细胞奥赛辅导

细胞奥赛辅导第一页，共八十八页，2022年，8月28日中学生生物奥赛简介

中学生生物奥赛，从低到高主要包括以下4个层次的比赛：各省的初赛、全国联赛、全国竞赛、国际奥赛。

第二页，共八十八页，2022年，8月28日全国中学生生物学竞赛纲要（摘要）

2009.12.23

*细胞生物学、生物化学、微生物学25%*植物和动物的解剖、生理、组织和器官的结构与功能

30%*动物行为学、生态学

20%*遗传学与进化生物学、生物系统学

25%

第三页，共八十八页，2022年，8月28日竞赛考试纲要细目（细胞生物学部分）细胞的结构和功能化学成分-单糖、双糖、多糖-

脂类-

蛋白质：氨基酸、遗传密码子、蛋白质结构蛋白质的化学分类：简单蛋白质和结合蛋白质蛋白质的功能分类：结构蛋白和酶-

酶类：化学结构、酶作用的模型、变性、命名-

核酸：DNA,RNA-

其他重要化合物

ADP和ATPNAD+和NADHNADP+和NADPH第四页，共八十八页，2022年，8月28日细胞器细胞核-核膜-（核透明质）

-染色体-核仁细胞质

-细胞膜-透明质-线粒体

-内质网-核糖体-高尔基体

-溶酶体-液泡-前质体

-质体·叶绿体

·有色体

·白色体（如造粉体）第五页，共八十八页，2022年，8月28日

细胞代谢-碳水化合物的异化无氧呼吸：糖酵解有氧呼吸：糖酵解柠檬酸循环氧化磷酸化-

脂肪和蛋白质的异化-

同化作用光合作用光反应暗反应（卡尔文循环）第六页，共八十八页，2022年，8月28日蛋白质合成-

转录-

转译-

遗传密码通过膜的转运-

扩散-

渗透，质壁分离-

主动转运第七页，共八十八页，2022年，8月28日有丝分裂和减数分裂-

细胞周期：间期和有丝分裂-

染色单体、赤道板、单倍体和二倍体、基因组、体细胞和生殖细胞、配子、交换-

减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ第八页，共八十八页，2022年，8月28日第一章细胞的基本知识细胞的发现和细胞学说细胞的基本概念细胞的形态原核细胞和真核细胞植物细胞和动物细胞古细菌细胞工程第九页，共八十八页，2022年，8月28日几乎所有有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位细胞是具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位细胞是有机体生长与发育的基础细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性没有细胞就没有完整的生命细胞是生命活动的基本单位

第十页，共八十八页，2022年，8月28日

细胞的发现

1665年英国物理学家罗伯特·虎克（R.Hooke)用他自制的显微镜观察栓皮栎的软木切片时，看到了一个个蜂窝状的小室。他把这样的“小室”称为细胞。其实，他所看到的是植物细胞死亡后留下来的细胞空腔，是一个死细胞.第十一页，共八十八页，2022年，8月28日RobertHookeandhismicroscope第十二页，共八十八页，2022年，8月28日RobertHooke’s“cells”栓皮栎(li)第十三页，共八十八页，2022年，8月28日Micrographia

第十四页，共八十八页，2022年，8月28日MadebyA.vanLeeuwenhoek(1632-1723).Magnificationrangesat50-275x.第十五页，共八十八页，2022年，8月28日细胞学说

MatthiasJacobSchleidenTheodarSchwann第十六页，共八十八页，2022年，8月28日细胞学说

CellTheory是19世纪的重大发现之一，其基本内容有三条：①有机体是由细胞构成的；②细胞是构成有机体的基本单位；③新细胞来源于已存在细胞的分裂第十七页，共八十八页，2022年，8月28日细胞是生命活动的基本单位

一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位细胞是有机体生长与发育的基础细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性没有细胞就没有完整的生命第十八页，共八十八页，2022年，8月28日细胞的形状一个细胞与其他细胞分离而单独存在时，称游离细胞。游离细胞常呈球形或近于球形。但实际上由于细胞表面张力或原生质粘度的不均一性等原因，很多单独存在的游离细胞并不呈球状。例如，动物的卵细胞、植物的花粉母细胞是球状或近于球状的细胞，人的红细胞呈扁圆状，某些细菌呈螺旋状，精子和许多原生动物具有鞭毛或纤毛，变形虫和白血球等为不定形细胞。第十九页，共八十八页，2022年，8月28日不同细胞形状和不同组织的模式图第二十页，共八十八页，2022年，8月28日许多细胞构成组织，这样的细胞称组织细胞。组织细胞的形状受相邻细胞的制约，并和细胞的生理功能有关。例如肌肉细胞适于伸缩，神经细胞适于接受刺激、产生兴奋、传导兴奋。第二十一页，共八十八页，2022年，8月28日细胞形态结构与功能的关系第二十二页，共八十八页，2022年，8月28日细胞的大小细胞的体积很小，肉眼一般是看不见的，需要借助显微镜才能看到。在显微技术和电镜技术中常用的单位有：毫米(mm)、微米（μm）、纳米（nm）。

1m＝102cm＝106μm＝109nm第二十三页，共八十八页，2022年，8月28日细胞类型直径大小(μm)支原体细胞0.1-0.3细菌细胞1-2动植物细胞20-30原生动物细胞数百至数千细胞的大小及其分析

各类细胞直径的比较第二十四页，共八十八页，2022年，8月28日细胞的大小与生物体的大小没有相关性。参天的大树与新生的小苗；大象与昆虫，它们的细胞大小相差无几。鲸是最大的动物，但是它的细胞并不大，生物体积的加大，主要是细胞数目的增多造成的。

第二十五页，共八十八页，2022年，8月28日细胞和细胞组分的相对大小人体高度某些神经和肌肉细胞的长度鸡卵蛙卵动植物细胞细胞核、多数细菌、线粒体最小的细菌病毒、核糖体蛋白质小的分子、原子o.1mm200nm0.2nm第二十六页，共八十八页，2022年，8月28日主要代表：支原体

衣原体细菌

蓝藻（蓝细菌）放线菌

1.原核细胞第二十七页，共八十八页，2022年，8月28日原核细胞原核细胞外部由质膜包围，质膜的结构与化学组成和真核细胞相似。在质膜之外还有一层坚固的细胞壁保护。原核细胞壁的化学组成与真核细胞不同，是由一种叫胞壁质的多糖蛋白所组成，少数原核细胞的壁还含有其他多糖和类脂，有的原核细胞壁外还有胶质层。第二十八页，共八十八页，2022年，8月28日原核细胞内有一个含DNA的区域，称类核或拟核。类核外面没有核膜，只由一条DNA构成。这种DNA不与蛋白质结合形成核蛋白。原核细胞中没有内质网、高尔基体、线粒体和质体等，但有核糖体和中间体。核糖体分散在原生质中，是蛋白质合成的场所。中间体是质膜内陷形成的复杂的褶叠构造，其中有小泡和细管样结构。有些原核细胞含有类囊体等结构。类囊体具有光合作用功能。在原核细胞中还有糖原颗粒、脂肪滴和蛋白颗粒等内含物。第二十九页，共八十八页，2022年，8月28日真核细胞的结构第三十页，共八十八页，2022年，8月28日对比原核与真核细胞的特征第三十一页，共八十八页，2022年，8月28日原核细胞真核细胞细胞大小很小（1～10微米）较大（10～100微米）细胞核无膜（称“类核”）有膜遗传系统DNA不与蛋白质结合一个细胞只有一条DNA核内的DNA与蛋白质结合，形成染色质（染色体）一个细胞有两条以上染色体细胞质无内质网无高尔基体无溶酶无线粒体仅有功能上相近的中间体无叶绿体，但有的原核细胞有类囊体一般无微管、无微丝无中心粒有内质网有高尔基体有溶酸体有线粒体有叶绿体(植物细胞）有微管、微丝在中心粒(动物细胞）细胞壁主要由胞壁质组成主要由纤维素组成

原核细胞和真核细胞的主要区别第三十二页，共八十八页，2022年，8月28日第三十三页，共八十八页，2022年，8月28日第三十四页，共八十八页，2022年，8月28日动物和低等植物细胞有高等植物细胞特有高等的植物细胞特有细胞壁、质体（叶绿体）、液泡结构而动物细胞及低等植物细胞没有这三种结构。动物细胞和低等植物细胞有中心体而高等植物细胞没有。动物细胞和植物细胞的亚显微结构的区别？第三十五页，共八十八页，2022年，8月28日植物细胞和动物细胞的主要区别植物细胞具有质体；动物细胞具有中心体植物细胞具有细胞壁，相邻细胞间有一层胶状物粘合作用，称中层或胞间层。在两个相邻植物细胞间，有原生质丝相连，称胞间连丝，使细胞间互相沟通。成熟的植物细胞中往往有大液泡。第三十六页，共八十八页，2022年，8月28日古细菌与真细菌

古细菌（archaebacteria）生活在特殊的环境中，如有的生活在高浓度盐环境中，有的生活在80度以上的环境中，与真核细胞曾在进化上有过共同历程

主要证据进化系统树第三十七页，共八十八页，2022年，8月28日主要证据（1）细胞壁成分与真核细胞相似，而非由含壁酸的肽聚糖构成，因此抑制壁酸合成的链霉素，抑制肽聚糖前体合成的环丝氨酸，抑制肽聚糖合成的青霉素与万古霉素等对古细菌与真核细胞无作用。（2）DNA与基因结构：古细菌DNA中有重复序列的存在。多数古核细胞的基因组中存在内含子。（3）有类核小体结构：古细菌具有组蛋白，而且能与DNA构建成类似核小体结构。

第三十八页，共八十八页，2022年，8月28日（4）有类似真核细胞的核糖体：多数古细菌类的核糖体较真细菌有增大趋势，含有60种以上蛋白，介于真核细胞（70～84）与真细菌（55）之间。抗生素同样不能抑制古核细胞类的核糖体的蛋白质合成。（5）5SrRNA：根据对5SrRNA的分子进化分析，认为古细菌与真核生物同属一类，而真细菌却与之差距甚远。5SrRNA二级结构的研究也说明很多古细菌与真核生物相似。第三十九页，共八十八页，2022年，8月28日进化系统树p.998第四十页，共八十八页，2022年，8月28日第四十一页，共八十八页，2022年，8月28日

初赛又叫预赛，绝大部分省份的初赛范围以中学内容为主，适当有所扩展。试题难度大于高考，易于全国竞赛试题。我省一般在3月底4月初进行。第四十二页，共八十八页，2022年，8月28日

全国联赛考试时间一般为每年5月第二周星期日上午9：00－11：00

联赛考试内容以高中生物学为基础，并有一定扩展，扩展的部分可参考高校普通生物学的内容。试题难度大于高考、低于全国竞赛试题。第四十三页，共八十八页，2022年，8月28日

从2010年起全国生物学联赛取消各省组织的实验考试，改为在理论试题中设计一定比例的实验笔答题试卷形式。联赛试卷只采取不定项选择题一种形式。试题按学科分类，单选与多选混排，每小题只标明分值，不标是否单选或多选（但多数题可从题干中判断出单选或多选）。答案完全正确才可得分。第四十四页，共八十八页，2022年，8月28日

联赛获奖比例分别占本省参赛考生总数的1%、5%和10%。其中一等奖人数为基础名额加奖励名额，基础名额为20，奖励名额随后由全国中学生生物学竞赛委员会公布。二、三等奖人数上限100人和200人。

第四十五页，共八十八页，2022年，8月28日

全国竞赛的范围要求学生在普通生物学内容的基础上，对生物学的主干课程：细胞生物学、生物化学、分子生物学、微生物学、植物学、植物生理学、动物学、动物生理学、遗传学、进化论、生态学、动物行为学等有系统的了解，对学生生物学知识的广度和深度都有一定的要求，难度较大。考试时间为8月中旬。第四十六页，共八十八页，2022年，8月28日一、最小、最简单的细胞—支原体第四十七页，共八十八页，2022年，8月28日

细胞膜；遗传信息载体DNA与RNA；进行蛋白质合成的一定数量的核糖体；催化主要酶促反应所需要的酶。归纳：一个细胞生存和繁殖必须具备的结构装置与机能是什么？第四十八页，共八十八页，2022年，8月28日细菌的形态与结构第四十九页，共八十八页，2022年，8月28日Capsie荚膜cytosol细胞质基质flagella鞭毛第五十页，共八十八页，2022年，8月28日蓝藻模式图第五十一页，共八十八页，2022年，8月28日细胞工程生物奥赛辅导(2)臧恒第五十二页，共八十八页，2022年，8月28日细胞工程的概念

细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。细胞工程植物细胞工程动物细胞工程第五十三页，共八十八页，2022年，8月28日植物细胞工程的基本技术和理论基础

植物细胞工程的理论基础是：

植物细胞的全能性植物细胞工程常用的技术是植物组织培养植物体细胞杂交概念：细胞的全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能。原因：是生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质及发育为完整个体所必需的全部基因。第五十四页，共八十八页，2022年，8月28日植物组织培养的概念

植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。第五十五页，共八十八页，2022年，8月28日植物组织培养的过程离体的植物器官、组织或细胞脱分化（又叫去分化）愈伤组织（排列疏松而无规则，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞）再分化根或芽等器官植物体植物组织培养的条件：适宜的养料和激素，适宜的温度和无菌条件第五十六页，共八十八页，2022年，8月28日第五十七页，共八十八页，2022年，8月28日植物体细胞杂交的概念

将不同种植物的体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。（不同种生物之间存在着生殖隔离，所以用传统的有性杂交方法是不可能做到这一点的）第五十八页，共八十八页，2022年，8月28日植物细胞A植物细胞B去掉细胞壁去掉细胞壁原生质体A原生质体B原生质体融合杂合的原生质体再生出细胞壁杂种细胞细胞分裂分化发育愈伤组织杂种植株植物体细胞杂交过程第五十九页，共八十八页，2022年，8月28日植物体细胞杂交过程原生质体制备原生质体融合

杂种细胞的筛选和培养杂种植株的再生与鉴定物理法：离心、振动、电刺激等化学法：聚乙二醇等试剂纤维素酶、果胶酶处理第六十页，共八十八页，2022年，8月28日问题为什么“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？主要原因是：生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以马铃薯—番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。第六十一页，共八十八页，2022年，8月28日植物细胞工程的实际应用繁殖植物的新途径微型育种作物脱毒人工种子育种新方法单倍体育种诱导突变体细胞产物的工厂化生产第六十二页，共八十八页，2022年，8月28日概念：应用组织培养技术，快速繁殖植物（也叫快速繁殖技术）原理：植物细胞的全能性优点：繁殖率高，可大批量生产取材少培养周期短保持优良性状微型繁殖第六十三页，共八十八页，2022年，8月28日作物脱毒病毒在作物体内逐年积累，会导致作物产量降低，品质变差分生区附近（茎尖、根尖）的病毒极少，甚至没有采用茎尖进行组织培养第六十四页，共八十八页，2022年，8月28日人工种子结构：人工薄膜+胚状体（不定芽、顶芽、腋芽）优点：不受气候、季节、地域的限制保留优良性状时间短，占地少技术：组织培养原理：细胞全能性第六十五页，共八十八页，2022年，8月28日单倍体育种方法：花药离体培养技术：组织培养获得单倍体秋水素处理单倍体的幼苗，使染色体加倍优点：明显缩短了育种年限后代稳定遗传第六十六页，共八十八页，2022年，8月28日突变体的利用利用组织培养时，分裂状态的细胞易受培养条件和外界压力（如射线，化学物质等）的影响而产生突变的原理，诱导并筛选出对人类有用的突变体。第六十七页，共八十八页，2022年，8月28日细胞产物的工厂化生产红豆杉与紫杉醇人参皂苷的生产第六十八页，共八十八页，2022年，8月28日动物胚胎或幼龄动物的组织、器官细胞悬浮液胰蛋白酶10代细胞原代培养50代细胞传代培养细胞株无限传代细胞系单个细胞加培养液遗传物质未改变遗传物质已改变动物组织细胞间隙中含有一定量的弹性纤维等蛋白质，将细胞网络起来形成具有一定弹性和韧性的组织和器官。动物细胞培养第六十九页，共八十八页，2022年，8月28日思考：2、为什么选用动物胚胎或幼龄个体的器官或组织做动物细胞培养材料？1、动物细胞培养液的主要成分是什么？较植物组培培养基有何独特之处？主要成分：葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。独特之处有：1、液体培养基2、成分中有动物血清等

因为这些组织或器官上的细胞生命力旺盛，分裂能力强第七十页，共八十八页，2022年，8月28日3、为什么培养前要将组织细胞分散成单个细胞？

成块组织不利培养，分散了做成细胞悬浮液利于培养4、动物细胞培养能否像绿色植物组织培养那样最终培养成新个体？不能，动物细胞培养只能使细胞数目增多，不能发育成新的动物个体第七十一页，共八十八页，2022年，8月28日

细胞克隆1、概念把一个单细胞从群体中分离出来单独培养，使之繁衍成一个新的细胞群体的技术。遗传性状均一，表现的性状相似2、最基本要求保证所建成的克隆来源于单个细胞第七十二页，共八十八页，2022年，8月28日细胞融合是正常的生命活动两个细胞正在融合

受精作用动物细胞融合第七十三页，共八十八页，2022年，8月28日动物细胞融合细胞A细胞B杂种细胞灭活的病毒物理法化学法仙台病毒疱疹病毒新城鸡瘟病毒第七十四页，共八十八页，2022年，8月28日用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程细胞核病毒颗粒细胞核灭活的病毒颗粒黏附于细胞表面细胞膜被病毒颗粒穿通细胞膜连接细胞融合，形成杂种细胞（细胞膜具有一定的流动性）第七十五页，共八十八页，2022年，8月28日

单克隆抗体制备过程

注射抗原B淋巴细胞骨髓瘤细胞细胞融合、筛选杂交瘤细胞细胞培养筛选，继续培养足够数量的、能产生特定抗体的细胞群体外培养注射到小鼠腹腔单克隆抗体第七十六页，共八十八页，2022年，8月28日第七十七页，共八十八页，2022年，8月28日动物的胚胎移植

解决某些妊娠时间长、每胎产子数量少的优良种畜的繁殖速度问题。第七十八页，共八十八页，2022年，8月28日胚胎移植技术