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文檔簡介
-1-高中生物必修一必修二必修三知識點總結(jié)(人教版)必修一《分子與細胞》(一)走近細胞一、細胞的生命活動離不開細胞1、無細胞結(jié)構(gòu)的生物病毒的生命活動離不開細胞病毒分類:DNA病毒RNA病毒遺傳物質(zhì):或只是DNA,或只是RNA(一種病毒只含一種核酸)除病毒以外,細胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位,是地球上最基本的生命系統(tǒng)。2.單細胞生物依賴單個細胞完成各種生命活動。3.多細胞生物依賴各種分化的細胞密切合作,完成復(fù)雜的生命活動。二、生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次細胞組織器官系統(tǒng)個體種群群落生態(tài)系統(tǒng)生物圈(種群.群落.生態(tài)系統(tǒng)三者實例的判斷,看以前練習(xí))三、高倍顯微鏡的使用1、重要結(jié)構(gòu)光學(xué)結(jié)構(gòu):鏡頭目鏡——長,放大倍數(shù)小物鏡——長,放大倍數(shù)大反光鏡平面——調(diào)暗視野凹面——調(diào)亮視野機械結(jié)構(gòu):準焦螺旋——使鏡筒上升或下降(有粗、細之分)轉(zhuǎn)換器——更換物鏡光圈——調(diào)節(jié)視野亮度(有大、小之分)2、步驟:取鏡安放對光放置裝片使鏡筒下降使鏡筒上升低倍鏡下調(diào)清晰,并移動物像到視野中央轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換器,換上高倍物鏡緩緩調(diào)節(jié)細準焦螺旋,使物像清晰注意事項:(1)調(diào)節(jié)粗準焦螺旋使鏡筒下降時,側(cè)面觀察物鏡與裝片的距離;(2)首先用低倍鏡觀察,找到要放大觀察的物像,將物像移到視野中央(粗準焦螺旋不動),然后換上高倍物鏡;(3)換上高倍物鏡后,“不準動粗”.(4)物像移動的方向與裝片移動的方向相反。3、高倍鏡與低倍鏡觀察情況比較物像大小看到細胞數(shù)目視野亮度物像與裝片的距離視野范圍高倍鏡大少暗近小低倍鏡小多亮遠大四、病毒、原核細胞和真核細胞的比較原核細胞真核細胞病毒大小較小較大最小本質(zhì)區(qū)別無以核膜為界限的細胞核有以核膜為界限的真正的細胞核無細胞結(jié)構(gòu)細胞壁主要成分是肽聚糖植物:纖維素和果膠;真菌:幾丁質(zhì);動物細胞無細胞壁無細胞核有擬核,無核膜、核仁,DNA不與蛋白質(zhì)結(jié)合有核膜和核仁,DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合成染色體無細胞質(zhì)僅有核糖體,無其他細胞器有核糖體線粒體等復(fù)雜的細胞器遺傳物質(zhì)DNADNA或RNA舉例藍藻、細菌等真菌,動、植物HIV.H1N1誤區(qū)警示正確識別帶菌字的生物:凡是“菌”字前面有“桿”字、“球”字、“螺旋”及“弧”字的都是細菌。如破傷風(fēng)桿菌、葡萄球菌等都是細菌。乳酸菌是一個特例,它本屬桿菌但往往把“桿”字省略。青霉菌、酵母菌、曲霉菌及根霉菌等屬于真菌,是真核生物。五、細胞學(xué)說的內(nèi)容(統(tǒng)一性)從人體的解剖的觀察入手:維薩里.比夏;顯微鏡下的重要發(fā)現(xiàn):虎克.列文虎克;理論思維和科學(xué)實驗的結(jié)論:施旺.施萊登1.細胞是有機體,一切動植物都是由細胞發(fā)育而來,并由細胞和細胞產(chǎn)物所構(gòu)成;2.細胞是一個相對獨立的單位,既有它自己的生命,又對與其他細胞共同組成的整體的生命起作用;3.新細胞可以從老細胞中產(chǎn)生。在修正中前進:細胞通過分裂產(chǎn)生新細胞。注:現(xiàn)代生物學(xué)三大基石1.1938-1839年,細胞學(xué)說;2.1859年,達爾文的進化論;3.1866年,孟德爾的遺傳學(xué)(二)組成細胞的分子元素基本元素:C、H、O、N(90%)(20種)大量元素:C、H、O、N、P、S(97%)K、Ca、Mg等物質(zhì)基礎(chǔ)微量元素:Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等最基本元素:C,占細胞干重的48.8%,生物大分子以碳鏈為骨架說明生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性。化合物無機化合物水:主要組成成分,一切生命活動都離不開水。無機鹽:對維持生物體的生命活動有重要作用有機化合物蛋白質(zhì):生命活動(或性狀)的主要承擔者(體現(xiàn)者)核酸:攜帶遺傳信息糖類:主要的能源物質(zhì)脂質(zhì):主要的儲能物質(zhì)一、蛋白質(zhì)(占細胞鮮重的7%-10%,占干重的50%)結(jié)構(gòu)元素組成C、H、O、N,有的含有P、S、Fe、Zn、Cu、B、I等單體氨基酸(約有20種,必需氨基酸8種,非必需氨基酸12種)化學(xué)結(jié)構(gòu)由多個氨基酸分子脫水縮合而成,含有多個肽鍵的化合物,叫多肽,多肽呈鏈狀結(jié)構(gòu),叫肽鏈,一個蛋白質(zhì)分子含有一條或幾條肽鏈高級結(jié)構(gòu)多肽鏈形成不同的空間結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點由組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目、排列次序不同,于是肽鏈的空間結(jié)構(gòu)千差萬別,因此蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)式極其多樣的功能蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性決定了它的特異性和功能多樣性1.構(gòu)成細胞和生物體的重要物質(zhì),如肌動蛋白;2.有些蛋白質(zhì)有催化作用:如酶;3.有些蛋白質(zhì)有調(diào)節(jié)作用:如胰島素.生長激素;4.有些蛋白質(zhì)有免疫作用:如抗體,抗原;5.有些蛋白質(zhì)有運輸作用:如紅細胞中的血紅蛋白。
備注連接兩個氨基酸分子的鍵(—NH—CO—)叫肽鍵。連接兩個氨基酸分子的鍵(—NH—CO—)叫肽鍵。
氨基酸結(jié)構(gòu)通式每種氨基酸至少都含有一個氨基和一個羧基連同一碳原子上;各種氨基酸的區(qū)別在于R基的不同。
變性:高溫、強酸、強堿(熟雞蛋)計算由N個氨基酸形成的一條肽鏈圍成環(huán)狀蛋白質(zhì)時,產(chǎn)生水=肽鍵=
N
個;N個氨基酸形成一條肽鏈時,產(chǎn)生水=肽鍵
=N-1
個;N個氨基酸形成M條肽鏈時,產(chǎn)生水=肽鍵
=N-M
個;N個氨基酸形成M條肽鏈時,每個氨基酸的平均分子量為α,那么由此形成的蛋白質(zhì)的分子量為
N×α-(N-M)×18
;
二、核酸
是一切生物的遺傳物質(zhì),是遺傳信息的載體,是生命活動的控制者。
元素組成
C、H、O、N、P分類
脫氧核糖核酸(DNA雙鏈)
核糖核酸(RNA單鏈)單體
脫氧核糖核苷酸oo核糖核苷酸成磷酸五碳糖分堿基
H3PO4
脫氧核糖
核糖
A、G、C、T
A、G、C、U
功能主要的遺傳物質(zhì),編碼、復(fù)制遺傳信息,并決定蛋白質(zhì)的生物合成將遺傳信息從DNA傳遞給蛋白質(zhì)。
存在主要存在于細胞核,少量在線粒體和葉綠體中。(甲基綠)主要存在于細胞質(zhì)中。(吡羅紅)
三、糖類和脂質(zhì)
元素
類別存在生理功能
糖類
C、H、O
單糖核糖(C5H10O5)
主細胞質(zhì)核糖核酸的組成成分;
脫氧核糖C5H10O4
主細胞核脫氧核糖核酸的組成成分
六碳糖:葡萄糖
果糖C6H12O6
主細胞質(zhì)是生物體進行生命活動的重要能源物質(zhì)二糖C12H22O11
麥芽糖、蔗糖植物
乳糖
動物多糖
淀粉、纖維素
植物細胞壁的組成成分,重要的儲存能量的物質(zhì);
糖原(肝、肌)
動物脂質(zhì)
C、H、O有的
還有N、P脂肪;
動\植物
儲存能量、維持體溫恒定類脂、磷脂腦.豆類構(gòu)成生物膜的重要成分;
固醇
膽固醇動物
動物細胞膜的重要成分;
性激素性器官發(fā)育和生殖細形成維生素D促進鈣、磷的吸收和利用;
每一個單體都以若干個相連的碳原子構(gòu)成的碳鏈為基本骨架,由許多單體連接成多聚體。
四、鑒別實驗
試劑
成分實驗現(xiàn)象常用材料
蛋白質(zhì)
雙縮脲試劑
A:
0.1g/mL
NaOH
紫色
大豆
、蛋清B:
0.01g/mL
CuSO4
脂肪
蘇丹Ⅲ
橘黃色花生
蘇丹Ⅳ紅色還原糖
菲林試劑、班氏(加熱)甲:
0.1g/mL
NaOH
磚紅色沉淀
蘋果、梨、白蘿卜
乙:
0.05g/mL
CuSO4淀粉
碘液I2
藍色馬鈴薯
○具有還原性的糖:葡萄糖、麥芽糖、果糖
五、無機物
存在方式生理作用
水
結(jié)合水4.5%
部分水和細胞中其他物質(zhì)結(jié)合。細胞結(jié)構(gòu)的組成成分,不易散失,不參與代謝。自由水95.5%絕大部分的水以游離形式存在,可以自由流動。1.細胞內(nèi)的良好溶劑;2.參與細胞內(nèi)許多生物化學(xué)反應(yīng);3.水是細胞生活的液態(tài)環(huán)境;
4.水的流動,把營養(yǎng)物質(zhì)運送到細胞,并把廢物運送到排泄器官或直接排出;
無機鹽
多數(shù)以離子狀態(tài)存,
如K+、Ca2+、Mg2+、Cl--、PO42-等
1.細胞內(nèi)某些復(fù)雜化合物的重要組成部分,如Fe2+是血紅蛋白的主要成分;2.持生物體的生命活動,細胞的形態(tài)和功能;3.維持細胞的滲透壓和酸堿平衡;
化合分化
有機組合
六、小結(jié)
化學(xué)元素化合物
原生質(zhì)
細胞
化合分化
有機組合原生質(zhì)
:1.泛指細胞內(nèi)的全部生命物質(zhì),但并不包括細胞內(nèi)的所有物質(zhì),如細胞壁;
2.包括細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核三部分;其主要成分為核酸、蛋白質(zhì)(和脂類);
3.動物細胞可以看作一團原生質(zhì)。
細胞質(zhì)
:
指細胞中細胞膜以內(nèi)、細胞核以外的全部原生質(zhì)。
原生質(zhì)層:成熟的植物細胞的細胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(zhì),為一層半透膜。
(三)細胞的基本結(jié)構(gòu)
細胞壁(植物):
纖維素+果膠,支持和保護作用
細胞膜成分:脂質(zhì)(主磷脂)50%、蛋白質(zhì)約40%、糖類2%-10%
作用:隔開細胞和環(huán)境;控制物質(zhì)進出;細胞間信息交流;
細胞質(zhì)細胞質(zhì)基質(zhì):
有水、無機鹽、脂質(zhì)、糖類、氨基酸、核苷酸和多種酶等
是活細胞進行新陳代謝的主要場所。
細胞器分工:線、
內(nèi)、
高、核
、溶、中、葉、液協(xié)調(diào)配合:分泌蛋白的合成與分泌;生物膜系統(tǒng)
細胞核核膜:雙層膜,分開核內(nèi)物質(zhì)和細胞質(zhì)
核孔:實現(xiàn)核質(zhì)之間頻繁的物質(zhì)交流和信息交流
核仁:與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)
染色質(zhì):由DNA和蛋白質(zhì)組成,DNA是遺傳信息的載體
一、
細胞器
差速離心:美國
克勞德
線粒體葉綠體
高爾基體
內(nèi)質(zhì)網(wǎng)
溶酶體液泡
核糖體
中心體
分布動植物
植物
動植物
動植物
動植物
植物和某些原生動物
動植物
動物、低等植物
形態(tài)球形、棒形扁平的球形或橢球形大小囊泡、扁平囊泡網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)囊狀結(jié)構(gòu)泡狀結(jié)構(gòu)橢球形粒狀小體兩個中心粒相互垂直排列結(jié)構(gòu)
雙層膜少量DNA
單層膜,形成囊泡狀和管狀,內(nèi)有腔沒有膜結(jié)構(gòu)嵴、基粒、基質(zhì)
基粒、基質(zhì)片層結(jié)構(gòu)外連細胞膜內(nèi)連核膜含豐富的水解酶
水、離子和營養(yǎng)物質(zhì)蛋白質(zhì)和RNA
兩個中心粒
功能有氧呼吸的主場所進行光合作用的場所
細胞分泌及細胞壁合成有關(guān)提供合成、運輸條件
細胞內(nèi)消化貯存物質(zhì),調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)境蛋白質(zhì)合成的場所
與有絲分裂有關(guān)
備注與高爾基體有關(guān)在核仁形成△
細胞器是指在細胞質(zhì)中具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)和執(zhí)行一定生理功能的結(jié)構(gòu)單位。
1.線粒體:是細胞進行有氧呼吸的主要場所,是細胞的“動力車間”。細胞生命活動所需的能量,大約95%來自線粒體。2葉綠體:是綠色植物進行光合作用的細胞含有的細胞器,是植物細胞的“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉(zhuǎn)換車間”。3.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是膜連接而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),是細胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成和加工,以及脂質(zhì)合成的“車間”。4.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的類型:粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(上有核糖體)、滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)5.高爾基體:主要是對來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進行加工、分類和包裝的“車間”及“發(fā)送站”,功能:與動物細胞分泌物形成有關(guān);與植物細胞細胞壁形成有關(guān)。6.核糖體的功能:是“生產(chǎn)蛋白質(zhì)的機器”.分布:有的附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上,有的游離在細胞質(zhì)中。7.溶酶體:是“消化車間”.內(nèi)部含多種水解酶,能分解衰老.損傷的細胞器,吞噬并殺死侵入細胞的病毒或病菌。8.液泡:調(diào)節(jié)植物細胞內(nèi)的環(huán)境,充盈著的液泡還可以使植物細胞保持堅挺,主要存在于植物細胞中。9.中心體:由兩個互相垂直的中心里及周圍物質(zhì)組成,與細胞的有絲分裂有關(guān),分布于動物和某些低等植物的細胞中。10.細胞質(zhì)的組成:主要包括細胞器和細胞質(zhì)基質(zhì)。11.細胞質(zhì)基質(zhì)存在狀態(tài):膠質(zhì)狀態(tài).成分:含有水.無機鹽.脂質(zhì).糖類.氨基酸.核酸和多種酶.功能:是多種化學(xué)反應(yīng)進行的場所.12.葉綠體分布:葉肉細胞中.形態(tài):扁平的梭形.顏色:綠色13.線粒體普遍存在于動植物細胞中,形態(tài)多樣,有短棒狀、圓球狀、線形、啞鈴形等。14.細胞骨架是由蛋白質(zhì)纖維圍成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),與細胞運動.分裂.分化以及物質(zhì)運輸.能量轉(zhuǎn)換.信息傳遞等生命活動密切相關(guān)。15.分泌蛋白:有些蛋白質(zhì)是在細胞內(nèi)合成后,分泌到細胞外氣作用的,這類蛋白質(zhì)叫做分泌蛋白。16.分泌蛋白合成途徑: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))→囊泡→高爾基體(進一步修飾加工)→囊泡→細胞膜→細胞外17.生物膜的組成:細胞器膜和細胞膜、核膜等結(jié)構(gòu)18.分泌蛋白在形成過程中,要發(fā)生不同膜的融合,膜融合的原理是膜的流動性。19.分泌蛋白的形成過程中需要能量,能量主要由線粒體提供。20.細胞器歸類分析植物細胞特有的細胞器:葉綠體、液泡①從分布動物和低等植物細胞特有的細胞器:中心體原核細胞與真核細胞共有的細胞器:核糖體不具膜結(jié)構(gòu)的細胞器:核糖體、中心體②從結(jié)構(gòu)具單層膜結(jié)構(gòu)的細胞器:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、液泡、高爾基體、溶酶體具雙層膜結(jié)構(gòu)的細胞器:線粒體、葉綠體含DNA的細胞器:線粒體、葉綠體③從成分含色素的細胞器:葉綠體、液泡④從功能上分析線粒體(供能)與主動運輸有關(guān)的細胞器核糖體(合成載體蛋白)核糖體:間期合成蛋白質(zhì)參與細胞有絲分裂的細胞器:中心體:動物(低等植物)細胞分裂前期發(fā)出星射線成紡錘體高爾基體:植物細胞分裂末期與細胞壁形成有關(guān)線粒體:供能注:根細胞不含葉綠體,根尖分生區(qū)細胞不含大液泡。三、協(xié)調(diào)配合——
分泌蛋白合成與分泌放射性同位素示蹤法:羅馬尼亞
帕拉德
有機物、O有機物、O2
能量、CO2
葉綠體
線粒體
能量、CO2
供能基因調(diào)控
加工
分泌基因調(diào)控
加工
分泌
修飾
初步合成細胞核
核糖體
內(nèi)質(zhì)網(wǎng)
高爾基體
細胞膜
胞外
氨基酸
肽鏈
一定空間結(jié)構(gòu)
○生物膜系統(tǒng):細胞器膜
+
細胞膜
+
核膜等形成的結(jié)構(gòu)體系
四、細胞核
=
核膜(雙層)
+
核仁
+
染色質(zhì)
+
核液
美西螈實驗、蠑螈橫縊實驗、變形蟲實驗、傘藻嫁接與移植實驗
細胞核功能:是遺傳信息儲存和復(fù)制的場所,是代謝活動和遺傳特性的控制中心。
○
染色質(zhì)和染色體是同一物質(zhì)在細胞周期不同階段相互轉(zhuǎn)變的形態(tài)結(jié)構(gòu)。五、樹立觀點(基本思想)
1.有一定的結(jié)構(gòu)就必然有與之相對應(yīng)功能的存在;
結(jié)構(gòu)和功能相統(tǒng)一
2.任何功能都需要一定的結(jié)構(gòu)來完成
1.各種細胞器既有形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能上的差異,又相互聯(lián)系,相互依存;
分工合作
2.細胞的生物膜系統(tǒng)體現(xiàn)細胞各結(jié)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)配合。
生物的整體性:整體大于各部分之和;只有在各部分組成一個整體的時才能體現(xiàn)出生命現(xiàn)象。
六、總結(jié)
細胞既是生物體結(jié)構(gòu)的基本單位,也是生物體代謝和遺傳的基本單位。
(四)細胞物質(zhì)的運輸
一、物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?/p>
1.水分條件
濃度細胞外液
>
細胞內(nèi)液細胞外液
<
細胞內(nèi)液
現(xiàn)象
動物
失水皺縮
吸水膨脹甚至脹破
植物質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原
原理外因
水分的滲透作用
內(nèi)因原生質(zhì)層與細胞壁的伸縮性不同造成收縮幅度不同
結(jié)論細胞的吸水和失水是水分順相對含量梯度跨膜運輸?shù)倪^程
滲透現(xiàn)象發(fā)生的條件:半透膜、細胞內(nèi)外濃度差
滲透作用:水分從水勢高的系統(tǒng)通過半透膜向水勢低的系統(tǒng)移動的現(xiàn)象。
半透膜:指一類可以讓小分子物質(zhì)通過而大分子物質(zhì)不能通過的一類薄膜的總稱。
質(zhì)壁分離與復(fù)原實驗可拓展應(yīng)用于:(指的是原生質(zhì)層與細胞壁)
1.證明成熟植物細胞發(fā)生滲透作用;2.證明細胞是否是活的;3.作為光學(xué)顯微鏡下觀察細胞膜的方法;4.初步測定細胞液濃度的大??;
2.
無機鹽等其他物質(zhì):1.不同生物吸收無機鹽的種類和數(shù)量不同,與膜上載體蛋白的數(shù)量有關(guān);2.物質(zhì)跨膜運輸既有順濃度梯度的,也有逆濃度梯度的。
3.
選擇透過性膜:可以讓水分子自由通過,一些離子和小分子也可以通過,而其他離子、小分子和大分子則不能通過的膜。
生物膜是一種選擇透過性膜,是嚴格的半透膜。
物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?、細胞的吸水和失水原理:滲透作用條件:①具有半透膜;②膜兩側(cè)溶液具有濃度差。2、動物細胞的吸水與失水①當外界溶液濃度<細胞質(zhì)濃度時,細胞吸水膨脹;②當外界溶液濃度>細胞質(zhì)濃度時,細胞失水皺縮;③當外界溶液濃度=細胞質(zhì)濃度時,水分進出細胞處于動態(tài)平衡。3、植物細胞吸水與失水細胞壁 具有全透性(伸縮性小)細胞膜細胞質(zhì)原生質(zhì)層→具有選擇透過性(伸縮性大)液泡膜(相當于半透膜)細胞壁伸縮性小內(nèi)因:原生質(zhì)層具有選擇透過性→細胞滲透失水→質(zhì)壁原因原生質(zhì)層伸縮性大分離外因:外界溶液的濃度大于細胞液濃度 宏觀上:植物由堅挺→萎蔫表現(xiàn)液泡:(大→?。┪⒂^上:細胞液顏色:(淺→深)原生質(zhì)層與細胞壁分離
二、流動鑲嵌模型
磷脂雙分子層:構(gòu)成生物膜的基本支架,但這個支架不是靜止的,它具有一定的流動性。
蛋白質(zhì):鑲嵌、貫穿、覆蓋在磷脂雙分子層上,大多數(shù)蛋白質(zhì)也是可以流動的。
糖蛋白:蛋白質(zhì)和糖類結(jié)合成天然糖蛋白,形成糖被具有保護、潤滑和細胞識別等
三、跨膜運輸?shù)姆绞?/p>
例子方式濃度梯度載體能量作用
水氣體、脂溶性物質(zhì)自由擴散順
×
×被選擇吸收的物質(zhì)從高濃度的一側(cè)通過細胞膜向濃度低的一側(cè)轉(zhuǎn)運
葡萄糖進入紅細胞協(xié)助擴散順√×
無機鹽離子主動運輸逆√√能保證活細胞按照生命活動的需要,主動地選擇吸收所需要
的物質(zhì),排出新陳代謝產(chǎn)生的廢物和對細胞要害的物質(zhì)運輸方式運輸方向是否需要載體蛋白是否消耗能量圖例模型舉例自由擴散高濃度↓低濃度不需要不消耗O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯協(xié)助擴散高濃度↓低濃度需要不消耗紅細胞吸收葡萄糖主動運輸?shù)蜐舛取邼舛刃枰臒o機鹽、小腸吸收葡萄糖、氨基酸3、影響主動運輸?shù)囊蛩兀海?)載體蛋白:①載體具有特異性,不同物質(zhì)的載體不同,不同生物細胞膜上載體的種類和數(shù)目也不同;②載體具有飽和現(xiàn)象,當細胞膜上的載體已經(jīng)達到飽和,細胞吸收該載體運載的物質(zhì)的速度不再隨物質(zhì)濃度的增大而增大。(2)能量4、胞吞和胞吐胞吞:大分子附著在細胞膜的表面,這部分細胞膜內(nèi)陷形成小囊,包圍著大分子,然后小囊從細胞膜上分離下來,形成囊泡,進入細胞內(nèi)部,這種現(xiàn)象叫胞吞。胞吐:細胞需要外排的大分子,先在細胞內(nèi)形成囊泡,囊泡移動到細胞膜上,與細胞膜融合,將大分子排出細胞,這種現(xiàn)象叫胞吐。結(jié)構(gòu)基礎(chǔ):細胞膜的流動性。(五)細胞的能量供應(yīng)和利用
一、
酶——降低反應(yīng)活化能
新陳細胞代謝:活細胞內(nèi)全部有序化學(xué)反應(yīng)的總稱。
活化能:分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變成容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。
1.
發(fā)現(xiàn):1.巴斯德之前:發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng),與生命活動無關(guān);2.巴斯德(法,微生物學(xué)家)發(fā)酵與活細胞有關(guān),發(fā)酵是整個細胞;3.利比希(德.化學(xué)家):引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質(zhì),但這些物質(zhì)只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用;4.比希納(德.化學(xué)家):酵母細胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)起催化作用,就像在活酵母細胞中一樣;5.薩姆納(美.科學(xué)家):從刀豆種子提純出來的脲酶是一種蛋白質(zhì);6.許多酶是蛋白質(zhì);7.切赫與奧特曼(美.科學(xué)家):少數(shù)RNA具有生物催化功能.
2.定義
:酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物,其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。
注:1.由活細胞產(chǎn)生(與核糖體有關(guān))2.催化性質(zhì):A.比無機催化劑更能減低化學(xué)反應(yīng)的活化能,提高化學(xué)反應(yīng)速度B.反應(yīng)前后酶的性質(zhì)和數(shù)量沒有變化;3.成分:絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA。3.特性:1.
高效性:催化效率很高,使反應(yīng)速度很快;2.專一性:每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng);3.需要合適的條件(溫度和pH值)→溫和性→易變性→特異性
。
酶的催化作用需要適宜的溫度,pH值等,過酸.過堿.高溫都會破壞酶分子結(jié)構(gòu).低溫也會影響酶的活性,但不破壞酶的分子結(jié)構(gòu)。圖例
V酶濃度V底物濃度SV溫度解析
在底物足夠,其他因素固定的條件下,酶促反應(yīng)的速度與酶濃度成正比。
在S在一定范圍內(nèi),V隨S增加而加快,近乎成正比;當S很大且達到一定限度時,V也達到一個最大值,此時即使再增加S,反應(yīng)幾乎不再改變。
在一定溫度范圍內(nèi)V隨T的升高而加快在一定條件下,每一種酶在某一溫度時活力最大,稱最適溫度;當溫度升高到一定限度時,V反而隨溫度的升高而降低。二、ATP(三磷酸腺苷)
◎
ATP是生物體細胞內(nèi)普遍存在的一種高能磷酸化合物,是生物體進行各項生命活動的直接能源,它的水解與合成存在著能量的釋放與貯存。
1.結(jié)構(gòu)簡式
A
—
P
~
P
~
P
合成酶
水解酶
腺苷
普通化學(xué)鍵高能磷酸鍵
磷酸基團
(13.8KJ/mol)(30.54
KJ/mol)
合成酶
水解酶
2.ATP與ADP的轉(zhuǎn)化
ATP
ADP
+
Pi
+
能量
ATP
糖類—主要能源物質(zhì)熱能——散失
太陽光能
脂肪—主要儲能物質(zhì)
氧化分解
(直接能源)蛋白質(zhì)—能源物質(zhì)之一
化學(xué)能——ATP三、ATP的主要來源——細胞呼吸
◎呼吸是通過呼吸運動吸進氧氣,排出二氧化碳的過程。
◎細胞呼吸是指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,釋放出能量并生成ATP的過程,分為:有氧呼吸無氧呼吸
概念指細胞在氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機物徹底氧化分解,產(chǎn)生
CO2
和H2O釋放能量,生成許多ATP的過程指細胞在無氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機物分解成不徹底的氧化產(chǎn)物,同時釋放出少量能量的過程。
過程酶C6H12O6酶2丙酮酸+[H](少)+能量(少)酶酶2丙酮酸+6H2O
→
6CO2
+20[H]+
少能
24[H]
+
6O2→
12H2O
+
大量能量酶C6H12O6
→
2丙酮酸
+
4[H]
+
少能
→
2C3H6O3
乳酸②
2丙酮酸
→
2C2H5OH
+
2CO2
反應(yīng)式C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2
+
12H2O
+大量能量酶酶酶C6H12O6
→
2C3H6O3
+
少量能量酶
→
2C2H5OH
+
2CO2
+
少能不同點場所
①細胞質(zhì)基質(zhì)②線基質(zhì)③線內(nèi)膜
始終在細胞質(zhì)基質(zhì)條件
除①外,需分子氧、酶
不需分子氧、需酶
產(chǎn)物
CO2
、H2O酒精和CO2或乳酸
能量
大量、合成38ATP(1161KJ)少量、合成2ATP(61.08KJ)
相同點聯(lián)系
從葡萄糖分解成丙酮酸階段相同,以后階段不同
實質(zhì)
分解有機物,釋放能量,合成ATP
意義
為生物體的各項生命活動提供能量四、影響細胞呼吸作用的因素1、內(nèi)部因素——遺傳因素(決定酶的種類和數(shù)量)2、環(huán)境因素溫度以影響酶的活性影響呼吸速率。在最低點與最適點之間,呼吸酶活性低,呼吸作用受抑制,溫度以影響酶的活性影響呼吸速率。在最低點與最適點之間,呼吸酶活性低,呼吸作用受抑制,呼吸速率隨溫度的升高而加快。超過最適點,呼吸酶活性降低甚至變性失活,呼吸作用受到抑制,呼吸速率則會隨著溫度的增高而下降。(2)O2的濃度植物在O2植物在O2濃度為0時只進行無氧呼吸,大多數(shù)植物無氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和CO2;O2濃度在0~10%時,既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸;在O2濃度5%時,呼吸作用最弱;在O2濃度超過10%時,只進行有氧呼吸。有氧環(huán)境對無氧呼吸起抑制作用,抑制作用隨氧濃度的增加而增強,直至無氧呼吸完全停止在一定氧濃度范圍內(nèi),有氧呼吸的強度隨氧濃度的增加而增強。呼吸強度呼吸強度(3)CO2濃度呼吸強度呼吸強度從化學(xué)平衡角度分析,CO2濃度增加,呼吸速率下降。含水量%CO2含水量%CO2濃度在一定范圍內(nèi),呼吸作用強度隨含水量的增加而增強,隨含水量的減少而減弱五、光合作用
◎光合作用是指綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機物,并釋放出氧氣的過程。
1.發(fā)現(xiàn)
內(nèi)容時間
過程結(jié)論
普里斯特1771年
蠟燭、小鼠、綠色植物實驗植物可以更新空氣
薩克斯
1864年葉片遮光實驗綠色植物在光合作用中產(chǎn)生淀粉
恩格爾曼
1880年水綿光合作用實驗
葉綠體是光合作用的場所釋放出氧魯賓與卡門1939年
同位素標記法
光合作用釋放的氧全來自水
2、場所雙層膜
葉綠體
基質(zhì)
:DNA,多種酶、核糖體等
基粒
多個類囊體(片層)堆疊而成
胡蘿卜素(橙黃色)1/3
類胡蘿卜素
葉黃素(黃色)
2/3
吸藍紫光
色素
(1/4)葉綠素A(藍綠色)3/4
葉綠素(3/4葉綠素B(黃綠色)1/4吸紅橙和藍紫光
3.過程
光反應(yīng)
暗反應(yīng)
條件光、、H2O、色素、酶CO2、[H]、ATP、C5、酶
時間
短促
較緩慢
場所
類囊體的薄膜上
葉綠體的基質(zhì)
過程水的光解
2H2O
→
4[H]
+
O2
②
ATP的合成:ADP
+
Pi
+
光能
→
ATP
①
CO2的固定:CO2
+
C5
→
2C3
②
C3/
CO2的還原:
2C3
+
[H]
→(CH2O)實質(zhì)光能
→
化學(xué)能,釋放O2
同化CO2,形成(CH2O)
總式光能光能葉綠體CO2
+
H2O
——→
(CH2O)+
O2
光能葉綠體或
CO2
+
12H2O
——→(CH2O)+
6O2
+
6H2O
光能葉綠體物變
無機物CO2、H2O
→
有機物(CH2O)能變光能
→
ATP中活躍的化學(xué)能
→
有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能
◎
光合作用的實質(zhì)
通過光反應(yīng)把光能轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能,通過暗反應(yīng)把二氧化碳和水合成有機物,同時把活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學(xué)能貯存在有機物中。
4、光合作用的意義①制造有機物,實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)變,將CO2和H2O合成有機物,轉(zhuǎn)化并儲存太陽能;②調(diào)節(jié)大氣中的O2和CO2含量保持相對穩(wěn)定;③生物生命活動所需能量的最終來源;注:光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。5、影響光合作用速率的因素及其在生產(chǎn)上的應(yīng)用光合速率是光合作用強度的指標,它是指單位時間內(nèi)單位面積的葉片合成有機物的速率。影響因素包括植物自身內(nèi)部的因素,如處在不同生育期等,以及多種外部因素。(1)單因子對光合作用速率影響的分析①光照強度(如圖所示)曲線分析:A點光照強度為0,此時只進行細胞呼吸,釋放CO2量表明此時的呼吸強度。AB段表明光照強度加強,光合作用逐漸加強,CO2的釋放量逐漸減少,有一部分用于光合作用;而到B點時,細胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用,即光合作用強度=細胞呼吸強度,稱B點為光補償點(植物白天的光照強度在光補償點以上,植物才能正常生長)。BC段表明隨著光照強度不斷加強,光合作用強度不斷加強,到C點以上不再加強了,稱C點為光飽和點。應(yīng)用:陰生植物的光補償點和光飽和點比較低,如上圖虛線所示。間作套種時農(nóng)作物的種類搭配,林帶樹種的配置,冬季溫室栽培避免高溫等都與光補償點有關(guān)。②光照面積(如圖所示)曲線分析:OA段表明隨葉面積的不斷增大,光合作用實際量不斷增大,A點為光合作用葉面積的飽和點。隨葉面積的增大,光合作用不再增加,原因是有很多葉被遮擋,光照強度在光補償點以下。OB段表明干物質(zhì)量隨光合作用增加而增加,而由于A點以后光合作用不再增加,但葉片隨葉面積的不斷增加呼吸量(OC段)不斷增加,所以干物質(zhì)積累量不斷降低(BC段)。應(yīng)用:適當間苗、修剪,合理施肥、澆水,避免徒長。封行過早,使中下層葉子所受的光照往往在光補償點以下,白白消耗有機物,造成不必要的浪費。CO2濃度、含水量和礦質(zhì)元素(如圖所示)曲線分析:CO2和水是光合作用的原料,礦質(zhì)元素直接或間接影響光合作用。在一定范圍內(nèi),CO2、水和礦質(zhì)元素越多,光合作用速率越快,但到A點時,即CO2、水、礦質(zhì)元素達到飽和時,就不再增加了。應(yīng)用:“正其行,通其風(fēng)”,溫室內(nèi)充CO2,即提高CO2濃度,增加產(chǎn)量的方法.合理施肥可促進葉片面積增大,提高酶的合成速率,增加光合作用速率。③溫度(如圖所示)曲線分析:光合作用是在酶催化下進行的,溫度直接影響酶的活性。一般植物在10~35℃下正常進行光合作用,其中AB段(10~35℃)隨溫度的升高而逐漸加強,B點(35℃)以上光合酶活性下降,光合作用開始下降,50%左右光合作用完全停止。應(yīng)用:冬天溫室栽培可適當提高溫度;夏天,溫室栽培可適當降低溫度。白天調(diào)到光合作用最適溫度,以提高光合作用:晚上適當降低溫室溫度,以降低細胞呼吸,保證有機物的積累。(2)多因子對光合作用速率影響的分析(如圖所示)曲線分析:P點時,限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標所表示的因子,隨著因子的不斷加強,光合速率不斷提高。當?shù)絈點時,橫坐標所表示的因素,不再是影響光合速率的因子,要想提高光合速率,可采取適當提高圖示中的其他因子的方法。應(yīng)用:溫室栽培時,在一定光照強度下,白天適當提高溫度,增加光合酶的活性,提高光合速率,也可同時適當充加CO2,進一步提高光合速率。當溫度適宜時,可適當增加光照強度和CO2濃度以提高光合速率??傊筛鶕?jù)具體情況,通過增加光照強度,調(diào)節(jié)溫度或增加CO2濃度來充分提高光合速率,以達到增產(chǎn)的目的6、總結(jié):光合作用在現(xiàn)實生活中①提高農(nóng)作物產(chǎn)量:延長光合作用時間、增大光合作用面積:合理密植,改變植物種植方式:輪作、間作、套作②提高光合作用速度使用溫室大棚使用農(nóng)家肥、化肥“正其行,通其風(fēng)”大棚中適當提高二氧化碳的濃度補充人工光照7、計算真光合作用速率=凈光合作用速率+細胞呼吸作用速率CO2吸收DBDB真光合作用=凈光合作用+呼吸作用真光合作用=凈光合作用+呼吸作用凈光合作用凈光合作用OACOAC呼吸作用光照強度呼吸作用EECO2釋放②光合作用制造的有機物=光合作用積累的有機物+細胞呼吸消耗的有機物解析:制造的就是生產(chǎn)的總量,其中一部分被儲存起來,就是積累的,另一部分被呼吸消耗③光合作用利用二氧化碳的量=從外界吸收的二氧化碳的量+細胞呼吸釋放的二氧化碳的量解析:光合作用利用CO2的量有兩個來源,一個是外界吸收的,另一個是自身呼吸放出的,二者都被光合作用利用。六、比較光合作用和細胞呼吸作用光合作用呼吸作用
反應(yīng)場所
綠色植物(在葉綠體中進行)所有生物(主要在線粒體中進行)反應(yīng)條件
光、色素、酶等
酶(時刻進行)
物質(zhì)轉(zhuǎn)變無機物CO2和H2O合成有機物(CH2O)分解有機物產(chǎn)生CO2和H2O
能量轉(zhuǎn)變把光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲存在有機物中
釋放有機物的能量,部分轉(zhuǎn)移ATP
實質(zhì)
合成有機物、儲存能量
分解有機物、釋放能量、產(chǎn)生ATP
聯(lián)系有機物、氧氣能量、二氧化碳
有機物、氧氣能量、二氧化碳光合作用
呼吸作用
五、化能合成作用自然界中少數(shù)種類的細菌,雖然細胞內(nèi)沒有色素,不能進行光合作用,但是能夠利用體外環(huán)境中某些無機物氧化時釋放的能量來制造有機物,這種合成作用叫做化能合成作用。例如:硝化細菌、硫細菌、鐵細菌等少數(shù)種類的細菌。下圖為硝化細菌的化能合成作用
◎
進行光合作用和化能合成作用的生物都是自養(yǎng)型生物;而只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機物來維持自身生命活動的生物是異養(yǎng)型生物。極采取防護措施。第六章細胞的生命歷程1、限制細胞長大的原因:表面積與體積的關(guān)系:細胞核與細胞質(zhì)的關(guān)系。2、細胞體積的最小限度是由完成細胞功能所必須的基本結(jié)構(gòu)(如核糖體)和物質(zhì)(如酶)所需要的空間決定的3、真核細胞分裂方式:有絲分裂、無絲分裂、減數(shù)分裂4、有絲分裂分裂周期:連續(xù)分裂的細胞,從一次分裂完成時開始,到下一次分裂完成時為止,為一個細胞周期。包括:分裂間期和分裂期(前期、中期、后期、末期)。5、分裂間期:占周期90%—95%,DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。[復(fù)制合成姐妹生]前期:①染色質(zhì)變成染色體;②細胞兩級發(fā)出紡錘絲形成紡錘體;③核仁解體、核膜消失。[膜仁消失現(xiàn)兩體]中期:①紡錘絲牽引著絲點運動,著絲點排列在赤道板上;②染色體形態(tài)穩(wěn)分裂期定、數(shù)目清晰、便于觀察。[形定數(shù)晰赤道齊]后期:①著絲點分裂、兩條姐妹染色單體分開成為兩條子染色體;②由紡錘絲牽引染色體向細胞兩極運動。[點裂數(shù)加均兩極]末期:①染色體成為染色質(zhì);②紡錘體消失、出現(xiàn)新的核膜核仁形成新的細胞核;③赤道板的位置出現(xiàn)細胞板,由中央向四周擴展,形成新的細胞壁,成為兩個子細胞。[兩體消失膜仁現(xiàn)]時期植物細胞示意圖動物細胞示意圖主要特點記憶歌訣分裂間期完成組成染色體的DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。復(fù)制的結(jié)果,每個染色體都形成兩個完全一樣的姐妹染色單體。復(fù)制合成姐妹生分裂期前期①出現(xiàn)染色體;②核膜解體,核仁消失;③從細胞兩極發(fā)生許多紡錘絲,進而形成紡錘體;④染色體著絲點散亂分布在紡錘體上。膜仁消失現(xiàn)兩體中期染色體的著絲點排列在赤道板上,染色體形態(tài)穩(wěn)定,數(shù)目清晰。(計數(shù)好時機)形定數(shù)晰赤道齊后期①每個著絲點分裂為二,每個染色體的兩個姐妹染色單體分開,成為兩個染色體;②紡錘絲收縮牽引染色體向兩極移動,形成兩套數(shù)目和形態(tài)完全相同的染色體點裂數(shù)加均兩極末期①兩組染色體分別到達兩極后,又變成細長盤曲的染色質(zhì)絲;②核膜、核仁重新出現(xiàn);③(植物細胞)在赤道板位置上出現(xiàn)的細紡錘絲消失;④細胞板進而形成新的細胞壁,最后一個細胞分裂成兩個子細胞。兩體消失膜仁現(xiàn)動物細胞的有絲分裂動、植物細胞有絲分裂的比較:前期末期紡錘體的形成方式細胞質(zhì)分裂的方式動物由兩極直接發(fā)出的紡錘絲形成紡錘體在赤道板附近形成細胞板,細胞板向四周擴展將細胞割裂成兩個細胞植物有中心體發(fā)出的星射線形成紡錘體細胞膜在赤道板附近向內(nèi)凹陷,將細胞縊裂為兩個子細胞動物細胞植物細胞不同點前期:紡錘體的形成方式不同由兩組中心粒發(fā)出的星射線構(gòu)成紡錘體由細胞兩極發(fā)出的紡錘絲構(gòu)成紡錘體末期:子細胞的形成方式不同由細胞膜向內(nèi)凹陷把親代細胞縊裂成兩個子細胞由細胞板形成的細胞壁把親代細胞分成兩個子細胞(1)分裂間期:主要完成DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成結(jié)果:DNA分子加倍;染色體數(shù)不變(一條染色體含有2條染色單體)(2)分裂期前期:①出現(xiàn)染色體和紡錘體②核膜解體、核仁逐漸消失;中期:每條染色體的著絲粒都排列在赤道板上;(觀察染色體的最佳時期)后期:著絲粒分裂,姐妹染色單體分開,成為兩條子染色體,并分別向細胞兩極移動。末期:①染色體、紡錘體消失②核膜、核仁重現(xiàn)(細胞膜內(nèi)陷)植物細胞的有絲分裂4、有絲分裂過程中染色體和DNA數(shù)目的變化: 5、有絲分裂的意義在有絲分裂過程中,染色體復(fù)制一次,細胞分裂一次,分裂結(jié)果是染色體平均分配到兩個子細胞中去。子細胞具有和親代細胞相同數(shù)目、相同形態(tài)的染色體。這保證了親代與子代細胞間的遺傳性狀的穩(wěn)定性。四、無絲分裂1、特點:在分裂過程中,沒有染色體和紡錘體等結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)(但有DNA的復(fù)制)2、舉例:草履蟲、蛙的紅細胞等。6、假定某生物體中一個體細胞內(nèi)的染色體和DNA的含量為2N間期前期中期后期末期染色體2N2N2N4N4N→2NDNA2N→4N4N4N4N4N→2N染色單體0→4N4N4N007、有絲分裂的意義:將親代細胞染色體經(jīng)過復(fù)制(實質(zhì)為DNA復(fù)制后),精確地平均分配到兩個子細胞,在親代與子代之間保持了遺傳性狀穩(wěn)定性,對于生物遺傳有重要意義。8、細胞分化:個體發(fā)育中,由一個或一種細胞增殖產(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,它是一種持久性變化,是生物體發(fā)育的基礎(chǔ),使多細胞生物體中細胞趨向?qū)iT化,有利于提高各種生理功能效率。9、細胞分化舉例:紅細胞與肌細胞具有完全相同遺傳信息,(同一受精卵有絲分裂形成);形態(tài)、功能不同原因是不同細胞中遺傳信息執(zhí)行情況不同。10、細胞全能性:指已經(jīng)分化的細胞,仍然具有發(fā)育成完整個體潛能。 高度分化的植物細胞具有全能性,如植物組織培養(yǎng)高度分化的動物細胞核具有全能性,如克隆羊因為細胞(細胞核)具有該生生長發(fā)育所需的全部遺傳信息物11、 細胞內(nèi)水分減少,新陳代謝速率減慢 細胞內(nèi)酶活性降低細胞衰老特征 細胞內(nèi)色素積累 細胞內(nèi)呼吸速度下降,細胞核體積增大 細胞膜通透性下降,物質(zhì)運輸功能下降12、細胞凋亡指基因決定的細胞自動結(jié)束生命的過程,是一種正常的自然生理過程,如蝌蚪尾消失,它對于多細胞生物體正常發(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。 能夠無限增殖13、癌細胞特征 形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化 癌細胞表面糖蛋白減少,容易在體內(nèi)擴散,轉(zhuǎn)移癌癥防治:遠離致癌因子,進行CT,核磁共振及癌基因檢測;也可手術(shù)切除、化療和放療。必修2遺傳與進化知識點第一章遺傳因子的發(fā)現(xiàn)第一節(jié)孟德爾豌豆雜交試驗(一)1.孟德爾之所以選取豌豆交試驗的材料是由于:(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)性狀:生物所表現(xiàn)出來的形態(tài)特征和生理特性。相對性狀:一種生物同一種性狀的不同表現(xiàn)類型。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DD×dd雜交實驗中,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。顯性性狀:在DD×dd雜交試驗中,F(xiàn)1表現(xiàn)出來的性狀;如教材中F1代豌豆表現(xiàn)出高莖,即高莖為顯性。決定顯性性狀的為顯性遺傳因子(基因),用大寫字母表示。如高莖用D表示。隱性性狀:在DD×dd雜交試驗中,F(xiàn)1未顯現(xiàn)出來的性狀;如教材中F1代豌豆未表現(xiàn)出矮莖,即矮莖為隱性。決定隱性性狀的為隱性基因,用小寫字母表示,如矮莖用d表示。(2)純合子:遺傳因子(基因)組成相同的個體。如DD或dd。其特點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)組成不同的個體。如Dd。其特點是雜合子自交后代出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象。(3)雜交:遺傳因子組成不同的個體之間的相交方式如:DD×ddDd×ddDD×Dd等。自交:遺傳因子組成相同的個體之間的相交方式。如:DD×DDDd×Dd等測交:F1(待測個體)與隱性純合子雜交的方式。如:Dd×dd正交和反交:二者是相對而言的,如甲(♀)×乙(♂)為正交,則甲(♂)×乙(♀)為反交;如甲(♂)×乙(♀)為正交,則甲(♀)×乙(♂)為反交。3.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Dd×Dd3D_:1dd(2)若后代性狀分離比為顯:隱=1:1,則雙親一定是測交類型。即為Dd×dd1Dd: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×dd5.分離定律其實質(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,分別進入到不同的配子中。第2節(jié)孟德爾豌豆雜交試驗(二)1.兩對相對性狀雜交試驗中的有關(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9:3:3:1YYRR1/16YYRr2/16親本類型雙顯(Y_R_)YyRR2/169/16黃圓親本類型YyRr4/16純隱(yyrr)yyrr1/161/16綠皺YYrr1/16重組類型單顯Y_rr)YYRr2/163/16黃皺重組類型yyRR1/16單顯(yyR_)yyRr2/163/16綠圓注意:上述結(jié)論只是符合親本為YYRR×yyrr,但親本為YYrr×yyRR,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(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?先分解為三個分離定律:Aa×Aa后代3種基因型(1AA:2Aa:1aa)Bb×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3x2x3=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2x2x2=8種表現(xiàn)型。3.自由組合定律實質(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。4.常見遺傳學(xué)符號符號PF1F2×♀♂含義親本子一代子二代雜交自交母本父本簡要概括一、相對性狀性狀:生物體所表現(xiàn)出來的的形態(tài)特征、生理生化特征或行為方式等。相對性狀:同一種生物的同一種性狀的不同表現(xiàn)類型。二、孟德爾一對相對性狀的雜交實驗孟德爾遺傳實驗運用了現(xiàn)代科學(xué)研究中常用的假說-演繹法,其一般過程是觀察實驗,發(fā)現(xiàn)問題、分析問題,提出假說(假設(shè))、設(shè)計實驗,檢驗假說(假設(shè))、歸納綜合,得出結(jié)論。孟德爾遺傳實驗獲得成功的原因是1.正確地選用實驗材料。豌豆自花授粉,閉花受粉,自然狀態(tài)下是純種;品種多,差異大相對性狀明顯,易于區(qū)分。(1)由單基因到多基因地研究方法。(2)應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)方法對實驗結(jié)果進行分析。(3)科學(xué)地設(shè)計實驗程序。3.相關(guān)概念(1)、顯性性狀與隱性性狀顯性性狀:具有相對性狀的兩個親本雜交,F(xiàn)1表現(xiàn)出來的性狀。隱性性狀:具有相對性狀的兩個親本雜交,F(xiàn)1沒有表現(xiàn)出來的性狀。附:性狀分離:在雜種后代中出現(xiàn)不同于親本性狀的現(xiàn)象)(2)、顯性基因與隱性基因顯性基因:控制顯性性狀的基因。隱性基因:控制隱性性狀的基因。附:基因:控制性狀的遺傳因子(DNA分子上有遺傳效應(yīng)的片段P67)等位基因:決定1對相對性狀的兩個基因(位于一對同源染色體上的相同位置上)。(3)、純合子與雜合子純合子:由相同基因的配子結(jié)合成的合子發(fā)育成的個體(能穩(wěn)定的遺傳,不發(fā)生性狀分離):顯性純合子(如AA的個體)隱性純合子(如aa的個體)雜合子:由不同基因的配子結(jié)合成的合子發(fā)育成的個體(不能穩(wěn)定的遺傳,后代會發(fā)生性狀分離)(4)、表現(xiàn)型與基因型表現(xiàn)型:指生物個體實際表現(xiàn)出來的性狀。基因型:與表現(xiàn)型有關(guān)的基因組成。(關(guān)系:基因型+環(huán)境→表現(xiàn)型)(5)雜交與自交雜交:基因型不同的生物體間相互交配的過程。自交:基因型相同的生物體間相互交配的過程。(指植物體中自花傳粉和雌雄異花植物的同株受粉)附:測交:讓F1與隱性純合子雜交。(可用來測定F1的基因型,屬于雜交)三、孟德爾遺傳實驗的科學(xué)方法:正確地選用試驗材料;分析方法科學(xué);(單因子→多因子)應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)方法對實驗結(jié)果進行分析;科學(xué)地設(shè)計了試驗的程序。四、基因分離定律的實質(zhì):在減I分裂后期,等位基因隨著同源染色體的分開而分離。五、基因分離定律的兩種基本題型:正推類型:(親代→子代)親代基因型子代基因型及比例子代表現(xiàn)型及比例⑴AA×AAAA全顯⑵AA×AaAA:Aa=1:1全顯⑶AA×aaAa全顯⑷Aa×AaAA:Aa:aa=1:2:1顯:隱=3:1⑸Aa×aaAa:aa=1:1顯:隱=1:1⑹aa×aaaa全隱逆推類型:(子代→親代)親代基因型子代表現(xiàn)型及比例⑴至少有一方是AA全顯⑵aa×aa全隱⑶Aa×aa顯:隱=1:1⑷Aa×Aa顯:隱=3:1三、伴性遺傳的特點與判斷遺傳病的遺傳方式遺傳特點實例常染色體隱性遺傳病隔代遺傳,患者為隱性純合體白化病、苯丙酮尿癥、常染色體顯性遺傳病代代相傳,正常人為隱性純合體多/并指、軟骨發(fā)育不全伴X染色體隱性遺傳病隔代遺傳,交叉遺傳,患者男性多于女性色盲、血友病伴X染色體顯性遺傳病代代相傳,交叉遺傳,患者女性多于男性抗VD佝僂病伴Y染色體遺傳病傳男不傳女,只有男性患者沒有女性患者人類中的毛耳第二章基因和染色體的關(guān)系第一節(jié)減數(shù)分裂和受精作用知識結(jié)構(gòu):精子的形成過程減數(shù)分裂卵細胞形成過程減數(shù)分裂和受精作用配子中染色體組合的多樣性受精作用受精作用的過程和實質(zhì)1.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:細胞分裂間期,染色體經(jīng)過復(fù)制成由一個著絲點連著的兩條姐妹染色單體。所以此時染色體數(shù)目要根據(jù)著絲點判斷。(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。四分體指減數(shù)第一次分裂同源染色體聯(lián)會后每對同源染色體中含有四條姐妹染色單體。(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同源染色體:上面已經(jīng)有了聯(lián)會:同源染色體兩兩配對的現(xiàn)象。四分體:上面已經(jīng)有了交叉互換:指四分體時期,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)生成熟生殖細胞時進行的染色體數(shù)目減半的細胞分裂。3.減數(shù)分裂特點: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)目減半實際發(fā)生在減數(shù)第一次分裂)。場所:生殖器官內(nèi)4.精子與卵細胞形成的異同點比較項目不同點相同點精子的形成卵細胞的形成染色體復(fù)制復(fù)制一次第一次分裂一個初級精母細胞(2n)產(chǎn)生兩個大小相同的次級精母細胞(n)一個初級卵母細胞(2n)(細胞質(zhì)不均等分裂)產(chǎn)生一個次級卵母細胞(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,細胞質(zhì)分裂,子細胞染色體數(shù)目減半第二次分裂兩個次級精母細胞形成四個同樣大小的精細胞(n)一個次級卵母細胞(細胞質(zhì)不均等分裂)形成一個大的卵細胞(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分裂,姐妹染色單體分開,分別移向兩極,細胞質(zhì)分裂,子細胞染色體數(shù)目不變有無變形精細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胞(n)精子和卵細胞中染色體數(shù)目均減半注:卵細胞形成無變形過程,而且是只形成一個卵細胞,卵細胞體積很大,細胞質(zhì)中存有大量營養(yǎng)物質(zhì),為受精卵發(fā)育準備的。5.減數(shù)分裂和有絲分裂主要異同點比較項目減數(shù)分裂有絲分裂染色體復(fù)制次數(shù)及時間一次,減數(shù)第一次分裂的間期一次,有絲分裂的間期細胞分裂次數(shù)二次一次聯(lián)會四分體是否出現(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分裂發(fā)生在減數(shù)第二次分裂后期后期子細胞的名稱及數(shù)目性細胞,精細胞4個或卵1個、極體3個體細胞,2個子細胞中染色體變化減半,減數(shù)第一次分裂不變子細胞間的遺傳組成不一定相同一定相同6.識別細胞分裂圖形(區(qū)分有絲分裂、減數(shù)第一次分裂、減數(shù)第二次分裂)(1)、方法三看鑒別法(點數(shù)目、找同源、看行為)第1步:如果細胞內(nèi)染色體數(shù)目為奇數(shù),則該細胞為減數(shù)第二次分裂某時期的細胞。第2步:看細胞內(nèi)有無同源染色體,若無則為減數(shù)第二次分裂某時期的細胞分裂圖;若有則為減數(shù)第一次分裂或有絲分裂某時期的細胞分裂圖。第3步:在有同源染色體的情況下,若有聯(lián)會、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)第一次分裂某時期的細胞分裂圖;若無以上行為,則為有絲分裂的某一時期的細胞分裂圖。(2)例題:判斷下列各細胞分裂圖屬何種分裂何時期圖。[解析]:甲圖細胞的每一端均有成對的同源染色體,但無聯(lián)會、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分開,姐妹染色單體成為染色體移向細胞兩極,故為減數(shù)第二次分裂后期。7.受精作用:指卵細胞和精子相互識別、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胞各提供一半,但細胞質(zhì)幾乎全部是由卵細胞提供,因此后代某些性狀更像母方。意義:通過減數(shù)分裂和受精作用,保證了進行有性生殖的生物前后代體細胞中染色體數(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,加上受精時卵細胞和精子結(jié)合的隨機性,使后代呈現(xiàn)多樣性,有利于生物的進化,體現(xiàn)了有性生殖的優(yōu)越性。下圖講解受精作用的過程,強調(diào)受精作用是精子的細胞核和卵細胞的細胞核結(jié)合,受精卵中的染色體數(shù)目又恢復(fù)到體細胞的數(shù)目。8.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數(shù)決定,即含有n對同源染色體的精(卵)原細胞產(chǎn)生配子的種類為2n種。第二節(jié)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。因為基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系。2.、基因位于染色體上的實驗證據(jù)果蠅雜交實驗分析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.基因的分離定律的實質(zhì)基因的自由組合定律的實質(zhì)第三節(jié)伴性遺傳1.伴性遺傳的概念2.人類紅綠色盲癥(伴X染色體隱性遺傳病)特點:⑴男性患者多于女性患者。⑵交叉遺傳。即男性→女性→男性。⑶一般為隔代遺傳??咕S生素D佝僂病(伴X染色體顯性遺傳?。┨攸c:⑴女性患者多于男性患者。⑵代代相傳。伴性遺傳在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)3、人類遺傳病的判定方法口訣:無中生有為隱性,有中生無為顯性;隱性看女病,女病男正非伴性;顯性看男病,男病女正非伴性。第一步:確定致病基因的顯隱性:可根據(jù)(1)雙親正常子代有病為隱性遺傳(即無中生有為隱性);(2)雙親有病子代出現(xiàn)正常為顯性遺傳來判斷(即有中生無為顯性)。第二步:確定致病基因在常染色體還是性染色體上。在隱性遺傳中,父親正常女兒患病或母親患病兒子正常,為常染色體上隱性遺傳;在顯性遺傳,父親患病女兒正常或母親正常兒子患病,為常染色體顯性遺傳。不管顯隱性遺傳,如果父親正常兒子患病或父親患病兒子正常,都不可能是Y染色體上的遺傳??;題目中已告知的遺傳病或課本上講過的某些遺傳病,如白化病、多指、色盲或血友病等可直接確定。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)首先考慮伴Y遺傳,無顯隱之分。第三章基因的本質(zhì)第一節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)1.肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗(1)、體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗:1928年由英國科學(xué)家格里菲思等人進行。①實驗過程結(jié)論:在S型細菌中存在轉(zhuǎn)化因子可以使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌。(2)、體外轉(zhuǎn)化實驗:1944年由美國科學(xué)家艾弗里等人進行。①實驗過程結(jié)論:DNA是遺傳物質(zhì)2.噬菌體侵染細菌的實驗1、實驗過程①標記噬菌體含35S的培養(yǎng)基含35S的細菌35S蛋白質(zhì)外殼含35S的噬菌體含32P的培養(yǎng)基含32P的細菌內(nèi)部DNA含32P的噬菌體②噬菌體侵染細菌含35S的噬菌體細菌體內(nèi)沒有放射性35S含32P的噬菌體細菌體內(nèi)有放射線32P結(jié)論:進一步確立DNA是遺傳物質(zhì)3.煙草花葉病毒感染煙草實驗:(1)、實驗過程(2)、實驗結(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)。4、生物的遺傳物質(zhì)非細胞結(jié)構(gòu):DNA或RNA生物 原核生物:DNA細胞結(jié)構(gòu) 真核生物:DNA結(jié)論:絕大多數(shù)生物(細胞結(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)。第二節(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu)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?⑴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。⑵多樣性構(gòu)成DNA分子的脫氧核苷酸雖只有4種,配對方式僅2種,但其數(shù)目卻可以成千上萬,更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。⑶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,所以每個特定的DNA分子中都貯存著特定的遺傳信息,這種特定的堿基排列順序就決定了DNA分子的特異性。3.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點: ⑴DNA分子由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成。⑵DNA分子外側(cè)是脫氧核糖和磷酸交替連接而成的基本骨架。⑶DNA分子兩條鏈的內(nèi)側(cè)的堿基按照堿基互補配對原則配對,并以氫鍵互相連接。4.相關(guān)計算(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.判斷核酸種類(1)如有U無T,則此核酸為RNA;(2)如有T且A=TC=G,則為雙鏈DNA;(3)如有T且A≠TC≠G,則為單鏈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)制的解旋酶:解開解旋酶: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,嚴格遵循堿基互補配對原則,合成子鏈連接酶:把DNA子鏈片段連接起來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)制特點:邊解旋邊復(fù)制6、復(fù)制場所:主要在細胞核中,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。三、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: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 ①基因的實質(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(非基因)。②每個DNA分子包含許多個基因。2、與染色體的關(guān)系①基因在染色體上呈線性排列。②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 ①脫氧核苷酸(A、T、C、G)是構(gòu)成基因的單位。②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 ①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。②基因?qū)π誀畹目刂仆ㄟ^控制蛋白質(zhì)分子的合成來實現(xiàn)。二、DNA片段中的遺傳信息遺傳信息蘊藏在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?;虻谋磉_第一節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成一、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1、DNA與RNA的異同點核酸項目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胞核中染色體上,極少數(shù)位于細胞質(zhì)中的線粒體和葉綠體上主要位于細胞質(zhì)中功能傳遞和表達遺傳信息①mRNA:轉(zhuǎn)錄遺傳信息,翻譯的模板②tRNA:運輸特定氨基酸③rRNA:核糖體的組成成分2、RNA的類型⑴信使RNA(mRNA)⑵轉(zhuǎn)運RNA(tRNA)⑶核糖體RNA(rRNA)3、轉(zhuǎn)錄⑴轉(zhuǎn)錄的概念⑵轉(zhuǎn)錄的場所主要在細胞核⑶轉(zhuǎn)錄的模板以DNA的一條鏈為模板⑷轉(zhuǎn)錄的原料4種核糖核苷酸⑸轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物一條單鏈的mRNA⑹轉(zhuǎn)錄的原則堿基互補配對⑺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)過程進行場所主要細胞核主要細胞核模板以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,按堿基互補配對原則(A—T、C—G、T—A、G—C)合成與模板互補的子鏈;子鏈與對應(yīng)的母鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)在細胞核中,以DNA解旋后的一條鏈為模板,按照A—U、G—C、T—A、C—G的堿基互補配對原則,形成mRNA,mRNA從細胞核進入細胞質(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))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二、遺傳信息的翻譯1、遺傳信息、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①基因中脫氧核苷酸的序列mRNA中核糖核苷酸的序列②mRNA中堿基序列與基因模板鏈中堿基序列互補③密碼子與相應(yīng)反密碼子的序列互補配對2、翻譯⑴定義⑵翻譯的場所細胞質(zhì)的核糖體上⑶翻譯的模板mRNA⑷翻譯的原料20種氨基酸⑸翻譯的產(chǎn)物多肽鏈(蛋白質(zhì))⑹翻譯的原則堿基互補配對⑺翻譯與轉(zhuǎn)錄的異同點(下表):階段項目轉(zhuǎn)錄翻譯定義在細胞核中,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)的過程場所細胞核細胞質(zhì)的核糖體模板DNA的一條鏈信使RNA信息傳遞的方向DNA→mRNAmRNA→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)實質(zhì)是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄是遺傳信息的表達三、基因表達過程中有關(guān)DNA、RNA、氨基酸的計算1、轉(zhuǎn)錄時,以基因的一條鏈為模板,按照堿基互補配對原則,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個相鄰堿基決定一個氨基酸,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堿基數(shù)目的1/6。第2節(jié)基因?qū)π誀畹目刂埔弧⒅行姆▌t⑴DNA→DNA:DNA的自我復(fù)制;⑵DNA→RNA:轉(zhuǎn)錄;⑶RNA→蛋白質(zhì):翻譯;⑷RNA→RNA:RNA的自我復(fù)制;⑸RNA→DNA:逆轉(zhuǎn)錄。DNA→DNARNA→RNADNA→RNA細胞生物病毒RNA→蛋白質(zhì)RNA→DNA二、基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系1、(間接控制)酶或激素細胞代謝基因性狀結(jié)構(gòu)蛋白細胞結(jié)構(gòu)(直接控制)2、基因型與表現(xiàn)型的關(guān)系,基因的表達過程中或表達后的蛋白質(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,共同地精細地調(diào)控生物的性狀。第五章基因突變及其他變異第一節(jié)基因突變和基因重組一、基因突變的實例1、鐮刀型細胞貧血癥⑴癥狀⑵病因基因中的堿基替換直接原因: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)的改變二、基因突變的原因和特點1、基因突變的原因有內(nèi)因
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