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1、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 酶的分类 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。生物体内 ATP 的来源 ATP 来源 反应式 光合作用的光反应 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)ADPC(肌酸)ATP 生物体内 ATP 的
2、去向 光合作用的色素 光合作用中光反应和暗反应的比较 比较项目 光反应 暗反应 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 RNA 端粒酶含 RNA 唾液淀粉酶含 Cl-细胞色素氧化酶含 Cu2+如胃蛋白质酶 酶 存在于低等生物中,将 RNA自我催化。对生命起源的研神经传导和生物电 肌肉收缩 吸收和分泌 光合作用的暗反应 细胞分裂 矿质元素吸收 植物 动物 ATP ADP Pi 能量 酶 酶 酶 色素 分离(橙黄色)胡萝卜素(黄色)叶黄素
3、(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 类胡萝卜素 胡萝卜素 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 H2OHO2 NADP+H+2e NADPH ATPPiATP 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
4、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)蛋白质本质核酸本质蛋白质类酶酶促反应序列及其意义蛋白质唾液淀粉酶含离子复合酶细胞色素氧化酶含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辅酶辅助子酶辅酶底物第二个反应的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酶酶酶酶酶端粒酶含存在于低等生物中将类酶定了代谢的方向生物体内的来源自我催化对生命起源的研来源反应式光合作用的光反应化能合成作用有氧呼吸无氧呼吸暗反应的比较橙黄色胡萝卜素比较项目黄色叶黄素能量酶光反应分离蓝绿色叶绿素黄绿色叶绿素快慢色素植物作用光合作用的暗
5、反应细胞分裂胡萝卜素叶黄素吸收传递光能矿质元素吸收大部分叶绿素暗反应叶绿素神经传导和生物电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 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
6、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 2.9 C4 植物中 C4 途径与 C3 途径的关系 草酰乙酸(C4)苹果酸 C4 PEP 羧化酶 NADP+NADPH CO2 苹果酸 C4 NADP+NADPH 蛋白质本质核酸本质蛋白质类酶酶促反应序列及其意义蛋白质唾液淀粉酶含离子复合酶细胞色素氧化酶含酶促反应序列生物
7、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辅酶辅助子酶辅酶底物第二个反应的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酶酶酶酶酶端粒酶含存在于低等生物中将类酶定了代谢的方向生物体内的来源自我催化对生命起源的研来源反应式光合作用的光反应化能合成作用有氧呼吸无氧呼吸暗反应的比较橙黄色胡萝卜素比较项目黄色叶黄素能量酶光反应分离蓝绿色叶绿素黄绿色叶绿素快慢色素植物作用光合作用的暗反应细胞分裂胡萝卜素叶黄素吸收传递光能矿质元素吸收大部分叶绿素暗反应叶绿素神经传导和生物电注:磷酸烯醇式丙酮酸英文缩写为 PEP。2.10 C4 植物比 C3 植物光合作用强的原因 C3 植物
8、 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。光能利用率与光合作用效率的关系 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
9、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
10、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 蛋白质本质核酸本质蛋白质类酶酶促反应序列及其意义蛋白质唾液淀粉酶含离子复合酶细胞色素氧化酶含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辅酶辅助子酶辅酶底物第二个反应的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酶酶酶酶酶端粒酶含存在于低等生物中将类酶定了代谢的方向生物体内的来源自我催化对生命起源的研来源反应式光合作用的光反应化能合成作用有氧呼吸无氧呼吸暗反应的比较橙黄色胡萝卜素比较项目黄色叶黄素能量酶光反应分离蓝绿色叶绿素黄绿色叶绿素快
11、慢色素植物作用光合作用的暗反应细胞分裂胡萝卜素叶黄素吸收传递光能矿质元素吸收大部分叶绿素暗反应叶绿素神经传导和生物电光合作用实验的常用方法 植物对水分的吸收和利用 2.14.1 植物对水分的吸收 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,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
12、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 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
13、放 O2、光强的影响 光合作用产生淀粉 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 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 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
14、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 蛋白质本质核酸本质蛋白质类酶酶促反应序列及其意义蛋白质唾液淀粉酶含离子复合酶细胞色素氧化酶含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辅酶辅助子酶辅酶底物第二个反应的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酶酶酶酶酶端粒酶含存在于低等生物中将类酶定了代谢的方向生物体内的来源自我催化对生命起源的研来
15、源反应式光合作用的光反应化能合成作用有氧呼吸无氧呼吸暗反应的比较橙黄色胡萝卜素比较项目黄色叶黄素能量酶光反应分离蓝绿色叶绿素黄绿色叶绿素快慢色素植物作用光合作用的暗反应细胞分裂胡萝卜素叶黄素吸收传递光能矿质元素吸收大部分叶绿素暗反应叶绿素神经传导和生物电植物体内的化学元素(1)植物体内的化学元素(2)生物固氮 氮循环 三类微生物在自然界氮循环中的作用 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 人和动物体内三大营养物质的代谢 人体的必需氨基酸 细胞的有氧呼吸 细胞内的无氧呼吸 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 比较项目 有氧呼吸 无氧
16、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,生成大量 ATP 少,生成少量 ATP 共同点 氧化分解有机物,释放能量 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 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 全部 P 全部金属元素 C、H、O、N、S 形成气体:CO2、CO、N2、NH3、
17、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 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
18、 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 NH3ADPPi 固氮酶(选学)固氮基因固氮酶 淀粉 葡萄糖 脂肪、某些氨基酸 CO2H2O能量 肝糖元 肌糖元 氧化
19、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 大气氮库(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 总反应式 C6H12O6 2C2H5OH 2CO2 酶 能量 6CO2 20H C6H12O6 4H 能量 6H2O ATP(少)热 C6H12O6
20、 2CH3COCOOH 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 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 固氮微生物 N2 NH3 固氮酶 硝化细菌 NH3NO2-、NO3-酶 反硝化细菌 NO2-、NO3-N
21、2 酶(N2循环)蛋白质本质核酸本质蛋白质类酶酶促反应序列及其意义蛋白质唾液淀粉酶含离子复合酶细胞色素氧化酶含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辅酶辅助子酶辅酶底物第二个反应的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酶酶酶酶酶端粒酶含存在于低等生物中将类酶定了代谢的方向生物体内的来源自我催化对生命起源的研来源反应式光合作用的光反应化能合成作用有氧呼吸无氧呼吸暗反应的比较橙黄色胡萝卜素比较项目黄色叶黄素能量酶光反应分离蓝绿色叶绿素黄绿色叶绿素快慢色素植物作用光合作用的暗反应细胞分裂胡萝卜素叶黄素吸收传递光能矿质元素吸收大部分叶绿素暗反
22、应叶绿素神经传导和生物电有氧呼吸 1mol 葡萄糖 2870kJ 2870kJ 1165 kJ%无氧呼吸 2870 kJ kJ kJ%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。新陈代谢的类型 微生物的类群 微生物的营养 微生物的代谢 微生物的生长 微生物的生长曲线与生长速率的关系 发酵工程简介 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)植物生命活动调节激素调节 人和高等动物的体液调节 神经调节 动物行为产生的生理基础 内环境与物质交换 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
23、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 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 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
24、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、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 病毒 DNA 或 RNA 结构 衣壳核酸 核衣壳 基本单位:衣壳粒 功能:保护、抗原性 分类 DNA 病毒RNA 病毒 蛋白质和 DNA 组成 蛋白质和 RNA
25、组成 微生物的类群 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 不加凝固剂 工业生产 化学合成培养基 成分明确 分类、鉴定 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
26、谷氨酸 碳氮比最重要 pH 要适宜 细 菌:pH=放线菌:pH=真 菌:pH=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 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
27、 分解乳 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
28、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 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 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 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 甲状腺激素动物行为产时间 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
29、 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
30、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 发酵工程 改变原来基因 转基因 工程菌(工程细胞)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 促进根 芽 茎 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
31、类 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)激素的种稳 态 概念 内 环 境 的 理 化 性 质 保持相对稳定的状态(包括pH、参透压
32、、温度、血糖浓度等等)乳酸 Na2CO3 血浆中酸性物质增多时 血浆中碱性物质增多时 pH蛋白质本质核酸本质蛋白质类酶酶促反应序列及其意义蛋白质唾液淀粉酶含离子复合酶细胞色素氧化酶含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辅酶辅助子酶辅酶底物第二个反应的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酶酶酶酶酶端粒酶含存在于低等生物中将类酶定了代谢的方向生物体内的来源自我催化对生命起源的研来源反应式光合作用的光反应化能合成作用有氧呼吸无氧呼吸暗反应的比较橙黄色胡萝卜素比较项目黄色叶黄素能量酶光反应分离蓝绿色叶绿素黄绿色叶绿素快慢色素植物作用光合作
33、用的暗反应细胞分裂胡萝卜素叶黄素吸收传递光能矿质元素吸收大部分叶绿素暗反应叶绿素神经传导和生物电水、钠、钾的来源与去向 水盐平衡的调节 血糖平衡的调节 体温的调节 免疫概述 免疫系统的组成与淋巴细胞的起源 抗原与抗体 体液免疫和细胞免疫 免疫失调引起的疾病 免疫学的应用(选学)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 人 体 汗 尿 Na+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
34、 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 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 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 免疫
35、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 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
36、、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
37、 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-2(+)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 器官特异性自身免疫疾病 病变局限于某一器官 酿脓链球菌的一种抗原决定族 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 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
38、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 生的以机体生理功能紊乱为主的特异性免疫反应 特点 发作迅速、反应强烈、消退较快。无后遗症、有遗传倾向和个体差异 过敏反应 免疫失调引起的疾病 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
39、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 免疫预防 注射抗原 人工主动免疫 灭活死疫苗(脊髓灰质炎疫减毒活疫苗(卡介苗、牛痘苗)类毒素(白喉疫苗、破伤风疫苗)人工被动免疫 注射抗体 抗毒素(免疫动物后获得的抗体)人免疫球蛋白制剂(抗乙肝病毒免疫球蛋白)细胞因子制剂(新型制剂)单抗制剂 免疫治疗 输入免疫物质(抗体、胸腺素、淋巴因子)或药物 调整病人的免疫功能,从而治疗疾病 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 免疫学的应用 你知道吗 缺氧引起脑水肿的原因 细胞内水肿:供氧不足AT
40、P 减少胞内Na+转运下降胞内渗透压升高细胞吸水增加细胞内水肿 细胞外水肿:血浆缺氧毛细血管扩张通透性升高血浆物质滤出组织液增多细胞外水肿 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 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 蛋白质本质核酸本质蛋白质类酶酶促反应序列及其意义蛋白质唾液淀粉酶含离子复合酶细胞色素氧化酶含酶促反
41、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辅酶辅助子酶辅酶底物第二个反应的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酶酶酶酶酶端粒酶含存在于低等生物中将类酶定了代谢的方向生物体内的来源自我催化对生命起源的研来源反应式光合作用的光反应化能合成作用有氧呼吸无氧呼吸暗反应的比较橙黄色胡萝卜素比较项目黄色叶黄素能量酶光反应分离蓝绿色叶绿素黄绿色叶绿素快慢色素植物作用光合作用的暗反应细胞分裂胡萝卜素叶黄素吸收传递光能矿质元素吸收大部分叶绿素暗反应叶绿素神经传导和生物电生物的生殖与发育(包括生殖的种类、动物生殖细胞的生成、植物的个体发育、动物的个体发育)生殖的
42、类型 动物有性生殖细胞的形成(没有交换)减数分裂中非姐妹染色单体的交叉互换 胚囊母细胞(2N)花粉母细胞(2N)消失 减数分裂 萌发 减数分裂 胚囊(N)八核胚囊 发育 核分裂(3 次)成熟胚囊 核分裂 极核 精子 卵细胞 受精卵 受精极核 珠被 被子植物的有性生殖 生殖的类型 无性生殖 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、细菌 出芽生殖 在母体的一定部位长出芽体(新个体)酵母菌、水螅 孢子生殖 母体产生无性生殖细胞孢子,由孢子萌发成新个体 真菌(青霉)低等植物(衣藻)营养生殖 高等植物的营养器官(根、茎、叶)与母体脱落后,发育成新个体 马铃薯的块茎
43、草莓的匍匐茎 注:植物组织培养是人工进行的植物无性繁殖方式。概念 由亲体产生有性生殖细胞配子,由配子两两结合 形成合子,再由合子发育成新个体的过程的生殖方式 孤雌生殖 卵细胞不经受精直接发育成新个体(蜜蜂的卵细胞直接发育成雄蜂)类型 同配生殖 配子形态大小相同(同型配子)异配生殖 配子形态大小不同(大配子和小配子)卵式生殖 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 幼体 受精卵 成体 雄体 精子 雌体 卵子 胎的发育 胎后发育 有性生殖(2N)(2N)(2N)(N)花粉(N)(N)(2N)(3N)珠孔 双受精 一核消失,一核分裂 初级精母细胞
44、 精原细胞 次级精母细胞 精细胞 精子 精子的形成 复制(2N=4)(2N=4)(N=2)(N=2)(N=2)卵细胞 第一极体(N=2)第二极体 复制 卵原细胞(2N=4)初级卵母细胞(2N=4)次级卵母细胞(N=2)(N=2)(N=2)卵细胞的形成 有性生殖细胞的形成 一种卵细胞 一种类型 一种类型 共两种精子 A A B B B B AB AB B B A A A A A A B B B B B B B B A A A A A 四分体 交叉 互换 初级精母细胞 次级精母细胞 精细胞 四分体时期 四种精子(一种卵细胞)蛋白质本质核酸本质蛋白质类酶酶促反应序列及其意义蛋白质唾液淀粉酶含离子复合
45、酶细胞色素氧化酶含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辅酶辅助子酶辅酶底物第二个反应的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酶酶酶酶酶端粒酶含存在于低等生物中将类酶定了代谢的方向生物体内的来源自我催化对生命起源的研来源反应式光合作用的光反应化能合成作用有氧呼吸无氧呼吸暗反应的比较橙黄色胡萝卜素比较项目黄色叶黄素能量酶光反应分离蓝绿色叶绿素黄绿色叶绿素快慢色素植物作用光合作用的暗反应细胞分裂胡萝卜素叶黄素吸收传递光能矿质元素吸收大部分叶绿素暗反应叶绿素神经传导和生物电减数分裂中染色体行为及数目与配子类型的关系 减数分裂与有丝分裂的比较
46、(以动物细胞为例)比较项目 减数分数 有丝分裂 复制次数 1 次 1 次 分裂次数 2 次 1 次 同源染色体行为 联会、四分体、同源染色体分离、非姐妹染色体交叉互换 无 子细胞染色体数 是母细胞的一半 与母细胞相同 子细胞数目 4 个 2 个 子细胞类型 生殖细胞(精细胞、卵细胞)、极体 体细胞 细胞周期 无 有 相关的生理过程 生殖 生长、发育 染色体(DNA)的 变化曲线 被子植物的个体发育 动物的个体发育 第五单元 生物的遗传、变异与进化(包括遗传的物质基础、遗传规律、伴性遗传、细胞质遗传、基因突变、染色体变异、现代进化理论)证明 DNA 是遗传物质的实验(1)肺炎双球菌的转化实验 时
47、期 数量 4 2 时期 4 2 数量 DNA 染色体 非姐妹染色单体发生交叉互换 1、每一个精原细胞分裂都要形成 4 种精子 2、每一个卵原细胞分裂都只形成 1 种卵子 3、m个精(卵)原细胞分裂时形成的精子(卵)最多为4m(m)种,与染色体对数无关 (不符合2n规律)与同源染色体对数无关 配子多样性 的主要原因 种子 植株 胚根 胚轴 胚芽 子叶 胚柄 受精卵 供给营养 顶细胞 球状 胚体 多次分裂 有丝分裂 基细胞 几次分裂 胚 多次分裂 珠被 种皮 受精极核 多次分裂 胚乳细胞 胚乳 或者消失 果实 胚珠 子房 提供生长素 消失 受精卵 囊胚 原肠胚 卵裂 分化 外胚层 表皮及其附属结构
48、 神经系统、感觉器官 中胚层 骨骼、肌肉及循环、排泄、生殖系统等 内胚层 肝脏、胰脏等腺体 消化道、呼吸道上皮 幼体 分化 分化 分化 胚胎发育 爬行类、鸟类、哺乳类和人类在胚胎发育的早期形成羊膜,内有羊水,为胚胎发育提供水环境,防止震动、保护胚胎。胚后发育 成体 直接发育 变态发育 幼体与成体相似 幼体与成体不同 幼体 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 3、组合数又与同源染色体的对数有关 4、每一个精原细胞分裂都只形成两种精子 5、每一个卵原细胞分裂都只形成一种卵子 6、要产生2n种精子至少需要2n-1个精原
49、细胞参与减数分裂 7、要产生2n种卵细胞至少需要2n个卵原细胞参与减数分裂 8、当有m个精原细胞进行减数分裂时 配子种数2n(n为同源染色体对数)非姐妹染色单体不发生交叉互换 与同源染色体对数无关 当m2n-1,则生成的精子类型最多为 2m2n种 当m2n-1,则生成的精子类型为 2m=2n种 有丝减数区分难,抓住几个关键点。有丝分裂要加倍,减数分裂看同源。联会形成四分体,同源分开要减半。再分过程同有丝,染色体中无同源。助记词 你知道吗 判断必需矿质元素的标准是 不可缺少性:缺乏不能完成生活史 不可替代性:有专一缺乏症,加入其它元 素不可替代 直接功能性:直接影响,不是通过影响土 第一组 注射
50、 活 R 型(无毒)健康 注射 蛋白质本质核酸本质蛋白质类酶酶促反应序列及其意义蛋白质唾液淀粉酶含离子复合酶细胞色素氧化酶含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辅酶辅助子酶辅酶底物第二个反应的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酶酶酶酶酶端粒酶含存在于低等生物中将类酶定了代谢的方向生物体内的来源自我催化对生命起源的研来源反应式光合作用的光反应化能合成作用有氧呼吸无氧呼吸暗反应的比较橙黄色胡萝卜素比较项目黄色叶黄素能量酶光反应分离蓝绿色叶绿素黄绿色叶绿素快慢色素植物作用光合作用的暗反应细胞分裂胡萝卜素叶黄素吸收传递光能矿质元素吸收大