高三第二轮复习生物知识结构网络.docx

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高三第二轮复习生物知识结构网络

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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）

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1.3生物界与非生物界的统一性和差异性

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维持细胞和内环境的渗透压）

糖类单糖

二糖

多糖C、H、O①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、O①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

RNAC、H、O、N、P①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

（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

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

1.10选择透过性膜的特点

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—→4a4a4a4a2a

染色体数目（个）2N2N2N4N2N

染色体单数（个）04N4N00

染色体组数（个）22242

同源染色数（对）NNN2NN

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

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1.20分化与细胞全能性的关系

1.21细胞的生活史

1.22癌细胞的特点

1.23衰老细胞的特点1.24细胞的死亡

1.25生物膜与生物膜系统

1.26细胞工程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

第二单元生物的新陈代谢

Ⅰ植物代谢部分：

酶与ATP、光合作用、水分代谢、矿质营养、生物固氮2.1酶的分类2.2酶促反应序列及其意义

酶促反应序列生物体内的酶促反应可以顺序连接起来，即第一个反应的产物是第二个反应的底物，第二个反应的产物是第三个反应的底物，以此类推，所形成的反应链叫酶促反应序列。

如

意义各种反应序列形成细胞的代谢网络，使物质代谢和能量代谢沿着特定路线有序进行，确定了代谢的方向。

2.3生物体内ATP的来源

ATP来源反应式

光合作用的光反应

ADP＋Pi＋能量——→ATP

化能合成作用

有氧呼吸

无氧呼吸

其它高能化合物转化

（如磷酸肌酸转化）C~P（磷酸肌酸）＋ADP——→C（肌酸）＋ATP

2.4生物体内ATP的去向

2.5光合作用的色素

2.6光合作用中光反应和暗反应的比较

比较项目光反应暗反应

反应场所叶绿体基粒叶绿体基质

能量变化光能——→电能

电能——→活跃化学能活跃化学能——→稳定化学能

物质变化H2O——→[H]＋O2

NADP+＋H+＋2e——→NADPH

ATP＋Pi——→ATPCO2＋NADPH＋ATP———→

（CH2O）＋ADP＋Pi＋NADP+＋H2O

反应物H2O、ADP、Pi、NADP+CO2、ATP、NADPH

反应产物O2、ATP、NADPH（CH2O）、ADP、Pi、NADP+、H2O

反应条件需光不需光

反应性质光化学反应（快）酶促反应（慢）

反应时间有光时（自然状态下，无光反应产物暗反应也不能进行）

2.7C3植物和C4植物光合作用的比较

C3植物C4植物

光反应叶肉细胞的叶绿体基粒叶肉细胞的叶绿体基粒

暗反应叶肉细胞的叶绿体基质维管束鞘细胞的叶绿体基质

CO2固定仅有C3途径C4途径—→C3途径

2.8C4植物与C3植物的鉴别方法

方法原理条件和过程现象和指标结论

生理学方法在强光照、干旱、高温、低CO2时，C4植物能进行光合作用，C3植物不能。

密闭、强光照、干旱、高温生长状况：

正常生长

或

枯萎死亡正常生长：

C4植物

枯萎死亡：

C3植物

形态学方法维管束鞘的结构差异过叶脉横切，装片①是否有两圈花细胞围成环状结构

②鞘细胞是否含叶绿体是：

C4植物

否：

C3植物

化学方法①合成淀粉的场所不同

②酒精溶解叶绿素

③淀粉遇面碘变蓝

叶片脱绿→加碘→过叶脉横切→制片→观察出现蓝色：

①蓝色出现在维管束鞘细胞

②蓝色出现在叶肉细胞出现①现象时：

C4植物

出现②现象时：

C3植物

2.9C4植物中C4途径与C3途径的关系

注：

磷酸烯醇式丙酮酸英文缩写为PEP。

2.10C4植物比C3植物光合作用强的原因

C3植物C4植物

结构原因：

维管束鞘细胞的结构以育不良，无花环型结构，无叶绿体。

光合作用在叶肉细胞进行，淀粉积累，影响光合效率。

发育良好，花环型，叶绿体大。

暗反应在此进行。

有利于产物运输，光合效率高。

生理原因：

PEP羧化酶

磷酸核酮糖羧化酶只有磷酸核酮糖羧化酶。

磷酸核酮糖羧化酶与CO2亲和力弱，不能利用低CO2。

两种酶均有。

PEP羧化酶与CO2亲和力大，利用低CO2能力强。

2.11光能利用率与光合作用效率的关系

2.12影响光合作用的外界因素与提高光能利用率的关系2.13光合作用实验的常用方法

2.14植物对水分的吸收和利用

2.14.1植物对水分的吸收

2.14.2扩散作用与渗透作用的联系与区别

2.14.3半透膜与选择透过性膜的区别与联系

半透膜选择透过性膜

概念小分子、离子能透过，大分子不能透过水自由通过，被选择的离子和其它小分子可以通过，大分子和颗粒不能通过

性质半透性（存在微孔，取决于孔的大小）选择透过性（生物分子组成，取决于脂质、蛋白质和ATP）

状态活或死活

材料合成材料或生物材料生物膜（磷脂和蛋白质构成的膜）

物质运

动方向不由膜决定，取决于物质密度水和亲脂小分子：

不由膜决定，取决于物质密度

离子和其它小分子：

膜上载体（蛋白质）决定

功能渗透作用渗透作用和其它更多的生命活动功能

共同点水自由通过，大分子和颗粒都不能通过

2.14.4植物体内水分的运输

2.14.5植物体内水分的利用和散失2.15植物体内的化学元素

（1）1.16植物体内的化学元素

（2）

2.17生物固氮2.18氮循环2.19三类微生物在自然界氮循环中的作用

Ⅱ动物与微生物代谢部分：

三大类营养代谢、细胞呼吸、代谢基本类型、微生物类群、

微生物的营养代谢与生长、发酵工程简介

2.20人和动物体内三大营养物质的代谢2.21人体的必需氨基酸2.22细胞的有氧呼吸2.23细胞内的无氧呼吸2.24有氧呼吸与无氧呼吸的比较

比较项目有氧呼吸无氧呼吸

反应场所真核细胞：

细胞质基质，主要在线粒体

原核细胞：

细胞基质（含有氧呼吸酶系）细胞质基质

反应条件需氧不需氧

反应产物终产物（CO2、H2O）、能量中间产物（酒精、乳酸、甲烷等）、能量

产能多少多，生成大量ATP少，生成少量ATP

共同点氧化分解有机物，释放能量

2.25呼吸作用产生的能量的利用情况

呼吸类型被分解的有机物储存的能量释放的能量可利用的能量能量利用率

有氧呼吸1mol葡萄糖2870kJ2870kJ1165kJ40.59%

无氧呼吸2870kJ196.65kJ61.08kJ2.13%

注：

无氧呼吸释放的能量值为分解为乳酸时的值。

不同的无氧呼吸类型释放的能量可能稍有不同。

2.26新陈代谢的类型

2.27微生物的类群

2.28微生物的营养

2.29微生物的代谢2.30微生物的生长2.31微生物的生长曲线与生长速率的关系

2.32发酵工程简介

第三单元生命活动的调节

（包括植物调节、体液调节、神经调节、内环境与稳态、水盐调节、血糖调节、体温调节、免疫）

3.1植物生命活动调节——激素调节

3.2人和高等动物的体液调节.3神经调节

3.4动物行为产生的生理基础3.6水、钠、钾的来源与去向3.7水盐平衡的调节3.8血糖平衡的调3.9体温的调节3.10免疫概述3.10免疫系统的组成与淋巴细胞的起源3.11抗原与抗体3.12体液免疫和细胞免疫3.13免疫失调引起的疾病

3.13免疫学的应用（选学）

第四单元生物的生殖与发育

（包括生殖的种类、动物生殖细胞的生成、植物的个体发育、动物的个体发育）

4.1生殖的类型

4.2动物有性生殖细胞的形成（没有交换）

4.3减数分裂中非姐妹染色单体的交叉互换

4.4减数分裂中染色体行为及数目与配子类型的关系

4.5减数分裂与有丝分裂的比较（以动物细胞为例）

比较项目减数分数有丝分裂

复制次数1次1次

分裂次数2次1次

同源染色体行为联会、四分体、同源染色体分离、非姐妹染色体交叉互换无

子细胞染色体数是母细胞的一半与母细胞相同

子细胞数目4个2个

子细胞类型生殖细胞（精细胞、卵细胞）、极体体细胞

细胞周期无有

相关的生理过程生殖生长、发育

染色体（DNA）的

变化曲线

4.6被子植物的个体发育4.7动物的个体发育

第五单元生物的遗传、变异与进化

（包括遗传的物质基础、遗传规律、伴性遗传、细胞质遗传、基因突变、染色体变异、现代进化理论）

5.1证明DNA是遗传物质的实验

（1）——肺炎双球菌的转化实验

5.2证明DNA是遗传物质的实验

（2）——T2噬菌体感染细菌实验

5.3证明RNA是遗传物质的实验——烟草花叶病毒的感染实验

5.4DNA是遗传物质的理论证据（遗传物质的必备条件）

5.5核酸是生物的遗传物质5.6DNA的组成单位、分子结构和结构特点

5.7由碱基互补配对原则引起的碱基间关系

5.8DNA分子的复制

5.9DNA半保留复制的实验证明

5.10基因的结构及控制蛋白质的合成

5.11染色体组与基因组比较

概念示例

染色体组正常配子中的全部染色体数称为一个染色体组，用N表示果蝇：

N=4

基因组概念某生物DNA分子所携带的全部遗传信息叫基因组。

包括核基因组和质基因组（线料体基因组和叶绿体基因组）人：

23+1+

线粒体DNA

单倍体基因组有性别生物：

N+1（N个DNA+1个性染色体DNA组成）

无性别生物：

N（N个DNA分子组成）人：

23+1

玉米：

10

原核生物基因组一个DNA分子组成（或加上质粒DNA）细菌DNA

线粒体基因组线粒体中一个DNA分子所携带的遗传信息（见后述）线粒体DNA

叶绿体基因组叶绿体中一个DNA分子所携带的遗传信息叶绿体DNA

区别与联系染色体组由正常配子中的染色体数目构成，只包含一条性染色体

基因组由一半常染色体、两条性染色体和细胞质中的DNA分子组成

5.12人类基因组研究

5.12.1人类基因组计划（HGP）大事记

人类基因组计划大事记1985年美国科学家诺贝尔奖获得者杜伯克首先提出了人类基因组计划（HGP）

1990年10月1日经美国国会批准美国HGP正式启动，预计投资30亿美元，历时15年，在2005年完成。

先后共有美、英、日、法、德、中六国参加，分别负担了其中54%、33%、7%、2.8%、2.2%和1%的研究工作。

1998年5月全球最大的DNA自动测序仪厂家在美国马里兰州罗克威尔设立了Celera（塞莱拉）基因组学公司，声称在3年内完成人类基因组的序列测定，另外有一些私营机构也涉足这一领域，目的都是为了申请专利，垄断人类基因信息资源。

至此形成公私两大阵营。

1998年10月人类基因组计划的公立阵营宣布提前于2001年完成人类基因组的工作草图，整个终图的完成期将从2005提前到2003年。

1999年9月我国搭上基因组研究的末班车，加入该计划并负责3号染色体上3000万个碱基对的测序工作，成为参与人类基因组计划唯一的发展中国家。

这1%的测序任务，带给中国的利益是长远的，我们不仅因此可以分享整个计划的成果，拥有相关事务的发言权，而且建立了自己的研究队伍，技术水平走在了世界的前列。

2000年3月14日美国总统克林顿和英国首相贝理雅发表联合声明，呼吁将人类基因组研究成果公开，以便世界各国的科学家都能自由地使用这些成果。

2000年4月底中国科学家按照国际人类基因组计划的部署，完成了百分之一人类基因组的“工作框架图”。

2000年6月26日美国白宫召开会议，宣布人类基因组“工作框架图”完成。

2001年2月15日人类基因组计划公立阵营在当日出版的《自然》杂志公布人类基因组测序草图。

2001年2月16日塞莱拉公司在当日出版的《科学》杂志上公布人类基因组测序草图。

2006年5月18日美国和英国科学家在英国《自然》杂志网络版上发表了人类最后一个染色体—1号染色体的基因测序。

科学家不止一次宣布人类基因组计划完工，但推出的均不是全本，这一次杀青的“生命之书”更为精确，覆盖了人类基因组的99．99％。

历时16年的人类基因组计划书写完了最后一个章节。

5.12.2人类基因组计划（HGP）的主要内容

主要内容遗传图又称连锁图，它是以具有遗传多态性（在一个遗传位点上具有一个以上的等位基因，在群体中的出现频率皆高于1%）的遗传标记为“路标”，以遗传学距离（在减数分裂事件中两个位点之间进行交换、重组的百分率，1%的重组率称为1cM（厘摩））为图距的基因组图。

遗传图的建立为基因识别和完成基因定位创造了条件。

意义：

6000多个遗传标记已经能够把人的基因组分成6000多个区域，使得连锁分析法可以找到某一致病的或表现型的基因与某一标记邻近（紧密连锁）的证据，这样可把这一基因定位于这一已知区域，再对基因进行分离和研究。

对于疾病而言，找基因和分析基因是个关键。

物理图物理图是指有关构成基因组的全部基因的排列和间距的信息，它是通过对构成基因组的DNA分子进行测定而绘制的。

绘制物理图的目的是把有关基因的遗传信息及其在每条染色体上的相对位置线性而系统地排列出来。

DNA物理图是指DNA链的限制性酶切片段的排列顺序，即酶切片段在DNA链上的定位。

因限制性内切酶在DNA链上的切口是以特异序列为基础的，核苷酸序列不同的DNA，经酶切后就会产生不同长度的DNA片段，由此而构成独特的酶切图。

因此，DNA物理图是DNA分子结构的特征之一。

DNA是很大的分子，由限制酶产生的用于测序反应的DNA片段只是其中的极小部分，这些片段在DNA链中所处的位置关系是应该首先解决的问题，故DNA物理图谱是顺序测定的基础,也可理解为指导DNA测序的蓝图。

广义地说，DNA测序从物理图制作开始，它是测序工作的第一步。

序列图随着遗传图和物理图的完成，测序就成为重中之重的工作。

DNA序列分析技术是一个包括制备DNA片段及碱基分析、DNA信息翻译的多阶段的过程。

通过测序得到基因组的序列图。

转录图

（基因图）基因图是在识别基因组所包含的蛋白质编码序列的基础上绘制的结合有关基因序列、位置及表达模式等信息的图谱。

在人类基因组中鉴别出占具2%~5%长度的全部基因的位置、结构与功能，最主要的方法是通过基因的表达产物mRNA反追到染色体的位置。

其原理是：

所有生物性状和疾病都是由结构或功能蛋白质决定的，而已知的所有蛋白质都是由mRNA编码的，这样可以把mRNA通过反转录酶合成cDNA或称作EST的部分的cDNA片段，也可根据mRNA的信息人工合成cDNA或cDNA片段，然后，再用这种稳定的cDNA或EST作为“探针”进行分子杂交，鉴别出与转录有关的基因。

基因图谱的意义是：

在于它能有效地反应在正常或受控条件中表达的全基因的时空图。

通过这张图可以了解某一基因在不同时间不同组织、不同水平的表达；也可以了解一种组织中不同时间、不同基因中不同水平的表达，还可以了解某一特定时间、不同组织中的不同基因不同水平的表达。

5.12.3人类与其他物种的基因组比较（大约）

物种碱基对数量基因数量物种碱基对数量基因数量

黴浆菌580,000500酿酒酵母12,000,0005,538

肺炎双球菌2,200,0002,300黑腹果蝇180,000,00013,350

流感嗜血杆菌4,600,0001,700家鼠2,500,000,00029,000

大肠杆菌4,600,0004,400人类3,000,000,00027,000

5.12.4人类基因组24条染色体上的基因数目和申请的专利数目（截止2006年）

染色体编号基因数目专利数目染色体编号基因数目专利数目

1号3,14150413号47797

2号1,77633014号821155

3号1,44530715号915141

4号1,02321516号1,139192

5号1,26125417号1,471313

6号1,40122518号40874

7号1,41023219号1,715270

8号95220820号762178

9号1,08623321号35766

10号1,04217022号106657

11号1,626312X1,090200

12号1,347252Y14414

合计17,5103,242合计9,4052,357

累计26,9155,599

【说明】目前人们对于基因资源是否应该登记专利仍有争议。

由于学术研究并非营利性，因此通常不受这些专利所拘束。

此外由于美国政府近