细心做题理性思考高中生物框架图第一单元生命的物质基础和结构基础（细胞中的化合物、细胞的结构和功能、细胞增殖、分化、癌变和衰老、生物膜系统和细胞工程）1.1化学元素与生物体的关系最基本元素：CC、H、O、N、大量元素P、S、基本元素：C、H、O、NK、Ca、必需元素Mg主要元素：C、H、O、N、P、S微量元素Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等化学元素无害元素Al、Si等非必需元素有害元素Pb、Hg等1.2生物体中化学元素的组成特点C、H、O、N四种元素含量最多不同种生物体中化学元素的组成特点元素种类大体相同元素含量差异很大1.3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，在无机自然界中都能找到差异性组成生物体的化学元素，在生物体和无机自然界中含量差异很大第1页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考1.4细胞中的化合物一览表化合物分类元素组成主要生理功能①组成细胞②维持细胞形态③运输物质水④提供反应场所⑤参与化学反应⑥维持生物大分子功能⑦调节渗透压①构成化合物（Fe、Mg）②组成细胞（如骨细胞）无机盐③参与化学反应④维持细胞和内环境的渗透压）单糖①供能（淀粉、糖元、葡萄糖等）二糖②组成核酸（核糖、脱氧核糖）糖类C、H、O多糖③细胞识别（糖蛋白）④组成细胞壁（纤维素）①供能（贮备能源）脂肪C、H、O②组成生物膜脂质磷脂（类脂）C、H、O、N、P③调节生殖和代谢（性激素、Vit.D）固醇C、H、O④保护和保温①组成细胞和生物体单纯蛋白（如胰岛素）C、H、O、N、S②调节代谢（激素）蛋白质结合蛋白（如糖蛋白）（Fe、Cu、P、Mo……）③催化化学反应（酶）④运输、免疫、识别等①贮存和传递遗传信息DNA核酸C、H、O、N、P②控制生物性状RNA③催化化学反应（RNA类酶）1.5蛋白质的相关计算设构成蛋白质的氨基酸个数m，构成蛋白质的肽链条数为n，构成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为a，蛋白质中的肽键个数为x，蛋白质的相对分子质量为y，控制蛋白质的基因的最少碱基对数为r，则肽键数＝脱去的水分子数，为xmn……………………………………①蛋白质的相对分子质量yma18x…………………………………………②r或者ya18x…………………………………………③3第2页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考1.6蛋白质的组成层次C、H、O、N、S氨基酸肽链基本成分蛋白质C、H、O、N、P、Fe、Cu……离子和（或）分子其它成分1.7核酸的基本组成单位名称基本组成单位一分子磷酸（H3PO4）一分子五碳糖核酸核苷酸（8种）（核糖或脱氧核糖）核苷一分子含氮碱基（5种：A、G、C、T、U）一分子磷酸脱氧核苷酸（4种）DNA一分子脱氧核糖一分子含氮碱基脱氧核苷（A、G、C、T）一分子磷酸核糖核苷酸（4种）RNA一分子核糖核糖核苷一分子含氮碱基（A、G、C、U）1.8生物大分子的组成特点及多样性的原因名称基本单位化学通式聚合方式多样性的原因①葡萄糖数目不同多糖葡萄糖C6H12O6②糖链的分支不同③化学键的不同R①氨基酸数目不同②氨基酸种类不同蛋白质氨基酸NH2CCOOH脱水缩合③氨基酸排列次序不同H④肽链的空间结构①核苷酸数目不同核酸核苷酸②核苷酸排列次序不同（DNA和RNA）③核苷酸种类不同第3页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考1.9生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定物质试剂操作要点颜色反应临时混合还原性糖斐林试剂（甲液和乙液）砖红色加热切片脂肪苏丹Ⅲ（苏丹Ⅳ）桔黄色（红色）高倍镜观察先加试剂A蛋白质双缩脲试剂（A液和B液）紫色再滴加试剂B加0.015mol/LNaCl溶液5MlDNA二苯胺蓝色沸水加热5min1.10选择透过性膜的特点自由通过水选择透过性膜的特点三个通过可以通过被选择的离子和小分子不能通过其它离子、小分子和大分子1.11细胞膜的物质交换功能亲脂小分子自由扩散高浓度——→低浓度膜不消耗细胞能量（ATP）的离子、小分子离子、不亲脂小分子流低浓度——→高浓度动主动运输需载体蛋白运载性原物质交换消耗细胞能量（ATP）理内吞膜的流动性、膜融合特性大分子、颗粒外排1.12线粒体和叶绿体共同点1、具有双层膜结构2、进行能量转换3、含遗传物质——DNA4、能独立地控制性状5、决定细胞质遗传6、内含核糖体7、有相对独立的转录翻译系统8、能自我分裂增殖第4页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考1.13真核生物细胞器的比较名称化学组成存在位置膜结构主要功能蛋白质、呼吸酶、RNA、能有氧呼吸的线粒体动植物细胞脂质、DNA量主要场所双层膜蛋白质、光合酶、RNA、代叶绿体植物叶肉细胞光合作用脂质、DNA、色素谢与蛋白质、脂质、糖类内质网蛋白质、酶、脂质的加工、运输有关动植物细胞中广单层膜蛋白质的运输、加工、高尔基体蛋白质、脂质泛存在细胞分泌、细胞壁形成溶酶体蛋白质、脂质、酶细胞内消化核糖体蛋白质、RNA、酶合成蛋白质动物细胞无膜中心体蛋白质与有丝分裂有关低等植物细胞1.14细胞有丝分裂中核内DNA、染色体和染色单体变化规律间期前期中期后期末期DNA含量2a—→4a4a4a4a2a染色体数目（个）2N2N2N4N2N染色体单数（个）04N4N00染色体组数（个）22242同源染色数（对）NNN2NN注：设间期染色体数目为2N个，未复制时DNA含量为2a。1.15理化因素对细胞周期的影响理化因素间期前期中期后期末期机理应用过量脱氧胸苷＋抑制DNA复制治疗癌症秋水仙素＋抑制纺锤体形成获得多倍体低温（2—4℃）＋＋＋＋＋影响酶活和供能低温贮藏注：＋表示有影响1.16细胞分裂异常（或特殊形式分裂）的类型及结果类型分裂方式结果事例细胞质不分裂有丝分裂双（多）核细胞多核胚囊个别染色体不分离有丝分裂、减数分裂单体、多体21三体、唐氏综合征全部染色体不分离有丝分裂、减数分裂多倍体四倍体植物染色体多次复制，但不分离有丝分裂多线巨大染色体果蝇唾腺染色体两个以上中心体有丝分裂多极核第5页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考1.17细胞分裂与分化的关系MG0期（暂不增殖）G2衰老死亡周期性细胞G1终端分化细胞S1.18已分化细胞的特点1.19分化后形成的不同种类细胞的特点形态结构特化基因表达不同新陈代谢改变形态结构不同已分化细胞不同种类细胞生理功能专一生理功能不同分裂能力丧失代谢活动不同1.20分化与细胞全能性的关系体细胞分化程度越低全能性越高，分化程度越高全能性越低生殖细胞（如卵细胞、花粉）分化程度高，全能性也高受精卵分化程度最低（尚未分化），全能性最高1.21细胞的生活史癌变（永生）异常分化绝大多数细胞未分化分化衰老死亡细胞干细胞分裂干细胞特点：（无限增殖）既分裂也分化少数细胞癌细胞特点：（无限增殖）癌细胞分裂只分裂不分化第6页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考1.22癌细胞的特点无限分裂增殖永生细胞成纤维细胞癌变形态结构变化扁平梭形球形如癌细胞膜糖蛋白减少，细胞黏着性降低，易转移扩散。细胞物质改变癌细胞膜表面含肿瘤抗原，肝癌细胞含甲胎蛋白等癌细胞的特点正常功能丧失新陈代谢异常如线粒体功能障碍，无氧供能引发免疫反应主要是细胞免疫可以种间移植可移植在异种生物体内生长，形成癌瘤1.23衰老细胞的特点水少水分减少，细胞萎缩，体积变小，代谢减慢酶低酶的活性降低助水酶色核透记色累色素积累，阻碍细胞内物质交流和信息传递（水煤色黑透）词核大细胞核体积增大，染色体固缩，染色加深透变细胞膜通透性改变，物质运输功能降低1.24细胞的死亡环境因素突变病理性死亡（细胞坏死）细病原体入侵胞死动物变态蝌蚪尾部消失亡花儿凋谢花瓣凋萎程序性死亡（细胞凋亡）正常生命需要极体消失大部分淋巴细胞死亡第7页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考1.25生物膜与生物膜系统化学组成相似组成细胞的膜的总称基本结构相同概念核外膜——内质网膜——胞膜直接联系内质网膜——线粒体外膜（或相依）结构上的联系间接联系内质网膜—膜泡—高尔基体膜—膜泡—胞膜生物膜协相分泌作用内质网-高尔基体-细胞膜调互工配功能上的联系作合胞饮作用细胞膜-溶酶体为细胞提供稳定的内环境膜细胞膜进行物质运输、能量交换、信息传递生理作用为化学反应提供场所将细胞分隔成功能小区生物膜系统工业上淡化海水，处理污水研究意义农业上研究抗寒、抗旱、耐盐机理概念医药上人造膜材料代替病变器官结构上紧密联系细胞膜、核膜及具膜细胞器构成的结构体系功能上相互依存你知道吗细胞分裂产生新细胞细胞分化产生新细胞类型基因突变产生新基因基因重组产生新基因型生殖隔离产生新物种第8页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考脱再1.26细胞工程分分化化离体的植愈伤根植物组织培养植物器官物植组织芽组织或细胞体物细胞植物工细胞A去壁融合程植物体细胞杂交杂种细胞组织培养植物细胞B细胞动物细胞培养动物组织单个细胞原代培养传代培养工程动物细胞A融合筛选动物细胞融合杂种细胞细胞培养动物细胞B动小物免鼠疫细B小提细融筛杂体内提胞鼠取胞合融选交合培养取工瘤单克隆抗体细抗细程胞体胞体外小鼠骨髓瘤细胞培养胚胎移植核移植你知道吗动物细胞培养代数与取材有关细胞来源可传代数人胎儿细胞50代成人细胞20代小鼠14—28代乌龟90—125代第9页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考1.27植物组织培养与动物细胞培养的比较比较项目植物组织培养动物细胞培养生物学原理细胞全能性细胞分裂培养基性质固体液体培养基成分蔗糖、氨基酸、维生素、水、矿物质、生长葡萄糖、氨基酸、无机盐、素、细胞分裂素、琼脂维生素、水、动物血清取材植物器官、组织或细胞动物胚胎、幼龄动物器官或组织培养对象植物器官、组织或细胞分散的单个细胞过程脱分化、再分化原代培养、传代培养细胞分裂生长分化特点①分裂：形成愈伤组织①只分裂不分化②分化：形成根、芽②贴壁生长③接触抑制培养结果新的植株或组织细胞株或细胞系应用①快速繁殖①生产蛋白质生物制品②培育无病毒植株②皮肤细胞培养后移植③提取植物提取物（药物、香料、色素等）③检测有毒物质④人工种子④生理、病理、药理研究⑤培养转基因植物培养条件无菌、适宜的温度和pH1.28植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较比较项目植物体细胞杂交动物细胞融合生物学原理膜的流动性、膜融合特性原生质体制备：细胞分散：前期处理纤维素酶和果胶酶处理胰蛋白酶处理①物理：离心、振动、电刺激（同前）方法和手段②化学：聚乙二醇（PEG）③生物：灭活的病毒①制备单克隆抗体应用进行远缘杂交，创造植物新品种②基因定位下游技术(后续技术)植物组织培养动物细胞培养你知道吗细胞——生物体结构和功能的基本单位葡萄糖——组成多糖的基本单位氨基酸——组成蛋白质的基本单位核苷酸——组成核酸的基本单位基因——控制生物性状的基本单位种群——生物生存和进化的基本单位第10页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考第二单元生物的新陈代谢Ⅰ植物代谢部分：酶与ATP、光合作用、水分代谢、矿质营养、生物固氮2.1酶的分类单纯酶仅含蛋白质如胃蛋白质酶蛋白质类酶蛋白质唾液淀粉酶含Cl-(蛋白质本质)细胞色素氧化酶含Cu2+离子复合酶分解葡萄糖的酶含Mg2+NADP(辅酶Ⅱ)辅助因子酶辅酶B族维生素生物素(羧化酶的辅酶)有机物RNA端粒酶含RNA存在于低等生物中，将RNAＲＮＡ类酶自我催化。对生命起源的研(核酸本质)究有重要意义。2.2酶促反应序列及其意义酶促反应序列生物体内的酶促反应可以顺序连接起来，即第一个反应的产物是第二个反应的底物，第二个反应的产物是第三个反应的底物，以此类推，所形成的反应链叫酶促反应序列。如ABCD……终产物酶1酶2酶3酶4酶n意义各种反应序列形成细胞的代谢网络，使物质代谢和能量代谢沿着特定路线有序进行，确定了代谢的方向。2.3生物体内ATP的来源ATP来源反应式光合作用的光反应化能合成作用ADP＋Pi＋能量——→ATP酶有氧呼吸无氧呼吸其它高能化合物转化酶C~P（磷酸肌酸）＋ADP——→C（肌酸）＋ATP（如磷酸肌酸转化）第11页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考2.4生物体内ATP的去向光合作用的暗反应细胞分裂矿质元素吸收植物新物质合成植株的生长酶ATP——→ADP＋Pi＋能量神经传导和生物电肌肉收缩动物吸收和分泌合成代谢生物发光2.5光合作用的色素胡萝卜素快叶黄素（橙黄色）胡萝卜素吸收传递光能大部分叶绿素a（黄色）叶黄素分离作用叶绿素b（蓝绿色）叶绿素a（黄绿色）叶绿素b吸收转化光能特殊状态的叶绿素a慢色素胡萝卜素类胡萝卜素叶绿体基粒的叶黄素分布组成类囊体薄膜上叶绿素a叶绿素叶绿素b2.6光合作用中光反应和暗反应的比较比较项目光反应暗反应反应场所叶绿体基粒叶绿体基质能量变化光能——→电能活跃化学能——→稳定化学能电能——→活跃化学能物质变化H2O——→[H]＋O2CO2＋NADPH＋ATP———→+++＋HNADP＋H＋2e——→NADPH（CH2O）＋ADP＋Pi＋NADP2OATP＋Pi——→ATP反应物H+2O、ADP、Pi、NADPCO2、ATP、NADPH反应产物O2、ATP、NADPH（CH2O）、ADP、Pi、NADP+、H2O反应条件需光不需光反应性质光化学反应（快）酶促反应（慢）反应时间有光时（自然状态下，无光反应产物暗反应也不能进行）第12页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考2.7C3植物和C4植物光合作用的比较C3植物C4植物光反应叶肉细胞的叶绿体基粒叶肉细胞的叶绿体基粒暗反应叶肉细胞的叶绿体基质维管束鞘细胞的叶绿体基质CO2固定仅有C3途径C4途径—→C3途径2.8C4植物与C3植物的鉴别方法方法原理条件和过程现象和指标结论生长状况：在强光照、干旱、高生理正常生长温、低CO2时，C4正常生长：C4植物学方或植物能进行光合作枯萎死亡：C3植物法密闭、强光照、干旱、枯萎死亡用，C3植物不能。高温过叶脉横切，装片①是否有两圈花细形态维管束鞘的结构差胞围成环状结构是：C4植物学方异②鞘细胞是否含叶否：C3植物法绿体出现蓝色：①合成淀粉的场所出现①现象时：叶片脱绿→加碘→①蓝色出现在维管化学不同C4植物过叶脉横切→制片束鞘细胞方法②酒精溶解叶绿素出现②现象时：→观察②蓝色出现在叶肉③淀粉遇面碘变蓝C3植物细胞2.9C4植物中C4途径与C3途径的关系NADP+草酰乙酸(C4)苹果酸C4苹果酸C4NADPHNADP+NADPHPEP羧化酶CO2AMPATPCO2暗反应磷酸烯醇式丙酮酸C3丙酮酸C3丙酮酸（C3）C5（CH2O）叶肉细胞维管束鞘细胞注：磷酸烯醇式丙酮酸英文缩写为PEP。第13页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考2.10C4植物比C3植物光合作用强的原因C3植物C4植物结构原因：以育不良，无花环型结构，无发育良好，花环型，叶绿体大。维管束鞘细胞的结构叶绿体。暗反应在此进行。有利于产物光合作用在叶肉细胞进行，淀运输，光合效率高。粉积累，影响光合效率。生理原因：只有磷酸核酮糖羧化酶。两种酶均有。PEP羧化酶磷酸核酮糖羧化酶与CO2亲和PEP羧化酶与CO2亲和力大，磷酸核酮糖羧化酶力弱，不能利用低CO2。利用低CO2能力强。2.11光能利用率与光合作用效率的关系光合作用制造的有机物所含的能量照在地面上的总能光能利用率＝照在该地面的总的光能量中被转移的能量概念光合作用制造的有机物所含的能量参与光合作用的能光合作用效率＝光合作用吸收的光能量中被转移的能量热能损失去向光能损失→荧光、磷光光能→电能→化学能（贮存）延长光合作用时间关系提高光能利用率增加光合作用面积控制光照强弱提高光合作用效率二氧化碳供应必需矿质元素供应2.12影响光合作用的外界因素与提高光能利用率的关系延长光合作用时间提高复种指数：改一年一季为一年多季合理密植增加光合作用面积套种（不同时播种）、间作（同时播种）提温度高因地制宜：阳生植物种阳地光影能控制光照强弱阴生植物种阴地响利光光质影响：蓝紫光照，蛋白质和脂类多光用合率红光照，糖类增多作用增加二氧化碳供应通风透光，增施农家肥；人工增CO2（温室）CO2的外N：界ATP、NADP+的成分P：因必需矿质元素供应矿物质素K：糖类的合成和运输Mg：叶绿素的成分水第14页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考2.13光合作用实验的常用方法可同时使用半叶法（遮盖法）光合作用产生淀粉割主叶脉法密封法验证（探索）光合作用需CO2并放O2、光强的影响验证（探索）光合作用中物质的转变打孔法（抽气法）光质对光合作用的影响同位素标记法分光法2.14植物对水分的吸收和利用2.14.1植物对水分的吸收液泡尚未形成或消失吸胀吸水通过亲水物质的亲水性吸水水主要由成熟细胞的中央液泡构成渗透系统分吸水原理的通过渗透作用吸水吸收渗透系统隔着半透膜的两种溶液构成的体系①具有半透膜渗透吸水发生条件②膜两侧溶液具有浓度差渗透压溶液与纯水达平衡时，溶液一方所承受的外压差。由细胞膜、液泡膜、两膜之间的细胞质构成原生质层植物细胞构看作一层半透膜（本质是选择透过性）成渗透系统①植物细胞与土壤溶液之间构成两个系统②每两个植物细胞之间构成第15页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考2.14.2扩散作用与渗透作用的联系与区别扩散作用物质由相对多（密度高）的地方向相对少（密度低）的地方运动的过程，叫扩散联系物质由高到低的移动方式，利用物质本身的属性，不需要能量区别特指溶剂分子（如水、酒精等）的扩散，需特定的条件渗透作用溶剂分子的扩散叫渗透，具备一定条件才能发生2.14.3半透膜与选择透过性膜的区别与联系半透膜选择透过性膜水自由通过，被选择的离子和其它小分子可以通概念小分子、离子能透过，大分子不能透过过，大分子和颗粒不能通过选择透过性（生物分子组成，取决于脂质、蛋白性质半透性（存在微孔，取决于孔的大小）质和ATP）状态活或死活材料合成材料或生物材料生物膜（磷脂和蛋白质构成的膜）物质运水和亲脂小分子：不由膜决定，取决于物质密度不由膜决定，取决于物质密度动方向离子和其它小分子：膜上载体（蛋白质）决定功能渗透作用渗透作用和其它更多的生命活动功能共同点水自由通过，大分子和颗粒都不能通过2.14.4植物体内水分的运输方向向上：根—→茎—→叶水分的运输导管运输蒸腾作用产生蒸腾拉力动力根压导致吐水现象2.14.5植物体内水分的利用和散失利用1-5%参与光合作用、呼吸作用等生命活动水分散失蒸腾作用绝大部分水分通过蒸腾作用散失①根持续吸水的动力生理意义②物质运输的载体③降低叶片温度第16页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考2.15植物体内的化学元素(1)植物体有机物90%水分(10-95%)干物质(5-90%)无机盐10%燃烧小部分NC、H、O、N、S形成气体：大部分SCO2、CO、N2、NH3、H2O挥发部分灰分元素和氮氧化物等。全部P少量硫形成H2S、SO2等。全部金属元素1.16植物体内的化学元素(2)除C、H、O外概念由根系吸收的元素（N放在矿质元素中讨论）载体的种类与数量选择性吸收N、P、S、K、大量元素Ca、Mg（6种）主动运输方式吸收必需矿质元素大Fe、Mn、B、Zn、量微量元素元Cu、Mo、Cl、Ni素必矿需质N、P、K、Mg元元微素素能被再利用的元素量老叶先受损元素缺乏症植幼叶先受损物体不被再利用的元素Ca、S、B、非必需矿质元素Al、Si、Na、I等非非必矿需质元元C、H、O素素第17页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考2.17生物固氮固氮酶固氮过程N2＋e＋H+＋ATP————→NH3＋ADP＋Pi（选学）代谢类型种在生态系统生物固氮固氮原因及条件同异常见类型类中的作用化化共根瘤菌（6种）生固消费者概意固与豆科植异（大豆、菜豆、念义氮固氮(取食于活的微基物共生时养豌豆、苜蓿、羽将①②生氮因扇豆、三叶草）生物体)大为对物类（需气绿自的固氮色然种自氮自氧固氮蓝藻(N植界类生酶生产者）养(念珠藻)2)还物氮固独立生活提循原供环氮异圆褐固氮菌分解者成氮有养黄色分支杆菌(腐生生活)类NH素重营要注意：不同的根瘤菌具有共生专一性。如蚕豆根瘤菌与蚕豆、3的养作过用豌豆、豇豆共生；大豆根瘤菌只能与大豆共生。程2.18氮循环大气氮库（N2）N2反硝化细菌大气固氮工业固氮生物固氮尿素氮素化肥脲酶脲酶NH3-消费者尿素硝化细菌分解者氮盐NO2-、NO3-遗体生产者NO3-2.19三类微生物在自然界氮循环中的作用固氮酶N2————→NH3固氮微生物（N2循环）酶酶-、NO---NH3——→NO23硝化细菌反硝化细菌NO2、NO3——→N2第18页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考Ⅱ动物与微生物代谢部分：三大类营养代谢、细胞呼吸、代谢基本类型、微生物类群、微生物的营养代谢与生长、发酵工程简介2.20人和动物体内三大营养物质的代谢氧化CO2＋H2O＋能量合成肝糖元分解淀粉葡萄糖肌糖元合成脂肪、某些氨基酸转变储存皮下结缔组织、肠系膜转变脂肪糖元分解甘油、脂肪酸氧化CO2＋H2O＋能量合成各种组织蛋白、酶及激素等转氨基新的氨基酸蛋白质氨基酸转变含氮部分NH3尿素脱氨基分解CO2＋H2O＋能量不含氮部分转变糖类、脂肪2.21人体的必需氨基酸不同种动物有不同的必需氨基酸苯丙．．氨酸缬．氨酸种类12种赖．氨酸异亮．氨酸非必需氨基酸概念在人和动物体细胞内能够合成的氨基酸色．氨酸苏．氨酸亮．氨酸甲硫．．氨酸不能在人和动物体细胞内合成，只能从必需氨基酸概念食物中获得的氨基酸称为必需氨基酸苯丙赖色亮，缬亮苏甲硫种类(8种)助记词（本秉赖色亮，谢亮输贾刘）第19页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考2.22细胞的有氧呼吸C6H12O62CH3COCOOH2CH3COCOOH(丙酮酸)②6H2O热①能量6CO220[H]4[H]C6H12O6(葡萄糖)6O2③ATP(少)能量12H2O呼吸链ATP(少)ATP(多)能量热热线粒体细胞质基质2.23细胞内的无氧呼吸细胞膜酶C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量总反应式(丙酮酸)2C2H5OH＋2CO22CH3COCOOH(酒精)②①线粒体C6H12O64[H]2C3H6O3(乳酸)(葡萄糖)能量热细胞质基质ATP(少)总反应式酶C6H12O62C3H6O3＋能量第20页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考2.24有氧呼吸与无氧呼吸的比较比较项目有氧呼吸无氧呼吸真核细胞：细胞质基质，主要在线粒体反应场所细胞质基质原核细胞：细胞基质（含有氧呼吸酶系）反应条件需氧不需氧反应产物终产物（CO2、H2O）、能量中间产物（酒精、乳酸、甲烷等）、能量产能多少多，生成大量ATP少，生成少量ATP共同点氧化分解有机物，释放能量2.25呼吸作用产生的能量的利用情况呼吸类型被分解的有机物储存的能量释放的能量可利用的能量能量利用率有氧呼吸2870kJ2870kJ1165kJ40.59%1mol葡萄糖无氧呼吸2870kJ196.65kJ61.08kJ2.13%注：无氧呼吸释放的能量值为分解为乳酸时的值。不同的无氧呼吸类型释放的能量可能稍有不同。2.26新陈代谢的类型有光时：自养生活（进行光合作用，但供氢体不是水，而是有机物）红螺细菌无光时：异养生活兼性营养型绿色植物光能自养型光合作用光合细菌同自养型化类化能自养型化能合成作用硝化细菌新型特陈基殊代本异养型绝大多数动物，腐生的真菌，大多数细菌类谢类型类型型异需氧型多数动植物化类型一些细菌(如光合细菌，供氢体不是水，不放O2)厌氧型蛔虫等兼性厌氧型有氧时：有氧呼吸酵母菌无氧时：无氧呼吸你知道吗科学发现：人们对消化过程的研究发现了酶人们对向光性的研究发现了生长素人们对溶菌现象的研究发现了青霉素第21页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考2.27微生物的类群形态杆形、球形、螺旋形（弧形）细胞壁细胞膜基本结构细胞质（仅有核糖体）结构核区（环状DNA）细菌特殊结构质粒、荚膜、鞭毛、芽孢、繁殖二分裂（有DNA的复制和平分）细菌在固体培养基上繁殖原概念形成的细菌子细胞群体核菌落细胞大小、形状、颜色、微特征光泽度、透明度、硬度等生物（基内丝菌吸收养料—营养单结构分枝状菌丝细胞气生丝菌产生孢子—繁殖）放线菌分布土壤、空气、水中细胞结对人类的贡献产抗生素（次级代谢产物）构其它类群支原体、衣原体（无壁）、（蓝藻）单细胞酵母菌微生真核细胞微生物物的多细胞霉菌类群DNA病毒蛋白质和DNA组成分类RNA病毒蛋白质和RNA组成非基本单位：衣壳粒衣壳细功能：保护、抗原性胞结构核衣壳结病毒核酸DNA或RNA构（可有）囊膜（带刺突）蛋白质、多糖、脂类组成增殖吸附→注入→复制（核酸）→合成（蛋白质）→装配→释放第22页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考2.28微生物的营养水无机盐无机碳源CO2、NaHCO3等碳源提供碳素营养有机碳源糖、脂、石油等营养素无机氮源N2、硝酸盐、铵盐等氮源提供氮素营养有机氮源尿素、牛肉膏、蛋白胨等微生物生长不可缺少的微量有机物生长因子（包括维生素、氨基酸、碱基等）微生物的目的要明确根据培养种类、培养目的选择原材料营养营养要协调注意营养物质的浓度和比例配制原则（三要原则）C/N=4：有利于繁殖；碳氮比最重要C/N=3：有利于产谷氨酸细菌：pH=6.5—7.5pH要适宜放线菌：pH=7.5—8.5真菌：pH=5.0—6.0培养基种类特点功能固体培养基分离、鉴定物理加凝固剂半固体培养基观察、保藏性质液体培养基不加凝固剂工业生产种类化学合成培养基成分明确分类、鉴定成分天然培养基天然成分工业生产加抑制剂(如青霉素)选择培养基加特殊C源或N源选择、分离用途不加某物质（如N源）鉴别培养基加指示剂或药品鉴别你知道吗加入高浓度食盐可分离金黄色葡萄球菌加入青霉素可分离酵母菌和霉菌不加N源可分离固氮微生物加入伊红-美蓝可鉴别大肠杆菌第23页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考2.29微生物的代谢不断概念微生物自身生长繁殖必需的物质产生初级代谢产物代产物氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素特点谢产物或积累概念对自身生长繁殖非必需的物质或排除次级代谢产物产物抗生素、毒素、激素、色素分解葡萄组成酶一直存在，只受遗传控制的酶大糖的酶肠酶合成调节杆菌诱导酶受环境中某物质的诱导产生分解乳微生代糖的酶物谢同时存在“好酶知时节，当需乃发生”的调密切配合代节谢协调作用概念通过改变酶的催化活性，来调节代谢速率谷氨酸脱氢酶活性调节酶受谷氨酸原理负反馈：酶催化的产物增多抑制酶的活性产量的调节基因诱变高产赖氨酸的黄色短杆菌代谢改变遗传特性的人转基因基因工程人胰岛素工控制控制发酵条件改变细胞膜的通透性，即时输出代谢产物，解除对酶的抑制2.30微生物的生长时期特点作用调整期菌体不增殖，代谢活跃，体积增大微生物群体对数期以2n形式增长，代谢旺盛作菌种和科研材料微生长的规律稳定期生死平衡，活菌数最多，芽孢形成收获菌体和代谢产物生物衰亡期死亡加速，形态多样，细胞裂解的生温度最适生长温度：25—37℃超过：蛋白质和核酸不可逆破坏长影响微生物生pH（最适pH见前）超过：影响酶活性和细胞膜稳定性长的环境因素氧需氧或不需氧第24页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考2.31微生物的生长曲线与生长速率的关系菌体数k目(lg)k2注意0abcd时间生长速率＝繁殖率—死亡率生长速率a：调整期b：对数期0说明c：稳定期时间abcdd：衰亡期2.32发酵工程简介采用现代工程技术手段，利用微生物某些特定功能，为人类生产有用产品；概念或者直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。基因诱变——传统，常用。改变原来基因菌种选育基因工程————————工程菌（工程细胞）转基因细胞工程——细胞融合（三要原则）培养基配制一般步骤：配制调→pH→分装→灭菌发灭菌严格杀灭培养基和发酵设备中的各种微生物，保证菌种是单一纯种酵工内容程扩大培养与接种选育的良种要经多次扩大培养，才能满足大规模生产需要①检测菌体数目和产物浓度。发酵过程②添加培养基组成。③严格控制发酵条件（温度、pH、溶氧、通气量、转速）代谢产物蒸馏、萃取、离子交换等方法提取分离提纯产品菌体本身过滤、沉淀等方法分离医药工业上的应用生产抗生素、维生素、动物激素、氨基酸、核苷酸等生产传统发酵产品啤酒、果酒、食醋等应用生产食品添加剂酸味剂、鲜味剂、甜味剂、色素食品工业上的应用开发人类新食源单细胞蛋白、真菌蛋白等新食品第25页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考第三单元生命活动的调节（包括植物调节、体液调节、神经调节、内环境与稳态、水盐调节、血糖调节、体温调节、免疫）3.1植物生命活动调节——激素调节植物体受到单一方向外界刺激而引起的定向运动向性运动是植物对于外界环境的适应性发现（略）产生主要在叶原基、嫩叶和发育的种子分布大多集中在胚芽鞘、分生组织、形成层及发育的种子和子房运输只能由形态学上端向形态学下端运输，不能倒过来运输植取物决既能促进生长，又能抑制生长的于促进生长器生生理作用既能促进发芽，又能抑制发芽官长的素抑制生长种浓既能保花保果，又能疏花疏果类度生长促素进根芽茎生长两重性0抑制生长植10-1010-810-610-410-21物激浓度/mol·L-1生素调促进插枝生根长浸泡插枝下端涂抹未受粉柱头发根增多素节类促进促进果实发育涂抹未受粉柱头无籽番茄似物防止落花落果喷洒植株（棉花）保蕾保铃应用抑制抑制顶端优势疏花疏果除草赤霉素促进生长其他细胞分裂素存在于分裂部位。促进细胞分裂、分化激素脱落酸促进叶片脱落乙烯促进果实成熟第26页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考3.2人和高等动物的体液调节内分泌腺激素名称主要生理功能促甲状腺激素促进垂体合成和分泌促甲状腺激素释放激素下丘脑促性腺激素促进垂体合成和分泌促性腺激素释放激素抗利尿激素减少排尿促甲状腺激素促进甲状腺生长发育和调节其合成与分泌促性腺激素促进性腺生长发育和调节其合成与分泌垂体生长激素促进生长，主要促进骨生长和蛋白质合成催乳素促进乳腺发育与泌乳及嗉囊分泌鸽乳激促进新陈代谢(促进氧化分解)、促进生长发素甲状腺甲状腺激素的育(包括神经)、提高神经系统兴奋性种类肾上腺素升血糖(促进肝元糖分解)肾上腺和醛固酮促进肾小管吸Na+泌K+作用A细胞胰高血糖素升血糖(强烈促进肝元糖分解和非糖转化）促进肝(肌)糖元合成胰减少来源促进葡萄糖氧化分解岛B细胞胰岛素促进转变成脂肪降血糖抑制肝糖抑制元分解增加去路抑制非糖物质转化促进雄性生殖器官的发育和精子生成，睾丸雄激素激素调节激发并维持雄性第二性征性促进雌性生殖器官的发育和卵子生成，性卵巢激雌激素激发并维持雌性第二性征，素激发并维持正常性周期腺促进子宫内膜和乳腺生长发育，卵巢孕激素人为受精卵着床和泌乳准备条件和高等调节内分泌的中枢下丘脑动寒冷紧张激物素的(－)分体反馈调节下丘脑泌液的调调甲状腺激素促甲状腺激素释放激素节节协同作用增强效应(＋)生长激素(－)垂体相关激素间的作用促甲状腺激素胰岛素(＋)拮抗作用对抗效应胰高血糖素甲状腺其他化学物质的调节如CO2对呼吸频率的调节等甲状腺激素第27页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考3.3神经调节概念由神经系统对体内外刺激所作的规律性反应非条件反射遗传获得的先天性反射分类条件反射生活中学习获得的后天性反射基本方式反射感受器传入神经结构基础反射弧神经中枢传出神经效应器神经纤维上的传导双向传导从兴奋点开始刺激神经++++++++----++++++++调--------++++--------兴奋的传导节--------++++--------++++++++----++++++++细胞间的传导单向传导由前一个神经元传向后一个神经元传导方向高级神经中枢大脑皮层中央前回左侧中枢支配右侧驱体驱体运动中枢交叉支配高级神经右侧中枢支配左侧驱体中枢的调节顶部中枢支配足部运动倒置投射颞部中枢支配头部运动S区运动性语言中枢(说话中枢)运动性失语语言中枢H区感觉性语言中枢(听话中枢)感觉性失语第28页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考3.4动物行为产生的生理基础求偶行为性激素照顾幼仔行为激素调节与行为催乳素动物行甲状腺激素影响活动、食欲等为产生趋性对环境刺激的定向反应的生膝跳反射、搔扒反射理先天性行为非条件反射吸吮反射、眨眼反射基础由一系列非条件反射本能按顺序连锁发生构成神经调节与行为印随生活体模仿决定性作用验后天性行为和学条件反射习3.5内环境与物质交换判断推理内环境的理化性质概念(包括pH、参透压、温度、血糖浓度等等)保持相对稳定的状态稳血浆中碱性物质增多时血浆中酸性物质增多时态pH的Na2CO3乳酸相＋＋对稳缓冲物质H2CO3NaHCO3缓冲物质定多余的H2CO3多余的NaHCO3生成CO2和H2OH2CO3增高时NaHCO3增高时由肾脏排出体外内环境细胞内液细胞液内环体液境与血浆组织液物细胞外液质淋巴交换养料、O2废物、CO2物质交换第29页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考3.6水、钠、钾的来源与去向H2O来源（mL）去向（mL）来自饮水1300由肾排出1500来自食物900由皮肤排出500来自代谢300由肺排出400由大肠排出100共计2500共计2500食物中的Na+水、钠、钾人的汗便Na+皮肤大肠来Na+Na+源体与去肾向脏尿Na+食物中的K+诊断某些疾病的指标消化多吃多排道血K+尿K+少吃少排中吸收排出的不吃也排K+K+组织液中的K+便K+细胞中的K+第30页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考3.7水盐平衡的调节饮水不足、失水过多、食物过咸细胞外液渗透压升高下丘脑渗透压感受器神经调节激素调节大脑皮层垂体后叶水盐释放平衡的抗利尿激素调节+产生渴觉肾小管、集合管重吸收水饮水增加尿量减少细胞外液渗透压下降++血钾升高重吸收Na直接刺激+肾上腺醛固酮血钠降低分泌K++咏下丘脑体温调节是中枢下丘脑下丘脑血糖平衡功不小产生激素真不少水盐代谢没有它通过垂体控性甲什么事都做不了有种激素抗利尿第31页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考3.8血糖平衡的调节下丘脑另一区域肾上腺素肾上腺（+）（+）血糖升高（+）胰岛B细胞神激经（－）素调胰岛素胰高血糖素调节节分泌增加分泌增加（+）胰岛A细胞血糖降低（+）（+）下丘脑某一区域3.9体温的调节寒冷炎热冷觉感受器温觉感受器下丘脑体温调节中枢皮肤皮肤肾上腺下丘脑血管扩张垂体肾上腺素血管收缩汗腺排汗汗腺不排汗甲状腺代谢增强立毛肌收缩甲状腺激素散热增加散热减少产热增加体温恒定第32页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考3.10免疫概述机体特殊的保护性生理功能。通过识别“自己”概念与“非已”，以维持机体内环境的平衡与稳定。概念对所有病原体的防御能力免疫概述非特异性免疫第一道防线皮肤及黏膜的屏障作用组成体液中的杀菌物质第二道防线分类吞噬细胞的吞噬作用概念对特殊病原体的防御能力特异性免疫体液免疫组成第三道防线细胞免疫3.10免疫系统的组成与淋巴细胞的起源骨髓中枢淋巴组织及器官免疫器官胸腺淋巴结免疫组织外周淋巴组织及器官脾脏免疫系统吞噬细胞扁桃体免疫细胞T细胞淋巴细胞B细胞免疫分子抗体、淋巴因子（白细胞介素、干扰素等）淋巴细胞起源效应B细胞增殖分化淋B细胞巴造少结抗记忆细胞血部脾原干分脏刺细大部分死亡进激胞入扁后桃效应T细胞体血液循环胸腺中的增殖分化T细胞造血干细胞记忆细胞第33页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考3.11抗原与抗体能与B细胞受体、T细胞受体及抗体结合，概念具有启动免疫应答潜能的物质异物性机体以外的物质。或机体内的隔离物质或已发生改变的自身物质性质大分子性相对分子质量大于10000的物质。蛋白质、脂多糖、多糖等抗原特异性只与相应的抗体或效应T细胞发生特异性结合。取决于抗原决定簇抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团概念刺激产生是免疫细胞识别抗原的重要依据抗原决定簇①一种抗原可含有多种抗原决定族②不同种抗原可含有相同或相似的抗原决定族特异结合特点③一个B细胞只接受一种抗原决定族的刺激④每一种抗原决定族只引起产生一种特定的抗体概念B细胞识别抗原后经分裂增殖形成的效应B细胞所产生的一种球蛋白抗体①能与相应的抗原特异性结合，从而清除抗原特点②存在于血浆、组织液和淋巴中3.12体液免疫和细胞免疫抗体与病原体防止病原体感染效应阶段（抗原）结合降低病毒侵染力体记忆细胞液病原体再次入侵增免殖疫反应阶段增殖分化再次刺激分化抗体效应B细胞直接刺激感应阶段抗原抗原病原体吞噬细胞T细胞B细胞细增记忆细胞胞殖分免反应阶段化增殖分化再次刺激疫白细胞介素-2(+)效应T细胞病原体侵入宿主细胞后释放淋巴因子效应阶段宿主细胞裂解死亡与宿主细胞密切接触宿主细胞溶酶体酶激活第34页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考3.13免疫失调引起的疾病已免疫过的机体在再次接触相同物质刺激时所发概念生的以机体生理功能紊乱为主的特异性免疫反应特点发作迅速、反应强烈、消退较快。无后遗症、有遗传倾向和个体差异过敏反应再次刺激刺激吸附过敏原效应B细胞抗体某些细胞再次刺激时释放毛细血管扩张、血管通透性增强活性物质平滑肌收缩、腺体分泌增加全身性过敏反应呼吸道过敏反应消化道过敏反应皮肤过敏反应自身免疫免疫系统对自身成分发生免疫应答的现象免导由自身免疫而导致的机体的疾病状态。由于自身组织和疫致概念失细胞不易被清除，机体不断受攻击，结果进入疾病状态调引起自身免疫疾病的疾病器官特异性自身免疫疾病病变局限于某一器官酿脓链球菌的一种抗原决定族风湿性心脏病与心脏瓣细胞的某种物质相似风湿性关节炎全身性（系统性）自身免疫疾病病变见于多种器官和结缔组织累及多器官：系统性红斑狼疮关节痛、皮肤红斑、脱发、白细胞减少概念机体免疫功能不足或缺乏而引起的疾病免疫缺陷病遗传性（先天性）免疫缺陷病原发性B细胞缺陷病（伴X隐性遗传）获得性（后天性）免疫缺陷病AIDS病（HIV主要攻击T细胞）第35页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考3.13免疫学的应用（选学）免疫学的应用灭活死疫苗(脊髓灰质炎疫苗)人工主动免疫注射抗原减毒活疫苗(卡介苗、牛痘苗)类毒素（白喉疫苗、破伤风疫苗）免疫预防抗毒素（免疫动物后获得的抗体）人免疫球蛋白制剂（抗乙肝病毒免疫球蛋白）人工被动免疫注射抗体细胞因子制剂（新型制剂）单抗制剂输入免疫物质（抗体、胸腺素、淋巴因子）或药物免疫治疗调整病人的免疫功能，从而治疗疾病移植免疫组织相容性抗原（HLA）是否一致，关系到器官移植的成败你知道吗缺氧引起脑水肿的原因①细胞内水肿：供氧不足→ATP减少→胞内Na+转运下降→胞内渗透压升高→细胞吸水增加→细胞内水肿②细胞外水肿：血浆缺氧→毛细血管扩张→通透性升高→血浆物质滤出→组织液增多→细胞外水肿第36页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考第四单元生物的生殖与发育(包括生殖的种类、动物生殖细胞的生成、植物的个体发育、动物的个体发育)4.1生殖的类型生殖方式概念举例分裂生殖由一个生物体直接分裂成两个新个体变形虫、细菌出芽生殖在母体的一定部位长出芽体（新个体）酵母菌、水螅无性生殖母体产生无性生殖细胞——孢子，由孢真菌（青霉）孢子生殖生子萌发成新个体低等植物（衣藻）殖高等植物的营养器官（根、茎、叶）与马铃薯的块茎的营养生殖类母体脱落后，发育成新个体草莓的匍匐茎型注：植物组织培养是人工进行的植物无性繁殖方式。有性生殖由亲体产生有性生殖细胞——配子，由配子两两结合概念形成合子，再由合子发育成新个体的过程的生殖方式同配生殖配子形态大小相同（同型配子）类型异配生殖配子形态大小不同（大配子和小配子）配子形态大小差别很大，大的称卵细胞（雌配子），卵式生殖小的称精子（雄配子），结合形成的合子特称受精卵(2N)雄体精子(2N)(2N)胎的发育成体(N)受精卵幼体雌体卵子胎后发育卵细胞不经受精直接发育成新个体孤雌生殖（蜜蜂的卵细胞直接发育成雄蜂）被子植物的有性生殖一核消失，一核分裂减数分裂萌发核分裂花粉母细胞(2N)(2N)珠孔花粉(N)精子受精卵(N)卵细胞受精极核消失极核(3N)减数分裂发育核分裂(3次)珠被胚囊母细胞(2N)胚囊(N)八核胚囊成熟胚囊双受精第37页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考4.2动物有性生殖细胞的形成（没有交换）精子的形成一A‘种A‘B类型B共两B‘复制B‘种精A‘AA‘一子ABB‘种AB类AB‘精原细胞初级精母细胞型(2N=4)(2N=4)有性次级精母细胞精子生(N=2)精细胞(N=2)(N=2)殖细胞的形成第A‘B二极体复制B‘第一极体(N=2)B‘AA‘AA‘(N=2)BBB‘卵原细胞初级卵母细胞(2N=4)(2N=4)AB‘一种卵细胞AB次级卵母细胞(N=2)卵细胞(N=2)卵细胞的形成4.3减数分裂中非姐妹染色单体的交叉互换四分体时期四种精子（一种卵细胞）四分体交叉互换初级精母细胞次级精母细胞精细胞第38页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考4.4减数分裂中染色体行为及数目与配子类型的关系非姐妹染色单体不发生交叉互换1、由于同源染色体分离，非同源染色体在配子中进行自由组合，所以形成不同种类的配子2、配子（精子、卵）种数等于组合数配子种数＝2n（n为同源染色体对数）3、组合数又与同源染色体的对数有关4、每一个精原细胞分裂都只形成两种精子与同源染色体对数无关5、每一个卵原细胞分裂都只形成一种卵子6、要产生2n种精子至少需要2n-1个精原细胞参与减数分裂7、要产生2n种卵细胞至少需要2n个卵原细胞参与减数分裂①当m＜2n-1，则生成的精子类型最多为2m<2n种8、当有m个精原细胞进行减数分裂时②当m≥2n-1，则生成的精子类型为2m=2n种非姐妹染色单体发生交叉互换配子多样性1、每一个精原细胞分裂都要形成4种精子与同源染色体对数无关的主要原因2、每一个卵原细胞分裂都只形成1种卵子3、m个精（卵）原细胞分裂时形成的精子（卵）最多为4m（m）种，与染色体对数无关(不符合2n规律)4.5减数分裂与有丝分裂的比较（以动物细胞为例）比较项目减数分数有丝分裂复制次数1次1次分裂次数2次1次同源染色体行为联会、四分体、同源染色体分离、非姐妹染色体交叉互换无子细胞染色体数是母细胞的一半与母细胞相同子细胞数目4个2个子细胞类型生殖细胞（精细胞、卵细胞）、极体体细胞细胞周期无有相关的生理过程生殖生长、发育数量DNA数量染色体(DNA)的4染色体4变化曲线22时期时期有丝减数区分难，抓住几个关键点。联会形成四分体，同源分开要减半。助记词有丝分裂要加倍，减数分裂看同源。再分过程同有丝，染色体中无同源。第39页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考4.6被子植物的个体发育子胚胚胚叶芽轴根提供生长素多次分裂球状多次分裂顶细胞胚胚体植有丝分裂受精卵株供给营养几次分裂基细胞胚柄消失种果子实子胚房珠多次分裂受精极核胚乳细胞胚乳或者消失珠被种皮4.7动物的个体发育分化表皮及其附属结构外胚层神经系统、感觉器官幼卵裂分化分化骨骼、肌肉及循环、体受精卵囊胚原肠胚中胚层排泄、生殖系统等分化肝脏、胰脏等腺体内胚层消化道、呼吸道上皮胚胎发育爬行类、鸟类、哺乳类和人类在胚胎发育的早期形成羊膜，内有羊水，为胚胎发育提供水环境，防止震动、保护胚胎。胚后发育幼体与成体相似直接发育幼体成体变态发育幼体与成体不同你知道吗判断必需矿质元素的标准是①不可缺少性：缺乏不能完成生活史②不可替代性：有专一缺乏症，加入其它元素不可替代③直接功能性：直接影响，不是通过影响土壤、微生物等的间接作用第40页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考第五单元生物的遗传、变异与进化(包括遗传的物质基础、遗传规律、伴性遗传、细胞质遗传、基因突变、染色体变异、现代进化理论)5.1证明DNA是遗传物质的实验（1）——肺炎双球菌的转化实验注射第一组健康活R型(无毒)注射第二组死亡活S型(有毒)注射第三组健康死S型(加热)注射第四组＋死亡死S型活R型分离注射死亡活S型设想在死S细菌中存在某种“转化因子”，使R型细菌转化成S细菌格里菲思实验艾弗里的实验培养加入DNAR型S型R型(无毒)分离蛋白质或加入培养荚膜多糖活S型(有毒)R型(无毒)R型(无毒)DNA加加入培养DNA酶结论DNA是“转化因子”，即遗传物质R型(无毒)R型(无毒)第41页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.2证明DNA是遗传物质的实验（2）——T2噬菌体感染细菌实验加入35培养S搅拌离心含放射性35S标记的不含放射性噬菌体新形成的噬菌使在细菌检测上清液体没检测到35S大肠杆菌32感染体外的噬和沉淀物中P标培养液菌体分离的放射性记的噬菌体加入培养搅拌离心不含放射性含放射性32P实线表示不带放射性新形成的噬菌说明虚线表示带放射性体检测到32P5.3证明RNA是遗传物质的实验——烟草花叶病毒的感染实验蛋白质感染RNA烟草花叶病毒（TMV）烟叶花叶病感染蛋白质烟叶健康分离感染TMV烟叶花叶病RNA感染＋RNA酶烟叶健康第42页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.4DNA是遗传物质的理论证据（遗传物质的必备条件）1、稳定性分子结构相对稳定2、连续性能够自我复制，使前后代保持一定的连续性理论证3、控制性能够控制生物的性状和新陈代谢据4、变异性能够产生可遗传的变异5、信息性能够贮藏大量遗传信息5.5核酸是生物的遗传物质1、核酸是一切生物的遗传物质2、DNA是主要的遗传物质3、含DNA的生物DNA是遗传物质，RNA不是4、不含DNA的生物（RNA病毒）RNA才是遗传物质5.6DNA的组成单位、分子结构和结构特点氢键5’端3’端GCTA脱氧核糖碱基磷酸脱氧核苷AT脱氧核苷酸CG3’端5’端基本组成单位DNA的分子结构第43页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考1单脱氧核苷酸经磷酸二酯键连接成脱氧核苷酸长链2两条脱氧核苷酸长链反向平行由氢键连接成双链DNA分子3双链结构的外侧由磷酸和脱氧核糖交替排列形成骨架，碱基排在双链的内侧4碱基遵循碱基互补配对原则进行配对，碱基对由氢键连接起来。即：GC；AT。5两条链向右旋转形成规则的双螺旋结构6一条链的碱基排列顺序一旦确定，另一条链的碱基排列顺序也随之确定7理论上链上碱基的排列顺序是任意的，这构成了DNA分子的多样性4n种8DNA的碱基排列顺序贮藏着生物遗传信息，DNA分子的多样性是生物多样的根源DNA分子的结构特点5.7由碱基互补配对原则引起的碱基间关系A=A1+A2T=T1+T2基A=TG=CG=G1+G2C=C1+C2本1AA+G=T+CA+C=T+G关1=T2G1=C2系A2=T1G2=C1(AG)(AC)11(TC)(TG)(TC)22m(AG)(AG)22112m(T1C1)(A2G2)1(TC)m根22据AT)第22n一(AT)(G2C2)链311n计(G1C1)(GC)1算22第(AT)n22二链AA1GG112124wrTTwCCr1212AATT12125s无法计算t无法计算GGCC1212第44页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.8DNA分子的复制5’端3’端5’端3’端5’端3’端5’端3’端解旋方向3’端5’端5’端3’端亲代（0代）1代2代n代32PACGT32PTGCAACGT31PTGCA32P31ACGTPTGCAACGT31P复制TGCA（半保留复制）ACGT31P32PTGCAACGT31PTGCAACGT32PTGCA32P11/21/2n-1子代DNA分子中含亲代链的比例n子代DNA链中含亲代链的比例1/21/41/25.9DNA半保留复制的实验证明Ⅱ代Ⅰ代亲代半重半轻15N(重链)全轻全重15N(重链)14N(轻链)15N(重链)半重半轻从每一代DNA分子中取等量的DNA进行氯化铯密度梯度离心低氯化轻带DNA铯密中间带带度重带高第45页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.10基因的结构及控制蛋白质的合成原核生物基因的结构非编码区编码区非编码区RNA聚合酶结合位点放大ACGTACGTACGT基因（编码区）TGCATGCATGCA转录转录mRNAACGUACGUACGUUGCAUGCAUGCAtRNA翻译蛋白质（多肽）苏酪缬精基因控制蛋白质的合成真核生物基因的结构非编码区编码区非编码区ABCDERNA聚合酶结合位点外显子内含子外显子内含子外显子转录ABCDE初级RNA加工ACE基因控制蛋白质的合成mRNA翻译蛋白质（多肽）第46页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.11染色体组与基因组比较概念示例染色体组正常配子中的全部染色体数称为一个染色体组，用N表示果蝇：N=4某生物DNA分子所携带的全部遗传信息叫基因组。包括核基人：23+1+概念因组和质基因组（线料体基因组和叶绿体基因组）线粒体DNA基有性别生物：N+1（N个DNA+1个性染色体DNA组成）人：23+1单倍体基因组因无性别生物：N（N个DNA分子组成）玉米：10组原核生物基因组一个DNA分子组成（或加上质粒DNA）细菌DNA线粒体基因组线粒体中一个DNA分子所携带的遗传信息（见后述）线粒体DNA叶绿体基因组叶绿体中一个DNA分子所携带的遗传信息叶绿体DNA染色体组由正常配子中的染色体数目构成，只包含一条性染色体区别与联系基因组由一半常染色体、两条性染色体和细胞质中的DNA分子组成5.12人类基因组研究5.12.1人类基因组计划（HGP）大事记1985年美国科学家诺贝尔奖获得者杜伯克首先提出了人类基因组计划（HGP）经美国国会批准美国HGP正式启动，预计投资30亿美元，历时15年，在1990年10月1日2005年完成。先后共有美、英、日、法、德、中六国参加，分别负担了其中54%、33%、7%、2.8%、2.2%和1%的研究工作。全球最大的DNA自动测序仪厂家在美国马里兰州罗克威尔设立了Celera（塞莱拉）基因组学公司，声称在3年内完成人类基因组的序列测定，另1998年5月外有一些私营机构也涉足这一领域，目的都是为了申请专利，垄断人类基因信息资源。至此形成公私两大阵营。人类基因组计划的公立阵营宣布提前于2001年完成人类基因组的工作草人1998年10月图，整个终图的完成期将从2005提前到2003年。类我国搭上基因组研究的末班车，加入该计划并负责3号染色体上3000万个基碱基对的测序工作，成为参与人类基因组计划唯一的发展中国家。这1%的因1999年9月测序任务，带给中国的利益是长远的，我们不仅因此可以分享整个计划的组成果，拥有相关事务的发言权，而且建立了自己的研究队伍，技术水平走计在了世界的前列。划美国总统克林顿和英国首相贝理雅发表联合声明，呼吁将人类基因组研究大2000年3月14日成果公开，以便世界各国的科学家都能自由地使用这些成果。事中国科学家按照国际人类基因组计划的部署，完成了百分之一人类基因组记2000年4月底的“工作框架图”。2000年6月26日美国白宫召开会议，宣布人类基因组“工作框架图”完成。人类基因组计划公立阵营在当日出版的《自然》杂志公布人类基因组测序2001年2月15日草图。2001年2月16日塞莱拉公司在当日出版的《科学》杂志上公布人类基因组测序草图。美国和英国科学家在英国《自然》杂志网络版上发表了人类最后一个染色体—1号染色体的基因测序。科学家不止一次宣布人类基因组计划完工，2006年5月18日但推出的均不是全本，这一次杀青的“生命之书”更为精确，覆盖了人类基因组的99．99％。历时16年的人类基因组计划书写完了最后一个章节。第47页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.12.2人类基因组计划（HGP）的主要内容又称连锁图，它是以具有遗传多态性（在一个遗传位点上具有一个以上的等位基因，在群体中的出现频率皆高于1%）的遗传标记为“路标”，以遗传学距离（在减数分裂事件中两个位点之间进行交换、重组的百分率，1%的重组率称为1cM(厘摩)）为图距的基因组图。遗传图的建立为基因识别和完成基因定位创造了条件。遗传图意义：6000多个遗传标记已经能够把人的基因组分成6000多个区域，使得连锁分析法可以找到某一致病的或表现型的基因与某一标记邻近（紧密连锁）的证据，这样可把这一基因定位于这一已知区域，再对基因进行分离和研究。对于疾病而言，找基因和分析基因是个关键。物理图是指有关构成基因组的全部基因的排列和间距的信息，它是通过对构成基因组的DNA分子进行测定而绘制的。绘制物理图的目的是把有关基因的遗传信息及其在每条染色体上的相对位置线性而系统地排列出来。DNA物理图是指DNA链的限制性酶切片段的排列顺序，即酶切片段在DNA链上的定位。因限制性内切酶在DNA链上的切口是以特异序列为基础的，核苷酸序列不同的DNA，经酶切后就会产物理图生不同长度的DNA片段，由此而构成独特的酶切图。因此，DNA物理图是DNA分子结构的特征之一。DNA是很大的分子，由限制酶产生的用于测序反应的DNA片段只主是其中的极小部分，这些片段在DNA链中所处的位置关系是应该首先解决的问题，要故DNA物理图谱是顺序测定的基础,也可理解为指导DNA测序的蓝图。广义地说，内DNA测序从物理图制作开始，它是测序工作的第一步。容随着遗传图和物理图的完成，测序就成为重中之重的工作。DNA序列分析技术序列图是一个包括制备DNA片段及碱基分析、DNA信息翻译的多阶段的过程。通过测序得到基因组的序列图。基因图是在识别基因组所包含的蛋白质编码序列的基础上绘制的结合有关基因序列、位置及表达模式等信息的图谱。在人类基因组中鉴别出占具2%~5%长度的全部基因的位置、结构与功能，最主要的方法是通过基因的表达产物mRNA反追到染色体的位置。其原理是：所有生物性状和疾病都是由结构或功能蛋白质决定的，而已知的所转录图有蛋白质都是由mRNA编码的，这样可以把mRNA通过反转录酶合成cDNA或称作EST(基因图)的部分的cDNA片段，也可根据mRNA的信息人工合成cDNA或cDNA片段，然后，再用这种稳定的cDNA或EST作为“探针”进行分子杂交，鉴别出与转录有关的基因。基因图谱的意义是：在于它能有效地反应在正常或受控条件中表达的全基因的时空图。通过这张图可以了解某一基因在不同时间不同组织、不同水平的表达；也可以了解一种组织中不同时间、不同基因中不同水平的表达，还可以了解某一特定时间、不同组织中的不同基因不同水平的表达。5.12.3人类与其他物种的基因组比较（大约）物种碱基对数量基因数量物种碱基对数量基因数量黴浆菌580,000500酿酒酵母12,000,0005,538肺炎双球菌2,200,0002,300黑腹果蝇180,000,00013,350流感嗜血杆菌4,600,0001,700家鼠2,500,000,00029,000大肠杆菌4,600,0004,400人类3,000,000,00027,000第48页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.12.4人类基因组24条染色体上的基因数目和申请的专利数目（截止2006年）染色体编号基因数目专利数目染色体编号基因数目专利数目1号3,14150413号477972号1,77633014号8211553号1,44530715号9151414号1,02321516号1,1391925号1,26125417号1,4713136号1,40122518号408747号1,41023219号1,7152708号95220820号7621789号1,08623321号3576610号1,04217022号10665711号1,626312X1,09020012号1,347252Y14414合计17,5103,242合计9,4052,357累计26,9155,599【说明】目前人们对于基因资源是否应该登记专利仍有争议。由于学术研究并非营利性，因此通常不受这些专利所拘束。此外由于美国政府近年来将专利申请条件提高，因此与DNA有关的专利许可，在2001年之后已逐渐减少。5.12.5人类基因组研究的意义与展望1对于各种疾病尤其是对各种遗传病的诊断、治疗具有划时代的意义对于深入了解基因表达的调控机制、细胞的生长、分化和个体发育的机2制以及生物进化等也具有重要意义3推动生物高新技术的发展，并产生巨大的经济效应你知道吗在人体全部22对常染色体中，1号染色体包含的基因数量最多，达3141个，是平均水平的两倍，共有超过2.23亿个碱基对，破译难度也最大。一个由150名英国和美国科学家组成的团队历时10年，才完成了1号染色体的测序工作。第49页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.13遗传的中心法则转录复制DNA翻译复制RNA蛋白质(性状)逆转录5.14基因工程的基本内容DNA质粒细胞获取质粒细菌获取DNA目的基因提取目的基因质粒DNA用同一种限制性内切酶切割目的基因DNA连接酶酶目的基因与运载体结合重组质粒将目的基因导入受体细胞DNA重组质粒将目的基因导入受体细胞细胞增殖目的基因的检测和表达目的基因产物第50页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.15基因分离定律中亲本的可能组合及其比数亲本组合AA×AAAA×AaAA×aaAa×AaAa×aaaa×aaAAAAAaAaAAAaaaAaaaaa基因型比11∶111∶2∶11∶11显性显性显性显性∶隐性显性∶隐性隐性表现型比1113∶11∶115.16基因分离定律的特殊形式特殊形式亲本组合子代的基因型比子代的表现型比（一般形式）Aa×AaAA∶Aa∶aa＝1∶2∶1显性∶隐性＝3∶1显性相对性Aa×AaAA∶Aa∶aa＝1∶2∶1显性∶相对显性∶隐性＝1∶2∶1并显性（MN血型）LMLN×LMLNLMLM∶LMLN∶LNLN＝1∶2∶1显性①∶并显性∶显性②＝1∶2∶1物种中存在三个以上等位基因，而每一个体只含两个等位基因或两个相同的基因，基因之间存复等位基因遗传在显隐关系或其它关系。如ABO血型的遗传：IA、IB对i为显性，IA对IB并显性。显性纯合致死Aa×AaAa∶aa＝2∶1显性∶隐性＝2∶1隐性纯合致死Aa×AaAA∶Aa＝1∶2显性单性隐性配子致Aa×AaAA∶Aa＝1∶1显性单性显性配子致死Aa×AaAa∶aa＝1∶1显性∶隐性＝1∶1伴性遗传基因在性染色体上，子代表现型与性别有关，形式多样，在后面有专题讨论。X上的致死效应见专题5.23(P53)5.17基因自由组合定律的一般特点P双显AABB×Aabb双隐A显（AAbb）（aaBB）B显F1AaBb双显F1配子ABAbaBabABAABB（双显）AABb（双显）AaBB（双显）AaBb（双显）F2AbAABb（双显）AAbb（A显）AaBb（双显）Aabb（A显）aBAaBB（双显）AaBb（双显）aaBB（B显）aaBb（B显）abAaBb（双显）Aabb（A显）aaBb（B显）aabb（双隐）基因型9种（AABB、AABb、AaBB、AaBb、AAbb、aaBB、Aabb、aaBb、aabb）种类4种表现型比数双显∶A显∶B显∶双隐＝9∶3∶3∶1亲本为AABB×aabb时：10/16（9/16+1/16）表现型同亲本亲本为AAbb×aaBB时：6/16（3/16+3/16）第51页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.18遗传定律中各种参数的变化规律亲本中F1F2遗传包含的包含等产生的配子的表现基因性状遗传定律的实质定律相对性位基因配子数组合数型数型数分离比状对数的对数F1在减数分裂形成配子分离定律112423(3∶1)时，等位基因随同源染色体的分开而分离。2241649(3∶1)2F1在减数分裂形成配子33864827(3∶1)3时，等位基因随同源染自由组合44162561681(3∶1)4色体分离的同时，非同定律……………………………………源染色体上的非等位基nn2n4n2n3n(3∶1)n因进行自由组合。5.19自由组合遗传题的快速解法①将自由组合定律分解成分离定律②根据亲本的基因型或表现型推出子代基因型概率或表现型概率方法一分离定律法（或者根据子代的表现型比或基因型比推出亲本的表现型或基因型）③得出最后结果例1基因型为AaBb（甲）和Aabb（乙）的亲本杂交，求子代中同亲本的基因型和表现型的概率AaBb×Aabb解①分解成分离规律的杂交组合Aa×AaBb×bb②推出各组合的基因型概率和表现型概率1/4AA1/2Aa1/4aa1/2Bb1/2bb示例3/4A显1/4a隐1/2B显1/2b隐③计算结果：i子代基因型为AaBb（同亲本甲）的概率是：1/2Aa×1/2Bb＝1/4子代基因型为Aabb（同亲本乙）的概率是：1/2Aa×1/2bb＝1/4子代基因型同亲本的概率是：1/4＋1/4＝1/2ii子代表现型同亲本的概率是：（3/4A显×1/2B显）+（3/4A显×1/2b隐）=3/4例2用绿圆豌豆与黄圆豌豆进行杂交，得到子代四种豌豆：黄圆196，黄皱67，绿圆189，绿皱61。写出亲本的基因型。（已知黄受Y、圆受R控制）解①分解成分离定律的子代表现型②推出亲本的基因型子代表现型比亲代基因型黄（196+67）∶绿（189+61）=1∶1Yy×yy圆（196+189）∶皱（67+61）=3∶1Rr×Rr③得出结果亲本绿圆豌豆的基因型是yyRr，黄圆豌豆的基因型是YyRr第52页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考①根据亲本和子代的表现型写出亲本和子代的基因式方法二基因式法②根据基因式推出基因型(此方法只适于亲本和子代表现型已知且显隐关系已知时)示例番茄的紫茎（A）对绿茎（a），缺刻叶（B）对马铃薯叶（b）均为显性。亲本紫缺番茄与紫马番茄杂交，子代出现了紫缺、紫马、绿缺、绿马四种番茄。求亲本的基因型和子代的表现型比。解①根据亲本和子代的表现型写出亲本和子代的基因式（如图）。紫缺×紫马（亲本）基因式A-B-A-bb紫缺紫马绿缺绿马（子代）基因式A-B-A-bbaaB-aabb②根据基因式推出亲本基因型。由于子代中有隐性个体出现，因此亲本的基因型是AaBb（紫缺）和Aabb（紫马）。③利用分离定律法推出子代表现型比（如图）。3紫1绿1缺1马3紫缺3紫马1绿缺1紫马①因为子代的表现型比之和就是子代的组合数，所以根据子代的方法三逆推法组合数可推出亲本产生的可能的配子种数。②根据亲本可能的配子种数可推出亲本可能的基因型。再根据亲本相关信息最后确定亲本的基因型或表现型。示例番茄的紫茎（A）对绿茎（a），缺刻叶（B）对马铃薯叶（b）均为显性。亲本紫缺番茄与绿缺番茄杂交，子代出现了3紫缺、1紫马、3绿缺、1绿马四种番茄。求亲本的基因型。解①推出亲本产生的可能的配子种数由题意可知，子代的表现型比之和为（3+1+3+1），8种组合数，由此可知亲本产生的配子种类为：一个亲本产生4种配子，另一亲本产生2种配子（因为只能是4种配子与2种配子的组合才有8种组合数，因为一方产生8种配子，另一方产生1种配子的组合不可能）。②推出亲本的基因型要产生4种配子，基因型必为AaBb（双显性）。所以亲本紫缺的基因型为AaBb。另一亲本只产生2种配子，因为表现型为绿缺，那么基因为aaBb。验证不错。①熟练运用三种方法可以进行口算心算，大大提高解题速度。注②三种方法中“分离定律法”最适用，适合各种情况。提倡使用该方法。③后两种方法的应用需要一定条件，有一定局限性。第53页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.20自由组合定律中基因的相互作用作用类型特点举例只有一种显性基因或无显香豌豆P(白花)CCdd×ccDD(白花)性基因时表现为某一亲本互补的性状，两种显性基因同时F1CcDd(紫花)作用存在时（纯合或杂合）共同决定新性状。F2C-D-(紫花)C-dd(白花)ccD-(白花)ccdd(白花)F2表现为9∶79/163/163/161/16两种显性基因同时存在时南瓜P(球形)AAbb×aaBB(球形)产生一种新性状，单独存在加累加时表现相同性状，没有显性F1AaBb(扁盘形)强作用基因时表现为隐性性状。作F2表现为9∶6∶1F2A-B-(扁盘)A-bb(球形)aaB-(球形)aabb(长形)用9/163/163/161/16不同对基因对表现型产生荠菜P(三角形果)EEFF×eeff(卵形果)相同影响，有两种显性基因时与只有一种显性基因时重叠F1EeFf(三角形果)表现型相同。没有显性基因作用时表现为隐性性状。F2E-F-(三角)E-ff(三角)eeF-(三角)eeff(卵形)F2表现为15∶19/163/163/161/16一种显性基因抑制了另一狗P(白色)BBII×bbii(褐色)种显性基因的表现。显性F2表现为12∶3∶1F1BbIi(白色)上位右例中I基因抑制B基因的表现。I决定白色，B决定F2B-I-(白色)bbI-(白色)B-ii(黑色)bbii(褐色)黑色，但有I时黑色被抑制9/163/163/161/16一对基因中的隐性基因对家鼠P(黑色)RRCC×rrcc(白色)另一对基因起抑制作用。抑隐性F2表现为9∶3∶4F1RrCc(黑色)制上位右例中c纯合时，抑制了R作和r的表现。F2R-C-(黑色)rrC-(浅黄)R-cc(白色)rrcc（白色)用9/163/163/161/16显性基因抑制了另一对基家鸡P(白色莱杭)IICC×iicc(白色温德)因的显性效应，但该基因本身并不决定性状。抑制F1IiCc(白色)F2表现为13∶3效应右例中C决定黑色，c决定F2I-C-(白色)I-cc(白色)iiC-(黑色)iicc（白色)白色。I为抑制基因，抑制9/163/163/161/16了C基因的表现。作用类型F2表现型比作用类型F2表现型比作用类型F2表现型比互补作用9∶7重叠作用15∶1隐性上位9∶3∶4累加作用9∶6∶1显性上位12∶3∶1抑制效应13∶3第54页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.21杂交育种5.21.1培育显性基因（A）控制的优良品种原始材料Aa一对相对性状控制培育目标AA育种方法连续自交，连续选择，直到基本不发生性状分离自交代数自交过程（原理）杂合体纯合体0Aa1011AA1Aa1aa114242211111132AAAAAaaaaa48484441111111173AAAAAAAaaaaaaa481681684881111111111154AAAAAAAAAaaaaaaaaa4816321632168416161111111n2nAa2n1AA2naa2n2n22（每代保留并种植）（每代淘汰直到几乎不出现））多对相对性状控制方法同上。纯合更加困难，育种难度大后代纯合的速率取决于等位基因的对数和自交的代数n21r公式x%()100%（n表示自交的代数；r表示等位基因对数）n25.21.2培育隐性基因（a）控制的优良品种Aa原始材料Aa×培育目标aaAAAaaa育种方法自交，选择aa淘汰保留推广第55页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.22人类的X染色体与Y染色体眼白化Xg血型磷皮病X的非同源部分性血友病长毛耳染红色盲Y的非同源部分色睾丸决定因子体巴氏小体：的结总色盲失活浓缩的X染色体，通过染构X和Y的同源部分色后可见，女性一个，男性无。表皮泡化症Y小体：眼球网膜色素荧光染料染色后可见。男性有。女性无。X染色体Y染色体性染色体由常染色体进化而来，随着进化的深入，同源部分越来越少，或者Y染色体逐渐缩短，最后消失。如蝗虫中雄蝗2N=23（XO），雌性染色体的起源蝗2N=24（XX）。因此X和Y染色体越原始，同源区段就越长，非同源区段就越短。据研究，人类Y染色体产生之初含有基因约1400个，现在仅剩下45个基因。再经1500万年人类的Y染色体将彻底消失。5.23人类性别畸型及其原因卵正常异常性染色体组型细①同源染色体不分离胞X②姐妹染色单体不分离精子XXOXXX（正常）XXX（超雌）XO（卵巢退化）正常YXY（正常）XXY（睾丸退化）YO（不能存活）同源染色体不分离XYXXY（睾丸退化）XXXY（同上）XY（正常）XXXXX（超雌）XXXX（超雌）XX（正常）姐妹染色单体不分离异常YYXYY（多数不育）XXYY（未见）YY（不能存活）①同源染色体不分离OXO（卵巢退化）XX（正常）OO（不能存活）②姐妹染色单体不分离5.24性别分化与环境的关系原理因素性激素(内部环境)的影响温度(外部环境)的影响①鸡的性反转（必修本P94）某些XY型性别决定的蛙类：②非洲蛙(Xenopus)性反转实验。20℃1/2♀蛙(XX)ZZ(幼体)♂ZZ♀×ZZ♂受精卵示例发育1/2♂蛙(XY)雌激素生殖30℃受精卵全部♂蛙(1/2XX，1/2XY)ZZ(成体)♀ZZ♂发育第56页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.25伴性遗传的特点说明：这里讨论致病基因的遗传。隐性遗传表示隐性基因致病，显性遗传表示显性基因致病。特点示例①交叉遗传：父传女，母传子。XaY×XAXAXAY×XAXa②男（雄）性患者多于女（雌）性患者。隐性患者携带者③男（雄）性患者的致病基因均由母亲传递。遗传XAXaXAYXAXAXAXaXAYXaY伴④男（雄）性患者的女儿均为携带者。携带者患者X⑤近亲婚配发病率高。遗①患者双亲中至少一个是患者。XaY×XAXaXAY×XaXa传②女（雌））性患者多于男（雄）性患者。患者患者显性③女（雌）性患者的子女患病机会均等。遗传XAXaXaXaXAYXaYXAXaXaY④男（雄）性患者的女儿全部患病。患者患者患者⑤未患病者的后代不会患病（真实遗传）。果蝇硬毛遗传(与X染色体同源)：①不同源时基因无显隐性关系。(短硬毛)XbYB×XbXb(正常硬毛)伴Y遗传②基因只能由父亲传给儿子并表现出来。③具家族同源性，用于刑事侦探和亲子鉴定。(短硬毛)XbXbXaYB(正常硬毛)5.26伴性遗传中的致死效应X染色体上隐性基因花粉(雄配子)致死X染色体上隐性基因雄性个体致死剪秋罗植物叶型遗传：宽叶♀XBXB×XbY♂窄叶宽叶♀XBXb×XbY♂窄叶XAXaXAY正常♀正常♂XBXbYBXbXbXY(死)(死)AAAaAaXBY宽叶♂XBY♂XbY♂XXXXXYXY正常♀正常♀正常♂死亡♂宽叶窄叶(特点：无窄叶雌株)1∶15.27通过性状识别性别的杂交设计性别区分并不难同型隐性异型显XY型性别决定♂显性×隐性♀♀显性隐性♂XAYXaXaXAXaXaY×例果蝇眼色遗传红眼♂白眼♀红眼♀白眼♂ZW型性别决定♀显性×隐性♂♂显性隐性♀例家蚕油脂皮肤遗传ZOsW×ZosZosZOsZosZosW（油脂皮肤透明）正常蚕♀油蚕♂正常蚕♂油蚕♀第57页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.28人类常染色体遗传病与伴X遗传病的比较常染色体遗传病X染色体遗传病遵循的定律分离定律显性遗传致病基因位置常染色体X染色体（显性基因致病）发病概率男女均等女性多于男性判断方法无特殊的判断方法，根据相关特点判断遵循的定律分离定律致病基因位置常染色体X染色体隐性遗传发病概率男女均等男性多于女性（隐性基因致病）①父母正常有女儿患病时，一定是常染色体隐性遗传判断方法②根据相关特点判断5.29细胞质遗传的一般形式P母方性状×父方性状F1母方性状5.30核质互作雄性不育遗传情况表细胞核基因表现型(r不育)RRRrrr细胞质基因正常基因N(N)RR可育N(Rr)(可育)N(rr)(可育)不育基因SS(RR)(可育)S(Rr)(可育)S(rr)(不育)5.31植物的三系配套杂交(选学)三系不育系S(rr)保持系N(rr)恢复系N(RR)不育系♀S(rr)×N(rr)♂保持系不育系♀S(rr)×N(RR)♂恢复系不育系S(rr)(可育)S(Rr)杂交种第58页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.32判断核、质遗传的方法细胞核遗传细胞质遗传1看基因的来源来源于核来源于质无分离比或2看子代分离比一定的分离比符合任何一条即可判断无一定的分离比3看正反交结果一致不一致5.33人类线粒体基因组①环状双链DNA，共16569个碱基对结构②外环富含G，称为重链，内环富含C称轻链③重链含28个基因，轻链含9个基因线粒体基因组13种多肽链基因37个，共编码22种tRNA编码区是连续的2种rRNA注意氧化磷酸化酶系统需要的80多种蛋白质亚基，线粒体基因组仅编码13种。5.34细胞核遗传与细胞质遗传的比较细胞核遗传细胞质遗传遗传本质基因位于细胞核的染色体上基因位于细胞质的线粒体和叶绿体基因存在形成成对存在单个存在基因的传递方式父母双方传递仅由母方传递遗传特点孟德尔遗传母系遗传子代表现型由显隐性关系决定完全由母方决定(大多表现母方性状)显隐性关系有没有子代分离比有一定的分离比无一定的分离比(可能出现分离)正反交结果相同(伴性遗传时可有例外)不同配子中基因的分配方式减半均分随机分配基因突变频率低，不一定表现出来频率高，突变的一定要表现出来遗传信息传递方式中心法则遗传自主性全自主半自主（受核基因控制）转录翻译系统各自独立转录场所细胞核线粒体和叶绿体翻译场所细胞质中的核糖体线粒体和叶绿体中的核糖体对性状的控制控制全部性状仅控制线粒体和叶绿体的少量性状第59页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.35细胞质遗传与伴性遗传的比较伴性遗传细胞质遗传伴X遗传伴Y遗传遗传只在雄性母系遗传孟德尔遗传(分离定律)方式个体中传递基因线粒体上叶绿体上X染色体上Y染色体上位置不一致。示例：紫茉莉枝条叶色遗传不一致。示例：果蝇眼色遗传正反正交反交①与X不同源正反交结亲本♀白眼×红眼♂♀红眼×白眼♂时，无正反交。亲♀交♀交眼色XrXrXRYXRXRr果XY②与X同源时，本绿白子枝绿白子代XRXrXrYXRXrXRY正反交结果不色色代色色眼色红眼白眼红眼红眼一致。条×（随母遗传）×（不随母遗传）植白绿遗传株色母亲传给子女色父亲传给女儿，母亲传给子女父亲传给儿子特点♂♂应用确定母子、母女关系遗传咨询、遗传病预防确定父子关系5.36生物变异的类型可遗传的变异基因变异染色体变异不遗传的变异基因突变基因重组结构变异数目变异环境改变染色体结构异染色体数目异变异的本质基因结构改变基因重新组合（遗传物质不常常改变）遗传情况按一定方式遗传和表现不遗传鉴别方法观察、杂交、测交观察、染色体检查改变环境条件关系人类遗传产生新基因，产生新基因型关系人类遗传健康。植物多改变环境条件，意义为基因重组和产生新品种健康倍体能改良植也能影响性状进化提供素材物性状。遗传病筛查遗传病筛查遗传病筛查改变环境条件，应用价值诱变育种单倍体育种杂交育种遗传健康获得优质高产。多倍体育种不遗传的变异（直接影响）相互作用表达可环境基因性状遗传联系的变异基因重组基因突变染色体变异诱因（间接影响）第60页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.37基因突变碱基对替换点突变。一对碱基被另一对碱基取代本质碱基对增添移码突变。插入点处编码碱基后移；缺失点处编码碱基前移碱基对缺失发生细胞分裂（有丝分裂、减数分裂）的DNA复制时时期体细胞突变发生在胚胎发育过程中，发生的越晚对个体影响越晚（小）。类型配子突变发生在配子形成时，影响个体的一生。生理因素辐射激光温度突变化学因素秋水仙素亚硝酸碱基类似物因素生物因素病毒某些细菌普遍性小致病毒大到人类均发生基因突变。分自然突变和人工诱变。随机性随机发生，在个体发育的整个阶段都可发生。低频性高等生物的突变频率在10-5—10-8之间大多有害，少量有利，有的突变是中性的。基有害性生物的长期进化中已形成了对环境的适应，再突变一般有害。因特点产生等位基因或复等位基因b1突产生非等位基因变不定向性显性突变：A—→aAaBb2（多向性）隐性突变：a—→Ab3回复突变：Aa同义突变：突变前后密码子同义。蛋白质结构不变。突变点突变错义突变：编码的氨基酸改变，一种氨基酸被另一种氮基酸取代后果无义突变：突变后的密码子为终止码。使合成提前终止。移码突变引起一系列氨基酸的改变。导致肽链延长或缩短或无法终止。形态突变型外形改变：人类白化、果蝇白眼、葡萄无籽……表现致死突变型引起个体死亡或配子死亡：植物的白化等形式条件致死型在一定条件下致死：T4噬菌体温敏型在25℃时存活，42℃时死亡生化突变型无形态效应，但生化功能改变：微生物的营养缺陷型自然突变的应用利用白化动物培育白化新品种；利用芽突变培育无籽品种等。应用概念：利用理化因素处理植物或微生物，产生突变，选育新品种诱变育种特点：供试材料多，有用突变少，有盲目性，适于植物和微生物5.38基因重组非同源染色体的自由组合高等生物减数分裂时发生非姐妹染色单体的交叉互换自然的基因重组受体细胞直接吸收供体细胞的DNA转化例：肺炎双球菌的转化实验原核生物通过噬菌体介导，将供体细胞DNA片段转导带进受体细胞人工的基因重组基因工程（重组DNA技术）例：抗虫棉第61页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.39基因突变与基因重组的比较基因突变基因重组发生后的结果形成新基因（等位基因或复等位基因）形成新的基因型发生的时期减数分裂或有丝分裂时的DNA复制时减数分裂的第一次分裂时非姐妹染色单体的交叉互换本质原因碱基对的改变(替换、增添、缺失)同源染色体的分离特点低频性、偶然性、多向性、无规律高发性、必然性、多样性、有规律关系基因突变为基因重组提供材料基因重组使突变的基因以多种形式传递5.40染色体结构变异缺失重复倒位易位abcdeabcdeabcdeabcdexyz图示adeabeabcbcdeadcbexbcyz人类的猫叫综合征（5果蝇的棒眼(小眼数一般无效应，但杂合一般无效应，但是效应号染色体部分缺失）目减少。X染色体某子易位常伴有不同程大段倒位导致不育一区段重复)度的不育5.41染色体数目变异类别名称染色组构成事例个别染色体数目增减单体2N－1AA—1（abcd）（abc）唐氏综合征（XO）（非整倍体）双单体2N—1—1AA—1，AA—1（abc-）（ab-d）缺体2N—2（1）AA—1，AA—1（abc-）（abc-）三体2N＋1AA＋1（abcd）（abcd）（d）21三体综合征四体2N＋2（1）AA＋1，AA＋1（abcd）（abcd）（dd）双三体2N＋1＋1AA＋1，AA＋1（abcd）（abcd）（cd）单倍体1或多个1个（abcd）或多个（abcd）蜜蜂的雄蜂二倍体2NAA（abcd）（abcd）人果蝇豌豆染色体数目成倍增减同源三倍体3NAAA（abcd）（abcd）（abcd）香樵三倍体西瓜（整倍体）同源四倍体4NAAAA4个（abcd）蔓陀罗异源四倍体4NAABB2个（abcd）2个（opqr）棉花烟草油菜多2个（abcd）倍异源六倍体6NAABBCC2个（opqr）普通小麦体2个（wxyz）4个（abcd）异源八倍体8NAAAABBBB异源八倍体小黑麦4个（wxyz）说明：大写字母表示染色体组，小写字母表示染色体。这里假定每个染色体组含有4个染色体。第62页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.42四倍体（AAaa）的自交分析亲本显性AAaa×AAaa显性配子1AA4Aa1aa1AA1AAAA显4AAAa显1Aaaa显子代隐性∶显性＝35∶14Aa4AAAa显16Aaaa显4Aaaa显1aa1Aaaa显4Aaaa显1aaaa隐5.43三体（AAa）的自交分析亲本显性AAa×AAa显性卵1AA2Aa2A1a精子子代隐性∶显性＝17∶12A2AAA显4Aaa显4AA显2Aa显1a1Aaa显2Aaa显2Aa显1aaa隐注：AA精子和Aa精不育或不能参与受精5.44染色体变异的几个概念的比较概念特点形成过程事例一个正常配子所含的不含同源染色体，含有染色果蝇染色体数叫一个染色一整套完整的基因减数分裂体组N=4体组，用N表示。体细胞中含有本物种①可能含一个或几个单性生殖雄蜂配子染色体数的个体染色体组（可自然形成和N=16②二倍体和奇数多倍通过花药离休培单倍体单倍体水稻体的单倍体高度不育养形成）N=12③偶数多倍体的单倍（或2N=24）体可育具有三个以上相同染①茎秆粗壮，叶、果实①由染色体加倍①四倍体西瓜色体组的个体和种子变大形成4N=44同源②糖类、蛋白质含量多②由已加倍的多多倍体③生长变慢，成熟推倍体与原来的二②三倍体西瓜迟，育性降低倍体杂交形成3N=33两个或两个以上物种远缘杂交先种间杂交普通小麦异源杂交后经染色体加倍具有两个物种的特性后染色体加倍6N=42多倍体后形成的个体（自然或人工）小黑麦（8N=56）第63页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.45普通小麦（异源六倍体）的自然形成途径一粒小麦×斯氏山羊草或可能是拟斯卑尔脱山羊草AA（2N=14）BB（2N=14）））AB（不育）（2N=14）染色体加倍二粒小麦×滔氏山羊草AABB（4N=28）DD（2N=14）ABD（不育）（3N=21）染色体加倍普通小麦AABBDD（6N=42）5.46单倍体育种一般过程①选择亲本杂交②种植杂种一代③利用杂种一代的花粉获得单倍体植株花药离体培养④加倍处理后再选择（或先选择后加倍处理）⑤扩大和推广培育图解例利用AAbb和aaBB两个单优品种双优品种（AABB）亲本（品种A）AAbb×aaBB（品种B）杂交①F1AaBb（双优杂交种）种植②花粉ABAbaBab花药离休培养③单倍体ABAbaBab染色体加倍④二倍纯合体AABBAAbbaaBBaabb选择AABBAAbbaaBBaabb⑤保留推广淘汰推广第64页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.47多倍体育种幼苗普通西瓜(2N=22)秋水仙素加倍不加倍第一年植株♀四倍体西瓜(4N=44)×普通西瓜(2N=22)♂种子三倍体西瓜(3N=33)植株三倍体西瓜(3N=33)普通西瓜(2N=22)第二年♀蕊花粉刺激果实无籽西瓜（3N=33）5.48利用遗传学原理的育种总结育种类型原理方法优点缺点基因的分离实现优良组合育种年限长杂交育种连续自交与选择丰富优良品种不易发现优良性状基因基因的重组转基因定向、打破隔离可能有生态危机育种基因工程育种改造原来基因定向改造结果难料诱变育种基因突变诱变与选择提高突变率供试材料多花药离体培养性状纯合快需先杂交染色体单倍体育种染色体秋水仙素处理缩短育种年限技术复杂育种数目变异多倍体育种秋水仙素处理器官大，营养多发育迟缓结实率低细胞融合细胞融合打破种间隔离细胞工程育种结果难料细胞全能性植物组织培养创造新物种5.49人类的遗传病分类病列特点显性遗传病并指软骨发育不全抗VD佝偻病(X)连续遗传单基因白化血友病(X)先天性聋哑隔代遗传基因遗传病隐性遗传病苯丙酮尿症进行性肌营养不良(X)近亲结婚发病率高遗传病唇裂无脑儿原发性高血压家庭聚集现象多基因遗传病青少年型糖尿病家庭性肥胖易受环境影响结构异常缺失猫叫综合征(5号染色体部分缺失)后果严重个别减少单体缺体染色体常染色体病(死胎流产)个别增多21三体13三体遗传病数目异常个别减少特纳氏综合征(XO)性别异常性染色体病个别增多XXYXXXXXXY不孕不育细胞质遗传病线粒体肌病母系遗传第65页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.50人类遗传病的预防(优生)措施原理方法禁止近亲结婚减少隐性基因纯合的概率直系血亲和三代以内旁系血亲禁婚（法律约束）①了解家庭病史②分析传递方式进行遗传咨询利用遗传学原理进行生育指导③推算发病风险④提出防治对策提倡适龄生育减少突变的发生避免低龄（<20岁）生育和高龄（>40岁）生育实施产前诊断查找胎儿的遗传缺陷基因检测、染色体检查和其他孕期检查5.51自然选择学说与现代进化理论的比较自然选择学说现代进化理论①过度繁殖：为自然选择提供更多材料，①种群是生物进化的单位：种群是生物存引起和加剧生存斗争。在的基本单位，是“不死”的，基因库②生存斗争：繁殖过剩导致生存危机。是在种群中传递和保存。自然选择的过程，是生物进化的动力。主要内容②生物进化的实质是种群基因频率的改变③遗传变异：变异普遍而不定向，好的变③突变和基因重组产生进化的原材料异可通过遗传积累和放大。④自然选择决定进化的方向④适者生存：适者生存不适者淘汰，决定⑤隔离导致物种形成了进化的方向。①自然选择过程是适者生存不适者被淘汰①生物进化是种群的进化。种群是进化的的过程单位核心观点②变异是不定向的，自然选择是定向的②进化的实质是改变种群基因频率③自然选择过程是一个长期、缓慢和连续③突变和基因重组、自然选择与隔离是生的过程物进化的三个基本环节①能科学地解释生物进化的原因①科学地解释了自然选择的作用对象是种意义②能科学地解释生物的多样性和适应性群不是个体③为现代生物进化理论奠定了理论基础②从分子水平上去揭示生物进化的本质5.52达尔文进化理论的三个原则与群体遗传学达尔变异的原则任何一个群体中的个体在形态、生理和行为上的差异文进化论遗传的原则后代与他们亲本的相似性多于无关个体的相似性三原则选择的原则在特定的环境下，一些个体总比另一些个体有更强的生存力和繁殖力将达尔文的三个原则转变成精确的遗传学概念的是群体遗传学。群体遗传群学是研究群体的遗传结构及其变化规律的遗传学的分支学科。它应用数学体和统计学方法研究群体的基因频率和基因型频率，以及影响这些频率的选遗传择效应和突变作用、迁移和遗传漂变作用与遗传结构的关系，以此来探讨学进化的机制。生物进化过程实质上是群体中基因频率的演变过程。因此群体遗传学是研究生物进化的理论基础。至于生物进化机制的研究当然应属于群体遗传学的研究范畴。第66页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.53种群、基因库、基因频率、基因型频率概念：生活在同一地点的同种生物的一群个体，是生存和繁殖的基本单位种群特点：彼此之间可以交配产生可育后代，通过繁殖传递基因给后代概念：一个种群的全部个体所含的全部基因叫基因库基因库特点：不仅不会因个体死亡而消失，反而在代代相传中保持和发展基因频率某种基因在某个种群中出现的比例叫基因频率基因型频率群体中某特定基因型个体的数目占个体总数目的比率5.54常染色体上基因频率和基因型频率的计算与关系设有N个个体的群体中有A和a一对等位基因在常染色体上遗传，其可能的基因型有三种：AA、Aa、aa，如果群体有n1AA+n2Aa+n3aa个个体，则n1+n2+n3=N。于是n1AAD………………………………①Nn2基因型频率AaH………………………………②Nn3aaR………………………………③N而D+H+R=1，由于AA个体有两个A基因，Aa个体只有1个A基因；aa个体有两个a基因，Aa个体只有1个a基因。因而2nn121ApDH………④2N2基因频率=配子频率2n3n21aqRH………⑤2N2而p+q=1。公式④、⑤表示基因频率与基因型频率间的关系。基因频率与基因型频率的关系例中国汉族人中PTC（笨硫脲）偿味能力分布如下表（T对t不完全显性）基因表现型基因型人数基因型频率Tt完全偿味者TT（n1）490(D)0.49980偿味杂合体（弱）Tt（n2）420(H)0.42420420味盲tt（n3）90(R)0.09180合计100011400600则T基因的频率为140011p0.7或pDH0.490.420.7200022t基因的频率为60011q0.3或pRH0.090.420.3200022第67页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.55遗传平衡定律如果一个群体满足以下条件：①个体数量足够大②交配是随机的③没有突变、迁移和遗传漂变④没有新基因加入⑤没有自然选择那么这个群体中的各等位基因频率和基因型频率在一代一代的遗传中保持平衡（不变）。这就是遗传平衡定律。例如果某群体中最初的基因型频率是YY（D）=0.10，Yy（H）=0.20，yy（R）=0.70。1则这个群体的配子频率(配子频率)是Y(p)0.100.200.2021y(q)0.700.200.802于是，下一代的基因型频率是卵细胞0.20Y(p)0.80y(q)精子0.20Y(p)0.04YY0.16Yy0.80y(q)0.16Yy0.64yy即子代的基因型频率是YY=p2=0.04Yy=2pq=2×0.16=0.32yy=q2=0.64由此可知，该代的基因频率是1Y(p)0.040.320.2021y(q)0.640.320.802与上代的基因频率达到平衡。可以计算，下代的基因型频率与上代相等，即YY=p2=0.04Yy=2pq=2×0.16=0.32yy=q2=0.64至此，基因型频率也达到平衡。综上所述，对于一个大的群体中的等位基因A和a，当A基因频率为p，a基因频率为q时，有pq1……………………………………………………………………………①这个群体的基因型频率是2AAp……………………………………………………………………………②Aa2pq……………………………………………………………………………③2aaq……………………………………………………………………………④222于是有p2pqq(pq)1…………………………………………………………⑤第68页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.56性染色体上基因频率和基因型频率的计算如果一对等位基因A、a位于X染色体上，在随机交配的条件下，达到平衡时，有雄性个体雌性个体基因型XAXaXAXAXAXaXaXapqP22pqq2基因型频率基因频率pqpqp+q=1p2+2pq+q2=1基因型频率特点由此可知，基因频率＝雄性个体的基因频率＝雌性个体的基因频率即pppqqq（式中X表示雄性，XX表示雌性）XXXXXX基因型频率分别计算XAXA＝P2XAXa＝2Pq雌性个体基因型频率（与常染色体的基因型频率算法相同）XaXa＝q2XAY＝P雄性个体基因型频率＝基因频率XaY＝q例在人群中调查发现男性色盲患者是7%，求（1）色盲基因（Xa）和它的等位基因（XA）的频率。（2）女性的基因型频率。（3）下一代的基因频率。解：（1）求基因频率：Xa基因的频率：q＝男性个体的基因型频率＝男性个体的表现型频率＝女性个体的Xa基因频率＝7%＝0.07。XA基因的频率：p＝1－q＝1－0.07＝0.93（2）求女性的基因型频率：XAXA＝p2＝0.93×0.93＝0.8649XAXa＝2pq＝2×0.93×0.07＝0.1302XaXa＝q2＝0.07×0.07＝0.0049（3）求下一代的基因频率下一代的基因频率＝上一代的女性中基因的频率，即A1X0.86490.13020.932a1X0.00490.13020.072①伴X基因有2/3存在于雌性个体，1/3存在于雄性个体中（雌性为XX，雄性为XY）②伴X隐性遗传病的男患者∶女患者＝q∶q2，当男性发病率为1时，女性发病率为q(男多于女)几个特点③伴X显性遗传病的男患者∶女患者＝p∶(p2+2pq)＝1∶(1+q)(女多于男)（当男性发病率为p=1时，女性发病率为(p+2q)＝(1－q+2q)＝(1+q)）第69页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.57突变和基因重组产生进化的原材料基因突变突变染色体变异可遗传的变异产生进化的原材料基因重组直接原因1、产生突变的绝对个体数大：虽然每个基因的突变率低，但基因数量多种群数量大2、有利与有害突变不是绝对的，往往取决于生存环境3、基因重组形成不同基因型，使群体中出现大量可遗传的变异根本原因变异产生是不定向的，突变和基因重组只是产生进化的原材料，不能决定进化的方向5.58选择的类型选择种群中的极端类型，淘汰多数个体的过程。最常见。定向性选择例：桦尽蠖的进化选择种群中的中间类型，淘汰极端类型。对抗基因突变和遗传漂变。自然选择稳定性选择例：3—4kg左右的新生儿存活率高，轻于和重于此值的存活率低。选择种群中的极端类型，淘汰中间类型。较少见。中断性选择例：美州白足鼠长尾（LL）和短尾（ll）被选择，中尾（Ll）被淘汰性选择不随机交配。例：果蝇中有红眼雄果蝇时雌蝇不与白眼雄果蝇交配人工选择按照人的意志保留某性状的个体，淘汰不需要的个体。5.59自然选择决定生物进化的方向自然选择改变了生物种群的基因频率，从而决定了生物进化的方向5.60改变生物种群基因频率的因素因素突变、选择（包括自然选择、性选择和人工选择）、遗传漂变、迁移主要因素自然选择5.61突变与选择的关系突变为选择提供原材料突变是不定向的没有突变也可进行选择选择是定向的第70页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考5.62隔离的类型地理隔离由于地理上了障碍导致两个种群不能交配的现象。例：东北虎与华南虎特点：发生在同一物种之内。导致小种群和物种的不同分布两个种群间的个体不能自由交配（交配前隔离）或生殖隔离交配后不能产生可育后代（交配后隔离）的现象。特点：发生在不同物种之间。有或没有生殖隔离。5.62物种形成的方式隔离导致物种形成地理隔离生殖隔离物种形成例1：同源多倍体——四倍体西瓜多倍体导致物种形成例2：异源多倍体——六倍体小麦5.63现代生物进化理论的核心生物进化的一个基本观点种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变。物种形成的三个基本环节1、突变和基因重组产生进化的原材料2、自然选择使基因频率定向改变并决定生物进化方向3、隔离导致新物种的形成，是新物种形成的必要条件第71页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考第六单元生物与环境6.1生态因子的组成非生物因素光热水土气火生态因素组成种内关系种内斗争种内互助生物因素种间关系共生寄生竞争捕食人为因子6.2非生物因子的作用光对植物的影响光影响影响光合作用：绿光为生理无效光光质（波长）影响光合产生：红光有利于糖类合成；篮光有利于蛋白质合成影响生长发育：红光能促进种子和孢子的萌发，红外光抑制种子萌发阳生植物：要求全日照，光补偿点高，耐高温干旱。玉米光强阴生植物：光补偿点低，呼吸和蒸腾弱。人参黄连耐阴植物：介于两者之间，全日照下生长最好，也能在阴生环境生长。山毛榉长日照植物：每天日照时间在14—17h以上才开花的植物。日照越长，开花越早。北方体系植物：小麦油菜萝卜短日照植物：每天需要一段昼短（少于12h不少于8h）夜长的时间才开花的植物。日照长度暗期越长，开花戟早。水稻大豆玉米烟草棉花及热带、亚热带植物春秋季开花的植物多属此类中间性植物：对日照没有要求，只要其他条件适合均可开花。黄瓜番茄四季豆光对动物的影响影响事例影响热能代谢晒太阳取暖。极地昆虫体色多黑色：吸收太阳辐射，防止紫外线杀伤影响生长发育对生长发育有促进或抑制作用：蛙卵在有光时正常发育。光抑制黑暗昆虫以育。影响动物行为昼行性动物夜行性动物。趋光性光死亡（蚯蚓）影响动物繁殖银灰狐在白昼延长时开始交配。延长光照时间改变动物繁殖时间：黑鼬提前繁殖。影响生活节律鱼类洄游鸟类迁徙鸟类换羽哺乳类脱毛影响动物分布水生动物的垂直分布：随透光深度和光照长度不同而不同温度对生物的影响影响事例影响生长发育3—43℃范围内小麦种子才能萌发。18—20℃时猪增重最快。温度增高蒸腾加快。影响生物繁殖低温影响抽穗扬花。水温至少18℃时鲤鱼才产卵。30℃时全民育成雄蛙。影响生物分布影响生物的水平分布和垂直分布（往往是各种因子综合作用的结果）影响动物行为休眠迁移第72页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考水分对生物的影响影响事例影响生长发育萎蔫水稻烂根。土壤含水量影响根系发育影响生物生殖靠水传粉授精：苔藓、青蛙。水稻灌浆期遇雨季减产影响生物分布沙漠动植物必需耐干旱以水为主导因子的植物生态类型水生植物沉水植物浮水植物挺水植物湿生植物水稻地衣苔藓中生植物介于湿生与旱生之间：森林植物大多数农作物旱生植物耐受土壤和大气干旱：多浆植物：仙人掌；少浆植物：骆驼刺6.2生物种间关系比较种间关系相互作用能量关系特点事例地衣共同生活，彼此有利。A大豆与根瘤菌互利共生个体数BAB离开后彼此或一方不白蚁与鞭毛虫能生存。时间蚂蚁与蚜虫共同生活，一方有利，蛔虫与人ABA一方有害。噬菌体与细菌寄生个体数B离开后寄生生物不能虱子与人BA时间生存。菟丝子与大豆生活环境相同。AA大多数情况下，和平个体数B共处，形成各自的生牛与羊时间态位（生态灶）。庄稼与杂草竞争C如果两个物种在时间大草履虫与小草A和空间上完全重叠，履虫B个体数会导致一种生存一种B死亡（上图）。时间A一种生物以另一种生猫与老鼠B捕食个体数B物为食。数量消长上牛与草AA呈现“跟随”现象。狼与羊时间共栖（寄居蟹与海癸）抑制（青霉菌与细菌）其他关系传播（蜜蜂传粉）腐生（分解者与死亡生物为食）第73页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考6.2生态因子作用的一般特征生态因子作用的一般特征①作用的不可替代②作用的和同等重要综合作用各种生态因子③作用的不等价④彼此相互影响①对整个环境起主导作用，能引起全部生态关系的变化主导因子②使生物的生长发育、种群数量和分布情况发生明显变化每个生态因子对生物的作用都有三个基点：最低点、最高点和最适点。耐受性定律最低点和最高点之间的范围叫生物的适应幅度。限制因子限制生物生长或存活（超过生物的耐受性）的生态因子最低量定律生物的生长发育繁殖受最低量生态因子的限制6.3种群的一般特征种群特征主要内容概念：单位空间内的某种群的个体数调查方法：第一次捕获数×第二次捕获数种群密度①标志重捕法种群密度＝标志后重新捕获数②随机取样法取样→计数→计算种群密度＝各样方中数量的均值年出生个体数年出生个体数出生率＝出生率＝增长率＝出生率－死亡率年平均个体数年平均个体数出生率与死亡率AA类生物：农作物人类大型哺乳类B存活曲线B类生物：水螅一些鸟类存活率CC类生物：青蛙鱼类草本植物时间年龄组成增长型稳定型衰退型性别比例雌雄比等于1大于1小于1迁移迁入迁出迁入6.4种群数量变化规律＋＋－种群动态变化出生率种群数量死亡率－迁出第74页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考种群增长规律t特点：年增长率不变NtN0J型增长事例：新引进的生物的早期增长接近“J”增长（我国环颈雉刚引入美国时）S型增长K特点：①增长率不断变化种群数量②种群数量为K/2时，增长率最大K③种群数量为K时，增长率为02J型增长与S增长的关系时间环境阻力种群增长率种群数量时间时间影响种群数量变化的因素种群数量变化的原因出生率死亡率迁入迁出种群数量变化的因素凡是影响出生率、死亡率、迁入、迁出的因素都会影响种群数量变化。包括气候、食物、被捕食、传染病和人为因素。①有利于野生生物资源的利用与保护研究种群数量变化规律的意义②为害虫的防治提供依据6.5群落的概念及结构概念在一定的自然区域内，相互之间有直接或间接关系的各种生物的总和，叫生物群落。垂直结构垂直方向上，生物群落的分层状态叫垂直结构。不同生物对不同生态环境有不同的要求和适应性，导致不同生态习性的生物处于原因不同的层次。水平结构水平方向上，不同地段的不同种群生物分布的状态叫水平结构。原因环境因素在不同地段的不一致性，导致不同生物在不同地段的分布差异。第75页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考6.6生态系统的概念及分类概念生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫生态系统。分类原则类型分类森林生态系统草原生态系统沙漠生态系统陆地生态系统城市生态系统农田生态系统矿区生态系统海洋生态系统按无机因子分水域生态系统湿地生态系统淡水生态系统河流生态系统池塘生态系统自然生态系统原始森林未污染海洋按形成过程分半自然生态系统放牧的草原采伐的森林人工生态系统城市农田村庄6.7生态系统的成分成分构成作用（主要生理过程）营养方式非生物非生物的物质光、热、水、土、气为生物提供物质和能量成分和能量绿色植物、光合细菌、将无机物转变成有机物生产者自养型化能合成细菌（光合作用化能合成作用）生物成分动物、寄生微生物、消费者消费有机物（呼吸作用）根瘤菌异养型分解者腐生微生物、蛔虫分解动植物遗体（呼吸作用）6.7典型生态系统的特点比较生态系统类型主要的环境因素主要生产者主要消费者特点及作用树栖哺乳类、结构复杂森林生态系统水温度土壤主要是乔木鸟类等具有多种生态功能种群和群落变化剧烈草原生态系统限制因素：水主要是草本植物奔跑类畜牧基地调节气候防止风沙微小的浮游动结构复杂海洋生态系统水、盐等微小的浮游植物物到大型哺乳资源丰富动物极其多样调节全球气候生态类型多样鸟类、昆虫、湿地生态系统水水生、陆生植物动植物资源丰富水生动物防洪抗旱人的作用很关键农田生态系统人农作物农业害虫群落结构单一能量生产不足城市生态系统人草地、绿化带人对其他生态系统产生强烈干扰第76页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考6.8生态系统的营养结构食物链生产者→初级消费者→次级消费者→三级消费者→……（一般不超过五级）营养级ⅠⅡⅢⅣ食物链由食物链构成的网状结构特点由食物（营养）关系连接起来的生物组成层次作用是生态系统中物质循环和能量流动的渠道6.8生态系统的能量流动能量流动概念呼吸作用生态系统中能量的输入、传递和散失过程，能量流动。……呼吸作用三级消费者过程呼吸作用次级消费者呼吸作用初级消费者生产者太阳分解者能特点单向流动逐级递减前一营养级的能量只有10%—20%流向后一营养级（十分之一法则）食物链ABCDE计算营养级12345能量E1E2E3E4E5n1按最低能量流动效率计算：EE0.1n1按最高能量流动效率计算：n1EE0.2n1合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地研究能量流动的意义流向对人类最有益的部分。第77页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考6.9生态系统的物质循环在生态系统中，构成生物体的化学元素不断地进行着从无机环境到生物群落，概念又从生物群落回到无机环境的循环过程。这个过程就是生态系统的物质循环。广大的空间：全球（生物圈）特点漫长的时间：经历地质过程大气CO2库光呼呼合吸吸作作作用用用碳循环捕食呼生产者消费者燃吸烧作用动植物遗体和排出物化石燃料分解者氮循环大气氮库（N2）N2反硝化细菌大气固氮工业固氮生物固氮尿素氮素化肥脲酶脲酶NH-3消费者尿素硝化细菌分解者捕食NO--氮盐2、NO3遗体生产者NO-3大气中SO2吸收捕食燃燃分降生产者消费者烧烧解水硫循环吸收动植物遗体和排出物土壤或水中的SO2-分解者化石燃料4火山爆发第78页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考6.10能量流动和物质循环的关系两者同时进行相互依存不可分割。总体关系通过物质循环和能量流动使生态系统的各种成分成为统一整体。物质对能量物质是能量的载体，使能量沿食物网流动能量对物质能量是物质循环的动力，使物质在无机环境和生物群落间循环往返6.11生态系统的稳定性生态系统发展到一定阶段，它的结构和功能能够保持相对稳定。生态系统具有的保持或概念恢复自身结构和功能相对稳定的能力，叫生态系统的稳定性。保持力稳定性生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力。原因生态系统的自我调节能力抵抗力稳定性生态系统遭到外界干扰因素破坏后恢复持原状的能力。原因群落演替净化作用等关系强弱保复杂恢持复力力稳生态系统结构稳定定性性弱强简单6.12生物圈及其稳态地球上全部生物及其无机环境的总和。生物圈由大气圈、水圈、岩石圈中有生物分布的圈层组成。生物圈的稳态生物圈的结构和功能长期保持相对稳定状态的现象①太阳——源源不断的能量供应——能量流动原因②大气圈、水圈、岩石圈——取之不竭的物质来源——物质循环③生物圈自身——多层次的自我调节能力——自我调节第79页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）细心做题理性思考6.12全球环境问题土地沙漠化森林植被破坏生物多样性锐减全球气温上升臭氧层损耗酸雨6.12酸雨的成因与危害成因硫循环失衡：大气SO2增多，超过了生物圈的自净能力，造成大气的严重污染。①水体酸化，严重影响鱼类的生殖发育。危害②直接伤害植物芽和叶，影响植物生长。③腐蚀建筑物和金属物材料。6.13生物多样性生物多样性的内容遗传多样性物种多样性生态系统多样性直接使用价值食用价值药用价值科研价值美学价值生物多样性的价值间接使用价值生态价值潜在使用价值尚待开发物种丰富特有种古老种多我国生物多样性的特点经济物种丰富生态系统多样物种多样性和遗传多样性多样性面临的威胁我国生物多样性面临的威胁物种灭绝或濒临灭绝生态系统多样性面临的威胁围湖造田森林减少草原退化①生存环境改变或破坏生物多样性面临威胁的原因②掠夺式的开发和利用③环境污染①保护自然生态系统就地保护建立自然保护区②保护珍稀濒危物种生物多样性的保护迁地保护迁出原地保护行将灭绝加强教育和法制管理第80页微信公众号搜索：踽踽学者（jǔjǔ）
