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必修1分子与细胞知识点第1章走进细胞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是生物圈、生态系统、群落、种群、个体、系统、器官、组织、细胞。3原核细胞:分为细胞膜、细胞质、拟核(无核膜,并不是真正的细胞核)[大肠杆菌/肺炎双球菌/硝化细菌]4真核细胞:分为细胞膜、细胞质、细胞核等[水绵-绿藻/伞藻/草履虫/变形虫葡萄糖酶2葡萄糖酶2丙酮酸少量能量量[H]++6CO26H26CO26H2O酶2丙酮酸少量能量[H]+++HH2O酶大量能量[H]++O2O22C2C2.3kg90.8kg76.7kg57g造有机物,固定太阳能,为其他生物提供物质和能量需要,2.制造氧气,维持O2与CO2的平衡,使好氧生物得以发展3.形成O3层,使生物由水生向陆生进化。熟悉103页图。①②③④①②③④12、光合作用的过程:光反应阶段条件光、色素、酶场所光酶在类囊体的薄膜上光酶物质变化水的分解:H2O→[H]+O2↑ATP的生成:ADP+Pi→ATP能量变化光能→ATP中的活跃化学能暗反应阶段条件酶、ATP、[H]场所酶叶绿体基质酶物质变化酶CO2的固定:CO2+C5→2C3酶ATPC3的还原:C3+[H]→(CH2O)ATP能量变化光能ATP中的活跃化学能→(CH2O)中的稳定化学能光能总反应式叶绿体叶绿体CO2+H2OO2+(CH2O)13、提高农作物产量的重要条件之一,是提高农作物对光能的利用率。要提高农作物的光能的利用率的方法有:1)延长光合作用的时间2)增加光合作用的面积(合理密植,间作套种)3)光照强弱的控制4)必需矿质元素的供应5)CO2的供应(温室栽培多施有机肥或放置干冰,提高二氧化碳浓度)。影响光合作用速度的曲线分析及应用(文科生了解)因素图像关键点的含义在生产上的应用单因子影响光照强度A点光照强度为0,此时只进行呼吸作用,释放CO2的量,表明此时的呼吸强度。AB段表明随光照强度加强,光合作用逐渐加强,CO2的释放量逐渐减少,有一部分用于光合作用;B点时,呼吸作用释放的CO2全部用于光合作用,即光合作用强度=呼吸作用强度,称B点为光补偿点(植物白天光照强度应在光补偿点以上,植物才能正常生长)。BC段表明随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,到C点以上不再加强了。C点为光合作用的饱和点。(1)适当提高光照强度(2)延长光合作用时间(例:轮作)(3)对温室大棚用无色透明玻璃(4)若要降低光合作用则用有色玻璃。如用红色玻璃,则透红光吸收其他波长的光,光合能力较白光弱。但较其他单色光强。O物质的O物质的量叶面积指数···CBA8642呼吸量干物质量光合作用实际量叶面积指数···CBA8642呼吸量干物质量光合作用实际量OA段表明随叶面积的不断增大,光合作用实际量不断增大,A点为光合作用面积的饱和点,随叶面积的增大,光合作用不再增强,原因是有很多叶被遮挡在光补偿点以下。OB段干物质量随光合作用增强而增加,而由于A点以后光合作用量不再增加,而叶片随叶面积的不断增加OC段呼吸量不断增加,所以干物质积累量不断降低如BC段。植物的叶面积指数不能超过C点,若超过C点,植物将入不敷出,无法生活下去。适当间苗、修剪,合理施肥、浇水,避免陡长,封行过早,使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下,白白消耗有机物,造成不必要的浪费。温室栽培植物时,可增加光合作用面积,合理密植是增加光合作用面积的一项重要措施。二氧化碳浓度CO2是光合作用的原料,在一定范围内,CO2越多,光合作用速率越大,但到A点时,即CO2达到饱和时,就不再增加了温室栽培植物时适当提高室内CO2的浓度,如释放一定量的干冰或多施有机肥,使根部吸收的CO2增多。大田生产“正其行,通其风”,即为提高CO2浓度、增加产量温度光合作用是在酶催化下进行的,温度直接影响酶的活性。一般植物在10℃~35℃下正常进行光合作用,其中AB段(10℃~35℃),随温度的升高而逐渐加强,B点(35℃)以上光合酶活性下降,光合作用开始下降,40℃(1)适时播种(2)温室栽培植物时,白天适当提高温度,晚上适当降温(3)植物“午休”现象的原因之一叶龄OA段为幼叶,随幼叶的不断生长,叶面积不断增大,叶内叶绿体不断增多,叶绿素含量不断增加,光合作用速率不断增加。AB段为壮叶,叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态,光合速率也基本稳定。BC段为老叶,随叶龄的增加,叶片内叶绿素被破坏,光合速率也随之下降农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶,都是根据其原理。又可降低其呼吸作用消耗有机物矿质元素矿质元素是光合作用的产物——葡萄糖进一步合成许多有机物时所必需的物质。如缺少N,就影响蛋白质(酶)的合成;缺少P就会影响ATP的合成;缺少Mg就会影响叶绿素的合成合理施肥可促进叶片面积增大,提高酶的合成率,提高光合作用速率多因子影响图像含义P点时,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随其因子的不断加强,光合速率不断提高。当到Q点时,横坐标所表示的因子,不再是影响光合速率的因子,要想提高光合速率,可采取适当提高图示的其他因子应用温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度,增加光合酶的活性,提高光合速率,也可同时适当充加CO2,进一步提高光合速率。当温度适宜时,可适当增加光照强度和CO2浓度以提高光合作用速率。总之,可根据具体情况,通过增加光照强度,调节或增加CO2浓度来充分提高光合效率,以达到增产的目的CO2的含量很低时,绿色植物不能制造有机物,随CO2的含量的提高,光合作用逐渐提高;当CO2的含量提高到一定程度时,光合作用的强度不再随CO2的含量的提高而提高。光照强度:在一定范围内,光合速率随光照强度的增强而加快,超过光饱合点,光合速率反而会下降。温度:温度可影响酶的活性。14、自养生物:可将CO2、H2O等无机物合成葡萄糖等有机物,如绿色植物,硝化细菌(化能合成)异养生物:不能将CO2、H2O等无机物合成葡萄糖等有机物,只能利用环境中现成的有机物来维持自身生命活动,如许多动物。14、请自行比较光合作用与呼吸作用。第六章细胞的生命历程细胞增殖细胞增殖是生物的重要生命特征。细胞以分裂方式增殖,通过它,单细胞生物能产生后代,多细胞生物则可以由一个受精卵经过分裂和分化,最终发育为一个多细胞个体。在增殖过程中可以将复制的遗传物质分配到两个子细胞中去,可见,细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。真核细胞的分裂方式有有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。一、有丝分裂体细胞的有丝分裂具有细胞周期,它是指连续分裂的细胞从一次分裂开始时开始,到下一次分裂完成时为此,包括分裂间期期和分裂期。分裂间期分裂间期最大特征是DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,同时细胞有适度的增长,对于细胞分裂来说,它是整个周期中为分裂期作准备的阶段。分裂期(1)前期最明显的变化是染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗,成为染色体,此时每条染色体都含有两条染色单体,由一个着丝点相连,称为姐妹染色单体。同时,核仁解体,核摸消失,纺锤丝形成纺锤体。(2)中期染色体清晰可见,每条染色体的着丝点都排列在细胞中央的一个平面上,染色体的形态比较稳定,数目比较清晰,便于观察。(3)后期每个着丝点一分为二,姐妹染色单体随之分离,形成两条子染色体,在纺锤丝的牵引下向细胞两极运动。(4)末期染色体到达两极后,逐渐变成丝状的染色质,同时纺锤体消失,核仁、核模重新出现,将染色质包围起来,形成两个新的子细胞,然后细胞一分为二。(5)动植物细胞有丝分裂比较植物动物纺锤体形成方式由细胞的两极由中心体细胞一分为二方式意义无丝分裂无丝分裂比较简单,一般是细胞核延长,从核的中部向内凹进,分裂为两个细胞核,接着整个细胞从中间分裂为两个细胞。此过程中没有出现纺锤丝和染色体,故名无丝分裂,如蛙的红细胞的分裂。细胞的分化、癌变、衰老一、细胞分化细胞分化是指在个体发育中,由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。它是一种持久性的变化,发生在生物体的整个生命过程中,但在胚胎时期达到最大限度。经过细胞分化,生物体内会形成各种不同的细胞和组织,这种稳定性的差异是不可逆的。细胞分化程度:体细胞>胚胎细胞>受精卵但科学研究证实,高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力,即保持着全能性。细胞全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性。生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全部的遗传信息,都有发育成为完整个体所必需的全部遗传物质。理论上,生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。细胞全能性的大小:受精卵>胚胎细胞>体细胞通常情况下,生物体内细胞并没有表现出全能性,而是分化成为不同的细胞、组织,这是基因在特定的时间和空间条件下基因的选择性表达的结果。二、细胞的癌变在个体发育过程中,大多数细胞能够正常分化。但是有些细胞在致癌因子的作用下,不能正常分化,而变成不受有机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞,这种细胞就是癌细胞。癌细胞与正常细胞相比,具有以下特点:能够无限增殖形态结构发生显著变化;癌细胞表面糖蛋白减少;容易在体内扩散,转移。由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少,使得细胞彼此之间的黏着性减小,导致癌细胞容易在有机体内分散和转移。目前认为引起癌变的因子主要有三类:第一类物理致癌因子,如辐射致癌;第二类是化学致癌因子,如砷、苯、煤焦油等;再一类是病毒致癌因子,引起癌变的病毒叫做致癌病毒。另外,科学家已证实,癌细胞是由于原癌基因激活为癌基因而引起的。细胞的衰老生物体内的细胞多数要经过未分化、分裂、分化和死亡这几个阶段。因此,细胞的衰老和死亡是一种正常的生命现象。衰老细胞具有的主要特征有以下几点:(1)细胞内的水分减少,结果使细胞萎缩,体积变小,细胞新陈代谢的速率减慢;(2)衰老细胞内,酶的活性减低,如人的头发变白是由于黑色素细胞衰老时,酪氨酸酶活性的活性降低;(3)细胞内的色素会随着细胞的衰老而积累,影响细胞的物质交流和信息传递等正常的生理功能,最终导致细胞死亡;(4)细胞膜通透性改变,物质运输能力降低。四、细胞凋亡:基因决定的细胞自动结束生命的过程,是一种正常的自然生理过程,如蝌蚪尾消失,它对于多细胞生物体正常发育,维持内部环境的稳定以及抵御外界因素干扰具有非常关键作用。细胞坏死:由于电、热、冷、机械等不利因素影响导致细胞非正常性死亡,不受基因控制。必修2遗传与进化知识点第一章遗传因子的发现第一节孟德尔豌豆杂交试验(一)1.孟德尔之所以选取豌豆作为杂交试验的材料是由于:(1)豌豆是自花传粉植物,且是闭花授粉的植物;(2)豌豆花较大,易于人工操作;(3)豌豆具有易于区分的性状。2.遗传学中常用概念及分析(1)性状:生物所表现出来的形态特征和生理特性。相对性状:一种生物同一种性状(如毛色)的不同表现类型(黄、白)。区分:兔的长毛和短毛;人的卷发和直发等;兔的长毛和黄毛;牛的黄毛和羊的白毛性状分离:杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象。如在DD×dd杂交实验中,杂合F1代自交后形成的F2代同时出现显性性状(DD及Dd)和隐性性状(dd)的现象。显性性状:在DD×dd杂交试验中,F1表现出来的性状;如教材中F1代豌豆表现出高茎,即高茎为显性。决定显性性状的为显性遗传因子(基因),用大写字母表示。如高茎用D表示。隐性性状:在DD×dd杂交试验中,F1未显现出来的性状;如教材中F1代豌豆未表现出矮茎,即矮茎为隐性。决定隐性性状的为隐性基因,用小写字母表示,如矮茎用d表示。(2)纯合子:遗传因子(基因)组成相同的个体。如DD或dd。其特点纯合子是自交后代全为纯合子,无性状分离现象。杂合子:遗传因子(基因)组成不同的个体。如Dd。其特点是杂合子自交后代出现性状分离现象。(3)杂交:遗传因子组成不同的个体之间的相交方式。如:DD×ddDd×ddDD×Dd等。自交:遗传因子组成相同的个体之间的相交方式。如:DD×DDDd×Dd等测交:F1(待测个体)与隐性纯合子杂交的方式。如:Dd×dd正交和反交:二者是相对而言的,如甲(♀)×乙(♂)为正交,则甲(♂)×乙(♀)为反交;如甲(♂)×乙(♀)为正交,则甲(♀)×乙(♂)为反交。3.杂合子和纯合子的鉴别方法若后代无性状分离,则待测个体为纯合子测交法若后代有性状分离,则待测个体为杂合子若后代无性状分离,则待测个体为纯合子自交法若后代有性状分离,则待测个体为杂合子4.常见问题解题方法(1)如后代性状分离比为显:隐=3:1,则双亲一定都是杂合子(Dd)即Dd×Dd3D_:1dd(2)若后代性状分离比为显:隐=1:1,则双亲一定是测交类型。即为Dd×dd1Dd:1dd(3)若后代性状只有显性性状,则双亲至少有一方为显性纯合子。即DD×DD或DD×Dd或DD×dd5.分离定律其实质就是在形成配子时,等位基因随减数第一次分裂后期同源染色体的分开而分离,分别进入到不同的配子中。第2节孟德尔豌豆杂交试验(二)1.两对相对性状杂交试验中的有关结论(1)两对相对性状由两对等位基因控制,且两对等位基因分别位于两对同源染色体。(2)F1减数分裂产生配子时,等位基因一定分离,非等位基因(位于非同源染色体上的非等位基因)自由组合,且同时发生。(3)F2中有16种组合方式,9种基因型,4种表现型,比例9:3:3:1YYRR1/16YYRr2/16亲本类型双显(Y_R_)YyRR2/169/16黄圆亲本类型YyRr4/16纯隐(yyrr)yyrr1/161/16绿皱YYrr1/16重组类型单显(Y_rr)YYRr2/163/16黄皱重组类型yyRR1/16单显(yyR_)yyRr2/163/16绿圆注意:上述结论只是符合亲本为YYRR×yyrr,但亲本为YYrr×yyRR,F2中重组类型为10/16,亲本类型为6/16。2.常见组合问题(自由组合定律的解题方法统一用分枝法[先一对一对分析,再进行组合]:都可以简化为用分离定理来解决,即先求一对相对性状的,最后把结果相乘,即进行组合,因此,要熟记分离定理的6种杂交结果)(1)配子类型问题如:AaBbCc产生的配子种类数为2x2x2=8种(2)基因型类型如:AaBbCc×AaBBCc,后代基因型数为多少?先分解为三个分离定律:Aa×Aa后代3种基因型(1AA:2Aa:1aa)Bb×BB后代2种基因型(1BB:1Bb)Cc×Cc后代3种基因型(1CC:2Cc:1cc)所以其杂交后代有3x2x3=18种类型。(3)表现类型问题如:AaBbCc×AabbCc,后代表现数为多少?先分解为三个分离定律:Aa×Aa后代2种表现型Bb×bb后代2种表现型Cc×Cc后代2种表现型所以其杂交后代有2x2x2=8种表现型。3.自由组合定律实质是形成配子时,成对的基因彼此分离,决定不同性状的基因自由组合。4.常见遗传学符号符号PF1F2×♀♂含义亲本子一代子二代杂交自交母本父本5.孟德尔实验成功的原因:(1)正确选用实验材料:㈠豌豆是严格自花传粉植物(闭花授粉),自然状态下一般是纯种㈡具有易于区分的性状(2)由一对相对性状到多对相对性状的研究(3)分析方法:统计学方法对结果进行分析(4)实验程序:假说-演绎法观察分析(为什么F2中出现3:1)——提出假说(4点)——演绎推理——实验验证(测交)第二章基因和染色体的关系第一节减数分裂和受精作用知识结构:精子的形成过程减数分裂卵细胞形成过程减数分裂和受精作用配子中染色体组合的多样性受精作用受精作用的过程和实质1.正确区分染色体、染色单体、同源染色体和四分体(1)染色体和染色单体:细胞分裂间期,染色体经过复制成由一个着丝点连着的两条姐妹染色单体。所以此时染色体数目要根据着丝点判断,即一个着丝点就代表一条染色体。(2)同源染色体和四分体:同源染色体指形态、大小一般相同,一条来自母方,一条来自父方,且能在减数第一次分裂过程中可以两两配对的一对染色体(有丝分裂中也有同源染色体,但不联会)。四分体指减数第一次分裂同源染色体联会后每对同源染色体中含有四条姐妹染色单体。(3)一对同源染色体=一个四分体=2条染色体=4条染色单体=4个DNA分子。2.减数分裂过程中遇到的一些概念同源染色体:上面已经有了联会:同源染色体两两配对的现象。四分体:上面已经有了交叉互换:指四分体时期,非姐妹染色单体发生缠绕,并交换部分片段的现象。减数分裂:是有性生殖的生物在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。3.减数分裂特点:复制一次,分裂两次。结果:染色体数目减半(染色体数目减半实际发生在减数第一次分裂,第二次分裂类似有丝分裂)。场所:生殖器官内(动物的精巢、卵巢;植物的花药、胚珠;精巢、卵巢内既有有丝分裂,又有减数分裂)过程:精子的形成过程:卵细胞的形成过程:1个精原细胞(2n)1个卵原细胞(2n)↓间期:染色体复制↓间期:染色体复制1个初级精母细胞(2n)1个初级卵母细胞(2n)↓前期:联会、四分体、交叉互换(2n)↓前期:联会、四分体…(2n)中期:同源染色体排列在赤道板上(2n)中期:(2n)后期:配对的同源染色体分离(2n)后期:(2n)末期:细胞质均等分裂末期:细胞质不均等分裂(2n)2个次级精母细胞(n)1个次级卵母细胞+1个极体(n)↓前期:(n)↓前期:(n)中期:(n)中期:(n)后期:染色单体分开成为两组染色体(2n)后期:(2n)末期:细胞质均等分离(n)末期:(n)4个精细胞:(n)1个卵细胞:(n)+3个极体(n)↓变形4个精子(n)4.精子与卵细胞形成的异同点比较项目不同点相同点精子的形成卵细胞的形成染色体复制复制一次第一次分裂一个初级精母细胞(2n)产生两个大小相同的次级精母细胞(n)一个初级卵母细胞(2n)(细胞质不均等分裂)产生一个次级卵母细胞(n)和一个第一极体(n)同源染色体联会,形成四分体,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,细胞质分裂,子细胞染色体数目减半第二次分裂两个次级精母细胞形成四个同样大小的精细胞(n)一个次级卵母细胞(细胞质不均等分裂)形成一个大的卵细胞(n)和一个小的第二极体。第一极体分裂(均等)成两个第二极体着丝点分裂,姐妹染色单体分开,分别移向两极,细胞质分裂,子细胞染色体数目不变有无变形精细胞变形形成精子无变形分裂结果产生四个有功能的精子(n)只产生一个有功能的卵细胞(n)精子和卵细胞中染色体数目均减半注:卵细胞形成无变形过程,而且是只形成一个卵细胞,卵细胞体积很大,细胞质中存有大量营养物质,为受精卵发育准备的。5.减数分裂和有丝分裂主要异同点(要求掌握)比较项目减数分裂有丝分裂染色体复制次数及时间一次,减数第一次分裂的间期一次,有丝分裂的间期细胞分裂次数二次一次联会四分体是否出现出现在减数第一次分裂不出现同源染色体分离减数第一次分裂后期无分离(有同源染色体)着丝点分裂发生在减数第二次分裂后期后期子细胞的名称及数目性细胞,精细胞4个或卵1个、极体3个体细胞,2个子细胞中染色体变化减半,减数第一次分裂不变子细胞间的遗传组成不一定相同一定相同6.有丝分裂和减数分裂的图形的鉴别:(检索表以二倍体生物为例)细胞中没有同源染色体……减数第二次分裂细胞中有同源染色体有同源染色体联会、形成四分体、排列于赤道板或相互分离……减数第一次分裂例题:判断下列各细胞分裂图属何种分裂何时期图。[解析]:甲图细胞的每一端均有成对的同源染色体,但无联会、四分体、分离等行为,且每一端都有一套形态和数目相同的染色体,故为有丝分裂的后期。乙图有同源染色体,且同源染色体分离,非同源染色体自由组合,故为减数第一次分裂的后期。丙图不存在同源染色体,且每条染色体的着丝点分开,姐妹染色单体成为染色体移向细胞两极,故为减数第二次分裂后期。7.受精作用:指卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。意义:通过减数分裂和受精作用,保证了进行有性生殖的生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,从而保证了遗传的稳定和物种的稳定;在减数分裂中,发生了非同源染色体的自由组合和非姐妹染色单体的交叉互换,增加了配子的多样性,加上受精时卵细胞和精子结合的随机性,使后代呈现多样性,有利于生物的进化,体现了有性生殖的优越性。8.配子种类问题由于染色体组合的多样性,使配子也多种多样,根据染色体组合多样性的形成的过程,所以配子的种类可由同源染色体对数决定,即含有n对同源染色体的精(卵)原细胞产生配子的种类为2n种。第二节基因在染色体上萨顿假说推论:基因在染色体上,也就是说染色体是基因的载体。因为基因和染色体行为存在着明显的平行关系。研究方法:类比推理2.基因位于染色体上的实验证据果蝇杂交实验分析摩尔根果蝇眼色的实验:(A—红眼基因a—白眼基因X、Y——果蝇的性染色体)P:红眼(雌)×白眼(雄)P:XAXA×XaY↓↓F1:红眼F1:XAXa×XAY↓F1雌雄交配↓F2:红眼(雌雄)白眼(雄)F2:XAXAXAXaXAYXaY3.一条染色体上一般含有多个基因,且这多个基因在染色体上呈线性排列4.基因的分离定律的实质基因的自由组合定律的实质萨顿假说1.内容:基因在染色体上(染色体是基因的载体)2.依据:基因与染色体行为存在着明显的平行关系。①在杂交中保持完整和独立性②成对存在③一个来自父方,一个来自母方④形成配子时自由组合3.证据:果蝇的限性遗传红眼XWXWX白眼XwYXWY红眼XWXw红眼XWXW:红眼XWXw:红眼XWY:白眼XwY①一条染色体上有许多个基因;②基因在染色体上呈线性排列。4.现代解释孟德尔遗传定律①分离定律:等位基因随同源染色体的分开独立地遗传给后代。②自由组合定律:非同源染色体上的非等位基因自由组合。口诀:口诀:无中生有为隐性,隐性遗传看女病。父子患病为伴性。有中生无为显性,显性遗传看男病。母女患病为伴性。三、伴性遗传的特点与判断遗传病的遗传方式遗传特点实例常染色体隐性遗传病隔代遗传,患者为隐性纯合体白化病、苯丙酮尿症、常染色体显性遗传病代代相传,正常人为隐性纯合体多/并指、软骨发育不全伴X染色体隐性遗传病隔代遗传,交叉遗传,患者男性多于女性色盲、血友病伴X染色体显性遗传病代代相传,交叉遗传,患者女性多于男性抗VD佝偻病伴Y染色体遗传病传男不传女,只有男性患者没有女性患者人类中的毛耳第三节伴性遗传1.伴性(别)遗传的概念:此类性状的遗传控制基因位于性染色体上,因而总是与性别相关联。人类红绿色盲症(伴X染色体隐性遗传病)①致病基因Xa正常基因:XA②患者:男性XaY女性XaXa正常:男性XAY女性XAXAXAXa(携带者)③遗传特点:⑴男性患者多于女性患者。⑵交叉遗传。即男性(父亲)→女性(女儿携带者)→男性(儿子)。⑶一般为隔代遗传。抗维生素D佝偻病(伴X染色体显性遗传病)①致病基因XA正常基因:Xa②患者:男性XAY女性XAXAXAXa正常:男性XaY女性XaXa③遗传特点:⑴女性患者多于男性患者。⑵代代相传。⑶交叉遗传现象:男性→女性→男性4.Y染色体遗传:人类毛耳现象遗传特点:基因位于Y染色体上,仅在男性个体中遗传5、伴性遗传在生产实践中的应用:根据毛色辨别小鸡的雌、雄6、人类遗传病的判定方法口诀:无中生有必为隐,生女有病为常隐;有中生无必为显,生女有病为常显。解释:父母无病,子女有病——隐性遗传(无中生有)父母无病,女儿有病——常、隐性遗传;父母有病,子女无病——显性遗传(有中生无)父母有病,女儿无病——常、显性遗传注:如果家系图中患者全为男性(女全正常),且具有世代连续性,应首先考虑伴Y遗传,无显隐之分。第三章基因的本质第一节DNA是主要的遗传物质(文科生掌握结论,理科掌握实验原理)1.肺炎双球菌的转化实验(1)、体内转化实验:1928年由英国科学家格里菲思等人进行。实验材料:S型细菌、R型细菌菌落菌体毒性S型细菌表面光滑(smooth)有荚膜(小鼠很难消灭)→有R型细菌表面粗糙(rough)无荚膜(小鼠容易消灭)→无结论:在S型细菌中存在转化因子可以使R型细菌转化为S型细菌。(2)、体外转化实验:1944年由美国科学家艾弗里等人进行。结论:DNA是遗传物质2.噬菌体侵染细菌的实验1、实验过程①标记噬菌体(35S标记蛋白质,32P标记DNA,不能同时标记)含35S的培养基含35S的细菌35S蛋白质外壳含35S的噬菌体含32P的培养基含32P的细菌内部DNA含32P的噬菌体②噬菌体侵染细菌含35S的噬菌体细菌体内没有放射性35S含32P的噬菌体细菌体内有放射线32P结果分析:测试结果表明:侵染过程中,只有32P进入细菌,而35S未进入,说明只有亲代噬菌体的DNA进入细胞。子代噬菌体的各种性状,是通过亲代的DNA遗传的。DNA才是真正的遗传物质。结论:进一步确立DNA是遗传物质3.烟草花叶病毒感染烟草实验:(1)、实验过程(2)、实验结果分析与结论烟草花叶病毒的RNA能自我复制,控制生物的遗传性状,因此RNA是它的遗传物质(还有HIV)。4、生物的遗传物质非细胞结构:DNA或RNA生物 原核生物:DNA细胞结构 真核生物:DNA结论:绝大多数生物(细胞结构的生物(同时含DAN、RNA)和DNA病毒)的遗传物质是DNA,所以说DNA是主要的遗传物质。第二节DNA分子的结构DNA分子的结构(1)基本单位---脱氧核糖核苷酸(简称脱氧核苷酸)2、DNA分子有何特点?⑴稳定性:是指DNA分子双螺旋空间结构的相对稳定性。⑵多样性:构成DNA分子的脱氧核苷酸虽只有4种,配对方式仅2种,但其数目却可以成千上万,更重要的是形成碱基对的排列顺序可以千变万化,从而决定了DNA分子的多样性(n对碱基可形成4n种)。⑶特异性:每个特定的DNA分子中具有特定的碱基排列顺序,而特定的排列顺序代表着遗传信息,所以每个特定的DNA分子中都贮存着特定的遗传信息,这种特定的碱基排列顺序就决定了DNA分子的特异性。3、DNA双螺旋结构的特点: ⑴DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。⑵DNA分子外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的基本骨架。⑶DNA分子两条链的内侧的碱基按照碱基互补配对原则配对,并以氢键互相连接。4、相关计算(画图标已知,用好100,碱基互补配对出答案)(文科生了解)(1)A=TC=G(2)(A+C)/(T+G)=1或A+G/T+C=1(3)如果(A1+C1)/(T1+G1)=b那么(A2+C2)/(T2+G2)=1/b(4)(A+T)/(C+G)=(A1+T1)/(C1+G1)=(A2+T2)/(C2+G2)=a4.判断核酸种类(1)如有U无T,则此核酸为RNA;(2)如有T且A=TC=G,则为双链DNA;(3)如有T且A≠TC≠G,则为单链DNA;(4)U和T都有,则处于转录阶段。第3节DNA的复制一、DNA分子复制的过程1、概念:以亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程2、复制时间:有丝分裂或减数第一次分裂间期3.复制方式:半保留复制4、复制条件(1)模板:亲代DNA分子两条脱氧核苷酸链(2)原料:4种脱氧核苷酸(3)能量:ATP(4)解旋酶、DNA聚合酶等5、复制特点:边解旋边复制6、复制场所:主要在细胞核中,线粒体和叶绿体也存在。7、复制意义:保持了遗传信息的连续性。三、与DNA复制有关的碱基计算(文科生了解)1.一个DNA连续复制n次后,DNA分子总数为:2n2.第n代的DNA分子中,含原DNA母链的有2个,占1/(2n-1)3.若某DNA分子中含碱基T为a,(1)则连续复制n次,所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为:a(2n-1)(2)第n次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为:a·2n-1第4节基因是有遗传效应的DNA片段一、.基因的相关关系 1、与DNA的关系 ①基因的实质是有遗传效应的DNA片段,无遗传效应的DNA片段不能称之为基因(非基因)。②每个DNA分子包含许多个基因。2、与染色体的关系①基因在染色体上呈线性排列。②染色体是基因的主要载体,此外,线粒体和叶绿体中也有基因分布。3、与脱氧核苷酸的关系 ①脱氧核苷酸(A、T、C、G)是构成基因的单位。②基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。4、与性状的关系 ①基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位。②基因对性状的控制通过控制蛋白质分子(酶、结构蛋白)的合成来实现。二、DNA片段中的遗传信息遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中;碱基排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性,而碱基的特异排列顺序,又构成了每个DNA分子的特异性。基因的表达第一节基因指导蛋白质的合成一、遗传信息的转录1、DNA与RNA的异同点核酸项目DNARNA结构通常是双螺旋结构,极少数病毒是单链结构通常是单链结构基本单位脱氧核苷酸(4种)核糖核苷酸(4种)五碳糖脱氧核糖核糖碱基A、G、C、TA、G、C、U产生途径DNA复制、逆转录转录、RNA复制存在部位主要位于细胞核中染色体上,极少数位于细胞质中的线粒体和叶绿体上主要位于细胞质中功能传递和表达遗传信息①mRNA:转录遗传信息,翻译的模板②tRNA:运输特定氨基酸③rRNA:核糖体的组成成分细胞生物(如人、水稻)内含:2种核酸、5种碱基、8种核苷酸病毒含:1种核酸、4种碱基、5种核苷酸2、RNA的类型⑴信使RNA(mRNA)⑵转运RNA(tRNA)⑶核糖体RNA(rRNA)3、转录⑴转录的概念: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。⑵转录的场所主要在细胞核⑶转录的模板以DNA的一条链为模板⑷转录的原料4种核糖核苷酸⑸转录的产物一条单链的mRNA⑹转录的原则碱基互补配对⑺转录与复制的异同(下表)阶段项目复制转录时间细胞有丝分裂的间期或减数第一次分裂间期生长发育的连续过程进行场所主要细胞核主要细胞核模板以DNA的两条链为模板以DNA的一条链为模板原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸条件需要特定的酶和ATP需要特定的酶和ATP过程在酶的作用下,两条扭成螺旋的双链解开,以解开的每段链为模板,按碱基互补配对原则(A—T、C—G、T—A、G—C)合成与模板互补的子链;子链与对应的母链盘绕成双螺旋结构在细胞核中,以DNA解旋后的一条链为模板,按照A—U、G—C、T—A、C—G的碱基互补配对原则,形成mRNA,mRNA从细胞核进入细胞质中,与核糖体结合产物两个双链的DNA分子一条单链的mRNA特点边解旋边复制;半保留式复制(每个子代DNA含一条母链和一条子链)边解旋边转录;DNA双链分子全保留式转录(转录后DNA仍保留原来的双链结构);只转录部分基因遗传信息的传递方向遗传信息从亲代DNA传给子代DNA分子遗传信息由DNA传到RNA二、遗传信息的翻译1、遗传信息、密码子和反密码子遗传信息密码子反密码子概念基因中脱氧核苷酸的排列顺序mRNA中决定一个氨基酸的三个相邻碱基tRNA中与mRNA密码子互补配对的三个碱基作用控制生物的遗传性状直接决定蛋白质中的氨基酸序列识别密码子,转运氨基酸种类基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序的不同,决定了遗传信息的多样性64种61种:能翻译出氨基酸3种:终止密码子,不能翻译氨基酸61种或tRNA也为61种联系①基因中脱氧核苷酸的序列mRNA中核糖核苷酸的序列②mRNA中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补③密码子与相应反密码子的序列互补配对2、翻译⑴定义: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。⑵翻译的场所细胞质的核糖体上⑶翻译的模板mRNA⑷翻译的原料20种氨基酸⑸翻译的产物多肽链(蛋白质)⑹翻译的原则碱基互补配对⑺翻译与转录的异同点(下表):阶段项目转录翻译定义在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程以信使RNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程场所细胞核细胞质的核糖体模板DNA的一条链信使RNA信息传递的方向DNA→mRNAmRNA→蛋白质原料含A、U、C、G的4种核苷酸合成蛋白质的20种氨基酸产物信使RNA有一定氨基酸排列顺序的蛋白质实质是遗传信息的转录是遗传信息的表达三、基因表达过程中有关DNA、RNA、氨基酸的计算(文科生了解)1、转录时,以基因的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,产生一条单链mRNA,则转录产生的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的一半,且基因模板链中A+T(或C+G)与mRNA分子中U+A(或C+G)相等。2.翻译过程中,mRNA中每3个相邻碱基决定一个氨基酸,所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3,是双链DNA碱基数目的1/6。UUCACUUUCACUAAGCUUUCGCGCGAAUGAⅡⅠ一、中心法则:最先是由克里克命名,指的是遗传信息传递的一般规律。⑴DNA→DNA:DNA的自我复制;⑵DNA→RNA:转录;⑶RNA→蛋白质:翻译;⑷RNA→RNA:RNA的自我复制;⑸RNA→DNA:逆转录。DNA→DNARNA→RNADNA→RNA细胞生物病毒RNA→蛋白质RNA→DNA二、基因、蛋白质与性状的关系1、(间接控制)酶或激素细胞代谢基因性状结构蛋白细胞结构(直接控制)2、基因型与表现型的关系,基因的表达过程中或表达后的蛋白质也可能受到环境因素的影响。3、生物体性状的多基因因素:基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间多种因素存在复杂的相互作用,共同地精细地调控生物的性状。基因、蛋白质和性状的关系(1)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状,如白化病等。(2)基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,如镰刀型细胞贫血等。第五章基因突变及其他变异第一节基因突变和基因重组一、基因突变的实例1、镰刀型细胞贫血症⑴症状红细胞由正常的圆饼状变成镰刀型,导致红细胞不能顺利通过毛细血管聚集在一起,红细胞破裂(溶血),造成贫血。⑵病因基因中的碱基替换直接原因:血红蛋白分子结构的改变根本原因:控制血红蛋白分子合成的基因结构的改变2、基因突变概念:DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变二、基因突变的原因和特点1、基因突变的原因有内因和外因物理因素:如紫外线、X射线⑴诱发突变(外因)化学因素:如亚硝酸、碱基类似物生物因素:如某些病毒⑵自然突变(内因)2、基因突变的特点⑴普遍性⑵随机性⑶不定向性⑷低频性⑸多害少利性3、基因突变的时间有丝分裂或减数第一次分裂间期4.基因突变的意义:是新基因产生的途径;生物变异的根本来源;是进化的原始材料三、基因重组1、基因重组的概念随机重组(减数第一次分裂后期)2、基因重组的类型交换重组(四分体时期)3.时间:减数第一次分裂过程中(减数第一次分裂后期和四分体时期)4.基因重组的意义四、基因突变与基因重组的区别基因突变基因重组本质基因的分子结构发生改变,产生了新基因,也可以产生新基因型,出现了新的性状。不同基因的重新组合,不产生新基因,而是产生新的基因型,使不同性状重新组合。发生时间及原因细胞分裂间期DNA分子复制时,由于外界理化因素引起的碱基对的替换、增添或缺失。减数第一次分裂后期中,随着同源染色体的分开,位于非同源染色体上的非等位基因进行了自由组合;四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换。条件外界环境条件的变化和内部因素的相互作用。有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。意义生物变异的根本来源,是生物进化的原材料。生物变异的来源之一,是形成生物多样性的重要原因。发生可能突变频率低,但普遍存在。有性生殖中非常普遍。第二节染色体变异一、染色体结构的变异(猫叫综合征,不是猫叫综合症)概念缺失2、变异类型 重复 倒位 易位二、染色体数目的变异1.染色体组的概念:细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,携带着控制生物发育的全部遗传信息,这样的一组染色体,叫染色体组。(文科生了解)染色体组特点:a、一个染色体组中不含同源染色体b、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图一含4组染色体(或有4个染色体组),每组3条染色体;图二含4组染色体(或有4个染色体组),每组2条染色体2.常见的一些关于单倍体与多倍体的问题⑴一倍体一定是单倍体吗?单倍体一定是一倍体吗?(一倍体一定是单倍体;单倍体不一定是一倍体。)⑵二倍体物种所形成的单倍体中,其体细胞中只含有一个染色体组,这种说法对吗?为什么?(答:对,因为在体细胞进行减数分裂形成配子时,同源染色体分开,导致染色体数目减半。)⑶如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体,其体细胞中就含有两个或三个染色体组,我们可以称它为二倍体或三倍体,这种说法对吗?(答:不对,尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组,但因为是正常的体细胞的配子所形成的物种,因此,只能称为单倍体。)①由受精卵发育来的个体,细胞中含有几个染色体组,就叫几倍体;②而由配子直接发育来的,不管含有几个染色组,都只能叫单倍体。(4)单倍体中可以只有一个染色体组,但也可以有多个染色体组,对吗?(答:对,如果本物种是二倍体,则其配子所形成的单倍体中含有一个染色体组;如果本物种是四倍体,则其配子所形成的单倍体含有两个或两个以上的染色体组。)3.多倍体育种①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)②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。③过程:4.单倍体育种单倍体植株特征:植株长得弱小而且高度不育。单倍体植株获得方法:花药离休培养。单倍体育种的意义:明显缩短育种年限(只需二年)。过程:列表比较多倍体育种和单倍体育种:多倍体育种单倍体育种原理染色体组成倍增加染色体组成倍减少,再加倍后得到纯种(指每对染色体上成对的基因都是纯合的)常用方法秋水仙素处理萌发的种子、幼苗花药的离体培养后,人工诱导染色体加倍优点器官大,提高产量和营养成分明显缩短育种年限缺点适用于植物,在动物方面难以开展技术复杂一些,须与杂交育种配合4.三倍体无子西瓜的培育过程图示:注:亲本中要用四倍体植株作为母本,二倍体作为父本,两次使用二倍体花粉的作用是不同的。(了解)以染色体概念系统为例,分析染色体与遗传变异进化之间的内在联系第三节人类遗传病1、概念:通常是指由于遗传物质改变而引起的人类疾病,主要可以分为单基因遗传病,多基因遗传病和染色体异常遗传病三大类。(一定要记住各种遗传病类型的实例)显性遗传病:并指、多指常染色体单基因隐性遗传病:白化病、苯丙酮尿症、侏儒症遗传病显性:抗维生素D佝偻病X性染色体隐性:红绿色盲、血友病、(进行肌营养不良)人类遗Y外耳道多毛症(只有男性患者)传病多基因遗传病:原发性高血压、冠心病、青少年型糖尿病数目异常原因染色体异结构异常常遗传病:常染色体:21三体综合症、猫叫综合症类型性染色体:性腺发育不良(如:特纳氏综合症)2、特点:a、致病基因来自父母,因此其在胎儿的时候就已经表现出症状或处在潜在状态。b、往往是终生具有的c、常带有家族性,并以一定的比例出现于各成员中。3、危害:a、危害人体健康b、贻害子孙后代c、增加了社会负担4、人类基因组计划是测定人类基因组的全部DNA序列,解读其中包含的遗传信息。中、美、德、英、法、日参加了这项工作。第6章从杂交育种到基因工程第1节杂交育种与诱变育种一、杂交育种1.概念:是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中一起,再经过选择和培育,获得新品种的方法。2.原理:基因重组。通过基因重组产生新的基因型,从而产生新的优良性状。3.优点:可以将两个或多个优良性状集中在一起。4.缺点:不会产生新基因,且杂交后代会出现性状分离,育种过程缓慢,过程复杂。二、诱变育种1.概念:指利用物理或化学因素来处理生物,使生物产生基因突变,利用这些变异育成新品种的方法。2.诱变原理:基因突变3.诱变因素:(1)物理:X射线,紫外线,γ射线等。(2)化学:亚硝酸,硫酸二乙酯等。4.优点:可以在较短时间内获得更多的优良性状。5.缺点:因为基因突变具有不定向性且有利的突变很少,所以诱变育种具有一定盲目性,所以利用理化因素出来生物提高突变率,且需要处理大量的生物材料,再进行选择培育。三、四种育种方法的比较杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异方法杂交激光、射线或化学药品处理秋水仙素处理萌发种子或幼苗花药离体培养后加倍优点可集中优良性状时间短器官大和营养物质含量高缩短育种年限缺点育种年限长盲目性及突变频率较低动物中难以开展成活率低,只适用于植物举例高杆抗病与矮杆感病杂交获得矮杆抗病品种高产青霉菌株的育成三倍体西瓜抗病植株的育成第二节基因工程及其应用1.概念:按照人们的意愿,把一种生物的某种基因提取出来,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。原理基因重组3.工具:A.基因的“剪刀”:限制性内切酶①分布:主要在微生物中。②作用特点:特异性,即识别特定核苷酸序列,切割特定切点。③结果:产生黏性未端(碱基互补配对)。B.基因的“针线”:DNA连接酶①连接的部位:磷酸二酯键,不是氢键。②结果:两个相同的黏性未端的连接。C.基因的“运载工具”:运载体①作用:将外源基因送入受体细胞。②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。③种类:质粒、噬菌体和动植物病毒。④质粒的特点:质粒是基因工程中最常用的运载体。4.基因操作的基本步骤:①提取目的基因: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②目的基因与运载体结合(以质粒为运载体):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,将切割下的目的基因与切割后的质粒混合,并加入适量的DNA连接酶,使之形成重组DNA分子(重组质粒)③将目的基因导入受体细胞常用的受体细胞:大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物细胞④目的基因检测与表达检测方法如:质粒中有抗菌素抗性基因的大肠杆菌细胞放入到相应的抗菌素中,如果正常生长,说明细胞中含有重组质粒。表达:受体细胞表现出特定性状,说明目的基因完成了表达过程。如:抗虫棉基因导入棉细胞后,棉铃虫食用棉的叶片时被杀死;胰岛素基因导入大肠杆菌后能合成出胰岛素等。5.转基因生物和转基因食品的安全性6.图示几种不同育种方法甲A.乙B.新性状C.AABBDD×RRABDRAABBDDRR普通小麦黑麦不育杂种小黑麦DDTT×ddttF1F2能稳定遗传的D.高秆矮秆矮秆抗锈病的品种抗锈病易染锈病DDTT×ddttF1配子幼苗能稳定遗传的E.高秆矮秆矮秆抗锈病的品种抗锈病易染锈病F.其它生物基因植物细胞新细胞具有新性状的植物体①A:克隆B:诱变育种C:多倍体育种D:杂交育种E:单倍体育种F:基因工程第7章现代生物进化理论第1节现代生物进化理论的由来一、拉马克的进化学说1、拉马克的进化学说的主要内容——用进废退、获得性遗传(1)、生物都不是神创的,而是由更古老的生物进化来的。这对当时人们普遍信奉的神创造成一定冲击,因此具有进步意义。(2)、生物是由低等到高等逐渐进化的。(3)、对于生物进化的原因,他认为:一是“用进废退”的法则;二是“获得性遗传”的法则。但这些法则缺乏事实依据,大多来自于主观推测。2、拉马克的进化学说的历史意义二、达尔文自然选择学说(一)、达尔文自然选择学说的主要内容1.过度(不是过渡)繁殖——选择的基础生物体普遍具有很强的繁殖能力,能产生很多后代,不同个体间有一定的差异。2.生存斗争——进化的动力、外因、条件大量的个体由于资源空间的限制而进行生存斗争。在生存斗争中大量个体死亡,只有少数的个体生存下来。生存斗争包括三方面:(文科生了解)(1)生物与无机环境的斗争(2)种内斗争(3)种间斗争生存斗争对某些个体的生存不利,但对物种的生存是有利的,并推动生物的进化。3.遗传变异——进化的内因在生物繁殖的过程中普遍存在着遗传变异现象,生物的变异是不定向的,有的变异是有利的,有的是不利的,其中具有有利变异的个体就容易在生存斗争中获胜生存下去,反之,具有不利变异个体就容易被淘汰。4.适者生存——选择的结果适者生存,不适者被淘汰是自然选择的结果。自然选择只选择适应环境的变异类型,通过多次选择,使生物的微小有利变异通过繁殖遗产给后代,得以积累和加强,使生物更好的适应环境,逐渐产生了新类型。所以说变异不是定向的,但自然选择是定向的,决定着进化的方向。(二)、达尔文的自然选择学说的历史局限性和意义意义:自然选择学说能够科学地解释生物进化原因以及生物的多样性和适应性。不足:对遗传和变异本质,不能做出科学的解释。对生物进化的解释局限在个体水平。第2节现代生物进化理论的主要内容一、种群基因频率的改变与生物进化(一)种群是生物进化的基本单位1、种群:生活在一定区域的同种生物的全部个体叫种群。种群特点:种群中的个体不是机械的集合在一起,而是通过种内关系组成一个有机的整体,个体间可以彼此交配,并通过繁殖将各自的基因传递给后代。2、基因库3、基因频率、基因型频率及其相关计算(文科生了解)基因频率=基因型频率=两者联系:(1)种群中一对等位基因的频率之和等于1,基因型频率之和也等于1。(2)一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+杂合子的频率。(二)突变和基因重组产生进化的原材料可遗传的变异:基因突变、染色体变异、基因重组突变包括基因突变和染色体变异突变的有害或有利不是绝对的,取决于生物的生存环境(三)自然选择决定生物进化的方向生物进化的实质是基因频率的改变二、隔离与物种的形成(一)、物种的概念1、物种的概念:同种生物在自然状态下能够相互交配,并能产生可育后代。 地理隔离量变2、隔离 生殖隔离质变注:一个物种的形成必须要经过生殖隔离,但不一定经过地理隔离,如多倍体的产生。(二)、种群与物种的区别与联系种群物种概念生活在一定区域的同种生物的全部个体能够在自然状况下相互交配并且产生可育后代的一群生物范围较小范围内的同种生物的个体分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成判断标准种群必须具备“三同”;即同一时间、同一地点、同一物种主要是形态特征和能否自由交配并产生可育后代联系一个物种可以包括许多种群,同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离,长期发展下去可成为不同亚种,进而可能形成多个新种。三、小结1.新物种形成过程:地理隔离→阻断基因交流→不同的突变、基因重组和选择→基因频率向不同方向改变→种群基因库出现差异→差异加大→生殖隔离→新物种形成2.现代生物进化理论的基本观点:⑴种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种的形成。⑵突变和基因重组产生生物进化的原材料,自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向,隔离是新物种形成的必要条件(生殖隔离的形成标志着新物种的形成)。⑶现代生物进化理论的基础:自然选择学说。3.物种形成与生物进化的区别:生物进化是指同种生物的发展变化,时间可长可短,性状变化程度不一,任何基因频率的改变,不论其变化大小如何,都属进化的范围(量变),物种的形成必须是当基因频率的改变在突破种的界限形成生殖隔离时(质变),方可成立。三、共同进化与生物多样性的形成(一)、共同进化 1、概念:不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展 不同物种间的共同进化2、含义 生物与无机环境之间的相互影响和共同演变(二)、生物多样性的形成 基因多样性1、生物多样化的内容物种多样性 生态系统多样性2、生物多样性形成的进化历程(1)关键点:(文科生了解)真核生物出现后有性生殖方式的出现,生物进化速度明显加快;寒武纪大爆发:形成生态系统的第三极(消费者),对植物的进化产生影响;原始两栖类的出现:生物登陆改变着环境,陆地上复杂的环境为生物的进化提供了条件。(2)进化顺序简单复杂水生陆生低等高等异样自养厌氧需氧无性有性单细胞多细胞细胞内消化细胞外消化三、生物进化理论在发展现代生物进化理论核心是自然选择学说从亚显微结构水平到分子水平细胞核→染色体→DNA→基因→遗传信息→mRNA→蛋白质(性状)简要论述染色体、DNA、基因、遗传信息、遗传密码、蛋白质(性状)和生物多样性之间的关系。染色体由DNA和蛋白质组成,是DNA的主要载体,而不是全部载体,因其还存在于真核细胞的叶绿体和线粒体,原核生物和病毒中的DNA不位于染色体上,DNA是染色体的主要组成成分。DNA分子上具有遗传效应的、控制生物性状的片段叫基因,DNA分子也存在没有遗传效应的片段叫基因间区,DNA上有成百上千个基因。基因位于DNA分子上,也位于染色体上,并在染色体上呈线性排列,占据一定的“座位”(位点),在减数分裂和有丝分裂过程中,随染色体的移动而移动,减数分裂过程中染色体互换,同源染色体的分离,非同源染色体自由组合是基因的三个遗传规律和伴性遗传的细胞学基础。DNA分子基因上的脱氧核苷酸的排列顺序叫遗传信息,并不是DNA分子上所有脱氧核苷酸的排列顺序叫遗传信息(基因间区不含有遗传信息),基因所在的DNA片段有两条链,只有一条链携带遗传信息叫有义链,另一条配对链叫无义链,DNA双链中的一条链对某个基因来说是有义链,而对另一个基因来说,可能是无义链。遗传密码是指在DNA的转录过程中,以DNA(基因)上一条有义链(携带遗传信息)为模板,按照碱基互补配对原则(A—U,G—C)形成的信使RNA单链上的碱基排列顺序,遗传学上把信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基叫“密码子”,也叫“三联体密码子”,和遗传密码的含义是一致的,应当注意,20种氨基酸密码表中每个氨基酸所对应三个字母的碱基排序是指定位在信使RNA上的,并不是位于DNA或转运RNA(叫反密码子)上碱基排列顺序。性状是指一个生物的任何可以鉴别的形态或生理特征,是遗传和环境相互作用的结果,主要由蛋白质体现出来。生物的性状受基因控制,是基因通过控制蛋白质的合成来体现的。DNA分子中碱基的排列顺序千变万化,一个DNA分子中的一条多核苷酸链有100个四种不同的碱基,它们的可能排列方式是4100种。而事实上DNA分子中碱基数量是成千上万,其可能的排列方式几乎是无限的。DNA分子的多样性,可以从分子水平上说明生物的多样性和个体之间的差异的原因。必修3稳态与环境知识点第一章:人体的内环境与稳态1、体液:体内含有的大量以水为基础的物体。细胞内液(2/3)体液细胞外液(1/3):包括:血浆、淋巴、组织液等2、体液之间关系:血浆细胞内液组织液淋巴3、内环境:由细胞外液构成的液体环境。内环境作用:是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。4、组织液、淋巴的成分和含量与血浆的相近,但又不完全相同,最主要的差别在于血浆中含有较多的蛋白质,而组织液和淋巴中蛋白质含量较少5、细胞外液的理化性质:渗透压、酸碱度、温度。6、血浆中酸碱度:调节的试剂:缓冲溶液:NaHCO3/H2CO3Na2HPO4/NaH2PO47、人体细胞外液正常的渗透压:770kPa、正常的温度:37度8、稳态:正常机体通过调节作用,使各个器官、系统协调活动、共同维持内环境的相对稳定的状态。内环境稳态指的是内环境的成分和理化性质都处于动态平衡中9、稳态的调节:神经体液免疫共同调节 内环境稳态的意义:内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。第二章;动物和人体生命活动的调节 1、神经调节的基本方式:反射神经调节的结构基础:反射弧反射弧:感受器→传入神经(有神经节)→神经中枢→传出神经→效应器(还包括肌肉和腺体)神经纤维上双向传导静息时外正内负静息电位→刺激→动作电位→电位差→局部电流2、兴奋传导神经元之间(突触传导)单向传导突触小泡(递质)→突触前膜→突触间隙→突触后膜(有受体)→产生兴奋或抑制3、人体的神经中枢:下丘脑:体温调节中枢、水平衡调节中枢、生物的节律行为脑干:呼吸中枢小脑:维持身体平衡的作用大脑:调节机体活动的最高级中枢脊髓:调节机体活动的低级中枢4、大脑的高级功能:除了对外界的感知及控制机体的反射活动外,还具有语言、学习、记忆、和思维等方面的高级功能。大脑S(sport))区受损会得运动性失语症:患者可以看懂文字、听懂别人说话、但自己不会讲话5、激素调节:由内分泌器官(或细胞)分泌的化学物质进行调节激素调节是体液调节的主要内容,体液调节还有CO2的调节(文科生了解)(文科生了解)6、人体正常血糖浓度;—1.2g/L低于0.8g/L:低血糖症高于1.2g/L;高血糖症、严重时出现糖尿病。7、人体血糖的三个来源:食物、肝糖原的分解、非糖物质的转化三个去处:氧化分解、合成肝糖原肌糖原、转化成脂肪蛋白质等8、血糖平衡的调节9、体温调节寒冷刺激下丘脑促甲状腺激素释放激素垂体→促甲状腺激素甲状腺甲状腺激素促进细胞的新陈代谢甲状腺激素分泌过多又会反过来抑制下丘脑和垂体的作用,这就是反馈调节(生态系统中也存在)。人体寒冷时机体也会发生变化;全身发抖(骨骼肌手缩)、起鸡皮疙的(毛细血管收缩)10、激素调节的特点:微量和高效、通过体液运输(人体各个部位)、作用于靶器官或靶细胞11、神经调节与体液调节的区别比较项目神经调节体液调节作用途径反射弧体液运输反应速度迅速较缓慢作用范围准确、比较局限较广泛作用时间短暂比较长12、水盐平衡调节饮水不足失水过多食物过咸↓细胞外液渗透压升高细胞外液渗透压下降细胞外液渗透压下降(-)↓(﹢)(-)细胞外液渗透压下降细胞外液渗透压下降下丘脑中的渗透压感受器大脑皮层↓大脑皮层垂体↓↓抗利尿激素产生渴觉↓(﹢)产生渴觉肾小管集合管重吸收水主动饮水↓↓(﹣)主动饮水尿量减少(文科生了解)13、神经调节与体液调节的关系: ①:不少内分泌腺直接或间接地受到神经系统的调节②:内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能例如:甲状腺激素成年人分泌过多:甲亢过少;甲状腺肿大(大脖子病)婴儿时期分泌过少:呆小症免疫器官(如:扁桃体、淋巴结、骨髓、胸腺、脾等)吞噬细胞14、免疫系统的组成免疫细胞T细胞(在胸腺中成熟) 淋巴细胞B细胞(在骨髓中成熟)免疫活性物质(如:抗体)第一道防线:皮肤、粘膜等非特异性免疫(先天免疫)第二道防线:体液中杀菌物质(溶菌酶)、吞噬细胞15、免疫特异性免疫(获得性免疫)第三道防线:体液免疫和细胞免疫在特异性免疫中发挥免疫作用的主要是淋巴细胞16、免疫系统的功能:防卫功能、监控和清除功能(文科生了解)(文科生了解)17、抗原:能够引起机体产生特异性免疫反应的物质(如:细菌、病毒、人体中坏死、变异的细胞、组织)抗体:专门抗击抗原的蛋白质18、免疫分为;体液免疫(主要是B细胞起作用)、细胞免疫(主要是T细胞起作用)19、体液免疫过程:(抗原没有进入细胞,过程为“原吞tobe”) 增殖分化 浆细胞抗体 增殖分化抗原吞噬细胞T细胞B细胞记忆B细胞记忆B细胞的作用:可以在抗原消失很长一段时间内保持对这种抗原的记忆,当再接触这种抗原时,能迅速

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