医学细胞生物学实验与习题(赵刚)思维导图
高中生物必修一思维导图第五章：细胞的能量供应和利用
《生物》必修一：分子与细胞第五章：细胞的能量供应和利用-思维导图细胞的能量供应和利用降低化学反应活化能的酶酶的作用和本质酶在细胞代谢中的作用实验过氧化氢在不同条件下的分解过氧化氢常温过氧化氢加热过氧化氢加FeCl3过氧化氢加肝脏研磨液注：过氧化氢在肝脏研磨液的作用下分解最快酶降低了化学反应所需活化能酶的本质关于酶的本质的探索1857 巴斯德没有活细胞的参与，糖内不可能变成酒精李比希引起发酵的物质在酵母细胞死亡并裂解后才发挥作用其他1926 萨姆纳脲酶是蛋白质20世纪80年代 切赫和奥特曼少数RNA 也具有生物催化功能酶的特性高效性专一性酶的作用条件较温和低温抑制高温失活细胞的能量“通货”——ATPATP中具有高能磷酸键ATP是三磷酸腺苷的英文缩写A—P～P～PA，腺苷P，磷酸基团～，高能磷酸键ATP水解时，远离A的P断裂，高能磷酸键放能ATP是细胞内一种高能磷酸化合物ATP与ADP可以相互转化ATP（酶）ADP+Pi+能量合成能量注：非可逆反应能量不同，酶不同动物，呼吸作用植物，呼吸作用和光合作用水解能量高能磷酸键ATP的利用吸能反应，ATP水解放能反应，ADP→ATP（ATP中储存的能量不能来自热能，光能）ATP的主要来源——细胞呼吸细胞呼吸的方式实验探究酵母菌的呼吸方式酵母菌属于兼性厌氧菌CO2可以使澄清石灰水变浑浊使溴麝香草酚蓝乙醇在酸性环境下使橙色的重铬酸钾溶液变灰绿色备注：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量叫做活化能有氧呼吸C6H12O6+6H2O+6O2→(酶）6CO2+12H2O+能量第一阶段 细胞质基质C6H12O6→(酶）2C3H4O3+4［H］+能量第二阶段 线粒体基质2C3H4O3+6H2O→(酶）6CO2+20［H］+能量第三阶段 线粒体内膜24［H］+6O2→(酶）12H2O+能量备注第一、二阶段需要少量能量第三阶段需要大量能量注意点需要的氧气的量和生成的二氧化碳的量是相同的进行有氧呼吸不一定要有线粒体有相关酶就可以无氧呼吸C6H12O6→（酶）2C3H6O3+少量能量 （高等动物，乳酸菌）C6H12O6→（酶）2C2H5OH+2CO2+少量能量 （多数植物，酵母菌）第一阶段 细胞质基质C6H12O6→(酶）2C3H4O3+4［H］+能量第二阶段 细胞质基质4［H］+2C3H4O3→（酶）2C3H6O34［H］+2C3H4O3→（酶）2C2H5OH+2CO2有氧呼吸与无氧呼吸比较共同点第一阶段完全相同（过程）多种酶催化（条件）分解有机物，释放能量（本质）差别能量完全氧化分解，大量能量不完全氧化分解，少量能量细胞呼吸原理的应用创可贴酿酒花盆松土稻田排水破伤风跑步能量之源——光和光合作用捕获光能的色素和结构捕获光能的色素实验绿叶中色素的提取与分离吸收蓝紫光胡萝卜素橙黄色叶黄素黄色吸收蓝紫光和黄光叶绿素a蓝绿色叶绿素b黄绿色叶绿体结构双层膜基粒由类囊体堆积而成色素发布在类囊体薄膜上基质光合作用的原理和应用光合作用的探究历程1771～1772 普利斯特利将空气更新归因于植物生长1779 英格豪斯在阳光下前者实验才可成功1845 梅耶光能转化成化学能储存1864 萨克斯光合作用产物还有淀粉1941 鲁宾和卡门光合作用释放的氧气来自水20世纪40年代 卡尔文卡尔文循环光合作用的过程CO2+H2O→(光能，叶绿体）O2+(CH2O）光反应阶段类囊体薄膜H2O→(光能）［H］+O2ADP+Pi+能量→（酶）ATP暗反应阶段叶绿体基质CO2+C5→（酶）2C32C3→（酶，［H］，ATP）C5+（CH2O）光合作用原理的应用探究环境因素对光合作用强度的影响叶片沉浮化能合成作用利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物自养生物（如硝化细菌）。
细胞生物学思维导图(原创)
基因克隆与表达
基因组编辑
通过基因工程技术克隆和表达特定基因，研 究基因功能与调控机制。
利用CRISPR/Cas9等基因组编辑技术，对细 胞基因组进行定点修饰，研究基因功能与疾 病关系。
转录组学分析
蛋白质组学分析
通过高通量测序技术分析细胞转录组，研究 基因表达调控与细胞功能关系。
利用质谱等技术分析细胞蛋白质组，研究蛋 白质功能与相互作用网络。
激光共聚焦显微镜
结合激光、荧光标记和计算机图像处理技 术，实现三维重建和动态观察。
细胞培养技术及应用领域
原代细胞培养
直接从组织或器官中分离出细胞进行培养，用 于研究细胞生理功能和药物筛选。
细胞系培养
通过传代培养建立的永生化细胞系，用于研究细胞生 物学基本问题和生产生物制品。
组织工程
利用细胞培养技术构建具有特定功能的组织或 器官，用于再生医学和移植医学。
真核细胞又可分为植物细胞、动物细胞和 真菌细胞等。
细胞大小与形态
细胞的大小通常以微米 (μm)为单位进行衡量，不 同种类的细胞大小差异很 大。
细胞的形态多种多样，有 球形、椭圆形、立方形、 柱状、扁平形等。
细胞的形态与其功能密切 相关，如神经细胞具有长 突起，有利于传递神经冲 动。
细胞膜结构及功能
蛋白质合成与降解过程
蛋白质合成
包括转录和翻译两个过程。在转录过程中，DNA的遗传信息被转录到mRNA上；在翻译过程中，mRNA上的遗传信息被 翻译成蛋白质。
蛋白质降解
细胞内存在多种蛋白质降解途径，如溶酶体途径、泛素-蛋白酶体途径等。这些途径能够将不需要的或异常的蛋白质降解 为小分子物质，以供细胞重新利用。
在线粒体中，通过电子传递链将 NADH和FADH2的氧化与ADP的
细胞的基本结构思维导图(可放大)
走近细胞细胞学说建立过程虎克发现并命名“细胞”列文虎克自制显微镜观察到 不同形态的细菌、红细胞和精子等施旺、施莱登提出细胞学说魏尔肖总结“细胞是通过分裂产生新细胞”细胞学说内容细胞是一个有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成1细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用2新细胞可以从老细胞产生3此观点不够严谨意义揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性，是自然科学史上的一座丰碑，标志着生物学研究进入了细胞水平生命系统的结构层次细胞细胞是生物体结构和功能的基本单位是地球上最小、最基本的生命系统组织器官系统植物体没有系统层次，由6大器官组成个体种群一定区域，同种生物全部个体群落一定区域，所用的生物种群集合，即全部生物生态系统生物群落+无机环境生物圈地球上最大的生态系统原子、分子是一个系统，但不是生命系统生物分类组成元素相似遗传密码通用非细胞结构生物病毒DNA病毒遗传物质是DNA 组成：DNA+蛋白质实例：细菌病毒：噬菌体RNA 病毒遗传物质是RNA 组成：RNA+蛋白质实例：植物病毒：烟草花叶病毒动物病毒：HIV、SARS、流感病毒等类病毒仅由RNA组成朊病毒由蛋白质组成如疯牛病病毒只能寄生在活细胞，不能用普通培养基培养细胞结构生物原核生物（无成形的细胞核）细菌：球菌、杆菌、螺旋菌等，比如乳酸菌蓝藻：念珠藻、颤藻、发菜无叶绿体能光合作用的自养生物有叶绿素和藻蓝素放线菌、支原体、衣原体、立克次氏体真核生物（由成形的细胞核）原生生物：衣藻、小球藻、草履虫等真菌：酵母菌、青霉菌、蘑菇等植物：水绵、天竺葵、豌豆等动物：果蝇、人等显微镜的使用放大倍数是指物像的长度或宽度的放大倍数高倍镜使用步骤低找物像移中央，换上高倍细调焦镜头与放大倍数目镜无螺纹越短放大倍数越大物镜有螺纹越长放大倍数越大物像成像上下左右颠倒的虚像q-b 污物位置判断装片，目镜，物镜低倍变高倍视野变化物像由小变大细胞由多变少视野由亮变暗视野范围由大变小物镜与装片距离由远变近细胞原核细胞本质区别：无以核膜为界限的细胞核细胞壁主要成分是肽聚糖细胞质有唯一的细胞器：核糖体，无其他的细胞器细胞核拟核，无核膜核仁细胞分裂二分裂DNA存在形式拟核区域大型环状裸露DNA质粒，小型环状裸露DNA真核细胞本质区别：有以核膜为界限的真正细胞核细胞壁植物纤维素和果胶真菌几丁质细胞质有核糖体和其他细胞器细胞核有核膜核仁细胞分裂有丝分裂、无丝分裂和减数分裂DNA存在形式细胞核中与蛋白质形成染色体（质）在叶绿体、线粒体中裸露存在细胞学说建立过程虎克发现并命名“细胞”列文虎克自制显微镜观察到 不同形态的细菌、红细胞和精子等施旺、施莱登提出细胞学说魏尔肖总结“细胞是通过分裂产生新细胞”细胞学说内容细胞是一个有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成1细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用2新细胞可以从老细胞产生3此观点不够严谨意义揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性，是自然科学史上的一座丰碑，标志着生物学研究进入了细胞水平生命系统的结构层次细胞细胞是生物体结构和功能的基本单位是地球上最小、最基本的生命系统组织器官系统植物体没有系统层次，由6大器官组成个体种群一定区域，同种生物全部个体群落一定区域，所用的生物种群集合，即全部生物生态系统生物群落+无机环境生物圈地球上最大的生态系统生物分类组成元素相似遗传密码通用非细胞结构生物病毒DNA病毒遗传物质是DNA组成：DNA+蛋白质实例：细菌病毒：噬菌体RNA 病毒遗传物质是RNA组成：RNA+蛋白质实例：植物病毒：烟草花叶病毒动物病毒：HIV、SARS、流感病毒等类病毒仅由RNA组成朊病毒由蛋白质组成如疯牛病病毒只能寄生在活细胞，不能用普通培养基培养细胞结构生物原核生物（无成形的细胞核）细菌：球菌、杆菌、螺旋菌等，比如乳酸菌蓝藻：念珠藻、颤藻、发菜无叶绿体能光合作用的自养生物有叶绿素和藻蓝素放线菌、支原体、衣原体、立克次氏体真核生物（由成形的细胞核）原生生物：衣藻、小球藻、草履虫等真菌：酵母菌、青霉菌、蘑菇等植物：水绵、天竺葵、豌豆等动物：果蝇、人等细胞原核细胞本质区别：无以核膜为界限的细胞核细胞壁主要成分是肽聚糖细胞质有唯一的细胞器：核糖体，无其他的细胞器细胞核拟核，无核膜核仁细胞分裂二分裂DNA存在形式拟核区域大型环状裸露DNA质粒，小型环状裸露DNA真核细胞本质区别：有以核膜为界限的真正细胞核细胞壁植物纤维素和果胶真菌几丁质细胞质有核糖体和其他细胞器细胞核有核膜核仁细胞分裂有丝分裂、无丝分裂和减数分裂DNA存在形式细胞核中与蛋白质形成染色体（质）在叶绿体、线粒体中裸露存在显微镜的使用放大倍数是指物像的长度或宽度的放大倍数高倍镜使用步骤低找物像移中央，换上高倍细调焦镜头与放大倍数目镜无螺纹越短放大倍数越大物镜有螺纹越长放大倍数越大物像成像上下左右颠倒的虚像q-b计算细胞充满视野m÷x²一排细胞m÷x污物位置判断装片，目镜，物镜低倍变高倍视野变化物像由小变大细胞由多变少视野由亮变暗视野范围由大变小物镜与装片距离由远变近组成细胞的元素存在形式大多数以（ ）的形式存在分类根据含量大量元素（ ）依据：生命活动必需，占生物体总重量的万分之一以上的元素微量元素（ ）依据：生命活动必需，但需要量极少根据功能最基本元素（ ）依据：碳链是构成有机物的基本骨架基本元素（ ）依据：生物功能大分子有机物都有的元素主要元素（ ）依据：共占细胞鲜重的（ ）以上分类概念模型子主题 1元素含量比较鲜重细胞（ ）原子数量最多的是（ ）干重细胞（ ）生物体内元素的比较组成不同生物的化学元素（ ）基本相同，但元素（ ）相差很大同一生物体内的不同元素的（ ）也不相同如人体甲状腺细胞内含 I （碘）较多红细胞含Fe较多从元素看生物与非生物的关系生物界非生物界组成生物体的元素在自然界都能找到种类统一性组成元素的含量上相差很大含量差异性化合物含量比较鲜重细胞含量最多的化合物：（ ）含量最多的有机化合物：（ ）干重细胞含量最多的化合物：（ ）无机物水种类结合水含量约4.5%状态与其他物质结合在一起生理作用（ ）的重要组成成分自由水含量约95.5%状态能够自由流动，游离状态存在生理作用细胞内的（ ）1运送（ ）和（ ）2参与多种（ ）3为细胞提供（ ）4影响水的含量的因素生物种类1如：水生生物的含水量>陆生生物的含水量生长发育阶段2如：幼儿>成年；幼嫩部分>成熟部分组织器官种类及代谢程度3如：血液>骨骼>牙齿；衰老细胞自由水的含量降低，细胞皱缩，皮肤起皱纹水的含量与代谢及抗逆性的关系自由水相互转化（（代谢旺盛、升温、萌发）自由水比例增加） （结合水比例增加，抗寒、耐盐、耐旱）结合水结合水不易结冰和蒸腾，从而使植物抗寒性增强无机盐存在形式（大多以（ ）形式存在）阳离子阴离子生理功能细胞内某些化合物的重要组成成分1实例：（ ）是叶绿素的必需成分（ ）是血红蛋白的主要成分参与并维持生物体的生命活动2实例：哺乳动物血钙含量过低会出现（ ）哺乳动物血钙含量过高会出现（ ）维持生物体内的平衡3渗透压平衡实例：（ ）和（ ）对细胞外液渗透压起重要作用（ ）对细胞内液渗透压起决定作用酸碱平衡（PH平衡）实例：人血浆中的（ ）和（ ）等对血浆PH的稳定起重要作用蛋白质结构含量占鲜重细胞的7%-10%占干重细胞的50%以上组成元素（ ）有的含有（ ）基本单位（ ）种类约（ ）种必需（ ）体内不能自我合成（ ）体内能自我合成通式子主题 1分子式：（ ）特点至少有一个（ ）和一个（ ）连在（ ）上合成方式及场所合成方式：（ ）形成化学键：（ ）结构式子主题 1或者子主题 1脱水数=肽键数=氨基酸数-肽链数=n-m注意环肽：脱水数=肽键数=氨基酸数脱去的水的H'O来源H来自（ ）O来自（ ）还含有化学键氢键有时还会形成二硫键形成一个二硫键脱去2个H场所多肽链合成场所（ ）多肽的名称有几个氨基酸就叫几肽三个或三个以上氨基酸的也称为多肽盘区折叠，形成特定空间结构的场所胞内蛋白（ ）胞外蛋白（ ）和（ ）结构多样性直接原因氨基酸的（ ）不同，（ ）不同，（ ）变化多端，肽链（ ）形成的（ ）千差万别根本原因（ ）的多样性结构层次：（）功能多样性功能构成细胞和生物体的结构1胶原蛋白，毛发中的角蛋白（ ）2多数酶（ ）又叫信息传递作用3某些激素（ ）4血红蛋白、载体蛋白（ ）5抗体相关计算氨基酸数、基团数、脱水数、肽键数、分子质量等1脱水数=肽键数=氨基酸数-肽链数=n-m1蛋白质中氨（羧）基数=肽链数+R基上的氨（羧）基数=各氨基酸氨(羧)基总数-肽键数2蛋白质相对分子质量-氨基酸总相对分子质量（即氨基酸平均分子质量×氨基酸个数）-脱水质量（即18×脱水数）=na-18(n-m)3环肽4肽键数=脱水数=氨基酸 数各原子数2C原子数=氨基酸数×2+R基上C原子数1H原子数=氨基酸H总数-脱水数×22O原子数=氨基酸O总数-脱水数3N原子数=氨基酸N原子总数=肽键数+肽链数+R基上N原子数4解题技巧：5多以N原子数和O原子数为突破口多肽类3核酸分类DNA染色剂：（ ），染色颜色：（ ）分布：（ ）RNA染色剂：（ ），染色颜色：（ ）分布：（ ）结构元素组成：（ ）化学组成：磷酸五碳糖含氮碱基结构简式：子主题 1基本单位：子主题 1脱氧核苷酸五碳糖：碱基：脱氧核苷酸链2条双螺旋结构DNA（ ）核糖核苷酸五碳糖碱基：核糖核苷酸链1条单链RNA（ ）结构多样性核苷酸的数目：（ ）核苷酸的排列顺序：（ ）不同生物的核酸、核苷酸、碱基的种类情况细胞生物原核生物2、8、5举例：立克用蓝线支细衣真核生物2、8、5举例：动植物、真菌、原生生物等病毒DNA病毒1（DNA）、4、4举例：噬菌体RNA病毒1（RNA）、4、4举例：流感病毒、HIV、烟草花叶病毒等功能DNA是主要的遗传物质细胞生物和DNA病毒携带和复制遗传信息控制蛋白质的合成RNA是RNA病毒的遗传物质在遗传信息表达中起重要作用催化作用极少数酶是RNA糖类(CHO)单糖五碳糖核糖RNA、ATP的组成成分脱氧核糖DNA的组成成分六碳糖葡萄糖细胞的重要能源物质“生命的燃料”果糖半乳糖二糖麦芽糖水解葡萄糖+葡萄糖蔗糖水解葡萄糖+果糖乳糖水解葡萄糖+半乳糖多糖淀粉植物细胞的储能物质纤维素植物细胞壁的成分（不能提供能量）糖原动物细胞的储能物质肝糖原可水解为葡萄糖肌糖原不能水解为葡萄糖还原性糖：单糖（葡萄糖、果糖、半乳糖）、麦芽糖、乳糖检测试剂：（ ），颜色：（ ）葡萄糖脂质脂肪（CHO）功能细胞内良好的储能物质1是一种良好的绝热体，皮下组织的脂肪起到保温作用2分布在内脏周围的脂肪具有缓冲和减压的作用，能保护内脏器官3分布大量存在于某些植物的种子、果实及动物体的脂肪组织中类脂磷脂（CHONP）构成生物膜结构的重要成分糖脂（CHO）与细胞组织的免疫功能及细胞识别有关固醇类胆固醇（CHO）功能构成动物质膜的重要成分参与人体血液中脂质的运输分布动物细胞性激素（CHO）功能促进生殖器官发育及生殖细胞的形成，激发并维持第二性征分布由动物的性腺分泌，进入血液、组织液维生素D（CHO）功能促进人和动物肠道对钙、磷的吸收分布在动物的卵黄中含量较多；在人的表皮细胞中有胆固醇，在日光紫外线的照射下能变成维生素D有机物检测可溶性还原糖原理与斐林试剂作用，生成砖红色沉淀材料梨、苹果、白萝卜等含量高，无色或近于白色的组织，不能用有颜色的瓜瓤方法步骤斐林试剂要现配现用，混合使用，50-60℃水浴加热脂肪原理可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色；被苏丹Ⅳ染液染成红色材料花生（子叶提取前必须浸泡3-4小时）组织样液实验不需要用显微镜花生子叶切片实验需要用到显微镜方法步骤染色后要用50%的酒精漂洗（苏丹染液可溶于50%的酒精）蛋白质原理与双缩脲试剂作用，产生紫色材料豆浆、牛奶、蛋清等蛋清用前需稀释一般10倍以上方法步骤先加A液1ml，创造碱性环境；再加B4滴，无需加热观察DNA、RNA 在细胞中的分布实验原理DNA和甲基绿亲和，易被染成绿色；RNA和吡罗红亲和，染成红色材料口腔上皮细胞方法步骤制片口腔上皮细胞放于0.9%的生理盐水中，破片烘干作用和原理：生理盐水：( )烘干：( )水解8%的盐酸中30℃浸泡5min作用和原理：8%盐酸:( )冲洗蒸馏水缓水流冲洗10s作用和原理：蒸馏水:( )缓水流:( )染色2滴甲基绿吡罗红混合染色剂，染色5min作用和原理：甲基绿:( )吡罗红:( )观察显微镜观察分布情况DNA:( )RNA:( )细胞基本结构组成成分模型结构特点功能特点制备实验细胞质基质是细胞内进行代谢的主要场所细胞器制备方法：差速离心法分类共8种细胞器之间的联系结构核膜1核孔2核仁3染色质4核液5功能结构组成功能质膜制备实验原理：利用渗透作用，使红细胞吸水涨破，除去细胞内的其他物质，制得质膜1材料：人或哺乳动物成熟的红细胞2方法：吸水涨破，离心，过滤3现象：红细胞凹陷消失，体积变大，吸水涨破，内容物流出4结构组成成分脂质50%1含量最丰富的是：磷脂蛋白质40%2质膜功能的复杂程度与蛋白质种类和数目相关糖类2-10%3组成元素4C、H、O、N、P模型流动镶嵌模型磷脂双分子层构成基本支架可以流动蛋白质镶、嵌、贯穿于磷脂双分子层大多数可以运动糖类与蛋白质形成糖蛋白（糖被）位于质膜外侧具有保护、润滑、识别的功能结构特点功能将细胞与外界环境隔开：使细胞成为一个相对独立的系统，保证细胞内部有个相对独立的环境1控制物质进出细胞：有选择性的允许物质进出，保证细胞代谢正常进行，但是控制能力是有限的2进行细胞间的信息交流3通过化学物质“信息分子”进行间接交流3.1实例：胰岛细胞分泌胰岛素通过血液运输到其他细胞进行信息交流3.1.1两细胞质膜直接接触交流3.2实例：精子和卵细胞之间的识别和结合3.2.1通过特殊通道进行信息交流3.3实例：高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，进行细胞间的信息交流3.3.1功能特点细胞质细胞质基质呈胶质状含有：水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等成分功能：为新陈代谢提供场所、物质和一定的环境条件。
必修一生物：细胞的基本结构(思维导图)
细胞膜不是静止不动的，而是具有流动性，主要表现为构成膜的磷脂分子可以侧 向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动。细胞膜的流动性对子细胞完成物质运 输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的。
流动镶嵌模型的基本内容
细胞器之间的分工合作
思考与讨论：分泌蛋白的合成和运输
细胞器之间的协调配合
科学方法：同位素标记法
子主题1
过程
分泌蛋白的合成过程大致是：首先，在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽 链的合成。当合成了一段肽链后，这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上 继续其合成过程，并且边合成边转移到内质网腔内，再经过加工、折叠，形成具 有一定空间结构的蛋白质。内质网膜鼓出形成囊泡，包裹着蛋白质离开内质网， 到达高尔基体，与高尔基体膜融合，囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体 还能对蛋白质做进一步的修饰加工，然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊 泡。囊泡转运到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外（图3-8)。在分 泌蛋白的合成、加工、运输的过程中，需要消耗能量。这些能量主要来自线粒体
思考与讨论
细胞核的结构和功能
功能
思考与讨论
资料1 科学家用黑白两种美西源(一种两栖动物）做实验，将黑色美西源胚胎细胞 的细胞核取出来，移植到白色美西源的去核卵细胞中。移植后发育长大的美西 源，全部是黑色的。
人教版高中生物必修一思维导图(高清大图可以放大)(2021年-
人教版高中生物必修一思维导图一、绪论1. 生物学的定义与研究对象2. 生物学的分支学科3. 生物学的科学方法二、细胞的分子组成1. 细胞的结构与功能2. 细胞膜的组成与功能3. 细胞质基质与细胞器4. 细胞核的结构与功能三、细胞的代谢1. 细胞呼吸2. 糖酵解3. 三羧酸循环4. 电子传递链与氧化磷酸化5. 光合作用6. 碳循环与能量流动四、细胞的生命周期1. 细胞分裂2. 细胞周期3. 细胞分化与发育4. 细胞衰老与死亡五、遗传信息的传递1. DNA的结构与功能2. 基因的表达与调控3. 基因突变与进化4. 中心法则与遗传信息的复制六、生物的多样性1. 生物的分类与命名2. 生物的进化历程3. 物种的形成与灭绝4. 生物多样性的保护与利用七、生态学1. 生态系统的组成与功能2. 能量流动与物质循环3. 生物群落与生态位4. 生态平衡与人类活动八、人类健康与生物技术1. 生物技术在医学中的应用2. 生物技术在农业中的应用3. 生物技术在环境保护中的应用4. 生物技术在能源开发中的应用九、生物伦理与可持续发展1. 生物技术的伦理问题2. 生物多样性与可持续发展3. 人类活动对生物多样性的影响4. 生物伦理与人类福祉5. 生物技术的未来发展趋势人教版高中生物必修一思维导图一、绪论1. 生物学的定义与研究对象生物学是研究生命现象及其规律的自然科学，研究对象包括所有生物及其相互关系。
2. 生物学的分支学科生物学包括多个分支学科，如细胞学、遗传学、生态学、生物化学等。
3. 生物学的科学方法生物学研究采用实验、观察、比较等方法，以揭示生命现象的本质和规律。
二、细胞的分子组成1. 细胞的结构与功能细胞是生物体的基本单位，具有自我复制、代谢、遗传等功能。
2. 细胞膜的组成与功能细胞膜由磷脂双分子层和蛋白质组成，具有选择性通透性、物质运输、细胞识别等功能。
3. 细胞质基质与细胞器细胞质基质是细胞内的液态环境，细胞器包括线粒体、内质网、高尔基体等，各具特定功能。
生物必修一思维导图
类别 细胞大小 细胞核
细胞质
生物类群
原核细胞 较小
无成形的细胞核，无核膜，无 核仁，无染色体
有核糖体
细菌、蓝藻、支原体
真核细胞 较大
有成形的真正的细胞核，有核膜、 核仁和染色体 有核糖体、线粒体等，植物细胞还
有叶绿体和液泡 真菌、植物、动物
细胞学说
主要内容：(1)细胞是一个有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所 构成。(2)细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他 细胞共同组成的整 体的生命起作用。(3)新细胞可以从老细胞中产生
组成元素：主要由 C、H、O、N 等元素组成，有些含有 S、Fe 等
R
相对分子质量：几千～100 万以上，属于大分子化合物
NH2 C COOH
基本单位：氨基酸，大约有 20 多种，
结构通式：
H
结构特点是至少含有一个氨
基(-NH2 和一个羧基(-COOH)，并且都有一个有一个氨基(-NH2 和一个羧基(-COOH)连接在同一个碳原子上，将氨
基酸区别为不同的种类的依据是 R 基(侧链基团)。
形成过程：(1)脱水缩合：
R1
R2
R1
R2
生命活
NH2 C COOH + H2N C COOH
NH2 C CO HN C COOH
动的主 要承担 者—蛋 白质
H
H
H
H
H2O
肽键
二肽 (2)肽链：两(三)个氨基酸缩合的化合物叫二(三)肽，含有一(二)个肽键，脱掉
出型
主动运输：各种离子、
物质跨 膜运输 的方式
由高浓度到低浓度， 不要能量
由低浓度到高浓度，
细胞生物学-细胞核与染色体思维导图知识大纲
细胞核与染色体10.1 细胞核概述一、细胞核的概念细胞核是真核细胞内最大、最重要的细胞器，是真核细胞中遗传信息储存的场所，是真核细胞与原核细胞最根本的区别。
除极少数高度特化的细胞外，真核细胞均具有细胞核。
例外高等植物韧皮部成熟的筛管细胞哺乳动物成熟的红细胞二、细胞核的组成核被膜、染色质/染色体、核仁、核基质三、细胞核的功能细胞核是真核生物遗传物质的主要储存场所，是细胞遗传与代谢的调控中心。
细胞核通过复制、分裂将遗传信息传递给子细胞。
细胞核中还进行遗传信息的转录，进行初始转录产物的加工，并经由核孔进入细胞质中转译，以此调控细胞的生命活动。
四、细胞核的意义真核细胞与原核细胞最大的区别即含有完整的细胞核，使遗传物质与细胞质相分离。
遗传物质的复制在细胞核中进行，而遗传物质的表达则拥有严格的阶段性与区域性，受到多个层次的调控，这对于真核细胞复杂的生命过程至关重要。
10.2 核被膜一、核被膜的概念核被膜是指包被于细胞核最外层的，分离核、质的界膜。
能够选择性控制物质进出细胞核，分为内外两层。
核被膜的组成核被膜的组成：外膜、核周腔、内膜、核纤层、核孔二、核被膜的功能（1）核被膜将细胞分为核、质两大功能区域，使遗传信息的表达具有严格的阶段性与区域性，避免核、质之间相互干扰，同时起到保护遗传物质的作用。
（2）核被膜构成核、质间选择性屏障，细胞核通过核孔复合体调控核、质间物质运输与信息交流。
三、核被膜周期性解体与重建真核细胞有丝分裂时，核被膜于前期解体，末期重现，进行规律性的解体与重建。
（1）有丝分裂前期：核被膜非随机、有区域特异性的解体，形成单层膜泡，核孔复合体消失，核纤层去组装。
（2）有丝分裂末期：核被膜围绕染色体重建，旧核膜与膜泡参与这一过程。
首先附着于染色体表面，并相互融合形成双层核膜，同时膜上的某些功能区域相互融合，与蛋白质组装形成核孔复合体。
（3）核被膜的解体与重建受到细胞促进成熟因子（MPF）的调控，与核纤层蛋白、核孔复合体蛋白磷酸化与去磷酸化有关。
高中生物全套思维导图(高清版)
高中生物全套思维导图（高清版）1. 细胞的结构与功能细胞膜：半透性、选择透过性、物质交换细胞质：细胞器、细胞骨架、胞基质细胞核：核膜、核仁、染色质、DNA复制细胞器：线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、中心体2. 细胞的代谢与能量细胞呼吸：有氧呼吸、无氧呼吸光合作用：光反应、暗反应、ATP能量转换：化学能、光能、电能3. 遗传与变异基因与染色体：基因结构、基因表达、染色体变异遗传规律：孟德尔遗传、连锁遗传、性别决定生物进化：自然选择、遗传漂变、基因流动4. 生物的多样性生物分类：界、门、纲、目、科、属、种生物多样性：物种多样性、遗传多样性、生态系统多样性生物进化：共同祖先、分支进化、物种形成5. 生态系统的结构与功能生态系统的组成：生物群落、非生物环境生态系统的功能：物质循环、能量流动、信息传递生态系统的稳定性：抵抗力稳定性、恢复力稳定性6. 生物技术与应用基因工程：基因克隆、基因编辑、基因治疗细胞工程：细胞培养、细胞融合、细胞治疗生物技术产业：生物医药、生物农业、生物能源高中生物全套思维导图（高清版）7. 人体生理与调节消化系统：口腔、食道、胃、小肠、大肠呼吸系统：鼻腔、喉、气管、支气管、肺循环系统：心脏、血管、血液、淋巴内分泌系统：激素、内分泌腺、反馈调节8. 生物与环境生物圈：生物与非生物环境的相互作用生物群落：物种多样性、生态位、竞争与共生生态系统服务：氧气生产、水循环、土壤形成9. 生物多样性保护威胁因素：栖息地破坏、过度捕捞、污染保护策略：自然保护区、物种保护、生态修复全球合作：国际公约、生物多样性保护协议10. 生物伦理与可持续发展生物伦理：克隆技术、基因编辑、生物安全可持续发展：环境保护、资源利用、经济增长生态足迹：个人与社会的环境影响评估11. 生物科学研究方法实验设计：假设、实验组、对照组、变量控制数据分析：统计方法、图表制作、结果解释12. 生物技术的未来展望基因组学：全基因组测序、个性化医疗合成生物学：人工合成生命、生物材料生物信息学：大数据分析、生物数据库高中生物全套思维导图（高清版）13. 生物进化论达尔文进化论：自然选择、适者生存、共同祖先现代综合进化论：基因变异、基因流、基因漂变人类进化：化石记录、遗传证据、文化进化14. 生物地理学生物分布：纬度、海拔、栖息地类型物种扩散：迁徙、入侵、灭绝生境适应性：形态适应、行为适应、生理适应15. 微生物与疾病细菌：结构、代谢、致病机制病毒：结构、复制、免疫反应真菌：分类、生态作用、病原性16. 植物生理学光合作用：叶绿体、光反应、暗反应水分运输：根系、蒸腾作用、木质部生殖与发育：花、果实、种子17. 动物行为学行为类型：觅食、繁殖、防御社会行为：群体结构、等级制度、沟通行为适应：本能、学习、进化18. 神经系统与感觉神经元：结构、功能、信号传递感觉器官：视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉大脑功能：思维、记忆、情感、意识19. 生物技术与生物工程生物制药：疫苗、抗生素、生物类似药生物农业：转基因作物、生物肥料、生物农药生物能源：生物质能、生物燃料、生物发电20. 生物多样性与生态保护物种保护：濒危物种、保护计划、保护区生态保护：生态修复、生态农业、生态旅游国际合作：生物多样性公约、保护协议、科学研究。
高中生物学科思维导图(2.0版)
目录高中生物学科思维导图细胞中的物质1 (1)细胞中的物质2 (2)细胞的结构和功能1 (3)细胞的结构和功能2 (4)细胞代谢1 (5)细胞代谢2 (6)细胞的生命历程1 (7)细胞的生命历程2 (8)遗传的基本规律与伴性遗传1 (9)遗传的基本规律与伴性遗传2 (10)减数分裂和受精作用1 (11)减数分裂和受精作用2 (12)基因的本质与表达1 (13)基因的本质与表达2 (14)生物的变异、育种与进化1 (15)生物的变异、育种与进化2 (16)动物和人体生命活动的调节1 (17)动物和人体生命活动的调节2 (18)植物的激素调节1 (19)植物的激素调节2 (20)种群与群落1 (21)种群与群落2 (22)生态系统和环境保护1 (23)生态系统和环境保护2 (24)传统发酵技术的应用 (25)微生物的培养与应用 (26)酶的应用与蛋白质的提取和分离 (27)植物有效成分的提取 (28)形成砖红色沉淀第1页共28页第2页共28页细胞中的物质二蛋白质元素组成C、H、O、N（P、S）含量是细胞内含量最多的有机化合物；也是占细胞干重最多的化合物基本单位结构通式：氨基酸结合方式脱水缩合：相关计算肽键数=脱去水分子数=n-m(n表示氨基酸数，m表示形成的肽链数）蛋白质分子量=na-18(n-m)，(a表示氨基酸的平均分子量）蛋白质中至少含有的游离氨基（或羧基）数目=肽链条数蛋白质中含有的游离氨基（或羧基）数目=肽链条数+R基中的氨基（或羧基）数结构多样性的原因①氨基酸的数目、种类、排列顺序不同；②肽链的数目和空间结构不同功能多样性结构蛋白构成细胞和生物体的重要物质，如羽毛、肌肉、头发、蛛丝的成分主要是蛋白质功能蛋白运输（血红蛋白、载体蛋白）、催化（胃蛋白酶、过氧化氢酶）一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要体现者和承担着鉴定试剂双缩脲试剂（A液：质量浓度为0.1g/ml的NaOH溶液，B液：质量浓度为0.01g/ml的CuSO4）用法先向2ml组织样液中加入A液1ml，摇匀后再加入B液4滴，摇匀，反应呈紫色核酸元素组成C、H、O、N、P分类脱氧核糖核酸（DNA）功能：真核细胞、原核细胞和DNA病毒的遗传物质核糖核酸（RNA）是RNA病毒的遗传物质基本单位核苷酸分类组成一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基形成核酸过程比较功能是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用实验：“观察DNA和RNA在细胞中的分布”原理甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同；盐酸作用结果细胞核被染成绿色，细胞质被染成红色结论DNA主要分布在细胞核中（线粒体和叶绿体中也含有少量的DNA）特例原核细胞中DNA分布在拟核区域，为一个裸露的环状DNA分子（无染色体）生物大分子包括多糖、蛋白质、核酸等形成方式脱水缩合许多单体→多聚体基本骨架碳链（也是单体的基本骨架）氨基酸（约20种，R基不同）结构特点：至少有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上调节（胰岛素、胰高血糖素）、免疫（抗体、淋巴因子）RNA主要分布在细胞质中（细胞核、线粒体、叶绿体中含有少量RNA）甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞使染色质中的DNA和蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合真核细胞、原核细胞中也有，但不作为遗传物质，包括（mRNA、tRNA、rRNA)场所：核糖体功能RNA酶（催化作用）第3页共28页细胞的结构和功能一生命系统的结构层次内容细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈+无机环境特例植物没有系统这一层次单细胞生物没有组织、器官和系统这三个层次病毒没有细胞结构，不属于生命系统生命活动离不开细胞举例单细胞生物：能完成如摄食、呼吸、消化、运动等相应的各种生命活动多细胞生物：靠各种分化的细胞密切合作完成相应的各种生命活动（如反射）非细胞生物：病毒必须寄生在活细胞中，才能表现增殖等生命活动观察高倍显微镜的操作步骤找（低倍镜下找到所要观察的物像）→移（把要放大观察的物像移至视野中央）→转（转动转换器，换上高倍镜）→调（调细准焦螺旋和光圈，使物像清晰）分类无细胞结构——病毒生活方式营寄生生活，属于消费者组成蛋白质外壳和内部的遗传物质核酸（特例：朊病毒，只有蛋白质，没有核酸）分类依据遗传物质DNA 病毒：乙型肝炎病毒、噬菌体等RNA 病毒：烟草花叶病毒、艾滋病病毒、流感病毒、新冠病毒等依据寄主植物病毒、动物病毒、细菌病毒（又称噬菌体）有细胞结构原核细胞特点①没有核膜包被的细胞核②没有染色体举例细菌：如大肠杆菌、乳酸菌、醋酸菌真核细胞特点有核膜包被的细胞核，其中DAN 分子和蛋白质组成染色质或染色体举例真菌细胞：酵母菌、青霉菌、木耳等的细胞两者的统一性①都具有细胞膜、细胞质、核糖体②都以DNA 作为遗传物质细胞学说主要内容一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用新细胞可以从老细胞中产生意义揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性细胞壁成分植物细胞（纤维素和果胶）、细菌（肽聚糖）、真菌（几丁质）功能保护和支持细胞膜制备实验材料哺乳动物成熟的红细胞（原因是无细胞核和众多的细胞器）实验原理将动物细胞放入蒸馏水中，细胞吸水涨破，内容物流出组成成分脂质：约占50%，主要是磷脂，动物细胞膜还含有胆固醇蛋白质：约占40%，是细胞膜功能的主要承担者，细胞膜功能越复杂，蛋白质的种类和数量越多糖类：约占2%-10%，在细胞膜外表面与一些蛋白质结合形成糖蛋白，叫做糖被。
细胞生物学 第一章绪论思维导图-高清脑图分享
绪论细胞的同一性和多样性1、细胞是生命活动的基本单位（一）、细胞的基本共性1、相似的化学组成C、H、O、N、P、S等2、脂-蛋白质体系的细胞质膜细胞质膜（磷脂双分子层和蛋白质）：1、使细胞与周围环境保持相对稳定 2、相对稳定的内环境 3、与周围环境进行物质交换和信号传递3、相同的遗传装置以双链DNA作为遗传信息的载体，以RNA作为转录物指导蛋白质的合成。
4、一分为二的分裂方式（二）、细胞的大小（三）、细胞是生命活动的基本单位1、一切有机体都由细胞构成，细胞是构成有机体的基本单位2、细胞是代谢及功能的基本单位3、细胞是有机体生长发育的基础4、细胞是繁殖的基本单位，是遗传的桥梁5、细胞是生命起源的标志，是生物演化的起点。
2、细胞的基本类型（一）、细胞的类型与生物界的类群真核生物原核生物古核生物：由古核细胞（原核细胞中与原核细胞遗传信息表达系统差异相当大，而与真核细胞更接近）构成的生物生物界类群3个域6个界原核生物界古核生物界原生生物界真菌界植物界动物界真核生物（二）、两类代表性的原核细胞：细菌与蓝藻细菌1、细菌细胞的基本结构细胞壁（肽聚糖）：含量多对青霉素敏感，反之不敏感细胞质膜：除了选择性交换物质等功能外，膜上丰富的酶系执行许多重要的代谢功能（可以完成真核细胞中诸如线粒体、内质网和高尔基体承担的部分功能）核糖体、核区（也称类核）等鞭毛：与真核细胞的鞭毛完全不一样，仅由一种鞭毛蛋白构成，运动机理迥然不同膜体、荚膜等特化结构2、细菌基因组与遗传信息表达体系环状DNADNA复制、RNA转录与蛋白质合成的结构装置在空间上没有分隔，可同时进行。
（边复制，边转录，边翻译）质粒（可进行自主复制的更小的环状DNA分子）：可以赋予细菌某些新的性状，失去也不影响正常代谢。
常被用作基因重组与基因转移的载体3、细菌的增值二分裂蓝藻（又称蓝细菌，自养型）1、蓝藻的细胞结构细胞质膜细胞壁（肽聚糖）：内层含有纤维素（细胞质膜外）一层胶质的鞘（细胞壁外）类囊体（细胞质部分）：膜上含有大量藻胆蛋白所构成的藻胆体，将光能传递给叶绿素a中心质或中央体：DNA内含物：脂滴、羧酶体（光合作用固定CO2的酶）、气泡（外被蛋白质鞘，调节细胞在水中的位置）等。
【细胞生物学】08 细胞骨架(思维导图)
肌球蛋白：依赖于微丝的分子马达
肌细胞的收缩运动
与运动相关
马达结构域
位于肌球蛋白的头部 包含一个肌动蛋白亚基的结合位点和一个具有ATP酶活性的ATP结合位点
负责将ATP水解释放的化学能转变成机械能 ATP的水解及磷酸基团的释放等会改变马达结构域和调控结构域的构象
三个功能结构域
调节结构域
位于马达结构域后部
γ-微管蛋白
存在于中心体等具有微管组织功能的细胞结构上 与α/β-微管蛋白二聚体中的α-微管蛋白结合，确定了微管的极性
Tn-T使原肌球蛋白移位到肌动蛋白双螺旋沟槽的深处，暴露出细肌丝肌动蛋白与 肌球蛋白头部的结合位点
解除了肌动蛋白与肌球蛋白结合的障碍
肌肉收缩的滑动模型
细肌丝与粗肌丝之间的相对滑动
肌球蛋白将ATP中储存的化学能转化成肌丝滑动的机械能，导致细肌丝和粗肌丝 之间发生相对方向的滑动
肌球蛋白的头部结构域与肌动蛋白丝之间的每一个机械运动周期消耗一分子ATP
肌动蛋白亚基所结合的ATP都被水解为ADP，这段微丝比较容易解聚
系统稳定
纤维正端组装的速度和负端解聚的速度相同
临界浓度Cc
此时体系中肌动蛋白单体的浓度
微丝的稳定性受多种结合蛋白的调控
微丝的解聚
负端更容易与帮助微丝解聚的蛋白质相互作用 两端解聚速度相近，正端稍快
踏车行为
Cc+ < 细胞质肌动蛋白单体浓度 < Cc微丝的正极端由于肌动蛋白亚基的不断添加而延长，而负极端由于解离而缩短
肌动蛋白单体（G-actin） 由单体装而成的纤维状肌动蛋白（F-actin）
比例约1：1
结构与成分
肌动蛋白（actin）
三维结构
外观呈蝶状