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1、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)L1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C H.n.N l川 和 云 宏 金 昌 晶 名不 同 科 比 物 体 市 仍 受 三 表 的 幺 日 虎 特 占 三 支 种 率 大 体 相 同三 妻 金 曷 若 异 堀 士1.3生物界与非生物界的统一性和差异性4纬 一 批 看/4如 四 比 物 体 的 伊 学 王 宏.在 于 如 白 处 奥 中 抑 能 护 驯化幺 物一公 兆甫 讴 止 钾 不 卜 台 若 导 枇如 能 生 物 休 的
2、 小 受 行 表 一 在 比 物 侏 和 子 和 白 兔 里 山 令 装 妾 导 漏水S殂付初删形容运送物质提供反映场合参与化学反映维持生物大分子功能调节渗透压无机盐构成化合物(F e、M g)组成细胞(如骨细胞)参与化学反映维持细胞和内环境的渗透压)糖类单糖二糖多糖C、H、0供能(淀粉、糖元、葡萄糖等)组成核酸(核糖、脱氧核糖)细胞辨认(糖蛋白)组成细胞壁(纤维素)脂质脂肪磷脂(类脂)固醇C、H、0C、H、O、N、PC、H、O供能(储备能源)组成生物膜调节生殖和代谢(性激素、Vit.D)保护和保温蛋白质单纯蛋白(如胰岛素)结合蛋白(如糖蛋白)C、H、0、N、S(F e、C u、P、Mo.)组
3、成细胞和生物体调节代谢(激素)催化化学反映(酶)运送、免疫、辨认等核酸DNARNAC、H、O、N、P贮存和传递遗传信息控制生物性状催化化学反映(RN A 类酶)1.5 蛋白质的相关计算设构成蛋白质的氨基酸个数相,构成蛋白质的肽链条数为,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x=m-n .蛋白质的相对分子质量 y m a-l S x .或者 y-a-X&x.31.6蛋白质的组成层次1.7核酸的基本组成单位名称基本组成单位核甘酸(8种)一分子磷酸(H3PO,)核酸一分子五碳糖(核
4、糖或脱氧核糖)一分子含氮碱基(5 种:A、G、C、T、U)核普DNA脱氧核甘酸(4 种)一分子磷酸一分子脱氧核糖脱氧核昔一分子含氮碱基(A、G、C、T)RNA-寻酸一分子磷酸(4 种)一分子核糖O核糖核昔一分子含氮碱基(A、G、C、U)W二1.8生物大分子的组成特点及多样性的因素名称基本单位化学通式聚合方式多样性的因素多糖葡萄糖C 6 H 2。6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NHi C COOH氨基酸数目不同氨基酸种类不同氨基酸排列顺序不同肽链的空间结构核酸(D N A 和 RNA)核甘酸核昔酸数目不同核音酸排列顺序不同核甘酸种类不同1.9生物组织中还原性糖 白质
5、和DNA的鉴定物质试剂操作要点颜色反映还原性糖斐林试剂(甲液和乙液)临时混合加热砖红色脂肪苏丹ni(苏丹IV)切片高倍镜观测桔 黄 色(红色)蛋白质双缩胭试剂(A 液和B 液)先加试剂A再滴加试剂B紫色DNA二苯胺加 1 0.01 5 mol/LN a Cl 溶液 5Ml沸水加热5min蓝色1.1 0 选择透过性膜的特点森 林 涛 过 枇 暄 的 特 占1 二 小 涌)寸白 由 诵 时W以 诵 时水油 诜 桂 的 惠 子 和 小 分 子不 能 涌)寸 其 它 离 子、小 分 子 和 大 分 子1.1 1 细胞膜的物质互换功能物所石揄十 分 早.骊 薪离 子.小 玲 孑亲脂小分子、高浓度-低浓度
6、 离子、不亲脂小分子低浓度-高浓度瞳的滞云力枇.瞳 鼬 金 皓 俳膜 的流1 .12线粒体和叶绿体共同点1、具有双层膜结构2、进行能量转换3、含遗传物质DNA4、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1.1 3 真核生物细胞器的比较名 称化学组成存在位置膜结构重要功能线粒体蛋 白 质、呼 吸 酶、RNA、脂质、DNA动植物细胞双层膜能量代谢有 氧呼吸的重要场合叶绿体蛋 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、运送有关高尔基体蛋白质、脂质蛋
7、白质的运送、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注:设间期染色体数目为2N 个,未复制时DNA含量为2 a。间期前期中期后期末期DNA含量2 a-4a4 a4a4 a2a染色体数目(个)2N2N2N4N2N染色体单数(个)04N4N00染色体组数(个)22242同源染色数(对)NNN2NN1.15 理化因素对细胞周期的影响注:+表达有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甘+克制D N A 复制治疗癌症秋水仙素+克制纺
8、锤体形成获得多倍体低温(2 4)+影响酶活和供能低温贮藏1.1 6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、唐氏综合征所有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1.1 8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形态结构特化基因表达不同已分化细胞新陈代谢改变不同种类细胞形态结构不同生理功能专一分裂能力丧失生理功能不同代谢活动不同1.20分化与细胞全能性的关系体 细 胞 二分
9、化限度越低全能性越高,分化限度越高全能性越低生殖细胞(如卵细胞、花粉)分化限度高,全能性也高受精卵 分化限度最低(尚未分化),全能性最高1.22癌细胞的特点癌细胞的特点无限分裂增殖永生细胞形态结构变化成纤维细胞癌变A .扁平梭形 球形细胞物质改变如癌细胞膜糖蛋白减少,细胞黏着性减少,易转移扩散正常功能丧失癌细胞膜表面含肿瘤抗原,肝癌细胞含甲胎蛋白等1.23衰老细胞的特点水少7 k公 减 小.细 晌 兼 缩.体 积 期 小.代 谢 浦 悔酶低酶 的 活 件 减 少助记词 水酶色核透 二 1.24细胞的死亡病理性死亡(细胞坏死)色累核大透变色 素 积 累.阻 碍 和 峋 肉 物 话 赤 流 和 信
10、 息 传1弟细 晌 核 体 积 增 大.鎏 色 体 固 缩,染 色 加 深细 晌 障 诵 诱 件 四 期.物 后 运 送 功 能 减 小环境因素突变细胞死亡程序性死亡(细胞凋亡)1.2 5 生物膜与生物膜系统组成细胞的膜的总称概念结构上的联系生物膜病原体入侵化学组成相似基本结构相同直接联系间接联系J核夕正常生命需要、膜内质网膜胞膜i 内质网膜一一线粒体外膜(或相依)内质网膜一膜泡一高尔基体膜一膜泡一胞膜1.2 6 细胞工程植物细胞植物体杂 种 细 胞 匚)组织培养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、生葡 萄
11、糖、氨 基 酸、无机长素、细胞分裂素、琼脂盐、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克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哺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pH1.28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
12、特性前期解决原生质体制备:纤维素酶和果胶酶解决细胞分散:胰蛋白酶解决方法和手段物理: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,发明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基因一一控制生物性状的基本单位种群一一生物生存和进化的基本单位第二单元生物的新陈代谢I植物代谢部分:酶与AT P、光合作用、水分代谢、矿质营养、生物固氮2.1 酶的分类单 纯 酶 仅含 出 白 盾 加 胃 雷 白 质 酶酶c雷 白 质 类 酶(雷白质木质)用 合酶雷 白 话辅助 因 子一 唾液淀粉酶含c r离子J 细胞色素氧化酶含Cu2+l NADP
13、(辅醯 H)厂辅酶JB族维生素有机物 活跃化学能活跃化学能 稳定化学能物质变化H 2。-H+C)2NADP+H+2e-NADPHATP+P i-ATPC02+NADPH+ATP-(CH20)+A D P+Pi+NAD P+H2O反映物H20,ADP Pi、NADP+CO2、ATP、NADPH反映产物02、A TP、NADP H(CH20)、ADP、Pi、NADP+、H Q反映条件需光不需光反映性质光化学反映(快)酶促反映(慢)反映时间有 光 时(自然状态下,无光反映产物暗反映也不能进行)2.7 C3植物和C4植物光合作用的比较C 3植物C4植物光反映叶肉细胞的叶绿体基粒叶肉细胞的叶绿体基粒暗反
14、映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 C 4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结 论生理学 二 方法在 强 光 照、干 旱、高温、低C 0 2时,C 4植物能进行光合作用,C 3植物不能。二、常产 电.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:C 3植物态方形学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:C 3植物化学方法合成淀粉的场合不同酒精溶解叶绿素淀粉遇面碘变蓝叶片脱绿一加碘一过叶脉横切一制片f观测出现蓝色:蓝色出现在维管束鞘细胞蓝色出
15、现在叶肉细胞出现现象时:C 4植物出现现象时:C3植物2.9 C 4植物中C 4途径与C 3途径的关系2.1 0C4植物比C3植物光合作用强的因素C3植物C 4植物结构因素: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。暗反映在此进行。有助于产物运送,光合效率高。生理因素:PEP粉化酶磷酸核酮糖竣化酶只有磷酸核酮糖竣化酶。磷酸核酮糖叛化酶与C 02亲和力弱,不能运用低C02。两种酶均有。PE P竣化酶与C02亲和力大,运用低C02能力强。2.11光能运用率与光合作用效率的关系光介作用制造的有机物所制的能量光 能
16、运 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,光合作用效率=,人”人光合作用喷鼠的光能延长光合作用时间照在地面上的总能量中被转移的能量量中被转移的能量光能损失一荧光、磷光光能一电能一化 学 能(贮存)增长光合作用面积控制光照强弱提高光合作用效率L二氧化碳供应必需矿质元素供应2.12影响光合作用的外界因素与提高光能运用率的关系提高光能运用率影响光合作用的外界因素214植物对水分的吸取和运用2.14.1植物对水分的吸取水分的吸取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,
17、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植物体内水分的运送水分的运送导管运送2.14.5植物体内水分的运用和散失蒸 勺 作 用|1-5%参与光合作用、呼吸作用等生命活动绝大部分水分通过蒸腾作用散失根连续吸水的
18、动力生理意义 物质运送的载体减少叶片温度2.1 5植物体内的化学元素(1 )植物体水分(10-95%)干物质(5-90%)有机物90%C、H、0、N、S 形成气体:CO2 C O、N2、NH3 H2O和氮氧化物等。少 量 硫 形 成 H2s、SO2等。大量元素微量元素燃烧无机盐10%小部分N大部分S挥发部分灰分元素所有P所有金属元素与元素Q)载体的种类与数量选择性吸取积 极 运 送 方 式吸取必需元素矿质元素植物体除 C、H、O 外由根系吸取的元素必需矿质元素(N 放P、S、K微量元素Ca、Mg(6 种)Fe、Mn、Zn、能被再运用的元素Cu、Mo、Ck NiN、P、K、Mg 缺少症不被再运用
19、的元素非必需矿质元素老叶先受损幼叶先受损Ca S、B、Al、Si、Na、I 等非必需元素非矿质元素C、H、O程2.1 7生物固氮固氮酶N2+e+H+ATP-NH3+ADP+Pi(选学)种固氮因素及条件类代谢类型同异化化常见类型在生态系统中的作用 、对自然界氮循环有重要作用意义为绿色植物提供氮素营养概念将大气氮Z2)还原成N.?的过2.1 8氮循环大气固氮N03固氮微生物的种类共生固氮类自生固工业固氮氮素化肥尿素氮盐氮类固氮基因(固氮酶)注意:不f与豆科植异物共生时 养需_氧3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 固氮蓝藻养(念珠藻)大气氮库(N2
20、)养圆褐固氮菌生产者生物固氮服醐豌宣硝化细菌”NO2黄色分支杆菌f:Z硝化细菌N2尿素有共生专一性。g分解者遗体消费者A生产者2.19三类微生物在自然界氮循环中的作用NHi-*NO。-、NOv反硝化细菌酶NOv.NOI I 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人体的必需氨基酸种 类12种非必需氨基酸必需氨基酸种类(8种)概念概念2.2 2细胞的有氧呼吸热能量ATP(少)12H2。ATP(多)线粒体2.23细胞内的无氧呼吸6H2。6CO220H602热2CH3COCOOH细胞质
21、基质2cH3coeOOH(丙酮酸)4HC 6 H l2。6(葡萄糖)呼吸链能量能量2.2 4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映场合真核细胞:细胞质基质,重要在线粒体原核细胞:细胞基质(具有氧呼吸酶系)细胞质基质反映条件需氧不需氧反映产物终 产 物(82、H2o),能量中间产物(酒精、乳酸、甲烷等)、能量产能多少多,生成大量A T P少,生成少量A T P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运用情况注: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也许稍有不同。呼吸类型被分解的有机物储存的能量释放的能量可运用的能量能量运用率有氧呼吸1
22、 m o l 葡萄糖2 8 70 k J2 8 7 O k J1 1 6 5 k J4 0.5 9%无氧呼吸2 8 70 k J1 9 6 .6 5 k J6 1.0 8 k J2.1 3%2.26新陈代谢的类型红螺细菌 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)兼性营养型无光时:异养生活多数动植物新陈代谢类型特殊类型绝大多数动物,腐生的真菌,大多数细菌异化类型一些细菌(如光合细菌,供氢体不是水,不放0 2)兼性厌氧型蛔虫等人们对溶菌现象的研究发现了青霉素2.2 7 微生物的类群微生物的类群非细胞结构DNA病毒蛋白质和DNA组成霉菌酵母菌分类RNA病毒蛋白质和RNA组成衣壳基
23、本单位:衣壳粒病毒结构核衣壳I 功能:保护、抗原性核酸 DNA或RNA(可有)囊 膜(带刺突)蛋白质、多糖、脂类组成增殖 吸附一注入一复 制(核酸)一合 成(蛋白质)一装配一释放2.28微生物的营养微生物的营养无机碳源有机碳源无机氮源有机氮源你 知 道 吗回 纳 固氮微生物种类真 菌:期龄.。一6.U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测、保藏液体培养基不加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加克制剂(如青霉素)4t“让Nk c,痛迷z 2店-用途加入高加入精选择培养基i浓度食盐可分离/JM 1 J 卜 一 乂 1,不 加 其 物 质N
24、勒翦色葡萄球选择、分离)勒W霸 藤!J或 药 品,鉴别加入伊红-美蓝可鉴别大肠杆菌2.29微生物的代谢产物1 初级代谢产物代谢产物次级代谢产物酶合成调节概念微生物自身生长繁殖必需的物质不断产生氨基酸、核甘酸、多糖、脂类、维 生素特点概念对自身生长繁殖非必需的物质或积累或排除产物抗生素、毒素、激素、色素诱导酶微生物的代谢同时存在密切配合协调作用酶活性调节受环境中某物质的诱导产生“好酶知时节,当需乃发生”一直存在,只受遗传控制的酶分解葡萄糖的酶分解乳糖的酶大肠杆菌概念通过改变酶的催化活性,来调节代谢速率原理负反馈:酶催化的产物增多克制酶的活性2.30微生物的生长微生物的生长基因诱变基因工程人胰岛素
25、谷氨酸脱氢酶受谷氨酸产量的调节改变细胞膜的通透性,即时输出代谢产物,解除对酶的克制超过:影响酶活性和细胞膜稳定性2.31微生物的生长曲线与生长速率的关系百本女KT二、牛长谏率=整 殖 率 一 死 亡 率b:对数期a:调整期c:稳定期2.32发酵工程简介d:衰亡期概念采用现代工程技术手段,运用微生物某些特定功能,为人类生产有用产品;职 老 直 接 并 缉 隹 瞬 碉 再 工 雌 翰!养的厂种新技术。、J】改变本来基因菌种选育1基因工程转基因工程菌(工程细胞)培 养 基 配 制 加 疝 酱 熨%胞 融 合发酵工程内容灭 菌 严 格 杀 灭 牌 霸 口 舞 露 舜 禽 索 输 融 物,保证菌种是单一
26、纯种扩大培养与接种选育的良种要经多次扩大培养,才干满足大规模生产需要温测菌体数目和产物浓度。发 酵 过 程 Y、添加培养基组成。0T啾 涮 碱 条 线 嬉 混 累 取F噫 遴 屐 量 孱 胸 痛 速)分离提纯产品菌体自身过滤、沉淀等方法分离医药工业上的应用 生产抗生素、维生素、动物激素、氨基酸、核甘酸等应用生产传统发酵产品 啤酒、果酒、食醋等食品工业上的应用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、真菌蛋白等新食品第三单元 生命活动的调节(涉及植物调节、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植物生命活动调节一一激素调节,皿 一.J
27、植物体受到单一方向外界刺激而引起的定向运动向性运动 L二二植物对于外界环境的适应性发现(略)运送产生分布重要在叶原基、嫩叶和发育的种子大多集中在胚芽鞘、分生组织、形成层及发育的种子和子房只能由形态学上端向形态学下端运送,不能倒过来运送植物激素调节生长素生理作用既能促进生长,又能克制生长既能促进发芽,又能克制发芽既能保花保果,又能疏花疏果10-1 I0-8 10-6 10-4 J0-2 取决于生长素浓度促进三克制其他激素促进插枝生根促进果实发育防止落花落果生长素类似物涂抹未受粉柱头I发根增多1涂抹未受粉柱头I无籽番茄喷泗植棕(棉花)1保蕾保铃f 赤霉素促进生长细胞分裂素 存在于分裂部位。促进细胞
28、分裂、分化脱落酸促进叶片脱落乙烯促进果实成熟3.2人和高等动物的体液调节激素调节胰岛性内分泌腺下丘脑垂体甲状腺肾上腺A细胞B细胞睾丸卵巢协同作用性激调节内分泌的中枢反馈调节相关激素间的作用拮抗作用激素名称促甲状腺激素释放激素促性腺激素释放激素抗利尿激素促甲状腺激素促性腺激素生长激素催乳素甲状腺激素肾上腺素醛固酮胰高血糖素胰岛素雄激素雌激素下丘脑孕激素增强效应对抗效应重要生理功能促进垂体合成和分泌促甲状腺激素促进垂体合成和分泌促性腺激素减少排尿促进甲状腺生长发育和调节其合成与分泌促进性腺生长发育和调节其合成与分泌促进生长,重要促进骨生长和蛋白质合成促进乳腺发育与泌乳及嗦囊分泌鸽乳促进新陈代谢(促
29、进氧化分解)、促进生长发育(涉及神经)、提高神经系统兴奋性升血糖(促进肝元用篦肝(肌)糖元合成促进!然 野 源 立 泌K+令 保讲葡萄糠氯住分解WWWJ促进好元糖分解和非糖转化)_J言葡肝糠克制元分解增长去路克制非糖物质转化促进雄性生殖器官的发育和精子生成,激发并维持雄性笫二性征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促进子科内膜里 罂 舞*着 床 和 泌 冢 件甲状腺激素生长激素胰岛素-胰高血糖素其 他 化 学 物 质 的 调 节 如CO2对呼吸频率的调节等育,I K便 E1 1市 I r!前促 甲 状 腺:释 放 激 素促甲TJ泉激素墩 腺.刺激反射概
30、念.V.神经调节语言中枢高级神经中枢的调节】云 动 出 语 言 出 版/说 话 中 板、成 彩 性 语 言 中 板/听 话 中 板)3.4动物行为产生的生理基础求偶行为激素调节与行为动物行为产生的生理基础性激素-1-j照顾幼仔行为1 4催乳素甲状腺激素 一 影响活动、食欲等神经调节与行为先天性行为多余的NaHCOjpH的相对稳生活体验和学习内环境与物质互换物质互换3.6水、钠、钾的来源与去向来 源(mL)去 向(mL)来自饮水1300由肾排出1500来自食物900由皮肤排出500来自代谢300由肺排出400100由大肠排出水、钠、钾的来源与去向多吃多排少吃少排不吃也排3.7水盐平衡的调节水盐平
31、衡的调节体温调节是中枢下 丘 脑 下 丘 脑血糖平衡功不小产生激素真不少水盐代谢没有它通过垂体控性甲3.8血糖平衡的调节下丘脑另一区域神经调节肾上腺素血糖减少激素调节肾上腺下丘脑某一区域3.9体温的调节3.10免疫概述免疫概述非特异性免疫特异性免疫机体特殊的保护性生理功能。通过辨认“自己”不境的平衡与稳定。概 念 I 对所有病原体的防御能力与 非已,以维米皮肤及黏膜的屏障作用体液中的杀菌物质第一道防线第二道防线吞噬细胞的吞噬作用概念|对特殊病原体的防御能力体液免疫组 成 一第三道防线3.10免疫系统的组成与淋巴细胞的起源免疫器官免疫组织中枢淋巴组织及器官外周淋巴组织及器官细胞免疫骨髓胸腺淋巴结
32、脾脏免疫系统吞噬细胞扁桃体淋巴细胞起源免疫细胞淋巴细胞T 细胞B 细胞免疫分子 抗体、淋巴因子(白细胞介素、干扰素等)金血干拙抱增殖分化B 细胞大部分死亡少部分进入胸腺中的造血干细胞增殖分化AT 细胞效应B细胞淋吉卑庄帝光本抗原刺激后记忆细胞效应T 细胞记忆细胞3.11抗原与抗体抗原能与B 细胞受体、T 细胞受体及抗体结合,疫应答潜能的物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S建飞W如般眩蓼抗原决定簇1 M人抗原分子中决定抗原特异性的特殊
33、化学基团概念 L=/辎wm整s w罐 族特 点 I不同种抗原可具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概念 B 细胞辨认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抗体j 特点能与相应的抗原鹦 觥 瀛 楣 酎 生 一 种 特 定 的 抗 体八一 二,存 正 比 嚏 组 织 液 和 淋 巴 中3.12体液免疫和细胞嵬疫抗体与病原体(抗原)结合防止病原体感染减小病毒得资力体液免疫记忆细胞病原体再次入侵反映阶段抗体效应B 细胞激,福Ef f i分之感应阶段细胞免疫反映阶段增殖分化一白细的介素N_ 6记忆细胞殖分化g再次,型效应T 细胞效应阶段释放淋巴因子病原体侵入宿主
34、细胞后宿主细胞裂解死亡宿主细胞溶酶体醵激活与宿主细胞密切接触3.13免疫失调引起的疾病期,4己免疫过的机体在再次接触相同物质刺激时所发概 念 1生的以机体生理功能紊乱为主的特异性免疫反映特点 发作迅速、反映强烈、消退较快。无后遗症、有遗传倾向和个体差异免疫失调引起的疾病全身性过敏反映 呼吸道过敏反映 消化道过敏反映 皮肤过敏反映概念机体免疫功能局限性或缺少而引起的疾病免疫缺陷病遗 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重要袭击T 细胞)3.13免疫学的应用(选学)免疫学的应用灭活死疫苗(脊髓灰质兆痞苗)人工积极免疫
35、注射抗原“减毒活疳苗(卡介苗、牛痘苗)I 类 毒 素(白喉痞苗、破伤风樗苗)C抗 毒 素(免疫动物后获得的抗体)J 人免疫球蛋白制剂(抗乙肝病毒免疫球蛋白)人 工 被 动 免 疫 注 射 抗 体)细胞因子制剂(新型制剂)单抗制剂A A.-L 输入免疫物质(抗体、胸腺素、淋巴因子)或药物免疫治疗-调整病人的免疫功能,从而治疗疾病一移植免疫 组织相容性抗原(HLA)是否一致,关系到器官移植的成败滤出一组织液增多一细胞外水肿第四单元 生物的生殖与发育(涉及生殖的种类、动物生殖细胞的生成、植物的个体发育、动物的个体发育)4.1生殖的类型生殖方式概 念举 例分裂生殖由一个生物体直接分裂成两个新个体变形虫
36、、细菌|无性生殖出芽生殖在 母 体 的 一 定 部 位 长 出 芽 体(新个酵母菌、水蜓生殖的类型体)母体产生无性生殖细胞一一抱子,由真 菌(青霉)胞子生殖抱子萌发成新个体低 等 植 物(衣薄)概 念 养 牖 体陶篝耀帆躺翻瓶器官配提、做 州 两绪警令薯的块茎异配生殖*辔&蠡 解 肺 射 程 的 生 殖卵式生殖同配生殖配子形态大小相同(同型配子)人工进行的植物无性繁殖方式。松 的 匍 匐 茎配子形态大小不同(大配子和小配子)配子形态大小差别很大,大的称卵细胞(雌配子),小的称精子(雄配子),结合形成的合子特称受精卵-42N4._42N._厂 厂孤雌生殖4N4胎的发行胎后发育卵细胞不经受精直接发
37、育成新个体(蜜蜂的卵细胞直接发育成雄蜂)4.2动物有性生殖细胞的形成(没有互换)有性生殖细胞的形成次级精母细胞(N=2)精细胞(N=2)精子(N=2)(N=2)卵细胞(N=2)第二.极体种卵细胞4.4减 数 分 裂 中 染 色 体 行 为 及 数 目 与 配 子 类 型 的 关 系1、由于同源染色体分离,非同源染色体在配子中进行自由组合,所以形成不同种类的配子2、配 子(精子、卵)种 数 等 于 组 合 数 配子种数=2 (为同源染色体对数)3、组合数又与同源染色体的对数有关 与同源染色体对数无关4、每一个精原细胞分裂都只形成两种精子5、6、每一个卵原细胞分裂都只形成一种卵子当m 2n,则生成
38、的精子类型最多为2机2种要产生2种精子至少需要个精原细胞密与减数分裂L 7、要产生2种卵细胞至少需要2个卵原细胞参与减数分裂L8、当有7个精原细胞进行减数分裂时一 ,T 八/1、*I I ,P JW X 、-2、每一个卵原细胞分裂都只形成1种卵子 的萤量或-=m、1-Z L/(T,+C)-/a“、1 11,1 r2 丁 2,_ 1(T2+C2)m4+石)r-=-=-=nO (A+T.)y-I y 十”)二 1 (A2+T2)nA4 A.=w 3-A.=1 G.=r 3-一G2 =一1_ _/T T r r r,5 2=s匚 送=无 法 计 算 岂=,=殳=无 法 计 算,/G G2 G G亲
39、代(0代)1代2 代n代复制(半保存复制)32R /T HIrA 0 T32p 32P1-1 r/A q G TT S W八31p3 1 P l 1 1 1 ,A,T3,22 pi一i一i一r 32PRA C G T g 一i i i r 31P、A w q TT W+T一i-i-r3 lpRA q。TT 0 A1 1 1 1 3 1 p、一 0 T32P.子代DNA分子中含亲代链的比例11/?I/?-1子代DNA链中含亲代链的比例1/71/4I/?15.9 D N A半保存复制的实验证明XX/y/XX半重半辂oooooa?全轻XXXXXXXJxxxxxxx 半重半辂n6 5中间带重带非编码区
40、编码区非 编 码 区 T原核生物基因的结构R N A聚合酶结合位点放-大基 因(编码区)mRNAtRNA蛋 白 质(多肽)AGGTAGGTAGGT转录翻译基因控制蛋白质的合成5.11染色体组与基因组比较概念示例染色体组正常配子中的所有染色体数称为一个染色体组,用 N 表达果蝇:N=4基因组概 念某生物DN A分子所携带的所有遗传信息叫基因组。涉及核基因组和质基因组(线料体基因组和叶绿体基因组)人:2 3+1 +线粒体D N A单倍体基因组有性别生物:N+1 (N 个D N A+1 个性染色体DN A组成)无性别生物:N(N 个 DN A分子组成)人:2 3+1玉米:1 0原核生物基因组一个D
41、N A分子组成(或加上质粒D N A)细菌DN A线粒体基因组线粒体中一个DN A分子所携带的遗传信息(见后述)线 粒 体 D NA叶绿体基因组叶绿体中一个DN A分子所携带的遗传信息叶绿体D N A区别与联系染色体组由正常配子中的染色体数目构成,只包含一条性染色体基因组由一半常染色体、两条性染色体和细胞质中的DN A分子组成5.12人类基因组研究5.1 2.1 人类基因组计划(H G P)大事记1 9 85 年美国科学家诺贝尔奖获得者杜伯克一方面提出了人类基因组计划(H G P)1 9 9 0 年 1 0 月 1B经美国国会批准美国HGP正式启动,预计投资3 0亿美元,历时2 0 2 3,在
42、2 0 2 3年完毕。先后共有美、英、日、法、德、中六国参与,分别承担了其中5 4%、3 3%、7%、2.8%、2.2%和 1%的研究工作。19 9 8 年 5月全球最大的D N A 自动测序仪厂家在美国马里兰州罗克威尔设立了 C e 1e r a(塞莱拉)基因组学公司,声称在3年内完毕人类基因组的序列测定,此外有一些私营机构也涉足这一领域,目的都是为了申请专利,垄断人类基因信息资源。至此形成公私两大阵营。1 9 9 8 年 1 0 月人类基因组计划的公立阵营宣布提前于2 02 3年完毕人类基因组的工作草图,整个终图的完毕期将从2 0 2 3 提 前 到 2 0 2 3 年。19 9 9 年
43、9月我国搭上基因组研究的末班车,加入该计划并负责3号染色体上3 0 0 0 万个碱基对的测序工作,成为参与人类基因组计划唯一的发展中国家。这 1%的测序任务,带给中国的利益是长远的,我们不仅因此可以分享整个计划的成果,拥有相关事务的发言权,并且建立了自己的研究队伍,技术水平走在了世界的前列。2 0 2 3 年 3月 14日美国总统克林顿和英国首相贝理雅发表联合声明,呼吁将人类基因组研究成果公开,以便世界各国的科学家都能自由地使用这些成果。2 02 3 年 4月底中国科学家按照国际人类基因组计划的部署,完毕了百分之一人类基因组的“工作框架图”。2 02 3 年 6月 2 6 日美国白宫召开会议,
44、宣布人类基因组”工作框架图”完毕。2 02 3 年 2 月 15日人类基因组计划公立阵营在当天出版的 自然杂志公布人类基因组测序草图。2 02 3 年 2 月 16H塞莱拉公司在当天出版的 科学杂志上公布人类基因组测序草图。2 0 2 3 年 5 月 18B美国和英国科学家在英国 自然杂志网络版上发表了人类最后一个染色体一 1 号染色体的基因测序。科学家不止一次宣布人类基因组计划竣工,但推出的均不是全本,这一次杀青的“生命之书”更为精确,覆盖了人类基因组的9 9.9 9%。历 时 2 0 2 3的人类基因组计划书写完了最后一个章节。5.1 2.2 人类基因组计划(HGP)的重要内容重要内容遗传
45、图又称连锁图,它是以具有遗传多态性(在一个遗传位点上具有一个以上的等位基因,在群体中的出现频率皆高于1%)的遗传标记为“路标”,以遗传学距离(在减数分裂事件中两个位点之间进行互换、重组的百分率,1%的重组率称为1 CM(厘摩)为图距的基因组图。遗传图的建立为基因辨认和完毕基因定位发明了条件。意义:6 0 0 0多个遗传标记已经可以把人的基因组提成6 0 0 0多个区域,使得连锁分析法可以找到某一致病的或表现型的基因与某一标记邻近(紧密连锁)的证据,这样可把这一基因定位于这一己知区域,再对基因进行分离和研究。对于疾病而言,找基因和分析基因是个关键。物理图物理图是指有关构成基因组的所有基因的排列和
46、间距的信息,它是通过对构成基因组的DNA分子进行测定而绘制的。绘制物理图的目的是把有关基因的遗传信息及其在每条染色体上的相对位置线性而系统地排列出来。D N A物理图是指D NA链的限制性酶切片段的排列顺序,即酶切片段在DNA链上的定位。因限制性内切酶在D N A链上的切口是以特异序列为基础的,核甘酸序列不同的D N A,经酶切后就会产生不同长度的D N A片段,由此而构成独特的酶切图。因此,D N A物理图是D NA分子结构的特性之一。D N A是很大的分子,由限制酶产生的用于测序反映的D NA片段只是其中的极小部分,这些片段在D N A链中所处的位置关系是应当一方面解决的问题,故D N A
47、物理图谱是顺序测定的基础,也可理解为指导D N A测序的蓝图。广义地说,DNA测序从物理图制作开始,它是测序工作的第一步。序列图随着遗传图和物理图的完毕,测序就成为重中之重的工作。D N A序列分析技术是一个涉及制备DNA片段及碱基分析、D N A信息翻译的多阶段的过程。通过测序得到基因组的序列图。转录图(基因图)基因图是在辨认基因组所包含的蛋白质编码序列的基础上绘制的结合有关基因序列、位置及表达模式等信息的图谱。在人类基因组中鉴别出占具2限5%长度的所有基因的位置、结构与功能,最重要的方法是通过基因的表达产物m R N A反追到染色体的位置.其原理是:所有生物性状和疾病都是由结构或功能蛋白质
48、决定的,而已知的所有蛋白质都是由m R NA编码的,这样可以把mRN A通过反转录醐合成cDN A或称作E S T的部分的c D NA片段,也可根据m R N A的信息人工合成c D N A或c DN A片段,然后,再用这种稳定的c D N A或E S T作 为“探针”进行分子杂交,鉴别出与转录有关的基因。基因图谱的意义是:在于它能有效地反映在正常或受控条件中表达的全基因的时空图。通过这张图可以了解某一基因在不同时间不同组织、不同水平的表达;也可以了解一种组织中不同时间、不同基因中不同水平的表达,还可以了解某一特定期间、不同组织中的不同基因不同水平的表达。5.1 2.3人类与其他物种的基因组比
49、较(大约)物种碱基对数量基因数量物种碱基对数量基因数量儆浆菌5 8 0,0 0 05 0 0酿酒酵母1 2 ,0 0 0 ,0 005,5 3 8肺炎双球菌2 ,2 0 0 ,0 0 02,3 0 0黑腹果蝇1 8 0,0 0 0 ,00 01 3,3 5 0流感嗜血杆菌4 ,6 0 0,0 0 01,7 0 0家鼠2 ,5 0 0,0 0 0,0 0 02 9 ,0 0 0大肠杆菌4,6 0 0 ,0 0 04 ,4 0 0人类3,0 0 0 ,0 0 0,2 7,0 0 00 0 05.12.4 人类基因组2 4 条染色体上的基因数目和申请的专利数目(截止2023年)染色体编号基因数目专利
50、数目染色体编号基因数目专利数目1号3,1415041 3号477972号1,7 7 633 01 4号8211553号1,44 53 071 5号9 1 514 14号1,0232151 6号1,1391 925号1,2 612 5417号1,47131 36号1,40122518号408747号1,4 1023 219号1,7152708号9 5220820号76 21 789号1,08623 321号3576610号1 ,04217 022号10665 71 1号1,6263 12X1,09 02 0 01 2号1 ,347252Y14414合计1 7,5103,242合计9,4052,3