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专题一 细胞
[本专题包括必修第一章 生命的物质基础、必修第二章 生命的基本单位——细胞和选修第四章 细胞与细胞工程。]
一、考纲细化:21世纪教育网
1.化学元素
大量元素 微量元素 主要元素 最基本元素 矿质元素 不可再利用元素
光合作用有关元素:N、P、K、Mg、Fe 血红蛋白的组成元素:C、H、O、N、Fe
叶绿素的组成元素:C、H、O、N、Mg 甲状腺的组成元素:C、H、O、N、I
K、Na、Ca、B、I缺乏引起的病症:
2.组成生物体的化 ( www. )合物
水的存在形式及功能
糖类的组成元素、种类、功能;植物、动物特有的糖类;还原糖、淀粉的鉴定
脂质的组成元素、种类(如脂肪、磷脂、性激素、醛固酮);脂肪的鉴定
蛋白质的组成元素、基本单位、形成方式、结构特点及原因、主要功能(5点)
氨基酸、蛋白质在体内不能储存;蛋白质的鉴定
核酸的组成元素、种类、分布、基本单位、DNA、RNA特有碱基、彻底水解产物
3.细胞——生命活动的基本单位
细胞膜的主要成分、结构及结构特点、主要功能及功能特性
小分子物质出入细胞的两种方式比较、大分子物质出入细胞的方式
细胞质基质:新陈代谢的主要场所
细胞器(线粒体、叶绿体、内质网、核糖体、高尔基体和中心体)的结构和功能
没有膜、单层膜、双层膜结构的细胞器;能产生水的细胞器;含有色素的细胞器;含有DNA的细胞器;含有RNA的细胞器;与能量转换有关的细胞器;原核细胞与真核细胞共有的细胞器;分生区细胞所具有的细胞器;能自我复制的细胞器;与分泌蛋白形成有关的细胞器;参与低等植物细胞分裂的细胞器。
线粒体、叶绿体的结构(如何增大膜面积的)以及有关酶的分布
光学显微镜可以观察到的细胞器
细胞核的结构和功能
生物膜(生物膜系统的概念、生物膜在结构和功能上的联系、研究生物膜的重要意义)
原核细胞的基本结构,与真核细胞结构的主要区别,基因结构的主要区别。
4.细胞增殖
细胞周期:指连续分裂的细胞 ( www. )(如受精卵、分生区细胞)从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止为一个细胞周期。包括分裂间期和分裂期。
有丝分裂:分裂间期——主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成
分裂期——①前期:核膜、核仁消失;出现纺锤体、染色体。②中期:染色体着丝点排列在赤道板上(染色体最清晰)。③后期:着丝点分裂,染色单体分开,向细胞两极移动(染色体、染色体组数目加倍,染色单体消失)。④末期:核膜、核仁重现,染色体、纺锤体消失
动植物细胞有丝分裂的区别:一是前期纺锤体来源不同;二是末期细胞质分开的方式不同
无丝分裂:不现染色体、纺锤体,但有DNA复制和均分
5.细胞的分化、衰老和癌变
细胞分化的概念、特点、原因(基因的选择性表达)
细胞衰老是一种正常的生命现象。细胞衰老的特征(5点)
细胞癌变是一种畸形分化。癌细胞的特点(3点),致癌因子,发病机理,预防与治疗
6.植物细胞工程
植物细胞的全能性的概念 ( www. )、原因、不同细胞全能性的高低比较(受精卵>卵细胞>体细胞)
植物组织培养原理、过程(脱分化、再分化、愈伤组织含义)、应用(快速繁殖等)
植物体细胞杂交原理、最大优点、目的、过程(原生质体制备;原生质体融合诱导;杂种细胞的筛选与培养;杂种植株的再生与鉴定)
7.动物细胞工程
动物细胞工程常用技术手段(5点)
动物细胞培养:培养液制备,培养细胞的来源与处理、培养过程[原代培养—传代培养—细胞株—细胞系(遗传物质改变,带有癌变的特点)、应用。
动物细胞融合的原理、最重要用途。
单克隆抗体的含义、制备原理、优点、应用(“生物导弹”及优点)
单克隆抗体的制备:获取效应B细胞与骨髓瘤细胞;细胞融合与杂交瘤细胞筛选;产生特定抗体的杂交瘤细胞群的筛选与培养;体内或体外大规模培养及单克隆抗体的提取。
二、名词解释:
绪论
*1、应激性:任何生物体对外界的刺激都能发生一定的反应。趋向有利刺激,逃避不利刺激。
*2、反射:人和动物在神经系统的参与下,对体内和外界环境的各种刺激所发生的规律性的反应。
细胞的化学成分
3、原生质:是细胞内的生命物质。它的主要成分是蛋白质、脂类和核酸。细胞是由原生质构成的。构成细胞的这一小团原生质又分化为细胞膜、细胞质和细胞核等部分。
4、结合水:水在细胞中以两种形式存在。一部分与细胞内的其他物质结合,叫结合水。结合水是细胞结构的组成成分。
5、自由水:大部分以游离的形式存在,可以自由流动,叫自由水。
*6、缩合:氨基酸分子互相结合的方式是:一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接,同时失去一分子的水,这种结合方式叫缩合。
*7、肽键:连接两个氨基酸分子的那个键(—NH—CO—)叫做肽键。
8、二肽:由两个氨基酸分子缩合而成的化合物,叫做二肽。
9、多肽:由多个氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物,叫做多肽。
10、核酸:核酸最初是从细胞核中提取出来的,呈酸性,因此叫做核酸。
11、脱氧核糖核酸:核酸可以分为两大类:一类是含有脱氧核糖的,叫做脱氧核糖核酸,简称DNA。
12、核糖核酸:另一类是含有核糖的,叫做核糖核酸,简称RNA。
细胞的结构和功能
*13、显微结构:在普通光学显微镜中能够观察到的细胞结构。
*14、亚显微结构:又称超微结构。指在普通光学显微镜下观察不能分辨清楚的细胞内各种微细结构。
15、细胞膜:又称原生质膜或质膜,是细胞的原生质体分化形成,并位于其外表面的一层极薄的膜结构。
16、膜蛋白:指细胞内各种膜结构中蛋白质成分。
17、载体蛋白:膜结构中与物质运输有关的一种跨膜蛋白质。这种膜运输蛋白质具有专一的结合部位,对所结合的物质具有高度选择性,只能同专一物质结合的特性类似于酶同底物的反应。当某种载体蛋白的外端表面的结合部位与专一性物质结合后,载体蛋白分子就发生构象变化,将该物质分子运转到膜的内表面,随之释放到细胞质中。
*18、细胞质:在细胞膜以内、细胞核以外的原生质,叫做细胞质。在光学显微镜下观察活细胞,可以看到细胞质是透明的胶状物,细胞质主要包括基质和细胞器
*19、细胞质基质:细胞质内呈液态的部分是基质。
*20、细胞器:细胞质中具有特定功能的各种亚细胞结构的总称。
*21、染色质:在细胞核中分布着一些容易被碱性染料染成深色的物质,这些物质是由DNA和蛋白质组成的。在细胞分裂间期,这些物质成为细长的丝,交织成网状,这些丝状物质就是染色质。
*22、染色体:在细胞分裂期,细胞核内长丝状的染色质高度螺旋化,缩短变粗,就形成了光学显微镜下可以看见的染色体。
细胞增殖
*23、细胞周期:连续分裂的细胞,从上一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,这是一个细胞周期。一个细胞周期包括两个阶段:分裂间期和分裂期。
24、分裂间期:从细胞在上一次分裂结束之后到下一次分裂之前,是分裂间期。
25、分裂期:在分裂间期结束之后,就进入分裂期。
细胞的分化、衰老和癌变
26、细胞分化:在个体发育中,相同细胞的后代在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞分化的结果是使多细胞生物体形成各种不同的细胞和组织。
27、细胞癌变:在个体发育过程中,有的细胞由于受到致癌因子的作用,不能正常地完成细胞分化,而变成了不受有机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞,这个过程叫做细胞的癌变。
28、细胞全能性:生物体的每一个细胞都有含有该物种的全套遗传物质,都有发育成为完整个体所必需的全部基因。
细胞工程
29、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,通过某种工程学手段,在细胞整体水平或细胞器水平上,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。能定向改变生物体的性状。
三、结论性语句
1、概念区分
应激性:对刺激作出的反应,判断时一定要找到刺激(包括微生物、植物的应激性、动物的反射)
适应性:形态、结构、生理功能与环境相适合的现象,判断时常常找不到刺激
遗传性:上、下代的相似性,对生物性状有决定作用
变异性:上、下代的差异性,下一代不同个体之间有差异。
稳定性:通过遗传,物种能保持稳定性
连续性:通过生殖,产生后代,保证种族延续
多样性:强调种类很多
差异性:强调二者的彼此不同
特异性:强调某物与他物的不同
高效性:酶的催化效率很高
专一性:酶有特定的催化底物和所催化的反应(此外,载体对物质的运输、激素对靶器官的作用等,也有专一性)
向性运动:植物体受到单一方向的外界刺激而引起的定向运动。如植物的向光性、向重力性、背重力性、向水向肥性。是应激性的一种。
2、组成生物体的化学元素虽然大体相同,但是在不同的生物体内,各种化学元素的含量相差很大。
3、 大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
微量元素:Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni
以上元素除C、H、O外,其他都是植物必需的矿质元素,共14种。
C最基本元素 C H O N基本元素 C H O N P S 主要元素 O湿重最多元素
4、生物界与非生物界具有统一性和差异性。
5、水的存在形式有两种:自由水和结合水。当自由水的相对比例增大时,细胞代谢会加强;
相反,当结合水的相对比例增大时,植物抗性增强心肌血液状态的解释:心肌细胞中多是结合水
6、自由水的作用:①细胞内的良好溶剂;②运输营养物质和废物;③参与各种反应;④是各种反应的介质;⑤维持细胞正常的形态。
7、无机盐的作用:①细胞的重要组成物质;②维持生物体的生命活动;③维持细胞渗透压和酸碱平衡。
8、糖的分类:单糖: 葡萄糖、核糖、脱氧核糖 (单糖动植物都有) 植物二糖:蔗糖、麦芽糖
动物二糖:乳糖 植物多糖:纤维素、淀粉 动物多糖:糖元(肝糖元、肌糖元)
9、脂质分类:脂肪:储能 类脂:磷脂 膜结构基本骨架(脑、卵、大豆中磷脂较多)
固醇类:胆固醇、性激素、VD 、醛固酮 维持正常新陈代谢和生殖过程
10、蛋白质:基本组成单位:氨基酸 氨基酸结合方式:脱水缩合 场所:核糖体
多肽的命名:几个氨基酸就叫几肽
蛋白质多样性的原因:从蛋白质分析是因为氨基酸种类、数量、排列顺序不同、肽链的空间结构变化多端。从DNA分子分析:DNA分子的多样性。
蛋白质的功能:是构成细胞和生物体的重要物质,如人和动物的肌肉主要是蛋白质;有催化作用,如参与生物体各种生命活动的酶;有运输作用,如红细胞中的血红蛋白是运输氧的蛋白质;有调节作用,如胰岛素和生长激素都是蛋白质;有免疫作用,如抗体。总之,蛋白质是细胞中重要的有机化合物,一切生命活动都离不开蛋白质。
蛋白类物质:大多数酶、抗体、淋巴因子(干扰素、白细胞介素)蛋白类激素(生长激素、胰岛素、促激素等)、载体
蛋白质的合成场所:核糖体;加工场所:内质网、高尔基体;成熟蛋白质形成场所:高尔基体
特殊的化合物:肽聚糖=多肽+糖类,是原核生物细胞壁的主要成分
脂蛋白=蛋白质+脂肪+磷脂,是脂肪运出肝脏的形式,如果磷脂摄入不足,易患脂肪肝
糖蛋白=蛋白质+多糖,构成细胞膜外表面的糖被,有信息传递、细胞识别、保护、润滑功能
11、核酸:是遗传信息的载体,是一切生物的遗传物质,对于生物体遗传、变异和蛋白质的生物合成有极重要的作用。2种核酸、8种核苷酸、5种碱基
核酸 基本单位 存在 功能
脱氧核糖核酸DNA 脱氧核糖核苷酸:含脱氧核糖、磷酸和AGCT 真核生物:①主要在细胞核染色体中 ②少量在细胞质线粒体、叶绿体中③质粒,如酵母菌原核生物:①主要是核区的DNA②少量是质粒,如细菌;DNA病毒中的DNA 只要存在,就是遗传物质
核糖核酸RNA 核糖核苷酸:含核糖、磷酸和AGCU 真核生物:①主要在细胞质的线粒体、叶绿体、核糖体中,②少量在细胞核的染色体中;原核生物:细胞质的核糖体中RNA病毒中的RNA ①作为遗传物质:只在RNA病毒中②不作为遗传物质:在DNA控制蛋白质合成过程中起作用:mRNA是蛋白质合成的直接模板、tRNA能搬运氨基酸、rRNA是核糖体的组成成分③催化作用:酶的一种
DNA与RNA相比较,DNA的组成成分的特点是:DNA含RNA所没有的碱基T和脱氧核糖。RNA彻底水解的产物是RNA彻底水解产物是:磷酸、核糖、腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶。
病毒、原核生物、真核生物体中有核酸、核苷酸、碱基多少种:病毒体内核酸有1种即DNA或RNA,核苷酸有4种,碱基有4种。真核和原核生物体内核酸有2种,核苷酸有8种,碱基有5种(A、T、C、G、U)。
含有DNA的结构:细胞核、线粒体、叶绿体、质粒、拟核、DNA病毒(痘病毒、腺病毒、疱疹病毒、虹彩病毒、乙肝病毒、噬菌体)
含有RNA的结构:细胞核、线粒体、叶绿体、核糖体、少数酶、RNA病毒(脊髓灰质炎病毒、狂犬病毒、麻疹病毒、腮腺炎病毒、流感病毒、艾滋病病毒、口蹄疫病毒、脑膜炎病毒、SARS病毒、烟草花叶病毒、马铃薯X病毒、黄瓜花叶病毒、大麦黄化病毒等)
12、均含有C、H、O、N、P化合物:答:DNA、RNA、ATP、ADP、AMP、NADPH、NADP 、核苷酸。
内环境中含有的成分:有水、气体(O2、CO2)、各种无机离子、有机化合物(如脂类、氨基酸、葡萄糖、核苷酸、维生素等)、调节生命活动的各种激素、细胞代谢排泄的废物(如氨、尿素等)。注意无纤维素。
13、生物组织中各种化合物的鉴定
①还原糖:还原糖溶液 + 斐林试剂 砖红色沉淀
②脂肪:富含脂肪的种子 临时切片 + 苏丹III染液 橘黄色
③蛋白质:蛋白质溶液 + 双缩脲试剂 紫色
④DNA: DNA的NaCl溶液 + 二苯胺 蓝色
14、细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。
15、构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数不是静止的,而是可以流动的。细胞膜的结构特点:具有一定的流动性;细胞膜的功能特点:选择透过性。
16、植物细胞壁的化学成分主要是纤维素和果胶;可用纤维素酶和果胶酶处理获得有活性的原生质体。
细菌的细胞壁主要成分是由糖类与蛋白质结合而成的化合物(即肽聚糖),衣壳上带有多种抗原决定簇;
真菌(如酵母菌)细胞壁的化学成分不是纤维素和果胶,但含多糖和蛋白质。
17、各种细胞器
分布 植物特有的细胞器 质体(叶绿体、白色体)、液泡
动物和低等植物特有的细胞器 中心体
动、植物都有的细胞器 线粒体、内质网、高尔基体、核糖体
结构 无膜的细胞器 中心体、核糖体
单层膜的细胞器 内质网、高尔基体、液泡、溶酶体
双层膜的细胞器 线粒体、叶绿体
成分 含DNA(基因)的细胞器 线粒体、叶绿体
含RNA的细胞器 线粒体、叶绿体、核糖体
含色素的细胞器 叶绿体、液泡
功能 能产生水的细胞器 线粒体、叶绿体、核糖体
能产生ATP的细胞器 线粒体、叶绿体
能复制的细胞器 线粒体、叶绿体、中心体
能合成有机物的细胞器 核糖体、叶绿体、内质网、高尔基体
能发生碱基配对的细胞器 线粒体、叶绿体、核糖体
18、液泡:植物细胞特有的细胞器,单层膜,其内部的液体叫细胞液,细胞液中含有糖类、无机盐、色素、蛋白质等物质。它的作用有:①保持细胞一定的渗透压,使细胞保持一定的膨胀状态;②具有储存水分和营养物质的作用,是细胞内的水盐库和代谢库。
19、内质网的作用:增大细胞内的膜面积;膜上附着很多酶,为细胞内各种化学反应的正常进行提供了有利条件;与蛋白质、脂质(如性激素)和糖类的合成有关;是蛋白质等的运输通道。
高尔基体的作用:与细胞分泌物的形成有关(与植物细胞壁的形成有关);对蛋白质进行加工和转运。
糖类合成有关场所有:内质网、高尔基体(纤维素的合成)。脂类合成有关场所是内质网。蛋白质合成场所是核糖体。
20、原核生物包括有:细菌、蓝藻、放线菌等。原核细胞不同于真核细胞的结构有:
①细胞壁主要成分是由糖类与蛋白质结合而成的化合物(即肽聚糖);②细胞质内没有复杂的细胞器,但有分散的核糖体;③没有由核膜包围的细胞核,拟核内有丝状(或者说环状)的DNA。
21、细胞分化是一种持久性的变化,它发生在生物体的整个生命进程中,但在胚胎时期达到最大限度。
22、为什么说细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础?
同化作用>异化作用 同化作用>异化作用
生长的基础 细胞数量的增加=细胞增殖 发育的基础 细胞增殖
细胞体积的增加 细胞分化(多细胞生物)
单细胞生物 产生新个体[单细胞生物只能进行分裂生殖吗?]
繁殖的基础 无性生殖:进行 分裂或 分裂
有性生殖:进行 分裂 ,经 作用形成合子,产生后代
遗传的基础:细胞中的DNA只有在 时才能进行复制,因此,遗传物质要传给子代细胞或子代个体,离不开细胞增殖
23、什么样的细胞才具有细胞周期?——连续分裂的细胞
动植物的受精卵、胚细胞,植物芽的生长点、茎的形成层、根的分生区,动物的干细胞、肝细胞、皮肤生发层细胞、瘤细胞、癌细胞、杂交瘤细胞,脱分化后产生的细胞,植物组织培养时产生的 中的薄壁细胞
24、细胞周期的表示方法 一个细胞核内的DNA含量
分裂间期 分裂间期 分裂期
末期 分裂期
后期 a b f
中期 a b c d
前期
方法一(参见课本P35) 方法二 方法三 时间
方法三中,①c、d、e段分别代表什么时期?c 、d 、e
②一个完整的细胞周期从a点还是从f点开始? ,为什么?
25、高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力,也就是保持着细胞全能性。
一般而言,受精卵的全能性大于生殖细胞,生殖细胞的全能性大于体细胞,植物细胞全能性大于动物细胞。
分化后的不同细胞之间的相同点:遗传物质(信息)
分化后的不同细胞之间的不同点:成分、形态、结构和生理功能
26、癌细胞具有的主要特征是:(1)能够无限增殖;(2)形态结构发生了变化;(3)表面发生了变化,细胞膜上的糖蛋白等物质减少,使细胞的黏着性减少,易在有机体内分散和转移。
细胞的癌变常发生在细胞周期的间期
27、衰老细胞具有的主要特征是:(1)水分减少;(2)有些酶活性降低;(3)色素逐渐积累;(4)呼吸速度减慢,细胞核体积增大,染色质固缩、染色加深;(5)细胞膜通透性功能改变,使物质运输功能降低。
细胞死亡的意义
有积极意义:正常死亡(指发育过程中的死亡、程序性死亡)
细胞死亡
有消极意义:不正常死亡,如机械损伤、高温烫伤、感染后的组织坏死)
28、在生物体内,细胞没有表现出全能性,而是分化为不同的组织器官,这是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。(即细胞分化的根本原因)
细胞分裂产生的子细胞的可能去向:停止分裂,分化为其他细胞;继续进行正常的细胞分裂;
经癌变后,转变成癌细胞,进行无限增殖。
细胞衰老是正常的生命现象,与生物体的寿命有关
29、从大量培养的紫草愈伤组织中可以提取紫草素;用植物组织培养的方法,诱导形成具有生根发芽能力的胚状结构,包裹上人造种皮,可以造成人工种子。
30、植物体细胞杂交时人工诱导原生质体融合的方法:(1)物理法:离心、振动、电刺激;(2)化学法:用聚乙二醇(PEG)等作为诱导剂。
31、植物体细胞杂交克服了远源杂交不亲和的障碍,大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。
基因工程也可以克服远源杂交不亲和的障碍。
32、动物细胞培养:
细胞株细胞的遗传物质没有发生改变。细胞系的遗传物质发生了改变,并且带有癌变的特点,有可能在培养条件下无限制地传代下去。
动物细胞传代培养到第 代,就可能变为癌细胞,称为细胞 。
33、动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理是相同的,诱导的方法类似,动物细胞融合还可用灭活的病毒作为诱导剂。
34、在单抗上连接抗癌药物,制成“生物导弹”,将药物定向带到癌细胞所在部位,既消灭了癌细胞,又不会伤害健康细胞。
三、规律
1、蛋白质的有关计算:
m——肽链数; n——氨基酸分子数;a——氨基酸平均分子量
肽键数=失水数=m - n
蛋白质分子量=na - 18(n - m)
蛋白质中游离的氨基和羧基数:各至少m个
2、蛋白质中氨基酸的数目与基因、mRNA的碱基数的关系:
基因的碱基数: mRNA的碱基数:蛋白质中氨基酸的数目=6:3:1
3、有丝分裂和减数分裂的判断
第一步:看染色体的数目,如为奇数,是减Ⅱ(再根据染色体特征判断前、中、后期)
第二步:如为偶数,看是否有同源染色体,没有同源染色体,是减Ⅱ(再根据染色体特征判断前、中、后、末期)。如果:没有同源染色体,且染色体的大小各不相同(减Ⅱ前、中、末);没有同源染色体,且染色体的大小两两相同(同一极的则各不相同),是着丝点分裂形成的(减Ⅱ后期)
第三步:如果有同源染色体,看是否有联会、四分体、同源染色体的着丝点排在赤道板的两侧、同源染色体分离中的任意一项。有,是 ;无,是
第四步:看细胞质分裂是否均等,如均等,是精子形成过程或第一极体的分裂过程的后期;如不均等,则是初(次)级卵母细胞分裂的后期
4、细胞分裂DNA、染色体数的变化:
规律:
(1)有丝分裂的染色体变化的两个关键时期:①后期着丝点分裂时染色体加倍;②末期平分给两个子细胞时染色体数恢复。(其他时期染色体数不变。切记:染色体复制时其数目不改变。)
(2)有丝分裂的DNA:①间期染色体复制时DNA数目加倍;②末期平分给两个子细胞时DNA数目恢复。(其他时期不变。)
(3)减数分裂的染色体变化:①减数第一次分裂的末期染色体数目减半(说明:减数分裂染色体的减半就是发生在第一次分裂的末期,这时同源染色体分离,导致了染色体的减半。);②第二次分裂的后期染色体暂时增加(这时的染色体数等于体细胞的染色体数);③分裂之后染色体数减半。
(4)减数分裂的DNA变化:复制后加倍,然后二次减半,最后DNA是原来的一半。
5、细胞分裂图形的辨别:
四、问题
1. 效应B细胞中,与合成、分泌抗体过程有关的细胞结构有那些?
答:核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜、细胞核、线粒体。
2. 垂体细胞在合成、分泌生长激素过程中所经过的结构有那些?
答:核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜。
3. 胰岛B细胞中,与合成、分泌胰岛素有关的细胞器有那些?
答:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。
4. 唾液腺细胞中,与合成、分泌唾液淀粉酶有关的膜性细胞器有那些?
答:内质网、高尔基体、线粒体。
5. 胃腺细胞中,与合成、分泌胃蛋白酶有关的膜性结构有那些?
答:内质网、高尔基体、细胞膜、细胞核、线粒体。
专题二 新陈代谢
[本专题包括必修第三章 生物的新陈代谢和选修第二章 光合作用与生物固氮。]
一、考纲细化:
1.生物的新陈代谢
(1)新陈代谢的概念和类型
新陈代谢的概念
酶的概念与本质、酶作用的特点、酶失活的机理
ATP是生命活动的直接能源物质。ATP的结构简式、反应式;生成ATP的生理过程和场所;
消耗ATP的生理活动
同化作用的基本类型及划分依据。化能合成作用的过程、代表生物
异化作用的基本类型及划分依据。
兼性营养型生物(裸藻)和兼性厌氧性生物(酵母菌)
(2)植物的水分代谢
渗透作用的原理:渗透装置的组成——半透膜、半透膜两侧溶液存在浓度差
质壁分离是指原生质层(包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质)与细胞壁相分离的现象。只有成熟的植物活细胞才能发生质壁分离,死细胞、幼小植物细胞、动物细胞不能发生质壁分离现象。
植物吸水的器官、最活跃的部位、吸水的方式(吸涨吸水和渗透吸水)
植物体水分的运输:沿导管向上运输。
利用和散失:1~5%用于光合作用、呼吸作用等生命活动,其余经蒸腾作用散失。当蒸腾失水大于根系吸水量时,植物表现为萎蔫现象。
合理灌溉
(3)植物的矿质代谢
植物必需的矿质元素:共14种,通过溶液培养法进行对照实验确定。
根对矿质元素的吸收:部位、形式、方式(主动运输)、影响因素(温度、氧等)
矿质元素的运输:随水分一起沿导管向上运输。
利用:可再利用元素及缺乏症部位;不可再利用元素及缺乏症部位
合理施肥:
根系吸收水分与吸收矿质元素是两个相对独立的过程。
(4)光合作用
光合作用的发现:相关实验设计原理及过程(原料CO2、产物O2、淀粉、条件光等)
叶绿体中的色素:种类、含量、颜色、吸收光谱、提取、在滤纸条上的扩散速度;少数特殊状态叶绿素a的功能,其它色素的功能。
光合作用的原料、场所、条件、产物;光合作用总反应方程式。
光合作用过程:光反应阶段(物质、能量变化);暗反应阶段(物质、能量变化)
光能在叶绿体中的转换:光能→电能→活跃的化学能(ATP、NADPH)→稳定的化学能
C3植物和C4植物的概念及叶片结构的特点
光合作用的重要意义
提高农作物的光合作用效率措施:适当提高光照强度、适当增加CO2浓度(大田与温室增加措施)、白天适当提高温度、夜晚适当降温(昼夜温差)、保证必需矿质元素供应等。
(5)生物固氮
共生固氮微生物(根瘤菌)和自生固氮微生物(圆褐固氮菌)
生物固氮的概念(大气中N2还原为NH3)、意义(减少化肥用量,减轻环境污染)
生物固氮在农业生产中的应用(根瘤菌拌种,豆科植物作绿肥、圆褐固氮菌制成菌剂、非豆科植物经转基因固氮)
固氮的三条途径,氮循环中的微生物种类及代谢类型、生态系统成分。
(6)人和动物体内糖类、脂质和蛋白质的代谢
糖类代谢:糖类的三大来源与三大去路
脂质代谢:
蛋白质代谢:蛋白质的三大来源与三大去路;蛋白质特有的代谢终产物及其合成与排出器官;动物体内必需氨基酸为什么不能合成?来源有哪些?
三大营养物质代谢的关系:①糖类可大量转化为脂肪,脂肪却不能大量转化为糖类。②糖类可经氨基转换作用形成非必需氨基酸,脂类一般不能转变为氨基酸③氨基酸可经过脱氨基作用转变为糖类和脂肪
糖类、脂质和蛋白质等营养物质的代谢与人体健康(糖尿病、低血糖症、脂肪肝、营养不良)
(7)细胞呼吸
有氧呼吸:场所、过程(物质变化和能量变化)、反应式
无氧呼吸:场所、过程(物质变化和能量变化)、反应式、与有氧呼吸相同点、不同生物无氧呼吸举例。
细胞呼吸的意义:为各项生命活动提供能量,为其他化合物的合成提供原料。
粮食储存:干燥、低温、低氧(充入氮气)、充入二氧化碳等(上述措施原理)
二、名词解释:
新陈代谢概述
*1、新陈代谢:生物体与外界环境之间物质和能量的交换,以及生物体内物质和能量的转变过程,叫做新陈代谢。
*2、同化作用(合成代谢):在新陈代谢过程中,生物体把从外界环境中摄取的营养物质转变成自身的组成物质,并储存能量,这叫做同化作用。
*3、异化作用(分解代谢):生物体把组成自身的一部分物质加以分解,释放出其中的能量,并把代谢的最终产物排出体外,这叫做异化作用。
*4、酶:酶是活细胞所产生的具有催化能力的一类特殊的蛋白质。
水分代谢
*5、水分代谢:指植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程。
*6、渗透作用:水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散,叫做渗透作用。
7、渗透吸水:靠渗透作用吸收水分的过程,叫做渗透吸水。
*8、原生质层:包括细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质。
9、质壁分离:原生质层与细胞壁分离的现象,叫做质壁分离。
*10、蒸腾作用:植物体内的水分,以水蒸气的形式通过叶的气孔散失到大气中的过程,叫做蒸腾作用。
矿质代谢
*11、矿质代谢:指植物对矿质元素的吸收、运输和利用的过程。
*12、矿质元素:一般指除了C、H、O以外,主要由根系从土壤中吸收的元素。
光合作用
*13、光合作用:是绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水合成储存能量的有机物,并且
释放出氧气的过程。
呼吸作用
*14、生物的呼吸作用(又叫生物氧化):生物体内的有机物在细胞中经过一系列的氧化分解,最终
生成二氧化碳或其它产物,并且释放出能量的总过程。
*15、有氧呼吸:是指细胞在氧气的参与下,通过酶的催化作用,把糖类等有机物彻底氧化分解,产生出二氧化碳和水,同时释放出大量的能量的过程。有氧呼吸是高等动植物进行呼吸作用的主要形式。
*16、无氧呼吸:一般是指在无氧条件下,通过酶的催化作用,植物细胞把糖类等有机物分解成为不彻底的氧化产物,同时释放出少量能量的过程。这个过程对于高等动植物来说称为无氧呼吸。
17、发酵:一般是指在无氧条件下,通过酶的催化作用,植物细胞把糖类等有机物分解成为不彻底的氧化产物,同时释放出少量能量的过程。如果用于微生物,习惯上称为发酵。
物质代谢
*18、食物的消化:指在消化道中,将结构复杂、不溶于水的大分子有机物,转变变成为结构简单、溶于水的小分子有机物。
*19、营养物质的吸收:是指包括水分、无机盐等在内的各种营养物质通过消化道的上皮细胞进入血液和淋巴的过程。
能量代谢
*20、能量代谢:指生物体对能量的储存、释放、转移和利用等过程。
新陈代谢的基本类型
21、自养型:生物体在同化作用的过程中,能够直接把从外界环境摄取的无机物转变成为自身的组成物质,并储存了能量,这种新陈代谢类型叫做自养型。
22、异养型:生物体在同化作用的过程中,不能直接利用无机物制成有机物,只能把从外界摄取的现成的有机物转变成自身的组成物质,并储存了能量,这种新陈代谢类型叫做异氧型。
23、需氧型(有氧呼吸型):生物体在异化作用的过程中,必须不断从外界环境中摄取氧来氧化分解自身的组成物质,以释放能量,并排出二氧化碳,这种新陈代谢类型叫做需氧型。
24、厌氧型(无氧呼吸型):生物体在异化作用的过程中,在缺氧的条件下,依靠酶的作用使有机物分解,以获得进行生命活动所需的能量,这种新陈代谢类型叫做厌氧型。
三、结论性语句
1.新陈代谢是生物最基本的特征,是生物与非生物的最本质的区别。
2.酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。
3.酶的特性有:①高效性;②专一性;③酶需要适宜的条件。另:酶的催化反应速率还与底物的浓度、酶的浓度等因素有关。
4.ATP是新陈代谢所需要能量的直接来源。
5.叶绿体中的色素分布在囊状结构的薄膜上。
6.叶绿体中的色素有:①叶绿素(包括叶绿素a和叶绿素b);②类胡萝卜素(包括胡萝卜素和叶黄素)。溶解度最高、扩散最快、在色素带的最上方的是胡萝卜素(橙黄色);含量最多、色素带最宽的是叶绿素a;叶绿素含N、Mg,类胡萝卜素不含N、Mg。
7.叶绿体中的色素分为两类:①一类具有吸收和传递光能的作用,包括绝大多数的叶绿素a以及全部的叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素;②另一类是少数处于特殊状态的叶绿素a,它不仅能够吸收光能,还能使光能转换成电能。
8.渗透作用的产生必须具备两个条件:一是具有一层半透膜,二是这层半透膜两侧的溶液具有浓度差。
9.原生质层(主要包括细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质)可以看做是一层半透膜。它具有选择透过性。当高温、过酸、过碱、过度失水或过度吸水胀破使细胞死亡时,原生质层失去选择透过性,变为全透性。
10.根吸收的水分,95%~99%通过蒸腾作用散失掉。
11.植物蒸腾作用产生的拉力是:①植物吸水的重要动力;②水分在植物体内运输的动力;③矿质元素在植物体内运输的动力。
12.植物吸收矿质元素的动力是呼吸作用。(根吸收矿质元素的过程是主动运输的过程,需要两个条件:能量和载体。)
13.植物成熟区表皮细胞吸收矿质元素和渗透吸水是两个相对独立的过程。
14.糖类、脂质和蛋白质之间是可以转化的。
糖类、脂质和蛋白质之间的转化是有条件的,只有在糖类供应充足的情况下,糖类才有可能大量转化脂质。糖类可以大量转化为脂肪,脂肪不能大量转化为糖类。
糖类、脂质和蛋白质之间除了能转化外,还相互制约着的。只有当糖类代谢发生障碍时,才由脂肪和蛋白质氧化分解供给能量。
15.血糖正常值:80~120mg/dl
低血糖早期症状(血糖50~60mg/dl):头昏、心慌、出冷汗、面色苍白、四肢无力等。处理:吃含糖较多的食物,或是喝一杯浓糖水。
低血糖晚期症状(血糖低于45mg/dl):出现惊厥或昏迷等。处理:静脉输入葡萄糖溶液。
高血糖:130mg/dl 糖尿病:160~180mg/dl
16.为什么低血糖时会出现惊厥或昏迷呢?因为脑组织功能活动所需的能量主要来自葡萄糖的氧化分解,而脑组织中含糖元极少,需要随时从血液中摄取葡萄糖来氧化供能。当血糖低于45mg/dl时,脑组织就会因得不到足够的能量供给而发生功能障碍,出现上述低血糖晚期症状。
17.脂肪肝:①病因:肝脏功能不好,或是磷脂等的合成减少时,脂蛋白的合成受阻,脂肪就不能顺利地从肝脏中运出去,因而造成脂肪在肝脏中的堆积,形成脂肪肝。 ②防治:合理膳食,适当的休息和活动,并注意吃一些含卵磷脂较多的食物,是防治脂肪肝的有效措施。
18.新陈代谢的类型:
(1)自养需氧型:绿色植物、蓝藻、硝化细菌、硫细菌、铁细菌等
(2)自养厌氧型:绿硫细菌(在有光无氧的条件下,以H2S作为氢供体合成糖类。)
(3)异养需氧型:各种固氮菌、谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌
(4)异养厌氧型:乳酸菌、破伤风杆菌等
*特殊类型:酵母菌(兼性厌氧型)、红螺菌(兼性营养型细菌,第一册P76)
19.特殊状态叶绿素a吸收光能后,变成激发态而失去电子,失去电子的叶绿素a变成强的氧化剂,能够从水分子中夺取电子。
20.NADPH的作用:①为暗反应提供能量;②作为强的还原剂还原C3(三碳化合物)。
21.C4植物:玉米、甘蔗、高梁、苋菜 等
22.共生固氮微生物:根瘤菌(不同的根瘤菌,只能侵入特定种类的豆科植物。)自生固氮微生物:圆褐固氮菌
23.根瘤菌拌种,是提高豆科作物产量的一项有效措施。
三、反应式
1.ATP ADP+Pi+能量
2.光合反应总反应方程式: CO2+H2O (CH2O)+O2
光反应:2H2O4 H++O2+4e
ADP+Pi+能量ATP
NADP++2e+H+NADPH
3.有氧呼吸:C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量
无氧呼吸: ①C6H12O62 C2H5OH+2CO2+能量
②C6H12O6 2C3H6O3+能量
四、等式
净光合作用速率=真光合作用速率-呼吸速率
专题三 生命活动的调节和免疫
[本专题包括必修第四章 生命活动的调节和选修第一章 人体生命活动的调节和免疫]
一、考纲细化:
生命活动的调节和免疫
(1)植物生命活动的调节
植物的向性运动
植物生长素的发现、产生、运输、生理作用及作用特点(两重性)
生长素在农业生产中的应用——扦插生根、无子番茄培育
(2)人和高等动物生命活动的调节
体液调节的概念
动物激素的种类、产生部位及生理作用(生长激素、促甲状腺激素、促性腺激素、甲状腺激素、胰岛素、雄激素、雌激素和孕激素)
激素分泌的调节:调节枢纽、反馈调节
相关激素间的协同作用和拮抗作用
其他化学物质的调节作用:二氧化碳、[H+]、组织胺
激素的研究方法:饲喂法;摘除法;摘除注射法。
神经调节的基本方式:反射(非条件反射、条件反射);反射的结构基础——反射弧(感受器、传入神经、神经中枢——分析与综合、传出神经、效应器)
兴奋的传导:在神经纤维上双向传导,在神经细胞间通过突触单向传导(原因)。
突触的结构:突触前膜、突触间隙、突触后膜
高级神经中枢的调节:
神经调节与体液调节的区别和联系(范围、时间、精确程度)
激素调节与行为:
神经调节与行为:先天性行为(趋性、本能、非条件反射);后天性行为(印随、模仿、条件反射)
(3)内环境与稳态
内环境的组成(组织液、血浆、淋巴)及相互关系;与体内物质交换密切相关的四大系统。
稳态的概念、实质和生理意义
(4)水和无机盐的平衡
体内水的来源、去路、调节的激素——抗利尿激素(促进肾小管集合管重吸收水)
K、Na的来源、排出特点、调节的激素——醛固酮(促进肾小管集合管吸钠排钾)
水和无机盐平衡的意义
(5)血糖的调节
血糖平衡(来源与去路)及其意义
血糖平衡的调节:直接调节——激素调节(胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素)
间接调节——下丘脑
糖尿病:定义、症状(多饮、多食、多尿、体重减轻)、病因、防治。
(6)体温的调节
人的体温及其相对恒定的意义
体温的调节:中枢(下丘脑)、感受器(冷觉感受器、温觉感受器)、激素(甲状腺激素、肾上腺素)、寒冷环境中调节过程、炎热环境中调节过程。
(7)特异性免疫
淋巴细胞的起源(造血干细胞)和分化(T细胞胸腺、B细胞骨髓)
抗原的特性:异物性、大分子性、特异性(与其具有特定的抗原决定簇有关)
抗体的本质(球蛋白)、分布(血清、组织液、外分泌液)、产生的相关细胞器
体液免疫过程:感应阶段(抗原的处理、呈递、识别);反应阶段(形成效应B细胞和记忆细胞);效应阶段(抗体分泌以及抗体与相应抗原特异性结合,进而形成沉淀与细胞集团被吞噬细胞吞噬)
细胞免疫过程:感应阶段(抗原的处理、呈递、识别);反应阶段(形成效应T细胞和记忆细胞);效应阶段(效应T细胞分泌淋巴因子,以及效应T细胞与靶细胞密切接触,激活靶细胞内的溶酶体酶,导致靶细胞裂解死亡,抗原暴露)
初次反应与再次反应的区别:
体液免疫和细胞免疫的关系:相互配合,共同完成特异性免疫。
免疫失调引起的疾病:过敏反应、自身免疫病、免疫缺陷病(AIDS)
二、名词解释:
生命活动的调节
1、植物的向性运动:指植物体受到单一方向的外界刺激而引起的定向运动。
*2、植物激素:植物体的一定部位产生的对植物体的新陈代谢、生长发育等生命活动起调节作用的特殊微量化学物质。
3、生长素的二重性:指低浓度的生长素可以促进植物生长,而高浓度的生长素则抑制植物生长,甚至杀死植物。 (浓度的高、低是针对最适浓度而言)
4、顶端优势:植物的顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象。
5、体液调节:指某些化学物质(如激素,二氧化碳)通过体液的传送,对人和动物的生理活动进行的调节。
*6、动物激素:动物体的内分泌腺产生的对动物的新陈代谢、生长发育等生命活动起调节作用的特殊微量化学物质。
7、反馈调节:指在大脑皮层的影响下,下丘脑通过垂体,调节和控制某些内分泌腺中激素的合成和分泌;而激素进入血液后,又可以反过来调节下丘脑和垂体中有关激素的合成和分泌。
8、协同作用:指不同激素对同一生理效应都发挥作用,从而达到增强效应的结果。
9、拮抗作用:指不同的激素对某一生理效应发挥相反的作用。
三、结论性语句
1.胚芽鞘:
产生生长素的部位——尖端;感光的部位——尖端;促生长的部位——尖端下面的一段。
2.生长素在尖端产生后,可以从形态学的上端向形态学的下端运输(极性运输);如果受单侧光刺激,还可以横向运输(从向光侧向背光侧运输),从而使背光侧生长素分布较多。
3.生长素的双重性:低浓度促进生长,高浓度抑制生长,且随器官不同而不同的。具体来说,根对生长素最敏感,芽次之,而茎最不敏感。[注:自然状态下,生长素在植物体的的积累(包括单侧光使背光侧生长素的浓度增高和重力作用使近地侧生长素的浓度增高等),会使进植物茎的生长而抑制根、芽生长。]
4.生长素的作用:①促进生长;②促进扦插的枝条生根;③促进果实发育;④防止落花落果。
5.细胞分裂素存在于正在进行细胞分裂的部位,它的作用主要是促进细胞分裂和组织分化。乙烯在成熟的果实中含量较多,它的作用是促进果实的成熟。
6.协同作用是指不同激素对同一生理效应都发挥作用,从而达到增强效应的目的。(如肾上腺素和甲状腺激素对体温调节的作用。)
拮抗作用是指不同激素对某一生理效应发挥相反作用。(如胰岛素和胰高血糖素对血糖的调节。)
7.激素调节对动物行为的影响,表现最显著的是在性行为和对幼仔的照顾方面。
垂体分泌的催乳素不仅能够调控动物对幼仔的照顾,还能促进哺乳动物乳腺的发育和泌乳,促进鸽的嗉囊分泌鸽乳等。
8.神经纤维的电位:静息时:外正内负 兴奋后:外负内正
9.兴奋在神经纤维上的传导是双向的。
兴奋在神经元之间的传导是单向的。这是因为递质只存在于突触小体内,只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜上,使后一个神经元发生兴奋或抑制。
10.先天性行为包括趋性、非条件反谢、本能等;后天性行为包括印随、模仿、条件反谢等。本能是由一系列非条件反谢按一定顺序连锁发生构成的,如蜜蜂采蜜,蚂蚁做巢,蜘蛛织网,鸟类迁徙,哺乳动物哺育后代等都属本能。
动物建立后天性行为的主要方式是条件反射。判断和推理是动物后天性行为发展的最高级形式。
11.K+不仅在维持细胞内液的渗透压上起到决定性作用,而且还具有维持细胞心肌舒张、保持心肌正常兴奋性等作用。
12.水盐调节、血糖调节、体温调节的主要中枢都在下丘脑。(注意:体温感觉的中枢在大脑皮层。)
13.抗原的特性:异物性、大分子性、特异性
14.抗体主要分布在血清中,也分布在组织液及外分泌液中。(但:过敏反应产生的抗体吸附在皮肤、呼吸道或消化道黏膜以及血液中某些细胞的表面。)
15.自身免疫病的病例有:风湿性心脏病、类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等
16.艾滋病(AIDS)是由“人类免疫缺陷病毒(HIV)引起的。HIV能够攻击人体的免疫系统,特别是能够侵入T细胞,使T细胞大量死亡,导致患者丧失一切免疫功能。
四、规律和其他
1. 人体内主要内分泌腺分泌的激素及其主要生理作用
内分泌腺 激素名称 化学本质 主要生理作用 分泌异常时的主要表现
分泌不足 分泌过剩
下丘脑神经细胞 促甲状腺激素释放激素 多肽 促进垂体合成和分泌促甲状腺激素
促性腺激素释放激素 促进垂体合成和分泌促性腺激素
促X X激素释放激素 促进垂体合成和分泌相应的促激素
抗利尿激素 促进肾小管和集合管对水分的重吸收,减少尿的排出
垂体 促甲状腺激素 多肽 促进甲状腺的生长发育,调节甲状腺激素的合成和分泌
促肾上腺皮质激素 促进肾上腺皮质的生长发育,调节糖皮质激素的合成和分泌
促性腺激素 促进性腺的生长发育,调节性激素的合成和分泌
生长激素 促进生长、主要是促进蛋白质的合成和骨的生长 幼年:侏儒症 幼年:巨人症成年:肢端肥大症
催乳素 促进动物对幼仔的照顾,促进乳腺的发育和泌乳
甲状腺 甲状腺激素 含碘的氨基酸 促进新陈代谢,促进生长发育,促进神经系统的发育,提高神经系统的兴奋性 幼年:呆小症 甲亢
胰岛 A细胞 胰高血糖素 多肽 升高血糖
B细胞 胰岛素 蛋白质 降低血糖 糖尿病
肾上腺髓质 肾上腺素 氨基酸衍生物 引起人体兴奋激动,动员全身一切潜力应付紧急状态;促进糖元分解,对血糖升高起支持作用;加强代谢,使产热增加
去甲肾上腺素
肾上腺皮质 盐皮质激素(如醛固酮) 类固醇 促进肾小管吸收钠和排钾,调节水盐代谢 血钠低、血压低、血钾高 血钠高、血压升高、血钾低
糖皮质激素(如可的松) 调节糖类等物质的代谢,升高血糖,增加机体的应激功能 低血糖,抗有害刺激能力下降 高血糖,特征性肥胖
性激素 作用见性腺部分 同左 同左
性腺 睾丸 雄性激素 类固醇 促进精子生成和男性生殖器官的发育,激发并维持男性第二性征 性器官萎缩、第二性征减退
卵巢 雌性激素 促进卵细胞生成和女性生殖器官的发育,激发并维持女性第二性征,激发和维持女性正常的性周期
孕激素 促进子宫内膜增生和乳腺腺泡发育,为受精卵着床和泌乳准备条件 受精卵着床障碍
2.激素分泌的反馈调节
3.钠的排出特点:多吃多排,少吃少排,不吃不排。
钾的排出特点:多吃多排,少吃少排,不吃也排。
(说明:水和无机盐平衡的调节不作要求。)
4.血糖的调节:
血糖升高
胰岛素分泌增加 胰高血糖素、肾上腺素分泌增加
血糖降低
5.与免疫有关的细胞总结
名 称 来 源 功 能
吞噬细胞 造血干细胞 处理、呈递抗原,吞噬抗原和抗体复合物
B细胞 造血干细胞(在骨髓中成熟) 识别抗原、分化成为效应细胞、记忆细胞
T细胞 造血干细胞(在胸腺中成熟) 识别、呈递抗原、分化成为效应细胞、记忆细胞
效应B细胞 B细胞或记忆细胞 分泌抗体
效应T细胞 T细胞或记忆细胞 分泌淋巴因子,与靶细胞结合发挥免疫效应
记忆细胞 B细胞、T细胞、记忆细胞 识别抗原、分化成为相应的效应细胞
专题四 生殖与发育
[本专题包括必修第五章 生物的生殖和发育。]
一、考纲细化:
生物的生殖与发育
(1)生物的生殖
无性生殖:概念、种类及举例、优点
有性生殖:概念、代表生物、意义
减数分裂的概念(范围、过程、结果)
精子形成的场所、过程(精原细胞→初级精母细胞→次级精母细胞→精细胞→精子)
卵细胞形成的场所、过程(卵原细胞→初级卵母细胞→次级卵母细胞→卵细胞)
减数分裂分裂中特有的染色体行为:同源染色体联会、四分体、同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换、同源染色体分离非同源染色体自由组合。
受精作用:
(2)生物的个体发育
个体发育的起点是受精卵,个体发育是细胞分裂和细胞分化的结果。
种子的形成:珠被发育成种皮(性状同母本2N),受精卵发育成胚(2N),受精极核发育成胚乳(3N)。整个胚珠发育成种子,子房发育成果实。
种子萌发的条件(适宜的温度、充足的氧气、适宜的水分等),有机物含量、种类的变化,吸水方式的变化,呼吸方式的变化。
植株的生长包括营养生长(根、茎、叶的生长)和生殖生长(花、果实、种子的生长,花芽分化是生殖生长的开始)
高等动物的胚胎发育(受精卵→卵裂→囊胚→原肠胚→组织分化器官形成→幼体)和胚后发育(幼体→成体,包括直接发育和变态发育——青蛙、昆虫)
胚胎移植一般在囊胚期,原肠胚开始出现细胞分化
爬行动物、鸟类、哺乳类胚胎时期具有羊膜和羊水(保证胚胎发育所需的水环境,有防震、保护作用)
二、名词解释:
生物的生殖和发育
1、生物的生殖:生物体产生自己的后代的过程,叫做生物的生殖。
*2、无性生殖:是指不经过生殖细胞的结合,由母体直接产生出新个体的生殖方式。
3、分裂生殖:又叫裂殖,是生物由一个母体分裂成两个子体的生殖方式。
4、孢子和孢子生殖:有的生物,身体长成以后,能够产生一种细胞,这种细胞不经过两两结合,就可以直接形成新个体。这种细胞叫孢子,这种生殖方式叫做孢子生殖。
5、出芽生殖:又叫芽殖,是由母体在一定的部位生出芽体的生殖方式。芽体逐渐长大,形成与母体一样的个体,并从母体上脱落下来,成为完整的新个体。
*6、营养生殖:由植物体的营养器官(根、茎、叶)产生出新个体的生殖方式。
*7、有性生殖:是指经过两性生殖细胞的结合,产生合子,由合子发育成新个体的生殖方式。这是生物界中普遍存在的生殖方式。
8、配子生殖:由亲体产生的有性生殖细胞——配子,两两相配成对,互相结合,成为合子,再由合子发育成新个体的生殖方式,叫做配子生殖。
9、卵细胞:在进行有性生殖时,有的细胞长的大,失去鞭毛,不能游动,这种大的配子叫做卵细胞。
10、精子:有的细胞能够产生大量的小细胞,小细胞生有两根鞭毛,能够游动,这种小的配子叫做精子。
11、卵式生殖:卵细胞与精子结合的生殖方式叫做卵式生殖。
*12、减数分裂:是在有性生殖过程中进行的特殊的有丝分裂,分裂过程中细胞连续分裂两次,而染色体和DNA只复制一次。分裂产生的生殖细胞中染色体和DNA数目只有原始生殖细胞的一半。
*13、同源染色体:减数分裂过程中,联会配对的两条染色体,形状和大小一般都相同,一个来自父方,一个来自母方。叫做同源染色体。
14、联会:减数分裂过程中,同源染色体两两配对的现象,叫做联会。
*15、四分体:减数分裂过程中,联会配对的每一对同源染色体含有四个染色单体,叫做四分体。
16、受精作用:精子与卵细胞结合成为合子的过程,叫做受精作用。
*17、生物的个体发育:受精卵经过细胞分裂(有丝分裂)、组织分化和器官形成,直到发育成性成
熟个体的过程叫做生物的个体发育。
18、被子植物:凡是胚珠有子房包被着,种子有果皮包被着的植物,就叫做被子植物。
19、胚的发育:是指受精卵发育成为幼体。
20、胚后发育:是指幼体从卵膜内孵化出来或从母体生出来并发育成为性成熟的个体。
21、变态发育:幼体和成体差别很大,而且形态的改变又是集中在短时间内完成的,这种胚后发育
叫做变态发育。
三、结论性语句
1.无性生殖的优点:新个体基本上能够保持母本的一切性状。进行无性生殖的生物,变异的来源有2种:基因突变和染色体变异,没有基因重组。
有性生殖的优点:后代具备双亲的遗传特性,具有更强的生活能力和变异性,对于生物的生存和进化具有重要意义。
2.进行有性生殖的动植物,个体发育的起点都是受精卵。
3.陆生脊椎动物(包括爬行类、鸟类和哺乳类动物),在胚胎发育的早期,会形成羊膜。羊膜和羊水不仅保证了胚胎发育所需要的水环境,还具有防震和保护作用,因此,使这些动物增强了对陆地环境的适应能力。
四、规律
果实的形成:
专题五 遗传和进化
[本专题包括必修第六章遗传和变异、必修第七章生物的进化和选修第三章遗传与基因工程。
一、考纲细化
遗传、变异和进化
(1)遗传的物质基础
DNA是主要的遗传物质:3个经典实验的设计原理、过程
DNA的分子结构:规则的双螺旋结构
结构特点:多样性与特异性
DNA复制:时期、场所、条件(原料、模板、酶、能量)、特点
基因的概念
原核细胞和真核细胞的基因结构:编码区(区别)与非编码区
基因控制蛋白质的合成:转录和翻译
基因对性状的控制:直接控制(合成蛋白质),间接控制(合成酶控制代谢)
人类基因组研究:22条常染色体DNA +XY染色体DNA(XY染色体上的基因与碱基序列有所不同)
(2)基因工程简介
基因操作的工具:基因的剪刀——限制性内切酶;基因的针线——DNA连接酶;基因的运输工具——运载体(质粒、噬菌体、动植物病毒)
基因操作的基本步骤:提取目的基因(直接分离基因——鸟枪法、人工合成基因——反转录法、根据以知氨基酸序列推测法);目的基因与运载体结合;目的基因导入受体细胞;目的基因的检测与表达。
基因工程的成果与发展前景:生产基因过程药品——胰岛素、干扰素;基因诊断——DNA分子做探针诊断乙肝;基因治疗——把健康的外源基因导入到基因缺陷的细胞中去;农业生产——抗虫棉培育。
(3)遗传的基本规律
孟德尔的豌豆杂交试验:去雄→授粉→套袋→观察统计
一对和两对相对性状的遗传试验
对分离现象和自由组合现象的解释
对分离现象和自由组合现象解释的验证:测交实验
基因分离定律和自由组合定律的实质
基因型和表现型关系:表现型=基因型+环境影响
基因分离定律和自由组合定律在实践中的应用:医学、育种
孟德尔获得成功的原因:选材正确;单因素到多因素研究;运用统计学方法对实验数据进行分析
(4)性别决定与伴性遗传
性别决定(XY型)
伴性遗传:常见种类、遗传特点(色盲遗传特点:交叉遗传、男性发病率高于女性)、应用
(5)细胞质遗传
细胞质遗传的特点:母系遗传(原因);后代性状不呈现一定的分离比(原因)
细胞质遗传的物质基础:细胞质基因存在(线粒体、叶绿体)
(6)生物的变异
基因突变:概念、时期、特点、结果、意义(变异的根本来源)、应用(人工诱变)
基因重组:概念、时期、意义、应用(育种)
染色体结构的变异:倒位、易位、重复、缺失
染色体数目的变异:染色体个别增加或减少;染色体成倍增加或减少(单倍体、多倍体)
人工获得单倍体常用方法;人工诱导多倍体常用药剂、作用机理。
杂交育种:原理、优点、缺点、过程(杂交→自交→选择→自交至纯合)
单倍体育种:原理、优点、过程(杂交→杂种一代花药离体培养→秋水仙素处理单倍体植株幼苗→选择符合性状要求的类型)
诱变育种(作物空间育种):原理、优点、缺点、过程
(7)人类遗传病与优生
人类遗传病、遗传病对人类的危害
优生的概念和措施(最简单有效方法:防止近亲结婚)
(8)进化
自然选择学说的主要内容(过度繁殖,生存斗争,遗传变异,适者生存)、不足
现代生物进化理论简介:研究对象(种群)、进化原材料、进化方向、进化的实质、物种形成的必要条件。
二、名词解释:
遗传与变异
1、遗传现象:生物的亲代与子代之间,在形态、结构和功能上常常相似的现象。
2、变异现象:生物的亲代与子代之间,子代的不同个体之间,总是或多或少的存在着差异的现象。
遗传是相对的,变异是绝对的,遗传和变异在生物的进化中同等重要。
*3、细胞核遗传:细胞核遗传指由细胞核里的遗传物质控制的遗传现象。
4、细胞质遗传:指由细胞质(线粒体和叶绿体)中的遗传物质控制的遗传现象。
细胞核遗传遵循孟达尔的遗传定律,细胞质遗传不遵循。两者的遗传物质都是DNA。
*5、性状:生物体在形态、结构、生理等方面所具有的区别性特征。
*6、DNA 的复制:是指以亲代DNA分子为模板来合成子代DNA的过程。
7、半保留复制:指DNA 的复制过程中,子代DNA分子都保留了原来DNA分子中的一条链。
*8、基因:是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位,是有遗传效应的DNA片段。
基因在染色体上呈线性排列,每个基因中可以含有成百上千个脱氧核苷酸。
*9、遗传信息:基因的脱氧核苷酸排列顺序就代表遗传信息。
*10、转录:指在细胞核中,以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程。
*11、翻译:指在细胞质中的核糖体上,以信使RNA为模板,一转运RNA为运载工具,按照碱基互补配对原则,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
*12、中心法则:遗传信息从DNA传递给RNA,再从RNA传递给蛋白质的转录和翻译过程,以及遗传信息从DNA传递给DNA的复制过程。
后发现,某些病毒中RNA同样可以反过来决定DNA,为逆转录。是对“中心法则”的补充和完善。
*13、密码子:信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基,叫做密码子。
*14、相对性状:同种生物同一性状的不同表现类型,叫做相对性状。
15、显性性状:在遗传学上,把杂种F1中显现出来的那个亲本性状叫做显性性状。
16、隐性性状:在遗传学上,把杂种F1中未显现出来的那个亲本性状叫做隐性性状。
17、性状分离:在杂种后代中显现不同性状的现象,叫做性状分离。
18、显性基因:控制显性性状的基因,叫做显性基因。
19、隐性基因:控制隐性性状的基因,叫做隐性基因。
*20、等位基因:在一对同源染色体的同一位置上的,控制着相对性状的基因,叫做等位基因。 (Dd)
*21、等同基因:在一对同源染色体的同一位置上的,控制着相同性状的基因,叫做等同基因。 (DD或dd)
22、表现型:是指生物个体所表现出来的性状。
23、基因型:是指与表现型有关系的基因组成。
*24、纯合体:由含有相同基因的配子结合成的合子发育而成的个体。
纯合体自交后代不发生性状分离。
*25、杂合体:由含有不同基因的配子结合成的合子发育而成的个体。
杂合体自交后代要发生性状分离。
26、测交:让杂种子一代与隐性类型相交,用来测定F1的基因型。
*27、基因的分离定律:在进行减数分裂的时候,等位基因随着同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随着配子遗传给后代,这就是基因分离规律。
*128、基因的自由组合规律:在F1产生配子时,在等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合,这一规律就叫基因的自由组合规律。
29、性状分离:在杂种后代中,同时呈现出显性性状和隐性性状的现象。
30、染色体组型(也叫核型):指某一种生物体中全部染色体的数目、大小和形态特征。
*31、性别决定:一般是指雌雄异体的生物决定性别的方式。
32、性染色体:与决定性别有关染色体。
33、常染色体:与决定性别无关的染色体叫做。
34、伴性遗传:性染色体上的基因,所控制的遗传性状与性别相联系,这种遗传方式叫做伴性遗传。
*35、基因重组:是指控制不同性状的基因的重新组合。
*36、基因突变:是指基因结构的改变,包括DNA碱基对的增添、缺失或改变。
37、自然突变:在自然条件下发生的基因突变。
38、诱发突变(人工诱变):在人为条件下,利用物理的、化学的因素来处理生物,使它发生基因突变。
39、诱变育种:在人为条件下,利用物理的、化学的因素来处理生物,使它发生基因突变,从中选育生物新品种的育种方法。
*40、染色体变异:在自然因素或人为因素的影响下,染色体的结构和数目发生改变引起的变异,叫染色体变异。
41、染色体组:细胞中形态和功能上各不相同,但是都携带着控制一种生物生长发育、遗传变异的全部信息的一组非同源染色体。
42、二倍体:凡是体细胞中含有两个染色体组的个体。
43、多倍体:凡是体细胞中含有三个以上染色体组的个体。
*44、单倍体:是指体细胞含有本物种配子染色体数目的个体叫该物种的单倍体。
45、人工诱导多倍体:指利用人为的方法使生物的染色体加倍成为多倍体。
46、多倍体育种:指利用人为的方法使生物的染色体加倍成为多倍体,从中选育优良品种的育种方法。
47、人类遗传病:通常指由于遗传物质的改变引起的人类疾病。
生命的起源和生物的进化
*48、生存斗争:生物个体(同种或异种的)之间的相互斗争,以及生物与无机自然条件(如干旱,寒冷)之间的斗争,赖以维持个体生存并繁衍种族的自然现象。
49、自然选择:在生存斗争中,适者生存,不适者淘汰的过程叫自然选择。
50、适应:生物与环境表现相适合的现象。
三、结论性语句
1.肺炎双球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌的实验都可证明DNA 是遗传物质,而蛋白质不是遗传物质。
2.证明DNA 是不是遗传物质的实验思路:把DNA和蛋白质等物质区分开,直接地、单独地去观察DNA和蛋白质等物质的作用。
3.绝大多数生物(如所有的原核生物、真核生物及部分病毒)的遗传物质是DNA,只有少数生物(部分病毒等)的遗传物质是RNA,所以说DNA是主要的遗传物质。
4.DNA复制的特点:(1)边解旋边复制;(2)半保留复制;(3)多点同时复制。
5.DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板;通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。
6.基因是有遗传效应的DNA片段,基因在染色体上呈线性排列,染色体是基因的载体。
7.密码子共有64种,其中能决定氨基酸的密码子有61种,终止密码子有3种。
转运RNA有61种。
所有生物共用一套密码子。
8.由于不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序(碱基顺序)不同,因此,不同的基因含有不同的遗传信息。(即:基因的脱氧核苷酸的排列顺序就代表遗传信息)。
9.生物的一切遗传性状都是受基因控制的,一些基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而控制性状的,一些基因是通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状的。
10.细胞质遗传的主要特点是:母系遗传;后代不出现一定的分离比。细胞质遗传特点形成的原因:受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞;减数分裂时,细胞质中的遗传物质随机地、不均等地分配到卵细胞中。
11.原核细胞的和真核细胞的基因结构的联系:它们的结构都包括编码区和非编码区,非编码区在编码区的上游和下游,并且在编码区上游的非编码区上游都有“与RNA聚合酶结合位点”。
原核细胞和真核细胞的基因结构的区别:真核细胞的基因的编码区可分为外显子和内含子,外显子能够编码蛋白质,内含子不能够编码蛋白质,因此,真核细胞的基因结构中的编码区是间隔的、不连续的;而原核细胞的基因结构的编码区是连续的、不间隔的。
12.基因中不能编码蛋白质的区域(包括非编码区和内含子)有调控遗传信息表达的核苷酸序列。
13.人的单倍体基因组由24个DNA分子组成(包括1~22号染色体的DNA与X、Y染色体DNA)。
14.基因工程(又叫基因拼接技术或DNA重组技术)操作的工具:限制性内切酶、DNA连接酶、运载体。
15.作为运载体必须具备的特点是:能够在宿主细胞中复制并稳定地保存;具有多个限制酶切点,以便与外源基因连接;具有某些标记基因,便于进行筛选。
16.基因工程常使用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。质粒是基因工程最常用的运载体,它存在于许多细菌以及酵母菌等生物中,是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状DNA分子。
17.基因工程的一般步骤包括:①提取目的基因 ②目的基因与运载体结合 ③将目的基因导入受体细胞 ④目的基因的检测和表达。
18.基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针,利用DNA分子杂交原理,鉴定被检测标本的遗传信息,达到检测疾病的目的。
19.基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,达到治疗疾病的目的。
20.现代生物进化理论的基本观点有:(1)种群是生物进化的基本单位;(2)突变和基因重组产生进化的原材料;(3)自然选择决定生物进化的方向;(4)隔离导致物种的形成。
21.基因分离定律的实质是:生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
22.基因自由组合定律的实质是:在进行减数分裂形成配子的过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离,同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。
23.基因分离定律和基因自由组合定律发生作用的时间在配子的形成过程中,而不是在形成合子时。
24.孟德尔成功的原因:(1)正确选用试验材料;(2)由单因素到多因素的研究方法;(3)应用统计学的方法对实验结果进行分析;(4)科学地设计了实验的程序。
25.诱变育种的优点:能提高变异频率,加速育种进程。
单倍体育种的优点:明显缩短育种的年限。
基因工程与细胞工程育种的优点:可克服远缘杂交不亲和的障碍,大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。(基因工程育种也可克服远缘杂交不亲和的障碍。)
26.秋水仙素的作用:能够抑制纺锤体形成,使细胞内染色体加倍。
27.几种需记住的遗传病:
白化病、苯丙酮尿症:常染色体隐性遗传
多指、软骨发育不全:常染色体显性遗传
色盲、血友病:X染色体隐性遗传
唇裂、无脑儿、原发性高血压、青少年型糖尿病:多基因遗传病
21三体综合症(先天愚型):染色体异常遗传病(多了一条21号染色体)
28.生物进化的实质在于种群基因频率的改变。
29.突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节。
30. 突变(包括基因突变和染色体变异)和基因重组是产生进化的原材料;自然选择使种群基因频率定向改变并决定生物进化的方向。隔离是新物种形成的必要条件。
31.生物的变异一般是不定向的,而自然选择则是定向的。
32.隔离就是指同一物种不同种群间的个体,在自然条件下基因不能自由交流的现象。包括地理隔离和生殖隔离。其作用就是阻断种群间的基因交流,使种群的基因频率在自然选择中向不同方向发展,是物种形成的必要条件和重要环节。
33.种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因。
34.物种形成与生物进化的区别:生物进化是指同种生物的发展变化,时间可长可短,性状变化程度不一,任何基因频率的改变,不论其变化大小如何,都属进化的范围。物种的形成必须是当基因频率的改变在突破种的界限形成生殖隔离时,方可成立。
四、规律
1.在两条互补链中:的比例互为倒数关系。
在整个DNA分子中:嘌呤碱基之和=嘧啶碱基之和。
整个DNA分子中,与分子内每一条链上的该比例相同。
2.基因控制蛋白质的合成时:
基因的碱基数:mRNA上的碱基数:氨基酸数=6:3:1。
3.性状分离的定义:在杂种后代中,同时显现出显性和隐性性状的现象叫性状分离。(活用:当两个亲本性状一样时,如果子代出现了与亲本不一样的个体,就是性状分离。)
4.判断显隐性常用方法:如果出现性状分离,则亲本是显性杂合子。
5.在分析遗传问题时,性状分离或者隐性后代常常是解题的突破口。
6.解遗传题时,要用好典型比例:如3:1; 1:2:1; 9:3:3:1; 1:1:1:1
7.9:3:3:1的活用:
前题条件:亲本AaBb X AaBb
子代表现型比例:显显9:显隐3:隐显3:隐隐1
子代基因型:双杂合(AaBa)占4/16;单杂合(如AaBB、aaBb)占2/16;纯合:1/16
8.一对相对性状的交配情况比较:
组别 亲本组合 后代基因型 后代表现型
组合名称 举例
1 杂交 黄×绿(YY×yy) 1种:Yy 1种:黄
2 自交 黄×黄(Yy×Yy) 3种:1 YY、2 Yy、1yy 2种:3黄、1绿
3 测交 黄×绿(Yy×yy) 2种:1 Yy、yy 2种:1黄、1绿
说明:牢记以上类型,运用自如,这是学习分离规律、自由组合规律的基础。
9.两对相对性状的交配情况主要有以下6种:
组别 亲本组合 后代基因型种类 后代表现型种类 后代表现型比例
举例
1 YYRR×yyrr 1×1=1 1×1=1 全为显性(1×1)
2 YyRr×YyRr 3×3=9 2×2=4 (3:1)2=9:3:3:1
3 YyRr×yyrr 2×2=4 2×2=4 (1:1)2=1:1:1:1
4 YYRr×yyrr 1×2=2 1×2=2 (1:1)×1=1:1
5 YyRR×Yyrr 3×1=3 2×1=2 (3:1)×1=3:1
6 YyRr×Yyrr 3×2=6 2×2=4 (3:1)(1:1)=3:1:3:1
说明:一对相对性状的交配情况是解题的基础,应做到熟练地计算,牢固地掌握。
10.自由组合定律是研究两对或两对以上相对性状的遗传规律。要用好自由组合定律,必须在分离定律的基础上,把各对相对性状的遗传分解成许多一对一对的相对性状去研究,这就容易多了。(分拆法)
11.判断遗传方式的口诀:无中生有为隐性,女病为常隐;有中生无为显性,女正为常显。
专题六 生物与环境
[本专题包括必修第八章 生物与环境、必修第九章 人与生物圈]
一、考纲细化:
生物与环境
(1)生态因素
非生物因素:阳光、温度、水
生物因素:种内关系(种内互助、种内斗争)、种间关系(互利共生、竞争、寄生、捕食)。
生态因素的综合作用
(2)种群和生物群落
种群的特征:种群密度、年龄组成(增长型、稳定型、衰退型)、性别比例、出生率和死亡率。
种群数量的变化:J型增长;S型增长。影响种群数量变化的因素
研究种群数量变化的意义
生物群落的概念
(3)生态系统
生态系统的概念
生态系统的类型、分布区域、主要特点、代表生物
生态系统的成分:非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者(腐生的细菌、真菌等)
食物链和食物网
生态系统的能量流动:总能量、流动渠道、流动过程、流动特点、研究意义
生态系统的物质循环:碳元素、氮元素、硫元素在无机环境与生物群落之间的循环形式,在生物群落内部的循环形式,与之密切相关的生理活动
能量流动和物质循环的关系
生态系统的稳定性:抵抗力稳定性(原因、影响因素、破坏原因);恢复力稳定性
(4)人与生物圈
生物圈的概念
生物圈稳态的自我维持
全球性环境问题:酸雨(定义、成因、危害)、温室效应等
生物多样性的概念(遗传、物种、生态系统的多样性)和价值(直接、间接、潜在使用价值)
我国生物多样性的特点(我国特有和古老物种)
生物多样性的保护:就地保护——建立自然保护区;迁地保护;加强教育和法制管理
二、名词解释:
生物与环境的关系
1、生态学:研究生物与环境之间相互关系的科学,叫做生态学。
*2、生态因素:环境中影响生物的形态、生理和分布的因素,叫做生态因素。
3、阳生植物:在比较强的光照下才生长得好的植物。
4、阴生植物:在比较弱的光照下才生长得好的植物。
5、长日照植物:需要较长的日照才能开花结果的植物。
6、短日照植物:需要较长的日照才能开花结果的植物。:
7、种内关系:同种生物的不同个体或群体之间的关系。
8、种内互助:同种生物之间发生的一些有利于捕食或者防御敌害的行为。
9、种内斗争:同种生物的不同个体之间由于争夺食物、资源、配偶等发生矛盾的现象。
10、种间关系:是指不同生物之间的关系,包括共生、寄生、竞争、捕食等。
11、种间互助:不同种的生物之间发生的对双方或者一方有利的行为。
12、种间斗争:不同种的生物之间由于争夺资源、空间等所发生矛盾的现象。
*13、共生:两种生物共同生活在一起,相互依赖,彼此有利;如果彼此分开,则双方或者一方不能独立生存(----互惠互利,不能分开)。
*14、共栖:两种都能独立生活的动物生活在一起,对双方都有利或对一方有利对另一方也无害(----互惠互利,或一方有利,可以分开)。
15、寄生:一种生物寄居在另一种生物体的体内或体表,从那里吸取营养物质来维持生活,这种现象叫做寄生。
*16、竞争:两种生物生活在一起,由于争夺资源、空间等而发生斗争的现象,叫做竞争。
17、捕食:指的是一种生物以另一种生物为食的现象。
18、保护色:动物适应栖息环境而具有的与环境色彩相似的体色(----有利于捕食或防御敌害)。
*19、警戒色:某些有恶臭或毒刺的动物所具有的鲜艳色彩和斑纹(----警告作用是自身具有)。
*20、拟态:某些生物在进化过程中形成的外表形状或色泽斑,与其他生物或非生物异常相似的状态。
21、物种:指分布在一定的自然区域内,具有一定的形态结构和生理功能,而且在自然状态下能够相互交配繁殖,并且产生出可育后代的一群生物个体。
*22、种群:在一定时间和自然区域内同种生物个体的总和(----同种生物的所有个体)。
*23、生物群落:在一定时间和自然区域内相互之间有直接或间接关系的各种生物个体的总和(----所有种群的总和)。
*24、生态系统:在一定的时间和自然区域内,各种生物之间以及生物与无机环境之间通过物质循环和能量流动相互作用所形成的有机统一体(自然系统)叫做生态系统(----生物群落和无机环境作用构成)。
25、种群密度:是指单位空间内某种群的个体数量。
26、年龄组成:是指一个种群中各年龄期个体数目的比例(----形成增长型,稳定型、衰退型)。
27、性别比例:是指种群中有繁殖能力的雌雄个体数目在种群中所占的比例(----雌多于雄,雄多于雌、雌雄相当三中类型)。
28、出生率:是指种群中单位数量的个体在单位时间内新产生的个体数目。
29、死亡率:是指种群中单位数量的个体在单位时间内死亡的个体数目。
30、生物群落的结构:是指群落中各种生物在空间上的配置情况,包括垂直结构和水平结构等方面。
31、生产者:指生态系统中的自养型生物(----包括绿色植物、非绿色植物和自养型微生物)。
32、消费者:指只能利用现存的有机物的动物。
33、分解者:主要是指细菌、真菌等营腐生生活的微生物,它们能把动植物的尸体、排泄物和残落物等所含有的有机物,分解成简单的无机物,归还到无机环境中,在重新被绿色植物利用来制造有机物。
*34、食物链:在生态系统中,各种生物之间由于事物关系而形成的一种联系,叫做食物链。
*35、食物网:在一个生态系统中,许多食物链彼此相互交错连接的复杂营养关系,叫做食物网。
*36、能量流动:指生态系统中能量的输入、传递和散失的过程(----能量流动的起点、总能量和流动渠道)。
*37、物质循环:指组成生物体的基本元素,不断的进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落到无机环境的循环过程。
这里的生态系统指的是生物圈,其物质循环带有全球性,又叫生物地球化学循环。
*38、碳的循环:碳以二氧化碳形式从无机环境进入生物群落,以有机物形式在生物群落的各成分之间传递,最终又以二氧化碳的形式回到无机环境的过程。
碳循环始终与能量流动结合在一起。
*39、生态平衡:生态系统发展到一定阶段,它的生产者、消费者和分解者之间能够较长时间地保持着一种动态的平衡(它的能量流动和物质循环能够较长时间的保持动态平衡),这种平衡状态叫做生态平衡。
40、自然因素:主要是指自然界发生的异常变化,或者自然界本来就存在的对人类和生物有害的因素。
41、人为因素:主要是指人类对自然的不合理利用、工农业发展带来的环境污染等。
环境保护
42、就地保护:指为了保护生物多样性,把包含保护对象在内的一定面积的陆地或水体划分出来,进行保护和管理。
就地保护的对象:主要包括有代表性的自然生态系统和珍稀濒危动植物的天然集中分布区等。就地保护主要是指建立自然保护区。
*43、自然保护区:为了保护自然和自然资源,特别是保护珍贵稀有的动植物资源,保护代表不同自然地带的自然环境和生态系统,国家划出一定的区域加以保护,这些区域叫做自然保护区。
44、迁地保护:指为了保护生物多样性,把因为生存条件不复存在,物种数量极少或难以找到配偶等原因,而生存和繁衍受到严重威胁的物种迁出原地,移入动物园、植物园、水族馆和濒危动物繁育中心,进行特殊的保护和管理。
迁地保护是就地保护的补充,为行将灭绝的生物提供了最后的生存机会。
45、生物富集作用:指环境中的一些污染物(如重金属、化学农药),通过食物链在生物体内大量积聚的过程。
生物富集作用随着食物链的延长而不断加强。
46、水体富营养化:指由于水体中氮、磷等植物必需的矿质元素含量过多,导致藻类植物等大量繁殖,并引起水质恶化和水生动物死亡的现象。
47、水华:富营养化的池塘和湖泊,由于某些藻类植物的过度生长,使水面形成绿色藻层;蓝藻释放的毒素杀死鱼虾和贝类等,并使水体产生恶臭,这种现象叫做水华。
48、赤潮:富营养化的海水,由于某些微小生物的急剧繁殖,导致海水变色,水质恶化,并使鱼虾和贝类大量死亡的现象叫做赤潮。
*49、生物净化:指生物体通过吸收、分解和转化作用,使生态环境中的污染物的浓度和毒性降低或消失的过程。
生物净化过程中,绿色植物和微生物起重要作用。
*50、绿色食品:指按照特定的生产方式生产,经过专门机构认定和许可后,使用绿色食品标志的无污染、安全、优质的营养食品。
三、结论性语句
1.种群各个特征的关系:
(1)在种群的四个特征中,种群密度是基本特征,与种群数量呈正相关。
(2)出生率、死亡率以及迁移率是决定种群大小和种群密度的直接因素。
(3)年龄组成和性别比例则是通过影响出生率和死亡率而间接影响种群密度和种群数量的,是预测种群密度(数量)未来变化趋势的重要依据。
2.种群增长的“J”型曲线:
产生的条件:无限制的环境、理想的环境(食物、空间充裕;气候适宜,无天敌。)
特点:种群数量连续增长。
3.种群增长的“S”型曲线:
产生的条件:在有限制的环境条件下。
特点:种群数量达到K值后,将停止增长并在K值左右保持相对稳定。
4.所有生物群落在垂直方向上,都具有的分层现象。
生物群落在水平方向上,种群密度会有差别。(即有分区层现象)
5.湿地被誉为“地球之肾”,它与森林、海洋一起并称为全球三大生态系统。它具有涵养水源、调节气候,蓄洪防旱;净化水体、维系生物多样性等重要生态功能。
6.农田生态系统的特点:(1)人的作用非常关键,人们种植的农作物是农田生态系统的主要成员;(2)动植物种类较少,群落结构单一。一旦人的作用消失,农田生态系统就会很快退化。
7.城市生态系统的特点:(1)人类活动起着重要的支配作用;(2)城市生态系统对其他生态系统具有高度的依赖性,同时对其他生态系统产生强烈的干扰。
8.生态系统能量流动的特点:单向流动,逐级递减。传递效率大约是10%—20%。
9.对“生态系统的物质循环”的理解:
“物质”指的是组成生物体的化学元素;生态系统指的是地球上最大的生态系统——生物圈。
“生态系统的物质循环”的特点:(1)具有全球性;(2)循环往返。
10.抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力。(核心:抵抗干扰,保持原状。)
恢复力稳定性是指生态系统在遭到外界干扰因素的破坏以后恢复到原状的能力。(核心:遭到破坏,恢复原状。)
11.生态系统之所以具有抵抗力稳定性,是因为生态系统内部具有一定的自动调节能力。
12.生态系统的成分越单纯,营养结构越简单,自动调节能力就越小,抵抗力稳定性就越低。
生态系统中各营养级的生物种类越多,营养结构越复杂,自动调节能力就越大,抵抗力稳定性就越高。
13.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系:存在相反关系。
14.生物圈稳态的自我维持:(1)从能量角度来看,源源不断的太阳能是生物圈维持正常运转的动力。(2)从物质方面来看,大气圈、水圈和岩石圈为生物的生存提供了各种必需的物质。生物圈内生产者、消费者和分解者所形成的三极结构,接通了从无机物到有机物,经过各种生物的多级利用,再分解为无机物重新循环的完整回路,形成了一个在物质上自给自足的生态系统。(3)生物圈具有多层次的自我调节能力。
15.生物多样性的定义:地球上所有的植物、动物和微生物,它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统,共同构成了生物的多样性。
16.生物多样性的三个层次包括:(1)遗传多样性;(2)物种多样性;(3)生态系统多样性。
17.生物多样性的价值:(1)直接使用价值:包括a.药用价值 b.工业价值 c.研究价值 d.美学价值;(2)间接使用价值:即生态价值;(3)潜在使用价值:即未知的、潜在的价值。
18.我国生物多样性面临威胁的原因:(1)生存环境的改变和破坏,这是我国生物多样性面临威胁的主要原因。(2)掠夺式的开发和利用。(3)环境污染。(4)外来物种的入侵。
所以,保护生物的多样性最有效的形式是保护生态系统的多样性。
19.生物多样性保护的措施:(1)就地保护。就地保护是保护生物多样性最为有效的措施。就地保护主要指建立自然保护区。(2)迁地保护。将要保护的物种迁出原地,迁入动物园、植物园、水族馆和濒危动物繁育中心,进行特殊的保护和管理。(3)加强教育和法制管理。
专题七 微生物[本专题包括选修第五章 微生物与发酵工程]
一、考纲细化:
微生物与发酵工程
(1)微生物的类群
细菌的结构和繁殖
病毒的结构(核酸和衣壳)和增殖(在宿主细胞中)
(2)微生物的营养
微生物需要的营养物质(五要素)及功能
培养基的配制原则(根据微生物的营养需求——目的明确、营养协调、PH适宜)
培养基的种类:按物理性质、化学成分、用途来区分
(3)微生物的代谢
微生物的代谢产物:初级代谢产物、次级代谢产物。
微生物代谢的调节:酶合成的调节(组成酶与诱导酶);酶活性的调节(快速、精细、可逆)。
微生物代谢的人工控制:改变微生物遗传特性、控制发酵条件
(4)微生物的生长
微生物群体的生长时期、各期主要特征、菌体代谢特点、生产上应用
影响微生物生长的环境因素:温度、溶氧、PH
(5)发酵工程简介
应用发酵工程的生产实例——谷氨酸发酵生产味精
发酵工程的概念和内容(菌种选育,培养基配制,灭菌,扩大培养和接种,发酵过程——控制温度、PH溶氧、通气量与转速,分离提纯)
发酵工程的特点与应用(如发酵获得微生物菌体——单细胞蛋白)
二、知识点强记
1.关于细菌:
①细菌的质粒上面一般含有几个到几百个基因,控制着细菌的抗药性、固氮、抗生素生成等性状。
②细菌的核区:有一个大型环状DNA分子,控制着细菌的主要遗传性状。
③细菌的的繁殖:二分裂
④菌落:指同种细菌在固体培养基上大量繁殖时形成的肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群体。
菌落特征(如大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明等)可作为菌种鉴定的重要依据。无鞭毛的球菌,常形成较小较厚、边缘较整齐的菌落;有鞭毛的细菌则形成大而扁平、边缘呈波状或锯齿状的菌落。
(注:放线菌高考不作要求。)
2.关于病毒:
3.微生物需要的营养物质:碳源、氮源、生长因子、无机盐和水。
生长因子是指微生物生长不可缺少的微量有机物,主要包括维生素、氨基酸和碱基等。
4.在谷氨酸生产中,当培养基中的C∶N=4∶1时,菌体大量生长而合成谷氨酸少;当C∶N=3∶1时,菌体的繁殖受抑制,但谷氨酸合成量大增。
5.真菌的最适PH为5.0~6.0; 细菌的最适PH为6.5~7.5; 放线菌的最适PH为 7.5~8.5。
6.培养基的种类
划分标准 培养基种类 用途
物理性质 液体培养基 用于工业生产
半固体培养基 用于观察微生物的运动、鉴定菌种
固体培养基 用于微生物的分离、计数
化学成分 天然培养基 用于工业生产
合成培养基 用于分类、鉴定
用途 选择培养基 分离特定的微生物(如要分离酵母菌和霉菌时,可在培养基中加入青霉素;分离金黄色葡萄球菌时,可在培养基中加入高浓度的食盐。)
鉴别培养基 鉴别不同种类的微生物。如可用伊红—美蓝培养基鉴别饮水或乳制品中是否有大肠杆菌(若有,其代谢产物有机酸就与伊红和美蓝结合,使菌落呈深紫色,并有金属光泽)
7.微生物代谢的产物
初级代谢产物 次级代谢产物
作用 自身生长和繁殖所必需的物质 对自身无明显生理功能,或并非微生物生长和繁殖所必需的物质
产生时期 生长全过程一直在产生 生长到一定阶段才产生
分布 细胞内 细胞内或外
种的特异性 无(不同种类微生物基本相同) 有(不同种类微生物不相同)
化学结构 比较简单 十分复杂
举例 氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素 抗生素、毒素、激素、色素等
8.组成酶和诱导酶
产生 合成 举例
组成酶 一直存在 只受遗传物质的控制 大肠杆菌分解葡萄糖的酶
诱导酶 诱导产生 既受遗传物质控制,又须诱导物的诱导 大肠杆菌分解乳糖的酶
9.酶活性发生改变的主要原因是,代谢过程中产生的物质与酶结合,致使酶的结构产生变化。但这种变化是可逆的,当代谢产物与酶脱离时,酶结构便会复原,又恢复原有的活性。
10.酶活性的调节是一种快速、精细的调节方式。
11.在谷氨酸的生产过程中,可以采取一定的手段改变细胞膜的透性,使谷氨酸能迅速排放到细胞外面,从而解除谷氨酸对谷氨酸脱氢酶的抑制作用,提高谷氨酸产量。
12.测定微生物群体生长规律的条件:(1)接种一种细菌;(2)用恒定容积的液体培养基培养。
13.微生物群体生长的测定方法:(1)测定细菌的细胞数目;(2)测定湿重或干重。
14.微生物的生长规律
时期 调整期 对数期 稳定期 衰亡期
菌体生长状况 不立即开始分裂繁殖 进入快速分裂阶段 繁殖速度与死亡速度相等 死亡速率超过繁殖速率,活菌数目急剧下降
形成原因 对新环境的短暂调节或适应 生存条件(空间、营养等)适宜 生存条件恶化(有害代谢产物积累、PH变化等),种内斗争加剧 生存条件极度恶化,与无机环境的斗争最为激烈
菌体特征 体积增长较快 形态、生理特征稳定 有些种类开始出现芽孢 出现多种形态甚至畸形,有些细胞开始解体
代谢特点 代谢活跃,大量合成分裂所需的酶类、ATP及其它细胞成分 代谢旺盛 大量积累代谢产物,特别是次级代谢产物 释放代谢产物
应用与控制 缩短该期的措施:①采用与原培养基相同的培养基②增大接种量③接种对数期的菌种 可作为菌种和科研材料。延长该期可在开始时多放些培养基 用用连续培养法来延长稳定期、提高代谢产物的产量
15.关于发酵工程
发酵工程的内容包括:①菌种的选育;②培养基的配制;③灭菌;④扩大培养和接种;⑤发酵过程;⑥分离提纯。
发酵工程生产产品的流程:
问题:(1)如何进行扩大培养?
(2)发酵过程要严格控制哪些条件?
要严格控制温度、PH、溶氧、通气量与转速。
(3)举例说明发酵条件控制不好会出现的问题。
在谷氨酸发酵过程中,当pH呈酸性时,谷氨酸棒状杆菌就会生成乙酰谷氨酰胺;当溶氧不足时,生成的代谢产物就会是乳酸或琥珀酸。
(4)分离提纯有哪些方