人教版高中生物
2025-04-23 17:49:10 4 举报
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包含必修一,必修二,选修一,选修二,选修三生物知识点,详细无比,包含易混点和难学点,例如必修二遗传学和选修一稳态,调节。选修三微生物,细胞工程,基因工程。 还包含初中衔接高中的基础知识点,避免在高中学习过程因遗忘初中易混点导致失去学习兴趣。 总计36842个字数,2004个主题。知识点分开记忆,衔接学习。 这个文件我做了一年,从高二到高三边学习边更新,这也是我能够高中生物一直保持班级前三和全级前10的原因。旁大的知识体系如果不整理,很容易遗忘和搞混知识点,要是记在五本平均几百页的课本,先不说复习的时候能不能按学习体系巩固,看见5本书可能就觉得累不想翻
作者其他创作
大纲/内容
基础
植物
器官
营养器官:根,茎,叶
生殖器官:花,果实,种子
组织:保护、输导、营养、机械、分生(输营分保机)
花
花药
花粉:产生雄性配子
胚珠:卵细胞(含雌配子)
输导组织
导管
导管是为一串管状死细胞所组成,只有细胞壁的细胞构成的,而且上下两个细胞是贯通的
导管主要用途是运输水,在木质部中负责水盐的从根部向上单向运输
筛管
筛管是韧皮部的活的细胞
筛管主要运输的是有机物,筛管在韧皮部中负责有机物的从叶到根的双向运输
哺乳动物成熟红细胞
无细胞核,细胞器
动物
系统:神经系统,呼吸系统,消化系统,泌尿系统,生殖系统,循环系统,运动系统,内分泌系统,免疫系统
组织:上皮组织,结缔组织,肌肉组织,神经组织
遗传实验其他材料
玉米:雌雄同株且为单性花,便于人工授粉,生长周期短
果蝇:染色体数目少,相对性状易于区分,生长周期短
拟南芥:染色体数目少,产生籽粒多生长周期短
小白鼠:易饲养,繁殖周期短
干细胞
全能干细胞:能发育成各种细胞,有发育成完整个体的能力。
多能干细胞:组织特异性,失去发育成完整个体的能力
专能干细胞:只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化
单能干细胞:只能发育成一种细胞
实验
实验原则
自变量:单一变量
因变量:可观测
无关变量:等量且适宜
酒精
50%
脂肪检测中洗去浮色
70%
在土壤小动物类群丰富度调查实验中用于杀死微生物并保存小动物
无菌操作时的消毒
95%
与15%的盐酸混合用于有丝分裂实验中的解离
低温诱导染色体加倍实验中用于冲洗卡诺氏液
99.5%(无水乙醇)
用于光合色素提取
洋葱
根
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂(材料易得,分生区细胞分裂旺盛,且染色体少易观察)
鳞片叶
植物细胞吸,失水(外表皮细胞含紫色大液泡)
使用高倍显微镜观察几种细胞(细胞较大,外表皮细胞有大液泡,内表皮细胞有明显细胞核)
管状叶
绿叶中色素提取和分离(色素含量多)
观察叶绿体和细胞质的流动(观察细胞质流动,可用细胞质基质中的叶绿体流动作为标志)(一定范围,随温度升高,细胞质流动加快)
植物种子
非油料作物种子(小麦)
种子形成时:淀粉→可溶性还原糖
种子萌发时:可溶性还原糖→淀粉
油料作物种子(大豆,花生)
种子形成时:糖类→脂肪
种子萌发时:脂肪→甘油,脂肪酸→糖类
实验
实验
观察细胞
先低:取镜→安放→对光→压片→调焦→低倍镜观察
后高:找(低倍镜找物体)→移(移至中央)→转(转换器,换高倍物镜)→调(调光圈,反光镜,细准焦螺旋)
(放大镜)凸透镜:聚光; 凹透镜:散光
凸面反光镜:散光; 凹面反光镜:聚光
放大倍数:显微镜放大倍数=目镜放大倍数×物镜放大倍数
物正目反 ,物镜有螺纹
观测图像:将观察物旋转180°
放大计算
成行细胞(只考虑长度):放大后细胞数=放大前细胞数×放大前倍数/放大后倍数
成面细胞(考虑长度和宽度):放大后细胞数=放大前细胞数×(放大前倍数/放大后倍数)²
还原糖检测:还原糖+斐林试剂→水浴加热→砖红色沉淀
(蓝色)斐林试剂:0.1g/ml的NaOH溶液(A液)+0.05g/ml的GuSO₄溶液(B液)等体积混合摇均现配现用
蛋白质检测:蛋白质(需含肽键)+双缩脲试剂→紫色
双缩脲试剂:0.1g/ml的NaOH溶液(A液)+0.01g/ml的GuSO₄溶液(B液)不超4滴,先加A液(营造碱性环境),后加B液,如果先将双缩脲试剂A与双缩脲试剂B混合,即NaOH与CuSO4溶液混在一起,会产生Cu(OH)2沉淀,使药剂失去作用
脂肪检测:脂肪+苏丹Ⅲ染液(不可检测除脂肪外的脂质)→橘黄色
苏丹Ⅳ染液→红色
某种元素对植物的影响<br>
②植物+缺X元素的完全培养液
植物正常生长→X元素对植物生长无影响
植物长势不好→+X元素→正常生长→X元素对植物生长有影响<br> (二次实验,增强实验说服力)
T2噬菌体(DNA病毒)侵染大肠杆菌
原理:T2噬菌体侵染大肠杆菌时外壳留着外,只有遗传物质进入细胞
放射性同位素S³⁵标记噬菌体蛋白质外壳→侵染→离心→上液放射性较高
放射性同位素P³²标记噬菌体DNA→侵染→离心→下液放射性较高
DNA用甲基绿(实验结果绿色)或二苯胺(蓝色),RNA用吡罗红(红色),不能使用含颜色的材料,以免干扰实验<br>将甲基绿和比罗红混合形成混合染料可以观察DNA和RNA的位置
实验
分离细胞器:差速离心法
实验
检测叶绿素含量
色素的提取
二氧化硅:充分研磨
碳酸钙:主要保护叶绿素,因为类胡萝卜素较稳定
无水乙醇:充分提取色素,非必需
色素分离
纸层析法
滤纸条,层洗液
分离结果
<br>
要点<br>
(1)实验中几种化学药品的作用<div>①加入少量SiO2,可破坏细胞结构,使研磨更充分,便于色素完全释放。</div><div>②加入少量CaCO3可以中和细胞内的有机酸,防止有机酸夺取叶绿素中的镁离子使叶绿素破坏,从而起到保护色素的作用。但SiO2和CaCO3的加入量要少,否则滤液杂质多、混浊、颜色浅,实验效果差。</div><div><br></div><div><br></div>
(2)实验成功的关键<div>①叶片要新鲜,颜色要深绿,保证色素的含量。</div><div>②研磨要迅速充分。叶绿素不稳定,易被破坏,时间过长或研磨不充分都会导致色素的量太少而使实验失败。</div><div>③滤液细线不仅要求细、直、均匀,而且要求含有较多的色素(可以重复画二至三次)。</div><div>④滤液细线不能触及层析液,否则色素溶解到层析液中,将得不到清晰的色素带。</div><div><br></div><div><br></div>
(3)注意事项<div>①制备滤纸条时,要剪去两角,这样可以减小边缘效应,使色素在滤纸上扩散均匀,便于观察实验结果。</div><div>②收集滤液后,要及时用棉塞将试管口塞紧,防止滤液挥发。</div>
收集到的色素滤液绿色过浅<div>可能原因如下<br></div><div>①未加二氧化硅,研磨不充分</div><div>②使用放置数天的菠菜叶滤液中色素(叶绿素)太少,绿色过浅</div><div>③一次加入大量的95%的乙醇提取浓度太低,正确做法是分次加入少量95%的乙醇提取色素</div><div>④未加碳酸钙或加入过少导致色素分子被破坏</div><div>⑤如果滤纸条色素带重叠,原因可能是滤纸条上的滤液细线接触到层析液</div>
酶实验
检验专一性
检测试剂不能用碘液:蔗糖不反应
检验温度
底物不能用过氧化氢:高温下会加快分解
检测试剂不能用斐林试剂(水浴加热)
检验PH
底物不能用淀粉:强酸条件会分解
探究温度对蛋白酶影响:若用蛋白质类为底物,应用蛋白质块而不用蛋白质溶液,因为因变量遵循可观测原则,蛋白块可通过体积变化观察实验,而蛋白质溶液要用双缩脲试剂检测,而蛋白酶也是蛋白质会与双缩脲试剂发生反应
必修一
第一单元
细胞
生命层次
细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→最大生态系统(生物圈)
植物无系统层次
病毒不属于任何层次
细胞是基本的生命系统
每个细胞都相对独立的生活着,同时又从属于有机体的整体功能,单细胞生物能够独立完成生命活动。<br>多细胞生物依赖各种分化的细胞密切合作,共同完成一系列复杂的生命活动
细胞学说
以细胞代谢为基础的各种生理活动<br>以细胞增殖,分化为基础的生长发育<br>以细胞内基因的传递和变化为基础的遗传与变异
等等都说明细胞是生命活动的基本单位<br>生命活动离不开细胞
细胞具有统一性和差异性
统一性往往反映共同起源
细胞结构
原核生物
拟核(无以核膜为界限的细胞核),细胞壁(大多有为肽聚糖)、细胞膜、细胞质、核糖体(唯一细胞器)、各种不同细胞有鞭毛,纤毛,荚膜,叶绿素,藻蓝素等
易混原核生物:蓝细菌也称蓝藻(色球藻,鱼眼藻,发菜),硝化细菌,大肠杆菌(纤毛),链球菌,链霉菌,衣原体,支原体(有DNA,RNA,无细胞壁),立克次氏体
真核生物
易混真核生物:生菜,小球藻,带藻,绿藻[衣藻(叶绿体,鞭毛)],黑藻,轮藻,酵母菌(液泡),霉菌(青霉,曲霉),眼虫(叶绿体,鞭毛),变形虫(伪足),草履虫(纤毛),疟原虫,伞藻,水绵,红藻(紫菜)
真菌:细胞核、细胞壁『几丁质』、细胞膜、细胞质、核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、液泡、溶酶体<br>(微生物)
10动物细胞:细胞核、细胞膜『磷脂和蛋白质』、细胞质、核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、溶酶体、中心体、液泡(低等动物如草履虫中的伸缩泡,其他食物泡等)
12植物细胞:细胞核、细胞壁『纤维素和果胶』、细胞膜、细胞质、核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、液泡、中心体(低等植物)、圆球体(功能类似溶酶体)
病毒:无完整细胞结构,只由蛋白质外壳和核酸构成
DNA病毒:噬菌体,乙肝病毒等
RNA病毒:新冠病毒,HIV等
原生生物:大多为单细胞生物,均有细胞核,常见的有(大)草履虫、(大)变形虫、衣藻、眼虫
细胞成分
元素
大量元素:C、H、O、N、P、K、Mg、Ca、S
微量元素:Fe、Mn、Zn、Gu、B(硼)、Mo(钼)
作用:每样元素都有其独特的作用,微量元素即使在生物体内含量很少,但其作用是其他元素不可代替的<br>大量元素和微量元素都是生命体生命活动所必须的
无机化合物
水(存在形式)
自由水
功能
细胞内良好的溶剂
参与许多生物化学反应
为细胞提供液体环境
运输营养物质、代谢废物
结合水
功能
是细胞结构的重要组成成分
关系
自由水多,代谢旺盛<br>结合水多,代谢强度低,抗逆性强
晒干的种子失去自由水,煮沸的种子失去结合水
无机盐(大多以离子形式存在)
获取方式:植物以主动运输方式从外界吸收<br> 动物从外界通过食物摄取(有的动物舔脚掌可以获得)
功能
细胞结构及其细胞内复杂化合物的组成成分
(Mg²⁺→叶绿素 Fe²⁺→血红素)
对于生命活动必不可少的物质
(Na⁺过低→肌肉酸痛,无力 血钙过低→抽搐)
维持细胞<br>
酸碱平衡(缓冲对)
渗透压
细胞外液即内环境主要由Na⁺、Cl⁻维持<br>细胞内液主要由K⁺维持
维持细胞的正常形态
人体中含有20余种必需的无机盐,其中含量较多的有钙、磷、钾、钠、氯、镁、硫等。<br>钠是组成无机盐的主要成分<br>钙是骨骼、牙齿发育的组成部分,缺钙可导致骨软化、骨质疏松;<br>镁是维持骨细胞结构和功能的必要元素,缺镁可导致神经紧张、情绪不稳等
有机化合物
<br>多糖、蛋白质、核酸为生物大分子<br>其对应单体分别为<br>葡萄糖、氨基酸、核苷酸<br>单体之间以碳链为骨架构成大分子<br>单糖、二糖、脂质等为小分子
糖类(C、H、O)
功能:主要能源物质
单糖
五碳糖
核糖
组成RNA的成分(C₅H₁₀O₅)
脱氧核糖
组成DNA的成分(C₅H₁₀o₄)
六碳糖
葡萄糖
主要能源物质
果糖
植物细胞中提供能量
半乳糖
动物细胞中提供能量<br>
二糖
蔗糖『果+葡』(植)<br>
麦芽糖『葡+葡』(植)<br>
乳糖『半乳+葡』(动)
多糖(大分子)
基本组成单位:葡萄糖
纤维素(植):植物细胞壁组成成分,帮助消化
淀粉(植):植物体内主要储能物质
糖原(动):动物体内主要储能物质
肝糖原可以分解成葡萄糖供能,肌糖原只能分解成乳酸
几丁质(N-乙酰葡糖胺『属于葡萄糖』):真菌细胞壁组成成分,甲壳纲表壳组成成分,用于垃圾处理
还原糖:所有单糖,二糖中的乳糖、麦芽糖
与脂肪比:O多H少
脂质(C、H、O)
与糖类比:H多O少
耗氧多,释放的能量也多
脂肪(C、H、O)
功能:细胞内良好的储能物质,具有保护,减压,缓冲的作用
磷脂(C、H、O、N、P)
功能:构成(动植物)细胞膜,细胞器膜等生物膜的重要成分
固醇(C、H、O)
胆固醇
功能:构成动物细胞膜的重要成分
人的表皮细胞在光照下可以将胆固醇转化为维生素D
性激素
功能:促进生殖器官发育(第二性征)以及生殖细胞的形成
维生素D
功能:促进人和动物肠道对Ga、P的吸收
(大分子)蛋白质(C、H、O、N『S、Fe』)
功能:生命活动的主要承担者
合成(中心法则)
转录(细胞核) 翻译(核糖体)<br>真核:DNA——→mRNA——→蛋白质(先转录后翻译)
转录(细胞质) 翻译(细胞质)<br>原核:DNA——→mRNA——→蛋白质(边转录边翻译)
病毒:有不同的法则,有的会逆转录有的直接转录
基本组成单位:氨基酸(21种)H <br> ℓ<br> H₂N—C—COOH<br> ℓ<br> R(不同氨基酸是因为R基不同)<br>尽管氨基酸的种类有限,但却构成了种类繁多,功能多样的蛋白质
非必须氨基酸(人体可合成)13种
必须氨基酸(需从外界摄取)8种,婴儿9种
所有植物能合成的氨基酸为21种
肽
氨基酸脱水缩合形成肽链,肽链弯曲折叠形成具有一定空间结构的蛋白质
有几个氨基酸就是几肽,三肽以上一般称为多肽
n肽有n-1个肽键
肽链与肽链之间以二硫键连接
每生成一个二硫键S—S脱去2个H
多样性
结构多样:氨基酸数目,种类,排列顺序,肽链的空间结构不同
功能多样
功能蛋白<br>(运免调催识)
运输
免疫
调节
催化
识别
结构蛋白:如毛发,肌肉中的蛋白质
变性与水解
水解:无肽键,无法用双缩脲试剂检测
变性:结构松散,但仍有肽键,可以用双缩脲试剂检测
蛋白质数量减少的办法或原因
1.被酶催化降解
2.其表达基因被抑制,无法翻译出对应蛋白质
影响:每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构,<br>如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变就会影响其功能。
(大分子)核酸(C、H、O、N、P)
作用:遗传信息的携带者
基本组成单位:核苷酸
(戊糖)五碳糖:脱氧核糖(DNA)、核糖(RNA)
磷酸
含N碱基:A(腺嘌呤),G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)、T(胸腺嘧啶)、U(尿嘧啶)
复制等行为时遵循碱基互补配对原则
DNA(脱氧核酸)
组成:脱氧核糖核苷酸、一种五碳糖(脱氧核糖)、一个磷酸、四种含N碱基(A、T、C、G)
结构:双螺旋结构、核苷酸磷酸之间以磷酸二酯键连接、碱基之间以碱基互补配对原则对应形成氢键连接
DNA常与蛋白质结合形成DNA⁻蛋白质复合物(真核原核均有)
RNA(核糖核酸)
组成:核糖核苷酸、一种五碳糖(核糖)、一个磷酸、四种含N碱基(A、U、C、G)
结构:单链结构,核苷酸磷酸之间以磷酸二酯键连接
mRNA(转录产生):携带密码子,传递遗传信息
rRNA:核糖体的组成成分
tRNA:识别密码子和转运氨基酸
遗传物质
生物:体内均含DNA、RNA,均以DNA做为遗传物质,RNA起辅助作用
特殊生物病毒
DNA病毒:DNA为遗传物质
RNA病毒:RNA为遗传物质
酶
磷酸二酯键
破坏:限制酶,DNA(水解)酶
连接:RNA聚合酶,DNA聚合酶(连接单个),DNA连接酶(连接片段)
氢键
破坏:RNA聚合酶,DNA解旋酶
连接:自动形成
变性
DNA在高温下氢键会被破坏解旋,低温时会复性双螺旋
遗传物质主要是DNA是错的,遗传物质只有没有主要
意义:核酸是细胞内携带遗传信息的物质,<br>在生物体遗传,变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
第二单元
细胞结构
细胞膜
特点
结构特点:具有一定的流动性
磷脂分子,蛋白质大多可以运动,一定范围内,随温度升高,流动性增强
功能特点:选择透过性
结构
成分
脂质:主要是磷脂,动物细胞膜还有(胆固醇:调节膜的流动性,增加膜的稳定性,降低水溶性物质通透性)
蛋白质:功能越复杂的膜,蛋白质种类和数量越多
糖类(少量):与蛋白质结合形成糖蛋白,与脂质结合形成糖脂,糖蛋白与糖脂统称为糖被,与识别有关
流动镶嵌模型
基本骨架:磷脂双分子层
膜外表面有糖被,主要是识别、信息传递
糖被:糖蛋白,糖脂
蛋白质嵌入,贯穿,镶在表面
膜蛋白
识别蛋白
酶
受体蛋白
转运蛋白
通道蛋白(只作用于协助扩散)
载体蛋白
功能<br>
膜的主要功能由蛋白质承担,蛋白质种类数目越多的,功能越复杂
将细胞与外界环境分隔开,保障细胞内部环境的相对稳定
控制物质进出细胞
被动运输(不耗能):顺浓度梯度
自由扩散:小分子
协助扩散:需通道蛋白,载体蛋白
主动运输(耗能):逆浓度梯度,需载体蛋白,需能量
胞吞胞吐(耗能)
进行细胞间的信息交流
化学物质传递:激素,神经递质
通道传递:胞间连丝(也是物质运输通道)
接触传递:同种生物精卵结合,靶细胞与细胞毒性T细胞接触
生物膜系统
功能:能将各种细胞结构分隔开,使细胞内能同时进行多种化学反应(高效)<br>为酶提供附着位点,使细胞具有一个相对稳定的内部环境<br>在物质运输,能量转化和信息传递过程起着决定性作用<br>
运输药物
脂溶性药物:磷脂双分子层之间
水溶性药物:磷脂双分子层内
细胞质
由呈溶胶状的细胞质基质和细胞器组成
作用:是进行新陈代谢的主要场所,绝大多数化学反应在此进行,对细胞核有调控作用
具有流动性,有利于细胞内物质的运输和细胞器的移动,这为新陈代谢提供了物质和条件
细胞器
分布:位于细胞质基质中由细胞骨架锚定
细胞骨架:蛋白质纤维组成的网架结构,维持细胞形态,锚定细胞器<br>
与细胞运动,分裂,分化,物质运输,能量转化,信息传递等生命活动密切相关
类别(8大细胞器)
<br>
核糖体:合成蛋白质(肽链),“生产蛋白质的机器”,原核细胞唯一细胞器
由rRNA、大亚基、小亚基组成
附着核糖体:合成的蛋白质运输到细胞外,分泌蛋白
游离核糖体:合成的蛋白质细胞自身使用,胞内蛋白(呼吸酶,光合酶,DNA解旋酶,DNA聚合酶,RNA聚合酶)
<br>
内质网:蛋白质等大分子物质合成、加工场所和运输通道。脂质合成场所(合成固醇类激素)。膜面积大,内连核膜,外连细胞膜甚至细胞器膜
粗面内质网:附着核糖体
光面内质网:不附着核糖体
高尔基体:主要对来自内质网的蛋白质进行加工、分类包装的“车间”及“发送站”,经过高尔基体的蛋白质才是成熟的<br>在植物细胞中参与细胞壁的合成(纤维素)
<br>
线粒体:细胞呼吸主要场所,细胞的“动力车间”
由外膜、内膜、嵴(附着酶)、基质(含DNA、RNA、有氧呼吸的酶、核糖体)组成
叶绿体:光合作用主要场所,“养料制造车间”和“能量转换站”
由外模,内膜,基粒(类囊体薄膜组成附着酶)、基质(含DNA、RNA、光合作用的酶、核糖体)组成
中心体:与动物细胞的有丝,减数分裂有关,分裂间期G₂复制,前期发出星射线,形成纺锤体,牵引染色体移向细胞两极(染色体着丝粒分裂与中心体无关)
由微管蛋白(核糖体合成)构成,主要存在于动物细胞,某些低等植物细胞也有
<br>
液泡:内有细胞液,可以调节植物细胞内的环境,充盈的液泡可以使植物细胞保持坚挺
起源于高尔基体
主要存在于植物和真菌,某些低等动物的食物泡、伸缩泡也属于液泡
原声质层(细胞膜与液泡膜及其之间的细胞质)
原生质体(去除细胞壁的植物细胞)
<br>
溶酶体:细胞内的“消化车间”,内部含各种水解酶(适宜PH多为酸性),能分解衰老、损伤的细胞器及侵入细胞的病毒、细菌
动物特有,植物有相似功能的圆球体
囊泡:双层膜,参与分泌蛋白的合成运输(非细胞器,属于细胞结构)
囊泡膜上的蛋白质与细胞膜上的蛋白质特异性结合。可使囊泡精确地将内容物运送到细胞膜特定部位并分泌
囊泡运输与S蛋白有关,S蛋白参与囊泡与高尔基体的融合
特点
膜
无膜(无脂质):中心体、核糖体
单层膜:内质网、高尔基体、液泡,溶酶体
双层膜:线粒体、叶绿体、囊泡
成分
含DNA:叶绿体、线粒体
含RNA:叶绿体、线粒体、核糖体
含色素:叶绿体、液泡
功能
产ATP:线粒体、叶绿体
产水:核糖体(翻译时产水)、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体
能自主合成:核糖体、线粒体、叶绿体
与有丝分裂有关:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、中心体
蛋白质合成,分泌有关:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、囊泡
发生碱基互补配对:核糖体、线粒体、叶绿体
与主动运输有关:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
细胞核
结构
核膜:双层膜(四层磷脂分子),把核内物质与细胞质分开,不连续(核孔),有选择透过性
核仁:与rRNA的合成、核糖体的形成有关
不是遗传物质的储藏场所(遗传物质染色质体上),原核细胞的核糖体与细胞核无关
核孔:实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
可以允许某些大分子物质通过,有选择透过性,如核内DNA不能通过核孔进入细胞质
不同时期的相同物质两种不同的存在形式
(分裂间期)染色质:由DNA、蛋白质组成,DNA是遗传信息的载体
分裂期结束染色体解螺旋
(分裂期)染色体:此时DNA无法解旋,无法进行复制、转录等行为
分裂期染色质高度螺旋化
功能:细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心(细胞质是遗传和代谢中心)
扩展
有的细胞不止一个细胞核,如双小核草履虫有两个,人的骨骼肌细胞有多个
原核,病毒不具有细胞核,有的真核细胞也没有如哺乳动物成熟的红细胞,高等植物成熟的筛管细胞没有细胞核
第三单元
细胞代谢
物质输出输入
渗透作用
半透膜,玻璃纸(赛璐玢)
浓度差
浓度低的会向浓度高的渗水
浓度低就是水多,水多往水少的跑,浓度高的水少
浓度差相等:液面持平
有高度差,浓度不相等,双向渗透速率相等,
运输<br>(题目会画粒子数量<br>来表示浓度高低)
穿膜运输
被动运输
特点:不耗能,顺浓度梯度(高→低)
自由扩散(简单扩散):无需能量,无需蛋白,气体、甘油、乙醚、苯的跨膜运输
协助扩散(易化扩散):无需能量(靠势能),需要转运蛋白(载体和通道蛋白),人的红细胞吸收葡萄糖;钠进钾出
主动运输
特点:耗能,逆浓度梯度(低→高)
需要能量,需要载体蛋白,小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等;钠出钾进(钠维持外液渗透压,钾维持内液渗透压)
影响因素:物质浓度、载体蛋白的数量和种类、能量、温度等
膜泡运输
胞吞胞吐
特点:耗能
胞吞形成的囊泡在胞内可被溶酶体降解
不仅运输大分子也运输小分子如(神经递质),大分子不全都通过胞吞吐运输如(RNA、蛋白质通过核孔进出细胞核)
影响因素:细胞膜的流动性、温度、能量等
转运蛋白(有特异性)
载体蛋白:作用于主动运输、协助扩散,每次转运都会发生自身构向改变,物质会与蛋白结合
通道蛋白:只作用于协助扩散,自身构向不会改变,物质不与蛋白结合
质壁分离
原理:浓度差、细胞壁伸缩性比原生质层伸缩性小
原生质层:液泡膜,细胞膜,及其两膜之间的细胞质
可以鉴别死细胞活细胞(活细胞发生质壁分离后可复原。浓度差过大,质壁分离时间过长可能导致细胞死亡),检测细胞液浓度范围
酶
本质:一般为蛋白质、少量为RNA
与激素关系:激素起调节作用能分泌激素的细胞一定能分泌酶,能分泌酶不一定能分泌激素;激素一般只作用于一种细胞(甲状腺激素作用于全身细胞,提高细胞新陈代谢)
功能:催化作用,降低化学反应所需活化能,
作用环境:可作用与细胞内、细胞外、外界环境,作用条件温和
特性
高效性
与无机催化剂相比,酶的催化效率更高(高效性建立在与无机催化剂相比条件下)
专一性
一种酶只能催化特定的一种或一类化学反应,是酶为了与其结构不同的底物结合而形成的独特空间结构<br>有利于细胞代谢的有条不紊进行
作用条件温和
温度
最适温度(此时活性最高)
PH
最适PH(此时活性最高)
缓冲液可以在不适PH的情况下保护酶的空间结构,提供酶促反应适宜PH
过酸、过碱、高温:破坏酶空间结构、使酶失活(不可逆)
低温:抑制酶的活性(可逆)
微量且高效,是生命活动必不可少的物质
参与主动运输的载体蛋白可能是一种能催化ATP水解的酶
ATP、ADP
功能:直接能源物质
水解:与吸能反应有关,ATP水解放能
合成:与放能反应有关,ATP合成耗能
结构:A—P~P~P,A(腺苷=腺嘌呤+五碳糖核糖)T(三)P(磷酸),<br>细胞的能量“货币”
只有三P之间的两个高能磷酸键可以水解放能
含量:细胞内含量很少,但ADP和ATP的转化很快,转化速率相等,所以ATP处于动态平衡中<br>转化机制在所有生物的细胞内都是一样的,体现了生物界的统一性
转化: 酶 酶<br>ADP+Pi+能量→ATP ATP→ADP+Pi+能量<br>
原料可逆,能量来源去向不同,酶不同,场所不同,反应不可逆
产生ATP的能量来源:光合作用,呼吸作用(有氧呼吸,无氧呼吸)
能量来源于呼吸作用和光合作用
其他:GTP(鸟苷三磷酸),CTP(胞苷三磷酸),TTP(胸苷三磷酸),UTP(尿苷三磷酸)等也可直接为生命活动供能
细胞呼吸
有氧呼吸
氧参与酶催化,葡萄糖彻底氧化分解,产生CO₂、H₂O、大量ATP,过程温和,逐步释放能量,能量少部分储存于ATP,大部分以热能形式散失
与燃烧释放能量相比,逐步释放有利于充分利用能量①使能量转移到ATP中②维持细胞相对稳定状态
主要场所:线粒体
外膜:表面光滑;内膜:含有多种与有氧呼吸有关的酶
嵴:由内膜向内腔折叠形成,扩大酶附着面积
基质:含有多种有氧呼吸有关的酶
细胞质基质 酶<div> 第一阶段:糖酵解 C₆H₁₂O₆→2C₃H₄O₃+4[H]+少量能量</div>
葡萄糖不会进入线粒体
线粒体基质 酶<div>第二阶段:丙酮酸彻底分解 2C₃H₄O₃+6H₂¹⁸O→6C¹⁸O₂+20[H]+少量能量</div>
线粒体内膜 酶<br>第三阶段: 24[H]+6¹⁸O₂→12H₂¹⁸O+大量能量
用¹⁸O原子,¹⁸不止会出现在H₂O,因为水可以继续参与第二阶段反应
无氧呼吸
无氧参与酶催化,葡萄糖不彻底分解,只在第一阶段释放少量能量,大部分能量储存在不彻底分解产物中
细胞质基质 酶<div> 第一阶段:糖酵解 C₆H₁₂O₆→2C₃H₄O₃+4[H]+少量能量</div>
细胞质基质<br>第二阶段:丙酮酸不彻底分解<br>(第一阶段产生的[H]会在此消耗参与反应)
生成酒精和少量CO₂
酵母菌,种子
生成乳酸
人
[H]即NADH,为还原型辅酶Ⅰ<br>NAD⁺ ,为氧化型辅酶Ⅰ
NADPH,为还原型辅酶Ⅱ<br>NADP⁺,为氧化型辅酶Ⅱ
ATP产量:等量葡萄糖,有氧呼吸产生的ATP多于无氧呼吸产生的ATP
ATP消耗:ATP在细胞内含量少转化快,故无氧呼吸增强,消耗的ATP主要来源于无氧呼吸产生的ATP<br>同理:有氧呼吸增强,消耗的ATP主要来源于有氧呼吸产生的ATP
应用
储存
水果蔬菜:低温(零上),低氧,适宜温度,适宜水分
种子:低温(零上),低氧,适宜温度,干燥
异常
(减肥药)ATP合成少,消耗有机物增多:对身体有危害具体表现为供能不足,机体过热
无氧呼吸产物为酒精的植物:一直进行无氧呼吸导致供能不足,主动运输受阻,酒精危害细胞导致烂根
有的种子如水稻种子,播种时采用直播覆水(无氧),可知种子应有耐酒精毒害功能
实验
酵母菌
有氧产水和大量CO₂
检测CO₂ 澄清石灰水 变浑浊<br> 溴麝香草酚蓝溶液 颜色蓝→绿→黄
无氧产酒精和少量CO₂
检测酒精 橙色KMnO₄(H⁺)溶液 颜色橙黄变灰绿
光合作用
光合色素
(3/4)叶绿素:吸收红光和蓝紫光<br>(在图像上有两个峰)
叶绿素a:蓝绿色(C、H、O、N、Mg)
叶绿素b:黄绿色(C、H、O、N、Mg)
(1/4)类胡萝卜素:吸收蓝紫光<br>(在图像上只有一个峰)
叶黄素:黄色(C、H、O)
胡萝卜素:橙黄色(C、H)
功能:吸收,传递,转化光能
叶绿素
消耗:光照,弱光(遮阴)情况下会消耗,黑暗条件下不会消耗
合成:黑暗条件下不能合成,有光照可以合成,弱光相比强光下合成更多,以便吸收更多光能
影响光反应
光补偿点:叶绿素含量降低时,到达光补偿点所需光照强度更强(图像上向右移)
光饱和点:叶绿素含量降低时,叶绿素更快更容易消耗完达到光饱和点(图像上向左下移)
叶片含叶绿体,叶绿体含叶绿素,叶绿素吸收绿光少反射绿光显绿色,故叶片显绿色
同理,当叶绿素含量少时,叶片显黄是因为类胡萝卜素
反应(主要场所:叶绿体)
光反应(类囊体薄膜)<br>光能→ATP、NADPH中活跃的化学能
水的光解: 酶<br>(膜内) 2H₂O→O₂+4H⁺+4e⁻
ATP合成: 酶<br>(膜外) ADP+Pi+能量→ATP
NADPH合成: 酶<br>(膜外) NADP⁺+H⁺+2e⁻→NADPH
暗反应(叶绿体基质)<br>(卡尔文循环)<br>活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
CO₂的固定:CO₂+C₅→2C₃
C₃的还原: ATP、NADPH<br> 2C₃——→(CH₂O)+C₅<br> 酶
为光反应提供ADP,Pi,NADP⁺
关系:总光合速率(光合作用)=净光合速率+呼吸速率(呼吸作用)<br> O₂产生量 O₂释放量 O₂吸收量(黑暗)<br> CO₂固定量 CO₂吸收量 CO₂释放量(黑暗)<br> 有机物制造量 有机物积累量 有机物消耗量(黑暗)
光补偿点:光合作用=呼吸作用,无O₂,CO₂出入<br>呼吸速率高,叶绿素含量低,光补偿点就高<br>
若温度适宜,此时氧气产生量=光照为0时(原点)呼吸氧气吸收量
若植物一直处于光补偿点,则不会积累有机物,而且黑暗条件下还会消耗有机物
种子萌发与光照强度关系不大,种子萌发时消耗的是种子胚乳中的有机物,有光照能促进叶绿素合成
若植物一直处于光补偿点,无法开花结果出现种子
不同光补偿点
叶片处于光补偿点,植物的净光合速率小于0,因为植物还有如根尖细胞此类无叶绿体只进行呼吸的细胞
植物处于光补偿点,对单个细胞而言,光合速率>呼吸速率,因为光合(有叶绿体细胞)=呼吸(有叶绿体+无叶绿体细胞)
光饱和点:光合速率不再随光照强度增强而增加<br>叶绿素含量低,光饱和点高
通过光合速率变化判断,如CO₂降低,光合速率降低,产O₂减少,此时光饱和点左下移,因为原产10O₂需要A光照强度,而5O₂不需要A光照强度
影响因素
人为改变光合时考虑4个因素<br>主要影响因素<br>光反应暗反应<br>相互影响相互制约
光照强度:(主)光反应→ATP、NADPH→(间)暗反应
一定范围内,光合速率随光照强度增强而增加
CO₂浓度:(主)暗反应→C₃→(间)光反应
一定范围内,光合速率随CO₂浓度增加而增加
温度:(主)暗反应(暗反应所需酶种类数量远多于光反应)<br> (间)光反应
水:主影响光反应→ATP→主动运输→矿质元素→叶绿素<br> 主影响ABA(脱落酸)含量→气孔导度→CO₂吸收→暗反应
光合色素与细胞液色素
光合色素
位于叶绿体,脂溶性,不随PH改变变化颜色
胡萝卜:炒菜菜汤不出色,因为是脂溶性胡萝卜素
细胞液色素
位于液泡,水溶性,不随PH改变变化颜色
红苋菜:炒菜菜汤出色,因为是水溶性花青素
光敏色素
被信号分子(光)激活,将信息传至细胞核内,影响基因的选择性表达
第四单元
细胞生命历程
细胞增殖
细胞周期
条件:连续分裂的细胞才有细胞周期
概念:连续分裂细胞,一次分裂完成到下一次分裂完成
区分:不一定,不同生物细胞周期时间,同种生物不同细胞周期持续时间都不一定相同
分裂间期:为分裂期进行活跃的物质准备,完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成
每条染色质分为常,异染色质,常染色质活跃转录(疏松环状),异染色质无转录活性(凝缩状态)<br>两种染色质的化学组成相同,且常,异在期间均进行复制,异染色质通常不编码蛋白质,分裂期均变成染色体<br>
分裂间期
G₁期:DNA合成前期,进行活跃的RNA及蛋白质合成<br>
S期:DNA合成期,是DNA在细胞周期中功能最活跃的时期<br>
形成姐妹染色单体
G₂期:DNA合成后期,又叫做“有丝分裂准备期”,主要为后面的M期做准备,细胞快速生长并大量合成有丝分裂所需蛋白质,但并不是细胞周期必需的一部分
中心体倍增时期
分裂细胞
持续分裂:部分造血干细胞,卵裂期细胞,癌细胞,根尖分生区细胞,茎形成层细胞,芽生长点细胞
始终处于细胞周期
暂不分裂:肝,T,B,记忆细胞
暂时脱离细胞周期,仍具分裂能力,一定条件下可回到细胞周期
永不分裂:肌纤维,神经,浆,叶肉,洋葱鳞片叶表皮细胞,根尖成熟区细胞
永远脱离细胞周期,处于分化状态直至死亡
增殖方式
二分裂:原核生物分裂方式
无丝分裂
定义:是一个简单而快速的过程,一般只需要两个步骤:复制和分离。<br> 在这个过程中,染色体会先复制成两份相同的DNA,然后在细胞膜上附着并被拉向两端,最后形成两个具有相同染色体数目和类型的子细胞<br> 无纺锤体和染色体的变化
有丝分裂
定义:一种(真核)细胞分裂产生体细胞的过程
特点:分裂后的细胞染色体数目不变
分裂间期:如上
分裂期(M期)
前期:染色质高度螺旋化形成染色体(最明显现象)<br> 核仁逐渐解体,核膜逐渐消失,形成一具梭形的纺锤体<br> 细胞内的染色体散乱地分布在纺锤体的中央
高等植物:细胞两极发出纺锤丝
高等动物和低等植物:微管伸长将中心体推向细胞两极,中心体发出星射线
纺锤体由微管蛋白构成,微管蛋白来自核糖体
观察最佳时期,形态数目最清晰
中期:染色体着丝粒排列在赤道板
赤道板非真实存在,染色体不断摆动
后期:着丝粒分裂,姐妹染色体分离,分别移向细胞两极,到达时停止
着丝粒分裂与纺锤丝无关(秋水仙素抑制纺锤体形成可知),纺锤丝仅将染色体拉向两极
动植物最根本区别
末期:核仁核膜重新出现,出现细胞板并扩展使细胞质均等分裂最后形成新细胞壁,而细胞器随机分配
植物:细胞板形成细胞壁最终形成两个子细胞
动物:细胞中间向内凹陷最终缢裂形成两个子细胞(中心体均等分配)
直到末期结束才当做两个细胞,前期~末期当一个细胞处理
判断动植物细胞往往是解题根本
通过细胞壁
通过中心体
减数分裂
定义:(有性生殖)物种通过原始生殖细胞形成成熟生殖细胞时进行的分裂
配子(成熟生殖细胞)
配子里是一整套非同源染色体的组合
精子:主要保留细胞核和全部线粒体
细胞核:保证遗传物质能够进入卵细胞
丢弃大部分细胞质和多数细胞器使精子体积减小,运动便捷
全部线粒体被保留并主要集中于尾的基部,可以更好的在受精过程中提供能量
卵细胞
特点:分裂后的细胞染色体数目减半,复制一次,分裂两次
分裂间期:如上,完成后原始生殖细胞→生殖母细胞<br>
分裂期<br>
减一:分同源<br>(初级母细胞)
前期:同源染色体联会,形成四分体
若染色体组为奇数,联会会稳乱,一般不能形成正常配子
中期:主要特点是染色体排列在赤道板上两侧,每对同源染色体中每一条各由一侧的纺锤丝牵引<br> 核仁消失,核膜解体
后期:在纺锤丝的牵引下,同源染色体分离,非同源染色体自由组合
末期:染色体到达两极后,解旋为细丝状<br> 核膜重建,核仁形成,同时进行胞质分裂.<br> 末期结束无同源染色体
减二:分姐妹<br>(次级母细胞)
在减数分裂I和II之间的间期很短,不进行DNA的合成,有些生物没有间期,而由末期I直接转为前期II
特重要题目往往会给出<br>其性别和图像是解题根本
雄性:均等分裂,先形成精细胞再变形成精子
雌性:不均等分裂
减1:初级卵母细胞不均等分裂形成一个次级卵母细胞和第一极体
减2:次级卵母细胞不均等分裂形成一个卵细胞和第二极体,第一极体均等分裂形成两个第二极体
卵巢排出的卵细胞只进行到减数第二分裂,只有与精子接触后才会继续完成分裂
减数分裂与受精作用意义:维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定
雄蜂直接由配子发育而来是单倍体生物,体内染色体数目减半,进行的是假减数分裂
染色体
同源染色体:一条来自父方,一条来自母方,形状,大小一般相同
XY为特殊同源染色体
非同源染色体:形状,大小不同的染色体
XY除外
染色体组:生物体内一整套非同源染色体为一个染色体组
受精作用
减数分裂和受精作用的意义:维持物种前后代体细胞中染色体数目的恒定
概念:精子和卵子在输卵管内相遇、结合并形成受精卵的过程
细胞的一生
分化
分化
时间:发生在整个生命进程,胚胎时期达到最大限度
原因:基因的选择性表达
概念于一个个体中,若不同个体是遗传物质不同
基因
管家基因:所有细胞均表达,表达产物是维持生命活动必需的
奢侈基因:特异性表达,产物赋予不同细胞特异性的生理功能
特点:持久性,不可逆性,普遍性
结果:形成不同细胞,组织,器官
变与不变
变:mRNA,蛋白质,细胞器种类和数量,细胞功能、结构
不变:DNA,细胞数目,rRNA,tRNA
意义:是生物个体发育的基础,使多细胞生物体的细胞趋向专门化,有利于提高生物体各种生理功能效率
全能性
原理:细胞含有本体全套遗传物质
概念:细胞经分裂,分化,仍具有产生完整机体或分化成其他细胞的潜能和特性
干细胞
胚胎干细胞(全能干细胞):来自早期胚胎,可以分化成各种组织器官甚至个体
成体干细胞(组织特异性):来自成体组织或器官,只能分化成特定的细胞和组织
造血干细胞(多能干细胞)
神经干细胞(专能干细胞)
精原干细胞(单能干细胞)
全能干细胞可以发展为个体,多能干细胞不行
表达
体现全能性:(必须)细胞→有机体或其他细胞
条件:离体,适宜营养,激素
难易:受精卵>生殖细胞(高度分化)>体细胞<br> 植物>动物 分化程度低>分化程度高(一般)
证明
植物组织培养→植物细胞具有全能性
高度分化的叶肉细胞具有完整的遗传信息,具备发育成完整个体的潜能
动物体细胞核移植→动物体细胞的细胞核具有全能性
克隆羊多莉的诞生
衰老
关系
单细胞生物:细胞衰老同步个体衰老
多细胞生物:细胞衰老不同步个体衰老
特征:代谢减慢
细胞膜:通透性改变(不一定降低),物质运输功能降低
细胞核:细胞核体积增大,核仁减小,核膜内折,染色质收缩,染色加深
细胞代谢:水分减少,细胞萎缩(体积缩小)<br> 酶活性降低,化学反应速率减慢类型减少<br> 色素积累(如老年斑(褐色素积累),妨碍物质交流和传递)
原因
自由基:代谢产生,攻击破坏生物膜,还攻击DNA(基因突变),蛋白质(活性降低)
端粒:位于每条染色体两端,随分裂而缩短,导致细胞异常
端粒本质:DNA-蛋白质复合体
端粒酶本质:RNA-蛋白质复合体
端粒酶修复DNA的过程本质:逆转录(修复发生于分裂间期)
结果:细胞衰老过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程,最终表现为细胞的形态,结构,功能发生变化
死亡
凋亡(主要)
贯穿生命全过程,由基因决定,又受环境因素影响的程序性自动死亡(自杀性)
多为零散细胞,细胞皱缩,细胞膜及各细胞器膜完整,膜可发泡成芽形成凋亡小体
不引起炎症和修复再生,凋亡小体可被邻近细胞吞噬
意义:保证多细胞生物完全正常发育,维持内部环境的稳定,抵御外界各种因素的干扰
坏死
不利因素导致的被动死亡(他杀性),细胞损伤是与凋亡的区别
多为大片细胞,细胞肿胀,细胞膜及各细胞器膜溶解破坏,溶酶体酶释放,细胞自溶
引起炎症反应和修复再生
易混:被病原体侵染引起的细胞死亡为坏死,被病原体侵染的细胞的清除为凋亡(特异性免疫)
细胞自噬
贯穿生命全过程,一定条件下,细胞将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用
动物:溶酶体<br>植物,酵母菌:液泡
特点:一般不引起细胞死亡,过于激烈会诱导凋亡
意义:处于营养缺乏条件下的细胞,可同过细胞自噬获得维持生存所需的物质和能量
必修二
第五单元
遗传
遗传
遗传形式
细胞核遗传
存在:细胞核
形式:DNA与蛋白质结合为染色体
基因数量多,能复制,转录,翻译
遗传方式:遵循孟德尔遗传定律
细胞质遗传
存在:叶绿体,线粒体,细菌质粒
线粒体,叶绿体是细胞质基因的载体
形式:不与蛋白质结合,DNA分子裸露
基因数量少,能复制,转录,翻译
遗传方式:母系遗传
母系遗传:两个具有相对性状的亲本杂交,不论正交或反交,子一代总是表现为母本性状的遗传现象<br>母系遗传是细胞质遗传的主要特征<br>后代无一定的性状分离比
交配
杂交
将不同优良性状集中到一起得到新品种
显隐性性状判断
验证是否符合遗传规律
自交
不断提高种群中纯合子的比例
用于植物纯合子,杂合子的鉴定
测交
验证遗传基本规律理论解释的正确性
用于高等动物纯合子,杂合子的鉴定
确定基因型
正反交
检验核遗传或质遗传
检验是常染色体遗传还是性染色体遗传
遗传与变异
基本概念
遗传因子:基因
配子:生殖细胞
雄配子:精子或花粉。数量总是远多于雌配子
精子产生的一对等位基因的数量总是1:1,如D:d=1:1
雌配子:卵细胞
合子
纯合子:遗传因子组成相同的个体
杂合子:遗传因子组成不同的个体
性状
性状:指生物体的形态特征或生理特征
显隐
显性性状:子一代(F₁)中显现出来的性状
隐性性状:子一代(F₁)中未显现出来的性状
性状分离:指杂种后代(F₁自交产生)中,同时出现显性性状和隐性性状的现象
相对性状:一种生物的同一种性状的不同表现类型
交配
自交ⓧ:基因型相同个体的交配
杂交x:基因型不同个体的交配
正反交:孟德尔用高茎豌豆为母本,矮茎为父本进行正交,反着为反交
测交:显性杂合子和隐性纯合子
不能只说杂合子和纯合子
花
双性花:一朵花同时有雄花和雌花
单性花:一朵花只有雄花或雌花(雌雄异花)
雌雄同株:一棵植物上同时具有两种花
雌雄异株:一棵植物上要么全为雄性花,要么全为雌性花的植物
基因
等位基因:处于同源染色体上相同位置,控制一对相对性状
非等位基因:处于同源染色体和非同源染色体上,只有非同源染色体上非等位基因遵循自由组合定律
相同基因:A和A为相同基因
遗传
稳定遗传:纯合子能稳定遗传
比例
同一代个体的比例,概率所有性状相加后要为1
四分体为一对同源染色体
孟德尔实验(假说-演绎法)
实验材料
豌豆:自花传粉,闭花受粉,自然状态一般是纯种<br> 易于区分的性状且能稳定遗传给后代<br> 花大便于进行人工授粉
实验一
步骤
开花前(花蕾期),人工(去雄)
(套袋)防止外来花粉干扰
代去雄的雌蕊成熟时(人工授粉)
再套袋
过程
P
用高茎豌豆作母本,矮茎豌豆作父本杂交<br>正交和反交
正交反交可以确定是否为母系遗传
对F₂(杂种后代)出现分离的解释
假说
(1)生物的形状是遗传因子决定的
(2)在体细胞中,遗传因子成对存在
(3)生物体形成生殖细胞(配子)时,成对因子分离,配子中只含每对遗传因子中的一个
(4)受精时,雌雄配子的结合是随机的
得出结论
分离定律(孟德尔第一定律)
在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合;<br>在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代
分离定律在生物遗传具有普遍性
实验二
黄色圆粒 × 黄色圆粒→黄色圆粒:黄色皱粒:绿色圆粒:绿色皱粒=9:3:3:1<br> YyRr YyRr 9Y_R_ 3Y_rr 3yyR_ 1yyrr<br> 1YYRR 2Yyrr 2yyRr 1yyrr<br> 2YyRR 1YYrr 1yyRR<br> 2YYRr<br> 4YyRr<br>
每种只有一个纯合子
位于两对不同的同源染色体上才会出现这种结果
分离定律<br>(位于同一对同源染色体上的等位基因分离)
分离定律
位于一对同源染色体上的一对等位基因,在减数第一次分裂后期随同源染色体的分开而分离
实质:Dd→D:d=1:1
作用
判断显隐性
定义法(纯合子杂交)
一对相对性状杂交,子代仅出现的性状为显性性状
自交法
相同性状自交,子代出现性状分离,新出现的为隐性,亲本的为显性
定义法,自交法结论是在统计大量后代的基础得出的,若统计的个体数量有限,结论不成立
杂合子多代自交<br>提高纯合子比例
杂合子比例:1/2ⁿ(n为自交次数)
纯合子比例:1-1/2ⁿ,若问的是显性纯合子或隐性纯合子:(1-1/2ⁿ)÷2
问的是高茎豌豆的比值,要拿AA和Aa的算<br>不能拿AA,Aa,aa的比值算,两者比例相加要为一
自由组合定律<br>(位于两对不同的同源染色体上的非等位基因自由组合)
自由组合定律
非同源染色体上的非等位基因,在减数第一次分裂后期随非同源染色体的自由组合而组合
作用
自由组合可分解为若干分离
种类问题
配子种类看等位:2ⁿ(n为等位基因对数)
AaBbCCDd产生配子种类为8种
配子结合雌雄不同类:杂合子雌雄交配种类不能混合
AABbCc×aaBbCC→AA×aa=1,Bb×Bb=4,Cc×CC=2,1×4×2=8
子代基因型看交配:亲代交配能产生的配子种类相乘
AaBbCc×Aabbcc→Aa×Aa Bb×bb Cc×cc ,3×2×2=12种基因型<br> AA Aa aa Bb bb Cc cc 2×2×2=8种表型
概率问题
基因型表型比例:亲代产生配子的占比进行计算
AABbDd×aaBbdd→Aa=1,Bb=1/2,Dd=1/2,故F₁中AaBbDd所占比为1×1/2×1/2=1/4
纯合子或杂合子出现概率:杂合子概率一般难以计算,用1-减去纯合子概率
基因在染色体上
萨顿的假说(类比推理法)
基因与染色体的行为存在明显的平行关系
摩尔根实验(假说~演绎法)
白眼雌果蝇×红眼雄果蝇,验证控制眼色的基因位X染色体上
伴性遗传
性别决定(性染色体)
XY型:雄XY,雌XX
某些鱼类,两栖类,所有哺乳动物,人类,果蝇和雌雄异株植物
ZW型:雄ZZ,雌ZW
鸟类,蛾蝶类,如鸡
只出现在雌雄异体生物,雌雄同体不存在性别决定<br>XY型,ZW型均遵循分离定律<br>性别决定后的分化发育受环境影响<br>自然界还存在其他类型的性别决定,如染色体倍数决定(蜜蜂),环境因子决定(温度)
表现为性状与性别息息相关,题目中一旦出现性别比例便为伴性遗传
类型
伴Y遗传
外耳道多毛症
患者全为男性,如果某对性状是伴Y遗传,那么所有女性不可能有这对性状
世代连续性
伴X遗传
(有中生无)显性
抗维生素D佝偻病
显性女易病,看男病
母女皆病最可能为伴X显性遗传
母女正常一定为常染色体显性遗传
世代连续性
(无中生有)隐性
红绿色盲(道尔顿)
隐性男易病,看女病
父子皆病最可能为伴X隐性遗传
父子正常一定为常染色体隐性遗传
隔代遗传性
人类遗传病
定义:通常指由(遗传物质)改变引起的人类疾病
遗传物质:基因,染色体
单基因遗传病
伴Y染色体
外耳道多毛症
伴X染色体
显:抗维生素D佝偻病
隐:红绿色盲
常染色体
显:多指,并指,软骨发育不全
隐:镰状细胞贫血,白化病,苯丙酮尿症
多基因遗传病
在群体中发病率高,有家族聚集现象,易受环境影响
原发性高血压,冠心病,哮喘,青年型糖尿病
染色体变异
结构:猫叫综合征(5号染色体缺失)
数目:唐氏综合征(21三体综合征)(21号染色体三条),性腺发育不良(一般发生在女性)
发病时期
染色体变异一般会在出生前发病死亡
单基因遗传病一般会在成年前发病
多基因遗传病一般会在成年后发病
易混
携带致病基因的个体不一定患遗传病
红绿色盲
不携带致病基因的个体可能患遗传病
染色体变异引起的遗传病
先天性疾病不一定是遗传病
出生前感染病毒致使胎儿患先天性疾病,如风疹病毒→先天性白内障
后天性疾病可能是遗传病
多基因遗传病多于成年后发病
家族性疾病不一定是遗传病
缺维A的夜盲症,缺碘的地方性甲状腺肿
第六单元
遗传物质
DNA是主要遗传物质
早期:认为蛋白质才是遗传物质
格里菲思体内转化实验
实验材料
R型菌:菌落表面粗糙,菌体无荚膜
S型菌:菌落表面光滑,菌体有荚膜(多糖荚膜)
原理:侵染<br>实验过程
R型活菌→小鼠存活→分离出R型活菌
S型活菌→小鼠死亡→分离出S型菌
加热致死的S型菌→小鼠存活
R型活菌与加热致死的S型菌→小鼠死亡→分离出R型和S型活菌
结果
对比可知R型活菌无毒性,S型活菌有毒性
结论:加热致死的S型菌含有某种活性物质——转化因子,促使R型菌转化成S型菌
有关格里菲斯的不能说是DNA
注意
加热
破坏蛋白质结构,使蛋白质变性失活
加热时DNA高温变性解旋,低温时复性双螺旋
转化实质
基因重组
S型菌的DNA整合到R型菌的DNA中
遵循对照原则和单一变量原则
艾弗里体外转化实验
实验原理和思路:酶解法。特异性去除一种物质,观察实验结果变化
实验过程
第一组:有R型菌的培养基(液体)+S型菌的细胞提取物
固体培养基上出现S型菌和R型菌落
蛋白酶,RNA酶,酯酶<br> ↓<br>第二~四组:有R型菌的培养基(液体)+S型菌的细胞提取物
固体培养基上出现S型菌和R型菌落
DNA酶<br> ↓<br>第五组:有R型菌的培养基(液体)+S型菌的细胞提取物
固体培养基只出现R型菌落
结论:DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
不能说DNA是主要遗传物质
实验现象:如果题目只出现液体培养基(试管),无法观察菌落的粗糙和光滑
实验难处:彻底去除某种物质
赫尔希蔡斯T₂噬菌体侵染大肠杆菌实验
实验原理:T₂噬菌体是一种DNA病毒,只有蛋白质外壳(³⁵S)和DNA(³²P)
实验过程
培养:病毒不能直接培养<br>用含同位素的培养基先培养大肠杆菌<br>在培养T₂噬菌体
³⁵S标记的T₂噬菌体+大肠杆菌
培养<br>搅拌<br>离心
上清液放射性很强
沉淀物放射性很弱(少数T₂噬菌体吸附在大肠杆菌表面)
³²P标记的T₂噬菌体+大肠杆菌
培养<br>搅拌<br>离心
上清液放射性很弱
沉淀物放射性很弱强
上清液蛋白质外壳,沉淀物大肠杆菌及它体内的子代噬菌体
实验结果和结论
结果:宿主细胞和子代噬菌体
均含有³²P标记的DNA
均无³⁵P标记的蛋白质
结论:DNA是遗传物质
不能证明蛋白质不是遗传物质,不能说DNA是主要遗传物质
注意:T₂噬菌体的子代只有两个具有放射性(DNA半保留复制),说大部分是错的
烟草花叶病毒实验
实验过程
烟草花叶病毒
提取后感染烟草
蛋白质
不出现病斑
RNA
出现病斑
RNA和RNA酶
不出现病斑
结论:RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,DNA,蛋白质不是
最终结论
DNA是主要的遗传物质
注意:细胞核内的遗传物质是DNA<br> 细胞质内的遗传物质是DNA和RNA(核糖体rRNA,线粒体,叶绿体具有RNA和DNA是细胞质遗传)<br>
探究生物遗传物质的三种方法
减法原理:特异性去除某种物质
同位素标记技术
确认是RNA还是DNA,标记其特定碱基T,U,确认哪种被消耗
确认病毒
标记组成物质特有元素
病毒重组技术:将一种病毒的核酸与另一种病毒的蛋白质外壳组合,然后感染宿主细胞
得到子代的蛋白质外壳有所提供的核酸决定
DNA的结构
沃森和克里克
立体结构:双螺旋<br>平面结构:反向平行
构建过程:威尔金斯和富兰克林提供DNA衍射图谱<br> 查哥夫实验发现DNA分子中嘌呤含量等于嘧啶含量<br>
物质组成
五碳糖
磷酸
含N碱基:A(鸟嘌呤),T(胸腺嘧啶),C(胞嘧啶),G(鸟嘌呤)
碱基互补配对
组成
骨架:外侧磷酸与脱氧核糖交替连接构成主链基本骨架,两条链内侧含N碱基之间以氢键连接
组成特点
磷酸二酯键:3碳与5碳形成
氢键:A与T(两个氢键),C与G(三个氢键)
每个脱氧核糖可以连接两个磷酸,两条链各有一个游离的磷酸,环状DNA没有游离磷酸
P(5'),OH(3')
结构决定功能
遗传信息:蕴藏在4种碱基的排列顺序中
n个碱基对,4ⁿ种排列顺序
碱基数量计算(记俩)
A=T,C=G
A+T+C+G=1
多样性:排列顺序千变万化
特异性:每个DNA分子有特定排列顺序
意义
双螺旋结构让DNA更稳定,特异性和多样性是生物体多样性和特异性的物质基础
DNA的复制
沃森和克里克的半保留复制假说
新合成的DNA双链中总有一条来自亲代
梅塞尔森和斯塔尔的实验证据
¹⁵N和¹⁴N密度不同
¹⁵N/¹⁵N 重带(最下)
¹⁵N/¹⁴N 较重带(居中)
¹⁴N/¹⁴N 轻带(最上)
复制
时间:间期的S期
永不分裂细胞不发生
场所
真核:主要在细胞核,叶绿体和线粒体也有
原核:拟核
病毒:宿主细胞
过程:主要在细胞核中,以亲代DNA的两条链为模板,4种脱氧核苷酸为原料,合成2个双链DNA分子
条件:解旋酶,DNA聚合酶,ATP
方向:5'端→3'端(子链)
特点:边解旋边复制,半保留复制
复制原点(A,T多),解旋开始的地方<br>一个DNA上有多个,复制是双向半不连续的
结果:形成两个完全相同的DNA,两个DNA中各有一条链来自亲代
意义:将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞,双螺旋和碱基互补配对保证了遗传信息的稳定遗传
RNA的复制
病毒的RNA为+RNA,与其互补的为-RNA<br>复制是要先以+RNA获得-RNA,再通过-RNA获得+RNA<br>两步完成复制
作用:可以同过-RNA与+RNA结合形成双链RNA达成某些目的<br>(双链RNA不能与核糖体结合)
注意:高度分化的细胞,不处于细胞周期的细胞无细胞复制,无细胞核(哺乳动物成熟红细胞)无法复制
基因的表达
RNA
rRNA:核糖体组成成分
tRNA(三叶草):转运RNA用于识别和转运氨基酸,结合位点位于mRNA上不是核糖体<br>有单链有双链(氢键)
转运完后会继续转与同类氨基酸(特异性),不会降解
一个tRNA只能转运一种氨基酸
mRNA(单链):信使RNA是蛋白质合成的模板
翻译结束后会被降解成核糖核苷酸
tRNA,mRNA参与蛋白质合成,但本身不会翻译成蛋白质
密码子与反密码子<br>(三个对应一个氨基酸)
密码子位于mRNA上(4³=64种),一个密码子三个碱基一个氨基酸
反密码子位于tRNA上(61种,终止密码子无反密码子)
特点
简并性:一个氨基酸可对应好几种密码子<br> 增强容错性,使基因突变导致的异常密码子可能编码正常,减少有害突变,但无法杜绝
通用性:几乎所有生物共用一套密码子
可能有共同祖先
专一性:一个密码子只对应一种氨基酸
总点
起始密码子
真核:AUG(甲硫氨酸)
GUG(缬氨酸)
原核:AUG,GUG(甲硫氨酸)
GUG不做起始密码子时也编码缬氨酸
终止密码子
UAA,UAG,UGA
UGA特殊情况可编码硒代半胱氨酸
表达途径
方式
真核:先转录后翻译
原核:边转录边翻译
转录
过程:主要在细胞核中,以DNA的一条链为模板 ,4种核糖核苷酸为原料,合成一条单链RNA(mRNA,tRNA,rRNA)<br>
条件:RNA聚合酶,ATP
特点:边解旋边转录,DNA双链全保留
方向:5'端→3'端(子链)
DNA的启动子是RNA聚合酶的结合位点,不属于转录区,故mRNA不含启动的对应序列
故mRNA与另一条模板链碱基序列不完全相同,因为起始和终止密码子
翻译
过程:主要在细胞质的核糖体中,以mRNA为模板,21种氨基酸为原料,合成多肽链
条件:酶,ATP,tRNA
特点:一条mRNA可结合多个核糖体,同时合成多条肽链
方向:核糖体沿mRNA的5'端向3'端移动
可通过影响转录,翻译进而影响基因的表达,如表观遗传
性状的体现
基因控制性状的途径
直接:控制蛋白质结构
间接:控制酶的合成,进而控制代谢过程
基因选择性表达
多种性状形成基础:细胞分化
细胞分化实质:基因选择性表达
基因分类
管家基因:所有细胞都表达,维持基本生命活动所必需
奢侈基因:某类细胞特异性表达
表观遗传
本质:基因的碱基序列不变(故不是基因突变),基因表达和表型发生(可遗传)变化的现象
原因:胞嘧啶甲基化修饰
影响:胞嘧啶甲基化可以正常配对,不影响复制,但会影响基因的转录和翻译(可能改变肽链长度)影响后代性状<br>
意义:使基因型相同的个体产生不同表型
实例
同卵双胞胎微小差异
雌幼蜂
喂食蜂王浆,甲基化程度低发育成蜂王
喂食花粉和花蜜,甲基化程度高 发育成工蜂
基因与性状的关系
有些性状受多个基因影响
一个基因可影响多个性状
性状是基因和环境共同作用的结果
半自主性细胞器
线粒体,叶绿体均含DNA,RNA,核糖体,能进行DNA复制,能转录,翻译自身部分蛋白质
进行场所特殊
易混
各类组成
遗传物质是核酸(DNA,RNA)
DNA+蛋白质=染色体
基因+非基因+基因=DNA
编码区是基因,非编码区不是<br>编码区可以编码蛋白质(外显子为最终成熟mRNA的组成,内含子在前体RNA时会被剪切)<br>
基因通常是有遗传效应的DNA片段
对于RNA病毒则是有遗传效应的RNA片段
遗传信息通常是有遗传效应的DNA片段
不同的基因:碱基的排列顺序不同
必记:同一生物共用一套遗传物质,同一生物不同细胞,不同组织的DNA碱基组成相同,只是因为基因选择性表达而功能不同
第七单元
变异
不可遗传变异
可遗传变异
本质:细胞中遗传物质(核酸)发生改变
类型
基因重组
类型及时间
交换型:减Ⅰ四分体时期,非姐妹染色单体的交叉互换导致同源染色体上的等位基因发生重组
自由组合型:减Ⅰ后期,非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体自由组合而重组
基因工程重组型:体内重组质粒,人为导入目的基因,插入基因,整合到DNA上均是重组
非常普遍,产生变异类型多
范围:真核生物有性生殖形成配子时(减数分裂)在核遗传中发生
实质:基因的重新组合,只产生新的基因型,不产生新基因
杂交育种
突变
基因突变
类型及时间
DNA复制时<br>(解旋时)
可能性很小,突变频率很低
自然突变
诱发突变
类型
增添
以3的倍数增加时影响小,其他大
替换
影响最小,不改变碱基对数目,且由于密码子简并性可能无影响
缺失
以3的倍数减少时影响小 其他大
范围:任何生物均可发生(真核,原核,病毒)
发生在配子中,遗传给后代
当代不可表现
发生在体细胞中,一般不遗传
植物无性生殖会遗传
当代可以表现(看显隐)
特点:普遍性,随机性(位置 时间),低频性,不定向性,多害少利性
实质:基因结构的改变(增替缺),产生新的基因,产生新的基因型<br>不改变基因的数量和位置,是(基因里)的变异<br>
影响:多数突变不改变性状,原因:简并性,隐性突变,有些氨基酸改变不影响蛋白质功能,非编码区发生突变
细胞癌变
原因:原癌基因,抑癌基因发生突变
正常原癌基因,使细胞正常生长和增殖
正常抑癌基因,抑制细胞生长,增殖或促进凋亡
癌细胞特征
无限增殖
形态结构显著变化
细胞膜糖蛋白减少,易扩散转移
影响
DNA序列发生改变,mRNA改变,糖蛋白减少
DNA复制方式不变
意义
对生物:多害少利
对进化:生物变异的根本来源,为生物进化提供丰富的原材料
染色体变异属于细胞水平(可以用光学显微镜观察)<br>基因突变属于分子水平<br>可用显微镜区分
染色体变异
染色体组一套非同源染色体称为一个染色体组<br>一个染色体组含控制生物生长,发育,遗传和边异的全套基因<br>
可育与不可育:含偶数个染色体组的一般可育,含奇数个染色体组的一般不可育(联会紊乱,不能形成正常配子)
数目变异
类型
个别染色体的数目变化
以一套完整的非同源染色体成倍的变化
单倍体育种
多倍体育种
倍体
单倍体
体细胞染色体数与本物种配子染色体数相同的个体,发育起点一定是配子<br><br>单倍体的关键不在于染色体组数,而在于发育起点。单倍体不一定只含一个染色体组,但只含一个染色体组的个体一定是单倍体
特点:植株弱小,高度不育
形成
自然:单性生殖
人为:花药离体培养
二倍体
体细胞含两个染色体组,发育起点一般是受精卵,也可以是细胞工程的重组细胞
特点:正常可育
形成
自然:正常有性生殖
人为:秋水仙素(或低温)处理单倍体幼苗(只含一个染色体组的)
多倍体
体细胞含三个或以上染色体组,发育起点一般是受精卵
特点:茎杆粗壮,叶片果实种子较大,营养物质增加
形成<br>
自然:外界环境条件剧变(低温)
人为:秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
马铃薯是四倍体,香蕉是三倍体,普通小麦是六倍体
结构变异
类型
缺失
染色体某一片段缺失
重复
染色体某一片段重复
倒位
染色体的某一片段位置颠倒
易位(俩条非同源染色体之间)
染色体某一片段移到另一条染色体(非同源)
注意:将某一基因整合到染色体DNA上属于基因重组,不属于染色体4种结构变异的其中一种
影响:使染色体上的基因数目或排列顺序发生改变,导致性状变异
表观遗传
本质:基因的碱基序列不变(故不是基因突变),基因表达和表型发生(可遗传)变化的现象
原因:胞嘧啶甲基化修饰
影响:胞嘧啶甲基化可以正常配对,不影响复制,但会影响基因的转录和翻译(可能改变肽链长度)影响后代性状<br>
意义:使基因型相同的个体产生不同表型
实例
同卵双胞胎微小差异
雌幼蜂
喂食蜂王浆,甲基化程度低发育成蜂王
喂食花粉和花蜜,甲基化程度高 发育成工蜂
应用
单倍体育种:染色体数目变异
多倍体育种:染色体数目变异
杂交育种:基因重组
诱变育种:基因突变
进化
拉马克
达尔文
现代生物理论
选择性必修一
第八单元
稳态
体液
细胞内液(2/3)<br>
细胞代谢的主要场所
细胞外液(1/3)<br>内环境<br>
组织液,血浆,淋巴液等
血液
血细胞:白细胞,红细胞,血小板
血浆:血细胞直接生活的环境
运输营养物质和代谢废物,氧气
摄入物品吸收的物质,注射的物品都是进入血液循环,即血浆中循环
组织液:体内绝大多数细胞直接生活的环境
淋巴液:淋巴细胞的生活环境
血浆 ⇌ 组织液 ⇌ 细胞内液<br> ↖ ↙<br> 淋巴液
淋巴细胞,树突状细胞,巨噬细胞:血浆,淋巴液(体液免疫)
内环境稳态
内环境
化学成分:胞外物质,易混的有酶(胞外酶:碱性磷酸酶,乳酸脱氢酶),尿酸尿素,甘油三酯,肌酐,胆红素
理化性质
渗透压
外液:主要由Na⁺和Cl⁻维持,还有蛋白质
内液:主要由K⁺维持
37℃时,血浆压约770KPa=细胞内液渗透压
酸碱度
由缓冲对维持(HCO₃⁻/H₂CO₃)
正常人血浆近中性,PH为7.35~7.45
温度
人体细胞外液温度一般在37℃左右
一般神经调节渗透压,体液调节酸碱度,免疫调节温度
与外界
四系统一器官
呼吸系统:双向进出
消化系统:单向进入
泌尿系统:输出后可重吸收
皮肤:单向输出
循环系统:协助其他系统器官
稳态
实质:内环境的化学成分和理化性质处于动态平衡(相对稳定状态)
原因:细胞代谢活动与外界环境不断变化
基础:人体各器官,系统协调一致地正常运行是维持内环境稳态的基础<br>
机制:神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制
破坏:人体维持稳态的调节能力是有一定限度的,环境剧烈变化或人体调节故障稳态破坏
化学成分,理化性质可能改变,细胞代谢速率一定改变
意义:机体进行正常生命活动的必要条件
调节
神经调节<br>(神经系统)
结构基础
中枢神经系统
脑
大脑:大脑皮层是最高级神经中枢
小脑:协调运动,维持平衡
下丘脑:多个高级神经中枢,调节体温,水平衡,生物节律,摄食
脑干:连接脊髓和脑,调节呼吸,心脏,眨眼,血压,呕吐,吞咽,唾液分泌
脊髓
低级调节中枢,分为白质和灰质<br>灰质(窄进宽出)传导冲动,白质将兴奋传至大脑产生感觉
损伤
高位截瘫:只有脊髓受损,能动无感觉,兴奋无法传至大脑
植物人:大脑皮层损伤,小脑功能退化,其他功能正常,脊髓一般正常
外周神经系统
脑神经(12)
脊神经(31)
神经细胞
神经元:神经系统结构和功能的基本单位
树突:接受信息传至细胞体
细胞体:含细胞核
轴突:将信息从细胞体传至其他神经元,肌肉,腺体。与髓鞘构成神经纤维
神经纤维集结成束,与束外包膜构成一条神经
神经末梢:树突,轴突末端的细小分支
神经胶质细胞:辅助神经元,具有支持,保护,营养,修复功能<br>外周神经系统中参与构成神经纤维表面髓鞘,数量为神经元的10~50倍
作用
共同完成神经系统的调节功能
基本调节方式
反射
结构基础:具有完整的反射弧
最简单的反射:膝跳反射(两个神经元构成)
种类
非条件反射(与生俱来):数量有限
条件反射(学习和训练):非条件反射的基础上通过学习训练建立,需要非条件刺激的强化<br> 数量无限
意义:对环境利弊做出应对,避免机体受到伤害
一切感觉都在大脑皮层形成,没有传出都不属于反射
神经冲动
电位
静息电位
内负外正(K⁺外流)
只与K⁺有关,膜内外浓度差越小,静息电位绝对值越小,越易兴奋
动作电位
内正外负(Na⁺内流)
只与Na⁺有关,膜内外浓度差越小,动作电位峰值越低
兴奋传导
在离体神经纤维上:双向传导
在反射弧中:单向传导
神经递质只存在于突触小泡中,只能由突触前膜释放作用于突触后膜
神经元之间:通过突触传导<br>(电信号→化学信号→电信号)
突触
突触前膜
神经递质存在于突触小泡只能由突触前膜释放
突触间隙
充满组织液,神经递质在这里扩散至突触后膜
突触后膜
膜上拥有受体蛋白能与神经递质结合形成复合物
神经递质:发挥作用后迅速被降解或回收
兴奋:乙酰胆碱,谷氨酸,多巴胺,肾上腺素
抑制:去甲肾上腺素,甘氨酸
Na-K泵:2K进3Na出。主动运输
神经系统的分级调节
低级中枢受高级中枢调控,大脑皮层是许多低级中枢活动的高级调节者,这使自主神经系统不完全自主
排尿既受脊髓控制,也受大脑皮层调控
中央前回
代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的,刺激顶部引起下肢运动,下部引起头部运动<br>头面部器官是正置的
所占范围越大,对应部位运动越精细
管理(对侧)身躯的运动:左半脑控制右身,右半脑控制左身<br> (头面部除外)左半脑控制左半头,右半脑控制右半头
人脑高级功能
语言功能:SWHV对应讲,写,听,看
左半脑主导语言功能,负责逻辑思维<br>右半脑负责形象思维<br>
学习与记忆:短时记忆与神经元即时的信息交流有关(海马区)<br> 常识记忆与形态突触及功能的改变,新突触的建立有关
情绪
体液调节<br>(内分泌系统)
激素调节<br>(体液调节的主要内容)
主要内分泌腺
固醇类激素,甲状腺激素作用于细胞内受体<br>蛋白质类作用于细胞表面受体
下丘脑<br>(多肽)
促甲状腺激素释放激素(TRH)<br>促性腺激素释放激素<br>促肾上腺皮质激素释放激素<br>抗利尿激素(合成)<br>催产素(男性降血压,女性子宫)
垂体<br>(蛋白质)
促甲状腺激素(TSH)<br>促性腺激素<br>促肾上腺皮质激素<br>生长激素:促进蛋白质合成和骨的生长,调节生长发育,作用于全身<br>抗利尿激素(释放):肾小管,集合管对水重吸收
甲状腺<br>(氨基酸衍生物)
甲状腺激素:提高神经兴奋性,作用于全身
肾上腺<br>
皮质<br>(类固醇)
醛固酮:吸钠排钾<br>皮质醇:糖皮质激素(降温)
Na-K泵:吸钾排钠
髓质<br>(氨基酸衍生物)
肾上腺素:提高机体应激能力,作用于全身
胰腺中的胰岛
胰岛B细胞<br>(蛋白质)
胰岛素:降血糖,作用于全身
胰岛A细胞<br>(多肽)
胰高血糖素:提血糖,作用于肝脏
胰腺会分泌胰蛋白酶,胰蛋白酶会分解胰岛素
卵巢<br>(类固醇)
雌激素:促进生殖器官发育,卵细胞形成<br>孕激素 第二性征出现<br>
睾丸<br>(类固醇)
雄性激素(睾酮):促进生殖器官发育,精子形成<br> 第二性征出现
其他
例
血糖调节
食物中的糖类
消化,吸收
肝糖原<br>(肌糖原只能分解为乳酸)
分解
脂肪等非糖物质
转化
糖尿病<br>
1型:胰岛功能减退,分泌胰岛素减少导致
2型:细胞对胰岛素敏感性降低(可能受体受损),胰岛素含量降低不明显
高血糖,尿糖。表现为多饮,多尿,多食,身体消瘦<br>血糖不能供能(能量不足引起的饥饿错觉)
异常
甲状腺
幼儿缺乏:呆小症
成年缺乏:甲状腺肿大<br> 过多:甲亢
生长激素
幼儿缺乏:侏儒症<br> 过多:巨人症
成年过多:肢端肥大症
分级调节
下丘脑-垂体-靶腺体之间存在的分层调控(有三个)
下丘脑
垂体
甲状腺
性腺
肾上腺皮质
具有负反馈调节
特点
通过体液进行运输
作用于靶器官,靶细胞
作为信使传递信息
微量,高效
体液因子
激素,组胺,某些气体分子(NO,CO),代谢产物(CO₂是调节呼吸运动的重要体液因子)
神经-体液调节
体温调节
水盐调节
免疫调节<br>(免疫系统)
毒素
类毒素:疫苗
外毒素:病原体
抗毒素:抗体
免疫系统
免疫器官<br>
骨髓,胸腔,脾,淋巴结,扁桃体
脾,淋巴结,扁桃体集中不生产<br>胸腺成熟集中不生成<br>
免疫细胞
吞噬细胞
树突状细胞(DC)
成熟时具有分支,一般只抗原呈递,能吞噬
巨噬细胞
具有吞噬消化,抗原处理,呈递抗原
淋巴细胞:只参与特异性免疫<br>(位于淋巴液,血液,淋巴结中)
T淋巴细胞(骨髓生成胸腔成熟)
B淋巴细胞(骨髓生成骨髓成熟)
免疫活性物质<br>(免疫细胞或其他细胞分泌)<br>(有免疫功能就是免疫活性物质)
抗体:由浆细胞分泌,一种浆细胞只能分泌一种特定的抗体。抗体一定是蛋白质
细胞因子:白细胞介素(IL),干扰素(IFN),肿瘤坏死因子(TNF)
溶菌酶:能水解细菌细胞壁的酶。唾液腺细胞,泪腺细胞都能合成
非特异性免疫
第一道防线
皮肤,黏膜
第二道防线
体液中的杀菌物质(溶菌酶)和吞噬细胞<br>无淋巴细胞参与
特异性免疫<br>(第三道防线)
体液免疫
.B细胞激活两个标志
与病原体直接接触
病原体抗原被抗原呈递细胞呈递后接触(╳)<br>辅助性t细胞表面特定分子发生变化后接触
细胞因子会促进b细胞的增殖分化
一种浆细胞只能产生一种特异性抗体(浆细胞高度分化不能识别抗原)
细胞免疫
细胞毒性T细胞与被侵染靶细胞接触后<br>在细胞因子促进下分裂分化成记忆T细胞和细胞毒T细胞
细胞毒性t细胞在体液中循环,识别并接触裂解被同种病原体侵染的靶细胞<br>使其凋亡,随后暴露的病原体被体液免疫消灭
细胞因子活化细胞毒性T细胞并促使分裂分化
免疫功能
免疫防御
抵抗病原体入侵(免疫系统最基本的功能)
异常时可能导致组织损伤,易被病原体感染
免疫自稳
清除衰老,损伤的细胞
异常容易发生自身免疫病
免疫监视
识别清除突变细胞,防止肿瘤发生
异常时易发生肿瘤或持续感染
植物调节
植物激素
历程
达尔文:单侧光使尖端产生影响,影响会传递到伸长区
鲍森詹森:影响可以通过琼脂片传递(影响是化学物质)
拜尔:弯曲是影响(分布不均匀)造成的
温特:弯曲确实是一种化学物质引起,命名生长素
生长素(IAA吲哚乙酸)
合成:芽,幼嫩的叶,发育中的种子
促进细胞分裂(主要核分裂)<br>促进根的分化
在浓度较低时促进生长,浓度过高时抑制生长
敏感程度
根>芽>茎
最适合 -10,-8,-4<br>不抑不促 -8,-6,-2
双子叶>单子叶
-8,-4<br> -6,-2
运输
横向运输(只发生在尖端)
受单侧光刺激,运向背光侧
垂直运输(尖端以下)
主要是极性运输(主动运输),只能从形态学上端向形态学下端运输
非极性运输,在成熟组织中通过韧皮部进行
因敏感程度不同,会出现(茎背地根向地)的特点
赤霉素(GA)
合成:幼芽,幼根,未成熟的种子
促进细胞伸长;促进细胞分裂与分化;<br>促进种子萌发,开花,果实(发育)
细胞分裂素(CTK)
合成:主要是根尖
促进细胞分裂(主要质分裂)<br>促进芽的分化,侧枝发育,叶绿素合成
乙烯(C₂H₄)
合成:植物体各个部位
促进果实(成熟);促进开花;促进叶花果实脱落
脱落酸(ABA)
合成:根冠,萎焉的叶片
抑制细胞分裂;促进气孔关闭;促进叶和果实的衰老和脱落<br>维持种子休眠
油菜素内酯(BR)
促进茎,叶细胞的扩展和分裂<br>促进花粉管生长,种子萌发
过程
植物激素对植物生长发育的调控,是通过细胞分裂,伸长,分化,死亡等方式实现(微量,高效)
选择性必修二
第九单元
种群
种群定义
一定区域内的同种生物的全部个体
种群的数量特征
关系
种群密度(种群最基本的数量特征)
出生率
死亡率
迁入率
迁出率
性别比例
年龄结构
生死出入直接决定种群密度,年龄结构性别比例间接影响种群密度<br>年龄结构可预测种群数量的变化趋势<br>单一的出生率或死亡率不能影响种群密度
自然条件下,雌雄比例一般为1 : 1
年龄结构三种类型:增长型(出>死),稳定型(出=死),衰退型(出<死)<br>两个种群一定无法比较出出生率和死亡率的高低<br>只能一个种群通过年龄结构判断出
调查方法
逐个计算法
高大树木
估算法
样方法
随机取样(等距,五点)<br>计算(取上不取下,取左不取右)<br>算每个样方种群密度<br>所有密度算平均值(差距大的不加入估算)
一般调查植物(双子叶);活动能力弱,范围小的动物
标记重捕法
总标记数 重捕标记数<br>———— = ————— <br>种群总数 重捕数<br>
结果可不为整数
黑光灯诱捕法
趋光性昆虫
其他方法
录音法,航拍法,粪便法
低干扰,无损伤
种群数量的变化
种群的“J”型增长
适用对象
实验室条件下
一个种群刚迁入到一个新的适宜的环境中
食物和空间条件充裕,气候适宜,没有敌害,不存在生存斗争,不存在环境阻力
t年后种群数量
Nₜ=N₀λᵗ
N₀为起始数量,λ为第二年数量/第一年数量
增减
λ=1,稳定;λ>1,增长;λ<1,减少
只有λ>1且为定值时,才会“J”形增长
种群的“S”型增长
种群密度增大时,(个体间争夺有限的食物和空间)生存斗争加剧,种群出生率下降,死亡率上升
环境容纳量K
定义
一定环境条件下所能维持的种群最大数量
种群数量≠K,K值不是固定不变的,处于上下波动的动态平衡中
达到K值后不能无限增长的原因:受食物,空间,天敌等因素影响
种群数量超过K值,则种内竞争会十分激烈,且最终导致种群数量下降
利用
原理:K/2时增长速率最大
K/2左右捕鱼,防治害虫
影响种群数量变化的因素
非生物因素
生物因素
密度制约因素
非密度制约因素
群落
群落定义
同一时间内聚集在一定区域内各种生物种群的集合(植物,动物,微生物等)
群落的物种组成
意义:群落的物种组成是决定群落性质最重要的因素,也是鉴别不同群落类型的基本依据
丰富度:群落中物种数目的多少
优势种↑,丰富度↓
优势种群对(群落结构)和(群落环境形成)有明显控制作用
群落结构
意义:有利于提高生物群落对自然资源的充分利用
垂直结构
大多具有明显的分层现象
植物的分层为动物提供不同的栖息空间和食物条件,导致动物分层
水平结构
大多呈镶嵌分布
种间关系
互利共生
同生共死
原始合作(互惠)
捕食
同种生物之间的关系为种内竞争,乌鳢食幼鱼
有利于保持群落内物种的丰富度<br>促进被捕食者的种群发展,协同进化
寄生
对寄生者有益
拟寄生为捕食
种间竞争
“你死我活”或“此消彼长”
群落演替
初生演替
无植被覆盖或被彻底消灭
次生演替
土壤条件基本保留
自然状态下的演替,一般是沿着物种丰富度增大的方向进行的
影响
人类活动会影响群落演替的速度和方向
群落演替不受季节变化影响
群落演替过程生产者固定的太阳能不断增加。<br>演替到趋于稳定阶段时,生产者固定的太阳能总量也趋于稳定<br>
群落演替过程中,优势种不断发生变化
季节性
群落的外貌和结构会随季节发生规律变化
生态位
一个物种在群落中所处的空间位置,占用的资源情况,与其他物种的关系
生态位重叠越多,物种竞争越激烈
群落每种生物都占据相对稳定的生态位,有利于充分利用环境资源<br>是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果
群落类型
自然生物群落
陆地生物群落<br>
根据群落的外貌和物种组成分类
荒漠生物群落
草原生物群落
森林生物群落
水生生物群落
沼泽生物群落
淡水生物群落
海洋生物群落
人工生物群落
生态系统
生态系统定义
一定区域内的所有生物及其所在的无机环境,且生物与环境有相互联系
生态系统结构
4个组成成分
非生物的物质和能量(必需成分)
生物群落中物质和能量的根本来源
生产者(基石)
合成有机物,储存能量;为消费者提供食物和栖息场所
消费者(最活跃成分)
加快物质循环;帮助植物传粉,传播种子
分解者(物质循环的关键成分)
把有机物分解成简单的无机物
2个营养结构
食物链
起点为生产者,终点为消费者。分解者不参与
食物网
许多食物链相互交错形成的复杂营养结构
生态系统能量流动
定义:生态系统中能量输入,传递,转化,散失的过程
不能控制<br>可以改变速度
输入总量:生产者固定的太阳能
特点:单向流动,逐级递减
途径:食物链(网)
范围:生物圈
能量流动
摄入量
同化量
呼吸作用
生长,发育,繁殖
流向下一营养级
流向分解者
未被利用
粪便量
下一营养级摄入的是上一级同化量,上一级的同化量一部分成为自己的同化量,一部分成为粪便量
率
能量传递效率:10%~20%(不可改变)
能量传递效率=(某一营养级同化量/上一营养级同化量)×100%
能量利用率和能量转化效率(可提高)
研究能量流动的意义
使能量得到最有效的利用
合理调整生态系统的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
物质和能量多级利用,使废物资源化,提高能量转化效率和能量利用率
生态系统物质循环
定义:各种元素(CHONPS等)在生物群落与非生物群落环境之间往复循环
非单质,化合物
不能控制<br>可以改变速度
特点:全球性,循环性(反复利用,循环流动)
途径:食物链(网)
范围:生物群落与无机环境之间,以元素形式循环
类型
碳循环
生态系统的各组成成分都参与碳循环过程
非生物环境:主要以CO₂存在,还有碳酸盐
生物体内:主要以含碳有机物(CH₂O)存在
生物富集
某种元素或难以降解的化合物,在体内浓度超过环境浓度的现象
特点:全球性,单向流动,逐级递增
能量流动和物质循环
物质作为能量的载体,使能量沿食物链(网)流动
能量作为动力,使物质能够不断循环往返
生态系统信息传递
类型
物理信息
来源:无机环境,生物
光,声,温度,湿度,磁力等,通过物理过程传递
化学信息
来源:生物
生物在生命活动的过程中产生的可以传递信息的化学物质,通过信息素传递
生物信息
来源:生物
动物的特殊行为,在同种或异种生物间传递信息,通过行为传递
在生物中的作用
有利于生命活动正常进行
有利于生物种群的繁衍
调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定
在农业生产中的应用
提高农产品和畜产品的产量
对有害动物进行控制
防治
生物防治(引入天敌,寄生虫)
效果好且持久,成本低,无污染
化学防治(喷洒化学药剂)
作用迅速,短期效果明显
机械防治(人工捕捉)
无污染,见效快,效果好
生态系统稳定性
生态平衡(状态)
定义:生态系统(结构和功能)处于相对稳定的状态(动态平衡)
特征
结构平衡:生态系统各组分保持相对稳定
功能平衡:生产消费分解的生态过程正常进行,保证物质循环和能量流动,生物个体持续发展和更新
收支平衡:生产者一定时间内制造的有机物的量,比较稳定
稳定性(能力)
定义:生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力
表现
抵抗力稳定性:抵抗干扰,维持原状
恢复力稳定性:遭到破坏,恢复原状
自我调节能力(有限的)
具备(能力的)基础:生态系统存在负反馈调节
负反馈调节:一个系统中,系统工作效果反过来调节系统工作,使系统工作效果减弱或受到限制,可使系统保持稳定
稳定性
与物种多样性(物种丰富度),营养结构复杂程度(食物链网),自我调节能力(反馈调节)有关<br>
维持方法:控制干扰强度,合理利用,给予物质能量投入,人工生态屏障
选择性必修三
第十单元
发酵
传统发酵
混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主<br>操作过程无法保证严格无菌的条件
有杂菌干扰,很难控制统一发酵<br>导致食品品质不同
腐乳
主要作用的是毛霉,还有酵母和曲霉
乳酸发酵
乳酸菌(异养,厌氧原核细菌)<br>适合温度30~40℃
泡菜表面白膜为产膜酵母的繁殖
酒精发酵
酵母菌(异养,兼性厌氧真菌)<br>适合温度18~30℃,最适28℃
先水后酒,初期有氧呼吸大量繁殖产水
醋酸发酵
醋酸菌(异养,好氧原核细菌)<br>适合温度30~35℃
发酵工程
以液体发酵为主<br>与传统发酵的最大主要区别为:单一菌种
选育菌种
发酵罐内发酵<br>(主要环节)
分离纯化产物
若为细胞本身,需过滤沉淀将菌体分离干燥<br>若为代谢物,需要提取分离纯化
随时检测微生物数量,产物浓度<br>还需严格控制发酵条件,添加营养
自然界筛选或诱变育种,基因工程育种
微生物
培养
培养基<br>(用于微生物实验)
化学性质
天然培养基:含未知的天然成分
合成培养基:成分已知
物理性质
液体培养基:用于扩大培养,工业生产
固体培养基:用于计算,鉴定,实验
通常加入琼脂
半固体培养基
功能
通用培养基
选择培养基
筛选,分离出某种微生物<br>不可以鉴定微生物种类
鉴别培养基
加入某种不影响微生物的<br>指示剂或化学药品
天然培养基:含化学成分不明确的天然物质(工业生产)<br>鉴别培养基,培养基成分明确(分类鉴定)
无细胞结构的微生物病毒无法用培养基培养<br>目前常用于培养动物病毒的是活鸡胚
无菌技术
消毒(杀死一部分微生物)
煮沸消毒,巴氏消毒,化学药物消毒,紫外线消毒
生物消毒法:利用生物或其代谢物除去环境中的部分微生物
灭菌(杀死所有微生物)
湿热灭菌,干热灭菌,灼烧灭菌
湿热灭菌中高压蒸汽锅灭菌的效果最好
纯化
培养基的制备
加水,碳源(C),氮源(N),无机盐,生物因子(维生素,氨基酸,碱基)等<br>然后进行(调PH)等操作
灭菌
倒平板(50℃)<br>防止水蒸气凝结滴落污染培养基<br>减少水分蒸发
接种分离<br>详见分离纯化
培养
分离纯化<br>(纯培养)
两种方法都能将微生物分散到固体培养基表面,以获得单菌落,达到分离纯化微生物的目的<br>(平板划线从最后一次划线处获得,稀释涂布只有在合适的稀释度获得)<br>涂布法还能对微生物进行计数,平板划线法不能<br>
平板划线法
整个过程在酒精灯附近进行(防止杂菌污染)<br>接种环每一次划线菌种前都要进行灼烧冷却(只蘸取一次,划线五次)<br>取菌液时不能立即或马上塞上瓶塞每次试管口都要通过火焰
划线首尾不能相连,划线后培养基倒置培养<br>最后灼烧接种环,防止污染环境和操作者<br>将平板倒置放入培养箱中培养
稀释涂布平板法
整个过程在酒精灯附近进行<br>涂布器要浸在酒精烧杯中消毒后进行灼烧待酒精燃尽后冷却<br>涂步要均匀<br>若得不到单细胞菌落可能是稀释度不够,聚集的微生物没有分散
可以测定微生物的数量(细菌技术板)<br>可以测定微生物的种类(使用的是选择培养基)
血细胞计数板(直接计数法)<br>不能区分死菌和活菌,计算结果比实际偏大
间接计数法:总数=[3个平板上数目之和的平均数/n(取n毫升溶液)]×稀释倍数
误差分析:统计的菌落数往往比活菌的实际数目少<br> 因为当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落<br>所以统计结果一般是活菌数和死菌数的总和
细胞工程
全能性:细胞经分裂和分化后,仍具产生(完整生物体)或(分化成其他各种细胞)的潜能<br>
植物细胞工程
工程技术
植物组织培养技术
原理:植物细胞全能性
外植体<br>(消毒,不灭菌保持活性<br>全程无菌操作)
脱分化<br>(失去特有功能结构<br>成为未分化细胞)
愈伤组织<br>(不定形薄壁组织团块)<br>生长素:细胞分裂素=1:1
再分化<br>(胚状体生芽生根)<br>生芽:细胞分裂素多<br>生根:生长素多
完整植株
生芽生根:先生后裂不分化。先裂后生分裂也分化。同时使用分化频率提高
植物体细胞杂交技术
原理:细胞膜具有流动性
细胞<br>(用纤维素酶和果胶酶<br>去除细胞壁)
原生质体<br>(去除细胞壁的细胞)<br>
原生质体融合<br>(物理法:电融合,离心法<br>化学法:PEG融合,高Ca²⁺-高PH融合法)<br>
再生细胞壁,形成杂种细胞<br>(融合成功标志<br>有高尔基体,线粒体参与)
脱分化
愈伤组织
再分化
杂种植株<br>(植物体细胞杂交成功标志)
意义
打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植物新品种
工程应用
植物繁殖的新途径
快速繁殖(大量繁殖,保持优良性状)
作物脱毒(植物顶端分生区附近(茎尖)病毒极少)(无性繁殖的作物脱毒后产量和品质明显提高)
作物新品种的培育
单倍体育种(获得稳定遗传的优良品种,单倍体也是体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料)
突变体的利用(愈伤组织一直处于细胞分裂,易分生基因突变。从突变体中筛选有用突变体培育成新品种)
动物细胞工程
工程技术
动物细胞培养
原理:细胞增殖
动物组织<br>(胰蛋白酶<br>胶原蛋白酶)
细胞悬液<br>(细胞+培养液)
原代培养<br>(悬浮培养<br>贴壁培养(大多))
分裂受阻<br>(细胞密度过大<br>有害物质积累<br>营养物质缺乏)
悬浮细胞离心法<br>贴壁细胞先酶处理<br>后离心法收集
传代培养
胃酶适宜PH为1.5~2,大多下半适宜PH为7.2~7.4<br>胃酶会失活
条件:液体合成培养基(血清等天然成分)<br> 无菌无毒的环境(进行灭菌,定期更换清除代谢物)<br> 适宜的温度(37℃),PH(7.2-7.4),渗透压<br> 气体环境(95%的空气和5%CO₂的混合气体)
不是95%的O₂,CO₂的主要作用是维持PH
动物细胞融合
原理:细胞膜具有流动性
注射特定抗原
(多种)B淋巴细胞<br>实质:浆细胞
培养骨髓瘤细胞
骨髓瘤细胞
动物体细胞核移植
原理:动物细胞核具有全能性
MⅡ期卵母细胞<br>(含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件)
显微去核(纺锤体-染色体复合物)<br>(确保核遗传物质均来自供体细胞)
供体动物(雌雄均可)
体细胞培养
一个种群只剩下两头雌性动物,可通过动物体细胞核移植繁衍
克隆动物属于无性生殖,具有三个亲本
干细胞
胚胎干细胞(全能干细胞)
成体干细胞<br>(组织特异性)
造血干细胞(骨髓)(多能干细胞)
神经干细胞(神经系统)(专能干细胞)
精原干细胞(睾丸)(单能干细胞)
诱导多能干细胞(iPS)
可由成纤维细胞,T细胞,B细胞,脂肪干细胞诱导转化<br>理论上可以避免免疫排斥反应
胚胎工程
理论基础
哺乳动物受精规律,早期胚胎发育规律
早期胚胎发育
受精卵
卵裂<br>(一般至32)
桑葚胚
囊胚<br>(细胞开始分化)
原肠胚
孵化后附着于子宫
体外受精
MⅡ期卵母细胞进行成熟培养
精子获能(受精能力不是能量)
提高动物繁殖能力的有效措施;可以为胚胎移植提供可用胚胎
胚胎移植
供体母超数排卵<br>(利用促性腺激素<br>避免性腺萎缩)
受体母(健康能繁殖)
充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力<br>缩短供体本身的繁殖周期
胚胎分割
采用机械方法将早期胚胎切割成偶数等份(不能无限分割)<br>经移植获得同卵双胎或多胎
在桑葚胚或囊胚阶段,注意要将内细胞团均等分割
受精
概念:精子与卵细胞结合形成合子<br>(在输卵管内完成)
受精前提:精子获能,MⅡ期卵母细胞<br>生殖道或获能液(肝素,Ca⁺载体)
受精标志
观察到雄雌原核或两个极体
受精完成标志
雌雄原核融合成合子
防止多精入卵
透明带反应(先):精子与卵细胞膜接触后发生
卵细胞膜反应(后):精子入卵后发生
基因工程
重组DNA的基本工具
限制性内切核酸酶
能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列<br>并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开
EcoRⅠ:GAATTG黏性末端
SmaⅠ:CCCGGG平末端
DNA连接酶
连接核苷酸片段(非单个)
E.coliDNA连接酶:连黏性末端
T4DNA连接酶:连黏性末端<br> 平末端(效率低)
基因转运载体
质粒,噬菌体,动植物病毒
质粒
质粒:具有自我复制能力的环状双链DNA分子
改造质粒:有特殊的标记基因,便于重组DNA分子的筛选
必备条件
能复制
有限制酶切点
具有标记基因
有复制原点
基因工程操作
目的基因的筛选与获取
真核生物DNA
编码区:编码蛋白质<br>(将目的基因植入编码区)
外显子:有效编码序列
内含子:非编码序列
非编码区:不编码蛋白质,有些能调控遗传信息的表达
PCR<br>(聚合酶链式反应)
特异性快速扩增目的基因
DNA母链,四种脱氧核苷酸<br>耐高温的DNA聚合酶,(两种)引物
扩增X基因所需的引物是:一段能与X的碱基序列互补配对的短单链核酸
变性<br>(温度超过90℃,双链解旋)
复性<br>(温度降至50℃,<br>引物与母链结合)
延伸<br>(温度升至72℃,四种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶作用下<br>通过碱基互补配对原则合成新的DNA链)
第二轮循环
第三轮循环
不可以扩增RNA,扩增产物常用琼脂糖凝胶电泳来鉴定
基因表达载体的构建(核心)
将目的基因插入启动子和终止子之间
启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位<br>结合后才能驱动转录出mRNA,后翻译出蛋白质。
载体需含复制原点和标记基因
单酶切
可能会导致自身环化,质粒与质粒,基因与基因<br>目的基因与质粒反向相连<br>目的基因与质粒正向相连(所需)
双酶切
可以防止质粒,目的基因的自身环化<br>可以防止目的基因与载体反向连接
目的基因导入<br>(唯一步无发生碱基互补配对的操作)
植物
花粉管通道法(限制于能开花结果的被子植物)
农杆菌转化法(常用)
动物
显微注射法(受精卵)
微生物
Ca⁺处理法(感受态)
与病毒侵染类似,会将目的基因插入受体细胞的染色体上
目的基因检测鉴定
分子水平
通过PCR扩增基因:检测是否插入了目的基因或目的基因是否转录出mRNA
提取蛋白质:抗原-抗体杂交,检测目的基因是否翻译成蛋白质
个体水平
检测是否具有目的基因所赋予的性状
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