生物化学的基础知识

时间:2023-12-13 10:14:46 帅帅 生物/化工/环保/能源 我要投稿
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生物化学的基础知识(精选10篇)

  在日常的学习中,很多人都经常追着老师们要知识点吧,知识点就是学习的重点。哪些才是我们真正需要的知识点呢?以下是小编收集整理的生物化学的基础知识,欢迎大家分享。

生物化学的基础知识(精选10篇)

  生物化学的基础知识 1

  一、生物化学的的概念:

  生物化学(biochemistry)是利用化学的原理与方法去探讨生命的一门科学,它是介于化学、生物学及物理学之间的一门边缘学科。

  二、生物化学的发展:

  1.叙述生物化学阶段:是生物化学发展的萌芽阶段,其主要的工作是分析和研究生物体的组成成分以及生物体的分泌物和排泄物。

  2.动态生物化学阶段:是生物化学蓬勃发展的时期。就在这一时期,人们基本上弄清了生物体内各种主要化学物质的代谢途径。

  3.分子生物学阶段:这一阶段的主要研究工作就是探讨各种生物大分子的结构与其功能之间的关系。

  三、生物化学研究的主要方面:

  1.生物体的物质组成:高等生物体主要由蛋白质、核酸、糖类、脂类以及水、无机盐等组成,此外还含有一些低分子物质。

  2.物质代谢:物质代谢的基本过程主要包括三大步骤:消化、吸收→中间代谢→排泄。其中,中间代谢过程是在细胞内进行的`,最为复杂的化学变化过程,它包括合成代谢,分解代谢,物质互变,代谢调控,能量代谢几方面的内容。

  3.细胞信号转导:细胞内存在多条信号转导途径,而这些途径之间通过一定的方式方式相互交织在一起,从而构成了非常复杂的信号转导网络,调控细胞的代谢、生理活动及生长分化。

  4.生物分子的结构与功能:通过对生物大分子结构的理解,揭示结构与功能之间的关系。

  5.遗传与繁殖:对生物体遗传与繁殖的分子机制的研究,也是现代生物化学与分子生物学研究的一个重要内容。

  生物化学的基础知识 2

  一、氨基酸

  1.结构特点:氨基酸(aminoacid)是蛋白质分子的基本组成单位。构成天然蛋白质分子的氨基酸约有20种,除脯氨酸为α-亚氨基酸、甘氨酸不含手性碳原子外,其余氨基酸均为L-α-氨基酸。

  2.分类:根据氨基酸的R基团的极性大小可将氨基酸分为四类:

  ①非极性中性氨基酸(8种);

  ②极性中性氨基酸(7种);

  ③酸性氨基酸(Glu和Asp);

  ④碱性氨基酸(Lys、Arg和His)。

  二、肽键与肽链:

  肽键(peptidebond)是指由一分子氨基酸的α-羧基与另一分子氨基酸的α-氨基经脱水而形成的共价键(-CO-NH-)。氨基酸分子在参与形成肽键之后,由于脱水而结构不完整,称为氨基酸残基。每条多肽链都有两端:即自由氨基端(N端)与自由羧基端(C端),肽链的方向是N端→C端。

  三、肽键平面(肽单位):

  肽键具有部分双键的性质,不能自由旋转;组成肽键的四个原子及其相邻的两个α碳原子处在同一个平面上,为刚性平面结构,称为肽键平面。

  四、蛋白质的分子结构:

  蛋白质的分子结构可人为分为一级、二级、三级和四级结构等层次。一级结构为线状结构,二、三、四级结构为空间结构。

  1.一级结构:指多肽链中氨基酸的排列顺序,其维系键是肽键。蛋白质的一级结构决定其空间结构。

  2.二级结构:指多肽链主链骨架盘绕折叠而形成的'构象,借氢键维系。主要有以下几种类型:

  ⑴α-螺旋:其结构特征为:

  ①主链骨架围绕中心轴盘绕形成右手螺旋;

  ②螺旋每上升一圈是

  3.6个氨基酸残基,螺距为0.54nm;

  ③相邻螺旋圈之间形成许多氢键

  ④侧链基团位于螺旋的外侧。

  影响α-螺旋形成的因素主要是:

  ①存在侧链基团较大的氨基酸残基;

  ②连续存在带相同电荷的氨基酸残基;

  ③存在脯氨酸残基。

  ⑵β-折叠:其结构特征为:

  ①若干条肽链或肽段平行或反平行排列成片;

  ②所有肽键的C=O和N—H形成链间氢键;

  ③侧链基团分别交替位于片层的上、下方。

  ⑶β-转角:多肽链180°回折部分,通常由四个氨基酸残基构成,借1.4残基之间形成氢键维系。

  ⑷无规卷曲:主链骨架无规律盘绕的部分。

  3.三级结构:指多肽链所有原子的空间排布。其维系键主要是非共价键(次级键):氢键、疏水键、范德华力、离子键等,也可涉及二硫键。

  4.四级结构:指亚基之间的立体排布、接触部位的布局等,其维系键为非共价键。亚基是指参与构成蛋白质四级结构的而又具有独立三级结构的多肽链。

  五、蛋白质的理化性质:

  1.两性解离与等电点:蛋白质分子中仍然存在游离的氨基和游离的羧基,因此蛋白质与氨基酸一样具有两性解离的性质。蛋白质分子所带正、负电荷相等时溶液的pH值称为蛋白质的等电点。

  2.蛋白质的胶体性质:蛋白质具有亲水溶胶的性质。蛋白质分子表面的水化膜和表面电荷是稳定蛋白质亲水溶胶的两个重要因素。

  3.蛋白质的紫外吸收:蛋白质分子中的色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸残基对紫外光有吸收,以色氨酸吸收最强,最大吸收峰为280nm。

  4.蛋白质的变性:蛋白质在某些理化因素的作用下,其特定的空间结构被破坏而导致其理化性质改变及生物活性丧失,这种现象称为蛋白质的变性。引起蛋白质变性的因素有:高温、高压、电离辐射、超声波、紫外线及有机溶剂、重金属盐、强酸强碱等。绝大多数蛋白质分子的变性是不可逆的。

  六、蛋白质的分离与纯化:

  1.盐析与有机溶剂沉淀:在蛋白质溶液中加入大量中性盐,以破坏蛋白质的胶体性质,使蛋白质从溶液中沉淀析出,称为盐析。常用的中性盐有:硫酸铵、氯化钠、硫酸钠等。盐析时,溶液的pH在蛋白质的等电点处效果最好。凡能与水以任意比例混合的有机溶剂,如乙醇、甲醇、丙酮等,均可引起蛋白质沉淀。

  2.电泳:蛋白质分子在高于或低于其pI的溶液中带净的负或正电荷,因此在电场中可以移动。电泳迁移率的大小主要取决于蛋白质分子所带电荷量以及分子大小。

  3.透析:利用透析袋膜的超滤性质,可将大分子物质与小分子物质分离开。

  4.层析:利用混合物中各组分理化性质的差异,在相互接触的两相(固定相与流动相)之间的分布不同而进行分离。主要有离子交换层析,凝胶层析,吸附层析及亲和层析等,其中凝胶层析可用于测定蛋白质的分子量。

  5.超速离心:利用物质密度的不同,经超速离心后,分布于不同的液层而分离。超速离心也可用来测定蛋白质的分子量,蛋白质的分子量与其沉降系数S成正比。

  七、氨基酸顺序分析:

  蛋白质多肽链的氨基酸顺序分析,即蛋白质一级结构的测定,主要有以下几个步骤:

  1.分离纯化蛋白质,得到一定量的蛋白质纯品;

  2.取一定量的样品进行完全水解,再测定蛋白质的氨基酸组成;

  3.分析蛋白质的N-端和C-端氨基酸;

  4.采用特异性的酶(如胰凝乳蛋白酶)或化学试剂(如溴化氰)将蛋白质处理为若干条肽段;

  5.分离纯化单一肽段;

  6.测定各条肽段的氨基酸顺序。一般采用Edman降解法,用异硫氰酸苯酯进行反应,将氨基酸降解后,逐一进行测定;

  7.至少用两种不同的方法处理蛋白质,分别得到其肽段的氨基酸顺序;

  8.将两套不同肽段的氨基酸顺序进行比较,以获得完整的蛋白质分子的氨基酸顺序。

  生物化学的基础知识 3

  一、核酸的分子组成:基本组成单位是核苷酸,而核苷酸则由碱基、戊糖和磷酸三种成分连接而成。

  两类核酸:脱氧核糖核酸(DNA),存在于细胞核和线粒体内。

  核糖核酸(RNA),存在于细胞质和细胞核内。

  1、戊糖:DNA分子的核苷酸的糖是β-D-2-脱氧核糖,RNA中为β-D-核糖。

  2、磷酸:生物体内多数核苷酸的磷酸基团位于核糖的第五位碳原子上。

  二、核酸的一级结构

  核苷酸在多肽链上的排列顺序为核酸的一级结构,核苷酸之间通过3′,5′磷酸二酯键连接。

  三、DNA的空间结构与功能

  1、DNA的二级结构

  DNA双螺旋结构是核酸的二级结构。双螺旋的骨架由糖和磷酸基构成,两股链之间的碱基互补配对,是遗传信息传递者,DNA半保留复制的基础,结构要点:

  a.DNA是一反向平行的互补双链结构亲水的脱氧核糖基和磷酸基骨架位于双链的`外侧,而碱基位于内侧,碱基之间以氢键相结合,其中,腺嘌呤始终与胸腺嘧啶配对,形成两个氢键,鸟嘌呤始终与胞嘧啶配对,形成三个氢键。

  b.DNA是右手螺旋结构螺旋直径为2nm。每旋转一周包含了10个碱基,每个碱基的旋转角度为36度。螺距为3.4nm,每个碱基平面之间的距离为0.34nm。

  c.DNA双螺旋结构稳定的维系横向靠互补碱基的氢键维系,纵向则靠碱基平面间的疏水性堆积力维持,尤以后者为重要。

  2、DNA的三级结构

  三级结构是在双螺旋基础上进一步扭曲形成超螺旋,使体积压缩。在真核生物细胞核内,DNA三级结构与一组组蛋白共同组成核小体。在核小体的基础上,DNA链经反复折叠形成染色体。

  3、功能

  DNA的基本功能就是作为生物遗传信息复制的模板和基因转录的模板,它是生命遗传繁殖的物质基础,也是个体生命活动的基础。

  DNA中的核糖和磷酸构成的分子骨架是没有差别的,不同区段的DNA分子只是碱基的排列顺序不同。

  生物化学的基础知识 4

  体能,即运动员身体素质水平的总称。即运动员在专项比赛中体力发挥的最大程度、也标志着运动员无氧训练和有氧训练的水平,反映了运动员机体能量代谢水平。体能即人体适应环境的能力。包括与健康有关的健康体能和与运动有关的运动体能。

  体适能是Physical Fitness的中文翻译,是指人体所具备的有充足的精力从事日常工作(学习)而不感疲劳,同时有余力享受康乐休闲活动的乐趣,能够适应突发状况的能力。

  美国运动医学学会认为:体适能包括“健康体适能”和“技能体适能”。 健康体适能的主要内容如下:

  ①身体成分:即人体内各种组成成分的百分比,身体成分保持在一个正常百分比范围对预防某些慢性病如糖尿病、高血压、动脉硬化等有重要意义。

  ②肌力和肌肉耐力:肌力是肌肉所能产生的最大力量,肌肉耐力是肌肉持续收缩的能力,是机体正常工作的基础。

  ③心肺耐力:又称有氧耐力,是机体持久工作的基础,被认为是健康体适能中最重要的`要素。

  ④柔软素质:是指在无疼痛的情况下,关节所能活动的最大范围。它对于保持人体运动能力,防止运动损伤有重要意义。

  技能体适能包括灵敏、平衡、协调、速度、爆发力和反应时间等,这些要素是从事各种运动的基础,但没有证据表明它们与健康和疾病有直接关系。

  “体适能”可视为身体适应生活、运动与环境(例如;温度、气候变化或病毒等因素)的综合能力。体适能较好的人在日常生活或工作中,从事体力性活动或运动皆有较佳的活力及适应能力,而不会轻易产生疲劳或力不从心的感觉。在科技进步的文明社会中,人类身体活动的机会越来越少,营养摄取越来越高,工作与生活压力和休闲时间相对增加,每个人更加感受到良好体适能和规律运动的重要性。在测量上,体适能分为心肺适能、肌肉适能、与体重控制三个面向。

  体质:由先天遗传和后天获得所形成的,人类个体在形态结构和功能活动方面所固有的、相对稳定的特性,与心理性格具有相关性。个体体质的不同,表现为在生理状态下对外界刺激的反应和适应上的某些差异性,以及发病过程中对某些致病因子的易感性和疾病发展的倾向性。所以,对体质的研究有助于分析疾病的发生和演变,为诊断和治疗疾病提供依据。

  身体素质,通常指的是人体肌肉活动的基本能力,是人体各器官系统的机能在肌肉工作中的综合反映。身体素质一般包括力量、速度、耐力、灵敏、柔韧等。

  身体素质经常潜在地表现在人们的生活、学习和劳动中,自然也表现在体育锻炼方面。一个人身体素质的好坏与遗传有关,但与后天的营养和体育锻炼的关系更为密切,通过正确的方法和适当的锻炼,可以从各个方面提高身体素质水平。

  身体素质包括五方面:速度素质,是人体在单位时间内移动的距离或对外界刺激反应快慢的一种能力;力量素质,是身体某些肌肉收缩时产生的力量;耐力素质,是指人体长时间进行肌肉活动和抵抗疲劳的能力;灵敏素质:是指迅速改变体位、转换动作和随机应变的能力;柔韧素质,指人体活动时各关节肌肉和韧带的弹性和伸展度。

  综上所述,他们之间既有联系又有区别,只有充分发挥他们之间的能力优势,才能使我们的运动达到良好的效果。

  生物化学的基础知识 5

  生物化学是研究生物的化学组成和生命过程中各种化学变化的科学,是研究生命的化学本质的科学。也是研究生命现象的重要手段。生物化学不但可以在生物体内研究各种生命现象,还可以在体外研究生命现象的某个过程。

  首先来说说生物化学的静态部分。基础生物化学从第一章开始到第六章完,我们学习了细胞中各种组分的结构和功能,了解了小分子如何形成生物大分子,或进一步形成大分子聚集体。从了解蛋白质的元素组成开始,我们学习了核酸、酶、维生素、辅酶、生物膜。核酸作为生命的遗传物质,有DNA和RNA两种类型,对生命的延续以及新物种的诞生都提供了理论依据。新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础,而新陈代谢的进行又离不开酶的催化作用,因此,了解酶的作用和本质,为理解细胞中复杂的生命活动的顺利进行奠定了基础。然而我们都知道单成分的催化活性依赖于酶活性中心三维结构上靠得很近的少数氨基酸残基,而双成分酶必须与辅基或辅酶等蛋白质的辅助因子成分结合才能表现出酶的全部活性,于是维生素就成了不可少的一种物质,比如当体内缺乏维生素B2时人体就会引起口角炎、皮肤炎等病症,可见学习基础生物化学对我们的身体健康都是有益的。

  从第七章开始。我们就学习了基础生物化学的动态部分,当然这个部分与静态部分是离不开的,且是建立在静态部分上进行的。这部分讲得最多的就是代谢,代谢包括物质代谢与相传伴的能量代谢。在分解代谢过程中,营养物质蕴藏的化学能便释放出来,比如糖类代谢生成水和二氧化碳,在这个过程中释放出大量的能量,供机体进行一切生命活动。不管是糖类、蛋白质、脂肪,还是核酸代谢对我们生命活动来说都是非常重要的,他们之间也存在着联系,而且这些联系有着不可忽视的作用。这些都是要通过必要的生物化学手段才能够去认识清楚,进而对解释、揭示生命起着很大的作用。

  第十三章到第十五章,就介绍了DNA、RNA和蛋白质的合成。对这些物质合成所需要的原料、模板、酶以及生物合成的基本过程进行讲解。这对于我们去控制他们的合成,有了理论基础和可行性。当我们不需要他们合成时我们就可以通过一些手段来实现,比如我们可以用利福平、利福霉素去抑制RNA聚合酶的活性,对治疗结核等病症起了很大的作用。

  基础生物化学与其他学科也有很多联系,我们大一是就已经学习了的`有机化学在描绘生物大分子的性质上起了很大的作用,大二学习的微生物学对研究代谢途径和调控提供很多材料,比如说很多单细胞生物和一些病毒等。当然基础生物化学的形成于发展也推动了其他一些学科的发展,比如说DNA的三维结构推导出来后,综合遗传学与细胞学的研究成果,就诞生了分子生物学。

  基础生物化学这门学科对我们的生活非常重要,也是我们学习今后的相关专业知识技能的必备基础,因此学好基础生物化学就是在为今后更加专业的学习奠基石。

  生物化学的基础知识 6

  一、新陈代谢

  新陈代谢是生物区别于非生物的最本质的特征,它是一切生命活动的基础。

  新陈代谢中有关的能源物质:

  1.直接能源物质——三磷酸腺苷(ATP)

  ATP是生物体生命活动的直接能源物质,各种生命活动所需要的能量都是由ATP直接提供的,如细胞的分裂、肌肉收缩等。

  2.主要能源物质——糖类

  糖类是生物体生命活动的主要能源物质,生物体内的能量有70%是由糖类氧化分解提供的。

  3.主要储能物质——脂肪

  脂肪是生物体储存能量的重要物质,在动物的皮下、肠系膜、大网膜等处储存有大量的脂肪,一方面可储存能量,同时还可以减少体内热量散失,有利于维持体温恒定。在植物体内也有脂肪,如花生油、菜籽油等都是从花生和油菜籽中提取的。

  4.能量最终来源——太阳能

  太阳光能是生物生命活动的最终能源,太阳能通过光合作用进入植物体内,再进入动物体内。

  二、组成生物体的化合物

  含量最多的化合物是水,含量最多的有机物是蛋白质,干重最多的化合物是蛋白质。

  当自由水比例增加时,生物体的代谢活跃,生长迅速;而当自由水向结合水转化较多时,代谢强度就会下降,抗寒、抗热、抗旱的性能提高。

  无机盐:大多以离子形式存在。功能:有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分,可以维持酸碱平衡,调节渗透压,对维持生物体的生命活动有重要作用。

  三、遗传与变异

  (一)遗传物质

  DNA是主要的`遗传物质,染色体是遗传物质的主体载体。

  遗传物质的特点:

  (1)分子结构的相对稳定性(储存遗传信息);

  (2)能够复制,保持上下代的连续性(传递遗传信息);

  (3)能够指导蛋白质的合成,从而控制生物的性状(表达遗传信息);

  (4)能够引起可遗传的变异(改变遗传信息)。

  (二)伴性遗传

  1.伴性遗传与分离定律的关系

  伴性遗传是基因的分离定律的特例。伴性遗传也是由一对等位基因控制的一对相对性状的遗传,符合基因的分离定律。但是,性染色体有同型和异型两种组合形式,因而伴性遗传也有它的特殊性:在XY型性别决定的雄性个体中,有些基因只存在于X染色体,Y染色体上没有它的等位基因,同理,反之亦然,从而使得在杂合子内的单个陷性基因控制的性状也能体现(如XbY)。控制性状的基因位于性染色体上,因此该性状的遗传都与性别联系在一起,在写表现型和统计此例时,也一定要和性别联系起来。

  2.伴性遗传与自由组合定律的关系

  在分析既有性染色体又有常染色体上基因控制的两对及以上的遗传现象时,由性染色体上的基因控制的性状按伴性遗传处理,由常染色体上的基因控制的遗传性状按分离定律处理,整体上则按基因的自由组合定律处理。

  (三)基因突变

  1.镰刀型红细胞贫血症

  镰刀型红细胞贫血症的根本原因是控制血红蛋白合成的基因中一个碱基对发生了改变(由CCT→CAT),其直接原因是血红蛋白的一条肽链上的一个氨基酸由谷氨酸改变为缬氨酸。

  2.基因突变的本质

  基因突变是基因中碱基对排列顺序的改变,是基因结构的改变,包括基因中碱基对的增添、缺失和改变。基因突变使一个基因变成它的等位基因,并且通常会引起一定的表现型变化。突变一般是一个“无中生有”、“偶然出现”的过程。

  3.特点:普遍性、随机性、自然突变率低、有害性和不定向性。

  4.时间:DNA复制的时候,即细胞有丝分裂的间期和减数第一次分裂的间期。

  5.意义:是生物变异的根本来源,为生物进化提供了最翔实的原材料。

  (四)基因重组

  1.基因重组所包含的内容:基因的自由组合、基因的连锁互换、重组DNA技术、转基因、基因导入以及肺炎链球菌的转化等都属于基因重组。

  2.基因重组适用的范围:除了基因工程以外,通常考虑适用于进行有性生殖的过程。

  3.基因重组与基因突变产生变异的差别:基因重组不产生新的基因,只产生新的基因型,使性状重新组合。

  生物化学的基础知识 7

  在现行的高考中,生物是以理科综合的形式出现,由于在卷面中生物所占分值较少,所以考题数量有限。全卷共7个题,覆盖高中三册内容,知识点多面广,一道选择题可能涉及好几章的内容,这给高中生物复习提出了更高的要求:对重点内容的把握要深浅得当,对非重点内容要“广积粮”。通过几年的高三教学,笔者就高中生物的复习提出自己的一点体会,即在复习中一定要注意知识的“点、线、面”结合,形成知识的系统化、网络化。高中生物复习中的“点”,即指具体的知识点;“线”就是以生物的某一生理过程为线索,贯穿知识点的链;“面”则是以点线为基础铺织而成的知识网络。通过第一轮的复习,学生对“点”已较为熟悉,但掌握的知识是零散的,不系统的。学生要实现从知识向能力的转变常常需要在老师的复习指导下完成,而由知识的点向线、面转变则是专题复习的最终目标。下面笔者就“植物的个体发育”的专题复习谈一点看法。

  高等植物的个体发育,作为专题复习来说,不能仅限于教科书中“发育”那一节,也就是不能再停留在点上。根据个体发育的概念,经历了如下过程:即从受精卵细胞分裂开始?邛形成胚及种子?邛种子萌发进入胚后发育?邛植物的新陈代谢?邛发育成成熟的个体等过程。在复习中,基础知识是点,上述知识链就是线,以此线为线索,将所学各板块知识联系起来,并作适当的拓展和延伸,形成连贯的知识体系,就形成了点、线铺就的面。因此,可将该大专题分为如下小专题:

  一、种子的形成:种子的形成包括胚的发育、胚乳的发育和种子的形成三部分

  由减数分裂形成的精子和卵细胞,经过受精作用,形成受精卵,这个过程在胚珠的胚囊内完成。在形成受精卵的同时,一个精子和两个极核受精,形成受精极核,这就是高等植物的双受精现象。受精极核发育成胚乳,而受精卵则发育成胚。

  1、胚的形成:(以荠菜为例)荠菜个体发育的起点是受精卵。受精卵经过短暂的休眠,进行第一次有丝分裂,形成基细胞(靠近珠孔)和顶细胞(远离珠孔),基细胞经过几次有丝分裂形成一系列细胞,构成胚柄。胚柄的作用是:

  ①从周围组织中吸收并运送营养物质,供给球状胚体发育;

  ②产生一些激素类物质,促进胚体的发育。胚体发育完成后,胚柄就退化消失。顶细胞经过多次有丝分裂,形成球状胚体,最后形成具有子叶、胚芽、胚轴和胚根的荠菜的胚。

  2、胚乳的发育:受精极核不经过休眠,就开始进行核的有丝分裂,形成很多游离的胚乳核,再形成细胞壁,分隔生成胚乳细胞,整个组织称为胚乳。

  3、种子的形成:胚和胚乳发育过程中,珠被发育成种皮,整个胚珠发育成种子。对于双子叶植物,胚乳的营养全部转移到子叶中,所以又称无胚乳种子。而单子叶植物,胚乳中

  的营养一直保留,未转移到子叶中,形成有胚乳种子。

  例1:荠菜受精卵至少经过多少次有丝分裂,才能形成具有16个细胞的球状胚体?

  A、4次B、5次C、6次D、7次

  分析:由于球状胚体由顶细胞发育而来,故共需要5次有丝分裂。例2:观察分析发育着的胚株结构示意图,能够得出的结论有

  A.②和③的发育起点相同

  B.在正常情况下,若①的基因型为aa,②的基因型为Aa,则④的基因型为AAaC.④处细胞中的`染色体有2/3来自雌配子D.②将发育成种子,①将发育成种皮分析:此题的关键是弄清种子各部分的发育来源,以及高等植物的双受精作用,胚及胚乳基因型等知识点,综合考查了识图能力和分析能力。答案A、C拓展延伸、种子和果实形成过程中基因型及子代数分析

  由于种皮、果皮的遗传物质均只来源于母本,而受精卵、受精极核则来源于双亲,所以植物正反交的结果,其基因型不同。

  例2:番茄的红果(A)对黄果(a)为显性,许多杂合的红果番茄自花授粉,结了1200个番茄,其中黄果番茄有多少个?

  分析:P:♀红果(AA)×♂黄果(aa)↓

  F1红果(结在亲本上,其内种子的胚基因型Aa,胚乳的

  基因型为AAa,果皮和种皮的基因型均为AA。)↓

  F2?(果实结在F1植株上,仍为红色,其内种子的胚基因型为1AA:2Aa:1aa,

  果皮和种皮的基因型均为Aa。)

  注意:基因型同母本的结构其表现型全部滞后一年表现。思考:利用正交和反交的原理还可以判断什么遗传现象?

  练习:豌豆灰种皮(G)对白种皮(g)为显性,黄子叶(Y)对绿子叶(y)为显性。每对

  性状的杂合体自交后代均表现3∶1的性状分离比。以上种皮和子叶颜色的分离比分别来自以下哪代植物群体所结种子的统计?A、B、C、D、

  F1植株和F1植株F2植株和F2植株F1植株和F2植株F2植株和F1植株

  二、种子的萌发及幼苗的形成

  该阶段常与细胞呼吸相联系,是高考的重要考点,更是热考点。种子从萌发到形成早期

  幼苗尚不能进行光合作用时,能量靠子叶或胚乳中储存的有机物供给,此过程中种子细胞内进行着复杂的代谢。下面从以下几方面阐述:

  1、有机物的变化

  由于种子在萌发过程中,代谢(主要是呼吸作用)增强,消耗了大量的有机物,而光合作用尚不进行,所以有机物总量减少,所含能量也减少;但在总量减少的同时,有机物种类,特别是小分子有机物的种类会大大增加,这样就能满足种子萌发过程中构建新细胞的需要,这也是种子中储存的有机物的利用过程。对于单子叶植物,这个过程由胚乳供能,双子叶植物则由子叶供能。由此说明,黄豆萌发形成豆芽,能量虽然减少,但所含营养更全面。

  2、吸水方式及水含量变化

  在种子萌发过程中,鲜重增加,即主要是自由水的含量增加,为呼吸作用及其他代谢过程提供适宜的水环境,此时至细胞形成中央大液泡以前均以吸胀吸水为主。由于蛋白质的亲水性比淀粉和纤维素大,故相同质量的豆类种子比小麦种子萌发所需水多。

  3、.种子萌发过程中细胞DNA含量变化

  由于种子萌发过程中细胞的分裂均为有丝分裂,故每个细胞的DNA含量不变。4、种子萌发过程中活动加强的几种细胞器

  种子萌发过程进行旺盛的细胞分裂,消耗能量多,故活动加强的细胞器有核糖体、高尔基体和线粒体。

  5.种子萌发过程中细胞呼吸方式的变化

  在种皮未破裂前,细胞主要进行无氧呼吸,种皮破裂后,细胞主要进行有氧呼吸,这也是与种皮破裂后胚细胞的快速分裂需更多能量相适应的。若此时种子仍处于较多水环境,则易烂根烂芽。因此生产上种子催芽时应注意通风透气就是这个道理。

  例3:科研人员在研究某种植物时,从收获的种子开始作鲜重测量,作出如下曲线。下列对曲线变化原因的分析不正确的是

  A、oa段鲜重减少的原因主要是自由水的减少

  B、ab段种子的细胞基本处于休眠状态,物质变化较小C、bc段鲜重增加的原因是有机物增加,种子开始萌发

  D、c以后增幅较大,既有水的增加,又有有机物的增加分析:若bc段种子开始萌发,有机物不会增加,故C错误。

  例4:番茄种子萌发露出两片子叶后,生长出第一片新叶,这时子叶仍有功能。对一批长出第一片新叶的番茄幼苗进行不同的处理,然后放在仅缺N元素的培养液中培养,并对子

  叶进行观察,最先表现出缺N症状的幼苗是

  A、前去根尖的幼苗B、前去一片子叶的幼苗

  B、前去两片子叶的幼苗D、完整幼苗

  分析:注意题干中子叶仍有功能,说明子叶中N元素可以转移

  练习1:下图表示小麦种子萌发时总干重和胚乳干重的变化曲线,据图可以推断;A、萌发种子的鲜重随时间稳定增加B、萌发时由于呼吸作用强,产生大量的水蒸气C、种子的重量主要是贮藏在种子内的水分D、贮藏在种子内的养料被胚用于萌发

  练习2:(20xx年广东高考大综合)下图是种子萌发过程中水分吸收变化规律曲线,据图回答:

  种子萌发过程中的水分吸收可分为三个分阶段,第一阶段是吸胀期,种子迅速吸水。第二阶段是吸水停滞期。第三阶段是重新迅速吸水期,主要通过渗透吸收水分。第三阶段由于胚的迅速生长,胚根突破种皮,______摇呼吸加强,对于死亡或休眠的种子,吸水作用只停留在第______阶段。

  三、幼苗形成后的代谢

  植物幼苗形成后的代谢主要包括水分代谢,矿质代谢,光合作用和呼吸作用(即有机物和能量代谢)。这个过程教材以大量的篇幅进行了详细讲解,我就不再叙述其知识点,这里总结其知识网络如下:

  从上面的知识网络可以看出,植物从土壤中获得所需水分和矿质元素,通过光合作用合成有机物储存能量,再通过细胞呼吸分解有机物并释放能量,供生命活动需要。这样,植物的生长也逐渐由营养生长过渡为生殖生长,并形成能进行减数分裂的生殖器官花。此时,一个成熟的个体长成,完成了植物个体发育的一生。

  通过对植物个体发育三大生长阶段的讲解,形成知识点、线、面的巧妙结合,使学生对“一颗种子如何发育成了一株能开花结果的植株”这个神奇的自然现象有了更深刻的理性认识,并能在不同的题设情景里熟练运用所学知识,收到事半功倍的效果。

  生物化学的基础知识 8

  第一节传染病及其预防

  1.传染病是由某种特殊的病原体(如细菌、病毒、寄生虫等)所引起的,能在人和人或人和动物之间相互传播的疾病,具有传染性.流行性.免疫性的特点。

  2.根据致病的病原体不同,传染病可分为细菌传染病、病毒传染病、寄生虫传染病等。

  3.传染病流行的基本环节:传染源、传播途径和易感人群。

  (1)能够散播病原体的人或动物叫传染源。

  (2)病原体离开传染源到达健康人所经历的途径叫传播途径,如空气传播、饮食传播、生物媒介传播等。

  (3)对某种传染病缺乏免疫力而容易感染该病的人群叫易感人群。

  4.艾滋病(AIDS)的病原体是人类免疫缺陷病毒,英文缩写HIV。

  5.传染病的预防措施:

  (1)控制传染源:如隔离、建立专门的传染病医院。(2)切断传播途径:如传染病流行期,在教室喷洒消毒液。

  (3)保护易感人群:如接种疫苗或锻炼身体提高自身免疫力。

  第二节免疫与计划免疫

  1.人体的三道防线及其功能:

  (1)第一道:皮肤和黏膜,它们不仅能够阻挡病原体侵入人体,而且它们的分泌物(如乳酸、脂肪酸和胃酸和酶等)还有杀菌的作用。呼吸道(气管和支气管)的.黏膜上还有纤毛,随着纤毛的摆动,病菌等异物能被清扫出去。

  (2)第二道:体液中的杀菌物质和吞噬细胞,杀菌物质中的溶菌酶,能破坏许多种病菌的细胞壁,使病菌融解。分布在血液,淋巴结,脾脏,肝脏等组织器官中分布有吞噬细胞,可以将侵入人体的病原体吞噬消化。

  (3)第三道:免疫器官(胸腺、淋巴结和脾脏)和免疫细胞(淋巴细胞,是白细胞的一种)。

  2.第一、二道防线是人人生来就有,不针对某一种特定的病原体,而是对多种病原体都有防御作用,叫非特异性免疫(又称先天性免疫)

  3.第三道防线是出生以后才产生的,只针对某一特定的病原体或异物起作用,叫特异性免疫(又称后天性免疫)。

  抗体:病原体侵入人体后,刺激了淋巴细胞,淋巴细胞就会产生一种抵抗该病原体的特殊蛋白质。抗原:引起人体产生抗体的物质(如病原体等异物)。3

  4.免疫:最初指人体对病原体的抵抗力,现在比较

  一致的看法是:免疫是人体的一种生理功能,人体依靠这种功能识别“自己”和“非己”成分,从而破坏和排斥进入人体的抗原物质,或人体本身所产生的损伤细胞和肿瘤细胞等,以维持人体的健康。5.免疫的功能:

  (1)清除体内衰老,死亡和损伤的细胞。(自身稳定)

  (2)抵抗抗原的侵入,防止疾病的产生。(防御感染)

  (3)监视,识别和清除体内产生的异常细胞(如肿瘤细胞)。(免疫监视)

  6.疫苗:通常是用杀死的或减毒的病原体制成的生物制品,接种于人体后,可产生相应的抗体,从而提高对特定传染病的抵抗力。

  7.抵抗抗原侵入的功能过强时,进入人体内的某些食物或药物会引起过敏反应。找出过敏原,并且尽量避免再次接触过敏原,是预防过敏反应的主要措施。8.计划免疫:

  有计划地进行预防接种,简称计划免疫。(根据某些传染病的发生规律,将各种安全有效的疫苗,按照科学的免疫程序,有计划的给儿童接种,以达到预防、控制和消灭相应传染病的目的。)

  计划免疫是预防传染病的一种简便易行的手段。

  生物化学的基础知识 9

  1. 生物体具有共同的物质基础和结构基础。

  2.细胞是生物体的结构和功能的基本单位;细胞是一切动植物结构的基本单位。病毒没有细胞结构。

  3. 新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础。

  4. 生物体具应激性,因而能适应周围环境。

  5.生物遗传和变异的特征,使各物种既能基本上保持稳定,又能不断地进化。

  6. 生物体都能适应一定的环境,也能影响环境。

  7.组成生物体的化学元素,在无机自然界都可以找到,没有一种化学元素是生物界所特有的,这个事实说明生物界和非生物界具统一性。

  8. 生物界与非生物界还具有差异性。

  9.糖类是细胞的主要能源物质,是生物体进行生命活动的主要能源物质。

  10. 一切生命活动都离不开蛋白质。

  11. 核酸是一切生物的遗传物质。

  12.组成生物体的任何一种化合物都不能够单独地完成某一种生命活动,而只有这些化合物按照一定的方式有机地组织起来,才能表现出细胞和生物体的生命现象。细胞就是这些物质最基本的结构形式。

  13.地球上的生物,除了病毒以外,所有的生物体都是由细胞构成的。

  14.细胞膜具一定的流动性这一结构特点,具选择透过性这一功能特性。

  15. 细胞壁对植物细胞有支持和保护作用。

  16. 线粒体是活细胞进行有氧呼吸的主要场所。

  17. 核糖体是细胞内将氨基酸合成为蛋白质的场所。

  18. 染色质和染色体是细胞中同一种物质在不同时期的两种形态。

  19.细胞核是遗传物质储存和复制的场所,是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。

  20.构成细胞的各部分结构并不是彼此孤立的,而是互相紧密联系、协调一致的,一个细胞是一个有机的统一整体,细胞只有保持完整性,才能够正常地完成各项生命活动。

  21.细胞以分裂的方式进行增殖,细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。

  22.细胞有丝分裂的重要意义(特征),是将亲代细胞的染色体经过复制以后,精确地平均分配到两个子细胞中去,因而在生物的亲代和子代间保持了遗传性状的稳定性,对生物的遗传具重要意义。

  23.高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力,也就是保持着细胞全能性。

  24.新陈代谢是生物最基本的特征,是生物与非生物的最本质的区别。

  25. 酶的催化作用具有高效性和专一性。

  26. 酶的催化作用需要适宜的温度和pH值等条件。

  27. ATP是新陈代谢所需要能量的直接来源。

  28. 光合作用释放的氧全部来自水。

  29.植物成熟区表皮细胞吸收矿质元素和渗透吸水是两个相对独立的过程。

  30.高等的多细胞动物,它们的体细胞只有通过内环境,才能与外界环境进行物质交换。

  31.糖类、脂类和蛋白质之间是可以转化的,并且是有条件的、互相制约着的。

  32. 稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。

  33.有性生殖产生的后代具双亲的遗传特性,具有更大的生活能力和变异性,因此对生物的生存和进化具重要意义。

  34. 营养生殖能使后代保持亲本的性状。

  35.减数分裂的结果是,产生的生殖细胞中的染色体数目比精(卵)原细胞减少了一半。

  36.减数分裂过程中联会的同源染色体彼此分开,说明染色体具一定的独立性;同源的两条染色体移向哪极是随机的,不同源的染色体(非同源染色体)间可进行自由组合。

  37. 减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数第一次分裂中。

  38.一个卵原细胞经过减数分裂,只形成一个卵细胞(一种基因型)。一个精原细胞经过减数分裂,形成四个精子(两种基因型)。

  39.对于有性生殖的生物来说,减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞染色体数目的`恒定,对于生物的遗传和变异,都是十分重要的。

  40. 对于有性生殖的生物来说,个体发育的起点是受精卵。

  41.很多双子叶植物成熟种子中无胚乳(如豆科植物、花生、油菜、荠菜等),是因为在胚和胚乳发育的过程中胚乳被子叶吸收了,营养贮藏在子叶里,供以后种子萌发时所需需。单子叶植物有胚乳(如水稻、小麦、玉米等)

  42. 植物花芽的形成标志着生殖生长的开始。

  43.高等动物的个体发育包括胚的发育和胚后发育。胚的发育是指受精卵发育成为幼体,胚后发育是指幼体从卵膜内孵化出来或从母体内生出来并发育成为成熟的个体。

  44.胚的发育包括:受精卵→卵裂→囊胚→原肠胚→三个胚层分化→组织、器官、系统的形成→动物幼体

  45.向光性实验发现:感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端,而向光弯曲的部位在尖端下面的一段,向光的一侧生长素分布的少,生长的慢;背光的一侧生长素分布的多,生长的快。

  46.生长素对植物生长的影响往往具有两重性。这与生长素的浓度高低和植物器官的种类等有关。一般说,低浓度促进生长,高浓度抑制生长。

  47.在没有受粉的番茄(黄瓜、辣椒等)雌蕊柱头上涂一定浓度的生长素溶液可获得无籽果实。

  48.垂体除了分泌生长激素促进动物体的生长外,还能分泌一类促激素调节其他内分泌腺的分泌活动。

  49. 相关激素间具有协同作用和拮抗作用。

  50.(多细胞)动物神经活动的基本方式是反射,基本结构是反射弧(即:反射活动的结构基础是反射弧)。

  51.在中枢神经系统中,调节人和高等动物生理活动的高级中枢是大脑皮层。

  52.动物行为中,激素调节与神经调节是相互协调作用的,但神经调节仍处于主导地位。

  53.高等动物生命活动是在神经系统-体液共同调节下完成的。

  54.生物的遗传特性,使生物物种保持相对稳定。生物的变异特性,使生物物种能够产生新的性状,以致形成新的物种,向前进化发展。

  55.噬菌体侵染细菌实验中,在前后代之间保持一定的连续性的是DNA,而不是蛋白质,从而证明了DNA 是遗传物质。

  56.因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以说DNA是主要的遗传物质。

  生物化学的基础知识 10

  第一章细胞的分子组成

  第一节分子与离子

  构成细胞的主要元素是C、H、O、N、P、S等。C是构成细胞的最基本元素。O是细胞内含量最多的元素。

  第二节无机物

  1、无机化合物有水和无机盐;有机化合物有糖类、脂质、蛋白质和核酸;

  2、细胞中含量最多的化合物是水;细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质。

  3、水在细胞中的存在形式分为自由水和结合水

  结合水:与细胞内其它物质结合,是细胞结构的组成成分

  自由水:(占大多数)以游离形式存在,可以自由流动。(幼嫩植物、代谢旺盛细胞含量高)

  4、新陈代谢越旺盛,自由水的含量会越高。

  5、自由水的生理功能:①良好的溶剂②运送营养物质和代谢的废物③调节体温④参与生化反应过程⑤为多细胞生物的绝大多数提供液体环境

  6、无机盐在细胞中多数以离子形式存在,少数以化合物形式存在。

  7、无机盐的作用:①维持细胞和生物体的酸碱平衡;

  ②维持细胞和生物体的生命活动,如血液中缺Ca会发生抽搐现象。

  ③构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分。如Mg是构成叶绿素的组成成分,Fe是血红蛋白主要成分,Ca是动物和人体骨骼及牙齿中的重要成分。

  第三节有机化合物及生物大分子

  1、糖类

  (1)糖类由C、H、O三种元素组成,结构单元是单糖,是主要能源物质。

  (2)种类:①单糖:葡萄糖(重要能源)、果糖、核糖&脱氧核糖(构成核酸)、半乳糖

  ②二糖:蔗糖、麦芽糖(植物);乳糖(动物)

  ③多糖:淀粉、纤维素(植物);糖元(动物)

  2、脂质

  (1)脂质由C、H、O组成

  (2)分类①油脂:储能、维持体温,水解生成甘油和脂肪酸

  ②磷脂:构成膜(细胞膜、液泡膜、线粒体膜等)结构的重要成分

  ③植物蜡:对植物细胞起保护作用

  ④胆固醇:是人体所必需的,参与血液中脂质的运输,过多可能引发心脑血管疾病

  3、蛋白质

  1)、氨基酸是组成蛋白质的基本单位

  (1)在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种

  (2)组成元素:主要是C、H、O、N等元素组成,有些还含有P、S等元素

  (3)氨基酸分子的结构通式:

  (4)氨基酸分子结构特点:每种氨基酸分子至少含有一个氨基和一个羧基,并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。

  2)、氨基酸缩合形成蛋白质:

  (1)形成方式:脱水缩合,形成的化学键叫做肽键,表示为—CO—NH—。

  3)、关于氨基酸缩合反应的计算:脱水数=肽键数=氨基酸数—肽链数

  (1)n个氨基酸形成一条肽链时,脱掉n—1分子水,形成n—1个肽链,至少有—COOH和—NH2各1个

  (2)若n个氨基酸形成m条肽链则脱掉n—m分子水,形成n—m个肽链,至少有—COOH和—NH2各m(3)若每个氨基酸的相对分子质量为100,则(2)中形成蛋白质的相对分子质量表示为100n—18(n—m)。

  4)、蛋白质分子结构的层次由小到大依次为:

  氨基酸多肽链蛋白质

  5)、蛋白质种类多样的原因:

  (1)氨基酸的种类不同

  (2)氨基酸数目成百上千

  (3)、氨基酸排列顺序千变万化

  (4)肽链空间结构千差万别

  6)、蛋白质及相应作用

  细胞和生物体的结构物质;如:肌球蛋白、肌动蛋白等具有重要的催化功能;如:绝大多数的酶

  具有运输功能;如:血红蛋白具有调节功能;如:胰岛素、生长激素等

  具有免疫功能;如:抗体

  蛋白质是生命活动的主要承担者。

  7)、实验:糖类、脂肪和蛋白质的鉴定。

  (1)鉴定所用的试剂及相应的颜色反应

  可溶性的还原性糖+本尼迪特试剂→生成红黄色沉淀

  脂肪+苏丹III→染成橙黄色蛋白质+双缩脲试剂→紫色反应

  (2)实验选材:还原性糖鉴定:含量高、色浅。如:白梨汁和白萝卜等

  脂肪鉴定:含量高。如:花生种子、蚕豆种子等蛋白质鉴定:含量高。如:蛋清液等

  4、核酸

  (1)元素组成:核酸由C、H、O、N、P等元素组成。

  (2)分布:真核细胞的DNA主要分布在细胞质中,还有少量分布在叶绿体、线粒体。RNA主要分布在细胞质中。甲基绿使DNA呈蓝绿色,派洛宁使RNA呈红色

  (3)分类:核酸分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)

  第二章细胞的基本结构第一节细胞概述

  1、细胞学说的主要内容

  ①所有的生物都是由一个或多个细胞组成的②细胞是所有生物结构和功能的单位

  ③所有的细胞必定是由别的细胞产生的

  2、细胞的种类不同,大小也有一定差别,但一般的细胞都只有在显微镜下才能看到,细胞的体积总是这么微小的`原因:①受细胞核所能控制范围的制约②细胞小,则其表面积及与体积的比值(即相对表面积)大,有利于物质的迅速转运和交换

  3、生物个体的增大,主要是依赖细胞数目的增多,而不是细胞体积的增大

  第二节细胞膜和细胞壁

  1、细胞膜(流动镶嵌模型)

  (1)主要成分:磷脂和蛋白质;还有少量的胆固醇和糖类。

  (2)细胞膜的支(骨)架是磷脂双分子层。

  (3)与细胞膜功能的复杂程度有关的是膜蛋白。

  (4)细胞膜的结构特点流动性

  (5)细胞膜的功能特点选择透性

  2、细胞膜的功能

  (1)将细胞与外界环境分割开

  (2)控制物质进出细胞

  (3)进行细胞间的信息交流

  (4)细胞外被(糖萼或糖蛋白)起识别作用

  3、植物细胞壁的化学成分有纤维素和果胶,可用纤维素酶处理温和去掉细胞壁,而不破坏其他结构。

  第三节细胞质

  1、细胞质是由细胞溶胶和各种细胞器构成

  2、细胞内新陈代谢的主要场所___细胞溶胶______

  3、核糖体由RNA和蛋白质组成,是合成蛋白质的主要场所

  4、质体存在于植物和藻类细胞中,分为白色体和有色体,有色体中最为重要的一类是叶绿体,叶绿体由双层膜、基质和基粒构成,基粒是由含有叶绿素和其他色素的光合膜垛叠而成的膜系统。

  5、线粒体由外膜、内膜、基质构成,是细胞有氧呼吸和能量代谢的中心,线粒体中还含有少量的DNA和RNA,核糖体。

  6、区别八种细胞器形态、结构、功能等。

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