细胞工程思维导图

细胞概述细胞的发现及细胞学说的创立细胞的发现1604年荷兰眼镜商Janssen发明第一台显微镜1665年英国物理学家和数学家胡克发表了《显微图谱》：人类第一次发现细胞1674年荷兰布商列文虎克装配的高倍显微镜(300倍左右)观察到了完整的活细胞细胞学说的创立1838年，德国植物学家施莱登得出结论：尽管植物的不同组织在结构上有很大差异，但是植物是由细胞构成的，植物的胚是由单个细胞产生的1839年，德国动物学家施旺提出细胞学说的两条最重要的基本原理1.地球上的生物都是由细胞构成的2.所有的生活细胞在结构上都是类似的1858年德国医生和病理学家魏尔肖：所有的细胞都是来自己有细胞的分裂，即细胞来源于细胞细胞学理论对细胞学发展的推动1875~1900年，细胞学的经典时期原生质理论的提出细胞受精和分裂的研究一些重要细胞器的发现细胞生物学发展简史1665~1874年：细胞的发现及细胞学说的建立1875~1900年：细胞学的经典时期1900~1953年：实验细胞学时期细胞遗传学细胞生理学细胞化学1965年~：细胞生物学的诞生细胞的共性细胞结构的共性细胞都具有选择透性的膜结构细胞都具有遗传物质细胞都具有核糖体细胞功能的共性细胞能够进行自我增值和遗传细胞都能进行新陈代谢细胞都具有运动性细胞的形态球形杆状星形多角形梭形圆柱形细胞的大小及体积的恒定典型的原核细胞的直径平均大小在1~10μm之间真核细胞的直径平均为3∽30μm，一般为10∽20μm 支原体是目前所知最小的原核细胞细胞及细胞器的计量单位微米(μm)；1μm=10⁻⁶m纳米(nm)；1nm=10⁻⁹m 埃(Å)；1Å=0.1nm细胞的分子基础细胞中的水占细胞总质量的70%~80%相邻水分子间的关系是靠氢键维系的水在细胞中既是反应剂也是溶剂细胞中的水以两种形式存在：游离水和结合水无机盐大分子的结构成分：主要是C、H、N、O、P、S等各种酶反应所需的离子，主要是Ca ₂⁺、Cu ₂⁺、Mg ₂⁺、K ⁺、Na ⁺、CI ⁻等各种酶活性所需的基础微量元素，包括Co、Cu、Fe、Mn、Zn等某些生物需要的特殊微量元素，如I、Cs、Br等功能维持细胞内的pH和渗透压，以保持细胞的正常生理活动同蛋白质结合组成具有特定功能的结合蛋白，参与细胞的生命活动作为酶反应的辅助因子有机小分子糖类细胞的主要营养物质：葡萄糖脂脂肪酸是脂的主要成分，是细胞膜的组分各种脂肪酸的碳氢链长度及所含碳-碳双键的数目和位置不同，决定了它们不同的化学特性核苷酸核苷酸是组成核酸的基本单位每个核苷酸分子由一个戊糖、一个含氮碱基和一个磷酸脱水缩合而成五种含氮碱基胞嘧啶(C)胸腺嘧啶(T)尿嘧啶(U)鸟嘌呤(G)腺嘌呤(A)8种核苷酸腺苷酸(AMP)尿苷酸(UMP)鸟苷酸(GMP)胞苷酸(CMP)脱氧腺苷酸(dAMP)脱氧胸苷酸(dTMP)脱氧鸟苷酸(dGMP)脱氧胞苷酸(dCMP)氨基酸20种氨基酸，R侧链不同，R侧链决定了氨基酸的化学性质氨基酸是组成蛋白质的基本单位生物分子及其功能生物大分子大分子的构件代谢物非细胞功能分子多糖细胞的重要支持材料糖蛋白及其糖链作为机体内外表面的保护剂及润滑剂作为载体与维生素、激素、离子等结合参与细胞识别蛋白质的糖基化对蛋白质分子的理化性质的影响溶解度电荷蛋白质的糖基化对蛋白质的生物功能也有很大影响核糖核酸与脱氧核糖核酸蛋白质细胞结构体系的组装第一级是构成细胞的小分子有机物的形成碱基氨基酸葡萄糖软脂酸第二级是由基石组装成生物大分子DNA RNA蛋白质多糖第三级由生物大分子进一步组装成细胞的高级结构细胞膜核糖体染色体微管微丝第四级由生物大分子组装成具有空间结构和生物功能的细胞器细胞核线粒体叶绿体内质网高尔基体溶酶体微体组装机制的假说模版组装酶效应组装自组装细胞的类型和结构体系原核细胞古细菌真细菌蓝细菌：最复杂的原核细胞支原体是目前发现的最简单、体积最小的原核细胞，也是唯一没有细胞壁的原核生物真核细胞的两种主要类型动物细胞植物细胞真核细胞的结构体系生物膜体系遗传信息表达体系颗粒纤维结构体系细胞核核糖体细胞骨架体系细胞质骨架细胞核骨架主要成分是微管，微丝和中间纤维真核细胞与原核细胞的比较相同点1、都具有类似的细胞质膜结构2、都以DNA作为遗传物质，并使用相同的遗传密码3、都以一分为二的方式进行细胞分裂4、具有相同的遗传信息转录和翻译机制，有类似的核糖体结构5、代谢机制相同(如糖醇解和TCA循环)具相同的化学能贮能机制，如ATP合成酶(原核位于细胞质膜上，真核位于线粒体膜上)7、光合作用机制相同(蓝细菌和植物相比较)8、膜蛋白的合成和插入机制相同真核细胞特点1、细胞分裂分为核分裂和细胞质分裂，并且分开进行2、DNA和蛋白质压缩成染色体结构，形成有丝分裂的结构3、具有复杂的内膜系统和细胞内的膜结构4、具有特异性的进行有氧呼吸的细胞器(线粒体)和光合作用的细胞器(叶绿体)5、具有复杂的骨架系统(包括微丝，中间纤维和微管)6、具有复杂的鞭毛和纤毛7、具有小泡运输系统(胞吞作用和胞吐作用)8、含有纤维素的细胞壁(如植物细胞)9、利用微管形成的纺锤体进行细胞分裂和染色体分离10、每个细胞中的遗传物质成双存在，二倍体分别来自于两个亲本11、通过减数分裂和受精作用进行有性生殖病毒——非细胞的生命体病毒是比细胞更小的生命体体积大约在10~100nm之间由蛋白质外壳和遗传物质的核组成病毒只能在细胞中增殖增殖周期吸附侵入复制成熟释放冠状病毒与SARS细胞生命的进化细胞生命的起源有机分子的自然形成分子聚合体的形成生命的初级聚合体的形成原始细胞的形成真核细胞的起源真核细胞由原核细胞进化而来从单细胞向多细胞进化我国细胞生物学的发展战略细胞生物学的主要研究内容和发展方向我国细胞生物学发展战咯细胞的结构与机能染色体的结构及基因表达调控细胞骨架及核骨架系统胞外基质细胞周期调控细胞分化、衰老、死亡及相关基因的研究细胞信号传导细胞社会学细胞结构体系的组装及细胞工程生殖有关的细胞生物学问题肿瘤的细胞生物学进化细胞生物学朱武细胞工程。

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。

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。

动物细胞培养动物细胞培养
概念：从动物体中取出相关的组织，将它分散成
单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细
胞生长或增殖的技术
条件
营养
合成培养基：将细胞所需的营养物质按种类和所
需量严格配制而成的培养基
加血清等
无菌、无毒
温度、pH和渗透压
气体环境：95%空气和5%二氧化碳（CO2培养
箱）
步骤
分散（工具：胰蛋白酶、胶原蛋白酶）
生长：原代培养（动物组织经处理后的初次培
养）
增殖：传代培养
细胞类型
悬浮生长：能够悬浮在培养液中生长增殖
细胞贴壁：贴附在培养瓶的瓶壁上，会发生接触
抑制
干细胞培养及其应用
胚胎干细胞（ES细胞）
位置：早期胚胎中
功能：具有分化成为成年动物体内的任何一种类
型的细胞，并进一步形成机体的所有组织和器官
甚至个体的潜能
成体干细胞
位置：成体组织或器官，包括骨髓中的造血干细
胞、神经系统中的神经细胞和睾丸中的精原干成
体干细胞细胞
功能：只能分化成特定的细胞或组织，不具有发
育成完整个体的能力
诱导多能干细胞
（iPS细胞）
来源：体外诱导体细胞产生
应用：分化形成各种功能细胞，用于治疗疾病
应用优点：避免免疫排斥反应
过程：取成纤维细胞等→转入相关因子→细胞发
生转化→iPS细胞→分化→各种细胞→移植到人体
中。

分子与细胞有机体中的细胞细胞概述人类对细胞的认识细胞的发现和细胞学说的创立细胞和有机体五界学说细胞的形态和功能细胞的形状和大小细胞的形态与功能的统一细胞的观察工具——显微镜细胞的构成细胞的化学组成构成细胞的化学元素构成细胞的化合物探究：检测生物组织中的还原性糖、脂肪和蛋白质细胞的基本结构细胞的结构组成细胞器的结构和功能分类：真核细胞和原核细胞认识原核细胞和真核细胞原核细胞和真核细胞的主要特征细胞骨架功能构成微丝微管中间纤维细胞的自我保障细胞中的蛋白质蛋白质的结构和功能蛋白质的基本单位蛋白质的结构蛋白质的功能蛋白质的合成与运输蛋白质的合成蛋白质的分选和运输细胞中的核酸核酸的结构和功能实验：DNA和RNA在细胞中的分布基本组成单位：核苷酸聚合反应功能：生物的遗传物质核酸与细胞核细胞核的功能细胞核的结构细胞的新陈代谢细胞的物质交换细胞膜的结构与功能细胞膜的结构细胞膜的功能细胞的生物膜系统链接：细胞连接细胞膜的物质运输功能穿膜运动膜泡运动转运蛋白载体蛋白离子通道细胞能量的来源与转变细胞中的能源物质细胞中的ATP糖类脂质酶在代谢中的作用酶的定义影响酶活性的因素酶的专一性和高效性link：核酶光能的捕获光合作用的早期研究叶绿体的结构光合作用的过程影响光合作用的因素从化学能到生物能细胞呼吸的类型细胞呼吸的主要场所——线粒体细胞呼吸的过程细胞的生命历程细胞的增殖与分化细胞的增殖影响细胞分裂的因素细胞的有丝分裂细胞的无丝分裂实验细胞的分化细胞分化细胞的全能性恶性肿瘤的发生与预防癌细胞的主要特征癌的发生癌的防治细胞的衰老和凋亡细胞的衰老人类对细胞衰老的认识细胞衰老的特征细胞衰老与人类健康细胞的凋亡细胞调亡的过程和机制细胞凋亡的生物学意义细胞凋亡与人类健康。

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。

细胞基本结构质膜结构组成成分脂质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。

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种双层膜结构的细胞器1线粒体1结构1.1膜结构1.1.1外膜内膜（嵴）向内凹陷形成嵴，增加了膜的面积，有许多与有氧呼吸有关的酶线粒体基质1.1.2 含有许多与有氧呼吸有关的酶，少量的DNA和RNA主要功能1.2有氧呼吸的主要场所；提供95%的能量1.2.1细胞的动力车间分布1.3动植物细胞1.3.1代谢旺盛的细胞和细胞内功能旺盛的区域内数量越多叶绿体2结构2.1外膜2.1.1内膜2.1.2基粒2.1.3类囊体叠加形成基粒增加膜面积，含有与光合作用有关的色素和酶基质2.1.4含有与光合作用有关的色素和酶，少量的DNA和RNA主要功能2.2光合作用的场所2.2.1植物细胞的养料制造车间能量转换站分布2.3绿色植物的叶肉细胞和幼嫩茎的皮层细胞2.3.1植物细胞不一定有叶绿体，如根尖细胞都具有双层膜都与能量转换有关，产生ATP都含有DNA、RNA和核糖体等，是半自主性细胞器，控制细胞质的遗传单层膜结构的细胞器2内质网1功能1.1粗面内质网（被核糖体附着）蛋白质（来自核糖体的多肽链）的加工和合成滑面内质网（无核糖体附着）主要合成和运输脂质和多糖结构1.2又膜连接而成的网状结构分布1.3动植物细胞中广泛分布高尔基体2结构2.1排列整齐的扁平囊状结构和囊状小泡功能2.2对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”和“发送站”与细胞分泌物的形成有关植物细胞与细胞壁的形成有关分布2.3动植物细胞中，一般位于核附近溶酶体3结构3.1内部含有多种水解酶单层膜功能3.2细胞的消化车间能分解衰老、损伤、凋亡的细胞和细胞器、吞噬并杀死入侵细胞的病毒或病菌液泡4结构4.1单层膜细胞液含有糖类、无机盐、色素和蛋白质功能4.2调节细胞吸水状况及内部环境，使得细胞更加坚挺无膜结构的细胞器3核糖体1结构1.1无膜1.1.1大小两个亚基组成1.1.2功能1.2附着在内质网上的核糖体1.2.1合成胞外蛋白（分泌蛋白：消化酶、抗体、蛋白质类激素等）游离的核糖体1.2.2合成胞内蛋白（胞内酶及结构蛋白等）分布1.3细胞生物共有的结构之一1.3.1原核细胞内唯一的细胞器中心体2结构2.1由相互垂直的2个中心粒和周围物质组成2.1.1功能2.2与细胞的有丝分裂有关2.2.1分布2.3动物细胞和低等植物细胞2.3.1细胞器之间的联系成分上的联系1各种生物膜组成成分基本相似，均有脂质、蛋白质和少量糖类组成，体现膜系统的统一性1.1但每种成分所占的比例不同，体现了膜系统的差异性1.2结构上的联系2直接联系2.1内质网膜与细胞核外膜、线粒体外膜、质膜直接相连2.1.1间接联系2.2内质网膜、高尔基体膜、质膜通过囊泡间接相连2.2.1说明膜的成分不是一成不变，是有变化的膜面积也存在变化功能上的联系3例子：分泌蛋白的形成和运输3.1分泌蛋白的合成与运输3.1.1核糖体脱水缩合形成多肽链内质网对多肽链进行加工｛折叠、组装、糖基化｝、运输囊泡高尔基体对来自内质网的蛋白质加工、修饰、分装、发送囊泡质膜与囊泡融合，将分泌蛋白以胞吐形式分泌到细胞外细胞核结构核膜1外膜1.1与内质网膜直接相连，附着有大量的核糖体和较多的酶1.1.1内膜1.2小分子物质跨膜运输进出有选择透过性核孔2实现核质之间频繁的物质交换和信息交流2.1是某些大分子物质（RNA和蛋白质）进出的通道。

八年级上册生物知识思维导图(1)一、细胞是生命活动的基本单位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：细胞内的液体，包含各种细胞器细胞核：细胞的控制中心，包含遗传信息细胞壁：植物细胞特有的结构，提供支持和保护2. 细胞的分裂和生长细胞分裂：使细胞数目增多细胞生长：使细胞体积增大3. 细胞的分化分化：细胞在结构和功能上的差异组织：由相同或相似细胞组成的群体二、生物体的结构和功能1. 生物体的层次结构细胞：基本单位组织：由相同或相似细胞组成的群体器官：由不同组织构成的，具有特定功能的结构系统：由多个器官组成的，共同完成某一生理功能的整体2. 人体的八大系统运动系统：骨骼、肌肉、关节等消化系统：口腔、食管、胃、肠等呼吸系统：鼻腔、喉、气管、支气管、肺等循环系统：心脏、血管、血液等泌尿系统：肾脏、输尿管、膀胱、尿道等神经系统：大脑、脊髓、神经等内分泌系统：内分泌腺、激素等生殖系统：生殖器官、生殖细胞等三、生物圈和生态系统1. 生物圈：地球表面生物体生活的区域，包括陆地、水域和大气层2. 生态系统：生物体与其生活环境相互作用形成的整体生物部分：生产者、消费者、分解者非生物部分：阳光、水、空气、土壤等3. 生态平衡：生态系统中生物与环境之间保持相对稳定的状态物质循环：生物体与环境之间的物质交换能量流动：生物体与环境之间的能量传递四、生物的遗传和变异1. 遗传物质：决定生物遗传特征的物质，如DNA、RNA2. 基因：遗传物质的基本单位，控制生物的遗传特征3. 变异：生物个体间遗传特征的差异可遗传变异：由遗传物质改变引起的，可遗传给后代不可遗传变异：由环境因素引起的，不能遗传给后代五、生物的进化1. 生物进化的证据：化石、比较解剖学、分子生物学等2. 生物进化的原因：自然选择、遗传变异、隔离等3. 生物进化的结果：生物多样性、适应性等六、生物的多样性1. 生物多样性的价值：生态、经济、社会、文化等2. 生物多样性的保护：自然保护区、物种保护、生态恢复等3. 生物多样性的挑战：栖息地破坏、过度捕捞、外来物种入侵等八年级上册生物知识思维导图(2)七、生态系统的物质循环和能量流动1. 物质循环碳循环：通过光合作用和呼吸作用实现氮循环：通过氮的固定、氨化、硝化、反硝化等过程实现水循环：通过蒸发、降水、地表径流等过程实现2. 能量流动太阳能：生态系统的能量来源生产者：通过光合作用将太阳能转化为化学能消费者：通过摄取生产者或其他消费者获得能量分解者：分解有机物，释放能量八、生物的分类和命名1. 生物的分类界：最大的分类单位，如动物界、植物界、真菌界等门：次大的分类单位，如脊索动物门、被子植物门等纲：较小的分类单位，如哺乳纲、鸟纲等目：更小的分类单位，如猫形目、鼠形目等科：更小的分类单位，如猫科、犬科等属：更小的分类单位，如猫属、犬属等种：最小的分类单位，如家猫、家犬等2. 生物的命名双名法：由林奈提出，用拉丁文命名生物，包括属名和种加词国际动物命名法规：规定动物命名的规则国际植物命名法规：规定植物命名的规则九、生物的适应性和多样性1. 适应性生物对环境的适应：如形态、结构、生理、行为等方面的适应性适应的进化：通过自然选择和遗传变异实现2. 多样性物种多样性：不同物种的数量和种类基因多样性：物种内部基因的多样性生态系统多样性：不同生态系统的多样性十、生物的生殖和发育1. 生殖方式无性生殖：不经过两性生殖细胞的结合，如分裂、孢子等有性生殖：经过两性生殖细胞的结合，如受精、卵生、胎生等2. 发育过程胚胎发育：受精卵到成体的过程后胚胎发育：成体形成后的生长和发育十一、生物的生态关系1. 竞争关系：生物之间争夺有限资源的关系2. 捕食关系：捕食者与被捕食者之间的关系3. 寄生关系：寄生者与宿主之间的关系4. 共生关系：生物之间相互依赖、互利共生的关系5. 食物链和食物网：生态系统中生物之间的能量流动关系十二、生物的生存环境1. 水域生态系统：如海洋、河流、湖泊等2. 陆地生态系统：如森林、草原、沙漠等3. 气候对生物的影响：如温度、湿度、光照等4. 土壤对生物的影响：如土壤类型、肥力、水分等5. 生物对环境的适应：如形态、结构、生理、行为等方面的适应性八年级上册生物知识思维导图(3)十三、生物的生态位和生态策略1. 生态位：生物在生态系统中所占有的时间和空间位置，以及其与环境的相互作用关系。