高中生物必背知识

1 组成细胞的化学元素 在无机自然界都能找到 没有一种化学元素为细胞所特有 2 组成细胞的主要元素含量由多到少依次是 鲜重时 O C H N 干重时 C O N H 等 3 糖类 脂质 蛋白质和核酸共有的元素是 C H O 除此之外 蛋白质中还含有 N 等元素 核酸中还含 N P 4 组成蛋白质的氨基酸约有 20 种 不同氨基酸理化性质差异的原因在于 R 基不同 5 DNA 和 RNA 在分子组成上的差异表现为 DNA 中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶 而 RNA 中含有核糖和尿嘧啶 6 DNA 多样性的原因主要是碱基 脱氧核苷酸 的排列顺序不同 而蛋白质多样性的原 因是组成蛋白质的氨基酸的种类 数目 排列顺序以及肽链的空间结构不同 7 熟记实验中的颜色反应 蛋白质 双缩脲试剂 紫色 DNA 甲基绿染液 绿色 RNA 吡罗红 派洛宁 染液 红色 还原糖 斐林试剂砖红色 水浴加热 脂肪 油脂 苏丹 染液 橘黄色 红色 线粒体 健那绿染液 蓝绿色 8 乳糖和糖原 元 只分布于动物细胞 蔗糖 麦芽糖 淀粉和纤维素只分布于植物细胞 9 脂质包括脂肪 磷脂和固醇 其中固醇又包括胆固醇 性激素和维生素 D 等 10 脂肪的含氢量高于糖类 因此氧化分解时 耗 O2多 释放能量也多 11 自由水和结合水的比例会影响新陈代谢 自由水比例上升 生物体的新陈代谢旺盛 生长迅速 反之则慢 12 细胞内产生水的细胞器 核糖体 氨基酸脱水缩合 叶绿体 光合作用产生水 线 粒体 呼吸作用产生水 高尔基体 合成多糖产生水 等 13 无机盐参与组成细胞成分 Mg2 是叶绿素分子必需的成分 Fe2 是血红蛋白的主 要成分 PO是 ATP NADPH 的成分 3 4 14 无机盐参与并维持生命活动 血液中钙盐的含量过低会出现抽搐 15 Na Cl 对细胞外液渗透压起重要作用 K 则对细胞内液渗透压起决定作用 HCO HPO维持细胞的 pH 平衡 3 2 4 16 蛋白质合成过程中相关计算 1 肽键数 脱水数的计算 直链肽链中 肽键数 脱水缩合形成的水分子数 氨基酸数 肽链数 环状肽链中 肽键数 脱水缩合形成的水分子数 氨基酸数 2 氨基 羧基数的计算 氨基数 肽链数 R 基上的氨基数 各氨基酸中氨基总数 肽键数 羧基数 肽链数 R 基上的羧基数 各氨基酸中羧基总数 肽键数 3 N 原子 O 原子数的计算 N 原子数 各氨基酸中 N 的总数 O 原子数 各氨基酸中 O 的总数 脱去水分子数 17 不同生物体内核苷酸种类判断 生 物种 类 核 酸 核苷酸 含氮 碱基 细胞 生物 原核 真核 生物 2 种 DNA 和 RNA 8 种Error 5 种 A G C T U 病毒 1 种 DNA 或 RNA 4 种 4 种脱氧核 苷酸或 4 种核糖 核苷酸 4 种 A G C T 或 U 18 斐林试剂与双缩脲试剂比较 1 浓度不同 斐林试剂中乙液 CuSO4溶液浓度为 0 05 g mL 双缩脲试剂中 B 液 CuSO4溶液浓度为 0 01 g mL 2 原理不同 斐林试剂的实质是新配制的 Cu OH 2溶液 双缩脲试剂的实质是碱性 环境中的 Cu2 3 使用方法不同 斐林试剂是先将 NaOH 溶液与 CuSO4溶液混合后形成 Cu OH 2再 使用 双缩脲试剂是先加入 NaOH 溶液形成碱性环境 再滴加 CuSO4溶液 19 常见结构或生物的化合物组成 结构或生物 化合物 HIV 病毒 核糖体 RNA 和蛋白质 T2噬菌体 染色体 DNA 和蛋白质 抗体 受体 载体 蛋白质 质粒 环状 DNA 20 细胞中的能源物质 1 供能过程 能源物质ATP 中的化学能生命活动 氧化放能 热能 散失 水解 供能 2 主要能源物质 糖类 但不是所有的糖类都能作为能源物质 如纤维素 3 部分有机物的合成场所 淀粉 叶绿体 细胞质基质 纤维素 高尔基体 糖原 肝脏和肌肉 脂质 内质网 1 磷脂分子 1 磷脂分子的元素组成 C H O N P 2 单层磷脂分子层水界面排列及搅拌后图解 2 细胞膜结构示意图 1 脂质分子中最主要的是磷脂 此外还有胆固醇等 2 膜上蛋白质是功能行使者 决定膜功能复杂程度 常见蛋白质如载体蛋白 糖蛋白等 3 糖蛋白的位置只有一个 细胞膜的外侧 细胞器膜和细胞膜内侧不存在 可用于确定 膜内外侧 3 细胞膜的流动性与选择透过性的关系 1 流动性和选择透过性的关系 区别 流动性是生物膜的结构特点 选择透过性是生物膜的功能特性 联系 流动性 是选择透过性的基础 只有膜具有流动性 才能表现出选择透过性 2 流动性和选择透过性的原理 流动性原理 构成膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数是运动的 选择透过性原理 膜 上载体蛋白的种类和数量 3 流动性的实例 细胞融合 变形虫变形 白细胞吞噬细菌 胞吞 分泌蛋白的分泌 胞吐 温度改变时膜的厚度改变 动物细胞吸水膨胀或失水皱缩等 4 细胞核的结构及功能 1 核膜 核仁在细胞周期中表现为周期性地消失和重建 2 核膜和核孔都具有选择透过性 3 核孔的数量 核仁的大小与细胞代谢有关 如代谢旺盛 蛋白质合成量大的细胞 核孔 数目多 核仁较大 4 凡是无核细胞 既不能生长也不能分裂 如哺乳动物和人的成熟红细胞 植物的筛管细胞 人工去核的细胞 一般也不能存活太久 5 有些细胞不只具有一个细胞核 如双小核草履虫有两个细胞核 人的骨骼肌细胞中细胞 核多达数百个 5 探究细胞核功能的实验分析 1 黑白美西螈核移植实验 实验过程 实验结论 美西螈皮肤颜色遗传受细胞核控制 实验分析 该实验无对照组 可将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞 形成重组细胞进行培养作为对照 6 蝾螈受精卵横缢实验 1 实验过程 2 实验结论 蝾螈的细胞分裂 分化受细胞核控制 3 实验分析 该实验既有相互对照 又有自身前后对照 7 变形虫切割实验 1 实验过程 2 实验结论 变形虫的分裂 生长 再生 对刺激的反应等生命活动受细胞核控制 3 实验分析 该实验既有相互对照 又有自身前后对照 8 伞藻嫁接与核移植实验 1 伞藻嫁接实验过程 2 伞藻核移植实验过程 3 实验结论 伞藻 帽 的形状是由细胞核控制 4 实验分析 伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的作用 从而证明是细胞核控制伞藻 帽 的形状 9 细胞器的归类总结 1 从分布看 植物细胞特有的细胞器 叶绿体 液泡 动物和低等植物细胞特有的细胞器 中心体 原核细胞与真核细胞共有的细胞器 核糖体 2 从结构上看 不具膜结构的细胞器 核糖体 中心体 具单层膜结构的细胞器 内质网 液泡 高尔基体 溶酶体 具双层膜结构的细胞器 线粒体 叶绿体 3 从成分上看 含 DNA 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 4 从功能上分析 与主动运输有关的细胞器 线粒体 供能 核糖体 合成载体蛋白 参与细胞有丝分裂的细胞器 核糖体 间期合成蛋白质 中心体 动物 低等植物 细胞分裂前期发出星射线 形成纺锤体 高尔基体 植物细胞分裂末期与细胞壁形成有关 线粒体 供能 3 生理活动中发生碱基互补配对现象的细胞器 线粒体和叶绿体 DNA 复制和表达 核糖 体 翻译 10 高中生物中常考的特殊细胞及细胞结构 1 植物细胞中的常考点 根尖分生区细胞 或形成层 愈伤组织 无叶绿体和大液泡 是观察有丝分裂的好材料 根尖成熟区细胞和其他不见光的部位都无叶绿体 叶片中叶肉细胞 保卫细胞含叶绿体 但表皮细胞不含叶绿体 植物雄蕊 昆虫精巢 是观察减数分裂的良好材料 植物雌蕊 高等动物卵巢 一般不 作为观察减数分裂的材料 因为这些结构中进行减数分裂的细胞数目较少 2 动物细胞中的常考点 人和哺乳动物成熟红细胞无细胞核和众多的细胞器 是提取纯净细胞膜和血红蛋白的好 材料 而鸟类 两栖类动物的红细胞有细胞核及多种细胞器 蛔虫的体细胞和人的成熟红细胞无线粒体 只进行无氧呼吸 原料是葡萄糖 产物是乳 酸 癌细胞 无限增殖 表面糖蛋白减少 黏着性降低 因不断合成蛋白质 故中心体 核糖体多 代谢旺盛 核仁较大 3 酵母菌 酵母菌细胞属真核细胞 其呼吸类型属兼性厌氧型 既能进行有氧呼吸 也能进行无氧呼 吸 其无氧呼吸的产物为酒精和 CO2 所以酵母菌为酒精发酵的菌种 11 生物膜系统的组成 细胞膜 单层 细胞的外界膜 核膜 双层 具有核孔 细胞核的外界膜 细胞器膜 双层膜 叶绿体 线粒体 单层膜 内质网 高尔基体 液泡等 12 各种生物膜之间的联系 1 在化学组成上的联系 相似性 各种生物膜在组成成分的种类上基本相同 都主要由蛋白质和脂质组成 差异性 各种生物膜在组成成分的含量上有显著差异 这与不同的生物膜功能的复杂程 度有关 功能越复杂的生物膜中 蛋白质的种类和数量就越多 2 在结构上的联系 各种生物膜在结构上大致相同 都是由磷脂双分子层构成基本支架 蛋白质分子分布其 中 都具有一定的流动性 在结构上具有一定的连续性 3 在功能上的联系 在分泌蛋白的合成 加工 运输过程中 生物膜系统各部分之间协调配合如下图所示 13 生物膜系统的功能 14 实验原理 1 观察叶绿体应选用富含叶绿体的藓类叶片或菠菜叶等 由于叶绿体本身含有色素 呈绿 色 所以不需要染色 2 观察线粒体应选用动物或人体细胞 如人口腔上皮细胞 用健那绿染液染色 健那绿染 液是专一性用于线粒体染色的活细胞染料 能将线粒体染成蓝绿色 2 操作流程 1 观察叶绿体 15 注意事项 1 选择苔藓或黑藻叶片的原因 叶片较薄 有些部位的细胞是单层的 可以直接放在显 微镜下观察 用菠菜叶带叶肉的下表皮的原因 靠近下表皮的为栅栏组织 叶绿体大而排列疏松 便 于观察 带叶肉是因为表皮细胞不含叶绿体 2 制做好的植物细胞临时装片要保持有水的状态 否则会影响细胞的活性 3 在刮取口腔上皮细胞时 要漱净口腔 防止杂质对观察物像的干扰 4 叶绿体在弱光下以椭球形的正面朝向光源 便于接受较多的光照 在强光下则以侧面朝 向光源以避免被灼伤 1 渗透作用模型与植物细胞的图例比较 2 渗透作用的发生特点 1 水分子总是由溶液浓度低的部位向浓度高的部位渗透 2 半透膜两侧溶液浓度差是渗透作用发生的动力 既决定渗透的方向 又决定渗透的速度 即浓度差越大 渗透越快 3 发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达平衡状态 既不可看作没有水分子移动 也不可看作两侧溶液浓度相等 4 溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度 实质是指渗透压 如 10 葡萄糖溶液和 10 蔗 糖溶液的质量浓度相等 但 10 蔗糖溶液的渗透压小 故水可通过半透膜由蔗糖向葡萄糖 溶液移动 5 RNA 和蛋白质等大分子物质进出细胞核 是通过核孔 而不是通过胞吞 胞吐 6 Na K 等无机盐离子一般以主动运输方式进出细胞 但也可通过协助扩散或离子通道进 出细胞 7 植物吸收水分的方式是自由扩散 而对无机盐离子则以主动运输方式吸收 因此可以说 植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程 8 胞吞 内吞 和胞吐 外排 是借助于膜的融合完成的 与膜的流动性有关 是大分子和颗粒 物质进出细胞的物质运输方式 靠 ATP 提供动力 9 实验原理 一个处于外界溶液中的成熟植物细胞和外界溶液构成一个渗透系统 因为成 熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜 细胞液具有一定的浓度 与外界溶液能够产 生浓度差 所以成熟的植物细胞能与外界溶液发生渗透作用 10 质壁分离的原因 1 外因 外界溶液浓度 细胞液浓度 2 内因 原生质层相当于一层半透膜 细胞壁的伸缩性小于原生质层 11 注意事项 1 在实验中 当质壁分离现象出现后 观察时间不宜过长 以免细胞因长期处于失水状态 而死亡 影响质壁分离复原现象的观察 2 不选动物细胞做实验材料是因为动物细胞无细胞壁 不会在失水时发生质壁分离现象 3 本实验所用的方法为引流法 采用了自身前后对照 4 当以可吸收的物质做溶质时 如甘油 尿素 KNO3 乙二醇等 可出现质壁分离和自动 复原现象 5 质壁分离时 原生质层的外界面是细胞膜 12 质壁分离实验的拓展应用及方法 1 判断细胞的死活 2 测定细胞液浓度范围 3 比较不同植物细胞的细胞液浓度大小 4 比较一系列溶液的浓度大小 1 酶的本质及生理功能 活细胞产生的具有生物催化作用的有机物 来源及化 学本质 绝大多数酶是蛋白质 少数酶是 RNA 合成场所 核糖体 细胞核 真核生物 生理功能 催化作用 生物催化剂 作用原理 降低化学反应的活化能 2 酶是蛋白质的验证实验 利用双缩脲试剂 Error Error 实验设 计思路 实验结果分析 通过对照 实验组若出现紫色 证明待测酶的化学本质是蛋白质 不出现 紫色 则该酶液的化学本质不是蛋白质 3 酶具有催化作用的实验设计思路及结果分析 Error Error 实验设 计思路 实验结果分析 根据底物性质利用相应试剂检测 若底物被分解 则证明酶具有催化作用 否则不具有催化作用 4 酶的高效性 比较过氧化氢在不同条件下的分解 1 实验过程中的理论分析 2 酶具有高效性的机理是其能够显著降低反应活化能 缩短反应达到平衡点的时间 并使 细胞代谢在温和条件下快速进行 5 表示酶高效性的曲线 1 催化剂可加快化学反应速率 与无机催化剂相比 酶的催化效率更高 2 酶只能缩短达到化学平衡所需时间 不改变化学反应的平衡点 3 酶只能催化自然条件下能发生的化学反应 6 表示酶专一性的曲线 加入酶 B 的反应速率与无酶 A 或空白对照条件下的反应速率相同 而加入酶 A 的反应速率 随反应物浓度增大明显加快 说明酶 B 对此反应无催化作用 进而说明酶具有专一性 7 影响酶活性的曲线 1 甲 乙曲线表明 在一定温度 pH 范围内 随温度 pH 的升高 酶的催化作用增强 超过这一范围 酶的 催化作用逐渐减弱 过酸 过碱 高温都会使酶失活 而低温只是抑制酶的活性 酶分子结构未被破坏 温 度升高可恢复活性 2 从丙图可以看出 反应溶液 pH 的变化不影响酶作用的最适温度 8 底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响 1 在其他条件适宜 酶量一定的条件下 酶促反应速率随底物浓度增加而加快 但当底物 达到一定浓度后 受酶数量和酶活性限制 酶促反应速率不再增加 2 在底物充足 其他条件适宜的条件下 酶促反应速率与酶浓度成正比 9 ATP 的结构简析 1 组成元素 C H O N P 2 简称 三磷酸腺苷 3 各字母代表的含义 A 腺苷 腺嘌呤 核糖 P 磷酸基团 高能磷酸键 4 结构简式 A P P P 远离腺苷 A 的那个高能磷酸键容易断裂 也容易形成 10 ATP 的形成途径 11 ATP 与 ADP 的相互转化 注意 酶 1 酶 2 不同 酶 1 合成酶 酶 2 水解酶 转化式 ADP Pi 能量ATP 1 ATP 在生物体内含量少 但转化十分迅速 从而使细胞中的 ATP 总是处于一种动态平衡 中 2 ATP 与 ADP 的相互转化不是可逆反应 因为转化过程中的所需酶 能量的来源和去路和 反应场所都不完全相同 但是物质是可循环利用的 3 ATP 的形成需要满足 4 个条件 2 种原料 ADP 和 Pi 能量和酶 另外合成 ATP 的过程 中有水生成 12 温度对酶活性的影响 1 原理解读 温度影响酶的活性 从而影响淀粉的水解 滴加碘液 根据是否出现蓝色及蓝色的深浅 来判断酶的活性 2 实验设计思路 3 实验设计程序 本实验不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解 因为过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加 热的条件下分解也会加快 13 酶的专一性 该实验探究中的自变量可以是不同反应物 也可以是不同酶溶液 因变量是反应物是否被 分解 1 方案一 用同一种酶催化两种不同物质 解读 用淀粉酶分别作用于淀粉和蔗糖后 再用斐林试剂鉴定 根据是否有砖红色沉淀生 成来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用 从而探究酶的专一性 2 方案二 用两种不同酶催化同一种物质 Error Error 再用斐林试剂鉴定 从而探究酶的专一性 1 有氧呼吸和无氧呼吸过程图解 识图提示 应关注各阶段的场所 反应物 生成物及条件 2 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 类型 有氧呼吸 无氧呼吸 反应条件 需要 O2 酶和适宜的温度 不需要 O2 需要酶和适宜的温度 反应场所 第一阶段在细胞质基质中 第二 三阶段在线粒体内 全过程都在细胞质基质中 分解产物 CO2和 H2O CO2 酒精或乳酸 释放能量 释放大量能量 释放少量能量 不 同 点 特点 有机物彻底分解 能量完全释放 有机物没有彻底分解 能量没完 全释放 相互联系 其实质都是分解有机物 释放能量 生成 ATP 供生命活动需要 第 一阶段 从葡萄糖到丙酮酸 完全相同 3 内部因素 遗传因素 决定酶的种类和数量 1 不同种类的植物细胞呼吸速率不同 如旱生植物小于水生植物 阴生植物小于阳生 植物 2 同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同 如幼苗期 开花期细胞呼吸速 率较高 成熟期细胞呼吸速率较低 3 同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同 如生殖器官大于营养器官 4 外部因素 因 素 影响机理 曲线模型 实践应用 温 度 影响呼吸酶的活性 最适温度时 细 胞呼吸最强 超过最适温度呼吸酶活 性降低 甚至变性失活 呼吸受抑制 低于最适温度酶活性下降 呼吸受抑 制 低温下贮存蔬菜 水果 在大棚蔬菜的栽培过程中 夜间适当降温 以降低细胞 呼吸 减少有机物的消耗 提高产量 氧 气 氧气作为有氧呼吸的原料而影响细胞 呼吸的速率和性质 在 O2浓度为零时只 进行无氧呼吸 浓度为大于零小于 10 时 既进行有氧呼吸又进行无氧呼 吸 浓度为 10 以上时 只进行有氧 呼吸 适当降低氧气浓度能够抑制 细胞呼吸 减少有机物消耗 以延长蔬菜 水果的保鲜时 间 C O 2 浓 度 增加 CO2的浓度对细胞呼吸有明显的 抑制效应 这可以从化学平衡的角度 得到解释 在蔬菜和水果的保鲜中 增 加 CO2的浓度 可提高保鲜 效果 H 2 O 在一定范围内 细胞呼吸强度随含水 量的增加而加强 随含水量的减少而 减弱 将种子风干 以减弱细胞呼 吸 从而减少有机物的消耗 延长作物种子储藏时间 5 探究酵母菌细胞的呼吸方式实验原理 1 酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存 属于兼性厌氧菌 酵母菌进行有氧呼吸能 产生大量的 CO2 在进行无氧呼吸时能产生酒精和少量 CO2 2 CO2可使澄清石灰水变浑浊 也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 根据石 灰水浑浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短 可以检测酵母菌培养液中 CO2 的产生情况 3 橙色的重铬酸钾溶液 在酸性条件下可与乙醇发生化学反应 变成灰绿色 6 实验流程 1 提出问题 Error 2 作出假设 3 Error 7 实验设计 8 实验现象 Error 9 实验结论 10 注意事项 1 通入 A 瓶的空气中不能含有 CO2 以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变浑浊是 由酵母菌有氧呼吸产生的 CO2所致 2 B 瓶应封口放置一段时间 待酵母菌将 B 瓶中的氧气消耗完 再连通盛有澄清石灰 水的锥形瓶 确保通入澄清石灰水中的 CO2是由无氧呼吸产生的 1 1771 年普里斯特利实验 Error 缺点 缺乏对照组 记录时漏掉了实验在阳光下进行这一重要条件 后来英格豪斯为其 纠正 2 1864 年萨克斯实验 提前暗处理 消耗掉叶片中原有的淀粉 避免干扰 Error 3 1880 年恩格尔曼实验 Error 黑暗 无空气 显微镜观察 Error 实验组 极细光束照射处的叶绿体 对照组 黑暗处的叶绿体和完全曝光的叶绿体 4 20 世纪 30 年代鲁宾 卡门实验 实验方法 同位素标记法 Error 相互 对照 反应式 5 在光合作用的发现中 大多数科学家们利用了对照实验 使结果和结论更科学 准确 1 萨克斯 自身对照 自变量为光照 一半曝光与另一半遮光 因变量为颜色变化 2 恩格尔曼 自身对照 自变量为光照 照光处与不照光处 黑暗与完全曝光 因变量为 好氧菌的分布 3 鲁宾和卡门 相互对照 自变量为标记物质 H218O 与 C18O 因变量为 O2的放射性 4 普里斯特利 缺少空白对照 实验结果说服力不强 6 光合作用过程 7 光反应与暗反应的比较 过 程 光反应 暗反应 图 解 条 件 必须在光下有光 无光都可以 场 所 叶绿体类囊体薄膜叶绿体基质 物质 转化 水光解 2H2O 4 H O2 光 ATP 的合成 ADP Pi ATP 酶 能量 能量 转化 光能 电能 活跃化学能 并储存在 ATP 中 ATP 中活跃的化学能 CH2O 中稳定的化 学能 关 系 光反应为暗反应提供 H 和 ATP 暗反应为光反应提供 ADP 和 Pi 没有光反应 暗反应无法进行 没有暗反应 有机物无法合成 8 同一植物的不同生长发育阶段 曲线分析 在外界条件相同的情况下 光合作用速率由弱到强依次是幼苗期 营养生 长期 开花期 应用 根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同 适时 适量地提供水肥及其他环 境条件 以使植物茁壮成长 9 同一叶片的不同生长发育时期 曲线分析 随幼叶发育为壮叶 叶面积增大 叶绿体不断增多 叶绿素含量不断增加 光合速率增大 老叶内叶绿素被破坏 光合速率随之下降 应用 农作物 果树管理后期适当摘除老叶 残叶及茎叶蔬菜及时换新叶 都是根据 其原理 可降低其细胞呼吸消耗的有机物 10 光照 光合作用的动力 光照时间越长 产生的光合产物越多 光质 由于色素吸收可见光中的红光和蓝紫光最多 吸收绿光最少 故不同波长的光对 光合作用的影响不一样 建温室时 选用无色透明的玻璃 或塑料薄膜 做顶棚 能提高光 能利用率 光照强度 在一定光照强度范围内 增加光照强度可提高光合作用速率 曲线分析 A 点光照强度为 0 此时只进行细胞呼吸 释放 CO2量表示此时的呼吸强度 AB 段表明光照强度加强 光合作用速率逐渐加强 CO2的释放量逐渐减少 有一部分用于 光合作用 而到 B 点时 细胞呼吸释放的 CO2全部用于光合作用 即光合作用强度 细胞 呼吸强度 B 点对应的光照强度称为光补偿点 BC 段表明随着光照强度不断加强 光合作用强度不断加强 到 C 点以上不再加强了 C 点对应的光照强度称为光饱和点 应用 阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低 如上图虚线所示 间作套种时农作物的种 类搭配 林带树种的配置 冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关 11 光照面积 曲线分析 OA 段表明随叶面积的不断增大 光合作用实际量不断增大 A 点为光合作用面 积的饱和点 随叶面积的增大 光合作用强度不再增加 原因是有很多叶被遮挡 光照不 足 OB 段表明干物质量随光合作用增加而增加 而由于 A 点以后光合作用强度不再增加 但 叶片随叶面积的不断增加 呼吸量 OC 段 不断增加 所以干物质积累量不断降低 BC 段 应用 适当间苗 修剪 合理施肥 浇水 避免徒长 封行过早 使中下层叶子所受的光 照往往在光补偿点以下 白白消耗有机物 造成不必要的浪费 12 CO2浓度 曲线分析 图 1 中 A 点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的 CO2浓度 即 CO2补偿点 图 2 中的 A 点表示进行光合作用所需 CO2的最低浓度 两图中的 B 和 B 点都表示 CO2饱和 点 两图都表示在一定范围内 光合作用速率随 CO2浓度增加而增大 应用 大田要 正其行 通其风 多施有机肥 温室内可适当补充 CO2 即适当提高 CO2 浓度可提高农作物产量 13 必需矿质元素 曲线分析 在一定浓度范围内 增大必需矿质元素的供应 可提高光合作用速率 但当超 过一定浓度后 会因土壤溶液浓度过高而导致植物光合作用速率下降 应用 在农业生产上 根据植物的需肥规律 适时 适量地增施肥料 可以提高作物的光 能利用率 14 温度 曲线分析 温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率 应用 冬天 温室栽培可适当提高温度 夏天 温室栽培可适当降低温度 白天调到光合 作用最适温度 以提高光合作用速率 晚上适当降低温室温度 以降低细胞呼吸速率 保 证植物有机物的积累 15 多因子变量对光合作用速率影响的分析 曲线分析 O P 段限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子 随其 O P 段不断加强 光合速率不断提高 P Q 段 图中标出的双因子共同起作用 当到 Q 点之后 横坐标所 表示的因素 不再是影响光合速率的因子 要想提高光合速率 可采取适当提高图示中的 另一因子的方法 应用 温室栽培时 在一定光照强度下 白天适当提高温度 增加光合作用酶的活性 提 高光合速率 也可同时充入适量的 CO2 进一步提高光合速率 当温度适宜时 要适当提 高光照强度和 CO2浓度以提高光合速率 总之 可根据具体情况 通过提高光照强度 调 节温度或增加 CO2浓度等来充分提高光合速率 以达到增产的目的 16 绿叶中色素的提取和分离实验原理 1 提取 叶绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水 可用无水乙醇等有机溶剂提取色 素 2 分离 各种色素在层析液中溶解度不同 溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快 反之则慢 从而使各种色素相互分离 17 实验程序 1 提取色素 Error 2 制滤纸条 3 Error 3 制滤液细线 Error 4 色素分离 Error 5 观察结果 滤纸条上出现四条宽度 颜色不同的色素带 18 实验成功的关键 1 叶片要新鲜 颜色要深绿 含有较多色素 2 研磨要迅速 充分 叶绿素不稳定 易被活细胞内的叶绿素酶水解 充分研磨使叶绿 体完全破裂 提取较多的色素 3 制备滤纸条时 要将滤纸条的一端剪去两角 这样可以使色素在滤纸条上扩散均匀 便于观察实验结果 4 滤液细线不仅要求细 直 而且要求含有较多的色素 所以要求待滤液干后再画 1 2 次 5 滤液细线不能触及层析液 否则色素溶解到层析液中 滤纸条上得不到色素带或色素 较少 1 细胞周期的条件 时间及两大阶段 1 前提条件 只有连续分裂的细胞才有细胞周期 如根尖分生区细胞 茎形成层细胞 皮肤生发层细胞 等 2 时间 从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的整个过程 3 两个阶段 分裂间期在前 经历时间较长 占整个细胞周期的 90 95 是分裂期的准备阶段 分裂期在后 经历时间较短 可划分为前期 中期 后期和末期四个连续的时期 2 细胞周期的常见表示方法 扇形图 直线图 柱形图 3 柱形图 B 组 DNA 含量在 2n 到 4n 之间 说明细胞正处于 DNA 复制时期 C 组细胞中 DNA 已经 加倍说明细胞处在分裂期 3 细胞周期中几种细胞结构的变化 1 染色体形态变化 染色质 间期 末期 染色体 前期 中期 后期 2 纺锤体的变化 形成 前期 解体消失 末期 3 核仁 核膜的变化 解体消失 前期 重建 末期 4 中心体变化规律 动物细胞 低等植物细胞 复制 分开移向两极 平均进入两个子细胞 间期 前期 末期 1 2 个 2 个 1 个 5 染色体行为变化规律 4 DNA 染色体 染色单体 同源染色体 染色体组的数目变化规律 以二倍体生物为例 间期前中后期末期 期期 核 DNA 数 2n 2n 4n 4n4n4n 4n 2n 染色单体数 0 4 n 4n4n 4n 0 0 染色体数 2n 2n2n2n 2n 4n 2n 同源染色体 对数 nnn n 2 n n 染色体组数2222 42 5 曲线图 1 A B L M P Q 的变化原因都是 DNA 分子复制 2 G H N O R S 变化的原因都是着丝点分裂 姐妹染色单体分开 形成子染色体 3 C D R S 的变化很相似但时期不同 4 染色单体在细胞周期中的起点为 0 终点也为 0 6 高等动 植物细胞有丝分裂的区别 图像比较 植物细胞 两极纺锤丝纺锤体 发出 形成 细胞板 细胞壁 分割细胞质 动物细胞 中心粒星射线纺锤体 发出 形成 细胞膜 中央凹陷 缢裂细胞 根本原因 动 植物的结构不同 如植物有细胞壁 导致分裂的方式不同 7 动 植物有丝分裂的共同点 分裂过程中染色体的形态 行为 数目变化规律完全相同 都是在间期完成染色体的复制 分裂期平分到两个子细胞中去 8 与细胞有丝分裂有关的细胞器及相应的生理作用 细胞器名 称 细胞类型时期生理作用 核糖体动物 植物 整个时期 但是主 要是间期 各种蛋白质 组成染色体的蛋白质和 细胞内的蛋白质 的合成 中心体动物 低等植物前期纺锤体的形成 高尔基体植物末期细胞壁的形成 线粒体动物 植物整个时期提供能量 9 观察植物细胞的有丝分裂 实验原理 1 植物的分生组织细胞有丝分裂较为旺盛 2 有丝分裂各个时期细胞内染色体行为变化不同 根据各个时期内染色体的变化情况 识 别该细胞处于有丝分裂的哪个时期 3 细胞核内的染色体 质 易被碱性染料着色 实验流程 1 洋葱根尖的培养 实验前 3 4 d 将洋葱放在装满水的广口瓶上 底部接触水 把装置 放在温暖的地方 经常换水 以防烂根 待根长到 5 cm 时 取生长健壮的根尖制成临时装 片观察 2 装片的制作 剪取洋葱根尖2 3 mm Error Error Error Error 3 观察 使用低倍镜找到根尖分生区的细胞 然后换成高倍镜 观察分生区的各个细胞 并找到有丝分裂各个时期的细胞 4 绘图 实验注意事项 1 取材时 剪取根尖应为 2 3 mm 过长会包括伸长区 无细胞分裂 2 解离时间不宜过长 否则根尖细胞的结构会遭到破坏 3 漂洗是为洗去细胞内部的盐酸 因此要保证足够的时间 否则会影响对染色体 质 的染 色 4 压片时要掌握好力度 过轻 细胞分散不开 过重 会压坏玻片 1 细胞分化的实质 特点 1 细胞分化的机理 相同的核 DNA不同的 mRNA 基因选择 性表达 产生 执行不同的功能不同的形态结构不同的蛋白质 表现 体现 2 分化过程 3 细胞分化的结果 后代细胞的形态 结构和生理功能发生改变 但是后代细胞的核 遗传物质与分化之前相比没有发生变化 2 细胞分化与细胞全能性的比较 细胞分化细胞全能性 原理细胞内基因的选择性表达含有本物种全套遗传信息 特点 持久性 稳定性和不可逆性 一般 来说 分化了的细胞将一直 保持分化后的状态 直到死 亡 普遍性 在生物界中普遍 存在 高度分化的植物体细胞具有全能性 动物已分化的体细胞全能性受限制 但细胞核 仍具有全能性 结果 形成形态 结构 功能不同 的细胞 形成新的个体 大小 比较 细胞分化程度有高低之分 如体细胞 生殖细胞 受精卵 细胞全能性有大小之分 如受精卵 生殖细胞 体 细胞 关系 两者的遗传物质一般都不发生变化 细胞的分化程度越高 具有的全能性越小 3 1 细胞全能性表达的条件 离体 必要条件 一定的营养物质 无机盐 维生素 氨基酸 等 激素 细胞分裂素 生长素 适宜的条件 适宜的温度 pH 等 2 Error 细胞全能性 表达的类型 3 细胞分化是不可逆的 这是指在生物体内 有的题目却说是可逆的 这是指在离体条 件下 这两句话都正确 4 干细胞的类型和在医学上的应用 1 干细胞类型 按分化潜能的大小 干细胞基本上可分为 3 种类型 全能干细胞 它具有形成完整个体的 分化潜能 胚胎干细胞就属于此类 多能干细胞 它具有分化出多种细胞组织的潜能 但 却失去了发育成完整个体的能力 如造血干细胞 专能干细胞 只能向一种类型或密切相 关的两种类型的细胞分化 如皮肤生发层的干细胞 2 下面以干细胞分化成红细胞的过程为例 说明它们之间的关系 3 应用 医学上 干细胞的研究为器官移植提供了新的思路 为癌症 癫痫 糖尿病等疾病的根治 带来了希望 5 细胞的衰老 细胞衰老是细胞生命活动必然规律 不同细胞寿命不同 衰老发生的时期也不同 6 癌细胞的特征与癌变机理 1 特征分析 无限增殖 条件适宜时 癌细胞可以无限增殖 而且分裂迅速 细胞内的核糖体数目大 量增加 代谢异常活跃 易分散和转移 癌细胞分泌一些酶类分解细胞表面的某些结构 导致癌细胞黏着性降低 易于扩散 失去接触抑制性 正常细胞贴壁生长汇合成单层后停止生长 称为接触抑制 而癌细胞 即使堆积成群 仍然可以生长 如下图 2 癌变机理 致癌因子 导致正常细胞癌细胞 原癌基因和抑癌基因发生突变 3 原癌基因与抑癌基因的关系 原癌基因是维持机体正常活动所必需的基因 在细胞分裂过程中它负责调节细胞周期 控制细胞生长和分裂的进程 而抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖 抑癌基因和原癌基因共同对细胞的生长和分化起着调节作用 癌变是由原癌基因和抑癌基因发生突变 突变成了 癌基因 后 细胞才会恶性增殖 7 细胞凋亡 坏死和癌变的比较 项目细胞凋亡细胞坏死细胞癌变 影响 因素 由基因决定 不受基因控制 由电 热 冷 机械等不利因 素造成 受基因控制 由物理 化学 病 毒等致癌因子诱发 特点 是主动的 细胞自 动结束生命的自然 过程 是被动的 由于细胞正 常代谢活动受损或中断 引起的病理过程 无限增殖 细胞形态 结构发生变化 细胞表面糖蛋白减少 黏着性 降低 容易转移 实例 女性月经期子宫 内膜的脱落 成熟个体中细胞 的自然更新 被病原体感染的 细胞的清除 烫伤后的皮肤 黏膜 的脱落 骨折时部分骨细胞死 亡 吸烟者肺部细胞因尼 古丁作用而死亡 受紫外线照射的皮肤癌细胞的 产生 长期大量吸烟者的体内发现了 肺部癌细胞 影响有利有害有害 1 体内转化实验 格里菲思 1 实验过程及结果 2 结论 加热杀死的 S 型细菌中含有 转化因子 将无毒的 R 型活菌转化为有毒的 S 型细 菌 2 体外转化实验 艾弗里 1 实验过程及结果 2 结论 S 型细菌的 DNA 是使 R 型细菌发生转化并产生稳定遗传的物质 3 噬菌体结构 4 实验过程及结果 1 标记噬菌体 2 侵染细菌 5 体内转化实验与体外转化实验的比较 体内转化实验体外转化实验 操作 人 格里菲思艾弗里及其同事 细胞 培养 场所 小鼠体内培养基 体外 巧妙 构思 用加热杀死的 S 型菌与 R 型 活菌混合培养后进行实验 将物质分离提纯并各自观察它们能否将 R 型活菌转 化 实验 步骤 实验 结论 S 型细菌体内有 转化因子 S 型细菌的 DNA 是遗传物质 联系 所用的材料相同 都是 R 型和 S 型两种肺炎双球菌 两实验都遵循对照原则 单一变量原则 体内转化实验是基础 仅说明 S 型细菌体内有 转化因子 体外转化实验进一步 证明 转化因子 是 DNA 6 实验拓展分析 1 加热杀死 S 型细菌的过程中 其蛋白质变性失活 但是其内部的 DNA 在加热结束后随 温度的恢复又逐渐恢复活性 2 R 型细菌转化成 S 型细菌的实质是 S 型细菌 DNA 与 R 型细菌 DNA 实现重组 表现出 S 型细菌的性状 此变异属于广义上的基因重组 3 转化后形成的 S 型细菌的性状可以遗传下去 说明 S 型细菌的 DNA 是遗传物质 7 肺炎双球菌转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较 肺炎双球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌实验 方法 不同 直接分离 分离 S 型细菌 的 DNA 多糖 蛋白质等 物质 分别与 R 型细菌混 合培养 间接分离 分别标记 DNA 和蛋白质的特征元 素 32P 和 35S 侵染时自然分离 不 同 点 结论 不同 证明了 DNA 是遗传物质 蛋白质不是遗传物质 证明了 DNA 是遗传物质 但没有直接证明蛋 白质不是遗传物质 关 系 实验思路相同 都是设法把 DNA 和蛋白质分开 单独观察它们的作用 都遵循了对照原则 都能证明 DNA 是遗传物质 但不能证明 DNA 是主要的遗传物质 由于肺炎双球菌体外转化实验在物质提取时不能完全去除其他物质 因此噬菌体 侵染细菌实验更具说服力 8 上清液和沉淀物放射性分析 1 用 32P 标记的噬菌体侵染大肠杆菌 上清液中含放射性的原因 保温时间过短 有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内 经离心后分布于上清液 中 上清液中出现放射性 噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离 这一段保温时间过长 噬菌体在大肠杆菌 内增殖后释放子代 经离心后分布于上清液 也会使上清液中出现放射性 2 用 35S 标记的噬菌体侵染大肠杆菌 沉淀物中有放射性的原因 由于搅拌不充分 有少 量含 35S 的噬菌体吸附在细菌表面 随细菌离心到沉淀物中 1 DNA 分子的结构 巧记 DNA 的分子结构 五 种元素 四 种碱基或脱氧核苷酸 三 种物质或小分子 二 条长链 一 种双螺旋结 构 2 DNA 分子的复制 时间有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期 场所主要发生在细胞核中 条件 模板 DNA 的两条链 原料 游离的 4 种脱氧核苷酸 能量 ATP 酶 解旋酶 DNA 聚合酶等 原则碱基互补配对原则 过程解旋 合成互补子链 形成子代 DNA 分子 特点 边解旋边复制 半保留复制 结果1 个 DNA 分子 2 个子代 DNA 分子 意义确保了亲子代之间遗传信息的连续性 3 基因是有遗传效应的 DNA 片段 1 基因的实质 基因是有遗传效应的 DNA 片段 2 基因与 DNA 的关系 一个 DNA 分子上有许多基因 构成基因的碱基数小于 DNA 分子 的碱基总数 3 基因与遗传信息 基因中脱氧核苷酸的排列顺序即为遗传信息 4 基因与染色体的关系 基因在染色体上呈线性排列 5 生物体多样性和特异性的物质基础 DNA 分子的多样性和特异性 4 染色体 DNA 基因和脱氧核苷酸的关系 5 双链 DNA 分子中碱基的计算 1 嘌呤总数与嘧啶总数相等 即 A G T C 2 在双链 DNA 分子中 互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个 DNA 分子中都相等 设在双链 DNA 分子中的一条链上 A1 T1 n 因为 A1 T2 A2 T1 则 A1 T1 A2 T2 n 所以 A T A1 A2 T1 T2 n n n 2 简记为 配对的两碱基之和在单 双链中所占比例相等 3 双链 DNA 分子中 非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数 设双链 DNA 分子中 一条链上 m A1 G1 T1 C1 则 m 互补链上 A1 G1 T1 C1 T2 C2 A2 G2 A2 G2 T2 C2 1 m 简记为 DNA 两互补链中 不配对两碱基之和的比值乘积为 1 6 判断核酸种类的方法 1 DNA 和 RNA 的判断 含有碱基 T 或脱氧核糖 DNA 含有碱基 U 或核糖 RNA 2 单链 DNA 和双链 DNA 的判断 Error 双链 DNA 若 嘌呤 嘧啶 单链 DNA 3 DNA 和 RNA 合成的判断 用放射性同位素标记 T 或 U 可判断 DNA 和 RNA 的合成 若大量消耗 T 可推断正发生 DNA 的合成 若大量利用 U 可推断正进行 RNA 合成 7 DNA 复制的相关问题整合分析 8 DNA 分子复制中相关计算的规律方法 DNA 分子复制为半保留复制 若将一个被 15N 标记的 DNA 转移到含14N 的培养基中培养 复制 若干代 其结果分析如下 1 子代 DNA 分子数 2n个 无论复制多少次 含 15N 的 DNA 分子始终是 2 个 含 14N 的有 2n个 只含14N 的有 2n 2 个 做题时应看准是 含 还是 只含 2 子代 DNA 分子的总链数 2n 2 2n 1条 无论复制多少次 含 15N 的链始终是 2 条 做题时应看准是 DNA 分子数 还是 链数 含 14N 的链数是 2n 1 2 条 3 消耗的脱氧核苷酸数 若一亲代 DNA 分子含有某种脱氧核苷酸 m 个 则经过 n 次复制需要消耗游离的该脱氧 核苷酸为 m 2n 1 个 若进行第 n 次复制 则需消耗该脱氧核苷酸数为 m 2n 1个 一 DNA 复制 转录和翻译的比较 1 区别 表达遗传信息DNA 功 能 传递遗传信息 复制 转录翻译 时间 有丝分裂间期 减 前的间期 生长发育的连续过程中 场所 真核细胞主要在细 胞核 部分在线粒 体和叶绿体 原核 细胞在细胞质或核 区 真核细胞主要在细 胞核 原核细胞在 细胞质或核区 细胞质 原料四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸20 种氨基酸 模板DNA 的两条链DNA 中的一条链mRNA 条件 解旋酶 DNA 聚合 酶 能量 解旋酶 RNA 聚合 酶 能量 酶 ATP tRNA 碱基配对 A T T A C G G C A U T A C G G C A U U A C G G C 模板去向 分别进入两个子代 DNA 分子中 恢复原样 与非模 板链重新形成双螺 旋结构 分解成单个核苷酸 特点 边解旋边复制 半 保留复制 边解旋边转录 DNA 双链全保留 一个 mRNA 分子上可结合多 个核糖体 同时合成多条肽链 产物 两个双链 DNA 分 子 一条单链 mRNA蛋白质 意义 复制遗传信息 使 遗传信息从亲代传 给子代 表达遗传信息 使生物体表现出各种遗传性状 2 联系 二 基因对性状的控制 1 中心法则与生物种类的关系 1 细胞生物及噬菌体等 DNA 病毒的中心法则 2 烟草花叶病毒等大部分 RNA 病毒的中心法则 3 HIV 等逆转录病毒的中心法则 RNA 逆转录 2 基因控制性状的途径 1 直接途径 机理 基因蛋白质结构生物体性状 控制 控制 实例 镰刀型细胞贫血症 囊性纤维病的病因 2 间接途径 机理 基因酶的合成细胞代谢生物性状 控制 控制 控制 实例 白化病 豌豆粒形的形成原因 3 基因与性状的关系 1 一般而言 一个基因决定一种性状 2 生物体的一种性状有时受多个基因的影响 如玉米叶绿素的形成至少与 50 多个不同基 因有关 3 有些基因可影响多种性状 如 ABC 基因 1 可影响 B 和 C 性状 基因1 基因2 4 生物的性状是基因和环境共同作用的结果 基因型相同 表现型可能不同 基因型不同 表现型可能相同 1 基因分离定律与假说 Error Error Error Error Error Error Error 巧记 假说 演绎过程 观察现象提问题 分析问题提假说 演绎推理需验证 得出结论成规律 2 基因分离定律的实质 下图表示一个遗传因子组成为 Aa 的性原细胞产生配子的过程 由图得知 遗传因子组成为 Aa 的精 卵 原细胞可能产生 A 和 a 两种类型的雌雄配子 比例 为 1 1 3 一对相对性状的显隐性判断 1 根据子代性状判断 不同性状的亲本杂交 子代只出现一种性状 子代所出现的性状为显性性状 相同性状的亲本杂交 子代出现性状分离 子代所出现的不同于亲本的性状为隐性性状 2 根据子代性状分离比判断 具一对相对性状的亲本杂交 F2代性状分离比为 3 1 分离比为 3 的性状为显性性状 3 设计实验 判断显隐性 4 纯合子与杂合子的比较与鉴定 比 较纯合子杂合子 特 点 不含等位基因 自交后代不发 生性状分离 至少含一对等位基因 自交后代 会发生性状分离 测交 纯合子 隐性类型 测交后代只有一种类型 表现型一致 杂合子 隐性类型 测交后代出现性状分离 实 验 鉴 定 自交 纯合子 自交后代不发生性状分离 杂合子 自交后代发生性状分离 花粉鉴定方法花粉的基因型只有一种花粉的基因型至少两种 5 1 测交法应用的前提条件是已知生物性状的显隐性 此方法常用于动物遗传因子组成的 检测 但待测对象若为生育后代少的雄性动物 注意应与多个隐性雌性个体交配 以使后 代产生更多的个体 使结果更有说服