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PAGEPAGE11第一章:细胞的化学组成第1节:细胞中的元素和化合物一、细胞中的元素基础知识1.组成生物体的化学元素,在无机自然界都可以找到,没有一种化学元素是生物界所特有的,这个事实说明生物界和非生物界具统一性。2.组成生物体的化学元素,在生物体内和在无机自然界中的含量相差很大,这个事实说明生物界与非生物界还具有差异性。3.构成生物体的基本元素:C、H、O、N,最基本元素是C4.大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg5.微量元素:Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、B,Fe为半微量元素。6.植物“花而不实”是由于缺少硼元素。7.各种生物体内含量最多的化合物是水,其存在形式有:自由水和结合水。8.人缺钙会出现抽搐,这说明无机盐离子能够维持生物体的生命活动。拓展知识1.必需元素、植物矿质元素大量元素:(C、H、O)N、P、S、K、Ca、Mg(9种)(矿质6种)微量元素:Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl(不是Al)、Ni(8种)C最基本(干重最多)CHON基本CHONPS主要O鲜重最多微量元素作用:在生物体内的含量虽然很少,却是维持正常生命活动不可缺少的不同生物体内元素种类大体相同,含量相差很大生物界与非生物界具有统一性和差异性光合作用有关元素:N、P、K、Mg、Fe血红蛋白的组成元素:C、H、O、N、Fe叶绿素的组成元素:C、H、O、N、Mg甲状腺的组成元素:C、H、O、N、I重点总结:NPKCaMgFeB的重要作用2.化学元素能参与生物体物质的组成或能影响生物体的生命活动:N就植物而言,N主要是以铵态氮(NH4+)和硝态氮(NO2-、NO3-)的形式被植物吸收的。N是叶绿素的成分,没有N植物就不能合成叶绿素。N是可重复利用元素,参与构成的重要物质有蛋白质、核酸、ATP、NADP+,缺N就会影响到植物生命活动的各个方面,如光合作用、呼吸作用等。N在土壤中都是以各种离子的形式存在的,如NH4+、NO2-、NO3-等。无机态的N在土壤中是不能贮存的,很容易被雨水冲走,所以N是土壤中最容易缺少的矿质元素。N是一种容易造成水域生态系统富营养化的一种化学元素;P参与构成的物质有核酸、ATP、NADP+等,植物体内缺P,会影响到DNA的复制和RNA的转录,从而影响到植物的生长发育。P还参与植物光合作用和呼吸作用中的能量传递过程,因为ATP和ADP中都含有磷酸。P对生物的生命活动是必需的,但P也是容易造成水域生态系统富营养化的一种元素。在一般的淡水生态系统中,由于土壤施肥的原因,N的含量是相当丰富的,一旦大量的P进入水域,在适宜的温度条件下就会出现“水华”现象,故现在提倡使用无磷洗衣粉。二、水基础知识1.细胞中的含量生物体内含水超过50%,是各种化合物中含量最多的;不同生物,体内含水量不同;同一生物,不同器官含水量不同。2.水的存在形式及功能形式定义含量功能自由水细胞中游离态,可以自由游动95%以上细胞内良好的溶剂;各种化学反应的介质;运送养料与废物结合水细胞中与其他化合物结合约4.5%细胞的构成成分自由水与结合水在一定条件下可以相互转化,如受温度的影响,高温时结合水可转化为自由水。拓展知识自由水、结合水和代谢水水在生物体细胞内的存在有两种形式:自由水和结合水。自由水在细胞内、细胞之间、生物体内可以自由流动,是良好的溶剂,可溶解许多物质;可以参与物质代谢,如输送新陈代谢所需物质和代谢废物。自由水的含量会影响细胞代谢强度,含量越大,新陈代谢越旺盛,如在贮藏种子时晒干主要损失自由水,降低了细胞的代谢强度,从而有利于有机物的保存。结合水在生物体内或细胞内与蛋白质、多糖等物质相结合,失去流动性。结合水是细胞结构的重要组成成分,不能溶解其他物质,不参与代谢作用。结合水赋予各种组织、器官一定形状、硬度和弹性,因此某些组织器官的含水量虽多,仍呈现坚韧的状态。自由水和结合水在一定条件下可以相互转化,如血液凝固时,部分自由水转变成结合水。代谢水是指生物土体内的糖类、脂类和蛋白质等有机物在机体内进行新陈代谢过程中通过氧化产生的水,代谢水在人和动物体内具有重要作用,如成人每天约排出300毫升的代谢水,以维持内环境的平衡。又如鸟胚胎在封闭的卵壳内发育成雏鸟所需的水,就是靠鸟蛋中贮藏的营养物质氧化产生的水。自由水:良好溶剂,有利于物质运输和化学反应的进行结合水:细胞结构组成部分自由水越多,新陈代谢越强;结合水越多,抗逆性越强,自由水和结合水可相互转化能产生水的细胞结构:有线粒体(有氧呼吸的第三阶段)、核糖体(脱水缩合)、叶绿体(暗反应)、细胞质基质(无氧呼吸)、细胞核(DNA复制)。心肌血液状态的解释:心肌细胞中多是结合水生命源于水,也依赖于水三、无机盐基础知识1.存在形式大部分以离子形式存在,少量以化合物形式存在。2.生理功能细胞和生物体的重要组成成分;维持细胞和生物体的生命活动;维持细胞的渗透压和酸碱平衡。3.无机盐离子的功能①维持细胞的形态和功能:Mg2+(叶绿素)、Fe2+(血红蛋白)、CaCO3(骨骼,牙齿)、I(甲状腺激素)②维持生物体的生命活动:血液内钙离子浓度过低导致抽搐;③维持细胞内的平衡(酸碱平衡,渗透压平衡,离子平衡)拓展知识Fe2+是血红蛋白的成分;Fe在植物体内形成的化合物一般是稳定的、难溶于水的化合物,故Fe是一种不可以重复利用的矿质元素。Fe在植物体内的作用主要是作为某些酶的活化中心,如在合成叶绿素的过程中,有一种酶必须要用Fe离子作为它的活化中心,没有Fe就不能合成叶绿素而导致植物出现失绿症,但发病的部位与缺Mg是不同的,是嫩叶先失绿。I是甲状腺激素合成的原料;Mg是叶绿素的构成成分;B能促进花粉的萌发和花粉管的伸长,有利于受精作用;Zn有助于人体细胞的分裂繁殖,促进生长发育、大脑发育和性成熟。对植物而言,Zn是某些酶的组成成分,也是酶的活化中心。如催化合成吲哚乙酸的酶中含有Zn,没有Zn就不能合成吲哚乙酸。所以缺Zn引起苹果、桃等植物的小叶症和丛叶症,叶子变小,节间缩短;Na+是维持人体细胞外液的重要无机盐,缺乏时导致细胞外液渗透压下降,并出现血压下降,心率加快、四肢发冷甚至昏迷等症状;K+在维持细胞内液渗透压上起决定性作用,还能维持心肌舒张,保持心肌正常的兴奋性,缺乏时心肌自动节律异常,导致心律失常;Ca是骨骼的主要成分,Ca2+对肌细胞兴奋性有重要影响,血钙过高兴奋性降低导致肌无力,血钙过低兴奋性高导致抽搐,Ca2+还能参与血液凝固,血液中缺少Ca2+血液不能正常凝固。例题例、下列组成生物体的化学元素中属于微量元素的一组是:(C)A.C、H、N、P、MnB.C1、Fe、S、N、MgC.B、Cu、Zn、Mn、MoD.N、P、K、Cu、Fe、I四、有机物质的检验1.还原性糖﹢斐林试剂→砖红色沉淀;常见的还原性糖包括:葡萄糖、麦芽糖、果糖;试管中颜色变化过程:蓝色→棕色→砖红色2.蛋白质﹢双缩脲试剂→紫色3.脂肪﹢苏丹Ⅲ→橘黄色;脂肪﹢苏丹Ⅳ→红色;淀粉﹢碘液→蓝色例题例1.生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质三种有机物的检测中,以下操作错误的是:(A)A.可溶性还原糖的鉴定,可用酒精灯直接加热产生砖红色沉淀B.只有脂肪的鉴定需要使用显微镜C.用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热D.使用斐林试剂和双缩脲试剂最好是现配现用例2.在“检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质”实验中,请根据实验过程回答下列问题:(1)该实验中所用的斐林试剂极不稳定,其甲液和乙液需_分开存放__.使用时再临时混合均匀用于实验。(2)双缩脲试剂的使用,应先加试剂___甲液____,造成碱性环境,再加试剂____乙液______。(3)在可溶性糖的鉴定中,对试管中溶液加热时,试管底部不要触及___烧杯底__;试管口不要朝向__人,以免溶液沸腾时冲出试管造成烫伤。(4)蛋白质的鉴定的样液浓度不能____过高___,以免实验后粘住试管壁,洗不净。五、蛋白质1.组成元素:C、H、O、N(主);还有少量的S、Fe例题例、性激素、胃蛋白酶、纤维素和DNA中都含有的元素是(A)A.C、H、OB.C、H、O、NC.C、H、O、N、PD.C、H、O、N、P、S2、基本组成单位及其结构通式和通式特点(1).基本组成单位:氨基酸(组成生物体蛋白质的氨基酸共有20种)(2).氨基酸的结构通式:(见右图)(3).通式的特点:至少含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)②都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上③一个以上的氨基和羧基都位于R基上,各种氨基酸之间的区别在于R基的不同注意:氨基酸脱水缩合的过程中形成的水中的H一个来自氨基,一个来自羧基,O来自羧基例题例、某氨基酸分子中含有两个氨基,其中一个氨基和羧基连在同一个碳原子上,则另一个氨基的部位应是(C)A.在羧基上B.和羧基连在同一个碳原子上C.在R基上D.在氨基上3、相关计算例题(1).失去的水分子数=肽键数=氨基酸数-肽链条数=水解需水数(2).一条多肽链至少含有一个氨基(-NH2)一个羧基(-COOH),分别位于肽链的两端(3).蛋白质的相对分子总量=氨基酸的个数×氨基酸的相对分子质量-脱水数×水的相对分子质量例1.一个由n条肽链组成的蛋白质分子共有m个氨基酸,该蛋白质分子完全水解,共需水分子(D)A.n个B.m个C.(m+n)个D.(m-n)个例2.人体血红蛋白分子有四条肽链,574个氨基酸组成,该分子的肽键数为(D)A

574

B

573

C

572

D

570例3.人体血红蛋白中的一条肽链有145个肽键,则形成这条肽链的氨基酸分子数及它们相互缩合过程中生成的水分子数分别是(B)A

145个和144个

B

146个和145个C

145个和145个

D

145个和146个例4.已知20种氨基酸的平均分子量是128,现有一蛋白质分子由两条多肽链组成,共有肽键98个,问此蛋白质的分子量最接近于(C)A

12800

B

12544

C

11036

D

12288例5.丙氨酸的R基为—CH3,在一个丙氨酸分子中,含有碳和氧的原子数分别是(C)A.3,4 B.4,3 C.3,2 D.4,4例6.一个蛋白质分子有二条肽链构成,共有266个氨基酸组成,则这个蛋白质分子至少含有的氨基和羧基数目分别是(D)A.264和266 B.265和264C.264和3 D.2和2例7.一条由19个氨基酸分子缩合成的肽链中,含-NH2和-COOH的最少数目分别是(C)A、18和18B、19和19C、1和1D、无法确定例8.通常情况下,分子式C63H103O45N17S2的多肽化合物中最多含有多少肽键(D)A.63B.62C.17D.16例9.若含有4条多肽链的某蛋白质分子由n个氨基酸组成,那么它具有的肽键个数和氨基的最少个数分别是(B)A、n和nB、n—4和4

C、n和n—4D、n—4和n—4例10.已知天冬酰胺的R基为(-C2H4ON),现有分子式为的多肽,其中含有2个天冬酰胺。在上述多肽中肽键最多有(D)A.17个 B.16个 C.15个 D.14个例11.某蛋白质分子含有a条肽链,共有b个氨基酸残基。如果氨基酸的平均相对分子质量是c,则该蛋白质的相对分子质量以及水解时需要的水的相对分子质量分别则:(A)A、b(c—18)+18a和18(b—a)B、b(c+18)+18a和18(a+b)C、b(c—18)—18a和18(a—b)D、b(c+18)—18a和18(b—a)4、蛋白质的结构和功能(1).蛋白质分子结构的多样性:①组成蛋白质的氨基酸种类不同;②组成蛋白质的氨基酸数目不同;③组成蛋白质的氨基酸排列顺序不同;④蛋白质的空间结构不同(2).蛋白质的功能:①组成功能:肌肉;②催化功能:酶;③运输功能:血红蛋白;④调节功能:生长激素;⑤免疫功能:抗体例题例1.下列哪项不是蛋白质在人体内的生理功能(D)A.调节作用 B.运输作用 C.免疫作用 D.遗传信息的载体例2.生物体内的蛋白质千差万别,其原因不可能是(A)A.组成肽键的化学元素不同B.组成蛋白质的氨基酸种类和数量不同C.氨基酸排列顺序不同D.蛋白质的空间结构不同例3.四组图分别表示蛋白质结构的多样性形成的原因,试把各组图示提供的信息用文字叙述表达出来.A表示_氨基酸的数目不同,蛋白质的种类不同;B表示_氨基酸的种类和数目不同,蛋白质的结构不同__;C表示氨基酸的种类、数目和排列顺序不同,蛋白质的结构不同;D表示_肽链的空间不同,蛋白质的结构不同_。例4..根据下面图解,回答问题:(8分)AAH—N—C—H||H|R—O—H—N—|HCC—R′||HH|‖O—N—C—H||R″O‖CO‖CBC(1)该图中,A表示 氨基B表示 肽键C表示 羧基。(2)该图所示的化合物含有 2个肽键,至少有1个氨基。(3)该化合物由 3个氨基酸分子失去 2个分子的水而形成,这种反应叫三肽。六、遗传信息的携带者——核酸1.核酸的分类:脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)2.核酸的分布:①脱氧核糖核酸(DNA)主要分布在细胞核中,线粒体和叶绿体中含有少量的DNA②核糖核酸(RNA)主要分布在细胞质中;③DNA+甲基绿→绿色;RNA+吡罗红→红色(甲基绿-吡罗红混合染色)3.核酸的组成元素:C、H、O、N、P例题例1.对核酸的正确叙述是(D)A、DNA和RNA都主要存在于细胞核中B、不同生物所具有的DNA相同C、有的生物体不具有核酸D、核酸包括DNA和RNA两大类例2.一般来说,病毒的遗传物质(D)A.都是DNAB.是DNA和RNAC.都是RNAD.是DNA或RNA例3.在DNA分子中,以下哪个是不可能存在的(B)A、腺嘌呤B、尿嘧啶C、磷酸D、核糖七、细胞中的糖类和脂质1、糖类(1).糖类的组成元素:C、H、O(又称碳水化合物);(2).功能:细胞内的主要能源物质(3).糖的分类:eq\o\ac(○,1)单糖:核糖、脱氧核糖、葡萄糖(C6H12O6绿色植物光合作用的产物,细胞生命活动所需要的主要能源物质;还原性糖)和果糖(还原性糖)eq\o\ac(○,2)二糖:蔗糖、麦芽糖:是还原性糖;乳糖:乳汁(动物细胞中的二糖)eq\o\ac(○,3)多糖:基本组成单位是葡萄糖a.淀粉:植物细胞中最重要的储能物质;b.纤维素:植物细胞壁的基本组成成分,一般不提供能量;c.糖元:动物细胞中的储能物质,主要有肝糖原和肌糖原两类例题例1.下列叙述中,哪项是淀粉、纤维素和糖原的共同特征(D)A.都是细胞内储存能量的主要物质B.都含有C、H、O、N4种元素C.基本组成单位都是五碳糖D.基本组成单位都是六碳糖例2.纤维素、生长激素和性激素都含有的元素是(C)A.C、H、O、N B.C、H、O、N、PC.C、H、O D.C、H、O、N、P、S例3.下列选项中,属于动植物细胞共有的糖类是(A)A.葡萄糖、核糖、脱氧核糖 B.葡萄糖、淀粉和果糖C.淀粉、脱氧核糖、乳糖 D.麦芽糖、果糖、乳糖例4.人体细胞中主要的糖类物质是(A)A、葡萄糖和糖元B、葡萄糖和蔗糖C、纤维素和淀粉D、核糖和麦芽糖例5.一切生物的遗传物质和生命活动的体现者分别是(A)①核酸②核糖核酸③脱氧核糖核酸④蛋白质⑤脂类⑥糖类A.①④ B.②⑤ C.③⑥ D.②④例6.医生给低血糖休克病人在静脉内注射50%的葡萄糖溶液,其目的主要是(B)A.供给全面的营养B.供给能量C.维持细胞渗透压D。供给水分八.脂质1.脂肪:细胞内良好的储能物质;①组成元素:C、H、O(C、H比例高,燃烧时耗氧多,产能多);②功能:储能、保温、缓压、减摩;2.磷脂:细胞膜及细胞器膜的基本骨架;3.胆固醇:动物细胞膜的成分;例题例1.下列物质中,构成细胞膜结构的重要物质是(C)A.胆固醇 B.纤维素 C.磷脂 D.脂肪例2.植物从土壤中吸收并运输到叶肉细胞的氮和磷,主要用于合成(C)①淀粉②葡萄糖③脂肪④磷脂⑤蛋白质⑥核酸A.①④⑥ B.③④⑤ C.④⑤⑥ D.②④⑤例3.一般情况下,蛋白质、糖类、脂类占细胞鲜重的比例依次是7%~10%、1%~1.5%、1%~2%;其热量价依次是17.75kJ/g、17.15kJ/g、38.91kJ/g,由此可得出三者在细胞中的能量代谢方面的结论是(B)A

脂肪是主要能源物质

B

糖类是主要能源物质C

蛋白质是主要能源物质

D

三者都氧化分解释放能量供生命活动利用第5节:细胞中的无机物一、水1.水是极性分子:一端带正电,一端带负电2.作用:细胞结构的重要组成成分;细胞内良好的溶剂;生化反应的媒介并参与生物化学反应;运输营养物质和代谢废物例题例1.生物体没有水就不能生活的根本原因是(C)A.水在细胞中以两种形式存在 B.大部分水在细胞里可以自由流动C.细胞内的化学反应是在水中进行的D.水在不同生物细胞中含量各不相同例2.在大米和面粉中生活的米虫一生都不要“饮水”,也吃不到含水量丰富的食物,可它们仍能正常生活,其原因是(D)A.米虫的生命活动不需要水B.米虫体内含有大量水C.米虫消化淀粉时产生水D.米虫在代谢中产生水例3.下列关于细胞中水的功能的叙述,错误的是(D)A.运输营养物质 B.是细胞结构的重要组成成分C.运输代谢废物 D.贮藏能量例4.在细胞代谢过程中,运送物质的化合物和主要提供能量的化合物分别是(B)A、水和类脂B、自由水和葡萄糖C、结合水和ATPD、载体和脂肪例5当生物体新陈代谢旺盛、生长迅速时,生物体内(

C)A.结合水与自由水的比值与此无关;

B.结合水与自由水的比值会升高;

C.结合水与自由水的比值会降低;

D.结合水与自由水的比值不变例6.下面是关于细胞中水含量的叙述,其中不正确的是(C)A.水是人体细胞中含量最多的化合物B.新陈代谢旺盛的植物细胞含自由水量较高C.越冬植物的细胞内自由水含量较高D.老年人细胞中含水量比婴儿要少二、无机盐1.细胞中的无机盐大多数以离子形式存在;2.无机盐的功能:①维持细胞的形态和功能:Mg2+(叶绿素)、Fe2+(血红蛋白)、CaCO3(骨骼,牙齿)、I(甲状腺激素)②维持生物体的生命活动:血液内钙离子浓度过低导致抽搐;③维持细胞内的平衡(酸碱平衡,渗透压平衡,离子平衡)例题例1.人的红细胞必须生活在一定浓度的溶液中,医生给脱水的病人注射用的都是渗透压与血浆一致的浓度为0.9%的生理盐水。如果将红细胞放入蒸馏水中,红细胞就会因吸水过多而胀破;放入浓盐水中则会因失水过多而皱缩,从而失去运输氧的功能,这说明(D)A.水分子容易进出细胞B.无机盐离子容易进出细胞C.红细胞的特性造成的D.无机盐对维持细胞的形态和功能具有重要作用例2.胰岛素和雄性激素的化学成分分别是(A)A.蛋白质、固醇类 B.蛋白质、糖类C.脂类、糖类 D.固醇类、磷脂例3.一只耕牛突然发生肌肉抽搐,经检查发现它的血液中(A)的含量太低了。A、钙盐B、水C、蛋白质D、维生素例4.下列成分和脂类无关的是(D)A、维生素B、胆固醇C、雄性激素D、胰岛素例5.体液中Ca2+含量太低时,神经、肌肉的兴奋性升高而出现抽搐。这一事实说明Ca2+的作用之一是(

C)

A.构成细胞结构的主要成分;B.维护细胞的正常形态;

C.维持细胞的正常生理功能;D.调节细胞内的渗透压例6.几十年前,新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱,有的甚至发黄枯萎,即使施用了大量氮、磷、钾肥也无济于事。后来人们偶然发现牧场内的一小片牧草长得很茂盛。经观察和研究后才知道附近有一座钼矿,矿工上下班总是抄近路走,他们的鞋子沾有钼矿粉,正是矿工鞋子踩过的地方牧草才长得绿油油的,经过科学家的化验和分析,一公顷牧草只需150克钼就足够了。下列关于这一现象的解释正确的是(A)A、钼是植物生长必需的微量元素 B、钼是植物生长必需的大量元素C、钼是一种高效肥料,相物有了钼就能正常生长D、钼在植物生长发育过程中的作用是可以替代的例7.在正常人的血浆中,NaHCO3的含量约为H2CO3含量的20倍.当血浆中的NaHCO3含量减少时,会形成酸中毒;当血浆中H2CO3含量减少时,则形成碱中毒.这个事实表明,某些无机盐的作用是(A)A.调节酸碱度B.调节渗透压C.影响细胞形态D.影响生物膜透性高中生物学业水平测试知识点归纳必修(1)分子与细胞第二章组成细胞的分子第一节细胞中的元素和化合物一、组成细胞的原子和分子1、细胞中含量最多的6种元素是C、H、O、N、P、S。2、组成生物体的基本元素:C元素。3、生物界与非生物界的统一性和差异性统一性:组成生物体的化学元素种类,在无机自然界都可以找到,没有一种元素是生物界特有的。差异性:组成生物体的化学元素在生物体和自然界中含量相差很大。二、细胞中的无机化合物:水和无机盐1、水:(1)含量:是活细胞中含量是最多的物质。(2)形式:自由水、结合水自由水:是以游离形式存在,可以自由流动的水。作用有①良好的溶剂;②参与细胞内生化反应;③物质运输;④维持细胞的形态(在代谢旺盛的细胞中,自由水的含量一般较多)结合水:是与其他物质相结合的水。作用是组成细胞结构的重要成分。(结合水的含量增多,可以使植物的抗逆性增强)2、无机盐(1)存在形式:离子(2)作用①与蛋白质等物质结合成复杂的化合物。②参与细胞的各种生命活动。(如Mg2+是构成叶绿素的成分、PO43-是合成核苷酸原料、Fe2+是构成血红蛋白的成分、I-是构成甲状腺激素的成分。第二节细胞中的生物大分子一、糖类1、元素组成:由C、H、O3种元素组成。2、分类概念种类分布主要功能单糖不能水解的糖五碳糖核糖核糖、脱氧核糖、葡萄糖动植物细胞都有组成核酸的物质脱氧核糖六碳糖葡萄糖、果糖、半乳糖葡萄糖是细胞生命活动所需要的重要能源物质二糖水解后能够生成二分子单糖的糖蔗糖植物细胞麦芽糖乳糖动物细胞多糖水解后能够生成许多个单糖分子的糖淀粉植物细胞植物细胞中的储能物质纤维素植物细胞壁的基本组成成分糖原动物细胞动物细胞中的储能物质附:二糖与多糖的水解产物:蔗糖→1葡萄糖+1果糖麦芽糖→2葡萄糖乳糖→1葡萄糖+1半乳糖淀粉→麦芽糖→葡萄糖纤维素→纤维二糖→葡萄糖糖原→葡萄糖PAGEPAGE203、功能:糖类是生物体维持生命活动的主要能量来源。4.糖的鉴定:原理:(1)淀粉:遇碘液变蓝色,这是淀粉特有的颜色反应。(2)还原性糖(单糖、麦芽糖和乳糖):与斐林试剂反应,可以产生砖红色沉淀。(3)斐林试剂:配制:0.1g/mL的NaOH溶液(2mL)+0.05g/mLCuSO4溶液(4-5滴)使用:混合后使用,且现配现用。条件:隔水加热二、脂质1、元素组成:主要由C、H、O组成,有些还含N、P2、分类:脂肪、类脂(如磷脂)、固醇(如胆固醇、性激素、维生素D等)3、共同特征:不溶于水4、功能:脂肪:细胞代谢所需能量的主要储存形式。类脂中的磷脂:是构成生物膜的重要物质。固醇:在细胞的营养、调节、和代谢中具有重要作用。脂肪的鉴定:原理:脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。(在实验中用50%酒精洗去浮色→显微镜观察→橘黄色脂肪颗粒)三、蛋白质(细胞中含量最多的有机物)1、元素组成:除C、H、O、N外,大多数蛋白质还含有S2、基本组成单位:氨基酸(组成蛋白质的氨基酸约20种)氨基酸结构通式:氨基酸的判断:①同时有氨基和羧基②至少有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。(组成蛋白质的20种氨基酸的区别:R基的不同)3.形成:许多氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键(-CO-NH-)相连而成肽链,多条肽链盘曲折叠形成有具有一定空间结构的蛋白质二肽:由2个氨基酸分子组成的肽链。多肽:由n(n≥3)个氨基酸分子以肽键相连形成的肽链。蛋白质结构的多样性的原因:组成蛋白质多肽链的氨基酸的种类、数目、排列顺序的不同;构成蛋白质的多肽链的数目、空间结构不同4.计算:一个蛋白质分子中肽键数(脱去的水分子数)=氨基酸数-肽链条数。一个蛋白质分子中至少含有氨基数(或羧基数)=肽链条数5.功能:生命活动的主要承担者。(注意有关蛋白质的功能及举例)6.蛋白质鉴定:原理:蛋白质与双缩脲试剂产生紫色的颜色反应四、核酸1、元素组成:由C、H、O、N、P5种元素构成

2、基本单位:核苷酸(由1分子磷酸+1分子五碳糖+1分子含氮碱基组成)1分子磷酸脱氧核苷酸1分子脱氧核糖(4种)1分子含氮碱基(A、T、G、C)1分子磷酸核糖核苷酸1分子核糖(4种)1分子含氮碱基(A、U、G、C)3、种类:脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)种类英文缩写基本组成单位存在场所脱氧核糖核酸DNA脱氧核苷酸(4种)主要在细胞核中

(在叶绿体和线粒体中有少量存在)核糖核酸RNA核糖核苷酸(4种)主要存在细胞质中4、生理功能:储存遗传信息,控制蛋白质的合成。(原核、真核生物遗传物质都是DNA,病毒的遗传物质是DNA或RNA。)第三章细胞的结构和功能第一节生命活动的基本单位——细胞一、细胞学说的建立和发展创立细胞学说的科学家是德国的施莱登和施旺。施旺、施莱登提出“一切动物和植物都是由细胞构成的,细胞是一切动植物的基本单位”。在此基础上德国的魏尔肖总结出:“细胞只能来自细胞”,细胞是一个相对独立的生命活动的基本单位。这被认为是对细胞学说的重要补充。二、光学显微镜的使用1、方法:先对光:一转转换器;二转聚光器;三转反光镜再观察:一放标本孔中央;二降物镜片上方;三升镜筒仔细看2、注意:(1)放大倍数=物镜的放大倍数×目镜的放大倍数(2)物镜越长,放大倍数越大;目镜越短,放大倍数越大;“物镜—玻片标本”越短,放大倍数越大(3)物像与实际材料上下、左右都是颠倒的(4)高倍物镜使用顺序:低倍镜→标本移至中央→高倍镜→大光圈,凹面镜→细准焦螺旋第二节细胞的类型和结构一、细胞的类型原核细胞:没有典型的细胞核,无核膜和核仁。如细菌、蓝藻、放线菌等原核生物的细胞。真核细胞:有核膜包被的明显的细胞核。如动物、植物和真菌(酵母菌、霉菌、食用菌)等真核生物的细胞。二、细胞的结构1.细胞膜(1)组成:主要为磷脂双分子层(基本骨架)和蛋白质,另有糖蛋白(在膜的外侧)。(2)结构特点:具有一定的流动性(原因:磷脂和蛋白质的运动);功能特点:具有选择通透性。(3)功能:保护和控制物质进出,细胞识别(与细胞膜上糖蛋白有关)2.细胞壁:主要成分是纤维素,有支持和保护功能。3.细胞质:细胞质基质和细胞器(1)细胞质基质:为代谢提供场所和物质和一定的环境条件,影响细胞的形状、分裂、运动及细胞器的转运等。(2)细胞器:线粒体(双层膜):内膜向内突起形成“嵴”,细胞有氧呼吸的主要场所(第二、三阶段),含少量DNA。叶绿体(双层膜):只存在于植物的绿色细胞中。类囊体上有色素,类囊体和基质中含有与光合作用有关的酶,是光合作用的场所。含少量的DNA。内质网(单层膜):是有机物的合成“车间”,蛋白质运输的通道。高尔基体(单层膜):动物细胞中与分泌物的形成有关,植物中与有丝分裂细胞壁的形成有关。液泡(单层膜):泡状结构,成熟的植物有大液泡。功能:贮藏(营养、色素等)、保持细胞形态,调节渗透吸水。核糖体(无膜结构):合成蛋白质的场所。中心体(无膜结构):由垂直的两个中心粒构成,与动物细胞有丝分裂有关。小结:★双层膜的细胞器:线粒体、叶绿体★单层膜的细胞器:内质网、高尔基体、液泡★非膜的细胞器:核糖体、中心体;★含有少量DNA的细胞器:线粒体、叶绿体★含有色素的细胞器:叶绿体、液泡★动、植物细胞的区别:动物特有中心体;高等植物特有细胞壁、叶绿体、液泡。4.细胞核(1)组成:核膜、核仁、染色质(2)核膜:双层膜,有核孔(细胞核与细胞质之间的物质交换通道,RNA、蛋白质等大分子进出必须通过核孔。)(3)核仁:在细胞有丝分裂中周期性的消失(前期)和重建(末期),核糖体中的RNA来自核仁。(4)染色质:被碱性染料染成深色的物质,主要由DNA和蛋白质组成染色质和染色体的关系:细胞中同一种物质在不同时期的两种表现形态(5)功能:是遗传物质DNA的储存和复制的主要场所,是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。(6)原核细胞与真核细胞根本区别:是否具有成形的细胞核(是否具有核膜)5.生物膜系统:在真核细胞中,细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器,在结构和功能上紧密联系形成的统一整体的结构体系。在细胞与外部环境之间的物质运输、能量转换和信息传递方面,生物系统也发挥重要的作用。6.细胞的完整性:细胞只有保持以上结构完整性,才能完成各种生命活动。第三节物质的跨膜运输一、物质跨膜运输的方式:1、小分子物质跨膜运输的方式:方式浓度载体能量举例意义被动运输简单扩散高→低××O2、CO2、水、乙醇、甘油、脂肪酸只能从高到低被动地吸收或排出物质易化扩散高→低√×葡萄糖进入红细胞主动运输低→高√√各种离子,小肠吸收葡萄糖、氨基酸,肾小管重吸收葡萄糖一般从低到高主动地吸收或排出物质,以满足生命活动的需要。2、大分子和颗粒性物质跨膜运输的方式:大分子和颗粒性物质通过内吞作用进入细胞,通过外排作用向外分泌物质。二、实验:观察植物细胞的质壁分离和复原实验原理:原生质层(细胞膜、液泡膜、两层膜之间细胞质)相当于半透膜,当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时,细胞将失水,原生质层和细胞壁都会收缩,但原生质层伸缩性比细胞壁大,所以原生质层就会与细胞壁分开,发生“质壁分离”。反之,当外界溶液的浓度小于细胞液浓度时,细胞将吸水,原生质层会慢慢恢复原来状态,使细胞发生“质壁分离复原”。第四章光合作用和细胞呼吸第一节ATP和酶一、ATP1、功能:ATP是生命活动的直接能源物质注:生命活动的主要的能源物质是糖类(葡萄糖);生命活动的储备能源物质是脂肪。生命活动的根本能量来源是太阳能。2、结构:中文名:腺嘌呤核苷三磷酸(三磷酸腺苷)构成:腺嘌呤—核糖—磷酸基团~磷酸基团~磷酸基团简式:A-P~P~P(A:腺嘌呤核苷;T:3;P:磷酸基团;~:高能磷酸键,第二个高能磷酸键相当脆弱,水解时容易断裂)3、ATP与ADP的相互转化:酶ATPADP+Pi+能量注:(1)向右:表示ATP水解,所释放的能量用于各种需要能量的生命活动。向左:表示ATP合成,所需的能量来源于生物化学反应释放的能量。(在人和动物体内,来自细胞呼吸;绿色植物体内则来自细胞呼吸和光合作用)(2)ATP能作为直接能源物质的原因是细胞中ATP与ADP循环转变,且十分迅速。二、酶1、概念:酶通常是指由活细胞产生的、具有催化活性的一类特殊的蛋白质,又称为生物催化剂。(少数核酸也具有生物催化作用,它们被称为“核酶”)。2、特性:催化性、高效性、特异性3、影响酶促反应速率的因素(1)PH:在最适pH下,酶的活性最高,pH值偏高或偏低酶的活性都会明显降低。(PH过高或过低,酶活性丧失)(2)温度:在最适温度下酶的活性最高,温度偏高或偏低酶的活性都会明显降低。(温度过低,酶活性降低;温度过高,酶活性丧失)另外:还受酶的浓度、底物浓度、产物浓度的影响。第二节光合作用一、光合作用的发现1940美国,鲁宾和卡门(用放射性同位素标记法):光合作用释放的氧全部来自参加反应的水。(糖类中的氢也来自水)。1948美国,梅尔文·卡尔文:用标14C标记的CO2追踪了光合作用过程中碳二、实验:提取和分离叶绿体中的色素1、原理:叶绿体中的色素能溶解于有机溶剂(如丙酮、酒精等)。叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快;反之则慢。3、方法步骤:(1)提取绿叶中色素:称取绿叶5g→剪碎置于研钵→放入少许SiO2和CaCO3→加入10mL丙酮→充分研磨→过滤→收集滤液(试管口用面塞塞严)(2)制备滤纸条:(3)画滤液细线:(4)分离色素:滤纸条轻轻插入盛有层析液的小烧杯中,用培养皿盖住小烧杯。4、结果分析:色素在滤纸条上的分布如下图:(橙黄色)最快(溶解度最大)(黄色)(蓝绿色)最宽(最多)(黄绿色)最慢(溶解度最小)5、注意:丙酮的用途是提取(溶解)叶绿体中的色素,层析液的的用途是分离叶绿体中的色素;石英砂的作用是为了研磨充分,碳酸钙的作用是防止研磨时叶绿体中的色素受到破坏;分离色素时,层析液不能没及滤液细线的原因是滤液细线上的色素会溶解到层析液中;5、色素的位置和功能叶绿体中的色素存在于叶绿体类囊体薄膜上。叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光;胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光及保护叶绿素免受强光伤害的作用。Mg是构成叶绿素分子必需的元素。三、光合作用1、概念:指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转变成储存能量的有机物,并且释放出氧气的过程。2、过程:(1)光反应条件:有光、色素、酶场所:叶绿体类囊体薄膜过程:①水的光解:②ATP的合成:(光能→ATP中活跃的化学能)(2)暗反应条件:有光和无光、酶场所:叶绿体基质过程:①CO2的固定:②C3的还原:(ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能)3、总反应式:光能CO2+H2O(CH2O)+O2叶绿体4、实质:把无机物转变成有机物,把光能转变成有机物中的化学能四、影响光合作用的环境因素:光照强度、CO2浓度、温度等(1)光照强度:在一定的光照强度范围内,光合作用的速率随着光照强度的增加而加快。(2)CO2浓度:在一定浓度范围内,光合作用速率随着CO2浓度的增加而加快。(3)温度:光合作用只能在一定的温度范围内进行,在最适温度时,光合作用速率最快,高于或低于最适温度,光合作用速率下降。五、农业生产中提高光能利用率采取的方法:延长光照时间如:补充人工光照、多季种植(轮作)增加光照面积如:合理密植、套种(间作)光照强弱的控制:阳生植物(强光),阴生植物(弱光)增强光合作用效率适当提高CO2浓度:施农家肥适当提高白天温度(降低夜间温度)必需矿质元素的供应第三节细胞呼吸一、细胞呼吸的概念:细胞呼吸主要是指糖类、脂质和蛋白质等有机物在活细胞内氧化分解为二氧化碳和水或分解为一些不彻底的氧化产物,且伴随着能量释放的过程。二、细胞呼吸的类型:包括有氧呼吸和无氧呼吸(一)有氧呼吸1、概念:有氧呼吸是指活细胞在有氧气的参与下,通过酶的催化作用,把某些有机物彻底氧化分解,产生出二氧化碳和水,同时释放大量能量的过程。2、过程:三个阶段①C6H12O6酶2丙酮酸+[H](少)+能量(少)细胞质基质②丙酮酸+H2O酶CO2+[H]+能量(少)线粒体③[H]+O2酶H2O+能量(大量)线粒体(注:3个阶段的各个化学反应是由不同的酶来催化的)3、总反应式:C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量4、意义:是大多数生物特别是人和高等动植物获得能量的主要途径(二)无氧呼吸1、概念:无氧呼吸是指细胞在无氧条件下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物分解成乙醇和二氧化碳或乳酸,同时释放少量能量的过程。2、过程:二个阶段①:与有氧呼吸第一阶段完全相同细胞质基质②丙酮酸酶C2H5OH(酒精)+CO2细胞质基质(高等植物、酵母菌等)或丙酮酸酶C3H6O3(乳酸)(动物和人)3、总反应式:C6H12O6酶2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)+能量4、意义:高等植物在水淹的情况下,可以进行短暂的无氧呼吸,将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳,释放出能量以适应缺氧环境条件。(酒精会毒害根细胞,产生烂根现象)人在剧烈运动时,需要在相对较短的时间内消耗大量的能量,肌肉细胞则以无氧呼吸的方式将葡萄糖分解为乳酸,释放出一定能量,满足人体的需要。三、细胞呼吸的意义为生物体的生命活动提供能量,其中间产物还是各种有机物之间转化的枢纽。四、应用:1、水稻生产中适时的露田和晒田可以改善土壤通气条件,增强水稻根系的细胞呼吸作用。2、储存粮食时,要注意降低温度和保持干燥,抑制细胞呼吸。3、果蔬保鲜时,采用降低氧浓度、充氮气或降低温度等方法,抑制细胞呼吸,注意要保持一定的湿度。五、实验:探究酵母菌的呼吸方式1、实验原理:酵母菌是一种单细胞真菌,在有氧和无氧的条件下都能生存。在无氧或缺氧的条件下能进行无氧呼吸,在氧气充裕的条件下能进行有氧呼吸,因此便于用来研究细胞的呼吸方式。在探究活动中,需要设计和进行对比实验,分析有氧条件下和无氧条件酵母菌细胞的呼吸情况。CO2可以使澄清的石灰水变浑浊,也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇发生化学反应,变成绿色。第五章细胞的增殖、分化、衰老和凋亡第一节细胞增殖一、细胞增殖的意义:是生物体生长、发育、生殖和遗传的基础三、有丝分裂:1、细胞周期:从一次细胞分裂结束开始,直到下一次细胞分裂结束为止,称为一个细胞周期注:①连续分裂的细胞才具有细胞周期;②间期在前,分裂期在后;③间期长,分裂期短;④不同生物或同一生物不同种类的细胞,细胞周期长短不一。2、有丝分裂的过程:动物细胞的有丝分裂(1)分裂间期:主要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成结果:DNA分子加倍;染色体数不变(一条染色体含有2条染色单体)(2)分裂期前期:①出现染色体和纺锤体②核膜解体、核仁逐渐消失;中期:每条染色体的着丝粒都排列在赤道板上;(中期染色体的形态和数目最清晰)后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体,并在纺锤体的牵引下分别向细胞两极移动。末期:①染色体、纺锤体消失②核膜、核仁重现(细胞膜内陷)3、动、植物细胞有丝分裂的比较:动物细胞植物细胞不同点前期:纺锤体的形成方式不同由两组中心粒发出的星射线构成纺锤体由细胞两极发出的纺锤丝构成纺锤体末期:细胞质的分裂方式不同由细胞膜向内凹陷把亲代细胞缢裂成两个子细胞由细胞板形成的细胞壁把亲代细胞分成两个子细胞4、有丝分裂过程中染色体和DNA数目的变化:5、有丝分裂的意义在有丝分裂过程中,染色体复制一次,细胞分裂一次,分裂结果是染色体平均分配到两个子细胞中去。子细胞具有和亲代细胞相同数目、相同形态的染色体。这保证了亲代与子代细胞间的遗传性状的稳定性。6、实验:观察植物细胞的有丝分裂实验原理:植物体中,有丝分裂常见于根尖、茎尖等分生区细胞。高等植物细胞有丝分裂的过程,分为分裂间期和分裂的前期、中期、后期、末期。可以用高倍镜观察植物细胞有丝分裂的过程,根据各个时期细胞内染色体(或染色质)的变化情况,识别该细胞处于有丝分裂的哪个时期。细胞核内的染色体容易被碱性燃料(龙胆紫、醋酸洋红)着色。方法步骤:(1)洋葱根尖培养:实验课前3~4天,取洋葱一个,放在广口瓶上。瓶内装满清水,洋葱底部接触瓶内水面,置于温暖处,常换水。待根长5cm时,取健壮的根尖制片观察。(2)装片的制作:①解离:上午10时~下午2时(是洋葱根尖细胞有丝分裂的活跃期),剪取根尖2~3mm,立即放入解离液室温下解离3~5min,取出。②漂洗:待根尖酥软后,用镊子取出,在清水中漂洗10min。③染色:根尖用龙胆紫(或醋酸洋红)染色3~5min。④制片:用镊子将染过色的根尖取出,置于栽玻片上,加1滴清水,弄碎根尖(用镊子尖),盖上盖玻片,在盖玻片上再加一片载玻片,然后用拇指轻轻压载玻片,使细胞分散开来。(3)洋葱根尖细胞有丝分裂的观察:①先低倍镜观察:找到分生区细胞(细胞呈正方形,排列紧密,有的细胞正在分裂)②再高倍镜观察:找到分生区细胞后,移走低倍镜,换上高倍镜,用细准焦螺旋和反光镜把视野调整清晰。③观察:找出处于细胞分裂期中期的细胞,再找出前期、后期、末期的细胞。(根据染色体的变化特点判断各个时期)四、无丝分裂1、特点:在分裂过程中,没有染色体和纺锤体等结构的出现(但有DNA的复制)2、举例:草履虫、蛙的红细胞等。第二节细胞分化、衰老和凋亡一、细胞的分化1、概念:由同一种类型的细胞经细胞分裂后,逐渐在形态结构和生理功能上形成稳定性的差异,产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化。2、特点:稳定性、持久性3、细胞分化的原因:是基因选择性表达的结果(注:细胞分化过程中基因没有改变)4、细胞分化和细胞分裂的区别:细胞分裂的结果是:细胞数目的增加;细胞分化的结果是:细胞种类的增加二、细胞的全能性1、植物细胞全能性的概念指植物体中单个已经分化的细胞在适宜的条件下,仍然具有发育成完整新植株的潜能。2、植物细胞全能性的原因:植物细胞中具有发育成完整个体的全部遗传物质。(已分化的动物体细胞的细胞核也具有全能性)3、细胞全能性实例:胡萝卜根细胞或组织离体培养成新的胡萝卜植株。4、植物组织培养过程:三、细胞衰老1、衰老细胞的特征:①细胞核膨大,核膜皱折,染色质固缩(染色加深);②线粒体变大且数目减少(呼吸速率减慢);③细胞内酶的活性降低,代谢速度减慢,增殖能力减退;④细胞膜通透性改变,物质运输功能降低;⑤细胞内水分减少,细胞萎缩,体积变小;⑥细胞内色素沉积,妨碍细胞内物质的交流和传递。2、决定细胞衰老的主要原因细胞的增殖能力是有限的,体细胞的衰老是由细胞自身的因素决定的四、细胞凋亡1、细胞凋亡的概念:细胞凋亡是细胞的一种重要的生命活动,是一个主动的由基因决定的细胞程序化自行结束生命的过程。也称为细胞程序性死亡。2、细胞凋亡的意义:对生物的个体发育、机体稳定状态的维持等都具有重要作用。3、细胞凋亡与细胞坏死的区别:细胞凋亡由基因决定的细胞程序性死亡。细胞坏死是极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激引起的细胞损伤和死亡。第三节关注癌症一、细胞癌变原因:原癌基因和抑癌基因的变异二、致癌因子:物理致癌因子;化学致癌因子;病毒致癌因子三、癌细胞的特征:1、能无限增殖。(原因是没有接触抑制,癌细胞并不因为相互接触而停止分裂)2、具有浸润性和扩散性。(原因是细胞膜上糖蛋白等物质的减少,使癌细胞间黏着性下降)3、能够逃避免疫监视4、形态结构发生显著变化三、我国的肿瘤防治2、肿瘤的主要治疗方法:放射治疗(简称放疗)化学治疗(简称化疗)手术切除必修2遗传与进化知识点第二章减数分裂和有性生殖第一节减数分裂一、减数分裂的概念减数分裂是进行有性生殖的生物形成生殖细胞过程中所特有的细胞分裂方式。在减数分裂过程中,染色体只复制一次,而细胞连续分裂两次,新产生的生殖细胞中的染色体数目比体细胞减少一半。(注:体细胞主要通过有丝分裂产生,有丝分裂过程中,染色体复制一次,细胞分裂一次,新产生的细胞中的染色体数目与体细胞相同。)二、减数分裂的过程1、精子的形成过程:精巢(哺乳动物称睾丸)减数第一次分裂间期:染色体复制(包括DNA复制和蛋白质的合成)。前期:同源染色体两两配对(称联会),形成四分体。四分体中的非姐妹染色单体之间常常发生对等片段的互换。中期:同源染色体成对排列在赤道板上(两侧)。后期:同源染色体分离(基因等位分离);非同源染色体(非等位基因)自由组合。末期:细胞质分裂,形成2个子细胞。减数第二次分裂(无同源染色体)前期:染色体排列散乱。中期:每条染色体的着丝粒都排列在细胞中央的赤道板上。后期:姐妹染色单体分开,成为两条子染色体。并分别移向细胞两极。末期:细胞质分裂,每个细胞形成2个子细胞,最终共形成4个子细胞。2、卵细胞的形成过程:卵巢三、精子与卵细胞的形成过程的比较

精子的形成卵细胞的形成不同点形成部位精巢(哺乳动物称睾丸)卵巢过程有变形期无变形期细胞质分裂均等2次不均等分裂子细胞数4个精子1个卵细胞+3个极体相同点精子和卵细胞中染色体数目都是体细胞的一半四、注意:1、同源染色体①形态、大小基本相同;②一条来自父方,一条来自母方。2、精原细胞和卵原细胞的染色体数目与体细胞相同。因此,它们属于体细胞,通过有丝分裂的方式增殖,但它们又可以进行减数分裂形成生殖细胞。3、减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数第一次分裂,原因是同源染色体分离并进入不同的子细胞。所以减数第二次分裂过程中无同源染色体。4、减数分裂过程中染色体和DNA的变化规律五、受精作用的特点和意义特点:受精作用是精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。精子的头部进入卵细胞,尾部留在外面,不久精子的细胞核就和卵细胞的细胞核融合,使受精卵中染色体的数目又恢复到体细胞的数目,其中有一半来自精子,另一半来自卵细胞。意义:减数分裂和受精作用对于维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,对于生物的遗传和变异具有重要的作用。六、减数分裂与有丝分裂图像辨析步骤:一看染色体数目:奇数为减Ⅱ(姐妹分家只看一极)二看有无同源染色体:没有为减Ⅱ(姐妹分家只看一极)三看同源染色体行为:确定有丝或减Ⅰ注意:若细胞质为不均等分裂,则为卵原细胞的减Ⅰ或减Ⅱ的后期。同源染色体分家—减Ⅰ后期姐妹分家—减Ⅱ后期第二节有性生殖1.概念:有性生殖是由亲代产生有性生殖细胞或配子,经过两性生殖细胞(如精子和卵细胞)的结合,成为合子(如受精卵)。再由合子发育成新个体的生殖方式。2.意义:在有性生殖中,由于两性生殖细胞分别来自不同的亲本,因此,由合子发育成的后代就具备了双亲的遗传特性,具有更强的生活能力和变异性,这对于生物的生存和进化具有重要意义。第三章遗传和染色体第一节基因的分离定律一、相对性状性状:生物体所表现出来的的形态特征、生理生化特征或行为方式等。相对性状:同一种生物的同一种性状的不同表现类型。二、孟德尔一对相对性状的杂交实验相关概念1、显性性状与隐性性状显性性状:具有相对性状的两个亲本杂交,F1表现出来的性状。隐性性状:具有相对性状的两个亲本杂交,F1没有表现出来的性状。附:性状分离:在杂种后代中出现不同于亲本性状的现象)2、显性基因与隐性基因显性基因:控制显性性状的基因。隐性基因:控制隐性性状的基因。附:基因:控制性状的遗传因子(DNA分子上有遗传效应的片段P68)等位基因:决定1对相对性状的两个基因(位于一对同源染色体上的相同位置上)。3、纯合子与杂合子纯合子:由相同基因的配子结合成的合子发育成的个体(能稳定的遗传,不发生性状分离):显性纯合子(如AA的个体)隐性纯合子(如aa的个体)杂合子:由不同基因的配子结合成的合子发育成的个体(不能稳定的遗传,后代会发生性状分离)4、表现型与基因型表现型:指生物个体实际表现出来的性状。基因型:与表现型有关的基因组成。(关系:基因型+环境→表现型)杂交与自交杂交:基因型不同的生物体间相互交配的过程。自交:基因型相同的生物体间相互交配的过程。(指植物体中自花传粉和雌雄异花植物的同株受粉)附:测交:让F1与隐性纯合子杂交。(可用来测定F1的基因型,属于杂交)三、基因分离定律的实质:在减I分裂后期,等位基因随着同源染色体的分开而分离。五、孟德尔遗传实验的科学方法:正确地选用试验材料;分析方法科学;(单因子→多因子)应用统计学方法对实验结果进行分析;科学地设计了试验的程序。第二节基因的自由组合定律一、基因自由组合定律的实质:在减I分裂后期,非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合。(注意:非等位基因要位于非同源染色体上才满足自由组合定律)附:杂交育种方法:杂交原理:基因重组优缺点:方法简便,但要较长年限选择才可获得。四、性别决定和伴性遗传1、XY型性别决定方式:染色体组成(n对):雄性:n-1对常染色体+XY雌性:n-1对常染色体+XX性比:一般1:1常见生物:全部哺乳动物、大多雌雄异体的植物,多数昆虫、一些鱼类和两栖类。2、伴性遗传基因型的写法先写出性染色体,男性XY,女性XX,再在X染色体的右上角写上基因(Y上不写)3、三种伴性遗传的特点:(1)伴X隐性遗传的特点:①男>女②隔代遗传(交叉遗传)③母病子必病,女病父必病(2)伴X显性遗传的特点:①女>男②连续发病③父病女必病,子病母必病(3)伴Y遗传的特点:①男病女不病②父→子→孙4、家族系谱图中遗传病遗传方式的快速判断无中生有为隐性→病女父或子正常为常隐有中生无为显性→病男母或女正常为常显附:常见遗传病类型(要记住):伴X隐:色盲、血友病伴X显:抗维生素D佝偻病常隐:先天性聋哑、白化病常显:多(并)指第三节染色体变异及其应用一、染色体结构变异:实例:猫叫综合征(5号染色体部分缺失)类型:缺失、重复、倒位、易位(看书P43图并理解)二、染色体数目的变异1、类型个别染色体增加或减少:实例:21三体综合征(多1条21号染色体)以染色体组的形式成倍增加或减少:实例:三倍体无子西瓜2、染色体组:(1)概念:二倍体生物配子中所具有的全部染色体组成一个染色体组。(2)特点:①一个染色体组中无同源染色体,形态和功能各不相同;②一个染色体组携带着控制生物生长的全部遗传信息。(3)染色体组数的判断:①染色体组数=细胞中任意一种染色体条数例1:以下各图中,各有几个染色体组?答案:32514②染色体组数=基因型中控制同一性状的基因个数例2:以下基因型,所代表的生物染色体组数分别是多少?(1)Aa______(2)AaBb____(3)AAa_____(4)AaaBbb____(5)AAAaBBbb____(6)ABCD______答案:2233413、单倍体、二倍体和多倍体由配子发育成的个体叫单倍体。有受精卵发育成的个体,体细胞中含几个染色体组就叫几倍体,如含两个染色体组就叫二倍体,含三个染色体组就叫三倍体,以此类推。体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体叫多倍体。三、染色体变异在育种上的应用1、多倍体育种:方法:用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。(原理:能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不分离,从而引起细胞内染色体数目加倍)原理:染色体变异实例:三倍体无子西瓜的培育;优缺点:培育出的植物器官大,产量高,营养丰富,但结实率低,成熟迟。2、单倍体育种:方法:花粉(药)离体培养原理:染色体变异优缺点:后代都是纯合子,明显缩短育种年限,但技术较复杂。附:育种方法小结诱变育种杂交育种多倍体育种单倍体育种方法用射线、激光、化学药品等处理生物杂交用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗花药(粉)离体培养人工诱导染色体加倍原理基因突变基因重组染色体变异染色体变异优缺点加速育种进程,大幅度地改良某些性状,但有利变异个体少。方法简便,但要较长年限选择才可获得纯合子。器官较大,营养物质含量高,但结实率低,成熟迟。明显缩短育种年限,但技术较复杂。第四章遗传的分子基础第一节探索遗传物质的过程一、1928年格里菲思的肺炎双球菌的转化实验:1、肺炎双球菌有两种类型类型:S型细菌:菌落光滑,菌体有夹膜,有毒性R型细菌:菌落粗糙,菌体无夹膜,无毒性2、实验过程(看书)3、推论(格里菲思):在第四组实验中,已经被加热杀死S型细菌中,必然含有某种促成这一转化的活性物质—“转化因子”。二、1944年艾弗里的实验:1、实验过程:2、实验证明:DNA才是R型细菌产生稳定遗传变化的物质。(即:DNA是遗传物质,蛋白质等不是遗传物质)三、1952年郝尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验1、T2噬菌体机构和元素组成:2、实验过程(看书)3、实验结论:子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的。(即:DNA是遗传物质)四、1956年烟草花叶病毒感染烟草实验证明:在只有RNA的病毒中,RNA是遗传物质。五、小结:

细胞生物(真核、原核)非细胞生物(病毒)核酸DNA和RNADNARNA遗传物质DNADNARNA因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以DNA是主要的遗传物质。第二节DNA的结构和DNA的复制:一、DNA的结构1、DNA的组成元素:C、H、O、N、P2、DNA的基本单位:脱氧核糖核苷酸(4种)3、DNA的结构:①由两条、反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构。②外侧:脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架。内侧:由氢键相连的碱基对组成。③碱基配对有一定规律:A=T;G≡C。(碱基互补配对原则)4、DNA的特性:①多样性:碱基对的排列顺序是千变万化的。(排列种数:4n(n为碱基对对数)②特异性:每个特定DNA分子的碱基排列顺序是特定的。5、DNA的功能:携带遗传信息(DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息)。6、与DNA有关的计算:在双链DNA分子中:①A=T、G=C②任意两个非互补的碱基之和相等;且等于全部碱基和的一半例:A+G=A+C=T+G=T+C=1/2全部碱基二、DNA的复制1、概念:以亲代DNA分子两条链为模板,合成子代DNA的过程2、时间:有丝分裂间期和减Ⅰ前的间期3、场所:主要在细胞核4、过程:(看书)①解旋②合成子链③子、母链盘绕形成子代DNA分子5、特点:半保留复制6、原则:碱基互补配对原则7、条件:①模板:亲代DNA分子的两条链②原料:4种游离的脱氧核糖核苷酸③能量:ATP④酶:解旋酶、DNA聚合酶等8、DNA能精确复制的原因:①独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板;②碱基互补配对原则保证复制能够准确进行。9、意义:DNA分子复制,使遗传信息从亲代传递给子代,从而确保了遗传信息的连续性。10、与DNA复制有关的计算:复制出DNA数=2n(n为复制次数)含亲代链的DNA数=2第三节基因控制蛋白质的合成一、RNA的结构:1、组成元素:C、H、O、N、P2、基本单位:核糖核苷酸(4种)3、结构:一般为单链二、基因:是具有遗传效应的DNA片段。主要在染色体上三、基因控制蛋白质合成:1、转录:(1)概念:在细胞核中,以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成RNA的过程。(注:叶绿体、线粒体也有转录)(2)过程(看书)(3)条件:模板:DNA的一条链(模板链)原料:4种核糖核苷酸能量:ATP酶:解旋酶、RNA聚合酶等(4)原则:碱基互补配对原则(A—U、T—A、G—C、C—G)(5)产物:信使RNA(mRNA)、核糖体RNA(rRNA)、转运RNA(tRNA)2、翻译:(1)概念:游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板,合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。(密码子:mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基,叫做一个“遗传密码子”。)(2)过程:(看书)(3)条件:模板:mRNA原料:氨基酸(20种)能量:ATP酶:多种酶搬运工具:tRNA装配机器:核糖体(4)原则:碱基互补配对原则(5)产物:多肽链3、与基因表达有关的计算基因中碱基数:mRNA分子中碱基数:氨基酸数=6:3:1四、基因对性状的控制1、中心法则2、基因控制性状的方式:(1)通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物的性状;(2)通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状。五、人类基因组计划及其意义计划:完成人体24条染色体上的全部基因的遗传作图、物理作图、和全部碱基的序列测定。意义:可以清楚的认识人类基因的组成、结构、功能极其相互关系,对于人类疾病的诊治和预防具有重要的意义第四节基因突变和基因重组一、生物变异的类型不可遗传的变异(仅由环境变化引起)可遗传的变异(由遗传物质的变化引起)基因突变基因重组染色体变异二、可遗传的变异(一)基因突变1、概念:是指DNA分子中碱基对的增添、缺失或改变等变化。例如:镰刀型细胞贫血症直接原因:组成血红蛋白的一条肽链上的氨基酸发生改变(谷氨酸→缬氨酸)根本原因:DNA模板链上的碱基发生改变(CTT→CAT)2、原因:物理因素:X射线、激光等;化学因素:亚硝酸盐,碱基类似物等;生物因素:病毒、细菌等。3、特点:①发生频率低:②方向不确定(一般有害)③随机发生基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期;基因突变可以发生在细胞内的不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上。④普遍存在4、结果:使一个基因变成它的等位基因。5、时间:细胞分裂间期(DNA复制时期)6、应用——诱变育种①方法:用射线、激光、化学药品等处理生物。②原理:基因突变③实例:高产青霉菌株的获得④优缺点:加速育种进程,大幅度地改良某些性状,但有利变异个体少。7、意义:①是生物变异的根本来源;②为生物的进化提供了原始材料;③是形成生物多样性的重要原因之一。(二)基因重组1、概念:是指生物体在进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因重新组合的过程。2、种类:①基因的自由组合:减数分裂(减Ⅰ后期)形成配子时,随着非同源染色体的自由组合,位于这些染色体上的非等位基因也自由组合。组合的结果可能产生与亲代基因型不同的个体。②基因的交叉互换:减Ⅰ四分体时期,同源染色体上(非姐妹染色单体)之间等位基因的交换。结果是导致染色单体上基因的重组,组合的结果可能产生与亲代基因型不同的个体。3、结果:产生新的基因型4、应用(育种):杂交育种(见前面笔记)5、意义:①为生物的变异提供了丰富的来源;②为生物的进化提供材料;③是形成生物体多样性的重要原因之一(三)染色体变异(见第三章第三节)第五节关注人类遗传病一、人类遗传病与先天性疾病区别:遗传病:由遗传物质改变引起的疾病。(可以生来就有,也可以后天发生)先天性疾病:生来就有的疾病。(不一定是遗传病)二、人类遗传病产生的原因:人类遗传病是由于遗传物质的改变而引起的人类疾病三、人类遗传病类型(一)单基因遗传病1、概念:由一对等位基因控制的遗传病。3、类型:显性遗传病伴X显:抗维生素D佝偻病常显:多指、并指、软骨发育不全隐性遗传病伴X隐:色盲、血友病常隐:先天性聋哑、白化病、镰刀型细胞贫血症、黑尿症、苯丙酮尿症(二)多基因遗传病1、概念:由多对等位基因控制的人类遗传病。2、常见类型:腭裂、无脑儿、原发性高血压、青少年型糖尿病等。(三)染色体异常遗传病(简称染色体病)1、概念:染色体异常引起的遗传病。(包括数目异常和结构异常)2、类型:常染色体遗传病结构异常:猫叫综合征数目异常:21三体综合征(先天智力障碍)性染色体遗传病:性腺发育不全综合征(XO型,患者缺少一条X染色体)四、遗传病的监测和预防1、禁止近亲结婚:每个人都可能携带5-6个不同的隐性致病基因,在近亲结婚的情况下,双方从共同祖先那里继承同一种致病基因的机会大大增加。2、遗传咨询:3、产前诊断:五、实验:调查人群中的遗传病第五章生物的进化第一节生物进化理论的发展三、现代达尔文主义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)要点基因突变、基因重组、染色体变异产生生物进化的原材料自然选择决定进化方向突变、选择和隔离是物种形成和生物进化的机制(一)种群是生物进化的基本单位1、种群:概念:在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体称为种群。特点:不仅是生物繁殖的基本单位;而且是生物进化的基本单位。2、种群基因库:一个种群的全部个体所含有的全部基因构成了该种群的基因库3、基因(型)频率的计算:①按定义计算:②某个等位基因的频率=它的纯合子的频率+½杂合子频率(二)基因突变、基因重组、染色体变异产生生物进化的原材料(三)自然选择决定进化方向:在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变,导致生物朝着一定的方向不断进化。(生物进化的实质是种群基因频率的改变)(四)突变、选择和隔离是物种形成和生物进化的机制1、物种:指分布在一定的自然地域,具有一定的形态结构和生理功能特征,而且自然状态下能相互交配并能生殖出可育后代的一群生物个体。2、隔离:地理隔离:同一种生物由于地理上的障碍而分成

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