生命的物质基础结构基础细胞及细胞工程.pptx
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1、目录目录 生命的物质基础、结构基础、细胞及细胞工程生命的物质基础、结构基础、细胞及细胞工程 第第1讲生命的物质基础讲生命的物质基础 第第2讲生命的结构基础讲生命的结构基础 第第3讲细胞的增殖、分化、癌变和衰老讲细胞的增殖、分化、癌变和衰老 第第4讲细胞工程讲细胞工程生命的物质基础、结构基础、细胞及细胞工程生命的物质基础、结构基础、细胞及细胞工程 考纲盘点考纲盘点一、生命的物质基础一、生命的物质基础1组成生物体的化学元素组成生物体的化学元素2组成生物体的化合物组成生物体的化合物二、细胞二、细胞生命活动的基本单位生命活动的基本单位1细胞的结构和功能:细胞膜的分子结构和主要功能;细细胞的结构和功能:
2、细胞膜的分子结构和主要功能;细胞质基质;细胞器的结构和功能胞质基质;细胞器的结构和功能(线粒体、叶绿体、内质网、核线粒体、叶绿体、内质网、核糖体、高尔基体、中心体和液泡糖体、高尔基体、中心体和液泡);细胞核的结构和功能;细胞;细胞核的结构和功能;细胞的生物膜系统的生物膜系统(生物膜系统的概念、各种生物膜在结构和功能上生物膜系统的概念、各种生物膜在结构和功能上的联系、研究生物膜的重要意义的联系、研究生物膜的重要意义);原核细胞的基本结构。;原核细胞的基本结构。2细胞增殖:细胞周期;有丝分裂;无丝分裂。细胞增殖:细胞周期;有丝分裂;无丝分裂。3细胞的分化、衰老和癌变。细胞的分化、衰老和癌变。4植物
3、细胞工程:植物细胞的全能性;植物组织培养;植植物细胞工程:植物细胞的全能性;植物组织培养;植物体细胞杂交。物体细胞杂交。5.动物细胞工程动物细胞工程:动物细胞培养动物细胞培养;动物细胞融合动物细胞融合;单克隆抗体。单克隆抗体。知识网络知识网络第第1讲生命的物质基础讲生命的物质基础命题规律命题规律命题趋势命题趋势1从考查内容上:常考点从考查内容上:常考点为为元素和化合物的关系及其元素和化合物的关系及其有关生理过程的关系;有关生理过程的关系;蛋白蛋白质的结构、生理功能、蛋白质质的结构、生理功能、蛋白质鉴定实验的相关知识以及与蛋鉴定实验的相关知识以及与蛋白质有关的计算;白质有关的计算;其他化合其他化
4、合物的结构和功能物的结构和功能2从考查形式上:本考点从考查形式上:本考点命题以选择题及跨章节的非选命题以选择题及跨章节的非选择题为主,主要考查核酸和核择题为主,主要考查核酸和核苷酸的分类、染色体和苷酸的分类、染色体和DNA的的化合物组成、蛋白质与酶以及化合物组成、蛋白质与酶以及激素的分类等知识点激素的分类等知识点关于蛋白质部分的考查在逐年增关于蛋白质部分的考查在逐年增加,尤其是单科卷中出现的频率更高。加,尤其是单科卷中出现的频率更高。水、无机盐、糖类、蛋白质和核酸等水、无机盐、糖类、蛋白质和核酸等知识在教材中前牵后连,几乎分布在知识在教材中前牵后连,几乎分布在了全部章节,且与生产、生活、实践了
5、全部章节,且与生产、生活、实践联系紧密,因此成为高考中的常见考联系紧密,因此成为高考中的常见考点。高考命题中,以下两部分内容很点。高考命题中,以下两部分内容很可能会成为热点:可能会成为热点:蛋白质的有关知蛋白质的有关知识,包括蛋白质的结构和合成的相关识,包括蛋白质的结构和合成的相关运算、蛋白质的功能、蛋白质的合成运算、蛋白质的功能、蛋白质的合成和分泌过程、蛋白质代谢和蛋白质的和分泌过程、蛋白质代谢和蛋白质的鉴定实验等;鉴定实验等;核酸的分子结构以及核酸的分子结构以及核苷酸的分类核苷酸的分类知识细化回顾知识细化回顾1组成生物体的化学元素组成生物体的化学元素(1)最基本的化学元素是最基本的化学元素
6、是C。(2)基本元素是基本元素是C、H、O、N。(3)主要元素是主要元素是C、H、O、N、P、S。(4)占细胞鲜重最多的元素是占细胞鲜重最多的元素是O。(5)占人体细胞干重最多的元素是占人体细胞干重最多的元素是C。2元素种类和含量在生物界和非生物界中的关系元素种类和含量在生物界和非生物界中的关系(1)生生物物界界内内部部:不不同同种种类类的的生生物物之之间间在在元元素素种种类类上上大大体体相同相同,但在元素的含量上,但在元素的含量上相差很大相差很大。(2)生生物物界界和和非非生生物物界界之之间间:组组成成生生物物体体的的化化学学元元素素在在无无机机自自然然界界中中都都可可找找到到,说说明明生生
7、物物界界和和非非生生物物界界具具有有统统一一性性;同同种种元元素素在在生生物物体体和和自自然然界界中中含含量量相相差差很很大大,说说明明生生物物界界和非生物界具有和非生物界具有差异性差异性。3水的含量及功能水的含量及功能(1)水水的的含含量量:水水是是细细胞胞中中含含量量最最多多的的化化合合物物,但但在在不不同同种种类类的的生生物物体体中中,水水的的含含量量差差别别较较大大;在在同同一一生生物物的的不不同同组组织织、器官器官中,水的含量也不相同。中,水的含量也不相同。(2)水水的的功功能能:结结合合水水是是细细胞胞结结构构的的重重要要组组成成成成分分,自自由由水水是是细细胞胞内内的的良良好好溶
8、溶剂剂、参参与与化化学学反反应应、运运输输营营养养物物质质和和代代谢废物谢废物等。等。4常见糖类的功能特性常见糖类的功能特性(1)参与生物遗传物质组成的糖是参与生物遗传物质组成的糖是脱氧核糖脱氧核糖、核糖核糖。(2)能能与与新新配配制制的的斐斐林林试试剂剂共共热热生生成成砖砖红红色色沉沉淀淀的的糖糖是是葡葡萄糖萄糖、果糖、果糖、麦芽糖麦芽糖等。等。(3)组组成成高高等等植植物物细细胞胞分分裂裂末末期期细细胞胞板板的的糖糖是是纤纤维维素素,存存在于动物细胞质中的重要储存能量的糖是在于动物细胞质中的重要储存能量的糖是糖元糖元。5脂质的种类和功能脂质的种类和功能(1)合合成成脂脂蛋蛋白白的的重重要要
9、原原料料是是磷磷脂脂,也也是是构构成成生生物物膜膜的的重重要成分。要成分。(2)皮皮肤肤生生发发层层细细胞胞中中经经紫紫外外线线照照射射,由由一一种种物物质质转转化化成成另另一一种种物物质质,并并能能够够预预防防儿儿童童佝佝偻偻病病发发生生,此此两两种种物物质质是是胆胆固醇、固醇、维生素维生素D。(3)促促进进动动物物生生殖殖器器官官的的发发育育和和生生殖殖细细胞胞的的生生成成,激激发发并并维持第二性征的是维持第二性征的是性激素性激素。6蛋蛋白白质质的的合合成成:两两分分子子氨氨基基酸酸相相互互结结合合形形成成一一分分子子二二肽肽,失失去去一一分分子子水水,这这种种结结合合方方式式叫叫做做脱脱
10、水水缩缩合合,其其场场所所是是核核糖糖体体,该该过过程程在在遗遗传传学学上上称称为为翻翻译译,直直接接模模板板是是mRNA,搬运氨基酸的工具是搬运氨基酸的工具是tRNA。7核核酸酸的的种种类类和和组组成成:核核酸酸的的基基本本单单位位是是核核苷苷酸酸,DNA和和RNA在在组组成成上上的的不不同同点点是是五五碳碳糖糖和和含含氮氮碱碱基基。真真核核细细胞胞中中DNA主主要要是是和和蛋蛋白白质质结结合合构构成成染染色色体体,其其次次存存在在于于线线粒粒体体和和叶绿体叶绿体中。中。要点归纳要点归纳一、组成生物体的元素与自然界中元素的相互关系一、组成生物体的元素与自然界中元素的相互关系1自然界中的元素与
11、组成生物体的元素的包含关系自然界中的元素与组成生物体的元素的包含关系2组组成成生生物物体体的的大大量量元元素素和和微微量量元元素素都都是是必必需需元元素素,生生物物体体内内可可能能含含有有一一些些非非必必需需元元素素,即即生生物物体体内内含含有有的的元元素素不不一定都是组成生物体的元素。一定都是组成生物体的元素。3生生物物和和生生物物之之间间以以及及生生物物和和无无机机自自然然界界之之间间在在元元素素的的种种类类上上都都具具有有统统一一性性,在在元元素素的的含含量量上上都都具具有有差差异异性性;生生物物界界和和非非生生物物界界在在元元素素种种类类上上的的统统一一性性,保保障障了了生生物物群群落
12、落和和无无机环境间的物质循环。机环境间的物质循环。二、运用二、运用“元素元素”的观点分析问题的观点分析问题1从化合物的元素组成分析其代谢产物从化合物的元素组成分析其代谢产物糖糖类类、脂脂质质、蛋蛋白白质质的的组组成成元元素素中中都都含含有有C、H、O三三种种元元素素,可可推推知知其其代代谢谢产产物物中中都都有有CO2和和H2O;蛋蛋白白质质中中还还含含有有N元素,故其代谢产物中还有尿素。元素,故其代谢产物中还有尿素。2从元素含量上分析物质氧化分解时释放能量的多少从元素含量上分析物质氧化分解时释放能量的多少脂脂肪肪中中氧氧的的含含量量少少于于糖糖类类,而而氢氢的的含含量量多多于于糖糖类类,因因此
13、此,等等质质量量的的脂脂肪肪和和糖糖类类彻彻底底氧氧化化分分解解时时,脂脂肪肪消消耗耗的的氧氧气气较较多多,释放的能量也更多。释放的能量也更多。3同位素标记法在实验中的应用同位素标记法在实验中的应用利利用用同同位位素素标标记记法法,可可以以证证明明光光合合作作用用释释放放的的氧氧全全部部来来自自于于水水,此此外外,还还可可用用于于证证明明根根吸吸收收的的矿矿质质元元素素是是通通过过导导管管向向上上运运输输的的;在在噬噬菌菌体体侵侵染染细细菌菌实实验验中中,证证明明DNA是是遗遗传传物物质质;证证明明DNA的的半半保保留留复复制制方方式式;验验证证分分泌泌蛋蛋白白的的合合成成、运运输和分泌途径。
14、输和分泌途径。4从元素的功能分析光合作用与人体健康从元素的功能分析光合作用与人体健康【特特别别提提醒醒】光光合合作作用用的的反反应应物物和和产产物物中中都都不不包包含含N、P、K、Fe,它它们们是是通通过过影影响响酶酶、ATP和和叶叶绿绿体体的的组组成成或或产产物物的合成及运输来影响光合作用的速率的。的合成及运输来影响光合作用的速率的。三、生物体内水和生物代谢的关系三、生物体内水和生物代谢的关系1生物体内水的存在形式、功能及两者关系生物体内水的存在形式、功能及两者关系存在形式存在形式功能功能两者关系两者关系结合水结合水(占占5%左右左右)与细胞中某些大分与细胞中某些大分子物质结合构成细子物质结
15、合构成细胞结构胞结构自由水自由水 结合水结合水自由水自由水/结合水决定细胞结合水决定细胞或生物体的代谢程度,自或生物体的代谢程度,自由水由水/结合水的值大,表明结合水的值大,表明代谢强代谢强自由水自由水/结合水影响生物结合水影响生物体的抗逆性,自由水体的抗逆性,自由水/结合结合水的值越大,抗性越弱;水的值越大,抗性越弱;值越小,则抗性越强值越小,则抗性越强自由水自由水(占占95%左右左右)参与反应参与反应(如光合如光合作用、呼吸作用等作用、呼吸作用等)作为良好溶剂作为良好溶剂运输营养物质和运输营养物质和代谢废物代谢废物转化转化2生物含水量的特点生物含水量的特点(1)不同种类的生物含水量不同,这
16、与其生活环境有关。不同种类的生物含水量不同,这与其生活环境有关。(2)同同一一种种生生物物的的不不同同组组织织、器器官官含含水水量量不不同同,这这与与其其代代谢强度有关。谢强度有关。(3)生生物物体体在在不不同同的的生生长长发发育育期期,含含水水量量也也不不同同。幼幼儿儿含含水水量量多多于于成成年年人人;在在衰衰老老的的细细胞胞中中水水分分减减少少,细细胞胞萎萎缩缩;植植物幼嫩部分比老熟部分含水量多。物幼嫩部分比老熟部分含水量多。3细胞中产生水和利用水的结构及生理过程细胞中产生水和利用水的结构及生理过程(1)细胞中产生水的结构及生理过程细胞中产生水的结构及生理过程叶绿体基质中:暗反应叶绿体基质
17、中:暗反应线粒体中:有氧呼吸第三阶段线粒体中:有氧呼吸第三阶段O2H H2O核糖体中:氨基酸脱水缩合氨基酸核糖体中:氨基酸脱水缩合氨基酸 水多肽水多肽植物高尔基体上:葡萄糖植物高尔基体上:葡萄糖 纤维素水纤维素水动物肝脏和肌肉:葡萄糖动物肝脏和肌肉:葡萄糖 糖元水糖元水细胞核中:细胞核中:DNA复制脱氧核苷酸复制脱氧核苷酸 DNAH2ODNA转录产生转录产生mRNA核糖核苷酸核糖核苷酸 RNAH2O叶绿体基粒、线粒体、细胞质基质中叶绿体基粒、线粒体、细胞质基质中 ADPPi ATPH2O(2)细胞中利用水的生理过程细胞中利用水的生理过程光合作用的光反应:光合作用的光反应:H2O O2H有氧呼吸
18、第二阶段:有氧呼吸第二阶段:C3H4O3H2O CO2HATPATP水解:水解:ATPH2O ADPPi能量能量糖元分解:糖元水糖元分解:糖元水 葡萄糖葡萄糖大分子有机物的消化大分子有机物的消化(水解水解)【特别提醒特别提醒】无论是何种细胞,其含量最多的化合物都是水。无论是何种细胞,其含量最多的化合物都是水。一一个个细细胞胞失失去去一一定定量量的的自自由由水水,只只影影响响其其代代谢谢速速率率,而而不不会会损损伤伤细细胞胞。但但若若失失去去的的是是结结合合水水,则则会会损损伤伤细细胞胞。如如种种子子贮贮存存前前,通通过过晾晾晒晒降降低低其其自自由由水水含含量量,利利于于贮贮存存,如如烘烘干种子
19、使结合水流失,则种子的胚就会死亡。干种子使结合水流失,则种子的胚就会死亡。四、糖类和脂质的比较四、糖类和脂质的比较糖类糖类脂质脂质区区别别元素组成元素组成C、H、OC、H、O(N、P)种类种类单糖、二糖、多糖单糖、二糖、多糖脂肪、类脂、固醇脂肪、类脂、固醇合成部位合成部位叶绿体、内质网、高尔基体、叶绿体、内质网、高尔基体、肝脏和肌肉肝脏和肌肉主要是内质网主要是内质网生理作用生理作用主要的能源物质主要的能源物质构成细胞结构:如糖被、构成细胞结构:如糖被、细胞壁细胞壁核酸的组成成分核酸的组成成分生物体的储能物生物体的储能物质质生物膜的重要组生物膜的重要组成成分成成分调节新陈代谢和调节新陈代谢和生殖
20、生殖联系联系糖类糖类 脂肪脂肪【特别提醒特别提醒】在在动动物物体体内内,糖糖类类可可以以大大量量转转化化成成脂脂肪肪,而而脂脂肪肪只只能能少量转化成糖类。少量转化成糖类。脂脂肪肪和和糖糖类类的的组组成成元元素素都都只只有有C、H、O,前前者者的的分分子子组组成成中中H O2 1,而而糖糖类类中中H O2 1,所所以以在在有有氧氧呼呼吸吸中中,等质量的脂肪消耗的等质量的脂肪消耗的O2比糖类多,提供的能量也多。比糖类多,提供的能量也多。五、蛋白质和核酸的区别、联系及有关计算五、蛋白质和核酸的区别、联系及有关计算1区别区别蛋白质蛋白质核酸核酸元素组成元素组成主要是主要是C、H、O、NC、H、O、N、
21、P基本单位基本单位氨基酸氨基酸连接方式连接方式肽键肽键磷酸二酯键磷酸二酯键形成场所形成场所细胞质内的核糖体上细胞质内的核糖体上细胞核、线粒体、叶绿体等细胞核、线粒体、叶绿体等功能功能构成生物体和细胞;构成生物体和细胞;催化作催化作用;用;调节作用;调节作用;运输作用;运输作用;免疫作用免疫作用遗传信息的携带者,决定生遗传信息的携带者,决定生物性状;物性状;某些某些RNA具催化作具催化作用用2联系联系(1)核酸控制蛋白质的合成核酸控制蛋白质的合成(2)DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系(3)两两者者均均存存在在物物种种特特异异性性,因因此此可可从从
22、分分子子水水平平上上为为生生物物进化、亲子鉴定、案件侦破等提供依据。进化、亲子鉴定、案件侦破等提供依据。3有关计算有关计算(1)蛋白质中的肽键数缩合中产生的水分子数蛋白质中的肽键数缩合中产生的水分子数 氨基酸分子数肽链数氨基酸分子数肽链数(2)M蛋白质蛋白质M氨基酸氨基酸M水水 氨基酸个数氨基酸个数氨基酸氨基酸水分子数水分子数18(3)有有关关蛋蛋白白质质中中游游离离的的氨氨基基(NH2)或或羧羧基基(COOH)的的计算计算在在一一个个蛋蛋白白质质分分子子中中,游游离离的的NH2或或COOH可可能能存存在在的的部部位位是是肽肽链链的的两两端端(一一端端是是NH2,另另一一端端是是COOH)和和
23、R基。基。至少含有游离的至少含有游离的NH2或或COOH数肽链数。数肽链数。游游离离的的NH2或或COOH数数目目肽肽链链条条数数R基基中中含含有的有的NH2或或COOH数。数。(4)氨氨基基酸酸数数目目与与相相应应核核酸酸的的碱碱基基(核核苷苷酸酸)数数目目的的对对应应关关系系【特别提醒特别提醒】在在基基因因结结构构中中,只只有有编编码码区区(原原核核生生物物)或或编编码码区区的的外外显显子子(真真核核生生物物)才才能能编编码码蛋蛋白白质质。因因此此,上上述述关关系系只只能能理理解解为为含含n个个氨氨基基酸酸的的蛋蛋白白质质,至至少少需需核核糖糖核核苷苷酸酸和和脱脱氧氧核核苷苷酸酸数数分别为
24、分别为3n和和6n。以以DNA为为遗遗传传物物质质的的生生物物,其其蛋蛋白白质质结结构构由由DNA(基基因因)决决定定,而而以以RNA为为遗遗传传物物质质的的生生物物,其其蛋蛋白白质质结结构构由由RNA决定。决定。六、几种有机物的鉴定六、几种有机物的鉴定鉴定物质鉴定物质实验试剂实验试剂实验现象实验现象注意事项注意事项还原性糖还原性糖斐林试剂斐林试剂砖红色沉淀砖红色沉淀试剂现用现配、沸试剂现用现配、沸水浴加热水浴加热脂肪脂肪苏丹苏丹、橘黄色、橘黄色、红色红色必须用显微镜必须用显微镜观察观察蛋白质蛋白质双缩脲试双缩脲试剂剂紫色紫色先加先加NaOH,后,后加加CuSO4DNA二苯胺二苯胺蓝色蓝色沸水
25、浴加热沸水浴加热淀粉淀粉碘液碘液蓝色蓝色操作步骤操作步骤(见下格见下格)黑暗处理黑暗处理(绿灯泡绿灯泡)对照处理对照处理(如遮光如遮光)酒精脱色酒精脱色清水冲清水冲洗洗碘液检验碘液检验例例1(20082008年年江江苏苏高高考考题题)下下列列各各组组物物质质中中,由由相相同同种种类元素组成的是类元素组成的是()A胆固醇、脂肪酸、脂肪酶胆固醇、脂肪酸、脂肪酶B淀粉、半乳糖、糖原淀粉、半乳糖、糖原C氨基酸、核苷酸、丙酮酸氨基酸、核苷酸、丙酮酸D性激素、生长激素、胰岛素性激素、生长激素、胰岛素【解解析析】考考查查化化合合物物的的元元素素组组成成。A选选项项中中胆胆固固醇醇属属于于脂脂类类,主主要要含
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