生物第二部分1课件

第二部分方法技巧篇盘点核心知识理清主干考点[教师用书独具]一、蛋白质、核酸的结构和功能1．蛋白质(1)基本单位：氨基酸，其结构简式为：。(2)形成过程：氨基酸→多肽链蛋白质。(3)多样性的原因：组成蛋白质分子的氨基酸的种类不同，蛋白质分子含有氨基酸的数目成百上千，不同种类氨基酸的排列次序千变万化，多肽链的盘曲、折叠方式及形成的空间结构也千差万别。(4)功能①蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者；②是构成细胞和生物体结构的重要物质；③具有催化、运输、信息传递、免疫功能等。(5)检测：双缩脲试剂＋蛋白质―→紫色反应。细胞的分子组成

2．核酸(1)基本单位核苷酸(结构如图)，分为核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸两类。(2)分子结构①DNA具有规则的双螺旋结构；②RNA一般是单链。(3)多样性的原因：组成核酸的核苷酸的种类、数量、排列顺序不同。(4)功能①核酸是遗传信息的携带者，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用；②DNA是主要的遗传物质；③RNA具有遗传、催化、运输和信息传递的功能。2．脂质的种类和作用(1)种类和作用(2)脂肪的检测：脂肪＋苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液―→橘黄色(红色)。三、水和无机盐的作用细胞的结构

一、主要细胞器的结构和功能名称结构功能线粒体外膜、内膜、基质进行有氧呼吸的主要场所叶绿体外膜、内膜、基质、基粒进行光合作用的场所内质网由单层膜连接而成的网状结构细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的车间高尔基体由单层膜构成的扁平囊状结构①动物细胞：与分泌物的形成有关；②植物细胞：与细胞壁的形成有关液泡液泡膜和细胞液(含有糖类、无机盐、色素和蛋白质)调节细胞内的环境，使细胞保持坚挺溶酶体由单层膜构成，内含多种水解酶①分解衰老、损伤的细胞器；②吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌核糖体无膜结构合成蛋白质中心体无膜结构与细胞的有丝分裂有关细胞的代谢

一、酶在代谢中的作用1．酶的概述来源活细胞产生的化学本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA合成原料氨基酸或核糖核苷酸合成场所主要是在核糖体，也可在细胞核内合成生理作用具有催化作用作用机理降低化学反应的活化能2.酶的特性(1)专一性：一种酶只能催化一种或一类化学反应。(2)高效性：同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。(3)作用条件较温和：过酸、过碱或温度过高，都会导致酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。而在低温条件下，酶的活性降低，但不会失活。3．酶活性的影响因素——温度和pH在一定的温度(pH)范围内，随着温度(pH)升高，酶的催化作用增强；在最适温度(pH)时，酶的活性最大；超过这一最适温度(pH)时，酶的催化作用逐渐减弱。二、ATP在能量代谢中的作用1．ATP的结构：结构简式是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。2．ATP的功能：生物体进行各项生命活动的直接能源物质。3．ATP与ADP的相互转化四、细胞呼吸1．有(需)氧呼吸和无(厌)氧呼吸的比较五、探究酵母菌细胞呼吸的方式1．酵母菌细胞呼吸的方式：酵母菌在有氧的条件下进行有(需)氧呼吸，在无氧的条件下进行无(厌)氧呼吸(产生酒精)。2．产物的检测(1)检测CO2：可使澄清的石灰水变浑浊或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。(2)检测酒精：橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精反应，变成灰绿色。细胞增殖和受精作用一、细胞的生长和增殖的周期性1．细胞不能无限长大的原因细胞的表面积和体积的关系、细胞核占细胞的比重限制了细胞的长大。2．增殖的周期性(1)细胞增殖：细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个连续的过程。(2)细胞周期：连续分裂的细胞，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。二、细胞的无丝分裂分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化，但DNA仍需复制。三、细胞的有丝分裂1．植物细胞有丝分裂图像四、细胞的减数分裂1．概念：进行有性生殖的生物，在产生成熟生殖细胞时，进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次。减数分裂的结果是，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。2．主要特点(1)特有染色体行为：同源染色体联会，形成四分体；同源染色体分离，非同源染色体自由组合。(2)基因重组的表现类型①减数第一次分裂后期，同源染色体分开的同时，非同源染色体自由组合；②减数第一次分裂四分体时期，同源染色体上的非姐妹染色单体之间可能发生交叉互换。(3)遗传物质减半发生时期①染色体数目减半发生在减数第一次分裂；②与体细胞相比DNA数目减半发生在减数第二次分裂。五、动物配子的形成过程1．精子形成过程2．动物精子和卵细胞形成过程比较精子形成卵细胞形成场所精巢(睾丸)卵巢细胞质分裂两次都均等分裂初级和次级卵母细胞的分裂均为不均等分裂，极体为均等分裂生殖细胞数1个精原细胞产生4个精细胞1个卵原细胞产生1个卵细胞是否变形变不变相同点染色体复制一次，细胞连续分裂两次，子细胞染色体数目均减半六、动物受精过程1．受精作用的概念：卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。2．受精作用的结果：受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。3．减数分裂和受精作用的意义：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。三、细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关系1．个体衰老与细胞衰老的关系(1)单细胞生物体：细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。(2)多细胞生物体：细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡不同步，但从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。2．衰老细胞的特征(1)结构方面①细胞体积变小，而细胞核体积变大；②细胞膜通透性改变；③核膜内折，染色质收缩，染色加深。(2)代谢方面①水分减少，酶活性降低，新陈代谢速率减慢；②物质运输速率降低，色素积累。3．细胞凋亡：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程叫细胞凋亡，也称细胞编程性(程序性)死亡。4．细胞坏死：与细胞凋亡不同，细胞坏死是在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。四、癌细胞的概述及癌症的防治1．癌细胞的概念：有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中的遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这就是癌细胞。2．癌细胞的主要特征(1)无限增殖；(2)形态结构发生显著变化；(3)细胞表面发生变化，易于扩散和转移。3．致癌因子：大致分为物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子三类。4．癌症的防治：目前治疗癌症的手段主要有手术切除、化疗和放疗。遗传的物质基础一、人类对遗传物质的探索过程1．实验设计思路：将DNA和蛋白质等物质分开，直接地、单独地去观察DNA和蛋白质等的作用。2．格里菲思转化的实验结论：加热杀死的S型细菌中含有“转化因子”。3．艾(埃)弗里转化的实验结论：DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。4．噬菌体侵染细菌的实验结论：DNA是真正的遗传物质。5．烟草花叶病毒侵染实验：RNA是遗传物质。6．绝大多数生物的遗传物质是DNA，故DNA是主要的遗传物质。遗传的基本规律和伴性遗传一、基因的分离定律和自由组合定律规律事实分离定律自由组合定律研究性状一对两对或两对以上控制性状的等位基因一对两对或两对以上等位基因与染色体的关系位于一对同源染色体上分别位于两对或两对以上同源染色体上细胞学基础(染色体的活动)减数第一次分裂后期同源染色体分离减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合遗传实质等位基因分离非同源染色体上非等位基因之间自由组合联系①两定律均发生在形成配子时(减数第一次分裂后期)，两定律同时进行，同时发挥作用②分离定律是自由组合定律的基础③两定律均为真核生物细胞核基因在有性生殖中的传递规律二、伴性遗传类型项目伴X染色体隐性遗传伴X染色体显性遗传伴Y染色体遗传传递规律①女性患者的父、子一定为患者②正常男性的母、女一定正常①男性患者的母、女一定为患者②正常女性的父、子一定正常患者的父亲和儿子一定患病遗传特点患者中男性多于女性，隔代遗传，交叉遗传患者中女性多于男性，连续遗传患者全为男性，连续遗传实例红绿色盲、血友病抗维生素D佝偻病外耳道多毛症五、生物进化与生物多样性1．现代生物进化理论的主要内容(1)种群是生物进化的基本单位。(2)突变和基因重组提供进化的原材料。(3)自然选择导致种群基因频率的定向改变。(4)通过隔离形成新的物种。(5)生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境共同进化的过程，进化导致生物的多样性。2．生物进化的实质：种群基因频率的定向改变。3．生物多样性的层次：基因(遗传)多样性、物种多样性、生态系统多样性。4．生物多样性的保护措施：就地保护、易(迁)地保护、利用生物技术保护及加强教育和法制管理。植物的激素调节一、植物生长素的发现和作用1．生长素发现实验的相关结论(1)感受光刺激的部位—胚芽鞘尖端。(2)产生生长素的部位—胚芽鞘尖端。(3)向光弯曲的部位—尖端下面的一段。(4)生长素可穿过琼脂片向下运输。2．作用特点——两重性浓度较低时促进生长；浓度较高时抑制生长，甚至杀死植物。二、其他植物激素名称合成部位生理功能赤霉素幼芽、幼根和未成熟的种子①促进细胞伸长，从而引起植株增高；②促进种子萌发和果实发育细胞分裂素根尖促进细胞分裂脱落酸根冠和萎蔫的叶片等①抑制细胞分裂；②促进叶和果实的衰老和脱落乙烯植物体各个部位促进果实成熟三、植物激素的应用1．棉花摘心整枝，果树整形。2．防止果实和叶片脱落，促进结实。3．获得无子果实。4．促进扦插枝条生根。人和动物生命活动的调节

一、人体的神经调节1．基本方式：反射。2．反射的结构基础：反射弧，它通常由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器组成。3．神经调节过程一、内环境与稳态1．内环境(1)组成：(2)作用：是细胞与外界进行物质交换的媒介。2．稳态(1)含义：正常机体通过调节作用，使各个器官、系统协调活动，共同维持内环境(温度、渗透压、酸碱度及各种化学成分)相对稳定的状态。(2)意义：内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。人体的稳态与免疫二、血糖调节、体温调节和水盐调节血糖调节体温调节水盐调节平衡原因来源＝去路产热＝散热吸收量＝排出量神经调节下丘脑感知血糖变化并通过神经支配胰岛A(α)细胞、胰岛B(β)细胞和肾上腺的分泌活动冷(温)觉感受器→传入神经→下丘脑体温调节中枢→传出神经→效应器(皮肤血管、汗腺、甲状腺、肾上腺、立毛肌等)下丘脑渗透压感受器→传入神经→下丘脑渗透压调节中枢→传出神经→效应器(肾小管和集合管)；渗透压升高时可在大脑皮层形成渴觉参与激素胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素甲状腺激素和肾上腺素抗利尿激素共同点反馈调节；神经—体液共同调节；调节的神经中枢都位于下丘脑三、人体免疫系统在维持稳态中的作用1．体液免疫和细胞免疫的比较

免疫类型比较项目体液免疫细胞免疫概念抗原被体液中的相应抗体消灭的过程抗原被相应免疫细胞消灭的过程作用对象体液中的抗原被抗原侵入的宿主细胞或异常细胞(即靶细胞)作用方式效应B(浆)细胞产生的抗体与相应的抗原特异性结合效应T细胞与靶细胞密切接触生物与环境一、种群的特征和种群数量的变化1．种群的数量特征：主要包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例。2．种群数量的变化(1)变化趋势：包括数量的增加、减少、波动和平衡等。(2)增长曲线项目“J”型曲线“S”型曲线前提条件环境资源无限(食物、空间充裕，气候适宜，没有敌害等)环境资源有限种群数量变化规律数量连续增加，Nt＝N0λt达到环境条件允许的最大值后停止增长，保持相对稳定状态种群增长率保持稳定先增大后减小K值的有无无有二、群落的结构特征和群落的演替项目内容物种组成动物、植物、微生物种间关系互利共生、寄生、竞争、捕食空间结构垂直结构、水平结构演替类型初(原)生演替、次生演替1．生态系统的组成成分2．生态系统的营养结构(1)包括食物链和食物网。(2)营养结构的特点①每条食物链的起点总是生产者，最高点是不被其他动物所食的动物；②同一种消费者在不同的食物链中，可以占有不同的营养级；③食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类。四、生态系统的功能1．能量流动(1)起点：生产者固定的太阳能。(2)渠道：食物链和食物网。(3)流动特点：单向流动、逐级递减。2．物质循环(1)参与循环的物质：组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素。(2)循环范围：生物圈内的生物群落与无机环境之间。(3)循环特点：反复利用、循环流动、全球性。3．信息传递(1)种类：物理信息、化学信息、行为信息。(2)作用①维持生物生命活动的正常进行和生物种群的繁衍；②调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。生物技术实践(选修1)

一、微生物的利用(一)微生物的培养与应用1．微生物的实验室培养(1)培养基①概念：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。②制备：计算→称量→溶化→灭菌→倒平板。③分类和应用(2)无菌技术主要是为了防止外来杂菌的入侵，重点是消毒和灭菌。二者的区别如下：使用方法结果常用的方法举例消毒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)煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法灭菌强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌(3)微生物的纯化培养方法平板划线法稀释涂布平板法注意事项①接种环的灼烧a.第一次划线前：杀死残留微生物，避免污染菌种和培养基b.每次划线前：杀死残留菌种，保证每次划线菌种来自上次划线末端c.划线结束后：杀死残留菌种，避免污染环境和感染操作者②灼烧接种环之后，要冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种③划线时最后一区域不要与第一区域相连④划线用力要大小适当，防止用力过大将培养基划破①稀释操作时：每支试管及其中的9mL水、移液管等均需灭菌；操作时，试管口和移液管应在离火焰1cm～2cm处②涂布平板时：a.涂布器用70%酒精消毒，取出时，让多余酒精在烧杯中滴尽，然后将沾有少量酒精的涂布器在酒精灯火焰上引燃b.不要将过热的涂布器放在盛放酒精的烧杯中，以免引燃其中的酒精c.酒精灯与培养皿距离要合适，移液管管头不要接触任何物体目的在培养基上形成由单个菌种繁殖而来的子细胞群体——菌落培养平板冷凝后倒置培养，使培养基表面的水分更好地挥发，防止皿盖上的水珠落入培养基造成污染2.微生物的分离与计数(1)土壤中分解尿素的细菌的分离与计数法。①筛选菌株：利用选择培养基筛选菌株。②测定微生物数量的常用方法：活菌计数法和显微镜直接计数法。③过程：土壤取样→样品的稀释→微生物的培养与观察。(2)分解纤维素的微生物的分离①实验原理②流程：土壤取样→选择培养→梯度稀释→涂布平板→挑选菌落。(二)传统发酵技术的应用1．果酒、果醋、腐乳、泡菜制作过程中所用菌种及控制条件的比较2.果酒、果醋、腐乳和泡菜制作过程比较及亚硝酸盐含量的检测二、酶的应用(一)果胶酶在果汁生产中的作用1．果胶酶的作用：分解细胞壁及胞间层的主要成分——果胶，使其变成可溶性的半乳糖醛酸，易于榨取果汁。2．酶的活性与影响酶活性的因素(1)酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力。酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量表示。(2)影响酶活性的因素有温度、pH和酶的抑制剂等。(二)探讨加酶洗衣粉的洗涤效果1．加酶洗衣粉中含有的常用酶制剂：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶等。2．实验过程要遵循单一变量原则和对照原则，严格控制无关变量，同时还要考虑到酶的专一性和洗涤成本等问题。(三)酵母细胞的固定化1．固定化酶和固定化细胞技术是利用物理或化学方法将酶或细胞固定在一定空间内的技术，包括包埋法、化学结合法和物理吸附法。2．配制海藻酸钠溶液时要用酒精灯加热，加热时要用小火间断加热，反复几次，直到海藻酸钠溶化为止。3．固定化酶和固定化细胞技术的比较类型固定酶的种类适用方法优点及不足实例固定化酶一种化学结合法、物理吸附法可反复利用，但只催化一种或一类化学反应固定化葡萄糖异构酶固定化细胞一系列包埋法成本低、操作容易，但反应效果下降固定化酵母细胞三、生物技术在其他方面的应用(一)植物有效成分的提取1．植物芳香油三种提取方法的比较提取方法实验原理方法步骤适用范围水蒸气蒸馏法利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来形成油水混合物，冷却后，又会重新分出油层和水层①水蒸气蒸馏②分离油层③除水过滤适用于提取玫瑰精油、薄荷油等挥发性强的芳香油压榨法通过机械加压，压榨出果皮中的芳香油①石灰水浸泡、漂洗②压榨、过滤、静置③再次过滤适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料中芳香油的提取有机溶剂萃取使芳香油溶解在有机溶剂中，蒸发溶剂后就可获得芳香油①粉碎、干燥②萃取、过滤③浓缩适用范围广，要求原料的颗粒要尽可能细小，能充分溶解在有机溶剂中(2)影响植物组织培养的因素①内因：植物的种类，同一种植物材料的年龄、保存时间的长短、部位等。②外因：MS培养基中的营养物质和pH、温度、光照等环境条件。③植物激素：生长素用量/细胞分裂素用量影响细胞分裂、分化，该比值较高时，有利于根的分化、抑制芽的形成；该比值较低时，有利于芽的分化、抑制根的形成；该比值适中时，促进愈伤组织形成。2．植物茎的组织培养与花药植株的产生的比较3.植物组织培养技术、微生物培养技术和无土栽培技术的比较植物组织培养微生物培养无土栽培含义在无菌条件下，将离体的植物体器官或组织接种在适当的培养基上进行培养，最终发育成完整植物体在无菌条件下，在适宜的营养和环境条件下对微生物的培养将植物生长发育过程中所需各种矿质元素按一定比例配成营养液，并利用这种营养液栽培植物培养基成分水、矿质元素、蔗糖、维生素、有机添加剂和植物激素等水、无机盐、碳源、氮源等水、必需矿质元素特殊操作要求严格控制无菌操作，在培养过程中要更换培养基，调节细胞分裂素和生长素的比例严格控制无菌操作，整个培养过程无需更换培养基适宜的环境条件，基质垫底并固定幼苗，不需要保证无菌条件三种技术中均需要一定的营养物质，但营养物质的划分标准不同。(三)DNA和蛋白质技术1．多聚酶链式反应扩增DNA片段细胞内DNA复制与体外DNA扩增(PCR技术)比较2.血红蛋白的提取和分离(1)实验原理：依据蛋白质的各种特性可以将不同种类的蛋白质分离(2)常用方法①凝胶色谱法：根据相对分子质量的大小分离蛋白质。②电泳：利用待分离样品中各种分子带电性质的差异及分子本身大小、形状的不同产生不同的迁移速度，由此将各种分子分离。(3)蛋白质的提取和分离一般分为四步：样品处理、粗分离、纯化和纯度鉴定。3．DNA的粗提取与鉴定(1)基本原理①DNA在不同浓度的NaCl溶液中的溶解度不同，在0.14mol/L的NaCl溶液中的溶解度最低。②DNA不溶于酒精溶液。③DNA不被蛋白酶水解。④DNA可被二苯胺染成蓝色。(2)主要步骤：选取材料→破碎细胞，获取含DNA的滤液→去除滤液中的杂质→DNA的析出与鉴定。(3)注意事项①选择动物细胞时，细胞比较容易破碎；选择植物细胞时则要先溶解细胞膜(如加洗涤剂、研磨等)。②以鸟类等动物血中的红细胞为材料时，需向血液中加入柠檬酸钠抗凝。③二苯胺需现用现配。现代生物科技专题(选修3)

一、基因工程(一)DNA重组技术的基本工具(二)基因工程的基本操作程序1．目的基因的获取(1)从基因文库中获取。(2)利用PCR技术扩增。(3)用化学方法直接人工合成。2．基因表达载体的构建(1)基因表达载体的组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因。(2)基因表达载体的构建方法3．将目的基因导入受体细胞植物细胞动物细胞微生物细胞常用方法农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法显微注射技术感受态细胞法(用Ca2＋处理)受体细胞受精卵、体细胞受精卵原核细胞4.目的基因的检测与鉴定(1)目的基因插入检测：DNA分子杂交；(2)目的基因转录检测：(核酸)分子杂交；(3)目的基因翻译检测：抗原—抗体杂交；(4)个体生物学水平检测：根据目的基因表达出的性状判断。(三)基因工程的应用表现方面具体内容植物基因工程①抗虫转基因植物②抗病转基因植物③抗逆转基因植物④利用转基因改良植物品质动物基因工程①提高动物生长速度②用转基因动物生产药物(如乳腺生物反应器)③用转基因动物作器官移植的供体④用于改善畜产品的品质基因工程药物控制药品合成的相应基因基因治疗①体外基因治疗②体内基因治疗(四)基因工程与蛋白质工程的比较项目蛋白质工程基因工程区别过程预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列→合成DNA→表达出蛋白质获取目的基因→构建基因表达载体→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定实质定向改造或生产人类所需的蛋白质定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品结果生产自然界没有的蛋白质生产自然界中已有的蛋白质联系蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现二、克隆技术(细胞工程)(一)植物组织培养与动物细胞培养的比较植物组织培养动物细胞培养原理细胞全能性细胞增殖培养基的物理性质固体液体(合成培养基)培养基的成分水、植物激素、无机盐、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂等葡萄糖、氨基酸、无机盐、促生长因子、微量元素、动物血清等结果新