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必记-高中生物第一轮复习知识点大全-(1)


高中生物第一轮复习知识点大全(一)
5-8 月份是第一阶段总复习,即第一遍总复习,要以基础知识为本,重点放在课本上,这一阶段不要好高骛远, 不要做过偏过难的习题。因为十几年来,许多教师在总结高考时,都得出高考的根本重点在于课本上的基础知识,万 变不离其宗,这才是“本”!到了寒假,可以在放松生活节奏和心理的基础上,适当将第一阶段所复习的内容归纳总 结一下,整理、弄清概念,明晰自己的思路。如下:绪论 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。

生物的基本特性

三阶段: 生物学发展 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

第一章

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。 脂类——脂肪、类脂、固醇

维持细胞的渗透压和酸碱平衡, 细胞形态、 功能。 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。 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。

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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。

第二章

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

基质——营养物质 细胞质 各种细胞器是完成其功能的结构基础和单 位。

细胞质基质是活细胞进行新陈代谢的主要场所。 线粒体是活细胞进行有氧呼吸的主要场所。 内质网——光面:脂类、糖类合成与运输 粗面:糖蛋白的加工合成 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
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质。 没有复杂的细胞器,但有分散的核糖体。

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
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ATP 在细胞内含量很少,但转化十分迅速,总是处 于动态平衡。

形成方式:ADP+Pi



ADP+C~P

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 蓝藻在地球上出现以后,地球大气中才逐渐含有 持大气中氧和二氧化碳含量的相对稳定外, 氧。 还对生物的进化具有重要作用。

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。

水分代谢

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。

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。

第四章 生命活动的调节

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植物生命活动调节基本形式激素调节 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。 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。 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。 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。

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

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。

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——体液

动物——神经

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

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。

第五章 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。 从受精卵开始发育到性成熟个体的过程。
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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

植物个体发育

花芽形成标志生殖生长的开始。 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。

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

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。

第六章

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 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。 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。

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 生物变异 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。

优生措施

禁止近亲结婚;遗传咨询;适龄生育;产前 诊断。

第七章 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。
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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。

第八章 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。 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。 垂直结构、水平结构 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。 生态系统的自动调节能力是有一定限度。

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

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。

种群

生物群落

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

生态系统稳定性

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。

第九章 生物与环境

生物多样性 生物多样性价值

遗传多样性、 物种多样性、 生态系统多样性。 生物多样性是人类赖以生存和发展的基础。 直接、间接、潜在使用价值。 特点: ① ① 物种丰富 ② 特有的和古老的物种多 ③ 经济物种丰富 ④ 生态系统多样 直接使用价值:药用、 科研、美学价值, 工业原料, 面临的威胁: 全世界物种灭绝速度加快;遗传多样性、物种多样 性、生态系统多样性都面临威胁。 原因: ①生存环境的改变和破坏 ②掠夺式开发 ③环境污染 ④外来物种入侵或引种到绝少天敌的地区。 就地保护是保护物种多样性最为有效的措施。 就地保护主要是指建立自然保护区。

我国生物多样性 ② ③ ④

就地保护、 迁地保护、 加强教育和法制管理 生物多样性保护 强调保护生物多样性, 并不意味禁止开发和
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利用, 只是反对盲目地、 掠夺式地开发利用。 迁地保护是就地保护的补充, 为将灭绝的生物提供 了生存的最后机会。 大气污染、水污染、土壤污染、固体废弃物 污染、噪声污染。 富营养化——水华、赤潮 生物净化 绿色食品 绿色植物净化、微生物净化 不是一定禁止使用化学合成物质。 AA 级食品不使用任何有害化学合成物质。 我国大气污染属于煤炭型污染(烟尘、SO2) 噪声污染危害:损伤听力;干扰睡眠;诱发疾病; 影响心理;影响禽蓄产量。

环境污染危害

第一章

人体生命活动的调节及营养和免疫

人体稳态

水盐平衡和调节 肾脏排尿是人体排出水的最主要途径。 人体内水盐平衡, 是在神经调节和激素调节 共同作用下,主要通过肾脏完成。 血糖调节机理 调节血糖因素:下丘脑、血糖浓度 体温相对恒定是维持机体内环境稳定, 保证 新陈代谢等生命活动正常进行的必要条件。 对维持人体体温相对恒定起直接作用的过 程是皮肤散热。 人体调节体温能力是有限的。 能维持机体正常生命活动, 保证机体生长发 育和生殖的外源物质,叫营养物质。 营养是保证人体健康的基础。

在临床上把血钾含量作为诊断某些疾病的指标。 钠平衡:摄入=排出(汗液+粪便+尿液) 缺钠:血压下降,心率加快,四肢发冷 缺钾:心肌舒张、兴奋性失常。 胰岛素是唯一能使血糖下降的激素。 糖尿病特点:三多一少 体温调节 人的体温来源于体内物质代谢过程中所释放出来 的热量。体温相对恒定,是机体产热量和散热量保 持动态平衡的结果。 体温调节中枢在下丘脑,皮肤、黏膜、内脏器官分 布有温度感受器。 营养物质功能:提供能量;提供构建和修复机体组 织的物质;提供调节机体生理功能的物质。 在特异性免疫中发挥作用的主要是淋巴细胞。 免疫器官;免疫细胞;免疫物质——物质基础。 抗原:异物性;大分子性;特异性(抗原决定簇) 抗原决定簇是免疫细胞识别抗原的重要依据。 抗体:球蛋白,主要分布在血清、组织液、外分泌 物。 体液免疫;细胞免疫 自身免疫病 会对组织器官造成损伤。 风湿性心脏病;类风湿关节炎;系统性红斑狼疮。 免疫缺陷病 先天性免疫缺陷病;获得性免疫缺陷病

人体营养健康

免疫

非特异性免疫是人类在长期进化过程中逐 渐建立起来的一种天然防御功能。 特点:先天性;反应快;抵抗病原体多;作 用时强度弱。

过敏反应(过敏原+细胞表面抗体) 免疫失调 特点:发作迅速;反应强烈;消退较快;一 般不会伤害组织细胞。 有遗传倾向和个体差 异。
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措施:尽量避免再次接触该过敏原。

人类免疫缺陷病(HIV) 免疫预防使人免受某些传染病折磨的有效措施。 免疫治疗调整病人免疫功能,从而达到治疗目的

免疫预防——人工自然免疫 组织相容性抗原(人类白细胞抗原 HLA) ; 免疫学的应用 免疫治疗——人工被动免疫 UU1001 词语替换 只要供者与受者的主要 HLA 有一半以上相同,就 可以进行 UU1001 词语替换。 一般会发生排斥反应, 病人还要长期使用免疫抑制 药物,使免疫系统“迟钝” 。

第二章 光合作用与生物固氮

提高农作物的光合作用效率和生 物固氮可以使粮食产量明显提高。

所有色素具有吸收、传递光能作 用。 光合作用 特殊状态的叶绿素 a 还能将光能转 换成电能。

酶 主要反应式: NADP+ + 2e + H+——→NADPH 2H2O ——→4H+ + 4e- + O2 NADPH:强还原性 NADP+ :强氧化性 C3 植物:小麦、水稻、大麦、大豆、马铃薯、菜豆、菠菜。 C4 植物:玉米、甘蔗、高粱、苋菜

C3 、C4 植物

C4 植物先把 CO2 中的 C 首先转到 C4 中,然后才转移到 C3 中。 C4 植物能够利用叶片内细胞间隙 中含量很低的 CO2 进行光合作用。 提高光能利用率:时间、面积、效 率 提高光合作用效率: 光照强弱、二氧化碳供应、必需矿 质供应 固氮微生物:共生、自生。 将圆褐固氮菌制成菌剂,施到土壤 中从而提高产量。 农业生产:增加氮素措施两类。

光合作用效率

提高农田二氧化碳含量: 通风透光;增施有机肥;施碳酸氢氨。 关注:N P K Mg

生物固氮

根瘤菌(需氧异养)只有侵入到豆科植物才能固氮。某些 根瘤菌可侵入多种豆科植物。 根瘤菌(消费者) ;圆褐固氮菌(分解者) 。 圆褐固氮菌能分泌生长素。

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第三章 遗传与基因工程

最能说明细胞质遗传的实例: 细胞核遗传、 细胞质遗传 细胞质遗传 细胞质遗传特点: 母系遗 传;无一定分离比;同一 植株可能表现多种性状。 紫茉莉质体遗传。 线粒体和叶绿体中的 DNA 都 能自我复制,并通过转录、 翻译控制某些蛋白质的合成。 原核细胞: 非编码区+编 码区 真核细胞: 非编码区+编 码区(外显子+内含子) 基因结构 人类基因组计划意义: 遗传病的诊断、治疗;基 因表达的调控机制; 推动 生物高新技术发展。 基础: 各种生物都具有同 一套遗传密码。 基本步骤: 提取→结合→导入→检 测和表达。 提取目的基因:直接分 离、人工合成。 当表现出目的基因的性 状, 才能说明目的基因完 成了表达过程。 基因工程能为人类开辟 食物来源。 应 用 生 产 药 品 基 技术 在真核细胞中,每个能编码 蛋白质的基因都含有若干个 外显子核内含子。 在调控序列中,最重要的是 位于编码区上游的 RNA 聚 合酶结合位点。

基因工程

基因剪刀——限制性内切酶 主要存在微生物) 基因针线——DNA 连接酶 基因运输工具——运载体 (质粒、病毒) 最常用的质粒:大肠杆菌的质粒。 运载体条件:复制并稳定 保存;多个限制酶切点; 具有某些标记基因。

转基因

工程菌

胰岛素、干扰素、 白细胞介素、疫苗

转基因

健康基因 导入
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因 治 疗 农 牧 食 品 环 境 保 护 基 因 诊 断 环 境 检 测 侦 查 罪 犯

缺陷细胞

转基因

优良品质、抗逆 性、 动物产物、 食 物

向日葵豆、抗虫棉、 乳腺细胞(蛋白)

转基因

转基因生物净化

假单孢杆菌 → 超级细菌

DNA 探针

DNA 探针

水质监测(快速、 灵敏)

DNA 探针

部分 DNA 片段在 个体间有显著差 异 在试验室里加快 进化过程。

蛋白质工 程 第四章 细胞与细胞工程

细胞生物膜系统

细胞内生物膜在结构上具有一定连续性。 核糖体翻译→内质网加工→高尔基体再加工。 作用: ①在细胞与环境之间进行物质运输、能量交换 和信息传递的过程中起决定性作用。 ②广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点, 为各种化学反应的顺利进行创造了有利条件。 ③保证了细胞的生命活动高效、有序地进行。 1、理论 阐明细胞生命规律 2、工业 选择透过性(海水淡化、污水处理) 3、农业 抗逆性(抗旱、抗寒、耐盐) 4、医学 人工膜(人工肾) 植物细胞工程:植物细胞培养、 植物细胞工程理论基础:植物细胞的全能性
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细胞工程

植物体细胞杂交。 动物细胞工程:动物细胞培养、 动物细胞融合、单克隆抗体、胚 胎移植、核移植 技术 植物组织培养 应用 人工种子

分化原因:基因选择性表达 动物细胞培养可检测有毒物质的快速 动物细胞融合最重要用途:单克隆抗体。

其它生产 / 意义 药物、食品添加剂、香料、色素、 杀虫剂,染料、化妆品原料(紫草素) 克服远源杂交不亲和障碍;扩大可杂交 的亲本组合范围;定向改变性状。 蛋白质制品:病毒疫苗、干扰素、 单克隆抗体。皮肤补偿。检测有毒物质。

植物体细胞杂交

白菜-甘蓝

动物细胞培养 动物细胞融合 单克隆抗体

生物导弹(抗体)

区别

细胞工程 克服远源杂交不亲和障碍; 扩大可杂交的亲本组合范围; 定向改变生物遗传性状 应用:克隆、新物种、医药

基因工程 打破物种界限,定向改造生物遗传性状 应用:医药、农牧业、食品业、 环境保护、邢侦

第五章

微生物与发酵工程

微生物类群

细菌、放线菌、病毒 细菌分裂方式:二分裂。 多数抗生素由放线菌产生。 营养: 各种成分:碳源、氮源、生长因子、无机盐 和水。 碳源——构成细胞物质和一些代谢产物。 氮源——合成蛋白质、核酸和含氮产物。 生长因子——合成酶和核酸。 培养基配置原则:

病毒的衣壳决定病毒抗原特异性。 一种病毒只含有一种核酸。 糖类(葡萄糖)是最常用的碳源。 不同种类微生物对碳源种类、数量有不同要求。 铵盐、硝酸盐是最常用的氮源。 生长因子:维生素、氨基酸、碱基等 天然物质(酵母膏、蛋白胨、动植物组织提取液) 可作为生长因子。 PH: 细菌——6.5~7.5 放线菌——7.5~8.5

微生物营养 目的明确、营养协调、PH 要适宜 谷氨酸生产: C:N = 4:1 C:N = 3:1 菌体大量繁殖 谷氨酸大量合成

真菌——5~6 谷氨酸棒状杆菌——7~8

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培养基种类:记忆实例 分类 物理 化学 用途 固体:分离、鉴定 合成培养基:分类、鉴定 选择培养基: 抑制剂、 促进剂 半固体:观察运动、留种 天然培养基:工业生产 鉴别培养基:指示剂、化学药 品 微生物代谢异常旺盛的原因: 表面积与体积比很大, 能够迅速与外界进行物质交 换。 酶合成调节??保证代谢需要, 避免胞内物质能量 浪费,增强微生物适应能力。 酶活性调节?? (改变构象) 快速、 精细调节方式。 液体:工业 生 产

微生物代谢

代谢产物:初级代谢产物、次级代谢产物 代谢调节:酶合成调节、酶活性调节。 酶分类:组成酶、诱导酶。 代谢人工控制途径: 诱变处理;改变细胞膜透性。 (记忆实例) 四个时期:调整期、对数期、稳定期、衰亡 期。 连续培养: 缩短了培养周期, 消除不利于微 生物生长的某些环境因素,提高设备利用 率,便于自动化管理。 (稳定期进行) 影响因素:温度、PH、氧。

测定培养生长情况: 将少量某细菌接种到定容的液 体培养基中观察。测定方法:细胞数;测重。 生长曲线反映细菌菌体生长状况。

微生物生长 (记忆书本细 节)

调整期——代谢活跃,体积增长快,大量合成酶、ATP 等。时间取决于:菌种、培养条件。 对数期——代谢旺盛,形态、特征稳定。留种,科研材料。时间取决于:接种量、培养基。 稳定期——动态平衡,活菌数最大,大量积累次级代谢产物。种内斗争最激烈,出现芽孢。 衰亡期——死亡率>繁殖率,有多种形态和畸形。死细胞解体,释放代谢产物。 发酵工程概念和内容: 发酵工程的应用: 医药工程:代谢产物中的抗生素、激素、疫 苗、干扰素、抗体等。 食品工程:传统发酵产品,食品添加剂,单 细胞蛋白。 谷氨酸棒状杆菌生产实例。 菌种的选育:诱变育种、基因工程、细胞工程。 培养基的配制:根据配制三原则。 灭菌、扩大培养和接种。 发酵过程:控制影响微生物生长的环境因素。 分离提纯:菌体(过滤、沉淀) ,代谢产物(蒸馏、 萃取、离子交换) 。

发酵工程

第六章 人与生物圈

生物圈稳态

生物圈的概念 生物圈的形成是地球的理化环境与生物长期相互作用的结果。 自然选择决定了生物与环境的和谐统一。 生物圈是地球上生物与环境共同进化的产物。 生物圈稳态的自我维持 能量:源源不断的太阳能是生物圈维持正常运转的动力。
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物质:大气圈、水圈、岩石圈为生物生存提供了各种必需的物质。 生物圈具有多层次的自我调节能力,自我维持稳态,但是有限度的。 全球性环境问题(酸雨) 土地沙漠化、森林植被遭破坏、生物多样性锐减、全球气温上升、臭氧层损耗、酸雨。 硫循环:水体酸化,直接伤害芽叶,腐蚀建筑和金属材料。 生态系统类型 森林 ①作用:是人类的资源宝库;生物圈中能量流动和物质循环的主体;在改善环境方面作用巨大 ②利用保护:采育结合、育重于采 草原 ①作用:在能量流动和物质循环中重要;有丰富生物资源;水土保持、防风固沙;畜牧业基地 ②我国现状:草场退化(过度放牧、盲目开垦、乱捕滥猎) ; ③利用保护:季节性放牧、划区轮牧 农田 ①特点:人的作用,调节能力差 ②分类:传统农业、现代农业、生态农业 ③生态农业的概念和原理 a)概念:充分发挥生态系统各种成分作用,通过对农业生态系统中物质多级利用,使农业生产形成良性循环 b)基本原理:能量多级利用和物质循环再生 c)特点:低投入、高产出、低污染 湿地 ①定义:沼泽泥炭河流湖泊红树林海涂,水库池塘稻田,甚至包括低潮是水深≤6m 的浅海水域。 ②价值:提供水源;调节流量和控制洪水补充地下水;防风消浪、护岸固堤;对水体和土壤环境净化;具丰富动植 物资源 海洋 ①作用:维持 C-O 平衡、水循环;调节气候;生命摇篮;其生物具食用、药用价值、工业原料 ②我国现状:衰退(过度捕捞、环境污染「石油」 ) ③利用保护:海水养殖和增殖、远洋捕捞、伏季休渔 城市 ①组成:特殊人工生态系统,自然、经济、信息三个亚系统组成 ②特点: a)人类起主导作用,由人类活动支配其发展; b)能量物质高度开放,对其他系统有高度依赖性和干扰性; c)自动调节能力弱,容易出现环境污染问题 ③保护: a)合理调整产业和城市规划。 b)改进工业生产,减少限制污染源排放。 c)增加绿化面积,提高城市自净能力。 d)提高居民环保意识。 ④人与环境:P132

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