高二生物期末核心知识点-2024-2025学年高二生物下学期期末考点大串讲（苏教版2019）

高二生物期末核心知识点 考点01 发酵工程 考点02 细胞工程 考点03 基因工程 考点04 组成细胞的分子 考点05 细胞的基本结构和物质运输 ▉考点01发酵工程 知识点1：发酵工程的培养基 1．培养基的类型 (1)培养基的定义 主要是指为人工培养微生物等而制备的，适合微生物等生长、繁殖或积累代谢产物的营养基质。 (2)培养基的类型、特点及应用 培养基分类 类别 特点 作用 按成分 天然培养基 成分不明确的天然成分配置，取材方便，配制简便，重复性差 工业化生产 合成培养基 化学成分及其含量明确，但配制过程繁琐，成本高 研究和育种 按物理性质 固体培养基 加凝固剂 微生物分离、鉴定和计数 半固体培养基 加少量凝固剂 观察微生物运动，保藏菌种 液体培养基 不加凝固剂 工业生产 按用途分 基础培养基 提供大多数微生物对营养条件的基本需求 工业生产 选择培养基 依据某些微生对营养特殊需求设计或加入某种化学物质来抑制或杀死其他微生物的生长 能将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来的特殊培养基。 鉴别培养基 根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品 鉴定不同类型微生物；分离和筛选产生某种代谢产物 加富培养基 加入有利于某些微生物生长和繁殖所需的特殊物质 增加所需分离的微生物的数量 2．基础培养基的成分 营养要素 来源 功能 碳源 无机碳源 CO2、NaHCO3等含碳无机物 ①构成微生物体的重要成分；②有机碳既是碳源又是能源 有机碳源 糖类、脂质、蛋白质、有机酸、石油等 氮源 无机氮源 铵盐、硝酸盐等 将无机氮合成含氮的代谢产物 有机氮源 牛肉膏、蛋白胨、豆饼粉、酵母粉等 合成蛋白质、核酸及含氮的代谢产物 水 外界摄入 ①良好的溶剂；②维持生物大分子结构的稳定 无机盐 无机物 是微生物生长繁殖所需的，也是合成多种代谢产物所必需的 3．马铃薯葡萄糖琼脂培养基 (1)实验原理：酵母菌的生长繁殖需要的营养物质有水、碳源、氮源和无机盐等。马铃薯葡萄糖琼脂培养基具有酵母菌生长所需的碳元素、氮元素和其他营养物质。 (2)实验步骤： 知识点2：发酵工程的无菌技术 1．发酵工程的灭菌方法 (1)化学试剂灭菌法：采用灭菌剂灭菌的方法。一般不用于培养基灭菌。 (2)射线灭菌法：利用紫外线等产生的高能粒子进行灭菌的方法。 (3)干热灭菌法：包括干热空气灭菌法和火焰灼烧法等。 (4)湿热灭菌法：利用饱和蒸汽进行灭菌的方法。 (5)过滤除菌法：通过过滤阻留微生物从而达到除菌目的的方法。 2．发酵工程的灭菌设备 (1)电热鼓风干燥箱：干热灭菌设备常用于空的玻璃器皿、金属工具和其他耐高温的物品的灭菌。 (2)高压蒸汽灭菌锅：湿热灭菌设备，其使用包括加水、装锅、加热、排空冷空气、保温保压、出锅等步骤。 3．发酵工程的无菌操作器具 (1)常用的工具有玻璃涂布器、接种针、接种环等，在涂布平板接种时要用玻璃涂布器，穿刺接种时要用接种针，在斜面接种或在固体培养基平板上进行划线接种时要用接种环。 (2)转移器具 ①移液管：用来准备移取一定体积的溶液或分装化学试剂的量器。 ②微量取液器：取液量很少时使用，分为固定容量的和可调容量的两种。 ③超净工作台：是一种经过空气净化而形成高洁净操作环境的设备。优点是操作方便。 4．微生物接种和传代的无菌技术 (1)穿刺接种：常用于厌氧微生物。 (2)斜面接种：常用的菌种传代和低温下保存菌种的方法。 5．微生物分离、纯化和培养的无菌技术 (1)两种纯化方法的比较 项目 平板划线法 稀释涂布平板法 分离结果 关键操作 接种环在固体培养基表面连续划线 ①一系列的梯度稀释；②涂布平板操作 接种用具 接种环 涂布器 优点 可以观察菌落特征，对混合菌进行分离 可以计数，可以观察菌落特征 缺点 不能计数 操作复杂，需要涂布多个平板 共同点 都要用到固体培养基；都需进行无菌操作；都会在培养基表面形成单个的菌落；都可用于观察菌落特征 (2)酵母菌纯培养的操作步骤称取去皮马铃薯200g，切成小块，加水1000ml，加热煮沸至马铃薯软烂，用纱布过滤。向滤液中加入20g葡萄糖、15-20g琼脂，用蒸馏水定容至1000ml（调pH）。 ①配制培养基 将配制好的培养基转移到锥形瓶中，加棉塞，包上牛皮纸，并用皮筋勒紧，再放入高压蒸汽灭菌锅中，在压力为103kPa、温度为121℃的条件下，灭菌15-20min。将5-8套培养皿包成一包，用几层牛皮纸包紧，放入干热灭菌箱内，在160-170℃灭菌2h（也可在高压蒸汽灭菌锅中一起灭菌）。 ②灭菌 待培养基冷却至50℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。 ③倒平板方法：平板划线法 原理：通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面。经过数次划线后培养可以分离得到单菌落。 ④接种和分离 完成平板划线后，待菌液被培养基吸收，将接种后的平板和一个未接种的平板倒置，放入28℃左右(培养温度因酵母菌种类的不同而稍有差异)的恒温培养箱中培养24-48 h。 ⑤培养酵母菌 思考以下问题： ①平板冷凝后，要将平板倒置的原因是什么？ 因为平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，平板倒置后，既可避免培养基表面的水分过快地挥发，又可防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。 ②在接种前随机取若干个灭菌后的未接种的平板，先行培养一段时间，这样做的目的是检测培养基平板灭菌是否合格。 ③平板划线第二次及其以后的划线操作总是从上一次划线末端开始，这样做的目的是什么？ 能使微生物的数目随着划线次数的增加而逐渐减少，最终得到由单个微生物繁殖形成的纯培养物。 ④平板划线时最后一次划线为何不能与第一次划线相连？ 最后一次划线已经将酵母菌稀释成单个细胞，如果与第一次划线相连，则增加了酵母菌数目，得不到纯化的效果。 (3)土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 ①分离原理：土壤中的细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成脲酶，这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起到催化作用。 ②统计菌落数目一般用涂布平板法。 ③计数：统计菌落数目时，培养基表面生长的1个菌落，来源于样品稀释液中1个活菌。为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数。 ④公式：(平均菌落数÷涂布的稀释液体积)×稀释倍数。 筛选能高效降解尿素的细菌(目的菌)的培养基成分如下表所示： KH2PO4 Na2HPO4 MgSO4·7H2O 葡萄糖 尿素 琼脂 H2O 1.4 g 2.1 g 0.2 g 10.0 g 1.0 g 15.0 g 定容至1 000 mL (1)该培养基是如何实现对分解尿素的细菌的筛选的？ 该培养基中唯一氮源为尿素，只有能合成脲酶的微生物才能够分解尿素，而不能合成脲酶的微生物不能分解尿素，会因缺乏氮源而无法生长繁殖，所以用该培养基能够筛选出分解尿素的细菌。 (2)如何证明该选择培养基的确起到了筛选作用？ 同时设置牛肉膏蛋白胨培养基并进行接种后培养，观察两种培养基上的菌落数目；若牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数明显多于选择培养基上的菌落数，则证明了选择培养基的确起到了筛选作用。 (3)如何证明所用的选择培养基没有受到环境污染？ 将未接种的上述培养基与接种的上述培养基同时培养，观察是否有菌落的产生；若未接种的培养基无菌落产生，则证明培养基没有受到环境污染。 (4)若甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的该细菌数。在对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下两种统计结果。 ①甲同学在该浓度下涂布了一个平板，统计的菌落数为230，该同学的统计结果是否真实可靠？为什么？ 不可靠。为增强实验的说服力与准确性，应设置重复实验，在同一稀释度下涂布至少3个平板，统计结果后计算平均值。 ②乙同学在该浓度下涂布了3个平板，统计的菌落数分别为21、212、256，该同学将21舍去，然后取平均值。该同学对实验结果的处理是否合理？为什么？ 不合理。微生物计数时，如果实验中出现重复实验结果不一致的情况，应分析实验过程中可能的影响因素，找出差异的原因，需重新实验，而不能简单地舍弃。 知识点3：传统发酵技术生产的食品 1．传统发酵技术 (1)菌种来源：原料中天然存在的(或前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的)微生物 (2)实质：有氧或无氧条件下的物质氧化分解 (3)结果：生产人们需要的各种发酵产品 (4)应用：果酒、果醋、泡菜、酱油等的制作 2．果酒和果醋的制作 (1)原理和条件 项目 制作果酒 制作果醋 发酵菌种 酵母菌 醋酸菌 代谢类型 异养兼性厌氧型 异养需氧型 发酵过程 有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量；无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒精：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量 C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O＋能量 对氧的需求 前期需氧，后期不需氧 一直需氧 产物检测 闻气味、品尝、酸性条件下的重铬酸钾(橙色→灰绿色) 酸碱指示剂(pH试纸)、闻气味、品尝 (2)方法步骤 将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用 器具消毒 取新鲜葡萄，用清水冲洗1-2次，再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干 冲洗葡萄 用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶（注意：要留有大约1/3的空间），盖好瓶盖 榨汁装瓶 将温度控制在18-25℃进行发酵，在发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖拧松一点（注意：不是打开瓶盖），此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10-12d. 酒精发酵 可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测 果酒检测 当葡萄酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。发酵温度为30-35℃，时间为7-8d。 打开瓶盖，盖上纱布 果醋检测 (1)制作葡萄酒时，为什么要将温度控制在18～25 ℃？制作葡萄醋时，为什么要将温度控制在30～35 ℃？ 温度是影响酵母菌和醋酸菌生长和发酵的重要因素。酿酒酵母的最适生长温度约为20 ℃。因此需要将温度控制在其最适温度范围内。而醋酸菌是嗜温菌，最适生长温度为30～35 ℃，因此要将温度控制在30～35 ℃。 (2)在制作果酒的过程中，除了酵母菌，是否还有其他微生物生长？它们会对果酒发酵产生影响吗？如果有，如何避免这种影响？ 制作果酒的过程中，除酵母菌之外，还会有其他杂菌生长，它们会在酒精发酵中污染发酵液，而避免发酵液污染需要从发酵制作的过程全面考虑。例如，榨汁机、发酵瓶要清洗干净，装入葡萄汁后，封闭充气口；每次排气时只需拧松瓶盖，不要完全揭开瓶盖等。 (3)在家庭制作葡萄酒的过程中，不需要严格的消毒过程也能完成发酵，原因是什么？ 在缺氧、呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到抑制。 (4)醋酸菌醋酸发酵时，需要打开通气阀，请说明其原因。 醋酸菌是一种好氧细菌，在发酵过程中始终需要氧气，如果氧气中断则会引起醋酸菌的死亡。 3．酸奶的制作 (1)菌种：乳酸菌。 (2)原理：乳酸菌发酵使牛奶中的乳糖变为乳酸。 4．制作泡菜 (1)制作泡菜的原理：利用植物体表面天然的乳酸菌；发酵期间，乳酸会不断的积累，当它的质量百分比为0.4%~0.8%时，泡菜的口味、品质最佳。酶 (2)反应式：C6H12O6 →2C3H6O3（乳酸）+能量 (3)制作流程 ①原料处理：将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干 ②配制盐水：清水煮沸，冷却待用；加入食盐配制质量百分比为5%-20%的盐水,加适量的糖溶解 ③蔬菜装坛加盐水：处理好是蔬菜装入泡菜坛内；装至半坛时，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至 八成满；将准备好的泡菜液缓缓倒入坛中，使其浸没菜料，盖好坛盖 ④密封发酵：向坛盖边缘的水槽中注满水，并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水；根据室内温度控制 发酵时间(一般置于阴凉处自然发酵7-10d) 5．腐乳的制作 (1)菌种：毛霉。生长最适温度为15～18 ℃。 (2)原理：发酵过程中，毛霉分泌蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等多种酶，这些酶与其他微生物协同作用，使腐乳坯中的各种营养物质生成氨基酸和多种有机酸等。 知识点5：发酵工程及其应用 1．发酵工程：采用现代工程技术手段，利用微生物或动植物细胞的特定功能，在人工控制的环境下生产满足人类需求的特定产品等的工程技术。基因 诱变育种 2．发酵工程的步骤工程育种 发酵设备 培养基 厌氧 菌 种 离心 蒸馏 菌体 离心 蒸馏 菌体 3．工业发酵的方式 分为分批发酵和连续发酵等。 (1)分批发酵：即一次投料、一次接种，一次收获的间歇发酵方式。 (2)单细胞微生物细胞群体在整个培养过程中经历延滞期、对数期、稳定期和衰亡期等生长时期。 4．发酵工程的应用 (1)发酵工程的主要产品 常见的发酵工程产品：微生物菌体细胞、微生物酶类、微生物代谢产物、微生物转化产物、工程菌发酵产物、动植物细胞的产物。 (2)发酵工程的应用领域 ①在医药业中的应用主要包括生产各种抗生素、酶、氨基酸、激素和免疫制剂。 ②在食品业中的应用除体现在酿造酒、醋、酱油等传统酿造业外，还用于生产调味品及发酵食品等。 ③在农业中的应用包括生产生物农药、生物增产剂、生物除草剂以及饲料添加剂等。 ④在其他领域也很广泛，如污水处理或沼气发酵等方面。 ▉考点02 细胞工程 知识点1：植物细胞工程 1．植物组织培养技术 (1)概念：利用细胞全能性，在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞或原生质体等，在培养基上培养，使其发育成部分或完整植株的技术。 (2)原理：植物细胞的全能性（生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质。） (3)主要步骤 ①选材：外植体——离体的植物器官、组织、细胞或原生质体，植物的茎尖、根尖、幼嫩的叶片、花药是 常用的外植体。 ②消毒：除去外植体表面的微生物。消毒后的外植体需要用无菌水充分冲洗。 ③接种：无菌条件下，将外植体置于适宜的培养基上 ④诱导脱分化：将已有特定结构和功能的植物组织，在一定的条件下，诱导其细胞改变发育途径，逐步失 去原有的分化状态，转变为具有分生能力的细胞的过程。注意：要进行遮光 ⑤愈伤组织：一团没有特定形态、结构和功能的薄壁细胞团，一般处于旺盛分裂状态；细胞排列疏松且无 规则、高度液泡化 ⑥诱导再分化：脱分化产生的愈伤组织生长一段时间后，将移植到新的培养基上继续培养,经诱导分化，形 成芽和根等器官，或进一步发育成完整植株的过程。 ⑦完整植株 ⑧炼苗移植：使幼苗逐渐适应自然环境，以保证幼苗移植到大田能顺利成活。 (4)植物组织培养的条件 ①离体的植物组织和器官； ②严格的无菌操作：消毒和灭菌； ③提供适宜的营养条件：需要配制特定的培养基；蔗糖：提供碳源、能量、调节渗透压 ④控制适宜的环境条件：比如温度、光照、激素等。 2．植物体细胞杂交技术 (1)概念：指将自发或人工融合的杂种细胞培育成新品种植物体的技术。 (2)原理：体细胞杂交利用了细胞质膜的流动性，杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。 (3)基本过程 ①科学家在制备原生质体时，有时使用蜗牛消化道提取液来降解植物细胞的细胞壁。据此分析，蜗牛消化道提取液中可能含有什么成分？理由是什么？ 纤维素酶和果胶酶。因为植物细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶组成，利用酶的专一性，在降解植物细胞细胞壁时要利用纤维素酶和果胶酶。 ②两两融合后的细胞一定是杂种细胞吗？诱导融合后的培养瓶中的细胞有哪几类？ 不一定，融合的细胞类型有三种AA、BB和AB，在培养瓶中还有A、B等未融合的细胞。 ③植物细胞融合完成的标志是？上述细胞融合过程的完成与什么细胞器密切相关？ 再生出新的细胞壁；线粒体和高尔基体。 ④若一植物细胞A含有2x条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，另一植物细胞B含有2y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则： a.上述所获得杂种植株遗传特性有何特点？ 杂种植株中含有两种植物的遗传物质，故杂种植株具备两种植物的遗传特性。 b.上述所获得杂种植株应为异源四倍体，其体细胞中染色体数为(2x＋2y)条，4个染色体组，基因型为AabbccDd。 c.上述所获得杂种植株的花粉经离体培养得到的植株属于单倍体植株。 d.上述植物体细胞杂交的过程中，遗传物质的传递遵循孟德尔遗传定律吗？不遵循。 3．植物细胞工程的应用 实现种苗的快速繁殖 保持优良品种的遗传特性 (1) 植物生长点部位 (2) 液氮 (3)遗传 (4)细胞产物的工厂化生产 ①次生代谢物：是一类小分子有机化合物，在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。 ②细胞代谢产物的工厂化生产：人们利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产。 (5)单倍体育种 知识点2：动物细胞工程 1．动物细胞核移植技术及其应用 (1)动物细胞核移植技术 ①供体：动物一个细胞的细胞核。 ②受体：去除细胞核的成熟卵母细胞。 ③结果：重新组合的细胞发育成新的胚胎，继而发育成动物新个体。 ④原理：动物体细胞核具有全能性。 ⑤哺乳动物核移植类型：胚胎细胞核移植和体细胞核移植。 (2)体细胞核移植的过程 供体体细胞→细胞培养→供体细胞胚胎移植期 生出与供体遗传物质基本相同的个体 发育期 取 核 注 入 重组细胞——→早期胚胎——→代孕母体→MⅡ期 卵巢卵母细胞 ————→去核→成熟卵母细胞 ①动物核移植技术的理论基础(原理)是什么？克隆动物属于有性生殖还是无性繁殖？ 动物细胞核的全能性。克隆动物属于无性繁殖。 ②为什么体细胞核移植较胚胎细胞核移植更困难？ 由于动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易；而动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难。因此动物体细胞核移植的难度就明显高于胚胎细胞核移植。 ③受体细胞为什么选用卵母细胞？ 体积大，易操作；去核时易于同时吸走第一极体；含有激发细胞核全能性的物质。 ④为什么不是取供体细胞核进行核移植操作，而是将供体细胞整个注入去核卵母细胞中？ 保证供核不被破坏，使克隆动物更像供体动物，操作也方便。 ⑤在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？ 为使核移植的胚胎或动物的核遗传物质全部来自有重要利用价值的动物提供的体细胞，在供体细胞的细胞核移至受体细胞之前，必须将受体细胞的核遗传物质去掉或将其破坏。 ⑥克隆动物是对体细胞供体动物100%的复制吗？为什么？ 不是；克隆动物细胞核中的遗传物质来自供体动物，但细胞质中的遗传物质同时来自供体细胞和受体卵母细胞。此外，生物性状还受环境因素的影响。 (3)应用 动物体细胞核移植技术应用非常广泛，对促进畜牧业的发展、培育优良畜种、生产实验动物和转基因动物、拯救濒危动物、保护动物资源都具有一定的应用价值。 1．动物细胞培养及干细胞技术 (1)动物细胞培养 ①动物细胞的培养过程 将细胞转移到新培养液中，进行传代培养 无菌条件下取出组织块剪碎用培养液漂洗 用胰蛋白酶等处理，形成分散的悬浮细胞 细胞不断分裂，铺满整个培养皿底部，形成一层细胞 细胞接种到含有培养液的培养皿中，进行原代培养 ②动物细胞培养需要严格的环境条件，包括温度、pH、合适的气体和营养物质(葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、微量元素)等，此外通常还需血清等一些天然成分。 (1)为什么对动物细胞进行培养时通常要添加血清？ 血清中含有多种未知的促细胞生长因子等营养物质，这是细胞生长和增殖所必需的。 (2)培养前为什么分散成单个细胞？ ①成块组织中细胞与细胞靠在一起，彼此限制了生长与增殖；②利于与培养液充分接触，保证O2与营养供应和代谢物及时排出。 (3)将组织分散成单个细胞时为什么要用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理？胃蛋白酶可以吗？ 胰蛋白酶可以将动物组织细胞间的蛋白质成分酶解，使细胞分散开，获得单个细胞。胃蛋白酶的最适pH为1.5，当pH大于6时，胃蛋白酶就会失去活性。多数动物细胞培养的适宜pH为7.1～7.3，胃蛋白酶在此环境中没有活性，所以不可以用胃蛋白酶。 (4)定期更换培养基的目的是什么？ 以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。 (5)幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比较，分化程度低的细胞与分化程度高的细胞比较，哪些细胞更易于培养？为什么？ 幼龄动物的细胞和分化程度低的细胞更易培养，原因是这些细胞分裂能力强。 (6)如何区分原代培养和传代培养？ 关键看用胰蛋白酶处理的对象和是否分瓶，分瓶前，第一次用胰蛋白酶对动物组织进行处理后的培养为原代培养；而用胰蛋白酶处理将贴壁生长的细胞从瓶壁脱离下来，分瓶后的培养为传代培养。 归纳总结　动物细胞培养和植物组织培养的比较 项目 动物细胞培养 植物组织培养 理论基础 细胞增殖 植物细胞的全能性 培养前处理 无菌；用机械的方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，使组织分散成单个细胞 无菌、离体 取材 动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织 植物幼嫩的部位或花药等 培养基性质 液体 固体 培养基成分 葡萄糖、氨基酸、无机盐、微量元素、促生长因子、维生素和动物血清等 水、矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和琼脂等 结果 细胞培养产生大量细胞，不形成新个体 可产生新个体 应用 人造皮肤的构建、动物分泌蛋白的规模化生产 快速繁殖、作物脱毒、细胞产物的工厂化生产和单倍体育种等 相同点 ①都需人工条件下的无菌操作；②都需要适宜的温度、pH等条件；③都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂 (1)干细胞技术 ①干细胞概念：动物(包括人)胚胎及某些器官中同时具有自我更新和分化能力的细胞。 ②干细胞分类：单能干细胞、多能干细胞、全能干细胞。 ③应用：干细胞技术应用于疾病治疗、新药研制和开发。 3．动物细胞融合技术和单克隆抗体 (1)动物细胞融合技术 ①概念：在一定的条件下将两个或多个动物细胞通过物理、化学或生物方法结合形成一个细胞的技术。 ②条件：常用的促融方法有生物方法(如病毒诱导融合法)、化学方法(如聚乙二醇诱导融合法)、物理方法(如电场诱导融合法)。 ③原理：细胞质膜的流动性。 ④结果：形成具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂种细胞。 (2)单克隆抗体的制备 ①浆细胞特点：浆细胞只分泌一种特定抗体。 ②骨髓瘤细胞特点：能在体外大量增殖。 ③杂交细胞的特点：既能大量增殖，又能产生足够数量的特定抗体。 ④制备过程 能产生特 定抗体 · 图中给小鼠注射特定的抗原蛋白，其目的是什么？ 刺激机体发生免疫应答，从而产生特定的浆细胞。 · ②若仅考虑细胞的两两融合，在获取杂交细胞的过程中，淘汰的细胞有几种类型？为什么？ 有未融合的细胞和同种细胞融合后形成的细胞两种类型。出现不同类型是因为细胞融合不是100%的，且是随机的。 ⑤应用 制备单克隆抗体靶向制剂是单克隆抗体在临床上实际应用的一方面；由于单克隆抗体可以高度特异性地识别抗原，在疾病诊断上也有一定的临床价值。 知识点3：胚胎工程 1．哺乳动物胚胎发育的基本过程 (1)精子的发生 ①场所：雄性动物的睾丸的曲细精管。 ②过程有丝 次级 精母 初级 精母 ③精细胞变形形成精子，其中高尔基体发育成顶体，中心体发育成精子的尾，线粒体聚集在中段形成线粒体鞘，细胞质逐渐浓缩脱落。 (2)卵子的发生 ①场所：雌性动物的卵巢内。第二极体 ②过程 卵细胞 减数 第二次 ③受精 精子穿越卵细胞质膜外的结构 　↓ 透明带反应(阻止多精入卵的第一道屏障) 　↓ 精子进入卵细胞质膜(卵细胞质膜反应：阻止多精入卵的第二道屏障) 　↓ 原核形成 　↓ 雌、雄原核融合(受精完成的标志) (3)哺乳动物(人)胚胎发育过程有丝分裂 受精卵 桑椹胚 滋养层 内细胞团 囊胚腔 三 2．胚胎工程技术及其应用 (1)体外受精技术 ①精子的采集和获能 ②卵母细胞的采集和培养 ③体外受精：获能的精子和培养成熟的卵母细胞在人为控制的适宜条件下和专用的受精溶液中完成受精作用。 (2)胚胎移植 ①概念 移植和体外受精 转基因、核 同种的、 同时发情排卵但未经 配种 产生胚胎的供体和孕育胚胎的 早期胚胎 ②过程子 激素 同期发情 良种母牛 子 宫 受体共同繁殖后代 根据上图思考回答以下问题： ①为什么应对供体和受体母畜进行同期发情处理？ 使它们的生理条件达到同步或一致，这样才能使供体的胚胎移入受体后有相似的生理环境。 ②在牛的胚胎移植过程中有两次使用激素、两次检查，其目的分别是什么？ 　第一次用孕激素对受、供体进行同期发情处理，第二次用促性腺激素处理使供体超数排卵。第一次是对收集的胚胎进行质量检查，第二次是对受体母畜是否妊娠进行检查。 ③胚胎移植的优势是什么？ 可以发挥雌性优良个体的繁殖能力。 3．胚胎分割技术 (1)概念 ①方法：机械方法。 ②分割份数：将早期胚胎切割成二分胚、四分胚甚至八分胚等。 ③目的：获得同卵双生或同卵多生后代。 (2)定位：被视为一种胚胎克隆方法。 (3)材料：形态正常、发育良好的桑椹胚或囊胚。 (4)要求：将内细胞团均等分割。 ▉考点03基因工程 知识点1：基因工程的基本工具和基本操作程序 1．基因工程的基本操作工具 (1)基本工程的概念 ①供体：提供外源目的基因。 ②操作环境：体外。 ③操作水平：分子水平。 ④原理：基因重组。 ⑤受体：表达目的基因。 ⑥本质：性状在受体体内的表达。 (2)基因工程的理论基础 外源基因在受体细胞内表达的理论基础：①基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位 ②遗传信息的传递都遵循中心法则 ③生物界共用一套遗传密码 基因拼接的理论基础：①DNA的基本组成单位都是:四种脱氧核苷酸 ②DNA分子都遵循碱基互补配对原则 ③双链DNA分子的空间结构都是规则的双螺旋结构 (3)重组DNA技术的基本工具 ①限制性内切核酸酶(也称“限制酶”) 特点：识别双链DNA分子的特定脱氧核苷酸序列；使每条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开 作用：断开两个核苷酸之间的磷酸二酯键 切割方式：错位切和平切 结果：产生黏性末端和平末端 ②DNA连接酶 种类 E.coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶 来源 大肠杆菌 T4噬菌体 特点 只缝合黏性末端 缝合黏性末端和平末端 作用 恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键，并连接两个DNA片段 ③载体 种类：质粒(常用载体)、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等 特点：复制原点；适合的标记基因，鉴定和选择重组DNA分子；多种限制酶的切割位点 作用：携带外源DNA片段进入受体细胞 名称 作用部位 作用结果 限制酶 磷酸二酯键 将DNA切成片段 DNA连接酶 磷酸二酯键 将两个DNA片段连接为一个DNA分子 DNA聚合酶 磷酸二酯键 将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端 DNA(水解)酶 磷酸二酯键 将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸 解旋酶 氢键 将双链DNA分子局部解旋为单链，形成两条长链 ④与DNA有关的几种酶的比较 2．基因工程的基本操作程序 (1)目的基因的获取 ①化学合成法直接人工合成目的基因：一般为比较小的目的基因。 ②基因文库获取目的基因：来源可分为基因组文库和cDNA文库。 Ⅰ.基因组文库：指含有某种生物体全部基因片段的重组DNA的克隆群体。从基因组文库中筛选某种目的基因，一般采用核酸探针杂交法。 Ⅱ.cDNA文库：从组织细胞中提取mRNA，逆转录成cDNA，与适当载体连接后转化宿主，包含着细胞全部mRNA信息的cDNA克隆集合称为该组织细胞的cDNA文库。 (2)基因表达载体的构建 ①目的：使目的基因进入受体细胞并有效表达，而且要能稳定存在且遗传给后代。 ②基因表达载体的组成及作用 RNA聚合酶 启动子 标记基因 易错提醒　启动子、终止子、起始密码子、终止密码子对比 项目 启动子 终止子 起始密码子 终止密码子 本质 DNA DNA mRNA mRNA 位置 目的基因上游 目的基因下游 mRNA首端 mRNA尾端 功能 RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA 使转录在所需要的地方停下来 翻译的起始信号(编码氨基酸) 翻译的结束信号(不编码氨基酸) (3)将目的基因导入受体细胞 生物种类 植物 哺乳动物 微生物 常用方法 农杆菌转化法 显微注射法 Ca2＋处理法 受体细胞 体细胞或受精卵 受精卵 原核细胞 转化过程 将目的基因插入Ti质粒的T－DNA中→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA上→表达 取卵→将含有目的基因的表达载体注入→受精卵发育→获得具有新性状的动物 Ca2＋处理细胞→细胞处于一种容易接受外来DNA的生理状态→基因表达载体导入 辨析　1农杆菌转化法中的两次拼接和两次导入 第一次拼接是将目的基因拼接到Ti质粒的T－DNA上，第二次拼接非人工操作是指插入目的基因的T－DNA拼接到受体细胞的染色体DNA上；第一次导入是将含目的基因的Ti质粒导入农杆菌，第二次导入非人工操作是指含目的基因的T－DNA导入受体细胞。 2农杆菌特点 ①能在自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有侵染能力。 ②农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T－DNA转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。 (4)目的基因及其表达产物的检测鉴定 检测水平 检测目的 检测方法 分子水平 目的基因是否插入到转基因生物染色体DNA上 DNA分子杂交技术PCR技术 目的基因是否转录出了mRNA 分子杂交PCR技术 目的基因是否翻译出蛋白质 抗原—抗体杂交 个体水平 转基因生物是否表现出相应的特性 如抗虫、抗病的接种实验 3．PCR技术、电泳鉴定 (1)PCR技术过程 变性：94 ℃条件下受热变性后解链为单链 ↓ 退火：55 ℃条件下，引物与单链相应互补序列结合 ↓ 延伸：72 ℃条件下在TaqDNA聚合酶作用下合成子链 ①在PCR过程中实际加入的为dNTP(即dATP、dGTP、dTTP、dCTP)，既可作为合成DNA子链的原料，又可为DNA的合成提供能量。 ②引物既可以是DNA单链，也可以为RNA单链。细胞内的DNA进行复制时，也需要引物，一般为RNA片段。 ③真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要Mg2＋激活。因此，PCR反应缓冲溶液中一般要添加Mg2＋。 ④PCR扩增过程中的循环图示与规律 循环次数 1 2 3 n DNA分子数 2 4 8 2n 含引物A(或B)的DNA分子数 1 3 7 2n－1 同时含引物A、B的DNA分子数 0＝21－2 2＝22－2 6＝23－2 2n－2 共消耗的引物数量 2＝21＋1－2 6＝22＋1－2 14＝23＋1－2 2n＋1－2 (2)PCR技术和DNA复制的比较 比较项目 细胞内DNA复制 PCR技术 解旋方式 解旋酶催化边解旋边复制 DNA在高温下变性解旋全部解旋后在复制 场所 主要在细胞核内 细胞外(主要在PCR扩增仪内) 酶 解旋酶、DNA聚合酶等 耐高温的DNA聚合酶 温度 细胞内温和条件 控制温度，需在不同温度下进行 合成子链 一条链连续合成，一条不连续 从引物3’端延伸子链，都连续合成 过程 结果 合成整个DNA分子 扩增两个引物之间特定的DNA片段 (3)DNA的电泳鉴定 配制琼脂糖溶液：根据待分离DNA片段的大小，用电泳缓冲液配制琼脂糖溶液 制备凝胶：将温热的琼脂糖溶液迅速倒入模具，并插入合适大小的梳子，以形成加样孔。待凝胶溶液完全凝固，小心拔出梳子，取出凝胶放入电泳槽内。 加样：将扩增得到的PCR产物与凝胶载样缓冲液（内含指示剂）混合，再用微量移液器将混合液缓慢注入凝胶的加样孔内。留一个加样孔加入指示分子大小的标准参照物 电泳：接通电源，设定电压，待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时，停止电泳 观察记录：取出凝胶置于紫外灯下观察和照相 4．DNA的粗提取和鉴定 (1)基本原理 ①原理：利用DNA、RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。 ②DNA的性质：DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精；DNA能溶于2 mol·L－1的NaCl溶液。 ③DNA的鉴定：在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色。 (2)过程 将丝状物或沉淀物用2mol/L的NaCl溶液溶解，然后加入二苯胺试剂，混匀后置于沸水浴加热数分钟，冷却后观察颜色变化 取物质的量浓度为2mol/L的NaCl溶液40mL加入滤液，用玻璃棒沿同一方向轻轻搅拌，混合均匀，取适量蒸馏水沿烧杯壁缓缓加入，同时玻璃棒沿同一方向轻轻搅拌，当丝状物不再增加时，停止加蒸馏水，用玻璃棒挑起丝状物 取备好的鸡血细胞液5~10mL,注入50mL烧杯中,加入20mL蒸馏水，搅拌5 min，用垫有纱布的漏斗过滤 知识点1：基因工程的应用和蛋白质工程 1．基因工程的应用 (1)基因工程在农牧业中的应用价值 ①转基因抗病植物：将来源于某些病毒、细菌、真菌等的抗病基因导入植物中，培育出转基因抗病植物 ②转基因抗虫植物：从某些生物中分离出具有抗虫功能的基因，将它导入作物中培育出具有抗虫性的作物 ③转基因抗逆植物：将植物具有的抗冻、抗盐碱、抗早、抗涝等相关的抗逆基因，导入作物中培育出转基因抗逆植物 ④改善畜牧产品品质：将ω-3脂肪酸去饱和酶基因转入猪胚胎细胞中培育产生较多ω-3脂肪酸的转基因猪 ⑤提高动物的生长速率：由于外源生长激素基因的表达可以使转基因动物生长得更快，将这类基因导入动物体内，以提高动物的生长速率 (2)基因工程在食品业中的应用价值 ①转基因食品已进入商业化生产，其中大豆、玉米和油菜种植面积很大。 ②植物蛋白质、糖类、脂肪品质的改良以及维生素种类和含量的改良等方面，是主要研究热点。 ③基因工程在氨基酸、助鲜剂、甜味剂等食品添加剂的生产，以及广泛应用于食品制造业的淀粉酶、纤维素酶、脂肪酶、蛋白酶的生产方面也大显身手。 (3)基因工程在医药业中的应用价值 ①基因工程药物 转基因药物的反应器：科学家将药用蛋白基因与乳腺蛋白基因的启动子等重组起来，转入哺乳动物的受精卵中，制成乳腺生物反应器或乳房生物反应器。 ②乳腺生物反应器与工程菌的比较 比较内容 乳腺生物反应器 工程菌 含义 让外源基因在哺乳动物的乳腺中特异表达，利用动物的乳腺组织生产药物蛋白 指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的微生物 基因表达 合成的药物蛋白与天然蛋白相同 细菌合成的药物蛋白可能没有活性 受体细胞 动物受精卵 微生物细胞 目的基因导入方式 显微注射法 Ca2＋处理法 生产条件 不需要严格灭菌，温度等外界条件对其影响不大 需要严格灭菌，严格控制工程菌所需的温度、pH、营养物质浓度等外界条件 药物提取 从动物乳汁中提取 从微生物细胞或其培养液中提取 ③基因治疗 概念：指利用正常基因置换或弥补缺陷基因的治疗方法。包括基因诊断、基因分离、载体构建、目的基因导入等多项技术。 途径：体内和体外两种。 2．蛋白质工程 (1)流程图 A．转录，B.翻译，C.分子设计，D.氨基酸序列，E.预期功能。 (2)首先要获取目的基因和蛋白质的结构数据。 (3)通过基因改造生产目标蛋白质。针对相关基因进行改造，即基因的体外定向突变。大面积的定向突变一般采用基因全合成的方法，而含有单一或少数几个突变位点的基因定向突变则可采用多种策略，如引物定点引入法。 (4)蛋白质工程的设计思路与应用 ①提高蛋白质(酶)的稳定性。 ②改善酶的催化活性。 ③消除酶的被抑制特性。 (5)蛋白质工程与基因工程的比较 项目 蛋白质工程 基因工程 区别 原理 中心法则的逆推、中心法则 基因重组 实质 定向改造或生产人类所需的蛋白质 定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品(基因的异体表达) 结果 可生产自然界没有的蛋白质 生产自然界已有的蛋白质 联系 (1)蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程，对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现；(2)基因工程所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造 ▉考点04组成细胞的分子 知识点1：细胞中的无机物、糖类和脂质 1．细胞中的元素和无机化合物 (1)组成细胞的元素大多以__化合物__的形式存在。 (2)占人体细胞鲜重最多的 元素__O_ ,占人体细胞干重最多元素是__C_ ；占细胞鲜重最多的化合物是水_；占细胞鲜重最多的有机化合物是__蛋白质__；占细胞干重最多的化合物是__蛋白质__。 (3)元素→____化合物______→细胞结构→细胞功能。 (4)重要化合物或结构中的元素 ①单糖、二糖和多糖(几丁质除外)，以及脂肪、固醇的元素组成都是___C、H、O_____。 ②蛋白质的元素组成为__C、H、O、N__________，有的还含有S等。 ③叶绿素的元素组成是__C、H、O、N、Mg___。血红素的元素组成是_____C、H、O、N、Fe______。 甲状腺激素中含有__C__H__O__N___I____等。 ④DNA、RNA、ATP和ADP的元素组成是__C、H、O、N、P_____。磷脂含C、H、O、P，甚至N。在构成细胞的结构中，生物膜、染色体、核糖体和叶绿体等含_C、H、O、N、P______。 (5)水存在的形式及作用 存在形式 结合水 自由水 特点 主要与蛋白质、多糖等物质结合 呈游离状态，可以自由流动 失去流动性和溶解性 具有流动性和溶解性 含量 很少(约占4.5%) 占细胞内全部水的绝大部分 生理 作用 细胞结构的重要组成部分 细胞内 是细胞内的良好溶剂；参与生物化学反应 细胞外 为细胞生活提供液体环境；运送营养物质和代谢废物 生物体的一切生命活动都离不开水 关系 两者可以相互转化 (6)无机盐的含量和存在形式:无机盐在细胞中含量很少，但具有重要的作用。主要以离子形式存在，很多无机盐在细胞中有离子和化合物两种存在形式，这两种形式的无机盐是可以相互转化的。 (7)无机盐的作用: ①参与构成细胞内某些复杂化合物 I——甲状腺激素；Mg2+——叶绿素；Fe2+——血红素（Fe_不构成血红蛋白的氨基酸、多肽）； PO43-——ATP、核酸、磷脂等。 ②维持正常生命活动。如：哺乳动物的血液中 Ca2+含量太低，会出现抽搐等症状；含量过高，会引起肌无力。Na+缺乏会导致神经、肌肉细胞的兴奋性降低，进而肌肉酸痛、无力。 ③维持细胞的渗透压平衡。如：Na+（维持细胞外液渗透压），K+（维持细胞内液的渗透压） ④维持细胞的酸碱平衡。常见缓冲对（HCO3- 和 H2CO3、HPO42－和H2PO4-） 2．检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质 (1)还原糖的检测和观察 ①常用材料：苹果和梨，_斐林试剂__试剂（甲液：0.1g/ml_的NaOH 乙液：0.05g/ml__的CuSO4） ②选材要求：应选含糖量较高，颜色为白色或浅色的材料 ③注意事项：Ⅰ.还原糖有葡萄糖、果糖 、半乳糖、 麦芽糖、 乳糖。Ⅱ.甲乙液必须___混合摇匀_后再加入样液中现配现用_ 。 Ⅲ.必须用___水浴__加热。 Ⅳ.实验现象：__浅蓝色变成砖红色沉淀__。 (2)脂肪的鉴定 ①常用材料：花生组织样液、花生子叶或向日葵种子。 ②试剂：__苏丹Ⅲ染色液_。 ③过程：制作花生子叶临时切片，染色后用_显微镜_观察细胞的着色情况。 ④注意事项：Ⅰ.切片要__薄_，如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰，有的地方模糊。 Ⅱ.50%酒精的作用是：_洗去浮色_。 Ⅲ.需使用__显微镜_观察 Ⅳ.颜色变化：__苏丹Ⅲ——橘黄色。 (3)蛋白质的鉴定 ①常用材料：鸡蛋清，黄豆组织样液，牛奶 ②试剂：_双缩脲试剂_（A液：0.1g/ml_的NaOH B液：_0.01g/ml_的CuSO4 ） ③注意事项：Ⅰ.先加A液_1ml_摇匀，再加B液_4_滴 Ⅱ.二肽不可以用双缩脲试剂鉴定（紫色现象出现至少需 2_个肽键） Ⅲ.加热会破坏蛋白质的空间结构不会破坏肽键，因此加热变性后的蛋白质可用双缩脲试剂鉴定。 ④颜色变化：__浅蓝色变成紫色_。 ⑤实质：_碱性_条件下_蛋白质_与双缩脲试剂中的Cu2＋反应生成紫色络合物。 (4)淀粉的检测和观察 ①常用材料：马铃薯 ②试剂：_碘液__ ③颜色变化：_变蓝色_ (5)斐林试剂与双缩脲试剂的“一同、三不同” 一同 化学成分 都含有NaOH和CuSO4两种成分，且NaOH溶液的质量浓度都为0.1g·mL-1 三不同 使用原理 斐林试剂的实质是新配制的Cu(OH)2溶液；双缩脲试剂的实质是碱性环境中的Cu2+ 使用方法 检测还原糖时，将甲、乙两液等量混匀后立即使用；检测蛋白质时先加A液1mL，摇匀，然后加B液4滴，摇匀 CuSO4溶液的浓度 斐林试剂中(乙液)CuSO4溶液的质量浓度为0.05g·mL-1；双缩脲试剂中(B液)CuSO4溶液的质量浓度为0.01g·mL-1 3．糖类的种类和作用 (1)组成元素：糖类一般由C、H、O 三种元素构成。 (2)糖类的种类和作用 种类 分布 主要功能 单糖(不能水解、能直接被吸收) ①核糖 动植物 组成RNA的物质 脱氧核糖 组成DNA的物质 ②葡萄糖、果糖等　 光合作用产物，有氧呼吸最常利用的物质，细胞的主要能源物质 二糖(可水解为2分子单糖) 蔗糖 植物细胞 能水解成④果糖和葡萄糖，供能 ③麦芽糖 能水解为2分子葡萄糖，供能  乳糖 动物细胞 能水解为半乳糖和葡萄糖，供能 ⑤多糖 (可水解为多个单糖) 淀粉 植物细胞 植物细胞中重要的储能物质 ⑥纤维素 植物⑦细胞壁的主要组成成分之一 糖原(肝糖原、肌糖原) 动物细胞 动物细胞中重要的⑧储能物质 ⑨几丁质　(壳多糖) 甲壳动物和昆虫的外骨骼 外骨骼的重要组成成分，对身体起保护的作用 (3)糖蛋白和糖脂 ①组成：糖类与蛋白质结合成糖蛋白，与脂质结合成糖脂。 ②作用：糖蛋白和糖脂在细胞免疫、细胞识别、信息传递等生命活动中发挥重要作用。 4．脂质的种类和作用 ①脂质的元素组成、种类和作用 脂肪 磷脂 固醇 元素 C、H、O C、H、O、P(N) C、H、O 功能 储能；保温；缓冲；减压；动植物皆有 构成细胞膜、 细胞器膜 胆固醇 性激素 维生素 D 构成动物细胞 膜，运输脂质 促进生殖器官的发育和生殖细胞的形成 促进 Ca 和 P_的吸收 ②特别提醒 Ⅰ.脂肪的 H_多，O_少，氧化时需要的氧多，产生的能量多。 Ⅱ.脂肪由1分子甘油和3分子脂肪酸形成（脂肪不是生物大分子，基本单位是甘油和脂肪酸）。脂肪 酸分为饱和脂肪酸（不含 C=C,一般存在于动物脂肪中）和不饱和脂肪酸（含 C=C,一般存在于植物脂 肪中）。不饱和脂肪酸中的反式脂肪酸不健康，不能摄入。 知识点2：蛋白质是生命活动的主要承担者 1．组成元素：C、H、O、N有的还含S等； 2．基本单位：氨基酸（组成蛋白质的氨基酸约有21种，其中8种是必需氨基酸，人体不能合成） ①氨基酸结构通式： ②结构特点：至少有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上； 这个碳原子还分别与一个氢原子和一个侧链基团（R）相连接。 组成蛋白质的氨基酸的不同在于R基的不同。 3.蛋白质的形成过程：场所：核糖体 原料：氨基酸 脱水缩合 一条或几条相同或不同的肽链盘曲、折叠 ①氨基酸 多肽链 蛋白质肽键 ②氨基酸的脱水缩合过程： ③一条多肽链由几个氨基酸分子组成就称为几肽； ④脱去的水中的氢来自氨基和羧基，脱去的水中的氧来自羧基；多肽中N原子主要存在氨基残基中。 ⑤一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，可能有氨基或羧基位于R基上； 4．蛋白质的有关计算： ①对于链状肽：脱去的水分子数＝肽键数＝氨基酸分子数－肽链数； ②有几条肽链，则至少就有几个游离的氨基和几个羧基； ③对于环状肽：肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数； 例：a：若8个氨基酸形成链状八肽，则形成肽键数是7个，脱去的水分子数是7个； b：若8个氨基酸形成环状八肽，则形成肽键数是8个，脱去的水分子数是8个； ④蛋白质分子量=氨基酸的平均分子量×氨基酸的个数—18×脱去的水分子数； 注：若蛋白质中存在二硫键-S-S-，则每形成1个二硫键，蛋白质的相对分子质量再减少2； ⑤链状多肽中各原子数的计算 (1)碳原子数=氨基酸数×2+R基团中的碳原子数。 (2)氢原子数=各氨基酸总的氢原子数-脱水数×2。 (3)氧原子数=肽键数+2×肽链条数+R基团中的氧原子数=氨基酸数+肽链条数+R基团中的氧原子数。 (4)氮原子数=氨基酸数+R基团中的氮原子数。 5．蛋白质的结构多样性的原因： （1）氨基酸方面：氨基酸的种类、数目、排列顺序不同； （2）肽链方面：肽链的数目和空间结构不同； 6．蛋白质的功能： （1）构成细胞和生物体结构的重要物质，称为__结构蛋白__，如肌肉、羽毛、头发等。 （2）绝大多数酶是__蛋白质__，有__催化__作用。 （3）红细胞中的血红蛋白、细胞膜上的载体蛋白有__运输___功能。 （4）胰岛素起__信息传递__作用，能够调节机体的生命活动。 （5）抗体有__免疫__功能。 知识点3：核酸是遗传信息的携带者 1．核酸的种类和结构 脱氧核糖核酸（DNA） 核糖核酸（RNA） 基本单位 4_种脱氧核苷酸 4_种核糖核苷酸 组成 磷酸 都有磷酸 五碳糖 脱氧核糖 核糖 含氮碱基 都有腺嘌呤（_A）、鸟嘌呤（_G）、胞嘧啶（C） 胸腺嘧啶（T） 尿嘧啶（U） 分布 主要存在于细胞核（染色质）中，少量 存在于线粒体和叶绿体（环状DNA）中 主要存在于细胞质中 结构 两条脱氧核苷酸链构成双螺旋结构 单链结构（tRNA 是部分双链结构，含有氢键） 功能 主要的遗传物质，控制蛋白质的合成 将遗传信息从DNA传递给蛋白质 多样性 核苷酸的排列顺序 2．不同生物的遗传物质、核酸种类 真核生物 原核生物 DNA 病毒 RNA 病毒 核酸种类 2 2 1（_DNA） 1（RNA） 核苷酸种类 8 8 4 4 含氮碱基 5_（ACGTU） 5_（ACGTU） 4（ACGT） 4_(ACGU) 遗传物质 DNA DNA DNA RNA 实例 烟草、人 细菌 噬菌体 SARS，HIV,烟草花叶病毒，新冠病毒 ①DNA初步水解产物是_4种脱氧核糖核苷酸_，DNA彻底水解产物是_磷酸、脱氧核糖、4种碱基 。 ②RNA初步水解产物是_4种核糖核苷酸__，RNA彻底水解产物是_磷酸、核糖、4种碱基_。 3.生物大分子的多聚体和单体核酸　 蛋白质　 多糖　 (1)在构成细胞的化合物中，________、__________、________都是生物大分子。脱水缩合　 多聚体　 单体　 (2)生物大分子是由许多_______连接成的_________。单体通过___________或聚合反应(有水生成)生成多聚体。多聚体通过________反应(消耗水)生成单体。水解　 4．生物大分子以碳链为骨架 (1)单体以碳链为骨架碳链　 每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的________为基本骨架。 (2)生物大分子也是以碳链为基本骨架 生物大分子由许多单体组成，生物大分子也是以碳链为基本骨架。由于碳原子在组成生物大分子中的重要作用，所以______是生物的核心元素。碳　 5．有机物的“水解产物”、彻底水解产物和“氧化分解产物” 物质 初步水解产物 彻底水解产物 氧化分解产物 淀粉 麦芽糖 葡萄糖 CO2、H2O 脂肪 甘油、脂肪酸 甘油、脂肪酸 CO2、H2O 蛋白质 多肽、少量氨基酸 氨基酸 CO2、H2O、尿素 核酸 核苷酸 磷酸、五碳糖、碱基 CO2、H2O、尿酸等 ▉考点05细胞的基本结构和物质运输 知识点1：细胞学说、原核细胞和真核细胞的主要区别 1．细胞学说建立的过程 （1）细胞学说的建立者主要是德国的__施莱登__和__施旺__。 （2）细胞学说的主要内容 ①_细胞_是一个有机体，一切_动植物_都是由_细胞_发育而来，并由_细胞_和_细胞产物_所构成。 ②_细胞__是一个相对独立的单位，即有它自己的生命，又对与其他细胞共同构成的整体的生命起作用。 ③新细胞是由老细胞分裂产生。 （3）意义：细胞学说揭示了__细胞__的统一性和__生物体结构__的统一性。 2． 细胞的发现者和命名者是英国科学家__罗伯特·胡克__；荷兰著名魔镜技师__列文虎克__用自制显微镜，观察到不同形态的细菌、红细胞和精子等；德国的__魏尔肖__总结出“细胞通过分裂产生新细胞”，他的名言是“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”。 3．【实验】显微镜的使用 （1）显微镜放大倍数＝__目镜__放大倍数×__物镜__放大倍数。显微镜放大的是物像的__长度或宽度__，而不是面积或体积。 （2）目镜与物镜的判断 ①目镜：__无__(有/无)螺纹，放大倍数与长度呈__反__比。 ②物镜：__有__(有/无)螺纹，放大倍数与长度呈__正__比。 （3）显微镜使用原则 ①先用__低__倍镜观察，再用__高__倍镜观察。 ②低倍镜下先用__粗__准焦螺旋，再用__细__准焦螺旋；高倍镜下只能用__细__准焦螺旋。 （4）高倍镜的使用方法 ①找：在__低__倍镜下找到要观察的目标； ②移：移动载玻片，把目标移到视野的__中央__； ③转：转动__转换器__，换上高倍__物镜__； ④调：清晰度调__细准焦__螺旋，亮度调__光圈__和__反光镜__。 注：把视野调暗：使用__小__光圈、__平__面镜；把视野调亮：使用__大__光圈、__凹__面镜。 （5）“物”与“像”是上下相反，左右相反的关系，即把“物”翻转180°后就是“像”。如玻片上有“上”字，则视野中看到的是____；玻片上有“P”字母，则视野中看到的是__d__。 （6）视野中观察对象在视野外侧，要将它移到视野中央，遵循“哪偏哪移”原则。如观察对象在视野的左下方，要将它移到视野中央，玻片应向__左下方__移动。 （7）低倍镜下视野__亮__(亮/暗)、范围__大__(大/小)、细胞__小__(大/小)、数目__多__(多/少)； 高倍镜下视野__暗__(亮/暗)、范围__小__(大/小)、细胞__大__(大/小)、数目__少__(多/少)。 4． 原核细胞和真核细胞 （1）原核细胞和真核细胞最明显的区别是：____有无以核膜为界限的细胞核/有无核膜____。 ①原核细胞__没有__(有/没有)由核膜包被的细胞核，__没有__(有/没有)染色体，拟核区域有个环状的 __裸露DNA__分子。由原核细胞构成的生物叫原核生物，如__蓝细菌、支原体、细菌、放线菌、衣原体__。 ②真核细胞___有___(有/没有)由核膜包被的细胞核，___有___(有/没有)染色体，染色体的主要成分是 __DNA__和__蛋白质__。由真核细胞构成的生物叫真核生物，如__动物、植物、真菌(酵母菌、食用菌)、 变形虫等。 （2）生物分类 ①蓝细菌是__原核_(真核/原核)生物，常见的蓝细菌有_色球蓝细菌_、_念珠蓝细菌_、颤蓝细菌、_发菜_。 ②细菌是__原核__(真核/原核)生物，如_____大肠杆菌、硝化细菌、肺炎双球菌、乳酸菌_____等。 ③动物、变形虫、草履虫、衣藻、小球藻、团藻、酵母菌、食用菌是__真核___(真核/原核)生物。 （3）在蓝细菌和细菌的细胞中，都__没有__(有/没有)成形的细胞核） ①蓝细菌细胞内含有__藻蓝素__和__叶绿素__，是能进行光合作用的__自养__生物。 ②细菌中的绝大多数种类是营__腐生__或__寄生__生活的__异养__生物。 ③原核细胞中唯一的一种细胞器是__核糖体__。 ④原核细胞和真核细胞都有的结构和物质是：__细胞膜__、__细胞质__、__核糖体__、__DNA__。 知识点2：细胞质膜将细胞与外界环境分开 1． 细胞活性判断：科研上鉴别死细胞和活细胞，常用“染色排除法”。例如，用__台盼蓝__染色，死的动物细胞会被染成__蓝__色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。 2．制备细胞膜的方法 制备细胞膜的材料：__哺乳动物成熟的红细胞__，因为__没有细胞核及各种具膜细胞器__。 3． 细胞膜的主要成分是__脂质__和__蛋白质__，另外还有少量的__糖类__。脂质中最丰富的是__磷脂__。 细胞膜的组成元素有__C、H、O、N、P__。 4． __蛋白质__在细胞膜行使功能时起重要作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的__种类__和__数量__越多。 5． 细胞膜的功能 （1）将细胞与_外界环境_分隔开，使细胞成为_相对独立_的系统，保障了细胞内部环境的_相对稳定_。 （2）控制__物质__进出细胞。 （3）进行细胞间的__信息交流__。细胞间信息交流的方式多种多样，主要有以下三种方式： ①通过化学物质传递信息：细胞分泌的__化学物质_(如激素、递质)进入血液，随__血液_到达全身各处，与__靶细胞_的细胞膜表面的__受体__结合，从而将信息传递给__靶细胞_，引起靶细胞的生理反应。 ②通过细胞膜直接接触传递信息：相邻两个细胞的__细胞膜__直接接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞，引起靶细胞的生理反应。如__精子__和__卵细胞__之间的识别和结合。 ③通过细胞通道传递信息：相邻两个细胞之间形成__通道__，使细胞质相互沟通，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。如高等植物细胞之间通过__胞间连丝__相互连接，也有信息交流的作用。 注意：该种信息交流方式没有受体参与。 6． 对生物膜结构的探索历程 （1）1985年世纪末，欧文顿对植物细胞的通透性进行实验，发现脂溶性物质能够穿过细胞膜，推测：细胞膜是由脂质组成的。 （2）科学家们经过研究，进一步化学分析得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。 （3）1925年，两位荷兰科学家用丙酮将人红细胞中的脂质提取出来，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍，由此得出结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的__两__层。 （4）1935年丹龙利和戴维森研究了细胞膜的表面张力，发现细胞的表面张力明显低于油-水界面的表面张力，做出推测：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。 （5）1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的__暗—亮—暗__三层结构，由此提出生物膜模型：所有的生物膜都由__蛋白质—脂质—蛋白质__三层结构构成。他把生物膜描述为__静态__的统一结构。 （6）1970年，科学家将荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合，实验表明细胞膜具有__流动性_。 （7）1972年，__辛格_和_尼科尔森__根据新的观察和实验证据，提出的__流动镶嵌模型为大多数人所接受。 2． 流动镶嵌模型（如图） （1）识图 ①A表示__磷脂__分子，是一种由__甘油__、__脂肪酸__和__磷酸__等所组成的分子；B表示__磷脂双分子层__，其构成了细胞膜(生物膜)的__基本支架__；物质A__亲水__性的“头部”排在外侧，__疏水__性的“尾部”排在内侧。 ②C表示__蛋白质__分子，有的__镶在__磷脂双分子层表面，有的部分或全部__嵌入__磷脂双分子层中，有的__贯穿__于整个磷脂双分子层，说明C在磷脂双分子层中的分布是__不对称__(对称/不对称)的。 ③D表示__糖蛋白__，是由细胞膜上的__蛋白质__与__糖类__结合形成，只分布于细胞膜的__外表__，由此可知图中__甲___(甲/乙)侧是细胞的外侧。D在细胞生命活动中具有重要的功能，如具有__识别_、信息传递_等功能。 ④除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的__糖脂__。 （2）生物膜的结构特点：具有__一定的流动性__，是因为构成生物膜的__磷脂__分子和__蛋白质__分子大部分是可以运动的。 （3）生物膜的功能特点：具有__选择透过性__，这一特性主要与膜上的__蛋白质__分子有关。 知识点3：结构与功能独特的细胞器 1． 分离细胞器的方法：__差速离心法__。 2． 细胞器之间的分工：各种细胞器的形态、结构不同，在功能上也各有分工。 图例 名称 分布 结构 功能 线粒体 _动植物_细胞 _双_层膜 是细胞进行__有氧呼吸__的主要场所，是细胞的“动力车间”。细胞生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体 叶绿体 _绿色植物_细胞 (主要是叶肉细胞) _双_层膜 是绿色植物进行__光合作用__的场所，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站” 内质网 _动植物_细胞 _单_层膜 是细胞内蛋白质合成和加工，以及__脂质__合成的“车间”；内连核膜，外连细胞膜，扩大了细胞内的__膜面积__；分为粗面内质网(附着有核糖体)和滑面内质网两类 高尔基体 _动植物_细胞 _单_层膜 1 要是对来自内质网的蛋白质进行__加工__、 __分类__和__包装__的“车间”及“发送站”； ②动植物细胞中都有但功能不同，在植物细胞中与植物细胞__细胞壁__的形成有关，在动物细胞中与_分泌物__的形成有关 溶酶体 _动植物_细胞 _单_层膜 是细胞内的“消化车间”，内含多种__水解酶__，能分解__衰老_、__损伤__的__细胞器__和细胞，吞噬并杀死侵入细胞的__病毒__或__病菌__ 液泡 _植物_细胞 (成熟植物细 胞有大液泡) _单_层膜 内有__细胞液__，含糖类、无机盐、色素(与花、果实的颜色有关)和蛋白质等物质，充盈的液泡可以使植物细胞保持坚挺，与植物细胞的吸水和失水有关 核糖体 _动植物_细胞 _无_膜 组成成分是__RNA__和__蛋白质__；是细胞内“生产__蛋白质__的机器”；分为附着核糖体和游离核糖体两类 中心体 _动物_细胞和 _低等植物_细胞 _无_膜 由两个相互垂直的__中心粒__及周围物质组成，组成成分是__蛋白质__；与细胞的__有丝分裂__有关 细胞壁 植物细胞膜的外面 主要成分：__纤维素__和__果胶_ 作用：对植物细胞有__支持__和__保护__作用。 线粒体 ①__外膜__：使线粒体与细胞质基质分隔开 _双_层膜 ②__内膜__：向内腔折叠形成③__嵴__，扩大了线粒体内的膜面积；附着有与__有氧呼吸__有关的酶 ④__线粒体基质__：呈胶质状态，分布在嵴的周围，含少量__DNA、RNA__ 及核糖体，分布有与__有氧呼吸__有关的酶 叶绿体 ①__外膜__：使叶绿体与细胞质基质分隔开 _双_层膜 ②__内膜__ ③__基粒__：由囊状结构的__类囊体__堆叠而成，扩大了叶绿体内的膜面积；分布有能吸收光能的__色素__及与__光合作用__有关的酶 ④__叶绿体基质__：呈胶质状态，分布在基粒的周围，含少量_DNA、RNA 及核糖体，分布有与__光合作用__有关的酶 硅肺：当肺部吸入硅尘(SiO2)后，硅尘被吞噬细胞吞噬，吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶，而硅尘却能破坏溶酶体膜，使其中的水解酶释放，破坏细胞结构，使细胞死亡，最终导致肺的功能受损。 （1）动物、高等植物、低等植物细胞判断依据 ①高等植物细胞：具有__细胞壁__、__叶绿体__和___液泡___，而无__中心体__。 ②低等植物细胞：具有__细胞壁__、__叶绿体__、___液泡___和__中心体__。 ③动物细胞：具有__中心体__，而无__细胞壁__、__叶绿体__和___液泡___。 （2）细胞器分类 分布 ①动植物细胞共有的细胞器 线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、核糖体 ②植物细胞特有的细胞器 叶绿体、液泡 ③动物和低等植物细胞特有的细胞器 中心体 ④原核细胞和真核细胞共有的细胞器 核糖体 结构 ⑤具有双层膜结构的细胞器 线粒体、叶绿体 ⑥具有单层膜结构的细胞器 内质网、高尔基体、溶酶体、液泡 ⑦无膜结构的细胞器 核糖体、中心体 功能 ⑧与能量转换有关的细胞器 线粒体、叶绿体 ⑨动植物细胞都有，但功能不同的细胞器 高尔基体 成分 ⑩含有DNA的细胞器 线粒体、叶绿体 含有RNA的细胞器 线粒体、叶绿体、核糖体 含有色素的细胞器 叶绿体、液泡 （3）细胞器的数量与细胞的功能呈正相关 ①消耗能量多的细胞__线粒体__较多，如心肌细胞。 ②合成蛋白质旺盛的细胞__核糖体__较多，如癌细胞。 ③代谢旺盛的细胞中__线粒体__、__核糖体__的数量较多。 ④分泌功能旺盛的细胞__高尔基体__较多，如唾液腺细胞、肠腺细胞等。(注：汗液中不含蛋白质，故汗腺中高尔基体数量并不多) （4）细胞器与生物种类的关系 ①有叶绿体的细胞一定是植物细胞，但植物细胞不一定有叶绿体，如__根细胞__。 ②能进行光合作用的细胞中不一定有叶绿体，如__蓝细菌___。 ③能进行有氧呼吸的细胞中不一定有线粒体，如__蓝藻__及__硝化细菌、醋酸菌__等需氧型细菌。 ④动物细胞中一定有中心体，但有中心体的细胞不一定是动物细胞，还可能是__低等植物__细胞。 ⑤没有大液泡的细胞也不一定就是动物细胞，如植物__根尖分生区__细胞就没有大液泡。 ⑥有中心体的细胞不一定就是动物细胞，如某些__低等植物__细胞就含有中心体。 细胞器：_线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、液泡、核糖体、中心体_。 3． 细胞质的组成：细胞质基质 存在状态：呈__胶质__状态。在活细胞中，细胞质基质呈流动状态。 ： 功能：活细胞进行_新陈代谢的主要场所。 4． 细胞骨架：由__蛋白质纤维__组成的网架结构，能维持__细胞形态__、保持__细胞内部结构__有序性，与细胞__运动、__分裂_、__分化__以及__物质运输__、__能量转换__、__信息传递__等生命活动密切相关。 5．【实验】用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体 观察叶绿体：材料是__藓类叶__或__黑藻叶__或__菠菜叶稍带些叶肉的下表皮__，不需要染色。 6． 细胞器之间的协调配合 （1）分泌蛋白：在__细胞内合成后，分泌到_细胞外_起作用的蛋白质，如_消化酶、抗体和蛋白质类激素_等。 （2）分泌蛋白形成过程研究方法：__同位素标记法__。 （3）分泌蛋白的形成过程 __线粒体__(提供能量) ↓ ↓ ↓ ↓ __核糖体__ → __内质网__ __高尔基体__ __细胞膜__ ↓合成 ↓初加工 ↓再加工 ↓__胞吐__(方式) 肽链 较成熟蛋白质 成熟蛋白质 分泌蛋白 （4）分泌蛋白形成过程中：内质网膜面积__减小__，高尔基体膜面积__先增大后减小(基本不变)__，细胞膜膜面积__增大__。 7． 细胞的生物膜系统 （1）组成：__细胞膜__、__细胞器膜__和__核膜__等膜结构共同构成细胞的生物膜系统。(注：小肠黏膜、胃黏膜等不属于生物膜系统) （2）特点：各种生物膜的组成成分和结构__相似__，在结构和功能上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的__协调配合__。内质网膜内连核膜，外连细胞膜，在结构上__直接__联系。 （3）功能 ①__细胞膜__在维持细胞内部环境的相对稳定，在细胞与外部环境进行__物质运输__、__能量转换__和 __信息传递__的过程中起决定性作用。 ②许多化学反应在__生物膜__上进行，广阔的膜面积为__多种酶__提供附着位点。 ③细胞内的生物膜将细胞__区域化__，把各种__细胞器__分隔开，使细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会互相干扰，保证了细胞生命活动__高效、有序__地进行。 知识点4：遗传信息主要储存在细胞核中 1． 除了高等植物__成熟的筛管细胞_和哺乳动物__成熟的红细胞_等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核。 2． 细胞核的结构和功能 （1）核膜：_双_层膜，把核内物质与细胞质分开，对物质进出具有_选择透过_性。 （2）染色质：主要由_DNA_和__蛋白质__组成，其中_DNA_是遗传信息的载体。 （3）核仁：与真核细胞某种_RNA_的合成以及__核糖体_的形成有关。蛋白质合 成旺盛的细胞中，核仁的体积相对__较大__。[注：原核细胞中核糖体的形成与核仁__无__(有/无)关] （4）核孔：实现核质之间频繁的__物质交换__和__信息交流__，是__大分子__物质(如蛋白质、RNA)进出细胞核的通道，离子和小分子可穿过核膜，核孔对物质进入具有__选择透过__性。代谢旺盛的细胞中，核孔数目__较多__。 3． 染色质和染色体 （1）特性：染色质(体)是细胞核内易被__碱性__染料染成深色的物质。 （2）成分：染色质和染色体的形态结构__不同__，组成成分主要是__DNA__和__蛋白质__。 （3）关系：染色质(细丝状)和染色体(杆状)是__同种__物质在细胞__不同__时期的__两种__存在状态。 （4）分布：染色质(体)只存在于__真核__(真核/原核)细胞中。 4． 细胞核功能：细胞核是__遗传信息__库，是细胞__代谢__和__遗传__的控制中心，是遗传物质DNA复制和储存的主要场所。 5． 原核细胞的细胞代谢和遗传的控制中心，遗传物质贮存和复制的主要场所是__拟核__。 知识点5：物质出入细胞的方式 1．渗透作用 (1)概念：在细胞质膜等结构的两侧，较多的水分子从溶质分子相对较少的区域向溶质分子相对较多的区域扩散，这一现象称为渗透作用。 (2)选择透过性膜：又叫半透膜，是对物质进出具有选择作用的膜。 (3)渗透作用产生的条件 2． 小分子、离子的跨膜运输方式（体现了膜的__选择透过__性） 方式 方向 (?浓度→?浓度) 载体 (需要/不需要) 能量 (消耗/不消耗) 举例 被动运输 自由扩散 高→低 不需要 不消耗 H2O、O2、CO2、甘油、脂肪酸、乙醇、苯、尿素 协助扩散 高→低 需要 不消耗 葡萄糖进入红细胞 主动运输 低→高 需要 消耗 小肠吸收__葡萄糖、氨基酸、核苷酸、无机盐离子__等 主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。 3． 大分子、颗粒性物质的非跨膜运输方式（体现了膜的___流动___性） （1）胞吞：细胞外→细胞内，__消耗__(消耗/不消耗)能量，如白细胞吞噬病菌、变形虫摄食等。 （2）胞吐：细胞内→细胞外，__消耗__(消耗/不消耗)能量，如__消化酶、抗体、蛋白质类激素__等分泌蛋白的分泌。 4． 模型图分析 （1）图①表示：___自由扩散___ 图②表示：___协助扩散___ 图③表示：___主动运输___。 （2）图④表示：___自由扩散___ 图⑤表示：___协助扩散___ 图⑥表示：___主动运输___。 4 载体(蛋白)的特性 （1）特异性：一种载体只能转运__一__种特定结构的物质，不同细胞膜上载体的种类__不同__。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高二生物期末核心知识点 考点01 发酵工程 考点02 细胞工程 考点03 基因工程 考点04 组成细胞的分子 考点05 细胞的基本结构和物质运输 ▉考点01发酵工程 知识点1：发酵工程的培养基 1．培养基的类型 (1)培养基的定义 主要是指为人工培养微生物等而制备的，适合微生物等_______、________或________________的营养基质。 (2)培养基的类型、特点及应用 培养基分类 类别 特点 作用 按成分 天然培养基 成分不明确的天然成分配置，取材方便，配制简便，重复性差 工业化生产 _____培养基 化学成分及其含量明确，但配制过程繁琐，成本高 研究和育种 按物理性质 ____培养基 加______ 微生物分离、鉴定和计数 半固体培养基 加少量凝固剂 观察微生物运动，保藏菌种 液体培养基 不加凝固剂 工业生产 按用途分 基础培养基 提供大多数微生物对营养条件的基本需求 工业生产 ____培养基 依据某些微生对营养特殊需求设计或加入某种化学物质来抑制或杀死其他微生物的生长 能将某种或某类微生物从混杂的微生物群体中______出来的特殊培养基。 _____培养基 根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种指示剂或化学药品 鉴定不同类型微生物；分离和筛选产生某种代谢产物 _____培养基 加入有利于某些微生物生长和繁殖所需的特殊物质 增加所需分离的微生物的数量 2．基础培养基的成分 营养要素 来源 功能 ________ 无机碳源 CO2、NaHCO3等含碳无机物 ①构成微生物体的重要成分；②有机碳既是碳源又是能源 有机碳源 糖类、脂质、蛋白质、有机酸、石油等 ________ 无机氮源 铵盐、硝酸盐等 将无机氮合成含氮的代谢产物 有机氮源 牛肉膏、蛋白胨、豆饼粉、酵母粉等 合成蛋白质、核酸及含氮的代谢产物 __________ 外界摄入 ①良好的溶剂；②维持生物大分子结构的稳定 __________ 无机物 是微生物生长繁殖所需的，也是合成多种代谢产物所必需的 知识点2：培养基配置 1．马铃薯葡萄糖琼脂培养基 (1)实验原理：酵母菌的生长繁殖需要的营养物质有__________________等。马铃薯葡萄糖琼脂培养基具有酵母菌生长所需的碳元素、氮元素和其他营养物质。 (2)实验步骤： 知识点3：发酵工程的无菌技术 1．发酵工程的灭菌方法 (1)化学试剂灭菌法：采用灭菌剂灭菌的方法。一般不用于培养基灭菌。 (2)射线灭菌法：利用紫外线等产生的高能粒子进行灭菌的方法。 (3)_____________：包括干热空气灭菌法和火焰灼烧法等。 (4)_____________：利用饱和蒸汽进行灭菌的方法。 (5)过滤除菌法：通过_______________________从而达到除菌目的的方法。 2．发酵工程的灭菌设备 (1)电热鼓风干燥箱：干热灭菌设备常用于空的玻璃器皿、金属工具和其他耐高温的物品的灭菌。 (2)_______________：湿热灭菌设备，其使用包括加水、装锅、加热、排空冷空气、保温保压、出锅等步骤。 3．发酵工程的无菌操作器具 (1)常用的工具有___________、接种针、__________等，在涂布平板接种时要用____________，穿刺接种时要用接种针，在斜面接种或在固体培养基平板上进行划线接种时要用____________。 (2)转移器具 ①___________：用来准备移取一定体积的溶液或分装化学试剂的量器。 ②___________：取液量很少时使用，分为固定容量的和可调容量的两种。 ③____________：是一种经过空气净化而形成高洁净操作环境的设备。优点是操作方便。 4．微生物接种和传代的无菌技术 (1)_______接种：常用于厌氧微生物。 (2)_______接种：常用的菌种传代和低温下保存菌种的方法。 5．微生物分离、纯化和培养的无菌技术 (1)两种纯化方法的比较 项目 平板划线法 稀释涂布平板法 分离结果 关键操作 接种环在固体培养基表面连续划线 ①一系列的___________；②____________操作 接种用具 ____________ _____________ 优点 可以观察菌落特征，对混合菌进行分离 可以计数，可以观察菌落特征 缺点 不能计数 操作复杂，需要涂布多个平板 共同点 都要用到固体培养基；都需进行无菌操作；都会在培养基表面形成单个的菌落；都可用于观察菌落特征 (2)酵母菌纯培养的操作步骤称取去皮马铃薯200g，切成小块，加水1000ml，加热煮沸至马铃薯软烂，用纱布过滤。向滤液中加入20g葡萄糖、15-20g琼脂，用蒸馏水定容至1000ml（调pH）。 ①配制培养基 将配制好的培养基转移到锥形瓶中，加棉塞，包上牛皮纸，并用皮筋勒紧，再放入高压蒸汽灭菌锅中，在压力为103kPa、温度为121℃的条件下，灭菌15-20min。将5-8套培养皿包成一包，用几层牛皮纸包紧，放入干热灭菌箱内，在160-170℃灭菌2h（也可在高压蒸汽灭菌锅中一起灭菌）。 ②灭菌 待培养基冷却至50℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板。 ③倒平板方法：平板划线法 原理：通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面。经过数次划线后培养可以分离得到单菌落。 ④接种和分离 完成平板划线后，待菌液被培养基吸收，将接种后的平板和一个未接种的平板 ，放入 ℃左右(培养温度因酵母菌种类的不同而稍有差异)的 中培养 h。 ⑤培养酵母菌 思考以下问题： ①平板冷凝后，要将平板倒置的原因是什么？ ②在接种前随机取若干个灭菌后的未接种的平板，先行培养一段时间，这样做的目的是_______________。 ③平板划线第二次及其以后的划线操作总是从上一次划线末端开始，这样做的目的是什么？ ④平板划线时最后一次划线为何不能与第一次划线相连？ (3)土壤中分解尿素的细菌的分离与计数 ①分离原理：土壤中的细菌之所以能分解尿素，是因为它们能合成_________，这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起到_______作用。 ②统计菌落数目一般用___________法。 ③计数：统计菌落数目时，培养基表面生长的1个菌落，来源于样品稀释液中1个活菌。为了保证结果准确，一般选择菌落数在_____________的平板进行计数。 ④公式：(平均菌落数÷涂布的稀释液体积)×稀释倍数。 筛选能高效降解尿素的细菌(目的菌)的培养基成分如下表所示： KH2PO4 Na2HPO4 MgSO4·7H2O 葡萄糖 尿素 琼脂 H2O 1.4 g 2.1 g 0.2 g 10.0 g 1.0 g 15.0 g 定容至1 000 mL (1)该培养基是如何实现对分解尿素的细菌的筛选的？ (2)如何证明该选择培养基的确起到了筛选作用？ (3)如何证明所用的选择培养基没有受到环境污染？ (4)若甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的该细菌数。在对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下两种统计结果。 ①甲同学在该浓度下涂布了一个平板，统计的菌落数为230，该同学的统计结果是否真实可靠？为什么？ ②乙同学在该浓度下涂布了3个平板，统计的菌落数分别为21、212、256，该同学将21舍去，然后取平均值。该同学对实验结果的处理是否合理？为什么？ 知识点4：传统发酵技术生产的食品 1．传统发酵技术 (1)菌种来源：原料中天然存在的(或前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的)微生物 (2)实质：____________条件下的物质氧化分解 (3)结果：生产人们需要的各种发酵产品 (4)应用：果酒、果醋、泡菜、酱油等的制作 2．果酒和果醋的制作 (1)原理和条件 项目 制作果酒 制作果醋 发酵菌种 _______ _______ 代谢类型 异养__________型 异养______型 发酵过程 有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸大量繁殖：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量；无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒精：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量 C2H5OH＋O2CH3COOH＋H2O＋能量 对氧的需求 前期______，后期________ 一直需氧 产物检测 闻气味、品尝、酸性条件下的重铬酸钾(橙色→灰绿色) 酸碱指示剂(pH试纸)、闻气味、品尝 (2)方法步骤 将发酵瓶、榨汁机等器具用洗洁精清洗干净，并用体积分数为70%的酒精消毒，晾干备用 器具消毒 取新鲜葡萄，用清水冲洗1-2次，再去除枝梗和腐烂的籽粒，沥干 冲洗葡萄 用榨汁机榨取葡萄汁，将葡萄汁装入发酵瓶（注意：要留有大约1/3的空间），盖好瓶盖 榨汁装瓶 将温度控制在18-25℃进行发酵，在发酵过程中，每隔12h左右将瓶盖拧松一点（注意：不是打开瓶盖），此后再拧紧瓶盖。发酵时间为10-12d. 酒精发酵 可通过从发酵瓶口取样来对发酵的情况进行检测 果酒检测 当葡萄酒制作完成后，打开瓶盖，盖上一层纱布，进行葡萄醋的发酵。发酵温度为30-35℃，时间为7-8d。 打开瓶盖，盖上纱布 果醋检测 (1)制作葡萄酒时，为什么要将温度控制在18～25 ℃？制作葡萄醋时，为什么要将温度控制在30～35 ℃？ (2)在制作果酒的过程中，除了酵母菌，是否还有其他微生物生长？它们会对果酒发酵产生影响吗？如果有，如何避免这种影响？ (3)在家庭制作葡萄酒的过程中，不需要严格的消毒过程也能完成发酵，原因是什么？ (4)醋酸菌醋酸发酵时，需要打开通气阀，请说明其原因。 3．酸奶的制作 (1)菌种：________。 (2)原理：乳酸菌发酵使牛奶中的乳糖变为乳酸。 4．制作泡菜 (1)制作泡菜的原理：利用植物体表面天然的乳酸菌；发酵期间，乳酸会不断的积累，当它的质量百分比为0.4%~0.8%时，泡菜的口味、品质最佳。酶 (2)反应式：C6H12O6 →2C3H6O3（乳酸）+能量 (3)制作流程 ①原料处理：将新鲜蔬菜洗净，切成块状或条状，混合均匀，晾干 ②配制盐水：清水煮沸，冷却待用；加入食盐配制质量百分比为______________的盐水,加适量的糖溶解 ③蔬菜装坛加盐水：处理好是蔬菜装入泡菜坛内；装至半坛时，加入蒜瓣、生姜及其他香辛料，继续装至 八成满；将准备好的泡菜液缓缓倒入坛中，使其浸没菜料，盖好坛盖 ④密封发酵：向坛盖边缘的水槽中注满水，并在发酵过程中注意经常向水槽中补充水；根据室内温度控制 发酵时间(一般置于阴凉处自然发酵7-10d) 5．腐乳的制作 (1)菌种：_______。生长最适温度为_________℃。 (2)原理：发酵过程中，毛霉分泌______酶、淀粉酶、______酶等多种酶，这些酶与其他微生物协同作用，使腐乳坯中的各种营养物质生成氨基酸和多种有机酸等。 知识点5：发酵工程及其应用 1．发酵工程：采用现代工程技术手段，利用_____________________________，在人工控制的环境下生产满足人类需求的特定产品等的工程技术。 2．发酵工程的步骤 离心 蒸馏 菌体 3．工业发酵的方式 分为分批发酵和连续发酵等。 (1)分批发酵：即一次投料、一次_________，一次收获的_________发酵方式。 (2)单细胞微生物细胞群体在整个培养过程中经历延滞期、________、_________和衰亡期等生长时期。 4．发酵工程的应用 (1)发酵工程的主要产品 常见的发酵工程产品：微生物菌体细胞、微生物酶类、微生物_________、微生物转化产物、工程菌发酵产物、_________________的产物。 (2)发酵工程的应用领域 ①在医药业中的应用主要包括生产各种_____________、酶、氨基酸、激素和________制剂。 ②在食品业中的应用除体现在酿造酒、醋、酱油等传统酿造业外，还用于生产调味品及______________等。 ③在农业中的应用包括生产___________、生物增产剂、生物____________以及饲料添加剂等。 ④在其他领域也很广泛，如污水处理或沼气发酵等方面。 ▉考点02 细胞工程 知识点1：植物细胞工程 1．植物组织培养技术 (1)概念：利用________，在无菌条件下，将______的植物器官、组织、细胞或__________等，在______上培养，使其发育成____________植株的技术。 (2)原理：植物细胞的全能性（生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质。） (3)主要步骤 ①选材：外植体——离体的植物器官、组织、细胞或原生质体，植物的茎尖、根尖、幼嫩的叶片、花药是 常用的外植体。 ②消毒：除去外植体表面的微生物。消毒后的外植体需要用无菌水充分冲洗。 ③接种：无菌条件下，将外植体置于适宜的培养基上 ④诱导脱分化：将已有特定结构和功能的植物组织，在一定的条件下，诱导其细胞改变发育途径，逐步失 去原有的______状态，转变为具有________能力的细胞的过程。注意：要进行遮光 ⑤愈伤组织：一团没有特定形态、结构和功能的_____细胞团，一般处于________状态；细胞排列疏松且无 规则、高度液泡化 ⑥诱导再分化：脱分化产生的愈伤组织生长一段时间后，将移植到新的培养基上继续培养,经_________，形 成芽和根等器官，或进一步发育成完整植株的过程。 ⑦完整植株 ⑧炼苗移植：使幼苗逐渐适应自然环境，以保证幼苗移植到大田能顺利_______。 (4)植物组织培养的条件 ①________的植物组织和器官； ②严格的________操作：消毒和灭菌； ③提供适宜的营养条件：需要配制特定的_________；蔗糖：提供________、能量、调节_______ ④控制适宜的环境条件：比如_______、________、________等。 2．植物体细胞杂交技术 (1)概念：指将自发或人工融合的____________培育成新品种植物体的技术。 (2)原理：体细胞杂交利用了细胞质膜的_________，杂种细胞培育成杂种植株利用了___________________。 (3)基本过程 ①科学家在制备原生质体时，有时使用蜗牛消化道提取液来降解植物细胞的细胞壁。据此分析，蜗牛消化道提取液中可能含有什么成分？理由是什么？ ②两两融合后的细胞一定是杂种细胞吗？诱导融合后的培养瓶中的细胞有哪几类？ ③植物细胞融合完成的标志是？上述细胞融合过程的完成与什么细胞器密切相关？ ④若一植物细胞A含有2x条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，另一植物细胞B含有2y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则： a.上述所获得杂种植株遗传特性有何特点？ b.上述所获得杂种植株应为__________，其体细胞中染色体数为___________条，______个染色体组，基因型为_______________。 c.上述所获得杂种植株的花粉经离体培养得到的植株属于___________植株。 d.上述植物体细胞杂交的过程中，遗传物质的传递遵循孟德尔遗传定律吗？___________ 3．植物细胞工程的应用 (1) (2) (3) (4)细胞产物的工厂化生产 ①次生代谢物：是一类小分子有机化合物，在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。 ②细胞代谢产物的工厂化生产：人们利用_________来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产。 (5)单倍体育种 知识点2：动物细胞工程 1．动物细胞核移植技术及其应用 (1)动物细胞核移植技术 ①供体：动物一个细胞的____________。 ②受体：去除细胞核的成熟____________________。 ③结果：重新组合的细胞发育成_____________，继而发育成动物新个体。 ④原理：_________________________________。 ⑤哺乳动物核移植类型：____________细胞核移植和体细胞核移植。 (2)体细胞核移植的过程 供体体细胞→________→供体细胞胚胎移植期 生出与 遗传物质基本相同的个体 发育期 取 核 注 入 ________——→早期胚胎——→代孕母体→MⅡ期 卵巢卵母细胞 ————→____→成熟卵母细胞 ①动物核移植技术的理论基础(原理)是什么？克隆动物属于有性生殖还是无性繁殖？ ②为什么体细胞核移植较胚胎细胞核移植更困难？ ③受体细胞为什么选用卵母细胞？ ④为什么不是取供体细胞核进行核移植操作，而是将供体细胞整个注入去核卵母细胞中？ ⑤在体细胞的细胞核移植到受体卵母细胞之前，为什么必须先去掉受体卵母细胞的核？ ⑥克隆动物是对体细胞供体动物100%的复制吗？为什么？ (3)应用 动物体细胞核移植技术应用非常广泛，对促进畜牧业的发展、培育优良______、生产实验动物和______动物、拯救_______、保护动物资源都具有一定的应用价值。 1．动物细胞培养及干细胞技术 (1)动物细胞培养 ①动物细胞的培养过程 将细胞转移到新培养液中，进行 培养 条件下取出组织块剪碎用培养液漂洗 用 等处理，形成分散的 细胞不断分裂，铺满整个培养皿底部，形成 细胞 细胞 到含有培养液的培养皿中，进行 培养 ②动物细胞培养需要严格的环境条件，包括温度、pH、合适的______和营养物质(葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、_______因子、微量元素)等，此外通常还需______等一些天然成分。 (1)为什么对动物细胞进行培养时通常要添加血清？ (2)培养前为什么分散成单个细胞？ (3)将组织分散成单个细胞时为什么要用胰蛋白酶(或胶原蛋白酶)处理？胃蛋白酶可以吗？ (4)定期更换培养基的目的是什么？ (5)幼龄动物的细胞与老龄动物的细胞比较，分化程度低的细胞与分化程度高的细胞比较，哪些细胞更易于培养？为什么？ (6)如何区分原代培养和传代培养？ 归纳总结　动物细胞培养和植物组织培养的比较 项目 动物细胞培养 植物组织培养 理论基础 ______________ ______________ 培养前处理 无菌；用机械的方法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处理，使组织分散成单个细胞 无菌、离体 取材 动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织 植物幼嫩的部位或花药等 培养基性质 ____________ _____________ 培养基成分 葡萄糖、氨基酸、无机盐、微量元素、促生长因子、维生素和_________等 水、矿质元素、蔗糖、维生素、_______和琼脂等 结果 细胞培养产生大量细胞，不形成新个体 可产生新个体 应用 人造皮肤的构建、动物分泌蛋白的规模化生产 快速繁殖、作物脱毒、细胞产物的工厂化生产和单倍体育种等 相同点 ①都需人工条件下的无菌操作；②都需要适宜的温度、pH等条件；③都进行有丝分裂，都不涉及减数分裂 (1)干细胞技术 ①干细胞概念：动物(包括人)胚胎及某些器官中同时具有_______和_______的细胞。 ②干细胞分类：单能干细胞、______________、全能干细胞。 ③应用：干细胞技术应用于_______________、新药研制和开发。 3．动物细胞融合技术和单克隆抗体 (1)动物细胞融合技术 ①概念：在一定的条件下将_____个或___个动物细胞通过物理、化学或生物方法结合形成___个细胞的技术。 ②条件：常用的促融方法有生物方法(如_______融合法)、化学方法(如________诱导融合法)、物理方法(如 __________诱导融合法)。 ③原理：_______________________。 ④结果：形成具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为______________________。 (2)单克隆抗体的制备 ①浆细胞特点：浆细胞只分泌_________种特定抗体。 ②骨髓瘤细胞特点：能在体外________________。 ③杂交细胞的特点：既能_____________，又能产生足够数量的________________。 ④制备过程 · 图中给小鼠注射特定的抗原蛋白，其目的是什么？ · ②若仅考虑细胞的两两融合，在获取杂交细胞的过程中，淘汰的细胞有几种类型？为什么？ ⑤应用 制备单克隆抗体靶向制剂是单克隆抗体在临床上实际应用的一方面；由于单克隆抗体可以__________地识别抗原，在疾病诊断上也有一定的临床价值。 知识点3：胚胎工程 1．哺乳动物胚胎发育的基本过程 (1)精子的发生 ①场所：雄性动物的______________________。 ②过程 ③精细胞变形形成精子，其中高尔基体发育成__________，___________发育成精子的尾，线粒体聚集在中段形成___________________，细胞质逐渐浓缩脱落。 (2)卵子的发生 ①场所：雌性动物的___________内。 ②过程 ③受精 精子穿越卵细胞质膜外的结构 　↓ 透明带反应(阻止多精入卵的第一道屏障) 　↓ 精子进入卵细胞质膜(卵细胞质膜反应：阻止多精入卵的第二道屏障) 　↓ ________形成 　↓ 雌、雄原核融合(受精完成的标志) (3)哺乳动物(人)胚胎发育过程 2．胚胎工程技术及其应用 (1)体外受精技术 ①精子的采集和获能 ②卵母细胞的采集和培养 ③体外受精：_______________和培养成熟的卵母细胞在人为控制的适宜条件下和专用的受精溶液中完成受精作用。 (2)胚胎移植 ①概念 ②过程子 根据上图思考回答以下问题： ①为什么应对供体和受体母畜进行同期发情处理？ ②在牛的胚胎移植过程中有两次使用激素、两次检查，其目的分别是什么？ ③胚胎移植的优势是什么？ 3．胚胎分割技术 (1)概念 ①方法：机械方法。 ②分割份数：将早期胚胎切割成________________________等。 ③目的：获得________________________________后代。 (2)定位：被视为一种胚胎_________方法。 (3)材料：形态正常、发育良好的______________________。 (4)要求：将__________________均等分割。 ▉考点03基因工程 知识点1：基因工程的基本工具和基本操作程序 1．基因工程的基本操作工具 (1)基本工程的概念 ①供体：提供________________。 ②操作环境：_____________。 ③操作水平：___________水平。 ④原理：___________________。 ⑤受体：表达目的基因。 ⑥本质：性状在___________体内的表达。 (2)基因工程的理论基础 外源基因在受体细胞内表达的理论基础：①基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位 ②遗传信息的传递都遵循中心法则 ③________________________ 基因拼接的理论基础：①DNA的基本组成单位都是:四种脱氧核苷酸 ②DNA分子都遵循碱基互补配对原则 ③双链DNA分子的空间结构都是_______________________ (3)重组DNA技术的基本工具 ①限制性内切核酸酶(也称“限制酶”) 特点：识别双链DNA分子的______________________；使每条链中特定部位的两个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键断开 作用：断开两个核苷酸之间的_____________________ 切割方式：错位切和平切 结果：产生________________和平末端 ②DNA连接酶 种类 E.coli DNA连接酶 T4 DNA连接酶 来源 _________________ T4噬菌体 特点 只缝合______末端 缝合_____末端和平末端 作用 恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的____________，并连接两个DNA片段 ③载体 种类：________(常用载体)、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等 特点：___________；适合的标记基因，鉴定和选择重组DNA分子；多种限制酶的切割位点 作用：携带外源DNA片段进入受体细胞 名称 作用部位 作用结果 限制酶 将DNA切成片段 DNA连接酶 将两个DNA片段连接为一个DNA分子 DNA聚合酶 将单个脱氧核苷酸依次连接到单链末端 DNA(水解)酶 将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸 解旋酶 将双链DNA分子局部解旋为单链，形成两条长链 ④与DNA有关的几种酶的比较 2．基因工程的基本操作程序 (1)目的基因的获取 ①化学合成法直接人工合成目的基因：一般为比较小的目的基因。 ②基因文库获取目的基因：来源可分为__________文库和___________文库。 Ⅰ.基因组文库：指含有某种生物体___________基因片段的________________的克隆群体。从基因组文库中筛选某种目的基因，一般采用_________________________________。 Ⅱ.cDNA文库：从组织细胞中提取mRNA，逆转录成cDNA，与适当载体连接后转化宿主，包含着细胞全部___________________________________克隆集合称为该组织细胞的cDNA文库。 (2)基因表达载体的构建 ①目的：使目的基因进入________________________________________________________________。 ②基因表达载体的组成及作用 易错提醒　启动子、终止子、起始密码子、终止密码子对比 项目 启动子 终止子 起始密码子 终止密码子 本质 ________ _____________ _______________ ____________ 位置 目的基因上游 目的基因下游 mRNA首端 mRNA尾端 功能 RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA 使转录在所需要的地方停下来 翻译的起始信号(编码氨基酸) 翻译的结束信号(不编码氨基酸) (3)将目的基因导入受体细胞 生物种类 植物 哺乳动物 微生物 常用方法 ___________________ _______________ _________处理法 受体细胞 _______________ ___________ 原核细胞 转化过程 将目的基因插入Ti质粒的T－DNA中→农杆菌→导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA上→表达 取卵→将含有目的基因的表达载体注入→受精卵发育→获得具有新性状的动物 Ca2＋处理细胞→细胞处于一种容易接受外来DNA的生理状态→基因表达载体导入 辨析　1农杆菌转化法中的两次拼接和两次导入 第一次拼接是将目的基因拼接到Ti质粒的____________上，第二次拼接非人工操作是指插入目的基因的T－DNA拼接到受体细胞的__________上；第一次导入是将含目的基因的Ti质粒导入________，第二次导入非人工操作是指含目的基因的T－DNA导入________________。 2农杆菌特点 ①能在自然条件下侵染__________________________，而对大多数单子叶植物没有侵染能力。 ②农杆菌细胞内含有______________，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T－DNA转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。 (4)目的基因及其表达产物的检测鉴定 检测水平 检测目的 检测方法 分子水平 目的基因是否插入到转基因生物染色体DNA上 _____________,PCR技术 目的基因是否转录出了mRNA ____________,PCR技术 目的基因是否翻译出蛋白质 _________杂交 个体水平 转基因生物是否表现出相应的特性 如抗虫、抗病的接种实验 3．PCR技术、电泳鉴定 (1)PCR技术过程 变性：94 ℃条件下受热___________后解链为单链 ↓ 退火：55 ℃条件下，_______与单链相应互补序列结合 ↓ 延伸：72 ℃条件下在_____________作用下合成子链 ①在PCR过程中实际加入的为dNTP(即dATP、dGTP、dTTP、dCTP)，既可作为合成__________的原料，又可为DNA的合成提供_____。 ②引物既可以是DNA单链，也可以为________。细胞内的DNA进行复制时，也需要______，一般为RNA片段。 ③真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要_______激活。因此，PCR反应缓冲溶液中一般要添加_________。 ④PCR扩增过程中的循环图示与规律 循环次数 1 2 3 n DNA分子数 2 4 8 ___ 含引物A(或B)的DNA分子数 1 3 7 _____ 同时含引物A、B的DNA分子数 0＝21－2 2＝22－2 6＝23－2 ____ 共消耗的引物数量 2＝21＋1－2 6＝22＋1－2 14＝23＋1－2 2n＋1－2 (2)PCR技术和DNA复制的比较 比较项目 细胞内DNA复制 PCR技术 解旋方式 DNA在高温下变性解旋全部解旋后在复制 场所 主要在________内 细胞外(主要在PCR扩增仪内) 酶 _________________________等 温度 细胞内温和条件 控制温度，需在不同温度下进行 合成子链 一条链连续合成，一条不连续 从引物3’端延伸子链，都连续合成 过程 结果 合成整个DNA分子 扩增两个引物之间特定的DNA片段 (3)DNA的电泳鉴定 配制琼脂糖溶液：根据待分离DNA片段的大小，用电泳缓冲液配制琼脂糖溶液 制备凝胶：将温热的琼脂糖溶液迅速倒入模具，并插入合适大小的梳子，以形成加样孔。待凝胶溶液完全凝固，小心拔出梳子，取出凝胶放入电泳槽内。 加样：将扩增得到的PCR产物与__________________________（内含指示剂）混合，再用_____________将混合液缓慢注入凝胶的加样孔内。留一个加样孔加入指示分子大小的标准参照物 电泳：接通电源，设定电压，待指示剂前沿迁移接近凝胶边缘时，停止电泳 观察记录：取出凝胶置于紫外灯下观察和照相 4．DNA的粗提取和鉴定 (1)基本原理 ①原理：利用DNA、RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取DNA，去除其他成分。 ②DNA的性质：DNA不溶于_______，但某些蛋白质溶于_____；DNA能溶于2 mol·L－1的__________。 ③DNA的鉴定：在一定温度下，DNA遇________试剂会呈现蓝色。 (2)过程 将丝状物或沉淀物用2mol/L的NaCl溶液溶解，然后加入 试剂，混匀后置于 数分钟，冷却后观察颜色变化 取物质的量浓度为2mol/L的NaCl溶液40mL加入滤液，用玻璃棒沿同一方向轻轻搅拌，混合均匀，取适量蒸馏水沿烧杯壁缓缓加入，同时玻璃棒沿同一方向轻轻搅拌，当 时，停止加蒸馏水，用玻璃棒挑起丝状物 取备好的鸡血细胞液5~10mL,注入50mL烧杯中,加入20mL蒸馏水，搅拌5 min，用垫有纱布的漏斗过滤 知识点1：基因工程的应用和蛋白质工程 1．基因工程的应用 (1)基因工程在农牧业中的应用价值 ①转基因抗病植物：将来源于某些病毒、细菌、真菌等的抗病基因导入植物中，培育出转基因抗病植物 ②转基因抗虫植物：从某些生物中分离出具有抗虫功能的基因，将它导入作物中培育出具有抗虫性的作物 ③转基因抗逆植物：将植物具有的抗冻、抗盐碱、抗早、抗涝等相关的抗逆基因，导入作物中培育出转基因抗逆植物 ④改善畜牧产品品质：将ω-3脂肪酸去饱和酶基因转入猪胚胎细胞中培育产生较多ω-3脂肪酸的转基因猪 ⑤提高动物的生长速率：由于________________的表达可以使转基因动物生长得更快，将这类基因导入动物体内，以提高动物的生长速率 (2)基因工程在食品业中的应用价值 ①转基因食品已进入商业化生产，其中大豆、玉米和油菜种植面积很大。 ②植物蛋白质、糖类、脂肪品质的改良以及维生素种类和含量的改良等方面，是主要研究热点。 ③基因工程在氨基酸、助鲜剂、甜味剂等食品添加剂的生产，以及广泛应用于食品制造业的淀粉酶、纤维素酶、脂肪酶、蛋白酶的生产方面也大显身手。 (3)基因工程在医药业中的应用价值 ①基因工程药物 转基因药物的反应器：科学家将药用蛋白基因与______________________的启动子等重组起来，转入哺乳动物的受精卵中，制成乳腺生物反应器或乳房生物反应器。 ②乳腺生物反应器与工程菌的比较 比较内容 乳腺生物反应器 工程菌 含义 让外源基因在哺乳动物的乳腺中特异表达，利用动物的乳腺组织生产药物蛋白 指用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的微生物 基因表达 合成的药物蛋白与天然蛋白相同 细菌合成的药物蛋白可能没有活性 受体细胞 ___________________ 微生物细胞 目的基因导入方式 _____________________ Ca2＋处理法 生产条件 不需要严格灭菌，温度等外界条件对其影响不大 需要严格灭菌，严格控制工程菌所需的温度、pH、营养物质浓度等外界条件 药物提取 从动物__________中提取 从微生物细胞或其培养液中提取 ③基因治疗 概念：指利用正常基因_______________缺陷基因的治疗方法。包括基因诊断、基因分离、载体构建、目的基因导入等多项技术。 途径：______和____两种。 2．蛋白质工程 (1)流程图 A．_______，B.________，C.__________，D._______________，E._________________。 (2)首先要获取目的基因和蛋白质的_______________。 (3)通过基因改造生产目标蛋白质。针对相关基因进行改造，即基因的体外定向突变。大面积的定向突变一般采用__________________的方法，而含有单一或少数几个突变位点的基因定向突变则可采用多种策略，如___________________法。 (4)蛋白质工程的设计思路与应用 ①提高______________________。 ②改善酶的_______________。 ③消除酶的_______________。 (5)蛋白质工程与基因工程的比较 项目 蛋白质工程 基因工程 区别 原理 中心法则的逆推、中心法则 ________ 实质 定向改造或生产人类所需的蛋白质 定向改造生物的遗传特性，以获得人类所需的生物类型或生物产品(基因的异体表达) 结果 可生产自然界__________蛋白质 生产自然界____________蛋白质 联系 (1)蛋白质工程是在基因工程基础上延伸出来的第二代基因工程，对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质，必须通过基因修饰或基因合成实现；(2)基因工程所利用的某些酶需要通过蛋白质工程进行修饰、改造 ▉考点04组成细胞的分子 知识点1：细胞中的无机物、糖类和脂质 1．细胞中的元素和无机化合物 (1)组成细胞的元素大多以________的形式存在。 (2)占人体细胞鲜重最多的 元素_______ ,占人体细胞干重最多元素是______ ；占细胞鲜重最多的化合物是_____；占细胞鲜重最多的有机化合物是_________；占细胞干重最多的化合物是_______。 (3)元素→_________→细胞结构→细胞功能。 (4)重要化合物或结构中的元素 ①单糖、二糖和多糖(几丁质除外)，以及脂肪、固醇的元素组成都是________。 ②蛋白质的元素组成为____________，有的还含有S等。 ③叶绿素的元素组成是_____________。血红素的元素组成是__________________。 甲状腺激素中含有____________等。 ④DNA、RNA、ATP和ADP的元素组成是____________。磷脂含C、H、O、P，甚至N。在构成细胞的结构中，生物膜、染色体、核糖体和叶绿体等含______________。 (5)水存在的形式及作用 存在形式 ________ ______ 特点 主要与__________等物质结合 呈游离状态，可以_________流动 失去流动性和溶解性 具有流动性和溶解性 含量 很少(约占4.5%) 占细胞内全部水的________ 生理 作用 细胞结构的重要组成部分 细胞内 是细胞内的_____________；参与生物化学反应 细胞外 为细胞生活提供液体环境；运送_______________ 生物体的一切生命活动都离不开水 关系 两者可以相互转化 (6)无机盐的含量和存在形式:无机盐在细胞中含量_____，但具有重要的作用。主要以___________形式存在，很多无机盐在细胞中有离子和化合物两种存在形式，这两种形式的无机盐是可以相互转化的。 (7)无机盐的作用: ①参与构成细胞内某些复杂化合物 I——________；Mg2+——__________；Fe2+——_______（Fe_不构成血红蛋白的氨基酸、多肽）； PO43-——__________________等。 ②维持正常生命活动。如：哺乳动物的血液中 Ca2+含量太低，会出现_____________等症状；含量过高，会引起_____________。Na+缺乏会导致神经、肌肉细胞的_______________，进而肌肉酸痛、无力。 ③维持细胞的渗透压平衡。如：Na+（维持_____________渗透压），K+（维持_________的渗透压） ④维持细胞的酸碱平衡。常见____________（HCO3- 和 H2CO3、HPO42－和H2PO4-） 2．检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质 (1)还原糖的检测和观察 ①常用材料：苹果和梨，_________试剂（甲液：___________的NaOH 乙液：__________的CuSO4） ②选材要求：应选含糖量较高，颜色为_____________的材料 ③注意事项：Ⅰ.还原糖有葡萄糖、果糖 、半乳糖、 麦芽糖、 乳糖。Ⅱ.甲乙液必须__________后再加入样液中_______ 。 Ⅲ.必须用_______加热。 Ⅳ.实验现象：_________________。 (2)脂肪的鉴定 ①常用材料：花生组织样液、花生子叶或向日葵种子。 ②试剂：________________。 ③过程：制作花生子叶临时切片，染色后用________________观察细胞的着色情况。 ④注意事项：Ⅰ.切片要____，如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰，有的地方模糊。 Ⅱ.50%酒精的作用是：____________。 Ⅲ.需使用______观察 Ⅳ.颜色变化：__________。 (3)蛋白质的鉴定 ①常用材料：鸡蛋清，黄豆组织样液，牛奶 ②试剂：__________（A液：____________的NaOH B液：_____________的CuSO4 ） ③注意事项：Ⅰ.先加A液_______摇匀，再加B液_____滴 Ⅱ.二肽_______用双缩脲试剂鉴定（紫色现象出现至少需 ____个肽键） Ⅲ.加热会破坏蛋白质的空间结构不会破坏____，因此加热变性后的蛋白质可用____________鉴定。 ④颜色变化：______________________。 ⑤实质：_______条件下_________与双缩脲试剂中的Cu2＋反应生成紫色络合物。 (4)淀粉的检测和观察 ①常用材料：xiaomai ②试剂：________ ③颜色变化：________ (5)斐林试剂与双缩脲试剂的“一同、三不同” 一同 化学成分 都含有NaOH和CuSO4两种成分，且NaOH溶液的质量浓度都为0.1g·mL-1 三不同 使用原理 斐林试剂的实质是新配制的Cu(OH)2溶液；双缩脲试剂的实质是____环境中的Cu2+ 使用方法 检测还原糖时，将甲、乙两液_________________使用；检测蛋白质时先加A液1mL，摇匀，然后加B液4滴，摇匀 CuSO4溶液的浓度 斐林试剂中(乙液)CuSO4溶液的质量浓度为0.05g·mL-1；双缩脲试剂中(B液)CuSO4溶液的质量浓度为0.01g·mL-1 3．糖类的种类和作用 (1)组成元素：糖类一般由__________ 三种元素构成。 (2)糖类的种类和作用 种类 分布 主要功能 单糖(不能水解、能直接被吸收) ①_____ 动植物 组成____的物质 脱氧核糖 组成________的物质 ②_______等　 光合作用产物，有氧呼吸最常利用的物质，细胞的主要能源物质 二糖(可水解为2分子单糖) 蔗糖 植物细胞 能水解成④______________，供能 ③_________ 能水解为2分子葡萄糖，供能  乳糖 动物细胞 能水解为半乳糖和葡萄糖，供能 ⑤________ (可水解为多个单糖) 淀粉 植物细胞 植物细胞中重要的储能物质 ⑥_____________ 植物⑦_____________的主要组成成分之一 糖原(肝糖原、肌糖原) 动物细胞 动物细胞中重要的⑧________________ ⑨______________　(壳多糖) 甲壳动物和昆虫的外骨骼 外骨骼的重要组成成分，对身体起保护的作用 (3)糖蛋白和糖脂 ①组成：糖类与蛋白质结合成___________，与脂质结合 ___________ 。 ②作用：糖蛋白和糖脂在__________________________________________等生命活动中发挥重要作用。 4．脂质的种类和作用 ①脂质的元素组成、种类和作用 脂肪 磷脂 固醇 元素 _____________ _____________________ ________________ 功能 储能；保温；缓冲；减压；动植物皆有 构成细胞膜、 细胞器膜 胆固醇 性激素 维生素 D 构成动物_____，运输脂质 促进生殖器官的发育和生殖细胞的形成 促进 _ 和 _的吸收 ②特别提醒 Ⅰ.脂肪的 ____多，_____少，氧化时需要的氧多，产生的能量___。 Ⅱ.脂肪由1分子_____和3分子_____形成（脂肪不是生物大分子）。脂肪酸分为___________（不含 C=C,一般存在于动物脂肪中）和_______________（含 C=C,一般存在于植物脂肪中）。不饱和脂肪酸中的反式脂肪酸不健康，不能摄入。 知识点2：蛋白质是生命活动的主要承担者 1．组成元素：_________________有的还含S等； 2．基本单位：______________（组成蛋白质的氨基酸约有____种，其中8种是___________，人体不能合成） ①氨基酸结构通式： ②结构特点：至少有一个____和一个______，并且都有一个氨基和一个羧基连在_____________________； 这个碳原子还分别与一个_______和___________________（R）相连接。 组成蛋白质的氨基酸的不同在于_____________的不同。 3.蛋白质的形成过程：场所：__________ 原料：_________脱水缩合 一条或几条相同或不同的肽链盘曲、折叠 ①氨基酸 多肽链 蛋白质 ②氨基酸的脱水缩合过程： ③一条多肽链由几个氨基酸分子组成就称为几肽； ④脱去的水中的氢来自_________，脱去的水中的_________；多肽中N原子主要存在___________中。 ⑤一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，可能有氨基或羧基位于___________上； 4．蛋白质的有关计算： ①对于链状肽：脱去的水分子数＝肽键数＝氨基酸分子数－肽链数； ②有几条肽链，则至少就有几个游离的氨基和几个羧基； ③对于环状肽：肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数； 例：a：若8个氨基酸形成链状八肽，则形成肽键数是___个，脱去的水分子数是____个； b：若8个氨基酸形成环状八肽，则形成肽键数是____个，脱去的水分子数是____个； ④蛋白质分子量=氨基酸的平均分子量×氨基酸的个数—18×脱去的水分子数； 注：若蛋白质中存在二硫键-S-S-，则每形成1个二硫键，蛋白质的相对分子质量再减少____； ⑤链状多肽中各原子数的计算 (1)碳原子数=氨基酸数×2+R基团中的碳原子数。 (2)氢原子数=各氨基酸总的氢原子数-脱水数×2。 (3)氧原子数=肽键数+2×肽链条数+R基团中的氧原子数=氨基酸数+肽链条数+R基团中的氧原子数。 (4)氮原子数=氨基酸数+R基团中的氮原子数。 5．蛋白质的结构多样性的原因： （1）氨基酸方面：氨基酸的_____________________不同； （2）肽链方面：肽链的_________________________不同； 6．蛋白质的功能： （1）构成细胞和生物体结构的重要物质，称为_________，如肌肉、羽毛、头发等。 （2）绝大多数酶是_________，有_____作用。 （3）红细胞中的血红蛋白、细胞膜上的载体蛋白有______功能。 （4）胰岛素起__________作用，能够调节机体的生命活动。 （5）抗体有________功能。 知识点3：核酸是遗传信息的携带者 1．核酸的种类和结构 脱氧核糖核酸（DNA） 核糖核酸（RNA） 基本单位 __________ _____________ 组成 磷酸 都有磷酸 五碳糖 脱氧核糖 核糖 含氮碱基 都有腺嘌呤（_A）、鸟嘌呤（_G）、胞嘧啶（C） _____________（T） ___________（U） 分布 主要存在于___________（染色质）中，少量 存在于__________________（环状DNA）中 主要存在于________中 结构 两条脱氧核苷酸链构成双螺旋结构 单链结构（tRNA 含有氢键） 功能 主要的遗传物质，控制蛋白质的合成 将遗传信息从DNA传递给蛋白质 多样性 核苷酸的排列顺序 2．不同生物的遗传物质、核酸种类 真核生物 原核生物 DNA 病毒 RNA 病毒 核酸种类 ___ ___ ___ ___ 核苷酸种类 ___ ____ ___ ___ 含氮碱基 ______ ____ _____ ____ 遗传物质 ____ ______ ____ ___ 实例 烟草、人 细菌 噬菌体 SARS，HIV,烟草花叶病毒，新冠病毒 ①DNA初步水解产物是__________________，DNA彻底水解产物是_____________________________ 。 ②RNA初步水解产物是__________________，RNA彻底水解产物是______________________________。 3．生物大分子的多聚体和单体 (1)在构成细胞的化合物中，________、__________、________都是生物大分子。 (2)生物大分子是由许多_______连接成的_________。单体通过___________或聚合反应(有水生成)生成多聚体。多聚体通过________反应(消耗水)生成单体。 4．生物大分子以碳链为骨架 (1)单体以碳链为骨架 每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的________为基本骨架。 (2)生物大分子也是以碳链为基本骨架 生物大分子由许多单体组成，生物大分子也是以碳链为基本骨架。由于碳原子在组成生物大分子中的重要作用，所以______是生物的核心元素。 5．有机物的“水解产物”、彻底水解产物和“氧化分解产物” 物质 初步水解产物 彻底水解产物 氧化分解产物 淀粉 麦芽糖 _______ CO2、H2O 脂肪 甘油、脂肪酸 ____________________ CO2、H2O 蛋白质 多肽、少量氨基酸 _________ CO2、H2O、尿素 核酸 _______ _________________________ CO2、H2O、尿酸等 ▉考点05细胞的基本结构和物质运输 知识点1：细胞学说、原核细胞和真核细胞的主要区别 1．细胞学说建立的过程 （1）细胞学说的建立者主要是德国的_______和________。 （2）细胞学说的主要内容 ①______是一个有机体，一切_________都是由_______发育而来，并由_____和__________所构成。 ②_____是一个相对独立的单位，即有它自己的生命，又对与其他细胞共同构成的整体的生命起作用。 ③新细胞是由老细胞_____产生。 （3）意义：细胞学说揭示了________的统一性和__________的统一性。 2． 细胞的发现者和命名者是英国科学家___________；荷兰著名魔镜技师________用自制显微镜，观察到不同形态的细菌、红细胞和精子等；德国的_________总结出“细胞通过分裂产生新细胞”，他的名言是“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”。 3．【实验】显微镜的使用 （1）显微镜放大倍数＝_____放大倍数×_____放大倍数。显微镜放大的是物像的_________，而不是面积或体积。 （2）目镜与物镜的判断 ①目镜：_____(有/无)螺纹，放大倍数与长度呈_____比。 ②物镜：_____(有/无)螺纹，放大倍数与长度呈______比。 （3）显微镜使用原则 ①先用_____倍镜观察，再用______倍镜观察。 ②低倍镜下先用____准焦螺旋，再用____准焦螺旋；高倍镜下只能用______准焦螺旋。 （4）高倍镜的使用方法 ①找：在______倍镜下找到要观察的目标； ②移：移动载玻片，把目标移到视野的______； ③转：转动______，换上高倍_____； ④调：清晰度调_______螺旋，亮度调_____和_________。 注：把视野调暗：使用____光圈、_____面镜；把视野调亮：使用_____光圈、_____面镜。 （5）“物”与“像”是上下相反，左右相反的关系，即把“物”翻转180°后就是“像”。如玻片上有“上”字，则视野中看到的是_____；玻片上有“P”字母，则视野中看到的是_____。 （6）视野中观察对象在视野外侧，要将它移到视野中央，遵循“哪偏哪移”原则。如观察对象在视野的左下方，要将它移到视野中央，玻片应向_____移动。 （7）低倍镜下视野_____(亮/暗)、范围_____(大/小)、细胞_____(大/小)、数目_____(多/少)； 高倍镜下视野_____(亮/暗)、范围_____(大/小)、细胞_____(大/小)、数目_____(多/少)。 4． 原核细胞和真核细胞 （1）原核细胞和真核细胞最明显的区别是：________________________。 ①原核细胞_______(有/没有)由核膜包被的细胞核，______(有/没有)染色体，拟核区域有个环状的_____分子。由原核细胞构成的生物叫原核生物，如______________________________。 ②真核细胞_______(有/没有)由核膜包被的细胞核，_______(有/没有)染色体，染色体的主要成分是 ________和______。由真核细胞构成的生物叫真核生物，如__________________________________等。 （2）生物分类 ①蓝细菌是_______(真核/原核)生物，常见的蓝细菌有_色球蓝细菌 、 念珠蓝细菌 、颤蓝细菌、 发菜 。 ②细菌是_____(真核/原核)生物，如大肠杆菌、硝化细菌、肺炎双球菌、乳酸菌等。 ③动物、变形虫、草履虫、衣藻、小球藻、团藻、酵母菌、食用菌是_______(真核/原核)生物。 （3）在蓝细菌和细菌的细胞中，都______(有/没有)成形的细胞核） ①蓝细菌细胞内含有________和________，是能进行光合作用的______生物。 ②细菌中的绝大多数种类是营_______或_______生活的________生物。 ③原核细胞中唯一的一种细胞器是_________。 ④原核细胞和真核细胞都有的结构和物质是：________、_______、________、_________。 知识点2：细胞质膜将细胞与外界环境分开 1． 细胞活性判断：科研上鉴别死细胞和活细胞，常用“染色排除法”。例如，用________染色，死的动物细胞会被染成______色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。 2．制备细胞膜的方法 制备细胞膜的材料：______________________，因为____________________________________________。 3． 细胞膜的主要成分是______和________，另外还有少量的_______。脂质中 最丰富的是______。 细胞膜的组成元素有___________________________。 4． _______在细胞膜行使功能时起重要作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的______和______越多。 5． 细胞膜的功能 （1）将细胞与______分隔开，使细胞成为________的系统，保障了细胞内部环境的__________。 （2）控制________进出细胞。 （3）进行细胞间的___________。细胞间信息交流的方式多种多样，主要有以下三种方式： ①通过化学物质传递信息：细胞分泌的________(如激素、递质)进入血液，随_____到达全身各处，与________的细胞膜表面的________结合，从而将信息传递给_______，引起靶细胞的生理反应。 ②通过细胞膜直接接触传递信息：相邻两个细胞的_______直接接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞，引起靶细胞的生理反应。如______和______之间的识别和结合。 ③通过细胞通道传递信息：相邻两个细胞之间形成______，使细胞质相互沟通，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。如高等植物细胞之间通过_______相互连接，也有信息交流的作用。 注意：该种信息交流方式没有受体参与。 6． 对生物膜结构的探索历程 （1）1985年世纪末，______对植物细胞的通透性进行实验，发现脂溶性物质能够穿过细胞膜，推测：细胞膜是由______组成的。 （2）科学家们经过研究，进一步化学分析得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中_____含量最多。 （3）1925年，两位荷兰科学家用丙酮将人红细胞中的脂质提取出来，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的____，由此得出结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的 ____层。 （4）1935年丹龙利和戴维森研究了细胞膜的表面张力，发现细胞的表面张力明显低于油-水界面的表面张力，做出推测：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有_______。 （5）1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的__________三层结构，由此提出生物膜模型：所有的生物膜都由________________三层结构构成。他把生物膜描述为______的统一结构。 （6）1970年，科学家将荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合，实验表明细胞膜具有_______。 （7）1972年，辛格和尼科尔森根据新的观察和实验证据，提出的____________模型为大多数人所接受。 2． 流动镶嵌模型（如图） （1）识图 ①A表示_____分子，是一种由_____、_______和_______等所组成的分子；B表示__________，其构成了细胞膜(生物膜)的________；物质A______性的“头部”排在外侧，______性的“尾部”排在内侧。 ②C表示______分子，有的_____磷脂双分子层表面，有的部分或全部______磷脂双分子层中，有的_____于整个磷脂双分子层，说明C在磷脂双分子层中的分布是______(对称/不对称)的。 ③D表示______，是由细胞膜上的______与_____结合形 成，只分布于细胞膜的______，由此可知图中 ______(甲/乙)侧是细胞的外侧。D在细胞生命活动中具有重要的功能，如具有________________等功能。 ④除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的_______。 （2）生物膜的结构特点：具有______，是因为构成生物膜的______分子和______分子大部分是可以运动的。 （3）生物膜的功能特点：具有__________，这一特性主要与膜上的________分子有关。 知识点3：结构与功能独特的细胞器 1． 分离细胞器的方法：_________。 2． 细胞器之间的分工：各种细胞器的形态、结构不同，在功能上也各有分工。 图例 名称 分布 结构 功能 __ 动植物细胞 ____层膜 是细胞进行_______的主要场所，是细胞的“________”。细胞生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体 ____ _______细胞 (主要是叶肉细胞) ___层膜 是绿色植物进行________的场所，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站” _______ 动植物细胞 ____层膜 是细胞内蛋白质合成和加工，以及______合成的“车间”；内连核膜，外连细胞膜，扩大了细胞内的________；分为粗面内质网(附着有核糖体)和滑面内质网两类 _ 动植物细胞 ____层膜 1 要是对来自内质网的蛋白质进行_____、____和_____的“车间”及“发送站”； ②动植物细胞中都有但功能不同，在植物细胞中与植物细胞 _____的形成有关，在动物细胞中与_______的形成有关 ____ 动植物细胞 ___层膜 是细胞内的“消化车间”，内含多种_____，能分解_____、 _____的细胞器和细胞，吞噬并杀死侵入细胞的________或 ______ ___ ___细胞 (成熟植物细 胞有大液泡) ___层膜 内有_____，含糖类、无机盐、色素(与花、果实的颜色有关)和蛋白质等物质，充盈的液泡可以使植物细胞保持坚挺，与植物细胞的吸水和失水有关 __ _动植物细胞 ___膜 组成成分是_____和______；是细胞内“生产________的机器”；分为附着核糖体和游离核糖体两类 _ ___细胞和 ___细胞 __膜 由两个相互垂直的________及周围物质组成，组成成分是____；与细胞的_____有关 _ 植物细胞膜的外面 主要成分：_____和_____ 作用：对植物细胞有_______和_____作用。 线粒体 ①_____：使线粒体与细胞质基质分隔开 ___层膜 ②_____：向内腔折叠形成③_____，扩大了线粒体内的膜面积；附着有与________有关的酶 ④_______：呈胶质状态，分布在嵴的周围，含少量_________________ 及核糖体，分布有与_________有关的酶 叶绿体 ①_____：使叶绿体与细胞质基质分隔开 ___层膜 ②_____ ③_____：由囊状结构的_______堆叠而成，扩大了叶绿体内的膜面积；分布有能吸收光能的_______及与_______有关的酶 ④__________：呈胶质状态，分布在基粒的周围，含少量___________________ 及核糖体，分布有与________有关的酶 硅肺：当肺部吸入硅尘(SiO2)后，硅尘被吞噬细胞吞噬，吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶，而硅尘却能破坏溶酶体膜，使其中的水解酶释放，破坏细胞结构，使细胞死亡，最终导致肺的功能受损。 （1）动物、高等植物、低等植物细胞判断依据 ①高等植物细胞：具有________、_________和_______，而无_____。 ②低等植物细胞：具有________、_______、_______和________。 ③动物细胞：具有________，而无________、________和_________。 （2）细胞器分类 分布 ①动植物细胞共有的细胞器 ②植物细胞特有的细胞器 ③动物和低等植物细胞特有的细胞器 ④原核细胞和真核细胞共有的细胞器 结构 ⑤具有双层膜结构的细胞器 ⑥具有单层膜结构的细胞器 ⑦无膜结构的细胞器 功能 ⑧与能量转换有关的细胞器 ⑨动植物细胞都有，但功能不同的细胞器 成分 ⑩含有DNA的细胞器 含有RNA的细胞器 含有色素的细胞器 （3）细胞器的数量与细胞的功能呈正相关 ①消耗能量多的细胞_______较多，如心肌细胞。 ②合成蛋白质旺盛的细胞_______较多，如癌细胞。 ③代谢旺盛的细胞中_______、_______的数量较多。 ④分泌功能旺盛的细胞_________较多，如唾液腺细胞、肠腺细胞等。(注：汗液中不含蛋白质，故汗腺中高尔基体数量并不多) （4）细胞器与生物种类的关系 ①有叶绿体的细胞一定是植物细胞，但植物细胞不一定有叶绿体，如_________。 ②能进行光合作用的细胞中不一定有叶绿体，如_________。 ③能进行有氧呼吸的细胞中不一定有线粒体，如_______及__________________等需氧型细菌。 ④动物细胞中一定有中心体，但有中心体的细胞不一定是动物细胞，还可能是_________细胞。 ⑤没有大液泡的细胞也不一定就是动物细胞，如植物____________细胞就没有大液泡。 ⑥有中心体的细胞不一定就是动物细胞，如某些_______细胞就含有中心体。 细胞器：________________________________________________________。 3． 细胞质的组成：细胞质基质 存在状态：呈______状态。在活细胞中，细胞质基质呈流动状态。 ： 功能：活细胞进行________的主要场所。 4． 细胞骨架：由_________组成的网架结构，能维持________、保持_____有序性，与细胞_____、_______、_ ______以及________、________、________等生命活动密切相关。 5．【实验】用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体 观察叶绿体：材料是_______或_______或_________________________________________，不需要染色。 6． 细胞器之间的协调配合 （1）分泌蛋白：在______合成后，分泌到______起作用的蛋白质，如消化酶、抗体和蛋白质类激素等。 （2）分泌蛋白形成过程研究方法：______________________。 （3）分泌蛋白的形成过程 ______(提供能量) ↓ ↓ ↓ ↓ ________ → __________ ______________ _________ ↓合成 ↓初加工 ↓再加工 ↓_____(方式) 肽链 较成熟蛋白质 成熟蛋白质 分泌蛋白 （4）分泌蛋白形成过程中：内质网膜面积_______，高尔基体膜面积__________________________，细胞膜膜面积_______。 7． 细胞的生物膜系统 （1）组成：_______、________和_______等膜结构共同构成细胞的生物膜系统。(注：小肠黏膜、胃黏膜等不属于生物膜系统) （2）特点：各种生物膜的组成成分和结构_______，在结构和功能上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的__________。内质网膜内连核膜，外连细胞膜，在结构上_______联系。 （3）功能 ①_________在维持细胞内部环境的相对稳定，在细胞与外部环境进行_________、_______和 ________的过程中起决定性作用。 ②许多化学反应在______上进行，广阔的膜面积为___________提供附着位点。 ③细胞内的生物膜将细胞_________，把各种_______分隔开，使细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会互相干扰，保证了细胞生命活动___________地进行。 知识点4：遗传信息主要储存在细胞核中 1． 除了高等植物____________和哺乳动物_____________________等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核。 2． 细胞核的结构和功能 （1）核膜：____层膜，把核内物质与细胞质分开，对物质进出具有_______性。 （2）染色质：主要由______和_______组成，其中___是遗 传信息的载体。 （3）核仁：与真核细胞某种_____的合成以及_______的形成有关。蛋白质合 成旺盛的细胞中，核仁的体积相对______。[注：原核细胞中核糖体的形成与核仁_____(有/无)关] （4）核孔：实现核质之间频繁的________和_______，是______物质(如蛋白质、RNA)进出细胞核的通道，离子和小分子可穿过核膜，核孔对物质进入具有__________性。代谢旺盛的细胞中，核孔数目_______。 3． 染色质和染色体 （1）特性：染色质(体)是细胞核内易被_____染料染成深色的物质。 （2）成分：染色质和染色体的形态结构____，组成成分主要是_____和________。 （3）关系：染色质(细丝状)和染色体(杆状)是_______物质在细胞_______时期的_______存在状态。 （4）分布：染色质(体)只存在于______(真核/原核)细胞中。 4． 细胞核功能：细胞核是________库，是细胞_____和_____的控制中心，是遗传物质DNA___________的主要场所。 5． 原核细胞的细胞代谢和遗传的控制中心，遗传物质贮存和复制的主要场所是________。 知识点5：物质出入细胞的方式 1．渗透作用 (1)概念：在细胞质膜等结构的两侧，较多的水分子从溶质分子相对较少的区域向溶质分子相对较多的区域扩散，这一现象称为渗透作用。 (2)选择透过性膜：又叫半透膜，是对物质进出具有选择作用的膜。 (3)渗透作用产生的条件 2． 小分子、离子的跨膜运输方式（体现了膜的________性） 方式 方向 (?浓度→?浓度) 载体 (需要/不需要) 能量 (消耗/不消耗) 举例 被动运输 自由扩散 高→低 H2O、O2、CO2、甘油、脂肪酸、乙醇、苯、尿素 协助扩散 高→低 葡萄糖进入红细胞 主动运输 低→高 小肠吸收__葡萄糖、氨基酸、核苷酸、无机盐离子__等 主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。 3． 大分子、颗粒性物质的非跨膜运输方式（体现了膜的_______性） （1）胞吞：细胞外→细胞内，_____(消耗/不消耗)能量，如白细胞吞噬病菌、变形虫摄食等。 （2）胞吐：细胞内→细胞外，_____(消耗/不消耗)能量，如消化酶、抗体、蛋白质类激素等分泌蛋白的分泌。 4． 模型图分析 （1）图①表示：__________ 图②表示：__________ 图③表示：_____________。 （2）图④表示：__________ 图⑤表示：__________ 图⑥表示：__________。 4 载体(蛋白)的特性 （1）特异性：一种载体只能转运______种特定结构的物质，不同细胞膜上载体的种类_____。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$