如题所述
一、减数分裂
(一)1、减数分裂:是进行有性生殖的生物,在产生成熟的生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂的过程中,染色体只复制一次,细胞分裂两次。
减数分裂的结果是,细胞中的染色体数目比原来的减少了一半。
一个卵原细胞经过减数分裂,只形成一个卵细胞;而一个精原细胞通过减数分裂则可以形成四个精子。
2、同源染色体:配对的两条染色体,形状和大小一般都相同,一个来自父方,一个来自母方。
非同源染色体:不能配对的染色体之间互称为非同源染色体。
联会:发生在减数第一次分裂的前期,同源染色体两两配对的现象。
四分体:每一对同源染色体含有四条染色单体。1个四分体有1对同源染色体、2条染色体、4个染色单体、4分子DNA。
(二)精子的形成过程:
1、场所:有性生殖器官内
2、间期(准备期):DNA复制和蛋白质合成;
3、特点:减数第一次分裂前期:联会、形成四分体,每条染体含2个姐妹染色单体; 减数第一次分裂中期:同源染色体排列在赤道板上,每条染体含2个姐妹单体; 减数第一次分裂后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合,每条染体含2个姐妹单体; 减数第一次分裂末期:一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞,染色体、DNA减半,每条染体含2个姐妹单体;
3、减数第二次分裂前期:(一般认为与减数第Ⅰ次分裂末期相同);减数第二次分裂中期:着丝点排列在赤道板上; 减数第二次分裂后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成染色体,染色体数目加倍,每一极子细胞中无同源染色体;减数第二次分裂末期:两个次级精母细胞分裂成四个精子细胞。精子细胞变形成精子。
(三)卵细胞与精子形成过程的异同:
相同点:都是在生殖器官中进行;与生殖细胞的形成有关,染色体、DNA分子变化过程与结果完全相同。
不同点:①、间期精原细胞→初级精母细胞仅稍稍增大。卵原细胞→初级卵母细胞贮存大量卵黄,体积增大很多倍。②、精子形成时两次分裂都是均等分裂,产生四个精子细胞。卵细胞形成时两次都是不均等分裂,只产生一个卵细胞和三个极体。③、精子细胞须经变形才成为有受精能力精子,卵细胞不需经过变形即有受精能力。④、精子在睾丸中形成,卵细胞在卵巢中形成。
(四)比较有丝分裂和减数分裂的相同点和不同点:
有丝分裂:细胞分裂一次,子细胞的染色体与体细胞相同,形成体细胞,没有联会、四分体的出现没有交叉、互换现象;
减数分裂:细胞连续分裂两次,子细胞内染色体数目减半,形成有性生殖细胞,出现联会、四分体,有交叉、互换行为。
相同点:染色体复制一次。
在动物的精(卵)巢中,精(卵)原细胞可以进行两种分裂方式,如果进行有丝分裂,形成的仍然是精(卵)原细胞,如果进行减数分裂,则产生的是成熟的生殖细胞精子(卵细胞)。
受精作用的特点:精子的细胞核和卵细胞的细胞核相融合,使彼此染色体会合在一起。
减数分裂和受精作用的意义:对于有性生殖的生物来说,减数分裂、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。
二、遗传的分子基础
1、证明DNA是遗传物质的实验有两个,肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验。噬菌体侵染细菌的实验过程:因为噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒,它的头部和尾部都具_蛋白质_的外壳,头内部含有_DNA_。①放射性同位素35S标记噬菌体的_蛋白质_,用放射性同位素32P标记噬菌体的_ DNA_②实验结果表明:_ DNA是遗传物质,DNA能控制蛋白质的合成_。
2、在自然界, _病毒_中有少数生物只含_RNA_不含_ DNA_,在这种情况下RNA是遗传物质。而有DNA的生物(原核生物、真核生物和DNA病毒)遗传物质全是DNA,所以说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。
3、DNA分子的立体结构的主要特点是:①两条长链按_反向__平行方式盘旋成_双螺旋结构。
②_脱氧核糖_和_磷酸_交替连接,排列在DNA分子的外侧,构成基本骨架,_碱基_排列在内侧。
③DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且配对有一定的规律,即A与T配对,G与C配对。
4、DNA分子的遗传信息储存在脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序中
5、DNA的特性:_多样性_、_特异性。
6、DNA复制的过程:边解旋边复制。①在_ATP_供能、_DNA解旋_酶的作用下,DNA分子两条脱氧核苷酸链配对的碱基从_氢键_处断裂,双链解开,这个过程叫做_解旋_。②合成互补子链:DNA的两条母链为_模板_,以周围环境中游离的4种脱氧核苷酸为原料,按照 碱基互补配对_原则,在_有关酶(DNA聚合酶,DNA连接酶)的作用下,各自合成与母链互补的一段子链。③子、母链结合盘绕形成新DNA分子:在DNA聚合酶的作用下,随着解旋过程的进行,新合成的子链不断地延伸,同时每条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构,从而各自形成一个新的DNA分子。
DNA复制的特点:新DNA分子由亲代DNA分子的一条链和新合成的一条子链构成,是一种半保留复制。
DNA复制的生物学意义:DNA通过复制,使遗传信息从_亲代传给子代_,从而保持了遗传信息的_连续性。
7、基因是有遗传效应的DNA片断。基因在染色体上。DNA是主要的遗传物质。染色体是DNA的主要载体,染色体由DNA和蛋白质组成。
8、基因对性状的控制:①直接通过控制蛋白质的分子结构②通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而控制生物性状。
9、蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程。
概念:以_ DNA的一条链_为模板,通过_碱基互补配对原则_合成_RNA_的过程。
转录 即DNA的_脱氧核苷酸_序列→mRNA的_核糖核苷酸_序列。
场所:_细胞核_。
概念:以_ mRNA _模板,合成_具有一定氨基酸顺序的蛋白质_的过程。
翻译 即mRNA的_核糖核苷酸序列→蛋白质的氨基酸_序列。
场所:_细胞质的核糖体_。
RNA的种类: mRNA(信使RNA)、 tRNA(转运RNA) 、 rRNA (核糖体RNA)
密码子:信使RNA上相邻的三个碱基决定一个氨基酸。
密码子的种类共有 64 种,其中决定氨基酸的有 61种,另有 3 种是终止密码子。
每种tRNA只能识别并转运 1 种氨基酸,所以tRNA的种类是 61种。
DNA复制、转录和翻译的比较
传递遗传信息
(复制) 表达遗传信息
转录 翻译
时间 间期(有丝,减一) 间期(有丝,减一) 间期(有丝,减一)
场所 主要在细胞核 主要在细胞核 细胞质的核糖体
原料 游离的脱氧核苷酸 游离的核糖核苷酸 氨基酸
模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA
产物 DNA mRNA 蛋白质
联系
(中心法则) DNA→RNA→蛋白质
三、基因的分离规律
(一)、遗传图解中常用的符号:P—亲本 ♀一母本 ♂—父本 ×—杂交 自交(自花传粉,同种类型相交) F1—子一代 F2—子二代。在体细胞中,控制性状的基因成对存在,在生殖细胞中,控制性状的基因成单存在。
(二)、一对相对性状的遗传实验:
①试验现象:P:高茎×矮茎→F1:高茎(显性性状)→F2:高茎∶矮茎=3∶1(性状分离)
②解释:两种雄配子D与d;两种雌配子D与d,受精就有四种结合方式,因此F2的基因构成情况是DD∶Dd∶dd=1∶2∶1,性状表现为:高茎∶矮茎=3∶1。
测交:让杂种一代与隐性类型杂交,用来测定F1的基因型。证实F1是杂合体;形成配子时等位基因分离的正确性。
注意:杂交和自交可以判断一对相对性状中的显隐性关系,测交可以验证显性个体是纯合子还是杂合子。
(三)基因型和表现型:表现型相同,基因型不一定相同;基因型相同,环境相同,表现型相同。环境不同,表现型不一定相同。纯合体只能产生一种配子,自交不会发生性状分离。杂合体产生配子的种类是2n种(n为等位基因的对数),杂合子自交后代会出现性状分离。
(四)孟德尔对分离现象的原因提出的假说
生物的性状是由 遗传因子决定的;体细胞中遗传因子是成对存在的;在形成生殖细胞时, 成对 的遗传因子彼此分离,进入不同的 配子中;受精时,雌雄配子的结合是 随机 的。
(五)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。
(六)分离定律的实质:同源染色体上的等位基因发生分离。
四、基因的自由组合定律
(一)、两对相对性状的遗传试验:
① P:黄色圆粒×绿色皱粒→F1 :黄色圆粒→F2:9黄圆:3绿圆:3黄皱:1绿皱 。
②F1(YyRr)形成配子的种类和比例:等位基因分离,非等位基因之间自由组合。四种配子YR、Yr、Yr、yr的数量相同。
(二)、对自由组合现象解释的验证——测交:F1(YyRr)×隐性(yyrr)→(1YR、1Yr、1yR、1yr)× yr →F2: 1 YyRr:1Yyrr :1yyRr :1 yyrr。
(三)、孟德尔获得成功的原因: 1)正确地选择了实验材料。2)在分析生物性状时,采用了先从一对相对性状入手再循序渐进的方法(由单一因素到多因素的研究方法)。3)运用了统计学的方法处理实验结果。4)科学设计了试验程序(假说——演绎法)。
(五)、基因的自由组合定律:控制不同性状的遗传因子的 分离和结合是互不干扰的;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 。
(六)自由组合定律的实质:位于 同源染色体上的等位基因 的分离和组合是互不干扰的,在减数分裂过程中,同源染色体上的 等位基因分离的同时 非同源染色体上的非等位基因自由组合。
五、性别决定与伴性遗传
1、 性别决定:一般是指雌雄异体的生物决定性别的方式。
性染色体:决定性别的染色体。常染色体:与决定性别无关的染色体。伴性遗传:性染色体上的基因,它的遗传方式是与性别相联系的,这种遗传方式叫做伴性遗传。
2、XY型性别决定方式: (1):雄性个体的体细胞中含有两个异型的性染色体(XY),雌性个体含有两个同型的性染色体(XX)的性别决定类型。
3、常见的X染色体隐性遗传病——红绿色盲:在写色觉基因型时,为了与常染色体的基因相区别,一定要先写出性染色体,再在右上角标明基因型。)色盲女性(XbXb),正常(携带者)女性(XBXb),正常女性(XBXB),色盲男性(XbY),正常男性(XBY)。
4、常见遗传病类型、特点及实例
(1) 常染色体隐性遗传病,如白化病等,判断依据为无中生有为隐性,生女患病是常隐。男女患者比例接近1:1。
(2) 常染色体显性遗传病,如并指、多指等,判断依据为有中生无为显性,生女正常是常显。男女患者比例接近1:1。
(3) X染色体隐性遗传,如色盲、血友病等,判断依据是母病子必病,女病父必病,男患多于女患。一般地说,色盲这种病是由男性通过他的女儿(携带者)遗传给他的外孙(隔代遗传、交叉遗传)。色盲基因不能由男性传给男性。
(4) X染色体显性遗传,如抗维生素D佝偻症等,判断依据是子病母必病,父病女必病,女患多于男患。
六、生物的变异
1、可遗传变异与不可遗传变异的区别___遗传物质有没有发生改变。
2、基因突变是指_基因结构__的改变,包括DNA碱基对的_增添、缺失或改变_。无论低等的生物,还是高等的生物都可发生基因突变,这说明了基因突变的 普遍_性;基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期和生物体的任何细胞,这说明了基因突变的_随机_性;一个基因可以向不同的方向发生突变,产生一个以上的等位基因,这说明了基因突变的不定向性;基因突变造成的结果往往使该种生物不能适应环境,这说明了基因突变的有害性。
3、基因突变意义:基因突变是新基因产生的途径,是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料。
引起基因突变的因素:a、物理因素:主要是X射线、γ射线、紫外线、激光灯_。化学因素:亚硝酸、碱基类似物。c、生物因素:主要是某些寄生在活细胞内的病毒和某些细菌。
4、基因重组是指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。
有两种类型:①在生物减数分裂产生配子时,非同源染色体上的非等位基因自由组合;
②减数分裂形成四分体时,同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换。
5、基因重组的意义
基因重组也是生物变异的来源之一,对生物的进化也具有重要意义。
6、基因突变不同于基因重组,基因重组是基因的重新组合,产生了新的基因型,基因突变是基因结构的改变,产生了新的基因 。
7、染色体变异指光学显微镜下可见的染色体结构的变异和染色体数目变异。基因突变和基因重组在光学显微镜下不可见。
8、染色体结构变异:①染色体中某一片段缺失;②染色体中增加某一片段;③染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上;④染色体中某一片段位置颠倒。
染色体数目的变异:①细胞内个别染色体的增加或减少;②细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少。
染色体组:细胞中一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,携带着控制生物生长发育的全
部遗传信息,这样的一组染色体称为一个染色体组。
备注:染色体组数目判别(根据相同形态的染色体数目或者根据控制相同性状的基因数目)
9、二倍体:由受精卵发育而成的个体,体细胞中含有两个染色体组的。
多倍体:由受精卵发育而成的个体,体细胞中含有三个或三个以上染色体组的。
备注:香蕉是三倍体,马铃薯是四倍体,普通小麦是六倍体。
单倍体:由配子发育而成的个体,体细胞中含有本物种配子染色体数的的个体。其植株特点是_植株弱小,高度不育_。
备注:(1)单倍体的染色体组数大于或等于1
(2)8倍体小麦的花药离体培养形成的植株是_单倍体_。
(3)单倍体植株高度不孕的原因_减数分裂时染色体无法正常联会,不能产正常的配子,所以高度不育_。
(4)判断:单倍体只含有一个染色体组( ×),含有一个染色体组的一定是单倍体(√)。
10、自然界中多倍体形成的原因:_体细胞在有丝分裂的过程中,染色体完成了复制,但是细胞受到外界环境条件(如温度骤变)或生物内部因素的干扰,纺锤体的形成受到破坏,以致染色体不能被拉向两极,细胞也不能分裂成两个子细胞,于是就形成染色体数目加倍。
11、生物变异在育种上的应用
(1)多倍体育种的原理、方法及特点
原理:染色体变异
方法:秋水仙素处理萌发的种子或幼苗(秋水仙素可以抑制纺锤体的形成,作用的时期在有丝分裂前期)
特点:产生的多倍体茎干粗壮、叶片果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
(2)诱变育种在生产中的应用
原理:基因突变
物理诱变:X射线、紫外线、激光等
方法 化学诱变:亚硝酸,硫酸二乙酯等
生物诱变:病毒等
特点:提高突变频率,在较短的时间里获得更多的优良变异类型
(3)单倍体育种的原理、方法及特点
原理:染色体变异
方法:花药离体培养后再用秋水仙素处理
特点:缩短育种年限,获得的后代能稳定遗传
七、基因工程
基因工程:又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说,就是按照人们的意愿,把一种生物的某种基因提取出来,加以修饰改造,然后放到另外一种生物的细胞里,定向地改造生物的遗传性状。
1、基因的操作工具与工具酶
① 基因的剪刀:限制酶(作用是切割DNA分子)
② 基因的针线:DNA连接酶(作用是连接 DNA骨架磷酸和脱氧核糖之间的化学键)。
③ 基因的运输工具:运载体 (常用的运载体是质粒,噬菌体和动植物病毒)
2、基因操作的基本步骤:
① 提取目的基因
② 目的基因与运载体结合
③ 将目的基因导入受体细胞
④ 目的基因的检测和表达
3、转基因食品的安全性
安全的观点:转基因食品的构成与非转基因食品一样,都是由氨基酸、蛋白质和碳水化合物组成的,从理论上分析是安全的。
不安全的观点:在一个简陋的实验室里,就能把爱滋病毒和感冒病毒组装在一起,使爱滋病毒像感冒一样,大规模地传播,所以转基因生物和转基因食品的不安全,要严格地控制。
八、人类遗传病
1、产生原因:由遗传物质改变引起的疾病称遗传病。
2、类型:单基因遗传病(受一对等位基因控制的遗传病)、多基因遗传病(受两对或两对以上等位基因控制的遗传病)和染色体异常遗传病。
3、特点:单基因遗传病的特点:在同胞中发病率较高,在群体中发病率较低
多基因遗传病的特点:在群体中发病率较高
4、常见单基因病的遗传
常染色体上的显性遗传病:多指、并指、软骨发育不全
常染色体上的隐形遗传病:白化病、先天性聋哑、苯丙酮尿症
X染色体上的显性遗传病:抗维生素D佝偻病
X染色体上的隐形遗传病:色盲症,血友病
5、人类遗传病的检测与预防
(1)遗传病的产前诊断与优生的关系
产前诊断:羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查以及基因诊断
(2)遗传咨询与优生的关系
医生对咨询对象进行身体检查,了解家庭病史,对是否患有某种疾病作出诊断,进过分析遗传病的遗传方式推算出后代的再发风险率,并且提出防治政策和建议。
禁止近亲结婚:三代以及三代以内的直系和旁系血亲。原因:近亲之间携带相同隐性致病基因的概率较大。
6、人类基因组计划及其意义
测定人类基因组的全部DNA(22+X+Y)序列,解读其中包含的遗传信息。测定的是人类24条染色体上的碱基组成。
意义:通过人类基因组计划,可以了解与癌症、糖尿病、老年性痴呆、高血压等疾病有关的基因,对这些目前难以治愈的疾病进行及时有效的基因诊断和治疗。
九、生物的进化
(一)现代生物进化理论的主要内容
1、拉马克的进化学说——-----用进废退学说
达尔文的生物进化理论-------自然选择学说
达尔文自然选择学说的内容有四方面:过度繁殖;生存斗争;遗传变异;适者生存
2、现代生物进化理论的主要内容
(1)种群是生物进化的基本单位
种群:生活在一定区域内的同种生物的全部个体,是生物繁殖的基本单位。
基因库:种群全部个体所含的全部基因叫做这个种群的基因库,其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分。
基因频率:某个基因占全部等位基因的比率;
(2)突变与基因重组为生物进化提供原材料
可遗传变异:突变与基因重组;
不可遗传变异:由环境因素引起的。
(3)自然选择决定生物进化的方向
在自然选择作用下,种群基因频率会发生定向改变,导致生物向一定的方向不断进化。
注意:突变与基因重组是不定向的,自然选择是定向的。生物进化的实质是种群基因频率的定向改变。
(4)隔离导致物种的形成:隔离是物种形成的必要条件。
物种:指分布在一定的自然区域,具有一定的形态结构和生理功能,而且在自然状态下能互相交配,并产生出可育后代的一群生物个体。
隔离:指同一物种不同种群间的个体,在自然条件下基因不能自由交流的现象。
包括:a、地理隔离:由于高山、河流、沙漠等地理上的障碍,使彼此间不能相遇而不能交配。(如: 东北虎和华南虎)b、生殖隔离:种群间的个体不能自由交配或交配后不能产生可育的后代。
判断是否存在生殖隔离:能否交配,交配能否产生可育后代,如马和驴的后代骡子高度不育,马和驴之间存在生殖隔离,是两个不同物种。
备注:物种形成的三个基本环节①突变与基因重组;②自然选择;③隔离
物种的形成:经过长期地理隔离而达到生殖隔离是比较常见的物种形成方式。
2、 生物进化和生物多样性的关系
共同进化:不同物种之间,生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是共同进化。
生物多样性:基因多样性;物种多样性;生态系统多样性。
(一)1、减数分裂:是进行有性生殖的生物,在产生成熟的生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。在减数分裂的过程中,染色体只复制一次,细胞分裂两次。
减数分裂的结果是,细胞中的染色体数目比原来的减少了一半。
一个卵原细胞经过减数分裂,只形成一个卵细胞;而一个精原细胞通过减数分裂则可以形成四个精子。
2、同源染色体:配对的两条染色体,形状和大小一般都相同,一个来自父方,一个来自母方。
非同源染色体:不能配对的染色体之间互称为非同源染色体。
联会:发生在减数第一次分裂的前期,同源染色体两两配对的现象。
四分体:每一对同源染色体含有四条染色单体。1个四分体有1对同源染色体、2条染色体、4个染色单体、4分子DNA。
(二)精子的形成过程:
1、场所:有性生殖器官内
2、间期(准备期):DNA复制和蛋白质合成;
3、特点:减数第一次分裂前期:联会、形成四分体,每条染体含2个姐妹染色单体; 减数第一次分裂中期:同源染色体排列在赤道板上,每条染体含2个姐妹单体; 减数第一次分裂后期:同源染色体分离,非同源染色体自由组合,每条染体含2个姐妹单体; 减数第一次分裂末期:一个初级精母细胞分裂成两个次级精母细胞,染色体、DNA减半,每条染体含2个姐妹单体;
3、减数第二次分裂前期:(一般认为与减数第Ⅰ次分裂末期相同);减数第二次分裂中期:着丝点排列在赤道板上; 减数第二次分裂后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分开成染色体,染色体数目加倍,每一极子细胞中无同源染色体;减数第二次分裂末期:两个次级精母细胞分裂成四个精子细胞。精子细胞变形成精子。
(三)卵细胞与精子形成过程的异同:
相同点:都是在生殖器官中进行;与生殖细胞的形成有关,染色体、DNA分子变化过程与结果完全相同。
不同点:①、间期精原细胞→初级精母细胞仅稍稍增大。卵原细胞→初级卵母细胞贮存大量卵黄,体积增大很多倍。②、精子形成时两次分裂都是均等分裂,产生四个精子细胞。卵细胞形成时两次都是不均等分裂,只产生一个卵细胞和三个极体。③、精子细胞须经变形才成为有受精能力精子,卵细胞不需经过变形即有受精能力。④、精子在睾丸中形成,卵细胞在卵巢中形成。
(四)比较有丝分裂和减数分裂的相同点和不同点:
有丝分裂:细胞分裂一次,子细胞的染色体与体细胞相同,形成体细胞,没有联会、四分体的出现没有交叉、互换现象;
减数分裂:细胞连续分裂两次,子细胞内染色体数目减半,形成有性生殖细胞,出现联会、四分体,有交叉、互换行为。
相同点:染色体复制一次。
在动物的精(卵)巢中,精(卵)原细胞可以进行两种分裂方式,如果进行有丝分裂,形成的仍然是精(卵)原细胞,如果进行减数分裂,则产生的是成熟的生殖细胞精子(卵细胞)。
受精作用的特点:精子的细胞核和卵细胞的细胞核相融合,使彼此染色体会合在一起。
减数分裂和受精作用的意义:对于有性生殖的生物来说,减数分裂、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。
二、遗传的分子基础
1、证明DNA是遗传物质的实验有两个,肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验。噬菌体侵染细菌的实验过程:因为噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒,它的头部和尾部都具_蛋白质_的外壳,头内部含有_DNA_。①放射性同位素35S标记噬菌体的_蛋白质_,用放射性同位素32P标记噬菌体的_ DNA_②实验结果表明:_ DNA是遗传物质,DNA能控制蛋白质的合成_。
2、在自然界, _病毒_中有少数生物只含_RNA_不含_ DNA_,在这种情况下RNA是遗传物质。而有DNA的生物(原核生物、真核生物和DNA病毒)遗传物质全是DNA,所以说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。
3、DNA分子的立体结构的主要特点是:①两条长链按_反向__平行方式盘旋成_双螺旋结构。
②_脱氧核糖_和_磷酸_交替连接,排列在DNA分子的外侧,构成基本骨架,_碱基_排列在内侧。
③DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且配对有一定的规律,即A与T配对,G与C配对。
4、DNA分子的遗传信息储存在脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序中
5、DNA的特性:_多样性_、_特异性。
6、DNA复制的过程:边解旋边复制。①在_ATP_供能、_DNA解旋_酶的作用下,DNA分子两条脱氧核苷酸链配对的碱基从_氢键_处断裂,双链解开,这个过程叫做_解旋_。②合成互补子链:DNA的两条母链为_模板_,以周围环境中游离的4种脱氧核苷酸为原料,按照 碱基互补配对_原则,在_有关酶(DNA聚合酶,DNA连接酶)的作用下,各自合成与母链互补的一段子链。③子、母链结合盘绕形成新DNA分子:在DNA聚合酶的作用下,随着解旋过程的进行,新合成的子链不断地延伸,同时每条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构,从而各自形成一个新的DNA分子。
DNA复制的特点:新DNA分子由亲代DNA分子的一条链和新合成的一条子链构成,是一种半保留复制。
DNA复制的生物学意义:DNA通过复制,使遗传信息从_亲代传给子代_,从而保持了遗传信息的_连续性。
7、基因是有遗传效应的DNA片断。基因在染色体上。DNA是主要的遗传物质。染色体是DNA的主要载体,染色体由DNA和蛋白质组成。
8、基因对性状的控制:①直接通过控制蛋白质的分子结构②通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而控制生物性状。
9、蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程。
概念:以_ DNA的一条链_为模板,通过_碱基互补配对原则_合成_RNA_的过程。
转录 即DNA的_脱氧核苷酸_序列→mRNA的_核糖核苷酸_序列。
场所:_细胞核_。
概念:以_ mRNA _模板,合成_具有一定氨基酸顺序的蛋白质_的过程。
翻译 即mRNA的_核糖核苷酸序列→蛋白质的氨基酸_序列。
场所:_细胞质的核糖体_。
RNA的种类: mRNA(信使RNA)、 tRNA(转运RNA) 、 rRNA (核糖体RNA)
密码子:信使RNA上相邻的三个碱基决定一个氨基酸。
密码子的种类共有 64 种,其中决定氨基酸的有 61种,另有 3 种是终止密码子。
每种tRNA只能识别并转运 1 种氨基酸,所以tRNA的种类是 61种。
DNA复制、转录和翻译的比较
传递遗传信息
(复制) 表达遗传信息
转录 翻译
时间 间期(有丝,减一) 间期(有丝,减一) 间期(有丝,减一)
场所 主要在细胞核 主要在细胞核 细胞质的核糖体
原料 游离的脱氧核苷酸 游离的核糖核苷酸 氨基酸
模板 DNA的两条链 DNA的一条链 mRNA
产物 DNA mRNA 蛋白质
联系
(中心法则) DNA→RNA→蛋白质
三、基因的分离规律
(一)、遗传图解中常用的符号:P—亲本 ♀一母本 ♂—父本 ×—杂交 自交(自花传粉,同种类型相交) F1—子一代 F2—子二代。在体细胞中,控制性状的基因成对存在,在生殖细胞中,控制性状的基因成单存在。
(二)、一对相对性状的遗传实验:
①试验现象:P:高茎×矮茎→F1:高茎(显性性状)→F2:高茎∶矮茎=3∶1(性状分离)
②解释:两种雄配子D与d;两种雌配子D与d,受精就有四种结合方式,因此F2的基因构成情况是DD∶Dd∶dd=1∶2∶1,性状表现为:高茎∶矮茎=3∶1。
测交:让杂种一代与隐性类型杂交,用来测定F1的基因型。证实F1是杂合体;形成配子时等位基因分离的正确性。
注意:杂交和自交可以判断一对相对性状中的显隐性关系,测交可以验证显性个体是纯合子还是杂合子。
(三)基因型和表现型:表现型相同,基因型不一定相同;基因型相同,环境相同,表现型相同。环境不同,表现型不一定相同。纯合体只能产生一种配子,自交不会发生性状分离。杂合体产生配子的种类是2n种(n为等位基因的对数),杂合子自交后代会出现性状分离。
(四)孟德尔对分离现象的原因提出的假说
生物的性状是由 遗传因子决定的;体细胞中遗传因子是成对存在的;在形成生殖细胞时, 成对 的遗传因子彼此分离,进入不同的 配子中;受精时,雌雄配子的结合是 随机 的。
(五)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。
(六)分离定律的实质:同源染色体上的等位基因发生分离。
四、基因的自由组合定律
(一)、两对相对性状的遗传试验:
① P:黄色圆粒×绿色皱粒→F1 :黄色圆粒→F2:9黄圆:3绿圆:3黄皱:1绿皱 。
②F1(YyRr)形成配子的种类和比例:等位基因分离,非等位基因之间自由组合。四种配子YR、Yr、Yr、yr的数量相同。
(二)、对自由组合现象解释的验证——测交:F1(YyRr)×隐性(yyrr)→(1YR、1Yr、1yR、1yr)× yr →F2: 1 YyRr:1Yyrr :1yyRr :1 yyrr。
(三)、孟德尔获得成功的原因: 1)正确地选择了实验材料。2)在分析生物性状时,采用了先从一对相对性状入手再循序渐进的方法(由单一因素到多因素的研究方法)。3)运用了统计学的方法处理实验结果。4)科学设计了试验程序(假说——演绎法)。
(五)、基因的自由组合定律:控制不同性状的遗传因子的 分离和结合是互不干扰的;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 。
(六)自由组合定律的实质:位于 同源染色体上的等位基因 的分离和组合是互不干扰的,在减数分裂过程中,同源染色体上的 等位基因分离的同时 非同源染色体上的非等位基因自由组合。
五、性别决定与伴性遗传
1、 性别决定:一般是指雌雄异体的生物决定性别的方式。
性染色体:决定性别的染色体。常染色体:与决定性别无关的染色体。伴性遗传:性染色体上的基因,它的遗传方式是与性别相联系的,这种遗传方式叫做伴性遗传。
2、XY型性别决定方式: (1):雄性个体的体细胞中含有两个异型的性染色体(XY),雌性个体含有两个同型的性染色体(XX)的性别决定类型。
3、常见的X染色体隐性遗传病——红绿色盲:在写色觉基因型时,为了与常染色体的基因相区别,一定要先写出性染色体,再在右上角标明基因型。)色盲女性(XbXb),正常(携带者)女性(XBXb),正常女性(XBXB),色盲男性(XbY),正常男性(XBY)。
4、常见遗传病类型、特点及实例
(1) 常染色体隐性遗传病,如白化病等,判断依据为无中生有为隐性,生女患病是常隐。男女患者比例接近1:1。
(2) 常染色体显性遗传病,如并指、多指等,判断依据为有中生无为显性,生女正常是常显。男女患者比例接近1:1。
(3) X染色体隐性遗传,如色盲、血友病等,判断依据是母病子必病,女病父必病,男患多于女患。一般地说,色盲这种病是由男性通过他的女儿(携带者)遗传给他的外孙(隔代遗传、交叉遗传)。色盲基因不能由男性传给男性。
(4) X染色体显性遗传,如抗维生素D佝偻症等,判断依据是子病母必病,父病女必病,女患多于男患。
六、生物的变异
1、可遗传变异与不可遗传变异的区别___遗传物质有没有发生改变。
2、基因突变是指_基因结构__的改变,包括DNA碱基对的_增添、缺失或改变_。无论低等的生物,还是高等的生物都可发生基因突变,这说明了基因突变的 普遍_性;基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期和生物体的任何细胞,这说明了基因突变的_随机_性;一个基因可以向不同的方向发生突变,产生一个以上的等位基因,这说明了基因突变的不定向性;基因突变造成的结果往往使该种生物不能适应环境,这说明了基因突变的有害性。
3、基因突变意义:基因突变是新基因产生的途径,是生物变异的根本来源,是生物进化的原始材料。
引起基因突变的因素:a、物理因素:主要是X射线、γ射线、紫外线、激光灯_。化学因素:亚硝酸、碱基类似物。c、生物因素:主要是某些寄生在活细胞内的病毒和某些细菌。
4、基因重组是指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。
有两种类型:①在生物减数分裂产生配子时,非同源染色体上的非等位基因自由组合;
②减数分裂形成四分体时,同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换。
5、基因重组的意义
基因重组也是生物变异的来源之一,对生物的进化也具有重要意义。
6、基因突变不同于基因重组,基因重组是基因的重新组合,产生了新的基因型,基因突变是基因结构的改变,产生了新的基因 。
7、染色体变异指光学显微镜下可见的染色体结构的变异和染色体数目变异。基因突变和基因重组在光学显微镜下不可见。
8、染色体结构变异:①染色体中某一片段缺失;②染色体中增加某一片段;③染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上;④染色体中某一片段位置颠倒。
染色体数目的变异:①细胞内个别染色体的增加或减少;②细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少。
染色体组:细胞中一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,携带着控制生物生长发育的全
部遗传信息,这样的一组染色体称为一个染色体组。
备注:染色体组数目判别(根据相同形态的染色体数目或者根据控制相同性状的基因数目)
9、二倍体:由受精卵发育而成的个体,体细胞中含有两个染色体组的。
多倍体:由受精卵发育而成的个体,体细胞中含有三个或三个以上染色体组的。
备注:香蕉是三倍体,马铃薯是四倍体,普通小麦是六倍体。
单倍体:由配子发育而成的个体,体细胞中含有本物种配子染色体数的的个体。其植株特点是_植株弱小,高度不育_。
备注:(1)单倍体的染色体组数大于或等于1
(2)8倍体小麦的花药离体培养形成的植株是_单倍体_。
(3)单倍体植株高度不孕的原因_减数分裂时染色体无法正常联会,不能产正常的配子,所以高度不育_。
(4)判断:单倍体只含有一个染色体组( ×),含有一个染色体组的一定是单倍体(√)。
10、自然界中多倍体形成的原因:_体细胞在有丝分裂的过程中,染色体完成了复制,但是细胞受到外界环境条件(如温度骤变)或生物内部因素的干扰,纺锤体的形成受到破坏,以致染色体不能被拉向两极,细胞也不能分裂成两个子细胞,于是就形成染色体数目加倍。
11、生物变异在育种上的应用
(1)多倍体育种的原理、方法及特点
原理:染色体变异
方法:秋水仙素处理萌发的种子或幼苗(秋水仙素可以抑制纺锤体的形成,作用的时期在有丝分裂前期)
特点:产生的多倍体茎干粗壮、叶片果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
(2)诱变育种在生产中的应用
原理:基因突变
物理诱变:X射线、紫外线、激光等
方法 化学诱变:亚硝酸,硫酸二乙酯等
生物诱变:病毒等
特点:提高突变频率,在较短的时间里获得更多的优良变异类型
(3)单倍体育种的原理、方法及特点
原理:染色体变异
方法:花药离体培养后再用秋水仙素处理
特点:缩短育种年限,获得的后代能稳定遗传
七、基因工程
基因工程:又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说,就是按照人们的意愿,把一种生物的某种基因提取出来,加以修饰改造,然后放到另外一种生物的细胞里,定向地改造生物的遗传性状。
1、基因的操作工具与工具酶
① 基因的剪刀:限制酶(作用是切割DNA分子)
② 基因的针线:DNA连接酶(作用是连接 DNA骨架磷酸和脱氧核糖之间的化学键)。
③ 基因的运输工具:运载体 (常用的运载体是质粒,噬菌体和动植物病毒)
2、基因操作的基本步骤:
① 提取目的基因
② 目的基因与运载体结合
③ 将目的基因导入受体细胞
④ 目的基因的检测和表达
3、转基因食品的安全性
安全的观点:转基因食品的构成与非转基因食品一样,都是由氨基酸、蛋白质和碳水化合物组成的,从理论上分析是安全的。
不安全的观点:在一个简陋的实验室里,就能把爱滋病毒和感冒病毒组装在一起,使爱滋病毒像感冒一样,大规模地传播,所以转基因生物和转基因食品的不安全,要严格地控制。
八、人类遗传病
1、产生原因:由遗传物质改变引起的疾病称遗传病。
2、类型:单基因遗传病(受一对等位基因控制的遗传病)、多基因遗传病(受两对或两对以上等位基因控制的遗传病)和染色体异常遗传病。
3、特点:单基因遗传病的特点:在同胞中发病率较高,在群体中发病率较低
多基因遗传病的特点:在群体中发病率较高
4、常见单基因病的遗传
常染色体上的显性遗传病:多指、并指、软骨发育不全
常染色体上的隐形遗传病:白化病、先天性聋哑、苯丙酮尿症
X染色体上的显性遗传病:抗维生素D佝偻病
X染色体上的隐形遗传病:色盲症,血友病
5、人类遗传病的检测与预防
(1)遗传病的产前诊断与优生的关系
产前诊断:羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查以及基因诊断
(2)遗传咨询与优生的关系
医生对咨询对象进行身体检查,了解家庭病史,对是否患有某种疾病作出诊断,进过分析遗传病的遗传方式推算出后代的再发风险率,并且提出防治政策和建议。
禁止近亲结婚:三代以及三代以内的直系和旁系血亲。原因:近亲之间携带相同隐性致病基因的概率较大。
6、人类基因组计划及其意义
测定人类基因组的全部DNA(22+X+Y)序列,解读其中包含的遗传信息。测定的是人类24条染色体上的碱基组成。
意义:通过人类基因组计划,可以了解与癌症、糖尿病、老年性痴呆、高血压等疾病有关的基因,对这些目前难以治愈的疾病进行及时有效的基因诊断和治疗。
九、生物的进化
(一)现代生物进化理论的主要内容
1、拉马克的进化学说——-----用进废退学说
达尔文的生物进化理论-------自然选择学说
达尔文自然选择学说的内容有四方面:过度繁殖;生存斗争;遗传变异;适者生存
2、现代生物进化理论的主要内容
(1)种群是生物进化的基本单位
种群:生活在一定区域内的同种生物的全部个体,是生物繁殖的基本单位。
基因库:种群全部个体所含的全部基因叫做这个种群的基因库,其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分。
基因频率:某个基因占全部等位基因的比率;
(2)突变与基因重组为生物进化提供原材料
可遗传变异:突变与基因重组;
不可遗传变异:由环境因素引起的。
(3)自然选择决定生物进化的方向
在自然选择作用下,种群基因频率会发生定向改变,导致生物向一定的方向不断进化。
注意:突变与基因重组是不定向的,自然选择是定向的。生物进化的实质是种群基因频率的定向改变。
(4)隔离导致物种的形成:隔离是物种形成的必要条件。
物种:指分布在一定的自然区域,具有一定的形态结构和生理功能,而且在自然状态下能互相交配,并产生出可育后代的一群生物个体。
隔离:指同一物种不同种群间的个体,在自然条件下基因不能自由交流的现象。
包括:a、地理隔离:由于高山、河流、沙漠等地理上的障碍,使彼此间不能相遇而不能交配。(如: 东北虎和华南虎)b、生殖隔离:种群间的个体不能自由交配或交配后不能产生可育的后代。
判断是否存在生殖隔离:能否交配,交配能否产生可育后代,如马和驴的后代骡子高度不育,马和驴之间存在生殖隔离,是两个不同物种。
备注:物种形成的三个基本环节①突变与基因重组;②自然选择;③隔离
物种的形成:经过长期地理隔离而达到生殖隔离是比较常见的物种形成方式。
2、 生物进化和生物多样性的关系
共同进化:不同物种之间,生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是共同进化。
生物多样性:基因多样性;物种多样性;生态系统多样性。
温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答 2012-02-18
第一章 走近生命科学
第一节:一、发展简史
1、 著作:贾思勰《齐民要素》
农书、李时珍《本草纲目》
药书、达尔文《物种起源》进化论
2、显微镜发明:生物研究进入细胞水平
DNA双螺旋结构分子模型建立:研究进入分子水平 (微观领域)
我国成就:合成结晶牛胰岛素、酵母丙氨酸转移核糖核酸(核酸领域)
3、林耐--生物分类法则 施莱登、施旺--细胞学说
孟德尔--遗传学奠基人 摩尔根进一步揭示遗传机制(伴性遗传)
4、生命科学研究手段:描述法、比较法 实验法
5、人类基因组计划--生命科学的“阿波罗登月计划”(用于人类疾病的基因诊断、治疗)
二、展望:
1、后基因组学、转基因技术、基因治疗、生物多样性保护、脑科学
2、生命科学定义:以生命为研究对象的科学和技术的总称
第二节:
1、 生命科学探究的基本步骤:提出问题--提出假设--设计实验--实施实验--分析数据--得出结论--新的疑问--进一步探究
2、 实验要求:重视观察和实验
实验1.1 细胞的观察和测量
1、左眼观察、睁开右眼
2、观察:先低倍后高倍,将物像移到视野正中央,移动转换器到高倍镜,再调细调节器
3、物像为倒像,(视野)同向移、(载玻片)反向移
4、放大倍数:目镜X 物镜
5、目镜测微尺的使用:(理解练习册习题即可P2)
第二章 生命的物质基础
第一节:无机物
一、水:含量最多的化合物
1、人体缺乏表现:缺水10%,生理紊乱;缺水20% ,生命停止
2、作用:良好溶剂、输送、参与化学反应;水比热大,调节体温、保持体温恒定
3、存在形式:自由水(大部分,参与上述2的作用)
结合水(少量,生物细胞组织中的成分)
二、无机盐:离子状态存在
1、作用:a、生物体组成成分(例子:血红蛋白:Fe2+ 骨骼:Ca2+ 【缺钙,肌肉抽搐】PO43- 磷脂的组成成分、Mg植物叶绿素的必需成分、Zn多种酶的组成元素、I甲状腺素的原料)
b、参与生物体的代谢活动和调节内环境稳定
实验2.1 食物中的主要营养成分的鉴定
1、糖类:淀粉(非还原性糖)--碘液 (蓝色)
还原性糖(葡萄糖、麦芽糖) -- 斐林试剂\班氏试剂(加热后出现砖红色)
2、蛋白质--(5%NaOH和1%CuSO4)双缩脲试剂(紫色)
3、脂肪--苏丹III(橘红色)
第二节:有机化合物(所有生物必含的物质是蛋白质与核酸)
一、糖类化学通式:(CH2O)n (水解后的组成单位:葡萄糖(C6H12O6)
注:组成元素C、H、O
1、作用:生命活动的主要能源,组成生物体结构的基本原料
2、分类 A、单糖:葡萄糖(糖中的主要能源物质)、果糖、核糖(5碳糖)
B、双糖:(两份单糖脱水缩合而成)蔗糖、麦芽糖--植物;乳糖--动物
C、多糖: 淀粉(植物内糖的储存形式,人类糖的主要来源)
纤维素(植物细胞壁的主要成分)
糖原(动物体内糖的储存形式) 肝糖原(与血糖保持动态平衡)
肌糖原
3、多糖+脂质=糖脂 多糖+蛋白质=糖蛋白
二、脂质:(不溶于水而溶于有机溶剂)
1、脂肪:(贮能物质;减少热能散失,维持体温恒定)
组成单位:脂肪酸 饱和脂肪酸:动物脂肪
甘油 不饱和脂肪酸:植物油(脂溶性维生素的溶剂)
注:组成元素C、H、O
2、磷脂:细胞膜、核膜等有膜结构的主要成分
空气-水界面为单层,两端为液体的呈双层
注:组成元素C、H、O、N、P
3、胆固醇:调解生长、发育及代谢(血液中长期偏高引起心血管疾病)
组成细胞膜结构的重要成分
作用 合成某些激素(雌、雄激素、肾上腺皮质激素)
多晒太阳可转化为维生素D
三、蛋白质:含量最多的有机物(干重占50%) 注:组成元素C、H、O、N等
1、单位:氨基酸 (20种,其中8中必需氨基酸,须从食物中获得)
通式: --NH2 (氨基) --COOH(羧基)
氨基酸的不同在R基
2、脱水缩合形成肽链。(肽键: -CO-NH- )
3、多样性:(氨基酸)种类、数目、排列顺序、肽链的空间结构(功能多样性的主因)
4、计算:a、肽键数=脱去水分子数=氨基酸数目-肽链数『即N个氨基酸构成M条肽链,形成(脱下)N-M个肽键(水)』
b、蛋白质的分子量=氨基酸个数×平均分子量-脱去水分子数×18
5、作用:机体的主要成分;形成酶、抗体、激素(胰岛素、生长素)、血红蛋白;提供能量
四、核酸:(组成单位:核苷酸)
1、 作用:核酸是一切生物体(包括病毒)的遗传物质,对于生物体的遗传变异和蛋白质的生物合成有极其重要的作用。
2、分类:A、脱氧核糖核酸(DNA),存在细胞核(主要)、线粒体、叶绿体(主要遗传物质)
B、核糖核酸(RNA),细胞质内(可分为m RNA、 t RNA、 r RNA)
注:组成元素C、H、O、N、P
五、维生素:生长和代谢的微量元素
1、膳食多样化是避免缺乏症的合理方法
2、分类:a、脂溶性:维生素A(夜盲症)、维生素D(软骨病、佝偻病)、VE、VK
b、水溶性:维生素B族(皮炎、神经炎)、维生素C(坏血症)、VPP、泛酸
第三章 生命的结构基础
第一节:细胞
一、细胞膜的结构:(第三册P36图3-1)
1、成分:(骨架)磷脂双分子+蛋白质(作为载体,但数量有限)
2、糖蛋白=蛋白质+多糖(位于细胞膜外侧,可区别细胞内外)作用:细胞识别、血型决定
二、物质通过细胞膜的方式:
1、被动转运:高浓度 低浓度、部分需要载体、不消耗能量
自由扩散:不需载体(eg:O2、CO2,脂质与膜上磷脂结合进入细胞)
(扩散) 协助扩散:需要载体(eg:H2O、溶于水的离子与有机小分子、葡萄糖进红细胞、Na+、K+、氨基酸等)
2、主动转运(主要形式):低浓度 高浓度、需要载体、消耗能量(来自呼吸作用)
(eg:根吸收矿质离子、小肠吸收方式、葡萄糖进入小肠上皮细胞)
3、胞吞(摄取)和胞吐(分泌出细胞):大分子物质或颗粒
三、细胞的吸水和失水: 细胞壁:全透性
原生质层:选择透过性膜
原理:当细胞外溶液浓度>细胞液浓度,细胞失水(质壁分离)
当细胞外溶液浓度<细胞液浓度,细胞吸水(质壁分离复原)
四、细胞膜对信息的接受
1、细胞膜的功能:保护细胞内部、控制物质出入、信息交流
2、细胞膜上含有多种受体(如突触后膜上的蛋白质受体),接受不同信息
补充:A、细胞膜具有流动性与磷脂分子有关(变形虫、白细胞)
B、原生质:细胞膜+细胞质+细胞核
C、原生质层:细胞膜(选择透过性膜)、液泡膜及两者间的细胞质
实验3.1 质壁分离
1、 材料:紫色洋葱鳞叶(外表皮)
2、 溶液:30%蔗糖溶液(如用葡萄糖液、KCl等溶液分离后会自行复原)
3、 方法:引流法
4、 现象:液泡变小,紫色加深,细胞原生质层与细胞壁分离
5、 质壁分离复原:滴加清水,引流
6、 理解课本P41:想一想、做一做
第二节:细胞核和细胞器
注:细胞(除病毒外)是生物体结构单位和功能单位
一、细胞核:
1、 组成:a、核膜:双层膜,上有核孔(RNA等大分子进出细胞核的通道)
b、染色质(分裂期中螺旋化成染色体):同一物质,不同时期的两种表现
成分:DNA+蛋白质;能被碱性染料染色(龙胆紫、醋酸洋红)
c、核仁:合成核糖体
d、核基质:含各种营养物质,是细胞核内进行代谢活动的场所
2、作用:储存遗传物质的场所,是细胞生长、发育、分裂增值的调控中心
二、细胞器:【分布在细胞质(为细胞代谢提供各种原料和反应场所)中】
1、线粒体:(双层膜)内有少量DNA和RNA;内膜突起形成嵴,内膜、基质和基粒中有许多种与有氧呼吸有关的酶;是细胞进行有氧呼吸的主要场所,生命活动所需要的能量,大约95%来自线粒体。
2、内质网:单层膜的网状物。功能:脂类合成、(粗面内质网)蛋白质(酶)运输通道
3、核糖体:无膜颗粒,由rRNA和蛋白质构成,是合成蛋白质场所
4、高尔基体:单层膜的囊泡;动物细胞分泌物加工、植物细胞壁形成有关
5、叶绿体:(双层膜)主要存在植物叶肉细胞里,是植物进行光合作用的场所,含有叶绿素和类胡萝卜素,还有少量DNA和RNA
6、中心体:无膜;每个中心体含两个中心粒;动物、低等植物细胞分裂有关
7、液泡:泡状结构,内有细胞液,含色素等。有维持细胞形态、储存养料、调节细胞渗透吸水的作用。
8、溶酶体:含水解酶,可消化进入细胞的异物及无用的细胞器碎片。
补充:A、与胰岛素(酶)合成、运输、分泌有关的细胞器是:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体(提供能量)。
B、植物细胞特有的结构和细胞器:细胞壁、叶绿体和大液泡
三、原核细胞和真和细胞的比较
1、显微结构:在普通光学显微镜中能够观察到的细胞结构(细胞壁、液泡、叶绿体)。
亚显微结构:电子显微镜下观察到的细胞内各种微细结构。
2、原核细胞:a、细胞较小,无成形细胞核(即无核膜包被)。在核区内(拟核),DNA不与蛋白质结合成染色体,细胞器只有核糖体。
b、由原核细胞构成的生物。如:蓝藻、颤藻、细菌(如硝化细菌、乳酸菌、大肠杆菌、肺炎双球菌)、放线菌、支原体、衣原体、立克次氏体。
3、真核细胞:细胞较大,有真正的细胞核,有一定数目的染色体,有核膜、有核仁,一般有多种细胞器。
补充:微生物中:细菌为原核生物、真菌为真核生物、病毒无细胞结构
实验3.2 颤藻和水绵细胞的比较观察
1、染料:碘液,引流法
2、结论:颤藻--原核生物,色素分布在细胞质中,无染色较深、形态固定的结构(核)
水绵--真核生物,色素分布在叶绿体中,有染色较深、形态固定的结构(核)
第三节:非细胞形态的生物--病毒
一、病毒的形态和结构
1、 无细胞结构;极小,须在电子显微镜下观察
2、 主要成分: 核酸(即DNA或RNA):核心位置
蛋白质:构成病毒衣壳
3、 营养方式:寄生在活细胞内;非寄生时,呈晶体状态,不能进行独立的代谢活动。
4、 分类:动物病毒、植物病毒、细菌病毒(又称噬菌体)
二、病毒与人类的关系
1、传染病:流感、狂犬病、水痘、腮腺炎、脊髓灰质炎、SARS等
A、乙肝病毒(HBV):血液传播、母婴传播。免疫预防为主,防治兼顾的总和政策
B、艾滋病(人类免疫缺陷病毒HIV):感染免疫系统中的T淋巴细胞,引起并发症。
第四章 生命的物质变化和能量转换
第一节:生物体内的化学反应
补充: 同化作用 摄取外界营养物质,合成自身物质
新陈代谢 (合成代谢) 储存能量 能量代谢
(自我更新) 异化作用 释放能量 物质代谢
(分解代谢) 分解自身物质,排除代谢废物
新陈代谢是一切生命活动的基础,一旦停止,生命也即结束;其所有反应都需要酶的参与。
一、合成反应和分解反应
1、 合成反应:小分子合成大分子(氨基酸合成蛋白质,单糖合成多糖)
2、 分解反应:水解反应(淀粉、脂肪、蛋白质的分解)、氧化分解反应(葡萄糖的氧化)
二、生物催化剂--酶
1、酶:活细胞产生具催化能力的生物大分子,大多为蛋白质,少量为RNA。
2、命名:来源+作用 如:肠肽酶,纤维素酶(分解植物细胞壁)
3、酶的活性:酶的催化效率。酶促反应:酶所催化的反应。
4、性质:高效性、专一性(即酶活性部位与底物契合)
5、按作用条件分类:a、细胞内起催化作用(光合作用、呼吸作用所需的酶)
b、分泌到细胞外起作用(各种消化酶)
c、与辅酶因子结合起作用
6、影响酶活性的因素:PH值、温度(最适度前,随条件增加而增强;超过后则逐渐减弱)
三、生命活动的直接能源--ATP
1、ATP:腺苷三磷酸 简式:A-P~P~P
A代表腺苷(腺嘌呤核苷),P代表磷酸基,~代表高能磷酸键,-代表普通化学键。
2、ATP-→ ADP+Pi+能量 (水解断裂最外侧高能磷酸键,释放能量用于生命活动)
ADP+Pi+能量-→ATP (能量来源:动物来自呼吸作用,植物来自呼吸和光合作用)
第二节 光合作用
一、光合作用的研究历史(略,P63-65)
二、叶绿体及其色素
光能
1、叶绿体及结构图P66(双层膜、基质、基粒由类囊体膜堆积成--增大受光面积,膜上有色素)
2、叶绿体色素(由上至下):
胡萝卜素 (橙黄色)
类胡萝卜素(1/4) 吸收蓝紫光(短波)
叶黄素 (黄色)
叶绿素a (蓝绿色)
叶绿素b (黄绿色)
叶绿素(3/4)吸收红橙光(长波)与蓝紫光(释放氧最多)
三、光合作用的过程(68――70)
1、光反应:位置:类囊体膜 中间产物:ATP、NADPH 终产物:氧气
2、暗反应:位置:基质 中间产物:ADP、NADP、三碳化合物 终产物:(CH2O)
注 光反应与暗反应的区别与联系:①场所:光反应在叶绿体类囊体膜上,暗反应在叶绿体的基质中。②条件:光反应需要光、叶绿素等色素、酶,暗反应需要许多有关的酶。③物质变化:光反应发生水的光解和ATP的形成,暗反应发生CO2的固定和C3化合物的还原。④能量变化:光反应中光能→ATP中活跃的化学能,在暗反应中ATP中活跃的化学能→(CH2O)中稳定的化学能。⑤联系:光反应产物[H]是暗反应中CO2的还原剂,ATP为暗反应的进行提供了能量,暗反应产生的ADP和Pi为光反应形成ATP提供了原料。
3、光合作用的意义:①提供了物质来源(光合作用形成的糖转变成蔗糖、淀粉或参与氨基酸、脂质等的合成)和能量来源。②维持大气中氧和二氧化碳含量的相对稳定。③对生物的进化具有重要作用。总之,光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。
4、影响因素:
a、光照强度--影响光反应 b、CO2浓度--影响暗反应 c、温度--影响暗反应(25-30度最佳) d、水、无机离子
实验4.3叶绿体中色素的提取和分离
1、材料:新鲜绿色叶片
2、原理:色素不溶于水而溶于有机溶剂--用无水酒精提取叶绿体色素
3、方法:纸层析法。层析液为脂溶性溶剂,各种色素因随着层析液在滤纸上扩散的速度不同而分层。
4、步骤:a、碾磨: 加试剂:无水酒精(目的:让色素充分溶解在酒精中,便于提取色素)
固体:石英砂(目的:加快碾磨速度)CaCO3(防止叶绿素被破坏)
b、过滤
c、滤纸条上画滤液细线:画细而直的滤液线,阴干后,重复几次(目的:保证滤线上的色素含量,使层析结果清晰可见)
d、分离:纸层析法(层析液:石油醚)注:层析液不能没及滤液细线
5、荧光现象:透射光(绿色),反射光(红色)
第三节 细胞呼吸(生物氧化)--在细胞内氧化分解有机物为CO2或其他产物,并释能的过程。
分为:有氧呼吸和无氧呼吸(区别:有无彻底分解有机物)
一、酶 糖的有氧呼吸: (P80图4-25)
1、反应方程式:C6H12O6+6O2 6CO2+6H20+能量
2、过程:第一阶段:细胞质内:葡萄糖分解为丙酮酸,脱下少量[H]和能量――糖酵解
第二阶段:线粒体内:丙酮酸被彻底分解为CO2,脱下大量[H]和能量――三羧酸循环
所有脱下的[H]与吸进的O2合成水,并合成大量ATP酶
二、糖的无氧呼吸:(微生物的无氧呼吸为发酵)
1、酒精发酵:酵母菌分解葡萄糖为酒精和CO2 即 C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量
2、乳酸发酵:乳酸菌分解葡萄糖为乳酸 即 C6H12O6 →2 C3H6O3(乳酸)+能量
3、例子:A、酵母菌有氧条件下进行有氧呼吸,无氧下进行酒精发酵
B、高等植物水淹下,酒精发酵中毒死亡
C、马铃薯、玉米胚芽缺氧下,乳酸发酵
D、骨骼肌剧烈运动,产生乳酸而肌肉酸痛
4、能量利用:一部分以热能形式散失,大部分存于ATP中
第四节 生物体内营养物质的变化
一、糖类代谢
1.食物中糖类的种类:以淀粉为主,还有少量的蔗糖、乳糖等。
2.淀粉的消化过程:(在消化道中进行)
胰、肠麦芽糖酶→唾液淀粉酶→胰、肠淀粉酶→淀粉 → 麦芽糖 → 葡萄糖
3.吸收:以主动运输的方式吸收到小肠绒毛内的毛细血管中。
4.葡萄糖在体内的变化情况:
转变 分解 转变 合成
氧化分解
CO2+H2O+能量(供生命活动需要)“线粒体的呼吸作用”
肝糖元(维持血糖含量相对稳定于80mg/dL ~120mg/dL)
肌糖元(供肌肉活动所需能量的能源物质)
某些氨基酸(非必需氨基酸)
脂肪
二、脂类代谢
1.食物中脂类的种类:脂肪(甘油三醇)、少量的磷脂(脑磷脂、卵磷脂)、胆固醇
2.乳化过程
胆汁→脂肪→脂肪微粒→甘油和脂肪酸
3.吸收:大部分甘油、脂肪酸以自由扩散方式被吸收到小肠绒毛内的毛细血管,一部分由绒毛内毛细淋巴管吸收。
4.脂类在体内的变化情况:
a、以脂肪形式在皮下结缔组织、腹腔大网膜和肠系膜等处储存
b、在肌肉和肝脏处再度分解为甘油、脂肪酸、 糖原等
三、蛋白质代谢
1.蛋白质的来源:植物性蛋白质(谷类、豆类等)、 动物性蛋白质(肉、蛋、奶等)
2.蛋白质的消化过程:
肠肽酶 → 胃、胰蛋白酶 → 蛋白质 → 多肽 → 氨基酸
3.吸收:以主动运输方式进入小肠绒毛中的毛细血管内。
4.氨基酸在体内的变化情况:
氧化分解
合成 → 脱氨基 → 氨基转换右合成 → 各种组织蛋白质、酶和蛋白质类激素 → 形成新的氨基酸(参与合成组织蛋白质等)→ 转变氨基酸
四、三大营养物质代谢的关系
在同一细胞内,三类物质的代谢同时进行,它们既相互联系,又相互制约。
1、糖类、脂类和蛋白质之间可以转化,概括如下:
表示糖类转变成非必需氨基酸 而不能转化为某些必需氨基酸
2、三大有机物代谢的共同点:合成、分解、转变,都伴随着能量的释放,代谢终产物都有CO2和H2O
五、三大营养物质代谢与人体健康:
1、合理膳食:即合理营养。是指人体摄入的食物中七大营养物质种类齐全、摄入量及其比例符合人体营养要求。
2、营养物质:糖类、脂肪、蛋白质、水、无机盐、维生素和膳食纤维。(前3个为能源物质)
第五章 生物体对信息的传递和调节
第一节 动物体对外界信息的获取
一、动物怎样感受外界刺激
1、单细胞动物:以整个细胞感受
多细胞动物:以特定感受器获取信息
2、感受器类型:物理感受器和化学感受器
二、动物体对物理信息的获取
1、皮肤感受器:痛感受器(最先感知)、接触感受器、温度感受器、压力感受器
眼球:(外层)巩膜,(最内层)视网膜具感光的视细胞
视细胞将光能转化为电信号由视神经传到脑的视觉中枢产生视觉
2、光感受器--眼: 角膜(最前方)------聚光装置
折光装置 房水-----为角膜、晶状体提供营养
晶状体-------折光、聚焦光线投射到视网膜成像(与视力有关)
玻璃体------胶状物质
外耳--收集声波、中耳--鼓膜内侧,有3块听小骨
(陆生动物)耳 内耳--耳蜗(声音感受器)、前听器感受身体平衡
3、声波感受器耳: 其他:鱼类侧线、蛇的颊窝等
三、动物体对化学信息的获取
1、脊椎动物:鼻腔中的嗅细胞、舌上味细胞
2、昆虫:味觉分布于足末端和口器;感受气味的毛分布于触角
第二节 神经系统中信息的传递和调节
一、信息在神经系统中的传递
1、神经系统:中枢神经系统(脑、脊髓)+周围神经系统(由脑和脊髓发出的神经)
2、神经元(神经细胞):神经系统功能、结构单位。
树突 两者构成神经纤维
神经元 细胞体:营养和代谢中心,集中在脑和脊髓灰质中
轴突 起传到作用
3、神经纤维(树突、轴突及髓鞘)+结缔组织膜=神经
4、反射:神经调节的基本方式
5、反射弧:(完成反射的基础)感受器→ 传入神经→ 神经中枢→传出神经→ 效应器
A、 皮肤是最大的感受器 B、效应器:含传出神经末梢的肌肉或腺体
C、 反射弧5部分缺一不可,前2之一受损,无感觉、无反应;后2受损,有感觉、无反应
(一)神经冲动传导--信息在神经元内以生物电的形式传导
1、静息电位:内负外正(即膜内负电位,膜外正电位)
2、动作电位(刺激后产生):内正外负
3、一个神经细胞内,传导是双向的。(练习册II P2第12、13题)
(二)突触传递--神经元间以化学物质传递
突触前膜(上一神经元轴突末端,内有线粒体、突触小泡【含神经递质】)
1、突触 突触间隙
突触后膜(下一神经元树突或细胞体膜,上有蛋白质受体可与化学物质结合)
2、单向传导:突触前膜 →突触间隙 →突触后膜
二、脊髓的调节功能
1、脊髓(低级中枢):上连延髓,外围白质(神经纤维集合而成),中间灰质(神经元细胞体密集而成)
2、总在脑的控制下调节排泄运动、下肢运动等。(书P9实验5.1)
三、脑的高级调节功能--条件反射
1、脑中的大脑最发达,外层为灰质,称为大脑皮质(分布着较多功能区)
2、反射分类:A、非条件反射(先天具备的能力)
B、条件反射(后天培养):会发生改变
3、强化:无关刺激与非条件刺激在时间上的结合。(用于培养条件反射)
4、人类区别于动物的功能:除对具体信号作出反应,亦能对抽象信号(文字、语言)有反应
四、自主神经对内脏活动的调节
1、自主神经(植物性神经):支配内脏器官和腺体活动的神经受脑控制,但不受意志支配。
2、分类:交感神经和副交感神经,作用结果相互拮抗。
第三节 内分泌系统中信息的传递和调节
一、人体内分泌腺
1、激素:内分泌腺分泌后直接进入血循环到作用器官
2、肾上腺:肾上腺皮质激素--调解水、盐、糖的代谢
肾上腺素--后者平时分泌少,仅在特殊情况(失血、剧烈运动、紧张等)下分泌增加,使人心跳加快、血压升高、呼吸加快、血糖增加。
3、甲状腺: A、分泌甲状腺素,碘(原料),
B、作用:促进新陈代谢、生长发育,兴奋中枢神经系统
C、表现:成人,过多(甲亢),消瘦易激动;过少,全身浮肿
婴幼儿时期较少:呆小症
4、胰岛:A、分泌胰岛素、胰高血糖素。两者相互拮抗
B、饭后,血糖升高,胰岛素分泌,加速血糖分解,促使血糖合成糖原 注:胰岛素含量持久不足--糖尿病
C、饥饿,血糖低,胰高血糖素分泌,促使肝糖原分解为葡萄糖(肾上腺素协同作用)
5、生殖腺:生成生殖细胞(精子、卵细胞),合成和分泌性激素(雄性激素:睾丸分泌。雌性激素:卵巢分泌)
生长素:调解新陈代谢、生长发育
6、垂体(分泌) 生长激素分泌量:婴幼儿期多:巨人症;少:侏儒症
促激素:调节其他内分泌腺的分泌(如:促甲状腺素、促肾上腺素、促性激素)
二、激素的调节作用
1、特异性:与靶细胞表面受体有关
2、高效性:量少作用显著
3、激素的反馈调节:促进为正反馈,抑制为负反馈 (第二册书P20图5-21)
4、内分泌腺的活动受神经系统的调节
第一节:一、发展简史
1、 著作:贾思勰《齐民要素》
农书、李时珍《本草纲目》
药书、达尔文《物种起源》进化论
2、显微镜发明:生物研究进入细胞水平
DNA双螺旋结构分子模型建立:研究进入分子水平 (微观领域)
我国成就:合成结晶牛胰岛素、酵母丙氨酸转移核糖核酸(核酸领域)
3、林耐--生物分类法则 施莱登、施旺--细胞学说
孟德尔--遗传学奠基人 摩尔根进一步揭示遗传机制(伴性遗传)
4、生命科学研究手段:描述法、比较法 实验法
5、人类基因组计划--生命科学的“阿波罗登月计划”(用于人类疾病的基因诊断、治疗)
二、展望:
1、后基因组学、转基因技术、基因治疗、生物多样性保护、脑科学
2、生命科学定义:以生命为研究对象的科学和技术的总称
第二节:
1、 生命科学探究的基本步骤:提出问题--提出假设--设计实验--实施实验--分析数据--得出结论--新的疑问--进一步探究
2、 实验要求:重视观察和实验
实验1.1 细胞的观察和测量
1、左眼观察、睁开右眼
2、观察:先低倍后高倍,将物像移到视野正中央,移动转换器到高倍镜,再调细调节器
3、物像为倒像,(视野)同向移、(载玻片)反向移
4、放大倍数:目镜X 物镜
5、目镜测微尺的使用:(理解练习册习题即可P2)
第二章 生命的物质基础
第一节:无机物
一、水:含量最多的化合物
1、人体缺乏表现:缺水10%,生理紊乱;缺水20% ,生命停止
2、作用:良好溶剂、输送、参与化学反应;水比热大,调节体温、保持体温恒定
3、存在形式:自由水(大部分,参与上述2的作用)
结合水(少量,生物细胞组织中的成分)
二、无机盐:离子状态存在
1、作用:a、生物体组成成分(例子:血红蛋白:Fe2+ 骨骼:Ca2+ 【缺钙,肌肉抽搐】PO43- 磷脂的组成成分、Mg植物叶绿素的必需成分、Zn多种酶的组成元素、I甲状腺素的原料)
b、参与生物体的代谢活动和调节内环境稳定
实验2.1 食物中的主要营养成分的鉴定
1、糖类:淀粉(非还原性糖)--碘液 (蓝色)
还原性糖(葡萄糖、麦芽糖) -- 斐林试剂\班氏试剂(加热后出现砖红色)
2、蛋白质--(5%NaOH和1%CuSO4)双缩脲试剂(紫色)
3、脂肪--苏丹III(橘红色)
第二节:有机化合物(所有生物必含的物质是蛋白质与核酸)
一、糖类化学通式:(CH2O)n (水解后的组成单位:葡萄糖(C6H12O6)
注:组成元素C、H、O
1、作用:生命活动的主要能源,组成生物体结构的基本原料
2、分类 A、单糖:葡萄糖(糖中的主要能源物质)、果糖、核糖(5碳糖)
B、双糖:(两份单糖脱水缩合而成)蔗糖、麦芽糖--植物;乳糖--动物
C、多糖: 淀粉(植物内糖的储存形式,人类糖的主要来源)
纤维素(植物细胞壁的主要成分)
糖原(动物体内糖的储存形式) 肝糖原(与血糖保持动态平衡)
肌糖原
3、多糖+脂质=糖脂 多糖+蛋白质=糖蛋白
二、脂质:(不溶于水而溶于有机溶剂)
1、脂肪:(贮能物质;减少热能散失,维持体温恒定)
组成单位:脂肪酸 饱和脂肪酸:动物脂肪
甘油 不饱和脂肪酸:植物油(脂溶性维生素的溶剂)
注:组成元素C、H、O
2、磷脂:细胞膜、核膜等有膜结构的主要成分
空气-水界面为单层,两端为液体的呈双层
注:组成元素C、H、O、N、P
3、胆固醇:调解生长、发育及代谢(血液中长期偏高引起心血管疾病)
组成细胞膜结构的重要成分
作用 合成某些激素(雌、雄激素、肾上腺皮质激素)
多晒太阳可转化为维生素D
三、蛋白质:含量最多的有机物(干重占50%) 注:组成元素C、H、O、N等
1、单位:氨基酸 (20种,其中8中必需氨基酸,须从食物中获得)
通式: --NH2 (氨基) --COOH(羧基)
氨基酸的不同在R基
2、脱水缩合形成肽链。(肽键: -CO-NH- )
3、多样性:(氨基酸)种类、数目、排列顺序、肽链的空间结构(功能多样性的主因)
4、计算:a、肽键数=脱去水分子数=氨基酸数目-肽链数『即N个氨基酸构成M条肽链,形成(脱下)N-M个肽键(水)』
b、蛋白质的分子量=氨基酸个数×平均分子量-脱去水分子数×18
5、作用:机体的主要成分;形成酶、抗体、激素(胰岛素、生长素)、血红蛋白;提供能量
四、核酸:(组成单位:核苷酸)
1、 作用:核酸是一切生物体(包括病毒)的遗传物质,对于生物体的遗传变异和蛋白质的生物合成有极其重要的作用。
2、分类:A、脱氧核糖核酸(DNA),存在细胞核(主要)、线粒体、叶绿体(主要遗传物质)
B、核糖核酸(RNA),细胞质内(可分为m RNA、 t RNA、 r RNA)
注:组成元素C、H、O、N、P
五、维生素:生长和代谢的微量元素
1、膳食多样化是避免缺乏症的合理方法
2、分类:a、脂溶性:维生素A(夜盲症)、维生素D(软骨病、佝偻病)、VE、VK
b、水溶性:维生素B族(皮炎、神经炎)、维生素C(坏血症)、VPP、泛酸
第三章 生命的结构基础
第一节:细胞
一、细胞膜的结构:(第三册P36图3-1)
1、成分:(骨架)磷脂双分子+蛋白质(作为载体,但数量有限)
2、糖蛋白=蛋白质+多糖(位于细胞膜外侧,可区别细胞内外)作用:细胞识别、血型决定
二、物质通过细胞膜的方式:
1、被动转运:高浓度 低浓度、部分需要载体、不消耗能量
自由扩散:不需载体(eg:O2、CO2,脂质与膜上磷脂结合进入细胞)
(扩散) 协助扩散:需要载体(eg:H2O、溶于水的离子与有机小分子、葡萄糖进红细胞、Na+、K+、氨基酸等)
2、主动转运(主要形式):低浓度 高浓度、需要载体、消耗能量(来自呼吸作用)
(eg:根吸收矿质离子、小肠吸收方式、葡萄糖进入小肠上皮细胞)
3、胞吞(摄取)和胞吐(分泌出细胞):大分子物质或颗粒
三、细胞的吸水和失水: 细胞壁:全透性
原生质层:选择透过性膜
原理:当细胞外溶液浓度>细胞液浓度,细胞失水(质壁分离)
当细胞外溶液浓度<细胞液浓度,细胞吸水(质壁分离复原)
四、细胞膜对信息的接受
1、细胞膜的功能:保护细胞内部、控制物质出入、信息交流
2、细胞膜上含有多种受体(如突触后膜上的蛋白质受体),接受不同信息
补充:A、细胞膜具有流动性与磷脂分子有关(变形虫、白细胞)
B、原生质:细胞膜+细胞质+细胞核
C、原生质层:细胞膜(选择透过性膜)、液泡膜及两者间的细胞质
实验3.1 质壁分离
1、 材料:紫色洋葱鳞叶(外表皮)
2、 溶液:30%蔗糖溶液(如用葡萄糖液、KCl等溶液分离后会自行复原)
3、 方法:引流法
4、 现象:液泡变小,紫色加深,细胞原生质层与细胞壁分离
5、 质壁分离复原:滴加清水,引流
6、 理解课本P41:想一想、做一做
第二节:细胞核和细胞器
注:细胞(除病毒外)是生物体结构单位和功能单位
一、细胞核:
1、 组成:a、核膜:双层膜,上有核孔(RNA等大分子进出细胞核的通道)
b、染色质(分裂期中螺旋化成染色体):同一物质,不同时期的两种表现
成分:DNA+蛋白质;能被碱性染料染色(龙胆紫、醋酸洋红)
c、核仁:合成核糖体
d、核基质:含各种营养物质,是细胞核内进行代谢活动的场所
2、作用:储存遗传物质的场所,是细胞生长、发育、分裂增值的调控中心
二、细胞器:【分布在细胞质(为细胞代谢提供各种原料和反应场所)中】
1、线粒体:(双层膜)内有少量DNA和RNA;内膜突起形成嵴,内膜、基质和基粒中有许多种与有氧呼吸有关的酶;是细胞进行有氧呼吸的主要场所,生命活动所需要的能量,大约95%来自线粒体。
2、内质网:单层膜的网状物。功能:脂类合成、(粗面内质网)蛋白质(酶)运输通道
3、核糖体:无膜颗粒,由rRNA和蛋白质构成,是合成蛋白质场所
4、高尔基体:单层膜的囊泡;动物细胞分泌物加工、植物细胞壁形成有关
5、叶绿体:(双层膜)主要存在植物叶肉细胞里,是植物进行光合作用的场所,含有叶绿素和类胡萝卜素,还有少量DNA和RNA
6、中心体:无膜;每个中心体含两个中心粒;动物、低等植物细胞分裂有关
7、液泡:泡状结构,内有细胞液,含色素等。有维持细胞形态、储存养料、调节细胞渗透吸水的作用。
8、溶酶体:含水解酶,可消化进入细胞的异物及无用的细胞器碎片。
补充:A、与胰岛素(酶)合成、运输、分泌有关的细胞器是:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体(提供能量)。
B、植物细胞特有的结构和细胞器:细胞壁、叶绿体和大液泡
三、原核细胞和真和细胞的比较
1、显微结构:在普通光学显微镜中能够观察到的细胞结构(细胞壁、液泡、叶绿体)。
亚显微结构:电子显微镜下观察到的细胞内各种微细结构。
2、原核细胞:a、细胞较小,无成形细胞核(即无核膜包被)。在核区内(拟核),DNA不与蛋白质结合成染色体,细胞器只有核糖体。
b、由原核细胞构成的生物。如:蓝藻、颤藻、细菌(如硝化细菌、乳酸菌、大肠杆菌、肺炎双球菌)、放线菌、支原体、衣原体、立克次氏体。
3、真核细胞:细胞较大,有真正的细胞核,有一定数目的染色体,有核膜、有核仁,一般有多种细胞器。
补充:微生物中:细菌为原核生物、真菌为真核生物、病毒无细胞结构
实验3.2 颤藻和水绵细胞的比较观察
1、染料:碘液,引流法
2、结论:颤藻--原核生物,色素分布在细胞质中,无染色较深、形态固定的结构(核)
水绵--真核生物,色素分布在叶绿体中,有染色较深、形态固定的结构(核)
第三节:非细胞形态的生物--病毒
一、病毒的形态和结构
1、 无细胞结构;极小,须在电子显微镜下观察
2、 主要成分: 核酸(即DNA或RNA):核心位置
蛋白质:构成病毒衣壳
3、 营养方式:寄生在活细胞内;非寄生时,呈晶体状态,不能进行独立的代谢活动。
4、 分类:动物病毒、植物病毒、细菌病毒(又称噬菌体)
二、病毒与人类的关系
1、传染病:流感、狂犬病、水痘、腮腺炎、脊髓灰质炎、SARS等
A、乙肝病毒(HBV):血液传播、母婴传播。免疫预防为主,防治兼顾的总和政策
B、艾滋病(人类免疫缺陷病毒HIV):感染免疫系统中的T淋巴细胞,引起并发症。
第四章 生命的物质变化和能量转换
第一节:生物体内的化学反应
补充: 同化作用 摄取外界营养物质,合成自身物质
新陈代谢 (合成代谢) 储存能量 能量代谢
(自我更新) 异化作用 释放能量 物质代谢
(分解代谢) 分解自身物质,排除代谢废物
新陈代谢是一切生命活动的基础,一旦停止,生命也即结束;其所有反应都需要酶的参与。
一、合成反应和分解反应
1、 合成反应:小分子合成大分子(氨基酸合成蛋白质,单糖合成多糖)
2、 分解反应:水解反应(淀粉、脂肪、蛋白质的分解)、氧化分解反应(葡萄糖的氧化)
二、生物催化剂--酶
1、酶:活细胞产生具催化能力的生物大分子,大多为蛋白质,少量为RNA。
2、命名:来源+作用 如:肠肽酶,纤维素酶(分解植物细胞壁)
3、酶的活性:酶的催化效率。酶促反应:酶所催化的反应。
4、性质:高效性、专一性(即酶活性部位与底物契合)
5、按作用条件分类:a、细胞内起催化作用(光合作用、呼吸作用所需的酶)
b、分泌到细胞外起作用(各种消化酶)
c、与辅酶因子结合起作用
6、影响酶活性的因素:PH值、温度(最适度前,随条件增加而增强;超过后则逐渐减弱)
三、生命活动的直接能源--ATP
1、ATP:腺苷三磷酸 简式:A-P~P~P
A代表腺苷(腺嘌呤核苷),P代表磷酸基,~代表高能磷酸键,-代表普通化学键。
2、ATP-→ ADP+Pi+能量 (水解断裂最外侧高能磷酸键,释放能量用于生命活动)
ADP+Pi+能量-→ATP (能量来源:动物来自呼吸作用,植物来自呼吸和光合作用)
第二节 光合作用
一、光合作用的研究历史(略,P63-65)
二、叶绿体及其色素
光能
1、叶绿体及结构图P66(双层膜、基质、基粒由类囊体膜堆积成--增大受光面积,膜上有色素)
2、叶绿体色素(由上至下):
胡萝卜素 (橙黄色)
类胡萝卜素(1/4) 吸收蓝紫光(短波)
叶黄素 (黄色)
叶绿素a (蓝绿色)
叶绿素b (黄绿色)
叶绿素(3/4)吸收红橙光(长波)与蓝紫光(释放氧最多)
三、光合作用的过程(68――70)
1、光反应:位置:类囊体膜 中间产物:ATP、NADPH 终产物:氧气
2、暗反应:位置:基质 中间产物:ADP、NADP、三碳化合物 终产物:(CH2O)
注 光反应与暗反应的区别与联系:①场所:光反应在叶绿体类囊体膜上,暗反应在叶绿体的基质中。②条件:光反应需要光、叶绿素等色素、酶,暗反应需要许多有关的酶。③物质变化:光反应发生水的光解和ATP的形成,暗反应发生CO2的固定和C3化合物的还原。④能量变化:光反应中光能→ATP中活跃的化学能,在暗反应中ATP中活跃的化学能→(CH2O)中稳定的化学能。⑤联系:光反应产物[H]是暗反应中CO2的还原剂,ATP为暗反应的进行提供了能量,暗反应产生的ADP和Pi为光反应形成ATP提供了原料。
3、光合作用的意义:①提供了物质来源(光合作用形成的糖转变成蔗糖、淀粉或参与氨基酸、脂质等的合成)和能量来源。②维持大气中氧和二氧化碳含量的相对稳定。③对生物的进化具有重要作用。总之,光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。
4、影响因素:
a、光照强度--影响光反应 b、CO2浓度--影响暗反应 c、温度--影响暗反应(25-30度最佳) d、水、无机离子
实验4.3叶绿体中色素的提取和分离
1、材料:新鲜绿色叶片
2、原理:色素不溶于水而溶于有机溶剂--用无水酒精提取叶绿体色素
3、方法:纸层析法。层析液为脂溶性溶剂,各种色素因随着层析液在滤纸上扩散的速度不同而分层。
4、步骤:a、碾磨: 加试剂:无水酒精(目的:让色素充分溶解在酒精中,便于提取色素)
固体:石英砂(目的:加快碾磨速度)CaCO3(防止叶绿素被破坏)
b、过滤
c、滤纸条上画滤液细线:画细而直的滤液线,阴干后,重复几次(目的:保证滤线上的色素含量,使层析结果清晰可见)
d、分离:纸层析法(层析液:石油醚)注:层析液不能没及滤液细线
5、荧光现象:透射光(绿色),反射光(红色)
第三节 细胞呼吸(生物氧化)--在细胞内氧化分解有机物为CO2或其他产物,并释能的过程。
分为:有氧呼吸和无氧呼吸(区别:有无彻底分解有机物)
一、酶 糖的有氧呼吸: (P80图4-25)
1、反应方程式:C6H12O6+6O2 6CO2+6H20+能量
2、过程:第一阶段:细胞质内:葡萄糖分解为丙酮酸,脱下少量[H]和能量――糖酵解
第二阶段:线粒体内:丙酮酸被彻底分解为CO2,脱下大量[H]和能量――三羧酸循环
所有脱下的[H]与吸进的O2合成水,并合成大量ATP酶
二、糖的无氧呼吸:(微生物的无氧呼吸为发酵)
1、酒精发酵:酵母菌分解葡萄糖为酒精和CO2 即 C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量
2、乳酸发酵:乳酸菌分解葡萄糖为乳酸 即 C6H12O6 →2 C3H6O3(乳酸)+能量
3、例子:A、酵母菌有氧条件下进行有氧呼吸,无氧下进行酒精发酵
B、高等植物水淹下,酒精发酵中毒死亡
C、马铃薯、玉米胚芽缺氧下,乳酸发酵
D、骨骼肌剧烈运动,产生乳酸而肌肉酸痛
4、能量利用:一部分以热能形式散失,大部分存于ATP中
第四节 生物体内营养物质的变化
一、糖类代谢
1.食物中糖类的种类:以淀粉为主,还有少量的蔗糖、乳糖等。
2.淀粉的消化过程:(在消化道中进行)
胰、肠麦芽糖酶→唾液淀粉酶→胰、肠淀粉酶→淀粉 → 麦芽糖 → 葡萄糖
3.吸收:以主动运输的方式吸收到小肠绒毛内的毛细血管中。
4.葡萄糖在体内的变化情况:
转变 分解 转变 合成
氧化分解
CO2+H2O+能量(供生命活动需要)“线粒体的呼吸作用”
肝糖元(维持血糖含量相对稳定于80mg/dL ~120mg/dL)
肌糖元(供肌肉活动所需能量的能源物质)
某些氨基酸(非必需氨基酸)
脂肪
二、脂类代谢
1.食物中脂类的种类:脂肪(甘油三醇)、少量的磷脂(脑磷脂、卵磷脂)、胆固醇
2.乳化过程
胆汁→脂肪→脂肪微粒→甘油和脂肪酸
3.吸收:大部分甘油、脂肪酸以自由扩散方式被吸收到小肠绒毛内的毛细血管,一部分由绒毛内毛细淋巴管吸收。
4.脂类在体内的变化情况:
a、以脂肪形式在皮下结缔组织、腹腔大网膜和肠系膜等处储存
b、在肌肉和肝脏处再度分解为甘油、脂肪酸、 糖原等
三、蛋白质代谢
1.蛋白质的来源:植物性蛋白质(谷类、豆类等)、 动物性蛋白质(肉、蛋、奶等)
2.蛋白质的消化过程:
肠肽酶 → 胃、胰蛋白酶 → 蛋白质 → 多肽 → 氨基酸
3.吸收:以主动运输方式进入小肠绒毛中的毛细血管内。
4.氨基酸在体内的变化情况:
氧化分解
合成 → 脱氨基 → 氨基转换右合成 → 各种组织蛋白质、酶和蛋白质类激素 → 形成新的氨基酸(参与合成组织蛋白质等)→ 转变氨基酸
四、三大营养物质代谢的关系
在同一细胞内,三类物质的代谢同时进行,它们既相互联系,又相互制约。
1、糖类、脂类和蛋白质之间可以转化,概括如下:
表示糖类转变成非必需氨基酸 而不能转化为某些必需氨基酸
2、三大有机物代谢的共同点:合成、分解、转变,都伴随着能量的释放,代谢终产物都有CO2和H2O
五、三大营养物质代谢与人体健康:
1、合理膳食:即合理营养。是指人体摄入的食物中七大营养物质种类齐全、摄入量及其比例符合人体营养要求。
2、营养物质:糖类、脂肪、蛋白质、水、无机盐、维生素和膳食纤维。(前3个为能源物质)
第五章 生物体对信息的传递和调节
第一节 动物体对外界信息的获取
一、动物怎样感受外界刺激
1、单细胞动物:以整个细胞感受
多细胞动物:以特定感受器获取信息
2、感受器类型:物理感受器和化学感受器
二、动物体对物理信息的获取
1、皮肤感受器:痛感受器(最先感知)、接触感受器、温度感受器、压力感受器
眼球:(外层)巩膜,(最内层)视网膜具感光的视细胞
视细胞将光能转化为电信号由视神经传到脑的视觉中枢产生视觉
2、光感受器--眼: 角膜(最前方)------聚光装置
折光装置 房水-----为角膜、晶状体提供营养
晶状体-------折光、聚焦光线投射到视网膜成像(与视力有关)
玻璃体------胶状物质
外耳--收集声波、中耳--鼓膜内侧,有3块听小骨
(陆生动物)耳 内耳--耳蜗(声音感受器)、前听器感受身体平衡
3、声波感受器耳: 其他:鱼类侧线、蛇的颊窝等
三、动物体对化学信息的获取
1、脊椎动物:鼻腔中的嗅细胞、舌上味细胞
2、昆虫:味觉分布于足末端和口器;感受气味的毛分布于触角
第二节 神经系统中信息的传递和调节
一、信息在神经系统中的传递
1、神经系统:中枢神经系统(脑、脊髓)+周围神经系统(由脑和脊髓发出的神经)
2、神经元(神经细胞):神经系统功能、结构单位。
树突 两者构成神经纤维
神经元 细胞体:营养和代谢中心,集中在脑和脊髓灰质中
轴突 起传到作用
3、神经纤维(树突、轴突及髓鞘)+结缔组织膜=神经
4、反射:神经调节的基本方式
5、反射弧:(完成反射的基础)感受器→ 传入神经→ 神经中枢→传出神经→ 效应器
A、 皮肤是最大的感受器 B、效应器:含传出神经末梢的肌肉或腺体
C、 反射弧5部分缺一不可,前2之一受损,无感觉、无反应;后2受损,有感觉、无反应
(一)神经冲动传导--信息在神经元内以生物电的形式传导
1、静息电位:内负外正(即膜内负电位,膜外正电位)
2、动作电位(刺激后产生):内正外负
3、一个神经细胞内,传导是双向的。(练习册II P2第12、13题)
(二)突触传递--神经元间以化学物质传递
突触前膜(上一神经元轴突末端,内有线粒体、突触小泡【含神经递质】)
1、突触 突触间隙
突触后膜(下一神经元树突或细胞体膜,上有蛋白质受体可与化学物质结合)
2、单向传导:突触前膜 →突触间隙 →突触后膜
二、脊髓的调节功能
1、脊髓(低级中枢):上连延髓,外围白质(神经纤维集合而成),中间灰质(神经元细胞体密集而成)
2、总在脑的控制下调节排泄运动、下肢运动等。(书P9实验5.1)
三、脑的高级调节功能--条件反射
1、脑中的大脑最发达,外层为灰质,称为大脑皮质(分布着较多功能区)
2、反射分类:A、非条件反射(先天具备的能力)
B、条件反射(后天培养):会发生改变
3、强化:无关刺激与非条件刺激在时间上的结合。(用于培养条件反射)
4、人类区别于动物的功能:除对具体信号作出反应,亦能对抽象信号(文字、语言)有反应
四、自主神经对内脏活动的调节
1、自主神经(植物性神经):支配内脏器官和腺体活动的神经受脑控制,但不受意志支配。
2、分类:交感神经和副交感神经,作用结果相互拮抗。
第三节 内分泌系统中信息的传递和调节
一、人体内分泌腺
1、激素:内分泌腺分泌后直接进入血循环到作用器官
2、肾上腺:肾上腺皮质激素--调解水、盐、糖的代谢
肾上腺素--后者平时分泌少,仅在特殊情况(失血、剧烈运动、紧张等)下分泌增加,使人心跳加快、血压升高、呼吸加快、血糖增加。
3、甲状腺: A、分泌甲状腺素,碘(原料),
B、作用:促进新陈代谢、生长发育,兴奋中枢神经系统
C、表现:成人,过多(甲亢),消瘦易激动;过少,全身浮肿
婴幼儿时期较少:呆小症
4、胰岛:A、分泌胰岛素、胰高血糖素。两者相互拮抗
B、饭后,血糖升高,胰岛素分泌,加速血糖分解,促使血糖合成糖原 注:胰岛素含量持久不足--糖尿病
C、饥饿,血糖低,胰高血糖素分泌,促使肝糖原分解为葡萄糖(肾上腺素协同作用)
5、生殖腺:生成生殖细胞(精子、卵细胞),合成和分泌性激素(雄性激素:睾丸分泌。雌性激素:卵巢分泌)
生长素:调解新陈代谢、生长发育
6、垂体(分泌) 生长激素分泌量:婴幼儿期多:巨人症;少:侏儒症
促激素:调节其他内分泌腺的分泌(如:促甲状腺素、促肾上腺素、促性激素)
二、激素的调节作用
1、特异性:与靶细胞表面受体有关
2、高效性:量少作用显著
3、激素的反馈调节:促进为正反馈,抑制为负反馈 (第二册书P20图5-21)
4、内分泌腺的活动受神经系统的调节