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1、第 1 页高三第二轮复习生物知识结构网络第一单元生命的物质基础和结构基础（细胞中的化合物、细胞的结构和功能、细胞增殖、分化、癌变和衰老、生物膜系统和细胞工程）1.1 化学元素与生物体的关系1.2 生物体中化学元素的组成特点1.3 生物界与非生物界的统一性和差异性不同种生物体中化学元素的组成特点元素种类大体相同C、H、O、N 四种元素含量最多元素含量差异很大统一性组成生物体的化学元素，在无机自然界中都能找到差异性组成生物体的化学元素，在生物体和无机自然界中含量差异很大化学元素必需元素大量元素有害元素微量元素基本元素：C、H、O、N 主要元素：C、H、O、N、P、S 最基本元素：C 非必需元素无害
2、元素C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo 等Al、Si 等Pb、Hg 等第 2 页1.4 细胞中的化合物一览表化合物分类元素组成主要生理功能水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无机盐构成化合物（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）糖类单糖二糖多糖C、H、O 供能（淀粉、糖元、葡萄糖等）组成核酸（核糖、脱氧核糖）细胞识别（糖蛋白）组成细胞壁（纤维素）脂质脂肪磷脂（类脂）固醇C、H、O C、H、O、N、P C、H、O 供能（贮备能源）组成生物膜调节生殖和代谢（性激素、Vit.D）保护
3、和保温蛋白质单纯蛋白（如胰岛素）结合蛋白（如糖蛋白）C、H、O、N、S（Fe、Cu、P、Mo）组成细胞和生物体调节代谢（激素）催化化学反应（酶）运输、免疫、识别等核酸DNA RNA C、H、O、N、P 贮存和传递遗传信息控制生物性状催化化学反应（RNA 类酶）1.5 蛋白质的相关计算设构成蛋白质的氨基酸个数m，构成蛋白质的肽链条数为n，构成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为a，蛋白质中的肽键个数为x，蛋白质的相对分子质量为y，控制蛋白质的基因的最少碱基对数为r，则肽键数脱去的水分子数，为nmx蛋白质的相对分子质量xmay18或者xary183第 3 页1.6 蛋白质的组成层次1.7 核酸的基本
4、组成单位名称基本组成单位核酸核苷酸（8 种）一分子磷酸（H3PO4）一分子五碳糖（核糖或脱氧核糖）核苷一分子含氮碱基（5 种：A、G、C、T、U）DNA 脱氧核苷酸（4 种）一分子磷酸一分子脱氧核糖脱氧核苷一分子含氮碱基（A、G、C、T）RNA 核糖核苷酸（4 种）一分子磷酸一分子核糖核糖核苷一分子含氮碱基（A、G、C、U）1.8 生物大分子的组成特点及多样性的原因名称基本单位化学通式聚合方式多样性的原因多糖葡萄糖C6H12O6 脱水缩合葡萄糖数目不同糖链的分支不同化学键的不同蛋白质氨基酸氨基酸数目不同氨基酸种类不同氨基酸排列次序不同肽链的空间结构核酸（DNA 和 RNA）核苷酸核苷酸数目不同
5、核苷酸排列次序不同核苷酸种类不同C、H、O、N、S 氨基酸肽链基本成分C、H、O、N、P、Fe、Cu离子和（或）分子其它成分蛋白质R NH2 COOH H C 第 4 页1.9 生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质和DNA 的鉴定物质试剂操作要点颜色反应还原性糖斐林试剂（甲液和乙液）临时混合加热砖红色脂肪苏丹（苏丹）切片高倍镜观察桔黄色（红色）蛋白质双缩脲试剂（A 液和 B 液）先加试剂A 再滴加试剂B 紫色DNA 二苯胺加 0.015mol/LNaCl 溶液 5Ml 沸水加热5min 蓝色1.10 选择透过性膜的特点1.11细胞膜的物质交换功能1.12 线粒体和叶绿体共同点1、具有双层膜结构2、
6、进行能量转换3、含遗传物质DNA 4、能独立地控制性状5、决定细胞质遗传6、内含核糖体7、有相对独立的转录翻译系统8、能自我分裂增殖选择透过性膜的特点三个通过水自由通过可以通过不能通过被选择的离子和小分子其它离子、小分子和大分子物质交换大分子、颗粒内吞外排离子、小分子自由扩散主动运输亲脂小分子高浓度低浓度不消耗细胞能量（ATP）离子、不亲脂小分子低浓度高浓度需载体蛋白运载消耗细胞能量（ATP）膜的流动性膜的流动性、膜融合特性原理第 5 页1.13 真核生物细胞器的比较名称化学组成存在位置膜结构主要功能线粒体蛋白质、呼吸酶、RNA、脂质、DNA 动植物细胞双层膜能量代谢有 氧 呼 吸 的主要场所
7、叶绿体蛋白质、光合酶、RNA、脂质、DNA、色素植物叶肉细胞光合作用内质网蛋白质、酶、脂质动 植 物 细 胞 中 广泛存在单层膜与蛋白质、脂质、糖类的加工、运输有关高尔基体蛋白质、脂质蛋白质的运输、加工、细胞分泌、细胞壁形成溶酶体蛋白质、脂质、酶细胞内消化核糖体蛋白质、RNA、酶无膜合成蛋白质中心体蛋白质动物细胞低等植物细胞与有丝分裂有关1.14 细胞有丝分裂中核内DNA、染色体和染色单体变化规律间期前期中期后期末期DNA 含量2a 4a 4a 4a 4a 2a 染色体数目（个）2N 2N 2N 4N 2N 染色体单数（个）0 4N 4N 0 0 染色体组数（个）2 2 2 4 2 同源染色数
8、（对）N N N 2N N 注：设间期染色体数目为2N 个，未复制时DNA 含量为 2a。1.15 理化因素对细胞周期的影响理化因素间期前期中期后期末期机理应用过量脱氧胸苷抑制 DNA 复制治疗癌症秋水仙素抑制纺锤体形成获得多倍体低温（24）影响酶活和供能低温贮藏注：表示有影响1.16 细胞分裂异常（或特殊形式分裂）的类型及结果类型分裂方式结果事例细胞质不分裂有丝分裂双（多）核细胞多核胚囊个别染色体不分离有丝分裂、减数分裂单体、多体21 三体、唐氏综合征全部染色体不分离有丝分裂、减数分裂多倍体四倍体植物染色体多次复制，但不分离有丝分裂多线巨大染色体果蝇唾腺染色体两个以上中心体有丝分裂多极核第
9、6 页1.17 细胞分裂与分化的关系1.18 已分化细胞的特点1.19 分化后形成的不同种类细胞的特点1.20 分化与细胞全能性的关系1.21 细胞的生活史G1S G2M 周期性细胞G0期（暂不增殖）终端分化细胞衰老死亡细胞绝大多数细胞少数细胞未分化分化衰老死亡干细胞癌细胞分裂分裂干细胞特点：（无限增殖）既分裂也分化癌细胞特点：（无限增殖）只分裂不分化异常分化癌变（永生）形态结构特化新陈代谢改变生理功能专一分裂能力丧失已分化细胞体细胞生殖细胞（如卵细胞、花粉）分化程度越低全能性越高，分化程度越高全能性越低分化程度高，全能性也高分化程度最低（尚未分化），全能性最高受精卵形态结构不同生理功能不同代
10、谢活动不同基因表达不同不同种类细胞第 7 页1.22 癌细胞的特点1.23 衰老细胞的特点1.24 细胞的死亡水酶色核透（水煤色黑透）助记词水分减少，细胞萎缩，体积变小，代谢减慢水少酶低色累酶的活性降低色素积累，阻碍细胞内物质交流和信息传递核大细胞核体积增大，染色体固缩，染色加深透变细胞膜通透性改变，物质运输功能降低细胞死亡病理性死亡（细胞坏死）程序性死亡（细胞凋亡）环境因素突变病原体入侵正常生命需要动物变态花儿凋谢极体消失大部分淋巴细胞死亡蝌蚪尾部消失花瓣凋萎癌细胞的特点无限分裂增殖形态结构变化细胞物质改变正常功能丧失新陈代谢异常引发免疫反应扁平梭形球形成纤维细胞癌变如癌细胞膜糖蛋白减少，细
11、胞黏着性降低，易转移扩散。癌细胞膜表面含肿瘤抗原，肝癌细胞含甲胎蛋白等如线粒体功能障碍，无氧供能可移植在异种生物体内生长，形成癌瘤可以种间移植主要是细胞免疫永生细胞第 8 页1.25 生物膜与生物膜系统膜生物膜系统生物膜功能上的联系组成细胞的膜的总称化学组成相似基本结构相同结构上的联系直接联系间接联系核外膜内质网膜胞膜内质网膜线粒体外膜（或相依）内质网膜膜泡高尔基体膜膜泡胞膜分泌作用胞饮作用内质网-高尔基体-细胞膜细胞膜-溶酶体相互配合协调工作细胞膜、核膜及具膜细胞器构成的结构体系结构上紧密联系功能上相互依存生理作用研究意义为细胞提供稳定的内环境进行物质运输、能量交换、信息传递为化学反应提供场
12、所将细胞分隔成功能小区细胞膜工业上淡化海水，处理污水研究抗寒、抗旱、耐盐机理人造膜材料代替病变器官农业上医药上概念概念你知道吗细胞分裂产生新细胞细胞分化产生新细胞类型基因突变产生新基因基因重组产生新基因型生殖隔离产生新物种第 9 页1.26 细胞工程植物细胞工程细胞工程植物组织培养离体的植物器官组织或细胞愈伤组织根芽植物体脱分化再分化植物体细胞杂交植物细胞 A 植物细胞 B 去壁融合杂种细胞组织培养动物细胞工程动物组织单个细胞原代培养传代培养动物细胞培养胚胎移植动物细胞融合动物细胞A 动物细胞B 杂种细胞细胞培养融合 筛选核移植单克隆抗体免疫小鼠小鼠骨髓瘤细胞小鼠B细胞提取抗体融合细胞杂交瘤细
13、胞提取融合筛选体内培养体外培养你知道吗动物细胞培养代数与取材有关细胞来源可传代数人胎儿细胞成人细胞50 代20 代小鼠乌龟1428 代90125 代第 10 页1.27 植物组织培养与动物细胞培养的比较比较项目植物组织培养动物细胞培养生物学原理细胞全能性细胞分裂培养基性质固体液体培养基成分蔗糖、氨基酸、维生素、水、矿物质、生长素、细胞分裂素、琼脂葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、水、动物血清取材植物器官、组织或细胞动物胚胎、幼龄动物器官或组织培养对象植物器官、组织或细胞分散的单个细胞过程脱分化、再分化原代培养、传代培养细胞分裂生长分化特点分裂：形成愈伤组织分化：形成根、芽只分裂不分化贴壁生长接触
14、抑制培养结果新的植株或组织细胞株或细胞系应用快速繁殖培育无病毒植株提取植物提取物（药物、香料、色素等）人工种子培养转基因植物生产蛋白质生物制品皮肤细胞培养后移植检测有毒物质生理、病理、药理研究培养条件无菌、适宜的温度和pH 1.28 植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较比较项目植物体细胞杂交动物细胞融合生物学原理膜的流动性、膜融合特性前期处理原生质体制备：纤维素酶和果胶酶处理细胞分散：胰蛋白酶处理方法和手段物理：离心、振动、电刺激化学：聚乙二醇（PEG）（同前）生物：灭活的病毒应用进行远缘杂交，创造植物新品种制备单克隆抗体基因定位下游技术(后续技术)植物组织培养动物细胞培养你知道吗细胞生物体结构
15、和功能的基本单位葡萄糖组成多糖的基本单位氨基酸组成蛋白质的基本单位核苷酸组成核酸的基本单位基因控制生物性状的基本单位种群生物生存和进化的基本单位第 11 页第二单元生物的新陈代谢植物代谢部分：酶与ATP、光合作用、水分代谢、矿质营养、生物固氮2.1 酶的分类2.2 酶促反应序列及其意义酶促反应序列生物体内的酶促反应可以顺序连接起来，即第一个反应的产物是第二个反应的底物，第二个反应的产物是第三个反应的底物，以此类推，所形成的反应链叫酶促反应序列。如意义各种反应序列形成细胞的代谢网络，使物质代谢和能量代谢沿着特定路线有序进行，确定了代谢的方向。2.3 生物体内 ATP 的来源ATP 来源反应式光合
16、作用的光反应ADPPi能量ATP 化能合成作用有氧呼吸无氧呼吸其它高能化合物转化（如磷酸肌酸转化）CP（磷酸肌酸）ADP C（肌酸）ATP A B C D 酶 1 酶 2 酶 3 终产物酶 4 酶 n(蛋白质本质)(核酸本质)蛋白质类酶类酶单纯酶复合酶仅含蛋白质蛋白质辅助因子离子有机物辅酶NADP(辅酶)B 族维生素生物素(羧化酶的辅酶)RNA 端粒酶含RNA 唾液淀粉酶含Cl-细胞色素氧化酶含Cu2+分解葡萄糖的酶含Mg2+如胃蛋白质酶酶存在于低等生物中，将RNA自我催化。对生命起源的研究有重要意义。酶酶第 12 页2.4 生物体内 ATP 的去向2.5 光合作用的色素2.6 光合作用中光反
17、应和暗反应的比较比较项目光反应暗反应反应场所叶绿体基粒叶绿体基质能量变化光能电能电能活跃化学能活跃化学能稳定化学能物质变化H2O H O2 NADP+H+2e NADPH ATPPi ATP CO2NADPH ATP（CH2O）ADPPiNADP+H2O 反应物H2O、ADP、Pi、NADP+CO2、ATP、NADPH 反应产物O2、ATP、NADPH（CH2O）、ADP、Pi、NADP+、H2O 反应条件需光不需光反应性质光化学反应（快）酶促反应（慢）反应时间有光时（自然状态下，无光反应产物暗反应也不能进行）神经传导和生物电肌肉收缩吸收和分泌合成代谢生物发光光合作用的暗反应细胞分裂矿质元素吸
18、收新物质合成植株的生长植物动物ATP ADPPi 能量酶色素分布分离（橙黄色）胡萝卜素（黄色）叶黄素（蓝绿色）叶绿素a（黄绿色）叶绿素b 快慢作用吸收传递光能胡萝卜素叶黄素大部分叶绿素a 叶绿素 b 吸收转化光能特殊状态的叶绿素a 组成类胡萝卜素叶绿素叶绿素 a 叶绿素 b 胡萝卜素叶黄素叶绿体基粒的类囊体薄膜上第 13 页2.7 C3 植物和 C4 植物光合作用的比较C3 植物C4 植物光反应叶肉细胞的叶绿体基粒叶肉细胞的叶绿体基粒暗反应叶肉细胞的叶绿体基质维管束鞘细胞的叶绿体基质CO2固定仅有 C3途径C4途径 C3途径2.8 C4 植物与 C3 植物的鉴别方法方法原理条件和过程现象和指标
19、结论生理学方法在强光照、干旱、高温、低CO2时，C4植 物 能 进 行 光 合 作用，C3 植物不能。密闭、强光照、干旱、高温生长状况：正常生长或枯萎死亡正常生长：C4 植物枯萎死亡：C3 植物形态学方法维 管 束 鞘 的 结 构 差异过叶脉横切，装片 是 否 有 两 圈 花 细胞围成环状结构 鞘 细 胞 是 否 含 叶绿体是：C4 植物否：C3 植物化学方法 合 成 淀 粉 的 场 所不同酒精溶解叶绿素淀粉遇面碘变蓝叶 片 脱 绿 加 碘 过 叶 脉 横 切 制 片观察出现蓝色：蓝 色 出 现 在 维 管束鞘细胞 蓝 色 出 现 在 叶 肉细胞出现现象时：C4 植物出现现象时：C3 植物2.
20、9 C4 植物中 C4 途径与 C3 途径的关系注：磷酸烯醇式丙酮酸英文缩写为PEP。草酰乙酸(C4)苹果酸 C4丙酮酸 C3磷酸烯醇式丙酮酸（C3）ATP PEP 羧化酶AMP NADP+NADPH CO2 苹果酸 C4丙酮酸 C3 NADP+NADPH CO2 暗反应（CH2O）叶肉细胞维管束鞘细胞C5 第 14 页2.10 C4 植物比 C3 植物光合作用强的原因C3 植物C4 植物结构原因：维管束鞘细胞的结构以育不良，无花环型结构，无叶绿体。光合作用在叶肉细胞进行，淀粉积累，影响光合效率。发育良好，花环型，叶绿体大。暗反应在此进行。有利于产物运输，光合效率高。生理原因：PEP羧化酶磷酸
21、核酮糖羧化酶只有磷酸核酮糖羧化酶。磷酸核酮糖羧化酶与CO2亲和力弱，不能利用低CO2。两种酶均有。PEP 羧化酶与CO2亲和力大，利用低 CO2能力强。2.11光能利用率与光合作用效率的关系2.12 影响光合作用的外界因素与提高光能利用率的关系影响光合作用的外界因素提高光能利用率增加二氧化碳供应通风透光，增施农家肥；人工增CO2（温室）必需矿质元素供应N：P：K：糖类的合成和运输Mg：叶绿素的成分ATP、NADP+的成分控制光照强弱因地制宜：阳生植物种阳地阴生植物种阴地光质影响：蓝紫光照，蛋白质和脂类多红光照，糖类增多延长光合作用时间提高复种指数：改一年一季为一年多季增加光合作用面积合理密植套
22、种（不同时播种）、间作（同时播种）光CO2 矿物质水温度关系提高光能利用率延长光合作用时间增加光合作用面积提高光合作用效率控制光照强弱二氧化碳供应必需矿质元素供应光合作用效率光合作用制造的有机物所含的能量光合作用吸收的光能参与光合作用的能量中被转移的能量光能利用率照在该地面的总的光能光合作用制造的有机物所含的能量照在地面上的总能量中被转移的能量概念热能损失光能损失荧光、磷光光能电能化学能（贮存）去向第 15 页2.13 光合作用实验的常用方法2.14 植物对水分的吸收和利用2.14.1植物对水分的吸收半叶法（遮盖法）割主叶脉法同位素标记法验证（探索）光合作用需CO2并放 O2、光强的影响光合作
23、用产生淀粉验证（探索）光合作用中物质的转变打孔法（抽气法）密封法光质对光合作用的影响分光法可同时使用渗透吸水渗透系统隔着半透膜的两种溶液构成的体系吸胀吸水液泡尚未形成或消失通过亲水物质的亲水性吸水植物细胞构成渗透系统原生质层由细胞膜、液泡膜、两膜之间的细胞质构成看作一层半透膜（本质是选择透过性）两个系统植物细胞与土壤溶液之间构成每两个植物细胞之间构成水分的吸收吸水原理主要由成熟细胞的中央液泡构成渗透系统通过渗透作用吸水发生条件具有半透膜膜两侧溶液具有浓度差溶液与纯水达平衡时，溶液一方所承受的外压差。渗透压第 16 页2.14.2扩散作用与渗透作用的联系与区别2.14.3半透膜与选择透过性膜的区
24、别与联系半透膜选择透过性膜概念小分子、离子能透过，大分子不能透过水自由通过，被选择的离子和其它小分子可以通过，大分子和颗粒不能通过性质半透性（存在微孔，取决于孔的大小）选择透过性（生物分子组成，取决于脂质、蛋白质和 ATP）状态活或死活材料合成材料或生物材料生物膜（磷脂和蛋白质构成的膜）物质运动方向不由膜决定，取决于物质密度水和亲脂小分子：不由膜决定，取决于物质密度离子和其它小分子：膜上载体（蛋白质）决定功能渗透作用渗透作用和其它更多的生命活动功能共同点水自由通过，大分子和颗粒都不能通过2.14.4植物体内水分的运输2.14.5植物体内水分的利用和散失导管运输水分的运输方向向上：根茎叶动力蒸腾
25、作用产生蒸腾拉力根压导致吐水现象利用1-5%参与光合作用、呼吸作用等生命活动水分散失绝大部分水分通过蒸腾作用散失生理意义蒸腾作用根持续吸水的动力物质运输的载体降低叶片温度扩散作用渗透作用物质由相对多（密度高）的地方向相对少（密度低）的地方运动的过程，叫扩散溶剂分子的扩散叫渗透，具备一定条件才能发生联系区别物质由高到低的移动方式，利用物质本身的属性，不需要能量特指溶剂分子（如水、酒精等）的扩散，需特定的条件第 17 页2.15 植物体内的化学元素(1)1.16 植物体内的化学元素(2)植物体水分(10-95%)干物质(5-90%)有机物90%无机盐10%挥发部分灰分元素小部分 N 大部分 S 全
26、部 P 全部金属元素C、H、O、N、S形成气体：CO2、CO、N2、NH3、H2O和氮氧化物等。少量硫形成H2S、SO2等。燃烧N、P、S、K、Ca、Mg（6 种）大量元素微量元素必需矿质元素Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni 矿质元素Al、Si、Na、I 等非必需矿质元素概念除 C、H、O 外由根系吸收的元素（N 放在矿质元素中讨论）非必需元素必需元素微量元素大量元素植物体C、H、O 非矿质元素能被再利用的元素N、P、K、Mg 老叶先受损不被再利用的元素Ca、S、B、缺乏症幼叶先受损吸收方式选择性吸收载体的种类与数量主动运输第 18 页2.17 生物固氮2.18 氮循环2.19 三
27、类微生物在自然界氮循环中的作用生 物 固 氮将大气氮(N2)还原成NH3的过程概念意义对自然界氮循环有重要作用为绿色植物提供氮素营养固氮微生物的种类种类固氮原因及条件代谢类型常见类型在生态系统中的作用同化异化共生固氮类与豆科植物共生时异养需氧根瘤菌（6 种）（大豆、菜豆、豌豆、苜蓿、羽扇豆、三叶草）消费者(取食于活的生物体)自生固氮类独立生活自养固氮蓝藻(念珠藻)生产者异养圆褐固氮菌黄色分支杆菌分解者(腐生生活)注意：不同的根瘤菌具有共生专一性。如蚕豆根瘤菌与蚕豆、豌豆、豇豆共生；大豆根瘤菌只能与大豆共生。固氮过程N2eH+ATP NH3ADP Pi 固氮酶（选学）固氮基因（固氮酶）大气氮库（
28、N2）大气固氮工业固氮NO3-氮素化肥氮盐尿素硝化细菌分解者生物固氮NH3-NO2-、NO3-反硝化细菌N2遗体生产者消费者脲酶尿素脲酶固氮微生物N2 NH3 固氮酶硝化细菌NH3 NO2-、NO3-酶反硝化细菌NO2-、NO3-N2酶（N2循环）第 19 页动物与微生物代谢部分：三大类营养代谢、细胞呼吸、代谢基本类型、微生物类群、微生物的营养代谢与生长、发酵工程简介2.20 人和动物体内三大营养物质的代谢2.21 人体的必需氨基酸淀粉葡萄糖脂肪、某些氨基酸CO2H2O能量肝糖元肌糖元氧化合成分解转变合成皮下结缔组织、肠系膜脂肪储存甘油、脂肪酸CO2H2O能量氧化糖元转变分解蛋白质合成转变各种
29、组织蛋白、酶及激素等新的氨基酸含氮部分NH3尿素转变不含氮部分CO2H2O能量糖类、脂肪分解转氨基脱氨基氨基酸必需氨基酸在人和动物体细胞内能够合成的氨基酸非必需氨基酸不能在人和动物体细胞内合成，只能从食物中获得的氨基酸称为必需氨基酸种类(8 种)种类苯丙赖色亮，缬亮苏甲硫（本秉赖色亮，谢亮输贾刘）12 种概念概念苯丙氨酸赖氨酸色氨酸亮氨酸缬氨酸异亮氨酸苏氨酸甲硫氨酸不同种动物有不同的必需氨基酸助记词第 20 页2.22 细胞的有氧呼吸2.23 细胞内的无氧呼吸2C3H6O3 2C2H5OH 2CO24H 能量2CH3COCOOH C6H12O6(葡萄糖)(酒精)(乳酸)(丙酮酸)ATP(少)热
30、总反应式C6H12O6 能量2C3H6O3 酶C6H12O62C2H5OH 2CO2酶能量总反应式细胞质基质线粒体6CO220H C6H12O64H 能量6H2OATP(少)热C6H12O62CH3COCOOH 12H2O ATP(多)6O2能量热呼吸链ATP(少)热能量2CH3COCOOH(葡萄糖)(丙酮酸)细胞质基质线粒体细胞膜第 21 页2.24 有氧呼吸与无氧呼吸的比较比较项目有氧呼吸无氧呼吸反应场所真核细胞：细胞质基质，主要在线粒体原核细胞：细胞基质（含有氧呼吸酶系）细胞质基质反应条件需氧不需氧反应产物终产物（CO2、H2O）、能量中间产物（酒精、乳酸、甲烷等）、能量产能多少多，生成
31、大量ATP 少，生成少量ATP 共同点氧化分解有机物，释放能量2.25 呼吸作用产生的能量的利用情况呼吸类型被分解的有机物储存的能量释放的能量可利用的能量能量利用率有氧呼吸1mol 葡萄糖2870kJ 2870kJ 1165 kJ 40.59%无氧呼吸2870 kJ 196.65 kJ 61.08 kJ 2.13%注：无氧呼吸释放的能量值为分解为乳酸时的值。不同的无氧呼吸类型释放的能量可能稍有不同。2.26 新陈代谢的类型你知道吗科学发现：人们对消化过程的研究发现了酶人们对向光性的研究发现了生长素人们对溶菌现象的研究发现了青霉素绿色植物光合细菌基本类型新陈代谢类型兼性厌氧型异化类型需氧型厌氧型
32、同化类型自养型异养型光能自养型化能自养型兼性营养型酵母菌有光时：自养生活（进行光合作用，但供氢体不是水，而是有机物）无光时：异养生活红螺细菌有氧时：有氧呼吸无氧时：无氧呼吸硝化细菌化能合成作用光合作用绝大多数动物，腐生的真菌，大多数细菌多数动植物一些细菌(如光合细菌，供氢体不是水，不放O2)蛔虫等特殊类型第 22 页2.27 微生物的类群原核细胞微生物（单细胞）细菌形态杆形、球形、螺旋形（弧形）结构特殊结构质粒、荚膜、鞭毛、芽孢、基本结构细胞壁细胞膜细胞质（仅有核糖体）核区（环状DNA）繁殖二分裂（有DNA 的复制和平分）菌落概念特征细菌在固体培养基上繁殖形成的细菌子细胞群体大小、形状、颜色、
33、光泽度、透明度、硬度等结构基内丝菌气生丝菌吸收养料营养产生孢子繁殖分枝状菌丝放线菌对人类的贡献产抗生素（次级代谢产物）分布土壤、空气、水中其它类群支原体、衣原体（无壁）、（蓝藻）真核细胞微生物单细胞多细胞霉菌酵母菌细胞结构非细胞结构增殖病毒DNA 或 RNA 结构囊膜（带刺突）蛋白质、多糖、脂类组成衣壳核酸核衣壳（可有）基本单位：衣壳粒功能：保护、抗原性吸附注入复制（核酸）合成（蛋白质）装配释放分类DNA 病毒RNA 病毒蛋白质和 DNA 组成蛋白质和 RNA 组成微生物的类群第 23 页2.28 微生物的营养种类特点功能物理性质固体培养基加凝固剂分离、鉴定半固体培养基观察、保藏液体培养基不加
34、凝固剂工业生产化学成分合成培养基成分明确分类、鉴定天然培养基天然成分工业生产用途选择培养基加抑制剂(如青霉素)加特殊 C 源或 N 源不加某物质（如N 源）选择、分离鉴别培养基加指示剂或药品鉴别培养基种类营养素提供碳素营养水无机盐碳源无机碳源有机碳源CO2、NaHCO3等糖、脂、石油等氮源提供氮素营养无机氮源有机氮源N2、硝酸盐、铵盐等尿素、牛肉膏、蛋白胨等生长因子微生物生长不可缺少的微量有机物（包括维生素、氨基酸、碱基等）配制原则（三要原则）目的要明确根据培养种类、培养目的选择原材料注意营养物质的浓度和比例营养要协调C/N=4：有利于繁殖；C/N=3：有利于产谷氨酸碳氮比最重要pH 要适宜细
35、菌：pH=6.57.5 放线菌：pH=7.58.5 真菌：pH=5.06.0 微生物的营养你知道吗加入高浓度食盐可分离金黄色葡萄球菌加入青霉素可分离酵母菌和霉菌不加 N 源可分离固氮微生物加入伊红-美蓝可鉴别大肠杆菌第 24 页2.29 微生物的代谢2.30 微生物的生长不断产生代谢产物微生物的代谢初级代谢产物次级代谢产物微生物自身生长繁殖必需的物质氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素产物概念对自身生长繁殖非必需的物质抗生素、毒素、激素、色素产物概念代谢调节或积累或排除特点酶合成调节大肠杆菌一直存在，只受遗传控制的酶组成酶诱导酶受环境中某物质的诱导产生“好酶知时节，当需乃发生”分解葡萄糖的酶分解
36、乳糖的酶酶活性调节通过改变酶的催化活性，来调节代谢速率概念负反馈：酶催化的产物增多抑制酶的活性原理谷氨酸脱氢酶受谷氨酸产量的调节同时存在密切配合协调作用代谢的人工控制改变遗传特性基因诱变高产赖氨酸的黄色短杆菌转基因基因工程人胰岛素控制发酵条件改变细胞膜的通透性，即时输出代谢产物，解除对酶的抑制微生物群体生长的规律时期特点作用调整期菌体不增殖，代谢活跃，体积增大对数期以 2n形式增长，代谢旺盛作菌种和科研材料稳定期生死平衡，活菌数最多，芽孢形成收获菌体和代谢产物衰亡期死亡加速，形态多样，细胞裂解影响微生物生长的环境因素温度pH 氧最适生长温度：2537（最适 pH 见前）超过：蛋白质和核酸不可逆
37、破坏超过：影响酶活性和细胞膜稳定性需氧或不需氧微生物的生长第 25 页2.31 微生物的生长曲线与生长速率的关系2.32 发酵工程简介时间菌体数目(lg)0 时间生长速率0 k k 2 d c a b d c a b 生长速率繁殖率死亡率注意a：调整期b：对数期c：稳定期d：衰亡期说明概念内容采用现代工程技术手段，利用微生物某些特定功能，为人类生产有用产品；或者直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。菌种选育培养基配制灭菌扩大培养与接种基因诱变传统，常用。基因工程细胞工程细胞融合（三要原则）一般步骤：配制调pH分装灭菌严格杀灭培养基和发酵设备中的各种微生物，保证菌种是单一纯种选育的良种要经
38、多次扩大培养，才能满足大规模生产需要分离提纯产品代谢产物菌体本身过滤、沉淀等方法分离蒸馏、萃取、离子交换等方法提取发酵过程检测菌体数目和产物浓度。添加培养基组成。严格控制发酵条件（温度、pH、溶氧、通气量、转速）应用食品工业上的应用生产抗生素、维生素、动物激素、氨基酸、核苷酸等医药工业上的应用生产传统发酵产品啤酒、果酒、食醋等生产食品添加剂酸味剂、鲜味剂、甜味剂、色素开发人类新食源单细胞蛋白、真菌蛋白等新食品发酵工程改变原来基因转基因工程菌（工程细胞）第 26 页第三单元生命活动的调节（包括植物调节、体液调节、神经调节、内环境与稳态、水盐调节、血糖调节、体温调节、免疫）3.1 植物生命活动调节
39、激素调节应用向性运动植物体受到单一方向外界刺激而引起的定向运动是植物对于外界环境的适应性生长素发现主要在叶原基、嫩叶和发育的种子产生大多集中在胚芽鞘、分生组织、形成层及发育的种子和子房分布（略）运输只能由形态学上端向形态学下端运输，不能倒过来运输10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 1浓度/molL-1 0 促进生长抑制生长根芽茎两重性赤霉素细胞分裂素脱落酸乙烯促进生长存在于分裂部位。促进细胞分裂、分化促进叶片脱落促进果实成熟其他激素植物激素调节生理作用既能促进生长，又能抑制生长既能促进发芽，又能抑制发芽既能保花保果，又能疏花疏果促进生长抑制生长取决于生长素浓度植物的器官的种类生
40、长素类似物浸泡插枝下端促进插枝生根促进果实发育防止落花落果无籽番茄涂抹未受粉柱头喷洒植株（棉花）保蕾保铃涂抹未受粉柱头发根增多抑制促进抑制顶端优势疏花疏果除草第 27 页3.2 人和高等动物的体液调节激素调节内分泌腺激素名称主要生理功能下丘脑促甲状腺激素释放激素促进垂体合成和分泌促甲状腺激素促性腺激素释放激素促进垂体合成和分泌促性腺激素抗利尿激素减少排尿垂体促甲状腺激素促进甲状腺生长发育和调节其合成与分泌促性腺激素促进性腺生长发育和调节其合成与分泌生长激素促进生长，主要促进骨生长和蛋白质合成催乳素促进乳腺发育与泌乳及嗉囊分泌鸽乳甲状腺甲状腺激素促进新陈代谢(促进氧化分解)、促进生长发育(包括神
41、经)、提高神经系统兴奋性肾上腺肾上腺素升血糖(促进肝元糖分解)醛固酮促进肾小管吸Na+泌 K+胰岛A 细胞胰高血糖素升血糖(强烈促进肝元糖分解和非糖转化）B 细胞胰岛素性腺睾丸性激素雄激素促进雄性生殖器官的发育和精子生成，激发并维持雄性第二性征卵巢雌激素促进雌性生殖器官的发育和卵子生成，激发并维持雌性第二性征，激发并维持正常性周期卵巢孕激素促进子宫内膜和乳腺生长发育，为受精卵着床和泌乳准备条件激素的种类和作用人和高等动物的体液调节调节内分泌的中枢下丘脑反馈调节激素分泌的调节其他化学物质的调节如 CO2对呼吸频率的调节等相关激素间的作用协同作用增强效应甲状腺激素生长激素胰岛素胰高血糖素拮抗作用对
42、抗效应寒冷紧张促甲状腺激素释放激素促甲状腺激素甲状腺激素下丘脑垂体甲状腺()()()()增加去路促进肝(肌)糖元合成促进葡萄糖氧化分解促进转变成脂肪减少来源抑制肝糖抑制元分解抑制非糖物质转化降血糖第 28 页3.3 神经调节基本方式反射由神经系统对体内外刺激所作的规律性反应概念结构基础神经中枢感受器传入神经传出神经效应器反射弧分类遗传获得的先天性反射非条件反射条件反射生活中学习获得的后天性反射兴奋的传导神经纤维上的传导细胞间的传导从兴奋点开始双向传导-+-+-+-+-刺激单向传导由前一个神经元传向后一个神经元传导方向高级神经中枢的调节高级神经中枢大脑皮层驱体运动中枢中央前回交叉支配左侧中枢支配
43、右侧驱体右侧中枢支配左侧驱体倒置投射顶部中枢支配足部运动颞部中枢支配头部运动运动性失语感觉性失语语言中枢运动性语言中枢(说话中枢)感觉性语言中枢(听话中枢)S 区H 区神经调节第 29 页3.4 动物行为产生的生理基础3.5 内环境与物质交换神经调节与行为激素调节与行为求偶行为照顾幼仔行为催乳素性激素影响活动、食欲等甲状腺激素先天性行为趋性对环境刺激的定向反应本能由一系列非条件反射按顺序连锁发生构成非条件反射膝跳反射、搔扒反射吸吮反射、眨眼反射后天性行为印随模仿条件反射判断推理决定性作用生活体验和学习动物行为产生的生理基础稳态概念内 环 境 的 理 化 性 质保持相对稳定的状态(包括 pH、参
44、透压、温度、血糖浓度等等)体液细胞内液细胞外液血浆淋巴内环境物质交换废物、CO2养料、O2 细胞液组织液内环境与物质交换NaHCO3H2CO3乳酸Na2CO3缓冲物质缓冲物质血浆中酸性物质增多时血浆中碱性物质增多时多余的NaHCO3 由肾脏排出体外多余的H2CO3 生成 CO2和 H2OpH的相对稳定H2CO3增高时NaHCO3增高时第 30 页3.6 水、钠、钾的来源与去向H2O 来源（mL）去向（mL）来自饮水来自食物来自代谢1300 900 300 由肾排出由皮肤排出由肺排出由大肠排出1500 500 400 100 共计2500 共计2500 食物中的Na+便Na+人体汗Na+尿 Na
45、+皮肤大肠肾脏K+便 K+消化道中的K+血 K+组织液中的K+细胞中的K+尿 K+食物中的K+吸收排出多吃多排少吃少排不吃也排诊断某些疾病的指标Na+水、钠、钾的来源与去向第 31 页3.7 水盐平衡的调节饮水不足、失水过多、食物过咸细胞外液渗透压升高下丘脑渗透压感受器大脑皮层产生渴觉饮水增加垂体后叶抗利尿激素肾小管、集合管重吸收水尿量减少+释放细胞外液渗透压下降神经调节激素调节肾上腺直接刺激血钾升高血钠降低醛固酮重吸收 Na+分泌 K+水盐平衡的调节咏下丘脑下丘脑下丘脑产生激素真不少通过垂体控性甲有种激素抗利尿体温调节是中枢血糖平衡功不小水盐代谢没有它什么事都做不了第 32 页3.8 血糖平
46、衡的调节3.9 体温的调节胰岛素分泌增加胰高血糖素分泌增加血糖升高血糖降低（+）（）（+）（+）（+）（+）（+）下丘脑某一区域胰岛 A 细胞胰岛 B 细胞肾上腺肾上腺素下丘脑另一区域激素调节神经调节皮肤血管收缩汗腺不排汗立毛肌收缩散热减少肾上腺肾上腺素产热增加代谢增强冷觉感受器温觉感受器炎热皮肤散热增加血管扩张汗腺排汗下丘脑体温调节中枢寒冷下丘脑垂体甲状腺甲状腺激素体温恒定第 33 页3.10 免疫概述3.10 免疫系统的组成与淋巴细胞的起源免疫概述概念机体特殊的保护性生理功能。通过识别“自己”与“非已”，以维持机体内环境的平衡与稳定。分类非特异性免疫第一道防线皮肤及黏膜的屏障作用对所有病原
47、体的防御能力组成概念第二道防线体液中的杀菌物质吞噬细胞的吞噬作用特异性免疫第三道防线对特殊病原体的防御能力组成概念体液免疫细胞免疫B 细胞造血干细胞T 细胞胸腺中的造血干细胞增殖分化增殖分化血液循环大部分死亡淋巴结脾脏扁桃体少部分进入效应 B 细胞记忆细胞效应 T 细胞记忆细胞抗原刺激后免疫系统免疫细胞吞噬细胞淋巴细胞T 细胞B 细胞中枢淋巴组织及器官骨髓胸腺免疫器官免疫组织外周淋巴组织及器官脾脏扁桃体淋巴结免疫分子抗体、淋巴因子（白细胞介素、干扰素等）淋巴细胞起源第 34 页3.11抗原与抗体3.12 体液免疫和细胞免疫概念能与 B 细胞受体、T 细胞受体及抗体结合，具有启动免疫应答潜能的物
48、质性质异物性机体以外的物质。或机体内的隔离物质或已发生改变的自身物质特异性只与相应的抗体或效应T 细胞发生特异性结合。取决于抗原决定簇大分子性相对分子质量大于10000 的物质。蛋白质、脂多糖、多糖等抗原决定簇概念特点一种抗原可含有多种抗原决定族不同种抗原可含有相同或相似的抗原决定族一个 B 细胞只接受一种抗原决定族的刺激每一种抗原决定族只引起产生一种特定的抗体抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团是免疫细胞识别抗原的重要依据概念B 细胞识别抗原后经分裂增殖形成的效应B 细胞所产生的一种球蛋白特点能与相应的抗原特异性结合，从而清除抗原存在于血浆、组织液和淋巴中刺激产生特异结合抗体抗原病原体吞噬
49、细胞T 细胞B 细胞抗原抗原记忆细胞直接刺激增殖分化效应 B 细胞抗体再次刺激增殖分化病原体再次入侵抗体与病原体（抗原）结合防止病原体感染降低病毒侵染力感应阶段反应阶段效应阶段再次刺激增殖分化与宿主细胞密切接触增殖分化宿主细胞裂解死亡记忆细胞病原体侵入宿主细胞后效应 T 细胞释放淋巴因子白 细 胞 介 素(+宿主细胞溶酶体酶激活反应阶段效应阶段细胞免疫体液免疫第 35 页3.13 免疫失调引起的疾病器官特异性自身免疫疾病病变局限于某一器官风湿性关节炎风湿性心脏病酿脓链球菌的一种抗原决定族与心脏瓣细胞的某种物质相似全身性（系统性）自身免疫疾病病变见于多种器官和结缔组织系统性红斑狼疮累及多器官：关
50、节痛、皮肤红斑、脱发、白细胞减少自身免疫疾病概念由自身免疫而导致的机体的疾病状态。由于自身组织和细胞不易被清除，机体不断受攻击，结果进入疾病状态导致自身免疫免疫系统对自身成分发生免疫应答的现象遗传性（先天性）免疫缺陷病原发性 B 细胞缺陷病（伴X 隐性遗传）获得性（后天性）免疫缺陷病AIDS 病（HIV 主要攻击 T 细胞）概念机体免疫功能不足或缺乏而引起的疾病免疫缺陷病毛细血管扩张、血管通透性增强平滑肌收缩、腺体分泌增加全身性过敏反应呼吸道过敏反应消化道过敏反应皮肤过敏反应过敏原效应 B 细胞抗体某些细胞活性物质再次刺激再次刺激时释放刺激吸附概念已免疫过的机体在再次接触相同物质刺激时所发生的