高考生物总结
高考生物知识点精简
第一章生命的基本单位--细胞
1.生物体具有共同的物质基础和结构基础。
2.细胞是生物体的结构和功能的基本单位;细胞是一切动植物结构的基本单位。病毒没有细胞结构。
3.新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础。4.生物体具应激性,因而能适应周围环境。
5.生物遗传和变异的特征,使各物种既能基本上保持稳定,又能不断地进化。6.生物体都能适应一定的环境,也能影响环境。
7.组成生物体的化学元素,在无机自然界都可以找到,没有一种化学元素是生物界所特有的,这个事实说明生物界和非生物界具统一性。8.生物界与非生物界还具有差异性。
9.糖类是细胞的主要能源物质,是生物体进行生命活动的主要能源物质。10.一切生命活动都离不开蛋白质。11.核酸是一切生物的遗传物质。
12.组成生物体的任何一种化合物都不能够单独地完成某一种生命活动,而只有这些化合物按照一定的方式有机地组织起来,才能表现出细胞和生物体的生命现象。细胞就是这些物质最基本的结构形式。
13.地球上的生物,除了病毒以外,所有的生物体都是由细胞构成的。14.细胞膜具一定的流动性这一结构特点,具选择透过性这一功能特性。15.细胞壁对植物细胞有支持和保护作用。
16.线粒体是活细胞进行有氧呼吸的主要场所。
17.核糖体是细胞内将氨基酸合成为蛋白质的场所。
18.染色质和染色体是细胞中同一种物质在不同时期的两种形态。
19.细胞核是遗传物质储存和复制的场所,是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。20.构成细胞的各部分结构并不是彼此孤立的,而是互相紧密联系、协调一致的,一个细胞是一个有机的统一整体,细胞只有保持完整性,才能够正常地完成各项生命活动。21.细胞以分裂的方式进行增殖,细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。22.细胞有丝分裂的重要意义(特征),是将亲代细胞的染色体经过复制以后,精确地平均分配到两个子细胞中去,因而在生物的亲代和子代间保持了遗传性状的稳定性,对生物的遗传具重要意义。
23.高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力,也就是保持着细胞全能性。第二章新陈代谢
24.新陈代谢是生物最基本的特征,是生物与非生物的最本质的区别。25.酶的催化作用具有高效性和专一性。
26.酶的催化作用需要适宜的温度和pH值等条件。27.ATP是新陈代谢所需要能量的直接来源。28.光合作用释放的氧全部来自水。
29.植物成熟区表皮细胞吸收矿质元素和渗透吸水是两个相对独立的过程。
30.高等的多细胞动物,它们的体细胞只有通过内环境,才能与外界环境进行物质交换。31.糖类、脂类和蛋白质之间是可以转化的,并且是有条件的、互相制约着的。32.稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。第三章生物的生殖和发育
33.有性生殖产生的后代具双亲的遗传特性,具有更大的生活能力和变异性,因此对生物的生存和进化具重要意义。
34.营养生殖能使后代保持亲本的性状。
35.减数分裂的结果是,产生的生殖细胞中的染色体数目比精(卵)原细胞减少了一半。36.减数分裂过程中联会的同源染色体彼此分开,说明染色体具一定的独立性;同源的两条染色体移向哪极是随机的,不同源的染色体(非同源染色体)间可进行自由组合。37.减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数第一次分裂中。38.一个卵原细胞经过减数分裂,只形成一个卵细胞(一种基因型)。一个精原细胞经过减数分裂,形成四个精子(两种基因型)。
39.对于有性生殖的生物来说,减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞染色体数目的恒定,对于生物的遗传和变异,都是十分重要的40.对于有性生殖的生物来说,个体发育的起点是受精卵
41.很多双子叶植物成熟种子中无胚乳(如豆科植物、花生、油菜、荠菜等),是因为在胚和胚乳发育的过程中胚乳被子叶吸收了,营养贮藏在子叶里,供以后种子萌发时所需。单子叶植物有胚乳(如水稻、小麦、玉米等)42.植物花芽的形成标志着生殖生长的开始。
43.高等动物的个体发育包括胚的发育和胚后发育。胚的发育是指受精卵发育成为幼体,胚后发育是指幼体从卵膜内孵化出来或从母体内生出来并发育成为性成熟的个体。
44.胚的发育包括:受精卵→卵裂→囊胚→原肠胚→三个胚层分化→组织、器官、系统的形成→动物幼体
第四章生命活动的调节
45.向光性实验发现:感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端,而向光弯曲的部位在尖端下面的一段,向光的一侧生长素分布的少,生长的慢;背光的一侧生长素分布的多,生长的快。46.生长素对植物生长的影响往往具有两重性。这与生长素的浓度高低和植物器官的种类等有关。一般说,低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
47.在没有受粉的番茄(黄瓜、辣椒等)雌蕊柱头上涂一定浓度的生长素溶液可获得无籽果实。
48.垂体除了分泌生长激素促进动物体的生长外,还能分泌一类促激素调节其他内分泌腺的分泌活动。
49.相关激素间具有协同作用和拮抗作用。50.(多细胞)动物神经活动的基本方式是反射,基本结构是反射弧(即:反射活动的结构基础是反射弧)。
51.在中枢神经系统中,调节人和高等动物生理活动的高级中枢是大脑皮层。
52.动物行为中,激素调节与神经调节是相互协调作用的,但神经调节仍处于主导地位。53.高等动物生命活动是在神经系统-体液共同调节下完成的。第五章遗传和变异
54.生物的遗传特性,使生物物种保持相对稳定。生物的变异特性,使生物物种能够产生新的性状,以致形成新的物种,向前进化发展。
55.噬菌体侵染细菌实验中,在前后代之间保持一定的连续性的是DNA,而不是蛋白质,从而证明了DNA是遗传物质。
56.因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以说DNA是主要的遗传物质。
57.在真核细胞中,DNA是主要遗传物质,而DNA又主要分布在染色体上,所以,染色体是遗传物质的主要载体。
58.在DNA分子中,碱基对的排列顺序千变万化,构成了DNA分子的多样性;而对某种特定的DNA分子来说,它的碱基对排列顺序却是特定的,又构成了每一个DNA分子的特异性。这从分子水平说明了生物体具有多样性和特异性的原因。
59.遗传信息的传递是通过DNA分子的复制来完成的,从亲代DNA传到子代DNA,从亲代个体传到子代个体。
60.DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板;通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。
61.子代与亲代在性状上相似,是由于子代获得了亲代复制的一份DNA的缘故。
62.基因是有遗传效应的DNA片段,基因在染色体上呈线性排列,染色体是基因的主要载体(叶绿体和线粒体中的DNA上也有基因存在)。63.遗传信息是指基因上脱氧核苷酸的排列顺序。
64.遗传密码是指信使RNA上的核糖核苷酸的排列顺序。
65.密码子是指信使RNA上的决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。信使RNA上四种碱基的组合方式有64种,其中,决定氨基酸的有61种,3种是终止密码子。
66.反密码子是指转运RNA上能够和它所携带的氨基酸的密码子配对的三个碱基,由于决定氨基酸的密码子有61种,所以,反密码子也有61种。
67.基因的表达是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的,包括转录和翻译两个过程。68.由于不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序(碱基顺序)不同,因此,不同的基因含有不同的遗传信息(即:基因的脱氧核苷酸的排列顺序就代表遗传信息)。69.生物的遗传是细胞核和细胞质共同作用的结果。
70.一般情况下,一条染色体上有一个DNA分子,在一个DNA分子上有许多基因。71.生物个体基因型和表现型的关系是: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。在个体发育过程中,生物个体的表现型不仅要受到内在基因的控制,也要受到环境条件的影响,表现型是基因型和环境相互作用的结果。
72.在杂种体内,等位基因虽然共同存在于一个细胞中,但是它们分别位于一对同源染色体上,随着同源染色体的分离而分离,具有一定的独立性。在进行减数分裂的时候,等位基因随着配子遗传给后代,这就是基因的分离规律。
73.由显性基因控制的遗传病的发病率是很高的,一般表现为代代遗传。
74.在近亲结婚的情况下,他们有可能从共同的祖先那里继承相同的隐性致病基因,而使其后代出现病症的机会大大增加,因此,近亲结婚应该禁止。
75.具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交,在F1进行减数分裂形成配子时,等位基因随着同源染色体的分离而分离的同时,非同源染色体上的基因则表现为自由组合。这一规律就叫基因的自由组合规律,也叫独立分配规律。
76.据统计,我国的男性色盲发病率为7%,而女性发病率仅为0.49%。
77.一般地说,色盲这种遗传病是由男性通过他的女儿遗传给他的外甥的(交叉遗传)。78.我国的婚姻法规定,直系血亲和三代以内的旁系血亲禁止结婚。
79.基因突变是生物变异的主要来源,也是生物进化的重要因素,它可以产生新性状。80.基因突变是在一定的外界环境条件或生物内部因素作用下,由于基因中脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序的改变而产生的。也就是说,基因突变是基因的分子结构发生了改变的结果。
81.自然界中的多倍体植物,主要是受外界条件剧烈变化的影响而形成的。人工形成的多倍体植物是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,使有丝分裂前期不能形成纺锤体。82.利用单倍体植株培育新品种,可以明显地缩短育种年限。
83.所谓的利用单倍体进行秋水仙素处理可以得到纯合体,这里要有一个前提条件,那就是这个单倍体必须是针对二倍体而言,即是由二倍体的配子培育而成的单倍体。第六章生命的起源和生物的进化
84.生命的起源经历了四个化学进化阶段:从无机小分子物质生成有机小分子物质、从有机小分子物质形成有机高分子物质、从有机高分子物质组成多分子体系、从多分子体系演变为原始生命。
85.进化论者认为,现在地球上的各种生物不是神创造的,而是由共同祖先经过漫长的时间演变而来的,因此各种生物之间有着或远或近的亲缘关系。
86.自然选择学说包括:过度繁殖、生存斗争、遗传和变异、适者生存。
87.凡是生存下来的生物都是对环境能适应的,而被淘汰的生物都是对环境不适应的。这就是适者生存,不适者被淘汰,称为自然选择。88.适应是自然选择的结果。
89.突变(包括基因突变和染色体变异)和基因重组是产生进化的原材料;自然选择使种群改变并决定生物进化的方向。
90.按照达尔文的自然选择学说,可以知道生物的变异一般是不定向的,而自然选择则是定向的(定在与生存环境相适应的方向上)。当生物产生了变异以后,由自然选择来决定其生存或淘汰。
91.遗传和变异是生物进化的内在因素,生存斗争推动着生物的进化,它是生物进化的动力。定向的自然选择决定着生物进化的方向。
92.种内斗争,对于失败的个体来说是有害的,甚至会造成死亡,但是,对于整个种群的生存是有利的。第七章生物与环境
93.生物圈包括地球上的所有生物及其无机环境。
94.生物与生存环境的关系是:适应环境,受到环境因素的影响,同时也在改变环境。95.生物对环境的适应只是一定程度上的适应,并不是绝对的,完全的适应。
96.生物对环境的适应既有普遍性又有相对性。生物适应环境的同时,也能够影响环境。97.生物与环境之间是相互作用的,它们是一个不可分割的统一整体。
98.种群是指在一定空间和时间内的同种生物个体的总和。种群的特征包括:种群密度、年龄组成、性别比例、出生率和死亡率。
99.生物群落是指生活在一定的自然区域内,相互之间具有直接或间接关系的各种生物种群的总和。
100.所有的生态系统都有一个共同的特点就是既有大量的生物,还有赖以生存的无机环境,二者是缺一不可的。
101.生产者所固定的太阳能的总量便是流经这个生态系统的总能量。
102.食物链和食物网是通过食物关系而构成生态系统中的物质和能量的流动渠道。
103.在食物链和食物网中,越是位于能量金字塔顶端的生物,得到的能量越少,而通过生物富集作用,体内的有害成分却越多。
104.人们研究生态系统中能量流动的主要目的,就是设法调整生态系统的能量流动关系,使能量流向对人类最有益的部分。
105.能量流动和物质循环之间互为因果、相辅相成,具有不可分割的联系。
106.生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性,二者的关系是相反的,即抵抗力稳定性大,则恢复力稳定性就小,反之亦是。
107.可持续发展的生态农业的生产模式由传统的"原料-产品-废料"改变为现代的"原料-产品-原料-产品"。
108.我们应当采取措施,保持生态系统的生态平衡,这样才能从生态系统中获得稳定的产量,才能使人与自然和谐发展。
109.保持生态平衡,并不是维持生态系统的原始稳定状态。人类还可以在遵循生态平衡规律的前提下,建立新的生态平衡,使生态系统朝着更有益于人类的方向发展。
110.我们强调自然保护,并不意味着禁止开发和利用。而是反对无计划地开发和利用。111.只有遵循生态系统的客观规律,从长远观点和整体观点出发来综合考虑问题,才能有效地保护自然,才能使自然环境更好地为人类服务。
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201*年高三生物第二轮复习知识结构
第一单元生命的物质基础和结构基础
(细胞中的化合物、细胞的结构和功能、细胞增殖、分化、癌变和衰老、生物膜系统和细胞工程)
1.1化学元素与生物体的关系
化学元素
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
最基本元素:C基本元素:C、H、O、N大量元素必需元素微量元素无害元素非必需元素有害元素主要元素:C、H、O、N、P、SFe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等Al、Si等Pb、Hg等1.2生物体中化学元素的组成特点
C、H、O、N四种元素含量最多不同种生物体中化学元素的组成特点元素种类大体相同元素含量差异很大1.3生物界与非生物界的统一性和差异性
统一性组成生物体的化学元素,在无机自然界中都能找到差异性组成生物体的化学元素,在生物体和无机自然界中含量差异很大1.4细胞中的化合物一览表
化合物水分类1
元素组成主要生理功能①组成细胞
②维持细胞形态③运输物质④提供反应场所⑤参与化学反应⑥维持生物大分子功能⑦调节渗透压无机盐①构成化合物(Fe、Mg)②组成细胞(如骨细胞)③参与化学反应④维持细胞和内环境的渗透压)①供能(淀粉、糖元、葡萄糖等)②组成核酸(核糖、脱氧核糖)③细胞识别(糖蛋白)④组成细胞壁(纤维素)①供能(贮备能源)②组成生物膜③调节生殖和代谢(性激素、Vit.D)④保护和保温糖类单糖二糖多糖C、H、O脂质脂肪磷脂(类脂)固醇C、H、OC、H、O、N、PC、H、O蛋白质①组成细胞和生物体单纯蛋白(如胰岛素)C、H、O、N、S②调节代谢(激素)结合蛋白(如糖蛋白)(Fe、Cu、P、Mo)③催化化学反应(酶)④运输、免疫、识别等DNARNAC、H、O、N、P①贮存和传递遗传信息②控制生物性状③催化化学反应(RNA类酶)核酸1.5蛋白质的相关计算
设构成蛋白质的氨基酸个数m,
构成蛋白质的肽链条数为n,
构成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为a,蛋白质中的肽键个数为x,蛋白质的相对分子质量为y,
控制蛋白质的基因的最少碱基对数为r,
则肽键数=脱去的水分子数,为xmn①
蛋白质的相对分子质量yma18x②
或者y
ra18x③31.6蛋白质的组成层次
C、H、O、N、S氨基酸肽链2基本成分蛋白质其它成分C、H、O、N、P、Fe、Cu离子和(或)分子
1.7核酸的基本组成单位
名称核酸基本组成单位一分子磷酸(H3PO4)核苷酸(8种)一分子五碳糖(核糖或脱氧核糖)一分子含氮碱基(5种:A、G、C、T、U)脱氧核苷酸(4种)一分子磷酸一分子脱氧核糖一分子含氮碱基(A、G、C、T)核糖核苷酸(4种)一分子磷酸一分子核糖一分子含氮碱基(A、G、C、U)
脱氧核苷核苷DNARNA核糖核苷1.8生物大分子的组成特点及多样性的原因
名称多糖基本单位葡萄糖化学通式C6H12O6RCCOOHH聚合方式多样性的原因①葡萄糖数目不同②糖链的分支不同③化学键的不同①氨基酸数目不同②氨基酸种类不同③氨基酸排列次序不同④肽链的空间结构①核苷酸数目不同②核苷酸排列次序不同③核苷酸种类不同蛋白质氨基酸NH2脱水缩合核酸(DNA和RNA)核苷酸
1.9生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定
物质还原性糖脂肪试剂斐林试剂(甲液和乙液)苏丹Ⅲ(苏丹Ⅳ)临时混合加热切片高倍镜观察3
操作要点颜色反应砖红色桔黄色(红色)
蛋白质DNA
双缩脲试剂(A液和B液)二苯胺先加试剂A再滴加试剂B加0.015mol/LNaCl溶液5Ml沸水加热5min紫色蓝色1.10选择透过性膜的特点
自由通过选择透过性膜的特点三个通过可以通过不能通过水
被选择的离子和小分子其它离子、小分子和大分子
1.11细胞膜的物质交换功能
自由扩散离子、小分子主动运输物质交换内吞大分子、颗粒外排亲脂小分子
高浓度→低浓度不消耗细胞能量(ATP)离子、不亲脂小分子低浓度→高浓度需载体蛋白运载
消耗细胞能量(ATP)膜的流动性、膜融合特性膜的流动性原理1.12线粒体和叶绿体共同点
1、具有双层膜结构
2、进行能量转换
3、含遗传物质DNA4、能独立地控制性状5、决定细胞质遗传6、内含核糖体
7、有相对独立的转录翻译系统8、能自我分裂增殖
1.13真核生物细胞器的比较
名称线粒体叶绿体化学组成存在位置膜结构能量代谢主要功能有氧呼吸的主要场所光合作用蛋白质、呼吸酶、RNA、动植物细胞脂质、DNA蛋白质、光合酶、RNA、植物叶肉细胞脂质、DNA、色素4
双层膜
内质网高尔基体溶酶体核糖体中心体
蛋白质、酶、脂质蛋白质、脂质蛋白质、脂质、酶蛋白质、RNA、酶蛋白质动物细胞低等植物细胞无膜动植物细胞中广泛存在单层膜与蛋白质、脂质、糖类的加工、运输有关蛋白质的运输、加工、细胞分泌、细胞壁形成细胞内消化合成蛋白质与有丝分裂有关1.14细胞有丝分裂中核内DNA、染色体和染色单体变化规律
DNA含量染色体数目(个)染色体单数(个)染色体组数(个)同源染色数(对)间期2a→4a2N02N前期4a2N4N2N中期4a2N4N2N后期4a4N042N末期2a2N02N注:设间期染色体数目为2N个,未复制时DNA含量为2a。
1.15理化因素对细胞周期的影响
理化因素过量脱氧胸苷秋水仙素低温(24℃)注:+表示有影响
间期++前期++中期+后期+末期+机理抑制DNA复制抑制纺锤体形成影响酶活和供能应用治疗癌症获得多倍体低温贮藏1.16细胞分裂异常(或特殊形式分裂)的类型及结果
类型细胞质不分裂个别染色体不分离全部染色体不分离染色体多次复制,但不分离两个以上中心体分裂方式有丝分裂有丝分裂、减数分裂有丝分裂、减数分裂有丝分裂有丝分裂结果双(多)核细胞单体、多体多倍体多线巨大染色体多极核多核胚囊21三体、唐氏综合征四倍体植物果蝇唾腺染色体事例
1.17细胞分裂与分化的关系
MG2周期性细胞G1S终端分化细胞5G0期(暂不增殖)衰老死亡
1.18已分化细胞的特点1.19分化后形成的不同种类细胞的特点
已分化细胞
形态结构特化新陈代谢改变不同种类细胞生理功能专一分裂能力丧失生理功能不同代谢活动不同基因表达不同形态结构不同1.20分化与细胞全能性的关系
体细胞分化程度越低全能性越高,分化程度越高全能性越低
分化程度高,全能性也高
生殖细胞(如卵细胞、花粉)受精卵分化程度最低(尚未分化),全能性最高
1.21细胞的生活史
癌变(永生)异常分化
绝大多数细胞未分化分化衰老死亡细胞干细胞少数细胞癌细胞分裂癌细胞特点:(无限增殖)只分裂不分化分裂干细胞特点:(无限增殖)既分裂也分化1.22癌细胞的特点
无限分裂增殖永生细胞形态结构变化扁平梭形细胞物质改变癌细胞的特点正常功能丧失新陈代谢异常如线粒体功能障碍,无氧供能
6成纤维细胞癌变
球形
如癌细胞膜糖蛋白减少,细胞黏着性降低,易转移扩散。癌细胞膜表面含肿瘤抗原,肝癌细胞含甲胎蛋白等
引发免疫反应主要是细胞免疫
可以种间移植可移植在异种生物体内生长,形成癌瘤
1.23衰老细胞的特点
1.24细胞的死亡
环境因素突变病理性死亡(细胞坏死)细胞死亡程序性死亡(细胞凋亡)病原体入侵动物变态花儿凋谢正常生命需要极体消失大部分淋巴细胞死亡蝌蚪尾部消失花瓣凋萎
助记词水酶色核透(水煤色黑透)水少水分减少,细胞萎缩,体积变小,代谢减慢酶低酶的活性降低
色累色素积累,阻碍细胞内物质交流和信息传递核大细胞核体积增大,染色体固缩,染色加深透变细胞膜通透性改变,物质运输功能降低
1.25生物膜与生物膜系统
膜化学组成相似组成细胞的膜的总称基本结构相同概念结构上的联系间接联系生物膜分泌作用功能上的联系胞饮作用细胞膜-溶酶体
内质网-高尔基体-细胞膜直接联系核外膜内质网膜胞膜内质网膜线粒体外膜(或相依)内质网膜膜泡高尔基体膜膜泡胞膜
协调工作相互配合细胞膜生理作用为细胞提供稳定的内环境
7进行物质运输、能量交换、信息传递
为化学反应提供场所将细胞分隔成功能小区
你知道吗植物细胞工程植物组织培养离体的植物器官组织或细胞1.26细胞工程细胞工程脱分化愈伤组织再分化根芽植物体植物细胞A植物体细胞杂交植物细胞B去壁融合杂种细胞组织培养动物细胞培养动物组织单个细胞原代培养传代培养动物细胞A融合筛选动物细胞融合动物细胞B动物细胞工程杂种细胞细胞培养免疫小鼠小鼠提取细胞融合融合细胞筛选杂交瘤细胞体内培养体外培养B单克隆抗体提取抗体小鼠骨髓瘤细胞胚胎移植核移植你知道吗1.27植物组织培养与动物细胞培养的比较比较项目生物学原理培养基性质培养基成分取材培养对象过程
植物组织培养细胞全能性固体蔗糖、氨基酸、维生素、水、矿物质、生长素、细胞分裂素、琼脂植物器官、组织或细胞植物器官、组织或细胞脱分化、再分化8
动物细胞培养细胞分裂液体葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、水、动物血清动物胚胎、幼龄动物器官或组织分散的单个细胞原代培养、传代培养
细胞分裂生长分化特点①分裂:形成愈伤组织②分化:形成根、芽新的植株或组织①快速繁殖②培育无病毒植株③提取植物提取物(药物、香料、色素等)④人工种子⑤培养转基因植物①只分裂不分化②贴壁生长③接触抑制细胞株或细胞系①生产蛋白质生物制品②皮肤细胞培养后移植③检测有毒物质④生理、病理、药理研究培养结果应用培养条件无菌、适宜的温度和pH1.28植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较
比较项目生物学原理前期处理方法和手段应用下游技术(后续技术)
植物体细胞杂交原生质体制备:纤维素酶和果胶酶处理①物理:离心、振动、电刺激②化学:聚乙二醇(PEG)进行远缘杂交,创造植物新品种植物组织培养动物细胞融合细胞分散:胰蛋白酶处理(同前)③生物:灭活的病毒①制备单克隆抗体②基因定位动物细胞培养膜的流动性、膜融合特性第二单元生物的新陈代谢
Ⅰ植物代谢部分:酶与ATP、光合作用、水分代谢、矿质营养、生物固氮
你知道吗2.1酶的分类
单纯酶
蛋白质类酶
(蛋白质本质)
仅含蛋白质如胃蛋白质酶
蛋白质
复合酶
辅助因子离子
唾液淀粉酶含Cl-
细胞色素氧化酶含Cu2+分解葡萄糖的酶含Mg2+
辅酶
NADP(辅酶Ⅱ)B族维生素
生物素(羧化酶的辅酶)
酶有机物
存在于低等生物中,将RNA自我催化。对生命起源的研究有重要意义。
RNA端粒酶含RNA
RNA类酶
(核酸本质)
2.2酶促反应序列及其意义
9酶促反应序列生物体内的酶促反应可以顺序连接起来,即第一个反应的产物是第二个反应的底物,第二个反应的产物是第三个反应的底物,以此类推,所形成的反应链叫酶促反应序列。如
ABCD终产物酶1酶2酶3酶4酶n
意义各种反应序列形成细胞的代谢网络,使物质代谢和能量代谢沿着特定路线有序进行,确定了代谢的方向。
2.3生物体内ATP的来源
ATP来源光合作用的光反应化能合成作用有氧呼吸无氧呼吸其它高能化合物转化(如磷酸肌酸转化)酶C~P(磷酸肌酸)+ADP→C(肌酸)+ATP反应式ADP+Pi+能量→ATP酶
2.4生物体内ATP的去向
光合作用的暗反应细胞分裂矿质元素吸收新物质合成植株的生长神经传导和生物电肌肉收缩吸收和分泌合成代谢生物发光
植物
酶ATP→ADP+Pi+能量
动物
2.5光合作用的色素
(橙黄色)胡萝卜素快(黄色)叶黄素
(蓝绿色)叶绿素a(黄绿色)叶绿素b慢
叶绿体基粒的类囊体薄膜上
吸收传递光能分离作用吸收转化光能胡萝卜素
叶黄素
大部分叶绿素a叶绿素b特殊状态的叶绿素a
色素类胡萝卜素分布组成10胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b
叶绿素
2.6光合作用中光反应和暗反应的比较
比较项目光反应暗反应反应场所叶绿体基粒叶绿体基质能量变化光能→电能活跃化学能→稳定化学能电能→活跃化学能物质变化H2O→[H]+O2CO2+NADPH+ATP→NADP++H++2e→NADPH(CH2O)+ADP+Pi+NADP++H2OATP+Pi→ATP反应物H2O、ADP、Pi、NADP+CO2、ATP、NADPH反应产物O2、ATP、NADPH(CH2O)、ADP、Pi、NADP+、H2O反应条件需光不需光反应性质光化学反应(快)酶促反应(慢)反应时间有光时(自然状态下,无光反应产物暗反应也不能进行)2.7C3植物和C4植物光合作用的比较
C3植物C4植物光反应叶肉细胞的叶绿体基粒叶肉细胞的叶绿体基粒暗反应叶肉细胞的叶绿体基质维管束鞘细胞的叶绿体基质CO2固定仅有C3途径C4途径→C3途径
2.8C4植物与C3植物的鉴别方法
方法原理条件和过程现象和指标结论生理在强光照、干旱、高生长状况:学方温、低CO正常生长2时,C4或正常生长:C4植物法植物能进行光合作枯萎死亡:C3植物用,C3植物不能。密闭、强光照、干旱、枯萎死亡高温形态过叶脉横切,装片①是否有两圈花细学方维管束鞘的结构差胞围成环状结构是:C4植物法异②鞘细胞是否含叶否:C3植物绿体①合成淀粉的场所出现蓝色:叶片脱绿→加碘→①蓝色出现在维管出现①现象时:化学不同过叶脉横切→制片束鞘细胞C4植物方法②酒精溶解叶绿素→观察②蓝色出现在叶肉出现②现象时:③淀粉遇面碘变蓝细胞C3植物2.9C4植物中C4途径与C3途径的关
2.10C4植物比C3植物C4植物11
草酰CO
植物光合作用强的原因结构原因:以育不良,无花环型结构,无维管束鞘细胞的结构叶绿体。光合作用在叶肉细胞进行,淀粉积累,影响光合效率。生理原因:PEP羧化酶磷酸核酮糖羧化酶
只有磷酸核酮糖羧化酶。磷酸核酮糖羧化酶与CO2亲和力弱,不能利用低CO2。发育良好,花环型,叶绿体大。暗反应在此进行。有利于产物运输,光合效率高。两种酶均有。PEP羧化酶与CO2亲和力大,利用低CO2能力强。2.11光能利用率与光合作用效率的关系
光合作用制造的有机物所含的能量光能利用率=概念光合作用效率=照在该地面的总的光能光合作用制造的有机物所含的能量光合作用吸收的光能照在地面上的总能量中被转移的能量参与光合作用的能量中被转移的能量去向热能损失
光能损失→荧光、磷光
光能→电能→化学能(贮存)
延长光合作用时间关系提高光能利用率增加光合作用面积提高光合作用效率控制光照强弱二氧化碳供应必需矿质元素供应
2.12影响光合作用的外界因素与提高光能利用率的关系
延长光合作用时间增加光合作用面积提高复种指数:改一年一季为一年多季合理密植
套种(不同时播种)、间作(同时播种)因地制宜:阳生植物种阳地
阴生植物种阴地
光质影响:蓝紫光照,蛋白质和脂类多红光照,糖类增多
通风透光,增施农家肥;人工增CO2(温室)N:
ATP、NADP+的成分P:
K:糖类的合成和运输Mg:叶绿素的成分12
提高光能利用率温度控制光照强弱光
增加二氧化碳供应CO2必需矿质元素供应矿物质影响光合作用的外界因素水
2.13光合作用实验的常用方法
可同时使用
半叶法(遮盖法)光合作用产生淀粉割主叶脉法密封法验证(探索)光合作用需CO2并放O2、光强的影响验证(探索)光合作用中物质的转变打孔法(抽气法)光质对光合作用的影响同位素标记法
分光法2.14植物对水分的吸收和利用
2.14.1植物对水分的吸收
吸胀吸水液泡尚未形成或消失通过亲水物质的亲水性吸水水吸水原理主要由成熟细胞的中央液泡构成渗透系统分通过渗透作用吸水
的吸收渗透系统隔着半透膜的两种溶液构成的体系①具有半透膜渗透吸水发生条件②膜两侧溶液具有浓度差
渗透压溶液与纯水达平衡时,溶液一方所承受的外压差。
植物细胞构原生质层由细胞膜、液泡膜、两膜之间的细胞质构成看作一层半透膜(本质是选择透过性)成渗透系统两个系统①植物细胞与土壤溶液之间构成②每两个植物细胞之间构成
2.14.3半透膜与选择透过性膜的区别与联系
13扩散
概念性质状态材料物质运动方向功能共同点
半透膜小分子、离子能透过,大分子不能透过半透性(存在微孔,取决于孔的大小)活或死合成材料或生物材料不由膜决定,取决于物质密度渗透作用选择透过性膜水自由通过,被选择的离子和其它小分子可以通过,大分子和颗粒不能通过选择透过性(生物分子组成,取决于脂质、蛋白质和ATP)活生物膜(磷脂和蛋白质构成的膜)水和亲脂小分子:不由膜决定,取决于物质密度离子和其它小分子:膜上载体(蛋白质)决定渗透作用和其它更多的生命活动功能水自由通过,大分子和颗粒都不能通过2.14.4植物体内水分的运输
方向水分的运输导管运输动力根压导致吐水现象向上:根→茎→叶蒸腾作用产生蒸腾拉力
2.14.5植物体内水分的利用和散失
利用水分散失蒸腾作用绝大部分水分通过蒸腾作用散失
①根持续吸水的动力②物质运输的载体③降低叶片温度1-5%参与光合作用、呼吸作用等生命活动
2.15植物体内的化学元素(1)生理意义植物体有机物90%水分(10-95%)干物质(5-90%)无机盐10%燃烧小部分NC、H、O、N、S形成气体:CO2、CO、N2、NH3、H2O和氮氧化物等。少量硫形成H2S、SO2等。大部分S挥发部分灰分元素全部P全部金属元素14概念载体的种类与数量选择性吸收除C、H、O外由根系吸收的元素(N放在矿质元素中讨论)
2.17生物固氮
概念将大气氮还原成的过程(N2)NH3固氮过程固氮酶N2+e+H++ATP→NH3+ADP+Pi(选学)生物固氮种固氮原因及条件类共生固氮类自生固氮类代谢类型同化异化常见类型在生态系统中的作用意义①为绿色植物提供氮素营养②对自然界氮循环有重要作用固氮微生物的种类固氮基因(固氮酶)与豆科植物共生时异养需氧根瘤菌(6种)消费者(大豆、菜豆、(取食于活的豌豆、苜蓿、羽生物体)扇豆、三叶草)固氮蓝藻(念珠藻)圆褐固氮菌黄色分支杆菌生产者分解者(腐生生活)2.18氮循环
大气固氮
NO3-
工业固氮脲酶尿素氮盐2.19三类微生物在自然界氮循环中的作用
酶NH3→NO2-、NO3-
固氮酶
N2→NH3固氮微生物(N2循环)硝化细菌15
Ⅱ动物与微生物代谢部分:三大类营养代谢、细胞呼吸、代谢基本类型、微生物类群、
自养独立生活异养氮素化肥注意:不同的根瘤菌具有共生专一性。如蚕豆根瘤菌与蚕豆、豌豆、豇豆共生;大豆根瘤菌只能与大豆共生。
硝化细菌NO2-、NO3-生物固氮NH3-大气氮库(N2)N2反硝化细菌尿素脲酶消费者分解者生产者遗体酶
反硝化细菌NO2-、NO3-→N
微生物的营养代谢与生长、发酵工程简介
2.20人和动物体内三大营养物质的代谢
氧化CO2+H2O+能量合成肝糖元淀粉葡萄糖分解合成肌糖元转变脂肪、某些氨基酸储存皮下结缔组织、肠系膜脂肪转变糖元分解甘油、脂肪酸氧化CO2+H2O+能量合成各种组织蛋白、酶及激素等转氨基新的氨基酸蛋白质氨基酸含氮部分NH转变3尿素脱氨基分解CO2+H2O+能量不含氮部分转变糖类、脂肪2.21人体的必需氨基酸不同种动物有不同的必需氨基酸苯丙氨酸.种类12种..缬氨酸赖..氨酸异亮非必需氨基酸概念在人和动物体细胞内能够合成的氨基酸色.氨酸.氨酸.苏..氨酸亮氨酸甲硫氨酸必需氨基酸概念不能在人和动物体细胞内合成,只能从食物中获得的氨基酸称为必需氨基酸
种类(8种)助记词苯丙赖色亮,缬亮苏甲硫(本秉赖色亮,谢亮输贾刘)2.24有氧呼吸与无氧呼吸的比较16
比较项目有氧呼吸无氧呼吸反应场所真核细胞:细胞质基质,主要在线粒体原核细胞:细胞基质(含有氧呼吸酶系)细胞质基质反应条件需氧不需氧反应产物终产物(CO2、H2O)、能量中间产物(酒精、乳酸、甲烷等)、能量产能多少多,生成大量ATP少,生成少量ATP共同点氧化分解有机物,释放能量
2.25呼吸作用产生的能量的利用情况
呼吸类型被分解的有机物储存的能量释放的能量可利用的能量能量利用率有氧呼吸无氧呼吸1mol葡萄糖2870kJ2870kJ1165kJ40.59%2870kJ196.65kJ61.08kJ2.13%注:无氧呼吸释放的能量值为分解为乳酸时的值。不同的无氧呼吸类型释放的能量可能稍有不同。
2.26新陈代谢的类型
红螺细菌有光时:自养生活(进行光合作用,但供氢体不是水,而是有机物)无光时:异养生活
兼性营养型光能自养型光合作用绿色植物光合细菌同自养型化化能自养型化能合成作用硝化细菌类特新型殊陈基异养型绝大多数动物,腐生的真菌,大多数细菌类代本型谢类类型型异需氧型多数动植物
化类型一些细菌(如光合细菌,供氢体不是水,不放O2)厌氧型蛔虫等
兼性厌氧型酵母菌有氧时:有氧呼吸无氧时:无氧呼吸
2.27微生物的类群
形态杆形、球形、螺旋形(弧形)
细胞壁基本结构细胞膜
细胞质(仅有核糖体)结构核区(环状DNA)细菌特殊结构质粒、荚膜、鞭毛、芽孢、
繁殖二分裂(有17DNA的复制和平分)
原概念细菌在固体培养基上繁殖
形成的细菌子细胞群体核菌落细大小、形状、颜色、
2.28微生物的营养
水无机盐无机碳源碳源营养素无机氮源氮源提供氮素营养有机氮源尿素、牛肉膏、蛋白胨等N2、硝酸盐、铵盐等提供碳素营养有机碳源糖、脂、石油等CO2、NaHCO3等生长因子微生物生长不可缺少的微量有机物(包括维生素、氨基酸、碱基等)微生物的营养目的要明确根据培养种类、培养目的选择原材料营养要协调注意营养物质的浓度和比例配制原则(三要原则)碳氮比最重要C/N=4:有利于繁殖;C/N=3:有利于产谷氨酸培养基种类用途pH要适宜细菌:pH=6.57.5放线菌:pH=7.58.5真菌:pH=5.06.0特点加凝固剂不加凝固剂成分明确天然成分功能分离、鉴定观察、保藏工业生产分类、鉴定工业生产种类物理半固体培养基性质液体培养基化学合成培养基成分天然培养基选择培养基鉴别培养基固体培养基加抑制剂(如青霉素)加特殊C源或N源选择、分离不加某物质(如N源)加指示剂或药品鉴别
182.29微生物的代谢微生物的代谢
概念微生物自身生长繁殖必需的物质初级代谢产物不断产生特点代谢产物产物氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素或积累或排除概念对自身生长繁殖非必需的物质次级代谢产物产物抗生素、毒素、激素、色素酶合成调节分解葡萄组成酶一直存在,只受遗传控制的酶糖的酶诱导酶受环境中某物质的诱导产生分解乳糖的酶大肠杆菌代谢调节同时存在密切配合协调作用概念酶活性调节“好酶知时节,当需乃发生”2.30微生物的生长
时期调整期微生物群体生长的规律对数期稳定期衰亡期特点菌体不增殖,代谢活跃,体积增大以2n形式增长,代谢旺盛生死平衡,活菌数最多,芽孢形成死亡加速,形态多样,细胞裂解作菌种和科研材料收获菌体和代谢产物作用
通过改变酶的催化活性,来调节代谢速率谷氨酸脱氢酶受谷氨酸原理负反馈:酶催化的产物增多抑制酶的活性产量的调节基因诱变高产赖氨酸的黄色短杆菌代谢的人工控制改变遗传特性转基因基因工程人胰岛素控制发酵条件改变细胞膜的通透性,即时输出代谢产物,解除对酶的抑制微生物的生长温度最适生长温度:2537℃影响微生物生长的环境因素pH氧超过:蛋白质和核酸不可逆破坏(最适pH见前)超过:影响酶活性和细胞膜稳定性需氧或不需氧
2.31微生物的生长曲线与生长速率的关系
菌体数目2kk注意
abcd时间
2.32发酵工程简介
发酵工程
概念采用现代工程技术手段,利用微生物某些特定功能,为人类生产有用产品;或者直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。
基因诱变传统,常用。
(lg)0生长速率=繁殖率死亡率
生长速率0abcd时间
说明a:调整期b:对数期c:稳定期d:衰亡期菌种选育培养基配制灭菌内容基因工程细胞工程细胞融合(三要原则)
改变原来基因转基因
工程菌(工程细胞)
一般步骤:配制调→pH→分装→灭菌
严格杀灭培养基和发酵设备中的各种微生物,保证菌种是单一纯种
选育的良种要经多次扩大培养,才能满足大规模生产需要
扩大培养与接种发酵过程①检测菌体数目和产物浓度。②添加培养基组成。
③严格控制发酵条件(温度、pH、溶氧、通气量、转速)
代谢产物蒸馏、萃取、离子交换等方法提取
应用分离提纯产品菌体本身过滤、沉淀等方法分离
医药工业上的应用生产抗生素、维生素、动物激素、氨基酸、核苷酸等
生产传统发酵产品生产食品添加剂开发人类新食源20
啤酒、果酒、食醋等酸味剂、鲜味剂、甜味剂、色素单细胞蛋白、真菌蛋白等新食品
食品工业上的应用
第三单元生命活动的调节
(包括植物调节、体液调节、神经调节、内环境与稳态、水盐调节、血糖调节、体温调节、免疫)
3.1植物生命活动调节激素调节
向性运动植物体受到单一方向外界刺激而引起的定向运动是植物对于外界环境的适应性发现产生分布运输(略)主要在叶原基、嫩叶和发育的种子大多集中在胚芽鞘、分生组织、形成层及发育的种子和子房只能由形态学上端向形态学下端运输,不能倒过来运输促进生长生理作用抑制生长既能促进生长,又能抑制生长既能促进发芽,又能抑制发芽既能保花保果,又能疏花疏果生长素植物的器官的种类取决于生长素浓度促进生长0根芽茎两重性抑制生长植物激素调节10-1010-810-610-410-2浓度/molL-11促进插枝生根促进应用抑制促进果实发育防止落花落果抑制顶端优势生长素类似物浸泡插枝下端发根增多涂抹未受粉柱头涂抹未受粉柱头无籽番茄喷洒植株(棉花)保蕾保铃除草疏花疏果赤霉素促进生长其他激素细胞分裂素存在于分裂部位。促进细胞分裂、分化脱落酸促进叶片脱落乙烯促进果实成熟21
3.2人和高等动物的体液调节
人和高等动物的体液调节内分泌腺激素名称促甲状腺激素释放激素下丘脑促性腺激素释放激素抗利尿激素促甲状腺激素垂体促性腺激素生长激素催乳素主要生理功能促进垂体合成和分泌促甲状腺激素促进垂体合成和分泌促性腺激素减少排尿促进甲状腺生长发育和调节其合成与分泌促进性腺生长发育和调节其合成与分泌促进生长,主要促进骨生长和蛋白质合成促进乳腺发育与泌乳及嗉囊分泌鸽乳促进新陈代谢(促进氧化分解)、促进生长发育(包括神经)、提高神经系统兴奋性升血糖(促进肝元糖分解)促进肾小管吸Na+泌K+升血糖(强烈促进肝元糖分解和非糖转化)促进肝(肌)糖元合成激素的种类和作用甲状腺甲状腺激素肾上腺素醛固酮胰高血糖素肾上腺A细胞胰岛B细胞胰岛素睾丸雄激素性卵巢激素卵巢孕激素雌激素降血糖减少来源促进葡萄糖氧化分解促进转变成脂肪抑制肝糖抑制元分解增加去路抑制非糖物质转化促进雄性生殖器官的发育和精子生成,激发并维持雄性第二性征促进雌性生殖器官的发育和卵子生成,激发并维持雌性第二性征,激发并维持正常性周期促进子宫内膜和乳腺生长发育,为受精卵着床和泌乳准备条件激素调节性腺调节内分泌的中枢下丘脑寒冷紧张下丘脑甲状腺激素协同作用增强效应生长激素(-)激素分泌的调节反馈调节促甲状腺激素释放激素(+)(-)垂体促甲状腺激素(+)甲状腺甲状腺激素
其他化学物质的调节相关激素间的作用胰岛素胰高血糖素拮抗作用对抗效应如CO2对呼吸频率的调节等
3.3神经调节概念由神经系统对体内外刺激所作的规律性反应非条件反射遗传获得的先天性反射生活中学习获得的后天性反射感受器传入神经分类基本方式反射条件反射结构基础反射弧神经中枢传出神经神经纤维上的传导双向传导从兴奋点开始效应器刺激神经调节兴奋的传导++++++++----++++++++--------++++----------------++++--------++++++++----++++++++高级神经中枢的调节细胞间的传导单向传导由前一个神经元传向后一个神经元传导方向高级神经中枢大脑皮层中央前回驱体运动中枢交叉支配倒置投射左侧中枢支配右侧驱体右侧中枢支配左侧驱体顶部中枢支配足部运动颞部中枢支配头部运动运动性失语感觉性失语S区运动性语言中枢(说话中枢)语言中枢H区感觉性语言中枢(听话中枢)23
3.4动物行为产生的生理基础
性激素求偶行为照顾幼仔行为激素调节与行为催乳素甲状腺激素影响活动、食欲等趋性先天性行为对环境刺激的定向反应膝跳反射、搔扒反射吸吮反射、眨眼反射由一系列非条件反射按顺序连锁发生构成动物行为产生的生理基础非条件反射本能3.5内环境与物质交换
内环境与物质交换概念稳态内环境的理化性质保持相对稳定的状态内环境细胞内液体液细胞外液血浆淋巴组织液细胞液神经调节与行为后天性行为pH印随模仿条件反射判断推理(包括pH、参透压、温度、血糖浓度等等)决定性作用生活体验和学习血浆中碱性物质增多时血浆中酸性物质增多时的相对稳定Na2CO3乳酸+缓冲物质H2CO3+NaHCO3缓冲物质多余的H2CO3生成CO2和H2O多余的NaHCO3H2CO3增高时NaHCO3增高时由肾脏排出体外养料、O2物质交换24废物、CO
3.6水、钠、钾的来源与去向
水、钠、钾的来源与去向
H2O来源(mL)来自饮水来自食物来自代谢1300900300去向(mL)由肾排出由皮肤排出由肺排出由大肠排出1500500400100共计2500共计2500食物中的Na+Na+汗Na+皮肤人体肾脏大肠便Na+食物中的K+K+尿Na+诊断某些疾病的指标消化道中的K+便K+吸收血K+排出尿K+多吃多排少吃少排不吃也排组织液中的K+细胞中的K+25
3.7水盐平衡的调节
饮水不足、失水过多、食物过咸细胞外液渗透压升高神经调节下丘脑渗透压感受器激素调节大脑皮层垂体后叶释放水盐平衡的调节抗利尿激素产生渴觉+肾小管、集合管重吸收水血钾升高直接刺激血钠降低饮水增加尿量减少细胞外液渗透压下降+肾上腺+醛固酮+分泌K+重吸收Na+咏下丘脑下丘脑下丘脑产生激素真不少通过垂体控性甲有种激素抗利尿
体温调节是中枢血糖平衡功不小水盐代谢没有它什么事都做不了
263.8血糖平衡的调节
下丘脑另一区域(+)(+)胰岛B细胞血糖升高(+)肾上腺素肾上腺神经调节(-)胰岛素分泌增加(+)胰岛A细胞(+)血糖降低(+)胰高血糖素分泌增加激素调节3.9体温的调节
寒冷炎热冷觉感受器皮肤肾上腺肾上腺素血管收缩汗腺不排汗立毛肌收缩代谢增强散热减少下丘脑某一区域温觉感受器下丘脑体温调节中枢下丘脑皮肤垂体血管扩张甲状腺汗腺排汗甲状腺激素散热增加产热增加体温恒定27
3.10免疫概述
概念机体特殊的保护性生理功能。通过识别“自己”与“非已”,以维持机体内环境的平衡与稳定。概念免疫概述非特异性免疫组成分类概念特异性免疫组成第三道防线细胞免疫骨髓免疫器官中枢淋巴组织及器官胸腺淋巴结免疫组织免疫系统吞噬细胞免疫细胞淋巴细胞B细胞免疫分子淋巴细胞起源增殖分化对所有病原体的防御能力第一道防线皮肤及黏膜的屏障作用体液中的杀菌物质吞噬细胞的吞噬作用第二道防线对特殊病原体的防御能力体液免疫3.10免疫系统的组成与淋巴细胞的起源外周淋巴组织及器官脾脏扁桃体T细胞抗体、淋巴因子(白细胞介素、干扰素等)效应B细胞B细胞少部分进入造血干细胞大部分死亡血液循环胸腺中的增殖分化造血干细胞T细胞淋巴结脾脏扁桃体记忆细胞抗原刺激后效应T细胞记忆细胞28
3.11抗原与抗体
抗原抗体概念能与B细胞受体、T细胞受体及抗体结合,具有启动免疫应答潜能的物质
异物性机体以外的物质。或机体内的隔离物质或已发生改变的自身物质
性质大分子性相对分子质量大于10000的物质。蛋白质、脂多糖、多糖等特异性只与相应的抗体或效应T细胞发生特异性结合。取决于抗原决定簇
概念抗原决定簇特点抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团是免疫细胞识别抗原的重要依据
①一种抗原可含有多种抗原决定族
②不同种抗原可含有相同或相似的抗原决定族③一个B细胞只接受一种抗原决定族的刺激④每一种抗原决定族只引起产生一种特定的抗体
特异结合刺激产生
概念特点B细胞识别抗原后经分裂增殖形成的效应B细胞所产生的一种球蛋白①能与相应的抗原特异性结合,从而清除抗原②存在于血浆、组织液和淋巴中
3.12体液免疫和细胞免疫
体液免疫细胞免疫效应阶段抗体与病原体(抗原)结合防止病原体感染降低病毒侵染力病原体再次入侵记忆细胞增殖分化再次刺激反应阶段抗体效应B细胞增殖分化感应阶段反应阶段效应阶段直接刺激病原体吞噬细胞抗原T细胞抗原B细胞增殖分化(+)白细胞介素-2记忆细胞增殖分化再次刺激效应T细胞释放淋巴因子宿主细胞裂解死亡病原体侵入宿主细胞后宿主细胞溶酶体酶激活29
与宿主细胞密切接触
3.13免疫失调引起的疾病
免疫失调引起的疾病概念特点过敏反应再次刺激刺激吸附已免疫过的机体在再次接触相同物质刺激时所发生的以机体生理功能紊乱为主的特异性免疫反应发作迅速、反应强烈、消退较快。无后遗症、有遗传倾向和个体差异过敏原效应B细胞抗体某些细胞再次刺激时释放毛细血管扩张、血管通透性增强平滑肌收缩、腺体分泌增加活性物质全身性过敏反应呼吸道过敏反应消化道过敏反应皮肤过敏反应自身免疫导致免疫系统对自身成分发生免疫应答的现象概念由自身免疫而导致的机体的疾病状态。由于自身组织和细胞不易被清除,机体不断受攻击,结果进入疾病状态自身免疫疾病器官特异性自身免疫疾病病变局限于某一器官酿脓链球菌的一种抗原决定族与心脏瓣细胞的某种物质相似风湿性心脏病风湿性关节炎全身性(系统性)自身免疫疾病系统性红斑狼疮概念免疫缺陷病遗传性(先天性)免疫缺陷病获得性(后天性)免疫缺陷病30
病变见于多种器官和结缔组织累及多器官:关节痛、皮肤红斑、脱发、白细胞减少机体免疫功能不足或缺乏而引起的疾病原发性B细胞缺陷病(伴X隐性遗传)AIDS病(HIV主要攻击T细胞)
3.13免疫学的应用(选学)
免疫学的应用免疫预防免疫治疗移植免疫
灭活死疫苗(脊髓灰质炎疫苗)人工主动免疫注射抗原减毒活疫苗(卡介苗、牛痘苗)类毒素(白喉疫苗、破伤风疫苗)抗毒素(免疫动物后获得的抗体)人工被动免疫注射抗体人免疫球蛋白制剂(抗乙肝病毒免疫球蛋白)细胞因子制剂(新型制剂)单抗制剂输入免疫物质(抗体、胸腺素、淋巴因子)或药物调整病人的免疫功能,从而治疗疾病组织相容性抗原(HLA)是否一致,关系到器官移植的成败你知道吗缺氧引起脑水肿的原因①细胞内水肿:供氧不足→ATP减少→胞内Na+转运下降→胞内渗透压升高→细胞吸水增加→细胞内水肿②细胞外水肿:血浆缺氧→毛细血管扩张→通透性升高→血浆物质滤出→组织液增多→细胞外水肿第四单元生物的生殖与发育(包括生殖的种类、动物生殖细胞的生成、植物的个体发育、动物的个体发育)
4.1生殖的类型生殖的类型生殖方式分裂生殖出芽生殖概念由一个生物体直接分裂成两个新个体母体产生无性生殖细胞孢子,由孢子萌发成新个体高等植物的营养器官(根、茎、叶)与母体脱落后,发育成新个体举例变形虫、细菌真菌(青霉)低等植物(衣藻)马铃薯的块茎草莓的匍匐茎在母体的一定部位长出芽体(新个体)酵母菌、水螅无性生殖孢子生殖营养生殖注:植物组织培养是人工进行的植物无性繁殖方式。
有性生殖
概念由亲体产生有性生殖细胞配子,由配子两两结合形成合子,再由合子发育成新个体的过程的生殖方式同配生殖配子形态大小相同(同型配子)
4.2动物有性生殖细胞的形成(没有交换)
精子的形成A‘A‘BBB‘AA‘B精原细胞(2N=4)复制AA‘BB‘AB‘AB‘一种类型初级精母细胞(2N=4)次级精母细胞(N=2)一种类型精子(N=2)共两种精子有性生殖细胞的形成精细胞(N=2)卵细胞的形成4.3减数分裂中非姐妹染色单体的交叉互换四分体时期四分体A‘B‘A‘B复制AA‘B初级卵母细胞(2N=4)BB‘A次级卵母细胞(N=2)A卵细胞(N=2)B‘B‘BA第一极体(N=2)卵原细胞(2N=4)交叉互换初级精母细胞次级精母细胞精细胞
32第二极体(N=2)一种卵细胞四种精子(一种卵细胞)
4.4减数分裂中染色体行为及数目与配子类型的关系
非姐妹染色单体不发生交叉互换1、由于同源染色体分离,非同源染色体在配子中进行自由组合,所以形成不同种类的配子2、配子(精子、卵)种数等于组合数配子种数=2n(n为同源染色体对数)3、组合数又与同源染色体的对数有关4、每一个精原细胞分裂都只形成两种精子与同源染色体对数无关5、每一个卵原细胞分裂都只形成一种卵子6、要产生2n种精子至少需要2n-1个精原细胞参与减数分裂7、要产生2n种卵细胞至少需要2n个卵原细胞参与减数分裂①当m<2n-1,则生成的精子类型最多为2m
4.6被子植物的个体发育
子房提供生长素子胚胚胚叶芽轴根胚顶细胞受精卵有丝分裂多次分裂球状胚体多次分裂供给营养植株果实基细胞几次分裂胚柄消失胚珠受精极核多次分裂种子胚乳细胞或者消失胚乳4.7动物的个体发育
卵裂受精卵胚胎发育胚后发育幼体外胚层分化分化珠被种皮表皮及其附属结构神经系统、感觉器官骨骼、肌肉及循环、排泄、生殖系统等肝脏、胰脏等腺体消化道、呼吸道上皮囊胚原肠胚中胚层分化幼体内胚层分化爬行类、鸟类、哺乳类和人类在胚胎发育的早期形成羊膜,内有羊水,为胚胎发育提供水环境,防止震动、保护胚胎。幼体与成体相似直接发育成体幼体与成体不同变态发育你知道吗判断必需矿质元素的标准是①不可缺少性:缺乏不能完成生活史②不可替代性:有专一缺乏症,加入其它元素不可替代③直接功能性:直接影响,不是通过影响土壤、微生物等的间接作用
第五单元生物的遗传、变异与进化
(包括遗传的物质基础、遗传规律、伴性遗传、细胞质遗传、基因突变、染色体变异、现代进化理论)
5.1证明DNA是遗传物质的实验(1)肺炎双球菌的转化实验
艾弗里的实验35
结论DNA是“转化因子”,即遗传物质R型(无毒)R型(无毒)活S型(有毒)R型(无毒)R型(无毒)分离R型(无毒)培养死亡活S型死S型注射注射活R型(无毒)注射死亡第一组注射健康第二组活S型(有毒)第三组死S型(加热)健康第四组+活R型注射死亡分离,使R型细菌转化成S细菌设想在死S细菌中存在某种“转化因子”格里菲思实验DNA加入R型S型蛋白质或加入荚膜多糖培养DNA加DNA酶加入培养
5.2证明DNA是遗传物质的实验(2)T2噬菌体感染细菌实验
加入培养标记的噬菌体大肠杆菌培养液标记的噬菌体加入培养说明3532搅拌离心含放射性35S不含放射性SP新形成的噬菌使在细菌感染体外的噬菌体分离检测上清液和沉淀物中的放射性体没检测到35S搅拌离心不含放射性含放射性32P实线表示不带放射性虚线表示带放射性新形成的噬菌体检测到32P5.3证明RNA是遗传物质的实验烟草花叶病毒的感染实验
蛋白质RNA烟草花叶病毒(TMV)感染烟叶花叶病感染蛋白质分离感染烟叶健康TMVRNA烟叶感染花叶病+RNA酶烟叶36
健康
5.4DNA是遗传物质的理论证据(遗传物质的必备条件)
1、稳定性2、连续性分子结构相对稳定能够自我复制,使前后代保持一定的连续性能够控制生物的性状和新陈代谢能够产生可遗传的变异能够贮藏大量遗传信息理论证据3、控制性4、变异性5、信息性5.5核酸是生物的遗传物质
1、核酸是一切生物的遗传物质5.6DNA的组成单位、分子结构和结构特点
氢键5’端GC磷酸脱氧核苷酸3’端基本组成单位2、DNA是主要的遗传物质3、含DNA的生物DNA是遗传物质,RNA不是4、不含DNA的生物(RNA病毒)RNA才是遗传物质3’端TA脱氧核糖碱基AT脱氧核苷CG5’端DNA的分子结构
3712345678单脱氧核苷酸经磷酸二酯键连接成脱氧核苷酸长链两条脱氧核苷酸长链反向平行由氢键连接成双链DNA分子双链结构的外侧由磷酸和脱氧核糖交替排列形成骨架,碱基排在双链的内侧碱基遵循碱基互补配对原则进行配对,碱基对由氢键连接起来。即:GC;AT。两条链向右旋转形成规则的双螺旋结构一条链的碱基排列顺序一旦确定,另一条链的碱基排列顺序也随之确定理论上链上碱基的排列顺序是任意的,这构成了DNA分子的多样性4n种
DNA的碱基排列顺序贮藏着生物遗传信息,DNA分子的多样性是生物多样的根源DNA分子的结构特点5.7由碱基互补配对原则引起的碱基间关系
A=A1+A2T=T1+T2G=G1+G2C=C1+C2A+G=T+CA+C=T+G(AC)(AG)1A=TG=CA1=T2G1=C2A2=T1G2=C1(TC)1(TG)1基本关系2(A1G1)m(T1C1)(T2C2)m(A2G2)(A2G2)1(T2C2)m3(A1T1)n(G1C1)A2T2)n(G2C2)(G2C2)1(A2T2)nA21T2wA2无法计算G2G1rC1T1tC138
45A1wT1A1sG1G21C2rT2无法计算C2根据第一链计算第二链
5.8DNA分子的复制
3’端
解旋方向
5’端
亲代(0代)
32P
ACGT
复制TGCA
(半保留复制)
32P
子代DNA分子中含亲代链的比例
子代DNA链中含亲代链的比例
5’端3’端3’端5’端3’端5’端5’端3’端5’端3’端
1代2代32n代P32PACGTTGCAPACGTTGCA31P31ACGTTGCA31P31PACGTTGCAPACGTTGCA31P32ACGTTGCA32P1/2n-11/2n11/21/21/45.9DNA半保留复制的实验证明
亲代15Ⅱ代
半重半轻
Ⅰ代N(重链)15全重15N(重链)14全轻
N(轻链)N(重链)半重半轻
从每一代DNA分子中取等量的DNA进行氯化铯密度梯度离心低氯化铯密度高39
轻带中间带重带
DNA带
5.10基因的结构及控制蛋白质的合成
原核生物基因的结构非编码区编码区非编码区RNA聚合酶结合位点放大基因(编码区)ACGTACGTACGTTGCATGCATGCA转录转录mRNAACGUACGUACGUUGCAUGCAUGCAtRNA翻译蛋白质(多肽)苏酪缬精基因控制蛋白质的合成真核生物基因的结构非编码区ARNA聚合酶结合位点外显子B内含子编码区C外显子D内含子E外显子非编码区转录初级RNAABCDE加工AmRNACE基因控制蛋白质的合成翻译蛋白质(多肽)40
5.11染色体组与基因组比较
染色体组概念基因组单倍体基因组原核生物基因组线粒体基因组叶绿体基因组区别与联系概念正常配子中的全部染色体数称为一个染色体组,用N表示某生物DNA分子所携带的全部遗传信息叫基因组。包括核基因组和质基因组(线料体基因组和叶绿体基因组)有性别生物:N+1(N个DNA+1个性染色体DNA组成)无性别生物:N(N个DNA分子组成)一个DNA分子组成(或加上质粒DNA)线粒体中一个DNA分子所携带的遗传信息(见后述)叶绿体中一个DNA分子所携带的遗传信息示例果蝇:N=4人:23+1+线粒体DNA人:23+1玉米:10细菌DNA线粒体DNA叶绿体DNA染色体组由正常配子中的染色体数目构成,只包含一条性染色体基因组由一半常染色体、两条性染色体和细胞质中的DNA分子组成5.12人类基因组研究
5.12.1人类基因组计划(HGP)大事记1985年美国科学家诺贝尔奖获得者杜伯克首先提出了人类基因组计划(HGP)经美国国会批准美国HGP正式启动,预计投资30亿美元,历时15年,在1990年10月1日201*年完成。先后共有美、英、日、法、德、中六国参加,分别负担了其中54%、33%、7%、2.8%、2.2%和1%的研究工作。全球最大的DNA自动测序仪厂家在美国马里兰州罗克威尔设立了Celera(塞莱拉)基因组学公司,声称在3年内完成人类基因组的序列测定,另外有一些私营机构也涉足这一领域,目的都是为了申请专利,垄断人类基因信息资源。至此形成公私两大阵营。人类基因组计划的公立阵营宣布提前于201*年完成人类基因组的工作草图,整个终图的完成期将从201*提前到201*年。我国搭上基因组研究的末班车,加入该计划并负责3号染色体上3000万个碱基对的测序工作,成为参与人类基因组计划唯一的发展中国家。这1%的测序任务,带给中国的利益是长远的,我们不仅因此可以分享整个计划的成果,拥有相关事务的发言权,而且建立了自己的研究队伍,技术水平走在了世界的前列。美国总统克林顿和英国首相贝理雅发表联合声明,呼吁将人类基因组研究成果公开,以便世界各国的科学家都能自由地使用这些成果。中国科学家按照国际人类基因组计划的部署,完成了百分之一人类基因组的“工作框架图”。人类基因组计划公立阵营在当日出版的《自然》杂志公布人类基因组测序草图。1998年5月1998年10月人类基因1999年9月组计划大201*年3月14日事记201*年4月底201*年6月26日美国白宫召开会议,宣布人类基因组“工作框架图”完成。201*年2月15日201*年2月16日塞莱拉公司在当日出版的《科学》杂志上公布人类基因组测序草图。美国和英国科学家在英国《自然》杂志网络版上发表了人类最后一个染色体1号染色体的基因测序。科学家不止一次宣布人类基因组计划完工,201*年5月18日但推出的均不是全本,这一次杀青的“生命之书”更为精确,覆盖了人类基因组的99.99%。历时16年的人类基因组计划书写完了最后一个章节。41
5.12.2人类基因组计划(HGP)的主要内容又称连锁图,它是以具有遗传多态性(在一个遗传位点上具有一个以上的等位基因,在群体中的出现频率皆高于1%)的遗传标记为“路标”,以遗传学距离(在减数分裂事件中两个位点之间进行交换、重组的百分率,1%的重组率称为1cM(厘摩))为图距的基因组图。遗传图的建立为基因识别和完成基因定位创造了条件。意义:6000多个遗传标记已经能够把人的基因组分成6000多个区域,使得连锁分析法可以找到某一致病的或表现型的基因与某一标记邻近(紧密连锁)的证据,这样可把这一基因定位于这一已知区域,再对基因进行分离和研究。对于疾病而言,找基因和分析基因是个关键。物理图是指有关构成基因组的全部基因的排列和间距的信息,它是通过对构成基因组的DNA分子进行测定而绘制的。绘制物理图的目的是把有关基因的遗传信息及其在每条染色体上的相对位置线性而系统地排列出来。DNA物理图是指DNA链的限制性酶切片段的排列顺序,即酶切片段在DNA链上的定位。因限制性内切酶在DNA链上的切口是以特异序列为基础的,核苷酸序列不同的DNA,经酶切后就会产生不同长度的DNA片段,由此而构成独特的酶切图。因此,DNA物理图是DNA分子结构的特征之一。DNA是很大的分子,由限制酶产生的用于测序反应的DNA片段只是其中的极小部分,这些片段在DNA链中所处的位置关系是应该首先解决的问题,故DNA物理图谱是顺序测定的基础,也可理解为指导DNA测序的蓝图。广义地说,DNA测序从物理图制作开始,它是测序工作的第一步。随着遗传图和物理图的完成,测序就成为重中之重的工作。DNA序列分析技术是一个包括制备DNA片段及碱基分析、DNA信息翻译的多阶段的过程。通过测序得到基因组的序列图。遗传图物理图主要内容序列图基因图是在识别基因组所包含的蛋白质编码序列的基础上绘制的结合有关基因序列、位置及表达模式等信息的图谱。在人类基因组中鉴别出占具2%~5%长度的全部基因的位置、结构与功能,最主要的方法是通过基因的表达产物mRNA反追到染色体的位置。其原理是:所有生物性状和疾病都是由结构或功能蛋白质决定的,而已知的所转录图有蛋白质都是由mRNA编码的,这样可以把mRNA通过反转录酶合成cDNA或称作EST(基因图)的部分的cDNA片段,也可根据mRNA的信息人工合成cDNA或cDNA片段,然后,再用这种稳定的cDNA或EST作为“探针”进行分子杂交,鉴别出与转录有关的基因。基因图谱的意义是:在于它能有效地反应在正常或受控条件中表达的全基因的时空图。通过这张图可以了解某一基因在不同时间不同组织、不同水平的表达;也可以了解一种组织中不同时间、不同基因中不同水平的表达,还可以了解某一特定时间、不同组织中的不同基因不同水平的表达。
5.12.3人类与其他物种的基因组比较(大约)物种浆菌肺炎双球菌流感嗜血杆菌大肠杆菌42
碱基对数量580,0002,200,0004,600,0004,600,000基因数量5002,3001,7004,400物种酿酒酵母黑腹果蝇家鼠人类碱基对数量12,000,000180,000,0002,500,000,0003,000,000,000基因数量5,53813,35029,00027,0
5.12.4人类基因组24条染色体上的基因数目和申请的专利数目(截止201*年)染色体编号1号2号3号4号5号6号7号8号9号10号11号12号合计基因数目3,1411,7761,4451,0231,2611,4011,4109521,0861,0421,6261,34717,510累计专利数目5043303072152542252322082331703122523,242染色体编号13号14号15号16号17号18号19号20号21号22号XY合计基因数目4778219151,1391,4714081,7157623571061,0901449,40526,915专利数目971551411923137427017866657201*42,3575,599【说明】目前人们对于基因资源是否应该登记专利仍有争议。由于学术研究并非营利性,因此通常不受这些专利所拘束。此外由于美国政府近年来将专利申请条件提高,因此与DNA有关的专利许可,在201*年之后已逐渐减少。
5.12.5人类基因组研究的意义与展望
123对于各种疾病尤其是对各种遗传病的诊断、治疗具有划时代的意义对于深入了解基因表达的调控机制、细胞的生长、分化和个体发育的机制以及生物进化等也具有重要意义推动生物高新技术的发展,并产生巨大的经济效应你知道吗在人体全部22对常染色体中,1号染色体包含的基因数量最多,达3141个,是平均水平的两倍,共有超过2.23亿个碱基对,破译难度也最大。一个由150名英国和美国科学家组成的团队历时10年,才完成了1号染色体的测序工作。
5.13遗传的中心法则
转录复制DNA逆转录复制RNA翻译蛋白质(性状)
5.14基因工程的基本内容
DNA质粒细胞获取质粒细菌获取DNA目的基因质粒提取目的基因DNA用同一种限制性内切酶切割目的基因DNA连接酶酶目的基因与运载体结合重组质粒将目的基因导入受体细胞DNA重组质粒将目的基因导入受体细胞细胞增殖目的基因的检测和表达
44目的基因产物
5.15基因分离定律中亲本的可能组合及其比数
亲本组合基因型比表现型比AA×AAAA1显性1AA×AaAAAa1∶1显性1AA×aaAa1显性1Aa×AaAAAaaa1∶2∶1显性∶隐性3∶1Aa×aaAaaa1∶1显性∶隐性1∶1aa×aaaa1隐性15.16基因分离定律的特殊形式
特殊形式(一般形式)显性相对性并显性(MN血型)复等位基因遗传显性纯合致死隐性纯合致死单性隐性配子致单性显性配子致死伴性遗传X上的致死效应亲本组合Aa×AaAa×AaLMLN×LMLN子代的基因型比AA∶Aa∶aa=1∶2∶1AA∶Aa∶aa=1∶2∶1LMLM∶LMLN∶LNLN=1∶2∶1子代的表现型比显性∶隐性=3∶1显性∶相对显性∶隐性=1∶2∶1显性①∶并显性∶显性②=1∶2∶1物种中存在三个以上等位基因,而每一个体只含两个等位基因或两个相同的基因,基因之间存在显隐关系或其它关系。如ABO血型的遗传:IA、IB对i为显性,IA对IB并显性。Aa×AaAa×AaAa×AaAa×AaAa∶aa=2∶1AA∶Aa=1∶2AA∶Aa=1∶1Aa∶aa=1∶1显性∶隐性=2∶1显性显性显性∶隐性=1∶1基因在性染色体上,子代表现型与性别有关,形式多样,在后面有专题讨论。见专题5.23(P53)
5.17基因自由组合定律的一般特点
PF1双显AABB×Aabb双隐A显(AAbb)(aaBB)B显AaBb双显F1配子ABF2AbaBab基因型ABAbaBabAABB(双显)AABb(双显)AaBB(双显)AaBb(双显)AABb(双显)AAbb(A显)AaBb(双显)Aabb(A显)AaBB(双显)AaBb(双显)AaBb(双显)Aabb(A显)aaBB(B显)aaBb(B显)aaBb(B显)aabb(双隐)(9种AABB、AABb、AaBB、AaBb、AAbb、aaBB、Aabb、aaBb、aabb)种类4种表现型
比数双显∶A显∶B显∶双隐=9∶3∶3∶1亲本为AABB×aabb时:10/16(9/16+1/16)表现型同亲本亲本为AAbb×aaBB时:6/16(3/16+3/16)45
5.18遗传定律中各种参数的变化规律
遗传定律亲本中包含的包含等相对性位基因状对数的对数12自由组合定律34n1234nF1产生的配子数配子的组合数表现型数F2基因型数性状分离比遗传定律的实质分离定律248162n416642564n248162n3927813n(3∶1)(3∶1)2F1在减数分裂形成配子时,等位基因随同源染色体的分开而分离。F1在减数分裂形成配子(3∶1)3时,等位基因随同源染(3∶1)4色体分离的同时,非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。(3∶1)n5.19自由组合遗传题的快速解法方法一示例
分离定律法①将自由组合定律分解成分离定律②根据亲本的基因型或表现型推出子代基因型概率或表现型概率(或者根据子代的表现型比或基因型比推出亲本的表现型或基因型)③得出最后结果例1基因型为AaBb(甲)和Aabb(乙)的亲本杂交,求子代中同亲本的基因型和表现型的概率AaBb×Aabb解①分解成分离规律的杂交组合Aa×Aa②推出各组合的基因型概率和表现型概率1/4AA1/2Aa1/4aa3/4A显③计算结果:i1/4a隐1/2Bb1/2bb1/2B显1/2b隐Bb×bb子代基因型为AaBb(同亲本甲)的概率是:1/2Aa×1/2Bb=1/4子代基因型为Aabb(同亲本乙)的概率是:1/2Aa×1/2bb=1/4子代基因型同亲本的概率是:1/4+1/4=1/2ii子代表现型同亲本的概率是:(3/4A显×1/2B显)+(3/4A显×1/2b隐)=3/4例2用绿圆豌豆与黄圆豌豆进行杂交,得到子代四种豌豆:黄圆196,黄皱67,绿圆189,绿皱61。写出亲本的基因型。(已知黄受Y、圆受R控制)解①分解成分离定律的子代表现型子代表现型比黄(196+67)∶绿(189+61)=1∶1圆(196+189)∶皱(67+61)=3∶1③得出结果②推出亲本的基因型亲代基因型Yy×yyRr×Rr亲本绿圆豌豆的基因型是yyRr,黄圆豌豆的基因型是YyRr方法二示例解方法三示例解
基因式法①根据亲本和子代的表现型写出亲本和子代的基因式②根据基因式推出基因型(此方法只适于亲本和子代表现型已知且显隐关系已知时)番茄的紫茎(A)对绿茎(a),缺刻叶(B)对马铃薯叶(b)均为显性。亲本紫缺番茄与紫马番茄杂交,子代出现了紫缺、紫马、绿缺、绿马四种番茄。求亲本的基因型和子代的表现型比。①根据亲本和子代的表现型写出亲本和子代的基因式(如图)。基因式紫缺A-B-紫缺A-B-紫马A-bb×紫马A-bb绿缺aaB-绿马aabb(亲本)(子代)基因式②根据基因式推出亲本基因型。由于子代中有隐性个体出现,因此亲本的基因型是AaBb(紫缺)和Aabb(紫马)。③利用分离定律法推出子代表现型比(如图)。3紫1绿1缺1马3紫缺3紫马1绿缺1紫马逆推法①因为子代的表现型比之和就是子代的组合数,所以根据子代的组合数可推出亲本产生的可能的配子种数。②根据亲本可能的配子种数可推出亲本可能的基因型。再根据亲本相关信息最后确定亲本的基因型或表现型。番茄的紫茎(A)对绿茎(a),缺刻叶(B)对马铃薯叶(b)均为显性。亲本紫缺番茄与绿缺番茄杂交,子代出现了3紫缺、1紫马、3绿缺、1绿马四种番茄。求亲本的基因型。①推出亲本产生的可能的配子种数由题意可知,子代的表现型比之和为(3+1+3+1),8种组合数,由此可知亲本产生的配子种类为:一个亲本产生4种配子,另一亲本产生2种配子(因为只能是4种配子与2种配子的组合才有8种组合数,因为一方产生8种配子,另一方产生1种配子的组合不可能)。②推出亲本的基因型要产生4种配子,基因型必为AaBb(双显性)。所以亲本紫缺的基因型为AaBb。另一亲本只产生2种配子,因为表现型为绿缺,那么基因为aaBb。验证不错。①熟练运用三种方法可以进行口算心算,大大提高解题速度。②三种方法中“分离定律法”最适用,适合各种情况。提倡使用该方法。③后两种方法的应用需要一定条件,有一定局限性。注47
5.20自由组合定律中基因的相互作用
作用类型特点举例香豌豆P(白花)CCdd×ccDD(白花)F1CcDd(紫花)F2C-D-(紫花)C-dd(白花)ccD-(白花)ccdd(白花)9/163/163/161/16只有一种显性基因或无显性基因时表现为某一亲本互补的性状,两种显性基因同时作用存在时(纯合或杂合)共同决定新性状。F2表现为9∶7加强作用两种显性基因同时存在时南瓜P(球形)AAbb×aaBB(球形)产生一种新性状,单独存在累加时表现相同性状,没有显性F1AaBb(扁盘形)作用基因时表现为隐性性状。F2A-B-(扁盘)A-bb(球形)aaB-(球形)aabb(长形)F2表现为9∶6∶19/163/163/161/16不同对基因对表现型产生相同影响,有两种显性基因时与只有一种显性基因时重叠表现型相同。没有显性基因作用时表现为隐性性状。F2表现为15∶1一种显性基因抑制了另一种显性基因的表现。显性F2表现为12∶3∶1上位右例中I基因抑制B基因的表现。I决定白色,B决定黑色,但有I时黑色被抑制一对基因中的隐性基因对另一对基因起抑制作用。隐性F2表现为9∶3∶4上位右例中c纯合时,抑制了R和r的表现。显性基因抑制了另一对基因的显性效应,但该基因本身并不决定性状。抑制F2表现为13∶3效应右例中C决定黑色,c决定白色。I为抑制基因,抑制了C基因的表现。荠菜P(三角形果)EEFF×eeff(卵形果)F1F2EeFf(三角形果)E-F-(三角)E-ff(三角)9/163/16eeF-(三角)3/16eeff(卵形)1/16狗P(白色)BBII×bbii(褐色)F1BbIi(白色)F2B-I-(白色)bbI-(白色)B-ii(黑色)bbii(褐色)9/163/163/161/16家鼠PF1(黑色)RRCC×rrcc(白色)RrCc(黑色)抑制作用F2R-C-(黑色)rrC-(浅黄)R-cc(白色)rrcc(白色)9/163/163/161/16家鸡P(白色莱杭)IICC×iicc(白色温德)F1IiCc(白色)F2I-C-(白色)I-cc(白色)iiC-(黑色)iicc(白色)9/163/163/161/16F2表现型比15∶112∶3∶148
作用类型互补作用累加作用
F2表现型比9∶79∶6∶1作用类型重叠作用显性上位作用类型隐性上位抑制效应F2表现型比9∶3∶413∶
5.21杂交育种
5.21.1培育显性基因(A)控制的优良品种
原始材料一对相对性状控制培育目标AaAA连续自交,连续选择,直到基本不发生性状分离育种方法自交过程(原理)杂合体纯合体自交代数0Aa10111111AAAaaa4242211111132AAAAAaaaaa48484441111117Aaaa1aa1aaAAAAAA3168164884881111111111154AAAAAAAAAaaaaaaaaa4816321632168416161111111nn1nAann2AA2aan22222(每代淘汰直到几乎不出现)(每代保留并种植)多对相对性状控制方法同上。纯合更加困难,育种难度大
后代纯合的速率取决于等位基因的对数和自交的代数
2n1r公式x%(n)100%(n表示自交的代数;r表示等位基因对数)
25.21.2培育隐性基因(a)控制的优良品种
原始材料培育目标育种方法Aaaa
AA自交,选择aa
Aa淘汰49
Aa×aa保留推广
5.22人类的X染色体与Y染色体
眼白化Xg血型磷皮病X的非同源部分血友病长毛耳性Y的非同源部分红色盲睾丸决定因子染色巴氏小体:体的总色盲失活浓缩的X染色体,通过染结X和Y的同源部分色后可见,女性一个,男性无。构表皮泡化症Y小体:眼球网膜色素荧光染料染色后可见。男性有。女性无。X染色体Y染色体性染色体由常染色体进化而来,随着进化的深入,同源部分越来越少,或者Y染色体逐渐缩短,最后消失。如蝗虫中雄蝗2N=23(XO),雌性染色体的起源蝗2N=24(XX)。因此X和Y染色体越原始,同源区段就越长,非同源区段就越短。据研究,人类Y染色体产生之初含有基因约1400个,现在仅剩下45个基因。再经1500万年人类的Y染色体将彻底消失。5.23人类性别畸型及其原因
性染色体组型精子正常同源染色体不分离异常姐妹染色单体不分离①同源染色体不分离②姐妹染色单体不分离XY卵细胞正常XXX(正常)XY(正常)异常①同源染色体不分离②姐妹染色单体不分离XXXXX(超雌)OXO(卵巢退化)XY(正常)XX(正常)YY(不能存活)OO(不能存活)5.24性别分化与环境的关系
原理因素性激素(内部环境)的影响①鸡的性反转(必修本P94)②非洲蛙(Xenopus)性反转实验。示例ZZ(幼体)♂雌激素ZZ(成体)♀ZZ♀×ZZ♂生殖ZZ♂50
受精卵XXY(睾丸退化)YO(不能存活)XXXX(超雌)XYXXY(睾丸退化)XXXY(同上)XXXXX(超雌)YYXYY(多数不育)XXYY(未见)OXO(卵巢退化)XX(正常)温度(外部环境)的影响某些XY型性别决定的蛙类:受精卵20℃发育30℃发育1/2♀蛙(XX)1/2♂蛙(XY)全部♂蛙(1/2XX,1/2XY)
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