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1、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） 化学元素 必需元素 大量元素 有害元素 微量元素 基本元素：C、H、O、N 主要元素：C、H、O、N、P、S 最基本元素：C 非必需元素 无害元素 C、H、 O、N、 P、S、 K、Ca、 Mg Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等 Al、Si等 Pb、Hg等 1.1化学元素与生物体的关系 1.2生物体中化学元素的组成特点 不同种生物体中化学元素的组
2、成特点 元素种类大体相同 C、H、O、N四种元素含量最多 元素含量差异很大 1.3生物界与非生物界的统一性和差异性 统一性 组成生物体的化学元素，在无机自然界中都能找到 差异性 组成生物体的化学元素，在生物体和无机自然界中含量差异很大 1.4细胞中的化合物一览表 化合物 分 类 元素组成 主要生理功能 水 ①组成细胞 ②维持细胞形态 ③运输物质 ④提供反应场所 ⑤参与化学反应 ⑥维持生物大分子功能 ⑦调节渗透压 无机盐 ①构成化合物（Fe、Mg） ②组成细胞（如骨细胞） ③参与化学反应 ④维持
3、细胞和内环境的渗透压） 糖类 单糖 二糖 多糖 C、H、O ①供能（淀粉、糖元、葡萄糖等） ②组成核酸（核糖、脱氧核糖） ③细胞识别（糖蛋白） ④组成细胞壁（纤维素） 脂质 脂肪 磷脂（类脂） 固醇 C、H、O C、H、O、N、P C、H、O ①供能（贮备能源） ②组成生物膜 ③调节生殖和代谢（性激素、Vit.D） ④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、O、N、S （Fe、Cu、P、Mo……） ①组成细胞和生物体 ②调节代谢（激素） ③催化化学反应（酶） ④运输、免疫、识别等 核酸 DNA RN
4、A C、H、O、N、P ①贮存和传递遗传信息 ②控制生物性状 ③催化化学反应（RNA类酶） 1.5蛋白质的相关计算 设 构成蛋白质的氨基酸个数m， 构成蛋白质的肽链条数为n， 构成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为a， 蛋白质中的肽键个数为x， 蛋白质的相对分子质量为y， 控制蛋白质的基因的最少碱基对数为r， 则 肽键数＝脱去的水分子数，为 ……………………………………① 蛋白质的相对分子质量 …………………………………………② 或者 …………………………………………③ 1.6蛋白质的组成层次 C、H、O、N、S 氨基酸 肽链
5、 基本成分 C、H、O、N、P、Fe、Cu…… 离子和（或）分子 其它成分 蛋白质 1.7核酸的基本组成单位 名称 基本组成单位 核酸 核苷酸（8种） 一分子磷酸（H3PO4） 一分子五碳糖 （核糖或脱氧核糖） 核苷 一分子含氮碱基 （5种：A、G、C、T、U） DNA 脱氧核苷酸 （4种） 一分子磷酸 一分子脱氧核糖 脱氧核苷 一分子含氮碱基 （A、G、C、T） RNA 核糖核苷酸 （4种） 一分子磷酸 一分子核糖 核糖核苷 一分子含氮碱基
6、 （A、G、C、U） 1.8生物大分子的组成特点及多样性的原因 名称 基本单位 化学通式 聚合方式 多样性的原因 多糖 葡萄糖 R NH2 COOH H C C6H12O6 脱水缩合 ①葡萄糖数目不同 ②糖链的分支不同 ③化学键的不同 蛋白质 氨基酸 ①氨基酸数目不同 ②氨基酸种类不同 ③氨基酸排列次序不同 ④肽链的空间结构 核酸 （DNA和RNA） 核苷酸 ①核苷酸数目不同 ②核苷酸排列次序不同 ③核苷酸种类不同 1.9生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定 物质 试
7、剂 操作要点 颜色反应 还原性糖 斐林试剂（甲液和乙液） 临时混合 加热 砖红色 脂肪 苏丹Ⅲ（苏丹Ⅳ） 切片 高倍镜观察 桔黄色（红色） 蛋白质 双缩脲试剂（A液和B液） 先加试剂A 再滴加试剂B 紫色 DNA 二苯胺 加0.015mol/LNaCl溶液5Ml 沸水加热5min 蓝色 选择透过性膜的特点 三个通过 水 自由通过 可以通过 不能通过 被选择的离子和小分子 其它离子、小分子和大分子 1.10选择透过性膜的特点 物质交换 大分子、颗粒 内吞 外排 离子、小分子 自由扩散 主动
8、运输 亲脂小分子 高浓度——→低浓度 不消耗细胞能量（ATP） 离子、不亲脂小分子 低浓度——→高浓度 需载体蛋白运载 消耗细胞能量（ATP） 膜的流动性 膜的流动性、膜融合特性 原理 1.11细胞膜的物质交换功能 1.12线粒体和叶绿体共同点 1、具有双层膜结构 2、进行能量转换 3、含遗传物质——DNA 4、能独立地控制性状 5、决定细胞质遗传 6、内含核糖体 7、有相对独立的转录翻译系统 8、能自我分裂增殖 1.13真核生物细胞器的比较 名 称 化学
9、组成 存在位置 膜结构 主要功能 线粒体 蛋白质、呼吸酶、RNA、脂质、DNA 动植物细胞 双层膜 能 量 代 谢 有氧呼吸的主要场所 叶绿体 蛋白质、光合酶、RNA、脂质、DNA、色素 植物叶肉细胞 光合作用 内质网 蛋白质、酶、脂质 动植物细胞中广泛存在 单层膜 与蛋白质、脂质、糖类的加工、运输有关 高尔基体 蛋白质、脂质 蛋白质的运输、加工、细胞分泌、细胞壁形成 溶酶体 蛋白质、脂质、酶 细胞内消化 核糖体 蛋白质、RNA、酶 无膜 合成蛋白质 中心体 蛋白质 动物细胞 低等植物细胞 与有丝分裂有关 1.14细
10、胞有丝分裂中核内DNA、染色体和染色单体变化规律 间期 前期 中期 后期 末期 DNA含量 2a—→4a 4a 4a 4a 2a 染色体数目（个） 2N 2N 2N 4N 2N 染色体单数（个） 0 4N 4N 0 0 染色体组数（个） 2 2 2 4 2 同源染色数（对） N N N 2N N 注：设间期染色体数目为2N个，未复制时DNA含量为2a。 1.15理化因素对细胞周期的影响 理化因素 间期 前期 中期 后期 末期 机理 应用 过量脱氧胸苷 ＋ 抑制DNA复制 治
11、疗癌症 秋水仙素 ＋ 抑制纺锤体形成 获得多倍体 低温（2—4℃） ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 影响酶活和供能 低温贮藏 注：＋ 表示有影响 1.16细胞分裂异常（或特殊形式分裂）的类型及结果 类型 分裂方式 结果 事例 细胞质不分裂 有丝分裂 双（多）核细胞 多核胚囊 个别染色体不分离 有丝分裂、减数分裂 单体、多体 21三体、唐氏综合征 全部染色体不分离 有丝分裂、减数分裂 多倍体 四倍体植物 染色体多次复制，但不分离 有丝分裂 多线巨大染色体 果蝇唾腺染色体 两个以上中心体 有丝分裂 多极核
12、G1 S G2 M 周期性细胞 G0期（暂不增殖） 终端分化细胞 衰老 死亡 1.17细胞分裂与分化的关系 1.18已分化细胞的特点 1.19分化后形成的不同种类细胞的特点 形态结构特化 新陈代谢改变 生理功能专一 分裂能力丧失 已分化细胞 形态结构不同 生理功能不同 代谢活动不同 基因表达不同 不同种类细胞 1.20分化与细胞全能性的关系 体细胞 生殖细胞（如卵细胞、花粉） 分化程度越低全能性越高，分化程度越高全能性越低 分化程度高，全能性也高 分化程度最低（尚未分化），
13、全能性最高 受精卵 细胞 绝大多数细胞 少数细胞 未分化 分化 衰老 死亡 干细胞 癌细胞 分裂 分裂 干细胞特点：（无限增殖） 既分裂也分化 癌细胞特点：（无限增殖） 只分裂不分化 异常分化 癌变 （永生） 1.21细胞的生活史 1.22癌细胞的特点 癌细胞的特点 无限分裂增殖 形态结构变化 细胞物质改变 正常功能丧失 新陈代谢异常 引发免疫反应 扁平梭形 球形 成纤维细胞癌变 如癌细胞膜糖蛋白减少，细胞黏着性降低，易转移扩散。 癌细胞膜表
14、面含肿瘤抗原，肝癌细胞含甲胎蛋白等 如线粒体功能障碍，无氧供能 可移植在异种生物体内生长，形成癌瘤 可以种间移植 主要是细胞免疫 永生细胞 1.23衰老细胞的特点 助 记 词 水分减少，细胞萎缩，体积变小，代谢减慢 水少 酶低 色累 酶的活性降低 色素积累，阻碍细胞内物质交流和信息传递 核大 细胞核体积增大，染色体固缩，染色加深 透变 细胞膜通透性改变，物质运输功能降低 细 胞 死 亡 病理性死亡（细胞坏死） 程序性死亡（细胞凋亡） 环境因素突变 病原体入侵 正常生命需要 动物变态
15、 花儿凋谢 极体消失 大部分淋巴细胞死亡 蝌蚪尾部消失 花瓣凋萎 1.24细胞的死亡 膜 生物膜系统 生物膜 功能上的联系 组成细胞的膜的总称 化学组成相似 基本结构相同 结构上的联系 直接联系 间接联系 核外膜——内质网膜——胞膜 内质网膜——线粒体外膜（或相依） 内质网膜—膜泡—高尔基体膜—膜泡—胞膜 分泌作用 胞饮作用 内质网-高尔基体-细胞膜 细胞膜-溶酶体 相互配合 协调工作 细胞膜、核膜及具膜细胞器构成的结构体系 结构上紧密联系 功能上相互依存 生理作用 研究意义 为细胞提
16、供稳定的内环境 进行物质运输、能量交换、信息传递 为化学反应提供场所 将细胞分隔成功能小区 细胞膜 工业上 淡化海水，处理污水 研究抗寒、抗旱、耐盐机理 人造膜材料代替病变器官 农业上 医药上 概念 概念 1.25生物膜与生物膜系统 你知道吗 细胞分裂产生新细胞 细胞分化产生新细胞类型 基因突变产生新基因 基因重组产生新基因型 生殖隔离产生新物种 植 物 细 胞 工 程 细 胞 工
17、 程 植物酶TPP⑤5q 组织培养 离体的 植物器官 组织或细胞 愈伤 组织 根 芽 植 物 体 脱分化 再分化 植物体细胞杂交 植 物 细胞A 植 物 细胞B 去壁 融合 杂种细胞 组织培养 动 物 细 胞 工 程 动物组织 单个细胞 原代培养 传代培养 动物细胞培养 胚胎移植 动
18、物细胞融合 动物细胞A 动物细胞B 杂种细胞 细胞培养 融合 筛选 核移植 单克隆抗体 免疫小鼠 小鼠骨髓瘤细胞 小鼠B细胞 提取抗体 融合细胞 杂交瘤细胞 提取 融合 筛选 体内 培养 体外 培养 1.26细胞工程 你知道吗 动物细胞培养代数与取材有关 细胞来源 可传代数 人胎儿细胞 成人细胞 50代 20代 小鼠 乌龟 14—28代 90—125代
19、 1.27植物组织培养与动物细胞培养的比较 比较项目 植物组织培养 动物细胞培养 生物学原理 细胞全能性 细胞分裂 培养基性质 固体 液体 培养基成分 蔗糖、氨基酸、维生素、水、矿物质、生长素、细胞分裂素、琼脂 葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、水、动物血清 取材 植物器官、组织或细胞 动物胚胎、幼龄动物器官或组织 培养对象 植物器官、组织或细胞 分散的单个细胞 过程 脱分化、再分化 原代培养、传代培养 细胞分裂生长分化特点 ①分裂：形成愈伤组织 ②分化：形成根、芽 ①只分裂不分化 ②贴壁生长 ③接触抑制 培养结果
20、新的植株或组织 细胞株或细胞系 应用 ①快速繁殖 ②培育无病毒植株 ③提取植物提取物（药物、香料、色素等） ④人工种子 ⑤培养转基因植物 ①生产蛋白质生物制品 ②皮肤细胞培养后移植 ③检测有毒物质 ④生理、病理、药理研究 培养条件 无菌、适宜的温度和pH 1.28植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较 比较项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合 生物学原理 膜的流动性、膜融合特性 前期处理 原生质体制备： 纤维素酶和果胶酶处理 细胞分散： 胰蛋白酶处理 方法和手段 ①物理：离心、振动、电刺激 ②化学：聚乙二醇（PEG） （同前） ③生物：灭活的病毒 应用 进行远缘杂交，创造植物新品种 ①制备单克隆抗体 ②基因定位 下游技术(后续技术) 植物组织培养 动物细胞培养 你知道吗 细胞——生物体结构和功能的基本单位 葡萄糖——组成多糖的基本单位 氨基酸——组成蛋白质的基本单位 核苷酸——组成核酸的基本单位 基因——控制生物性状的基本单位 种群——生物生存和进化的基本单位
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