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文档简介
高中生物学科知识结构网络
第一单元生命的物质基础和结构基础
(细胞中的化合物、细胞的结构和功能、细胞增殖、分化、癌变和衰老、生物膜系统和细胞工程)
1.1化学元素与生物体的关系
化学元《
1.2生物体中化学元素的组成特点
C、H、O、N四种元素含量最多
不同种生物体中化学元素的组成特点<元素种类大体相同
元素含量差异很大
1.3生物界与非生物界的统一性和差异性
统一性------组成生物体的化学元素,在无机自然界中都能找到
差异性------组成生物体的化学元素,在生物体和无机自然界中含量差异很大
1.4细胞中的化合物一览表
化合物分类元素组成主要生理功能
①组成细胞
②维持细胞形态
③运输物质
水④提供反应场所
⑤参与化学反应
⑥维持生物大分子功能
⑦调节渗透压
①构成化合物(Fe、Mg)
②组成细胞(如骨细胞)
无机盐
③参与化学反应
④维持细胞和内环境的渗透压)
单糖①供能(淀粉、糖元、葡萄糖等)
二糖②组成核酸(核糖、脱氧核糖)
糖类C、H、0
多糖③细胞识别(糖蛋白)
④组成细胞壁(纤维素)
①供能(贮备能源)
脂肪C、H、0
②组成生物膜
、、、、
脂质磷脂(类脂)CH0NP
③调节生殖和代谢(性激素、Vit.D)
固醉C、H、O
④保护和保温
①组成细胞和生物体
单纯蛋白(如胰岛素)C、H、0、N、S②调节代谢(激素)
蛋白质
结合蛋白(如糖蛋白)(Fe、Cu、P、Mo.......)③催化化学反应(酶)
④运输、免疫、识别等
①贮存和传递遗传信息
DNA
核酸RNAC、H、O、N、P②控制生物性状
③催化化学反应(RNA类酶)
1.5蛋白质的相关计算
设构成蛋白质的氨基酸个数,小
构成蛋白质的肽链条数为小
构成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为小
蛋白质中的肽键个数为X,
蛋白质的相对分子质量为y,
控制蛋白质的基因的最少碱基对数为广,
则肽键数=脱去的水分了•数,为x-ni-n...............................①
蛋白质的相对分子质量y=ma-\^x.................................②
r
或者y=-a-\Sx.................................③
3
L6蛋白质的组成层次
蛋白质
1.7核酸的基本组成单位
基本组成单位
名称一分子磷酸(H3Po4)
一分子五碳糖
核昔酸(8种)(核糖或脱氧核糖)
核首
一分子含氮碱基
(5种:A、G、C、T、U)
一分子磷酸
脱氧核昔酸O
….(4种)
—*于■、•一分子脱氧核糖
1O
11]一分子含氮碱基脱氧核甘
DNA(A、G、C、T)□
一分子磷酸
核糖核昔酸O
•白(4种)
>Y..一分子核糖
।O核糖核昔
一分子含氮碱基
RNA
(A、G、C、U)□
1.8生物大分子的组成特点及多样性的原因
名称基本单位3学型式聚合方式多样性的原因
①葡萄糖数目不同
②糖链的分支不同
多糖葡萄糖C6Hl2。6
③化学键的不同
R①氨基酸数目不同
1②氨基酸种类不同
蛋白质氨基酸NHCCOOH脱水缩合
2③氨基酸排列次序不同
1
④肽链的空间结构
H
Q①核甘酸数目不同
核酸
核甘酸②核昔酸排列次序不同
(DNA和RNA)
③核甘酸种类不同
1.9生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定
物质试剂操作要点颜色反应
临时混合
还原性糖斐林试剂(甲液和乙液)砖红色
加热
切片
脂肪苏丹III(苏丹IV)桔黄色(红色)
高倍镜观察
先加试剂A
蛋白质双缩版试剂(A液和B液)紫色
再滴加试剂B
加OOI5mol/LNaQ溶液5M1
DNA二苯胺蓝色
沸水加热5min
1.11细胞膜的物质交换功能
[亲脂小分子
自由扩散高浓度---低浓度膜
〔不消耗细胞能量(ATP)
的
(离子、小分子
j离子、不亲脂小分子流
I低浓度----*高浓度
动
主动运输
福载体蛋白运载性
物质交换<原
、消耗细胞能量(ATP)理
大分子、颗粒膜的流动性、膜融合特性
内吞
外排
1.12线粒体和叶绿体共同点
1、具有双层膜结构
2、进行能量转换
3、含遗传物质——DNA
4、能独立地控制性状
5、决定细胞质遗传
6、内含核糖体
7、有相对独立的转录翻译系统
8、能自我分裂增殖
1.13真核生物细胞器的比较
名称化学组成存在位置膜结构主要功能
蛋白质、呼吸酶、RNA、能有氧呼吸的
线粒体动植物细胞
脂质、DNA量主要场所
双层膜代
蛋白质、光合酶、RNA、
叶绿体植物叶肉细胞光合作用
谢
脂质、DNA、色素
与蛋白质、脂质、糖类
内质网蛋白质、酶、脂质
的加工、运输有关
动植物细胞中广单层膜蛋白质的运输、加工、
高尔基体蛋白质、脂质
泛存在细胞分泌、细胞壁形成
溶酶体蛋白质、脂质、酶细胞内消化
核糖体蛋白质、RNA、酶合成蛋白质
动物细胞无膜
中心体蛋白质与有丝分裂有关
低等植物细胞
1.14细胞有丝分裂中核内DNA、染色体和染色单体变化规律
间期前期中期后期末期
DNA含量2a----->4a4a4a4a2a
染色体数目(个)2N2N2N4N2N
染色体单数(个)04N4N00
染色体组数(个)22242
同源染色数(对)NNN2NN
注:设间期染色体数目为2N个,未复制时DNA含量为22。
1.15理化因素对细胞周期的影响
理化因素间期前期中期后期末期机理应用
过量脱氧胸背+抑制DNA复制治疗癌症
秋水仙素+抑制纺锤体形成获得多倍体
低温(2—4℃)+++++影响酶活和供能低温r:藏
注:十表示有影响
1.16细胞分裂异常(或特殊形式分裂)的类型及结果
类型分裂方式结果事例
细胞质不分裂有丝分裂双(多)核细胞多核胚囊
个别染色体不分离有丝分裂、减数分裂单体、多体21三体、唐氏综合征
全部染色体不分离有丝分裂、减数分裂多倍体四倍体植物
染色体多次复制,但不分离有丝分裂多线巨大染色体果蝇唾腺染色体
两个以上中心体有丝分裂多极核
L17细胞分裂与分化的关系
s
1.18已分化细胞的特点1.19分化后形成的不同种类细胞的特点
已分化细胞不同种类细胞<
生理功能专一
分裂能力丧失
1.20分化与细胞全能性的关系
分化程度越低全能性越高,分化程度越高全能性越低
生殖细胞(如卵细胞、花粉)分化程度高,全能性也高
-------分化程度最低(尚未分化),全能性最高
受精卵I匚二>
癌细胞特点:(无限增殖)
只分裂不分化
1.22癌细胞的特点
入无限分裂增殖永生细胞
形态结构变化成纤维细胞癌变
扁平梭形------------------►球形
细抱物质改变
如癌细胞膜糖蛋白减少,细胞黏着性降低,易转移扩散。
癌细胞的特点正常功能丧失
癌细胞膜表面含种瘤抗原,肝癌细胞含甲胎蛋白等
新冻代谢异常
引发免疫反应
,可以种间移植如线粒体功能障碍,无氧供能
主要是细胞免疫
可移植在异种生物体内生长,形成癌瘤
1.23衰老细胞的特点
水少水分减少,细胞萎缩,体积变小,代谢减慢酶
--------的活性降低
酸低1色素积累,阻碍细胞内物质交流和信息传递细
助
卷1水酶色核透I—而一胞核体积增大,染色体固缩,染色加深
L—/s(水煤色黑透)
词------------------细胞膜通透性改变,物质运输功能降低
透变1
病理性死亡(细胞坏死){环境因素突变
病原体入侵
1怪刑胞的死亡
胞
死<r动物变态蝌蚪尾部消失
亡・
正常生命需要\
花儿凋谢花瓣凋菱
程序性死亡(细胞凋亡)匚二)
极体消失
大部分淋巴细胞死亡
1.25生物膜与生物膜系统
为细应提供稳定的内环境
(细胞膜
进行物质运输、能量交换、信息传递
生理作用为化学反应提供场所
将细胞分隔成功能小区
生物膜系统
工业上淡化海水,处理污水
研究意义农业上讲究抗寒、抗旱、耐盐机理
概念
医药上人造膜材料代替病变器官
r结构上紧密联系
—一细胞膜、核膜及具膜细胞器构成的结构体系
—I功能上相互依奇__________
动物组织匚^泮个细胞睁代培养的传代培养
1.26细|胞邛呈动物细胞培养
WO
离体的
化愈伤化根
物
植植物组织培养
体
物
/rfll
植物
细胞A
植物
细胞B
1.27植物组织培养与动物细胞培养的比较
比较项目植物组织培养动物细胞培养
生物学原理细胞全能性细胞分裂
培养基性质固体液体
培养基成分蔗糖、氨基酸、维生素、水、矿物质、生长葡萄糖、氨基酸、无机盐、
素、细胞分裂素、琼脂维生素、水、动物血清
取材植物器官、组织或细胞动物胚胎、幼龄动物器官或
组织
培养对象植物器官、组织或细胞分散的单个细胞
过程脱分化、再分化原代培养、传代培养
细胞分裂生长分化特点①分裂:形成愈伤组织①只分裂不分化
②分化:形成根、芽②贴壁生长
③接触抑制
培养结果新的植株或组织细胞株或细胞系
应用①火速繁殖①生产蛋白质生物制品
②培育无病毒植株②皮肤细胞培养后移植
③?是取植物提取物(药物、香料、色素等)③检测有毒物质
④人工种子④生理、病理、药理研究
⑤港养转基因植物
培养条件无菌、适宜的温度和pH
1.28植物体细胞杂交与动物细胞融合的比绞
比较项目植物体细胞杂交动物细胞融合
生物学原理膜的流动性、膜融合特性
原生质体制备:细胞分散:
前期处理
纤维素酶和果胶酶处理胰蛋白酶处理
①物理:离心、振动、电刺激(同前)
方法和手段
②化学:聚乙二醇(PEG)③生物:灭活的病毒
①制备单克隆抗体
应用进行远缘杂交,创造植物新品种
②基因定位
下游技术(后续技术)植物组织培养动物细胞培养
你知道吗
细胞一一生物体结构和功能的基本单位
葡萄糖一一组成多糖的基本单位
氨基酸一一组成蛋白质的基本单位
亥昔酸一一组成核酸的基本单位
种群一一生物生存和进化的基本单位
第二单元生物的新陈代谢
I植物代谢部分:酶与ATP、光合作用、水分代谢、矿质营养、生物固氮
2.1酶的分类
单纯酶仅含蛋白质如胃蛋白质酶
/蛋白质类酶
厂蛋白质
(蛋白质本质)唾液淀粉酶含cr
离子细胞色素氧化酶含Cu2+
J复合酶
分解葡萄糖的酶含Mg2+
仁NADP(辅酶H)
辅助因子
酶辅酶B族维生素
生物素(粉化酶的辅酶)
有机物
RNA端粒酶含RNA
「存在于低等生物中,将RNA
RNA类酶
自我催化。对生命起源的研
(核酸本质)
究有重要意义。
2.2的促反应序列及其意义
的促反应序列生物体内的两促反应可以顺序连接起来,即第一个反应的产物是第二个反应的底
物,第二个反应的产物是第三个反应的底物,以此类推,所形成的反应链叫酶促反应序列,如
意义各种反应序列形成细胞的代谢网络,使物质代谢和能量代谢沿着特定路线有序进行,确
定了代谢的方向。
2.3生物体内ATP的来源
ATP来源反应式
光合作用的光反应
化能合成作用ADP+Pi+能量----->ATP
有氧呼吸酶
无氧呼吸
其它高能化合物转化酶
(如磷酸肌酸转化)0P(磷酸肌酸)+ADP_-C(肌酸)+ATP
2.4生物体内ATP的去向
光合作用的暗反应
细胞分裂
矿质元素吸收
新物质合成
植株的生长
前
神经传导和生物电
ATP-------^ADP+Pi+
肌肉收缩
吸收和分泌
合成代谢
生物发光
2.5光合作用的色素
胡萝卜素
(橙黄色)胡萝卜素叶黄素
大部分叶绿素a
(黄色)叶黄素
叶绿素b
(蓝绿色)叶绿素a
(黄绿色)叶绿素b慢吸收转化光能特殊状态的叶绿素a
[胡萝卜素
叶绿体基粒的类胡萝■也叶黄素
类囊体薄膜上分布组成
叶绿素叶绿素a
叶绿素b
2.6光合作用中光反应和暗反应的比较
比较项目光反应暗反应
反应场所叶绿体基粒叶绿体基质
能量变化光能----->电能活跃化学能----->稳定化学能
电能----->活跌化学能
物质变化
H20-------->[H]+O2CO2+NADPH+ATP-------->
+
NADP-+H++2e--------------->NADPHATP(CH2O)+ADP+Pi+NADP+H2O
+Pi-------->ATP
反应物H2O、ADP、Pi、NADP.82、ATP、NADPH
+
反应产物O2、ATP、NADPH(CH2O)、ADP、Pi、NADP、H20
反应条件需光不需光
反应性质光化学反应(快)能促反应(慢)
反应时间有光时(自然状态下,无光反应产物暗反应也不能进行)
2.7C3植物和C4植物光合作用的比较
C3植物C4植物
光反应叶肉细胞的叶绿体基粒叶肉细胞的叶绿体基粒
暗反应叶肉细胞的叶绿体基质维管束鞘细胞的叶绿体基质
C02固定仅有C3途径C途径一一<3途径
2.8C4植物与C3植物的鉴别方法
方法原理条件和过程现象和指标结论
生长状况:
在强光照、干旱、高
正常生长
生理温、低C02时,C4
正常生长:C4植物
学方或
植物能进行光合作密闭、强光照、干旱、
枯菱死亡:C3植物
枯萎死亡
法用,C3植物不能。
①是否有两圈花细
形态
胞围成环状结构
学方维管束鞘的结构差异是:C4植物
②鞘细胞是否含叶
法否:C3植物
绿体
出现蓝色:
①合成淀粉的场所出现①现象时:
叶片脱绿T加碘T①蓝色出现在维管
化学不同C4植物
过叶脉横切一制片束鞘细胞
方法②酒精溶解叶绿素出现②现象时:
一观察②蓝色出现在叶肉
③淀粉遇面碘变蓝C3植物
细胞
2.9C4植物中C4途径与C3途径的关系
PEP按化酷ATP
暗反应
co2
C02
AMP丙酮酸C3(
丙酮酸C3
(CH2O)
磷酸烯醇式
丙酮酸
(C3)
叶肉细胞维管束鞘细胞
注:磷酸烯醇式丙酮酸英文缩写为PEP。
2.10C4植物比C3植物光合作用强的原因
C3植物C4植物
结构原因:以育不良,无花环型结构,无发育良好,花环型,叶绿体大。
维管束鞘细胞的结构叶绿体。暗反应在此进行。有利于产物
光合作用在叶肉细胞进行,淀运输,光合效率高。
粉积累,影响光合效率。
生理原因:只有磷酸核酮糖粉化酶。两种酶均有。
PEP按化酶磷酸核酮糖耐化酶与CO2亲和PEP叛化酶与CO2亲和力大,
力弱,不能利用低利用低能力强。
磷酸核酮糖按化酶CO2oC02
2.11光能利用率与光合作用效率的关系
光合作用制造的有机物所含的能量
照在地面上的总能
光能利用率=
量中被转移的能量
照在该地面的总的光能
概念
光合作用制造的有机物所含的能量
参与光合作用的能
光合作用效率=------------------------------
光合竹退迹收的光能量中被转移的能量
热能损失
I光能损失荧光、磷光
光能电能化学能(贮存)
延长光合作用时间
关系提高光能利用率增加光合作用面积
提高光合作用效率-控制光照强弱
二氧化碳供应
必需矿质元素供应
2.12影响光合作用的外界因素与提高光能利用率的关系
/延长光合作用时间提高复种指数:改一年一季为一年多季
{合理密植
提增加光合作用面积
高
光
能
利
用
种(不同时播种)、间作(同时播种)
r因地制宜:阳生植物种阳地温度
控制光照强弱
阴生植物种阴地
光质影响:蓝紫光照,蛋白质和脂类多
影
红光照,糖类增多光响
光
增加二氧化碳供应合
通风透光,增施农家肥;人工增co2(温室)作
用
的
、
N:}ATPNADP+的成分CO2外
界
必需矿质元素供应因
素
'K:糖类的合成和运输
Mg:叶绿素的成分矿物质
水
2.13光合作用实验的常用方法
可同时使用
半叶法(遮盖法)光合作用产生淀粉割主叶脉法
密封法验证(探索)光合作用需
C02并放02、光强的影响
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