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文档简介

1、高中生物知识点必修一第一章 走进细胞第一节、从生物圈到细胞1、细胞是生物体结构和功能的基本单位。2、生命系统的结构层次:细胞组织器官系统个体种群群落生态系统生物圈。3、细胞是地球上最基本的生命系统。4、 生命系统是指能够独立完成生命活动的系统。第二节、细胞的多样性和统一性1、科学家根据细胞内有无以核膜为界的细胞核,把细胞分为真核细胞和原核细胞。2、蓝藻细胞内含有蓝藻素和叶绿素,是能进行光合作用的自养生物。3、细菌中的绝大多数种类是营腐生或寄生生活得异养生物。4、原核细胞具有和真核细胞相似的细胞膜和细胞质,没有由核膜包被的细胞核,也没有染色体,但有环状的DNA分子,位于拟核区域内。5、细胞学说是

2、由德国科学家施莱登和施旺建立的。细胞学说揭示了细胞统一性和生物体结构统一性。第二章 组成细胞的分子第一节、细胞中的元素和化合物1、细胞中常见的化学元素有20多种,其中有些含量较多,如C,H,O,N,P,S,K,Ca,Mg等,称为大量元素;微量元素:Fe,Mn,Zn,Cu,B,Mo等。2、最基本元素(干重最多):C 鲜重最多:O 含量最多4种元素:C、 O、H、N 主要元素;C、 O、H、N、S、P构成细胞的化合物。无机化合物:水、无机盐。有机化合物:糖类、脂质、蛋白质。4、糖类与斐林试剂发生作用,生成砖红色沉淀;脂肪可以被苏丹染液染成橘黄色;淀粉遇碘变蓝色;蛋白质与双缩脲试剂发生作用,产生紫色

3、反应。第二节、生命活动的主要承担者蛋白质1、氨基酸是组成蛋白质的基本单位,在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20多种。2、氨基酸分子结构通式: NH2 R C H COOH 3、必需氨基酸:有8种氨基酸是人体细胞不能合成的,必须从外界环境中直接获取。非必须氨基酸:另外12种氨基酸是人体细胞能够合成的。4、蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子,生物界的蛋白质种类多达1010-1012种。5、脱水缩合:一个氨基酸分子的羧基(-COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(-NH2)相连接,通式脱去一分子水的结合方式。连接两个氨基酸分子的化学键(-NH-CO-)叫做肽键。由两个氨基酸分子缩合而成的化合物,

4、叫做二肽。由多个氨基酸分子缩合而成的,含有多个肽键的化合物,叫做多肽。多肽通常呈链状结构,叫做肽链。6、相关公式:肽键个数(脱水数)=氨基酸个数(N)肽链条数(M)几条肽链至少几个氨基和几个羧基(至少两头有)蛋白质分子量=Na -18(NM)基因(DNA)中碱基:mRNA中碱基:氨基酸个数=6:3:17、细胞中蛋白质种类繁多的原因:每种氨基酸的数目成百上千,氨基酸形成肽链时,不同种类氨基酸的排列顺序千变万化,肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别,因此,蛋白质分子的结构是极其多样的。8、蛋白质的功能:a、结构蛋白,羽毛、肌肉、头发等的成分。b、催化作用,细胞内的化学反应离不开酶的催化。

5、c、运输载体,血红蛋白运输氧。d、调节作用,胰岛素。e、免疫功能,人体内的抗体。9、一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承担者。10、蛋白质的形成和相关结构功能图 元 素C、H、O、N(P、S) 基本单位氨 基 酸 (20种) 脱水缩合 多 肽 (链) 盘曲、折叠 空间结构蛋 白 质 (结构多样性) 决定功 能结构蛋白 与 功能蛋白催化、运输、免疫、调节(功能多样性) (酶、载体、抗体、胰岛素)第三节、遗传信息的携带者核酸1、核酸包括两大类:一类是脱氧核糖核苷酸,简称DNA;一类是核糖核苷酸,简称RNA。2、核酸是细胞内携带遗传信息的物质,在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中

6、具有极其重要的作用。3、DNA主要分布在细胞核中,RNA大部分存在于细胞之中,甲基绿使DNA呈现绿色,吡罗红使RNA呈现红色。真核细胞的DNA主要分布在细胞核中,线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA;RNA主要分布在细胞质中。一分子磷酸(1种)4、核酸基本单位是:核苷酸 一分子五碳糖(2种)(8种) 一分子含氮碱基(5种)5、DNA是由脱氧核苷酸连接而成的长链,RNA由核糖核苷酸连接而成。在绝大多数生物体内,DNA是由两条脱氧核苷酸链构成。RNA是由一条核糖核苷酸链构成。6、DNA碱基:A、T、G、C;RNA碱基:A、U、G、C。7、部分病毒的遗传信息,直接贮存在RNA中,如HIV、SARS病毒

7、等。第四节、细胞中的糖类和脂质1、糖类分子都是由C,H,O,三种元素构成的。糖类:是主要的能源物质;主要分为单糖、二糖和多糖等单糖:是不能再水解的糖。如葡萄糖、核糖、脱氧核糖(动植物都有)二糖:是水解后能生成两分子单糖的糖。植物二糖:蔗糖(水解为葡萄糖和果糖)、麦芽糖(水解为葡萄糖) 动物二糖:乳糖多糖:是水解后能生成许多单糖的糖。多糖的基本组成单位都是葡萄糖。植物多糖:淀粉(贮能)、纤维素(细胞壁主要成分,不提供能源)动物多糖:糖元(贮能)(如肝糖元、肌糖元提供肌肉能源)可溶性还原性糖:葡萄糖、果糖、麦芽糖等2、组成脂质的化学元素主要有:C,H,O还含有P,N,脂质分子中氧的含量少于糖类,氢

8、的含量较多。常见脂质有脂肪、磷脂和固醇 脂肪(C、H、O):储能、保温、减少摩擦,缓冲和减压3、脂质分类 类脂:磷脂 (膜结构基本骨架,脑、卵、大豆中磷脂较多) 固醇类:胆固醇、性激素(维持生殖)、VD(有利于Ca、P吸收)4、多糖、蛋白质、核酸都是生物大分子,都是有许多基本的组成单位连接而成的,这些基本单位称为单体,这些生物大分子又称为单体的多聚体。5、每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架,由许多单体连接成多聚体。第五节、细胞中的无机物1、人体老化的特征之一是身体细胞的含水量明显下降。水是构成细胞的重要无机化合物。2、水在细胞中以两种形式存在。一部分水与细胞内的其他物质结合,

9、叫结合水。结合水是细胞结构的重要组成成分,占4.5%。细胞中绝大多数的水以游离的形式存在,可以自由流动,叫做自由水,是细胞内的良好溶剂。3、细胞中大多数无机盐以离子形式存在,含量较多的阳离子有钠离子,钙离子,钾离子,镁离子,亚铁离子等,阴离子有氯离子,硫酸根离子,磷酸根离子等。无机盐是细胞中含量很少的无机物,仅占细胞鲜重的1%1.5%。无机盐(绝大多数以离子形式存在)功能:构成某些重要的化合物:Mg组成叶绿素、Fe血红蛋白、I甲状腺激素 维持生物体的生命活动(如动物缺钙会抽搐、血钙高会肌无力) 维持酸碱平衡(如NaHCO3/H2CO3)调节渗透压(随无机盐与蛋白质含量增加而增大,维持细胞形态和

10、功能。4、细胞的主要化合物的基础:C,H,O,N等化学元素。基本框架:糖类、脂质、核酸等有机化合物。重要能源:糖类和脂肪。第三章 细胞的基本结构第一节、细胞膜系统的边界1、人和其他哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和众多的细胞器。2、 组成成分:主要是脂质(占细胞膜总质量的50%)和蛋白质(占细胞膜总质量的40%),还有少量糖类(占细胞膜总质量的2%-10%) 基本骨架磷脂双分子层基本结构 镶、嵌、贯穿蛋白质分子细胞膜 外侧糖蛋白(与细胞识别有关) 结构特点:一定的流动性 功能特点:选择透过性(取决于载体蛋白的种类和数量) 主要功能:将细胞与外界环境分隔开 控制物质进出细胞(自由扩散、协助扩散和

11、主动运输) 进行细胞间的信息交流5、生命起源于原始海洋。膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。6、细胞壁的主要成分是:纤维素和果胶。细胞壁对植物细胞有支持和保护的作用。第二节、细胞器系统内的分工合作分离细胞器为差离心法。细胞的结构特点:结构特点细胞器细胞器形状细胞功能注意问题双层膜结构叶绿体扁平椭球形光合作用色素、酶、少量DNA/RNA线粒体椭球形有氧呼吸酶、少量DNA/RNA单层膜结构内质网网状运输、加工粗面、滑面高尔基体扁平囊状加工、分泌动植物中功能不同液泡泡状水分、颜色色素、有机酸、单宁溶酶体椭球形含多种水解酶,消化能分解衰老、损伤的细胞,吞噬侵入细胞的病毒或病菌无膜结构核糖体粒状小体

12、蛋白质合成(附着、游离)rRNA、蛋白质中心体两个中心粒有丝分裂动物有、低等植物也有3、分泌蛋白:在细胞内合成,分泌到细胞外起作用的的蛋白质,如抗体、消化酶和一部分激素。4、分泌蛋白合成与运输过程:内置网上的核糖体中氨基酸形成肽链肽链在内质网上加工蛋白质囊泡到达高尔基体进一步的加工囊泡移动到细胞膜分泌到细胞外。线粒体提供能量。5、细胞器膜和细胞膜、核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统。线粒体和叶绿体、细胞核膜都是双层膜结构,核糖体和中心体无膜结构。6、生物膜系统的作用:a、增大膜面积,b、分隔细胞器,c、提供化学反应场所。第三节、细胞核系统的控制中心1、除了高等植物成熟的筛管细胞核步入动物成熟

13、的红细胞等极少数细胞外,真核细胞都有细胞核。2、细胞核是遗传信息库(遗传物质储存和复制的场所),是细胞代谢和遗传的控制中心。3、细胞核的结构及其功能:4、细胞核中有DNA,DNA和蛋白质紧密结合成染色质,染色质是极细的丝状物,易被深色染料染色。染色体常为圆柱状或杆状。5、模型方法:物理模型、概念模型、数学模型等。6、细胞既是生物体结构的基本单位,也是生物体代谢和遗传的基本单位。第四章 细胞的物质输入和输出第一节、物质跨膜运输的实例1、细胞的吸水和失水:当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时,细胞吸水膨胀。当外界溶液的浓度比细胞质浓度高时,细胞失水皱缩。当外界浓度与细胞质浓度相同时,水分进出细胞处于

14、动态平衡。2、细成熟植物细胞模式图:细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。原生质层:细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。3、质壁分离:植物细胞的原生质层就相当于一层半透膜。当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水分就会透过原生质层进入外界溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。(质壁分离复原)。4、细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。第二节、生物膜的流动镶嵌模型1、欧文顿:膜是由脂质组成的;罗伯特森:所有的生物膜都是由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成。荧光标记小鼠和人的细胞:细胞膜具有流动性。1972年桑格和尼克森:提出流动镶嵌模型。生物膜的结构模型图:膜的基本支架:磷

15、脂双分子层;结构特点:一定的流动性;功能特点:选择透过性。第三节、物质跨膜运输的方式1、被动运输;物质通过简单的扩散作用进出细胞叫做自由扩散(氧气、二氧化碳)。进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散,叫做协助扩散(葡萄糖进入红细胞)。2、主动运输;从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,通式还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量(钠、钾钙离子)。第五章 细胞的能量供应和利用第一节、降低化学反应活化能的酶1、细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称为细胞代谢。2、活化能:分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。3、同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高。4

16、、大多数酶的化学本质是蛋白质,也有少数是RNA。20世纪80年代美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化功能。5、酶的特性: 高效性:催化效率比无机催化剂高许多。专一性:每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。酶需要较温和的作用条件:在最适宜的温度和pH下,酶的活性最高。温度和pH偏高和偏低,酶的活性都会明显降低。过酸、过碱或温度过高,酶的活性因结构破坏而丧失。第二节、细胞的能量“通货”ATP1、直接给细胞的生命活动提供能量的是ATP。2、ATP是三磷酸腺苷的英文名称缩写。ATP分子的结构式可以简写为A-PPP,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,代表一种特殊的化学键,叫做高能磷酸键,

17、ATP可以水解是指ATP分子中高能磷酸键的水解。ATP是细胞中的一种高能磷酸化合物。3、在酶的的催化作用下,ATP可以转化成ADP(二磷酸腺苷)在有关酶的催化作用下,ADP可以接受能量,与一个游离的Pi结合,重新形成ATP。ATP和ADP的相互转化,是时刻不停的发生并且处于动态平衡之中的。4、ATP与ADP的相互转化:(时刻发生、动态平衡) 酶主动运输酶ATP水解,释放能量:ATP ADP + Pi +能量生命活动的直接能源 细胞分裂肌肉收缩合成TP,储存能量:ADP + Pi + 能量 ATP 兴奋传导 (细胞呼吸) (细胞呼吸)(光合作用)动物和人等 绿色植物等5、吸能与ATP的水解有关,

18、放能反应与ATP的合成有关,能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。第三节、ATP的主要来源细胞呼吸1、ATP分子高能磷酸键中能量的主要来源是呼吸作用。2、细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放出能量并生成ATP的过程。3、酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌通过下拨呼吸产生酒精和少量的二氧化碳。4、细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸两种。5、 有氧呼吸图解和过程:阶段 项目第一阶段第二阶段第三阶段场所细胞质基质线粒体线粒体反应物葡萄糖丙酮酸和H2OH+O2生成物丙酮

19、酸、HCO2、H水产生ATP的数量少量少量大量6、有氧呼吸与无氧呼吸的比较:呼吸方式有氧呼吸无氧呼吸不同点场所细胞质基质,线粒体基质、内膜细胞质基质条件氧气、多种酶无氧气参与、多种酶物质变化葡萄糖彻底分解,产生CO2和H2O葡萄糖分解不彻底,生成乳酸或酒精和CO2能量变化释放大量能量(大量ATP)释放少量能量(少量ATP)相同点第一阶段相同,均生成丙酮酸;均能释放能量,形成ATP7、酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫做发酵。产生酒精的焦酒精发酵;产生乳酸的焦乳酸发酵。8、相关的反应方程式:有氧呼吸的总反应式:无氧呼吸(酒精发酵):第四节、能量之源光与光合作用1、活细胞所需能量的最终源头是来自

20、太阳的光能。2、 胡萝卜素:橙黄色(最窄)类胡萝卜素 叶黄素:黄色 色素的分类 叶绿素a:蓝绿色(最宽) 叶绿素 叶绿素b:黄绿色 3、叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。因为叶绿素对绿光吸收最少,绿光被反射出来,所以叶片呈现绿色。4、叶绿体的结构图和功能:呈扁平的椭球型或球形;叶绿体的外表有双层膜,内部有许多基粒,基粒之间充满基质,基粒由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成,囊状结构称为类囊提,吸收光能的四种色素分布在类囊体的薄膜上。叶绿体是进行光和作用的场所。5、光合作用的过程比较项目光反应阶段暗反应阶段场所在类囊体的薄膜上叶绿体基质条件光、色素、光反应酶暗反

21、应酶、ATP、H物质变化(用反应式表示)能量变化光能ATP中的活跃化学能ATP(CH2O)中的稳定化学能总反应式相互联系光反应为暗反应提供H和ATP;暗反应为光反应提供 ADP和Pi6、绿色植物属于自养生物,人、动物、真菌以及大多数细菌,细胞中没有叶绿素,不能进行光合作用,只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动,属于异养生物。第六章 细胞的生命历程第一节、细胞的增殖1、生物体的生长,既靠细胞生长增大细胞体积,还要靠细胞分裂增加细胞数量。器官大小主要决定于细胞数量的多少。而细胞表面积与体积的关系抑制了细胞的长大。2、单细胞生物体通过细胞增殖而繁衍。细胞增殖是重要的细胞生命活动,是生物题生

22、长、发育、遗传、繁殖的基础。4、细胞以分裂方式进行增殖。细胞在分裂之前,必须尽心一定的物质准备。细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。5、真核细胞的分裂方式:有丝分裂、无丝分裂、减数分裂。6、有丝分裂是真核细胞尽心细胞分裂的主要途径。有丝分裂具有周期性,连续分裂的细胞。从一次分裂开始,到下一次分裂完成时为止,为一个细胞周期,一个细胞周期包括分裂间期和分裂期。7植物细胞有丝分裂和动物细胞有丝分裂: 植物细胞 动物细胞7、分裂间期:从细胞再一次分裂结束之后到先下一次分裂之前。完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,同时细胞有适度的生长。8、有丝分裂的重要意义:将亲代细胞的染色体经过复制,是

23、之谓DNA的复制,精确地平均分配到两个子细胞中,在细胞的亲代和子代之间保持了遗产性状的稳定性。9、无丝分裂:分裂过程中没有出现纺锤体和染色体的变化,他是直接分裂成两个子细胞。(蛙的红细胞)第二节、细胞的分化1、在个体发育中,有一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,叫做细胞分化。细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象,是生物个体发育的基础。2、 细胞的全能型是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。(克隆羊多利)第三节、细胞的衰老和凋亡1、衰老的细胞的特征:水分减少 体积减小 细胞萎缩 代谢变慢酶活性降低 (如老年白发,其酪氨酸酶活性降低,影响酪氨酸黑

24、色素)色素逐渐积累 (如老年斑,其脂褐素积累)细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深细胞膜通透性改变 ,物质运输功能降低2、细胞凋亡是一种自然的生理过程。3、细胞凋亡:由基因所决定的细胞自动结束生命的过程(细胞编程式死亡)。如花瓣凋零、蝌蚪尾消失、被病原体感染的细胞的清除。4、细胞坏死是在种种不利因素影响下,游于细胞正常代谢活动受损或中断引起细胞损伤和死亡。第四节、细胞的癌变1、癌细胞:收到致癌因子的作用,细胞中遗传物质发生变化,就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。2、癌细胞的主要特征:无限增殖;形态结构发生显著变化;表面发生变化。3、致癌因子:物理致癌因子(辐射)、化学致癌因子(

25、无机化合物)和病毒致癌因子。(病毒)4、 细胞癌变的原因:环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子,使这原癌基因和抑癌基因发生基因突变,导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。(累积效应)5、原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程。抑癌因子主要是阻止细胞不正常的增殖。 必修二一、遗传的基本规律(1)基因的分离定律豌豆做材料的优点:(1)豌豆能够严格进行自花授粉,而且是闭花授粉,自然条件下能保持纯种。(2)品种之间具有易区分的性状。人工杂交试验过程:去雄(留下雌蕊)套袋(防干扰)人工传粉一对相对性状的遗传现象:具有一对相对性状的纯合亲本杂交,后代表现为一种表现型,F1代自交,F

26、2代中出现性状分离,分离比为3:1。 基因分离定律的实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性,生物体在进行减数分裂时,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。(2)基因的自由组合定律两对等位基因控制的两对相对性状的遗传现象:具有两对相对性状的纯合子亲本杂交后,产生的F1自交,后代出现四种表现型,比例为9:3:3:1。四种表现型中各有一种纯合子,分别在子二代占1/16,共占4/16;双显性个体比例占9/16;双隐性个体比例占1/16;单杂合子占2/164=8/16;双杂合子占4/16;亲本类型比例各占9/16、1/16;重

27、组类型比例各占3/16、3/16基因的自由组合定律的实质:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。在进行减数分裂形成配子的过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离,同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。运用基因的自由组合定律的原理培育新品种的方法:优良性状分别在不同的品种中,先进行杂交,从中选择出符合需要的,再进行连续自交即可获得纯合的优良品种。记忆点:1基因分离定律:具有一对相对性状的两个生物纯本杂交时,子一代只表现出显性性状;子二代出现了性状分离现象,并且显性性状与隐性性状的数量比接近于3:1。 2基因分离定律的实质是:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体,具有一定的独立性

28、,生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。 3基因型是性状表现的内存因素,而表现型则是基因型的表现形式。表现型=基因型+环境条件。 4基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。在进行减数分裂形成配子的过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离,同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。在基因的自由组合定律的范围内,有n对等位基因的个体产生的配子最多可能有2n种。二、细胞增殖(1)细胞周期:指连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止。(2)有丝分裂:分裂间期的最大特点:完成DN

29、A分子的复制和有关蛋白质的合成 分裂期染色体的主要变化为:前期出现;中期清晰、排列;后期分裂;末期消失。特别注意后期由于着丝点分裂,染色体数目暂时加倍。动植物细胞有丝分裂的差异:a.前期纺锤体形成方式不同;b.末期细胞质分裂方式不同。(3)减数分裂:对象:有性生殖的生物时期:原始生殖细胞形成成熟的生殖细胞特点:染色体只复制一次,细胞连续分裂两次结果:新产生的生殖细胞中染色体数比原始生殖细胞减少一半。精子和卵细胞形成过程中染色体的主要变化:减数第一次分裂间期染色体复制,前期同源染色体联会形成四分体(非姐妹染色体单体之间常出现交叉互换),中期同源染色体排列在赤道板上,后期同源染色体分离同时非同源染

30、色体自由组合;减数第二次分裂前期染色体散乱地分布于细胞中,中期染色体的着丝点排列在赤道板上,后期染色体的着丝点分裂染色体单体分离。 有丝分裂和减数分裂的图形的鉴别:(以二倍体生物为例)1.细胞中没有同源染色体减数第二次分裂2.有同源染色体联会、形成四分体、排列于赤道板或相互分离减数第一次分裂3.同源染色体没有上述特殊行为有丝分裂记忆点:1减数分裂的结果是,新产生的生殖细胞中的染色体数目比原始的生殖细胞的减少了一半。 2减数分裂过程中联会的同源染色体彼此分开,说明染色体具一定的独立性;同源的两个染色体移向哪一极是随机的,则不同对的染色体(非同源染色体)间可进行自由组合。 3减数分裂过程中染色体数

31、目的减半发生在减数第一次分裂中。 4一个精原细胞经过减数分裂,形成四个精细胞,精细胞再经过复杂的变化形成精子。 5一个卵原细胞经过减数分裂,只形成一个卵细胞。 6对于进行有性生殖的生物来说,减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,对于生物的遗传和变异,都是十分重要的三、性别决定与伴性遗传(1)XY型的性别决定方式:雌性体内具有一对同型的性染色体(XX),雄性体内具有一对异型的性染色体(XY)。减数分裂形成精子时,产生了含有X染色体的精子和含有Y染色体的精子。雌性只产生了一种含X染色体的卵细胞。受精作用发生时,X精子和Y精子与卵细胞结合的机会均等,所以后代中出生雄性和雌

32、性的机会均等,比例为1:1。(2)伴X隐性遗传的特点(如色盲、血友病、果蝇眼色、女娄菜叶形等遗传)男性患者多于女性患者 属于交叉遗传(隔代遗传)即外公女儿外孙女性患者,其父亲和儿子都是患者;男性患病,其母、女至少为携带者(3)X染色体上隐性遗传(如抗VD佝偻病、钟摆型眼球震颤) 女性患者多于男性患者。具有世代连续现象。 男性患者,其母亲和女儿一定是患者。(4)Y染色体上遗传(如外耳道多毛症) 致病基因为父传子、子传孙、具有世代连续性,也称限雄遗传。(5)伴性遗传与基因的分离定律之间的关系:伴性遗传的基因在性染色体上,性染色体也是一对同源染色体,伴性遗传从本质上说符合基因的分离定律。记忆点:1生

33、物体细胞中的染色体可以分为两类:常染色体和性染色体。 生物的性别决定方式主要有两种:一种是XY型,另一种是ZW型。2伴性遗传的特点:(1)伴X染色体隐性遗传的特点: 男性患者多于女性患者;具有隔代遗传现象(由于致病基因在X染色体上,一般是男性通过女儿传给外孙);女性患者的父亲和儿子一定是患者,反之,男性患者一定是其母亲传给致病基因。(2)伴X染色体显性遗传的特点:女性患者多于男性患者,大多具有世代连续性即代代都有患者,男性患者的母亲和女儿一定是患者。(3)伴Y染色体遗传的特点: 患者全部为男性;致病基因父传子,子传孙(限雄遗传)。四、基因的本质(1)DNA是主要的遗传物质 生物的遗传物质:在整

34、个生物界中绝大多数生物是以DNA作为遗传物质的。有DNA的生物(细胞结构的生物和DNA病毒),DNA就是遗传物质;只有少数病毒(如艾滋病毒、SARS病毒、禽流感病毒等)没有DNA,只有RNA,RNA才是遗传物质。 证明DNA是遗传物质的实验设计思想:设法把DNA和蛋白质分开,单独地、直接地去观察DNA的作用。(2)DNA分子的结构和复制 DNA分子的结构 a.基本组成单位:脱氧核苷酸(由磷酸、脱氧核糖和碱基组成)。 b.脱氧核苷酸长链:由脱氧核苷酸按一定的顺序聚合而成c.平面结构: d.空间结构:规则的双螺旋结构。 e.结构特点:多样性、特异性和稳定性。DNA的复制a.时间:有丝分裂间期或减数

35、第一次分裂间期 b .特点:边解旋边复制;半保留复制。 c.条件:模板(DNA分子的两条链)、原料(四种游离的脱氧核苷酸)、酶(解旋酶,DNA聚合酶,DNA连接酶等),能量(ATP) d.结果:通过复制产生了与模板DNA一样的DNA分子。 e.意义:通过复制将遗传信息传递给后代,保持了遗传信息的连续性。 (3)基因的结构及表达 基因的概念:基因是具有遗传效应的DNA分子片段,基因在染色体上呈线性排列。 基因控制蛋白质合成的过程: 转录:以DNA的一条链为模板通过碱基互补配对原则形成信使RNA的过程。翻译:在核糖体中以信使RNA为模板,以转运RNA为运载工具合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质分子

36、记忆点:1DNA是使R型细菌产生稳定的遗传变化的物质,而噬菌体的各种性状也是通过DNA传递给后代的,这两个实验证明了DNA 是遗传物质。 2一切生物的遗传物质都是核酸。细胞内既含DNA又含RNA和只含DNA的生物遗传物质是DNA,少数病毒的遗传物质是RNA。由于绝大多数的生物的遗传物质是DNA,所以DNA是主要的遗传物质。 3碱基对排列顺序的千变万化,构成了DNA分子的多样性,而碱基对的特定的排列顺序,又构成了每一个DNA分子的特异性。这从分子水平说明了生物体具有多样性和特异性的原因。 4遗传信息的传递是通过DNA分子的复制来完成的。基因的表达是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的。 5DNA分

37、子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板;通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。在两条互补链中 的比例互为倒数关系。在整个DNA分子中,嘌呤碱基之和=嘧啶碱基之和。整个DNA分子中, 与分子内每一条链上的该比例相同。 6子代与亲代在性状上相似,是由于子代获得了亲代复制的一份DNA的缘故。 7基因是有遗传效应的DNA片段,基因在染色体上呈直线排列,染色体是基因的载体。 8由于不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序(碱基顺序)不同,因此,不同的基因含有不同的遗传信息。(即:基因的脱氧核苷酸的排列顺序就代表遗传信息)。 9DNA分子的脱氧核苷酸的排列顺序决定了信使RNA中核糖核苷酸的排列顺序,信使RN

38、A中核糖核苷酸的排列顺序又决定了氨基酸的排列顺序,氨基酸的排列顺序最终决定了蛋白质的结构和功能的特异性,从而使生物体表现出各种遗传特性。基因控制蛋白质的合成时:基因的碱基数:mRNA上的碱基数:氨基酸数=6:3:1。氨基酸的密码子是信使RNA上三个相邻的碱基,不是转运RNA上的碱基。转录和翻译过程中严格遵循碱基互补配对原则。注意:配对时,在RNA上A对应的是U。 10生物的一切遗传性状都是受基因控制的。一些基因是通过控制酶的合成来控制代谢过程;基因控制性状的另一种情况,是通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状。五、生物的变异(1 )基因突变 基因突变的概念:由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺

39、失或改变,而引起的基因结构的改变。 基因突变的特点: a.基因突变在生物界中普遍存在 b.基因突变是随机发生的 c.基因突变的频率是很低的 d.大多数基因突变对生物体是有害的 e.基因突变是不定向的 基因突变的意义:生物变异的根本来源,为生物进化提供了最初的原材料。 基因突变的类型:自然突变、诱发突变 人工诱变在育种中的应用:通过人工诱变可以提高变异的频率,可以大幅度地改良生物的性状。(2) 染色体变异 染色体结构的变异:缺失、增添、倒位、易位。如:猫叫综合征。染色体数目的变异:包括细胞内的个别染色体增加或减少和以染色体组的形式成倍地增加减少。染色体组特点:a、一个染色体组中不含同源染色体 b

40、、一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同 c、一个染色体组中含有控制生物性状的一整套基因 二倍体或多倍体:由受精卵发育成的个体,体细胞中含几个染色体组就是几倍体;由未受精的生殖细胞(精子或卵细胞)发育成的个体均为单倍体(可能有1个或多个染色体组)。 人工诱导多倍体的方法:用秋水仙素处理萌发的种子和幼苗。原理:当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时,能够抑制细胞分裂前期纺锤体形成,导致染色体不分离,从而引起细胞内染色体数目加倍。多倍体植株特征:茎杆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。单倍体植株特征:植株长得弱小而且高度不育。单倍体植株获得方法:花药离休培

41、养。单倍体育种的意义:明显缩短育种年限(只需二年)。记忆点:1染色体组是细胞中的一组非同源染色体,它们在形态和功能上各不相同,但是携带者控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息,这样的一组染色体叫染色体组。 2可遗传变异是遗传物质发生了改变,包括基因突变、基因重组和染色体变异。基因突变最大的特点是产生新的基因。它是染色体的某个位点上的基因的改变。基因突变既普遍存在,又是随机发生的,且突变率低,大多对生物体有害,突变不定向。基因突变是生物变异的根本来源,为生物进化提供了最初的原材料。基因重组是生物体原有基因的重新组合,并没产生新基因,只是通过杂交等使本不在同一个体中的基因重组合进入一个个体。通

42、过有性生殖过程实现的基因重组,为生物变异提供了极其丰富的来源。这是形成生物多样性的重要原因之一,对于生物进化具有十分重要的意义。上述二种变异用显微镜是看不到的,而染色体变异就是染色体的结构和数目发生改变,显微镜可以明显看到。这是与前二者的最重要差别。其变化涉及到染色体的改变。如结构改变,个别数目及整倍改变,其中整倍改变在实际生活中具有重要意义,从而引伸出一系列概念和类型,如:染色体组、二倍体、多倍体、单倍体及多倍体育种等。 六、 人类遗传病与优生(1)优生的措施:禁止近亲结婚、进行遗传咨询、提倡适龄生育、产前诊断。(2)禁止近亲结婚的原因:近亲结婚的夫妇从共同祖先那里继承同一种致病基因的机会大

43、大增加,所生子女患隐性遗传病的概率大大增加。记忆点:1. 多指、并指、软骨发育不全是单基因的常染色体显性遗传病;抗维生素D佝偻病是单基因的X染色体显性遗传病;白化病、苯丙酮尿症、先天性聋哑是单基因的常染色体隐性遗传病;进行性肌营养不良、红绿色盲、血友病是单基因的X染色体隐性遗传病;唇裂、无脑儿、原发性高血压、青少年型糖尿病等属于对基因遗传病;另外染色体遗传病中常染色体病有21三体综合症、猫叫综合症等;性染色体病有性腺发育不良等。七、细胞质遗传细胞质遗传的特点:母系遗传(原因:受精卵中的细胞质几乎全部来自母细胞);后代没有一定的分离比(原因:生殖细胞在减数分裂时,细胞质中的遗传物质随机地、不均等

44、地分配到子细胞中去)。细胞质遗传的物质基础:在细胞质内存在着DNA分子,这些DNA分子主要位于线粒体和叶绿体中,可以控制一些性状。记忆点:1.卵细胞中含有大量的细胞质,而精子中只含有极少量的细胞质,这就是说受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞,这样,受细胞质内遗传物质控制的性状实际上是由卵细胞传给子代,因此子代总表现出母本的性状。2细胞质遗传的主要特点是:母系遗传;后代不出现一定的分离比。细胞质遗传特点形成的原因:受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞;减数分裂时,细胞质中的遗传物质随机地、不均等地分配到卵细胞中。细胞质遗传的物质基础是:叶绿体、线粒体等细胞质结构中的DNA。3细胞核遗传和细胞质遗传

45、各自都有相对的独立性。这是因为,尽管在细胞质中找不到染色体一样的结构,但质基因和核基因一样,可以自我复制,可以通过转录和翻译控制蛋白质的合成,也就是说,都具有稳定性、连续性、变异性和独立性。但细胞核遗传和细胞质遗传又相互影响,很多情况是核质互作的结果。八、基因工程简介(1)基因工程的概念标准概念:在生物体外,通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”,对生物的基因进行改造和重新组合,然后导入受体细胞内进行无性繁殖,使重组细胞在受体细胞内表达,产生出人类所需要的基因产物。通俗概念:按照人们的意愿,把一种生物的个别基因复制出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里,定向地改造生物的遗传性状。

46、(2)基因操作的工具 A基因的剪刀限制性内切酶(简称限制酶)。 分布:主要在微生物中。 作用特点:特异性,即识别特定核苷酸序列,切割特定切点。 结果:产生黏性未端(碱基互补配对)。 B基因的针线DNA连接酶。 连接的部位:磷酸二酯键,不是氢键。 结果:两个相同的黏性未端的连接。 C基困的运输工具运载体 作用:将外源基因送入受体细胞。 具备的条件:a、能在宿主细胞内复制并稳定地保存。b、 具有多个限制酶切点。c、有某些标记基因。 种类:质粒、噬菌体和动植物病毒。 质粒的特点:质粒是基因工程中最常用的运载体。(3)基因操作的基本步骤 A提取目的基因 目的基因概念:人们所需要的特定基因,如人的胰岛素基因、抗虫基因、抗病基因、干扰素基因等。 提取途径:B目的基因与运载体结合 用同一种限制酶分别切割目的基因和质粒DNA(运载体),使其产生相同的黏性末端,将

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