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高考知識(shí)點(diǎn)回扣必修1分子與細(xì)胞第1章走近細(xì)胞1.從生物圈到細(xì)胞(1)生命活動(dòng)離不開(kāi)細(xì)胞①細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位,即使是沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的病毒也必須依賴活的宿主細(xì)胞才能生活。②單細(xì)胞生物單個(gè)細(xì)胞就能完成各項(xiàng)生命活動(dòng)。③多細(xì)胞的動(dòng)物和植物依賴各種分化的細(xì)胞密切合作,共同完成一系列復(fù)雜的生命活動(dòng)。(2)生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次①生命系統(tǒng)共分為8個(gè)層次,依次為:細(xì)胞、組織、器官、系統(tǒng)、個(gè)體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)、生物圈。②細(xì)胞是地球上最基本的生命系統(tǒng)。2.細(xì)胞的多樣性和統(tǒng)一性(1)使用高倍顯微鏡的方法:首先在低倍鏡下觀察清楚,找到物像,移至視野中央。然后轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器,用高倍鏡觀察,轉(zhuǎn)動(dòng)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋,直到看清為止。(2)原核細(xì)胞和真核細(xì)胞①分類依據(jù):有無(wú)核膜為界限的細(xì)胞核。②真核細(xì)胞的統(tǒng)一性:具有相似的細(xì)胞結(jié)構(gòu),如細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核。(3)細(xì)胞學(xué)說(shuō)的建立①細(xì)胞學(xué)說(shuō)建立的過(guò)程a.1665年,英國(guó)科學(xué)家虎克用顯微鏡觀察植物的木栓組織,發(fā)現(xiàn)并命名了細(xì)胞;b.18世紀(jì)30年代,德國(guó)的兩位科學(xué)家施旺和施萊登創(chuàng)立了細(xì)胞學(xué)說(shuō);c.1858年,德國(guó)的魏爾肖提出了細(xì)胞通過(guò)分裂產(chǎn)生新細(xì)胞的觀點(diǎn),作為對(duì)細(xì)胞學(xué)說(shuō)的修正和補(bǔ)充。②內(nèi)容a.細(xì)胞是一個(gè)有機(jī)體,一切動(dòng)植物都由細(xì)胞發(fā)育而來(lái)。b.細(xì)胞是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的單位,既有它自己的生命,又對(duì)與其他細(xì)胞共同組成的整體的生命起作用。c.新細(xì)胞可以從老細(xì)胞中產(chǎn)生。 第2章組成細(xì)胞的分子、1.細(xì)胞中的元素和化合物(1)元素的分類:細(xì)胞中常見(jiàn)的化學(xué)元素有20多種,是生物體有選擇地從無(wú)機(jī)自然界中獲取的。①按元素在生物體內(nèi)的含量可分為:a.大量元素,如_C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg等。b.微量元素,如Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo、等。②按元素在生物體內(nèi)的作用可分為:a.最基本的元素是C。b.主要元素,如_C、H、O、N、S、P。(2)元素的含量特點(diǎn)①占細(xì)胞鮮重最多的元素是O。②占細(xì)胞干重最多的元素是C。③細(xì)胞中含量最多的四種元素是C、H、O、N。(3)元素的存在形式:大多以化合物的形式存在。(4)組成細(xì)胞的化合物 組成細(xì)胞的化合物分為無(wú)機(jī)化合物和有機(jī)化合物,前者中_水__的含量是最多的,后者中含量最多的是蛋白質(zhì)(5)生物組織中糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的檢測(cè) 檢測(cè)原理是利用某些化學(xué)試劑與生物組織中的有關(guān)有機(jī)化合物產(chǎn)生特定顏色反應(yīng)。①還原糖與斐林試劑發(fā)生作用,生成_磚紅色沉淀②淀粉遇_碘變藍(lán)色③脂肪被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色,或被蘇丹Ⅳ染液染成紅色_。④蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑作用產(chǎn)生紫色。2.生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì)(1)細(xì)胞中蛋白質(zhì)的含量及組成①蛋白質(zhì)占細(xì)胞鮮重的1.7%~10%,是細(xì)胞中含量最多的有機(jī)物。②元素組成:主要由C、H、O、N四種元素組成,有的含S,有的含微量的Fe、Cu、Mn、I、Zn等。(2)基本組成單位——氨基酸①種類:約20種。②通式:③結(jié)構(gòu)特點(diǎn):每種氨基酸分子至少都含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基,并且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連在同一個(gè)碳原子上。(3)分子結(jié)構(gòu)①脫水縮合:一個(gè)氨基酸分子的氨基和另一個(gè)氨基酸分子的羧基_相連接,同時(shí)失去一分子的水。②幾個(gè)概念:a.肽鍵:連接兩個(gè)氨基酸分子的化學(xué)鍵(—CO—NH—)。b.二肽:由兩_個(gè)氨基酸分子縮合而成的化合物,含有一個(gè)肽鍵,脫去了一分子水。c.多肽:由多個(gè)氨基酸分子縮合而成的,含有多個(gè)肽鍵的化合物。肽鏈:多肽通常呈鏈狀結(jié)構(gòu)。(4)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性①空間結(jié)構(gòu):一條或幾條多肽鏈盤(pán)曲折疊形成具有千差萬(wàn)別的空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。②多樣性的原因a.氨基酸的種類不同。b.氨基酸的數(shù)目不同。c.氨基酸的排列順序不同。d.多肽鏈的盤(pán)曲折疊方式及形成的空間結(jié)構(gòu)不同。(5)蛋白質(zhì)的功能 一切生命活動(dòng)都離不開(kāi)蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。①構(gòu)成物質(zhì):構(gòu)成生物體結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì),如肌肉、頭發(fā)等。②催化作用:絕大多數(shù)酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)。③運(yùn)輸作用:有些蛋白質(zhì)具有運(yùn)輸載體的功能,如血紅蛋白。④信息傳遞作用:蛋白質(zhì)能調(diào)節(jié)機(jī)體的生命活動(dòng),如胰島素。⑤免疫作用:如人體內(nèi)的抗體。3.遺傳信息的攜帶者——核酸(1)核酸的功能和類型①功能:是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì),生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的合成具有重要意義。②分類:一類是脫氧核糖核酸,簡(jiǎn)稱DNA;另一類是核糖核酸,簡(jiǎn)稱RNA。(2)觀察核酸在細(xì)胞中的分布①實(shí)驗(yàn)原理:甲基綠使DNA呈現(xiàn)綠色;吡羅紅使RNA呈現(xiàn)紅色②實(shí)驗(yàn)步驟:a.制作裝片:取潔凈載玻片→滴一滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的NaCl溶液→刮取口腔上皮→在載玻片液滴中涂片→烘干玻片。b.水解:將烘干玻片放入盛有30mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的鹽酸的小燒杯中→把小燒杯放入盛有30℃溫水的大燒杯中→保溫解離5minc.沖洗涂片:用蒸餾水的緩水流沖洗載玻片10s。d.染色:用吸水紙吸載玻片上的水分→在載玻片上滴兩滴吡羅紅甲基綠染色劑,染色5min→吸水→蓋蓋玻片。③觀察結(jié)論:真核細(xì)胞中DNA主要分布在細(xì)胞核中,少量分布在線粒體和葉綠體中;RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。(3)核酸的分子結(jié)構(gòu)①基本組成單位:核苷酸,其分子組成為一分子含氮的堿基、一分子五碳糖和一分子磷酸。②單位分類:a.依據(jù):五碳糖的不同。b.分類:脫氧核苷酸和核糖核苷酸。③核酸的堿基:a.DNA中含有腺嘌呤(A)、鳥(niǎo)嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)。b.RNA中含有的堿基與DNA不同的是:含尿嘧啶(U),不含胸腺嘧啶(T)。4.細(xì)胞中的糖類和脂質(zhì)(1)細(xì)胞中的糖類①組成元素:C、H、O②分類和存在、a.單糖b.二糖c.多糖③功能:(1)構(gòu)成生物體的重要成分;(2)細(xì)胞的主要能源物質(zhì)(2)細(xì)胞中的脂質(zhì)①組成元素:C、H、O,有的還含N、P等元素②種類和功能a.脂肪:儲(chǔ)能物質(zhì),保溫,保護(hù)b.類脂:其中磷脂為生物膜的重要成分(基本骨架)c.固醇(膽固醇、性激素、VD等):調(diào)節(jié)代謝和生殖等生命活動(dòng)(3)生物大分子的骨架①單體:是多糖、蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的基本單位。②多聚體:每一個(gè)單體都以若干個(gè)相連碳原子構(gòu)成的碳鏈為基本骨架,許多單體連接成的多聚體。(4)細(xì)胞是多種元素和化合物構(gòu)成的生命系統(tǒng)①元素:C、H、O、N等化學(xué)元素在細(xì)胞內(nèi)含量豐富,是構(gòu)成細(xì)胞中主要化合物的基礎(chǔ)。②化合物a.以碳鏈為骨架的糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等有機(jī)化合物是構(gòu)成細(xì)胞生命大廈的基本框架。b.糖類和脂肪是提供生命活動(dòng)能源的主要物質(zhì)。c.水和無(wú)機(jī)鹽也具有重要的生理功能。5.細(xì)胞中的無(wú)機(jī)物(1)細(xì)胞中的水①存在形式:自由水和結(jié)合水。②功能:是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分;是細(xì)胞內(nèi)的良好的溶劑,運(yùn)送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物;參與許多生化反應(yīng);為細(xì)胞提供液體環(huán)境。(2)細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽①存在形式:絕大多數(shù)以離子_的形式存在,少部分是細(xì)胞內(nèi)某些復(fù)雜的化合物的組成成分。②功能:維持生物體的生命活動(dòng),維持細(xì)胞的酸堿平衡等。第3章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)1.細(xì)胞膜——系統(tǒng)的邊界(1)細(xì)胞膜的成分①成分:脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和少量糖類。②含量最豐富的脂質(zhì):磷脂。③特點(diǎn):功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜,蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。(2)細(xì)胞膜的功能①將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi),保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定。②控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞a.細(xì)胞需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞。b.細(xì)胞產(chǎn)生的抗體、激素和廢物排到細(xì)胞外。c.細(xì)胞膜的控制作用是相對(duì)的。③進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流:細(xì)胞間的信息交流,大多與細(xì)胞膜的糖蛋白有關(guān)。細(xì)胞間信息交流的方式:a.通過(guò)細(xì)胞分泌的化學(xué)物質(zhì)間接傳遞信息。b.通過(guò)相鄰兩細(xì)胞的細(xì)胞膜直接接觸傳遞信息。c.通過(guò)相鄰兩細(xì)胞間形成通道進(jìn)行信息交流。(3)制備細(xì)胞膜的方法①選材:哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞。②原理:將紅細(xì)胞放入清水中,水會(huì)進(jìn)入紅細(xì)胞,導(dǎo)致紅細(xì)胞脹破,使細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)流出來(lái),得到細(xì)胞膜。③過(guò)程:a.將紅細(xì)胞稀釋液制成裝片。b.在顯微鏡下觀察,在蓋玻片一側(cè)滴蒸餾水,另一側(cè)用吸水紙吸引。c.紅細(xì)胞體積增大,細(xì)胞破裂。(4)細(xì)胞壁①化學(xué)成分:主要是纖維素和果膠。②作用:保護(hù)和支持。2.細(xì)胞器——系統(tǒng)內(nèi)的分工合作(1)細(xì)胞器之間的分工①線粒體是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所,是細(xì)胞的“動(dòng)力車間”。②葉綠體是植物細(xì)胞進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所,是植物細(xì)胞的“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉(zhuǎn)換站”。③內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是由膜連接而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的合成和加工,以及脂質(zhì)合成的車間。④高爾基體主要是對(duì)來(lái)自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工、分類和包裝的車間及“發(fā)送站”。⑤核糖體有的附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上,有的游離分布于細(xì)胞質(zhì)中,是“生產(chǎn)蛋白質(zhì)的機(jī)器”。⑥溶酶體是“消化車間”,內(nèi)含多種水解酶,能分解衰老、損傷的細(xì)胞器,吞噬并殺死侵入細(xì)胞的病毒或細(xì)菌。⑦液泡主要存在于植物細(xì)胞中,內(nèi)有細(xì)胞液,含有糖類、無(wú)機(jī)鹽、色素和蛋白質(zhì)等物質(zhì),可以調(diào)節(jié)植物細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境,充盈的液泡還可以使植物細(xì)胞保持堅(jiān)挺。⑧中心體見(jiàn)于動(dòng)物和低等植物細(xì)胞,與細(xì)胞的有絲分裂有關(guān)。(2)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)①成分:無(wú)機(jī)鹽、水、脂質(zhì)、糖類、氨基酸、核苷酸和多種酶等。②功能:進(jìn)行生化反應(yīng)的場(chǎng)所。(3)用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體①分布a.葉綠體在葉肉細(xì)胞中,圍繞液泡散亂分布,呈綠色、扁平的橢球形或球形,容易觀察。b.線粒體分布于動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞中。②染色a.葉綠體不需要染色,因?yàn)樗示G色。b.線粒體需用活細(xì)胞染料健那綠染色。(4)細(xì)胞器之間的協(xié)調(diào)配合①分泌蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體內(nèi)初步合成。②在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)加工,由囊泡運(yùn)輸?shù)礁郀柣w進(jìn)一步加工,再由囊泡運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞膜,囊泡與細(xì)胞膜融合,將蛋白質(zhì)分泌到細(xì)胞外。(5)細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)①構(gòu)成成分:細(xì)胞器膜和細(xì)胞膜、核膜等結(jié)構(gòu),共同構(gòu)成細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)。②功能:a.細(xì)胞膜不僅使細(xì)胞具有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境,同時(shí)在細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞的過(guò)程中起著決定性的作用。b.廣闊的膜面積為多種酶提供附著位點(diǎn),有利于許多化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。c.把各種細(xì)胞器分隔開(kāi),使細(xì)胞內(nèi)能同時(shí)進(jìn)行多種化學(xué)反應(yīng),不會(huì)互相干擾,保證細(xì)胞生命活動(dòng)高效、有序地進(jìn)行。3.細(xì)胞核——系統(tǒng)的控制中心(1)結(jié)構(gòu):①核膜:具有雙層膜,把核內(nèi)物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開(kāi)。②染色質(zhì)由DNA和蛋白質(zhì)組成,染色質(zhì)和染色體是同一種物質(zhì)在不同時(shí)期的兩種存在狀態(tài)。③核仁:與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)。④核孔:實(shí)現(xiàn)核質(zhì)之間頻繁的物質(zhì)交換和信息交流。(2)功能:是遺傳信息庫(kù),是細(xì)胞的代謝和遺傳控制中心。(3)模型的構(gòu)建①模型:人們?yōu)榱四撤N特定目的而對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象所作的一種簡(jiǎn)化的概括性描述,這種描述可以是定性的,也可以是定量的。②模型的形式:物理模型、概念模型、數(shù)學(xué)模型等。③舉例:DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的形式是物理模型,形象反映了DNA分子的結(jié)構(gòu)特征。(4)細(xì)胞的形態(tài)和大?、偌?xì)胞的形態(tài)和大小各不相同a.細(xì)胞形態(tài)多樣,如卵細(xì)胞呈球形,肌肉細(xì)胞呈纖維狀,神經(jīng)細(xì)胞有許多突起。b.大多數(shù)細(xì)胞的直徑在10μm~100μm范圍內(nèi)。②維持細(xì)胞形態(tài)的理化因素:細(xì)胞內(nèi)在的結(jié)構(gòu)、自身的表面張力和外部的機(jī)械壓力等。第4章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出1.物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例(1)動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水①滲透作用產(chǎn)生的條件a.有一層半透膜。b.半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差。②動(dòng)物細(xì)胞吸水和失水的條件a.外界溶液濃度小于細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí),細(xì)胞吸水膨脹。b.外界溶液濃度大于細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí),細(xì)胞失水皺縮。c.外界溶液濃度等于細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí),水分進(jìn)出細(xì)胞處于動(dòng)態(tài)平衡。(2)植物細(xì)胞的吸水和失水 ①原生質(zhì)層包括細(xì)胞膜液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì),在植物細(xì)胞中,可把原生質(zhì)層看做一層半透膜。②成熟植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的條件是外界溶液濃度大于細(xì)胞液濃度,發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原的條件是外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度。(3)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例①對(duì)無(wú)機(jī)鹽的吸收實(shí)例a.水稻和番茄對(duì)同一離子的吸收量不同。b.水稻和番茄對(duì)Ca2+、Mg2+、Si4+的吸收量不同。c.人體甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞可以從血液中大量吸收碘。d.不同微生物對(duì)不同礦物質(zhì)的吸收表現(xiàn)出較大的差異。②細(xì)胞膜和其他生物膜都是選擇透過(guò)性膜,可以讓水分子自由通過(guò),一些離子和小分子也可以通過(guò),而其他的離子、小分子和大分子則不能通過(guò)。2.生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型(1)生物膜的探索歷程①19世紀(jì)末,歐文頓根據(jù)脂溶性物質(zhì)更容易通過(guò)細(xì)胞膜,提出膜是由脂質(zhì)組成的。②20世紀(jì)初,化學(xué)分析表明,膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。③1925年,荷蘭科學(xué)家得出細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的兩層。④20世紀(jì)40年代,科學(xué)家推測(cè)脂質(zhì)兩邊各覆蓋著蛋白質(zhì)。⑤1959年,羅伯特森認(rèn)為生物膜由蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。⑥1970年,人鼠細(xì)胞雜交實(shí)驗(yàn)表明,細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。⑦1972年,桑格和尼克森提出的生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型為大多數(shù)人所接受。(2)流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容①雙層磷脂分子構(gòu)成膜的基本支架,具有流動(dòng)性。②蛋白質(zhì)分子:有的鑲嵌在磷脂雙分子層的表面,有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中,有的橫跨整個(gè)磷脂雙分子層;大多數(shù)蛋白質(zhì)分子可以運(yùn)動(dòng)。③細(xì)胞膜表面:a.糖被:糖類與蛋白質(zhì)結(jié)合形成的糖蛋白,具有識(shí)別作用。此外消化道、呼吸道上皮細(xì)胞表面的該物質(zhì)還有保護(hù)和潤(rùn)滑作用。b.糖類還與脂質(zhì)結(jié)合形成糖脂。3.物質(zhì)運(yùn)輸?shù)姆绞?1)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞舰俦粍?dòng)運(yùn)輸a.自由擴(kuò)散:不需要載體和能量,如水、CO2、O2、甘油、乙醇、苯等。b.協(xié)助擴(kuò)散:需要載體,但不需要能量,如紅細(xì)胞吸收葡萄糖。②主動(dòng)運(yùn)輸:既需要載體協(xié)助,又需要消耗能量,如K+、Na+、Ca2+氨基酸等。(2)大分子物質(zhì)的運(yùn)輸方式大分子物質(zhì)以胞吞和胞吐方式進(jìn)出細(xì)胞,這些過(guò)程與細(xì)胞膜的流動(dòng)性有關(guān)。第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用1.降低化學(xué)反應(yīng)的活化能(1)酶在細(xì)胞代謝中的作用①細(xì)胞代謝:細(xì)胞中每時(shí)每刻進(jìn)行著的許多化學(xué)反應(yīng),是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。②酶的作用:通過(guò)“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn),可以說(shuō)明酶在細(xì)胞代謝中具有催化作用。同時(shí)還證明了酶與無(wú)機(jī)催化劑相比,具有高效的特性。③酶的作用機(jī)理:降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。(2)酶的本質(zhì)酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化功能的有機(jī)物,其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是RNA。(3)酶的特性①高效性:酶的催化效率大約是無(wú)機(jī)催化劑的107~1013倍。②專一性:一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。③酶的作用條件較溫和:酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在較溫和的條件下進(jìn)行的,過(guò)酸、過(guò)堿或溫度過(guò)高,都會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞,使酶永久失活;而在低溫下,酶的活性降低,但不會(huì)失活。2.細(xì)胞的能量“通貨”----ATP(1)ATP結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)①結(jié)構(gòu)特點(diǎn):含有兩個(gè)高能磷酸鍵,且遠(yuǎn)離腺苷的那個(gè)高能磷酸鍵既容易分解釋放能量,又容易形成而儲(chǔ)存能量。ATP在生物體細(xì)胞內(nèi)普遍存在,含量很少,但在細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)化是十分迅速的.②ATP的生理功能:ATP水解時(shí)釋放的能量是生物體進(jìn)行細(xì)胞分裂、肌肉收縮、主動(dòng)運(yùn)輸?shù)壬顒?dòng)所需能量的直接來(lái)源。(2)ATP的形成途徑:動(dòng)物和人:能量來(lái)自呼吸作用分解有機(jī)物釋放的能量,形成場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。綠色植物:能量除來(lái)自呼吸作用分解有機(jī)物釋放的能量外,還來(lái)自光合作用吸收光能。因此,形成場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體。3.ATP的主要來(lái)源---細(xì)胞呼吸(1)細(xì)胞呼吸的方式①細(xì)胞呼吸:是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,釋放能量并生成ATP的過(guò)程。②分類:根據(jù)是否有氧參與,細(xì)胞呼吸可分為有氧呼吸和無(wú)氧呼吸兩種類型。(2)探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式①酵母菌在有氧和無(wú)氧條件下都能生存,屬于兼性厭氧菌。②檢測(cè)酵母菌在細(xì)胞呼吸中是否產(chǎn)生CO2可使用石灰水或溴麝香草酚藍(lán),其中后者顏色變化過(guò)程為由藍(lán)變綠再變黃。③檢測(cè)是否產(chǎn)生酒精可使用橙色的重鉻酸鉀溶液,其在酸性條件下與酒精發(fā)生反應(yīng),變?yōu)榛揖G色。(3)有氧呼吸①反應(yīng)式:C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量。②過(guò)程階段項(xiàng)目第一階段第二階段第三階段場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜反應(yīng)物葡萄糖丙酮酸、水[H]和O2生成物丙酮酸、[H]、ATP二氧化碳和[H]、ATPH2O、ATP能量少量少量大量(4)無(wú)氧呼吸①反應(yīng)式:酒精發(fā)酵:C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+能量(少量)乳酸發(fā)酵:C6H12O62C3H6O3(乳酸)+能量(少量)②過(guò)程:第一階段與有氧呼吸的第一階段相同,第二階段的產(chǎn)物是酒精和二氧化碳或乳酸,兩個(gè)階段的反應(yīng)場(chǎng)所都是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。(5)細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用①細(xì)胞呼吸不僅為生命活動(dòng)提供能量,其中間產(chǎn)物還是各種有機(jī)物之間轉(zhuǎn)化的樞紐。②在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上,要設(shè)法適當(dāng)增強(qiáng)細(xì)胞呼吸,以促進(jìn)作物的生長(zhǎng)發(fā)育。③糧食儲(chǔ)藏和果蔬保鮮中,要設(shè)法抑制細(xì)胞呼吸,以減少有機(jī)物消耗。4.能量之源----光與光合作用(1)捕獲光能的色素①綠葉中色素的提取和分離a.可以利用無(wú)水乙醇提取綠葉中的色素,在研磨時(shí)還應(yīng)加入少許SiO2和CaCO3,其中前者有助于研磨充分,后者可防止研磨中色素被破壞。b.分離的原理是利用色素在層析液中的溶解度不同,溶解度高的在濾紙上擴(kuò)散的快,反之則慢。c.層析后,在濾紙條上會(huì)呈現(xiàn)四條色素帶,它們的顏色自上而下依次是橙黃色、黃色、藍(lán)綠色、黃綠色,色素帶最寬的顏色呈藍(lán)綠色,量窄的顏色呈橙黃色。②色素的種類和吸收光譜色素種類顏色吸收光譜濾紙條上位置葉綠素(約占3/4)葉綠素a藍(lán)綠色主要吸收藍(lán)紫光和紅光中下層葉綠素b黃綠色最下層類胡蘿卜素(約占1/4)胡蘿卜素橙黃色主要吸收藍(lán)紫光最上葉黃素黃色中上層(2)葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能①結(jié)構(gòu):a.一般呈扁平的橢球形或球形,外表具有雙層膜,內(nèi)部有基粒和基質(zhì),基粒是由囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成。b.吸收光能的色素分布于類囊體膜,與光合作用有關(guān)的酶分布在基粒、內(nèi)膜和基質(zhì)中。②功能:是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。(3)光合作用的探究歷程①認(rèn)為植物體內(nèi)全部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),都是從土壤中獲得(18世紀(jì)中期)。②蠟燭和小鼠分別與綠色植物在一起的實(shí)驗(yàn)證明植物可以更新空氣(普利斯特利,1771年,英國(guó))。③暗處處理幾小時(shí)的綠色葉片一半曝光一半遮光,然后用碘處理,曝光葉片變藍(lán),說(shuō)明產(chǎn)生了淀粉(薩克斯,1864年,德國(guó))。④證明葉綠體光照時(shí)放出O2,葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所的實(shí)驗(yàn)(恩格爾曼,1880年,美國(guó))。⑤同位素標(biāo)記H2O和CO2的實(shí)驗(yàn)證明,光合作用釋放氧全部來(lái)自于水(魯賓、卡門(mén),20世紀(jì)30年代,美國(guó))。(4)光合作用的過(guò)程①總反應(yīng)式:6CO2+12H2Oeq\o(→,\s\up7(光),\s\do5(葉綠體))C6H12O6+6O2+6H2O②光反應(yīng)部位:葉綠體囊狀結(jié)構(gòu)薄膜上條件:光、色素、酶a.水的光解:H2O→2[H]+eq\f(1,2)O2(為暗反應(yīng)供氫)b.ATP的形成:ADP+Pi+能量(光能)ATP(為暗反應(yīng)提供能量)③暗反應(yīng)部位:葉綠體基質(zhì)條件:多種酶、CO2、[H]、ATPa.CO2的固定:CO2+C5→2C3(酶的催化)b.CO2的還原:C3+2[H](CH2O)+C5+H2O(多種酶參與催化)④實(shí)質(zhì):物質(zhì)轉(zhuǎn)變:無(wú)機(jī)物→有機(jī)物能量轉(zhuǎn)換:光能電能ATP及NADPH中的活躍化學(xué)能糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能.(5)光合作用原理的應(yīng)用①光合作用強(qiáng)度是指植物在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)光合作用制造糖類的數(shù)量。②影響光合作用強(qiáng)度的因素包括空氣中二氧化碳的濃度、土壤中水分的多少、光照的長(zhǎng)短和強(qiáng)弱和光的成分以及溫度的高低等。(6)化能合成作用①概念:某些細(xì)菌能夠利用體外環(huán)境中的某些無(wú)機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量制造有機(jī)物的合成作用。②實(shí)例:硝化細(xì)菌能利用氨的氧化時(shí)所釋放的化學(xué)能,將二氧化碳和水合成糖類。③綠色植物和硝化細(xì)菌都能合成有機(jī)物,因此屬于自養(yǎng)生物,而人、動(dòng)物、真菌及大多數(shù)細(xì)菌只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機(jī)物,屬于異養(yǎng)生物。第6章細(xì)胞的生命歷程1.細(xì)胞的增殖(1)細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖的周期性細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖具有周期性細(xì)胞周期細(xì)胞周期分裂期(時(shí)間短):完成細(xì)胞分裂分裂間期(時(shí)間長(zhǎng)):完成DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成(2)細(xì)胞的無(wú)絲分裂及其特點(diǎn)特點(diǎn):分裂過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)染色體和紡錘體等結(jié)構(gòu)(=2\*GB3②動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂的區(qū)別前期末期區(qū)別紡錘體的形成方式子細(xì)胞的形成方式植物細(xì)胞的兩極直接發(fā)出紡錘絲,構(gòu)成紡錘體在赤道板的位置形成細(xì)胞板,細(xì)胞板向周圍擴(kuò)散形成細(xì)胞壁動(dòng)物中心體發(fā)出星射線,構(gòu)成紡錘體細(xì)胞膜從細(xì)胞的中部向內(nèi)凹陷,直接縊裂成兩個(gè)子細(xì)胞③有絲分裂的特征和意義特征:在有絲分裂的過(guò)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(gè)子細(xì)胞中。意義:將親代細(xì)胞的染色體經(jīng)復(fù)制后,精確地平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中。因而在細(xì)胞的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性。2.細(xì)胞的分化(1)細(xì)胞分化的特點(diǎn)、意義及實(shí)例①特點(diǎn):a.細(xì)胞分化是一種持久性的變化,一般來(lái)說(shuō),分化了的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài),直到死亡。b.在生物個(gè)體發(fā)育的過(guò)程中,都可能發(fā)生細(xì)胞分化c.在細(xì)胞分化的過(guò)程中,細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)一般不會(huì)發(fā)生改變,但細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能會(huì)發(fā)生變化②意義:細(xì)胞分化是生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ);細(xì)胞分化使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨向?qū)iT(mén)化,有利于提高各種生理功能的效率。③實(shí)例:P117(2)細(xì)胞分化的過(guò)程及原因原因:細(xì)胞分化是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。(3)細(xì)胞的全能性①概念:已經(jīng)分化的細(xì)胞,仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。在構(gòu)成生物體的細(xì)胞中,受精卵的全能性最容易表達(dá)出來(lái)(全能性最高)。②實(shí)例:植物的組織培養(yǎng)——證明了植物細(xì)胞具有全能性3.細(xì)胞的衰老和凋亡(1)細(xì)胞衰老的特征①細(xì)胞內(nèi)水分減少②酶的活性降低③色素積累=4\*GB3④細(xì)胞核膨大,核膜內(nèi)折,染色質(zhì)固縮,染色加深,細(xì)胞呼吸速率減慢=5\*GB3⑤細(xì)胞膜的通透性改變,物質(zhì)運(yùn)輸功能降低(2)細(xì)胞凋亡的含義由基因所決定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過(guò)程,稱為細(xì)胞凋亡。在成熟的生物體中,細(xì)胞的自然更新、被病原體感染的細(xì)胞的清除,都是通過(guò)細(xì)胞凋亡完成的。細(xì)胞凋亡對(duì)于多細(xì)胞生物體完成正常發(fā)育,維持內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定,以及抵御外界各種因素的干擾都起著非常關(guān)鍵的作用。細(xì)胞衰老和凋亡與人體健康的關(guān)系研究細(xì)胞衰老和凋亡的機(jī)制,對(duì)于全面認(rèn)識(shí)細(xì)胞各種生命活動(dòng)規(guī)律,探究人類健康、壽命長(zhǎng)短的奧秘,有目的的治療有關(guān)疾病都有重要意義。4.細(xì)胞的癌變(1)癌細(xì)胞的主要特征:=1\*GB3①在適宜的條件下,癌細(xì)胞能夠無(wú)限增殖=2\*GB3②癌細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化=3\*GB3③癌細(xì)胞的表面發(fā)生了變化,糖蛋白等物質(zhì)減少,細(xì)胞間的黏著性顯著降低,容易在體內(nèi)分散和轉(zhuǎn)移(2)惡性腫瘤的防治癌癥的治療方法:放射治療(放療)、化學(xué)治療(化療)和手術(shù)切除必修2遺傳變異與進(jìn)化第1章遺傳因子的發(fā)現(xiàn)1.孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)(一)(1)孟德?tīng)栔赃x取豌豆作為雜交試驗(yàn)的材料是由于:①豌豆是自花傳粉且是閉花受粉的植物;②豌豆花較大,易于人工操作;③豌豆具有易于區(qū)分的相對(duì)性狀。④后代籽粒多,易于統(tǒng)計(jì)分析(2)遺傳學(xué)中常用概念及分析①性狀:生物所表現(xiàn)出來(lái)的形態(tài)特征和生理特性。②相對(duì)性狀:一種生物同一種性狀的不同表現(xiàn)類型。③性狀分離:雜種后代中,同時(shí)出現(xiàn)顯性性狀和隱性性狀的現(xiàn)象。如在DD×dd雜交實(shí)驗(yàn)中,雜合F1代自交后形成的F2代同時(shí)出現(xiàn)顯性性狀(DD及Dd)和隱性性狀(dd)的現(xiàn)象。④顯性性狀:在DD×dd雜交試驗(yàn)中,F(xiàn)1表現(xiàn)出來(lái)的性狀;如教材中F1代豌豆表現(xiàn)出高莖,即高莖為顯性。決定顯性性狀的為顯性遺傳因子(基因),用大寫(xiě)字母表示。如高莖用D表示。⑤隱性性狀:在DD×dd雜交試驗(yàn)中,F(xiàn)1未顯現(xiàn)出來(lái)的性狀;如教材中F1代豌豆未表現(xiàn)出矮莖,即矮莖為隱性。決定隱性性狀的為隱性遺傳因子(基因),用小寫(xiě)字母表示,如矮莖用d表示。⑥純合子:遺傳因子(基因)組成相同的個(gè)體。如DD或dd。其特點(diǎn)純合子是自交后代全為純合子,無(wú)性狀分離現(xiàn)象。⑦雜合子:遺傳因子(基因)組成不同的個(gè)體。如Dd。其特點(diǎn)是雜合子自交后代出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象。⑧雜交:遺傳因子組成不同的個(gè)體之間的相交方式。(如:DD×ddDd×ddDD×Dd等)⑨自交:遺傳因子組成相同的個(gè)體之間的相交方式。(如:DD×DDDd×Dd等)⑩測(cè)交:F1(待測(cè)個(gè)體)與隱性純合子雜交的方式。(如:Dd×dd)意義:測(cè)定某顯性生物個(gè)體是純合子還是雜合子(11)正交:若顯性性狀♂×隱性性狀♀為正交(12)反交:則顯性性狀♀×隱性性狀♂為反交用于區(qū)分細(xì)胞核遺傳和細(xì)胞質(zhì)遺傳(3)常見(jiàn)遺傳學(xué)符號(hào)符號(hào)PF1F2×♀♂含義親本子一代子二代雜交自交母本父本(4)孟德?tīng)柕募僬f(shuō):①生物的性狀是由遺傳因子決定的。②體細(xì)胞中遺傳因子是成對(duì)存在的③在形成配子時(shí),成對(duì)的遺傳因子分離,進(jìn)入不同的配子中。④受精時(shí),雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的。(5)分離定律:必修2教材的P7(6)常見(jiàn)問(wèn)題解題方法(分離定律的應(yīng)用)①如后代性狀分離比為顯:隱=3:1,則雙親一定都是雜合子(Dd)即Dd×Dd3D_:1dd②若后代性狀分離比為顯:隱=1:1,則雙親一定是測(cè)交類型。即為Dd×dd1Dd:1dd③若后代性狀只有顯性性狀,則雙親至少有一方為顯性純合子。即DD×DD或DD×Dd或DD×dd2.孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)(二)(1)兩對(duì)相對(duì)性狀雜交試驗(yàn)(必修2教材的P9)中的有關(guān)結(jié)論①兩對(duì)相對(duì)性狀由兩對(duì)等位基因控制,且兩對(duì)等位基因分別位于兩對(duì)同源染色體。②F1形成配子時(shí),等位基因一定分離,非等位基因(位于非同源染色體上的非等位基因)自由組合,且同時(shí)發(fā)生。③F2中有16種組合方式,9種基因型,4種表現(xiàn)型,比例9:3:3:1YYRR1/16YYRr2/16親本類型雙顯(Y_R_親本類型YyRr4/16純隱(yyrr)yyrr1/161/16綠皺YYrr1/16重組類型單顯(Y_rr)YYRr2/163/16黃皺重組類型yyRR1/16單顯(yyR_)yyRr2/163/16綠圓注意:上述結(jié)論只是符合親本為YYRR×yyrr,但親本為YYrr×yyRR,F(xiàn)2中重組類型為10/16,親本類型為6/16。(2)自由組合定律:必修2教材的P11黑體字(3)孟德?tīng)栠z傳實(shí)驗(yàn)獲得成功的原因:①正確選用豌豆作為實(shí)驗(yàn)材料是成功的首要條件②在對(duì)生物的性狀分析時(shí),首先針對(duì)一對(duì)相對(duì)性狀進(jìn)行研究,再對(duì)兩對(duì)或多對(duì)性狀進(jìn)行研究③對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析④科學(xué)地設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)的程序:假說(shuō)——演繹法(觀察實(shí)驗(yàn),提出問(wèn)題→分析問(wèn)題,提出假說(shuō)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證假說(shuō)→歸納綜合,總結(jié)規(guī)律)(4)基因型、表現(xiàn)型及關(guān)系④等位基因:控制相對(duì)性狀的基因(在同源染色體的相同位置上)⑤基因型與表現(xiàn)型的關(guān)系:基因型+環(huán)境=表現(xiàn)型第2章基因和染色體的關(guān)系1.減數(shù)分裂和受精作用(1)正確區(qū)分染色體、染色單體、同源染色體和四分體①染色體和染色單體:細(xì)胞分裂間期,染色體經(jīng)過(guò)復(fù)制后由一個(gè)著絲點(diǎn)連著的兩條姐妹染色單體。所以此時(shí)染色體數(shù)目要根據(jù)著絲點(diǎn)判斷。②同源染色體和四分體:同源染色體指形態(tài)、大小一般相同,一條來(lái)自母方,一條來(lái)自父方,且能在減數(shù)第一次分裂過(guò)程中可以兩兩配對(duì)的一對(duì)染色體。四分體指減數(shù)第一次分裂同源染色體聯(lián)會(huì)后每對(duì)同源染色體中含有四條姐妹染色單體。③一對(duì)同源染色體=一個(gè)四分體=2條染色體=4條染色單體=4個(gè)DNA分子=8條脫氧核苷酸鏈。④聯(lián)會(huì):同源染色體兩兩配對(duì)的現(xiàn)象。⑤交叉互換:指減數(shù)第一次分裂前期四分體時(shí)期,非姐妹染色單體發(fā)生纏繞,并交換部分片段的現(xiàn)象。⑥減數(shù)分裂:是有性生殖的生物在產(chǎn)生成熟生殖細(xì)胞時(shí)進(jìn)行的染色體數(shù)目減半的細(xì)胞分裂。(2)減數(shù)分裂①特點(diǎn):復(fù)制一次,分裂兩次。②場(chǎng)所:生殖器官內(nèi)(睪丸中的曲細(xì)精管、卵巢)初級(jí)精母細(xì)胞③結(jié)果:染色體數(shù)目減半(染色體數(shù)目減半實(shí)際發(fā)生在減數(shù)第一次分裂)。初級(jí)精母細(xì)胞精原細(xì)胞④精子的形成精原細(xì)胞精巢中的精原細(xì)胞次級(jí)精母細(xì)胞次級(jí)精母細(xì)胞精子精子精子精子精細(xì)胞精細(xì)胞精細(xì)胞精細(xì)胞有絲分裂增殖染色體復(fù)制長(zhǎng)大聯(lián)會(huì)、四分體(互換)染色體單體分開(kāi)(2n)(2n)(n)(n)(n)第一次分裂第二次分裂變形過(guò)程同源染色體分離非同源染色體自由組合(2n)精巢中的精原細(xì)胞次級(jí)精母細(xì)胞次級(jí)精母細(xì)胞精子精子精子精子精細(xì)胞精細(xì)胞精細(xì)胞精細(xì)胞有絲分裂增殖染色體復(fù)制長(zhǎng)大聯(lián)會(huì)、四分體(互換)染色體單體分開(kāi)(2n)(2n)(n)(n)(n)第一次分裂第二次分裂變形過(guò)程同源染色體分離非同源染色體自由組合(2n)⑤初級(jí)卵母細(xì)胞卵細(xì)胞的形成初級(jí)卵母細(xì)胞第二極體卵巢中的卵原細(xì)胞卵原細(xì)胞有絲分裂增殖染色體復(fù)制長(zhǎng)大聯(lián)會(huì)、四分體(互換)(2n)(2n)(2n)同源染色體分離非同源染色體自由組合第一極體次級(jí)卵母細(xì)胞卵細(xì)胞染色體單體分開(kāi)極體極體極體第二極體卵巢中的卵原細(xì)胞卵原細(xì)胞有絲分裂增殖染色體復(fù)制長(zhǎng)大聯(lián)會(huì)、四分體(互換)(2n)(2n)(2n)同源染色體分離非同源染色體自由組合第一極體次級(jí)卵母細(xì)胞卵細(xì)胞染色體單體分開(kāi)極體極體極體(3)精子與卵細(xì)胞形成的異同點(diǎn)精子形成卵細(xì)胞形成場(chǎng)所睪丸卵巢細(xì)胞質(zhì)分裂方式兩次均等分裂初級(jí)和次級(jí)卵母細(xì)胞的分裂均為不均等分裂產(chǎn)生的生殖細(xì)胞數(shù)一個(gè)精原細(xì)胞產(chǎn)生4個(gè)精細(xì)胞一個(gè)卵原細(xì)胞產(chǎn)生1個(gè)卵細(xì)胞生殖細(xì)胞是否變形變形不變形相同點(diǎn)都是染色體復(fù)制1次,細(xì)胞連續(xù)分裂2次,子細(xì)胞染色體數(shù)目均減半注:卵細(xì)胞形成無(wú)變形過(guò)程,且只形成一個(gè)卵細(xì)胞,卵細(xì)胞體積很大,細(xì)胞質(zhì)中存有大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),為受精卵發(fā)育準(zhǔn)備。(4)減數(shù)分裂和有絲分裂主要異同點(diǎn)比較項(xiàng)目減數(shù)分裂有絲分裂染色體復(fù)制次數(shù)及時(shí)間一次,減數(shù)第一次分裂的間期一次,有絲分裂的間期細(xì)胞分裂次數(shù)二次一次聯(lián)會(huì)四分體是否出現(xiàn)出現(xiàn)在減數(shù)第一次分裂不出現(xiàn)同源染色體分離減數(shù)第一次分裂后期無(wú)著絲點(diǎn)分裂發(fā)生在減數(shù)第二次分裂后期后期子細(xì)胞的名稱及數(shù)目性細(xì)胞,精細(xì)胞4個(gè)或卵1個(gè)、極體3個(gè)體細(xì)胞,2個(gè)子細(xì)胞中染色體變化減半,減數(shù)第一次分裂不變子細(xì)胞間的遺傳組成不一定相同一定相同(5)識(shí)別細(xì)胞分裂圖形(區(qū)分有絲分裂、減數(shù)第一次分裂、減數(shù)第二次分裂)圖形判斷方法:(此方法不用記,只要理解、圖形能判斷即可)①先判斷前期、中期、后期、末期:a.前期:染色體排列在細(xì)胞中,有單體b.中期:染色體排列在細(xì)胞中央c.后期:染色體移向細(xì)胞兩極d.末期:染色體散亂排列在細(xì)胞中,無(wú)單體②三個(gè)前期的判別:一看染色體數(shù)目;二看有無(wú)聯(lián)會(huì);三看有無(wú)同源染色體奇數(shù):減Ⅱ偶數(shù):有聯(lián)會(huì):減Ⅰ無(wú)聯(lián)會(huì):有同源染色體:有絲分裂無(wú)同源染色體:減Ⅱ③三個(gè)中期的判別:一看染色體數(shù)目;二看染色體排列;三看有無(wú)同源染色體奇數(shù):減Ⅱ偶數(shù):同源染色體排列在細(xì)胞中央:減Ⅰ著絲點(diǎn)排列在細(xì)胞中央:有同源染色體:有絲分裂無(wú)同源染色體:減Ⅱ④三個(gè)后期的判別:看一極:一看有無(wú)染色單體;二看有無(wú)同源染色體有染色單體:減Ⅰ無(wú)染色單體:有同源染色體:有絲分裂無(wú)同源染色體:減Ⅱ⑤兩個(gè)末期的判斷:一看染色體數(shù)目;二看有無(wú)同源染色體奇數(shù):減Ⅱ偶數(shù):有同源染色體:有絲分裂無(wú)同源染色體:減Ⅱ(6)受精作用①概念:指卵細(xì)胞和精子相互識(shí)別、融合成為受精卵的過(guò)程。(注:受精卵核內(nèi)的染色體由精子和卵細(xì)胞各提供一半,但細(xì)胞質(zhì)幾乎全部由卵細(xì)胞提供,因此后代某些性狀更像母方-細(xì)胞質(zhì)遺傳。)②意義:減數(shù)分裂和受精作用,對(duì)于維持生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定,對(duì)于生物的遺傳和變異都是十分重要的。(7)配子多樣性的原因:在減數(shù)分裂中,發(fā)生了非同源染色體的自由組合和同源染色體上非姐妹染色單體的交叉互換,增加了配子的多樣性,加上受精時(shí)卵細(xì)胞和精子結(jié)合的隨機(jī)性,使后代呈現(xiàn)多樣性,有利于生物的進(jìn)化,體現(xiàn)了有性生殖的優(yōu)越性。2.基因在染色體上(1)薩頓的假說(shuō)基因和染色體行為存在著明顯的平行關(guān)系,基因在染色體上,也就是說(shuō)染色體是基因的載體。-----類比推理法。(2)基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)分析:假說(shuō)演繹(3)基因和染色體的關(guān)系一條染色體上一般含有多個(gè)基因,且這多個(gè)基因在染色體上呈線性排列(4)基因的分離定律的實(shí)質(zhì)在雜合體的細(xì)胞中,位于一對(duì)同源染色體上的等位基因,具有一定的獨(dú)立性;在減數(shù)分裂形成配子的過(guò)程中,等位基因會(huì)隨同源染色體的分開(kāi)而分離,分別進(jìn)入兩個(gè)配子中,獨(dú)立地隨配子遺傳給后代。(5)基因的自由組合定律的實(shí)質(zhì)位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的;在減數(shù)分裂過(guò)程中,同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí),非同源染色體上的非等位基因自由組合3.伴性遺傳(1)伴性遺傳的概念(必修2的P33)(2)人類紅綠色盲癥(X染色體隱性遺傳?。┨攸c(diǎn):①男性患者多于女性患者。②交叉遺傳。即男性→女性→男性。③一般為隔代遺傳。(3)抗維生素D佝僂?。╔染色體顯性遺傳?。┨攸c(diǎn):①女性患者多于男性患者。②代代相傳。(4)伴性遺傳在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用(理)如:蘆花雞性別的鑒定:一般用雌性隱性個(gè)體與雄性顯性純合子交配(5)人類遺傳病的判定方法(理)口訣:無(wú)中生有為隱性,有中生無(wú)為顯性;隱性看女病,女病男正非伴性;顯性看男病,男病女正非伴性。第一步:確定致病基因的顯隱性:可根據(jù)①雙親都正常子代有病為隱性遺傳(即無(wú)中生有為隱性);②雙親都有病子代出現(xiàn)正常為顯性遺傳(即有中生無(wú)為顯性)。第二步:確定致病基因在常染色體還是性染色體上。①在隱性遺傳中,父親正常女兒患病或母親患病兒子正常,為常染色體隱性遺傳;②在顯性遺傳中,父親患病女兒正?;蚰赣H正常兒子患病,為常染色體顯性遺傳。③不管顯隱性遺傳,如果父親正常兒子患病或父親患病兒子正常,都不可能是Y染色體上的遺傳?。虎茴}目中已告知的遺傳病或課本上講過(guò)的某些遺傳病,如白化病、多指、色盲或血友病等可直接確定。注:如果家系圖中患者全為男性(女全正常),且具有世代連續(xù)性,應(yīng)首先考慮伴Y遺傳,無(wú)顯隱之分。第3章基因的本質(zhì)1.DNA是主要的遺傳物質(zhì)(1)對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)20世紀(jì)20年代,認(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點(diǎn)占主導(dǎo)地位(2)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)①體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn):1928年由英國(guó)科學(xué)家格里菲思等人進(jìn)行。b.結(jié)論:在S型細(xì)菌中存在轉(zhuǎn)化因子使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。②體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn):1944年由美國(guó)科學(xué)家艾弗里等人進(jìn)行。b.結(jié)論:DNA是遺傳物質(zhì)(3)噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn):1952年赫爾希和蔡斯①實(shí)驗(yàn)過(guò)程:a.標(biāo)記噬菌體含35S的培養(yǎng)基含35S的細(xì)菌35S蛋白質(zhì)外殼含35S的噬菌體含32P的培養(yǎng)基含32P的細(xì)菌內(nèi)部DNA含32P的噬菌體b.噬菌體侵染細(xì)菌含35S的噬菌體細(xì)菌體內(nèi)沒(méi)有放射性35S;含32P的噬菌體細(xì)菌體內(nèi)有放射線32P②結(jié)論:進(jìn)一步確立DNA是遺傳物質(zhì)注:噬菌體是一種病毒,由蛋白質(zhì)外殼(含S)和DNA(含P)構(gòu)成,與細(xì)菌是寄生關(guān)系(4)煙草花葉病毒感染煙草實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與結(jié)論煙草花葉病毒的RNA能自我復(fù)制,控制生物的遺傳性狀,因此RNA是它的遺傳物質(zhì)。(5)生物的遺傳物質(zhì)非細(xì)胞結(jié)構(gòu):DNA或RNA生物 原核生物:DNA細(xì)胞結(jié)構(gòu)真核生物:DNA結(jié)論:絕大多數(shù)生物(細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物和DNA病毒)的遺傳物質(zhì)是DNA,所以說(shuō)DNA是主要的遺傳物質(zhì)。2.DNA分子的結(jié)構(gòu)(1)基本單位脫氧核糖核苷酸(簡(jiǎn)稱脫氧核苷酸)(2)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)①提出者:沃森和克里克②特點(diǎn):a.DNA分子由兩條反向平行的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈盤(pán)旋而成。b.DNA分子外側(cè)是脫氧核糖和磷酸交替連接而成的基本骨架。c.DNA分子兩條鏈的內(nèi)側(cè)的堿基按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則配對(duì),并以氫鍵互相連接。(3)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則及其應(yīng)用①A=TC=G②(A+C)/(T+G)=1或A+G/T+C=1③如果(A1+C1)/(T1+G1)=b,那么(A2+C2)/(T2+G2)=1/b④(A+T)/(C+G)=(A1+T1)/(C1+G1)=(A2+T2)/(C2+G2)=a3.DNA的復(fù)制(1)DNA半保留復(fù)制的推測(cè):沃森和克里克(2)DNA分子復(fù)制①概念:以親代DNA分子為模板合成子代DNA的過(guò)程②復(fù)制時(shí)間:有絲分裂間期或減數(shù)第一次分裂間期③復(fù)制方式:半保留復(fù)制④復(fù)制特點(diǎn):邊解旋邊復(fù)制⑤復(fù)制條件:a.模板:親代DNA分子兩條脫氧核苷酸鏈b.原料:4種脫氧核苷酸c.能量:ATPd.解旋酶、DNA聚合酶等⑥復(fù)制場(chǎng)所:主要在細(xì)胞核中,線粒體和葉綠體也存在。⑦復(fù)制意義:將遺傳信息從親代傳給了子代,從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。(3)與DNA復(fù)制有關(guān)的堿基計(jì)算①一個(gè)DNA連續(xù)復(fù)制n次后,DNA分子總數(shù)為:2n②第n代的DNA分子中,含原DNA母鏈的有2個(gè),占1/(2n-1)③若某DNA分子中含堿基T為M,(1)則連續(xù)復(fù)制n次,所需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為:M(2n-1)④第n次復(fù)制時(shí)所需游離的胸腺嘧啶脫氧核苷酸數(shù)為:M·2n-14.基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段(1)基因的相關(guān)關(guān)系①與DNA的關(guān)系a.每個(gè)DNA分子包含許多個(gè)基因。b.基因的實(shí)質(zhì)是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,無(wú)遺傳效應(yīng)的DNA片段不能稱之為基因(非基因)。(遺傳效應(yīng):能控制蛋白質(zhì)的合成;能控制生物的性狀;能復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、能調(diào)控表達(dá))②與染色體的關(guān)系a.基因在染色體上呈線性排列。b.染色體是基因的主要載體,此外,線粒體和葉綠體中也是基因的載體。③與脫氧核苷酸的關(guān)系a.脫氧核苷酸是構(gòu)成基因的基本單位。b.基因中脫氧核苷酸的排列順序代表遺傳信息。④與性狀的關(guān)系a.基因是控制生物性狀的結(jié)構(gòu)和功能單位。b.基因?qū)π誀畹目刂仆ㄟ^(guò)控制蛋白質(zhì)分子的合成來(lái)實(shí)現(xiàn)。(2)DNA片段中的遺傳信息:基因中脫氧核苷酸(堿基)的排列順序①多樣性:構(gòu)成DNA分子的脫氧核苷酸雖只有4種,配對(duì)方式僅2種,但其數(shù)目卻可以成千上萬(wàn),更重要的是形成堿基對(duì)的排列順序可以千變?nèi)f化,從而決定了DNA分子的多樣性②特異性:每個(gè)特定的DNA分子中具有特定的堿基排列順序,而特定的排列順序代表著遺傳信息,所以每個(gè)特定的DNA分子中都貯存著特定的遺傳信息,這種特定的堿基排列順序就決定了DNA分子的特異性。第4章基因的表達(dá)1.基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成(1)DNA與RNA的異同點(diǎn)DNARNA結(jié)構(gòu)通常是雙螺旋結(jié)構(gòu),極少數(shù)病毒是單鏈結(jié)構(gòu)通常是單鏈結(jié)構(gòu)基本單位脫氧核苷酸(4種)核糖核苷酸(4種)五碳糖脫氧核糖核糖堿基A、G、C、TA、G、C、U產(chǎn)生途徑DNA復(fù)制、逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄、RNA復(fù)制存在部位主要位于細(xì)胞核中染色體上,極少數(shù)位于細(xì)胞質(zhì)中的線粒體和葉綠體上主要位于細(xì)胞質(zhì)中功能傳遞和表達(dá)遺傳信息①mRNA:轉(zhuǎn)錄遺傳信息,翻譯的模板②tRNA:運(yùn)輸特定氨基酸③rRNA:核糖體的組成成分(2)RNA的類型①信使RNA(mRNA)②轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)③核糖體RNA(rRNA)(3)轉(zhuǎn)錄①轉(zhuǎn)錄的概念②轉(zhuǎn)錄的過(guò)程:必修2教材P63③轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所:主要在細(xì)胞核④轉(zhuǎn)錄的模板:以DNA的一條鏈為模板⑤轉(zhuǎn)錄的原料:4種核糖核苷酸⑥轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物一條單鏈的mRNA⑦轉(zhuǎn)錄的原則:堿基互補(bǔ)配對(duì)(A—U、T—A、G—C)(4)遺傳信息、密碼子和反密碼子遺傳信息密碼子反密碼子概念基因中脫氧核苷酸的排列順序mRNA中決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰堿基tRNA中與mRNA密碼子互補(bǔ)配對(duì)的三個(gè)堿基作用控制生物的遺傳性狀直接決定蛋白質(zhì)中的氨基酸序列識(shí)別密碼子,轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸種類基因中脫氧核苷酸種類、數(shù)目和排列順序的不同,決定了遺傳信息的多樣性64種:密碼子61種:能翻譯出氨基酸3種:終止密碼子,不能翻譯氨基酸61種或tRNA也為61種聯(lián)系①基因中脫氧核苷酸的序列mRNA中核糖核苷酸的序列②mRNA中堿基序列與基因模板鏈中堿基序列互補(bǔ)③密碼子與相應(yīng)反密碼子的序列互補(bǔ)配對(duì)(5)翻譯①定義:②翻譯的場(chǎng)所:細(xì)胞質(zhì)③翻譯的模板:mRNA④翻譯的原料:20種氨基酸⑤翻譯的產(chǎn)物:多肽鏈(蛋白質(zhì))⑥翻譯的原則:堿基互補(bǔ)配對(duì)(A—U、G—C)(6)DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較場(chǎng)所產(chǎn)物條件模板原料酶能量DNA復(fù)制主要在細(xì)胞核DNADNA的兩條鏈脫氧核苷酸需要不同的酶需要轉(zhuǎn)錄主要在細(xì)胞核mRNADNA的一條鏈核糖核苷酸翻譯細(xì)胞質(zhì)多肽(蛋白質(zhì))mRNA氨基酸(7)基因表達(dá)過(guò)程中有關(guān)DNA、RNA、氨基酸的計(jì)算①轉(zhuǎn)錄時(shí),以基因的一條鏈為模板,按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,產(chǎn)生一條單鏈mRNA,則轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA分子中堿基數(shù)目是基因中堿基數(shù)目的一半,且基因模板鏈中A+T(或C+G)與mRNA分子中U+A(或C+G)相等。②翻譯過(guò)程中,mRNA中每3個(gè)相鄰堿基決定一個(gè)氨基酸,所以經(jīng)翻譯合成的蛋白質(zhì)分子中氨基酸數(shù)目是mRNA中堿基數(shù)目的1/3,是雙鏈DNA堿基數(shù)目的1/6。(即基因、mRNA上的堿基與氨基酸數(shù)目的關(guān)系為6:3:1)2.基因?qū)π誀畹目刂疲?)中心法則①DNA→DNA:DNA的自我復(fù)制;②DNA→RNA:轉(zhuǎn)錄;③RNA→蛋白質(zhì):翻譯;④RNA→RNA:RNA的自我復(fù)制;⑤RNA→DNA:逆轉(zhuǎn)錄。DNA→DNARNA→RNADNA→RNA細(xì)胞生物病毒RNA→蛋白質(zhì)RNA→DNA(2)基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系①基因控制性狀的方式a.基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程,進(jìn)而控制生物體的性狀。(如白化病圓粒豌豆和皺粒豌豆的性狀控制。)b.基因通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。(如囊性纖維化病、鐮刀型細(xì)胞貧血癥)酶或激素細(xì)胞代謝(間接控制)基因性狀結(jié)構(gòu)蛋白細(xì)胞結(jié)構(gòu)(直接控制)②基因型與表現(xiàn)型的關(guān)系基因的表達(dá)過(guò)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。第5章基因突變及其他變異1.基因突變和基因重組(1)基因突變①概念:由于DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添和缺失而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。②實(shí)例:鐮刀型細(xì)胞貧血癥。③原因a.外因某些外界環(huán)境條件(如:溫度驟變、各種射線、污染等)。生物體內(nèi)部因素(如:異常代謝產(chǎn)物)等作用。b.內(nèi)因:DNA復(fù)制過(guò)程中,基因內(nèi)部脫氧核苷酸的種類、數(shù)量或排列順序發(fā)生局部的改變,從而改變遺傳信息。④特點(diǎn):a.普遍性;b.隨機(jī)性;c.低頻性;d.多害少利性;e.不定向性。⑤意義:是新基因產(chǎn)生的途徑,是生物變異的根本來(lái)源。(2)基因重組①概念:在生物體進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中,控制不同性狀的基因的重新組合。②類型a.自由組合(非同源染色體上的非等位基因)。b.交叉互換(同源染色體上的非等位基因)。c.基因工程③實(shí)現(xiàn)途徑:有性生殖(減數(shù)分裂)。④意義a.為生物變異提供了極其豐富的來(lái)源。b.形成生物多樣性的重要原因之一。c.對(duì)于生物的進(jìn)化具有十分重要的意義。2.染色體變異(1)染色體結(jié)構(gòu)的變異①實(shí)例:貓叫綜合征,人的第5號(hào)染色體部分缺失引起的遺傳病。②類型a.缺失:染色體中某一片段缺失,片段上的基因也隨之丟失。b.重復(fù):染色體增加某一片段,該片段上的基因與正常染色體部分片段基因相同。c.易位:兩條非同源染色體間片段的移接。d.倒位:染色體中某一片段位置顛倒180°。(2)染色體數(shù)目的變異①個(gè)別染色體增減:如21三體綜合征。②染色體組成倍增減a.染色體組:細(xì)胞中的在形態(tài)和功能上各不相同,攜帶著控制生物生長(zhǎng)發(fā)育的全部遺傳信息的一組非同源染色體。b.二倍體:由受精卵發(fā)育而成的,體細(xì)胞中含有兩個(gè)染色體組的個(gè)體。如:果蠅。c.多倍體Ⅰ.概念:由受精卵發(fā)育而來(lái),體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體。Ⅱ.實(shí)例:香蕉(三倍體)、馬鈴薯(四倍體)、普通小麥(六倍體)。Ⅲ.特點(diǎn):莖稈粗壯,葉片、果實(shí)、種子比較大,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高,發(fā)育延遲。Ⅳ.人工誘導(dǎo)多倍體方法:用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。成因:秋水仙素抑制紡錘體形成。實(shí)例:三倍體無(wú)子西瓜。d.單倍體Ⅰ.概念:體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體。自然成因:由配子直接發(fā)育成的新個(gè)體,如蜜蜂的雄蜂。Ⅱ.成因人工成因:花藥離體培養(yǎng)。Ⅲ.特點(diǎn):植株長(zhǎng)得弱小,高度不育。Ⅳ.應(yīng)用:方法:花藥(花粉)離體培養(yǎng)和用秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍。單倍體育種優(yōu)點(diǎn)明顯縮短育種年限獲得能穩(wěn)定遺傳的純合子。3.人類遺傳?。?)人類常見(jiàn)遺傳病的類型①單基因遺傳病(一對(duì)等位基因的控制)a.顯性基因引起的:如多指、并指、抗VD佝僂病等。b.隱性基因引起的:如白化病、苯丙酮尿癥、先天性聾啞、鐮刀型細(xì)胞貧血癥。②多基因遺傳病(受兩對(duì)以上等位基因的控制)a.特點(diǎn):在群體中發(fā)病率比較高。b.病例:原發(fā)性高血壓、青少年型糖尿病、冠心病、哮喘病等。③染色體異常遺傳病病例:21三體綜合征、貓叫綜合征。(2)遺傳病的監(jiān)測(cè)和預(yù)防①遺傳咨詢a.對(duì)咨詢對(duì)象進(jìn)行身體檢查,了解家族病史,診斷是否患有某種遺傳病。b.分析遺傳病的傳遞方式,判斷類型。c.推算出后代的再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)率。d.提出防治對(duì)策、方法和建議(如是否適于生育、選擇性生育)等。②產(chǎn)前診斷羊水檢查、B超檢查。方法孕婦血細(xì)胞檢查?;蛟\斷。(3)人類基因組計(jì)劃①人類基因組計(jì)劃的目的:測(cè)定人類基因組的全部DNA序列,解讀其中包含的遺傳信息。②已獲數(shù)據(jù):人類基因組由大約31.6億個(gè)堿基對(duì)組成,已發(fā)現(xiàn)的基因約為2.0~2.5萬(wàn)個(gè)。第6章從雜交育種到基因工程1.雜交育種與誘變育種(1)雜交育種①概念:將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò)交配集中在一起,再經(jīng)過(guò)選擇和培育,獲得新品種的方法。②原理:基因重組。③過(guò)程:選擇具有不同優(yōu)良性狀的親本→雜交,獲得F1→F1自交或雜交→獲得F2→鑒別選擇需要的類型,優(yōu)良品種。④優(yōu)點(diǎn):可以把多個(gè)品種的優(yōu)良性狀集中在一起。⑤缺點(diǎn):獲得新品種的周期長(zhǎng)。⑥意義:根據(jù)需要培育理想類型。(2)誘變育種①概念:利用物理因素或化學(xué)因素來(lái)處理生物,使生物發(fā)生基因突變,從而獲得優(yōu)良變異類型的育種方法。②原理:基因突變。③過(guò)程:選擇生物→誘發(fā)基因突變→選擇理想類型→培育。④優(yōu)點(diǎn)a.可以提高突變頻率,在較短時(shí)間內(nèi)獲得更多的優(yōu)良變異類型。b.大幅度地改良某些性狀。⑤缺點(diǎn):誘發(fā)產(chǎn)生的突變,有利的個(gè)體往往不多,需處理大量材料。⑥意義:培育具有新性狀的品種。⑦應(yīng)用:培育優(yōu)良品種。2.基因工程及其應(yīng)用①概念:又叫基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)。通俗地說(shuō),就是按照人們的意愿,把一種生物的某種基因提取出來(lái),加以修飾改造,然后放到另一種生物的細(xì)胞里,定向地改造生物的遺傳性狀。②原理:不同生物間的基因重組。③基本工具a.基因的剪刀:限制性核酸內(nèi)切酶。b.基因的針線:DNA連接酶。c.基因的運(yùn)載體:常用的有質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒等。④操作步驟提取目的基因↓目的基因與運(yùn)載體結(jié)合↓將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞↓目的基因的表達(dá)和檢測(cè)⑤應(yīng)用a.作物育種:利用基因工程的方法,獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和具有優(yōu)良品質(zhì)的農(nóng)作物,培育出具有各種抗逆性的作物新品種,如抗蟲(chóng)棉等。b.藥物研制:利用基因工程的方法,培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因生物,利用轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品,如胰島素、干擾素、乙肝疫苗等。c.環(huán)境保護(hù):如利用轉(zhuǎn)基因細(xì)菌降解有毒有害的化合物,吸收環(huán)境中的重金屬,分解泄漏的石油,處理工業(yè)廢水等。⑥優(yōu)點(diǎn):基因工程可按照人們的意愿定向培育新品種,且可突破生殖隔離,實(shí)現(xiàn)不同物種間的基因重組。缺點(diǎn):有可能引發(fā)生態(tài)危機(jī)。第7章現(xiàn)代生物進(jìn)化理論1.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的由來(lái)(1)拉馬克進(jìn)化學(xué)說(shuō)①內(nèi)容:用進(jìn)廢退和獲得性遺傳是生物不斷進(jìn)化的主要原因。②意義:否定了神創(chuàng)論和物種不變論,奠定了科學(xué)生物進(jìn)化論的基礎(chǔ)。③對(duì)拉馬克的評(píng)價(jià):第一個(gè)提出比較完整的進(jìn)化學(xué)說(shuō)的科學(xué)家,是生物進(jìn)化論的創(chuàng)始人。(2)達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)①內(nèi)容:過(guò)度繁殖、生存斗爭(zhēng)、遺傳變異和適者生存。②意義:a.使生物學(xué)第一次擺脫了神學(xué)的束縛,走上了科學(xué)的軌道。b.科學(xué)地解釋了生物進(jìn)化的原因,以及生命現(xiàn)象的統(tǒng)一性、生物的多樣性和適應(yīng)性的原因。③提出標(biāo)志:《物種起源》一書(shū)的出版。④局限性:對(duì)遺傳和變異的本質(zhì)不能做出科學(xué)的解釋。(3)達(dá)爾文以后進(jìn)化理論的發(fā)展①遺傳和變異的研究已經(jīng)從性狀水平深入到基因水平②自然選擇作用的研究已經(jīng)從以個(gè)體為單位發(fā)展到以種群為單位。2.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容(1)種群是生物進(jìn)化的基本單位①種群:生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體。②基因庫(kù):一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因。③基因頻率a.概念:在一個(gè)種群基因庫(kù)中,某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率。b.調(diào)查方法:抽樣調(diào)查。(2)生物進(jìn)化的原材料①突變:包括基因突變和染色體變異。②基因重組。(3)生物進(jìn)化的方向由自然選擇決定。在自然選擇的作用下,種群的基因頻率會(huì)發(fā)生定向改變,導(dǎo)致生物朝著一定的方向不斷進(jìn)化。(4)隔離與物種的形成①物種:能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物,稱為一個(gè)物種,簡(jiǎn)稱種。②隔離Ⅰ.概念:不同種群間的個(gè)體,在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。Ⅱ.類型a.生殖隔離:不同物種之間一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能產(chǎn)生可育后代的現(xiàn)象。b.地理隔離:同種生物由于地理上的障礙而分成不同的種群,使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象。③在物種形成中的作用隔離是物種形成的必要條件,生殖隔離的形成標(biāo)志著新物種的形成。(5)共同進(jìn)化與生物多樣性的形成①共同進(jìn)化a.概念:不同物種之間,生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展。b.原因:生物與生物之間的相互選擇和生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間的相互影響。②生物多樣性a.層次:基因多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性。b.形成原因:生物的進(jìn)化。c.研究生物進(jìn)化歷程的主要依據(jù):化石。③生物進(jìn)化理論在發(fā)展。必修3穩(wěn)態(tài)與環(huán)境第1章人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)1.細(xì)胞生活的環(huán)境(1)細(xì)胞外液(內(nèi)環(huán)境)①組成:血漿、組織液、淋巴等。②概念:由細(xì)胞外液構(gòu)成的液體環(huán)境叫內(nèi)環(huán)境。③三者關(guān)系:(2)細(xì)胞外液成分比較①組織液、淋巴的成分和含量與血漿相近。②最主要的差別在于血漿中含有較多的蛋白質(zhì),而組織液和淋巴中蛋白質(zhì)含量很少。(3)細(xì)胞外液理化特征①滲透壓:大小主要與無(wú)機(jī)鹽、蛋白質(zhì)的含量有關(guān)。②酸堿度:正常人血漿近中性,pH為7.35~7.45③溫度:一般維持在37℃左右(4)內(nèi)環(huán)境與外界環(huán)境的關(guān)系:內(nèi)環(huán)境是細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換2.內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性(1)內(nèi)環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化特點(diǎn)①動(dòng)態(tài)變化:內(nèi)環(huán)境成分和理化性質(zhì)處于動(dòng)態(tài)平衡中。②穩(wěn)態(tài):正常機(jī)體通過(guò)調(diào)節(jié)作用,使各個(gè)器官、系統(tǒng)協(xié)調(diào)活動(dòng),共同維持內(nèi)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。(2)對(duì)穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)制的認(rèn)識(shí)①經(jīng)典解釋:在神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)的共同作用下,通過(guò)機(jī)體各種器官、系統(tǒng)分工合作、協(xié)調(diào)統(tǒng)一而實(shí)現(xiàn)的。②主要調(diào)節(jié)機(jī)制:神經(jīng)—體液—免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。③穩(wěn)態(tài)失調(diào):人體維持穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)能力是有一定限度的,當(dāng)外界環(huán)境變化過(guò)于劇烈,或人體自身的調(diào)節(jié)功能出現(xiàn)障礙時(shí),均會(huì)遭到破壞。(3)重要意義內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是機(jī)體進(jìn)行正常生命活動(dòng)的必要條件。第2章動(dòng)物和人體生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)1.通過(guò)神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)(1)神經(jīng)調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)——反射弧感受器→傳入神經(jīng)→神經(jīng)中樞→傳出神經(jīng)→效應(yīng)器。(2)基本方式——反射在中樞神經(jīng)系統(tǒng)參與下,動(dòng)物體或人體對(duì)內(nèi)外環(huán)境變化作出的規(guī)律性應(yīng)答。(3)興奮動(dòng)物體或人體內(nèi)的某些組織或細(xì)胞感受外界刺激后,由相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)轱@著活躍狀態(tài)的過(guò)程。興奮的傳導(dǎo)方式——神經(jīng)沖動(dòng)(電信號(hào))。(4)興奮的傳導(dǎo)①神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)a.過(guò)程:靜息電位(內(nèi)負(fù)外正)→動(dòng)作電位(內(nèi)正外負(fù))b.特點(diǎn):雙向傳導(dǎo)。②神經(jīng)元之間傳遞a.突觸的結(jié)構(gòu):突觸前膜:軸突末端突觸小體的膜。突觸間隙:突觸前膜與突觸后膜之間存在的間隙。突觸后膜:另一個(gè)神經(jīng)元的胞體膜或樹(shù)突膜。b.特點(diǎn):?jiǎn)蜗騻鬟f,興奮只能從一個(gè)神經(jīng)元的軸突傳遞給另一個(gè)神經(jīng)元的細(xì)胞體或樹(shù)突。(5)神經(jīng)系統(tǒng)的分級(jí)調(diào)節(jié)下丘腦、大腦皮層、腦干、小腦、脊髓2.通過(guò)激素的調(diào)節(jié)(1)血糖平衡的調(diào)節(jié)①血糖三種來(lái)源:食物中的糖類消化吸收;肝糖原分解;脂肪等非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化。②血糖三種去向:氧化分解;合成肝糖原、肌糖原;轉(zhuǎn)化為脂肪、某些氨基酸等。③胰島素(胰島B細(xì)胞)、胰高血糖素(胰島A細(xì)胞)。拮抗。(2)激素調(diào)節(jié)的特點(diǎn)①微量和高效。②通過(guò)體液運(yùn)輸。③作用于靶器官、靶細(xì)胞。3.免疫調(diào)節(jié)(1)免疫系統(tǒng)組成①免疫器官:骨髓、胸腺、脾、淋巴結(jié)、扁桃體等。②免疫細(xì)胞吞噬細(xì)胞等。淋巴細(xì)胞:T細(xì)胞(遷移到胸腺中發(fā)育成熟)、B細(xì)胞(在骨髓中發(fā)育成熟)。③免疫活性物質(zhì):抗體、淋巴因子、溶菌酶等。(2)免疫系統(tǒng)的功能Ⅰ.防衛(wèi)功能①非特異性免疫a.第一道防線:由皮膚、黏膜組成。b.第二道防線:由體液中的殺菌物質(zhì)_和吞噬細(xì)胞等組成。②特異性免疫(第三道防線)Ⅱ.監(jiān)控和清除功能監(jiān)控并清除體內(nèi)已經(jīng)衰老或因其他因素而被破壞的細(xì)胞,以及癌變的細(xì)胞。(3)免疫過(guò)強(qiáng)①自身免疫?。喝缦到y(tǒng)性紅斑狼瘡、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎。②過(guò)敏反應(yīng)a.概念:已產(chǎn)生免疫的機(jī)體,在再次接受抗原刺激時(shí)所發(fā)生的反應(yīng)b.特點(diǎn)發(fā)作迅速、反應(yīng)強(qiáng)烈、消退較快,一般不會(huì)破壞組織細(xì)胞,不會(huì)引起組織嚴(yán)重?fù)p傷,有明顯的遺傳傾向和個(gè)體差異。(4)防衛(wèi)過(guò)弱①舉例:如艾滋病,又叫獲得性免疫缺陷綜合癥。②病因:由人類免疫缺陷病毒(HIV)引起,HIV主要攻擊人體的T細(xì)胞,它可使人體免疫能力幾乎全部喪失。(5)與免疫有關(guān)的細(xì)胞比較(6)各種免疫細(xì)胞的比較細(xì)胞名稱來(lái)源功能吞噬細(xì)胞造血干細(xì)胞處理、呈遞抗原,吞噬抗原抗體結(jié)合體B細(xì)胞造血干細(xì)胞在骨髓中發(fā)育識(shí)別抗原,分化成為漿細(xì)胞、記憶細(xì)胞T細(xì)胞造血干細(xì)胞在胸腺中發(fā)育識(shí)別、呈遞抗原,分化成效應(yīng)T細(xì)胞、記憶細(xì)胞、分泌淋巴因子漿細(xì)胞B細(xì)胞或記憶細(xì)胞分泌抗體效應(yīng)T細(xì)胞T細(xì)胞或記憶細(xì)胞與靶細(xì)胞結(jié)合發(fā)揮免疫效應(yīng)記憶細(xì)胞B細(xì)胞或T細(xì)胞識(shí)別抗原,分化成相應(yīng)的效應(yīng)細(xì)胞第3章:植物的激素調(diào)節(jié)1.植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)⑤郭葛的試驗(yàn):分離出該促進(jìn)植物生長(zhǎng)的物質(zhì),確定是吲哚乙酸,命名為生長(zhǎng)素,除IAA外,還有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等。⑥3個(gè)試驗(yàn)結(jié)論小結(jié):生長(zhǎng)素的合成部位是胚芽鞘的尖端;感光部位是胚芽鞘的尖端;⑦對(duì)植物向光性的解釋單側(cè)影響了生長(zhǎng)素的分布,使背光一側(cè)的生長(zhǎng)素多于向光一側(cè),從而使背光一側(cè)的細(xì)胞伸長(zhǎng)快于向光一側(cè),結(jié)果表現(xiàn)為莖彎向光源生長(zhǎng)。⑧判斷胚芽鞘生長(zhǎng)情況的方法一看有無(wú)生長(zhǎng)素,沒(méi)有不長(zhǎng);二看能否向下運(yùn)輸,不能不長(zhǎng)三看是否均勻向下運(yùn)輸均勻:直立生長(zhǎng)不均勻:彎曲生長(zhǎng)(彎向生長(zhǎng)素少的一側(cè))(2)生長(zhǎng)素的產(chǎn)生、運(yùn)輸和分布①生長(zhǎng)素的產(chǎn)生部位:幼嫩的芽、葉、發(fā)育中的種子②生長(zhǎng)素的運(yùn)輸方向:橫向運(yùn)輸:向光側(cè)→背光側(cè)極性運(yùn)輸:形態(tài)學(xué)上端→形態(tài)學(xué)下端(運(yùn)輸方式為主動(dòng)運(yùn)輸)③生長(zhǎng)素的分布部位:各器官均有,集中在生長(zhǎng)旺盛的部位如芽、根頂端的分生組織、發(fā)育中的種子和果實(shí)。④植物激素是由__植物體內(nèi)__產(chǎn)生,能從___產(chǎn)生__部位運(yùn)送到__作用_部位,對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有__顯著__影響的___微__量有機(jī)物。2.生長(zhǎng)素的生理作用(2)生長(zhǎng)素類似物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用①促進(jìn)扦插枝條生根[實(shí)驗(yàn)];②防止落花落果;③促進(jìn)果實(shí)發(fā)育(在未授粉的雌蕊柱頭上噴灑生長(zhǎng)素類似物,促進(jìn)子房發(fā)育為果實(shí),形成無(wú)子番茄);④控制性別分化(促進(jìn)花芽向雌花分化,從而提高產(chǎn)量)3.其他植物激素(1)五種植物激素的區(qū)別名稱合成部位主要作用生長(zhǎng)素幼嫩的芽、葉和發(fā)育的種子促進(jìn)扦插生根,促進(jìn)植物生長(zhǎng)和果實(shí)發(fā)育,赤霉素未成熟的種子、幼根、幼葉促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng),從而促進(jìn)植株增高;促進(jìn)種子萌發(fā)果實(shí)的發(fā)育脫落酸根冠、萎焉的葉片,將要脫落的組織和器官中含量較多抑制細(xì)胞的分裂,促進(jìn)葉和果實(shí)的衰老和脫落細(xì)胞分裂素根尖促進(jìn)細(xì)胞的分裂乙烯植物體各個(gè)部位促進(jìn)果實(shí)的成熟(2)植物激素之間的關(guān)系植物細(xì)胞的分化、器官的發(fā)生、發(fā)育、成熟和衰老,整個(gè)植株的生長(zhǎng)等,是多種激素相互協(xié)調(diào)、共同調(diào)節(jié)的結(jié)果。(3)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑雖然也具有類同植物激素的功效,但因其是人工合成的,不是植物激素。第4章種群和群落1.種群的特征(1)種群密度種群在__單位面積__或___單位體積__中的個(gè)體數(shù)就是種群密度。它是種群最__最基本__的數(shù)量特征。種群密度(種群最基本的數(shù)量特征)出生率和死亡率(決定)增長(zhǎng)型數(shù)量特征年齡結(jié)構(gòu)(預(yù)測(cè))穩(wěn)定型衰退型性別比例(影響)(2)種群的特征遷入率和遷出率(決定)空間特征:均勻分布、集群分布、隨機(jī)分布(3)調(diào)查種群密度的方法:①樣方法:(植物和運(yùn)動(dòng)能力較弱的動(dòng)物)、以若干樣方(隨機(jī)取樣)平均密度估計(jì)總體平均密度的方法。②估算植物種群密度常用___樣方__法,其常用的取樣方法有__五點(diǎn)取樣法__及__等距取樣法__。取樣的關(guān)鍵是要做到__隨機(jī)取樣__,不能摻入___主觀因素__。③標(biāo)志重捕法:(運(yùn)動(dòng)能力強(qiáng),活動(dòng)范圍大的動(dòng)物)2.種群數(shù)量的變化(1)種群數(shù)量的增長(zhǎng)規(guī)律①種群增長(zhǎng)的“J”型曲線:Nt=N0λta.條件:在食物(養(yǎng)料)和空間條件充裕、氣候適宜和沒(méi)有敵害等理想條件下b.特點(diǎn):種群內(nèi)個(gè)體數(shù)量連續(xù)增長(zhǎng);增長(zhǎng)率不變種群增長(zhǎng)的“S”型曲線:SHAPEa.條件:食物和空間等有限的環(huán)境中,種群密度上升,種內(nèi)個(gè)體間的競(jìng)爭(zhēng)加劇,捕食者數(shù)量增加b.特點(diǎn):種群內(nèi)個(gè)體數(shù)量達(dá)到環(huán)境條件所允許的最大值(K值)時(shí),種群個(gè)體數(shù)量將不再增加;種群增長(zhǎng)速率先增大后減小,K/2時(shí)增速最快,K時(shí)為0c.應(yīng)用:大熊貓棲息地遭到破壞后,由于食物減少和活動(dòng)范圍縮小,其K值變小,因此,建立自然保護(hù)區(qū),改善棲息環(huán)境,提高K值,是保護(hù)大熊貓的根本措施;對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制,應(yīng)降低其K值。(2)研究種群數(shù)量變化的意義對(duì)于有害動(dòng)物的防治、野生生物資源的保護(hù)和利用,以及瀕危動(dòng)物種群的拯救和恢復(fù),都有重要意義。(3)實(shí)驗(yàn):培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化①方法:抽樣檢測(cè)法②計(jì)劃的制定和實(shí)驗(yàn)方法:培養(yǎng)一個(gè)酵母菌種群→通過(guò)顯微鏡觀察,用“血細(xì)胞計(jì)數(shù)板”計(jì)數(shù)7天內(nèi)10ml培養(yǎng)液中酵母菌的數(shù)量→計(jì)算平均值,畫(huà)出“酵母菌種群數(shù)量的增長(zhǎng)曲線”③注意事項(xiàng):不需另外設(shè)置對(duì)照(前后對(duì)照即可),振蕩取樣,適度稀釋。④結(jié)果分析:空間、食物等環(huán)境條件不能無(wú)限滿足,酵母菌種群數(shù)量一定時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)“S”型曲線增長(zhǎng)3.群落的結(jié)構(gòu)(1)生物群落的概念在同一時(shí)間內(nèi)、占據(jù)一定空間的相互之間有直接或間接聯(lián)系得各種生物種群的集合。群落是由一定的動(dòng)物、植物和微生物種群組成。(2)豐富度:群落中物種數(shù)目的多少(3)種間關(guān)系關(guān)系名稱數(shù)量坐標(biāo)圖能量關(guān)系圖特點(diǎn)舉例互利共生相互依賴,彼此有利;如果彼此分開(kāi),則雙方或者一方不能獨(dú)立生存。數(shù)量上兩種生物同時(shí)增加,同時(shí)減少,呈現(xiàn)出“同生共死”的同步性變化地衣;大豆與根瘤菌寄生無(wú)對(duì)宿主有害,對(duì)寄生生物有利;如果分開(kāi),則寄生物難以單獨(dú)生存,而宿主會(huì)生活得更好蛔蟲(chóng)與人;噬菌體與被侵染的細(xì)菌競(jìng)爭(zhēng)數(shù)量上呈現(xiàn)出“你死我活”的同步性變化,兩種生物生存能力不同,如圖a;生存能力相同,則如圖b,AB起點(diǎn)相同,為同一營(yíng)養(yǎng)級(jí)牛與羊;農(nóng)作物與雜草捕食一種生物以另一種生物為食,數(shù)量上呈現(xiàn)出“先增加者先減少,后增加者后減少”的不同步變化。AB起點(diǎn)不相同,兩種生物數(shù)量(能量)存在差異,分別位于不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)狼與兔;青蛙與昆蟲(chóng)(4)生物群落的結(jié)構(gòu)①概念:群落結(jié)構(gòu)是由群落中的各個(gè)種群在進(jìn)化過(guò)程中通過(guò)相互作用形成的,主要包括垂直結(jié)構(gòu)和水平結(jié)構(gòu)。②垂直結(jié)構(gòu):指群落在垂直方向上的分層現(xiàn)象。植物與光照強(qiáng)度有關(guān),由高到低分為喬木層、灌木層、草本層;動(dòng)物分層與食物和棲息地有關(guān)。③水平結(jié)構(gòu):指群落中的各個(gè)種群在水平狀態(tài)下的鑲嵌分布。影響因素:地形、光照、濕度、酸堿度、自身生長(zhǎng)特點(diǎn)、人與動(dòng)物影響等。(5)小動(dòng)物豐富度的研究①取樣器取樣法(身體微小,活動(dòng)能力強(qiáng)的動(dòng)物)②統(tǒng)計(jì)方法:記名計(jì)算法和目測(cè)估計(jì)法4.群落的演替(1)概念:隨著時(shí)間的推移,一個(gè)群落被另一個(gè)群落代替的過(guò)程(2)類型①初生演替:是指在一個(gè)從來(lái)沒(méi)有被植物覆蓋的地面或者是原來(lái)存在過(guò)植被,但被徹底消滅的地方發(fā)生的演替。過(guò)程:地衣階段→苔蘚階段→草本植物階段→灌木階段→森林階段次生演替:是指在原有植被雖已不存在,但原有土壤條件基本保留,甚至還保留了植物的種子或其它繁殖體的地方發(fā)生的演替。引起次生演替的外界因素:自然因素:火災(zāi)、洪水、病蟲(chóng)害、嚴(yán)寒人類活動(dòng)(主要因素):過(guò)度砍伐、放牧、墾荒、開(kāi)礦;完全被砍伐或火燒后的森林、棄耕后的農(nóng)田(3)人類活動(dòng)的影響人類活動(dòng)往往會(huì)使群落的演替按照不同于自然演替的速度和方向進(jìn)行。(4)形成條件植物的入侵(繁殖體包括種子、果實(shí)等的傳播)和定居是群落形成的首要條件,也是植物群落演替的主要基礎(chǔ)。第5章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性1.生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(1)生態(tài)系統(tǒng)的范圍①概念:生態(tài)系統(tǒng)是指在一定的空間內(nèi),生物成分(群落)和非生物成分(無(wú)機(jī)環(huán)境)通過(guò)物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息傳遞,彼此相互作用、相互依存而構(gòu)成的一個(gè)生態(tài)學(xué)功能單位。②范圍:地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)是生物圈③生態(tài)系統(tǒng)類型:可分為水域生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)。水域生態(tài)系統(tǒng)主要包括海洋生態(tài)系統(tǒng)和淡水生態(tài)系統(tǒng)。陸地生態(tài)系統(tǒng)有凍原生態(tài)系統(tǒng)、荒漠生態(tài)系統(tǒng)、草原生態(tài)系統(tǒng)、森林生態(tài)系統(tǒng)等自然生態(tài)系統(tǒng),以及農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)、城市生態(tài)系統(tǒng)等人工生態(tài)系統(tǒng)。(2)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)①成分:非生物物質(zhì)和能量:無(wú)機(jī)鹽、陽(yáng)光、熱能、空氣、水等生產(chǎn)者:自養(yǎng)生物主要是綠色植物(最基本、最關(guān)鍵的的成分,生態(tài)系統(tǒng)的基石)生物成分消費(fèi)者:主要是各種動(dòng)物分解者:主要是腐生細(xì)菌和真菌,也包括蚯蚓等腐生動(dòng)物。它們能分解動(dòng)植物遺體、糞便等,最終將有機(jī)物分解為無(wú)機(jī)物。②營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu):食物鏈、食物網(wǎng)同一種生物在不同食物鏈中,可以占有不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)。a.植物(生產(chǎn)者)總是第一營(yíng)養(yǎng)級(jí);b.植食性動(dòng)物(即一級(jí)/初級(jí)消費(fèi)者)為第二營(yíng)養(yǎng)級(jí);c.肉食性動(dòng)物和雜食性動(dòng)物所處的營(yíng)養(yǎng)級(jí)不是一成不變的,如貓頭鷹捕食鼠時(shí),則處于第三營(yíng)養(yǎng)級(jí);當(dāng)貓頭鷹捕食吃蟲(chóng)的小鳥(niǎo)時(shí),則處于第四營(yíng)養(yǎng)級(jí)。2.生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)(1)能量流動(dòng)過(guò)程及特點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程,①過(guò)程②特點(diǎn):a.單向流動(dòng):生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的能量只能從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向第二營(yíng)養(yǎng)級(jí),再依次流向下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí),不能逆向流動(dòng),也不能循環(huán)流動(dòng)b.逐級(jí)遞減:能量在沿食物鏈流動(dòng)的過(guò)程中,逐級(jí)減少,能量在相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率(下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量與上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量的比值)是10%-20%;可用能量金字塔表示。③有關(guān)能量流動(dòng)的計(jì)算在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中,營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多,能量流動(dòng)過(guò)程中消耗的能量越多。(2)研究能量流動(dòng)的意義:①可以幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng),使能量得到最有效的利用。②可以幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系,使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。如農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中,必須清除雜草防治農(nóng)作物的病蟲(chóng)害。3.生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)(1)碳循環(huán)①碳在生物群落與無(wú)機(jī)環(huán)境之間的循環(huán)主要是以CO2形式進(jìn)行的。碳在無(wú)機(jī)環(huán)境中主要以CO2和碳酸鹽形式存在;碳在生物群落以含碳有機(jī)物的形式存在,并通過(guò)食物鏈在生物群落中傳遞;②碳從無(wú)機(jī)環(huán)境進(jìn)入生物群落的主要途徑是光合作用__;還有化能合成作用;碳從生物群落進(jìn)入無(wú)機(jī)環(huán)境的主要途徑有生產(chǎn)者和
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