高考生物總結(jié)
高考生物知識(shí)點(diǎn)精簡(jiǎn)
第一章生命的基本單位--細(xì)胞
1.生物體具有共同的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
2.細(xì)胞是生物體的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位;細(xì)胞是一切動(dòng)植物結(jié)構(gòu)的基本單位。病毒沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)。
3.新陳代謝是生物體進(jìn)行一切生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。4.生物體具應(yīng)激性,因而能適應(yīng)周圍環(huán)境。
5.生物遺傳和變異的特征,使各物種既能基本上保持穩(wěn)定,又能不斷地進(jìn)化。6.生物體都能適應(yīng)一定的環(huán)境,也能影響環(huán)境。
7.組成生物體的化學(xué)元素,在無(wú)機(jī)自然界都可以找到,沒(méi)有一種化學(xué)元素是生物界所特有的,這個(gè)事實(shí)說(shuō)明生物界和非生物界具統(tǒng)一性。8.生物界與非生物界還具有差異性。
9.糖類是細(xì)胞的主要能源物質(zhì),是生物體進(jìn)行生命活動(dòng)的主要能源物質(zhì)。10.一切生命活動(dòng)都離不開(kāi)蛋白質(zhì)。11.核酸是一切生物的遺傳物質(zhì)。
12.組成生物體的任何一種化合物都不能夠單獨(dú)地完成某一種生命活動(dòng),而只有這些化合物按照一定的方式有機(jī)地組織起來(lái),才能表現(xiàn)出細(xì)胞和生物體的生命現(xiàn)象。細(xì)胞就是這些物質(zhì)最基本的結(jié)構(gòu)形式。
13.地球上的生物,除了病毒以外,所有的生物體都是由細(xì)胞構(gòu)成的。14.細(xì)胞膜具一定的流動(dòng)性這一結(jié)構(gòu)特點(diǎn),具選擇透過(guò)性這一功能特性。15.細(xì)胞壁對(duì)植物細(xì)胞有支持和保護(hù)作用。
16.線粒體是活細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所。
17.核糖體是細(xì)胞內(nèi)將氨基酸合成為蛋白質(zhì)的場(chǎng)所。
18.染色質(zhì)和染色體是細(xì)胞中同一種物質(zhì)在不同時(shí)期的兩種形態(tài)。
19.細(xì)胞核是遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存和復(fù)制的場(chǎng)所,是細(xì)胞遺傳特性和細(xì)胞代謝活動(dòng)的控制中心。20.構(gòu)成細(xì)胞的各部分結(jié)構(gòu)并不是彼此孤立的,而是互相緊密聯(lián)系、協(xié)調(diào)一致的,一個(gè)細(xì)胞是一個(gè)有機(jī)的統(tǒng)一整體,細(xì)胞只有保持完整性,才能夠正常地完成各項(xiàng)生命活動(dòng)。21.細(xì)胞以分裂的方式進(jìn)行增殖,細(xì)胞增殖是生物體生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖和遺傳的基礎(chǔ)。22.細(xì)胞有絲分裂的重要意義(特征),是將親代細(xì)胞的染色體經(jīng)過(guò)復(fù)制以后,精確地平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去,因而在生物的親代和子代間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性,對(duì)生物的遺傳具重要意義。
23.高度分化的植物細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整植株的能力,也就是保持著細(xì)胞全能性。第二章新陳代謝
24.新陳代謝是生物最基本的特征,是生物與非生物的最本質(zhì)的區(qū)別。25.酶的催化作用具有高效性和專一性。
26.酶的催化作用需要適宜的溫度和pH值等條件。27.ATP是新陳代謝所需要能量的直接來(lái)源。28.光合作用釋放的氧全部來(lái)自水。
29.植物成熟區(qū)表皮細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素和滲透吸水是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程。
30.高等的多細(xì)胞動(dòng)物,它們的體細(xì)胞只有通過(guò)內(nèi)環(huán)境,才能與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換。31.糖類、脂類和蛋白質(zhì)之間是可以轉(zhuǎn)化的,并且是有條件的、互相制約著的。32.穩(wěn)態(tài)是機(jī)體進(jìn)行正常生命活動(dòng)的必要條件。第三章生物的生殖和發(fā)育
33.有性生殖產(chǎn)生的后代具雙親的遺傳特性,具有更大的生活能力和變異性,因此對(duì)生物的生存和進(jìn)化具重要意義。
34.營(yíng)養(yǎng)生殖能使后代保持親本的性狀。
35.減數(shù)分裂的結(jié)果是,產(chǎn)生的生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目比精(卵)原細(xì)胞減少了一半。36.減數(shù)分裂過(guò)程中聯(lián)會(huì)的同源染色體彼此分開(kāi),說(shuō)明染色體具一定的獨(dú)立性;同源的兩條染色體移向哪極是隨機(jī)的,不同源的染色體(非同源染色體)間可進(jìn)行自由組合。37.減數(shù)分裂過(guò)程中染色體數(shù)目的減半發(fā)生在減數(shù)第一次分裂中。38.一個(gè)卵原細(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂,只形成一個(gè)卵細(xì)胞(一種基因型)。一個(gè)精原細(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂,形成四個(gè)精子(兩種基因型)。
39.對(duì)于有性生殖的生物來(lái)說(shuō),減數(shù)分裂和受精作用對(duì)于維持每種生物前后代體細(xì)胞染色體數(shù)目的恒定,對(duì)于生物的遺傳和變異,都是十分重要的40.對(duì)于有性生殖的生物來(lái)說(shuō),個(gè)體發(fā)育的起點(diǎn)是受精卵
41.很多雙子葉植物成熟種子中無(wú)胚乳(如豆科植物、花生、油菜、薺菜等),是因?yàn)樵谂吆团呷榘l(fā)育的過(guò)程中胚乳被子葉吸收了,營(yíng)養(yǎng)貯藏在子葉里,供以后種子萌發(fā)時(shí)所需。單子葉植物有胚乳(如水稻、小麥、玉米等)42.植物花芽的形成標(biāo)志著生殖生長(zhǎng)的開(kāi)始。
43.高等動(dòng)物的個(gè)體發(fā)育包括胚的發(fā)育和胚后發(fā)育。胚的發(fā)育是指受精卵發(fā)育成為幼體,胚后發(fā)育是指幼體從卵膜內(nèi)孵化出來(lái)或從母體內(nèi)生出來(lái)并發(fā)育成為性成熟的個(gè)體。
44.胚的發(fā)育包括:受精卵→卵裂→囊胚→原腸胚→三個(gè)胚層分化→組織、器官、系統(tǒng)的形成→動(dòng)物幼體
第四章生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)
45.向光性實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端,而向光彎曲的部位在尖端下面的一段,向光的一側(cè)生長(zhǎng)素分布的少,生長(zhǎng)的慢;背光的一側(cè)生長(zhǎng)素分布的多,生長(zhǎng)的快。46.生長(zhǎng)素對(duì)植物生長(zhǎng)的影響往往具有兩重性。這與生長(zhǎng)素的濃度高低和植物器官的種類等有關(guān)。一般說(shuō),低濃度促進(jìn)生長(zhǎng),高濃度抑制生長(zhǎng)。
47.在沒(méi)有受粉的番茄(黃瓜、辣椒等)雌蕊柱頭上涂一定濃度的生長(zhǎng)素溶液可獲得無(wú)籽果實(shí)。
48.垂體除了分泌生長(zhǎng)激素促進(jìn)動(dòng)物體的生長(zhǎng)外,還能分泌一類促激素調(diào)節(jié)其他內(nèi)分泌腺的分泌活動(dòng)。
49.相關(guān)激素間具有協(xié)同作用和拮抗作用。50.(多細(xì)胞)動(dòng)物神經(jīng)活動(dòng)的基本方式是反射,基本結(jié)構(gòu)是反射弧(即:反射活動(dòng)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是反射。
51.在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中,調(diào)節(jié)人和高等動(dòng)物生理活動(dòng)的高級(jí)中樞是大腦皮層。
52.動(dòng)物行為中,激素調(diào)節(jié)與神經(jīng)調(diào)節(jié)是相互協(xié)調(diào)作用的,但神經(jīng)調(diào)節(jié)仍處于主導(dǎo)地位。53.高等動(dòng)物生命活動(dòng)是在神經(jīng)系統(tǒng)-體液共同調(diào)節(jié)下完成的。第五章遺傳和變異
54.生物的遺傳特性,使生物物種保持相對(duì)穩(wěn)定。生物的變異特性,使生物物種能夠產(chǎn)生新的性狀,以致形成新的物種,向前進(jìn)化發(fā)展。
55.噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中,在前后代之間保持一定的連續(xù)性的是DNA,而不是蛋白質(zhì),從而證明了DNA是遺傳物質(zhì)。
56.因?yàn)榻^大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,所以說(shuō)DNA是主要的遺傳物質(zhì)。
57.在真核細(xì)胞中,DNA是主要遺傳物質(zhì),而DNA又主要分布在染色體上,所以,染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體。
58.在DNA分子中,堿基對(duì)的排列順序千變?nèi)f化,構(gòu)成了DNA分子的多樣性;而對(duì)某種特定的DNA分子來(lái)說(shuō),它的堿基對(duì)排列順序卻是特定的,又構(gòu)成了每一個(gè)DNA分子的特異性。這從分子水平說(shuō)明了生物體具有多樣性和特異性的原因。
59.遺傳信息的傳遞是通過(guò)DNA分子的復(fù)制來(lái)完成的,從親代DNA傳到子代DNA,從親代個(gè)體傳到子代個(gè)體。
60.DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供了精確的模板;通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì),保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。
61.子代與親代在性狀上相似,是由于子代獲得了親代復(fù)制的一份DNA的緣故。
62.基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,基因在染色體上呈線性排列,染色體是基因的主要載體(葉綠體和線粒體中的DNA上也有基因存在)。63.遺傳信息是指基因上脫氧核苷酸的排列順序。
64.遺傳密碼是指信使RNA上的核糖核苷酸的排列順序。
65.密碼子是指信使RNA上的決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基。信使RNA上四種堿基的組合方式有64種,其中,決定氨基酸的有61種,3種是終止密碼子。
66.反密碼子是指轉(zhuǎn)運(yùn)RNA上能夠和它所攜帶的氨基酸的密碼子配對(duì)的三個(gè)堿基,由于決定氨基酸的密碼子有61種,所以,反密碼子也有61種。
67.基因的表達(dá)是通過(guò)DNA控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)實(shí)現(xiàn)的,包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過(guò)程。68.由于不同基因的脫氧核苷酸的排列順序(堿基順序)不同,因此,不同的基因含有不同的遺傳信息(即:基因的脫氧核苷酸的排列順序就代表遺傳信息)。69.生物的遺傳是細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)共同作用的結(jié)果。
70.一般情況下,一條染色體上有一個(gè)DNA分子,在一個(gè)DNA分子上有許多基因。71.生物個(gè)體基因型和表現(xiàn)型的關(guān)系是:基因型是性狀表現(xiàn)的內(nèi)在因素,而表現(xiàn)型則是基因型的表現(xiàn)形式。在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中,生物個(gè)體的表現(xiàn)型不僅要受到內(nèi)在基因的控制,也要受到環(huán)境條件的影響,表現(xiàn)型是基因型和環(huán)境相互作用的結(jié)果。
72.在雜種體內(nèi),等位基因雖然共同存在于一個(gè)細(xì)胞中,但是它們分別位于一對(duì)同源染色體上,隨著同源染色體的分離而分離,具有一定的獨(dú)立性。在進(jìn)行減數(shù)分裂的時(shí)候,等位基因隨著配子遺傳給后代,這就是基因的分離規(guī)律。
73.由顯性基因控制的遺傳病的發(fā)病率是很高的,一般表現(xiàn)為代代遺傳。
74.在近親結(jié)婚的情況下,他們有可能從共同的祖先那里繼承相同的隱性致病基因,而使其后代出現(xiàn)病癥的機(jī)會(huì)大大增加,因此,近親結(jié)婚應(yīng)該禁止。
75.具有兩對(duì)(或更多對(duì))相對(duì)性狀的親本進(jìn)行雜交,在F1進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子時(shí),等位基因隨著同源染色體的分離而分離的同時(shí),非同源染色體上的基因則表現(xiàn)為自由組合。這一規(guī)律就叫基因的自由組合規(guī)律,也叫獨(dú)立分配規(guī)律。
76.據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)的男性色盲發(fā)病率為7%,而女性發(fā)病率僅為0.49%。
77.一般地說(shuō),色盲這種遺傳病是由男性通過(guò)他的女兒遺傳給他的外甥的(交叉遺傳)。78.我國(guó)的婚姻法規(guī)定,直系血親和三代以內(nèi)的旁系血親禁止結(jié)婚。
79.基因突變是生物變異的主要來(lái)源,也是生物進(jìn)化的重要因素,它可以產(chǎn)生新性狀。80.基因突變是在一定的外界環(huán)境條件或生物內(nèi)部因素作用下,由于基因中脫氧核苷酸的種類、數(shù)量和排列順序的改變而產(chǎn)生的。也就是說(shuō),基因突變是基因的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變的結(jié)果。
81.自然界中的多倍體植物,主要是受外界條件劇烈變化的影響而形成的。人工形成的多倍體植物是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗,使有絲分裂前期不能形成紡錘體。82.利用單倍體植株培育新品種,可以明顯地縮短育種年限。
83.所謂的利用單倍體進(jìn)行秋水仙素處理可以得到純合體,這里要有一個(gè)前提條件,那就是這個(gè)單倍體必須是針對(duì)二倍體而言,即是由二倍體的配子培育而成的單倍體。第六章生命的起源和生物的進(jìn)化
84.生命的起源經(jīng)歷了四個(gè)化學(xué)進(jìn)化階段:從無(wú)機(jī)小分子物質(zhì)生成有機(jī)小分子物質(zhì)、從有機(jī)小分子物質(zhì)形成有機(jī)高分子物質(zhì)、從有機(jī)高分子物質(zhì)組成多分子體系、從多分子體系演變?yōu)樵忌?/p>
85.進(jìn)化論者認(rèn)為,現(xiàn)在地球上的各種生物不是神創(chuàng)造的,而是由共同祖先經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的時(shí)間演變而來(lái)的,因此各種生物之間有著或遠(yuǎn)或近的親緣關(guān)系。
86.自然選擇學(xué)說(shuō)包括:過(guò)度繁殖、生存斗爭(zhēng)、遺傳和變異、適者生存。
87.凡是生存下來(lái)的生物都是對(duì)環(huán)境能適應(yīng)的,而被淘汰的生物都是對(duì)環(huán)境不適應(yīng)的。這就是適者生存,不適者被淘汰,稱為自然選擇。88.適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果。
89.突變(包括基因突變和染色體變異)和基因重組是產(chǎn)生進(jìn)化的原材料;自然選擇使種群改變并決定生物進(jìn)化的方向。
90.按照達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō),可以知道生物的變異一般是不定向的,而自然選擇則是定向的(定在與生存環(huán)境相適應(yīng)的方向上)。當(dāng)生物產(chǎn)生了變異以后,由自然選擇來(lái)決定其生存或淘汰。
91.遺傳和變異是生物進(jìn)化的內(nèi)在因素,生存斗爭(zhēng)推動(dòng)著生物的進(jìn)化,它是生物進(jìn)化的動(dòng)力。定向的自然選擇決定著生物進(jìn)化的方向。
92.種內(nèi)斗爭(zhēng),對(duì)于失敗的個(gè)體來(lái)說(shuō)是有害的,甚至?xí)斐伤劳觯,?duì)于整個(gè)種群的生存是有利的。第七章生物與環(huán)境
93.生物圈包括地球上的所有生物及其無(wú)機(jī)環(huán)境。
94.生物與生存環(huán)境的關(guān)系是:適應(yīng)環(huán)境,受到環(huán)境因素的影響,同時(shí)也在改變環(huán)境。95.生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)只是一定程度上的適應(yīng),并不是絕對(duì)的,完全的適應(yīng)。
96.生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)既有普遍性又有相對(duì)性。生物適應(yīng)環(huán)境的同時(shí),也能夠影響環(huán)境。97.生物與環(huán)境之間是相互作用的,它們是一個(gè)不可分割的統(tǒng)一整體。
98.種群是指在一定空間和時(shí)間內(nèi)的同種生物個(gè)體的總和。種群的特征包括:種群密度、年齡組成、性別比例、出生率和死亡率。
99.生物群落是指生活在一定的自然區(qū)域內(nèi),相互之間具有直接或間接關(guān)系的各種生物種群的總和。
100.所有的生態(tài)系統(tǒng)都有一個(gè)共同的特點(diǎn)就是既有大量的生物,還有賴以生存的無(wú)機(jī)環(huán)境,二者是缺一不可的。
101.生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能的總量便是流經(jīng)這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量。
102.食物鏈和食物網(wǎng)是通過(guò)食物關(guān)系而構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量的流動(dòng)渠道。
103.在食物鏈和食物網(wǎng)中,越是位于能量金字塔頂端的生物,得到的能量越少,而通過(guò)生物富集作用,體內(nèi)的有害成分卻越多。
104.人們研究生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的主要目的,就是設(shè)法調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)關(guān)系,使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?/p>
105.能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)之間互為因果、相輔相成,具有不可分割的聯(lián)系。
106.生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性包括抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性,二者的關(guān)系是相反的,即抵抗力穩(wěn)定性大,則恢復(fù)力穩(wěn)定性就小,反之亦是。
107.可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)模式由傳統(tǒng)的"原料-產(chǎn)品-廢料"改變?yōu)楝F(xiàn)代的"原料-產(chǎn)品-原料-產(chǎn)品"。
108.我們應(yīng)當(dāng)采取措施,保持生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)平衡,這樣才能從生態(tài)系統(tǒng)中獲得穩(wěn)定的產(chǎn)量,才能使人與自然和諧發(fā)展。
109.保持生態(tài)平衡,并不是維持生態(tài)系統(tǒng)的原始穩(wěn)定狀態(tài)。人類還可以在遵循生態(tài)平衡規(guī)律的前提下,建立新的生態(tài)平衡,使生態(tài)系統(tǒng)朝著更有益于人類的方向發(fā)展。
110.我們強(qiáng)調(diào)自然保護(hù),并不意味著禁止開(kāi)發(fā)和利用。而是反對(duì)無(wú)計(jì)劃地開(kāi)發(fā)和利用。111.只有遵循生態(tài)系統(tǒng)的客觀規(guī)律,從長(zhǎng)遠(yuǎn)觀點(diǎn)和整體觀點(diǎn)出發(fā)來(lái)綜合考慮問(wèn)題,才能有效地保護(hù)自然,才能使自然環(huán)境更好地為人類服務(wù)。
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201*年高三生物第二輪復(fù)習(xí)知識(shí)結(jié)構(gòu)
第一單元生命的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)
(細(xì)胞中的化合物、細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能、細(xì)胞增殖、分化、癌變和衰老、生物膜系統(tǒng)和細(xì)胞工程)
1.1化學(xué)元素與生物體的關(guān)系
化學(xué)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?zé)o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生物體中化學(xué)元素的組成特點(diǎn)
C、H、O、N四種元素含量最多不同種生物體中化學(xué)元素的組成特點(diǎn)元素種類大體相同元素含量差異很大1.3生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性
統(tǒng)一性組成生物體的化學(xué)元素,在無(wú)機(jī)自然界中都能找到差異性組成生物體的化學(xué)元素,在生物體和無(wú)機(jī)自然界中含量差異很大1.4細(xì)胞中的化合物一覽表
化合物水分類1
元素組成主要生理功能①組成細(xì)胞
②維持細(xì)胞形態(tài)③運(yùn)輸物質(zhì)④提供反應(yīng)場(chǎng)所⑤參與化學(xué)反應(yīng)⑥維持生物大分子功能⑦調(diào)節(jié)滲透壓無(wú)機(jī)鹽①構(gòu)成化合物(Fe、Mg)②組成細(xì)胞(如骨細(xì)胞)③參與化學(xué)反應(yīng)④維持細(xì)胞和內(nèi)環(huán)境的滲透壓)①供能(淀粉、糖元、葡萄糖等)②組成核酸(核糖、脫氧核糖)③細(xì)胞識(shí)別(糖蛋白)④組成細(xì)胞壁(纖維素)①供能(貯備能源)②組成生物膜③調(diào)節(jié)生殖和代謝(性激素、Vit.D)④保護(hù)和保溫糖類單糖二糖多糖C、H、O脂質(zhì)脂肪磷脂(類脂)固醇C、H、OC、H、O、N、PC、H、O蛋白質(zhì)①組成細(xì)胞和生物體單純蛋白(如胰島素)C、H、O、N、S②調(diào)節(jié)代謝(激素)結(jié)合蛋白(如糖蛋白)(Fe、Cu、P、Mo)③催化化學(xué)反應(yīng)(酶)④運(yùn)輸、免疫、識(shí)別等DNARNAC、H、O、N、P①貯存和傳遞遺傳信息②控制生物性狀③催化化學(xué)反應(yīng)(RNA類酶)核酸1.5蛋白質(zhì)的相關(guān)計(jì)算
設(shè)構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸個(gè)數(shù)m,
構(gòu)成蛋白質(zhì)的肽鏈條數(shù)為n,
構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為a,蛋白質(zhì)中的肽鍵個(gè)數(shù)為x,蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量為y,
控制蛋白質(zhì)的基因的最少堿基對(duì)數(shù)為r,
則肽鍵數(shù)=脫去的水分子數(shù),為xmn①
蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量yma18x②
或者y
ra18x③31.6蛋白質(zhì)的組成層次
C、H、O、N、S氨基酸肽鏈2基本成分蛋白質(zhì)其它成分C、H、O、N、P、Fe、Cu離子和(或)分子
1.7核酸的基本組成單位
名稱核酸基本組成單位一分子磷酸(H3PO4)核苷酸(8種)一分子五碳糖(核糖或脫氧核糖)一分子含氮堿基(5種:A、G、C、T、U)脫氧核苷酸(4種)一分子磷酸一分子脫氧核糖一分子含氮堿基(A、G、C、T)核糖核苷酸(4種)一分子磷酸一分子核糖一分子含氮堿基(A、G、C、U)
脫氧核苷核苷DNARNA核糖核苷1.8生物大分子的組成特點(diǎn)及多樣性的原因
名稱多糖基本單位葡萄糖化學(xué)通式C6H12O6RCCOOHH聚合方式多樣性的原因①葡萄糖數(shù)目不同②糖鏈的分支不同③化學(xué)鍵的不同①氨基酸數(shù)目不同②氨基酸種類不同③氨基酸排列次序不同④肽鏈的空間結(jié)構(gòu)①核苷酸數(shù)目不同②核苷酸排列次序不同③核苷酸種類不同蛋白質(zhì)氨基酸NH2脫水縮合核酸(DNA和RNA)核苷酸
1.9生物組織中還原性糖、脂肪、蛋白質(zhì)和DNA的鑒定
物質(zhì)還原性糖脂肪試劑斐林試劑(甲液和乙液)蘇丹Ⅲ(蘇丹Ⅳ)臨時(shí)混合加熱切片高倍鏡觀察3
操作要點(diǎn)顏色反應(yīng)磚紅色桔黃色(紅色)
蛋白質(zhì)DNA
雙縮脲試劑(A液和B液)二苯胺先加試劑A再滴加試劑B加0.015mol/LNaCl溶液5Ml沸水加熱5min紫色藍(lán)色1.10選擇透過(guò)性膜的特點(diǎn)
自由通過(guò)選擇透過(guò)性膜的特點(diǎn)三個(gè)通過(guò)可以通過(guò)不能通過(guò)水
被選擇的離子和小分子其它離子、小分子和大分子
1.11細(xì)胞膜的物質(zhì)交換功能
自由擴(kuò)散離子、小分子主動(dòng)運(yùn)輸物質(zhì)交換內(nèi)吞大分子、顆粒外排親脂小分子
高濃度→低濃度不消耗細(xì)胞能量(ATP)離子、不親脂小分子低濃度→高濃度需載體蛋白運(yùn)載
消耗細(xì)胞能量(ATP)膜的流動(dòng)性、膜融合特性膜的流動(dòng)性原理1.12線粒體和葉綠體共同點(diǎn)
1、具有雙層膜結(jié)構(gòu)
2、進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換
3、含遺傳物質(zhì)DNA4、能獨(dú)立地控制性狀5、決定細(xì)胞質(zhì)遺傳6、內(nèi)含核糖體
7、有相對(duì)獨(dú)立的轉(zhuǎn)錄翻譯系統(tǒng)8、能自我分裂增殖
1.13真核生物細(xì)胞器的比較
名稱線粒體葉綠體化學(xué)組成存在位置膜結(jié)構(gòu)能量代謝主要功能有氧呼吸的主要場(chǎng)所光合作用蛋白質(zhì)、呼吸酶、RNA、動(dòng)植物細(xì)胞脂質(zhì)、DNA蛋白質(zhì)、光合酶、RNA、植物葉肉細(xì)胞脂質(zhì)、DNA、色素4
雙層膜
內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體溶酶體核糖體中心體
蛋白質(zhì)、酶、脂質(zhì)蛋白質(zhì)、脂質(zhì)蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、酶蛋白質(zhì)、RNA、酶蛋白質(zhì)動(dòng)物細(xì)胞低等植物細(xì)胞無(wú)膜動(dòng)植物細(xì)胞中廣泛存在單層膜與蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、糖類的加工、運(yùn)輸有關(guān)蛋白質(zhì)的運(yùn)輸、加工、細(xì)胞分泌、細(xì)胞壁形成細(xì)胞內(nèi)消化合成蛋白質(zhì)與有絲分裂有關(guān)1.14細(xì)胞有絲分裂中核內(nèi)DNA、染色體和染色單體變化規(guī)律
DNA含量染色體數(shù)目(個(gè))染色體單數(shù)(個(gè))染色體組數(shù)(個(gè))同源染色數(shù)(對(duì))間期2a→4a2N02N前期4a2N4N2N中期4a2N4N2N后期4a4N042N末期2a2N02N注:設(shè)間期染色體數(shù)目為2N個(gè),未復(fù)制時(shí)DNA含量為2a。
1.15理化因素對(duì)細(xì)胞周期的影響
理化因素過(guò)量脫氧胸苷秋水仙素低溫(24℃)注:+表示有影響
間期++前期++中期+后期+末期+機(jī)理抑制DNA復(fù)制抑制紡錘體形成影響酶活和供能應(yīng)用治療癌癥獲得多倍體低溫貯藏1.16細(xì)胞分裂異常(或特殊形式分裂)的類型及結(jié)果
類型細(xì)胞質(zhì)不分裂個(gè)別染色體不分離全部染色體不分離染色體多次復(fù)制,但不分離兩個(gè)以上中心體分裂方式有絲分裂有絲分裂、減數(shù)分裂有絲分裂、減數(shù)分裂有絲分裂有絲分裂結(jié)果雙(多)核細(xì)胞單體、多體多倍體多線巨大染色體多極核多核胚囊21三體、唐氏綜合征四倍體植物果蠅唾腺染色體事例
1.17細(xì)胞分裂與分化的關(guān)系
MG2周期性細(xì)胞G1S終端分化細(xì)胞5G0期(暫不增殖)衰老死亡
1.18已分化細(xì)胞的特點(diǎn)1.19分化后形成的不同種類細(xì)胞的特點(diǎn)
已分化細(xì)胞
形態(tài)結(jié)構(gòu)特化新陳代謝改變不同種類細(xì)胞生理功能專一分裂能力喪失生理功能不同代謝活動(dòng)不同基因表達(dá)不同形態(tài)結(jié)構(gòu)不同1.20分化與細(xì)胞全能性的關(guān)系
體細(xì)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
生殖細(xì)胞(如卵細(xì)胞、花粉)受精卵分化程度最低(尚未分化),全能性最高
1.21細(xì)胞的生活史
癌變(永生)異常分化
絕大多數(shù)細(xì)胞未分化分化衰老死亡細(xì)胞干細(xì)胞少數(shù)細(xì)胞癌細(xì)胞分裂癌細(xì)胞特點(diǎn):(無(wú)限增殖)只分裂不分化分裂干細(xì)胞特點(diǎn):(無(wú)限增殖)既分裂也分化1.22癌細(xì)胞的特點(diǎn)
無(wú)限分裂增殖永生細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)變化扁平梭形細(xì)胞物質(zhì)改變癌細(xì)胞的特點(diǎn)正常功能喪失新陳代謝異常如線粒體功能障礙,無(wú)氧供能
6成纖維細(xì)胞癌變
球形
如癌細(xì)胞膜糖蛋白減少,細(xì)胞黏著性降低,易轉(zhuǎn)移擴(kuò)散。癌細(xì)胞膜表面含腫瘤抗原,肝癌細(xì)胞含甲胎蛋白等
引發(fā)免疫反應(yīng)主要是細(xì)胞免疫
可以種間移植可移植在異種生物體內(nèi)生長(zhǎng),形成癌瘤
1.23衰老細(xì)胞的特點(diǎn)
1.24細(xì)胞的死亡
環(huán)境因素突變病理性死亡(細(xì)胞壞死)細(xì)胞死亡程序性死亡(細(xì)胞凋亡)病原體入侵動(dòng)物變態(tài)花兒凋謝正常生命需要極體消失大部分淋巴細(xì)胞死亡蝌蚪尾部消失花瓣凋萎
助記詞水酶色核透(水煤色黑透)水少水分減少,細(xì)胞萎縮,體積變小,代謝減慢酶低酶的活性降低
色累色素積累,阻礙細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)交流和信息傳遞核大細(xì)胞核體積增大,染色體固縮,染色加深透變細(xì)胞膜通透性改變,物質(zhì)運(yùn)輸功能降低
1.25生物膜與生物膜系統(tǒng)
膜化學(xué)組成相似組成細(xì)胞的膜的總稱基本結(jié)構(gòu)相同概念結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系間接聯(lián)系生物膜分泌作用功能上的聯(lián)系胞飲作用細(xì)胞膜-溶酶體
內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-高爾基體-細(xì)胞膜直接聯(lián)系核外膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜胞膜內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜線粒體外膜(或相依)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜膜泡高爾基體膜膜泡胞膜
協(xié)調(diào)工作相互配合細(xì)胞膜生理作用為細(xì)胞提供穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境
7進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸、能量交換、信息傳遞
為化學(xué)反應(yīng)提供場(chǎng)所將細(xì)胞分隔成功能小區(qū)
你知道嗎植物細(xì)胞工程植物組織培養(yǎng)離體的植物器官組織或細(xì)胞1.26細(xì)胞工程細(xì)胞工程脫分化愈傷組織再分化根芽植物體植物細(xì)胞A植物體細(xì)胞雜交植物細(xì)胞B去壁融合雜種細(xì)胞組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物組織單個(gè)細(xì)胞原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞A融合篩選動(dòng)物細(xì)胞融合動(dòng)物細(xì)胞B動(dòng)物細(xì)胞工程雜種細(xì)胞細(xì)胞培養(yǎng)免疫小鼠小鼠提取細(xì)胞融合融合細(xì)胞篩選雜交瘤細(xì)胞體內(nèi)培養(yǎng)體外培養(yǎng)B單克隆抗體提取抗體小鼠骨髓瘤細(xì)胞胚胎移植核移植你知道嗎1.27植物組織培養(yǎng)與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較比較項(xiàng)目生物學(xué)原理培養(yǎng)基性質(zhì)培養(yǎng)基成分取材培養(yǎng)對(duì)象過(guò)程
植物組織培養(yǎng)細(xì)胞全能性固體蔗糖、氨基酸、維生素、水、礦物質(zhì)、生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素、瓊脂植物器官、組織或細(xì)胞植物器官、組織或細(xì)胞脫分化、再分化8
動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)細(xì)胞分裂液體葡萄糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽、維生素、水、動(dòng)物血清動(dòng)物胚胎、幼齡動(dòng)物器官或組織分散的單個(gè)細(xì)胞原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)
細(xì)胞分裂生長(zhǎng)分化特點(diǎn)①分裂:形成愈傷組織②分化:形成根、芽新的植株或組織①快速繁殖②培育無(wú)病毒植株③提取植物提取物(藥物、香料、色素等)④人工種子⑤培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因植物①只分裂不分化②貼壁生長(zhǎng)③接觸抑制細(xì)胞株或細(xì)胞系①生產(chǎn)蛋白質(zhì)生物制品②皮膚細(xì)胞培養(yǎng)后移植③檢測(cè)有毒物質(zhì)④生理、病理、藥理研究培養(yǎng)結(jié)果應(yīng)用培養(yǎng)條件無(wú)菌、適宜的溫度和pH1.28植物體細(xì)胞雜交與動(dòng)物細(xì)胞融合的比較
比較項(xiàng)目生物學(xué)原理前期處理方法和手段應(yīng)用下游技術(shù)(后續(xù)技術(shù))
植物體細(xì)胞雜交原生質(zhì)體制備:纖維素酶和果膠酶處理①物理:離心、振動(dòng)、電刺激②化學(xué):聚乙二醇(PEG)進(jìn)行遠(yuǎn)緣雜交,創(chuàng)造植物新品種植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞融合細(xì)胞分散:胰蛋白酶處理(同前)③生物:滅活的病毒①制備單克隆抗體②基因定位動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)膜的流動(dòng)性、膜融合特性第二單元生物的新陳代謝
Ⅰ植物代謝部分:酶與ATP、光合作用、水分代謝、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)、生物固氮
你知道嗎2.1酶的分類
單純酶
蛋白質(zhì)類酶
(蛋白質(zhì)本質(zhì))
僅含蛋白質(zhì)如胃蛋白質(zhì)酶
蛋白質(zhì)
復(fù)合酶
輔助因子離子
唾液淀粉酶含Cl-
細(xì)胞色素氧化酶含Cu2+分解葡萄糖的酶含Mg2+
輔酶
NADP(輔酶Ⅱ)B族維生素
生物素(羧化酶的輔酶)
酶有機(jī)物
存在于低等生物中,將RNA自我催化。對(duì)生命起源的研究有重要意義。
RNA端粒酶含RNA
RNA類酶
(核酸本質(zhì))
2.2酶促反應(yīng)序列及其意義
9酶促反應(yīng)序列生物體內(nèi)的酶促反應(yīng)可以順序連接起來(lái),即第一個(gè)反應(yīng)的產(chǎn)物是第二個(gè)反應(yīng)的底物,第二個(gè)反應(yīng)的產(chǎn)物是第三個(gè)反應(yīng)的底物,以此類推,所形成的反應(yīng)鏈叫酶促反應(yīng)序列。如
ABCD終產(chǎn)物酶1酶2酶3酶4酶n
意義各種反應(yīng)序列形成細(xì)胞的代謝網(wǎng)絡(luò),使物質(zhì)代謝和能量代謝沿著特定路線有序進(jìn)行,確定了代謝的方向。
2.3生物體內(nèi)ATP的來(lái)源
ATP來(lái)源光合作用的光反應(yīng)化能合成作用有氧呼吸無(wú)氧呼吸其它高能化合物轉(zhuǎn)化(如磷酸肌酸轉(zhuǎn)化)酶C~P(磷酸肌酸)+ADP→C(肌酸)+ATP反應(yīng)式ADP+Pi+能量→ATP酶
2.4生物體內(nèi)ATP的去向
光合作用的暗反應(yīng)細(xì)胞分裂礦質(zhì)元素吸收新物質(zhì)合成植株的生長(zhǎng)神經(jīng)傳導(dǎo)和生物電肌肉收縮吸收和分泌合成代謝生物發(fā)光
植物
酶ATP→ADP+Pi+能量
動(dòng)物
2.5光合作用的色素
(橙黃色)胡蘿卜素快(黃色)葉黃素
(藍(lán)綠色)葉綠素a(黃綠色)葉綠素b慢
葉綠體基粒的類囊體薄膜上
吸收傳遞光能分離作用吸收轉(zhuǎn)化光能胡蘿卜素
葉黃素
大部分葉綠素a葉綠素b特殊狀態(tài)的葉綠素a
色素類胡蘿卜素分布組成10胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b
葉綠素
2.6光合作用中光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較
比較項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)反應(yīng)場(chǎng)所葉綠體基粒葉綠體基質(zhì)能量變化光能→電能活躍化學(xué)能→穩(wěn)定化學(xué)能電能→活躍化學(xué)能物質(zhì)變化H2O→[H]+O2CO2+NADPH+ATP→NADP++H++2e→NADPH(CH2O)+ADP+Pi+NADP++H2OATP+Pi→ATP反應(yīng)物H2O、ADP、Pi、NADP+CO2、ATP、NADPH反應(yīng)產(chǎn)物O2、ATP、NADPH(CH2O)、ADP、Pi、NADP+、H2O反應(yīng)條件需光不需光反應(yīng)性質(zhì)光化學(xué)反應(yīng)(快)酶促反應(yīng)(慢)反應(yīng)時(shí)間有光時(shí)(自然狀態(tài)下,無(wú)光反應(yīng)產(chǎn)物暗反應(yīng)也不能進(jìn)行)2.7C3植物和C4植物光合作用的比較
C3植物C4植物光反應(yīng)葉肉細(xì)胞的葉綠體基粒葉肉細(xì)胞的葉綠體基粒暗反應(yīng)葉肉細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)維管束鞘細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)CO2固定僅有C3途徑C4途徑→C3途徑
2.8C4植物與C3植物的鑒別方法
方法原理?xiàng)l件和過(guò)程現(xiàn)象和指標(biāo)結(jié)論生理在強(qiáng)光照、干旱、高生長(zhǎng)狀況:學(xué)方溫、低CO正常生長(zhǎng)2時(shí),C4或正常生長(zhǎng):C4植物法植物能進(jìn)行光合作枯萎死亡:C3植物用,C3植物不能。密閉、強(qiáng)光照、干旱、枯萎死亡高溫形態(tài)過(guò)葉脈橫切,裝片①是否有兩圈花細(xì)學(xué)方維管束鞘的結(jié)構(gòu)差胞圍成環(huán)狀結(jié)構(gòu)是:C4植物法異②鞘細(xì)胞是否含葉否:C3植物綠體①合成淀粉的場(chǎng)所出現(xiàn)藍(lán)色:葉片脫綠→加碘→①藍(lán)色出現(xiàn)在維管出現(xiàn)①現(xiàn)象時(shí):化學(xué)不同過(guò)葉脈橫切→制片束鞘細(xì)胞C4植物方法②酒精溶解葉綠素→觀察②藍(lán)色出現(xiàn)在葉肉出現(xiàn)②現(xiàn)象時(shí):③淀粉遇面碘變藍(lán)細(xì)胞C3植物2.9C4植物中C4途徑與C3途徑的關(guān)
2.10C4植物比C3植物C4植物11
草酰CO
植物光合作用強(qiáng)的原因結(jié)構(gòu)原因:以育不良,無(wú)花環(huán)型結(jié)構(gòu),無(wú)維管束鞘細(xì)胞的結(jié)構(gòu)葉綠體。光合作用在葉肉細(xì)胞進(jìn)行,淀粉積累,影響光合效率。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。磷酸核酮糖羧化酶與CO2親和力弱,不能利用低CO2。發(fā)育良好,花環(huán)型,葉綠體大。暗反應(yīng)在此進(jìn)行。有利于產(chǎn)物運(yùn)輸,光合效率高。兩種酶均有。PEP羧化酶與CO2親和力大,利用低CO2能力強(qiáng)。2.11光能利用率與光合作用效率的關(guān)系
光合作用制造的有機(jī)物所含的能量光能利用率=概念光合作用效率=照在該地面的總的光能光合作用制造的有機(jī)物所含的能量光合作用吸收的光能照在地面上的總能量中被轉(zhuǎn)移的能量參與光合作用的能量中被轉(zhuǎn)移的能量去向熱能損失
光能損失→熒光、磷光
光能→電能→化學(xué)能(貯存)
延長(zhǎng)光合作用時(shí)間關(guān)系提高光能利用率增加光合作用面積提高光合作用效率控制光照強(qiáng)弱二氧化碳供應(yīng)必需礦質(zhì)元素供應(yīng)
2.12影響光合作用的外界因素與提高光能利用率的關(guān)系
延長(zhǎng)光合作用時(shí)間增加光合作用面積提高復(fù)種指數(shù):改一年一季為一年多季合理密植
套種(不同時(shí)播種)、間作(同時(shí)播種)因地制宜:陽(yáng)生植物種陽(yáng)地
陰生植物種陰地
光質(zhì)影響:藍(lán)紫光照,蛋白質(zhì)和脂類多紅光照,糖類增多
通風(fēng)透光,增施農(nóng)家肥;人工增CO2(溫室)N:
ATP、NADP+的成分P:
K:糖類的合成和運(yùn)輸Mg:葉綠素的成分12
提高光能利用率溫度控制光照強(qiáng)弱光
增加二氧化碳供應(yīng)CO2必需礦質(zhì)元素供應(yīng)礦物質(zhì)影響光合作用的外界因素水
2.13光合作用實(shí)驗(yàn)的常用方法
可同時(shí)使用
半葉法(遮蓋法)光合作用產(chǎn)生淀粉割主葉脈法密封法驗(yàn)證(探索)光合作用需CO2并放O2、光強(qiáng)的影響驗(yàn)證(探索)光合作用中物質(zhì)的轉(zhuǎn)變打孔法(抽氣法)光質(zhì)對(duì)光合作用的影響同位素標(biāo)記法
分光法2.14植物對(duì)水分的吸收和利用
2.14.1植物對(duì)水分的吸收
吸脹吸水液泡尚未形成或消失通過(guò)親水物質(zhì)的親水性吸水水吸水原理主要由成熟細(xì)胞的中央液泡構(gòu)成滲透系統(tǒng)分通過(guò)滲透作用吸水
的吸收滲透系統(tǒng)隔著半透膜的兩種溶液構(gòu)成的體系①具有半透膜滲透吸水發(fā)生條件②膜兩側(cè)溶液具有濃度差
滲透壓溶液與純水達(dá)平衡時(shí),溶液一方所承受的外壓差。
植物細(xì)胞構(gòu)原生質(zhì)層由細(xì)胞膜、液泡膜、兩膜之間的細(xì)胞質(zhì)構(gòu)成看作一層半透膜(本質(zhì)是選擇透過(guò)性)成滲透系統(tǒng)兩個(gè)系統(tǒng)①植物細(xì)胞與土壤溶液之間構(gòu)成②每?jī)蓚(gè)植物細(xì)胞之間構(gòu)成
2.14.3半透膜與選擇透過(guò)性膜的區(qū)別與聯(lián)系
13擴(kuò)散
概念性質(zhì)狀態(tài)材料物質(zhì)運(yùn)動(dòng)方向功能共同點(diǎn)
半透膜小分子、離子能透過(guò),大分子不能透過(guò)半透性(存在微孔,取決于孔的大小)活或死合成材料或生物材料不由膜決定,取決于物質(zhì)密度滲透作用選擇透過(guò)性膜水自由通過(guò),被選擇的離子和其它小分子可以通過(guò),大分子和顆粒不能通過(guò)選擇透過(guò)性(生物分子組成,取決于脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和ATP)活生物膜(磷脂和蛋白質(zhì)構(gòu)成的膜)水和親脂小分子:不由膜決定,取決于物質(zhì)密度離子和其它小分子:膜上載體(蛋白質(zhì))決定滲透作用和其它更多的生命活動(dòng)功能水自由通過(guò),大分子和顆粒都不能通過(guò)2.14.4植物體內(nèi)水分的運(yùn)輸
方向水分的運(yùn)輸導(dǎo)管運(yùn)輸動(dòng)力根壓導(dǎo)致吐水現(xiàn)象向上:根→莖→葉蒸騰作用產(chǎn)生蒸騰拉力
2.14.5植物體內(nèi)水分的利用和散失
利用水分散失蒸騰作用絕大部分水分通過(guò)蒸騰作用散失
①根持續(xù)吸水的動(dòng)力②物質(zhì)運(yùn)輸?shù)妮d體③降低葉片溫度1-5%參與光合作用、呼吸作用等生命活動(dòng)
2.15植物體內(nèi)的化學(xué)元素(1)生理意義植物體有機(jī)物90%水分(10-95%)干物質(zhì)(5-90%)無(wú)機(jī)鹽10%燃燒小部分NC、H、O、N、S形成氣體:CO2、CO、N2、NH3、H2O和氮氧化物等。少量硫形成H2S、SO2等。大部分S揮發(fā)部分灰分元素全部P全部金屬元素14概念載體的種類與數(shù)量選擇性吸收除C、H、O外由根系吸收的元素(N放在礦質(zhì)元素中討論)
2.17生物固氮
概念將大氣氮還原成的過(guò)程(N2)NH3固氮過(guò)程固氮酶N2+e+H++ATP→NH3+ADP+Pi(選學(xué))生物固氮種固氮原因及條件類共生固氮類自生固氮類代謝類型同化異化常見(jiàn)類型在生態(tài)系統(tǒng)中的作用意義①為綠色植物提供氮素營(yíng)養(yǎng)②對(duì)自然界氮循環(huán)有重要作用固氮微生物的種類固氮基因(固氮酶)與豆科植物共生時(shí)異養(yǎng)需氧根瘤菌(6種)消費(fèi)者(大豆、菜豆、(取食于活的豌豆、苜蓿、羽生物體)扇豆、三葉草)固氮藍(lán)藻(念珠藻)圓褐固氮菌黃色分支桿菌生產(chǎn)者分解者(腐生生活)2.18氮循環(huán)
大氣固氮
NO3-
工業(yè)固氮脲酶尿素氮鹽2.19三類微生物在自然界氮循環(huán)中的作用
酶NH3→NO2-、NO3-
固氮酶
N2→NH3固氮微生物(N2循環(huán))硝化細(xì)菌15
Ⅱ動(dòng)物與微生物代謝部分:三大類營(yíng)養(yǎng)代謝、細(xì)胞呼吸、代謝基本類型、微生物類群、
自養(yǎng)獨(dú)立生活異養(yǎng)氮素化肥注意:不同的根瘤菌具有共生專一性。如蠶豆根瘤菌與蠶豆、豌豆、豇豆共生;大豆根瘤菌只能與大豆共生。
硝化細(xì)菌NO2-、NO3-生物固氮NH3-大氣氮庫(kù)(N2)N2反硝化細(xì)菌尿素脲酶消費(fèi)者分解者生產(chǎn)者遺體酶
反硝化細(xì)菌NO2-、NO3-→N
微生物的營(yíng)養(yǎng)代謝與生長(zhǎng)、發(fā)酵工程簡(jiǎn)介
2.20人和動(dòng)物體內(nèi)三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝
氧化CO2+H2O+能量合成肝糖元淀粉葡萄糖分解合成肌糖元轉(zhuǎn)變脂肪、某些氨基酸儲(chǔ)存皮下結(jié)締組織、腸系膜脂肪轉(zhuǎn)變糖元分解甘油、脂肪酸氧化CO2+H2O+能量合成各種組織蛋白、酶及激素等轉(zhuǎn)氨基新的氨基酸蛋白質(zhì)氨基酸含氮部分NH轉(zhuǎn)變3尿素脫氨基分解CO2+H2O+能量不含氮部分轉(zhuǎn)變糖類、脂肪2.21人體的必需氨基酸不同種動(dòng)物有不同的必需氨基酸苯丙氨酸.種類12種..纈氨酸賴..氨酸異亮非必需氨基酸概念在人和動(dòng)物體細(xì)胞內(nèi)能夠合成的氨基酸色.氨酸.氨酸.蘇..氨酸亮氨酸甲硫氨酸必需氨基酸概念不能在人和動(dòng)物體細(xì)胞內(nèi)合成,只能從食物中獲得的氨基酸稱為必需氨基酸
種類(8種)助記詞苯丙賴色亮,纈亮蘇甲硫(本秉賴色亮,謝亮輸賈劉)2.24有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的比較16
比較項(xiàng)目有氧呼吸無(wú)氧呼吸反應(yīng)場(chǎng)所真核細(xì)胞:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),主要在線粒體原核細(xì)胞:細(xì)胞基質(zhì)(含有氧呼吸酶系)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)反應(yīng)條件需氧不需氧反應(yīng)產(chǎn)物終產(chǎn)物(CO2、H2O)、能量中間產(chǎn)物(酒精、乳酸、甲烷等)、能量產(chǎn)能多少多,生成大量ATP少,生成少量ATP共同點(diǎn)氧化分解有機(jī)物,釋放能量
2.25呼吸作用產(chǎn)生的能量的利用情況
呼吸類型被分解的有機(jī)物儲(chǔ)存的能量釋放的能量可利用的能量能量利用率有氧呼吸無(wú)氧呼吸1mol葡萄糖2870kJ2870kJ1165kJ40.59%2870kJ196.65kJ61.08kJ2.13%注:無(wú)氧呼吸釋放的能量值為分解為乳酸時(shí)的值。不同的無(wú)氧呼吸類型釋放的能量可能稍有不同。
2.26新陳代謝的類型
紅螺細(xì)菌有光時(shí):自養(yǎng)生活(進(jìn)行光合作用,但供氫體不是水,而是有機(jī)物)無(wú)光時(shí):異養(yǎng)生活
兼性營(yíng)養(yǎng)型光能自養(yǎng)型光合作用綠色植物光合細(xì)菌同自養(yǎng)型化化能自養(yǎng)型化能合成作用硝化細(xì)菌類特新型殊陳基異養(yǎng)型絕大多數(shù)動(dòng)物,腐生的真菌,大多數(shù)細(xì)菌類代本型謝類類型型異需氧型多數(shù)動(dòng)植物
化類型一些細(xì)菌(如光合細(xì)菌,供氫體不是水,不放O2)厭氧型蛔蟲(chóng)等
兼性厭氧型酵母菌有氧時(shí):有氧呼吸無(wú)氧時(shí):無(wú)氧呼吸
2.27微生物的類群
形態(tài)桿形、球形、螺旋形(弧形)
細(xì)胞壁基本結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜
細(xì)胞質(zhì)(僅有核糖體)結(jié)構(gòu)核區(qū)(環(huán)狀DNA)細(xì)菌特殊結(jié)構(gòu)質(zhì)粒、莢膜、鞭毛、芽孢、
繁殖二分裂(有17DNA的復(fù)制和平分)
原概念細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上繁殖
形成的細(xì)菌子細(xì)胞群體核菌落細(xì)大小、形狀、顏色、
2.28微生物的營(yíng)養(yǎng)
水無(wú)機(jī)鹽無(wú)機(jī)碳源碳源營(yíng)養(yǎng)素?zé)o機(jī)氮源氮源提供氮素營(yíng)養(yǎng)有機(jī)氮源尿素、牛肉膏、蛋白胨等N2、硝酸鹽、銨鹽等提供碳素營(yíng)養(yǎng)有機(jī)碳源糖、脂、石油等CO2、NaHCO3等生長(zhǎng)因子微生物生長(zhǎng)不可缺少的微量有機(jī)物(包括維生素、氨基酸、堿基等)微生物的營(yíng)養(yǎng)目的要明確根據(jù)培養(yǎng)種類、培養(yǎng)目的選擇原材料營(yíng)養(yǎng)要協(xié)調(diào)注意營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度和比例配制原則(三要原則)碳氮比最重要C/N=4:有利于繁殖;C/N=3:有利于產(chǎn)谷氨酸培養(yǎng)基種類用途pH要適宜細(xì)菌:pH=6.57.5放線菌:pH=7.58.5真菌:pH=5.06.0特點(diǎn)加凝固劑不加凝固劑成分明確天然成分功能分離、鑒定觀察、保藏工業(yè)生產(chǎn)分類、鑒定工業(yè)生產(chǎn)種類物理半固體培養(yǎng)基性質(zhì)液體培養(yǎng)基化學(xué)合成培養(yǎng)基成分天然培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)基鑒別培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基加抑制劑(如青霉素)加特殊C源或N源選擇、分離不加某物質(zhì)(如N源)加指示劑或藥品鑒別
182.29微生物的代謝微生物的代謝
概念微生物自身生長(zhǎng)繁殖必需的物質(zhì)初級(jí)代謝產(chǎn)物不斷產(chǎn)生特點(diǎn)代謝產(chǎn)物產(chǎn)物氨基酸、核苷酸、多糖、脂類、維生素或積累或排除概念對(duì)自身生長(zhǎng)繁殖非必需的物質(zhì)次級(jí)代謝產(chǎn)物產(chǎn)物抗生素、毒素、激素、色素酶合成調(diào)節(jié)分解葡萄組成酶一直存在,只受遺傳控制的酶糖的酶誘導(dǎo)酶受環(huán)境中某物質(zhì)的誘導(dǎo)產(chǎn)生分解乳糖的酶大腸桿菌代謝調(diào)節(jié)同時(shí)存在密切配合協(xié)調(diào)作用概念酶活性調(diào)節(jié)“好酶知時(shí)節(jié),當(dāng)需乃發(fā)生”2.30微生物的生長(zhǎng)
時(shí)期調(diào)整期微生物群體生長(zhǎng)的規(guī)律對(duì)數(shù)期穩(wěn)定期衰亡期特點(diǎn)菌體不增殖,代謝活躍,體積增大以2n形式增長(zhǎng),代謝旺盛生死平衡,活菌數(shù)最多,芽孢形成死亡加速,形態(tài)多樣,細(xì)胞裂解作菌種和科研材料收獲菌體和代謝產(chǎn)物作用
通過(guò)改變酶的催化活性,來(lái)調(diào)節(jié)代謝速率谷氨酸脫氫酶受谷氨酸原理負(fù)反饋:酶催化的產(chǎn)物增多抑制酶的活性產(chǎn)量的調(diào)節(jié)基因誘變高產(chǎn)賴氨酸的黃色短桿菌代謝的人工控制改變遺傳特性轉(zhuǎn)基因基因工程人胰島素控制發(fā)酵條件改變細(xì)胞膜的通透性,即時(shí)輸出代謝產(chǎn)物,解除對(duì)酶的抑制微生物的生長(zhǎng)溫度最適生長(zhǎng)溫度:2537℃影響微生物生長(zhǎng)的環(huán)境因素pH氧超過(guò):蛋白質(zhì)和核酸不可逆破壞(最適pH見(jiàn)前)超過(guò):影響酶活性和細(xì)胞膜穩(wěn)定性需氧或不需氧
2.31微生物的生長(zhǎng)曲線與生長(zhǎng)速率的關(guān)系
菌體數(shù)目2kk注意
abcd時(shí)間
2.32發(fā)酵工程簡(jiǎn)介
發(fā)酵工程
概念采用現(xiàn)代工程技術(shù)手段,利用微生物某些特定功能,為人類生產(chǎn)有用產(chǎn)品;或者直接把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的一種新技術(shù)。
基因誘變傳統(tǒng),常用。
(lg)0生長(zhǎng)速率=繁殖率死亡率
生長(zhǎng)速率0abcd時(shí)間
說(shuō)明a:調(diào)整期b:對(duì)數(shù)期c:穩(wěn)定期d:衰亡期菌種選育培養(yǎng)基配制滅菌內(nèi)容基因工程細(xì)胞工程細(xì)胞融合(三要原則)
改變?cè)瓉?lái)基因轉(zhuǎn)基因
工程菌(工程細(xì)胞)
一般步驟:配制調(diào)→pH→分裝→滅菌
嚴(yán)格殺滅培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備中的各種微生物,保證菌種是單一純種
選育的良種要經(jīng)多次擴(kuò)大培養(yǎng),才能滿足大規(guī)模生產(chǎn)需要
擴(kuò)大培養(yǎng)與接種發(fā)酵過(guò)程①檢測(cè)菌體數(shù)目和產(chǎn)物濃度。②添加培養(yǎng)基組成。
③嚴(yán)格控制發(fā)酵條件(溫度、pH、溶氧、通氣量、轉(zhuǎn)速)
代謝產(chǎn)物蒸餾、萃取、離子交換等方法提取
應(yīng)用分離提純產(chǎn)品菌體本身過(guò)濾、沉淀等方法分離
醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用生產(chǎn)抗生素、維生素、動(dòng)物激素、氨基酸、核苷酸等
生產(chǎn)傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)食品添加劑開(kāi)發(fā)人類新食源20
啤酒、果酒、食醋等酸味劑、鮮味劑、甜味劑、色素單細(xì)胞蛋白、真菌蛋白等新食品
食品工業(yè)上的應(yīng)用
第三單元生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)
(包括植物調(diào)節(jié)、體液調(diào)節(jié)、神經(jīng)調(diào)節(jié)、內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)、水鹽調(diào)節(jié)、血糖調(diào)節(jié)、體溫調(diào)節(jié)、免疫)
3.1植物生命活動(dòng)調(diào)節(jié)激素調(diào)節(jié)
向性運(yùn)動(dòng)植物體受到單一方向外界刺激而引起的定向運(yùn)動(dòng)是植物對(duì)于外界環(huán)境的適應(yīng)性發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生分布運(yùn)輸(略)主要在葉原基、嫩葉和發(fā)育的種子大多集中在胚芽鞘、分生組織、形成層及發(fā)育的種子和子房只能由形態(tài)學(xué)上端向形態(tài)學(xué)下端運(yùn)輸,不能倒過(guò)來(lái)運(yùn)輸促進(jìn)生長(zhǎng)生理作用抑制生長(zhǎng)既能促進(jìn)生長(zhǎng),又能抑制生長(zhǎng)既能促進(jìn)發(fā)芽,又能抑制發(fā)芽既能;ū9,又能疏花疏果生長(zhǎng)素植物的器官的種類取決于生長(zhǎng)素濃度促進(jìn)生長(zhǎng)0根芽莖兩重性抑制生長(zhǎng)植物激素調(diào)節(jié)10-1010-810-610-410-2濃度/molL-11促進(jìn)插枝生根促進(jìn)應(yīng)用抑制促進(jìn)果實(shí)發(fā)育防止落花落果抑制頂端優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)素類似物浸泡插枝下端發(fā)根增多涂抹未受粉柱頭涂抹未受粉柱頭無(wú)籽番茄噴灑植株(棉花)保蕾保鈴除草疏花疏果赤霉素促進(jìn)生長(zhǎng)其他激素細(xì)胞分裂素存在于分裂部位。促進(jìn)細(xì)胞分裂、分化脫落酸促進(jìn)葉片脫落乙烯促進(jìn)果實(shí)成熟21
3.2人和高等動(dòng)物的體液調(diào)節(jié)
人和高等動(dòng)物的體液調(diào)節(jié)內(nèi)分泌腺激素名稱促甲狀腺激素釋放激素下丘腦促性腺激素釋放激素抗利尿激素促甲狀腺激素垂體促性腺激素生長(zhǎng)激素催乳素主要生理功能促進(jìn)垂體合成和分泌促甲狀腺激素促進(jìn)垂體合成和分泌促性腺激素減少排尿促進(jìn)甲狀腺生長(zhǎng)發(fā)育和調(diào)節(jié)其合成與分泌促進(jìn)性腺生長(zhǎng)發(fā)育和調(diào)節(jié)其合成與分泌促進(jìn)生長(zhǎng),主要促進(jìn)骨生長(zhǎng)和蛋白質(zhì)合成促進(jìn)乳腺發(fā)育與泌乳及嗉囊分泌鴿乳促進(jìn)新陳代謝(促進(jìn)氧化分解)、促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育(包括神經(jīng))、提高神經(jīng)系統(tǒng)興奮性升血糖(促進(jìn)肝元糖分解)促進(jìn)腎小管吸Na+泌K+升血糖(強(qiáng)烈促進(jìn)肝元糖分解和非糖轉(zhuǎn)化)促進(jìn)肝(肌)糖元合成激素的種類和作用甲狀腺甲狀腺激素腎上腺素醛固酮胰高血糖素腎上腺A細(xì)胞胰島B細(xì)胞胰島素睪丸雄激素性卵巢激素卵巢孕激素雌激素降血糖減少來(lái)源促進(jìn)葡萄糖氧化分解促進(jìn)轉(zhuǎn)變成脂肪抑制肝糖抑制元分解增加去路抑制非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化促進(jìn)雄性生殖器官的發(fā)育和精子生成,激發(fā)并維持雄性第二性征促進(jìn)雌性生殖器官的發(fā)育和卵子生成,激發(fā)并維持雌性第二性征,激發(fā)并維持正常性周期促進(jìn)子宮內(nèi)膜和乳腺生長(zhǎng)發(fā)育,為受精卵著床和泌乳準(zhǔn)備條件激素調(diào)節(jié)性腺調(diào)節(jié)內(nèi)分泌的中樞下丘腦寒冷緊張下丘腦甲狀腺激素協(xié)同作用增強(qiáng)效應(yīng)生長(zhǎng)激素(-)激素分泌的調(diào)節(jié)反饋調(diào)節(jié)促甲狀腺激素釋放激素(+)(-)垂體促甲狀腺激素(+)甲狀腺甲狀腺激素
其他化學(xué)物質(zhì)的調(diào)節(jié)相關(guān)激素間的作用胰島素胰高血糖素拮抗作用對(duì)抗效應(yīng)如CO2對(duì)呼吸頻率的調(diào)節(jié)等
3.3神經(jīng)調(diào)節(jié)概念由神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)體內(nèi)外刺激所作的規(guī)律性反應(yīng)非條件反射遺傳獲得的先天性反射生活中學(xué)習(xí)獲得的后天性反射感受器傳入神經(jīng)分類基本方式反射條件反射結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)反射弧神經(jīng)中樞傳出神經(jīng)神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)雙向傳導(dǎo)從興奮點(diǎn)開(kāi)始效應(yīng)器刺激神經(jīng)調(diào)節(jié)興奮的傳導(dǎo)++++++++----++++++++--------++++----------------++++--------++++++++----++++++++高級(jí)神經(jīng)中樞的調(diào)節(jié)細(xì)胞間的傳導(dǎo)單向傳導(dǎo)由前一個(gè)神經(jīng)元傳向后一個(gè)神經(jīng)元傳導(dǎo)方向高級(jí)神經(jīng)中樞大腦皮層中央前回驅(qū)體運(yùn)動(dòng)中樞交叉支配倒置投射左側(cè)中樞支配右側(cè)驅(qū)體右側(cè)中樞支配左側(cè)驅(qū)體頂部中樞支配足部運(yùn)動(dòng)顳部中樞支配頭部運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)性失語(yǔ)感覺(jué)性失語(yǔ)S區(qū)運(yùn)動(dòng)性語(yǔ)言中樞(說(shuō)話中樞)語(yǔ)言中樞H區(qū)感覺(jué)性語(yǔ)言中樞(聽(tīng)話中樞)23
3.4動(dòng)物行為產(chǎn)生的生理基礎(chǔ)
性激素求偶行為照顧幼仔行為激素調(diào)節(jié)與行為催乳素甲狀腺激素影響活動(dòng)、食欲等趨性先天性行為對(duì)環(huán)境刺激的定向反應(yīng)膝跳反射、搔扒反射吸吮反射、眨眼反射由一系列非條件反射按順序連鎖發(fā)生構(gòu)成動(dòng)物行為產(chǎn)生的生理基礎(chǔ)非條件反射本能3.5內(nèi)環(huán)境與物質(zhì)交換
內(nèi)環(huán)境與物質(zhì)交換概念穩(wěn)態(tài)內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì)保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)內(nèi)環(huán)境細(xì)胞內(nèi)液體液細(xì)胞外液血漿淋巴組織液細(xì)胞液神經(jīng)調(diào)節(jié)與行為后天性行為pH印隨模仿條件反射判斷推理(包括pH、參透壓、溫度、血糖濃度等等)決定性作用生活體驗(yàn)和學(xué)習(xí)血漿中堿性物質(zhì)增多時(shí)血漿中酸性物質(zhì)增多時(shí)的相對(duì)穩(wěn)定Na2CO3乳酸+緩沖物質(zhì)H2CO3+NaHCO3緩沖物質(zhì)多余的H2CO3生成CO2和H2O多余的NaHCO3H2CO3增高時(shí)NaHCO3增高時(shí)由腎臟排出體外養(yǎng)料、O2物質(zhì)交換24廢物、CO
3.6水、鈉、鉀的來(lái)源與去向
水、鈉、鉀的來(lái)源與去向
H2O來(lái)源(mL)來(lái)自飲水來(lái)自食物來(lái)自代謝1300900300去向(mL)由腎排出由皮膚排出由肺排出由大腸排出1500500400100共計(jì)2500共計(jì)2500食物中的Na+Na+汗Na+皮膚人體腎臟大腸便Na+食物中的K+K+尿Na+診斷某些疾病的指標(biāo)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組織液中的K+細(xì)胞中的K+25
3.7水鹽平衡的調(diào)節(jié)
飲水不足、失水過(guò)多、食物過(guò)咸細(xì)胞外液滲透壓升高神經(jīng)調(diào)節(jié)下丘腦滲透壓感受器激素調(diào)節(jié)大腦皮層垂體后葉釋放水鹽平衡的調(diào)節(jié)抗利尿激素產(chǎn)生渴覺(jué)+腎小管、集合管重吸收水血鉀升高直接刺激血鈉降低飲水增加尿量減少細(xì)胞外液滲透壓下降+腎上腺+醛固酮+分泌K+重吸收Na+詠下丘腦下丘腦下丘腦產(chǎn)生激素真不少通過(guò)垂體控性甲有種激素抗利尿
體溫調(diào)節(jié)是中樞血糖平衡功不小水鹽代謝沒(méi)有它什么事都做不了
263.8血糖平衡的調(diào)節(jié)
下丘腦另一區(qū)域(+)(+)胰島B細(xì)胞血糖升高(+)腎上腺素腎上腺神經(jīng)調(diào)節(jié)(-)胰島素分泌增加(+)胰島A細(xì)胞(+)血糖降低(+)胰高血糖素分泌增加激素調(diào)節(jié)3.9體溫的調(diào)節(jié)
寒冷炎熱冷覺(jué)感受器皮膚腎上腺腎上腺素血管收縮汗腺不排汗立毛肌收縮代謝增強(qiáng)散熱減少下丘腦某一區(qū)域溫覺(jué)感受器下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞下丘腦皮膚垂體血管擴(kuò)張甲狀腺汗腺排汗甲狀腺激素散熱增加產(chǎn)熱增加體溫恒定27
3.10免疫概述
概念機(jī)體特殊的保護(hù)性生理功能。通過(guò)識(shí)別“自己”與“非已”,以維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的平衡與穩(wěn)定。概念免疫概述非特異性免疫組成分類概念特異性免疫組成第三道防線細(xì)胞免疫骨髓免疫器官中樞淋巴組織及器官胸腺淋巴結(jié)免疫組織免疫系統(tǒng)吞噬細(xì)胞免疫細(xì)胞淋巴細(xì)胞B細(xì)胞免疫分子淋巴細(xì)胞起源增殖分化對(duì)所有病原體的防御能力第一道防線皮膚及黏膜的屏障作用體液中的殺菌物質(zhì)吞噬細(xì)胞的吞噬作用第二道防線對(duì)特殊病原體的防御能力體液免疫3.10免疫系統(tǒng)的組成與淋巴細(xì)胞的起源外周淋巴組織及器官脾臟扁桃體T細(xì)胞抗體、淋巴因子(白細(xì)胞介素、干擾素等)效應(yīng)B細(xì)胞B細(xì)胞少部分進(jìn)入造血干細(xì)胞大部分死亡血液循環(huán)胸腺中的增殖分化造血干細(xì)胞T細(xì)胞淋巴結(jié)脾臟扁桃體記憶細(xì)胞抗原刺激后效應(yīng)T細(xì)胞記憶細(xì)胞28
3.11抗原與抗體
抗原抗體概念能與B細(xì)胞受體、T細(xì)胞受體及抗體結(jié)合,具有啟動(dòng)免疫應(yīng)答潛能的物質(zhì)
異物性機(jī)體以外的物質(zhì);驒C(jī)體內(nèi)的隔離物質(zhì)或已發(fā)生改變的自身物質(zhì)
性質(zhì)大分子性相對(duì)分子質(zhì)量大于10000的物質(zhì)。蛋白質(zhì)、脂多糖、多糖等特異性只與相應(yīng)的抗體或效應(yīng)T細(xì)胞發(fā)生特異性結(jié)合。取決于抗原決定簇
概念抗原決定簇特點(diǎn)抗原分子中決定抗原特異性的特殊化學(xué)基團(tuán)是免疫細(xì)胞識(shí)別抗原的重要依據(jù)
①一種抗原可含有多種抗原決定族
②不同種抗原可含有相同或相似的抗原決定族③一個(gè)B細(xì)胞只接受一種抗原決定族的刺激④每一種抗原決定族只引起產(chǎn)生一種特定的抗體
特異結(jié)合刺激產(chǎn)生
概念特點(diǎn)B細(xì)胞識(shí)別抗原后經(jīng)分裂增殖形成的效應(yīng)B細(xì)胞所產(chǎn)生的一種球蛋白①能與相應(yīng)的抗原特異性結(jié)合,從而清除抗原②存在于血漿、組織液和淋巴中
3.12體液免疫和細(xì)胞免疫
體液免疫細(xì)胞免疫效應(yīng)階段抗體與病原體(抗原)結(jié)合防止病原體感染降低病毒侵染力病原體再次入侵記憶細(xì)胞增殖分化再次刺激反應(yīng)階段抗體效應(yīng)B細(xì)胞增殖分化感應(yīng)階段反應(yīng)階段效應(yīng)階段直接刺激病原體吞噬細(xì)胞抗原T細(xì)胞抗原B細(xì)胞增殖分化(+)白細(xì)胞介素-2記憶細(xì)胞增殖分化再次刺激效應(yīng)T細(xì)胞釋放淋巴因子宿主細(xì)胞裂解死亡病原體侵入宿主細(xì)胞后宿主細(xì)胞溶酶體酶激活29
與宿主細(xì)胞密切接觸
3.13免疫失調(diào)引起的疾病
免疫失調(diào)引起的疾病概念特點(diǎn)過(guò)敏反應(yīng)再次刺激刺激吸附已免疫過(guò)的機(jī)體在再次接觸相同物質(zhì)刺激時(shí)所發(fā)生的以機(jī)體生理功能紊亂為主的特異性免疫反應(yīng)發(fā)作迅速、反應(yīng)強(qiáng)烈、消退較快。無(wú)后遺癥、有遺傳傾向和個(gè)體差異過(guò)敏原效應(yīng)B細(xì)胞抗體某些細(xì)胞再次刺激時(shí)釋放毛細(xì)血管擴(kuò)張、血管通透性增強(qiáng)平滑肌收縮、腺體分泌增加活性物質(zhì)全身性過(guò)敏反應(yīng)呼吸道過(guò)敏反應(yīng)消化道過(guò)敏反應(yīng)皮膚過(guò)敏反應(yīng)自身免疫導(dǎo)致免疫系統(tǒng)對(duì)自身成分發(fā)生免疫應(yīng)答的現(xiàn)象概念由自身免疫而導(dǎo)致的機(jī)體的疾病狀態(tài)。由于自身組織和細(xì)胞不易被清除,機(jī)體不斷受攻擊,結(jié)果進(jìn)入疾病狀態(tài)自身免疫疾病器官特異性自身免疫疾病病變局限于某一器官釀膿鏈球菌的一種抗原決定族與心臟瓣細(xì)胞的某種物質(zhì)相似風(fēng)濕性心臟病風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎全身性(系統(tǒng)性)自身免疫疾病系統(tǒng)性紅斑狼瘡概念免疫缺陷病遺傳性(先天性)免疫缺陷病獲得性(后天性)免疫缺陷病30
病變見(jiàn)于多種器官和結(jié)締組織累及多器官:關(guān)節(jié)痛、皮膚紅斑、脫發(fā)、白細(xì)胞減少機(jī)體免疫功能不足或缺乏而引起的疾病原發(fā)性B細(xì)胞缺陷。ò閄隱性遺傳)AIDS病(HIV主要攻擊T細(xì)胞)
3.13免疫學(xué)的應(yīng)用(選學(xué))
免疫學(xué)的應(yīng)用免疫預(yù)防免疫治療移植免疫
滅活死疫苗(脊髓灰質(zhì)炎疫苗)人工主動(dòng)免疫注射抗原減毒活疫苗(卡介苗、牛痘苗)類毒素(白喉疫苗、破傷風(fēng)疫苗)抗毒素(免疫動(dòng)物后獲得的抗體)人工被動(dòng)免疫注射抗體人免疫球蛋白制劑(抗乙肝病毒免疫球蛋白)細(xì)胞因子制劑(新型制劑)單抗制劑輸入免疫物質(zhì)(抗體、胸腺素、淋巴因子)或藥物調(diào)整病人的免疫功能,從而治療疾病組織相容性抗原(HLA)是否一致,關(guān)系到器官移植的成敗你知道嗎缺氧引起腦水腫的原因①細(xì)胞內(nèi)水腫:供氧不足→ATP減少→胞內(nèi)Na+轉(zhuǎn)運(yùn)下降→胞內(nèi)滲透壓升高→細(xì)胞吸水增加→細(xì)胞內(nèi)水腫②細(xì)胞外水腫:血漿缺氧→毛細(xì)血管擴(kuò)張→通透性升高→血漿物質(zhì)濾出→組織液增多→細(xì)胞外水腫第四單元生物的生殖與發(fā)育(包括生殖的種類、動(dòng)物生殖細(xì)胞的生成、植物的個(gè)體發(fā)育、動(dòng)物的個(gè)體發(fā)育)
4.1生殖的類型生殖的類型生殖方式分裂生殖出芽生殖概念由一個(gè)生物體直接分裂成兩個(gè)新個(gè)體母體產(chǎn)生無(wú)性生殖細(xì)胞孢子,由孢子萌發(fā)成新個(gè)體高等植物的營(yíng)養(yǎng)器官(根、莖、葉)與母體脫落后,發(fā)育成新個(gè)體舉例變形蟲(chóng)、細(xì)菌真菌(青霉)低等植物(衣藻)馬鈴薯的塊莖草莓的匍匐莖在母體的一定部位長(zhǎng)出芽體(新個(gè)體)酵母菌、水螅無(wú)性生殖孢子生殖營(yíng)養(yǎng)生殖注:植物組織培養(yǎng)是人工進(jìn)行的植物無(wú)性繁殖方式。
有性生殖
概念由親體產(chǎn)生有性生殖細(xì)胞配子,由配子兩兩結(jié)合形成合子,再由合子發(fā)育成新個(gè)體的過(guò)程的生殖方式同配生殖配子形態(tài)大小相同(同型配子)
4.2動(dòng)物有性生殖細(xì)胞的形成(沒(méi)有交換)
精子的形成A‘A‘BBB‘AA‘B精原細(xì)胞(2N=4)復(fù)制AA‘BB‘AB‘AB‘一種類型初級(jí)精母細(xì)胞(2N=4)次級(jí)精母細(xì)胞(N=2)一種類型精子(N=2)共兩種精子有性生殖細(xì)胞的形成精細(xì)胞(N=2)卵細(xì)胞的形成4.3減數(shù)分裂中非姐妹染色單體的交叉互換四分體時(shí)期四分體A‘B‘A‘B復(fù)制AA‘B初級(jí)卵母細(xì)胞(2N=4)BB‘A次級(jí)卵母細(xì)胞(N=2)A卵細(xì)胞(N=2)B‘B‘BA第一極體(N=2)卵原細(xì)胞(2N=4)交叉互換初級(jí)精母細(xì)胞次級(jí)精母細(xì)胞精細(xì)胞
32第二極體(N=2)一種卵細(xì)胞四種精子(一種卵細(xì)胞)
4.4減數(shù)分裂中染色體行為及數(shù)目與配子類型的關(guān)系
非姐妹染色單體不發(fā)生交叉互換1、由于同源染色體分離,非同源染色體在配子中進(jìn)行自由組合,所以形成不同種類的配子2、配子(精子、卵)種數(shù)等于組合數(shù)配子種數(shù)=2n(n為同源染色體對(duì)數(shù))3、組合數(shù)又與同源染色體的對(duì)數(shù)有關(guān)4、每一個(gè)精原細(xì)胞分裂都只形成兩種精子與同源染色體對(duì)數(shù)無(wú)關(guān)5、每一個(gè)卵原細(xì)胞分裂都只形成一種卵子6、要產(chǎn)生2n種精子至少需要2n-1個(gè)精原細(xì)胞參與減數(shù)分裂7、要產(chǎn)生2n種卵細(xì)胞至少需要2n個(gè)卵原細(xì)胞參與減數(shù)分裂①當(dāng)m<2n-1,則生成的精子類型最多為2m
4.6被子植物的個(gè)體發(fā)育
子房提供生長(zhǎng)素子胚胚胚葉芽軸根胚頂細(xì)胞受精卵有絲分裂多次分裂球狀胚體多次分裂供給營(yíng)養(yǎng)植株果實(shí)基細(xì)胞幾次分裂胚柄消失胚珠受精極核多次分裂種子胚乳細(xì)胞或者消失胚乳4.7動(dòng)物的個(gè)體發(fā)育
卵裂受精卵胚胎發(fā)育胚后發(fā)育幼體外胚層分化分化珠被種皮表皮及其附屬結(jié)構(gòu)神經(jīng)系統(tǒng)、感覺(jué)器官骨骼、肌肉及循環(huán)、排泄、生殖系統(tǒng)等肝臟、胰臟等腺體消化道、呼吸道上皮囊胚原腸胚中胚層分化幼體內(nèi)胚層分化爬行類、鳥(niǎo)類、哺乳類和人類在胚胎發(fā)育的早期形成羊膜,內(nèi)有羊水,為胚胎發(fā)育提供水環(huán)境,防止震動(dòng)、保護(hù)胚胎。幼體與成體相似直接發(fā)育成體幼體與成體不同變態(tài)發(fā)育你知道嗎判斷必需礦質(zhì)元素的標(biāo)準(zhǔn)是①不可缺少性:缺乏不能完成生活史②不可替代性:有專一缺乏癥,加入其它元素不可替代③直接功能性:直接影響,不是通過(guò)影響土壤、微生物等的間接作用
第五單元生物的遺傳、變異與進(jìn)化
(包括遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)、遺傳規(guī)律、伴性遺傳、細(xì)胞質(zhì)遺傳、基因突變、染色體變異、現(xiàn)代進(jìn)化理論)
5.1證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)(1)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
艾弗里的實(shí)驗(yàn)35
結(jié)論DNA是“轉(zhuǎn)化因子”,即遺傳物質(zhì)R型(無(wú)毒)R型(無(wú)毒)活S型(有毒)R型(無(wú)毒)R型(無(wú)毒)分離R型(無(wú)毒)培養(yǎng)死亡活S型死S型注射注射活R型(無(wú)毒)注射死亡第一組注射健康第二組活S型(有毒)第三組死S型(加熱)健康第四組+活R型注射死亡分離,使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S細(xì)菌設(shè)想在死S細(xì)菌中存在某種“轉(zhuǎn)化因子”格里菲思實(shí)驗(yàn)DNA加入R型S型蛋白質(zhì)或加入莢膜多糖培養(yǎng)DNA加DNA酶加入培養(yǎng)
5.2證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)(2)T2噬菌體感染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)
加入培養(yǎng)標(biāo)記的噬菌體大腸桿菌培養(yǎng)液標(biāo)記的噬菌體加入培養(yǎng)說(shuō)明3532攪拌離心含放射性35S不含放射性SP新形成的噬菌使在細(xì)菌感染體外的噬菌體分離檢測(cè)上清液和沉淀物中的放射性體沒(méi)檢測(cè)到35S攪拌離心不含放射性含放射性32P實(shí)線表示不帶放射性虛線表示帶放射性新形成的噬菌體檢測(cè)到32P5.3證明RNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)煙草花葉病毒的感染實(shí)驗(yàn)
蛋白質(zhì)RNA煙草花葉病毒(TMV)感染煙葉花葉病感染蛋白質(zhì)分離感染煙葉健康TMVRNA煙葉感染花葉病+RNA酶煙葉36
健康
5.4DNA是遺傳物質(zhì)的理論證據(jù)(遺傳物質(zhì)的必備條件)
1、穩(wěn)定性2、連續(xù)性分子結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定能夠自我復(fù)制,使前后代保持一定的連續(xù)性能夠控制生物的性狀和新陳代謝能夠產(chǎn)生可遺傳的變異能夠貯藏大量遺傳信息理論證據(jù)3、控制性4、變異性5、信息性5.5核酸是生物的遺傳物質(zhì)
1、核酸是一切生物的遺傳物質(zhì)5.6DNA的組成單位、分子結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
氫鍵5’端GC磷酸脫氧核苷酸3’端基本組成單位2、DNA是主要的遺傳物質(zhì)3、含DNA的生物DNA是遺傳物質(zhì),RNA不是4、不含DNA的生物(RNA病毒)RNA才是遺傳物質(zhì)3’端TA脫氧核糖堿基AT脫氧核苷CG5’端DNA的分子結(jié)構(gòu)
3712345678單脫氧核苷酸經(jīng)磷酸二酯鍵連接成脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈兩條脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈反向平行由氫鍵連接成雙鏈DNA分子雙鏈結(jié)構(gòu)的外側(cè)由磷酸和脫氧核糖交替排列形成骨架,堿基排在雙鏈的內(nèi)側(cè)堿基遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則進(jìn)行配對(duì),堿基對(duì)由氫鍵連接起來(lái)。即:GC;AT。兩條鏈向右旋轉(zhuǎn)形成規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)一條鏈的堿基排列順序一旦確定,另一條鏈的堿基排列順序也隨之確定理論上鏈上堿基的排列順序是任意的,這構(gòu)成了DNA分子的多樣性4n種
DNA的堿基排列順序貯藏著生物遺傳信息,DNA分子的多樣性是生物多樣的根源DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)5.7由堿基互補(bǔ)配對(duì)原則引起的堿基間關(guān)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基本關(guān)系2(A1G1)m(T1C1)(T2C2)m(A2G2)(A2G2)1(T2C2)m3(A1T1)n(G1C1)A2T2)n(G2C2)(G2C2)1(A2T2)nA21T2wA2無(wú)法計(jì)算G2G1rC1T1tC138
45A1wT1A1sG1G21C2rT2無(wú)法計(jì)算C2根據(jù)第一鏈計(jì)算第二鏈
5.8DNA分子的復(fù)制
3’端
解旋方向
5’端
親代(0代)
32P
ACGT
復(fù)制TGCA
(半保留復(fù)制)
32P
子代DNA分子中含親代鏈的比例
子代DNA鏈中含親代鏈的比例
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半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證明
親代15Ⅱ代
半重半輕
Ⅰ代N(重鏈)15全重15N(重鏈)14全輕
N(輕鏈)N(重鏈)半重半輕
從每一代DNA分子中取等量的DNA進(jìn)行氯化銫密度梯度離心低氯化銫密度高39
輕帶中間帶重帶
DNA帶
5.10基因的結(jié)構(gòu)及控制蛋白質(zhì)的合成
原核生物基因的結(jié)構(gòu)非編碼區(qū)編碼區(qū)非編碼區(qū)RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)放大基因(編碼區(qū))ACGTACGTACGTTGCATGCATGCA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄mRNAACGUACGUACGUUGCAUGCAUGCAtRNA翻譯蛋白質(zhì)(多肽)蘇酪纈精基因控制蛋白質(zhì)的合成真核生物基因的結(jié)構(gòu)非編碼區(qū)ARNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)外顯子B內(nèi)含子編碼區(qū)C外顯子D內(nèi)含子E外顯子非編碼區(qū)轉(zhuǎn)錄初級(jí)RNAABCDE加工AmRNACE基因控制蛋白質(zhì)的合成翻譯蛋白質(zhì)(多肽)40
5.11染色體組與基因組比較
染色體組概念基因組單倍體基因組原核生物基因組線粒體基因組葉綠體基因組區(qū)別與聯(lián)系概念正常配子中的全部染色體數(shù)稱為一個(gè)染色體組,用N表示某生物DNA分子所攜帶的全部遺傳信息叫基因組。包括核基因組和質(zhì)基因組(線料體基因組和葉綠體基因組)有性別生物:N+1(N個(gè)DNA+1個(gè)性染色體DNA組成)無(wú)性別生物:N(N個(gè)DNA分子組成)一個(gè)DNA分子組成(或加上質(zhì)粒DNA)線粒體中一個(gè)DNA分子所攜帶的遺傳信息(見(jiàn)后述)葉綠體中一個(gè)DNA分子所攜帶的遺傳信息示例果蠅:N=4人:23+1+線粒體DNA人:23+1玉米:10細(xì)菌DNA線粒體DNA葉綠體DNA染色體組由正常配子中的染色體數(shù)目構(gòu)成,只包含一條性染色體基因組由一半常染色體、兩條性染色體和細(xì)胞質(zhì)中的DNA分子組成5.12人類基因組研究
5.12.1人類基因組計(jì)劃(HGP)大事記1985年美國(guó)科學(xué)家諾貝爾獎(jiǎng)獲得者杜伯克首先提出了人類基因組計(jì)劃(HGP)經(jīng)美國(guó)國(guó)會(huì)批準(zhǔn)美國(guó)HGP正式啟動(dòng),預(yù)計(jì)投資30億美元,歷時(shí)15年,在1990年10月1日201*年完成。先后共有美、英、日、法、德、中六國(guó)參加,分別負(fù)擔(dān)了其中54%、33%、7%、2.8%、2.2%和1%的研究工作。全球最大的DNA自動(dòng)測(cè)序儀廠家在美國(guó)馬里蘭州羅克威爾設(shè)立了Celera(塞萊拉)基因組學(xué)公司,聲稱在3年內(nèi)完成人類基因組的序列測(cè)定,另外有一些私營(yíng)機(jī)構(gòu)也涉足這一領(lǐng)域,目的都是為了申請(qǐng)專利,壟斷人類基因信息資源。至此形成公私兩大陣營(yíng)。人類基因組計(jì)劃的公立陣營(yíng)宣布提前于201*年完成人類基因組的工作草圖,整個(gè)終圖的完成期將從201*提前到201*年。我國(guó)搭上基因組研究的末班車,加入該計(jì)劃并負(fù)責(zé)3號(hào)染色體上3000萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)的測(cè)序工作,成為參與人類基因組計(jì)劃唯一的發(fā)展中國(guó)家。這1%的測(cè)序任務(wù),帶給中國(guó)的利益是長(zhǎng)遠(yuǎn)的,我們不僅因此可以分享整個(gè)計(jì)劃的成果,擁有相關(guān)事務(wù)的發(fā)言權(quán),而且建立了自己的研究隊(duì)伍,技術(shù)水平走在了世界的前列。美國(guó)總統(tǒng)克林頓和英國(guó)首相貝理雅發(fā)表聯(lián)合聲明,呼吁將人類基因組研究成果公開(kāi),以便世界各國(guó)的科學(xué)家都能自由地使用這些成果。中國(guó)科學(xué)家按照國(guó)際人類基因組計(jì)劃的部署,完成了百分之一人類基因組的“工作框架圖”。人類基因組計(jì)劃公立陣營(yíng)在當(dāng)日出版的《自然》雜志公布人類基因組測(cè)序草圖。1998年5月1998年10月人類基因1999年9月組計(jì)劃大201*年3月14日事記201*年4月底201*年6月26日美國(guó)白宮召開(kāi)會(huì)議,宣布人類基因組“工作框架圖”完成。201*年2月15日201*年2月16日塞萊拉公司在當(dāng)日出版的《科學(xué)》雜志上公布人類基因組測(cè)序草圖。美國(guó)和英國(guó)科學(xué)家在英國(guó)《自然》雜志網(wǎng)絡(luò)版上發(fā)表了人類最后一個(gè)染色體1號(hào)染色體的基因測(cè)序?茖W(xué)家不止一次宣布人類基因組計(jì)劃完工,201*年5月18日但推出的均不是全本,這一次殺青的“生命之書(shū)”更為精確,覆蓋了人類基因組的99.99%。歷時(shí)16年的人類基因組計(jì)劃書(shū)寫(xiě)完了最后一個(gè)章節(jié)。41
5.12.2人類基因組計(jì)劃(HGP)的主要內(nèi)容又稱連鎖圖,它是以具有遺傳多態(tài)性(在一個(gè)遺傳位點(diǎn)上具有一個(gè)以上的等位基因,在群體中的出現(xiàn)頻率皆高于1%)的遺傳標(biāo)記為“路標(biāo)”,以遺傳學(xué)距離(在減數(shù)分裂事件中兩個(gè)位點(diǎn)之間進(jìn)行交換、重組的百分率,1%的重組率稱為1cM(厘摩))為圖距的基因組圖。遺傳圖的建立為基因識(shí)別和完成基因定位創(chuàng)造了條件。意義:6000多個(gè)遺傳標(biāo)記已經(jīng)能夠把人的基因組分成6000多個(gè)區(qū)域,使得連鎖分析法可以找到某一致病的或表現(xiàn)型的基因與某一標(biāo)記鄰近(緊密連鎖)的證據(jù),這樣可把這一基因定位于這一已知區(qū)域,再對(duì)基因進(jìn)行分離和研究。對(duì)于疾病而言,找基因和分析基因是個(gè)關(guān)鍵。物理圖是指有關(guān)構(gòu)成基因組的全部基因的排列和間距的信息,它是通過(guò)對(duì)構(gòu)成基因組的DNA分子進(jìn)行測(cè)定而繪制的。繪制物理圖的目的是把有關(guān)基因的遺傳信息及其在每條染色體上的相對(duì)位置線性而系統(tǒng)地排列出來(lái)。DNA物理圖是指DNA鏈的限制性酶切片段的排列順序,即酶切片段在DNA鏈上的定位。因限制性內(nèi)切酶在DNA鏈上的切口是以特異序列為基礎(chǔ)的,核苷酸序列不同的DNA,經(jīng)酶切后就會(huì)產(chǎn)生不同長(zhǎng)度的DNA片段,由此而構(gòu)成獨(dú)特的酶切圖。因此,DNA物理圖是DNA分子結(jié)構(gòu)的特征之一。DNA是很大的分子,由限制酶產(chǎn)生的用于測(cè)序反應(yīng)的DNA片段只是其中的極小部分,這些片段在DNA鏈中所處的位置關(guān)系是應(yīng)該首先解決的問(wèn)題,故DNA物理圖譜是順序測(cè)定的基礎(chǔ),也可理解為指導(dǎo)DNA測(cè)序的藍(lán)圖。廣義地說(shuō),DNA測(cè)序從物理圖制作開(kāi)始,它是測(cè)序工作的第一步。隨著遺傳圖和物理圖的完成,測(cè)序就成為重中之重的工作。DNA序列分析技術(shù)是一個(gè)包括制備DNA片段及堿基分析、DNA信息翻譯的多階段的過(guò)程。通過(guò)測(cè)序得到基因組的序列圖。遺傳圖物理圖主要內(nèi)容序列圖基因圖是在識(shí)別基因組所包含的蛋白質(zhì)編碼序列的基礎(chǔ)上繪制的結(jié)合有關(guān)基因序列、位置及表達(dá)模式等信息的圖譜。在人類基因組中鑒別出占具2%~5%長(zhǎng)度的全部基因的位置、結(jié)構(gòu)與功能,最主要的方法是通過(guò)基因的表達(dá)產(chǎn)物mRNA反追到染色體的位置。其原理是:所有生物性狀和疾病都是由結(jié)構(gòu)或功能蛋白質(zhì)決定的,而已知的所轉(zhuǎn)錄圖有蛋白質(zhì)都是由mRNA編碼的,這樣可以把mRNA通過(guò)反轉(zhuǎn)錄酶合成cDNA或稱作EST(基因圖)的部分的cDNA片段,也可根據(jù)mRNA的信息人工合成cDNA或cDNA片段,然后,再用這種穩(wěn)定的cDNA或EST作為“探針”進(jìn)行分子雜交,鑒別出與轉(zhuǎn)錄有關(guān)的基因。基因圖譜的意義是:在于它能有效地反應(yīng)在正;蚴芸貤l件中表達(dá)的全基因的時(shí)空?qǐng)D。通過(guò)這張圖可以了解某一基因在不同時(shí)間不同組織、不同水平的表達(dá);也可以了解一種組織中不同時(shí)間、不同基因中不同水平的表達(dá),還可以了解某一特定時(shí)間、不同組織中的不同基因不同水平的表達(dá)。
5.12.3人類與其他物種的基因組比較(大約)物種漿菌肺炎雙球菌流感嗜血桿菌大腸桿菌42
堿基對(duì)數(shù)量580,0002,200,0004,600,0004,600,000基因數(shù)量5002,3001,7004,400物種釀酒酵母黑腹果蠅家鼠人類堿基對(duì)數(shù)量12,000,000180,000,0002,500,000,0003,000,000,000基因數(shù)量5,53813,35029,00027,0
5.12.4人類基因組24條染色體上的基因數(shù)目和申請(qǐng)的專利數(shù)目(截止201*年)染色體編號(hào)1號(hào)2號(hào)3號(hào)4號(hào)5號(hào)6號(hào)7號(hào)8號(hào)9號(hào)10號(hào)11號(hào)12號(hào)合計(jì)基因數(shù)目3,1411,7761,4451,0231,2611,4011,4109521,0861,0421,6261,34717,510累計(jì)專利數(shù)目5043303072152542252322082331703122523,242染色體編號(hào)13號(hào)14號(hào)15號(hào)16號(hào)17號(hào)18號(hào)19號(hào)20號(hào)21號(hào)22號(hào)XY合計(jì)基因數(shù)目4778219151,1391,4714081,7157623571061,0901449,40526,915專利數(shù)目971551411923137427017866657201*42,3575,599【說(shuō)明】目前人們對(duì)于基因資源是否應(yīng)該登記專利仍有爭(zhēng)議。由于學(xué)術(shù)研究并非營(yíng)利性,因此通常不受這些專利所拘束。此外由于美國(guó)政府近年來(lái)將專利申請(qǐng)條件提高,因此與DNA有關(guān)的專利許可,在201*年之后已逐漸減少。
5.12.5人類基因組研究的意義與展望
123對(duì)于各種疾病尤其是對(duì)各種遺傳病的診斷、治療具有劃時(shí)代的意義對(duì)于深入了解基因表達(dá)的調(diào)控機(jī)制、細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化和個(gè)體發(fā)育的機(jī)制以及生物進(jìn)化等也具有重要意義推動(dòng)生物高新技術(shù)的發(fā)展,并產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)你知道嗎在人體全部22對(duì)常染色體中,1號(hào)染色體包含的基因數(shù)量最多,達(dá)3141個(gè),是平均水平的兩倍,共有超過(guò)2.23億個(gè)堿基對(duì),破譯難度也最大。一個(gè)由150名英國(guó)和美國(guó)科學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)歷時(shí)10年,才完成了1號(hào)染色體的測(cè)序工作。
5.13遺傳的中心法則
轉(zhuǎn)錄復(fù)制DNA逆轉(zhuǎn)錄復(fù)制RNA翻譯蛋白質(zhì)(性狀)
5.14基因工程的基本內(nèi)容
DNA質(zhì)粒細(xì)胞獲取質(zhì)粒細(xì)菌獲取DNA目的基因質(zhì)粒提取目的基因DNA用同一種限制性內(nèi)切酶切割目的基因DNA連接酶酶目的基因與運(yùn)載體結(jié)合重組質(zhì)粒將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞DNA重組質(zhì)粒將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞細(xì)胞增殖目的基因的檢測(cè)和表達(dá)
44目的基因產(chǎn)物
5.15基因分離定律中親本的可能組合及其比數(shù)
親本組合基因型比表現(xiàn)型比AA×AAAA1顯性1AA×AaAAAa1∶1顯性1AA×aaAa1顯性1Aa×AaAAAaaa1∶2∶1顯性∶隱性3∶1Aa×aaAaaa1∶1顯性∶隱性1∶1aa×aaaa1隱性15.16基因分離定律的特殊形式
特殊形式(一般形式)顯性相對(duì)性并顯性(MN血型)復(fù)等位基因遺傳顯性純合致死隱性純合致死單性隱性配子致單性顯性配子致死伴性遺傳X上的致死效應(yīng)親本組合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子代的表現(xiàn)型比顯性∶隱性=3∶1顯性∶相對(duì)顯性∶隱性=1∶2∶1顯性①∶并顯性∶顯性②=1∶2∶1物種中存在三個(gè)以上等位基因,而每一個(gè)體只含兩個(gè)等位基因或兩個(gè)相同的基因,基因之間存在顯隱關(guān)系或其它關(guān)系。如ABO血型的遺傳:IA、IB對(duì)i為顯性,IA對(duì)IB并顯性。Aa×AaAa×AaAa×AaAa×AaAa∶aa=2∶1AA∶Aa=1∶2AA∶Aa=1∶1Aa∶aa=1∶1顯性∶隱性=2∶1顯性顯性顯性∶隱性=1∶1基因在性染色體上,子代表現(xiàn)型與性別有關(guān),形式多樣,在后面有專題討論。見(jiàn)專題5.23(P53)
5.17基因自由組合定律的一般特點(diǎn)
PF1雙顯AABB×Aabb雙隱A顯(AAbb)(aaBB)B顯AaBb雙顯F1配子ABF2AbaBab基因型ABAbaBabAABB(雙顯)AABb(雙顯)AaBB(雙顯)AaBb(雙顯)AABb(雙顯)AAbb(A顯)AaBb(雙顯)Aabb(A顯)AaBB(雙顯)AaBb(雙顯)AaBb(雙顯)Aabb(A顯)aaBB(B顯)aaBb(B顯)aaBb(B顯)aabb(雙隱)(9種AABB、AABb、AaBB、AaBb、AAbb、aaBB、Aabb、aaBb、aabb)種類4種表現(xiàn)型
比數(shù)雙顯∶A顯∶B顯∶雙隱=9∶3∶3∶1親本為AABB×aabb時(shí):10/16(9/16+1/16)表現(xiàn)型同親本親本為AAbb×aaBB時(shí):6/16(3/16+3/16)45
5.18遺傳定律中各種參數(shù)的變化規(guī)律
遺傳定律親本中包含的包含等相對(duì)性位基因狀對(duì)數(shù)的對(duì)數(shù)12自由組合定律34n1234nF1產(chǎn)生的配子數(shù)配子的組合數(shù)表現(xiàn)型數(shù)F2基因型數(shù)性狀分離比遺傳定律的實(shí)質(zhì)分離定律248162n416642564n248162n3927813n(3∶1)(3∶1)2F1在減數(shù)分裂形成配子時(shí),等位基因隨同源染色體的分開(kāi)而分離。F1在減數(shù)分裂形成配子(3∶1)3時(shí),等位基因隨同源染(3∶1)4色體分離的同時(shí),非同源染色體上的非等位基因進(jìn)行自由組合。(3∶1)n5.19自由組合遺傳題的快速解法方法一示例
分離定律法①將自由組合定律分解成分離定律②根據(jù)親本的基因型或表現(xiàn)型推出子代基因型概率或表現(xiàn)型概率(或者根據(jù)子代的表現(xiàn)型比或基因型比推出親本的表現(xiàn)型或基因型)③得出最后結(jié)果例1基因型為AaBb(甲)和Aabb(乙)的親本雜交,求子代中同親本的基因型和表現(xiàn)型的概率AaBb×Aabb解①分解成分離規(guī)律的雜交組合Aa×Aa②推出各組合的基因型概率和表現(xiàn)型概率1/4AA1/2Aa1/4aa3/4A顯③計(jì)算結(jié)果:i1/4a隱1/2Bb1/2bb1/2B顯1/2b隱Bb×bb子代基因型為AaBb(同親本甲)的概率是:1/2Aa×1/2Bb=1/4子代基因型為Aabb(同親本乙)的概率是:1/2Aa×1/2bb=1/4子代基因型同親本的概率是:1/4+1/4=1/2ii子代表現(xiàn)型同親本的概率是:(3/4A顯×1/2B顯)+(3/4A顯×1/2b隱)=3/4例2用綠圓豌豆與黃圓豌豆進(jìn)行雜交,得到子代四種豌豆:黃圓196,黃皺67,綠圓189,綠皺61。寫(xiě)出親本的基因型。(已知黃受Y、圓受R控制)解①分解成分離定律的子代表現(xiàn)型子代表現(xiàn)型比黃(196+67)∶綠(189+61)=1∶1圓(196+189)∶皺(67+61)=3∶1③得出結(jié)果②推出親本的基因型親代基因型Yy×yyRr×Rr親本綠圓豌豆的基因型是yyRr,黃圓豌豆的基因型是YyRr方法二示例解方法三示例解
基因式法①根據(jù)親本和子代的表現(xiàn)型寫(xiě)出親本和子代的基因式②根據(jù)基因式推出基因型(此方法只適于親本和子代表現(xiàn)型已知且顯隱關(guān)系已知時(shí))番茄的紫莖(A)對(duì)綠莖(a),缺刻葉(B)對(duì)馬鈴薯葉(b)均為顯性。親本紫缺番茄與紫馬番茄雜交,子代出現(xiàn)了紫缺、紫馬、綠缺、綠馬四種番茄。求親本的基因型和子代的表現(xiàn)型比。①根據(jù)親本和子代的表現(xiàn)型寫(xiě)出親本和子代的基因式(如圖);蚴阶先盇-B-紫缺A-B-紫馬A-bb×紫馬A-bb綠缺aaB-綠馬aabb(親本)(子代)基因式②根據(jù)基因式推出親本基因型。由于子代中有隱性個(gè)體出現(xiàn),因此親本的基因型是AaBb(紫缺)和Aabb(紫馬)。③利用分離定律法推出子代表現(xiàn)型比(如圖)。3紫1綠1缺1馬3紫缺3紫馬1綠缺1紫馬逆推法①因?yàn)樽哟谋憩F(xiàn)型比之和就是子代的組合數(shù),所以根據(jù)子代的組合數(shù)可推出親本產(chǎn)生的可能的配子種數(shù)。②根據(jù)親本可能的配子種數(shù)可推出親本可能的基因型。再根據(jù)親本相關(guān)信息最后確定親本的基因型或表現(xiàn)型。番茄的紫莖(A)對(duì)綠莖(a),缺刻葉(B)對(duì)馬鈴薯葉(b)均為顯性。親本紫缺番茄與綠缺番茄雜交,子代出現(xiàn)了3紫缺、1紫馬、3綠缺、1綠馬四種番茄。求親本的基因型。①推出親本產(chǎn)生的可能的配子種數(shù)由題意可知,子代的表現(xiàn)型比之和為(3+1+3+1),8種組合數(shù),由此可知親本產(chǎn)生的配子種類為:一個(gè)親本產(chǎn)生4種配子,另一親本產(chǎn)生2種配子(因?yàn)橹荒苁?種配子與2種配子的組合才有8種組合數(shù),因?yàn)橐环疆a(chǎn)生8種配子,另一方產(chǎn)生1種配子的組合不可能)。②推出親本的基因型要產(chǎn)生4種配子,基因型必為AaBb(雙顯性)。所以親本紫缺的基因型為AaBb。另一親本只產(chǎn)生2種配子,因?yàn)楸憩F(xiàn)型為綠缺,那么基因?yàn)閍aBb。驗(yàn)證不錯(cuò)。①熟練運(yùn)用三種方法可以進(jìn)行口算心算,大大提高解題速度。②三種方法中“分離定律法”最適用,適合各種情況。提倡使用該方法。③后兩種方法的應(yīng)用需要一定條件,有一定局限性。注47
5.20自由組合定律中基因的相互作用
作用類型特點(diǎn)舉例香豌豆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只有一種顯性基因或無(wú)顯性基因時(shí)表現(xiàn)為某一親本互補(bǔ)的性狀,兩種顯性基因同時(shí)作用存在時(shí)(純合或雜合)共同決定新性狀。F2表現(xiàn)為9∶7加強(qiáng)作用兩種顯性基因同時(shí)存在時(shí)南瓜P(球形)AAbb×aaBB(球形)產(chǎn)生一種新性狀,單獨(dú)存在累加時(shí)表現(xiàn)相同性狀,沒(méi)有顯性F1AaBb(扁盤(pán)形)作用基因時(shí)表現(xiàn)為隱性性狀。F2A-B-(扁盤(pán))A-bb(球形)aaB-(球形)aabb(長(zhǎng)形)F2表現(xiàn)為9∶6∶19/163/163/161/16不同對(duì)基因?qū)Ρ憩F(xiàn)型產(chǎn)生相同影響,有兩種顯性基因時(shí)與只有一種顯性基因時(shí)重疊表現(xiàn)型相同。沒(méi)有顯性基因作用時(shí)表現(xiàn)為隱性性狀。F2表現(xiàn)為15∶1一種顯性基因抑制了另一種顯性基因的表現(xiàn)。顯性F2表現(xiàn)為12∶3∶1上位右例中I基因抑制B基因的表現(xiàn)。I決定白色,B決定黑色,但有I時(shí)黑色被抑制一對(duì)基因中的隱性基因?qū)α硪粚?duì)基因起抑制作用。隱性F2表現(xiàn)為9∶3∶4上位右例中c純合時(shí),抑制了R和r的表現(xiàn)。顯性基因抑制了另一對(duì)基因的顯性效應(yīng),但該基因本身并不決定性狀。抑制F2表現(xiàn)為13∶3效應(yīng)右例中C決定黑色,c決定白色。I為抑制基因,抑制了C基因的表現(xiàn)。薺菜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-(淺黃)R-cc(白色)rrcc(白色)9/163/163/161/16家雞P(白色萊杭)IICC×iicc(白色溫德)F1IiCc(白色)F2I-C-(白色)I-cc(白色)iiC-(黑色)iicc(白色)9/163/163/161/16F2表現(xiàn)型比15∶112∶3∶148
作用類型互補(bǔ)作用累加作用
F2表現(xiàn)型比9∶79∶6∶1作用類型重疊作用顯性上位作用類型隱性上位抑制效應(yīng)F2表現(xiàn)型比9∶3∶413∶
5.21雜交育種
5.21.1培育顯性基因(A)控制的優(yōu)良品種
原始材料一對(duì)相對(duì)性狀控制培育目標(biāo)AaAA連續(xù)自交,連續(xù)選擇,直到基本不發(fā)生性狀分離育種方法自交過(guò)程(原理)雜合體純合體自交代數(shù)0Aa10111111AAAaaa4242211111132AAAAAaaaaa48484441111117Aaaa1aa1aaAAAAAA3168164884881111111111154AAAAAAAAAaaaaaaaaa4816321632168416161111111nn1nAann2AA2aan22222(每代淘汰直到幾乎不出現(xiàn))(每代保留并種植)多對(duì)相對(duì)性狀控制方法同上。純合更加困難,育種難度大
后代純合的速率取決于等位基因的對(duì)數(shù)和自交的代數(shù)
2n1r公式x%(n)100%(n表示自交的代數(shù);r表示等位基因?qū)?shù))
25.21.2培育隱性基因(a)控制的優(yōu)良品種
原始材料培育目標(biāo)育種方法Aaaa
AA自交,選擇aa
Aa淘汰49
Aa×aa保留推廣
5.22人類的X染色體與Y染色體
眼白化Xg血型磷皮病X的非同源部分血友病長(zhǎng)毛耳性Y的非同源部分紅色盲睪丸決定因子染色巴氏小體:體的總色盲失活濃縮的X染色體,通過(guò)染結(jié)X和Y的同源部分色后可見(jiàn),女性一個(gè),男性無(wú)。構(gòu)表皮泡化癥Y小體:眼球網(wǎng)膜色素?zé)晒馊玖先旧罂梢?jiàn)。男性有。女性無(wú)。X染色體Y染色體性染色體由常染色體進(jìn)化而來(lái),隨著進(jìn)化的深入,同源部分越來(lái)越少,或者Y染色體逐漸縮短,最后消失。如蝗蟲(chóng)中雄蝗2N=23(XO),雌性染色體的起源蝗2N=24(XX)。因此X和Y染色體越原始,同源區(qū)段就越長(zhǎng),非同源區(qū)段就越短。據(jù)研究,人類Y染色體產(chǎn)生之初含有基因約1400個(gè),現(xiàn)在僅剩下45個(gè)基因。再經(jīng)1500萬(wàn)年人類的Y染色體將徹底消失。5.23人類性別畸型及其原因
性染色體組型精子正常同源染色體不分離異常姐妹染色單體不分離①同源染色體不分離②姐妹染色單體不分離XY卵細(xì)胞正常XXX(正常)XY(正常)異常①同源染色體不分離②姐妹染色單體不分離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性別分化與環(huán)境的關(guān)系
原理因素性激素(內(nèi)部環(huán)境)的影響①雞的性反轉(zhuǎn)(必修本P94)②非洲蛙(Xenopus)性反轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)。示例ZZ(幼體)♂雌激素ZZ(成體)♀ZZ♀×ZZ♂生殖ZZ♂50
受精卵XXY(睪丸退化)YO(不能存活)XXXX(超雌)XYXXY(睪丸退化)XXXY(同上)XXXXX(超雌)YYXYY(多數(shù)不育)XXYY(未見(jiàn))OXO(卵巢退化)XX(正常)溫度(外部環(huán)境)的影響某些XY型性別決定的蛙類:受精卵20℃發(fā)育30℃發(fā)育1/2♀蛙(XX)1/2♂蛙(XY)全部♂蛙(1/2XX,1/2XY)
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