高中生物知识点总结
① 2011高中生物知识点总结
生物的基本特性 生物体具有共同的物质基础和结构基础
新陈代谢作用
应激性
生长、发育、生殖
遗传和变异
生物体都能适应一定的环境和影响环境 生物体的基本组成物质中都有蛋白质和核酸。
蛋白质是生命活动的主要承担者。
核酸是遗传信息的携带者。
细胞是生物体的结构和功能的基本单位。
新陈代谢是活细中全部有序的化学变化的总称。
新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础。
生物学发展 三阶段:
描述性生物学、实验生物学、分子生物学 《细胞学说》——为研究生物的结构、生理、生殖和发育奠定了基础;
《物种起源》——推动现代生物学的发展方面起了巨大作用;
孟德尔;DNA双螺旋结构;
生物科学发展 生物工程、医药、农业、能源开发与环保 疫苗制造——核心:基因工程
抗虫棉;石油草;超级菌
生命的物质基础
生物体的生命活动都有共同的物质基础
化学元素 在不同的生物体内,各种化学元素的含量相差很大。
分类:大量元素、微量元素
化合物是生物体生命活动的物质基础。
化学元素能够影响生物体的生命活动。
生物界和非生物界具有统一性和差异性
化合物 水、无机盐、糖类、脂类、蛋白质、核酸。
水——自由水、结合水
无机盐的离子对于维持生物体的生命活动有重要作用。
糖类——单糖、二糖、多糖。
脂质——脂肪、类脂、固醇
自由水是细胞内的良好溶剂,可以把营养物质运送到各个细胞。
维持细胞的渗透压和酸碱平衡,细胞形态、功能。
糖类是构成生物体的重要成分,也是细胞的主要能源物质。
脂肪是生物体内储存能量的物质;减少身体热量散失,维持体温恒定,减少内脏摩擦,缓冲外界压力。
磷脂是构成细胞膜的重要成分。
固醇——胆固醇、维生素D、性激素;维持正常新陈代谢和生殖过程。
蛋白质与核酸 蛋白质和核酸都是高分子物质。
蛋白质是细胞中重要的有机化合物,一切生命活动都离不开蛋白质。
核酸是遗传信息的载体。
蛋白质结构:氨基酸的种类、数目、排列和肽链的空间结构。
蛋白质功能:催化、运输、调节、免疫、识别
染色体是遗传物质的主要载体。
生命的基本单位——细胞
细胞是生物体的结构和功能的基本单位。
细胞结构与功能 细胞分类:真核生物、原核生物
细胞具有非常精细的结构和复杂的自控功能。 细胞只有保持完整性,才能够正常地完成各项生命活动。
细胞膜 结构:流动镶嵌模型——磷脂、蛋白质。
基本骨架:磷脂双分子层
糖被的结构:蛋白质+多糖。
细胞壁:纤维素、果胶 功能:流动性、选择透过性
选择透过性:自由扩散(苯)、主动运输
主动运输:能保证活细胞按照生命活动的需要,选择吸收所需要的营养物质,排除新陈代谢产生的废物和有害物质。
糖被功能:保护和润滑、识别
细胞质 基质——营养物质
细胞质基质是活细胞进行新陈代谢的主要场所。
各种细胞器是完成其功能的结构基础和单位。
线粒体是活细胞进行有氧呼吸的主要场所。
叶绿体是细胞光合作用的场所。
内质网——光面:脂类、糖类合成与运输
粗面:糖蛋白的加工合成
核糖体
高尔基体
液泡对细胞的内环境起着调节作用,可以使细胞保持一定的渗透压和膨胀状态。
细胞核 结构:核膜、核仁、染色质
核膜——是选择透过性膜,但不是半透膜
染色质——DNA+蛋白质
染色质和染色体是细胞中同一种物质和不同时期的两种形态 功能:
核孔——核质之间进行物质交换的孔道。
细胞核是遗传物质储存和复制的场所,是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。
细胞核在生命活动中起着决定作用。
原核细胞 主要特点是没有由核膜包围的典型细胞核。
其细胞壁不含纤维素,而主要是糖类和蛋白质。
没有复杂的细胞器,但有分散的核糖体。
拟核 裸露DNA
细胞相对较小
细胞增殖 方式:有丝分裂、无丝分裂,减数分裂。 细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
有丝分裂
细胞周期 有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式。
体细胞进行有丝分裂是有周期性的,也就有细胞周期
动物与植物有丝分裂区别:前期、末期 不同种类的细胞,一个细胞周期的时间不同。
分裂间期最大特点:完成DNA分子复制和有关蛋白质的合成。
意义:保持了遗传性状的稳定性。
细胞分化 仅有细胞的增殖,而没有细胞分化,生物体不能进行正常的生长发育。
细胞分化是一种持久性的变化,发生在生物体的整个生命进程中,胚胎时期达最大限度。
细胞稳定性变异是不可逆转的。
细胞全能性:高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的潜在能力。 全能性表现最强的细胞是已启动分裂的干细胞;
受精卵具有最高全能性。
细胞癌变 细胞畸形分化。
致癌因子:物理、化学、病毒。
癌细胞由于原癌基因从抑制变成激活状态,使细胞发生转化而引起的。 特征:无限增殖;形态结构变化;细胞膜变化。
细胞衰老 是细胞生理和生化发生复杂变化的过程,最终反映在细胞的形态、结构、功能上发生了变化。 特征:水分减少,新陈代谢减弱;酶的活性降低;
色素积累,阻碍了细胞内物质交流和信息传递;
呼吸速度减慢,体积增大,染色质固缩、染色加深,物质运输功能降低。
第三章 生物新陈代谢
在新陈代谢基础上,生物体才能表现(生长发育遗传变异)生命的基本特征。 新陈代谢是生物最基本的特征,是生物与非生物最本质的区别。
酶 酶是活细胞的一类具有生物催化作用的有机物(蛋白质、核酸) 特征:高效性、专一性。
需要的适宜条件:适宜温度和PH
ATP ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。
形成途径:动物——呼吸作用
植物——光合作用、呼吸作用
形成方式:ADP+Pi ATP在细胞内含量很少,但转化十分迅速,总是处于动态平衡。
光合作用 意义:除了将太阳能转化成化学能,并贮存在光合作用制造的糖类等有机物中,以及维持大气中氧和二氧化碳含量的相对稳定外,还对生物的进化具有重要作用。 蓝藻在地球上出现以后,地球大气中才逐渐含有氧。
水分代谢 渗透作用必备条件:
具有半透膜;两侧溶液具有浓度差。
原生质层:细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质。 蒸腾作用是水分吸收和矿质元素运输的动力。
矿质代谢 矿质元素以离子形式被根尖吸收。
植物对水分的吸收和对矿质元素的吸收是相对独立的过程。 矿质元素的利用形式:N、P、Mg
Ca、Fe
营养物质代谢 三大营养物质的基本来源是食物。
糖类:食物中的糖类绝大部分是淀粉。
脂类:食物中的脂类绝大部分是脂肪。
蛋白质:合成;氨基转换;脱氨基
关注:血糖调节、肥胖问题、饮食搭配。
只有合理选择和搭配食物,养成良好饮食习惯,才能维持健康,保证人体新陈代谢、生长发育等生命活动的正常进行。
甘油&脂肪酸大部分再度合成为脂肪。
动物性食物所含氨基酸种类比植物性食物齐全。
三大营养物质之间相互联系,相互制约。他们之间可以转化,但是有条件,而且转化程度有明显差异。
内环境与稳态 内环境相关系统:循环、呼吸、消化、泌尿。
包括:细胞外液(组织液、血浆、淋巴)
内环境是体内细胞生存的直接环境。
内环境理化性质包括:温度、PH、渗透压等
稳态:机体在神经系统和体液的调节下,通过各器官、系统的协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态。 体内细胞只有通过内环境,才能与外界环境进行物质交换。
稳态意义:机体新陈代谢是由细胞内很多复杂的酶促反应组成的,而酶促反应的进行需要温和的外界条件,必须保持在适宜的范围内,酶促反应才能正常进行。
呼吸作用 分类:有氧呼吸、无氧呼吸
有氧和无氧呼吸的第一阶段都在细胞质基质中进行。
无氧呼吸的场所是细胞质基质
生物体生命活动都需要呼吸作用供能 意义:呼吸作用能为生物体生命活动供能;呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。
新陈代谢类型 同化作用
异化作用 自养型:光能自养、化能自养
异养型
需氧型
厌氧型
第四章 生命活动的调节
植物生命活动调节基本形式激素调节
动物生命活动调节基本形式神经调节和体液调节。神经调节占主导地位。
植物 向性运动是植物受单一方向的外界刺激引起定向运动。
植物的向性运动是对外界环境的适应性。
其他激素:赤霉素、细胞分裂素;脱落酸、乙烯。
植物的生长发育过程,不是受单一激素调节,而是由多种激素相互协调、共同调节。 生长素是最早发现的一种植物激素。
生长素的生理作用具有两重性,这与生长素浓度和植物器官种类等有关。
生长素的运输是从形态学的上端向下端运输。
应用:促扦插枝条生根;促果实发育;防落花果。
动物——体液 体液调节:某些化学物质通过体液传送,对人和动物体的生理活动所进行的调节。
激素调节是体液调节的主要内容。
反馈调节:协同作用、拮抗作用。
通过反馈调节作用,血液中的激素经常维持在正常的相对稳定的水平。 下丘脑是机体调节内分泌活动的枢纽。
激素调节是通过改变细胞代谢而发挥作用。
生长激素与甲状腺激素;血糖调节。
动物——神经 生命活动调节主要是由神经调节来完成。
神经调节基本方式——反射。
反射活动结构基础——反射弧
兴奋传导形式——神经冲动。
兴奋传导:神经纤维上传导;细胞间传递
神经调节以反射方式实现;体液调节是激素随血液循环输送到全身来调节。体内大多数内分泌腺受中枢神经系统控制,分泌的激素可以影响神经系统的功能。 反射活动——非条件反射、条件反射。
条件反射大大地提高了动物适应复杂环境变化的能力。
神经中枢功能——分析和综合
神经纤维上传导——电位变化、双向
细胞间传递——突触、单向
动物——行为 动物行为是在神经系统、内分泌系统、运动器官共同调节作用下形成的。
行为受激素、神经调节控制。
先天性行为:趋性、本能、非条件反射
后天性行为:印随、模仿、条件反射
动物建立后天性行为主要方式:条件反射
动物后天性行为最高级形式:判断、推理
高等动物的复杂行为主要通过学习形成。 神经系统的调节作用处主导地位。
性激素与性行为之间有直接联系。
垂体分泌的促性腺激素能促进性腺发育和性激素分泌,进而影响动物性行为。
大多数本能行为比反射行为复杂。(迁徙、织网、哺乳)
生活体验和学习对行为的形成起决定作用。
判断、推理是通过学习获得。
学习主要是与大脑皮层有关。
生物的生殖和发育
生殖 无性生殖、有性生殖
有性生殖使产生的后代具备了双亲的遗传特性,具有更强的生活能力和变异性,对生物的生存和进化具有重要意义。 单子叶:玉米、小麦、水稻
双子叶:豆类(花生、大豆)、黄瓜、荠菜
减数分裂和受精作用维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,具有遗传和变异作用。
个体发育 从受精卵开始发育到性成熟个体的过程。
植物个体发育 花芽形成标志生殖生长的开始。 受精卵经过短暂休眠;受精极核不经休眠。
胚柄产生激素类物质,促进胚体发育。
动物个体发育 胚胎发育、胚后发育
含色素的动物极总是朝上,保证胚胎发育所需的温度条件。
生物的个体发育是系统发育短暂而迅速的重演。 爬行类、鸟类、哺乳类的胚胎发育早期具有羊膜结构,保证了胚胎发育所需的水环境,具有防震和保护作用,增强了对陆地环境的适应能力。
遗传和变异
遗传物质基础 DNA的探索:
转化因子的发现→转化因子是DNA→DNA是遗传物质→DNA是主要遗传物质
DNA复制是边解旋边复制的过程。
复制方式——半保留复制。
基因的本质是具有遗传效应的DNA片段
基因是决定生物性状的基本单位。
基因对性状的控制:
1 通过控制酶的合成来控制代谢过程;
2 通过控制蛋白质分子结构来直接影响 脱氧核苷酸是构成DNA的基本单位。
染色体是遗传物质的主要载体。
DNA分子结构:DNA双螺旋结构
碱基互补配对原则
碱基不同排列构成了DNA的多样性,也说明了生物体具有多样性和特异性的原因。
DNA双螺旋结构和碱基互补配对原则保证了复制能够精确、准确地进行,保持了遗传的连续性。
各种生物都公用同一套遗传密码。
中心法则的书写。
一个性状可由多个基因控制。
生物变异 不可遗传:不引起体内遗传物质变化
可遗传:基因突变、基因重组、染色体变异
多倍体产生原因,是体细胞在有丝分裂过程中,染色体完成了复制,但受外界影响,使纺锤体形成受破坏,从而染色体加倍。 基因突变是生物变异的根本来源,为生物进化提供了最初的原材料。
通过有性生殖过程实现的基因重组,为生物变异提供了极其丰富的来源,是形成生物多样性的 重要原因之一。
多倍体育种营养物质增加,但发育延迟、结实少。
单倍体育种可以在短时间内得到一个稳定的纯系品种,明显缩短了育种年限。
优生措施 禁止近亲结婚;遗传咨询;适龄生育;产前诊断。
生物进化
进化基本单位---——种群
进化实质——种群基因频率的改变
突变和基因重组只是产生生物进化的原材料,不能决定生物进化方向。
生物进化方向由自然选择决定。
不同种群之间一旦产生生殖隔离,就不会有基因交流。 突变和基因重组是生物进化的原材料;
自然选择决定生物进化方向;
隔离是新物种形成必要条件。
生物与环境
生态因素 非生物因素
光:光对植物的生理和分布起着决定性作用。
光对动物的影响很明显。(繁殖活动)
温度:温度对生物分布、生长、发育的影响
水:决定陆地生物分布的重要因素。 生物因素
种内关系:种内互助、种内斗争
种间关系:互利共生、寄生、竞争、捕食
种群 特征:种群密度、出生率和死亡率、年龄组成、性别比例。
数量变化:“J”曲线、“S”曲线。
研究数量变化意义:在野生生物资源的合理利用和保护、害虫防治方面。 影响种群变化因素:气候、食物、被捕食、传染病。
人类活动对自然界中种群数量变化的影响越来越大。
生物群落 垂直结构、水平结构
生态系统 结构
成分:非生物的物质和能量;生产者;消费者;分解者。
成分间联系——食物链、食物网
生产者固定的太阳能的总量是流经该系统的总能量。
能量流动特点:单向流动、逐级递减
物质循环和能量流动沿着食物链、网进行的。
据此实现对能量的多极利用,从而大大提高能量利用效率。
能量流动和物质循环是生态系统的主要功能。
生态系统稳定性 生态系统的自动调节能力是有一定限度。
一个生态系统,抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间往往存在相反的关系。 生态系统成分越单纯,营养结构越简单,自动调节能力越低,抵抗力稳定性越低
② 高一生物知识点总结
记住!!!
高二生物知识点总结
第一章、生命的物质基础第一节、组成生物体的化学元素
名词:
1、微量元素:生物体必需的,含量很少的元素。如:Fe(铁)、Mn(门)、B(碰)、Zn(醒)、Cu(铜)、Mo(母) ,巧记:铁门碰醒铜母(驴)。
2、大量元素:生物体必需的,含量占生物体总重量万分之一以上的元素。如:C (探)、 0(洋)、H(亲)、N(丹)、S(留)、P(人people)、Ca(盖)、Mg(美)K(家) 巧记:洋人探亲,丹留人盖美家。
3、统一性:组成细胞的化学元素在非生物界都可以找到,这说明了生物界与非生物界具有统一性。
4、差异性 :组成生物体的化学元素在细胞内的含量与在非生物界中的含量明显不同,说明了生物界与非生物界存在着差异性。
语句:
1、地球上的生物现在大约有200万种,组成生物体的化学元素有20多种。
2、生物体生命活动的物质基础是指组成生物体的各种元素和化合物。
3、组成生物体的化学元素的重要作用:① C、H、O、N、P、S 6种元素是组成原生质的主要元素,大约占原生质的97%。②.有的参与生物体的组成。③有的微量元素能影响生物体的生命活动(如:
第二节、组成生物体的化合物
名词:
1、原生质:指细胞内有生命的物质,包括细胞质、细胞核和细胞膜三部分。不包括细胞壁,其主要成分为核酸和蛋白质。如:一个植物细胞就不是一团原生质。
2、结合水:与细胞内其它物质相结合,是细胞结构的组成成分。
3、自由水:可以自由流动,是细胞内的良好溶剂,参与生化反应,运送营养物质和新陈代谢的废物。
4、无机盐:多数以离子状态存在,细胞中某些复杂化合物的重要组成成分(如铁是血红蛋白的主要成分),维持生物体的生命活动(如动物缺钙会抽搐),维持酸碱平衡,调节渗透压。
5、糖类:有单糖、二糖和多糖之分。a、单糖:是不能水解的糖。动、植物细胞中有葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖。b、二糖:是水解后能生成两分子单糖的糖。植物细胞中有蔗糖、麦芽糖,动物细胞中有乳糖。c、多糖:是水解后能生成许多单糖的糖。植物细胞中有淀粉和纤维素(纤维素是植物细胞壁的主要成分)和动物细胞中有糖元(包括肝糖元和肌糖元)。
6、可溶性还原性糖:葡萄糖、果糖、麦芽糖等。
7、脂类包括:a、脂肪(由甘油和脂肪酸组成,生物体内主要储存能量的物质,维持体温恒定。)b、类脂(构成细胞膜、线立体膜、叶绿体膜等膜结构的重要成分)c、固醇(包括胆固醇、性激素、维生素D等,具有维持正常新陈代谢和生殖过程的作用。)
8、脱水缩合:一个氨基酸分子的氨基(-NH2)与另一个氨基酸分子的羧基(-COOH)相连接,同时失去一分子水。
9、肽键:肽链中连接两个氨基酸分子的键(-NH-CO-)。
10、二肽:由两个氨基酸分子缩合而成的化合物,只含有一个肽键。
11、多肽:由三个或三个以上的氨基酸分子缩合而成的链状结构。有几个氨基酸叫几肽。
12、肽链:多肽通常呈链状结构,叫肽链。
13、氨基酸:蛋白质的基本组成单位 ,组成蛋白质的氨基酸约有20种,决定20种氨基酸的密码子有61种。氨基酸在结构上的特点:每种氨基酸分子至少含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上(如:有-NH2和-COOH但不是连在同一个碳原子上不叫氨基酸)。R基的不同氨基酸的种类不同。
14、核酸:最初是从细胞核中提取出来的,呈酸性,因此叫做核酸。核酸最遗传信息的载体,核酸是一切生物体(包括病毒)的遗传物质,对于生物体的遗传变异和蛋白质的生物合成有极其重要的作用。
15、脱氧核糖核酸(DNA):它是核酸一类,主要存在于细胞核内,是细胞核内的遗传物质,此外,在细胞质中的线粒体和叶绿体也有少量DNA。
16、核糖核酸:另一类是含有核糖的,叫做核糖核酸,简称RNA。
公式:
1、肽键数=脱去水分子数=氨基酸数目—肽链数。
2、基因(或DNA)的碱基:信使RNA的碱基:氨基酸个数=6:3:1
语句:
1、自由水和结合水是可以相互转化的,如血液凝固时,部分自由水转化为结合水。自由水/结合水的值越大,新陈代谢越活跃。自由水是细胞内的良好溶剂。
2、能源物质系列:生物体的能源物质是糖类、脂类和蛋白质;糖类是细胞的主要能源物质,是生物体进行生命活动的主要能源物质;生物体内的主要贮藏能量的物质是脂肪;动物细胞内的主要贮藏能量的物质是糖元;植物细胞内的主要贮藏能量的物质是淀粉;生物体内的直接能源物质是ATP;生物体内的最终能量来源是太阳能。
3、糖类、脂类、蛋白质、核酸四种有机物共同的元素是C、H、O三种元素,蛋白质必须有N,核酸必须有N、P;蛋白质的基本组成单位是氨基酸,核酸的基本组成单位是核苷酸。(例: DNA、叶绿素、纤维素、胰岛素、肾上腺皮质激素在化学成分中共有的元素是C、H、O)。
4、蛋白质的四大特点:①相对分子质量大;②分子结构复杂;③种类极其多样;④功能极为重要。
5、蛋白质结构多样性:①氨基酸种数不同,②氨基酸数目不同,③氨基酸排列次序不同,④肽链空间结构不同。
6、蛋白质分子结构的多样性决定了蛋白质分子功能多样性,概括有:①构成细胞和生物体的重要物质如肌动蛋白;②催化作用:如酶;③调节作用:如胰岛素、生长激素;④免疫作用:如抗体,抗原(不是蛋白质);⑤运输作用:如红细胞中的血红蛋白。 注意:蛋白质分子的多样性是由核酸控制的。
7、一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的承担者。核酸是一切生物的遗传物质,是遗传信息的载体,存在于一切细胞中(不是存在于一切生物中),对于生物的遗传、变异和蛋白质的合成具有重要作用。
8、组成核酸的基本单位是核苷酸,是由一分子磷酸、一分子核糖、一分子含氮碱基组成。组成DNA的核苷酸叫做脱氧核苷酸,组成RNA的核苷酸叫做核糖核苷酸。
第二章、生命的基本单位——细胞第一节、细胞的结构和功能
名词:
1、显微结构:在普通光学显微镜中能够观察到的细胞结构。
2、亚显微结构:在普通光学显微镜下观察不能分辨清楚的细胞内各种微细结构。
3、原核细胞:细胞较小,没有成形的细胞核。组成核的物质集中在核区,没有染色体,DNA 不与蛋白质结合,无核膜、无核仁;细胞器只有核糖体;有细胞壁,成分与真核细胞不同。
4、真核细胞:细胞较大,有真正的细胞核,有一定数目的染色体,有核膜、有核仁,一般有多种细胞器。
5、原核生物:由原核细胞构成的生物。如:蓝藻、绿藻、细菌(如硝化细菌、乳酸菌、大肠杆菌、肺炎双球菌)、放线菌、支原体等都属于原核生物。
6、真核生物:由真核细胞构成的生物。如:酵母菌、霉菌、食用菌、衣藻、变形虫、草里履虫、疟原虫等。
7、细胞膜的选择透过性:这种膜可以让水分子自由通过,细胞要选择吸收的离子和小分子(如:氨基酸、葡萄糖)也可以通过,而其它的离子、小分子和大分子(如:信使RNA、蛋白质、核酸、蔗糖)则不能通过。
8、膜蛋白:指细胞内各种膜结构中蛋白质成分。
9、载体蛋白:膜结构中与物质运输有关的一种跨膜蛋白质,细胞膜中的载体蛋白在协助扩散和主动运输中都有特异性。10、细胞质:在细胞膜以内、细胞核以外的原生质,叫做细胞质。细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。
11、细胞质基质:细胞质内呈液态的部分是基质,是细胞进行新陈代谢主要场所。
12、细胞器:细胞质中具有特定功能的各种亚细胞结构的总称。
13、细胞壁:植物细胞的外面有细胞壁,主要化学成分是纤维素和果胶,其作用是支持和保护。其性质是全透的。
语句:
1、地球上的生物,除了病毒以外,所有的生物体都是由细胞构成的。(生物分类也就有了细胞生物和非细胞生物之分)。
2、细胞膜由双层磷脂分子镶嵌了蛋白质。蛋白质可以以覆盖、贯穿、镶嵌三种方式与双层磷脂分子相结合。磷脂双分子层是细胞膜的基本支架,除保护作用外,还与细胞内外物质交换有关。
3、细胞膜的结构特点是具有一定的流动性;功能特性是选择透过性。如:变形虫的任何部位都能伸出伪足,人体某些白细胞能吞噬病菌,这些生理的完成依赖细胞膜的流动性。
4、物质进出细胞膜的方式:a、自由扩散:从高浓度一侧运输到低浓度一侧;不消耗能量。例如:H2O、O2、CO2、甘油、乙醇、苯等。b、主动运输:从低浓度一侧运输到高浓度一侧;需要载体;需要消耗能量。例如:葡萄糖、氨基酸、无机盐的离子(如K+ )。c、协助扩散:有载体的协助,能够从高浓度的一边运输到低浓度的一边,这种物质出入细胞的方式叫做协助扩散。如:葡萄糖进入红细胞。
5、线粒体:呈粒状、棒状,普遍存在于动、植物细胞中,内有少量DNA和RNA内膜突起形成嵴,内膜、基质和基粒中有许多种与有氧呼吸有关的酶,线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,生命活动所需要的能量,大约95%来自线粒体。
6、叶绿体:呈扁平的椭球形或球形,主要存在植物叶肉细胞里,叶绿体是植物进行光合作用的细胞器,含有叶绿素和类胡萝卜素,还有少量DNA和RNA,叶绿素分布在基粒片层的膜上。在片层结构的膜上和叶绿体内的基质中,含有光合作用需要的酶。
7、内质网:由膜结构连接而成的网状物。功能:增大细胞内的膜面积,使膜上的各种酶为生命活动的各种化学反应的正常进行,创造了有利条件。
8、核糖体:椭球形粒状小体,有些附着在内质网上,有些游离在细胞质基质中。是细胞内将氨基酸合成蛋白质的场所。
9、高尔基体:由扁平囊泡、小囊泡和大囊泡组成,为单层膜结构,一般位于细胞核附近的细胞质中。在植物细胞中与细胞壁的形成有关,在动物细胞中与分泌物的形成有关,并有运输作用。
10、中心体:每个中心体含两个中心粒,呈垂直排列,存在动物细胞和低等植物细胞,位于细胞核附近的细胞质中,与细胞的有丝分裂有关。
11、液泡:是细胞质中的泡状结构,表面有液泡膜,液泡内有细胞液。化学成分:有机酸、生物碱、糖类、蛋白质、无机盐、色素等。有维持细胞形态、储存养料、调节细胞渗透吸水的作用。
12、与胰岛素合成、运输、分泌有关的细胞器是:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。在胰岛素的合成过程中,合成的场所是核糖体,胰岛素的运输要通过内质网来进行,胰岛素在分泌之前还要经高尔基体的加工,在合成和分泌过程中线粒体提供能量。
13、在真核细胞中,具有双层膜结构的细胞器是:叶绿体、线粒体;具有单层膜结构的细胞器是:内质网、高尔基体、液泡;不具膜结构的是:中心体、核糖体。另外,要知道细胞核的核膜是双层膜,细胞膜是单层膜,但它们都不是细胞器。植物细胞有细胞壁和是叶绿体,而动物细胞没有,成熟的植物细胞有明显的液泡,而动物细胞中没有液泡;在低等植物和动物细胞中有中心体,而高等植物细胞则没有;此外,高尔基体在动植物细胞中的作用不同。
14、细胞核的简介:(1)存在绝大多数真核生物细胞中;原核细胞中没有真正的细胞核;有的真核细胞中也没有细胞核,如人体内的成熟的红细胞。(2)细胞核结构:a、核膜:控制物质的进出细胞核。说明:核膜是和内质网膜相连的,便于物质的运输;在核膜上有许多酶的存在,有利于各种化学反应的进行。b、核孔:在核膜上的不连贯部分;作用:是大分子物质进出细胞核的通道。c、核仁:在细胞周期中呈现有规律的消失(分裂前期)和出现(分裂末期),经常作为判断细胞分裂时期的典型标志。d、染色质:细胞核中易被碱性染料染成深色的物质。提出者:德国生物学家瓦尔德尔提出来的。组成主要由DNA和蛋白质构成。染色质和染色体是同一种物质在不同时期的细胞中的两种不同形态!(3)细胞核的功能:是遗传物质储存和复制的场所;是细胞遗传特性和代谢中心活动的控制中心。
15、原核细胞与真核细胞的主要区别是有无成形的细胞核,也可以说是有无核膜,因为有核膜就有成形的细胞核,无核膜就没有成形的细胞核。这里有几个问题应引起注意:(1)病毒既不是原核生物也不是真核生物,因为病毒没有细胞结构。(2)原生动物(如草履虫、变形虫等)是真核生物。(3)不是所有的菌类都是原核生物,细菌(如硝化细菌、乳酸菌等)是原核生物,而真菌(如酵母菌、霉菌、蘑菇等)是真核生物。
16、在线粒体中,氧是在有氧呼吸第三个阶段两个阶段产生的氢结合生成水,并放出大量的能量;光合作用的暗反应中,光反应产生的氢参与暗反应中二氧化碳的还原生成水和葡萄糖;蛋白质是由氨基酸在核糖体上经过脱水缩合而成,有水的生成。
第二节、细胞增殖
名词:
1、染色质:在细胞核中分布着一些容易被碱性染料染成深色的物质,这些物质是由DNA和蛋白质组成的。在细胞分裂间期,这些物质成为细长的丝,交织成网状,这些丝状物质就是染色质。
2、染色体:在细胞分裂期,细胞核内长丝状的染色质高度螺旋化,缩短变粗,就形成了光学显微镜下可以看见的染色体。3、姐妹染色单体:染色体在细胞有丝分裂(包括减数分裂)的间期进行自我复制,形成由一个着丝点连接着的两条完全相同的染色单体。(若着丝点分裂,则就各自成为一条染色体了)。每条姐妹染色单体含1个DNA,每个DNA一般含有2条脱氧核苷酸链。
4、有丝分裂:大多数植物和动物的体细胞,以有丝分裂的方式增加数目。有丝分裂是细胞分裂的主要方式。亲代细胞的染色体复制一次,细胞分裂两次。
5、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,这是一个细胞周期。一个细胞周期包括两个阶段:分裂间期和分裂期。分裂间期:从细胞在一次分裂结束之后到下一次分裂之前,叫分裂间期。分裂期:在分裂间期结束之后,就进入分裂期。分裂间期的时间比分裂期长。
6、纺锤体:是在有丝分裂中期细胞质中出现的结构,它和染色体的运动有密切关系。
7、赤道板:细胞有丝分裂中期,染色体的着丝粒准确地排列在纺锤体的赤道平面上,因此叫做赤道板。
8、无丝分裂:分裂过程中没有出现纺锤体和染色体的变化。例如,蛙的红细胞。
公式:
1)染色体的数目=着丝点的数目。
2)DNA数目的计算分两种情况:①当染色体不含姐妹染色单体时,一个染色体上只含有一个DNA分子;②当染色体含有姐妹染色单体时,一个染色体上含有两个DNA分子。
语句:
1、染色质、染色体和染色单体的关系:第一,染色质和染色体是细胞中同一种物质在不同时期细胞中的两种不同形态。第二,染色单体是染色体经过复制(染色体数量并没有增加)后仍连接在同一个着点的两个子染色体(姐妹染色单体);当着丝点分裂后,两染色单体就成为独立的染色体(姐妹染色体)。
2、染色体数、染色单体数和DNA分子数的关系和变化规律:细胞中染色体的数目是以染色体着丝点的数目来确定的,无论一个着丝点上是否含有染色单体。在一般情况下,一个染色体上含有一个 DNA分子,但当染色体(染色质)复制后且两染色单体仍连在同一着丝点上时,每个染色体上则含有两个DNA分子。
3、植物细胞有丝分裂过程:(1)分裂间期:完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。结果:每个染色体都形成两个姐妹染色单体,呈染色质形态。(2)细胞分裂期:A、分裂前期:①出现染色体、出现纺锤体②核膜、核仁消失;记忆口诀:膜仁消失两体现(说明是染色体出现和纺锤体形成 )B、分裂中期:①所有染色体的着丝点都排列在赤道板上②在分裂中期染色体的形态和数目最清晰,观察染色体形态数目最好的时期;记忆口诀:着丝点在赤道板。C、分裂后期:①着丝点一分为二,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体,并分别向两极移动②染色单体消失,染色体数目加倍;记忆口诀:着丝点裂体平分。D、分裂末期:①染色体变成染色质,纺锤体消失②核膜、核仁重现③在赤道板位置出现细胞板。记忆口诀:膜仁重现新壁成。
4、动、植物细胞有丝分裂的异同:①相同点是染色体的行为特征相同,染色体复制后平均分配到两个子细胞中去。②区别:前期(纺锤体的形成方式不同):植物细胞由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体;动物细胞由细胞的两组中心粒发出星射线形成纺锤体。末期(细胞质的分裂方式不同):植物细胞在赤道板位置出现细胞板形成细胞壁将细胞质分裂为二;动物细胞:细胞膜从中部向内凹陷将细胞质缢裂为二。
5、DNA分子数目的加倍在间期,数目的恢复在末期;染色体数目的加倍在后期,数目的恢复在末期;染色单体的产生在间期,出现在前期,消失在后期。
6、有丝分裂中染色体、DNA分子数各期的变化:①染色体(后期暂时加倍):间期2N,前期2N,中期2N,后期4N,末期2N;②染色单体(染色体复制后,着丝点分裂前才有):间期0-4N,前期4N,中期4N,后期0,末期0。③DNA数目(染色体复制后加倍,分裂后恢复):间期2a -4a,前期4a,中期 4a,后期 4a,末期 2a;④同源染色体(对)(后期暂时加倍):间期N前期N中期 N后期2N末期N。
7、细胞以分裂方式进行增殖,细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。细胞有丝分裂的重要意义(特征),是将亲代细胞的染色体经过复制以后,精确地平均分配到两个子细胞中去,因而在生物的亲代和子代间保持了遗传性状的稳定性,对生物的遗传具重要意义。
第三节、细胞的分化
名词:
1、细胞的分化:在个体发育过程中,相同细胞(细胞分化的起点)的后代,在细胞的形态、结构和生理功能上发生的稳定性差异的过程。
2、细胞全能性:一个细胞能够生长发育成整个生物的特性。
3、细胞的癌变:在生物体的发育中,有些细胞受到各种致癌因子的作用,不能正常的完成细胞分化,变成了不受机体控制的、能够连续不断的分裂的恶性增殖细胞。
4、细胞的衰老是细胞生理和生化发生复杂变化的过程,最终反应在细胞的形态、结构和生理功能上。
语句:
1、细胞的分化注意点:a、发生时期:是一种持久性变化,它发生在生物体的整个生命活动进程中,胚胎时期达到最大限度。b、细胞分化的特性:稳定性、持久性、不可逆性、全能性。c、意义:经过细胞分化,在多细胞生物体内就会形成各种不同的细胞和组织;多细胞生物体是由一个受精卵通过细胞增殖和分化发育而成,如果仅有细胞增殖,没有细胞分化,生物体是不能正常生长发育的。
2、细胞的癌变特点:a、癌细胞的特征:能够无限增殖;形态结构发生了变化;癌细胞表面发生了变化。b、致癌因子:物理致癌因子:主要是辐射致癌;化学致癌因子:如苯、坤、煤焦油等;病毒致癌因子:能使细胞癌变的病毒叫肿瘤病毒或致癌病毒。c、机理是癌细胞是由于原癌基因激活,细胞发生转化引起的。d、预防:避免接触致癌因子;增强体质,保持心态健康,养成良好习惯,从多方面积极采取预防措施。
3、细胞衰老的主要特征:a.水分减少,细胞萎缩,体积变小,代谢减慢;b、有些酶活性降低(细胞中酪氨酸酶活性降低会导致头发变白);c.色素积累(如:老年斑);d.呼吸减慢,细胞核增大,染色质固缩,染色加深;e.细胞膜通透功能改变,物质运输能力降低。
4、从理论上讲,生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。在生物体内,细胞并没有表现出全能性,而是分化成为不同的细胞、器官,这是基因在特定的时间、空间条件下选择性表达的结果,当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于离体状态时,在一定的营养物质、激素和其他外界的作用条件下,就可能表现出全能性,发育成完整的植株。
第三章、新陈代谢第一节 新陈代谢与酶
名词:
1、酶:是活细胞(来源)所产生的具有催化作用(功能)的一类有机物。大多数酶的化学本质是蛋白质(合成酶的场所主要是核糖体,水解酶的酶是蛋白酶),也有的是RNA。
2、酶促反应:酶所催化的反应。
语句:
1、酶的发现:①、1783年,意大利科学家斯巴兰让尼用实验证明:胃具有化学性消化的作用;②、1836年,德国科学家施旺从胃液中提取了胃蛋白酶;③、1926年,美国科学家萨姆纳通过化学实验证明脲酶是一种蛋白质;④20世纪80年代,美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化作用。
2、酶的特点:在一定条件下,能使生物体内复杂的化学反应迅速地进行,而反应前后酶的性质和质量并不发生变化。
3、酶的特性:①高效性:催化效率比无机催化剂高许多。②专一性:每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。③酶需要适宜的温度和pH值等条件:在最适宜的温度和pH下,酶的活性最高。温度和pH偏高和偏低,酶的活性都会明显降低。原因是过酸、过碱和高温,都能使酶分子结构遭到破坏而失去活性。
4、酶是活细胞产生的,在细胞内外都起作用,如消化酶就是在细胞外消化道内起作用的;酶对生物体内的化学反应起催化作用与调节人体新陈代谢的激素不同;虽然酶的催化效率很高,但它并不被消耗;酶大多数是蛋白质,它的合成受到遗传物质的控制,所以酶的决定因素是核酸。
5、既要除去细胞壁的同时不损伤细胞内部结构,正确的思路是:细胞壁的主要成分是纤维素、酶具有专一性,去除细胞壁选用纤维素酶使其分解。血液凝固是一系列酶促反应过程,温度、酸碱度都能影响酶的催化效率,对于动物体内酶催化的最适温度是动物的体温,动物的体温大 都在35℃左右。
6、通常酶的化学本质是蛋白质,主要在适宜条件下才有活性。胃蛋白酶是在胃中对蛋白质的水解起催化作用的。胃蛋白酶只有在酸性环境(最适PH=2左右)才有催化作用,随pH升高,其活性下降。当溶液中pH上升到6以上时,胃蛋白酶会失活,这种活性的破坏是不可逆转的。
第二节 新陈代谢与ATP
语句:
1、ATP的结构简式:ATP是三磷酸腺苷的英文缩写,结构简式:A-P~P~P,其中:A代表腺苷,P代表磷酸基,~代表高能磷酸键,-代表普通化学键。注意:ATP的分子中的高能磷酸键中储存着大量的能量,所以ATP被称为高能化合物。这种高能化合物在水解时,由于高能磷酸键的断裂,必然释放出大量的能量。这种高能化合物形成时,即高能磷酸键形成时,必然吸收大量的能量。
2、ATP与ADP的相互转化:在酶的作用下,ATP中远离A的高能磷酸键水解,释放出其中的能量,同时生成ADP和Pi;在另一种酶的作用下,ADP接受能量与一个Pi结合转化成ATP。ATP与ADP相互转变的反应是不可逆的,反应式中物质可逆,能量不可逆。ADP和Pi可以循环利用,所以物质可逆;但是形成ATP时所需能量绝不是ATP水解所释放的能量,所以能量不可逆。
(具体因为:(1)从反应条件看,ATP的分解是水解反应,催化反应的是水解酶;而ATP是合成反应,催化该反应的是合成酶。酶具有专一性,因此,反应条件不同。(2)从能量看,ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键内的化学能;而合成ATP的能量主要有太阳能和化学能。因此,能量的来源是不同的。(3)从合成与分解场所的场所来看:ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体(呼吸作用)和叶绿体(光合作用);而ATP分解的场所较多。因此,合成与分解的场所不尽相同。)
3、ATP的形成途径 : 对于动物和人来说,ADP转化成ATP时所需要的能量,来自细胞内呼吸作用中分解有机物释放出的能量。对于绿色植物来说,ADP转化成ATP时所需要的能量,除了来自呼吸作用中分解有机物释放出的能量外,还来自光合作用。
4、ATP分解时的能量利用:细胞分裂、根吸收矿质元素、肌肉收缩等生命活动。5、ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。
第三节、光合作用
名词:
1、光合作用:发生范围(绿色植物)、场所(叶绿体)、能量来源(光能)、原料(二氧化碳和水)、产物(储存能量的有机物和氧气)。
语句:
1、光合作用的发现:①1771年英国科学家普里斯特利发现,将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内,蜡烛不容易熄灭;将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内,小鼠不容易窒息而死,证明:植物可以更新空气。②1864年,德国科学家把绿叶放在暗处理的绿色叶片一半暴光,另一半遮光。过一段时间后,用碘蒸气处理叶片,发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化,曝光的那一半叶片则呈深蓝色。证明:绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。③1880年,德国科学家思吉尔曼用水绵进行光合作用的实验。证明:叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所,氧是叶绿体释放出来的。④20世纪30年代美国科学家鲁宾卡门采用同位素标记法研究了光合作用。第一组相植物提供H218O和CO2,释放的是18O2;第二组提供H2 O和C18O,释放的是O2。光合作用释放的氧全部来自来水。
2、叶绿体的色素:①分布:基粒片层结构的薄膜上。②色素的种类:高等植物叶绿体含有以下四种色素。A、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,包括叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色);B、类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,包括胡萝卜素(橙黄色)和叶黄素(黄色)
3、叶绿体的酶:分布在叶绿体基粒片层膜上(光反应阶段的酶)和叶绿体的基质中(暗反应阶段的酶)。
4、光合作用的过程:①光反应阶段a、水的光解:2H2O→4[H]+O2(为暗反应提供氢)b、ATP的形成:ADP+Pi+光能—→ATP(为暗反应提供能量)②暗反应阶段: a、CO2的固定:CO2+C5→2C3 b、C3化合物的还原:2C3+[H]+ATP→(CH2O)+C5
③ 高中生物知识点总结
第二章 细胞的化学组成
第一节 细胞中的原子和分子
一、组成细胞的原子和分子
1、细胞中含量最多的6种元素是C、H、O、N、P、Ca(98%)。
2、组成生物体的基本元素:C元素。(碳原子间以共价键构成的碳链,碳链是生物构成生物大分子的基本骨架,称为有机物的碳骨架。)
3、缺乏必需元素可能导致疾病。如:克山病(缺硒)
4、生物界与非生物界的统一性和差异性
统一性:组成生物体的化学元素,在无机自然界都可以找到,没有一种元素是生物界特有的。
差异性:组成生物体的化学元素在生物体和自然界中含量相差很大。
二、细胞中的无机化合物:水和无机盐
1、水:(1)含量:占细胞总重量的60%-90%,是活细胞中含量是最多的物质。
(2)形式:自由水、结合水
自由水:是以游离形式存在,可以自由流动的水。作用有①良好的溶剂;②参与细胞内生化反应;③物质运输;④维持细胞的形态;⑤体温调节
(在代谢旺盛的细胞中,自由水的含量一般较多)
结合水:是与其他物质相结合的水。作用是组成细胞结构的重要成分。
(结合水的含量增多,可以使植物的抗逆性增强)
2、无机盐
(1)存在形式:离子
(2)作用
①与蛋白质等物质结合成复杂的化合物。
(如Mg2+是构成叶绿素的成分、Fe2+是构成血红蛋白的成分、I-是构成甲状腺激素的成分。
②参与细胞的各种生命活动。(如钙离子浓度过低肌肉抽搐、过高肌肉乏力)
第二节 细胞中的生物大分子
一、糖类
1、元素组成:由C、H、O 3种元素组成。
2、分类
概 念 种 类 分 布 主 要 功 能
单糖 不能水解的糖 核糖 动植物细胞 组成核酸的物质
脱氧核糖
葡萄糖 细胞的重要能源物质
二糖 水解后能够生成二分子单糖的糖 蔗糖 植物细胞
麦芽糖
乳糖 动物细胞
多糖 水解后能够生成许多个单糖分子的糖 淀粉 植物细胞 植物细胞中的储能物质
纤维素 植物细胞壁的基本组成成分
糖原 动物细胞 动物细胞中的储能物质
附:二糖与多糖的水解产物:
蔗糖→1葡萄糖+1果糖
麦芽糖→2葡萄糖
乳糖→1葡萄糖+ 1半乳糖
淀粉→麦芽糖→葡萄糖
纤维素→纤维二糖→葡萄糖
糖原→葡萄糖
3、功能:糖类是生物体维持生命活动的主要能量来源。
(另:能参与细胞识别,细胞间物质运输和免疫功能的调节等生命活动。)
4.糖的鉴定:
(1)淀粉遇碘液变蓝色,这是淀粉特有的颜色反应。
(2)还原性糖(单糖、麦芽糖和乳糖)与斐林试剂在隔水加热条件下,能够生成砖红色沉淀。
斐林试剂: 配制:0.1g/mL的NaOH溶液(2mL)+ 0.05g/mL CuSO4溶液(4-5滴)
使用:混合后使用,且现配现用。
二、脂质
1、元素组成:主要由C、H、O组成(C/H比例高于糖类),有些还含N、P
2、分类:脂肪、类脂(如磷脂)、固醇(如胆固醇、性激素、维生素D等)
3.功能:
脂肪:细胞代谢所需能量的主要储存形式。
类脂中的磷脂:是构成生物膜的重要物质。
固醇:在细胞的营养、调节、和代谢中具有重要作用。
脂肪的鉴定:脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。
(在实验中用50%酒精洗去浮色→显微镜观察→橘黄色脂肪颗粒)
三、蛋白质
1、元素组成:除C、H、O、N外,大多数蛋白质还含有S
2、基本组成单位:氨基酸(组成蛋白质的氨基酸约20种)
氨基酸结构通式::
氨基酸的判断: ①同时有氨基和羧基
②至少有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。
(组成蛋白质的20种氨基酸的区别:R基的不同)
3.形成:许多氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键(-CO-NH-)相连而成肽链,多条肽链盘曲折叠形成有功能的蛋白质
二肽:由2个氨基酸分子组成的肽链。
多肽:由n(n≥3)个氨基酸分子以肽键相连形成的肽链。
蛋白质结构的多样性的原因:组成蛋白质多肽链的氨基酸的种类、数目、排列顺序的不同;
构成蛋白质的多肽链的数目、空间结构不同
4.计算:
一个蛋白质分子中肽键数(脱去的水分子数)=氨基酸数 - 肽链条数。
一个蛋白质分子中至少含有氨基数(或羧基数)=肽链条数
5.功能:生命活动的主要承担者。(注意有关蛋白质的功能及举例)
6.蛋白质鉴定:与双缩脲试剂产生紫色的颜色反应
双缩脲试剂:配制:0.1g/mL的NaOH溶液(2mL)和0.01g/mL CuSO4溶液(3-4滴)
使用:分开使用,先加NaOH溶液,再加CuSO4溶液。
四、核酸
1、元素组成:由C、H、O、N、P 5种元素构成
2、基本单位:核苷酸(由1分子磷酸+1分子五碳糖+1分子含氮碱基组成)
1分子磷酸
脱氧核苷酸 1分子脱氧核糖
(4种) 1分子含氮碱基(A、T、G、C)
1分子磷酸
核糖核苷酸 1分子核糖
(4种) 1分子含氮碱基(A、U、G、C)
3、种类:脱氧核糖核酸(DNA)和 核糖核酸(RNA)
种类 英文缩写 基本组成单位 存在场所
脱氧核糖核酸 DNA 脱氧核苷酸(4种) 主要在细胞核中(在叶绿体和线粒体中有少量存在)
核糖核酸 RNA 核糖核苷酸(4种) 主要存在细胞质中
4、生理功能:储存遗传信息,控制蛋白质的合成。
(原核、真核生物遗传物质都是DNA,病毒的遗传物质是DNA或RNA。)
第三章 细胞的结构和功能
第一节 生命活动的基本单位——细胞
一、细胞学说的建立和发展
发明显微镜的科学家是荷兰的列文·虎克;
;发现细胞的科学家是英国的胡克;
创立细胞学说的科学家是德国的施莱登和施旺。施旺、施莱登提出“一切动物和植物都是由细胞构成的,细胞是一切动植物的基本单位”。
在此基础上德国的魏尔肖总结出:“细胞只能来自细胞”,细胞是一个相对独立的生命活动的基本单位。这被认为是对细胞学说的重要补充。
二、光学显微镜的使用
1、方法:
先对光:一转转换器;二转聚光器;三转反光镜
再观察:一放标本孔中央;二降物镜片上方;三升镜筒仔细看
2、注意:
(1)放大倍数=物镜的放大倍数×目镜的放大倍数
(2)物镜越长,放大倍数越大
目镜越短,放大倍数越大
“物镜—玻片标本”越短,放大倍数越大
(3)物像与实际材料上下、左右都是颠倒的
(4)高倍物镜使用顺序:
低倍镜→标本移至中央→高倍镜→大光圈,凹面镜→细准焦螺旋
(5)污点位置的判断:移动或转动法
第二节 细胞的类型和结构
一、细胞的类型
原核细胞:没有典型的细胞核,无核膜和核仁。如细菌、蓝藻、放线菌等原核生物的细胞。
真核细胞:有核膜包被的明显的细胞核。如动物、植物和真菌(酵母菌、霉菌、食用菌)等真核生物的细胞。
二、细胞的结构
1.细胞膜
(1)组成:主要为磷脂双分子层(基本骨架)和蛋白质,另有糖蛋白(在膜的外侧)。
(2)结构特点:具有一定的流动性(原因:磷脂和蛋白质的运动);
功能特点:具有选择通透性。
(3)功能:保护和控制物质进出
2.细胞壁:主要成分是纤维素,有支持和保护功能。
3.细胞质:细胞质基质和细胞器
(1)细胞质基质:为代谢提供场所和物质和一定的环境条件,影响细胞的形状、分裂、运动及细胞器的转运等。
(2)细胞器:
线粒体(双层膜):内膜向内突起形成“嵴”,细胞有氧呼吸的主要场所(第二、三阶段),含少量DNA。
叶绿体(双层膜):只存在于植物的绿色细胞中。类囊体上有色素,类囊体和基质中含有与光合作用有关的酶,是光合作用的场所。含少量的DNA。
内质网(单层膜):是有机物的合成“车间”,蛋白质运输的通道。
高尔基体(单层膜):动物细胞中与分泌物的形成有关,植物中与有丝分裂细胞壁的形成有关。
液泡(单层膜):泡状结构,成熟的植物有大液泡。功能:贮藏(营养、色素等)、保持细胞形态,调节渗透吸水。
核糖体(无膜结构):合成蛋白质的场所。
中心体(无膜结构):由垂直的两个中心粒构成,与动物细胞有丝分裂有关。
小结:
★ 双层膜的细胞器:线粒体、叶绿体
★ 单层膜的细胞器:内质网、高尔基体、液泡
★非膜的细胞器:核糖体、中心体;
★ 含有少量DNA的细胞器:线粒体、叶绿体
★ 含有色素的细胞器:叶绿体、液泡
★动、植物细胞的区别:动物特有中心体;高等植物特有细胞壁、叶绿体、液泡。
4.细胞核
(1)组成:核膜、核仁、染色质
(2)核膜:双层膜,有核孔(细胞核与细胞质之间的物质交换通道,RNA、蛋白质等大分子进出必须通过核孔。)
(3)核仁:在细胞有丝分裂中周期性的消失(前期)和重建(末期)
(4)染色质:被碱性染料染成深色的物质,主要由DNA和蛋白质组成
染色质和染色体的关系:细胞中同一种物质在不同时期的两种表现形态
(5)功能:是遗传物质DNA的储存和复制的主要场所,是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。
(6)原核细胞与真核细胞根本区别:是否具有成形的细胞核(是否具有核膜)
5.细胞的完整性:细胞只有保持以上结构完整性,才能完成各种生命活动。
第三节 物质的跨膜运输
一、物质跨膜运输的方式:
1、小分子物质跨膜运输的方式:
方式 浓度 载体 能量 举例 意义
被动运输 简单
扩散 高→低 × × O2、CO2、水、乙醇、甘油、脂肪酸 只能从高到低被动地吸收或排出物质
易化
扩散 高→低 √ × 葡萄糖进入红细胞
主动
运输 低→高 √ √ 各种离子,小肠吸收葡萄糖、氨基酸,肾小管重吸收葡萄糖 一般从低到高主动地吸收或排出物质,以满足生命活动的需要。
2、大分子和颗粒性物质跨膜运输的方式:
大分子和颗粒性物质通过内吞作用进入细胞,通过外排作用向外分泌物质。
二、实验:观察植物细胞的质壁分离和复原
实验原理:原生质层(细胞膜、液泡膜、两层膜之间细胞质)相当于半透膜,
当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时,细胞将失水,原生质层和细胞壁都会收缩,但原生质层伸缩性比细胞壁大,所以原生质层就会与细胞壁分开,发生“质壁分离”。
反之,当外界溶液的浓度小于细胞液浓度时,细胞将吸水,原生质层会慢慢恢复原来状态,使细胞发生“质壁分离复原”。
材料用具:紫色洋葱表皮,0.3g/ml蔗糖溶液,清水,载玻片,镊子,滴管,显微镜等
方法步骤:
(1)制作洋葱表皮临时装片。
(2)低倍镜下观察原生质层位置。
(3)在盖玻片一侧滴一滴蔗糖溶液,另一侧用吸水纸吸,重复几次,让洋葱表皮浸润在蔗糖溶液中。
(4)低倍镜下观察原生质层位置、细胞大小变化(变小),观察细胞是否发生质壁分离。
(5)在盖玻片一侧滴一滴清水,另一侧用吸水纸吸,重复几次,让洋葱表皮浸润在清水中。
(6)低倍镜下观察原生质层位置、细胞大小变化(变大),观察是否质壁分离复原。
实验结果:
细胞液浓度<外界溶液浓度 细胞失水(质壁分离)
细胞液浓度>外界溶液浓度 细胞吸水(质壁分离复原)
第四章 光合作用和细胞呼吸
第一节 ATP和酶
一、ATP
1、功能:ATP是生命活动的直接能源物质
注:生命活动的主要的能源物质是糖类(葡萄糖);
生命活动的储备能源物质是脂肪。
生命活动的根本能量来源是太阳能。
2、结构:
中文名:腺嘌呤核苷三磷酸(三磷酸腺苷)
构成:腺嘌呤—核糖—磷酸基团~磷酸基团~磷酸基团
简式: A-P~P~P
(A :腺嘌呤核苷; T :3; P:磷酸基团;
~ : 高能磷酸键,第二个高能磷酸键相当脆弱,水解时容易断裂)
3、ATP与ADP的相互转化:
酶
ATP ADP+Pi+能量
注:
(1)向右:表示ATP水解,所释放的能量用于各种需要能量的生命活动。
向左:表示ATP合成,所需的能量来源于生物化学反应释放的能量。
(在人和动物体内,来自细胞呼吸;绿色植物体内则来自细胞呼吸和光合作用)
(2)ATP能作为直接能源物质的原因是细胞中ATP与ADP循环转变,且十分迅速。
二、酶
1、概念:酶通常是指由活细胞产生的、具有催化活性的一类特殊的蛋白质,又称为生物催化剂。(少数核酸也具有生物催化作用,它们被称为“核酶”)。
2、特性: 催化性、高效性、特异性
3、影响酶促反应速率的因素
(1)PH: 在最适pH下,酶的活性最高,pH值偏高或偏低酶的活性都会明显降低。(PH过高或过低,酶活性丧失)
(2)温度: 在最适温度下酶的活性最高,温度偏高或偏低酶的活性都会明显降低。(温度过低,酶活性降低;温度过高,酶活性丧失)
另外:还受酶的浓度、底物浓度、产物浓度的影响。
第二节光合作用
一、光合作用的发现
1648 比利时,范·海尔蒙特:植物生长所需要的养料主要来自于水,而不是土壤。
1771 英国,普利斯特莱:植物可以更新空气。
1779 荷兰,扬·英根豪斯:植物只有绿叶才能更新空气;并且需要阳光才能更新空气。
1880美国,恩吉(格)尔曼:光合光合作用的场所在叶绿体。
1864 德国,萨克斯:叶片在光下能产生淀粉
1940美国,鲁宾和卡门(用放射性同位素标记法):光合作用释放的氧全部来自参加反应的水。(糖类中的氢也来自水)。
1948 美国,梅尔文·卡尔文:用标14C标记的CO2追踪了光合作用过程中碳元素的行踪,进一步了解到光合作用中复杂的化学反应。
二、实验:提取和分离叶绿体中的色素
1、原理:
叶绿体中的色素能溶解于有机溶剂(如丙酮、酒精等)。
叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快;反之则慢。
2、过程:(见书P63)
3、结果:色素在滤纸条上的分布自上而下:
胡萝卜素(橙黄色) 最快(溶解度最大)
叶黄素 (黄 色)
叶绿素a (蓝绿色) 最宽(最多)
叶绿素b (黄绿色) 最慢(溶解度最小)
4、注意:
丙酮的用途是提取(溶解)叶绿体中的色素,
层析液的的用途是分离叶绿体中的色素;
石英砂的作用是为了研磨充分,
碳酸钙的作用是防止研磨时叶绿体中的色素受到破坏;
分离色素时,层析液不能没及滤液细线的原因是滤液细线上的色素会溶解到层析液中;
5、色素的位置和功能
叶绿体中的色素存在于叶绿体类囊体薄膜上。
叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光;
胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光及保护叶绿素免受强光伤害的作用。
Mg是构成叶绿素分子必需的元素。
三、光合作用
1、概念:
指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转变成储存能量的有机物,并且释放出氧气的过程。
2、过程:
(1)光反应
条件:有光
场所:叶绿体类囊体薄膜
过程:① 水的光解:
② ATP的合成:(光能→ATP中活跃的化学能)
(2)暗反应
条件:有光和无光
场所:叶绿体基质
过程:①CO2的固定:
② C3的还原:
(ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能)
3、总反应式:
光能
CO2 + H2O (CH2O)+ O2
叶绿体
4、实质:把无机物转变成有机物,把光能转变成有机物中的化学能
四、影响光合作用的环境因素:光照强度、CO2浓度、温度等
(1)光照强度:在一定的光照强度范围内,光合作用的速率随着光照强度的增加而加快。
(2)CO2浓度:在一定浓度范围内,光合作用速率随着CO2浓度的增加而加快。
(3)温度:光合作用只能在一定的温度范围内进行,在最适温度时,光合作用速率最快,高于或低于最适温度,光合作用速率下降。
五、农业生产中提高光能利用率采取的方法:
延长光照时间 如:补充人工光照、多季种植
增加光照面积 如:合理密植、套种
光照强弱的控制:阳生植物(强光),阴生植物(弱光)
增强光合作用效率 适当提高CO2浓度:施农家肥
适当提高白天温度(降低夜间温度)
必需矿质元素的供应
第三节 细胞呼吸
一、有氧呼吸
1、概念:
有氧呼吸是指活细胞在有氧气的参与下,通过酶的催化作用,把某些有机物彻底氧化分解,产生出二氧化碳和水,同时释放大量能量的过程。
2、过程:三个阶段
① C6H12O6 酶 2丙酮酸 + [H](少)+ 能量(少) 细胞质基质
② 丙酮酸 + H2O 酶 CO2 + [H] + 能量(少) 线粒体
③ [H] + O2 酶 H2O + 能量(大量) 线粒体
(注:3个阶段的各个化学反应是由不同的酶来催化的)
3、总反应式:
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 酶 6CO2 + 12H2O + 能量
4、意义:是大多数生物特别是人和高等动植物获得能量的主要途径
二、无氧呼吸
1、概念:
无氧呼吸是指细胞在无氧条件下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物分解成乙醇和二氧化碳或乳酸, 同时释放少量能量的过程。
2、过程:二个阶段
①:与有氧呼吸第一阶段完全相同 细胞质基质
② 丙酮酸 酶 C2H5OH(酒精)+CO2 细胞质基质
(高等植物、酵母菌等)
或 丙酮酸 酶 C3H6O3(乳酸)
(动物和人)
3、总反应式:
C6H12O6 酶 2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量
C6H12O6 酶 2C3H6O3(乳酸)+能量
4、意义:
高等植物在水淹的情况下,可以进行短暂的无氧呼吸,将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳,释放出能量以适应缺氧环境条件。(酒精会毒害根细胞,产生烂根现象)
人在剧烈运动时,需要在相对较短的时间内消耗大量的能量,肌肉细胞则以无氧呼吸的方式将葡萄糖分解为乳酸,释放出一定能量,满足人体的需要。
三、细胞呼吸的意义
为生物体的生命活动提供能量,其中间产物还是各种有机物之间转化的枢纽。
四、应用:
1、水稻生产中适时的露田和晒田可以改善土壤通气条件,增强水稻根系的细胞呼吸作用。
2、储存粮食时,要注意降低温度和保持干燥,抑制细胞呼吸。
3、果蔬保鲜时,采用降低氧浓度、充氮气或降低温度等方法,抑制细胞呼吸,注意要保持一定的湿度。
五、实验:探究酵母菌的呼吸方式
1、过程(见书p69)
2、结论:酵母能进行有氧呼吸,也能进行无氧呼吸。
第五章 细胞的增殖、分化、衰老和凋亡
第一节 细胞增殖
一、细胞增殖的意义:是生物体生长、发育、生殖和遗传的基础
二、细胞分裂方式:
有丝分裂 (真核生物体细胞进行细胞分裂的主要方式 )
无丝分裂
减数分裂
三、有丝分裂:
1、细胞周期:
从一次细胞分裂结束开始,直到下一次细胞分裂结束为止,称为一个细胞周期
注:①连续分裂的细胞才具有细胞周期;
②间期在前,分裂期在后;
③间期长,分裂期短;
④不同生物或同一生物不同种类的细胞,细胞周期长短不一。
2、有丝分裂的过程:
动物细胞的有丝分裂
(1)分裂间期:主要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成
结果:DNA分子加倍;染色体数不变(一条染色体含有2条染色单体)
(2)分裂期
前期:①出现染色体和纺锤体 ②核膜解体、核仁逐渐消失;
中期:每条染色体的着丝粒都排列在赤道板上;(观察染色体的最佳时期)
后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体,并分别向细胞两极移动。
末期:①染色体、纺锤体消失 ②核膜、核仁重现(细胞膜内陷)
植物细胞的有丝分裂
3、动、植物细胞有丝分裂的比较:
动物细胞 植物细胞
不
同
点
前期:
纺锤体的形成方式不同 由两组中心粒发出的星射线构成纺锤体 由细胞两极发出的纺锤丝构成纺锤体
末期:
子细胞的形成方式不同 由细胞膜向内凹陷把亲代细胞缢裂成两个子细胞 由细胞板形成的细胞壁把亲代细胞分成两个子细胞
4、有丝分裂过程中染色体和DNA数目的变化:
5、有丝分裂的意义
在有丝分裂过程中,染色体复制一次,细胞分裂一次,分裂结果是染色体平均分配到两个子细胞中去。子细胞具有和亲代细胞相同数目、相同形态的染色体。
这保证了亲代与子代细胞间的遗传性状的稳定性。
四、无丝分裂
1、特点:在分裂过程中,没有染色体和纺锤体等结构的出现(但有DNA的复制)
2、举例:草履虫、蛙的红细胞等。
第二节 细胞分化、衰老和凋亡
一、细胞的分化
1、概念:由同一种类型的细胞经细胞分裂后,逐渐在形态结构和生理功能上形成稳定性的差异,产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化。
2、细胞分化的原因:是基因选择性表达的结果(注:细胞分化过程中基因没有改变)
3、细胞分化和细胞分裂的区别:
细胞分裂的结果是:细胞数目的增加;
细胞分化的结果是:细胞种类的增加
二、细胞的全能性
1、植物细胞全能性的概念
指植物体中单个已经分化的细胞在适宜的条件下,仍然能够发育成完整新植株的潜能。
2、植物细胞全能性的原因:植物细胞中具有发育成完整个体的全部遗传物质。
(已分化的动物体细胞的细胞核也具有全能性)
3、细胞全能性实例: 胡萝卜根细胞离体,在适宜条件下培养后长成一棵胡萝卜。
三、细胞衰老
1、衰老细胞的特征:
①细胞核膨大,核膜皱折,染色质固缩(染色加深);
②线粒体变大且数目减少(呼吸速率减慢);
③细胞内酶的活性降低,代谢速度减慢,增殖能力减退;
④细胞膜通透性改变,物质运输功能降低;
⑤细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小;
⑥细胞内色素沉积,妨碍细胞内物质的交流和传递。
2、决定细胞衰老的主要原因
细胞的增殖能力是有限的,体细胞的衰老是由细胞自身的因素决定的
四、细胞凋亡
1、细胞凋亡的概念:细胞凋亡是细胞的一种重要的生命活动,是一个主动的由基因决定的细胞程序化自行结束生命的过程。也称为细胞程序性死亡。
2、细胞凋亡的意义:对生物的个体发育、机体稳定状态的维持等都具有重要作用。
第三节 关注癌症
一、细胞癌变原因:
内因:原癌基因和抑癌基因的变异
物理致癌因子
外因:致癌因子 化学致癌因子
病毒致癌因子
二、癌细胞的特征:
(1)无限增殖
(2)没有接触抑制。癌细胞并不因为相互接触而停止分裂
(3)具有浸润性和扩散性。细胞膜上糖蛋白等物质的减少
(4)能够逃避免疫监视
三、我国的肿瘤防治
1、肿瘤的“三级预防”策略
一级预防:防止和消除环境污染
二级预防:防止致癌物影响
三级预防:高危人群早期检出
2、肿瘤的主要治疗方法:
放射治疗(简称放疗)
化学治疗(简称化疗)
、手术切除
④ 高中生物知识点总结
高中生物教材实验中涉及试剂知识总结 1、 斐林试剂 : 配制:1)甲液质量浓度为 0.1g/ml,取10gNaOH溶于蒸馏水,稀释至 100ml .2)乙液质量浓度为0.05g/ml,取5gCuSO4溶于蒸馏水,稀释至100ml .用时甲乙两夜等量混合,水浴加热,且必须现配现用。鉴别可溶性还原糖(葡萄糖,果糖,麦芽糖)时产生砖红色沉淀。 2、 双缩脲试剂:配制:1)甲液质量浓度为 0.1g/ml,取10gNaOH溶于蒸馏水,稀释 至100ml 。2)乙液质量浓度为0.01g/ml,取1gCuSO4溶于蒸馏水,稀释至100ml 。先加入甲液,再加入乙液。用于检测蛋白质中的肽键。应注意的是蛋白质一定有肽键,有肽键的不一定是蛋白质,如尿素。鉴定蛋白质时,产生紫色反应。 3、 班氏尿糖定性试剂:配制:称取17.4克无水硫酸铜(CuSO4)溶解于100毫升热蒸 馏水中,冷却后,稀释到150毫升。称取柠檬酸钠(Na2CO3)100克,加蒸馏水600毫升,加热使之溶解,冷却后,稀释到850毫升。把硫酸铜溶液倾入柠檬酸钠及碳酸钠溶液中,搅匀后即为班氏尿糖定性试剂。使用方法同斐林试剂。 4、 苏丹红Ⅲ /Ⅳ:配制:取0.1g苏丹Ⅲ,溶解在20ml95%酒精中。用于鉴定脂肪被 苏丹红Ⅲ染为橘黄色,被苏丹红Ⅳ染为红色。鉴定时,先制备临时装片,再进行显微观察。 5、 甲基绿吡罗红染色剂:用于观察DNA和RNA在细胞中的分布情况。必须现用现配。 DNA遇到甲基绿为蓝绿色,RNA遇到吡罗红为红色。 6、 盐酸:配置解离液或改变溶液的PH值。 7、 碘液:用于鉴定淀粉的存在,遇到淀粉变为蓝色。(用于光合作用实验)。 8、 龙胆紫溶液:用于染色体着色,可将染色体染成紫色,显色反应。 9、 醋酸洋红溶液:为碱性染料。与龙胆紫溶液一样,都是用于染色体着色,但它却是将染 色体染成红色。 10、 层析液:配置:苯+丙酮。用于色素的层析,即将色素在滤纸上分离开。 11、 二氧化硅:可使绿叶研磨充分。 12、 碳酸钙:防止在研磨时,叶绿体中的色素受到破坏。 13、 13.0.3g/ml的蔗糖溶液:相当于30%的蔗糖溶液,用于质壁分离实验。不会使细胞 致死,且细胞分离后可复原。 14、 胰蛋白酶:用于分离蛋白质。用于动物细胞培养时分解组织,使组织细胞分散开, 制成细胞悬浮液。 15、 秋水仙素:巨毒。人工诱导染色体组加倍。原理:化学诱变因子抑制有丝分裂时 纺锤体的形成。 16、 氢氧化钠:用于吸收二氧化碳或改变溶液的PH值。用于细胞呼吸。 17、 碳酸氢钠:提供二氧化碳。用于细胞光合作用。 18、 澄清石灰水:鉴定二氧化碳。 19、 溴麝香草酚蓝水溶液:检测二氧化碳。溴麝香草酚蓝水溶液由蓝色变为黄色 20、 重铬酸钾的浓硫酸溶液:检测酒精在酸性条件下,酒精使橙色的重铬酸钾的浓硫 酸溶液变为灰绿色。用于探究酵母菌的呼吸方式。 21、 健那绿染色剂:专一性用于线粒体染色的活细胞染料。将线粒体染成蓝绿色 22、 解离液:固定细胞形态,使细胞分散开。 23、 23.95%的酒精溶液:用于提取叶绿体中的色素。用于与15%的盐酸等体积混合后 解离根尖。 24、 二苯胺:配制:称取1.5g二苯胺,溶于100mL冰醋酸中,再加1.5mL浓硫酸,避 光保存。DNA遇二苯胺(沸水浴)会染成蓝色。
假说一演绎法:在观察和分析基础上提出问题以后,通过推理和想像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,叫做假说-演绎法
1、孟德尔的豌豆杂交实验。19世纪中期,孟德尔用豌豆做了大量的杂交实验,在对实验结果进行观察、记载和进行数学统计分析的过程中,发现杂种后代中出现一定比例的性状分离,两对及两对以上相对性状杂交实验中子二代出现不同性状自由组合现象。他通过严谨的推理和大胆的想象而提出假说,并对性状分离现象和不同性状自由组合现象作出尝试性解释。然后他巧妙地设计了测交实验用以检验假说,测交实验不可能直接验证假说本身,而是验证由假说演绎出的推论,即:如果遗传因子决定生物性状的假说是成立的,那么,根据假说可以对测交实验结果进行理论推导和预测;然后,将实验获得的数据与理论推导值进行比较,如果二者一致证明假说是正确的,如果不一致则证明假说是错误的。当然,对假说的实践检验过程是很复杂的,不能单靠一两个实验来说明问题。事实上,孟德尔做的很多实验都得到了相似的结果,后来又有数位科学家做了许多与孟德尔实验相似的观察,大量的实验都验证了孟德尔假说的真实性之后,孟德尔假说最终发展为遗传学的经典理论。我们知道,演绎推理是科学论证的一种重要推理形式,测交实验值与理论推导值的一致性为什么就能证明假说是正确的呢?原来,测交后代的表现型及其比例真实地反映出子一代产生的配子种类及其比例,根据子一代的配子型必然地可以推导其遗传组成,揭示这个奥秘为演绎推理的论证过程起到画龙点睛的作用,不揭示这个奥秘学生则难以理解“假说一演绎法” 的科学性和严谨性,对演绎推理得出的结论仍停留在知其然的状况。
2、1900年,3位科学家分别重新发现了孟德尔的工作,遗传学界开始认识到孟德尔遗传理论的重要意义。如果孟德尔假设的遗传因子,即基因确实存在,那么它到底在哪里呢?1903年,美国遗传学家萨顿发现,孟德尔假设的一对遗传因子即等位基因的分离,与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。萨顿根据基因和染色体行为之间明显的平行关系,提出假说:基因是由染色体携带着从亲代传递给子代的,也就是说,基因位于染色体上。美国遗传学家摩尔根曾经明确表示过不相信孟德尔的遗传理论,也怀疑萨顿的假说,后来他做了大量的果蝇杂交实验,用实验把一个特定的基因和一条特定的染色体— X染色体联系起来,从而证实了萨顿的假说。由此可以看出,对基因与染色体的关系的探究历程,也是假说一演绎的过程。
3、 DNA复制方式的提出与证实,以及整个中心法则的提出与证实,都是“假说一演绎法”的案例。以DNA分子的复制方式的阐明为例。美国生物学家沃森和英国物理学家克里克在发表DNA分子双螺旋结构的那篇著名的论文的最后写道:“在提出碱基特异性配对的看法后,我们立即又提出了遗传物质进行复制的一种可能机理。”他们紧接着发表了第2篇论文,提出了遗传物质自我复制的假说:DNA分子复制时,双螺旋解开,解开的两条单链分别作为模板,根据碱基互补配对原则形成新链,因而每个新的DNA分子中都保留了原来DNA分子的一条链。这种复制方式被称为半保留复制。1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料,运用同位素标记法设计了巧妙的实验,实验结果与根据假说一演绎推导的预期现象一致,证实了DNA的确是以半保留方式复制的。
4、遗传密码的破译是继DNA双螺旋结构模型提出后,现代遗传学发展中的又一个重大事件。自1953年提出DNA双螺旋结构模型后,科学家就围绕遗传密码的破译开展了一系列探索。美籍苏联物理学家伽莫夫提出的3个碱基编码1个氨基酸的设想。克里克和他的同事通过大量的实验,以T4 噬菌体为材料,研究其中某个基因的碱基的增加或减少对其所编码的蛋白质的影响,结果表明只可能是遗传密码中的3个碱基编码1个氨基酸。但是他们的实验无法说明由3个碱基排列成的1个密码对应的究竟是哪一个氨基酸。两位年轻的美国生物学家尼伦伯格和马太转换设计思路,巧妙设计实验,成功地破译了第1个遗传密码。在此后的六七年中,科学家破译了全部的遗传密码,并编制出了密码子表。
类比推理法:类比推理指是根据两个或两类对象在某些属性上相同,推断出它们在另外的属性上(这一属性已为类比的一个对象所具有,另一个类比的对象那里尚未发现)也相同的一种推理。
1、细胞学说的建立过程中,施旺就运用了类比方法。首先,施莱登观察到细胞是组成植物体的基本单位而把这个信息告诉了施旺,施旺意识到既然植物体如此,动物体也很可能如此。因此,他广泛地对动物各种组织进行研究,发现动物体也是由细胞构成的,验证了上述推理的正确性,在此基础上,对上述事实材料进行归纳概括,建立了细胞学说。
2、DNA模型建立的过程中,沃森和克里克根据前人的研究成果,认识到蛋白质的空间结构呈螺旋型,于是他们推想: DNA结构或许也是螺旋型的。根据这样的类比推理,他们对原来构建的DNA模型进行了修改,并与DNA分子的X射线照片进行对照,证实了该推理的正确性。
3、萨顿的假说“基因在染色体上”运用了类比推理法。萨顿正是运用了此种科学方法,将看不见的基因与看得见的染色体的行为进行类比,根据其惊人的一致性,提出基因位于染色体上这一假说。
⑤ 高中生物知识点归纳!
必修教材结论性语句总结(部分)
绪论
1.生物体具有共同的物质基础和结构基础。
2. 从结构上说,除病毒以外,生物体都是由细胞构成的。细胞是生物体的结构和功能的基本单位。
3.新陈代谢是活细胞中全部的序的化学变化总称,是生物体进行一切生命活动的基础。
4.生物体具应激性,因而能适应周围环境。
5.生物体都有生长、发育和生殖的现象。
6.生物遗传和变异的特征,使各物种既能基本上保持稳定,又能不断地进化。
7.生物体都能适应一定的环境,也能影响环境。
第一章 生命的物质基础
8.组成生物体的化学元素,在无机自然界都可以找到,没有一种化学元素是生物界所特有的,这个事实说明生物界和非生物界具统一性。
9.组成生物体的化学元素,在生物体内和在无机自然界中的含量相差很大,这个事实说明生物界与非生物界还具有差异性。
10.各种生物体的一切生命活动,绝对不能离开水。
11.糖类是构成生物体的重要成分,是细胞的主要能源物质,是生物体进行生命活动的主要能源物质。
12.脂类包括脂肪、类脂和固醇等,这些物质普遍存在于生物体内。
13.蛋白质是细胞中重要的有机化合物,一切生命活动都离不开蛋白质。
14.核崾且磺猩