1、第 頁共169頁第 頁共169頁高中生物全部知識第一單元生命的物質基礎和結構基礎（細胞中的化合物、細胞的結構和功能、細胞增殖、分化、癌變和衰老、生物膜系統和細胞工程）1.1化學元素與生物體的關系大量元素化學元素微量元素 Fe、Mil. E、Zn. Cu. Mo 等非必需元素無害元素有害元素1.2生物體中化學元素的組成特點C、H、O、N四種元素含量最多不同種生物體中化學元素的組成特點元素種類人體相同第1頁共元素含量差異很人第 頁共169頁第 頁共169頁1.3生物界與非生物界的統一性和差異性1.4細胞中的化合物一覽表化合物分類元素纟且成主要生理功能水組成細胞維持細胞形態運輸物質提供反應場所參與化

2、學反應維持生物大分子功能調節滲透壓無機鹽構成化合物（Fe、Mg）組成細胞（如骨細胞）參與化學反應維持細胞和內環境的滲透壓）糖類單糖二糖多糖C、H、0供能（淀粉、糖兀、匍旬 糖等）組成核酸（核糖、脫氧核 糖）細胞識別（糖蛋白）組成細胞壁（纖維素）脂質脂肪磷脂（類脂）固醇C、H、0C、 H、 0、 N、 PC、H、0供能（貯備能源）組成生物膜調節生殖和代謝（性激素、Vit.D）保護和保溫蛋白質單純蛋白（如胰島素）結合蛋白（如糖蛋白）C、 H、 0、 N、 S（Fe、Cu v P、Mo）組成細胞和生物體調節代謝（激素）催化化學反應（酶）運輸、免疫、識別等核酸DNARNAC、 H、 0、 N、 P貯存

3、和傳遞遺傳信息控制生物性狀催化化學反應（RNA類酶）1.5蛋白質的相關計算設構成蛋白質的氨基酸個數刃，構成蛋白質的肽鏈條數為門，構成蛋白質的氨基酸的平均相對分子質量為日，蛋白質中的肽鍵個數為”，蛋白質的相對分子質量為y,控制蛋白質的基因的最少堿基對數為廠，貝IJ肽鍵數=脫去的水分子數，為x = m - n 蛋 白 質 的 相 對 分 子 質 量y = ma -18xy =-a8x3或1.6蛋白質的組成層次蛋白質1.7核酸的基本組成單位名稱基本組成單位一分子磷酸（H3PO4）一分子五碳糖核酸核昔酸（8種）（核糖或脫氧核糖）核昔一分子含氮堿基O（5 種：A、G、C、T、U）（4種）脫氧核昔酸一分子

4、磷酸一分子脫氧核糖頁共169頁第 頁共169頁第 頁共169頁RNA核糖核昔酸（4種）脫氧核甘一分子含氮堿基（A、 G、 C、 T）一分子磷酸一分子核糖核糖核甘一分子含氮堿基（A、 G、 C、 U）1.8生物大分子的組成特點及多樣性的原因名稱基本單位化學通式聚合方式多樣性的原因多糖葡萄糖。6血06R1脫水縮合匍甸糖數目不同糖鏈的分支不同化學鍵的不同蛋白質氨基酸NHz C COOH 1HO氨基酸數目不同氨基酸種類不同氨基酸排列次序不同肽鏈的空間結構核酸（DNA 和核昔酸核昔酸數目不同核昔酸排列次序RNA)不同核昔酸種類不同1.10選擇透過性膜的特點選擇透過性膜的特點三個通過1.9生物組織中還原性

5、糖、脂肪、蛋白質和DNA的鑒定物質試劑操作要點顏色反應還原性糖斐林試劑（甲液和乙液）臨時混合加熱磚紅色脂肪蘇丹III （蘇丹IV）切片高倍鏡觀察桔黃色（紅色）蛋白質雙縮腺試劑（A液和B液）先加試劑A再滴加試劑B紫色DNA一苯胺加 0.015mol/LNaCI 溶液5MI沸水加熱5min藍色第S頁共169頁第S頁共169頁1.11細胞膜的物質交換功能r離子.小分子物質交換J大分子.顆粒r親脂小分子、j高濃度低濃度膜1不消耗細胞能量（ATP）的離子、不親脂小分子流低濃度高濃度動1需載體蛋白運載性1消耗細胞能量（ATP）丿自由擴散膜的流動性、膜融合特性12線粒體和葉綠體共同點1、具有雙層膜結構2、進

6、行能量轉換3、含遺傳物質4、5、決定細胞質遺傳6、內含核糖體7、有相對獨立的轉錄翻譯系統8、能自我分裂增殖1. 13真核生物細胞器的比較第 頁共169頁第 頁共169頁名稱化學組成存在位置膜結構主要功能線粒體蛋白質、呼吸酶、RNA、脂質、DNA動植物細胞雙層膜能量代謝有氧呼吸 的主要場所葉綠體蛋白質、兒口酶、RNA、脂質、DNA、色素植物葉肉細胞光合作用內質網蛋白質、酶、脂質動植物細胞中廣泛存在單層膜與蛋白質、脂質、糖類的加工、運輸有關高爾基體蛋白質、脂質蛋白質的運輸、加 工、細胞分泌、細 胞壁形成溶酶體蛋白質、脂質、酶細胞內消化核糖體蛋白質、RNA、酶無膜合成蛋白質中心體蛋白質動物細胞低等植

7、物細胞與有絲分裂有關1. 14細胞有絲分裂中核內DNA、染色體和染色單體變化規律間期前期中期后期末期DNA含量2a一T4a4a4a4a2a染色體數目（個）2N2N2N4N2N染色體單數（個）04N4N00染色體組數（個）22242同源染色數（對）NNN2NN注：設間期染色體數目為2N個，未復制時DNA含量為2a。1. 15理化因素對細胞周期的影響理化因素間期刖期中期后期末期機理應用過量脫氧胸昔+抑制DNA復制治療癌癥秋水仙素+抑制紡錘體形成獲得多倍體低溫（24C）+影響酶活和供能低溫貯藏注：+表示有影響1.16細胞分裂異常（或特殊形式分裂）的類型及結果類型分裂方式結果事例細胞質不分裂有絲分裂雙

8、（多）核細胞多核胚囊個別染色體不分離有絲分裂、減數分裂單體、多體21三體、唐氏綜合征全部染色體不分離有絲分裂、減數分裂多倍體四倍體植物染色體多次復制，但不分離有絲分裂多線巨大染色體果蠅唾腺染色體兩個以上中心體有絲分裂多極核18已分化細胞的特點1.19分化后形成的不同種類細胞的特點形態結構特化 新陳代謝改變 已分化細胞 生理功能專一不同種類細胞I 分裂能力喪失1.20分化與細胞全能性的關系體細胞|匚二 分化程度越低全能性越高，分化程度越高全能性越低 生殖細胞（如卵細胞、花粉）|匚二 分化程度高,全能性也高 受精卵 匚二分化程度最低（尚未分化），全能性最高22癌細胞的特點Z無限分裂增殖形態結構變化

9、永生細胞扁平梭形成纖維細峽變球形如癌細胞膜糖蛋白減少，細胞黏著性降低，易轉移擴散。 癌細胞膜表面含腫瘤抗原，肝癌細胞含甲胎蛋白等細胞物質改變癌細胞的特點 礦質元素吸收新物質合成L植株的生長神經傳導和生物電 肌肉收縮吸收和分泌合成代謝i.生物發光2. 5光合作用的色素（橙黃色）胡蘿卜素（黃色）葉黃素 （藍綠色）葉綠素a （黃綠色）葉綠素b、快 慢葉綠體基粒的 類囊體薄膜上吸收傳遞光能作用胡蘿卜素葉黃素人部分葉綠素a葉綠素b分離吸收轉化光能特殊狀態的葉綠素a分布色素2. 6光合作用中光反應和暗反應的比較類胡蘿卜素葉綠素組成J胡蘿卜素L葉黃素葉綠素a葉綠素b比較項目光反應暗反應反應場所葉綠體基粒葉綠

10、體基質能量變化光能電能活躍化學能穩定化學電能活躍化學能能物質變化h2o h+o2CO2+NADPH+ ATPNADP* + H* + 2e(CH2O) +ADP + Pi +NADP4 +NADPHH20ATP + PiATP反應物出0、ADP、Pi、NADP+CO2、ATP、NADPH反應產物O2、ATP、NADPH(CH2O)、ADP、Pi、NADP、H20反應條件不需光反應性質光化學反應（快）酶促反應（慢）反應時間有光時（自然狀態下，無光反應產物暗反應也不能進行）2. 7 C3植物和C4植物光合作用的比較C3植物C4植物光反應葉肉細胞的葉綠體基粒葉肉細胞的葉綠體基粒暗反應葉肉細胞的葉綠體

11、基質維管束鞘細胞的葉綠體基質C02固定僅有C3途徑C4途徑 C3途徑2. 8 C4植物與C3植物的鑒別方法方法原理條件和過程現象和指標結論生 理 學方法在強光照、干 旱、高溫、低C02時,C4植物能進行光合作用，C3植物不能。生長狀況：正常生長或枯萎死亡正常生長：C4植物枯萎死亡：C3植物密閉、強光照、工曰吉彳曰1干、冋/nn形態學方法維管束鞘的結構差異過葉脈橫切，裝/-是否有兩圈 花細胞圍成環 狀結構鞘細胞是否 含葉綠體是：C4植物否：C3植物合成淀粉的出現藍色：出現現象時：化場所不同葉片脫綠T加藍色出現在C4植學酒精溶解葉碘T過葉脈橫維管束鞘細胞物方綠素切T制片T觀藍色出現在出現現象時：法

12、淀粉遇面碘察葉肉細胞C3植變藍物2. 9 C4植物中C4途徑與C3途徑的關系葉肉細胞維管束鞘細胞注：磷酸烯醇式丙酮酸英文縮寫為PEP。2.10 C4植物比C3植物光合作用強的原因C3植物C4植物結構原因：維管束鞘細胞的結構以育不良，無花環型結 構，無葉綠體。光合作用在葉肉細胞 進行，淀粉積累，影響 光合效率。發育良好，花環型，葉 綠體大。暗反應在此進行。有利 于產物運輸，光合效率 咼。生理原因：PEP竣化酶磷酸核酮糖竣化酶只有磷酸核酮糖竣化 酶。磷酸核酮糖竣化酶與 CO2親和力弱，不能利用 低 CO20兩種酶均有。PEP竣化酶與C02親和 力大，利用低CO?能力 強。2.11光能利用率與光合作

13、用效率的關系概念照在地面上的總能 量中被轉移的能量參與光合作用的能 量中被轉移的能量I光合作用效率=光合作用制造的有機物所含的能量光合作用吸收的光能光合作用制造的有機物所含的能屋 光施利用率=照在該地面的總的光能熱能損失Y光能損失熒光、磷光光能f電能f化學能（貯存）提咼光能利用率延長光合作用時間增加光合作用面積控制光照強弱 提高光合作用效率-二氧化碳供應J必需礦質元素供應2. 12影響光合作用的外界因素與提高光能利用率的關系延長光合作用時間 提高復種指數：改一年一季為一年多季增加光合作用面積j合理密植丫套種（不同時播種）、間作（同時播種）提高光能利用率 r因地制宜：陽生植物種陽地控制光照強弱彳

14、陰生植物種陰地I光質影響：藍紫光照，蛋白質和脂類多紅光照，糖類增多增加二氧化碳供應 通風透光，增施農家肥；人工增CO（溫室）co： 必需礦質元素供應p $ATP、NADP的成分K：糖類的合成和運輸Mg：葉綠素的成分影響光合作用的外界因素2. 13光合作用實驗的常用方法可同時使用半葉法（遮蓋法）密対法打孔法（抽氣法）光質對光合作用的影響光合作用產生淀粉驗證（探索）光合作用需 CCh并放O光強的影響驗證（探索）光合 作用中物質的轉變割主葉脈法同位素標記法分光法2. 14植物對水分的吸收和利用2.14.1植物對水分的吸收吸脹吸水滲透吸水水分的吸收液泡尚未形成或消失 通過親水物質的親水性吸水吸水原理滲

15、透系統主要由成熟細胞的中央液泡構成滲透系統 I通過滲透作用吸水隔著半透膜的兩種溶液構成的體系發生條件V具有半透膜I膜兩側溶液具有濃度差滲透壓 溶液與純水達平衡時，溶液一方所承受的外壓差。植物細胞構 成滲透系統原生質層V由細胞膜、液泡膜、兩膜之間的細胞質構成 看作一層半透膜（本質是選擇透過性）兩個系統植物細胞與土壤溶液之間構成每兩個植物細胞之間構成2. 14. 2擴散作用與滲透作用的聯系與區別擴散作用I、物質由相對多（密度高）的地方向相對少（密度低）的地方運動的過程，叫擴散r-聯系物質由高到低的移動方式，利用物質本身的屬性，不需要能量區別 特指溶劑分子（如水、酒精等）的擴散，需特定的條件滲透作用

16、7溶劑分子的擴散叫滲透，具備一定條件才能發生2. 14 3半透膜與選擇透過性膜的區別與聯系半透膜選擇透過性膜概念小分子、離子能透過，大分子不能透過水自由通過，被選擇的離子和其它小 分子可以通過，大分子和顆粒不能通 過性質半透性（存在微孔，取決于孔的大小）選擇透過性（生物分子組成，取決于 脂質、蛋白質和ATP）狀態活或死活材料合成材料或生物材料生物膜（磷脂和蛋白質構成的膜）物質運動方向不由膜決定，取決于物質密度水和親脂小分子：不由膜決定，取決于物質密度離子和其它小分子：膜上載體（蛋白 質）決定功能滲透作用滲透作用和其它更多的生命活動功 能共同點水自由通過，大分子和顆粒都不能通過2.14 4植物體

17、內水分的運輸水分的運輸I蒸騰作用產生蒸騰拉力根壓導致吐水現象T方向導管運輸動力向上：根一莖一-葉2. 14. 5植物體內水分的利用和散失2.15植物體內的化學元素（1）植物體水分(10-95%)燃燒90%10%灰分元素載體的種類與數量除C、H、O外 由根系吸收的元素（N放在礦質元素中討論）選擇性吸收主動運輸礦質元素必需元素微量元素人量元素C、H、O、N、S形成氣體:CO CO、N“ NH3x HzO 和氮氧化物等。少量硫形成HmS、SO：等。1. 16植物體內的如V非必需礦質元素Al、Sk Na、I 等非礦質元素非必需元素2. 17生物固氮2. 19三類微生物在自然界氮循環中的作用Wnh,硝化

18、細菌固氮微生 殊h循環）NH3NO NO3-反硝化細菌NO門 NO3-N.II動物與微生物代謝部分：三大類營養代謝、細胞呼吸、代謝基本類型、微生物類群、微生物的營養代謝與生長、發酵工程簡介2. 20人和動物體內三大營養物質的代謝第37頁共169頁2. 22細胞的有氧呼吸第 頁共169頁第 頁共169頁2.23細胞內的無氧呼吸2. 24有氧呼吸與無氧呼吸的比較比較項目有氧呼吸無氧呼吸反應場所真核細胞：細胞質基質，主要 在線粒體原核細胞：細胞基質（含有氧呼吸酶系）細胞質基質反應條件需氧不需氧反應產物終產物（C02、出0）、能量中間產物（酒精、乳酸、甲烷等）、能量產能多少多,生成大量ATP少，生成少

19、量ATP共同點氧化分解有機物，釋放能量2. 25呼吸作用產生的能量的利用情況呼吸類型被分解的有機物儲存的能量釋放的能量可利用的能量能量利用率有氧呼吸1mol匍甸糖2870kJ2870kJ1165 kJ40. 59%無氧呼吸2870 kJ196. 65 kJ61.08 kJ2. 13%注：無氧呼吸釋放的能量值為分解為乳酸時的值。不同的無氧呼吸類型釋放的能量可能稍有不同。2. 26新陳代謝的類型異化類型特殊類型基本類型同化類型新陳代謝類型你知道嗎科學發現：人們對消化過程的研究發現了酶 人們對向光性的研究發現了生長素 人們對溶菌現彖的研究發現了青寄素細菌形態結構桿形、球形、螺旋形（弧形）基本結構特殊

20、結構r細胞壁I細胞膜I細胞質（僅有核糖體）I核區（壞狀DNA） 質粒、莢膜、鞭毛、芽砲、（有DNA的復制和平分）概念細菌在固體培養基上繁殖 .形成的細菌子細胞群體2. 27微生物的類群第43頁共169頁2. 28微生物的營養第45頁共169頁你知道嗎加入高濃度食鹽可分離金黃色葡萄球菌 加入青霉素可分離酵母菌和孫菌不加N源可分離固氮微生物加入伊紅美藍可鑒別大腸桿菌2. 29微生物的代謝微生物自身生長繁殖必需的物質對自身生長繁殖非必需的物質不斷產生氨基酸、核廿酸、多糖、脂類、維生素或積累或排除特點微生物的同時存在 密切配合抗生素、毒素、激素、色素酶合成調節分解乳 糖的酶第47頁共169頁第 頁共1

21、69頁第 頁共169頁2. 30微生物的生長微生物的生長微生物群體 生長的規律時期特點作用調整期菌體不增殖，代謝活躍，體積增人對數期以2形式增長，代謝旺盛作菌種和科研材料穩定期生死平衡，活菌數最多，芽抱形成收獲菌體和代謝產物衰亡期死亡加速，形態多樣，細胞裂解最適生長溫度:2537C 超過：蛋白質和核酸不可逆破壞影響微生物生 長的環境因素（最適pH見前）需氧或不需氧超過：影響酶活性和細胞膜穩定性2. 31微生物的生長曲線與生長速率的關系時間時間注意生長速率=繁殖率一死亡率a：調整期 b:對數期C：穩定期d：衰亡期2. 32發酵工程簡介概念采用現代工程技術手段，利用微生物某些特定功能，為人類生產有

22、用產品； 或者直接把微生物應用于工業生產過程的一種新技術。基因誘變一一傳統，常用。基因工程細胞工程一一細胞融合-r （三要原則）1 一般步驟：配制調一pH-分裝一滅菌菌種選育培養基配制改變原來基因J 轉基因卜工程菌（工程細胞）滅菌 嚴格殺滅培養基和發酵設備中的各種微生物，保證菌種是單一純種發酵工程內容擴人培養與接種 選育的良種要經多次擴人培養，才能滿足人規模生產需要發酵過程檢測菌體數目和產物濃度。V添加培養基組成。I嚴格控制發酵條件（溫度、pH.溶氧、通氣量、轉速）開發人類新食源食品工業上的應用分布主要在葉原基、嫩葉和發育的種子運輸只能由形態學上端向形態學下端運輸，不能倒過來運輸生理作用取決于

23、生長素濃度 植物的器官的種類第三單元生命活動的調節（包括植物調節、體液調節、神經調節、內環境與穩態、水鹽調節、血糖調節、體溫調節、免疫）1植物生命活動調節一一激素調節向性運動植物體受到單一方向外界刺激而引起的定向運動 是植物對于外界環境的適應性發現（略）人多集中在胚芽鞘、分生組織、形成層及發育的種子和子房第51頁共169頁3. 2人和高等動物的體液調節內分泌腺激素名稱主要生理功能下丘腦促甲狀腺激素 釋放激素促進垂體合成和分泌促甲狀腺激素促性腺激素 釋放激素促進垂體合成和分泌促性腺激素抗利尿激素減少排尿垂體促甲狀腺激素促進甲狀腺生長發育和調節其合成與分泌促性腺激素促進性腺生長發育和調節其合成與分

24、泌生長激素促進生長，主要促進骨生長和蛋白質合成催乳素促進乳腺發育與泌乳及嗦囊分泌鴿乳甲狀腺甲狀腺激素促進新陳代謝（促進氣化分解）、促進生長發 育（包括神經）、提高神經系統興奮性腎上腺腎上腺素升血糖（促進肝元糖分解）醛固醐促進腎小管吸ZT泌IC島A細胞秋高血糖素升血糖（強烈促進肝元糖分解和非糖轉化）B細胞減少來源V 降血糖彳增加去路-促進肝（肌）制元合成 促進匍萄糖氣化分解、促進轉變成脂肪 抑制肝糖抑制元分解 抑制非糖物質轉化性睪丸i 52 !性激1共169貝雄激素促進雄性生殖器官的發育和楮子生成， 激發并維持雄性第二性征卵巢維激索促進雌性生殖器官的發育和卵子生成， 激發并維持雌性第二性征，第5

25、3頁共169頁3. 3神經調節基本方式反射概念分類由神經系統對體內外刺激所作的規律性反應非條件反射 遺傳獲得的先天性反射條件反射生活中學習獲得的后天性反射感受器V結構基礎神經調節效應器傳出神經刺激傳導方向第55頁共169頁第 頁共169頁第 頁共169頁3. 4動物行為產生的生理基礎求偶行為照顧幼仔行為影響活動、食欲等趨性對環境刺激的定向反應 由廠觸Lr膝跳反射、搔扒反射非條件反射I吸吮反射、眨眼反射-1 r由一系列非條件反射丫按順序連鎖發生構成決定性作用判斷推理生活體驗和學習3. 5內環境與物質交換內壞境的理化性質1 保持相對穩定的狀態.概念-（包括pH.參透壓、溫度、血糖濃度等等）血漿中堿

26、性物質增多時血漿中酸性物質增多時內環境與物質交換物質交換3.6 水、鈉、鉀的來源與去向3.6 水、鈉、鉀的來源與去向來源(mL)去向(mL)來自飲水 來自食物 來自代謝1300900300由腎排出 由皮膚排出 由肺排出 由大腸排出1500500400100共計2500共計2500衣物中的Na* Na+水、鈉、鉀的來源與去向食物中的K“診斷某些疾病的指標I排出消化道中尿Na多吃多排 彳少吃少排 I不吃也排第59頁共169頁第 頁共169頁第 頁共169頁3. 7水鹽平衡的調節飲水不足、失水過多、食物過咸細胞外液滲透壓升高水鹽平衡的調節細胞外液滲透壓下降卜丘腦滲透壓感受器-I 激素調節z垂體后葉釋

27、放抗利尿激素腎小管、集合管重吸收水尿量減少分泌K*下丘腦下丘腦 產生激素真不少 通過垂體控性甲 有種激素抗利尿詠下丘腦體溫調節是中樞 血糖平衡功不小 水鹽代謝沒有它 什么事都做不了3. 8血糖平衡的調節卞丘腦另一區域F-腎上腺素 一腎上腺! :(+) :激素調節神經調節F丘腦某一區域3. 9體溫的調節3. 10免疫概述3. 10免疫系統的組成與淋巴細胞的起源z免疫器官骨髓J胸腺（淋巴結中樞淋巴組織及器官免疫組織64 i外周淋巴組織及器官 乂 脾臟免疫系統吞噬細胞I第65頁共169頁3. 11抗原與抗體|能與E細胞受體、T細胞受體及抗體結合,什概忿具有啟動免疫應答潛能的物質異物性 機體以外的物質

28、。或機體內的隔離物質或已發生改變的自身物質性質大分子性 相對分子質量大于10000的物質。蛋白質、脂多糖、多糖等特異性 只與相應的抗體或效應T細胞發生特異性結合。取決于抗原決定簇r概念廠抗原分子中決定抗原特異性的特殊化學基團I是免疫細胞識別抗原的重要依據一種抗原可含有多種抗原決定族I不同種抗原可含有相同或相似的抗原決定族一個B細胞只接受一種抗原決定族的刺激I每一種抗原決定族只引起產生一種特定的抗體概念 B細胞識別抗原后經分裂增殖形成的效應B細胞所產生的一種球蛋白抗體特點能與相應的抗原特異性結合，從而清除抗原存在于血漿、組織液和淋巴中3. 12體液免疫和細胞免疫體液免效應階段4第67頁共169頁

29、第6S頁共169頁第6S頁共169頁313免疫失調引起的疾病免疫系統對自身成分發生免疫應答的現象自身免疫系統性紅斑狼瘡概念機體免疫功能不足或缺乏而引起的疾病免疫失調引起的疾病免疫缺陷病遺傳性（先天性）免疫缺陷病 原發性E細胞缺陷病（伴X隱性遺傳） 獲得性（后天性）免疫缺陷病 AIDS病（HIV主要攻擊T細胞）第 頁共169頁第 頁共169頁3. 13免疫學的應用（選學）免疫學的應用r滅活死疫苗（脊髓灰質炎疫苗）注射抗原 減毒活疫苗（卡介苗、牛痘苗）、類毒素（白喉疫苗、破傷風疫苗）抗毒素（免疫動物后獲得的抗體）人免疫球蛋白制劑（抗乙肝病毒免疫球蛋白） 注射抗體細胞因子制劑（新型制劑）單抗制劑免疫

30、治療輸入免疫物質（抗體、 調整病人的免疫功能,胸腺素、淋巴因子）或藥物 從而治療疾病移植免疫組織相容性抗原（HLA）是否一致，關系到器官移植的成敗第四單元生物的生殖與發育（包括生殖的種類、動物生殖細胞的生成、植物的個體發育、動物的個體發育）4. 1生殖的類型 無性生殖生殖的類型生殖方式概念舉例分裂生殖由一個生物體直接分裂成兩個新個體變形蟲、細菌出芽生殖在母體的一定部位長出芽體（新個體）酵母菌、水蝮泡子生殖母體產生無性生殖細胞一一抱子，由葩 子萌發成新個體真菌（青霉）低等植物（衣浹）營養生殖高等植物的營養器官（根、莖、葉）與 母體脫落后，發育成新個體馬鈴薯的塊莖 草莓的匍匐莖注：植物組織培養是人

31、工進行的植物無性繁殖方式。有性生殖概念由親體產生有性生殖細胞一一配子，由配子兩兩結合形成合子，再由合子發育成新個體的過程的生殖方式類型配子形態人小相同（同型配子）配子形態大小不同（人配子和小配子）配子形態人小差別很大，大的稱卵細胞（雌配子）， 小的稱精子（雄配子），結合形成的合子特稱受精卵卵細胞不經受精直接發育成新個體 （蜜蜂的卵細胞直接發育成雄蜂）被子植物的有性生殖花粉母細胞（2N）珠孔n1珠彼胚抵母細胞（2N）減數分裂消失減數分裂核分裂（3次） 胚囊（N）X核分裂花粉（N）卵細胞一核消失？ 一核分裂極核八核胚囊成熟胚囊雙受粘（2N） 受粘卵受精極核（3N）第 頁共169頁第 頁共169頁2

32、動物有性生殖細胞的形成（沒有交換）精子的形成精原細胞(2N-4)復制有性生殖細胞的形成精子 (N-2)共兩種精子一種類型 一種類型(2N-4)一種卵細胞第二極體N-2卵細胞的形成4. 3減數分裂中非姐妹染色單體的交叉互換次級結母細胞y四種楮子 r （一種卵細胞）4. 4減數分裂中染色體行為及數目與配子類型的關系非姐妹染色單體不發生交叉互換1、由于同源染色體分離，非同源染色體在配子中進行自由組合，所以形成不同種類的配子2、配子（精子、卵）種數等于組合數3、組合數又與同源染色體的對數有關配子種數=2 5為同源染色體對數）鳥二需脇蠶饗:席與同源染色體對數無關6、要產生2種精子至少需要2山個精原細胞參

33、與減數分裂7、要產生2種卵細胞至少需要2個卵原細胞參與減數分裂8、當有川個精原細胞進行減數分裂時r當叫 則生成的精子類型最多為2X2種1當叫 則生成的精子類型為2加=2種非姐妹染色單體發生交叉互換1、每一個精原細胞分裂都要形成4種精子2、每一個卵原細胞分裂都只形成1種卵子與同源染色體對數無關配子多樣性的主要原因3、加個精（卵）原細胞分裂時形成的精子（卵）最多為4加（）種，與染色體對數無關（不符合2規律）4. 5減數分裂與有絲分裂的比較（以動物細胞為例）比較項目減數分數有絲分裂復制次數1次1次分裂次數2次1次同源染色體行為聯會、四分體、同源染色體分離、非姐妹染色體交叉互換無子細胞染色體數是母細胞

34、的一半與母細胞相同子細胞數目4個2個子細胞類型生殖細胞（精細胞、卵細胞）、極體體細胞細胞周期無有相關的生理過程生殖生長、發育染色體（DNA）的 變化曲線數雖DNA4 -:染色休分!數雖THL.2 1 .2時期”助記詞有絲減數區分難，抓住幾個關鍵點。聯會形成四分體，同源分開要減半。有絲分裂要加倍，減數分裂看同源。再分過程同有絲，染色體中無同源。4. 6被子植物的個體發育子胚胚胚第 頁共169頁第 頁共169頁4. 7動物的個體發育第五單元生物的遺傳、變異與進化（包括遺傳的物質基礎、遺傳規律、伴性遺傳、細胞質遺傳、基因突變、染色體變異、現代進化理論）5. 1證明DNA是遺傳物質的實驗（1）肺炎雙球

35、菌的轉化實驗第一組活R型（無毒）第二組第三組第四組 設想 在死S細菌中存在某種“轉化因子S使R型細菌轉化成S細菌艾弗里的實驗DNA是轉化因子”，即遺傳物質R型（無毒）DNA5.2證明DNA是遺傳物質的實驗（2）h噬菌體感染細菌實驗離心3W標記的噬菌體禽放射性35s不禽放射性檢測上涓液新形成的噬菌 體沒檢測到35S第 頁共169頁5.4 DNA是遺傳物質的理論證據（遺傳物質的必備條件）5核酸是生物的遺傳物質5. 6 DNA的組成單位、分子結構和結構特點單脫氧核廿酸經磷酸二酯鍵連接成脫氧核苛酸長鏈 兩條脫氧核苛酸長鏈反向平行由氫鍵連接成雙鏈DNA分子 雙鏈結構的外側由磷酸和脫氧核糖交替排列形成骨架

36、，堿基排在雙鏈的內側 堿基遵循堿基互補配對原則進行配對，堿基對由氫鍵連接起來。即：GEEC： A=To兩條鏈向右旋轉形成規則的雙螺旋結構 一條鏈的堿基排列順序一旦確定，另一條鏈的堿基排列順序也隨之確定理論上鏈上堿基的排列順序是任意的，這構成了 DNA分子的多樣性V種DNA的堿基排列順序貯藏著生物遺傳信息，DNA分子的多樣性是生物多樣的根源DNA分子的結構特點第S 頁共169頁第S 頁共169頁5.7由堿基互補配對原則引起的堿基間關系_Xl Tl Gi cl AACT111131PX1l1TGA111132P/31P|I|、XA1C lGlT1T Tn TGCAA C1IG T1III1|復制3

37、1P1 11 1（半保留復制）T G1 1C Aii1 A1 C1T/32P31P1 A1 C1 GpXITIlGI1 A|31P、1lI132PTGC _L-上、1 A11 C11G11 T1X1111TGcAI|1|32p子代DNA分子中含親代鏈的比例11/2l/2n-!子代DNA鏈中含親代鏈的比例1/21/4l/2n第S 頁共169頁第S #頁共169頁5.9 DNA半保留復制的實驗證明II代親代N（重鏈）全重祕000（叫（重鏈）xxxxxxx半重半輕DNA帶XXXXXXX半重半輕OOOOOOl卜全輕KXXXXXJH丨丨從每一代DNA分子中取等量的DNA進行氯化艷密度梯度離心U輕帶-中間

38、帶 重帶第 #頁共169頁第 頁共169頁5. 10基因的結構及控制蛋白質的合成原核生物基因的結構 非編碼區 編碼區!一非編碼區tKWA家行曙緒行位總第 頁共169頁第 頁共169頁5.11染色體組與基因組比較概念示例染色體組正常配子中的全部染色體數稱為一個染色體 組，用N表示果蠅:N=4基因組概念某生物DNA分子所攜帶的全部遺傳信息叫基因 組。包括核基因組和質基因組（線料體基因組 和葉綠體基因組）人：23+1+線粒體D N A單倍體基因組有性別生物：N+1 （N個DNA+1個性染色體DNA組成）無性別生物：N （N個DNA分子組成）人：23+1玉米：10原核生物基因組一個DNA分子組成（或加

39、上質粒DNA）細菌DNA線粒體基因組線粒體中一個DNA分子所攜帶的遺傳信息（見后述）線粒體DNA葉綠體基因組葉綠體中一個DNA分子所攜帶的遺傳信息葉綠體DNA區別與聯系染色體組由正常配子中的染色體數目構成，只包含一條性染色體基因組由一半常染色體、兩條性染色體和細胞質中的DNA 分子組成5. 12人類基因組研究5.12.1人類基因組計劃（HGP）大事記人類基因組計劃大事記1985 年美國科學家諾貝爾獎獲得者杜伯克首先提出了人類基因組計劃(HGP)1990年10月1日經美國國會批準美國HGP正式啟動，預計投資30億美元， 歷時15年，在2005年完成。先后共有美、英、日、法、 德、中六國參加,分別

40、負擔了其中54%、33%、7%、2.8%、 2. 2%和1 %的研究工作。1998年5月全球最大的DNA自動測序儀廠家在美國馬里蘭州羅克威 爾設立了 Celera (塞萊拉)基因組學公司，聲稱在3年 內完成人類基因組的序列測定，另外有一些私營機構也 涉足這一領域，目的都是為了申請專利，壟斷人類基因 信息資源。至此形成公私兩大陣營。1998 年 10月人類基因組計劃的公立陣營盲布提前于2001年完成人 類基因組的工作草圖，整個終圖的完成期將從2005提 前到2003年。1999年9月我國搭上基因組研究的末班車，加入該計劃并負責3號 染色體上3000萬個堿基對的測序工作，成為參與人類基 因組計劃唯

41、一的發展中國家。這1%的測序任務，帶給中 國的利益是長遠的，我們不僅因此可以分享整個計劃的 成果，擁有相關事務的發言權，而且建立了自己的研究 隊伍，技術水平走在了世界的前列。2000年3月14日美國總統克林頓和英國首相貝理雅發表聯合聲明，呼吁 將人類基因組研究成果公開，以便世界各國的科學家都能自由地使用這些成果。2000年4月底中國科學家按照國際人類基因組計劃的部署，完成了百 分之一人類基因組的“工作框架圖”。2000年6月26日美國白宮召開會議，宣布人類基因組“工作框架圖”完 成。2001年2月15日人類基因組計劃公立陣營在當日出版的自然雜志公 布人類基因組測序草圖。2001年2月16日塞萊

42、拉公司在當日出版的科學雜志上公布人類基因 組測序草圖。2006年5月18日美國和英國科學家在英國自然雜志網絡版上發表了 人類最后一個染色體一1號染色體的基因測序。科學家 不止一次宣布人類基因組計劃完工，但推出的均不是全 本，這一次殺青的“生命之書”更為精確，覆蓋了人類 基因組的99. 99%。歷時16年的人類基因組計劃書寫 完了最后一個章節。5.12.2人類基因組計劃（HGP）的主要內容主 要 內 容遺傳圖又稱連鎖圖，它是以具有遺傳多態性（在一個遺傳位點上 具有一個以上的等位基因，在群體中的出現頻率皆高于1%）的 遺傳標記為“路標”，以遺傳學距離（在減數分裂事件中兩個 位點之間進行交換、重組的

43、百分率，1%的重組率稱為1cM（厘 摩）為圖距的基因組圖。遺傳圖的建立為基因識別和完成基因定位創造了條件。意義：6000多個遺傳標記已經能夠把人的基因組分成6000 多個區域，使得連鎖分析法可以找到某一致病的或表現型的基 因與某一標記鄰近（緊密連鎖）的證據，這樣可把這一基因定 位于這一已知區域，再對基因進行分離和研究。對于疾病而言， 找基因和分析基因是個關鍵。物理圖物理圖是指有關構成基因組的全部基因的排列和間距的 信息，它是通過對構成基因組的DNA分子進行測定而繪制的。 繪制物理圖的目的是把有關基因的遺傳信息及其在每條染色 體上的相對位置線性而系統地排列出來。DNA物理圖是指DNA 鏈的限制性

44、酶切片段的排列順序，即酶切片段在DNA鏈上的定 位。因限制性內切酶在DNA鏈上的切口是以特異序列為基礎的， 核昔酸序列不同的DNA,經酶切后就會產生不同長度的DNA片 段，由此而構成獨特的酶切圖。因此，DNA物理圖是DNA分子 結構的特征之一。DNA是很大的分子，由限制酶產生的用于測 序反應的DNA片段只是其中的極小部分，這些片段在DNA鏈中 所處的位置關系是應該首先解決的問題，故DNA物理圖譜是順 序測定的基礎，也可理解為指導DNA測序的藍圖。廣義地說， DNA測序從物理圖制作開始，它是測序工作的第一步。序列圖隨著遺傳圖和物理圖的完成，測序就成為重中之重的工 作。DNA序列分析技術是一個包括

45、制備DNA片段及堿基分析、 DNA信息翻譯的多階段的過程。通過測序得到基因組的序列圖。基因圖是在識別基因組所包含的蛋白質編碼序列的基礎 上繪制的結合有關基因序列、位置及表達模式等信息的圖譜。 在人類基因組中鑒別出占具2%5%長度的全部基因的位置、結 構與功能，最主要的方法是通過基因的表達產物mRNA反追到 染色體的位置。其原理是：所有生物性狀和疾病都是由結構或功能蛋白質 決定的，而已知的所有蛋白質都是由mRNA編碼的，這樣可以轉錄圖把mRNA通過反轉錄酶合成cDNA或稱作EST的部分的cDNA片（基因段，也可根據mRNA的信息人工合成cDNA或cDNA片段，然后,圖）再用這種穩定的cDNA或E

46、ST作為“探針”進行分子雜交，鑒 別出與轉錄有關的基因。基因圖譜的意義是：在于它能有效地反應在正常或受控條件中 表達的全基因的時空圖。通過這張圖可以了解某一基因在不同 時間不同組織、不同水平的表達；也可以了解一種組織中不同 時間、不同基因中不同水平的表達，還可以了解某一特定時間、 不同組織中的不同基因不同水平的表達。5.12.3人類與其他物種的基因組比較（大約）物種堿基對數量基因數量物種堿基對數量基因數量黴漿菌580,000500釀酒酵母12,000,0005,538肺炎雙球2, 200, 0002,300流感嗜血桿菌4, 600, 0001,700大腸桿菌4, 600, 0004, 400黑

47、腹果蠅180, 000,00013,350家鼠2, 500, 000,00029,000人類3, 000, 000,00027, 0005.12.4人類基因組24條染色體上的基因數目和申請的專利數目（截止2006 年）染色體編號基因數目專利數目染色體編號基因數目專利數目1號3, 14150413號477972號1,77633014號8211553號1,44530715號9151414號1,02321516號1,1391925號1,26125417號1,4713136號1,40122518號408747號1,41023219號1,7152708號95220820號7621789號1,086233

48、21號3576610號1,04217022號106657們號1,626312X1,090200第9S頁共169頁第9S頁共169頁12號1,347252Y14414合計17,5103,242合計9,4052,357累計26,9155,599【說明】目前人們對于基因資源是否應該登記專利仍有爭議。由于學術 研究并非營利性，因此通常不受這些專利所拘束。此外由于美國政府近 年來將專利申請條件提高，因此與DNA有關的專利許可，在2001年之后 已逐漸減少。5.12.5人類基因組研究的意義與展望口3 對于各種疾病尤其是對各種遺傳病的診斷、治療具有劃時代的意義對于深入了解基因表達的調控機制、細胞的生長、分化

49、和個體發育的機 制以及生物進化等也具有重要意義推動生物高新技術的發展，并產生巨大的經濟效應第99頁共169頁5. 13遺傳的中心法則5. 14基因工程的基本內容DNA連接酶酹第101頁共id?頁邛Kb貝只1貝邛Kb貝只1貝第102頁共169頁5. 15基因分離定律中親本的可能組合及其比數親本組合AAXAAAAX AaAAX aaAa X AaAa X aaaaXaaAAAA AaAaAAAaAa aaaa基因型11 : 11aa1 : 11比1 : 2 :1顯性顯性顯性顯性：隱顯性：隱隱性表現型111性性1比3:11 : 15. 16基因分離定律的特殊形式特殊形式親本組合子代的基因型比子代的表

50、現型比（一般形式）AaXAaAA ： Aa ： aa=1 :2 : 1顯性：隱性=3 : 1顯性相對性Aa X AaAA : Aa : aa = 1 : 2 :1顯性：相對顯性：隱性=1 ： 2 ： 1并顯性（MN血型）Lm LnXLmLNL*1 Lm ： Lm LN : Ln Ln=1 ： 2 ： 1顯性：并顯性：顯性=1 ： 2 ： 1復等位基因遺傳物種中存在二個以上等位基因，而每一個體只含兩個等位基 因或兩個相同的基因，基因之間存在顯隱關系或其它關系。 如AB0血型的遺傳:l r對i為顯性，V對*并顯性。顯性純合致死Aa X AaAa : aa = 2 : 1顯性：隱性=2 : 1隱性純

51、合致死Aa X AaAA : Aa = 1 : 2顯性單性隱性配子致Aa X AaAA : Aa = 1 : 1顯性單性顯性配子致死Aa X AaAa ： a a =1 : 1顯性：隱性=1 : 1伴性遺傳基因在性染色體上，子代表現型與性別有關，形式多樣，在后面有專題討論。X上的致死效應見專題5. 23（P53）5. 17基因自由組合定律的一般特點 雙顯 AABB X Aabb 雙隱A 顯（AAbb） |（aaBB） E 顯F：Fi配子ABAbaBabABAABB （雙顯）AABb （雙顯）AaBB （雙顯）AaBb （雙顯）AbAABb （雙顯）AAbb （A 顯）AaBb （雙顯）Aabb

52、 （A 顯）aBAaBB （雙顯）AaBb （雙顯）aaBB （E 顯）aaBb （E 顯）abAaBb （雙顯）Aabb （ A 顯）aaBb （B 顯）aabb （雙隱） AaBb雙顯-E9 種（AABE、AABb、AaBBx AaEb、AAbb、aaBB. Aabb、aaEb、aabb）顯：E顯：雙隱=9 ： 3 ： 3 ： 1親本為 AABBXaabb 時:10/16 （9/16+ 1/16） 親本為 AAbbXaa BB 時:6/16 （3/16 + 3/16）第is頁共id?頁第is頁共id?頁5. 18遺傳定律中各種參數的變化規律遺傳定律親本中包含的相對性 狀對數Fif2遺傳定律

53、的實質包含等位基因 的對數產生的配子數配子的組合數表現型數基 因 型 數性狀 分離比分離定律112423(3 :1)只在減數分裂形 成配子時,等位基因隨同源染色體的分開而分離。dn干壬仲rh右陷權1：水休屮.ffil IT1甘主未購甘圧I刑目. 知Ankk （ U 自由組合律2241649(3 :1)2&在減數分裂形 成配子時,等位基因隨同源染色體 分離的同時，非同 源染色體上的非 等位基因進行自 由組合。33864827(3 :D344162561681(3 :1)4 nn2n42n3“(3 :1)n5. 19自由組合遺傳題的快速解法將自由組合定律分解成分離定律分離定律法根據親本的基因型或表

54、現型推出子代基因型概率或表現型概率（或者根據子代的表現型比或基因型比推出親本的表現型或基因型）例1分解成分離規律的雜交組合BbXbb.AaXAa基因型為AaBb （甲）和Aabb （乙）的親本雜交，求子代中同親本的基因型和表現型的概率AaBb X Aabb得出最后結果l/2Bb l/2bb1/2B 顯 l/2b 隱1/4AA l/2Aa l/4aa示例推出各組合的基因型概率和表現型概率3/4A 顯 l/4a 隱計算結果：i 子代基因型為AaBb （同親本甲）的概率是:l/2AaXl/2Bb = l/4 子代基因型為Aabb （同親本乙）的概率是：l/2AaXl/2bb = l/4 子代基因型同

55、親本的概率1/4+1/4=172H子代表現型同親本的概率是：（3/4A 顯 X 1/2B 顯）十（3/4A 顯 X l/2b 隱）-3/4用綠【員1豌豆與黃圓豌豆進行雜交，得到子代四種豌豆：黃圓196,黃皺67,綠圓1S9,綠皺61。 寫出親本的基因型。（已知茨受Y、圓受R控制）推出親木的基因型分解成分離定律的壬聲頁共曲頁黃(196+67):綠(189十61) -1 : 1 YyXyy【口 1/ 11 1 CC、a 1PrVPr親代基因型子代表現型比 根據親本和子代的表現型寫出親本和子代的基因式I方法二基因式法 彳根據基因式推出基因型I 1（此方法只適于親本和子代表現型已知且顯隱關系已知時）I

56、示例I|番茄的紫莖（A）對綠莖（a）,缺刻葉（B）對馬鈴薯葉（b）均為顯性。親本紫缺番茄與紫馬番茄雜交，子代出現了紫缺、紫馬、綠缺、綠馬四種番茄。求親本的基因型和子 代的表現型比。pT|根據親本和子代的表現型寫出親本和子代的基因式（如圖）。基因式一紫缺)紫馬A-bb（親本）紫缺紫馬11共綠缺綠馬（子代）基因式 A-B-A-bbaaB-aabb根據基因式推出親本基因型。更勿菲更ST蚩熟練運用三種方法可以進行口算心算，大大提高解題速度。注三種方法中“分離定律法”最適用，適合各種情況。提倡使用該方法。后兩種方法的應用需要一定條件，有一定局限性。5. 20自由組合定律中基因的相互作用作用類型特點舉例加

57、強互補只有一種顯性基因或無顯性基因時表香豌豆 P（白花）CCdd X ccDD（白花）FiCcDd（紫花）iFz C-D-（紫花）Cdd（白花）ccD-（白花）ccdd（白花） 第 108 頁共蛇3/163/161/16南瓜 P（球形）AAbb X aaEE（球形）AaEb（扁盤形）第 頁共id?頁第 頁共id?頁作 用作用現為某一親本的性 狀，兩種顯性基因同 時存在時（純合或雜 合）共同決定新性 狀。F2表現為9 ： 7累加 作 用兩種顯性基因同時 存在時產生一種新 性狀，單獨存在時表 現相同性狀，沒有顯 性基因時表現為隱 性性狀。F2表現為9 ： 6 ： 1重作用不同對基因對表現 型產生相

58、同影響，有 兩種顯性基因時與 只有一種顯性基因 時表現型相同。沒有 顯性基因時表現為 隱性性狀。F2表現為15 : 1弄菜P （三角形果）EEFF X eeff（卵形果）冃EeFf（三角形果）F2 EF（三角）E-ff（三角）eeF-（三角）eeff（卵形）9/163/163/161/16抑 制 作 用顯性上位一種顯性基因抑制 了另一種顯性基因 的表現。F2表現為12 ： 3 ： 1 右例中I基因抑制B 基因的表現。I決定 白色，B決定黑色， 但有|時黑色被抑制狗 P（白色）EEUX bbii（褐色）FiBbli（白色）F2 E-I-（白色）bbI-（白色）e-u（黑色）bbu（褐色）9/16

59、3/163/161/16隱性上位一對基因中的隱性 基因對另一對基因 起抑制作用。F2表現為9 ： 3 ： 4 右例中c純合時，抑 制了 R和r的表現。家鼠 P（照色）RRCC X rrcc（白色）FiRrCc（照色）F2 R-C-（黑色）irC-（淺黃）R-cc（白色）rrcc （白色）9/163/163/161/16抑制 效 應顯性基因抑制了另 一對基因的顯性效 應，但該基因本身并 不決定性狀。F2表現為13 : 3 右例中C決定黑色，家雞P （白色萊杭）HCC j iicc（白色溫德）FiIiCc（白色）1F2 IC（白色）I-cc（白色）（黑色）1ICC （白色）9/163/163/16

60、1/16C決定白色。1為抑 制基因，抑制了 C基 因的表現。作用類型舄表現型比作用類型F2表現型比作用類型冃表現型比互補作用9 : 7重疊作用15 : 1隱性上位9 ： 3 ： 4累加作用9 ： 6 ： 1顯忤卜位12 ： 3 ： 1抑制效應13 : 35.21雜交育種控制的優良品種5.21.1培育顯性基因（A）后代純合的速率 取決于等位基因的對數和自交的代數_ 1vox. -vinnoz. （n表云白公的代數廠耒示筲付基慶I對數）第 頁共id?頁第 頁共id?頁5.21.2培育隱性基因（a）控制的優良品種原始材料Aa培育目標 aa淘汰育種方法自交，選擇aa、 aa保留推廣亞勿菲更en蚩第 #