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高考生物知识点个人总结

作者: admin 时间: 2017-12-26 12:10 点击:
生物复习第一单元  生命的物质基础和结构基础(细胞中的化合物、细胞的结构和功能、细胞增殖、分化、癌变和衰老、生物膜系统和细胞工程)1.1化学元素与生物体的关系1.2生物体中化学元素的组成特点
1.3生物界与非生物界的统一性和差异性
1.4细胞中的化合物一览表化合物 分  类 元素组成 主要生理功能水   ①组成细胞②维持细胞形态③运输物质④提供反应场所⑤参与化学反应⑥维持生物大分子功能⑦调节渗透压无机盐   ①构成化合物(Fe、Mg)②组成细胞(如骨细胞)③参与化学反应④维持细胞和内环境的渗透压)糖类 单糖二糖多糖 C、H、O ①供能(淀粉、糖元、葡萄糖等)②组成核酸(核糖、脱氧核糖)③细胞识别(糖蛋白)④组成细胞壁(纤维素)脂质 脂肪磷脂(类脂)固醇 C、H、OC、H、O、N、PC、H、O ①供能(贮备能源)②组成生物膜③调节生殖和代谢(性激素、Vit.D)④保护和保温蛋白质 单纯蛋白(如胰岛素)结合蛋白(如糖蛋白) C、H、O、N、S(Fe、Cu、P、Mo……) ①组成细胞和生物体②调节代谢(激素)③催化化学反应(酶)④运输、免疫、识别等核酸 DNARNA C、H、O、N、P ①贮存和传递遗传信息②控制生物性状③催化化学反应(RNA类酶)
1.5蛋白质的相关计算设   构成蛋白质的氨基酸个数m,构成蛋白质的肽链条数为n,构成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为a,蛋白质中的肽键个数为x,蛋白质的相对分子质量为y,控制蛋白质的基因的最少碱基对数为r,则   肽键数=脱去的水分子数,为     ……………………………………①蛋白质的相对分子质量    …………………………………………②或者    …………………………………………③
1.6蛋白质的组成层次
1.7核酸的基本组成单位名称 基本组成单位
核酸核苷酸(8种) 一分子磷酸(H3PO4)  一分子五碳糖(核糖或脱氧核糖) 核苷  一分子含氮碱基(5种:A、G、C、T、U)  DNA 脱氧核苷酸(4种) 一分子磷酸
一分子脱氧核糖
脱氧核苷
一分子含氮碱基(A、G、C、T)   RNA 核糖核苷酸(4种) 一分子磷酸
一分子核糖  核糖核苷   一分子含氮碱基(A、G、C、U)
1.8生物大分子的组成特点及多样性的原因名称 基本单位 化学通式 聚合方式 多样性的原因多糖 葡萄糖 C6H12O6脱水缩合 ①葡萄糖数目不同②糖链的分支不同③化学键的不同蛋白质 氨基酸
①氨基酸数目不同②氨基酸种类不同③氨基酸排列次序不同④肽链的空间结构核酸(DNA和RNA) 核苷酸
①核苷酸数目不同②核苷酸排列次序不同③核苷酸种类不同1.9生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定物质 试剂 操作要点 颜色反应还原性糖 斐林试剂(甲液和乙液) 临时混合加热 砖红色脂肪 苏丹Ⅲ(苏丹Ⅳ) 切片高倍镜观察 桔黄色(红色)蛋白质 双缩脲试剂(A液和B液) 先加试剂A再滴加试剂B 紫色DNA 二苯胺 加0.015mol/LNaCl溶液5Ml沸水加热5min 蓝色
1.10选择透过性膜的特点
1.11细胞膜的物质交换功能
1.12线粒体和叶绿体共同点                        1、具有双层膜结构2、进行能量转换3、含遗传物质——DNA4、能独立地控制性状5、决定细胞质遗传6、内含核糖体7、有相对独立的转录翻译系统8、能自我分裂增殖1.13真核生物细胞器的比较名  称 化学组成 存在位置 膜结构 主要功能线粒体 蛋白质、呼吸酶、RNA、脂质、DNA 动植物细胞 双层膜 能量代谢 有氧呼吸的主要场所叶绿体 蛋白质、光合酶、RNA、脂质、DNA、色素 植物叶肉细胞   光合作用内质网 蛋白质、酶、脂质 动植物细胞中广泛存在 单层膜 与蛋白质、脂质、糖类的加工、运输有关高尔基体 蛋白质、脂质   蛋白质的运输、加工、细胞分泌、细胞壁形成溶酶体 蛋白质、脂质、酶   细胞内消化核糖体 蛋白质、RNA、酶  无膜 合成蛋白质中心体 蛋白质 动物细胞低等植物细胞  与有丝分裂有关
1.14细胞有丝分裂中核内DNA、染色体和染色单体变化规律 间期 前期 中期 后期 末期DNA含量 2a—→4a 4a 4a 4a 2a染色体数目(个) 2N 2N 2N 4N 2N染色体单数(个) 0 4N 4N 0 0染色体组数(个) 2 2 2 4 2同源染色数(对) N N N 2N N注:设间期染色体数目为2N个,未复制时DNA含量为2a。
1.15理化因素对细胞周期的影响理化因素 间期 前期 中期 后期 末期 机理 应用过量脱氧胸苷 +     抑制DNA复制 治疗癌症秋水仙素  +    抑制纺锤体形成 获得多倍体低温(2—4℃) + + + + + 影响酶活和供能 低温贮藏注:+ 表示有影响
1.16细胞分裂异常(或特殊形式分裂)的类型及结果类型 分裂方式 结果 事例细胞质不分裂 有丝分裂 双(多)核细胞 多核胚囊个别染色体不分离 有丝分裂、减数分裂 单体、多体 21三体、唐氏综合征全部染色体不分离 有丝分裂、减数分裂 多倍体 四倍体植物染色体多次复制,但不分离 有丝分裂 多线巨大染色体 果蝇唾腺染色体两个以上中心体 有丝分裂 多极核
1.17细胞分裂与分化的关系
1.18已分化细胞的特点      1.19分化后形成的不同种类细胞的特点
1.20分化与细胞全能性的关系
1.21细胞的生活史
1.22癌细胞的特点
1.23衰老细胞的特点
1.24细胞的死亡
1.25生物膜与生物膜系统
1.26细胞工程
1.27植物组织培养与动物细胞培养的比较比较项目 植物组织培养 动物细胞培养生物学原理 细胞全能性 细胞分裂培养基性质 固体 液体培养基成分 蔗糖、氨基酸、维生素、水、矿物质、生长素、细胞分裂素、琼脂 葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、水、动物血清取材 植物器官、组织或细胞 动物胚胎、幼龄动物器官或组织培养对象 植物器官、组织或细胞 分散的单个细胞过程 脱分化、再分化 原代培养、传代培养细胞分裂生长分化特点 ①分裂:形成愈伤组织②分化:形成根、芽 ①只分裂不分化②贴壁生长③接触抑制培养结果 新的植株或组织 细胞株或细胞系应用 ①快速繁殖②培育无病毒植株③提取植物提取物(药物、香料、色素等)④人工种子⑤培养转基因植物 ①生产蛋白质生物制品②皮肤细胞培养后移植③检测有毒物质④生理、病理、药理研究培养条件 无菌、适宜的温度和pH
1.28植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较比较项目 植物体细胞杂交 动物细胞融合生物学原理 膜的流动性、膜融合特性前期处理 原生质体制备:纤维素酶和果胶酶处理 细胞分散:    胰蛋白酶处理方法和手段 ①物理:离心、振动、电刺激②化学:聚乙二醇(PEG) (同前)③生物:灭活的病毒应用 进行远缘杂交,创造植物新品种 ①制备单克隆抗体②基因定位下游技术(后续技术) 植物组织培养 动物细胞培养
第二单元  生物的新陈代谢Ⅰ  植物代谢部分:酶与ATP、光合作用、水分代谢、矿质营养、生物固氮
2.1酶的分类
2.2酶促反应序列及其意义酶促反应序列   生物体内的酶促反应可以顺序连接起来,即第一个反应的产物是第二个反应的底物,第二个反应的产物是第三个反应的底物,以此类推,所形成的反应链叫酶促反应序列。如
意义   各种反应序列形成细胞的代谢网络,使物质代谢和能量代谢沿着特定路线有序进行,确定了代谢的方向。
2.3生物体内ATP的来源ATP来源 反应式光合作用的光反应 ADP+Pi+能量——→ATP
化能合成作用 有氧呼吸 无氧呼吸 其它高能化合物转化(如磷酸肌酸转化) C~P(磷酸肌酸)+ADP——→C(肌酸)+ATP
2.4生物体内ATP的去向
2.5光合作用的色素
2.6光合作用中光反应和暗反应的比较比较项目 光反应 暗反应反应场所 叶绿体基粒 叶绿体基质能量变化 光能——→电能电能——→活跃化学能 活跃化学能——→稳定化学能物质变化 H2O——→[H]+O2NADP+ + H+ + 2e ——→NADPHATP+Pi——→ATP CO2+NADPH+ATP———→(CH2O)+ADP+Pi+NADP++H2O反应物 H2O、ADP、Pi、NADP+ CO2、ATP、NADPH反应产物 O2、ATP、NADPH (CH2O)、ADP、Pi、NADP+ 、H2O反应条件 需光 不需光反应性质 光化学反应(快) 酶促反应(慢)反应时间 有光时(自然状态下,无光反应产物暗反应也不能进行) 2.7 C3植物和C4植物光合作用的比较 C3植物 C4植物光反应 叶肉细胞的叶绿体基粒 叶肉细胞的叶绿体基粒暗反应 叶肉细胞的叶绿体基质 维管束鞘细胞的叶绿体基质CO2固定 仅有C3途径 C4途径—→C3途径
2.8 C4植物与C3植物的鉴别方法方法 原  理 条件和过程 现象和指标 结  论生理学方法 在强光照、干旱、高温、低CO2时,C4植物能进行光合作用,C3植物不能。
密闭、强光照、干旱、高温 生长状况:正常生长或枯萎死亡 正常生长:C4植物枯萎死亡:C3植物形态学方法 维管束鞘的结构差异 过叶脉横切,装片①是否有两圈花细胞围成环状结构②鞘细胞是否含叶绿体 是:C4植物否:C3植物化学方法 ①合成淀粉的场所不同②酒精溶解叶绿素③淀粉遇面碘变蓝 叶片脱绿→加碘→过叶脉横切→制片→观察 出现蓝色:①蓝色出现在维管束鞘细胞②蓝色出现在叶肉细胞 出现①现象时:C4植物出现②现象时:C3植物
2.9 C4植物中C4途径与C3途径的关系
注:磷酸烯醇式丙酮酸英文缩写为PEP。
2.10 C4植物比C3植物光合作用强的原因 C3植物 C4植物结构原因:维管束鞘细胞的结构 以育不良,无花环型结构,无叶绿体。光合作用在叶肉细胞进行,淀粉积累,影响光合效率。    发育良好,花环型,叶绿体大。暗反应在此进行。有利于产物运输,光合效率高。生理原因:PEP羧化酶磷酸核酮糖羧化酶 只有磷酸核酮糖羧化酶。磷酸核酮糖羧化酶与CO2亲和力弱,不能利用低CO2。 两种酶均有。PEP羧化酶与CO2亲和力大,利用低CO2能力强。
2.11光能利用率与光合作用效率的关系
2.12影响光合作用的外界因素与提高光能利用率的关系
2.13光合作用实验的常用方法
2.14植物对水分的吸收和利用2.14.1植物对水分的吸收
2.14.2扩散作用与渗透作用的联系与区别
2.14.3半透膜与选择透过性膜的区别与联系 半透膜 选择透过性膜概念 小分子、离子能透过,大分子不能透过 水自由通过,被选择的离子和其它小分子可以通过,大分子和颗粒不能通过性质 半透性(存在微孔,取决于孔的大小) 选择透过性(生物分子组成,取决于脂质、蛋白质和ATP)状态 活或死 活材料 合成材料或生物材料 生物膜(磷脂和蛋白质构成的膜)物质运动方向 不由膜决定,取决于物质密度 水和亲脂小分子:不由膜决定,取决于物质密度离子和其它小分子:膜上载体(蛋白质)决定功能 渗透作用 渗透作用和其它更多的生命活动功能共同点 水自由通过,大分子和颗粒都不能通过
2.14.4植物体内水分的运输
2.14.5植物体内水分的利用和散失
2.15植物体内的化学元素(1)
1.16植物体内的化学元素(2)
2.17生物固氮
2.18氮循环
2.19三类微生物在自然界氮循环中的作用
Ⅱ  动物与微生物代谢部分:三大类营养代谢、细胞呼吸、代谢基本类型、微生物类群、微生物的营养代谢与生长、发酵工程简介
2.20人和动物体内三大营养物质的代谢
2.21 人体的必需氨基酸
2.22细胞的有氧呼吸
2.23细胞内的无氧呼吸
2.24有氧呼吸与无氧呼吸的比较比较项目 有氧呼吸 无氧呼吸反应场所 真核细胞:细胞质基质,主要在线粒体原核细胞:细胞基质(含有氧呼吸酶系) 细胞质基质反应条件 需氧 不需氧反应产物 终产物(CO2、H2O)、能量 中间产物(酒精、乳酸、甲烷等)、能量产能多少 多,生成大量ATP 少,生成少量ATP共同点 氧化分解有机物,释放能量
2.25呼吸作用产生的能量的利用情况呼吸类型 被分解的有机物 储存的能量 释放的能量 可利用的能量 能量利用率有氧呼吸 1mol葡萄糖 2870kJ 2870kJ 1165 kJ 40.59%无氧呼吸  2870 kJ 196.65 kJ 61.08 kJ 2.13%注:无氧呼吸释放的能量值为分解为乳酸时的值。不同的无氧呼吸类型释放的能量可能稍有不同。
2.26新陈代谢的类型
2.27微生物的类群
2.28微生物的营养
2.29微生物的代谢
2.30微生物的生长
2.31微生物的生长曲线与生长速率的关系
2.32发酵工程简介
第三单元  生命活动的调节(包括植物调节、体液调节、神经调节、内环境与稳态、水盐调节、血糖调节、体温调节、免疫)3.1植物生命活动调节——激素调节
3.2人和高等动物的体液调节
3.3神经调节
3.4动物行为产生的生理基础
3.5内环境与物质交换
3.6水、钠、钾的来源与去向
3.7水盐平衡的调节
3.8血糖平衡的调节
3.9体温的调节
3.10免疫概述
3.10免疫系统的组成与淋巴细胞的起源
3.11抗原与抗体
3.12体液免疫和细胞免疫
3.13免疫失调引起的疾病
3.13免疫学的应用(选学)
第四单元  生物的生殖与发育(包括生殖的种类、动物生殖细胞的生成、植物的个体发育、动物的个体发育)
4.1生殖的类型
4.2动物有性生殖细胞的形成(没有交换)
4.3减数分裂中非姐妹染色单体的交叉互换
4.4减数分裂中染色体行为及数目与配子类型的关系
4.5减数分裂与有丝分裂的比较(以动物细胞为例)比较项目 减数分数 有丝分裂复制次数 1次 1次分裂次数 2次 1次同源染色体行为 联会、四分体、同源染色体分离、非姐妹染色体交叉互换 无子细胞染色体数 是母细胞的一半 与母细胞相同子细胞数目 4个 2个子细胞类型 生殖细胞(精细胞、卵细胞)、极体 体细胞细胞周期 无 有相关的生理过程 生殖 生长、发育染色体(DNA)的变化曲线
4.6被子植物的个体发育
4.7动物的个体发育
第五单元  生物的遗传、变异与进化(包括遗传的物质基础、遗传规律、伴性遗传、细胞质遗传、基因突变、染色体变异、现代进化理论)5.1证明DNA是遗传物质的实验(1)——肺炎双球菌的转化实验
5.2证明DNA是遗传物质的实验(2)——T2噬菌体感染细菌实验
5.3证明RNA是遗传物质的实验——烟草花叶病毒的感染实验
5.4 DNA是遗传物质的理论证据(遗传物质的必备条件)
5.5核酸是生物的遗传物质
5.6 DNA的组成单位、分子结构和结构特点
5.7 由碱基互补配对原则引起的碱基间关系
5.8 DNA分子的复制
5.9 DNA半保留复制的实验证明
5.10基因的结构及控制蛋白质的合成
5.11染色体组与基因组比较 概念 示例染色体组 正常配子中的全部染色体数称为一个染色体组,用N表示 果蝇:N=4基因组 概       念 某生物DNA分子所携带的全部遗传信息叫基因组。包括核基因组和质基因组(线料体基因组和叶绿体基因组) 人:23+1+线粒体DNA 单倍体基因组 有性别生物:N+1(N个DNA+1个性染色体DNA组成)无性别生物:N(N个DNA分子组成) 人:23+1玉米:10 原核生物基因组 一个DNA分子组成(或加上质粒DNA) 细菌DNA 线粒体基因组 线粒体中一个DNA分子所携带的遗传信息(见后述) 线粒体DNA 叶绿体基因组 叶绿体中一个DNA分子所携带的遗传信息 叶绿体DNA区别与联系 染色体组由正常配子中的染色体数目构成,只包含一条性染色体基因组由一半常染色体、两条性染色体和细胞质中的DNA分子组成5.12人类基因组研究5.12.1人类基因组计划(HGP)大事记人类基因组计划大事记 1985年 美国科学家诺贝尔奖获得者杜伯克首先提出了人类基因组计划(HGP) 1990年10月1日 经美国国会批准美国HGP正式启动,预计投资30亿美元,历时15年,在2005年完成。先后共有美、英、日、法、德、中六国参加,分别负担了其中54%、33%、7%、2.8%、2.2%和1%的研究工作。 1998年5月 全球最大的DNA自动测序仪厂家在美国马里兰州罗克威尔设立了Celera(塞莱拉)基因组学公司,声称在3年内完成人类基因组的序列测定,另外有一些私营机构也涉足这一领域,目的都是为了申请专利,垄断人类基因信息资源。至此形成公私两大阵营。 1998 年 10 月 人类基因组计划的公立阵营宣布提前于 2001 年完成人类基因组的工作草图,整个终图的完成期将从 2005 提前到 2003 年。 1999年9月 我国搭上基因组研究的末班车,加入该计划并负责3号染色体上3000万个碱基对的测序工作,成为参与人类基因组计划唯一的发展中国家。这1%的测序任务,带给中国的利益是长远的,我们不仅因此可以分享整个计划的成果,拥有相关事务的发言权,而且建立了自己的研究队伍,技术水平走在了世界的前列。 2000年3月14日 美国总统克林顿和英国首相贝理雅发表联合声明,呼吁将人类基因组研究成果公开,以便世界各国的科学家都能自由地使用这些成果。 2000年4月底 中国科学家按照国际人类基因组计划的部署,完成了百分之一人类基因组的“工作框架图”。 2000年6月26日 美国白宫召开会议,宣布人类基因组“工作框架图”完成。 2001年2 月15日 人类基因组计划公立阵营在当日出版的《自然》杂志公布人类基因组测序草图。 2001年2 月16日 塞莱拉公司在当日出版的《科学》杂志上公布人类基因组测序草图。 2006年5月18日 美国和英国科学家在英国《自然》杂志网络版上发表了人类最后一个染色体—1号染色体的基因测序。科学家不止一次宣布人类基因组计划完工,但推出的均不是全本,这一次杀青的“生命之书”更为精确,覆盖了人类基因组的99.99%。历时16年的人类基因组计划书写完了最后一个章节。
5.12.2人类基因组计划(HGP)的主要内容主要内容 遗传图 又称连锁图,它是以具有遗传多态性(在一个遗传位点上具有一个以上的等位基因,在群体中的出现频率皆高于1%)的遗传标记为“路标”,以遗传学距离(在减数分裂事件中两个位点之间进行交换、重组的百分率,1%的重组率称为1cM(厘摩))为图距的基因组图。遗传图的建立为基因识别和完成基因定位创造了条件。意义:6000多个遗传标记已经能够把人的基因组分成6000多个区域,使得连锁分析法可以找到某一致病的或表现型的基因与某一标记邻近(紧密连锁)的证据,这样可把这一基因定位于这一已知区域,再对基因进行分离和研究。对于疾病而言,找基因和分析基因是个关键。 物理图 物理图是指有关构成基因组的全部基因的排列和间距的信息,它是通过对构成基因组的DNA分子进行测定而绘制的。绘制物理图的目的是把有关基因的遗传信息及其在每条染色体上的相对位置线性而系统地排列出来。DNA物理图是指DNA链的限制性酶切片段的排列顺序,即酶切片段在DNA链上的定位。因限制性内切酶在DNA链上的切口是以特异序列为基础的,核苷酸序列不同的DNA,经酶切后就会产生不同长度的DNA片段,由此而构成独特的酶切图。因此,DNA物理图是DNA分子结构的特征之一。DNA是很大的分子,由限制酶产生的用于测序反应的DNA片段只是其中的极小部分,这些片段在DNA链中所处的位置关系是应该首先解决的问题,故DNA物理图谱是顺序测定的基础,也可理解为指导DNA测序的蓝图。广义地说,DNA测序从物理图制作开始,它是测序工作的第一步。 序列图 随着遗传图和物理图的完成,测序就成为重中之重的工作。DNA序列分析技术是一个包括制备DNA片段及碱基分析、DNA信息翻译的多阶段的过程。通过测序得到基因组的序列图。 转录图(基因图) 基因图是在识别基因组所包含的蛋白质编码序列的基础上绘制的结合有关基因序列、位置及表达模式等信息的图谱。在人类基因组中鉴别出占具2%~5%长度的全部基因的位置、结构与功能,最主要的方法是通过基因的表达产物mRNA反追到染色体的位置。其原理是:所有生物性状和疾病都是由结构或功能蛋白质决定的,而已知的所有蛋白质都是由mRNA编码的,这样可以把mRNA通过反转录酶合成cDNA或称作EST的部分的cDNA片段,也可根据mRNA的信息人工合成cDNA或cDNA片段,然后,再用这种稳定的cDNA或EST作为“探针”进行分子杂交,鉴别出与转录有关的基因。基因图谱的意义是:在于它能有效地反应在正常或受控条件中表达的全基因的时空图。通过这张图可以了解某一基因在不同时间不同组织、不同水平的表达;也可以了解一种组织中不同时间、不同基因中不同水平的表达,还可以了解某一特定时间、不同组织中的不同基因不同水平的表达。
5.12.3人类与其他物种的基因组比较(大约)物种 碱基对数量 基因数量 物种 碱基对数量 基因数量黴浆菌 580,000 500 酿酒酵母 12,000,000 5,538肺炎双球菌 2,200,000 2,300 黑腹果蝇 180,000,000 13,350流感嗜血杆菌 4,600,000 1,700 家鼠 2,500,000,000 29,000大肠杆菌 4,600,000 4,400 人类 3,000,000,000 27,000
5.12.4  人类基因组24条染色体上的基因数目和申请的专利数目(截止2006年)染色体编号 基因数目 专利数目 染色体编号 基因数目 专利数目1号 3,141 504 13号 477 972号 1,776 330 14号 821 1553号 1,445 307 15号 915 1414号 1,023 215 16号 1,139 1925号 1,261 254 17号 1,471 3136号 1,401 225 18号 408 747号 1,410 232 19号 1,715 2708号 952 208 20号 762 1789号 1,086 233 21号 357 6610号 1,042 170 22号 106 65711号 1,626 312 X 1,090 20012号 1,347 252 Y 144 14合计 17,5103,242合计 9,4052,357
累  计 26,915 5,599【说明】目前人们对于基因资源是否应该登记专利仍有争议。由于学术研究并非营利性,因此通常不受这些专利所拘束。此外由于美国政府近年来将专利申请条件提高,因此与DNA有关的专利许可,在2001年之后已逐渐减少。
5.12.5  人类基因组研究的意义与展望
5.13遗传的中心法则
5.14基因工程的基本内容
5.15基因分离定律中亲本的可能组合及其比数亲本组合 AA×AA AA×Aa AA×aa Aa×Aa Aa×aa aa×aa基因型比 AA1 AA  Aa1 ∶ 1 Aa1 AA  Aa  aa1 ∶2∶ 1 Aa  aa1 ∶ 1 aa1表现型比 显性1 显性1 显性1 显性∶隐性3  ∶  1 显性∶隐性1  ∶  1 隐性1
5.16基因分离定律的特殊形式特殊形式 亲本组合 子代的基因型比 子代的表现型比(一般形式) Aa×Aa AA ∶Aa∶aa=1∶2∶1 显性∶隐性=3∶1显性相对性 Aa×Aa AA ∶Aa∶aa=1∶2∶1 显性∶相对显性∶隐性=1∶2∶1并显性(MN血型) LM LN×LM LN LM LM∶LM LN∶LN LN=1∶2∶1 显性①∶并显性∶显性②=1∶2∶1复等位基因遗传 物种中存在三个以上等位基因,而每一个体只含两个等位基因或两个相同的基因,基因之间存在显隐关系或其它关系。如ABO血型的遗传:IA、IB对i为显性,IA对IB并显性。显性纯合致死 Aa×Aa Aa∶aa=2∶1 显性∶隐性=2∶1隐性纯合致死 Aa×Aa AA∶Aa=1∶2 显性单性隐性配子致 Aa×Aa AA∶Aa=1∶1 显性单性显性配子致死 Aa×Aa Aa∶a a =1∶1 显性∶隐性=1∶1伴性遗传 基因在性染色体上,子代表现型与性别有关,形式多样,在后面有专题讨论。X上的致死效应 见专题5.23 (P53)
5.17基因自由组合定律的一般特点
5.18遗传定律中各种参数的变化规律遗传定律 亲本中包含的相对性状对数 F1 F2 遗传定律的实质  包含等位基因的对数 产生的配子数 配子的组合数 表现型数 基因型数 性  状分离比 分离定律 1 1 2 4 2 3 (3∶1) F1在减数分裂形成配子时,等位基因随同源染色体的分开而分离。自由组合定    律 2 2 4 16 4 9 (3∶1)2 F1在减数分裂形成配子时,等位基因随同源染色体分离的同时,非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。 3 3 8 64 8 27 (3∶1)3  4 4 16 256 16 81 (3∶1)4  …… …… …… …… …… …… ……  n n 2n 4n 2n 3n (3∶1)
5.19自由组合遗传题的快速解法
5.20自由组合定律中基因的相互作用作用类型 特  点 举  例加强作用 互补作用 只有一种显性基因或无显性基因时表现为某一亲本的性状,两种显性基因同时存在时(纯合或杂合)共同决定新性状。F2表现为9∶7
累加作用 两种显性基因同时存在时产生一种新性状,单独存在时表现相同性状,没有显性基因时表现为隐性性状。F2表现为9∶6∶1  重叠作用 不同对基因对表现型产生相同影响,有两种显性基因时与只有一种显性基因时表现型相同。没有显性基因时表现为隐性性状。F2表现为15∶1
抑制作用 显性上位 一种显性基因抑制了另一种显性基因的表现。F2表现为12∶3∶1右例中I基因抑制B基因的表现。I决定白色,B决定黑色,但有I时黑色被抑制
隐性上位 一对基因中的隐性基因对另一对基因起抑制作用。F2表现为9∶3∶4右例中c纯合时,抑制了R和r的表现。
抑制效应 显性基因抑制了另一对基因的显性效应,但该基因本身并不决定性状。F2表现为13∶3右例中C决定黑色,c决定白色。I为抑制基因,抑制了C基因的表现。
作用类型 F2表现型比 作用类型 F2表现型比 作用类型 F2表现型比互补作用 9∶7 重叠作用 15∶1 隐性上位 9∶3∶4累加作用 9∶6∶1 显性上位 12∶3∶1 抑制效应 13∶35.21 杂交育种5.21.1培育显性基因(A)控制的优良品种
5.21.2培育隐性基因(a)控制的优良品种
5.22 人类的X染色体与Y染色体
5.23 人类性别畸型及其原因
正常 异  常 X ①同源染色体不分离②姐妹染色单体不分离  XX O正  常 X XX(正常) XXX(超雌) XO(卵巢退化) Y XY(正常) XXY(睾丸退化) YO(不能存活)异常 同源染色体不分离 XY XXY(睾丸退化) XXXY(同上) XY(正常) 姐妹染色单体不分离 XX XXX(超雌) XXXX(超雌) XX(正常)  YY XYY(多数不育) XXYY(未见) YY(不能存活) ①同源染色体不分离②姐妹染色单体不分离 O XO(卵巢退化) XX(正常) OO(不能存活)5.24性别分化与环境的关系原理因素 性激素(内部环境)的影响 温度(外部环境)的影响示例 ①鸡的性反转(必修本P94)②非洲蛙(Xenopus)性反转实验。某些XY型性别决定的蛙类:
5.25伴性遗传的特点说明:这里讨论致病基因的遗传。隐性遗传表示隐性基因致病,显性遗传表示显性基因致病。 特  点 示  例伴X遗传 隐性遗传 ①交叉遗传:父传女,母传子。②男(雄)性患者多于女(雌)性患者。③男(雄)性患者的致病基因均由母亲传递。④男(雄)性患者的女儿均为携带者。⑤近亲婚配发病率高。
显性遗传 ①患者双亲中至少一个是患者。②女(雌))性患者多于男(雄)性患者。③女(雌)性患者的子女患病机会均等。④男(雄)性患者的女儿全部患病。⑤未患病者的后代不会患病(真实遗传)。
伴Y遗传 ①不同源时基因无显隐性关系。②基因只能由父亲传给儿子并表现出来。③具家族同源性,用于刑事侦探和亲子鉴定。 果蝇硬毛遗传(与X染色体同源):
5.26伴性遗传中的致死效应X染色体上隐性基因花粉(雄配子)致死 X染色体上隐性基因雄性个体致死剪秋罗植物叶型遗传:
5.27通过性状识别性别的杂交设计
5.28人类常染色体遗传病与伴X遗传病的比较 常染色体遗传病 X染色体遗传病显性遗传(显性基因致病) 遵循的定律 分离定律 致病基因位置 常染色体 X染色体 发病概率 男女均等 女性多于男性 判断方法 无特殊的判断方法,根据相关特点判断隐性遗传(隐性基因致病) 遵循的定律 分离定律 致病基因位置 常染色体 X染色体 发病概率 男女均等 男性多于女性 判断方法 ①父母正常有女儿患病时,一定是常染色体隐性遗传②根据相关特点判断5.29细胞质遗传的一般形式
5.30核质互作雄性不育遗传情况表细胞核基因   ( r不育)细胞质基因 表现型 RR Rr rr正常基因 N
不育基因 S (N)RR 可育
S(RR) (可育) N(Rr) (可育)
S(Rr) (可育) N(rr) (可育)
S(rr) (不育)5.31植物的三系配套杂交(选学)
5.32判断核、质遗传的方法
5.33人类线粒体基因组
5.34细胞核遗传与细胞质遗传的比较 细胞核遗传 细胞质遗传遗传本质 基因位于细胞核的染色体上 基因位于细胞质的线粒体和叶绿体基因存在形成 成对存在 单个存在基因的传递方式 父母双方传递 仅由母方传递遗传特点 孟德尔遗传 母系遗传子代表现型 由显隐性关系决定 完全由母方决定(大多表现母方性状)显隐性关系 有 没有子代分离比 有一定的分离比 无一定的分离比(可能出现分离)正反交结果 相同(伴性遗传时可有例外) 不同配子中基因的分配方式 减半均分 随机分配基因突变 频率低,不一定表现出来 频率高,突变的一定要表现出来遗传信息传递方式 中心法则遗传自主性 全自主 半自主(受核基因控制)转录翻译系统 各自独立转录场所 细胞核 线粒体和叶绿体翻译场所 细胞质中的核糖体 线粒体和叶绿体中的核糖体对性状的控制 控制全部性状 仅控制线粒体和叶绿体的少量性状 5.35细胞质遗传与伴性遗传的比较 细胞质遗传 伴性遗传  伴X遗传 伴Y遗传遗传方式 母系遗传 孟德尔遗传(分离定律) 只在雄性个体中传递基因位置 线粒体上  叶绿体上 X染色体上 Y染色体上
正反交结果
不一致。示例:紫茉莉枝条叶色遗传不一致。示例:果蝇眼色遗传①与X不同源时,无正反交。②与X同源时,正反交结果不一致。遗传特点 母亲传给子女 父亲传给女儿,母亲传给子女 父亲传给儿子应用 确定母子、母女关系 遗传咨询、遗传病预防 确定父子关系5.36生物变异的类型 可遗传的变异 不遗传的变异 基因变异 染色体变异  基因突变 基因重组 结构变异 数目变异 变异的本质 基因结构改变 基因重新组合 染色体结构异常 染色体数目异常 环境改变(遗传物质不改变)遗传情况 按一定方式遗传和表现 不遗传鉴别方法 观察、杂交、测交 观察、染色体检查 改变环境条件意义 产生新基因,为基因重组和进化提供素材 产生新基因型产生新品种 关系人类遗传健康 关系人类遗传健康。植物多倍体能改良植物性状。 改变环境条件,也能影响性状应用价值 诱变育种 遗传病筛查杂交育种 遗传病筛查遗传健康 遗传病筛查单倍体育种多倍体育种 改变环境条件,获得优质高产。联系
5.37基因突变基因突变 本质 碱基对替换 点突变。一对碱基被另一对碱基取代  碱基对增添 移码突变。插入点处编码碱基后移;缺失点处编码碱基前移  碱基对缺失  发生时期 细胞分裂(有丝分裂、减数分裂)的DNA复制时 类型 体细胞突变 发生在胚胎发育过程中,发生的越晚对个体影响越晚(小)。  配子突变 发生在配子形成时,影响个体的一生。 突变因素 生理因素 辐射   激光  温度  化学因素 秋水仙素  亚硝酸   碱基类似物  生物因素 病毒   某些细菌 特点 普遍性 小致病毒大到人类均发生基因突变。分自然突变和人工诱变。  随机性 随机发生,在个体发育的整个阶段都可发生。  低频性 高等生物的突变频率在10-5—10-8之间  有害性 大多有害,少量有利,有的突变是中性的。生物的长期进化中已形成了对环境的适应,再突变一般有害。
不定向性(多向性) 产生等位基因或复等位基因产生非等位基因显性突变:A—→a隐性突变:a—→A回复突变:A    a
突变后果 点突变 同义突变:突变前后密码子同义。蛋白质结构不变。   错义突变:编码的氨基酸改变,一种氨基酸被另一种氮基酸取代   无义突变:突变后的密码子为终止码。使合成提前终止。  移码突变 引起一系列氨基酸的改变。导致肽链延长或缩短或无法终止。 表现形式 形态突变型 外形改变:人类白化、果蝇白眼、葡萄无籽……  致死突变型 引起个体死亡或配子死亡:植物的白化等  条件致死型 在一定条件下致死:T4噬菌体温敏型在25℃时存活,42℃时死亡  生化突变型 无形态效应,但生化功能改变:微生物的营养缺陷型 应用 自然突变的应用 利用白化动物培育白化新品种;利用芽突变培育无籽品种等。  诱变育种 概念:利用理化因素处理植物或微生物,产生突变,选育新品种特点:供试材料多,有用突变少,有盲目性,适于植物和微生物5.38基因重组
5.39基因突变与基因重组的比较 基 因 突 变 基 因 重 组发生后的结果 形成新基因(等位基因或复等位基因) 形成新的基因型发生的时期 减数分裂或有丝分裂时的DNA复制时 减数分裂的第一次分裂时本质原因 碱基对的改变(替换、增添、缺失) 非姐妹染色单体的交叉互换同源染色体的分离特 点 低频性、偶然性、多向性、无规律 高发性、必然性、多样性、有规律关 系 基因突变为基因重组提供材料 基因重组使突变的基因以多种形式传递5.40染色体结构变异 缺失 重复 倒位 易位图示
效应 人类的猫叫综合征(5号染色体部分缺失) 果蝇的棒眼(小眼数目减少。X染色体某一区段重复) 一般无效应,但是大段倒位导致不育 一般无效应,但杂合子易位常伴有不同程度的不育5.41染色体数目变异类别 名称 染色组 构成 事例个别染色体数目增减(非整倍体) 单体 2N-1 AA—1(abcd)(abc) 唐氏综合征(XO) 双单体 2N—1—1 AA—1,AA—1(abc-)(ab-d)  缺体 2N—2(1) AA—1,AA—1(abc-)(abc-)  三体 2N+1 AA+1(abcd)(abcd)(d) 21三体综合征 四体 2N+2(1) AA+1, AA+1(abcd)(abcd)(dd)  双三体 2N+1+1 AA+1, AA+1(abcd)(abcd)(cd) 染色体数目成倍增减(整倍体) 单倍体 1或多个 1个(abcd)或多个(abcd) 蜜蜂的雄蜂 二倍体 2N AA(abcd)(abcd) 人  果蝇   豌豆 多倍体 同源三倍体 3N AAA(abcd)(abcd)(abcd) 香樵  三倍体西瓜  同源四倍体 4N AAAA  4个(abcd) 蔓陀罗    异源四倍体 4N AABB   2个(abcd)2个(opqr) 棉花  烟草  油菜  异源六倍体 6N     2个(abcd)AABBCC    2个(opqr)2个(wxyz) 普通小麦  异源八倍体 8N 4个(abcd)4个(wxyz) 异源八倍体小黑麦说明:大写字母表示染色体组,小写字母表示染色体。这里假定每个染色体组含有4个染色体。
5.42四倍体(AAaa)的自交分析
5.43三体(AAa)的自交分析
5.44染色体变异的几个概念的比较 概念 特点 形成过程 事例染色体组 一个正常配子所含的染色体数叫一个染色体组,用N表示。 不含同源染色体,含有一整套完整的基因 减数分裂 果蝇N=4单倍体 体细胞中含有本物种配子染色体数的个体 ①可能含一个或几个染色体组②二倍体和奇数多倍体的单倍体高度不育③偶数多倍体的单倍体可育 单性生殖(可自然形成和通过花药离休培养形成) 雄蜂N=16单倍体水稻N=12(或2N=24)同源多倍体 具有三个以上相同染色体组的个体 ①茎秆粗壮,叶、果实和种子变大②糖类、蛋白质含量多③生长变慢,成熟推迟,育性降低 ①由染色体加倍形成②由已加倍的多倍体与原来的二倍体杂交形成 ①四倍体西瓜4N=44
②三倍体西瓜3N=33异源多倍体 两个或两个以上物种杂交后经染色体加倍后形成的个体 远缘杂交具有两个物种的特性 先种间杂交后染色体加倍(自然或人工) 普通小麦6N=42小黑麦(8N=56)
5.45普通小麦(异源六倍体)的自然形成途径
5.46单倍体育种
5.47多倍体育种
5.48利用遗传学原理的育种总结育种类型 原理 方法 优点 缺点基因育种 杂交育种 基因的分离 连续自交与选择 实现优良组合丰富优良品种 育种年限长不易发现优良性状  基因的重组    基因工程育种  转基因 定向、打破隔离 可能有生态危机   改造原来基因 定向改造 结果难料 诱变育种 基因突变 诱变与选择 提高突变率 供试材料多染色体育  种 单倍体育种 染色体数目变异 花药离体培养秋水仙素处理 性状纯合快缩短育种年限 需先杂交技术复杂 多倍体育种  秋水仙素处理 器官大,营养多 发育迟缓结实率低细胞工程育种 细胞融合细胞全能性 细胞融合植物组织培养 打破种间隔离创造新物种 结果难料5.49人类的遗传病分类 病列 特点基因遗传病 单基因遗传病 显性遗传病 并指 软骨发育不全 抗VD佝偻病(X)  连续遗传  隐性遗传病 白化   血友病(X)   先天性聋哑 苯丙酮尿症  进行性肌营养不良(X) 隔代遗传近亲结婚发病率高 多基因遗传病 唇裂 无脑儿 原发性高血压 青少年型糖尿病 家庭性肥胖 家庭聚集现象易受环境影响染色体遗传病 结构异常 缺失 猫叫综合征(5号染色体部分缺失) 后果严重(死胎 流产) 数目异常 常染色体病 个别减少 单体  缺体    个别增多 21三体  13三体   性染色体病 个别减少 特纳氏综合征(XO) 性别异常不孕不育   个别增多 XXY  XXX  XXXY 细胞质遗传病 线粒体肌病 母系遗传5.50人类遗传病的预防(优生)措施 原理 方法禁止近亲结婚 减少隐性基因纯合的概率 直系血亲和三代以内旁系血亲禁婚(法律约束)进行遗传咨询 利用遗传学原理进行生育指导 ①了解家庭病史      ②分析传递方式 ③推算发病风险      ④提出防治对策提倡适龄生育 减少突变的发生 避免低龄(<20岁)生育和高龄(>40岁)生育实施产前诊断 查找胎儿的遗传缺陷 基因检测、染色体检查和其他孕期检查5.51自然选择学说与现代进化理论的比较 自然选择学说 现代进化理论主要内容 ①过度繁殖:为自然选择提供更多材料,引起和加剧生存斗争。②生存斗争:繁殖过剩导致生存危机。是自然选择的过程,是生物进化的动力。③遗传变异:变异普遍而不定向,好的变异可通过遗传积累和放大。④适者生存:适者生存不适者淘汰,决定了进化的方向。 ①种群是生物进化的单位:种群是生物存在的基本单位,是“不死”的,基因库在种群中传递和保存。②生物进化的实质是种群基因频率的改变③突变和基因重组产生进化的原材料④自然选择决定进化的方向⑤隔离导致物种形成核心观点 ①自然选择过程是适者生存不适者被淘汰的过程②变异是不定向的,自然选择是定向的③自然选择过程是一个长期、缓慢和连续的过程 ①生物进化是种群的进化。种群是进化的单位②进化的实质是改变种群基因频率③突变和基因重组、自然选择与隔离是生物进化的三个基本环节意义 ①能科学地解释生物进化的原因②能科学地解释生物的多样性和适应性③为现代生物进化理论奠定了理论基础 ①科学地解释了自然选择的作用对象是种群不是个体②从分子水平上去揭示生物进化的本质5.52达尔文进化理论的三个原则与群体遗传学
5.53种群、基因库、基因频率、基因型频率
5.54常染色体上基因频率和基因型频率的计算与关系设 有N个个体的群体中有A和a一对等位基因在常染色体上遗传,其可能的基因型有三种:AA、Aa、aa,如果群体有 n1AA+n2Aa+n3aa个个体,则n1+n2+n3=N。于是
而D+H+R=1,由于AA个体有两个A基因,Aa个体只有1个A基因;aa个体有两个a基因,Aa个体只有1个a基因。因而
而p+q=1。公式④、⑤表示基因频率与基因型频率间的关系。   例 中国汉族人中PTC(笨硫脲)偿味能力分布如下表(T对t不完全显性)表现型 基因型 人数 基因型频率 基因    T t完全偿味者偿味杂合体(弱)味盲 TTTttt (n1)490(n2)420(n3)90 (D)0.49(H)0.42(R)0.09 980420 420180合计 1000 1 1400 600则  T基因的频率为           或   t基因的频率为           或
5.55遗传平衡定律如果一个群体满足以下条件:
那么这个群体中的各等位基因频率和基因型频率在一代一代的遗传中保持平衡(不变)。这就是遗传平衡定律。例  如果某群体中最初的基因型频率是YY(D)=0.10,Yy(H)=0.20,yy(R)=0.70。则这个群体的配子频率(配子频率)是                                      于是,下一代的基因型频率是
即子代的基因型频率是  YY=p2=0.04  Yy= 2pq=2×0.16=0.32    yy= q2=0.64由此可知,该代的基因频率是                与上代的基因频率达到平衡。可以计算,下代的基因型频率与上代相等,即                     YY=p2=0.04    Yy= 2pq=2×0.16=0.32    yy= q2=0.64至此,基因型频率也达到平衡。综上所述,对于一个大的群体中的等位基因A和a,当A基因频率为p,a基因频率为q时,有             这个群体的基因型频率是                于是有
5.56性染色体上基因频率和基因型频率的计算如果一对等位基因A、a位于X染色体上,在随机交配的条件下,达到平衡时,有
由此可知,
例 在人群中调查发现男性色盲患者是7%,求(1)色盲基因(Xa)和它的等位基因(XA)的频率。(2)女性的基因型频率。(3)下一代的基因频率。解:(1)求基因频率:Xa基因的频率:q=男性个体的基因型频率=男性个体的表现型频率=女性个体的Xa基因频率=7%=0.07。XA基因的频率:p=1-q=1-0.07=0.93   (2)求女性的基因型频率:        XAXA=p2=0.93×0.93=0.8649XAXa=2pq=2×0.93×0.07=0.1302Xa Xa=q2=0.07×0.07=0.0049   (3)求下一代的基因频率下一代的基因频率=上一代的女性中基因的频率,即
5.57突变和基因重组产生进化的原材料
5.58选择的类型
5.59自然选择决定生物进化的方向
5.60改变生物种群基因频率的因素
5.61突变与选择的关系
5.62隔离的类型
5.62物种形成的方式
5.63现代生物进化理论的核心
第六单元  生物与环境6.1生态因子的组成
6.2非生物因子的作用
6.2生物种间关系比较
6.2生态因子作用的一般特征
6.3种群的一般特征种群特征 主要内容种群密度 概念:单位空间内的某种群的个体数调查方法:①标志重捕法  种群密度=
②随机取样法   取样→计数→计算  种群密度=各样方中数量的均值出生率与死亡率 出生率=               出生率=                增长率=出生率-死亡率
A类生物:农作物  人类  大型哺乳类存活曲线                          B类生物:水螅  一些鸟类                                  C类生物:青蛙 鱼类 草本植物
年龄组成 增长型   稳定型    衰退型性别比例 雌雄比等于1   大于1   小于1迁移 迁入  迁出
6.4种群数量变化规律
6.5群落的概念及结构
6.6生态系统的概念及分类
6.7生态系统的成分成分 构成 作用(主要生理过程) 营养方式非生物成  分 非生物的物质和   能   量 光、热、水、土、气 为生物提供物质和能量 生物成分 生产者 绿色植物、光合细菌、化能合成细菌 将无机物转变成有机物(光合作用 化能合成作用) 自养型 消费者 动物、寄生微生物、根瘤菌 消费有机物(呼吸作用) 异养型 分解者 腐生微生物、蛔虫 分解动植物遗体(呼吸作用) 6.7典型生态系统的特点比较生态系统类型 主要的环境因素 主要生产者 主要消费者 特点及作用森林生态系统 水 温度 土壤 主要是乔木 树栖哺乳类、鸟类等 结构复杂具有多种生态功能草原生态系统 限制因素:水 主要是草本植物 奔跑类 种群和群落变化剧烈畜牧基地 调节气候  防止风沙海洋生态系统 水、盐等 微小的浮游植物 微小的浮游动物到大型哺乳动物极其多样 结构复杂资源丰富调节全球气候湿地生态系统 水 水生、陆生植物 鸟类、昆虫、水生动物 生态类型多样动植物资源丰富防洪抗旱农田生态系统 人 农作物 农业害虫 人的作用很关键群落结构单一城市生态系统 人 草地、绿化带 人 能量生产不足对其他生态系统产生强烈干扰
6.8生态系统的营养结构
6.8生态系统的能量流动
6.9生态系统的物质循环
6.10能量流动和物质循环的关系
6.11生态系统的稳定性
6.12生物圈及其稳态
6.12全球环境问题
6.12酸雨的成因与危害
6.13生物多样性

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