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文檔簡介
1、必修1 分子與細(xì)胞11 細(xì)胞的分子組成一、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,但是含量不同。其中大量元素有C H O N P S K Ca Mg;微量元素有Fe Mn Zn Cu B Mo等大量元素中,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不可缺少的。三 構(gòu)成細(xì)胞的化合物 活細(xì)胞中含量最多的化合物水;含量最多的有機(jī)物是蛋白質(zhì)(7-10);占細(xì)胞鮮重最大的元素是O、占細(xì)胞干重最大的元素是C、四、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能元素:C、H、O、N(有的含有P、S、Fe等) 基本單位:20種五 有關(guān)計算: 肽鍵數(shù) = 脫
2、去水分子數(shù) = 氨基酸數(shù)目 肽鏈數(shù) 至少含有的羧基(COOH)或氨基數(shù)(NH2) = 肽鏈數(shù)六、核酸的結(jié)構(gòu)和功能DNA與RNA的比較比較項目核酸(組成元素:C H O N P)DNARNA基本單位核苷酸 脫氧核苷酸核糖核苷酸分布細(xì)胞核(主要)、線粒體、葉綠體細(xì)胞質(zhì)(主要)空間結(jié)構(gòu)兩條鏈構(gòu)成規(guī)則雙螺旋通常為單鏈含氮堿基A(腺嘌呤)、G(鳥嘌呤)、C(胞嘧啶)T(胸腺嘧啶)U(尿嘧啶)五碳糖脫氧核糖核糖磷酸磷酸核酸的功能:是遺傳信息的載體,是生物的遺傳物質(zhì),對于生物體的遺傳和變異、蛋白質(zhì)的生物合成 。組成核酸的堿基有5 種,五碳糖有2 種,核苷酸有8種。有細(xì)胞結(jié)構(gòu)(同時含DNA和RNA)的生物,其
3、遺傳物質(zhì)就是DNA;病毒,有的遺傳物質(zhì)是DNA如:噬菌體等;有的遺傳物質(zhì)是RNA如:煙草花葉病毒、HIV等七 核酸與蛋白質(zhì)的區(qū)別與聯(lián)系 核酸蛋白質(zhì)DNARNA元素C、H、O、N、PC、H、O、N等分子結(jié)構(gòu)一般為規(guī)則的雙螺旋一般為單鏈結(jié)構(gòu)氨基酸多肽蛋白質(zhì)連接方式結(jié)構(gòu)多樣性核苷酸的數(shù)量及排列順序氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序及多肽鏈空間結(jié)構(gòu)不同形成場所主要在細(xì)胞核復(fù)制產(chǎn)生主要在細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄生成核糖體檢測試劑甲基綠(綠色)吡羅紅(紅色)雙縮脲試劑(紫色)主要功能(1)遺傳信息的攜帶者,決定生物性狀,遺傳信息的改變提供生物進(jìn)化原材料(2)某些RNA具催化作用結(jié)構(gòu)物質(zhì):血紅蛋白、肌纖蛋白功能物質(zhì):(1)運(yùn)輸
4、血紅蛋白、載體;(2)催化酶(多數(shù));(3)免疫抗體;(4)調(diào)節(jié)胰島素、生長激素能源物質(zhì):氧化放能,產(chǎn)物有尿素、CO2和H2O等(1)DNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成八、糖類、脂質(zhì)的種類和作用1糖類分子都是由C、H、O三種元素組成。糖類是細(xì)胞的主要能源 物質(zhì)。糖類可分為單糖、二糖和多糖等幾類。單糖常見的有葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脫氧核糖,其中葡萄糖 是細(xì)胞的重要能源物質(zhì),核糖和脫氧核糖一般不作為能源物質(zhì),它們是核酸的組成成分;2脂質(zhì)主要是由C H O 3種化學(xué)元素組成, 有些還含有P (如磷脂)N 。脂質(zhì)包括脂肪、磷脂、和固醇、。脂肪是生物體內(nèi)的儲能物質(zhì)。磷脂是構(gòu)成包括細(xì)胞膜在內(nèi)的膜物質(zhì)重要成分;固
5、醇類物質(zhì)主要包括膽固醇、性激素、維生素D等, 九、細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物質(zhì)的鑒定1糖類中的還原糖(葡萄糖、麥芽糖、果糖)能與斐林試劑或班氏試劑發(fā)生作用,生成磚紅色沉淀;2脂肪 可以被蘇丹染成橘黃色 ;被蘇丹染成紅色 ;3蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生作用,產(chǎn)生紫色反應(yīng) 。4甲基綠能使DNA呈現(xiàn)綠色,吡羅紅(派洛寧)能使RNA呈現(xiàn)紅色,因此利用這兩種染色劑將細(xì)胞染色,可以顯示DNA和RNA在細(xì)胞中的分布。在此實(shí)驗(yàn)中,鹽酸的作用是改變膜的通透性,加速色素進(jìn)入細(xì)胞 。12 細(xì)胞的結(jié)構(gòu) 1細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位2科學(xué)家根據(jù)有無以核膜為界限的細(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)胞細(xì)胞大小較小(1-
6、10微米)較大(10-100微米)核結(jié)構(gòu)沒有成形的細(xì)胞核,組成核的物質(zhì)集中在擬核中,無核膜、核仁有成形的細(xì)胞核,組成核的物質(zhì)集中在細(xì)胞核中,有核膜、核仁細(xì)胞器核糖體多種細(xì)胞器染色體無有種類原核生物(細(xì)菌、放線菌、藍(lán)藻)真核生物(植物、動物、真菌-蘑菇)4、除了病毒等少數(shù)生物之外,所有的生物體都是由細(xì)胞構(gòu)成的。細(xì)胞是生物體的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。病毒的化學(xué)成分為:DNA和蛋白質(zhì) 或 RNA和蛋白質(zhì)5.光學(xué)顯微鏡的操作步驟:對光低倍物鏡觀察(視野亮)移動視野中央(偏左移左)高倍物鏡觀察(視野暗):只能調(diào)節(jié)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋;調(diào)節(jié)大光圈、凹面鏡三、細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)在細(xì)胞器中,具有雙層膜的有線粒體、葉綠體,具
7、有單層膜的有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、液泡。它們都由生物膜構(gòu)成,這些細(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)。細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)在細(xì)胞的生命活動中起著極其重要的作用。上圖反映了生物膜在結(jié)構(gòu)和功能上的聯(lián)系四、真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能(主要的細(xì)胞器、細(xì)胞核)(一)細(xì)胞壁其主要成分為纖維素和果膠,可用纖維素酶和果膠酶來除去。細(xì)胞壁的作用為支持和保護(hù)。(二)細(xì)胞膜對細(xì)胞膜的化學(xué)成分主要由脂質(zhì)(磷脂)分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成,還有少量的糖類。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)胞與外界環(huán)境分隔開、控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞、進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流(三)細(xì)胞質(zhì) 細(xì)胞質(zhì)主要包括細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞器。1
8、、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)含有水、無機(jī)鹽、脂質(zhì)、糖類、氨基酸、核苷酸、多種酶,在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行著多種化學(xué)反應(yīng)。 2、細(xì)胞器(1)線粒體線粒體存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,它是有氧呼吸主要場所,被喻為“動力車間”。電鏡下觀察,它是由雙層膜構(gòu)成的。外膜使它與周圍的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)分開,內(nèi)膜 的某些部位向內(nèi)折疊形成嵴,這種結(jié)構(gòu)使線粒體內(nèi)的膜面積 增加。在線粒體內(nèi)有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶,還含有少量的DNA 、RNA 。(2)葉綠體葉綠體是植物葉肉細(xì)胞特有的細(xì)胞器。葉綠體是綠色植物的光合作用的細(xì)胞器在電鏡下可以看到葉綠體外面有雙層膜,內(nèi)部含有幾個到幾十個由囊狀的結(jié)構(gòu)堆疊成的基粒 ,其間充滿了基質(zhì) 。這些囊狀結(jié)構(gòu)被稱為類囊
9、體,類囊體膜上含有色素。(3)內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是由單層膜連接而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),大大增加了細(xì)胞內(nèi)的膜面積,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成 和加工有關(guān),也是脂質(zhì) 合成的“車間”。(5)高爾基體高爾基體本身不能合成蛋白質(zhì),但可以對蛋白質(zhì)進(jìn)行加工分類和包裝 ,植物細(xì)胞分裂過程中,高爾基體與細(xì)胞壁的形成有關(guān)。分布植物特有的細(xì)胞器葉綠體、液泡動物和低等植物特有的細(xì)胞器中心體(動物細(xì)胞的中心體與有絲分裂有關(guān)。)結(jié)構(gòu)不具膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器核糖體、中心體具單層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、液泡、溶酶體、高爾基體具雙層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器線粒體、葉綠體光學(xué)顯微鏡下可見的細(xì)胞器線粒體、葉綠體、液泡成分含DNA的細(xì)胞器線粒體、葉綠體含RNA的細(xì)
10、胞器核糖體、線粒體、葉綠體含色素的細(xì)胞器葉綠體、液泡功能能產(chǎn)生水的細(xì)胞器線粒體、葉綠體、核糖體、高爾基體能產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器線粒體、葉綠體能復(fù)制的細(xì)胞器線粒體、葉綠體、中心體能合成有機(jī)物的細(xì)胞器核糖體、葉綠體、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與有絲分裂有關(guān)的細(xì)胞器核糖體、線粒體、高爾基體(在植物細(xì)胞中)中心體與蛋白質(zhì)合成、分泌相關(guān)的細(xì)胞器核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體(動物細(xì)胞中)、線粒體能發(fā)生堿基互補(bǔ)配對的細(xì)胞器線粒體、葉綠體、核糖體與主動運(yùn)輸有關(guān)的細(xì)胞器核糖體、線粒體四)細(xì)胞核染色質(zhì)主要由DNA和蛋白質(zhì)組成,能被堿性染料染成深色。,染色質(zhì)和染色體是細(xì)胞中同種物質(zhì)在不同時期的兩種形態(tài)。2、功能;細(xì)胞核是遺傳物質(zhì)儲
11、存和復(fù)制的主要場所,是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心。3細(xì)胞在生活狀態(tài)下,線粒體可被健那綠(詹納斯綠B)染液染成藍(lán)綠色,然后在顯微鏡下觀察。13 細(xì)胞的代謝一、物質(zhì)出入細(xì)胞的方式1、對于植物細(xì)胞來說水分要進(jìn)出細(xì)胞必須要通過原生質(zhì)層。原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜, 2物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式物質(zhì)出入細(xì)胞的方式膜內(nèi)外濃度的高低是否需載體是否消耗能量舉例離子和小分子物質(zhì)被動運(yùn)輸自由擴(kuò)散高到低不需要不消耗H2O O2 CO2 甘油 乙醇 協(xié)助擴(kuò)散高到低需要不消耗主動運(yùn)輸?shù)偷礁咝枰陌被?葡萄糖 無機(jī)鹽離子大分子和顆粒物質(zhì)胞吞(內(nèi)吞)細(xì)胞外到細(xì)胞內(nèi)不需要消耗胞吐(外排)細(xì)胞內(nèi)到細(xì)胞外不需要消耗二、酶、ATP在代謝中的作
12、用1、酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類催化作用的有機(jī)物,胃蛋白酶、唾液淀粉酶等絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì),少數(shù)的酶是RNA。酶的特性有 高效性、專一性 、需要適宜的條件催化作用的理解:酶只起催化作用,改變化學(xué)反應(yīng)的速率,不改變反應(yīng)的平衡點(diǎn)。如上圖:3、ATP中文名叫三磷酸腺苷,結(jié)構(gòu)式簡寫A-ppp,幾乎所有生命活動的能量直接來自ATP的水解 。合成ATP 所需能量,動物來自呼吸作用,植物來自光合作用和呼吸作用,在細(xì)胞內(nèi)ATP含量很少,轉(zhuǎn)化很快, 4、ATP與ADP之間的相互轉(zhuǎn)化過程中,反應(yīng)類型、反應(yīng)所需酶以及能量的來源、去路和反應(yīng)場所都不相同,因此ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng)。但是物質(zhì)時可循環(huán)利用的。三
13、、細(xì)胞呼吸1、呼吸作用的本質(zhì)是氧化分解有機(jī)物,釋放能量,不一定需要氧氣,分為有氧呼吸和無氧呼吸, 2、有氧呼吸的反應(yīng)式: ,場所發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)物第一階段細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)葡萄糖酶2丙酮酸 少量能量量H+丙酮酸、H、釋放少量能量,形成少量ATP第二階段線粒體基質(zhì)6CO26H2O酶2丙酮酸少量能量H+ +CO2、H、釋放少量能量,形成少量ATP第三階段H2O酶大量能量H+線粒體內(nèi)膜O2生成H2O、釋放大量能量,形成大量ATP。注意:第二階段,也是在有氧條件下才發(fā)生的。3、寫出無氧呼吸反應(yīng)式C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量C6H12O6 2C3H3O3能量4、影響呼吸速率的外界因素: 5、
14、呼吸作用在生產(chǎn)上的應(yīng)用:1、作物栽培時,要有適當(dāng)措施保證根的正常呼吸,如疏松土壤等。2、糧油種子貯藏時,要風(fēng)干、降溫,降低氧氣含量,則能抑制呼吸作用,減少有機(jī)物消耗。3、水果、蔬菜保鮮時,要低溫或降低氧氣含量及增加二氧化碳濃度,抑制呼吸作用。四、光合作用及其影響因素捕獲光能的色素 葉綠素a(藍(lán)綠色) 葉綠素 葉綠素b (黃綠色)綠葉中的色素 胡蘿卜素 (橙黃色)類胡蘿卜素 葉黃素 (黃色)葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光,類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。3、光合作用的過程:光反應(yīng)階段條件光、色素、酶場所光酶在類囊體的薄膜上物質(zhì)變化水的分解:H2O H + O2 ATP的生成:ADP + Pi ATP能量變
15、化光能電能ATP中的活躍化學(xué)能暗反應(yīng)階段條件酶、ATP、H場所酶葉綠體基質(zhì)物質(zhì)變化酶CO2的固定:CO2 + C5 2C3ATPC3的還原: C3 + H (CH2O)+ C5 + H2O能量變化光能ATP中的活躍化學(xué)能(CH2O)中的穩(wěn)定化學(xué)能總反應(yīng)式葉綠體 CO2 + H2O O2 + (CH2O)影響光合作用速度的曲線分析及應(yīng)用因素圖像關(guān)鍵點(diǎn)的含義在生產(chǎn)上的應(yīng)用單因子影響光照強(qiáng)度A點(diǎn)光照強(qiáng)度為0,此時只進(jìn)行呼吸作用,釋放CO2的量,表明此時的呼吸強(qiáng)度。AB段表明隨光照強(qiáng)度加強(qiáng),光合作用逐漸加強(qiáng),CO2的釋放量逐漸減少,有一部分用于光合作用; B點(diǎn)時,呼吸作用釋放的CO2全部用于光合作用,
16、即光合作用強(qiáng)度=呼吸作用強(qiáng)度,稱B點(diǎn)為光補(bǔ)償點(diǎn)(植物白天光照強(qiáng)度應(yīng)在光補(bǔ)償點(diǎn)以上,植物才能正常生長)。BC段表明隨著光照強(qiáng)度不斷加強(qiáng),光合作用強(qiáng)度不斷加強(qiáng),到C點(diǎn)以上不再加強(qiáng)了。C點(diǎn)為光合作用的飽和點(diǎn)。(1)適當(dāng)提高光照強(qiáng)度(3)對溫室大棚用無色透明玻璃光照和CO2濃度變化對植物細(xì)胞內(nèi)C3、C5、H、ATP和O2用(CH2O)合成量的影響 C3、的變化和C5、H、ATP的變化永遠(yuǎn)相反。光照變?nèi)趸蛟黾覥O2供應(yīng),C3增多,C5、H、ATP減少。細(xì)胞增殖 真核細(xì)胞的分裂方式有 有絲分裂 、無絲分裂和 減數(shù)分裂 。一、有絲分裂體細(xì)胞的有絲分裂具有細(xì)胞周期,它是指 連續(xù)分裂的細(xì)胞從一次分裂完成時開始,
17、到下一次分裂 完成 時為至,包括分裂間期 期和分裂期。分裂間期分裂間期最大特征是 DNA 分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成 ,分裂期(1)前期最明顯的變化是 染色質(zhì)絲螺旋纏繞,縮短變粗,成為染色體 ,此時每條染色體都含有兩條 染色單體,由一個著絲點(diǎn)相連,稱為 姐妹染色單體 。同時, 核仁 解體, 核摸消失,紡錘絲形成 紡錘體 。膜仁消失顯兩體)。(2)中期 染色體 清晰可見,每條染色體的著絲點(diǎn)都排列在細(xì)胞中央的 一個平面上,染色體的形態(tài) 比較穩(wěn)定,數(shù)目 比較清晰,便于觀察。形數(shù)清晰赤道齊)。(3)后期每個 著絲點(diǎn) 一分為二, 姐妹染色單體隨之分離,形成兩條 子染色體 ,在 紡錘絲的 牽引下向細(xì)胞
18、兩極 運(yùn)動。點(diǎn)裂數(shù)增均兩極)。(4)末期染色體到達(dá)兩極后,逐漸變成絲狀的 染色質(zhì),同時 紡錘體 消失, 核仁 、核模重新出現(xiàn),將染色質(zhì)包圍起來,形成兩個新的 子細(xì)胞 ,然后細(xì)胞一分為二。兩消兩現(xiàn)重開始)。(5)動植物細(xì)胞有絲分裂比較植物動物紡錘體形成方式由細(xì)胞的兩極 由中心體 細(xì)胞一分為二方式意義無絲分裂無絲分裂此過程中沒有出現(xiàn)紡錘絲和染色體 ,故名無絲分裂,如 蛙的紅細(xì)胞 的分裂。15 細(xì)胞的分化、衰老和凋亡一、細(xì)胞分化細(xì)胞分化是指在 個體發(fā)育 中, 由一個或一種細(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。它是一種 持久性 的變化,發(fā)生在生物體的 整個生命過
19、程 中,但在 胚胎 時期達(dá)到最大限度。這種穩(wěn)定性的差異是 不可逆的 。細(xì)胞分化程度:體細(xì)胞胚胎細(xì)胞受精卵但科學(xué)研究證實(shí),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 。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 個體的 潛能 的特性。生物體的每一個細(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 完整個體所必需的全部遺傳物質(zhì) 。理論上,生物體的每一個活細(xì)胞都應(yīng)該具有 全能性。細(xì)胞全能性的大?。菏芫雅咛ゼ?xì)胞體細(xì)胞通常情況下,生物體內(nèi)細(xì)胞并沒有表現(xiàn)出全能性,而是分化成為不同的 細(xì)胞 、組織,這是基因在特定的時間和空間條件下基因的選擇性表達(dá)的結(jié)果。二、細(xì)胞
20、的癌變在個體發(fā)育過程中,有些細(xì)胞在 致癌 因子的作用下,不能正常分化,而變成不受有機(jī)體控制的、 連續(xù) 進(jìn)行分裂的 惡性增殖 細(xì)胞,這種細(xì)胞就是 癌細(xì)胞 。癌細(xì)胞與正常細(xì)胞相比,具有以下特點(diǎn):能夠無限增殖形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化;癌細(xì)胞表面糖蛋白減少;容易在體內(nèi)擴(kuò)散,轉(zhuǎn)移。由于細(xì)胞膜上的 糖蛋白 等物質(zhì)減少,使得細(xì)胞彼此之間的 黏著性 減小,導(dǎo)致癌細(xì)胞容易在有機(jī)體內(nèi) 分散 和 轉(zhuǎn)移 。目前認(rèn)為引起癌變的因子主要有三類:第一類物理致癌因子 ,如輻射致癌;第二類是 化學(xué)致癌因子,如砷、苯、煤焦油等;再一類是 病毒致癌因子 ,引起癌變的病毒叫做 致癌病毒 。另外,科學(xué)家已證實(shí),癌細(xì)胞是由于 原癌基因 激活
21、(突變)為 癌基因 而引起的。細(xì)胞的衰老生物體內(nèi)的細(xì)胞多數(shù)要經(jīng)過未分化、 分裂 、分化 和死亡這幾個階段。因此,細(xì)胞的衰老和死亡是一種 正常 的生命現(xiàn)象。衰老細(xì)胞具有的主要特征有以下幾點(diǎn):(1) 細(xì)胞內(nèi)的水分減少 ,結(jié)果使細(xì)胞 萎縮 ,體積變小, 細(xì)胞新陳代謝的速率減慢;(2)衰老細(xì)胞內(nèi), 有些 酶的活性減低 ,如人的頭發(fā)變白是由于黑色素細(xì)胞衰老時, 酪氨酸酶活性 的活性降低;(3)細(xì)胞內(nèi)的色素會隨著細(xì)胞的衰老而積累,影響細(xì)胞的物質(zhì)交流和信息傳遞等正常的生理功能,最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡;(4)細(xì)胞膜通透性改變 ,物質(zhì)運(yùn)輸能力降低。四、細(xì)胞凋亡:基因決定的細(xì)胞自動結(jié)束生命的過程,是一種正常的自然生理過
22、程,如蝌蚪尾消失,它對于多細(xì)胞生物體正常發(fā)育,維持內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定以及抵御外界因素干擾具有非常關(guān)鍵作用。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。必修 遺傳與進(jìn)化知識點(diǎn)21 遺傳的細(xì)胞基礎(chǔ)(1.正確區(qū)分染色體、染色單體、同源染色體和四分體(2)同源染色體和四分體:同源染色體指形態(tài)、大小一般相同,一條來自母方,一條來自父方,且能在減數(shù)第一次分裂過程中可以兩兩配對的一對染色體(有絲分裂中也有同源染色體,但不聯(lián)會)。(3)一對同源染色體= 一個四分體=2條染色體=4條染色單體=4個DNA分子。2.減數(shù)分裂過程中遇到的一些概念聯(lián)會:同源染色體兩兩配對的現(xiàn)象。 四分體
23、: 交叉互換:指四分體時期,同源染色體上的非姐妹染色單體發(fā)生纏繞,并交換部分片段的現(xiàn)象。 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):復(fù)制一次, 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,第二次分裂類似有絲分裂)。 場所:生殖器官內(nèi)(動物的精巢、卵巢;精巢、卵巢內(nèi)既有有絲分裂,又有減數(shù)分裂)過程: 4.精子與卵細(xì)胞形成的異同點(diǎn)比較項目不 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初級精母細(xì)胞(2n)產(chǎn)生兩個大小相同的次級精母細(xì)胞(n)一個初級卵母細(xì)胞(2n)(細(xì)胞質(zhì)不均等分裂)產(chǎn)生一
24、個次級卵母細(xì)胞(n)和一個第一極體(n)同源染色體聯(lián)會,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次級精母細(xì)胞形成四個同樣大小的精細(xì)胞(n)一個次級卵母細(xì)胞(細(xì)胞質(zhì)不均等分裂)形成一個大的卵細(xì)胞(n)和一個小的第二極體。第一極體分裂(均等)成兩個第二極體著絲點(diǎn)分裂,姐妹染色單體分開,分別移向兩極,細(xì)胞質(zhì)分裂,子細(xì)胞染色體數(shù)目不變有無變形精細(xì)胞變形形成精子無變形分裂結(jié)果產(chǎn)生四個有功能的精子(n)只產(chǎn)生一個有功能的卵細(xì)胞(n)精子和卵細(xì)胞中染色體數(shù)目均減半22 遺傳的分子基礎(chǔ)(一、人類對遺傳物質(zhì)的探索過程1.肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)(1)、體內(nèi)轉(zhuǎn)化
25、實(shí)驗(yàn):1928年由英國科學(xué)家格里菲思等人進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)材料:S型細(xì)菌、R型細(xì)菌 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年由美國科學(xué)家艾弗里等人進(jìn)行。結(jié)論:DNA是遺傳物質(zhì)2.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析:侵染過程中,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.煙草花葉病毒感染煙草實(shí)驗(yàn):煙草花葉病毒的RNA能自我復(fù)制,控制生物的遺傳性狀,因此RNA是它的遺傳物質(zhì)。4、生物的遺傳物質(zhì)非細(xì)胞結(jié)構(gòu):DNA或RNA生物 原核生物:DNA細(xì)胞結(jié)構(gòu) 真核生
26、物:DNA結(jié)論:絕大多數(shù)生物(細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物(同時含DAN、RNA)和DNA病毒)的遺傳物質(zhì)是DNA,所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。二、DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)DNA分子的結(jié)構(gòu)(1)基本單位-脫氧核糖核苷酸(簡稱脫氧核苷酸)2、DNA分子有何特點(diǎn)?穩(wěn)定性:是指DNA分子雙螺旋空間結(jié)構(gòu)的相對穩(wěn)定性。多樣性:構(gòu)成DNA分子的脫氧核苷酸雖只有4種,重要的是形成堿基對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對堿基可形成4n種)。特異性:每個特定的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3、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn):DNA分子由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成。DNA
27、分子外側(cè)是脫氧核糖和磷酸交替連接而成的基本骨架。DNA分子兩條鏈的內(nèi)側(cè)的堿基按照堿基互補(bǔ)配對原則配對,并以氫鍵互相連接。 5.判斷核酸種類(1)如有U無T,則此核酸為RNA;(2)如有T且A=T C=G,則為雙鏈DNA;(3)如有T且A T C G,則為單鏈DNA ;(4)U和T都有,則處于轉(zhuǎn)錄階段。三、DNA的復(fù)制DNA分子復(fù)制的過程1、概念:以親代DNA分子為模板合成子代DNA的過程2、復(fù)制時間:有絲分裂或減數(shù)第一次分裂間期3. 復(fù)制方式:半保留復(fù)制4、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5、復(fù)
28、制特點(diǎn):邊解旋邊復(fù)制6、復(fù)制場所:主要在細(xì)胞核中,線粒體和葉綠體也存在。7、復(fù)制意義:保持了遺傳信息的連續(xù)性。與DNA復(fù)制有關(guān)的堿基計算1.一個DNA連續(xù)復(fù)制n次后,DNA分子總數(shù)為:2n2.第n代的DNA分子中,含原DNA母鏈的有2個,占1/(2n-1)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)制時所需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為:a2n-1四、基因的概念基因與DNA、染色體脫氧核苷酸、性狀間的相關(guān)關(guān)系1、與DNA的關(guān)系 基因的實(shí)質(zhì)是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,無遺傳效應(yīng)的DNA片段不能稱之為基因。每個DNA分子包含
29、許多個基因。2、與染色體的關(guān)系基因在染色體上呈線性排列。染色體是基因的主要載體,線粒體和葉綠體中也有基因分布。3、與脫氧核苷酸的關(guān)系脫氧核苷酸(A、T、C、G)是構(gòu)成基因的單位。基因中脫氧核苷酸的排列順序代表遺傳信息。4、與性狀的關(guān)系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?;?qū)π誀畹目刂仆ㄟ^控制蛋白質(zhì)分子(酶、結(jié)構(gòu)蛋白)的合成來實(shí)現(xiàn)。DNA片段中的遺傳信息遺傳信息蘊(yùn)藏在4種堿基的排列順序之中;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DNA分子的特異性。五、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯遺傳信息的轉(zhuǎn)錄細(xì)胞生物(如人、水稻)內(nèi)含:2種核酸、5種堿基、8種核苷
30、酸病毒含:1種核酸、4種堿基、5種核苷酸2、RNA的類型信使RNA(mRNA)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)核糖體RNA(rRNA)3、轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄的概念:以DNA的一條鏈為模板通過堿基互補(bǔ)配對原則形成信使RNA的過程。轉(zhuǎn)錄的場所主要在細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄的模板以DNA的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄的原料4種核糖核苷酸轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物一條單鏈的mRNA轉(zhuǎn)錄的原則堿基互補(bǔ)配對轉(zhuǎn)錄與復(fù)制的異同(下表) 階段項目復(fù)制轉(zhuǎn)錄時間細(xì)胞有絲分裂的間期或減數(shù)第一次分裂間期生長發(fā)育的連續(xù)過程進(jìn)行場所主要細(xì)胞核主要細(xì)胞核模板以DNA的兩條鏈為模板以DNA的一條鏈為模板原料4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸條件需要特定的酶和ATP需要特定的酶和ATP過程在酶的
31、作用下,兩條扭成螺旋的雙鏈解開,以解開的每段鏈為模板,按堿基互補(bǔ)配對原則(AT、CG、TA、GC)合成與模板互補(bǔ)的子鏈;子鏈與對應(yīng)的母鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)在細(xì)胞核中,以DNA解旋后的一條鏈為模板,按照AU、GC、TA、CG的堿基互補(bǔ)配對原則,形成mRNA,mRNA從細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中,與核糖體結(jié)合產(chǎn)物兩個雙鏈的DNA分子一條單鏈的mRNA特點(diǎn)邊解旋邊復(fù)制;半保留式復(fù)制(每個子代DNA含一條母鏈和一條子鏈)邊解旋邊轉(zhuǎn)錄;DNA雙鏈分子全保留式轉(zhuǎn)錄(轉(zhuǎn)錄后DNA仍保留原來的雙鏈結(jié)構(gòu));只轉(zhuǎn)錄部分基因遺傳信息的傳遞方向遺傳信息從親代DNA傳給子代DNA分子遺傳信息由DNA傳到RNA遺傳信息的翻譯1、遺
32、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中決定一個氨基酸的三個相鄰堿基tRNA中與mRNA密碼子互補(bǔ)配對的三個堿基作用控制生物的遺傳性狀直接決定蛋白質(zhì)中的氨基酸序列識別密碼子,轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸種類基因中脫氧核苷酸種類、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:能翻譯出氨基酸3種:終止密碼子,不能翻譯氨基酸61種或tRNA也為61種 聯(lián)系基因中脫氧核苷酸的序列mRNA中核糖核苷酸的序列mRNA中堿基序列與基因模板鏈中堿基序列互補(bǔ)密碼子與相應(yīng)反密碼子的序列互補(bǔ)配對2、翻譯定義:在核糖體中以信使RNA為模板,以轉(zhuǎn)運(yùn)RNA為運(yùn)載工具合成具有一定氨基
33、酸排列順序的蛋白質(zhì)分子。翻譯的場所 細(xì)胞質(zhì)的核糖體上翻譯的模板 mRNA翻譯的原料 20種氨基酸翻譯的產(chǎn)物 多肽鏈(蛋白質(zhì))翻譯的原則 堿基互補(bǔ)配對翻譯與轉(zhuǎn)錄的異同點(diǎn)(下表): 階段項目轉(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)的過程場所細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)的核糖體模板DNA的一條鏈信使RNA信息傳遞的方向DNAmRNAmRNA蛋白質(zhì)原料含A、U、C、G的4種核苷酸合成蛋白質(zhì)的20種氨基酸產(chǎn)物信使RNA有一定氨基酸排列順序的蛋白質(zhì)實(shí)質(zhì)是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄是遺傳信息的表達(dá)三、基因表達(dá)過程中有關(guān)DNA、RNA、氨基酸的計算一、中心法則:指
34、的是遺傳信息傳遞的一般規(guī)律。DNADNA:DNA的自我復(fù)制;DNARNA:轉(zhuǎn)錄;RNA蛋白質(zhì):翻譯;RNARNA:RNA的自我復(fù)制;RNADNA:逆轉(zhuǎn)錄。二、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系1、基因、蛋白質(zhì)和性狀的關(guān)系(1)基因通過控制酶的合成來控制代謝過程,進(jìn)而控制生物體的性狀,如白化病等。(2)基因還能通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀,如鐮刀型細(xì)胞貧血等。2、基因型與表現(xiàn)型的關(guān)系,基因的表達(dá)過程中或表達(dá)后的蛋白質(zhì)也可能受到環(huán)境因素的影響。3、生物體性狀的多基因因素:基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(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。23 遺傳的基本規(guī)律一、分離
35、規(guī)律1.孟德爾之所以選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;(3)豌豆具有易于區(qū)分的性狀。2.遺傳學(xué)中常用概念及分析(1) 相對性狀:一種生物同一種性狀(如毛色)的不同表現(xiàn)類型(黃、白)。區(qū)分:兔的長毛和短毛;人的卷發(fā)和直發(fā)等; 兔的長毛和黃毛;牛的黃毛和羊的白毛 性狀分離:雜種后代中,同時出現(xiàn)顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象。如在DDdd雜交實(shí)驗(yàn)中,雜合F1代自交后形成的F2代同時出現(xiàn)顯性性狀(DD及Dd)和隱性性狀(dd)的現(xiàn)象。 (2)純合子:遺傳因子(基因)組成相同的個體。如DD或dd。其特點(diǎn)純合子是自交后代全為純合子,無
36、性狀分離現(xiàn)象。 雜合子:遺傳因子(基因)組成不同的個體。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) 自交:遺傳因子組成相同的個體之間的相交方式。 如:DDDD DdDd等測交:F1(待測個體)與隱性純合子雜交的方式。 如:Dddd3.雜合子和純合子的鑒別方法 若后代無性狀分離,則待測個體為純合子測交法 若后代有性狀分離,則待測個體為雜合子 若后代無性狀分離,則待測個體為純合子自交法 若后代有性狀分離,則待測個體為雜合子4.常見問題解題方法(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DdDd 3D_:1dd(2)若后代性狀分離比為顯:隱=1 :1,則雙親一
37、定是測交類型。即為Dddd 1Dd :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DDDD 或 DDDd 或 DDdd5.分離定律 其實(shí)質(zhì)就是在形成配子時,等位基因隨減數(shù)第一次分裂后期同源染色體的分開而分離,分別進(jìn)入到不同的配子中。二、自由組合規(guī)律1.兩對相對性狀雜交試驗(yàn)中的有關(guān)結(jié)論(1)兩對相對性狀由兩對等位基因控制,且兩對等位基因分別位于兩對同源染色體。(2) F1 減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時,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9:3:3:1 YYRR 1/16 YY
38、Rr 2/16親本類型 雙顯(Y_R_) YyRR 2/16 9/16 黃圓 YyRr 4/16 純隱(yyrr) yyrr 1/16 1/16 綠皺 YYrr 1/16 重組類型 單顯(Y_rr) YYRr 2/16 3/16 黃皺 yyRR 1/16 單顯(yyR_) yyRr 2/16 3/16 綠圓注意:上述結(jié)論只是符合親本為YYRRyyrr,但親本為YYrryyRR,F(xiàn)2中重組類型為 10/16 ,親本類型為 6/16。2.常見組合問題(單獨(dú)分析,彼此相乘)(1)配子類型問題如:AaBbCc產(chǎn)生的配子種類數(shù)為2x2x2=8種(2)基因型類型如:AaBbCcAaBBCc,后代基因型數(shù)為
39、多少?AaAa后代3種基因型(1AA:2Aa:1aa)BbBB后代2種基因型(1BB:1Bb)CcCc后代3種基因型(1CC :2Cc:1cc) 所以其雜交后代有3x2x3=18種類型。 (3)表現(xiàn)類型問題 如:AaBbCcAabbCc,后代表現(xiàn)數(shù)為多少?AaAa后代2種表現(xiàn)型Bbbb后代2種表現(xiàn)型CcCc后代2種表現(xiàn)型所以其雜交后代有2x2x2=8種表現(xiàn)型。3.自由組合定律實(shí)質(zhì)是形成配子時,成對的基因彼此分離,決定不同性狀的基因自由組合。5孟德爾實(shí)驗(yàn)成功的原因:(1)正確選用實(shí)驗(yàn)材料:、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、具有易于區(qū)分的性狀(2)由一對相對性狀到多對相對
40、性狀的研究(3)分析方法:統(tǒng)計學(xué)方法對結(jié)果進(jìn)行分析(4)實(shí)驗(yàn)程序:假說-演繹法觀察分析(為什么F2中出現(xiàn)3:1)提出假說(4點(diǎn))演繹推理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證(測交)三、基因在染色體上薩頓假說推論:基因在染色體上,也就是說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:類比推理3.一條染色體上一般含有多個基因,且這多個基因在染色體上呈線性排列4現(xiàn)代解釋孟德爾遺傳定律 分離定律:等位基因隨同源染色體的分開獨(dú)立地遺傳給后代。自由組合定律:非同源染色體上的非等位基因自由組合。四、 伴性遺傳1.伴性(別)遺傳的概念:此類性狀的遺傳控制基因位于性染色體上,因而總是與性別相關(guān)聯(lián)。人類紅綠色盲癥(
41、伴X染色體隱性遺傳?。┲虏』騒a 正常基因:XA 患者:男性XaY 女性XaXa 正常:男性XAY 女性 XAXA XAXa(攜帶者) 遺傳特點(diǎn): 男性患者多于女性患者。交叉遺傳。即男性(父親)女性(女兒攜帶者)男性(兒子)。一般為隔代遺傳??咕S生素D佝僂?。ò閄染色體顯性遺傳?。┲虏』騒A 正?;颍篨a 患者:男性XAY 女性XAXA XAXa 正常:男性XaY 女性XaXa 遺傳特點(diǎn): 女性患者多于男性患者。代代相傳。交叉遺傳現(xiàn)象:男性女性男性4Y染色體遺傳:人類毛耳現(xiàn)象 遺傳特點(diǎn):基因位于Y染色體上,僅在男性個體中遺傳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6、人類
42、遺傳病的判定方法口訣:無中生有必為隱,生女有病為常隱;有中生無必為顯,生女有病為常顯。解釋:父母無病,子女有病隱性遺傳(無中生有)父母無病,女兒有病常、隱性遺傳;父母有病,子女無病顯性遺傳(有中生無)父母有病,女兒無病常、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)怎樣考慮?24 生物的變異一、基因突變1、鐮刀型細(xì)胞貧血癥癥狀 紅細(xì)胞由正常的圓餅狀變成鐮刀型,紅細(xì)胞破裂(溶血),造成貧血。病因 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)的改變基因突變的原因基
43、因突變的原因 有內(nèi)因和外因物理因素:如紫外線、X射線(外因) 化學(xué)因素: 如亞硝酸、堿基類似物生物因素:如某些病毒(內(nèi)因)是什么?4、基因突變的特點(diǎn)普遍性隨機(jī)性不定向性低頻性多害少利性5、基因突變的時間 有絲分裂或減數(shù)第一次分裂間期(細(xì)胞水平),DNA分子復(fù)制時(分子水平),個體發(fā)育的任何時期和任何細(xì)胞中(個體水平)。6、基因突變的意義:是新基因產(chǎn)生的途徑;生物變異的根本來源;是進(jìn)化的原始材料二、基因重組1、基因重組的概念隨機(jī)重組(減數(shù)第一次分裂后期)2、基因重組的類型交換重組(四分體時期)3.時間:減數(shù)第一次分裂過程中(減數(shù)第一次分裂后期和四分體時期)基因重組的意義5、基因突變、基因重組、染
44、色體變異的區(qū)別基因突變基因重組染色體變異本質(zhì)基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,產(chǎn)生了新基因,也可以產(chǎn)生新基因型,出現(xiàn)了新的性狀。控制不同性狀的基因重新組合,不產(chǎn)生新基因,而是產(chǎn)生新的基因型,使不同性狀重新組合。染色體的數(shù)目或結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,不產(chǎn)生新基因,基因的數(shù)目或排列順序改變,引起性狀的變化。發(fā)生時間及原因細(xì)胞分裂間期DNA分子復(fù)制時,由于外界或內(nèi)部因素引起的堿基對的替換、增添或缺失。減數(shù)第一次分裂后期,隨著同源染色體的分開,位于非同源染色體上的非等位基因進(jìn)行了自由組合;四分體時期同源染色體上的非姐妹染色單體的交叉互換。在自然或人為因素的影響下,減數(shù)分裂、有絲分裂、單倍體形成、多倍體形成過程中細(xì)胞內(nèi)發(fā)生
45、了染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目的變化適用范圍所有生物均可發(fā)生自然狀態(tài)下,真核生物的有性生殖過程中。肺炎雙球菌等的轉(zhuǎn)化中、基因工程中真核生物類型自然突變、人工誘變隨機(jī)重組、交換重組、基因工程染色體結(jié)構(gòu)、數(shù)目變異意義生物變異的根本來源,是生物進(jìn)化的原材料。生物變異的來源之一,是形成生物多樣性的重要原因。單倍體育種、多倍體育種觀察光鏡下無法觀察到,可根據(jù)是否有新性狀或新的性狀組合確定光鏡下可觀察到 三、染色體的結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異1、染色體結(jié)構(gòu)的變異缺失 類型 重復(fù) 倒位 易位 2、染色體數(shù)目的變異 染色體組的概念: 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,攜帶著控制生物生長、發(fā)育的全部遺傳信息,這樣的
46、一組染色體,叫染色體組。染色體組特點(diǎn):a、一個染色體組中不含同源染色體 b、一個染色體組中所含的染色體形態(tài)、大小和功能各不相同 c、一個染色體組中含有控制該種生物性狀的一整套遺傳信息。圖一含4組染色體(或有4個染色體組),每組3條染色體;圖二含4組染色體(或有4個染色體組),每組2條染色體判斷方法:由受精卵發(fā)育來的個體,細(xì)胞中含有幾個染色體組,就叫幾倍體;而由配子直接發(fā)育來的,不管含有幾個染色組,都只能叫單倍體 。(4)單倍體中可以只有一個染色體組,但也可以有多個染色體組,對嗎?3、多倍體育種人工誘導(dǎo)多倍體的方法:用秋水仙素處理萌發(fā)的種子和幼苗。原理:當(dāng)秋水仙素作用于正在分裂的細(xì)胞時,能夠抑制
47、細(xì)胞分裂前期紡錘體形成,導(dǎo)致染色體不能平分到兩個細(xì)胞中,從而引起細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍)多倍體植株特征:莖桿粗壯,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)的含量有所增加。過程: 4、單倍體育種單倍體植株特征:植株長得弱小而且高度不育。單倍體植株獲得方法:花藥離體培養(yǎng)。單倍體育種的意義:明顯縮短育種年限(只需二年)。過程: 四、生物變異在育種上的應(yīng)用育種方法的比較雜交育種誘變育種多倍體育種單倍體育種基因工程原理基因重組基因突變?nèi)旧w變異染色體變異基因重組方法雜交、自交、選種、自交。雜交得到雜種(雜種優(yōu)勢)激光、射線或化學(xué)藥品,太空誘發(fā)基因突變秋水仙素處理萌發(fā)種子或幼苗花藥離體培養(yǎng)得到單倍體
48、幼苗,用秋水仙素處理使加倍染色體基因工程的操作優(yōu)點(diǎn)可集中優(yōu)良性狀于同一個體上提高變異的頻率,加速育種的進(jìn)程,大幅度改良性狀器官大和營養(yǎng)物質(zhì)含量高縮短育種年限打破物種界限,定向改造生物缺點(diǎn)育種年限長盲目性及突變頻率較低發(fā)育延遲,結(jié)實(shí)率低,動物中難以開展成功率低,技術(shù)復(fù)雜,只適用于植物可能引起生態(tài)危機(jī)舉例高桿抗病與矮桿感病雜交獲得矮桿抗病品種高產(chǎn)青霉素菌株的育成三倍體西瓜、八倍體小黑麥矮桿抗病植株的育成抗蟲棉 6圖示幾種不同育種方法 甲A. 乙B. 新性狀 C. AABBDD RR ABDR AABBDDRR普通小麥 黑麥 不育雜種 小黑麥 DDTT ddtt F1 F2 能穩(wěn)定遺傳的D. 高稈
49、矮稈 矮稈抗銹病的品種 抗銹病 易染銹病 DDTT ddtt F1 配子 幼苗 能穩(wěn)定遺傳的E. 高稈 矮稈 矮稈抗銹病的品種 抗銹病 易染銹病 F. 其它生物基因 植物細(xì)胞 新細(xì)胞 具有新性狀的植物體 = 1 * GB3 A:克隆 B:誘變育種 C:多倍體育種 D:雜交育種E:單倍體育種 F:基因工程25 人類遺傳病概念:通常是指由于遺傳物質(zhì)改變而引起的人類疾病,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。 顯性遺傳病:并指、多指 常染色體 單基因 隱性遺傳?。喊谆?、苯丙酮尿癥、侏儒癥遺傳病 顯性:抗維生素D佝僂病 X 性染色體 隱性:紅綠色盲、血友病、(進(jìn)行肌營養(yǎng)不良
50、)人類遺 Y 外耳道多毛癥(只有男性患者)傳病 多基因遺傳?。涸l(fā)性高血壓、冠心病、青少年型糖尿病 數(shù)目異常 原因 染色體異 結(jié)構(gòu)異常常遺傳?。?常染色體:21三體綜合癥、貓叫綜合癥 類型 性染色體:性腺發(fā)育不良(如:特納氏綜合癥) 26 生物的進(jìn)化現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的觀點(diǎn)(一)種群是生物進(jìn)化的基本單位1、種群:生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體叫種群。 種群特點(diǎn):種群中的個體不是機(jī)械的集合在一起,而是通過種內(nèi)關(guān)系組成一個有機(jī)的整體,個體間可以彼此交配,并通過繁殖將各自的基因傳遞給后代。2、基因庫3、基因頻率、基因型頻率及其相關(guān)計算基因頻率= 基因型頻率=兩者聯(lián)系:(1)種群中一對等位基因的頻率
51、之和等于1,基因型頻率之和也等于1。(2)一個等位基因的頻率=該等位基因純合子的頻率+雜合子的頻率。(二)突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料 可遺傳的變異:基因突變、染色體變異、基因重組 突變包括基因突變和染色體變異 突變的有害或有利不是絕對的,取決于生物的生存環(huán)境(三)自然選擇決定生物進(jìn)化的方向 生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是基因頻率的改變隔離與物種的形成(一)、物種的概念1、物種的概念:同種生物在自然狀態(tài)下能夠相互交配,并能產(chǎn)生可育后代。 地理隔離 量變 2、隔離 生殖隔離 質(zhì)變 注:一個物種的形成必須要經(jīng)過生殖隔離,但不一定經(jīng)過地理隔離,如多倍體的產(chǎn)生。三、小結(jié)1新物種形成過程:地理隔離阻斷基因交流不同的
52、突變、基因重組和選擇基因頻率向不同方向改變種群基因庫出現(xiàn)差異差異加大生殖隔離新物種形成2現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的基本觀點(diǎn):種群是生物進(jìn)化的基本單位,生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群基因頻率的改變。突變和基因重組、自然選擇及隔離是物種形成過程的三個基本環(huán)節(jié),通過它們的綜合作用,種群產(chǎn)生分化,最終導(dǎo)致新物種的形成。突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料,自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進(jìn)化的方向,隔離是新物種形成的必要條件(生殖隔離的形成標(biāo)志著新物種的形成)。現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的基礎(chǔ):自然選擇學(xué)說。四、共同進(jìn)化與生物多樣性的形成(一)、共同進(jìn)化1、概念:不同物種之間、生物與無機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)
53、展 不同物種間的共同進(jìn)化2、含義 生物與無機(jī)環(huán)境之間的相互影響和共同演變(二)、生物多樣性的形成 基因多樣性1、生物多樣化的內(nèi)容 物種多樣性 生態(tài)系統(tǒng)多樣性三、生物進(jìn)化理論在發(fā)展現(xiàn)代生物進(jìn)化理論核心是自然選擇學(xué)說必修3 穩(wěn)態(tài)與環(huán)境知識點(diǎn)31 植物的激素調(diào)節(jié)1、在胚芽鞘中感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端向光彎曲的部位在胚芽鞘尖端下部產(chǎn)生生長素的部位在胚芽鞘尖端(1)、不同濃度的生長素作用于同一器官上時,引起的生理功效不同(促進(jìn)效果不同或抑制效果不同)(2)、同一濃度的生長素作用于不同器官上時,引起的生理功效也不同,這是因?yàn)椴煌鞴賹ιL素的敏感性不同(敏感性大小:根芽莖),也說明不同器官正常生長所要
54、求的生長素濃度也不同。2、胚芽鞘向光彎曲生長原因:橫向運(yùn)輸(只發(fā)生在胚芽鞘尖端):在單側(cè)光刺激下生長素由向光一側(cè)向背光一側(cè)運(yùn)輸:縱向運(yùn)輸(極性運(yùn)輸):從形態(tài)學(xué)上端運(yùn)到下端,不能倒運(yùn):胚芽鞘背光一側(cè)的生長素含量多于向光一側(cè)(生長素多生長的快,生長素少生長的慢),因而引起兩側(cè)的生長不均勻,從而造成向光彎曲。區(qū)別于根的正向地性、莖的負(fù)向地性:生長素濃度:A=BC=D,但對根而言,A點(diǎn)促進(jìn)生長,C點(diǎn)抑制生長,所以根向下彎曲;而對莖,B、D點(diǎn)都促進(jìn)生長,但D點(diǎn)的促進(jìn)作用大,故莖向上生長3、植物激素:由植物體內(nèi)產(chǎn)生、能從產(chǎn)生部位運(yùn)送到作用部位,對植物的生長發(fā)育有顯著影響的微量有機(jī)物。植物生長調(diào)節(jié)劑:人工合
55、成的對植物的生長發(fā)育有調(diào)節(jié)作用的化學(xué)物質(zhì)6、生長素的生理作用:兩重性,既能促進(jìn)生長,也能抑制生長;既能促進(jìn)發(fā)芽也能抑制發(fā)芽;既能防止落花落果,也能疏花疏果在一般情況下:低濃度促進(jìn)生長,高濃度抑制生長7、生長素的應(yīng)用:無籽蕃茄:花蕊期去掉雄蕊(未授粉),用適宜濃度的生長素類似物涂抹柱頭頂端優(yōu)勢:頂端產(chǎn)生的生長素大量運(yùn)輸給側(cè)芽抑制側(cè)芽的生長去除頂端優(yōu)勢就是去除頂芽 用低濃度生長素浸泡扦插的枝條下部促進(jìn)扦插的枝條生根8、赤霉素 合成部位:未成熟的種子、幼根、幼葉主要作用:促進(jìn)細(xì)胞伸長,從而促進(jìn)植株增高;促進(jìn)種子萌發(fā)、果實(shí)的生長。脫落酸 合成部位:根冠、萎焉的葉片分布:將要脫落的組織和器官中含量較多主
56、要作用:抑制細(xì)胞的分裂,促進(jìn)葉和果實(shí)的衰老和脫落細(xì)胞分裂素 合成部位:根尖主要作用:促進(jìn)細(xì)胞的分裂乙烯 合成部位:植物體各個部位主要作用:促進(jìn)果實(shí)的成熟32 動物生命活動的調(diào)節(jié)1、神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式:反射神經(jīng)調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ):反射弧反射?。焊惺芷鱾魅肷窠?jīng)(有神經(jīng)節(jié))神經(jīng)中樞傳出神經(jīng)效應(yīng)器(還包括肌肉和腺體)2、興奮傳導(dǎo) 神經(jīng)纖維上 雙向傳導(dǎo) 靜息時外正內(nèi)負(fù) 興奮時 外負(fù)內(nèi)正靜息電位 刺激 動作電位 電位差局部電流 神經(jīng)元之間(突觸傳導(dǎo)) 單向傳導(dǎo) 突觸小泡(遞質(zhì)) 突觸前膜突觸間隙 突觸后膜(有受體)產(chǎn)生興奮或抑制 3、人體的神經(jīng)中樞:下丘腦:體溫調(diào)節(jié)中樞、水平衡調(diào)節(jié)中樞、4、大腦的高級功能:
57、大腦S(sport)區(qū)受損會得運(yùn)動性失語癥:患者可以看懂文字、聽懂別人說話、但自己不會講話5、激素調(diào)節(jié):由內(nèi)分泌器官(或細(xì)胞)分泌的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)激素調(diào)節(jié)是體液調(diào)節(jié)的主要內(nèi)容,體液調(diào)節(jié)還有CO2的調(diào)節(jié)6、激素調(diào)節(jié)的特點(diǎn):微量和高效、通過體液運(yùn)輸?shù)饺梭w各個部位、作用于靶器官或靶細(xì)胞33 人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)1、體液:體內(nèi)含有的大量以水為基礎(chǔ)的物體。細(xì)胞內(nèi)液(2/3)體液 細(xì)胞外液(1/3):包括:血漿、淋巴、組織液等2、體液之間關(guān)系: 血漿 細(xì)胞內(nèi)液 組織液 淋巴3、內(nèi)環(huán)境:由細(xì)胞外液構(gòu)成的液體環(huán)境。內(nèi)環(huán)境作用:是細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的媒介。8、穩(wěn)態(tài):正常機(jī)體通過調(diào)節(jié)作用,使各個器官、系統(tǒng)
58、協(xié)調(diào)活動、共同維持內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定的狀態(tài)。內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)指的是內(nèi)環(huán)境的成分和理化性質(zhì)都處于動態(tài)平衡中9、穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié):神經(jīng) 體液 免疫共同調(diào)節(jié) 內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的意義:內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是機(jī)體進(jìn)行正常生命活動的必要條件。10、人體正常血糖濃度;0.81.2g/L低于0.8 g/L:低血糖癥 高于1.2 g/L;高血糖癥、嚴(yán)重時出現(xiàn)糖尿病。11、人體血糖的三個來源:食物、肝糖原的分解、非糖物質(zhì)的轉(zhuǎn)化三個去向:氧化分解、合成肝糖原肌糖原、轉(zhuǎn)化成脂肪蛋白質(zhì)等12、血糖平衡的調(diào)節(jié)13、體溫調(diào)節(jié)寒冷刺激 下丘腦 促甲狀腺激素釋放激素 垂體促甲狀腺激素甲狀腺 甲狀腺激素 促進(jìn)細(xì)胞的新陳代謝甲狀腺激素分泌過多又會反過來抑制下丘
59、腦和垂體的作用,這就是負(fù)反饋調(diào)節(jié)(生態(tài)系統(tǒng)中也存在)。寒冷時機(jī)體變化;全身發(fā)抖(戰(zhàn)栗)(骨骼肌收縮產(chǎn)熱增加)、起雞皮疙瘩(毛細(xì)血管收縮散熱減少)14、水鹽平衡調(diào)節(jié) 飲水不足 失水過多 食物過咸 細(xì)胞外液滲透壓升高 細(xì)胞外液滲透壓下降 (-) () (-)細(xì)胞外液滲透壓下降 下丘腦中的滲透壓感受器 大腦皮層 垂體 抗利尿激素 產(chǎn)生渴覺 () 腎小管集合管重吸收水 主動飲水 ()尿量減少 免疫器官(如:扁桃體、淋巴結(jié)、骨髓、胸腺、脾等) 吞噬細(xì)胞15、免疫系統(tǒng)的組成 免疫細(xì)胞 T細(xì)胞(在胸腺中成熟) 淋巴細(xì)胞 B細(xì)胞(在骨髓中成熟) 免疫活性物質(zhì)(如 :抗體、淋巴因子等) 第一道防線:皮膚、粘膜等
60、 非特異性免疫(先天免疫)第二道防線:體液中殺菌物質(zhì)(溶菌酶)、吞噬細(xì)胞16、免疫 特異性免疫(獲得性免疫) 第三道防線:體液免疫和細(xì)胞免疫 在特異性免疫中發(fā)揮免疫作用的主要是淋巴細(xì)胞17、免疫系統(tǒng)的功能:防衛(wèi)功能、監(jiān)控和清除功能細(xì)胞免疫:體液免疫:19、免疫分為;體液免疫(主要是B細(xì)胞起作用)、細(xì)胞免疫(主要是T細(xì)胞起作用)20、體液免疫過程:(抗原沒有進(jìn)入細(xì)胞,過程為“原吞to be”) 增殖分化 漿細(xì)胞 抗體抗原 吞噬細(xì)胞 T細(xì)胞 B細(xì)胞 記憶B細(xì)胞記憶B細(xì)胞的作用:可以在抗原消失很長一段時間內(nèi)保持對這種抗原的記憶,當(dāng)再接觸這種抗原時,能迅速增殖和分化,產(chǎn)生漿細(xì)胞從而產(chǎn)生抗體??贵w與抗原
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