浙江省普通高中学业水平考试标准(生物)条目解析

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名称 浙江省普通高中学业水平考试标准(生物)条目解析
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资源类型 教案
版本资源 浙科版
科目 生物学
更新时间 2016-05-29 21:21:41

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浙江省普通高中学业水平考试标准(生物)条目解析
必修1 分子与细胞
第一章 细胞的分子组成
1.无机物
(1)水在细胞中的作用 a
作用:①作为良好的溶剂;②生物体内物质运输的主要介质;③具有缓和温度变化的作用。
(2)细胞内无机盐的存在形式与生理作用 a
存在形式:无机盐在细胞中多数以离子形式存在,少数以化合物形式存在。
生理作用:①维持细胞和生物体的生命活动;如血液中缺Ca2+会发生抽搐现象,HCO3-维持细胞和生物体的酸碱平衡。②构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分。如Mg2+是叶绿素的必需成分,Fe2+是血红蛋白的必要成分。
2.有机化合物及生物大分子
(1)糖类的种类、作用和分类依据 b
种类和分类依据:糖类由C、H、O三种元素组成。根据糖类是否能够水解及水解后的产物,糖类可分为单糖、二糖和多糖。
①单糖:葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖
②二糖:蔗糖和麦芽糖
③多糖:纤维素、淀粉、糖元
作用:糖类是细胞的主要能源物质。葡萄糖是生物体内最重要的能源物质,淀粉和糖元都是生物体内重要的贮能物质,纤维素是构成植物细胞壁的主要成分。
(2)脂质的种类和作用 a
脂质主要由C、H、O三种元素组成,包括:
①油脂:由甘油和脂肪酸组成,是生物体内主要的贮能物质。
②磷脂:磷脂是细胞内各种膜结构的重要成分。
③植物蜡:对植物细胞起保护作用。
④胆固醇:是人体所必需的,但血液中胆固醇过多可能引起心脑血管疾病。
(3)蛋白质的功能 b
功能:通常不是生物体内的能源物质。其作用主要包括以下几个方面:
①细胞和生物体的结构物质:如肌肉组织中的蛋白质
②具有催化作用:如消化酶
③具有免疫作用:如抗体
④具有物质运输作用:如细胞膜上的载体
(4)氨基酸的结构和种类、氨基酸形成多肽及多肽形成蛋白质的过程 b
氨基酸的结构通式:每个氨基酸分子至少含有一个氨基和一个羧基,并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
形成蛋白质的过程:形成方式:脱水缩合,形成的化学键叫做肽键,表示为—CO—NH—。命名:N个氨基酸分子缩合而成的化合物称为N肽。
氨基酸脱水缩合反应的计算:脱去的水分子数=肽键数=氨基酸数-肽链数
(5)蛋白质分子结构多样性与功能复杂性的关系 b
蛋白质分子结构的多样性决定了蛋白质分子功能的多样性。蛋白质结构具有多样性的原因:①氨基酸的种类不同;②氨基酸数目成百上千;③氨基酸排列顺序千变万化;④氨基酸空间结构千差万别。
(6)核酸的种类和功能 a
元素组成:核酸由C、H、O、N、P等元素组成。
种类:
种类 英文缩写 基本组成单位 存在场所
脱氧核糖核酸 DNA 脱氧核苷酸 主要在细胞核
核糖核酸 RNA 核糖核苷酸 主要在细胞质
功能:核酸是细胞中控制其生命活动的大分子。DNA中贮藏的遗传信息控制着细胞的所有活动,并决定细胞和整个生物体的遗传特性。
(7)活动:检测生物组织中的油脂、糖类和蛋白质 b
活动原理:各种生物组织和细胞中,有机化合物含量各不相同。对于某些有机化合物,可以使用指示剂染色后在显微镜下进行检查。苏丹Ⅲ染液能使细胞中的油脂呈橙黄色。双缩脲试剂可与蛋白质发生紫色反应。本尼迪特试剂可与可溶性还原糖(葡萄糖、果糖等)发生作用生成红黄色沉淀。淀粉遇碘—碘化钾溶液变蓝色。
检测生物组织中的油脂:常用材料:花生种子、蚕豆种子或菜豆种子等。
方法步骤:①制片 徒手切片,将种子子叶切成1—2mm厚的薄片,置于载玻片中央。
②染色 用吸水纸吸去材料表面的水,将苏丹Ⅲ染液滴在切片上,静置2—3min,使切片染色。用吸水纸吸去多余的染料,再在切片上滴加1—2滴50﹪的乙醇溶液,洗去多余的染料。
③制片 用吸水纸吸去乙醇溶液,再在切片上滴加1—2滴水,盖上盖玻片,制成临时装片。
④观察 高倍显微镜下观察被染色(橙黄色)的脂肪颗粒。
检测生物组织中的淀粉:常用材料:马铃薯块茎
方法步骤:①将生物组织材料剪碎后研磨、过滤。
②取2mL样本上清液加入5滴碘—碘化钾溶液,与样本上清液比较,观察颜色变化。
结果:溶液颜色变成蓝色。
检测生物组织中的还原糖:常用材料:梨和白萝卜
方法步骤:①将生物组织材料剪碎后研磨、过滤。
②取2mL样本上清液加入2mL本尼迪特试剂,振荡试管,使样本与本尼迪特试剂混合均匀,将试管置于热水浴中加热2—3min,与样本上清液比较,观察颜色变化。
结果:产生红黄色沉淀。
检测生物组织中的蛋白质:常用材料:稀释的鸡蛋清,豆浆等。
方法步骤:①取2mL样本上清液加入2mL双缩脲试剂A(NaOH),振荡试管,使样本与试剂A混合均匀,再加入5滴双缩脲试剂B(CuSO4),与样本上清液比较,观察颜色变化。
结果:溶液颜色变成紫色。
第二章 细胞的结构
3.细胞概述
(1)细胞学说的基本观点 a
细胞学说主要揭示了生物结构的统一性,其内容主要有:所有的生物都是由一个或者多个细胞组成的;细胞是所有生物的结构和功能的基本单位;所有的细胞必定是由已存在的细胞产生的。
(2)细胞的大小、数目和种类 a
细胞的种类很多,不同的细胞大小差别很大。生物体的长大,不是由于细胞体积的增大,而是由于细胞数目的增多。
细胞的种类:原核细胞和真核细胞。原核细胞和真核细胞的主要区别在于:原核细胞没有核膜包被的细胞核。由原核细胞组成的生物称为原核生物,主要是各种细菌。由真核细胞组成的生物称为真核生物,包括植物、动物和真菌等绝大多数生物。
(3)活动:观察多种多样的细胞 b
显微镜的使用:
显微镜使用的基本程序:取镜——安放——对光——制片——观察
显微镜放大倍数是指物像边长的放大倍数,而不是面积或体积的放大倍数。物镜越长,放大倍数越大,距离装片距离越近,目镜越长,放大倍数越小。总的放大倍数=目镜的放大倍数×物镜的放大倍数。
使用高倍镜观察细胞的实验操作过程:①先在低倍镜下观察,找到要观察的物像;②移动载玻片,将所要观察的细胞(物像)移动到视野中央;③转动转换器,让高倍镜头正对通光孔;④调节细准焦螺旋,使物像清晰。
低倍物镜与高倍物镜比较:高倍物镜下视野亮度暗、物像大、细胞数量少。
光学显微镜观察标本时,标本被放大倍数是指放大标本的长度或宽度,显微镜观察到的物像是倒像,因此物像移动的方向与装片移动方向相反。
4.细胞膜与细胞壁
(1)质膜的选择透性 a
质膜有允许某些分子透过,而阻止另一些分子透过的特性,称为质膜的选择透性,选择透性属于质膜的功能特性。
(2)质膜的“流动镶嵌模型” b
质膜的主要成分:磷脂和蛋白质,有些还含有少量的胆固醇和糖类。
流动镶嵌模型:组成质膜的膜蛋白和磷脂大多都是可以移动的,由于膜中的各种组分都在不断地移动,像流体一样,而且又有各种蛋白质分子镶嵌在其中,所以这种模型称为流动镶嵌模型。因此,质膜的结构特点是具有一定的流动性。
流动镶嵌模型中最基本的部分是脂双层,由脂双层组成的膜称为单位膜。
(3)质膜组成成分的生理作用 a
膜中各种组分的作用:脂双层是膜结构的基础,它使得许多分子和离子不能随意出入细胞。膜蛋白有许多功能:有些膜蛋白控制着某些分子和离子的出入;有些膜蛋白起着生物催化剂的作用;还有一些膜蛋白起着细胞标志物的作用,这些标志物中有的能识别来自细胞内外的化学物质(化学信号),有的能识别其他细胞,有的则与病原体作斗争。
(4)植物细胞壁的组成和生理作用 a
植物和藻类的细胞壁主要是由纤维素组成的。
作用:保护细胞和支撑植物体。
(5)活动:验证活细胞吸收物质的选择性 b
步骤:将玉米籽粒放在温水(20—25℃)中浸泡36小时,取4粒已经泡涨的籽粒,将其中2粒在沸水中煮5min后,冷却,作为对照的实验材料。分别取煮过和未煮过的玉米籽粒放在培养皿中,用刀片沿胚的中线纵向切开籽粒,用稀释20倍的红墨水染色(以淹没种子为宜)。2min后,倒去红墨水,用水冲洗籽粒数次,直到冲洗液无色为止。观察籽粒中胚的颜色。
结果:煮过的那一组种子的胚全都染上了红色,而没煮过的那一组种子的胚,仅表层带有浅浅的红色。
结论:活细胞吸收物质具有选择透性。
5.细胞质
(1)内质网、核糖体、高尔基体、溶酶体、线粒体、质体、液泡和中心体的形态、结构和功能 a
内质网:①形态、结构:是由一系列单位膜构成的囊腔和细管组成的细胞器,这些囊腔和细管彼此相通。内质网向内与细胞核膜相连,向外与质膜相连。包括粗面内质网和光面内质网两种类型。②功能:内质网主要功能是加工蛋白质和有机物的运输通道。
核糖体:①形态:颗粒状小体。②结构:由RNA和蛋白质组成,外表面没有膜结构。真核细胞中的核糖体一部分游离在细胞溶胶中,一部分连接在粗面内质网上。③功能:合成蛋白质的场所。
高尔基体:①形态、结构:由一系列单位膜构成的扁平小囊和由这种小囊产生的小泡组成。②功能:高尔基体是真核细胞中的物质转运系统,承担着物质运输的任务。如在分泌蛋白的形成过程中,高尔基体的作用就是把集中在高尔基体中的蛋白质进行分拣,并分别送到细胞内或细胞外的目的地。
溶酶体:①形态、结构:是由单位膜包被的小泡,是高尔基体
断裂后形成的。溶酶体中含有多种水解酶。②功能:消化细胞从外界吞入的颗粒和细胞自身产生的碎渣。
线粒体:①形态:呈颗粒状或短杆状。②结构:由内、外两层膜构成的,膜的结构基础都是脂双层,内膜向内折叠形成嵴,两层膜之间以及嵴的周围都是液态的基质。 线粒体中还有少量的DNA和核糖体,能合成一部分自己需要的蛋白质。③功能:是细胞呼吸和能量代谢的中心,需氧呼吸的第二、第三阶段均在线粒体内进行。
质体: 质体存在于植物和藻类细胞中,分白色体和有色体两类。白色体不含色素,是贮存脂质和淀粉的,存在于不见光的细胞中。有色体含有色素,最重要的一类有色体是叶绿体。叶绿体:①形态、结构:扁平的椭球形或球形。外面有双层膜,内部是液态的基质,浸在液态基质中的是一个复杂的膜系统,与光合作用有关的色素就存在于这些膜系统中。②功能:是光合作用的场所。
液泡:①形态、结构:是细胞中一种充满水溶液的、由单位膜包被的细胞器。液泡中的水溶液称为细胞液,其中含有无机盐类、糖类、氨基酸、色素等。②功能:贮藏营养和色素等物质,其中液泡中的色素使得植物的花、果实和叶有各种颜色;此外还有有保持细胞形态,调节渗透吸水和失水的作用。
中心体:①形态、结构:由两个互相垂直的中心粒构成,无膜结构,每一个中心粒都是由一组微管排列成的筒状结构,存在于动物和低等植物中。②功能:在动物细胞的增殖过程中起作用。
(2)细胞溶胶的功能 a
细胞质中除细胞器以外的液体部分称为细胞溶胶。细胞溶胶中含有多种酶,是多种代谢活动的场所。
(3)活动:观察叶绿体的形态和分布 b
实验原理:在高倍显微镜下可以看到高等植物的叶绿体,以及液泡、细胞壁等结构。
实验目的:①观察黑藻叶肉细胞中叶绿体的形态和分布
②观察黑藻细胞中的胞质环流现象。
实验步骤:①黑藻的培养
实验前将黑藻放在光照充足、温度适宜的条件下培养。
②取材:将黑藻从水中取出,用镊子从新鲜枝条上取一片幼嫩的小叶。
③制片:在载玻片中央滴一滴清水,将小叶放在载破片的水滴中,盖上盖玻片。制成临时装片。
④先用低倍镜找到黑藻叶肉细胞,再换用高倍物镜观察。
6.细胞核
(1)细胞核的结构和功能 b
细胞核的结构:
  ①染色质:是细胞核中或粗或细的长丝,由DNA和蛋白质组成。细胞核所携带的遗传信息就在染色质中的DNA分子中。染色质染色体成分相同,只是凝聚程度不同,是细胞分裂不同时期形状各异的同一种物质。
  ②核被膜:是指包被细胞核的双层膜,其外层与粗面内质网膜相连。核被膜上有核孔复合体。
③核孔复合体:是蛋白质、RNA等大分子出入细胞核的通道。
④核仁:是细胞核中呈圆形或椭圆形的结构,与核糖体的形成有关。
  ⑤核基质:细胞核中液态部分。
细胞核的功能:细胞核是遗传物质贮存和复制的场所,是细胞的控制中心。
(2)动、植物细胞结构的异同点 b
  所有植物细胞都有细胞壁,动物细胞没有细胞壁。
绿色植物细胞有叶绿体等质体,动物细胞没有。
成熟植物细胞有大液泡,动物细胞一般没有。
  动物细胞有中心体,大多数植物细胞中则没有。
7.原核细胞
真核细胞和原核细胞结构的异同点 b
类别 原核细胞 真核细胞
不同点 大小 较小 较大
细胞壁 多数有,但成分与植物细胞不同。 植物细胞有,成分主要是纤维素。
细胞质内的细胞器 只有核糖体一种细胞器。 有各种复杂的细胞器
细胞核染色质 无核膜包被的细胞核,只有拟核。无,只有丝状DNA。 有核膜包被的细胞核。有,由DNA和蛋白质构成染色质。
共同点 具有细胞膜、细胞质、核糖体。
注意:原核细胞虽然没有线粒体,但也能进行细胞呼吸,质膜就是原核细胞进行细胞呼吸的场所。蓝细菌没有叶绿体,但其质膜向内折叠,并含有光合色素,这些膜就是蓝细菌光合作用的场所,也成光合膜。
2011年高中生物会考条目解析
必修1 分子与细胞
浙江省平湖中学 钱郁
三 细胞的代谢
8.细胞与能量
(1)细胞内的吸能反应和放能反应:a
吸能反应指产物分子中的势能比反应物分子中的势能高。如人体细胞中葡萄糖合成糖元就是一种吸能反应。
放能反应指产物分子中的势能比反应物分子中的势能低。所有细胞中最重要的放能反应是糖的氧化,也称为细胞呼吸。
(2)ATP的化学组成和特点:a
ATP的化学组成:ATP由一个核糖、一个腺嘌呤和三个磷酸基团组成的。其中A代表腺苷,由一个核糖和一个腺嘌呤组成,T代表3个,P代表磷酸基团。所以ATP也叫做腺苷三磷酸。
ATP的特点:
一个ATP含一个腺苷和三个磷酸基团,这是它的组成特点;同时ATP还含有高能磷酸键,一分子ATP中含有两个高能磷酸键,其中远离腺苷的高能磷酸键易水解和重新形成。当远离腺苷的那个高能磷酸键水解时则ATP就变成了ADP,当ADP得到能量时又能重新形成高能磷酸键形成ATP。
ATP在细胞内含量很少,但在细胞内的转化速度很快。
ATP和ADP相互转化的过程和意义:
这个过程储存能量 这个过程释放能量 
ATP与ADP的相互转化 ATP 酶 ADP + Pi + 能量(1molATP水解释放30.54KJ能量)
方程从左到右时能量代表释放的能量,用于一切生命活动。
方程从右到左时能量代表转移的能量,动物中为呼吸作用转移的能量。植物中来自光合作用和呼吸作用。
注:在ATP 和 ADP转化过程中物质是可逆,能量是不可逆的
意义:能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通,ATP是细胞里的能量流通的能量“通货”
9.物质出入细胞的方式
(1)扩散和渗透的过程:b
扩散是指分子或离子从高浓度处向低浓度处运动的现象。扩散达到平衡时,分子仍继续运动,且维持着平衡状态。
渗透是指水分子通过膜的扩散称为渗透。水分子总是从分子数相对较多的一侧进入水分子相对较少的一侧。即水分子扩散总是从较低浓度→较高浓度。
扩散和渗透都是物理现象。
渗透作用的条件:①有半透膜存在 ②半透膜两边均为液态且存在浓度差
半透膜的特点:大分子物质不可以透过,小分子物质(如水)可以透过。
渗透作用 扩散作用
区别 概念 水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散 物质从相对含量多的地方到相对含量少的地方的自由运动
条件 具有一层半透膜,半透膜两侧溶液存在浓度差 两处物质相对含量不等即可
结果 半透膜两侧的溶剂分子达到动态平衡 两处物质相对含量相等
联系 渗透作用是扩散作用的一种特殊方式
(2)红细胞吸水与失水的原因:b
红细胞失水和吸水的原因:红细胞的细胞膜相当于一层半透膜。因为细胞膜同样具有大分子不能透过,有些小分子物质(如水)可以透过的特点。所以红细胞具有发生渗透作用的条件:具有半透膜,又有浓度差。
当外界溶液浓度大于红细胞内液体(细胞溶胶)的浓度时,红细胞就失水;红细胞发生皱缩现象。
当外界溶液浓度小于红细胞内液体(细胞溶胶)的浓度时,红细胞就吸水。吸水到一定程度,由于细胞膜的伸缩性有一定限度,所以红细胞会发生破裂现象。
(3)植物细胞发生质壁分离及质壁分离复原的原因:b
植物细胞的质壁分离是指植物细胞因为渗透作用而失水,这时细胞膜(质膜)连同以内的部分收缩而发生与细胞壁的分离。下图示植物细胞发生质壁分离时的状态:
图中的1代表细胞壁,由于细胞壁具有全透性,所以1和2之间充满外界高浓度的溶液。图中的2代表细胞膜,5代表液泡膜,3代表细胞质,2、5和3合称为原生质层,相当于植物细胞的半透膜,所以植物细胞具备了渗透吸水的条件;液泡内的液体叫细胞液,所以当半透膜(原生质层)两侧存在浓度差,即细胞液与外界溶液浓度之间有浓度差,就会发生植物细胞的渗透作用。
植物细胞发生质壁分离的外因是外界溶液浓度高于细胞液的浓度,液泡内的水就会流向细胞外。
植物细胞发生质壁分离的内因是原生质层的伸缩性要比细胞壁大,当植物细胞处于高浓度溶液中时,由于细胞失水导致原生质层的收缩,则会发生质壁分离。
植物细胞发生质壁分离复原的外因也是因为原生质层两侧具有浓度差;内因也是因为原生质层的伸缩性较大,当植物细胞处于低于细胞液浓度的溶液中时,外界溶液中的水分子透过原生质层进入液泡,导致液泡变大,整个原生质层体积增大,最后与细胞壁重新贴在一起。
(4)被动转运、主动转运
被动转运 主动转运
扩散 易化扩散
方向 顺浓度梯度高浓度→低浓度 顺浓度梯度高浓度→低浓度 逆浓度梯度低浓度→高浓度
能量 不消耗 不消耗 消耗
载体 不消耗 需要 需要
举例 水、O2、CO2、甘油等脂质等脂溶性物质。 血浆中葡萄糖进入红细胞 K+进入红细胞,Na+出红细胞
(5)细胞胞吞、胞吐的过程:a
有些大分子或颗粒物质被一部分质膜包起来,这部分质膜于整个质膜脱离,裹着该物质运动到细胞的内侧或外侧。运送到细胞内侧的,成为胞吞;运送到细胞外侧的,称为胞吐。如变形虫吞噬有机物就是胞吞;胰岛β细胞分泌胰岛素就是胞吐。
小结: 扩散(渗透)
被动运转 易化扩散
离子或分子
方式 主动运转
大分子或颗粒 胞吞
胞吐
(6)【活动】观察洋葱表皮细胞的质壁分离与质壁分离复原:b
目的要求:观察、描述植物细胞质壁分离及质壁分离复原现象。
实验原理:成熟的植物细胞有一大液泡。当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中,由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,当细胞不断失水时,液泡逐渐缩小,原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来,既发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,外界溶液中的水分就透过原生质层进入到细胞液中,液泡逐渐变大,整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态,既发生了质壁分离复原。
材料用具 紫色的洋葱鳞片叶;刀片,镊子,滴管,载玻片,盖玻片,吸水纸,显微镜;蔗糖的质量浓度为0.3g/mL的溶液,清水。
方法步骤 1、制作洋葱鳞片叶表皮的临时装片。
2、观察植物细胞的质壁分离与复原现象。
(1)观察洋葱表皮细胞:洋葱表皮细胞中有一个呈紫色的大液泡,因为液泡中有色素,所以便于观察。
(2)观察洋葱表皮细胞的质壁分离:观察到原生层质与细胞壁分离,液泡体积变小,颜色变深。
(3)观察洋葱表皮细胞的质壁分离复原:观察到原生层质与细胞壁重新新贴在一起,液泡体积变大,颜色变浅,
讨论:用什么方法可以鉴别植物细胞是否为活细胞?
由于活细胞的原生质层具有选择透性,相当于一层半透膜,所以可以用是否会发生质壁分离及复原来鉴别。
讨论:如果用尿素、甘油或KNO3替代蔗糖溶液,会发生什么现象?
由于以上三种物质均可以以被动转运(尿素、甘油)或主动转运(KNO3)的方式进入细胞,所以会发生质壁分离自动复原。
10.酶
(1)酶的发现过程:a
法国微生物学家巴斯德提出:酒精产量与活酵母菌的繁殖量成正比,酒精发酵是酵母菌代谢活动的结果;
德国化学家李比希认为酒精发酵与酵母的活动无关,只需要酵母菌中的某种物质;
德国的毕希纳则证明了促使酒精发酵的确实是酵母菌中的某种物质—-酶;
美国的萨母纳尔得到脲酶证实了酶是一种蛋白质;
二十世纪八十年代初,科学家又发现极少数特殊的酶是RNA
(2)酶在代谢中的作用、本质:b
酶在代谢中的作用:酶具有促使反应物发生化学变化,而本身却不发生变化的特点,所以酶体现了在生化反应中充当催化剂的作用。
酶的本质:是由活细胞产生的具有生物催化作用的有机物,它的化学本质主要是蛋白质,也有极少数是RNA。
酶发挥催化作用的场所主要在细胞内,也可以在细胞外,如在人体消化道内酶就对食物的消化起催化作用。
(3)酶的专一性和高效性:b
专一性:一种酶只能催化一种或一类化学物质发生反应。例:蔗糖和麦芽糖都是二糖,蔗糖酶只能水解蔗糖,却不能水解麦芽糖。
高效性:酶的催化效率是无机催化剂的107—1013倍。例:每个酶分子能在1s之内将105个过氧化氢分子分解,是无机催化剂的1000万倍。
(4)影响酶作用的因素:c
影响因素主要指温度和PH。温度 和PH值偏高或偏低,酶活性都会明显降低。在最适宜的温度和PH值条件下,酶的活性最高。过酸、过碱或温度过高,酶的空间结构遭到破坏,能使蛋白质变性失活,低温使酶活性降低,但酶的空间结构保持稳定,在适宜的温度条件下酶的活性可以恢复。
例1:低温冷藏可以长时间保存植物种子,就是因为低温可以使酶的活性下降,从而降低种子的新陈代谢,使得种子在长时间内保持活性。
例2:人体唾液的PH=7.6,酸碱度接近中性,但是当唾液流到胃中时,由于胃酸的PH=1.5~2.5 之间,所以唾液中的唾液淀粉酶就失去活性,所以唾液淀粉酶只有在酸碱度为中性的环境(口腔)中才能保持活性。
(5)【活动】探究酶的专一性:b
目的要求:比较唾液淀粉酶和蔗糖酶对淀粉酶的作用。
实验原理:酶分子有一定的形状,恰好与底物分子结合。这就好比钥匙恰好能插到锁眼中一样,这就导致了一种酶往往只能催化相应的一种或少数几种相似底物的反应。
材料用具:稀释200倍的新鲜唾液,质量分数为2%的蔗糖溶液,溶于质量分数为0.3%氯化钠溶液中的淀粉溶液(其中淀粉含量为1%),本尼迪特试剂,蔗糖酶溶液,试管,试管架。
方法步骤 (略)
实验记录表(略)
讨论:实验步骤(教材P64)1~3在本实验中的作用是什么?
可检验淀粉、蔗糖与本尼迪特试剂能否发生特异性颜色反应。
讨论:为什么3号、4号、5号、6号试管要在37℃恒温水浴中保温?
因为唾液淀粉酶的最适温度是37℃
讨论:根据实验结果,你如何理解酶的专一性?
3号、6号试管出现红黄色沉淀,4号、5号试管无此现象,说明唾液淀粉酶只能水解淀粉不能水解蔗糖;同理,蔗糖酶只能水解蔗糖,不能水解淀粉,证明了酶具有酶一性。
讨论:如果5 号试管出现轻度阳性反应,你认为该怎样解释?你能设计一个实验来检验自己的假设?
可能原因1:试管壁没有洗干净,沾有少量蔗糖;原因2:淀粉溶液不纯净,混有少量蔗糖。
假设1可反复冲洗试管后再做;假设2可用半透膜过滤蔗糖,得到纯净淀粉后如果没有红黄色沉淀,就说明假设成立。
11.细胞呼吸
(1)需氧呼吸与厌氧呼吸概念:a
需氧呼吸指细胞必须在有氧的参与下,把糖类等有机物彻底氧化分解,产生CO2和水,同时释放出大量能量的过程。 厌氧呼吸一般是指细胞在无氧的条件下,把糖类等有机物分解为不彻底的氧化产物,同时释放出少量能量的过程
(2)需氧呼吸过程:b
笫一阶段(糖酵解)C6H12O6→2C3H4O3(丙酮酸)+少量[H]+少量能量(细胞溶胶);笫二阶段(柠檬酸循环)2C3H4O3(丙酮酸)→6CO2+大量[H]+少量能量(线粒体基质);第三阶段(电子传递链)[H]+O2→H2O+大量能量(线粒体内膜)。
(3)厌氧呼吸过程:b
始终在细胞溶胶中进行。第一阶段和有氧呼吸的相同,第二阶段2C3H4O3→2C3H6O3;高等植物某些器官(如马铃薯块茎、甜菜块根)、高等动物、人和乳酸菌厌氧呼吸的产物是乳酸。产生酒精的厌氧呼吸,第一阶段和有氧呼吸的相同,第二阶段2C3H4O3→2C2H5OH+CO2;高等植物、酵母菌厌氧呼吸的产物是酒精。
需氧呼吸与厌氧呼吸的比较:消耗等量的葡萄糖时,产生酒精的厌氧呼吸与有氧呼吸产生的二氧化碳之比为1:3,产生的ATP之比为1:15。
呼吸方式 需氧呼吸 厌氧呼吸
不同点 场所 细胞溶胶、线粒体 细胞溶胶
条件 有氧情况、多种酶 缺氧情况、多种酶
物质变化 葡萄糖→水和二氧化碳 葡萄糖→乳酸或酒精+二氧化碳
能量变化 释放大量能量(30ATP) 释放少量能量(2ATP)
相同点 本质 氧化分解有机物,释放能量,供生命活动需要
过程 第一阶段完全相同,都是在细胞溶胶中葡萄糖被分解成丙酮酸
意义 为生物体的各项生命活动提供能量,为体内其他化合物的合成提供原料
(4)细胞呼吸在实践中的应用:b
在生产实践中,根据需要常采取一定的措施来促进或抑制呼吸作用。在栽培种,中耕松土就是为了保证根的正常呼吸。粮油种子的储藏,必须降低种子的含水量,使种子处于风干状态,使呼吸作用降至最低,以减少有机物的消耗。在果实和蔬菜的保险中,常通过控制呼吸作用以降低他们的代谢强度,达到保鲜目的。
12.光合作用
(1)光合作用的概念、阶段、场所、产物:b
光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放氧的过程。
光合作用的阶段有光反应和碳反应。
光反应和碳反应的关系:
光反应 碳反应
原料 H2O CO2
产物 ATP、NADPH、O2 三碳糖、H2O、RuBP
能量转换 光能转化为化学能贮存在ATP ATP中的化学能转变为有机物(如三碳糖)中的化学能
发生场所 叶绿体类囊体膜上 叶绿体基质
发生条件 光照、色素、酶 酶
(2)色素的种类、颜色和叶绿素的吸收光谱图:a
种类 色素本身的颜色 选择吸收的光能 功能
类胡萝卜素3/4 胡萝卜素 橙黄色 蓝紫光 吸收传递转化光能
叶黄素 黄色
叶绿素1/4 叶绿素a 蓝绿色 红光蓝紫光
叶绿素b 黄绿色
(3)光反应发生的变化:b
光反应在叶绿体的类囊体膜上进行,类囊体膜上有叶绿素和类胡萝卜素,可以吸收光能并把H2O光解:
物质变化:
能量变化:
光能→ATP和NADPH中活跃的化学能
(4)碳反应过程:
物质变化:
能量变化:活跃的化学能→稳定的化学能
(5)【活动】光合色素的提取与分离:b
目的要求:学会提取和分离叶绿体中色素的方法;分离叶绿体中的4种色素
实验原理:色素可以溶解在无水乙醇等有机溶剂中; ;加入SiO2使研磨更充分;CaCO3 可以保护色素在研磨过程中不被破坏。
纸层析法原理:不同色素在层析液中的溶解度不同,导致色素在滤纸上的扩散速度不同,从而分离色素。
材料用具:(略)
实验步骤:(略)
实验结果:四条色素自上而下分别为:胡萝卜素(含量最少所以最细)、叶黄素、叶绿素a(含量最多所以最粗)、叶绿素b。
讨论:本实验成功的需要注意哪些方面?
滤纸需要事先干燥处理,这样有利于四种色素在滤纸上的扩散,色素带整齐清晰;
滤纸的长度为10cm,宽度为1cm,并且浸入层析液的一端要剪角,这样处理的目的也是为了使色素分离时整齐便于观察;
距离滤纸的下端1 cm处画滤液细线,要求要细、直、齐,重复2—3次,使滤液细线的色素含量多,便于分离色素带清晰明显。
分离色素时层析液不能没及滤液线,不然会使色素溶解在层析液中,影响观察效果。
(6)【活动】探究环境因素对光合作用的影响:c
目的要求:通过探究活动,了解影响光合作用的各种环境因素,并了解各种环境因素对光合作用的具体影响会导致植物生长出现什么不同的结果。
实验原理:影响光合作用的因素:有光照(包括光照强度的强弱、光照的时间长短、不同的波长的光)、二氧化碳浓度、温度(主要影响酶的作用)、矿质元素和水等。这些因素中任何一种的改变都将影响光合作用过程。
适当提高温度可提高酶的活性,导致光合作用效率增高。低温时碳反应中还原碳(三碳糖)的产量会减少,主要由于低温会抑制酶的活性;适当提高温度能提高光合产量,主要由于提高了碳反应中酶的活性。
二氧化碳是光合作用不可缺少的原料,在一定范围内提高二氧化碳浓度,有利于增加光合作用的产物。CO2浓度降低时,CO2固定减弱,生成的三碳化合物(C3)数量减少,导致光合作用速率下降。
在光合作用过程中,强光变成弱光时,产生的NADPH、ATP数量减少,此时C3还原过程减弱,光合作用速率就会下降。
不同波光的光对光合作用也有影响,主要是因为叶绿素吸收红光和蓝紫光,而胡萝卜素只吸收蓝紫光,其他波段的光吸收量都很少,绿光几乎不吸收。
实验设计方案一:可用金鱼藻或黑藻作光合作用的材料,用不同功率的聚光灯作为实验自变量(光照强度)来探究光照对光合作用的影响。
实验设计方案二:可用金鱼藻或黑藻作光合作用的材料,温水,热水和冰块作为实验自变量(温度)来探究温度对光合作用的影响。
实验设计方案三:可用金鱼藻或黑藻作光合作用的材料,不同浓度的碳酸氢钠溶液作为实验自变量(CO2浓度)来探究CO2浓度对光合作用的影响。
实验设计方案四:可用金鱼藻或黑藻作光合作用的材料,不同颜色的玻璃纸作为实验自变量(不同波长的光)来探究不同波长的光对光合作用的影响。
讨论:通过什么方法测量光合作用速率?
由于实验用的是金鱼藻等水生植物,可用排水集气法收集氧气的方法来测量光合作用速率。
四 细胞的增值和分化
13.细胞的增殖
(1)细胞周期: a
细胞周期是指连续分裂的细胞从上一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的整个过程。每一个细胞周期包括一个有丝分裂期和一个分裂间期。
每一个细胞周期包括一个分裂期(M期)和一个分裂间期,一个分裂间期包括G1期、S期、G2期,是有丝分裂的准备阶段,包括DNA的复制和蛋白质的合成(即染色体的复制过程)。
细胞周期中细胞分裂包括两个过程:细胞核的分裂与细胞质的分裂(又称胞质分裂)
(2)动、植物细胞有丝分裂(即指分裂期)的过程、各时期分裂图: b
有丝分裂一般分为4个时期,即前期、中期、后期和末期。(图示以动物细胞为例)
前期:最明显的变化就是细胞核内染色体的出现。
中期:染色体的着丝粒都排列在细胞中央的一个平面上,染色体缩短到最小程度,最便于观察和研究。
后期:染色体的着丝粒分为两个,各染色体的两个(姐妹)染色单体已经转变为两个独立的染色体,并被纺锤丝拉向两极。
末期:染色体、纺锤丝消失,核被膜(及核仁)重新形成。
染色体数目的变化及相互关系(假定正常体细胞的细胞核中DNA含量为2a,染色体数目为2N)
分裂时期比较项目 间期 前期 中期 后期 末期
DNA含量 2a→4a 4a 4a 4a 4a→2a
染色体数目 2N 2N 2N 4N 4N→2N
染色单体数目 0→4N 4N 4N 0 0
(3)动、植物细胞有丝分裂异同及意义: b
植物细胞和动物细胞的有丝分裂过程基本相同,但在其不同点见下表
植物细胞有丝分裂 动物细胞有丝分裂
纺锤体形成方式不同 两极发出纺锤丝 由两极的中心体发出纺锤丝
胞质分裂方式不同 细胞中央出现细胞板 细胞在两极之间的“赤道”上向内凹陷,形成环沟
细胞有丝分裂的重要意义是将亲代细胞的染色体经过复制后,精确地平均分配到两个子细胞中,因而在生物的亲代细胞和子代细胞之间保证了遗传性状的稳定性。
(4)【活动】观察细胞的有丝分裂: b
洋葱根尖分生区细胞的特点、有丝分裂各个时期的细胞特点:
根尖分生区细胞的特点是正在进行分裂,细胞呈正方形、体积小、排列紧密,一些细胞中出现了线状、棒状结构(染色体)。
有丝分裂各个时期的细胞特点参见13.(2)部分。
显微镜的使用:先用低倍物镜找到分生区细胞,再换上高倍物镜,用细准焦螺旋和光圈把视野物像调整清晰,知道看清楚物像为止。
有丝分裂过程中染色体发生了什么变化?(参见13.(2)中图1部分)
分析动物细胞的有丝分裂和植物细胞的有丝分裂的异同。(参见13.(3)①部分)
动物细胞有丝分裂过程观察利用马蛔虫受精卵的分裂过程进行观察。
(5)【活动】制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片 b
实验原理:盐酸使植物细胞之间的果胶质层松散,用盐酸处理植物的根尖,可以使根尖细胞彼此容易分开。用水洗去盐酸后,再用碱性染料染色,制成装片,再观察分裂细胞中的染色体形态差异。
材料用具:盐酸、碱性染料(龙胆紫或醋酸洋红溶液)、光学显微镜、盖玻片、载玻片等。
材料的获取:待洋葱根长到1~5cm时,取其处理观察。
装片的制作:解离→漂洗→染色→压片(或制片)。
观察:在低倍物镜下找到观察对象,转换高倍物镜观察,有丝分裂不同时期的细胞。
14.细胞的分化
(1)细胞分化的概念和生物学意义:b
细胞分化的概念:细胞的后代在形态、结构和功能上发生差异的过程称为细胞分化。细胞分化是基因选择性表达的结果。
细胞分化的生物学意义:生物的个体发育是通过细胞的分化过程来实现的。(生物体的正常发育是细胞在分化过程受到高度精巧的严格控制下发生的,一旦失去控制,细胞分化就会异常。细胞的癌变就是细胞异常分化的结果。)
(2)癌细胞的主要特征: a
正常细胞发生突变而称为癌细胞的过程称为癌变。癌细胞具有无限增殖的能力,另一个重要特点是能在体内转移。
(3)引发细胞发生癌变的因素 : a
引发细胞发生癌变的因素称为致癌因素,如物理因素(各种射线等)、化学因素(许多无机物或有机化合物等)、生物因素(许多种病毒等)。
15.细胞的衰老和凋亡
(1)细胞衰老的特征: a
在细胞衰老的过程中,发生许多种生理和生化的变化,如许多种酶的活性降低、呼吸变慢等。最后,细胞在形态和结构上发生许多变化,如线粒体的数量随年龄增大而减少,体积则随年龄增大而增大等。
(2)细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系: a
生物体内的细胞不断地衰老和死亡,同时又有新增殖的细胞来代替它们,细胞的衰老并不意味者机体的衰老;而细胞凋亡(或称编程性细胞死亡)是细胞发育过程中的必然步骤,是有某种基因引发的,不同于病变或伤害导致的死亡。
(3)细胞衰老和细胞凋亡是细胞生命活动的正常现象 a
细胞凋亡是细胞发育过程中的必然步骤,是由某种基因引发的,是不可避免的。细胞衰老和细胞凋亡都是细胞生命活动的正常现象。
必修II
第一章 孟德尔定律
第一节 分离定律
1、孟德尔选用豌豆做遗传实验材料的原因:b
首先,豌豆是一种严格的自花授粉植物,而且是闭花授粉,授粉时无外来花粉的干扰,便于形成纯种,能确保杂交实验结果的可靠性,而且花冠的形状又非常便于人工去雄和授粉;第二,豌豆成熟后豆粒都留在豆荚中,便于观察和计数;第三,豌豆具有多个稳定的、可区分的性状。
2、性状、相对性状、显性性状、隐性性状和性状分离的概念:b
性状:生物的形态、结构和生理生化等特征的总称。如豌豆的花色、种子的性状等。
相对性状:同种生物同种性状的不同表现形式。
显性性状:具有一对相对性状的两纯合亲本杂交,F1表现出来的性状。
隐性性状:具有一对相对性状的两纯合亲本杂交,F1没有表现出来的性状。
性状分离:在杂交后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象。
3、一对性对性状的杂交实验:b
正交 反交
实验过程:
实验结论:
无论正交反交F1都是紫花,即F1只表现一个亲本的性状——紫花(显性性状)。
F2出现了性状分离,即出现了两个亲本性状:紫花和白花,且紫花与白花之比接近3:1
4、杂交实验中的常用术语和符号:b
符号 P F1 F2 × ♀ ♂
含义 亲本 子一代 子二代 杂交 自交 母本 父本
5、显性基因、隐性基因、等位基因、纯合子、杂合子、基因型和表现型的概念:b
显性基因:控制显性性状的基因(大写英文字母表示,如D)
隐性基因:控制隐性性状的基因(小写英文字母表示,如d)
等位基因:控制一对相对性状的两个基因。如Cc、Rr、Aa。
纯合子:由两个基因型相同的配子结合发育而成的个体。纯合子能稳定遗传,它的自交后代不会再发生性状分离
杂合子:由两个基因型不同的配子结合发育而成的个体。杂合子不能稳定遗传,它的自交后代还会发生性状分离。
基因型:控制性状的基因组合类型。如CC、Cc。
表现型:具有特定基因型的个体表现出来的性状。如人的单眼皮、双眼皮;狗的长毛与短毛等。
6、对分离现象的解释:b
(1)、生物的性状是由遗传因子(基因)控制的
(2)、体细胞中基因是成对存在的,其中一个来自父本,一个来自母本。
(3)、生物体在形成配子时,成对的基因彼此分离,分别进入不同的配子中。配子中只含每对基因中的一个
(4)、F1的体细胞内有两个不同的基因,各自独立、互不混杂。
(5)、受精时,雌雄配子的结合是随机的
7、测交的概念、测交实验和测交的意义:b
测交的概念:F1(Cc)与隐性纯合子进行杂交
测交的过程:见左图
测交的意义:测交后代的表现类型及其比例,可反映出F1所产生的配子类型及比例。从而可以测定亲本是纯合子还是杂合子
8、分离定律的实质:b
(1)、实质:
控制一对相对性状的等位基因互相独立、互不沾染,在形成配子时随彼此分离,分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。结果一半的配子带有等位基因中的一种,另一半的配子带有等位基因中的另一种。
(2)、核心内容:
杂合子(F1)产生配子时,等位基因分离。
9、不完全显性、共显性的概念和实例:b
完全显性:具有相对性状的两个亲本杂交,所得的F1与显性亲本的表现完全一致的现象,称为完全显性。如紫花豌豆与白花豌豆杂交后的F1只表现为显性亲本的性状,则称紫花基因C对白花基因c为完全显性。
不完全显性:具有相对性状的纯合亲本杂交后,F1显现中间类型的现象。如金鱼草红花(CC)与白花(cc)的杂交后代F1为粉红色花(Cc),则称红花基因C对白花基因c的显性作用是不完全的。
共显性:具有相对性状的两个亲本杂交,F1同时表现出双亲性状的现象。如AB血型的基因型为IAIB,其红细胞上既有A抗原,又有B抗原。这说明IA与IB这两个基因之间不存在显隐性关系,表现为共显性。
10、应用分离定律解释一些遗传现象:c
(1)、杂交育种
①隐性基因控制的优良性状
例 小麦、水稻矮杆性状的选育(aa)
F1 :Aa AA Aa aa 只要选出后代隐性类型即可
②显性基因控制的优良性状
例 小麦抗锈病性状的选育(AA)
让显性个体连续自交,在后代中淘汰由于性状分离出现的隐性个体,直到后代不再出现性状分离。
(2)、医学上的应用------对遗传病的基因型和发病概率做出推断
①隐性基因控制的遗传病(隐性遗传病)
如:白化病、先天性聋哑等
正常 AA 、Aa (携带者) 患者 aa
②显性基因控制的遗传病
如:多指、并指等
多指: 患者 AA 、Aa 正常 aa
第二节 自由组合定律
1、模拟孟德尔杂交实验 b
通过模拟孟德尔杂交实验,尝试单因子杂交实验的设计。
2、两对相对性状的杂交实验 b
(1)遗传实验及结果
①亲本:纯种黄色圆形和绿色皱形
②F1的表现型:黄色圆形
③F2的表现型:黄圆、绿圆、黄皱、绿皱;比例为9:3:3:1
图示:
(2)实验结论
①不论正交、反交F1的表现型都为黄圆,证明两对性状中黄色对绿色显性,圆形对皱形显性。
②F2出现相对性状分离、不同形状之间自由组合,且亲本类型/重组类型=10:6。
③每一对相对性状之间符合基因分离定律。
④两对相对形状的遗传是独立的、互不干扰的,不同对性状之间的重组是自由的。
(3)F2的表现型分析
①两对相对性状的分离是各自独立的
a.黄色:绿色=3:1
b.圆形:皱形=3:1
②两对性状的组合是随机的
a.
b.
3、对自由组合现象的解释 b
(1)两对相对性状
①粒色:黄色和绿色(由Y和y控制)
②粒形:圆形和皱形(由R和r控制)
(2)亲本基因型为YYRR和yyrr,各自分别产生YR和yr一种配子
(3)F1的基因型为YyRr,表现型为黄色圆粒
(4)F1产生配子时,按照分离定律,Y与y、R与r分离,同时这两对遗传因子自由组合,即产生四种类型的配子,分别是YR、Yr、yR、yr,比例为1:1:1:1
(5)四种雌雄配子结合机会均等,结合方式有16种,基因型为9种,决定4种表现型,比例为9:3:3:1
图示:
(6)F2的基因型分析
① 纯合子:1/16 YYRR、1/16 YYrr、1/16 yyRR、1/16 yyrr(能稳定遗传)
② 杂合子
a.双杂合子:4/16 YyRr
b.单杂合子:2/16 YYRr、2/16 YyRR、2/16 YyRR、2/16 yyRr
4、对自由组合现象解释的验证 b
对自由组合现象解释的验证方法——测交法
(1)目的:验证子一代(F1)是否产生了比例为1:1:1:1的四种配子
(2)方法:让子一代黄圆(YyRr)与双隐性植株绿皱(yyrr)测交
(3)预期结果:测交结果应为1/4黄圆(YyRr)、1/4黄皱(Yyrr)、1/4绿圆(yyRr)、1/4绿皱(yyrr)
(4)孟德尔实验结果:黄圆55、黄皱49、绿圆51、绿皱52
(5)结论:实验结果和预期结果一致,说明F1黄圆(YyRr)确实产生了4种基因组成的配子,且比例为1:1:1:1
5、自由组合定律的实质 b
控制两对相对性状的两对等位基因在形成配子时,每对等位基因彼此分离,同时非等位基因(非同源染色体上)自由组合。
6、应用自由组合定律解释和预测一些遗传现象 c
(1)自由组合定律与育种
在育种实践中,可依据不同性状间的自由组合原理,将具有不同优良性状的亲本进行杂交,从而培育出具备双亲优良性状的品种(即杂交育种)
(2)自由组合定律与遗传病
自由组合定律可预测不同表现型的夫妇双方其子代中各性状的重组类型及其出现的比例。如夫妇双方一方为多指患者,另一方为白化病患者,依据自由组合定律可预测该夫妇所生子代中患多指、患白化或两病兼患或两病均不患的出现概率。
第二章 染色体与与遗传
第一节 .减数分裂中的染色体行为
1、染色体的形态类型:a
细胞处于分裂期时,细胞核内的染色质经高度螺旋化和反复折叠,形成线状或棒状的小体即为染色体,它是细胞核内遗传物质的载体。
染色体的三种类型:端着丝粒染色体、近端着丝粒染色体、中间着丝粒染色体。
2、减数分裂、同源染色体、四分体的概念:b
减数分裂:
范围:凡是进行有性生殖的生物。
时期:在从原始的生殖细胞发展到成熟的生殖细胞的过程中。
特点:细胞连续分裂两次,而染色体只复制一次。
结果:新产生的生殖细胞中染色体数目比原始的生殖细胞的数目减少了一半。
同源染色体:一个来自父方,另一个来自母方,其大小、形态相同的一对染色体,在减数分裂时能联会配对。(注:XY大小、形态不同,但也是一对同源染色体)
四分体:联会配对的一对同源染色体,含有4条染色单体。
3、活动:减数分裂模型的制作研究:b
在进行“活动:减数分裂模型的制作研究”时,运用建立模型这一科学的研究方法,认同事物都是处于一定的时空关系中的。
4、精子和卵细胞形成过程的异同点:b
精子的形成 卵细胞的形成
不同点 场所 精巢/睾丸 卵巢
胞质分裂 均等分裂 不均等分裂(第一极体均等分裂)
变形 有 无
结果 4个精子 1个卵细胞+3个极体
相同点 染色体都只复制一次,细胞都连续分裂两次,结果性细胞染色体数目都减半。染色体行为相同:复制、联会(交叉互换)、同源染色体分离、非同源染色体自由组合、着丝粒分裂。由于非同源染色体自由组合,生物体产生配子的种类为2n种(n为非同染色体的对数)。
5、受精作用:b
精子和卵细胞结合形成受精卵的过程成为受精。
减数分裂和受精作用的意义:保持生物染色体数目的恒定。
第二节 遗传的染色体学说
1、基因行为与染色体行为的平行关系(a)
①基因与染色体都作为独立的遗传单位,基因在杂交实验中始终保持其独立性和完整性,而染色体在细胞分裂各期中也保持着一定的形态特征。
②基因(即等位基因)在体细胞中是成对存在的,其中一个来自母方,一个来自父方;而染色体(即同源染色体)也成对存在,同样是一条来自母方,一条来自父方。
③在形成配子,等位基因互相分离,分别进入不同的配子中,结果每个配子中只含成对基因中的一个;同样,在减数分裂时,同源染色体的两条染色体彼此分离,分别进入不同的配子中,结果每个配子中也只含同源染色体中的一条染色体。
④在形成配子时,等位基因彼此分离,不同对基因(非等位基因)自由组合地进入配子;同样,不同对的染色体(非同源染色体)也是随机地进入配子。
2、孟德尔定律的细胞学解释(b)
(1)分离定律的细胞学解释
在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
(2)基因自由组合定律的细胞学解释
位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
第三节 性染色体与伴性遗传
1、染色体组型的概念a
染色体组型又称染色体核型,是将某种生物体细胞内的全部染色体,按大小和形态特征进行配对、分组和排列所构成的图像。
2、常染色体和性染色体的概念a
性染色体是与性别决定有直接关系的染色体,在雌雄性个体中不相同。
常染色体是与性别决定无直接关系的染色体,在雌雄性个体中是相同的。
雌雄异体的生物中,才有常染色体与性染色体之分。
3、XY型性别决定方式b
♀:n对常染色体+1对XX染色体(两个同型的性染色体)
♂:n对常染色体+1对XY染色体(两个异型的性染色体)
P ♀2n+XX × 2n+XY♂
↓ ↓
配子 n+X n+X n+Y
F1 2n+XX 2n+XY
♀ : ♂ = 1 : 1
4、伴性遗传的概念b
位于性染色体上的基因所控制的性状表现出与性别相联系的遗传方式称为伴性遗传。如红绿色盲,母亲色盲、父亲正常,则后代女儿全部正常、儿子全部色盲。
5、伴性遗传的类型和特点b
(1)、伴X染色体隐性遗传
实例:血友病、人类红绿色盲、果蝇的白眼
特点:(人类红绿色盲)
①具有隔代交叉遗传现象
②患者男多女少
③女性患者的父亲和儿子一定是患者
④正常男性的母亲及女儿一定正常
⑤男患者的母亲和女儿至少为携带者
(2)、伴X染色体显性遗传
实例:(抗维生素D佝偻病)
特点:
①具有代代相传的特点
②患者女多男少
③男患者的母亲和女儿一定为患者
④正常女性的父亲和儿子一定正常
⑤女性患者的父母至少一方患病
(3)、伴Y染色体遗传
实例:(外耳道多毛症)
特点:
①患者全为男性,女性全正常
②父传子,子传孙——限雄遗传
6、运用伴性遗传解释和预测一些遗传现象c
⑴人类遗传系谱的判断
第一步:确定或排除Y染色体遗传;
第二步:判断致病基因是显性还是隐性
第三步:确定致病基因是位于常染色体上还是X染色体上
*口诀记忆①无中生有为隐性,有中生无为显性
②隐性遗传看女病,女病的父亲或儿子正常,则一定是常染色体隐性遗传
③显性遗传看男病,男病的母亲或女儿正常,则一定是常染色体显性遗传
⑵与常染色体相对,发病率的特点
①常染色体遗传病,男女发病率相同
②伴X染色体遗传病,男女发病率不同
③伴Y染色体遗传病只发病于男性
④近亲结婚中,隐性遗传病的发病率提高
三 遗传的分子基础
6.核酸是遗传物质的证据
证明DNA是遗传物质的实验关键是:设法把DNA与蛋白质分开,单独直接地观察DNA的作用。
(1)噬菌体既然细菌的实验:b
噬菌体:一种专门寄生在细菌体内的病毒(无细胞结构)其结构如右图
由头部和尾部组成蛋白质外壳,在头部内含有一个DNA分子
它侵染细菌时可以产生一大批与亲代噬菌体一样的子代噬菌体,增殖
时合成蛋白质,DNA复制的原料来自细菌,模板为亲代噬菌体的DNA。
实验过程
①标记噬菌体
35S标记蛋白质(噬菌体的蛋白质外壳含S,而DNA分子不含S)
32P标记DNA(噬菌体的蛋白质外壳不含P,而DNA分子含P)
本实验中一个噬菌体不能同时标记35S、32P
②噬菌体侵染细菌
含35S的噬菌体细菌体内没有放射性35S
含32P的噬菌体细菌体内有放射性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:DNA是遗传物质(注意:本实验并没有证明DNA是主要的遗传物质)
(2)肺炎双球菌的转化实验(最早证据):b
肺炎双球菌的类型:①、R型(英文Rough是粗糙之意),菌落粗糙,菌体无多糖荚膜,无毒。②、S型(英文Smooth是光滑之意):菌落光滑,菌体有多糖荚膜,有毒。
体内转化实验:1928年由英国科学家格里菲思等人进行。
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。
体外转化实验:1944年由美国科学家艾弗里等人进行。
以上实验中DNA的纯度越高,R型细菌转化成S型细菌的效率就越高。
结论:DNA是遗传物质(蛋白质不是遗传物质)
(3)烟草花叶病毒的感染和重建实验:a
烟草花叶病毒:由蛋白质外壳和一条RNA链组成
实验过程
蛋白质 感染 烟草 烟草不出现病症
烟草花叶病毒提取RNA 感染 烟草 烟草出现病症
RNA RNA酶处理 烟草 烟草不出现病症
感染
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
生物的遗传物质
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(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。
7.DNA的分子结构和特点
(1)核酸的分子组成:a
核酸包括DNA和RNA,其组成元素为CHONP,其基本单位:核苷酸
A(腺嘌呤)
G(鸟嘌呤)
C(胞嘧啶)
T(胸腺嘧啶)
U(尿嘧啶)
RNA(核糖核酸)的基本单位---核糖核苷酸
(2)DNA分子的结构和特点:b
DNA分子的结构
DNA(脱氧核糖核酸)的基本单位---脱氧核糖核苷酸(简称脱氧核苷酸)
DNA分子特点
⑴稳定性:是指DNA分子双螺旋空间结构的相对稳定性。
⑵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)
⑶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。
DNA双螺旋结构的特点:
⑴DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。
⑵DNA分子外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的基本骨架。
⑶DNA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)碱基互补配对原则:A与T通过2个氢键相连,G与C通过3个氢键相连
相关计算(画图标已知,用好100,碱基互补配对出答案)
在双链DNA分子中
(1)A=T C=G
(2)(A+ C )/ (T+G )= 1或A+G / T+C = 1
在DNA分子的互补链中
(1)A1=T2 T1=A2 C1=G2 G1=C2
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
(3)活动:制作DNA双螺旋结构模型实验:b
根据DNA分子的结构图示,注意分子的数量关系和脱氧核苷酸的连接方式
8.遗传信息的传递
(1)DNA复制的概念:b
以亲代DNA分子的两条链为模板按照碱基互补配对原则合成两个与亲代DNA完全相同的新DNA分子的过程。
(2)DNA分子复制的过程、特点、意义:b
复制时间:有丝分裂或减数第一次分裂间期
复制方式:半保留复制
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
复制特点:边解旋边复制
复制场所:主要在细胞核中,线粒体和叶绿体也存在。
复制过程:a、解旋:首先DNA分子利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下,把两条扭成螺旋的双链解开,这个过程称为解旋;b、合成子链:然后,以解开的每段链(母链)为模板,以周围环境中的脱氧核苷酸为原料,在有关酶的作用下,按照碱基互补配对原则 合成与母链互补的子链。随的解旋过程的进行,新合成的子链不断地延长,同时每条子链与其对应的母链互相盘绕成螺旋结构,c、形成新的DNA分子
复制意义:保持了遗传信息的连续性。
准确复制的原因:DNA之所以能够自我复制,一是因为它具有独特的双螺旋结构,能为复制提供模板;二是因为它的碱基互补配对能力,能够使复制准确无误。
与DNA复制有关的碱基计算
1.一个DNA连续复制n次后,DNA分子总数为:2n
2. DNA分子不管复制几次,含原DNA母链的子代DNA始终是2个
9.遗传信息的表达
(1)DNA的功能:a
携带遗传信息(在遗传信息的传递过程中保持遗传信息的稳定性)
表达遗传信息(根据贮存的遗传信息决定蛋白质的结构)
(2)DNA与RNA的异同:b
核酸项目 DNA RNA
结构 通常是双螺旋结构 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 携带和表达遗传信息 ①mRNA:转录遗传信息,翻译的模板②tRNA:运输特定氨基酸③rRNA: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
(3)转录的概念和过程:b
转录的概念:遗传信息由DNA传递到RNA的过程(以DNA的一条链为模板通过碱基互补配对原则形成RNA的过程)。
转录的场所: 主要在细胞核
转录的条件:(1)模板(以DNA的一条链为模板)
(2)原料 4种核糖核苷酸
(3)能量 ATP
(4)RNA聚合酶等
转录的产物: RNA
转录的原则: 碱基互补配对(A与U,C与G,T与A,G与C)
前面碱基为DNA中,后面碱基为RNA中
转录的过程:
(4)翻译的概念和过程:b
翻译的概念:在核糖体中以信使RNA为模板,以转运RNA为运载工具合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质分子的过程。
翻译的场所: 细胞质的核糖体上
翻译的条件:(1)模板 mRNA (2)原料20种氨基酸(3)能量 ATP (4)相关酶
翻译的产物: 多肽链(蛋白质)
翻译的原则: 碱基互补配对(tRNA一端的是那个碱基与mRNA碱基配对)
翻译的过程:
核糖体认读mRNA上决定氨基酸种类的密码 一个mRNA分子上若干个核糖体同时
tRNA转运相应的氨基酸加到延伸中的肽链上 进行工作。大大增加了翻译的效率
(5)遗传密码:b
遗传信息 遗传密码(密码子)
概念 基因中脱氧核苷酸的排列顺序 mRNA中决定一个氨基酸的特定的三个相邻碱基
作用 控制生物的遗传性状 直接决定蛋白质中的氨基酸序列
种类 基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序的不同,决定了遗传信息的多样性 64种61种:能翻译出氨基酸(大部分氨基酸有两个以上的遗传密码)3种:终止密码子,不能翻译氨基酸
联系 ①基因中脱氧核苷酸的序列mRNA中核糖核苷酸的序列②mRNA中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补③基因是合成蛋白质的最终模板,mRNA是合成蛋白质的直接模板
基因表达过程中有关DNA、RNA、氨基酸的计算
1、转录时,以基因的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,产生一条单链mRNA,则转录产生的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的一半。
2.翻译过程中,mRNA中每3个相邻碱基决定一个氨基酸,所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3,是双链DNA碱基数目的 1/6 。
(6)中心法则:b
最先是由克里克命名,指的是遗传信息传递的一般规律。
⑴DNA→DNA:DNA的自我复制;
⑵DNA→RNA:转录;
⑶RNA→蛋白质:翻译;
⑷RNA→RNA:RNA的自我复制;
⑸RNA→DNA:逆转录(需要逆转录酶)。
DNA→DNA RNA→RNA
DNA→RNA 细胞生物 RNA病毒
RNA→蛋白质 RNA→DNA
(7)基因的概念:b
基因是一段包含完整遗传信息单位的有功能的核酸分子片段,在细胞生物和DNA病毒中是一段DNA,在RNA病毒中是一段RNA。
与核酸的关系
每个很酸分子包含许多个基因。
与染色体的关系
①基因以一定的次序排列在染色体上。
②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。
与核苷酸的关系
①核苷酸是构成基因的单位。②基因中核苷酸的排列顺序代表遗传信息。
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。
四 生物的变异
10.生物变异的来源
不可遗传的变异:由环境因素引起的变异,没有引起生物体内遗传物质的变化
基因突变
可遗传的变异 基因重组
染色体变异
(1)基因重组的概念、来源、意义:a
基因重组的概念:生物进行有性生殖的过程中,控制不同性状基因重新组合,导致后代不同于亲本类型的现象。
来源:非同源染色体上非等位基因的自由组合,发生于减数第一次分裂后期
同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换,基因的互换,发生于减数第一次分裂前期
结果:产生新的基因型,不产生新的基因;产生新的性状组合,不产生新的性状。
意义:导致生物性状的多样性,是生物变异的来源之一,为动植物育种和生物进化提供丰富的原材料。
(2)基因突变的概念、意义、类型、特点、诱变因素、机理:b
概念:基因内部核酸分子上的特定核苷酸序列发生改变的现象或过程。
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。
意义:产生了新基因,因此是生物变异的根本来源,对生物的进化和选育新品种具有非常重要的意义。
类型:①形态突变:生物的形态结构发生改变 如果蝇的红眼突变为白眼。
②生化突变:生物的代谢过程改变 如人类的苯丙酮尿症
③致死突变:导致个体活力下降,甚至死亡 如人类的镰刀形细胞贫血症
形态突变和致死突变都伴随有特定生化过程改变,因此任何突都是生化突变。
特点:普遍性、多方向性、稀有性、可逆性、有害性
诱变因素:①物理因素:各种射线,温度剧变。
②化学因素:如亚硝酸、碱基类似物
③生物因素:如某些病毒
自然状态下发生的基因突变称为自发突变,人工诱发发生的基因突变称为诱发突变
机理:基因中碱基对的缺失、增加或者替换,使DNA分子中放入核苷酸顺序发生改变,其转录成的mRNA的碱基顺序也随之发生改变,导致mRNA翻译的蛋白质出现异常,性状改变。
基因突变发生的时间:有丝分裂的间期或减数第一次分裂的间期,DNA复制时
基因突变的实例
镰刀型细胞贫血症
⑴症状 红细胞由正常的圆饼状变成镰刀型,
严重时红细胞破裂(溶血),造成贫血。
⑵病因 基因中的碱基替换
直接原因:血红蛋白分子结构的改变
根本原因:控制血红蛋白分子合成的基因结构的改变
(3)染色体结构变异的类型和实例:a
缺失:染色体片段丢失,基因随之丢失 如猫叫综合症
重复:染色体增加了某个相同的片段,基因数目随之增加 如果蝇的棒眼
倒位:染色体的片段发生了180°颠倒,基因的排列顺序随之颠倒。
易位:染色体的片段移接到了另一非同源染色体上,基因随之移接
(4)染色体数目变异的类型和实例:a
整倍体变异:细胞中染色体数目移染色体组的形式成倍的增加或者减少,如单倍体、多倍体
非整倍体变异:细胞中染色体数目个别增加或者减少,如人类的卵巢发育不全(特纳氏综合症)缺少一条性染色体,先天愚型(唐纳氏综合症,21三体综合症)21号染色体多一条。
(5)染色体组的概念和实例:a
概念:二倍体生物的一个配子中的全部染色体。
特点: a、一个染色体组中不含同源染色体 b、一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同 c、一个染色体组中含有控制生物性状的一整套基因
实例:
体细胞
染色体组成
生殖细胞
染色体组成
雌、雄果蝇的体细胞中均有两组染色体,生殖细胞中含有一组染色体
(6)二倍体、多倍体和单倍体的概念和实例:a
①由受精卵发育来的个体,体细胞中含有几个染色体组,就叫几倍体
如:哺乳类和人类、水稻、玉米是二倍体;香蕉是三倍体,花生、
大豆、马铃薯是四倍体,小麦是六倍体。
②而由配子直接发育来的,不管含有几个染色组,都只能叫单倍体 。
如:雄蜂、雄蚁是卵细胞不受精直接发育而成的,是单倍体
11.生物变异在生产上的应用
(1)杂交育种的概念、原理、过程:a
概念:将两个或多个品种的优良性状通过杂交集中在一起,再经过选择和培育
获得新品种的方法。
原理:基因重组
过程:亲本杂交 F1自交 F2中选择性状符合要求的个体 纯合化
(2)诱变育种的概念、原理、方法、特点:a
概念:利用物理、化学因素诱导生物发生变异,从变异后代中选育新品种的过程。
原理:基因突变、染色体畸变
方法:①辐射诱变:各种射线 ②化学诱变:化学药剂
特点:①提高突变的频率②短时间内有效的改良生物性状③改良作物品质,增强抗逆性
(3)杂交育种和诱变育种在农业生产中的应用:b
杂交育种实例:培育能稳定遗传的抗病红果肉番茄的培育
P抗病、黄果肉ssrr × 易感病、红果肉SSRR

F1 易感病、红果肉SsRr

F2 3/16抗病红果肉ssR
↓连续多代自交,直至不再发生性状分离为止
选择既能抗病又是红果肉的能稳定遗传的优良品种
优点:技术要求简单 缺点;育种年限长,工作量大
诱变育种实例:
= 1 \* GB3 ①植物:“太辐一号”小麦 用辐射处理萌发的种子或者幼苗(原因:有丝分裂旺盛,DNA正在复制),提高突变频率,培育成功。
②微生物:高产的青霉菌株
③动物:家蚕 利用辐射的方法将常染色体上带有卵色基因的片段易位到W染色体上,使ZW卵和不带卵色的ZZ卵有所区别。原理:染色体畸变
优点:①提高突变的频率②短时间内有效的改良生物性状③改良作物品质,增强抗逆性
缺点:突变不定向,育种的盲目性大。
(4)单倍体育种的概念、过程、特点及实例:a
概念:利用单倍体作为中间环节产生具有优良性状的可育纯合子的育种方法
过程:常规方法获得F1 F1的花药离体培养 单倍体植株幼苗 正常生殖的纯合子——→新品种
原理:染色体变异
特点:缩短育种年限;能排除显隐性的干扰,提高效率。
实例:宽叶抗病烟草新品种的培育
P宽叶、不抗病 AAbb × 窄叶、抗病 aaBB

F1 宽叶、抗病AaBb

配子 AB Ab aB ab
↓花药离体培养
单倍体幼苗 AB Ab aB ab 单倍体植株特征:植株长得弱小而且高度不育。
↓秋水仙素处理,诱导染色体加倍
AABB Aabb aaBB aabb
宽叶、抗病(根据表现型选育)
(5)多倍体育种的方法、特点及实例:a
多倍体的特点:植物茎秆粗壮,叶片、果实和种子比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量有所增加,抗逆性强。
方法:低温处理、用秋水仙素处理的萌发的种子或幼苗
原理:秋水仙素作用于正在分裂的细胞,能抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,引起细胞中染色体数目加倍。
实例:三倍体无籽西瓜的培育
(6)转基因技术的概念和实例:a
概念:利用分子生物学和基因工程的手段,将某种生物的基因(外源基因)转移
到其他生物物种中,使其出现原物种不具有的新性状的技术
原理:基因重组
特点:克服远源杂交不亲和,定向改变生物的性状
实例:转基因抗冻番茄的培育
五 生物的进化
12.生物的多样性、统一性和进化
(1)生物多样性及统一性的实例:a
多样性实例:生物界包括了植物、动物、真菌、原生生物、原核生物,它们在结构、功能、行为、生活方式有各自的特点。
统一性的实例:
生物体层次:不同地区、不同肤色的人基本特征相同
人和大猩猩的骨骼种类相同
器官层次:脊椎动物(爬行类、哺乳类、鸟类)的某些器官存在统一性。如,人的手臂、海豚的鳍肢,鸟的翅膀、蝙蝠的翼手外形和功能各不相同,但结构相似,来源相同。
细胞层次:动物、植物、真菌、原生生物都是由真核细胞构成,细胞结构相似
分子层次:所有生物有着相同类型的分子组成。如,DNA、RNA、蛋白质等生物大分子的基本单位相同,基本单位的连接方式相同;大分子的作用相似;蛋白质的合成方式相似;所有生物共用一套遗传密码。
(2)达尔文进化论对生物的统一性和多样性的解释:b
统一性:不同的生物有着共同的祖先,遗传的作用使它们在不同层次上存在着统一性
多样性:
13.进化性变化是怎样发生的
(1)选择是进化的动力:b
人工选择:
自然选择
(2)种群的基因库、基因频率、基因型频率的概念:b
种群:生活在一定区域的同种生物的全部个体叫种群。是生物进化的基本单位。
种群特点:种群中的个体不是机械的集合在一起,而是通过种内关系组成一个有机的整体,个体间可以彼此交配,并通过繁殖将各自的基因传递给后代。
基因库:一个生物种群中全部等位基因的总和。
基因频率:某一个等位基因的数目占这个基因所有等位基因总数的比例。
基因型频率:每种基因型个体数占种群总个体数的比例。
(3)基因频率、基因型频率的计算:b
基因频率= 基因型频=
两者联系:(1)种群中一对等位基因的频率之和等于1,基因型频率之和也等于1。
例:某种群共有100个体,其中基因型AA的为30个,Aa的为50个,aa的为20个
A基因频率=
(3)异地和同地物种形成过程:a
物种的概念:在自然状态下能够相互交配,并能产生可育后代一群生物。
(一个物种的生物生活在不同的区域分成若干个种群)
地理隔离
隔离
生殖隔离 (不能交配或交配产生的后代是不育的生物间存在生殖隔离,是新物种形成的标志)
异地物种形成过程:种群地理隔离→小种群→ 阻断基因交流→不同的变异和选择→基因频率向不同方向改变→种群基因库出现差异→差异加大→生殖隔离→新物种形成
同地物种形成:新物种的形成没有经过地理隔离,可能在一次有性生殖过程中形成,如植物多倍体的形成。
六 遗传与人类健康
14.人类遗传病的主要类型
(1)单基因遗传病的概念和实例:a
染色体上单个基因异常引起的遗传病(种类多,发病率低)
(2)多基因遗传病的概念和实例:a
涉及多个基因和许多环境因素的遗传病(相对其他遗传病,发病率高)
(3)染色体异常遗传病的概念和实例:a
染色体数目、形态、结构异常引起的遗传病(种类少)
显性遗传病:并指、多指
常染色体
单基因 隐性遗传病:白化病、苯丙酮尿症、
遗传病 显性:抗维生素D佝偻病
X
性染色体 隐性:红绿色盲、血友病
人类遗 Y 外耳道多毛症(只有男性患者)
传病 多基因遗传病:高血压、冠心病、青少年型糖尿病等
数目异常
原因
染色体异 结构异常
常遗传病: 常染色体:21三体综合症(唐氏综合征)、猫叫综合症
类型
性染色体:特纳氏综合症 葛莱弗德氏综合征
(4)各类遗传病在人体不同发育阶段的发病风险:a
染色体异常的胎儿50%以上自发流传不会出生;新生儿和儿童容易表现单基因和多基因遗传病;各种遗传病在青春期的发病率都很低;成人很少新发染色体病,但单基因遗传病会新发但频率不高,多基因遗传病的发病率在各年龄段中最高。
15.遗传咨询与优生
(1)遗传咨询的基本程序:a
病情诊断→系谱分析→染色体/生化测定→遗传方式分析/发病率测算→提出预防措施
(2)优生的主要措施:a
婚前检查,适龄生育,遗传咨询,产前诊断,选择性流产,妊娠早期避免致畸剂,禁止近亲结婚。
(3)近亲结婚的危害和《婚姻法》禁止近亲结婚的规定:a
近亲结婚生育的子女死亡率高,畸形率高,智力低下率高。尤其是会增加隐性遗传病的发病率。
《婚姻法》规定,直系血亲和三代以内的旁系血亲禁止结婚。
必修3稳态与环境
一 植物生命活动的调节
1.植物激素调节
(1)生长素发现过程中的相关实验:b
①达尔文父子研究结论:苗尖端是感光部位,弯曲的部位在苗尖端下面。
②波森和詹森的实验及结论:插有明胶片的苗发生向光弯曲现象,插有云母片的苗则不弯曲。证明的确有一种化学物质由苗尖端向下传递。
③温特实验充分说明,苗尖中确实存在促进生长的化学物质。后来,其他科学家发现其化学本质是吲哚乙酸。它是在细胞内由色氨酸合成的。
(2)活动:探究2,4-D对插枝生根的作用:b
①实验原理:用一定浓度的生长素类似物浸泡枝条,促进枝条生根,提高扦插成活率。
②实验步骤:分组→插枝浸泡→测量根长度→绘制曲线
③实验结论:适宜浓度的生长素类似物能促进枝条生根,浓度过高会抑制扦插枝条生根。
(3)不同浓度的生长素对植物生长的不同作用:b
每种激素的作用决定于植物的种类、激素的作用部位、激素的浓度等。
①生长素对根和茎的生长,都是低浓度促进生长,高浓度抑制生长。
②植物的不同部位对相同浓度的生长素有不同的反应,对生长素的敏感程度:根>茎。
(4)多种激素的平衡协调作用:a
各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素相互作用,共同调节。例如多种激素的平衡协调作用控制植物生长发育,如:植物组织培养时生长素与细胞分裂素比例合适,会分化出根茎叶,两者过少只生长不分化,细胞分裂素太多只分化出茎叶,生长素太多只分化出根。
(桐乡市高级中学 汤小平)
二 动物生命活动的调节
2.内环境
(1)单细胞动物与多细胞动物进行物质交换的区别:a
单细胞的原生动物(如变形虫)和简单的多细胞动物(如水螅)的细胞能直接与外界环境进行物质交换;
大多数动物体内的细胞必须通过细胞外液间接与外界环境进行物质交换。
(2)内环境的含义及内环境保持相对稳定的意义:b
细胞外液是指动物体内细胞外面的液体,相对于动物体外界环境而言,在机体内部,因此又叫内环境,它包括血浆、组织液和淋巴等。
内环境的理化性质保持相对稳定是细胞正常生存的必要条件。原因是细胞代谢活动是通过一系列的酶促反应来实现的,而这些反应需要有适宜的温度、PH和一定的离子浓度、底物浓度等条件。
稳态是动物体通过调节反应形成的内部环境相对稳定的状态,主要依靠神经系统和内分泌系统的调节来实现,而与稳态维持直接有关的系统有消化系统、呼吸系统、循环系统和排泄系统。 (桐乡茅盾中学 徐炳兴)
3.神经系统的结构和功能
(1)神经调节与体液调节的区别和联系:a
①神经调节和体液调节的区别:
比较项目 神经调节 体液调节
作用途径 反射弧 体液运输
反应速度 迅速 较缓慢
作用范围 准确、比较局限 较广泛
作用时间 短暂 比较长
②神经调节与体液调节的联系:内分泌腺直接或间接地接受中枢神经系统的调节。内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。
(2)神经系统的重要作用:a
①依赖神经系统对体内外刺激作出迅速反应。
②依赖神经系统对体内环境的各种变化作出反应,维持内环境的相对稳定。
对内能协调各器官、各系统的活动,使它们相互配合形成一个整体;对外使人和动物能适应外部环境的各种变化。
(3)神经元的主要结构、种类及特性:a
①神经元的主要结构包括胞体、树突(多个、短、分枝多)和轴突(一个、长和分枝少)。
②按照神经元的功能不同,可以分为三类:
感觉神经元(传入神经元),它是把神经冲动从外周传到神经中枢的神经元;
运动神经元(传出神经元),它是把神经冲动从神经中枢传到外周的神经元;
中间神经元(联络神经元)。
③神经元特性:受到刺激后,产生兴奋,并且传导兴奋。
(4)动作电位的概念:a
动作电位是指可兴奋细胞受到刺激时在静息电位的基础上产生的可传导的电位变化
过程。
注:静息电位是指处在极化状态:神经纤维膜外正电位,膜内负电位。
反极化状态:神经纤维膜内正电位,膜外负电位。
(5)反射的概念、过程及结构基础:b
①反射的概念:是指在中枢神经系统的参与下,机体对刺激感受器所发生的规律性反应。
②反射的结构基础:反射弧(感受器→传入神经→反射中枢→传出神经→效应器)
③反射过程:感受器感受到一定的刺激,并产生兴奋,通过传入神经元将神经冲动传向反射中枢,经过反射中枢分析与综合产生兴奋,通过传出神经元将神经冲动传向效应器(肌肉或腺体)
(6)体温调节的方式及过程:a
①寒冷环境中的体温调节:
②炎热环境中的体温调节:
人的体温调节实际上就是通过神经系统感觉内、外环境的变化,由各器官、系统协调活动,调节人体产热量和散热量,从而实现体温稳定的过程。
((桐乡一中沈懿)
4.高等动物的内分泌系统与体液调节
(1)激素及内分泌的概念:a
激素:人体的内分泌系统(无管腺和细胞)在一定的刺激(神经或体液刺激)作用下分泌到体液中的某些特殊物质,能作用于特定器官并调节它们的活动。
内分泌:激素由细胞分泌后,释放到体液中发挥调节作用的,称为内分泌。
(2)体液调节的含义及其特点:a
激素通过体液的传送,作用于某些特定的器官,调节他们的活动的过程。
特点:比神经调节缓慢,作用持续时间比较长,作用范围比较广泛。
(3)下丘脑与垂体的关系以及它们分泌的部分激素的作用:a
下丘脑的神经细胞分泌多种调节激素作用于腺垂体,调节、控制腺垂体的激素分泌。而腺垂体激素又调节、控制有关内分泌腺体的激素分泌。
下丘脑释放促甲状腺激素释放激素,作用于腺垂体刺激其释放促甲状腺激素。
垂体分为腺垂体和神经垂体。
腺垂体释放促甲状腺激素,作用于甲状腺刺激其释放甲状腺激素;腺垂体还释放生长激素,作用于全部组织,刺激蛋白质合成和组织生长。缺少生长激素得侏儒症;过多得巨人症。
神经垂体释放抗利尿激素,调节人体水平衡,并减少尿液的排放;还释放催产素,促进子宫的收缩。
(4)甲状腺激素对发育、代谢的调节作用:a
甲状腺的功能有:促进物质代谢和能量转换;促进生长发育;促进骨骼成熟;促进中枢神经系统发育。
婴幼儿时期缺乏患呆小症。
(5)雄激素和雌激素的主要作用:a
雄激素:促进精子的发生;促使附属生殖器官的生长;维持男性的第二性征;增强代谢率,影响个人行为。
雌激素:促进卵子成熟和卵泡生长,以及生殖器官的长大、成熟;维持女性的第二性征;支持青春期的突发性快速增长。 (桐乡凤鸣高中 陈晓飞)
三 免疫系统与免疫功能
5.人体对抗病原体感染的非特异性防卫
人体对抗病原体的第一道防线、第二道防线的组成及作用:a
免疫是指身体对抗病原体引起的疾病的能力。人体对抗病原体的第一道防线是体表屏障,包括皮肤表皮的物理屏障和体表黏膜的化学防御。人体对抗病原体的第二道防线是内环境的白细胞的吞噬作用及血浆蛋白破坏病原体,脓液(死的白细胞、活的白细胞、死细菌、坏死的细胞)的出现表示正在克服感染。第一、第二道防线是非特异性免疫,第三道防线是特异性免疫。 (桐乡二中朱祖茂)
6.特异性反应(免疫应答)
(1)特异性免疫的类型及其作用:a
特异性免疫的类型 包括细胞免疫和体液免疫。T淋巴细胞与细胞免疫有关,B淋巴细胞与体液免疫有关。
特异性免疫的作用特点:针对特定病原体。
(2)抗原与抗体、T淋巴细胞与B淋巴细胞:a
抗原是指可使机体产生特异性免疫应答的非己物质。抗体指机体的免疫系统在抗原刺激下,由B淋巴细胞或记忆B细胞增殖分化成的浆细胞所产生的、可与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白。抗体分子的基本结构是Y型的。
骨髓中的淋巴干细胞分化成T淋巴细胞(胸腺中发育)和B淋巴细胞。
(3)淋巴细胞识别入侵者的过程:b
人体细胞膜上都有一种特异的糖蛋白分子,即主要组织相容性复合体(MHC),淋巴细胞以此为依据实现对抗原的特异性识别。同一个体的所有细胞的MHC是相同的,这样在正常情况下免疫系统不会攻击自身的细胞。而病毒、细菌和其它致病因子在它们的表面也带有表明它们特殊身份的分子标志,它不同于人体自身的MHC,因此被识别后会引起人体的特异性免疫反应。记忆细胞的形成使机体在有相同抗原再次入侵的情况下产生更快更强的免疫应答,即二次免疫应答。
(4)细胞免疫与体液免疫的过程:b
成熟的T淋巴细胞对自身细胞膜上的MHC不反应,当受特定的抗原—MHC复合体刺激,就会分裂分化为效应T细胞和记忆T细胞,活化的辅助性T淋巴细胞可分泌多种蛋白质,促进细胞毒性T淋巴细胞的增殖与分化,活化的细胞毒性T淋巴细胞专一性识别有抗原—MHC复合体的细胞(已被感染的体细胞或癌细胞)并消灭之。这种T淋巴细胞的免疫称为细胞免疫。
成熟的B淋巴细胞膜上的抗体分子(免疫球蛋白)遇到相应的抗原,在受活化的辅助性T淋巴细胞分泌的白细胞介素—2的作用下,分裂分化成效应B细胞(浆细胞)和记忆B细胞,效应B细胞产生和分泌专一性的大量抗体,抗体与细胞外的病原体和毒素结合,使病毒失去感染能力,使细菌毒素中和,使一些抗原凝聚。这种B淋巴细胞的免疫称为体液免疫。 (桐乡二中朱祖茂)
7.免疫系统的功能异常
(1)免疫功能异常反应(过度反应、功能减退):a
过敏反应是一些人对某种物质(如花粉、某些食物、某些药物、螨虫、蘑菇孢子、昆虫毒液、灰尘、化妆品等)所产生的强烈的免疫应答,是免疫系统功能过强造成的。分速发型和迟发型两种,引起过敏反应的物质叫致敏原。
先天性免疫缺乏病是由于发育异常,使机体缺乏B淋巴细胞或T淋巴细胞,从而造成机体缺乏对异物免疫应答的先天性疾病。
后天获得的免疫缺乏病是出生后在生活过程中由于病毒感染等原因造成的免疫功能不足或低下的疾病。最典型的是艾滋病。
(2)艾滋病病毒对人体免疫系统的影响:a
获得性免疫缺陷综合征(英文缩写AIDS,中文名称艾滋病)是一种通过体液传播的疾病。它是由人类免疫缺陷病毒(HIV)感染引起的。
HIV是一种逆转录酶病毒,其遗传物质是RNA,主要感染并破坏辅助性T淋巴细胞,从而导致病人的免疫功能严重衰退。在人体有很长的潜伏期(8~10年)。
(3)艾滋病的传播途径及其预防措施:a
艾滋病的传播途径有三种:①性接触;②血液传播;③母婴传播。HIV不会通过一般的身体接触或空气途径传播,不会通过昆虫传播,也不会通过食物、握手或马桶座传播。
预防艾滋病的措施:①洁身自爱,避免不正当的性关系,使用避孕套;②输血要严格检查,严格消毒;③远离毒品;④对已感染HIV的孕妇应用药物控制,实施剖腹产,并对其婴儿采用人工哺乳。
四 种群
8.种群的特征
(1)种群的概念及特征 a
种群指占有一定空间和时间的同一物种的集合体。
种群的特征:有种群密度、出生率和死亡率、年龄结构(增长型、稳定型、衰退型)、性比率等,种群密度是种群的最基本数量特征,出生率和死亡率是决定种群数量变化的主要因素,年龄结构是预测末来种群数量变化的主要依据。
(2) 种群密度的调查方法(标志重捕法) a
标志重捕法适用于活动能力较强的动物,如田鼠、鸟类、鱼类等,其公式是N=M.n /m,M—标志个体数,n—重捕个体数,m—重捕中被标记的个体数。
9.种群的增长方式
(1)种群的指数增长和逻辑斯谛增长的含义及特点 b
在资源无限、空间无限和不受其他生物制约的理想条件下,种群呈指数增长(“J”形增长),特点是起始增长很慢,但随着种群基数的加大,增长会越来越快,每单位时间都按种群的一定百分数或倍数增长,其增长势头强大。增长速率不断增大。
在资源有限、空间有限和受其他生物制约的条件下种群呈逻辑斯谛增长(“S”形增长),特点是起始呈加速增长,K/2时增长最快,此后便开始减速增长,到K值时便停止增长或在K值上下波动。
两种曲线的比较:
项目 “J”形曲线 “S”形曲线
前提条件 资源和空间无限 资源和空间有限
有无K值 无K值,持续增长 有K值
曲线
种群增长速率 越来越大 种群数量为K/2时最大
曲线形成的原因 无种内斗争,缺少天敌 种内斗争越来越剧烈,捕食者数量增多
(2) 环境容纳量的概念 a
环境容纳量是指在长时期内环境所能维持的种群最大数量。用K值表示。
应用:大熊猫栖息地遭到破坏后,由于食物减少和活动范围缩小,其K值变小,因此要建立自然保护区,改善栖息环境,提高K值,是保护大熊猫的根本措施;对家鼠等有害动物的控制,应降低其K值。
五 群落
10.植物的生长型和群落结构
(1)群落的概念 a
群落指在一定空间内所有生物种群的集合体。群落是由一定的动物、植物和微生物种群组成。
(2)群落的垂直结构、水平结构和时间结构 a
垂直结构是指生物群落在垂直方向上具有明显的分层现象。如森林的垂直结构,不同植物自上而下分别配置在群落的不同高度,依次为乔木层、灌木层、草本层和地衣层,形成一定的层次性。影响植物垂直结构的主要因素是光照强度。而植物的垂直结构又为动物创造了多种多样的栖息条件,因此,动物也有类似的分层现象。动物分层主要是因群落的不同层次的食物和栖息环境不同。
水生群落也有分层现象,其层次性主要由光的穿透性、温度和氧气的垂直分布决定的。
一个湖泊至上而下可分为四层:表水层、斜温层、静水层、底泥层。
水平结构指群落中的生物在水平方向上的配置状况。由于土壤、地形、湿度等环境条件及物种本身的不同特点,不同地段往往分布着不同的种群,表现出复杂的斑块性和镶嵌性。
时间结构指群落的组成和外貌随时间而发生有规律的变化。如昼夜变化和季节变化。
11.群落的主要类型
主要的陆地生物群落类型 a
由于气候、地形等环境条件的不同,各地分布着不同类型的生物群落。主要的陆地生物群落是森林、草原、荒漠和苔原。
北半球森林自南向北依次分布着热带雨林、温带落叶阔叶林、北方针叶林。热带雨林中的生物种类最丰富,是地球上最丰富的生物基因库。
12.群落演替
群落演替的概念、类型和群落演替的过程 a
群落演替指随着时间的推移,一个物种取代另一些物种,一个群落类型取代另一个群落类型的过程。群落是一个动态系统,它是不断发展变化的,最后会达到一个相对稳定的阶段。
群落演替的类型:原生演替和次生演替
原生演替:指在从未有任何生物定居过的裸岩、沙丘、和湖底开始的演替。经历的时间长。如从裸岩开始演替为森林的过程是:地衣、苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。湖泊演替为森林的过程是:裸底阶段→沉水植物阶段→浮叶根生植物阶段→挺水植物和沼泽植物阶段→森林群落阶段(顶极)。
次生演替:由于火灾、洪水和人为破坏把原有群落毁灭,在被毁灭群落基质上所进行的演替。由于原有基质和环境条件较好,经历的时间较短。
引起次生演替的外界因素:
自然因素:火灾、洪水、病虫害、严寒
人类活动(主要因素):过度砍伐、放牧、垦荒、开矿;完全被砍伐或火烧后的森林、弃耕后的农田
当群落演替到与当地的气候、土壤条件处于平衡状态时,群落结构最复杂也最稳定,只要没有外力干扰,它将永远保持原状,演替所达到的这个最终平衡状态叫顶级群落。顶级群落主要由平均温度和年降雨量所决定。
六 生态系统
13.生态系统的营养结构
(1)生态系统的概念和组成成分 a
生态系统是由生物群落及非生物环境所构成的一个生态学功能系统。地球上最大的生态系统是生物圈。
组成成分由无机物、有机物、气候、能源、生产者、消费者、分解者七大成分组成。
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