細(xì)胞奧賽輔導(dǎo)

細(xì)胞生物學(xué)生物奧賽輔導(dǎo)中學(xué)生生物奧賽簡介

中學(xué)生生物奧賽，從低到高主要包括以下4個(gè)層次的比賽：各省的初賽、全國聯(lián)賽、全國競賽、國際奧賽。

全國中學(xué)生生物學(xué)競賽綱要（摘要）

2009.12.23

*細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)25%*植物和動物的解剖、生理、組織和器官的結(jié)構(gòu)與功能

30%*動物行為學(xué)、生態(tài)學(xué)

20%*遺傳學(xué)與進(jìn)化生物學(xué)、生物系統(tǒng)學(xué)

25%

競賽考試綱要細(xì)目（細(xì)胞生物學(xué)部分）細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能化學(xué)成分-單糖、雙糖、多糖-

脂類-

蛋白質(zhì)：氨基酸、遺傳密碼子、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)的化學(xué)分類：簡單蛋白質(zhì)和結(jié)合蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的功能分類：結(jié)構(gòu)蛋白和酶-

酶類：化學(xué)結(jié)構(gòu)、酶作用的模型、變性、命名-

核酸：DNA,RNA-

其他重要化合物

ADP和ATPNAD+和NADHNADP+和NADPH細(xì)胞器細(xì)胞核-核膜-（核透明質(zhì)）

-染色體-核仁細(xì)胞質(zhì)

-細(xì)胞膜-透明質(zhì)-線粒體

-內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-核糖體-高爾基體

-溶酶體-液泡-前質(zhì)體

-質(zhì)體·葉綠體

·有色體

·白色體（如造粉體）

細(xì)胞代謝-碳水化合物的異化無氧呼吸：糖酵解有氧呼吸：糖酵解檸檬酸循環(huán)氧化磷酸化-

脂肪和蛋白質(zhì)的異化-

同化作用光合作用光反應(yīng)暗反應(yīng)（卡爾文循環(huán)）蛋白質(zhì)合成-

轉(zhuǎn)錄-

轉(zhuǎn)譯-

遺傳密碼通過膜的轉(zhuǎn)運(yùn)-

擴(kuò)散-

滲透，質(zhì)壁分離-

主動轉(zhuǎn)運(yùn)有絲分裂和減數(shù)分裂-

細(xì)胞周期：間期和有絲分裂-

染色單體、赤道板、單倍體和二倍體、基因組、體細(xì)胞和生殖細(xì)胞、配子、交換-

減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ第一章細(xì)胞的基本知識細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)和細(xì)胞學(xué)說細(xì)胞的基本概念細(xì)胞的形態(tài)原核細(xì)胞和真核細(xì)胞植物細(xì)胞和動物細(xì)胞古細(xì)菌細(xì)胞工程幾乎所有有機(jī)體都由細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位細(xì)胞是具有獨(dú)立的、有序的自控代謝體系，細(xì)胞是代謝與功能的基本單位細(xì)胞是有機(jī)體生長與發(fā)育的基礎(chǔ)細(xì)胞是遺傳的基本單位，細(xì)胞具有遺傳的全能性沒有細(xì)胞就沒有完整的生命細(xì)胞是生命活動的基本單位

細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)

1665年英國物理學(xué)家羅伯特·虎克（R.Hooke)用他自制的顯微鏡觀察栓皮櫟的軟木切片時(shí)，看到了一個(gè)個(gè)蜂窩狀的小室。他把這樣的“小室”稱為細(xì)胞。其實(shí)，他所看到的是植物細(xì)胞死亡后留下來的細(xì)胞空腔，是一個(gè)死細(xì)胞.RobertHookeandhismicroscopeRobertHooke’s“cells”栓皮櫟(li)Micrographia

MadebyA.vanLeeuwenhoek(1632-1723).Magnificationrangesat50-275x.細(xì)胞學(xué)說

MatthiasJacobSchleidenTheodarSchwann細(xì)胞學(xué)說

CellTheory是19世紀(jì)的重大發(fā)現(xiàn)之一，其基本內(nèi)容有三條：①有機(jī)體是由細(xì)胞構(gòu)成的；②細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位；③新細(xì)胞來源于已存在細(xì)胞的分裂細(xì)胞是生命活動的基本單位

一切有機(jī)體都由細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位細(xì)胞具有獨(dú)立的、有序的自控代謝體系，細(xì)胞是代謝與功能的基本單位細(xì)胞是有機(jī)體生長與發(fā)育的基礎(chǔ)細(xì)胞是遺傳的基本單位，細(xì)胞具有遺傳的全能性沒有細(xì)胞就沒有完整的生命細(xì)胞的形狀一個(gè)細(xì)胞與其他細(xì)胞分離而單獨(dú)存在時(shí)，稱游離細(xì)胞。游離細(xì)胞常呈球形或近于球形。但實(shí)際上由于細(xì)胞表面張力或原生質(zhì)粘度的不均一性等原因，很多單獨(dú)存在的游離細(xì)胞并不呈球狀。例如，動物的卵細(xì)胞、植物的花粉母細(xì)胞是球狀或近于球狀的細(xì)胞，人的紅細(xì)胞呈扁圓狀，某些細(xì)菌呈螺旋狀，精子和許多原生動物具有鞭毛或纖毛，變形蟲和白血球等為不定形細(xì)胞。不同細(xì)胞形狀和不同組織的模式圖許多細(xì)胞構(gòu)成組織，這樣的細(xì)胞稱組織細(xì)胞。組織細(xì)胞的形狀受相鄰細(xì)胞的制約，并和細(xì)胞的生理功能有關(guān)。例如肌肉細(xì)胞適于伸縮，神經(jīng)細(xì)胞適于接受刺激、產(chǎn)生興奮、傳導(dǎo)興奮。細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系細(xì)胞的大小細(xì)胞的體積很小，肉眼一般是看不見的，需要借助顯微鏡才能看到。在顯微技術(shù)和電鏡技術(shù)中常用的單位有：毫米(mm)、微米（μm）、納米（nm）。

1m＝102cm＝106μm＝109nm細(xì)胞類型直徑大小(μm)支原體細(xì)胞0.1-0.3細(xì)菌細(xì)胞1-2動植物細(xì)胞20-30原生動物細(xì)胞數(shù)百至數(shù)千細(xì)胞的大小及其分析

各類細(xì)胞直徑的比較細(xì)胞的大小與生物體的大小沒有相關(guān)性。參天的大樹與新生的小苗；大象與昆蟲，它們的細(xì)胞大小相差無幾。鯨是最大的動物，但是它的細(xì)胞并不大，生物體積的加大，主要是細(xì)胞數(shù)目的增多造成的。

細(xì)胞和細(xì)胞組分的相對大小人體高度某些神經(jīng)和肌肉細(xì)胞的長度雞卵蛙卵動植物細(xì)胞細(xì)胞核、多數(shù)細(xì)菌、線粒體最小的細(xì)菌病毒、核糖體蛋白質(zhì)小的分子、原子o.1mm200nm0.2nm主要代表：支原體

衣原體細(xì)菌

藍(lán)藻（藍(lán)細(xì)菌）放線菌

1.原核細(xì)胞原核細(xì)胞原核細(xì)胞外部由質(zhì)膜包圍，質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成和真核細(xì)胞相似。在質(zhì)膜之外還有一層堅(jiān)固的細(xì)胞壁保護(hù)。原核細(xì)胞壁的化學(xué)組成與真核細(xì)胞不同，是由一種叫胞壁質(zhì)的多糖蛋白所組成，少數(shù)原核細(xì)胞的壁還含有其他多糖和類脂，有的原核細(xì)胞壁外還有膠質(zhì)層。原核細(xì)胞內(nèi)有一個(gè)含DNA的區(qū)域，稱類核或擬核。類核外面沒有核膜，只由一條DNA構(gòu)成。這種DNA不與蛋白質(zhì)結(jié)合形成核蛋白。原核細(xì)胞中沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體和質(zhì)體等，但有核糖體和中間體。核糖體分散在原生質(zhì)中，是蛋白質(zhì)合成的場所。中間體是質(zhì)膜內(nèi)陷形成的復(fù)雜的褶疊構(gòu)造，其中有小泡和細(xì)管樣結(jié)構(gòu)。有些原核細(xì)胞含有類囊體等結(jié)構(gòu)。類囊體具有光合作用功能。在原核細(xì)胞中還有糖原顆粒、脂肪滴和蛋白顆粒等內(nèi)含物。真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)對比原核與真核細(xì)胞的特征原核細(xì)胞真核細(xì)胞細(xì)胞大小很?。?～10微米）較大（10～100微米）細(xì)胞核無膜（稱“類核”）有膜遺傳系統(tǒng)DNA不與蛋白質(zhì)結(jié)合一個(gè)細(xì)胞只有一條DNA核內(nèi)的DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合，形成染色質(zhì)（染色體）一個(gè)細(xì)胞有兩條以上染色體細(xì)胞質(zhì)無內(nèi)質(zhì)網(wǎng)無高爾基體無溶酶無線粒體僅有功能上相近的中間體無葉綠體，但有的原核細(xì)胞有類囊體一般無微管、無微絲無中心粒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有高爾基體有溶酸體有線粒體有葉綠體(植物細(xì)胞）有微管、微絲在中心粒(動物細(xì)胞）細(xì)胞壁主要由胞壁質(zhì)組成主要由纖維素組成

原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的主要區(qū)別動物和低等植物細(xì)胞有高等植物細(xì)胞特有高等的植物細(xì)胞特有細(xì)胞壁、質(zhì)體（葉綠體）、液泡結(jié)構(gòu)而動物細(xì)胞及低等植物細(xì)胞沒有這三種結(jié)構(gòu)。動物細(xì)胞和低等植物細(xì)胞有中心體而高等植物細(xì)胞沒有。動物細(xì)胞和植物細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu)的區(qū)別？植物細(xì)胞和動物細(xì)胞的主要區(qū)別植物細(xì)胞具有質(zhì)體；動物細(xì)胞具有中心體植物細(xì)胞具有細(xì)胞壁，相鄰細(xì)胞間有一層膠狀物粘合作用，稱中層或胞間層。在兩個(gè)相鄰植物細(xì)胞間，有原生質(zhì)絲相連，稱胞間連絲，使細(xì)胞間互相溝通。成熟的植物細(xì)胞中往往有大液泡。古細(xì)菌與真細(xì)菌

古細(xì)菌（archaebacteria）生活在特殊的環(huán)境中，如有的生活在高濃度鹽環(huán)境中，有的生活在80度以上的環(huán)境中，與真核細(xì)胞曾在進(jìn)化上有過共同歷程

主要證據(jù)進(jìn)化系統(tǒng)樹主要證據(jù)（1）細(xì)胞壁成分與真核細(xì)胞相似，而非由含壁酸的肽聚糖構(gòu)成，因此抑制壁酸合成的鏈霉素，抑制肽聚糖前體合成的環(huán)絲氨酸，抑制肽聚糖合成的青霉素與萬古霉素等對古細(xì)菌與真核細(xì)胞無作用。（2）DNA與基因結(jié)構(gòu)：古細(xì)菌DNA中有重復(fù)序列的存在。多數(shù)古核細(xì)胞的基因組中存在內(nèi)含子。（3）有類核小體結(jié)構(gòu)：古細(xì)菌具有組蛋白，而且能與DNA構(gòu)建成類似核小體結(jié)構(gòu)。

（4）有類似真核細(xì)胞的核糖體：多數(shù)古細(xì)菌類的核糖體較真細(xì)菌有增大趨勢，含有60種以上蛋白，介于真核細(xì)胞（70～84）與真細(xì)菌（55）之間?？股赝瑯硬荒芤种乒藕思?xì)胞類的核糖體的蛋白質(zhì)合成。（5）5S

rRNA：根據(jù)對5S

rRNA的分子進(jìn)化分析，認(rèn)為古細(xì)菌與真核生物同屬一類，而真細(xì)菌卻與之差距甚遠(yuǎn)。5SrRNA二級結(jié)構(gòu)的研究也說明很多古細(xì)菌與真核生物相似。進(jìn)化系統(tǒng)樹p.998

初賽又叫預(yù)賽，絕大部分省份的初賽范圍以中學(xué)內(nèi)容為主，適當(dāng)有所擴(kuò)展。試題難度大于高考，易于全國競賽試題。我省一般在3月底4月初進(jìn)行。

全國聯(lián)賽考試時(shí)間一般為每年5月第二周星期日上午9：00－11：00

聯(lián)賽考試內(nèi)容以高中生物學(xué)為基礎(chǔ)，并有一定擴(kuò)展，擴(kuò)展的部分可參考高校普通生物學(xué)的內(nèi)容。試題難度大于高考、低于全國競賽試題。

從2010年起全國生物學(xué)聯(lián)賽取消各省組織的實(shí)驗(yàn)考試，改為在理論試題中設(shè)計(jì)一定比例的實(shí)驗(yàn)筆答題試卷形式。聯(lián)賽試卷只采取不定項(xiàng)選擇題一種形式。試題按學(xué)科分類，單選與多選混排，每小題只標(biāo)明分值，不標(biāo)是否單選或多選（但多數(shù)題可從題干中判斷出單選或多選）。答案完全正確才可得分。

聯(lián)賽獲獎比例分別占本省參賽考生總數(shù)的1%、5%和10%。其中一等獎人數(shù)為基礎(chǔ)名額加獎勵名額，基礎(chǔ)名額為20，獎勵名額隨后由全國中學(xué)生生物學(xué)競賽委員會公布。二、三等獎人數(shù)上限100人和200人。

全國競賽的范圍要求學(xué)生在普通生物學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，對生物學(xué)的主干課程：細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、微生物學(xué)、植物學(xué)、植物生理學(xué)、動物學(xué)、動物生理學(xué)、遺傳學(xué)、進(jìn)化論、生態(tài)學(xué)、動物行為學(xué)等有系統(tǒng)的了解，對學(xué)生生物學(xué)知識的廣度和深度都有一定的要求，難度較大?？荚嚂r(shí)間為8月中旬。一、最小、最簡單的細(xì)胞—支原體

細(xì)胞膜；遺傳信息載體DNA與RNA；進(jìn)行蛋白質(zhì)合成的一定數(shù)量的核糖體；催化主要酶促反應(yīng)所需要的酶。歸納：一個(gè)細(xì)胞生存和繁殖必須具備的結(jié)構(gòu)裝置與機(jī)能是什么？細(xì)菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)Capsie莢膜cytosol細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)flagella鞭毛藍(lán)藻模式圖細(xì)胞工程生物奧賽輔導(dǎo)(2)臧恒zangheng001@細(xì)胞工程的概念

細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平上的操作，按照人們的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程動物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)和理論基礎(chǔ)

植物細(xì)胞工程的理論基礎(chǔ)是：

植物細(xì)胞的全能性植物細(xì)胞工程常用的技術(shù)是植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交概念：細(xì)胞的全能性是指生物體的細(xì)胞具有使后代細(xì)胞形成完整個(gè)體的潛能。原因：是生物體的每一個(gè)細(xì)胞都含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)及發(fā)育為完整個(gè)體所必需的全部基因。植物組織培養(yǎng)的概念

植物組織培養(yǎng)就是在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織、細(xì)胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。植物組織培養(yǎng)的過程離體的植物器官、組織或細(xì)胞脫分化（又叫去分化）愈傷組織（排列疏松而無規(guī)則，高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞）再分化根或芽等器官植物體植物組織培養(yǎng)的條件：適宜的養(yǎng)料和激素，適宜的溫度和無菌條件植物體細(xì)胞雜交的概念

將不同種植物的體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。（不同種生物之間存在著生殖隔離，所以用傳統(tǒng)的有性雜交方法是不可能做到這一點(diǎn)的）植物細(xì)胞A植物細(xì)胞B去掉細(xì)胞壁去掉細(xì)胞壁原生質(zhì)體A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體融合雜合的原生質(zhì)體再生出細(xì)胞壁雜種細(xì)胞細(xì)胞分裂分化發(fā)育愈傷組織雜種植株植物體細(xì)胞雜交過程植物體細(xì)胞雜交過程原生質(zhì)體制備原生質(zhì)體融合

雜種細(xì)胞的篩選和培養(yǎng)雜種植株的再生與鑒定物理法：離心、振動、電刺激等化學(xué)法：聚乙二醇等試劑纖維素酶、果膠酶處理問題為什么“番茄—馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學(xué)家所想像的那樣，地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯？主要原因是：生物基因的表達(dá)不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，所以馬鈴薯—番茄雜交植株的細(xì)胞中雖然具備兩個(gè)物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達(dá)受到相互干擾，不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達(dá)，雜交植株不能地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯就是很自然的了。植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用繁殖植物的新途徑微型育種作物脫毒人工種子育種新方法單倍體育種誘導(dǎo)突變體細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)概念：應(yīng)用組織培養(yǎng)技術(shù)，快速繁殖植物（也叫快速繁殖技術(shù)）原理：植物細(xì)胞的全能性優(yōu)點(diǎn)：繁殖率高，可大批量生產(chǎn)取材少培養(yǎng)周期短保持優(yōu)良性狀微型繁殖作物脫毒病毒在作物體內(nèi)逐年積累，會導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差分生區(qū)附近（莖尖、根尖）的病毒極少，甚至沒有采用莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)人工種子結(jié)構(gòu)：人工薄膜+胚狀體（不定芽、頂芽、腋芽）優(yōu)點(diǎn)：不受氣候、季節(jié)、地域的限制保留優(yōu)良性狀時(shí)間短，占地少技術(shù)：組織培養(yǎng)原理：細(xì)胞全能性單倍體育種方法：花藥離體培養(yǎng)技術(shù)：組織培養(yǎng)獲得單倍體秋水素處理單倍體的幼苗，使染色體加倍優(yōu)點(diǎn)：明顯縮短了育種年限后代穩(wěn)定遺傳突變體的利用利用組織培養(yǎng)時(shí)，分裂狀態(tài)的細(xì)胞易受培養(yǎng)條件和外界壓力（如射線，化學(xué)物質(zhì)等）的影響而產(chǎn)生突變的原理，誘導(dǎo)并篩選出對人類有用的突變體。細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)紅豆杉與紫杉醇人參皂苷的生產(chǎn)動物胚胎或幼齡動物的組織、器官細(xì)胞懸浮液胰蛋白酶10代細(xì)胞原代培養(yǎng)50代細(xì)胞傳代培養(yǎng)細(xì)胞株無限傳代細(xì)胞系單個(gè)細(xì)胞加培養(yǎng)液遺傳物質(zhì)未改變遺傳物質(zhì)已改變動物組織細(xì)胞間隙中含有一定量的彈性纖維等蛋白質(zhì)，將細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)起來形成具有一定彈性和韌性的組織和器官。動物細(xì)胞培養(yǎng)思考：2、為什么選用動物胚胎或幼齡個(gè)體的器官或組織做動物細(xì)胞培養(yǎng)材料？1、動物細(xì)胞培養(yǎng)液的主要成分是什么？較植物組培培養(yǎng)基有何獨(dú)特之處？主要成分：葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素和動物血清等。獨(dú)特之處有：1、液體培養(yǎng)基2、成分中有動物血清等

因?yàn)檫@些組織或器官上的細(xì)胞生命力旺盛，分裂能力強(qiáng)3、為什么培養(yǎng)前要將組織細(xì)胞分散成單個(gè)細(xì)胞？

成塊組織不利培養(yǎng)，分散了做成細(xì)胞懸浮液利于培養(yǎng)4、動物細(xì)胞培養(yǎng)能否像綠色植物組織培養(yǎng)那樣最終培養(yǎng)成新個(gè)體？不能，動物細(xì)胞培養(yǎng)只能使細(xì)胞數(shù)目增多，不能發(fā)育成新的動物個(gè)體

細(xì)胞克隆1、概念把一個(gè)單細(xì)胞從群體中分離出來單獨(dú)培養(yǎng)，使之繁衍成一個(gè)新的細(xì)胞群體的技術(shù)。遺傳性狀均一，表現(xiàn)的性狀相似2、最基本要求保證所建成的克隆來源于單個(gè)細(xì)胞細(xì)胞融合是正常的生命活動兩個(gè)細(xì)胞正在融合

受精作用動物細(xì)胞融合動物細(xì)胞融合細(xì)胞A細(xì)胞B雜種細(xì)胞滅活的病毒物理法化學(xué)法仙臺病毒皰疹病毒新城雞瘟病毒用滅活的病毒誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合過程細(xì)胞核病毒顆粒細(xì)胞核滅活的病毒顆粒黏附于細(xì)胞表面細(xì)胞膜被病毒顆粒穿通細(xì)胞膜連接細(xì)胞融合，形成雜種細(xì)胞（細(xì)胞膜具有一定的流動性）

單克隆抗體制備過程

注射抗原B淋巴細(xì)胞骨髓瘤細(xì)胞細(xì)胞融合、篩選雜交瘤細(xì)胞細(xì)胞培養(yǎng)篩選，繼續(xù)培養(yǎng)足夠數(shù)量的、能產(chǎn)生特定抗體的細(xì)胞群體外培養(yǎng)注射到小鼠腹腔單克隆抗體動物的胚胎移植

解決某些妊娠時(shí)