生物結(jié)業(yè)考知識點(diǎn)總結(jié)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，根據(jù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的不同，可分為原核細(xì)胞和真核細(xì)胞。原核細(xì)胞沒有以核膜為界限的細(xì)胞核，只有擬核，常見的原核生物有細(xì)菌、藍(lán)藻等。細(xì)菌有細(xì)胞壁，主要成分是肽聚糖，具有保護(hù)和維持細(xì)胞形態(tài)的作用。細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)有環(huán)狀的DNA分子，位于擬核區(qū)域，控制著細(xì)菌的主要遺傳性狀。藍(lán)藻細(xì)胞內(nèi)含有葉綠素和藻藍(lán)素，能夠進(jìn)行光合作用，屬于自養(yǎng)型生物。真核細(xì)胞具有以核膜為界限的細(xì)胞核，包括植物細(xì)胞、動物細(xì)胞等。植物細(xì)胞和動物細(xì)胞都有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核。細(xì)胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成，還有少量的糖類。脂質(zhì)中磷脂最豐富，磷脂雙分子層構(gòu)成了細(xì)胞膜的基本骨架。蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜行使功能時(shí)起重要作用，功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。細(xì)胞膜具有將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開、控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞以及進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流等功能。細(xì)胞質(zhì)包括細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞器。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)呈膠質(zhì)狀態(tài)，由水、無機(jī)鹽、脂質(zhì)、糖類、氨基酸、核苷酸和多種酶等組成，是細(xì)胞進(jìn)行新陳代謝的主要場所。細(xì)胞器有多種，線粒體是有氧呼吸的主要場所，被稱為“動力車間”。線粒體具有雙層膜結(jié)構(gòu)，內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴，增大了膜面積，有利于有氧呼吸相關(guān)酶的附著。葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器，也具有雙層膜結(jié)構(gòu)，內(nèi)部有基粒，基粒由類囊體堆疊而成，類囊體薄膜上分布著光合色素和與光合作用有關(guān)的酶。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是由膜連接而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分為粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與蛋白質(zhì)的合成和加工有關(guān)，滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與脂質(zhì)的合成等有關(guān)。核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所，有的附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，有的游離在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。高爾基體在植物細(xì)胞中與細(xì)胞壁的形成有關(guān)，在動物細(xì)胞中與分泌物的形成有關(guān)。溶酶體含有多種水解酶，能分解衰老、損傷的細(xì)胞器，吞噬并殺死侵入細(xì)胞的病毒或細(xì)菌。液泡主要存在于植物細(xì)胞中，內(nèi)有細(xì)胞液，含糖類、無機(jī)鹽、色素和蛋白質(zhì)等物質(zhì)，可以調(diào)節(jié)植物細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境，使植物細(xì)胞保持堅(jiān)挺。中心體存在于動物細(xì)胞和某些低等植物細(xì)胞中，與細(xì)胞的有絲分裂有關(guān)。細(xì)胞核是遺傳信息庫，是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心。細(xì)胞核由核膜、染色質(zhì)、核仁等組成。核膜是雙層膜，把核內(nèi)物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開，核膜上有核孔，是大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核的通道。染色質(zhì)主要由DNA和蛋白質(zhì)組成，DNA是遺傳信息的載體。在細(xì)胞分裂時(shí)，染色質(zhì)高度螺旋化，縮短變粗，成為染色體，染色質(zhì)和染色體是同一物質(zhì)在細(xì)胞不同時(shí)期的兩種存在狀態(tài)。核仁與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)。細(xì)胞的代謝細(xì)胞的代謝包括物質(zhì)代謝和能量代謝，主要通過細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)。酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。酶具有高效性，與無機(jī)催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，催化效率更高。酶還具有專一性，一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。酶的作用條件較溫和，在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高。溫度和pH偏高或偏低，酶的活性都會明顯降低。過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，使酶永久失活；而在低溫下，酶的活性降低，但不會失活。ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物，中文名稱叫三磷酸腺苷，結(jié)構(gòu)簡式為AP～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與ADP可以相互轉(zhuǎn)化，ATP水解時(shí)釋放出能量，用于各種生命活動，如細(xì)胞的主動運(yùn)輸、生物發(fā)電、肌肉收縮等。ATP合成時(shí)所需的能量，對于動物、人、真菌和大多數(shù)細(xì)菌來說，來自呼吸作用，對于綠色植物來說，來自呼吸作用和光合作用。物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式有被動運(yùn)輸、主動運(yùn)輸和胞吞、胞吐。被動運(yùn)輸包括自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散。自由擴(kuò)散是指物質(zhì)通過簡單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞，不需要載體蛋白，也不需要消耗能量，如水、氧氣、二氧化碳、甘油、乙醇、苯等物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸。協(xié)助擴(kuò)散是指進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)借助載體蛋白的擴(kuò)散，不需要消耗能量，如葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞。主動運(yùn)輸是指物質(zhì)從低濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)礁邼舛纫粋?cè)，需要載體蛋白的協(xié)助，同時(shí)還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量，如小腸絨毛上皮細(xì)胞吸收葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽等。胞吞和胞吐是大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式，需要消耗能量。例如，白細(xì)胞吞噬病菌就是通過胞吞作用，而分泌蛋白的分泌則是通過胞吐作用。光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機(jī)物，并釋放出氧氣的過程。光合作用可分為光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段。光反應(yīng)階段在類囊體薄膜上進(jìn)行，需要光、色素和酶等條件。色素吸收光能，一方面將水分解成氧和[H]，氧以分子形式釋放出去，[H]作為活潑的還原劑，參與暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)；另一方面，在有關(guān)酶的催化作用下，促成ADP與Pi發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成ATP。暗反應(yīng)階段在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行，不需要光，但需要多種酶的催化。首先是二氧化碳的固定，即二氧化碳與五碳化合物結(jié)合，生成兩分子的三碳化合物。然后是三碳化合物的還原，在有關(guān)酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP釋放的能量并被[H]還原，一部分形成糖類，另一部分又形成五碳化合物，從而使暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)持續(xù)地進(jìn)行下去。影響光合作用的環(huán)境因素主要有光照強(qiáng)度、溫度、二氧化碳濃度等。光照強(qiáng)度通過影響光反應(yīng)階段來影響光合作用，在一定范圍內(nèi)，隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，但當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到一定值后，光合作用強(qiáng)度不再增加。溫度主要通過影響酶的活性來影響光合作用，在最適溫度時(shí)，光合作用強(qiáng)度最大。二氧化碳是光合作用的原料，在一定范圍內(nèi)，隨著二氧化碳濃度的增加，光合作用強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過程。細(xì)胞呼吸可分為有氧呼吸和無氧呼吸。有氧呼吸是指細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程。有氧呼吸分為三個(gè)階段，第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，葡萄糖分解成丙酮酸和少量的[H]，釋放出少量的能量。第二階段在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行，丙酮酸和水徹底分解成二氧化碳和[H]，釋放出少量的能量。第三階段在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行，前兩個(gè)階段產(chǎn)生的[H]與氧結(jié)合生成水，釋放出大量的能量。無氧呼吸是指細(xì)胞在無氧條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解成不徹底的氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放出少量能量的過程。無氧呼吸分為兩個(gè)階段，第一階段與有氧呼吸的第一階段完全相同，第二階段是丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者轉(zhuǎn)化成乳酸。高等植物在水淹的情況下，可以進(jìn)行短時(shí)間的無氧呼吸，將葡萄糖分解成酒精和二氧化碳。高等動物和人體在劇烈運(yùn)動時(shí)，骨骼肌細(xì)胞會進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生乳酸。無氧呼吸只在第一階段釋放出少量的能量，生成少量的ATP。細(xì)胞的生命歷程細(xì)胞的生命歷程包括細(xì)胞的生長、增殖、分化、衰老、凋亡和癌變。細(xì)胞不能無限長大，這是因?yàn)榧?xì)胞體積越大，其相對表面積越小，細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男示驮降汀＜?xì)胞通過分裂進(jìn)行增殖，細(xì)胞增殖是重要的細(xì)胞生命活動，是生物體生長、發(fā)育、繁殖、遺傳的基礎(chǔ)。真核細(xì)胞的分裂方式有三種：有絲分裂、無絲分裂和減數(shù)分裂。有絲分裂是真核生物進(jìn)行細(xì)胞分裂的主要方式，具有細(xì)胞周期，即連續(xù)分裂的細(xì)胞，從一次分裂完成時(shí)開始，到下一次分裂完成時(shí)為止，為一個(gè)細(xì)胞周期，包括分裂間期和分裂期。分裂間期為分裂期進(jìn)行活躍的物質(zhì)準(zhǔn)備，完成DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成，同時(shí)細(xì)胞有適度的生長。分裂期又分為前期、中期、后期和末期。前期核膜、核仁消失，出現(xiàn)染色體和紡錘體；中期染色體的著絲點(diǎn)排列在赤道板上，染色體形態(tài)穩(wěn)定、數(shù)目清晰，便于觀察；后期著絲點(diǎn)分裂，姐妹染色單體分開，成為兩條子染色體，由紡錘絲牽引著分別向細(xì)胞的兩極移動；末期染色體變成染色質(zhì)，紡錘體消失，核膜、核仁重新出現(xiàn)，在赤道板的位置出現(xiàn)細(xì)胞板，逐漸形成新的細(xì)胞壁。無絲分裂過程中沒有出現(xiàn)紡錘絲和染色體的變化，如蛙的紅細(xì)胞的無絲分裂。減數(shù)分裂是進(jìn)行有性生殖的生物，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。在減數(shù)分裂過程中，染色體只復(fù)制一次，而細(xì)胞分裂兩次，結(jié)果是成熟生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目比原始生殖細(xì)胞的減少一半。細(xì)胞分化是指在個(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)定性差異的過程。細(xì)胞分化是一種持久性的變化，一般來說，分化了的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡。細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)，即不同細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同。細(xì)胞分化使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨向?qū)ｉT化，有利于提高各種生理功能的效率。細(xì)胞的全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。植物細(xì)胞具有全能性，如胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞在一定的營養(yǎng)和激素等條件下，可以發(fā)育成完整的植株。動物細(xì)胞的細(xì)胞核具有全能性，如克隆羊多利的培育，就是將乳腺細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞中，培育出了與提供細(xì)胞核的母羊幾乎一模一樣的小羊。細(xì)胞衰老的過程是細(xì)胞的生理狀態(tài)和化學(xué)反應(yīng)發(fā)生復(fù)雜變化的過程，最終表現(xiàn)為細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化。細(xì)胞衰老的特征主要有：細(xì)胞內(nèi)水分減少，細(xì)胞萎縮，體積變小，新陳代謝的速率減慢；細(xì)胞內(nèi)多種酶的活性降低，如酪氨酸酶活性降低，導(dǎo)致黑色素合成減少，頭發(fā)變白；細(xì)胞內(nèi)的色素會隨著細(xì)胞衰老而逐漸積累，妨礙細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的交流和傳遞；細(xì)胞呼吸速率減慢，細(xì)胞核的體積增大，核膜內(nèi)折，染色質(zhì)收縮、染色加深；細(xì)胞膜通透性改變，使物質(zhì)運(yùn)輸功能降低。細(xì)胞凋亡是由基因所決定的細(xì)胞自動結(jié)束生命的過程，也被稱為細(xì)胞編程性死亡。細(xì)胞凋亡對于多細(xì)胞生物體完成正常發(fā)育，維持內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定，以及抵御外界各種因素的干擾都起著非常關(guān)鍵的作用。例如，蝌蚪尾的消失、胎兒手的發(fā)育過程中手指間細(xì)胞的死亡等都屬于細(xì)胞凋亡。細(xì)胞癌變是指細(xì)胞受到致癌因子的作用，細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)發(fā)生變化，變成不受機(jī)體控制的、連續(xù)進(jìn)行分裂的惡性增殖細(xì)胞。癌細(xì)胞具有能夠無限增殖、形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化、表面發(fā)生變化等特征。致癌因子大致分為三類：物理致癌因子，如紫外線、X射線等；化學(xué)致癌因子，如亞硝胺、黃曲霉毒素等；病毒致癌因子，如Rous肉瘤病毒等。原癌基因主要負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，控制細(xì)胞生長和分裂的進(jìn)程；抑癌基因主要是阻止細(xì)胞不正常的增殖。環(huán)境中的致癌因子會損傷細(xì)胞中的DNA分子，使原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變，導(dǎo)致正常細(xì)胞的生長和分裂失控而變成癌細(xì)胞。遺傳的基本規(guī)律孟德爾通過豌豆雜交實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了遺傳的基本規(guī)律，即基因的分離定律和基因的自由組合定律。孟德爾選用豌豆作為實(shí)驗(yàn)材料，是因?yàn)橥愣故亲曰▊鞣邸㈤]花受粉的植物，自然狀態(tài)下一般都是純種；豌豆具有易于區(qū)分的相對性狀，如高莖和矮莖、圓粒和皺粒等。在一對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中，孟德爾用純種高莖豌豆和純種矮莖豌豆作親本進(jìn)行雜交，子一代（F?）全部表現(xiàn)為高莖。讓F?自交，子二代（F?）中出現(xiàn)了高莖和矮莖，且高莖與矮莖的數(shù)量比接近3:1。孟德爾對分離現(xiàn)象提出了假說：生物的性狀是由遺傳因子決定的，這些遺傳因子就像一個(gè)個(gè)獨(dú)立的顆粒，既不會相互融合，也不會在傳遞中消失；體細(xì)胞中遺傳因子是成對存在的；生物體在形成生殖細(xì)胞——配子時(shí)，成對的遺傳因子彼此分離，分別進(jìn)入不同的配子中，配子中只含有每對遺傳因子中的一個(gè)；受精時(shí)，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的。為了驗(yàn)證假說，孟德爾設(shè)計(jì)了測交實(shí)驗(yàn)，讓F?與隱性純合子雜交，預(yù)期后代高莖與矮莖的比例為1:1，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期相符，從而證明了他的假說是正確的。基因的分離定律的實(shí)質(zhì)是：在雜合子的細(xì)胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨(dú)立性；在減數(shù)分裂形成配子的過程中，等位基因會隨同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入兩個(gè)配子中，獨(dú)立地隨配子遺傳給后代。在兩對相對性狀的雜交實(shí)驗(yàn)中，孟德爾用純種黃色圓粒豌豆和純種綠色皺粒豌豆作親本進(jìn)行雜交，F(xiàn)?全部表現(xiàn)為黃色圓粒。讓F?自交，F(xiàn)?中出現(xiàn)了四種表現(xiàn)型：黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒、綠色皺粒，其比例接近9:3:3:1。孟德爾對自由組合現(xiàn)象提出了假說：F?在產(chǎn)生配子時(shí)，每對遺傳因子彼此分離，不同對的遺傳因子可以自由組合；受精時(shí)，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的。為了驗(yàn)證假說，孟德爾同樣設(shè)計(jì)了測交實(shí)驗(yàn)，讓F?與隱性純合子雜交，預(yù)期后代的表現(xiàn)型及比例為黃色圓粒:黃色皺粒:綠色圓粒:綠色皺粒=1:1:1:1，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期相符?；虻淖杂山M合定律的實(shí)質(zhì)是：位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的；在減數(shù)分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因自由組合。基因和染色體的關(guān)系基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系?；蛟陔s交過程中保持完整性和獨(dú)立性，染色體在配子形成和受精過程中，也有相對穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)。在體細(xì)胞中基因成對存在，染色體也是成對的；在配子中只有成對基因中的一個(gè)，同樣，也只有成對染色體中的一條。體細(xì)胞中成對的基因一個(gè)來自父方，一個(gè)來自母方，同源染色體也是如此。非等位基因在形成配子時(shí)自由組合，非同源染色體在減數(shù)第一次分裂后期也是自由組合的。摩爾根通過果蠅雜交實(shí)驗(yàn)，證明了基因在染色體上。他用紅眼雌果蠅和白眼雄果蠅進(jìn)行雜交，F(xiàn)?全為紅眼，F(xiàn)?雌雄果蠅相互交配，F(xiàn)?中紅眼:白眼=3:1，但白眼果蠅全為雄性。摩爾根及其同事提出假說：控制白眼的基因（w）在X染色體上，而Y染色體上不含有它的等位基因。他們通過測交等實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這一假說。基因在染色體上呈線性排列，一條染色體上有許多個(gè)基因。伴性遺傳是指位于性染色體上的基因所控制的性狀，在遺傳上總是和性別相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象。人類紅綠色盲是一種伴X染色體隱性遺傳病，其遺傳特點(diǎn)是：男性患者多于女性患者；具有隔代交叉遺傳現(xiàn)象，即男性患者的致病基因通過他的女兒傳給他的外孫。抗維生素D佝僂病是一種伴X染色體顯性遺傳病，其遺傳特點(diǎn)是：女性患者多于男性患者；具有世代連續(xù)性，即代代都有患者?；虻谋举|(zhì)DNA是主要的遺傳物質(zhì)。肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)都證明了DNA是遺傳物質(zhì)。格里菲思的肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，將無毒的R型活細(xì)菌與加熱殺死的S型細(xì)菌混合后注射到小鼠體內(nèi)，小鼠患敗血癥死亡，并從死亡的小鼠體內(nèi)分離出了有毒的S型活細(xì)菌，說明加熱殺死的S型細(xì)菌中含有某種“轉(zhuǎn)化因子”，能將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。艾弗里及其同事的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，將S型細(xì)菌的各種成分分離提純后，分別與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)，結(jié)果只有加入DNA時(shí)，R型細(xì)菌才能轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，并且DNA的純度越高，轉(zhuǎn)化就越有效，從而證明了DNA是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，用放射性同位素3?S和32P分別標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和DNA，然后讓噬菌體分別侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌，經(jīng)過攪拌、離心后，檢測上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)，結(jié)果表明噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，DNA進(jìn)入到細(xì)菌的細(xì)胞中，而蛋白質(zhì)外殼仍留在外面，從而證明了DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。因?yàn)榻^大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。DNA分子具有獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)是由沃森和克里克提出的。DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的雙螺旋結(jié)構(gòu)；脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架，堿基排列在內(nèi)側(cè)；兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，并且堿基配對有一定的規(guī)律：A（腺嘌呤）一定與T（胸腺嘧啶）配對，G（鳥嘌呤）一定與C（胞嘧啶）配對。堿基之間的這種一一對應(yīng)的關(guān)系，叫做堿基互補(bǔ)配對原則。DNA分子的復(fù)制是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。DNA分子的復(fù)制發(fā)生在有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期。DNA分子的復(fù)制是一個(gè)邊解旋邊復(fù)制的過程，需要模板（親代DNA的兩條鏈）、原料（四種游離的脫氧核苷酸）、能量（ATP）和酶（解旋酶、DNA聚合酶等）等基本條件。DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板，通過堿基互補(bǔ)配對，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。新合成的每個(gè)DNA分子中，都保留了原來DNA分子中的一條鏈，這種復(fù)制方式被稱為半保留復(fù)制?；蚴怯羞z傳效應(yīng)的DNA片段，基因中脫氧核苷酸的排列順序代表了遺傳信息?；蛲ㄟ^控制蛋白質(zhì)的合成來控制生物的性狀?；蚩刂频鞍踪|(zhì)合成的過程包括轉(zhuǎn)錄和翻譯。轉(zhuǎn)錄是指以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對原則，合成RNA的過程。轉(zhuǎn)錄主要在細(xì)胞核中進(jìn)行，需要RNA聚合酶等參與。翻譯是指游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。翻譯在核糖體上進(jìn)行，tRNA能識別并轉(zhuǎn)運(yùn)特定的氨基酸，mRNA上3個(gè)相鄰的堿基決定1個(gè)氨基酸，每3個(gè)這樣的堿基又稱做1個(gè)密碼子。密碼子具有簡并性，即一種氨基酸可能有多種密碼子與之對應(yīng)。生物的變異生物的變異可分為可遺傳的變異和不可遺傳的變異?？蛇z傳的變異是由遺傳物質(zhì)改變引起的，包括基因突變、基因重組和染色體變異?；蛲蛔兪侵窪NA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。基因突變?nèi)舭l(fā)生在配子中，將遵循遺傳規(guī)律傳遞給后代；若發(fā)生在體細(xì)胞中，一般不能遺傳，但有些植物的體細(xì)胞發(fā)生基因突變，可通過無性繁殖傳遞?；蛲蛔兙哂衅毡樾?、隨機(jī)性、不定向性、低頻性等特點(diǎn)?；蛲蛔兪切禄虍a(chǎn)生的途徑，是生物變異的根本來源，為生物的進(jìn)化提供了原始材料。例如，鐮刀型細(xì)胞貧血癥就是由于基因突變導(dǎo)致血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)異常而引起的一種遺傳病?；蛑亟M是指在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合?；蛑亟M有兩種類型：一種是在減數(shù)第一次分裂后期，隨著非同源染色體的自由組合，非等位基因也自由組合；另一種是在減數(shù)第一次分裂前期，同源染色體上的非姐妹染色單體之間發(fā)生交叉互換，導(dǎo)致染色單體上的基因重組。基因重組能夠產(chǎn)生多樣化的基因組合的子代，其中可能有一些子代會含有適應(yīng)某種變化的、生存所必需的基因組合，因此，基因重組也是生物變異的來源之一，對生物的進(jìn)化也具有重要的意義。染色體變異包括染色體結(jié)構(gòu)的變異和染色體數(shù)目的變異。染色體結(jié)構(gòu)的變異主要有缺失、重復(fù)、倒位和易位四種類型。染色體結(jié)構(gòu)的改變，會使排列在染色體上的基因的數(shù)目或排列順序發(fā)生改變，從而導(dǎo)致性狀的變異。染色體數(shù)目的變異可以分為兩類：一類是細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少，如21三體綜合征，患者比正常人多了一條21號染色體；另一類是細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少。染色體組是指細(xì)胞中的一組非同源染色體，在形態(tài)和功能上各不相同，但又互相協(xié)調(diào)，共同控制生物的生長、發(fā)育、遺傳和變異。由受精卵發(fā)育而來的個(gè)體，體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的叫做二倍體，含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的叫做多倍體。與二倍體植株相比，多倍體植株常常莖稈粗壯，葉片、果實(shí)和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。人工誘導(dǎo)多倍體的方法很多，如用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，秋水仙素能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不能移向細(xì)胞兩極，從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍。單倍體是指體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體。單倍體植株長得弱小，而且高度不育，但利用單倍體植株培育新品種卻能明顯縮短育種年限。常用花藥離體培養(yǎng)的方法獲得單倍體植株，然后經(jīng)過人工誘導(dǎo)使染