高中生物图解

16页后有惊喜

第一单元 细胞是生命的单位

细胞发现 细胞学说 细胞的显微结构 原生质 细胞的化学组成 细胞的亚显微结构 主要化合物 主要化学元素 植物细胞 动物细胞 真菌细胞 细菌细胞 蓝藻细胞 细 真核细胞 原核细胞 无丝分裂 减数分裂 细胞分裂 胞有丝分裂 细胞膜 磷脂双分子层,蛋白质镶嵌或贯穿 选自由扩散 不需载体,顺浓度差 流择动透协助扩散 需要载体,顺浓度差 性过主动运输 需载体,可逆浓度差 性细胞质 基质 可流动的液态体系 内质网 多种酶的附着部位,使代谢反应可分区进行…… 空间结构 氨多肽蛋基键肽氨基酸顺序 链白酸多样性、特异性 质一切生命活动的体现者 碱基 分布 嘌A 主要呤 G 分布嘧C 于细啶 T 胞核 核核糖核嘌A 主要酸苷酸 呤 G 分布RNA C 于细嘧U 啶 胞质 DNA是主要的遗传物质 脂肪 主要的储能物质 类型 核苷酸 脱氧核DNA 糖核苷酸 细胞周期 高尔基体 细胞壁的形成和细胞分泌 细线粒体 有氧呼吸的主要场所 胞叶绿体 质体之一,光合作用场所 间期 DNA复制和有关蛋白器 质合成 液泡 含细胞液,成分复杂 变 前核膜核仁解体、出现染化核糖体 蛋白质合成部位 期曲色体、出现纺锤体 中心体 与动物细胞有丝分裂有关 线中染色体整齐排列在赤道板，，细胞核 期染核膜 双层膜,核孔可通过大分子 每染色体有二染色单体 分 裂后着丝点一分为二，姐妹色核仁 与核糖体的形成有关 体 期期染色单体分离 变染色质 存在于分染高度螺旋化 染 末染色体解螺旋，核仁和化裂间期 色解螺旋化 色曲质体 期核膜重现，细胞质分离线形成二子细胞 遗传物质储存和复制的场所 减数第一次分裂 减数第二次分裂 间期 前期 中期 后期 末期 间期 前期 中期 后期 末期 染色体 同源染色体分不再四联 复制 分与有丝分裂相同 离，非同源染色复制 会体 体自由组合 染色体数2n—→2n—→2n—→2n——→1n→1n—→1n—→2n—→1n 精（卵）→1初级精母细胞————→2次级精母细胞—→4精细胞 原细胞 （卵） （1次级卵母细胞+1极体）→（1卵+3极体） DNA 减数分裂和有丝分裂图象和曲线的比较

染色体 DNA 有丝分裂 脂类脂 磷脂是膜结构主要成分 类固醇 胆固醇、VD、性激素等 多糖 主要糖能类葡萄糖 蔗糖 糖元 源果糖 麦芽糖 淀粉 物半乳糖 乳糖 纤维素 质 可流动。物质运输、自由水 溶剂\\代谢反应的介质 水与亲水性物质结合，结合水 维持其结构与功能 单糖 二糖 无机化合态 维持复杂有机物的盐结构功能 离子态 维持基质的功能状态 减数分裂 减数分裂和有丝分裂图象的比有同源染色体的联会 有同源四分体 染色体 同源染色体向两极移动 无上述现象 无同源第1页 染色体 减数分裂Ⅰ 有丝分裂 减数分裂Ⅱ

与细胞相关知识点综合归纳如下： 显微结构 动植物细胞结构上的主要区别： ①动物细胞无细胞壁 ②动物细胞一般无液泡 ③动物细胞无质体 亚显微结构 ①细胞膜 ②细胞质 ③叶绿体 ④线粒体 ⑤中心体 ⑥核糖体 ⑦高尔基体 ⑧内质网 ⑨染色体 功能 保护、运输 光合作用场所 有氧呼吸主要场所 有丝分裂形成纺锤体 蛋白质合成场所 分泌物形成参与细胞壁的形成 遗传物质的主要载体 细胞分裂 细胞分子组成（原生质） 细胞分类 ①非细胞结构 ②原核细胞 ③真核细胞 ①无丝分裂 ①大量元素、②有丝分裂 微量元素 ③减数分裂 ②六类化合物

第二单元 生物体是自我更新的体系

同化作用从外界摄取物质和能量转变为自身的物质和能量(原生质) 自养型：光合自养（绿色植物） 化能自养（硝化细菌） 生产者 消费者 生物体新陈代谢异养型：动物、真菌、人等 物质代谢和能量代谢 分解者 异化作用将自身物质和能量（原生质）分解，释放能量，代谢产物排出体外 需氧型（有氧呼吸型）：多数生物 第2页

厌氧型（无氧呼吸型）：乳酸菌等 外界条件：①光强度 ②CO2浓度③温度 内部条件：①叶绿素含量②酶 条件： ①O2浓度 ②温度 光合作用场所： 叶绿体 过程： 光反应 暗反应 结果：将CO2和H2O转变为氧气和有机物 有氧呼吸场所：主要在线粒体 过程：糖分解成丙酮酸；丙酮酸分解为CO2； 结果：在氧气参与下糖分解成CO2和H2O产生ATP 绿色植物的新陈代谢无氧呼吸场所：细胞质基质中 过程：糖分解成丙酮酸；丙酮酸还原成酒精或乳酸 结果：糖被分解成酒精或乳酸，产生ATP 条件： ①缺氧 ②温度 矿质代谢过程： 主动运输 植物根尖的根毛区 根茎叶的导管 方式： ①吸胀吸水 ②渗透吸水 水分代谢分布整个植物体利用：调节、构成植物体 利用：99%蒸腾 1%参与代谢、构成植物体 大分子食物 淀粉 蛋白质 脂类 唾液、胃液、胰液、肠液、胆汁 口腔 胃 小肠 大肠 物质代谢食物的消化消化液 消化道 吸收 高等动物和人的新陈代谢物质的转运气体的运输内环境（血浆、组织液、淋巴） 血浆 淋巴 组织液 血液循环 淋巴循环 全身组织毛细血管 外界气体肺泡气体肺泡外毛细血管 全身组织细胞 废物排出代谢废物二氧化碳 第3页 二氧化碳通过呼吸系统随气体交换排出 尿素、尿酸 部分以汗液的形式由皮肤排出 多余的水、绝大部分以尿液的形式由泌尿系统排出 无机盐 细糖类代谢 血糖的来源 血糖的去路 胞

内 大蛋白质代谢 氨基酸的来源 氨基酸的去路 物

质 代脂类代谢 吸收和转运特点 脂类的利用 谢

能量利用 能量的摄入 能量的储存 能量的释放 能量的转移 能和散失 量代

谢伴随食物肝糖元、肌糖有氧呼吸 转移给ATP由ATP分解推动

中有机物元、脂肪 无氧呼吸 ATP转移道利各种生命活

的吸收而磷酸肌酸 磷酸肌酸分解 用部位 动，能量最终

摄入 以热能的形 物质代谢 能量代谢 新陈代谢 合成代谢 分解代谢 分解 合成 外界物质 自身物质 贮能 代谢产物 释能 转移 利用 酶 酶 6CO+12HO————→CHO+6O+6HO————→6CO2+12H2O →热能→散失（体温） 光合22612622 叶绿体 线粒体 —→ATP→ +能量 作用 肌肉收缩 硝化细菌 2NH+3O—————→2 HNO+2HO+能量 3222神经传导 自 酶 养化能合成代谢 2C2H5OH +2CO2 型硝化细菌 细胞基质 吸收分泌 2 HNO+O—————→2 HNO+能量 +能量 合成223异 发酵 氧作用 型酶、能量 酶 6CO2+6H2O—————→C6H12O6+6O2 C3H6O3 +能量 细胞基质 同化类型 异化类型 酶 酶 合成肝糖元、肌糖元 淀—→麦芽—→葡萄——→葡萄 转化成脂肪 粉 糖 糖 糖 CO2+H2O+能量 氧化分解 异养酶 酶 构成机体组织 型脂—→脂肪—→甘油——→甘油 贮存在皮下、大肠 肪 颗粒 脂肪酸 脂肪酸 合成腺体分泌物 需动CO2+H2O+能量 氧氧化分解 型物酶 酶 合成蛋白质 代 蛋白—→多—→氨基——→氨基 谢形成氨基酸 糖脂 质 肽 酸 酸 脱氨基 不含N CO2+H2O+能量

第 4 NH页 3→尿素 水、无机盐、维生素——→水、无机盐、维生素

第三单元 生物是自我调节的体系

应激性脑 神经系统 大脑 中枢神经系统 脊髓 脑神经 脊神经 小脑 脑干 躯体运动中枢 躯体感觉中枢 高级中枢 视觉中枢 听觉中枢 语言中枢 管理躯体运动协调性 呼吸和心血管活动中枢 调节 周围神经系统 神经调节反射条件反射 非条件反射 感受器 效应器 传入神经 传出神经 神经中枢 反射弧植物性神经交感神经 副交感神经 神经元 激素调节 感觉神经元、中间（联络）神经元、运动神经元 内环境的稳态：血糖的调节、水和无机盐的调节、体温的调节 人和高等动物的激素调节 人体内分泌腺 脑垂体 甲状腺 肾上腺 胰岛 睾丸 卵巢 生长激素、促激素 甲状腺激素 肾上腺素 胰岛素、胰高血糖素 雄性素 雌性素 植物向性生长 顶端优势 果实发育 扦插在枝条生根 功能 分泌异常病症 体液调节植物的激素调节 植物生长素 赤霉素 细胞分裂素 乙烯和脱落酸 生长素的发现 合成部位 运输方向 主要生理作用 高浓度抑制生长 低浓度促进生长 第5页

《致病基因检索表》掌握解遗传题的方法，提高解题的能力

《致病基因检索表》

图中有隔代遗传现象······································隐性基因

与性别无关（男女发病几率相等）·······················常染色体 与性别有关

男性都是患者····································Y染色体 男多于女········································X染色体

图中无隔代现象（代代发生）·······························显性基因

与性别无关··········································常染色体 与性别有关 男性都是患者········································Y染色体 女多于男（约为患者者2倍）···························X染色体

注：隔代遗传现象——患者这代的上、下代种有不患病的现象。

染色体概念系统为例，分析染色与遗传变异之间的内在联系，将高中生物章、节之间的相关知识点有机地结合起来 常染色体 性染色体 基因技术 转基因技术 常染色体遗传：三大基本规律 传递性染色体遗传：伴性遗传

二倍体 规律

单倍体 染色体组←—染色体—→DNA—→基因—→ 基因突变→新基因→进化原始物种 多倍体 解螺 自然变异基因重组 自由组合 新基因型 螺旋互换 选择 旋化规律

染色体变异 染色质 新物种

同源染色体 非同源染色体 人类基因组计划

第11页

第五单元：生物与环境是相互作用的统一体

出

种年性生

群龄别率 密结比、度构例死 亡率

种群生个 群落物体

种内关系 种间关系 捕食 种种 竞争 内内互斗 生寄生 助争 态共生 学

生 生物因素 态环因 非生物因素 境素

生产者 消费者 分解者 非生物的物质和能量 营养级 食物链 食物网 能量金字塔能量本源流入总量流动途径传递效率 单向、递减、 不能循环 难降解物质的富集规律 能量流动 物质循环 碳循环 系统的自动动调节能力 平衡的破坏 自然因素 人为因素 生态系统生态平衡 生物圈森林生态系统 海洋生态系统 草原生态系统 湿地生态系统 农田生态系统 ……… 城市生态系统 环境污染 资源不合理利用 第12页 人类的环境保护 森草 林原目原措施： 的的 的则法制建设 适应的普遍性： 保护色 警戒色 拟态 利利：： 实遵综合治理防用用适现 循应适应的相对性：一定条件、不同程度可生治污 遗传相对稳定、变异，环境变化的解释 持 态建立自然保护区 续适应性的产生： 自然选择学说 规发律保护与合理利用相结合 展

以生命的结构层次为例，从低层次归纳第一条主线相关知识点之间的内在联系

分子水平 细胞水平 个体水平

量子 无机生物 细胞亚显微细胞 组织 器官 生物体

原子 分子 大分子 结构

分子生物学 个体生物学

群体水平

同种生物生物环境 生态最大

生物体 生物圈 总称 种群 群落 系统

宏观生物学（生态学）

以生态系统能量流动为例分析生态系统和功能相同意观点，将有关知识点有机结合起来： 能量的输入 能量的传递 能量的输出 ①呼吸作用（有氧呼吸和无氧呼吸） ②分解者 能量的流动 ①传递方向 研究能量流动的目的 ①调整能量流动关系 ①生产者 ①食物链和食物网 （绿色植物） ②光合作用 ②物质代谢（新陈代谢） ②传递数量 ③传递效率 ②生态平衡 ③保护环境 第13页

③能量代谢 ④能量流动伴随物质循环进行 ④能量金字塔 ④实施可持续发展战略 以蛋白质代谢为中心将有关知识图解归纳如下：

（核心内容是氨基酸代谢的三个来源，三个去路）

（排泄系统） —NH2 转变 尿素 （肝脏） 体外 氧化分解 CO2+H2O （线粒体） （循环系统） 食物中蛋白质（ 消化系统）不含氮部分 糖类、脂肪 消化、吸收、运输

来源

自身蛋白质 其他氨基酸 水解 转氨基 氨基酸去路 合成 组织蛋白（基因控制） （核糖体） 转氨基 新氨基酸 糖、脂肪 代谢中产物 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

化学元素

C、H、 O、N、 P、S、 K、Ca、 Mg 最基本元素：C 基本元素：C、H、O、N 大量元素 必需元素 微量元素 无害元素 非必需元素 有害元素 1.2生物体中化学元素的组成特点

不同种生物体中化学元素的组成特点

第14页

主要元素：C、H、O、N、P、S Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等 Al、Si等 Pb、Hg等 C、H、O、N四种元素含量最多 元素种类大体相同 元素含量差异很大

1.3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，在无机自然界中都能找到 差异性 组成生物体的化学元素，在生物体和无机自然界中含量差异很大 第15页

2.4生物体内ATP的去向

光合作用的暗反应 细胞分裂 矿质元素吸收 新物质合成 植株的生长 神经传导和生物电 肌肉收缩 吸收和分泌 合成代谢 生物发光

植物

酶

ATP ——→ADP＋Pi＋ 能量

动物

2.5光合作用的色素

（橙黄色）胡萝卜素 快 （黄色）叶黄素

（蓝绿色）叶绿素a （黄绿色）叶绿素b 慢

叶绿体基粒的

类囊体薄膜上

分离 作用 吸收转化光能 吸收传递光能 胡萝卜素 叶黄素

大部分叶绿素a 叶绿素b 特殊状态的叶绿素a

色素 类胡萝卜素 分布 组成 叶绿素 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b

2.6光合作用中光反应和暗反应的比较

比较项目 反应场所 能量变化 物质变化 叶绿体基粒 光能——→电能 电能——→活跃化学能 H2O——→[H]＋O2 NADP+ ＋ H+ ＋ 2e ——→NADPH ATP＋Pi——→ATP H2O、ADP、Pi、NADP+ O2、ATP、NADPH 需光 光化学反应（快） 光反应 叶绿体基质 活跃化学能——→稳定化学能 CO2＋NADPH＋ATP———→ （CH2O）＋ADP＋Pi＋NADP+＋H2O CO2、ATP、NADPH （CH2O）、ADP、Pi、NADP+ 、H2O 不需光 酶促反应（慢） 暗反应 反应物 反应产物 反应条件 反应性质 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） 第26页

2.7 C3植物和C4植物光合作用的比较

光反应 暗反应 CO2固定 C3植物 叶肉细胞的叶绿体基粒 叶肉细胞的叶绿体基质 仅有C3途径 C4植物 叶肉细胞的叶绿体基粒 维管束鞘细胞的叶绿体基质 C4途径—→C3途径

2.8 C4植物与C3植物的鉴别方法

方法 生理学方法 原 理 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。 条件和过程 现象和指标 结 论 生长状况： 正常生长 或 密闭、强光照、干旱、枯萎死亡 高温 过叶脉横切，装片 维管束鞘的结构差异 叶片脱绿→加碘→过叶脉横切→制片→观察 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 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 正常生长：C4植物 枯萎死亡：C3植物 形态学方法 是：C4植物 否：C3植物 ①合成淀粉的场所化学不同 方法 ②酒精溶解叶绿素 ③淀粉遇面碘变蓝 出现①现象时： C4植物 出现②现象时： C3植物 2.9 C4植物中C4途径与C3途径的关系

草酰乙酸(C4) 苹果酸C4 NADPH NADP+ PEP羧化酶 CO2 AMP ATP 磷酸烯醇式 丙酮酸C3 丙酮酸（C3） 叶肉细胞

注：磷酸烯醇式丙酮酸英文缩写为PEP。

苹果酸C4 NADP+ NADPH CO2 丙酮酸C3 C5 维管束鞘细胞

暗反应 （CH2O）

第27页

2.10 C4植物比C3植物光合作用强的原因

C3植物 C4植物 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。 两种酶均有。 PEP羧化酶与CO2亲和力大，利用低CO2能力强。 结构原因： 以育不良，无花环型结构，无维管束鞘细胞的结构 叶绿体。 光合作用在叶肉细胞进行，淀粉积累，影响光合效率。 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。 2.11光能利用率与光合作用效率的关系

光合作用制造的有机物所含的能量 光能利用率 ＝ 概念 光合作用效率 ＝ 照在该地面的总的光能 光合作用制造的有机物所含的能量 光合作用吸收的光能 照在地面上的总能 量中被转移的能量 参与光合作用的能 量中被转移的能量 去向 热能损失

光能损失→荧光、磷光

光能→电能→化学能（贮存）

延长光合作用时间 关系 提高光能利用率 增加光合作用面积 提高光合作用效率 控制光照强弱 二氧化碳供应 必需矿质元素供应

2.12影响光合作用的外界因素与提高光能利用率的关系

延长光合作用时间 增加光合作用面积 提高复种指数：改一年一季为一年多季 合理密植

套种（不同时播种）、间作（同时播种） 因地制宜：阳生植物种阳地

阴生植物种阴地

光质影响：蓝紫光照，蛋白质和脂类多 红光照，糖类增多

通风透光，增施农家肥；人工增CO2（温室） N：

ATP、NADP+的成分 P：

K：糖类的合成和运输 Mg：叶绿素的成分

提高光能利用率温度 控制光照强弱 光

增加二氧化碳供应 CO2 必需矿质元素供应 矿物质 影响光合作用的外界因素 水 第28页

2.13光合作用实验的常用方法

可同时使用 半叶法（遮盖法） 密封法 光合作用产生淀粉 验证（探索）光合作用需 CO2并放O2、光强的影响 验证（探索）光合 作用中物质的转变 割主叶脉法

打孔法（抽气法） 光质对光合作用的影响 同位素标记法 分光法 2.14植物对水分的吸收和利用

2.14.1植物对水分的吸收

水分 的 吸收

液泡尚未形成或消失 通过亲水物质的亲水性吸水 吸水原理 主要由成熟细胞的中央液泡构成渗透系统 通过渗透作用吸水

隔着半透膜的两种溶液构成的体系 ①具有半透膜 ②膜两侧溶液具有浓度差

溶液与纯水达平衡时，溶液一方所承受的外压差。 原生质层 两个系统 由细胞膜、液泡膜、两膜之间的细胞质构成 看作一层半透膜（本质是选择透过性） ①植物细胞与土壤溶液之间构成 ②每两个植物细胞之间构成

吸胀吸水 渗透系统 渗透吸水 发生条件 渗透压

植物细胞构 成渗透系统 第29页

2.14.2扩散作用与渗透作用的联系与区别

扩散作用 渗透作用

物质由相对多（密度高）的地方向相对少（密度低）的地方运动的过程，叫扩散

联系 区别 物质由高到低的移动方式，利用物质本身的属性，不需要能量 特指溶剂分子（如水、酒精等）的扩散，需特定的条件

溶剂分子的扩散叫渗透，具备一定条件才能发生

2.14.3半透膜与选择透过性膜的区别与联系

概念 性质 状态 材料 物质运 动方向 功能 共同点 半透膜 小分子、离子能透过，大分子不能透过 半透性（存在微孔，取决于孔的大小） 活或死 合成材料或生物材料 不由膜决定，取决于物质密度 渗透作用 选择透过性膜 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 选择透过性（生物分子组成，取决于脂质、蛋白质和ATP） 活 生物膜（磷脂和蛋白质构成的膜） 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 渗透作用和其它更多的生命活动功能 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

方向 水分的运输 导管运输 动力 根压 导致吐水现象 向上：根—→茎—→叶 蒸腾作用 产生蒸腾拉力

2.14.5植物体内水分的利用和散失

利用 水分 散失 蒸腾作用 绝大部分水分通过蒸腾作用散失

①根持续吸水的动力 ②物质运输的载体 ③降低叶片温度

1-5%参与光合作用、呼吸作用等生命活动

生理意义 第30页

2.15植物体内的化学元素(1)

植物体 有机物 90% 水分(10-95%) 干物质(5-90%) 无机盐 10% 燃烧 小部分N C、H、O、N、S形成气体： CO2、CO、N2、NH3、H2O和氮氧化物等。 少量硫形成H2S、SO2等。 大部分S 挥发部分 灰分元素 全部P 全部金属元素 1.16植物体内的化学元素(2) 载体的种类与数量 选择性吸收 吸收 主动运输 方式 大量 元必 素需 元素 微量 元 素植 物 体 非 必需 元 素

概念 除C、H、O外 由根系吸收的元素 （N放在矿质元素中讨论） 大量元素 N、P、S、K、 Ca、Mg（6种） Fe、Mn、B、Zn、 Cu、Mo、Cl、Ni N、P、K、Mg 能被再利用的元素 老叶先受损 缺乏症 幼叶先受损 不被再利用的元素 Ca、S、B、 必需矿质元素 微量元素 矿质元素 非必需矿质元素 Al、Si、Na、I等 非矿质元素C、H、O 第31页

2.17生物固氮

概 念 将 大气 氮 还 原成 的 过 程(N2)NH3 固氮过程 固氮酶 N2＋e＋H+＋ATP————→NH3＋ADP＋Pi （选学） 生物固氮 种 固氮原因及条件 类 共生固氮类 自生固氮类 代谢类型 同 化 异 化 常见类型 在生态系统 中的作用 意义①为绿色植物提供氮素营养 ②对自然界氮循环有重要作用固氮微生物的种类固氮基因（ 固氮酶）与豆科植物共生时 异养 需氧 根瘤菌（6种） 消费者 （大豆、菜豆、(取食于活的豌豆、苜蓿、羽生物体) 扇豆、三叶草） 固氮蓝藻 (念珠藻) 圆褐固氮菌 黄色分支杆菌 生产者 分解者 (腐生生活) 2.18氮循环

大气固氮

NO3-

工业固氮 脲酶 尿素 氮盐 2.19三类微生物在自然界氮循环中的作用

酶

NH3——→NO2-、NO3-

自养 独立生活 异养 氮素化肥 注意：不同的根瘤菌具有共生专一性。如蚕豆根瘤菌与蚕豆、

豌豆、豇豆共生；大豆根瘤菌只能与大豆共生。

硝化细菌 NO2-、NO3- 硝化细菌 第32页

生物固氮 NH3- 固氮微生物 （N2循环） 大气氮库（N2） N2 反硝化细菌 尿素 脲酶 消费者 分解者 生产者 遗体 固氮酶

N2————→NH3 酶

反硝化细菌 NO2-、NO3- ——→N2

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

淀粉 脂肪 蛋白质 氧化 合成 葡萄糖 分解 合成 转变 肌糖元 脂肪、某些氨基酸 CO2＋H2O＋能量 肝糖元 储存 皮下结缔组织、肠系膜 转变 分解 甘油、脂肪酸 氧化 CO2＋H2O＋能量 糖元 合成 各种组织蛋白、酶及激素等 转氨基 氨基酸 新的氨基酸 转变 含氮部分 NH3 尿素 脱氨基 不含氮部分 分解 转变 CO2＋H2O＋能量 糖类、脂肪 2.21 人体的必需氨基酸

不同种动物有不同的必需氨基酸 苯丙氨酸 ．．赖氨酸 ．色氨酸 ．亮氨酸 ．缬氨酸 ．异亮氨酸 ．苏氨酸 ．甲硫氨酸 ．．种类 12种 非必需氨基酸 必需氨基酸 概念 在人和动物体细胞内能够合成的氨基酸 概念 种类(8种) 不能在人和动物体细胞内合成，只能从 食物中获得的氨基酸称为必需氨基酸 助记词 苯丙赖色亮，缬亮苏甲硫 （本秉赖色亮，谢亮输贾刘） 第33页

2.22细胞的有氧呼吸 C6H12O6 2CH3COCOOH 热 ② 6H2O ① 2CH3COCOOH (丙酮酸) 能量 6CO2 6O2 20[H] ③ 呼吸链 4[H] C6H12O6 (葡萄糖) ATP(少) 12H2O ATP(多) 能量 ATP(少) 能量 热 线粒体 细胞质基质 热 2.23细胞内的无氧呼吸 总反应式 C6H12O6 (葡萄糖) 总反应式

细胞膜 酶 C6H12O6 2C2H5OH ＋ 2CO2 ＋ 能量 (丙酮酸) 2CH3COCOOH ① 4[H] ② 2C2H5OH ＋ (酒精) 2CO2 线粒体 2C3H6O3 (乳酸) 能量 热 ATP(少) 细胞质基质 C6H12O6 酶 2C3H6O3 ＋ 能量 第34页

2.24有氧呼吸与无氧呼吸的比较

比较项目 反应场所 反应条件 反应产物 产能多少 共同点 有氧呼吸 真核细胞：细胞质基质，主要在线粒体 细胞质基质 原核细胞：细胞基质（含有氧呼吸酶系） 需氧 终产物（CO2、H2O）、能量 多，生成大量ATP 不需氧 中间产物（酒精、乳酸、甲烷等）、能量 少，生成少量ATP 氧化分解有机物，释放能量 无氧呼吸 2.25呼吸作用产生的能量的利用情况

呼吸类型 有氧呼吸 无氧呼吸 被分解的有机物 1mol葡萄糖 储存的能量 2870kJ 2870 kJ 释放的能量 2870kJ 196.65 kJ 可利用的能量 1165 kJ 61.08 kJ 能量利用率 40.59% 2.13% 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

特 殊类 型

红螺细菌 有光时：自养生活（进行光合作用，但供氢体不是水，而是有机物） 无光时：异养生活

绿色植物 光合细菌 兼性营养型 光能自养型 光合作用 新陈代谢类型基本类型同化类型自养型 化能自养型 化能合成作用 硝化细菌 异养型 绝大多数动物，腐生的真菌，大多数细菌 需氧型 多数动植物

一些细菌(如光合细菌，供氢体不是水，不放O2) 蛔虫等

异化类型兼性厌氧型 有氧时：有氧呼吸 无氧时：无氧呼吸

你知道吗 酵母菌 厌氧型 科学发现： 人们对消化过程的研究发现了酶 人们对向光性的研究发现了生长素 人们对溶菌现象的研究发现了青霉素 第35页

2.27微生物的类群 微 生 物的 类 群

形态 杆形、球形、螺旋形（弧形） 细胞壁 细胞膜 细胞质（仅有核糖体） 核区（环状DNA） 质粒、荚膜、鞭毛、芽孢、

基本结构 结构 细菌 繁殖 特殊结构 二分裂（有DNA的复制和平分） 概念 细菌在固体培养基上繁殖 形成的细菌子细胞群体 大小、形状、颜色、 光泽度、透明度、硬度等

基内丝菌 吸收养料—营养

原核细胞微生物（单细胞）菌落 特征 结构 放线菌 分布 分枝状菌丝 气生丝菌 产生孢子—繁殖

土壤、空气、水中 细胞结构对人类的贡献 产抗生素（次级代谢产物）

其它类群 支原体、衣原体（无壁）、（蓝藻） 单细胞 真核细胞微生物 多细胞 霉菌 酵母菌 DNA病毒 蛋白质和DNA组成 分类 RNA病毒 蛋白质和RNA组成 基本单位：衣壳粒

功能：保护、抗原性 DNA或RNA 蛋白质、多糖、脂类组成

非细胞结构衣壳 病毒 结构 （可有） 囊膜（带刺突） 核衣壳 核酸 增殖 吸附→注入→复制（核酸）→合成（蛋白质）→装配→释放

第36页

2.28微生物的营养

水 无机盐 碳源 营养素 无机氮源 氮源 提供氮素营养 有机氮源 尿素、牛肉膏、蛋白胨等 N2、硝酸盐、铵盐等 提供碳素营养 有机碳源 糖、脂、石油等 无机碳源 CO2、NaHCO3等 生长因子 微生物生长不可缺少的微量有机物 （包括维生素、氨基酸、碱基等） 微生物的营养目的要明确 根据培养种类、培养目的选择原材料 营养要协调 注意营养物质的浓度和比例 配制原则 （三要原则） 碳氮比最重要 C/N=4：有利于繁殖； C/N=3：有利于产谷氨酸 培养基 种类 用途 pH要适宜 细 菌：pH=6.5—7.5 放线菌：pH=7.5—8.5 真 菌：pH=5.0—6.0 特点 加凝固剂 不加凝固剂 成分明确 天然成分 功能 分离、鉴定 观察、保藏 工业生产 分类、鉴定 工业生产 种类 固体培养基 物理 半固体培养基 性质 液体培养基 化学合成培养基 成分 天然培养基 选择培养基 鉴别培养基 加抑制剂(如青霉素) 加特殊C源或N源 选择、分离 不加某物质（如N源） 加指示剂或药品 鉴别 你知道吗 加入高浓度食盐可分离金黄色葡萄球菌 加入青霉素可分离酵母菌和霉菌 不加N源可分离固氮微生物 加入伊红-美蓝可鉴别大肠杆菌 第37页

2.29微生物的代谢 微 生 物的 代 谢

概念 微生物自身生长繁殖必需的物质 初级代谢产物 不断 产生 特点 代谢产物产物 氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素 或积累 或排除 概念 对自身生长繁殖非必需的物质 次级代谢产物 产物 抗生素、毒素、激素、色素 酶合成调节 组成酶 一直存在，只受遗传控制的酶 分解葡萄 糖的酶 分解乳 糖的酶 诱导酶 受环境中某物质的诱导产生 大肠杆菌 代谢调节同时存在 密切配合 协调作用 概念 酶活性调节 “好酶知时节，当需乃发生” 2.30微生物的生长

时期 调整期 微生物群体 生长的规律 对数期 稳定期 衰亡期 特点 菌体不增殖，代谢活跃，体积增大 以2n形式增长，代谢旺盛 生死平衡，活菌数最多，芽孢形成 死亡加速，形态多样，细胞裂解 作菌种和科研材料 收获菌体和代谢产物 作用

通过改变酶的催化活性，来调节代谢速率 谷氨酸脱氢 酶受谷氨酸 原理 负反馈：酶催化的产物增多抑制酶的活性 产量的调节 基因诱变 高产赖氨酸的黄色短杆菌 代谢的人工控制改变遗传特性 转基因 基因工程人胰岛素 控制发酵条件 改变细胞膜的通透性，即时输出代谢产物，解除对酶的抑制 微生物的生长 温度 最适生长温度：25—37℃ 影响微生物生 长的环境因素 pH 氧 超过：蛋白质和核酸不可逆破坏 （最适pH见前） 超过：影响酶活性和细胞膜稳定性 需氧或不需氧 第38页

2.31微生物的生长曲线与生长速率的关系

菌体数目2 k k 注意

a b c d 时间

2.32发酵工程简介

发 酵工 程

(lg) 0 生长速率＝繁殖率—死亡率

生长速率 0 a b c d 时间

说明 a：调整期 b：对数期 c：稳定期 d：衰亡期 概念 采用现代工程技术手段，利用微生物某些特定功能，为人类生产有用产品； 或者直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。

基因诱变——传统，常用。

菌种选育 培养基配制 灭菌 内容 基因工程———————— 细胞工程——细胞融合 （三要原则）

改变原来基因 转基因

工程菌（工程细胞）

一般步骤：配制调→pH→分装→灭菌

严格杀灭培养基和发酵设备中的各种微生物，保证菌种是单一纯种

选育的良种要经多次扩大培养，才能满足大规模生产需要

扩大培养与接种 发酵过程 ①检测菌体数目和产物浓度。 ②添加培养基组成。

③严格控制发酵条件（温度、pH、溶氧、通气量、转速）

代谢产物 蒸馏、萃取、离子交换等方法提取

应用 分离提纯产品 菌体本身 过滤、沉淀等方法分离

医药工业上的应用 生产抗生素、维生素、动物激素、氨基酸、核苷酸等

生产传统发酵产品 生产食品添加剂 开发人类新食源 第39页

啤酒、果酒、食醋等 酸味剂、鲜味剂、甜味剂、色素 单细胞蛋白、真菌蛋白等新食品

食品工业上的应用 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

向性运动 植物体受到单一方向外界刺激而引起的定向运动 是植物对于外界环境的适应性 发现 产生 分布 运输 （略） 主要在叶原基、嫩叶和发育的种子 大多集中在胚芽鞘、分生组织、形成层及发育的种子和子房 只能由形态学上端向形态学下端运输，不能倒过来运输 促进生长 生理作用 抑制生长 既能促进生长，又能抑制生长 既能促进发芽，又能抑制发芽 既能保花保果，又能疏花疏果 生长素植物的器官的种类取决于生长素浓度 促进生长0 根 芽 茎 两重性 抑制生长 植物激素调节10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 浓度/mol·L-1 1 促进插枝生根 促进 应用 抑制 促进果实发育 防止落花落果 抑制顶端优势 生长素类似物浸泡插枝下端 发根增多 涂抹未受粉柱头涂抹未受粉柱头 无籽番茄 喷洒植株（棉花） 保蕾保铃 除草 疏花疏果 赤霉素 促进生长 其他激素细胞分裂素 存在于分裂部位。促进细胞分裂、分化 脱落酸 促进叶片脱落 乙烯 促进果实成熟 第40页

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