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文檔簡(jiǎn)介
1、必修1 分子與細(xì)胞第一章 走近細(xì)胞第一節(jié) 從生物圈到細(xì)胞一、 細(xì)胞:是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。除了病毒以外,所有生物都是由細(xì)胞構(gòu)成的。細(xì)胞是地球上最基本的生命系統(tǒng)。 生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次:細(xì)胞組織器官系統(tǒng)(植物沒有系統(tǒng))個(gè)體種群群落生態(tài)系統(tǒng)生物圈二、病毒的相關(guān)知識(shí):1.病毒是一類沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物體。病毒的主要特征:個(gè)體微小,必須用電子顯微鏡才能看見;僅具有一種類型的核酸,DNA或RNA,沒有含兩種核酸的病毒;專營細(xì)胞內(nèi)寄生生活;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,一般由核酸(DNA或RNA)和蛋白質(zhì)外殼所構(gòu)成。2.根據(jù)寄生的宿主不同,病毒可分為動(dòng)物病毒、植物病毒和細(xì)菌病毒(即噬菌體)三大類。根據(jù)病毒所含核酸種類的不
2、同分為DNA病毒和RNA病毒。第二節(jié) 細(xì)胞的多樣性和統(tǒng)一性一、細(xì)胞種類:根據(jù)細(xì)胞內(nèi)有無以核膜為界限的細(xì)胞核,把細(xì)胞分為原核細(xì)胞和真核細(xì)胞。二、原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的比較:1.原核細(xì)胞:細(xì)胞較小,無核膜、無核仁,沒有成形的細(xì)胞核;遺傳物質(zhì)(一個(gè)環(huán)狀DNA分子)集中的區(qū)域稱為擬核;沒有染色體,DNA 不與蛋白質(zhì)結(jié)合;細(xì)胞器只有核糖體;有細(xì)胞壁,成分與真核細(xì)胞不同。 2.真核細(xì)胞:細(xì)胞較大,有核膜、有核仁、有真正的細(xì)胞核;有一定數(shù)目的染色體(DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合而成);一般有多種細(xì)胞器。3.原核生物:由原核細(xì)胞構(gòu)成的生物。如:藍(lán)藻、細(xì)菌(如硝化細(xì)菌、乳酸菌、大腸桿菌、肺炎雙球菌)、放線菌、支原體等都屬于
3、原核生物。4.真核生物:由真核細(xì)胞構(gòu)成的生物。如動(dòng)物(草履蟲、變形蟲)、植物、真菌(酵母菌、霉菌、食用菌)等。5.真核生物的紅細(xì)胞:成熟的哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞無核,無各種細(xì)胞器,不合成蛋白質(zhì)。蛙的紅細(xì)胞:有細(xì)胞核,進(jìn)行無絲分裂(有DNA復(fù)制,但無紡錘體和染色體的變化)。三、細(xì)胞學(xué)說的主要內(nèi)容:細(xì)胞是一個(gè)有機(jī)體,一切動(dòng)植物都是由細(xì)胞發(fā)育而來,并由細(xì)胞和細(xì)胞產(chǎn)物所構(gòu)成。細(xì)胞是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的單位,既有它自己的生命,又對(duì)與其他細(xì)胞共同組成的整體的生命起作用。新細(xì)胞可以從老細(xì)胞中產(chǎn)生。第二章 組成細(xì)胞的分子一、蛋白質(zhì)1.相關(guān)概念:氨 基 酸:蛋白質(zhì)的基本組成單位,組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種。脫水縮合:一個(gè)
4、氨基酸分子的氨基(NH2)與另一個(gè)氨基酸分子的羧基(COOH)相連接,同時(shí)失去一分子水。肽 鍵:肽鏈中連接兩個(gè)氨基酸分子的化學(xué)鍵(NHCO)。二 肽:由兩個(gè)氨基酸分子縮合而成的化合物,只含有一個(gè)肽鍵。多肽:由三個(gè)或三個(gè)以上的氨基酸分子縮合而成的鏈狀結(jié)構(gòu)。多肽通常呈鏈狀結(jié)構(gòu),叫肽鏈。2.氨基酸分子通式:NH2R C HCOOH3.氨基酸結(jié)構(gòu)的特點(diǎn):構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸分子,至少含有一個(gè)氨基(NH2)和一個(gè)羧基(COOH),并且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上;R基的不同導(dǎo)致氨基酸的種類不同。4.蛋白質(zhì)多樣性的原因是:組成蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)目、種類、排列順序不同,多肽鏈空間結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化
5、。5.蛋白質(zhì)的主要功能(生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者):結(jié)構(gòu)蛋白,是構(gòu)成細(xì)胞和生物體的重要物質(zhì); 催化作用:如酶; 調(diào)節(jié)作用:如胰島素、生長激素; 免疫作用:如抗體; 運(yùn)輸作用:如紅細(xì)胞中的血紅蛋白。6.有關(guān)計(jì)算: 肽鍵數(shù) = 脫去水分子數(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)二、核酸1.核酸的種類:脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)2.核 酸:是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì),對(duì)于生物的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的合成具有重要作用。3.組成核酸的基本單位是:核苷酸,是由一分子磷酸、一分子五碳糖(DNA為脫氧核糖、RNA為核糖)和一分子含氮堿基組成 ;組成DNA的核苷
6、酸叫做脫氧核苷酸,組成RNA的核苷酸叫做核糖核苷酸。4.DNA所含堿基有:腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)RNA所含堿基有:腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)5.核酸的分布:真核細(xì)胞的DNA主要分布在細(xì)胞核中;線粒體、葉綠體內(nèi)也含有少量的DNA;RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。6.核酸的功能:生物的遺傳物質(zhì)(主要是DNA)三、細(xì)胞中的糖類和脂質(zhì)1.相關(guān)概念:?jiǎn)翁牵菏遣荒茉偎獾奶?。如葡萄糖。二糖:是水解后能生成兩分子單糖的糖。如麥芽糖,由兩分子葡萄糖組成;蔗糖由一分子葡萄糖和一分子果糖組成;乳糖,由一分子葡萄糖和一分子半乳糖組成。多糖:是水解后能生成許多單
7、糖的糖。多糖的基本組成單位都是葡萄糖。(可溶性還原性糖:葡萄糖、果糖、麥芽糖等)分類元素常見種類分布主要功能單糖CHO核糖、脫氧核糖動(dòng)植物組成核酸葡萄糖重要能源物質(zhì)二糖蔗糖、麥芽糖植物乳糖動(dòng)物多糖淀粉植物植物貯能物質(zhì)纖維素細(xì)胞壁主要成分糖原(肝糖原、肌糖原)動(dòng)物動(dòng)物貯能物質(zhì)2.糖類的比較:3.脂質(zhì)的比較:分類元素常見種類功能脂質(zhì)脂肪C、H、O1、主要儲(chǔ)能物質(zhì)2、保溫3、減少摩擦,緩沖和減壓磷脂C、H、O(N、P)細(xì)胞膜的主要成分固醇膽固醇與細(xì)胞膜流動(dòng)性有關(guān)性激素維持生物第二性征,促進(jìn)生殖器官發(fā)育維生素D有利于Ca、P吸收多糖、蛋白質(zhì)、核酸等都是生物大分子,都是由許多基本的組成單位連接而成的,這
8、些基本單位稱為單體,這些生物大分子又稱為單體的多聚體。每個(gè)單體都以若干相連的碳原子構(gòu)成的碳鏈為基本骨架,有許多單體連接成多聚體。四、水和無機(jī)鹽1.水存在形式含量功能聯(lián)系自由水約951.良好溶劑2.參與多種化學(xué)反應(yīng)3.運(yùn)送養(yǎng)料和代謝廢物它們可相互轉(zhuǎn)化;代謝旺盛時(shí)自由水含量增多,反之,含量減少。結(jié)合水約4.5細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分2.無機(jī)鹽(絕大多數(shù)以離子形式存在)功能:構(gòu)成某些重要的化合物,如:葉綠素、血紅蛋白等維持生物體的生命活動(dòng)(如動(dòng)物缺鈣會(huì)抽搐)維持酸堿平衡,調(diào)節(jié)滲透壓。第三章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第一節(jié)細(xì)胞膜-系統(tǒng)的邊界一、細(xì)胞膜的成分:主要是脂質(zhì)(約50)和蛋白質(zhì)(約40),還有少量糖類(約2
9、-10)二、細(xì)胞膜的功能: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、植物細(xì)胞還有細(xì)胞壁,主要成分是纖維素和果膠,對(duì)細(xì)胞有支持和保護(hù)作用;其性質(zhì)是全透性的。第二節(jié)細(xì)胞器-系統(tǒng)內(nèi)的分工合作一、八大細(xì)胞器的比較:1.線粒體:(呈粒狀、棒狀,具有雙層膜,普遍存在于動(dòng)、植物細(xì)胞中,內(nèi)有少量DNA和RNA,內(nèi)膜突起形成嵴,內(nèi)膜、基質(zhì)中有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶),線粒體是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所,生命活動(dòng)所需要的能量,大約95%來自線粒體,是細(xì)胞的“動(dòng)力車間”。2.葉綠體:(呈扁平的橢球形或球形,具有雙層膜,主要存在綠色植物葉肉細(xì)胞里),葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器,是植物細(xì)胞的
10、“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉(zhuǎn)換站”,(含有葉綠素和類胡蘿卜素,還有少量DNA和RNA,色素分布在基粒片層的膜上。在片層結(jié)構(gòu)的膜上和葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中,含有光合作用需要的酶)。3.核糖體:橢球形粒狀小體,有些附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上,有些游離在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,是細(xì)胞內(nèi)將氨基酸合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所。4.內(nèi)質(zhì)網(wǎng):由膜結(jié)構(gòu)連接而成的網(wǎng)狀物,是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成和加工,以及脂質(zhì)合成的“車間”。5.高爾基體:在植物細(xì)胞中與細(xì)胞壁的形成有關(guān),在動(dòng)物細(xì)胞中與蛋白質(zhì)(分泌蛋白)的加工、分類運(yùn)輸有關(guān)。6.中心體:每個(gè)中心體含兩個(gè)中心粒,垂直排列,存在于動(dòng)物細(xì)胞和低等植物細(xì)胞,與細(xì)胞的有絲分裂有關(guān)。7.液泡:主要存在于成熟植物細(xì)胞中,液
11、泡內(nèi)有細(xì)胞液?;瘜W(xué)成分:有機(jī)酸、生物堿、糖類、蛋白質(zhì)、無機(jī)鹽、色素等。有維持細(xì)胞形態(tài)、儲(chǔ)存養(yǎng)料、調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透吸水的作用。8、溶酶體:有“消化車間”之稱,內(nèi)含多種水解酶,能分解衰老、損傷的細(xì)胞器,吞噬并殺死侵入細(xì)胞的病毒或病菌。注:高等植物的根細(xì)胞中無中心體、無葉綠體;體內(nèi)寄生動(dòng)物的細(xì)胞中無線粒體。二、分泌蛋白的合成和運(yùn)輸:核糖體(合成肽鏈)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(加工成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì))高爾基體(進(jìn)一步修飾加工)囊泡細(xì)胞膜細(xì)胞外三、生物膜系統(tǒng):組成:包括細(xì)胞器膜、細(xì)胞膜和核膜等。生物膜的組成成分和結(jié)構(gòu)相似,在結(jié)構(gòu)和功能上緊密聯(lián)系,體現(xiàn)了細(xì)胞內(nèi)各種結(jié)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)配合。功能:A.細(xì)胞膜使細(xì)胞具有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)
12、定的內(nèi)環(huán)境,同時(shí)控制細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞;B.生物膜為多種酶提供了大量的附著位點(diǎn);C.生物膜將各種細(xì)胞器分隔開,使多種化學(xué)反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行、互不干擾,保證了細(xì)胞生命活動(dòng)高效、有序的進(jìn)行。第三節(jié) 細(xì)胞核-系統(tǒng)的控制中心一、細(xì)胞核的功能:是遺傳信息庫(遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存和復(fù)制的場(chǎng)所),是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心。二、細(xì)胞核的結(jié)構(gòu): 1.染色質(zhì):由DNA和蛋白質(zhì)組成,染色質(zhì)和染色體是同樣物質(zhì)在細(xì)胞不同時(shí)期的兩種存在狀態(tài)。 2.核 膜:雙層膜,把核內(nèi)物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開。 3.核 仁:與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)。4、核 孔:實(shí)現(xiàn)細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)間的物質(zhì)交換和信息交流。是大分子物質(zhì),如mRNA
13、等進(jìn)出細(xì)胞核的通道。第四章 細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第一節(jié) 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例一、滲透作用:水分子(溶劑分子)通過半透膜的擴(kuò)散作用。二、原生質(zhì)層:細(xì)胞膜、液泡膜、以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。三、發(fā)生滲透作用的條件: 1.具有半透膜 2.膜兩側(cè)有濃度差四、植物細(xì)胞的吸水與失水成熟的植物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)。質(zhì)壁分離:外界溶液細(xì)胞液濃度細(xì)胞失水原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離。質(zhì)壁分離復(fù)原:外界溶液細(xì)胞液濃度細(xì)胞吸水液泡和原生質(zhì)層恢復(fù)原狀。條件:內(nèi)因活的、結(jié)構(gòu)完整的具有大液泡的成熟植物細(xì)胞原生質(zhì)層的伸縮性大于細(xì)胞壁的伸縮性 外因外界溶液濃度與細(xì)胞液濃度之間存在濃度差。 第二節(jié) 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型一、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu): 磷脂
14、 蛋白質(zhì) 糖類磷脂雙分子層“鑲嵌蛋白” 糖被(與細(xì)胞識(shí)別有關(guān))(膜的基本骨架)二、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具有一定的流動(dòng)性;細(xì)胞膜的功能特點(diǎn)選擇透過性。第三節(jié) 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞揭弧⒆杂蓴U(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸?shù)谋容^:比較項(xiàng)目運(yùn)輸方向是否要載體是否消耗能量代表例子自由擴(kuò)散高濃度低濃度不需要不消耗O2、CO2、H2O、乙醇、甘油等協(xié)助擴(kuò)散高濃度低濃度需要不消耗葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞等主動(dòng)運(yùn)輸?shù)蜐舛雀邼舛刃枰男∧c細(xì)胞吸收葡萄糖、氨基酸、各種離子等二、離子和小分子物質(zhì)主要以被動(dòng)運(yùn)輸(自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散)和主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)出細(xì)胞;大分子和顆粒物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的主要方式是胞吞作用和胞吐作用。第五章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利
15、用第一節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶一、酶在細(xì)胞代謝中的作用細(xì)胞代謝:細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著的許多化學(xué)反應(yīng),統(tǒng)稱細(xì)胞代謝?;?化 能:分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。同無機(jī)催化劑相比,酶降低活化能的作用更顯著,因此催化效率更高。二、酶的概念及化學(xué)本質(zhì):酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的有機(jī)物,絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA。合成酶的場(chǎng)所主要是核糖體,水解酶的酶是蛋白酶。三、酶的特性:高效性:催化效率比無機(jī)催化劑高許多。專一性:每種酶只能催化一種或一類化合物的化學(xué)反應(yīng)。較溫和的作用條件:在最適宜的溫度和pH下,酶的活性最高。低溫抑制酶的活性;過酸、過堿或溫度過高,會(huì)使酶的
16、空間結(jié)構(gòu)遭到破壞,使酶永久失活。第二節(jié) 細(xì)胞的能量“通貨”-ATP一、ATP的生理功能:直接能源物質(zhì)二、ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:ATP是三磷酸腺苷的英文縮寫,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:,其中:A代表腺苷(由腺嘌呤和核糖組成),P代表磷酸基團(tuán),代表高能磷酸鍵,代表普通化學(xué)鍵。注意:ATP的分子中的高能磷酸鍵中儲(chǔ)存著大量的能量,所以ATP被稱為高能化合物。這種高能化合物化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定,在水解時(shí),由于高能磷酸鍵的斷裂,釋放出大量的能量。酶三、ATP與ADP的轉(zhuǎn)化:(物質(zhì)是可逆的、能量是不可逆的;反應(yīng)的酶也不同)ADP + Pi +ATP能量ATP的形成途徑: 綠色植物:光合作用(光反應(yīng)階段);呼吸作用(包括有氧呼吸和無氧
17、呼吸) 動(dòng)物和人:呼吸作用(包括有氧呼吸和無氧呼吸)ATP的水解:遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵斷裂,釋放能量直接用于各種生命活動(dòng)(如:細(xì)胞分裂、根吸收礦質(zhì)素、肌肉收縮、神經(jīng)興奮的傳導(dǎo)等)第三節(jié)ATP的主要來源-細(xì)胞呼吸一、相關(guān)概念:1.呼吸作用(也叫細(xì)胞呼吸):指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,最終生成二氧化碳或其它產(chǎn)物,釋放出能量并生成ATP的過程。根據(jù)是否有氧參與,分為有氧呼吸和無氧呼吸。2.有氧呼吸:指細(xì)胞在有氧的參與下,通過多種酶的催化作用下,把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解,產(chǎn)生二氧化碳和水,釋放出大量能量,生成ATP的過程。3.無氧呼吸:一般是指細(xì)胞在無氧的條件下,通過酶的催化作用,把葡萄
18、糖等有機(jī)物分解為不徹底的氧化產(chǎn)物(酒精、CO2或乳酸),同時(shí)釋放出少量能量的過程。4.發(fā)酵:微生物(如:酵母菌、乳酸菌)的無氧呼吸。酶 二、有氧呼吸的總反應(yīng)式:C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O + 能量三、無氧呼吸的總反應(yīng)式:(酵母菌、植物細(xì)胞在無氧條件下的呼吸)(動(dòng)物骨骼肌細(xì)胞、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等細(xì)胞的無氧呼吸)四、有氧呼吸過程(主要在線粒體中進(jìn)行):場(chǎng)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
19、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五、有氧呼吸與無氧呼吸的比較:呼吸方式有氧呼吸無氧呼吸不同點(diǎn)場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),線粒體基質(zhì)、內(nèi)膜細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件氧氣、多種酶無氧氣參與、多種酶物質(zhì)變化葡萄糖徹底分解,產(chǎn)生CO2和H2O葡萄糖分解不徹底,生成乳酸或酒精等能量變化釋放大量能量(1161kJ被利用,其余以熱能散失),形成大量ATP釋放少量能量,形成少量ATP六、影響呼吸速率的外界因素: 1.溫度:溫度通過影響細(xì)胞內(nèi)與呼吸作用有關(guān)的酶的活性來影響細(xì)胞的呼吸作用。溫度過低或過高都會(huì)影響細(xì)胞正常的呼吸作用。在一定溫度范圍內(nèi),溫度越低,細(xì)胞呼吸越弱;溫度越高,細(xì)胞呼吸越強(qiáng)。 2.氧
20、氣:氧氣充足,則無氧呼吸將受抑制;氧氣不足,則有氧呼吸將會(huì)減弱。3.水分:一般來說,細(xì)胞水分充足,呼吸作用將增強(qiáng)。但陸生植物根部如長時(shí)間受水浸沒,根部細(xì)胞缺氧,進(jìn)行無氧呼吸,產(chǎn)生過多酒精,可使根部細(xì)胞壞死。4.CO2:環(huán)境CO2濃度提高,將抑制細(xì)胞呼吸,可用此原理來貯藏水果和蔬菜。七、呼吸作用在生產(chǎn)上的應(yīng)用:1.作物栽培時(shí),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(shí),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(shí),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。第四節(jié) 能量之源-光與光合作用一、光合作用概念:綠色植物通過葉綠體,利用
21、光能,把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物,并釋放出氧氣的過程二、光合色素(在類囊體的薄膜上):葉綠素a (藍(lán)綠色)葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光葉綠素b (黃綠色)色素 胡蘿卜素 (橙黃色) 類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光葉黃素 (黃色)三、葉綠體的功能:葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。在類囊體的薄膜上分布著具有吸收光能的光合色素,在類囊體的薄膜上和葉綠體的基質(zhì)中含有許多光合作用所必需的酶。四、影響光合作用的外界因素主要有:1.光照強(qiáng)度:在一定范圍內(nèi),光合速率隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而加快,到光飽和點(diǎn)時(shí)達(dá)到最大。2.溫度:溫度可影響酶的活性。3.二氧化碳濃度:在一定范圍內(nèi),光合速率隨二氧化碳濃度的增加而加快,達(dá)
22、到一定程度后,光合速率維持在一定的水平,不再增加。4.水:光合作用的原料之一,缺少時(shí)光合速率下降。五、光合作用的應(yīng)用:1.適當(dāng)提高光照強(qiáng)度。2.延長光合作用的時(shí)間。 3.增加光合作用的面積-合理密植,間作套種。 4.溫室大棚用無色透明玻璃。 5.溫室栽培植物時(shí),白天適當(dāng)提高溫度,晚上適當(dāng)降溫。 6.溫室栽培多施有機(jī)肥或放置干冰,提高二氧化碳濃度。六、光合作用的過程:光反應(yīng)階段條件光、色素、酶場(chǎng)所在類囊體的薄膜上物質(zhì)變化水的分解:能量變化光、光能ATP中的活躍化學(xué)能暗反應(yīng)階段條件酶、ATP、H場(chǎng)所酶葉綠體基質(zhì)物質(zhì)變化酶CO2的固定:CO2+C52C3ATPC3的還原:C3+H(CH2O)+ C5
23、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)七、化能合成作用化能合成作用:利用體外環(huán)境中的某些無機(jī)物氧化時(shí)所釋放出的能量來制造有機(jī)物,這種合成作用叫做化能合成作用。自養(yǎng)生物:能利用外界環(huán)境中的無機(jī)物,將無機(jī)物制造成復(fù)雜的有機(jī)物,并且儲(chǔ)存能量,來維持自身生命活動(dòng)的進(jìn)行,這種類型的生物屬于自養(yǎng)生物。光能自養(yǎng)型生物:如藍(lán)藻、衣藻、水綿等及各種綠色植物,利用光合作用制造有機(jī)物?;茏责B(yǎng)型生物:如硝化細(xì)菌,利用周圍物質(zhì)氧化所釋放的能量,將CO2合成有機(jī)物。異養(yǎng)生物:只能依靠攝取外界環(huán)境中的現(xiàn)成的有機(jī)物來維持自身的生命活動(dòng)的一類生物。第六
24、章 細(xì)胞的生命歷程一、細(xì)胞的增殖1.細(xì)胞不能無限長大:細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系限制了細(xì)胞的長大;DNA不會(huì)隨細(xì)胞體積的擴(kuò)大而增多,細(xì)胞太大,細(xì)胞核的負(fù)擔(dān)就會(huì)過重。2.細(xì)胞增殖是生物體生長、發(fā)育、繁殖和遺傳的基礎(chǔ)。3.細(xì)胞是以分裂的方式進(jìn)行增殖。細(xì)胞增殖包括物質(zhì)準(zhǔn)備和細(xì)胞分裂整個(gè)連續(xù)的過程。4.真核細(xì)胞分裂的方式包括有絲分裂、無絲分裂和減數(shù)分裂。5.有絲分裂:細(xì)胞周期: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。包括分裂間期(約占細(xì)胞周期的90%95%)和分裂期。有絲分裂各時(shí)期的主要特點(diǎn)(植物細(xì)胞為例)階段各時(shí)期特點(diǎn)間期DNA復(fù)制有關(guān)蛋白質(zhì)合成染色體復(fù)制前期染色質(zhì)染色體(散亂分布
25、) 出現(xiàn)紡錘體核仁消失、核膜解體中期染色體的著絲點(diǎn)排列在赤道板上(其形態(tài)固定、數(shù)目清晰,便于觀察)后期著絲點(diǎn)分裂,兩條染色單體兩條染色體染色體數(shù)目加倍,平均移向兩極末期染色體染色質(zhì)紡錘體消失 核膜、核仁重現(xiàn)細(xì)胞板細(xì)胞壁(細(xì)胞質(zhì)的分裂)動(dòng)、植細(xì)胞有絲分裂基本過程的異同不同點(diǎn)相同點(diǎn)前期紡錘體形成末期子細(xì)胞的分開(1)間期、中期后期的變化情況相同。(2)染色體都要經(jīng)過自我復(fù)制,然后平均的分配到兩個(gè)子細(xì)胞的核中,使每個(gè)子細(xì)胞具有一套數(shù)目和形狀完全相同的染色體。植物細(xì)胞細(xì)胞兩極發(fā)出紡錘絲,形成紡錘體。在赤道板部分出現(xiàn)細(xì)胞板并由中央向四周擴(kuò)展形成細(xì)胞壁。動(dòng)物細(xì)胞由已經(jīng)復(fù)制的,移向兩極的兩組中心粒發(fā)出星射線
26、,形成紡錘體。不形成細(xì)胞板,而是細(xì)胞中部的細(xì)胞膜內(nèi)陷縊裂成兩個(gè)細(xì)胞。染色體、染色單體和DNA數(shù)量變化曲線圖染色單體間期前期中期后期末期間期前期中期后期末期二、細(xì)胞的分化1.細(xì)胞的分化: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。2.實(shí)質(zhì):細(xì)胞中基因在特定的時(shí)間和空間條件下選擇性表達(dá)的結(jié)果。3.細(xì)胞分化的意義:生物界普遍存在的生命現(xiàn)象,是生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)。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。4.細(xì)胞的全能性:指已經(jīng)分化的細(xì)胞,仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的能力。5.干細(xì)胞:動(dòng)物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的
27、細(xì)胞。如骨髓中的造血干細(xì)胞,能分裂分化產(chǎn)生血細(xì)胞(如血小板、紅細(xì)胞和白細(xì)胞)三、細(xì)胞的衰老和凋亡1.細(xì)胞衰老的特征:A.細(xì)胞內(nèi)的水分減少,細(xì)胞萎縮,新陳代謝速率減慢。B.細(xì)胞內(nèi)多種酶的活性降低C.細(xì)胞內(nèi)的色素會(huì)隨著衰老而逐漸積累,它們會(huì)妨礙細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的交流和傳遞。D.細(xì)胞內(nèi)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E.細(xì)胞膜通透性改變,使物質(zhì)運(yùn)輸功能降低。2.細(xì)胞的凋亡:由基因所決定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過程。也稱細(xì)胞編程性死亡。對(duì)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。四、細(xì)胞的癌變1.癌細(xì)胞:有的細(xì)胞受到致癌因子的
28、作用,細(xì)胞中遺傳物質(zhì)發(fā)生變化,就變成不受機(jī)體控制的、連續(xù)進(jìn)行分裂的惡性增殖細(xì)胞。2.癌細(xì)胞的特征:A.能夠無限增殖;B.形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化;C.癌細(xì)胞的表面發(fā)生了變化,由于細(xì)胞膜上糖蛋白等物質(zhì)減少,使得癌細(xì)胞彼此之間的黏著性顯著降低,容易在體內(nèi)分散和轉(zhuǎn)移。3.致癌因子:物理因子:主要指輻射,如紫外線、X射線等;化學(xué)因子:無機(jī)化合物:石棉、砷化物、鉻化物、鎘化物等有機(jī)化合物:聯(lián)苯胺、烯環(huán)烴、亞硝胺、黃曲霉素等 4.健康的生活方式與防癌:注意遠(yuǎn)離致癌因子。必修 遺傳與進(jìn)化第一章 遺傳因子的發(fā)現(xiàn)第1節(jié) 孟德爾豌豆雜交試驗(yàn)(一)一、孟德爾選取豌豆作為雜交試驗(yàn)的材料的原因(1)豌豆是自花,且閉花授粉的
29、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;(4)豌豆的七對(duì)相對(duì)性狀恰好位于七對(duì)同源染色體上。二、孟德爾的遺傳實(shí)驗(yàn)及孟德爾定律(按假說-演繹法的邏輯)內(nèi)容一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)及分離定律兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳實(shí)驗(yàn)及自由組合定律雜交實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)果見教材P4見教材P9-10對(duì)分離現(xiàn)象或自由組合現(xiàn)象的解釋(假說)按親代、配子、配子結(jié)合形成子代的邏輯順序提出4個(gè)要點(diǎn)。3個(gè)要點(diǎn),最核心的是第2個(gè)要點(diǎn):遺傳因子自由組合。驗(yàn)證解釋(測(cè)交)方法F1高莖×隱性純合子(矮莖)F1黃圓×隱性純合子(綠色皺粒)預(yù)期高莖矮莖=11黃圓綠圓黃皺綠皺=1111實(shí)際結(jié)果與預(yù)期相符正交和
30、反交結(jié)果都與預(yù)期相符孟德爾定律分離定律的實(shí)質(zhì):在形成配子時(shí),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)入不同的配子中。自由組合定律的實(shí)質(zhì):形成配子時(shí),成對(duì)的基因彼此分離,決定不同性狀的基因自由組合。三、有關(guān)概念和符號(hào)、方法、孟德爾實(shí)驗(yàn)方法的啟示 含義 親本子一代子二代雜交自交母本父本符號(hào)PF1F2×(1)性狀類:性狀:生物所表現(xiàn)出來的形態(tài)特征和生理特性。相對(duì)性狀:同種生物同一種性狀的不同表現(xiàn)類型。 性狀分離:雜種后代中,同時(shí)出現(xiàn)顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象。 顯性性狀:在DD×dd 雜交試驗(yàn)中,F(xiàn)1表現(xiàn)出來的性狀; 隱性性狀:在DD×dd雜交試驗(yàn)中,F(xiàn)
31、1未顯現(xiàn)出來的性狀。(2)基因類: 顯性基因:控制顯性性狀的基因。隱性基因:控制隱性性狀的基因。等位基因:在一對(duì)同源染色體的同一位置,控制相對(duì)性狀的基因。(3)交配類: 雜交:遺傳因子組成不同的個(gè)體之間的相交方式。如:DD×dd Dd×dd DD×Dd等。自交:遺傳因子組成相同的個(gè)體之間的相交方式。 如:DD×DD Dd×Dd等測(cè)交:F1(待測(cè)個(gè)體)與隱性純合子雜交的方式。 如:Dd×dd正交和反交:二者是相對(duì)而言的,如甲()×乙()為正交,則甲()×乙()為反交;如甲()×乙()為正交,則甲()
32、5;乙()為反交。四、雜合子和純合子的概念及鑒別方法純合子:遺傳因子(基因)組成相同的個(gè)體。其特點(diǎn)純合子是自交后代全為純合子,無性狀分離現(xiàn)象。 雜合子:遺傳因子(基因)組成不同的個(gè)體。其特點(diǎn)是雜合子自交后代會(huì)出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象。測(cè)交法:若后代無性狀分離,則待測(cè)個(gè)體為純合子;若后代有性狀分離,則待測(cè)個(gè)體為雜合子自交法:若后代無性狀分離,則待測(cè)個(gè)體為純合子;若后代有性狀分離,則待測(cè)個(gè)體為雜合子五、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Dd×Dd 3D_:1dd(2)若后代性狀分離比為顯:隱=1 :1,則雙親一定是測(cè)交類型。即為Dd×
33、;dd 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DD×DD 或 DD×Dd 或 DD×dd第2節(jié) 孟德爾豌豆雜交試驗(yàn)(二)一、兩對(duì)相對(duì)性狀雜交試驗(yàn)中的有關(guān)結(jié)論(1)兩對(duì)相對(duì)性狀由兩對(duì)等位基因控制,且兩對(duì)等位基因分別位于兩對(duì)同源染色體。(2) F1 減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時(shí),等位基因一定分離,同時(shí)非等位基因(位于非同源染色體上的非等位基因)自由組合。(3)F2中有16種組合方式,9種基因型,4種表現(xiàn)型,比例9:3:3:1YYRR 1/16YYRr 2/16親本類型雙顯(Y_R_) YyRR 2/16 9/16 黃圓YyRr 4/16純
34、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YYRR×yyrr。若親本為YYrr×yyRR,F(xiàn)2中重組類型為 10/16 ,親本類型為 6/16。二、常見組合問題(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: AaBbCc×AaBBCc,后代基因型數(shù)為多少?先分解為三個(gè)分離定律:Aa×Aa后代3種基因型(1AA:2Aa:1aa);B
35、b×BB后代2種基因型(1BB:1Bb);Cc×Cc后代3種基因型(1CC :2Cc:1cc);所以其雜交后代有3×2×3=18種類型。(3)表現(xiàn)類型問題如:AaBbCc×AabbCc,后代表現(xiàn)數(shù)為多少?先分解為三個(gè)分離定律:Aa×Aa后代2種表現(xiàn)型;Bb×bb后代2種表現(xiàn)型;Cc×Cc后代2種表現(xiàn)型;所以其雜交后代有2×2×2=8種表現(xiàn)型。第二章 基因和染色體的關(guān)系第1節(jié) 減數(shù)分裂和受精作用一、正確區(qū)分染色體、染色單體、同源染色體和四分體(1)染色體和染色單體:細(xì)胞分裂間期,染色體經(jīng)過復(fù)制形成
36、由一個(gè)著絲點(diǎn)連著的兩條姐妹染色單體。因?yàn)槿旧w數(shù)目是根據(jù)著絲點(diǎn)判斷的,所以此時(shí)染色體為1個(gè),含染色單體2個(gè),含DNA 2個(gè)。(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(duì)的一對(duì)染色體。四分體指減數(shù)第一次分裂中,同源染色體聯(lián)會(huì)后每對(duì)同源染色體含有四條姐妹染色單體。(3)一對(duì)同源染色體= 一個(gè)四分體=2條染色體=4條染色單體=4個(gè)DNA分子。二、減數(shù)分裂過程中的相關(guān)概念聯(lián)會(huì):同源染色體兩兩配對(duì)的現(xiàn)象。交叉互換:指四分體時(shí)期,一對(duì)同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生纏繞,并交換部分片段的現(xiàn)象。(如果染色體片段互換發(fā)生在非同源
37、染色體之間,則為染色體易位,屬于染色體變異。)三、減數(shù)分裂的概念、特點(diǎn)、過程及結(jié)果概念:是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。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)。 場(chǎng)所:生殖器官內(nèi)(精巢、卵巢)過程:染色體復(fù)制第一次分裂初級(jí)精(卵)母細(xì)胞略增大精(卵)原細(xì)胞精(卵)原細(xì)胞是通過有絲分裂產(chǎn)生的復(fù)制后,染色體數(shù)不變,DNA分子數(shù)加倍,每條染色體含兩條姐妹染色單體。精子與卵細(xì)胞的形成過程同源染色體先聯(lián)會(huì),形成四分體(同源染色體的非姐妹染色單體之間交叉互換),再后,同源染色體分離,非同源染色體自由組合。分裂完成后,次
38、級(jí)精(卵)母細(xì)胞中染色體數(shù)減半(不含同源染色體,數(shù)目為體細(xì)胞的一半),DNA分子數(shù)減半(與體細(xì)胞中的DNA分子數(shù)相同),次級(jí)精(卵)母細(xì)胞與有絲分裂相似著絲點(diǎn)分裂,姐妹染色單體分開形成染色體,移向細(xì)胞的兩級(jí)。分裂完成后,精細(xì)胞與卵細(xì)胞中的染色體數(shù)不變(與體細(xì)胞相比減少一半),DNA分子數(shù)減半(是體細(xì)胞的一半)。后期時(shí),細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目暫時(shí)加倍(與體細(xì)胞中染色體數(shù)相同,無同源染色體)。次級(jí)精母細(xì)胞與極體的分裂是均等分裂,次級(jí)卵母細(xì)胞是不均等分裂。第二次分裂精細(xì)胞(卵細(xì)胞)變形精子四、精子與卵細(xì)胞形成的異同點(diǎn)比較項(xiàng)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MI一個(gè)初級(jí)精母
39、細(xì)胞(2n)產(chǎn)生兩個(gè)大小相同的次級(jí)精母細(xì)胞(n)一個(gè)初級(jí)卵母細(xì)胞(2n)(細(xì)胞質(zhì)不均等分裂)產(chǎn)生一個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞(n)和一個(gè)第一極體(n)同源染色體聯(lián)會(huì),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MII兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞形成四個(gè)同樣大小的精細(xì)胞(n)一個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞(細(xì)胞質(zhì)不均等分裂)形成一個(gè)大的卵細(xì)胞(n)和一個(gè)小的第二極體。第一極體分裂(均等)成兩個(gè)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(gè)有功能的精子(n)只產(chǎn)生一個(gè)有功能的卵細(xì)胞(n)精子和卵細(xì)胞中
40、染色體數(shù)目均減半注:卵細(xì)胞形成無變形過程,而且是只形成一個(gè)卵細(xì)胞,卵細(xì)胞體積很大,細(xì)胞質(zhì)中存有大量營養(yǎng)物質(zhì),為受精卵發(fā)育準(zhǔn)備的。五、減數(shù)分裂和有絲分裂主要異同點(diǎn)比較項(xiàng)目減數(shù)分裂有絲分裂染色體復(fù)制次數(shù)及時(shí)間一次,減數(shù)第一次分裂的間期一次,有絲分裂的間期細(xì)胞分裂次數(shù)二次一次聯(lián)會(huì)四分體是否出現(xiàn)出現(xiàn)在減數(shù)第一次分裂不出現(xiàn)同源染色體分離減數(shù)第一次分裂后期無著絲點(diǎn)分裂發(fā)生在減數(shù)第二次分裂后期后期子細(xì)胞的名稱及數(shù)目性細(xì)胞,精細(xì)胞4個(gè)或卵1個(gè)、極體3個(gè)體細(xì)胞,2個(gè)子細(xì)胞中染色體變化減半,減數(shù)第一次分裂不變子細(xì)胞間的遺傳組成不一定相同一定相同六、識(shí)別細(xì)胞分裂圖形(區(qū)分有絲分裂、減數(shù)第一次分裂、減數(shù)第二次分裂)(
41、1)方法:三看鑒別法(點(diǎn)數(shù)目、找同源、看行為) 第1步:如果細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目為奇數(shù),則該細(xì)胞為減數(shù)第二次分裂某時(shí)期的細(xì)胞。第2步:看細(xì)胞內(nèi)有無同源染色體,若無則為減數(shù)第二次分裂某時(shí)期的細(xì)胞分裂圖;若有則為減數(shù)第一次分裂或有絲分裂某時(shí)期的細(xì)胞分裂圖。第3步:在有同源染色體的情況下,若有聯(lián)會(huì)、四分體、同源染色體分離,非同源染色體自由組合等行為則為減數(shù)第一次分裂某時(shí)期的細(xì)胞分裂圖;若無以上行為,則為有絲分裂的某一時(shí)期的細(xì)胞分裂圖。(2)例題:判斷下列各細(xì)胞分裂圖,屬何種分裂何時(shí)期圖。解析甲圖細(xì)胞的每一端均有成對(duì)的同源染色體,但無聯(lián)會(huì)、四分體、分離等行為,且每一端都有一套形態(tài)和數(shù)目相同的染色體,故為有
42、絲分裂的后期。乙圖有同源染色體,且同源染色體分離,非同源染色體自由組合,故為減數(shù)第一次分裂的后期。丙圖不存在同源染色體,且每條染色體的著絲點(diǎn)分開,姐妹染色單體成為染色體移向細(xì)胞兩極,故為減數(shù)第二次分裂后期。七、受精作用:指卵細(xì)胞和精子相互識(shí)別、融合成為受精卵的過程。注:受精卵核內(nèi)的染色體由精子和卵細(xì)胞各提供一半,但細(xì)胞質(zhì)DNA幾乎全部是由卵細(xì)胞提供,因此后代某些性狀更像母方。八、意義:通過減數(shù)分裂和受精作用,保證了進(jìn)行有性生殖的生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定,從而保證了遺傳的穩(wěn)定和物種的穩(wěn)定;在減數(shù)分裂中,發(fā)生了非同源染色體的自由組合和非姐妹染色單體的交叉互換,增加了配子的多樣性,加上受精
43、時(shí)卵細(xì)胞和精子結(jié)合的隨機(jī)性,使后代呈現(xiàn)多樣性,有利于生物的進(jìn)化,體現(xiàn)了有性生殖的優(yōu)越性。九、配子種類問題:由于染色體組合的多樣性,使配子也多種多樣,根據(jù)染色體組合多樣性的形成的過程,所以配子的種類可由同源染色體對(duì)數(shù)決定,即含有n對(duì)同源染色體的精(卵)原細(xì)胞產(chǎn)生配子的種類為2n種。(注:每對(duì)染色體上只考慮一對(duì)基因)第2節(jié) 基因在染色體上一、薩頓假說: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。二、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù): 果蠅雜交實(shí)驗(yàn)分析三、結(jié)論:一條染色體上一般含有多個(gè)基因,這多個(gè)基因在染色體上呈線性排列。第3節(jié) 伴性遺傳一、伴性遺傳的概念:位于性
44、染色體上的基因,遺傳上總是和性別相關(guān)聯(lián),這種現(xiàn)象叫伴性遺傳。實(shí)例遺傳類型特點(diǎn)人類紅綠色盲X染色體上的隱性遺傳男性患者多于女性患者。交叉遺傳。即男性女性男性。一般為隔代遺傳。母病子必病,女病父必病??咕S生素D佝僂病X染色體上的顯性遺傳女性患者多于男性患者。代代相傳。父病女必病,子病母必病。二、伴性遺傳在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用第三章 基因的本質(zhì)第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)一、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)(1)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn):1928年由英國科學(xué)家格里菲思等人進(jìn)行。過程:如右圖結(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。過程:如右圖結(jié)論:D
45、NA是遺傳物質(zhì)二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)(1)思路:將蛋白質(zhì)和DNA完全分開(噬菌體即細(xì)菌病毒,由蛋白質(zhì)和DNA組成)(2)實(shí)驗(yàn)過程:標(biāo)記噬菌體含35S的培養(yǎng)基含35S的細(xì)菌蛋白質(zhì)外殼含35S的噬菌體含32P的培養(yǎng)基含32P的細(xì)菌內(nèi)部DNA含32P的噬菌體噬菌體侵染細(xì)菌含35S的噬菌體子代細(xì)菌體內(nèi)沒有放射性35S含32P的噬菌體子代細(xì)菌體內(nèi)有放射線32P(3)結(jié)論:進(jìn)一步確立DNA是遺傳物質(zhì)三、煙草花葉病毒感染煙草實(shí)驗(yàn):(1)實(shí)驗(yàn)過程:(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與結(jié)論煙草花葉病毒的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)。四、生物的遺傳物質(zhì)具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物(包括原核生物和真核生物
46、)遺傳物質(zhì)都是DNA;非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物(病毒)遺傳物質(zhì)是DNA或RNA。結(jié)論:絕大多數(shù)生物(細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物和DNA病毒)的遺傳物質(zhì)是DNA,所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。第2節(jié) DNA分子的結(jié)構(gòu)一、DNA分子的結(jié)構(gòu)(1)基本單位脫氧核糖核苷酸(簡(jiǎn)稱脫氧核苷酸)(2)DNA分子的特點(diǎn)穩(wěn)定性:堿基對(duì)之間的氫鍵(G=C;A=T)多樣性:構(gòu)成DNA分子的脫氧核苷酸的排列順序多樣(其數(shù)目成千上萬,堿基對(duì)的排列順序千變?nèi)f化)特異性:每個(gè)DNA分子堿基的特定的排列順序,構(gòu)成了每一個(gè)DNA分子的特異性。(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分子外側(cè)是脫氧核糖和磷
47、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(duì)原則配對(duì),并以氫鍵互相連接。二、相關(guān)計(jì)算(1)A=T C=G(2)(A+ C )/ (T+G )= 1或A+G / T+C = 1(3)如果DNA分子一條鏈中(A1+C1) / (T1+G1)=b 則其互補(bǔ)鏈中(A2+C2) / (T2+G2 )=1/b(4)(A+ T) / ( C +G) =(A1+ T1) / ( C1 +G1) = ( A2 + T2 ) / ( C2+G2 )= a三、核酸種類判斷(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
48、DNA ;(4)U和T都有,則處于轉(zhuǎn)錄階段。第3節(jié) DNA的復(fù)制一、DNA分子復(fù)制的過程解旋酶:解開DNA雙鏈; 聚合酶:以母鏈為模板,游離的四種脫氧核苷酸為原料,嚴(yán)格遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,合成子鏈二、與DNA復(fù)制有關(guān)的堿基計(jì)算1.一個(gè)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(gè),占1/(2n-1)3.若某DNA分子中含堿基T為a,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)第n次復(fù)制時(shí)所需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為:a·2n-1第4節(jié) 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段一、基因的相關(guān)關(guān)系1.與DNA的關(guān)系基因的實(shí)質(zhì)是有
49、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(gè)DNA分子包含許多個(gè)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,此外,線粒體和葉綠體中也有基因分布。3.與脫氧核苷酸的關(guān)系脫氧核苷酸是構(gòu)成基因的單位?;蛑忻撗鹾塑账岬呐帕许樞虼磉z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)分子的合成來實(shí)現(xiàn)。二、DNA片段中的遺傳信息DNA分子中,4種堿基的排列順序代表了遺傳信息。第四章 基因的表達(dá)第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成一、DNA與RNA的異同點(diǎn)DNARNA結(jié)構(gòu)通常是雙螺旋結(jié)構(gòu),極少數(shù)病毒是單鏈結(jié)構(gòu)通常是單
50、鏈結(jié)構(gòu)基本單位脫氧核苷酸(4種)核糖核苷酸(4種)五碳糖脫氧核糖核糖堿基A、G、C、TA、G、C、U產(chǎn)生途徑DNA復(fù)制、逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄、RNA復(fù)制存在部位主要位于細(xì)胞核中染色體上,極少數(shù)位于細(xì)胞質(zhì)中的線粒體和葉綠體上主要位于細(xì)胞質(zhì)中功能傳遞和表達(dá)遺傳信息mRNA:轉(zhuǎn)錄遺傳信息,翻譯的模板tRNA:運(yùn)輸特定氨基酸rRNA:核糖體的組成成分二、遺傳信息、密碼子和反密碼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(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰堿基tRNA中與mRNA密碼子互補(bǔ)配對(duì)的三個(gè)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(shí)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
51、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(duì)三、比較復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯:復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯時(shí)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)的過程進(jìn)行場(chǎng)所主要細(xì)胞核主要細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)的核糖體模板以DNA的兩條鏈為模板以DNA的一條鏈為模板信使RNA原料4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸合成蛋白質(zhì)的20種氨基酸條件需要特定的酶和ATP需要特定的酶和ATP過程在酶的作
52、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(duì)原則(AT、CG、TA、GC)合成與模板互補(bǔ)的子鏈;子鏈與對(duì)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(duì)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)合在酶的作用下,在核糖體中,按照AU、GC、UA、CG的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,密碼子與反密碼子配對(duì),將轉(zhuǎn)移RNA帶來的氨基酸脫水縮合形成肽鏈。產(chǎn)物兩個(gè)雙鏈的DNA分子一條單鏈的mRNA有一定氨基酸排列順序的蛋白質(zhì)特點(diǎn)邊解旋邊復(fù)制;半保留式復(fù)制(每個(gè)子代DNA含一條母鏈和一條子鏈)邊解旋邊轉(zhuǎn)錄;轉(zhuǎn)錄后DNA仍保留原來的雙鏈結(jié)構(gòu)遺傳信息遺傳信息的傳遞:親代DNA傳給子代DNA分子遺傳信息的傳遞:由DNA傳遞到RNA遺傳信息的表達(dá):mRNA蛋白質(zhì)五、基因表達(dá)過程中有關(guān)DNA、RNA、氨基酸的計(jì)算(1)轉(zhuǎn)錄時(shí),以基因的一條鏈為模板,按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,產(chǎn)生一條單鏈mRNA,則轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA分子中堿基數(shù)目是基因中堿基數(shù)目的一半,且基因模板鏈中A+T(或C+G)與mRNA分子中U+A(或C+G)相等。(2)翻譯過程中,mRNA中每3個(gè)相鄰堿基決定一個(gè)氨基酸,所以經(jīng)翻譯合成的蛋白質(zhì)分子中氨基酸數(shù)目是mRNA中堿基數(shù)目的1/3,是雙鏈DNA
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