2024届高三二轮复习生物:高中生物易混易错知识点总结

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2024届高三二轮复习生物:高中生物易混易错知识点总结

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高中生物易混易错知识点总结
细胞的基本组成和物质运输
1.生物界和非生物界具有统一性和差异性
统一性:组成细胞的化学元素在无机自然界中都能够找到,没有一种化学元素为细胞所特有。
差异性:细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。
2.组成细胞的元素按含量分为两类
(1)大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。
(2)微量元素:Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
3.生物组织检测中的三个原理
(1)可溶性还原糖的检测原理
斐林试剂+还原糖―――→50~65 ℃水浴加热砖红色沉淀
(2)脂肪的检测原理
脂肪+苏丹Ⅲ染液→橘黄色
(3)蛋白质的检测原理
蛋白质+双缩脲试剂→紫色
4.水的两种形式、五个作用、三个特性
(1)自由水:①细胞内良好的溶剂;②参与生物化学反应;③为细胞提供液体环境;④运输营养物质和代谢废物。
(2)结合水:是细胞结构的重要组成部分。
(3)水的三个特性
①水分子具有极性,是良好的溶剂。
②水分子之间的氢键不断地断裂,又不断地形成,使水具有流动性。
③水具有较高的比热容,水的温度相对不容易发生改变。
5.无机盐的四大功能——1个成分、3个维持
(1)参与构成细胞内某些复杂化合物:I-——甲状腺激素,Mg2+——叶绿素,Fe2+——血红素,PO3-4——ATP、核酸。
(2)3个维持:①维持细胞和生物体的正常生命活动;②维持生物体的酸碱平衡;③维持细胞的渗透压稳定,从而维持细胞的正常形态。
6.蛋白质结构多样性的两个原因
(1)直接原因:组成蛋白质的氨基酸的种类、数量、排列顺序不同,蛋白质的空间结构不同。
(2)根本原因:DNA分子具有多样性。
7.与核酸相关的“二、八、五、六”
(1)细胞内的核酸有DNA、RNA两种。
(2)细胞内的核苷酸有8种:DNA、RNA各4种。
(3)细胞内的碱基种类有5种:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)。
(4)DNA/RNA的彻底水解产物有6种:1种磷酸、1种五碳糖(脱氧核糖/核糖)、4种含N碱基(A、T、C、G/A、U、C、G)。
8.糖类的五个注意点
(1)二糖中的蔗糖不是还原糖。
(2)淀粉、纤维素和糖原的单体都是葡萄糖。
(3)作为储能物质的糖类是淀粉、糖原。等质量的脂肪氧化分解释放的能量比等质量的糖原释放的能量多。
(4)糖类不都是能源物质,纤维素是植物细胞壁的重要组成成分。
(5)糖类分子一般是由C、H、O三种元素构成的,几丁质除含有C、H、O三种元素外,还含有N元素。
9.脂质的元素组成及合成场所
脂肪和固醇类的元素组成是C、H、O,磷脂的元素组成是C、H、O、N、P;脂质在细胞内的合成场所是内质网。
10.细胞膜的结构和功能——速记“两要点”
(1)“2”个特性:结构特性——流动性;功能特性——选择透过性。
(2)“3”种功能:将细胞与外界环境分隔开;控制物质进出细胞;进行细胞间的信息交流。
11.细胞器
(1)分离各种细胞器常用的方法是差速离心法。
(2)常见细胞器的功能
①线粒体:细胞进行有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间”;细胞生命活动所需的能量,大约95%来自线粒体。
②叶绿体:绿色植物能进行光合作用的细胞含有的细胞器,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。
③核糖体:蛋白质合成的场所,被喻为“生产蛋白质的机器”。
④中心体:与动物细胞和某些低等植物细胞的有丝分裂有关。
⑤高尔基体:与动物细胞分泌物的形成、蛋白质的加工和转运有关,还与植物细胞壁的形成有关。
⑥内质网:蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道。
(3)与分泌蛋白合成及分泌有关的“2”个常考点
①相关细胞结构:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体和细胞膜。
②运输方向:核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜。
(4)依据所进行的“反应”判断真核细胞结构的技巧
①能将水分解成H+和氧的是叶绿体的类囊体薄膜。
②能利用[H]和O2合成水的是线粒体内膜。
(5)细胞结构与功能中的“一定”“不一定”与“一定不”
①能进行光合作用的生物,不一定有叶绿体,如蓝细菌。
②能进行有氧呼吸的生物不一定有线粒体,但真核生物的有氧呼吸主要发生在线粒体中。
③真核细胞的光合作用一定发生于叶绿体中,丙酮酸彻底氧化分解一定发生于线粒体中。
④一切生物的蛋白质合成场所一定是核糖体。
⑤有中心体的细胞不一定为动物细胞,但一定不是高等植物细胞。
⑥经高尔基体加工分泌的物质不一定为分泌蛋白,但分泌蛋白一定经高尔基体加工。
⑦“葡萄糖→丙酮酸”的反应一定不发生于细胞器中。
12.细胞核
(1)主要结构
①核膜:双层膜,膜上有核孔。核孔是某些大分子物质(如mRNA和蛋白质等)进出细胞核的通道,但DNA不能通过,核孔具有选择性。
②核仁:在细胞周期中有规律地消失(有丝分裂前期)和重现(有丝分裂末期);与某种RNA的合成及核糖体的形成有关,所以合成蛋白质旺盛的细胞中核仁明显。
③染色质:主要由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的载体。染色质容易被碱性染料(甲紫溶液或醋酸洋红液)染成深色(紫色或紫红色)。
(2)功能:是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。
13.特殊细胞的特点辨析
(1)蓝细菌为原核生物,无叶绿体,但能进行光合作用。
(2)硝化细菌等需氧型原核生物无线粒体,但能进行有氧呼吸。
(3)植物根尖分生区细胞无叶绿体和大液泡,是观察有丝分裂的最佳材料。
(4)植物细胞:植物叶肉细胞含叶绿体,但根细胞不含叶绿体。
(5)原核细胞只有核糖体一种细胞器,无其他细胞器,无核膜和核仁。
(6)人或哺乳动物的成熟红细胞无线粒体,只进行无氧呼吸,产物是乳酸,且不再进行分裂,该细胞无细胞核和其他细胞器,是提取细胞膜的首选材料。
14.物质出入细胞方式的影响因素
(1)自由扩散——细胞内外物质的浓度差。
(2)协助扩散——细胞内外物质的浓度差、转运蛋白的种类和数量。
(3)主动运输——能量、载体蛋白的种类和数量(O2浓度和温度等间接影响主动运输)。
(4)胞吞、胞吐——能量。
15.物质出入细胞方式的四点注意
(1)消耗能量的运输方式不一定是主动运输,胞吞和胞吐也消耗能量。
(2)胞吞和胞吐主要运输大分子物质,有时也转运小分子物质。
(3)胞吞和胞吐属于跨膜运输,不属于穿膜运输。
(4)自由扩散、协助扩散、主动运输体现了生物膜的选择透过性,胞吞和胞吐体现了生物膜的流动性。
细胞代谢
1.酶的作用及特性的3点注意
(1)只有在特殊背景或信息下才可认定酶的化学本质为RNA,否则一般认定为蛋白质。
(2)酶只能由活细胞产生,不能来自食物,且几乎所有细胞(哺乳动物成熟红细胞除外)均可产生酶。
(3)酶的作用机理是降低化学反应的活化能。它不具有调节功能,也不作为能源物质。
2.影响酶促反应速率因素的5点提醒
(1)温度和pH通过影响酶的活性来影响酶促反应速率。
(2)高温、过酸、过碱都会破坏酶的空间结构,使酶永久失活。
(3)低温只抑制酶的活性,但不破坏酶的空间结构;温度适宜时,酶活性还会恢复。
(4)底物充足、其他条件适宜,酶浓度与酶促反应速率成正比。
(5)酶浓度一定、其他条件适宜,随底物浓度的增加,酶促反应速率不变。
3.ATP(腺苷三磷酸)——直接能源物质
(1)ATP的组成及结构
(2)ATP在生物体内的含量很少,但可以随时与ADP相互转化。
(3)合成ATP的途径有呼吸作用、光合作用及化能合成作用。
(4)ATP水解常伴随吸能反应,由ATP水解提供能量;ATP合成可在线粒体、叶绿体、细胞质基质中发生,常伴随放能反应,释放的能量储存在ATP中。
(5)ATP与DNA、RNA的联系
①元素种类相同。
②ATP与DNA、RNA、核苷酸的结构中都有“A”,但在不同物质中“A”的含义不同,如图所示:
4.真核生物细胞呼吸
(1)判断细胞呼吸方式的三大依据
(2)影响因素及应用
①温度:影响酶活性。应用于保鲜和提高产量(夜间适当降低温度)。
②O2浓度:O2促进有氧呼吸,抑制无氧呼吸。常见应用有:选用透气的消毒纱布包扎伤口、中耕松土、慢跑、稻田定期排水。
③含水量:自由水的相对含量会影响细胞代谢速率。常应用于种子的保存和播种。
④CO2浓度:过多会抑制细胞呼吸的进行。应用在蔬菜和水果保鲜中,适当增加CO2浓度可抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗。
5.光合作用
(1)光合作用过程中的能量变化:光能→活跃的化学能(储存在ATP、NADPH中)→稳定的化学能(储存在有机物中)。
(2)光合作用过程中的物质变化
①光反应(发生在叶绿体类囊体薄膜上):2H2O――→光色素4H++O2;ADP+Pi+能量ATP;NADP++H+NADPH。
②暗反应(发生在叶绿体基质中):CO2+C52C3;2C3―――→ATP、酶NADPH(CH2O)+C5。
(3)光合作用的4个影响因素
①温度:主要影响暗反应,因为参与暗反应的酶的种类和数量都比参与光反应的多。
②CO2浓度:主要影响暗反应。
③水:缺水主要影响暗反应,因为缺水→气孔关闭→影响CO2的吸收→影响暗反应。
④光照:主要影响光反应,通过影响ATP和NADPH的产生而影响暗反应。
(4)呼吸作用与光合作用的联系
①呼吸速率的测定:黑暗条件下,单位时间实验容器内CO2增加量、O2减少量或有机物减少量。
②净光合速率的测定:植物在光照条件下,单位时间内CO2吸收量、O2释放量或有机物积累量。
总光合速率=净光合速率+呼吸速率;光合作用有机物的制造量=光合作用有机物的积累量+呼吸作用有机物的消耗量;光合作用固定的CO2量=从外界吸收的CO2量+呼吸作用释放的CO2量。常见呈现形式如图所示:
a.A点:光照强度为0,只有呼吸作用,细胞表现为对外释放CO2。
b.AB段(不包括B点):光合速率<呼吸速率,细胞表现为对外释放CO2。
c.B点:对应的光照强度称为光补偿点,光合速率=呼吸速率,细胞表现为既不对外释放CO2,也不从外界吸收CO2。
d.B点以后:光合速率>呼吸速率,细胞表现为从外界吸收CO2。
e.C点:对应的光照强度称为光饱和点,光合速率达到相应条件下的最大值。
f.光饱和点以前光合速率的限制因素主要为横坐标表示的因素;光饱和点以后光合速率的限制因素为除横坐标以外的因素。
细胞的生命历程
1.关于细胞增殖和细胞周期的注意问题
(1)细胞增殖的意义:细胞增殖是重要的细胞生命活动,是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
①单细胞生物:通过细胞增殖而繁衍。②多细胞生物:从受精卵开始,要经过细胞增殖和分化逐渐发育为成体。生物体内不断地有细胞衰老、死亡,需要通过细胞增殖加以补充。
(2)细胞周期:①只有连续分裂的细胞才有细胞周期,有些细胞分裂结束后不再进行分裂,它们就没有周期性。②生物体有细胞周期的细胞有:受精卵、干细胞、分生区细胞、形成层细胞、生发层细胞、癌细胞(不正常分裂)。
2.有丝分裂和减数分裂
(1)有丝分裂、减数分裂和受精作用过程中核DNA分子和染色体的数量变化曲线及判断(以二倍体生物为例)
①间期加倍 核DNA分子数量变化曲线
连续两次减半,最后数量为n 减数分裂只发生一次减半,最后数量为2n 有丝分裂)
②间期不加倍 染色体数量变化曲线
最大数量为2n 减数分裂最大数量为4n 有丝分裂)
(2)细胞分裂图像中的变异类型的判断
①看亲子代基因型
如果亲代基因型为BB或bb,则姐妹染色单体上出现B与b的原因是基因突变;如果亲代基因型为Bb,则姐妹染色单体上出现B与b的原因是基因突变或互换。
②看细胞分裂图像(以二倍体生物为例)
若为有丝分裂:
若为减数分裂:
(3)根据配子类型判断变异时期的方法
假设亲本的基因型为AaXBY,且不考虑其他变异:①若配子中出现Aa或XBY,则减数分裂Ⅰ一定异常;②若配子中出现AA或aa或XBXB或YY,则减数分裂Ⅱ一定异常;③若配子中出现AAa或Aaa或XBXBY或XBYY,则一定是减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ均异常;④若配子中无基因A和a或无性染色体,则可能是减数分裂Ⅰ或减数分裂Ⅱ异常。
3.细胞分化与细胞全能性
(1)细胞分化
①根本原因:基因的选择性表达。
②特点:持久性、不可逆性、普遍性。
③结果:形成不同的组织器官。
(2)细胞全能性
①原因:细胞中含有全套的遗传信息。
②条件:离体、适宜条件、激素等。
③特点:a.一般来说,细胞全能性大小与细胞分化程度呈负相关。b.细胞全能性大小比较:受精卵>生殖细胞(精子、卵细胞)>体细胞;植物细胞>动物细胞。
④结果:形成新的个体(细胞全能性的标志)或分化成其他各种细胞。
4.细胞的衰老和凋亡
(1)细胞衰老的特征:一大(细胞核体积增大),一小(细胞体积变小),一多(细胞内色素积累增多),一少(水分减少),两低(部分酶活性降低→细胞新陈代谢速率减慢;细胞膜通透性改变→物质运输功能降低)。
(2)细胞衰老的相关学说及作用机理
①自由基学说
作用机理:攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。a.攻击磷脂分子,产生更多自由基,损伤生物膜。b.攻击DNA,可能引起基因突变。c.攻击蛋白质,使蛋白质活性下降。
②端粒学说
作用机理:在端粒DNA序列被“截”短后,端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤,使细胞活动渐趋异常。
(3)细胞凋亡
①作用及实例:a.清除多余、无用的细胞,如蝌蚪尾的消失;b.清除完成正常使命的衰老细胞,如衰老的白细胞;c.清除体内有害的细胞,如癌细胞;d.清除体内被病原体感染的细胞,如被病原体入侵的靶细胞。
②细胞自噬的意义:a.处于营养缺乏条件下的细胞,通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量。b.在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时,通过细胞自噬,可以清除受损或衰老的细胞器,以及感染的微生物和毒素,从而维持细胞内部环境的稳定。c.有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡。d.细胞自噬机制的研究对许多疾病的防治有重要意义。
基因的传递规律
1.豌豆作为实验材料的优点
(1)自花传粉,闭花受粉,自然状态下一般都是纯种。
(2)具有易于区分的性状且能够稳定地遗传给后代。
(3)花较大,易于做人工杂交实验。
(4)子代个体数量较多。
2.孟德尔成功的原因
(1)正确选材——选择豌豆作为实验材料。
(2)由一对相对性状到多对相对性状的研究。
(3)运用统计学方法对结果进行分析。
(4)科学方法:假说—演绎法。
3.孟德尔遗传规律的适用范围、实质及发生的时间
(1)适用范围:真核生物有性生殖过程中核基因的传递规律。
①基因的分离定律适用于一对等位基因的遗传。
②基因的自由组合定律适用于两对或两对以上非同源染色体上非等位基因的遗传。
(2)实质
①基因的分离定律的实质——在减数分裂形成配子时,等位基因随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
②基因的自由组合定律的实质——位于非同源染色体上的非等位基因的分离和组合是互不干扰的,在减数分裂形成配子时,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
(3)时间:减数分裂Ⅰ后期。
4.性状显隐性的判断(以由一对等位基因控制的一对相对性状为例)
(1)根据子代性状判断
①具有相对性状的纯合亲本杂交 子代只表现出一种性状 子代所表现的性状为显性性状。
②具有相同性状的亲本杂交 子代表现出不同性状 子代所表现的新性状为隐性性状。
(2)根据子代性状分离比判断:具有一对相对性状的纯合亲本杂交得F1,F1自交得F2,若F2的性状分离比为3∶1,在分离比中占“3”的性状为显性性状。
5.纯合子和杂合子的判断(子代数量足够多)
(1)自交法:若自交后代出现性状分离,则该个体为杂合子;若自交后代不出现性状分离,则该个体为纯合子。自交法通常用于植物。
(2)测交法:若测交后代中既有显性性状,又有隐性性状,则被鉴定的个体为杂合子;若测交后代中只有显性性状,则被鉴定的个体为纯合子。测交法通常用于动物。
(3)花粉鉴定法(以一对等位基因为例):若出现两种配子,则该个体为杂合子;若只有一种配子,则该个体为纯合子。
6.验证相关性状的遗传是否遵循两大遗传规律的四种方法(以二倍体为例)
验证方法 结论
自交法 F1自交后代的性状分离比为3∶1,遵循基因的分离定律;F1自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1,遵循基因的自由组合定律
测交法 F1测交后代的性状比例为1∶1,遵循基因的分离定律;F1测交后代的性状比例为1∶1∶1∶1,遵循基因的自由组合定律
花粉鉴定法 F1若有两种花粉,比例为1∶1,遵循基因的分离定律;F1若有四种花粉,比例为1∶1∶1∶1,遵循基因的自由组合定律
单倍体育种法 植株有两种表型,比例为1∶1,遵循基因的分离定律;植株有四种表型,比例为1∶1∶1∶1,遵循基因的自由组合定律
注:涉及的性状均为完全显性性状,且不同基因互不干扰。
7.异常分离比的分析
(1)具有一对等位基因的杂合子自交,若性状分离比是2∶1,则显性纯合致死。若性状分离比是1∶2∶1,则基因型不同,表型也不同,如不完全显性、共显性等。
(2)性状分离比为9∶3∶3∶1的变式题的解题思路
①看F2的表型比例,若表型比例之和是16,不管以什么样的比例呈现,基本遵循基因的自由组合定律。
②将题中所给分离比与正常分离比9∶3∶3∶1进行对比,并分析合并性状的类型。例如,比例为9∶3∶4,则为9∶3∶(3∶1),即“4”为两种性状的合并结果。
③若出现子代表型比例之和小于16,则所少的比例可能由隐性纯合致死、显性纯合致死等引起。
8.判断等位基因在染色体上的位置的方法
(1)判断基因是位于常染色体上还是仅位于X染色体上的方法
①若性状的显隐性是已知的,通过一次杂交实验确定基因位置可选择隐性雌性个体与显性雄性个体杂交。若子代表型与性别无关,则基因位于常染色体上;若子代雌性个体全表现为显性性状,雄性个体全表现为隐性性状,则基因仅位于X染色体上。
②若性状的显隐性是未知的,且亲本均为纯合子,通过一代杂交实验确定基因在染色体上的位置常用正、反交法。若正、反交结果相同,则基因位于常染色体上;若正、反交结果不同,则基因仅位于X染色体上。
(2)判断基因仅位于X染色体上还是位于X、Y染色体的同源区段上的方法
若已知性状的显隐性,且已知控制性状的基因在性染色体上,最常用的方法是选择隐性雌性个体与纯合显性雄性个体杂交,若子代雄性个体全表现为隐性性状,雌性个体全表现为显性性状,则基因仅位于X染色体上;若子代雌雄个体均表现为显性性状,则基因位于X、Y染色体的同源区段上。
9.性染色体上基因的遗传特点
(1)性染色体不同区段分析
注:X和Y染色体有一部分是同源的(图中Ⅰ区段),存在等位基因;另一部分是非同源的(图中的Ⅱ1、Ⅱ2区段),其在雄性个体中不存在等位基因,但Ⅱ2区段在雌性个体中存在等位基因。
(2)位于X、Y染色体同源区段上的基因A/a的遗传特点
①涉及的基因型为XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XAYa、XaYA、XaYa。
②遗传仍与性别有关。如XaXa×XaYA→子代雌性个体全表现为隐性性状,雄性个体全表现为显性性状;XaXa×XAYa→子代雌性个体全表现为显性性状,雄性个体全表现为隐性性状。
(3)遗传系谱图题的解题方法
①“一判”:判断致病基因是显性基因,还是隐性基因。
②“二析”:分析致病基因是位于常染色体上,还是位于性染色体上(一般用假设法或排除法)。
③“三写”:写出有关个体的基因型(先写出可确定的基因型,不能补全的用“_”代替)。
④“四算”:计算相关基因型或表型的概率(计算原则是“先分后合”,即先分别算各对等位基因的概率,最后综合考虑)。
10.分析既有性染色体上的又有常染色体上的两对或两对以上基因的遗传的方法
(1)已知亲本,分析子代的方法
①由位于性染色体上基因控制性状的遗传按伴性遗传处理,由位于常染色体上基因控制性状的遗传按基因的分离定律处理,综合考虑,按基因的自由组合定律处理。
②研究由两对等位基因控制的两对相对性状,若都为伴性遗传,则不遵循基因的自由组合定律。
(2)已知子代,分析亲本的方法
①分别统计子代的每一种性状的表型,不同性别的表型也要分开统计,再单独分析并推出亲本基因型。
②根据题意将单独分析并推出的亲本基因型组合在一起。
遗传
1.肺炎链球菌的转化实验
(1)格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验的结论:已经加热致死的S型细菌中含有促使R型细菌转化为S型活细菌的“转化因子”。
(2)艾弗里等人的肺炎链球菌体外转化实验的设计思路:每个实验组特异性地去除了某种物质。该实验证明了DNA是遗传物质,而蛋白质等其他物质不是遗传物质。
(3)肺炎链球菌转化的实质
①加热致死的S型细菌,其蛋白质变性失活,DNA在加热过程中,双螺旋解开,氢键断裂,但缓慢冷却时,其结构可恢复。
②转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中,即实现了基因重组。
③一般情况下,转化率很低,形成的S型细菌很少,转化后形成的S型细菌可以遗传下去,并快速繁殖形成大量的S型细菌,说明S型细菌的DNA是遗传物质。
2.噬菌体侵染细菌的实验
(1)实验步骤:标记大肠杆菌→标记T2噬菌体→侵染未被标记的大肠杆菌→搅拌、离心→检测放射性。
(2)搅拌的目的:使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。
(3)离心的目的:让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒,而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
(4)实验结果与分析
分组 结果 结果分析
对比实验(相互对照) 32P标记的噬菌体+细菌 上清液中几乎无放射性,放射性同位素主要分布在沉淀物中 32P标记的DNA进入了细菌体内
35S标记的噬菌体+细菌 沉淀物中几乎无放射性,放射性同位素主要分布在上清液中 35S标记的蛋白质外壳未进入细菌体内
(5)实验结论:DNA是遗传物质。
3.DNA分子的结构
(1)DNA分子的结构特点
①DNA由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成。
②DNA中的磷酸和脱氧核糖交替连接,排列在外侧,构成基本骨架;碱基排列在内侧。
③两条链上的碱基通过氢键以碱基互补配对方式连接,A—T碱基对之间通过2个氢键连接,C—G碱基对之间通过3个氢键连接。
(2)DNA分子的特点:多样性、特异性和稳定性。
(3)DNA分子中有关碱基比例的计算规律
规律一:双链DNA中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数,任意两个不互补碱基之和为碱基总数的一半。
规律二:互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等,简记为“补则等”。
规律三:非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数,简记为“不补则倒”。
规律四:某种碱基在双链中所占的比例等于它在每一条单链中所占比例和的一半。
4.DNA分子复制的5个常考点
(1)复制时间(核DNA):细胞分裂前的间期。
(2)复制场所:真核生物的细胞核、线粒体和叶绿体;原核生物的拟核和细胞质。
(3)复制条件:模板——双链DNA分子的两条链,原料——4种游离的脱氧核苷酸,酶——解旋酶和DNA聚合酶,能量。
(4)复制特点:边解旋边复制,半保留复制。
(5)DNA准确复制的原因
DNA具有独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板;碱基互补配对原则,保证了复制能准确地进行。
(6)复制意义:保持了遗传信息的连续性。
5.遗传信息的表达——转录和翻译
(1)转录:以DNA的一条链为模板,通过碱基互补配对原则形成RNA的过程。
①场所——细胞核(主要)。②模板——DNA的一条链。③酶——RNA聚合酶(不需要解旋酶)。④原料——4种核糖核苷酸。
(2)翻译:在核糖体上以mRNA为模板,以tRNA为运载工具合成具有一定氨基酸顺序的多肽链的过程。
①场所——核糖体。②模板——mRNA。③原料——细胞中游离的21种氨基酸。④运输工具——tRNA。
(3)中心法则
注:箭头代表遗传信息的流动方向。
(4)基因与性状的关系
①基因控制性状的途径
途径一:基因蛋白质的结构生物体的性状。如囊性纤维化、镰状细胞贫血。
途径二:基因酶的合成代谢过程生物体的性状。如豌豆的圆粒与皱粒、人类的白化病。
②细胞分化
同一生物个体内不同的细胞中,基因都是相同的,但mRNA却不完全相同,原因是基因的选择性表达。
③表观遗传:生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。
a.表观遗传的类型:DNA发生甲基化修饰;构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰。
b.表观遗传的特点:可遗传、不变性、可逆性。
c.理解表观遗传应注意的三个问题:第一、表观遗传不遵循孟德尔遗传规律;第二、表观遗传可以通过有丝分裂和减数分裂传递被修饰的基因;第三、表观遗传一般是影响基因的转录过程,进而影响蛋白质的合成。
④基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。有的性状是由一对基因控制的,有的性状是由多对基因共同控制的(如人的身高),有时单个基因可影响多种性状。
⑤性状并非完全取决于基因。生物体的性状从根本上由基因决定,同时还受环境条件的影响,因此性状是基因和环境共同作用的结果,即表型=基因型+环境条件。
⑥基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用,所形成的复杂网络精细地调控着生物体的性状。
变异、育种和进化
1.基因突变对氨基酸序列的影响
(1)替换:除非终止密码子提前或延后出现,否则只改变1个氨基酸或不改变。
(2)增添:插入位置前的氨基酸序列不改变,影响插入位置后的氨基酸序列。
(3)缺失:缺失位置前的氨基酸序列不改变,影响缺失位置后的氨基酸序列。
注意 ①增添或缺失的位置越靠前,对肽链的影响越大;②增添或缺失的碱基数是3的倍数,则一般仅影响个别氨基酸。
2.细胞癌变
(1)原因:致癌因子(物理因素、化学因素、生物因素等)使原癌基因和抑癌基因发生突变。
①原癌基因:表达的蛋白质是细胞正常生长和增殖所必需的,这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变。
②抑癌基因:表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进细胞凋亡,这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性,也可能引起细胞癌变。
注意 a.原癌基因和抑癌基因都是一类基因,而不是一个基因;b.不是只有癌细胞中才存在原癌基因和抑癌基因,正常细胞中的DNA上也存在原癌基因和抑癌基因;c.原癌基因和抑癌基因共同对细胞的生长和增殖起调节作用;d.并不是一个基因发生突变就会引发细胞癌变。
(2)特征:能够无限增殖;形态结构发生显著变化;细胞膜上的糖蛋白等物质减少,癌细胞间的黏着性显著降低,容易在体内分散和转移。
3.基因突变机理的“二确定”
(1)确定突变的形式:若只是一个氨基酸发生改变,则一般为碱基对的替换;若氨基酸序列发生大的变化,则一般为碱基对的增添或缺失。
(2)确定替换的碱基对:一般根据突变前后转录成的mRNA的碱基序列判断,若只有一个碱基不同,则该碱基所对应的基因发生碱基替换。
4.基因重组的四个关注点
(1)基因重组只是原有基因间的重新组合。
(2)自然条件下基因重组发生在配子形成过程中,而不是受精作用发生时。
(3)基因重组一般发生于有性生殖产生配子的过程中,无性生殖的生物体不发生,有性生殖的个体体细胞增殖时也不会发生。
(4)杂合子(Aa)自交产生的子代出现性状分离,不属于基因重组,原因是基因A、a控制的性状是同一性状中的不同表型,而非不同性状。
5.“三看法”判断可遗传变异的类型
(1)“一看”基因组成:看染色体上的基因组成是否发生改变,若发生改变,则为基因突变。
(2)“二看”基因位置:若基因的种类和数目未变,但染色体上的基因位置改变,则为染色体结构变异中的“易位”或“倒位”或基因重组中的“互换”。
(3)“三看”基因数目:若基因的数目改变,但基因的种类和位置未变,则为染色体数目变异;若基因数目和位置改变,但基因的种类不变,则为染色体结构变异中的“重复”或“缺失”。
6.判定染色体组数的三种方法
(1)根据染色体形态判定:细胞内形态、大小相同的染色体有几条,则含有几个染色体组。
(2)根据基因型判定:在细胞或生物体的基因型中,控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写)出现几次,则含有几个染色体组。
(3)根据染色体数和染色体的形态数推算:染色体组数=染色体数/染色体形态数。例如,果蝇体细胞中有8条染色体,分为4种形态,则染色体组数为2组。
7.“两看法”界定二倍体、多倍体、单倍体
有丝分裂过程中染色体只复制、未分离,造成某生物个体的细胞内染色体组数加倍,加倍后,染色体组有几个,该生物就叫几倍体。
8.据图弄清“5”种生物育种
(1)“亲本新品种”为杂交育种。
(2)“亲本新品种”为单倍体育种。
(3)“种子或幼苗新品种”为诱变育种。
(4)“种子或幼苗新品种”为多倍体育种。
(5)“植物细胞新细胞愈伤组织胚状体人工种子―→新品种”为基因工程育种。
9.生物进化
(1)达尔文自然选择学说的两个注意点
①环境因素的作用会提高突变的频率,但任何情况下变异都是不定向的,所以环境不能起到定向诱导变异的作用,它的作用是对不定向的变异进行定向选择。
②在运用达尔文自然选择学说分析问题时,要注意“变异在前,选择在后”的思路。
(2)物种形成的三大模式
(3)“新物种”必须具备两个条件
①与原物种之间已形成生殖隔离。
②物种必须是可育的。如三倍体无子西瓜、骡子均不可称为“物种”,因为它们均是“不育”的,而四倍体西瓜相对于二倍体西瓜则是“新物种”,因为它与二倍体西瓜杂交产生的子代(三倍体西瓜)不育,意味着二者间已产生生殖隔离,故已成为新物种。
(4)生物进化与生物多样性的关系
①协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
②生物多样性的形成是协同进化的结果。生物多样性的形成经历了漫长的进化历程。
个体稳态与调节
1.内环境及其稳态
(1)体液和内环境的关系
体液细胞内液(存在于细胞内,约占2/3细胞外液(存在于细\a\vs4\al\co1(血浆组织液淋巴液等))内环境
(2)存在于内环境中的物质:水、无机盐、营养成分(如葡萄糖)、代谢废物(尿酸、尿素等)、气体(O2、CO2)、其他物质(激素、抗体、细胞因子、血浆蛋白等)。组织液、血浆、淋巴液在成分上的最主要差别在于血浆中含有较多的蛋白质,而组织液、淋巴液中蛋白质含量很少。
(3)内环境与外界环境及细胞内液的关系(如图所示)
(4)内环境与外界环境进行物质交换参与的四大系统:消化系统、循环系统、呼吸系统和泌尿系统。
(5)内环境理化性质的三个主要方面
①渗透压:a.溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。b.血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关;在组成细胞外液的各种无机盐离子中,含量上占有明显优势的是Na+和Cl-,细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-。c.在37 ℃时,人的血浆渗透压约为770 kPa。
②酸碱度:a.正常人的血浆近中性,pH为7.35~7.45。b.稳定原因:与HCO-3、H2CO3等物质有关。
③温度:一般维持在37 ℃左右。
(6)与物质有关的3种渗透压:①血浆渗透压主要取决于无机盐(主要是NaCl)和血浆蛋白。②Na+主要分布在细胞外,与细胞外液的渗透压有关。③K+主要分布于细胞内,与细胞内液的渗透压有关。
(7)内环境异常举例:引起组织水肿的原因分析
(8)稳态概念的发展
2.神经系统的基本结构
(1)中枢神经系统:脑和脊髓。
(2)外周神经系统
①按连接分类包括脑神经和脊神经。
②按功能分类包括感觉神经(传入神经)、运动神经(传出神经)。运动神经分为躯体运动神经和内脏运动神经(自主神经系统)。
3.神经调节的基本方式——反射
(1)条件反射和非条件反射的判断
条件反射的消退是一个新的学习过程,需要大脑皮层的参与。
(2)完成反射的结构基础——反射弧。反射弧通常由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器组成,其中,感受器是感觉神经末梢和与之相连的各种特化结构组成的,效应器是指传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等。
(3)完成反射的两个条件:①有完整的反射弧;②有适宜的刺激。
(4)反射弧中传入神经和传出神经的判断
①根据是否有神经节:有神经节的为传入神经。
②根据脊髓灰质内突触结构判断。
③根据脊髓灰质结构判断:与前角(膨大部分)相连的为传出神经,与后角(狭窄部分)相连的为传入神经。
④切断实验法:若切断某一神经,刺激外周段(远离中枢的位置),效应器无反应(肌肉不收缩),而刺激向中段(近中枢的位置),效应器有反应(肌肉收缩),则切断的为传入神经;反之,则为传出神经。
4.兴奋的产生、传导和传递
(1)兴奋在神经纤维上的传导
①兴奋的产生机制:Na+内流→膜电位由“外正内负”变为“外负内正”→静息电位变为动作电位→兴奋产生。
②兴奋在离体神经纤维上的传导方向:双向传导。膜外:与局部电流方向相反;膜内:与局部电流方向相同。简记为“内同外反”。
(2)兴奋在神经元之间的传递
①突触:突触前膜、突触间隙和突触后膜。
②信号变化:电信号→化学信号→电信号。
③兴奋的传递方向:突触前神经元→突触后神经元,单向传递,其原因是神经递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜。
④效应:神经递质作用后使下一神经元兴奋或抑制。
(3)探究神经传导和传递方向的实验设计思路:切断某一神经,用针刺激不同部位,用微电流计检测膜电位的变化并观察肌肉的反应。
(4)电流计指针偏转问题分析(两电极均连接在神经纤维膜外)
(5)大脑的高级功能——语言中枢
S区——若发生障碍,则不能讲话;H区——若发生障碍,则不能听懂话;W区——若发生障碍,则不能写字;V区——若发生障碍,则不能看懂文字。
5.激素调节
(1)几种常考的激素
③甲状腺:甲状腺激素几乎全身细胞
(2)激素调节的四个特点:①通过体液进行运输;②作用于靶器官、靶细胞;③作为信使传递信息;④微量和高效。
(3)动物激素功能的实验探究三种常用方法
①切除法:切除相应腺体。适用于个体较大的动物。
②饲喂法:在饲料中添加激素。只适用于甲状腺激素、性激素等小分子激素,多肽和蛋白质类激素不能用饲喂法。
③注射法:向动物体内注射某激素。适用于各种激素。
6.体温调节
(1)体温调节中枢在下丘脑;体温感觉中枢在大脑皮层;温度感受器分布在皮肤、黏膜和内脏器官中。
(2)人体产热的主要组织或器官分别是骨骼肌和肝脏,安静时主要通过肝、脑等器官活动提供热量,运动时以骨骼肌产热为主;人体散热的主要器官是皮肤。
(3)相关激素:甲状腺激素和肾上腺素,都有提高细胞代谢强度的作用。
(4)甲状腺激素分泌的分级调节和负反馈调节
①三级腺体:下丘脑、垂体、甲状腺。
②三种激素:促甲状腺激素释放激素;促甲状腺激素;甲状腺激素。
③两种效果:“+”“-”分别表示促进、抑制。
7.水盐平衡调节
(1)水盐平衡调节中枢在下丘脑,渴觉产生的中枢在大脑皮层。
(2)参与水盐平衡调节的激素主要是抗利尿激素,其由下丘脑神经分泌细胞分泌,并由垂体释放,可促进肾小管和集合管对水分的重吸收。
(3)当大量丢失水分使细胞外液量减少以及血钠含量降低时,肾上腺皮质增加分泌醛固酮,促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡。相反,当血钠含量升高时,则醛固酮的分泌量减少,其结果也是维持血钠含量的平衡。
8.血糖调节
(1)血糖调节相关的激素
①胰岛素是唯一能降低血糖浓度的激素,能够增加血糖的去向,抑制血糖的来源。
②使血糖浓度升高的激素有胰高血糖素、肾上腺素,还有糖皮质激素和甲状腺激素等。
③胰岛素降低血糖,胰高血糖素可使血糖升高,两者作用效果相抗衡,胰高血糖素与肾上腺素都提升血糖浓度,两者为协同作用。
(2)血糖调节中枢在下丘脑。
9.免疫调节
(1)免疫系统的第一道防线(皮肤、黏膜)和第二道防线(体液中的杀菌物质和吞噬细胞)属于非特异性免疫;第三道防线(包括体液免疫和细胞免疫)属于特异性免疫。
(2)免疫系统的功能:免疫防御、免疫自稳、免疫监视。
(3)体液免疫和细胞免疫的判断方法
①“三看法”辨别体液免疫与细胞免疫
②依据图像识别体液免疫和细胞免疫
在涉及免疫过程概念模型的题目中,对特异性免疫类型的判断,一般采用倒推的方法,即先从图像中呈“Y”形的抗体出发,分泌抗体的细胞为浆细胞(浆细胞含有较多的内质网和高尔基体),可判断为体液免疫。如看到两个细胞接触后导致一个细胞裂解死亡,则为细胞免疫。吞噬细胞既参与体液免疫又参与细胞免疫。
(4)快速确定三种免疫功能异常类型
(5)二次免疫的特点
①二次免疫与初次免疫相比:产生抗体又快又多,从而使患病程度大大降低。
②二次免疫的基础:在初次免疫过程中产生的记忆细胞,当再次接受相同的抗原刺激时,记忆细胞会迅速地增殖、分化成浆细胞,从而更快更多地产生抗体。
10.下丘脑在机体稳态中的作用
(1)感受:含有渗透压感受器,能感受细胞外液渗透压的变化。
(2)合成及分泌:具有合成与分泌抗利尿激素以及促激素释放激素的功能。
(3)调节:体温调节中枢、血糖调节中枢以及细胞外液渗透压调节中枢都位于下丘脑。
(4)传导:可以产生兴奋并传导兴奋,如将渗透压感受器产生的兴奋传导到大脑皮层,产生渴觉。
11.发现生长素的经典实验
(1)达尔文实验结论:胚芽鞘尖端受单侧光刺激后,向下面的伸长区传递了某种“影响”,造成伸长区背光面比向光面生长快,因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。
(2)鲍森·詹森实验结论:胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。
(3)拜尔实验结论:胚芽鞘的弯曲生长,是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀。
(4)温特实验结论:胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的。温特把这种物质命名为生长素。
12.生长素的本质、运输及作用
(1)本质:有机物(吲哚乙酸),由色氨酸经过一系列反应转变而来。植物体内具有与IAA相同效应的物质还有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)等,它们都属于生长素。
(2)生长素的合成部位与分布部位
①合成部位:主要的合成部位是芽、幼嫩的叶和发育中的种子。
②分布部位:在植物体各器官中都有分布,但相对集中地分布在生长旺盛的部分。
(3)生长素的运输
①极性运输:形态学上端→形态学下端(运输方式为主动运输)。
②非极性运输:在成熟组织中,通过输导组织进行。
③横向运输:从向光侧向背光侧运输(单侧光引起);从远地侧向近地侧运输(重力作用引起)。
(4)作用表现的两种水平
①在细胞水平:促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等。
②在器官水平:影响器官的生长、发育,如促进侧根和不定根发生,影响花、叶和果实发育等。
(5)生长素作用特点的3点提醒
①抑制生长≠不生长,所谓“抑制”或“促进”均是相对于“对照组”(即自然生长或加蒸馏水处理的组别)而言的,由此可见,抑制生长并非不生长,只是生长速率慢于对照组。
②浓度的高低是相对于不同器官抑制和促进的浓度范围而言的。
③由于生长素生理作用具有浓度较低时促进,浓度过高时抑制的特点,因此存在两种不同浓度的生长素,其促进效果相同,并且最适浓度在这两种浓度之间。
(6)判断胚芽鞘“长不长、弯不弯”的方法
13.其他植物激素的作用
(1)赤霉素
①合成部位:幼芽、幼根和未成熟的种子。
②主要作用:促进细胞伸长,从而引起植株增高;促进细胞分裂与分化;促进种子萌发、开花和果实发育。
(2)细胞分裂素
①合成部位:主要是根尖。
②主要作用:促进细胞分裂;促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成。
(3)乙烯
①合成部位:植物体各个部位。
②主要作用:促进果实成熟;促进开花;促进叶、花、果实脱落。
(4)脱落酸
①合成部位:根冠、萎蔫的叶片等。
②主要作用:抑制细胞分裂;促进气孔关闭;促进叶和果实的衰老和脱落;维持种子休眠。
14.环境因素参与调节植物的生命活动
(1)光对植物生长发育的影响
①调控实质:光作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程。
②调控机制
a.信号刺激:光信号。
b.信号接受:光敏色素等。光敏色素是一类蛋白质(色素—蛋白复合体),分布在植物的各个部位,其中在分生组织的细胞内比较丰富。主要吸收红光和远红光。
③调控过程:在受到光照射时,光敏色素的结构会发生变化,这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内,影响特定基因的表达,从而表现出生物学效应。
(2)温度对植物生长发育的影响
①温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动,从而参与调节植物的生长发育。
②温度参与植物生长发育的调节
a.年轮形成的原因:在春夏季细胞分裂快、细胞体积大,在树干上形成颜色较浅的带;在秋冬季细胞分裂慢、细胞体积较小,树干上形成颜色较深的带。
b.春化作用:经历一段时间的低温诱导促进植物开花的作用。
(3)重力参与植物生长发育的调控
①重力是调节植物生长发育和形态建成的重要环境因素。
②调节方式:植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞,可以将重力信号转换成运输生长素的信号,造成生长素分布的不均衡,从而调节植物的生长方向。
③“淀粉—平衡石”假说
植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞,即平衡石细胞来实现的。
15.植物生长发育的整体调控
(1)植物生长发育的调控,是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。
(2)植物细胞里储存着全套基因,植物的生长、发育、繁殖、休眠,都处在基因适时选择性表达的调控之下。
(3)对于多细胞植物体来说,细胞与细胞之间、器官与器官之间的协调,需要激素作为信息分子传递信息,会影响细胞的基因表达,从而起到调节作用。同时,激素的产生和分布是基因表达调控的结果,也受到环境因素的影响。
(4)在个体层次,植物的生长、发育、繁殖、休眠,实际上,是植物响应环境变化,调控基因表达以及激素产生、分布,最终表现在器官和个体水平上的变化。
群体稳态与调节
1.种群的其他数量特征与种群密度之间的关系
2.种群的增长规律及其应用
(1)图示
注:“J”形增长“S”形增长。
(2)K值与K/2值的分析与应用
①K值与K/2值的分析
②K值与K/2值的应用
3.种群和群落的关系
(1)种群与群落的关系:种群与群落都是强调一定自然区域中的生物成分,一定区域内同种生物之和=种群,一定区域内各种生物种群之和=群落。
(2)群落并非是各种生物种群的简单集合,而是通过相互之间的各种联系建立起来的有机整体。
4.群落水平上研究的问题
(1)群落的物种组成
①不同群落丰富度不同,一般越靠近热带地区,单位面积内的物种越丰富。
②不同物种在群落中的地位不同。数量多,且对群落中其他物种的影响很大的物种称为优势种。
③群落中的物种组成不是固定不变的,而是会随时间和环境的变化而变化。
(2)群落的空间结构
①垂直结构:判定关键点是“同一地点不同高度”“分层现象”;影响植物垂直结构的主要因素是阳光,影响动物垂直结构的主要因素是食物条件和栖息空间。
②水平结构:判定关键点是“通常呈镶嵌分布”;影响群落水平结构的主要因素有地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异及光照强度的不同等。
③一个物种在群落中的地位或作用,包括所处的空间位置,占用资源的情况,以及与其他物种的关系等,称为这个物种的生态位。
(3)群落的演替
①概念:随着时间的推移,一个群落被另一个群落代替的过程。演替的类型分为初生演替和次生演替。
②判断初生演替和次生演替的方法
③人类活动对群落演替的影响:人类活动往往使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。
④演替的结果:一般是有机物总量增加,生物种类越来越多,群落的结构越来越复杂。
(4)群落的季节性
①原因:阳光、温度和水分等随季节而变化。
②结果:群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化。
(5)生态位
①研究内容
a.动物:栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。
b.植物:在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征,以及与其他物种的关系等。
②原因:群落中物种之间以及生物与环境间协同进化的结果。
③意义:群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,有利于不同生物充分利用环境资源。
5.生态系统的组成及结构
(1)生态系统=生物群落+非生物环境。地球上最大的生态系统是生物圈。
(2)生态系统的结构
①组成成分:非生物的物质和能量、生产者(自养生物,是生态系统的基石)、消费者(能够加快生态系统的物质循环)和分解者(物质循环的关键环节)。
②营养结构——食物链和食物网,是生态系统中物质循环和能量流动的渠道。食物链的第一营养级生物一定是生产者,食物链的营养级一般不超过五个。
(3)生态系统组成成分的三类“不一定”和两类“一定”
①生产者不一定是植物(如蓝细菌、硝化细菌),植物不一定是生产者(如菟丝子营寄生生活,属于消费者)。
②消费者不一定是动物(如营寄生生活的微生物等),动物不一定是消费者(如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等以动植物遗体或排遗物为食的腐生动物属于分解者)。
③分解者不一定是微生物(如蚯蚓等动物),微生物不一定是分解者(如硝化细菌、蓝细菌属于生产者,寄生细菌属于消费者)。
④生产者一定是自养型生物,自养型生物一定是生产者。
⑤营腐生生活的生物一定是分解者,分解者一定是营腐生生活的生物。
6.生态系统的能量流动
(1)能量流动的过程
(2)能量的输入、传递和散失
①能量的输入:通过生产者的光合作用固定太阳能(主要途径)。
②能量传递:通过食物链和食物网传递。
③能量散失:以热能形式散失。
④具体过程:太阳能→生物体内有机物中的化学能→热能(通过呼吸作用散失)。
(3)能量流动的特点:单向流动,逐级递减。能量在相邻两个营养及间的传递效率为10%~20%。能量传递效率=某一营养级的同化量/上一营养级的同化量×100%。
(4)研究能量流动的意义
①帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置,增大流入某个生态系统的总能量。
②帮助人们科学地规划和设计人工生态系统,使能量得到最有效的利用。
③帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
(5)两种常考能量流动模型
Ⅰ.第二营养级的能量流动过程模型
图中箭头①指的是摄入量,若没有箭头③,则①代表的是同化量。
Ⅱ.“拼图法”分析能量流动过程
a.W1、D1指相应营养级的同化量,B1、B2指相应营养级中未利用的能量。
b.各营养级用于生长、发育和繁殖的能量为B1+C1+D1或B2+C2+D2。
c.能量传递效率不会是100%。从上图可以看出,能量在相邻两个营养级间的传递效率等于D1/W1×100%,一般情况下,能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%~20%。
d.利用“拼图法”可得关系式:
7.生态系统的物质循环(碳循环)
(1)存在形式碳在非生物环境中以CO2和碳酸盐的形式存在碳在非生物环境和生物群落之间主要以CO2的形式循环碳在生物群落中以含碳有机物的形式存在
(2)大气中的碳主要通过植物的光合作用进入生物群落,其次通过化能合成作用进入生物群落。
(3)生物群落中的碳通过动植物的呼吸作用、分解者的分解作用、化石燃料的燃烧等方式返回到大气中。
(4)“三看法”快速确认碳循环的各环节
8.生态系统的信息传递
(1)信息的种类:物理信息——声、光、温度、磁场等;化学信息——性外激素、生物碱等;行为信息——动物的特殊行为,主要指各种动作。
(2)信息传递的方向:大多是双向的,也可以是单向的。
(3)实例:海豚的回声定位、某些种子需要光信息刺激才能萌发、一些植物的开花需要长日照、少数植物被害虫危害时会释放一种信息素以吸引害虫的天敌来捕食害虫。
(4)信息传递在生态系统中的作用
9.生态系统的稳定性
(1)两个方面
①抵抗力稳定性: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。
②恢复力稳定性:生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。
(2)原因:生态系统具有一定的自我调节能力。生态系统具备自我调节能力的基础是负反馈调节。
(3)关系:一般来说,生态系统中的组分越少、食物网越简单,其自我调节能力就越弱,抵抗力稳定性就越低。
10.生物多样性与环境保护
(1)全球性生态环境问题
全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、土地荒漠化、生物多样性丧失以及环境污染等。
(2)生物多样性的价值
直接价值——药用、科研、美学价值等;间接价值——调节生态系统的功能以及促进生态系统中基因流动和协同进化等方面;潜在价值——目前人类尚不太清楚的价值。
(3)生物多样性的保护措施:就地保护(如建立自然保护区)、易地保护等。
(4)保护生物多样性,并不反对对野生动植物资源的合理开发和利用。
11.生态工程
(1)生态工程的特点
生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。
(2)生态工程所遵循的基本原理
①自生
措施:遵循自生原理,需要在生态工程中有效选择生物组分并合理布设。要维持系统的自生,就需要创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖,以及它们形成互利共存关系的条件。
②循环
措施:通过系统设计实现不断循环,使前一环节产生的废物尽可能地被后一环节利用,减少整个生产环节“废物”的产生。
③协调
措施:处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡,需要考虑环境容纳量。
④整体
依据:a.要遵从自然生态系统的规律,各组分之间要有适当的比例,不同组分之间应构成有序的结构,通过改变和优化结构,达到改善系统功能的目的。
b.人类处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统中。进行生态工程建设时,不仅要考虑自然生态系统的规律,更要考虑经济和社会等系统的影响力。
生物技术与工程
1.传统发酵食品的制作
(1)果酒制作的三个方面
①菌种来源:酒精发酵的菌种来自附着在果皮上的野生酵母菌。
②发酵原理:酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸并进行大量繁殖,在无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精。
③酒精的检测:在酸性条件下,重铬酸钾可与酒精反应呈现灰绿色。
(2)果醋的制作原理:醋酸发酵是需氧发酵,需要不断通入无菌空气。
(3)泡菜制作
①菌种来源:制作泡菜的菌种主要来自植物体表面的天然的乳酸菌。
②发酵原理:乳酸菌在无氧条件下能将葡萄糖分解成乳酸。
2.微生物的利用
(1)培养基
①培养基的概念:人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出供其生长繁殖的营养基质。
②培养基的营养成分:培养基可为微生物提供碳源、氮源、无机盐和水等主要营养物质。
(2)无菌技术
①措施:无菌技术的主要措施包括消毒和灭菌。
②常用方法:培养基灭菌常采用湿热灭菌(高压蒸汽灭菌)法,接种环灭菌常采用灼烧灭菌法。
(3)微生物的纯化与计数
①纯化微生物的方法:常用平板划线法和稀释涂布平板法。
②微生物的计数方法:常用显微镜直接计数法和稀释涂布平板法。
(4)微生物的筛选
①尿素分解菌的筛选:以尿素为唯一氮源的选择培养基可以筛选能分解尿素的细菌。
②尿素分解菌的鉴别:在以尿素为唯一氮源的选择培养基中添加酚红指示剂,可以鉴别分解尿素的细菌。
3.发酵工程的基本环节
选育菌种→扩大培养→配制培养基→灭菌→接种→发酵罐内发酵→分离、提纯产物→获得产品。
4.植物细胞工程
5.动物细胞培养
6.动物细胞融合与单克隆抗体
7.动物体细胞核移植技术
8.受精过程中的“三大反应”“两道屏障”
9.卵裂期胚胎发育过程中物质和体积变化的规律
(1)有机物:胚胎没有和母体建立联系,不能从母体获取有机物,而呼吸消耗一直进行,因此有机物总量减少。
(2)细胞数目和体积:胚胎总体积不增加,但细胞数目增多,每个细胞体积减小。
(3)细胞中DNA含量:伴随细胞分裂,细胞数目增多,总DNA含量增多,但每个细胞中核DNA含量保持相对稳定。
10.胚胎工程的应用及前景
(1)胚胎移植流程
(2)胚胎分割
(3)胚胎移植中的四个注意点
两次激素使用 第一次:用孕激素对受、供体进行同期发情处理; 第二次:用促性腺激素处理使供体超数排卵
两次检查 第一次:对收集的胚胎进行检查; 第二次:对受体母畜是否妊娠进行检查
移植时间不同 牛、羊要培养到桑葚胚或囊胚阶段; 小鼠、家兔培养到桑葚胚前; 几乎所有动物都不能培养到原肠胚阶段再移植
繁殖方式 胚胎由受精卵形成,属于有性繁殖; 胚胎由核移植或胚胎分割形成,属于无性繁殖
11.基因工程的基本操作工具
12.基因工程的基本操作程序
13.PCR
(1)原理:DNA半保留复制。
(2)条件:DNA模板、2种引物、耐高温的DNA聚合酶和4种脱氧核苷酸。
(3)扩增过程
过程 说明 图解
变性 温度超过90 ℃时,双链DNA解聚为单链
复性 温度下降到50 ℃左右时,两种引物通过碱基互补配对与两条单链DNA结合
延伸 温度上升到72 ℃左右时,溶液中的4种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶的作用下,根据碱基互补配对原则合成新的DNA链
(4)PCR过程的两点提醒
①复性不一定均为引物与DNA模板结合。复性时,引物与DNA模板的结合是随机的,也存在DNA解开的两条链的结合。
②PCR反应的结果不都是所需的DNA片段。因为第一次循环得到的DNA片段只有一种引物,比所需的DNA片段要长,从第二次循环才出现所需的DNA片段,这样的片段存在两种引物。
14.蛋白质工程
(1)目标:根据人们对蛋白质功能的特定需求,对蛋白质的结构进行设计改造。
(2)操作手段:改造或合成基因。
(3)设计流程:从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。
15.DNA的粗提取与鉴定的注意事项
(1)加入酒精和用玻璃棒搅拌时,动作要轻缓,以免加剧DNA分子的断裂,导致DNA分子不能形成丝状沉淀。
(2)本实验不能用哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料,原因是哺乳动物成熟的红细胞无细胞核(无DNA)。可选用鸡血细胞作为材料。
(3)鉴定DNA时,一支试管为对照组,另一支试管为实验组。两支试管中都先加入物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液;在实验组试管中加入DNA丝状物,对照组不加;加入二苯胺试剂后沸水浴加热。结果可以看到加入DNA丝状物的试管呈现蓝色,对照组无色。如果实验组蓝色较浅,说明提取出的DNA量太少。
16.DNA片段的扩增及电泳鉴定的注意事项
(1)为避免外源DNA等因素的污染,PCR实验中使用的微量离心管、枪头和蒸馏水等在使用前必须进行高压灭菌处理。
(2)该实验所需材料可以直接从公司购买,缓冲液和酶应分装成小份,并在-20 ℃储存。使用前,将所需试剂从冰箱拿出,放在冰块上缓慢融化。
(3)在向微量离心管中添加反应组分时,每吸取一种试剂后,移液器上的枪头都必须更换,避免试剂的污染。
(4)在进行操作时,一定要戴好一次性手套。
(5)观察DNA带的分布及粗细程度来评价扩增的效果。

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