生物学中常见化学元素及作用.doc

一、 生物学中常见化学元素及作用： 1、Ca：人体缺之会患骨软化病，血液中Ca2+含量低会引起抽搐，过高则会引起肌无力。血液中的Ca2+具有促进血液凝固的作用，如果用柠檬酸钠或草酸钠除掉血液中的Ca2+，血液就不会发生凝固。属于植物中不能再得用元素，一旦缺乏，幼嫩的组织会受到伤害。 2、Fe：血红蛋白的组成成分，缺乏会患缺铁性贫血。血红蛋白中的Fe是二价铁，三价铁是不能利用的。属于植物中不能再得用元素，一旦缺乏，幼嫩的组织会受到伤害。 3、Mg：叶绿体的组成元素。很多酶的激活剂。植物缺镁时老叶易出现叶脉失绿。 4、B：促进花粉的萌发和花粉管的伸长，缺乏植物会出现花而不实。 5、I：甲状腺激素的成分，缺乏幼儿会患呆小症，成人会患地方性甲状腺肿。 6、K：血钾含量过低时，会出现心肌的自动节律异常，并导致心律失常。 7、N：N是构成叶绿素、ATP、蛋白质和核酸的必需元素。N在植物体内形成的化合物都是不稳定的或易溶于水的，故N在植物体内可以自由移动，缺N时，幼叶可向老叶吸收N而导致老叶先黄。N是一种容易造成水域生态系统富营养化的一种化学元素，在水域生态系统中，过多的N与P配合会造成富营养化，在淡水生态系统中的富营养化称为“水华”，在海洋生态系统中的富营养化称为“赤潮”。动物体内缺N，实际就是缺少氨基酸，就会影响到动物体的生长发育。 8、P：P是构成磷脂、核酸和ATP的必需元素。植物体内缺P，会影响到DNA的复制和RNA的转录，从而影响到植物的生长发育。P还参与植物光合作用和呼吸作用中的能量传递过程，因为ATP和ADP中都含有磷酸。P也是容易造成水域生态系统富营养化的一种元素。植物缺P时老叶易出现茎叶暗绿或呈紫红色，生育期延迟。 9、Zn：是某些酶的组成成分，也是酶的活化中心。如催化吲哚和丝氨酸合成色氨酸的酶中含有Zn，没有Zn就不能合成吲哚乙酸。所以缺Zn引起苹果、桃等植物的小叶症和丛叶症，叶子变小，节间缩短。 二、生物学中常用的试剂： 1、斐林试剂：成分：0.1g/mlNaOH（甲液）和0.05g/mlCuSO4（乙液）。用法：将斐林试剂甲液和乙液等体积混合，再将混合后的斐林试剂倒入待测液，水浴加热或直接加热，如待测液中存在还原糖，则呈砖红色。 2、班氏糖定性试剂：为蓝色溶液。和葡萄糖混合后沸水浴会出现砖红色沉淀。用于尿糖的测定。 3、双缩脲试剂：成分：0.1g/mlNaOH（甲液）和0.01g/mlCuSO4（乙液）。用法：向待测液中先加入2ml甲液，摇匀，再向其中加入34滴乙液，摇匀。如待测中存在蛋白质，则呈现紫色。 4、苏丹：用法：取苏丹颗粒溶于95%的酒精中，摇匀。用于检测脂肪。可将脂肪染成橘黄色（被苏丹染成红色）。 5、二苯胺：用于鉴定DNA。DNA遇二苯胺（沸水浴）会被染成蓝色。 6、甲基绿：用于鉴定DNA。DNA遇甲基绿（常温）会被染成蓝绿色。 7、50%的酒精溶液：在脂肪鉴定中，用苏丹染液染色，再用50%的酒精溶液洗去浮色。 8、75%的酒精溶液：用于杀菌消毒，75%的酒精能渗入细胞内，使蛋白质凝固变性。低于这个浓度，酒精的渗透脱水作用减弱，杀菌力不强；而高于这个浓度，则会使细菌表面蛋白质迅速脱水，凝固成膜，妨碍酒精透入，削弱杀菌能力。75的酒精溶液常用于手术前、打针、换药、针灸前皮肤脱碘消毒以及机械消毒等。 9、95%的酒精溶液：冷却的体积分数为95%的酒精可用于凝集DNA。 10、15%的盐酸：和95%的酒精溶液等体积混合可用于解离根尖。 11、龙胆紫溶液：(浓度为0.01g/ml或0.02g/ml)用于染色体着色，可将染色体染成紫色，通常染色35分钟。（也可以用醋酸洋红染色） 12、20%的肝脏、3%的过氧化氢、3.5%的氯化铁：用于比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率。（新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶） 13、3%的可溶性淀粉溶液、3%的蔗糖溶液、2%的新鲜淀粉酶溶液：用于探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用实验。14、碘液：用于鉴定淀粉的存在。遇淀粉变蓝。 15、丙酮：用于提取叶绿体中的色素。 16、层析液：（成分：20份石油醚、2份丙酮、和1份苯混合而成，也可用93号汽油）可用于色素的层析，即将色素在滤纸上分离开。 17、二氧化硅：在色素的提取的分离实验中研磨绿色叶片时加入，可使研磨充分。 18、碳酸钙：研磨绿色叶片时加入，可中和有机酸，防止在研磨时叶绿体中的色素受破坏。 19、0.3g/mL的蔗糖溶液：相当于30%的蔗糖溶液，比植物细胞液的浓度大，可用于质壁分离实验。 20、0.1g/mL的柠檬酸钠溶液：与鸡血混合，防凝血。 21、氯化钠溶液：可用于溶解DNA。当氯化钠浓度为2mol/L、0.015mol/L时DNA的溶解度最高，在氯化钠浓度为0.14mol/L时，DNA溶解度最高。浓度为0.9%时可作为生理盐水。 22、胰蛋白酶：可用来分解蛋白质；可用于动物细胞培养时分解组织使组织细胞分散。 23、秋水仙素：人工诱导多倍体试剂。用于萌发的种子或幼苗，可使染色体组加倍，原理是可抑制正在分裂的细胞纺锤体的形成。 24、氯化钙：增加细菌细胞壁的通透性（用于基因工程的转化，使细胞处于感受态） 三、生物学中常见的物理、化学、生物方法及用途： 1、致癌因子：物理因子：电离辐射、X射线、紫外线等。 化学因子：砷、苯、煤焦油 病毒因子：肿瘤病毒或致癌病毒，已发现150多种病毒致癌。 2、基因诱变：物理因素：射线、射线、紫外线、激光 化学因素：亚硝酸、硫酸二乙酯 3、细胞融合：物理方法：离心、振动、电刺激 化学方法：PEG（聚乙二醇） 生物方法：灭活病毒（可用于动物细胞融合） 四、生物学中常见英文缩写名称及作用 1ATP：三磷酸腺苷，新陈代谢所需能量的直接来源。ATP的结构简式：APPP，其中：A代表腺苷，P代表磷酸基，代表高能磷酸键，代表普通化学键 2ADP：二磷酸腺苷 3AMP：一磷酸腺苷 4AIDS：获得性免疫缺陷综合症（艾滋病） 5DNA：脱氧核糖核酸，是主要的遗传物质。 6RNA：核糖核酸，分为mRNA、tRNA和rRNA。 7cDNA：互补DNA 8Clon：克隆 9ES（EK）：胚胎干细胞 10GPT：谷丙转氨酶，能把谷氨酸上的氨基转移给丙酮酸，它在人的肝脏中含量最多，作为诊断是否患肝炎的一项指标。 11HIV：人类免疫缺陷病毒。艾滋病是英语“AIDS”中文名称。 12HLA：人类白细胞抗原，器官移植的成败，主要取决于供者与受者的HLA是否一致或相近。 13HGP：人类基因组计划 14IAA：吲哚乙酸（生长素） 15CTK：细胞分裂素 16NADP+：辅酶 17NADPH（H）：还原型辅酶 18NAD+：辅酶 19NADH（H）：还原型辅酶 20PCR：聚合酶链式反应，是生物学家在实验室以少量样品制备大量DNA的生物技术，反应系统中包括微量样品基因、DNA聚合酶、引物、4种脱氧核苷酸等。 21PEG：聚乙二醇，诱导细胞融合的诱导剂。 22PEP：磷酸烯醇式丙酮酸，参与C4途径。 23SARS病毒：（SARS是“非典”学名的英文缩写） 五、人体正常生理指标： 1、血液pH：7.357.45 2、血糖含量：80120mg/dl。高血糖：130mg/dl，肾糖阈：160180mg/dl，早期低血糖：5060mg/dl，晚期低血糖：45mg/dl。 3、体温：37左右。直肠(36.937.9，平均37.5)；口腔(36.737.7，平均37.2)；腋窝(36.037.4，平均36.8) 4、总胆固醇：110230mg/dl血清 5、胆固醇脂：90130mg/dl血清（占总胆固醇量的60%80%） 6、甘油三脂：20110mg/dl血清 六、高中生物常见化学反应方程式： 1、ATP合成反应方程式：ATPADPPi能量 2、光合反应：总反应方程式：6CO212H2OC6H12O66H2O6O2 分步反应：光反应：2H2O4HO2ADPPi能量ATPNADP+2eH+NADPH 暗反应：CO2C5C32C3C6H12O6C52H2SCO2（CH2O）H2O2S 光能异养：以光为能源，以有机物（甲酸、乙酸、丁酸、甲醇、异丙醇、丙酮酸、和乳酸）为碳源与氢供体营光合生长。阳光细菌利用丙酮酸与乳酸用为唯一碳源光合生长。 化能自养：硫细菌、铁细菌、氢细菌、硝化细菌、产甲烷菌（厌氧化能自养细菌） CO24H2CH42H2O 化能异养：寄生、腐生细菌。 好氧细菌：硝化细菌、谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌等 厌氧细菌：乳酸菌、破伤风杆菌等 中间类型：红螺菌（光能自养、化能异养、厌氧兼性光能营养型）、氢单胞菌（化能自养、化能异养兼性自养）、酵母菌（需氧、厌氧兼性厌氧型） 固氮细菌：共生固氮微生物（根瘤菌等）、自生固氮微生物（圆褐固氮菌） 十、高中生物学中涉及到的较特殊的细胞： 1、红细胞：无线粒体、无细胞核 2、精子：不具有分裂能力、仅有及少的细胞质在尾总部 3、神经细胞：具突起，不具有分裂能力 十一、内分泌系统： 1、甲状腺：位于咽下方。可分泌甲状腺激素。 2、肾上腺：分皮质和髓质。皮质可分泌激素约50种，都属于固醇类物质，大体可为三类。 糖皮质激素如可的松、皮质酮、氢化可的松等。他们的作用是使蛋白质和氨基酸转化为葡萄糖；使肝脏将氨基酸转化为糖原；并使血糖增加。此外还有抗感染和加强免疫功能的作用。 盐皮质激素如醛固酮、脱氧皮质酮等。此类激素的作用是促进肾小管对钠的重吸收，抑制对钾的重吸收，因而也促进对钠和水的重吸收。 髓质可分泌两种激素即肾上腺素和甲肾上腺素，两者都是氨基酸的衍生物，功能也相似，主要是引起人或动物兴奋、激动，如引起血压上升、心跳加快、代谢率提高，同时抑制消化管蠕动，减少消化管的血流，其作用在于动员全身的潜力应付紧急情况。 3、脑垂体：分前叶（腺性垂体）和后叶（神经性垂体），后叶与下丘脑相连。前叶可分泌生长激素（191氨基酸）、促激素（促甲状腺激素、促肾上腺皮质激素、促性腺激素）、催乳素（199氨基酸）。后叶的激素有催产素（OXT）和抗利尿激素（ADH）（升压素）（都为含9个氨基酸的短肽），是由下丘脑分泌后运至垂体后叶的。 4、下丘脑：是机体内分泌系统的总枢纽。可分泌激素如促肾上腺皮质激素释放因子、促甲状腺激素释放激素、促性腺激素释放激素、生长激素释放激素、生长激素释放抑制激素、催乳素释放因子、催乳素释放 制因子等。 5、性腺：主要是精巢和卵巢。可分泌雄性激素、雌性激素、孕酮（黄体酮）。 6、胰岛：a细胞可分泌胰高血糖素（29个氨基酸的短肽），b细胞可分泌胰岛素（51个氨基酸的蛋白质），两者相互拮抗。 7、胸腺：分泌胸腺素，有促进淋巴细胞的生长与成熟的作用，因而和机体的免疫功能有关。 化学性质 激素名称 来源 肽、蛋白质类激素（由脑和消化管等部位所分泌） 促甲状腺激素释放激素、促性腺激素释放激素 下丘脑、中枢神经系统其它部位 生长激素释放激素、促肾上腺皮质激素释放因子、催乳素释放因子（抑制因子）、 下丘脑 抗利尿激素、催产素 下丘脑、神经垂体 促甲状腺激素、催乳素、生长激素 腺垂体 胸腺素 胸腺 胰岛素、胰高血糖素 胰岛B细胞、胰岛A细胞 胺类激素（含N） 肾上腺素 肾上腺髓质 甲状腺激素 甲状腺 类固醇激素 糖皮质激素、糖皮质类固醇、醛固酮 肾上腺皮质 性激素 性腺 十二、高中生物教材中的育种知识 1诱变育种 （1）原理：基因突变 （2）方法：用物理因素（如X射线、射线、紫外线、中子、激光、电离辐射等）或化学因素（如亚硝酸、碱基类似物、硫酸二乙酯、秋水仙素等各种化学药剂）或空间诱变育种（用宇宙强辐射、微重力等条件）来处理生物。 （3）发生时期：有丝分裂间期或减数分裂第一次分裂间期 （4）优点：能提高变异频率，加速育种进程，可大幅度改良某些性状，创造人类需要的变异类型，从中选择培育出优良的生物品种；变异范围广5）缺点：有利变异少，须大量处理材料；诱变的方向和性质不能控制。改良数量性状效果较差，具有盲目性。 （6）举例：青霉素高产菌株、太空椒、高产小麦、“彩色小麦”等 2杂交育种 （1）原理：基因重组 （2）方法：连续自交，不断选种。（不同个体间杂交产生后代，然后连续自交，筛选所需纯合子） （3）发生时期：有性生殖的减数分裂第一次分裂后期或四分体时期 （4）优点：使同种生物的不同优良性状集中于同一个个体，具有预见性。 （5）缺点：育种年限长，需连续自交才能选育出需要的优良性状。 （6）举例：矮茎抗锈病小麦等 3多倍体育种 （1）原理：染色体变异 （2）方法：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。 （3）优点：可培育出自然界中没有的新品种，且培育出的植物器官大，产量高，营养丰富。 （4）缺点：结实率低，发育延迟。 （5）举例：三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦 4单倍体育种 （1）原理：染色体变异 （2）方法：花药离体培养获得单倍体植株，再人工诱导染色体数目加倍。 （3）优点：自交后代不发生性状分离，能明显缩短育种年限，加速育种进程。 （4）缺点：技术相当复杂，需与杂交育种结合，其中的花药离体培养过程需要组织培养技术手段的支持，多限于植物。 （5）举例：“京花一号”小麦 5基因工程育种（转基因育种） （1）原理：基因重组 （2）方法：基因操作（目的基因的获取基因表达载体的构建将目的基因导入受体细胞目的基因的检测与鉴定） （3）优点：目的性强，可以按照人们的意愿定向改造生物；育种周期短。 （4）缺点：可能会引起生态危机、必须考虑转基因生物的安全性、技术难度大。 （5）举例：抗病转基因植物、抗逆转基因植物、转基因延熟番茄、转基因动物（转基因鲤鱼）等 6细胞工程育种 方式 植物组织培养 植物体细胞杂交 细胞核移植 原理 植物细胞的全能性 植物细胞的全能性、植物细胞膜的流动性 动物细胞核的全能性 方法 离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体 去掉细胞壁诱导原生质体融合组织培养 核移植胚胎移植 优点 快速繁殖、培育无病毒植株等 克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出作物新品种 繁殖优良品种，用于保存濒危物种，有选择地繁殖某性别的动物 缺点 技术要求高、培养条件严格 技术复杂，难度大；需植物组织培养等技术 导致生物品系减少，个体生存能力下降。 举例 试管苗的培育、培养转基因植物 培育“番茄马铃薯”杂种植株 “多利”羊等克隆动物的培育 7植物激素育种 （1）原理：适宜浓度的生长素可以促进果实的发育 （2）方法：在未受粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素类似物溶液，子房就可以发育成无子果实。 （3）优点：由于生长素所起的作用是促进果实的发育，并不能导致植物的基因型的改变，所以该种变异类型是不遗传的。 （4）缺点：该种方法只适用于植物。 （5）举例：无子番茄的培育