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1、高中生物二轮专题复习学问点整合专题一 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参与构成的相关化合物或作用P参与构成体内重要的化合物如ATP、ADP、磷脂、核酸等CaCa2+与肌肉的收缩有关,碳酸钙是骨骼和牙齿的组成成分。K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)。Na动物细胞外液浓度高,参与维持细胞外液的渗透压、调整酸碱平衡,也与神经的兴奋传导有关(Na+内流形成动作电位)。FeFe2+参与构成血红蛋白,与氧气的输送有关。Mg参与构成叶绿素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

2、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×182)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×2R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

3、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。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=631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 水产生消耗光反应(叶绿体类囊体薄膜)有氧呼吸其次阶段(线粒体基质)ATP的水解(细胞质基质、叶绿体、线粒体)暗反应(叶绿体基质)有氧呼吸第三阶段(线粒体内膜)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)从结构上分双膜:线粒体、

4、叶绿体;单膜:内质网、液泡、溶酶体、高尔基体;无膜:核糖体、中心体。(2)从功能上分与细胞主动运输有关的细胞器:核糖体(供应载体)及线粒体(供应能量);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(为整个过程供应能量);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);产生ATP的细胞器:叶绿体(光反应阶段)、线粒体(有氧呼吸的其次、三阶段);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

5、应);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;动物细胞和低等植物细胞特有的细胞器:中心体;植物细胞特有的细胞器:液泡、叶绿体。(4)从成分上分含DNA的细胞器:叶绿体、线粒体;含RNA的细胞器:叶绿体、线粒体、核糖体;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,失去了分裂力量)。(5)细胞器之间的分工分布形态结构特点功能线粒体动植物细胞双层膜,内膜向内折叠成嵴,扩大了内膜面积,基质和内膜上有很多种与有氧呼吸有关的酶,含有少量

6、DNA有氧呼吸的主要场所(动力工厂)叶绿体绿色植物叶肉细胞、幼嫩的茎等双层膜,内有很多类囊体,叶绿素等色素分布在类囊体上。类囊体和基质中有很多进行光合作用所需的酶,含有少量DNA光合作用的场所(养料制造车间、能量转化站)内质网动植物细胞单层膜,形成囊泡状和管状结构,内有腔细胞内蛋白质合成、加工以及脂质合成的场所高尔基体动植物细胞与动物细胞分泌物的形成及植物细胞壁的形成有关液泡植物细胞,高等动物细胞中不明显储存物质,使植物细胞保持坚挺溶酶体动植物细胞消化车间核糖体动植物细胞附着在内质网或游离在细胞质基质中不具有膜结构,椭球形颗粒小体把氨基酸合成蛋白质的场所(生产蛋白质的机器)中心体动物细胞和低等

7、植物细胞,在核四周不具有膜结构,由两个相互垂直的中心粒构成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肯定的连续性,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) 内膜系统组成功能线 粒 体 细胞核 基因的转录,将遗传信息从细胞核传递到细胞质 线粒体供应能量 核糖体 利用氨基酸合成蛋白质 内质网 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

8、 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 细胞膜 外排作用,分泌到细胞外成为分泌蛋白 特殊提示:1争辩分泌蛋白的合成、运输、分泌所用的试验方法为同位素标记法。教材中涉及同位素标记法的试验还有:鲁宾和卡门证明氧气的来源、DNA半保留复制的证明、噬菌体侵染细菌试验等。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,线粒体供应能量。4分泌蛋白的分泌为胞吐作用,不属于跨膜运输,体现了细胞膜的流淌性。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,又亲密联系。6在不同结构的膜之间相互转化时,体现了生物膜

9、具有肯定的连续性。以“囊泡”形式转化的是间接相连的生物膜。 7在推想生物膜种类时,常依据生物膜各组成成分的含量推断,含糖类多的一般为细胞膜,含蛋白质多的为功能简单的生物膜,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沟通的通道: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,也是新陈代谢的把握中心。特殊提示:核孔是大分子物质进出的通道,但它不是“全透性”的。核孔能够把握物质出入,具有肯定的选择性。高考中涉及的通过核孔出入的大分

10、子物质主要有:(1)信使RNA在核内合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 真核细胞 细胞器 有分散的核糖体,无其他细胞器 有各种细胞器 细胞质中DNA 小型环状DNA(质粒) 存在于线粒体、叶绿体中 细胞核 无核膜、核仁和染色体,有大型环状DNA(拟核) 有成形的细胞核,有核膜、核仁和染色体 细胞分裂 二分裂 主要为有丝分裂 实例 细菌、放线菌、蓝藻 酵母菌、霉菌、动物、植物 特殊提示:(1)病毒是没有细胞结构的生物,切不行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

11、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考点整合二:ATP产生速率与O2供应量之间的关系A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。AB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。BC段表示O2供应量超过肯定范围后,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(

12、1)在其他条件适宜,酶量肯定条件下,酶促反应速率随底物浓度增加而加快,但当底物达到肯定浓度后,受酶数量和酶活性限制,酶促反应速率不再增加。(2)在底物充分,其他条件适宜的条件下,酶促反应速率与酶浓度成正比。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代表呼吸作用速率代表真实光合作用速率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:阶段项目光反应阶段暗反应阶段所需条件必需有光、酶 有光无光均可、酶 进行场所类囊体的薄膜上 叶绿体内的基质中 物

13、质变化光能转变为ATP中活跃的化学能 ATP中活跃的化学能转化为糖类中稳定的化学能 能量转换联系物质联系:光反应阶段产生的H,在暗反应阶段用于还原C3;能量联系: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,挂念C3形成糖类,ATP中的化学能则转化为储存在糖类中的化学能 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第一阶段其次阶段第三阶段场所细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 过程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 丙酮酸和H2O彻底分解成CO2

14、和H,同时释放出少量的能量。这一阶段不需要O2的参与 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 2有氧呼吸与无氧呼吸的比较3影响细胞呼吸的主要因素及其在生产中的应用因素对呼吸作用的影响在生产中的应用(1)在大棚蔬菜的栽培过程中,夜间适当降温,抑制呼吸作用,削减有机物的消耗,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增加氧气的含量,加强根部的有氧呼吸,保证能量供应,促进矿质元素的吸取;(3)贮藏蔬菜和水果时,通过把握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氧量及增加CO2的浓度,降低器官代谢速率,延缓老化达

15、到保鲜效果;(4)作物种子的贮藏,必需降低含水量,使种子呈风干状态,使呼吸作用降至最低,以削减有机物消耗温度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。在肯定范围内,细胞的呼吸速率随温度的上升而明显加快,但超过肯定的温度后,细胞的呼吸速率反而会减慢 O2浓度 在肯定范围内,随O2浓度的增加,有氧呼吸速率增加,超过肯定浓度,O2浓度再增加,有氧呼吸速率不再增加 CO2浓度 增加CO2的浓度对呼吸作用有明显的抑制效应含水量 在肯定范围内,呼吸速率随含水量的增加而增加,随含水量的削减而降低 【例3】 (2010·石家庄调研)为了探究植物呼吸强度的变化规律,争辩者在遮光状态下,测得了

16、相同的新颖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 温度 0.1% 1.0% 3.0% 10.0% 20.0% 40.0% 3 6.2 3.6 1.2 4.4 5.4 5.3 10 31.2 53.7 5.9 21.5 33.3 32.9 20 46.4 35.2 6.4 38.9 65.5 56.2 30 59.8 41.4 8.8 56.6 100.0 101.6 A依据变化规律,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CO2含量从20.0%升至40.0%时

17、,O2含量限制了呼吸强度的连续上升D在20条件下,O2含量从0.1%上升到3.0%的过程中,细胞无氧呼吸渐渐减弱 解析 随着氧浓度的上升,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,在温度不变的状况下,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,氧气达到肯定浓度后,再转变O2含量,对细胞呼吸影响不大,因此C错误;当氧气浓度上升时,无氧呼吸受到抑制,O2含量从

18、0.1%上升到3.0%的过程中,细胞无氧呼吸渐渐减弱,因此D正确。答案 C 学问总结 巧判细胞呼吸类型(1)依据反应物、产物来推断:假如要消耗氧气,则肯定是有氧呼吸;假如产物有水,则肯定是有氧呼吸;假如产物中有酒精或乳酸,则为无氧呼吸;但要留意,产物中假如有二氧化碳,要分状况争辩。(2)依据反应中的物质的量的关系进行推断: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取量,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)依据反应

19、场所来推断:有氧呼吸:第一阶段在细胞质基质中,其次、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:各项生命活动2总光合速率、净光合速率和呼吸速率三者之间的关系专题三 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,外形、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,即外形、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。(2)外形、

20、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依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)。前者与性别打算无关,后者与性别打算有关。特殊提示:性染色体外形、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。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

21、的表示方法特殊提示: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。特殊留意分化的细胞、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5.细胞分裂图像的识别(1)有丝分裂、减数第一次分裂、减数其次次分裂的辨别(以二倍体为例)(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其次次分裂;不均等分裂雌性减数分裂。考点整合二:细胞分裂过程

22、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)比较 间期 有丝分裂 减数其次次分裂减数第一次分裂 前或 中期 后期 末期 前或 中期 后期 末期 前或 中期 后期 末期 染色体 2N 2N 2N4N 2N 2N 2N 2NN N 2N 2NN DNA 2N4N 4N 4N 2N 4N 4N 4N2N 2N 2N 2NN 染色 单体 04N 4N 4N0 0 4N 4N 4N2N 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 精子 卵细胞 部位 睾丸 卵巢 原始生殖

23、细胞 精原细胞 卵原细胞 细胞质的 分裂状况 两次分裂都均等 只有减数其次次分裂中第一极体分裂均等,其他分裂皆不均等 分裂结果 1个精原细胞4个精细胞(生殖细胞) 1个卵原细胞1个卵细胞(生殖细胞)3个极体(消逝) 是否变形 变形 不需变形 相同点 (1)染色体的行为和数目变化规律相同,表现在:染色体都是在减数第一次分裂的间期进行复制;减数第一次分裂都是同源染色体联会、均分;减数其次次分裂都是着丝点分裂,姐妹染色单体分开 (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

24、系,基因的分别定律发生于减数第一次分裂后期,即同源染色体分开,其上等位基因分别;基因的自由组合定律发生于减数第一次分裂后期,即同源染色体分别,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)与三大变异的关系基因突变:发生在DNA复制时期,即细胞分裂的间期。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。这两种状况下会消灭基因重组。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,假如纺锤体的形成受阻,会消灭染色体数目加倍的生殖

25、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别或姐妹染色单体未分别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、年轻、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 细胞的分化 细胞的全能性 原理 细胞内基因的选择性表达 含有本物种的全套遗传物质 特点 长久性: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;稳定性和不行逆性;普遍性:在生物界中普遍存在,是生物个体发育的基础 高度分化的植物体细胞具有全能性;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 结果 形成形态、结构、功能不同的细胞 形成新的个体 大小 比较 细胞的分化程度

26、有凹凸之分:体细胞>生殖细胞>受精卵 细胞的全能性有大小之分:受精卵>生殖细胞>体细胞 关系 两者的遗传物质都不发生转变;细胞的分化程度越高,具有的全能性越小 特殊提示:细胞分化及细胞全能性的归纳(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细胞年轻的特征(1)细胞内水分削减,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

27、)渐渐积累,阻碍细胞内物质的沟通和传递,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)细胞膜通透性转变,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 细胞凋亡 细胞坏死 细胞癌变 与基因的关系 是基因把握的 不受基因把握 受突变基因把握 细胞膜的变化 内陷 裂开 糖蛋白等削减,黏着性降低 形态变化 细胞变圆,与四周细胞脱离 细胞外形不规章 呈球形 影响因素 由遗传机制打算的程序性调控 电、热、冷、机械等不利因素影响 分为物理、化学和病毒致癌因子 对机体的影响 有利 有害 有害 专题四 遗传的分子基础考点整合一:DNA是遗传物质的

28、试验1肺炎双球菌转化试验项目1928年英国格里菲思(体内转化试验)1944年美国艾弗里(体外转化试验)过程结果分析R型细菌无毒性,S型细菌有毒性;S型细菌内存在着使R型细菌转化为S型细菌的物质S型细菌的DNA使R型细菌发生转化;S型细菌的其他物质不能使R型细菌发生转化结论加热杀死的S型细菌体内有“转化因子” S型细菌体内的DNA是“转化因子”,DNA是生物的遗传物质2.噬菌体侵染细菌试验步骤标记细菌含35S的培育基含35S的细菌细菌含32P的培育基含32P的细菌标记噬菌体噬菌体含35S的细菌含35S的噬菌体噬菌体含32P的细菌含32P的噬菌体噬菌体侵染细菌 含35S的噬菌体细菌上清液放射性高,

29、沉淀物放射性很低,新形成的噬菌体没有检测到35S含32P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32P分析35S标记的蛋白质外壳并未进入宿主细胞内,而是留在细胞外;32P标记的DNA进入了宿主细胞内结论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殊提示:艾弗里试验的结果是通过观看培育皿中的菌落特征而确定的。S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。被32P标记的噬菌体侵染细菌试验中,上清液应无放射性,若存在放射性,其缘由之一可能是培育时间过长,细菌裂解,子代噬菌体已被释放出来。

30、缘由之二是部分噬菌体并未侵入细菌内。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、原生动物及全部的动植物 归纳:DNA是主要的遗传物质,由于绝大多数生物的遗传物质是DNA;病毒的遗传物质是DNA或RNA。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)规章的双螺旋结构。脱氧核糖和磷酸交替

31、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、碱基的相连状况: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。2DNA分子结构中的碱基比例关系规律公式1互补碱基两两相等AT,CG2两不互补的碱基之和比值相等(AG)/(TC)(AC)/(TG)13任意两不互补的碱基之和占碱基总量的50%(AC)/(ACTG)(TG)/(ACTG)50%4单链和互补链碱基比例关系一条链上(AT)/(CG)a,(AC)/(TG)b,则该链

32、的互补链上相应比例应分别为a和1/b5双链DNA中互补的碱基之和相等A1T1(或C1G1)A2T2(或C2G2)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复制转录翻译场所主要在细胞核中(线粒体、叶绿体)主要在细胞核中(线粒体、叶绿体)细胞质中的核糖体上模板DNA的两条链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸氨基酸条件酶(解旋酶,DNA聚合酶等)和能量酶(RNA聚合酶等)和能量特定的酶、能量和tRNA原则AT;GCAU;GC;TAAU;GC产生形成2条DNA双链一条单链RNA分子(mRNA)具有肯定氨基酸排列挨次的多肽蛋白质特点边解旋边复制,半保

33、留复制边解旋边转录;转录后DNA仍保留原来双链结构一个mRNA分子上可连续结合多个核糖体,提高合成蛋白质的速度传递方向DNADNADNAmRNAmRNA蛋白质(性状)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·(2n1)。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·2n1。由图示可以看出,复制的结果是形成两个一样的DNA分子,所以一个DNA分子复制n次后,得到的DNA分子数量为2n个(如图),复制(n1)次后得到的DNA分子数为2n1,第n次复制增加的DNA分子数为2n2n12n1,需

34、要含该碱基的脱氧核苷酸数为a·2n 1。3中心法则中心法则中遗传信息的流淌过程为:(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:特殊提示: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。而在全部细胞中都可进行转录、翻译过程。专题五 遗传基本规律与人

35、类遗传病考点整合一:基因的分别定律与自由组合定律在杂交试验中的应用1分别定律与自由组合定律的比较 定律项目 分别定律自由组合定律争辩的相对性状 一对两对或两对以上等位基因数量及在染色体上的位置 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)同源染色体上细胞学基础减数第一次分裂后期同源染色体分别减数第一次分裂后期非同源染色体自由组合遗传实质等位基因伴同源染色体的分开而分别非同源染色体上的非等位基因自由组合联系分别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别定律发生分别,而非同源染色体上的非等位基因,则发生自由组合)特殊提示:

36、孟德尔遗传定律的适用条件:真核生物;有性生殖过程中;细胞核遗传;分别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)巧用分别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,再分析其次对,第三对最终进行综合计算。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配子的种数F1配子的组合 数F2的基因型数F2的表现 型数F2的性状分别比124323:12416949:3:3:1 n2n

37、 4n 3n 2n (3:1)n (2)自由组合定律在植物试验中的应用9:3:3:1是两对相对性状自由组合消灭的表现型比例,题干中假如消灭附加条件,可能会消灭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。如消灭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);若消灭9:6:1,则F2的表现型为9(A_B_):6(A_bb、aaB_):1(aabb);若消灭15:1,则F2的表现型为15(A_B_、aaB_、A_bb):1(aabb);若消灭9:7

38、,则F2的表现型应为9(A_B_):7(aaB_、A_bb、aabb)。另外,若消灭显性纯合致死,则F2的表现型为4:2:2:1。(3)伴性遗传符合遗传规律性染色体在减数分裂形成配子时也会分别,同样遵循分别定律;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把握的性状发生自由组合现象。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旧与性别有关系。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举例伴X染色体隐性遗传女性患者的父、子肯定为患者;正常男性的

39、母、女肯定正常男性患者多于女性患者;交叉遗传;隔代遗传色盲、血友病伴X染色体显性遗传男性患者的母、女肯定为患者;正常女性的父、子肯定正常女性患者多于男性患者;具有世代连续性抗维生素D佝偻病伴Y染色体遗传患者的父亲和儿子肯定患病致病基因表现为父传子、子传孙、具有世代连续性,即限雄遗传外耳道多毛症2.遗传系谱图推断分析方法(1)先推断其显隐性;(2)然后假设基因在X染色体上,假如符合X染色体基因把握的遗传现象,则基因最可能在X染色体上,否则确定属于常染色体遗传;(3)推导基因型,依据遗传定律来计算概率。考点整合三:遗传学中的几类推断1性状显隐性的推断(1)依概念推断。具有相对性状的纯合体亲本杂交,

40、F1表现出来的那个亲本的性状为显性性状。(2)依自交后代的性状推断。若消灭性状分别,则亲本性状为显性性状;或者是新消灭的性状为隐性性状;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)在遗传系谱中的推断。“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、杂合体的推断(1)利用自交法:若某个体自交后代消灭性状分别,则此个体为杂合体,若自交后代不消灭性状分别,则该个体为纯合体。(2)利用测交法:若测交后代消灭性状分别,则此个体为杂合体,若测交后代不消灭性状分别,

41、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推断(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推断。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推断。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遗传特点实例诊断方法单基因遗传病常染色体显性遗传病男女患病几率相等,连续遗传多指、软骨发育不全、并指遗传询问、产前诊断(基因诊断)、性别检测(伴性遗传病)常染色体隐性

42、遗传病男女患病几率相等,隔代遗传白化病、苯丙酮尿症伴X显性遗传病女患者多于男患者,交叉遗传抗VD佝偻病伴X隐性遗传病男患者多于女患者,交叉遗传红绿色盲、血友病多基因遗传病家族聚集现象,易受环境影响原发性高血压、冠心病遗传询问、基因检测染色体遗传病结构特别遗传不遵循遗传定律猫叫综合征产前诊断(染色体数目、结构检测)数目特别21三体综合征专题六 变异与进化考点整合一:生物变异的类型、特点及推断1生物变异的类型2三种可遗传变异的比较项目 基因突变 基因重组 染色体变异 适用范围 生物种类 全部生物自然状态下能进行有性生殖的生物 真核生物 生殖方式 无性生殖、有性生殖 有性生殖 无性生殖、有性生殖 类

43、型自然突变、诱发突变交叉互换、自由组合染色体结构变异、染色体数目变异缘由DNA复制(有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期)过程消灭差错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叉互换内外因素影响使染色体结构消灭特别,或细胞分裂过程中,染色体的分开消灭特别实质产生新的基因(转变基因的质,不转变基因的量)产生新的基因型(不转变基因的质,一般也不转变基因的量,但转基因技术会转变基因的量)基因数目或基因排列挨次发生转变(不转变基因的质)关系基因突变是生物变异的根原来源,为基因重组供应原始材料。三种可遗传变异都为生物进化供应了原材料3.染色体组和基因组染色体组:细

44、胞中的一组非同源染色体,它们在形态和功能上各不相同,但是携带着把握一种生物生长发育、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把握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由于一个基因组。对二倍体生物而言,基因组方案则为测定单倍体细胞中全

45、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,要依据其来源进行推断: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消灭特别的“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此种特别源于染色体的

46、结构变异B该生物产生的特别配子很可能有HAa或hBb型C该生物基因型为HhAaBb,肯定属于二倍体生物D此种特别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型的特别配子,据图可知,此细胞的基因型为HhAaBb,假如该生物体由受精卵发育而成,肯定属于二倍体生物,假如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学问总结 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

47、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,光学显微镜下观看不到;染色体变异属于亚细胞水平的变化,光学显微镜下可以观看到。(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

48、学显微镜直接观看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缘由是促进染色单体分别使染色体增倍解析 染色体变异是引起基因数目或排列挨次的转变,而碱基对的变化为基因突变,是分子水平上的变异,用光学显微镜观看不到。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 杂交育种 诱变育种 单倍体育种 多倍体育种 原理 基因重组 基因突变 染色体变异 染色体变异 常用方法 杂交自交选优自交;杂交杂种 辐射诱变等 花药离体培育,然后用秋水仙素处理使其加倍,得到纯合体 秋水仙素处理萌发的种子

49、或幼苗 优点 使位于不同个体的优良性状集中在一个个体上 可提高变异频率或消灭新的性状,加速育种进程 明显缩短育种年限 器官巨大,提高产量和养分成分 缺点 时间长,需准时发觉优良性状 有利变异少,需大量处理试验材料,具有不定向性 技术简单;与杂交育种相结合 适用于植物,在动物中难于开展 特殊提示: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。学问总结 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把握的单一性状,其呈现方式、育种方式、原理及举例列表如下:项目方式育种方法原理举例单

50、一性状无有基因工程基因重组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(2)两个或多共性状类型:两个或多共性状分散在不同的品种中,首先要实现把握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:个体水平上:运用杂交育种方法实现把握不同优良性状基因的重组。为了缩短育种年限,可接受单倍体育种的方法。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。分子水平上:应用转基因技术将把握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

51、南八校联考)在某作物育种时,将、两个植株杂交,得到,将再作如图所示处理。下列分析错误的是A由到过程肯定发生了非同源染色体上非等位基因的自由组合B由×的育种过程中,依据的主要原理是染色体变异C若的基因型为AaBbdd,则植株中能稳定遗传的个体占总数的1/4D由到过程可能发生突变和基因重组解析 由到过程的原理是基因突变,不存在等位基因分别、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:依据定义“基因频率是指某种基因在某个种群中消灭的比例”,基因频率×100%(2)基因位置法:若某基因在常染色体上,则基因频率 &

52、#215;100%,若某基因只消灭在X染色体上,则基因频率 ×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(pq)2p22pqq21,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(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 达尔文自然选择学说 现代生物进化理论 基本观点 遗传变异是自然选择的内因;过度繁殖为自然选择供应更多的选择材料,加剧了生存斗争;变异一般是不定向的,而自然选择是定向的,定向的自然选择打算生物的进化方向;生存斗争是自然选择的过程,是生物进化的动力;适应是自然选择的结果;自然选择是一个长期、缓慢、连续的过程 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转变;突变和基因重组、自然选择及隔

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