2014年國慶高中生物聯(lián)賽班型知識點梳理1

2014年國慶高中生物聯(lián)賽知識點梳理 （第一次） 資料說明 本 材料 用于學(xué)員在實際授課之前，了解授課方向及 梳理 知識點 。同時還附上 例題 和習(xí)題 ，供學(xué)員參考。 本 材料 共由 4 份 書面資料構(gòu)成。 清北學(xué)堂集中培訓(xùn)課程知識點梳 理 （2014 年國慶集中培訓(xùn)課程使用） QBXT/JY/ZSD2014/9-13-1 2014-9-15 發(fā)布 清北學(xué)堂教學(xué)研究部 清北學(xué)堂學(xué)科郵箱 自主招生郵箱 數(shù)學(xué)競賽郵箱 物理競賽郵箱 化學(xué)競賽郵箱 生物競賽郵箱 理科精英郵箱 清北學(xué)堂官方博客 /tsba 清北學(xué)堂微信訂閱號 學(xué)習(xí)資料最新資訊 清北學(xué)堂集中培訓(xùn)課程知識點梳理 2014 年 國慶 高中生物聯(lián)賽班 型 知識點梳理 (第一次 ) 細胞生物學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué) 章節(jié)重點內(nèi)容 . 3 重點內(nèi)容淺析 . 4 細胞的化學(xué)成分 . 4 細胞的基本結(jié)構(gòu) . 6 細胞的物質(zhì)輸入和輸出 . 7 細胞的能量供應(yīng)和利用 . 7 細胞生命周期 . 11 生物聯(lián)賽大綱（細胞生物學(xué)部分） . 12 北京清北學(xué)堂教育科技有限公司 第 2 頁 清北學(xué)堂集中培訓(xùn)課程知識點梳理 2014 年國慶高中生物聯(lián)賽班型知識點梳理 （一） 細胞生物學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué) 章節(jié)重點內(nèi)容 根據(jù)近幾年的生物聯(lián)賽試卷，在細胞生物學(xué)、生物化學(xué)和微生物學(xué)的重點內(nèi)容如下： 細胞的化學(xué)成分 酶類 細胞代謝：呼吸和光合作用 物質(zhì)通過膜轉(zhuǎn)運 細胞分裂 細胞結(jié)構(gòu) 微生物代謝產(chǎn)能、代謝調(diào)節(jié) 生物技術(shù) 建議參考生命科學(xué)導(dǎo)論或普通生物學(xué)或細胞生物學(xué)了解重點內(nèi)容，學(xué)習(xí)中做好“預(yù)習(xí)聽講回顧”三部曲，達到最佳學(xué)習(xí)效果。 北京清北學(xué)堂教育科技有限公司 第 3 頁 清北學(xué)堂集中培訓(xùn)課程知識點梳理 重點內(nèi)容淺析 細胞的化學(xué)成分 生命活動的主要承擔(dān)者 -蛋白質(zhì) 一、概念： 氨基酸 ：蛋白質(zhì)的基本組成單位 ，組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有 20 種。 脫水縮合 ：一個氨基酸分子的氨基（ NH2）與另一個氨基酸分子的羧基（COOH ）相連接，同時失去一分子水。 肽 鍵 ：肽鏈中連接兩個氨基酸分子的化學(xué)鍵（ NHCO）。 二 肽：由兩個氨基酸分子縮合而成的化合物，只含有一個肽鍵。 多 肽：由三個或三個以上的氨基酸分子縮合而成的鏈狀結(jié)構(gòu)。 肽 鏈：多肽通常呈鏈狀結(jié)構(gòu)，叫肽鏈。 二、氨基酸分子通式： NH2 R C H COOH 三、 氨基酸結(jié)構(gòu)的特點 ： 每種氨基酸分子至少含有一個游離的氨 基（ NH2）和一個游離的羧 基（ COOH），并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上（如：雖然有NH 2和COOH，但不是連在同一個碳原子上不叫氨基酸）；R 基的不同導(dǎo)致氨基酸的種類不同。 四、 蛋白質(zhì)多樣性的原因是 ： 組成蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)目、種類、排列順序不同，多肽鏈空間結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化。 五、蛋白質(zhì)的主要功能 （生命活動的主要承擔(dān)者）： 構(gòu)成細胞和生物體的重要物質(zhì)，如肌動蛋白； 催化作用：如酶； 調(diào)節(jié)作用：如胰島素、生長激素； 免疫作用：如抗體，抗原； 運輸作用：如紅細胞中的血紅蛋白。 六、有關(guān)計算： 肽鍵數(shù) = 脫去水分子數(shù) = 氨基酸數(shù)目 肽鏈數(shù) 遺傳信息的攜帶者 -核酸 核酸是細胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)，對于生物的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的合成具有重要作用。 一、 核酸的種類 ： 脫氧核糖核酸（DNA ）和核糖核酸（RNA ） 二、 組成核酸的基本單位是 ：核苷酸，是由一分子磷酸、一分子五碳糖（ DNA 為脫氧核糖、RNA 為核糖）和一分子含氮堿基組成 ；組成 DNA 的核苷酸叫做脫氧核苷酸，組成 RNA的核苷酸叫做核糖核苷酸。 三、 DNA 所含堿基有 ：腺嘌呤（ A）、鳥嘌呤（G ）和胞嘧啶（C ）、胸腺嘧啶（T ） RNA 所含堿基有：腺嘌呤（A ）、鳥嘌呤（G ）和胞嘧啶（C ）、尿 嘧啶（U ） 北京清北學(xué)堂教育科技有限公司 第 4 頁 清北學(xué)堂集中培訓(xùn)課程知識點梳理 四、 核酸的分布 ：真核細胞的 DNA 主要分布在細胞核中；線粒體、葉綠體內(nèi)也含有少量的DNA；RNA 主要分布在細胞質(zhì)中。 細胞中的糖類和脂質(zhì) 一、概念： 糖類：是主要的能源物質(zhì)；主要分為單糖、二糖和多糖等 單糖：是不能再水解的糖。如葡萄糖。 二糖：是水解后能生成兩分子單糖的糖。 多糖：是水解后能生成許多單糖的糖。多糖的基本組成單位都是葡萄糖。 可溶性還原性糖：葡萄糖、果糖、麥芽糖等 二、糖類的比較： ： 單糖：組成元素 C、H 、 O 核糖：動植物細胞中， 組成核酸 脫氧核糖 、 葡萄糖、果糖、半乳糖 重要能源物質(zhì) ：二糖 蔗糖 麥芽糖：分布于植物細胞中 乳糖：僅分布于動物細胞中 淀粉：植物 植物貯能物質(zhì) 多糖纖維素：細胞壁主要成分 糖原（肝糖原、肌糖原）：僅存于動物細胞中， 動物貯能物質(zhì) 三、脂質(zhì)的比較： 脂質(zhì)種類：脂肪、磷脂、性激素、維生素 D 1、脂肪 元素：C 、H 、O ； 功能：. 主要儲能物質(zhì) .保溫 . 減少摩擦，緩沖和減壓 2、 磷脂 元素: C、 H、 O、N 、 P 功能： 細胞膜的主要成分 3、 固醇 膽固醇 ：與細胞膜流動性有關(guān) 性激素 ： 維持生物第二性征，促進生殖器官發(fā)育 維生素 D：有利于 Ca、 P 吸收 細胞中的無機物 一、水 1、存在形式 ： 自由水 約 95 2、功能：. 良好溶劑 . 參與多種化學(xué)反應(yīng). 運送養(yǎng)料和代謝廢物 它們可相互轉(zhuǎn)化； 3、聯(lián)系：代謝旺盛的細胞自由水含量增多，結(jié)合水含量減少；反之，自由水含量減少，結(jié)合水增多。結(jié)合水是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分，結(jié)合水增多增強細胞的抗逆性（高溫、寒凍等）。 二、無機鹽（絕大多數(shù)以離子形式存在）功能 ： 、構(gòu)成某些重要的化合物，如：葉綠素、血紅蛋白等 、維持生物體的生命活動（如動物缺鈣會抽搐） 、維持酸堿平衡，調(diào)節(jié)滲透壓。 北京清北學(xué)堂教育科技有限公司 第 5 頁 清北學(xué)堂集中培訓(xùn)課程知識點梳理 細胞的基本結(jié)構(gòu) 細胞膜 -系統(tǒng)的邊界 一、細胞膜的成分 ：主要是脂質(zhì)（約 50）和蛋白質(zhì)（約 40），還有少量糖類（約 2-10） 二、細胞膜的功能： 、將細胞與外界環(huán)境分隔開 、控制物質(zhì)進出細胞 、進行細胞間的信息交流 三、植物細胞 特有 ：細胞壁 （主要是纖維素和果膠），支持和保護作用；全透性的。 細胞器 -系統(tǒng)內(nèi)的分工合作 一、概念： 細胞質(zhì) ：在細胞膜以內(nèi)、細胞核以外的原生質(zhì)，主要包括細胞質(zhì)基質(zhì)和細胞器。 細胞質(zhì)基質(zhì) ：細胞質(zhì)內(nèi)呈液態(tài)的部分，是細胞進行新陳代謝的主要場所。 細胞器 ：細胞質(zhì)中具有特定功能的各種亞細胞結(jié)構(gòu)的總稱。 二、八大細胞器 及 比較： 1、線粒體 ：粒狀、棒狀，雙層膜，普遍存在于動、植物細胞中，內(nèi)有少量 DNA 和 RNA，內(nèi)膜突起形成嵴，內(nèi)膜、基質(zhì)和基粒中有多種與有氧呼吸有關(guān)的酶，是細胞進行有氧呼吸的主要場所，生命活動所需要的能量，大約 95%來自線粒體，細胞的“動力車間” 2、葉綠體 ：扁平的橢球形或球形，雙層膜，主要存在綠色植物葉肉細胞里，是植物進行光合作用的細胞器，植物細胞的 “養(yǎng)料制造車間”和“能量轉(zhuǎn)換站”，含有葉綠素和類胡蘿卜素，還有少量 DNA 和 RNA，葉綠素分布在基粒片層囊狀結(jié)構(gòu)膜上。膜上和葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中，含有光合作用需要的酶。 3、核糖體 ：橢球形粒狀小體，有些附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，有些游離在細胞質(zhì)基質(zhì)中， 是細胞內(nèi)將氨基酸合成蛋白質(zhì)的場所。 4、內(nèi)質(zhì)網(wǎng) ：由膜結(jié)構(gòu)連接而成的網(wǎng)狀物，是細胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成和加工，以及脂質(zhì)合成的 “車間” 5、高爾基體 ：植物細胞中與細胞壁的形成有關(guān)； 動物細胞中與分泌蛋白的加工、分類運輸有關(guān)。 6、中心體 ：每個中心體含兩個垂直排列的中心粒，見于動物和低等植物細胞，與細胞有絲分裂有關(guān)。 7、液泡 ：主要 見于成熟植物細胞中，液泡內(nèi)有細胞液。化學(xué)成分：有機酸、生物堿、糖類、蛋白質(zhì)、無機鹽、色素等。有維持細胞形態(tài)、儲存養(yǎng)料、調(diào)節(jié)細胞滲透吸水的作用。 8、溶酶體 ：稱 “消化車間”，內(nèi)含多種水解酶，能分解衰老、損傷的細胞器，吞噬并殺死侵入細胞的病毒或病菌。 三、分泌蛋白的合成 與 運輸： 核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 高爾基體囊泡細胞膜細胞外分泌蛋白 合成肽鏈加工成具有一定空間結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)進一步修飾加工成成熟的蛋白質(zhì) 北京清北學(xué)堂教育科技有限公司 第 6 頁 清北學(xué)堂集中培訓(xùn)課程知識點梳理 四、生物膜系統(tǒng)的組成： 包括細胞器膜、細胞膜和核膜等。 細胞核 -系統(tǒng)的控制中心 一、 功能： 遺傳信息庫（遺傳物質(zhì)儲存和復(fù)制的場所），是細胞代謝和遺傳的控制中心； 二、結(jié)構(gòu)： 1、染色質(zhì)： 由 DNA 和蛋白質(zhì)組成，染色質(zhì)和染色體是同樣物質(zhì)在細胞不同時期的兩種存在狀態(tài)。 2、核膜 ：雙層膜，把核內(nèi)物質(zhì)與細胞質(zhì)分開。 3、核仁 ：與某種 RNA 的合成以及核糖體的形成有關(guān)。 4、核孔 ：實現(xiàn)細胞核與細胞質(zhì)之間的物質(zhì)交換和信息交流。 細胞的物質(zhì)輸入和輸出 物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞?一、概念： 自由擴散：物質(zhì)通過簡單的擴散作用進出細胞。 協(xié)助擴散：進出細胞的物質(zhì)要借助載體蛋白的擴散。 主動運輸：物質(zhì)從低濃度一側(cè)運輸?shù)礁邼舛纫粋?cè)，需要載體蛋白的協(xié)助，同時還需要消耗細胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量。 二、 自由擴散、協(xié)助擴散和主動運輸?shù)谋容^： 自由擴散 高濃度 低濃度 不需要 不消耗 O2、 CO2、 H2O、乙醇、甘油等 協(xié)助擴散 高濃度 低濃度 需要 不消耗 葡萄糖進入紅細胞等 主動運輸 低濃度 高濃度 需要 消耗 氨基酸、各種離子等 一、 離子和小分子 物質(zhì)主要以被動運輸（自由擴散、協(xié)助擴散）和主動運輸?shù)姆绞竭M出細胞；大分子和顆粒物 質(zhì)進出細胞的主要方式是胞吞作用和胞吐作用。 細胞的能量供應(yīng)和利用 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 一、概念： 新陳代謝：活細胞中全部化學(xué)反應(yīng)的總稱，生物與非生物最根本的區(qū)別，生物體進行一切生命活動的基礎(chǔ)。 細胞代謝：細胞中每時每刻都進行著的許多化學(xué)反應(yīng)。 北京清北學(xué)堂教育科技有限公司 第 7 頁 清北學(xué)堂集中培訓(xùn)課程知識點梳理 酶 ：活細胞所產(chǎn)生的具有催化作用 (功能：降低化學(xué)反應(yīng)活化能，提高化學(xué)反應(yīng)速率) 的一類有機物。 活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。 二、 酶的本質(zhì) ： 大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)（合成酶的場所主要是核糖體，水解酶的酶是蛋白酶），少數(shù)酶是RNA。 三 、酶的特性： 、高效性 ：催化效率比無機催化劑高許多。 、專一性 ：每種酶只能催化一種或一類化合物的化學(xué)反應(yīng)。 、酶 促反應(yīng) 需要較溫和的作用條件 ：在最適宜的溫度和 pH 下，酶的活性最高。溫度和 pH 偏高和偏低，酶的活性都會明顯降低。 細胞的能量 “ 通貨 ” -ATP 一、 ATP 是 高能化合物 因為 ATP的分子中的高能磷酸鍵中儲存著大量的能量。 ATP化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，在水解時，因 高能磷酸鍵的斷裂，釋放出大量的能量。 二、結(jié)構(gòu)簡式 ： ATP 是三磷酸腺苷的英文縮寫，結(jié)構(gòu)簡式：A P P P ，其中：A 代表腺苷，P 代表磷酸基團， 代表高能磷酸鍵，代表普通化學(xué)鍵。 三、 ATP 與 ADP 的轉(zhuǎn)化： 酶 ATPADPPi 能量 注： （1 ）向右：表示 ATP 水解，所釋放的能量用于各種需要能量的生命活動。 向左：表示 ATP 合成，所需的能量來源于生物化學(xué)反應(yīng)釋放的能量。 （在人和動物體內(nèi)，來自細胞呼吸；綠色植物體內(nèi)則來自細胞呼吸和光合作用） （2 ）ATP 能作為直接能源物質(zhì)的原因是細胞中ATP 與 ADP循環(huán)轉(zhuǎn)變，且十分迅速。 ATP 的主要來源 -細胞呼吸 一、概念： 1、呼吸作用（也叫細胞呼吸）：指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，最終生成 CO2或其它產(chǎn)物，釋放出能量并生成 ATP 的過程。根據(jù)是否有氧參與，分為：有氧呼吸和無氧呼吸 2、 有氧呼吸 ：指細胞在有氧的參與下，通過多種酶的催化作用下，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產(chǎn)生 CO2和 H2O，釋放出大量能量，生成 ATP 的過程。 3、無氧呼吸：一般是指細胞在無氧的條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機物分解為不徹底的氧化產(chǎn)物（酒精、CO 2或乳酸），同時釋放出少量能量的過程。 4、發(fā)酵：微生物（如：酵母菌、乳酸菌）的無氧呼吸。 二、有氧呼吸的總反應(yīng)式： C6H12O6 + 6O26CO2 + 6H2O + 能量 三、無氧呼吸的總反應(yīng)式： 北京清北學(xué)堂教育科技有限公司 第 8 頁 清北學(xué)堂集中培訓(xùn)課程知識點梳理 C6H12O62C2H5OH（酒精）+ 2CO 2 + 少量能量 或 C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 少量能量 四、有氧呼吸過程（主要在線粒體中進行）： 第一階段 ： 場所：細胞質(zhì)基質(zhì) 產(chǎn)物丙酮酸、H 、釋放少量能量，形成少量 ATP 第二階段 ： 場所：線粒體基質(zhì) 產(chǎn)物： CO2、H 、釋放少量能量，形成少量 ATP 第三階段 ： 場所：線粒體內(nèi)膜 產(chǎn)物：生成 H2O、釋放大量能量，形成大量 ATP 五、有氧呼吸與無氧呼吸的比較： 呼吸方式： 有氧呼吸 無氧呼吸 不 同 點 ： 場所：細胞質(zhì)基質(zhì)，線粒體基質(zhì)、內(nèi)膜 細胞質(zhì)基質(zhì) 條件： 氧氣、多種酶 無氧氣參與、多種酶 物質(zhì)變化： 葡萄糖徹底分解，產(chǎn)生 CO2 和 H2O 葡萄糖分解不徹底，生成乳酸或酒精等 能量變化： 釋放大量能量，形成大量 ATP 釋放少量能量，形成少量 ATP 六、影響呼吸速率的外界因素： 1、溫度 ：溫度通過影響細胞內(nèi)與呼吸作用有關(guān)的酶的活性來影響細胞的呼吸作用。 溫度過低或過高都會影響細胞正常的呼吸作用。在一定溫度范圍內(nèi)，溫度越低，細胞呼吸越弱；溫度越高，細胞呼吸越強。 2、氧氣 ：氧氣充足，則無氧呼吸將受抑制；氧氣不足，則有氧呼吸將會減弱或受抑制。 3、水分 ：一般來說，細胞水分充足，呼吸作用將增強。但陸生植物根部如長時間受水浸沒，根部缺氧，進行無氧呼吸，產(chǎn)生過多酒精，可使根部細胞壞死。 4、 CO2：環(huán)境 CO2濃度提高，將抑制細胞呼吸，可用此原理來貯藏水果和蔬菜。 七、呼吸作用在生產(chǎn)上的應(yīng)用： 1、作物栽培時，要有適當(dāng)措施保證根的正常呼吸，如疏松土壤等。 2、糧油種子貯藏時，要風(fēng)干、降溫，降低氧氣含量，則能抑制呼吸作用，減少有機物消耗。 3、水果、蔬菜保鮮時，要低溫或降低氧氣含量及增加二氧化碳濃度，抑制呼吸作用。 能量之源 -光與光合作用 一、概念： 光合作用：綠色植物通過葉綠體，利用光能，把 CO2和 H2O 轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機物，并釋放出 O2的過程 二、光合色素 位于 在類囊體的薄膜上 葉綠素 a (藍綠色） 葉綠素 主要吸收紅光和藍瞎? 葉綠素 b (黃綠色） 北京清北學(xué)堂教育科技有限公司 第 9 頁 清北學(xué)堂集中培訓(xùn)課程知識點梳理 色素： 胡蘿卜素 （橙黃色）；類胡蘿卜素 主要吸收藍紫光；葉黃素（黃色） 三 、葉綠體的功能： 葉綠體是進行光合作用的場所。在類囊體的薄膜上分布著具有吸收光能的光合色素，在類囊體的薄膜上和葉綠體的基質(zhì)中含有許多光合作用所必需的酶。 四 、影響光合作用的外界因素主要有： 1、光照強度 ：在一定范圍內(nèi)，光合速率隨光照強度的增強而加快， 光照強度超過光飽合點，光合速率反而會下降。 2、溫度 ：溫度 通過影響酶的活性來影響光合作用。 3、 CO2濃度 ：在一定范圍內(nèi)，光合速率隨 CO2濃度的增加而加快，達到一定程度后，光合速率維持在一定的水平，不再增加。 4、水：光合作用的原料之一，缺少時光合速率下降。 六、光合作用的應(yīng)用： 1、適當(dāng)提高光照強度。 2、延長光合作用的時間。 3、增加光合作用的面積- 合理密植，間作套種。 4、溫室大棚用無色透明玻璃。 5、溫室栽培植物時，白天適當(dāng)提高溫度，晚上適當(dāng)降溫。 6、溫室栽培多施有機肥或放置干冰，提高二氧化碳濃度。 七、光合作用的過程： 1、 光 反 應(yīng) 階 段 條件： 光、色素、酶 場所： 在類囊體的薄膜上 物質(zhì)變化： 水的分解：H 2O H + O 2 ATP 的生成： ADP + Pi ATP 能量變化： 光能ATP 中的活躍化學(xué)能 產(chǎn)物：H 、 O2、 、 ATP 2、 暗 反 應(yīng) 階 段 原料： H、 、 ATP（光反應(yīng)的產(chǎn)物）和 CO2 條件： 酶、 ATP、H 場所： 葉綠體基質(zhì) 物質(zhì)變化： CO2的固定： CO2 + C5 2C3 C3 的還原： C3 + H （CH 2O） 能量變化： ATP 中的活躍化學(xué)能（CH 2O）中的穩(wěn)定化學(xué)能 總反應(yīng)式： 北京清北學(xué)堂教育科技有限公司 第 10 頁 清北學(xué)堂集中培訓(xùn)課程知識點梳理 細胞生命周期 有絲分裂：體細胞增殖 一、真核細胞的分裂方式 減數(shù)分裂：生殖細胞（精子，卵細胞）增殖 無絲分裂：蛙的紅細胞。分裂過程中沒有出現(xiàn)紡綞絲和染色體變化 分裂間期：完成 DNA 分子復(fù)制及有關(guān)蛋白質(zhì)合成，染色體數(shù)目不增加，DNA 加倍。 前期：核膜核仁逐漸消失，出現(xiàn)紡綞體及染色體，染色體散亂排列。 有絲分裂 中期：染色體著絲點排列在赤道板上，染色體形態(tài)比較穩(wěn)定， 數(shù)目比分裂期較清晰便于觀察 后期：著絲點分裂，姐妹染色單體分離，染色體數(shù)目加倍 末期：核膜，核仁重新出現(xiàn)，紡綞體，染色體逐漸消失。 二、動植物細胞有絲分裂區(qū)別 植物細胞 動物細胞 間期 DNA 復(fù)制，蛋白質(zhì)合成（染色體復(fù)制） 染色體復(fù)制，中心粒也倍增 前期 細胞兩極發(fā)生紡綞絲構(gòu)成紡綞體 中心體發(fā)出星射線，構(gòu)成紡綞體 末期 赤道板位置形成細胞板向四周擴散形成細胞壁 不形成細胞板，細胞從中央向內(nèi)凹陷，縊裂成兩子細胞 三、 有絲分裂特征及意義： 將親代細胞染色體經(jīng)過復(fù)