生物基础知识

1生物基础知识复习资料一、细胞的分子组成（一）、组成细胞的元素生物界与非生物界的统一性和差异性原子之间通过离子键和共价键形成分子，分子之间可以形成氢键（二）、生物体的化合物2（三）糖、蛋白质、脂肪的鉴定物质试剂颜色反应淀粉还原性糖3蛋白质脂肪二、细胞的结构和功能（一）、真核细胞的亚显微结构和功能4（二）、原核细胞与真核细胞的区别（表1-1）（三）、细胞是有机统一整体，只有保持其完整性，才能够正常地完成各项生命活动。三、细胞的代谢（一）新陈代谢新陈代谢：生物体与外界环境之间物质和能量的交换，以及生物体内物质和能量的转变过程，叫做新陈代谢。（生物体内全部有序的化学反应的总称）新陈代谢的基本类型自养型：生物体在同化作用的过程中，能够直接把从外界环境摄取的无机物转变成为自身的组成物质，并储存了能量，这种新陈代谢类型叫做自养型。如：绿色植物异养型：生物体在同化作用的过程中，不能直接利用无机物制成有机物，只能把从外界摄取的现成的有机物转变成自身的组成物质，并储存了能量，这种新陈代谢类型叫做异养型。如：动物、人。需氧型（有氧呼吸型）：生物体在异化作用的过程中，必须不断从外界环境中摄取氧来氧化分解自身的组成物质，以释放能量，并排出二氧化碳，这种新陈代谢类型叫做需氧型。如大多数的植物、动物和人。厌氧型（无氧呼吸型）：生物体在异化作用的过程中，在缺氧的条件下，依靠酶的作用使有机物分解，一获得进行生命活动所需的能量，这种新陈代谢类型叫做厌氧型。如乳酸菌、寄生虫。兼性厌氧型：既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸的代谢类型，如酵母菌。（二）新陈代谢与酶酶的概念：酶是活细胞所产生的具有催化能力的一类特殊的蛋白质。酶的特性高效性：一般地说，酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍5专一性：一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应作用条件温和1．温度、酸碱度影响酶的活性：高温、低温以及过酸和过碱，都会影响酶的活性，酶的催化作用需要适宜的温度和PH影响曲线如下该曲线在最适温度两侧不对称；该曲线在最适PH两侧基本对称。（1）过酸、过碱和高温，都能使酶的酶分子结构遭到破坏而失去活性（不可逆）（2）低温虽然使酶的活性明显降低，但酶的分子结构没有破坏，酶的活性在适宜的温度下可恢复（3）不同的酶有不同的最适温度和最适PH（三）新陈代谢与ATPATP（三磷酸腺苷）的结构简式1．结构简式：A—P～P～P2．各部分含义：A：腺苷（腺嘌呤+核糖）T：三个P：磷酸基—：普通磷酸键～：高能磷酸键（储存大量化学能）3．结构特点：含有两个高能磷酸键，且远离腺苷的哪个高能磷酸键既容易分解释放能量（为各种生命活动提供能量），又容易形成而储存能量ATP与ADP的相互转化1．转化：（该可逆反应中物质是可逆的，但能量是不可逆的。正反应所需的能量来自光合作用或呼吸作用，而逆反应中的能量来自ATP中高能磷酸键的断裂。）2．ATP的存在与含量：生物体细胞内普遍存在，但含量很少。（转化十分迅速）3．ATP的生理功能：ATP水解时释放的能量是生物体进行细胞分裂、肌肉收缩、主动运输等生命活动所需能量的直接来源四、细胞呼吸（一）、有氧呼吸1．概念：细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，同时释放大量能量的过程。酶2．总反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量3．过程及场所（注意三种原料参与反应的阶段，两种产物生成的阶段以及各阶段的反应场所）酶第一阶段：C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量……细胞质基质酶6第二阶段：2C3H4O3(丙酮酸)＋6H2O6CO2＋20[H]＋少量能量酶线粒体第三阶段：24[H]＋6O212H2O＋大量能量D．都在第三阶段（二）无氧呼吸1．概念：一般是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物质分解成为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。（要点：条件、反应物、反应程度、产物、能量多少）2．总反应式酶2C2H5OH（酒精）＋2CO2＋能量（高等植物、酵母菌缺氧时）C6H12O62C3H6O3（乳酸）＋能量（乳酸菌、动物、人、高等植物某些器官如马铃薯块茎、甜菜块根等缺氧时）3．过程及场所酶第一阶段：C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量酶2C2H5OH（酒精）＋2CO2＋能量第二阶段：2丙酮酸细胞质基质2C3H6O3（乳酸）＋能量（三）、细胞呼吸实质：分解有机物，生成CO2或其他产物，释放能量（四）、细胞呼吸意义：1．为生命活动提供能量（1）热能散失：与维持体温有关（2）储于ATP中的能量是生命活动的直接能源2．为体内其他化合物的合成提供原料（中间产物，如丙酮酸等）（五）有氧呼吸和无氧呼吸的比较1．相同点：第一阶段相同、都是分解有机物释放能量2．不同点比较项目有氧呼吸无氧呼吸主要场所是否需氧分解产物释放能量3．在有氧的条件下，无氧呼吸会受抑制五、光合作用（一）、光合作用的概念和总反应式：绿色植物通过，利用，把和转变成储存能量的，并且释放出的过程。CO2+H2O光能和叶绿体（CH2O）+O26CO2+12H2O光能和叶绿体C6H12O6+6H2O+6O2（二）、光合作用的场所——叶绿体1．结构：双层膜，内部有无色基质和绿色基粒，每个基粒由多个类囊体垛叠而成。2．色素分布：类囊体的薄膜上功能：吸收、传递和转换光能7叶绿素a叶绿素（3/4）主要吸收红光和蓝紫光叶绿素b种类胡萝卜素类胡萝卜素（1/4）主要吸收蓝紫光叶黄素3．叶绿体中色素的分离方法：纸层析法原理：四种色素在层析液中扩散的速度不同。结果：在滤纸条上呈现四条色素带，从上到下依次是：胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。（三）、光合作用的过程1．光反应（必须有光才能进行）部位：基粒类囊体的薄膜上条件：光、色素、酶水的光解：H2O光2[H]+21O2内容供给暗反应（还原剂）ATP的形成：ATP+Pi+能量酶ATP（为暗反应供能）（水的光解和色素吸收光能不需酶参与）2．暗反应（没有光也能进行，但必须要有光反应提供的[H]和ATP，事实上在黑暗中无法进行。）部位：叶绿体的基质条件：多种酶、[H]、ATP、CO2（“暗”这个条件并不必需；但暗反应若没有光反应提供的[H]和ATP就无法进行；所以暗处不能长时间进行暗反应）CO2的固定：CO2+C5酶2C3内容CO2的还原：C3+[H]ATP酶、（CH2O）3．光合作用图解（四）、光合作用的实质1．物质转化：无机物（CO2和H2O）→有机物（糖类、一部分氨基酸和脂肪是光合作用的直接产物）2．能量转换：光能光反应ATP中的活跃化学能暗反应有机物中的稳定化学能3．地位：生物界最基本的物质代谢和能量代谢（五）、光合作用的意义1．为生物界提供有机物（一切生物的最终能量来源都是太阳能）82．使大气中的氧气和二氧化碳的含量相对稳定3．把光能转换成化学能（六）、植物栽培与光能的合理利用1．延长光合作用的时间可以提高单位面积的产量2．增加光合作用的面积六、细胞增殖：（一）、细胞增殖的意义、方式、过程及其特征细胞周期细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。一个细胞周期分为细胞分裂间期和细胞分裂期两个时期，分裂期又人为地分为前期、中期、后期和末期。（二）、动、植物细胞有丝分裂的不同点（见表1-2）（三）有丝分裂各时期染色体、DNA含量的变化9①代表的变化曲线②代表的变化曲线细胞的分化、衰老和癌变分化概念：在个体发育过程中，由一个或一种细胞产生的后代，在形态、结构和生理功能上表现出稳定性差异的过程，叫做细胞分化。意义：是个体发育的基础原因：基因在不同细胞中的选择性表达细胞的全能性：已经分化的细胞仍然具有发育成完整植物体的潜能。细胞的衰老和凋亡是正常的生理现象细胞癌变受致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生改变，变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。物理射线、激光致癌因子化学某些化学物质生物某些病毒七、减数分裂和有性生殖细胞的形成1．减数分裂的概念是进行的生物形成细胞过程中所特有的细胞分裂方式。时期在减数分裂过程中，染色体只复制次，而细胞连续分裂，特征新产生的生殖细胞中的染色体数目比细胞减少。结果2．减数分裂的过程精子的形成过程、卵细胞的形成过程（图形略）精子与卵细胞形成过程的不同点①细胞数目：一个精原细胞可形成四个精子；一个卵原细胞只形成一个卵细胞，另外有三个极体（最终退化消失）②细胞质分裂：精子形成过程中都是均等分裂；卵细胞形成过程中形成初级卵母细胞和次级卵母细胞的两次分裂为不均等分裂。而第一极体形成第二极体时为均等分裂③有无变形：精子细胞形成精子时有变形过程；卵细胞形成时没有变形过程减数分裂的过程可以概括为下图：104．受精作用是指精子进入卵子形成受精卵的过程，它始于二者细胞膜的接触，终于二者细胞核的融合。减数分裂和受精作用维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，促进了遗传物质的重新组合。5．有关曲线八、探索遗传物质的过程（一）DNA是主要的遗传物质1．DNA是遗传物质的假设有丝分裂：复制一次，细胞分裂，子细胞的数目与亲代细胞保持一致。减数分裂：复制一次，细胞连续分裂，得到的生殖细胞中的数目比体细胞。受精作用：精子与卵细胞的核融合，的数目恢复到与体细胞一致。可见，染色体在生物的遗传中具有重要作用。而染色体主要由和组成DNA是遗传物质的实验证据（1）细菌转化实验：格里菲思的实验操作结果结论艾弗里的实验现象：11。结论：。（2）噬菌体实验用放射性同位素标记噬菌体的DNA和蛋白质，发现进入细菌的是，而不是，在噬菌体的控制下利用体内的原料合成出子代噬菌体。由此证明是遗传物质。2．DNA是主要的遗传物质少数病毒不含DNA，只有RNA，它们的遗传物质是RNA。绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说是主要的遗传物质。3．遗传物质的功能携带信息，控制生物体的，并通过过程将信息传递给后代。（二）DNA的结构和复制基本单位——脱氧核苷酸DNA分子的结构DNA分子双螺旋结构的主要特点的结构概念和复制DNA分子的复制复制的过程复制的意义（一）DNA的结构1．化学基本单位：脱氧核苷酸（四种）组成连接：聚合．在DNA分子中，由于组成脱氧核苷酸的碱基有4种（、、、），因此，构成DNA分子的脱氧核苷酸也有4种。每一个脱氧核苷酸分子是由、以及组成。2．空间结构两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构（1）规则的双螺旋结构外侧的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接而成，内侧是碱基DNA两条长链间的碱基通过氢键碱基互补配对原则形成碱基（2）碱基互补配对原则：A-TC-G（A=TC≡G）（3）特点①稳定性：脱氧核糖与磷酸交替排列形成的基本骨架和碱基互补配对的方式不变；碱基对之间的氢键和两条脱氧核糖核苷酸的空间螺旋加强了DNA的稳定性②多样性：一个最短的DNA分子也大约有4000个碱基对，可能的排列方式有44000，排列顺序千12变万化，构成了DNA分子的多样性。（4n，n是碱基对的数目）③特异性：每个DNA分子中碱基对的特定排列顺序，构成了每个DNA分子的特异性。（二）DNA分子的复制1．概念：以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程2．时间：有丝分裂新间期和减数第一次分裂间期（基因突变就发生在该期）3．特点：边解旋边复制，半保留复制4．条件：模板、原料、酶、能量5．意义：保持前后代遗传信息的连续性（DNA分子独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证复制能够准确进行。）（三）基因控制蛋白质的合成基因——有遗传效应的DNA片段转录基因控制蛋白质的合成基因的表达翻译通过控制酶的合成来控制代谢过程基因对性状的控制通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状1．基因、DNA与染色体的关系基因是有遗传效应的DNA片段，染色体是DNA的主要载体。2．基因控制蛋白质的合成场所：细胞核模板：DNA的一条链（有义链）（1）转录原料：游离的核糖核苷酸（