高考生物知识点

1 高考生物知识点 必修 1 一 细胞的基本知识 1 细胞是生物体结构和功能的基本单位 2 生命系统结构层次是生物圈 生态系统 群落 种群 个体 系统 器官 组织 细胞 3 原核细胞结构 细胞膜 细胞质 拟核 无核膜 大肠杆菌 肺炎双球菌 硝化细菌 4 真核细胞 分为细胞膜 细胞质 细胞核等 水绵 绿藻 伞藻 草履虫 变形虫 酵母菌 蛔虫 5 科学家根据有无以核膜为界限的细胞核 将细胞分为原核细胞和真核细胞 原核细胞 真核细胞 细胞壁 较小 1 10 微米 较大 10 100 微米 核结构 没有成形的细胞核 组成核的物质 集中在拟核 无核膜 核仁 有成形的细胞核 组成核的物质集中 在拟核 有核膜 核仁 细胞器 核糖体 多种细胞器 染色体 无 有 种类 原核生物 细菌 放线菌 蓝藻 真核生物 植物 动物 真菌 蘑菇 6 光学显微镜的操作步骤 对光 低倍物镜观察 视野亮 移动视野中央 偏左移左 高倍 物镜观察 视野暗 只能调节细准焦螺旋 调节大光圈 凹面镜 7 细胞学说建立者是施莱登和施旺 细胞学说建立揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性 细胞学说建立过程 是一个在科学探究中开拓 继承 修正和发展的过程 充满耐人寻味的曲折 二 元素和化合物 一 元素 1 组成生物体的化学元素 组成生物体的化学元素虽然大体相同 但是含量不同 根据组成 生物体的化学元素 在生物体内含量的不同 可分为大量元素和微量元素 其中大量元素有 C H O N P S K Ca Mg 微量元素有 Fe Mn Zn Cu B Mo 等 谐音 猛铁碰新木桶 2 组成生物体的化学元素 大量元素中 C H O N 是构成细胞的基本元素 其中碳是最基本的元 素 微量元素在生物体内的含量虽然极少 却是维持正常生命活动不可缺少的 3 生物界与非生物界的统一性和差异性 组成生物体的化学元素 在自然界中都可以找到 没 有一种是生物界所特有的 这个事实说明生物界与非生物界具有统一性 组成生物体的化学元素 在生物体内和在无机自然界中的含量相差很大 这个事实说明生物界与非生物界具有差异性 4 构成细胞的化合物 P17在活细胞中含量最多的化合物是水 85 90 含量最多的有机 物是蛋白质 7 10 占细胞鲜重比例最大的化学元素是 O 占细胞干重比例最大的化学元素 是 C 占细胞干重比例最大的化合物是蛋白质 二 化合物 2 1 蛋白质 蛋白质的基本组成单位是氨基酸 生物体中组成蛋白质的氨基酸大约有20种 在结构 上都符合结构通式 氨基酸分子间以肽键的方式互相结合 由两个氨基酸分子缩合而成的化合物 称为二肽 由多个氨基酸分子缩合而成的化合物称为多肽 其通常呈链状结构 称为肽链 一个 蛋白质分子可能含有一条或几条肽链 通过盘曲 折叠形成复杂 特定 的空间结构 蛋白质分 子结构具有多样性的特点 其原因是 构成蛋白质的氨基酸种类不同 数目成百上千 氨基酸排 列顺序千变万化 多肽链形成的空间结构千差万别 由于结构的多样性 蛋白质在功能上也具有 多样性的特点 其功能主要如下 1 结构蛋白 如肌肉 载体蛋白 血红蛋白 2 信息传 递 如胰岛素 3 免疫功能 如抗体 4 大多数酶是蛋白质如胃蛋白酶 5 细胞识别 如细 胞膜上的糖蛋白 总而言之 一切生命活动都离不开蛋白质 蛋白质是生命活动的主要承担者 脱水缩合 一个氨基酸分子的氨基 NH2 与另一个氨基酸分子的羧基 COOH 相连接 同 时失去一分子水 有关计算 肽键数 脱去水分子数 氨基酸数目 肽链数 至少含有的羧基 COOH 或氨基数 NH2 肽链数 2 核酸 核酸是遗传信息的载体 是一切生物的遗传物质 对于生物体的遗传和变异 蛋白质的 生物合成有极其重要作用 核酸包括脱氧核糖核酸 DNA 和核糖核酸 RNA 两大类 基本组成 单位是核苷酸 由一分子含氮碱基 一分子五碳糖和一分子磷酸组成 组成核酸的碱基有5种 五 碳糖有2种 核苷酸有8种 脱氧核糖核酸简称 DNA 主要存在于细胞核中 细胞质中的线粒体和叶绿体也是它的载体 核糖核酸简称 RNA 主要存在于细胞质中 对于有细胞结构 同时含 DNA 和 RNA 的生物 其遗 传物质就是 DNA 没有细胞结构的病毒 有的遗传物质是 DNA 如 噬菌体等 有的遗传物质是 RNA 如 烟草花叶病毒 HIV 等 3 细胞中的糖类和脂质 糖类分子都是由 C H O 三种元素组成 是细胞的主要能源物质 糖类可分为单糖 二糖和多糖等几类 单糖是不能再水解的糖 常见的有葡萄糖 果糖 半 乳糖 核糖 脱氧核糖 其中葡萄糖是细胞的重要能源物质 核糖和脱氧核糖一般不作为能源物 质 它们是核酸的组成成分 二糖中蔗糖和麦芽糖是植物糖 乳糖 糖原是动物糖 多糖中糖原 是动物糖 淀粉和纤维素是植物糖 糖原和淀粉是细胞中重要的储能物质 脂质主要是由 C H O 3种化学元素组成 有些还含有 P 如磷脂 脂质包括脂肪 磷脂 和固醇 脂肪是生物体内的储能物质 除此以外 脂肪还有保温 缓冲 减压的作用 磷脂是 构成包括细胞膜在内的膜物质重要成分 固醇类物质主要包括胆固醇 性激素 维生素 D 等 这 些物质对于生物体维持正常的生命活动 起着重要的调节作用 多糖 蛋白质 核酸等都是生物大分子 组成它们的基本单位分别是单糖 葡萄糖 氨基酸 和核苷酸 这些基本单位称为单体 这些生物大分子就称为单体的多聚体 每一个单体都以若干 个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架 由许多单体连接成多聚体 4 细胞内有机物质的鉴定 糖类中的还原糖能与斐林试剂发生作用 生成砖红色沉淀 脂肪可以被苏丹 染成橘黄色 染成红色 蛋白质与双缩脲试剂发生作用 产生紫色反应 在还原糖的检测中 斐林试剂甲液和乙液应等量混合均匀后再使用 并且要水裕加热 在蛋白质 的检测中 在组织样液中应先加入双缩脲试剂 A 液1ml 再加入双缩脲试剂 B 液4滴 不需加热 甲基绿能使 DNA 呈现绿色 吡罗红能使 RNA 呈现红色 因此利用这两种染色剂将细胞染色 可 以显示 DNA 和 RNA 在细胞中的分布 在此实验中 盐酸的作用是改变膜的通透性 加速色素进入 细胞 用人的口腔上皮细胞做实验材料 此实验的步骤是制片 水解 冲洗涂片 染色 观察 3 5 细胞中的无机物 水是活细胞中含量最多的化合物 不同种类的生物体中 水的含量不同 不同的组织 器官 中 水的含量也不同 细胞中水的存在形式有自由水和结合水两种 结合水与其他物质相结合 是细胞结构的重要 组成成分 约占 4 5 自由水以游离的形式存在 是细胞的良好溶剂 也可以直接参与生物化学 反应 还可以运输营养物质和废物 总而言之 各种生物体的一切生命活动都离不开水 细胞内无机盐大多数以离子状态存在 其含量虽然很少 但却有多方面的重要作用 有些无 机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分 如 Fe 是血红蛋白的主要成分 Mg 是叶绿素分子必 需的成分 许多无机盐离子对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用 如血液中钙离子含量 太低就会出现抽搐现象 无机盐对于维持细胞的酸碱平衡也很重要 三 细胞结构 除了病毒等少数生物之外 所有的生物体都是由细胞构成的 细胞是生物体的结构和功能的 基本单位 病毒的化学成分为 DNA 和蛋白质或 RNA 和蛋白质 一 真核细胞的结构和功能 1 细胞壁 植物细胞在细胞膜的外面有一层细胞壁 其主要成分为纤维素和果胶 可用纤维 素酶和果胶酶来除去 细胞壁作用为支持和保护 细菌的细胞壁的主要成分是肽聚糖 2 细胞膜 主要由脂质 磷脂 分子和蛋白质分子构成 其中脂质最多 约占50 此外 还有少量的糖类 在组成细胞膜的脂质中 磷脂最丰富 细胞膜的功能是将细胞与外界环境分隔 开 控制物质进出细胞 进行细胞间的信息交流 3 细胞质 在细胞膜以内 核膜以外的部分叫细胞质 活细胞的细胞质处于不断流动的状态 细胞质主要包括细胞质基质和细胞器 1 细胞质基质 细胞质基质含有水 无机盐 脂质 糖类 氨基酸 核苷酸 多种 酶 在细胞质中进行着多种化学反应 2 细胞器 线粒体 广泛存在于细胞质基质中 它是有氧呼吸主要场所 被喻为 动力车间 光镜下线 粒体为椭球形 电镜下观察 它是由双层膜构成的 外膜使它与周围的细胞质基质分开 内膜的 某些部位向内折叠形成嵴 使线粒体内的膜面积增加 在线粒体内有许多种与有氧呼吸有关的酶 还含有少量的 DNA 叶绿体 叶绿体是植物 叶肉 细胞特有的细胞器 叶绿体是绿色植物的光 合作用细胞中 进行的细胞器 被称为 养料制造车间 和 能量转换站 在电镜下可以看到叶绿 体外面有双层膜 内部含有几个到几十个由囊状的结构堆叠成的基粒 其间充满了基质 这些囊 状结构被称为类囊体 其上含有叶绿素 内质网 内质网是由单层膜连接而成的网状结构 大大 增加了细胞内的膜面积 内质网与细胞内蛋白质合成和加工有关 也是脂质合成的 车间 核糖 体 细胞内的颗粒状小体 它除了一部分附着在内质网上之外 还有一部分游离在细胞质中 核 糖体是细胞内合成蛋白质的场所 被称为 生产蛋白质的机器 高尔基体 高尔基体本身不能合 成蛋白质 但可以对蛋白质进行加工分类和包装 植物细胞分裂过程中 高尔基体与细胞壁的形 成有关 液泡 成熟的植物细胞都有液泡 液泡内有细胞液 其中含有糖类 无机盐 色素 蛋 白质等物质 对细胞内的环境起着调节作用 可以使细胞保持一定的形状 保持膨胀状态 中心 体 动物细胞和低等植物细胞中有中心体 每个中心体由两个互相垂直排列的中心粒 及其周围 物质组成 动物细胞的中心体与有丝分裂有关 溶酶体 是细胞内具有单层膜结构的细胞器 它 含有多种水解酶 能分解多种物质 4 4 细胞核 每个真核细胞通常只有一个细胞核 而有的细胞有两个以上的细胞核 如人的 肌肉细胞 有的细胞却没有细胞核 如哺乳动物的红细胞细胞 1 结构 在电镜下观察经过固定 染色的有丝分裂间期的真核细胞可知其细胞核主要 结构有 核膜 核仁 染色质 核膜由双层膜构成 膜上有核孔 是细胞核和细胞质之间物质交换和信息交流的孔道 核仁在不同种类的生物中 形态和数量不同 它在细胞分裂过程中周期性地消失和重现 核 仁与某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关 染色质主要由 DNA 和蛋白质组成 能被碱性染料染成深色 在细胞有丝分裂间期 染色质呈 丝状 并交织成网 在分裂期染色质螺旋化化 缩短变粗 变成一条圆柱状或杆状的染色体 因 此 染色质和染色体是细胞中同种物质在不同时期的两种形态 2 功能 细胞核是遗传物质和的主要场所 是细胞和细胞的控制中心 因此 细胞核是 细胞中最重要的部分 储存 复制 代谢 遗传 5 细胞的生物膜系统 细胞器膜和细胞膜 核膜等结构 共同构成细胞的生物膜系统 细胞的生物膜系统在细胞的生命活动中起着极其重要的作用 首先 细胞膜不仅使细胞 具有一个相对稳定的内环境 同时在细胞与环境之间进行物质运输 能量转换和信息传递的过程 中也起着决定性的作用 第二 细胞的许多重要的化学反应都在生物膜上进行 细胞内的广 阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点 为各种化学反应的顺利进行创造了有利条件 第三 细胞内的生物膜把细胞分隔成一个个小的区室 这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应 而不会相互干扰 保证了细胞的生命活动高效 有序地进行 四 物质出入细胞的方式 1 水分进出哺乳动物红细胞的状况 的三幅图片 见课本 P60 正常生活着的红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜到膜外吗 不会 根据现象判断红细胞的细胞膜相当于什么膜 答 半透膜 当外界溶液的浓度低时 红细胞一定会吸水而涨破吗 答 不是 红细胞吸水或失水的多少取决于什么 答 两边溶液中水的相对含量的差值 2 对于植物细胞来说水分要进出细胞必须要通过原生质层 原生质层相当于半透膜 植物 细胞膜和液泡膜都是生物膜 P61 他们具有与红细胞的细胞膜基本相同的化学组成和结构 上 述的事例与红细胞的失水和吸水很相似 3 紫色洋葱鳞片叶细胞的质壁分离与复原 中央液泡大小 原生质层的位置 细胞大小 5 30 蔗糖溶液 变小 细胞失水 原生质层脱离细胞壁 变小 清水 逐渐恢复原来大小 细胞吸水 原生质层恢复原来位置 基本不变 4 在建立生物膜模型的过程中 实验技术的进步起到了关键性的推动作用 如电子显微镜的 诞生使人们终于看到了膜的存在 冰冻蚀刻技术和扫描电子显微镜技术使人们认识到膜的内外两 侧并不对称 荧光标记小鼠细胞与人细胞的融合实验又证明了膜的流动性等 没有这些技术的支 持 人类的认识便不能发展 5 阐述流动镶嵌模型的基本内容 P68 6 物质进出细胞的方式 运输方式 运输方向 是否需要载体 是否消耗能量 示例 自由扩散 高浓度到低浓度 否 否 水 气体 脂类 因 为细胞膜的主要成分 是脂质 如甘油 主动运输 低浓度到高浓度 是 是 几乎所有离子 氨基 酸 葡萄糖等 协助扩散 高浓度到低浓度 是 否 主动运输的意义是保证活细胞按照生命活动需要 主动吸收营养物质 排出代谢废物和有害 物质 五 酶和 ATP 1 美国科学家萨姆纳通过实验证实酶是一类具有催化作用的蛋白质 科学家切赫和奥特曼发 现少数 RNA 也具有生物催化作用 总之 酶是活细胞产生的一类催化作用的有机物 胃蛋白酶 唾液淀粉酶等绝大多数的酶是蛋白质 少数的酶是 RNA 不能说所有的蛋白质和 RNA 都是酶 只是 具有催化作用的蛋白质或 RNA 才称为酶 酶的特性有高效性 专一性 需要适宜的条件 6 2 进行有关的实验和探究 学会控制自变量 观察和检测因变量的变化 以及设置对照组和 重复实验 3 ATP 中文名叫三磷酸腺苷 结构式简写 A p p p 几乎所有生命活动的能量直接来自 ATP 的水解 由 ADP 合成 ATP 所需能量 动物来自呼吸作用 植物来自光合作用和呼吸作用 ATP 可在 细胞器线粒体或叶绿体中和在细胞质基质中合成 在细胞内 ATP 含量很少 转化很快 熟悉89页 图 4 构成生物体的活细胞 内部时刻进行着 ATP 与 ADP 的相互转化 同时也就伴随有能量的释 放和储存 故把 ATP 比喻成细胞内流通着的 通用货币 六 光合作用与呼吸作用 1 光合作用 原理 植物与动物不同 它们没有消化系统 因此它们必须依靠其他的方式来进行对营 养的摄取 就是所谓的自养生物 对于绿色植物来说 在阳光充足的白天 它们将利用阳光的能 量来进行光合作用 以获得生长发育必需的养分 这个过程的关键参与者是内部的叶绿体 叶绿体在阳光的作用下 把经有气孔进入叶子内部的二氧化碳和由根部吸收的水转变成为葡萄糖 同时释放氧气 6CO 2 12H2O C 6H12O6 6O2 6H2O 注意事项 上式中等号两边的水不能抵消 虽然在化学上式子显得很特别 原因是左 边的水 是植物吸收所得 而且用于制造氧气和提供电子和氢离子 而右边的水分子的氧原子则 是来自二氧化碳 为了更清楚地表达这一原料产物起始过程 人们更习惯在等号左右两边都写上 水分子 或者在右边的水分子右上角打上星号 光反应和暗反应 高中生物课本中称之为暗反应 也有些地方称之为碳反应 光合作用可分为光反应和暗反应两个步骤 光反应 条件 光 色素 光反应酶 场所 囊状结构薄膜上 影响因素 光强度 水分供给 植物光合作用的两个吸收峰 叶绿素 a b 的吸收峰过程 叶绿体膜上的两套光合作用系统 光合作用系统一和光合作用系统二 光合作用系统一比光合作用系统二要原始 但电子传递先 在光合系统二开始 在光照的情况下 分别吸收680nm 和700nm 波长的光子 作为能量 将从水分 子光解光程中得到电子不断传递 能传递电子得仅有少数特殊状态下的叶绿素 a 最后传递 给辅酶 NADP 而水光解所得的氢离子则因为顺浓度差通过类囊体膜上的蛋白质复合体从类囊体内 向外移动到基质 势能降低 其间的势能用于合成 ATP 以供暗反应所用 而此时势能已降低的氢 离子则被氢载体 NADP 带走 一分子 NADP 可携带两个氢离子 这个 NADPH H 离子则在暗反应里面 充当还原剂的作用 意义 1 光解水 又称水的光解 产生氧气 2 将光能转变成化学能 产生 ATP 为暗反 应提供能量 3 利用水光解的产物氢离子 合成 NADPH H 离子 为暗反应提供还原剂 H 还 7 原氢 暗反应 碳反应 实质是一系列的酶促反应 条件 无光也可 暗反应酶 但因为只有发生了光反应才能持续发生 所以不再称为暗反应 场所 叶绿体基质 影响因素 温度 二氧化碳浓度 过程 不同的植物 暗反应的过程不一样 而且叶片的解剖结构也不相同 这是植物对环境 的适应的结果 暗反应可分为 C3 C4和 CAM 三种类型 三种类型是因二氧化碳的固定这一过程的不 同而划分的 C 3反应类型 植物通过气孔将 CO2由外界吸入细胞内 通过自由扩散进入叶绿体 叶绿体中含 有 C5 起到将 CO2固定成为 C3的作用 C 3再与 H 及 ATP 提供的能量反应 生成糖类 CH 2O 并 还原出 C5 被还原出的 C5继续参与暗反应 6 光暗反映的有关化学方程式 H 20 2H 1 2O 2 水的光解 NADP 2e H NADPH 递氢 ADP Pi ATP 递能 CO2 C5化合物 C 3化合物 二氧化碳的固定 C3化合物 CH 2O C 5化合物 有机物的生成或称为 C3的还原 ATP ADP PI 耗能 能量转化过程 光能 不稳定的化学能 能量储存在 ATP 的高能磷酸键 稳定的化学能 糖类即淀粉的合成 注意 光反应只有在光照条件下进行 而暗反应在有光和无光的条件下都可以进行 2 呼吸作用 生物的生命活动都需要消耗能量 这些能量来自生物体内糖类 脂类和蛋白质等有机物的 氧化分解 生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解 最终生成二氧化碳或其他产物 并且释放出能量的总过程 叫做呼吸作用 又叫生物氧化 生物的呼吸作用包括有氧呼吸和 无氧呼吸两种类型 有氧呼吸是指细胞在氧的参与下 通过酶的催化作用 把糖类等有机物彻底氧化分解 产生 出二氧化碳和水 同时释放出大量能量的过程 有氧呼吸是高等动物和植物进行呼吸作用的主要 形式 因此 通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸 细胞进行有氧呼吸的主要场所是线粒体 一 般说来 葡萄糖是细胞进行有氧呼吸时最常利用的物质 有氧呼吸的全过程 可以分为三个阶段 第一个阶段 一个分子的葡萄糖分解成两个分子的 丙酮酸 在分解的过程中产生少量的氢 用 H 表示 同时释放出少量的能量 这个阶段是在细胞 质基质中进行的 第二个阶段 丙酮酸经过一系列的反应 分解成二氧化碳和氢 同时释放出少 量的能量 这个阶段是在线粒体中进行的 第三个阶段 前两个阶段产生的氢 经过一系列的反 应 与氧结合而形成水 同时释放出大量的能量 这个阶段也是在线粒体中进行的 以上三个阶 段中的各个化学反应是由不同的酶来催化的 在生物体内 1mol 的葡萄糖在彻底氧化分解以后 共释放出2870kJ 的能量 其中有1161kJ 左右的能量储存在 ATP 中 其余的能量都以热能的形式散 失了 无氧呼吸一般是指细胞在无氧条件下 通过酶的催化作用 把葡萄糖等有机物质分解成为不 彻底的氧化产物 同时释放出少量能量的过程 这个过程对于高等植物 高等动物和人来说 称 为无氧呼吸 如果用于微生物 如乳酸菌 酵母菌 则习惯上称为发酵 细胞进行无氧呼吸的场 所是细胞质基质 苹果储藏久了 为什么会有酒味 高等植物在水淹的情况下 可以进行短时间 的无氧呼吸 将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳 并且释放出少量的能量 以适应缺氧的环境条件 高等动物和人体在剧烈运动时 尽管呼吸运动和血液循环都大大加强了 但是仍然不能满足骨骼 肌对氧的需要 这时骨骼肌内就会出现无氧呼吸 高等动物和人体的无氧呼吸产生乳酸 此外 还有一些高等植物的某些器官在进行无氧呼吸时也可以产生乳酸 如马铃薯块茎 甜菜块根等 无氧呼吸的全过程 可以分为两个阶段 第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同 第二个 阶段是丙酮酸在不同酶的催化下 分解成酒精和二氧化碳 或者转化成乳酸 以上两个阶段中的 各个化学反应是由不同的酶来催化的 在无氧呼吸中 葡萄糖氧化分解时所释放出的能量 比有 氧呼吸释放出的要少得多 例如 1mol 的葡萄糖在分解成乳酸以后 共放出196 65kJ 的能量 其 中有61 08kJ 的能量储存在 ATP 中 其余的能量都以热能的形式散失了 无氧呼吸与有氧呼吸 8 在远古时期 地球的大气中没有氧气 那时的微生物适应在无氧的条件下生活 所以这些微 生物 专性厌氧微生物 体内缺乏氧化酶类 至今仍只能在无氧的条件下生活 随着地球上绿色植 物的出现 大气中出现了氧气 于是也出现了体内具有有氧呼吸酶系统的好氧微生物 可见 有 氧呼吸是在无氧呼吸的基础上发展而成的 尽管现今生物体的呼吸形式主要是有氧呼吸 但仍保 留有无氧呼吸的能力 由上述分析可以看出 无氧呼吸和有氧呼吸有明显的不同 无氧呼吸和有氧呼吸的过程虽然有明显的不同 但是并不是完全不同 从葡萄糖到丙酮酸 这个阶段完全相同 只是从丙酮酸开始 它们才分别沿着不同的途径形成不同的产物 在有氧条 件下 丙酮酸彻底氧化分解成二氧化碳和水 全过程释放较多的能量 在无氧条件下 丙酮酸则 分解成为酒精和二氧化碳 或者转化成乳酸 全过程释放较少的能量 硝化细菌是兼性呼吸 呼吸作用的意义 对生物体来说 呼吸作用具有非常重要的生理意义 这主要表现在以 下两个方面 第一 呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量 呼吸作用释放出来的能量 一部 分转变为热能而散失 另一部分储存在 ATP 中 当 ATP 在酶的作用下分解时 就把储存的能量释 放出来 用于生物体的各项生命活动 如细胞的分裂 植株的生长 矿质元素的吸收 肌肉的收 缩 神经冲动的传导等 第二 呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料 在呼吸过程中所 产生的一些中间产物 可以成为合成体内一些重要化合物的原料 例如 葡萄糖分解时的中间产 物丙酮酸是合成氨基酸的原料 发酵工程 发酵工程是指采用工程技术手段 利用生物 主要是微生物的某些功能 为人类 生产有用的生物产品 或者直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术 人们熟知的利 用酵母菌发酵制造啤酒 果酒 工业酒精 利用乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶 利用真菌大规模 生产青霉素等都是这方面的例子 随着科学技术的进步 发酵技术也有了很大的发展 并且已经 进入能够人为控制和改造微生物 使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段 现代发酵 工程作为现代生物技术的一个重要组成部分 具有广阔的应用前景 例如 利用 DNA 重组技术有 目的地改造原有的菌种并且提高其产量 利用微生物发酵生产药品 如人的胰岛素 干扰素和生 长素等 呼吸作用过程 有机物 氧 通过线粒体 二氧化碳 水 能量 七 细胞分裂 细胞增殖是生物的重要生命特征 细胞以分裂方式增殖 通过它 单细胞生物能产生后代 多细 胞生物则可以由一个受精卵经过分裂和分化 最终发育为一个多细胞个体 在增殖过程中可以将 复制的遗传物质分配到两个子细胞中去 可见 细胞增殖是生物体生长 发育 繁殖 遗传的基 础 真核细胞的分裂方式有有丝分裂 无丝分裂和减数分裂 一 有丝分裂 体细胞的有丝分裂具有细胞周期 它是指连续分裂的细胞从一次分裂开始时开始 到下一次 分裂完成时为此 包括分裂间期期和分裂期 9 1 分裂间期 DNA 分子的复制和有关蛋白质的合成 同时细胞有适度的增长 对于细胞分裂 来说 它是整个周期中为分裂期作准备的阶段 2 分裂期 1 前期 最明显的变化是染色质丝螺旋缠绕 缩短变粗 成为染色体 此时每条染色体 都含有两条染色单体 由一个着丝点相连 称为姐妹染色单体 同时 核仁解体 核摸消失 纺 锤丝形成纺锤体 2 中期 染色体清晰可见 每条染色体的着丝点都排列在细胞中央的一个平面上 染色 体的形态比较稳定 数目比较清晰 便于观察 3 后期 每个着丝点一分为二 姐妹染色单体随之分离 形成两条子染色体 在纺锤丝的 牵引下向细胞两极运动 4 末期 染色体到达两极后 逐渐变成丝状的染色质 同时纺锤体消失 核仁 核模重 新出现 将染色质包围起来 形成两个新的子细胞 然后细胞一分为二 5 动植物细胞有丝分裂比较 植物 动物 纺锤体形成方式 由细胞的两极 由中心体 细胞一分为二方 式 意义 二 无丝分裂 比较简单 一般是细胞核延长 从核的中部向内凹进 分裂为两个细胞 核 接着整个细胞从中间分裂为两个细胞 没有出现纺锤丝和染色体 故名无丝分裂 如蛙的红 细胞的分裂 八 细胞的分化癌变衰老 1 细胞分化 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 它是一种持久性的变化 发生在生物体的整个生命过程中 但在胚胎时 期达到最大限度 经过细胞分化 生物体内会形成各种不同的细胞和组织 这种稳定性的差异是 不可逆的 细胞分化程度 体细胞 胚胎细胞 受精卵 但科学研究证实 高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力 即保持着全能性 细胞全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性 生物体的每一个细胞 都包含有该物种所特有的全部的遗传信息 都有发育成为完整个体所必需的全部遗传物质 理论 上 生物体的每一个活细胞都应该具有全能性 细胞全能性的大小 受精卵 胚胎细胞 体细胞 通常情况下 生物体内细胞并没有表现出全能性 而是分化成为不同的细胞 组织 这是基 因在特定的时间和空间条件下基因的选择性表达的结果 2 细胞的癌变 在个体发育过程中 大多数细胞能够正常分化 但是有些细胞在致癌因 子的作用下 不能正常分化 而变成不受有机体控制的 连续进行分裂的恶性增殖细胞 这种细 10 胞就是癌细胞 癌细胞与正常细胞相比 具有以下特点 能够无限增殖形态结构发生显著变化 癌细胞表面糖蛋白减少 容易在体内扩散 转移 由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少 使得细胞 彼此之间的黏着性减小 导致癌细胞容易在有机体内分散和转移 目前认为引起癌变的因子主要有三类 第一类物理致癌因子 如辐射致癌 第二类是化学致 癌因子 如砷 苯 煤焦油等 再一类是病毒致癌因子 引起癌变的病毒叫做致癌病毒 另外 科学家已证实 癌细胞是由于原癌基因激活为癌基因而引起的 3 细胞的衰老 生物体内的细胞多数要经过未分化 分裂 分化和死亡这几个阶段 因此 细胞的衰老和死亡是一种正常的生命现象 衰老细胞具有的主要特征有以下几点 1 细胞内的水分减少 结果使细胞萎缩 体积变小 细胞新陈代谢的速率减慢 2 衰老细胞内 酶的活性减低 如人的头发变白是由于黑色素细胞衰老时 酪氨酸酶活性的活性降 低 3 细胞内的色素会随着细胞的衰老而积累 影响细胞的物质交流和信息传递等正常的生理 功能 最终导致细胞死亡 4 细胞膜通透性改变 物质运输能力降低 4 细胞凋亡 基因决定的细胞自动结束生命的过程 是一种正常的自然生理过程 如蝌 蚪尾消失 它对于多细胞生物体正常发育 维持内部环境的稳定以及抵御外界因素干扰具有非常 关键作用 细胞坏死 由于电 热 冷 机械等不利因素影响导致细胞非正常性死亡 不受基因控制 必修 2 第一章 遗传因子的发现 第 一 节 孟 德 尔 豌 豆 杂 交 试 验 一 1 孟德尔之所以选取豌豆作为杂交试验的材料是由于 1 豌豆是自花传粉植物 且是闭花授粉 的植物 2 豌豆花较大 易于人工操作 3 豌豆具有易于区分的性状 2 遗传学中常用概念及分析 1 性状 生物所表现出来的形态特征和生理特性 相对性状 一种生物同一种性状 如毛色 的不同表现类型 黄 白 区分 兔的长毛和短毛 人的卷发和直发等 兔的长毛和黄毛 牛的黄毛和羊的白毛 性状分离 杂种后代中 同时出现显性性状和隐性性状的现象 如在 DD dd 杂交实验中 杂合 F1 代自交后形成的 F2 代同时出现显性性状 DD 及 Dd 和隐性性状 dd 的现象 显性性状 在 DD dd 杂交试验中 F1 表现出来的性状 如教材中 F1 代豌豆表现出高茎 即高 茎为显性 决定显性性状的为显性遗传因子 基因 用大写字母表示 如高茎用 D 表示 隐性性状 在 DD dd 杂交试验中 F1 未显现出来的性状 如教材中 F1 代豌豆未表现出矮茎 即 矮茎为隐性 决定隐性性状的为隐性基因 用小写字母表示 如矮茎用 d 表示 2 纯合子 遗传因子 基因 组成相同的个体 如 DD 或 dd 其特点纯合子是自交后代全为纯合子 无性状分离现象 杂合子 遗传因子 基因 组成不同的个体 如 Dd 其特点是杂合子自交后代出现性状分离现 象 3 杂交 遗传因子组成不同的个体之间的相交方式 如 DD dd Dd dd DD Dd 等 自交 遗传因子组成相同的个体之间的相交方式 如 DD DD Dd Dd 等 测交 F1 待测个体 与隐性纯合子杂交的方式 如 Dd dd 正交和反交 二者是相对而言的 如甲 乙 为正交 则甲 乙 为反交 如甲 乙 为正交 则甲 乙 为反交 3 杂合子和纯合子的鉴别方法 若后代无性状分离 则待测个体为纯合子 测交法 若后代有性状分离 则待测个体为杂合子 11 若后代无性状分离 则待测个体为纯合子 自交法 若后代有性状分离 则待测个体为杂合子 4 常见问题解题方法 1 如后代性状分离比为显 隐 3 1 则双亲一定都是杂合子 Dd 即 Dd Dd 3D 1dd 2 若后代性状分离比为显 隐 1 1 则双亲一定是测交类型 即为 Dd dd 1Dd 1dd 3 若后代性状只有显性性状 则双亲至少有一方为显性纯合子 即 DD DD 或 DD Dd 或 DD dd 5 分离定律 实质就是在形成配子时 等位基因随减数第一次分裂后期同源染色体的分开而分离 分别进入到不同的配子中 第 二 节 孟 德 尔 豌 豆 杂 交 试 验 二 1 两对相对性状杂交试验中的有关结论 1 两对相对性状由两对等位基因控制 且两对等位基因分别位于两对同源染色体 2 F1 减数分裂产生配子时 等位基因一定分离 非等位基因 位于非同源染色体上的非等位 基因 自由组合 且同时发生 3 F2 中有 16 种组合方式 9 种基因型 4 种表现型 比例 9 3 3 1 YYRR 1 16 YYRr 2 16 双显 Y R YyRR 2 16 9 16 黄圆 YyRr 4 16 纯隐 yyrr yyrr 1 16 1 16 绿皱 YYrr 1 16 单显 Y rr YYRr 2 16 3 16 黄皱 yyRR 1 16 单显 yyR yyRr 2 16 3 16 绿圆 注意 上述只符合亲本为 YYRR yyrr 但亲本为 YYrr yyRR F2 中重组类型为 10 16 亲本类型 为 6 16 2 常见组合问题 自由组合定律的解题方法统一用分枝法 先一对一对分析 再进行组合 可简化为 用分离定理来解决 即先求一对相对性状 最后把结果相乘 即进行组合 因此 要熟记分离定理 的 6 种杂交结果 1 配子类型问题 如 AaBbCc 产生的配子种类数为 2x2x2 8 种 2 基因型类型 如 AaBbCc AaBBCc 后代基因型数为多少 先分解为三个分离定律 Aa Aa 后代 3 种基因型 1AA 2Aa 1aa Bb BB 后代 2 种基因型 1BB 1Bb Cc Cc 后代 3 种基因型 1CC 2Cc 1cc 所以其杂交后代有 3x2x3 18 种类型 3 表现类型问题 如 AaBbCc AabbCc 后代表现数为多少 先分解为三个分离定律 Aa Aa 后代 2 种表现型 Bb bb 后代 2 种表现型 Cc Cc 后代 2 种表 现型所以其杂交后代有 2x2x2 8 种表现型 3 自由组合定律 实质是形成配子时 成对的基因彼此分离 决定不同性状的基因自由组合 4 常见遗传学符号 符号 P F1 F2 含义 亲本 子一 代 子二 代 杂 交 自交 母本 父本 5 孟德尔实验成功的原因 1 正确选用实验材料 豌豆是严格自花传粉植物 闭花授粉 自然状态下一般是纯种 具有 易于区分的性状 2 由一对相对性状到多对相对性状的研究 3 分析方法 统计学方法 对结果进行分析 亲本 类型 重组 类型 12 4 实验程序 假说 演绎法 观察分析 为什么 F2 中出现 3 1 提出假说 4 点 演 绎推理 实验验证 测交 13 第 二 章 基 因 和 染 色 体 的 关 系 第 一 节 减 数 分 裂 和 受 精 作 用 知识结构 精子的形成过程 减数分裂 卵细胞形成过程 减数分裂和受精作用 配子中染色体组合的多样性 受精作用 受精作用的过程和实质 1 正确区分染色体 染色单体 同源染色体和四分体 1 染色体和染色单体 细胞分裂间期 染色体经过复制成由一个着丝点连着的两条姐妹染色单 体 所以此时染色体数目要根据着丝点判断 即一个着丝点就代表一条染色体 2 同源染色体和四分体 同源染色体指形态 大小一般相同 一条来自母方 一条来自父方 且能在减数第一次分裂过程中可以两两配对的一对染色体 有丝分裂中也有同源染色体 但不 联会 四分体指减数第一次分裂同源染色体联会后每对同源染色体中含有四条姐妹染色单体 3 一对同源染色体 一个四分体 2 条染色体 4 条染色单体 4 个 DNA 分子 2 减数分裂过程中遇到的一些概念 同源染色体 上面已经有了 联会 同源染色体两两配对的现象 四分体 上面已经有了 交叉互换 指四分体时期 非姐妹染色单体发生缠绕 并交换部分片段的现象 减数分裂 是有性生殖的生物在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂 3 减数分裂 特点 复制一次 分裂两次 结果 染色体数目减半 染色体数目减半实际发生在减数第一次分裂 第二次分裂类似有丝分裂 场所 生殖器官内 动物的精巢 卵巢 植物的花药 胚珠 精巢 卵巢内既有有丝分裂 又有减 数分裂 过程 精子的形成过程 卵细胞的形成过程 1 个精原细胞 2n 1 个卵原细胞 2n 间期 染色体复制 间期 染色体复制 1 个初级精母细胞 2n 1 个初级卵母细胞 2n 前期 联会 四分体 交叉互换 2n 前期 联会 四分体 2n 中期 同源染色体排列在赤道板上 2n 中期 2n 后期 配对的同源染色体分离 2n 后期 2n 末期 细胞质均等分裂 末期 细胞质不均等分裂 2n 2 个次级精母细胞 n 1 个次级卵母细胞 1 个极体 n 前期 n 前期 n 中期 n 中期 n 后期 染色单体分开成为两组染色体 2n 后期 2n 末期 细胞质均等分离 n 末期 n 4 个精细胞 n 1 个卵细胞 n 3 个极体 n 变形 4 个精子 n 4 精子与卵细胞形成的异同点 不 同 点比较项目 精子的形成 卵细胞的形成 相同点 染色体复 制 复制一次 第一次分 裂 一个初级精 母细胞 2n 产生 两个大小相 同的次级精 母细胞 n 一个初级卵母细胞 2n 细胞质不均等 分裂 产生一个次级卵 母细胞 n 和一个第 一极体 n 同源染色体联会 形 成四分体 同源染色 体分离 非同源染色 体自由组合 细胞质 分裂 子细胞染色体 数目减半 14 第二次分 裂 两个次级精 母细胞形成 四个同样大 小的精细胞 n 一个次级卵母细胞 细 胞质不均等分裂 形成 一个大的卵细胞 n 和 一个小的第二极体 第 一极体分裂 均等 成 两个第二极体 有无变形 精细胞变形 形成精子 无变形 着丝点分裂 姐妹染 色单体分开 分别移 向两极 细胞质分裂 子细胞染色体数目不 变 分裂结果 产生四个有 功能的精子 n 只产生一个有功能的卵 细胞 n 精子和卵细胞中染色 体数目均减半 注 卵细胞形成无变形过程 而且是只形成一个卵细胞 卵细胞体积很大 细胞质中存有大量营 养物质 为受精卵发育准备的 5 减数分裂和有丝分裂主要异同点 要求掌握 比较项目 减数分裂 有丝分裂 染色体复制次数及时 间 一次 减数第一次分裂的间期 一次 有丝分裂 的间期 细胞分裂次数 二次 一次 联会四分体是否出现 出现在减数第一次分裂 不出现 同源染色体分离 减数第一次分裂后期 无分离 有同源 染色体 着丝点分裂 发生在减数第二次分裂后期 后期 子细胞的名称及数目 性细胞 精细胞 4 个或卵 1 个 极体 3 个 体细胞 2 个 子细胞中染色体变化 减半 减数第一次分裂 不变 子细胞间的遗传组成 不一定相同 一定相同 6 有丝分裂和减数分裂的图形的鉴别 检索表以二倍体生物为例 1 1 细胞中没有同源染色体 减数第二次分裂 1 2 细 胞中有同源染色体 2 1 有同源染色体联会 形成四分体排列于赤道板或相互 分离 减数第一次分裂 例题 判断下列各细胞分裂图属何种分裂何时期图 解析 甲图细胞的每一端均有成对的同源染色体 但无联 会 四分体 分离等行为 且每一端都有一套形态和数目相同的染色体 故为有丝分裂的后期 乙图有同源染色体 且同源染色体分离 非同源染色体自由组合 故为减数第一次分裂的后 期 丙图不存在同源染色体 且每条染色体的着丝点分开 姐妹染色单体成为染色体移向细胞两 极 故为减数第二次分裂后期 7 受精作用 指卵细胞和精子相互识别 融合成为受精卵的过程 意义 通过减数分裂和受精作用 保证了进行有性生殖的生物前后代体细胞中染色体数目的恒定 从而保证了遗传的稳定和物种的稳定 在减数分裂中 发生了非同源染色体的自由组合和非 姐妹染色单体的交叉互换 增加了配子的多样性 加上受精时卵细胞和精子结合的随机性 使后代呈现多样性 有利于生物的进化 体现了有性生殖的优越性 8 配子种类问题 15 由于染色体组合的多样性 使配子也多种多样 根据染色体组合多样性的形成的过程 所以配 子的种类可由同源染色体对数决定 即含有 n 对同源染色体的精 卵 原细胞产生配子的种类 为 2n种 第 二 节 基 因 在 染 色 体 上 1 萨顿假说推论 基因在染色体上 也就是说染色体是基因的载体 因为基因和染色体行 为存在着明显的平行关系 研究方法 类比推理 2 基因位于染色体上的实验证据 果蝇杂交实验分析 摩尔根果蝇眼色的实验 A 红眼基因 a 白眼基因 X Y 果蝇的性染色体 P 红眼 雌 白眼 雄 P X AXA XaY F1 红眼 F1 X AXa XAY F1 雌雄交配 F2 红眼 雌雄 白眼 雄 F2 X AXA XAXa XAY XaY 3 一条染色体上一般含有多个基因 且这多个基因在染色体上呈线性排列 4 基因的分离定律的实质 基因的自由组合定律的实质 萨顿假说 1 内容 基因在染色体上 染色体是基因的载体 2 依据 基因与染色体行为存在着明显的平行关系 在杂交中保持完整和独立性 成对存在 一个来自父方 一个来自母方 形成配子时自由组合 3 证据 果蝇的限性遗传 红眼 X WXW X 白眼 XwY XW Y 红眼 X WXw 红眼 XWXW 红眼 XWXw 红眼 XW Y 白眼 XwY 一条染色体上有许多个基因 基因在染色体上呈线性排列 4 现代解释孟德尔遗传定律 分离定律 等位基因随同源染色体的分开独立地遗传给后代 自由组合定律 非同源染色体上的非等位基因自由组合 三 伴性遗传的特点与判断 遗传病的遗传方式 遗传特点 实例 常染色体隐性遗传病 隔代遗传 患者为隐性纯合体 白化病 苯丙酮 尿症 常染色体显性遗传病 代代相传 正常人为隐性纯合体 多 并指 软骨 发育不全 伴 X 染色体隐性遗传 病 隔代遗传 交叉遗传 患者男性多于 女性 色盲 血友病 伴 X 染色体显性遗传 病 代代相传 交叉遗传 患者女性多于 男性 抗 VD佝偻病 伴 Y 染色体遗传病 传男不传女 只有男性患者没有女性 患者 人类中的毛耳 第 三 节 伴 性 遗 传 1 伴性 别 遗传的概念 此类性状的遗传控制基因位于性染色体上 因而总是与性别相关联 1 人类红绿色盲症 伴 X 染色体隐性遗传病 口诀 无中生有为隐性 隐性遗传看女病 父子患病为伴性 有中生无为显性 显性遗传看男病 母女患病为伴 性 16 致病基因 Xa 正常基因 X A 患者 男性 XaY 女性 XaXa 正常 男性 XAY 女性 XAXA XAXa 携带者 遗传特点 男性患者多于女性患者 交叉遗传 即男性 父亲 女性 女儿携带者 男性 儿子 一般为隔代遗传 2 抗维生素 D 佝偻病 伴 X 染色体显性遗传病 致病基因 XA 正常基因 X a 患者 男性 XAY 女性 XAXA XAXa 正常 男性 XaY 女性 XaXa 遗传特点 女性患者多于男性患者 代代相传 交叉遗传现象 男性 女性 男性 4 Y 染色体遗传 人类毛耳现象 遗传特点 基因位于 Y 染色体上 仅在男性个体中遗传 5 伴性遗传在生产实践中的应用 根据毛色辨别小鸡的雌 雄 6 人类遗传病的判定方法 口诀 无中生有必为隐 生女有病为常隐 有中生无必为显 生女有病为常显 解释 父母无病 子女有病 隐性遗传 无中生有 父母无病 女儿有病 常 隐性遗传 父母有病 子女无病 显性遗传 有中生无 父母有病 女儿无病 常 显性遗传 注 如果家系图中患者全为男性 女全正常 且具有世代连续性 应首先考虑伴 Y 遗传 无显隐 之分 第三章 基因的本质 第 一 节 DNA 是 主 要 的 遗 传 物 质 1 肺炎双球菌的转化实验 1 体内转化实验 1928 年由英国科学家格里菲思等人进行 实验材料 S 型细菌 R 型细菌 菌落 菌体 毒性 S 型细菌 表面光滑 smooth 有荚膜 小鼠很难消 灭 有 R 型细菌 表面粗糙 rough 无荚膜 小鼠容易消 灭 无 结论 在 S 型细菌中存在转化因子可以使 R 型细菌转化为 S 型细菌 2 体外转化实验 1944 年由美国科学家艾弗里等人进行 结论 DNA 是遗传物质 2 噬菌体侵染细菌的实验 1 实验过程 标记噬菌体 35S 标记蛋白质 32P 标记 DNA 不能同时标记 含 35S 的培养基 培 养 含 35S 的细菌 35S 培 养 蛋白质外壳含 35S 的噬菌体 含 32P 的培养基 培 养 含 32P 的细菌 培 养 内部 DNA 含 32P 的噬菌体 噬菌体侵染细菌 含 35S 的噬菌体 侵 染 细 菌 细菌体内没有放射性 35S 含 32P 的噬菌体 侵 染 细 菌 细菌体内有放射线 32P 结果分析 测试结果表明 侵染过程中 只有 32P 进入细菌 而 35S 未进入 说明只有亲代噬菌体 的 DNA 进入细胞 子代噬菌体的各种性状 是通过 亲代的 DNA 遗传的 DNA 才是真正的遗传物质 结论 进一步确立 DNA 是遗传物质 3 烟草花叶病毒感染烟草实验 1 实验过程 2 实验结果分析与结论 烟草花叶病毒的 RNA 能自我复制 控制生物的遗传性状 因此 RNA 是它的遗传物质 还有 HIV 4 生物的遗传物质 17 非细胞结构 DNA 或 RNA 生物 原核生物 DNA 细胞结构 真核生物 DNA 结论 绝大多数生物 有细胞结构的生物 同时含 DAN RNA 和 DNA 病毒 的遗传物质是 DNA 所以说 DNA 是主要的遗传物质 第 二 节 DNA 分 子 的 结 构 1 DNA 分子的结构 1 基本单位 脱氧核糖核苷酸 简称脱氧核苷酸 2 DNA 分子有何特点 稳定性 是指 DNA 分子双螺旋空间结构的相对稳定性 多样性 构成 DNA 分子的脱氧核苷酸虽只有 4 种 配对方式仅 2 种 但其数目却可以成千上万 更重要的是形成碱基对的排列顺序可以千变万化 从而决定了 DNA 分子的多样性 n 对碱基可形成 4n种 特异性 每个特定的 DNA 分子中具有特定的碱基排列顺序 而特定的排列顺序代表着遗传信息 所以每个特定的 DNA 分子中都贮存着特定的遗传信息 这种特定的碱基排列顺序就决定了 DNA 分 子的特异性 3 DNA 双螺旋结构的特点 DNA 分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成 DNA 分子外侧是脱氧核糖和磷酸交 替连接而成的基本骨架 DNA 分子两条链的内侧的碱基按照碱基互补配对原则配对 并以氢键互 相连接 4 相关计算 画图标已知 用好 100 碱基互补配对出答案 文科生了解 1 A T C G 2 A C T G 1 或 A G T C 1 3 如果 A1 C1 T1 G1 b 那么 A2 C2 T2 G2 1 b 4 A T C G A1 T1 C1 G1 A2 T2 C2 G2 a 4 判断核酸种类 1 如有 U 无 T 则此核酸为 RNA 2 如有 T 且 A T C G 则为双链 DNA 3 如有 T 且 A T C G 则为单链 DNA 4 U 和 T 都有 则处于转录阶段 第三节 DNA 的复制 一 DNA 分子复制的过程 1 概念 以亲代 DNA 分子为模板合成子代 DNA 的过程 2 复制时间 有丝分裂或减数第一次分裂间期 3 复制方式 半保留复制 4 复制条件 1 模板 亲代 DNA 分子两条脱氧核苷酸链 2 原料 4 种脱氧核苷酸 3 能 量 ATP 4 解旋酶 DNA 聚合酶等 5 复制特点 边解旋边复制 6 复制场所 主要在细胞核中 线粒体和叶绿体也存在 7 复制意义 保持了遗传信息的连续性 三 与 DNA 复制有关的碱基计算 文科生了解 1 一个 DNA 连续复制 n 次后 DNA 分子总数为 2 n 2 第 n 代的 DNA 分子中 含原 DNA 母链的有 2 个 占 1 2n 1 3 若某 DNA 分子中含碱基 T 为 a 1 则连续复制 n 次 所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为 a 2 n 1 2 第 n 次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为 a 2 n 1 第四节 基因是有遗传效应的 DNA 片段 一 基因的相关关系 1 与 DNA 的关系 基因的实质是有遗传效应的 DNA 片段 无遗传效应的 DNA 片段不能称之为基 因 非基因 每个 DNA 分子包含许多个基因 18 2 与染色体的关系 基因在染色体上呈线性排列 染色体是基因的主要载体 此外 线粒体 和叶绿体中也有基因分布 3 与脱氧核苷酸的关系 脱氧核苷酸 A T C G 是构成基因的单位 基因中脱氧核苷酸 的排列顺序代表遗传信息 4 与性状的关系 基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位 基因对性状的控制通 过控制蛋白质分子 酶 结构蛋白 的合成来实现 二 DNA 片段中的遗传信息 遗传信息蕴藏在 4 种碱基的排列顺序之中 碱基排列顺序的千变万化 构成了 DNA 分子的多样性 而碱基的特异排列顺序 又构成了每个 DNA 分子的特异性 第 4 章 基 因 的 功 能 第 一 节 基 因 指 导 蛋 白 质 的 合 成 一 遗传信息的转录 1 DNA 与 RNA 的异同点 核 酸 项目 DNA RNA 结构 通常是双螺旋结构 极少数病毒是单链结构 通常是单链结构 基本单位 脱氧核苷酸 4 种 核糖核苷酸 4 种 五碳糖 脱氧核糖 核糖 碱基 A G C T A G C U 产生途径 DNA 复制 逆转录 转录 RNA 复制 存在部位 主要位于细胞核中染色体 上 极少数位于细胞质中 的线粒体和叶绿体上 主要位于细胞质中 功能 传递和表达遗传信息 mRNA 转录遗传信息 翻译的 模板 tRNA 运输特定氨基酸 rRNA 核糖体的组成成分 细胞生物 如人 水稻 内含 2 种核酸 5 种碱基 8 种核苷酸 病毒含 1 种核酸 4 种碱基 5 种核苷酸 2 RNA 的类型 信使 RNA mRNA 转运 RNA tRNA 核糖体 RNA rRNA 3 转录 概念 以 DNA 的一条链为模板通过碱基互补配对原则形成信使 RNA 的过程 转录的场所 主要在细胞核 转录的模板 以 DNA 的一条链为模板 转录的原料 4 种核糖核苷酸 转录的产物 一条单链的 mRNA 转录的原则 碱基互补配对 转录与复制的异同 下表 阶段 项目 复制 转录 时间 细胞有丝分裂的间期或减数第一次分裂间期 生长发育的连续过程 进行场所 主要细胞核 主要细胞核 模板 以 DNA 的两条链为模板 以 DNA 的一条链为模板 原料 4 种脱氧核苷酸 4 种核糖核苷酸 条件 需要特定的酶和 ATP 需要特定的酶和 ATP 过程 在酶的作用下 两条扭成螺 旋的双链解开 以解开的每 段链为模板 按碱基互补配 在细胞核中 以 DNA 解旋