蛋白质组学和代谢组学途径的生物标志物发现思维导图
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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 ry 183-=………………………………………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——DNA4、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1.15理化因素对细胞周期的影响1.16细胞分裂异常(或特殊形式分裂)的类型及结果1.17细胞分裂与分化的关系1.18已分化细胞的特点 1.19分化后形成的不同种类细胞的特点G 21.20分化与细胞全能性的关系1.211.22癌细胞的特点分化程度越低全能性越高,分化程度越高全能性越低分化程度高,全能性也高分化程度最低(尚未分化),全能性最高永生细胞1.23衰老细胞的特点水分减少,细胞萎缩,体积变小,代谢减慢 酶的活性降低色素积累,阻碍细胞内物质交流和信息传递 细胞核体积增大,染色体固缩,染色加深 细胞膜通透性改变,物质运输功能降低--溶酶体为细胞提供稳定的内环境脱再1.28植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较第二单元生物的新陈代谢Ⅰ植物代谢部分:酶与ATP、光合作用、水分代谢、矿质营养、生物固氮- - 优质资料-- 优质资料2.1酶的分类2.2酶促反应序列及其意义酶促反应序列 生物体内的酶促反应可以顺序连接起来,即第一个反应的产物是第二个反应的底物,第二个反应的产物是第三个反应的底物,以此类推,所形成的反应链叫酶促反应序列。
七年级生物知识点思维导图--------------------------------------------------------------------------作者: _____________--------------------------------------------------------------------------日期: _____________第四单元生物圈中的人第8章人体的营养思维图导航人体的营养考点全解读考点一人体需要的营养物质蛋白质:构成人体细胞的基本物质参与损伤细胞的修复和更新;为人体生理活动提供能量;能源物质脂肪:一般情况下,作为备用能源物质贮存在体内;保温;单位质量释放能量最多;糖类:人体最重要的供能物质,也是构成细胞的成分;水:约占体重的60%~70%,细胞的主要组成成分,人体的各种生理活动都离不开水。
非能源物质无机盐:构成人体细胞的重要成分,如:钙、磷(构成骨骼和牙齿)、铁(构成血红蛋白)维生素:不构成细胞,不提供能量,含量少,对人体生命活动起调节作用。
考点二营养物质的消化和吸收1.“探究唾液对淀粉的消化作用”实验中的变量是唾液,设计了有唾液和没有唾液(等量清水)这一对对照实验,通过实验可以发现淀粉在口腔中的消化与唾液的分泌、牙齿的咀嚼、舌的搅拌都有关系。
牙齿的切碎和磨碎以及舌的充分搅拌,能使唾液更加充分地与食物碎屑混合,更好地促进淀粉的变化。
2.消化系统的组成口腔:牙齿咀嚼食物;舌搅拌食物;唾液腺分泌唾液,帮助消化淀粉初步消化蛋白质消化道小肠:(1)起始部分叫十二指肠,肝脏分泌的胆汁与胰腺分泌的胰液由此流入小肠(2)肠腺分泌肠液(含有消化糖类、蛋白质和脂肪的酶)(3)通过蠕动,使食物与消化液充分混合,消化、吸收的主要场所大肠:通过蠕动,把食物残渣推向肛门肛门:粪便由此排出唾液腺:分泌唾液(含有唾液淀粉酶),能初步消化淀粉肝脏:位于消化道外,分泌胆汁(不含消化酶),将脂肪乳化为脂肪微粒消化腺胰腺:位于消化道外,分泌胰液(含有消化糖类、蛋白质和脂肪的酶)胃腺:分泌胃液(含有盐酸和胃蛋白酶),初步消化蛋白质肠腺:分泌肠液(含有消化糖类、蛋白质和脂肪的酶)3.营养物质的消化和吸收(1)营养物质的消化(小肠的结构与小肠吸收相适应的特点:小肠长(5-6米)、小肠内表面有许多皱襞和小肠绒毛,可增大表面积、小肠绒毛中有毛细血管和毛细淋巴管、绒毛壁和毛细血管、毛细淋巴管的管壁都很薄,由一层上皮细胞构成。
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。
生物大数据技术如何发现新的生物标志物生物大数据技术在生物医学研究中扮演着越来越重要的角色,特别是在发现新的生物标志物方面。
生物标志物是指在生物体中存在并能指示特定生理或病理状态的分子,例如蛋白质、核酸或代谢物等。
通过了解和识别这些生物标志物,我们可以改善疾病的早期诊断、治疗方法和预后判断。
利用生物大数据技术可以有效地筛选和发现新的生物标志物,为疾病的研究和治疗提供更加准确的依据。
生物大数据技术的发展使得我们能够收集和存储大量的生物信息数据,包括基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等方面的数据。
这些数据被存储在大型数据库中,如生物信息学数据库、基因组数据库和蛋白质数据库等。
通过分析和整合这些数据,研究人员可以揭示复杂的生物学网络和相互作用,从而发现新的生物标志物。
一种常用的方法是通过大规模基因表达谱分析,寻找与特定疾病或生理状态相关联的基因。
研究人员可以对疾病样本和正常样本进行基因表达谱测定,然后对比两组样本的基因表达水平来寻找差异显著的基因。
进一步的生物信息学分析可以将这些差异基因与相关的生物过程、信号通路或功能进行关联,以确定潜在的生物标志物。
这种方法已经在肿瘤学、心血管疾病和神经退行性疾病等领域取得了重要的发现。
另一种常见的方法是利用转录组学数据进行个性化医学研究。
个性化医学的目标是根据个体的基因表达特征和生物信息数据,为患者量身定制治疗方案。
通过分析大规模转录组学数据,我们可以了解不同疾病亚型之间的差异,以及患者对特定治疗方法的反应。
这种方法可以帮助我们预测患者的疾病进展、预后和治疗效果,从而为个体化治疗提供更好的指导。
除了基因表达谱和转录组学数据,蛋白质组学和代谢组学也是寻找新的生物标志物的重要来源。
蛋白质组学是研究蛋白质组成和功能的学科,通过大规模蛋白质表达谱分析可以发现与特定疾病相关的蛋白质标志物。
代谢组学是研究代谢产物组成和变化的学科,通过分析大规模代谢组学数据可以发现与疾病相关的代谢物标志物。
思维导图高中生物
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例
•第2节生物膜的流动镶嵌
模型
•第3节物质跨膜运输的方
式
•第5章细胞的能量供应
和利用
•第1节降低化学反应活化
能的酶
•第2节细胞的能量“通
货”──ATli
•第3节ATli的主要来源
──细胞呼吸
•第4节能量之源──光与
光合作用
•第6章细胞的生命历程•第1节细胞的增殖
•第2节细胞的分化•第3节细胞的衰老和凋亡•第4节细胞的癌变
(选学)
•第5章基因突变及其他
变异
•第1节基因突变和基因重
组
•第2节染色体变异
•第3节人类遗传病
•第6章从杂交育种到基
因工程
•第1节杂交育种与诱变育
种
•第2节基因工程及其应用
•第7章现代生物进化理
论
•第1节现代生物进化理论
的由来
•第2节现代生物进化理论
的主要内容
定性
•第1节生态系统的结构
•第2节生态系统的能量流
动
的洗涤效果
•课题3 酵母细胞的固定
化
•专题5 DNA和蛋白质技
术
•课题1 DNA的粗提取与
鉴定
•课题2 多聚酶链式反应
扩增DNA片段
•课题3 血红蛋白的提取
和分离
•专题6 植物有效成分的
提取
•课题1 植物芳香油的提
取
•课题2 胡萝卜素的提取。
生物8下思维导图第一章:生命的物质基础1.1 细胞的结构和功能细胞膜:保护细胞,控制物质进出细胞质:包含细胞器,进行生命活动细胞核:控制遗传信息,调控细胞活动1.2 细胞的代谢新陈代谢:物质和能量的转化过程呼吸作用:释放能量,产生ATP光合作用:利用光能合成有机物1.3 细胞的分裂和分化细胞分裂:细胞数量增加细胞分化:细胞形态和功能变化第二章:遗传和变异2.1 遗传的分子基础DNA:遗传信息的载体基因:控制遗传特征的基本单位2.2 遗传的传递方式有性生殖:通过配子传递遗传信息无性生殖:通过母体直接产生后代2.3 变异的原因基因突变:基因序列发生改变基因重组:基因的重新组合第三章:生物的进化和适应3.1 生物进化的证据化石:记录生物的演化历史地理分布:生物在不同地区的分布情况3.2 自然选择和适者生存自然选择:环境对生物的选择作用适者生存:适应环境的生物更容易生存3.3 生物多样性的保护生物多样性:不同物种的多样性保护措施:保护生物多样性的方法第四章:生态系统的结构和功能4.1 生态系统的组成生物群落:相互作用的生物群体非生物环境:影响生物生活的环境因素4.2 能量流动和物质循环能量流动:能量在生态系统中的传递物质循环:物质在生态系统中的循环4.3 生态系统的稳定性和调节稳定性:生态系统对外部干扰的抵抗力调节机制:维持生态系统的平衡第五章:人类对生物圈的影响5.1 人类活动对生态系统的影响人类活动:对生态系统的影响环境污染:对生物圈的影响5.2 生物多样性的丧失物种灭绝:生物多样性的减少生物入侵:外来物种对本地物种的影响5.3 可持续发展的理念可持续发展:满足当前需求,不损害未来世代的需求生态保护:保护生态系统和生物多样性生物8下思维导图第六章:生物技术的应用6.1 基因工程基因克隆:复制特定基因基因编辑:修改特定基因序列6.2 生物制药药物研发:利用生物技术开发新药生物反应器:利用生物体生产药物6.3 生物农业转基因作物:提高产量和抗病性生物肥料:利用微生物改善土壤质量第七章:生物伦理和社会问题7.1 生物技术的伦理问题基因歧视:基于基因信息的不公平对待基因隐私:个人基因信息的保护7.2 生物技术的社会影响就业机会:生物技术行业的发展社会伦理:生物技术对人类社会的伦理挑战7.3 生物技术的法规和监管伦理审查:确保生物技术研究的伦理合规性法规监管:规范生物技术的应用和商业化第八章:未来生物学的展望8.1 个性化医疗基因诊断:根据个人基因信息制定治疗方案基因治疗:修复或替换异常基因8.2 合成生物学人工合成生命:设计和构建人工生物系统生物材料:利用生物体制造新型材料生物信息学:利用计算机技术分析生物数据生物8下思维导图第九章:生态系统的服务功能9.1 生态系统的服务功能物质循环:维持地球化学元素的平衡能量流动:调节生态系统的能量分配水循环:调节水分的分布和利用9.2 生态系统的稳定性与调节机制反馈机制:维持生态系统的平衡物种多样性:提高生态系统的稳定性9.3 人类活动对生态系统服务的影响环境污染:破坏生态系统的服务功能生态系统退化:导致生态系统服务功能下降第十章:生物多样性的保护与管理10.1 生物多样性的重要性物种多样性:维持生态系统的稳定性和功能基因多样性:提供遗传资源,适应环境变化10.2 生物多样性保护的策略保护自然保护区:保护生物多样性的热点区域生态修复:恢复受损的生态系统10.3 生物多样性的可持续利用生态旅游:促进经济发展,保护生物多样性生物资源的合理利用:确保生物资源的可持续利用第十一章:生物科学的前沿领域11.1 系统生物学细胞网络:研究细胞内各个组分之间的相互作用代谢组学:研究生物体内代谢物的组成和变化11.2 生态基因组学基因组进化:研究基因组在进化过程中的变化环境基因组学:研究环境对基因组的影响11.3 生物学与信息技术生物信息学:利用计算机技术分析生物数据数据科学:应用统计学和计算机科学方法研究生物问题生物8下思维导图一、细胞的结构和功能1. 细胞的结构细胞膜:细胞的外层,具有保护作用,并控制物质的进出。
一、概要在静态基因组碱基测序完成之后,系统生物学已经进入了后基因组学时代,蛋白质组学等功能基因学和代谢组学的研究目前已成为系统生物学研究的重点。
蛋白质组学研究是生命科学研究进入后基因组时代的里程碑,同时也是功能基因组时代生命科学研究的核心内容之一,而代谢组学的研究越来越多,在发现生物标志物方面发挥了重要作用。
二、蛋白质组学介绍蛋白质组学(Proteomics)是从整体水平上研究细胞内蛋白质的组成、活动规律及蛋白质与蛋白质的相互作用,是功能基因组学时代一门新的学科。
目前蛋白质组学的研究主要有两条路线:一是基于双向电泳的蛋白质组学;二是基于质谱的蛋白质组学。
目前基于质谱的蛋白质组学研究也越来越广泛。
定量蛋白质组根据是否对目标蛋白进行定量,基于质谱的蛋白质组学定量技术可分为非靶向定量蛋白质组学(Untargeted quantitative proteomics)和靶向定量蛋白质组学(Targeted quantitative proteomics),其中靶向定量技术包括多重反应监测技术(Multiple reaction monitoring,MRM)和平行反应监测(Parallel reaction monitoring,PRM),非靶向定量技术包括非标记定量和稳定同位素标记定量,稳定同位素标记又可分为多种模式,最值得关注的是等重同位素标记相对和绝对定量(Isobaric tags for relative and absolute quantitation,iTRAQ)和串联质量标签(Tandem mass tags,TMT)技术。
目前质谱定量技术主要采取数据依赖采集模式(Data dependent analysis,DDA),新发展的数据非依赖采集模式(Data independent analysis,DIA)。
DIA具有更好的分析准确度和动态范围,也值得重点关注。
不同定量方式对比应用优势PRM目标蛋白定量及验证靶向性检测灵敏度高DDA 非标记单样本上机价格低应用范围广DIA/SWATH 非标记大规模定量灵敏度高;通量大SILAC 体内标记多样本上机传代细胞检测定量准确重复性好标记不受裂解液成分影响iTRAQ/TMT 体外标记多样本上机定量准确重复性好蛋白质组学常见分析内容分析项目分析内容质控肽段长度分布、定量分布、肽段质量误差分布注释蛋白功能描述、GO注释、KEGG代谢通路功能分类GO二级功能分类功能富集GO功能富集、代谢通路富集蛋白网络分析蛋白网络互作分析通路分析代谢通路图进行定量的测定,鉴定疾病、药物对生命过程的影响,以及解释基因表达调控的机制。