X射线晶体衍射分析(X-ray Crystallography, X-ray Diffraction Methods)
梁毅
(武汉大学生命科学学院)
测定生物大分子三维结构的主要方法
z完整、精确、实时(动态)地测定生物大分子三维结构的主要研究对象包括核酸、蛋白质、寡糖、脂以及它们之间的复合物。
z直接测定生物大分子三维结构的主要实验方法有:
X射线晶体衍射分析(亦称X射线结晶学或晶体结构分析)、多维核磁共振(NMR)技术、电子晶体学（电镜三维重组）、扫描隧道显微技术(STM)和原子力显微技术(AFM)。
z伦琴（R?ntgen）发现X射线（1895年）及其后劳埃（Laue）发现晶体的X射线衍射（1912年），从而开创了晶态物质结构研究的新纪元。
z1953年Perutz在当时的同晶置换原理上，发现了重原子同晶置换法可以解决生物大分子晶体结构测定中衍射的相位问题，从而X射线晶体衍射分析开始踏上了自己发展的伟大历程。
z在1957年和1959年Kendrew和Perutz分别获得了肌红蛋白和血红蛋白的低分辨率（6 ?和5 ?）结构，在此期间Watson和Crick共同建立了DNA双螺旋的结构模型。他们的伟大成就为分子生物学奠定了基础。
z上述4位科学家分别获得1962年度Nobel化学奖和生理或医学奖。
z从1957年到1967年的十年里，在溶菌酶结构之后，胰凝乳蛋白酶A、核糖核酸酶、核糖核酸酶S和羧肽酶等也分别获得了高分辨率的晶体结构，表明X射线晶体衍射分析已经成为一门成熟的学科。
z今天的生物大分子晶体学已经完全超越单纯晶体结构测定的本身，而是直接瞄准待测结构的生物大分子的功能，瞄准那些与功能紧密联系在一起的生物大分子复合物的晶体结构，如酶与底物(DNA聚合酶—DNA)、酶与
抑制剂(溶菌酶-(NAG)
3)、激素与受体
(人生长激素与其受体)、抗原与抗体(流感病毒神经氨酶-单克隆抗体)、DNA与其结合蛋白(TATA box与其结合蛋白)等。
z现在，生物大分子晶体学已被应用到测定由许多生物大分子组成的极其复杂的大分子组装体(Macromolecular assembly)的晶体结构，如组成细胞骨架的微管系统
(Microtubules)、由200多种不同的蛋白质组成的细菌鞭毛(flagella)和由60个不同的蛋白质分子和3条RNA链组成的分子量高达230万的核糖体等。其中核糖体大亚基的分析已达2.9埃分辨率，是当前X射线晶体结构分析的一个突破。
z现在，生物大分子晶体学已不再满足于静态晶体结构的测定，而追求与生物大分子发挥生物功能相伴随的动态晶体结构的测定。生物大分子及其复合体的结构不是刚性的，而是有柔性的，存在着在不同层次的不同自由度的运动，它们是生物大分子发挥生物功能的基础和条件。另一方面，生物大分子发挥功能的过程就是和其他分子相互作用的过程，也是构象变化的过程．因此生命的结构必然是运动的结构，晶体结构分析也必须分析晶体结构的运动。
z那么，生物大分子在晶体状态下的结构是否反映了在有机体内的真实结构?
z回答是肯定的。实验结果表明，大部分生物大分子的晶体结构(crystal structure)接近于其用核磁共振技术测得的溶液结构(solution structure)。
z综上所述，X射线晶体学可在原子或接近原子的水平上分析蛋白质的精细三维结构，并适用于研究各种大小蛋白质的结构，甚至可以测定全病毒和核糖体的结构。晶体结构提供的是静态（在一定程度上也表现出动态），但是极为精确的一个个蛋白质分子堆积于晶体中的画面。
z X射线晶体衍射曾经是蛋白质结构测定的唯一手段，并且在现在和可见的将来仍将是原子水平上解析蛋白质结构的最主要和最有效的手段。
生物大分子晶体结构分析步骤z第一步克隆、表达、纯化：解析蛋白质晶
体结构的前提是制备均一的蛋白质样品并获得晶体。因此获得表达量高，纯化效果好的蛋白对后续步骤，特别是结晶起到及其重要的作用。
z第二步结晶：在大多数情况下，蛋白质结晶是工作的瓶颈，需要通过大量的条件筛选和优化以使蛋白质分子间的弱相互作用促使蛋白质分子形成高度有序的晶体而不是随机聚合形成沉淀。
z第三步数据收集及处理：通常利用（单波长）X射线光束照射在一定角度范围内旋转的蛋白质晶体，同时记录晶体对X光散射的强度。
z这些强度可转换为结构测定中的结构因子的振幅（|F(hkl)|）。此外, 在Laue法中, 晶体通常保持静止而使用连续X光波长（白光）收集数据。
z第四步相角的测定：结构因子的振幅（|F(hkl)|）及相角（α(hkl)）是物理上相对独立的量。由于结构因子相角的全部信息在收集数据时丢失, 因此必须通过其它途径来得到它们的信息。
z第五步相角的改进（优化）：电子密度图的质量及其后的可解释性主要决定于相角的准确性。有的情况下采用晶胞中不对称单位中的等同部分（例如，一个以上的等同分子）的电子密度平均，有可能大大地改善误差较大的起始相角。
z第六步电子密度图的解释：相位确定后,可开始计算电子密度图。若从电子密度图能跟踪出肽链走向和分辨出二级结构（如基于高分辨率的数据，通常这意味着衍射数据的分辨率至少达到3.5 ?），则可能推出多肽链的三维折叠方式。
z进而根据氨基酸序列，就可能构建出原子坐标形式的蛋白质结构模型。
z第七步修正：考虑到已建立的立体化学资料（如键长，键角等）的限制，根据X射线衍射数据对初始的蛋白质分子模型进行修正。
z第八步：结构的描述和与功能关系的研究。
结晶方法和技术
z汽相扩散法（Vapour diffusion）:微量蒸气扩散法主要是通过在一个封闭体系内，在能使某种蛋白质结晶的较高沉淀剂浓度的溶液与含有较低沉淀剂浓度的蛋白质溶液之间发生蒸汽扩散，最后两者达到平衡，蛋白质溶液内沉淀剂浓度逐渐增加使得蛋白质的溶解性降低，达到过饱和析出而结晶。
z这种方法现在使用最为广泛，可以分为悬滴法，坐滴法和三明治法。
蛋白质结晶条件的优化
z首先确定晶体是蛋白晶体，还是盐晶。要知道这点，可以在X光机上收集几幅衍射图，如果在低分辨率有衍射点，就是蛋白质晶体。如果只在高分辨率有衍射点，就是盐晶。
z另外，捞取晶体制备电泳样品，如果电泳结果显示目的蛋白带，应该是蛋白晶体，否则就是盐晶；用Hampton公司的IZIT染料或甲基绿染色，蛋白晶体可以被染色，盐晶不能染色。结晶时做不含蛋白的空白对照也是确定蛋白晶体的一个好办法。
晶体的结构特点
z晶体是原子或分子在三维空间中周期性重复排列形成的结构。
z点阵结构：任何能为平移复原的结构称点阵结构。能使一点阵结构复原的全部平移形成一个平移群ua+ vb+ wc，称为该结构的平移群。u，v，w 为整数，a，b，c 为三个非共面的向量。点阵结构与其相应的平移群必存在下列关系：（1）从点阵结构中某一点指向点阵结构中的每一点的向量都在平移群中。（2）以点阵结构中任一点为起点时，平移群中每一个向量都指向结构中一个点。
z晶胞：从一个空间点阵结构中一定可以划出一个平行六面体，这一平行六面体称晶胞，每一晶胞可用a，b，c，α，β，γ六个参数来描述，这六个参数称晶胞参数。
z点阵结构是很有规律的结构，除了上述的平移群能使它复原外，还存在另外一些能使其复原的对称元素，如对称中心（倒反），镜面，旋转轴，旋转反轴，空间点阵结构中只能容纳有限的几种旋转轴，即二重轴、三重轴、四重轴及六重轴，所以其最基本的对称元素只有七种。
z根据晶胞形状，也就是六个晶胞参数，以及晶胞中所容纳的特征对称元素，可以把不同的晶胞分成七个类型，即七个晶系:立方,六方,四方,三方,正交,单斜和三斜。
z晶胞参数的特征是各个晶系的宏观表现，是区分七个不同晶系的必要条件但不是充分的条件，只有特征对称元素是区分晶系的关键所在。
高中生物知识结构网络 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 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 n m x -= ……………………………………① 蛋白质的相对分子质量 x ma y 18-= …………………………………………② 或者 x a r y 183 -= …………………………………………③
1.6蛋白质的组成层次 1.7核酸的基本组成单位 1.8生物大分子的组成特点及多样性的原因
1.9生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定 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 水 被选择的离子和小分子 其它离子、小分子和大分子 亲脂小分子 高浓度——→低浓度 不消耗细胞能量（A TP） 离子、不亲脂小分子 低浓度——→高浓度 需载体蛋白运载 消耗细胞能量（ATP）
1.13真核生物细胞器的比较 1.14细胞有丝分裂中核内DNA、染色体和染色单体变化规律 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 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
第 1 页 共 14 页 消化系统 生物体结构和功 能的基本单位 注：“√”即为有，“×”为没有 消化系统 上 皮组织 结 缔组织 肌 肉组织 神 经组织 呼吸系统 循环系统 泌尿系统 神经系统 动物组织 器官 系统 动物体 根 内分泌系统 组织 茎 运动系统 叶 生殖系统 植物组织 器官 花 植物体 果实 种子 分化 分裂 细胞 组 成 组成 组 成 组 成 组成 植物细胞的 分裂过程 动物细胞的 分裂过程 专题一 生物的结构层次 结构名称 植物 动物 细菌 真菌 功能 细胞壁 √ × √ √ 保护和支持 细胞膜 √ √ √ √ 保护和控制物质进出 细胞质 √ √ √ √ 加快与外界环境的物 质交流 细胞核 √ √ × √ 内有遗传物质 叶绿体 √ × × × 光合作用 液 泡 √ × × √ 含一些可溶性物质 保 营 分 输 机 护 养 生 导 械 组 组 组 组 组 织 织 织 织 织
非生物部分 包括 阳光 水 空气 （ CO2 O 2 ）等 包括 需要 需要 需要 需要 产生 是 生态系统 最大的 包括 被吃 被吃 包括 包括 草食动物 形成 食物链 形成 食物链 生物部分 消费者 是 动物 被吃 蕴含 生物圈 包括 被分解 产生 包括 肉食动物 生态平衡 是 被分解 分解者 是 细菌、真菌 人与其他生物的共同家园 自我调节 能力有限 植物 生产者 专题二 生物与环境 包括 包括 非生物因素 阳光 空气 水 土壤 等 注意：探究酸雨的危害 影响 环境 依赖、影响、适应 生物 注意：探究植物对空气湿度的影响 包括 生物因素 影响
Southern杂交: 是体外分析特异DNA序列的方法，操作时先用限制性内切酶将核DNA或线粒体DNA切成DNA片段，经凝胶电泳分离后，转移到醋酸纤维薄膜上，再用探针杂交，通过放射自显影，即可辨认出与探针互补的特殊核苷序列。 将RNA转移到薄膜上，用探针杂交，则称为Northern杂交。 RNAi技术: 是指在进化过程中高度保守的、由双链RNA（double-stranded RNA，dsRNA）诱发的、同源mRNA高效特异性降解的现象。由于使用RNAi技术可以特异性剔除或关闭特定基因的表达，所以该技术已被广泛用于探索基因功能和传染性疾病及恶性肿瘤的基因治疗领域。可以利用siRNA或siRNA表达载体快速、经济、简便的以序列特异方式剔除目的基因表达，所以现在已经成为探索基因功能的重要研究手段。 Southern杂交一般利用琼脂糖凝胶电泳分离经限制性内切酶消化的DNA片段，将胶上的DNA变性并在原位将单链DNA片段转移至尼龙膜或其他固相支持物上，经干烤或者紫外线照射固定，再与相对应结构的标记探针进行杂交，用放射自显影或酶反应显色，从而检测特定DNA分子的含量]。 扫描电镜技术：是用一束极细的电子束扫描样品，在样品表面激发出次级电子，次级电子的多少与样品表面结构有关，次级电子由探测器收集，信号经放大用来调制荧光屏上电子束的强度，显示出与电子束同步的扫描图像。 细胞显微分光光度计：用来描述薄膜、涂层厚度超过1微米的物件的光学性能的显微技术。 免疫荧光技术：将免疫学方法(抗原抗体特异结合)与荧光标记技术结合起来研究特异蛋白抗原在细胞内分布的方法。由于荧光素所发的荧光可在荧光显微镜下检出，从而可对抗原进行细胞定位。 电镜超薄切片技术：超薄切片是为电镜观察提供极薄的切片样品的专门技术。用当代较好的超薄切片机，大多数生物材料，如果固定、包埋处理得合适，可以切成50-100微米的超薄切片。 Northern印迹杂交（Northern blot）。这是一种将RNA从琼脂糖凝胶中转印到硝酸纤维素膜上的方法。 放射自显影技术：放射自显影技术是利用放射性同位素的电离辐射对乳胶（含AgBr或AgCl）的感光作用，对细胞内生物大分子进行定性、定位与半定量研究的一种细胞化学技术。放射自显影技术（radioautography；autoradiography）用于研究标记化合物在机体、组织和细胞中的分布、定位、排出以及合成、更新、作用机理、作用部位等等。其原理是将放射性同位素（如14C和3H）标记的化合物导入生物体内，经过一段时间后，将标本制成切片或涂片，涂上卤化银乳胶，经一定时间的放射性曝光，组织中的放射性即可使乳胶感光。 核磁共振技术：可以直接研究溶液和活细胞中相对分子质量较小(20，000 道尔顿以下)的蛋白质、核酸以及其它分子的结构，而不损伤细胞。 DNA序列分析：在获得一个基因序列后，需要对其进行生物信息学分析，从中尽量发掘信
主题二生物体的结构层次 一.(细胞)是生物体结构和功能的基本单位。除（病毒)以外，其他生物都是由(细胞)构成的。 二、动、植物细胞结构及功能 1.识别动植物细胞,填写各部分结构名称及功能（要求能填图) 细胞核 细胞质 细胞膜 细胞壁 液泡 线粒体 叶绿体 （植物细胞结构）(动物细胞结构） 2．动植物细胞结构比较,能区分出动植物细胞结构模式图 动植物细胞都有结构:（细胞膜、细胞核、细胞质、线粒体) 植物细胞特有的结构:（细胞壁、叶绿体、液泡) 3细胞各结构生理功能(要求) 细胞壁:保护和支持细胞细胞膜：控制物质进出 细胞核：遗传信息在细胞核中。克隆羊多莉的身世说明遗传信息在细胞核中。 细胞质里有液泡，液泡内的细胞液溶解着多种物质（酸、甜、苦、辣、刺激性气味),西瓜之所以甘甜可口,主要是因为西瓜的细胞液中含有大量的糖分。
线粒体:进行呼吸作用，动力车间,提供生命活动的能量 4细胞中的能量转换器：植物细胞中有线粒体和叶绿体，动物细胞中有线粒体 三、(草履虫、眼虫、变形虫、衣藻、细菌（大肠杆菌)、酵母菌）属于（单细胞)生物。 四、(组织)的形成是细胞（分化）的结果。 1细胞通过（分裂)产生新细胞。 2(组织)：由许多形态相似，结构和功能相同的细胞，联合起来在一起而形成的细胞群。 3.植物体的五种基本组织，结合实例识别植物的器官主要由哪几种组织构成 植物的主要组织:分生组织、保护组织、营养组织、输导组织、机械组织 (1)保护组织-－-根、茎、叶表面保护作用 (2）机械组织----茎、叶、花柄、果皮、种皮等起支撑和保护作用 （３)输导组织－－-根、茎、叶等运输作用，导管运水和无机盐,筛管运有机物 （４)营养组织---根、茎、叶、花、果实、种子中储存营养 （5）分生组织-－--茎尖、根尖、芽顶端。分裂新细胞,植物生长 具体的实例:例如番茄的果实表面的果皮是保护组织和机械组织，果肉是营养组织,果肉中丝络是输导组织。植株的茎顶端是分生组织 ４知道人体四种基本组织名称:上皮组织，肌肉组织，结缔组织,神经组织 上皮组织(皮肤）、结缔组织（血液、骨）、肌肉组织（心肌）、神经组织(脑、神经）五、1．植物体的结构层次：（细胞→组织→器官→植物体) ２．植物体的六大器官：：根、茎、叶、花、果实、种子。根、茎、叶属于（营养器官），花、果实、种子属于(生殖器官）。例如西瓜、桃子我们吃的是果实。萝卜吃的是(根)。白菜吃的是（叶），自己在进行举例。 3.人体的结构层次:(细胞→组织→器官→系统→人体) ４.植物体和人体结构层次的差别是人体有（系统),植物体没有。 主题三生物与环境 一、结合教材和生活中常见的具体实例了解并能识别环境中（水、空气、温度、光）等 非生物因素对生物的影响 1.“葵花朵朵向太阳”是（阳光）对生物的影响,菊花通常在秋天开放,说明光照对生物的生活有影响。 2人间四月芳非尽，山寺桃花始盛开。说的是温度对生物生活的影响。在高山上，海
高中生物知识结构网络图 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
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 n m x -= …………………………………① 蛋白质的相对分子质量 x ma y 18-= ………………………………………②
或者x a r y18 3 - =………………………………………③1.6蛋白质的组成层次 1.7核酸的基本组成单位 1.8生物大分子的组成特点及多样性的原因
1.9生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定 1.10选择透过性膜的特点 1.11 水 被选择的离子和小分子 其它离子、小分子和大分子 亲脂小分子 高浓度——→低浓度 不消耗细胞能量（ATP） 离子、不亲脂小分子 低浓度——→高浓度 需载体蛋白运载 消耗细胞能量（ATP）
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、内含核糖体 6、有相对独立的转录翻译系统 7、能自我分裂增殖 1.13真核生物细胞器的比较 1.14细胞有丝分裂中核内DNA、染色体和染色单体变化规律
专题一 科学探究 】 科学探究 概 念 过 程 提出问题 作出假设 制定计划 实施计划 拟定探究计划 准备材料用具 选出控制变量（注意排除干扰因素） 设计对照实验 得出结论 表达与交流 观察、收集、评价数据 描述现象，处理数据 撰写探究报告，交流过程结论 实 例 探究影响鼠妇分布的环境因素
专题二 生物的结构层次 生物体结构和功 能的基本单位 细胞 结构名称 植物 动物 细菌 真菌 功能 细胞壁 √ × √ √ 保护和支持 细胞膜 √ √ √ √ 保护和控制物质进出 细胞质 √ √ √ √ 加快与外界环境的物质交流 细胞核 √ √ × √ 内有遗传物质 叶绿体 √ × × × 光合作用 液 泡 √ × × √ 含一些可溶性物质 注：“√”即为有，“×”为没有 组织 动物细胞的 分裂过程 植物细胞的 分裂过程 动物组织 植物组织 上皮组织 结 缔组织 肌肉组织 神经组织 保护组织 营养组织 分生组织 输导组织 机械组织 器官 器官 根 茎 叶 花 果实 种子 植物体 系统 循环系统 消化系统泌尿系统 神经系统 内分泌系统 运动系统 消化系统 生殖系统 呼吸系统 动物体 组成 组 成 组成 组成 组成 分裂 分化
专题三、生物与环境 1、生物的生存依赖于一定的环境 2、生物与环境组成生态系统 3、生物圈是人类与其他生物的共同家园 环境 非生物因素 生物因素 阳光 空气 水 土壤 等 生物 依赖、影响、适应 影响 影响 包括 包括 包括 注意：探究植物对空气湿度的影响 注意：探究酸雨的危害 生态系统 非生物部分 生物部分 包括 包括 阳光 水 空气 （ CO2 O 2 ）等 生产者 消费者 分解者 动物 植物 细菌、真菌 包括 草食动物 肉食动物 包括 包括 是 是 是 包括 包括 被吃 被分解 被吃 被吃 食物链 形成 食物链 形成 产生 需要 需要 需要 需要 生态平衡 蕴含 产生 被分解 生物圈 最大的 人与其他生物的共同家园 是 自我调节 能力有限
生物 1、除病毒外，生物都是由细胞构成的。 2、细胞是生物结构和功能的基本单位。 3、生物圈为生物的生存提供的基本条件有：营养物质、、空气和水、适宜的温度和一定 的生存空间等。 4、影响生物生活的环境因素可分成两类：生物因素和非生物因素。 5、生物圈包括大气圈的底部、水圈的大部和岩石圈的表面。 6、生态系统的组成包括生物部分和非生物部分，其中生物部分包括生产者、消费者和 分解者；非生物部分如阳光、空气、水等。 7、生产者与消费者之间的关系，主要是吃与被吃的关系，这样就形成了食物链。食物 链彼此交错连接形成食物网。生态系统中的物质和能量就是沿着食物链和食物网流动 的。 8、最大的生态系统是生物圈。 9、显微镜使用步骤：取镜和安放、对光、观察、清洁收镜。 10、目镜看到的是倒像；显微镜的放大倍数是物镜和目镜放大倍数的乘积。10X30＝300 11、在视野看到物像偏左下方，标本应朝左下方移动物像才能移到中央；标本朝右上方 移动， 在视野看到的物像朝左下方移动。 12、载玻片上写着‘上下’，视野里看到的是‘’。方法：把写着‘上下’的 纸片左旋（或右旋）1800。 13、洋葱鳞片叶表皮细胞临时装片制作：准备（擦干净、滴清水）；制作（撕下内表皮、展平；盖盖玻片）；染色（滴碘液、吸水） 14、染色：使细胞结构更清楚，但影响活细胞的生物活性，甚至使活细胞死亡；观察活 的细胞及其生物活性时不应染色。 15、人口腔上皮细胞临时装片制作：：准备（擦干净、滴生理盐水）；制作（刮几下、涂抹；盖盖玻片）；染色（滴碘液、吸水） 16、与植物细胞相比，动物细胞没有：细胞壁、叶绿体、液泡。 17、细胞由无机物（如水、无机盐、氧等）和有机物（如糖类、核酸、蛋白质）组成。 18、细胞膜控制物质的进出；叶绿体（植物有）和线粒体（动、植物有）是能量转换器。 19、DNA是主要的遗传物质；蛋白质和DNA组成染色体；有遗传效应的DNA片段叫基因。 20、细胞分化形成组织。人体结构层次：细胞、组织、器官、系统、人体。植物体无系 统。 21、病毒由蛋白质外壳和内部的遗传物质组成，离开活细胞通常变成结晶体。 22、绿色植物可以分成四大类群：藻类、苔藓、蕨类、种子植物（包括被子植物和裸子 植物）。 23、疯牛病和克雅氏病是由一种结构改变了的蛋白质－朊病毒引起的。 24、苔藓可当作监测空气污染程度的指示植物。 25、菜豆种子是由种皮和胚（胚根、、胚轴、胚芽、子叶）构成，储存营养物质的结构 是子叶（两片）,能发育成新植株的是胚。我们平常吃的豆瓣酱主要是大豆的子叶。玉米种子是由种皮、胚（胚根、、胚轴、胚芽、子叶）和胚乳构成，储存营养物质的结构是 胚乳，子叶一片。我们平常吃的面粉成分主要来自小麦的胚乳。
第三章 细胞生物学研究方法 第一节 细胞形态结构的观察方法 分辨率： 肉眼0.2mm 光镜0.2μm 电镜0.2nm 一、光学显微镜技术 （light microscopy ） （一）普通复式光学显微镜技术 a ． 光学放大系统：目镜和物镜 光镜 照明系统：光源、折光镜和聚光镜，有时另加各种滤光片 组成 机械和支架系统 b ．分辨率D ：分开两个质点间的最小距离。 0．61 λ 其中： λ为光源波长 D ＝ α为物镜镜口张角 N ·sin α/2 N 为介质折射率 c.普通光镜样品制备： 固定（如甲醛）、包埋（如石蜡）、切片（约5μm ）、染色 （二）荧光显微镜技术（fluorescence microscopy 光镜水平对特异蛋白定性定位） 1． FM 包括免疫荧光技术和荧光素直接标记技术 2． 不同荧光素的激发光波长范围不同，所以同一样品可以同时用两种以上荧光 素标记。荧光显微镜中只有激发荧光可以成像。 （三）激光共焦点扫描显微镜技术（laser scanning confocal microscopy ） 1．特点：瞬间只用很小一部分光照明，保证只有来自焦平面的光成像，成像清晰 分辨率比普通荧光显微镜提高1.4－1.7倍。 通过改变焦平面位置可以观察较厚样品的内部构造，进行三维重构。 2． 共焦点是指物镜和聚光镜同时聚焦到同一小点。 （四）相差和微分干涉显微镜技术 1．相差显微镜（phase-contrast microscopy ） 光线通过不同密度物质产生相位差，相差显微镜将其变成振幅差。它与普通光镜的不同是其物镜后有一块“相差板”，夸大了不同密度造成的相位差。 2．微分干涉显微镜（differential －interference microscopy ）——用的是平面偏振光 光经棱镜折射成两束，通过样品相邻部位，再经棱镜汇合，使样品厚度上的微小 差别转化为明暗区别，使样品产生很强的立体感。 二、电子显微镜技术（electron microscope ） （一） 电子显微镜基本知识 1．与光镜的基本区别：电子束作光源、电磁透镜聚焦、镜筒高真空、荧光屏等成像 2．分辨本领与有效放大倍数： 分辨率0.2nm ，比肉眼放大 分辨本领指电镜处于最佳状态下的分辨率。 实际情况中，分辨率受样品限制。 3．电子显微镜 电子束照明系统：电子枪、聚光镜 基本构造 成像系统：物镜、中间镜、投影镜等 真空系统：用两级真空泵不断抽气 记录系统：荧光屏或感光胶片成像 （二） 主要电镜制样技术介绍 制样要求：①要求样品很薄（数十纳米） ②要求保持精细结构 1．超薄切片技术 ①固定：保持样品形态结构，甚至超微和分子水平上结构。 固定剂：常用饿酸（OsO 4）和戊二醛等，另外有物理方法如高频微波。
X射线晶体衍射分析(X-ray Crystallography, X-ray Diffraction Methods) 梁毅 (武汉大学生命科学学院)
测定生物大分子三维结构的主要方法 z完整、精确、实时(动态)地测定生物大分子三维结构的主要研究对象包括核酸、蛋白质、寡糖、脂以及它们之间的复合物。 z直接测定生物大分子三维结构的主要实验方法有: X射线晶体衍射分析(亦称X射线结晶学或晶体结构分析)、多维核磁共振(NMR)技术、电子晶体学（电镜三维重组）、扫描隧道显微技术(STM)和原子力显微技术(AFM)。
z伦琴（R?ntgen）发现X射线（1895年）及其后劳埃（Laue）发现晶体的X射线衍射（1912年），从而开创了晶态物质结构研究的新纪元。 z1953年Perutz在当时的同晶置换原理上，发现了重原子同晶置换法可以解决生物大分子晶体结构测定中衍射的相位问题，从而X射线晶体衍射分析开始踏上了自己发展的伟大历程。
z在1957年和1959年Kendrew和Perutz分别获得了肌红蛋白和血红蛋白的低分辨率（6 ?和5 ?）结构，在此期间Watson和Crick共同建立了DNA双螺旋的结构模型。他们的伟大成就为分子生物学奠定了基础。 z上述4位科学家分别获得1962年度Nobel化学奖和生理或医学奖。 z从1957年到1967年的十年里，在溶菌酶结构之后，胰凝乳蛋白酶A、核糖核酸酶、核糖核酸酶S和羧肽酶等也分别获得了高分辨率的晶体结构，表明X射线晶体衍射分析已经成为一门成熟的学科。
z今天的生物大分子晶体学已经完全超越单纯晶体结构测定的本身，而是直接瞄准待测结构的生物大分子的功能，瞄准那些与功能紧密联系在一起的生物大分子复合物的晶体结构，如酶与底物(DNA聚合酶—DNA)、酶与 抑制剂(溶菌酶-(NAG) 3)、激素与受体 (人生长激素与其受体)、抗原与抗体(流感病毒神经氨酶-单克隆抗体)、DNA与其结合蛋白(TATA box与其结合蛋白)等。
专题一科学探究 专题二
结构名称植物动物细菌真菌功能 注意事项： 1.显微镜的目镜长度与放大倍数成，物镜成，放大倍数越大，看到的细胞数目，每个细胞的体积，视野。
2.显微镜下看到的像是；污点可能存在的地方有、、，判断的方法是。 3.低倍镜换高倍镜的正确步骤：移中心—找目标—换物镜—调细准。 4.洋葱鳞片叶表皮细胞装片滴，而口腔上皮细胞装片滴，浓度过大，细胞，原因是。 5.能量转换器有：和，根、洋葱、叶片表皮细胞中能量转换器是。 6.叶绿体：将转化为（光合作用）；线粒体将转化为（呼吸作用）。 7.没有细胞结构的生物：；没有细胞核的生物：；除动物细胞外，其他细胞都含有；液泡中的物质叫。 8.血液属于（结构层次），甲状腺属于，皮肤属于。橘子皮属于，果肉属于，经络属于。 9.细胞分裂时，先分裂，然后是，最后是，植物细胞还会形成新的。细胞分裂前后，的形态和数量保持不变。 10.分裂使细胞的发生变化，分化使细胞的发生变化，生长使细胞的发生变化。 中考训练： 1下列关于草履虫的叙述中，不正确的是（） A 具有细胞膜、细胞质和细胞核 B 能通过生殖器官进行繁殖 C 能够趋利避害，适应环境 D 对污水有一定的净化作用 2.使用显微镜观察植物细胞的临时装片时，若是光线很强的情况下，为了控制进光量，应选用的光圈和反光镜依次是（） A 较大的光圈，平面镜 B 较大的光圈，凹面镜 C 较小的光圈，平面镜 D 较小的光圈，凹面镜 3.下图是植物细胞分裂过程中不同时期的图像，按发生分裂的先后顺序，他们的关系是（） A acdb B cdab C abcd D adbc 4.右图为动、植物细胞结构示意图，请据图回答： （1）表示植物细胞的是图（填“甲”或“乙”） （2）动植物细胞都具有的结构是细胞膜、细胞质、细胞核。图中【D】的结构名称是； 【C】的结构名称是；控制细胞外物质进出，具有保护细胞部结构作用的是【B】。 （3）图甲中，位于细胞的最外面，起保护和支持细胞作用的是【E】，含细胞液的水泡似的结构是【A】。 专题三、生物与环境 1、生物的生存依赖于一定的环境阳光
2017年中考生物结构与功能知识点汇总 1、生物体（病毒除外）结构与功能的基本单位是。 2、消化食物和吸收营养的主要场所是，它的结构单位是。 3、形成尿液的器官是，它的结构单位是。 4、进行物质交换的血管是。特点有，，，。 5、人体进行气体交换的主要器官是，它的结构单位是。 6、神经系统的结构功能基本单位是，它的功能是。 7、血液偱环的动力器官是，主要由组织构成。 8、分泌胆汁的器官是，主要由组织构成。 9、管壁均是单层上皮细胞的结构有。。。 10、神经调节的基本方式是。完成神经调节的基本结构是。 11、生态系统的营养结构是。功能是和。 12、光合作用的场所是。对维持平衡有重要意义。 13、呼吸作用的场所是。它为生命活动提供。 14、植物吸收水分和无机盐的主要部位是。 15、运输水分和无机盐的是。 16、运输有机物的是。 17、蒸腾作用水分散失和气体交换的主要结构是。 18、决定生物性状的基本单位是。 19、生物分类的基本单位是。 20、染色体的结构是由和。 21、病毒的结构是和。 22、细菌单细胞生物，但是它和真菌、动物、植物比较没有。 23、一朵花最主要的结构是和。 24、新植物体的幼体是。由，，，组成。 25、反射弧的结构有，，，，。
2017年中考生物概念流程图汇总 1、细胞结构：细胞壁细胞膜细胞质细胞核 2、基因：细胞核染色体 DNA 基因 3、细胞分裂过程：细胞胞核细胞质细胞膜细胞壁 4、植物的结构层次：细胞组织器官植物体 5、动物的结构层次：细胞组织器官系统动物体 6、蝗虫的不完全变态发育：受精卵若虫成虫 7、家蚕的完全变成发育：卵幼虫蛹成虫 8、青蛙的变态发育：受精卵蝌蚪幼蛙成蛙 9、人的发育：受精卵胚胎婴儿幼儿少儿青春期成人 10、植物的一生：种子萌发幼苗开花传粉受精结果 11、生物分类层次：界门纲目科属种 12、水分进入植物体：土壤溶液根尖成熟区茎导管叶脉导管叶片气孔 13、植物的进化：藻类植物苔藓植物蕨类植物种子植物被子植物双子叶植物 14、无脊椎动物的进化：原生动物腔肠扁形线虫环节软体节肢 15、脊椎动物的进化：鱼纲爬行纲两栖纲鸟纲哺乳纲 16、氧气进入组织细胞：肺的通气肺泡内的气体交换氧气在血液中的运输组织细胞间气体交换 17、反射弧的冲动传导：感受器传入神经元中间神经元传出神经元效应器 18、米饭的营养物质进入组织细胞：口腔咽食道胃小肠小肠绒毛管小肠毛细血管血液中的运输组织细胞周围毛细血管组织细胞 19、视觉形成：光线角膜房水瞳孔晶状体玻璃体视网膜视神经大脑视觉中枢 20、听觉形成：声波外耳道鼓膜鼓室听小骨耳蜗位听神经大脑皮层听觉中枢 21、尿液形成和排出：血液肾小球肾小囊肾小管肾盂输尿管膀胱尿道 22、生物进化总趋势：低等高等水生陆生简单复杂
初中生物知识点总结归纳人教版 初中生物与学习其它理科一样，生物学的知识需要在理解的基础上进行记忆，所以想要学好初中生物做好知识点的归纳整理很重要。 初中生物知识点总结第一单元生物和生物圈 ▲生物的特征: 1、生物的生活需要营养 2 、生物能 进行呼吸 3 、生物能排出体内产生的废物4、生物能对外界刺激做出反应 5 、生物能生长和繁殖 6 、由细胞构成( 病毒除外) ▲调查的一般方法 步骤：明确调查目的、确定调查对象、制定合理的 调查方案、调查记录、对调查结果进行整理分析、撰写调查报告 生物的分类( 按照形态结构分：动物、植物、其他生物; 按照生活环境分：陆生生物、水生生物; 按照用途分：作物、家禽、家畜、宠物) ▲生物圈是所有生物的家 ▲生物圈的范围: ( 大气圈的底部：可飞翔的鸟类、 昆虫、细菌等; 水圈的大部：距海平面150 米内的水层; 岩石圈的表面：是一切陆生生物的立足点)
生物圈为生物的生存提供了基本条件：营养物质、 阳光、空气和水，适宜的温度和一定的生存空间▲环境对生物的影响 非生物因素对生物的影响：光、水分、温度等 ▲光对鼠妇生活影响的实验P15 ▲探究的过程：1、提出问题 2 、作出假设 3 、制定计划4、实施计划 5 、得出结论 6 、表达和交流▲对照实验( P15) ▲生物因素对生物的影响： 最常见的生物间关系是捕食关系，还有竞争关系、 合作关系、寄生关系 ▲生物对环境的适应和影响 现在生存的每一种生物，都是有与其生活环境相适 应的形态结构和生活方式。生物对环境的适应P19 的例子 生物对环境的影响：植物的蒸腾作用调节空气湿度、植物的枯叶枯枝腐烂后可调节土壤肥力、动物粪便改良土壤、蚯蚓松土增加土壤的通气性 ▲生态系统的概念：在一定地域内，生物与环境所 形成的统一整体叫生态系统。一片森林，一块农田，一
结构生物学 李国富 教学目的：使学生了解结构生物学的内容和目标，熟悉结构生物学的基本概念、原理和方法。 什么是结构生物学：结构决定分子的性质，对生物大分子而言，就是结构决定了生物大分子的功能。无论生命现象在从细胞到个体的各个层次上如何具体（宏观）表现，在其背后都有一个分子层次（微观）上的机制—分子间的相互作用；而分子结构，尤其是生物大分子的结构是阐释各种具体相互作用的基础。因此，所谓结构生物学，从概念应有的本义来看，就是以生物大分子以及超分子复合物的结构为基础，解释生命现象的科学。这个定义包含一个前提条件—生物大分子、超分子复合物的结构以及它们在相互作用过程中的结构变化是已知的，和一个目标—用分子结构和结构的动态变化解释生命现象。前体条件要求结构生物学必然包含获取结构和跟踪结构动态变化的技术和方法：包括理论上运用物理、化学的相关原理来计算和模拟分子结构及其动态变化，以及利用物理、化学的相关实验技术来测定和跟踪分子结构及其动态变化，这些内容可以称为结构生物学的方法学。结构生物学的目标当然是归纳、分类和总结方法学的成果，对相关生命现象提供机理性解释，这些内容可以称为结构生物学的解释学。方法学和解释学之和构成了广义上的结构生物学，涉及数学、物理、化学、生物学的相关知识并相互交织。解释学的内容事实上已经在生物化学、分子生物学、细胞生物学等涉及分子机理的内容中分散出现，在有限的教学时间里，这些内容一般不在结构生物中出现或较少涉及。另外，方法学理论部分的成熟度和能解决的问题还有限，并且已包含在计算生物学、生物信息学等学科内，一般也不在结构生物中出现。所以，结构生物学从其作为一个学科诞生到走进课堂，已经历史地形成了它的习惯性内容，或者说一般提及的结构生物学主要是指方法学中的实验技术部分，这可以认为是狭义上的结构生物学。 教学内容：受学时、成熟度以及重要性的限制，本课程的教学内容也不可能包含与结构研究有关的所有实验技术，仅介绍X射线晶体衍射、核磁共振、电镜以及某些光谱学技术应用于生物大分子结构研究的基本原理和方法，主要内容如下。 一、X射线晶体学 1、晶体形成的原理和条件 2、晶体生长的基本方法 3、晶体的微观几何结构 4、物理基础—衍射与物质结构的关系 5、数学工具—傅里叶变换 6、晶体衍射的表示—结构因子
初中生物中考总复习——重要知识点（图、表等） 人教版 班级姓名学号 方法：图文结合；记忆是基础，理解是关键。要求：一定要抓住重点、熟悉教材。 作为一个中学生必须具有：一种强烈的求知欲望,一种顽强的拼搏意志,一种锲而不舍的进取精神! 七年级上 1.1生物的主要特征：①生物的生活需要②生物能进行③生物能排出身体内产生的④生物能对作出⑤生物能生长和⑥除以外，生物都是由构成的。 1.2生物圈：地球表面全部生物及发生相互作用的自然环境的总称，也称全球生态系统（最大的生态系统，是所有生物的家园）。如以海平面为标准来划分，向上可到达约的高度，向下深入左右的深处，为的圈层，包括、、。 动植物等所有生物生存需要的基本条件都是：、、和，还有适宜的和一定的。 影响生物生活的环境因素可以分为：一类，如、、、等；另一类是（是指影响某种生物生活的其他生物。包括：关系、关系、关系等）。 现在生存的每一种生物，都具有与其生活环境相适应的和。生物适应性是。同时，生物对环境是有的，通过自己的不断和环境。生物与环境的关系：环境，生物；生物环境，生物又影响。生物与环境是一个。 1.3生态系统：是指、。具有一定的能力，但有一定的限度。 A.下图为某生态系统各生物之间形成的关系，据图回答： （1）图中部分是一个生态系统中的部分（包括：、、）， 和部分（是各种生物赖以生存的基础），如，等等。 （2）图中[①] ，主要指；能通过制造（释放），不 仅养活了自身，还为的生存提供。 （3）图中[④] ，主要指和（能利用而获得能量），将死动植 物的残体的分解成，归还土壤，供重新利用，保证自然界中 物质循环。 （4）图中标号②③是指，地以为食。 B.下图为某一生态系统中的食物网：（以“→”标好未连好的食物链） （1）食物链：是指和之间的关系，主要是的关系，而这样形 成的。食物网：是指一个生态系统中，有许多条彼此 而形成。生态系统中的、沿着和 流动的。如果DDT化学药剂喷洒在草上，则在图中各生物中，的体内DDT的含 量最高。 （2）此图中共有条食物链。最长的一条为：；能量和物质传递中，损失最多的一条是：。 （3）图中，生产者是：，消费者有：。 （4）图中，数量最多的生物是。若狐、鹰受到保护，的数量会明显增加，而的数量会减少。 （5）生态平衡：生态系统中各种和是相对平衡的状态。其特点：平衡是。 1.4生物圈中的生态系统有、、、 、、、等。（知道它们的特点、功能…）
结构生物学(Structural Biology) 梁毅 (武汉大学生命科学学院)
结构生物学—Nobel奖得主的摇篮之一 z瑞士科学家K. Wüthrich教授由于用二维NMR测定生物大分子在溶液中的三维结构的贡献，美国科学家J. B. Fenn教授和日本科学家K. Tanaka由于用质谱鉴定和分析生物大分子结构方面的贡献，而共同获得2002年度Nobel化学奖。
z美国科学家P. Agre教授和R. MacKinnon教授由于在用X射线晶体衍射法测定水通道蛋白和离子通道蛋白的三维结构方面的贡献，而共同获得2003年度Nobel化学奖。
z以色列科学家A. Ciechanover教授、A. Hershko和美国科学家R. Rose教授由于发现泛素调节的蛋白质降解机制方面的贡献，而共同获得2004年度Nobel化学奖。 z英国科学家Venkatraman Ramakrishnan教授、美国科学家Thomas A. Steitz教授和以色列科学家Ada E. Yonath教授由于用X射线晶体衍射法测定核糖体三维结构及其功能方面的贡献，而共同获得2009年度Nobel化学奖。
z美国科学家Elizabeth H. Blackburn教授、Carol W. Greider教授和Jack W. Szostak教授由于发现端粒和端粒酶保护染色体机制方面的贡献，而共同获得2009年度Nobel生理学或医学奖。 z迄今为止，仅在X射线晶体学和核磁共振波谱学两个领域中就有十多位科学家获得Nobel奖。
课程内容 z第1章绪论 z第3章RNA的结构z第4章DNA的结构z第6章基因组学
新人教高中生物科学研究方法汇总 1 模型方法（生物1§3－3（在必修生物①、第三章、第三节，以下同））人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性描述。这种描述可以是定性的，也可以是定量的。有的借助于具体的形势或其他形象化的手段，有的则通过抽象的形式来表达。 1.1 常用模型类型： 1.1.1物理模型：（生物1§3－3）以实物或图画直观地表达所认识对象的特征。最常见的莫过于我们教材上的生物结构图、示意图了，还有一些人工构建的实体模型。如：制作DNA双螺旋结构模型；真核生物细胞的三维结构模型等。需要注意的是：科学性、准确性应该是第一位的，其次才是模型的美观与否；生物照片包括实物照片、显微照片等不是物理模型。 1.1.2概念模型：以抽象文字或化学方程式等形式来表达一个实体的功能，如光合作用的概念和反应式；或以分枝状或圆圈来说明生物知识之间的关系。如每章自我检测题的画概念图部分。 1.1.3数学模型：（生物3§4－2）数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。常见两种：①曲线图：如种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线，DNA、RNA、染色体的数目变化的坐标曲线。优点：形象、直观。②数学公式：如“J”型增长模型，t年后，种群数量为：Nt＝№λt 。优点：比较准确。 1.2 优点：将复杂的内容简单化，将抽象的内容具体化，培养学生的直觉、形象思维。 2 类比－推理（生物2§2－2） 2.1例如:19世纪美国遗传学家萨顿以蝗虫作为研究对象，将看不见的基因与看得见的染色体行为进行类比，根据其惊人的一致性，提出了基因位于染色体上的著名假说。但其正确与否，还需要做进一步验正。如在萨顿之后美国生物学家摩尔根用果蝇做实验材料，将控制白眼性状的基因与X染色体联系起来，用实验证明了萨顿假说的正确性。
高三第一轮复习生物知识结构网络图 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 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 n m x -= ……………………………………① 蛋白质的相对分子质量 x ma y 18-= …………………………………………② 或者 x a r y 183 -= …………………………………………③
1.6蛋白质的组成层次 1.7核酸的基本组成单位 1.8生物大分子的组成特点及多样性的原因
1.9生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定 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 水 被选择的离子和小分子 其它离子、小分子和大分子 亲脂小分子 高浓度——→低浓度 不消耗细胞能量（ATP） 离子、不亲脂小分子 低浓度——→高浓度 需载体蛋白运载 消耗细胞能量（ATP）
专题一科学探究 科学探究概念 过程 提出问题 作出假设 制定计划 实施计划 拟定探究计划 准备材料用具 选出控制变量（注意排除干扰因素） 设计对照实验 得出结论 表达与交流 观察、收集、评价数据 描述现象，处理数据 撰写探究报告，交流过程结论 实例探究影响鼠妇分布的环境因素
生物体结构和功 能的基本单位 细胞 结构名称 植物 动物 细菌 真菌 功能 细胞壁 √ × √ √ 保护和支持 细胞膜 √ √ √ √ 保护和控制物质进出 细胞质 √ √ √ √ 加快与外界环境的物质交流 细胞核 √ √ × √ 内有遗传物质 叶绿体 √ × × × 光合作用 液 泡 √ × × √ 含一些可溶性物质 注：“√”即为有，“×”为没有 组织 动物细胞的 分裂过程 植物细胞的 分裂过程 动物组织 植物组织 上皮组织 结缔组织 肌肉组织 神经组织 器官 器官 根 茎 叶 花 植物体 系统 循环系统 消化系统泌尿系统 神经系统 内分泌系统 运动系统 消化系统 生殖系统 呼吸系统 动物体 组成 组 成 组成 组成 组成 分裂 分化 观察 显微镜的结构和使用
注意事项： 1.显微镜的目镜长度与放大倍数成 ，物镜成 ，放大倍数越大，看到的细胞数目 ，每个细胞的体积 ，视野 。 2.显微镜下看到的像是 ； 污点可能存在的地方有 、 、 ，判断的方法是 。 3.低倍镜换高倍镜的正确步骤：移中心—找目标—换物镜—调细准。 4.洋葱鳞片叶表皮细胞装片滴 ，而口腔上皮细胞装片滴 ，浓度过大，细胞 ，原因是 。 5.能量转换器有： 和 ，根、洋葱、叶片表皮细胞中能量转换器是 。 6.叶绿体：将 转化为 （光合作用）；线粒体将 转化为 （呼吸作用）。 7.没有细胞结构的生物： ；没有细胞核的生物： ；除动物细胞外，其他细胞都含有 ；液泡中的物质叫 。 8.血液属于 （结构层次），甲状腺属于 ，皮肤属于 。橘子皮属于 ，果肉属于 ，经络属于 。 9.细胞分裂时， 先分裂，然后是 ，最后是 ，植物细胞还会形成新的 。细胞分裂前后， 的形态和数量保持不变。 10.分裂使细胞的 发生变化，分化使细胞的 发生变化，生长使细胞的 发生变化。 中考训练： 1下列关于草履虫的叙述中，不正确的是（ ） A 具有细胞膜、细胞质和细胞核 B 能通过生殖器官进行繁殖 C 能够趋利避害，适应环境 D 对污水有一定的净化作用 2.使用显微镜观察植物细胞的临时装片时，若是光线很强的情况下，为了控制进光量，应选用的光圈和反光镜依次是（ ） A 较大的光圈，平面镜 B 较大的光圈，凹面镜 C 较小的光圈，平面镜 D 较小的光圈，凹面镜 3.下图是植物细胞分裂过程中不同时期的图像，按发生分裂的先后顺序，他们的关系是（ ） A acdb B cdab C abcd D adbc 4.右图为动、植物细胞结构示意图，请据图回答： （1）表示植物细胞的是图 （填“甲”或“乙”） （2）动植物细胞都具有的结构是细胞膜、细胞质、细胞核。图中【D 】的结构名称是 ； 保护组织 营养组织 分生组织 输导组织 机械 组织 果实 种子
高中生物必修2教案 《遗传与进化》 人类是怎样认识基因的存在的？ 遗传因子的发现 基因在哪里？ 基因与染色体的关系 基因是什么？ 基因的本质 基因是怎样行使功能的？ 基因的表达 基因在传递过程中怎样变化？ 基因突变与其他变异 人类如何利用生物的基因？ 从杂交育种到基因工程 生物进化历程中基因频率是如何变化的？ 现代生物进化理论 主线一：以基因的本质为重点的染色体、DNA 、基因、遗传信息、遗传密码、性状间关系的综合； 主线二：以分离规律为重点的核基因传递规律及其应用的综合； 主线三：以基因突变、染色体变异和自然选择为重点的进化变异规律及其应用的综合。 第一章 遗传因子的发现 一、孟德尔简介 二、杂交实验（一） 1956----1864------1872 1．选材：豌豆 自花传粉、闭花受粉 纯种 性状易区分且稳定 真实遗传
2．过程：人工异花传粉一对相对性状的正交 P（亲本）互交反交 F 1 （子一代）纯合子、杂合子F2（子二代） 分离比为3：1 3．解释 ①性状由遗传因子决定。（区分大小写）②因子成对存在。 ③配子只含每对因子中的一个。④配子的结合是随机的。 4．验证测交 F1是否产生两种 比例为1：1的配子 5．分离定律 在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。 三、杂交实验（二） 1． 亲组合 重组合 2．自由组合定律 控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。 四、孟德尔遗传定律史记 ①1866年发表②1900年再发现 ③1909年约翰逊将遗传因子更名为“基因”基因型、表现型、等位基因
本科生课程论文 论文题目结构生物学研究方法之 X 射线晶体学技术创新 完成时间2016年1月2日 课程名称结构生物学 任课老师祁超 专业生物技术 年级2012级
结构生物学研究方法之X射线 晶体学技术创新 摘要：X射线晶体学技术在结构生物学中有着重要的应用，而X射线晶体学技术的创新将进一步推动结构生物学的发展。近年来通过对MAD和SAD方法的挖掘与改进，使得基于天然生物大分子异常衍射的结构解析成为可能。改进的X射线自由电子激光（FEL）装置在室温下可以更好地捕捉自然环境中的蛋白质构象；同时来自X-射线自由电子激光器的极短的、强烈的X-射线脉冲，可被用来在晶体的辐射损伤发生之前获得关于纳米到微米大小的蛋白晶体的数据，这种方法（被称为“序列飞秒晶体学”方法）将能产生不会形成宏观的、非常有序的晶体的蛋白和蛋白复合物的结构。以下将就相关技术进行讲解。 关键词：X射线、创新、SAD 引言： 结构生物学是通过研究生物大分子的结构与运动来阐明生命现象的科学。药物设计、疫苗开发和蛋白质分子性能改等应用领域都以结构生物学的研究成果为基础。结构生物学的起源可以追溯到上世纪 50 年代 Waston 和 Crick 等发现DNA 双螺旋结构，60 年代Perutz 和 Kendrew 利用 X- 射线晶体衍射技术获得肌球蛋白的三维结构，这些工作开创了结构生物学研究领域。半个多世纪过去了，随着技术的进步，结构生物学研究取得了巨大的发展，在近年来的分子生物学研究中占据了主流地位，并且逐渐成为生命科学研究的重要组成部分[1]。 X射线具有良好的穿透性，是生物学领域的一种重要成像工具[2-5]。近几十年来，X射线晶体学与生命科学充分融合，并且充分吸收包括核磁共振（NMR）、电镜技术等在内的各种研究生物结构的技术方法，形成了以X射线晶体学为核心的结构生物学，为认识生物分子的三维结构和功能机制，提供了关键的信息，也因此而成为国际生命科学领域的热点研究方向。特别是近年来，包括三代同步辐射光源、X射线自由电子激光（XFEL）、新一代电镜技术在内的各种前沿技术的