2023年高考生物总复习高中生物知识体系思维导图汇编(精华版).pdf
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1、 细胞中的物质 水 自由水 概念 指在生物体内或细胞内可以自由流动的水,是良 好的溶剂和运输工具。性质 抗逆性差,代谢快 功能 1.充当细胞内某些溶剂 2.某些细胞内化学反应的媒介 3.生化反应的原料(如光合作用)4.物质运输(通过水的流动)结合水 概念 是指存在于溶质或其他非水组分附近的、与溶质 分子之间通过化学键结合的那一部分水,具有与 同一体系中体相水显著不同的性质,如呈现低的 流动性,在-40摄氏度不结冰,不能作为所加入 溶质的溶剂 性质 抗逆性好,代谢缓慢 功能 1.组成细胞和生物体结构的成分 2.构成稳定大分子结构 3.为质子的传递对能量的转换起着十分重要的作 用 核酸 脱氧核糖核
2、酸 组成成分 脱氧核糖 碱基 A腺嘌呤 T胸腺嘧啶 C胞嘧啶 G鸟嘌呤 磷酸 脱氧核苷酸 分解产物 初步水解 脱氧核糖核苷酸 彻底水解 脱氧核糖,磷酸,含氮碱基 氧化分解 二氧化碳,水,尿酸 合成部位 主要是细胞核,还有少量在线粒体或叶绿体中合 成 存在部位 主要存在于细胞核,少量存在于线粒体与叶绿体 核糖核酸 组成成分 核糖 碱基 A腺嘌呤 U尿嘧啶 C胞嘧啶 G鸟嘌呤 磷酸 核糖核苷酸 分解产物 初步水解 核糖核苷酸 彻底水解 核糖,磷酸,含氮碱基 氧化分解 二氧化碳,水,尿酸 合成部位 主要是细胞核,还有少量在线粒体与叶绿体中合 成 存在部位 主要存在与细胞质,少量存在于细胞核 实验:观
3、察DNA与RNA在细胞中的分布 材料 洋葱内表皮细胞(不能用外表皮,有颜色影响观 察),人的口腔上皮细胞 过程 将取得的人体口腔上皮细胞涂在载玻片的生理盐 水中,将烘干的载玻片,放在盛有稀盐酸的载玻 片中,一段时间后用清水缓缓冲洗载玻片,然后 用甲基绿与吡罗红混合染液染色,观察到细胞核 呈绿色,细胞质呈红色 所有细胞的遗传物质都是DNA,仅有少部分病毒(如烟草花叶病毒,艾滋)是RNA病毒 蛋白质 通式 作用 简称“狗催运面条”性质 盐析 在蛋白质中加入盐(非重金属盐),看到有白色 物体析出,但空间结构未发生改变,只是溶解度 降低而已 变性 加热蛋白质,这一过程是不可逆的,使蛋白质的 复杂三维网
4、状结构变得蓬松,舒展,容易被蛋白 酶水解 都能使双缩脲试剂显色 合成 由核糖体合成,由多个氨基酸通过脱水缩合得 到,这一过程会有水生成 分解产物 初步水解 氨基酸 彻底水解 氨基酸 氧化分解 二氧化碳和水,尿素 实验:验证蛋白质 材料 含有蛋白质的物质(稀释后的蛋清)过程 先加NAOH,再加CUSO4,变为紫色 糖 单糖 五碳糖 不能提供能量,是细胞的遗传物质的组成成分 脱氧核糖 核糖 六碳糖 如果糖,半乳糖,葡萄糖 二糖 乳糖 乳糖与半乳糖组成 麦芽糖 两分子普通糖 多糖 淀粉 植物主要的储能物质,由光合作用产生 糖原 动物细胞主要的储能物质 纤维素 动物细胞壁的主要成分,某些细菌细胞壁是肽
5、聚 糖 功能 是细胞内主要的能源物质 鉴定还原糖的实验 材料 含有还原糖的物质,不能有颜色,不能使用非还 原糖(蔗糖等)步骤 首先斐林试剂(甲液:NAOH,乙液:CUSO4两 者均匀混合)要现配现用,然后研磨实验材料,加入斐林试剂,水浴加热,看见有砖红色沉淀 脂质 脂肪 分解产物 初步水解 甘油和脂肪酸 彻底水解 甘油和脂肪酸 氧化分解 二氧化碳和水 作用 机体的缓冲物质,可以保温 鉴定实验 材料 花生子叶等含有脂肪多的材料 步骤 方法一(不用显微镜)将花生子叶打成花生种子匀浆,加入苏丹/,看见橘红色/红色 方法二(使用显微镜)将花生子叶切成薄片,染色,用50的酒精洗去 浮色,制成临时装片观察
6、(先使用低倍镜,再使 用高倍镜 磷脂 作用 构成动物细胞膜的主要成分 合成部位 内质网 固醇 维生素D 促进CA,P的吸收 胆固醇 是人体细胞膜的组成成分,参与血液中血脂的运 输 性激素 调节生物的生理活动 功能 是细胞体内的主要储能物质 无机盐 主要存在形式 自然界 化合物 细胞 粒子 某些粒子作用 MG 构成叶绿素的主要成分,是细胞进行光合作用的 基础,却镁元素会导致叶片发黄 CA 过多会导致肌无力,过少会导致抽搐 NA 维持细胞外液正常的渗透压 K 维持细胞内液的正常渗透压 C 构成细胞最基本的元素 元素 构成细胞的元素 大量元素 C,H,O,N,P,S,K,CA,NA,MG 微量元素
7、FE,MN,B,ZN,MN,CU 不构成细胞的元素 AL,AU等元素 细胞中的元素含量排序 干重 COHN 鲜重 ONHC 细胞的功能 生物膜与细胞膜 细胞膜只指细胞外面那一层,由磷脂双层结合有蛋白质和胆固醇、糖脂构成。起渗透屏障、物质转运和信号转导的作用。生物膜是指细胞质外的膜,是由细胞膜、细胞核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等有膜围绕而成的细胞器。细胞膜、细胞核膜以及细胞器膜等结构,共构成的生物膜系统。这些生物膜的组成成分和结构很相似,在结构和功能上紧密联系,进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。细胞膜 构成 构成元素 CHON(S,P)构成成分 磷脂,糖类,蛋白质 注:有的动物细胞中
8、细胞膜上还有胆固醇 基本骨架 磷脂双分子层 膜中的磷脂分子是由甘油,脂肪酸和磷酸组成 构成成分的作用 糖蛋白 保护,润滑作用,是信息交流必须的物质,仅在细胞模外表面存在 磷脂双分子层 起骨架作用 蛋白质 蛋白质的多少客观上决定了其复杂程度,蛋白质种类越多,其功能越复杂 特点 选择透过性 脂溶性物质容通过,细胞膜会选择性的对一些东西进行吸收 流动性 主要借助融合,大多数的蛋白质分子可以流动(比如细胞膜表面的糖蛋白,镶嵌在磷脂双分子层中的识别蛋白和蛋白质分子通道)进行信息交流 胞间连丝 高等植物通过这一方式进行信息交流 直接接触 直接通过糖蛋白 间接交流 把物质分泌到内环境中与另一细胞接触 功能
9、与外界分隔开,保证细胞内反应的正常进行 控制物质进出细胞 进行细胞间的信息交流 辨析:原核生物有生物膜、比如细胞膜,仅此而 已。但原核生物没有生物膜系统 合成蛋白质 研究 用15N标记蛋白质分子 分泌蛋白 分泌蛋白:分泌蛋白是指在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质。例如:唾液淀粉酶,胃蛋白酶,消化酶,抗体和一部分激素。胞内蛋白 胞内蛋白是在细胞质游离的核糖体上合成的不需要运输到细胞膜外只在细胞内起作用,如呼吸酶DNA聚合酶、各种转氨酶、DNA解旋酶、RNA聚合酶等细胞生命活动必需的酶。细胞核功能的探究 重要的细胞器 细胞核 结构 核膜 是具有选择透过性的一层膜 核孔 核孔上有核孔复合物,
10、相当于一层膜,所以需要能量(类似胞吞胞吐)核孔可以让蛋白质和RNA进出,但不是自由进出,而是主动选择。染色质与染色体 动植物细胞有丝分裂前、中、后、末期,不包括间期 动植物细胞减数第一次分裂前前、中、后、末期与减数第二次分裂全过程,依然不包括间期.高度螺旋化的时期 功能 DNA复制与转录的主要场所 是细胞遗传与代谢的控制中心 核糖体 蛋白质的合成场所 内质网 脂质的合成场所,对蛋白质进行进一步加工蛋 高尔基体 加工,运输蛋白质 线粒体 提供能量,转录的场所,有控制细胞凋亡的基因 叶绿体 提供能量 液泡 存在于植物细胞,有支持细胞坚挺的作用,并且有液泡的细胞才能发生质壁分离 这两个细胞器可以产生
11、囊泡,通过囊泡运输,并 伴随膜成分的更新 细胞膜的制备 细胞的结构 细胞 原核细胞 常见细胞 菌类包括细菌、放线菌和真菌;真菌又分酵母菌、霉菌和 食用菌;细菌和放线菌属于原核生物,而酵母菌、霉菌(毛霉、曲霉、青霉)和食用菌(如银耳、黑木耳、灵芝、菇类)属于真核生物。蓝藻(念珠藻,发菜)乳酸菌,支原体 分裂方式 二分裂 细胞壁成分 细菌细胞壁主要成分是肽聚糖 细胞器 仅有核糖体这一种细胞器,蓝藻内有藻蓝素与叶绿素,使 它可以进行呼吸作用 DNA存在形式 大型环装DNA分子(拟核),小型环装DNA分子(质 粒)可遗传突变来源 仅能发生基因突变 真核细胞 常见细胞 原生生物 就是单细胞生物,草履虫,
12、变形虫等 高等儿细胞 分裂方式 有丝分裂,无丝分裂,减数分裂 细胞壁成分 植物是纤维素和果胶,动物细胞无细胞壁,真菌为几丁质 细胞器 很多种 DNA存在形式 细胞核中:与蛋白质结合生成染色体体 可遗传突变来源 基因突变,基因重组,染色体变异 两者最大区别就是原核生物没有以核膜为界限的 细胞核 细胞学说 内容 细胞是有机的整体,一切动植物都由细胞发育而来 细胞是一个独立的单位,他有自己的生命 适用范围 动植物界 提出者 施莱登与施旺 延伸(以下不是细胞学说所揭示的)生物界的统一性 化学组成结构相似 都具有细胞膜,细胞质,核糖体*病毒除外)等结构 遗传密码通用 都会分裂 都以ATP为主要能源物质
13、生物界的差异性 细胞形态,结构,大小,种类不同,因为构成蛋白质分子 不同,其根本原因是基因的选择性表达或DNA分子不同 功能与结构相适应 成熟区不见光地区不叶绿体,形成层,分生区无大液泡 一些常见生物的结构 草履虫 变形虫 植物根尖 植物细胞 高等植物 低等植物 有中心体 细菌 水绵 真菌 病毒 病毒是生物,但不属于生命层次 分类 RNA病毒 HIV,烟草花叶 DNA病毒 噬菌体病毒 构成 有些病毒的核衣壳外面包被着一层囊膜,囊膜由脂质、蛋 白质和糖组成。功能 它的复制转录可以参考中心法则,这不多讲,在细胞外不 需要能量(也存活不了几分钟)。进入宿主细胞后利用宿 主能量,有一套机制感染,遗传物
14、质进入,利用宿主细胞 的所有物质进行翻译出酶登需要的东西繁殖 生命层次 细胞 组织 器官 系统 个体 种群和群落 生态系统 生物圈 对于生命层次的辨析 一个西瓜就是一个器官 植物:器官 个体,即无系统层次只有器官。单细胞:细胞 个体 单细胞生物:既属于细胞层次又属于个体层次。病毒没有结构层次,因为它没有细胞结构,属于非细胞生 物,病毒不属于生命系统的任何层次。呼吸作用 有氧呼吸 概念 有氧呼吸是指细胞在氧的参与下,通过多种酶的 催化作用,把有机物彻底氧化分解(通常以分解 葡萄糖为主),产生二氧化碳和水,释放能量,合成大量ATP的过程。过程 葡萄糖分解为丙酮酸与H 发生部位 细胞质基质 丙酮酸分
15、解为二氧化碳与H 发生部位 线粒体基质 氧气与H反应生成水与大量ATP 发生部位 线粒体内膜 影响因素 内因 遗传因素,它决定酶的种造成了不同器官,不同 发育时期的生物之间呼吸速率存在差异 外因 温度 主要影响酶的活性 O2浓度 为细胞呼吸提供正常的原料,一定范围内,氧气 浓度越高呼吸速率越快 CO2浓度 是有氧呼吸的产物,增大会对呼抑制作用 水 在一定范围内,植物的呼吸速率随水含量增大而 增大 意义 保证了生物体内能量的正常供应 发生细胞 人在短跑时主要由无氧呼吸供能,长跑有氧呼吸 供能 无氧呼吸 概念 无氧呼吸是指在没有氧气的参与下,细胞通过作 用,把有机物分解为酒精或乳酸,产生ATP的过
16、 程 过程 发生部位始终在细胞质基质 葡萄糖分解为丙酮酸,H 产生乳酸 丙酮酸与H反应生成乳酸 产生酒精 丙酮酸与H反应生酒精与二氧化碳 影响因素 内因 遗传因素,它决定酶的种造成了不同器官,不同 发育时期的生物之间呼吸速率存在差异,并且,催化无氧呼吸所用的酶不同,导致呼吸的产物也不 同 外因 温度 主要影响酶的活性 O2浓度 浓度低时,无氧呼吸速率较强,随着氧气浓度不 断增大,无氧呼吸逐渐减弱,当氧气达到一值 时,无氧呼吸完全被抑制,速率为0 CO2浓度 反应式:2C3H4O3+4H+酶2C3H6O3(乳 酸)+能量(少量)或 2C3H4O3+4H+酶2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量(
17、少量)根据化学平衡原理,结合化学方程式可知,如果 无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,则二氧化碳浓度 增加会抑制无氧呼吸;如果无氧呼吸产生乳酸,则无氧呼吸不会受到二氧化碳浓度的影响。水 适量水有利于细胞无氧呼吸,如果水过量,植物 周围都是水,接触不到空气,而水中溶氧有限,植物就会进行无氧呼吸,产生酒精。这样一来有 氧呼吸减弱,无氧呼吸加强。如果长时间浸在水 中,植物往往出现“烂苗”情况,即酒精中毒。意义 有氧呼吸释放能量多于无氧呼吸,无氧呼的能量 主要存储在产物中 发生细胞 产生酒精 酵母菌(原核),大多数植物细胞 产生乳酸 乳酸菌(真核),铃薯块茎、甜菜块根、胡萝卜 叶和玉米胚在进行无氧呼吸时,就产
18、生乳酸。动 物肌肉细胞几氧呼吸也产生乳酸。乳酸发酵阶段 能够产酸的乳酸菌很多,但产酸质量较高的却不 多,主要是根霉菌和乳酸杆菌等菌系.光合作用 概念 光合作用,通常是指绿色植物(包括藻类)吸收 光能,把二氧化碳和水合成富能有机物,同时释 放氧气的过程。其主要包括光反应、暗反应两个 阶段 过程 光反应 水的光解 水分解为氧气与H ATP水解 ATP水解总是与吸能反应相联系 暗反应 C5的固定 C5吸收CO2生成C3 C3的还原 C3遇到H变为C5 影响因素 光照 光照主要影响植物的光合速率,适宜提高光照能 提高光合速率,但是光照太强会使光合速率降 低,原因又两点:1.光照太强,叶绿素分解2.光
19、照太强,气孔闭合,二氧化碳吸收量变小,光合 速率减小 CO2 二氧化碳是植物进行光合作用的底物,它可以为 光合作用提高有效的底物 O2 氧气 温度 温度主要影响有关光合作用酶的火星,适宜温度 下活性最高,光合速率越强 水 是光反应所需的底物,但一般能进行光合作用的 植物都不缺这点水 意义 将太阳能变为化学能 把无机物变成有机物 维持大气的碳-氧平衡 发生细胞 蓝藻(发菜,念珠藻)主要有藻蓝素与叶绿素,可以进行光合作用,其次,大多数细胞都能进行 光合作用 实验:测量光合作用 黑白瓶法 叶原上浮法 液滴移动法 叶片干重法 题型 点移动问题 能量转化 将太阳能变为化学能 提供底物供给呼吸作用 消耗光
20、合作用产生的产物 细胞的生命历程 细胞的表达 细胞分化 概念 生物体内一种或一类细胞增值后代,在形态,结构和生理 功能上发生稳定性的差异过程,叫做细胞分化 实质 基因的选择性表达 特点 持久性 贯穿细胞整个生命活动 普遍性 在每个生物体细胞中几乎都可以发生 稳定性 正常情况下,它不会再脱分化回到原来的状态,也不会在分 化成其他细胞。不可逆性 一旦细胞朝向专一方向发展具有了专一性,这些细胞行使 自己的功能然后衰老死亡,而不能返回去再分裂 结果 形成不同的组织与器官 意义 使细胞趋近于专门化,可以提高各生理功能的效率 细胞物质变化 核DNA相同 实质是基因的选择性表达 mRNA的种类和数量有些不同
21、 数量不同是因为基因的表达量不同.在翻译过程中tRNA作 为运载工具,每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸,氨 基酸的种类只有20种。mRNA上的密码子的排列顺序不 同,基因表达不同,所以mRNA种类不同。有些蛋白质种类和数量 不同的细胞,要进行基因的选择性表达,转录产生不同的 mRNA和翻译不同的蛋白质,赋予细胞不同的功能.举例 人的口腔上皮细胞,哺乳动物成熟红细胞,浆细胞,根尖 分生区细胞,分泌细胞,微生物 全能性 概念 是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能 实质 已经分化的细胞仍然具有本物种数目的全套遗传基因 特点 只有离体才可以表达出全能性 意义 克隆动物,植物组织培养 举
22、例 全能性大小比较 分裂能力强的细胞分裂能力弱的细胞 分化能力强的细胞分化能力弱的细胞 体细胞精子或卵细胞受精卵 全能干细胞多能干细胞专能干细胞 细胞的癌变 概念 细胞由于受到致癌因子的作用,不能正常地完成细胞分裂,而变成了不受有机物控制的、连续进行分裂的恶性增殖细 胞的过程。机理 原癌基因与抑癌基因同时突变 特点 细胞表面的糖蛋白减少,容易发生扩散 失去接触抑制 细胞的形态 细胞获得无限增殖能力 致癌因子 化学致癌因子 亚硝酸盐,等一些化学物质导致基因突变 物理致癌因子 X射线 生物致癌因子 病毒等 细胞的衰老 概念 细胞衰老(cell aging)是指细胞在执行生命活动过程 中,随着时间的
23、推移,细胞增殖与分化能力和生理功能逐 渐发生衰退的变化过程。特点 细胞核变大 细胞内水分减少,新陈代谢速率减缓,体积变小 细胞内色素积累 核膜内折,染色质颜色加深 结果 细胞的衰老导致个体的衰老 意义 维持细胞数目的恒定 细胞死亡 细胞凋亡 概念 由基因决定的细胞自动结束生命的过程,叫做细胞凋亡,又称细胞的程序性死亡 特点 成熟个体中细胞的自我更新,清除被病原体感染或癌变,损伤的细胞 意义 维持了生物体内细胞数目的稳定,保证了内环境的稳定 细胞坏死 概念 由于外界因素导致的细胞死亡的过程,叫做细胞坏死 特点 例如烫伤等使细胞死亡,不受基因控制 意义 对细胞有害 孟德尔的豌豆杂交实验 实验过程
24、为了防止其他花粉干扰,首先对豌豆植株去雄,这是为了防止外来授粉,然后套袋,待雌蕊成熟 后,采取另一植株的花粉,撒在雌蕊上,再套上 纸袋 孟德尔选用豌豆作为实验用品 发现问题 为什么子一代只有高茎没有矮茎 为什么子二代矮茎又出现了 子二代3:1的出现是偶然的吗?作出假设 生物的性状是由遗传因子决定的 体细胞中的遗传因子是成对存在的 生物形成生殖细胞时,成对的遗传因子彼此分 离,分别进入不同的子细胞中 受精时,雌雄配子的结合是随机的 演绎 孟德尔设计了测交实验,让子一代与纯合隐形个 体杂交,这一性状分离比接近1:1,验证了他的 假说 得出结论 在生物体内,遗传因子是成对存在的,不相融合 在形成配子
25、时,成对的遗传因子彼此分离,进入 不同的配子中,随配子遗传给后代 成功因素 运用了统计学的方法 选对了实验材料 运用了由简到繁的设计思路 巧妙地使用了,假说-演绎法 假说-演绎法的内容 假说演绎法(Hypothetico-deductive-method)又称为假说演绎推理,是指在观察和分析基础上 提出问题以后,通过推理和想象提出解释问题的 假说,根据假说进行演绎推理,再通过实验检验 演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相 符,就证明假说是正确的,反之,则说明假说是 错误的。这是现代科学研究中常用的一种科学方法。细胞分裂 实验:观察细胞分裂 原理 有丝分裂各时期的染色体形态与行为不同,可根
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