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PAGE第1頁高三第二輪復(fù)習生物知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)第一單元生命的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)(細胞中的化合物、細胞的結(jié)構(gòu)和功能、細胞增殖、分化、癌變和衰老、生物膜系統(tǒng)和細胞工程)1.3生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性統(tǒng)一性統(tǒng)一性組成生物體的化學元素,在無機自然界中都能找到差異性組成生物體的化學元素,在生物體和無機自然界中含量差異很大1.4細胞中的化合物一覽表化合物分類元素組成主要生理功能水①組成細胞②維持細胞形態(tài)③運輸物質(zhì)④提供反應(yīng)場所⑤參與化學反應(yīng)⑥維持生物大分子功能⑦調(diào)節(jié)滲透壓無機鹽①構(gòu)成化合物(Fe、Mg)②組成細胞(如骨細胞)③參與化學反應(yīng)④維持細胞和內(nèi)環(huán)境的滲透壓)糖類單糖二糖多糖C、H、O①供能(淀粉、糖元、葡萄糖等)②組成核酸(核糖、脫氧核糖)③細胞識別(糖蛋白)④組成細胞壁(纖維素)脂質(zhì)脂肪磷脂(類脂)固醇C、H、OC、H、O、N、PC、H、O①供能(貯備能源)②組成生物膜③調(diào)節(jié)生殖和代謝(性激素、Vit.D)④保護和保溫蛋白質(zhì)單純蛋白(如胰島素)結(jié)合蛋白(如糖蛋白)C、H、O、N、S(Fe、Cu、P、Mo……)①組成細胞和生物體②調(diào)節(jié)代謝(激素)③催化化學反應(yīng)(酶)④運輸、免疫、識別等核酸DNARNAC、H、O、N、P①貯存和傳遞遺傳信息②控制生物性狀③催化化學反應(yīng)(RNA類酶)1.9生物組織中還原性糖、脂肪、蛋白質(zhì)和DNA的鑒定物質(zhì)試劑操作要點顏色反應(yīng)還原性糖斐林試劑(甲液和乙液)臨時混合加熱磚紅色脂肪蘇丹Ⅲ(蘇丹Ⅳ)切片高倍鏡觀察桔黃色(紅色)蛋白質(zhì)雙縮脲試劑(A液和B液)先加試劑A再滴加試劑B紫色DNA二苯胺加0.015mol/LNaCl溶液5Ml沸水加熱5min藍色選擇透過性膜的特點三個通過水選擇透過性膜的特點三個通過水自由通過可以通過不能通過被選擇的離子和小分子其它離子、小分子和大分子1.12線粒體和葉綠體共同點1、具有雙層膜結(jié)構(gòu)2、進行能量轉(zhuǎn)換3、含遺傳物質(zhì)——DNA4、能獨立地控制性狀5、決定細胞質(zhì)遺傳6、內(nèi)含核糖體7、有相對獨立的轉(zhuǎn)錄翻譯系統(tǒng)8、能自我分裂增殖1.13真核生物細胞器的比較名稱化學組成存在位置膜結(jié)構(gòu)主要功能線粒體蛋白質(zhì)、呼吸酶、RNA、脂質(zhì)、DNA動植物細胞雙層膜能量代謝有氧呼吸的主要場所葉綠體蛋白質(zhì)、光合酶、RNA、脂質(zhì)、DNA、色素植物葉肉細胞光合作用內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)、酶、脂質(zhì)動植物細胞中廣泛存在單層膜與蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、糖類的加工、運輸有關(guān)高爾基體蛋白質(zhì)、脂質(zhì)蛋白質(zhì)的運輸、加工、細胞分泌、細胞壁形成溶酶體蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、酶細胞內(nèi)消化核糖體蛋白質(zhì)、RNA、酶無膜合成蛋白質(zhì)中心體蛋白質(zhì)動物細胞低等植物細胞與有絲分裂有關(guān)1.14細胞有絲分裂中核內(nèi)DNA、染色體和染色單體變化規(guī)律間期前期中期后期末期DNA含量2a—→4a4a4a4a2a染色體數(shù)目(個)2N2N2N4N2N染色體單數(shù)(個)04N4N00染色體組數(shù)(個)22242同源染色數(shù)(對)NNN2NN注:設(shè)間期染色體數(shù)目為2N個,未復(fù)制時DNA含量為2a。1.15理化因素對細胞周期的影響理化因素間期前期中期后期末期機理應(yīng)用過量脫氧胸苷+抑制DNA復(fù)制治療癌癥秋水仙素+抑制紡錘體形成獲得多倍體低溫(2—4℃+++++影響酶活和供能低溫貯藏膜生物膜系統(tǒng)生物膜膜生物膜系統(tǒng)生物膜功能上的聯(lián)系組成細胞的膜的總稱化學組成相似基本結(jié)構(gòu)相同結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系直接聯(lián)系間接聯(lián)系核外膜——內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜——胞膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜——線粒體外膜(或相依)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜—膜泡—高爾基體膜—膜泡—胞膜分泌作用胞飲作用內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-高爾基體-細胞膜細胞膜-溶酶體相互配合協(xié)調(diào)工作細胞膜、核膜及具膜細胞器構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)上緊密聯(lián)系功能上相互依存生理作用研究意義為細胞提供穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境進行物質(zhì)運輸、能量交換、信息傳遞為化學反應(yīng)提供場所將細胞分隔成功能小區(qū)細胞膜工業(yè)上淡化海水,處理污水研究抗寒、抗旱、耐鹽機理人造膜材料代替病變器官農(nóng)業(yè)上醫(yī)藥上概念概念植物細植物細胞工程細胞工程植物組織培養(yǎng)離體的植物器官組織或細胞愈傷組織根芽植物體脫分化再分化植物體細胞雜交植物細胞A植物細胞B去壁融合雜種細胞組織培養(yǎng)動物細胞工程動物組織單個細胞原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)胚胎移植動物細胞融合動物細胞A動物細胞B雜種細胞細胞培養(yǎng)融合篩選核移植單克隆抗體免疫小鼠小鼠骨髓瘤細胞小鼠B細胞提取抗體融合細胞雜交瘤細胞提取融合篩選體內(nèi)培養(yǎng)體外培養(yǎng)1.27植物組織培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)的比較比較項目植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)生物學原理細胞全能性細胞分裂培養(yǎng)基性質(zhì)固體液體培養(yǎng)基成分蔗糖、氨基酸、維生素、水、礦物質(zhì)、生長素、細胞分裂素、瓊脂葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素、水、動物血清取材植物器官、組織或細胞動物胚胎、幼齡動物器官或組織培養(yǎng)對象植物器官、組織或細胞分散的單個細胞過程脫分化、再分化原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)細胞分裂生長分化特點①分裂:形成愈傷組織②分化:形成根、芽①只分裂不分化②貼壁生長③接觸抑制培養(yǎng)結(jié)果新的植株或組織細胞株或細胞系應(yīng)用①快速繁殖②培育無病毒植株③提取植物提取物(藥物、香料、色素等)④人工種子⑤培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因植物①生產(chǎn)蛋白質(zhì)生物制品②皮膚細胞培養(yǎng)后移植③檢測有毒物質(zhì)④生理、病理、藥理研究培養(yǎng)條件無菌、適宜的溫度和pH1.28植物體細胞雜交與動物細胞融合的比較比較項目植物體細胞雜交動物細胞融合生物學原理膜的流動性、膜融合特性前期處理原生質(zhì)體制備:纖維素酶和果膠酶處理細胞分散:胰蛋白酶處理方法和手段①物理:離心、振動、電刺激②化學:聚乙二醇(PEG)(同前)③生物:滅活的病毒應(yīng)用進行遠緣雜交,創(chuàng)造植物新品種①制備單克隆抗體②基因定位下游技術(shù)(后續(xù)技術(shù))植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)你知道嗎細胞分裂產(chǎn)生你知道嗎細胞分裂產(chǎn)生新細胞細胞分化產(chǎn)生新細胞類型基因突變產(chǎn)生新基因基因重組產(chǎn)生新基因型生殖隔離產(chǎn)生新物種你知道嗎細胞——生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位葡萄糖——組成多糖的基本單位氨基酸——組成蛋白質(zhì)的基本單位核苷酸——組成核酸的基本單位基因——控制生物性狀的基本單位種群——生物生存和進化的基本單位第二單元生物的新陳代Ⅰ植物代謝部分:酶與ATP、光合作用、水分代謝、礦質(zhì)營養(yǎng)、生物固氮2.1酶的分類(蛋白質(zhì)本質(zhì))(蛋白質(zhì)本質(zhì))(核酸本質(zhì))蛋白質(zhì)類酶RNA類酶單純酶復(fù)合酶僅含蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)輔助因子離子有機物輔酶NADP(輔酶Ⅱ)B族維生素生物素(羧化酶的輔酶)RNA端粒酶含RNA唾液淀粉酶含Cl細胞色素氧化酶含Cu2+分解葡萄糖的酶含Mg2+如胃蛋白質(zhì)酶酶存在于低等生物中,將RNA自我催化。對生命起源的研究有重要意義。2.2酶促反應(yīng)序列及其意義酶促反應(yīng)序列生物體內(nèi)的酶促反應(yīng)可以順序連接起來,即第一個反應(yīng)的產(chǎn)物是第二個反應(yīng)的底物,第二個反應(yīng)的產(chǎn)物是第三個反應(yīng)的底物,以此類推,所形成的反應(yīng)鏈叫酶促反應(yīng)序列。如AABCD酶1酶2酶3終產(chǎn)物……酶4酶n意義各種反應(yīng)序列形成細胞的代謝網(wǎng)絡(luò),使物質(zhì)代謝和能量代謝沿著特定路線有序進行,確定了代謝的方向。2.3生物體內(nèi)ATP的來源ATP來源反應(yīng)式光合作用的光反應(yīng)酶酶ADP+Pi+能量——→酶酶化能合成作用有氧呼吸無氧呼吸其它高能化合物轉(zhuǎn)化(如磷酸肌酸轉(zhuǎn)化)C~P(磷酸肌酸)+ADP——→C(肌酸)+ATP神經(jīng)傳導(dǎo)和生物電肌肉收縮吸收和分泌合成代謝生物發(fā)光神經(jīng)傳導(dǎo)和生物電肌肉收縮吸收和分泌合成代謝生物發(fā)光光合作用的暗反應(yīng)細胞分裂礦質(zhì)元素吸收新物質(zhì)合成植株的生長植物動物ATP——→ADP+Pi+能量酶2.6光合作用中光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較比較項目光反應(yīng)暗反應(yīng)反應(yīng)場所葉綠體基粒葉綠體基質(zhì)能量變化光能——→電能電能——→活躍化學能活躍化學能——→穩(wěn)定化學能物質(zhì)變化H2O——→[H]+O2NADP++H++2e——→NADPHATP+Pi——→ATPCO2+NADPH+ATP———→(CH2O)+ADP+Pi+NADP++H2O反應(yīng)物H2O、ADP、Pi、NADP+CO2、ATP、NADPH反應(yīng)產(chǎn)物O2、ATP、NADPH(CH2O)、ADP、Pi、NADP+、H2O反應(yīng)條件需光不需光反應(yīng)性質(zhì)光化學反應(yīng)(快)酶促反應(yīng)(慢)反應(yīng)時間有光時(自然狀態(tài)下,無光反應(yīng)產(chǎn)物暗反應(yīng)也不能進行)2.7C3植物和C4植物光合作用的比較C3植物C4植物光反應(yīng)葉肉細胞的葉綠體基粒葉肉細胞的葉綠體基粒暗反應(yīng)葉肉細胞的葉綠體基質(zhì)維管束鞘細胞的葉綠體基質(zhì)CO2固定僅有C3途徑C4途徑—→C3途徑2.8C4植物與C3植物的鑒別方法方法原理條件和過程現(xiàn)象和指標結(jié)論生理學方法在強光照、干旱、高溫、低CO2時,C4植物能進行光合作用,C3植物不能。密閉、強光照、干旱、高溫生長狀況:正常生長或枯萎死亡正常生長:C4植物枯萎死亡:C3植物形態(tài)學方法維管束鞘的結(jié)構(gòu)差異過葉脈橫切,裝片①是否有兩圈花細胞圍成環(huán)狀結(jié)構(gòu)②鞘細胞是否含葉綠體是:C4植物否:C3植物化學方法①合成淀粉的場所不同②酒精溶解葉綠素③淀粉遇面碘變藍葉片脫綠→加碘→過葉脈橫切→制片→觀察出現(xiàn)藍色:①藍色出現(xiàn)在維管束鞘細胞②藍色出現(xiàn)在葉肉細胞出現(xiàn)①現(xiàn)象時:C4植物出現(xiàn)②現(xiàn)象時:C3植物2.9C4植物中C4途徑與C3途徑的關(guān)系草酰乙酸草酰乙酸(C4)蘋果酸C4丙酮酸C3磷酸烯醇式丙酮酸(C3)ATPPEP羧化酶AMPNADP+NADPHCO2蘋果酸C4丙酮酸C3NADP+NADPHCO2暗反應(yīng)(CH2O)葉肉細胞維管束鞘細胞C52.10C4植物比C3植物光合作用強的原因C3植物C4植物結(jié)構(gòu)原因:維管束鞘細胞的結(jié)構(gòu)以育不良,無花環(huán)型結(jié)構(gòu),無葉綠體。光合作用在葉肉細胞進行,淀粉積累,影響光合效率。發(fā)育良好,花環(huán)型,葉綠體大。暗反應(yīng)在此進行。有利于產(chǎn)物運輸,光合效率高。生理原因:PEP羧化酶磷酸核酮糖羧化酶只有磷酸核酮糖羧化酶。磷酸核酮糖羧化酶與CO2親和力弱,不能利用低CO2。兩種酶均有。PEP羧化酶與CO2親和力大,利用低CO2能力強。2.11光能利用率與光合作用效率的關(guān)系關(guān)系關(guān)系提高光能利用率延長光合作用時間增加光合作用面積提高光合作用效率控制光照強弱二氧化碳供應(yīng)必需礦質(zhì)元素供應(yīng)光合作用效率光合作用制造的有機物所含的能量光合作用吸收的光能=參與光合作用的能量中被轉(zhuǎn)移的能量光能利用率照在該地面的總的光能光合作用制造的有機物所含的能量=照在地面上的總能量中被轉(zhuǎn)移的能量概念熱能損失光能損失→熒光、磷光光能→電能→化學能(貯存)去向2.12影響光合作用的外界因素與提高光能利用率的關(guān)系影響光合作用的外界因素影響光合作用的外界因素提高光能利用率增加二氧化碳供應(yīng)通風透光,增施農(nóng)家肥;人工增CO2(溫室)必需礦質(zhì)元素供應(yīng)N:P:K:糖類的合成和運輸Mg:葉綠素的成分ATP、NADP+的成分控制光照強弱因地制宜:陽生植物種陽地陰生植物種陰地光質(zhì)影響:藍紫光照,蛋白質(zhì)和脂類多紅光照,糖類增多延長光合作用時間提高復(fù)種指數(shù):改一年一季為一年多季增加光合作用面積合理密植套種(不同時播種)、間作(同時播種)光CO2礦物質(zhì)水溫度2.14植物對水分的吸收和利用2.14.1植物對水分的吸收滲透吸水滲透吸水滲透系統(tǒng)隔著半透膜的兩種溶液構(gòu)成的體系吸脹吸水液泡尚未形成或消失通過親水物質(zhì)的親水性吸水植物細胞構(gòu)成滲透系統(tǒng)原生質(zhì)層由細胞膜、液泡膜、兩膜之間的細胞質(zhì)構(gòu)成看作一層半透膜(本質(zhì)是選擇透過性)兩個系統(tǒng)①植物細胞與土壤溶液之間構(gòu)成②每兩個植物細胞之間構(gòu)成水分的吸收吸水原理主要由成熟細胞的中央液泡構(gòu)成滲透系統(tǒng)通過滲透作用吸水發(fā)生條件①具有半透膜②膜兩側(cè)溶液具有濃度差溶液與純水達平衡時,溶液一方所承受的外壓差。滲透壓2.14.2擴散作用與滲透作用的聯(lián)系與區(qū)別擴散作用擴散作用滲透作用物質(zhì)由相對多(密度高)的地方向相對少(密度低)的地方運動的過程,叫擴散溶劑分子的擴散叫滲透,具備一定條件才能發(fā)生聯(lián)系區(qū)別物質(zhì)由高到低的移動方式,利用物質(zhì)本身的屬性,不需要能量特指溶劑分子(如水、酒精等)的擴散,需特定的條件2.14.3半透膜與選擇透過性膜的區(qū)別與聯(lián)系半透膜選擇透過性膜概念小分子、離子能透過,大分子不能透過水自由通過,被選擇的離子和其它小分子可以通過,大分子和顆粒不能通過性質(zhì)半透性(存在微孔,取決于孔的大小)選擇透過性(生物分子組成,取決于脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和ATP)狀態(tài)活或死活材料合成材料或生物材料生物膜(磷脂和蛋白質(zhì)構(gòu)成的膜)物質(zhì)運動方向不由膜決定,取決于物質(zhì)密度水和親脂小分子:不由膜決定,取決于物質(zhì)密度離子和其它小分子:膜上載體(蛋白質(zhì))決定功能滲透作用滲透作用和其它更多的生命活動功能共同點水自由通過,大分子和顆粒都不能通過2.14.4植物體內(nèi)水分的運輸導(dǎo)管運輸導(dǎo)管運輸水分的運輸方向向上:根—→莖—→葉動力蒸騰作用產(chǎn)生蒸騰拉力根壓導(dǎo)致吐水現(xiàn)象2.17生物固氮生物固氮生物固氮將大氣氮(N2)還原成NH3的過程概念意義②對自然界氮循環(huán)有重要作用①為綠色植物提供氮素營養(yǎng)固氮微生物的種類種類固氮原因及條件代謝類型常見類型在生態(tài)系統(tǒng)中的作用同化異化共生固氮類與豆科植物共生時異養(yǎng)需氧根瘤菌(6種)(大豆、菜豆、豌豆、苜蓿、羽扇豆、三葉草)消費者(取食于活的生物體)自生固氮類獨立生活自養(yǎng)固氮藍藻(念珠藻)生產(chǎn)者異養(yǎng)圓褐固氮菌黃色分支桿菌分解者(腐生生活)注意:不同的根瘤菌具有共生專一性。如蠶豆根瘤菌與蠶豆、豌豆、豇豆共生;大豆根瘤菌只能與大豆共生。固氮過程N2+e+H++ATP————→NH3+ADP+Pi固氮酶(選學)固氮基因(固氮酶)大氣氮庫(N2大氣氮庫(N2)大氣固氮工業(yè)固氮NO3-氮素化肥氮鹽尿素硝化細菌分解者生物固氮NH3-NO2-、NO3-反硝化細菌N2遺體生產(chǎn)者消費者脲酶尿素脲酶固氮微生物N2固氮微生物N2————→NH3固氮酶硝化細菌NH3——→NO2-、NO3-酶反硝化細菌NO2-、NO3-——→N2酶(N2循環(huán))1.22癌細胞的特點癌細胞的特點癌細胞的特點無限分裂增殖形態(tài)結(jié)構(gòu)變化細胞物質(zhì)改變正常功能喪失新陳代謝異常引發(fā)免疫反應(yīng)扁平梭形球形成纖維細胞癌變?nèi)绨┘毎ぬ堑鞍诇p少,細胞黏著性降低,易轉(zhuǎn)移擴散。癌細胞膜表面含腫瘤抗原,肝癌細胞含甲胎蛋白等如線粒體功能障礙,無氧供能可移植在異種生物體內(nèi)生長,形成癌瘤可以種間移植主要是細胞免疫永生細胞Ⅱ動物與微生物代謝部分:三大類營養(yǎng)代謝、細胞呼吸、代謝基本類型、微生物類群、微生物的營養(yǎng)代謝與生長、發(fā)酵工程簡介淀粉葡萄糖脂肪、某些氨基酸淀粉葡萄糖脂肪、某些氨基酸CO2+H2O+能量肝糖元肌糖元氧化合成分解轉(zhuǎn)變合成皮下結(jié)締組織、腸系膜脂肪儲存甘油、脂肪酸CO2+H2O+能量氧化糖元轉(zhuǎn)變分解蛋白質(zhì)合成轉(zhuǎn)變各種組織蛋白、酶及激素等新的氨基酸含氮部分NH3尿素轉(zhuǎn)變不含氮部分CO2+H2O+能量糖類、脂肪分解轉(zhuǎn)氨基脫氨基氨基酸必需氨基酸在人和動物體細胞內(nèi)能夠合成的氨基酸非必需氨基酸必需氨基酸在人和動物體細胞內(nèi)能夠合成的氨基酸非必需氨基酸不能在人和動物體細胞內(nèi)合成,只能從食物中獲得的氨基酸稱為必需氨基酸種類(8種)種類苯丙賴色亮,纈亮蘇甲硫(本秉賴色亮,謝亮輸賈劉)12種概念概念苯丙氨酸賴氨酸色氨酸亮氨酸纈氨酸異亮氨酸蘇氨酸甲硫氨酸不同種動物有不同的必需氨基酸助記詞2C3H62C3H6O32C2H5OH2CO24[H]能量2CH3COCOOH+C6H12O6②①(葡萄糖)(酒精)(乳酸)(丙酮酸)ATP(少)熱總反應(yīng)式C6H12O6+能量2C3H6O3酶C6H12O62C2H5OH2CO2+酶能量+總反應(yīng)式細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體6CO220[H]C6H12O64[H]能量6H2OATP(少)熱C6H12O62CH3COCOOH12H2OATP(多)6O2能量熱呼吸鏈ATP(少)熱能量2CH3COCOOH②①③(葡萄糖)(丙酮酸)細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體細胞膜②2.23細胞內(nèi)的無氧呼吸 2.24有氧呼吸與無氧呼吸的比較比較項目有氧呼吸無氧呼吸反應(yīng)場所真核細胞:細胞質(zhì)基質(zhì),主要在線粒體原核細胞:細胞基質(zhì)(含有氧呼吸酶系)細胞質(zhì)基質(zhì)反應(yīng)條件需氧不需氧反應(yīng)產(chǎn)物終產(chǎn)物(CO2、H2O)、能量中間產(chǎn)物(酒精、乳酸、甲烷等)、能量產(chǎn)能多少多,生成大量ATP少,生成少量ATP共同點氧化分解有機物,釋放能量綠色植物光合細菌基本類型綠色植物光合細菌基本類型新陳代謝類型兼性厭氧型異化類型需氧型厭氧型同化類型自養(yǎng)型異養(yǎng)型光能自養(yǎng)型化能自養(yǎng)型兼性營養(yǎng)型酵母菌有光時:自養(yǎng)生活(進行光合作用,但供氫體不是水,而是有機物)無光時:異養(yǎng)生活紅螺細菌有氧時:有氧呼吸無氧時:無氧呼吸硝化細菌化能合成作用光合作用絕大多數(shù)動物,腐生的真菌,大多數(shù)細菌多數(shù)動植物一些細菌(如光合細菌,供氫體不是水,不放O2)蛔蟲等特殊類型你知道嗎你知道嗎加入高濃度食鹽可分離金黃色葡萄球菌加入青霉素可分離酵母菌和霉菌不加N源可分離固氮微生物加入伊紅-美藍可鑒別大腸桿菌原核細胞微生物(單細胞)細菌形態(tài)原核細胞微生物(單細胞)細菌形態(tài)桿形、球形、螺旋形(弧形)結(jié)構(gòu)特殊結(jié)構(gòu)質(zhì)粒、莢膜、鞭毛、芽孢、基本結(jié)構(gòu)細胞壁細胞膜細胞質(zhì)(僅有核糖體)核區(qū)(環(huán)狀DNA)繁殖二分裂(有DNA的復(fù)制和平分)菌落概念特征細菌在固體培養(yǎng)基上繁殖形成的細菌子細胞群體大小、形狀、顏色、光澤度、透明度、硬度等結(jié)構(gòu)基內(nèi)絲菌氣生絲菌吸收養(yǎng)料—營養(yǎng)產(chǎn)生孢子—繁殖分枝狀菌絲放線菌對人類的貢獻產(chǎn)抗生素(次級代謝產(chǎn)物)分布土壤、空氣、水中其它類群支原體、衣原體(無壁)、(藍藻)真核細胞微生物單細胞多細胞霉菌酵母菌細胞結(jié)構(gòu)非細胞結(jié)構(gòu)增殖病毒DNA或RNA結(jié)構(gòu)囊膜(帶刺突)蛋白質(zhì)、多糖、脂類組成衣殼核酸核衣殼(可有)基本單位:衣殼粒功能:保護、抗原性吸附→注入→復(fù)制(核酸)→合成(蛋白質(zhì))→裝配→釋放分類DNA病毒RNA病毒蛋白質(zhì)和DNA組成蛋白質(zhì)和RNA組成微生物的類群2.28微生物的營養(yǎng)種類種類特點功能物理性質(zhì)固體培養(yǎng)基加凝固劑分離、鑒定半固體培養(yǎng)基觀察、保藏液體培養(yǎng)基不加凝固劑工業(yè)生產(chǎn)化學成分合成培養(yǎng)基成分明確分類、鑒定天然培養(yǎng)基天然成分工業(yè)生產(chǎn)用途選擇培養(yǎng)基加抑制劑(如青霉素)加特殊C源或N源不加某物質(zhì)(如N源)選擇、分離鑒別培養(yǎng)基加指示劑或藥品鑒別培養(yǎng)基種類營養(yǎng)素提供碳素營養(yǎng)水無機鹽碳源無機碳源有機碳源CO2、NaHCO3等糖、脂、石油等氮源提供氮素營養(yǎng)無機氮源有機氮源N2、硝酸鹽、銨鹽等尿素、牛肉膏、蛋白胨等生長因子微生物生長不可缺少的微量有機物(包括維生素、氨基酸、堿基等)配制原則(三要原則)目的要明確根據(jù)培養(yǎng)種類、培養(yǎng)目的選擇原材料注意營養(yǎng)物質(zhì)的濃度和比例營養(yǎng)要協(xié)調(diào)C/N=4:有利于繁殖;C/N=3:有利于產(chǎn)谷氨酸碳氮比最重要pH要適宜細菌:pH=6.5—7.5放線菌:pH=7.5—8.5真菌:pH=5.0—6.0微生物的營養(yǎng)不斷產(chǎn)生代謝產(chǎn)物不斷產(chǎn)生代謝產(chǎn)物微生物的代謝初級代謝產(chǎn)物次級代謝產(chǎn)物微生物自身生長繁殖必需的物質(zhì)氨基酸、核苷酸、多糖、脂類、維生素產(chǎn)物概念對自身生長繁殖非必需的物質(zhì)抗生素、毒素、激素、色素產(chǎn)物概念代謝調(diào)節(jié)或積累或排除特點酶合成調(diào)節(jié)大腸桿菌一直存在,只受遺傳控制的酶組成酶誘導(dǎo)酶受環(huán)境中某物質(zhì)的誘導(dǎo)產(chǎn)生“好酶知時節(jié),當需乃發(fā)生”分解葡萄糖的酶分解乳糖的酶酶活性調(diào)節(jié)通過改變酶的催化活性,來調(diào)節(jié)代謝速率概念負反饋:酶催化的產(chǎn)物增多抑制酶的活性原理谷氨酸脫氫酶受谷氨酸產(chǎn)量的調(diào)節(jié)同時存在密切配合協(xié)調(diào)作用代謝的人工控制改變遺傳特性基因誘變高產(chǎn)賴氨酸的黃色短桿菌轉(zhuǎn)基因基因工程人胰島素控制發(fā)酵條件改變細胞膜的通透性,即時輸出代謝產(chǎn)物,解除對酶的抑制2.32發(fā)酵工程簡介概念概念內(nèi)容采用現(xiàn)代工程技術(shù)手段,利用微生物某些特定功能,為人類生產(chǎn)有用產(chǎn)品;或者直接把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程的一種新技術(shù)。菌種選育培養(yǎng)基配制滅菌擴大培養(yǎng)與接種基因誘變——傳統(tǒng),常用。基因工程————————細胞工程——細胞融合(三要原則)一般步驟:配制調(diào)→pH→分裝→滅菌嚴格殺滅培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備中的各種微生物,保證菌種是單一純種選育的良種要經(jīng)多次擴大培養(yǎng),才能滿足大規(guī)模生產(chǎn)需要分離提純產(chǎn)品代謝產(chǎn)物菌體本身過濾、沉淀等方法分離蒸餾、萃取、離子交換等方法提取發(fā)酵過程①檢測菌體數(shù)目和產(chǎn)物濃度。②添加培養(yǎng)基組成。③嚴格控制發(fā)酵條件(溫度、pH、溶氧、通氣量、轉(zhuǎn)速)應(yīng)用食品工業(yè)上的應(yīng)用生產(chǎn)抗生素、維生素、動物激素、氨基酸、核苷酸等醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用生產(chǎn)傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品啤酒、果酒、食醋等生產(chǎn)食品添加劑酸味劑、鮮味劑、甜味劑、色素開發(fā)人類新食源單細胞蛋白、真菌蛋白等新食品發(fā)酵工程改變原來基因轉(zhuǎn)基因工程菌(工程細胞)第三單元生命活動的調(diào)節(jié)(包括植物調(diào)節(jié)、體液調(diào)節(jié)、神經(jīng)調(diào)節(jié)、內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)、水鹽調(diào)節(jié)、血糖調(diào)節(jié)、體溫調(diào)節(jié)、免疫)3.1植物生命活動調(diào)節(jié)——激素調(diào)節(jié)應(yīng)用應(yīng)用向性運動植物體受到單一方向外界刺激而引起的定向運動是植物對于外界環(huán)境的適應(yīng)性生長素發(fā)現(xiàn)主要在葉原基、嫩葉和發(fā)育的種子產(chǎn)生大多集中在胚芽鞘、分生組織、形成層及發(fā)育的種子和子房分布(略)運輸只能由形態(tài)學上端向形態(tài)學下端運輸,不能倒過來運輸10-1010-810-610-410-21濃度/mol·L-10促進生長抑制生長根芽莖兩重性赤霉素細胞分裂素脫落酸乙烯促進生長存在于分裂部位。促進細胞分裂、分化促進葉片脫落促進果實成熟其他激素植物激素調(diào)節(jié)生理作用既能促進生長,又能抑制生長既能促進發(fā)芽,又能抑制發(fā)芽既能?;ū9?,又能疏花疏果促進生長抑制生長取決于生長素濃度植物的器官的種類生長素類似物浸泡插枝下端促進插枝生根促進果實發(fā)育防止落花落果無籽番茄涂抹未受粉柱頭噴灑植株(棉花)保蕾保鈴?fù)磕ㄎ词芊壑^發(fā)根增多抑制促進抑制頂端優(yōu)勢疏花疏果除草3.2人和高等動物的體液調(diào)節(jié)其它激素激素調(diào)節(jié)其它激素激素調(diào)節(jié)內(nèi)分泌腺激素名稱主要生理功能下丘腦促甲狀腺激素釋放激素促進垂體合成和分泌促甲狀腺激素促性腺激素釋放激素促進垂體合成和分泌促性腺激素抗利尿激素減少排尿垂體促甲狀腺激素促進甲狀腺生長發(fā)育和調(diào)節(jié)其合成與分泌促性腺激素促進性腺生長發(fā)育和調(diào)節(jié)其合成與分泌生長激素促進生長,主要促進骨生長和蛋白質(zhì)合成催乳素促進乳腺發(fā)育與泌乳及嗉囊分泌鴿乳甲狀腺甲狀腺激素促進新陳代謝(促進氧化分解)、促進生長發(fā)育(包括神經(jīng))、提高神經(jīng)系統(tǒng)興奮性腎上腺腎上腺素升血糖(促進肝元糖分解)醛固酮促進腎小管吸Na+泌K+胰島A細胞胰高血糖素升血糖(強烈促進肝元糖分解和非糖轉(zhuǎn)化)B細胞胰島素性腺睪丸性激素雄激素促進雄性生殖器官的發(fā)育和精子生成,激發(fā)并維持雄性第二性征卵巢雌激素促進雌性生殖器官的發(fā)育和卵子生成,激發(fā)并維持雌性第二性征,激發(fā)并維持正常性周期卵巢孕激素促進子宮內(nèi)膜和乳腺生長發(fā)育,為受精卵著床和泌乳準備條件激素的種類和作用人和高等動物的體液調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)內(nèi)分泌的中樞下丘腦反饋調(diào)節(jié)激素分泌的調(diào)節(jié)其他化學物質(zhì)的調(diào)節(jié)如CO2對呼吸頻率的調(diào)節(jié)等相關(guān)激素間的作用協(xié)同作用增強效應(yīng)甲狀腺激素生長激素胰島素胰高血糖素拮抗作用對抗效應(yīng)寒冷緊張促甲狀腺激素釋放激素促甲狀腺激素甲狀腺激素下丘腦垂體甲狀腺(+)(-)(+)(-)增加去路促進肝(肌)糖元合成促進葡萄糖氧化分解促進轉(zhuǎn)變成脂肪減少來源抑制肝糖抑制元分解抑制非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化降血糖基本方式反射由神經(jīng)系統(tǒng)對體內(nèi)外刺激所作的規(guī)律性反應(yīng)基本方式反射由神經(jīng)系統(tǒng)對體內(nèi)外刺激所作的規(guī)律性反應(yīng)概念結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)神經(jīng)中樞感受器傳入神經(jīng)傳出神經(jīng)效應(yīng)器反射弧分類遺傳獲得的先天性反射非條件反射條件反射生活中學習獲得的后天性反射興奮的傳導(dǎo)神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)細胞間的傳導(dǎo)從興奮點開始雙向傳導(dǎo)++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++刺激單向傳導(dǎo)由前一個神經(jīng)元傳向后一個神經(jīng)元傳導(dǎo)方向高級神經(jīng)中樞的調(diào)節(jié)高級神經(jīng)中樞大腦皮層驅(qū)體運動中樞中央前回交叉支配左側(cè)中樞支配右側(cè)驅(qū)體右側(cè)中樞支配左側(cè)驅(qū)體倒置投射頂部中樞支配足部運動顳部中樞支配頭部運動運動性失語感覺性失語語言中樞運動性語言中樞(說話中樞)感覺性語言中樞(聽話中樞)S區(qū)H區(qū)神經(jīng)調(diào)節(jié)3.5內(nèi)環(huán)境與物質(zhì)交換穩(wěn)穩(wěn)態(tài)概念內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì)保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)(包括pH、參透壓、溫度、血糖濃度等等)體液細胞內(nèi)液細胞外液血漿淋巴內(nèi)環(huán)境物質(zhì)交換廢物、CO2養(yǎng)料、O2細胞液組織液內(nèi)環(huán)境與物質(zhì)交換NaHCO3H2CO3乳酸+Na2CO3+緩沖物質(zhì)緩沖物質(zhì)血漿中酸性物質(zhì)增多時血漿中堿性物質(zhì)增多時多余的NaHCO3由腎臟排出體外多余的H2CO3生成CO2和H2OpH的相對穩(wěn)定H2CO3增高時NaHCO3增高時3.6水、鈉、鉀的來源與去向HH2O來源(mL)去向(mL)來自飲水來自食物來自代謝1300900300由腎排出由皮膚排出由肺排出由大腸排出1500500400100共計2500共計2500食物中的Na+便Na+人體汗Na+尿Na+皮膚大腸腎臟K+便K+消化道中的K+血K+組織液中的K+細胞中的K+尿K+食物中的K+吸收排出多吃多排少吃少排不吃也排診斷某些疾病的指標Na+水、鈉、鉀的來源與去向3.7水鹽平衡的調(diào)節(jié)飲水不足、失水過多、食物過咸飲水不足、失水過多、食物過咸細胞外液滲透壓升高下丘腦滲透壓感受器大腦皮層產(chǎn)生渴覺飲水增加垂體后葉抗利尿激素腎小管、集合管重吸收水尿量減少+釋放細胞外液滲透壓下降神經(jīng)調(diào)節(jié)激素調(diào)節(jié)腎上腺直接刺激血鉀升高血鈉降低醛固酮重吸收Na+分泌K++++水鹽平衡的調(diào)節(jié)1.20分化與細胞全能性的關(guān)系體細胞生殖細胞(如卵細胞、花粉)分化程度越低全能性越高,分化程度越高全能性越低體細胞生殖細胞(如卵細胞、花粉)分化程度越低全能性越高,分化程度越高全能性越低分化程度高,全能性也高分化程度最低(尚未分化),全能性最高受精卵3.8血糖平衡的調(diào)節(jié)胰島素胰島素分泌增加胰高血糖素分泌增加血糖升高血糖降低(+)(-)(+)(+)(+)(+)(+)下丘腦某一區(qū)域胰島A細胞胰島B細胞腎上腺腎上腺素下丘腦另一區(qū)域激素調(diào)節(jié)神經(jīng)調(diào)節(jié)皮膚血管收縮汗腺不排汗皮膚血管收縮汗腺不排汗立毛肌收縮散熱減少腎上腺腎上腺素產(chǎn)熱增加代謝增強冷覺感受器溫覺感受器炎熱皮膚散熱增加血管擴張汗腺排汗下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞寒冷下丘腦垂體甲狀腺甲狀腺激素體溫恒定免疫概述概念機體特殊的保護性生理功能。通過識別免疫概述概念機體特殊的保護性生理功能。通過識別“自己”與“非已”,以維持機體內(nèi)環(huán)境的平衡與穩(wěn)定。分類非特異性免疫第一道防線皮膚及黏膜的屏障作用對所有病原體的防御能力組成概念第二道防線體液中的殺菌物質(zhì)吞噬細胞的吞噬作用特異性免疫第三道防線對特殊病原體的防御能力組成概念體液免疫細胞免疫B細胞造血干細胞B細胞造血干細胞T細胞胸腺中的造血干細胞增殖分化增殖分化血液循環(huán)大部分死亡淋巴結(jié)脾臟扁桃體少部分進入效應(yīng)B細胞記憶細胞效應(yīng)T細胞記憶細胞抗原刺激后免疫系統(tǒng)免疫細胞吞噬細胞淋巴細胞T細胞B細胞中樞淋巴組織及器官骨髓胸腺免疫器官免疫組織外周淋巴組織及器官脾臟扁桃體淋巴結(jié)免疫分子抗體、淋巴因子(白細胞介素、干擾素等)淋巴細胞起源3.12體液免疫和細胞免疫病原體病原體吞噬細胞T細胞B細胞抗原抗原記憶細胞直接刺激增殖分化效應(yīng)B細胞抗體再次刺激增殖分化病原體再次入侵抗體與病原體(抗原)結(jié)合防止病原體感染降低病毒侵染力感應(yīng)階段反應(yīng)階段效應(yīng)階段再次刺激增殖分化與宿主細胞密切接觸增殖分化宿主細胞裂解死亡記憶細胞病原體侵入宿主細胞后效應(yīng)T細胞釋放淋巴因子白細胞介素-2(+)宿主細胞溶酶體酶激活反應(yīng)階段效應(yīng)階段細胞免疫體液免疫5.6DNA的組成單位、分子結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)特點ACACGGATCT3’3’5’5’DNA的分子結(jié)構(gòu)氫鍵堿基磷酸脫氧核糖脫氧核苷脫氧核苷酸基本組成單位器官特異性自身免疫疾病病變局限于某一器官風濕性關(guān)節(jié)炎器官特異性自身免疫疾病病變局限于某一器官風濕性關(guān)節(jié)炎風濕性心臟病釀膿鏈球菌的一種抗原決定族與心臟瓣細胞的某種物質(zhì)相似全身性(系統(tǒng)性)自身免疫疾病病變見于多種器官和結(jié)締組織系統(tǒng)性紅斑狼瘡累及多器官:關(guān)節(jié)痛、皮膚紅斑、脫發(fā)、白細胞減少自身免疫疾病概念由自身免疫而導(dǎo)致的機體的疾病狀態(tài)。由于自身組織和細胞不易被清除,機體不斷受攻擊,結(jié)果進入疾病狀態(tài)導(dǎo)致自身免疫免疫系統(tǒng)對自身成分發(fā)生免疫應(yīng)答的現(xiàn)象遺傳性(先天性)免疫缺陷病原發(fā)性B細胞缺陷病(伴X隱性遺傳)獲得性(后天性)免疫缺陷病AIDS?。℉IV主要攻擊T細胞)概念機體免疫功能不足或缺乏而引起的疾病免疫缺陷病毛細血管擴張、血管通透性增強平滑肌收縮、腺體分泌增加全身性過敏反應(yīng)呼吸道過敏反應(yīng)消化道過敏反應(yīng)皮膚過敏反應(yīng)過敏原效應(yīng)B細胞抗體某些細胞活性物質(zhì)再次刺激再次刺激時釋放刺激吸附概念已免疫過的機體在再次接觸相同物質(zhì)刺激時所發(fā)生的以機體生理功能紊亂為主的特異性免疫反應(yīng)特點發(fā)作迅速、反應(yīng)強烈、消退較快。無后遺癥、有遺傳傾向和個體差異過敏反應(yīng)免疫失調(diào)引起的疾病第四單元生物的生殖與發(fā)育(包括生殖的種類、動物生殖細胞的生成、植物的個體發(fā)育、動物的個體發(fā)育)胚囊母細胞(2N)花粉母細胞胚囊母細胞(2N)花粉母細胞(2N)消失減數(shù)分裂萌發(fā)減數(shù)分裂胚囊(N)八核胚囊發(fā)育核分裂(3次)成熟胚囊核分裂極核精子卵細胞受精卵受精極核珠被被子植物的有性生殖生殖的類型無性生殖生殖方式概念舉例分裂生殖由一個生物體直接分裂成兩個新個體變形蟲、細菌出芽生殖在母體的一定部位長出芽體(新個體)酵母菌、水螅孢子生殖母體產(chǎn)生無性生殖細胞——孢子,由孢子萌發(fā)成新個體真菌(青霉)低等植物(衣藻)營養(yǎng)生殖高等植物的營養(yǎng)器官(根、莖、葉)與母體脫落后,發(fā)育成新個體馬鈴薯的塊莖草莓的匍匐莖注:植物組織培養(yǎng)是人工進行的植物無性繁殖方式。概念由親體產(chǎn)生有性生殖細胞——配子,由配子兩兩結(jié)合形成合子,再由合子發(fā)育成新個體的過程的生殖方式孤雌生殖卵細胞不經(jīng)受精直接發(fā)育成新個體(蜜蜂的卵細胞直接發(fā)育成雄蜂)類型同配生殖配子形態(tài)大小相同(同型配子)異配生殖配子形態(tài)大小不同(大配子和小配子)卵式生殖配子形態(tài)大小差別很大,大的稱卵細胞(雌配子),小的稱精子(雄配子),結(jié)合形成的合子特稱受精卵幼體受精卵成體雄體精子雌體卵子胎的發(fā)育胎后發(fā)育有性生殖(2N)(2N)(2N)(N)花粉(N)(N)(2N)(3N)珠孔雙受精一核消失,一核分裂4.2動物有性生殖細胞的形成(沒有交換)初級精母細胞初級精母細胞精原細胞次級精母細胞精細胞精子精子的形成復(fù)制(2N=4)(2N=4)(N=2)(N=2)(N=2)卵細胞第一極體(N=2)第二極體復(fù)制卵原細胞(2N=4)初級卵母細胞(2N=4)次級卵母細胞(N=2)(N=2)(N=2)卵細胞的形成有性生殖細胞的形成一種卵細胞一種類型一種類型共兩種精子AA‘BB‘B‘B‘AB‘A‘BBBA‘A‘AAAA‘BB‘BBBB‘B‘B‘AA‘A‘AA四分體交叉互換四分體交叉互換初級精母細胞次級精母細胞精細胞四分體時期四種精子(一種卵細胞)
4.5減數(shù)分裂與有絲分裂的比較(以動物細胞為例)比較項目減數(shù)分數(shù)有絲分裂復(fù)制次數(shù)1次1次分裂次數(shù)2次1次同源染色體行為聯(lián)會、四分體、同源染色體分離、非姐妹染色體交叉互換無子細胞染色體數(shù)是母細胞的一半與母細胞相同子細胞數(shù)目4個2個子細胞類型生殖細胞(精細胞、卵細胞)、極體體細胞細胞周期無有相關(guān)的生理過程生殖生長、發(fā)育染色體(DNA)的變化曲線時期時期數(shù)量42時期42數(shù)量DNA染色體有絲減數(shù)區(qū)分難,抓住幾個關(guān)鍵點。有絲減數(shù)區(qū)分難,抓住幾個關(guān)鍵點。有絲分裂要加倍,減數(shù)分裂看同源。聯(lián)會形成四分體,同源分開要減半。再分過程同有絲,染色體中無同源。助記詞種子植株胚根種子植株胚根胚軸胚芽子葉胚柄受精卵供給營養(yǎng)頂細胞球狀胚體多次分裂有絲分裂基細胞幾次分裂胚多次分裂珠被種皮受精極核多次分裂胚乳細胞胚乳或者消失果實胚珠子房提供生長素消失4.7動物的個體發(fā)育受精卵囊胚受精卵囊胚原腸胚卵裂分化外胚層表皮及其附屬結(jié)構(gòu)神經(jīng)系統(tǒng)、感覺器官中胚層骨骼、肌肉及循環(huán)、排泄、生殖系統(tǒng)等內(nèi)胚層肝臟、胰臟等腺體消化道、呼吸道上皮幼體分化分化分化胚胎發(fā)育爬行類、鳥類、哺乳類和人類在胚胎發(fā)育的早期形成羊膜,內(nèi)有羊水,為胚胎發(fā)育提供水環(huán)境,防止震動、保護胚胎。胚后發(fā)育成體直接發(fā)育變態(tài)發(fā)育幼體與成體相似幼體與成體不同幼體第五單元生物的遺傳、變異與進化(包括遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)、遺傳規(guī)律、伴性遺傳、細胞質(zhì)遺傳、基因突變、染色體變異、現(xiàn)代進化理論)5.5核酸是生物的遺傳物質(zhì)11、核酸是一切生物的遺傳物質(zhì)2、DNA是主要的遺傳物質(zhì)3、含DNA的生物DNA是遺傳物質(zhì),RNA不是4、不含DNA的生物(RNA病毒)RNA才是遺傳物質(zhì)5.10基因的結(jié)構(gòu)及控制蛋白質(zhì)的合成基因控制蛋白質(zhì)的合成TGC基因控制蛋白質(zhì)的合成TGCATGCATGCAACGTACGTACGTUGCACGUACGUACGUAUGCAUGCA蘇酪精纈轉(zhuǎn)錄翻譯基因(編碼區(qū))mRNAtRNA蛋白質(zhì)(多肽)轉(zhuǎn)錄RNA聚合酶結(jié)合位點非編碼區(qū)編碼區(qū)非編碼區(qū)外顯子外顯子內(nèi)含子內(nèi)含子外顯子ABCDE真核生物基因的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)錄ABCDEACE加工翻譯初級RNAmRNA蛋白質(zhì)(多肽)基因控制蛋白質(zhì)的合成RNA聚合酶結(jié)合位點非編碼區(qū)編碼區(qū)非編碼區(qū)原核生物基因的結(jié)構(gòu)放大DNARNA逆轉(zhuǎn)錄DNARNA逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄蛋白質(zhì)(性狀)翻譯復(fù)制復(fù)制5.14基因工程的基本內(nèi)容質(zhì)粒質(zhì)粒DNA連接酶酶目的基因DNA獲取DNA獲取質(zhì)粒細菌質(zhì)粒DNA用同一種限制性內(nèi)切酶切割重組質(zhì)粒細胞目的基因?qū)⒛康幕驅(qū)胧荏w細胞DNA重組質(zhì)粒細胞增殖目的基因產(chǎn)物將目的基因?qū)胧荏w細胞目的基因與運載體結(jié)合提取目的基因目的基因的檢測和表達5.39基因突變與基因重組的比較基因突變基因重組發(fā)生后的結(jié)果形成新基因(等位基因或復(fù)等位基因)形成新的基因型發(fā)生的時期減數(shù)分裂或有絲分裂時的DNA復(fù)制時減數(shù)分裂的第一次分裂時本質(zhì)原因堿基對的改變(替換、增添、缺失)非姐妹染色單體的交叉互換同源染色體的分離特點低頻性、偶然性、多向性、無規(guī)律高發(fā)性、必然性、多樣性、有規(guī)律關(guān)系基因突變?yōu)榛蛑亟M提供材料基因重組使突變的基因以多種形式傳遞P雙顯AABBP雙顯AABBA顯(AAbb)Aabb雙隱(aaBB)B顯×AaBb雙顯F1配子ABAbaBabABAABB(雙顯)AABb(雙顯)AaBB(雙顯)AaBb(雙顯)AbAABb(雙顯)AAbb(A顯)AaBb(雙顯)Aabb(A顯)aBAaBB(雙顯)AaBb(雙顯)aaBB(B顯)aaBb(B顯)abAaBb(雙顯)Aabb(A顯)aaBb(B顯)aabb(雙隱)F1表現(xiàn)型表現(xiàn)型同親本親本為AABB×aabb時:10/16(9/16+1/16)親本為AAbb×aaBB時:6/16(3/16+3/16)雙顯∶A顯∶B顯∶雙隱=9∶3∶3∶1比數(shù)4種種類9種基因型(AABB、AABb、AaBB、AaBb、AAbb、aaBB、Aabb、aaBb、aabb)F25.34細胞核遺傳與細胞質(zhì)遺傳的比較細胞核遺傳細胞質(zhì)遺傳遺傳本質(zhì)基因位于細胞核的染色體上基因位于細胞質(zhì)的線粒體和葉綠體基因存在形成成對存在單個存在基因的傳遞方式父母雙方傳遞僅由母方傳遞遺傳特點孟德爾遺傳母系遺傳子代表現(xiàn)型由顯隱性關(guān)系決定完全由母方?jīng)Q定(大多表現(xiàn)母方性狀)顯隱性關(guān)系有沒有子代分離比有一定的分離比無一定的分離比(可能出現(xiàn)分離)正反交結(jié)果相同(伴性遺傳時可有例外)不同配子中基因的分配方式減半均分隨機分配基因突變頻率低,不一定表現(xiàn)出來頻率高,突變的一定要表現(xiàn)出來遺傳信息傳遞方式中心法則遺傳自主性全自主半自主(受核基因控制)轉(zhuǎn)錄翻譯系統(tǒng)各自獨立轉(zhuǎn)錄場所細胞核線粒體和葉綠體翻譯場所細胞質(zhì)中的核糖體線粒體和葉綠體中的核糖體對性狀的控制控制全部性狀僅控制線粒體和葉綠體的少量性狀5.35細胞質(zhì)遺傳與伴性遺傳的比較細胞質(zhì)遺傳伴性遺傳伴X遺傳伴Y遺傳遺傳方式母系遺傳孟德爾遺傳(分離定律)只在雄性個體中傳遞基因位置線粒體上葉綠體上X染色體上Y染色體上親本枝條子代植株親本枝條子代植株♀綠色×白色♂正交綠色♀白色×綠色♂反交白色交結(jié)果(隨母遺傳)正交♀(隨母遺傳)正交♀白眼×紅眼♂XRYXrXrXRXrXrY紅眼白眼♀紅眼×白眼♂反交XRXRXrYXRXrXRY紅眼紅眼親本眼色子代眼色(不隨母遺傳)不一致。示例:果蠅眼色遺傳(不隨母遺傳)①與X不同源時,無正反交。②與X同源時,正反交結(jié)果不一致。遺傳特點母親傳給子女父親傳給女兒,母親傳給子女父親傳給兒子應(yīng)用確定母子、母女關(guān)系遺傳咨詢、遺傳病預(yù)防確定父子關(guān)系高等生物非同源染色體的自由組合非姐妹染色單體的交叉互換高等生物非同源染色體的自由組合非姐妹染色單體的交叉互換減數(shù)分裂時發(fā)生轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)導(dǎo)受體細胞直接吸收供體細胞的DNA例:肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗通過噬菌體介導(dǎo),將供體細胞DNA片段帶進受體細胞原核生物人工的基因重組自然的基因重組基因工程(重組DNA人工的基因重組自然的基因重組基因工程(重組DNA技術(shù))例:抗蟲棉5.46單倍體育種一般過程一般過程①選擇親本雜交②種植雜種一代④加倍處理后再選擇(或先選擇后加倍處理)⑤擴大和推廣③利用雜種一代的花粉獲得單倍體植株花藥離體培養(yǎng)培育圖解利用AAbb和aaBB兩個單優(yōu)品種雙優(yōu)品種(AABB)AAbbaaBB×(品種A)(品種B)AaBb(雙優(yōu)雜交種)種植ABAbaBab花粉F1單倍體ABAbaBab花藥離休培養(yǎng)染色體加倍aaBBAABBAAbbaabb二倍純合體雜交aaBBAABBAAbbaabb保留推廣淘汰選擇親本①②③④⑤推廣例5.48利用遺傳學原理的育種總結(jié)育種類型原理方法優(yōu)點缺點基因育種雜交育種基因的分離連續(xù)自交與選擇實現(xiàn)優(yōu)良組合豐富優(yōu)良品種育種年限長不易發(fā)現(xiàn)優(yōu)良性狀基因的重組基因工程育種轉(zhuǎn)基因定向、打破隔離可能有生態(tài)危機改造原來基因定向改造結(jié)果難料誘變育種基因突變誘變與選擇提高突變率供試材料多染色體育種單倍體育種染色體數(shù)目變異花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理性狀純合快縮短育種年限需先雜交技術(shù)復(fù)雜多倍體育種秋水仙素處理器官大,營養(yǎng)多發(fā)育遲緩結(jié)實率低細胞工程育種細胞融合細胞全能性細胞融合植物組織培養(yǎng)打破種間隔離創(chuàng)造新物種結(jié)果難料基因頻率某種基因在某個種群中出現(xiàn)的比例叫基因頻率基因型頻率基因頻率某種基因在某個種群中出現(xiàn)的比例叫基因頻率基因型頻率群體中某特定基因型個體的數(shù)目占個體總數(shù)目的比率基因庫概念:一個種群的全部個體所含的全部基因叫基因庫特點:不僅不會因個體死亡而消失,反而在代代相傳中保持和發(fā)展種群概念:生活在同一地點的同種生物的一群個體,是生存和繁殖的基本單位特點:彼此之間可以交配產(chǎn)生可育后代,通過繁殖傳遞基因給后代突變基因重組基因突變突變基因重組基因突變?nèi)旧w變異產(chǎn)生進化的原材料可遺傳的變異1、產(chǎn)生突變的絕對個體數(shù)大:雖然每個基因的突變率低,但基因數(shù)量多種群數(shù)量大2、有利與有害突變不是絕對的,往往取決于生存環(huán)境3、基因重組形成不同基因型,使群體中出現(xiàn)大量可遺傳的變異1、產(chǎn)生突變的絕對個體數(shù)大:雖然每個基因的突變率低,但基因數(shù)量多種群數(shù)量大2、有利與有害突變不是絕對的,往往取決于生存環(huán)境3、基因重組形成不同基因型,使群體中出現(xiàn)大量可遺傳的變異直接原因根本原因變異產(chǎn)生是不定向的,突變和基因重組只是產(chǎn)生進化的原材料,不能決定進化的方向5.60改變生物種群基因頻率的因素主要因素因素主要因素因素自然選擇突變、選擇(包括自然選擇、性選擇和人工選擇)、遺傳漂變、遷移5.63現(xiàn)代生物進化理論的核心生物進化的一個基本觀點生物進化的一個基本觀點物種形成的三個基本環(huán)節(jié)種群是生物進化的基本單位,生物進化的實質(zhì)在于種群基因頻率的改變。1、突變和基因重組2、自然選擇3、隔離產(chǎn)生進化的原材料使基因頻率定向改變并決定生物進化方向?qū)е滦挛锓N的形成,是新物種形成的必要條件第六單元生物與環(huán)境6.2生物種間關(guān)系比較種間關(guān)系相互作用能量關(guān)系特點事例互利共生共同生活,彼此有利。離開后彼此或一方不能生存。地衣大豆與根瘤菌白蟻與鞭毛蟲螞蟻與蚜蟲寄生共同生活,一方有利,一方有害。離開后寄生生物不能生存?;紫x與人噬菌體與細菌虱子與人菟絲子與大豆競爭生活環(huán)境相同。大多數(shù)情況下,和平共處,形成各自的生態(tài)位(生態(tài)灶)。如果兩個物種在時間和空間上完全重疊,會導(dǎo)致一種生存一種死亡(上圖)。牛與羊莊稼與雜草大草履蟲與小草履蟲捕食一種生物以另一種生物為食。數(shù)量消長上呈現(xiàn)“跟隨”現(xiàn)象。貓與老鼠牛與草狼與羊其他關(guān)系共棲(寄居蟹與海癸)抑制(青霉菌與細菌)傳播(蜜蜂傳粉)腐生(分解者與死亡生物為食)個體數(shù)時間ABAB個體數(shù)時間A種間關(guān)系相互作用能量關(guān)系特點事例互利共生共同生活,彼此有利。離開后彼此或一方不能生存。地衣大豆與根瘤菌白蟻與鞭毛蟲螞蟻與蚜蟲寄生共同生活,一方有利,一方有害。離開后寄生生物不能生存?;紫x與人噬菌體與細菌虱子與人菟絲子與大豆競爭生活環(huán)境相同。大多數(shù)情況下,和平共處,形成各自的生態(tài)位(生態(tài)灶)。如果兩個物種在時間和空間上完全重疊,會導(dǎo)致一種生存一種死亡(上圖)。牛與羊莊稼與雜草大草履蟲與小草履蟲捕食一種生物以另一種生物為食。數(shù)量消長上呈現(xiàn)“跟隨”現(xiàn)象。貓與老鼠牛與草狼與羊其他關(guān)系共棲(寄居蟹與海癸)抑制(青霉菌與細菌)傳播(蜜蜂傳粉)腐生(分解者與死亡生物為食)個體數(shù)時間ABAB個體數(shù)時間ABABBA個體數(shù)時間AB個體數(shù)時間ABABC個體數(shù)時間ABBAA6.4種群數(shù)量變化規(guī)律J型增長S型增長特點:年增長率不變事例:新引進的生物的早期增長接近“J”增長(我國環(huán)頸雉剛引入美國時)種群數(shù)量K時間種群增長率J型增長S型增長特點:年增長率不變事例:新引進的生物的早期增長接近“J”增長(我國環(huán)頸雉剛引入美國時)種群數(shù)量K時間種群增長率時間特點:①增長率不斷變化②種群數(shù)量為K/2時,增長率最大③種群數(shù)量為K時,增長率為0J型增長與S增長的關(guān)系種群數(shù)量時間環(huán)境阻力種群增長規(guī)律影響種群數(shù)量變化的因素種群數(shù)量變化的原因出生率死亡率遷入遷出種群數(shù)量變化的因素凡是影響出生率、死亡率、遷入、遷出的因素都會影響種群數(shù)量變化。包括氣候、食物、被捕食、傳染病和人為因素。研究種群數(shù)量變化規(guī)律的意義①有利于野生生物資源的利用與保護②為害蟲的防治提供依據(jù)6.7生態(tài)系統(tǒng)的成分成分構(gòu)成作用(主要生理過程)營養(yǎng)方式非生物成分非生物的物質(zhì)和能量光、熱、水、土、氣為生物提供物質(zhì)和能量生物成分生產(chǎn)者綠色植物、光合細菌、化能合成細菌將無機物轉(zhuǎn)變成有機物(光合作用化能合成作用)自養(yǎng)型消費者動物、寄生微生物、根瘤菌消費有機物(呼吸作用)異養(yǎng)型分解者腐生微生物、蛔蟲分解動植物遺體(呼吸作用)6.9生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)大氣氮庫(N2大氣氮庫(N2)大氣固氮工業(yè)固氮NO3-氮素化肥氮鹽尿素硝化細菌分解者生物固氮NH3-NO2-、NO3-反硝化細菌N2遺體生產(chǎn)者消費者脲酶尿素脲酶氮循環(huán)捕食大氣CO2庫生產(chǎn)者消費者捕食光合作用呼吸作用呼吸作用分解者化石燃料動植物遺體和排出物呼吸作用燃燒碳循環(huán)生產(chǎn)者消費者吸收動植物遺體和排出物分解者捕食化石燃料土壤或水中的SO42-大氣中SO2火山爆發(fā)降水吸收燃燒燃燒分解硫循環(huán)概念在生態(tài)系統(tǒng)中,構(gòu)成生物體的化學元素不斷地進行著從無機環(huán)境到生物群落,又從生物群落回到無機環(huán)境的循環(huán)過程。這個過程就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。特點廣大的空間:全球(生物圈)漫長的時間:經(jīng)歷地質(zhì)過程水酶色核透(水煤色黑透)高三第二輪復(fù)習生物知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)第一單元生命的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)(細胞中的化合物、細胞的結(jié)構(gòu)和功能、細胞增殖、分化、癌變和衰老、生物膜系統(tǒng)和細胞工程)化學元素必需元素化學元素必需元素大量元素有害元素微量元素基本元素:C、H、O、N主要元素:C、H、O、N、P、S最基本元素:C非必需元素無害元素C、H、O、N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等Al、Si等Pb、Hg等1.2生物體中化學元素的組成特點不同種生物體中化學元素的組成特點不同種生物體中化學元素的組成特點元素種類大體相同C、H、O、N四種元素含量最多元素含量差異很大1.3生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性統(tǒng)一性統(tǒng)一性組成生物體的化學元素,在無機自然界中都能找到差異性組成生物體的化學元素,在生物體和無機自然界中含量差異很大
1.4細胞中的化合物一覽表化合物分類元素組成主要生理功能水①組成細胞②維持細胞形態(tài)③運輸物質(zhì)④提供反應(yīng)場所⑤參與化學反應(yīng)⑥維持生物大分子功能⑦調(diào)節(jié)滲透壓無機鹽①構(gòu)成化合物(Fe、Mg)②組成細胞(如骨細胞)③參與化學反應(yīng)④維持細胞和內(nèi)環(huán)境的滲透壓)糖類單糖二糖多糖C、H、O①供能(淀粉、糖元、葡萄糖等)②組成核酸(核糖、脫氧核糖)③細胞識別(糖蛋白)④組成細胞壁(纖維素)脂質(zhì)脂肪磷脂(類脂)固醇C、H、OC、H、O、N、PC、H、O①供能(貯備能源)②組成生物膜③調(diào)節(jié)生殖和代謝(性激素、Vit.D)④保護和保溫蛋白質(zhì)單純蛋白(如胰島素)結(jié)合蛋白(如糖蛋白)C、H、O、N、S(Fe、Cu、P、Mo……)①組成細胞和生物體②調(diào)節(jié)代謝(激素)③催化化學反應(yīng)(酶)④運輸、免疫、識別等核酸DNARNAC、H、O、N、P①貯存和傳遞遺傳信息②控制生物性狀③催化化學反應(yīng)(RNA類酶)1.5蛋白質(zhì)的相關(guān)計算設(shè)構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸個數(shù)m,構(gòu)成蛋白質(zhì)的肽鏈條數(shù)為n,構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a,蛋白質(zhì)中的肽鍵個數(shù)為x,蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量為y,控制蛋白質(zhì)的基因的最少堿基對數(shù)為r,則肽鍵數(shù)=脫去的水分子數(shù),為……①蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量…………②或者…………③1.6蛋白質(zhì)的組成層次C、H、O、N、SC、H、O、N、S氨基酸肽鏈基本成分C、H、O、N、P、Fe、Cu……離子和(或)分子其它成分蛋白質(zhì)1.7核酸的基本組成單位名稱基本組成單位核酸核苷酸(8種)一分子磷酸(H3PO4)一分子五碳糖(核糖或脫氧核糖)核苷一分子含氮堿基(5種:A、G、C、T、U)DNA脫氧核苷酸(4種)一分子磷酸一分子脫氧核糖脫氧核苷一分子含氮堿基(A、G、C、T)RNA核糖核苷酸(4種)一分子磷酸一分子核糖核糖核苷一分子含氮堿基(A、G、C、U)1.8生物大分子的組成特點及多樣性的原因名稱基本單位化學通式聚合方式多樣性的原因多糖葡萄糖RNH2COOHHCCRNH2COOHHC脫水縮合①葡萄糖數(shù)目不同②糖鏈的分支不同③化學鍵的不同蛋白質(zhì)氨基酸①氨基酸數(shù)目不同②氨基酸種類不同③氨基酸排列次序不同④肽鏈的空間結(jié)構(gòu)核酸(DNA和RNA)核苷酸①核苷酸數(shù)目不同②核苷酸排列次序不同③核苷酸種類不同1.9生物組織中還原性糖、脂肪、蛋白質(zhì)和DNA的鑒定物質(zhì)試劑操作要點顏色反應(yīng)還原性糖斐林試劑(甲液和乙液)臨時混合加熱磚紅色脂肪蘇丹Ⅲ(蘇丹Ⅳ)切片高倍鏡觀察桔黃色(紅色)蛋白質(zhì)雙縮脲試劑(A液和B液)先加試劑A再滴加試劑B紫色DNA二苯胺加0.015mol/LNaCl溶液5Ml沸水加熱5min藍色選擇透過性膜的特點三個通過選擇透過性膜的特點三個通過水自由通過可以通過不能通過被選擇的離子和小分子其它離子、小分子和大分子物質(zhì)交換大分子、顆粒物質(zhì)交換大分子、顆粒內(nèi)吞外排離子、小分子自由擴散主動運輸親脂小分子高濃度——→低濃度不消耗細胞能量(ATP)離子、不親脂小分子低濃度——→高濃度需載體蛋白運載消耗細胞能量(ATP)膜的流動性膜的流動性、膜融合特性原理1.12線粒體和葉綠體共同點1、具有雙層膜結(jié)構(gòu)2、進行能量轉(zhuǎn)換3、含遺傳物質(zhì)——DNA4、能獨立地控制性狀5、決定細胞質(zhì)遺傳6、內(nèi)含核糖體7、有相對獨立的轉(zhuǎn)錄翻譯系統(tǒng)8、能自我分裂增殖1.13真核生物細胞器的比較名稱化學組成存在位置膜結(jié)構(gòu)主要功能線粒體蛋白質(zhì)、呼吸酶、RNA、脂質(zhì)、DNA動植物細胞雙層膜能量代謝有氧呼吸的主要場所葉綠體蛋白質(zhì)、光合酶、RNA、脂質(zhì)、DNA、色素植物葉肉細胞光合作用內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)、酶、脂質(zhì)動植物細胞中廣泛存在單層膜與蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、糖類的加工、運輸有關(guān)高爾基體蛋白質(zhì)、脂質(zhì)蛋白質(zhì)的運輸、加工、細胞分泌、細胞壁形成溶酶體蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、酶細胞內(nèi)消化核糖體蛋白質(zhì)、RNA、酶無膜合成蛋白質(zhì)中心體蛋白質(zhì)動物細胞低等植物細胞與有絲分裂有關(guān)1.14細胞有絲分裂中核內(nèi)DNA、染色體和染色單體變化規(guī)律間期前期中期后期末期DNA含量2a—→4a4a4a4a2a染色體數(shù)目(個)2N2N2N4N2N染色體單數(shù)(個)04N4N00染色體組數(shù)(個)22242同源染色數(shù)(對)NNN2NN注:設(shè)間期染色體數(shù)目為2N個,未復(fù)制時DNA含量為2a。1.15理化因素對細胞周期的影響理化因素間期前期中期后期末期機理應(yīng)用過量脫氧胸苷+抑制DNA復(fù)制治療癌癥秋水仙素+抑制紡錘體形成獲得多倍體低溫(2—4℃)+++++影響酶活和供能低溫貯藏注:+表示有影響1.16細胞分裂異常(或特殊形式分裂)的類型及結(jié)果類型分裂方式結(jié)果事例細胞質(zhì)不分裂有絲分裂雙(多)核細胞多核胚囊個別染色體不分離有絲分裂、減數(shù)分裂單體、多體21三體、唐氏綜合征全部染色體不分離有絲分裂、減數(shù)分裂多倍體四倍體植物染色體多次復(fù)制,但不分離有絲分裂多線巨大染色體果蠅唾腺染色體兩個以上中心體有絲分裂多極核G1G1SG2M周期性細胞G0期(暫不增殖)終端分化細胞衰老死亡1.18已分化細胞的特點1.19分化后形成的不同種類細胞的特點形態(tài)結(jié)構(gòu)特化新陳代謝改變形態(tài)結(jié)構(gòu)特化新陳代謝改變生理功能專一分裂能力喪失已分化細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)不同生理功能不同代謝活動不同基因表達不同不同種類細胞1.20分化與細胞全能性的關(guān)系體細胞生殖細胞(如卵細胞、花粉)分化程度越低全能性越高,分化程度越高全能性越低體細胞生殖細胞(如卵細胞、花粉)分化程度越低全能性越高,分化程度越高全能性越低分化程度高,全能性也高分化程度最低(尚未分化),全能性最高受精卵細胞絕大多數(shù)細胞細胞絕大多數(shù)細胞少數(shù)細胞未分化分化衰老死亡干細胞癌細胞分裂分裂干細胞特點:(無限增殖)既分裂也分化癌細胞特點:(無限增殖)只分裂不分化異常分化癌變(永生)1.22癌細胞的特點癌細胞的特點癌細胞的特點無限分裂增殖形態(tài)結(jié)構(gòu)變化細胞物質(zhì)改變正常功能喪失新陳代謝異常引發(fā)免疫反應(yīng)扁平梭形球形成纖維細胞癌變?nèi)绨┘毎ぬ堑鞍诇p少,細胞黏著性降低,易轉(zhuǎn)移擴散。癌細胞膜表面含腫瘤抗原,肝癌細胞含甲胎蛋白等如線粒體功能障礙,無氧供能可移植在異種生物體內(nèi)生長,形成癌瘤可以種間移植主要是細胞免疫永生細胞1.23衰老細胞的特點水酶色核透水酶色核透(水煤色黑透)助記詞水分減少,細胞萎縮,體積變小,代謝減慢水少酶低色累酶的活性降低色素積累,阻礙細胞內(nèi)物質(zhì)交流和信息傳遞核大細胞核體積增大,染色體固縮,染色加深透變細胞膜通透性改變,物質(zhì)運輸功能降低細胞細胞死亡病理性死亡(細胞壞死)程序性死亡(細胞凋亡)環(huán)境因素突變病原體入侵正常生命需要動物變態(tài)花兒凋謝極體消失大部分淋巴細胞死亡蝌蚪尾部消失花瓣凋萎膜生物膜系統(tǒng)膜生物膜系統(tǒng)生物膜功能上的聯(lián)系組成細胞的膜的總稱化學組成相似基本結(jié)構(gòu)相同結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系直接聯(lián)系間接聯(lián)系核外膜——內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜——胞膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜——線粒體外膜(或相依)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜—膜泡—高爾基體膜—膜泡—胞膜分泌作用胞飲作用內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-高爾基體-細胞膜細胞膜-溶酶體相互配合協(xié)調(diào)工作細胞膜、核膜及具膜細胞器構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)上緊密聯(lián)系功能上相互依存生理作用研究意義為細胞提供穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境進行物質(zhì)運輸、能量交換、信息傳遞為化學反應(yīng)提供場所將細胞分隔成功能小區(qū)細胞膜工業(yè)上淡化海水,處理污水研究抗寒、抗旱、耐鹽機理人造膜材料代替病變器官農(nóng)業(yè)上醫(yī)藥上概念概念你知道嗎你知道嗎細胞分裂產(chǎn)生新細胞細胞分化產(chǎn)生新細胞類型基因突變產(chǎn)生新基因基因重組產(chǎn)生新基因型生殖隔離產(chǎn)生新物種植物植物細胞工程細胞工程植物組織培養(yǎng)離體的植物器官組織或細胞愈傷組織根芽植物體脫分化再分化植物體細胞雜交植物細胞A植物細胞B去壁融合雜種細胞組織培養(yǎng)動物細胞工程動物組織單個細胞原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)胚胎移植動物細胞融合動物細胞A動物細胞B雜種細胞細胞培養(yǎng)融合篩選核移植單克隆抗體免疫小鼠小鼠骨髓瘤細胞小鼠B細胞提取抗體融合細胞雜交瘤細胞提取融合篩選體內(nèi)培養(yǎng)體外培養(yǎng)你知道嗎你知道嗎動物細胞培養(yǎng)代數(shù)與取材有關(guān)細胞來源可傳代數(shù)人胎兒細胞成人細胞50代20代小鼠烏龜14—28代90—125代1.27植物組織培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)的比較比較項目植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)生物學原理細胞全能性細胞分裂培養(yǎng)基性質(zhì)固體液體培養(yǎng)基成分蔗糖、氨基酸、維生素、水、礦物質(zhì)、生長素、細胞分裂素、瓊脂葡萄糖、氨基酸、無機鹽、維生素、水、動物血清取材植物器官、組織或細胞動物胚胎、幼齡動物器官或組織培養(yǎng)對象植物器官、組織或細胞分散的單個細胞過程脫分化、再分化原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)細胞分裂生長分化特點①分裂:形成愈傷組織②分化:形成根、芽①只分裂不分化②貼壁生長③接觸抑制培養(yǎng)結(jié)果新的植株或組織細胞株或細胞系應(yīng)用①快速繁殖②培育無病毒植株③提取植物提取物(藥物、香料、色素等)④人工種子⑤培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因植物①生產(chǎn)蛋白質(zhì)生物制品②皮膚細胞培養(yǎng)后移植③檢測有毒物質(zhì)④生理、病理、藥理研究培養(yǎng)條件無菌、適宜的溫度和pH1.28植物體細胞雜交與動物細胞融合的比較比較項目植物體細胞雜交動物細胞融合生物學原理膜的流動性、膜融合特性前期處理原生質(zhì)體制備:纖維素酶和果膠酶處理細胞分散:胰蛋白酶處理方法和手段①物理:離心、振動、電刺激②化學:聚乙二醇(PEG)(同前)③生物:滅活的病毒應(yīng)用進行遠緣雜交,創(chuàng)造植物新品種①制備單克隆抗體②基因定位下游技術(shù)(后續(xù)技術(shù))植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)你知道嗎你知道嗎細胞——生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位葡萄糖——組成多糖的基本單位氨基酸——組成蛋白質(zhì)的基本單位核苷酸——組成核酸的基本單位基因——控制生物性狀的基本單位種群——生物生存和進化的基本單位
第二單元生物的新陳代謝Ⅰ植物代謝部分:酶與ATP、光合作用、水分代謝、礦質(zhì)營養(yǎng)、生物固氮2.1酶的分類蛋白質(zhì)類酶蛋白質(zhì)類酶RNA類酶單純酶復(fù)合酶僅含蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)輔助因子離子有機物輔酶NADP(輔酶Ⅱ)B族維生素生物素(羧化酶的輔酶)RNA端粒酶含RNA唾液淀粉酶含Cl細胞色素氧化酶含Cu2+分解葡萄糖的酶含Mg2+如胃蛋白質(zhì)酶酶存在于低等生物中,將RNA自我催化。對生命起源的研究有重要意義。(蛋白質(zhì)本質(zhì))(蛋白質(zhì)本質(zhì))(核酸本質(zhì))(核酸本質(zhì))2.2酶促反應(yīng)序列及其意義酶促反應(yīng)序列生物體內(nèi)的酶促反應(yīng)可以順序連接起來,即第一個反應(yīng)的產(chǎn)物是第二個反應(yīng)的底物,第二個反應(yīng)的產(chǎn)物是第三個反應(yīng)的底物,以此類推,所形成的反應(yīng)鏈叫酶促反應(yīng)序列。如AABCD酶1酶2酶3終產(chǎn)物……酶4酶n意義各種反應(yīng)序列形成細胞的代謝網(wǎng)絡(luò),使物質(zhì)代謝和能量代謝沿著特定路線有序進行,確定了代謝的方向。2.3生物體內(nèi)ATP的來源ATP來源反應(yīng)式光合作用的光反應(yīng)酶酶ADP+Pi+能量——→酶酶化能合成作用有氧呼吸無氧呼吸其它高能化合物轉(zhuǎn)化(如磷酸肌酸轉(zhuǎn)化)C~P(磷酸肌酸)+ADP——→C(肌酸)+ATP神經(jīng)傳導(dǎo)和生物電肌肉收縮神經(jīng)傳導(dǎo)和生物電肌肉收縮吸收和分泌合成代謝生物發(fā)光光合作用的暗反應(yīng)細胞分裂礦質(zhì)元素吸收新物質(zhì)合成植株的生長植物動物ATP——→ADP+Pi+能量酶色素分布色素分布分離(橙黃色)胡蘿卜素(黃色)葉黃素(藍綠色)葉綠素a(黃綠色)葉綠素b快慢作用吸收傳遞光能胡蘿卜素葉黃素大部分葉綠素a葉綠素b吸收轉(zhuǎn)化光能特殊狀態(tài)的葉綠素a組成類胡蘿卜素葉綠素葉綠素a葉綠素b胡蘿卜素葉黃素葉綠體基粒的類囊體薄膜上2.6光合作用中光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較比較項目光反應(yīng)暗反應(yīng)反應(yīng)場所葉綠體基粒葉綠體基質(zhì)能量變化光能——→電能電能——→活躍化學能活躍化學能——→穩(wěn)定化學能物質(zhì)變化H2O——→[H]+O2NADP++H++2e——→NADPHATP+Pi——→ATPCO2+NADPH+ATP———→(CH2O)+ADP+Pi+NADP++H2O反應(yīng)物H2O、ADP、Pi、NADP+CO2、ATP、NADPH反應(yīng)產(chǎn)物O2、ATP、NADPH(CH2O)、ADP、Pi、NADP+、H2O反應(yīng)條件需光不需光反應(yīng)性質(zhì)光化學反應(yīng)(快)酶促反應(yīng)(慢)反應(yīng)時間有光時(自然狀態(tài)下,無光反應(yīng)產(chǎn)物暗反應(yīng)也不能進行)
2.7C3植物和C4植物光合作用的比較C3植物C4植物光反應(yīng)葉肉細胞的葉綠體基粒葉肉細胞的葉綠體基粒暗反應(yīng)葉肉細胞的葉綠體基質(zhì)維管束鞘細胞的葉綠體基質(zhì)CO2固定僅有C3途徑C4途徑—→C3途徑2.8C4植物與C3植物的鑒別方法方法原理條件和過程現(xiàn)象和指標結(jié)論生理學方法在強光照、干旱、高溫、低CO2時,C4植物能進行光合作用,C3植物不能。密閉、強光照、干旱、高溫生長狀況:正常生長或枯萎死亡正常生長:C4植物枯萎死亡:C3植物形態(tài)學方法維管束鞘的結(jié)構(gòu)差異過葉脈橫切,裝片①是否有兩圈花細胞圍成環(huán)狀結(jié)構(gòu)②鞘細胞是否含葉綠體是:C4植物否:C3植物化學方法①合成淀粉的場所不同②酒精溶解葉綠素③淀粉遇面碘變藍葉片脫綠→加碘→過葉脈橫切→制片→觀察出現(xiàn)藍色:①藍色出現(xiàn)在維管束鞘細胞②藍色出現(xiàn)在葉肉細胞出現(xiàn)①現(xiàn)象時:C4植物出現(xiàn)②現(xiàn)象時:C3植物2.9C4植物中C4途徑與C3途徑的關(guān)系草酰乙酸(C草酰乙酸(C4)蘋果酸C4丙酮酸C3磷酸烯醇式丙酮酸(C3)ATPPEP羧化酶AMPNADP+NADPHCO2蘋果酸C4丙酮酸C3NADP+NADPHCO2暗反應(yīng)(CH2O)葉肉細胞維管束鞘細胞C5注:磷酸烯醇式丙酮酸英文縮寫為PEP。2.10C4植物比C3植物光合作用強的原因C3植物C4植物結(jié)構(gòu)原因:維管束鞘細胞的結(jié)構(gòu)以育不良,無花環(huán)型結(jié)構(gòu),無葉綠體。光合作用在葉肉細胞進行,淀粉積累,影響光合效率。發(fā)育良好,花環(huán)型,葉綠體大。暗反應(yīng)在此進行。有利于產(chǎn)物運輸,光合效率高。生理原因:PEP羧化酶磷酸核酮糖羧化酶只有磷酸核酮糖羧化酶。磷酸核酮糖羧化酶與CO2親和力弱,不能利用低CO2。兩種酶均有。PEP羧化酶與CO2親和力大,利用低CO2能力強。2.11光能利用率與光合作用效率的關(guān)系關(guān)系關(guān)系提高光能利用率延長光合作用時間增加光合作用面積提高光合作用效率控制光照強弱二氧化碳供應(yīng)必需礦質(zhì)元素供應(yīng)光合作用效率光合作用制造的有機物所含的能量光合作用吸收的光能=參與光合作用的能量中被轉(zhuǎn)移的能量光能利用率照在該地面的總的光能光合作用制造的有機物所含的能量=照在地面上的總能量中被轉(zhuǎn)移的能量概念熱能損失光能損失→熒光、磷光光能→電能→化學能(貯存)去向2.12影響光合作用的外界因素與提高光能利用率的關(guān)系影響光合作用的外界因素影響光合作用的外界因素提高光能利用率增加二氧化碳供應(yīng)通風透光,增施農(nóng)家肥;人工增CO2(溫室)必需礦質(zhì)元素供應(yīng)N:P:K:糖類的合成和運輸Mg:葉綠素的成分ATP、NADP+的成分控制光照強弱因地制宜:陽生植物種陽地陰生植物種陰地光質(zhì)影響:藍紫光照,蛋白質(zhì)和脂類多紅光照,糖類增多延長光合作用時間提高復(fù)種指數(shù):改一年一季為一年多季增加光合作用面積合理密植套種(不同時播種)、間作(同時播種)光CO2礦物質(zhì)水溫度
2.13光合作用實驗的常用方法半葉法(遮蓋法)半葉法(遮蓋法)割主葉脈法同位素標記法驗證(探索)光合作用需CO2并放O2、光強的影響光合作用產(chǎn)生淀粉驗證(探索)光合作用中物質(zhì)的轉(zhuǎn)變打孔法(抽氣法)密封法光質(zhì)對光合作用的影響分光法可同時使用2.14植物對水分的吸收和利用2.14.1植物對水分的吸收滲透吸水滲透吸水滲透系統(tǒng)隔著半透膜的兩種溶液構(gòu)成的體系吸脹吸水液泡尚未形成或消失通過親水物質(zhì)的親水性吸水植物細胞構(gòu)成滲透系統(tǒng)原生質(zhì)層由細胞膜、液泡膜、兩膜之間的細胞質(zhì)構(gòu)成看作一層半透膜(本質(zhì)是選擇透過性)兩個系統(tǒng)①植物細胞與土壤溶液之間構(gòu)成②每兩個植物細胞之間構(gòu)成水分的吸收吸水原理主要由成熟細胞的中央液泡構(gòu)成滲透系統(tǒng)通過滲透作用吸水發(fā)生條件①具有半透膜②膜兩側(cè)溶液具有濃度差溶液與純水達平衡時,溶液一方所承受的外壓差。滲透壓2.14.2擴散作用與滲透作用的聯(lián)系與區(qū)別擴散作用擴散作用滲透作用物質(zhì)由相對多(密度高)的地方向相對少(密度低)的地方運動的過程,叫擴散溶劑分子的擴散叫滲透,具備一定條件才能發(fā)生聯(lián)系區(qū)別物質(zhì)由高到低的移動方式,利用物質(zhì)本身的屬性,不需要能量特指溶劑分子(如水、酒精等)的擴散,需特定的條件2.14.3半透膜與選擇透過性膜的區(qū)別與聯(lián)系半透膜選擇透過性膜概念小分子、離子能透過,大分子不能透過水自由通過,被選擇的離子和其它小分子可以通過,大分子和顆粒不能通過性質(zhì)半透性(存在微孔,取決于孔的大?。┻x擇透過性(生物分子組成,取決于脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和ATP)狀態(tài)活或死活材料合成材料或生物材料生物膜(磷脂和蛋白質(zhì)構(gòu)成的膜)物質(zhì)運動方向不由膜決定,取決于物質(zhì)密度水和親脂小分子:不由膜決定,取決于物質(zhì)密度離子和其它小分子:膜上載體(蛋白質(zhì))決定功能滲透作用滲透作用和其它更多的生命活動功能共同點水自由通過,大分子和顆粒都不能通過2.14.4植物體內(nèi)水分的運輸導(dǎo)管運輸導(dǎo)管運輸水分的運輸方向向上:根—→莖—→葉動力蒸騰作用產(chǎn)生蒸騰拉力根壓導(dǎo)致吐水現(xiàn)象2.14.5植物體內(nèi)水分的利用和散失利用利用1-5%參與光合作用、呼吸作用等生命活動水分散失絕大部分水分通過蒸騰作用散失生理意義蒸騰作用①根持續(xù)吸水的動力②物質(zhì)運輸?shù)妮d體③降低葉片溫度
2.15植物體內(nèi)的化學元素(1)植物體植物體水分(10-95%)干物質(zhì)(5-90%)有機物90%無機鹽10%揮發(fā)部分灰分元素小部分N大部分S全部P全部金屬元素C、H、O、N、S形成氣體:CO2、CO、N2、NH3、H2O和氮氧化物等。少量硫形成H2S、SO2等。燃燒N、P、S、K、Ca、Mg(6種)大量元素微量元素必需礦質(zhì)元素Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni礦質(zhì)元素Al、Si、Na、I等非必需礦質(zhì)元素概念除C、H、O外由根系吸收的元素(N放在礦質(zhì)元素中討論)非必需元素必需元素微量元素大量元素植物體C、H、O非礦質(zhì)元素能被再利用的元素N、P、K、Mg老葉先受損不被再利用的元素Ca、S、B、缺乏癥幼葉先受損吸收方式選擇性吸收載體的種類與數(shù)量主動運輸1.16植物體內(nèi)的化學元素(2)2.17生物固氮生物固氮生物固氮將大氣氮(N2)還原成NH3的過程概念意義②對自然界氮循環(huán)有重要作用①為綠色植物提供氮素營養(yǎng)固氮微生物的種類種類固氮原因及條件代謝類型常見類型在生態(tài)系統(tǒng)中的作用同化異化共生固氮類與豆科植物共生時異養(yǎng)需氧根瘤菌(6種)(大豆、菜豆、豌豆、苜蓿、羽扇豆、三葉草)消費者(取食于活的生物體)自生固氮類獨立生活自養(yǎng)固氮藍藻(念珠藻)生產(chǎn)者異養(yǎng)圓褐固氮菌黃色分支桿菌分解者(腐生生活)注意:不同的根瘤菌具有共生專一性。如蠶豆根瘤菌與蠶豆、豌豆、豇豆共生;大豆根瘤菌只能與大豆共生。固氮過程N2+e+H++ATP————→NH3+ADP+Pi固氮酶(選學)固氮基因(固氮酶)大氣氮庫(N2大氣氮庫(N2)大氣固氮工業(yè)固氮NO3-氮素化肥氮鹽尿素硝化細菌分解者生物固氮NH3-NO2-、NO3-反硝化細菌N2遺體生產(chǎn)者消費者脲酶尿素脲酶固氮微生物N固氮微生物N2————→NH3固氮酶硝化細菌NH3——→NO2-、NO3-酶反硝化細菌NO2-、NO3-——→N2酶(N2循環(huán))Ⅱ動物與微生物代謝部分:三大類營養(yǎng)代謝、細胞呼吸、代謝基本類型、微生物類群、微生物的營養(yǎng)代謝與生長、發(fā)酵工程簡介淀粉葡萄糖淀粉葡萄糖脂肪、某些氨基酸CO2+H2O+能量肝糖元肌糖元氧化合成分解轉(zhuǎn)變合成皮下結(jié)締組織、腸系膜脂肪儲存甘油、脂肪酸CO2+H2O+能量氧化糖元轉(zhuǎn)變分解蛋白質(zhì)合成轉(zhuǎn)變各種組織蛋白、酶及激素等新的氨基酸含氮部分NH3尿素轉(zhuǎn)變不含氮部分CO2+H2O+能量糖類、脂肪分解轉(zhuǎn)氨基脫氨基氨基酸必需氨基酸在人和動物體細胞內(nèi)能夠合成的氨基酸必需氨基酸在人和動物體細胞內(nèi)能夠合成的氨基酸非必需氨基酸不能在人和動物體細胞內(nèi)合成,只能從食物中獲得的氨基酸稱為必需氨基酸種類(8種)種類苯丙賴色亮,纈亮蘇甲硫(本秉賴色亮,謝亮輸賈劉)12種概念概念苯丙氨酸賴氨酸色氨酸亮氨酸纈氨酸異亮氨酸蘇氨酸甲硫氨酸不同種動物有不同的必需氨基酸助記詞2C3H2C3H6O32C2H5OH2CO24[H]能量2CH3COCOOH+C6H12O6②①(葡萄糖)(酒精)(乳酸)(丙酮酸)ATP(少)熱總反應(yīng)式C6H12O6+能量2C3H6O3酶C6H12O62C2H5OH2CO2+酶能量+總反應(yīng)式細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體6CO220[H]C6H12O64[H]能量6H2OATP(少)熱C6H12O62CH3COCOOH12H2OATP(多)6O2能量熱呼吸鏈ATP(少)熱能量2CH3COCOOH②①③(葡萄糖)(丙酮酸)細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體細胞膜②2.23細胞內(nèi)的無氧呼吸 2.24有氧呼吸與無氧呼吸的比較比較項目有氧呼吸無氧呼吸反應(yīng)場所真核細胞:細胞質(zhì)基質(zhì),主要在線粒體原核細胞:細胞基質(zhì)(含有氧呼吸酶系)細胞質(zhì)基質(zhì)反應(yīng)條件需氧不需氧反應(yīng)產(chǎn)物終產(chǎn)物(CO2、H2O)、能量中間產(chǎn)物(酒精、乳酸、甲烷等)、能量產(chǎn)能多少多,生成大量ATP少,生成少量ATP共同點氧化分解有機物,釋放能量2.25呼吸作用產(chǎn)生的能量的利用情況呼吸類型被分解的有機物儲存的能量釋放的能量可利
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