高考生物复习知识点总结61页

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生物高考复习知识点总结（必修+选修） 生物必修 1 复习知识点总结（必修） 第二章 细胞的化学组成 第一节 细胞中的原子和分子 一、组成细胞的原子和分子 1、细胞中含量最多的 6 种元素是 C、H、O、N、P、Ca（98%）。 2、组成生物体的基本元素：C 元素。（碳原子间以共价键构成的碳链，碳链是生物构成生物大分子的 基本骨架，称为有机物的碳骨架。） 3、缺乏必需元素可能导致疾病。如：克山病（缺硒） 4、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，在无机自然界都可以找到，没有一种元素是生物界特有的。 差异性：组成生物体的化学元素在生物体和自然界中含量相差很大。 二、细胞中的无机化合物：水和无机盐 1、水：（1）含量：占细胞总重量的 60%-90%，是活细胞中含量是最多的物质。 （2）形式：自由水、结合水  自由水：是以游离形式存在，可以自由流动的水。作用有①良好的溶剂；②参与细胞内生化反应；③ 物质运输；④维持细胞的形态；⑤体温调节 （在代谢旺盛的细胞中，自由水的含量一般较多）  结合水：是与其他物质相结合的水。作用是组成细胞结构的重要成分。 （结合水的含量增多，可以使植物的抗逆性增强） 2、无机盐 （1）存在形式：离子 （2）作用 ①与蛋白质等物质结合成复杂的化合物。 （如 Mg2+是构成叶绿素的成分、Fe2+是构成血红蛋白的成分、I-是构成甲状腺激素的成分。 ②参与细胞的各种生命活动。（如钙离子浓度过低肌肉抽搐、过高肌肉乏力） 第二节 细胞中的生物大分子 一、糖类 1、元素组成：由 C、H、O 3 种元素组成。 2、分类 概 念 种 类 分 布 主 要 功 能 核糖 脱氧核糖 组成核酸的物质 单糖 不能水解的糖 葡萄糖 动植物细胞 细胞的重要能源物质 蔗糖 麦芽糖 植物细胞二糖 水解后能够生成二分 子单糖的糖 乳糖 动物细胞 淀粉 植物细胞中的储能物质多糖 水解后能够生成许多 个单糖分子的糖 纤维素 植物细胞 植物细胞壁的基本组成成分 糖原 动物细胞 动物细胞中的储能物质 附：二糖与多糖的水解产物： 蔗糖→1 葡萄糖+1 果糖 麦芽糖→2 葡萄糖 乳糖→1 葡萄糖+ 1 半乳糖 淀粉→麦芽糖→葡萄糖 纤维素→纤维二糖→葡萄糖 糖原→葡萄糖 3、功能：糖类是生物体维持生命活动的主要能量来源。 （另：能参与细胞识别，细胞间物质运输和免疫功能的调节等生命活动。） 4．糖的鉴定： (1)淀粉遇碘液变蓝色，这是淀粉特有的颜色反应。 (2)还原性糖(单糖、麦芽糖和乳糖)与斐林试剂在隔水加热条件下，能够生成砖红色沉淀。 斐林试剂： 配制：0.1g/mL的NaOH溶液（2mL）+ 0.05g/mL CuSO4溶液（4-5滴） 使用：混合后使用，且现配现用。 二、脂质 1、元素组成：主要由C、H、O组成（C/H比例高于糖类），有些还含N、P 2、分类：脂肪、类脂（如磷脂）、固醇（如胆固醇、性激素、维生素D等） 3．功能： 脂肪：细胞代谢所需能量的主要储存形式。 类脂中的磷脂：是构成生物膜的重要物质。 固醇：在细胞的营养、调节、和代谢中具有重要作用。 4、 脂肪的鉴定：脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。 （在实验中用 50%酒精洗去浮色→显微镜观察→橘黄色脂肪颗粒） 三、蛋白质 1、元素组成：除C、H、O、N外，大多数蛋白质还含有S 2、基本组成单位：氨基酸（组成蛋白质的氨基酸约20种） 氨基酸结构通式： ： 氨基酸的判断： ①同时有氨基和羧基 ②至少有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。 （组成蛋白质的20种氨基酸的区别：R基的不同） 3．形成：许多氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键（-CO-NH-）相连而成肽链，多条肽链盘曲折叠形 成有功能的蛋白质 二肽：由2个氨基酸分子组成的肽链。 多肽：由n（n≥3）个氨基酸分子以肽键相连形成的肽链。 蛋白质结构的多样性的原因：组成蛋白质多肽链的氨基酸的种类、数目、排列顺序的不同； 构成蛋白质的多肽链的数目、空间结构不同 4．计算： 一个蛋白质分子中肽键数（脱去的水分子数）＝氨基酸数 － 肽链条数。 一个蛋白质分子中至少含有氨基数（或羧基数）=肽链条数 5．功能：生命活动的主要承担者。（注意有关蛋白质的功能及举例） 6．蛋白质鉴定：与双缩脲试剂产生紫色的颜色反应 双缩脲试剂：配制：0.1g/mL的NaOH溶液（2mL）和0.01g/mL CuSO4溶液（3-4滴） 使用：分开使用，先加NaOH溶液，再加CuSO4溶液。 四、核酸 1、元素组成：由C、H、O、N、P 5种元素构成 2、基本单位：核苷酸（由1分子磷酸+1分子五碳糖+1分子含氮碱基组成） 1分子磷酸 脱氧核苷酸 1分子脱氧核糖 （4种） 1分子含氮碱基（A、T、G、C） 1分子磷酸 核糖核苷酸 1分子核糖 （4种） 1分子含氮碱基（A、U、G、C） 3、种类：脱氧核糖核酸（DNA）和 核糖核酸（RNA） 种类 英文缩写 基本组成单位 存在场所 脱氧核糖核酸 DNA 脱氧核苷酸（4 种） 主要在细胞核中 （在叶绿体和线粒体中有少量 存在） 核糖核酸 RNA 核糖核苷酸（4 种） 主要存在细胞质中 4、生理功能：储存遗传信息，控制蛋白质的合成。 （原核、真核生物遗传物质都是 DNA，病毒的遗传物质是 DNA 或 RNA。） 第三章 细胞的结构和功能 第一节 生命活动的基本单位——细胞 一、细胞学说的建立和发展  发明显微镜的科学家是荷兰的列文·虎克；  发现细胞的科学家是英国的胡克；  创立细胞学说的科学家是德国的施莱登和施旺。施旺、施莱登提出“一切动物和植物都是由细 胞构成的，细胞是一切动植物的基本单位”。  在此基础上德国的魏尔肖总结出：“细胞只能来自细胞”，细胞是一个相对独立的生命活动的基 本单位。这被认为是对细胞学说的重要补充。 二、光学显微镜的使用 1、方法： 先对光：一转转换器；二转聚光器；三转反光镜 再观察：一放标本孔中央；二降物镜片上方；三升镜筒仔细看 2、注意： （1）放大倍数＝物镜的放大倍数×目镜的放大倍数 （2）物镜越长，放大倍数越大 目镜越短，放大倍数越大 “物镜—玻片标本”越短，放大倍数越大 （3）物像与实际材料上下、左右都是颠倒的 （4）高倍物镜使用顺序： 低倍镜→标本移至中央→高倍镜→大光圈，凹面镜→细准焦螺旋 （5）污点位置的判断：移动或转动法 第二节 细胞的类型和结构 一、细胞的类型 原核细胞：没有典型的细胞核，无核膜和核仁。如细菌、蓝藻、放线菌等原核生物的细胞。 真核细胞：有核膜包被的明显的细胞核。如动物、植物和真菌（酵母菌、霉菌、食用菌）等真 核生物的细胞。 二、细胞的结构 1．细胞膜 （1）组成：主要为磷脂双分子层（基本骨架）和蛋白质，另有糖蛋白（在膜的外侧）。 （2）结构特点：具有一定的流动性（原因：磷脂和蛋白质的运动）； 功能特点：具有选择通透性。 （3）功能：保护和控制物质进出 2．细胞壁：主要成分是纤维素，有支持和保护功能。 3．细胞质：细胞质基质和细胞器 （1）细胞质基质：为代谢提供场所和物质和一定的环境条件，影响细胞的形状、分裂、运动及细胞 器的转运等。 （2）细胞器：  线粒体（双层膜）：内膜向内突起形成“嵴”，细胞有氧呼吸的主要场所（第二、三阶段），含少 量 DNA。  叶绿体（双层膜）：只存在于植物的绿色细胞中。类囊体上有色素，类囊体和基质中含有与光 合作用有关的酶，是光合作用的场所。含少量的 DNA。  内质网（单层膜）：是有机物的合成“车间”，蛋白质运输的通道。  高尔基体（单层膜）：动物细胞中与分泌物的形成有关，植物中与有丝分裂细胞壁的形成有关。  液泡（单层膜）：泡状结构，成熟的植物有大液泡。功能：贮藏（营养、色素等）、保持细胞 形态，调节渗透吸水。  核糖体（无膜结构）：合成蛋白质的场所。  中心体（无膜结构）：由垂直的两个中心粒构成，与动物细胞有丝分裂有关。 小结： ★ 双层膜的细胞器：线粒体、叶绿体 ★ 单层膜的细胞器：内质网、高尔基体、液泡 ★非膜的细胞器：核糖体、中心体； ★ 含有少量DNA的细胞器：线粒体、叶绿体 ★ 含有色素的细胞器：叶绿体、液泡 ★动、植物细胞的区别：动物特有中心体；高等植物特有细胞壁、叶绿体、液泡。 4．细胞核 （1）组成：核膜、核仁、染色质 （2）核膜：双层膜，有核孔（细胞核与细胞质之间的物质交换通道，RNA、蛋白质等大分子进出 必须通过核孔。） （3）核仁：在细胞有丝分裂中周期性的消失（前期）和重建（末期） （4）染色质：被碱性染料染成深色的物质，主要由DNA和蛋白质组成 染色质和染色体的关系：细胞中同一种物质在不同时期的两种表现形态 （5）功能：是遗传物质DNA的储存和复制的主要场所，是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中 心。 （6）原核细胞与真核细胞根本区别：是否具有成形的细胞核（是否具有核膜） 5．细胞的完整性：细胞只有保持以上结构完整性，才能完成各种生命活动。 第三节 物质的跨膜运输 一、物质跨膜运输的方式： 1、小分子物质跨膜运输的方式： 方式 浓度 载体 能量 举例 意义 简单 扩散 高→低 × × O2、CO2、水、乙醇、 甘油、脂肪酸 被 动 运 输 易化 扩散 高→低 √ × 葡萄糖进入红细胞 只能从高到低被动地吸 收或排出物质 主动 运输 低→高 √ √ 各种离子，小肠吸收葡 萄糖、氨基酸，肾小管 重吸收葡萄糖 一般从低到高主动地吸 收或排出物质，以满足生 命活动的需要。 2、大分子和颗粒性物质跨膜运输的方式： 大分子和颗粒性物质通过内吞作用进入细胞，通过外排作用向外分泌物质。 二、实验：观察植物细胞的质壁分离和复原 实验原理：原生质层（细胞膜、液泡膜、两层膜之间细胞 质）相当于半透膜，  当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞将失水，原 生质层和细胞壁都会收缩，但原生质层伸缩性比细胞壁 大，所以原生质层就会与细胞壁分开，发生“质壁分 离”。  反之，当外界溶液的浓度小于细胞液浓度时，细胞将吸 水，原生质层会慢慢恢复原来状态，使细胞发生“质壁分离复原”。 材料用具：紫色洋葱表皮，0.3g/ml 蔗糖溶液，清水，载玻片，镊子，滴管，显微镜等 方法步骤： （1）制作洋葱表皮临时装片。 （2）低倍镜下观察原生质层位置。 （3）在盖玻片一侧滴一滴蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸，重复几次，让洋葱表皮浸润在蔗糖溶液中。 （4）低倍镜下观察原生质层位置、细胞大小变化（变小），观察细胞是否发生质壁分离。 （5）在盖玻片一侧滴一滴清水，另一侧用吸水纸吸，重复几次，让洋葱表皮浸润在清水中。 （6）低倍镜下观察原生质层位置、细胞大小变化（变大），观察是否质壁分离复原。 实验结果： 细胞液浓度＜外界溶液浓度 细胞失水（质壁分离） 细胞液浓度＞外界溶液浓度 细胞吸水（质壁分离复原） 第四章 光合作用和细胞呼吸 第一节 ATP和酶 一、ATP 1、功能：ATP是生命活动的直接能源物质 注：生命活动的主要的能源物质是糖类（葡萄糖）； 生命活动的储备能源物质是脂肪。 生命活动的根本能量来源是太阳能。 2、结构： 中文名：腺嘌呤核苷三磷酸（三磷酸腺苷） 构成：腺嘌呤—核糖—磷酸基团～磷酸基团～磷酸基团 简式： A-P～P～P （A ：腺嘌呤核苷； T ：3； P：磷酸基团； ~ ： 高能磷酸键，第二个高能磷酸键相当脆弱，水解时容易断裂） 3、ATP与ADP的相互转化： 酶 ATP ADP＋Pi＋能量 注： （1）向右：表示 ATP 水解，所释放的能量用于各种需要能量的生命活动。 向左：表示 ATP 合成，所需的能量来源于生物化学反应释放的能量。 （在人和动物体内，来自细胞呼吸；绿色植物体内则来自细胞呼吸和光合作用） （2）ATP能作为直接能源物质的原因是细胞中ATP与ADP循环转变，且十分迅速。 二、酶 1、概念：酶通常是指由活细胞产生的、具有催化活性的一类特殊的蛋白质，又称为生物催化剂。（少 数核酸也具有生物催化作用，它们被称为“核酶”）。 2、特性： 催化性、高效性、特异性 3、影响酶促反应速率的因素 （1）PH: 在最适 pH 下，酶的活性最高，pH 值偏高或偏低酶的活性都会 明显降低。（（PHPH 过高或过低，酶活性丧失） （2）温度: 在最适温度下酶的活性最高，温度偏高或偏低酶的活性都会明 显降低。（温度过低，酶活性降低；温度过高，酶活性丧失） 另外：还受酶的浓度、底物浓度、产物浓度的影响。 第二节光合作用 一、光合作用的发现  1648 比利时，范·海尔蒙特：植物生长所需要的养料主要来自于水,而不是土壤。  1771 英国，普利斯特莱：植物可以更新空气。  1779 荷兰，扬·英根豪斯：植物只有绿叶才能更新空气；并且需要阳光才能更新空气。  1880 美国，恩吉(格)尔曼：光合作用的场所在叶绿体。  1864 德国，萨克斯：叶片在光下能产生淀粉  1940 美国，鲁宾和卡门（用放射性同位素标记法）：光合作用释放的氧全部来自参加反应的水。 （糖类中的氢也来自水）。  1948 美国，梅尔文·卡尔文：用标 14C 标记的 CO2 追踪了光合作用过程中碳元素的行踪，进一 步了解到光合作用中复杂的化学反应。 二、实验：提取和分离叶绿体中的色素 1、原理： 叶绿体中的色素能溶解于有机溶剂（如丙酮、酒精等）。 叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。 2、过程：（见书 P61） 3、结果：色素在滤纸条上的分布自上而下： 胡萝卜素（橙黄色） 最快（溶解度最大） 叶黄素 （黄 色） 叶绿素a （蓝绿色） 最宽（最多） 叶绿素b （黄绿色） 最慢（溶解度最小） 4、注意：  丙酮的用途是提取（溶解）叶绿体中的色素，  层析液的的用途是分离叶绿体中的色素；  石英砂的作用是为了研磨充分，  碳酸钙的作用是防止研磨时叶绿体中的色素受到破坏；  分离色素时，层析液不能没及滤液细线的原因是滤液细线上的色素会溶解到层析液中； 5、色素的位置和功能 叶绿体中的色素存在于叶绿体类囊体薄膜上。 叶绿素 a 和叶绿素 b 主要吸收红光和蓝紫光； 胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光及保护叶绿素免受强光伤害的作用。 Mg 是构成叶绿素分子必需的元素。 三、光合作用 1、概念： 指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转变成储存能量的有机物，并且释放出氧气 的过程。 2、过 程： （1）光反应 条件：有光 场所：叶绿体类囊体薄膜 过程：① 水的光解： ② ATP 的合成： （光能→ATP 中活跃的化学能） （2）暗反应 条件：有光和无光 场所：叶绿体基质 过程：①CO2 的固定： ② C3 的还原： （ATP 中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能） 3、总反应式： 光能 CO2 + H2O （CH2O）+ O2 叶绿体 4、实质：把无机物转变成有机物，把光能转变成有机物中的化学能 四、影响光合作用的环境因素：光照强度、CO2浓度、温度等 （1）光照强度：在一定的光照强度范围内，光合作用的速率随着光照强度 的增加而加快。 （2）CO2 浓度：在一定浓度范围内，光合作用速率随着 CO2 浓度的增加而加 快。 （3）温度：光合作用只能在一定的温度范围内进行，在最适温度时，光合作 用速率最快，高于或低于最适温度，光合作用速率下降。 五、农业生产中提高光能利用率采取的方法: 延长光照时间 如：补充人工光照、多季种植 增加光照面积 如：合理密植、套种 光照强弱的控制：阳生植物（强光），阴生植物（弱光） 增强光合作用效率 适当提高CO2浓度：施农家肥 适当提高白天温度（降低夜间温度） 必需矿质元素的供应 第三节 细胞呼吸 一、有氧呼吸 1、概念： 有氧呼吸是指活细胞在有氧气的参与下，通过酶的催化作用，把某些有机物彻底氧化分解，产生 出二氧化碳和水，同时释放大量能量的过程。 2、过程：三个阶段 ① C6H12O6 酶 2丙酮酸 + [H]（少）+ 能量（少） 细胞质基质 ② 丙酮酸 + H2O 酶 CO2 + [H] + 能量（少） 线粒体 ③ [H] + O2 酶 H2O + 能量（大量） 线粒体 （注：3个阶段的各个化学反应是由不同的酶来催化的） 3、总反应式： C6H12O6 + 6H2O + 6O2 酶 6CO2 + 12H2O + 能量 4、意义：是大多数生物特别是人和高等动植物获得能量的主要途径 二、无氧呼吸 1、概念： 无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成乙醇和二氧化碳 或乳酸, 同时释放少量能量的过程。 2、过程：二个阶段 ①:与有氧呼吸第一阶段完全相同 细胞质基质 ② 丙酮酸 酶 C2H5OH（酒精）＋CO2 细胞质基质 （高等植物、酵母菌等） 或 丙酮酸 酶 C3H6O3（乳酸） （动物和人） 3、总反应式： C6H12O6 酶 2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量 C6H12O6 酶 2C3H6O3（乳酸）+能量 4、意义：  高等植物在水淹的情况下，可以进行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳，释放 出能量以适应缺氧环境条件。（酒精会毒害根细胞，产生烂根现象）  人在剧烈运动时，需要在相对较短的时间内消耗大量的能量，肌肉细胞则以无氧呼吸的方式将 葡萄糖分解为乳酸，释放出一定能量，满足人体的需要。 三、细胞呼吸的意义 为生物体的生命活动提供能量，其中间产物还是各种有机物之间转化的枢纽。 四、应用： 1、水稻生产中适时的露田和晒田可以改善土壤通气条件，增强水稻根系的细胞呼吸作用。 2、储存粮食时，要注意降低温度和保持干燥，抑制细胞呼吸。 3、果蔬保鲜时，采用降低氧浓度、充氮气或降低温度等方法，抑制细胞呼吸，注意要保持一定的湿 度。 五、实验：探究酵母菌的呼吸方式 1、过程（见书 p69） 2、结论：酵母能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸。 第五章 细胞的增殖、分化、衰老和凋亡 第一节 细胞增殖 一、细胞增殖的意义：是生物体生长、发育、生殖和遗传的基础 二、细胞分裂方式: 有丝分裂 （真核生物体细胞进行细胞分裂的主要方式 ） 无丝分裂 减数分裂 三、有丝分裂： 1、细胞周期： 从一次细胞分裂结束开始，直到下一次细胞分裂结束为止，称为一个细胞周期 注：①连续分裂的细胞才具有细胞周期； ②间期在前，分裂期在后； ③间期长，分裂期短； ④不同生物或同一生物不同种类的细胞，细胞周期长短不一。 2、有丝分裂的过程：  动物细胞的有丝分裂 （1） 分裂间期：主要完成 DNA 分子的复制和有关蛋白质的合成 结果：DNA 分子加倍；染色体数不变（一条染色体含有 2 条染色单体） （2）分裂期 前期：①出现染色体和纺锤体 ②核膜解体、核仁逐渐消失； 中期：每条染色体的着丝粒都排列在赤道板上；（观察染色体的最佳时期） 后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，并分别向细胞两极移动。 末期：①染色体、纺锤体消失 ②核膜、核仁重现（细胞膜内陷）  植物细胞的有丝分裂 3、动、植物细胞有丝分裂的比较： 动物细胞 植物细胞 前期： 纺锤体的形成方式不同 由两组中心粒发出的星射线构 成纺锤体 由细胞两极发出的纺锤丝构成 纺锤体 不 同 点 末期： 子细胞的形成方式不同 由细胞膜向内凹陷把亲代细胞 缢裂成两个子细胞 由细胞板形成的细胞壁把亲代 细胞分成两个子细胞 4、有丝分裂过程中染色体和 DNA 数目的变化： 5、有丝分裂的意义 在有丝分裂过程中，染色体复制一次，细胞分裂一次，分裂结果是染色体平均分配到两个子细 胞中去。子细胞具有和亲代细胞相同数目、相同形态的染色体。 这保证了亲代与子代细胞间的遗传性状的稳定性。 四、无丝分裂 1、特点：在分裂过程中，没有染色体和纺锤体等结构的出现（但有 DNA 的复制） 2、举例：草履虫、蛙的红细胞等。 第二节 细胞分化、衰老和凋亡 一、细胞的分化 1、概念：由同一种类型的细胞经细胞分裂后，逐渐在形态结构和生理功能上形成稳定性的差异，产 生不同的细胞类群的过程称为细胞分化。 2、细胞分化的原因：是基因选择性表达的结果（注：细胞分化过程中基因没有改变） 3、细胞分化和细胞分裂的区别： 细胞分裂的结果是：细胞数目的增加； 细胞分化的结果是：细胞种类的增加 二、细胞的全能性 1、植物细胞全能性的概念 指植物体中单个已经分化的细胞在适宜的条件下，仍然能够发育成完整新植株的潜能。 2、植物细胞全能性的原因：植物细胞中具有发育成完整个体的全部遗传物质。 （已分化的动物体细胞的细胞核也具有全能性） 3、细胞全能性实例： 胡萝卜根细胞离体，在适宜条件下培养后长成一棵胡萝卜。 三、细胞衰老 1、衰老细胞的特征: ①细胞核膨大，核膜皱折，染色质固缩（染色加深）； ②线粒体变大且数目减少（呼吸速率减慢）； ③细胞内酶的活性降低，代谢速度减慢，增殖能力减退； ④细胞膜通透性改变，物质运输功能降低； ⑤细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小； ⑥细胞内色素沉积，妨碍细胞内物质的交流和传递。 2、决定细胞衰老的主要原因 细胞的增殖能力是有限的，体细胞的衰老是由细胞自身的因素决定的 四、细胞凋亡 1、细胞凋亡的概念：细胞凋亡是细胞的一种重要的生命活动，是一个主动的由基因决定的细胞程序 化自行结束生命的过程。也称为细胞程序性死亡。 2、细胞凋亡的意义：对生物的个体发育、机体稳定状态的维持等都具有重要作用。 第三节 关注癌症 一、细胞癌变原因： 内因：原癌基因和抑癌基因的变异 物理致癌因子 外因：致癌因子 化学致癌因子 病毒致癌因子 二、癌细胞的特征： （1）无限增殖 （2）没有接触抑制。癌细胞并不因为相互接触而停止分裂 （3）具有浸润性和扩散性。细胞膜上糖蛋白等物质的减少 （4）能够逃避免疫监视 三、我国的肿瘤防治 1、肿瘤的“三级预防”策略 一级预防：防止和消除环境污染 二级预防：防止致癌物影响 三级预防：高危人群早期检出 2、肿瘤的主要治疗方法： 放射治疗（简称放疗） 化学治疗（简称化疗） 手术切除 生物必修 2 复习知识点总结（必修） 第二章 减数分裂和有性生殖 第一节 减数分裂 一、减数分裂的概念 减数分裂(meiosis)是进行有性生殖的生物形成生殖细胞过程中所特有的细胞分裂方式。在减数 分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次，新产生的生殖细胞中的染色体数目比体细 胞减少一半。 （注：体细胞主要通过有丝分裂产生，有丝分裂过程中，染色体复制一次，细胞分裂一次，新 产生的细胞中的染色体数目与体细胞相同。） 二、减数分裂的过程 1、精子的形成过程：精巢（哺乳 动物称睾丸）  减数第一次分裂 间期：染色体复制(包括 DNA 复制 和蛋白质的合成)。 前期：同源染色体两两配对（称 联会），形成四分体。 四分体中的非姐妹染色单 体之间常常发生对等片段的互换。 中期：同源染色体成对排列在赤 道板上（两侧）。 后期：同源染色体分离；非同源染 色体自由组合。 末期：细胞质分裂，形成 2 个子细胞。  减数第二次分裂（无同源染色体） 前期：染色体排列散乱。 中期：每条染色体的着丝粒都排列在细胞中央的赤道板上。 后期：姐妹染色单体分开，成为两条子染色体。并分别移向细胞两极。 末期：细胞质分裂，每个细胞形成 2 个子细胞，最终共形成 4 个子细 2、卵细胞的形成过程：卵巢 三、精子与卵细胞的形成过程的比较 精子的形成 卵细胞的形成 形成部位 精巢（哺乳动物称睾丸） 卵巢 过　　程 有变形期 无变形期 不 同 点 子细胞数 一个精原细胞形成 4 个精子 一个卵原细胞形成 1 个卵细胞+3 个 极体 相同点 精子和卵细胞中染色体数目都是体细胞的一半 四、注意： （1）同源染色体①形态、大小基本相同；②一条来自父方，一条来自母方。 （2）精原细胞和卵原细胞的染色体数目与体细胞相同。因此，它们属于体细胞，通过有丝分裂 的方式增殖，但它们又可以进行减数分裂形成生殖细胞。 （3）减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数第一次分裂，原因是同源染色体分离并进入不同的 子细胞。所以减数第二次分裂过程中无同源染色体。 （4）减数分裂过程中染色体和 DNA 的变化规律 （5）减数分裂形成子细胞种类： 假设某生物的体细胞中含 n 对同源染色体，则： 它的精（卵）原细胞进行减数分裂可形成 2n 种精子（卵细胞）； 它的 1 个精原细胞进行减数分裂形成 2 种精子。它的 1 个卵原细胞进行减数分裂形成 1 种卵细胞。 五、受精作用的特点和意义 特点： 受精作用是精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。精子的头部进入卵细胞， 尾部留在外面，不久精子的细胞核就和卵细胞的细胞核融合，使受精卵中染色体的数目 又恢复到体细胞的数目，其中有一半来自精子，另一半来自卵细胞。 意义：减数分裂和受精作用对于维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和 变异具有重要的作用。 六、减数分裂与有丝分裂图像辨析步骤： 一看染色体数目：奇数为减Ⅱ（姐妹分家只看一极） 二看有无同源染色体：没有为减Ⅱ（姐妹分家只看一极） 三看同源染色体行为：确定有丝或减Ⅰ 注意：若细胞质为不均等分裂，则为卵原细胞的减Ⅰ或减Ⅱ的后期。 同源染色体分家—减Ⅰ后期 姐妹分家—减Ⅱ后期 例：判断下列细胞正在进行什么分裂，处在什么时期？ 答案：减Ⅱ前期 减Ⅰ前期 减Ⅱ前期 减Ⅱ末期 有丝后期 减Ⅱ后期 减Ⅱ后期 减Ⅰ后 答案：有丝前期 减Ⅱ中期 减Ⅰ后期 减Ⅱ中期 减Ⅰ前期 减Ⅱ后期 减Ⅰ中期 有丝中期 第二节 有性生殖 1．有性生殖是由亲代产生有性生殖细胞或配子，经过两性生殖细胞（如精子和卵细胞）的结合， 成为合子（如受精卵）。再由合子发育成新个体的生殖方式。 2．脊椎动物的个体发育包括胚胎发育和胚后发育两个阶段。 3．在有性生殖中，由于两性生殖细胞分别来自不同的亲本，因此，由合子发育成的后代就具备了 双亲的遗传特性，具有更强的生活能力和变异性，这对于生物的生存和进化具有重要意义。 第三章 遗传和染色体 第一节 基因的分离定律 一、相对性状 性状：生物体所表现出来的的形态特征、生理生化特征或行为方式等。 相对性状：同一种生物的同一种性状的不同表现类型。 二、孟德尔一对相对性状的杂交实验 1、实验过程（看书） 2、对分离现象的解释（看书） 3、对分离现象解释的验证：测交（看书） 例：现有一株紫色豌豆，如何判断它是显性纯合子(AA)还是杂合子(Aa)？ 相关概念 1、显性性状与隐性性状 显性性状：具有相对性状的两个亲本杂交，F1 表现出来的性状。 隐性性状：具有相对性状的两个亲本杂交，F1 没有表现出来的性状。 附：性状分离：在杂种后代中出现不同于亲本性状的现象） 2、显性基因与隐性基因 显性基因：控制显性性状的基因。 隐性基因：控制隐性性状的基因。 附：基因：控制性状的遗传因子（ DNA 分子上有遗传效应的片段 P67） 等位基因：决定 1 对相对性状的两个基因（位于一对同源染色体上的相同位置上）。 3、纯合子与杂合子 纯合子：由相同基因的配子结合成的合子发育成的个体（能稳定的遗传，不发生性状分离）： 显性纯合子（如 AA 的个体） 隐性纯合子（如 aa 的个体） 杂合子：由不同基因的配子结合成的合子发育成的个体（不能稳定的遗传，后代会发生性状分离） 4、表现型与基因型 表现型：指生物个体实际表现出来的性状。 基因型：与表现型有关的基因组成。 （关系：基因型＋环境 → 表现型） 5、 杂交与自交 杂交：基因型不同的生物体间相互交配的过程。 自交：基因型相同的生物体间相互交配的过程。（指植物体中自花传粉和雌雄异花植物的同株受粉） 附：测交：让 F1 与隐性纯合子杂交。（可用来测定 F1 的基因型，属于杂交） 三、基因分离定律的实质: 在减 I 分裂后期，等位基因随着同源染色体的分开而分离。 四、基因分离定律的两种基本题型：  正推类型：（亲代→子代） 亲代基因型 子代基因型及比例 子代表现型及比例 ⑴ AA×AA AA 全显 ⑵ AA×Aa AA : Aa=1 : 1 全显 ⑶ AA×aa Aa 全显 ⑷ Aa×Aa AA : Aa : aa=1 : 2 : 1 显:隐=3 : 1 ⑸ Aa×aa Aa : aa =1 : 1 显:隐=1 : 1 ⑹ aa×aa aa 全隐  逆推类型：（子代→亲代） 亲代基因型 子代表现型及比例 ⑴ 至少有一方是 AA 全显 ⑵ aa×aa 全隐 ⑶ Aa×aa 显:隐=1 : 1 ⑷ Aa×Aa 显:隐=3 : 1 五、孟德尔遗传实验的科学方法：  正确地选用试验材料；  分析方法科学；（单因子→多因子）  应用统计学方法对实验结果进行分析；  科学地设计了试验的程序。 六、基因分离定律的应用： 1、指导杂交育种： 原理：杂合子(Aa)连续自交 n 次后各基因型比例 杂合子(Aa )：（1/2）n 纯合子(AA+aa)：1-（1/2）n （注：AA=aa） 例：小麦抗锈病是由显性基因 T 控制的，如果亲代（P）的基因型是 TT×tt，则: （1）子一代（F1）的基因型是____,表现型是_______。 （2）子二代（F2）的表现型是__________________，这种现象称为__________。 （3）F2 代中抗锈病的小麦的基因型是_________。其中基因型为______的个体自交后代会出现性状 分离，因此，为了获得稳定的抗锈病类型，应该怎么做？ ______________________________________________________________________________________ _ 答案：（1）Tt 抗锈病（2）抗锈病和不抗锈病 性状分离（3）TT 或 Tt Tt 从 F2 代开始选择抗锈病小麦连续自交，淘汰由于性状分离而出现的非抗锈病类型，直到抗锈病性状 不再发生分离。 2、指导医学实践： 例 1:人类的一种先天性聋哑是由隐性基因(a)控制的遗传病。如果一个患者的双亲表现型都正常， 则这对夫妇的基因型是___________，他们再生小孩发病的概率是______。 答案：Aa、Aa 1/4 例 2:人类的多指是由显性基因 D 控制的一种畸形。如果双亲的一方是多指，其基因型可能为 ___________，这对夫妇后代患病概率是______________。 答案：DD 或 Dd 100%或 1/2 第二节 基因的自由组合定律 一、基因自由组合定律的实质： 在减 I 分裂后期，非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合。 （注意：非等位基因要位于非同源染色体上才满足自由组合定律） 二、自由组合定律两种基本题型：共同思路：“先分开、再组合”  正推类型（亲代→子代）  逆推类型（子代→亲代） 三、基因自由组合定律的应用 1、指导杂交育种： 例：在水稻中，高杆(D)对矮杆(d)是显性，抗病(R)对不抗病(r)是显性。现有纯合矮杆不抗病水 稻 ddrr 和纯合高杆抗病水稻 DDRR 两个品种,要想得到能够稳定遗传的矮杆抗病水稻 ddRR，应该怎 么做？ ______________________________________________________________________________________ _ 附：杂交育种 方法：杂交 原理：基因重组 优缺点：方法简便，但要较长年限选择才可获得。 2、导医学实践： 例：在一个家庭中，父亲是多指患者（由显性致病基因 D 控制），母亲表现型正常。他们婚后却 生了一个手指正常但患先天性聋哑的孩子（先天性聋哑是由隐性致病基因 p 控制），问： ① 该 孩 子 的 基 因 型 为 ___________ ， 父 亲 的 基 因 型 为 _____________ ， 母 亲 的 基 因 型 为 ____________。 ②如果他们再生一个小孩，则 只患多指的占________， 只患先天性聋哑的占_________， 既患多指又患先天性聋哑的占___________， 完全正常的占_________ 答案：①ddpp DdPp ddPp ②3/8， 1/8， 1/8， 3/8 四、性别决定和伴性遗传 1、XY 型性别决定方式：  染色体组成（n 对）： 雄性：n－1 对常染色体 + XY 雌性：n－1 对常染色体 + XX  性比：一般 1 : 1  常见生物：全部哺乳动物、大多雌雄异体的植物，多数昆虫、一些鱼类和两栖类。 2、三种伴性遗传的特点： （1）伴 X 隐性遗传的特点： ① 男 ＞ 女 ② 隔代遗传（交叉遗传） ③ 母病子必病，女病父必病 （2）伴 X 显性遗传的特点： ① 女＞男 ② 连续发病 ③ 父病女必病，子病母必病 （3）伴 Y 遗传的特点： ①男病女不病 ②父→子→孙 附：常见遗传病类型（要记住）： 伴 X 隐：色盲、血友病 伴 X 显：抗维生素 D 佝偻病 常隐：先天性聋哑、白化病 常显：多(并)指 第三节 染色体变异及其应用 一、染色体结构变异： 实例：猫叫综合征（5 号染色体部分缺失） 类型：缺失、重复、倒位、易位（看书并理解） 二、染色体数目的变异 1、类型  个别染色体增加或减少： 实例：21 三体综合征（多 1 条 21 号染色体）  以染色体组的形式成倍增加或减少： 实例：三倍体无子西瓜 2、染色体组： （1）概念：二倍体生物配子中所具有的全部染色体组成一个染色体组。 （2）特点：①一个染色体组中无同源染色体，形态和功能各不相同； ②一个染色体组携带着控制生物生长的全部遗传信息。 （3）染色体组数的判断： ① 染色体组数= 细胞中任意一种染色体条数 例 1：以下各图中，各有几个染色体组？ 答案：3 2 5 1 4 ② 染色体组数= 基因型中控制同一性状的基因个数 例 2：以下基因型，所代表的生物染色体组数分别是多少? （1）Aa ______ （2）AaBb _______ （3）AAa _______ （4）AaaBbb _______ （5）AAAaBBbb _______ （6）ABCD ______ 答案：2 2 3 3 4 1 3、单倍体、二倍体和多倍体 由配子发育成的个体叫单倍体。 有受精卵发育成的个体，体细胞中含几个染色体组就叫几倍体，如含两个染色体组就叫二倍体， 含三个染色体组就叫三倍体，以此类推。体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体叫多倍体。 三、染色体变异在育种上的应用 1、多倍体育种： 方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。 （原理：能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不分离,从而引起细胞内染色体数目加倍） 原理：染色体变异 实例：三倍体无子西瓜的培育； 优缺点：培育出的植物器官大，产量高，营养丰富，但结实率低，成熟迟。 2、单倍体育种： 方法：花粉(药)离体培养 原理：染色体变异 实例：矮杆抗病水稻的培育 例：在水稻中，高杆(D)对矮杆(d)是显性，抗病(R)对不抗病(r)是显性。现有纯合矮杆不抗病 水稻 ddrr 和纯合高杆抗病水稻 DDRR 两个品种,要想得到能够稳定遗传的矮杆抗病水稻 ddRR ，应该 怎么做？ ______________________________________________________________________________________ 优缺点：后代都是纯合子，明显缩短育种年限，但技术较复杂。 附：育种方法小结 诱变育种 杂交育种 多倍体育种 单倍体育种 方法 用射线、激光、 化学药品等处理生物 杂交 用秋水仙素处理 萌发的种子或幼苗 花药(粉)离体培养 原理 基因突变 基因重组 染色体变异 染色体变异 优缺点 加速育种进程， 大幅度地改良某些性 状，但有利变异个体 少。 方法简便，但 要较长年限选择才 可获得纯合子。 器官较大，营养 物质含量高，但结实 率低，成熟迟。 后代都是纯合子，明 显缩短育种年限，但技术 较复杂。 第四章 遗传的分子基础 第一节 探索遗传物质的过程 一、1928 年格里菲思的肺炎双球菌的转化实验： 1、肺炎双球菌有两种类型类型：  S 型细菌：菌落光滑，菌体有夹膜，有毒性  R 型细菌：菌落粗糙，菌体无夹膜，无毒性 2、实验过程（看书） 3、实验证明：无毒性的 R 型活细菌与被加热杀死 的有毒性的 S 型细菌混合后，转化为有毒性的 S 型活细菌。这种性状的转化是可以遗传的。 推论（格里菲思）：在第四组实验中，已经被 加热杀死 S 型细菌中，必然含有某种促成这一转 化的活性物质—“转化因子”。 二、1944 年艾弗里的实验： 1、实验过程： 2、实验证明：DNA 才是 R 型细菌产生稳定遗传变化的物质。 （即：DNA 是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质） 三、1952 年郝尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验 1、T2 噬菌体机构和元素组成： 2、实验过程（看书） 3、实验结论：子代噬菌体的各种性状是通过亲代的 DNA 遗传的。（即：DNA 是遗传物质） 四、1956 年烟草花叶病毒感染烟草实验证明：在只有 RNA 的病毒中，RNA 是遗传物质。 五、小结： 细胞生物 （真核、原核） 非细胞生物 （病毒） 核酸 DNA 和 RNA DNA RNA 遗传物质 DNA DNA RNA 因为绝大多数生物的遗传物质是 DNA，所以 DNA 是主要的遗传物质。 第二节 DNA 的结构和 DNA 的复制： 一、DNA 的结构 1、DNA 的组成元素：C、H、O、N、P 2、DNA 的基本单位：脱氧核糖核苷酸（4 种） 3、DNA 的结构： ①由两条、反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构。 ②外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架。 内侧：由氢键相连的碱基对组成。 ③碱基配对有一定规律： A ＝ T；G ≡ C。（碱基互补配对原则） 4、DNA 的特性： ①多样性：碱基对的排列顺序是千变万化的。（排列种数：4n(n 为碱基对对数) ②特异性：每个特定 DNA 分子的碱基排列顺序是特定的。 5、DNA 的功能：携带遗传信息（DNA 分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息）。 6、与 DNA 有关的计算： 在双链 DNA 分子中： ① A=T、G=C ②任意两个非互补的碱基之和相等；且等于全部碱基和的一半 例：A+G = A+C = T+G = T+C = 1/2 全部碱基 二、DNA 的复制 1、概念：以亲代 DNA 分子两条链为模板，合成子代 DNA 的过程 2、时间：有丝分裂间期和减Ⅰ前的间期 3、场所：主要在细胞核 4、过程：（看书）①解旋 ②合成子链 ③子、母链盘绕形成子代 DNA 分子 5、特点： 半保留复制 6、原则：碱基互补配对原则 7、条件: ①模板：亲代 DNA 分子的两条链 ②原料：4 种游离的脱氧核糖核苷酸 ③能量：ATP ④ 酶：解旋酶、DNA 聚合酶等 8、DNA 能精确复制的原因： ①独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板; ②碱基互补配对原则保证复制能够准确进行。 9、意义： DNA 分子复制，使遗传信息从亲代传递给子代，从而确保了遗传信息的连续性。 10、与 DNA 复制有关的计算： 复制出 DNA 数 =2n（n 为复制次数） 含亲代链的 DNA 数 =2 第三节 基因控制蛋白质的合成 一、RNA 的结构： 1、组成元素：C、H、O、N、P 2、基本单位：核糖核苷酸（4 种） 3、结构：一般为单链 二、基因：是具有遗传效应的 DNA 片段。主要在染色体上 三、基因控制蛋白质合成： 1、转录： （1）概念：在细胞核中，以 DNA 的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成 RNA 的过程。（注： 叶绿体、线粒体也有转录） （2）过程（看书） （3）条件：模板：DNA 的一条链（模板链） 原料：4 种核糖核苷酸 能量：ATP 酶：解旋酶、RNA 聚合酶等 （4）原则：碱基互补配对原则（A—U、T—A、G—C、C—G） （5）产物：信使 RNA（mRNA）、核糖体 RNA（rRNA）、转运 RNA（tRNA） 2、翻译： （1）概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以 mRNA 为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的 过程。（注：叶绿体、线粒体也有翻译） （2）过程：（看书） （3）条件：模板：mRNA 原料：氨基酸（20 种） 能量：ATP 酶：多种酶 搬运工具：tRNA 装配机器：核糖体 （4）原则：碱基互补配对原则 （5）产物：多肽链 3、与基因表达有关的计算 基因中碱基数：mRNA 分子中碱基数：氨基酸数 = 6：3：1 四、基因对性状的控制 1、中心法则 2、基因控制性状的方式： （1）通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状； （2）通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状。 五、人类基因组计划及其意义 计划：完成人体 24 条染色体上的全部基因的遗传作图、物理作图、和全部碱基的序列测定。 意义：可以清楚的认识人类基因的组成、结构、功能极其相互关系，对于人类疾病的诊治和预 防具有重要的意义 第四节 基因突变和基因重组 一、生物变异的类型  不可遗传的变异（仅由环境变化引起）  可遗传的变异（由遗传物质的变化引起） 基因突变 基因重组 染色体变异 二、可遗传的变异 （一）基因突变 1、概念：是指 DNA 分子中碱基对的增添、缺失或改变等变化。 2、原因：物理因素：X 射线、激光等； 化学因素：亚硝酸盐，碱基类似物等； 生物因素：病毒、细菌等。 3、特点： ①发生频率低： ② 方向不确定 ③随机发生 基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期； 基因突变可以发生在细胞内的不同的 DNA 分子上或同一 DNA 分子的不同部位上。 ④普遍存在 4、结果：使一个基因变成它的等位基因。 5、时间：细胞分裂间期（DNA 复制时期） 6、应用——诱变育种 ①方法：用射线、激光、化学药品等处理生物。 ②原理：基因突变 ③实例：高产青霉菌株的获得 ④优缺点：加速育种进程，大幅度地改良某些性状，但有利变异个体少。 7、意义： ①是生物变异的根本来源； ②为生物的进化提供了原始材料； ③是形成生物多样性的重要原因之一。 （二）基因重组 1、概念：是指生物体在进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合的过程。 2、种类： ①减数分裂（减Ⅰ后期）形成配子时，随着非同源染色体的自由组合，位于这些染色体上的非等位 基因也自由组合。组合的结果可能产生与亲代基因型不同的个体。 ②减Ⅰ四分体时期，同源染色体上（非姐妹染色单体）之间等位基因的交换。结果是导致染色单体 上基因的重组，组合的结果可能产生与亲代基因型不同的个体。 ③重组 DNA 技术 （注：转基因生物和转基因食品的安全性：用一分为二的观点看问题，用其利，避其害。我国规定 对于转基因产品必须标明。） 3、结果：产生新的基因型 4、应用(育种)：杂交育种（见前面笔记） 5、意义：①为生物的变异提供了丰富的来源； ②为生物的进化提供材料； ③是形成生物体多样性的重要原因之一 （三）染色体变异（见第三章 第三节） 第五节 关注人类遗传病 一、人类遗传病与先天性疾病区别：  遗传病：由遗传物质改变引起的疾病。（可以生来就有，也可以后天发生）  先天性疾病：生来就有的疾病。（不一定是遗传病） 二、人类遗传病产生的原因：人类遗传病是由于遗传物质的改变而引起的人类疾病 三、人类遗传病类型 （一）单基因遗传病 1、概念：由一对等位基因控制的遗传病。 2、原因：人类遗传病是由于遗传物质的改变而引起的人类疾病 3、特点：呈家族遗传、发病率高（我国约有 20%--25%） 4、类型： 显性遗传病 伴Ｘ显：抗维生素Ｄ佝偻病 常显：多指、并指、软骨发育不全 隐性遗传病 伴Ｘ隐：色盲、血友病 常隐：先天性聋哑、白化病、镰刀型细胞贫血症、黑尿症、苯丙酮尿症 （二）多基因遗传病 1、概念：由多对等位基因控制的人类遗传病。 2、常见类型：腭裂、无脑儿、原发性高血压、青少年型糖尿病等。 （三）染色体异常遗传病（简称染色体病） 1、概念：染色体异常引起的遗传病。(包括数目异常和结构异常） 2、类型： 常染色体遗传病 结构异常：猫叫综合征 数目异常：21 三体综合征（先天智力障碍） 性染色体遗传病：性腺发育不全综合征（XO 型，患者缺少一条 X 染色体） 四、遗传病的监测和预防 1、产前诊断：胎儿出生前，医生用专门的检测手段确定胎儿是否患某种遗传病或先天性疾病， 产前诊断可以大大降低病儿的出生率 2、遗传咨询：在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展 五、实验：调查人群中的遗传病 注意事项： 1、可以以小组为单位进行研究。 2、调查时，最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病，如红绿色盲、白化病等。 3、调查时要详细询问，如实记录。 4、对某个家庭进行调查时，被调查成员之间的血缘关系必须写清楚，并注明性别。 5、 必须统计被调查的某种遗传病在人群中的发病率。 结果分析： 　　被调查人数为 2 747 人，其中色盲患者为 38 人(男性 37 人，女性 1 人)，红绿色盲的发病 率为 1.38%。男性红绿色盲的发病率为 1.35%，女性红绿色盲的发病率为 0.03%。二者均低 于我国社会人群男女红绿色盲的发病率。 实验结论：我国社会人群中，红绿色盲患者男性明显多于女性。 第五章 生物的进化 第一节 生物进化理论的发展 一、拉马克的进化学说 1、理论要点：用进废退；获得性遗传 2、进步性：认为生物是进化的。 二、达尔文的自然选择学说 1、理论要点：自然选择（过度繁殖→生存斗争→遗传和变异→适者生存） 2、进步性：能够科学地解释生物进化的原因以及生物的多样性和适应性。 3、局限性： ①不能科学地解释遗传和变异的本质； ②自然选择对可遗传的变异如何起作用不能作出科学的解释。 （对生物进化的解释仅局限于个体水平） 三、现代达尔文主义 （一）种群是生物进化的基本单位（生物进化的实质：种群基因频率的改变） 1、种群： 概念：在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体称为种群。 特点：不仅是生物繁殖的基本单位；而且是生物进化的基本单位。 2、种群基因库：一个种群的全部个体所含有的全部基因构成了该种群的基因库 3、基因（型）频率的计算： ①按定义计算： 例 1：从某个群体中随机抽取 100 个个体，测知基因型为 AA、Aa、aa 的个体分别是 30、60 和 10 个，则： 基因型 AA 的频率为______；基因型 Aa 的频率为 ______；基因型 aa 的频率为 ______。基因 A 的 频率为______； 基因 a 的频率为 ______。 答案：30% 60% 10% 60% 40% ②某个等位基因的频率 = 它的纯合子的频率 + ½杂合子频率 例：某个群体中，基因型为 AA 的个体占 30%、基因型为 Aa 的个体占 60% 、基因型为 aa 的个体 占 10% ，则：基因 A 的频率为______，基因 a 的频率为 ______ 答案： 60% 40% （二）突变和基因重组产生生物进化的原材料 （三）自然选择决定进化方向：在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物 朝着一定的方向不断进化。 （四）突变和基因重组、选择和隔离是物种形成机制 1、物种：指分布在一定的自然地域，具有一定的形态结构和生理功能特征，而且自然状态下能相互 交配并能生殖出可育后代的一群生物个体。 2、隔离： 地理隔离：同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。 生殖隔离：指不同种群的个体不能自由交配或交配后产生不可育的后代。 3、物种的形成： ⑴物种形成的常见方式：地理隔离（长期）→生殖隔离 ⑵物种形成的标志：生殖隔离 ⑶物种形成的 3 个环节：  突变和基因重组：为生物进化提供原材料  选择：使种群的基因频率定向改变  隔离：是新物种形成的必要条件 第二节 生物进化和生物多样性 一、生物进化的基本历程 1、地球上的生物是从单细胞到多细胞，从简单到复杂，从水生到陆生，从低级到高级逐渐进化而来 的。 2、真核细胞出现后，出现了有丝分裂和减数分裂，从而出现了有性生殖，使由于基因重组产生的变 异量大大增加，所以生物进化的速度大大加快。 二、生物进化与生物多样性的形成 1、生物多样性与生物进化的关系是：生物多样性产生的原因是生物不断进化的结果；而生物多样性 的产生又加速了生物的进化。 2、生物多样性包括：遗传（基因）多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。 生物必修 3 复习知识点总结（必修） 第二章 生物个体的稳态 第一节 人体的稳态 一、稳态的生理意义 1、内环境： （1）单细胞生物直接与外界环境进行物质和能量转换，而人体细胞必须通过内环境才能与外界环境 进行物质和能量交换。 （2）内环境的组成： 细胞内液 体液 血浆 细胞外液 组织液 （内环境） 淋巴 （3）内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介： 细胞可直接与内环境进行物质交换，不断获取生命活动需要的物质，同时不断排出代谢产生的 废物。内环境与外界环境的物质交换过程，需要体内各个器官系统的参与。 2、稳态 （1）概念：在神经系统和内分泌系统等的调节下，机体会对内环境的各种变化做出相应的调整，使 得内环境的温度，渗透压、酸碱度及各种化学成分保持相对稳定的状态，称为稳态。 （2）意义：维持内环境在一定范围内的稳态是生命活动正常进行的必要条件。 （3）调节机制——反馈调节 正反馈：反馈信息与原输入信息起相同的作用，使输出信息进一步增强的调节。 负反馈：反馈信息与原输入信息起相反的作用，使输出信息减弱的调节。 二、体温调节 1、体温的概念：指人身体内部的平均温度。 2、体温的测量部位：直肠、口腔、腋窝 3、体温相对恒定的原因：在神经系统和内分泌系统等的共同调节下，人体的产热和散热过程保持动 态平衡的结果。 产热器官：主要是肝脏和骨骼肌 散热器官：皮肤（血管、汗腺） 4、体温调节过程： （1） 寒冷环境→冷觉感受器（皮肤中）→下丘脑体温调节中枢 →皮肤血管收缩、汗液分泌减少（减少散热）、 骨骼肌紧张性增强、肾上腺分泌肾上腺激素增加（增加产热） →体温维持相对恒定。 （2） 炎热环境→温觉感受器（皮肤中）→下丘脑体温调节中枢 →皮肤血管舒张、汗液分泌增多（增加散热） →体温维持相对恒定。 5、体温恒定的意义：是人体生命活动正常进行的必需条件，主要通过对酶的活性的调节体现 三、水平衡的调节 1、 人体内水分的动态平衡是靠水分的摄入和排出的动态平衡实现的 人体内水的主要来源是饮食、另有少部分来自物质代谢过程中产生的水。水分的排出主要通过泌尿 系统，其次皮肤、肺和大肠也能排出部分水。人体的主要排泄器官是肾，其结构和功能的基本单位 是肾单位。 2、 3、 水分调节（细胞外液渗透压调节）：（负反馈） 过程：饮水过少、食物过咸等→细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器→垂体→抗利尿激 素→肾小管和集合管重吸收水增强→细胞外液渗透压下降、尿量减少 总结：水分调节主要是在神经系统和内分泌系统的调节下，通过肾脏完成。起主要作用的激素 是抗利尿激素，它是由下丘脑产生，由垂体释放的，作用是促进肾小管和集合管对水分的重吸收， 从而使排尿量减少。 四、无机盐平衡的调节 1、 人体内无机盐的动态平衡是靠无机盐的摄入和排出的动态平衡实现的 2、 人体需要的无机盐主要来自饮食，通过尿液、汗液、粪便将无机盐排出体外 3、 人体需要的无机盐有多种，如 Na+、K+、Ca2+、Zn2+、Fe3+、I- 等 4、 无机盐调节：（负反馈） 过程：血钾升高、血钠降低→肾上腺皮质分泌醛固酮→促进肾小管和集合管增加吸钠、增加排 钾→血钾降低、血钠升高 总结：无机盐调节主要是在内分泌系统的调节下，通过肾脏完成。起主要作用的激素是醛固酮， 它是由肾上腺皮质分泌的，主要功能是吸钠排钾。 五、血糖调节 1、血糖的含义：血浆中的葡萄糖(正常人空腹时浓度：3.9-6.1mmol/L) 2、血糖的来源和去路： 3、调节血糖的激素： （1）胰岛素：（降血糖） 分泌部位：胰岛 B 细胞 作用机理： ①促进血糖进入组织细胞，并在组织细胞内氧化分解、合成糖元、转变成脂肪酸等非糖物质。 ②抑制肝糖元分解和非糖物质转化为葡萄糖（抑制 2 个来源，促进 3 个去路） （2）胰高血糖素：（升血糖） 分泌部位：胰岛 A 细胞 作用机理：促进肝糖元分解和非糖物质转化为葡萄糖（促进 2 个来源） 4、血糖平衡的调节：（负反馈） 血糖升高→胰岛 B 细胞分泌胰岛素→血糖降低 血糖降低→胰岛 A 细胞分泌胰高血糖素→血糖升高 5、血糖不平衡：过低—低血糖病；过高—糖尿病 6、糖尿病 病因：胰岛 B 细胞受损，导致胰岛素分泌不足 症状：多饮、多食、多尿和体重减少（三多一少） 防治：调节控制饮食、口服降低血糖的药物、注射胰岛素 检测：斐林试剂、尿糖试纸 六、免疫对人体稳态的维持 1、 免疫系统的组成： 免疫器官：扁桃体、胸腺、脾、淋巴结、骨髓等 淋巴细胞：B 淋巴细胞、T 淋巴细胞 免疫细胞 巨噬细胞 树突状细胞 免疫分子：抗体、细胞因子、补体 2、 免疫类型： 非特异性免疫（先天性的，对各种病原体有防疫作用） 第一道防线：皮肤、黏膜及其分泌物等。 第二道防线：吞噬作用、抗菌蛋白和炎症反应。 特异性免疫（后天性的，对某种病原体有抵抗力）——第三道防线 体液免疫 细胞免疫 3、 体液免疫：由 B 淋巴细胞产生抗体实现免疫效应的免疫方式。 抗原刺激 ↓ B 淋巴细胞增值、分化出 效应 B 细胞 记忆细胞→同一抗原再次刺激时增值分化为效应 B 细胞 ↓ 效应 B 细胞分泌抗体 ↓ 抗体清除抗原 4、细胞免疫：通过 T 淋巴细胞和细胞因子发挥免疫效应的免疫方式 靶细胞（被抗原入侵的细胞）或吞噬了抗原的巨噬细胞 刺激 ↓ T 淋巴细胞增值、分化出 效应 T 细胞 记忆细胞→同一靶细胞再次刺激时增值分化为效应 T 细胞 ↓ 效应 T 细胞使靶细胞裂解死亡、 （效应 T 细胞释放某些细胞因子（如干扰素）增强免疫细胞的效应） ↓ 被释放至体液中的抗原被体液免疫中的抗体清除 5、体液免疫与细胞免疫的区别： 共同点：针对某种抗原，属于特异性免疫 区别 体液免疫 细胞免疫 作用对象 抗原 被抗原入侵的宿主细胞（即靶细胞） 作用方式 效应 B 细胞产生的抗体与 相应的抗原特异性结合 1、 效应 T 细胞与靶细胞密切接触 2、 效应 T 细胞释放细胞因子增强细胞免疫的效应 6、艾滋病： （1）病的名称：获得性免疫缺陷综合症（AIDS） （2）病原体名称：人类免疫缺陷病毒（HIV），其遗传物质是 2 条单链 RNA （3）发病机理：HIV 病毒进入人体后，主要攻击 T 淋巴细胞，使人的免疫系统瘫痪 （4）传播途径：血液传播、性接触传播、母婴传播 第二节 人体生命活动的调节 一、人体的神经调节 1、神经调节的基本结构和功能单位是神经元。 神经元的功能：接受刺激产生兴奋，并传导兴奋，进而对其他组织产生调控效应。 神经元的结构：由细胞体、树突（短）、轴突（长）构成。后 2 者合称为神经纤维 2、反射：是神经系统的基本活动方式。是指在中枢神经系统参与下，动物体或人体对内外环境变化 作出的规律性应答。 3、反射弧：是反射活动的结构基础和功能单位。 感受器：感觉神经末稍和与之相连的各种特化结构，感受刺激产生兴奋 传入神经 组成 神经中枢：在脑和脊髓的灰质中，功能相同的神经元细胞体汇集在一起构成 树突 细胞体 轴突 神经末梢 传出神经 效应器：运动神经末稍与其所支配的肌肉或腺体 4、 兴奋在神经纤维上的传导 （1） 兴奋：指动物体或人体内的某些组织（如神经组织）或细胞感受外界刺激后，由相对静止 状态变为显著活跃状态的过程。 （2） 兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的，这种电信号也叫神经冲动。 （3） 兴奋的传导过程：静息状态时，细胞膜电位外正内负→受到刺激，兴奋状态时，细胞膜电 位为外负内正→兴奋部位与未兴奋部位间由于电位差的存在形成局部电流（膜外：未兴奋 部位→兴奋部位；膜内：兴奋部位→未兴奋部位）→兴奋向未兴奋部位传导 （4） 兴奋的传导的方向：双向 5、 兴奋在神经元之间的传递： （1）神经元之间的兴奋传递就是通过突触实现的 突触：包括突触前膜、突触间隙、突触后膜 （2）兴奋的传递方向：由于神经递质只存在于突触小体的突触小泡内，所以兴奋在神经元之间 （即在突触处）的传递是单向的，只能是：突触前膜→突触间隙→突触后膜 （上个神经元的轴突→下个神经元的细胞体或树突） 6、 人脑的高级功能 （1）人脑的组成及功能： 大脑：大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢，是高级神 经活动的结构基础。其上由语言、听觉、视觉、运动 等高级中枢 小脑：是重要的运动调节中枢，维持身体平衡 脑干：有许多重要的生命活动中枢，如呼吸中枢 下丘脑：有体温调节中枢、渗透压感受器、是调节内分泌活 动的总枢纽 （2）语言功能是人脑特有的高级功能 语言中枢的位置和功能： 书写性语言中枢→失写症（能听、说、读，不能写） 运动性语言中枢→运动性失语症（能听、读、写，不能说）听觉性语言中枢→听觉性失语症（能 说、写、读，不能听）视觉性语言中枢→失读症（能听、说、写，不能读） 二、人体的激素调节 1、体液调节中，激素调节起主要作用。 2、人体主要激素及其作用 激素分泌部位 激素名称 主要作用 抗利尿激素 调节水平衡、血压下丘脑 多种促激素释放激素 调节内分泌等重要生理过程 生长激素 促进蛋白质合成，促进生长垂体 多种促激素 控制其他内分泌腺的活动 甲状腺 甲状腺激素 促进代谢活动；促进生长发育（包括中枢神经系统的 发育），提高神经系统的兴奋性； 胸腺 胸腺激素 促进 T 淋巴细胞的发育，增强 T 淋巴细胞的功能 肾上激腺 肾上腺激素 参与机体的应激反应和体温调节等多项生命活动 胰岛 胰岛素、胰高血糖素 调节血糖动态平衡 卵巢 雌激素等 促进女性性器官的发育、卵细胞的发育和排卵，激发 并维持第二性征等 睾丸 雄激素 促进男性性器官的发育、精子的生成，激发并维持男 性第二性征 3、激素间的相互关系： 协同作用：如甲状腺激素与生长激素 拮抗作用：如胰岛素与胰高血糖素 第三节 动物激素的调节 ◆ 动物激素在生产中的应用 在生产中往往应用的并非动物激素本身，而是激素类似物 1、 催情激素提高鱼类受孕率：运用催情激素诱发鱼类的发情和产卵，提高鱼类的受孕率。 2、 人工合成昆虫激素防治害虫：可在田间喷洒一定量的性引诱剂（性外激素类似物），干扰雌雄性 昆虫间的正常交配。 3、 阉割猪等动物提高产量：对某些肉用动物注射生长激素，加速其生长。对猪阉割，减少性激素 含量，从而缩短生长周期，提高产量。 4、 人工合成昆虫内激素提高产量：可人工喷洒保幼激素，延长其幼虫期，提高蚕丝的产量和质量。 第四节 植物生命活动的调节 1、生长素的发现 （1）达尔文的试验： 实验过程： ①单侧光照射，胚芽鞘弯向光源生长——向光性； ②切去胚芽鞘尖端，胚芽鞘不生长； ③不透光的锡箔小帽套在胚芽鞘尖端，胚芽鞘直立生长； ④不透光的锡箔小帽套在胚芽鞘下端，胚芽鞘弯向光源生长 （2）温特的试验： 试验过程：接触胚芽鞘尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧，胚芽鞘向对侧弯曲生长； 未接触胚芽鞘尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘一侧，胚芽鞘不生长 （3）郭葛的试验：分离出该促进植物生长的物质，确定是吲哚乙酸，命名为生长素 3 个试验结论小结：生长素的合成部位是胚芽鞘的尖端； 感光部位是胚芽鞘的尖端； 生长素的作用部位是胚芽鞘的尖端以下部位 2、对植物向光性的解释 单侧影响了生长素的分布，使背光一侧的生长素多于向光一侧，从而使背光一侧的细胞伸长快 于向光一侧，结果表现为茎弯向光源生长。 2、判断胚芽鞘生长情况的方法 一看有无生长素，没有不长 二看能否向下运输，不能不长 三看是否均匀向下运输 均匀：直立生长 不均匀：弯曲生长（弯向生长素少的一侧） 3、生长素的产生部位：幼嫩的芽、叶、发育中的种子 生长素的运输方向：横向运输：向光侧→背光侧 极性运输：形态学上端→形态学下端 （运输方式为主动运输） 生长素的分布部位：各器官均有，集中在生长旺盛的部位 如芽、根顶端的分生组织、发育中的 种子和果实。 4、生长素的生理作用：  生长素对植物生长调节作用具有两重性，一般，低浓度促进植物生长，高浓度抑制植物生长 （浓度的高低以各器官的最适生长素浓度为标准）。  同一植株不同器官对生长素浓度的反应不同，敏感性由高到低为：根、芽、茎（见右图）  生长素对植物生长的促进和抑制作用与生长素的浓度、植物器官的种类、细胞的年龄有关。  顶端优势是顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象。原因是顶芽产生的生长素向下运输，使近 顶端的侧芽部位生长素浓度较高，从而抑制了该部位侧芽的生长。 5、生长素类似物在农业生产中的应用:  促进扦插枝条生根[实验]；  防止落花落果；  促进果实发育（在未授粉的雌蕊柱头上喷洒生长素类似物，促进子房发育为果实，形成无子番 茄）；  控制性别分化（促进花芽向雌花分化，从而提高产量） 6、其他植物激素 名称 主要作用 赤霉素 促进细胞伸长、植株增高，促进果实生长 细胞分裂素 促进细胞分裂 脱落酸 促进叶和果实的衰老和脱落 乙烯 促进果实成熟 7、植物细胞的分化、器官的发生、发育、成熟和衰老，整个植株的生长等，是多种激素相互协调、 共同调节的结果。 第三章 生物群落的演替 第一节 生物群落的基本单位—种群 1、种群的概念：在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体。种群是生物群落的基本单位。 种群密度（种群最基本的数量特征） 出生率和死亡率 数量特征 年龄结构 性别比例 2、种群的特征 迁入率和迁出率 空间特征 遗传特征 3、调查种群密度的方法： 样方法：以若干样方（随机取样）平均密度估计总体平均密度的方法。 标志重捕法： 4、种群数量的增长规律  种群增长的“J”型曲线：Nt= N0λt （1）条件：在食物（养料）和空间条件充裕、气候适宜和没有敌害等理想条件下 （2）特点：种群内个体数量连续增长；增长率不变  种群增长的“S”型曲线： （1）条件：有限的环境中，种群密度上升，种内个体间的竞争加剧，捕食者数量增加 （2）特点：种群内个体数量达到环境条件所允许的最大值（K 值）时，种群个体数量将不再增加； 种群增长率变化，K/2 时增速最快，K 时为 0 （3）应用：大熊猫栖息地遭到破坏后，由于食物减少和活动范围缩小，其 K 值变小，因此，建立自 然保护区，改善栖息环境，提高 K 值，是保护大熊猫的根本措施；对家鼠等有害动物的控制，应降 低其 K 值。 5、研究种群数量变化的意义：对于有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用，以及濒危动物种 群的拯救和恢复，都有重要意义。 6、[实验：培养液中酵母菌种群数量的动态变化] 计划的制定和实验方法：培养一个酵母菌种群→通过显微镜观察，用“血球计数板”计数 7 天 内 10ml 培养液中酵母菌的数量→计算平均值，画出“酵母菌种群数量的增长曲线” 结果分析：空间、食物等环境条件不能无限满足，酵母菌种群数量呈现“S”型曲线增长 第二节 生物群落的构成 1、生物群落的概念：在同一时间内、占据一定空间的相互之间有直接或间接联系得各种生物种群 的集合。群落是由一定的动物、植物和微生物种群组成。 2、生物群落的结构 群落结构是由群落中的各个种群在进化过程中通过相互作用形成的，主要包括垂直结构和水 平结构。 （1）垂直结构：指群落在垂直方向上的分层现象。植物因群落中的生态因子—光的分布不均，由高 到低分为乔木层、灌木层、草本层；动物分层主要是因群落的不同层次的食物和微环境不同。 （2）水平结构：指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。影响因素：地形、光照、湿 度、人与动物影响等。 3、意义：提高了生物利用环境资源的能力。 生物群落的演替 1、 原生演替： （1） 定义：在从未有过生物生长或虽有过生物生长但已被彻底消灭的原生裸地上发生的生物演 替。 （2） 过程：地衣、苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段 2、 次生演替 （1） 定义：当某个群落受到洪水、火灾或人类活动等因素干扰，该群落中的植被受严重破坏所 形成的裸地，称为次生裸地。在次生裸地上开始的生物演替，称为次生演替。 （2） 引起次生演替的外界因素： 自然因素：火灾、洪水、病虫害、严寒 人类活动（主要因素）：过度砍伐、放牧、垦荒、开矿；完全被砍伐或火烧后的森林、弃耕 后的农田 3、 植物的入侵（繁殖体包括种子、果实等的传播）和定居是群落形成的首要条件，也是植物群落 演替的主要基础。 第四章 生态系统的稳态 第一节 生态系统和生物圈 1、生态系统的概念： 生态系统是指在一定的空间内，生物成分（群落）和非生物成分（无机环境）通过物质循环、 能量流动和信息传递，彼此相互作用、相互依存而构成的一个生态学功能单位。 2、地球上最大的生态系统是生物圈 3、生态系统类型： 可分为水域生态系统和陆地生态系统。水域生态系统主要包括海洋生态系统和淡水生态系统。 陆地生态系统有冻原生态系统、荒漠生态系统、草原生态系统、森林生态系统等自然生态系统，以 及农业生态系统、城市生态系统等人工生态系统。 4、生态系统的结构 （1）成分： 非生物成分：无机盐、阳光、温度、水 等 生产者：主要是绿色植物（最基本、最关键的的成分） 绿色植物通过光合作用将无机物合成有机物 生物成分 消费者：主要是各种动物 分解者：主要某腐生细菌和真菌，也包括蚯蚓等腐生动物。 它们能分解动植物遗体、粪便等，最终将有机物分解为无机物。 （2）营养结构：食物链、食物网 同一种生物在不同食物链中，可以占有不同的营养级。  植物（生产者）总是第一营养级；  植食性动物（即一级/初级消费者）为第二营养级；  肉食性动物和杂食性动物所处的营养级不是一成不变的，如猫头鹰捕食鼠时，则处于第三营养 级；当猫头鹰捕食吃虫的小鸟时，则处于第四营养级。 第二节 生态系统的稳态 一、生态系统中的能量流动 1、过程 2、特点：  单向流动：生态系统内的能量只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向下一个营养级， 不能逆向流动，也不能循环流动  逐级递减：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，能量在相邻两个营养级间的传递效率是 10%-20%；可用能量金字塔表示。 在一个生态系统中，营养级越多，能量流动过程中消耗的能量越多。 3、研究能量流动的意义： （1）可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。 （2）可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的 部分。如农田生态系统中，必须清除杂草、防治农作物的病虫害。 二、生态系统中的物质循环——碳循环 1、碳在无机环境中主要以 CO2 和碳酸盐形式存在；碳在生物群落的各类生物体中以含碳有机物的形 式存在，并通过生物链在生物群落中传递；碳的循环形式是 CO2 2、碳从无机环境进入生物群落的主要途径是光合作用；碳从生物群落进入无机环境的主要途径有生 产者和消费者的呼吸作用、分解者的分解作用、化石燃料的燃烧产生 CO2 三、生态系统中的信息传递 1、生态系统的基本功能是进行物质循环、能量流动、信息传递 2、生态系统中信息传递的主要形式： （1）物理信息：光、声、热、电、磁、温度等。如植物的向光性 （2）化学信息：性外激素、告警外激素、尿液等 （3）行为信息：动物求偶时的舞蹈、运动等 （4）营养信息：食物的数量、种类等。如食物链、食物网。 3、信息传递在农业生产中的作用： 一是提高农、畜产品的产量，如短日照处理能使菊花提前开花； 二是对有害动物进行控制，如喷洒人工合成的性外激素类似物干扰害虫交尾的环保型防虫法。 四、生态系统的稳定性 1、概念：生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，称为生态系统的稳定性。 2、生态系统之所以能维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节能力。生态系统自我调节能 力的。基础是负反馈。物种数目越多，营养结构越复杂，自我调节能力越大。 3、生态系统的稳定性具有相对性。当受到大规模干扰或外界压力超过该生态系统自身更新 和自我调节能力时，便可能导致生态系统稳定性的破坏、甚至引发系统崩溃。 4、 提高生态系统稳定性的措施： 一方面要控制对生态系统的干扰程度，对生态系统的利用应适度，不应超过生态系统的自我调节能 力； 另一方面对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质和能量的投入，保证生态系统内部结 构和功能的协调。 6、制作生态瓶时应注意： ①生态瓶必须是透明的； ②生态瓶中投放的生物之间要构成营养关系，数量比例要合理； ③ 生态瓶中的水量应占其容积的 4/5，留出一定的空间，储备一定量的空气； ④生态瓶要密封； ⑤生态瓶要放在光线良好，但避免阳光直射的地方； ⑥研究结束前不要再随意移动生态瓶。 第五章 生态环境的保护 1、人口增长引发环境问题的实质是人类的活动超出了环境的承受能力，对人类自身赖以生存的生 态系统的结构和功能造成了破坏。 2、全球性生态环境问题主要包括：全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、酸雨、土壤荒漠化、 海洋污染、生物多样性锐减、植被破坏、水土流失、环境污染 等 3、生物多样性包括 3 个层次：遗传多样性（所有生物拥有的全部基因）、物种多样性（指生物圈内 所有的动物、植物、微生物）、生态系统多样性。 4、生物多样性保护的意义：生物多样性是人类赖以生存和发展的的基础，对生物进化和维持生物 圈的稳态具有重要意义，因此，为了人类的可持续发展，必须保护生物多样性。 5、生物多样性保护的措施： （1）就地保护：自然保护区和国家森林公园是生物多样性就地保护的场所。 （2）迁地保护：动物园、植物园、濒危物种保护中心。 （3）加强宣传和执法力度。 （4）建立精子库、种子库，利用生物技术对濒危物种的基因进行保护等。 生物选修 3 知识点 专题 1 基因工程 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外 DNA 重组和转基因技术，赋予生物 以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在 DNA 分子水平 上进行设计和施工的，又叫做 DNA 重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链 DNA 分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核 苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的 DNA 片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA 连接酶 (1)两种 DNA 连接酶（E·coliDNA 连接酶和 T4-DNA 连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA 连接酶来源于 T4 噬菌体，只能将双链 DNA 片段互补的黏性末端之间的磷酸 二酯键连接起来；而 T4DNA 连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 (2)与 DNA 聚合酶作用的异同:DNA 聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷 酸二酯键。DNA 连接酶是连接两个 DNA 片段的末端，形成磷酸二酯键。 3.“分子运输车”——载体 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源 DNA 片段插入。 ③具有标记基因，供重组 DNA 的鉴定和选择。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复 制能力的双链环状 DNA 分子。 （3）其它载体： 噬菌体的衍生物、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1.目的基因是指： 编码蛋白质的结构基因 。 2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和 化学合成法_。 3.PCR 技术扩增目的基因 （1）原理：DNA 双链复制 （2）过程：第一步：加热至 90～95℃DNA 解链；第二步：冷却到 55～60℃，引物结合到互补 DNA 链；第三步：加热至 70～75℃，热稳定 DNA 聚合酶从引物起始互补链的合成。 第二步：基因表达载体的构建 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥 作用。 2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因 （1）启动子：是一段有特殊结构的 DNA 片段，位于基因的首端，是 RNA 聚合酶识别和结合的部位， 能驱动基因转录出 mRNA，最终获得所需的蛋白质。 （2）终止子：也是一段有特殊结构的 DNA 片段 ，位于基因的尾端。 （3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选 出来。常用的标记基因是抗生素基因。 第三步：将目的基因导入受体细胞_ 1.转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 2.常用的转化方法： 将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是 农杆菌转化法，其次还有 基因枪法和 花粉管通道法 等。 将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是 显微注射技术。此方法的受体细胞多是 受精卵。 将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是 繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对 较少 ，最常用的原核细胞是 大肠杆菌 ，其转化方法是：先用 Ca2+ 处理细胞，使其成 为 感受态细胞 ，再将 重组表达载体 DNA 分子 溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一 定的温度下促进感受态细胞吸收 DNA 分子，完成转化过程。 3.重组细胞导入受体细胞后，筛选含有基因表达载体受体细胞的依据是标记基因是否表达。 第四步：目的基因的检测和表达 1.首先要检测 转基因生物的染色体 DNA 上是否插入了目的基因，方法是采用 DNA 分子杂交技术。 2.其次还要检测 目的基因是否转录出了 mRNA，方法是采用 用标记的目的基因作探针与 mRNA 杂交。 3.最后检测 目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取 蛋白质，用相应的 抗体进行 抗原－抗体杂交。 4.有时还需进行 个体生物学水平的鉴定。如 转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。 （三）基因工程的应用 1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。 2.动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产药物。 3.基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。 （四）蛋白质工程的概念 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关 系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造， 或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（基 因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质） 转录 翻译 专题 2 细胞工程 （一）植物细胞工程 1.理论基础（原理）：细胞全能性 全能性表达的难易程度：受精卵＞生殖细胞＞干细胞＞体细胞；植物细胞＞动物细胞 2.植物组织培养技术 （1）过程：离体的植物器官、组织或细胞 ―→愈伤组织 ―→试管苗 ―→植物体 （2）用途：微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。 （3）地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。 3.植物体细胞杂交技术 （1）过程： （2）诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为 诱导剂。 （3）意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。 （二）动物细胞工程 1. 动物细胞培养 （1）概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜 的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。 （2）动物细胞培养的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→剪碎→用胰蛋白 酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶 壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。 （3）细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断 增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的 接触抑制。 （4）动物细胞培养需要满足以下条件 ①无菌、无毒的环境：培养液应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的抗生素，以防培 养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身 造成危害。 ②营养：合成培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入血清、血 浆等天然成分。 ③温度：适宜温度：哺乳动物多是 36.5℃＋0.5℃；pH：7.2～7.4。 ④气体环境：95%空气＋5%CO2。O2 是细胞代谢所必需的，CO2 的主要作用是维持培养液的 pH。 （5）动物细胞培养技术的应用：制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培养医学研究 的各种细胞。 2.动物体细胞核移植技术和克隆动物 （1）哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植（比较容易）和体细胞核移植（比较难）。 （2）选用去核卵(母)细胞的原因：卵(母)细胞比较大，容易操作；卵(母)细胞细胞质多，营养丰 富。 （3）体细胞核移植的大致过程是：（右图） 核移植 胚胎移植 （4）体细胞核移植技术的应用： ①加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育； ②保护濒危物种，增大存活数量； ③生产珍贵的医用蛋白； ④作为异种移植的供体； ⑤用于组织器官的移植等。 （5）体细胞核移植技术存在的问题： 克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等。 3.动物细胞融合 （1）动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成 的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。 （2）动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体 融合的方法类似，常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激等。 （3）动物细胞融合的意义：克服了远缘杂交的不亲和性，成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和 生物生物新品种培育的重要手段。 （4）动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较： 比较项目 细胞融合的原理 细胞融合的方法 诱导手段 用法 植物体细 胞杂交 细胞膜的流动性 去除细胞壁后诱 导原生质体融合 离心、电刺激、 振动，聚乙二醇 等试剂诱导 克服了远缘杂交 的不亲和性，获得 杂种植株 动物细胞 融合 细胞膜的流动性 使细胞分散后诱 导细胞融合 除应用植物细胞杂 交手段外，再加灭 活的病毒诱导 制备单克隆抗体 的技术之一 4.单克隆抗体 （1）抗体：一个 B 淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。从血清中分离出的抗体产量低、纯度低、特异 性差。 （2）单克隆抗体的制备过程： （3）杂交瘤细胞的特点：既能大量繁殖，又能产生专一的抗体。 （4）单克隆抗体的优点：特异性强，灵敏度高，并能大量制备。 （5）单克隆抗体的作用： ① 作为诊断试剂：准确识别各种抗原物质的细微差异，并跟一定抗原发生特异性结合，具有准确、 高效、简易、快速的优点。 ② 用于治疗疾病和运载药物：主要用于治疗癌症治疗，可制成“生物导弹”，也有少量用于治疗其 它疾病。 专题 3 胚胎工程 （一）动物胚胎发育的基本过程 1、胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受精、 胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内生产后代， 以满足人类的各种需求。 2、动物胚胎发育的基本过程 （1）受精场所是母体的输卵管上段。 （2）卵裂期：特点：细胞有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎的总体体积并不增加，或略有减小。 （3）桑椹胚：特点：胚胎细胞数目达到 32 个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹。是全能 细胞。 （4）囊 胚：特点：细胞开始出现分化（该时期细胞的全能性仍比较高）。聚集在胚胎一端个体较 大的细胞称为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织。中间的空腔称为囊胚腔。 （5）原肠胚：特点：有了三胚层的分化，具有囊胚腔和原肠腔。 （二）胚胎干细胞 1、哺乳动物的胚胎干细胞简称 ES 或 EK 细胞，来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。 注入小鼠 细胞融合 分离 抗原注入小鼠体内 B 淋巴细胞 骨髓瘤细胞 杂交瘤细胞 细胞培养 选择培养细胞 培养基 体内培养 体外培养 从腹水提取 从培养液提取 单克隆抗体 2、具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全 能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发 生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。 3、胚胎干细胞的主要用途是： ①可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律； ②是在体外条件下研究细胞分化的理想材料，在培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸等化学物质 时，就可以诱导 ES 细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了 有效的手段； ③可以用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合症、少年糖尿病等； ④利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植 ES 细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢 复正常功能； ⑤随着组织工程技术的发展，通过 ES 细胞体外诱导分化，定向培育出人造组织器官，用于器官移植， 解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。 （三）胚胎工程的应用 1.体外受精和胚胎的早期培养 (1)卵母细胞的采集和培养： 主要方法：用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵 子，直接与获能的精子在体外受精。第二种方法：从刚屠宰母畜的卵 巢中采集卵母细胞；第三种方法是借助超声波探测仪、腹腔镜等直接 从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。采集的卵母细胞，都要在体外经 人工培养成熟后，才能与获能的精子受精。 (2) 精子的采集和获能：在体外受精前，要对精子进行获能处理。 (3) 受精：获能的精子和培养成熟的卵细胞在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。 (4)胚胎的早期培养：精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检 查受精状况和受精卵的发育能力。培养液成分较复杂，除一些无机盐和有机 盐外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物 质。当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。不同 动物胚胎移植的时间不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚阶段才能进 行移植，小鼠、家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎可 在 4 个细胞阶段移植。) 2.胚胎移植 (1)胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同种的、 生理状态相同的其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供 体”，接受胚胎的个体称为“受体”。（供体为优良品种，作为受体的雌性动物应为常见或存量大 的品种。） 地位：如转基因、核移植，或体外受精等任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎，都必须经过胚胎移 植技术才能获得后代，是胚胎工程的最后一道“工序”。 (2) 胚胎移植的意义：大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖能力。 (3) 生理学基础：①动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为 供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。 ②早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。 ③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。 ④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影 响。 (4) 基本程序主要包括： ①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力 的受体，供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排 卵处理。 ②配种或人工授精。 ③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第 7 天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫 内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段。直 接向受体移植或放入－196℃的液氮中保存。 ④对胚胎进行移植。 ⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。 3.胚胎分割 (1)概念：是指采用机械方法将早期胚胎切割 2 等份、4 等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。 (2)意义：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖。 (3)材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。（桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但 其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。） (4)操作过程：对囊胚阶段的胚胎分割时，要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和 进一步发育。 专题 4 生物技术的安全性和伦理问题 （一）转基因生物的安全性争论 ： (1)基因生物与食物安全： 反方观点：反对“实质性等同”、出现滞后效应、出现新的过敏原、营养成分改变 正方观点：有安全性评价、科学家负责的态度、无实例无证据 (2)转基因生物与生物安全：对生物多样性的影响 反方观点：扩散到种植区之外变成野生种类、成为入侵外来物种、重组出有害的病原体、成为超级 杂草、有可能造成“基因污染” 正方观点：生命力有限、存在生殖隔离、花粉传播距离有限、花粉存活时间有限 (3)转基因生物与环境安全：对生态系统稳定性的影响 反方观点：打破物种界限、二次污染、重组出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通过食物链进入人 体 正方观点：不改变生物原有的分类地位、减少农药使用、保护农田土壤环境 （二）生物技术的伦理问题 (1)克隆人：两种不同观点，多数人持否定态度。 否定的理由：克隆人严重违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用；克隆人冲击了现有的婚姻、家 庭和两性关系等传统的伦理道德观念；克隆人是在人为的制造在心理上和社会地位上 都不健全的人。 肯定的理由：技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法解决。不成熟的技术也 只有通过实践才能使之成熟。 中国政府的态度：禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。四不原则：不赞成、不允许、不支持、不 接受任何生殖性克隆人的实验。 (2)试管婴儿：两种目的试管婴儿的区别两种。不同观点，多数人持认可态度。 否定的理由：把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对生命的不尊重；早期生命也有活下去的权利， 抛弃或杀死多余胚胎，无异于“谋杀”。 肯定的理由：解决了不育问题，提供骨髓中造血干细胞救治患者最好、最快捷的方法，提供骨髓造 血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤。 (3)基因身份证： 否定的理由：个人基因资讯的泄漏造成基因歧视，势必造成遗传学失业大军、造成个人婚姻困难、 人际关系疏远等严重后果。 肯定的理由：通过基因检测可以及早采取预防措施，适时进行治疗，达到挽救患者生命的目的。 （三）生物武器 (1)种类：致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌。 (2)散布方式：吸入、误食、接触带菌物品、被带菌昆虫叮咬等。 (3)特点：致病力强、多数具传染性、传染途径多、污染面广、有潜伏期、不易被发现、危害时间 长等。 (4)禁止生物武器公约及中国政府的态度 选修 1：生物技术与实践 一、教学内容及考纲要求 二、重要的结论性语句： 1、制备固定化酶的方法主要有吸附法、交联法、包埋法等，制备固定化细胞的方法主要是吸附法、 包埋法两大类。 2、多种微生物参与了豆腐的发酵，其中起主要作用的是毛霉。 3、酸性条件下重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。 4、酒精发酵是一个无氧发酵过程，果醋发酵是一个有氧发酵过程。 5、利用蛋白质分子不能透过半透膜的特性，可采用透析法使蛋白质与其他小分子化合物如无机盐、 单糖、双糖、氨基酸分离开。常用透析膜有天然的肠衣、人工合成的玻璃纸（醋酸纤维素）。 三、重、难点知识归类、整理： 1、常用的酶制剂的洗涤原理 （1）蛋白酶可将蛋白质分解为易溶解或分散与洗涤液中的多肽或氨基酸，有助于去除血渍、奶渍以 及各种食品类的蛋白质污垢。 （2）脂肪酶可将脂肪水解为甘油和游离的脂肪酸等，有助于去除含脂肪的污渍如：食品中的油渍、 人体皮脂以及口红等。 （3）淀粉酶是淀粉水解为麦芽糖、葡萄糖等可溶性成分，有助于去除含淀粉的污垢如：面条、粥等 的污垢。 （4）纤维素酶本身不能去除衣物上的污垢，它的作用是使纤维结构变得蓬松，从而使渗入到纤维深 处的灰尘和污垢能够与洗衣粉充分接触，从而达到更好的去污效果。 2、影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素： 酶制剂的种类、污物的类型、水温、水量、水质、衣物的质料、洗衣粉的用量、浸泡时间、洗涤 时间。 3、固定化酶、固定化细胞的制备方法： 固定化酶有物理法和化学法两大类：物理方法包括物理吸附法、包埋法等，化学法包括交联法 等。物理法固定酶的优点在于酶不参加化学反应,整体结构保持不变,酶的催化活性得到很好保留。但 是，由于包埋物或半透膜具有一定的空间或立体阻碍作用，因此对一些反应不适用。化学法是将酶 通过化学键连接到天然的或合成的高分子载体上，使用偶联剂通过酶表面的基团将酶交联起来,而形 成相对分子量更大、不溶性的固定化酶的方法。 固定化细胞的制备方式是多种多样的，主要是吸附法、包埋法。 　　吸附法，又叫载体结合法，是依据带电的微生物细胞和载体之间的静电、表面张力和粘附力的 作用，使微生物细胞固定在载体表面和内部形成生物膜。吸附法可分为物理吸附法和离子吸附法两 种。该法操作简单，固定化过程对细胞活性影响小。 知识内容 要求 探究酶在洗涤方面的作用 A 酵母细胞的固定化技术 B 腐乳的制作 A 果酒和果醋的制作 A 蛋白质的提取和分离 A 　　包埋法，是将微生物包埋在凝胶的微小格子或微胶囊等有限空间内，微生物被包裹在该空间内 不能离开，而底物和产物能自由地进出这个空间，常用的有凝胶包埋法。纤维包埋法和微胶囊法。 包埋法对细胞活性影响小，它是固定化细胞常用的方法。 4、使用酶、固定化酶、固定化细胞的比较 直接使用酶 固定化酶 固定化细胞 酶的种类 一种或几种 一种 一系列酶 制作方法 吸附法、交联法、包埋 法 吸附法、包埋法 是否需要营养物质 否 否 是 缺点 ①对环境条件非常敏感， 易失活②难回收，成本高， 影响产品质量 不利于催化一系列的 酶促反应 反应物不宜与酶接近， 尤其是大分子物质，反 应效率下降 优点 催化效率高，耗能低、低 污染 ①既能与反应物接触， 又能与产物分离②可 以反复利用 成本低，操作容易 4、果酒制作与果醋制作的比较 果酒制作 果醋制作 发酵菌种 酵母菌 醋酸菌 呼吸类型 兼性厌氧 需氧 最适发酵温度 18~25℃ 30~35℃ 发酵时间 10~12 天 7~8 天 对氧的需求 前期需氧，后期不需氧 一直需氧 四、实验案例 1、温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响 活动程序： （1）添加污物：取 3 块 的白棉布分别滴入等量的鸡血。 ↓ （2） 水温的温度分别为 、 、 控制温度 水量为 ml 水质： 水 ↓ 从而可得出 是变量 （3）加酶洗涤：加等量加酶洗衣粉 ↓ （4）记录结果：可根据洗涤前后血渍大小及颜色深浅的变化进行比较。 探究活动：探究加酶洗衣粉洗涤的最佳效果 加酶洗衣粉的洗涤效果，受 、 和 等因素的影响。 ①．比较蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉的洗涤效果。 ②．探究加酶洗衣粉的使用量对洗涤效果的影响。 （1）大小相同 （2）5℃ 35℃ 75℃ 500mL 自来水 温度 （4）水量、水质、洗衣粉用量、洗涤方式（是否浸泡）等 2、制备固定化酵母细胞 （1）．酵母细胞的活化 问题思考：什么叫酵母细胞的活化？（让处于休眠状态的微生物重新恢复正常 的生活状态） （2）．配制物质的量浓度为 0.05mol/L 的 CaCl2 溶液 （3）．配制海藻酸钠溶液 问题思考：①配制的海藻酸钠溶液具体作用是什么？(包埋酵母菌细胞) ②在加热的过程中，为什么要用小火，或者间断加热？（避免海藻 酸钠焦糊并溢出烧杯） （4）．海藻酸钠溶液与酵母细胞混合 问题思考：为何需将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至室温时再加入已活化的酵母 细胞？（避免烫死酵母菌细胞） （5）．固定化酵母细胞 问题思考：①为什么刚形成的凝胶珠要在 CaCl2 溶液中浸泡 30min 左右？（让 形成的凝胶珠形成稳定的结构） ②如何检验凝胶珠的质量是否合格？（用镊子夹起凝胶珠放在实验 灼伤用手挤压，如没有破裂、无液体流出表明凝胶珠制作成功；用力摔打凝胶珠， 如凝胶珠从桌上弹起，表明制作成功） （6）．用固定化酵母细胞发酵 问题思考：发酵时为什么要将温度控制在 25℃？(酵母菌发酵的最适温度) （7）．实验操作结果分析与评价 ①观察凝胶珠的颜色和形状 问题思考：①如果制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色，则说明什么？（海藻酸钠 浓度太低，包埋的酵母菌数量太少） ②如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，则说明什么？（海藻酸钠 浓度过高） ②观察发酵的葡萄糖溶液 问题思考：当观察到哪些现象时，可说明实验获得成功？为什么？（发酵瓶中产生了很多气 泡，并可闻到酒味。说明包埋的酵母菌已将葡萄糖发酵，产生酒精和二氧化碳） 3、果酒果醋制作过程应注意的问题 （1）为防止发酵液被污染，发酵瓶要用 消毒。 （2）葡萄汁装入发酵瓶时，要留出大约 的空间。 （3）制作葡萄酒时将温度严格控制在 ，时间控制在 d 左右，可通过 对 发酵的情况进行及时的监测。 （4）制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在 ，时间控制在 d，并注意适时在 充气。 (1)75%酒精擦拭消毒 （2）1/3 （3）18～25℃ 10～12 （4）30～35℃ 7~8 4．腐乳制作的原理及流程 (1)图中a、b表示的是____，它们的来源是_____，作用是_____ (2)过程一中，为保证产品的质量，应采取的措施是_____。 (3)过程二应如何具体操作?____。这样，既不使豆腐块过早酥烂，又能避免豆腐块腐败变质。 (4)过程三中卤汤配制所需的材料有____________ (5)过程四应如何操作才能取得最佳效果?________________ (6)怎样用同样的原料制作出不同风味的腐乳?__________________ 【答案】 (1)蛋白酶和脂肪酶 毛霉等微生物 将蛋白质分解为肽和氨基酸，将脂肪水解为甘油和脂 肪酸 (2)在严格无菌的条件下，将优良毛霉菌种接种在豆腐上，在适宜的温、湿度条件下生产 (3)将长满毛霉的豆腐块整齐地摆放在瓶中，并逐层加盐，随着层数的加高而增加盐量，接近瓶口的 表面盐要铺厚-些 (4)12%左右的酒(料酒、黄酒、米酒、高粱酒等)和香辛料(胡椒、花椒、八角、桂皮、姜、辣椒等) (5)密封时，将瓶口通过酒精灯的火焰，再用胶条密封瓶口。 (6)控制豆腐的含水量、发酵条件以及装罐时加入的辅料成分。 5、蛋白质提取和分离 下列叙述关于电泳技术分离蛋白质的原理正确的是（ ） A．蛋白质中含有游离的氨基，是碱性电解质 B．蛋白质中含有游离的羧基，是酸性电解质 C．蛋白质在电场中可以向与其自身所带电荷相同的电极方向移动 D．蛋白质在电场中可以向与其自身所带电荷相反的电极方向移动 [解析] 电泳技术分离蛋白质的原理：蛋白质中既含有游离的氨基，又含有羧基，属于两性电解 质，并且蛋白质在一定 pH 条件下带有电荷，作为带电离子，蛋白质在电场中可以向与其自身所带 电荷相反的电极方向移动。 [答案] D。 课堂练习 1．酶的固定化常用的方式不包括： A．吸附 B．包埋 C．连接 D．将酶加工成固体 2．溶解海藻酸钠，最好采用 加热的方法。 A．小火间断 B．小火持续 C．大火间断 D．大火持续 3．高果糖浆生产需要的酶是： A．葡萄糖异构酶 B．蔗糖酶 C．麦芽糖酶 D．果糖酶 4．固定化酶的优点是： A．有利于酶的活性 B．有利于产物的纯化 C．有利于提高反应速度 D．有利于酶发挥作用 5．下列不能影响加酶洗衣粉活性的是 ( ) A．温度 B．酸碱度 C．表面活性剂 D．水的数量 6．酒厂利用酵母菌酿酒过程中，经检测活菌数量适宜但却不产生酒精，应采取的措施是 A.降低温度 B.隔绝空气 C.加缓冲液 D.加新鲜培养基 7.在腐乳制作过程中，起主要作用的是：（ ） A、酵母菌 B、青霉 C、毛霉 D、大肠杆菌 8.（多选）制作腐乳时盐的作用是：（ ） A．析出豆腐中多余的水分 B、有利于细菌的繁殖 C．抑制杂菌的生长 D、有利于腐乳的保存 9．固定化酵母细胞凝胶珠的颜色是 ；形状是 。 （乳白色，圆形或椭圆形） 10．利用固定化酵母细胞发酵葡萄糖溶液， （填有或无）气泡产生： （填有或无）酒精产生。（有，有） 11．使用加酶洗衣粉时必须注意以下几点： ① 能使蛋白质水解，因此，蛋白质类织物就不能用加酶洗衣粉洗涤； ②使用加酶洗衣粉时，必须注意洗涤用水的 ； ③加酶洗衣粉不宜长期存放，存放时间过长会导致 损失； ④添加了 的洗衣粉可以分解人体皮肤表面蛋白质。 ①蛋白酶 ②温度 ③酶失活 ④碱性蛋白酶 12．下面是古代家庭酿酒的具体操作过程：先将米煮熟，待冷却至 30℃时，加少许水和一定量的酒 酿（做实验是用酵母菌菌种）与米饭混用后置于一瓷坛内（其他容器也可），在中间要挖一个洞，加 盖后置于适当的地方保温（28℃），12h 即成。现请你从以下几个方面对其发酵过程作一个简单的分 析： （1）在中间挖一个洞的目的是 。 （2）发酵坛没有密封，那么坛内无氧发酵的环境是由什么造成的？ 。 写出发酵反应式 。 （3）请你用文字或坐标曲线的形式来说明在发酵坛内有氧呼吸和无氧呼吸的此消彼长的过程。 13．（1）在坛中挖洞的止的是增加透氧性，保证酵母菌在开始生长时有足够的氧气进行有氧呼吸， 代谢繁殖快。 （2）酵母菌有氧呼吸时产生的水逐渐增加，发酵基质液面逐渐升高最后没入水中，水中的氧被耗 尽后造成无氧环境，发酵反应式为：C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量 （3）开始时进行无氧呼吸，随着氧气逐渐减少，当氧气被完全消耗时就转入发酵，产生大量的酒 精。 课后练习 一、选择题 1．酶制剂中的酶化学本质是 ( ) A．蛋白质 B．有机物 C．RNA D．核酸 2．当前生产酶制剂所需要的酶主要来自 ( ) A．动物的组织和器官 B．植物组织和器官 C．微生物 D．基因工程 3．研究认为，用固定化酶技术处理污染物是很有前途的，如将大肠杆菌得到的三酯磷 酸酶固定到尼龙膜上制成制剂，可用于降解残留在土壤中的有机磷农药，于微生物 降解相比，其作用不需要适宜的： A．温度 B．酸碱度 C．水分 D．营养 4.利用酵母菌酿酒时，一开始持续通入空气后再封闭，其结果是 （ ） 酶 A.酵母菌大量死亡，酒精减产 B.酵母菌数量不变，酒精增产 C.酵母菌数量增多，酒精增产 D.酵母菌数量增多，不产生酒精 5.酵母菌进行有氧呼吸和酒精发酵分解葡萄糖，如果两种作用产生了等量的二氧化碳，那么两种作 用消耗葡萄糖的量之比是（ ） A.1：2 B.2：1 C.1：3 D.3：1 6.葡萄酒呈现红色的原因是（ ） A.在发酵过程中产生了红色物质 B.在发酵的最后程序中，加入了红色的食用色素 C.红色葡萄皮中的色素溶解在发酵液中 D.酒精发酵的最终产物是红色的 7.下列哪项操作会引起发酵液受污染（ ） A.榨汁机用温水冲洗，并晾干 B.发酵瓶先用温水冲洗，再用 75%的酒精擦拭后晾干 C.葡萄先除去枝梗，再冲洗多次 D.每次排气时，只拧松瓶盖，不能将盖完全揭开 8.果汁发酵后，检测是否有酒精产生，可用（ ） A.斐林试剂 B.苏丹 C.双缩脲试剂 D.重铬酸钾溶液 9.制果醋时，要适时通过充气口进行充气是因为（ ） A.醋酸菌是好氧菌，将酒精变成醋酸时需要氧气的参与 B.酵母菌进行酒精发酵时需要氧气 C.通气，防止发酵液霉变 D.防止发酵时产生的二氧化碳过多而引起发酵瓶的爆裂 10.在发酵条件的控制中，错误的是（ ） A.葡萄汁装入发酵瓶时，要留有约 1/3 的空间 B.要想一次得到较多的果酒，在葡萄汁装入发酵瓶时，要将瓶装满 C.制葡萄酒的过程中，除在适宜的条件下，时间应控制在 10-12d 左右 D.制葡萄醋的温度要比制葡萄酒的温度高些，但时间一般控制在 7-8d 左右 11.对果酒发酵中灭菌的理解，不正确的是( ) A.防止杂菌感染 B.灭菌就是杀死葡萄汁的一切细菌 C.培养基和发酵设备都必须消毒 D.灭菌必须在接种前 12．交警检验司机是否酒后驾车时，所用的仪器中装有 A．重铬酸钾 B． MnO2 C．斐林试剂 D． BaCL2 13．变酸的酒的表面观察到的菌膜是什么菌在液面大量繁殖形成的 A．酵母菌 B．醋酸菌 C．毛霉菌 D．乳酸菌 14．吃腐乳时，外层有一层致密的皮，这层“皮”是由什么形成的 A．毛霉白色菌丝上的孢子囊 B．毛霉白色菌丝 C．毛霉分泌物 D．豆腐块表面失水后变硬 15．果酒的制作离不开酵母菌，在配制酵母菌的培养基时，常添加一定浓度的葡萄糖液，如果葡萄 糖浓度过高，反而会抑制酵母菌的生长，其原因最可能是 A．葡萄糖被合成了淀粉 B．酵母菌细胞失水 C．改变了培养液的 pH D．酵母菌发生了变异 16．将酵母菌的培养液由富氧状态变为缺氧状态，下面加快的一项是： A．CO2 的释放 B．丙酮酸的氧化 C．葡萄糖的利用 D．ATP 的形成 17．固定化酶的优点是： A．有利于增加酶的活性 B．有利于产物的纯化 C．有利于提高反应速度 D．有利于酶发挥作用 18．下列不是用于包埋法固定化细胞的载体是： A．琼脂糖 B．醋酸纤维素 C．聚丙烯酰胺 D．聚乙烯树脂 19．在果汁生产工业中主要应用的酶包括 A．果胶酶、纤维素酶 B．脂肪酶、淀粉酶 C．淀粉酶、果胶酶 D．蛋白酶、纤维素酶 20．蛋白酶洗衣粉容易洗去奶渍．血渍，可是不容易洗去汗渍，这体现了酶的 A．高效性 B．专一性 C．需适宜的条件 D．多样性 21.固定化细胞技术与固定化酶技术相比，所具备的特点是 A．成本更低、操作更容易，不能连续性生产 B． 成本更高、操作更难，不能连续生产 C． 成本更低，操作更容易，能连续生产 D．成本更低，操作更难，能连续生产 22.关于使用加酶洗衣粉的好处，不正确的是 A．可有效去除衣服上的油渍、汗渍、血渍 B． 使用加酶洗衣粉可减少对环境的污染 C． 各种加酶洗衣粉的酶制剂对人体皮肤都没有伤害作用 D．水温过低时不宜使用加酶洗衣粉 23.使用 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳过程中，不同蛋白质的电泳迁移率完全取决于 A．电荷的多少 B．分子的大小 C．肽链的多少 D．分子形状的差异 24.腐乳味道鲜美，易于消化．吸收，是因为其内主要含有的营养成分是 A．无机盐．水．维生素 B．NaCl．水．蛋白质 C．多肽．氨基酸．甘油和脂肪酸 D．蛋白质．脂肪．NaCl．水 25.在啤酒生产过程中，常常加入木瓜蛋白酶，其作用是 A．将氨基酸合成蛋白质 B．将蛋白质水解成氨基酸 C．把多肽水解成氨基酸 D．把葡萄糖转化为氨基酸 26.下列说法不正确的是 A、果胶的存在会影响出汁率，还会使果汁混浊 B、 果胶可被果胶酶分解成半乳糖醛酸 C、 果胶酶只是一种酶 D、多聚半乳糖醛酸酶．果胶分解酶和果胶酯酶都属于果胶酶 27.用固定化酵母细胞发酵葡萄糖溶液时，为了能产生酒精，下列措施错误的是 A 向瓶内泵入氧气 B 应将装置放于适宜的条件下进行 C 瓶内应富含葡萄糖等底物 D 应将瓶口密封，效果更好 28、酵母细胞的活化是指 A 让酵母细胞恢复运动状态 B 让酵母细胞在缺水状态下更容易休眠 C 让酵母细胞内酶活性增强 D 让处于休眠状态的酵母细胞重新恢复正常的生活状态 29、果汁发酵后检测是否有酒精产生，可采用的方法有（多） A、用斐林试剂检测 B、用重铬酸钾溶液检测 C、品尝样液和闻闻是否有酒味 D、用双缩脲试剂检测 30．右图是应用固定化酵母进行葡萄糖发酵的装置，下列说法中不正确的 是 A．为使固定化酵母可以反复使用，实验过程一定要在无菌条件下进行 B．加入反应液后应保持活塞 1 始终打开，活塞 2 则必须关闭 C．装置的长导管主要是为了释放 CO2 并防止杂菌进入反应柱 D．加入反应液的浓度不能过高以免酵母细胞因失水过多而死亡 31．下列关于果酒和果醋制作的叙述，错误的是 A．制作果酒时瓶口需密闭，而制作果醋时中断通氧可能会引起醋酸菌 死亡 B．温度对酵母菌酒精发酵的影响很大，而对醋酸菌的发酵影响不大 C．在变酸的果酒的表面观察到的菌膜可能是醋酸菌在液面大量繁殖形成的 D．制作果酒和果醋时都应用 70%的酒精对发酵瓶消毒并注意无菌操作 32.有人用酵母菌在含有葡萄糖的培养液中进行培养，测定单位时间内的吸氧量（气体体积）和二氧 化碳的发生量（气体体积）。请回答下列有关问题： （1）在酵母菌只进行有氧呼吸时，其吸氧量和二氧化碳的发生量 。 （2）与酵母菌相比，乳酸菌细胞结构的主要差别是 。 （3）密封发酵阶段，酵母菌呼吸方式是 。 （4）此时，酵母菌若分解 360g 葡萄糖，则可生成 mol 的乙醇。 （5）当这一密封的培养液中的乙醇达到一定量后，二氧化碳不再增加的原因可能是 。 （1）相等 （2）乳酸菌无核膜、核仁和复杂细胞器 （3）无氧呼吸 （4）4 （5）酒精浓度过 高，抑制酵母菌发酵 33.如下是制备固定化酵母细胞的实验步骤，请回答： 酵母细胞的活化→配制 CaCl2 溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵 母细胞 （1）影响实验成败的关键步骤是 （2）如果海藻酸钠浓度过低，形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目 （3）如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，说明 （4）固定化细胞技术一般采用包埋法固定化，原因是 （1）加热使海藻酸钠溶化 （2）过少 （3）海藻酸钠浓度过高 （4）细胞个大， 难以被吸附或结合，故一般固定化细胞技术一般采用包埋法固定化，操作简单，对酶 活性影响小 34.某种全自动洗衣机的水温有冷水、45℃、90℃热水三种设置，洗涤方式有直接洗涤 和浸泡 20 分钟后洗涤两种设置。如果用加酶洗衣粉洗涤有陈旧牛奶渍的棉质衣服，选 择那种水温和洗涤方式效果最好： ；用含有蛋白酶的洗衣 粉洗涤丝绸衣物和羊毛衣物是否合适？为什么？ 45℃水温，浸泡 20 分钟后洗涤 不合适，蛋白酶能使丝绸、羊毛衣物受到破坏。 35．利用下列材料用具，验证固定化酵母细胞能发酵生产啤酒。 实验原理：麦芽汁可以渗入到由海藻酸钠和啤酒酵母制成的凝胶珠中。啤酒酵母可 以利用自身细胞内的一系列酶将可发酵性糖转化成乙醇。 材料用具：麦芽汁液体培养基、新鲜斜面啤酒酵母、海藻酸钠、葡萄糖—氯化钙混 合液，无菌水；高压蒸汽灭菌锅、恒温培养箱、小烧杯、注射器、500ml 三角瓶、天平、玻璃棒、pH 试纸、纱布等。 实验步骤：（1）取新鲜斜面上的啤酒酵母，接种于 10 毫升麦芽汁液体培养基中， 25 摄氏度培养 24~30 小时。 （2）取 1.6g 海藻酸钠于无菌小烧杯中，加无菌水少许调成糊状，再加入无菌水至 40ml， 在 98kpa 条件下灭菌 15min。冷却至 45 摄氏度左右后，与预热至 35 摄氏度左右的 10ml 酵母培养液混合搅拌均匀，立即倒入装有 5 号针头的注射器外套中，以恒定的速度滴 入盛有葡萄糖—氯化钙混合液的容器中，浸泡 30min 制成凝胶珠。 （3）倒去葡萄糖—氯化钙混合液，用无菌水洗剂凝胶珠三次后，将凝胶珠放入 500ml 三角瓶中，加入 300ml 无菌麦芽汁液体培养基，置于 25 摄氏度下封口发酵 5d 左右， 倒出发酵后的麦芽汁即为生啤酒。 36．下列是利用微生物制作果醋的流程示意图和发酵装置示意图，回答下列有关问题： 挑选葡萄 → 冲洗 → 榨汁 → A → 醋酸发酵 → 果醋 （1）按照操作要求，氢果浆倒入发酵罐后，影响发酵产物不同的重要因素有 、 、 。 （2）A过程是 ，A过程完成后，若要产生果醋，应 该打开充气口，原理是 。 （3）在这个发酵过程中，应对发酵产物及时检测，检测时 应从 取样。 （4）发酵过程中，你认为应该从哪些方面防止发酵液被污 染？ （1）温度 时间 菌种 （2）酒精发酵 醋酸菌是一种好氧细菌 （3）出料口 （4）榨汁机 发酵装置要清洗干净；装入果汁后，封闭充气口。（其它答案合理也得分，至少回 答二项） 37.乙醇等"绿色能源"的开发备受世界关注。利用玉米秸秆生产燃料酒精的大致流程为： （1）玉米秸秆预处理后，因该选用____酶进行水解，使之转化为发酵所需的葡萄糖。 （2）从以下哪些微生物中可以提取上述酶？________（多选） A.酿制果醋的醋酸菌 B.生长在腐木上的霉菌 C.制作酸奶的乳酸菌 D.生产味精的谷氨酸棒状杆菌 E.反刍动物瘤胃中生存的某些微生物 （3）若从土壤中分离生产这种酶的微生物，所需要的培养基为______（按功能分），培养基中的碳 源为___________ 。 （4）从生物体提取出的酶首先要检测 _______ ，以便更好地将酶用于生产实践。在生产糖液的过 程中，为了使酶能够反复利用，可采用___________技术。 （5）发酵阶段需要的菌种是_________，生产酒精是要控制的必要条件是________ 。 （1）纤维素（酶）（2）B、E (3)选择培养基；纤维素 （4）酶的活性 （5）酵母菌；无氧（密封、密闭） 38.如图简单表示葡萄酒的酿制过程，请据图分析： （1）葡萄酒的酿制原理是先通气进行 ，以增加酵母菌的数量，然后再 获得 葡萄酒。 （2）随着发酵程度的加深，液体密度会逐渐变低（可用密度计测量），原因是： （3）下列叙述中不正确的是 A．在甲中进行搅拌是为了增加氧溶量 B．在甲中，酵母菌的能量来源将全部消耗 C．甲与乙放出的气体主要是二氧化碳 D．揭开丙容器的盖子，可能会有醋酸产生 （1）有氧呼吸 无氧呼吸 （2）酵母菌将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳，使液体密度下降 （3）B 39．固定化酶、固定化细胞技术已被广泛应用于食品、化工、医药等各个领域，大大减低了生产成 本，有利于产品的纯化。如麦芽汁可以渗入到由海藻酸钠和啤酒酵母制成的凝胶珠中，啤酒酵母可 以利用自身细胞内的一系列酶将可发酵性糖转化成乙醇。 （1）固定化酶的方法主要有 。 （2）某研究性学习小组同学通过实验验证固定化酵母细胞能发酵生产啤酒，发酵条件符合操作要求， 但 10 天后检查发酵瓶却发现几乎无酒味，请帮助分析发酵失败可能的原因： ① ② （3）该小组同学用琼脂作载体，用包埋法固定 α-淀粉酶来探究固定化酶催化效果。实验步骤与结 葡萄汁+白糖+酵母菌 一天搅拌 2~3 次 断绝与空气接触 （15~20℃约 7 天） 气泡不再发生时，盖上 盖子（15~20℃约 3~5 天） 甲 乙 丙 果如下：（注：加入试管中的固定化淀粉酶量与普通 α-淀粉酶量相同） 1 号试管 2 号试管 固定化淀粉酶 √ 普通 α-淀粉酶 √ 淀粉溶液 √ √ 60℃保温 5 分钟，取出冷却至室温，滴加碘液 现象 变蓝 不变蓝 ①该实验设计体现了 原则。 ②分析 1 号试管实验结果产生原因： 。 （1）包埋法、吸附法、交联法 （2）①海藻酸钠浓度太低，固定的酵母细胞太少 ②固定时海藻酸钠（钙）融化时未等冷却就将活化的酵母菌液倒入 （3）①对照原则、单一变量原则②因为淀粉分子太大难以通过琼脂扩散与淀粉酶接触而导致反应 无法进行 40．低度的果酒、果醋具有一定的保健养生功能。下图是两位同学 制果酒和果醋时使用的装置。同学甲用 A（带盖的瓶子）装置制葡 萄酒，在瓶中加入适量葡萄汁，发酵温度控制在 18~25℃，每隔 12h 左 右将瓶盖拧松一次（注意不是打开瓶盖），之后再将瓶盖拧紧。当发 酵产生酒精后，再将瓶盖打开，盖上一层纱布，温度控制在 30~35℃， 进行制果醋的发酵。同学乙用 B 装置，温度控制与甲相同，不同 的是制果酒阶段充气口用夹子夹紧外，排气的橡胶管也用夹子夹 住，并且每隔 12h 左右松一松夹子放出多余的气体。制果醋阶段适时向充气口充气。经过 20 天左右， 两位同学先后完成了自己的发酵制作。据此回答有关问题： （1）酵母菌与醋酸杆菌在结构上的最大区别是后者 。从制酒和制醋两阶段对装置的处 理方式判断，酵母菌和醋酸杆菌的呼吸作用类型依次是 。 （2）同学甲在制酒阶段，每隔 12h 左右就要将瓶盖拧松一次，但又不打开，这样做的目的是 。 用反应式表示出制酒过程刚开始时发生的主要化学变化： 　　 。 （3）B 装置中排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连，这样做的原因是 。 （4）制葡萄酒时要将温度控制在 18~25℃，而制葡萄醋时要将温度控制在 30~35℃，原因 是 　 。 （1）无核膜（没有由核膜包围的细胞核/无成形细胞核）兼性厌氧（型）、需氧 （2）制酒阶段的后期，酵母菌无氧呼吸会产生大量气体，如不及时放出会把瓶子或瓶盖胀破，不打 开瓶盖是防止氧气和有害杂菌进入 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量 （3）防止污染 （4）18~25℃是酵母菌生 长和发酵的合适温度，30~35℃是醋酸杆菌生长和发酵的合适温度 41．在上个世纪 50 年代，酶已经大规模地应用于各个生产领域，到了 70 年代又发明了固定化酶与 固定化细胞技术。 （1）在实际生产中，固定化酶技术的优点是 。 与固定化酶技术相比，固定化细胞固定的是 酶。 （2）制备固定化酵母细胞，常用的包买材料是 ，使用了下图中方法〔 〕 →酶 （填出号码及名称）。 （3）制作固定化酵母菌细胞时，充分混合均匀的酵母细胞胶液可在饱和 溶液中形 成凝胶珠。部分同学实验制得的凝胶珠不是圆形或椭圆形，其主要原因是 。 （1）酶既能与反应物接触，又容易与产物分离，固定在载体上的酶能反复利用 多酶系统（一 系列、多种） （2）海藻酸钠 ③包埋法 （3）CaCl2 海藻酸钠浓度过高（或针筒口离液面距离过近，高度不够） 42．某一实验小组的同学，欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验，实验材料及用具 齐全。 ( 1 ）制备固定化酵母细胞常用 ▲ 法。 ( 2 ）制备固定化酵母细胞的过程为 ① 使干酵母与 ▲ 混合并搅拌，使酵母菌活化； ② 将无水 CaCl2 溶解在蒸馏水中，配成 CaCl2 溶液； ③ 用酒精灯加热配制海藻酸钠溶液； ④ 海藻酸钠溶液冷却至常温再加入已活化的酵母细胞，充分搅拌并混合均 匀； ⑤ 用注射器将 A 的混合物缓慢滴入氯化钙溶液中。 ( 3 ）该实验小组用如图所示的装置来进行葡萄糖发酵。 a 是固定化酵母， b 是反应柱。 ① 从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是： ▲ 。 ② 要想得到较多的酒精，加入反应液后的操作是 ▲ 活塞 1 和 ▲ 活塞 2。 ③ 为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复利用，实验过程一定要在 ▲ 条件下进行。 ④ 装置中的长导管起的作用是 ▲ 。 ( l ）包埋法 ( 2 ）蒸馏水 海藻酸钠和酵母细胞 ( 3 ） ① 葡萄糖溶液的浓度过高会使酵母细胞因失水过多而死亡。 ② 关闭 关闭 ③ 无菌 ④ 释放 CO2 防止空气中的杂菌进入反应柱。 ① ② ③