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文檔簡介

1、必修1 分子與細(xì)胞第一章 走進(jìn)細(xì)胞1.原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的區(qū)別比較項目原核細(xì)胞真核細(xì)胞相似點均有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核糖體,均以DNA作為遺傳物質(zhì)大小較小較大本質(zhì)區(qū)別沒有以核膜為界限的細(xì)胞核有以核膜為界限的細(xì)胞核細(xì)胞核擬核,無核膜、核仁細(xì)胞核,有核膜、核仁DNA存在形式裸露存在,擬核:大型環(huán)狀質(zhì)粒:小型環(huán)狀細(xì)胞核:和蛋白質(zhì)形成染色體細(xì)胞質(zhì):在線粒體、葉綠體中裸露存在細(xì)胞器只有核糖體有各種細(xì)胞器細(xì)胞壁大多有,主要成分是肽聚糖(糖類和蛋白質(zhì)結(jié)合)植物細(xì)胞有,成份是纖維素和果膠動物細(xì)胞沒有真菌有細(xì)胞壁細(xì)胞分裂二分裂有絲分裂、無絲分裂(蛙的紅細(xì)胞等)、減數(shù)分裂轉(zhuǎn)錄與翻譯同一時間和同一地點轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核內(nèi)、翻

2、譯在細(xì)胞質(zhì)中(核糖體) 。轉(zhuǎn)錄在前,翻譯在后可遺傳變異來源一般為基因突變基因突變、基因重組、染色體變異遺傳規(guī)律不遵循孟德爾遺傳規(guī)律核基因遵循,質(zhì)基因不遵循孟德爾遺傳規(guī)律生物膜系統(tǒng)細(xì)胞膜細(xì)胞膜、細(xì)胞器膜、核膜(哺乳動物成熟紅細(xì)胞只有細(xì)胞膜)舉例細(xì)菌、藍(lán)藻(藍(lán)球藻、念珠藻、發(fā)菜、顫藻)、大多數(shù)動植物細(xì)胞、真菌2.細(xì)胞學(xué)說建立者是施萊登和施旺,細(xì)胞學(xué)說建立揭示了細(xì)胞的統(tǒng)一性和生物體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性。第二章 組成細(xì)胞的分子一.細(xì)胞中常見的化學(xué)元素:20多種大量無素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg微量無素:Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu含量最多的元素:C、H、O、N最基本元素:C(生命的核心元素)

3、細(xì)胞干重中,含量最多元素為C(C O N H)細(xì)胞鮮重中含最最多元素為O (O C H N)二構(gòu)成細(xì)胞的化合物:無機化合物:水、無機鹽 有機化合物:糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸 含量最多的化合物:水; 最多的有機化合物:蛋白質(zhì); 干重最多的化合物:蛋白質(zhì)三細(xì)胞中的無機化合物:水和無機鹽1、水的存在形式:自由水:(95.5%)是以游離形式存在,可以自由流動的水。作用:良好的溶劑;參與細(xì)胞內(nèi)生化反應(yīng);物質(zhì)運輸?shù)龋ㄔ诖x旺盛的細(xì)胞中,自由水的含量一般較多)結(jié)合水:(4.5% )是與其他物質(zhì)相結(jié)合的水。作用:組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要成分。(結(jié)合水的含量增多,可以使植物的抗逆性增強)自由水/結(jié)合水比例增大,代謝速

4、率增大;自由水/結(jié)合水比例減小,代謝速率減慢,抗逆性增強。2、無機鹽(1)存在形式:大多數(shù)離子(2)作用細(xì)胞內(nèi)某些復(fù)雜化合物的重要組成成分 (如Mg2+是構(gòu)成葉綠素的成分、Fe2+是構(gòu)成血紅蛋白的成分、I-是構(gòu)成甲狀腺激素的成分。維持細(xì)胞和生物體的生命活動。(如哺乳動物血液中鈣離子濃度過低肌肉抽搐)維持細(xì)胞的酸堿平衡四、糖類1、元素組成:C、H、O 2、分類概 念種 類分 布主 要 功 能單糖不能水解的糖核糖動植物細(xì)胞組成核酸的物質(zhì)脫氧核糖葡萄糖細(xì)胞的重要能源物質(zhì)二糖水解后能夠生成二分子單糖的糖蔗糖植物細(xì)胞麥芽糖乳糖動物細(xì)胞多糖水解后能夠生成許多個單糖(葡萄糖)分子的糖淀粉植物細(xì)胞植物細(xì)胞中的

5、儲能物質(zhì)纖維素植物細(xì)胞壁的基本組成成分糖原動物細(xì)胞動物細(xì)胞中的儲能物質(zhì)附:二糖的水解產(chǎn)物:蔗糖1葡萄糖+1果糖麥芽糖2葡萄糖乳糖1葡萄糖+ 1半乳糖3、功能:糖類是生物體維持生命活動的主要能量來源。五、脂質(zhì)1、元素組成:C、H、O,有些還含N、P H含量多于糖類,氧化分解時耗氧量大,放能多。 O含量少于糖類2、分類:脂肪、磷脂、固醇(如膽固醇、性激素、維生素D等)3功能:脂肪:C H O ,細(xì)胞內(nèi)良好的儲能物質(zhì),保溫、減壓、保護內(nèi)臟器官磷脂:C H O N P 構(gòu)成生物膜的重要成分(頭部親水,尾部疏水)固醇 膽固醇:動物細(xì)胞膜的成分,在人體內(nèi)參與血液中脂質(zhì)的運輸。 性激素:促進(jìn)生殖器官的發(fā)育和

6、生殖細(xì)胞的形成。 維生素D:促進(jìn)腸道對鈣和磷的吸收。六、蛋白質(zhì)1、元素組成:C、H、O、N(有的含有S)2、基本組成單位:氨基酸(約20種)氨基酸結(jié)構(gòu)通式:氨基酸的判斷: 同時有氨基和羧基至少有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上。(組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸的區(qū)別:R基的不同)3形成:氨基酸通過脫水縮合形成肽鍵(-CO-NH-)相連而成肽鏈,多條肽鏈盤曲折疊形成有功能的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性的原因:氨基酸種類、數(shù)目、排列次序、肽鏈空間結(jié)構(gòu)不同。 4計算:(1)肽鍵數(shù)(脫去的水分子數(shù)) 氨基酸數(shù) 肽鏈條數(shù)。(2)至少含有氨基數(shù)(或羧基數(shù)) 肽鏈條數(shù)(3)蛋白質(zhì)分子量 = 氨基酸分子量 氨基酸數(shù)

7、18脫去水的個數(shù) (4)碳原子數(shù)氨基酸的分子數(shù)2R基上的碳原子數(shù)。 (5)氫原子數(shù)各氨基酸中氫原子的總數(shù)脫去的水分子數(shù)2。 (6)氧原子數(shù)各氨基酸中氧原子的總數(shù)脫去的水分子數(shù)。 (7)氮原子數(shù)肽鏈數(shù)肽鍵數(shù)R基上的氮原子數(shù)各氨基酸中氮原子的總數(shù)。 (8)由于R基上的碳原子數(shù)不好確定,且氫原子數(shù)較多,因此以氮原子數(shù)或氧原子數(shù)的計算為突破口,計算氨基酸的分子式或氨基酸個數(shù)最為簡便。 一條肽鏈中 含2個氨基的氨基酸數(shù)N原子數(shù)肽鍵數(shù)1含2個羧基的氨基酸數(shù)為:(O原子數(shù)肽鍵數(shù)2 )/25功能:生命活動的主要承擔(dān)者。結(jié)構(gòu)蛋白:如肌肉、羽毛、頭發(fā)、蛛絲催化作用:如絕大多數(shù)酶運輸載體:如血紅蛋白傳遞信息:調(diào)節(jié)機

8、體生命活動:如胰島素免疫功能:如抗體七、核酸1、元素組成: C、H、O、N、P 2、基本單位:核苷酸(由1分子磷酸+1分子五碳糖+1分子含氮堿基組成)組成核酸的堿基有 5 種,五碳糖有 2 種,核苷酸有8 種。1分子磷酸脫氧核苷酸 1分子脫氧核糖(4種) 1分子含氮堿基(A、T、G、C)1分子磷酸核糖核苷酸 1分子核糖(4種) 1分子含氮堿基(A、U、G、C)3、比較DNARNA基本單位脫氧核糖核苷酸核糖核苷酸五碳糖脫氧核糖(C5H10O4)核糖(C5H10O5)堿基A、G、C、TA、G、C、U無機酸磷酸磷酸結(jié)構(gòu)通常呈規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)通常呈單鏈結(jié)構(gòu)分類通常只有一類mRNA、tRNA、rRNA分

9、布主要存在于細(xì)胞核,葉綠體、線粒體中有少量主要存在于細(xì)胞質(zhì)產(chǎn)生途徑DNA的復(fù)制、逆轉(zhuǎn)錄RNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄功能細(xì)胞生物中的遺傳物質(zhì)DNA病毒的遺傳物質(zhì)RNA病毒中的遺傳物質(zhì)不作為遺傳物質(zhì):在DNA控制蛋白質(zhì)合成中起作用。mRNA:蛋白質(zhì)合成的直接模版tRNA:能攜帶特定氨基酸rRNA:核糖體的組成成分有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物:同時含DNA和RNA,遺傳物質(zhì)是DNA,組成核酸的堿基有 5 種,五碳糖有 2 種,核苷酸有8 種。病毒:有的遺傳物質(zhì)是DNA如:噬菌體等;有的遺傳物質(zhì)是RNA如:煙草花葉病毒、HIV、SARS病毒等,組成核酸的堿基有 4種,五碳糖有 1 種,核苷酸有4 種。八生物大分子以碳鏈為基

10、本骨架。生物大分子(多聚體)組成單位(單體)蛋白質(zhì)氨基酸核酸核苷酸 多糖單糖(葡萄糖) 第三章 真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能細(xì)胞細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞器細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞壁(植物) 細(xì)胞壁(植物細(xì)胞) 成分:纖維素和果膠 功能:支持和保護二細(xì)胞膜1、成分:脂質(zhì)(50%):主要是磷脂,雙分子層,生物膜的基本骨架(動物細(xì)胞膜上有膽固醇)蛋白質(zhì)(40%):種類和數(shù)量越多,膜的功能就越復(fù)雜糖類(2-10%):糖蛋白(糖被),糖脂,與信息交流有關(guān)2、功能:將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開,保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定;控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞,方式:被動運輸、主動運輸和胞吞胞吐;進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流。3、制備細(xì)胞膜的方法:哺乳動物成

11、熟的紅細(xì)胞置于清水中發(fā)生滲透作用,吸水漲破,離心,從而獲得細(xì)胞膜。哺乳動物成熟的紅細(xì)胞無細(xì)胞壁,無各種細(xì)胞器膜和核膜。4、特點:結(jié)構(gòu)特點:一定的流動性(所有磷脂分子可以運動,絕大多數(shù)蛋白質(zhì)分子可以運動)例如:胞吞胞吐、細(xì)胞融合、質(zhì)壁分離、細(xì)胞貼壁、變形蟲變形等功能特點:選擇透過性(取決于細(xì)胞膜上的載體蛋白)如果細(xì)胞死亡,兩個特點會消失。這也是檢驗細(xì)胞是否具有活性的依據(jù)。5、生物膜結(jié)構(gòu):流動鑲嵌模型磷脂雙分子層構(gòu)成基本骨架,具有流動性。蛋白質(zhì)分子有的鑲嵌在磷脂分子層表面,有的部分或全部嵌入磷脂分子層中,有的貫穿整個磷脂雙分子層。大多數(shù)蛋白質(zhì)分子可以運動。糖類可與蛋白質(zhì)或者磷脂結(jié)合。糖蛋白位于細(xì)胞

12、膜的外表面形成糖被。具有保護、潤滑和識別的作用。三細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)1、成分:含有水、無機鹽、脂質(zhì)、糖類、氨基酸、核苷酸和多種酶等2、功能:是生化反應(yīng)場所3、特點:可流動的 。如何觀察細(xì)胞質(zhì)(基質(zhì))的流動? 借助于細(xì)胞器的運動來體現(xiàn),如:葉綠體四.細(xì)胞器(分離方法:差速離心法)線粒體結(jié)構(gòu): 雙層膜(外膜、內(nèi)膜)嵴(內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成)基質(zhì)(含少量DNA,RNA)。內(nèi)膜與基質(zhì)中含有與有氧呼吸有關(guān)的酶。 功能:有氧呼吸的主要場所(有氧呼吸的第二、三階段)葉綠體:分布:主要存在于綠色植物的葉肉細(xì)胞有:葉肉細(xì)胞,保衛(wèi)細(xì)胞沒有:根細(xì)胞,葉表皮細(xì)胞,洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞結(jié)構(gòu): 雙層膜 基粒(類囊體堆疊而成):有色素和

13、酶基質(zhì): 有酶,DNA,RNA功能:進(jìn)行光合作用的場所 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(單層膜):蛋白質(zhì)合成和加工、脂質(zhì)合成的場所 粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng):即附著有核糖體的,與分泌蛋白的合成、運輸和加工有關(guān)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng):無核糖體附著,與脂質(zhì)合成有關(guān)高爾基體(單層膜):對來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工,動物細(xì)胞中與分泌物的形成有關(guān),植物中與有絲分裂細(xì)胞壁的形成有關(guān)。液泡(單層膜):分布:主要存在于植物細(xì)胞,內(nèi)有細(xì)胞液。(成熟的植物有大液泡,分生區(qū)細(xì)胞沒有大液泡)。功能:貯藏(營養(yǎng)、色素等)、保持細(xì)胞形態(tài),調(diào)節(jié)滲透吸水。 核糖體(無膜結(jié)構(gòu)):成分:rRNA蛋白質(zhì)功能:合成蛋白質(zhì)的場所。 附著型:合成分泌蛋白 游離型:合成胞內(nèi)蛋白中心體(無

14、膜結(jié) 構(gòu)):分布:動物細(xì)胞和低等植物細(xì)胞結(jié)構(gòu):由垂直的兩個中心粒及周圍物質(zhì)構(gòu)成功能:與動物細(xì)胞有絲分裂(發(fā)出星射線,形成紡錘體)有關(guān)。溶酶體:(單層膜):含有多種水解酶,分解衰老、損傷的細(xì)胞器,吞噬并殺死侵入細(xì)胞的 病毒或病菌細(xì)胞器之間的協(xié)調(diào)配合:分泌蛋白的合成、加工、運輸、分泌分泌蛋白:消化酶,抗體,部分激素(胰島素,胰高血糖素,生長激素,促甲狀腺釋放激素,促甲狀腺激素)小結(jié):分布植物特有的細(xì)胞器葉綠體、液泡動物和低等植物特有的細(xì)胞器中心體結(jié)構(gòu)不具膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器核糖體、中心體具單層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、液泡、溶酶體、高爾基體具雙層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器線粒體、葉綠體光學(xué)顯微鏡下可見的細(xì)胞器線粒體、葉

15、綠體、液泡成分含DNA的細(xì)胞器線粒體、葉綠體含RNA的細(xì)胞器核糖體、線粒體、葉綠體含色素的細(xì)胞器葉綠體、液泡功能能產(chǎn)生水的細(xì)胞器線粒體、葉綠體、核糖體、高爾基體與能量轉(zhuǎn)換有關(guān)的細(xì)胞器葉綠體、線粒體能產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器線粒體、葉綠體能復(fù)制的細(xì)胞器線粒體、葉綠體、中心體能合成有機物的細(xì)胞器核糖體、葉綠體、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與有絲分裂有關(guān)的細(xì)胞器核糖體、線粒體、高爾基體、中心體與分泌蛋白合成、分泌相關(guān)的細(xì)胞器核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體能發(fā)生堿基互補配對的細(xì)胞器線粒體、葉綠體、核糖體與主動運輸有關(guān)的細(xì)胞器核糖體、線粒體五.細(xì)胞核:1.結(jié)構(gòu):核膜(雙層膜)、核孔、核仁、染色質(zhì)(1)核膜:雙層膜,有核

16、孔(實現(xiàn)細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間物質(zhì)交換和信息交流,RNA、蛋白質(zhì)等大分子進(jìn)出通過核孔。)(2)核仁:與rRNA的合成和核糖體的形成有關(guān)(3)染色質(zhì):被堿性染料染成深色的物質(zhì),主要由DNA和蛋白質(zhì)組成 染色質(zhì)和染色體的關(guān)系:細(xì)胞中同一種物質(zhì)在不同時期的兩種存在狀態(tài)。2.功能:是遺傳信息庫,控制細(xì)胞代謝和遺傳3.數(shù)量: 大多數(shù)生物體細(xì)胞中都是一個無細(xì)胞核的細(xì)胞:原核細(xì)胞、高等植物成熟的篩管細(xì)胞、哺乳動物成熟的紅細(xì)胞 多個細(xì)胞核的細(xì)胞:草履蟲(2個) 肌細(xì)胞(多個)六. 細(xì)胞的生物膜系統(tǒng):1概念:真核細(xì)胞核膜、細(xì)胞器膜和細(xì)胞膜共同構(gòu)成。2. 在結(jié)構(gòu)和功能上緊密聯(lián)系。3.功能:保證內(nèi)環(huán)境相對穩(wěn)定,對物質(zhì)運

17、輸、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞等過程起決定性作用。為許多酶提供附著位點,是許多生物化學(xué)反應(yīng)的場所。分隔細(xì)胞器,保證細(xì)胞生命活動高效,有序的進(jìn)行。第四章 物質(zhì)的跨膜運輸一滲透作用發(fā)生條件:1.有半透膜的存在 2.半透膜兩側(cè)具有濃度差水分子擴散方向:低濃度溶液 高濃度溶液(實際:雙向擴散)二、物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗?)動物細(xì)胞的吸水與失水(細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜)外界溶液濃度 細(xì)胞質(zhì)濃度 細(xì)胞失水皺縮外界溶液濃度 = 細(xì)胞質(zhì)濃度 動態(tài)平衡(2)成熟植物細(xì)胞吸水和失水 eq oac(,1)原生質(zhì)層包括:植物細(xì)胞膜、液泡膜和兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。 eq oac(,2)原生質(zhì)層是選擇透過性膜,它相當(dāng)于一層半透膜。 eq

18、 oac(,3)質(zhì)壁分離:原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離當(dāng)外界溶液濃度 細(xì)胞質(zhì)濃度 細(xì)胞滲透失水 質(zhì)壁分離當(dāng)外界溶液濃度 細(xì)胞質(zhì)濃度 細(xì)胞滲透吸水 質(zhì)壁分離復(fù)原三、物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞剑悍绞娇缒み\輸方式不跨膜運輸被動運輸(順濃度梯度)主動運輸(逆濃度梯度)胞吞、胞吐自由擴散協(xié)助擴散特點需載體需載體 能量需能量舉例水、氣體、甘油、乙醇、苯等紅細(xì)胞吸收葡萄糖氨基酸、葡萄糖、離子等分泌蛋白神經(jīng)遞質(zhì)1.影響物質(zhì)運輸?shù)囊蛩兀海?)一定范圍內(nèi)物質(zhì)濃度的影響:(2)氧氣濃度對物質(zhì)運輸速率的影響曲線:(3)影響主動運輸?shù)囊蛩兀何账俾?吸收速率 吸收速率氧分壓 溫度/PH 物質(zhì)濃度氧氣影響能量供給 溫度和PH通過影響酶的

19、活性 載體數(shù)量限制起始為無氧呼吸 來影響呼吸作用 濃度過高細(xì)胞失水代謝減慢第五章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用一、酶1、概念:酶是活細(xì)胞產(chǎn)生(除哺乳動物成熟紅細(xì)胞)具有催化作用的(細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外)一類有機物(絕大多數(shù)是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA)。作用:催化作用(降低化學(xué)反應(yīng)的活化能)2、特性: 高效性、專一性、作用條件溫和(1)高效性酶降低反應(yīng)活化能的效果比無機催化劑更顯著??煽s短達(dá)到化學(xué)平衡的時間,不改變反應(yīng)平衡點。(2)專一性每一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學(xué)反應(yīng)。(3)作用條件溫和PH: 在最適pH下,酶的活性最高,pH值偏高或偏低酶的活性都會明顯降低。PH過高或過低,酶失活(空間結(jié)構(gòu)被破

20、壞)溫度: 在最適溫度下酶的活性最高,溫度偏高或偏低酶的活性都會明顯降低。溫度過低,酶活性降低;溫度過高,酶失活(空間結(jié)構(gòu)被破壞)(胃蛋白酶=2 唾液淀粉酶=7 胰蛋白酶=8)二、ATP1、功能:ATP是生命活動的直接能源物質(zhì)注:生命活動的主要的能源物質(zhì)是糖類(葡萄糖);生命活動的儲備能源物質(zhì)是脂肪。生命活動的根本能量來源是太陽能。2、中文名:三磷酸腺苷結(jié)構(gòu)簡式: A-PPP (A :腺苷; P:磷酸基團;) : 高能磷酸鍵(遠(yuǎn)離腺苷的高能磷酸鍵容易斷裂)(30.54kJ/mol)3、ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化:(ATP細(xì)胞內(nèi)含量少,但是相對穩(wěn)定) 注:(1)向右:表示ATP水解,所釋放的能量用

21、于各種需要能量的生命活動。向左:表示ATP合成,所需的能量來源于生物化學(xué)反應(yīng)釋放的能量(在人和動物體內(nèi),來自細(xì)胞呼吸;綠色植物體內(nèi)則來自細(xì)胞呼吸和光合作用) 合成和水解不是可逆反應(yīng)(2)ATP能作為直接能源物質(zhì)的原因是細(xì)胞中ATP與ADP循環(huán)轉(zhuǎn)變,且十分迅速。4、ATP產(chǎn)生速率與O2量關(guān)系A(chǔ):無氧呼吸產(chǎn)生ATP AB:隨氧氣濃度上升,ATP產(chǎn)生速率上升BC:ATP產(chǎn)生速率達(dá)到穩(wěn)定,限制因素為酶、ADP、Pi等三、細(xì)胞呼吸1、有氧呼吸:(1)概念:指活細(xì)胞在有氧氣的參與下,通過酶的催化作用,把某些有機物徹底氧化分解,產(chǎn)出二氧化碳和水,同時釋放大量能量的過程。(2)過程:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體 ,(大

22、多數(shù)能量轉(zhuǎn)化為熱能,少數(shù)能量儲存在ATP中)第一階段:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) C6H12O6 酶 2C3H4O3+4H+少量能量 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第二階段:線粒體基質(zhì)2C3H4O3+6H2O 酶 6CO2+20H+ 少量能量 線粒體基質(zhì)第三階段:線粒體內(nèi)膜24H+6O2 酶12H2O+大量能量 線粒體內(nèi)膜2、無氧呼吸:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(1)概念:無氧呼吸是指細(xì)胞在無氧條件下,通過酶的催化作用,把葡萄糖等有機物分解成乙醇和二氧化碳或乳酸, 同時釋放少量能量的過程(2)過程第一階段:與有氧呼吸的相同,是由 葡萄糖分解為 丙酮酸 ,釋放少量能量第二階段:丙酮酸分解成CO2和酒精 或轉(zhuǎn)化成 C3H6O3(乳酸) ,不釋放能量

23、多數(shù)植物細(xì)胞、酵母菌:C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量動物細(xì)胞、馬鈴薯塊莖、乳酸菌:C6H12O6 2C3H6O3少量能量3、有氧呼吸與無氧呼吸比較有氧呼吸無氧呼吸相同點分解有機物釋放能量,第一階段相同場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件氧氣、酶無氧或低氧、酶產(chǎn)物6CO2+12H2O2C2H5OH+2CO2或C3H6O3能量徹底氧化分解(38個ATP)不徹底氧化分解(2個ATP)4、影響呼吸作用的因素1)溫度:通過影響的酶性來影響呼吸作用。(低溫保鮮,夜晚降溫減少消耗提高產(chǎn)量) DCBA2)氧分壓:低氧保鮮、中耕松土、透氣紗布抑制厭氧菌 3)水:一定范圍內(nèi),隨水含量的

24、上升,細(xì)胞呼吸加快;反之則慢。 風(fēng)干種子,細(xì)胞呼吸降低,有機物消耗減少。四、光合作用1. 光合作用探究歷程實驗:科學(xué)家內(nèi)容結(jié)論普利斯特利蠟燭、小鼠、綠植實驗綠色植物可以更新空氣英格豪斯普利斯特利實驗需要光綠色植物需要光照可更新空氣發(fā)現(xiàn)空氣的組成綠葉在光下放出氧氣吸收二氧化碳梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒原理植物光合作用把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能薩克斯綠葉暗處理,一半曝光、一半遮光,碘蒸氣處理,曝光呈深藍(lán)色,遮光無變化光合作用產(chǎn)物有淀粉(自身對照)恩格爾曼水綿好氧細(xì)菌臨時裝片放在黑暗環(huán)境中以極細(xì)光束照射,好氧細(xì)菌集中于光處。如在光下,好氧細(xì)菌分布在葉綠體部位葉綠體是光合作用的場所(自身對照)魯賓、卡門用18O分

25、別標(biāo)記H218O和C18O2氧氣全部來自于水(同位素標(biāo)記法)卡爾文探究CO2中的碳轉(zhuǎn)化成有機物中碳的途徑。用14C標(biāo)記14CO2,供小球藻光合作用追蹤放射性途徑:14CO214C3(14CH2O)(同位素標(biāo)記法)2.葉綠體中的色素葉綠素a (藍(lán)綠色) 葉綠素3/4 主要吸收紅光和藍(lán)紫光葉綠素b (黃綠色) 色素 胡蘿卜素 (橙黃色) 類胡蘿卜素1/4主要吸收藍(lán)紫光葉黃素 (黃色)3.概念:指綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉(zhuǎn)變成儲存能量的有機物,并且釋放出氧氣的過程。4.過程:光反應(yīng)暗反應(yīng)場所類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)條件光、色素、酶酶物質(zhì)變化水的光解: ATP合成:固定:還原:ATP水

26、解:能量變化光能ATP中活躍的化學(xué)能ATP中活躍的化學(xué)能有機物穩(wěn)定的化學(xué)能總反應(yīng)式5、改變外界條件葉肉細(xì)胞內(nèi)各物質(zhì)含量變化6、影響光合作用的條件1)光照:光合作用速率可用三個量表示:CO2消耗量;O2釋放量;有機物合成量。光照時間:光照時間與有機物積累量正相關(guān)。光強:A:呼吸強度AB:光合作用呼吸作用2)CO2濃度: 3)溫度:7.光合作用與呼吸作用的計算: 真光合 =凈光合 + 呼吸光合CO2消耗總量=細(xì)胞從外界吸收CO2+呼吸產(chǎn)生CO2光合O2釋放總量=細(xì)胞釋 放到外界O2+呼吸消耗O2光合作用總制造量(晝)= 一晝夜有機物積累量 + 呼吸消耗量 (晝夜)第六章 細(xì)胞的生命歷程細(xì)胞的生長細(xì)

27、胞不能不限長大 細(xì)胞體積越大表面積/體積越小 物質(zhì)運輸效率越低 細(xì)胞越大 細(xì)胞核控制能力越弱細(xì)胞增殖一、細(xì)胞增殖的意義:是生物體生長、發(fā)育、生殖和遺傳的基礎(chǔ)二、真核細(xì)胞分裂方式: 有絲分裂 減數(shù)分裂 無絲分裂三、有絲分裂:1、細(xì)胞周期:從一次細(xì)胞分裂完成開始,直到下一次細(xì)胞分裂完成為止,稱為一個細(xì)胞周期注:連續(xù)分裂的細(xì)胞才具有細(xì)胞周期; 間期在前,分裂期在后;間期長,分裂期短;不同生物或同一生物不同種類的細(xì)胞周期長短不一。2、有絲分裂的過程:動物細(xì)胞的有絲分裂植物細(xì)胞的有絲分裂(1)分裂間期:主要完成DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成 結(jié)果:DNA分子加倍;染色體數(shù)不變(一條染色體含有2條染色

28、單體)(2)分裂期前期:出現(xiàn)染色體和紡錘體 核膜解體、核仁逐漸消失;中期:每條染色體的著絲粒都排列在赤道板上;(觀察染色體的最佳時期)后期:著絲粒分裂,姐妹染色單體分開,成為兩條子染色體,并分別向細(xì)胞兩極移動。末期:染色體變成染色質(zhì)、紡錘體消失 核膜、核仁重現(xiàn)3、動、植物細(xì)胞有絲分裂的比較:動物細(xì)胞植物細(xì)胞不同點前期:紡錘體的形成方式不同由兩組中心粒發(fā)出的星射線構(gòu)成紡錘體由細(xì)胞兩極發(fā)出的紡錘絲構(gòu)成紡錘體末期:子細(xì)胞的形成方式不同由細(xì)胞膜向內(nèi)凹陷把親代細(xì)胞縊裂成兩個子細(xì)胞由細(xì)胞板形成的細(xì)胞壁把親代細(xì)胞分成兩個子細(xì)胞4、涉及的細(xì)胞器植物:核糖體 高爾基體 線粒體動物:核糖體 中心體 線粒體低等植物

29、:核糖體 中心體 高爾基體 線粒體5、有絲分裂過程中染色體和DNA數(shù)目的變化:6、有絲分裂的意義在有絲分裂過程中,染色體復(fù)制一次,細(xì)胞分裂一次,分裂結(jié)果是染色體平均分配到兩個子細(xì)胞中去。子細(xì)胞具有和親代細(xì)胞相同數(shù)目、相同形態(tài)的染色體。這保證了親代與子代細(xì)胞間的遺傳性狀的穩(wěn)定性。四、無絲分裂1、特點:在分裂過程中,沒有染色體和紡錘體等結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)(但有DNA的復(fù)制)2、舉例: HYPERLINK file:/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator課件蘇教版必修1課件(成品)bx1-5.1第一節(jié)%20細(xì)胞增殖蛙的紅細(xì)胞的無絲分裂(使用)02.exe t _

30、parent 蛙的紅細(xì)胞等。細(xì)胞的分化1、概念:由同一種類型的細(xì)胞經(jīng)細(xì)胞分裂后,逐漸在形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能上形成穩(wěn)定性的差異,產(chǎn)生不同的細(xì)胞類群的過程稱為細(xì)胞分化。2、細(xì)胞分化的原因:是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果(注:細(xì)胞分化過程中基因沒有改變)3、特點:一種持久性的變化,發(fā)生在整個生命過程中,在胚胎時期達(dá)到最大限度。4、細(xì)胞分化和細(xì)胞分裂的區(qū)別:細(xì)胞分裂的結(jié)果是:細(xì)胞數(shù)目的增加;細(xì)胞分化的結(jié)果是:細(xì)胞種類的增加5、細(xì)胞的全能性(1)、概念:高度分化的植物細(xì)胞仍然有發(fā)育成完整植株的能力。(2)、植物細(xì)胞全能性的原因:植物細(xì)胞中具有發(fā)育成完整個體的全部遺傳物質(zhì)。(已分化的動物體細(xì)胞的細(xì)胞核也具有全能性)

31、(3)、細(xì)胞全能性實例: 胡蘿卜根細(xì)胞離體,在適宜條件下培養(yǎng)后長成一棵胡蘿卜。細(xì)胞衰老1、衰老細(xì)胞的特征:(1)細(xì)胞內(nèi)的水分減少 ,結(jié)果使細(xì)胞萎縮 ,體積變小, 細(xì)胞新陳代謝的速率減慢;(2)細(xì)胞內(nèi),酶的活性減低(3)細(xì)胞內(nèi)的色素會隨著細(xì)胞的衰老而積累,影響細(xì)胞的物質(zhì)交流和信息傳遞(4)細(xì)胞內(nèi)呼吸速率減慢,細(xì)胞核體積增大,核膜內(nèi)折,染色質(zhì)收縮,染色加深(5)細(xì)胞膜通透性改變 ,物質(zhì)運輸能力降低。2、單細(xì)胞生物:細(xì)胞的衰老和死亡就是個體的衰老和死亡 多細(xì)胞生物:細(xì)胞的衰老和死亡不是個體的衰老和死亡細(xì)胞凋亡1、概念:由基因決定的細(xì)胞程序化自行結(jié)束生命的過程。也稱為細(xì)胞程序性死亡。2、意義:對生物的

32、個體發(fā)育、機體穩(wěn)定狀態(tài)的維持等都具有重要作用。3、舉例:胎兒手的發(fā)育,蝌蚪尾的消失,細(xì)胞的更新,被病原體感染細(xì)胞的清除等。4、細(xì)胞壞死不是細(xì)胞凋亡,不受基因控制。細(xì)胞癌變 內(nèi)因:原癌基因和抑癌基因的突變1原因 物理致癌因子外因:致癌因子 化學(xué)致癌因子 病毒致癌因子2、癌細(xì)胞的特征:(1)無限增殖(2)形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化(3)癌細(xì)胞表面糖蛋白減少容,細(xì)胞彼此之間的 黏著性 減小 必修2 遺傳與變異第一章 遺傳因子的發(fā)現(xiàn)一、孟德爾實驗成功的原因:1.正確選用實驗材料:(1)豌豆是自花傳粉植物,且是閉花授粉的植物;(2)豌豆具有易于區(qū)分的性狀。2.由一對相對性狀到多對相對性狀的研究3.分析方法:統(tǒng)

33、計學(xué)方法對結(jié)果進(jìn)行分析4.實驗程序:假說-演繹法 ,設(shè)計了測交實驗二、相關(guān)知識點:1.基本概念:(1)性狀 相對性狀:同種生物的同一性狀的不同表現(xiàn)類型。顯性性狀:F1(雜合子)顯現(xiàn)出來的性狀。隱性性狀:F1(雜合子)未顯現(xiàn)出來的性狀。性狀分離:雜種后代中,同時顯現(xiàn)出顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象。(2)雜交、自交、測交 雜交;是指同種生物個體之間相互交配的過程。 自交: 指植物體自花受粉或單性花的同株受粉過程。自交是獲得純合子的有效方法。 自交:相同基因型個體的交配,如基因型為AA、Aa群體中自交是指:AAAA、AaAa。測交:就是讓雜種一代與隱性個體的雜交。用來測定F1的基因型和產(chǎn)生的配子種類和比

34、例。 自由交配:群體中所有個體進(jìn)行隨機交配,如基因型為AA、Aa群體中自由交配是指:AAAA、AaAa、AAAa、AaAA。(3)基因、等位基因、非等位基因、顯性基因、隱性基因基因:具有遺傳效應(yīng)的DNA片斷,在染色體上呈線性排列。等位基因:位于一對同源染色體的相同位置上,控制一對相對性狀的基因。 顯性基因:控制顯性性狀的基因。 隱性基因:控制隱性性狀的基因。復(fù)等位基因:若同源染色體上同一位置上的等位基因的數(shù)目在兩個以上,稱為復(fù)等位基因。如人類ABO血型系統(tǒng)中的IA、i、IB三個基因,ABO血型由這三個復(fù)等位基因決定。因為IA對i是顯性、IB對i是顯性,IA和IB是共顯性,所以基因型與表現(xiàn)型的關(guān)

35、系只能是:IAIA、IAiA 型血;IBIB、IBiB型血;IAIBAB型血;iiO型血。非等位基因: 有兩種情況。一種是位于非同源染色體上的非等位基因,符合自由組合定律,如圖中A和D;還有一種是位于同源染色體上的非等位基因,如圖中A和b。(4)純合子、雜合子純合子:由相同基因的配子結(jié)合成的合子發(fā)育成的個體(沒有等位基因)能穩(wěn)定遺傳 雜合子:由不同基因的配子結(jié)合成的合子發(fā)育成的個體(有等位基因)不能穩(wěn)定遺傳(5)基因型和表現(xiàn)型 表現(xiàn)型:在遺傳學(xué)上,把生物個體表現(xiàn)出來的性狀叫表現(xiàn)型。 基因型:在遺傳學(xué)上,把與表現(xiàn)型有關(guān)的基因組成叫基因型。表現(xiàn)型是 基因型與環(huán)境相互作用的結(jié)果。 2.異花傳粉的步驟

36、:去雄(雌蕊成熟之前) 套袋 傳粉(雌蕊成熟時) 套袋(防止其它花粉干擾)3.常用符號及含義P:親本;F1:子一代;F2:子二代;:雜交;:自交;:母本;:父本。4.適用范圍:真核生物,有性生殖,細(xì)胞核基因的遺傳 基因分離定律:同源染色體上的等位基因 基因的自由組合定律:非同源染色體上的非等位基因三、基因分離定律1一對相對性狀的雜交:P純種高莖純種矮莖 F1高莖 F2高莖矮莖 比例 3 1歸納總結(jié):(1)F1全部為高莖;(2)F2發(fā)生了性狀分離。2對分離現(xiàn)象的解釋提出假說(1)生物的性狀是由遺傳因子(基因)決定的。(2)體細(xì)胞中遺傳因子(基因)是成對存在的。(3)在形成生殖細(xì)胞時,成對的遺傳因

37、子(等位基因)彼此分離,分別進(jìn)入不同的配子中,配子中只含有每對遺傳因子(基因)中的一個。(4)受精時,雌雄配子的結(jié)合是隨機的。遺傳圖解:F1配子的種類有兩種是指雌雄配子分別為兩種(D和d),D和d的比例為11,而不是雌雄配子的比例為11。3.對分離現(xiàn)象解釋的驗證演繹推理(1)驗證的方法:測交實驗,選用F1和隱性純合子作為親本,目的是為了驗證F1的基因型。(2)遺傳圖解測交后代的性狀及比例取決于雜種子一代產(chǎn)生的配子及比例。4.分離定律的實質(zhì)及發(fā)生時間得出結(jié)論(1)實質(zhì):等位基因 隨 同源染色體的分開而分離。(如圖所示)(2)時間:減數(shù)第一次分裂后期四、基因自由組合定律1.兩對相對性狀的雜交: P

38、: 黃圓綠皺 F1: 黃圓 自交 F2:黃圓 綠圓 黃皺 綠皺 9 : 3 : 3 : 1分析:在F2 代中 兩種親本型:黃圓9/16 綠皺1/164種表現(xiàn)型: 兩種重組型:黃皺3/16 綠皺3/16 純合子: YYRR yyrr YYrr yyRR 共4種1/169種基因型: 雜合子 含一對等位基因 YYRr yyRr YyRR Yyrr 共4種2/16 含二對等位基因 YyRr 共1種4/16 2.對自由組合現(xiàn)象的解釋(1)F1產(chǎn)生配子時,每對遺傳因子(等位基因)分離,不同對的遺傳因子(非等位基因)可以自由組合,產(chǎn)生的雌配子和雄配子各有4種:YR Yr yR yr(2)受精時,雌雄配子的結(jié)

39、合方式有16種(3)F2的遺傳因子組合(基因型)有9種(4)F2的表現(xiàn)型有4種遺傳圖解3驗證(測交的遺傳圖解)4.自由組合定律的實質(zhì)、時間、范圍得出結(jié)論(1)實質(zhì):非同源染色體上的非等位基因自由組合。(如圖)2時間:減數(shù)第一次分裂后期。五、基因的分離規(guī)律和基因的自由組合規(guī)律的比較:相對性狀數(shù):基因的分離規(guī)律是1對,基因的自由組合規(guī)律是2對或多對;等位基因數(shù):基因的分離規(guī)律是1對,基因的自由組合規(guī)律是2對或多對;等位基因與染色體的關(guān)系:基因的分離規(guī)律位于一對同源染色體上,基因的自由組合規(guī)律位于不同對的同源染色體上;細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ):基因的分離規(guī)律是在減I分裂后期同源染色體分離,基因的自由組合規(guī)律是在減

40、I分裂后期同源染色體分離的同時,非同源染色體自由組合;實 質(zhì):基因的分離規(guī)律是等位基因隨同源染色體的分開而分離,基因的自由組合規(guī)律是在等位基因分離的同時,非同源染色體上的非等位基因表現(xiàn)為自由組合。第二章 基因和染色體的關(guān)系減數(shù)分裂一、減數(shù)分裂的概念范圍:進(jìn)行有性生殖的生物,在原始生殖細(xì)胞(精原細(xì)胞或卵原細(xì)胞)發(fā)展成為成熟生殖細(xì)胞(精子或卵細(xì)胞)過程中進(jìn)行的。過程:減數(shù)分裂過程中染色體復(fù)制一次,細(xì)胞連續(xù)分裂兩次結(jié)果:染色體數(shù)減半。(注:體細(xì)胞主要通過有絲分裂產(chǎn)生,有絲分裂過程中,染色體復(fù)制一次,細(xì)胞分裂一次,新產(chǎn)生的細(xì)胞中的染色體數(shù)目與體細(xì)胞相同。)二、減數(shù)分裂的過程減數(shù)第一次分裂(M)間期:染

41、色體復(fù)制(包括DNA復(fù)制和蛋白質(zhì)的合成)。前期: 聯(lián)會(同源染色體兩兩配對),形成四分體。交叉互換(四分體中的非姐妹染色單體之間)中期:同源染色體成對排列在赤道板上(兩側(cè))。后期:同源染色體分離;非同源染色體自由組合。減數(shù)第二次分裂(M 無同源染色體)前期:染色體排列散亂。中期:染色體的著絲點排列赤道板上。后期:姐妹染色單體分開,成為兩條子染色體,并分別移向細(xì)胞兩極。精子的形成卵細(xì)胞的形成注意:(1)同源染色體一般形態(tài)、大小基本相同;一條來自父方,一條來自母方。 特殊:性染色體(X和Y,Z和W)形態(tài)、大小不同(2)精原細(xì)胞和卵原細(xì)胞的染色體數(shù)目與體細(xì)胞相同。因此,它們屬于體細(xì)胞,通過有 絲分裂

42、的方式增殖,但它們又可以進(jìn)行減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞。(3)減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)第一次分裂,原因是同源染色體分離并進(jìn)入不同的子細(xì)胞。所以減數(shù)第二次分裂過程中無同源染色體。三、精子與卵細(xì)胞的形成過程的比較精子的形成卵細(xì)胞的形成不不同點形成部位精巢(哺乳動物稱睪丸)卵巢過程M后期初級精母細(xì)胞 細(xì)胞質(zhì)M后期次級精母細(xì)胞 均分M后期初級卵母細(xì)胞 細(xì)胞質(zhì)M后期次級卵母細(xì)胞 不均分M后期(第一)極體細(xì)胞質(zhì)均分有變形期無變形期子細(xì)胞數(shù)一個精原細(xì)胞形成4個精子一個卵原細(xì)胞形成1個卵細(xì)胞+3個極體相同點精子和卵細(xì)胞中染色體數(shù)目都是體細(xì)胞的一半四、減數(shù)分裂過程中每個細(xì)胞中染色體和DNA的變化規(guī)律有絲

43、分裂、減數(shù)分裂和受精作用中DNA、染色體的變化 DNA4n 染色體2n n 0 精(卵)原細(xì)胞 精(卵)原細(xì)胞 受精卵 時間的有絲分裂 的減數(shù)分裂 受精作用 的有絲分裂五、減數(shù)分裂形成子細(xì)胞種類:假設(shè)某生物的體細(xì)胞中含n對同源染色體,則:它的精(卵)原細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂可形成2n種精子(卵細(xì)胞);它的1個精原細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂形成2種精子。 在不考慮基因突變它的1個卵原細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂形成1種卵細(xì)胞。 和交叉互換的情況下六、減數(shù)分裂與有絲分裂比較比較項目 減數(shù)分裂 有絲分裂發(fā)生部位卵巢、睪丸(精巢)各組織器官分裂次數(shù)連續(xù)分裂兩次一次染色體復(fù)制次數(shù)和時期1次(減數(shù)第一次分裂前的間期)1次;間期子細(xì)胞

44、染色體數(shù)目變化減半(減數(shù)第一次分裂完成時)不變子細(xì)胞類型生殖細(xì)胞、極體體細(xì)胞聯(lián)會、四分體出現(xiàn)(減數(shù)第一次分裂前的前期)不出現(xiàn)非姐妹染色單體交叉互換有(減數(shù)第一次分裂前的前期)無同源染色體分離有(減數(shù)第一次分裂后期)無著絲點分裂減數(shù)第二次分裂后期后期子細(xì)胞間的遺傳組成 不一定相同 一般相同受精作用同一雙親的后代具有多樣性1.原因:(1)配子中染色體組合的多樣性原因: 非同源染色體的自由組合 四分體中非姐妹染色單體的交叉互換 (2)受精過程中精子和卵細(xì)胞的結(jié)合是隨機的 2意義:有利于生物在自然選擇中進(jìn)化,體現(xiàn)了有性生殖的優(yōu)越性。受精作用1、概念:受精作用是精子和卵細(xì)胞相互識別、融合成為受精卵的過程

45、。2、過程(1)受精場所:輸卵管(2)受精前的準(zhǔn)備a.精子獲能(在雌性動物生殖道內(nèi));b.卵子的準(zhǔn)備(排出的卵子要在輸卵管中進(jìn)一步成熟到減數(shù)第二次分裂中期才具備受精能力);(3)受精過程卵子周圍的結(jié)構(gòu)由外到內(nèi):放射冠、透明帶、卵細(xì)胞膜,a頂體反應(yīng):精子釋放頂體酶,穿越放射冠和透明帶。b透明帶反應(yīng):防止多精子入卵受精的第一道屏障;c卵細(xì)胞膜反應(yīng):防止多精子入卵受精的第二道屏障d 原核的形成和融合 注意:受精標(biāo)志是透明帶和卵細(xì)胞膜的間隙觀察到兩個極體;受精完成標(biāo)志是雌雄原核融合形成合子3.結(jié)果:受精卵的染色體數(shù)目(細(xì)胞核中數(shù))恢復(fù)到體細(xì)胞的數(shù)目,其中有一半的染色體(細(xì)胞核中)來自精子(父方),另一

46、半來自卵細(xì)胞(母方)。4. 意義:減數(shù)分裂和受精作用對于維持生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定,對于生物的遺傳和變異具有重要的作用?;蛟谌旧w上一、薩頓的假說1、內(nèi)容:基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給子代的,即基因就在染色體上。2、依據(jù):基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系3、方法:類比推理二、實驗證據(jù):摩爾根(果蠅眼色的實驗) 假說演繹法三、一條染色體上有很多基因(基因是有遺傳效應(yīng)的片段)基因在染色體上呈線性排列伴性遺傳一、性別決定:XY型:XX雌性 XY雄性大多數(shù)高等生物:人類、動物、高等植物ZW型:ZZ雄性 ZW雌性鳥類、蠶、蛾蝶類二、概念:基因位于性染色體上,因而遺傳總是與性別相關(guān)聯(lián)

47、。 伴X染色體顯性遺傳:抗維生素D佝僂病等類型: 伴X染色體隱性遺傳:人類紅綠色盲、血友病 伴Y染色體遺傳:外耳道多毛三、X染色體隱性遺傳:如人類紅綠色盲1、色覺基因:致病基因Xb 正?;颍篨B2、患者:男性XbY 女性XbXb 正常:男性XBY 女性 XBXB XBXb (攜帶者)3、遺傳特點:(1)人群中發(fā)病人數(shù)男性多于女性 (2)交叉遺傳(母病子必病,女病父必?。?四、X染色體顯性遺傳:如抗維生素D佝僂病1、致病基因XD 正常基因:Xd 2、患者:男性XDY 女性XDXD XDXd 正常:男性XdY 女性XdXd 3、遺傳特點:人群中發(fā)病人數(shù)女性大于男性, XDXd女性發(fā)病程度較輕,X

48、DY與XDXD發(fā)病程度相似 父病女必病,子病母必病五、Y染色體遺傳:人類外耳道多毛遺傳特點:基因位于Y染色體上,僅在性個男體中遺傳六、遺傳病類型的鑒別:(一)先判斷顯性、隱性遺傳: 1.父母無病, 兒子有病 隱性遺傳病女兒有病 常染色體上的隱性遺傳病 父母有病, 兒子無病 顯性遺傳病 女兒無病 常染色體上的顯性遺傳病2.已知隱性遺傳,母病兒子正常(或女兒病父正常)常染色體上的隱性遺傳病 已知顯性遺傳,父病女兒正常(或兒子病母正常)常染色體上的顯性遺傳病基因的本質(zhì)探索遺傳物質(zhì)的過程一、格里菲思的肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗:1、肺炎雙球菌有兩種類型類型:S型細(xì)菌:菌落光滑,菌體有夾膜,有毒性R型細(xì)菌:菌

49、落粗糙,菌體無夾膜,無毒性2、實驗過程:實驗方法:對S型細(xì)菌中的物質(zhì)進(jìn)行離心提純離心法 3、實驗證明:無毒性的R型活細(xì)菌與被加熱殺死的有毒性的S型細(xì)菌混合后,轉(zhuǎn)化為有毒性的S型活細(xì)菌。這種性狀的轉(zhuǎn)化是可以遺傳的。 推論(格里菲思): S型細(xì)菌中含有 “轉(zhuǎn)化因子”。二、艾弗里的實驗:1、實驗過程:2、實驗證明:DNA才是R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。(即:DNA是遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì))三、赫爾希和蔡斯噬菌體侵染細(xì)菌的實驗1T2噬菌體結(jié)構(gòu)及增殖(1)模板:噬菌體DNA。(2)合成DNA的原料:大腸桿菌提供的四種脫氧核苷酸。(3)合成蛋白質(zhì)eq blcrc (avs4alco1(原料:大

50、腸桿菌的氨基酸,場所:大腸桿菌核糖體)2實驗過程:方法:同位素標(biāo)記法(區(qū)分DNA和蛋白質(zhì)) (1)標(biāo)記噬菌體 (2)侵染細(xì)菌3結(jié)論:在噬菌體中,保證親代與子代之間具有連續(xù)性的物質(zhì)是DNA,即DNA是遺傳物質(zhì)。4.上清液和沉淀物放射性分析(1)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌,上清液中含放射性的原因:A保溫時間過短,有一部分噬菌體還沒有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi),經(jīng)離心后分布于上清液中,上清液中出現(xiàn)放射性。B噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)到用離心機分離,這一段保溫時間過長,噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放子代,經(jīng)離心后分布于上清液,也會使上清液中出現(xiàn)放射性。(2)用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌,沉淀物中有放射

51、性的原因:由于攪拌不充分,有少量含35S的噬菌體吸附在細(xì)菌表面,隨細(xì)菌離心到沉淀物中。四、煙草花葉病毒感染煙草實驗證明:在只有RNA的病毒中,RNA是遺傳物質(zhì)。實驗過程與實驗結(jié)果煙草花葉病毒eq o(,sup7(感染)正常煙草eq o(,sup7(被感染)產(chǎn)生花葉病(對照組) 煙草花葉病毒的RNAeq o(,sup7(感染)正常煙草eq o(,sup7(被感染)產(chǎn)生花葉病(實驗組)煙草花葉病毒的蛋白質(zhì)eq o(,sup7(感染)正常煙草eq o(,sup7(不被感染)不產(chǎn)生花葉病(實驗組)實驗結(jié)論RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)不是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)五、生物體內(nèi)核酸種類及遺傳物質(zhì)生物

52、類型所含核酸遺傳物質(zhì)舉例細(xì)胞生物真核生物DNA和RNADNA酵母菌、玉米、人原核生物DNA和RNADNA細(xì)菌、藍(lán)藻非細(xì)胞生物大多數(shù)病毒僅有DNADNAT2噬菌體極少數(shù)病毒僅有RNARNASARS病毒、艾滋病病毒(HIV)煙草花葉病毒DNA的結(jié)構(gòu)一、DNA的結(jié)構(gòu)1、DNA的組成元素:C、H、O、N、P2、DNA的基本單位:脫氧核糖核苷酸(4種)3、DNA的結(jié)構(gòu):由兩條、反向平行的脫氧核苷酸鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。外側(cè):脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成基本骨架。 內(nèi)側(cè):由氫鍵相連的堿基對組成。堿基互補配對原則: A T;G C 二、DNA的特性:1、多樣性:堿基對的排列順序是千變?nèi)f化的。排列種數(shù):4n(n為

53、堿基對對數(shù))2、特異性:每個特定DNA分子的堿基排列順序是特定的。三、DNA的功能:攜帶遺傳信息(DNA分子中堿基對的排列順序代表遺傳信息)。四、與DNA有關(guān)的計算:在雙鏈DNA分子中A=T;G=C;(A+G)/(T+C)=1 ;(A+C)=(T+G)一條鏈中A+T與另一條鏈中的T+A相等,一條鏈中的C+G等于另一條鏈中的G+C如果一條鏈中的(A+T)/(C+G)=a,那么另一條鏈中其比例也是a 如果一條鏈中的(A+C)/(G+T)=b,那么另一條鏈上的比值為1/b 另外還有兩個非互補堿基之和占DNA堿基總數(shù)的50% 某一堿基的百分比含量等于該堿基在兩條單鏈中百分比含量的平均值DNA的復(fù)制(真

54、核細(xì)胞)一、概念:以親代DNA分子兩條鏈為模板,合成子代DNA的過程時間:有絲分裂間期和減前的間期場所:主要在細(xì)胞核過程:(看書)邊解旋邊復(fù)制方式: 半保留復(fù)制 原則:堿基互補配對原則條件: 模板:親代DNA分子的兩條鏈原料:4種游離的脫氧核糖核苷酸能量:ATP 酶:解旋酶、DNA聚合酶等DNA能精確復(fù)制的原因: 獨特的雙螺旋結(jié)構(gòu)為復(fù)制提供了精確的模板;堿基互補配對原則保證復(fù)制能夠準(zhǔn)確進(jìn)行。意義:DNA分子復(fù)制,使遺傳信息從親代傳遞給子代,從而確保了遺傳信息的連續(xù)性。二、與DNA復(fù)制有關(guān)的計算:1個DNA分子經(jīng)過N次復(fù)制 子代DNA分子數(shù)為; 含有母鏈的DNA分子數(shù)為2含有新鏈的DNA分子數(shù)為

55、全為新鏈組成的DNA分子數(shù)為, 全為母鏈組成的DNA分子數(shù)為0脫氧核苷酸鏈為;脫氧核苷酸母鏈數(shù)為2;脫氧核苷酸新鏈為;消耗的脫氧核苷酸數(shù)若一親代分子中含有某種脫氧核苷酸為m個,經(jīng)過n次復(fù)制,需要消耗該脫氧核苷酸數(shù)為m(2n1)基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段一、.基因的相關(guān)關(guān)系1、與DNA的關(guān)系基因的實質(zhì):有遺傳效應(yīng)的DNA片段,無遺傳效應(yīng)的DNA片段不能稱之為基因(非基因)。每個DNA分子包含許多個基因。2、與染色體的關(guān)系基因在染色體上呈線性排列。染色體是基因的主要載體,此外,線粒體和葉綠體中也有基因分布。3、與脫氧核苷酸的關(guān)系脫氧核苷酸(A、T、C、G)是構(gòu)成基因的單位。基因中脫氧核苷酸的排列

56、順序代表遺傳信息。二、DNA片段中的遺傳信息遺傳信息蘊藏在4種堿基的排列順序之中;堿基排列順序的千變?nèi)f化構(gòu)成了DNA分子的多樣性,而堿基的特異排列順序,又構(gòu)成了每個DNA分子的特異性?;虻谋磉_(dá)一、RNA的結(jié)構(gòu):1、組成元素:C、H、O、N、P2、基本單位:核糖核苷酸(4種)3、結(jié)構(gòu):一般為單鏈4、RNA的種類:信使RNA(mRNA)、轉(zhuǎn)運RNA(tRNA)、核糖體RNA(rRNA)二、基因控制蛋白質(zhì)合成:1、轉(zhuǎn)錄:(1)概念:在細(xì)胞核中,以DNA的一條鏈為模板,按照堿基互補配對原則,合成RNA的過程。(注:葉綠體、線粒體也有轉(zhuǎn)錄)(2)條件:模板:DNA的一條鏈(模板鏈)原料:4種核糖核苷酸

57、能量:ATP酶: RNA聚合酶等(3)原則:堿基互補配對原則(AU、TA、GC、CG)(4)產(chǎn)物:信使RNA(mRNA)、核糖體RNA(rRNA)、轉(zhuǎn)運RNA(tRNA)2、翻譯:(1)概念:游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸,以mRNA為模板,合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。(2)條件:模板:mRNA原料:氨基酸(20種)能量:ATP酶:多種酶搬運工具:tRNA(3)場所:核糖體(4)原則:堿基互補配對原則G-C、C-G、U-A、A-U(5)產(chǎn)物:多肽鏈(蛋白質(zhì))密碼子概念:mRNA上決定一個氨基酸的3個相鄰堿基。位置:mRNA種類:64種 起始密碼子:2種,也編碼氨基酸 61種,編碼氨基酸

58、普通密碼子:59種,只編碼氨基酸終止密碼子:3種,不編碼氨基酸只是終止信號特點:通用性:不同生物密碼子基本相同。說明生命有共同的起源。簡并性:氨基酸具有一個或多個密碼子。反密碼子: 概念:與mRNA分子中密碼子互補配對的tRNA上的3個堿基。位置:tRNA種類:61種,反密碼子與61種決定氨基酸的密碼子對應(yīng)。一個核糖體與mRNA的結(jié)合部位形成2個tRNA的結(jié)合位點。原核生物的轉(zhuǎn)錄和翻譯均在細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行,同時發(fā)生。真核生物的轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核,翻譯在細(xì)胞質(zhì),先轉(zhuǎn)錄后翻譯 三、與基因表達(dá)有關(guān)的計算基因中堿基數(shù):mRNA分子中堿基數(shù):氨基酸數(shù) = 6:3:1計算中“最多”和“最少”的分析(1)翻譯時,mRN

59、A上的終止密碼子不決定氨基酸,因此準(zhǔn)確地說,mRNA上堿基數(shù)目比蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的3倍還要多一些。(2)基因或DNA上的堿基數(shù)目比對應(yīng)的蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)目的6倍還要多一些。(3)在回答有關(guān)問題時,應(yīng)加上最多或最少等字如,mRNA上有n個堿基,轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生它的基因中至少有2n個堿基,該mRNA指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)中最多有n/3個氨基酸。四、基因?qū)π誀畹目刂?、中心法則各類生物遺傳信息的傳遞過程生物物種遺傳信息的傳遞過程DNA病毒某些RNA病毒(1)(2)逆轉(zhuǎn)錄病毒原核生物真核生物2、基因、蛋白質(zhì)和性狀的關(guān)系(1)基因控制性狀的方式:間接控制:基因通過控制酶的合成來控制代謝過程,進(jìn)而控制生物體的性狀,如

60、白化病等。直接控制:基因還能通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀,如鐮刀型細(xì)胞貧血,囊性纖維病等。(2)基因型與表現(xiàn)型的關(guān)系:基因的表達(dá)過程中或表達(dá)后的蛋白質(zhì)也可能受到環(huán)境因素的影響。(3)生物體性狀的多基因因素:基因與基因、基因與基因產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間多種因素存在復(fù)雜的相互作用,共同地精細(xì)地調(diào)控生物的性狀。(4)細(xì)胞質(zhì)基因:線粒體和葉綠體中的DNA中的基因都稱為細(xì)胞質(zhì)基因。母系遺傳。五、人類基因組計劃及其意義計劃:人體24()條染色體上的全部基因的遺傳作圖、物理作圖、和全部堿基的序列測定。意義:可以清楚的認(rèn)識人類基因的組成、結(jié)構(gòu)、功能極其相互關(guān)系,對于人類疾病的診治和預(yù)防具有重要的意義

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