2013高考生物知識點總結(全)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最基本元素:CC、H、O、N、大量元素P、S、基本元素:C、H、O、NK、Ca、Mg必需元素主要元素:C、H、O、N、P、SFe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等微量元素化學元素Al、Si等無害元素非必需元素Pb、Hg等有害元素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大體相同元素含量差異很大1.3生物界與非生物界的統一性和差異性統一性組成生物體的化學元素，在無機自然界中都能找到差異性組成生物體的化學元素，在生物體和無機自然界中含量差異很大11.4細胞中的化合物一覽表化合物分類元素組成主要生理功能?組成細胞?維持細胞形態?運輸物質水?提供反應場所?參與化學反應?維持生物大分子功能?調節滲透壓?構成化合物(Fe、Mg)?組成細胞(如骨細胞)無機鹽?參與化學反應?維持細胞和內環境的滲透壓)單糖?供能(淀粉、糖元、葡萄糖等)二糖?組成核酸(核糖、脫氧核糖)糖類C、H、O多糖?細胞識別(糖蛋白)?組成細胞壁(纖維素)?供能(貯備能源)脂肪C、H、O?組成生物膜脂質磷脂(類脂)C、H、O、N、P?調節生殖和代謝(性激素、Vit.D)固醇C、H、O?保護和保溫?組成細胞和生物體單純蛋白(如胰島素)C、H、O、N、S?調節代謝(激素)蛋白質結合蛋白(如糖蛋白)(Fe、Cu、P、Mo??)?催化化學反應(酶)?運輸、免疫、識別等?貯存和傳遞遺傳信息DNA核酸C、H、O、N、P?控制生物性狀RNA?催化化學反應(RNA類酶)1.6蛋白質的組成層次C、H、O、N、S氨基酸肽鏈基本成分蛋白質C、H、O、N、P、Fe、Cu??離子和(或)分子其它成分21.8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?葡萄糖數目不同多糖葡萄糖?糖鏈的分支不同?化學鍵的不同?氨基酸數目不同脫水縮合?氨基酸種類不同蛋白質氨基酸?氨基酸排列次序不同?肽鏈的空間結構?核苷酸數目不同核酸核苷酸?核苷酸排列次序不同(DNA和RNA)?核苷酸種類不同1.10選擇透過性膜的特點自由通過水可以通過三個通過被選擇的離子和小分子選擇透過性膜的特點其它離子、小分子和大分子不能通過1.11細胞膜的物質交換功能親脂小分子自由擴散高濃度——?低濃度膜不消耗細胞能量(ATP)的離子、小分子離子、不親脂小分子流低濃度——?高濃度動主動運輸性需載體蛋白運載原物質交換消耗細胞能量(ATP)理內吞膜的流動性、膜融合特性大分子、顆粒外排1.12線粒體和葉綠體共同點1、具有雙層膜結構2、進行能量轉換3、含遺傳物質——DNA4、能獨立地控制性狀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31.14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—?4a4a4a4a2a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。1.17細胞分裂與分化的關系M期(暫不增殖)G0G2衰老死亡周期性細胞G1終端分化細胞S1.18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基因表達不同新陳代謝改變形態結構不同已分化細胞不同種類細胞生理功能專一生理功能不同分裂能力喪失代謝活動不同1.21細胞的生活史(永生)癌變異常分化絕大多數細胞未分化分化衰老死亡細胞干細胞特點:(無限增殖)分裂干細胞既分裂也分化少數細胞癌細胞特點:(無限增殖)癌細胞分裂只分裂不分化41.22癌細胞的特點永生細胞無限分裂增殖成纖維細胞癌變形態結構變化扁平梭形球形如癌細胞膜糖蛋白減少，細胞黏著性降低，易轉移擴散。細胞物質改變癌細胞膜表面含腫瘤抗原，肝癌細胞含甲胎蛋白等癌細胞的特點正常功能喪失新陳代謝異常如線粒體功能障礙，無氧供能引發免疫反應主要是細胞免疫可移植在異種生物體內生長，形成癌瘤可以種間移植1.23衰老細胞的特點水分減少，細胞萎縮，體積變小，代謝減慢水少酶低酶的活性降低助水酶色核透色累記色素積累，阻礙細胞內物質交流和信息傳遞(水煤色黑透)詞細胞核體積增大，染色體固縮，染色加深核大細胞膜通透性改變，物質運輸功能降低透變1.24細胞的死亡環境因素突變病理性死亡(細胞壞死)細病原體入侵胞動物變態蝌蚪尾部消失死亡花瓣凋萎花兒凋謝正常生命需要程序性死亡(細胞凋亡)極體消失大部分淋巴細胞死亡51.25生物膜與生物膜系統化學組成相似組成細胞的膜的總稱基本結構相同概念核外膜——內質網膜——胞膜直接聯系內質網膜——線粒體外膜(或相依)結構上的聯系內質網膜—膜泡—高爾基體膜—膜泡—胞膜間接聯系生物膜內質網-高爾基體-細胞膜協分泌作用相調互功能上的聯系工配胞飲作用細胞膜-溶酶體作合為細胞提供穩定的內環境膜細胞膜進行物質運輸、能量交換、信息傳遞生理作用為化學反應提供場所將細胞分隔成功能小區生物膜系統工業上淡化海水，處理污水研究意義農業上研究抗寒、抗旱、耐鹽機理概念醫藥上人造膜材料代替病變器官結構上緊密聯系細胞膜、核膜及具膜細胞器構成的結構體系功能上相互依存1.27植物組織培養與動物細胞培養的比較比較項目植物組織培養動物細胞培養生物學原理細胞全能性細胞分裂培養基性質固體液體培養基成分蔗糖、氨基酸、維生素、水、礦物質、生長葡萄糖、氨基酸、無機鹽、素、細胞分裂素、瓊脂維生素、水、動物血清取材植物器官、組織或細胞動物胚胎、幼齡動物器官或組織培養對象植物器官、組織或細胞分散的單個細胞過程脫分化、再分化原代培養、傳代培養細胞分裂生長分化特點?分裂:形成愈傷組織?只分裂不分化?分化:形成根、芽?貼壁生長?接觸抑制6培養結果新的植株或組織細胞株或細胞系應用?快速繁殖?生產蛋白質生物制品?培育無病毒植株?皮膚細胞培養后移植?提取植物提取物(藥物、香料、色素等)?檢測有毒物質?人工種子?生理、病理、藥理研究?培養轉基因植物培養條件無菌、適宜的溫度和pH1.28植物體細胞雜交與動物細胞融合的比較比較項目植物體細胞雜交動物細胞融合生物學原理膜的流動性、膜融合特性原生質體制備:細胞分散:前期處理纖維素酶和果膠酶處理胰蛋白酶處理?物理:離心、振動、電刺激(同前)方法和手段?化學:聚乙二醇(PEG)?生物:滅活的病毒?制備單克隆抗體應用進行遠緣雜交，創造植物新品種?基因定位下游技術(后續技術)植物組織培養動物細胞培養第二單元生物的新陳代謝?植物代謝部分:酶與ATP、光合作用、水分代謝、礦質營養、生物固氮2.1酶的分類單純酶僅含蛋白質如胃蛋白質酶蛋白質類酶-蛋白質唾液淀粉酶含Cl(蛋白質本質)2+離子細胞色素氧化酶含Cu復合酶2+分解葡萄糖的酶含MgNADP(輔酶?)輔助因子輔酶B族維生素酶生物素(羧化酶的輔酶)有機物RNA端粒酶含RNA存在于低等生物中，將RNA,,,類酶自我催化。對生命起源的研(核酸本質)究有重要意義。2.2酶促反應序列及其意義7酶促反應序列生物體內的酶促反應可以順序連接起來，即第一個反應的產物是第二個反應的底物，第二個反應的產物是第三個反應的底物，以此類推，所形成的反應鏈叫酶促反應序列。如終產物ABCD??酶1酶2酶3酶4酶n意義各種反應序列形成細胞的代謝網絡，使物質代謝和能量代謝沿著特定路線有序進行，確定了代謝的方向。2.3生物體內ATP的來源ATP來源反應式光合作用的光反應ADP，Pi，能量——?ATP化能合成作用酶有氧呼吸無氧呼吸其它高能化合物轉化酶C~P(磷酸肌酸)，ADP——?C(肌酸)，ATP(如磷酸肌酸轉化)2.4生物體內ATP的去向光合作用的暗反應細胞分裂礦質元素吸收植物新物質合成植株的生長酶ATP——?ADP，Pi，能量神經傳導和生物電肌肉收縮動物吸收和分泌合成代謝生物發光2.5光合作用的色素胡蘿卜素葉黃素快(橙黃色)胡蘿卜素吸收傳遞光能大部分葉綠素a(黃色)葉黃素葉綠素b分離作用(藍綠色)葉綠素a特殊狀態的葉綠素a吸收轉化光能(黃綠色)葉綠素b慢色素胡蘿卜素類胡蘿卜素葉黃素葉綠體基粒的分布組成類囊體薄膜上葉綠素a葉綠素葉綠素b82.6光合作用中光反應和暗反應的比較比較項目光反應暗反應反應場所葉綠體基粒葉綠體基質能量變化光能——?電能活躍化學能——?穩定化學能電能——?活躍化學能物質變化HO——?[H]，O，NADPH，ATP———?CO222+++NADP，H，2e——?NADPH(CHO)，ADP，Pi，NADP，HO22ATP，Pi——?ATP+反應物HO、ADP、Pi、NADPCO、ATP、NADPH22+反應產物O、ATP、NADPH(CHO)、ADP、Pi、NADP、HO222反應條件需光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)2.12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合理密植增加光合作用面積套種(不同時播種)、間作(同時播種)溫度提因地制宜:陽生植物種陽地高光控制光照強弱陰生植物種陰地影光能響光質影響:藍紫光照，蛋白質和脂類多利光用紅光照，糖類增多合率作增加二氧化碳供應用通風透光，增施農家肥;人工增CO(溫室)CO22的N:外+ATP、NADP的成分界P:因礦物質必需礦質元素供應K:糖類的合成和運輸素Mg:葉綠素的成分水92.14植物對水分的吸收和利用2.14.1植物對水分的吸收液泡尚未形成或消失吸脹吸水通過親水物質的親水性吸水主要由成熟細胞的中央液泡構成滲透系統吸水原理水通過滲透作用吸水分的吸隔著半透膜的兩種溶液構成的體系滲透系統收?具有半透膜發生條件滲透吸水?膜兩側溶液具有濃度差溶液與純水達平衡時，溶液一方所承受的外壓差。滲透壓由細胞膜、液泡膜、兩膜之間的細胞質構成原生質層看作一層半透膜(本質是選擇透過性)植物細胞構成滲透系統?植物細胞與土壤溶液之間構成兩個系統?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，叫擴散擴散作用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水自由通過，被選擇的離子和其它小分子可以通概念小分子、離子能透過，大分子不能透過過，大分子和顆粒不能通過選擇透過性(生物分子組成，取決于脂質、蛋白性質半透性(存在微孔，取決于孔的大小)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)物質運水和親脂小分子:不由膜決定，取決于物質密度不由膜決定，取決于物質密度動方向離子和其它小分子: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102.14.4植物體內水分的運輸方向向上:根—?莖—?葉水分的運輸導管運輸蒸騰作用產生蒸騰拉力動力根壓導致吐水現象2.14.5植物體內水分的利用和散失利用1-5%參與光合作用、呼吸作用等生命活動水分散失蒸騰作用絕大部分水分通過蒸騰作用散失?根持續吸水的動力生理意義?物質運輸的載體?降低葉片溫度2.17生物固氮固氮酶+N，e，H，ATP————?NH，ADP，Pi(選學)固氮過程23代謝類型種在生態系統固氮原因及條件常見類型生物固氮同異類中的作用化化共根瘤菌(6種)生消費者與豆科植異(大豆、菜豆、固概意固固(取食于活的氮物共生時養豌豆、苜蓿、羽念義氮氮生物體)基微扇豆、三葉草)因將??生類需)大為對物自氧固氣綠自自固氮藍藻的生產者氮氮色然種(N生養(念珠藻)酶植界類2)固獨立生活)物氮還異圓褐固氮菌分解者提循氮原供環養黃色分支桿菌(腐生生活)類成氮有NH素重注意:不同的根瘤菌具有共生專一性。如蠶豆根瘤菌與蠶豆、3營要豌豆、豇豆共生;大豆根瘤菌只能與大豆共生。的養作過用程11大氣氮庫(N)22.18氮循環N2反硝化細菌大氣固氮工業固氮生物固氮尿素脲酶脲酶氮素化肥-NH消費者3分解者尿素硝化細菌--NO、NO氮鹽23生產者遺體-NO32.19三類微生物在自然界氮循環中的作用固氮酶N————?NH23固氮微生物循環)(N2酶酶----硝化細菌反硝化細菌NH——?NO、NONO、NO——?N323232?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122.20人和動物體內三大營養物質的代謝氧化，HO，能量CO22合成肝糖元分解葡萄糖淀粉肌糖元合成脂肪、某些氨基酸轉變皮下結締組織、腸系膜儲存轉變脂肪糖元分解甘油、脂肪酸氧化CO，HO，能量22合成各種組織蛋白、酶及激素等轉氨基新的氨基酸蛋白質氨基酸轉變NH尿素含氮部分3脫氨基分解CO，HO，能量22不含氮部分轉變糖類、脂肪2.21人體的必需氨基酸不同種動物有不同的必需氨基酸,苯丙氨酸((纈氨酸種類12種,賴氨酸(異亮氨酸,色氨酸(蘇氨酸在人和動物體細胞內能夠合成的氨基酸概念非必需氨基酸,,,亮氨酸甲硫氨酸不能在人和動物體細胞內合成，只能從必需氨基酸概念食物中獲得的氨基酸稱為必需氨基酸苯丙賴色亮，纈亮蘇甲硫種類(8種)助記詞(本秉賴色亮，謝亮輸賈劉)132.24有氧呼吸與無氧呼吸的比較比較項目有氧呼吸無氧呼吸真核細胞:細胞質基質，主要在線粒體反應場所細胞質基質原核細胞:細胞基質(含有氧呼吸酶系)反應條件需氧不需氧反應產物終產物(CO、HO)、能量中間產物(酒精、乳酸、甲烷等)、能量22產能多少多，生成大量ATP少，生成少量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2870kJ2870kJ1165kJ40.59%1mol葡萄糖無氧呼吸2870kJ196.65kJ61.08kJ2.13%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新陳代謝的類型有光時:自養生活(進行光合作用，但供氫體不是水，而是有機物)紅螺細菌無光時:異養生活綠色植物兼性營養型光合作用光能自養型光合細菌自養型同化能自養型化能合成作用硝化細菌化類新型特基絕大多數動物，腐生的真菌，大多數細菌陳異養型殊本代類類謝型型類需氧型多數動植物異型化類一些細菌(如光合細菌，供氫體不是水，不放O)2型厭氧型蛔蟲等兼性厭氧型有氧時:有氧呼吸酵母菌無氧時:無氧呼吸142.28微生物的營養水無機鹽無機碳源CO、NaHCO等23碳源提供碳素營養有機碳源糖、脂、石油等營養素N、硝酸鹽、銨鹽等無機氮源2氮源提供氮素營養有機氮源尿素、牛肉膏、蛋白胨等微生物生長不可缺少的微量有機物生長因子(包括維生素、氨基酸、堿基等)微生物目的要明確根據培養種類、培養目的選擇原材料的營養營養要協調注意營養物質的濃度和比例配制原則C/N=4:有利于繁殖;(三要原則)碳氮比最重要C/N=3:有利于產谷氨酸細菌:pH=6.5—7.5pH要適宜放線菌:pH=7.5—8.5真菌:pH=5.0—6.0培養基種類特點功能固體培養基分離、鑒定加凝固劑物理半固體培養基觀察、保藏性質液體培養基不加凝固劑工業生產種類化學合成培養基成分明確分類、鑒定成分天然培養基天然成分工業生產加抑制劑(如青霉素)選擇培養基加特殊C源或N源選擇、分離用途不加某物質(如N源)鑒別培養基加指示劑或藥品鑒別152.29微生物的代謝不斷微生物自身生長繁殖必需的物質概念產生初級代謝產物產物氨基酸、核苷酸、多糖、脂類、維生素特點代謝產或積累物對自身生長繁殖非必需的物質概念或排除次級代謝產物產物抗生素、毒素、激素、色素分解葡萄組成酶一直存在，只受遺傳控制的酶糖的酶大腸酶合成調節桿誘導酶受環境中某物質的誘導產生菌分解乳微糖的酶“好酶知時節，當需乃發生”生代同時存在物謝密切配合的調協調作用代節謝谷氨酸脫氫通過改變酶的催化活性，來調節代謝速率概念酶受谷氨酸酶活性調節產量的調節原理負反饋:酶催化的產物增多抑制酶的活性高產賴氨酸的黃色短桿菌基因誘變代改變遺傳特性謝轉基因基因工程人胰島素的人工控控制發酵條件改變細胞膜的通透性，即時輸出代謝產物，解除對酶的抑制制2.30微生物的生長時期特點作用調整期菌體不增殖，代謝活躍，體積增大n微生物群體對數期以2形式增長，代謝旺盛作菌種和科研材料生長的規律穩定期生死平衡，活菌數最多，芽孢形成收獲菌體和代謝產物微生衰亡期死亡加速，形態多樣，細胞裂解物的超過:蛋白質和核酸不可逆破壞溫度最適生長溫度:25—37?生長影響微生物生(最適pH見前)pH超過:影響酶活性和細胞膜穩定性長的環境因素氧需氧或不需氧16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)3.6水、鈉、鉀的來源與去向OH2來源(mL)去向(mL)來自飲水由腎排出13001500來自食物由皮膚排出900500來自代謝由肺排出300400由大腸排出100共計2500共計2500+食物中的Na水、鈉、人汗便鉀+皮膚大腸Na++的NaNa體來源與去腎向臟+尿Na+食物中的K診斷某些疾病的指標多吃多排消化++少吃少排血K排出尿K吸收道不吃也排中+K的K++組織液中的K+便K+細胞中的K173.7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下丘腦滲透壓感受器神經調節激素調節大腦皮層垂體后葉水釋放鹽平衡抗利尿激素的調+產生渴覺節腎小管、集合管重吸收水飲水增加尿量減少細胞外液滲透壓下降++血鉀升高重吸收Na直接刺激+腎上腺醛固酮+血鈉降低分泌K+詠下丘腦體溫調節是中樞血糖平衡功不小下丘腦下丘腦水鹽代謝沒有它產生激素真不少什么事都做不了通過垂體控性甲有種激素抗利尿183.8血糖平衡的調節下丘腦另一區域腎上腺素腎上腺(+)(+)(+)血糖升高胰島B細胞(,)神激經素胰島素胰高血糖素調調分泌增加分泌增加節節(+)胰島A細胞血糖降低(+)(+)下丘腦某一區域3.9體溫的調節寒冷炎熱冷覺感受器溫覺感受器下丘腦體溫調節中樞皮膚皮膚腎上腺下丘腦血管擴張垂體腎上腺素血管收縮汗腺排汗甲狀腺汗腺不排汗代謝增強立毛肌收縮甲狀腺激素散熱增加散熱減少產熱增加體溫恒定193.10免疫概述機體特殊的保護性生理功能。通過識別“自己”概念與“非已”，以維持機體內環境的平衡與穩定。對所有病原體的防御能力概念免疫概述非特異性免疫第一道防線皮膚及黏膜的屏障作用組成體液中的殺菌物質第二道防線分類吞噬細胞的吞噬作用概念對特殊病原體的防御能力特異性免疫體液免疫組成第三道防線細胞免疫3.10免疫系統的組成與淋巴細胞的起源骨髓中樞淋巴組織及器官免疫器官胸腺淋巴結免疫組織外周淋巴組織及器官脾臟免疫系統吞噬細胞扁桃體免疫細胞T細胞淋巴細胞B細胞免疫分子抗體、淋巴因子(白細胞介素、干擾素等)淋巴細胞起源效應B細胞增殖分化B細胞淋巴記憶細胞結造少抗部血原脾大部分死亡分刺干臟進激細入后扁胞效應T細胞桃血液循環胸腺中的增殖分化體T細胞造血干細胞記憶細胞203.11抗原與抗體能與B細胞受體、T細胞受體及抗體結合，概念具有啟動免疫應答潛能的物質機體以外的物質。或機體內的隔離物質或已發生改變的自身物質異物性性質大分子性相對分子質量大于10000的物質。蛋白質、脂多糖、多糖等抗原特異性只與相應的抗體或效應T細胞發生特異性結合。取決于抗原決定簇抗原分子中決定抗原特異性的特殊化學基團概念刺激產生是免疫細胞識別抗原的重要依據抗原決定簇?一種抗原可含有多種抗原決定族?不同種抗原可含有相同或相似的抗原決定族特異結合特點?一個B細胞只接受一種抗原決定族的刺激?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?能與相應的抗原特異性結合，從而清除抗原特點?存在于血漿、組織液和淋巴中3.12體液免疫和細胞免疫抗體與病原體防止病原體感染效應階段(抗原)結合降低病毒侵染力記憶細胞體病原體再次入侵液增反應階段增殖分化再次刺激免殖疫分抗體效應B細胞化直接刺激感應階段抗原抗原病原體吞噬細胞T細胞B細胞記憶細胞增細殖胞增殖分化再次刺激分反應階段免化疫(+)白細胞介素-2效應T細胞病原體侵入宿主細胞后釋放淋巴因子效應階段與宿主細胞密切接觸宿主細胞裂解死亡宿主細胞溶酶體酶激活213.13免疫失調引起的疾病已免疫過的機體在再次接觸相同物質刺激時所發概念生的以機體生理功能紊亂為主的特異性免疫反應發作迅速、反應強烈、消退較快。無后遺癥、有遺傳傾向和個體差異特點過敏反應再次刺激刺激吸附過敏原效應B細胞抗體某些細胞再次刺激時釋放毛細血管擴張、血管通透性增強活性物質平滑肌收縮、腺體分泌增加全身性過敏反應呼吸道過敏反應消化道過敏反應皮膚過敏反應自身免疫免疫系統對自身成分發生免疫應答的現象由自身免疫而導致的機體的疾病狀態。由于自身組織和導免概念致疫細胞不易被清除，機體不斷受攻擊，結果進入疾病狀態失調自身免疫疾病引起的病變局限于某一器官器官特異性自身免疫疾病疾病釀膿鏈球菌的一種抗原決定族風濕性心臟病與心臟瓣細胞的某種物質相似風濕性關節炎全身性(系統性)自身免疫疾病病變見于多種器官和結締組織累及多器官:系統性紅斑狼瘡關節痛、皮膚紅斑、脫發、白細胞減少機體免疫功能不足或缺乏而引起的疾病概念免疫缺陷病原發性B細胞缺陷病(伴X隱性遺傳)遺傳性(先天性)免疫缺陷病獲得性(后天性)免疫缺陷病AIDS病(HIV主要攻擊T細胞)22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、水螅無性生殖母體產生無性生殖細胞——孢子，由孢真菌(青霉)孢子生殖子萌發成新個體低等植物(衣藻)生高等植物的營養器官(根、莖、葉)與馬鈴薯的塊莖殖營養生殖的母體脫落后，發育成新個體草莓的匍匐莖類注:植物組織培養是人工進行的植物無性繁殖方式。型有性生殖由親體產生有性生殖細胞——配子，由配子兩兩結合概念形成合子，再由合子發育成新個體的過程的生殖方式配子形態大小相同(同型配子)同配生殖類型異配生殖配子形態大小不同(大配子和小配子)配子形態大小差別很大，大的稱卵細胞(雌配子)，卵式生殖小的稱精子(雄配子)，結合形成的合子特稱受精卵(2N)(2N)(2N)雄體精子胎的發育幼體(N)受精卵成體雌體卵子胎后發育卵細胞不經受精直接發育成新個體孤雌生殖(蜜蜂的卵細胞直接發育成雄蜂)被子植物的有性生殖一核消失，一核分裂減數分裂萌發核分裂花粉母細胞(2N)(2N)珠孔精子花粉(N)受精卵卵細胞(N)受精極核消失極核(3N)減數分裂發育核分裂(3次)珠被胚囊母細胞(2N)胚囊(N)雙受精八核胚囊成熟胚囊234.2動物有性生殖細胞的形成(沒有交換)精子的形成‘一A種‘BA類B型共兩‘復制B‘B種精AA‘‘AAB子B一‘AB種‘AB類精原細胞初級精母細胞型(2N=4)(2N=4)次級精母細胞精子有精細胞(N=2)(N=2)性(N=2)生殖細胞的形成第‘BA二極‘體復制B第一極體(N=2)‘BA(N=2)A‘‘AABB‘B卵原細胞初級卵母細胞(2N=4)‘(2N=4)BA一種卵細胞A次級卵母細胞B(N=2)卵細胞(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四分體時期四種精子(一種卵細胞)四分體交叉互換初級精母細胞次級精母細胞精細胞244.4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n(n為同源染色體對數)配子種數,23、組合數又與同源染色體的對數有關4、每一個精原細胞分裂都只形成兩種精子與同源染色體對數無關5、每一個卵原細胞分裂都只形成一種卵子nn-16、要產生2種精子至少需要2個精原細胞參與減數分裂nn7、要產生2種卵細胞至少需要2個卵原細胞參與減數分裂n-1n?當m,2，則生成的精子類型最多為2m<2種8、當有m個精原細胞進行減數分裂時n-1n?當m?2，則生成的精子類型為2m=2種非姐妹染色單體發生交叉互換配子多樣性1、每一個精原細胞分裂都要形成4種精子與同源染色體對數無關的主要原因2、每一個卵原細胞分裂都只形成1種卵子3、m個精(卵)原細胞分裂時形成的精子(卵)最多為4m(m)種，與染色體對數無關n(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、發育數量DNA數量4染色體(DNA)的4染色體22變化曲線時期時期有絲減數區分難，抓住幾個關鍵點。聯會形成四分體，同源分開要減半。助記詞有絲分裂要加倍，減數分裂看同源。再分過程同有絲，染色體中無同源。254.6被子植物的個體發育子胚胚胚葉芽軸根提供生長素多次分裂球狀多次分裂頂細胞胚胚體有絲分裂植受精卵供給營養株幾次分裂消失基細胞胚柄種果子實子胚多次分裂胚乳細胞胚乳受精極核房珠或者消失珠被種皮4.7動物的個體發育分化表皮及其附屬結構外胚層神經系統、感覺器官分化分化卵裂骨骼、肌肉及循環、幼受精卵囊胚原腸胚中胚層體排泄、生殖系統等分化肝臟、胰臟等腺體內胚層消化道、呼吸道上皮胚胎發育爬行類、鳥類、哺乳類和人類在胚胎發育的早期形成羊膜，內有羊水，為胚胎發育提供水環境，防止震動、保護胚胎。胚后發育幼體與成體相似直接發育幼體成體變態發育幼體與成體不同你知道嗎判斷必需礦質元素的標準是?不可缺少性:缺乏不能完成生活史?不可替代性:有專一缺乏癥，加入其它元素不可替代?直接功能性:直接影響，不是通過影響土壤、微生物等的間接作用26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)5.5核酸是生物的遺傳物質1、核酸是一切生物的遺傳物質2、DNA是主要的遺傳物質3、含DNA的生物DNA是遺傳物質，RNA不是4、不含DNA的生物(RNA病毒)RNA才是遺傳物質5.6DNA的組成單位、分子結構和結構特點氫鍵3’端5’端GCTA脫氧核糖堿基TA磷酸脫氧核苷脫氧核苷酸GC3’端5’端DNA的分子結構基本組成單位單脫氧核苷酸經磷酸二酯鍵連接成脫氧核苷酸長鏈12兩條脫氧核苷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，堿基排在雙鏈的內側3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:GC;AT。45兩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6n7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4種27DNA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8DNA分子的結構特點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某生物DNA分子所攜帶的全部遺傳信息叫基因組。包括核基人:23+1+概念因組和質基因組(線料體基因組和葉綠體基因組)線粒體DNA基有性別生物:N+1(N個DNA+1個性染色體DNA組成)人:23+1單倍體基因組無性別生物:N(N個DNA分子組成)玉米:10因組原核生物基因組一個DNA分子組成(或加上質粒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區別與聯系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5.13遺傳的中心法則轉錄翻譯復制DNA復制RNA蛋白質(性狀)逆轉錄5.15基因分離定律中親本的可能組合及其比數親本組合AA×AAAA×AaAA×aaAa×AaAa×aaaa×aaAAAAAaAaAAAaaaAaaaaa基因型比1?11?2?11?1111顯性顯性顯性顯性?隱性顯性?隱性隱性表現型比3?11?111115.17基因自由組合定律的一般特點雙顯AABBAabb雙隱P×A顯(AAbb)(aaBB)B顯AaBb雙顯F1F配子ABAbaBab1AABB(雙顯)AABb(雙顯)AaBB(雙顯)AaBb(雙顯)ABF2AABb(雙顯)AAbb(A顯)AaBb(雙顯)Aabb(A顯)AbAaBB(雙顯)AaBb(雙顯)aaBB(B顯)aaBb(B顯)aBAaBb(雙顯)Aabb(A顯)aaBb(B顯)aabb(雙隱)ab基因型(AABB、AABb、AaBB、AaBb、AAbb、aaBB、Aabb、aaBb、aabb)9種種類4種比數雙顯?A顯?B顯?雙隱,9?3?3?1表現型28親本為AABB×aabb時:10/16(9/16+1/16)表現型同親本親本為AAbb×aaBB時:6/16(3/16+3/16)5.22人類的X染色體與Y染色體眼白化Xg血型磷皮病X的非同源部分血友病長毛耳性Y的非同源部分紅色盲睪丸決定因子染色巴氏小體:體總色盲的失活濃縮的X染色體，通過染結X和Y的同源部分色后可見，女性一個，男性無。構表皮泡化癥Y小體:眼球網膜色素熒光染料染色后可見。男性有。女性無。X染色體Y染色體性染色體由常染色體進化而來，隨著進化的深入，同源部分越來越少，或者Y染色體逐漸縮短，最后消失。如蝗蟲中雄蝗2N=23(XO)，雌性染色體的起源蝗2N=24(XX)。因此X和Y染色體越原始，同源區段就越長，非同源區段就越短。據研究，人類Y染色體產生之初含有基因約1400個，現在僅剩下45個基因。再經1500萬年人類的Y染色體將徹底消失。5.23人類性別畸型及其原因正常異常卵性染色體組型?同源染色體不分離細胞?姐妹染色單體不分離X精子XXOXXX(超雌)XO(卵巢退化)XXX(正常)正常XXY(睪丸退化)YO(不能存活)YXY(正常)同源染色體不分離XXY(睪丸退化)XXXY(同上)XYXY(正常)XXX(超雌)XXXX(超雌)XXXX(正常)姐妹染色單體不分離異常XYY(多數不育)XXYY(未見)YY(不能存活)YY?同源染色體不分離XO(卵巢退化)OO(不能存活)OXX(正常)?姐妹染色單體不分離5.25伴性遺傳的特點說明:這里討論致病基因的遺傳。隱性遺傳表示隱性基因致病，顯性遺傳表示顯性基因致病。特點示例?交叉遺傳:父傳女，母傳子。aAAAAa伴XY×XXXY×XX?男(雄)性患者多于女(雌)性患者。患者攜帶者隱性X?男(雄)性患者的致病基因均由母親傳遞。遺遺傳AaAAAaaAAXXXYXYXXXYXX?男(雄)性患者的女兒均為攜帶者。患者傳攜帶者?近親婚配發病率高。29?患者雙親中至少一個是患者。aAaAaaY×XXY×XXXX?女(雌))性患者多于男(雄)性患者。患者患者顯性?女(雌)性患者的子女患病機會均等。AaaaAaAaa遺傳XXXXXYXYXXXY?男(雄)性患者的女兒全部患病。患者患者患者?未患病者的后代不會患病(真實遺傳)。果蠅硬毛遺傳(與X染色體同源):bBbb?不同源時基因無顯隱性關系。(短硬毛)XY×XX(正常硬毛)?基因只能由父親傳給兒子并表現出來。伴Y遺傳?具家族同源性，用于刑事偵探和親子鑒定。bbaB(短硬毛)XXXY(正常硬毛)5.26伴性遺傳中的致死效應X染色體上隱性基因花粉(雄配子)致死X染色體上隱性基因雄性個體致死剪秋羅植物葉型遺傳:BBbBbb寬葉?XX×XY?窄葉寬葉?XX×XY?窄葉AaAXXYX正常?正常?BbbbBXXYXXXY(死)(死)AAAaAaBBXXXXXYXYbXY寬葉?XY?XY?正常?正常?正常?死亡?寬葉窄葉(特點:無窄葉雌株)?115.40染色體結構變異缺失重復倒位易位abdecbdeabdeacabdeccyzx圖示adeadbecbeaabcbdeccyzxb人類的貓叫綜合征(5果蠅的棒眼(小眼數一般無效應，但雜合一般無效應，但是效應號染色體部分缺失)目減少。X染色體某子易位常伴有不同程大段倒位導致不育一區段重復)度的不育5.41染色體數目變異類別名稱染色組構成事例個別染色體數目增減單體2N,1AA—1(abcd)(abc)唐氏綜合征(XO)(非整倍體)雙單體2N—1—1AA—1，AA—1(abc-)(ab-d)缺體2N—2(1)AA—1，AA—1(abc-)(abc-)三體2N，1AA，1(abcd)(abcd)(d)21三體綜合征四體2N，2(1)AA，1，AA，1(abcd)(abcd)(dd)雙三體2N，1，1AA，1，AA，1(abcd)(abcd)(cd)染單倍體1或多個1個(abcd)或多個(abcd)蜜蜂的雄蜂色二倍體AA(abcd)(abcd)人果蠅豌豆2N體30數目成倍增減(整倍體)同源三倍體AAA(abcd)(abcd)(abcd)香樵三倍體西瓜3N同源四倍體AAAA4個(abcd)蔓陀羅4N異源四倍體AABB2個(abcd)2個(opqr)棉花煙草油菜4N多2個(abcd)倍異源六倍體AABBCC2個(opqr)普通小麥6N體2個(wxyz)4個(abcd)異源八倍體異源八倍體小黑麥8NAAAABBBB4個(wxyz)說明:大寫字母表示染色體組～小寫字母表示染色體。這里假定每個染色體組含有4個染色體。5.42四倍體(AAaa)的自交分析顯性AAaa×AAaa顯性親本配子1AA4Aa1aa1AAAA顯4AAAa顯1Aaaa顯1AA隱性?顯性,35?1子代4AAAa顯16Aaaa顯4Aaaa顯4Aa1Aaaa顯4Aaaa顯1aaaa隱1aa5.43三體(AAa)的自交分析顯性AAaAAa顯性×親本卵1AA2Aa2A1a精子子代隱性?顯性,17?12AAA顯4Aaa顯4AA顯2Aa顯2A1Aaa顯2Aaa顯2Aa顯1aaa隱1a注:AA精子和Aa精不育或不能參與受精5.44染色體變異的幾個概念的比較概念特點形成過程事例一個正常配子所含的不含同源染色體，含有染色果蠅染色體數叫一個染色一整套完整的基因減數分裂體組N=4體組，用N表示。體細胞中含有本物種?可能含一個或幾個單性生殖雄蜂配子染色體數的個體染色體組(可自然形成和N=16單倍體?二倍體和奇數多倍通過花藥離休培單倍體水稻體的單倍體高度不育養形成)N=12?偶數多倍體的單倍(或2N=24)31體可育具有三個以上相同染?莖稈粗壯，葉、果實?由染色體加倍?四倍體西瓜色體組的個體和種子變大形成4N=44同源?糖類、蛋白質含量多?由已加倍的多多倍體?生長變慢，成熟推倍體與原來的二?三倍體西瓜遲，育性降低倍體雜交形成3N=33兩個或兩個以上物種遠緣雜交先種間雜交普通小麥異源雜交后經染色體加倍具有兩個物種的特性后染色體加倍6N=42多倍體后形成的個體(自然或人工)小黑麥(8N=56)5.49人類的遺傳病分類病列特點顯性遺傳病并指軟骨發育不全抗VD佝僂病(X)連續遺傳單基因白化血友病(X)先天性聾啞隔代遺傳遺傳病基因隱性遺傳病苯丙酮尿癥進行性肌營養不良(X)近親結婚發病率高遺傳病唇裂無腦兒原發性高血壓家庭聚集現象多基因遺傳病青少年型糖尿病家庭性肥胖易受環境影響結構異常缺失貓叫綜合征(5號染色體部分缺失)后果嚴重個別減少單體缺體染色體常染色體病(死胎流產)個別增多21三體13三體遺傳病數目異常個別減少特納氏綜合征(XO)性別異常性染色體病不孕不育個別增多XXYXXXXXXY細胞質遺傳病線粒體肌病母系遺傳5.50人類遺傳病的預防(優生)措施原理方法禁止近親結婚減少隱性基因純合的概率直系血親和三代以內旁系血親禁婚(法律約束)?了解家庭病史?分析傳遞方式進行遺傳咨詢利用遺傳學原理進行生育指導?推算發病風險?提出防治對策提倡適齡生育減少突變的發生避免低齡(<20歲)生育和高齡(>40歲)生育實施產前診斷查找胎兒的遺傳缺陷基因檢測、染色體檢查和其他孕期檢查5.52達爾文進化理論的三個原則與群體遺傳學達任何一個群體中的個體在形態、生理和行為上的差異變異的原則爾文進后代與他們親本的相似性多于無關個體的相似性化遺傳的原則論三原選擇的原則在特定的環境下，一些個體總比另一些個體有更強的生存力和繁殖力則將達爾文的三個原則轉變成精確的遺傳學概念的是群體遺傳學。群體遺傳學是研究群體的遺傳結構及其變化規律的遺傳學的分支學科。它應用數學群和統計學方法研究群體的基因頻率和基因型頻率，以及影響這些頻率的選體32遺擇效應和突變作用、遷移和遺傳漂變作用與遺傳結構的關系，以此來探討傳進化的機制。生物進化過程實質上是群體中基因頻率的演變過程。因此群學體遺傳學是研究生物進化的理論基礎。至于生物進化機制的研究當然應屬于群體遺傳學的研究范疇。第六單元生物與環境6.1生態因子的組成光熱水土氣火非生物因素生態因素組成種內關系種內斗爭種內互助生物因素種間關系共生寄生競爭捕食人為因子6.2非生物因子的作用光對植物的影響光影響影響光合作用:綠光為生理無效光光質(波長)影響光合產生:紅光有利于糖類合成;籃光有利于蛋白質合成影響生長發育:紅光能促進種子和孢子的萌發，紅外光抑制種子萌發陽生植物:要求全日照，光補償點高，耐高溫干旱。玉米光強陰生植物:光補償點低，呼吸和蒸騰弱。人參黃連耐陰植物:介于兩者之間，全日照下生長最好，也能在陰生環境生長。山毛櫸長日照植物:每天日照時間在14—17h以上才開花的植物。日照越長，開花越早。北方體系植物:小麥油菜蘿卜短日照植物:每天需要一段晝短(少于12h不少于8h)夜長的時間才開花的植物。日照長度暗期越長，開花戟早。水稻大豆玉米煙草棉花及熱帶、亞熱帶植物春秋季開花的植物多屬此類中間性植物:對日照沒有要求，只要其他條件適合均可開花。黃瓜番茄四季豆光對動物的影響影響事例影響熱能代謝曬太陽取暖。極地昆蟲體色多黑色:吸收太陽輻射，防止紫外線殺傷影響生長發育對生長發育有促進或抑制作用:蛙卵在有光時正常發育。光抑制黑暗昆蟲以育。影響動物行為晝行性動物夜行性動物。趨光性光死亡(蚯蚓)影響動物繁殖銀灰狐在白晝延長時開始交配。延長光照時間改變動物繁殖時間:黑鼬提前繁殖。影響生活節律魚類洄游鳥類遷徙鳥類換羽哺乳類脫毛影響動物分布水生動物的垂直分布:隨透光深度和光照長度不同而不同溫度對生物的影響影響事例影響生長發育3—43?范圍內小麥種子才能萌發。18—20?時豬增重最快。溫度增高蒸騰加快。影響生物繁殖低溫影響抽穗揚花。水溫至少18?時鯉魚才產卵。30?時全民育成雄蛙。影響生物分布影響生物的水平分布和垂直分布(往往是各種因子綜合作用的結果)影響動物行為休眠遷移33水分對生物的影響影響事例影響生長發育萎蔫水稻爛根。土壤含水量影響根系發育影響生物生殖靠水傳粉授精:苔蘚、青蛙。水稻灌漿期遇雨季減產影響生物分布沙漠動植物必需耐干旱以水為主導因子的植物生態類型水生植物沉水植物浮水植物挺水植物濕生植物水稻地衣苔蘚介于濕生與旱生之間:森林植物大多數農作物中生植物旱生植物耐受土壤和大氣干旱:多漿植物:仙人掌;少漿植物:駱駝刺6.2生物種間關系比較種間關系相互作用能量關系特點事例地衣共同生活，彼此有利。A大豆與根瘤菌互利共生離開后彼此或一方不AB個體數B白蟻與鞭毛蟲能生存。螞蟻與蚜蟲時間共同生活，一方有利，蛔蟲與人AB一方有害。噬菌體與細菌A寄生個體數B離開后寄生生物不能虱子與人AB生存。菟絲子與大豆時間生活環境相同。AA大多數情況下，和平個體數B共處，形成各自的生牛與羊時間態位(生態灶)。莊稼與雜草競爭C如果兩個物種在時間大草履蟲與小草A和空間上完全重疊，履蟲B個體數會導致一種生存一種B死亡(上圖)。時間A一種生物以另一種生貓與老鼠BB捕食物為食。數量消長上牛與草個體數AA呈現“跟隨”現象。狼與羊時間共棲(寄居蟹與海癸)抑制(青霉菌與細菌)其他關系傳播(蜜蜂傳粉)腐生(分解者與死亡生物為食)346.2生態因子作用的一般特征生態因子作用的一般特征?作用的不可替代?作用的和同等重要綜合作用各種生態因子?作用的不等價?彼此相互影響?對整個環境起主導作用，能引起全部生態關系的變化主導因子?使生物的生長發育、種群數量和分布情況發生明顯變化每個生態因子對生物的作用都有三個基點:最低點、最高點和最適點。耐受性定律最低點和最高點之間的范圍叫生物的適應幅度。限制生物生長或存活(超過生物的耐受性)的生態因子限制因子最低量定律生物的生長發育繁殖受最低量生態因子的限制6.6生態系統的概念及分類概念生物群落與它的無機環境相互作用而形成的統一整體，叫生態系統。分類原則類型分類森林生態系統草原生態系統沙漠生態系統陸地生態系統城市生態系統農田生態系統礦區生態系統海洋生態系統按無機因子分水域生態系統濕地生態系統淡水生態系統河流生態系統池塘生態系統自然生態系統原始森林未污染海洋按形成過程分半自然生態系統放牧的草原采伐的森林人工生態系統城市農田村莊6.7生態系統的成分成分構成作用(主要生理過程)營養方式非生物非生物的物質光、熱、水、土、氣為生物提供物質和能量成分和能量綠色植物、光合細菌、將無機物轉變成有機物生產者自養型化能合成細菌(光合作用化能