資源簡介

高三第二輪復(fù)習(xí)生物知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)


第一單元 生命的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)
（細胞中的化合物、細胞的結(jié)構(gòu)和功能、細胞增殖、分化、癌變和衰老、生物膜系統(tǒng)和細胞工程）
1.1化學(xué)元素與生物體的關(guān)系














1.2生物體中化學(xué)元素的組成特點







1.3生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性



1.4細胞中的化合物一覽表
化合物 分 類 元素組成 主要生理功能
水 ①組成細胞 ②維持細胞形態(tài) ③運輸物質(zhì) ④提供反應(yīng)場所 ⑤參與化學(xué)反應(yīng) ⑥維持生物大分子功能 ⑦調(diào)節(jié)滲透壓
無機鹽 ①構(gòu)成化合物（Fe、Mg） ②組成細胞（如骨細胞） ③參與化學(xué)反應(yīng) ④維持細胞和內(nèi)環(huán)境的滲透壓）
糖類 單糖 二糖 多糖 C、H、O ①供能（淀粉、糖元、葡萄糖等） ②組成核酸（核糖、脫氧核糖） ③細胞識別（糖蛋白） ④組成細胞壁（纖維素）
脂質(zhì) 脂肪磷脂（類脂）固醇 C、H、OC、H、O、N、PC、H、O ①供能（貯備能源） ②組成生物膜 ③調(diào)節(jié)生殖和代謝（性激素、Vit.D） ④保護和保溫
蛋白質(zhì) 單純蛋白（如胰島素） 結(jié)合蛋白（如糖蛋白） C、H、O、N、S （Fe、Cu、P、Mo……） ①組成細胞和生物體 ②調(diào)節(jié)代謝（激素） ③催化化學(xué)反應(yīng)（酶） ④運輸、免疫、識別等
核酸 DNARNA C、H、O、N、P ①貯存和傳遞遺傳信息 ②控制生物性狀 ③催化化學(xué)反應(yīng)（RNA類酶）

1.5蛋白質(zhì)的相關(guān)計算
設(shè) 構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸個數(shù)m，
構(gòu)成蛋白質(zhì)的肽鏈條數(shù)為n，
構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的平均相對分子質(zhì)量為a，
蛋白質(zhì)中的肽鍵個數(shù)為x，
蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量為y，
控制蛋白質(zhì)的基因的最少堿基對數(shù)為r，
則 肽鍵數(shù)＝脫去的水分子數(shù)，為 ……………………………………①
蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量 …………………………………………②
或者 …………………………………………③

1.6蛋白質(zhì)的組成層次






1.7核酸的基本組成單位
名稱 基本組成單位
核酸 核苷酸（8種） 一分子磷酸（H3PO4）
一分子五碳糖 （核糖或脫氧核糖） 核苷
一分子含氮堿基 （5種：A、G、C、T、U）
DNA 脫氧核苷酸 （4種） 一分子磷酸
一分子脫氧核糖 脫氧核苷
一分子含氮堿基 （A、G、C、T）
RNA 核糖核苷酸 （4種） 一分子磷酸
一分子核糖 核糖核苷
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(xué)通式 聚合方式 多樣性的原因
多糖 葡萄糖 C6H12O6 脫水縮合 ①葡萄糖數(shù)目不同 ②糖鏈的分支不同 ③化學(xué)鍵的不同
蛋白質(zhì) 氨基酸 ①氨基酸數(shù)目不同 ②氨基酸種類不同 ③氨基酸排列次序不同 ④肽鏈的空間結(jié)構(gòu)
核酸 （DNA和RNA） 核苷酸 ①核苷酸數(shù)目不同 ②核苷酸排列次序不同 ③核苷酸種類不同

1.9生物組織中還原性糖、脂肪、蛋白質(zhì)和DNA的鑒定
物質(zhì) 試劑 操作要點 顏色反應(yīng)
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(zhì) 雙縮脲試劑（A液和B液） 先加試劑A 再滴加試劑B 紫色
DNA 二苯胺 加0.015mol/LNaCl溶液5Ml 沸水加熱5min 藍色


1.10選擇透過性膜的特點






1.11細胞膜的物質(zhì)交換功能











1.12線粒體和葉綠體共同點
1、具有雙層膜結(jié)構(gòu)
2、進行能量轉(zhuǎn)換
3、含遺傳物質(zhì)——DNA
4、能獨立地控制性狀
5、決定細胞質(zhì)遺傳
6、內(nèi)含核糖體
7、有相對獨立的轉(zhuǎn)錄翻譯系統(tǒng)
8、能自我分裂增殖
1.13真核生物細胞器的比較
名 稱 化學(xué)組成 存在位置 膜結(jié)構(gòu) 主要功能
線粒體 蛋白質(zhì)、呼吸酶、RNA、脂質(zhì)、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(zhì)、光合酶、RNA、脂質(zhì)、DNA、色素 植物葉肉細胞 光合作用
內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 蛋白質(zhì)、酶、脂質(zhì) 動植物細胞中廣泛存在 單層膜 與蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、糖類的加工、運輸有關(guān)
高爾基體 蛋白質(zhì)、脂質(zhì) 蛋白質(zhì)的運輸、加工、細胞分泌、細胞壁形成
溶酶體 蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、酶 細胞內(nèi)消化
核糖體 蛋白質(zhì)、RNA、酶 無膜 合成蛋白質(zhì)
中心體 蛋白質(zhì) 動物細胞 低等植物細胞 與有絲分裂有關(guān)

1.14細胞有絲分裂中核內(nèi)DNA、染色體和染色單體變化規(guī)律
間期 前期 中期 后期 末期
DNA含量 2a—→4a 4a 4a 4a 2a
染色體數(shù)目（個） 2N 2N 2N 4N 2N
染色體單數(shù)（個） 0 4N 4N 0 0
染色體組數(shù)（個） 2 2 2 4 2
同源染色數(shù)（對） N N N 2N N
注：設(shè)間期染色體數(shù)目為2N個，未復(fù)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 前期 中期 后期 末期 機理 應(yīng)用
過量脫氧胸苷 ＋ 抑制DNA復(fù)制 治療癌癥
秋水仙素 ＋ 抑制紡錘體形成 獲得多倍體
低溫（2—4℃） ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 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(jié)果
類型 分裂方式 結(jié)果 事例
細胞質(zhì)不分裂 有絲分裂 雙（多）核細胞 多核胚囊
個別染色體不分離 有絲分裂、減數(shù)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(shù)分裂 多倍體 四倍體植物
染色體多次復(fù)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

1.17細胞分裂與分化的關(guān)系







1.18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








1.20分化與細胞全能性的關(guān)系








1.21細胞的生活史











1.22癌細胞的特點







1.23衰老細胞的特點






1.24細胞的死亡












1.25生物膜與生物膜系統(tǒng)








































1.26細胞工程










































1.27植物組織培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)的比較
比較項目 植物組織培養(yǎng) 動物細胞培養(yǎng)
生物學(xué)原理 細胞全能性 細胞分裂
培養(yǎng)基性質(zhì) 固體 液體
培養(yǎng)基成分 蔗糖、氨基酸、維生素、水、礦物質(zhì)、生長素、細胞分裂素、瓊脂 葡萄糖、氨基酸、無機鹽、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(yǎng)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(yǎng)、傳代培養(yǎng)
細胞分裂生長分化特點 ①分裂：形成愈傷組織 ②分化：形成根、芽 ①只分裂不分化 ②貼壁生長 ③接觸抑制
培養(yǎng)結(jié)果 新的植株或組織 細胞株或細胞系
應(yīng)用 ①快速繁殖 ②培育無病毒植株 ③提取植物提取物（藥物、香料、色素等） ④人工種子 ⑤培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因植物 ①生產(chǎn)蛋白質(zhì)生物制品 ②皮膚細胞培養(yǎng)后移植 ③檢測有毒物質(zhì) ④生理、病理、藥理研究
培養(yǎng)條件 無菌、適宜的溫度和pH

1.28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(xué)原理 膜的流動性、膜融合特性
前期處理 原生質(zhì)體制備： 纖維素酶和果膠酶處理 細胞分散： 胰蛋白酶處理
方法和手段 ①物理：離心、振動、電刺激 ②化學(xué)：聚乙二醇（PEG） （同前） ③生物：滅活的病毒
應(yīng)用 進行遠緣雜交，創(chuàng)造植物新品種 ①制備單克隆抗體 ②基因定位
下游技術(shù)(后續(xù)技術(shù)) 植物組織培養(yǎng) 動物細胞培養(yǎng)











第二單元 生物的新陳代謝
Ⅰ 植物代謝部分：酶與ATP、光合作用、水分代謝、礦質(zhì)營養(yǎng)、生物固氮

2.1酶的分類















2.2酶促反應(yīng)序列及其意義
酶促反應(yīng)序列 生物體內(nèi)的酶促反應(yīng)可以順序連接起來，即第一個反應(yīng)的產(chǎn)物是第二個反應(yīng)的底物，第二個反應(yīng)的產(chǎn)物是第三個反應(yīng)的底物，以此類推，所形成的反應(yīng)鏈叫酶促反應(yīng)序列。如



意義 各種反應(yīng)序列形成細胞的代謝網(wǎng)絡(luò)，使物質(zhì)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(nèi)ATP的來源
ATP來源 反應(yīng)式
光合作用的光反應(yīng) ADP＋Pi＋能量——→ATP
化能合成作用
有氧呼吸
無氧呼吸
其它高能化合物轉(zhuǎn)化 （如磷酸肌酸轉(zhuǎn)化） C~P（磷酸肌酸）＋ADP——→C（肌酸）＋ATP

2.4生物體內(nèi)ATP的去向











2.5光合作用的色素













2.6光合作用中光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較
比較項目 光反應(yīng) 暗反應(yīng)
反應(yīng)場所 葉綠體基粒 葉綠體基質(zhì)
能量變化 光能——→電能 電能——→活躍化學(xué)能 活躍化學(xué)能——→穩(wěn)定化學(xué)能
物質(zhì)變化 H2O——→[H]＋O2NADP+ ＋ H+ ＋ 2e ——→NADPH ATP＋Pi——→ATP CO2＋NADPH＋ATP———→ （CH2O）＋ADP＋Pi＋NADP+＋H2O
反應(yīng)物 H2O、ADP、Pi、NADP+ CO2、ATP、NADPH
反應(yīng)產(chǎn)物 O2、ATP、NADPH （CH2O）、ADP、Pi、NADP+ 、H2O
反應(yīng)條件 需光 不需光
反應(yīng)性質(zhì) 光化學(xué)反應(yīng)（快） 酶促反應(yīng)（慢）
反應(yīng)時間 有光時（自然狀態(tài)下，無光反應(yīng)產(chǎn)物暗反應(yīng)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(yīng) 葉肉細胞的葉綠體基粒 葉肉細胞的葉綠體基粒
暗反應(yīng) 葉肉細胞的葉綠體基質(zhì) 維管束鞘細胞的葉綠體基質(zhì)
CO2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(xiàn)象和指標 結(jié) 論
生理學(xué)方法 在強光照、干旱、高溫、低CO2時，C4植物能進行光合作用，C3植物不能。 密閉、強光照、干旱、高溫 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
形態(tài)學(xué)方法 維管束鞘的結(jié)構(gòu)差異 過葉脈橫切，裝片 ①是否有兩圈花細胞圍成環(huán)狀結(jié)構(gòu) ②鞘細胞是否含葉綠體 是：C4植物 否：C3植物
化學(xué)方法 ①合成淀粉的場所不同 ②酒精溶解葉綠素 ③淀粉遇面碘變藍 葉片脫綠→加碘→過葉脈橫切→制片→觀察 出現(xiàn)藍色： ①藍色出現(xiàn)在維管束鞘細胞 ②藍色出現(xiàn)在葉肉細胞 出現(xiàn)①現(xiàn)象時： C4植物 出現(xiàn)②現(xiàn)象時： C3植物

2.9 C4植物中C4途徑與C3途徑的關(guān)系












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(jié)構(gòu)原因： 維管束鞘細胞的結(jié)構(gòu) 以育不良，無花環(huán)型結(jié)構(gòu)，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(fā)育良好，花環(huán)型，葉綠體大。 暗反應(yīng)在此進行。有利于產(chǎn)物運輸，光合效率高。
生理原因： PEP羧化酶 磷酸核酮糖羧化酶 只有磷酸核酮糖羧化酶。 磷酸核酮糖羧化酶與CO2親和力弱，不能利用低CO2。 兩種酶均有。 PEP羧化酶與CO2親和力大，利用低CO2能力強。

2.11光能利用率與光合作用效率的關(guān)系














2.12影響光合作用的外界因素與提高光能利用率的關(guān)系














2.13光合作用實驗的常用方法











2.14植物對水分的吸收和利用
2.14.1植物對水分的吸收

















2.14.2擴散作用與滲透作用的聯(lián)系與區(qū)別










2.14.3半透膜與選擇透過性膜的區(qū)別與聯(lián)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(zhì) 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(zhì)、蛋白質(zhì)和ATP）
狀態(tài) 活或死 活
材料 合成材料或生物材料 生物膜（磷脂和蛋白質(zhì)構(gòu)成的膜）
物質(zhì)運 動方向 不由膜決定，取決于物質(zhì)密度 水和親脂小分子：不由膜決定，取決于物質(zhì)密度 離子和其它小分子：膜上載體（蛋白質(zhì)）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植物體內(nèi)水分的運輸






2.14.5植物體內(nèi)水分的利用和散失







2.15植物體內(nèi)的化學(xué)元素(1)
















1.16植物體內(nèi)的化學(xué)元素(2)
























2.17生物固氮




















2.18氮循環(huán)












2.19三類微生物在自然界氮循環(huán)中的作用






Ⅱ 動物與微生物代謝部分：三大類營養(yǎng)代謝、細胞呼吸、代謝基本類型、微生物類群、
微生物的營養(yǎng)代謝與生長、發(fā)酵工程簡介

2.20人和動物體內(nèi)三大營養(yǎng)物質(zhì)的代謝




























2.21 人體的必需氨基酸









2.22細胞的有氧呼吸



















2.23細胞內(nèi)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(yīng)場所 真核細胞：細胞質(zhì)基質(zhì)，主要在線粒體 原核細胞：細胞基質(zhì)（含有氧呼吸酶系） 細胞質(zhì)基質(zhì)
反應(yīng)條件 需氧 不需氧
反應(yīng)產(chǎn)物 終產(chǎn)物（CO2、H2O）、能量 中間產(chǎn)物（酒精、乳酸、甲烷等）、能量
產(chǎn)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(chǎn)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葡萄糖 2870kJ 2870kJ 1165 kJ 40.59%
無氧呼吸 2870 kJ 196.65 kJ 61.08 kJ 2.13%
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

























2.27微生物的類群










































2.28微生物的營養(yǎng)










































2.29微生物的代謝





























2.30微生物的生長











2.31微生物的生長曲線與生長速率的關(guān)系















2.32發(fā)酵工程簡介

























第三單元 生命活動的調(diào)節(jié)
（包括植物調(diào)節(jié)、體液調(diào)節(jié)、神經(jīng)調(diào)節(jié)、內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)、水鹽調(diào)節(jié)、血糖調(diào)節(jié)、體溫調(diào)節(jié)、免疫）
3.1植物生命活動調(diào)節(jié)——激素調(diào)節(jié)







































3.2人和高等動物的體液調(diào)節(jié)










































3.3神經(jīng)調(diào)節(jié)










































3.4動物行為產(chǎn)生的生理基礎(chǔ)



















3.5內(nèi)環(huán)境與物質(zhì)交換





















3.6水、鈉、鉀的來源與去向










































3.7水鹽平衡的調(diào)節(jié)










































3.8血糖平衡的調(diào)節(jié)

















3.9體溫的調(diào)節(jié)























3.10免疫概述














3.10免疫系統(tǒng)的組成與淋巴細胞的起源


























3.11抗原與抗體

















3.12體液免疫和細胞免疫























3.13免疫失調(diào)引起的疾病










































3.13免疫學(xué)的應(yīng)用（選學(xué)）








































第四單元 生物的生殖與發(fā)育
(包括生殖的種類、動物生殖細胞的生成、植物的個體發(fā)育、動物的個體發(fā)育)

4.1生殖的類型






































4.2動物有性生殖細胞的形成（沒有交換）




























4.3減數(shù)分裂中非姐妹染色單體的交叉互換














4.4減數(shù)分裂中染色體行為及數(shù)目與配子類型的關(guān)系






















4.5減數(shù)分裂與有絲分裂的比較（以動物細胞為例）
比較項目 減數(shù)分數(shù) 有絲分裂
復(fù)制次數(shù) 1次 1次
分裂次數(shù) 2次 1次
同源染色體行為 聯(lián)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(shù) 是母細胞的一半 與母細胞相同
子細胞數(shù)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(guān)的生理過程 生殖 生長、發(fā)育
染色體(DNA)的 變化曲線


4.6被子植物的個體發(fā)育















4.7動物的個體發(fā)育

























第五單元 生物的遺傳、變異與進化
(包括遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)、遺傳規(guī)律、伴性遺傳、細胞質(zhì)遺傳、基因突變、染色體變異、現(xiàn)代進化理論)
5.1證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗（1）——肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗








































5.2證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗（2）——T2噬菌體感染細菌實驗























5.3證明RNA是遺傳物質(zhì)的實驗——煙草花葉病毒的感染實驗
















5.4 DNA是遺傳物質(zhì)的理論證據(jù)（遺傳物質(zhì)的必備條件）













5.5核酸是生物的遺傳物質(zhì)










5.6 DNA的組成單位、分子結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)特點


































5.7 由堿基互補配對原則引起的堿基間關(guān)系





















5.8 DNA分子的復(fù)制























5.9 DNA半保留復(fù)制的實驗證明


















5.10基因的結(jié)構(gòu)及控制蛋白質(zhì)的合成












































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(shù)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(zhì)基因組（線料體基因組和葉綠體基因組） 人：23+1+ 線粒體DNA
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（或加上質(zhì)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(qū)別與聯(lián)系 染色體組由正常配子中的染色體數(shù)目構(gòu)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(zhì)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(xué)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(jīng)美國國會批準美國HGP正式啟動，預(yù)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，分別負擔(dān)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(shè)立了Celera（塞萊拉）基因組學(xué)公司，聲稱在3年內(nèi)完成人類基因組的序列測定，另外有一些私營機構(gòu)也涉足這一領(lǐng)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宣布提前于 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(zé)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一的發(fā)展中國家。這1%的測序任務(wù)，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(guān)事務(wù)的發(fā)言權(quán)，而且建立了自己的研究隊伍，技術(shù)水平走在了世界的前列。
2000年3月14日 美國總統(tǒng)克林頓和英國首相貝理雅發(fā)表聯(lián)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(xué)家都能自由地使用這些成果。
2000年4月底 中國科學(xué)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(dāng)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 塞萊拉公司在當(dāng)日出版的《科學(xué)》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(xué)家在英國《自然》雜志網(wǎng)絡(luò)版上發(fā)表了人類最后一個染色體—1號染色體的基因測序。科學(xué)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(jié)。

5.12.2人類基因組計劃（HGP）的主要內(nèi)容
主要內(nèi)容 遺傳圖 又稱連鎖圖，它是以具有遺傳多態(tài)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(xiàn)頻率皆高于1%）的遺傳標記為“路標”，以遺傳學(xué)距離（在減數(shù)分裂事件中兩個位點之間進行交換、重組的百分率，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(chuàng)造了條件。意義：6000多個遺傳標記已經(jīng)能夠把人的基因組分成6000多個區(qū)域，使得連鎖分析法可以找到某一致病的或表現(xiàn)型的基因與某一標記鄰近（緊密連鎖）的證據(jù)，這樣可把這一基因定位于這一已知區(qū)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(guān)鍵。
物理圖 物理圖是指有關(guān)構(gòu)成基因組的全部基因的排列和間距的信息，它是通過對構(gòu)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(guān)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(tǒng)地排列出來。DNA物理圖是指DNA鏈的限制性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(nèi)切酶在DNA鏈上的切口是以特異序列為基礎(chǔ)的，核苷酸序列不同的DNA，經(jīng)酶切后就會產(chǎn)生不同長度的DNA片段，由此而構(gòu)成獨特的酶切圖。因此，DNA物理圖是DNA分子結(jié)構(gòu)的特征之一。DNA是很大的分子，由限制酶產(chǎn)生的用于測序反應(yīng)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(guān)系是應(yīng)該首先解決的問題，故DNA物理圖譜是順序測定的基礎(chǔ),也可理解為指導(dǎo)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(shù)是一個包括制備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。
轉(zhuǎn)錄圖 (基因圖) 基因圖是在識別基因組所包含的蛋白質(zhì)編碼序列的基礎(chǔ)上繪制的結(jié)合有關(guān)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(jié)構(gòu)與功能，最主要的方法是通過基因的表達產(chǎn)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(jié)構(gòu)或功能蛋白質(zhì)決定的，而已知的所有蛋白質(zhì)都是由mRNA編碼的，這樣可以把mRNA通過反轉(zhuǎn)錄酶合成cDNA或稱作EST的部分的cDNA片段，也可根據(jù)mRNA的信息人工合成cDNA或cDNA片段，然后，再用這種穩(wěn)定的cDNA或EST作為“探針”進行分子雜交，鑒別出與轉(zhuǎn)錄有關(guān)的基因。基因圖譜的意義是：在于它能有效地反應(yīng)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(shù)量 基因數(shù)量 物種 堿基對數(shù)量 基因數(shù)量
黴漿菌 580,000 500 釀酒酵母 12,000,000 5,538
肺炎雙球菌 2,200,000 2,300 黑腹果蠅 180,000,000 13,350
流感嗜血桿菌 4,600,000 1,700 家鼠 2,500,000,000 29,000
大腸桿菌 4,600,000 4,400 人類 3,000,000,000 27,000

5.12.4 人類基因組24條染色體上的基因數(shù)目和申請的專利數(shù)目（截止2006年）
染色體編號 基因數(shù)目 專利數(shù)目 染色體編號 基因數(shù)目 專利數(shù)目
1號 3,141 504 13號 477 97
2號 1,776 330 14號 821 155
3號 1,445 307 15號 915 141
4號 1,023 215 16號 1,139 192
5號 1,261 254 17號 1,471 313
6號 1,401 225 18號 408 74
7號 1,410 232 19號 1,715 270
8號 952 208 20號 762 178
9號 1,086 233 21號 357 66
10號 1,042 170 22號 106 657
11號 1,626 312 X 1,090 200
12號 1,347 252 Y 144 14
合計 17,510 3,242 合計 9,405 2,357
累 計 26,915 5,599
【說明】目前人們對于基因資源是否應(yīng)該登記專利仍有爭議。由于學(xué)術(shù)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(guān)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
















5.13遺傳的中心法則




5.14基因工程的基本內(nèi)容






































5.15基因分離定律中親本的可能組合及其比數(shù)
親本組合 AA×AA AA×Aa AA×aa Aa×Aa Aa×aa aa×aa
基因型比 AA 1 AA Aa 1 ∶ 1 Aa 1 AA Aa aa 1 ∶2∶ 1 Aa aa 1 ∶ 1 aa 1
表現(xiàn)型比 顯性 1 顯性 1 顯性 1 顯性∶隱性 3 ∶ 1 顯性∶隱性 1 ∶ 1 隱性 1

5.16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 子代的表現(xiàn)型比
（一般形式） Aa×Aa AA ∶Aa∶aa＝1∶2∶1 顯性∶隱性＝3∶1
顯性相對性 Aa×Aa AA ∶Aa∶aa＝1∶2∶1 顯性∶相對顯性∶隱性＝1∶2∶1
并顯性（MN血型） LM LN×LM LN LM LM∶LM LN∶LN LN＝1∶2∶1 顯性①∶并顯性∶顯性②＝1∶2∶1
復(fù)等位基因遺傳 物種中存在三個以上等位基因，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(guān)系或其它關(guān)系。如ABO血型的遺傳：IA、IB對i為顯性，IA對IB并顯性。
顯性純合致死 Aa×Aa Aa∶aa＝2∶1 顯性∶隱性＝2∶1
隱性純合致死 Aa×Aa AA∶Aa＝1∶2 顯性
單性隱性配子致 Aa×Aa AA∶Aa＝1∶1 顯性
單性顯性配子致死 Aa×Aa Aa∶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(xiàn)型與性別有關(guān)，形式多樣，在后面有專題討論。
X上的致死效應(yīng) 見專題5.23 (P53)

5.17基因自由組合定律的一般特點

















5.18遺傳定律中各種參數(shù)的變化規(guī)律
遺傳 定律 親本中 包含的 相對性 狀對數(shù) F1 F2 遺傳定律的實質(zhì)
包含等 位基因 的對數(shù) 產(chǎn)生的 配子數(shù) 配子的 組合數(shù) 表現(xiàn) 型數(shù) 基因 型數(shù) 性 狀 分離比
分離定律 1 1 2 4 2 3 (3∶1) F1在減數(shù)分裂形成配子時，等位基因隨同源染色體的分開而分離。
自由組合 定 律 2 2 4 16 4 9 (3∶1)2 F1在減數(shù)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。
3 3 8 64 8 27 (3∶1)3
4 4 16 256 16 81 (3∶1)4
…… …… …… …… …… …… ……
n n 2n 4n 2n 3n (3∶1)n

5.19自由組合遺傳題的快速解法







































































5.20自由組合定律中基因的相互作用
作用類型 特 點 舉 例
加強作用 互補 作用 只有一種顯性基因或無顯性基因時表現(xiàn)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(xiàn)為9∶7
累加 作用 兩種顯性基因同時存在時產(chǎn)生一種新性狀，單獨存在時表現(xiàn)相同性狀，沒有顯性基因時表現(xiàn)為隱性性狀。 F2表現(xiàn)為9∶6∶1
重疊 作用 不同對基因?qū)Ρ憩F(xiàn)型產(chǎn)生相同影響，有兩種顯性基因時與只有一種顯性基因時表現(xiàn)型相同。沒有顯性基因時表現(xiàn)為隱性性狀。 F2表現(xiàn)為15∶1
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(xiàn)。 F2表現(xiàn)為12∶3∶1 右例中I基因抑制B基因的表現(xiàn)。I決定白色，B決定黑色，但有I時黑色被抑制
隱性 上位 一對基因中的隱性基因?qū)α硪粚蚱鹨种谱饔谩?F2表現(xiàn)為9∶3∶4 右例中c純合時，抑制了R和r的表現(xiàn)。
抑制效應(yīng) 顯性基因抑制了另一對基因的顯性效應(yīng)，但該基因本身并不決定性狀。 F2表現(xiàn)為13∶3 右例中C決定黑色，c決定白色。I為抑制基因，抑制了C基因的表現(xiàn)。
作用類型 F2表現(xiàn)型比 作用類型 F2表現(xiàn)型比 作用類型 F2表現(xiàn)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 顯性上位 12∶3∶1 抑制效應(yīng) 13∶3
5.21 雜交育種
5.21.1培育顯性基因（A）控制的優(yōu)良品種































5.21.2培育隱性基因（a）控制的優(yōu)良品種








5.22 人類的X染色體與Y染色體




















5.23 人類性別畸型及其原因
正常 異 常
X ①同源染色體不分離②姐妹染色單體不分離
XX O
正 常 X XX（正常） XXX（超雌） XO（卵巢退化）
Y XY（正常） XXY（睪丸退化） YO（不能存活）
異常 同源染色體不分離 XY XXY（睪丸退化） XXXY（同上） XY（正常）
姐妹染色單體不分離 XX XXX（超雌） XXXX（超雌） XX（正常）
YY XYY（多數(shù)不育） XXYY（未見） YY（不能存活）
①同源染色體不分離 ②姐妹染色單體不分離 O XO（卵巢退化） XX（正常） OO（不能存活）
5.24性別分化與環(huán)境的關(guān)系
原理因素 性激素(內(nèi)部環(huán)境)的影響 溫度(外部環(huán)境)的影響
示例 ①雞的性反轉(zhuǎn)（必修本P94）②非洲蛙(Xenopus)性反轉(zhuǎn)實驗。 某些XY型性別決定的蛙類：
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
伴 X 遺 傳 隱性 遺傳 ①交叉遺傳：父傳女，母傳子。 ②男（雄）性患者多于女（雌）性患者。 ③男（雄）性患者的致病基因均由母親傳遞。 ④男（雄）性患者的女兒均為攜帶者。 ⑤近親婚配發(fā)病率高。
顯性 遺傳 ①患者雙親中至少一個是患者。 ②女（雌））性患者多于男（雄）性患者。 ③女（雌）性患者的子女患病機會均等。 ④男（雄）性患者的女兒全部患病。 ⑤未患病者的后代不會患病（真實遺傳）。
伴Y遺傳 ①不同源時基因無顯隱性關(guān)系。 ②基因只能由父親傳給兒子并表現(xiàn)出來。 ③具家族同源性，用于刑事偵探和親子鑒定。 果蠅硬毛遺傳(與X染色體同源)：
5.26伴性遺傳中的致死效應(yīng)
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：
5.27通過性狀識別性別的雜交設(shè)計












5.28人類常染色體遺傳病與伴X遺傳病的比較
常染色體遺傳病 X染色體遺傳病
顯性遺傳 （顯性基因致病） 遵循的定律 分離定律
致病基因位置 常染色體 X染色體
發(fā)病概率 男女均等 女性多于男性
判斷方法 無特殊的判斷方法，根據(jù)相關(guān)特點判斷
隱性遺傳 （隱性基因致病） 遵循的定律 分離定律
致病基因位置 常染色體 X染色體
發(fā)病概率 男女均等 男性多于女性
判斷方法 ①父母正常有女兒患病時，一定是常染色體隱性遺傳 ②根據(jù)相關(guān)特點判斷
5.29細胞質(zhì)遺傳的一般形式






5.30核質(zhì)互作雄性不育遺傳情況表
細胞核基因 ( r不育) 細胞質(zhì)基因 表現(xiàn)型
RR Rr rr
正常基因 N 不育基因 S (N)RR 可育 S(RR) (可育) N(Rr) (可育) S(Rr) (可育) N(rr) (可育) S(rr) (不育)
5.31植物的三系配套雜交(選學(xué))













5.32判斷核、質(zhì)遺傳的方法










5.33人類線粒體基因組









5.34細胞核遺傳與細胞質(zhì)遺傳的比較
細胞核遺傳 細胞質(zhì)遺傳
遺傳本質(zhì) 基因位于細胞核的染色體上 基因位于細胞質(zhì)的線粒體和葉綠體
基因存在形成 成對存在 單個存在
基因的傳遞方式 父母雙方傳遞 僅由母方傳遞
遺傳特點 孟德爾遺傳 母系遺傳
子代表現(xiàn)型 由顯隱性關(guān)系決定 完全由母方?jīng)Q定(大多表現(xiàn)母方性狀)
顯隱性關(guān)系 有 沒有
子代分離比 有一定的分離比 無一定的分離比(可能出現(xiàn)分離)
正反交結(jié)果 相同(伴性遺傳時可有例外) 不同
配子中基因的分配方式 減半均分 隨機分配
基因突變 頻率低，不一定表現(xiàn)出來 頻率高，突變的一定要表現(xiàn)出來
遺傳信息傳遞方式 中心法則
遺傳自主性 全自主 半自主（受核基因控制）
轉(zhuǎn)錄翻譯系統(tǒng) 各自獨立
轉(zhuǎn)錄場所 細胞核 線粒體和葉綠體
翻譯場所 細胞質(zhì)中的核糖體 線粒體和葉綠體中的核糖體
對性狀的控制 控制全部性狀 僅控制線粒體和葉綠體的少量性狀


5.35細胞質(zhì)遺傳與伴性遺傳的比較
細胞質(zhì)遺傳 伴性遺傳
伴X遺傳 伴Y遺傳
遺傳 方式 母系遺傳 孟德爾遺傳(分離定律) 只在雄性 個體中傳遞
基因 位置 線粒體上 葉綠體上 X染色體上 Y染色體上
正反 交結(jié) 果 不一致。示例：紫茉莉枝條葉色遺傳 不一致。示例：果蠅眼色遺傳 ①與X不同源時，無正反交。 ②與X同源時，正反交結(jié)果不一致。
遺傳 特點 母親傳給子女 父親傳給女兒，母親傳給子女 父親傳給兒子
應(yīng)用 確定母子、母女關(guān)系 遺傳咨詢、遺傳病預(yù)防 確定父子關(guān)系
5.36生物變異的類型
可遺傳的變異 不遺傳的變異
基因變異 染色體變異
基因突變 基因重組 結(jié)構(gòu)變異 數(shù)目變異
變異的本質(zhì) 基因結(jié)構(gòu)改變 基因重新組合 染色體結(jié)構(gòu)異常 染色體數(shù)目異常 環(huán)境改變 （遺傳物質(zhì)不改變）
遺傳情況 按一定方式遺傳和表現(xiàn) 不遺傳
鑒別方法 觀察、雜交、測交 觀察、染色體檢查 改變環(huán)境條件
意義 產(chǎn)生新基因，為基因重組和進化提供素材 產(chǎn)生新基因型 產(chǎn)生新品種 關(guān)系人類遺傳健康 關(guān)系人類遺傳健康。植物多倍體能改良植物性狀。 改變環(huán)境條件，也能影響性狀
應(yīng)用價值 誘變育種 遺傳病篩查 雜交育種 遺傳病篩查 遺傳健康 遺傳病篩查 單倍體育種 多倍體育種 改變環(huán)境條件，獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。
聯(lián)系


5.37基因突變
基 因 突 變 本質(zhì) 堿基對替換 點突變。一對堿基被另一對堿基取代
堿基對增添 移碼突變。插入點處編碼堿基后移；缺失點處編碼堿基前移
堿基對缺失
發(fā)生 時期 細胞分裂（有絲分裂、減數(shù)分裂）的DNA復(fù)制時
類型 體細胞突變 發(fā)生在胚胎發(fā)育過程中，發(fā)生的越晚對個體影響越晚（小）。
配子突變 發(fā)生在配子形成時，影響個體的一生。
突變因素 生理因素 輻射 激光 溫度
化學(xué)因素 秋水仙素 亞硝酸 堿基類似物
生物因素 病毒 某些細菌
特點 普遍性 小致病毒大到人類均發(fā)生基因突變。分自然突變和人工誘變。
隨機性 隨機發(fā)生，在個體發(fā)育的整個階段都可發(fā)生。
低頻性 高等生物的突變頻率在10-5—10-8之間
有害性 大多有害，少量有利，有的突變是中性的。生物的長期進化中已形成了對環(huán)境的適應(yīng)，再突變一般有害。
不定向性 （多向性） 產(chǎn)生等位基因或復(fù)等位基因 產(chǎn)生非等位基因 顯性突變：A—→a 隱性突變：a—→A回復(fù)突變：A a
突變后果 點突變 同義突變：突變前后密碼子同義。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)不變。
錯義突變：編碼的氨基酸改變，一種氨基酸被另一種氮基酸取代
無義突變：突變后的密碼子為終止碼。使合成提前終止。
移碼突變 引起一系列氨基酸的改變。導(dǎo)致肽鏈延長或縮短或無法終止。
表現(xiàn)形式 形態(tài)突變型 外形改變：人類白化、果蠅白眼、葡萄無籽……
致死突變型 引起個體死亡或配子死亡：植物的白化等
條件致死型 在一定條件下致死：T4噬菌體溫敏型在25℃時存活，42℃時死亡
生化突變型 無形態(tài)效應(yīng)，但生化功能改變：微生物的營養(yǎng)缺陷型
應(yīng)用 自然突變的應(yīng)用 利用白化動物培育白化新品種；利用芽突變培育無籽品種等。
誘變育種 概念：利用理化因素處理植物或微生物，產(chǎn)生突變，選育新品種 特點：供試材料多，有用突變少，有盲目性，適于植物和微生物
5.38基因重組








5.39基因突變與基因重組的比較
基 因 突 變 基 因 重 組
發(fā)生后的結(jié)果 形成新基因（等位基因或復(fù)等位基因） 形成新的基因型
發(fā)生的時期 減數(shù)分裂或有絲分裂時的DNA復(fù)制時 減數(shù)分裂的第一次分裂時
本質(zhì)原因 堿基對的改變(替換、增添、缺失) 非姐妹染色單體的交叉互換 同源染色體的分離
特 點 低頻性、偶然性、多向性、無規(guī)律 高發(fā)性、必然性、多樣性、有規(guī)律
關(guān) 系 基因突變?yōu)榛蛑亟M提供材料 基因重組使突變的基因以多種形式傳遞
5.40染色體結(jié)構(gòu)變異
缺失 重復(fù) 倒位 易位
圖示
效應(yīng) 人類的貓叫綜合征（5號染色體部分缺失） 果蠅的棒眼(小眼數(shù)目減少。X染色體某一區(qū)段重復(fù)) 一般無效應(yīng)，但是 大段倒位導(dǎo)致不育 一般無效應(yīng)，但雜合子易位常伴有不同程度的不育
5.41染色體數(shù)目變異
類別 名稱 染色組 構(gòu)成 事例
個別染色體數(shù)目增減（非整倍體） 單體 2N－1 AA—1（abcd）（abc） 唐氏綜合征（XO）
雙單體 2N—1—1 AA—1，AA—1（abc-）（ab-d）
缺體 2N—2（1） AA—1，AA—1（abc-）（abc-）
三體 2N＋1 AA＋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＋1 AA＋1， AA＋1（abcd）（abcd）（cd）
染色體數(shù)目成倍增減 （整倍體） 單倍體 1或多個 1個（abcd）或多個（abcd） 蜜蜂的雄蜂
二倍體 2N AA（abcd）（abcd） 人 果蠅 豌豆
多倍體 同源三倍體 3N AAA（abcd）（abcd）（abcd） 香樵 三倍體西瓜
同源四倍體 4N AAAA 4個（abcd） 蔓陀羅
異源四倍體 4N AABB 2個（abcd）2個（opqr） 棉花 煙草 油菜
異源六倍體 6N 2個（abcd） AABBCC 2個（opqr） 2個（wxyz） 普通小麥
異源八倍體 8N 4個（abcd） 4個（wxyz） 異源八倍體小黑麥
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








5.43三體（AAa）的自交分析










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
染色 體組 一個正常配子所含的染色體數(shù)叫一個染色體組，用N表示。 不含同源染色體，含有一整套完整的基因 減數(shù)分裂 果蠅 N=4
單倍體 體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)的個體 ①可能含一個或幾個染色體組 ②二倍體和奇數(shù)多倍體的單倍體高度不育 ③偶數(shù)多倍體的單倍體可育 單性生殖 （可自然形成和通過花藥離休培養(yǎng)形成） 雄蜂 N=16 單倍體水稻 N=12 （或2N=24）
同源 多倍體 具有三個以上相同染色體組的個體 ①莖稈粗壯，葉、果實和種子變大 ②糖類、蛋白質(zhì)含量多 ③生長變慢，成熟推遲，育性降低 ①由染色體加倍形成 ②由已加倍的多倍體與原來的二倍體雜交形成 ①四倍體西瓜 4N=44 ②三倍體西瓜 3N=33
異源 多倍體 兩個或兩個以上物種雜交后經(jīng)染色體加倍后形成的個體 遠緣雜交 具有兩個物種的特性 先種間雜交 后染色體加倍 （自然或人工） 普通小麥 6N=42 小黑麥（8N=56）

5.45普通小麥（異源六倍體）的自然形成途徑















5.46單倍體育種

























5.47多倍體育種














5.48利用遺傳學(xué)原理的育種總結(jié)
育種類型 原理 方法 優(yōu)點 缺點
基因 育種 雜交育種 基因的分離 連續(xù)自交與選擇 實現(xiàn)優(yōu)良組合 豐富優(yōu)良品種 育種年限長 不易發(fā)現(xiàn)優(yōu)良性狀
基因的重組
基因工程育種 轉(zhuǎn)基因 定向、打破隔離 可能有生態(tài)危機
改造原來基因 定向改造 結(jié)果難料
誘變育種 基因突變 誘變與選擇 提高突變率 供試材料多
染色體 育 種 單倍體育種 染色體 數(shù)目變異 花藥離體培養(yǎng) 秋水仙素處理 性狀純合快 縮短育種年限 需先雜交 技術(shù)復(fù)雜
多倍體育種 秋水仙素處理 器官大，營養(yǎng)多 發(fā)育遲緩結(jié)實率低
細胞工程育種 細胞融合 細胞全能性 細胞融合 植物組織培養(yǎng) 打破種間隔離 創(chuàng)造新物種 結(jié)果難料
5.49人類的遺傳病
分類 病列 特點
基因 遺傳病 單基因 遺傳病 顯性遺傳病 并指 軟骨發(fā)育不全 抗VD佝僂病(X) 連續(xù)遺傳
隱性遺傳病 白化 血友病(X) 先天性聾啞 苯丙酮尿癥 進行性肌營養(yǎng)不良(X) 隔代遺傳 近親結(jié)婚發(fā)病率高
多基因遺傳病 唇裂 無腦兒 原發(fā)性高血壓 青少年型糖尿病 家庭性肥胖 家庭聚集現(xiàn)象 易受環(huán)境影響
染色體 遺傳病 結(jié)構(gòu)異常 缺失 貓叫綜合征(5號染色體部分缺失) 后果嚴重 (死胎 流產(chǎn))
數(shù)目異常 常染色體病 個別減少 單體 缺體
個別增多 21三體 13三體
性染色體病 個別減少 特納氏綜合征(XO) 性別異常 不孕不育
個別增多 XXY XXX XXXY
細胞質(zhì)遺傳病 線粒體肌病 母系遺傳
5.50人類遺傳病的預(yù)防(優(yōu)生)
措施 原理 方法
禁止近親結(jié)婚 減少隱性基因純合的概率 直系血親和三代以內(nèi)旁系血親禁婚（法律約束）
進行遺傳咨詢 利用遺傳學(xué)原理進行生育指導(dǎo) ①了解家庭病史 ②分析傳遞方式 ③推算發(fā)病風(fēng)險 ④提出防治對策
提倡適齡生育 減少突變的發(fā)生 避免低齡（<20歲）生育和高齡（>40歲）生育
實施產(chǎn)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
5.51自然選擇學(xué)說與現(xiàn)代進化理論的比較
自然選擇學(xué)說 現(xiàn)代進化理論
主要內(nèi)容 ①過度繁殖：為自然選擇提供更多材料，引起和加劇生存斗爭。 ②生存斗爭：繁殖過剩導(dǎo)致生存危機。是自然選擇的過程，是生物進化的動力。 ③遺傳變異：變異普遍而不定向，好的變異可通過遺傳積累和放大。 ④適者生存：適者生存不適者淘汰，決定了進化的方向。 ①種群是生物進化的單位：種群是生物存在的基本單位，是“不死”的，基因庫在種群中傳遞和保存。 ②生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變③突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料 ④自然選擇決定進化的方向 ⑤隔離導(dǎo)致物種形成
核心觀點 ①自然選擇過程是適者生存不適者被淘汰的過程 ②變異是不定向的，自然選擇是定向的 ③自然選擇過程是一個長期、緩慢和連續(xù)的過程 ①生物進化是種群的進化。種群是進化的單位 ②進化的實質(zhì)是改變種群基因頻率 ③突變和基因重組、自然選擇與隔離是生物進化的三個基本環(huán)節(jié)
意義 ①能科學(xué)地解釋生物進化的原因 ②能科學(xué)地解釋生物的多樣性和適應(yīng)性 ③為現(xiàn)代生物進化理論奠定了理論基礎(chǔ) ①科學(xué)地解釋了自然選擇的作用對象是種群不是個體 ②從分子水平上去揭示生物進化的本質(zhì)
5.52達爾文進化理論的三個原則與群體遺傳學(xué)















5.53種群、基因庫、基因頻率、基因型頻率









5.54常染色體上基因頻率和基因型頻率的計算與關(guān)系
設(shè) 有N個個體的群體中有A和a一對等位基因在常染色體上遺傳，其可能的基因型有三種：AA、Aa、aa，如果群體有 n1AA+n2Aa+n3aa個個體，則n1+n2+n3=N。于是






而D+H+R=1，由于AA個體有兩個A基因，Aa個體只有1個A基因；aa個體有兩個a基因，Aa個體只有1個a基因。因而




而p+q=1。公式④、⑤表示基因頻率與基因型頻率間的關(guān)系。
例 中國漢族人中PTC（笨硫脲）償味能力分布如下表（T對t不完全顯性）
表現(xiàn)型 基因型 人數(shù) 基因型頻率 基因
T t
完全償味者 償味雜合體（弱） 味盲 TT Tt tt （n1）490 （n2）420 （n3）90 (D)0.49 (H)0.42 (R)0.09 980 420 420 180
合計 1000 1 1400 600
則 T基因的頻率為
或
t基因的頻率為
或

5.55遺傳平衡定律
如果一個群體滿足以下條件：




那么這個群體中的各等位基因頻率和基因型頻率在一代一代的遺傳中保持平衡（不變）。這就是遺傳平衡定律。
例 如果某群體中最初的基因型頻率是YY（D）=0.10，Yy（H）=0.20，yy（R）=0.70。
則這個群體的配子頻率(配子頻率)是

于是，下一代的基因型頻率是




即子代的基因型頻率是 YY=p2=0.04 Yy= 2pq=2×0.16=0.32 yy= q2=0.64
由此可知，該代的基因頻率是

與上代的基因頻率達到平衡。可以計算，下代的基因型頻率與上代相等，即
YY=p2=0.04 Yy= 2pq=2×0.16=0.32 yy= q2=0.64
至此，基因型頻率也達到平衡。
綜上所述，對于一個大的群體中的等位基因A和a，當(dāng)A基因頻率為p，a基因頻率為q時，
有
這個群體的基因型頻率是



于是有


5.56性染色體上基因頻率和基因型頻率的計算
如果一對等位基因A、a位于X染色體上，在隨機交配的條件下，達到平衡時，有








由此可知，









例 在人群中調(diào)查發(fā)現(xiàn)男性色盲患者是7%，求（1）色盲基因（Xa）和它的等位基因（XA）的頻率。
（2）女性的基因型頻率。（3）下一代的基因頻率。
解：（1）求基因頻率：
Xa基因的頻率：
q＝男性個體的基因型頻率＝男性個體的表現(xiàn)型頻率＝女性個體的Xa基因頻率＝7%＝0.07。
XA基因的頻率：
p＝1－q＝1－0.07＝0.93
（2）求女性的基因型頻率：
XAXA＝p2＝0.93×0.93＝0.8649
XAXa＝2pq＝2×0.93×0.07＝0.1302
Xa Xa＝q2＝0.07×0.07＝0.0049
（3）求下一代的基因頻率
下一代的基因頻率＝上一代的女性中基因的頻率，即






5.57突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料















5.58選擇的類型











5.59自然選擇決定生物進化的方向

5.60改變生物種群基因頻率的因素




5.61突變與選擇的關(guān)系



5.62隔離的類型









5.62物種形成的方式





5.63現(xiàn)代生物進化理論的核心
























第六單元 生物與環(huán)境
6.1生態(tài)因子的組成







6.2非生物因子的作用
















































6.2生物種間關(guān)系比較

























6.2生態(tài)因子作用的一般特征

















6.3種群的一般特征
種群特征 主要內(nèi)容
種群密度 概念：單位空間內(nèi)的某種群的個體數(shù)調(diào)查方法： ①標志重捕法 種群密度＝ ②隨機取樣法 取樣→計數(shù)→計算 種群密度＝各樣方中數(shù)量的均值
出生率與死亡率 出生率＝ 出生率＝ 增長率＝出生率－死亡率 A類生物：農(nóng)作物 人類 大型哺乳類 存活曲線 B類生物：水螅 一些鳥類 C類生物：青蛙 魚類 草本植物
年齡組成 增長型 穩(wěn)定型 衰退型
性別比例 雌雄比等于1 大于1 小于1
遷移 遷入 遷出

6.4種群數(shù)量變化規(guī)律




































6.5群落的概念及結(jié)構(gòu)










6.6生態(tài)系統(tǒng)的概念及分類












6.7生態(tài)系統(tǒng)的成分
成分 構(gòu)成 作用（主要生理過程） 營養(yǎng)方式
非生物 成 分 非生物的物質(zhì) 和 能 量 光、熱、水、土、氣 為生物提供物質(zhì)和能量
生物成分 生產(chǎn)者 綠色植物、光合細菌、 化能合成細菌 將無機物轉(zhuǎn)變成有機物 （光合作用 化能合成作用） 自養(yǎng)型
消費者 動物、寄生微生物、 根瘤菌 消費有機物（呼吸作用） 異養(yǎng)型
分解者 腐生微生物、蛔蟲 分解動植物遺體（呼吸作用）
6.7典型生態(tài)系統(tǒng)的特點比較
生態(tài)系統(tǒng)類型 主要的環(huán)境因素 主要生產(chǎn)者 主要消費者 特點及作用
森林生態(tài)系統(tǒng) 水 溫度 土壤 主要是喬木 樹棲哺乳類、鳥類等 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 具有多種生態(tài)功能
草原生態(tài)系統(tǒng) 限制因素：水 主要是草本植物 奔跑類 種群和群落變化劇烈 畜牧基地 調(diào)節(jié)氣候 防止風(fēng)沙
海洋生態(tài)系統(tǒng) 水、鹽等 微小的浮游植物 微小的浮游動物到大型哺乳動物極其多樣 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 資源豐富 調(diào)節(jié)全球氣候
濕地生態(tài)系統(tǒng) 水 水生、陸生植物 鳥類、昆蟲、水生動物 生態(tài)類型多樣 動植物資源豐富 防洪抗旱
農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng) 人 農(nóng)作物 農(nóng)業(yè)害蟲 人的作用很關(guān)鍵 群落結(jié)構(gòu)單一
城市生態(tài)系統(tǒng) 人 草地、綠化帶 人 能量生產(chǎn)不足 對其他生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生強烈干擾

6.8生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)










6.8生態(tài)系統(tǒng)的能量流動






























6.9生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)










































6.10能量流動和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系









6.11生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性




















6.12生物圈及其穩(wěn)態(tài)









6.12全球環(huán)境問題

6.12酸雨的成因與危害





6.13生物多樣性









化學(xué)元素

必需元素

大量元素

有害元素

微量元素

基本元素：C、H、O、N


主要元素：C、H、O、N、P、S


最基本元素：C


非必需元素

無害元素

C、H、
O、N、
P、S、
K、Ca、
Mg

Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo等


Al、Si等


Pb、Hg等


不同種生物體中化學(xué)元素的組成特點

元素種類大體相同

C、H、O、N四種元素含量最多

元素含量差異很大

統(tǒng)一性

組成生物體的化學(xué)元素，在無機自然界中都能找到

差異性

組成生物體的化學(xué)元素，在生物體和無機自然界中含量差異很大

C、H、O、N、S

氨基酸

肽鏈

基本成分

C、H、O、N、P、Fe、Cu……

離子和（或）分子

其它成分

蛋白質(zhì)

R

NH2

COOH

H

C

選擇透過性膜的特點

三個通過

水

自由通過

可以通過

不能通過

被選擇的離子和小分子

其它離子、小分子和大分子

物質(zhì)交換

大分子、顆粒

內(nèi)吞

外排

離子、小分子

自由擴散

主動運輸

親脂小分子
高濃度——→低濃度
不消耗細胞能量（ATP）

離子、不親脂小分子
低濃度——→高濃度
需載體蛋白運載
消耗細胞能量（ATP）

膜的流動性

膜的流動性、膜融合特性

原理

G1

S

G2

M

周期性細胞

G0期（暫不增殖）

終端分化細胞

衰老

死亡

形態(tài)結(jié)構(gòu)特化

新陳代謝改變

生理功能專一

分裂能力喪失

已分化細胞

形態(tài)結(jié)構(gòu)不同

生理功能不同

代謝活動不同

基因表達不同

不同種類細胞

體細胞

生殖細胞（如卵細胞、花粉）

分化程度越低全能性越高，分化程度越高全能性越低

分化程度高，全能性也高

分化程度最低（尚未分化），全能性最高

受精卵

細胞

絕大多數(shù)細胞

少數(shù)細胞

未分化

分化

衰老

死亡

干細胞

癌細胞

分裂

分裂

干細胞特點：（無限增殖）
既分裂也分化

癌細胞特點：（無限增殖）
只分裂不分化

異常分化

癌變

（永生）

癌細胞的特點

無限分裂增殖

形態(tài)結(jié)構(gòu)變化

細胞物質(zhì)改變

正常功能喪失

新陳代謝異常

引發(fā)免疫反應(yīng)

扁平梭形

球形

成纖維細胞癌變

如癌細胞膜糖蛋白減少，細胞黏著性降低，易轉(zhuǎn)移擴散。
癌細胞膜表面含腫瘤抗原，肝癌細胞含甲胎蛋白等

如線粒體功能障礙，無氧供能

可移植在異種生物體內(nèi)生長，形成癌瘤

可以種間移植

主要是細胞免疫

永生細胞

水酶色核透
（水煤色黑透）

助
記
詞

水分減少，細胞萎縮，體積變小，代謝減慢

水少

酶低

色累

酶的活性降低

色素積累，阻礙細胞內(nèi)物質(zhì)交流和信息傳遞

核大

細胞核體積增大，染色體固縮，染色加深

透變

細胞膜通透性改變，物質(zhì)運輸功能降低

細
胞
死
亡

病理性死亡（細胞壞死）

程序性死亡（細胞凋亡）

環(huán)境因素突變

病原體入侵

正常生命需要

動物變態(tài)

花兒凋謝

極體消失

大部分淋巴細胞死亡

蝌蚪尾部消失

花瓣凋萎

膜

生物膜系統(tǒng)

生物膜

功能上的聯(lián)系

組成細胞的膜的總稱

化學(xué)組成相似

基本結(jié)構(gòu)相同

結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系

直接聯(lián)系

間接聯(lián)系

核外膜——內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜——胞膜

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜——線粒體外膜（或相依）

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜—膜泡—高爾基體膜—膜泡—胞膜

分泌作用

胞飲作用

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-高爾基體-細胞膜

細胞膜-溶酶體

相互配合
協(xié)調(diào)工作

細胞膜、核膜及具膜細胞器構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體系

結(jié)構(gòu)上緊密聯(lián)系

功能上相互依存

生理作用

研究意義

為細胞提供穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境
進行物質(zhì)運輸、能量交換、信息傳遞

為化學(xué)反應(yīng)提供場所

將細胞分隔成功能小區(qū)

細胞膜

工業(yè)上

淡化海水，處理污水

研究抗寒、抗旱、耐鹽機理

人造膜材料代替病變器官

農(nóng)業(yè)上

醫(yī)藥上

概念

概念

你知道嗎

細胞分裂產(chǎn)生新細胞
細胞分化產(chǎn)生新細胞類型
基因突變產(chǎn)生新基因
基因重組產(chǎn)生新基因型
生殖隔離產(chǎn)生新物種

植
物
細
胞
工
程

細
胞
工
程

植物酶TPP⑤5q組織培養(yǎng)

離體的
植物器官
組織或細胞

愈傷
組織

根
芽

植
物
體

脫分化

再分化

植物體細胞雜交

植 物
細胞A

植 物
細胞B

去壁

融合

雜種細胞

組織培養(yǎng)

動
物
細
胞
工
程

動物組織

單個細胞

原代培養(yǎng)

傳代培養(yǎng)

動物細胞培養(yǎng)

胚胎移植

動物細胞融合

動物細胞A

動物細胞B

雜種細胞

細胞培養(yǎng)

融合

篩選

核移植

單克隆抗體

免疫小鼠


小鼠骨髓瘤細胞

小鼠B細胞


提取抗體


融合細胞


雜交瘤細胞


提取

融合

篩選

體內(nèi)
培養(yǎng)

體外
培養(yǎng)

你知道嗎

動物細胞培養(yǎng)代數(shù)與取材有關(guān)
細胞來源 可傳代數(shù)
人胎兒細胞成人細胞 50代20代
小鼠 烏龜 14—28代 90—125代


你知道嗎

細胞——生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位
葡萄糖——組成多糖的基本單位
氨基酸——組成蛋白質(zhì)的基本單位
核苷酸——組成核酸的基本單位
基因——控制生物性狀的基本單位
種群——生物生存和進化的基本單位


蛋白質(zhì)類酶

ＲＮＡ類酶

單純酶

復(fù)合酶

僅含蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)

輔助因子

離子

有機物

輔酶

NADP(輔酶Ⅱ)
B族維生素
生物素(羧化酶的輔酶)


RNA

端粒酶含RNA

唾液淀粉酶含Cl?
細胞色素氧化酶含Cu2+
分解葡萄糖的酶含Mg2+

如胃蛋白質(zhì)酶

酶

存在于低等生物中，將RNA自我催化。對生命起源的研究有重要意義。

(蛋白質(zhì)本質(zhì))

(核酸本質(zhì))

A

B

C

D

酶1

酶2

酶3

終產(chǎn)物

……

酶4

酶n

酶

酶

神經(jīng)傳導(dǎo)和生物電
肌肉收縮
吸收和分泌
合成代謝
生物發(fā)光

光合作用的暗反應(yīng)
細胞分裂
礦質(zhì)元素吸收
新物質(zhì)合成
植株的生長

植物

動物

ATP ——→ADP＋Pi＋ 能量

酶

色素

分布

分離

（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

作用

吸收傳遞光能

胡蘿卜素

葉黃素

大部分葉綠素a

葉綠素b

吸收轉(zhuǎn)化光能

特殊狀態(tài)的葉綠素a

組成

類胡蘿卜素

葉綠素

葉綠素a
葉綠素b


胡蘿卜素
葉黃素


葉綠體基粒的
類囊體薄膜上

草酰乙酸(C4)

蘋果酸C4

丙酮酸C3

磷酸烯醇式
丙酮酸（C3）

ATP

PEP羧化酶

AMP

NADP+

NADPH

CO2

蘋果酸C4

丙酮酸C3

NADP+

NADPH

CO2

暗反應(yīng)

（CH2O）

葉肉細胞

維管束鞘細胞

C5

關(guān)系

提高光能利用率

延長光合作用時間

增加光合作用面積

提高光合作用效率

控制光照強弱

二氧化碳供應(yīng)

必需礦質(zhì)元素供應(yīng)

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

＝

參與光合作用的能
量中被轉(zhuǎn)移的能量

光能利用率

照在該地面的總的光能

光合作用制造的有機物所含的能量

＝

照在地面上的總能
量中被轉(zhuǎn)移的能量

概念

熱能損失
光能損失→熒光、磷光
光能→電能→化學(xué)能（貯存）

去向

影響光合作用的外界因素

提高光能利用率

增加二氧化碳供應(yīng)

通風(fēng)透光，增施農(nóng)家肥；人工增CO2（溫室）

必需礦質(zhì)元素供應(yīng)

N：
P：
K：糖類的合成和運輸
Mg：葉綠素的成分

ATP、NADP+的成分

控制光照強弱

因地制宜：陽生植物種陽地
陰生植物種陰地
光質(zhì)影響：藍紫光照，蛋白質(zhì)和脂類多
紅光照，糖類增多

延長光合作用時間

提高復(fù)種指數(shù)：改一年一季為一年多季

增加光合作用面積

合理密植
套種（不同時播種）、間作（同時播種）

光

CO2

礦物質(zhì)

水

溫度

半葉法（遮蓋法）

割主葉脈法

同位素標記法

驗證（探索）光合作用需
CO2并放O2、光強的影響

光合作用產(chǎn)生淀粉

驗證（探索）光合
作用中物質(zhì)的轉(zhuǎn)變

打孔法（抽氣法）

密封法

光質(zhì)對光合作用的影響

分光法

可同時使用

滲透吸水

滲透系統(tǒng)

隔著半透膜的兩種溶液構(gòu)成的體系

吸脹吸水

液泡尚未形成或消失
通過親水物質(zhì)的親水性吸水

植物細胞構(gòu)
成滲透系統(tǒng)

原生質(zhì)層

由細胞膜、液泡膜、兩膜之間的細胞質(zhì)構(gòu)成
看作一層半透膜（本質(zhì)是選擇透過性）

兩個系統(tǒng)

①植物細胞與土壤溶液之間構(gòu)成

②每兩個植物細胞之間構(gòu)成

水分的吸收

吸水原理

主要由成熟細胞的中央液泡構(gòu)成滲透系統(tǒng)
通過滲透作用吸水

發(fā)生條件

①具有半透膜

②膜兩側(cè)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

擴散作用

滲透作用

物質(zhì)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

溶劑分子的擴散叫滲透，具備一定條件才能發(fā)生

聯(lián)系

區(qū)別

物質(zhì)由高到低的移動方式，利用物質(zhì)本身的屬性，不需要能量

特指溶劑分子（如水、酒精等）的擴散，需特定的條件

導(dǎo)管運輸

水分的運輸

方向

向上：根—→莖—→葉

動力

蒸騰作用

產(chǎn)生蒸騰拉力

根壓

導(dǎo)致吐水現(xiàn)象

利用

1-5%參與光合作用、呼吸作用等生命活動

水分

散失

絕大部分水分通過蒸騰作用散失

生理意義

蒸騰作用

①根持續(xù)吸水的動力
②物質(zhì)運輸?shù)妮d體
③降低葉片溫度

植物體

水分(10-95%)

干物質(zhì)(5-90%)

有機物

90%

無機鹽

10%

揮發(fā)部分

灰分元素

小部分N

大部分S

全部P

全部金屬元素

C、H、O、N、S形成氣體：
CO2、CO、N2、NH3、H2O和氮氧化物等。
少量硫形成H2S、SO2等。

燃燒

N、P、S、K、
Ca、Mg（6種）

大量元素

微量元素

必需礦質(zhì)元素

Fe、Mn、B、Zn、
Cu、Mo、Cl、Ni

礦質(zhì)元素

Al、Si、Na、I等

非必需礦質(zhì)元素

概念

除C、H、O外
由根系吸收的元素
（N放在礦質(zhì)元素中討論）

非必需元素

必需元素

微量元素

大量元素

植物體

C、H、O

非礦質(zhì)元素

能被再利用的元素

N、P、K、Mg

老葉先受損

不被再利用的元素

Ca、S、B、

缺乏癥

幼葉先受損

吸收

方式

選擇性吸收

載體的種類與數(shù)量

主動運輸

生物固氮

將大氣氮(N2)還原成NH3的過程

概念

意義

②對自然界氮循環(huán)有重要作用
①為綠色植物提供氮素營養(yǎng)

固氮微生物的種類

種 類 固氮原因及條件 代謝類型 常見類型 在生態(tài)系統(tǒng) 中的作用
同 化 異 化
共生固氮類 與豆科植物共生時 異養(yǎng) 需氧 根瘤菌（6種） （大豆、菜豆、豌豆、苜蓿、羽扇豆、三葉草） 消費者 (取食于活的生物體)
自生固氮類 獨立生活 自養(yǎng) 固氮藍藻 (念珠藻) 生產(chǎn)者
異養(yǎng) 圓褐固氮菌 黃色分支桿菌 分解者 (腐生生活)
注意：不同的根瘤菌具有共生專一性。如蠶豆根瘤菌與蠶豆、
豌豆、豇豆共生；大豆根瘤菌只能與大豆共生。

固氮過程

N2＋e＋H+＋ATP————→NH3＋ADP＋Pi

固氮酶

（選學(xué)）

固氮基因（固氮酶）

大氣氮庫（N2）

大氣固氮

工業(yè)固氮

NO3-

氮素化肥

氮鹽

尿素

硝化細菌

分解者

生物固氮

NH3-

NO2-、NO3-

反硝化細菌

N2

遺體

生產(chǎn)者

消費者

脲酶

尿素

脲酶

固氮微生物

N2————→NH3

固氮酶

硝化細菌

NH3——→NO2-、NO3-

酶

反硝化細菌

NO2-、NO3- ——→N2

酶

（N2循環(huán)）

淀粉

葡萄糖

脂肪、某些氨基酸

CO2＋H2O＋能量

肝糖元

肌糖元

氧化

合成

分解

轉(zhuǎn)變

合成

皮下結(jié)締組織、腸系膜

脂肪

儲存

甘油、脂肪酸

CO2＋H2O＋能量

氧化

糖元

轉(zhuǎn)變

分解

蛋白質(zhì)

合成

轉(zhuǎn)變

各種組織蛋白、酶及激素等

新的氨基酸

含氮部分

NH3 尿素

轉(zhuǎn)變

不含氮部分

CO2＋H2O＋能量

糖類、脂肪

分解

轉(zhuǎn)氨基

脫氨基

氨基酸

必需氨基酸

在人和動物體細胞內(nèi)能夠合成的氨基酸

非必需氨基酸

不能在人和動物體細胞內(nèi)合成，只能從
食物中獲得的氨基酸稱為必需氨基酸

種類(8種)

種類

苯丙賴色亮，纈亮蘇甲硫
（本秉賴色亮，謝亮輸賈劉）

12種

概念

概念

苯丙氨酸
賴氨酸
色氨酸
亮氨酸

纈氨酸
異亮氨酸
蘇氨酸
甲硫氨酸

不同種動物有不同的必需氨基酸

助記詞

2C3H6O3

2C2H5OH

2CO2

4[H]

能量

2CH3COCOOH

＋

C6H12O6

②

①

(葡萄糖)

(酒精)

(乳酸)

(丙酮酸)

ATP(少)

熱

總反應(yīng)式

C6H12O6

＋

能量

2C3H6O3

酶

C6H12O6

2C2H5OH

2CO2

＋

酶

能量

＋

總反應(yīng)式

細胞質(zhì)基質(zhì)

線粒體

6CO2

20[H]

C6H12O6

4[H]

能量

6H2O

ATP(少)

熱

C6H12O6

2CH3COCOOH

12H2O

ATP(多)

6O2

能量

熱

呼吸鏈

ATP(少)

熱

能量

2CH3COCOOH

②

①

③

(葡萄糖)

(丙酮酸)

細胞質(zhì)基質(zhì)

線粒體

細胞膜

②

綠色植物
光合細菌

基本類型

新陳代謝類型

兼性厭氧型

異化類型

需氧型

厭氧型

同化類型

自養(yǎng)型

異養(yǎng)型

光能自養(yǎng)型

化能自養(yǎng)型

兼性營養(yǎng)型

酵母菌

有光時：自養(yǎng)生活（進行光合作用，但供氫體不是水，而是有機物）
無光時：異養(yǎng)生活

紅螺細菌

有氧時：有氧呼吸
無氧時：無氧呼吸

硝化細菌

化能合成作用

光合作用

絕大多數(shù)動物，腐生的真菌，大多數(shù)細菌

多數(shù)動植物

一些細菌(如光合細菌，供氫體不是水，不放O2)
蛔蟲等

特殊類型

你知道嗎

科學(xué)發(fā)現(xiàn)：
人們對消化過程的研究發(fā)現(xiàn)了酶
人們對向光性的研究發(fā)現(xiàn)了生長素
人們對溶菌現(xiàn)象的研究發(fā)現(xiàn)了青霉素

原核細胞微生物（單細胞）

細菌

形態(tài)

桿形、球形、螺旋形（弧形）

結(jié)構(gòu)

特殊結(jié)構(gòu)

質(zhì)粒、莢膜、鞭毛、芽孢、

基本結(jié)構(gòu)

細胞壁
細胞膜
細胞質(zhì)（僅有核糖體）
核區(qū)（環(huán)狀DNA）

繁殖

二分裂（有DNA的復(fù)制和平分）

菌落

概念

特征

細菌在固體培養(yǎng)基上繁殖
形成的細菌子細胞群體

大小、形狀、顏色、
光澤度、透明度、硬度等

結(jié)構(gòu)

基內(nèi)絲菌

氣生絲菌

吸收養(yǎng)料—營養(yǎng)

產(chǎn)生孢子—繁殖

分枝狀菌絲

放線菌

對人類的貢獻

產(chǎn)抗生素（次級代謝產(chǎn)物）

分布

土壤、空氣、水中

其它類群

支原體、衣原體（無壁）、（藍藻）

真核細胞微生物

單細胞

多細胞

霉菌

酵母菌

細胞結(jié)構(gòu)

非細胞結(jié)構(gòu)

增殖

病毒

DNA或RNA

結(jié)構(gòu)

囊膜（帶刺突）

蛋白質(zhì)、多糖、脂類組成

衣殼

核酸

核衣殼

（可有）

基本單位：衣殼粒
功能：保護、抗原性

吸附→注入→復(fù)制（核酸）→合成（蛋白質(zhì)）→裝配→釋放

分類

DNA病毒

RNA病毒

蛋白質(zhì)和DNA組成

蛋白質(zhì)和RNA組成

微生物的類群

種類 特點 功能
物理 性質(zhì) 固體培養(yǎng)基 加凝固劑 分離、鑒定
半固體培養(yǎng)基 觀察、保藏
液體培養(yǎng)基 不加凝固劑 工業(yè)生產(chǎn)
化學(xué)成分 合成培養(yǎng)基 成分明確 分類、鑒定
天然培養(yǎng)基 天然成分 工業(yè)生產(chǎn)
用途 選擇培養(yǎng)基 加抑制劑(如青霉素) 加特殊C源或N源 不加某物質(zhì)（如N源） 選擇、分離
鑒別培養(yǎng)基 加指示劑或藥品 鑒別


培養(yǎng)基

種類

營養(yǎng)素

提供碳素營養(yǎng)

水

無機鹽

碳源

無機碳源

有機碳源

CO2、NaHCO3等

糖、脂、石油等

氮源

提供氮素營養(yǎng)

無機氮源

有機氮源

N2、硝酸鹽、銨鹽等

尿素、牛肉膏、蛋白胨等

生長因子

微生物生長不可缺少的微量有機物
（包括維生素、氨基酸、堿基等）

配制原則
（三要原則）

目的要明確

根據(jù)培養(yǎng)種類、培養(yǎng)目的選擇原材料

注意營養(yǎng)物質(zhì)的濃度和比例

營養(yǎng)要協(xié)調(diào)

C/N=4：有利于繁殖；
C/N=3：有利于產(chǎn)谷氨酸

碳氮比最重要

pH要適宜

細 菌：pH=6.5—7.5
放線菌：pH=7.5—8.5
真 菌：pH=5.0—6.0

微生物的營養(yǎng)

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霉菌
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


不斷
產(chǎn)生

代謝產(chǎn)物

微生物的代謝

初級代謝產(chǎn)物

次級代謝產(chǎn)物

微生物自身生長繁殖必需的物質(zhì)

氨基酸、核苷酸、多糖、脂類、維生素

產(chǎn)物

概念

對自身生長繁殖非必需的物質(zhì)

抗生素、毒素、激素、色素

產(chǎn)物

概念

代謝調(diào)節(jié)

或積累
或排除

特點

酶合成調(diào)節(jié)

大腸桿菌

一直存在，只受遺傳控制的酶

組成酶

誘導(dǎo)酶

受環(huán)境中某物質(zhì)的誘導(dǎo)產(chǎn)生

“好酶知時節(jié)，當(dāng)需乃發(fā)生”

分解葡萄
糖的酶

分解乳
糖的酶

酶活性調(diào)節(jié)

通過改變酶的催化活性，來調(diào)節(jié)代謝速率

概念

負反饋：酶催化的產(chǎn)物增多抑制酶的活性

原理

谷氨酸脫氫
酶受谷氨酸
產(chǎn)量的調(diào)節(jié)

同時存在
密切配合
協(xié)調(diào)作用

代謝的人工控制

改變遺傳特性

基因誘變

高產(chǎn)賴氨酸的黃色短桿菌

轉(zhuǎn)基因

基因工程人胰島素

控制發(fā)酵條件

改變細胞膜的通透性，即時輸出代謝產(chǎn)物，解除對酶的抑制

微生物群體
生長的規(guī)律

時期 特點 作用
調(diào)整期 菌體不增殖，代謝活躍，體積增大
對數(shù)期 以2n形式增長，代謝旺盛 作菌種和科研材料
穩(wěn)定期 生死平衡，活菌數(shù)最多，芽孢形成 收獲菌體和代謝產(chǎn)物
衰亡期 死亡加速，形態(tài)多樣，細胞裂解


影響微生物生
長的環(huán)境因素

溫度

pH

氧

最適生長溫度：25—37℃

（最適pH見前）

超過：蛋白質(zhì)和核酸不可逆破壞

超過：影響酶活性和細胞膜穩(wěn)定性

需氧或不需氧

微生物的生長

時間

菌體數(shù)目(lg)

0

時間

生長速率

0

k

k

2

d

c

a

b

d

c

a

b

生長速率＝繁殖率—死亡率

注意

a：調(diào)整期
b：對數(shù)期
c：穩(wěn)定期
d：衰亡期

說明

概念

內(nèi)容

采用現(xiàn)代工程技術(shù)手段，利用微生物某些特定功能，為人類生產(chǎn)有用產(chǎn)品；
或者直接把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程的一種新技術(shù)。

菌種選育

培養(yǎng)基配制

滅菌

擴大培養(yǎng)與接種

基因誘變——傳統(tǒng)，常用。
基因工程————————
細胞工程——細胞融合

（三要原則）
一般步驟：配制調(diào)→pH→分裝→滅菌

嚴格殺滅培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備中的各種微生物，保證菌種是單一純種

選育的良種要經(jīng)多次擴大培養(yǎng)，才能滿足大規(guī)模生產(chǎn)需要

分離提純產(chǎn)品

代謝產(chǎn)物

菌體本身

過濾、沉淀等方法分離

蒸餾、萃取、離子交換等方法提取

發(fā)酵過程

①檢測菌體數(shù)目和產(chǎn)物濃度。
②添加培養(yǎng)基組成。
③嚴格控制發(fā)酵條件（溫度、pH、溶氧、通氣量、轉(zhuǎn)速）

應(yīng)用

食品工業(yè)上的應(yīng)用

生產(chǎn)抗生素、維生素、動物激素、氨基酸、核苷酸等

醫(yī)藥工業(yè)上的應(yīng)用

生產(chǎn)傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品

啤酒、果酒、食醋等

生產(chǎn)食品添加劑

酸味劑、鮮味劑、甜味劑、色素

開發(fā)人類新食源

單細胞蛋白、真菌蛋白等新食品

發(fā)酵工程

改變原來基因
轉(zhuǎn)基因

工程菌（工程細胞）

應(yīng)用

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(huán)境的適應(yīng)性

生長素

發(fā)現(xiàn)

主要在葉原基、嫩葉和發(fā)育的種子

產(chǎn)生

大多集中在胚芽鞘、分生組織、形成層及發(fā)育的種子和子房

分布

（略）

運輸

只能由形態(tài)學(xué)上端向形態(tài)學(xué)下端運輸，不能倒過來運輸

10-10

10-8

10-6

10-4

10-2

1

濃度/mol·L-1

0

促進生長

抑制生長

根

芽

莖

兩重性

赤霉素

細胞分裂素

脫落酸

乙烯

促進生長

存在于分裂部位。促進細胞分裂、分化

促進葉片脫落

促進果實成熟

其他激素

植物激素調(diào)節(jié)

生理作用

既能促進生長，又能抑制生長
既能促進發(fā)芽，又能抑制發(fā)芽
既能保花保果，又能疏花疏果

促進生長

抑制生長

取決于生長素濃度
植物的器官的種類

生長素類似物

浸泡插枝下端

促進插枝生根

促進果實發(fā)育

防止落花落果

無籽番茄

涂抹未受粉柱頭

噴灑植株（棉花）

保蕾保鈴

涂抹未受粉柱頭

發(fā)根增多

抑制

促進

抑制頂端優(yōu)勢

疏花疏果

除草

激素調(diào)節(jié)

內(nèi)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(fā)育和調(diào)節(jié)其合成與分泌
促性腺激素 促進性腺生長發(fā)育和調(diào)節(jié)其合成與分泌
生長激素 促進生長，主要促進骨生長和蛋白質(zhì)合成
催乳素 促進乳腺發(fā)育與泌乳及嗉囊分泌鴿乳
甲狀腺 甲狀腺激素 促進新陳代謝(促進氧化分解)、促進生長發(fā)育(包括神經(jīng))、提高神經(jīng)系統(tǒng)興奮性
腎上腺 腎上腺素 升血糖(促進肝元糖分解)
醛固酮 促進腎小管吸Na+泌K+
胰 島 A細胞 胰高血糖素 升血糖(強烈促進肝元糖分解和非糖轉(zhuǎn)化）
B細胞 胰島素
性 腺 睪丸 性 激 素 雄激素 促進雄性生殖器官的發(fā)育和精子生成， 激發(fā)并維持雄性第二性征
卵巢 雌激素 促進雌性生殖器官的發(fā)育和卵子生成， 激發(fā)并維持雌性第二性征， 激發(fā)并維持正常性周期
卵巢 孕激素 促進子宮內(nèi)膜和乳腺生長發(fā)育， 為受精卵著床和泌乳準備條件


激素的種類和作用

人和高等動物的體液調(diào)節(jié)

調(diào)節(jié)內(nèi)分泌的中樞

下丘腦

反饋調(diào)節(jié)

激素分泌的調(diào)節(jié)

其他化學(xué)物質(zhì)的調(diào)節(jié)

如CO2對呼吸頻率的調(diào)節(jié)等

相關(guān)激素間的作用

協(xié)同作用

增強效應(yīng)

甲狀腺激素
生長激素

胰島素
胰高血糖素

拮抗作用

對抗效應(yīng)

寒冷緊張

促甲狀腺激素釋放激素

促甲狀腺激素

甲狀腺激素

下丘腦

垂體

甲狀腺

(＋)

(－)

(＋)

(－)

增加去路

促進肝(肌)糖元合成
促進葡萄糖氧化分解
促進轉(zhuǎn)變成脂肪

減少來源

抑制肝糖抑制元分解
抑制非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化

降血糖

其它激素

基本方式

反射

由神經(jīng)系統(tǒng)對體內(nèi)外刺激所作的規(guī)律性反應(yīng)

概念

結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

神經(jīng)中樞

感受器

傳入神經(jīng)

傳出神經(jīng)

效應(yīng)器

反射弧

分類

遺傳獲得的先天性反射

非條件反射

條件反射

生活中學(xué)習(xí)獲得的后天性反射

興奮的傳導(dǎo)

神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)

細胞間的傳導(dǎo)

從興奮點開始

雙向傳導(dǎo)

-

-

-

-

-

-

-

-

+

+

+

+

-

-

-

-

-

-

-

-

+ + + + + + + +

+ + + + + + + +

-

-

-

-

+ + + + + + + +

+ + + + + + + +

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

+

+

+

+

-

-

-

-

-

-

-

-

刺激

單向傳導(dǎo)

由前一個神經(jīng)元傳向后一個神經(jīng)元

傳導(dǎo)方向

高級神經(jīng)
中樞的調(diào)節(jié)

高級神經(jīng)中樞

大腦皮層

驅(qū)體運動中樞

中央前回

交叉支配

左側(cè)中樞支配右側(cè)驅(qū)體
右側(cè)中樞支配左側(cè)驅(qū)體

倒置投射

頂部中樞支配足部運動
顳部中樞支配頭部運動

運動性失語

感覺性失語

語言中樞

運動性語言中樞(說話中樞)

感覺性語言中樞(聽話中樞)

S區(qū)

H區(qū)

神經(jīng)調(diào)節(jié)

神經(jīng)調(diào)節(jié)與行為

激素調(diào)節(jié)與行為

求偶行為

照顧幼仔行為

催乳素

性激素

影響活動、食欲等

甲狀腺激素

先天性行為

趨性

對環(huán)境刺激的定向反應(yīng)

本能

由一系列非條件反射
按順序連鎖發(fā)生構(gòu)成

非條件反射

膝跳反射、搔扒反射
吸吮反射、眨眼反射

后天性行為

印隨

模仿

條件反射

判斷推理

決定性作用

生活體驗和學(xué)習(xí)

動物行為產(chǎn)生的生理基礎(chǔ)

穩(wěn)
態(tài)

概念

內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì)
保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)

(包括pH、參透壓、溫度、血糖濃度等等)

體液

細胞內(nèi)液

細胞外液

血漿

淋巴

內(nèi)環(huán)境

物質(zhì)交換

廢物、CO2

養(yǎng)料、O2

細胞液

組織液

內(nèi)環(huán)境與物質(zhì)交換

NaHCO3

H2CO3

乳酸

＋

Na2CO3


＋

緩沖物質(zhì)

緩沖物質(zhì)

血漿中酸性物質(zhì)增多時

血漿中堿性物質(zhì)增多時

多余的NaHCO3
由腎臟排出體外

多余的H2CO3
生成CO2和H2O

pH的相對穩(wěn)定

H2CO3增高時

NaHCO3增高時

H2O

來源（mL） 去向（mL）
來自飲水 來自食物 來自代謝 1300 900 300 由腎排出 由皮膚排出 由肺排出 由大腸排出 1500 500 400 100
共計 2500 共計 2500


食物中的Na+

便
Na+

人

體

汗
Na+

尿Na+

皮膚

大腸

腎臟

K+

便K+

消化道中的K+

血K+

組織液中的K+

細胞中的K+

尿K+

食物中的K+

吸收

排出

多吃多排
少吃少排
不吃也排

診斷某些疾病的指標

Na+

水、鈉、鉀的來源與去向

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

大腦皮層

產(chǎn)生渴覺

飲水增加

垂體后葉

抗利尿激素

腎小管、集合管重吸收水

尿量減少

+

釋放

細胞外液滲透壓下降

神經(jīng)調(diào)節(jié)

激素調(diào)節(jié)

腎上腺

直接刺激

血鉀升高

血鈉降低

醛固酮

重吸收Na+

分泌K+

+

+

+

水鹽平衡的調(diào)節(jié)

詠下丘腦

下丘腦 下丘腦
產(chǎn)生激素真不少
通過垂體控性甲
有種激素抗利尿

體溫調(diào)節(jié)是中樞
血糖平衡功不小
水鹽代謝沒有它
什么事都做不了

胰島素
分泌增加

胰高血糖素
分泌增加

血糖升高

血糖降低

（+）

（－）

（+）

（+）

（+）

（+）

（+）

下丘腦某一區(qū)域

胰島A細胞

胰島B細胞

腎上腺

腎上腺素

下丘腦另一區(qū)域

激素調(diào)節(jié)

神經(jīng)調(diào)節(jié)

皮膚

血管收縮

汗腺不排汗

立毛肌收縮

散熱減少

腎上腺

腎上腺素

產(chǎn)熱增加

代謝增強

冷覺感受器

溫覺感受器

炎熱

皮膚

散熱增加

血管擴張

汗腺排汗

下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞

寒冷

下丘腦

垂體

甲狀腺

甲狀腺激素

體溫恒定

免疫概述

概念

機體特殊的保護性生理功能。通過識別“自己”
與“非已”，以維持機體內(nèi)環(huán)境的平衡與穩(wěn)定。

分類

非特異性免疫

第一道防線

皮膚及黏膜的屏障作用

對所有病原體的防御能力

組成

概念

第二道防線

體液中的殺菌物質(zhì)
吞噬細胞的吞噬作用

特異性免疫

第三道防線

對特殊病原體的防御能力

組成

概念

體液免疫

細胞免疫

B細胞

造血干細胞

T細胞

胸腺中的
造血干細胞

增殖分化

增殖分化

血液循環(huán)

大部分死亡

淋巴結(jié) 脾臟 扁桃體

少部分進入

效應(yīng)B細胞

記憶細胞

效應(yīng)T細胞

記憶細胞

抗原刺激后

免疫系統(tǒng)

免疫細胞

吞噬細胞

淋巴細胞

T細胞

B細胞

中樞淋巴組織及器官

骨髓

胸腺

免疫器官

免疫組織

外周淋巴組織及器官

脾臟

扁桃體

淋巴結(jié)

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

概念

能與B細胞受體、T細胞受體及抗體結(jié)合，
具有啟動免疫應(yīng)答潛能的物質(zhì)

性質(zhì)

異物性

機體以外的物質(zhì)。或機體內(nèi)的隔離物質(zhì)或已發(fā)生改變的自身物質(zhì)

特異性

只與相應(yīng)的抗體或效應(yīng)T細胞發(fā)生特異性結(jié)合。取決于抗原決定簇

大分子性

相對分子質(zhì)量大于10000的物質(zhì)。蛋白質(zhì)、脂多糖、多糖等

抗原決定簇

概念

特點

①一種抗原可含有多種抗原決定族
②不同種抗原可含有相同或相似的抗原決定族
③一個B細胞只接受一種抗原決定族的刺激
④每一種抗原決定族只引起產(chǎn)生一種特定的抗體

抗原分子中決定抗原特異性的特殊化學(xué)基團
是免疫細胞識別抗原的重要依據(jù)

概念

B細胞識別抗原后經(jīng)分裂增殖形成的效應(yīng)B細胞所產(chǎn)生的一種球蛋白

特點

①能與相應(yīng)的抗原特異性結(jié)合，從而清除抗原
②存在于血漿、組織液和淋巴中

刺激產(chǎn)生

特異結(jié)合

抗體

抗原

病原體

吞噬細胞

T細胞

B細胞

抗原

抗原

記憶細胞

直接刺激

增殖分化

效應(yīng)B細胞

抗體

再次刺激

增殖分化

病原體再次入侵

抗體與病原體
（抗原）結(jié)合

防止病原體感染
降低病毒侵染力

感應(yīng)階段

反應(yīng)階段

效應(yīng)階段

再次刺激

增殖分化

與宿主細胞密切接觸

增殖分化

宿主細胞裂解死亡

記憶細胞

病原體侵入宿主細胞后

效應(yīng)T細胞

釋放淋巴因子

白細胞介素-2

(+)

宿主細胞溶酶體酶激活

反應(yīng)階段

效應(yīng)階段

細胞免疫

體液免疫

器官特異性自身免疫疾病

病變局限于某一器官

風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎

風(fēng)濕性心臟病

釀膿鏈球菌的一種抗原決定族
與心臟瓣細胞的某種物質(zhì)相似

全身性（系統(tǒng)性）自身免疫疾病

病變見于多種器官和結(jié)締組織

系統(tǒng)性紅斑狼瘡

累及多器官：
關(guān)節(jié)痛、皮膚紅斑、脫發(fā)、白細胞減少

自身免疫疾病

概念

由自身免疫而導(dǎo)致的機體的疾病狀態(tài)。由于自身組織和
細胞不易被清除，機體不斷受攻擊，結(jié)果進入疾病狀態(tài)

導(dǎo)致

自身免疫

免疫系統(tǒng)對自身成分發(fā)生免疫應(yīng)答的現(xiàn)象

遺傳性（先天性）免疫缺陷病

原發(fā)性B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）

概念

機體免疫功能不足或缺乏而引起的疾病

免疫缺陷病

毛細血管擴張、血管通透性增強
平滑肌收縮、腺體分泌增加

全身性過敏反應(yīng)

呼吸道過敏反應(yīng)

消化道過敏反應(yīng)

皮膚過敏反應(yīng)

過敏原

效應(yīng)B細胞

抗體

某些細胞

活性物質(zhì)

再次刺激

再次刺激時釋放

刺激

吸附

概念

已免疫過的機體在再次接觸相同物質(zhì)刺激時所發(fā)
生的以機體生理功能紊亂為主的特異性免疫反應(yīng)

特點

發(fā)作迅速、反應(yīng)強烈、消退較快。無后遺癥、有遺傳傾向和個體差異

過敏反應(yīng)

免疫失調(diào)引起的疾病

免疫預(yù)防

注射抗原

人工主動免疫

滅活死疫苗(脊髓灰質(zhì)炎疫苗)

減毒活疫苗(卡介苗、牛痘苗)

類毒素（白喉疫苗、破傷風(fēng)疫苗）

人工被動免疫

注射抗體

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）

細胞因子制劑（新型制劑）

單抗制劑

免疫治療

輸入免疫物質(zhì)（抗體、胸腺素、淋巴因子）或藥物
調(diào)整病人的免疫功能，從而治療疾病

移植免疫

組織相容性抗原（HLA）是否一致，關(guān)系到器官移植的成敗

免疫學(xué)的應(yīng)用

你知道嗎

缺氧引起腦水腫的原因
①細胞內(nèi)水腫：
供氧不足→ATP減少→胞內(nèi)Na+轉(zhuǎn)運下降→胞內(nèi)滲透壓升高→細胞吸水增加→細胞內(nèi)水腫
②細胞外水腫：
血漿缺氧→毛細血管擴張→通透性升高→血漿物質(zhì)濾出→組織液增多→細胞外水腫

胚囊母細胞(2N)

花粉母細胞(2N)

消失

減數(shù)分裂

萌發(fā)

減數(shù)分裂

胚囊(N)

八核胚囊

發(fā)育

核分裂(3次)

成熟胚囊

核分裂

極核

精子

卵細胞

受精卵

受精極核

珠被

被子植物的有性生殖

生殖的類型

無性生殖

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
孢子生殖 母體產(chǎn)生無性生殖細胞——孢子，由孢子萌發(fā)成新個體 真菌（青霉） 低等植物（衣藻）
營養(yǎng)生殖 高等植物的營養(yǎng)器官（根、莖、葉）與母體脫落后，發(fā)育成新個體 馬鈴薯的塊莖 草莓的匍匐莖
注：植物組織培養(yǎng)是人工進行的植物無性繁殖方式。

概念

由親體產(chǎn)生有性生殖細胞——配子，由配子兩兩結(jié)合
形成合子，再由合子發(fā)育成新個體的過程的生殖方式

孤雌生殖

卵細胞不經(jīng)受精直接發(fā)育成新個體
（蜜蜂的卵細胞直接發(fā)育成雄蜂）

類型

同配生殖

配子形態(tài)大小相同（同型配子）

異配生殖

配子形態(tài)大小不同（大配子和小配子）

卵式生殖

配子形態(tài)大小差別很大，大的稱卵細胞（雌配子），
小的稱精子（雄配子），結(jié)合形成的合子特稱受精卵

幼體

受精卵

成體

雄體

精子

雌體

卵子

胎的發(fā)育

胎后發(fā)育

有性生殖

(2N)

(2N)

(2N)

(N)

花粉(N)

(N)

(2N)

(3N)

珠孔

雙受精

一核消失，一核分裂

初級精母細胞

精原細胞

次級精母細胞

精細胞

精子

精子的形成

復(fù)制

(2N=4)

(2N=4)

(N=2)

(N=2)

(N=2)

卵細胞

第一極體(N=2)

第二極體

復(fù)制

卵原細胞

(2N=4)

初級卵母細胞

(2N=4)

次級卵母細胞

(N=2)

(N=2)

(N=2)

卵細胞的形成

有性生殖細胞的形成

一種卵細胞

一種類型

一種類型

共兩種精子

A

A‘

B

B‘

B‘

B‘

AB‘

A‘B

B

B

A‘

A‘

A

A

A

A‘

B

B‘

B

B

B

B‘

B‘

B‘

A

A‘

A‘

A

A

四分體

交叉

互換

初級精母細胞

次級精母細胞

精細胞

四分體時期

四種精子
（一種卵細胞）

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(shù)等于組合數(shù)
3、組合數(shù)又與同源染色體的對數(shù)有關(guān)
4、每一個精原細胞分裂都只形成兩種精子
5、每一個卵原細胞分裂都只形成一種卵子
6、要產(chǎn)生2n種精子至少需要2n-1個精原細胞參與減數(shù)分裂
7、要產(chǎn)生2n種卵細胞至少需要2n個卵原細胞參與減數(shù)分裂

8、當(dāng)有m個精原細胞進行減數(shù)分裂時

配子種數(shù)＝2n（n為同源染色體對數(shù)）

非姐妹染色單體不發(fā)生交叉互換

與同源染色體對數(shù)無關(guān)

①當(dāng)m＜2n-1，則生成的精子類型最多為2m<2n種
②當(dāng)m≥2n-1，則生成的精子類型為2m =2n種

非姐妹染色單體發(fā)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

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(shù)無關(guān)
(不符合2n規(guī)律)

與同源染色體對數(shù)無關(guān)

配子多樣性
的主要原因

時期

數(shù)量

4

2

時期

4

2

數(shù)量

DNA

染色體

有絲減數(shù)區(qū)分難，抓住幾個關(guān)鍵點。
有絲分裂要加倍，減數(shù)分裂看同源。

聯(lián)會形成四分體，同源分開要減半。
再分過程同有絲，染色體中無同源。

助記詞

種子

植株

胚根
胚軸
胚芽
子葉

胚柄

受精卵

供給營養(yǎng)

頂細胞

球狀
胚體

多次分裂

有絲分裂

基細胞

幾次分裂

胚

多次分裂

珠被

種皮

受精極核

多次分裂

胚乳細胞

胚乳

或者消失

果實

胚珠

子房

提供生長素

消失

受精卵

囊胚

原腸胚

卵裂

分化

外胚層

表皮及其附屬結(jié)構(gòu)
神經(jīng)系統(tǒng)、感覺器官

中胚層

骨骼、肌肉及循環(huán)、
排泄、生殖系統(tǒng)等

內(nèi)胚層

肝臟、胰臟等腺體
消化道、呼吸道上皮

幼體

分化

分化

分化

胚胎發(fā)育

爬行類、鳥類、哺乳類和人類在胚胎發(fā)育的早期形成羊膜，
內(nèi)有羊水，為胚胎發(fā)育提供水環(huán)境，防止震動、保護胚胎。

胚后發(fā)育

成體

直接發(fā)育

變態(tài)發(fā)育

幼體與成體相似

幼體與成體不同

幼體

你知道嗎

判斷必需礦質(zhì)元素的標準是
①不可缺少性：缺乏不能完成生活史
②不可替代性：有專一缺乏癥，加入其它元
素不可替代
③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


格里菲思實驗

第一組

注射

活R型(無毒)

健康

第三組

注射

死S型(加熱)

健康

第二組

活S型(有毒)

注射

死亡

在死S細菌中存在某種“轉(zhuǎn)化因子”，使R型細菌轉(zhuǎn)化成S細菌

設(shè)想

第四組

分離

死S型

活R型

注射

死亡

＋

活S型

注射

死亡

加入

R型(無毒)

R型(無毒)

R型(無毒)

DNA

蛋白質(zhì)或
莢膜多糖


DNA加
DNA酶

活S型(有毒)

分離

加入

加入

培養(yǎng)

培養(yǎng)

培養(yǎng)

R型(無毒)

R型(無毒)

S型

R型

艾弗里的實驗

結(jié)論

DNA是“轉(zhuǎn)化因子”，即遺傳物質(zhì)

培養(yǎng)

含放射性35S

不含放射性

離心

攪拌

加入

不含放射性

含放射性32P

培養(yǎng)

離心

攪拌

加入

大腸桿菌
培養(yǎng)液

感染

使在細菌
體外的噬
菌體分離

檢測上清液
和沉淀物中
的放射性

35S標記的噬菌體

32P標記的噬菌體

新形成的噬菌
體沒檢測到35S

新形成的噬菌
體檢測到32P

實線表示不帶放射性
虛線表示帶放射性

說明

蛋白質(zhì)

RNA

煙草花葉病毒（TMV）

煙葉

花葉病

感染

感染

＋

RNA酶

煙葉

健康

感染

煙葉

健康

蛋白質(zhì)

分離

感染

煙葉

花葉病

RNA

TMV

分子結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定

1、穩(wěn)定性

能夠自我復(fù)制，使前后代保持一定的連續(xù)性

2、連續(xù)性

能夠控制生物的性狀和新陳代謝

3、控制性

能夠產(chǎn)生可遺傳的變異

4、變異性

能夠貯藏大量遺傳信息

5、信息性

理論證據(jù)

1、核酸是一切生物的遺傳物質(zhì)

2、DNA是主要的遺傳物質(zhì)

3、含DNA的生物DNA是遺傳物質(zhì)，RNA不是

4、不含DNA的生物（RNA病毒）RNA才是遺傳物質(zhì)

A

C

G

G

A

T

C

T

3’端

3’端

5’端

5’端

DNA的分子結(jié)構(gòu)

氫鍵

堿基

磷酸

脫氧核糖

脫氧核苷

脫氧核苷酸

基本組成單位

DNA分子的結(jié)構(gòu)特點

單脫氧核苷酸經(jīng)磷酸二酯鍵連接成脫氧核苷酸長鏈

兩條脫氧核苷酸長鏈反向平行由氫鍵連接成雙鏈DNA分子

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：G C；A T。

兩條鏈向右旋轉(zhuǎn)形成規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)

雙鏈結(jié)構(gòu)的外側(cè)由磷酸和脫氧核糖交替排列形成骨架，堿基排在雙鏈的內(nèi)側(cè)

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(gòu)成了DNA分子的多樣性

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

1

2

3

4

5

6

7

8

4n種

A=T G=C
A1=T2 G1=C2
A2=T1 G2=C1

A= A1+A2 T=T1+T2
G=G1+G2 C=C1+C2
A+G=T+C A+C=T+G


































1

2

3

4

5

基本關(guān)系

根據(jù)第一鏈計算第二鏈

5’端

3’端

3’端

5’端

5’端

3’端

解旋方向

5’端

3’端

3’端

3’端

5’端

5’端

A

C

G

T

T

G

C

A

32P

32P

親代（0代）

1代

2代

n代

T

G

C

A

A

C

G

T

T

G

C

A

A

C

G

T

T

G

C

A

A

C

G

T

A

C

G

T

T

G

C

A

32P

32P

31P

31P

31P

A

C

G

T

T

G

C

A

T

G

C

A

A

C

G

T

32P

31P

32P

31P

子代DNA分子中含親代鏈的比例

子代DNA鏈中含親代鏈的比例

1

1/2

1/2n-1

1/2

1/4

1/2n

復(fù)制
（半保留復(fù)制）

15N(重鏈)

15N(重鏈)

15N(重鏈)

14N(輕鏈)

從每一代DNA分子中取等量的DNA進行氯化銫密度梯度離心

重帶

輕帶

中間帶

全輕

半重半輕

半重半輕

全重

親代

Ⅰ代

Ⅱ代

低

高

氯化銫密度

DNA帶

RNA聚合酶結(jié)合位點

非編碼區(qū)

編碼區(qū)

非編碼區(qū)

原核生物基因的結(jié)構(gòu)

放大

基因控制蛋白質(zhì)的合成

T

G

C

A

T

G

C

A

T

G

C

A

A

C

G

T

A

C

G

T

A

C

G

T

U

G

C

A

C

G

U

A

C

G

U

A

C

G

U

A

U

G

C

A

U

G

C

A

蘇

酪

精

纈

轉(zhuǎn)錄

翻譯

基因（編碼區(qū)）

mRNA

tRNA

蛋白質(zhì)（多肽）

轉(zhuǎn)錄

RNA聚合酶結(jié)合位點

非編碼區(qū)

編碼區(qū)

非編碼區(qū)

外顯子

外顯子

內(nèi)含子

內(nèi)含子

外顯子

A

B

C

D

E

真核生物基因的結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)錄

A

B

C

D

E

A

C

E

加工

翻譯

初級RNA

mRNA

蛋白質(zhì)（多肽）

基因控制蛋白質(zhì)的合成

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(diào)控機制、細胞的生長、分化和個體發(fā)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(shù)的發(fā)展，并產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效應(yīng)

1

2

3

你知道嗎

? ? 在人體全部22對常染色體中，1號染色體包含的基因數(shù)量最多，達3141個，是平均水平的兩倍，共有超過2.23億個堿基對，破譯難度也最大。一個由150名英國和美國科學(xué)家組成的團隊歷時10年，才完成了1號染色體的測序工作。


DNA

RNA

逆轉(zhuǎn)錄

轉(zhuǎn)錄

蛋白質(zhì)(性狀)

翻譯

復(fù)

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