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文檔簡介
1、高中生物二輪專題復習學問點整合專題一 細胞的分子組成與結構考點整合一:構成生物體的元素、化合物1、元素及其構成的化合物元素參與構成的相關化合物或作用P參與構成體內重要的化合物如ATP、ADP、磷脂、核酸等CaCa2+與肌肉的收縮有關,碳酸鈣是骨骼和牙齒的組成成分。K動物細胞內濃度高,維持細胞內液的滲透壓,也與神經的興奮傳導有關(K+外流造成靜息電位)。Na動物細胞外液濃度高,參與維持細胞外液的滲透壓、調整酸堿平衡,也與神經的興奮傳導有關(Na+內流形成動作電位)。FeFe2+參與構成血紅蛋白,與氧氣的輸送有關。Mg參與構成葉綠素2、氨基酸脫水縮合形成多肽過程中的有關計算1)蛋白質分子量、氨基酸
2、數、肽鏈數和失去水分子數的關系肽鍵數=失去的水分子數=氨基酸數肽鏈數蛋白質相對分子量=氨基酸數目×氨基酸平均相對分子質量脫去水分子數×182)蛋白質中游離氨基(羧基數)的計算至少含有的游離氨基(羧基數)=肽鏈數游離氨基數(羧基數)=肽鍵數+R基中含有的氨基(羧基數)3)蛋白質中含有N、O原子數的計算 N原子數=肽鍵數肽鏈數R基上的N原子數=各氨基酸中的N原子數O原子數=肽鍵數肽鏈數×2R基上的O原子數=各氨基酸中的O原子數脫去水分子數4)在蛋白質相對分子質量的計算中若通過圖示或其他形式告知蛋白質含有二硫鍵時,要考慮脫去氫的質量,每形成一個二硫鍵,脫去2個氫。5)若
3、形成的多肽是環(huán)狀蛋白質:氨基酸數=肽鍵數=失去的水分子數。6)氨基酸與相應核酸堿基數目的對應關系:基因中脫氧核苷酸mRNA中核糖核苷酸數蛋白質中氨基酸數=631在利用DNA中脫氧核苷酸數或RNA中核糖核苷酸數求其指導合成的蛋白質中氨基酸數目時,一般不考慮終止密碼問題。3、與水有關的結構及生理過程 水產生消耗光反應(葉綠體類囊體薄膜)有氧呼吸其次階段(線粒體基質)ATP的水解(細胞質基質、葉綠體、線粒體)暗反應(葉綠體基質)有氧呼吸第三階段(線粒體內膜)氨基酸的脫水縮合(核糖體)纖維素的合成(高爾基體)DNA復制(細胞核) 考點整合二:主要細胞器的結構和功能分類總結(1)從結構上分雙膜:線粒體、
4、葉綠體;單膜:內質網、液泡、溶酶體、高爾基體;無膜:核糖體、中心體。(2)從功能上分與細胞主動運輸有關的細胞器:核糖體(供應載體)及線粒體(供應能量);與細胞有絲分裂有關的細胞器:核糖體(合成蛋白質參與構成染色體與紡錘體)、中心體(形成紡錘體)、高爾基體(植物細胞分裂末期形成細胞壁)、線粒體(為整個過程供應能量);與蛋白質合成、加工和分泌有關的細胞器:核糖體(合成)、內質網(加工、運輸)、高爾基體(加工、分泌)、線粒體(供能);產生ATP的細胞器:葉綠體(光反應階段)、線粒體(有氧呼吸的其次、三階段);能產生水的細胞器:核糖體(氨基酸脫水縮合)、線粒體(有氧呼吸第三階段)、葉綠體(光合作用暗反
5、應);能進行堿基互補配對的細胞器:核糖體(翻譯過程)、線粒體和葉綠體(DNA分子的復制、轉錄和翻譯過程)。(3)從分布上分動植物細胞一般均有的細胞器:高爾基體、線粒體、核糖體、內質網等;動物細胞和低等植物細胞特有的細胞器:中心體;植物細胞特有的細胞器:液泡、葉綠體。(4)從成分上分含DNA的細胞器:葉綠體、線粒體;含RNA的細胞器:葉綠體、線粒體、核糖體;含色素的細胞器:葉綠體、液泡(有的液泡中沒有色素,大液泡的形成標志細胞成熟,失去了分裂力量)。(5)細胞器之間的分工分布形態(tài)結構特點功能線粒體動植物細胞雙層膜,內膜向內折疊成嵴,擴大了內膜面積,基質和內膜上有很多種與有氧呼吸有關的酶,含有少量
6、DNA有氧呼吸的主要場所(動力工廠)葉綠體綠色植物葉肉細胞、幼嫩的莖等雙層膜,內有很多類囊體,葉綠素等色素分布在類囊體上。類囊體和基質中有很多進行光合作用所需的酶,含有少量DNA光合作用的場所(養(yǎng)料制造車間、能量轉化站)內質網動植物細胞單層膜,形成囊泡狀和管狀結構,內有腔細胞內蛋白質合成、加工以及脂質合成的場所高爾基體動植物細胞與動物細胞分泌物的形成及植物細胞壁的形成有關液泡植物細胞,高等動物細胞中不明顯儲存物質,使植物細胞保持堅挺溶酶體動植物細胞消化車間核糖體動植物細胞附著在內質網或游離在細胞質基質中不具有膜結構,橢球形顆粒小體把氨基酸合成蛋白質的場所(生產蛋白質的機器)中心體動物細胞和低等
7、植物細胞,在核四周不具有膜結構,由兩個相互垂直的中心粒構成與動物細胞有絲分裂有關考點整合三:細胞膜系統的結構與功能1細胞膜的成分、結構與功能之間的相互關系2細胞的生物膜系統(細胞內的各種細胞器膜和細胞膜、核膜等結構共同構成細胞的生物膜系統。)(1)各種膜在結構上的聯系生物膜在結構上具有肯定的連續(xù)性,具體如圖所示:(2)各種膜在功能上的聯系(以分泌蛋白的合成與分泌為例) 內膜系統組成功能線 粒 體 細胞核 基因的轉錄,將遺傳信息從細胞核傳遞到細胞質 線粒體供應能量 核糖體 利用氨基酸合成蛋白質 內質網 對蛋白質進行初級加工(如折疊、糖基化等)形成比較成熟的蛋白質及以小泡的方式輸送蛋白質至高爾基體
8、 高爾基體 再加工為成熟的蛋白質,以小泡形式運輸到細胞膜并與之融合 細胞膜 外排作用,分泌到細胞外成為分泌蛋白 特殊提示:1爭辯分泌蛋白的合成、運輸、分泌所用的試驗方法為同位素標記法。教材中涉及同位素標記法的試驗還有:魯賓和卡門證明氧氣的來源、DNA半保留復制的證明、噬菌體侵染細菌試驗等。2常見的分泌蛋白有抗體、消化酶、蛋白質類激素(胰島素、生長激素等)。3分泌蛋白的轉移方向為核糖體內質網高爾基體細胞膜,線粒體供應能量。4分泌蛋白的分泌為胞吐作用,不屬于跨膜運輸,體現了細胞膜的流淌性。5分泌蛋白的合成、運輸過程證明生物膜在功能上既有分工,又親密聯系。6在不同結構的膜之間相互轉化時,體現了生物膜
9、具有肯定的連續(xù)性。以“囊泡”形式轉化的是間接相連的生物膜。 7在推想生物膜種類時,常依據生物膜各組成成分的含量推斷,含糖類多的一般為細胞膜,含蛋白質多的為功能簡單的生物膜,如線粒體內膜??键c整合四:細胞核及真原核細胞比較1細胞核1)細胞核結構 核膜:雙層膜結構,核孔:細胞核與細胞質之間物質交換和信息溝通的通道:mRNA外,蛋白質內染色質和染色體:主要由DNA和蛋白質組成,同一種物質在不同時期的兩種形態(tài)2)功能:遺傳物質貯存、復制和轉錄的場所,也是新陳代謝的把握中心。特殊提示:核孔是大分子物質進出的通道,但它不是“全透性”的。核孔能夠把握物質出入,具有肯定的選擇性。高考中涉及的通過核孔出入的大分
10、子物質主要有:(1)信使RNA在核內合成后通過核孔進入細胞質;(2)轉錄和翻譯需要的酶以及組成染色體、核糖體的蛋白質在細胞質中合成后通過核孔進入細胞核。2真原核細胞比較比較項目 原核細胞 真核細胞 細胞器 有分散的核糖體,無其他細胞器 有各種細胞器 細胞質中DNA 小型環(huán)狀DNA(質粒) 存在于線粒體、葉綠體中 細胞核 無核膜、核仁和染色體,有大型環(huán)狀DNA(擬核) 有成形的細胞核,有核膜、核仁和染色體 細胞分裂 二分裂 主要為有絲分裂 實例 細菌、放線菌、藍藻 酵母菌、霉菌、動物、植物 特殊提示:(1)病毒是沒有細胞結構的生物,切不行把它們當成原核生物。(2)需氧型細菌等原核生物無線粒體,但
11、細胞膜上存在著有氧呼吸酶,也能進行有氧呼吸。(3)藍藻屬原核生物,無葉綠體,有光合片層,也能進行光合作用。(4)常見原核生物、真核生物的種類及關系(見圖)。專題二 細胞代謝考點整合一:ATP 與ADP相互轉化及生理作用歸納考點整合二:ATP產生速率與O2供應量之間的關系A點表示在無氧條件下,細胞可通過進行無氧呼吸分解有機物,產生少量ATP。AB段表示隨O2供應量增多,有氧呼吸明顯加強,通過有氧呼吸分解有機物釋放的能量增多,ATP的產生速率隨之增加。BC段表示O2供應量超過肯定范圍后,ATP的產生速率不再加快,此時的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等??键c整合三:底物濃度和酶濃度對酶促反應的影響(
12、1)在其他條件適宜,酶量肯定條件下,酶促反應速率隨底物濃度增加而加快,但當底物達到肯定濃度后,受酶數量和酶活性限制,酶促反應速率不再增加。(2)在底物充分,其他條件適宜的條件下,酶促反應速率與酶濃度成正比??键c整合四:光合作用過程1、密閉容器中真實光合作用和凈光合作用及呼吸作用的關系圖像代表呼吸作用速率代表真實光合作用速率代表凈光合作用速率總光合作用速率(真正光合作用速率)=凈光合作用速率(表觀光合作用速率)+呼吸作用速率2、光合作用的過程包括光反應和暗反應兩個階段,二者的比較如下:階段項目光反應階段暗反應階段所需條件必需有光、酶 有光無光均可、酶 進行場所類囊體的薄膜上 葉綠體內的基質中 物
13、質變化光能轉變?yōu)锳TP中活躍的化學能 ATP中活躍的化學能轉化為糖類中穩(wěn)定的化學能 能量轉換聯系物質聯系:光反應階段產生的H,在暗反應階段用于還原C3;能量聯系:光反應階段生成的ATP,在暗反應階段將其儲存的化學能釋放出來,掛念C3形成糖類,ATP中的化學能則轉化為儲存在糖類中的化學能 考點整合五:影響光合作用速率的主要因素及其在生產中的應用考點整合六:細胞呼吸的原理及其在生產中的應用1有氧呼吸的過程類型第一階段其次階段第三階段場所細胞質基質 線粒體基質 線粒體內膜 過程1分子葡萄糖分解成2分子的丙酮酸,產生少量的H,并且釋放少量的能量。這一階段不需要O2的參與 丙酮酸和H2O徹底分解成CO2
14、和H,同時釋放出少量的能量。這一階段不需要O2的參與 前兩個階段產生的H和O2結合生成水,同時釋放大量的能量。此階段需要O2的參與 2有氧呼吸與無氧呼吸的比較3影響細胞呼吸的主要因素及其在生產中的應用因素對呼吸作用的影響在生產中的應用(1)在大棚蔬菜的栽培過程中,夜間適當降溫,抑制呼吸作用,削減有機物的消耗,可達到增產的目的;(2)無土栽培通入空氣,農耕松土等都是為了增加氧氣的含量,加強根部的有氧呼吸,保證能量供應,促進礦質元素的吸取;(3)貯藏蔬菜和水果時,通過把握細胞呼吸強度以降低其代謝強度,達到保鮮的目的,如置于低溫環(huán)境或降低空氣中的含氧量及增加CO2的濃度,降低器官代謝速率,延緩老化達
15、到保鮮效果;(4)作物種子的貯藏,必需降低含水量,使種子呈風干狀態(tài),使呼吸作用降至最低,以削減有機物消耗溫度溫度通過影響與細胞呼吸有關的酶的活性而影響呼吸作用。在肯定范圍內,細胞的呼吸速率隨溫度的上升而明顯加快,但超過肯定的溫度后,細胞的呼吸速率反而會減慢 O2濃度 在肯定范圍內,隨O2濃度的增加,有氧呼吸速率增加,超過肯定濃度,O2濃度再增加,有氧呼吸速率不再增加 CO2濃度 增加CO2的濃度對呼吸作用有明顯的抑制效應含水量 在肯定范圍內,呼吸速率隨含水量的增加而增加,隨含水量的削減而降低 【例3】 (2010·石家莊調研)為了探究植物呼吸強度的變化規(guī)律,爭辯者在遮光狀態(tài)下,測得了
16、相同的新穎菠菜葉在不同溫度和O2含量條件下的CO2釋放量,結果如下表(表中數據為相對值)。下列有關分析,錯誤的是O2含量 溫度 0.1% 1.0% 3.0% 10.0% 20.0% 40.0% 3 6.2 3.6 1.2 4.4 5.4 5.3 10 31.2 53.7 5.9 21.5 33.3 32.9 20 46.4 35.2 6.4 38.9 65.5 56.2 30 59.8 41.4 8.8 56.6 100.0 101.6 A依據變化規(guī)律,表中10、1.0%條件下的數據很可能是錯誤的B溫度為3、O2含量為3.0%是貯藏菠菜葉的最佳環(huán)境條件組合CO2含量從20.0%升至40.0%時
17、,O2含量限制了呼吸強度的連續(xù)上升D在20條件下,O2含量從0.1%上升到3.0%的過程中,細胞無氧呼吸漸漸減弱 解析 隨著氧濃度的上升,二氧化碳的釋放量表現為由多到少,再由少到多的變化過程,表中顯示溫度、O2含量為10、1.0%時,CO2釋放量太高,在溫度不變的狀況下,O2含量為1.0%時釋放的CO2量應比O2含量為0.1%時低,因此A正確;貯藏菠菜葉的最佳環(huán)境條件組合是釋放CO2量最少的一組條件,因此B正確;比較相同溫度下,O2含量為20.0%和40.0%時的CO2釋放量可見,氧氣達到肯定濃度后,再轉變O2含量,對細胞呼吸影響不大,因此C錯誤;當氧氣濃度上升時,無氧呼吸受到抑制,O2含量從
18、0.1%上升到3.0%的過程中,細胞無氧呼吸漸漸減弱,因此D正確。答案 C 學問總結 巧判細胞呼吸類型(1)依據反應物、產物來推斷:假如要消耗氧氣,則肯定是有氧呼吸;假如產物有水,則肯定是有氧呼吸;假如產物中有酒精或乳酸,則為無氧呼吸;但要留意,產物中假如有二氧化碳,要分狀況爭辯。(2)依據反應中的物質的量的關系進行推斷:不消耗氧氣,釋放二氧化碳,只進行無氧呼吸;酒精量等于二氧化碳的量,只進行無氧呼吸;二氧化碳的釋放量大于氧氣的吸取量,既進行有氧呼吸,又進行無氧呼吸,多余的二氧化碳來自于無氧呼吸;酒精量小于二氧化碳量,既進行有氧呼吸,又進行無氧呼吸,多余的二氧化碳來自于有氧呼吸。(3)依據反應
19、場所來推斷:有氧呼吸:第一階段在細胞質基質中,其次、三階段在線粒體中;無氧呼吸:在細胞質基質中。考點整合七:光合作用和呼吸作用之間的關系1光合作用和呼吸作用中物質和能量的變化關系(1)物質變化:(2)能量變化:各項生命活動2總光合速率、凈光合速率和呼吸速率三者之間的關系專題三 細胞的生命歷程考點整合一:有絲分裂與減數分裂過程比較1同源染色體和非同源染色體(1)一條來自父方,一條來自母方,外形、大小、結構一般都相同,在減數第一次分裂時配對的兩條染色體(聯會的兩條染色體)稱為同源染色體。此概念包含了三個意義,即外形、大小、結構一般相同,要來自父母雙方,而且能聯會,否則就不是同源染色體。(2)外形、
20、大小、結構不同的染色體一般稱為非同源染色體(但性染色體X和Y、Z和W等是特殊的同源染色體)。(2)動物的精(卵)原細胞、體細胞都是由受精卵經過有絲分裂形成的。它們都有同源染色體和非同源染色體。二倍體或多倍體植物的體細胞中也有同源染色體和非同源染色體。2常染色體和性染色體在雌雄異體生物細胞中的染色體依據其功能的不同可分為兩類:常染色體(多對)和性染色體(一對)。前者與性別打算無關,后者與性別打算有關。特殊提示:性染色體外形、大小不相同,但也是同源染色體,在減數分裂過程中也會發(fā)生聯會。四分體是由同源染色體復制后聯會形成的,每一個四分體含有兩條染色體,4條染色單體,而不是4條姐妹染色單體。3細胞周期
21、的表示方法特殊提示:細胞周期是連續(xù)分裂的細胞才具有的。具有細胞周期的有:發(fā)育的受精卵、形成層、分生區(qū)、生發(fā)層、動物干細胞。特殊留意分化的細胞、精子、卵細胞沒有細胞周期。4有絲分裂與減數分裂圖像特征比較5.細胞分裂圖像的識別(1)有絲分裂、減數第一次分裂、減數其次次分裂的辨別(以二倍體為例)(2)動物細胞、植物細胞分裂的辨別,看細胞質形成方式:細胞板隔裂植物細胞分裂;縊裂動物細胞分裂。,看細胞的外形特征:矩形有壁為植物細胞;圓形無壁一般為動物細胞。(3)雄性、雌性減數分裂的辨別,看細胞質分裂是否均等:均等分裂雄性減數分裂及雌性極體的減數其次次分裂;不均等分裂雌性減數分裂??键c整合二:細胞分裂過程
22、中染色體、DNA、染色單體的含量變化,減數分裂和有絲分裂過程中染色體、DNA、染色單體含量變化的規(guī)律的比較(體細胞染色體數目為2N)比較 間期 有絲分裂 減數其次次分裂減數第一次分裂 前或 中期 后期 末期 前或 中期 后期 末期 前或 中期 后期 末期 染色體 2N 2N 2N4N 2N 2N 2N 2NN N 2N 2NN DNA 2N4N 4N 4N 2N 4N 4N 4N2N 2N 2N 2NN 染色 單體 04N 4N 4N0 0 4N 4N 4N2N 2N 0 0 考點整合三:減數分裂與有性生殖細胞的形成1動物精子和卵細胞的形成過程比較項目 精子 卵細胞 部位 睪丸 卵巢 原始生殖
23、細胞 精原細胞 卵原細胞 細胞質的 分裂狀況 兩次分裂都均等 只有減數其次次分裂中第一極體分裂均等,其他分裂皆不均等 分裂結果 1個精原細胞4個精細胞(生殖細胞) 1個卵原細胞1個卵細胞(生殖細胞)3個極體(消逝) 是否變形 變形 不需變形 相同點 (1)染色體的行為和數目變化規(guī)律相同,表現在:染色體都是在減數第一次分裂的間期進行復制;減數第一次分裂都是同源染色體聯會、均分;減數其次次分裂都是著絲點分裂,姐妹染色單體分開 (2)產生的子細胞數目都是4個,且細胞中染色體數目減半 2.細胞分裂與遺傳變異的聯系(1)DNA的復制:發(fā)生在有絲分裂的間期,減數第一次分裂前的間期。(2)與兩大遺傳定律的關
24、系,基因的分別定律發(fā)生于減數第一次分裂后期,即同源染色體分開,其上等位基因分別;基因的自由組合定律發(fā)生于減數第一次分裂后期,即同源染色體分別,非同源染色體自由組合的同時,非同源染色體上的非等位基因自由組合。(3)與三大變異的關系基因突變:發(fā)生在DNA復制時期,即細胞分裂的間期?;蛑亟M:減數第一次分裂四分體時期,同源染色體的非姐妹染色單體間可能發(fā)生交叉互換;減數第一次分裂后期,同源染色體分開的同時,非同源染色體自由組合。這兩種狀況下會消滅基因重組。染色體變異:發(fā)生于有絲分裂,染色體復制完成,紡錘體形成受阻,細胞中染色體數目加倍;或減數分裂過程中,假如紡錘體的形成受阻,會消滅染色體數目加倍的生殖
25、細胞,生殖細胞結合后形成多倍體。也可能個別同源染色體未分別或姐妹染色單體未分別造成分裂后的細胞中個別染色體的數目發(fā)生增減。 考點整合四:細胞的分化、年輕、癌變和凋亡的理論與應用1細胞的分化與細胞的全能性比較項目 細胞的分化 細胞的全能性 原理 細胞內基因的選擇性表達 含有本物種的全套遺傳物質 特點 長久性:細胞的分化貫穿于生物體整個生命進程中,在胚胎期達到最大限度;穩(wěn)定性和不行逆性;普遍性:在生物界中普遍存在,是生物個體發(fā)育的基礎 高度分化的植物體細胞具有全能性;動物已分化的體細胞全能性受限制,但細胞核仍具有全能性 結果 形成形態(tài)、結構、功能不同的細胞 形成新的個體 大小 比較 細胞的分化程度
26、有凹凸之分:體細胞>生殖細胞>受精卵 細胞的全能性有大小之分:受精卵>生殖細胞>體細胞 關系 兩者的遺傳物質都不發(fā)生轉變;細胞的分化程度越高,具有的全能性越小 特殊提示:細胞分化及細胞全能性的歸納(1)細胞分化:細胞分化離不開細胞分裂,細胞分化是機體功能協調的基礎,離體后的細胞可以發(fā)生逆轉,如部分植物生長點細胞。(2)細胞全能性:細胞分化程度越高,細胞全能性越難表達,但有例外,如配子的分化程度雖然較高,但全能性卻較易表達。2細胞年輕的特征(1)細胞內水分削減,結果使細胞萎縮,體積變小,細胞新陳代謝的速率減慢。(2)細胞內多種酶的活性降低。(3)細胞內的色素(主要是脂褐素
27、)漸漸積累,阻礙細胞內物質的溝通和傳遞,影響細胞正常的生理功能。(4)細胞呼吸速率減慢,細胞核體積增大,核膜內折,染色體收縮,染色加深。(5)細胞膜通透性轉變,使物質運輸功能降低。3細胞的凋亡、壞死和癌變的比較項目 細胞凋亡 細胞壞死 細胞癌變 與基因的關系 是基因把握的 不受基因把握 受突變基因把握 細胞膜的變化 內陷 裂開 糖蛋白等削減,黏著性降低 形態(tài)變化 細胞變圓,與四周細胞脫離 細胞外形不規(guī)章 呈球形 影響因素 由遺傳機制打算的程序性調控 電、熱、冷、機械等不利因素影響 分為物理、化學和病毒致癌因子 對機體的影響 有利 有害 有害 專題四 遺傳的分子基礎考點整合一:DNA是遺傳物質的
28、試驗1肺炎雙球菌轉化試驗項目1928年英國格里菲思(體內轉化試驗)1944年美國艾弗里(體外轉化試驗)過程結果分析R型細菌無毒性,S型細菌有毒性;S型細菌內存在著使R型細菌轉化為S型細菌的物質S型細菌的DNA使R型細菌發(fā)生轉化;S型細菌的其他物質不能使R型細菌發(fā)生轉化結論加熱殺死的S型細菌體內有“轉化因子” S型細菌體內的DNA是“轉化因子”,DNA是生物的遺傳物質2.噬菌體侵染細菌試驗步驟標記細菌含35S的培育基含35S的細菌細菌含32P的培育基含32P的細菌標記噬菌體噬菌體含35S的細菌含35S的噬菌體噬菌體含32P的細菌含32P的噬菌體噬菌體侵染細菌 含35S的噬菌體細菌上清液放射性高,
29、沉淀物放射性很低,新形成的噬菌體沒有檢測到35S含32P的噬菌體細菌上清液放射性低,沉淀物放射性很高,新形成的噬菌體檢測到32P分析35S標記的蛋白質外殼并未進入宿主細胞內,而是留在細胞外;32P標記的DNA進入了宿主細胞內結論子代噬菌體的各種性狀,是通過親代的DNA遺傳的,DNA是噬菌體的遺傳物質特殊提示:艾弗里試驗的結果是通過觀看培育皿中的菌落特征而確定的。S型菌DNA重組到R型菌DNA分子上,使R型菌轉化為S型菌,這是一種可遺傳的變異,這種變異屬于基因重組。被32P標記的噬菌體侵染細菌試驗中,上清液應無放射性,若存在放射性,其緣由之一可能是培育時間過長,細菌裂解,子代噬菌體已被釋放出來。
30、緣由之二是部分噬菌體并未侵入細菌內。3、DNA是主要的遺傳物質 只含有RNA: 如HIV病毒、流感病毒、 遺傳物質是RNA非細胞生物 SARS冠狀病毒、煙草花葉病毒等 只含有DNA: 噬菌體、乙肝病毒、天花病毒等 原核生物:細菌、支原體、衣原體、放線菌、藍藻等 遺傳物質是DNA 細胞生物 真核生物:真菌、原生動物及全部的動植物 歸納:DNA是主要的遺傳物質,由于絕大多數生物的遺傳物質是DNA;病毒的遺傳物質是DNA或RNA。細胞(細胞核、細胞質)遺傳的遺傳物質是DNA。考點整合二:DNA分子的結構和特性1結合圖解理解DNA分子的結構及特點從上圖可看出:(1)規(guī)章的雙螺旋結構。脫氧核糖和磷酸交替
31、連接,排列在外側,構成了基本骨架,內側是堿基,在堿基A與T之間有兩個氫鍵,C與G之間有三個氫鍵;(2)一個DNA分子中有兩個游離的磷酸基;(3)脫氧核糖與磷酸基、堿基的相連狀況:在DNA分子單鏈一端的脫氧核糖與1個磷酸基和1個堿基相連;在DNA單鏈中間的脫氧核糖與2個磷酸基和1個堿基相連。2DNA分子結構中的堿基比例關系規(guī)律公式1互補堿基兩兩相等AT,CG2兩不互補的堿基之和比值相等(AG)/(TC)(AC)/(TG)13任意兩不互補的堿基之和占堿基總量的50%(AC)/(ACTG)(TG)/(ACTG)50%4單鏈和互補鏈堿基比例關系一條鏈上(AT)/(CG)a,(AC)/(TG)b,則該鏈
32、的互補鏈上相應比例應分別為a和1/b5雙鏈DNA中互補的堿基之和相等A1T1(或C1G1)A2T2(或C2G2)考點整合三:DNA分子的復制及轉錄、翻譯過程分析1復制、轉錄和翻譯的比較項目復制轉錄翻譯場所主要在細胞核中(線粒體、葉綠體)主要在細胞核中(線粒體、葉綠體)細胞質中的核糖體上模板DNA的兩條鏈DNA的一條鏈mRNA原料4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸氨基酸條件酶(解旋酶,DNA聚合酶等)和能量酶(RNA聚合酶等)和能量特定的酶、能量和tRNA原則AT;GCAU;GC;TAAU;GC產生形成2條DNA雙鏈一條單鏈RNA分子(mRNA)具有肯定氨基酸排列挨次的多肽蛋白質特點邊解旋邊復制,半保
33、留復制邊解旋邊轉錄;轉錄后DNA仍保留原來雙鏈結構一個mRNA分子上可連續(xù)結合多個核糖體,提高合成蛋白質的速度傳遞方向DNADNADNAmRNAmRNA蛋白質(性狀)2.DNA復制過程中的堿基數目計算(其雙鏈DNA分子中含某種堿基a個)(1)復制n次需要含該堿基的脫氧核苷酸數為a·(2n1)。如右圖所示:(2)第n次復制,需要含該堿基的脫氧核苷酸數為a·2n1。由圖示可以看出,復制的結果是形成兩個一樣的DNA分子,所以一個DNA分子復制n次后,得到的DNA分子數量為2n個(如圖),復制(n1)次后得到的DNA分子數為2n1,第n次復制增加的DNA分子數為2n2n12n1,需
34、要含該堿基的脫氧核苷酸數為a·2n 1。3中心法則中心法則中遺傳信息的流淌過程為:(1)在生物生長繁殖過程中遺傳信息的傳遞方向為:(2)在細胞內蛋白質合成過程中,遺傳信息的傳遞方向(如胰島細胞中胰島素的合成)為:(3)含逆轉錄酶的RNA病毒在寄主細胞內繁殖過程中,遺傳信息的傳遞方向為:(4)DNA病毒(如噬菌體)在寄主細胞內繁殖過程中,遺傳信息的傳遞方向為:(5)RNA病毒(如煙草花葉病毒)在宿主細胞內繁殖過程中,遺傳信息的傳遞方向為:特殊提示:DNA分子復制過程,只發(fā)生在分裂細胞中,分化了的細胞不能進行DNA分子的復制。而在全部細胞中都可進行轉錄、翻譯過程。專題五 遺傳基本規(guī)律與人
35、類遺傳病考點整合一:基因的分別定律與自由組合定律在雜交試驗中的應用1分別定律與自由組合定律的比較 定律項目 分別定律自由組合定律爭辯的相對性狀 一對兩對或兩對以上等位基因數量及在染色體上的位置 一對等位基因,位于一對同源染色體上兩對(或兩對以上)等位基因,分別位于兩對(或兩對以上)同源染色體上細胞學基礎減數第一次分裂后期同源染色體分別減數第一次分裂后期非同源染色體自由組合遺傳實質等位基因伴同源染色體的分開而分別非同源染色體上的非等位基因自由組合聯系分別定律是自由組合定律的基礎(減數分裂中,同源染色體上的每對等位基因都要按分別定律發(fā)生分別,而非同源染色體上的非等位基因,則發(fā)生自由組合)特殊提示:
36、孟德爾遺傳定律的適用條件:真核生物;有性生殖過程中;細胞核遺傳;分別定律適用于一對對性狀的遺傳,只涉及一對等位基因,自由組合定律適用于兩對或兩對以上相對性狀的遺傳,涉及兩對或兩對以上的等位基因(位于非同源染色體上的非等位基因)。2.遺傳定律的應用(1)巧用分別定律分析自由組合問題利用孟德爾由簡到繁的指導思想,在分析配子的類型、子代的基因型或表現型等問題時,先分析一對等位基因,再分析其次對,第三對最終進行綜合計算。特點提示:等位基因獨立遺傳時后代基因型及表現型數基因對數F1配子的種數F1配子的組合 數F2的基因型數F2的表現 型數F2的性狀分別比124323:12416949:3:3:1 n2n
37、 4n 3n 2n (3:1)n (2)自由組合定律在植物試驗中的應用9:3:3:1是兩對相對性狀自由組合消滅的表現型比例,題干中假如消滅附加條件,可能會消滅9:3:4;9:6:1;15:1;9:7等表現型比例,分析時可以按兩對相對性狀自由組合的思路來考慮。如消滅9:3:4,說明F2的表現型為9(A_B_):3(aaB_):4(A_bb、aabb)或9(A_B_):3(A_bb):4(aaB_、aabb);若消滅9:6:1,則F2的表現型為9(A_B_):6(A_bb、aaB_):1(aabb);若消滅15:1,則F2的表現型為15(A_B_、aaB_、A_bb):1(aabb);若消滅9:7
38、,則F2的表現型應為9(A_B_):7(aaB_、A_bb、aabb)。另外,若消滅顯性純合致死,則F2的表現型為4:2:2:1。(3)伴性遺傳符合遺傳規(guī)律性染色體在減數分裂形成配子時也會分別,同樣遵循分別定律;同時與其他非同源染色體自由組合,因此性別這種性狀也會和常染色體上基因所把握的性狀發(fā)生自由組合現象。涉及性染色體同源區(qū)段的基因時,可以以常染色體基因的思考方式來推導計算,但又不完全一樣,如XbXb和XBXb組合方式的子代中該性狀仍舊與性別有關系??键c整合二:伴性遺傳與自由組合定律在遺傳系譜分析中的應用1常見伴性遺傳類型的比較類型舉例伴X染色體隱性遺傳女性患者的父、子肯定為患者;正常男性的
39、母、女肯定正常男性患者多于女性患者;交叉遺傳;隔代遺傳色盲、血友病伴X染色體顯性遺傳男性患者的母、女肯定為患者;正常女性的父、子肯定正常女性患者多于男性患者;具有世代連續(xù)性抗維生素D佝僂病伴Y染色體遺傳患者的父親和兒子肯定患病致病基因表現為父傳子、子傳孫、具有世代連續(xù)性,即限雄遺傳外耳道多毛癥2.遺傳系譜圖推斷分析方法(1)先推斷其顯隱性;(2)然后假設基因在X染色體上,假如符合X染色體基因把握的遺傳現象,則基因最可能在X染色體上,否則確定屬于常染色體遺傳;(3)推導基因型,依據遺傳定律來計算概率??键c整合三:遺傳學中的幾類推斷1性狀顯隱性的推斷(1)依概念推斷。具有相對性狀的純合體親本雜交,
40、F1表現出來的那個親本的性狀為顯性性狀。(2)依自交后代的性狀推斷。若消滅性狀分別,則親本性狀為顯性性狀;或者是新消滅的性狀為隱性性狀;或者占3/4比例的性狀為顯性性狀。(3)雜合子所表現出的性狀為顯性性狀。(4)在遺傳系譜中的推斷。“無中生有為隱性”,即雙親正常而生出有患病的后代,則患者的性狀為隱性性狀;“有中生無為顯性”,即雙親患病卻生出正常的后代,那么患者的性狀為顯性性狀。2純合體、雜合體的推斷(1)利用自交法:若某個體自交后代消滅性狀分別,則此個體為雜合體,若自交后代不消滅性狀分別,則該個體為純合體。(2)利用測交法:若測交后代消滅性狀分別,則此個體為雜合體,若測交后代不消滅性狀分別,
41、則該個體為純合體。3基因位于X染色體上還是位于常染色體上的推斷(1)若已知該相對性狀的顯隱性,則可用雌性隱性與雄性顯性雜交進行推斷。若后代雌性全為顯性,雄性全為隱性,則基因位于X染色體上;若后代全為顯性與性別無關,則基因位于常染色體上。(2)若該相對性狀的顯隱性是未知的,則用正交和反交的方法進行推斷。若后代的性狀表現與性別無關,則基因位于常染色體上;若后代的性狀表現與性別有關,則基因位于X染色體上。4已知的人類遺傳病類型遺傳病類型遺傳特點實例診斷方法單基因遺傳病常染色體顯性遺傳病男女患病幾率相等,連續(xù)遺傳多指、軟骨發(fā)育不全、并指遺傳詢問、產前診斷(基因診斷)、性別檢測(伴性遺傳?。┏H旧w隱性
42、遺傳病男女患病幾率相等,隔代遺傳白化病、苯丙酮尿癥伴X顯性遺傳病女患者多于男患者,交叉遺傳抗VD佝僂病伴X隱性遺傳病男患者多于女患者,交叉遺傳紅綠色盲、血友病多基因遺傳病家族聚集現象,易受環(huán)境影響原發(fā)性高血壓、冠心病遺傳詢問、基因檢測染色體遺傳病結構特別遺傳不遵循遺傳定律貓叫綜合征產前診斷(染色體數目、結構檢測)數目特別21三體綜合征專題六 變異與進化考點整合一:生物變異的類型、特點及推斷1生物變異的類型2三種可遺傳變異的比較項目 基因突變 基因重組 染色體變異 適用范圍 生物種類 全部生物自然狀態(tài)下能進行有性生殖的生物 真核生物 生殖方式 無性生殖、有性生殖 有性生殖 無性生殖、有性生殖 類
43、型自然突變、誘發(fā)突變交叉互換、自由組合染色體結構變異、染色體數目變異緣由DNA復制(有絲分裂間期、減數分裂第一次分裂的間期)過程消滅差錯減數分裂時非同源染色體上的非等位基因自由組合或同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生交叉互換內外因素影響使染色體結構消滅特別,或細胞分裂過程中,染色體的分開消滅特別實質產生新的基因(轉變基因的質,不轉變基因的量)產生新的基因型(不轉變基因的質,一般也不轉變基因的量,但轉基因技術會轉變基因的量)基因數目或基因排列挨次發(fā)生轉變(不轉變基因的質)關系基因突變是生物變異的根原來源,為基因重組供應原始材料。三種可遺傳變異都為生物進化供應了原材料3.染色體組和基因組染色體組:細
44、胞中的一組非同源染色體,它們在形態(tài)和功能上各不相同,但是攜帶著把握一種生物生長發(fā)育、遺傳和變異的全部信息。其特點:(1)一個染色體組中所含的染色體大小、形態(tài)和功能各不相同。(2)一個染色體組中不含有同源染色體,當然也就不含有等位基因。(3)一個染色體組中含有把握該物種生物性狀的一整套基因。(4)二倍體生物的生殖細胞中所含有的一組染色體可看成一個染色體組。(5)不同種的生物,每個染色體組所包括的染色體數目、形態(tài)和大小是不同的?;蚪M:一般的定義是二倍體生物的單倍體細胞中的全套染色體為一個基因組,或是二倍體生物的單倍體細胞中的全部基由于一個基因組。對二倍體生物而言,基因組方案則為測定單倍體細胞中全
45、部DNA分子的脫氧核苷酸序列,有性染色體的生物其基因組包括一個染色體組的常染色體加上兩條性染色體。沒有性染色體的生物其基因組與染色體組相同。4單倍體和多倍體的比較單倍體是指體細胞中含有本物種配子染色體數目的個體。多倍體由合子發(fā)育而來,體細胞中含有三個或三個以上染色體組。對于體細胞中含有三個染色體組的個體,是屬于單倍體還是三倍體,要依據其來源進行推斷:若直接來自配子,就為單倍體;若來自受精卵,為三倍體?!纠?】 (2010·北京西城)如圖示意某生物細胞減數分裂時,兩對聯會的染色體之間消滅特別的“十字型”結構現象,圖中字母表示染色體上的基因。據此所作推斷中,錯誤的是A此種特別源于染色體的
46、結構變異B該生物產生的特別配子很可能有HAa或hBb型C該生物基因型為HhAaBb,肯定屬于二倍體生物D此種特別可能會導致生物體的育性下降解析 圖中兩對同源染色體間發(fā)生了染色體結構變異,A與b或a與B發(fā)生互換,由此可能產生HAa或hBb型的特別配子,據圖可知,此細胞的基因型為HhAaBb,假如該生物體由受精卵發(fā)育而成,肯定屬于二倍體生物,假如由配子發(fā)育而成則只能屬于單倍體生物;染色體結構變異,對生物體多數都是有害的,有可能引起生物體的育性下降。答案 C學問總結 基因突變、基因重組和染色體變異的相關問題(1)關于“互換”問題。同源染色體上非姐妹染色單體的交叉互換,屬于基因重組;非同染色體之間的互
47、換,屬于染色體結構變異中的易位。(2)關于“缺失”問題。DNA分子上若干基因的缺失屬于染色體變異;DNA分子上若干堿基對的缺失,屬于基因突變。(3)關于變異的水平問題。基因突變、基因重組屬于分子水平的變化,光學顯微鏡下觀看不到;染色體變異屬于亞細胞水平的變化,光學顯微鏡下可以觀看到。(4)關于不同生物可遺傳變異的類型問題。病毒的可遺傳變異惟一來源是基因突變;細菌等原核生物不含染色體,所以不存在染色體變異。在真核生物中,上述三種類型都存在?!净犹骄?】 (2010·江浦中學測試)下列有關變異的說法正確的是A染色體中DNA的一個堿基缺失屬于染色體結構變異B染色體變異、基因突變均可以用光
48、學顯微鏡直接觀看C同源染色體上非姐妹染色單體之間的交叉互換屬于基因重組D秋水仙素誘導多倍體形成的緣由是促進染色單體分別使染色體增倍解析 染色體變異是引起基因數目或排列挨次的轉變,而堿基對的變化為基因突變,是分子水平上的變異,用光學顯微鏡觀看不到。秋水仙素誘導多倍體是抑制了紡錘體的形成,從而使染色體數目加倍。答案 C考點整合二:生物變異在育種中的應用常見的幾種育種方法的比較項目 雜交育種 誘變育種 單倍體育種 多倍體育種 原理 基因重組 基因突變 染色體變異 染色體變異 常用方法 雜交自交選優(yōu)自交;雜交雜種 輻射誘變等 花藥離體培育,然后用秋水仙素處理使其加倍,得到純合體 秋水仙素處理萌發(fā)的種子
49、或幼苗 優(yōu)點 使位于不同個體的優(yōu)良性狀集中在一個個體上 可提高變異頻率或消滅新的性狀,加速育種進程 明顯縮短育種年限 器官巨大,提高產量和養(yǎng)分成分 缺點 時間長,需準時發(fā)覺優(yōu)良性狀 有利變異少,需大量處理試驗材料,具有不定向性 技術簡單;與雜交育種相結合 適用于植物,在動物中難于開展 特殊提示:1.廣義的基因重組還有分子水平的基因重組,如通過對DNA分子進行剪切、拼接而實施的基因工程。2肺炎雙球菌R型菌轉化為S型菌也是發(fā)生了基因重組。學問總結 關于育種方案的“選取”(1)單一性狀類型:生物的優(yōu)良性狀是由某對基因把握的單一性狀,其呈現方式、育種方式、原理及舉例列表如下:項目方式育種方法原理舉例單
50、一性狀無有基因工程基因重組能產生人胰島素的大腸桿菌加熱殺死的S型肺炎雙球菌對R型的轉化有無誘變育種基因突變太空椒等太空植物高產青霉素菌株少多多倍體育種染色體變異三倍體無子西瓜(2)兩個或多共性狀類型:兩個或多共性狀分散在不同的品種中,首先要實現把握不同性狀基因的重組,再選育出人們所需要的品種,這可以從不同的水平上加以分析:個體水平上:運用雜交育種方法實現把握不同優(yōu)良性狀基因的重組。為了縮短育種年限,可接受單倍體育種的方法。細胞水平上:利用植物體細胞雜交,從而實現遺傳物質的重組。分子水平上:應用轉基因技術將把握優(yōu)良性狀的基因導入另一生物體內,實現基因重組?!净犹骄?】 (2010·皖
51、南八校聯考)在某作物育種時,將、兩個植株雜交,得到,將再作如圖所示處理。下列分析錯誤的是A由到過程肯定發(fā)生了非同源染色體上非等位基因的自由組合B由×的育種過程中,依據的主要原理是染色體變異C若的基因型為AaBbdd,則植株中能穩(wěn)定遺傳的個體占總數的1/4D由到過程可能發(fā)生突變和基因重組解析 由到過程的原理是基因突變,不存在等位基因分別、非同源染色體上非等位基因自由組合。答案 A考點整合三:基因頻率及基因型頻率的計算1基因頻率的計算方法(1)定義法:依據定義“基因頻率是指某種基因在某個種群中消滅的比例”,基因頻率×100%(2)基因位置法:若某基因在常染色體上,則基因頻率 &
52、#215;100%,若某基因只消滅在X染色體上,則基因頻率 ×100%(3)借助基因型頻率:若基因在常染色體上,則該對等位基因中,顯(或隱)性基因的頻率顯(或隱)性純合體基因型頻率1/2雜合體基因型頻率。2由基因頻率求基因型頻率的方法哈迪溫伯格公式法:在一個有性生殖的自然種群中,當種群較大,種群內個體間的交配是隨機的,沒有突變發(fā)生、新基因加入和自然選擇時,存在以下公式(pq)2p22pqq21,其中p代表一個等位基因的頻率,q代表另一個等位基因的頻率,p2代表一個等位基因純合體(如AA)的頻率,2pq代表雜合體的頻率,q2代表另一個純合體(aa)的頻率??键c整合四:現代生物進化理論1基本概念梳理2達爾文自然選擇學說與現代生物進化理論的比較項目 達爾文自然選擇學說 現代生物進化理論 基本觀點 遺傳變異是自然選擇的內因;過度繁殖為自然選擇供應更多的選擇材料,加劇了生存斗爭;變異一般是不定向的,而自然選擇是定向的,定向的自然選擇打算生物的進化方向;生存斗爭是自然選擇的過程,是生物進化的動力;適應是自然選擇的結果;自然選擇是一個長期、緩慢、連續(xù)的過程 種群是生物進化的基本單位,生物進化的實質是種群基因頻率的轉變;突變和基因重組、自然選擇及隔
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