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第1页生物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1.2生物体中化学元素的组成特点1.3生物界与非生物界的统一性和差异性不同种生物体中化学元素的组成特点元素种类大体相同C、H、O、N四种元素含量最多元素含量差异很大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化学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非必需元素无害元素C、H、O、N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等Al、Si等Pb、Hg等第2页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水①组成细胞②维持细胞形态③运输物质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调节渗透压无机盐①构成化合物（Fe、Mg）②组成细胞（如骨细胞）③参与化学反应④维持细胞和内环境的渗透压）糖类单糖二糖多糖C、H、O①供能（淀粉、糖元、葡萄糖等）②组成核酸（核糖、脱氧核糖）③细胞识别（糖蛋白）④组成细胞壁（纤维素）脂质脂肪磷脂（类脂）固醇C、H、OC、H、O、N、PC、H、O①供能（贮备能源）②组成生物膜③调节生殖和代谢（性激素、Vit.D）④保护和保温蛋白质单纯蛋白（如胰岛素）结合蛋白（如糖蛋白）C、H、O、N、S（Fe、Cu、P、Mo……）①组成细胞和生物体②调节代谢（激素）③催化化学反应（酶）④运输、免疫、识别等核酸DNARNAC、H、O、N、P①贮存和传递遗传信息②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m，构成蛋白质的肽链条数为n，构成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为a，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r，则肽键数＝脱去的水分子数，为nmx……………………………………①蛋白质的相对分子质量xmay18…………………………………………②或者xary183…………………………………………③第3页1.6蛋白质的组成层次1.7核酸的基本组成单位名称基本组成单位核酸核苷酸（8种）一分子磷酸（H3PO4）一分子五碳糖（核糖或脱氧核糖）核苷一分子含氮碱基（5种：A、G、C、T、U）DNA脱氧核苷酸（4种）一分子磷酸一分子脱氧核糖脱氧核苷一分子含氮碱基（A、G、C、T）RNA核糖核苷酸（4种）一分子磷酸一分子核糖核糖核苷一分子含氮碱基（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化学通式聚合方式多样性的原因多糖葡萄糖C6H12O6脱水缩合①葡萄糖数目不同②糖链的分支不同③化学键的不同蛋白质氨基酸①氨基酸数目不同②氨基酸种类不同③氨基酸排列次序不同④肽链的空间结构核酸（DNA和RNA）核苷酸①核苷酸数目不同②核苷酸排列次序不同③核苷酸种类不同C、H、O、N、S氨基酸肽链基本成分C、H、O、N、P、Fe、Cu……离子和（或）分子其它成分蛋白质RNH2COOHHC第4页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还原性糖斐林试剂（甲液和乙液）临时混合加热砖红色脂肪苏丹Ⅲ（苏丹Ⅳ）切片高倍镜观察桔黄色（红色）蛋白质双缩脲试剂（A液和B液）先加试剂A再滴加试剂B紫色DNA二苯胺加0.015mol/LNaCl溶液5Ml沸水加热5min蓝色1.10选择透过性膜的特点1.11细胞膜的物质交换功能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——DNA4、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、能自我分裂增殖选择透过性膜的特点三个通过水自由通过可以通过不能通过被选择的离子和小分子其它离子、小分子和大分子物质交换大分子、颗粒内吞外排离子、小分子自由扩散主动运输亲脂小分子高浓度——→低浓度不消耗细胞能量（ATP）离子、不亲脂小分子低浓度——→高浓度需载体蛋白运载消耗细胞能量（ATP）膜的流动性膜的流动性、膜融合特性原理第5页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线粒体蛋白质、呼吸酶、RNA、脂质、DNA动植物细胞双层膜能量代谢有氧呼吸的主要场所叶绿体蛋白质、光合酶、RNA、脂质、DNA、色素植物叶肉细胞光合作用内质网蛋白质、酶、脂质动植物细胞中广泛存在单层膜与蛋白质、脂质、糖类的加工、运输有关高尔基体蛋白质、脂质蛋白质的运输、加工、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、酶无膜合成蛋白质中心体蛋白质动物细胞低等植物细胞与有丝分裂有关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2a。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苷＋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贮藏注：＋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第6页1.17细胞分裂与分化的关系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1.20分化与细胞全能性的关系1.21细胞的生活史G1SG2M周期性细胞G0期（暂不增殖）终端分化细胞衰老死亡细胞绝大多数细胞少数细胞未分化分化衰老死亡干细胞癌细胞分裂分裂干细胞特点：（无限增殖）既分裂也分化癌细胞特点：（无限增殖）只分裂不分化异常分化癌变（永生）形态结构特化新陈代谢改变生理功能专一分裂能力丧失已分化细胞体细胞生殖细胞（如卵细胞、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），全能性最高受精卵形态结构不同生理功能不同代谢活动不同基因表达不同不同种类细胞第7页1.22癌细胞的特点1.23衰老细胞的特点1.24细胞的死亡水酶色核透（水煤色黑透）助记词水分减少，细胞萎缩，体积变小，代谢减慢水少酶低色累酶的活性降低色素积累，阻碍细胞内物质交流和信息传递核大细胞核体积增大，染色体固缩，染色加深透变细胞膜通透性改变，物质运输功能降低细胞死亡病理性死亡（细胞坏死）程序性死亡（细胞凋亡）环境因素突变病原体入侵正常生命需要动物变态花儿凋谢极体消失大部分淋巴细胞死亡蝌蚪尾部消失花瓣凋萎癌细胞的特点无限分裂增殖形态结构变化细胞物质改变正常功能丧失新陈代谢异常引发免疫反应扁平梭形球形成纤维细胞癌变如癌细胞膜糖蛋白减少，细胞黏着性降低，易转移扩散。癌细胞膜表面含肿瘤抗原，肝癌细胞含甲胎蛋白等如线粒体功能障碍，无氧供能可移植在异种生物体内生长，形成癌瘤可以种间移植主要是细胞免疫永生细胞第8页1.25生物膜与生物膜系统膜生物膜系统生物膜功能上的联系组成细胞的膜的总称化学组成相似基本结构相同结构上的联系直接联系间接联系核外膜——内质网膜——胞膜内质网膜——线粒体外膜（或相依）内质网膜—膜泡—高尔基体膜—膜泡—胞膜分泌作用胞饮作用内质网-高尔基体-细胞膜细胞膜-溶酶体相互配合协调工作细胞膜、核膜及具膜细胞器构成的结构体系结构上紧密联系功能上相互依存生理作用研究意义为细胞提供稳定的内环境进行物质运输、能量交换、信息传递为化学反应提供场所将细胞分隔成功能小区细胞膜工业上淡化海水，处理污水研究抗寒、抗旱、耐盐机理人造膜材料代替病变器官农业上医药上概念概念你知道吗细胞分裂产生新细胞细胞分化产生新细胞类型基因突变产生新基因基因重组产生新基因型生殖隔离产生新物种第9页1.26细胞工程植物细胞工程细胞工程植物组织培养离体的植物器官组织或细胞愈伤组织根芽植物体脱分化再分化植物体细胞杂交植物细胞A植物细胞B去壁融合杂种细胞组织培养动物细胞工程动物组织单个细胞原代培养传代培养动物细胞培养胚胎移植动物细胞融合动物细胞A动物细胞B杂种细胞细胞培养融合筛选核移植单克隆抗体免疫小鼠小鼠骨髓瘤细胞小鼠B细胞提取抗体融合细胞杂交瘤细胞提取融合筛选体内培养体外培养你知道吗动物细胞培养代数与取材有关细胞来源可传代数人胎儿细胞成人细胞50代20代小鼠乌龟14—28代90—125代第10页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、生长素、细胞分裂素、琼脂葡萄糖、氨基酸、无机盐、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②分化：形成根、芽①只分裂不分化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快速繁殖②培育无病毒植株③提取植物提取物（药物、香料、色素等）④人工种子⑤培养转基因植物①生产蛋白质生物制品②皮肤细胞培养后移植③检测有毒物质④生理、病理、药理研究培养条件无菌、适宜的温度和pH1.28植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较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、膜融合特性前期处理原生质体制备：纤维素酶和果胶酶处理细胞分散：胰蛋白酶处理方法和手段①物理：离心、振动、电刺激②化学：聚乙二醇（PEG）（同前）③生物：灭活的病毒应用进行远缘杂交，创造植物新品种①制备单克隆抗体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——生物体结构和功能的基本单位葡萄糖——组成多糖的基本单位氨基酸——组成蛋白质的基本单位核苷酸——组成核酸的基本单位基因——控制生物性状的基本单位种群——生物生存和进化的基本单位第11页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2.2酶促反应序列及其意义酶促反应序列生物体内的酶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ADP＋Pi＋能量——→ATP化能合成作用有氧呼吸无氧呼吸其它高能化合物转化（如磷酸肌酸转化）C~P（磷酸肌酸）＋ADP——→C（肌酸）＋ATPABCD酶1酶2酶3终产物……酶4酶n(蛋白质本质)(核酸本质)蛋白质类酶ＲＮＡ类酶单纯酶复合酶仅含蛋白质蛋白质辅助因子离子有机物辅酶NADP(辅酶Ⅱ)B族维生素生物素(羧化酶的辅酶)RNA端粒酶含RNA唾液淀粉酶含Cl-细胞色素氧化酶含Cu2+分解葡萄糖的酶含Mg2+如胃蛋白质酶酶存在于低等生物中，将RNA自我催化。对生命起源的研究有重要意义。酶酶第12页2.4生物体内ATP的去向2.5光合作用的色素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——→电能电能——→活跃化学能活跃化学能——→稳定化学能物质变化H2O——→[H]＋O2NADP+＋H+＋2e——→NADPHATP＋Pi——→ATPCO2＋NADPH＋ATP———→（CH2O）＋ADP＋Pi＋NADP+＋H2O反应物H2O、ADP、Pi、NADP+CO2、ATP、NADPH反应产物O2、ATP、NADPH（CH2O）、ADP