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格式:DOC
适用场景:高中生物实验复习、发酵技术考点梳理
内容要点:果酒果醋制作、腐乳毛霉生长、泡菜亚硝酸盐测定
本文看点:高中生物传统发酵技术考点总结、微生物培养与dna提取操作要点总结
专题一传统发酵技术的应用
课题一果酒和果醋的制作
1、发酵:通过微生物技术的培养来生产大量代谢产物的过程。
2、有氧发酵:醋酸发酵、谷氨酸发酵
无氧发酵:酒精发酵、乳酸发酵
3、酵母菌是兼性厌氧菌型微生物真菌
酵母菌的生殖方式:出芽生殖(主要) 、分裂生殖、孢子生殖
4、在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖。C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O
5、在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。C6H12O6→2C2H5OH+2CO2
6、20℃左右最适宜酵母菌繁殖,酒精发酵时一般将温度控制在18℃-25℃
7、在葡萄酒自然发酵的过程中,起主要作用的是附着在葡萄皮表面的野生型酵母菌。
在发酵过程中,随着酒精浓度的提高,红葡萄皮的色素也进入发酵液,使葡萄酒呈现深红色。
在缺氧呈酸性的发酵液中,酵母菌可以生长繁殖,而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到制约。
8、醋酸菌是单细胞细菌(原核生物),代谢类型是异养需氧型,生殖方式为二分裂。
9、当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。2C2H5OH+4O2→CH3COOH+6H2O
10、控制发酵条件的作用:
①醋酸菌对氧气的含量特别敏感,当进行深层发酵时,即使只是短时间中断通入氧气,也会引起醋酸菌死亡。
②醋酸菌最适生长温度为30~35℃,控制好发酵温度,使发酵时间缩短,又减少杂菌污染的机会。
③有两条途径生成醋酸:直接氧化和以酒精为底物的氧化。
11、实验流程:挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→果酒(→醋酸发酵→果醋)
12、酒精检验:果汁发酵后是否有酒精产生,可以用重铬酸钾来检验。在酸性条件下,重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。
先在试管中加入发酵液2mL,再滴入物质的量浓度为3mol/L的H2SO43滴,振荡混匀,最后滴加常温下饱和的重铬酸钾溶液3滴,振荡试管,观察颜色。
13、充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的;排气口是在酒精发酵时用来排出二氧化碳的;出料口是用来取样的。
排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连接,其目的是防止空气中微生物的污染。开口向下的目的是有利于二氧化碳的排出。使用该装置制酒时,应该关闭充气口;制醋时,应该充气口连接气泵,输入氧气。
课题二腐乳的制作
1、多种微生物参与了豆腐的发酵,如青霉、酵母、曲霉、毛霉等,其中起主要作用的是毛霉。毛霉是一种丝状真菌。代谢类型是异养需氧型。生殖方式是孢子生殖。营腐生生活。
2、原理:毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸;脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。
3、实验流程:让豆腐上长出毛霉→加盐腌制→加卤汤装瓶→密封腌制
4、酿造腐乳的主要生产工序是将豆腐进行前期发酵和后期发酵。
前期发酵的主要作用:
(1)、创造条件让毛霉生长
(2)、使毛酶形成菌膜包住豆腐使腐乳成型。
后期发酵主要是酶与微生物协同参与生化反应的过程。通过各种辅料与酶的缓解作用,生成腐乳的香气。
5、将豆腐切成3cm×3cm×1cm的若干块。所用豆腐的含水量为70%左右,水分过多则腐乳不易成形。
水分测定方法如下:精确称取经研钵研磨成糊状的样品5~10g(精确到0.02mg),置于已知重量的蒸发皿中,均匀摊平后,在100~105℃电热干燥箱内干燥4h,取出后置于干燥器内冷却至室温后称重,然后再烘30min,直至所称重量不变为止。
样品水分含量(%)计算公式如下:
(烘干前容器和样品质量—烘干后容器和样品质量)/烘干前样品质量
毛霉的生长:条件:将豆腐块平放在笼屉内,将笼屉中的控制在15~18℃,并保持一定的温度。
来源:
(1).来自空气中的毛霉孢子;
(2).直接接种优良毛霉菌种
时间:5天
加盐腌制:将长满毛霉的豆腐块分层整齐地摆放在瓶中,同时逐层加盐,随着层数的加高而增加盐量,接近瓶口表面的盐要铺厚一些。加盐腌制的时间约为8天左右。
用盐腌制时,注意控制盐的用量:盐的浓度过低,不足以抑制微生物的生长,可能导致豆腐腐败变质;盐的浓度过高会影响腐乳的口味
食盐的作用:
(1).抑制微生物的生长,避免腐败变质;
(2).析出水分,是豆腐变硬,在后期制作过程中不易酥烂;
(3).调味作用,给腐乳以必要的咸味;
(4).浸提毛酶菌丝上的蛋白酶。
配制卤汤:卤汤直接关系到腐乳的色、香、味。卤汤是由酒及各种香辛料配制而成的。卤汤中酒的含量一般控制在12%左右。
酒的作用:
(1).防止杂菌污染以防腐;
(2).与有机酸结合形成酯,赋予腐乳风味;
(3).酒精含量的高低与腐乳后期发酵时间的长短有很大关系,酒精含量越高,对蛋白酶的抑制作用也越大,使腐乳成熟期延长;酒精含量过低,蛋白酶的活性高,加快蛋白质的水解,杂菌繁殖快,豆腐易腐败,难以成块。
香辛料的作用:
(1).调味作用;
(2).杀菌防腐作用;
(3).参与并促进发酵过程
防止杂菌污染:
(1)用来腌制腐乳的玻璃瓶,洗刷干净后要用沸水消毒;
(2)装瓶时,操作要迅速小心。整齐地摆放好豆腐、加入卤汤后,要用胶条将瓶口密封。封瓶时,最好将瓶口通过酒精灯的火焰,防止瓶口被污染。
课题三制作泡菜
制作泡菜所用微生物是乳酸菌,其代谢类型是异养厌氧型。在无氧条件下,降糖分解为乳酸。分裂方式是二分裂。
反应式为:,含抗生素牛奶不能生产酸奶的原因是抗生素杀死乳酸菌。常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。乳酸杆菌常用于生产酸奶。
亚硝酸盐为白色粉末,易溶于水,在食品生产中用作食品添加剂。膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康,国家规定肉制品中不超过30mg/kg,酱腌菜中不超过20mg/kg,婴儿奶粉中不超过2mg/kg。亚硝酸盐被吸收后随尿液排出体外,但在适宜pH 、温度和一定微生物作用下形成致癌物质亚硝胺。
一般在腌制10天后亚硝酸盐含量开始降低,故在10天之后食用最好。
测定亚硝酸盐含量的原理是在盐酸酸化条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后,与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料,与已知浓度的标准显色液目测比较,估算泡菜中亚硝酸盐含量。
专题二微生物的培养与应用
课题一微生物的实验室培养
培养基:人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质,是进行微生物培养的物质基础。
培养基按照物理性质可分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基。在液体培养基中加入凝固剂琼脂(是从红藻中提取的一种多糖,在配制培养基中用作凝固剂)后,制成琼脂固体培养基。
微生物在固体培养基表面生长,可以形成肉眼可见的菌落。根据菌落的特征可以判断是哪一种菌。液体培养基应用于工业或生活生产,固体培养基应用于微生物的分离和鉴定,半固体培养基则常用于观察微生物的运动及菌种保藏等。
按照成分培养基可分为人工合成培养基和天然培养基。合成培养基是用成分已知的化学物质配制而成,其中成分的种类比例明确,常用于微生物的分离鉴定。天然培养基是用化学成分不明的天然物质配制而成,常用于实际工业生产。
按照培养基的用途,可将培养基分为选择培养基和鉴定培养基。选择培养基是指在培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物生长,促进所需要的微生物的生长。鉴别培养基是根据微生物的特点,在培养基中加入某种指示剂或化学药品配制而成的,用以鉴别不同类别的微生物。
培养基的化学成分包括水、无机盐、碳源、氮源、生长因子等。
碳源:能为微生物的代谢提供碳元素的物质。如CO2、NaHCO3等无机碳源;糖类、石油、花生粉饼等有机碳源。异养微生物只能利用有机碳源。单质碳不能作为碳源。
氮源:能为微生物的代谢提供氮元素的物质。如N2、NH3、NO3-、NH4+(无机氮源)蛋白质、氨基酸、尿素、牛肉膏、蛋白胨(有机氮源)等。只有固氮微生物才能利用N2。
培养基还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如,培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素,培养霉菌时须将培养基的pH调至酸性,培养细菌是需要将pH调至中性或微碱性,培养厌氧型微生物是则需要提供无氧的条件。
获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵,要注意以下几个方面:
①对实验操作的空间、操作者的衣着和手,进行清洁和消毒。
②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等器具进行灭菌。
③为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行。
④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。
消毒与灭菌的区别:消毒指使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物(不包括芽孢和孢子)。
消毒方法常用煮沸消毒法,巴氏消毒法(对于一些不耐高温的液体)还有化学药剂(如酒精、氯气、石炭酸等)消毒、紫外线消毒。
灭菌则是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。
灭菌方法:
①接种环、接种针、试管口等使用灼烧灭菌法;
②玻璃器皿、金属用具等使用干热灭菌法,所用器械是干热灭菌箱;
③培养基、无菌水等使用高压蒸汽灭菌法,所用器械是高压蒸汽灭菌锅;
④表面灭菌和空气灭菌等使用紫外线灭菌法,所用器械是紫外灯。
制作牛肉膏蛋白胨固体培养基:
(1)方法步骤:计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。
(2)倒平板操作的步骤:
①将灭过菌的培养皿放在火焰旁的桌面上,右手拿装有培养基的锥形瓶,左手拔出棉塞。
②右手拿锥形瓶,将瓶口迅速通过火焰。
③用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙,右手将锥形瓶中的培养基(约10~20mL)倒入培养皿,左手立即盖上培养皿的皿盖。
④等待平板冷却凝固,大约需5~10min。然后,将平板倒过来放置,使培养皿盖在下、皿底在上。
倒平板操作的讨论
1.培养基灭菌后,需要冷却到50℃左右时,才能用来倒平板。你用什么办法来估计培养基的温度?
提示:可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶,感觉锥形瓶的温度下降到刚刚不烫手时,就可以进行倒平板了。
2.为什么需要使锥形瓶的瓶口通过火焰?
答:通过灼烧灭菌,防止瓶口的微生物污染培养基。
3.平板冷凝后,为什么要将平板倒置?
答:平板冷凝后,皿盖上会凝结水珠,凝固后的培养基表面的湿度也比较高,将平板倒置,既可以使培养基表面的水分更好地挥发,又可以防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染。
4.在倒平板的过程中,如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位,这个平板还能用来培养微生物吗?为什么?
答:空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生,因此最好不要用这个平板培养微生物。
纯化大肠杆菌:
(1)微生物接种的方法最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法。
(2)平板划线法是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作。将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。在数次划线后培养,可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体,这就是菌落。
(3)稀释涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,进行培养。分为系列稀释操作和涂布平板操作两步。
(4)用平板划线法和稀释涂布平板法接种的目的是:使聚集在一起的微生物分散成单个细胞,从而能在培养基表面形成单个的菌落,以便于纯化菌种。
(5)平板划线法操作步骤:
①将接种环放在火焰上灼烧,直到接种环烧红。
②在火焰旁冷却接种环,并打开棉塞。
③将试管口通过火焰。
④将已冷却的接种环伸入菌液中蘸取一环菌液。
⑤将试管通过火焰,并塞上棉塞。
⑥左手将皿盖打开一条缝隙,右手将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内,划三至五条平行线,盖上皿盖。注意不要划破培养皿。
⑦灼烧接种环,待其冷却后,从第一区域划线的末端开始往第二区域内划线。重复以上操作,在三、四、五区域内划线。注意不要将最后一区的划线与第一区相连。
⑧将平板倒置放入培养箱中培养。
平板划线操作的讨论:
1.为什么在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环?在划线操作结束时,仍然需要灼烧接种环吗?为什么?
答:操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物;
每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后,接种环上残留的菌种,使下一次划线时,接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端,从而通过划线次数的增加,使每次划线时菌种的数目逐渐减少,以便得到菌落。
划线结束后灼烧接种环,能及时杀死接种环上残留的菌种,避免细菌污染环境和感染操作者。
2.在灼烧接种环之后,为什么要等其冷却后再进行划线?
答:以免接种环温度太高,杀死菌种。
3.在作第二次以及其后的划线操作时,为什么总是从上一次划线的末端开始划线?
答:划线后,线条末端细菌的数目比线条起始处要少,每次从上一次划线的末端开始,能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少,最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。
(6)涂布平板操作的步骤:
①将涂布器浸在盛有酒精的烧杯中。
②取少量菌液,滴加到培养基表面。
③将沾有少量酒精的涂布器在火焰上引燃,待酒精燃尽后,冷却8~10s。
④用涂布器将菌液均匀地涂布在培养基表面。
涂布平板操作的讨论:
涂布平板的所有操作都应在火焰附近进行。结合平板划线与系列稀释的无菌操作要求,想一想,第2步应如何进行无菌操作?
提示:应从操作的各个细节保证“无菌”。例如,酒精灯与培养皿的距离要合适、吸管头不要接触任何其他物体、吸管要在酒精灯火焰周围;等等。
菌种的保存:
(1)对于频繁使用的菌种,可以采用临时保藏的方法。
①临时保藏方法
将菌种接种到试管的固体斜面培养基上,在合适的温度下培养。当菌落长成后,将试管放入4℃的冰箱中保藏。以后每3~6个月,都要重新将菌种从旧的培养基上转移到新鲜的培养基上。
②缺点:这种方法保存的时间不长,菌种容易被污染或产生变异。
(2)对于需要长期保存的菌种,可以采用甘油管藏的方法。
在3mL的甘油瓶中,装入1mL甘油后灭菌。将1mL培养的菌液转移到甘油瓶中,与甘油充分混匀后,放在-20℃的冷冻箱中保存。
课题二土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
尿素是一种重要的农业氮肥,尿素并不能直接被农作物吸收。只有当土壤中的细菌将尿素分解成氨之后,才能被植物利用。土壤中的细菌之所以能分解尿素,是因为他们能合成脲酶。尿素最初是从人的尿液中发现的。
筛选菌株:
(1)实验室中微生物的筛选应用的原理
人为提供有利于目的菌株生长的条件(包括营养、温度、pH等),同时抑制或阻止其他微生物生长。
(2)选择性培养基
在微生物学中,将允许特定种类的微生物生长,同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基,称作选择培养基。
(3)配制选择培养基的依据
根据选择培养的菌种的生理代谢特点加入某种物质以达到选择的目的。例如,培养基中不加入有机物可以选择培养自养微生物;培养基中不加入氮元素,可以选择培养能固氮的微生物;加入高浓度的食盐可选择培养金黄色葡萄球菌等。
统计菌落数目:
(1)测定微生物数量的常用方法有稀释涂布平板法和显微镜直接计数。
(2)稀释涂布平板法统计样品中活菌的数目的原理。
当样品的稀释度足够高时,培养基表面生长的一个菌落,来源于样品稀释液中的一个活菌。
通过统计平板上的菌落数,就能推测出样品中大约含有多少活细菌。为了保证结果准确,一般设置3~5个平板,选择菌落数在30~300的平板进行计数,并取平均值。
统计的菌落数往往比活菌的实际数目低,因此,统计结果一般用菌落数而不是活菌数来表示。
采用此方法的注意事项:
1、一般选取菌落数在30~300之间的平板进行计数
2、为了防止菌落蔓延,影响计数,可在培养基中加入TTC
3、本法仅限于形成菌落的微生物
设置对照:设置对照的主要目的是排除实验组中非测试因素对实验结果的影响,提高实验结果的可信度。对照实验是指除了被测试的条件以外,其他条件都相同的实验,其作用是比照试验组,排除任何其他可能原因的干扰,证明确实是所测试的条件引起相应的结果。
实验设计:实验设计包括实验方案,所需仪器、材料、用具和药品,具体的实施步骤以及时间安排等的综合考虑和安排。
(1)土壤取样:同其他生物环境相比,土壤中的微生物,数量最大,种类最多。在富含有机质的土壤表层,有更多的微生物生长。从富含有机物、潮湿、pH≈7的土壤中取样。铲去表层土,在距地表约3~8cm的土壤层取样。
(2)样品的稀释:样品的稀释程度将直接影响平板上生长的菌落数目。在实际操作中,通常选用一定稀释范围的样品液进行培养,以保证获得菌落数在30~300之间、适于计数的平板。
测定土壤中细菌的数量,一般选用104 105 106
测定放线菌的数量,一般选用103 104 105
测定真菌的数量,一般选用102 103 104
(3)微生物的培养与观察
不同种类的微生物,往往需要不同的培养温度和培养时间。细菌30~37℃,1~2天;放线菌25~28℃,5~7天;霉菌25~28℃,3~4天
每隔24小时统计一次菌落数目,选取菌落数目稳定时的记录作为结果,这样可以防止因培养时间不足而导致一楼菌落的数目。一般来说,在一定的培养条件下(相同的培养基、唯独及培养时间),同种微生物表现出稳定的菌落特征。
课题三分解纤维素的微生物的分离
纤维素,一种由葡萄糖首尾相连而成的高分子化合物,是地球上含量最丰富的多糖类物质。
纤维素与纤维素酶:
(1)棉花是自然界中纤维素含量最高的天然产物,木材、作物秸秆等也富含纤维素。
(2)纤维素酶是一种复合酶,一般认为它至少包括三种组分,即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶,前两种酶使纤维素分解成纤维二糖,第三种酶将纤维二糖分解成葡萄糖。纤维素最终被水解成葡萄糖,为微生物的生长提供营养。
纤维素分解菌的筛选:
(1)筛选方法:刚果红染色法。能够通过颜色反应直接对微生物进行筛选。
(2)刚果红染色法筛选纤维素分解菌的原理:
刚果红是一种染料,它可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物,但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。当我们在含有纤维素的培养基中加入刚果红时,刚果红能与培养基中的纤维素形成红色复合物。
当纤维素被纤维素酶分解后,刚果红-纤维素的复合物就无法形成,培养基中会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。这样,我们就可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。
分离分解纤维素的微生物的实验流程:
土壤取样→选择培养(此步是否需要,应根据样品中目的菌株数量的多少来确定)→梯度稀释→将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上→挑选产生透明圈的菌落
(1)土壤采集选择富含纤维素的环境。
(2)刚果红染色法分离纤维素分解菌的步骤倒平板操作、制备菌悬液、涂布平板
(3)刚果红染色法种类
一种是先培养微生物,再加入刚果红进行颜色反应,另一种是在倒平板时就加入刚果红。
课题延伸:对分解纤维素的微生物进行了初步的筛选后,只是分离纯化的第一步,为确定得到的是纤维素分解菌,还需要进行发酵产纤维素酶的实验,纤维素酶的发酵方法有液体发酵和固体发酵两种。
纤维素酶的测定方法,一般是对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的葡萄糖进行定量的测定。
专题三植物的组织培养技术
课题一菊花的组织培养
植物组织培养的基本过程:
细胞分化:在生物个体发育过程中,细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异的过程。
离体的植物组织或细胞,在培养了一段时间以后,会通过细胞分裂,形成愈伤组织,愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。
由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程,称为植物细胞的脱分化,或者叫做去分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,又可以重新分化成根或芽等器官,这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗,移栽到地里,可以发育成完整的植物体。
植物细胞工程:具有某种生物全套遗传信息的任何一个活细胞,都具有发育成完整个体的能力,即每个生物细胞都具有全能性。但在生物体的生长发育过程中并不表现出来,这是因为在特定的时间和空间条件下,通过基因的选择性表达,构成不同组织和器官。
植物组织培养技术的应用有:实现优良品种的快速繁殖;培育脱毒作物;制作人工种子;培育作物新品种以及细胞产物的工厂化生产等。
细胞分化是一种持久性的变化,它的生理意义是:使多细胞生物体中细胞结构和功能趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。
比较根尖分生组织和愈伤组织的异同:
影响植物组织培养的条件:
材料:不同的植物组织,培养的难易程度差别很大。植物材料的选择直接关系到试验的成败。植物的种类、材料的年龄和保存时间的长短等都会影响实验结果。菊花组织培养一般选择未开花植物的茎上部新萌生的侧枝作材料。
一般来说,容易进行无性繁殖的植物容易进行组织培养。选取生长旺盛嫩枝进行组培的是嫩枝生理状态好,容易诱导脱分化和再分化。
营养:离体的植物组织和细胞,对营养、环境等条件的要求相对特殊,需要配制适宜的培养基。常用的培养基是MS培养基,其中含有的大量元素是N、P、S、K、Ca、Mg,微量元素是Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、I、Co,有机物有甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等。
激素:植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。在生长素存在的情况下,细胞分裂素的作用呈现加强趋势。
在培养基中需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素,其浓度、使用的先后顺序、用量的比例等都影响结果。
环境条件:PH、温度、光等环境条件。
不同的植物对各种条件的要求往往不同。进行菊花的组织培养,一般将pH控制在5.8左右,温度控制在18~22℃,并且每日用日光灯照射12h。
操作流程:
配制MS固体培养基:
配制各种母液:将各种成分按配方比例配制成的浓缩液(培养基母液)。
使用时根据母液的浓缩倍数,计算用量,并加蒸馏水稀释。
配制培养基:应加入的物质有琼脂、蔗糖、大量元素、微量元素、有机物和植物激素的母液,并用蒸馏水定容到1000毫升。
在菊花组织培养中,可以不添加植物激素。
原因是菊花茎段组织培养比较容易。
灭菌:采取的灭菌方法是高压蒸汽灭菌。
MS培养基中各种营养物质的作用是什么?与肉汤培养基相比,MS培养基有哪些特点?
答:大量元素和微量元素提供植物细胞所必需的无机盐;蔗糖提供碳源,维持细胞渗透压;甘氨酸、维生素等物质主要是为了满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的特殊营养需求。
微生物培养基以有机营养为主,MS培养基则需提供大量无机营养。
外植体的消毒:
外植体:用于离体培养的植物器官或组织片段。
选取菊花茎段时,要取生长旺盛的嫩枝。菊花茎段用流水冲洗后可加少许洗衣粉,用软刷轻轻刷洗,刷洗后在流水下冲洗20min左右。
用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分,放入体积分数为70%的酒精中摇动2~3次,持续6~7s,立即将外植体取出,在无菌水中清洗。
取出后仍用无菌吸水纸吸干外植体表面水分,放入质量分数为0.1%的氯化汞溶液中1~2min。取出后,在无菌水中至少清洗3次,漂洗消毒液。
注意:对外植体进行表面消毒时,就要考虑药剂的消毒效果,又要考虑植物的耐受能力。
接种:接种过程中插入外植体时形态学上端朝上,每个锥形瓶接种7~8个外植体。外植体接种与细菌接种相似,操作步骤相同,而且都要求无菌操作。
培养:应该放在无菌箱中进行,并定期进行消毒,保持适宜的温度(18~22℃)和光照(12h)。
移栽:栽前应先打开培养瓶的封口膜,让其在培养间生长几日,然后用流水清洗根部培养基。然后将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中生活一段时间,进行壮苗。最后进行露天栽培。
栽培:外植体在培养过程中可能会被污染,原因有外植体消毒不彻底;培养基灭菌不彻底;接种中被杂菌污染;锥形瓶密封性差等。
专题四月季的花药培养
被子植物的花粉发育被子植物的雄蕊通常包含花丝、花药两部分。花药为囊状结构,内部含有许多花粉。花粉是由花粉母细胞经过减数分裂而形成的,因此,花粉是单倍体的生殖细胞。
被子植物花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段。在小孢子四分体时期,4个单倍体细胞连在一起,进入单核期时,四分体的4个单倍体细胞彼此分离,形成4个具有单细胞核的花粉粒。
这时的细胞含浓厚的原生质,核位于细胞的中央(单核居中期)。随着细胞不断长大,细胞核由中央移向细胞一侧(单核靠边期),并分裂成1个生殖细胞核和1个花粉管细胞核,进而形成两个细胞,一个是生殖细胞,一个是营养细胞。生殖细胞将在分裂一次,形成两个精子。
注意:
①成熟的花粉粒有两类,一类是二核花粉粒,其花粉粒中只含花粉管细胞核和生殖细胞核,二核花粉粒的精子是在花粉管中形成的;另一类是三核花粉粒,花粉在成熟前,生殖细胞就进行一次有丝分裂,形成两个精子,此花粉粒中含有两个精子核和一个花粉管核(营养核)
②花粉发育过程中的四分体和动物细胞减数分裂的四分体不同。花粉发育过程中的四分体是花粉母细胞经减数分裂形成的4个连在一起的单倍体细胞;而动物细胞减数分裂过程中的四分体是联会配对后的一对同源染色体,由于含有四条染色单体而称为四分体。
③同一生殖细胞形成的两个精子,其基因组成完全相同。
产生花粉植株的两种途径通过花药培养产生花粉植株(即单倍体植株)一般有两种途径,一种是花粉通过胚状体阶段发育为植物,另一种是花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织,再将其诱导分化成植株。
这两种途径之间并没有绝对的界限,主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。
注意:
①无论哪种产生方式,都要先诱导生芽,再诱导生根
②胚状体:植物体细胞组织培养过程中,诱导产生的形态与受精卵发育成的胚非常类似的结构,其发育也与受精卵发育成的胚类似,有胚芽、胚根、胚轴等完整结构,就像一粒种子,又称为细胞胚。
影响花药培养的因素诱导花粉能否成功及诱导成功率的高低,受多种因素影响,其中材料的选择与培养基的组成是主要的影响因素。
亲本的生理状况:花粉早期是的花药比后期的更容易产生花粉植株,选择月季的初花期。
合适的花粉发育时期:一般来说,在单核期,细胞核由中央移向细胞一侧的时期,花药培养成功率最高。
花蕾:选择完全未开放的花蕾。
亲本植株的生长条件、材料的低温预处理以及接种密度等对诱导成功率都有一定影响。
材料的选取:选择花药时,一般要通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。确定花粉发育时期的最常用的方法是醋酸洋红法。但是,某些植物的花粉细胞核不易着色,需采用焙花青-铬矾法,这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色
接种和培养:灭菌后的花蕾,要在无菌条件下除去萼片和花瓣,并立即将花药接种到培养基上。
在剥离花药时,要尽量不损伤花药(否则接种后容易从受伤部位长生愈伤组织),同时还要彻底去除花丝,因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成,通常每瓶接种花药7~10个,培养温度控制在25℃左右,不需要光照。
幼小植株形成后才需要光照。
一般经过20~30天培养后,会发现花药开裂,长出愈伤组织或形成胚状体。将愈伤组织及时转移到分化培养基上,以便进一步分化出再生植株。
如果花药开裂释放出胚状体,则一个花药内就会产生大量幼小植株,必须在花药开裂后尽快将幼小植株分开,分别移植到新的培养基上,否则这些植株将很难分开。还需要对培养出来的植株做进一步的鉴定和筛选。
植物组织培养技术与花药培养技术的相同之处是:培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。
两者的不同之处在于:花药培养的选材非常重要,需事先摸索时期适宜的花蕾;花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基;花药培养对培养基配方的要求更为严格。这些都使花药培养的难度大为增加。
专题五DNA和蛋白质技术
课题一DNA的粗提取与鉴定
提取DNA的溶解性原理包括DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同;DNA不溶于酒精。
DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度的特点:在0.14mol/L时溶解度最小;要使DNA溶解,需要较高浓度?要使DNA析出,又需要0.14mol/L的浓度?
在溶解细胞中的DNA时,人们通常选用2mol/LNaCl溶液;将DNA分子析出的方法是向溶有DNA的NaCl溶液中缓慢注入蒸馏水,以稀释NaCl溶液。酒精是一种常用有机溶剂,但DNA却不能溶于酒精(特别是95%冷却酒精),但细胞中蛋白质可溶于酒精。
从理论上分析,预冷的乙醇溶液具有以下优点。一是抑制核酸水解酶活性,防止DNA降解;二是降低分子运动,易于形成沉淀析出;三是低温有利于增加DNA分子柔韧性,减少断裂。
采用DNA不溶于酒精的原理,可以达到的目的是:将DNA和蛋白质进一步分离。
提取DNA还可以利用DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性原理。利用该原理时,应选用蛋白酶,因为酶具有专一性,蛋白酶只水解蛋白质而不会对DNA产生影响。温度值为60~80℃,因为该温度值蛋白质变性沉淀,而DNA不会变性。
补充:DNA的变性是指DNA分子在高温下解螺旋,其温度在80℃以上,如在PCR技术中DNA变性温度在95℃。
当鉴定提取出的物质是否是DNA时,需要使用什么指示剂进行鉴定?
答:在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺呈现蓝色。
原理总结:通过利用不同浓度NaCl溶液溶解或析出DNA,可以从细胞中提取和提纯DNA;再利用酒精进一步将DNA与蛋白质分离开来,达到提纯的目的;最后利用二苯胺试剂鉴定提取的物质是否是DNA。
实验材料的选取:
不同生物的组织中DNA含量不同。在选取材料时,应本着DNA含量高、材料易得、便于提取的原则。
本实验用鸡血细胞做实验材料有两个原因。一是因为鸡血细胞核的DNA含量丰富,材料易得;二是鸡血细胞极易吸水胀破,而用动物肝脏细胞作实验材料常常需要匀浆和离心,对设备要求较高,操作繁琐,历时较长。
鸡血细胞破碎以后释放出的DNA,容易被玻璃容器吸附,所以在提取过程中为了减少DNA的损失,最好使用塑料的烧杯和试管盛放鸡血细胞液。
破碎细胞,获取含DNA的滤液:
若选用鸡血和洋葱作实验材料,则怎样获取含DNA的滤液?
答:在鸡血细胞液中加入一定量蒸馏水并用玻棒搅拌,过滤后收集滤液;切碎洋葱,加入一定量洗涤剂和食盐,搅拌研磨,过滤后收集滤液。
为什么加入蒸馏水能使鸡血细胞破裂?
答:蒸馏水对于鸡血细胞来说是一种低渗液体,水分可以大量进入血细胞内,使血细胞胀裂,再加上搅拌的机械作用,就加速了鸡血细胞的破裂(细胞膜和核膜的破裂),从而释放出DNA。
在以上实验中,加入蒸馏水、洗涤剂和食盐的作用分别是什么?
答:过滤时应当选用(滤纸、尼龙布)。血细胞在蒸馏水中大量吸水而张裂;洗涤剂瓦解细胞膜;食盐溶解DNA物质;选用尼龙布进行过滤。
在处理植物组织时需要进行研磨,其目的是什么?研磨不充分产生什么结果?
答:破碎细胞壁,使核物质容易溶解在NaCl溶液中;研磨不充分会使DNA的提取量减少,影响实验结果,导致看不到丝状沉淀物、用二苯胺鉴定不显示蓝色等。具体做法。10mL鸡血+20mL蒸馏水→同方向搅拌→3层尼龙布过滤→滤液。
为什么反复地溶解与析出DNA,能够去除杂质?
答:用高盐浓度的溶液溶解DNA,能除去在高盐中不能溶解的杂质;用低盐浓度使DNA析出,能除去溶解在低盐溶液中的杂质。因此,通过反复溶解与析出DNA,就能够除去与DNA溶解度不同的多种杂质。
最初获得的DNA滤液含有蛋白质、脂质等杂质,需要进一步提纯DNA。
方案一的原理是DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同;
方案二的原理是蛋白酶分解蛋白质,不分解DNA;
方案三的原理是蛋白质和DNA的变性温度不同。
方案二与方案三的原理有什么不同?
答:方案二是利用蛋白酶分解杂质蛋白,从而使提取的DNA与蛋白质分开;方案三利用的是DNA和蛋白质对高温耐受性的不同,从而使蛋白质变性,与DNA分离。
析出与鉴定:
在滤液中仍然含有一些杂质,怎样除去这些杂质呢?得到的DNA呈何颜色?
答:滤液与等体积的冷却酒精混合均匀,静置2~3分钟,析出的白色丝状物就是DNA。DNA呈白色。
怎样鉴定析出的白色丝状物就是DNA呢?
答:具体做法:试管2支,编号甲乙→各加等量5mLNaCl溶液→甲中放入少量白色丝状物,使之溶解→各加4mL二苯胺,混合均匀→沸水浴5min→观察颜色变化。
实验操作:
制备鸡血细胞液:加柠檬酸钠,静置或离心
↓
破碎细胞,释放DNA:加蒸馏水,同一方向快速通方向搅拌→过滤,除去细胞壁、细胞膜等。
↓
溶解核内DNA:加入NaCl至2mol/L,同一方向缓慢搅拌
↓
DNA析出:加蒸馏水至0.14mol/L,过滤,在溶解到2mol/L溶液中→除去细胞质中的大部分物质。
↓
DNA初步纯化:与等体积95%冷却酒精混合,析出白色丝状物→除去核蛋白、RNA、多糖等。
↓
DNA鉴定:二苯胺,沸水浴,呈现蓝色
注意事项:在鸡血中加入柠檬酸钠防止凝固;鸡血静置或离心以提高细胞悬液浓度;使用塑料烧杯;使用尼龙布过滤;玻棒沿同一方向搅拌;玻棒搅拌要缓慢(细胞破裂快速搅拌);玻棒不要碰到烧杯壁;二苯胺试剂要现用现配等。
适用场景:高中生物复习提纲、高考生物知识点速查
内容要点:细胞全能性、减数分裂染色体数目、光合作用氧来源
本文看点:面向高中生的生物学核心概念总结、按章节组织的生命科学基础要点
绪论
1.生物体具有共同的物质基础和结构基础。
2.从结构上说,除病毒以外,生物体都是由细胞构成的。细胞是生物体的结构和功能的基本单位。
3.新陈代谢是活细胞中全部的序的化学变化总称,是生物体进行一切生命活动的基础。
4.生物体具应激性,因而能适应周围环境。
5.生物体都有生长、发育和生殖的现象。
6.生物遗传和变异的特征,使各物种既能基本上保持稳定,又能不断地进化。
7.生物体都能适应一定的环境,也能影响环境。
第一章生命的物质基础
8.组成生物体的化学元素,在无机自然界都可以找到,没有一种化学元素是生物界所特有的,这个事实说明生物界和非生物界具统一性。
9.组成生物体的化学元素,在生物体内和在无机自然界中的含量相差很大,这个事实说明生物界与非生物界还具有差异性。
10.各种生物体的一切生命活动,绝对不能离开水。
11.糖类是构成生物体的重要成分,是细胞的主要能源物质,是生物体进行生命活动的主要能源物质。
12.脂类包括脂肪、类脂和固醇等,这些物质普遍存在于生物体内。
13.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。
14.核酸是一切生物的遗传物质,对于生物体的遗传变异和蛋白质的生物合成有极重要作用。
15.组成生物体的任何一种化合物都不能够单独地完成某一种生命活动,而只有按照一定的方式有机地组织起来,才能表现出细胞和生物体的生命现象。细胞就是这些物质最基本的结构形式。
第二章生命的基本单位——细胞
16.活细胞中的各种代谢活动,都与细胞膜的结构和功能有密切关系。细胞膜具一定的流动性这一结构特点,具选择透过性这一功能特性。
17.细胞壁对植物细胞有支持和保护作用。
18.细胞质基质是活细胞进行新陈代谢的主要场所,为新陈代谢的进行,提供所需要的物质和一定的环境条件。
19.线粒体是活细胞进行有氧呼吸的主要场所。
20.叶绿体是绿色植物叶肉细胞中进行光合作用的细胞器。
21.内质网与蛋白质、脂类和糖类的合成有关,也是蛋白质等的运输通道。
22.核糖体是细胞内合成为蛋白质的场所。
23.细胞中的高尔基体与细胞分泌物的形成有关,主要是对蛋白质进行加工和转运;植物细胞分裂时,高尔基体与细胞壁的形成有关。
24.染色质和染色体是细胞中同一种物质在不同时期的两种形态。
25.细胞核是遗传物质储存和复制的场所,是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。
26.构成细胞的各部分结构并不是彼此孤立的,而是互相紧密联系、协调一致的,一个细胞是一个有机的统一整体,细胞只有保持完整性,才能够正常地完成各项生命活动。
27.细胞以分裂是方式进行增殖,细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。
28.细胞有丝分裂的重要意义(特征),是将亲代细胞的染色体经过复制以后,精确地平均分配到两个子细胞中去,因而在生物的亲代和子代间保持了遗传性状的稳定性,对生物的遗传具重要意义。
29.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。
30.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。
第三章生物的新陈代谢
31.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。
32.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。
33.酶的催化作用具有高效性和专一性;并且需要适宜的温度和pH值等条件。
34.ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。
35.光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物,并且释放出氧的过程。光合作用释放的氧全部来自水。
36.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。
37.植物根的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。
38.糖类、脂类和蛋白质之间是可以转化的,并且是有条件的、互相制约着的。
39.高等多细胞动物的体细胞只有通过内环境,才能与外界环境进行物质交换。
40.正常机体在神经系统和体液的调节下,通过各个器官、系统的`协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态,叫稳态。稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
41.对生物体来说,呼吸作用的生理意义表现在两个方面:
一是为生物体的生命活动提供能量,
二是为体内其它化合物的合成提供原料。
第四章生命活动的调节
42.向光性实验发现:感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端,而向光弯曲的部位在尖端下面的一段。
43.生长素对植物生长的影响往往具有两重性。这与生长素的浓度高低和植物器官的种类等有关。一般来说,低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
44.在没有受粉的番茄(黄瓜、辣椒等)雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素溶液可获得无子果实。
45.植物的生长发育过程,不是受单一激素的调节,而是由多种激素相互协调、共同调节的。
46.下丘脑是机体调节内分泌活动的枢纽。
47.相关激素间具有协同作用和拮抗作用。
48.神经系统调节动物体各种活动的基本方式是反射。反射活动的结构基础是反射弧。
49.神经元受到刺激后能够产生兴奋并传导兴奋;兴奋在神经元与神经元之间是通过突触来传递的,神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
50.在中枢神经系统中,调节人和高等动物生理活动的高级中枢是大脑皮层。
51.动物建立后天性行为的主要方式是条件反射。
52.判断和推理是动物后天性行为发展的最高级形式,是大脑皮层的功能活动,也是通过学习获得的。
53.动物行为中,激素调节与神经调节是相互协调作用的,但神经调节仍处于主导的地位。
54.动物行为是在神经系统、内分泌系统和运动器官共同协调下形成的。
第五章生物的生殖和发育
55.有性生殖产生的后代具双亲的遗传特性,具有更大的生活能力和变异性,因此对生物的生存和进化具重要意义。
56.营养生殖能使后代保持亲本的性状。
57.减数分裂的结果是,新产生的生殖细胞中的染色体数目比原始的生殖细胞的减少了一半。
58.减数分裂过程中联会的同源染色体彼此分开,说明染色体具一定的独立性;同源的两个染色体移向哪一极是随机的,则不同对的染色体(非同源染色体)间可进行自由组合。
59.减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数第一次分裂中。
60.一个精原细胞经过减数分裂,形成四个精细胞,精细胞再经过复杂的变化形成精子。
61.一个卵原细胞经过减数分裂,只形成一个卵细胞。
62.对于进行有性生殖的生物来说,减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,对于生物的遗传和变异,都是十分重要的
63.对于进行有性生殖的生物来说,个体发育的起点是受精卵。
64.很多双子叶植物成熟种子中无胚乳,是因为在胚和胚乳发育的过程中胚乳被胚吸收,营养物质贮存在子叶里,供以后种子萌发时所需。
65.植物花芽的形成标志着生殖生长的开始。
66.高等动物的个体发育,可以分为胚胎发育和胚后发育两个阶段。胚胎发育是指受精卵发育成为幼体。胚后发育是指幼体从卵膜孵化出来或从母体内生出来以后,发育成为x成熟的个体。
第六章遗传和变异
67.DNA是使R型细菌产生稳定的遗传变化的物质,而噬菌体的各种性状也是通过DNA传递给后代的,这两个实验证明了DNA是遗传物质。
68.现代科学研究证明,遗传物质除DNA以外还有RNA。因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以说DNA是主要的遗传物质。
69.碱基对排列顺序的千变万化,构成了DNA分子的多样性,而碱基对的特定的排列顺序,又构成了每一个DNA分子的特异性。这从分子水平说明了生物体具有多样性和特异性的原因。
70.遗传信息的传递是通过DNA分子的复制来完成的。
71.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。
72.子代与亲代在性状上相似,是由于子代获得了亲代复制的一份DNA的缘故。
73.基因是有遗传效应的DNA段,基因在染色体上呈直线排列,染色体是基因的载体。
74.基因的表达是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的。
75.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)。
76.DNA分子的脱氧核苷酸的排列顺序决定了信使RNA中核糖核苷酸的排列顺序,信使RNA中核糖核苷酸的排列顺序又决定了氨基酸的排列顺序,氨基酸的排列顺序最终决定了蛋白质的结构和功能的特异性,从而使生物体表现出各种遗传特性。
77.生物的一切遗传性状都是受基因控制的。一些基因是通过控制酶的合成来控制代谢过程;基因控制性状的另一种情况,是通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状。
78.基因分离定律:具有一对相对性状的两个生物纯本杂交时,子一代只表现出显性性状;子二代出现了性状分离现象,并且显性性状与隐性性状的数量比接近于3:1。
79.基因分离定律的实质是:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体,具有一定的独立性,生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
80.基因型是性状表现的内存因素,而表现型则是基因型的表现形式。
81.基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。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。
82.在育种工作中,人们用杂交的方法,有目的地使生物不同品种间的基因重新组合,以便使不同亲本的优良基因组合到一起,从而创造出对人类有益的新品种。
83.生物的性别决定方式主要有两种:一种是XY型,另一种是ZW型。
84.可遗传的变异有三种来源:基因突变,基因重组,染色体变异。
85.基因突变在生物进化中具有重要意义。它是生物变异的根本来源,为生物进化提供了最初的原材料。
86.通过有性生殖过程实现的基因重组,为生物变异提供了极其丰富的来源。这是形成生物多样性的重要原因之一,对于生物进化具有十分重要的意义。
第七章生物的进化
87.生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程。
88.以自然选择学说为核心的现代生物进化理论,其基本观点是:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变。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,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种的形成。
第八章生物与环境
89.光对植物的生理和分布起着决定性的作用。
90.生物的生存受到很多种生态因素的影响,这些生态因素共同构成了生物的生存环境。生物只有适应环境才能生存。
91.生物与环境之间是相互依赖、相互制约的,也是相互影响、相互作用的。生物与环境是一个不可分割的统一整体。
91.在一定区域内的生物,同种的个体形成种群,不同的种群形成群落。种群的各种特征、种群数量的变化和生物群落的结构,都与环境中的各种生态因素有着密切的关系。
91.在各种类型的生态系统中,生活着各种类型的生物群落。在不同的生态系统中,生物的种类和群落的结构都有差别。但是,各种类型的生态系统在结构和功能上都是统一的整体。
94.生态系统中能量的源头是阳光。生产者固定的太阳能的总量便是流经这个生态系统的总能量。这些能量是沿着食物链(网)逐级流动的。
95.对一个生态系统来说,抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间往往存在着相反的关系。
96.地球上所有的生物与其无机环境一起,构成了这个星球上最大的生态系统——生物圈
97.生物圈的形成是地球的理化环境与生物长期相互作用的结果。
98.生物圈是地球上生物与环境共同进化的产物,是生物与无机环境相互作用而形成的统一整体。
99.生物圈的结构和功能能长期维持相对稳定的状态,这一现象称为生物的稳态。
100.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。这是生物圈赖以存在的能量基础。
101.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,经过各种生物多级利用,再分解为无机物重新循环的完整回路。生物圈可以说是一个在物质上自给自足的生态系统,这是生物圈赖以存在的物质基础。
102.生物圈具有多层次的自我调节能力。
103.大气中二氧化硫主要有三个来源:化石燃料的燃烧、火山爆发和微生物的分解作用。
104.生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。生物多样性是人类赖以生存和发展的基础,是人类及子孙后代共有的宝贵财富。保护生物多样性就是在基因、特种和生态系统三个层次上采取保护战略和保护措施。
105.生物多样性面临威胁的原因:一是生存环境的改变和破坏,二是掠夺式的开发利用,三是环境污染,四是由于外来特种的入侵或引种到到缺少天敌的地区,往往使这些地区原有特种的生丰受到威胁。
适用场景:高中生物复习备考、细胞学说教学备课
内容要点:细胞学说要点、原核真核区别、细胞膜制备方法
本文看点:高中生物细胞专题知识总结、人教版必修一核心概念梳理
高中生物知识重点
1.细胞学说的建立过程
(1)细胞学说的创始人是施莱登和施旺。
(2)细胞学说的要点是:细胞是一个有机体,一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成;细胞是一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用;新细胞可从老细胞中产生。
(3)细胞学说的创立对生物的进化的重要意义是:它揭示了任何动植物均是由细胞构成的,从而说明动植物之间具有一定的亲缘关系,生物之间的亲缘关系对揭示生物进化具有重要价值。
2.多种多样的细胞
(4)自然界的生命系统包括的层次有:细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统、生物圈。
(5)植物的生命系统层次中没有“系统”这个层次。
(6)原核细胞与真核细胞的本质区别是有无以核膜为界限的细胞核。
拓展:
①原核细胞除核糖体外,无其他细胞器。原核生物如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。
②原核生物的遗传不符合孟德尔遗传规律;真核生物在有性生殖过程中,核基因的遗传符合孟德尔遗传规律。
③自然条件下,原核生物的可遗传变异的类型只有基因突变;真核生物的可遗传变异的类型有基因突变、基因重组、染色体变异。
④原核细胞如细菌主要以二分裂的方式进行分裂;真核细胞的分裂方式有有丝分裂、无丝分裂、减数分裂。
(7)病毒不能独立生活,病毒的代谢和繁殖过程只能在宿主的活细胞中进行。
拓展:
①病毒在生物分类上是既不属于原核生物,也不属于真核生物。
②组成每种病毒核酸的基本单位是四种脱氧核苷酸,或是四种核糖核苷酸。
③病毒的培养不能直接用培养基培养,因为病毒的繁殖必须在宿主的活细胞中进行。
3.细胞膜系统的结构和功能
(8)用哺乳动物成熟的红细胞做实验材料能分离得到纯净的细胞膜。把细胞放在清水里,水会进入细胞,把细胞涨破,细胞内的物质流出来,这样就可以得到纯净的细胞膜。
(9)细胞膜的主要由脂质和蛋白质组成,还有少量的糖类。
拓展:
①行使细胞膜控制物质进出功能的物质是载体。
②细胞膜与其他生物膜的化学组成大致相同,但是在不同的生物膜中,化学物质的含量有差别,例如,细胞膜上糖类的含量相对与细胞器膜要多。
(10)细胞膜的结构特点是流动性,功能特性是选择透过性。
(11)在细胞膜的外表,有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合而成的糖蛋白,叫做糖被。糖被与细胞表面的识别有密切关系。消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白有保护和润滑作用。
(12)植物细胞壁的化学成分主要是纤维素和果胶。
拓展:
①细菌细胞壁的成分是糖类与蛋白质结合而成的化合物。
②常用纤维素酶和果胶酶除去植物细胞壁。
适用场景:高考生物复习备考时查阅核心知识点、高中生物教师备课整理教学要点
内容要点:细胞结构层次、斐林试剂鉴定、蛋白质脱水缩合
本文看点:高中生物必修一知识梳理总结、高考生物七大题型解题策略总结
1、生命系统的结构层次依次为:细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统
细胞是生物体结构和功能的基本单位;地球上最基本的生命系统是细胞
2、光学显微镜的操作步骤:对光→低倍物镜观察→移动视野中央(偏哪移哪)
→高倍物镜观察:①只能调节细准焦螺旋;②调节大光圈、凹面镜
3、原核细胞与真核细胞根本区别为:有无核膜为界限的细胞核
①原核细胞:无核膜,无染色体,如大肠杆菌等细菌、蓝藻
②真核细胞:有核膜,有染色体,如酵母菌,各种动物
注:病毒无细胞结构,但有dna或rna
4、蓝藻是原核生物,自养生物
5、真核细胞与原核细胞统一性体现在二者均有细胞膜和细胞质
6、细胞学说建立者是施莱登和施旺,细胞学说建立揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性。
细胞学说建立过程,是一个在科学探究中开拓、继承、修正和发展的过程,充满耐人寻味的曲折
7、组成细胞(生物界)和无机自然界的化学元素种类大体相同,含量不同
8、组成细胞的元素
①大量无素:c、h、o、n、p、s、k、ca、mg
②微量无素:fe、mn、b、zn、mo、cu
③主要元素:c、h、o、n、p、s
④基本元素:c
⑤细胞干重中,含量最多元素为c,鲜重中含最最多元素为o
9、生物(如沙漠中仙人掌)鲜重中,含量最多化合物为水,干重中含量最多的
化合物为蛋白质。
10、(1)还原糖(葡萄糖、果糖、麦芽糖)可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀;
脂肪可苏丹iii染成橘黄色(或被苏丹iv染成红色);淀粉(多糖)遇碘变蓝色;蛋白质与双缩脲试剂产生紫色反应。
(2)还原糖鉴定材料不能选用甘蔗
(3)斐林试剂必须现配现用(与双缩脲试剂不同,双缩脲试剂先加a液,再加b液)
11、蛋白质的基本组成单位是氨基酸,氨基酸结构通式为nh2—c—cooh,各种氨基酸的区别在于r基的不同。
12、两个氨基酸脱水缩合形成二肽,连接两个氨基酸分子的化学键(—nh—co—)叫肽键。
13、脱水缩合中,脱去水分子数=形成的肽键数=氨基酸数—肽链条数
14、蛋白质多样性原因:构成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序千变万化,多肽链盘曲折叠方式千差万别。
15、每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(—nh2)和一个羧基(—cooh),并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基因。
16、遗传信息的携带者是核酸,它在生物体的遗传变异和蛋白质合成中具有极其重要作用,核酸包括两大类:一类是脱氧核糖核酸,简称dna;
一类是核糖核酸,简称rna,核酸基本组成单位核苷酸。
17、蛋白质功能:
①结构蛋白,如肌肉、羽毛、头发、蛛丝
②催化作用,如绝大多数酶
③运输载体,如血红蛋白
④传递信息,如胰岛素
⑤免疫功能,如抗体
18、氨基酸结合方式是脱水缩合:一个氨基酸分子的羧基(—cooh)与另一个氨基酸分子的氨基(—nh2)相连接,同时脱去一分子水,如图:
hohhh
nh2—c—c—oh+h—n—c—coohh2o+nh2—c—c—n—c—cooh
r1hr2r1ohr2
19、dna、rna
全称:脱氧核糖核酸、核糖核酸
分布:细胞核、线粒体、叶绿体、细胞质
染色剂:甲基绿、吡罗红
链数:双链、单链
碱基:atcg、aucg
五碳糖:脱氧核糖、核糖
组成单位:脱氧核苷酸、核糖核苷酸
代表生物:原核生物、真核生物、噬菌体、hiv、sars病毒
高考生物必考题型有哪些
题型一
曲线类答题模
正确解答曲线坐标题的析题原则可分为识标、明点、析线三个步骤:
1.识标:弄清纵、横坐标的含义及它们之间的联系,这是解答此类习题的基础。
2.明点:坐标图上的曲线有些特殊点,明确这些特殊点的含义是解答此类习题的关键。
若为多重变化曲线坐标图,则应以行或列为单位进行对比、分析,揭示其变化趋势。
3.析线:根据纵、横坐标的含义可以得出:在一定范围内(或超过一定范围时),随“横坐标量”的变化,“纵坐标量”会有怎样的变化。
从而揭示出各段曲线的变化趋势及其含义。
注:若为多重变化曲线坐标图,则可先分析每一条曲线的变化规律,再分析不同曲线变化的因果关系、先后关系,分别揭示其变化趋势,然后对比分析,找出符合题意的曲线、结论或者是教材中的结论性语言。
题型二
表格信息类
题型特点:它属于材料题,但又不同于一般材料题。可有多种形式,但不管是哪一种题型,其反映的信息相对比较隐蔽,不易提取,因而对同学们来说有一定的难度。
表格题的一般解题步骤:
(1)仔细阅读并理解表格材料,明确该表格反映的是什么信息。
(2)对表格材料进行综合分析,并能准确把握表格与题干间的内在联系。
(3)将材料中的问题与教材知识有机结合起来加以论证。
(4)对材料分析及与原理结合论证的过程进行画龙点睛的.总结,以起到首尾呼应的答题效果。
题型三
图形图解类
题型特点:生物体的某一结构或某一生理过程均可以用图形或图解的形式进行考查。这类题可包含大量的生物学知识信息,反映生命现象的发生、发展以及生物的结构、生理和相互联系。
解答该类试题的一般步骤:
1.审题意:
图解题要学会剖析方法,从局部到整体,把大块分成小块,看清图解中每一个过程,图像题要能识别各部分名称,抓住突破口。
2.找答案:
(1)理清知识点:该图解涉及哪几个知识点,是一个知识点,还是两个或两个以上知识点,要一一理清。
(2)两个或两个以上知识点的图解要思考这些知识点之间的区别与联系、相同与不同等。
题型四
实验探究类
题型特点:实验探究型试题主要包括设计类、分析类和评价类。主要考查考生是否理解实验原理和具备分析实验结果的能力,是否具有灵活运用实验知识的能力,是否具有在不同情景下迁移知识的能力。
命题方向:设计类实验是重点,包括设计实验步骤、实验方案、实验改进方法等。
解答该类试题应注意以下几点:
1.准确把握实验目的:
明确实验要解决的“生物学事实”是什么,要解决该“生物学事实”的哪一个方面。
2.明确实验原理:
分析实验所依据的科学原理是什么,涉及到的生物学有关学科中的方法和原理有哪些。
3.确定实验变量和设置对照实验:
找出自变量和因变量,确定实验研究的因素,以及影响本实验的无关变量;构思实验变量的控制方法和实验结果的获得手段。
4.设计出合理的实验装置和实验操作,得出预期实验结果和结论。
题型五
数据计算类
题型特点:考查核心在于通过定量计算考查学生对相关概念、原理和生理过程的理解和掌握程度。
命题方向:定量计算题的取材主要涉及蛋白质、DNA、光合作用与呼吸作用、细胞分裂、遗传育种、基因频率、种群数量、食物链与能量流动等方面的内容。首先要明确知识体系,找准所依据的生物学原理。
题型六
信息迁移类
题型特点:以生物的前沿科技、生命科学发展中的热点问题、社会生活中的现实问题、生物实验等为命题材料,用文字、数据、图表、图形、图线等形式向考生提供资料信息。分析和处理信息,把握事件呈现的特征,进而选择或提炼有关问题的答案。
命题方向:运用知识解决实际问题的能力和理解文字、图表、表格等表达的生物学信息的能力,以及搜集信息、加工处理信息、信息转换、交流信息的能力。
解题的一般方略为:
1.阅读浏览资料、理解界定信息:
通过阅读浏览资料,明确题目事件及信息的类型,了解题干的主旨大意,界定主题干下面次题干的有无,确定解题思路。
2.整合提炼信息、探究发掘规律:
对于题干较长的题目来说,可快速浏览整个题干,针对题目设问,分析所给信息,找到与问题相关的信息。
3.迁移内化信息、组织达成结论:
紧扣题意抓住关键,根据整合提炼的信息,实施信息的迁移内化。信息迁移分为直接迁移和知识迁移,直接迁移即考生通过现场学习、阅读消化题干新信息,并将新信息迁移为自己的知识,直接作答。
题型七
遗传推断类答题模板
题型特点:遗传推理题是运用遗传学原理或思想方法,根据一系列生命现象或事实,通过分析、推理、判断等思维活动对相关的遗传学问题进行解决的一类题型。该题型具有难度大,考查功能强等特点。
命题方向:基因在染色体上的位置的判断、性状显隐性的判断、基因型与表现型的推导、显性纯合子和显性杂合子的区分、性状的遗传遵循基因的分离定律或自由组合定律的判断等等。
如何学好高中生物
刚开始学生物的时候,第一次考试我就没有及格,我当时不是觉的难,而是根本没这个概念,后来我感觉自己学的还是不错的。
1.背。
学生物不背肯定是不行的,但是没心没肺的乱背也是没用的。生物习题涵盖了不少的记忆成分,但是在书本的记忆上有所深化,这就要求我们平时在背的时候必须要理解,平时的习题都是书本的深化,高考生物却又是一个档次,要求我们理解的知识点更多。
eg.书上我们背的是光合作用的基本过程,平时的作业题目可能是某一生活中的植物在特定时间下的光合作用的光反应和暗反应是如何发生的,以及详细过程,而高考的试卷中可能就是绿色植物在黑暗条件下给予不同光照会产生怎样的光合作用过程。。
2.听。
理科生中和生物最相似的可能就是语文了,但是作为高中的任何一个学生语文课从来没认真听过,考试起来都能考。生物却不是这样,不听课完全有可能考0分。语文太灵活,灵活到可以按自己平时的理解去答题,生物灵活是在理解记忆的基础上的。这就要求我们上课要注意听老师所讲的内容,学习怎么去处理这样一类的题目,学习怎样分析生物题目。
eg.书上介绍说细菌有什么样的结构,老师上课介绍了大肠杆菌的结构,试题考你甲硫杆菌你还不会么。
3.做。
记忆+理解+老师讲解,相信自己再做一些练习就能好好掌握了。
当然生物好几本书的学习不可能简单不用心就轻易学好,还要靠自己去摸索,但是万事读得用心。
适用场景:高中生物复习资料、高考生物考点梳理
内容要点:蛋白质合成、核酸种类、糖类水解
本文看点:高中生物核心概念结构化总结、面向高三学生的生物考点精要归纳
高中生物知识点总结如下:
1.蛋白质的合成——氨基酸的种类、数目和排列顺序,肽链的合成,蛋白质的空间结构。
2.核酸的种类、数目和分布,核苷酸种类、数目和排列顺序。
3.糖类包括哪些种类,分布,水解情况。
4.脂质包括哪些种类,分布,水解情况。
5.矿质元素包括哪些种类,作用。
6.各种生物的数量和分布情况。
7.各种生物的数量和分布情况。
8.各种生物的数量和分布情况。
9.各种生物的数量和分布情况。
10.各种生物的数量和分布情况。
11.各种生物的数量和分布情况。
12.各种生物的数量和分布情况。
13.各种生物的数量和分布情况。
14.各种生物的数量和分布情况。
15.各种生物的数量和分布情况。
16.各种生物的数量和分布情况。
17.各种生物的数量和分布情况。
18.各种生物的数量和分布情况。
19.各种生物的数量和分布情况。
20.各种生物的.数量和分布情况。
21.各种生物的数量和分布情况。
22.各种生物的数量和分布情况。
23.各种生物的数量和分布情况。
24.各种生物的数量和分布情况。
25.各种生物的数量和分布情况。
26.各种生物的数量和分布情况。
27.各种生物的数量和分布情况。
28.各种生物的数量和分布情况。
29.各种生物的数量和分布情况。
30.各种生物的数量和分布情况。
以上就是高中生物知识点总结,希望对你们有所帮助。
适用场景:高中生物复习课教案、细胞代谢章节教学设计
内容要点:酶特性、ATP转化、光合作用过程
本文看点:面向高中生的细胞能量代谢知识梳理总结、聚焦酶与ATP核心概念的教学重难点解析
第五章细胞的能量供应和利用
第一节降低反应活化能的酶
一、细胞代谢与酶
1、细胞代谢的概念:细胞内每时每刻进行着许多化学反应,统称为细胞代谢.2、酶的发现:发现过程,发现过程中的科学探究思想,发现的意义
3、酶的概念:酶是产生的具有催化作用的,绝大多数是,少数是。
4、酶的特性:
5、活化能:分子从转变为容易发生化学反应的所需要的能量。二、影响酶促反应的因素(难点)1、2、
3、:过酸、过碱使酶失活
4、:使酶失活。降低酶的活性,在适宜温度下酶活性可以恢复。
第二节细胞的能量“通货”ATP
一、什么是ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物,中文名称叫做二、结构简式:A代表P代表~代表三、ATP和ADP之间的相互转化ADP+Pi+能量→ATPATP→ADP+Pi+能量ADP转化为ATP所需能量来源:动物和人:
绿色植物:
第三节ATP的主要来源细胞呼吸
1、概念:有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放出能量并生成ATP的过程。2、有氧呼吸
总反应式:第一阶段:C6H12O6→2丙酮酸+少量[H]+少量能量第二阶段:2丙酮酸+6H2O→6CO2+大量[H]+少量能量第三阶段:24[H]+6O2→12H2O+大量能量
3、无氧呼吸产生酒精:发生生物:大部分植物,酵母菌产生乳酸:发生生物:动物,乳酸菌,马铃薯块茎,玉米胚
反应场所:注意:无机物的无氧呼吸也叫发酵,生成乳酸的叫乳酸发酵,生成酒精的叫酒精发酵讨论:
1有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路
有氧呼吸:所释放的能量一部分用于生成ATP,大部分以散失了。无氧呼吸:能量小部分用于生成ATP,大部分储存于中2有氧呼吸过程中氧气的去路:
第四节能量之源光与光合作用
一、捕获光能的色素绿叶中的色素
叶绿素a()叶绿素
叶绿素b()
胡萝卜素()类胡萝卜素
叶黄素()
叶绿素主要吸收,类胡萝卜素主要吸收。光下光合作用最强,其次是,下最弱。二、实验绿叶中色素的提取和分离
1实验原理:绿叶中的色素都能溶解在中,且他们不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,绿叶中的色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。2方法步骤中需要注意的问题:(步骤要记准确)(1)研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么
二氧化硅,碳酸钙可。(2)实验为何要在通风的条件下进行为何要用培养皿盖住小烧杯用棉塞塞紧试管口(3)滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液
(4)滤纸条上有几条不同颜色的色带其排序怎样宽窄如何
有四条色带,自上而下依次是。最宽的是,最窄的是。三、捕获光能的结构叶绿体
结构:外膜,内膜,基质,基粒(由类囊体构成)
与光合作用有关的酶分布于中。光合作用色素分布于上。四、光合作用的原理
1、光合作用的探究历程:(略)
2、光合作用的过程:(熟练掌握课本P103下方的图)
总反应式:,其中(CH2O)表示糖类。
根据,可将其分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段:必须有光才能进行场所:反应式:
水的光解:ATP形成:光反应中,光能转化为暗反应阶段:有光无光都能进行场所:
CO2的固定:C3的还原:
暗反应中,ATP中活跃的化学能转化为联系:
光反应为暗反应提供,暗反应为光反应提供合成ATP的原料五、影响光合作用的.因素及在生产实践中的应用(1)光对光合作用的影响①光的波长
叶绿体中色素的吸收光波主要在。②光照强度
植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加,但光照强度达到一定时,光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加③光照时间
光照时间长,光合作用时间长,有利于植物的生长发育。(2)温度
温度低,光和速率低。随着温度升高,光合速率加快,温度过高时会影响酶的活性,光和速率降低。
生产上白天,增强光合作用,晚上,抑制呼吸作用,以积累有机物。(3)CO2浓度
在一定范围内,植物光合作用强度随着CO2浓度的增加而增加,但达到一定浓度后,光合作用强度不再增加。
生产上使田间通风良好,供应充足的CO2
(4)水分的供应当植物叶片缺水时,气孔会关闭,减少水分的散失,同时影响CO2进入叶内,暗反应受阻,光合作用下降。
生产上应适时灌溉,保证植物生长所需要的水分。六、化能合成作用概念:自然界中少数种类的细菌,虽然细胞内没有叶绿素,不能进行光合作用,但是能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物,这种合成作用,叫做化能合成作用,这些细菌也属于生物。
如:硝化细菌,不能利用光能,但能将土壤中的NH3氧化成HNO2,进而将HNO2氧化成HNO3。
硝化细菌能利用这两个化学反应中释放出来的化学能,将合成为糖类,这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动.举例:硝化细菌、硫细菌、铁细菌、氢细菌
自养型生物:异养型生物:动物、人、大多数细菌、真菌
适用场景:高中生物复习备考、神经-体液调节专题讲义制作
内容要点:协同作用、拮抗作用、突触单向传导
本文看点:高中生物学案中神经与体液共同调节机制解析、面向高考命题的动物行为生理基础归纳
体液调节
指某些化学物质(激素、二氧化碳)通过体液的传送,对人和动物生理活动进行调节。
动物激素种类和生理作用
激素调节
下丘脑(既能传导兴奋,又能分泌激素)分泌促激素释放激素作用在垂体,垂体分泌促激素作用在腺体。
对同一生理的调节
①协同作用:甲状腺激素和生长激素对生长的作用(增强效果)
②拮抗作用:胰岛素和胰高血糖素对血糖调节(发挥相反作用)
神经调节的基本方式和结构基础
包括感受器(感觉神经末梢)、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器(肌肉或腺体)。
兴奋的传导
在神经纤维上以局部电流(未受刺激时,膜内,膜外电位)传导。
兴奋在神经元之间以突触来传递。(单向传导)
注意:生物是多种因素共同调节的结果,动物所有行为受神经和体液调节共同作用。
高级神经中枢的调节
中央前回、语言区(S区、H区)
神经调节和体液调节的区别和联系
动物行为的产生
动物行为的产生,不仅需要运动器官的参与,而且需要神经系统和内分泌系统的调节。
趋性:动物对环境因素刺激最简单的定性反应
本能:是由一系列非条件反射按一定顺序连锁发生。
适用场景:高中生物遗传知识梳理、遗传图谱分析解题参考
内容要点:染色体组、伴性遗传判断、异源八倍体小黑麦
本文看点:高中生物遗传规律教学总结、细胞核与细胞质遗传对比总结
一、从亚显微结构水平到分子水平
细胞核→染色体→DNA→基因→遗传信息→mRNA→蛋白质(性状)
[例]间要论述染色体、DNA、基因、遗传信息、遗传密码、蛋白质(性状)和生物多样性之间的关系。
染色体由DNA和蛋白质组成,是DNA的主要载体,而不是全部载体,因其还存在于真核细胞的叶绿体和线粒体,原核生物和病毒中的DNA不位于染色体上,DNA是染色体的主要组成成分。
DNA分子上具有遗传效应的、控制生物性状的片段叫基因,DNA分子也存在没有遗传效应的片段叫基因间区,DNA上有成百上千个基因。基因位于DNA分子上,也位于染色体上,并在染色体上呈线性排列,占据一定的“座位”(位点),在减数分裂和有丝分裂过程中,随染色体的移动而移动,减数分裂过程中染色体互换,同源染色体的分离,非同源染色体自由组合是基因的三个遗传规律和伴性遗传的细胞学基础。
DNA分子基因上的脱氧核苷酸的排列顺序叫遗传信息,并不是DNA分子上所有脱氧核苷酸的排列顺序叫遗传信息(基因间区不含有遗传信息),基因所在的DNA的片段有两条链,只有一条链携带遗传信息叫有义链,另一条配对链叫无义链,DNA双链中的一条链对某个基因来说是有义链,而对另一个基因来说,可能是无义链。
遗传密码是指在DNA的转录过程中,以DNA(基因)上一条有义链(携带遗传信息)为模板,按照碱基互补配对原则(AU,GC)形成的信使RNA单链上的碱基排列顺序,遗传学上把信使RNA上决定一个氨基酸的`三个相邻的碱基叫“密码子”,也叫“三联体密码子”,和遗传密码的含义是一致的,应当注意,20种氨基酸密码表中每个氨基酸所对应三个字母的碱基排序是指定位在信使RNA上的,并不是位于DNA或转运RNA(叫反密码子)上碱基排列顺序。
性状是指一个生物的任何可以鉴别的形态或生理特征,是遗传和环境相互作用的结果,主要由蛋白质体现出来。生物的性状受基因控制,是基因通过控制蛋白质的合成来体现的。
DNA分子中碱基的排列顺序千变万化,一个DNA分子中的一条多核苷酸链有100个四种不同的碱基,它们的可能排列方式是4种。而事实上DNA分子中碱基数量是成千上万,其可能的排列方式几乎是无限的。DNA分子的多样性,可以从分子水平上说明生物的多样性和个体之间的差异的原因。
二、以人类遗传病为例分析遗传的三个基本规律和伴性遗传之间的区别和联系
[例]下图是六个家族的遗传图谱,请据图回答:
(1)可判断为X染色体的显性遗传的是图;
(2)可判断为X染色体的隐性遗传的是图;
(3)可判断为Y染色体遗传的是图;
(4)可判断为常染色体遗传的是图。
[解析]按Y染色体遗传→X染色体显性遗传→X染色体隐性遗传→常染色体显性遗传→常染色体隐性遗传的顺序进行假设求证。
D图属Y染色体遗传,因为其病症是由父传子,子传孙,只要男性有病,所有的儿子都患病。
B图为X染色体显性遗传,因为只要父亲有病,所有的女儿都是患病者。C和E图是X染色体隐性遗传,因为C图中,母亲患病,所有的儿子患病,而父亲正常,所有的女儿都正常;E图中,男性将病症通过女儿传给他的外孙。
A和F图是常染色体遗传,首先通过父母无病而子女有患病者判断出是隐性遗传,再根据父母无病,而两个家系中都有女儿患病而判断出是常染色体遗传。
[例]下图为某家族性疾病的遗传图谱。请据图回答:若Ⅲ1与Ⅲ5近亲婚配,他们的孩子患此病的概率为(基因符号用A、a)表示。
[解析]本题主要考查对系谱图的分析判断和简单概率计算能力,解题关键为运用多种遗传病的遗传特点去分析人手。
(1)在该遗传系谱中,发病率比较高,占子代的1/2,且子代之中有患者,则双亲之中必定有患者,儿子是患者则其母必定是患者,且患者中女性多于男性。所以该病的遗传为显性伴性遗传。
(2)Ⅲ1个体的父亲表现型正常,是隐性个体,基因型为XY,他的X染色体上的基因必定遗传给他女儿Ⅲ1个体,Ⅲ1个体又表现为患者,所以Ⅲ1个体的基因为XX,Ⅲ5个体为隐性个体,基因型XY。
(3)画遗传图解(略),Ⅲl与Ⅲ5婚配,他们孩子患病的概率为1/2。
三、以染色体概念系统为例,分析染色体与遗传变异进化之间的内在联系
[例]下图是我国育种专家鲍文奎等培育出的异源八倍体小黑麦的过程图。
(1)A、B、D、R四个字母代表。
(2)Fl之所以不育,是因为。
(3)F1人工诱变成多倍体的常用方法是。
(4)八倍体小黑麦的优点是。
(5)试从进化角度,谈谈培育成功的重要生物学意义。
[解析]解答本题的关键是运用染色体组整倍性变异的原理,联系减数分裂、受精作用、远缘杂交、秋水仙素作用机制,自然选择和人工选择等众多相应知识点综合分析解答。阐明有利变异为进化提供原材料,通过人工选择加快培育新物种的进程这一观点。
答案
(1)4个染色体组
(2)F1产生配子时,染色体不能两两配对形成四分体
(3)秋水仙素处理植物萌发的种子或幼苗生长点,使其染色体加倍
(4)耐土地贫瘠、耐寒冷、面粉白、蛋白含量高
(5)我国育种专家鲍文奎教授培育成功的小黑麦品种,是人工创造异源多倍体很成功的实例。小黑麦本来是自然界没有的物种,科学家利用远缘杂交,通过人工选择在短短的十几年就创造出这个新物种。若靠大自然的恩赐,通过自然选择形成高等植物的一个新物种需要漫长的时间。由此可见,人工选择大大地加快了物种的进化。
生物的遗传是细胞核与细胞质共同作用的结果。
1.细胞质遗传
①主要特点:母系遗传;后代不出现一定的分离比。
②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。
③物质基础:叶绿体、线粒体等细胞质结构中的DNA。
2.从性遗传是指由常染色体上基因控制的性状,在表现型上受个体性别影响的现象。
①是指由常染色体上基因控制的性状,在表现型上受个体性别影响的现象。
②如绵羊的有角和无角。这种影响是通过性激素起作用。
适用场景:高考生物复习备考时梳理必修知识要点、应对生物选择题填空题等基础题型时查漏补缺
内容要点:生物必修一、孟德尔试验原因、遗传推断类答题模板
本文看点:高中生物三册教材核心概念速记总结、高考生物七类高频题型解题路径拆解
必修一:
1:糖类是主要的能源物质,脂肪是细胞内良好的储能物质。这部分经常会在选择题中出现,题目并不难,但是需要考生记住哪些是糖类,哪些是脂肪,不要记错。
2:细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,脂质中的磷脂和胆固醇是构成细胞膜的重要成分。这部分知识点虽然比较简单,但是非常重要,中等偏下的考生容易记混淆,需要加强记忆。
3:生物大分子以碳链为骨架,组成大分子的基本单位成为单体,每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架,由许多单体连接成多聚体。这部分知识点会在填空题中出现,常见的考法有:组成核酸的单体是核苷酸。
4:生物的膜系统指的是细胞器膜膜和细胞膜、核膜等结构组成。这些生物膜的组成和结构很相似,体现了细胞内各种结构之间的协调配合。这部分知识点在选择题和填空题中都有可能出现,会考察它的组成成分。
5:细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大,细胞大小还受细胞核的控制范围限制。这两个都是很重要的,在作答的时候注意看题目要求,是否需要作答完整。
必修二:
1:孟德尔试验成功的原因:选用了正确的试验材料;先研究一对相对性状的遗传,再研究两队及以上的性状;运用了统计学的方法分析试验结果;基于大量数据的分析才提出的假说并设计新的试验来验证。
2:基因的分离定律的实质是:在减数分裂形成配子的过程中,等位基因随着同源染色体的分离而分离,分别进入两个配子中,随着配子遗传给后代;基因的自由组合定律:在减数分裂的过程中,在同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。这两个定律可以说是遗传学部分最重要的两个定律,经常在大题中出现,很多与遗传有关的题都是围绕这两个定律出的,同学们要记牢。
3:中心法则描述了遗传信息的流动方向,但是没有说明遗传信息可以从蛋白质传递到蛋白质,也没有说明遗传信息可以从蛋白质流向DNA或RNA。中心法则是很重要的一个法则,经常在考试中出现。
4:单倍体植株长弱小,高度不育,单倍体育种却可以明显缩短育种年限。这部分也是常考点,属于重难点知识,考生们要对此给予关注。
5:一个种群全部个体所含有的全部基因,叫做种群的基因库。大家对种群的基因库都会有一定的概念,但是完整地描述出来还是有一定的难度,所以同学们尽量记住种群的基因库的概念,避免丢分。
必修三:
1:兴奋在神经纤维上的传导是双向的,但是在神经元之间的传导是单向的。这部分知识经常在大题中出现,考生们要牢牢记住呀。
2:演替的类型:初生演替和次生演替。初生演替指的是在一个从来没有被植物覆盖过的地面,或者是原来存在过纸杯,但被彻底消灭了的地方发生的演替;次生演替指的是原有植被虽然已不存在,但是原有的土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其它繁殖体的.地方发生的演替。两者是有很大的区别的,同学们一定要区分好,不能混淆。考察方式主要是举一些例子,让你判断它属于什么演替。
3:能量流动的特点:单向流动、逐级递减。
4:负反馈调节不但在生物群落内部存在,生物群落与无机环境之间也存在着这种调节。
5:生物多样性的价值:潜在、直接、间接价值。考生们要注意对这几种价值进行判断,不要混淆。
高考生物必考题型
题型一
曲线类答题模
正确解答曲线坐标题的析题原则可分为识标、明点、析线三个步骤:
1。识标:弄清纵、横坐标的含义及它们之间的联系,这是解答此类习题的基础。
2。明点:坐标图上的曲线有些特殊点,明确这些特殊点的含义是解答此类习题的关键。若为多重变化曲线坐标图,则应以行或列为单位进行对比、分析,揭示其变化趋势。
3。析线:根据纵、横坐标的含义可以得出:在一定范围内(或超过一定范围时),随“横坐标量”的变化,“纵坐标量”会有怎样的变化。从而揭示出各段曲线的变化趋势及其含义。
注:若为多重变化曲线坐标图,则可先分析每一条曲线的变化规律,再分析不同曲线变化的因果关系、先后关系,分别揭示其变化趋势,然后对比分析,找出符合题意的曲线、结论或者是教材中的结论性语言。
题型二
表格信息类
题型特点:它属于材料题,但又不同于一般材料题。可有多种形式,但不管是哪一种题型,其反映的信息相对比较隐蔽,不易提取,因而对同学们来说有一定的难度。
表格题的一般解题步骤:
(1)仔细阅读并理解表格材料,明确该表格反映的是什么信息。
(2)对表格材料进行综合分析,并能准确把握表格与题干间的内在联系。
(3)将材料中的问题与教材知识有机结合起来加以论证。
(4)对材料分析及与原理结合论证的过程进行画龙点睛的总结,以起到首尾呼应的答题效果。
题型三
图形图解类
题型特点:生物体的某一结构或某一生理过程均可以用图形或图解的形式进行考查。这类题可包含大量的生物学知识信息,反映生命现象的发生、发展以及生物的结构、生理和相互联系。
解答该类试题的一般步骤:
1。审题意:
图解题要学会剖析方法,从局部到整体,把大块分成小块,看清图解中每一个过程,图像题要能识别各部分名称,抓住突破口。
2。找答案:
(1)理清知识点:该图解涉及哪几个知识点,是一个知识点,还是两个或两个以上知识点,要一一理清。
(2)两个或两个以上知识点的图解要思考这些知识点之间的区别与联系、相同与不同等。
题型四
实验探究类
题型特点:实验探究型试题主要包括设计类、分析类和评价类。主要考查考生是否理解实验原理和具备分析实验结果的能力,是否具有灵活运用实验知识的能力,是否具有在不同情景下迁移知识的能力。
命题方向:设计类实验是重点,包括设计实验步骤、实验方案、实验改进方法等。
解答该类试题应注意以下几点:
1。准确把握实验目的:
明确实验要解决的“生物学事实”是什么,要解决该“生物学事实”的哪一个方面。
2。明确实验原理:
分析实验所依据的科学原理是什么,涉及到的生物学有关学科中的方法和原理有哪些。
3。确定实验变量和设置对照实验:
找出自变量和因变量,确定实验研究的因素,以及影响本实验的无关变量;构思实验变量的控制方法和实验结果的获得手段。
4。设计出合理的实验装置和实验操作,得出预期实验结果和结论。
题型五
数据计算类
题型特点:考查核心在于通过定量计算考查学生对相关概念、原理和生理过程的理解和掌握程度。
命题方向:定量计算题的取材主要涉及蛋白质、DNA、光合作用与呼吸作用、细胞分裂、遗传育种、基因频率、种群数量、食物链与能量流动等方面的内容。首先要明确知识体系,找准所依据的生物学原理。
题型六
信息迁移类
题型特点:以生物的前沿科技、生命科学发展中的热点问题、社会生活中的现实问题、生物实验等为命题材料,用文字、数据、图表、图形、图线等形式向考生提供资料信息。分析和处理信息,把握事件呈现的特征,进而选择或提炼有关问题的答案。
命题方向:运用知识解决实际问题的能力和理解文字、图表、表格等表达的生物学信息的能力,以及搜集信息、加工处理信息、信息转换、交流信息的能力。
解题的一般方略为:
1。阅读浏览资料、理解界定信息:
通过阅读浏览资料,明确题目事件及信息的类型,了解题干的主旨大意,界定主题干下面次题干的有无,确定解题思路。
2。整合提炼信息、探究发掘规律:
对于题干较长的题目来说,可快速浏览整个题干,针对题目设问,分析所给信息,找到与问题相关的信息。
3。迁移内化信息、组织达成结论:
紧扣题意抓住关键,根据整合提炼的信息,实施信息的迁移内化。信息迁移分为直接迁移和知识迁移,直接迁移即考生通过现场学习、阅读消化题干新信息,并将新信息迁移为自己的知识,直接作答。
题型七
遗传推断类答题模板
题型特点:遗传推理题是运用遗传学原理或思想方法,根据一系列生命现象或事实,通过分析、推理、判断等思维活动对相关的遗传学问题进行解决的一类题型。该题型具有难度大,考查功能强等特点。
命题方向:基因在染色体上的位置的判断、性状显隐性的判断、基因型与表现型的推导、显性纯合子和显性杂合子的区分、性状的遗传遵循基因的分离定律或自由组合定律的判断等等。
适用场景:高中生物细胞代谢复习、高考生物能量转换专题备考
内容要点:酶特性、ATP转化、光合作用探究历程
本文看点:高中生物细胞能量代谢知识梳理总结、人教版必修一第五章核心概念教学总结
第五章 细胞的能量供应和利用
01降低化学反应活化能的酶
一、相关概念
1、新陈代谢:是活细胞中全部化学反应的总称,是生物与非生物最根本的区别,是生物体进行一切生命活动的基础。
2、细胞代谢:细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应。
3、酶:是活细胞(来源)所产生的具有催化作用(功能:降低化学反应活化能,提高化学反应速率)的一类有机物。
4、活化能:分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
二、酶的发现
- 1783年,意大利科学家斯巴兰让尼用实验证明:胃具有化学性消化的作用;
- 1836年,德国科学家施旺从胃液中提取了胃蛋白酶;
- 1926年,美国科学家萨姆纳通过化学实验证明脲酶是一种蛋白质;
- 20世纪80年代,美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化作用。
三、酶的本质
大多数酶的化学本质是蛋白质(合成酶的场所主要是核糖体,水解酶的酶是蛋白酶),也有少数是RNA。
四、酶的特性
1、高效性:催化效率比无机催化剂高许多;
2、专一性:每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应;
3、酶需要较温和的作用条件:在最适宜的温度和pH下,酶的活性最高。温度和pH偏高和偏低,酶的活性都会明显降低。
02细胞的能量“通货”——ATP
一、ATP的结构简式
ATP是三磷酸腺苷的英文缩写,结构简式:A-P~P~P,其中:A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表高能磷酸键,-代表普通化学键。
◆注意:ATP的分子中的高能磷酸键中储存着大量的能量,所以ATP被称为高能化合物。这种高能化合物化学性质不稳定,在水解时,由于高能磷酸键的断裂,释放出大量的能量。
二、ATP与ADP的转化
03ATP的主要来源——细胞呼吸
一、相关概念
1、呼吸作用(也叫细胞呼吸):指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳或其它产物,释放出能量并生成ATP的过程。根据是否有氧参与,分为:有氧呼吸和无氧呼吸。
2、有氧呼吸:指细胞在有氧的参与下,通过多种酶的催化作用下,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放出大量能量,生成ATP的过程。
3、无氧呼吸:一般是指细胞在无氧的条件下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物(酒精、CO2或乳酸),同时释放出少量能量的过程。
4、发酵:微生物(如:酵母菌、乳酸菌)的无氧呼吸。
二、有氧呼吸的总反应式
C6H12O6 + 6O2——>6CO2 + 6H2O +能量
三、无氧呼吸的总反应式
C6H12O6——>2C2H5OH(酒精)+ 2CO2+少量能量
或
C6H12O6——>2C3H6O3(乳酸)+少量能量
四、有氧呼吸过程(主要在线粒体中进行)
五、有氧呼吸与无氧呼吸的比较
六、影响呼吸速率的外界因素
1、温度:温度通过影响细胞内与呼吸作用有关的酶的活性来影响细胞的呼吸作用。
温度过低或过高都会影响细胞正常的呼吸作用。在一定温度范围内,温度越低,细胞呼吸越弱;温度越高,细胞呼吸越强。
2、氧气:氧气充足,则无氧呼吸将受抑制;氧气不足,则有氧呼吸将会减弱或受抑制。
3、水分:一般来说,细胞水分充足,呼吸作用将增强.但陆生植物根部如长时间受水浸没,根部缺氧,进行无氧呼吸,产生过多酒精,可使根部细胞坏死。
4、CO2:环境CO2浓度提高,将抑制细胞呼吸,可用此原理来贮藏水果和蔬菜。
七、呼吸作用在生产上的应用
1、作物栽培时,要有适当措施保证根的正常呼吸,如疏松土壤等。
2、粮油种子贮藏时,要风干、降温,降低氧气含量,则能抑制呼吸作用,减少有机物消耗。
3、水果、蔬菜保鲜时,要低温或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度,抑制呼吸作用。
04能量之源——光与光合作用
一、相关概念
光合作用:绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并释放出氧气的过程。
二、光合色素(在类囊体的薄膜上)
三、光合作用的探究历程
-
1648年海尔蒙脱(比利时),把一棵2.3kg的柳树苗种植在一桶90.8kg的土壤中,然后只用雨水浇灌而不供给任何其他物质,5年后柳树增重到76.7kg,而土壤只减轻了57g。指出:植物的物质积累来自水。
-
1771年英国科学家普里斯特利发现,将点燃的.蜡烛与绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内,蜡烛不容易熄灭。将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内,小鼠不容易窒息而死,证明:植物可以更新空气。
-
1785年,由于空气组成的发现,人们明确了绿叶在光下放出的气体是氧气,吸收的是二氧化碳。1845年,德国科学家梅耶指出,植物进行光合作用时,把光能转换成化学能储存起来。
-
1864年,德国科学家把绿叶放在暗处理的绿色叶片一半暴光,另一半遮光。过一段时间后,用碘蒸气处理叶片,发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化,曝光的那一半叶片则呈深蓝色。证明:绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。
- 1880年,德国科学家思吉尔曼用水绵进行光合作用的实验。证明:叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所,氧是叶绿体释放出来的。
-
20世纪30年代美国科学家鲁宾卡门采用同位素标记法研究了光合作用。第一组相植物提供H218O和CO2,释放的是18O2;第二组提供H2O和C18O,释放的是O2。光合作用释放的氧全部来自来水。
四、叶绿体的功能
叶绿体是进行光合作用的场所。在类囊体的薄膜上分布着具有吸收光能的光合色素,在类囊体的薄膜上和叶绿体的基质中含有许多光合作用所必需的酶。
五、影响光合作用的外界因素
1、光照强度:在一定范围内,光合速率随光照强度的增强而加快,超过光饱合点,光合速率反而会下降。
2、温度:温度可影响酶的活性。
3、二氧化碳浓度:在一定范围内,光合速率随二氧化碳浓度的增加而加快,达到一定程度后,光合速率维持在一定的水平,不再增加。
4、水:光合作用的原料之一,缺少时光合速率下降。
六、光合作用的应用
- 适当提高光照强度;
- 延长光合作用的时间;
- 增加光合作用的面积——合理密植,间作套种;
- 温室大棚用无色透明玻璃;
- 温室栽培植物时,白天适当提高温度,晚上适当降温;
- 温室栽培多施有机肥或放置干冰,提高二氧化碳浓度;
七、光合作用的过程
1、生命系统的结构层次依次为:细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统细胞是生物体结构和功能的基本单位;地球上最基本的生命系统是细胞。
2、光学显微镜的操作步骤:对光→低倍物镜观察→移动视野中央(偏哪移哪)→高倍物镜观察:
①只能调节细准焦螺旋;
②调节大光圈、凹面镜
3、原核细胞与真核细胞根本区别为:有无核膜为界限的细胞核
①原核细胞:无核膜,无染色体,如大肠杆菌等细菌、蓝藻
②真核细胞:有核膜,有染色体,如酵母菌,各种动物
注:病毒无细胞结构,但有DNA或RNA
4、蓝藻是原核生物,自养生物。
5、真核细胞与原核细胞统一性体现在二者均有细胞膜和细胞质。
6、细胞学说建立者是施莱登和施旺,细胞学说建立揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性。细胞学说建立过程,是一个在科学探究中开拓、继承、修正和发展的过程,充满耐人寻味的曲折。
7、组成细胞(生物界)和无机自然界的化学元素种类大体相同,含量不同。
8、组成细胞的元素
①大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
②微量元素:Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu
③主要元素:C、H、O、N、P、S
④基本元素:C
⑤细胞干重中,含量最多元素为C,鲜重中含最最多元素为O
9、生物(如沙漠中仙人掌)鲜重中,含量最多化合物为水,干重中含量最多的化合物为蛋白质。
10、(1)还原糖(葡萄糖、果糖、麦芽糖)可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀;脂肪可苏丹III染成橘黄色(或被苏丹IV染成红色);淀粉(多糖)遇碘变蓝色;蛋白质与双缩脲试剂产生紫色反应。
(2)还原糖鉴定材料不能选用甘蔗
(3)斐林试剂必须现配现用(与双缩脲试剂不同,双缩脲试剂先加A液,再加B液)
11、蛋白质的基本组成单位是氨基酸,氨基酸结构通式为NH2—C—COOH,各种氨基酸的区别在于R基的不同。
12、两个氨基酸脱水缩合形成二肽,连接两个氨基酸分子的化学键(—NH—CO—)叫肽键。
13、脱水缩合中,脱去水分子数=形成的肽键数=氨基酸数—肽链条数。
14、蛋白质多样性原因:构成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序千变万化,多肽链盘曲折叠方式千差万别。
15、每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基因。
16、遗传信息的携带者是核酸,它在生物体的遗传变异和蛋白质合成中具有极其重要作用,核酸包括两大类:一类是脱氧核糖核酸,简称DNA;一类是核糖核酸,简称RNA,核酸基本组成单位核苷酸。
17、蛋白质功能:
①结构蛋白,如肌肉、羽毛、头发、蛛丝
②催化作用,如绝大多数酶
③运输载体,如血红蛋白
④传递信息,如胰岛素
⑤免疫功能,如抗体
18、氨基酸结合方式是脱水缩合:一个氨基酸分子的羧基(—COOH)与另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接,同时脱去一分子水,如图:
HOHHH
NH2—C—C—OH+H—N—C—COOHH2O+NH2—C—C—N—C—COOH
R1HR2R1OHR2
19、DNA、RNA
全称:脱氧核糖核酸、核糖核酸
分布:细胞核、线粒体、叶绿体、细胞质
染色剂:甲基绿、吡罗红
链数:双链、单链
碱基:ATCG、AUCG
五碳糖:脱氧核糖、核糖
组成单位:脱氧核苷酸、核糖核苷酸
代表生物:原核生物、真核生物、噬菌体、HIV、SARS病毒
20、主要能源物质:糖类
细胞内良好储能物质:脂肪
人和动物细胞储能物:糖原
直接能源物质:ATP
21、糖类:
①单糖:葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖
②二糖:麦芽糖、蔗糖、乳糖
③多糖:淀粉和纤维素(植物细胞)、糖原(动物细胞)
④脂肪:储能;保温;缓冲;减压
22、脂质:磷脂(生物膜重要成分)
胆固醇、固醇(性激素:促进人和动物生殖器官的发育及生殖细胞形成)
维生素D:(促进人和动物肠道对Ca和P的吸收)
23、多糖,蛋白质,核酸等都是生物大分子,
组成单位依次为:单糖、氨基酸、核苷酸。
生物大分子以碳链为基本骨架,所以碳是生命的核心元素。
自由水(95.5%):良好溶剂;参与生物化学反应;提供液体环境;运送
24、水存在形式营养物质及代谢废物
结合水(4.5%)
25、无机盐绝大多数以离子形式存在。哺乳动物血液中Ca2+过低,会出现抽搐症状;患急性肠炎的病人脱水时要补充输入葡萄糖盐水;高温作业大量出汗的工人要多喝淡盐水。
26、细胞膜主要由脂质和蛋白质,和少量糖类组成,脂质中磷脂最丰富,功能越复杂的细胞膜,蛋白质种类和数量越多;细胞膜基本支架是磷脂双分子层;细胞膜具有一定的流动性和选择透过性。将细胞与外界环境分隔开。
27、细胞膜的功能控制物质进出细胞进行细胞间信息交流。
28、植物细胞的细胞壁成分为纤维素和果胶,具有支持和保护作用。
29、制取细胞膜利用哺乳动物成熟红细胞,因为无核膜和细胞器膜。
30、叶绿体:光合作用的细胞器;双层膜
线粒体:有氧呼吸主要场所;双层膜
核糖体:生产蛋白质的细胞器;无膜
中心体:与动物细胞有丝分裂有关;无膜
液泡:调节植物细胞内的渗透压,内有细胞液
内质网:对蛋白质加工
高尔基体:对蛋白质加工,分泌
31、消化酶、抗体等分泌蛋白合成需要四种细胞器:核糖体,内质网、高尔基体、线粒体。
32、细胞膜、核膜、细胞器膜共同构成细胞的生物膜系统,它们在结构和功能上紧密联系,协调。
维持细胞内环境相对稳定生物膜系统功能许多重要化学反应的位点把各种细胞器分开,提高生命活动效率
核膜:双层膜,其上有核孔,可供mRNA通过结构核仁
33、细胞核由DNA及蛋白质构成,与染色体是同种物质在不同时期的染色质两种状态容易被碱性染料染成深色
功能:是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心
34、植物细胞内的液体环境,主要是指液泡中的细胞液。
原生质层指细胞膜,液泡膜及两层膜之间的细胞质
植物细胞原生质层相当于一层半透膜;质壁分离中质指原生质层,壁为细胞壁
35、细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜
自由扩散:高浓度→低浓度,如H2O,O2,CO2,甘油,乙醇、苯
协助扩散:载体蛋白质协助,高浓度→低浓度,如葡萄糖进入红细胞
36、物质跨膜运输方式主动运输:需要能量;载体蛋白协助;低浓度→高浓度,如无机盐、离子、胞吞、胞吐:如载体蛋白等大分子
37、细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜,这种膜可以让水分子自由通过,一些离子和小分子也可以通过,而其他离子,小分子和大分子则不能通过。
38、本质:活细胞产生的有机物,绝大多数为蛋白质,少数为RNA、高效性
特性专一性:每种酶只能催化一种成一类化学反应
酶作用条件温和:适宜的温度,pH,最适温度(pH值)下,酶活性最高,
温度和pH偏高或偏低,酶活性都会明显降低,甚至失活(过高、过酸、过碱)功能:催化作用,降低化学反应所需要的活化能
结构简式:A—P~P~P,A表示腺苷,P表示磷酸基团,~表示高能磷酸键
全称:三磷酸腺苷
39、ATP与ADP相互转化:A—P~P~PA—P~P+Pi+能量
功能:细胞内直接能源物质
40、细胞呼吸:有机物在细胞内经过一系列氧化分解,生成CO2或其他产物,释放能量并生成ATP过程
41、有氧呼吸与无氧呼吸比较:有氧呼吸、无氧呼吸
场所:细胞质基质、线粒体(主要)、细胞质基质
产物:CO2,H2O,能量
CO2,酒精(或乳酸)、能量
反应式:C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量
C6H12O62C3H6O3+能量
C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量
过程:第一阶段:1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸和少量[H],释放少量能量,细胞质基质
第二阶段:丙酮酸和水彻底分解成CO2和[H],释放少量能量,线粒体基质
第三阶段:[H]和O2结合生成水,大量能量,线粒体内膜
无氧呼吸
第一阶段:同有氧呼吸
第二阶段:丙酮酸在不同酶催化作用下,分解成酒精和CO2或转化成乳酸能量
42、细胞呼吸应用:包扎伤口,选用透气消毒纱布,抑制细菌有氧呼吸
酵母菌酿酒:先通气,后密封。先让酵母菌有氧呼吸,大量繁殖,再无氧呼吸产生酒精
花盆经常松土:促进根部有氧呼吸,吸收无机盐等
稻田定期排水:抑制无氧呼吸产生酒精,防止酒精中毒,烂根死亡
提倡慢跑:防止剧烈运动,肌细胞无氧呼吸产生乳酸
破伤风杆菌感染伤口:须及时清洗伤口,以防无氧呼吸
43、活细胞所需能量的最终源头是太阳能;流入生态系统的总能量为生产者固定的太阳能。
44、叶绿素a
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光
叶绿体中色素叶绿素b(类囊体薄膜)胡萝卜素
类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
叶黄素
45、光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把CO2和H2O转化成储存能量的有机物,并且释放出O2的过程。
46、18C中期,人们认为只有土壤中水分构建植物,未考虑空气作用
1771年,英国普利斯特利实验证实植物生长可以更新空气,未发现光的作用
1779年,荷兰英格豪斯多次实验验证,只有阳光照射下,只有绿叶更新空气,但未知释放该气体的成分。
1785年,明确放出气体为O2,吸收的是CO2
1845年,德国梅耶发现光能转化成化学能
1864年,萨克斯证实光合作用产物除O2外,还有淀粉
1939年,美国鲁宾卡门利用同位素标记法证明光合作用释放的O2来自水。
47、条件:一定需要光
光反应阶段场所:类囊体薄膜,
产物:[H]、O2和能量
过程:(1)水在光能下,分解成[H]和O2;
(2)ADP+Pi+光能ATP
条件:有没有光都可以进行
暗反应阶段场所:叶绿体基质
产物:糖类等有机物和五碳化合物
过程:(1)CO2的固定:1分子C5和CO2生成2分子C3
(2)C3的还原:C3在[H]和ATP作用下,部分还原成糖类,部分又形成C5
联系:光反应阶段与暗反应阶段既区别又紧密联系,是缺一不可的整体,光反应为暗反应提供[H]和ATP。
48、空气中CO2浓度,土壤中水分多少,光照长短与强弱,光的成分及温度高低等,都是影响光合作用强度的外界因素:可通过适当延长光照,增加CO2浓度等提高产量。
49、自养生物:可将CO2、H2O等无机物合成葡萄糖等有机物,如绿色植物,硝化细菌(化能合成)
异养生物:不能将CO2、H2O等无机物合成葡萄糖等有机物,只能利用环境中现成的有机物来维持自身生命活动,如许多动物。
50、细胞表面积与体积关系限制了细胞的长大,细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖遗传的基础。
51、真核细胞的分裂方式减数分裂:生殖细胞(精子,卵细胞)增殖
52、分裂间期:完成DNA分子复制及有关蛋白质合成,染色体数目不增加,DNA加倍。有丝分裂:体细胞增殖
无丝分裂:蛙的红细胞。分裂过程中没有出现纺缍丝和染色体变化
前期:核膜核仁逐渐消失,出现纺缍体及染色体,染色体散乱排列。
有丝分裂中期:染色体着丝点排列在赤道板上,染色体形态比较稳定,数目比分裂期较清晰便于观察
后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分离,染色体数目加倍
末期:核膜,核仁重新出现,纺缍体,染色体逐渐消失。
53、动植物细胞有丝分裂区别:植物细胞、动物细胞
间期:DNA复制,蛋白质合成(染色体复制)
染色体复制,中心粒也倍增
前期:细胞两极发生纺缍丝构成纺缍体中心体发出星射线,构成纺缍体
末期:赤道板位置形成细胞板向四周扩散形成细胞壁
不形成细胞板,细胞从中央向内凹陷,缢裂成两子细胞
54、有丝分裂特征及意义:将亲代细胞染色体经过复制(实质为DNA复制后),精确地平均分配到两个子细胞,在亲代与子代之间保持了遗传性状稳定性,对于生物遗传有重要意义
55、有丝分裂中,染色体及DNA数目变化规律
56、细胞分化:个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,它是一种持久性变化,是生物体发育的基础,使多细胞生物体中细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能效率。
57、细胞分化举例:红细胞与肌细胞具有完全相同遗传信息,(同一受精卵有丝分裂形成);形态、功能不能原因是不同细胞中遗传信息执行情况不同。
58、细胞全能性:指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体潜能。
高度分化的植物细胞具有全能性,如植物组织培养因为细胞(细胞核)具有该生物生长发育所需的遗传信息高度分化的动物细胞核具有全能性,如克隆羊
59、细胞内水分减少,新陈代谢速率减慢
细胞内酶活性降低,细胞衰老特征细胞内色素积累
细胞内呼吸速度下降,细胞核体积增大
细胞膜通透性下降,物质运输功能下降
60、细胞凋亡指基因决定的细胞自动结束生命的过程,是一种正常的自然生理过程,如蝌蚪尾消失,它对于多细胞生物体正常发育,维持内部环境的稳定以及抵御外界因素干扰具有非常关键作用,能够无限增殖
61、癌细胞特征形态结构发生显著变化,癌细胞表面糖蛋白减少,容易在体内扩散,转移
62、癌症防治:远离致癌因子,进行CT,核磁共振及癌基因检测;也可手术切除、化疗和放疗