高中生物二轮专题复习知识点整合 专题一 细胞的分子组成与结构
考点整合一:构成生物体的元素、化合物 1、元素及其构成的化合物 元素 P Ca K 参与构成的相关化合物或作用 参与构成体内重要的化合物如ATP、ADP、磷脂、核酸等 Ca与肌肉的收缩有关,碳酸钙是骨骼和牙齿的组成成分。 动物细胞内浓度高,维持细胞内液的渗透压,也与神经的兴奋传导有关(K外流造成静息电位)。 动物细胞外液浓度高,参与维持细胞外液的渗透压、调节酸碱平衡,也与神经的兴奋传导有关(Na内流形成动作电位)。 Fe参与构成血红蛋白,与氧气的输送有关。 参与构成叶绿素 2+++2+Na Fe Mg 2、氨基酸脱水缩合形成多肽过程中的有关计算
1).蛋白质分子量、氨基酸数、肽链数和失去水分子数的关系 肽键数=失去的水分子数=氨基酸数-肽链数
蛋白质相对分子量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数×18 2).蛋白质中游离氨基(羧基数)的计算 至少含有的游离氨基(羧基数)=肽链数
游离氨基数(羧基数)=肽键数+R基中含有的氨基(羧基数) 3).蛋白质中含有N、O原子数的计算
N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数=各氨基酸中的N原子数
O原子数=肽键数+肽链数×2+R基上的O原子数=各氨基酸中的O原子数-脱去水分
子数
4).在蛋白质相对分子质量的计算中若通过图示或其他形式告知蛋白质含有二硫键时,要考虑脱去氢的质量,每形成一个二硫键,脱去2个氢。
5).若形成的多肽是环状蛋白质:氨基酸数=肽键数=失去的水分子数。
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6).氨基酸与相应核酸碱基数目的对应关系:
基因中脱氧核苷酸﹕mRNA中核糖核苷酸数﹕蛋白质中氨基酸数=6﹕3﹕1
在利用DNA中脱氧核苷酸数或RNA中核糖核苷酸数求其指导合成的蛋白质中氨基酸数目时,一般不考虑终止密码问题。 3、与水有关的结构及生理过程
暗反应(叶绿体基质) 光反应(叶绿体类囊体薄膜) 有氧呼吸第二阶段(线粒体基质) ATP的水解
(细胞质基质、叶绿体、线粒体)
产生 消耗 (线粒体内膜) 有氧呼吸第三阶段
水 氨基酸的脱水缩合(核糖体)
纤维素的合成(高尔基体)
DNA复制(细胞核) 考点整合二:主要细胞器的结构和功能分类总结 (1)从结构上分
①双膜:线粒体、叶绿体;
②单膜:内质网、液泡、溶酶体、高尔基体; ③无膜:核糖体、中心体。 (2)从功能上分
①与细胞主动运输有关的细胞器:核糖体(提供载体)及线粒体(提供能量);
②与细胞有丝分裂有关的细胞器:核糖体(合成蛋白质参与构成染色体与纺锤体)、中心体(形成纺锤体)、高尔基体(植物细胞分裂末期形成细胞壁)、线粒体(为整个过程提供能量); ③与蛋白质合成、加工和分泌有关的细胞器:核糖体(合成)、内质网(加工、运输)、高尔基体(加工、分泌)、线粒体(供能);
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④产生ATP的细胞器:叶绿体(光反应阶段)、线粒体(有氧呼吸的第二、三阶段); ⑤能产生水的细胞器:核糖体(氨基酸脱水缩合)、线粒体(有氧呼吸第三阶段)、叶绿体(光合作用暗反应);
⑥能进行碱基互补配对的细胞器:核糖体(翻译过程)、线粒体和叶绿体(DNA分子的复制、转录和翻译过程)。 (3)从分布上分
①动植物细胞一般均有的细胞器:高尔基体、线粒体、核糖体、内质网等; ②动物细胞和低等植物细胞特有的细胞器:中心体; ③植物细胞特有的细胞器:液泡、叶绿体。 (4)从成分上分
①含DNA的细胞器:叶绿体、线粒体; ②含RNA的细胞器:叶绿体、线粒体、核糖体;
③含色素的细胞器:叶绿体、液泡(有的液泡中没有色素,大液泡的形成标志细胞成熟,失去了分裂能力)。
(5)细胞器之间的分工 分布 形态结构特点 双层膜,内膜向内折叠成嵴,扩大了内膜面积,基质和内膜上有许多种与有氧呼吸有关的酶,含有少量DNA 叶绿体 绿色植物叶肉细胞、幼嫩的茎等 双层膜,内有许多类囊体,叶绿素等色素分布在类囊体上。类囊体和基质中有许多进行光合作用所需的酶,含有少量DNA 内质网 高尔基体 标准文案
功能 有氧呼吸的主要场所 (动力工厂) 光合作用的场所 (养料制造车间、能量转化站) 线粒体 动植物细胞 动植物细胞 动植物细胞 单层膜,形成囊泡状和管状细胞内蛋白质合成、加工以及脂质合成的场所 与动物细胞分泌物的形成及植物细胞壁的形成有关 实用文档
液泡 溶酶体 核糖体 中心体 植物细胞,高等动物细胞中不明显 动植物细胞 动植物细胞附着在内质网或游离在细胞质基质中 动物细胞和低等植物细胞,在核附近 结构,内有腔 储存物质,使植物细胞保持坚挺 消化车间 不具有膜结构,椭球形颗粒小体 不具有膜结构,由两个互相垂直的中心粒构成 把氨基酸合成蛋白质的场所 (生产蛋白质的机器) 与动物细胞有丝分裂有关 考点整合三:细胞膜系统的结构与功能 1.细胞膜的成分、结构与功能之间的相互关系
2.细胞的生物膜系统(细胞内的各种细胞器膜和细胞膜、核膜等结构共同构成细胞的生物膜系统。)
(1)各种膜在结构上的联系
生物膜在结构上具有一定的连续性,具体如图所示:
(2)各种膜在功能上的联系(以分泌蛋白的合成与分泌为例) 内膜系统组成 功能 标准文案
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线 粒 体 细胞核 ↓ 核糖体 ↓ 内质网 ↓ 高尔基体 ↓ 细胞膜 特别提示:
基因的转录,将遗传信息从细胞核传递到细胞质 利用氨基酸合成蛋白质 对蛋白质进行初级加工(如折叠、糖基化等)形成比较成熟的蛋白质及以小泡的方式输送蛋白质至高尔基体 再加工为成熟的蛋白质,以小泡形式运输到细胞膜并与之融合 外排作用,分泌到细胞外成为分泌蛋白 线粒体提供能量 1.研究分泌蛋白的合成、运输、分泌所用的实验方法为同位素标记法。
教材中涉及同位素标记法的实验还有:鲁宾和卡门证明氧气的来源、DNA半保留复制的证明、噬菌体侵染细菌实验等。
2.常见的分泌蛋白有抗体、消化酶、蛋白质类激素(胰岛素、生长激素等)。 3.分泌蛋白的转移方向为核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜,线粒体提供能量。 4.分泌蛋白的分泌为胞吐作用,不属于跨膜运输,体现了细胞膜的流动性。 5.分泌蛋白的合成、运输过程证明生物膜在功能上既有分工,又密切联系。
6.在不同结构的膜之间相互转化时,体现了生物膜具有一定的连续性。以“囊泡”形式转化的是间接相连的生物膜。
7.在推测生物膜种类时,常根据生物膜各组成成分的含量判断,含糖类多的一般为细胞膜,含蛋白质多的为功能复杂的生物膜,如线粒体内膜。
考点整合四:细胞核及真原核细胞比较 1.细胞核 1)细胞核结构 核膜:双层膜结构,
核孔:细胞核与细胞质之间物质交换和信息交流的通道:mRNA→外,蛋白质→内 染色质和染色体:主要由DNA和蛋白质组成,同一种物质在不同时期的两种形态 2)功能:遗传物质贮存、复制和转录的场所,也是新陈代谢的控制中心。
特别提示:核孔是大分子物质进出的通道,但它不是“全透性”的。核孔能够控制物质出入,具有一定的选择性。高考中涉及的通过核孔出入的大分子物质主要有:(1)信使RNA在核内合
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成后通过核孔进入细胞质;(2)转录和翻译需要的酶以及组成染色体、核糖体的蛋白质在细胞质中合成后通过核孔进入细胞核。 2.真原核细胞比较 比较项目 原核细胞 细胞器 细胞质中DNA 细胞核 细胞分裂 实例 有分散的核糖体,无其他细胞器 小型环状DNA(质粒) 无核膜、核仁和染色体,有大型环状DNA(拟核) 二分裂 细菌、放线菌、蓝藻 真核细胞 有各种细胞器 存在于线粒体、叶绿体中 有成形的细胞核,有核膜、核仁和染色体 主要为有丝分裂 酵母菌、霉菌、动物、植物 特别提示:(1)病毒是没有细胞结构的生物,切不可把它们当成原核生物。
(2)需氧型细菌等原核生物无线粒体,但细胞膜上存在着有氧呼吸酶,也能进行有氧呼吸。 (3)蓝藻属原核生物,无叶绿体,有光合片层,也能进行光合作用。
(4)常见原核生物、真核生物的种类及关系(见图)。
专题二 细胞代谢
考点整合一:ATP 与ADP相互转化及生理作用归纳
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考点整合二:ATP产生速率与O2供给量之间的关系
①A点表示在无氧条件下,细胞可通过进行无氧呼吸分解有机物,产生少量ATP。
②AB段表示随O2供应量增多,有氧呼吸明显加强,通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多,ATP的产生速率随之增加。
③BC段表示O2供应量超过一定范围后,ATP的产生速率不再加快,此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。 考点整合三:底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响
(1)在其他条件适宜,酶量一定条件下,酶促反应速率随底物浓度增加而加快,但当底物达到一定浓度后,受酶数量和酶活性限制,酶促反应速率不再增加。
(2)在底物充足,其他条件适宜的条件下,酶促反应速率与酶浓度成正比。
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考点整合四:光合作用过程
1、密闭容器中真实光合作用和净光合作用及呼吸作用的关系图像
X代表呼吸作用速率 Y代表真实光合作用速率 Z代表净光合作用速率
总光合作用速率(真正光合作用速率)=净光合作用速率(表观光合作用速率)+呼吸作用速率 2、光合作用的过程包括光反应和暗反应两个阶段,二者的比较如下: 阶段项目 所需条件 进行场所 物质变化 能量转换 联系 光反应阶段 必须有光、酶 类囊体的薄膜上 暗反应阶段 有光无光均可、酶 叶绿体内的基质中 定的化学能 物质联系:光反应阶段产生的[H],在暗反应阶段用于还原C;能量联系:3光能转变为ATP中活跃的化学能 ATP中活跃的化学能转化为糖类中稳光反应阶段生成的ATP,在暗反应阶段将其储存的化学能释放出来,帮助C形成糖类,ATP中的化学能则转化为储存在糖类中的化学能 3考点整合五:影响光合作用速率的主要因素及其在生产中的应用
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考点整合六:细胞呼吸的原理及其在生产中的应用 1.有氧呼吸的过程 类型 场所 过程 第一阶段 细胞质基质 1分子葡萄糖分解成2分子的丙酮酸,产生少量的[H],并且释放少量的能量。这一阶段不需要O2的参与 2.有氧呼吸与无氧呼吸的比较
第二阶段 线粒体基质 丙酮酸和H2O彻底分解成CO2和[H],同时释放出少量的能量。这一阶段不需要O2的参与 第三阶段 线粒体内膜 前两个阶段产生的[H]和O2结合生成水,同时释放大量的能量。此阶段需要O2的参与
3.影响细胞呼吸的主要因素及其在生产中的应用 因素 温度 对呼吸作用的影响 温度通过影响与细胞呼吸有关的酶的活性而影响呼吸作用。在一定范围内,细胞的呼吸速率随温度的升高而明显(1)在大棚蔬菜的栽培过程中,夜间适当降温,抑制呼吸作用,减少有机物的消耗,可达到增产的目的;(2)无土栽培通入空气,农耕松土等都是为了在生产中的应用 加快,但超过一定的温度后,增加氧气的含量,加强根部的有氧呼吸,保证能量(3)贮藏蔬菜和水果细胞的呼吸速率反而会减慢 供应,促进矿质元素的吸收; 在一定范围内,随O2浓度的时,通过控制细胞呼吸强度以降低其代谢强度,达到保鲜的目的,如置于低温环境或降低空气中的含O2浓度 增加,有氧呼吸速率增加,超标准文案 过一定浓度,O2浓度再增加,氧量及增加CO2的浓度,降低器官代谢速率,延缓实用文档
有氧呼吸速率不再增加 CO2浓度 增加CO的浓度对呼吸作用有2明显的抑制效应 在一定范围内,呼吸速率随含的减少而降低 含水量 水量的增加而增加,随含水量老化达到保鲜效果;(4)作物种子的贮藏,必须降低含水量,使种子呈风干状态,使呼吸作用降至最低,以减少有机物消耗 【例3】 (2010·石家庄调研)为了探究植物呼吸强度的变化规律,研究者在遮光状态下,测得了相同的新鲜菠菜叶在不同温度和O2含量条件下的CO2释放量,结果如下表(表中数据为相对值)。下列有关分析,错误的是 O2含量 0.1% 温度 3℃ 10℃ 20℃ 30℃ 6.2 31.2 46.4 59.8 3.6 53.7 35.2 41.4 1.2 5.9 6.4 8.8 4.4 21.5 38.9 56.6 5.4 33.3 65.5 100.0 5.3 32.9 56.2 101.6 1.0% 3.0% 10.0% 20.0% 40.0% A.根据变化规律,表中10℃、1.0%条件下的数据很可能是错误的 B.温度为3℃、O2含量为3.0%是贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合 C.O2含量从20.0%升至40.0%时,O2含量限制了呼吸强度的继续升高
D.在20℃条件下,O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中,细胞无氧呼吸逐渐减弱
[解析] 随着氧浓度的升高,二氧化碳的释放量表现为由多到少,再由少到多的变化过程,表中显示温度、O2含量为10℃、1.0%时,CO2释放量太高,在温度不变的情况下,O2含量为1.0%时释放的CO2量应比O2含量为0.1%时低,因此A正确;贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合是释放CO2量最少的一组条件,因此B正确;比较相同温度下,O2含量为20.0%和40.0%时的CO2释放量可见,氧气达到一定浓度后,再改变O2含量,对细胞呼吸影响不大,因此C错误;当氧气浓度升高时,无氧呼吸受到抑制,O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中,细胞无氧呼吸逐渐减弱,因此D正确。[答案] C [知识总结] 巧判细胞呼吸类型
(1)根据反应物、产物来判断:如果要消耗氧气,则一定是有氧呼吸;如果产物有水,则一定是有氧呼吸;如果产物中有酒精或乳酸,则为无氧呼吸;但要注意,产物中如果有二氧化碳,
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要分情况讨论。
(2)根据反应中的物质的量的关系进行判断:不消耗氧气,释放二氧化碳,只进行无氧呼吸;酒精量等于二氧化碳的量,只进行无氧呼吸;二氧化碳的释放量大于氧气的吸收量,既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,多余的二氧化碳来自于无氧呼吸;酒精量小于二氧化碳量,既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,多余的二氧化碳来自于有氧呼吸。
(3)根据反应场所来判断:有氧呼吸:第一阶段在细胞质基质中,第二、三阶段在线粒体中;无氧呼吸:在细胞质基质中。
考点整合七:光合作用和呼吸作用之间的关系 1.光合作用和呼吸作用中物质和能量的变化关系 (1)物质变化: (2)能量变化:
呼吸ⅡC:CO2暗反应CH2O呼吸I丙酮酸CO2光反应呼吸ⅢO:H2OO2H2O
光反应暗反应呼吸Ⅰ`ⅡH:H2OHCH2OH 各项生命活动
H2O
2.总光合速率、净光合速
率和呼吸速率三者之间的关系
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专题三 细胞的生命历程
考点整合一:有丝分裂与减数分裂过程比较 1.同源染色体和非同源染色体
(1)一条来自父方,一条来自母方,形状、大小、结构一般都相同,在减数第一次分裂时配对的两条染色体(联会的两条染色体)称为同源染色体。此概念包含了三个意义,即形状、大小、结构一般相同,要来自父母双方,而且能联会,否则就不是同源染色体。
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(2)形状、大小、结构不同的染色体一般称为非同源染色体(但性染色体X和Y、Z和W等是特殊的同源染色体)。
(2)动物的精(卵)原细胞、体细胞都是由受精卵经过有丝分裂形成的。它们都有同源染色体和非同源染色体。二倍体或多倍体植物的体细胞中也有同源染色体和非同源染色体。 2.常染色体和性染色体
在雌雄异体生物细胞中的染色体根据其功能的不同可分为两类:常染色体(多对)和性染色体(一对)。前者与性别决定无关,后者与性别决定有关。
特别提示:①性染色体形状、大小不相同,但也是同源染色体,在减数分裂过程中也会发生联会。②四分体是由同源染色体复制后联会形成的,每一个四分体含有两条染色体,4条染色单体,而不是4条姐妹染色单体。 3.细胞周期的表示方法
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特别提示:细胞周期是连续分裂的细胞才具有的。具有细胞周期的有:发育的受精卵、形成层、分生区、生发层、动物干细胞。特别注意分化的细胞、精子、卵细胞没有细胞周期。 4.有丝分裂与减数分裂图像特征比较
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5.细胞分裂图像的识别
(1)有丝分裂、减数第一次分裂、减数第二次分裂的辨别(以二倍体为例)
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(2)动物细胞、植物细胞分裂的辨别,看细胞质形成方式:细胞板隔裂——植物细胞分裂;缢裂——动物细胞分裂。,看细胞的外形特征:矩形有壁为植物细胞;圆形无壁一般为动物细胞。
(3)雄性、雌性减数分裂的辨别,看细胞质分裂是否均等:均等分裂——雄性减数分裂及雌性极体的减数第二次分裂;不均等分裂——雌性减数分裂。
考点整合二:细胞分裂过程中染色体、DNA、染色单体的含量变化,减数分裂和有丝分裂过程中染色体、DNA、染色单体含量变化的规律的比较(体细胞染色体数目为2N)
有丝分裂 前比较 间期 或 中期 染色体 DNA 标准文案
减数第二次分裂 减数第一次分裂 后期 末前或 后期 中期 期 末期 前或 中期 后期 末期 2N 2N 2N→4N 2N 2N 2N 4N 2N 2N→N 4N 4N→2N N 2N 2N 2N 2N→N 2N→N 2N→4N 4N 4N 实用文档
染色 单体 0→4N 4N 4N→0 0 4N 4N 4N→2N 2N 0 0
考点整合三:减数分裂与有性生殖细胞的形成 1.动物精子和卵细胞的形成过程比较 项目 部位 原始生殖细胞 细胞质的 分裂情况 分裂结果 是否变形 精子 睾丸 精原细胞 两次分裂都均等 1个精原细胞→4个精细胞(生殖细胞) 变形 卵细胞 卵巢 卵原细胞 只有减数第二次分裂中第一极体分裂均等,其他分裂皆不均等 1个卵原细胞→1个卵细胞(生殖细胞)+3个极体(消失) 不需变形 (1)染色体的行为和数目变化规律相同,表现在:①染色体都是在减数第相同点 一次分裂的间期进行复制;②减数第一次分裂都是同源染色体联会、均分;③减数第二次分裂都是着丝点分裂,姐妹染色单体分开 标准文案
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(2)产生的子细胞数目都是4个,且细胞中染色体数目减半 2.细胞分裂与遗传变异的联系
(1)DNA的复制:发生在有丝分裂的间期,减数第一次分裂前的间期。(2)与两大遗传定律的关系,基因的分离定律发生于减数第一次分裂后期,即同源染色体分开,其上等位基因分离;基因的自由组合定律发生于减数第一次分裂后期,即同源染色体分离,非同源染色体自由组合的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。 (3)与三大变异的关系
①基因突变:发生在DNA复制时期,即细胞分裂的间期。
②基因重组:减数第一次分裂四分体时期,同源染色体的非姐妹染色单体间可能发生交叉互换;减数第一次分裂后期,同源染色体分开的同时,非同源染色体自由组合。这两种情况下会出现基因重组。
③染色体变异:发生于有丝分裂,染色体复制完成,纺锤体形成受阻,细胞中染色体数目加倍;或减数分裂过程中,如果纺锤体的形成受阻,会出现染色体数目加倍的生殖细胞,生殖细胞结合后形成多倍体。也可能个别同源染色体未分离或姐妹染色单体未分离造成分裂后的细胞中个别染色体的数目发生增减。
考点整合四:细胞的分化、衰老、癌变和凋亡的理论与应用 1.细胞的分化与细胞的全能性比较 项目 原理 特点 细胞的分化 细胞内基因的选择性表达 ①持久性:细胞的分化贯穿于生物体整个生命进程中,在胚胎期达到最大限度;②稳定性和不可逆性;③普遍性:在生物界中普遍存在,是生物个体发育的基础 结果 大小 比较 关系 形成形态、结构、功能不同的细胞 细胞的分化程度有高低之分:体细胞>生殖细胞>受精卵 细胞的全能性 含有本物种的全套遗传物质 ①高度分化的植物体细胞具有全能性;②动物已分化的体细胞全能性受限制,但细胞核仍具有全能性 形成新的个体 细胞的全能性有大小之分:受精卵>生殖细胞>体细胞 ①两者的遗传物质都不发生改变;②细胞的分化程度越高,具有的全能性越小 特别提示:细胞分化及细胞全能性的归纳
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(1)细胞分化:细胞分化离不开细胞分裂,细胞分化是机体功能协调的基础,离体后的细胞可以发生逆转,如部分植物生长点细胞。
(2)细胞全能性:细胞分化程度越高,细胞全能性越难表达,但有例外,如配子的分化程度虽然较高,但全能性却较易表达。 2.细胞衰老的特征
(1)细胞内水分减少,结果使细胞萎缩,体积变小,细胞新陈代谢的速率减慢。 (2)细胞内多种酶的活性降低。
(3)细胞内的色素(主要是脂褐素)逐渐积累,妨碍细胞内物质的交流和传递,影响细胞正常的生理功能。
(4)细胞呼吸速率减慢,细胞核体积增大,核膜内折,染色体收缩,染色加深。 (5)细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低。 3.细胞的凋亡、坏死和癌变的比较 项目 与基因的关系 细胞膜的变化 形态变化 影响因素 对机体的影响 细胞凋亡 是基因控制的 内陷 细胞变圆,与周围细胞脱离 由遗传机制决定的程序性调控 有利 电、热、冷、机械等不利因素影响 有害 分为物理、化学和病毒致癌因子 有害 细胞坏死 不受基因控制 破裂 细胞外形不规则 细胞癌变 受突变基因控制 糖蛋白等减少,黏着性降低 呈球形 专题四 遗传的分子基础 考点整合一:DNA是遗传物质的实验
1.肺炎双球菌转化实验 项目 1928年英国格里菲思(体内转化实验) 1944年美国艾弗里(体外转化实验) 标准文案
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过程结果 分析 结论 R型细菌无毒性,S型细菌有毒性;S型细菌加热杀死的S型细菌体内有“转化因子” S型细菌的DNA使R型细菌发生转化;S型S型细菌体内的DNA是“转化因子”,DNA是生物的遗传物质 内存在着使R型细菌转化为S型细菌的物质 细菌的其他物质不能使R型细菌发生转化 2.噬菌体侵染细菌实验 ②标记 ③噬菌体侵染细菌 步骤 噬菌体 ①标记 细菌+含S的培养基―→含S的细菌 细菌+含P的培养基―→含P的细菌 噬菌体+含S的细菌―→含S的噬菌体 噬菌体+含P的细菌―→含P的噬菌体 含S的噬菌体+细菌―→上清液放射性高,沉淀物放射性很低,新形成的噬菌体没有检测到S 含P的噬菌体+细菌―→上清液放射性低,沉淀物放射性很高,新形成的噬菌体检测到P 分析 结论 35323235353232353532323535S标记的蛋白质外壳并未进入宿主细胞内,而是留在细胞外;P标记32的DNA进入了宿主细胞内 子代噬菌体的各种性状,是通过亲代的DNA遗传的,DNA是噬菌体的遗传物质 特别提示:①艾弗里实验的结果是通过观察培养皿中的菌落特征而确定的。
②S型菌DNA重组到R型菌DNA分子上,使R型菌转化为S型菌,这是一种可遗传的变异,这种变异属于基因重组。
③被P标记的噬菌体侵染细菌实验中,上清液应无放射性,若存在放射性,其原因之一可能是培养时间过长,细菌裂解,子代噬菌体已被释放出来。原因之二是部分噬菌体并未侵入细菌
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内。
3、DNA是主要的遗传物质
只含有RNA: 如HIV病毒、流感病毒、 遗传物质是RNA 非细胞生物 SARS冠状病毒、烟草花叶病毒等 只含有DNA: 噬菌体、乙肝病毒、天花病毒等
原核生物:细菌、支原体、衣原体、放线菌、蓝藻等 遗传物质是DNA 细胞生物 真核生物:真菌、原生动物及所有的动植物 归纳:①DNA是主要的遗传物质,因为绝大多数生物的遗传物质是DNA;
②病毒的遗传物质是DNA或RNA。
③细胞(细胞核、细胞质)遗传的遗传物质是DNA。 考点整合二:DNA分子的结构和特性 1.结合图解理解DNA分子的结构及特点
从上图可看出:(1)规则的双螺旋结构。脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成了基本骨架,内侧是碱基,在碱基A与T之间有两个氢键,C与G之间有三个氢键;(2)一个DNA分子中有两个游离的磷酸基;(3)脱氧核糖与磷酸基、碱基的相连情况:在DNA分子单链一端的脱氧核糖与1个磷酸基和1个碱基相连;在DNA单链中间的脱氧核糖与2个磷酸基和1个碱基相连。
2.DNA分子结构中的碱基比例关系 规律 1 2 3 4 互补碱基两两相等 两不互补的碱基之和比值相等 任意两不互补的碱基之和占碱基总量的50% 单链和互补链碱基比例关系 公式 A=T,C=G (A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=1 (A+C)/(A+C+T+G)=(T+G)/(A+C+T+G)=50% 一条链上(A+T)/(C+G)=a,(A+C)/(T+G)=b,则该链的互补链上相应比例应分别为a和1/b 标准文案 实用文档
5 双链DNA中互补的碱基之和相等 A1+T1(或C1+G1)=A2+T2(或C2+G2) 考点整合三:DNA分子的复制及转录、翻译过程分析 1.复制、转录和翻译的比较 项目 场所 模板 原料 条件 原则 产生 特点 复制 主要在细胞核中(线粒体、叶绿体) DNA的两条链 4种脱氧核苷酸 酶(解旋酶,DNA聚合酶等)和能量 A-T;G-C 形成2条DNA双链 边解旋边复制,半保留复制 传递方向 DNA→DNA 转录 主要在细胞核中(线粒体、叶绿体) DNA的一条链 4种核糖核苷酸 量 A-U;G-C;T-A 一条单链RNA分子(mRNA) 边解旋边转录;转录后DNA仍保留原来双链结构 DNA→mRNA A-U;G-C 具有一定氨基酸排列顺序的多肽——蛋白质 一个mRNA分子上可连续结合多个核糖体,提高合成蛋白质的速度 mRNA→蛋白质(性状) mRNA 氨基酸 翻译 细胞质中的核糖体上 酶(RNA聚合酶等)和能特定的酶、能量和tRNA 2.DNA复制过程中的碱基数目计算(其双链DNA分子中含某种碱基a个)
(1)复制n次需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a·(2-1)。如右图所示:
(2)第n次复制,需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a·2
-1
nn
。由图示可以看出,复制的结果是形成两个一样的DNA
n
分子,所以一个DNA分子复制n次后,得到的DNA分子数量为2个(如图),复制(n-1)次后得到的DNA分子数为2a·2
n -1
n-1
,第n次复制增加的DNA分子数为2-2
nn-1
=2
n-1
,需要含该碱基的脱氧核苷酸数为
。
3.中心法则
中心法则中遗传信息的流动过程为:
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(1)在生物生长繁殖过程中遗传信息的传递方向为:
(2)在细胞内蛋白质合成过程中,遗传信息的传递方向(如胰岛细胞中胰岛素的合成)为:
(3)含逆转录酶的RNA病毒在寄主细胞内繁殖过程中,遗传信息的传递方向为:
(4)DNA病毒(如噬菌体)在寄主细胞内繁殖过程中,遗传信息的传递方向为:
(5)RNA病毒(如烟草花叶病毒)在宿主细胞内繁殖过程中,遗传信息的传递方向为:
特别提示:DNA分子复制过程,只发生在分裂细胞中,分化了的细胞不能进行DNA分子的复制。而在所有细胞中都可进行转录、翻译过程。
专题五 遗传基本规律与人类遗传病
标准文案
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考点整合一:基因的分离定律与自由组合定律在杂交实验中的应用 1.分离定律与自由组合定律的比较 定律项目 研究的相对性状 一对 等位基因数量及在染色体上的位置 细胞学基础 遗传实质 联系 减数第一次分裂后期同源染色体分离 等位基因随同源染色体的分开而分离 一对等位基因,位于一对同源染色体上 两对(或两对以上)等位基因,分别位于两对(或两对以上)同源染色体上 减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合 非同源染色体上的非等位基因自由组合 两对或两对以上 分离定律 自由组合定律 分离定律是自由组合定律的基础(减数分裂中,同源染色体上的每对等位基因都要按分离定律发生分离,而非同源染色体上的非等位基因,则发生自由组合) 特别提醒:孟德尔遗传定律的适用条件:①真核生物;②有性生殖过程中;③细胞核遗传;④分离定律适用于一对对性状的遗传,只涉及一对等位基因,自由组合定律适用于两对或两对以上相对性状的遗传,涉及两对或两对以上的等位基因(位于非同源染色体上的非等位基因)。 2.遗传定律的应用
(1)巧用分离定律分析自由组合问题
利用孟德尔由简到繁的指导思想,在分析配子的类型、子代的基因型或表现型等问题时,先分析一对等位基因,再分析第二对,第三对……最后进行综合计算。 特点提示:等位基因独立遗传时后代基因型及表现型数 基因对数 F1配子的种F1配子的组F2的基 数 合 数 因型数 1 2 4 3 2 4 16 9 …… …… …… …… n 2n 4n 3n 标准文案
F2的表现 F2 的性 型数 状分离比 2 3:1 4 9:3:3:1 …… …… 2n (3:1)n 实用文档
(2)自由组合定律在植物实验中的应用
9:3:3:1是两对相对性状自由组合出现的表现型比例,题干中如果出现附加条件,可能会出现9:3:4;9:6:1;15:1;9:7等表现型比例,分析时可以按两对相对性状自由组合的思路来考虑。
如出现9:3:4,说明F2的表现型为9(A_B_):3(aaB_):4(A_bb、aabb)或9(A_B_):3(A_bb):4(aaB_、aabb);若出现9:6:1,则F2的表现型为9(A_B_):6(A_bb、aaB_):1(aabb);若出现15:1,则F2的表现型为15(A_B_、aaB_、A_bb):1(aabb);若出现9:7,则F2的表现型应为9(A_B_):7(aaB_、A_bb、aabb)。 另外,若出现显性纯合致死,则F2的表现型为4:2:2:1。 (3)伴性遗传符合遗传规律
①性染色体在减数分裂形成配子时也会分离,同样遵循分离定律;同时与其他非同源染色体自由组合,因此性别这种性状也会和常染色体上基因所控制的性状发生自由组合现象。 ②涉及性染色体同源区段的基因时,可以以常染色体基因的思考方式来推导计算,但又不完全一样,如XbXb和XBXb组合方式的子代中该性状仍然与性别有关系。 考点整合二:伴性遗传与自由组合定律在遗传系谱分析中的应用 1.常见伴性遗传类型的比较 类型 伴X染色体隐性遗传 伴X染色体显性遗传 伴Y染色体遗传 2.遗传系谱图判断分析方法
(1)先判断其显隐性;(2)然后假设基因在X染色体上,如果符合X染色体基因控制的遗传现象,则基因最可能在X染色体上,否则肯定属于常染色体遗传;(3)推导基因型,依据遗
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①女性患者的父、子一定为患者;②正常男性的母、女一定正常 ①男性患者的母、女一定为患者;②正常女性的父、子一定正常 患者的父亲和儿子一定患病 ②交叉遗传;③隔代遗传 举例 ①男性患者多于女性患者;色盲、血友病 ①女性患者多于男性患者;抗维生素D佝②具有世代连续性 致病基因表现为父传子、子传孙、具有世代连续性,即限雄遗传 偻病 外耳道多毛症 实用文档
传定律来计算概率。
考点整合三:遗传学中的几类判断 1.性状显隐性的判断
(1)依概念判断。具有相对性状的纯合体亲本杂交,F1表现出来的那个亲本的性状为显性性状。
(2)依自交后代的性状判断。若出现性状分离,则亲本性状为显性性状;或者是新出现的性状为隐性性状;或者占3/4比例的性状为显性性状。 (3)杂合子所表现出的性状为显性性状。
(4)在遗传系谱中的判断。“无中生有为隐性”,即双亲正常而生出有患病的后代,则患者的性状为隐性性状;“有中生无为显性”,即双亲患病却生出正常的后代,那么患者的性状为显性性状。
2.纯合体、杂合体的判断
(1)利用自交法:若某个体自交后代出现性状分离,则此个体为杂合体,若自交后代不出现性状分离,则该个体为纯合体。
(2)利用测交法:若测交后代出现性状分离,则此个体为杂合体,若测交后代不出现性状分离,则该个体为纯合体。
3.基因位于X染色体上还是位于常染色体上的判断
(1)若已知该相对性状的显隐性,则可用雌性隐性与雄性显性杂交进行判断。
若后代雌性全为显性,雄性全为隐性,则基因位于X染色体上;若后代全为显性与性别无关,则基因位于常染色体上。
(2)若该相对性状的显隐性是未知的,则用正交和反交的方法进行判断。
若后代的性状表现与性别无关,则基因位于常染色体上;若后代的性状表现与性别有关,则基因位于X染色体上。 4.已知的人类遗传病类型 遗传病类型 单 基 因 遗 标准文案
遗传特点 男女患病几率相等,连续遗传 男女患病几率相等,隔代遗传 实例 多指、软骨发育不全、并指 诊断方法 遗传咨询、产前诊断(基因诊断)、性别检常染色体显性遗传病 常染色体隐性遗传病 白化病、苯丙酮尿症 测(伴性遗传病) 实用文档
传 病 伴X显性 遗传病 伴X隐性 遗传病 女患者多于男患者,交叉遗传 男患者多于女患者,交叉遗传 家族聚集现象,易受环境影响 遗传不遵循 遗传定律 抗VD佝偻病 红绿色盲、血友病 原发性高血压、冠心病 猫叫综合征 21三体综合征 遗传咨询、基因检测 产前诊断(染色体数目、结构检测) 多基因遗传病 染色体遗传病 结构异常 数目异常 专题六 变异与进化 考点整合一:生物变异的类型、特点及判断 1.生物变异的类型
2.三种可遗传变异的比较 项目 适用范围 类型 原因 自然突变、诱发突变 DNA复制(有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期)过程出现差错 标准文案
基因突变 基因重组 自然状态下能进行有性生殖的生物 染色体变异 真核生物 无性生殖、有性生殖 染色体结构变异、染色体数目变异 内外因素影响使染色体结构出现异常,或细胞分裂过程中,染色体的分开出现异常 生物种类 所有生物 生殖方式 无性生殖、有性生殖 有性生殖 交叉互换、自由组合 减数分裂时非同源染色体上的非等位基因自由组合或同源染色体的非姐妹染色单体间发生交实用文档
叉互换 实质 产生新的基因(改变基因的质,不改变基因的量) 关系 产生新的基因型(不改变基因的质,一般也不改变基因的量,但转基因技术会改变基因的量) 基因突变是生物变异的根本来源,为基因重组提供原始材料。三种可遗传变异都为生物进化提供了原材料 3.染色体组和基因组
染色体组:细胞中的一组非同源染色体,它们在形态和功能上各不相同,但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息。其特点:
(1)一个染色体组中所含的染色体大小、形态和功能各不相同。 (2)一个染色体组中不含有同源染色体,当然也就不含有等位基因。 (3)一个染色体组中含有控制该物种生物性状的一整套基因。
(4)二倍体生物的生殖细胞中所含有的一组染色体可看成一个染色体组。 (5)不同种的生物,每个染色体组所包括的染色体数目、形态和大小是不同的。
基因组:一般的定义是二倍体生物的单倍体细胞中的全套染色体为一个基因组,或是二倍体生物的单倍体细胞中的全部基因为一个基因组。对二倍体生物而言,基因组计划则为测定单倍体细胞中全部DNA分子的脱氧核苷酸序列,有性染色体的生物其基因组包括一个染色体组的常染色体加上两条性染色体。没有性染色体的生物其基因组与染色体组相同。 4.单倍体和多倍体的比较
单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。多倍体由合子发育而来,体细胞中含有三个或三个以上染色体组。对于体细胞中含有三个染色体组的个体,是属于单倍体还是三倍体,要依据其来源进行判断:若直接来自配子,就为单倍体;若来自受精卵,为三倍体。 【例1】 (2010·北京西城)如图示意某生物细胞减数分裂时,两对联会的染色体之间出现异常的“十字型”结构现象,图中字母表示染色体上的基因。据此所作推断中,错误的是 A.此种异常源于染色体的结构变异
B.该生物产生的异常配子很可能有HAa或hBb型 C.该生物基因型为HhAaBb,一定属于二倍体生物
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基因数目或基因排列顺序发生改变(不改变基因的质) 实用文档
D.此种异常可能会导致生物体的育性下降
[解析] 图中两对同源染色体间发生了染色体结构变异,A与b或a与B发生互换,由此可能产生HAa或hBb型的异常配子,据图可知,此细胞的基因型为HhAaBb,如果该生物体由受精卵发育而成,一定属于二倍体生物,如果由配子发育而成则只能属于单倍体生物;染色体结构变异,对生物体多数都是有害的,有可能引起生物体的育性下降。[答案] C [知识总结] 基因突变、基因重组和染色体变异的相关问题
(1)关于“互换”问题。同源染色体上非姐妹染色单体的交叉互换,属于基因重组;非同染色体之间的互换,属于染色体结构变异中的易位。
(2)关于“缺失”问题。DNA分子上若干基因的缺失属于染色体变异;DNA分子上若干碱基对的缺失,属于基因突变。
(3)关于变异的水平问题。基因突变、基因重组属于分子水平的变化,光学显微镜下观察不到;染色体变异属于亚细胞水平的变化,光学显微镜下可以观察到。
(4)关于不同生物可遗传变异的类型问题。病毒的可遗传变异惟一来源是基因突变;细菌等原核生物不含染色体,所以不存在染色体变异。在真核生物中,上述三种类型都存在。 【互动探究1】 (2010·江浦中学测试)下列有关变异的说法正确的是 A.染色体中DNA的一个碱基缺失属于染色体结构变异 B.染色体变异、基因突变均可以用光学显微镜直接观察 C.同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换属于基因重组 D.秋水仙素诱导多倍体形成的原因是促进染色单体分离使染色体增倍
[解析] 染色体变异是引起基因数目或排列顺序的改变,而碱基对的变化为基因突变,是分子水平上的变异,用光学显微镜观察不到。秋水仙素诱导多倍体是抑制了纺锤体的形成,从而使染色体数目加倍。[答案] C
考点整合二:生物变异在育种中的应用 常见的几种育种方法的比较 项目 原理 常用方法 杂交育种 基因重组 ①杂交→自交→选优→自交;②杂交→杂种 标准文案
诱变育种 基因突变 辐射诱变等 单倍体育种 染色体变异 花药离体培养,然后用秋水仙素处理使其加倍,得到多倍体育种 染色体变异 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 实用文档
纯合体 优点 使位于不同个体的优良性状集中在一个个体上 缺点 时间长,需及时发现优良性状 可提高变异频率加速育种进程 有利变异少,需大具有不定向性 特别提示:1.广义的基因重组还有分子水平的基因重组,如通过对DNA分子进行剪切、拼接而实施的基因工程。
2.肺炎双球菌R型菌转化为S型菌也是发生了基因重组。 [知识总结] 关于育种方案的“选取”
(1)单一性状类型:生物的优良性状是由某对基因控制的单一性状,其呈现方式、育种方式、原理及举例列表如下: 项目 单一 性状 方式 无→有 育种方法 基因工程 原理 基因重组 举例 能产生人胰岛素的大肠杆菌 加热杀死的S型肺炎双球菌对R型的转化 有→无 诱变育种 基因突变 太空椒等太空植物 高产青霉素菌株 少→多 多倍体 育种 染色体 变异 三倍体无子西瓜 ①技术复杂;②与适用于植物,在动量处理实验材料,杂交育种相结合 物中难于开展 明显缩短育种年器官巨大,提高产量和营养成分 或出现新的性状,限 (2)两个或多个性状类型:两个或多个性状分散在不同的品种中,首先要实现控制不同性状基因的重组,再选育出人们所需要的品种,这可以从不同的水平上加以分析:
①个体水平上:运用杂交育种方法实现控制不同优良性状基因的重组。为了缩短育种年限,可采用单倍体育种的方法。
②细胞水平上:利用植物体细胞杂交,从而实现遗传物质的重组。
③分子水平上:应用转基因技术将控制优良性状的基因导入另一生物体内,实现基因重组。 【互动探究2】 (2010·皖南八校联考)在某作物育种时,将①、②两个植株杂交,得到③,
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将③再作如图所示处理。下列分析错误的是
A.由③到④过程一定发生了非同源染色体上非等位基因的自由组合 B.由⑤×⑥的育种过程中,依据的主要原理是染色体变异
C.若③的基因型为AaBbdd,⑩则植株中能稳定遗传的个体占总数的1/4 D.由③到⑦过程可能发生突变和基因重组
[解析] 由③到④过程的原理是基因突变,不存在等位基因分离、非同源染色体上非等位基因自由组合。[答案] A
考点整合三:基因频率及基因型频率的计算 1.基因频率的计算方法
(1)定义法:根据定义“基因频率是指某种基因在某个种群中出现的比例”, 基因频率=
某基因总数×100%
某基因和其等位基因的总数(2)基因位置法:若某基因在常染色体上,则基因频率= 某基因总数×100%,若某
种群个体数2某基因总数基因只出现在X染色体上,则基因频率= 2雌性个体数+雄性个体数×100%
(3)借助基因型频率:若基因在常染色体上,则该对等位基因中,显(或隐)性基因的频率=显(或隐)性纯合体基因型频率+1/2杂合体基因型频率。 2.由基因频率求基因型频率的方法
哈迪—温伯格公式法:在一个有性生殖的自然种群中,当种群较大,种群内个体间的交配是随机的,没有突变发生、新基因加入和自然选择时,存在以下公式(p+q)=p2+2pq+q2=1,其中p代表一个等位基因的频率,q代表另一个等位基因的频率,p2代表一个等位基因纯合体
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2
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(如AA)的频率,2pq代表杂合体的频率,q2代表另一个纯合体(aa)的频率。 考点整合四:现代生物进化理论 1.基本概念梳理
2.达尔文自然选择学说与现代生物进化理论的比较 项目 基本观点 达尔文自然选择学说 ①遗传变异是自然选择的内因;②过度繁殖为自然选择提供更多的选择材料,加剧了生存斗争;③变异一般定向的自然选择决定生物的进化方是生物进化的动力;⑤适应是自然选缓慢、连续的过程 不同点 没有阐明遗传变异的本质以及自然选择的作用机理,着重研究生物个体进化 联系 从分子水平上阐明了自然选择对遗传变异的作用机理,强调群体进化,认为种群是生物进化的基本单位 现代生物进化理论 ①种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质是种群基因频率的改变;②突变和基因重组、自然选择及隔离突变和基因重组为生物进化提供了率定向改变并决定生物的进化方向;是不定向的,而自然选择是定向的,是物种形成过程的三个基本环节;③向;④生存斗争是自然选择的过程,原材料;④自然选择使种群的基因频择的结果;⑥自然选择是一个长期、⑤隔离是新物种形成的必要条件 现代生物进化理论是在达尔文自然选择学说的基础上发展起来的,两者都强调遗传变异是生物进化的内因,可遗传变异为生物进化提供了原材料,生存斗争是生物进化的手段,是生物进化的过程,自然选择决定生物进化的方向,适者生存是自然选择的结果 特点提示: 标准文案
物种形成 生物进化 实用文档
标志 变化后生物与 原物种的关系 二者联系 生殖隔离的出现 属于不同物种 基因频率的改变 仍属同一物种 ①生物进化的实质是基因频率的改变,此改变可大可小,未必会突破物种界限——生物进化未必会导致新物种形成 ②若新物种形成,则表明生物一定发生了进化 3.物种形成的方式有如下几种 (1)物种的形成主要为渐变式。
(2)爆发式物种的形成主要是以染色体数目变化的方式形成新物种,一旦出现可以很快达到生殖隔离。
(3)染色体结构变化是形成新物种的另一种方式,发生染色体结构变化的个体和原始物种杂交,可育性降低,形成初步的生殖隔离,以后经过进一步演化形成新的物种。
专题七 生命活动的调节
考点整合一:对植物生长素的发现、合成及运输的理解与分析 1.生长素发现过程中提炼出来的几种研究方法 (1)锡纸遮盖类
A组中右侧的胚芽鞘罩着尖端下面的一段,应是弯向光源生长。B组中右侧的胚芽鞘尖端已不能感受光的刺激,应是直立生长。
(2)暗盒开孔类(开孔能透光,分析同单侧光照射)
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(3)切割移植类
(4)云母片插入类(云母片或玻璃片不透水,可阻碍生长素的横向或纵向运输)
①云母片插在生长素作用部位之下,故将弯向光源生长;②云母片插在生长素作用部位之上,尖端产生的生长素不能向下运输,导致不能生长;③只有尖端右侧的生长素可以作用到下边,故将弯向光源生长;④只有尖端左侧的生长素可以作用到下边,故将弯向右侧生长;⑤可以弯向光源生长;⑥云母片阻碍了尖端生长素向背光侧运输,故将直立生长;⑦云母片不影响尖端生长素的分布与向下运输,故将弯向光源生长;⑧云母片阻碍了尖端生长素的分布,故将直立生长。
(5)匀速旋转类(分析离心力与向心力,及放置的位置:中心与边缘也必须认真区别)
由于装置做
匀速圆周运动,小花盆中的小麦幼苗受到离心力的作用,幼苗体内的生长素在外侧分布较多。对于茎来说,由于外侧的生长素浓度较高,故外侧
生长得比内侧快,所以茎向内侧生长;而对于根来说,情况正好相反,由于根对生长素敏感,根外侧高浓度的生长素抑制其生长,而根的内侧较低浓度的生长素却促进其生长,所以根的内侧比外侧长得快,根向外侧生长,如图中的B所示。 单侧光的作用导致a、b、c、d的生长素浓度为a>c=d>B. 2.对生长素运输的理解
(1)方向:横向运输和纵向(极性)运输,如图:
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①横向运输:由单侧光、地心引力等外因引起,只发生在胚芽鞘尖端、芽尖、茎尖、根尖等不成熟组织。
②纵向(极性)运输:由内因遗传特性决定,只能由形态学上端运输到形态学下端。生长素的极性运输不受重力影响,可由下图所示实验加以验证。
(2)方式:
主动运输
生长素通过细胞膜是需载体协助,需消耗ATP的主动运输,可通过以下实验证明:①尽管侧芽处的生长素浓度比顶芽处生长素浓度高,但顶芽产生的生长素仍旧能源源不断地逆浓度梯度由顶芽运往侧芽;②有实验证明:在缺氧时,生长素的运输受到影响。 考点整合二:生长素的生理作用分析 1.生长素的作用机理
通过促进细胞纵向伸长而促进植物生长。 2.生长素的作用特点
两重性:既能促进生长,也能抑制生长;既能促进发芽,也能抑制发芽;既能防止落花落果,也能疏花疏果。
3.生长素发挥生理作用的影响因素 (1)生长素浓度与器官种类 从曲线图可看出:
①不同浓度生长素作用于同一器官,引起的生理功效不同(促进效果不同或抑制效果不同)。
②
同一浓度的生长素作用于不同器官上,引起的生理功效也不同,这是因为不同的器官对生长素的敏感性不同(敏感性大小:根>芽>茎),也说明不同器官正常生长要求的生长素浓度也不同。
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③曲线在A′、B′、C′点以上的部分体现了不同浓度生长素不同的促进效果,而且A.B.C三点代表最佳促进效果点,AA′、BB′、CC′段表示促进作用逐渐减弱;A′、B′、C′点对应的生长素浓度对相应的器官无影响,超过A′、B′、C′点的浓度,相应器官的生长将被抑制。切记:不能把AA′、BB′、CC′段当作抑制作用区段。
(2)细胞成熟程度:幼嫩的细胞对生长素敏感,老细胞则比较迟钝。 (3)植物种类:一般双子叶植物比单子叶植物对生长素敏感。 4.体现生长素作用特点的实例(顶端优势)
(1)产生原因:顶芽产生的生长素向侧芽部位运输,靠近顶芽部位的侧芽生长素浓度过高。 (2)解除方法:摘掉顶芽。
考点整合三:其他植物激素及植物激素的应用 1.其他植物激素的种类比较 名称 赤霉素 细胞 分裂素 脱落酸 乙烯 根冠和萎蔫的叶片等 植物体的各个部位 合成部位 主要是未成熟的种子、幼芽和幼根 主要是根尖 主要作用 ①促进细胞伸长、植株增高;②诱导开花;③促进种子萌发和果实成熟 ①促进细胞分裂,延缓叶片衰老;②诱导芽的分化 ①促进芽和种子的休眠;②促进叶片和果实的衰老和脱落 促进果实成熟 2.植物激素的应用
(1)生长素及其类似物:可促进扦插的枝条生根;可培育无子番茄等无子果实;可作为除草剂除去单子叶农作物田里的双子叶杂草;烟草“打顶”后于伤口施用生长素类似物,以保证烟草的产量和品质。
(2)赤霉素及其类似物:使芦苇、莴苣等植株增高,产量增加;促进种子、马铃薯块茎等的萌发。
(3)细胞分裂素及其类似物:瓜果、蔬菜和鲜花的保鲜;促进种子的萌发。
(4)脱落酸及其类似物:水稻种子置于流动的河流或溪水中浸泡一段时间,脱落酸随水流走而含量减少,可使水稻种子早发芽。 (5)乙烯及其类似物:可用于瓜果的催熟。
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(6)在植物组织培养中,培养基中需要加入一定量的生长素和细胞分裂素,以调节细胞的脱分化和再分化。细胞分裂素与生长素之间的浓度比,可以调控芽的分化和根的形成,这说明植物的生长发育是受多种激素相互考点整合四:人体的内环境与稳态 1.内环境组成与功能
(1)内环境是人体细胞织液和淋巴。三者的关系如
(2)具体细胞生活的内环境归赖以生存的液体环境,主要包括血浆、组
下: 纳如下: 直接生活的内环境 血浆 血浆和组织液 淋巴和组织液 淋巴 组织液 体内细胞 血细胞(红细胞、白细胞等) 毛细血管壁细胞 毛细淋巴管壁细胞 淋巴中混悬着的淋巴细胞 绝大多数组织细胞 (3)内环境的理化特性主要包括温度、pH和渗透压等。溶液渗透压大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目,血浆渗透压大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关,细胞外液渗透压的90%以上来自Na+和Cl-。血液中的缓冲物质(如H2CO3/NaHCO3)有利于pH的相对稳定。 2.内环境稳态维持的基本途径
(1)机体各种器官、系统(消化系统、呼吸系统、循环系统和泌尿系统)协调一致地正常运行,是维持内环境稳态的基础。 —免疫调节网络是机体维主要调节机制。 协调、共同调节的。考点整合五:水盐平衡的调节
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(2)神经—体液
持稳态的
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水盐平衡调节图解
(1)水盐平衡的调节中枢是下丘脑,产生渴觉的部位是大脑皮层。
(2)水和无机盐的平衡是在神经系统和激素调节共同作用下,主要通过肾脏来完成的。 (3)调节水盐平衡的激素主要是抗利尿激素,抗利尿激素由下丘脑神经细胞分泌,由垂体后叶释放。抗利尿激素作用的靶细胞是肾小管和集合管的细胞。 考点整合六:血糖的平衡与调节
1.人和动物体内血糖的来源和去路,可用图表示
2.人体内血糖平衡的调节,可用图表示
(1)血糖正常含量:
0.8~1.2g/L(或80mg/dL~120mg/dL);
(2)血糖平衡的调节中多种激素共同起作用,其中胰岛素和胰高血糖素对血糖平衡起主要的
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调节作用,其中胰岛素是人体内惟一降低血糖浓度的激素;
(3)血糖平衡是神经调节和体液调节共同作用的结果,血糖调节的中枢在下丘脑。 考点整合七:体温调节
寒冷和炎热环境下体温调节过程——神经调节和体液调节
(1)调节体温的中枢在下丘脑;温度感受器分为
温觉感受器和冷觉感受器;冷觉在大脑皮层中形成。(2)相关的激素主要有甲状腺激素和肾上腺素;相关的器官是皮肤、毛细血管、汗腺、肌肉等。 考点整合八:人体免疫系统在维持稳态中的作用 1.体液免疫和细胞免疫的过程比较
2.与免源及功能总结 项目 吞噬细胞 标准文案
疫有关的细胞的来
来源 造血干细胞 功能 处理、呈递抗原,吞噬抗原—抗体结合体 实用文档
B细胞 T细胞 效应B细胞 效应T细胞 记忆细胞 造血干细胞 在骨髓中发育 造血干细胞 在胸腺中发育 B细胞或 记忆细胞 T细胞或 记忆细胞 B细胞或T细胞 识别抗原,分化成为效应B细胞、记忆细胞 处理、呈递、识别抗原,分化成为效应T细胞、记忆细胞 分泌抗体 分泌淋巴因子,与靶细胞结合发挥免疫效应 识别抗原,分化成相应的效应细胞 说明:记忆细胞的特点是寿命长,对抗原高度敏感,能“记住”入侵的抗原,并参与二次免疫反应。如果同样抗原第二次入侵,记忆细胞能作出更快、更强的反应,即很快分裂增殖产生新的效应细胞和新的记忆细胞,从而更快地消灭抗原,这就是二次免疫反应,也是成年人比婴幼儿少患传染病的原因。
特别提示:(1)特异性识别抗原的免疫细胞有:B细胞、T细胞、效应T细胞、记忆T细胞、记忆B细胞。(2)具有增殖分化能力的细胞有:B细胞、T细胞、记忆B细胞、记忆T细胞。
3.艾滋病(AIDS)的流行和预防
(1)艾滋病全称:获得性免疫缺陷综合症,英文缩写是“AIDS”,它是由人类免疫缺陷
病毒(HIV)引起的传染病。
(2)病原体:HIV是一种逆转录病毒,遗传物质由两条单链RNA分子组成。 (3)病因:当HIV侵入人体后,能攻击人体免疫系统,特别是能侵入T细胞,使T细胞
大量死亡,导致患者丧失免疫功能,各种传染病则乘虚而入。
(4)传播途径:主要通过性接触、血液传播
和母婴传播三种途径传播。专题八 生物与环境考点整合一:种群特征间的关系 1.出生率、死亡率以及迁入率和迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素。
2.预测种群密度的变化趋势,首先依据的应该是年龄组成情况,其次是性别比例,由此推导预测出生率与死亡率的关系,从而确定种群密度的变化情况。 特别提示:
(1)种群密度是种群的基本特征。
(2)出生率、死亡率、迁入率、迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素。 (3)依据种群的年龄组成推测出种群的出生率、死亡率、确定种群密度的变化情况。
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考点整合二:种群数量变化曲线分析 1.种群数量增长曲线比较
图中“J”型曲线是指理想状态下(食物丰富、空间充裕、气候适宜、无敌害、无疾病等条件下)种群数量的增长曲线。图中“S”型曲线是指在现实状态下种群数量的增长曲线。阴影部分是指生存斗争中淘汰的个体数,即环境阻力。 2.对曲线中K值的理解
(1)K值是指在一定环境条件下所允许的种群数量的最大值。不同种群在同一环境条件下K值是不同的,同一种群在不同环境条件下K值也是不同的。这主要取决于食物、空间和其他生活条件的限制和由此引发的种内斗争以及捕食者的数量。
(2)图中“J”型曲线无K值,且种群增长率始终不变;“S”型曲线有K值,种群增长率在各个阶段是不相同的,在K/2时,增长率最大,种群数量也增长最快。3.种群数量变化规律在生产实践中的应用
(1)在对野生动、植物资源的合理开发和利用方面,一般将种群数量控制在环境容纳量的一半,即K/2值左右,此时种群增长率最大,可提供的资源数量也最多,而且又不影响资源的再生。
(2)在农林害虫的防治方面,降低农林害虫的环境容纳量是防治的根本。 考点整合三:生物种间关系的比较 生物种间关系的比较 关系 数量坐标图 互利 共生 能量关系图 特征 两种生物共同生活在一起,彼此有利,若分开则双方或至少一方不能独立生存,数量上两种生物同时增加,同时减少,呈现出“同生共死”的同步性 寄生 标准文案
变化 一种生物寄居在另一种生物 实用文档
体表或体内,从那里吸取营养竞争 来维持生活 两种生物生活在一起,由于争夺资源、空间等而发生斗争,数量上两种生物呈现出“你死 捕食 我活”的同步性变化 一种生物以另一种生物为食物,数量上两种生物呈现出 考点整合四:群落的演替 1.群落演替的原因
(1)植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性。(2)内部环境变化。(3)种内和种间关系的改变。(4)外界环境条件的变化。(5)人类的活动影响演替的速度和方向2.初生演替和次生演替的比较 比较项目 概念 初生演替 在一个从来没有植被覆盖的地面,或者是原来存在过植被,但被彻底消灭了的地方发生的演替 实例 演替过程 发生在裸岩上的演替 裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段 次生演替 在原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体(如能发芽的地下茎)的地方发生的演替 弃耕农田上的演替 弃耕农田→一年生杂草→多年生杂草→灌木→乔木(注意:气候条件适宜时,弃耕农田可演替出树林,而在干旱的荒漠地区只演替到草本植物阶段或稀疏灌木阶段) 特点 标准文案
“先增加者先减少,后增加者后减少”的不同步性变化 演替缓慢 演替快速 3.群落演替的特征
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(1)方向:一定的方向性;(2)能量:总生产量增加,净生产量逐渐降低,群落有机物总量增加;(3)结构:营养结构复杂,物种多样性增加,稳定性增强;(4)生活史:生物个体增大,生活周期变长,生态位变窄;(5)物质循环:开放转为封闭,交换速度变慢。 考点整合五:生态系统的结构分析
1.生态系统中组成成分的特例与错误说法总结 错误说法 细菌都是分解者 动物都是消费者 生产者是绿色植物 植物都是生产者 特例 硝化细菌是自养型生物,属于生产者;寄生细菌,属于特殊的消费者 秃鹫、蚯蚓、原生动物等以动植物残体为食的腐食动物属于分解者 蓝藻、硝化细菌等自养原核生物也是生产者,应该说生产者包含绿色植物 菟丝子营寄生生活,属于消费者 2.生态系统的营养结构分析
(1)每条食物链(网)的起点总是生产者, 最末是不被其他动物所食的动物,即最高营 养级,中间为多种动物,有任何间断都不算 完整的食物链。
(2)同一种消费者在不同的食物链中,可以占有
不同的营养级(如图2中B既是第二营养级又是第三营养级)。
(3)在食物网中,两种生物之间的种间关系有可能出现不同概念上的重合,如图2中B和E既是捕食关系又是竞争关系。
(4)在食物链中,当某种生物大量增加时,一般会导致作为其食物的上一营养级数量减少,作为其天敌的下一营养级数量增多,如图1中C大量增加时,B减少,A.D.E增多。在食物网中,当某种生物因外界因素而大量增加时,一般除导致上一营养级减少,下一营养级增加外,还会导致与其有竞争关系的生物数量下降(如图2中E大量增加时,会导致A减少,F增加,同时会引起与E有竞争关系的B减少)。
(5)食物链中各营养级生物之间是相互制约的,使它们的数量始终处于一种动态变化中。这种制约可能来自于种间,也可能来自于种内。
(6)在食物网中,当某种生物因某种原因而大量减少对另一种生物的影响,沿不同的线路分析结果不同时,应以中间环节少的为分析依据。
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(7)食物网的复杂程度主要取决于有食物联系的生物种类而并非取决于生物的数量。 [知识总结] (1)分析食物网中的食物链条数是考生易错之处,要从第一个营养级数起,如果在某一个营养级后面有
多个捕食者(如枪乌贼后面有帝企鹅和罗斯海豹两个捕食者),要逐一进行分析,以防遗漏。(2)食物链中的某种生物的数量变化会对其他生物的数量造成影响,比如充当第三营养级的生物数量增多,则第二营养级的生物数量将减少,而第四营养级的生物数量将增加。但在食物网中由于某种生物往往具有多个食物来源或被多种生物捕食,所以该问题不能只看一条食物链,而要将多条食物链结合起来进行分析。
考点整合六:生态系统的能量流动和物质循环的基本规律及应用
1.生态系统的能量流动分析
(1)流入生态系统的总能量是指全部生产者固定下来的太阳能的总量。
(2)每一营养级的能量去向分析:流入某一营养级的一定量的能量的去路有三条:①自身呼吸散热消耗;②流入下一营养级;③被分解者分解利用。但这一定量的能量不管如何传递,最终都以热能形式从生物群落中散失。
2.生态系统物质循环和能量流动的区别和联系 项 目 区 别 能量流动 单向流动、逐级递减 在各级生态系统中进行 联 系 物质循环 在生物群落与无机环境之间反复循环 在生物圈范围内进行,具有全球性 ①同时进行,相互依存,不可分割;②均沿食物链与食物网的渠道进行;③物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动;能量作为动力,使物质循环不断地在生物群落与无机环境之间循环往返,能量以物质的形式存在和流动,能量促进了物质的循环 [知识总结] 能量传递效率的相关计算
在解决有关能量传递的计算问题时,首先要确定相关的食物链,理清生物与生物在营养级上的差别,能量传递效率为10%~20%。解题时注意题目中是否有“最多”、“最少”、“至少”等特殊的字眼,从而确定使用10%或20%来解题。 ①设食物链为A→B→C→D,分情况讨论如下:
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已知D营养级的能量为M,则至少需要A营养级的能量=M÷(20%)3;最多需要A营养级的能量=M÷(10%)3。
已知A营养级的能量为N,则D营养级最多可获得的能量=N×(20%)3;最少可获得的能量=N×(10%)3。
②如果是在食物网中,同一营养级同时从上一营养级的多种生物中获得能量,且各途径所获得的生物量相等,则按照各个单独的食物链进行计算后合并。
③在食物网中分析,如 确定生物量变化的“最多”或“最少”时,还应遵循以下原则: A.食物链越短,最高营养级获得的能量越多。
B.生物间的取食关系越简单,生态系统能量流动过程中消耗的能
量越少。如已知D营养级的能量为M,计算至少需要A营养级的能量时,应取最短食物链A→D,并以20%的能量传递效率进行传递,即等于M÷20%;计算最多需要A营养级的能量时,应取最长的食物链A→B→C→D,并以10%的能量传递效率进行传递,即等于M÷(10%)3。 考点整合七:生态系统的信息传递 1.信息传递的种类比较
(1)物理信息:生态系统中光、声、温度、湿度、磁力等,通过物理过程传递的信息。 (2)化学信息:可传递信息的化学物质,如植物的生物碱、有机酸、动物的性外激素等。 (3)行为信息:动物的特殊行为,如蜜蜂的舞蹈。 2.信息传递在生态系统中的作用
(1)有利于生命活动的正常进行;(2)有利于生物种群的繁衍;(3)能调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定。知识总结: 能量流动 起点 途径 “C”的循环:生产者固定太阳能开始 物质循环 - 信息传递 - 特单向流动,逐级递减,传递效率为反复出现、循环流动 多种途径、双向交流 标准文案
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点 范围 联系 10%~20% 生物群落、各营养级之间 生物圈 生态系统 能量流动伴随物质循环,物质是载体,能量流动是动力。而能量流动、物质循环的进行离不开信息传递,它们相互联系形成一个统一整体,共同调节、维持生态系统的稳定性 考点整合八:生态系统的稳定性 1.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较 项目 本质 抵抗力稳定性 抵抗外界干扰,使自身的结构和功能保持原状的能力 影响因素 生物种类越多,营养结构越复杂,自动调节能力越强,抵抗力稳定性越高 原因 关系 恢复力稳定性 遭到外界因素的破坏后,恢复到原状的能力 生物种类越少,营养结构越简单,自动调节能力越弱,恢复力稳定性越高 生态系统具有一定的自我调节能力,其基础为负反馈调节 都是生态系统稳定性的评价指标,二者通常成相反的关系 2.稳定性及其原理
考点整合九:生态环境的保护 1.人口增长对环境的影响
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2.全球性主要环境问题归纳比较(温室效应、酸雨和臭氧层破坏) 项目 形成原因 温室效应 化石燃料的大量燃烧,导致大气中CO2增多 危害 ①全球气候变暖;②海平面上升 防治措施 ①减少化石燃料的燃烧;②开发新能源;③大力推广植树造林 酸雨 化石燃料的大量燃烧,导致大气中SO2和氮的氧化物增多 ①水体酸化;②伤害植物的叶和芽;③腐蚀建筑物和金属材料 ①减少化石燃料的燃烧;②使用脱硫煤;③开发新能源;④大力推广植树造林 3.外来物种入侵及其引发生态危机的机理分析
外来物种入侵就是指某物种从它的原产地,通过非自然途径迁移到新的生态环境的过程。这些被称为生物入侵者的物种或外来种不仅会给人类社会造成难以估量的损失,还会对“入侵领
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臭氧层破坏 人类活动中产生的氮氧化物和氯氟烃增多 ①导致人类患皮肤癌、白内障等疾病;②农作物减产 减少氮氧化物和氯氟烃的排放 实用文档
地”的生物多样性造成威胁,破坏生态平衡。
(1)对人类的影响一部分有害,一部分有益(2)对侵入地原有生态系统的影响,破坏原有生态系统的稳定性,破坏原有生态系统的多样性(3)原因分析适应侵入地环境,没有天敌,增长迅速
专题九 现代生物科技专题考点整合一:基因工程
1.基因工程的基本操作程序 (1)目的基因的获取 ①从基因文库中获取
基因组文库:包含一种生物所有基因的基因文库。
部分基因文库:包含一种生物的一部分基因,如cDNA文库。 ②利用PCR(多聚酶链式反应)技术扩增目的基因
目的——获取大量的目的基因;原理——双链DNA的复制;条件——需要DNA模板、引物、四种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶和酶促反应所需的离子,同时还要控制温度;过程——变性、复性和延伸。 ③人工合成
如果基因比较小、核苷酸序列已知,可以通过DNA合成仪用化学方法直接合成。 (2)基因表达载体的构建(基因工程的核心)
一个基因表达载体的组成:目的基因、启动子、终止子和标记基因等。 (3)将目的基因导入受体细胞
①导入植物细胞:农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法等;②导入动物细胞:显微注射技术,即采用显微注射仪将目的基因注入受精卵;③导入微生物细胞:转化法。早期用原核生物作为受体细胞,以大肠杆菌应用最广。一般是将细菌用氯化钙处理制成感受态细胞,再与重组表达载体DNA分子混合,在一定温度下完成转化过程。 (4)目的基因的检测与鉴定 类型 分 测 第二步 步骤 第一步 检测内容 转基因生物染色体的DNA是否插入了目的基因 目的基因是否转录出mRNA 方法 DNA分子杂交技术(DNA和DNA之间) 分子杂交技术(DNA和mRNA之间) 标准文案
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第三步 目的基因是否翻译成蛋白质 抗原—抗体杂交技术(抗原和抗体之间) 个体水平鉴定 包括抗虫、抗病的接种实验,以确定是否有抗性以及抗性程度;基因工程产品与天然产品活性比较,以确定功能活性是否相同等 2.基因工程中的工具 (1)运载体
作为运载体必须具备三个条件:①能在宿主细胞中保存下来并大量复制;②有一个至多个限制酶切位点;③有一定的标记基因,便于进行筛选。如大肠杆菌割质粒携带的氨苄青霉素抗性基因和四环素抗性基因,就可以作为筛选的标记基因。
常用的运载体主要有质粒(双链环状DNA分子)、噬菌体或某些病毒。 (2)相关酶 酶的名称 限制性内切酶 DNA连接酶 酶的作用 能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并使每条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,形成黏性末端或平末端 将双链DNA片段“缝合”起来,恢复被限制酶断开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键 考点整合二:细胞工程
1.动物细胞培养与植物组织培养的比较 项目 前处理 培养基成分 培养基状态 过程 动物细胞培养 无菌、用胰蛋白酶处理,使组织细胞相互分散开 葡萄糖、氨基酸、无机盐、促生长因子、微量元素、动物血清等 液体培养基 动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织→原代培养→传代培养→细胞群 能否培养成个体 应用举例 标准文案
植物组织培养 无菌、离体 矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素等 固体培养基 离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽→植物体 能 快速繁殖、培育无病毒植株;生产不能 大规模生产有重要价值的生物制实用文档
品,如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等;皮肤移植;检测有毒物质的毒性等 2.植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较 项目 植物体细胞杂交 药物;制造人工种子;培育转基因作物等 动物细胞融合(单克隆抗体的制备) 理论基础(原理) 细胞膜的流动性、细胞的全能性 细胞膜的流动性、细胞增殖 融合前处理 促融 过程 酶解法去除细胞壁(纤维素酶、果胶酶等) (1)物理法:离心、振动、电激注射特定抗原,免疫小鼠,获取效应B淋巴细胞 (1)物化法:与植物细胞融合相同;等;(2)化学法:聚乙二醇(PEG) (2)生物法:灭活的仙台病毒 第一步:原生质体的制备;第二步:第一步:正常小鼠免疫处理;第二步:原生质体的融合;第三步:杂种细胞的筛选与培养; 用途 动物细胞融合;第三步:杂交瘤细胞筛选与培养;第四步:单克隆抗体的第四步:杂种植株的诱导与鉴定 提纯 (1)克服远缘杂交不亲和的障碍,(1)制备单克隆抗体;(2)诊断、大大扩展杂交亲本的组合范围;(2)克服有性杂交的母系遗传,获得细胞质基因的杂合子,研究细胞质遗传 考点整合三:胚胎工程
1.体外受精中卵母细胞的采集和培养 动物种类 实验动物,如小鼠,家畜猪、羊等 大家畜或大型动物,如牛、马等 从屠宰后母畜卵巢中采集卵母细胞 卵母细胞的采集方法 超数排卵 用促性腺激素处理雌性动从输卵管中冲取卵子 从刚屠宰的母畜体内摘出卵巢,经洗涤、保温后,在无菌条件下用注射器或真空泵抽吸卵巢表面一定标准文案
治疗疾病,如生物导弹 采集后的培养 直接与获能的精子在物,使其排出更多的卵子,体外受精 在体外经人工培养成熟后才能与获能的精子受精 实用文档
直径卵泡中的卵母细胞。也可对卵巢进行切片,收集卵母细胞 从活体卵巢中采集卵母细胞 借助超声波探测仪、内窥镜或腹腔镜等直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞 2.胚胎移植和胚胎分割
(1)胚胎移植:①操作对象:雌性动物的早期胚胎,或通过体外受精及其他方式得到的胚胎;②受体:同种的、生理状态相同的其他雌性动物;③本质:生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程;④地位:是胚胎工程技术的终端环节,即任何胚胎只有移植给受体才能获得后代。
(2)胚胎分割:①操作对象可以是囊胚或桑椹胚;②操作目的是由一个胚胎变成为多个具有相同遗传物质的胚胎;③操作的结果是获得多个后代个体(注意不能分割太多);④此法可大大提高胚胎的利用率,降低成本。 (3)二者之间的联系:
3.胚胎移植的培育流程
对供、受体雌性个体进行选择并用激素进行同期发情处理
↓
用激素对供体雌性做超数排卵处理
↓
超数排卵的雌性发情后,选择同种优秀雌性进行配种或人工授精
↓
胚胎收集(冲卵)
↓
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胚胎质量检查,此时胚胎发育到桑椹胚或囊胚阶段
↓ 胚胎移植 ↓
对受体进行是否妊娠的检查
↓
产下胚胎移植的幼体
提示:①胚胎移植的实质是早期胚胎在相同生理环境下进行的空间转移。
②胚胎移植成功的基础有:超数排卵以产生较多的后代;同期发情处理以保证供受体具有相同的生理环境;选择特定的胚胎发育时期进行移植;受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应;供体胚胎可与受体子宫建立联系,且不影响供体胚胎的遗传特性。 考点整合四:生态工程 生态工程的基本原理
(1)物质循环再生原理。没有物质循环,系统就会产生废弃物,造成环境污染,影响到系统的稳定发展。所以物质应循环往复,分层分级利用。如古代传统农业“无废弃物农业”。 (2)物种多样性原理。一般地说,物种越繁多复杂,生态系统越具有较高的抵抗力稳定性。如三北防护林的品种单一导致的问题。
(3)协调与平衡原理。如果生物的数量超过了环境容纳量,就会引起系统的失衡和破坏。如水葫芦的盲目引种,导致对生态系统的影响。
(4)整体性原理。要树立整体观念,不仅要考虑到自然生态系统的规律,还要考虑到经济和社会等系统的影响力,只有这样,才能处理好当前与长远,局部与整体,开发与建设之间的关系。如林业建设中自然生态系统与社会,经济系统的关系问题。
(5)系统学和工程学原理。生态工程要考虑系统内部不同组分之间的结构,且各组分之间要有适当的比例关系,从而通过改变和优化结构,达到改善系统功能的目的,顺利完成系统内能量、物质、信息等的转换和流通。如桑基鱼塘立体农业。
专题十 实验与探究
考点整合一:观察类实验 1.显微镜相关的知识
(1)观察:高倍镜使用要诀——先低后高,找移转调
低找:先在低倍镜下“找”到图像,并调节至清晰。移:将观察点“移”到视野中央。
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高转:“转”动转换器,换上高倍镜。调:“调”节细准焦螺旋及光圈,使图像清晰。 (2)放大倍数与镜头长度及细胞数目的关系归纳 ①物像放大倍数=目镜的放大倍数×物镜的放大倍数。
②目镜越短,放大倍数越大;物镜越短,放大倍数越小,与玻片距离越远。 ③低倍镜下视野中:细胞数多、细胞体积小、视野明亮。 高倍镜下视野中:细胞数少、细胞体积大、视野较暗。 ④放大倍数的变化与视野中细胞数量变化的关系:
第一种情况:一行细胞数量的变化,可根据放大倍数与视野成反比的规律计算。
第二种情况:圆形视野范围内细胞数量的变化,可根据看到的实物范围与放大倍数的平方成反比的规律计算。
(3)视野中异物的位置判断
只有三种可能——在载玻片的标本上、在目镜上、在物镜上。判断方法如下: ①移动玻片:污点随载玻片的移动而移动,则其位于载玻片的标本上。 ②换目镜:污点不随载玻片移动,换目镜后消失,则其位于目镜上。
③换物镜:污点不随载玻片移动,换目镜后不消失,但换物镜后消失,则其位于物镜上。 2.实验归类 实验名称 观察DNA.RNA 在细胞中的分布 观察线粒体 观察细胞的 减数分裂 低温诱导染色体加倍 观察细胞的有丝分裂 观察多种多样的细胞 死细胞 死细胞 改良苯酚品红染液 龙胆紫(或醋酸洋红) 酵母菌细胞、水绵细胞、叶的保卫细胞、鱼的红细胞等 藓类的叶(或菠菜、黑藻叶) 洋葱表皮细胞 细胞 观察叶绿体 观察植物细胞的 质壁分离与复原 标准文案 细胞的状态 染色剂 死细胞 活细胞 死细胞 甲基绿吡罗红 健那绿 无(为固定装片) 生物材料 人的口腔上皮细胞 蝗虫精母细胞 洋葱根尖细胞 活或死细胞 紫色洋葱鳞片叶表皮活细胞 活细胞 实用文档
说明:(1)以上实验除了“观察植物细胞的质壁分离与复原”使用低倍镜即可外,其余均需使用高倍镜。(2)鉴定类实验中的“脂肪的切片法鉴定”、探究性实验中的“培养液中酵母菌种群数量的动态变化”都需用显微镜观察。 3.注意取材问题
(1)观察DNA.RNA在细胞中的分布不能选用哺乳动物成熟的红细胞(无细胞核,也就几乎不含DNA.RNA);
(2)不能用观察叶绿体的材料来观察线粒体(叶绿体中的色素颜色会掩盖健那绿染色后的颜色变化);
(3)观察细胞的有丝分裂或低温诱导染色体加倍时,应注意观察呈正方形的根尖分生区细胞(长方形的细胞可能是根尖的伸长区或成熟区的细胞,没有分裂能力);
(4)观察细胞的减数分裂所选的材料可以是动物的精巢和植物的雄蕊,而不宜选用动物的卵巢和植物的雌蕊(雄配子的产生数量远远多于雌配子,更容易观察到减数分裂的细胞); (5)观察叶绿体时,若选用菠菜叶则取稍带些叶肉的下表皮(靠近下表皮的叶肉细胞中的叶绿体较大而数目较少);
(6)观察植物细胞的质壁分离与复原应选取成熟的植物细胞(含有大的液泡)。 考点整合二:鉴定类实验 1.实验归类 实验名称 鉴定对象 试剂 碘液 斐林试剂 颜色 蓝色 生物材料 备注 淀粉的鉴定 淀粉 还原糖的鉴定 脂肪的鉴定 脂肪 蛋白质的鉴定 尿糖的检测 葡萄糖 蛋白质 还原糖 脱色的叶片 无 甲乙液现混 现用、水浴 加热 需用高倍 镜观察 先加A液, 后加B液, 摇匀后使用 无 的匀浆等 砖红色沉淀 苹果或梨 苏丹Ⅲ(或Ⅳ)染液 橘黄(或红)花生种子切色 片 豆浆、稀 蛋清等 双缩脲试剂 紫色 葡萄糖 试纸 有色 水、葡萄糖溶液、三份模拟 标准文案
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“尿样” 叶绿体中色素的提取和分离 四种色素 提取液:无水乙醇;分离胡萝卜素:橙黄色;叶黄绿素a:蓝绿色;叶绿素b:黄绿色 新鲜的绿叶加入二氧化磨得更充分;碳酸钙可防止研磨中色素被破坏 (如菠菜叶) 硅是为了研液:层析液 素:黄色;叶2.注意问题 (1)有关蛋白质的鉴定
①若用蛋清进行蛋白质鉴定时,需将鸡蛋清用水稀释,通常是0.5 mL蛋白液加入5 mL水,搅拌均匀。如果蛋白液稀释程度不够,与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管的内壁上,使反应不容易彻底,并且试管也不容易刷洗干净。 ②鉴定蛋白质时,向样液中加入2 mL双缩脲试剂A摇匀,再向样液中加入3~4滴双缩脲试剂B摇匀。其中双缩脲试剂B不能过量,因为过量的双缩脲试剂B会与试剂A反应,使溶液呈蓝色,从而掩盖生成的紫色。
(2)叶绿体中色素的提取和分离 ①区分色素提取和分离的原理:色素提取的原理——无水乙醇提取法;色素分离的原理——纸层析法。
②注意事项:a.滤液细线要画得细且直,以防止色素带重叠而影响分离效果;待滤液干燥后要再画一两次,目的是积累更多的色素,使分离后的色素带明显。b.分离色素时,层析液不能没及滤液细线,以防止色素溶解于层析液中而无法分离 考点整合三:调查类实验 调查类实验归类分析 实验名称 调查常见的人类遗传病 调查对象 随机确定的人群;一定数量的家族 调查方法 汇总法 统计方法 发病率=(患病人数/被调查人数)×100% 注意事项 ①调查时,最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病,如红绿色盲、白化病等;②调查某种遗传病的发病率时,要随机抽样调查,且要保证调查的群体足标准文案
土壤中动物类群丰富度的研究 生活在土壤中的小动物 用取样器取样进行采集 记名计算法;目测估计法 ①取样时应注意随机取样,避免人为心理作用;②动物类群因所取地段不同,可能差异较大;③样土塑料袋上标明取样的地点和时间;④不知名的动物标记实用文档
够大 考点整合四:探究类实验 1.生物实验中的变量 (1)变量的种类
为“待鉴定XX”;⑤调查指标是动物种类的丰富度和数量丰富度 变量是指可被操纵的特定因素或条件。根据其在实验中的作用可分为两大类:
①实验变量(自变量)与反应变量(因变量)。实验变量是指实验中由实验者操纵的因素或条件,而反应变量是指由实验变量引起的变化结果,二者之间是前因后果的关系。实验的目的就在于获得和解释前因与后果。
②无关变量与额外变量。无关变量是指实验中除实验变量外的影响实验结果与现象的因素或条件。由无关变量引起的变化结果就叫额外变量。它们之间也是前因后果的关系。但对实验变量与反应变量的获得起干扰作用。 (2)变量的控制
控制变量法是指控制其他因素不变,集中研究其中一个因素的变化,保证实验不受干扰或将干扰因素降低到最低程度。通过实验控制,尽量减小实验误差,以取得较为精确的实验结果。 ①操纵实验变量的方法:设法给研究对象施加干扰,造成研究对象的变化,从而使研究对象在被干扰状态中反映出某种现象和属性。
②检测反应变量的方法:根据实验原理和实验条件确定观察、测量的指标和方法。具体包括:观察特异性的颜色变化、沉淀反应;观察形态结构、生理变化;测量生长发育速度;测量生化反应速度。
③控制无关变量的方法(平衡控制):排除因实验对象的个体差异带来的影响;设法创造稳定的相同的条件进行对照,以抵消或排除这些因素对实验对象的干扰;设法提供适宜条件,以排除不利环境条件对实验对象的影响;重复实验,排除偶然因素的干扰,减小实验误差。 不论一个实验有几个实验变量,都应确定一个实验变量,观测一个反应变量,这就是单一变量原则,它是处理实验中的复杂关系的准则之一。 (3)相关实验中的变量 实验名称 通过模拟实验探究膜的透性 标准文案
自变量 半透膜两侧溶液的浓度差 因变量 漏斗玻璃管液面的上升高度 无关变量 半透膜的种类、开始时液面、温度等条件 实用文档
探究温度对淀粉酶活性的影响 探究pH对过氧化氢酶活性的影响 探究酵母菌的呼吸方式 不同温度(至少三种) 酶的活性(加碘液后溶液颜色的变化) 不同pH (至少三种) 氧的有无 酶的活性(气泡的数量或带火星的卫生香燃烧的猛烈程度) CO生成量(澄清石灰2pH、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等 温度、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等 葡萄糖溶液、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度、连接导管的大小等 琼脂块的一致性、NaOH溶液的量、浸泡的时间、测量的准确性等 水的混浊程度等);酒精的产生(重铬酸钾检测) 模拟探究细胞表面积与体积的关系 细胞体积的大小 物质运输的效率 探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度 探究培养液中酵母菌数量的动态变化 探究水族箱中的群落的演替 2.注意问题
不同浓度的生长素 类似物 时间 时间 扦插枝条的生根数量或长度 酵母菌种群数量 群落的演替 实验材料的一致性、激素浓度的准确性、处理时间的一致性等 培养液的成分、培养条件、空间等 水族箱的培养条件和环境等 (1)探究温度(pH)对酶活性的影响时,必须在达到预设的温度(pH)的条件下,再让反应底物与酶接触,避免在未达到预设的温度(pH)时反应底物已与酶接触发生反应,影响实验结果。
(2)探究酵母菌的呼吸方式时:①新配制的质量分数为5%的葡萄糖溶液先加热煮沸(杀死里面的微生物、除去溶液中的空气),等冷却(防止高温杀死酵母菌)后再将食用酵母菌加入; ②酵母菌培养液应封口放置一段时间后,待酵母菌将瓶内的氧气消耗完,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,以保证检测到的一定是酵母菌无氧呼吸产生的CO2使澄清的石灰水变混浊。
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(3)探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度
①装置的设计应有利于观察,如观察促进生根的实验可以用水培法。
②所设组别除不同浓度的生长素类似物处理外,还要增加一组蒸馏水处理的做空白对照。 (4)探究培养液中的酵母菌数量的动态变化
①从试管中吸出培养液进行计数之前,要轻轻震荡几次,使酵母菌均匀分布,以确保计数准确,减少误差。
②该探究不需要设置对照,因为随着时间的延续,酵母菌种群数量的变化,在时间上形成前后自身对照,但要获得准确的实验数据,必须重复实验,求得平均值。 ③对于压在小方格界线上的酵母菌,应只计算相邻两边及其顶角的酵母菌。
④实验结束后,用试管刷蘸洗涤剂擦洗血球计数板的做法是错误的,正确的方法是浸泡和冲洗。
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