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必修1分子及細(xì)胞知識(shí)點(diǎn)(第1-5章)第一章走進(jìn)細(xì)胞1細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位2.生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次是:細(xì)胞、組織、器官、系統(tǒng)、個(gè)體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)、生物圈3科學(xué)家根據(jù)有無(wú)以核膜包被的細(xì)胞核,將細(xì)胞分為原核細(xì)胞和真核細(xì)胞原核細(xì)胞真核細(xì)胞大小較?。?-10微米)較大(10-100微米)核結(jié)構(gòu)沒(méi)有成形的細(xì)胞核,組成核的物質(zhì)集中在擬核,無(wú)核膜、核仁有成形的細(xì)胞核,有核膜、核仁細(xì)胞器只有核糖體多種細(xì)胞器染色體無(wú)有種類(lèi)細(xì)菌(..桿菌、..球菌、..螺旋菌、..弧菌等)、放線(xiàn)菌、藍(lán)藻(發(fā)菜、顫藻、念珠藻)支原體、衣原體等真菌(菌菇類(lèi)、木耳、霉菌、酵母菌)植物、動(dòng)物、變形蟲(chóng)、草履蟲(chóng)等4光學(xué)顯微鏡的操作步驟:對(duì)光→低倍物鏡觀察(視野亮)→移動(dòng)視野中央(偏左移左)→高倍物鏡觀察(視野暗):①只能調(diào)節(jié)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋;②調(diào)節(jié)大光圈、凹面鏡5細(xì)胞學(xué)說(shuō)建立者是施萊登和施旺,細(xì)胞學(xué)說(shuō)建立揭示了細(xì)胞的統(tǒng)一性和生物體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性。細(xì)胞學(xué)說(shuō)建立過(guò)程,是一個(gè)在科學(xué)探究中開(kāi)拓、繼承、修正和發(fā)展的過(guò)程,充滿(mǎn)耐人尋味的曲折第二章、組成細(xì)胞的分子第一節(jié):細(xì)胞中的元素和化合物一、組成生物體的化學(xué)元素組成生物體的化學(xué)元素雖然大體相同,但是含量有差別。根據(jù)組成生物體的化學(xué)元素,在生物體內(nèi)含量的不同,可分為大量元素和微量元素。其中大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg;微量元素有FeMnZnCuBMo等(諧音:猛鐵碰新木桶)二、組成生物體的化學(xué)元素的重要作用大量元素中,C、H、O、N是構(gòu)成細(xì)胞的基本元素,其中C是最基本的元素;微量元素在生物體內(nèi)的含量雖然極少,卻是維持正常生命活動(dòng)不可缺少的。三、生物界及非生物界的統(tǒng)一性和差異性組成生物體的化學(xué)元素,在非生物環(huán)境中都可以找到,沒(méi)有一種是生物界所特有的。這個(gè)事實(shí)說(shuō)明生物界及非生物界具有統(tǒng)一性;組成生物體的化學(xué)元素,在生物體內(nèi)和在無(wú)機(jī)自然界中的含量差別很大。這個(gè)事實(shí)說(shuō)明生物界及非生物界具有差異性。四、構(gòu)成細(xì)胞的化合物P17水無(wú)機(jī)化合物無(wú)機(jī)鹽糖類(lèi):葡萄糖﹑脫氧核糖﹑糖原等;脂質(zhì):卵磷脂﹑性激素﹑膽固醇等;蛋白質(zhì):胰島素﹑抗體﹑血紅蛋白等;有機(jī)化合物核酸:DNA﹑RNA。NH2—C—COOHHR在活細(xì)胞中含量最多的化合物是水;含量最多的有機(jī)物是蛋白質(zhì);占細(xì)胞鮮重比例最大的化學(xué)元素是O、占細(xì)胞干重比例最大的化學(xué)元素是CNH2—C—COOHHR第二節(jié):蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的基本組成單位是氨基酸,生物體中組成蛋白質(zhì)的氨基酸大約有20種,在結(jié)構(gòu)上都符合結(jié)構(gòu)通式。氨基酸分子間以肽鍵(結(jié)構(gòu)式:-CO-NH-)的方式互相結(jié)合。由兩個(gè)氨基酸分子縮合而成的化合物稱(chēng)為二肽,由多個(gè)氨基酸分子縮合而成的化合物稱(chēng)為多肽,其通常呈鏈狀結(jié)構(gòu),稱(chēng)為多肽鏈。一個(gè)蛋白質(zhì)分子可能含有一條或幾條肽鏈,通過(guò)盤(pán)曲﹑折疊形成復(fù)雜(特定)的空間結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)具有多樣性的特點(diǎn),其原因是:構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸種類(lèi)不同、數(shù)量不同、排列順序千變?nèi)f化、多肽鏈形成的空間結(jié)構(gòu)多種多樣。由于結(jié)構(gòu)的多樣性,蛋白質(zhì)在功能上也具有多樣性的特點(diǎn),其功能主要如下:(1)結(jié)構(gòu)蛋白,如肌肉、羽毛;(2)信息調(diào)節(jié),如胰島素(3)免疫作用,如抗體;(4)催化作用,如絕大多數(shù)酶(5)運(yùn)輸作用,如載體,血紅蛋白。總而言之,一切生命活動(dòng)都離不開(kāi)蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。脫水縮合:一個(gè)氨基酸分子的氨基(—NH2)及另一個(gè)氨基酸分子的羧基(—COOH)相連接,同時(shí)失去一分子水。有關(guān)計(jì)算:①肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)目—肽鏈數(shù)②至少含有的羧基(—COOH)或氨基數(shù)(—NH2)=肽鏈數(shù),多余的氨基及羧基位于R基。第三節(jié):核酸核酸是遺傳信息的載體,是一切生物的遺傳物質(zhì),對(duì)于生物體的遺傳和變異、蛋白質(zhì)的生物合成有極其重要作用。組成核酸的堿基有5種,五碳糖有2種,核苷酸有8種。DNA的多樣性的原因是脫氧核苷酸(堿基)的排列順序不同造成的,是性狀多樣性的根本原因。名稱(chēng)項(xiàng)目DNARNA全稱(chēng)脫氧核糖核酸核糖核酸染色劑及主要分布部位用甲基綠染色,呈綠色分布于細(xì)胞核、線(xiàn)粒體、葉綠體(真核)擬核(原核)用吡羅紅染色,呈紅色主要分布于細(xì)胞質(zhì)基本組成單位名稱(chēng)脫氧(核糖)核苷酸核糖核苷酸組成磷酸脫氧核糖含N堿基磷酸核糖含N堿基堿基種類(lèi)A腺嘌呤G鳥(niǎo)嘌呤C胞嘧啶T胸腺嘧啶A腺嘌呤G鳥(niǎo)嘌呤C胞嘧啶U尿嘧啶核苷酸鏈條數(shù)2條1條作為遺傳物質(zhì)的生物絕大部分生物(有細(xì)胞的生物及DNA病毒)部分RNA病毒(如HIV、SARS病毒等)第四節(jié):細(xì)胞中的糖類(lèi)和脂質(zhì)糖類(lèi)分子都是由C、H、O三種元素組成。糖類(lèi)是細(xì)胞的主要能源物質(zhì)。糖類(lèi)可分為單糖、二糖和多糖等幾類(lèi)。單糖是不能再水解的糖,常見(jiàn)的有葡萄糖、果糖、半乳糖、脫氧核糖、核糖,其中葡萄糖是細(xì)胞的重要能源物質(zhì),脫氧核糖和核糖一般不作為能源物質(zhì),它們是核酸的組成成分;二糖中麥芽糖和蔗糖是植物糖,乳糖是動(dòng)物糖;這3種二糖中,麥芽糖由葡萄糖和葡萄糖脫水縮合得到;蔗糖由葡萄糖和果糖脫水縮合得到;乳糖由葡萄糖和半乳糖脫水縮合得到。多糖中糖原是動(dòng)物糖,淀粉和纖維素是植物糖,淀粉和糖原是細(xì)胞中重要的儲(chǔ)能物質(zhì)。這三種常見(jiàn)的多糖的基本單位(單體)均是葡萄糖。還原糖是指具有還原性幾種糖類(lèi),主要有葡萄糖、果糖及麥芽糖。脂質(zhì)主要是由C、H、O3種化學(xué)元素組成,有些還含有N或P。脂質(zhì)包括脂肪、磷脂、固醇三大類(lèi)。脂肪是生物體內(nèi)良好的儲(chǔ)能物質(zhì)。除此以外,脂肪還有緩沖、隔熱、保溫等作用;及同質(zhì)量的糖類(lèi)相比,因?yàn)樵诨瘜W(xué)組成上H元素的相對(duì)含量高于糖類(lèi),O元素的相對(duì)含量低于糖類(lèi),所以氧化分解釋放的能量更多,故儲(chǔ)能效率高于糖類(lèi)。磷脂是構(gòu)成包括生物膜(細(xì)胞膜、細(xì)胞器膜、核膜)的重要成分;做為生物膜的基本支架——磷脂雙分子層。固醇類(lèi)物質(zhì)主要包括以下三類(lèi),這些物質(zhì)對(duì)于生物體維持正常的生命活動(dòng),起著重要的調(diào)節(jié)作用。膽固醇性激素維生素D構(gòu)成動(dòng)物細(xì)胞膜重要成分;參及血液中脂質(zhì)的運(yùn)輸。促進(jìn)人和動(dòng)物生殖器官的發(fā)育以及生殖細(xì)胞的形成,激發(fā)并維持第二性征促進(jìn)人和動(dòng)物腸道對(duì)Ca和P的吸收多糖、蛋白質(zhì)、核酸等都是生物大分子,組成它們的基本單位分別是單糖(葡萄糖)﹑氨基酸和核苷酸,這些基本單位稱(chēng)為單體,這些生物大分子就稱(chēng)為多聚體,每一個(gè)單體都以若干個(gè)相連的碳原子構(gòu)成的碳鏈為基本骨架,所以C元素為細(xì)胞的最基本元素。第五節(jié):細(xì)胞中的無(wú)機(jī)物水是活細(xì)胞中含量最多的化合物。不同種類(lèi)的生物體中,水的含量不同;不同的組織﹑器官中,水的含量也不同。細(xì)胞中水的存在形式有自由水和結(jié)合水兩種,結(jié)合水及其他物質(zhì)相結(jié)合,是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分,約占%;自由水以游離的形式存在,是細(xì)胞的液體生活環(huán)境,也可以直接參及某些化學(xué)反應(yīng),還可以運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物。細(xì)胞代謝速率越快,自由水的相對(duì)含量就越高。總而言之,各種生物體的一切生命活動(dòng)都離不開(kāi)水。細(xì)胞內(nèi)無(wú)機(jī)鹽大多數(shù)以離子狀態(tài)存在,其含量雖然很少,但卻有多方面的重要作用:有些無(wú)機(jī)鹽是細(xì)胞內(nèi)某些復(fù)雜化合物的重要組成成分,如Fe2+是血紅蛋白的主要成分,Mg是葉綠素分子必需的成分;許多無(wú)機(jī)鹽離子對(duì)于維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)有重要作用,如血液中Ca含量太低就會(huì)出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象;同時(shí)無(wú)機(jī)鹽對(duì)于維持細(xì)胞的酸堿平衡和滲透壓也很重要。相關(guān)物質(zhì)及結(jié)構(gòu)的鑒定物質(zhì)選取材料鑒定試劑鑒定步驟結(jié)果還原糖蘋(píng)果、梨汁等斐林試劑斐林試劑甲液+乙液先混勻,再加入樣品中,水浴加熱4)磚紅色沉淀蛋白質(zhì)牛奶、豆?jié){、蛋清等雙縮脲試劑先加雙縮脲試劑A液于樣品中,后加B液于樣品中4)紫色脂肪花生子葉蘇丹Ⅲ試劑花生子葉制成勻漿,滴加染液或切薄片滴加染液,酒精洗去浮色,置于顯微鏡觀察,橘黃色橘黃色油滴淀粉土豆勻漿碘液滴加碘液藍(lán)色DNA、RNA口腔上皮細(xì)胞洋蔥表皮細(xì)胞甲基綠吡羅紅混合試劑制作臨時(shí)裝片,滴加鹽酸水解,漂洗,再染色,置于顯微鏡觀察細(xì)胞核成綠色細(xì)胞質(zhì)成紅色CO2酵母菌培養(yǎng)液澄清石灰水溴麝香草酚蘭水溶液連接裝有鑒定試劑的錐形瓶石灰水變渾濁由藍(lán)變綠再變黃酒精酵母菌培養(yǎng)液重鉻酸鉀酸性溶液取酵母菌培養(yǎng)液加入鑒定試劑中橙色變灰綠色線(xiàn)粒體口腔上皮細(xì)胞健那綠試劑制作臨時(shí)裝片,滴加鑒定試劑(活體染色)藍(lán)綠色制作臨時(shí)裝片觀察DNA及RNA在細(xì)胞中分布實(shí)驗(yàn)中,使用鹽酸水解和固定細(xì)胞的目的是:改變細(xì)胞的通透性,便于染色劑進(jìn)入細(xì)胞,同時(shí)也使染色質(zhì)中DNA及蛋白質(zhì)易于分離,便于染色。第三章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)(一)細(xì)胞壁植物細(xì)胞在細(xì)胞膜的外面有一層細(xì)胞壁,其主要成分為纖維素和果膠,細(xì)胞壁作用為支持和保護(hù)細(xì)(二)細(xì)胞膜對(duì)細(xì)胞膜進(jìn)行化學(xué)分析得知,細(xì)胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)構(gòu)成,其中脂質(zhì)最多,約占50%;此外,還有少量的糖類(lèi)。在組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)中,磷脂最豐富。細(xì)胞膜的功能是將細(xì)胞及外界環(huán)境分隔開(kāi)、控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞、進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流。由此細(xì)胞膜的功能特點(diǎn)是具有選擇透過(guò)性。常選取哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞細(xì)胞來(lái)制備純凈的細(xì)胞膜,因?yàn)樵摷?xì)胞內(nèi)無(wú)細(xì)胞核(膜)及眾多細(xì)胞器(膜),利用其在清水中吸水漲破,最后通過(guò)離心并過(guò)濾得到純凈的細(xì)胞膜,用于實(shí)驗(yàn)研究。(三)細(xì)胞質(zhì)及細(xì)胞核在細(xì)胞膜以?xún)?nèi),核膜以外的部分叫細(xì)胞質(zhì)。活細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)處于不斷流動(dòng)的狀態(tài),細(xì)胞質(zhì)主要包括細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞器??衫貌钏匐x心法分離得到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和各種細(xì)胞器。1、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)含有水、無(wú)機(jī)鹽、脂質(zhì)、糖類(lèi)、氨基酸、核苷酸、多種酶,呈膠質(zhì)狀態(tài),進(jìn)行著多種化學(xué)反應(yīng)。2、細(xì)胞器3、細(xì)胞核細(xì)胞結(jié)構(gòu)有無(wú)膜特征及功能分布線(xiàn)粒體兩層膜含有少量DNA,內(nèi)膜向內(nèi)折疊成“嵴”。有氧呼吸主要場(chǎng)所,為細(xì)胞生命活動(dòng)提供能量動(dòng)植物細(xì)胞等葉綠體含有少量DNA,基粒由類(lèi)囊體堆疊形成,有色素分布光合作用的場(chǎng)所,制造有機(jī)物,釋放O2。大多數(shù)植物細(xì)胞除根部細(xì)胞外內(nèi)質(zhì)網(wǎng)單層膜分為粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(有核糖體附著)和滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)一步合成和加工蛋白質(zhì),及脂質(zhì)的合成有關(guān)動(dòng)植物細(xì)胞等高爾基體最后加工、分類(lèi)、包裝蛋白質(zhì),及植物細(xì)胞壁合成有關(guān)動(dòng)植物細(xì)胞等溶酶體內(nèi)含多種水解酶,消化分解衰老、損傷細(xì)胞器,吞噬入侵細(xì)胞的病原體動(dòng)植物細(xì)胞等液泡內(nèi)含細(xì)胞液,具有水、無(wú)機(jī)鹽、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、色素等。調(diào)節(jié)植物細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境,維持植物細(xì)胞的形態(tài)。除根尖分生區(qū)細(xì)胞外成熟植物組織細(xì)胞核糖體無(wú)膜呈顆粒狀,合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所所有真核及原核細(xì)胞中心體由相互垂直的兩中心粒組成,參及有絲分裂動(dòng)物細(xì)胞低等植物細(xì)胞細(xì)胞核兩層膜細(xì)胞核:是遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存和復(fù)制的主要場(chǎng)所,是細(xì)胞代謝和細(xì)胞遺傳的控制中心。包括以下結(jié)構(gòu):核膜:兩層膜,將細(xì)胞核及細(xì)胞質(zhì)分開(kāi)核孔:大分子進(jìn)出細(xì)胞核的通道(如某些蛋白質(zhì)、RNA等)染色質(zhì):主要由DNA和蛋白質(zhì)組成及染色體為同一物質(zhì)的不同形態(tài)。染色質(zhì)呈細(xì)長(zhǎng)絲狀,在細(xì)胞分裂期縮短變粗形成圓筒狀或短棒狀的染色體。核仁:及核糖體的形成及某種RNA的形成有關(guān)真核細(xì)胞除哺乳動(dòng)物動(dòng)物成熟紅細(xì)胞及植物成熟的篩管細(xì)胞等少數(shù)外細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)細(xì)胞器膜和細(xì)胞膜、核膜等結(jié)構(gòu),共同構(gòu)成細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)。各種膜成分和結(jié)構(gòu)相似。及分泌蛋白(如抗體、消化酶、胰島素等)的合成及分泌有關(guān)的細(xì)胞器有核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線(xiàn)粒體。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜可以及細(xì)胞膜、線(xiàn)粒體膜、核膜等直接聯(lián)系。擴(kuò)大膜的面積及運(yùn)輸通道,但及高爾基體膜需要通過(guò)囊泡建立間接聯(lián)系。高爾基體也要通過(guò)形成囊泡,將加工好的分泌蛋白運(yùn)輸給細(xì)胞膜,最后分泌道細(xì)胞外。細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)在細(xì)胞的生命活動(dòng)中起著極其重要的作用。首先,細(xì)胞膜不僅使細(xì)胞具有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境,同時(shí)在細(xì)胞及環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞的過(guò)程中也起著決定性的作用。第二,細(xì)胞的許多重要的化學(xué)反應(yīng)都在生物膜上進(jìn)行。細(xì)胞內(nèi)的廣闊的膜面積為酶提供了大量的附著位點(diǎn)。第三,細(xì)胞內(nèi)的生物膜把細(xì)胞分隔成一個(gè)個(gè)小的區(qū)室,這樣就使得細(xì)胞內(nèi)能夠同時(shí)進(jìn)行多種化學(xué)反應(yīng),而不會(huì)相互干擾,保證了細(xì)胞的生命活動(dòng)高效、有序地進(jìn)行。第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第一節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例一、滲透作用(1)滲透作用:指水分子(或其他溶劑分子)通過(guò)半透膜的擴(kuò)散。
(2)發(fā)生滲透作用的條件:
①是具有半透膜
②是半透膜兩側(cè)具有濃度差。(3)滲透作用的方向:水由溶質(zhì)濃度低向濃度高運(yùn)輸。二、
細(xì)胞的吸水和失水(原理:滲透作用)1、動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水(細(xì)胞膜相當(dāng)于一層半透膜)2、植物細(xì)胞的吸水和失水(原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜)外界溶液濃度<細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí),細(xì)胞吸水膨脹外界溶液濃度>細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí),細(xì)胞失水皺縮
外界溶液濃度=細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí),水分進(jìn)出細(xì)胞處于動(dòng)態(tài)平衡細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指的是液泡里面的細(xì)胞液。原生質(zhì)層:細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)(“兩膜一質(zhì)”
)外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度時(shí),細(xì)胞質(zhì)壁分離
外界溶液濃度<細(xì)胞液濃度時(shí),細(xì)胞質(zhì)壁分離復(fù)原(前提是先質(zhì)壁分離)外界溶液濃度=細(xì)胞液濃度時(shí)就,水分進(jìn)出細(xì)胞處于動(dòng)態(tài)平衡三、紫色洋蔥鱗片葉細(xì)胞的質(zhì)壁分離及復(fù)原中央液泡大小、顏色原生質(zhì)層的位置細(xì)胞大小30%蔗糖溶液變小(細(xì)胞失水),顏色加深原生質(zhì)層脫離細(xì)胞壁基本不變清水逐漸恢復(fù)原來(lái)大?。?xì)胞吸水),顏色變淺原生質(zhì)層恢復(fù)原來(lái)位置基本不變質(zhì)壁分離指的是:原生質(zhì)層和細(xì)胞壁分離。質(zhì)壁分離產(chǎn)生的條件:(1)具有大液泡(2)具有細(xì)胞壁(3)外界溶液濃度>質(zhì)壁分離產(chǎn)生的原因:內(nèi)因:原生質(zhì)層伸縮性大于細(xì)胞壁伸縮性;外因:外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度
植物吸水方式有兩種:(1)吸帳作用(未形成液泡)如:干種子、根尖分生區(qū)(2)滲透作用(形成液泡第二節(jié)、生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容1磷脂雙分子層構(gòu)成了膜的基本支架2蛋白質(zhì)分子有的鑲在在磷脂雙分子層表面,有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中,有的橫跨整個(gè)磷脂雙分子層;磷脂雙分子層和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子可以運(yùn)動(dòng)的,而不是靜止不動(dòng)的,體現(xiàn)了生物膜在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)具有流動(dòng)性。3糖蛋白(糖被):由細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)及糖類(lèi)結(jié)合形成。作用:細(xì)胞識(shí)別、消化道及呼吸道的保護(hù)潤(rùn)滑等。第三節(jié):物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式運(yùn)輸方式是否跨膜運(yùn)輸方向是否需要載體是否消耗能量(ATP水解)示例自由擴(kuò)散跨膜高濃度到低濃度否否水、氣體、脂溶性小分子(因?yàn)榧?xì)胞膜的主要成分是脂質(zhì),如甘油、乙醇、乙醚、丙酮等)協(xié)助擴(kuò)散高濃度到低濃度是否葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞主動(dòng)運(yùn)輸一般:低濃度到高濃度是是幾乎所有離子、氨基酸、葡萄糖等小分子物質(zhì)胞吞胞吐非跨膜是大分子物質(zhì)(如蛋白質(zhì)、神經(jīng)遞質(zhì)等)、顆粒(病菌)其中自有擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散可統(tǒng)稱(chēng)為被動(dòng)運(yùn)輸;主動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊饬x是保證活細(xì)胞按照生命活動(dòng)需要,主動(dòng)吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),排出代謝廢物和有害物質(zhì),也體現(xiàn)了細(xì)胞膜的功能具有選擇透過(guò)性;胞吞及胞吐這種運(yùn)輸方式利用到了生物膜的結(jié)構(gòu)特性:流動(dòng)性。第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第一節(jié)降低反應(yīng)活化能的酶一、細(xì)胞代謝及酶1、細(xì)胞代謝的概念:細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng),統(tǒng)稱(chēng)為細(xì)胞代謝2、酶的概念:酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物,絕大多數(shù)是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA。3、酶的特性:專(zhuān)一性,高效性,作用條件較溫和4、活化能:分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。5、作用本質(zhì):降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能,及無(wú)機(jī)催化劑相比,作用更顯著。二、影響酶促反應(yīng)的因素1、底物濃度2、
酶濃度
3、
PH值:過(guò)酸、過(guò)堿使酶失活。4、
溫度:高溫使酶失活。低溫降低酶的活性,在適宜溫度下酶活性可以恢復(fù)。
三、實(shí)驗(yàn)
1、
比較過(guò)氧化氫酶在不同條件下的分解(過(guò)程見(jiàn)課本P79)
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:酶具有催化作用,并且催化效率要比無(wú)機(jī)催化劑Fe3+高得多控制變量法:變量是指實(shí)驗(yàn)中可變化的因素或物理量。自變量是指認(rèn)為設(shè)置或改變的變量;因變量會(huì)隨著自變量的變化而變化的量。無(wú)關(guān)變量是指可對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響的除自變量外的其它變量。對(duì)照實(shí)驗(yàn):除一個(gè)因素外,其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)。要設(shè)置對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組。
本實(shí)驗(yàn)中1號(hào)試管為對(duì)照組,四支試管的反應(yīng)條件(高溫、無(wú)機(jī)催化劑、酶)為自變量,H2O2的分解速率為因變量。2、影響酶活性的條件(要求用控制變量法,自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn))建議用唾液淀粉酶探究溫度對(duì)酶活性的影響,并滴加碘液來(lái)表現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。若產(chǎn)生藍(lán)色越淺,說(shuō)明唾液淀粉酶的活性越高;用過(guò)氧化氫酶探究PH對(duì)酶活性的影響。第二節(jié)細(xì)胞的能量“通貨”——ATP
1、ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物,中文名稱(chēng)叫做三磷酸腺苷,為細(xì)胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)。2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:A-P~P~P
其中A代表腺苷P代表磷酸基團(tuán)~代表高能磷酸鍵,ATP中有2個(gè)該化學(xué)鍵,極不穩(wěn)定,儲(chǔ)存了高能量,尤其外側(cè)的高能磷酸鍵易斷裂及形成。酶3、ATP和酶酶反應(yīng)式:ATP→ADP+Pi+能-量,釋放的能量直接用于各項(xiàng)生命活動(dòng)。酶ADP+Pi+能量→動(dòng)物和人:呼吸作用;綠色植物:呼吸作用、光合作用第三節(jié)ATP的主要來(lái)源——細(xì)胞呼吸1.細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解,最終產(chǎn)生CO2或其它產(chǎn)物釋放出能量并生成ATP過(guò)程。2.有氧呼吸及無(wú)氧呼吸的過(guò)程有氧呼吸(三個(gè)階段)無(wú)氧呼吸(兩個(gè)階段)(微生物稱(chēng)為發(fā)酵)場(chǎng)所主要線(xiàn)粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)過(guò)程酶階段Ⅰ場(chǎng)所:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)酶過(guò)程:C6H12O6→丙酮酸+少量[H]+少量能量階段Ⅰ及有氧呼吸相同酶總反應(yīng)式酶C6H12O6→2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量大多數(shù)植物組織細(xì)胞、酵母菌酶酶C6H12O6→2C3H6O3(乳酸)+少量能量人和動(dòng)物的細(xì)胞、乳酸菌、馬鈴薯塊莖酶階段Ⅱ場(chǎng)所:線(xiàn)粒體基質(zhì)酶過(guò)程:丙酮酸+H2O→CO2+[H]+少量能量酶階段Ⅲ場(chǎng)所:線(xiàn)粒體內(nèi)膜酶過(guò)程:[H]+O2→H2O+大量能量酶總反應(yīng)式:酶C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+大量能量能量去向一部分合成ATP,其余能量以熱量形式散失。同左不同點(diǎn)在有氧條件下進(jìn)行,有機(jī)物被徹底氧化分解,釋放了大量能量在無(wú)氧或缺氧條件下進(jìn)行有機(jī)物被不徹底氧化分解,釋放了少量能量影響呼吸速率的外界因素:(1)溫度:溫度通過(guò)影響細(xì)胞內(nèi)及呼吸作用有關(guān)的酶的活性來(lái)影響細(xì)胞的呼吸作用。(2)氧氣:氧氣充足,則無(wú)氧呼吸將受抑制;氧氣不足,則有氧呼吸將會(huì)減弱或受抑制。(3)CO2:環(huán)境CO2濃度提高,將抑制細(xì)胞呼吸,可用此原理來(lái)貯藏水果和蔬菜。呼吸作用在生產(chǎn)上的應(yīng)用:(1)作物栽培時(shí),要有適當(dāng)措施保證根的正常呼吸,如疏松土壤等。否則進(jìn)行無(wú)氧呼吸,積累酒精,對(duì)植物組織有毒害。(2)糧油種子貯藏時(shí),要風(fēng)干、降溫,降低氧氣含量,但不能無(wú)氧,增加CO2的濃度則能顯著抑制呼吸作用,減少有機(jī)物消耗。探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式實(shí)驗(yàn)中,該實(shí)驗(yàn)為對(duì)比實(shí)驗(yàn),設(shè)置探究有氧呼吸及無(wú)氧呼吸兩組實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行對(duì)比。在探究有氧呼吸實(shí)驗(yàn)中,在酵母菌培養(yǎng)液前加一瓶NaOH的作用是除去通入空氣中的CO2,排除對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾。探究無(wú)氧呼吸的培養(yǎng)液需放置一段時(shí)間后再連接澄清的石灰水,目的是消耗瓶?jī)?nèi)的O2,造成真正的無(wú)氧環(huán)境。。第四節(jié)、能量之源——光及光合作用一、吸收光能的色素及色素提取分離實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中四種藥品試劑:1SiO2,有利于充分研磨;2CaCO3,防止在研磨過(guò)程中色素被破壞;3無(wú)水乙醇,溶解并提取色素;4層析液,利用四種色素在層析液中溶解度不同,在濾紙條上擴(kuò)散速度不同,從而分離四種色素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果(濾紙條上色素分離結(jié)果)①胡蘿卜素①胡蘿卜素,橙黃色,溶解度最大②葉黃素,黃色③葉綠素a,藍(lán)綠色,含量最多④葉綠素b,黃綠色類(lèi)胡蘿卜素,約占1/4,主要吸收藍(lán)紫光葉綠素,約占3/4,主要吸收藍(lán)紫光及紅光2.葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所,葉綠體的外表有2層膜,內(nèi)部有許多基粒,基粒及基粒之間充滿(mǎn)了基質(zhì)。每個(gè)基粒都由一個(gè)個(gè)圓餅狀的囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成。這些囊狀結(jié)構(gòu)稱(chēng)為類(lèi)囊體,吸收光能的色素就分布在上面。二、光合作用的過(guò)程:分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段。光反應(yīng)暗反應(yīng)條件必須有光才能進(jìn)行;色素、酶有光無(wú)光都能進(jìn)行;酶場(chǎng)所葉綠體類(lèi)囊體上葉綠體基質(zhì)內(nèi)反應(yīng)過(guò)程色素吸收光能,導(dǎo)致:酶①水光解;酶H2O→[H]+O2酶②ATP的合成酶ADP+Pi+能量→ATP①CO2被固定;CO2+C5→2C3②C3被還原;最終形成(CH2O);酶ATP分解轉(zhuǎn)化為ADP+Pi酶ATP2C3+[H]→(CH2O)+C5ATP聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供[H]和ATPC3和C5循環(huán)利用,不增多也不減少影響因素光、水CO2、溫度應(yīng)用合理利用光能;延長(zhǎng)光合作用時(shí)間;增加光合作用面積(合理密植)提高溫室大棚中的CO2的濃度和溫度提高農(nóng)作物產(chǎn)量的重要條件之一,是提高農(nóng)作物對(duì)光能的利用率。要提高農(nóng)作物的光能的利用率的方法有:1)延長(zhǎng)光合作用的時(shí)間2)增加光合作用的面積(合理密植,間作套種)3)光照強(qiáng)弱的控制4)必需礦質(zhì)元素的供應(yīng)5)CO2的供應(yīng)(溫室栽培多施有機(jī)肥或放置干冰,提高二氧化碳濃度)必修1分子及細(xì)胞知識(shí)點(diǎn)(第6章)第六章細(xì)胞的生命歷程第一節(jié)細(xì)胞增殖1、多細(xì)胞個(gè)體的生長(zhǎng)兩方面:細(xì)胞的體積變大和細(xì)胞的數(shù)量增多。其中細(xì)胞的數(shù)量增多為主要方式。2、細(xì)胞體積不能無(wú)限長(zhǎng)大的原因:(1)細(xì)胞體積越大,相對(duì)表面積越小,物質(zhì)運(yùn)輸效率越低,不利于細(xì)胞。(2)細(xì)胞核不隨著細(xì)胞體積變大而變大,細(xì)胞核負(fù)擔(dān)過(guò)重,亦不利于細(xì)胞。3、細(xì)胞通過(guò)分裂進(jìn)行增殖,主要有以下三種方式:有絲分裂、無(wú)絲分裂、減數(shù)分裂4、有絲分裂(1)細(xì)胞周期:能夠持續(xù)分裂的細(xì)胞,從一次分裂完成到下一次分裂完成,稱(chēng)為一個(gè)細(xì)胞周期。可具體分為分裂間期和分裂期,分裂間期占絕大部分時(shí)間,為分裂期做物質(zhì)準(zhǔn)備。分裂期又可分為前期、中期、后期、末期。(2)分裂過(guò)程特點(diǎn)(分裂前細(xì)胞內(nèi)含有2N條染色體)細(xì)胞內(nèi)主要特征變化染色體形態(tài)變化染色體數(shù)(著絲點(diǎn)數(shù))染色單體數(shù)(成對(duì)或0條)核內(nèi)DNA數(shù)間期細(xì)胞體積適度變大染色質(zhì)復(fù)制:即DNA復(fù)制及蛋白質(zhì)合成中心體復(fù)制(動(dòng)物、低等植物)2N04N2N4N前期“兩消失”:核仁、核膜“兩出現(xiàn)”:染色質(zhì)螺旋化染色體紡錘體:植物:細(xì)胞兩級(jí)發(fā)出紡錘絲組成動(dòng)物:移向兩級(jí)的中心體發(fā)出星射線(xiàn)組成2N4N4N中期所有染色體的著絲點(diǎn)排列于赤道板上該時(shí)期為最佳染色體觀察時(shí)期2N4N4N后期著絲點(diǎn)分裂,姐妹染色單體分離注意:染色體數(shù)加倍,染色單體數(shù)為04N04N末期“兩出現(xiàn)”:核仁、核膜“兩消失”:紡錘體解體染色體螺旋化染色質(zhì)“得兩子細(xì)胞”動(dòng)物:細(xì)胞中央的膜向內(nèi)凹陷,縊裂成兩子細(xì)胞植物:赤道板擴(kuò)展成細(xì)胞板,長(zhǎng)出細(xì)胞壁,最終隔成兩子細(xì)胞4N2N04N2N(3)植物細(xì)胞及動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂不同點(diǎn):植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞前期:紡錘體形成方式由細(xì)胞兩級(jí)發(fā)出紡錘絲構(gòu)成由移向細(xì)胞兩級(jí)的中心體發(fā)出星射線(xiàn)構(gòu)成末期:兩子細(xì)胞形成方式赤道板擴(kuò)展成細(xì)胞板,長(zhǎng)出新的細(xì)胞壁細(xì)胞中央的膜向內(nèi)凹陷縊裂成兩子細(xì)胞,利用膜的流動(dòng)性5、無(wú)絲分裂無(wú)紡錘絲及染色體的行為變化,但有DNA的復(fù)制。如娃的紅細(xì)胞的分裂,一般先細(xì)胞核分裂,再細(xì)胞質(zhì)縊裂成兩子細(xì)胞。6、觀察洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞的有絲分裂實(shí)驗(yàn)原理及步驟(1)獲得根尖:買(mǎi)回洋蔥,底部浸泡于水中數(shù)十小時(shí),使底部生根,再剪下根尖(2)制作臨時(shí)裝片解離:鹽酸及酒精(1:1體積比)浸泡根尖3-5min;目的:殺死并固定細(xì)胞,改變細(xì)胞膜通透性,方便染色劑進(jìn)入;同時(shí)使細(xì)胞分散開(kāi)來(lái)。漂洗:蒸餾水浸泡根尖3-5min目的:防止解離過(guò)度。染色:用龍膽紫溶液或醋酸洋紅溶液制片:蓋上蓋玻片,應(yīng)再蓋上一載玻片,并用拇指輕壓蓋玻片區(qū)域目的:將根尖細(xì)胞壓散成單層細(xì)胞,便于在顯微鏡下觀察(3)顯微鏡觀察低倍鏡下:找“正方形”細(xì)胞,即分生區(qū)細(xì)胞,移至視野中央。高倍鏡下:先找中期細(xì)胞,再找前期、后期、末期的細(xì)胞第二節(jié)細(xì)胞分化1.定義:在個(gè)體發(fā)育中,由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過(guò)程。2.特點(diǎn):它是一種持久性的變化,發(fā)生在生物體的整個(gè)生命過(guò)程中,這種穩(wěn)定性的差異是不可逆的。3.分化程度:體細(xì)胞>胚胎細(xì)胞>受精卵4.全能性:細(xì)胞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)體的潛能的特性。高度分化的植物細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整植株的能力,即保持著全能性。哺乳動(dòng)物的細(xì)胞核也具有全能性,可通過(guò)核移植技術(shù)(克隆)實(shí)現(xiàn)。全能性原因:生物體的每一個(gè)細(xì)胞都包含有該物種所特有的全部的遺傳信息,都有發(fā)育成為完整個(gè)體所必需的全部遺傳物質(zhì)。細(xì)胞全能性的大小:受精卵>胚胎細(xì)胞>體細(xì)胞5.分化原因(機(jī)理):基因在特定的時(shí)間和空間條件下基因的選擇性表達(dá)的結(jié)果。第三節(jié)細(xì)胞的衰老及凋亡細(xì)胞衰老細(xì)胞的衰老和死亡是一種正常的生命現(xiàn)象。衰老細(xì)胞具有以下主要特征:(1)細(xì)胞內(nèi)的水分減少,使細(xì)胞體積變小,細(xì)胞核會(huì)適當(dāng)變大;(2)細(xì)胞新陳代謝的速率減慢;(2)衰老細(xì)胞內(nèi),酶的活性減低;(3)細(xì)胞內(nèi)的色素積累,但黑色素減少;(4)物質(zhì)運(yùn)輸能力降低。細(xì)胞衰老及個(gè)體衰老關(guān)系:細(xì)胞的普遍衰老導(dǎo)致個(gè)體衰老。幼齡個(gè)體內(nèi)有衰老細(xì)胞,衰老個(gè)體中有幼嫩細(xì)胞。細(xì)胞凋亡(程序性死亡):基因決定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過(guò)程,是一種正常的自然生理過(guò)程;注意:被病原體侵染的細(xì)胞的清除屬于細(xì)胞凋亡!細(xì)胞壞死:由于電、熱、冷、機(jī)械等不利因素影響導(dǎo)致細(xì)胞非正常性死亡,不受基因控制。一般不利于細(xì)胞。第四節(jié)細(xì)胞的癌變1.癌細(xì)胞三大特征:(1)一定條件下,無(wú)限增殖。(2)呈球狀。(3)細(xì)胞表面糖蛋白減少,易擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移。2.細(xì)胞癌變?cè)颍海?)外因:三類(lèi)致癌因子:第一類(lèi)物理致癌因子,如輻射致癌;第二類(lèi)是化學(xué)致癌因子,如砷、苯、煤焦油等;第三類(lèi)類(lèi)是病毒致癌因子,引起癌變的病毒叫做致癌病毒。(2)內(nèi)因,細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮正常功能的原癌基因和癌基因發(fā)生基因突變,使細(xì)胞分裂不受控而變成癌細(xì)胞。3.癌癥的預(yù)防及治療:不當(dāng)飲食和吸煙是導(dǎo)致癌癥最大因素;目前常采用化療和放療法,最新方法有基因療法。必修2遺傳及進(jìn)化知識(shí)點(diǎn)(第1-5章)第一章遺傳因子的發(fā)現(xiàn)第一節(jié)孟德?tīng)柾愣闺s交試驗(yàn)(一)1.孟德?tīng)栔赃x取豌豆作為雜交試驗(yàn)的材料是由于:(1)豌豆是自花傳粉植物,且是閉花授粉的植物;(2)豌豆花較大,易于人工操作;人工授粉步驟:(花蕊未成熟時(shí))去雄(母本的)→套袋→(花蕊成熟時(shí))授粉→套袋,兩次套袋目的:防止外來(lái)花粉干擾。(3)豌豆具有易于區(qū)分的相對(duì)性狀。2.遺傳學(xué)中常用概念及分析(1)性狀:生物所表現(xiàn)出來(lái)的形態(tài)特征和生理特性。相對(duì)性狀:一種生物同一種性狀(如毛色)的不同表現(xiàn)類(lèi)型(黃、白)。性狀分離:雜種后代中,同時(shí)出現(xiàn)顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象。如在DD×dd雜交實(shí)驗(yàn)中,雜合F1代自交后形成的F2代同時(shí)出現(xiàn)顯性性狀(DD及Dd)和隱性性狀(dd)的現(xiàn)象。顯性性狀:在DD×dd雜交試驗(yàn)中,F(xiàn)1表現(xiàn)出來(lái)的性狀;如教材中F1代豌豆表現(xiàn)出高莖,即高莖為顯性。決定顯性性狀的為顯性遺傳因子(基因),用大寫(xiě)字母表示。如高莖用D表示。隱性性狀:在DD×dd雜交試驗(yàn)中,F(xiàn)1未顯現(xiàn)出來(lái)的性狀;如教材中F1代豌豆未表現(xiàn)出矮莖,即矮莖為隱性。決定隱性性狀的為隱性基因,用小寫(xiě)字母表示,如矮莖用d表示。(2)純合子:遺傳因子(基因)組成相同的個(gè)體。如DD或dd。其特點(diǎn)純合子是自交后代全為純合子,無(wú)性狀分離現(xiàn)象。雜合子:遺傳因子(基因)組成不同的個(gè)體。如Dd。其特點(diǎn)是雜合子自交后代出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象。(3)雜交:遺傳因子組成不同的個(gè)體之間的相交方式。如:DD×ddDd×ddDD×Dd等。自交:遺傳因子組成相同的個(gè)體之間的相交方式。如:DD×DDDd×Dd等測(cè)交:F1(待測(cè)個(gè)體)及隱性純合子雜交的方式。如:Dd×dd正交和反交:二者是相對(duì)而言的,如甲(♀)×乙(♂)為正交,則甲(♂)×乙(♀)為反交;如甲(♂)×乙(♀)為正交,則甲(♀)×乙(♂)為反交。3.雜合子和純合子的鑒別方法若后代無(wú)性狀分離,則待測(cè)個(gè)體為純合子若后代無(wú)性狀分離,則待測(cè)個(gè)體為純合子測(cè)交法自交法若后代有性狀分離,則待測(cè)個(gè)體為雜合子若后代有性狀分離,則待測(cè)個(gè)體為雜合子4.雜交實(shí)驗(yàn)過(guò)程圖解(請(qǐng)參考課本,此處略去)5.常見(jiàn)問(wèn)題解題方法(1)如后代性狀分離比為顯:隱=3:1,則雙親一定都是雜合子(Dd)即Dd×Dd1DD:2Dd:1dd(2)若后代性狀分離比為顯:隱=1:1,則雙親一定是測(cè)交類(lèi)型。即為Dd×dd1Dd:1dd(3)若后代性狀只有顯性性狀,則雙親至少有一方為顯性純合子。即DD×DD或DD×Dd或DD×dd6.孟德?tīng)柕乃臈l假說(shuō):(1)性狀由遺傳因子(基因)控制。(2)在體細(xì)胞(合子)中,基因成對(duì)存在。(3)合子→配子過(guò)程中(通過(guò)減數(shù)分裂),成對(duì)的基因分離,分別進(jìn)入配子中。(4)雌雄配子→合子(受精卵)過(guò)程中,基因隨機(jī)組合。7.分離定律:其實(shí)質(zhì)就是在形成配子時(shí),等位基因隨減數(shù)第一次分裂后期同源染色體的分開(kāi)而分離,分別進(jìn)入到不同的配子中。運(yùn)用假說(shuō)—演繹法第二節(jié)孟德?tīng)柾愣闺s交試驗(yàn)(二)1.兩對(duì)相對(duì)性狀雜交試驗(yàn)中的有關(guān)結(jié)論(1)兩對(duì)相對(duì)性狀由兩對(duì)等位基因控制,且兩對(duì)等位基因分別位于兩對(duì)同源染色體。(2)F1減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時(shí),等位基因一定分離,非等位基因(位于非同源染色體上的非等位基因)自由組合,且同時(shí)發(fā)生。(3)F2中有16種組合方式,9種基因型,4種表現(xiàn)型,比例9:3:3:12.分析方法:拆分相乘法都可以簡(jiǎn)化為用分離定理來(lái)解決,即先求一對(duì)相對(duì)性狀的,最后把結(jié)果相乘,即進(jìn)行組合,因此,要熟記分離定律的6種雜交結(jié)果(1)配子類(lèi)型問(wèn)題如:AaBbCc產(chǎn)生的配子種類(lèi)數(shù)為2x2x2=8種(即Aa形成A和a這2種配子,同理Bb可形成2種配子,Cc形成2種配子,組合時(shí)2x2x2=8種)(2)基因型類(lèi)型問(wèn)題如:AaBbCc×AaBBCc,后代基因型數(shù)為多少?先分解為三個(gè)分離定律:Aa×Aa后代3種基因型(1AA:2Aa:1aa);Bb×BB后代2種基因型(1BB:1Bb);Cc×Cc后代3種基因型(1CC:2Cc:1cc)所以其雜交后代有3x2x3=18種類(lèi)型。如:雜交后代中基因型AaBbcc的個(gè)體占多少?同樣分解成三組:Aa×Aa后代(1AA:2Aa:1aa)→Aa占1/2Bb×BB后代(1BB:1Bb)→Bb占1/2Cc×Cc后代(1CC:2Cc:1cc)→cc占1/4所以雜交后代中AaBbcc的個(gè)體占1/2*1/2*1/4=1/16(3)表現(xiàn)型問(wèn)題如:AaBbCc×AabbCc,后代表現(xiàn)數(shù)為多少?先分解為三個(gè)分離定律:Aa×Aa后代2種表現(xiàn)型(3顯①:1隱①);Bb×bb后代2種表現(xiàn)型(1顯②:1隱②);Cc×Cc后代2種表現(xiàn)型(3顯③:1隱③);所以其雜交后代有2x2x2=8種表現(xiàn)型。3.自由組合定律:實(shí)質(zhì)是合子形成配子時(shí),成對(duì)的基因(等位基因)彼此分離(如:A及a分離,B及b分離),決定不同性狀的基因(非等位基因)自由組合(如A及B、A及b、a及B、a及b組合)。4.常見(jiàn)遺傳學(xué)符號(hào)符號(hào)PF1F2×♀♂含義親本子一代子二代雜交自交母本父本5.孟德?tīng)枌?shí)驗(yàn)成功的原因:(1)正確選用實(shí)驗(yàn)材料:㈠豌豆是嚴(yán)格自花傳粉植物(閉花授粉),自然狀態(tài)下一般是純種㈡具有易于區(qū)分的性狀(2)由一對(duì)相對(duì)性狀到多對(duì)相對(duì)性狀的研究(3)分析方法:統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析(4)實(shí)驗(yàn)程序:假說(shuō)-演繹法觀察分析(為什么F2中出現(xiàn)3:1)——提出假說(shuō)(4條)——演繹推理(遺傳圖解)——實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證(測(cè)交)第二章基因和染色體的關(guān)系第一節(jié)減數(shù)分裂和受精作用1.正確區(qū)分染色體、染色單體、同源染色體和四分體(說(shuō)明及圖解如下)(1)染色體和染色單體:細(xì)胞分裂間期:染色體經(jīng)過(guò)復(fù)制成由一個(gè)著絲點(diǎn)連著的兩條姐妹染色單體。所以此時(shí)染色體數(shù)目要根據(jù)著絲點(diǎn)判斷,即一個(gè)著絲點(diǎn)就代表一條染色體。在有絲分裂后期或減Ⅱ后期:著絲點(diǎn)分裂,則染色單體消失,為0條。即染色單體要成對(duì)存在?。?)同源染色體和四分體:同源染色體指形態(tài)、大小一般相同,一條來(lái)自母方,一條來(lái)自父方,且能在減數(shù)第一次分裂過(guò)程中可以?xún)蓛膳鋵?duì)的一對(duì)染色體(有絲分裂中也有同源染色體,但不聯(lián)會(huì))。四分體指減數(shù)第一次分裂同源染色體聯(lián)會(huì)后每對(duì)同源染色體中含有四條姐妹染色單體。(3)一對(duì)同源染色體=一個(gè)四分體=2條染色體=4條染色單體=4個(gè)DNA分子。2.減數(shù)分裂過(guò)程中遇到的一些概念聯(lián)會(huì):同源染色體兩兩配對(duì)的現(xiàn)象交叉互換:指四分體時(shí)期,非姐妹染色單體發(fā)生纏繞,并交換部分片段的現(xiàn)象。(圖解參考課本)減數(shù)分裂:是有性生殖的生物在產(chǎn)生成熟生殖細(xì)胞時(shí)進(jìn)行的染色體數(shù)目減半的細(xì)胞分裂。3.減數(shù)分裂特點(diǎn):染色體復(fù)制一次,細(xì)胞分裂兩次。結(jié)果:染色體數(shù)目減半(染色體數(shù)目減半實(shí)際發(fā)生在減數(shù)第一次分裂,第二次分裂類(lèi)似有絲分裂)。場(chǎng)所:生殖器官內(nèi)(動(dòng)物的精巢、卵巢;植物的花藥、胚珠;精巢、卵巢內(nèi)既有有絲分裂,又有減數(shù)分裂)過(guò)程:(括號(hào)內(nèi)表示細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù))(參考課本或筆記中的圖解,此處略)四分體排列細(xì)胞中央兩側(cè)可能發(fā)生四分體排列細(xì)胞中央兩側(cè)可能發(fā)生交叉互換同源染色體聯(lián)會(huì)形成染色體復(fù)制初級(jí)精母細(xì)胞(精原細(xì)胞減Ⅰ染色體復(fù)制初級(jí)精母細(xì)胞(精原細(xì)胞前期間期中期前期間期中期同源染色體同源染色體分離非同源染色體自由組合22個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞(2種)末期后期末期后期次級(jí)精母細(xì)胞()4個(gè)精細(xì)胞(2種)后期:次級(jí)精母細(xì)胞()4個(gè)精細(xì)胞(2種)后期:著絲點(diǎn)分裂,姐妹染色單體分離前、中、后、末期前、中、后、末期注:減Ⅱ過(guò)程中正常情況下一定沒(méi)有同源染色體出現(xiàn)。精細(xì)胞變形:去電大部分細(xì)胞質(zhì),最終得到精子一個(gè)精原細(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂總計(jì)得到4個(gè)精子(2種)同源染色體聯(lián)會(huì)同源染色體聯(lián)會(huì)形成四分體排列細(xì)胞中央兩側(cè)可能發(fā)生交叉互換染色體復(fù)制初級(jí)卵母細(xì)胞(卵原細(xì)胞減染色體復(fù)制初級(jí)卵母細(xì)胞(卵原細(xì)胞前期間期中期前期間期中期1個(gè)1個(gè)極體(?。┩慈旧w分離非同源染色體自由組合細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)不均等分裂1個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞(大)末期后期1個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞(大)末期后期細(xì)胞質(zhì)均等分裂后期:著絲點(diǎn)分裂,姐妹染色單體分離細(xì)胞質(zhì)均等分裂后期:著絲點(diǎn)分裂,姐妹染色單體分離極體()2個(gè)極體(1種)末期前、中、后期2個(gè)極體(1種)末期前、中、后期1個(gè)極體(?。?個(gè)極體(?。┘?xì)胞質(zhì)不均等分裂后期:同上次級(jí)卵母細(xì)胞()末期前、中、后期末期前、中、后期1個(gè)1個(gè)卵細(xì)胞(大)注:減Ⅱ過(guò)程中正常情況下一定沒(méi)有同源染色體出現(xiàn)一個(gè)卵原細(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂總計(jì)得到3個(gè)極體(2種)、1個(gè)卵細(xì)胞(1種)。4.精子及卵細(xì)胞形成的異同點(diǎn)比較項(xiàng)目不同點(diǎn)相同點(diǎn)精子的形成卵細(xì)胞的形成染色體復(fù)制復(fù)制一次第一次分裂一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞(2n)產(chǎn)生兩個(gè)大小相同的次級(jí)精母細(xì)胞(n)一個(gè)初級(jí)卵母細(xì)胞(2n)(細(xì)胞質(zhì)不均等分裂)產(chǎn)生一個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞(n)和一個(gè)第一極體(n)同源染色體聯(lián)會(huì),形成四分體,同源染色體分離,非同源染色體自由組合,細(xì)胞質(zhì)分裂,子細(xì)胞染色體數(shù)目減半第二次分裂兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞形成四個(gè)同樣大小的精細(xì)胞(n)一個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞(細(xì)胞質(zhì)不均等分裂)形成一個(gè)大的卵細(xì)胞(n)和一個(gè)小的第二極體。第一極體分裂(均等)成兩個(gè)第二極體著絲點(diǎn)分裂,姐妹染色單體分開(kāi),分別移向兩極,細(xì)胞質(zhì)分裂,子細(xì)胞染色體數(shù)目不變有無(wú)變形精細(xì)胞變形形成精子無(wú)變形分裂結(jié)果產(chǎn)生四個(gè)精子(n)只產(chǎn)生一個(gè)卵細(xì)胞(n)精子和卵細(xì)胞中染色體數(shù)目均減半注:卵細(xì)胞形成無(wú)變形過(guò)程,而且是只形成一個(gè)卵細(xì)胞,卵細(xì)胞體積很大,細(xì)胞質(zhì)中存有大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),為受精卵發(fā)育準(zhǔn)備的。5.減數(shù)分裂和有絲分裂主要異同點(diǎn)(要求掌握)比較項(xiàng)目減數(shù)分裂有絲分裂染色體復(fù)制次數(shù)及時(shí)間一次,減數(shù)第一次分裂的間期一次,有絲分裂的間期細(xì)胞分裂次數(shù)二次一次聯(lián)會(huì)四分體是否出現(xiàn)出現(xiàn)在減數(shù)第一次分裂不出現(xiàn)同源染色體分離減數(shù)第一次分裂后期無(wú)分離(有同源染色體)著絲點(diǎn)分裂發(fā)生在減數(shù)第二次分裂后期后期子細(xì)胞的名稱(chēng)及數(shù)目性細(xì)胞,精細(xì)胞4個(gè)或卵1個(gè)、極體3個(gè)體細(xì)胞,2個(gè)子細(xì)胞中染色體變化減半,減數(shù)第一次分裂不變子細(xì)胞間的遺傳組成不一定相同一定相同6.有絲分裂和減數(shù)分裂的圖形的鑒別:(檢索表以二倍體生物為例)細(xì)胞中沒(méi)有同源染色體……減數(shù)第二次分裂細(xì)胞中有同源染色體有同源染色體聯(lián)會(huì)、形成四分體、排列于赤道板或相互分離……減數(shù)第一次分裂2.2無(wú)同源染色體聯(lián)會(huì)等上述行為……有絲分裂如圖各細(xì)胞分裂圖屬何種分裂何時(shí)期圖。[解析]:甲圖細(xì)胞的每一端均有成對(duì)的同源染色體,但無(wú)聯(lián)會(huì)、四分體、分離等行為,且每一端都有一套形態(tài)和數(shù)目相同的染色體,故為有絲分裂的后期。乙圖有同源染色體,且同源染色體分離,非同源染色體自由組合,故為減數(shù)第一次分裂的后期。丙圖不存在同源染色體,且每條染色體的著絲點(diǎn)分開(kāi),姐妹染色單體成為染色體移向細(xì)胞兩極,故為減數(shù)第二次分裂后期。7.受精作用:指卵細(xì)胞和精子相互識(shí)別、融合成為受精卵的過(guò)程。意義:通過(guò)減數(shù)分裂和受精作用,保證了進(jìn)行有性生殖的生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定,從而保證了遺傳穩(wěn)定和物種的穩(wěn)定;8.配子種類(lèi)問(wèn)題配子的種類(lèi)可由同源染色體對(duì)數(shù)決定,即含有n對(duì)同源染色體的精(卵)原細(xì)胞產(chǎn)生配子的種類(lèi)至少為2n種(不考慮交叉互換)。第二節(jié)基因在染色體上1.薩頓假說(shuō)推論:基因在染色體上,也就是說(shuō)染色體是基因的載體。因?yàn)榛蚝腿旧w行為存在著明顯的平行關(guān)系。研究方法:類(lèi)比推理依據(jù):基因及染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系。①在雜交中保持完整和獨(dú)立性②成對(duì)存在③一個(gè)來(lái)自父方,一個(gè)來(lái)自母方④形成配子時(shí)自由組合2.基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù):果蠅雜交實(shí)驗(yàn)分析(略)3.一條染色體上一般含有多個(gè)基因,且這多個(gè)基因在染色體上呈線(xiàn)性排列4.現(xiàn)代解釋孟德?tīng)栠z傳定律①分離定律:等位基因隨同源染色體的分開(kāi)獨(dú)立地遺傳給后代。②自由組合定律:非同源染色體上的非等位基因自由組合。第三節(jié)伴性遺傳1.伴性(別)遺傳的概念:此類(lèi)性狀的遺傳控制基因位于性染色體上,因而總是及性別相關(guān)聯(lián)。2.人類(lèi)紅綠色盲癥(伴X染色體隱性遺傳?。僦虏』騒a正?;颍篨A②患者:男性XaY女性XaXa正常:男性XAY女性XAXAXAXa(攜帶者)③遺傳特點(diǎn):⑴男性患者多于女性患者。⑵交叉遺傳。即男性(父親)→女性(女兒攜帶者)→男性(兒子)。⑶一般為隔代遺傳。3.抗維生素D佝僂?。ò閄染色體顯性遺傳?。僦虏』騒A正常基因:Xa②患者:男性XAY女性XAXAXAXa正常:男性XaY女性XaXa③遺傳特點(diǎn):⑴女性患者多于男性患者。⑵代代相傳。⑶交叉遺傳現(xiàn)象:男性→女性→男性4.Y染色體遺傳:人類(lèi)毛耳現(xiàn)象遺傳特點(diǎn):基因位于Y染色體上,僅在男性個(gè)體中遺傳5、伴性遺傳在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用:根據(jù)毛色辨別小雞的雌、雄(遺傳圖解略去)6、人類(lèi)遺傳病的判定方法口訣:無(wú)中生有必為隱,生女有病為常隱;有中生無(wú)必為顯,生女有病為常顯。解釋?zhuān)焊改笩o(wú)病,子女有病——隱性遺傳(無(wú)中生有)父母無(wú)病,女兒有病——常、隱性遺傳;父母有病,子女無(wú)病——顯性遺傳(有中生無(wú))父母有病,女兒無(wú)病——常、顯性遺傳注:如果家系圖中患者全為男性(女全正常),且具有世代連續(xù)性,應(yīng)首先考慮伴Y遺傳,無(wú)顯隱之分。第三章基因的本質(zhì)第一節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)1.肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)(1928年格里菲思)實(shí)驗(yàn)材料:S型細(xì)菌、R型細(xì)菌菌落菌體毒性S型細(xì)菌表面光滑(smooth)有莢膜(小鼠很難消滅)→有R型細(xì)菌表面粗糙(rough)無(wú)莢膜(小鼠容易消滅)→無(wú)結(jié)論:在S型細(xì)菌中存在轉(zhuǎn)化因子可以使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。(2)體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)(1944年艾弗里)(如右上圖上圖)結(jié)論:DNA是遺傳物質(zhì)2.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程①標(biāo)記噬菌體(35S標(biāo)記蛋白質(zhì),32P標(biāo)記DNA,不能同時(shí)標(biāo)記)含35S的培養(yǎng)基含35S的細(xì)菌35S蛋白質(zhì)外殼含35S的噬菌體含32P的培養(yǎng)基含32P的細(xì)菌內(nèi)部DNA含32P的噬菌體②噬菌體侵染細(xì)菌含35S的噬菌體細(xì)菌體內(nèi)沒(méi)有放射性35S含32P的噬菌體細(xì)菌體內(nèi)有放射線(xiàn)32P②攪拌和離心:攪拌目的:使附著在大腸桿菌表面的噬菌體外殼蛋白脫離進(jìn)入上清液;離心目的:使液體分成兩層,上層是上清液(含外殼蛋白),下層為沉淀物(被侵染的大腸桿菌)結(jié)果及分析:測(cè)試結(jié)果表明:侵染過(guò)程中,只有32P進(jìn)入細(xì)菌,而35S未進(jìn)入,即上清液中35S放射性高,沉淀物中32P放射性高,得到的子代噬菌體中32P放射性高。說(shuō)明只有親代噬菌體的DNA進(jìn)入細(xì)胞。子代噬菌體的各種性狀,是通過(guò)親代的DNA遺傳的。DNA才是真正的遺傳物質(zhì)。結(jié)論:進(jìn)一步確立DNA是遺傳物質(zhì)3、生物的遺傳物質(zhì)非細(xì)胞結(jié)構(gòu)(病毒):DNA或RNA生物原核生物:DNA細(xì)胞結(jié)構(gòu)真核生物:DNA結(jié)論:絕大多數(shù)生物(細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物(同時(shí)含DAN、RNA)和DNA病毒)的遺傳物質(zhì)是DNA,所以說(shuō)DNA是主要的遺傳物質(zhì)。第二節(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu)DNA分子的結(jié)構(gòu)(1)基本單位---脫氧核糖核苷酸(簡(jiǎn)稱(chēng)脫氧核苷酸)2、DNA分子特點(diǎn)⑴穩(wěn)定性:是指DNA分子雙螺旋空間結(jié)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定性。⑵多樣性:堿基對(duì)的排列順序可以千變?nèi)f化,從而決定了DNA分子的多樣性(n對(duì)堿基可形成4n種)。⑶特異性:每個(gè)特定的DNA分子中具有特定的堿基排列順序,而特定的排列順序代表著遺傳信息,這種特定的堿基排列順序就決定了DNA分子的特異性。3、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn):⑴DNA分子由兩條反向平行的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈盤(pán)旋而成。⑵DNA分子外側(cè)是脫氧核糖和磷酸交替連接而成的基本骨架。⑶DNA分子兩條鏈的內(nèi)側(cè)的堿基按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則配對(duì),并以氫鍵互相連接。4、相關(guān)計(jì)算公式:DNA分子(基因)或片段中:(1)A=TC=G(2)(A+C)/(T+G)=1或A+G/T+C=1(3)如果鏈一:(A1+C1)/(T1+G1)=a那么鏈二:(A2+C2)/(T2+G2)=1/a(4)DNA中(A+T)/(C+G)=鏈一(A1+T1)/(C1+G1)=鏈二(A2+T2)/(C2+G2)=b5.判斷核酸種類(lèi)(1)如有U無(wú)T,則此核酸為RNA;(2)如有T且A=TC=G,則為雙鏈DNA;(3)如有T且A≠TC≠G,則為單鏈DNA;(4)U和T都有,則處于轉(zhuǎn)錄階段。第3節(jié)DNA的復(fù)制一、DNA分子復(fù)制的過(guò)程1、概念:以親代DNA分子為模板合成子代DNA的過(guò)程2、復(fù)制時(shí)間:有絲分裂或減數(shù)第一次分裂間期3、復(fù)制條件(1)模板:親代DNA分子兩條脫氧核苷酸鏈(2)原料:4種脫氧核苷酸(3)能量:ATP(4)解旋酶、DNA聚合酶等4、復(fù)制特點(diǎn):邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制6、復(fù)制場(chǎng)所:主要在細(xì)胞核中,線(xiàn)粒體和葉綠體也存在。原核細(xì)胞則主要在擬核中7、復(fù)制意義:保持了遺傳信息的連續(xù)性。二、及DNA復(fù)制有關(guān)的公式計(jì)算1.一個(gè)DNA連續(xù)復(fù)制n次后,得到子代DNA分子總數(shù)為:2n,脫氧核苷酸鏈總數(shù)為:2n+12.若親代DNA用15N標(biāo)記,放入無(wú)標(biāo)記中培養(yǎng)復(fù)制:第n代的DNA分子中,含親代DNA母鏈(有15N標(biāo)記)的有2個(gè),占1/(2n-1)得到的脫氧核苷酸鏈中。親代DNA母鏈(有15N標(biāo)記)2條,占1/(2n)3.若某DNA分子中含堿基T為a,(1)則連續(xù)復(fù)制n次,所需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為:a(2n-1)(2)第n次復(fù)制時(shí)所需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為:a·2n-1第4節(jié)基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段一、基因的相關(guān)關(guān)系1.及DNA的關(guān)系①基因的實(shí)質(zhì)是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,無(wú)遺傳效應(yīng)的DNA片段不能稱(chēng)之為基因(非基因)。②每個(gè)DNA分子包含許多個(gè)基因。2.及染色體的關(guān)系①基因在染色體上呈線(xiàn)性排列。②染色體是基因的主要載體,此外,線(xiàn)粒體和葉綠體中也有基因分布。3.及脫氧核苷酸的關(guān)系①脫氧核苷酸(A、T、C、G)是構(gòu)成基因的單位。②基因中脫氧核苷酸的排列順序代表遺傳信息。4、及性狀的關(guān)系①基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能單位。②基因?qū)π誀畹目刂仆ㄟ^(guò)控制蛋白質(zhì)分子(酶、結(jié)構(gòu)蛋白)的合成來(lái)實(shí)現(xiàn)。二、DNA片段中的遺傳信息堿基排列順序的千變?nèi)f化構(gòu)成了DNA分子的多樣性,而堿基的特異排列順序,又構(gòu)成了每個(gè)DNA分子的特異性。第四章基因的表達(dá)第一節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成1、DNA及RNA的異同點(diǎn)核酸項(xiàng)目DNARNA結(jié)構(gòu)通常是雙螺旋結(jié)構(gòu)通常是單鏈結(jié)構(gòu)基本單位脫氧核苷酸(4種)核糖核苷酸(4種)五碳糖脫氧核糖核糖堿基A、G、C、TA、G、C、U產(chǎn)生途徑DNA復(fù)制、逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄、RNA復(fù)制存在部位主要位于細(xì)胞核中染色體上,少數(shù)在線(xiàn)粒體和葉綠體、原核生物在擬核中主要位于細(xì)胞質(zhì)中功能傳遞和表達(dá)遺傳信息①mRNA:轉(zhuǎn)錄遺傳信息,翻譯的模板②tRNA:運(yùn)輸特定氨基酸③rRNA:核糖體的組成成分細(xì)胞生物(如人、水稻)內(nèi)含:2種核酸、5種堿基、8種核苷酸病毒含:1種核酸、4種堿基、5種核苷酸2、RNA的類(lèi)型⑴信使RNA(mRNA)⑵轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)⑶核糖體RNA(rRNA)3、遺傳信息的表達(dá)(轉(zhuǎn)錄和翻譯)階段項(xiàng)目轉(zhuǎn)錄翻譯定義在細(xì)胞核中,以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的過(guò)程以信使RNA為模板,合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程場(chǎng)所主要細(xì)胞核,其次線(xiàn)粒體、葉綠體、擬核細(xì)胞質(zhì)中的核糖體模板DNA的一條鏈信使RNA信息傳遞的方向DNA→mRNAmRNA→蛋白質(zhì)原料含A、U、C、G的4種核糖核苷酸合成蛋白質(zhì)的20種氨基酸能量ATP水解ATP水解酶RNA聚合酶多種酶產(chǎn)物信使RNA有一定氨基酸排列順序的蛋白質(zhì)(多肽)過(guò)程在細(xì)胞核中,以DNA解旋后的一條鏈為模板,按照A—U、G—C、T—A、C—G的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,形成mRNA,從細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中,及一個(gè)或多個(gè)核糖體結(jié)合mRNA及核糖體結(jié)合后,tRNA通過(guò)反密碼子及mRNA上的密碼子配對(duì),轉(zhuǎn)運(yùn)相應(yīng)氨基酸至核糖體,氨基酸及氨基酸脫水縮合合成肽鏈,遇終止密碼子則終止翻譯過(guò)程,最終得到一定氨基酸排列順序的多肽鏈,盤(pán)曲折疊得到蛋白質(zhì)。4、遺傳信息、密碼子和反密碼子遺傳信息密碼子反密碼子概念基因中脫氧核苷酸的排列順序mRNA中決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰堿基tRNA中及mRNA密碼子互補(bǔ)配對(duì)的三個(gè)堿基作用控制生物的遺傳性狀直接決定蛋白質(zhì)中的氨基酸序列識(shí)別密碼子,轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸種類(lèi)基因中脫氧核苷酸數(shù)目和排列順序的不同,決定了遺傳信息的多樣性64種61種:能編碼出氨基酸3種:終止密碼子,不能編碼氨基酸61種或tRNA也為61種聯(lián)系①基因中脫氧核苷酸的序列mRNA中核糖核苷酸的序列②mRNA中堿基序列及基因模板鏈中堿基序列互補(bǔ)③密碼子及相應(yīng)反密碼子的序列互補(bǔ)配對(duì)5、基因表達(dá)過(guò)程中有關(guān)DNA、RNA、氨基酸的計(jì)算公式(1)轉(zhuǎn)錄時(shí),則轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA分子中堿基數(shù)目是基因中堿基數(shù)目的一半,且基因模板鏈中A+T(或C+G)及mRNA分子中U+A(或C+G)相等。(2)翻譯過(guò)程中,mRNA中每3個(gè)相鄰堿基決定一個(gè)氨基酸,所以經(jīng)翻譯合成的蛋白質(zhì)分子中氨基酸數(shù)目是mRNA中堿基數(shù)目的1/3,是雙鏈DNA堿基數(shù)目的1/6。(3)翻譯得到的蛋白質(zhì)中:氨基酸數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈條數(shù)第2節(jié)基因?qū)π誀畹目刂埔?、中心法則:最先是由克里克命名,指的是遺傳信息傳遞和表達(dá)的一般規(guī)律。DNA→DNARNA→RNADNA→RNA細(xì)胞生物部分RNA病毒RNA→蛋白質(zhì)RNA→DNA二、基因、蛋白質(zhì)及性狀的關(guān)系1、(間接控制)酶或激素細(xì)胞代謝,如白化病、豌豆的皺粒等基因(直接控制)性狀蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)細(xì)胞結(jié)構(gòu),鐮刀型貧血癥,囊性纖維病等2、表現(xiàn)型=基因型+環(huán)境:基因的表達(dá)過(guò)程中也可能受到環(huán)境因素的影響。3、基因及基因、基因及基因產(chǎn)物、基因及環(huán)境之間多種因素存在復(fù)雜的相互作用,共同地精細(xì)地調(diào)控生物的性狀。一種性狀可受多種基因共同作用。第五章基因突變及其他變異第一節(jié)基因突變和基因重組一、基因突變的實(shí)例1、鐮刀型細(xì)胞貧血癥⑴癥狀:紅細(xì)胞由正常的圓餅狀變成鐮刀型,導(dǎo)致紅細(xì)胞破裂(溶血),造成貧血。⑵病因:基因中的堿基替換直接原因:血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)的改變;根本原因:控制血紅蛋白分子合成的基因結(jié)構(gòu)的改變。2、基因突變概念:DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添和缺失,而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變二、基因突變的原因和特點(diǎn)1、基因突變的原因有內(nèi)因和外因物理因素:如紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)、紫外線(xiàn)等⑴誘發(fā)突變(外因)化學(xué)因素:如亞硝酸、堿基類(lèi)似物生物因素:如某些病毒⑵自然突變(內(nèi)因)2、基因突變的特點(diǎn):⑴普遍性⑵隨機(jī)性⑶不定向性⑷低頻性⑸多害少利性3、基因突變的時(shí)間:DNA復(fù)制時(shí),即有絲分裂或減數(shù)第一次分裂間期4、基因突變的意義:是新基因產(chǎn)生的途徑;生物變異的根本來(lái)源;是進(jìn)化的原始材料三、基因重組1、基因重組的概念:進(jìn)行有性生殖的生物,在減數(shù)分裂得到配子時(shí),控制不同性狀的基因重新組合。(減Ⅰ后期)非同源染色體自由組合,其上的非等位基因自由組合。2、基因重組的兩種類(lèi)型(減Ⅰ四分體時(shí)期)同源染色體中的非姐妹染色單體間交叉互換,導(dǎo)致染色單體上基因重新組合。3、基因重組的意義:不能產(chǎn)生新基因,但可以得到新基因型。是生物變異的來(lái)源之一,是形成生物多樣性的重要原因。第二節(jié)染色體變異一、染色體結(jié)構(gòu)的變異(缺失、重復(fù)、倒位、易位):導(dǎo)致染色體上基因的數(shù)量或排列順序發(fā)生改變,往往對(duì)個(gè)體有害,甚至致死。如貓叫綜合癥(人的5號(hào)染色體缺失部分片段)二、染色體數(shù)目的不成倍變異:體細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體增加或減少,如21三體綜合癥(體細(xì)胞內(nèi)21號(hào)染色體有三體,比正常人多一條)三、染色體數(shù)目的成倍變異:染色體數(shù)以染色體組的形式成倍增加或減少。1.染色體組概念:細(xì)胞中的一組非同源染色體,在形態(tài)和功能上各不相同,攜帶著控制生物發(fā)育的全部遺傳信息,這樣的一組染色體,叫染色體組。染色體組特點(diǎn):a、一個(gè)染色體組中不含同源染色體b、一個(gè)染色體組中所含的染色體形態(tài)、大小和功能各不相同c、一個(gè)染色體組中含有控制生物性狀的一整套基因圖一:含4組染色體(或有4個(gè)染色體組),每組3條染色體;圖二含4組染色體(或有4個(gè)染色體組),每組2條染色體2.二倍體:由受精卵發(fā)育而來(lái),體細(xì)胞中含有2個(gè)染色體組;幾乎所有動(dòng)物和過(guò)半數(shù)植物是二倍體。多倍體:由受精卵發(fā)育而來(lái),體細(xì)胞中含有3個(gè)或3個(gè)以上的染色體組;常見(jiàn)于植物,個(gè)體器官大,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)多等多倍體獲得方法:(1)低溫誘導(dǎo);(2)(人工)秋水仙素處理萌發(fā)中的種子或幼苗。誘導(dǎo)得到多倍體的原理:抑制紡錘體的形成,導(dǎo)致有絲分裂時(shí)染色體無(wú)法移向兩級(jí),進(jìn)而使細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)加倍。單倍體:由配子直接發(fā)育而來(lái),體細(xì)胞中含有本物種配子中的染色體組數(shù)。個(gè)體較矮小,而且高度不育。獲得單倍體的方法:常采用花藥離體培養(yǎng)3.常見(jiàn)的一些關(guān)于單倍體及多倍體的問(wèn)題(1)一倍體一定是單倍體,單倍體不一定是一倍體(2)由受精卵發(fā)育來(lái)的個(gè)體,細(xì)胞中含有幾個(gè)染色體組,就叫幾倍體;而由配子直接發(fā)育來(lái)的,不管含有幾個(gè)染色組,都只能叫單倍體。如二倍體物種所形成的單倍體中,其體細(xì)胞中只含有一個(gè)染色體組;如果是四倍體、六倍體物種形成的單倍體,其體細(xì)胞中就含有兩個(gè)或三個(gè)染色體組,我們不能稱(chēng)它為二倍體或三倍體!因?yàn)槭怯峙渥又苯影l(fā)育而來(lái),只能稱(chēng)為單倍體。多倍體育種單倍體育種原理染色體組成倍增加染色體組成倍減少,再加倍后得到純種(指每對(duì)染色體上成對(duì)的基因都是純合的)常用方法秋水仙素處理萌發(fā)的種子、幼苗花藥的離體培養(yǎng)后,人工誘導(dǎo)染色體加倍優(yōu)點(diǎn)器官大,提高產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)成分明顯縮短育種年限,快速得到純種。缺點(diǎn)適用于植物,在動(dòng)物方面難以開(kāi)展技術(shù)復(fù)雜一些,須及雜交育種配合三倍體無(wú)子西瓜的培育過(guò)程圖示(如右圖):注:(1)親本中要用四倍體植株作為母本,二倍體作為父本,兩次使用二倍體花粉的作用是不同的:第一次是用于受精得到三倍體種子。第二次是刺激三倍體雌蕊發(fā)育成果實(shí)。(2)三倍體所結(jié)西瓜無(wú)籽原因:三倍體在通過(guò)減數(shù)分裂形成配子時(shí)聯(lián)會(huì)紊亂,無(wú)法得到正常配子,便無(wú)法完成正常受精,故所得果實(shí)無(wú)籽。第三節(jié)人類(lèi)遺傳病1、概念:通常是指由于遺傳物質(zhì)改變而引起的人類(lèi)疾病,主要可以分為單基因遺傳病,多基因遺傳病和染色體異常遺傳病三大類(lèi)。(一定要記住各種遺傳病類(lèi)型的常見(jiàn)實(shí)例)顯性遺傳?。翰⒅?、多指等常染色體單基因隱性遺傳病:白化病、苯
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