2011年高三生物二轮复习 专题一生命的物质基础和结构基础、细胞工程 新人教版.pdf

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1、20112011高三生物二轮专题复习高三生物二轮专题复习专题一专题一生命的物质基础、结构基础、细胞及细胞工程生命的物质基础、结构基础、细胞及细胞工程第一讲第一讲生命的物质基础生命的物质基础知识要点回顾知识要点回顾一、组成生物体的化学元素一、组成生物体的化学元素1 1、种类分析2 2、某些元素及其构成的化合物元素PNK+Ca2+Na+Fe2+MgIB参与构成的相关化合物或作用参与核酸、ATP、NADP+的构成，植物体内缺 P，就会影响 DNA 的复制和 RNA的转录，从而影响植物体的生长发育。磷脂是组成生物膜的成分。是叶绿素的成分，没有 N 就不能合成叶绿素。N 是可重复利用的元素，参与构成的重

2、要物质有蛋白质、核酸、ATP、NADP+等，缺 N 就会影响植物的光合作用、呼吸作用等生命活动。动物主要存在细胞内液中，维持细胞内液的渗透压，也与神经的兴奋传导有关。Ca2+与肌肉的收缩有关（抽搐与肌无力），碳酸钙是骨骼和牙齿的组成成分。动物主要存在于细胞外液中，参与维持细胞外液的渗透压、调节酸碱平衡，也与神经的兴奋传导有关。构成动物血红蛋白的成分，Fe 在植物体中形成的化合物一般是稳定的、难溶于水的化合物。没有 Fe 就不能合成叶绿素而导致植物出现失绿症，而失绿部位与缺Mg 不同，是嫩叶先失绿。参与构成叶绿素参与构成甲状腺激素能促进花粉的萌发和花粉管的伸长，有利于受精作用。植物缺B，“花而不

3、实”3 3.同位素标记法应用总结（1）标记水和二氧化碳中的氧元素，探究光合作用产生的氧气的来源。（2）标记植物吸收的矿质元素，探究矿质元素在植物体内的运输途径。（3）标记硫元素和磷元素，探究噬菌体的遗传物质是DNA。（4）标记 DNA 分子中的元素，探究DNA 分子的半保留复制。（5）标记 DNA 分子，制成基因工程中的DNA 探针，用于基因诊断、检测饮用水中病毒的含量。（6）标记氨基酸，探究分泌性蛋白质在细胞中的合成、运输与分泌途径。二、细胞中的化合物一览表二、细胞中的化合物一览表化合分类元素组成及合成合成主要生理功能物水无机盐自由水结合水单糖（如核糖、脱氧核糖、葡萄糖）二糖（如蔗糖、麦芽糖

4、、乳糖）多糖（如淀粉、纤维素、糖元）脂肪磷脂（类脂）固醇（胆固醇、性激素、Vit.D）单纯蛋白（如胰岛素）结合蛋白（如糖蛋白）DNARNA部位部位H、O见以下（三）2处组成细胞维持细胞形态运输物质提供反应场所 参与化学反应维持生物大分子功能调节渗透压构成化合物（Fe、Mg）组成细胞（如骨细胞）参与化学反应维持细胞和内环境的渗透压）糖类供能（淀粉、糖元、葡萄糖等）C、H、O组成核酸（核糖、脱氧核糖）叶绿体、内质网、细胞识别（如糖蛋白）高尔基体、肝脏组成细胞壁（如纤维素）和肌肉C、H、O供能（贮备能源）组成生物膜C、H、O、N、P调节生殖和代谢（性激素、Vit.D）C、H、O保护和保温主要是内质网

5、C、H、O、N、S组成细胞和生物体调节代谢（激素）（Fe、Cu、P、催化化学反应（酶）Mo）运输、免疫、识别等核糖体C、H、O、N、P贮存和传递遗传信息控制生物性状细胞核、线粒体、催化化学反应（RNA 类酶）翻译的模板转运氨基酸叶绿体脂质蛋白质核酸三、生物体内的水三、生物体内的水1 1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O2H H2O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 糖元水酶酶酶酶酶酶酶酶细胞核中：DNA 复制脱氧核苷酸 DNAH2ODNA 转录产生 mR

6、NA核糖核苷酸 RNAH2O叶绿体基粒、线粒体、细胞质基质中ADPPi ATPH2O(2)细胞中利用水的生理过程:光合作用的光反应：H2O O2H有氧呼吸第二阶段：C3H4O3H2O CO2HATPATP 水解：ATPH2O ADPPi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】【特别提醒】无论是何种活细胞，其含量最多的化合物都是水。干细胞中含量最多的化合物是蛋白质 细胞中自由水与结合水可以相互转变，细胞中自由水与结合水的比值越大，生物新陈代谢越旺盛，其抗性越小；该比值越小，生物新陈代谢越缓慢，其抗性越大。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

7、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。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。四、蛋白质和核酸的区别、联系及有关计算四、蛋白质和核酸的区别、联系及有关计算区别元素组成蛋白质主要是 C、H、O、N核酸C、H、O、N、P酶酶酶酶酶酶酶酶酶酶酶酶酶酶R基本单位H2NCHCOOH氨基酸连接方式脱水缩合形成肽键脱水缩合形成磷酸二酯键（3 3）两者联

8、系3 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)蛋白质分子量氨基酸总质量脱去的水质量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】【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

9、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。五、生物组织中化合物的检测五、生物组织中化合物的检测化合物淀粉检测试剂碘 液方法与现象黑暗处理(绿灯泡)对照处理(如遮光)酒精脱色清水冲洗碘液检验。呈蓝色。现配现用，先混合后加入，需加热；出现砖红色沉淀富含苏丹染液镜检呈橘黄色脂肪临时切片+种子苏丹 IV 染液镜检呈红色先加 A 液后加 B 液，不需加热；呈紫色DNA+甲基绿绿色DNA+二苯胺沸水浴后呈蓝色斐林试剂还原糖

10、甲液：0.1g/mLNaOH,乙液：0.05g/mLCuSO4脂肪苏丹染液或苏丹 IV 染液（酒精洗去浮色）双缩脲试剂蛋白质A 液：0.1g/mLNaOHB 液：0.01g/mLCuSO4DNA二苯胺、甲基绿染色剂六、有机物水解产物和代谢产物六、有机物水解产物和代谢产物物质DNARNA多糖脂肪基本单位脱氧核苷酸核糖核苷酸葡萄糖初步水解产物4 种脱氧核苷酸4 种核糖核苷酸多肽二糖彻底水解产物磷酸、脱氧核糖、含氮碱基氨基酸葡萄糖甘油、脂肪酸代谢产物磷酸、核糖、含氮碱基CO2、H2O、尿素CO2、H2OCO2、H2O蛋白质氨基酸甘油、脂肪酸甘油、脂肪酸第第 2 2 讲讲生命的结构基础（细胞）生命的结

11、构基础（细胞）知识要点回顾知识要点回顾一、生物膜与生物膜系统一、生物膜与生物膜系统1、物质进出细胞膜的方式：自由扩散：高浓度低浓度、不需载体、不需能量例如：O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯、尿素主动运输：低浓度高浓度、需载体、需能量例如：葡萄糖、氨基酸、无机盐、核苷酸等内吞作用和外排作用：大分子物质和颗粒性物质进出细胞的方式，其基础是细胞膜具有一定的流动性二、生物膜结构及功能上的联系二、生物膜结构及功能上的联系结构联系（具有一定的连续性）：功能联系（以分泌蛋白的合成、加工、运输为例）：生物膜系统的功能：【特别提醒】【特别提醒】除了病毒，所有生物均由细胞构成。细胞是生物体结构和功能的基本单位

12、。生物膜是指细胞膜、核膜和各种细胞器的膜。而由各种生物膜形成的结构体系，是生物膜系统。所有细胞生物均具“细胞膜”或“生物膜”，但只有真核生物才具有“生物膜系统”。研究细胞膜的化学组成，大都用动物细胞的红细胞等作为研究材料。细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。糖蛋白除具有识别作用外，消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白还具有保护和润滑作用。还具有信息传递的作用：与激素结合的靶细胞细胞膜表面的受体；与递质结合的突触后膜上的受体。细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，功能特性是具有选择透过性（水自由通过，被选择的离子和小分子可以通过，其它离子、小分子和大分子

13、不能通过。）选择透过性取决于载体蛋白的种类和数量三、细胞内细胞器的分类归纳三、细胞内细胞器的分类归纳植物特有的细胞器动物和低等植物特有的细胞器分布动植物都有的细胞器主要存在于植物中的细胞器主要存在于动物中的细胞器真核和原核细胞共有的细胞器不具膜结构的细胞器结构具单层膜的细胞器具双层膜的细胞器光学显微镜下可见的细胞器含 DNA(基因)的细胞器成分含 RNA 的细胞器含色素的细胞器能产生水的细胞器能产生 ATP的细胞器能复制的细胞器功能能合成有机物的细胞器与有丝分裂有关的细胞器叶绿体中心体线粒体、内质网、高尔基体、核糖体液泡中心体、溶酶体核糖体核糖体、中心体内质网、高尔基体、液泡、溶酶体线粒体、叶

14、绿体线粒体、叶绿体、液泡线粒体、叶绿体(都有半自主性)线粒体、叶绿体、核糖体叶绿体、液泡(有的液泡中无色素)线粒体、叶绿体、核糖体、高尔基体线粒体、叶绿体线粒体、叶绿体、中心体核糖体、叶绿体、内质网、高尔基体核糖体、线粒体、中心体、高尔基体与分泌蛋白的合成、运输、分泌有关的细胞器核糖体、内质网、高尔基体、线粒体(细胞膜)(结构)能发生碱基互补配对的细胞器(结构)线粒体、叶绿体、核糖体(细胞核、拟核)【特别提醒】【特别提醒】并不是所有的植物细胞都含有叶绿体（如根尖），同时植物细胞长到一定阶段才有大液泡。细胞核也具有双层膜，但它不属于细胞器。与分泌蛋白有关的结构还有细胞膜和细胞核。分泌蛋白的合成由

15、细胞核中的基因控制，分泌蛋白通过细胞膜的外排作用分泌到细胞外。四、真核细胞和原核细胞的主要区别：四、真核细胞和原核细胞的主要区别：真 核 细 胞（如植物、动物、真菌）纤维素、果胶等注：动物细胞无细胞壁有线粒体、叶绿体、内质网、中心体、高尔基体、核糖体等各种复杂细胞器具备生物膜系统原 核 细 胞（如蓝藻、细菌、）肽聚糖（由糖类和蛋白质结构而成的化合物注：注：青霉素可破坏原核细胞细胞壁的形成，故原核生物对青霉素敏感除核糖体外，无其它复杂细胞器的分化不具备生物膜系统拟核（主要）大型环状 DNA 分子；细胞质质粒，为小型环状 DNA 分子（含抗药性、固氮、抗生素生成等的基因）细胞壁细胞器生物膜系统遗传

16、物质细胞核（主要）；线粒体；叶绿体存在场所基因结构特点：编码区是间隔的、不连续的，有外显子、内含子之分特点：编码区是连续的，无内含子与外显子之分只来自基因突变二分裂方式可遗传变异来源细胞增殖方式相同点基因突变；染色体变异；进行有性生殖时可来自基因重组有丝分裂（主要）、无丝分裂、减数分裂（产生生殖细胞方式）均含细胞膜、核糖体，均以DNA 作遗传物质【特别提醒】【特别提醒】原核细胞的细胞膜上有多种酶的结合位点，如呼吸酶、蓝藻的光合酶等，使酶促反应高效有序地进行。细胞膜控制物质出入细胞，细胞质基质是活细胞进行新陈代谢的主要场所，细胞核控制细胞质的代谢活动，细胞质为细胞核提供营养和能量，细胞的生命活动

17、正常进行的前提条件是细胞结构的完整性。第第 3 3 讲讲细胞工程细胞工程知识要点回顾知识要点回顾一、细胞工程技术手段一、细胞工程技术手段人造胚乳人工种子发胚状和种皮育愈伤再分化植物组 离体植物脱 分 化植株试管苗器官固 体 培组织织培养:组织、植植物细胞A杂种去壁、融合、杂种植物组物植物体细植株再生细胞壁细胞织培养细胞杂交：细胞植物细胞 B胞工程单 个液体培养基细胞悬浮动物细动物的组织器官胰蛋白酶细胞胞培养：原代培养传代培养细胞株细胞系（110 代）（1140、50 代）动物胚胎或幼龄剪碎二、植物组织培养和动物细胞培养比较二、植物组织培养和动物细胞培养比较理论基础植物组织培养细胞的全能性动物细

18、胞培养细胞增殖固体或半固体培养基，包括蔗糖、液体培养基，包括葡萄糖、氨基酸、无机盐、培养基维生素、氨基酸、水、矿物质、维生素、动物血清等生长素、细胞分裂素、琼脂不同点结果获得新的植株或组织细胞产物大量产生细胞或细胞产物细胞株或细胞系用途快速繁殖生产蛋白质制品：如病毒疫苗、干扰素、培育无病毒植株单克隆抗体等提取植物提取物（药物、香料、皮肤细胞培养后移植色素等）检测有毒物质人工种子生理、病理、药理研究培养转基因植物都需在人工无菌的条件下操作都是合成培养基都需适宜的温度、pH 等条件相同点【特别提醒】【特别提醒】（1）全能性理论依据：生物体的细胞含有该物种的全套遗传物质。（2）全能性体现的前提离体；

19、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。外界条件（温度、水分、营养物质、植物激素、动物血清等）适宜。（3）全能性大小比较：受精卵生殖细胞体细胞；分化程度低的体细胞分化程度高的体细胞；植物细胞动物细胞。（4）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（5）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。（6）动、植物细胞均具有全能性，但植物细胞全能性相对容易表现出来，所以前者一般只能获得细胞群（细胞株或细胞系），而后者的培养可获得完整的个

20、体。三、植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较三、植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较植物体细胞杂交动物细胞融合(单克隆抗体制备)细胞膜的流动性、细胞增殖理论基础(原理)细胞膜的流动性、细胞的全能性融合前处理促融后续技术应用酶解法去除细胞壁(纤维素酶、果胶酶)注射特定抗原免疫处理正常小鼠物理法：离心、振动、电刺激等化学法：聚乙二醇(PEG)植物组织培养进行远缘杂交，创造植物新品种物、化法：与植物细胞融合相同生物法：灭活的仙台病毒动物细胞培养制备单克隆抗体意义和用途a肿瘤定位诊断，放射性抗体肿瘤克服远源杂交不亲合的障碍，大大扩b生物导弹治疗，抗体 抗癌药物展杂交的亲本组合范围肿瘤克服有性杂交的母系遗传

21、，获得细胞C、单克隆抗体具有特异性强、灵敏度质基因的杂合子，研究细胞质遗传高的特点四、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、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微生物培养植物组织培养无土栽培动物细胞培养培养的无菌、适宜的 无菌、适宜的温一定的光照、CO2、无菌、适宜的温度等外界条件温度等度等适宜的温度等培养的离体的植物 细微生物个体完整的植物个体具体对象胞、组织或器官水、无机盐、有机营养物质(如水、无机盐、培养基成蔗糖、氨基 酸碳源、氮源、水、无机盐分等)、维生素、植生长因子物激素(细胞分裂素、生长素等)培养基类 固体、半固体型或液体固体液

22、体取自动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织，杂种细胞水、无机盐、有机营养物质(如葡萄糖、氨基酸等)、维生素、动物血清等液体五、细胞工程在育种中的应用五、细胞工程在育种中的应用1 1属于无性繁殖的育种技术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】【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 2属于有性繁殖的育种技术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