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文檔簡介
1、 高中生物基礎知識梳理必修一第一單元 細胞的分子組成與結構一、生物界和非生物界的統(tǒng)一性和差異性 : 1.統(tǒng)一性(種類):組成生物體的化學元素在無機自然界都可以找到,沒有一種化學元素是生物界所特有的。 2.差異性(含量):細胞與非生物相比,各種元素的相對含量又大不相同。2、 組成細胞的元素:1.分類: 最基本元素是 C 基本元素是 C、H、O、N 主要元素是 C、H、O、N、P、S 大量元素有 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg , 微量元素有 Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu (“鐵錳碰新木桶”)。注:無論是大量元素和微量元素均為 必需元素。但生物體內(nèi)的元素 不一定 都是必需元素。2. 含
2、量: 組成生物體的化學元素 種類 大體相同,但 含量 相差很大。 在細胞鮮重中,含量最多的元素是 O 。在細胞的干重中,含量最多的元素是 C 。三、組成細胞的化合物:1.2. 含量:(1)含量最多的(無機)化合物: 水 ; (2)含量最多的有機化合物(干重含量最多的化合物): 蛋白質(zhì) 。3.實驗:檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì):(1)實驗原理:某些化學試劑能夠使生物組織中的有關有機化合物產(chǎn)生特定的顏色反應。 (2)實驗步驟 還原糖的檢測和觀察結論:還原糖與斐林試劑在加熱的過程中生成磚紅色沉淀,說明組織樣液中有還原糖。脂肪的檢測和觀察 方法一:花生種子勻漿+ 3滴蘇丹染液橘黃色 方法二: 蛋
3、白質(zhì)的檢測和觀察 結論:【實驗注意事項】(1)還原糖鑒定實驗材料要求淺色:不能用綠色葉片、西瓜、血液等材料,防止顏色的干擾。還原糖含量高:不能用馬鈴薯(含淀粉)、甘蔗、甜菜(含蔗糖)。(2)斐林試劑與雙縮脲試劑的比較項目斐林試劑雙縮脲試劑鑒定成分還原糖(葡萄糖、果糖、麥芽糖)蛋白質(zhì)鑒定原理還原糖中的醛基(CHO)在加熱條件下能將Cu(OH)2中的Cu2+還原成Cu+,從而生成磚紅色的Cu2O沉淀肽鍵(NHCO)在堿性溶液中能與Cu2+結合生成紫色絡合物試劑濃度甲液:質(zhì)量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液乙液:質(zhì)量濃度為0.05g/mL的CuSO4溶液A液:質(zhì)量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液
4、B液:質(zhì)量濃度為0.01g/mL的CuSO4溶液使用方法甲乙兩液等量混勻后再加入到樣液中,且現(xiàn)配現(xiàn)用先加入A液1mL造成堿性環(huán)境,再滴加B液4滴使用條件水浴加熱(5065)不加熱實驗現(xiàn)象淺藍色棕色磚紅色無色 紫色4.蛋白質(zhì)、核酸的結構和功能(1)蛋白質(zhì)主要由 C、H、O、N ( P、S)元素組成,有的也含有微量的 Fe、Cu、Mn、I、Zn 等元素。(2) 氨基酸 是組成蛋白質(zhì)的基本單位。 氨基酸結構通式的表示方法: 結構特點是:每種氨基酸分子至少都含有一個氨基(-NH2)和一個羧基(-COOH),并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上,這個碳原子還連接一個氫原子和一個側(cè)鏈基團。(3)
5、 連接兩個氨基酸分子的化學鍵叫做肽鍵(-NH-CO-)。拓展: 失去水分子數(shù)肽鍵數(shù)氨基酸數(shù)肽鏈數(shù)(對于環(huán)肽來說,肽鍵數(shù)氨基酸數(shù)) 蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量氨基酸平均相對分子質(zhì)量×氨基酸數(shù)量失去水分子數(shù)×水的相對分子質(zhì)量 一個肽鏈中至少有一個游離的氨基和一個游離的羧基,在肽鏈內(nèi)部的 R 基中可能也有氨基和羧基。(4) 蛋白質(zhì)結構多樣性的原因是: 蛋白質(zhì)多樣性的根本原因是 基因中堿基排列順序的多樣性。(5) 一切生命活動都離不開蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者。 蛋白質(zhì)的功能有:結構蛋白(如肌肉)、催化作用(如大多數(shù)酶)、運輸載體(如血紅蛋白)、信息傳遞(如胰島素)、免疫功能(如
6、抗體)等。(6)核酸的元素組成有 C、H、O、N 和 P 。核酸是細胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì),在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成中具有重要作用。(7)核酸的基本單位是 核苷酸 ,一個核苷酸是由一分子含氮的堿基、一分子五碳糖和一分子磷酸組成的。 核酸分 DNA 和 RNA 兩種。 DNA由兩條脫氧核苷酸鏈構成,五碳糖是 脫氧核糖 ,堿基是A、T、G、C ; RNA由一條核糖核苷酸鏈構成,五碳糖是 核糖 ,堿基是A、U、G、C。(8) 實驗:觀察DNA和RNA在細胞中的分布原理:DNA主要分布在 細胞核 中,RNA大部分存在于 細胞質(zhì) 中。甲基綠和吡羅紅兩種染色劑對DNA和RNA的親和力不同,甲
7、基綠使DNA呈現(xiàn)綠色,吡羅紅使RNA呈現(xiàn)紅色 。鹽酸(8%)能夠改變細胞膜的通透性,加速染色劑進入細胞,同時使染色質(zhì)中的DNA與蛋白質(zhì)分離,有利于DNA與染色劑結合。(9)生物的遺傳物質(zhì)是核酸。拓展:因為絕大多數(shù)生物均以DNA作為遺傳物質(zhì),只有 RNA 病毒以 RNA 作為遺傳物質(zhì),所以說DNA 是主要的遺傳物質(zhì)。2.糖類、脂質(zhì)的種類和作用(10)組成糖類的化學元素有C、H、O 。(11)糖類是主要的能源物質(zhì),分為 單糖、二糖和多糖 。常見的單糖有 葡萄糖、半乳糖、核糖 ;二糖有 蔗糖、乳糖、麥芽糖 ;多糖有 淀粉、糖原和纖維素 。其中葡萄糖是細胞生命活動所需要的主要能源物質(zhì)。(12)植物體內(nèi)
8、的儲能物質(zhì)是淀粉 ,人和動物體內(nèi)的儲能物質(zhì)是糖原(肝糖原和肌糖原)。纖維素是構成植物細胞壁的主要成分。構成它們的基本單位都是葡萄糖。(13)還原糖有:葡萄糖、果糖、麥芽糖。 核糖、脫氧核糖與纖維素不屬于能量糖,所以不能氧化分解為細胞的生命活動提供能量。(14)多糖中的纖維素是構成植物細胞細胞壁的主要成分,而原核細胞的細胞壁不含纖維素,是由肽聚糖構成的。因此能否被纖維素酶除去細胞壁,是區(qū)分植物細胞和原核細胞的依據(jù)之一。(15)組成脂質(zhì)的元素主要是C、H、O(N、P)。脂質(zhì)分 脂肪、磷脂和固醇 等。脂肪是細胞內(nèi)良好的儲能物質(zhì);磷脂是構成生物膜的重要成分,也是構成多種細胞器膜的重要成分;固醇類包括
9、膽固醇、性激素和維生素D 。膽固醇是構成細胞膜的重要成分,在人體內(nèi)還參與血液中脂質(zhì)的運輸;性激素能促進人和動物生殖器官的發(fā)育以及生殖細胞的形成;維生素D能有效地促進人和動物腸道對鈣和磷的吸收。(16)性激素屬于固醇類物質(zhì),而細胞膜主要由磷脂構成,根據(jù)相似相溶原理,性激素能夠通過 自由擴散 進入細胞內(nèi),與細胞內(nèi)受體結合,從而調(diào)節(jié)代謝過程。 (17)脂肪中氧 元素含量低,碳和氫 元素比例較高,而糖類則相反,同質(zhì)量的脂肪比淀粉在氧化分解時耗氧多,釋放的能量也多。(18)細胞內(nèi)三大能源物質(zhì)的供能順序為:糖類脂肪蛋白質(zhì) 。蛋白質(zhì)一般不作為能源物質(zhì)供能。糖類 是生物體主要的能源物質(zhì),脂肪 是生物體的良好儲
10、能物質(zhì), ATP 是生物體生命活動的直接供能物質(zhì),太陽光 能是最終的能量來源。(19)多糖、蛋白質(zhì)、核酸等都是生物大分子,都是由許多基本的組成單位連接而成的,這些基本單位稱為單體,這些生物大分子成為單體的多聚體。如組成多糖的單體是單糖,組成蛋白質(zhì)的單體是氨基酸,組成核酸的單體是核苷酸。每一個單體都以若干個相連的碳原子構成的碳鏈為基本骨架,由許多單體連接成多聚體。所以 C 是構成細胞的基本元素。3.水和無機鹽的作用(20)細胞鮮重中含量最多的化合物是 水 ,含量最多的有機化合物是 蛋白質(zhì) 。干重中含量最多的化合物是 蛋白質(zhì) 。(21)水在細胞中以兩種形式存在。一部分與細胞內(nèi)的其他物質(zhì)相結合,叫做
11、 結合水 。功能:結合水是細胞結構的重要組成成分(4.5%)。細胞中絕大部分的水以游離的形式存在,可以自由流動,叫做 自由水 。功能: 自由水是細胞內(nèi)的良好溶劑 ; 參與細胞內(nèi)的許多生物化學反應 ; 為細胞提供液體環(huán)境 ; 運送營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物 。(22) 自由水/結合水的比值越大,新陳代謝 越旺盛;比值越小,抗逆性 越強。 種子成熟過程中結合水/自由水的比值變大,萌發(fā)過程中結合水/自由水的比值變小。 心臟、血液與肌肉細胞呈現(xiàn)不同狀態(tài)主要是因為 結合水 含量不同,例如心臟呈固態(tài)而血液呈液態(tài),原因是心臟中的結合水較多。(23)細胞中大多數(shù)無機鹽以離子的形式存在。作用:組成復雜化合物。可維持細胞
12、和生物體的生命活動。對維持細胞和生物體正常的滲透壓、酸堿平衡非常重要。拓展:ATP、核苷酸等物質(zhì)的合成需要磷酸。第二單元 細胞的結構和功能1. 多種多樣的細胞(1)細胞 是生物體結構與功能的基本單位(2)自然界的生命系統(tǒng)包括的層次有:細胞、組織、器官、系統(tǒng)、個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)、生物圈 。 (3)植物的生命系統(tǒng)層次中沒有“系統(tǒng)”這個層次。(4)原核細胞與真核細胞的本質(zhì)區(qū)別是 有無以核膜為界限的細胞核 。【方法點撥】原核生物和真核生物的判斷a“菌”類的判斷:凡“菌”字前面有“桿”“球”“弧”及“螺旋”等字的都是細菌,屬于原核生物,而酵母菌、霉菌及食用菌等則為真核生物。b“藻”類的判斷:藻類
13、的種類很多,常見的藻類有藍藻(如念珠藻、顫藻、螺旋藻、發(fā)菜等),綠藻(如紫菜、石花菜等),褐藻(如海帶、裙帶菜等),紅藻(如衣藻、水綿、小球藻、團藻等)。其中藍藻為原核生物,其他藻類為真核生物。拓展:原核細胞只有 核糖體 一種細胞器,無其他細胞器。原核生物的遺傳不符合孟德爾遺傳規(guī)律;真核生物在有性生殖過程中,核基因的遺傳符合孟德爾遺傳規(guī)律。自然條件下,原核生物的可遺傳變異的類型只有基因突變 ;真核生物的可遺傳變異的類型有基因突變、基因重組、染色體變異。原核細胞如細菌主要以二分裂 的方式進行分裂;真核細胞的分裂方式有有絲分裂、無絲分裂、減數(shù)分裂 。(5)病毒不能獨立生活,病毒的代謝和繁殖過程只能
14、在宿主的活細胞中進行。拓展:病毒在生物分類上是既不屬于原核生物,也不屬于真核生物。組成每種病毒核酸的基本單位是四種脫氧核苷酸,或是四種核糖核苷酸。病毒的培養(yǎng)不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng),因為病毒的繁殖必須在宿主的活細胞中進行。2.細胞的多樣性和細胞的統(tǒng)一性(6)細胞的多樣性表現(xiàn):細胞的形態(tài)、大小、種類、結構等各不相同。如原核細胞與真核細胞、動物細胞與植物細胞、同一個體的不同類型的細胞。(7)細胞的統(tǒng)一性表現(xiàn):a結構方面:都有細胞膜、細胞質(zhì)和核酸等。b遺傳方面:都以DNA作為遺傳物質(zhì)。c增殖方面:都以細胞分裂的方式增殖。3.細胞學說的建立過程(8)細胞學說的創(chuàng)始人是 施萊登 和 施旺 。細胞學說揭示 細
15、胞統(tǒng)一性和生物體結構統(tǒng)一性。 (9)細胞學說的要點是: 細胞是一個有機體,一切動植物都由細胞發(fā)育而來,并由細胞和細胞產(chǎn)物所構成; 細胞是一個相對獨立的單位,既有它自己的生命,又對與其他細胞共同組成的整體的生命起作用; 新細胞可從老細胞中產(chǎn)生。4.細胞膜系統(tǒng)的結構和功能(7)用哺乳動物成熟的紅細胞做實驗材料能分離得到純凈的細胞膜。把細胞放在清水里,水會進入細胞,把細胞漲破,細胞內(nèi)的物質(zhì)流出來,這樣就可以得到純凈的細胞膜。(8)細胞膜的主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成,還有少量的糖類。磷脂雙分子層 是基本骨架,功能越復雜的細胞膜, 蛋白質(zhì) 的種類和數(shù)量越多。細胞膜的結構特點是 具有一定的流動性 ,功能特性是
16、 選擇透過性 。細胞膜的功能有:將細胞與外界環(huán)境分隔開;控制物質(zhì)進出細胞(控制作用是相對的);進行細胞間的信息交流。拓展:行使細胞膜控制物質(zhì)進出功能的物質(zhì)是載體。細胞膜與其他生物膜的化學組成大致相同 ,但是在不同的生物膜中,化學物質(zhì)的含量有差別 ,例如,細胞膜上糖類的含量相對與細胞器膜要多。細胞間的信息交流的方式有:z.間接交流(如細胞分泌激素);b.直接交流(如精卵細胞的識別和結合);c.通過特殊的通道(如高等植物細胞之間通過胞間連絲相互連接)(9)在細胞膜的外表,有一層由細胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結合而成的糖蛋白,叫做糖被。糖被與細胞表面的識別有密切關系。消化道和呼吸道上皮細胞表面的糖蛋白有保
17、護和潤滑作用。(10)細胞壁對植物細胞有支持和保護作用。植物細胞壁的化學成分主要是纖維素和果膠。常用纖維素酶和果膠酶除去植物細胞壁。細菌細胞壁的主要成分是肽聚糖。5.主要細胞器的結構和功能(11) 線粒體 是活細胞進行有氧呼吸的主要場所。 健那綠染液 是專一性染線粒體的活細胞染料。(12)線粒體內(nèi)與有氧呼吸有關的酶分布在線粒體的內(nèi)膜和基質(zhì)中。拓展:線粒體內(nèi)的 DNA 不與蛋白質(zhì)結合形成染色體。 線粒體 是細胞內(nèi)進行有氧呼吸的主要場所,有氧呼吸的第一階段在 細胞質(zhì)基質(zhì) 中進行。進行有氧呼吸的細胞不一定要有線粒體,例如進行有氧呼吸的細菌。硝化細菌、大腸桿菌(13) 葉綠體 是綠色植物進行光合作用的
18、場所。與光合作用有關的酶分布在葉綠體內(nèi)的 類囊體薄膜上 和 葉綠體基質(zhì) 中。與光合作用有關的色素分布在葉綠體內(nèi)的 類囊體薄膜 上。拓展:葉綠體內(nèi)的 DNA 不與 蛋白質(zhì)結合形成染色體。 葉綠體 是真核細胞內(nèi)進行光合作用的唯一場所。進行光合作用的細胞不一定有葉綠體,例如藍藻屬于原核生物,能進行光合作用,但沒有葉綠體。(14) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 是細胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成和加工,以及 脂質(zhì) 合成的“車間”。(15) 核糖體 是細胞內(nèi)將氨基酸合成為蛋白質(zhì)的場所。有的附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上(主要合成胞內(nèi)蛋白),有的游離分布在細胞質(zhì)中(主要合成胞外蛋白(分泌蛋白),是“生產(chǎn)蛋白質(zhì)的機器”。(16) 高爾基體 主要是對來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的
19、蛋白質(zhì)進行加工、分類和包裝的“車間”和“發(fā)送站”。 動物細胞的高爾基體主要與分泌蛋白的加工、轉(zhuǎn)運有關,植物細胞的高爾基體與細胞壁的合成有關。(17) 中心體 存在于動物和某些低等植物的細胞中,與細胞的有絲分裂有關。(20)液泡由液泡膜和膜內(nèi)的細胞液構成,細胞液中含有糖類、無機鹽、色素和蛋白質(zhì)等物質(zhì)。拓展:液泡內(nèi)的色素有花青素,細胞液呈酸性則偏紅,細胞液呈堿性則偏藍,從而影響植物的花色。液泡內(nèi)的色素與葉綠體色素成分和功能均不相同。(21)注意從以下幾個方面對細胞器進行正確分類具有雙層膜結構的細胞器有:葉綠體、線粒體。 具有雙層膜結構的細胞結構有:葉綠體、線粒體和核膜。具有單層膜結構的細胞器有:
20、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、液泡 。 具有單層膜結構的細胞結構有:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、液泡和細胞膜。不具備膜結構的細胞器有: 核糖體和中心體 。能產(chǎn)生水的細胞器有:線粒體、核糖體。(此外還有葉綠體和高爾基體,可不作要求)與堿基互補配對有關的細胞器有:核糖體、葉綠體、線粒體。含有 DNA 的細胞器有:葉綠體和線粒體。含有 RNA 的細胞結構有:葉綠體、線粒體和核糖體。與細胞的能量轉(zhuǎn)換有關的細胞器有:線粒體、葉綠體。(22)分泌蛋白最初是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體中由氨基酸形成肽鏈,肽鏈進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進行初步的加工后,進入 高爾基體經(jīng)過進一步的加工形成分泌小泡與細胞膜融合,分泌到細胞外。拓展:【內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以囊
21、泡的形式將蛋白質(zhì)運送到高爾基體,囊泡與高爾基體膜融合導致高爾基體膜面積增加;被進一步修飾加工的蛋白質(zhì),再以囊泡的形式從高爾基體運送到細胞膜,又導致高爾基體膜面積減少因此內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的面積逐步減少,細胞膜的面積逐漸增加,高爾基體的面積不變】(23)在細胞中,許多細胞器都有膜,如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體、葉綠體、溶酶體等,這些細胞器膜和細胞膜、核膜等結構,共同構成細胞的生物膜系統(tǒng)。5.細胞核的結構和功能(24)細胞核包括核膜、染色質(zhì)(體)、核仁、核孔。(25)核膜上的核孔的功能是 實現(xiàn)核質(zhì)之間頻繁的物質(zhì)交換和信息交流 。 細胞核內(nèi)的核仁 與某種 RNA(rRNA)的合成以及核糖體的形成有關。(26)細胞
22、核是遺傳信息庫,是細胞代謝和遺傳的控制中心。(27)染色質(zhì)、染色體的化學組成是 DNA 和蛋白質(zhì)。染色質(zhì)和染色體是同一物質(zhì)在細胞不同時期的兩種存在狀態(tài)。第三單元 細胞代謝一、物質(zhì)進出細胞的方式(1)一個典型的滲透裝置必須具備的條件是具有一層 半透膜 。(2)細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(zhì)稱為 原生質(zhì)層 。 植物細胞內(nèi)原生質(zhì)層可以看作是半透膜,動物細胞的細胞膜可以看作是半透膜,所以都可以發(fā)生滲透吸水。(3)細胞壁是全透性的,水分子和溶解在水里的物質(zhì)都能夠自由通過。當細胞液濃度外界溶液濃度時,細胞失水,出現(xiàn)質(zhì)壁分離;當細胞液濃度外界溶液濃度時,細胞吸水,質(zhì)壁分離復原。(4)細胞膜和其他生物膜
23、都是選擇透過性膜。(5)物質(zhì)通過簡單的擴散作用進出細胞,叫做自由擴散。 進出細胞的物質(zhì)借助載體蛋白的擴散,叫做協(xié)助擴散。 物質(zhì)從低濃度一側(cè)運輸?shù)礁邼舛纫粋?cè),需要載體蛋白的協(xié)助,同時還需要消耗細胞內(nèi)化學反應所釋放的能量,這種方式叫做主動運輸。 小分子和離子的跨膜運輸?shù)姆绞接?被動運輸 (自由擴散和協(xié)助擴散)和 主動運輸 ;大分子和顆粒性物質(zhì)進出細胞的方式主要是 胞吞和胞吐 。(6)各種物質(zhì)運輸方式的區(qū)別如下:運輸方式被動運輸主動運輸 胞吞 胞吐 自由擴散協(xié)助擴散運輸方向順濃度梯度高濃度低濃度逆濃度梯度低濃度高濃度 胞外胞內(nèi) 胞內(nèi)胞外 載 體 不需要需要需要 不 需 要 能 量不消耗消耗 需 要
24、舉 例H2O、O2、CO2、N2、甘油、乙醇、苯、尿素 葡萄糖進入紅細胞Na+ 、K+、Ca2+等離子;小腸吸收葡萄糖、氨基酸吞噬細胞吞噬抗原胰島素、消化酶、抗體的分泌拓展:溶液中的溶質(zhì)或氣體可發(fā)生自由擴散,溶液中的溶劑發(fā)生滲透作用;滲透作用必須具備兩個條件:一是具有半透膜,二是半透膜兩側(cè)的溶液具有濃度差。2、 酶與 ATP 細胞中每時每刻都進行著許多化學反應,統(tǒng)稱為細胞代謝。1.酶在細胞代謝中的作用(1)分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。 (2)同無機催化劑相比,酶降低活化能的作用更顯著,因而催化效率更高。(3)酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化功能的有機物,其中絕大多
25、數(shù)酶是蛋白質(zhì),少數(shù)酶是 RNA。(4)酶所催化的化學反應一般是在比較溫和的條件下進行的。所以酶具有 高效性、專一性,酶的作用條件較溫和。拓展:同無機催化劑相比,酶降低活化能的作用更顯著,因而催化效率更高。過酸、過堿或溫度過高,會使酶的空間結構遭到破壞,使酶永久失活。在低溫,如 0左右時,酶的活性很低,但酶的空間結構穩(wěn)定,在適宜的溫度下酶的活性可以升高。2.ATP 在能量代謝中的作用(3)ATP是細胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物。ATP 的結構簡式是 APPP ,其中 A 代表腺苷,P 代表磷酸基團,“”代表普通磷酸鍵,“”代表高能磷酸鍵,斷裂時,會釋放出大量的能量。 一分子腺苷 = 一分子腺嘌呤 +
26、 一分子核糖 AP :腺嘌呤核糖核苷酸(RNA的基本單位之一)(4)ATP和ADP的轉(zhuǎn)化酶1酶2ATP ADP +Pi + 能量(ATP在細胞內(nèi)含量少、生成速度快、生成總量多。)注意:酶不同:酶1是水解酶,酶2是合成酶; 能量來源不同:ATP水解釋放的能量,來自高能磷酸鍵的化學能,并用于各種生命活動; 合成ATP的能量來自呼吸作用或光合作用。場所不同:ATP水解在細胞的各處。ATP合成在線粒體,葉綠體,細胞質(zhì)基質(zhì)。拓展:動物體內(nèi)合成 ATP 的途徑是 呼吸作用 ,植物體內(nèi)合成 ATP 的途徑是 呼吸作用和光合作用。ATP 在細胞內(nèi)的含量較少,依靠于ADP的轉(zhuǎn)化而保持一定的含量。ATP 與 AD
27、P 相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應,因為反應的場所、酶不同。ATP的水解總是與 吸能反應 在一起,ATP的合成總是與 放能反應 在一起。五、細胞呼吸(1)細胞呼吸是指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,釋放出能量并生成ATP的過程。 拓展:細胞進行有氧呼吸時最常直接利用的物質(zhì)是葡萄糖。有氧呼吸第一階段的場所是 細胞質(zhì)基質(zhì) ,反應物是葡萄糖,產(chǎn)物是丙酮酸和H。 有氧呼吸第二階段的場所是 線粒體基質(zhì) ,反應物是丙酮酸和水,產(chǎn)物是 CO2 和H。 有氧呼吸第三階段的場所是 線粒體內(nèi)膜 ,反應物是O2 和H,產(chǎn)物是H2O。 酶有氧呼吸的總反應式是:有氧呼吸的三個階段比較:有氧呼吸過程第一
28、階段第二階段第三階段場所細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜反應物主要是C6H12O6丙酮酸+H2OH+ O2產(chǎn)物丙酮酸+HCO2+HH2O釋放能量少量少量大量(2) 無氧呼吸是指細胞在無氧條件下,通過酶的催化作用,把葡萄糖等有機物質(zhì)分解成為不徹底的氧化產(chǎn)物,同時釋放出少量能量的過程。(3)無氧呼吸的全過程分為兩個階段,這兩個階段需要不同酶的催化,但都是在 細胞質(zhì)基質(zhì) 中進行。其中 第一階段與有氧呼吸第一個階段完全相同 , 第二階段是丙酮酸在不同酶的催化作用下,分解成酒精和CO2,或者轉(zhuǎn)為成乳酸。 無論是分解成酒精和二氧化碳還是轉(zhuǎn)化成乳酸,無氧呼吸都只有 第一階段 釋放出少量的能量,生成少量的ATP
29、。拓展:高等植物在水淹時,無氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和CO2。高等動物、乳酸菌、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚進行無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸。相同呼吸底物,代謝產(chǎn)物不同的直接原因是 酶不同 ,根本原因是 基因不同 。一種生物無氧呼吸的產(chǎn)物只能是一種,酒精和 CO2 或乳酸。 無氧呼吸生成酒精的反應式: 無氧呼吸生成乳酸的反應式:(4) 細胞呼吸的意義為生物體的生命活動提供 能量。為體內(nèi)其他化合物的合成提供 中間產(chǎn)物 。如 丙酮酸 是三大有機物相互轉(zhuǎn)化的樞紐。6、 光合作用 1、 捕獲光能的色素 吸收光能的四種色素就分布在類囊體的薄膜上。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 藍綠色主
30、要吸收 紅光和藍紫光 來源:學優(yōu)高考網(wǎng)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 橙黃光 主要吸收 藍紫光 最上層 葉黃素 黃色中上層2. 光合作用的基本過程葉綠體是進行光合作用的場所。它內(nèi)部的巨大膜表面上,不僅分布著許多吸收光能的色素分子,還有許多進行光合作用所必需的酶。 光合作用過程圖解(1)光合作用的反應式可表示為:(2) 概述光合作用的過程(光反應和暗反應)a.光合作用是指綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機物,并且釋放出氧氣的過程。 b.光反應階段:光合作用第一個階段中的化學反應,必須有光才能進行。這個階段叫做光反應階段。 c.暗反
31、應階段:光合作用第二個階段中的化學反應,有沒有光都可以進行,這個階段叫做暗反應階段。 比較項目光反應暗反應 需要條件光、色素、酶多種酶 反應場所葉綠體基粒(類囊體的薄膜上)葉綠體基質(zhì) 物質(zhì)變化水的光解:ATP的合成:ADP+Pi+能量酶ATPCO2的固定:CO2 +C5 酶 2C3C3的還原:2C3 H ,ATP,多種酶 (CH2O)+C5 能量變化光能活躍的化學能(儲存在ATP中) 活躍的化學能穩(wěn)定的化學能(儲存在有機物中) 完成標志O2的釋放,ATP和 H 的生成葡萄糖等有機物的生成 兩者關系 光反應為暗反應提供能量(ATP)和還原劑( H );暗反應為光反應提供ADP和Pi拓展:光合作用
32、產(chǎn)生的O2中的O全部來自于H2O。光合作用產(chǎn)生的葡萄糖和水中的氧元素來自反應物中的 CO2。與光反應進行有關的非生物因素: 光、溫度、水 。與暗反應進行有關的非生物因素: 溫度、CO2 。從外界吸收來的 CO2 不能直接被H還原,CO2 需要先被固定成為 C3,C3 直接被H還原。當CO2不足時,植物體內(nèi) C3、ATP、C5、 H 的含量變化分別是下降、上升、上升、上升。當光照不足時,植物體內(nèi) C3、ATP、C5、 H 的含量變化分別是上升、下降、下降、下降。光合速率的測定:一般采用的指標如單位時間內(nèi)氧氣的釋放量、單位時間內(nèi) CO2 的吸收量、單位時間內(nèi)植物重量(有機物)的變化量。細胞呼吸產(chǎn)生
33、的H和光合作用產(chǎn)生的H不同。細胞呼吸產(chǎn)生的H為還原型輔酶(NADH),光合作用產(chǎn)生的H為還原型輔酶(NADPH)。細胞呼吸產(chǎn)生的ATP用于除暗反應外的各項生命活動。光合作用光反應階段產(chǎn)生的ATP只能用于暗反應。細胞呼吸能量來源于化學能。光合作用能量來源于光能。3.影響光合作用速率的環(huán)境因素(3)提高農(nóng)作物對光能的利用率的措施有延長光合作用時間、增加光合作用面積、提高光合作用效率。(4)光合作用效率是植物光合作用中,產(chǎn)生有機物中所含能量與光合作用中吸收的光能的比值。提高農(nóng)作物的光合作用效率有:給植物提高適宜的光照強度、溫度,給植物提供充足的 CO2、H2O 和礦質(zhì)元素(無機鹽)。(5)利用光合作
34、用原理在農(nóng)業(yè)上的應用有:在冬季通過溫室、大棚為農(nóng)作物提供合適的溫度;種植陰生植物要遮蔭;通過合理密植、套種等措施提高作物產(chǎn)量。 利用呼吸作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用有:對稻田舉行定期排水,防止水稻幼根因缺氧而腐爛;農(nóng)作物、果樹管理后期適當摘除老葉、殘葉。4.在不同的光照條件下,光合速率與呼吸速率的計算(1)綠色植物組織在黑暗條件下測得的數(shù)值表示 呼吸速率 。(2)綠色植物組織在有光的條件下,光合作用與細胞呼吸同時進行,測得的數(shù)值表示 凈光合速率 。(3)真光合速率凈光合速率呼吸速率。用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下:光合作用產(chǎn)生的O2量實測的O2釋放量細胞呼吸消耗的O2量。光合作用固定的CO2
35、量實測的CO2吸收量細胞呼吸釋放的CO2量。光合作用產(chǎn)生的葡萄糖量葡萄糖的積累量(增重部分)細胞呼吸消耗的葡萄糖量。4、化能合成作用:除了綠色植物,自然界中少數(shù)種類的細菌,雖然細胞內(nèi)沒有葉綠素,不能進行光合作用,但是能夠利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物,這種合成作用叫做化能合成作用,這些細菌也屬于自養(yǎng)生物。例如生活在土壤中的硝化細菌。第四單元 細胞的生命歷程 細胞表面積與體積的關系限制了細胞的長大。 一、細胞的增殖1.細胞的生長和增殖的周期性 細胞以分裂的方式進行增殖。細胞在分裂之前,必須進行一定的物質(zhì)準備。細胞增殖包括物質(zhì)準備和細胞分裂整個連續(xù)的過程。 真核細胞的分裂
36、方式有三種:有絲分裂、無絲分裂、減數(shù)分裂。(1) 連續(xù)分裂的細胞,從一次分裂完成時開始,到下一次分裂完成時為止,是一個細胞周期。一個細胞周期包括兩個階段:分裂間期和分裂期。2.細胞的有絲分裂(2)分裂間期細胞內(nèi)發(fā)生的主要變化是完成DNA分子的復制和有關蛋白質(zhì)的合成。分為G1期、S期、G2期。(3)細胞分裂期各階段的變化特點是:前期:“膜仁消失現(xiàn)兩體”,核仁、核膜消失,出現(xiàn)紡錘絲形成紡錘體,染色體,散亂地分布在紡錘體的中央。中期:“形數(shù)清晰赤道齊”,染色體形態(tài)數(shù)目清晰,整齊的排列在赤道板上。后期:“點裂數(shù)增均兩極”,著絲點分裂,染色體數(shù)目增加,平均分配到兩極。末期:“膜仁重現(xiàn)失兩體”,出現(xiàn)新的核
37、膜和核仁,染色體紡錘體消失,一個細胞分裂成為兩個子細胞。(5) 記住細胞有絲分裂DNA、染色體的變化曲線圖(6)動物細胞與植物細胞有絲分裂過程基本相同,不同的特點是:動物細胞在間期中心體倍增,在前期兩組中心粒分別移向細胞兩極,在中心粒的周圍,發(fā)出星射線構成紡錘體;而植物細胞在前期從細胞兩極發(fā)出紡錘絲。動物細胞分裂的末期細胞膜從細胞的中部向內(nèi)凹陷,最后把細胞縊裂成兩部分;植物細胞末期在赤道板的位置出現(xiàn)細胞板,細胞板由細胞的中央向四周擴展,逐漸形成新的細胞壁。拓展:動物細胞有絲分裂前期紡錘體的形成主要與中心體有關。植物細胞分裂末期新的細胞壁的形成與高爾基體有關。細胞分裂的過程中還需要核糖體、線粒體
38、的參與。3.細胞的無絲分裂(8)蛙的紅細胞的分裂過程中,細胞核先延長,核的中部向內(nèi)凹進,縊裂成為兩個細胞核;接著整個細胞從中部縊裂成兩部分,形成兩個子細胞。拓展:蛙的紅細胞的分裂是無絲分裂,哺乳動物的紅細胞無核,也不能進行分裂。在無絲分裂過程中有 DNA 的復制。二、細胞的分化、癌變、衰老和凋亡1.細胞的分化(1)在個體發(fā)育中,由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代,在形態(tài)、結構和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程,叫做細胞分化。細胞分化使細胞趨于專門化,提高了生命活動的效率。 細胞分化的本質(zhì)是: 基因的選擇性表達。 多細胞個體內(nèi)的每個體細胞都含有該物種全套的基因。 (2)細胞分化發(fā)生在生物體的整個生命進
39、程中,在胚胎時期達到最大程度。(3)細胞分化是一種持久性變化,分化導致的穩(wěn)定性差異一般是不可逆轉(zhuǎn)的。2.細胞的全能性(4)細胞的全能性是指已經(jīng)分化的細胞,仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。細胞具有全能性的原因是細胞包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì),都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部基因。(5)植物細胞全能性表達需要的條件是植物細胞脫離了原來所在植物體的器官或組織而處于離體狀態(tài)時,在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其它外界條件的作用下,就可能表現(xiàn)出全能性。拓展:細胞分化的過程中遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變。同一個體不同細胞中DNA相同,RNA、蛋白質(zhì)不完全相同,因為細胞分化過程中發(fā)生了基因的選擇性表達。3. 細胞的衰老
40、和凋亡以及與人體健康的關系(6)衰老細胞主要具有以下特征: 細胞內(nèi)的水分減少,結果使細胞萎縮,體積變小,細胞新陳代謝的速率減慢; 細胞內(nèi)多種酶的活性降低; 細胞內(nèi)的色素隨細胞衰老而逐漸積累,妨礙細胞內(nèi)物質(zhì)的交流和傳遞,影響細胞正常的生理功能; 細胞內(nèi)呼吸速率減慢,細胞核的體積增大,核膜內(nèi)折,染色質(zhì)收縮、染色加深; 細胞膜通透性改變,使物質(zhì)運輸功能降低。拓展:老年人的皺紋、白發(fā)及色斑如何解釋?皺紋產(chǎn)生的準確機理比較復雜,皺紋的產(chǎn)生與代謝減慢、皮膚衰老等有關。由于頭發(fā)基部的黑色素細胞衰老,細胞中的酪氨酸酶活性降低,黑色素合成減少,所以老年人頭發(fā)變白。老年斑是由于細胞內(nèi)的色素隨著細胞衰老而逐漸積累造
41、成的。衰老細胞中出現(xiàn)色素聚集,主要是脂褐素的堆積。脂褐素是不飽和脂肪酸的氧化產(chǎn)物,是一種不溶性顆粒物。不同的細胞在衰老過程中脂褐素顆粒的大小也有一定的差異。皮膚細胞的脂褐素顆粒大,就出現(xiàn)了老年斑。(7) 由基因所決定的細胞自動結束生命的過程,就叫細胞凋亡。由于細胞凋亡受到嚴格的由遺傳機制決定的程序性調(diào)控,所以也常常被稱為細胞編程性死亡。(8) 在成熟的生物體中,細胞的自然更新、被病原體感染的細胞的清楚,也是通過 細胞凋亡 完成的。4.癌細胞的主要特征及防治 有的細胞受到致癌因子的作用,細胞中遺傳物質(zhì)發(fā)生變化,就變成不受機體控制的、連續(xù)進行分裂的惡性增殖細胞,這種細胞就是癌細胞。 (8)癌細胞主
42、要有以下特征: 在適宜條件下,癌細胞能夠無限增殖; 癌細胞的形態(tài)結構發(fā)生顯著變化; 癌細胞的表面發(fā)生了變化,由于細胞膜上的糖蛋白等物質(zhì)減少,使得癌細胞彼此之間的黏著性顯著降低,容易在體內(nèi)分散和轉(zhuǎn)移。(9)致癌因子大致分為三類:物理致癌因子、化學致癌因子和病毒致癌因子。(10)人和動物體的染色體上存在 原癌基因 和 抑癌基因 。原癌基因主要負責調(diào)節(jié)細胞周期,控制細胞生長和分裂的進程;抑癌基因主要是阻止細胞不正常的增殖。環(huán)境中的致癌因子會損傷細胞中的DNA分子,使得 原癌基因和抑癌基因 發(fā)生突變,導致正常細胞的生長和分裂失控而變成癌細胞。 必修二五、孟德爾遺傳定律1.孟德爾遺傳實驗的科學方法(1)
43、遺傳學實驗的科學雜交實驗包括:人工去雄、套袋、授粉、套袋。(2)孟德爾獲得成功的原因:首先選擇了相對性狀明顯和嚴格自花傳粉的植物進行雜交,其次運用了科學的統(tǒng)計學分析方法和以嚴謹?shù)目茖W態(tài)度進行研究。2.基因分離定律和自由組合定律(3)分離定律:在生物的體細胞中,控制同一性狀的遺傳因子成對存在,不相融合;在形成配子時,成對的遺傳因子發(fā)生分離,分離后的遺傳因子分別進入不同的配子中,隨配子遺傳給后代。分離定律的實質(zhì)是等位基因彼此分離。(4)自由組合定律:控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的;在形成配子時,決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此分離,決定不同性狀的遺傳因子自由組合。第六單元 生物的遺
44、傳一、遺傳的細胞基礎減數(shù)分裂和受精作用1.細胞的減數(shù)分裂(1)減數(shù)分裂是進行有性生殖的生物,在產(chǎn)生成熟生殖細胞時進行的染色體數(shù)目減半的細胞分裂。在減數(shù)分裂過程中,染色體只復制一次,而細胞分裂兩次。減數(shù)分裂的結果是,成熟生殖細胞中的染色體數(shù)目比原始生殖細胞的減少一半。 減數(shù)分裂與有絲分裂過程的區(qū)別是減數(shù)分裂產(chǎn)生的子細胞是有性生殖細胞,而有絲分裂產(chǎn)生體細胞;減數(shù)分裂細胞連續(xù)分裂2次,而染色體復制1次,有聯(lián)會、四分體和同源染色體的分離現(xiàn)象;有絲分裂染色體復制和細胞分裂均為1次,無聯(lián)會和同源染色體分離等現(xiàn)象。(2)減數(shù)分裂過程中配對的兩條染色體,形狀和大小一般相同,一條來自父方,一條來自母方,叫 同源
45、染色體。 同源染色體兩兩配對的現(xiàn)象叫做 聯(lián)會 。聯(lián)會后的每對同源染色體含有四條染色單體,叫一個 四分體。 四分體、同源染色體、染色單體、核 DNA之間的數(shù)量關系是1個四分體含有1對同源染色體,共含有4條染色單體,4條DNA。(3)減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目的減半發(fā)生在減數(shù)第一次分裂。遺傳規(guī)律的發(fā)生是在細胞減數(shù)分裂減I 后期,即同源染色體分離和非同源染色體自由組合的時期。2.配子的形成過程(4)卵細胞與精子形成過程的主要區(qū)別:卵細胞形成過程中細胞質(zhì)不均等分配、減數(shù)分裂后不經(jīng)過細胞變形過程,而 精子的形成細胞質(zhì)均等分配、減數(shù)分裂后形成精子時有細胞變形過程。3.受精過程(5)受精作用是指精子和卵細胞融
46、合形成受精卵的過程,受精作用的實質(zhì)是精核與卵細胞核的融合。受精卵中的染色體數(shù)目恢復到體細胞中的數(shù)目,其中有一半的染色體來自精子,另一半來自卵細胞。 (6)減數(shù)分裂和受精作用的重要意義是保證了有性生殖過程中染色體一半來自父方,一半來自母方,并且保證了親子代染色體數(shù)目的恒定。4.基因在染色體上(1)薩頓假說:基因和染色體行為存在著明顯的平行關系。 摩爾根 驗證了假說,并得出基因在染色體上呈線性排列。(2)孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋 基因的分離定律的實質(zhì)是:在雜合體的細胞中,位于一對同源染色體上的等位基因,具有一定的獨立性;在減數(shù)分裂形成配子的過程中,等位基因會隨同源染色體的分開而分離,分別進入兩個配
47、子中,獨立地隨配子遺傳給后代。 基因的自由組合定律的實質(zhì)是: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)分裂過程中,同源染色體上的等位基因彼此分離的同時,非同源染色體上的非等位基因自由組合。二、遺傳的分子基礎1.人類對遺傳物質(zhì)的探索過程(1)格里菲思的肺炎雙球菌實驗過程:該實驗共分四組,分別由R型、S型、加熱殺死的S型細菌感染小鼠,最后由加熱殺死的S型細菌和R型細菌混合感染小鼠,觀察小鼠的死活,并試圖從死亡的小鼠體內(nèi)提取S型細菌。實驗結果:將R型、加熱殺死的S型細菌感染小鼠,小鼠均不死亡;S型、加熱殺死的S型細菌和R型細菌混合感染小鼠,小鼠死亡,并且從死亡小鼠體內(nèi)提取出S型細
48、菌。實驗結論:加熱殺死的S型細菌的轉(zhuǎn)化因子使R型細菌發(fā)生了轉(zhuǎn)化,從而使小鼠死亡。(2) 艾弗里證明遺傳物質(zhì)是DNA的實驗過程:讓R型細菌分別與S型細菌的DNA、蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)分別混合,并分別在固體培養(yǎng)基上培養(yǎng),觀察哪組能產(chǎn)生S型細菌表面光滑的菌落特征。 實驗結果:只有與S型細菌的DNA混合的R型細菌接種后能產(chǎn)生S型細菌的菌落特征。 實驗結論:使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌的轉(zhuǎn)化因子即遺傳物質(zhì)是DNA。(3)赫爾希和蔡斯(T2噬菌體侵染細菌)的實驗操作步驟:首先讓T2 噬菌體分別標記32P、35S,然后分別與大腸桿菌混合培養(yǎng),一段時間后振蕩、離心,之后觀察放射性在試管的上清液還是沉淀中。實驗結果:
49、標記32P的組放射性主要在沉淀中,而標記5S的組放射性集中在上清液中。實驗結論:噬菌體侵染細菌時,DNA進入到細菌的細胞中,而蛋白質(zhì)外殼仍留在外面。因此,子代噬菌體的各種性狀,是通過親代的DNA遺傳的。DNA才是真正的遺傳物質(zhì)。(4)因為絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 2.DNA分子結構的主要特點(5)DNA雙螺旋結構模型的構建美國生物學家 沃森 和英國物理學家 克里克 。(6)DNA分子的基本單位是 脫氧核苷酸 ;RNA分子的基本單位是 核糖核苷酸 。(7)DNA 分子的空間結構特點是: DNA 分子是由兩條鏈組成的,這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結構。
50、DNA分子的外側(cè)由磷酸和脫氧核糖交替連接構成基本骨架,堿基在內(nèi)側(cè); 堿基之間通過氫鍵以堿基互補配對方式連接。3. DNA 分子的復制 DNA分子的復制是一個邊解旋邊復制的過程,復制需要模板、原料、能量和酶等基本條件。DNA分子獨特的雙螺旋結構,為復制提供了精確的模板,通過堿基互補配對,保證了復制能夠準確地進行。 (8)DNA的復制主要在在細胞分裂的間期進行。DNA復制是以親代 DNA 分子的兩條脫氧核苷酸鏈分別作為模板。DNA復制的原料是細胞核里游離的脫氧核苷酸。DNA復制的方式是半保留復制和邊解旋邊復制。DNA復制的場所主要是細胞核,線粒體和葉綠體中也有。DNA復制需要的基本條件是模板、原料
51、、能量、酶。4.基因的概念與表達(9)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,構成了DNA分子的多樣性,而堿基的特定的排列順序,又構成了每一個DNA分子的特異性;DNA分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎。DNA分子上分布著多個基因。 基因是有遺傳效應的DNA片段。 (10)遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯基因控制蛋白質(zhì)的合成包括兩個階段是 轉(zhuǎn)錄 和 翻譯 。轉(zhuǎn)錄是在細胞核中以 DNA 為模板,按堿基互補配對方式合成 RNA 的過程。拓展:轉(zhuǎn)錄發(fā)生的時間是細胞分裂間期。轉(zhuǎn)錄的模板是 “DNA 分子的一條脫氧核苷酸鏈”轉(zhuǎn)錄的原料是細胞核里游離的核糖核苷酸。轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物是
52、RNA 分子。轉(zhuǎn)錄需要的基本條件是模板、原料、能量、酶等。(11)翻譯是在核糖體中以 mRNA 為模板,按照堿基互補配對原則,以 tRNA 為轉(zhuǎn)運工具、以細胞質(zhì)里游離的氨基酸為原料合成蛋白質(zhì)的過程。翻譯發(fā)生的場所是核糖體。準確地說,翻譯的產(chǎn)物是多肽鏈。翻譯需要的原料是細胞質(zhì)里游離的20種氨基酸。拓展:原核生物與真核生物的基因表達不同:原核細胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯可同時進行;真核細胞的轉(zhuǎn)錄在細胞核中進行,mRNA經(jīng)加工成熟后通過核孔進入細胞質(zhì),在細胞質(zhì)核糖體進行翻譯。病毒基因的表達所需原料來自宿主細胞的游離核糖核苷酸和氨基酸,模板來自病毒基因轉(zhuǎn)錄來的 mRNA。遺傳信息是指 DNA 分子上基因的堿基排列
53、順序;密碼子指 mRNA 中決定一個氨基酸的三個連續(xù)堿基;反密碼子是指 tRNA 分子中與 mRNA 分子密碼子配對的三個連續(xù)堿基,反密碼子與密碼子互補。起始密碼子、終止密碼子均存在于 mRNA 分子上。(12)一種tRNA只能運轉(zhuǎn)一種特定的氨基酸。一種氨基酸可由多種tRNA 轉(zhuǎn)運。(13)在基因表達過程中 DNA 分子中堿基數(shù)、mRNA 分子中堿基數(shù)、氨基酸數(shù)的數(shù)量關系是 6:3:1。2.基因與性狀的關系(3)基因控制生物性狀的兩種方式:一是通過控制酶的合成來控制代謝過程,進而控制生物體的性狀;二是通過控制蛋白質(zhì)的結構直接控制生物體的性狀。七、伴性遺傳1.伴性遺傳是指性染色體上的基因遺傳方式
54、與性別相聯(lián)系稱為 伴性遺傳 。伴X顯性:抗維生素D佝僂?。?伴X隱性: 紅綠色盲,人類血友病;伴Y: 外耳道多毛癥; 常染色體顯性: 多指,并指,軟骨發(fā)育不全;常染色體隱性: 鐮刀型細胞貧血癥,白化病,先天性聾啞,苯丙酮尿癥;多基因遺傳病: 原發(fā)性高血壓,冠心病,哮喘病,青少年型糖尿??;染色體異常遺傳病:21三體綜合征(先天愚型),貓叫綜合癥 八、人類遺傳病1.人類遺傳病通常是指由于遺傳物質(zhì)改變而引起的人類疾病,主要可以分為單基因遺傳病、多基因遺傳病和染色體異常遺傳病三大類。2.人類基因組計劃測定的是24條染色體上的基因,即22條常染色體和X、Y兩條性染色體,因為X、Y染色體具有不相同的基因和堿基順序。第六單元 生物變異與進化一、基因重組與基因突變1.基因重組及其意義(1)可遺傳的變異有三種來源:基因突變、染色體變異和基因重組。(2)基因重組是指在生物體進行有性生殖的過程中,控制不同性狀的基因的重新組合。 基因重組發(fā)生的時間有 四分體時期,位于同源染色體上的等位基因有時會隨著非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換。 減數(shù)第一次分裂后期,隨著非同源染色體的
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