记牢原理规律(高中生物).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,（2）结构特点：至少含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上（属于-氨基酸）。,（3）种类：根据R基的不同，组成生物体蛋白质的氨基酸大约有20种；根据氨基酸能否在人和动物体内合成又分为必需氨基酸和非必需氨基酸。,2.蛋白质的合成及水解过程,注：肽键的表达式：NHCO；多肽与蛋白质的主要区别在于蛋白质具有一定的空间结构，从而具有生物活性。,3.蛋白质分子组成结构具有多样性，导致其功能也具,有多样性，蛋白质多样性是生物多样性的直接原因。,（1）蛋白质多样性的原因：构成蛋白质的氨基酸的,种类、数目、排列次序以及肽链盘曲折叠形成的空,间结构不同，其中氨基酸的排列次序变化多端是蛋,白质多样性最主要的原因。,（2）蛋白质的功能,构成功能（结构蛋白）：是构成细胞和生物体的重要物质。,参与各种生命活动（功能蛋白）：如酶催化作用；血红蛋白、载体运输功能；胰岛素、生长激素调节作用；抗体、干扰素免疫功能；糖蛋白识别作用。,4.核酸是遗传信息的携带者，是细胞内携带遗传信息,的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合,成中具有极其重要的作用。,（1）核酸包括DNA和RNA两类，DNA主要分布在细,胞核中，RNA主要分布在细胞质中。核酸的基本组,成单位是核苷酸；每分子核苷酸由一分子五碳糖、,一分子磷酸、一分子含氮碱基组成（如下图所示）。,5.蛋白质的鉴定,遇双缩脲试剂溶液呈紫色。其作用机理是Cu,2+,在碱性条件下，与肽键结合，生成紫色络合物。DNA的鉴定：甲基绿将DNA染成绿色，吡罗红将RNA染成红色。,需注意：观察核酸在细胞内分布的实验中盐酸的作用：（1）改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；（2）使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。,糖类、脂质的种类和作用,1.糖类分子都是由C、H、O三种元素构成的，是细胞主要的能源物质。,（1）依水解情况分为单糖、二糖、多糖，其关系如图所示：,（2）依是否具有还原性分为还原糖（如葡萄糖、果糖、麦芽糖等）和非还原糖（如蔗糖、淀粉、纤维素等）。,2.所有的脂质中都有C、H、O元素，有的脂质中还有N、P。根据功能，脂质可分为脂肪、磷脂、固醇类物质。,3.还原糖的鉴定：利用斐林试剂或班氏试剂，在水浴加热条件下产生砖红色沉淀。脂肪的鉴定：脂肪遇苏丹或苏丹染液分别呈橘黄色或红色。,水和无机盐的作用,1.水是细胞中含量最高的化合物。,细胞中的水以自由水和结合水两种形式存在。结合水是细胞结构的组成成分；自由水是细胞内的良好溶剂，参与运送营养物质和新陈代谢的废物，是生化反应的介质。自由水和结合水的比例会影响新陈代谢，自由水比例上升，生物体的新陈代谢旺盛，生长迅速；相反，当自由水向结合水转化时，新陈代谢变缓慢。,2.细胞中的无机盐大多以离子形式存在。,无机盐在细胞中的作用可概括为一个组成、三个维持：细胞内重要化合物的组成成分；维持生物体正常的生命活动、维持酸碱平衡、维持正常的渗透压。,细胞的结构和功能,1.细胞的成分,细胞膜的成分是磷脂、蛋白质和少量糖类；植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶；细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖；染色体的主要成分是DNA和蛋白质。,2.细胞的结构,（1）与膜的关系：具有双层膜结构的细胞器有线粒体、叶绿体；不具膜结构的细胞器有核糖体、中心体。细胞、线粒体和叶绿体内增大膜面积的结构依次是内质网、嵴和类囊体薄膜。,（2）原核细胞与真核细胞共有的细胞器是核糖体；原核细胞与真核细胞的主要区别是前者没有成形的细胞核。,3.细胞的功能,（1）细胞质基质是活细胞进行新陈代谢的主要场所；细胞核是遗传物质储存、复制和转录的场所，同时也是细胞代谢活动的控制中心。,（2）与细胞渗透作用密切相关的细胞器是液泡。,（3）与主动运输有关的结构是细胞膜、核糖体和线粒体。,（4）能体现碱基互补配对原则的结构：细胞核、核糖体、线粒体、叶绿体。,（5）与细胞有丝分裂有关的细胞器：核糖体（间期有关蛋白质的合成）；中心体（动物细胞有丝分裂前期纺缍体的形成）、高尔基体（植物细胞有丝分裂末期细胞壁的形成）、线粒体（整个时期提供能量）。,（6）能产生水的细胞器及相应的生理作用：核糖体氨基酸脱水缩合；线粒体有氧呼吸第三阶段；叶绿体光合作用的暗反应阶段；高尔基体细胞壁的形成。,（7）能够产生ATP的结构：细胞质基质（无氧呼吸或有氧呼吸的第一阶段）、线粒体（有氧呼吸的第二、第三阶段）、叶绿体（光合作用的光反应阶段）。,生物膜之间的统一性,1.在化学成分上,各种生物膜的组成成分相似，都是由磷脂、蛋白质和少量糖类组成，但各种成分所占的比例不同。,2.在结构上,（1）直接联系：在真核细胞中，内质网外连细胞膜，内连外层核膜，中间还与许多细胞器膜相连；其网腔还与内外两层核膜之间的腔相通。,（2）间接联系：内质网膜、高尔基体膜和细胞膜可以通过“小泡”实现相互转化。,3.在功能上的联系（如分泌蛋白的合成和分泌过程）,注：分泌蛋白（如抗体）由吸附在内质网上的核糖体合成；胞内蛋白（如呼吸酶）由游离在细胞质基质中的核糖体合成。,物质出入细胞的方式,1.方式比较,项,目,跨膜运输,非跨膜运输,自由扩散,协助扩散,主动运输,胞吐和胞吞,浓度,高低,高低,低高,与浓度无关,载体,不需要,需要,需要,囊泡与细胞膜,能量,不消耗,不消耗,消耗,消耗,举例,水、脂溶,性物质、,乙醇、气,体,葡萄糖进,入红细胞,氨基酸、,K,+,等离子、,葡萄糖进,入小肠上,皮细胞,大分子、颗,粒物质的分,泌与吞噬,2.渗透作用,指水分子（或者其他溶剂分子）通过半透膜，从低浓度一侧向高浓度一侧扩散的现象。渗透作用三要义：水、半、低高。渗透作用的产生必须具备的条件：具有一层半透膜、半透膜两侧具有浓度差。,一个处于外界溶液中的成熟植物细胞和外界溶液构成一个渗透系统，它拥有两个溶液体系，即外界溶液和细胞液，同时具有类似于半透膜的结构即原生质层（原生质层由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质构成）。,3.影响植物细胞发生质壁分离和复原的因素,内部原因：原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。,外部原因：与外界溶液浓度有关。,质壁分离的条件：活细胞，具有细胞壁、大液泡、浓度差。,质壁分离越明显，表明其吸水能力越强；利用一系列浓度梯度可测细胞液浓度，以此可以判断细胞的死活。,能够使植物细胞发生质壁分离后自动复原的试剂：乙二醇、甘油、尿素、KNO,3,等溶液。,注：50%的蔗糖溶液、15%的盐酸都能杀死细胞。,细胞的有丝分裂,1.细胞的生长和增殖的周期性,（1）细胞不能无限长大的原因：细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大，细胞的控制中心细胞核的控制范围限制了细胞的长大。,（2）细胞周期：连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。一个细胞周期包括间期和分裂期两个阶段。,应从以下几方面把握细胞周期的概念：细胞周期针对的是连续分裂的细胞。一个细胞周期以分裂完成作为起点和终点，先间期后分裂期，间期时间长，分裂期时间短。不同生物体的细胞周期长短不同；同一生物体在不同的生理条件下，细胞周期长短也存在差异，如温度影响酶的活性，从而影响细胞周期。,2.植物细胞有丝分裂各时期特点,（1）间期：染色体复制。染色体数目不变；出现染色单体；DNA数目加倍。,（2）分裂期,前期：.染色质染色体；核膜消失、核仁解体；出现纺缍丝，形成纺缍体。,中期：染色体在纺缍丝牵引下移向细胞中央；每条染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上。,后期：着丝点分裂为二，染色单体染色体（数目加倍）；染色体平均分成两组，在纺缍丝牵引下移向细胞两极。,末期：染色体染色质；核膜、核仁重新出现；纺缍体消失；细胞板出现，并扩展形成细胞壁。,重点内容可按以下口诀记忆：前期：膜、仁消失现两体（染色体、纺缍体）；中期：形定数晰赤道齐；后期：点裂（着丝点分裂）数加均两极；末期：两消、两现重开始。,3.动植物细胞有丝分裂的异同,比较项目,植物细胞有丝分裂,动物细胞有丝分裂不同点,不,同,点,前,期,细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体,由中心粒周围发出星射线，形成纺锤体（中心粒在间期复制）,末,期,细胞中部形成细胞板，并由其扩展形成细胞壁，结果形成两个子细胞,细胞膜从中部向凹陷，细胞质缢裂成两部分，结果一个细胞分裂成两个子细胞,相同,分裂过程基本相同；染色体变化规律相同；分裂间期染色体复制；分裂期实现染色体平均分配到两个子细胞中去,4.有丝分裂过程中各结构的数目变化（假设正常体细胞中染色体数目为2N，DNA含量为2C）。,时期比较,间期,前期,后期,子细胞,染色体数目,2N,2N,4N,2N,DNA数目,2C4C,4C,4C,2C,染色单体数目,04N,4N,0,0,着丝点数目,2N,2N,4N,2N,脱氧核苷酸链数,4C8C,8C,8C,4C,有丝分裂曲线图（如下图）,（实线表示有丝分裂中DNA数目的变化曲线；虚线表示有丝分裂中染色体数目的变化曲线）,细胞的减数分裂,1.概念的理解,（1）范围：有性生殖的生物。,（2）时期：在原始生殖细胞发展成为成熟的生殖细胞的过程中。,（3）特点：在整个减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次。,（4）过程：减数第一次分裂是同源染色体的分离，染色体数目减半；减数第二次分裂是姐妹染色单体的分开，染色体数目不变。,（5）结果：新产生的生殖细胞中染色体数目比原始生殖细胞中的减少了一半。,2.动物配子的形成过程,（1）精子的形成,（2）卵细胞的形成,（3）有丝分裂和减数分裂图像的识别（重点是前、中、后三个时期）,方法：三看鉴别法（点数目、找同源、看行为，以二倍体为例）,第一步：如果细胞内染色体数目为奇数，则该细胞为减数第二次分裂某时期的细胞。,第二步：看细胞内有无同源染色体，若无则为减数第二次分裂某时期的细胞分裂图；若有则为减数第一次分裂或有丝分裂某时期的细胞分裂图。,第三步：在有同源染色体的情况下，若有联会、四分体、同源染色体分离、非同源染色体自由组合等行为则为减数第一次分裂某时期的细胞分裂图；若无以上,行为，则为有丝分裂的某一时期的细胞分裂图。,说明：该方法只适用于二倍体生物。若是处于分裂后期的细胞，应该看移向同一极的一套染色体中是否存在同源染色体。,根据染色体位置关系判断前期、中期、后期。前期散乱、中期排中、后期分开。,3.动物受精过程,受精的过程是指精子与卵细胞相互识别、融合为受精卵的过程。该过程有利于生物的生存和进化，对生物的变异也有重要意义。,细胞分化,1.概念,指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后,代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过,程。,2.实质,个体发育过程中，基因在时间和空间上的选择性表达。,3.特点,（1）持久性（细胞分化贯穿于生物体整个生命过程,中）。,（2）不可逆性（一般情况下，分化的细胞将不会再演,变成原始的细胞）。,（3）普遍性。,4.结果,形成各种不同的细胞和组织。,注：在细胞分化过程中，遗传物质不发生改变；,通过细胞分化使细胞种类增多，但数量不变；经细胞分化，细胞的全能性降低；高度分化的细胞（如神经细胞）和成熟的细胞（如洋葱表皮细胞）一般不再具有分裂能力。,细胞的全能性,1.概念,指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。,2.原因,生物体每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物,质，都有发育成完整个体所必需的全套基因。,3.实现的条件,在离体和适宜的条件下，分化的体细胞也能表达其全,能性。,4.表达的难易程度,受精卵生殖细胞体细胞；植物细胞动物细胞；,未分化的细胞分化的细胞，其中受精卵的全能性最,大。,注：高度分化的植物细胞具有全能性；高度分化的动物细胞的全能性受到限制，但动物体细胞的细胞核仍然保持着全能性；在生物体内，分化的体细胞之所以没有表达出全能性，是基因在时间和空间上选择性表达的结果。,细胞的癌变,1.癌细胞的概念,由于受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。,2.癌细胞的主要特征,（1）适宜条件下能够无限增殖。,（2）形态结构发生显著变化。,（3）在体内易扩散和转移（因为细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使得细胞彼此之间的黏着性显著降低）。,3.癌变的原因：环境中的致癌因子使原癌基因和抑癌基因发生突变。,（1）原癌基因和抑癌基因：原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程；抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。,注：人和动物细胞的染色体上本来就存在与癌变有关的原癌基因和抑癌基因。,（2）癌变的机理,物理致癌因子,化学致癌因子,病毒致癌因子,正常细胞 癌细胞,作用,原癌基因突变,抑癌基因突变,4.癌症的防治,（1）预防：尽量避免接触各种致癌因子；加强锻炼，增强体质。,（2）治疗：从癌细胞分裂的特征入手，人为地控制间期DNA的复制或有关蛋白质的合成。,细胞的衰老和凋亡,1.细胞的衰老,（1）细胞的衰老是一种正常的生理现象。,（2）细胞的衰老与个体的衰老并不同步。,（3）衰老细胞的最主要特征是代谢缓慢。,2.细胞的凋亡,由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，常称为细胞编程性死亡。,代谢的催化剂酶,1.概念：活细胞产生的具有催化作用的有机物。,2.化学本质：绝大多数酶是蛋白质，少数酶为RNA。,3.特性：酶具有高效性、专一性（每一种酶只能催化一种或一类化学反应）、温和性（酶的催化作用需要适宜的条件，过酸、过碱和高温都能使酶的分子结构遭到破坏而失去活性）。,注：低温降低酶的活性，但在适宜温度下酶活性可以恢复。,4.作用机理：降低化学反应的活化能。,注：酶既可在细胞内，也可在细胞外发挥催化作用。,酶只能进行热力学上允许进行的反应；可以缩,化学反应到达平衡的时间，而不能改变化学反应的平衡点；通过降低活化能加快化学反应速度；,在反应前后，酶的化学性质和数量保持不变。,在其他条件不变而酶浓度增加时，生成物的量变化如图所示。图中虚线为酶浓度增加后的变化曲线。由图可见，当酶的量增加时，生成物的量将更快地达到最大值。,直接能源物质ATP,1.全称：三磷酸腺苷。,2.结构简式：APPP，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，代表高能磷酸键。,注：ATP与核苷酸结构中都有“A”，但同一字母在不同分子中代表的物质不同：ATP中的A为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成；而核苷酸中的A仅为腺嘌呤。其关系如图所示：,3.功能,（1）储能高能磷酸化合物。,（2）供能直接能源物质。,4.ATP与ADP的关系,注：从反应发生的场所、所需的酶以及能量的来源、去向等角度分析可知，物质是循环利用的，而能量是不可逆的，故不是可逆反应。,5.真核细胞中能够产生ATP的结构及相应生理作用,细胞质基质无氧呼吸或有氧呼吸的第一阶段；线粒体有氧呼吸的第二、第三阶段；叶绿体类囊体的薄膜上光合作用的光反应阶段。,注：ATP在细胞中广泛存在，但数目不多。,呼吸作用的过程,呼吸作用是指在细胞内氧化分解有机物，并释放能量的过程，又称细胞呼吸。呼吸作用分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型，其过程如图所示：,1.有氧呼吸,（1）每一个阶段都需要酶的参与，都有ATP产生。,（2）场所：第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段在线粒体内进行。,（3）二氧化碳由丙酮酸和水反应生成。,（4）氧气与H结合生成水。对于需氧型细胞，有氧呼吸发生在细胞质基质和细胞膜上，其中氧气是在细胞膜上被利用的。,（5）能量变化：有机物中稳定的化学能活跃的化学能和热能。,2.无氧呼吸,（1）无氧呼吸的场所：细胞质基质。,（2）无氧呼吸产生能量少的原因是有机物的分解不彻底，还有大量的能量储存在未彻底氧化分解的有机物（酒精或乳酸）中。,（3）不同生物无氧呼吸的产物不同，其原因在于不同生物体内酶的种类不同。,（4）常见生物无氧呼吸的产物：动物乳酸；绝大多数植物酒精；乳酸菌乳酸；酵母菌酒精。,注：需氧型生物的细胞内不一定含有线粒体（如需氧型细菌）；人在剧烈运动时，能量主要由有氧呼吸提供，无氧呼吸只是起暂时的辅助作用。,3.关于细胞呼吸的相关判断及计算,不消耗O,2,，释放CO,2,只进行无氧呼吸,酒精生成量等于CO,2,释放量只进行无氧呼吸,CO,2,释放量等于O,2,吸收量只进行有氧呼吸,CO,2,释放量大于O,2,吸收量既进行有氧呼吸，又进行,无氧呼吸，多的CO,2,来自无氧呼吸,酒精生成量小于CO,2,量既进行有氧呼吸，又进行无氧,呼吸，多的CO,2,来自有氧呼吸,光合作用,1.捕获光能的色素,2.叶绿体中色素的提取和分离实验,（1）实验原理：叶绿体中色素的提取叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂如无水乙醇中，因此，可以用无水乙醇来提取叶绿体中的色素。,色素的分离纸层析法。根据叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同（溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢），将色素在扩散过程中分离开来。,（2）实验结果：依据色素带的条数可判断叶绿体中色素的种类：从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）和叶绿素b（黄绿色），如右图所示。,依据色素带的宽度可确定色素的,含量，其中色素带最宽的是蓝绿,色，说明叶绿素a的含量最多。,注：与光合作用有关的酶分布在,基粒的类囊体及基质中；光合作用色素分布于类囊体薄膜上。,3.光合作用的过程,（1）光合作用的场所：光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上；暗反应发生在叶绿体基质中。,（2）光合作用的条件：光反应需要光照、色素、水和酶；暗反应需要CO,2,和多种酶。,（3）碳元素的转移途径：CO,2,C,3,（CH,2,O）。,（4）能量转换过程：光能活跃的化学能（储存在 ATP中）稳定的化学能（储存在有机物中）。,注：光反应需要在光照条件下才能进行，暗反应与光照无关，但不能理解为植物白天进行光反应，夜间进行暗反应。光合作用过程中既需要水的参与（光反应阶段），又有水的产生（暗反应阶段）。,（5）影响光合作用的因素有光照、温度、CO,2,浓度和矿质元素等，其中光反应受光照的影响较大，暗反应主要受温度、CO,2,浓度的影响。若突然停止光照，光反应产物H和ATP减少，C,3,增多，C,5,将减少；若CO,2,浓度增大，C,3,增多，C,5,将减少。,注：进行光合作用的细胞中，不一定含有叶绿体（如蓝藻）。,（6）典型曲线剖析：植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的提高而增强，同化CO,2,的速率也相应增加，但当光照强度达到一定值时，光合作用的强度不再随着光照强度的提高而增强。植物在进行光合作用的同时也在进行呼吸作用，当植物在某一光照强度下，进行光合作用所吸收的CO,2,量与同等条件下,植物进行呼吸作用所释放的CO,2,量达到平衡时，这一光照强度就称为光补偿点，这时光合作用强度主要是受光反应产物的限制。当光照强度提高到一定值后，植物的光合作用强度不再增强时，这一光照强度就称为植物光合作用的光饱和点，此时的光合作用强度是受暗反应系统中酶的活性和CO,2,浓度的限制（如图）。,（7）净光合量的相关计算：净光合速率=实际光合速率-呼吸速率,在黑暗条件下植物不进行光合作用，只进行呼吸作用，因此此时测得的O,2,吸收量（即空气中O,2,的减少量）或CO,2,释放量（即空气中的CO,2,增加量）直接反映呼吸速率。,在光照条件下，植物同时进行光合作用和呼吸作用，此时测得的空气中O,2,的增加量（或CO,2,减少量）比植物实际光合作用所产生的O,2,量（或消耗的CO,2,量）要小，因为植物在进行光合作用的同时也在通过呼吸作用消耗O,2,、放出CO,2,。因此，此时测得的值并不能反映植物的实际光合速率，而反映表观光合速率或称净光合速率。,肺炎双球菌的转化实验,1.实验思路,将DNA和蛋白质分开，单独、直接地去观察DNA和蛋白质的作用。,2.实验材料,R型（无荚膜、无毒）和S型（有荚膜、有毒）肺炎双球菌。R型肺炎双球菌实际上是S型肺炎双球菌的突变类型，二者属于同一个物种。,3.实验过程,4.实验结论,该实验在证明DNA是遗传物质的同时，还证明了蛋白质不是遗传物质。因为在体外转化实验中，用S型细菌的蛋白质与R型细菌混合后，培养基中未出现S型菌落，说明蛋白质不是转化因子。,噬菌体侵染细菌的实验,1.实验材料,T,2,噬菌体，属于DNA病毒，与细菌的关系为寄生。,2.实验技术,同位素标记法和离心法。,注：如何对噬菌体的蛋白质和DNA进行标记？先将细菌培养在含,35,S或,32,P的培养基上，然后用噬菌体去侵染被,35,S或,32,P标记的细菌。,3.实验结论,直接证明了DNA是遗传物质，间接证明了DNA能够自我复制，并控制蛋白质的合成。,复制、转录和翻译的比较,比较,项目,复制,转录,翻译,场所,细胞核,细胞核,细胞质,模板,DNA的两条链,DNA的一条链,mRNA,原料,4种脱氧核苷酸,4种核糖核苷酸,氨基酸,配对,原则,A-T；G-C,A-U；G-C,A-U；G-C,结果,两个子代DNA分子,mRNA,蛋白质,信息传递,DNADNA,DNAmRNA,mRNA,蛋白质,意义,传递遗传信息,表达遗传信息,遗传信息、密码子和反密码子,项目,遗传信息,密码子,反密码子,概念,基因中脱氧核苷酸的排列顺序,mRNA中决定一个氨基酸的三个相邻碱基,tRNA中与mRNA密码子互补配对的三个碱基,作用,控制生物的遗传性状,直接决定蛋白质中的氨基酸序列,识别密码子、转运氨基酸,种类,基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序的不同，决定了遗传信息的多样性,64种，其中61种能翻译出氨基酸，3种为终止密码子，不能翻译氨基酸,61种，tRNA也为61种,联系,基因中脱氧核苷酸的序列决定mRNA中核糖核苷酸的序列,mRNA中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补,密码子与相应反密码子的序列互补配对,基因的概念,1.概念,从作用上看，基因是控制生物性状的基本单位；从,本质上看，基因是有遗传效应的DNA片段，每个,DNA分子上有许多个基因；从位置上看，基因在染,色体上呈线性排列（核基因）；从组成上看，基因,由成千上万个脱氧核苷酸组成；从遗传信息上看，,基因的脱氧核苷酸的排列顺序包含了遗传信息，其,顺序是固定的，而不同基因的顺序又是不同的；线,粒体、叶绿体等细胞器中也有基因（细胞质基因）。,2.萨顿假说基因在染色体上,方法：类比推理法（见下表）,基因行为,染色体行为,在杂交过程中保持完整性和独立性,在配子形成和受精过程中具有稳定的形态、结构,在体细胞中成对存在，等位基因一个来自父方，一个来自母方,在体细胞中成对存在，同源染色体一条来自父方，一条来自母方,在配子中只有成对基因中的一个,在配子中只有成对染色体中的一条,非等位基因在形成配子时自由组合,非同源染色体在形成配子时自由组合,3.基因位于染色体上的实验证据摩尔根果蝇实验,红眼、白眼基因位于X染色体上，可以解释实验现象，用测交实验可进一步验证假设。,遗传的基本规律,1.孟德尔遗传实验的科学方法,（1）孟德尔获得成功的原因：正确选择豌豆作实验材料；研究方法采用由单因素到多因素的顺序；能科学地运用统计学方法对实验结果进行分析；实验程序科学严谨：实验假设验证总结规律。,（2）豌豆作为遗传实验材料的优点：豌豆是严格自花受粉植物，自然条件下是纯种的；豌豆的一些品种之间有稳定而显著的外表性状，且这些相对性状能稳定地遗传给后代；结果可靠，易于分析；豌豆容易栽培，而且生长周期短，实验周期短。,（3）假说演绎法：指从问题出发，为解答问题而提,出尝试性的假说或理论解释，由这一理论假说可以推导出一些研究假设，然后通过大量的观察来验证假设。一般思维方式是“界定问题提出假设推断预测实验验证”，若有关的预测正确，那么有关假设就被印证；若有关预测不正确，那么，有关假设就被否定。,2.基因的分离定律和自由组合定律,（1）基因的分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。发生在减数第一次分裂过程中。,（2）一对相对性状的遗传现象：具有一对相对性状的纯合亲本杂交，后代表现为一种表现型，F,1,自交，F,2,中出现性状分离，分离比为31。,（3）纯合子与杂合子的实验鉴别,（4）基因的自由组合定律的实质：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。在进行减数分裂形成配子的过程中，同源染色体上的等位,基因彼此分离，同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。发生在减数第一次分裂过程中。,（5）具有两对相对性状的纯合子亲本杂交后，产生的F,1,自交，后代出现四种表现型，比例为9331。四种表现型中各有一种纯合子，分别在F,2,中占1/6，共占4/16；双显性个体比例占9/16；双隐性个体比例占1/16；重组类型比例为3/8或5/8。,（6）当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，各,种患病情况的概率如下表：,类型,计算公式,患甲病的概率,m，则非甲病的概率为1-m,患乙病的概率,n，则非乙病的概率为1-n,只患甲病的概率,m（1-n）=m-mn,只患乙病的概率,n（1-m）=n-mn,同患两种病的概率,mn,只患一种病的概率,m+n-2mn或m（1-n）+n（1-m）,患病的概率,m+n-mn或1-（1-m）（1-n）,不患病的概率,（1-m）（1-n）,（7）鉴定个体的基因型的方法,植物自交或测交。最简单的方法是自交。,植物花粉鉴别法。杂合子（含一对等位基因）可以产生两种类型的花粉，纯合子只产生一种类型的花粉。,动物测交鉴别法。让其与隐性类型相交，后代既有隐性个体又有显性个体出现，可认为待测个体为杂合子；只出现显性个体，则可能是纯合子。,3.基因与性状的关系,（1）基因控制性状需要经过一系列步骤，基因控制性状有以下两种方式：,（2）基因型与表现型的相互关系：生物个体的基因型在很大程度上决定了其表现型，即基因型是性状表现的内在因素，而表现型则是基因型的表现形式。基因型只提供表达某种性状的潜在可能，生物体在整个发育过程中，各种性状的表现，不仅受到内在基因型的控制，还受到环境条件的影响。,4.伴性遗传,（1）位于性染色体上的基因所控制的性状表现出与性别相联系的遗传方式。,（2）X隐性遗传病的遗传特点,男多女少因为女性有两条X染色体，只有两条染色体都带有隐性基因时，才发病；而男性只有一条X染色体，只要带有隐性基因就会发病。,隔代交叉如男性红绿色盲基因只能来自其母亲，且只能传给其女儿。,女病父子病女性若患病，其父亲、儿子必患病。,男正母女正男性正常，其母亲、女儿一定表现正常。,（3）遗传学试题的一般解题思路：判断遗传方式、确定遗传组成、分析后代情况、计算相关概率。判断遗传方式：先判断显、隐性：如果两个性状不同的杂交组合，无论是正交还是反交，子一代总表现出一个性状，则该性状为显性；如果两个相同性状的杂交组合，无论是正交还是反交，子一代除表现出该亲本性状外，还出现了另外一个性状，则新出现的性状为隐性，亲本性状为显性；若涉及两对相对性状的杂交组合，则应分开考虑。,生物的变异,1.基因重组及其意义,（1）概念：指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合。,（2）原因,自由组合：形成配子时非同源染色体上的非等位基因自由组合。,交叉互换：形成配子时同源染色体上的等位基因，会随着非姐妹染色单体的交叉而发生互换。,（3）基因重组的实现：有性生殖过程。,（4）特点：进行有性生殖的亲本杂合性越高，遗传物质差距越大，基因重组类型越多，子代表现型变异就越多。子代表现型可能的种类数为2,n,（n代表等位基因对数）。,（5）意义：为生物变异提供了丰富的来源；是形成生物多样性的重要原因之一；对生物的进化具有十分重要的意义。,2.基因突变的特征和原因,（1）概念：由DNA分子中发生的碱基对的增添、缺失或改变引起的基因结构的改变。基因突变是指基因的分子结构的改变，即基因中脱氧核苷酸的排列顺序发生了改变，从而导致遗传信息的改变；在光学显微镜下观察不到。,（2）范围及时间：基因突变可发生在所有生物中，是一种最广泛的可遗传变异的来源，不论是病毒、原核生物，还是真核生物，不论是进行无性生殖，,还是进行有性生殖，只要进行遗传物质复制，即可以在遗传物质复制时发生基因突变。基因突变发生在DNA复制时期，即细胞分裂的间期：有丝分裂的间期体细胞突变；减数第一次分裂前的间期生殖细胞突变。,（3）种类：自然突变自然条件下发生的基因突变；人工诱变利用物理因素或化学因素处理生物，诱发产生的基因突变。,（4）特点：普遍性、随机性、突变频率极低、害多利少性、不定向性。,（5）结果：往往产生与之对应的等位基因，即改变了基因的表现形式，如：由Aa或aA，但并未改变染色体上基因的数量，因而基因突变引起基因“质”,的改变，未引起“量”的改变。显性突变：如由aA，该突变一旦发生即可表现出相应性状；隐性突变：如由Aa，突变性状一旦在生物个体中表现出来，该性状即可稳定遗传。,（6）意义：是生物变异的根本来源，为生物进化提供原始材料。,3.染色体结构变异和数目变异,（1）染色体变异是指生物细胞的染色体结构、数目等发生改变而引起的生物性状的变异。主要包括染色体结构的变异和染色体数目的变异两类。,染色体结构变异,染色体数目变异,缺失：染色体中某一片段的缺失,重复：染色体上增加了某一片段,倒位：染色体某一片段的位置颠倒,易位：染色体上的某一片段移接到另一,条非同源染色体上,个别染色体的增加或减少引起的变异,染色体组成倍地增加或减少引起的变异,（2）染色体组：细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是携带着控制着一种生物生长、发育、遗传和变异的全部信息。其特点：,一个染色体组中所含的染色体大小、形态和功能各不相同。,一个染色体组中不含有同源染色体，当然也就不含有等位基因。,一个染色体组中含有控制该物种生物性状的一整套基因。,二倍体生物的生殖细胞中所含有的一组染色体可看成一个染色体组。,不同种的生物，每个染色体组所包括的染色体数目、形态和大小是不同的。,（3）染色体组的判定。根据染色体的形态来判断：细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组；根据基因型来判断：在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因出现几次，则有几个染色体组；根据染色体的条数和形态数来推算：染色体组数=染色体条数/染色体形态数。,4.生物变异在育种上的应用,名称,原理,方法,优点,应用,杂交,育种,基因,重组,杂交自交筛选出符合要求的表现型，连续自交到不发生性状分离为止,不同品系中的多个优良性状集中于同一个体上，即“集优”,用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦,诱,变,育,种,基,因,突,变,（1）物理：紫外线、微重力、激光等处理,（2）化学：高浓度的秋水仙素、硫酸二乙酯处理，再选择,提高变异频率，加快育种进程，大幅度改良某些性状,高产青霉菌、太空辣椒等的培育,单倍,体育,种,染,色,体,变,异,（1）花药离体培养，培养出单倍体植株,（2）单倍体幼苗经一定浓度的秋水仙素处理获得纯合子,明显缩短育种年限，加速育种进程,用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦快速培育矮秆抗病小麦,多倍,体育,种,染,色,体,变,异,用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,植物茎秆粗壮，叶片、果实、种子都比较大，营养物质含量提高,三倍体无子西瓜,生物进化的相关概念,1.种群,生活在同一地点的同种生物的一群个体。种群是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的基本单位。,1.种群,生活在同一地点的同种生物的一群个体。种群是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的基本单位。,2.基因频率和基因型频率,基因频率是指在一个种群中，某个基因占该全部等位基因数的比例。基因型频率是某种特定基因型的个体占群体内全部个体的比例。,注：前者是某个基因数占全部等位基因数的比例，后者是某基因型个体数占群体总数的比例。,3.基因库,基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因。每个种群都有它独特的基因库。,4.物种,物种是指分布在一定的自然区域，具有一定的形态结构和生理功能，而且在自然状态下能够相互交配和繁殖，并能够产生出可育后代的一群生物个体。,5.隔离,隔离是指不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。常见的有地理隔离和生殖隔离，其中生殖隔离是物种形成的关键，是物种间真正的界线。,现代生物进化理论的内容,生物进化的基本单位是种群；生物进化的实质在于种群基因频率的改变；生物进化的原材料是突变和基因重组；生物进化的动力是生存斗争；决定生物进化方向的是自然选择。,突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，隔离是新物种形成的必要条件。物种形成的标志是生殖隔离。,内环境与稳态,1.内环境的概念：由细胞外液构成的液体环境。,2.内环境的组成：主要由血浆、组织液和淋巴组成，其关系如下：,3.内环境的理化性质：渗透压（主要与无机盐、蛋白质,的含量有关）、温度和pH（血浆pH的稳定与HCO 、,HPO 等离子有关）。,4.内环境稳态的调节：神经体液免疫调节。,注：下丘脑在稳态中的作用,感受：渗透压感受器感受细胞外液渗透压的变化；,分泌：分泌抗利尿激素和促甲状腺激素释放激素,等；,调节：体温、血糖和渗透压的调节中枢；,传导：可传导渗透压感受器产生的兴奋至大脑皮层。,兴奋在神经纤维上的传导,1.图示,2.特点,（1）双向传导：人为刺激神经纤维上任何一点，引起的兴奋可沿神经纤维同时向两端传导。,（2）静息状态下，细胞膜内外电位表现为外正内负；兴奋时，表现为外负内正。,（3）兴奋在神经纤维上传导方向与膜内电流方向相同。,兴奋在突触间的传递,1.兴奋传递的结构基础突触,突触是一个神经元和另一个神经元接触的部位，由突触前膜（轴突末端突触小体的膜）、突触间隙和突触后膜（与突触前膜相对应的胞体膜或树突膜）三部分构成。,2.兴奋传递的过程,轴突突触小体突触小泡递质突触间隙下一个神经元的树突或细胞体。通过突触实现了电信号化学信号电信号的转化。,3.兴奋传递的特点,（1）单向传递。其原因是递质只存在于突触小体,内，只能由突触前膜释放，然后作用于突触后膜上。所以，兴奋只能以一个神经元的轴突传到另一个神经元的树突或细胞体，使另一个神经元产生兴奋或抑制。,（2）突触延搁。,人体内主要内分泌腺及其分泌的激素,1.垂体,合成并分泌生长激素、促甲状腺激素、促性腺激素；能够贮存和释放抗利尿激素。,注：抗利尿激素是由下丘脑分泌的，并由垂体贮存和释放。,2.甲状腺,合成并释放甲状腺激素。甲状腺激素具有促进体内物质氧化分解、促进幼小动物发育和提高神经系统的兴奋性等功能。碘是合成甲状腺激素的原料，人体缺碘时，会患地方性甲状腺肿。,3.胰岛,胰岛A细胞分泌胰高血糖素，胰岛B细胞分泌胰岛素。胰岛素具有促进葡萄糖合成糖原，抑制非糖物质转化为葡萄糖的作用，是人体内惟一一种降血糖的激素；胰高血糖素能够促进肝糖原分解和非糖物质转化成葡萄糖，它与肾上腺素均具有升高血糖的功能。,4.性腺（睾丸、卵巢）,合成并分泌性激素。性激素的化学本质是固醇（脂质）；性激素的主要功能是激发并维持动物的第二性征，促进生殖细胞的形成；雌激素还具有激发和维持雌性正常的性周期的功能。,动物激素间的关系,1.纵向关系分级调节和反馈调节,在大脑皮层的影响下，下丘脑可以通过垂体调节和控制某些内分泌腺中激素的合成与分泌（属于分级调节），而激素进入血液后，又可以反过来调节下丘脑和垂体中有关激素的合成与分泌（属于反馈调节）。其过程如图所示：,2.横向关系协同作用和拮抗作用,协同作用：不同激素对同一生理效应都发挥作用，,从而达到增强效应的结果。如促进生长和发育,生长激素与甲状腺激素；促进产热甲状腺激素,与肾上腺素；升高血糖胰高血糖素与肾上腺素。,拮抗作用：不同激素对某一生理效应发挥相反的作,用。如胰高血糖素使血溏浓度升高，胰岛素使血糖,浓度降低。,免疫系统的组成,注：T细胞和B细胞均起源于骨髓中的造血干细胞。干扰素是效应T细胞分泌的，属于淋巴因子。,体液免疫和细胞免疫的过程,注：具有特异性识别作用的细胞：T细胞、B细胞、效应T细胞和记忆细胞；吞噬细胞具有识别作用，但不