第二章 組成細胞的分子

第一節 組成細胞的元素和化合物

知識梳理：

大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg

微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo

主要元素：C、H、O、N、P、S

含量最高的四種元素：C、H、O、N

基本元素：C（幹重下含量最高）

質量分數最大的元素：O（鮮重下含量最高）

3組成細胞的化合物

4檢測生物組織中糖類、脂肪和蛋白質

（1）還原糖的檢測和觀察

常用材料：蘋果和梨

試劑：斐林試劑（甲液：0.1g/ml的NaOH 乙液：0.05g/ml的CuSO4）

注意事項：①還原糖有葡萄糖，果糖，麥芽糖

②甲乙液必須等量混合均勻後再加入樣液中，現配現用, ③必須用水浴加熱(50—65)

顔色變化：淺藍色 棕色 磚紅色

（2）脂肪的鑒定

常用材料：花生子葉或向日葵種子 試劑：蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ染液

注意事項：

①切片要薄，如厚薄不均就會導緻觀察時有的地方清晰，有的地方模糊。

②酒精的作用是：洗去浮色 ③需使用顯微鏡觀察

④使用不同的染色劑染色時間不同

顔色變化：橘黃色或紅色

（3）蛋白質的鑒定

常用材料：雞蛋清，黃豆組織樣液，牛奶

試劑：雙縮脲試劑（ A液：0.1g/ml的NaOH B液： 0.01g/ml的CuSO4 ）

注意事項：

①先加A液1ml，再加B液4滴

②鑒定前，留出一部分組織樣液，以便對比

顔色變化：變成紫色

（4）澱粉的檢測和觀察

常用材料：馬鈴薯

試劑：碘液

顔色變化：變藍

第二節 生命活動的主要承擔者——蛋白質

一 氨基酸及其種類

氨基酸是組成蛋白質的基本單位。

結構要點：每種氨基酸都至少含有一個氨基（-NH2）和一個羧基（-COOH），并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。氨基酸的種類由R基（側鍊基團）決定。

二 蛋白質的結構

氨基酸分子相互結合的方式：脫水縮合

一個氨基酸分子的氨基和另一個氨基酸分子的羧基相連接，同時失去一分子的水。

連接兩個氨基酸分子的化學鍵叫做肽鍵

三 蛋白質的功能

1. 構成細胞和生物體結構的重要物質（肌肉毛發）-------結構蛋白

2. 催化細胞内的生理生化反應），---酶

3. 運輸載體（血紅蛋白）

4. 傳遞信息，調節機體的生命活動----（胰島素）激素

5. 免疫功能--（ 抗體） 6.調節功能—部分激素 7.受體---糖蛋白

四 蛋白質分子多樣性的原因

構成蛋白質的氨基酸的種類，數目，排列順序，以及肽鍊空間結構不同導緻蛋白質結構多樣性。蛋白質結構多樣性導緻蛋白質的功能的多樣性。

 規律方法 R1、構成生物體的蛋白質的20種氨基酸的結構通式為：NH2-C-COOH

根據R基的不同分為不同的氨基酸。 H氨基酸分子中，至少含有一個 NH2和一個 COOH位于同一個C原子上，由此可以判斷是否屬于構成蛋白質的氨基酸。2、n個氨基酸脫水縮合形成m條多肽鍊時，共脫去(n－m)個水分子，形成(n－m)

個肽鍵，至少存在m個NH2和COOH，形成的蛋白質的分子量為

n·氨基酸的平均分子量－18（n－m）

第三節 遺傳信息的攜帶者——核酸

一 核酸的分類 DNA（脫氧核糖核酸）

RNA（核糖核酸）

DNA與RNA組成成分比較1.構成堿基種類不同 2.構成五炭糖不同 3.存在部位不同。

二、核酸的結構

基本組成單位— 核苷酸（核苷酸由一分子五碳糖、一分子磷酸、一分子含氮堿基組成）

化學元素組成：C、H、O、N、P

三、核酸的功能

核酸是細胞内攜帶遺傳信息的物質，在生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成

中具有極其重要的作用。

核酸在細胞中的分布

觀察核酸在細胞中的分布：

材料：人的口腔上皮細胞

試劑：甲基綠、吡羅紅混合染色劑

注意事項：

•鹽酸的作用：•改變細胞膜的通透性，加速染色劑進入細胞，同時使染色體中的DNA與蛋白質分離，有利于DNA與染色劑結合。

現象：

甲基綠将細胞核中的DNA染成綠色，

吡羅紅将細胞質中的RNA染成紅色。

DNA是細胞核中的遺傳物質，此外，在線粒體和葉綠體中也有少量的分布。

RNA主要存在于細胞質中，少量存在于細胞核中。

第四節 細胞中的糖類和脂質

細胞中的糖類——主要的能源物質

糖類的分類

單糖（葡萄糖，果糖，半乳糖，核糖，脫氧核糖）

二糖（蔗糖，麥芽糖，乳糖）

多糖（澱粉，纖維素，糖原）

細胞中的脂質

的分類

脂肪：儲能，保溫，緩沖減壓

磷脂：構成細胞膜和細胞器膜的主要成分

膽固醇

固醇 性激素

維生素D

細胞中的無機物

細胞中的水包括

結合水：細胞結構的重要組成成分

自由水：細胞内良好溶劑 運輸養料和廢物

許多生化反應有水的參與

細胞中的無機鹽

細胞中大多數無機鹽以離子的形式存在

無機鹽的作用：

1.細胞中許多有機物的重要組成成分2.維持細胞和生物體的生命活動有重要作用

3.維持細胞的酸堿平衡 4.維持細胞的滲透壓

附表

第三章細胞的基本結構

第一節細胞膜——系統的邊界

知識網絡：

1、研究細胞膜的常用材料：人或哺乳動物成熟紅細胞

2、細胞膜主要成分：脂質和蛋白質，還有少量糖類

成分特點：脂質中磷脂最豐富，功能越複雜的細胞膜，蛋白質種類和數量越多

3、細胞膜功能：

将細胞與環境分隔開，保證細胞内部環境的相對穩定

控制物質出入細胞

進行細胞間信息交流

還有分泌，排洩，和免疫等功能。

一、制備細胞膜的方法（實驗）

原理：滲透作用（将細胞放在清水中，水會進入細胞，細胞漲破，内容物流出，得到細胞膜）

選材：人或其它哺乳動物成熟紅細胞

原因：因為材料中沒有細胞核和衆多細胞器

提純方法：差速離心法

細節：取材用的是新鮮紅細胞稀釋液（血液加适量生理鹽水）

二、與生活

細胞癌變過程中，細胞膜成分改變，産生甲胎蛋白（AFP），癌胚抗原（CEA）

三、細胞壁成分

植物：纖維素和果膠

原核生物：肽聚糖

作用：支持和保護

四、細胞膜特性：

結構特性：流動性

舉例：（變形蟲變形運動、白細胞吞噬細菌）

功能特性：選擇透過性

舉例：（腌制糖醋蒜，紅墨水測定種子發芽率，判斷種子胚、胚乳是否成活）

第二節 細胞器——系統内的分工合作

一、細胞器之間分工

（1）雙層膜

葉綠體：存在于綠色植物細胞，光合作用場所

線粒體：有氧呼吸主要場所

（2）單層膜

内質網：細胞内蛋白質合成和加工，脂質合成的場所

高爾基體：對蛋白質進行加工、分類、包裝

液泡：植物細胞特有，調節細胞内環境，維持細胞形态

溶酶體：分解衰老、損傷細胞器，吞噬并殺死侵入細胞的病毒或病菌

（3）無膜

核糖體：合成蛋白質的主要場所

中心體：與細胞有絲分裂有關

二、分泌蛋白的合成和運輸

核糖體 内質網 高爾基體 細胞膜

（合成肽鍊）（加工成蛋白質） （進一步加工）（囊泡與細胞膜融合，蛋白質釋放）

三、生物膜系統

1、概念：細胞膜、核膜，各種細胞器的膜共同組成的生物膜系統

2、作用：使細胞具有穩定内部環境物質運輸、能量轉換、信息傳遞

為各種酶提供大量附着位點，是許多生化反應的場所

把各種細胞器分隔開，保證生命活動高效、有序進行

第四章 細胞的物質輸入和輸出

物質跨膜運輸的實例

一、滲透作用

（1）滲透作用：指水分子（或其他溶劑分子）通過半透膜的擴散。

（2）發生滲透作用的條件：

一是具有半透膜，二是半透膜兩側具有濃度差。

1.細胞的吸水和失水（原理：滲透作用）

動物細胞的吸水和失水

外界溶液濃度<細胞質濃度時,細胞吸水膨脹

外界溶液濃度>細胞質濃度時,細胞失水皺縮

外界溶液濃度=細胞質濃度時,水分進出細胞處于動态平衡

2.植物細胞的吸水和失水

細胞内的液體環境主要指的是液泡裡面的細胞液。

原生質層：細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質

外界溶液濃度>細胞液濃度時,細胞質壁分離

外界溶液濃度<細胞液濃度時,細胞質壁分離複原

外界溶液濃度=細胞液濃度時就，水分進出細胞處于動态平衡

3.質壁分離産生的條件：

（1）具有大液泡 （2）具有細胞壁

4.質壁分離産生的原因：

内因：原生質層伸縮性大于細胞壁伸縮性

外因：外界溶液濃度>細胞液濃度

5.植物吸水方式有兩種：

吸帳作用（未形成液泡）如：幹種子、根尖分生區

滲透作用(形成液泡)

二.物質跨膜運輸的其他實例

1、對礦質元素的吸收

逆相對含量梯度——主動運輸

對物質是否吸收以及吸收多少，都是由細胞膜上載體的種類和數量決定。

2、細胞膜是一層選擇透過性膜，水分子可以自由通過，一些離子和小分子也可以通過，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過。

比較幾組概念

擴散：物質從高濃度到低濃度的運動叫做擴散（擴散與過膜與否無關）

（如：O2從濃度高的地方向濃度低的地方運動）

滲透：水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴散又稱為滲透

（如：細胞的吸水和失水，原生質層相當于半透膜）滲透相當于溶劑分子的擴散

半透膜：物質的透過與否取決于半透膜孔隙直徑的大小

（如：動物膀胱、玻璃紙、腸衣、雞蛋的卵殼膜等）

選擇透過性膜：細胞膜上具有載體，且不同生物的細胞膜上載體種類和數量不同，構成了對不同物質吸收與否和吸收多少的選擇性。

（如：細胞膜等各種生物膜）

四．質壁分離說明的問題：判斷細胞的死活。測定細胞内外的濃度。細胞膜的伸縮性。

第二節 生物膜的流動鑲嵌模型

一、探索曆程（略，見P65-67）

二、流動鑲嵌模型的基本内容

▲磷脂雙分子層構成了膜的基本支架

▲蛋白質分子有的鑲嵌在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的橫跨整個磷脂雙分子層

▲磷脂雙分子層和大多數蛋白質分子可以運動

糖蛋白（糖被）組成：由細胞膜上的蛋白質與糖類結合形成。作用：細胞識别、免疫反應、血型鑒定、保護潤滑等。

第三節 物質跨膜運輸的方式

一、被動運輸：

物質進出細胞，順濃度梯度的擴散，稱為被動運輸。

(1)自由擴散：物質通過簡單的擴散作用進出細胞

(2)協助擴散：進出細胞的物質借助載體蛋白的擴散

二、主動運輸：從低濃度一側運輸到高濃度一側，需要載體蛋白的協助，同時還需要消耗細胞内化學反應所釋放的能量，這種方式叫做主動運輸。

三.大分子物質進出細胞的方式：胞吞、胞吐

第五章 細胞的能量供應和利用

第一節 降低反應活化能的酶

一、細胞代謝與酶

1、細胞代謝的概念：細胞内每時每刻進行着許多化學反應，統稱為細胞代謝.

2、酶的發現：發現過程，發現過程中的科學探究思想，發現的意義

3、酶的概念：酶是活細胞産生的具有催化作用的有機物，絕大多數是蛋白質，少數是RNA。

4、酶的特性：專一性，高效性，作用條件較溫和

5、活化能：分子從常态轉變為容易發生化學反應的活躍狀态所需要的能量。

二、影響酶促反應的因素（難點）

底物濃度

酶濃度

PH值：過酸、過堿使酶失活

溫度：高溫使酶失活。低溫降低酶的活性，在适宜溫度下酶活性可以恢複。

三、實驗

比較過氧化氫酶在不同條件下的分解（過程見課本P79）

實驗結論：酶具有催化作用，并且催化效率要比無機催化劑Fe3 高得多

控制變量法：變量、自變量、因變量、無關變量的定義。

對照實驗：除一個因素外，其餘因素都保持不變的實驗。

影響酶活性的條件（要求用控制變量法，自己設計實驗）

建議用澱粉酶探究溫度對酶活性的影響，用過氧化氫酶探究PH對酶活性的影響。

第二節 細胞的能量“通貨”——ATP

一、什麼是ATP？

是細胞内的一種高能磷酸化合物，中文名稱叫做三磷酸腺苷

二、結構簡式：A-P~P~P A代表腺苷 P代表磷酸基團 ～代表高能磷酸鍵

三、ATP和ADP之間的相互轉化

ADP Pi 能量 ATP

ATP 酶 ADP Pi 能量

ADP轉化為ATP所需能量來源：動物和人：呼吸作用 綠色植物：呼吸作用、光合作用

第三節 ATP 的主要來源——細胞呼吸

1、概念：有機物在細胞内經過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他産物，釋放出能量并生成ATP的過程。

2、有氧呼吸

總反應式：C6H12O6 6O2 6CO2 12H2O 大量能量

第一階段：細胞質基質 C6H12O6 2丙酮酸 少量[H] 少量能量

第二階段：線粒體基質 2丙酮酸 6H2O 6CO2 大量[H] 少量能量

第三階段：線粒體内膜 24[H] 6O2 12H2O 大量能量

3、無氧呼吸

産生酒精 ：C6H12O6 2C2H5OH 2CO2 少量能量

發生生物：大部分植物，酵母菌

産生乳酸：C6H12O6 2乳酸 少量能量

發生生物：動物，乳酸菌，馬鈴薯塊莖，玉米胚

反應場所：細胞質基質

注意：無機物的無氧呼吸也叫發酵，生成乳酸的叫乳酸發酵，生成酒精的叫酒精發酵

讨論：

1 有氧呼吸及無氧呼吸的能量去路

有氧呼吸：所釋放的能量一部分用于生成ATP，大部分以熱能形式散失了。

無氧呼吸：能量小部分用于生成ATP，大部分儲存于乳酸或酒精中

2 有氧呼吸過程中氧氣的去路：氧氣用于和[H]生成水

第四節 能量之源——光與光合作用

葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿蔔素主要吸收藍紫光。

白光下光合作用最強，其次是紅光和藍紫光，綠光下最弱。

實驗——綠葉中色素的提取和分離

1 實驗原理：綠葉中的色素都能溶解在層析液中，且他們在層析液中的溶解度不同，溶解度高的随層析液在濾紙上擴散得快，綠葉中的色素随着層析液在濾紙上的擴散而分離開。

2 方法步驟中需要注意的問題：（步驟要記準确）

研磨時加入二氧化矽和碳酸鈣的作用是什麼？

二氧化矽有助于研磨得充分，碳酸鈣可防止研磨中的色素被破壞。

實驗為何要在通風的條件下進行？為何要用培養皿蓋住小燒杯？用棉塞塞緊試管口？

因為層析液中的丙酮是一種有揮發性的有毒物質。

濾紙上的濾液細線為什麼不能觸及層析液？

防止細線中的色素被層析液溶解

濾紙條上有幾條不同顔色的色帶？其排序怎樣？寬窄如何？

有四條色帶，自上而下依次是橙黃色的胡蘿蔔素，黃色的葉黃素，藍綠色的葉綠素a，黃綠色的葉綠素b。最寬的是葉綠素a，最窄的是胡蘿蔔素。

捕獲光能的結構——葉綠體

結構：外膜，内膜，基質，基粒（由類囊體構成）

與光合作用有關的酶分布于基粒的類囊體及基質中。

光合作用色素分布于類囊體的薄膜上。

四、光合作用的原理

1、光合作用的探究曆程：（略）

2、光合作用的過程： （熟練掌握課本P103下方的圖）

總反應式：CO2 H2O （CH2O） O2

其中，（CH2O）表示糖類。

根據是否需要光能，可将其分為光反應和暗反應兩個階段。

光反應階段：必須有光才能進行

場所：類囊體薄膜上

反應式：

水的光解：H2O
O2 2[H]

ATP形成：ADP Pi 光能 ATP

光反應中，光能轉化為ATP中活躍的化學能

暗反應階段：有光無光都能進行

場所：葉綠體基質

CO2的固定：CO2 C5 2C3

C3的還原：2C3 [H] ATP （CH2O） C5 ADP Pi

暗反應中，ATP中活躍的化學能轉化為（CH2O）中穩定的化學能

光反應為暗反應提供ATP和[H]，暗反應為光反應提供合成ATP的原料ADP和Pi

五、影響光合作用的因素及在生産實踐中的應用

（1）光對光合作用的影響

①光的波長

葉綠體中色素的吸收光波主要在紅光和藍紫光。

②光照強度

植物的光合作用強度在一定範圍内随着光照強度的增加而增加，但光照強度達到一定時，光合作用的強度不再随着光照強度的增加而增加

③光照時間

光照時間長，光合作用時間長，有利于植物的生長發育。

（2）溫度

溫度低，光和速率低。随着溫度升高，光合速率加快，溫度過高時會影響酶的活性，光和速率降低。

生産上白天升溫，增強光合作用，晚上降低室溫，抑制呼吸作用，以積累有機物。

（3）CO2濃度

在一定範圍内，植物光合作用強度随着CO2濃度的增加而增加，但達到一定濃度後，光合作用強度不再增加。

生産上使田間通風良好，供應充足的CO2

（4）水分的供應

當植物葉片缺水時，氣孔會關閉，減少水分的散失，同時影響CO2進入葉内，暗反應受阻，光合作用下降。

生産上應适時灌溉，保證植物生長所需要的水分。

六、化能合成作用

概念：自然界中少數種類的細菌，雖然細胞内沒有葉綠素，不能進行光合作用，但是能夠利用體外環境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物，這種合成作用，叫做化能合成作用，這些細菌也屬于自養生物。

如：硝化細菌，不能利用光能，但能将土壤中的NH3氧化成HNO2，進而将HNO2氧化成HNO3。

硝化細菌能利用這兩個化學反應中釋放出來的化學能，将CO2和水合成為糖類，這些糖類可供硝化細菌維持自身的生命活動.

第6章 細胞的生命曆程

第1節 細胞的增殖

限制細胞長大的原因

細胞表面積與體積的比。

細胞的核質比

細胞增殖

1.細胞增殖的意義：生物體生長、發育、繁殖和遺傳的基礎

2.真核細胞分裂的方式：有絲分裂、無絲分裂、減數分裂

(一)細胞周期

（1）概念：

指連續分裂的細胞，從一次分裂完成時開始，到下一次分裂完成時為止。

（2）兩個階段：

分裂間期：從細胞在一次分裂結束之後到下一次分裂之前

分裂期：分為前期、中期、後期、末期

（3）特點：分裂間期所占時間長。

(二)植物細胞有絲分裂各期的主要特點：

1.分裂間期

特點：完成DNA的複制和有關蛋白質的合成

結果：每個染色體都形成兩個姐妹染色單體，呈染色質形态

2.前期

特點：①出現染色體、出現紡錘體②核膜、核仁消失

染色體特點：1、染色體散亂地分布在細胞中心附近。 2、每個染色體都有兩條姐妹染色單體

3.中期

特點：①所有染色體的着絲點都排列在赤道闆上 ②染色體的形态和數目最清晰

染色體特點：染色體的形态比較固定，數目比較清晰。故中期是進行染色體觀察及計數的最佳時機。

4.後期

特點：①着絲點一分為二，姐妹染色單體分開，成為兩條子染色體。并分别向兩極移動。②紡錘絲牽引着子染色體分别向細胞的兩極移動。這時細胞核内的全部染色體就平均分配到了細胞兩極

染色體特點：染色單體消失，染色體數目加倍。

5.末期

特點：①染色體變成染色質，紡錘體消失。②核膜、核仁重現。③在赤道闆位置出現細胞闆，并擴展成分隔兩個子細胞的細胞壁

前期：膜仁消失顯兩體。中期：形定數晰赤道齊。

後期：點裂數加均兩極。末期：膜仁重現失兩體。

四、植物與動物細胞的有絲分裂的比較

相同點：1、都有間期和分裂期。分裂期都有前、中、後、末四個階段。2、分裂産生的兩個子細胞的染色體數目和組成完全相同且與母細胞完全相同。染色體在各期的變化也完全相同。

3、有絲分裂過程中染色體、DNA分子數目的變化規律。動物細胞和植物細胞完全相同。

不同點：

植物細胞

動物細胞

前期紡錘體的來源

由兩極發出的紡錘絲直接産生

由中心體周圍産生的星射線形成。

末期細胞質的分裂

細胞中部出現細胞闆形成新細胞壁将細胞隔開。

細胞中部的細胞膜向内凹陷使細胞缢裂

五、有絲分裂的意義：

将親代細胞的染色體經過複制以後，精确地平均分配到兩個子細胞中去。從而保持生物的親代和子代之間的遺傳性狀的穩定性。

六、無絲分裂：

特點：在分裂過程中沒有出現紡錘絲和染色體的變化。

第二節 細胞的分化

一、細胞的分化

（1）概念：在個體發育中，相同細胞的後代，在形态、結構和生理功能上發生穩定性差異的過程。

（2）過程：受精卵 增殖為多細胞 分化為組織、器官、系統 發育為生物體

（3）特點：持久性、穩定不可逆轉性

二、細胞全能性:

（1）體細胞具有全能性的原因

由于體細胞一般是通過有絲分裂增殖而來的，一般已分化的細胞都有一整套和受精卵相同的DNA分子，因此，分化的細胞具有發育成完整新個體的潛能。

（2）植物細胞全能性

高度分化的植物細胞仍然具有全能性。

例如：胡蘿蔔跟根組織的細胞可以發育成完整的新植株

（3）動物細胞全能性

高度特化的動物細胞，從整個細胞來說，全能性受到限制。但是，細胞核仍然保持着全能性。例如：克隆羊多莉

（4）全能性大小：受精卵>生殖細胞>體細胞

第三節 細胞的衰老和凋亡

細胞的衰老

1、個體衰老與細胞衰老的關系

單細胞生物體，細胞的衰老或死亡就是個體的衰老或死亡。

多細胞生物體，個體衰老的過程就是組成個體的細胞普遍衰老的過程。

2、衰老細胞的主要特征：

1）在衰老的細胞内水分 。

2）衰老的細胞内有些酶的活性

3）細胞内的 會随着細胞的衰老而逐漸積累。

4）衰老的細胞内 速度減慢，細胞核體積增大， 固縮，染色加深。

5） 通透性功能改變，使物質運輸功能降低。

3、細胞衰老的原因：

（1）自由基學說（2）端粒學說

二、細胞的凋亡

1、概念：由基因所決定的細胞自動結束生命的過程。

由于細胞凋亡受到嚴格的由遺傳機制決定的程序性調控，所以也常常被稱為細胞編程性死亡

2、意義：完成正常發育，維持内部環境的穩定，抵禦外界各種因素的幹擾。

3、與細胞壞死的區别：細胞壞死是在種種不利因素影響下，由于細胞正常代謝活動受損或中斷引起的細胞損傷和死亡。

細胞凋亡是一種正常的自然現象。

第4節 細胞的癌變

1. 癌細胞：細胞由于受到 緻癌因子的作用，不能正常地完成細胞分化，而形成了不受機體控制的、連續進行分裂的惡性增殖細胞，這種細胞就是癌細胞。

2. 癌細胞的特征：

（1）能夠無限增殖。

（2）癌細胞的形成結構發生顯著變化。

（3）癌細胞的表面也發生了變化。癌細胞容易在有機體内分散轉移的原因是癌細胞容易在體内分散和轉移。

3.緻癌因子的種類有三類：物理緻癌因子、化學緻癌因子、病毒緻癌因子。

4. 細胞癌變的原因：緻癌因子使細胞的原癌基因從 抑制 狀态變為激活 狀态。正常細胞轉化為癌細胞。

生物必修二

第一章 遺傳因子的發現

第一節 孟德爾豌豆雜交試驗（一）

1.孟德爾之所以選取豌豆作為雜交試驗的材料是由于：

（1）豌豆是自花傳粉植物，且是閉花授粉的植物；

（2）豌豆花較大，易于人工操作；

（3）豌豆具有易于區分的性狀。

2、孟德爾利用豌豆進行雜交實驗獲得成功的原因：　　①選用豌豆，自然狀态下是純種，相對性狀明顯作為實驗材料。　　②先用一對相對性狀，再對多對相對性狀在一起的傳遞情況進行研究。　③用統計方法對實驗結果進行分析。　　④孟德爾科學地設計了試驗的程序。（雜交—自交—測交）

（實驗---假設---驗證---結論）3.遺傳學中常用概念及分析

（1）性狀：生物所表現出來的形态特征和生理特性。

相對性狀：一種生物同一種性狀的不同表現類型。（兔的長毛和短毛；人的卷發和直發）

性狀分離：雜種後代中，同時出現顯性性狀和隐性性狀的現象。（相同性狀的親代相交後，子代出現兩種或以上的不同性狀，如：Dd×Dd，子代出了D__及dd的兩種性狀。紅花相交後代有紅花和白花兩種性狀。）

顯性性狀：在DD×dd 雜交試驗中，F1表現出來的性狀；決定顯性性狀的為顯性遺傳因子（基因），用大寫字母表示。如高莖用D表示。

隐性性狀：在DD×dd雜交試驗中，F1未顯現出來的性狀（隐藏起來）。決定隐性性狀的為隐性基因，用小寫字母表示，如矮莖用d表示。

（2）純合子：遺傳因子（基因）組成相同的個體。如DD或dd。其特點純合子是自交後代全為純合子，無性狀分離現象。能穩定遺傳（能做種子）

雜合子：遺傳因子（基因）組成不同的個體。如Dd。其特點是雜合子自交後代出現性狀分離現象。

（3）雜交：遺傳因子組成不同的個體之間的相交方式。（ 如：DD×dd Dd×dd DD×Dd）。

自交：遺傳因子組成相同的個體之間的相交方式。 （如：DD×DD Dd×Dd）

測交：F1（待測個體）與隐性純合子雜交的方式。 （如：Dd×dd ），

正交和反交：二者是相對而言的，

如甲（♀）×乙（♂）為正交，則甲（♂）×乙（♀）為反交；

如甲（♂）×乙（♀）為正交，則甲（♀）×乙（♂）為反交。

4）等位基因：位于同源染色體相同的位置，并控制相對性狀的基因。（如D和d ）

非等位基因：染色體上不同位置控制沒性狀的基因。

表現型：生物個體表現出來的性狀。（如：豌豆的高莖和矮莖）

基因型 ：與表現型有關的基因組成叫做基因型。

（如：高莖的豌豆的基因型是DD或Dd）

5）完全顯性：基因隻要有一個顯性基因，就能使顯性遺傳性狀完全顯現出來。即DD和Dd為相同性狀（如DD和Dd均為紅花）

不完全顯性：F1的性狀表現介于顯性和隐性的親本之間。即DD和Dd為不同的性狀（如DD為紅花而Dd為粉花dd為白花）

4.常見遺傳學符号

5.雜合子和純合子的鑒别方法

在以動物和植物為材料所進行的遺傳育種實驗研究中，一般采用測交方法鑒别某表現型為顯性性狀的個體是雜合子還是純合子。豌豆、水稻、普通小麥等自花傳粉的植物，則最好采用自交方法

6從一對相對性狀的雜交實驗過程中，我們能得到什麼啟示？

1）雜合子自交，性狀比為3：1，基因型比為1：2：1

2）性狀相同，基因型不一定相同，基因型相同，性狀一般相同，但不一定相同。

性狀=基因 環境

7 孟德爾第一定律(分離定律)内容：在生物的體細胞中，控制同一性狀的遺傳因子成對存在，不相融合（獨立的），在形成配子時，成對的遺傳因子發生分離，分離後的遺傳因子分别進入不同的配子中，随配子遺傳給後代。

孟德爾遺傳規律的現代解釋：在雜合體的細胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨立性，在減數分裂形成配子的過程中，等位基因會随同源染色體的分開而分離，分别進入兩個配子中，獨立地随配子遺傳給後代。

實質：形成配子時，等位基因同源染色體的分開而分離，分别進入到不同的配子中。

8 與基因有關的幾個科學家

遺傳因子（基因）的發現：孟德爾（19世紀中期）被稱為“遺傳學之父”

把遺傳因子命名為基因：約翰遜（1909年）

提出“基因在染色體上”的假說：薩頓

用實驗證明了“基因在染色體上”的理論的是：摩爾根

9 一對相對性狀實驗中，F2代實現3：1分離比的條件

F1形成兩種基因型配子的數目相等，且他們的生活力是一樣的。

F1兩種配子的結合機會是相等的。

F2的各種遺傳因子組合的個體成活率是相等的。

10．應用　　（1）雜交育種中選種：選顯性性狀：要連續自交直至不發生性狀分離；

選隐性性狀：直接選取即可（隐性性狀表達後，其基因型為純種）。

雜合子=1/2n 純合子=1-1/2n （基因頻率不變化，基因型頻率變化）

（2）優生：顯性遺傳病：控制生育；顯性遺傳病（多指，并指發病率高），

隐性遺傳病：禁止近親婚姻（增加隐性緻病的幾率）

隐性遺傳病（白化病，發病率低，）

11，有關植物胚發育的知識點 （基因頻率不變化，基因型頻率變化）

1）胚來源于受精卵，包含雙親的遺傳物質

2）胚乳來源于兩個極核和一個精子，即包含雙親遺傳物質（母親兩個配子，父親一個配子）

3）種皮與果皮都由母方部分結構發育而來，遺傳物質與母親相同。

4）果皮，種皮，胚都為2N，但來源不同，基因型也不同。

12.常見問題解題方法

（1）如後代性狀分離比為顯：隐=3 ：1，基因型比例為1：2：1，則雙親一定都是雜合子（Dd）

即Dd×Dd 3D_：1dd

（2）若後代性狀分離比為顯：隐=1 ：1，則雙親一定是測交類型。

即為Dd×dd 1Dd ：1dd

（3）若後代性狀隻有顯性性狀，則雙親至少有一方為顯性純合子。

即DD×DD 或 DD×Dd 或 DD×dd

二．典型計算題

1一對夫婦均正常，且他們的雙親也都正常，但都有一個白化病的兄弟，求他們婚後生白化病孩子的概率是多少？

方法：隐性純合突破法

注意：雜合子（Aa）自交，求自交後某一個體是雜合子的概率1）如果說明了表現型，則Aa的概率為2/3

2）如果沒有說明，Aa的概率為1/2

2，一對表現正常的夫婦，其男性的哥哥與女性的妹妹都是白化病的患者，這對夫婦已有一個白化病的孩子，則問再生一個患孩子的幾率可能是

三種可能：如果夫婦的父母均正常：則有這夫婦的基因型為2/3 Aa×2/3 Aa 幾率為1/9

如果夫婦的父母各有一個患病：則這對夫婦的基因型為Aa×Aa，幾率為1/4

如果夫婦的父母隻有一方的父母有一個患病，而另一方正常，則夫婦的基因型

為：2/3Aa×Aa 幾率為：1/6

第2節 孟德爾豌豆雜交試驗（二）

1孟德爾第二定侓，自由組合定侓：控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不幹擾的，在形成配子時，決定同一性狀的成對 的遺傳遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳自由組合。

孟德爾的自由組合定侓的現代學解釋：位于百同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不幹擾的，在減數分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。

實質：非同源染色體上的非等位基因自由組合。

時期：減數第一次分裂的後期

2.兩對相對性狀雜交試驗中的有關結論

（1）兩對相對性狀由兩對等位基因控制，且兩對等位基因分别位于兩對同源染色體。（如果兩對等位基因位于一對同源染色體上即為連鎖，則不符合自由組合定侓）

(2) F1 減數分裂産生配子時，等位基因一定分離，非等位基因（位于非同源染色體上的非等位基因）自由組合，且同時發生。

（3）當各種配子的成活率及相遇的機會是均等時，F2中有16種組合方式，9種基因型，4種表現型，比例9：3：3：1 親本類型占10/16 重組類型占6/16.能夠穩定遺傳的占比例為4/16.

（4）德爾定律适合兩對及三對及以上相對性狀的實驗。

（5）自由組合定侓的驗證：測交（F1代與隐性純合子相交）結果：四種表現型不同的比例為1:1:1:1

有趣的記憶：

注意：符合孟德爾定侓的條件：1）有性生殖，能夠産生雌雄配子

2）細胞核遺傳 3）單基因遺傳

注意：上述結論隻是符合親本為YYRR×yyrr，但親本為YYrr×yyRR，F2中重組類型為 10/16 ，親本類型為 6/16。

自由組合定侓在實踐中的意義：

理論上：可解釋生物的多樣性

實踐上：通過基因重組，使不同品種間的優良性狀重新組合，培育新的優良品種。

2.常見組合問題

（1）配子類型問題

（2）基因型類型

如：AaBbCc×AaBBCc，後代基因型數為多少？

先分解為三個分離定律：

Aa×Aa後代3種基因型（1AA：2Aa：1aa） Bb×BB後代2種基因型（1BB：1Bb）

Cc×Cc後代3種基因型（1CC ：2Cc：1cc）

所以其雜交後代有3x2x3=18種類型。

（3）表現類型問題

如：AaBbCc×AabbCc，後代表現數為多少？比例？

先分解為三個分離定律：

Aa×Aa後代2種表現型 Bb×bb後代2種表現型 Cc×Cc後代2種表現型

所以其雜交後代有2x2x2=8種表現型。

（3A_:aa）（Bb:bb）（3C_:cc）=?

( 4 )自交後代出現的新表現型（AaBbCc自交）

重組類型=1-親本類型(幾率) 2×2×2-1=7

（5）自交出現AabbCc的概率？

1/2 ×1/4×1/2=1/16

(6)後代中的純合子的概率？雜合子的概率？（AaBbCc自交）

純合子概率：1/2×1/2×1/2=1/8

雜合子概率=1-純合子概率 1-1/8=7/8

（7）後代全顯性的個體中，雜合子的概率？

純合子=1/3×1/3×1/3=1/27 雜合子=1-1/27=26/27

(8)與親代具有相同基因型的個體的概率？不同的個體的概率？（AaBbCc×aaBbCC）

相同的概率=與母本相同的概率 與父本相同的概率

(1/2×1/2×1/2) (1/2×1/2×1/2)=1/4

不同的概率=1-相同的概率 1-1/4=3/4

（9）一對夫婦，其後代若僅考慮一種病的幾率，則得病的可能性為a，正常的可能性為b，若僅考慮另一種病的得病率為c，正常的可能性為d，則這對夫婦生出患一種病的孩子的可能性為（多選）

ad bc 1-ac-bd （a- ac） （c- ac） （b- bd） （d-bd）

第二章 基因和染色體的關系

第一節 減數分裂和受精作用

1.正确區分染色體、染色單體、同源染色體和四分體

（1）染色體和染色單體：細胞分裂間期，染色體經過複制成由一個着絲點連着的兩條姐妹染色單體。所以此時染色體數目要根據着絲點判斷。

（2）同源染色體和四分體：1）同源染色體指形态、大小一般相同（除X Y WZ性染色體，），2）一條來自母方，一條來自父方，

3）且能在減數第一次分裂過程中可以兩兩配對的一對染色體。

四分體指減數第一次分裂同源染色體聯會後每對同源染色體中含有四條姐妹染色單體。

（3）一對同源染色體= 一個四分體=2條染色體=4條染色單體=4個DNA分子。

2.減數分裂過程中遇到的一些概念

同源染色體：上面已經有了

聯會：同源染色體兩兩配對的現象。（減數分裂特有的現象）

四分體：上面已經有了

交叉互換：指四分體時期，同源染色體上的非姐妹染色單體發生纏繞，并交換部分片段的現象。（屬于基因重組）

減數分裂：是有性生殖的生物在産生成熟生殖細胞時進行的染色體數目減半的細胞分裂。在減數分裂過程中，染色體隻複制一次，而細胞分裂兩次，減數分裂的結果是，成熟生殖細胞中的染色體數目比原始生殖細胞的減少一半。

3.減數分裂

範圍：原始生殖細胞産生成熟生殖生殖細胞

特點：複制一次， 分裂兩次。

結果：染色體數目減半（染色體數目減半實際發生在減數第一次分裂）DNA也減半。

場所：精巢（睾丸）和卵巢内

注意：減數分裂沒有細胞周期

4精子的形成過程

5減數

第一次分裂的主要特征：

同源染色體配對即聯合

四分體中的非姐妹單體發生交叉互換

同源染色體分離，分别移向兩極

減數分裂過程中染色體數目的減半發生在減數第一次分裂。

減數第二次分裂特征

染色體不複制，每條染色體的着絲點分裂，姐妹染色單體分開，分别移向細胞的兩極。

6精子與卵細胞形成的異同點

注：卵細胞形成無變形過程，而且是隻形成一個卵細胞，卵細胞體積很大，細胞質中存有大量營養物質，為受精卵發育準備的。

7.減數分裂和有絲分裂主要異同點

8 減數分裂各個時期的染色體，DNA，單體的數量

9 .受精作用：指卵細胞和精子相互識别、融合成為受精卵的過程。

注：受精卵核内的染色體由精子和卵細胞各提供一半，但細胞質幾乎全部是由卵細胞提供，因此後代某些性狀更像母方。

意義：通過減數分裂和受精作用，保證了進行有性生殖的生物前後代體細胞中染色體數目的恒定，從而保證了遺傳的穩定和物種的穩定；在減數分裂中，發生了非同源染色體的自由組合和非姐妹染色單體的交叉互換，增加了配子的多樣性，加上受精時卵細胞和精子結合的随機性，使後代呈現多樣性，有利于生物的進化，體現了有性生殖的優越性。

下圖講解受精作用的過程，強調受精作用是精子的細胞核和卵細胞的細胞核結合，受精卵中的染色體數目又恢複到體細胞的數目。

10.配子種類問題

由于染色體組合的多樣性，使配子也多種多樣，根據染色體組合多樣性的形成的過程，所以配子的種類可由同源染色體對數決定，即含有n對同源染色體的精（卵）原細胞産生配子的種類為2n種。

11 計算題規律：

1）四分體計算

一對同源染色體= 一個四分體=2條染色體=4條染色單體=4個DNA分子。

2）， 一個精原細胞=一個初級精母細胞=2個次級精母細胞=4個精母細胞=4個精子

一個卵母細胞=一個初級卵母細胞=一個次級卵母細胞=一個卵細胞

3），

4），減數第二次分裂後期的細胞中染色體，DNA，單體情況與體細胞相同

染色體：DNA：單體=2N：2N：0

5），減數第一次分裂（初級細胞）前期，中期，後期，染色體：DNA：單體=1：2：2

12，含有同源染色體的細胞

體細胞（進行有絲分裂的細胞）、原始生殖細胞、初級精母/卵母細胞、

不含有同源染色體：次級精母/卵母細胞、極體，精子，卵子

13.識别細胞分裂圖形（區分有絲分裂、減數第一次分裂、減數第二次分裂）

（1）、方法三看鑒别法（點數目、找同源、看行為）

第1步：如果細胞内染色體數目為奇數，則該細胞為減數第二次分裂某時期的細胞。如果為偶數，則繼續看第二步：

第2步：看細胞内有無同源染色體，若無則為減數第二次分裂某時期的細胞分裂圖；若有則為減數第一次分裂或有絲分裂某時期的細胞分裂圖。則繼續看第三步：

第3步：在有同源染色體的情況下，若有聯會、四分體、同源染色體分離，非同源染色體自由組合等行為則為減數第一次分裂某時期的細胞分裂圖；若無以上行為，則為有絲分裂的某一時期的細胞分裂圖。

注意：本規律适合于二倍體生物，多倍體或單倍體另計

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