2010高考生物二轮专题复习：生命的物质基础、结构基础、细胞及细胞工程(精品124张PPT).ppt

2010年高考二轮总复习专题创新设计高考精准预测,目录,生命的物质基础、结构基础、细胞及细胞工程第1讲生命的物质基础第2讲生命的结构基础第3讲细胞的增殖、分化、癌变和衰老第4讲细胞工程,生命的物质基础、结构基础、细胞及细胞工程考纲盘点一、生命的物质基础1组成生物体的化学元素2组成生物体的化合物二、细胞生命活动的基本单位1细胞的结构和功能：细胞膜的分子结构和主要功能；细胞质基质；细胞器的结构和功能(线粒体、叶绿体、内质网、核糖体、高尔基体、中心体和液泡)；细胞核的结构和功能；细胞的生物膜系统(生物膜系统的概念、各种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。2细胞增殖：细胞周期；有丝分裂；无丝分裂。3细胞的分化、衰老和癌变。4植物细胞工程：植物细胞的全能性；植物组织培养；植物体细胞杂交。5.动物细胞工程:动物细胞培养;动物细胞融合;单克隆抗体。,知识网络,第1讲生命的物质基础,知识细化回顾1组成生物体的化学元素(1)最基本的化学元素是C。(2)基本元素是C、H、O、N。(3)主要元素是C、H、O、N、P、S。(4)占细胞鲜重最多的元素是O。(5)占人体细胞干重最多的元素是C。2元素种类和含量在生物界和非生物界中的关系(1)生物界内部：不同种类的生物之间在元素种类上大体相同，但在元素的含量上相差很大。(2)生物界和非生物界之间：组成生物体的化学元素在无机自然界中都可找到，说明生物界和非生物界具有统一性；同种元素在生物体和自然界中含量相差很大，说明生物界和非生物界具有差异性。,3水的含量及功能(1)水的含量：水是细胞中含量最多的化合物，但在不同种类的生物体中，水的含量差别较大；在同一生物的不同组织、器官中，水的含量也不相同。(2)水的功能：结合水是细胞结构的重要组成成分，自由水是细胞内的良好溶剂、参与化学反应、运输营养物质和代谢废物等。4常见糖类的功能特性(1)参与生物遗传物质组成的糖是脱氧核糖、核糖。(2)能与新配制的斐林试剂共热生成砖红色沉淀的糖是葡萄糖、果糖、麦芽糖等。(3)组成高等植物细胞分裂末期细胞板的糖是纤维素，存在于动物细胞质中的重要储存能量的糖是糖元。,5脂质的种类和功能(1)合成脂蛋白的重要原料是磷脂，也是构成生物膜的重要成分。(2)皮肤生发层细胞中经紫外线照射，由一种物质转化成另一种物质，并能够预防儿童佝偻病发生，此两种物质是胆固醇、维生素D。(3)促进动物生殖器官的发育和生殖细胞的生成，激发并维持第二性征的是性激素。6蛋白质的合成：两分子氨基酸相互结合形成一分子二肽，失去一分子水，这种结合方式叫做脱水缩合，其场所是核糖体，该过程在遗传学上称为翻译，直接模板是mRNA，搬运氨基酸的工具是tRNA。7核酸的种类和组成：核酸的基本单位是核苷酸，DNA和RNA在组成上的不同点是五碳糖和含氮碱基。真核细胞中DNA主要是和蛋白质结合构成染色体，其次存在于线粒体和叶绿体中。,要点归纳一、组成生物体的元素与自然界中元素的相互关系1自然界中的元素与组成生物体的元素的包含关系2组成生物体的大量元素和微量元素都是必需元素，生物体内可能含有一些非必需元素，即生物体内含有的元素不一定都是组成生物体的元素。3生物和生物之间以及生物和无机自然界之间在元素的种类上都具有统一性，在元素的含量上都具有差异性；生物界和非生物界在元素种类上的统一性，保障了生物群落和无机环境间的物质循环。,二、运用“元素”的观点分析问题1从化合物的元素组成分析其代谢产物糖类、脂质、蛋白质的组成元素中都含有C、H、O三种元素，可推知其代谢产物中都有CO2和H2O；蛋白质中还含有N元素，故其代谢产物中还有尿素。2从元素含量上分析物质氧化分解时释放能量的多少脂肪中氧的含量少于糖类，而氢的含量多于糖类，因此，等质量的脂肪和糖类彻底氧化分解时，脂肪消耗的氧气较多，释放的能量也更多。3同位素标记法在实验中的应用利用同位素标记法，可以证明光合作用释放的氧全部来自于水，此外，还可用于证明根吸收的矿质元素是通过导管向上运输的；在噬菌体侵染细菌实验中，证明DNA是遗传物质；证明DNA的半保留复制方式；验证分泌蛋白的合成、运输和分泌途径。,4从元素的功能分析光合作用与人体健康,【特别提醒】光合作用的反应物和产物中都不包含N、P、K、Fe，它们是通过影响酶、ATP和叶绿体的组成或产物的合成及运输来影响光合作用的速率的。,三、生物体内水和生物代谢的关系1生物体内水的存在形式、功能及两者关系,2生物含水量的特点(1)不同种类的生物含水量不同，这与其生活环境有关。(2)同一种生物的不同组织、器官含水量不同，这与其代谢强度有关。(3)生物体在不同的生长发育期，含水量也不同。幼儿含水量多于成年人；在衰老的细胞中水分减少，细胞萎缩；植物幼嫩部分比老熟部分含水量多。3细胞中产生水和利用水的结构及生理过程(1)细胞中产生水的结构及生理过程叶绿体基质中：暗反应线粒体中：有氧呼吸第三阶段O2HH2O核糖体中：氨基酸脱水缩合氨基酸水多肽,植物高尔基体上：葡萄糖纤维素水动物肝脏和肌肉：葡萄糖糖元水细胞核中：DNA复制脱氧核苷酸DNAH2ODNA转录产生mRNA核糖核苷酸RNAH2O叶绿体基粒、线粒体、细胞质基质中ADPPiATPH2O(2)细胞中利用水的生理过程光合作用的光反应：H2OO2H,有氧呼吸第二阶段：C3H4O3H2OCO2HATPATP水解：ATPH2OADPPi能量糖元分解：糖元水葡萄糖大分子有机物的消化(水解)【特别提醒】无论是何种细胞，其含量最多的化合物都是水。一个细胞失去一定量的自由水，只影响其代谢速率，而不会损伤细胞。但若失去的是结合水，则会损伤细胞。如种子贮存前，通过晾晒降低其自由水含量，利于贮存，如烘干种子使结合水流失，则种子的胚就会死亡。,四、糖类和脂质的比较,【特别提醒】在动物体内，糖类可以大量转化成脂肪，而脂肪只能少量转化成糖类。脂肪和糖类的组成元素都只有C、H、O，前者的分子组成中HO21，而糖类中HO21，所以在有氧呼吸中，等质量的脂肪消耗的O2比糖类多，提供的能量也多。,五、蛋白质和核酸的区别、联系及有关计算1区别,2联系(1)核酸控制蛋白质的合成,(2)DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系(3)两者均存在物种特异性，因此可从分子水平上为生物进化、亲子鉴定、案件侦破等提供依据。,3有关计算(1)蛋白质中的肽键数缩合中产生的水分子数氨基酸分子数肽链数(2)M蛋白质M氨基酸M水氨基酸个数氨基酸水分子数18(3)有关蛋白质中游离的氨基(NH2)或羧基(COOH)的计算在一个蛋白质分子中，游离的NH2或COOH可能存在的部位是肽链的两端(一端是NH2，另一端是COOH)和R基。至少含有游离的NH2或COOH数肽链数。游离的NH2或COOH数目肽链条数R基中含有的NH2或COOH数。,(4)氨基酸数目与相应核酸的碱基(核苷酸)数目的对应关系【特别提醒】在基因结构中，只有编码区(原核生物)或编码区的外显子(真核生物)才能编码蛋白质。因此，上述关系只能理解为含n个氨基酸的蛋白质，至少需核糖核苷酸和脱氧核苷酸数分别为3n和6n。以DNA为遗传物质的生物，其蛋白质结构由DNA(基因)决定，而以RNA为遗传物质的生物，其蛋白质结构由RNA决定。,六、几种有机物的鉴定,例1(2008年江苏高考题)下列各组物质中，由相同种类元素组成的是()A胆固醇、脂肪酸、脂肪酶B淀粉、半乳糖、糖原C氨基酸、核苷酸、丙酮酸D性激素、生长激素、胰岛素【解析】考查化合物的元素组成。A选项中胆固醇属于脂类，主要含C、H、O三种元素，而脂肪酶本质属于蛋白质，至少含有C、H、O、N四种元素；B选项中三种物质均为糖类，含有C、H、O三种相同的元素；C选项中氨基酸至少含有C、H、O、N四种元素，而核苷酸含有C、H、O、N、P五种元素；D选项中性激素属于脂类，主要含C、H、O三种元素，而胰岛素本质属于蛋白质，至少含有C、H、O、N四种元素。因此选B。答案B,例2(2008年广东理基)核酸是细胞内携带遗传信息的物质，以下关于DNA与RNA特点的比较，叙述正确的是()A在细胞内存在的主要部位相同B构成的五碳糖不同C核苷酸之间的连接方式不同D构成的碱基相同【解析】核酸是所有生物的遗传物质，可以分为DNA和RNA两大类，具体比较见下表：两种核酸的核苷酸之间的连接方式(磷酸二酯键)是相同的，所以在题目所给出的选项中，只有B选项是正确的。答案B,例3(2009年上海理综)生物学知识中有很多互相关联的概念，我们可以用图来形象地表示这些概念间的关系，下列各项符合右图所示关系的是()A抗体载体蛋白质B群落生境生态系统C神经元细胞体神经元树突神经元轴突D细胞膜细胞质细胞核【解析】图中显示和并列独立，但又有共同部分。所以满足条件的是选项A，抗体和载体结构不同，但是有共同属性蛋白质。答案A,例4(2008年宁夏理综)已知蛋白质混合液中硫酸铵浓度的不同可以使不同种类的蛋白质析出(或沉淀)，随着硫酸铵浓度增加，混合液中蛋白质析出的种类和总量增加。下表是某蛋白质混合液中的不同蛋白质从开始析出到完全析出所需要的蛋白质混合液中的硫酸铵浓度范围。,请据表回答：(1)若只完全析出甲蛋白，混合液中最合适的硫酸铵浓度应为_。(2)向该蛋白质混合液中加入硫酸铵溶液(或硫酸铵)，使混合液中的硫酸铵浓度达到30%，会析出若干种蛋白质，它们分别是_。(3)通过改变混合液中的硫酸铵浓度_(能、不能)从混合液中得到所有的、不含有其他蛋白质的乙蛋白，原因是_。(4)简要写出从该蛋白质混合液中分离出全部丁蛋白的实验设计思路。(5)如果蛋白质析出物中还含有一定量的硫酸铵，可用半透膜除去析出物中的硫酸铵。用半透膜能除去析出物中硫酸铵的原理是_。,【解析】本题主要考查有关实验图表、数据的处理与分析能力。本内容涉及了蛋白质的盐析性质，其原理是“不同浓度的硫酸铵可以使不同种类的蛋白质析出(或沉淀)，蛋白质析出的种类和总量随着硫酸铵浓度的增加而增加”，可根据这一原理来分离、提取蛋白质。由表中信息可知：只完全析出甲蛋白的最适硫酸铵浓度应为20%；使蛋白质混合溶液的硫酸铵浓度达到30%，析出的蛋白质分别是甲、乙、丙三种蛋白质；由于乙、丙两种蛋白质析出所需要的硫酸铵浓度范围有重叠，所以不能从混合液中得到不含其他蛋白质的所有的乙蛋白；若要从蛋白质混合液中分离出全部的丁蛋白，其设计思路应该为：向混合液中加入硫酸铵，使混合液的浓度达到35%至38%之间，将甲、乙、丙三种蛋白质全部析出除去并获得溶液，再向保留的溶液中加入硫酸铵，使其浓度,达到40%或以上，析出并保留析出物(丁蛋白)。本题还涉及半透膜问题。半透膜具有只允许小分子透过而不允许大分子通过的性质，根据此性质可将析出的蛋白质中的硫酸铵除去。答案(1)20%(2)甲蛋白、乙蛋白、丙蛋白(3)不能乙蛋白和丙蛋白析出所需的硫酸铵浓度范围有重叠(4)向该蛋白质混合液中加入硫酸铵溶液(或硫酸铵)，使其浓度达到35%(或35%硫酸铵浓度生殖细胞体细胞。,4细胞全能性的实现(1)在生物体内，细胞没有表现出全能性的原因是基因的选择性表达。(2)实现细胞全能性的条件是：离体；给予一定的营养物质、激素和其他外界条件。5愈伤组织的产生及特点(1)愈伤组织是离体细胞经脱分化产生的，在这一过程中，当细胞分裂素和生长素共同使用时，能强烈刺激愈伤组织的形成。(2)愈伤组织的特点是排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的、呈无定形状态的薄壁细胞。6植物组织培养的应用(1)快速繁殖、培育无病毒植株。,(2)通过大规模细胞培养来生产药物、食品添加剂、香料、色素和杀虫剂，如从紫草愈伤组织中提取紫草素。(3)制造人工种子。(4)此外，转基因植物的培育也用到植物组织培养。7细胞工程所用酶类植物体细胞杂交用到纤维素酶和果胶酶，动物细胞培养中用到胰蛋白酶。8细胞融合细胞融合的原理是细胞膜的流动性。原生质体融合完成的标志是杂种细胞再生出细胞壁。人工诱导原生质体融合的方法有物理法和化学法，动物细胞融合中还可用到灭活的病毒。,9动物细胞培养(1)培养液中通常含葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素和动物血清等。(2)动物细胞培养的原理是细胞增殖。(3)动物细胞培养的用途：生产有重要价值的蛋白质生物制品，如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等；器官克隆，如培养烧伤病人自身皮肤细胞；检测有毒物质。10单克隆抗体的制备及特点(1)过程：首先用已免疫的单个B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，再在特定的选择培养基中筛选出杂交瘤细胞，培养杂交瘤细胞，再筛选出能够产生特定抗体的杂交瘤细胞，在体外培养或注入小鼠体内培养，提取大量单克隆抗体。(2)优点：与常规抗体相比，单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的特点。,要点归纳一、植物组织培养和动物细胞培养比较1植物组织培养(1)取材：较幼嫩的细胞、组织、器官。(2)培养过程2动物细胞培养,3两者比较【特别提醒】根据植物组织培养的目的不同，培养阶段不同：若培育人工种子，则培养到胚状体阶段；若提取细胞产品，则一般培养到愈伤组织阶段；若培养新个体，则应培养到试管苗阶段。,二、植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较,三、植物组织培养、无土栽培、动物细胞培养、微生物培养的培养基的比较,四、细胞工程在育种中的应用1属于无性繁殖的育种技术(1)利用细胞核移植技术育种过程：原理：细胞核的全能性。应用：快速繁育良种、濒危的动物，改良动物新品种。,(2)利用植物组织培养技术育种(3)利用人工种子繁殖物种(4)植物体细胞杂交育种【特别提醒】核移植和植物体细胞杂交产生的后代中都含有两个亲本的遗传物质；植物组织培养和人工种子产生的后代中都只含一个亲本的遗传物质。2属于有性繁殖的育种技术(1)利用胚胎(分割)移植育种,过程：原理：细胞(受精卵)的全能性。应用：解决动物和人类的不育问题；提高良种家畜的繁殖能力。(2)单倍体育种技术不同亲本F1植株单倍体幼苗单倍体植株,示范解析例1下列过程中，没有发生膜融合的是()A植物体细胞杂交B受精过程C氧进入细胞中的线粒体D效应B细胞产生抗体【解析】膜的融合表现在同一细胞的生物膜以出芽方式形成的具膜小泡移到另一膜上，与该膜融合后成为该膜的一部分。其中D选项中效应B细胞产生抗体就是以这种结构转化为基础，不断合成和分泌出抗体的过程。另外也表现在不同细胞生物膜的融合，如有性杂交的精子与卵细胞结合，植物体细胞杂交两种原生质体的融合，都体现了细胞膜等膜的融合，而氧进入到线粒体内只是物质出入生物膜的物质运输过程。答案C,例2甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的()A有丝分裂B分化C减数分裂D全能性【解析】采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗是组织培养的过程，在这个过程中，细胞进行有丝分裂和分化，属于无性繁殖，不涉及减数分裂的过程。答案C,例3从某腺体的细胞中提取一些细胞器，放入含有14C氨基酸的培养液中，培养液中有这些细胞器完成其功能所需的物质和条件，连续取样测定标记的氨基酸在这些细胞器中的数量，下图中能正确描述的曲线是()【解析】从题意中可以看出，该物质是分泌蛋白。分泌蛋白的合成和分泌过程中，参与的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体。答案B,例4(2006年北京理综)以下不能说明细胞全能性的实验是()A胡萝卜韧皮部细胞培育出植株B紫色糯性玉米种子培育出植株C转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株D番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株【解析】紫色糯性玉米种子培育出植株是利用种子进行繁殖，是有性生殖过程，不能说明细胞全能性。答案B,例5(2009年山东理综)人参是一种名贵中药材，其有效成分主要是人参皂苷。利用细胞培养技术生产人参皂苷的大致流程如下：请回答：,(1)配制诱导愈伤组织的固体培养基，分装后要进行_。接种前，要对人参根进行_。(2)用于离体培养的根切块，叫做_。培养几天后发现少数培养基被污染，若是有颜色的绒毛状菌落，属于_污染；若是有光泽的黏液状菌落，属于_污染。(3)用少量_酶处理愈伤组织，获取单细胞或小细胞团，在液体培养基中进行悬浮培养，可有效提高人参皂苷合成量。(4)人参皂苷易溶于水溶性(亲水性)有机溶剂，从培养物干粉中提取人参皂苷宜选用_方法，操作时应采用_加热。,【解析】(1)接种前，要对材料进行消毒(不能填灭菌，灭菌是采用强烈的因素杀菌)，配制培养基并分装后要用灭菌锅灭菌。(2)比较菌落特征。真菌污染：有颜色的绒毛状菌落；细菌污染：有光泽的黏液状菌落。(3)利用果胶酶处理愈伤组织可以获得单个的细胞。(4)人参皂苷易溶于亲水性有机溶剂，故而采用萃取的方法可以从培养物干粉中提取人参皂苷。答案(1)灭菌消毒(2)外植体真菌(霉菌)细菌(3)果胶(4)萃取水浴,拓展训练1用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是()A该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的B该愈伤组织的细胞没有全能性C该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成D该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构【解析】高度分化的细胞都具有全能性，愈伤组织的细胞经过脱分化形成，具有更高的全能性。答案B,2真核细胞内的膜系统如核膜、质膜都与内质网膜相连，这种结构特点说明内质网的重要功能是()A扩大膜面积B提供细胞内物质运输通道C核糖体附着支架D参加多种物质的合成【解析】内质网在细胞内分布比较多，主要作用是增加酶的附着面积，同时作为物质进出细胞的通道，如分泌蛋白的分泌。答案B,3抗原侵入到宿主细胞内部时，体液中的抗体不能直接与这些抗原发生特异性结合，人体通过细胞免疫清除这些抗原。在效应T淋巴细胞中与淋巴因子形成、运输、加工、分泌有关的膜结构有()A线粒体、核糖体、内质网B核糖体、内质网、高尔基体C细胞膜、核糖体、中心体D内质网、线粒体、高尔基体【解析】淋巴因子是效应T细胞分泌产生的一种分泌蛋白。分泌蛋白的分泌需要核糖体、内质网、高尔基体、线粒体等细胞器。答案D,4(2008年山东理综)已知分泌蛋白的新生肽链上有一段可以引导其进入内质网的特殊序列(图中P肽段)。若P肽段功能缺失，则该蛋白()A无