高一的生物必修一主要讲的是细胞方面的知识点 ,下面给大家带来一些关于 高一生物 必修一知识点梳理,希望对大家有所帮助 。
高一生物必修一知识点梳理1
有机化合物:
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:
①肽键数=脱去水分子数=氨基酸数目-肽链数
②至少含有的羧基(-COOH)或氨基数(-NH2)=肽链数
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
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。糖类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CHO3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 。
细胞内有机物质的鉴定
糖类中的还原糖(葡萄糖、果糖)能与斐林试剂发生作用 ,生成砖红色沉淀;
脂肪可以被苏丹Ⅳ染成橘**;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。
无机化合物:
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 。
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一 、组成细胞的原子和分子
1、细胞中含量最多的6种元素是C、H 、O、N、P 、Ca(98%)。
2、组成生物体的基本元素:C元素。(碳原子间以共价键构成的碳链,碳链是生物构成生物大分子的基本骨架,称为有机物的碳骨架 。)
3、缺乏必需元素可能导致疾病。如:克山病(缺硒)
4 、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 ,在无机自然界都可以找到,没有一种元素是生物界特有的。
差异性:组成生物体的化学元素在生物体和自然界中含量相差很大 。
二、细胞中的无机化合物:水和无机盐
1、水:(1)含量:占细胞总重量的60%-90%,是活细胞中含量是最多的物质。
(2)形式:自由水、结合水
?自由水:是以游离形式存在 ,可以自由流动的水。作用有①良好的溶剂;②参与细胞内生化反应;③物质运输;④维持细胞的形态;⑤体温调节
(在代谢旺盛的细胞中,自由水的含量一般较多)
?结合水:是与其他物质相结合的水。作用是组成细胞结构的重要成分 。
(结合水的含量增多,可以使植物的抗逆性增强)
2 、无机盐
(1)存在形式:离子
(2)作用
①与蛋白质等物质结合成复杂的化合物。
(如Mg2+是构成叶绿素的成分、Fe2+是构成血红蛋白的成分、I-是构成甲状腺激素的成分。
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第一节从生物圈到细胞
1病毒没有细胞结构 ,但必须依赖(活细胞)才能生存 。
2生命活动离不开细胞,细胞是生物体结构和功能的(基本单位)。
3生命系统的结构层次:(细胞) 、(组织)、(器官)、(系统) 、(个体)、(种群)(群落)、(生态系统) 、(生物圈)。
4血液属于(组织)层次,皮肤属于(器官)层次 。
5植物没有(系统)层次 ,单细胞生物既可化做(个体)层次,又可化做(细胞)层次。
6地球上最基本的生命系统是(细胞)。
7种群:在一定的区域内同种生物个体的总和 。例:一个池塘中所有的鲤鱼。
8群落:在一定的区域内所有生物的总和。例:一个池塘中所有的生物 。(不是所有的鱼)
9生态系统:生物群落和它生存的无机环境相互作用而形成的统一整体。
10以细胞代谢为基础的生物与环境之间的物质和能量的交换;以细胞增殖、分化为基础的生长与发育;以细胞内基因的传递和变化为基础的遗传与变异。
第二节细胞的多样性和统一性
一、高倍镜的使用步骤(尤其要注意第1和第4步)
1 、在低倍镜下找到物象,将物象移至(视野中央)
2、转动(转换器) ,换上高倍镜。
3、调节(光圈)和(反光镜),使视野亮度适宜 。
4、调节(细准焦螺旋),使物象清晰。
二 、显微镜使用常识
1、调亮视野的两种 方法 (放大光圈)、(使用凹面镜)。
2 、高倍镜:物象(大),视野(暗) ,看到细胞数目(少) 。
低倍镜:物象(小),视野(亮),看到的细胞数目(多)。
3、物镜:(有)螺纹 ,镜筒越(长),放大倍数越大。
目镜:(无)螺纹,镜筒越(短) ,放大倍数越大 。
放大倍数越大、视野范围越小 、视野越暗、视野中细胞数目越少、每个细胞越大
放大倍数越小 、视野范围越大、视野越亮、视野中细胞数目越多 、每个细胞越小
4、放大倍数=物镜的放大倍数х目镜的放大倍数
5、一行细胞的数目变化可根据视野范围与放大倍数成反比
计算方法:个数×放大倍数的比例倒数=最后看到的细胞数
如:在目镜10×物镜10×的视野中有一行细胞,数目是20个,在目镜不换物镜换成40×,那么在视野中能看见多少个细胞?20×1/4=5
6、圆行视野范围细胞的数量的变化可根据视野范围与放大倍数的平方成反比计算
如:在目镜为10×物镜为10×的视野中看见布满的细胞数为20个,在目镜不换物镜换成20×,那么在视野中我们还能看见多少个细胞?20×(1/2)2=5
三 、原核生物与真核生物主要类群:
原核生物:蓝藻,含有(叶绿素)和(藻蓝素),可进行光合作用 ,属自养型生物。细菌:(球菌,杆菌,螺旋菌 ,乳酸菌);放线菌:(链霉菌)支原体,衣原体,立克次氏体
真核生物:动物、植物、真菌:(青霉菌,酵母菌 ,蘑菇)等 、
四、细胞学说
1、创立者:(施莱登,施旺)
2 、细胞的发现者及命名者:英国科学家、罗伯特?虎克
3、内容要点:P10,共三点
4 、揭示问题:揭示了(细胞统一性 ,和生物体结构的统一性)。
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第一节物质跨膜运输的实例
一、渗透作用
(1)渗透作用:指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散 。
(2)发生渗透作用的条件:
①是具有半透膜
②是半透膜两侧具有浓度差。
二、细胞的吸水和失水(原理:渗透作用)
1 、动物细胞的吸水和失水
外界溶液浓度<细胞质浓度时,细胞吸水膨胀
外界溶液浓度>细胞质浓度时,细胞失水皱缩
外界溶液浓度=细胞质浓度时,水分进出细胞处于动态平衡
2、植物细胞的吸水和失水
细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。
原生质层:细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质
外界溶液浓度>细胞液浓度时,细胞质壁分离
外界溶液浓度<细胞液浓度时,细胞质壁分离复原
外界溶液浓度=细胞液浓度时就,水分进出细胞处于动态平衡
中央液泡大小、原生质层位置、细胞大小
蔗糖溶液 、变小、脱离细胞壁、基本不变
清水 、逐渐恢复原来大小、恢复原位、基本不变
1 、质壁分离产生的条件:
(1)具有大液泡
(2)具有细胞壁
(3)外界溶液浓度>细胞液浓度
2、质壁分离产生的原因:
内因:原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性
外因:外界溶液浓度>细胞液浓度
1、植物吸水方式有两种:
(1)吸帐作用(未形成液泡)如:干种子 、根尖分生区
(2)渗透作用(形成液泡)
一、物质跨膜运输的其他实例
1、对矿质元素的吸收
逆相对含量梯度——主动运输
对物质是否吸收以及吸收多少,都是由细胞膜上载体的种类和数量决定 。
2 、细胞膜是一层选择透过性膜 ,水分子可以自由通过,一些离子和小分子也可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。
二、比较几组概念
扩散:物质从高浓度到低浓度的运动叫做扩散(扩散与过膜与否无关)
、(如:O2从浓度高的地方向浓度低的地方运动)
渗透:水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散又称为渗透
、(如:细胞的吸水和失水 ,原生质层相当于半透膜)
半透膜:物质的透过与否取决于半透膜孔隙直径的大小
、(如:动物膀胱、玻璃纸 、肠衣、鸡蛋的卵壳膜等)
选择透过性膜:细胞膜上具有载体,且不同生物的细胞膜上载体种类和数量不同,构成了对不同物质吸收与否和吸收多少的选择性。
(如:细胞膜等各种生物膜)
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第一章 遗传因子的发现
隐性遗传因子 隐性性状
性状分离 杂合子 相对性状
显性遗传因子 显性性状
一、孟德尔简介
二 、杂交实验(一) 1956----1864------1872
1.选材:豌豆 自花传粉、闭花受粉 纯种
性状易区分且稳定 真实遗传
2.过程:人工异花传粉 一对相对性状的 正交
P(亲本) 高茎 DD X 矮茎dd 互交 反交
F1(子一代) 高茎 Dd 纯合子、杂合子
F2(子二代) 高茎 DD :高茎 Dd :矮茎dd
1 : 2 : 1 分离比为3:1
3.解释
①性状由遗传因子决定。(区分大小写) ②因子成对存在 。
③配子只含每对因子中的一个。 ④配子的结合是随机的。
4.验证 测交 ( F1) Dd X dd F1是否产生两种
高 1 : 1 矮 比例为1:1的配子
5.分离定律
在生物的体细胞中 ,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中 ,随配子遗传给后代 。
三 、杂交实验(二)
1. 黄圆 YYRR X 绿皱yyrr
黄圆YyRr
黄圆Y_R_ :黄皱Y_rr :绿圆yyR_ :绿皱yyrr 亲组合
9 : 3 : 3 : 1 重组合
2.自由组合定律
控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
四、孟德尔遗传定律史记
①1866年发表 ②1900年再发现
③1909年约翰逊将遗传因子更名为“基因 ” 基因型、表现型 、等位基因
△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。表现型=基因型+环境条件 。
五、小结
后代性状分离比 说明
3 : 1 杂合子 X 杂合子
1 : 1 杂合子 X 隐性纯合子
1 : 0 纯合子 X 纯合子 ;纯合子 X 显性杂合子
1.
2.
n对基因杂交 F1形成配子数 F1配子可能的结合数 F2的基因型数 F2的表现型数 F2的表型分离比
1
2
…… 2
4
…… 4
16
…… 3
9
…… 2
4
…… 3:1
9:3:3:1
……
2n 2n 4n 3n 2n (3+1)n
第二章 基因与染色体的关系
依据:基因与染色体行为的平行关系 减数分裂与受精作用
基因在染色体上 证据:果蝇杂交(白眼) 伴性遗传:色盲与抗VD佝偻病
现代解释:遗传因子为一对同源染色体上的一对等位基因
一、减数分裂
1.进行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。在减数分裂过程中,染色体只复制一次 ,而细胞分裂两次。减数分裂的结果是,成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半 。
2.过程
染色体 同源染色体联会成 着丝点分裂
精原 复制 初级四分体(交叉互换)次级 单体分开 精 变形 精
细胞 精母 分离(自由组合) 精母 细胞 子
染色体 2N 2N N 2N N N
DNA 2C 4C 4C 2C 2C C C
3.同源染色体
A a Bb ① 形状(着丝点位置)和大小(长度)相同,分别来自父方与母方的
②一对同源染色体是一个四分体 ,含有两条染色体,四条染色单体
③区别:同源与非同源染色体;姐妹与非姐妹染色单体
④交叉互换
4.判断分裂图象
奇数 减Ⅱ或生殖细胞 散乱 中央 分极
染色体 不 有丝
有 配对 前 中 后
偶数 同源染色体 有 减Ⅰ 期 期 期
无 减Ⅱ
二、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。
①在杂交中保持完整和独立性 ②成对存在
③一个来自父方,一个来自母方 ④形成配子时自由组合
3.证据: 果蝇的限性遗传
红眼 XWXW X 白眼XwY
XW Y 红眼 XWXw
红眼XWXW :红眼XWXw:红眼XW Y:白眼XwY
①一条染色体上有许多个基因;②基因在染色体上呈线性排列。
4.现代解释孟德尔遗传定律
①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 。
②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
四、遗传图的判断
致病基因检索表
A1 图中有隔代遗传现象……………………………隐性基因
B1 与性别无关(男女发病几率相等) ………… 常染色体
B2 与性别有关
C1男性都为患者……………………………Y染色体
C2男多于女…………………………………X染色体
A2 图中无隔代遗传现象(代代发生)……………… 显性基因
D1与性别无关………………………………… 常染色体
D2与性别有关
E1男性均为患者……………………………Y染色体
E2女多于男(约为男患者2倍) ……………X染色体
第三章 基因的本质
肺炎双球菌转化实验
证据
噬菌体侵染细菌实验 基因是有遗传效应的DNA片段;
基因的 是控制生物性状的最基本单位;
双螺旋 DNA的结构 本质 其中四种脱氧核苷酸的排列顺
序代表的遗传信息。
半保留 DNA的复制
一 、DNA是主要的遗传物质
1.肺炎双球菌转化实验
(1) 体内转化 1928年 英国 格里菲思
① 活R ,无毒 活小鼠
② 活S,有毒 小鼠 死小鼠;分离出活S
③ △杀死的S,无毒 活小鼠
④ 活R + △杀死的S ,无毒 死小鼠;分离出活S
转化因子是什么?
(2)体外转化 1944年 美国 艾弗里
多糖或蛋白质 R型
活S DNA + R型 培养基 R型 + S型
DNA水解物 R型
转化因子是DNA 。
2.噬菌体侵染细菌实验 1952年赫尔希、蔡明 电镜观察和同位素示踪
32P标记DNA
35S标记蛋白质 DNA具有连续性,是遗传物质 。
3.烟草花叶病毒实验 RNA也是遗传物质。
二、DNA的分子结构
1.核酸 核苷酸 核苷 含氮碱基:A 、T、G、C 、U
磷酸 戊糖:核糖、脱氧核糖
2.1950年鲍林 1951年威尔金斯 + 富兰克林 1952年查哥夫
3.DNA的结构
①(右手)双螺旋
② 骨架
③ 配对:A = T/U
G = C
4.特点
①稳定性:脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序稳定不变
②多样性:碱基对的排列顺序各异
③特异性:每个DNA都有自己特点的碱基对排列顺序
5.计算
1.在两条互补链中 的比例互为倒数关系。
2.在整个DNA分子中,嘌呤碱基之和=嘧啶碱基之和 。
3.整个DNA分子中 , 与分子内每一条链上的该比例相同。
三、DNA的复制
1.场所:细胞核; 时间:细胞分裂间期。
2.特点:① 边解旋边复制 ②半保留复制
3.基本条件:① 模板:开始解旋的DNA分子的两条单链;
② 原料:是游离在核液中的脱氧核苷酸;
③ 能量:是通过水解ATP提供;
④ 酶:酶是指一个酶系统,不仅仅是指一种解旋酶 。
4.意义:将遗传信息从亲代传给子代,从而保持遗传信息的连续性。
四、基因是有遗传效应的DNA片段
基因是DNA片段 ,是不连续分布在DNA上,是由碱基序列将其分隔开;
它能控制性状,具有特定的遗传效应。
△原核细胞和真核细胞基因结构
①联系:编码区+非编码区
②区别 原核:编码区是连续的 、不间隔的 。
真核:编码区可分为外显子和内含子,故是间隔的、不连续的。第四章 基因的表达
有遗传效应 控制 mRNA 蛋白质
的DNA片段 基 蛋白质结构 性状 影响 环境
是控制生物 因 酶的合成 控制代谢
的基本单位 中心法则
一、基因指导蛋白质的合成
1.转录
(1)在细胞核中 ,以DNA双链中的一条为摸板合成mRNA的过程。
(2) ① 信使(mRN A),将基因中的遗传信息传递到蛋白质上,是链状的;
RNA ② 转运RNA(tRNA) ,三叶草结构,识别遗传密码和运载特定的氨基酸;
(单链) ③ 核糖体RNA(rRNA),是核糖体中的RNA 。
(3)过程 (场所 、摸板、条件、原料 、产物、去向等)
2.翻译
(1)在细胞质的核糖体上 ,氨基酸以mRNA为摸板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
(2)实质:将mRNA中的碱基序列翻译成蛋白质的氨基酸序列。
(3)(64个)密码子:mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻碱基。
其中AUG,这是起始密码;UAG、UAA 、AGA为终止密码 。
(4)遗传信息
① 狭:基因中控制遗传性状的脱氧核苷酸顺序。
②广:子代从亲代获得的控制遗传性状的讯号,以染色体上DNA的脱氧核苷酸顺序为代表。
③ 中心法则:
(5)翻译过程
三、基因对性状的控制
1.
DNA RNA 蛋白质(性状)
脱氧核苷酸序列 核糖核苷酸序列 氨基酸序列
遗传信息 遗传密码
2.基因、蛋白质和性状的关系
(1)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程 ,进而控制生物体的性状,如白化病等 。
(2)基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,如镰刀型细胞贫血等。
第五章 基因突变及其他变异
不可遗传的
变异 基因突变 物 、化、生 诱变育种
可遗传的 基因重组 杂交育种
染色体变异 多倍体、单倍体育种
一、基因突变
1.定义:DNA分子中发生碱基对的替换 、增添和缺失而引起的基因结构的改变。
2. 时间:有丝分裂间期或减数第一次分裂间期的DNA复制时
3.外因:物理、化学、生物因素 内因:可变性
4.特点:①普遍性 ②随机 ,无方向性 ③频率低 ④有害性
5.意义:①产生新基因 ②变异的根本来源 ③进化的原始材料
6.实例:镰刀型细胞贫血
二 、基因重组
1.在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合 。
2. 时间:减数第一次分裂前期或后期
2.意义:①产生新的基因型 ②生物变异的来源之一 ③对进化有意义
三、染色体变异
1. 缺失 1917年 猫叫综合症 果蝇的缺刻翅
结构的变异 重复 1919年 果蝇的棒状翅
易位 1923年 慢性粒细胞白血病
倒位
数目结构的变异 : 个别染色体;染色体组的增加与减少
2.染色体组
细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,携带着控制生物生长发育、遗传和变异的全部遗传信息的染色体。如:人的为22常+X或22常+Y
△染色体组型(核型) ,是指某一种生物体细胞种全部染色体的数目 、大小和形态特征;如:人的核型:46、XX或XY
3.
一倍体 雌性配子 二倍体
单倍体 直接发育 合子 生物体
多单倍体 雄性配子 多倍体(秋水仙素)
四、人类遗传病
1. 常染色体 性染色体
隐性基因 镰刀型贫血 、白化病、先天聋哑 红绿色盲
单基因遗传病 显性基因 多指、并指 、软骨发育不全 抗VD佝偻病
多基因遗传病 : 原发性高血压、冠心病、哮喘病、青少年糖尿病
染色体异常 :21三体综合症
2. 危害 婚前检测与预防 遗传咨询
监测与预防 产前诊断 :羊水 、B超、孕妇血细胞检查、基因诊断
3.人类基因组计划(HGP) :人体DNA所携带的全部遗传信息
①提出:1986年美国的生物学家杜尔贝利
②主要内容:绘制人类基因组四张图:遗传图 、物理图、序列图、转录图
③1990年10月启动
④1999年7月中国参与,解读3号染色体短臂上3000万个碱基,占1%。
⑤2000年6月20日 ,初步完成工作草图
⑥2001年2月,草图公开发表 ⑥2003年圆满完成
△直系血亲是指从自己算起向上推数三代和向下推数三代;,
△旁系血亲是指与(外)祖父母同源而生的 、除直系亲属以外的其他亲属 。
△基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针 ,利用DNA分子杂交原理,
鉴定被检测标本的遗传信息,达到检测疾病的目的。
△基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中 ,达到治疗疾病的目的。
第六章 育种方法
单倍体
选择育种 杂交育种 诱变育种 多倍体 转基因
一、比较四中育种
常规育种 诱变育种 多倍体育种 单倍体育种
处理 P F1 F2
在F2中选育 用射线 、激光、
化学药物处理 用秋水仙素处理
萌发后的种子或幼苗 花药离体培养
原理 基因重组,
组合优良性状 人工诱发基因
突变 破坏纺锤体的形成,
使染色体数目加倍 诱导花粉直接发育 ,
再用秋水仙素
优
缺
点 方法简单,
可预见强,
但周期长 加速育种,改良性状 ,但有利个体不多,需大量处理 器官大,营养物质
含量高 ,但发育延迟,结实率低 缩短育种年限,
但方法复杂 ,
成活率较低
例子 水稻的育种 高产量青霉素菌株 无籽西瓜 抗病植株的育成
二、基因工程
提取目的基因 剪刀:限制性内切酶
目的基因与运载体结合 :质粒 、噬菌体、病毒
将目的基因导入受体细胞 :大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌 、酵母菌和细胞等
目的基因的检测与表达 :受体细胞表现出特定的性状
第七章 进化论
拉马克 : 用进废退、获得性遗传
达尔文 : 适者生存,不适者淘汰(自然选择学说)
基本单位:种群
实质:基因频率的改变
原材料:突变与重组
现代进化理论 形成物种 决定方向:自然选择
必要条件:隔离
生物多样性:基因、物种 、生态系统
协同论(残酷竞争VS协同进化) 中性学说(偶然VS必然)
补充 间断平衡(渐进VS突进) 灾变论(渐灭VS突灭)
一、生物进化
研究生物界历史发展的一般规律,如
① 生物界的产生与发展:生命、物种 、人类起源
② 进化机制与理论:遗传、变异、方向 、速率
③ 进化与环境的关系 ④ 进化论的历史:流派与论点
二、现代进化理论的由来
1.神创论 + 物种不变论(上帝造物说)
2. 法国 拉马克 1809年《动物哲学》
①生物由古老生物进化而来的 ②由低等到高等逐渐进化的
③生物各种适应性特征的形成是由于用进废退与获得性遗传 。
3.英国 达尔文 1859年《物种起源》自然选择学说
过度繁殖与群体的恒定性 + 有限的生活条件
生存斗争 + 遗传和变异
自然选择即适者生存 + 获得性遗传
新类型生物
4.现代进化理论:以自然选择学说为核心内容
三、现代进化理论的内容
突变 等位基因 有性生殖 基因重组 不定向变异 选择 微小有利变异
多次选择 、遗传积累 显著有利变异 基因频率的改变 新物种 定向进化
基本观点:种群是生物进化的基本单位 ,生物进化的实质是种群基因频率的改变。突变和基因重组,自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用 ,种群产生分化,最终导致新物种形成。在这个过程中,突变和基因重组产生生物进化的原材料,自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向 ,隔离是新物种形成的必要条件。
4.物种:能在自然条件下相互交配并且产生可育后代的一群生物 。
种群 小种群(产生许多变异) 新物种
全书小结
一、 从亚显微结构水平到分子水平
细胞核→染色体→DNA→基因→遗传信息→mRNA→蛋白质(性状)
[例] 间要论述染色体、DNA、基因 、遗传信息、遗传密码、蛋白质(性状)和生物多样性之间的关系。
简
染色体由DNA和蛋白质组成,是DNA的主要载体,而不是全部载体 ,因其还存在于真核细胞的叶绿体和线粒体,原核生物和病毒中的DNA不位于染色体上,DNA是染色体的主要组成成分。
DNA分子上具有遗传效应的 、控制生物性状的片段叫基因 ,DNA分子也存在没有遗传效应的片段叫基因间区,DNA上有成百上千个基因 。基因位于DNA分子上,也位于染色体上 ,并在染色体上呈线性排列,占据一定的“座位”(位点),在减数分裂和有丝分裂过程中 ,随染色体的移动而移动,减数分裂过程中染色体互换,同源染色体的分离,非同源染色体自由组合是基因的三个遗传规律和伴性遗传的细胞学基础。
DNA分子基因上的脱氧核苷酸的排列顺序叫遗传信息 ,并不是DNA分子上所有脱氧核苷酸的排列顺序叫遗传信息(基因间区不含有遗传信息),基因所在的DNA片段有两条链,只有一条链携带遗传信息叫有义链 ,另一条配对链叫无义链,DNA双链中的一条链对某个基因来说是有义链,而对另一个基因来说 ,可能是无义链。
遗传密码是指在DNA的转录过程中,以DNA(基因)上一条有义链(携带遗传信息)为模板,按照碱基互补配对原则(A—U ,G—C)形成的信使RNA单链上的碱基排列顺序,遗传学上把信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基叫“密码子”,也叫“三联体密码子 ” ,和遗传密码的含义是一致的,应当注意,20种氨基酸密码表中每个氨基酸所对应三个字母的碱基排序是指定位在信使RNA上的,并不是位于DNA或转运RNA(叫反密码子)上碱基排列顺序 。
性状是指一个生物的任何可以鉴别的形态或生理特征 ,是遗传和环境相互作用的结果,主要由蛋白质体现出来。生物的性状受基因控制,是基因通过控制蛋白质的合成来体现的。
DNA分子中碱基的排列顺序千变万化 ,一个DNA分子中的一条多核苷酸链有100个四种不同的碱基,它们的可能排列方式是4100种 。而事实上DNA分子中碱基数量是成千上万,其可能的排列方式几乎是无限的。DNA分子的多样性 ,可以从分子水平上说明生物的多样性和个体之间的差异的原因。
二、以人类遗传病为例分析遗传的三个基本规律和伴性遗传之间的区别和联系
[例] 下图是六个家族的遗传图谱,请据图回答:
(1)可判断为 X 染色体的显性遗传的是图 ;
(2)可判断为 X 染色体的隐性遗传的是图 ;
(3)可判断为 Y 染色体遗传的是图 ;
(4)可判断为常染色体遗传的是图 。
[解析] 按Y染色体遗传→X染色体显性遗传→X染色体隐性遗传→常染色体显性遗传→常染色体隐性遗传的顺序进行假设求证。
D图属Y染色体遗传,因为其病症是由父传子 ,子传孙,只要男性有病,所有的儿子都患病。
B图为X染色体显性遗传 ,因为只要父亲有病,所有的女儿都是患病者。 C和E图是X染色体隐性遗传,因为C图中,母亲患病 ,所有的儿子患病,而父亲正常,所有的女儿都正常;E图中 ,男性将病症通过女儿传给他的外孙 。
A和F图是常染色体遗传,首先通过父母无病而子女有患病者判断出是隐性遗传,再根据父母无病 ,而两个家系中都有女儿患病而判断出是常染色体遗传。
[例] 下图为某家族性疾病的遗传图谱。请据图回答:若Ⅲ1与Ⅲ5近亲婚配,他们的孩子患此病的概率为 (基因符号用A、a)表示 。
[解析] 本题主要考查对系谱图的分析判断和简单概率计算能力,解题关键为运用多种遗传病的遗传特点去分析人手。
(1)在该遗传系谱中 ,发病率比较高,占子代的1/2,且子代之中有患者 ,则双亲之中必定有患者,儿子是患者则其母必定是患者,且患者中女性多于男性。所以该病的遗传为显性伴性遗传 。
(2)Ⅲ1个体的父亲表现型正常,是隐性个体 ,基因型为XaY,他的X染色体上的基因必定遗传给他女儿Ⅲ1个体,Ⅲ1个体又表现为患者 ,所以Ⅲ1个体的基因为XAXa,Ⅲ5个体为隐性个体,基因型XaY。
(3)画遗传图解(略) ,Ⅲl与Ⅲ5婚配,他们孩子患病的概率为1/2。
三 、以染色体概念系统为例,分析染色体与遗传变异进化之间的内在联系
[例] 下图是我国育种专家鲍文奎等培育出的异源八倍体小黑麦的过程图 。
(1)A、B、D 、R四个字母代表 。
(2)Fl之所以不育 ,是因为 。
(3)F1人工诱变成多倍体的常用方法是 。
(4)八倍体小黑麦的优点是 。
(5)试从进化角度,谈谈培育成功的重要生物学意义。
[解析] 解答本题的关键是运用染色体组整倍性变异的原理,联系减数分裂、受精作用、远缘杂交 、秋水仙素作用机制 ,自然选择和人工选择等众多相应知识点综合分析解答。阐明有利变异为进化提供原材料,通过人工选择加快培育新物种的进程这一观点 。
答案 (1)4个染色体组 (2)F1产生配子时,染色体不能两两配对形成四分体 (3)秋水仙素处理植物萌发的种子或幼苗生长点,使其染色体加倍 (4)耐土地贫瘠、耐寒冷、面粉白、蛋白含量高 (5)我国育种专家鲍文奎教授培育成功的小黑麦品种 ,是人工创造异源多倍体很成功的实例。小黑麦本来是自然界没有的物种,科学家利用远缘杂交,通过人工选择在短短的十几年就创造出这个新物种。若靠大自然的恩赐 ,通过自然选择形成高等植物的一个新物种需要漫长的时间 。由此可见,人工选择大大地加快了物种的进化。
☆生物的遗传是细胞核与细胞质共同作用的结果。
1.细胞质遗传
①主要特点:母系遗传;后代不出现一定的分离比 。
②原因:受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞;减数分裂时,细胞质中的遗传物质
随机地 、不均等地分配到卵细胞中。
③物质基础:叶绿体、线粒体等细胞质结构中的DNA。
2.从性遗传是指由常染色体上基因控制的性状 ,在表现型上受个体性别影响的现象 。
①是指由常染色体上基因控制的性状,在表现型上受个体性别影响的现象。
②如绵羊的有角和无角。这种影响是通过性激素
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