高中生物知識點總結
① 2011高中生物知識點總結
生物的基本特性 生物體具有共同的物質基礎和結構基礎
新陳代謝作用
應激性
生長、發育、生殖
遺傳和變異
生物體都能適應一定的環境和影響環境 生物體的基本組成物質中都有蛋白質和核酸。
蛋白質是生命活動的主要承擔者。
核酸是遺傳信息的攜帶者。
細胞是生物體的結構和功能的基本單位。
新陳代謝是活細中全部有序的化學變化的總稱。
新陳代謝是生物體進行一切生命活動的基礎。
生物學發展 三階段:
描述性生物學、實驗生物學、分子生物學 《細胞學說》——為研究生物的結構、生理、生殖和發育奠定了基礎;
《物種起源》——推動現代生物學的發展方面起了巨大作用;
孟德爾;DNA雙螺旋結構;
生物科學發展 生物工程、醫葯、農業、能源開發與環保 疫苗製造——核心:基因工程
抗蟲棉;石油草;超級菌
生命的物質基礎
生物體的生命活動都有共同的物質基礎
化學元素 在不同的生物體內,各種化學元素的含量相差很大。
分類:大量元素、微量元素
化合物是生物體生命活動的物質基礎。
化學元素能夠影響生物體的生命活動。
生物界和非生物界具有統一性和差異性
化合物 水、無機鹽、糖類、脂類、蛋白質、核酸。
水——自由水、結合水
無機鹽的離子對於維持生物體的生命活動有重要作用。
糖類——單糖、二糖、多糖。
脂質——脂肪、類脂、固醇
自由水是細胞內的良好溶劑,可以把營養物質運送到各個細胞。
維持細胞的滲透壓和酸鹼平衡,細胞形態、功能。
糖類是構成生物體的重要成分,也是細胞的主要能源物質。
脂肪是生物體內儲存能量的物質;減少身體熱量散失,維持體溫恆定,減少內臟摩擦,緩沖外界壓力。
磷脂是構成細胞膜的重要成分。
固醇——膽固醇、維生素D、性激素;維持正常新陳代謝和生殖過程。
蛋白質與核酸 蛋白質和核酸都是高分子物質。
蛋白質是細胞中重要的有機化合物,一切生命活動都離不開蛋白質。
核酸是遺傳信息的載體。
蛋白質結構:氨基酸的種類、數目、排列和肽鏈的空間結構。
蛋白質功能:催化、運輸、調節、免疫、識別
染色體是遺傳物質的主要載體。
生命的基本單位——細胞
細胞是生物體的結構和功能的基本單位。
細胞結構與功能 細胞分類:真核生物、原核生物
細胞具有非常精細的結構和復雜的自控功能。 細胞只有保持完整性,才能夠正常地完成各項生命活動。
細胞膜 結構:流動鑲嵌模型——磷脂、蛋白質。
基本骨架:磷脂雙分子層
糖被的結構:蛋白質+多糖。
細胞壁:纖維素、果膠 功能:流動性、選擇透過性
選擇透過性:自由擴散(苯)、主動運輸
主動運輸:能保證活細胞按照生命活動的需要,選擇吸收所需要的營養物質,排除新陳代謝產生的廢物和有害物質。
糖被功能:保護和潤滑、識別
細胞質 基質——營養物質
細胞質基質是活細胞進行新陳代謝的主要場所。
各種細胞器是完成其功能的結構基礎和單位。
線粒體是活細胞進行有氧呼吸的主要場所。
葉綠體是細胞光合作用的場所。
內質網——光面:脂類、糖類合成與運輸
粗面:糖蛋白的加工合成
核糖體
高爾基體
液泡對細胞的內環境起著調節作用,可以使細胞保持一定的滲透壓和膨脹狀態。
細胞核 結構:核膜、核仁、染色質
核膜——是選擇透過性膜,但不是半透膜
染色質——DNA+蛋白質
染色質和染色體是細胞中同一種物質和不同時期的兩種形態 功能:
核孔——核質之間進行物質交換的孔道。
細胞核是遺傳物質儲存和復制的場所,是細胞遺傳特性和細胞代謝活動的控制中心。
細胞核在生命活動中起著決定作用。
原核細胞 主要特點是沒有由核膜包圍的典型細胞核。
其細胞壁不含纖維素,而主要是糖類和蛋白質。
沒有復雜的細胞器,但有分散的核糖體。
擬核 裸露DNA
細胞相對較小
細胞增殖 方式:有絲分裂、無絲分裂,減數分裂。 細胞增殖是生物體生長、發育、繁殖、遺傳的基礎。
有絲分裂
細胞周期 有絲分裂是真核生物進行細胞分裂的主要方式。
體細胞進行有絲分裂是有周期性的,也就有細胞周期
動物與植物有絲分裂區別:前期、末期 不同種類的細胞,一個細胞周期的時間不同。
分裂間期最大特點:完成DNA分子復制和有關蛋白質的合成。
意義:保持了遺傳性狀的穩定性。
細胞分化 僅有細胞的增殖,而沒有細胞分化,生物體不能進行正常的生長發育。
細胞分化是一種持久性的變化,發生在生物體的整個生命進程中,胚胎時期達最大限度。
細胞穩定性變異是不可逆轉的。
細胞全能性:高度分化的植物細胞仍然具有發育成完整植株的潛在能力。 全能性表現最強的細胞是已啟動分裂的幹細胞;
受精卵具有最高全能性。
細胞癌變 細胞畸形分化。
致癌因子:物理、化學、病毒。
癌細胞由於原癌基因從抑制變成激活狀態,使細胞發生轉化而引起的。 特徵:無限增殖;形態結構變化;細胞膜變化。
細胞衰老 是細胞生理和生化發生復雜變化的過程,最終反映在細胞的形態、結構、功能上發生了變化。 特徵:水分減少,新陳代謝減弱;酶的活性降低;
色素積累,阻礙了細胞內物質交流和信息傳遞;
呼吸速度減慢,體積增大,染色質固縮、染色加深,物質運輸功能降低。
第三章 生物新陳代謝
在新陳代謝基礎上,生物體才能表現(生長發育遺傳變異)生命的基本特徵。 新陳代謝是生物最基本的特徵,是生物與非生物最本質的區別。
酶 酶是活細胞的一類具有生物催化作用的有機物(蛋白質、核酸) 特徵:高效性、專一性。
需要的適宜條件:適宜溫度和PH
ATP ATP是新陳代謝所需能量的直接來源。
形成途徑:動物——呼吸作用
植物——光合作用、呼吸作用
形成方式:ADP+Pi ATP在細胞內含量很少,但轉化十分迅速,總是處於動態平衡。
光合作用 意義:除了將太陽能轉化成化學能,並貯存在光合作用製造的糖類等有機物中,以及維持大氣中氧和二氧化碳含量的相對穩定外,還對生物的進化具有重要作用。 藍藻在地球上出現以後,地球大氣中才逐漸含有氧。
水分代謝 滲透作用必備條件:
具有半透膜;兩側溶液具有濃度差。
原生質層:細胞膜、液泡膜和這兩層膜之間的細胞質。 蒸騰作用是水分吸收和礦質元素運輸的動力。
礦質代謝 礦質元素以離子形式被根尖吸收。
植物對水分的吸收和對礦質元素的吸收是相對獨立的過程。 礦質元素的利用形式:N、P、Mg
Ca、Fe
營養物質代謝 三大營養物質的基本來源是食物。
糖類:食物中的糖類絕大部分是澱粉。
脂類:食物中的脂類絕大部分是脂肪。
蛋白質:合成;氨基轉換;脫氨基
關註:血糖調節、肥胖問題、飲食搭配。
只有合理選擇和搭配食物,養成良好飲食習慣,才能維持健康,保證人體新陳代謝、生長發育等生命活動的正常進行。
甘油&脂肪酸大部分再度合成為脂肪。
動物性食物所含氨基酸種類比植物性食物齊全。
三大營養物質之間相互聯系,相互制約。他們之間可以轉化,但是有條件,而且轉化程度有明顯差異。
內環境與穩態 內環境相關系統:循環、呼吸、消化、泌尿。
包括:細胞外液(組織液、血漿、淋巴)
內環境是體內細胞生存的直接環境。
內環境理化性質包括:溫度、PH、滲透壓等
穩態:機體在神經系統和體液的調節下,通過各器官、系統的協調活動,共同維持內環境的相對穩定狀態。 體內細胞只有通過內環境,才能與外界環境進行物質交換。
穩態意義:機體新陳代謝是由細胞內很多復雜的酶促反應組成的,而酶促反應的進行需要溫和的外界條件,必須保持在適宜的范圍內,酶促反應才能正常進行。
呼吸作用 分類:有氧呼吸、無氧呼吸
有氧和無氧呼吸的第一階段都在細胞質基質中進行。
無氧呼吸的場所是細胞質基質
生物體生命活動都需要呼吸作用供能 意義:呼吸作用能為生物體生命活動供能;呼吸過程能為體內其他化合物的合成提供原料。
新陳代謝類型 同化作用
異化作用 自養型:光能自養、化能自養
異養型
需氧型
厭氧型
第四章 生命活動的調節
植物生命活動調節基本形式激素調節
動物生命活動調節基本形式神經調節和體液調節。神經調節佔主導地位。
植物 向性運動是植物受單一方向的外界刺激引起定向運動。
植物的向性運動是對外界環境的適應性。
其他激素:赤黴素、細胞分裂素;脫落酸、乙烯。
植物的生長發育過程,不是受單一激素調節,而是由多種激素相互協調、共同調節。 生長素是最早發現的一種植物激素。
生長素的生理作用具有兩重性,這與生長素濃度和植物器官種類等有關。
生長素的運輸是從形態學的上端向下端運輸。
應用:促扦插枝條生根;促果實發育;防落花果。
動物——體液 體液調節:某些化學物質通過體液傳送,對人和動物體的生理活動所進行的調節。
激素調節是體液調節的主要內容。
反饋調節:協同作用、拮抗作用。
通過反饋調節作用,血液中的激素經常維持在正常的相對穩定的水平。 下丘腦是機體調節內分泌活動的樞紐。
激素調節是通過改變細胞代謝而發揮作用。
生長激素與甲狀腺激素;血糖調節。
動物——神經 生命活動調節主要是由神經調節來完成。
神經調節基本方式——反射。
反射活動結構基礎——反射弧
興奮傳導形式——神經沖動。
興奮傳導:神經纖維上傳導;細胞間傳遞
神經調節以反射方式實現;體液調節是激素隨血液循環輸送到全身來調節。體內大多數內分泌腺受中樞神經系統控制,分泌的激素可以影響神經系統的功能。 反射活動——非條件反射、條件反射。
條件反射大大地提高了動物適應復雜環境變化的能力。
神經中樞功能——分析和綜合
神經纖維上傳導——電位變化、雙向
細胞間傳遞——突觸、單向
動物——行為 動物行為是在神經系統、內分泌系統、運動器官共同調節作用下形成的。
行為受激素、神經調節控制。
先天性行為:趨性、本能、非條件反射
後天性行為:印隨、模仿、條件反射
動物建立後天性行為主要方式:條件反射
動物後天性行為最高級形式:判斷、推理
高等動物的復雜行為主要通過學習形成。 神經系統的調節作用處主導地位。
性激素與性行為之間有直接聯系。
垂體分泌的促性腺激素能促進性腺發育和性激素分泌,進而影響動物性行為。
大多數本能行為比反射行為復雜。(遷徙、織網、哺乳)
生活體驗和學習對行為的形成起決定作用。
判斷、推理是通過學習獲得。
學習主要是與大腦皮層有關。
生物的生殖和發育
生殖 無性生殖、有性生殖
有性生殖使產生的後代具備了雙親的遺傳特性,具有更強的生活能力和變異性,對生物的生存和進化具有重要意義。 單子葉:玉米、小麥、水稻
雙子葉:豆類(花生、大豆)、黃瓜、薺菜
減數分裂和受精作用維持每種生物前後代體細胞中染色體數目的恆定,具有遺傳和變異作用。
個體發育 從受精卵開始發育到性成熟個體的過程。
植物個體發育 花芽形成標志生殖生長的開始。 受精卵經過短暫休眠;受精極核不經休眠。
胚柄產生激素類物質,促進胚體發育。
動物個體發育 胚胎發育、胚後發育
含色素的動物極總是朝上,保證胚胎發育所需的溫度條件。
生物的個體發育是系統發育短暫而迅速的重演。 爬行類、鳥類、哺乳類的胚胎發育早期具有羊膜結構,保證了胚胎發育所需的水環境,具有防震和保護作用,增強了對陸地環境的適應能力。
遺傳和變異
遺傳物質基礎 DNA的探索:
轉化因子的發現→轉化因子是DNA→DNA是遺傳物質→DNA是主要遺傳物質
DNA復制是邊解旋邊復制的過程。
復制方式——半保留復制。
基因的本質是具有遺傳效應的DNA片段
基因是決定生物性狀的基本單位。
基因對性狀的控制:
1 通過控制酶的合成來控制代謝過程;
2 通過控制蛋白質分子結構來直接影響 脫氧核苷酸是構成DNA的基本單位。
染色體是遺傳物質的主要載體。
DNA分子結構:DNA雙螺旋結構
鹼基互補配對原則
鹼基不同排列構成了DNA的多樣性,也說明了生物體具有多樣性和特異性的原因。
DNA雙螺旋結構和鹼基互補配對原則保證了復制能夠精確、准確地進行,保持了遺傳的連續性。
各種生物都公用同一套遺傳密碼。
中心法則的書寫。
一個性狀可由多個基因控制。
生物變異 不可遺傳:不引起體內遺傳物質變化
可遺傳:基因突變、基因重組、染色體變異
多倍體產生原因,是體細胞在有絲分裂過程中,染色體完成了復制,但受外界影響,使紡錘體形成受破壞,從而染色體加倍。 基因突變是生物變異的根本來源,為生物進化提供了最初的原材料。
通過有性生殖過程實現的基因重組,為生物變異提供了極其豐富的來源,是形成生物多樣性的 重要原因之一。
多倍體育種營養物質增加,但發育延遲、結實少。
單倍體育種可以在短時間內得到一個穩定的純系品種,明顯縮短了育種年限。
優生措施 禁止近親結婚;遺傳咨詢;適齡生育;產前診斷。
生物進化
進化基本單位---——種群
進化實質——種群基因頻率的改變
突變和基因重組只是產生生物進化的原材料,不能決定生物進化方向。
生物進化方向由自然選擇決定。
不同種群之間一旦產生生殖隔離,就不會有基因交流。 突變和基因重組是生物進化的原材料;
自然選擇決定生物進化方向;
隔離是新物種形成必要條件。
生物與環境
生態因素 非生物因素
光:光對植物的生理和分布起著決定性作用。
光對動物的影響很明顯。(繁殖活動)
溫度:溫度對生物分布、生長、發育的影響
水:決定陸地生物分布的重要因素。 生物因素
種內關系:種內互助、種內斗爭
種間關系:互利共生、寄生、競爭、捕食
種群 特徵:種群密度、出生率和死亡率、年齡組成、性別比例。
數量變化:「J」曲線、「S」曲線。
研究數量變化意義:在野生生物資源的合理利用和保護、害蟲防治方面。 影響種群變化因素:氣候、食物、被捕食、傳染病。
人類活動對自然界中種群數量變化的影響越來越大。
生物群落 垂直結構、水平結構
生態系統 結構
成分:非生物的物質和能量;生產者;消費者;分解者。
成分間聯系——食物鏈、食物網
生產者固定的太陽能的總量是流經該系統的總能量。
能量流動特點:單向流動、逐級遞減
物質循環和能量流動沿著食物鏈、網進行的。
據此實現對能量的多極利用,從而大大提高能量利用效率。
能量流動和物質循環是生態系統的主要功能。
生態系統穩定性 生態系統的自動調節能力是有一定限度。
一個生態系統,抵抗力穩定性與恢復力穩定性之間往往存在相反的關系。 生態系統成分越單純,營養結構越簡單,自動調節能力越低,抵抗力穩定性越低
② 高一生物知識點總結
記住!!!
高二生物知識點總結
第一章、生命的物質基礎第一節、組成生物體的化學元素
名詞:
1、微量元素:生物體必需的,含量很少的元素。如:Fe(鐵)、Mn(門)、B(碰)、Zn(醒)、Cu(銅)、Mo(母) ,巧記:鐵門碰醒銅母(驢)。
2、大量元素:生物體必需的,含量占生物體總重量萬分之一以上的元素。如:C (探)、 0(洋)、H(親)、N(丹)、S(留)、P(人people)、Ca(蓋)、Mg(美)K(家) 巧記:洋人探親,丹留人蓋美家。
3、統一性:組成細胞的化學元素在非生物界都可以找到,這說明了生物界與非生物界具有統一性。
4、差異性 :組成生物體的化學元素在細胞內的含量與在非生物界中的含量明顯不同,說明了生物界與非生物界存在著差異性。
語句:
1、地球上的生物現在大約有200萬種,組成生物體的化學元素有20多種。
2、生物體生命活動的物質基礎是指組成生物體的各種元素和化合物。
3、組成生物體的化學元素的重要作用:① C、H、O、N、P、S 6種元素是組成原生質的主要元素,大約占原生質的97%。②.有的參與生物體的組成。③有的微量元素能影響生物體的生命活動(如:
第二節、組成生物體的化合物
名詞:
1、原生質:指細胞內有生命的物質,包括細胞質、細胞核和細胞膜三部分。不包括細胞壁,其主要成分為核酸和蛋白質。如:一個植物細胞就不是一團原生質。
2、結合水:與細胞內其它物質相結合,是細胞結構的組成成分。
3、自由水:可以自由流動,是細胞內的良好溶劑,參與生化反應,運送營養物質和新陳代謝的廢物。
4、無機鹽:多數以離子狀態存在,細胞中某些復雜化合物的重要組成成分(如鐵是血紅蛋白的主要成分),維持生物體的生命活動(如動物缺鈣會抽搐),維持酸鹼平衡,調節滲透壓。
5、糖類:有單糖、二糖和多糖之分。a、單糖:是不能水解的糖。動、植物細胞中有葡萄糖、果糖、核糖、脫氧核糖。b、二糖:是水解後能生成兩分子單糖的糖。植物細胞中有蔗糖、麥芽糖,動物細胞中有乳糖。c、多糖:是水解後能生成許多單糖的糖。植物細胞中有澱粉和纖維素(纖維素是植物細胞壁的主要成分)和動物細胞中有糖元(包括肝糖元和肌糖元)。
6、可溶性還原性糖:葡萄糖、果糖、麥芽糖等。
7、脂類包括:a、脂肪(由甘油和脂肪酸組成,生物體內主要儲存能量的物質,維持體溫恆定。)b、類脂(構成細胞膜、線立體膜、葉綠體膜等膜結構的重要成分)c、固醇(包括膽固醇、性激素、維生素D等,具有維持正常新陳代謝和生殖過程的作用。)
8、脫水縮合:一個氨基酸分子的氨基(-NH2)與另一個氨基酸分子的羧基(-COOH)相連接,同時失去一分子水。
9、肽鍵:肽鏈中連接兩個氨基酸分子的鍵(-NH-CO-)。
10、二肽:由兩個氨基酸分子縮合而成的化合物,只含有一個肽鍵。
11、多肽:由三個或三個以上的氨基酸分子縮合而成的鏈狀結構。有幾個氨基酸叫幾肽。
12、肽鏈:多肽通常呈鏈狀結構,叫肽鏈。
13、氨基酸:蛋白質的基本組成單位 ,組成蛋白質的氨基酸約有20種,決定20種氨基酸的密碼子有61種。氨基酸在結構上的特點:每種氨基酸分子至少含有一個氨基(-NH2)和一個羧基(-COOH),並且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上(如:有-NH2和-COOH但不是連在同一個碳原子上不叫氨基酸)。R基的不同氨基酸的種類不同。
14、核酸:最初是從細胞核中提取出來的,呈酸性,因此叫做核酸。核酸最遺傳信息的載體,核酸是一切生物體(包括病毒)的遺傳物質,對於生物體的遺傳變異和蛋白質的生物合成有極其重要的作用。
15、脫氧核糖核酸(DNA):它是核酸一類,主要存在於細胞核內,是細胞核內的遺傳物質,此外,在細胞質中的線粒體和葉綠體也有少量DNA。
16、核糖核酸:另一類是含有核糖的,叫做核糖核酸,簡稱RNA。
公式:
1、肽鍵數=脫去水分子數=氨基酸數目—肽鏈數。
2、基因(或DNA)的鹼基:信使RNA的鹼基:氨基酸個數=6:3:1
語句:
1、自由水和結合水是可以相互轉化的,如血液凝固時,部分自由水轉化為結合水。自由水/結合水的值越大,新陳代謝越活躍。自由水是細胞內的良好溶劑。
2、能源物質系列:生物體的能源物質是糖類、脂類和蛋白質;糖類是細胞的主要能源物質,是生物體進行生命活動的主要能源物質;生物體內的主要貯藏能量的物質是脂肪;動物細胞內的主要貯藏能量的物質是糖元;植物細胞內的主要貯藏能量的物質是澱粉;生物體內的直接能源物質是ATP;生物體內的最終能量來源是太陽能。
3、糖類、脂類、蛋白質、核酸四種有機物共同的元素是C、H、O三種元素,蛋白質必須有N,核酸必須有N、P;蛋白質的基本組成單位是氨基酸,核酸的基本組成單位是核苷酸。(例: DNA、葉綠素、纖維素、胰島素、腎上腺皮質激素在化學成分中共有的元素是C、H、O)。
4、蛋白質的四大特點:①相對分子質量大;②分子結構復雜;③種類極其多樣;④功能極為重要。
5、蛋白質結構多樣性:①氨基酸種數不同,②氨基酸數目不同,③氨基酸排列次序不同,④肽鏈空間結構不同。
6、蛋白質分子結構的多樣性決定了蛋白質分子功能多樣性,概括有:①構成細胞和生物體的重要物質如肌動蛋白;②催化作用:如酶;③調節作用:如胰島素、生長激素;④免疫作用:如抗體,抗原(不是蛋白質);⑤運輸作用:如紅細胞中的血紅蛋白。 注意:蛋白質分子的多樣性是由核酸控制的。
7、一切生命活動都離不開蛋白質,蛋白質是生命活動的承擔者。核酸是一切生物的遺傳物質,是遺傳信息的載體,存在於一切細胞中(不是存在於一切生物中),對於生物的遺傳、變異和蛋白質的合成具有重要作用。
8、組成核酸的基本單位是核苷酸,是由一分子磷酸、一分子核糖、一分子含氮鹼基組成。組成DNA的核苷酸叫做脫氧核苷酸,組成RNA的核苷酸叫做核糖核苷酸。
第二章、生命的基本單位——細胞第一節、細胞的結構和功能
名詞:
1、顯微結構:在普通光學顯微鏡中能夠觀察到的細胞結構。
2、亞顯微結構:在普通光學顯微鏡下觀察不能分辨清楚的細胞內各種微細結構。
3、原核細胞:細胞較小,沒有成形的細胞核。組成核的物質集中在核區,沒有染色體,DNA 不與蛋白質結合,無核膜、無核仁;細胞器只有核糖體;有細胞壁,成分與真核細胞不同。
4、真核細胞:細胞較大,有真正的細胞核,有一定數目的染色體,有核膜、有核仁,一般有多種細胞器。
5、原核生物:由原核細胞構成的生物。如:藍藻、綠藻、細菌(如硝化細菌、乳酸菌、大腸桿菌、肺炎雙球菌)、放線菌、支原體等都屬於原核生物。
6、真核生物:由真核細胞構成的生物。如:酵母菌、黴菌、食用菌、衣藻、變形蟲、草里履蟲、瘧原蟲等。
7、細胞膜的選擇透過性:這種膜可以讓水分子自由通過,細胞要選擇吸收的離子和小分子(如:氨基酸、葡萄糖)也可以通過,而其它的離子、小分子和大分子(如:信使RNA、蛋白質、核酸、蔗糖)則不能通過。
8、膜蛋白:指細胞內各種膜結構中蛋白質成分。
9、載體蛋白:膜結構中與物質運輸有關的一種跨膜蛋白質,細胞膜中的載體蛋白在協助擴散和主動運輸中都有特異性。10、細胞質:在細胞膜以內、細胞核以外的原生質,叫做細胞質。細胞質主要包括細胞質基質和細胞器。
11、細胞質基質:細胞質內呈液態的部分是基質,是細胞進行新陳代謝主要場所。
12、細胞器:細胞質中具有特定功能的各種亞細胞結構的總稱。
13、細胞壁:植物細胞的外面有細胞壁,主要化學成分是纖維素和果膠,其作用是支持和保護。其性質是全透的。
語句:
1、地球上的生物,除了病毒以外,所有的生物體都是由細胞構成的。(生物分類也就有了細胞生物和非細胞生物之分)。
2、細胞膜由雙層磷脂分子鑲嵌了蛋白質。蛋白質可以以覆蓋、貫穿、鑲嵌三種方式與雙層磷脂分子相結合。磷脂雙分子層是細胞膜的基本支架,除保護作用外,還與細胞內外物質交換有關。
3、細胞膜的結構特點是具有一定的流動性;功能特性是選擇透過性。如:變形蟲的任何部位都能伸出偽足,人體某些白細胞能吞噬病菌,這些生理的完成依賴細胞膜的流動性。
4、物質進出細胞膜的方式:a、自由擴散:從高濃度一側運輸到低濃度一側;不消耗能量。例如:H2O、O2、CO2、甘油、乙醇、苯等。b、主動運輸:從低濃度一側運輸到高濃度一側;需要載體;需要消耗能量。例如:葡萄糖、氨基酸、無機鹽的離子(如K+ )。c、協助擴散:有載體的協助,能夠從高濃度的一邊運輸到低濃度的一邊,這種物質出入細胞的方式叫做協助擴散。如:葡萄糖進入紅細胞。
5、線粒體:呈粒狀、棒狀,普遍存在於動、植物細胞中,內有少量DNA和RNA內膜突起形成嵴,內膜、基質和基粒中有許多種與有氧呼吸有關的酶,線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所,生命活動所需要的能量,大約95%來自線粒體。
6、葉綠體:呈扁平的橢球形或球形,主要存在植物葉肉細胞里,葉綠體是植物進行光合作用的細胞器,含有葉綠素和類胡蘿卜素,還有少量DNA和RNA,葉綠素分布在基粒片層的膜上。在片層結構的膜上和葉綠體內的基質中,含有光合作用需要的酶。
7、內質網:由膜結構連接而成的網狀物。功能:增大細胞內的膜面積,使膜上的各種酶為生命活動的各種化學反應的正常進行,創造了有利條件。
8、核糖體:橢球形粒狀小體,有些附著在內質網上,有些游離在細胞質基質中。是細胞內將氨基酸合成蛋白質的場所。
9、高爾基體:由扁平囊泡、小囊泡和大囊泡組成,為單層膜結構,一般位於細胞核附近的細胞質中。在植物細胞中與細胞壁的形成有關,在動物細胞中與分泌物的形成有關,並有運輸作用。
10、中心體:每個中心體含兩個中心粒,呈垂直排列,存在動物細胞和低等植物細胞,位於細胞核附近的細胞質中,與細胞的有絲分裂有關。
11、液泡:是細胞質中的泡狀結構,表面有液泡膜,液泡內有細胞液。化學成分:有機酸、生物鹼、糖類、蛋白質、無機鹽、色素等。有維持細胞形態、儲存養料、調節細胞滲透吸水的作用。
12、與胰島素合成、運輸、分泌有關的細胞器是:核糖體、內質網、高爾基體、線粒體。在胰島素的合成過程中,合成的場所是核糖體,胰島素的運輸要通過內質網來進行,胰島素在分泌之前還要經高爾基體的加工,在合成和分泌過程中線粒體提供能量。
13、在真核細胞中,具有雙層膜結構的細胞器是:葉綠體、線粒體;具有單層膜結構的細胞器是:內質網、高爾基體、液泡;不具膜結構的是:中心體、核糖體。另外,要知道細胞核的核膜是雙層膜,細胞膜是單層膜,但它們都不是細胞器。植物細胞有細胞壁和是葉綠體,而動物細胞沒有,成熟的植物細胞有明顯的液泡,而動物細胞中沒有液泡;在低等植物和動物細胞中有中心體,而高等植物細胞則沒有;此外,高爾基體在動植物細胞中的作用不同。
14、細胞核的簡介:(1)存在絕大多數真核生物細胞中;原核細胞中沒有真正的細胞核;有的真核細胞中也沒有細胞核,如人體內的成熟的紅細胞。(2)細胞核結構:a、核膜:控制物質的進出細胞核。說明:核膜是和內質網膜相連的,便於物質的運輸;在核膜上有許多酶的存在,有利於各種化學反應的進行。b、核孔:在核膜上的不連貫部分;作用:是大分子物質進出細胞核的通道。c、核仁:在細胞周期中呈現有規律的消失(分裂前期)和出現(分裂末期),經常作為判斷細胞分裂時期的典型標志。d、染色質:細胞核中易被鹼性染料染成深色的物質。提出者:德國生物學家瓦爾德爾提出來的。組成主要由DNA和蛋白質構成。染色質和染色體是同一種物質在不同時期的細胞中的兩種不同形態!(3)細胞核的功能:是遺傳物質儲存和復制的場所;是細胞遺傳特性和代謝中心活動的控制中心。
15、原核細胞與真核細胞的主要區別是有無成形的細胞核,也可以說是有無核膜,因為有核膜就有成形的細胞核,無核膜就沒有成形的細胞核。這里有幾個問題應引起注意:(1)病毒既不是原核生物也不是真核生物,因為病毒沒有細胞結構。(2)原生動物(如草履蟲、變形蟲等)是真核生物。(3)不是所有的菌類都是原核生物,細菌(如硝化細菌、乳酸菌等)是原核生物,而真菌(如酵母菌、黴菌、蘑菇等)是真核生物。
16、在線粒體中,氧是在有氧呼吸第三個階段兩個階段產生的氫結合生成水,並放出大量的能量;光合作用的暗反應中,光反應產生的氫參與暗反應中二氧化碳的還原生成水和葡萄糖;蛋白質是由氨基酸在核糖體上經過脫水縮合而成,有水的生成。
第二節、細胞增殖
名詞:
1、染色質:在細胞核中分布著一些容易被鹼性染料染成深色的物質,這些物質是由DNA和蛋白質組成的。在細胞分裂間期,這些物質成為細長的絲,交織成網狀,這些絲狀物質就是染色質。
2、染色體:在細胞分裂期,細胞核內長絲狀的染色質高度螺旋化,縮短變粗,就形成了光學顯微鏡下可以看見的染色體。3、姐妹染色單體:染色體在細胞有絲分裂(包括減數分裂)的間期進行自我復制,形成由一個著絲點連接著的兩條完全相同的染色單體。(若著絲點分裂,則就各自成為一條染色體了)。每條姐妹染色單體含1個DNA,每個DNA一般含有2條脫氧核苷酸鏈。
4、有絲分裂:大多數植物和動物的體細胞,以有絲分裂的方式增加數目。有絲分裂是細胞分裂的主要方式。親代細胞的染色體復制一次,細胞分裂兩次。
5、細胞周期:連續分裂的細胞,從一次分裂完成時開始,到下一次分裂完成時為止,這是一個細胞周期。一個細胞周期包括兩個階段:分裂間期和分裂期。分裂間期:從細胞在一次分裂結束之後到下一次分裂之前,叫分裂間期。分裂期:在分裂間期結束之後,就進入分裂期。分裂間期的時間比分裂期長。
6、紡錘體:是在有絲分裂中期細胞質中出現的結構,它和染色體的運動有密切關系。
7、赤道板:細胞有絲分裂中期,染色體的著絲粒准確地排列在紡錘體的赤道平面上,因此叫做赤道板。
8、無絲分裂:分裂過程中沒有出現紡錘體和染色體的變化。例如,蛙的紅細胞。
公式:
1)染色體的數目=著絲點的數目。
2)DNA數目的計算分兩種情況:①當染色體不含姐妹染色單體時,一個染色體上只含有一個DNA分子;②當染色體含有姐妹染色單體時,一個染色體上含有兩個DNA分子。
語句:
1、染色質、染色體和染色單體的關系:第一,染色質和染色體是細胞中同一種物質在不同時期細胞中的兩種不同形態。第二,染色單體是染色體經過復制(染色體數量並沒有增加)後仍連接在同一個著點的兩個子染色體(姐妹染色單體);當著絲點分裂後,兩染色單體就成為獨立的染色體(姐妹染色體)。
2、染色體數、染色單體數和DNA分子數的關系和變化規律:細胞中染色體的數目是以染色體著絲點的數目來確定的,無論一個著絲點上是否含有染色單體。在一般情況下,一個染色體上含有一個 DNA分子,但當染色體(染色質)復制後且兩染色單體仍連在同一著絲點上時,每個染色體上則含有兩個DNA分子。
3、植物細胞有絲分裂過程:(1)分裂間期:完成DNA分子的復制和有關蛋白質的合成。結果:每個染色體都形成兩個姐妹染色單體,呈染色質形態。(2)細胞分裂期:A、分裂前期:①出現染色體、出現紡錘體②核膜、核仁消失;記憶口訣:膜仁消失兩體現(說明是染色體出現和紡錘體形成 )B、分裂中期:①所有染色體的著絲點都排列在赤道板上②在分裂中期染色體的形態和數目最清晰,觀察染色體形態數目最好的時期;記憶口訣:著絲點在赤道板。C、分裂後期:①著絲點一分為二,姐妹染色單體分開,成為兩條子染色體,並分別向兩極移動②染色單體消失,染色體數目加倍;記憶口訣:著絲點裂體平分。D、分裂末期:①染色體變成染色質,紡錘體消失②核膜、核仁重現③在赤道板位置出現細胞板。記憶口訣:膜仁重現新壁成。
4、動、植物細胞有絲分裂的異同:①相同點是染色體的行為特徵相同,染色體復制後平均分配到兩個子細胞中去。②區別:前期(紡錘體的形成方式不同):植物細胞由細胞兩極發出紡錘絲形成紡錘體;動物細胞由細胞的兩組中心粒發出星射線形成紡錘體。末期(細胞質的分裂方式不同):植物細胞在赤道板位置出現細胞板形成細胞壁將細胞質分裂為二;動物細胞:細胞膜從中部向內凹陷將細胞質縊裂為二。
5、DNA分子數目的加倍在間期,數目的恢復在末期;染色體數目的加倍在後期,數目的恢復在末期;染色單體的產生在間期,出現在前期,消失在後期。
6、有絲分裂中染色體、DNA分子數各期的變化:①染色體(後期暫時加倍):間期2N,前期2N,中期2N,後期4N,末期2N;②染色單體(染色體復制後,著絲點分裂前才有):間期0-4N,前期4N,中期4N,後期0,末期0。③DNA數目(染色體復制後加倍,分裂後恢復):間期2a -4a,前期4a,中期 4a,後期 4a,末期 2a;④同源染色體(對)(後期暫時加倍):間期N前期N中期 N後期2N末期N。
7、細胞以分裂方式進行增殖,細胞增殖是生物體生長、發育、繁殖和遺傳的基礎。細胞有絲分裂的重要意義(特徵),是將親代細胞的染色體經過復制以後,精確地平均分配到兩個子細胞中去,因而在生物的親代和子代間保持了遺傳性狀的穩定性,對生物的遺傳具重要意義。
第三節、細胞的分化
名詞:
1、細胞的分化:在個體發育過程中,相同細胞(細胞分化的起點)的後代,在細胞的形態、結構和生理功能上發生的穩定性差異的過程。
2、細胞全能性:一個細胞能夠生長發育成整個生物的特性。
3、細胞的癌變:在生物體的發育中,有些細胞受到各種致癌因子的作用,不能正常的完成細胞分化,變成了不受機體控制的、能夠連續不斷的分裂的惡性增殖細胞。
4、細胞的衰老是細胞生理和生化發生復雜變化的過程,最終反應在細胞的形態、結構和生理功能上。
語句:
1、細胞的分化注意點:a、發生時期:是一種持久性變化,它發生在生物體的整個生命活動進程中,胚胎時期達到最大限度。b、細胞分化的特性:穩定性、持久性、不可逆性、全能性。c、意義:經過細胞分化,在多細胞生物體內就會形成各種不同的細胞和組織;多細胞生物體是由一個受精卵通過細胞增殖和分化發育而成,如果僅有細胞增殖,沒有細胞分化,生物體是不能正常生長發育的。
2、細胞的癌變特點:a、癌細胞的特徵:能夠無限增殖;形態結構發生了變化;癌細胞表面發生了變化。b、致癌因子:物理致癌因子:主要是輻射致癌;化學致癌因子:如苯、坤、煤焦油等;病毒致癌因子:能使細胞癌變的病毒叫腫瘤病毒或致癌病毒。c、機理是癌細胞是由於原癌基因激活,細胞發生轉化引起的。d、預防:避免接觸致癌因子;增強體質,保持心態健康,養成良好習慣,從多方面積極採取預防措施。
3、細胞衰老的主要特徵:a.水分減少,細胞萎縮,體積變小,代謝減慢;b、有些酶活性降低(細胞中酪氨酸酶活性降低會導致頭發變白);c.色素積累(如:老年斑);d.呼吸減慢,細胞核增大,染色質固縮,染色加深;e.細胞膜通透功能改變,物質運輸能力降低。
4、從理論上講,生物體的每一個活細胞都應該具有全能性。在生物體內,細胞並沒有表現出全能性,而是分化成為不同的細胞、器官,這是基因在特定的時間、空間條件下選擇性表達的結果,當植物細胞脫離了原來所在植物體的器官或組織而處於離體狀態時,在一定的營養物質、激素和其他外界的作用條件下,就可能表現出全能性,發育成完整的植株。
第三章、新陳代謝第一節 新陳代謝與酶
名詞:
1、酶:是活細胞(來源)所產生的具有催化作用(功能)的一類有機物。大多數酶的化學本質是蛋白質(合成酶的場所主要是核糖體,水解酶的酶是蛋白酶),也有的是RNA。
2、酶促反應:酶所催化的反應。
語句:
1、酶的發現:①、1783年,義大利科學家斯巴蘭讓尼用實驗證明:胃具有化學性消化的作用;②、1836年,德國科學家施旺從胃液中提取了胃蛋白酶;③、1926年,美國科學家薩姆納通過化學實驗證明脲酶是一種蛋白質;④20世紀80年代,美國科學家切赫和奧特曼發現少數RNA也具有生物催化作用。
2、酶的特點:在一定條件下,能使生物體內復雜的化學反應迅速地進行,而反應前後酶的性質和質量並不發生變化。
3、酶的特性:①高效性:催化效率比無機催化劑高許多。②專一性:每種酶只能催化一種或一類化合物的化學反應。③酶需要適宜的溫度和pH值等條件:在最適宜的溫度和pH下,酶的活性最高。溫度和pH偏高和偏低,酶的活性都會明顯降低。原因是過酸、過鹼和高溫,都能使酶分子結構遭到破壞而失去活性。
4、酶是活細胞產生的,在細胞內外都起作用,如消化酶就是在細胞外消化道內起作用的;酶對生物體內的化學反應起催化作用與調節人體新陳代謝的激素不同;雖然酶的催化效率很高,但它並不被消耗;酶大多數是蛋白質,它的合成受到遺傳物質的控制,所以酶的決定因素是核酸。
5、既要除去細胞壁的同時不損傷細胞內部結構,正確的思路是:細胞壁的主要成分是纖維素、酶具有專一性,去除細胞壁選用纖維素酶使其分解。血液凝固是一系列酶促反應過程,溫度、酸鹼度都能影響酶的催化效率,對於動物體內酶催化的最適溫度是動物的體溫,動物的體溫大 都在35℃左右。
6、通常酶的化學本質是蛋白質,主要在適宜條件下才有活性。胃蛋白酶是在胃中對蛋白質的水解起催化作用的。胃蛋白酶只有在酸性環境(最適PH=2左右)才有催化作用,隨pH升高,其活性下降。當溶液中pH上升到6以上時,胃蛋白酶會失活,這種活性的破壞是不可逆轉的。
第二節 新陳代謝與ATP
語句:
1、ATP的結構簡式:ATP是三磷酸腺苷的英文縮寫,結構簡式:A-P~P~P,其中:A代表腺苷,P代表磷酸基,~代表高能磷酸鍵,-代表普通化學鍵。注意:ATP的分子中的高能磷酸鍵中儲存著大量的能量,所以ATP被稱為高能化合物。這種高能化合物在水解時,由於高能磷酸鍵的斷裂,必然釋放出大量的能量。這種高能化合物形成時,即高能磷酸鍵形成時,必然吸收大量的能量。
2、ATP與ADP的相互轉化:在酶的作用下,ATP中遠離A的高能磷酸鍵水解,釋放出其中的能量,同時生成ADP和Pi;在另一種酶的作用下,ADP接受能量與一個Pi結合轉化成ATP。ATP與ADP相互轉變的反應是不可逆的,反應式中物質可逆,能量不可逆。ADP和Pi可以循環利用,所以物質可逆;但是形成ATP時所需能量絕不是ATP水解所釋放的能量,所以能量不可逆。
(具體因為:(1)從反應條件看,ATP的分解是水解反應,催化反應的是水解酶;而ATP是合成反應,催化該反應的是合成酶。酶具有專一性,因此,反應條件不同。(2)從能量看,ATP水解釋放的能量是儲存在高能磷酸鍵內的化學能;而合成ATP的能量主要有太陽能和化學能。因此,能量的來源是不同的。(3)從合成與分解場所的場所來看:ATP合成的場所是細胞質基質、線粒體(呼吸作用)和葉綠體(光合作用);而ATP分解的場所較多。因此,合成與分解的場所不盡相同。)
3、ATP的形成途徑 : 對於動物和人來說,ADP轉化成ATP時所需要的能量,來自細胞內呼吸作用中分解有機物釋放出的能量。對於綠色植物來說,ADP轉化成ATP時所需要的能量,除了來自呼吸作用中分解有機物釋放出的能量外,還來自光合作用。
4、ATP分解時的能量利用:細胞分裂、根吸收礦質元素、肌肉收縮等生命活動。5、ATP是新陳代謝所需能量的直接來源。
第三節、光合作用
名詞:
1、光合作用:發生范圍(綠色植物)、場所(葉綠體)、能量來源(光能)、原料(二氧化碳和水)、產物(儲存能量的有機物和氧氣)。
語句:
1、光合作用的發現:①1771年英國科學家普里斯特利發現,將點燃的蠟燭與綠色植物一起放在密閉的玻璃罩內,蠟燭不容易熄滅;將小鼠與綠色植物一起放在玻璃罩內,小鼠不容易窒息而死,證明:植物可以更新空氣。②1864年,德國科學家把綠葉放在暗處理的綠色葉片一半暴光,另一半遮光。過一段時間後,用碘蒸氣處理葉片,發現遮光的那一半葉片沒有發生顏色變化,曝光的那一半葉片則呈深藍色。證明:綠色葉片在光合作用中產生了澱粉。③1880年,德國科學家思吉爾曼用水綿進行光合作用的實驗。證明:葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所,氧是葉綠體釋放出來的。④20世紀30年代美國科學家魯賓卡門採用同位素標記法研究了光合作用。第一組相植物提供H218O和CO2,釋放的是18O2;第二組提供H2 O和C18O,釋放的是O2。光合作用釋放的氧全部來自來水。
2、葉綠體的色素:①分布:基粒片層結構的薄膜上。②色素的種類:高等植物葉綠體含有以下四種色素。A、葉綠素主要吸收紅光和藍紫光,包括葉綠素a(藍綠色)和葉綠素b(黃綠色);B、類胡蘿卜素主要吸收藍紫光,包括胡蘿卜素(橙黃色)和葉黃素(黃色)
3、葉綠體的酶:分布在葉綠體基粒片層膜上(光反應階段的酶)和葉綠體的基質中(暗反應階段的酶)。
4、光合作用的過程:①光反應階段a、水的光解:2H2O→4[H]+O2(為暗反應提供氫)b、ATP的形成:ADP+Pi+光能—→ATP(為暗反應提供能量)②暗反應階段: a、CO2的固定:CO2+C5→2C3 b、C3化合物的還原:2C3+[H]+ATP→(CH2O)+C5
③ 高中生物知識點總結
第二章 細胞的化學組成
第一節 細胞中的原子和分子
一、組成細胞的原子和分子
1、細胞中含量最多的6種元素是C、H、O、N、P、Ca(98%)。
2、組成生物體的基本元素:C元素。(碳原子間以共價鍵構成的碳鏈,碳鏈是生物構成生物大分子的基本骨架,稱為有機物的碳骨架。)
3、缺乏必需元素可能導致疾病。如:克山病(缺硒)
4、生物界與非生物界的統一性和差異性
統一性:組成生物體的化學元素,在無機自然界都可以找到,沒有一種元素是生物界特有的。
差異性:組成生物體的化學元素在生物體和自然界中含量相差很大。
二、細胞中的無機化合物:水和無機鹽
1、水:(1)含量:占細胞總重量的60%-90%,是活細胞中含量是最多的物質。
(2)形式:自由水、結合水
自由水:是以游離形式存在,可以自由流動的水。作用有①良好的溶劑;②參與細胞內生化反應;③物質運輸;④維持細胞的形態;⑤體溫調節
(在代謝旺盛的細胞中,自由水的含量一般較多)
結合水:是與其他物質相結合的水。作用是組成細胞結構的重要成分。
(結合水的含量增多,可以使植物的抗逆性增強)
2、無機鹽
(1)存在形式:離子
(2)作用
①與蛋白質等物質結合成復雜的化合物。
(如Mg2+是構成葉綠素的成分、Fe2+是構成血紅蛋白的成分、I-是構成甲狀腺激素的成分。
②參與細胞的各種生命活動。(如鈣離子濃度過低肌肉抽搐、過高肌肉乏力)
第二節 細胞中的生物大分子
一、糖類
1、元素組成:由C、H、O 3種元素組成。
2、分類
概 念 種 類 分 布 主 要 功 能
單糖 不能水解的糖 核糖 動植物細胞 組成核酸的物質
脫氧核糖
葡萄糖 細胞的重要能源物質
二糖 水解後能夠生成二分子單糖的糖 蔗糖 植物細胞
麥芽糖
乳糖 動物細胞
多糖 水解後能夠生成許多個單糖分子的糖 澱粉 植物細胞 植物細胞中的儲能物質
纖維素 植物細胞壁的基本組成成分
糖原 動物細胞 動物細胞中的儲能物質
附:二糖與多糖的水解產物:
蔗糖→1葡萄糖+1果糖
麥芽糖→2葡萄糖
乳糖→1葡萄糖+ 1半乳糖
澱粉→麥芽糖→葡萄糖
纖維素→纖維二糖→葡萄糖
糖原→葡萄糖
3、功能:糖類是生物體維持生命活動的主要能量來源。
(另:能參與細胞識別,細胞間物質運輸和免疫功能的調節等生命活動。)
4.糖的鑒定:
(1)澱粉遇碘液變藍色,這是澱粉特有的顏色反應。
(2)還原性糖(單糖、麥芽糖和乳糖)與斐林試劑在隔水加熱條件下,能夠生成磚紅色沉澱。
斐林試劑: 配製:0.1g/mL的NaOH溶液(2mL)+ 0.05g/mL CuSO4溶液(4-5滴)
使用:混合後使用,且現配現用。
二、脂質
1、元素組成:主要由C、H、O組成(C/H比例高於糖類),有些還含N、P
2、分類:脂肪、類脂(如磷脂)、固醇(如膽固醇、性激素、維生素D等)
3.功能:
脂肪:細胞代謝所需能量的主要儲存形式。
類脂中的磷脂:是構成生物膜的重要物質。
固醇:在細胞的營養、調節、和代謝中具有重要作用。
脂肪的鑒定:脂肪可以被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色。
(在實驗中用50%酒精洗去浮色→顯微鏡觀察→橘黃色脂肪顆粒)
三、蛋白質
1、元素組成:除C、H、O、N外,大多數蛋白質還含有S
2、基本組成單位:氨基酸(組成蛋白質的氨基酸約20種)
氨基酸結構通式::
氨基酸的判斷: ①同時有氨基和羧基
②至少有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上。
(組成蛋白質的20種氨基酸的區別:R基的不同)
3.形成:許多氨基酸分子通過脫水縮合形成肽鍵(-CO-NH-)相連而成肽鏈,多條肽鏈盤曲折疊形成有功能的蛋白質
二肽:由2個氨基酸分子組成的肽鏈。
多肽:由n(n≥3)個氨基酸分子以肽鍵相連形成的肽鏈。
蛋白質結構的多樣性的原因:組成蛋白質多肽鏈的氨基酸的種類、數目、排列順序的不同;
構成蛋白質的多肽鏈的數目、空間結構不同
4.計算:
一個蛋白質分子中肽鍵數(脫去的水分子數)=氨基酸數 - 肽鏈條數。
一個蛋白質分子中至少含有氨基數(或羧基數)=肽鏈條數
5.功能:生命活動的主要承擔者。(注意有關蛋白質的功能及舉例)
6.蛋白質鑒定:與雙縮脲試劑產生紫色的顏色反應
雙縮脲試劑:配製:0.1g/mL的NaOH溶液(2mL)和0.01g/mL CuSO4溶液(3-4滴)
使用:分開使用,先加NaOH溶液,再加CuSO4溶液。
四、核酸
1、元素組成:由C、H、O、N、P 5種元素構成
2、基本單位:核苷酸(由1分子磷酸+1分子五碳糖+1分子含氮鹼基組成)
1分子磷酸
脫氧核苷酸 1分子脫氧核糖
(4種) 1分子含氮鹼基(A、T、G、C)
1分子磷酸
核糖核苷酸 1分子核糖
(4種) 1分子含氮鹼基(A、U、G、C)
3、種類:脫氧核糖核酸(DNA)和 核糖核酸(RNA)
種類 英文縮寫 基本組成單位 存在場所
脫氧核糖核酸 DNA 脫氧核苷酸(4種) 主要在細胞核中(在葉綠體和線粒體中有少量存在)
核糖核酸 RNA 核糖核苷酸(4種) 主要存在細胞質中
4、生理功能:儲存遺傳信息,控制蛋白質的合成。
(原核、真核生物遺傳物質都是DNA,病毒的遺傳物質是DNA或RNA。)
第三章 細胞的結構和功能
第一節 生命活動的基本單位——細胞
一、細胞學說的建立和發展
發明顯微鏡的科學家是荷蘭的列文·虎克;
;發現細胞的科學家是英國的胡克;
創立細胞學說的科學家是德國的施萊登和施旺。施旺、施萊登提出「一切動物和植物都是由細胞構成的,細胞是一切動植物的基本單位」。
在此基礎上德國的魏爾肖總結出:「細胞只能來自細胞」,細胞是一個相對獨立的生命活動的基本單位。這被認為是對細胞學說的重要補充。
二、光學顯微鏡的使用
1、方法:
先對光:一轉轉換器;二轉聚光器;三轉反光鏡
再觀察:一放標本孔中央;二降物鏡片上方;三升鏡筒仔細看
2、注意:
(1)放大倍數=物鏡的放大倍數×目鏡的放大倍數
(2)物鏡越長,放大倍數越大
目鏡越短,放大倍數越大
「物鏡—玻片標本」越短,放大倍數越大
(3)物像與實際材料上下、左右都是顛倒的
(4)高倍物鏡使用順序:
低倍鏡→標本移至中央→高倍鏡→大光圈,凹面鏡→細准焦螺旋
(5)污點位置的判斷:移動或轉動法
第二節 細胞的類型和結構
一、細胞的類型
原核細胞:沒有典型的細胞核,無核膜和核仁。如細菌、藍藻、放線菌等原核生物的細胞。
真核細胞:有核膜包被的明顯的細胞核。如動物、植物和真菌(酵母菌、黴菌、食用菌)等真核生物的細胞。
二、細胞的結構
1.細胞膜
(1)組成:主要為磷脂雙分子層(基本骨架)和蛋白質,另有糖蛋白(在膜的外側)。
(2)結構特點:具有一定的流動性(原因:磷脂和蛋白質的運動);
功能特點:具有選擇通透性。
(3)功能:保護和控制物質進出
2.細胞壁:主要成分是纖維素,有支持和保護功能。
3.細胞質:細胞質基質和細胞器
(1)細胞質基質:為代謝提供場所和物質和一定的環境條件,影響細胞的形狀、分裂、運動及細胞器的轉運等。
(2)細胞器:
線粒體(雙層膜):內膜向內突起形成「嵴」,細胞有氧呼吸的主要場所(第二、三階段),含少量DNA。
葉綠體(雙層膜):只存在於植物的綠色細胞中。類囊體上有色素,類囊體和基質中含有與光合作用有關的酶,是光合作用的場所。含少量的DNA。
內質網(單層膜):是有機物的合成「車間」,蛋白質運輸的通道。
高爾基體(單層膜):動物細胞中與分泌物的形成有關,植物中與有絲分裂細胞壁的形成有關。
液泡(單層膜):泡狀結構,成熟的植物有大液泡。功能:貯藏(營養、色素等)、保持細胞形態,調節滲透吸水。
核糖體(無膜結構):合成蛋白質的場所。
中心體(無膜結構):由垂直的兩個中心粒構成,與動物細胞有絲分裂有關。
小結:
★ 雙層膜的細胞器:線粒體、葉綠體
★ 單層膜的細胞器:內質網、高爾基體、液泡
★非膜的細胞器:核糖體、中心體;
★ 含有少量DNA的細胞器:線粒體、葉綠體
★ 含有色素的細胞器:葉綠體、液泡
★動、植物細胞的區別:動物特有中心體;高等植物特有細胞壁、葉綠體、液泡。
4.細胞核
(1)組成:核膜、核仁、染色質
(2)核膜:雙層膜,有核孔(細胞核與細胞質之間的物質交換通道,RNA、蛋白質等大分子進出必須通過核孔。)
(3)核仁:在細胞有絲分裂中周期性的消失(前期)和重建(末期)
(4)染色質:被鹼性染料染成深色的物質,主要由DNA和蛋白質組成
染色質和染色體的關系:細胞中同一種物質在不同時期的兩種表現形態
(5)功能:是遺傳物質DNA的儲存和復制的主要場所,是細胞遺傳特性和細胞代謝活動的控制中心。
(6)原核細胞與真核細胞根本區別:是否具有成形的細胞核(是否具有核膜)
5.細胞的完整性:細胞只有保持以上結構完整性,才能完成各種生命活動。
第三節 物質的跨膜運輸
一、物質跨膜運輸的方式:
1、小分子物質跨膜運輸的方式:
方式 濃度 載體 能量 舉例 意義
被動運輸 簡單
擴散 高→低 × × O2、CO2、水、乙醇、甘油、脂肪酸 只能從高到低被動地吸收或排出物質
易化
擴散 高→低 √ × 葡萄糖進入紅細胞
主動
運輸 低→高 √ √ 各種離子,小腸吸收葡萄糖、氨基酸,腎小管重吸收葡萄糖 一般從低到高主動地吸收或排出物質,以滿足生命活動的需要。
2、大分子和顆粒性物質跨膜運輸的方式:
大分子和顆粒性物質通過內吞作用進入細胞,通過外排作用向外分泌物質。
二、實驗:觀察植物細胞的質壁分離和復原
實驗原理:原生質層(細胞膜、液泡膜、兩層膜之間細胞質)相當於半透膜,
當外界溶液的濃度大於細胞液濃度時,細胞將失水,原生質層和細胞壁都會收縮,但原生質層伸縮性比細胞壁大,所以原生質層就會與細胞壁分開,發生「質壁分離」。
反之,當外界溶液的濃度小於細胞液濃度時,細胞將吸水,原生質層會慢慢恢復原來狀態,使細胞發生「質壁分離復原」。
材料用具:紫色洋蔥表皮,0.3g/ml蔗糖溶液,清水,載玻片,鑷子,滴管,顯微鏡等
方法步驟:
(1)製作洋蔥表皮臨時裝片。
(2)低倍鏡下觀察原生質層位置。
(3)在蓋玻片一側滴一滴蔗糖溶液,另一側用吸水紙吸,重復幾次,讓洋蔥表皮浸潤在蔗糖溶液中。
(4)低倍鏡下觀察原生質層位置、細胞大小變化(變小),觀察細胞是否發生質壁分離。
(5)在蓋玻片一側滴一滴清水,另一側用吸水紙吸,重復幾次,讓洋蔥表皮浸潤在清水中。
(6)低倍鏡下觀察原生質層位置、細胞大小變化(變大),觀察是否質壁分離復原。
實驗結果:
細胞液濃度<外界溶液濃度 細胞失水(質壁分離)
細胞液濃度>外界溶液濃度 細胞吸水(質壁分離復原)
第四章 光合作用和細胞呼吸
第一節 ATP和酶
一、ATP
1、功能:ATP是生命活動的直接能源物質
註:生命活動的主要的能源物質是糖類(葡萄糖);
生命活動的儲備能源物質是脂肪。
生命活動的根本能量來源是太陽能。
2、結構:
中文名:腺嘌呤核苷三磷酸(三磷酸腺苷)
構成:腺嘌呤—核糖—磷酸基團~磷酸基團~磷酸基團
簡式: A-P~P~P
(A :腺嘌呤核苷; T :3; P:磷酸基團;
~ : 高能磷酸鍵,第二個高能磷酸鍵相當脆弱,水解時容易斷裂)
3、ATP與ADP的相互轉化:
酶
ATP ADP+Pi+能量
註:
(1)向右:表示ATP水解,所釋放的能量用於各種需要能量的生命活動。
向左:表示ATP合成,所需的能量來源於生物化學反應釋放的能量。
(在人和動物體內,來自細胞呼吸;綠色植物體內則來自細胞呼吸和光合作用)
(2)ATP能作為直接能源物質的原因是細胞中ATP與ADP循環轉變,且十分迅速。
二、酶
1、概念:酶通常是指由活細胞產生的、具有催化活性的一類特殊的蛋白質,又稱為生物催化劑。(少數核酸也具有生物催化作用,它們被稱為「核酶」)。
2、特性: 催化性、高效性、特異性
3、影響酶促反應速率的因素
(1)PH: 在最適pH下,酶的活性最高,pH值偏高或偏低酶的活性都會明顯降低。(PH過高或過低,酶活性喪失)
(2)溫度: 在最適溫度下酶的活性最高,溫度偏高或偏低酶的活性都會明顯降低。(溫度過低,酶活性降低;溫度過高,酶活性喪失)
另外:還受酶的濃度、底物濃度、產物濃度的影響。
第二節光合作用
一、光合作用的發現
1648 比利時,范·海爾蒙特:植物生長所需要的養料主要來自於水,而不是土壤。
1771 英國,普利斯特萊:植物可以更新空氣。
1779 荷蘭,揚·英根豪斯:植物只有綠葉才能更新空氣;並且需要陽光才能更新空氣。
1880美國,恩吉(格)爾曼:光合光合作用的場所在葉綠體。
1864 德國,薩克斯:葉片在光下能產生澱粉
1940美國,魯賓和卡門(用放射性同位素標記法):光合作用釋放的氧全部來自參加反應的水。(糖類中的氫也來自水)。
1948 美國,梅爾文·卡爾文:用標14C標記的CO2追蹤了光合作用過程中碳元素的行蹤,進一步了解到光合作用中復雜的化學反應。
二、實驗:提取和分離葉綠體中的色素
1、原理:
葉綠體中的色素能溶解於有機溶劑(如丙酮、酒精等)。
葉綠體中的色素在層析液中的溶解度不同,溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快;反之則慢。
2、過程:(見書P63)
3、結果:色素在濾紙條上的分布自上而下:
胡蘿卜素(橙黃色) 最快(溶解度最大)
葉黃素 (黃 色)
葉綠素a (藍綠色) 最寬(最多)
葉綠素b (黃綠色) 最慢(溶解度最小)
4、注意:
丙酮的用途是提取(溶解)葉綠體中的色素,
層析液的的用途是分離葉綠體中的色素;
石英砂的作用是為了研磨充分,
碳酸鈣的作用是防止研磨時葉綠體中的色素受到破壞;
分離色素時,層析液不能沒及濾液細線的原因是濾液細線上的色素會溶解到層析液中;
5、色素的位置和功能
葉綠體中的色素存在於葉綠體類囊體薄膜上。
葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍紫光;
胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光及保護葉綠素免受強光傷害的作用。
Mg是構成葉綠素分子必需的元素。
三、光合作用
1、概念:
指綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉變成儲存能量的有機物,並且釋放出氧氣的過程。
2、過程:
(1)光反應
條件:有光
場所:葉綠體類囊體薄膜
過程:① 水的光解:
② ATP的合成:(光能→ATP中活躍的化學能)
(2)暗反應
條件:有光和無光
場所:葉綠體基質
過程:①CO2的固定:
② C3的還原:
(ATP中活躍的化學能→有機物中穩定的化學能)
3、總反應式:
光能
CO2 + H2O (CH2O)+ O2
葉綠體
4、實質:把無機物轉變成有機物,把光能轉變成有機物中的化學能
四、影響光合作用的環境因素:光照強度、CO2濃度、溫度等
(1)光照強度:在一定的光照強度范圍內,光合作用的速率隨著光照強度的增加而加快。
(2)CO2濃度:在一定濃度范圍內,光合作用速率隨著CO2濃度的增加而加快。
(3)溫度:光合作用只能在一定的溫度范圍內進行,在最適溫度時,光合作用速率最快,高於或低於最適溫度,光合作用速率下降。
五、農業生產中提高光能利用率採取的方法:
延長光照時間 如:補充人工光照、多季種植
增加光照面積 如:合理密植、套種
光照強弱的控制:陽生植物(強光),陰生植物(弱光)
增強光合作用效率 適當提高CO2濃度:施農家肥
適當提高白天溫度(降低夜間溫度)
必需礦質元素的供應
第三節 細胞呼吸
一、有氧呼吸
1、概念:
有氧呼吸是指活細胞在有氧氣的參與下,通過酶的催化作用,把某些有機物徹底氧化分解,產生出二氧化碳和水,同時釋放大量能量的過程。
2、過程:三個階段
① C6H12O6 酶 2丙酮酸 + [H](少)+ 能量(少) 細胞質基質
② 丙酮酸 + H2O 酶 CO2 + [H] + 能量(少) 線粒體
③ [H] + O2 酶 H2O + 能量(大量) 線粒體
(註:3個階段的各個化學反應是由不同的酶來催化的)
3、總反應式:
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 酶 6CO2 + 12H2O + 能量
4、意義:是大多數生物特別是人和高等動植物獲得能量的主要途徑
二、無氧呼吸
1、概念:
無氧呼吸是指細胞在無氧條件下,通過酶的催化作用,把葡萄糖等有機物分解成乙醇和二氧化碳或乳酸, 同時釋放少量能量的過程。
2、過程:二個階段
①:與有氧呼吸第一階段完全相同 細胞質基質
② 丙酮酸 酶 C2H5OH(酒精)+CO2 細胞質基質
(高等植物、酵母菌等)
或 丙酮酸 酶 C3H6O3(乳酸)
(動物和人)
3、總反應式:
C6H12O6 酶 2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量
C6H12O6 酶 2C3H6O3(乳酸)+能量
4、意義:
高等植物在水淹的情況下,可以進行短暫的無氧呼吸,將葡萄糖分解為酒精和二氧化碳,釋放出能量以適應缺氧環境條件。(酒精會毒害根細胞,產生爛根現象)
人在劇烈運動時,需要在相對較短的時間內消耗大量的能量,肌肉細胞則以無氧呼吸的方式將葡萄糖分解為乳酸,釋放出一定能量,滿足人體的需要。
三、細胞呼吸的意義
為生物體的生命活動提供能量,其中間產物還是各種有機物之間轉化的樞紐。
四、應用:
1、水稻生產中適時的露田和曬田可以改善土壤通氣條件,增強水稻根系的細胞呼吸作用。
2、儲存糧食時,要注意降低溫度和保持乾燥,抑制細胞呼吸。
3、果蔬保鮮時,採用降低氧濃度、充氮氣或降低溫度等方法,抑制細胞呼吸,注意要保持一定的濕度。
五、實驗:探究酵母菌的呼吸方式
1、過程(見書p69)
2、結論:酵母能進行有氧呼吸,也能進行無氧呼吸。
第五章 細胞的增殖、分化、衰老和凋亡
第一節 細胞增殖
一、細胞增殖的意義:是生物體生長、發育、生殖和遺傳的基礎
二、細胞分裂方式:
有絲分裂 (真核生物體細胞進行細胞分裂的主要方式 )
無絲分裂
減數分裂
三、有絲分裂:
1、細胞周期:
從一次細胞分裂結束開始,直到下一次細胞分裂結束為止,稱為一個細胞周期
註:①連續分裂的細胞才具有細胞周期;
②間期在前,分裂期在後;
③間期長,分裂期短;
④不同生物或同一生物不同種類的細胞,細胞周期長短不一。
2、有絲分裂的過程:
動物細胞的有絲分裂
(1)分裂間期:主要完成DNA分子的復制和有關蛋白質的合成
結果:DNA分子加倍;染色體數不變(一條染色體含有2條染色單體)
(2)分裂期
前期:①出現染色體和紡錘體 ②核膜解體、核仁逐漸消失;
中期:每條染色體的著絲粒都排列在赤道板上;(觀察染色體的最佳時期)
後期:著絲粒分裂,姐妹染色單體分開,成為兩條子染色體,並分別向細胞兩極移動。
末期:①染色體、紡錘體消失 ②核膜、核仁重現(細胞膜內陷)
植物細胞的有絲分裂
3、動、植物細胞有絲分裂的比較:
動物細胞 植物細胞
不
同
點
前期:
紡錘體的形成方式不同 由兩組中心粒發出的星射線構成紡錘體 由細胞兩極發出的紡錘絲構成紡錘體
末期:
子細胞的形成方式不同 由細胞膜向內凹陷把親代細胞縊裂成兩個子細胞 由細胞板形成的細胞壁把親代細胞分成兩個子細胞
4、有絲分裂過程中染色體和DNA數目的變化:
5、有絲分裂的意義
在有絲分裂過程中,染色體復制一次,細胞分裂一次,分裂結果是染色體平均分配到兩個子細胞中去。子細胞具有和親代細胞相同數目、相同形態的染色體。
這保證了親代與子代細胞間的遺傳性狀的穩定性。
四、無絲分裂
1、特點:在分裂過程中,沒有染色體和紡錘體等結構的出現(但有DNA的復制)
2、舉例:草履蟲、蛙的紅細胞等。
第二節 細胞分化、衰老和凋亡
一、細胞的分化
1、概念:由同一種類型的細胞經細胞分裂後,逐漸在形態結構和生理功能上形成穩定性的差異,產生不同的細胞類群的過程稱為細胞分化。
2、細胞分化的原因:是基因選擇性表達的結果(註:細胞分化過程中基因沒有改變)
3、細胞分化和細胞分裂的區別:
細胞分裂的結果是:細胞數目的增加;
細胞分化的結果是:細胞種類的增加
二、細胞的全能性
1、植物細胞全能性的概念
指植物體中單個已經分化的細胞在適宜的條件下,仍然能夠發育成完整新植株的潛能。
2、植物細胞全能性的原因:植物細胞中具有發育成完整個體的全部遺傳物質。
(已分化的動物體細胞的細胞核也具有全能性)
3、細胞全能性實例: 胡蘿卜根細胞離體,在適宜條件下培養後長成一棵胡蘿卜。
三、細胞衰老
1、衰老細胞的特徵:
①細胞核膨大,核膜皺折,染色質固縮(染色加深);
②線粒體變大且數目減少(呼吸速率減慢);
③細胞內酶的活性降低,代謝速度減慢,增殖能力減退;
④細胞膜通透性改變,物質運輸功能降低;
⑤細胞內水分減少,細胞萎縮,體積變小;
⑥細胞內色素沉積,妨礙細胞內物質的交流和傳遞。
2、決定細胞衰老的主要原因
細胞的增殖能力是有限的,體細胞的衰老是由細胞自身的因素決定的
四、細胞凋亡
1、細胞凋亡的概念:細胞凋亡是細胞的一種重要的生命活動,是一個主動的由基因決定的細胞程序化自行結束生命的過程。也稱為細胞程序性死亡。
2、細胞凋亡的意義:對生物的個體發育、機體穩定狀態的維持等都具有重要作用。
第三節 關注癌症
一、細胞癌變原因:
內因:原癌基因和抑癌基因的變異
物理致癌因子
外因:致癌因子 化學致癌因子
病毒致癌因子
二、癌細胞的特徵:
(1)無限增殖
(2)沒有接觸抑制。癌細胞並不因為相互接觸而停止分裂
(3)具有浸潤性和擴散性。細胞膜上糖蛋白等物質的減少
(4)能夠逃避免疫監視
三、我國的腫瘤防治
1、腫瘤的「三級預防」策略
一級預防:防止和消除環境污染
二級預防:防止致癌物影響
三級預防:高危人群早期檢出
2、腫瘤的主要治療方法:
放射治療(簡稱放療)
化學治療(簡稱化療)
、手術切除
④ 高中生物知識點總結
高中生物教材實驗中涉及試劑知識總結 1、 斐林試劑 : 配製:1)甲液質量濃度為 0.1g/ml,取10gNaOH溶於蒸餾水,稀釋至 100ml .2)乙液質量濃度為0.05g/ml,取5gCuSO4溶於蒸餾水,稀釋至100ml .用時甲乙兩夜等量混合,水浴加熱,且必須現配現用。鑒別可溶性還原糖(葡萄糖,果糖,麥芽糖)時產生磚紅色沉澱。 2、 雙縮脲試劑:配製:1)甲液質量濃度為 0.1g/ml,取10gNaOH溶於蒸餾水,稀釋 至100ml 。2)乙液質量濃度為0.01g/ml,取1gCuSO4溶於蒸餾水,稀釋至100ml 。先加入甲液,再加入乙液。用於檢測蛋白質中的肽鍵。應注意的是蛋白質一定有肽鍵,有肽鍵的不一定是蛋白質,如尿素。鑒定蛋白質時,產生紫色反應。 3、 班氏尿糖定性試劑:配製:稱取17.4克無水硫酸銅(CuSO4)溶解於100毫升熱蒸 餾水中,冷卻後,稀釋到150毫升。稱取檸檬酸鈉(Na2CO3)100克,加蒸餾水600毫升,加熱使之溶解,冷卻後,稀釋到850毫升。把硫酸銅溶液傾入檸檬酸鈉及碳酸鈉溶液中,攪勻後即為班氏尿糖定性試劑。使用方法同斐林試劑。 4、 蘇丹紅Ⅲ /Ⅳ:配製:取0.1g蘇丹Ⅲ,溶解在20ml95%酒精中。用於鑒定脂肪被 蘇丹紅Ⅲ染為橘黃色,被蘇丹紅Ⅳ染為紅色。鑒定時,先制備臨時裝片,再進行顯微觀察。 5、 甲基綠吡羅紅染色劑:用於觀察DNA和RNA在細胞中的分布情況。必須現用現配。 DNA遇到甲基綠為藍綠色,RNA遇到吡羅紅為紅色。 6、 鹽酸:配置解離液或改變溶液的PH值。 7、 碘液:用於鑒定澱粉的存在,遇到澱粉變為藍色。(用於光合作用實驗)。 8、 龍膽紫溶液:用於染色體著色,可將染色體染成紫色,顯色反應。 9、 醋酸洋紅溶液:為鹼性染料。與龍膽紫溶液一樣,都是用於染色體著色,但它卻是將染 色體染成紅色。 10、 層析液:配置:苯+丙酮。用於色素的層析,即將色素在濾紙上分離開。 11、 二氧化硅:可使綠葉研磨充分。 12、 碳酸鈣:防止在研磨時,葉綠體中的色素受到破壞。 13、 13.0.3g/ml的蔗糖溶液:相當於30%的蔗糖溶液,用於質壁分離實驗。不會使細胞 致死,且細胞分離後可復原。 14、 胰蛋白酶:用於分離蛋白質。用於動物細胞培養時分解組織,使組織細胞分散開, 製成細胞懸浮液。 15、 秋水仙素:巨毒。人工誘導染色體組加倍。原理:化學誘變因子抑制有絲分裂時 紡錘體的形成。 16、 氫氧化鈉:用於吸收二氧化碳或改變溶液的PH值。用於細胞呼吸。 17、 碳酸氫鈉:提供二氧化碳。用於細胞光合作用。 18、 澄清石灰水:鑒定二氧化碳。 19、 溴麝香草酚藍水溶液:檢測二氧化碳。溴麝香草酚藍水溶液由藍色變為黃色 20、 重鉻酸鉀的濃硫酸溶液:檢測酒精在酸性條件下,酒精使橙色的重鉻酸鉀的濃硫 酸溶液變為灰綠色。用於探究酵母菌的呼吸方式。 21、 健那綠染色劑:專一性用於線粒體染色的活細胞染料。將線粒體染成藍綠色 22、 解離液:固定細胞形態,使細胞分散開。 23、 23.95%的酒精溶液:用於提取葉綠體中的色素。用於與15%的鹽酸等體積混合後 解離根尖。 24、 二苯胺:配製:稱取1.5g二苯胺,溶於100mL冰醋酸中,再加1.5mL濃硫酸,避 光保存。DNA遇二苯胺(沸水浴)會染成藍色。
假說一演繹法:在觀察和分析基礎上提出問題以後,通過推理和想像提出解釋問題的假說,根據假說進行演繹推理,再通過實驗檢驗演繹推理的結論。如果實驗結果與預期結論相符,就證明假說是正確的,反之,則說明假說是錯誤的。這是現代科學研究中常用的一種科學方法,叫做假說-演繹法
1、孟德爾的豌豆雜交實驗。19世紀中期,孟德爾用豌豆做了大量的雜交實驗,在對實驗結果進行觀察、記載和進行數學統計分析的過程中,發現雜種後代中出現一定比例的性狀分離,兩對及兩對以上相對性狀雜交實驗中子二代出現不同性狀自由組合現象。他通過嚴謹的推理和大膽的想像而提出假說,並對性狀分離現象和不同性狀自由組合現象作出嘗試性解釋。然後他巧妙地設計了測交實驗用以檢驗假說,測交實驗不可能直接驗證假說本身,而是驗證由假說演繹出的推論,即:如果遺傳因子決定生物性狀的假說是成立的,那麼,根據假說可以對測交實驗結果進行理論推導和預測;然後,將實驗獲得的數據與理論推導值進行比較,如果二者一致證明假說是正確的,如果不一致則證明假說是錯誤的。當然,對假說的實踐檢驗過程是很復雜的,不能單靠一兩個實驗來說明問題。事實上,孟德爾做的很多實驗都得到了相似的結果,後來又有數位科學家做了許多與孟德爾實驗相似的觀察,大量的實驗都驗證了孟德爾假說的真實性之後,孟德爾假說最終發展為遺傳學的經典理論。我們知道,演繹推理是科學論證的一種重要推理形式,測交實驗值與理論推導值的一致性為什麼就能證明假說是正確的呢?原來,測交後代的表現型及其比例真實地反映出子一代產生的配子種類及其比例,根據子一代的配子型必然地可以推導其遺傳組成,揭示這個奧秘為演繹推理的論證過程起到畫龍點睛的作用,不揭示這個奧秘學生則難以理解「假說一演繹法」 的科學性和嚴謹性,對演繹推理得出的結論仍停留在知其然的狀況。
2、1900年,3位科學家分別重新發現了孟德爾的工作,遺傳學界開始認識到孟德爾遺傳理論的重要意義。如果孟德爾假設的遺傳因子,即基因確實存在,那麼它到底在哪裡呢?1903年,美國遺傳學家薩頓發現,孟德爾假設的一對遺傳因子即等位基因的分離,與減數分裂中同源染色體的分離非常相似。薩頓根據基因和染色體行為之間明顯的平行關系,提出假說:基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給子代的,也就是說,基因位於染色體上。美國遺傳學家摩爾根曾經明確表示過不相信孟德爾的遺傳理論,也懷疑薩頓的假說,後來他做了大量的果蠅雜交實驗,用實驗把一個特定的基因和一條特定的染色體— X染色體聯系起來,從而證實了薩頓的假說。由此可以看出,對基因與染色體的關系的探究歷程,也是假說一演繹的過程。
3、 DNA復制方式的提出與證實,以及整個中心法則的提出與證實,都是「假說一演繹法」的案例。以DNA分子的復制方式的闡明為例。美國生物學家沃森和英國物理學家克里克在發表DNA分子雙螺旋結構的那篇著名的論文的最後寫道:「在提出鹼基特異性配對的看法後,我們立即又提出了遺傳物質進行復制的一種可能機理。」他們緊接著發表了第2篇論文,提出了遺傳物質自我復制的假說:DNA分子復制時,雙螺旋解開,解開的兩條單鏈分別作為模板,根據鹼基互補配對原則形成新鏈,因而每個新的DNA分子中都保留了原來DNA分子的一條鏈。這種復制方式被稱為半保留復制。1958年,科學家以大腸桿菌為實驗材料,運用同位素標記法設計了巧妙的實驗,實驗結果與根據假說一演繹推導的預期現象一致,證實了DNA的確是以半保留方式復制的。
4、遺傳密碼的破譯是繼DNA雙螺旋結構模型提出後,現代遺傳學發展中的又一個重大事件。自1953年提出DNA雙螺旋結構模型後,科學家就圍繞遺傳密碼的破譯開展了一系列探索。美籍蘇聯物理學家伽莫夫提出的3個鹼基編碼1個氨基酸的設想。克里克和他的同事通過大量的實驗,以T4 噬菌體為材料,研究其中某個基因的鹼基的增加或減少對其所編碼的蛋白質的影響,結果表明只可能是遺傳密碼中的3個鹼基編碼1個氨基酸。但是他們的實驗無法說明由3個鹼基排列成的1個密碼對應的究竟是哪一個氨基酸。兩位年輕的美國生物學家尼倫伯格和馬太轉換設計思路,巧妙設計實驗,成功地破譯了第1個遺傳密碼。在此後的六七年中,科學家破譯了全部的遺傳密碼,並編制出了密碼子表。
類比推理法:類比推理指是根據兩個或兩類對象在某些屬性上相同,推斷出它們在另外的屬性上(這一屬性已為類比的一個對象所具有,另一個類比的對象那裡尚未發現)也相同的一種推理。
1、細胞學說的建立過程中,施旺就運用了類比方法。首先,施萊登觀察到細胞是組成植物體的基本單位而把這個信息告訴了施旺,施旺意識到既然植物體如此,動物體也很可能如此。因此,他廣泛地對動物各種組織進行研究,發現動物體也是由細胞構成的,驗證了上述推理的正確性,在此基礎上,對上述事實材料進行歸納概括,建立了細胞學說。
2、DNA模型建立的過程中,沃森和克里克根據前人的研究成果,認識到蛋白質的空間結構呈螺旋型,於是他們推想: DNA結構或許也是螺旋型的。根據這樣的類比推理,他們對原來構建的DNA模型進行了修改,並與DNA分子的X射線照片進行對照,證實了該推理的正確性。
3、薩頓的假說「基因在染色體上」運用了類比推理法。薩頓正是運用了此種科學方法,將看不見的基因與看得見的染色體的行為進行類比,根據其驚人的一致性,提出基因位於染色體上這一假說。
⑤ 高中生物知識點歸納!
必修教材結論性語句總結(部分)
緒論
1.生物體具有共同的物質基礎和結構基礎。
2. 從結構上說,除病毒以外,生物體都是由細胞構成的。細胞是生物體的結構和功能的基本單位。
3.新陳代謝是活細胞中全部的序的化學變化總稱,是生物體進行一切生命活動的基礎。
4.生物體具應激性,因而能適應周圍環境。
5.生物體都有生長、發育和生殖的現象。
6.生物遺傳和變異的特徵,使各物種既能基本上保持穩定,又能不斷地進化。
7.生物體都能適應一定的環境,也能影響環境。
第一章 生命的物質基礎
8.組成生物體的化學元素,在無機自然界都可以找到,沒有一種化學元素是生物界所特有的,這個事實說明生物界和非生物界具統一性。
9.組成生物體的化學元素,在生物體內和在無機自然界中的含量相差很大,這個事實說明生物界與非生物界還具有差異性。
10.各種生物體的一切生命活動,絕對不能離開水。
11.糖類是構成生物體的重要成分,是細胞的主要能源物質,是生物體進行生命活動的主要能源物質。
12.脂類包括脂肪、類脂和固醇等,這些物質普遍存在於生物體內。
13.蛋白質是細胞中重要的有機化合物,一切生命活動都離不開蛋白質。
14.核崾且磺猩