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2023届高考生物二轮复习专项2易错易混_教材要点学案
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这是一份2023届高考生物二轮复习专项2易错易混_教材要点学案,共29页。学案主要包含了细胞的结构,细胞代谢,细胞的生命历程,遗传的基本规律,遗传的分子基础,生物的变异和进化,人体的内环境与稳态,生命活动的调节等内容,欢迎下载使用。
全盘排查清误——易错易混
1.几种重要化合物的特征性功能
(1)主要的能源物质——糖类。
(2)良好的储能物质——脂肪。
(3)生命活动的主要承担者——蛋白质。
(4)遗传信息的携带者——核酸。
2.高考常考的“膜蛋白”
(1)与信号分子结合——受体蛋白。
(2)跨膜运输——转运蛋白。
(3)催化作用——酶。
3.细胞结构中的6个“未必”、3个“一定”与2个“唯一”
4.高考常涉及的3类“红细胞”
(1)哺乳动物成熟的红细胞——无细胞核,也无各种细胞器,适于提取细胞膜,其细胞呼吸产物为乳酸。
(2)蛙的红细胞——有“核”,且进行无丝分裂。
(3)鸡的红细胞——有“核”,适于提取DNA。
5.高考常考的“化学反应”
(1)氨基酸“脱水缩合”反应——发生于核糖体中。
(2)有氧呼吸——发生于细胞质基质和线粒体中。
C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量
(3)无氧呼吸反应式
①C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量(酵母菌、多数植物细胞及多数微生物)
②C6H12O62C3H6O3(乳酸)+少量能量(动物细胞、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚及乳酸菌等)
(4)光合作用反应式
CO2+H2O(CH2O)+O2
6.生命活动的直接能源物质ATP的4个产生场所
(1)细胞质基质——细胞呼吸的第一阶段。
(2)线粒体基质——有氧呼吸的第二阶段。
(3)线粒体内膜——有氧呼吸的第三阶段(呼吸作用产生ATP最多处)。
(4)叶绿体类囊体薄膜——光合作用光反应阶段。
7.物质运输方式的6个易错点
(1)同种物质进出不同细胞时运输方式可能不同:如红细胞吸收葡萄糖为协助扩散,小肠上皮细胞吸收葡萄糖则为主动运输。
(2)需要转运蛋白协助的运输方式:除主动运输外,还有协助扩散。
(3)消耗能量的运输方式:并不是只有主动运输需要消耗能量,胞吞、胞吐也需要消耗能量。
(4)影响协助扩散速率的因素:除转运蛋白外,还有浓度差。
(5)大分子物质的运输:大分子物质的运输并不都是胞吞、胞吐,如RNA和蛋白质等大分子通过核孔出入细胞核。
(6)水分子的跨膜运输:既可以通过自由扩散,也可以借助通道蛋白进行协助扩散。
8.影响酶促反应速率因素的5点提醒
(1)温度和pH:通过影响酶活性来影响酶促反应速率。
(2)强酸、强碱和高温:都会破坏酶分子结构,使酶永久失活。
(3)低温:只抑制酶活性,不破坏酶分子结构,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呈正相关。
(5)酶浓度一定、其他条件适宜:随底物增加,酶促反应速率先加快后稳定。
9.与酶相关实验的2个易错点
(1)验证酶专一性实验的检测试剂
底物为淀粉和蔗糖时,检测试剂应为斐林试剂,不能用碘液,因为碘液不能检测蔗糖是否水解。
(2)探究酶活性最适温度实验的底物和检测试剂
①底物:不能为过氧化氢,因为温度影响过氧化氢的分解。
②检测试剂:底物为淀粉时,检测试剂应为碘液,不能用斐林试剂。因为斐林试剂需要加热,会改变反应体系的温度,从而为实验引入额外的变量。
10.与细胞呼吸有关的4个易错点
(1)动物细胞内CO2的来源:只来自有氧呼吸,因为动物细胞无氧呼吸的产物是乳酸。
(2)有CO2生成的呼吸方式:不一定是有氧呼吸,但一定不是乳酸发酵。
(3)无氧呼吸的放能:只在第一阶段合成ATP,其余大部分能量储存在酒精或乳酸中。
(4)不同生物无氧呼吸产物不同的原因:直接原因在于催化反应的酶不同,根本原因在于控制酶合成的基因不同。
11.与光合作用有关的2类易错点
(1)误认为暗反应在光下不能进行:光反应在光下才能进行;暗反应在有光、无光的条件下都可以进行,但需要光反应的产物NADPH和ATP。
(2)光合作用影响因素中的2个易忽略点
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浓度对光合作用强度的影响:CO2浓度很低时,光合作用不能进行。
12.厘清细胞分裂中的“加倍”与“减半”
(1)DNA数目于有丝分裂前的间期及减数分裂前的间期因DNA复制而加倍。
(2)染色体数目于有丝分裂后期或减数分裂Ⅱ后期因着丝粒分裂而加倍。
(3)有丝分裂时加倍的DNA、染色体均因细胞一分为二而减半。
(4)减数分裂Ⅰ因同源染色体分离分别进入不同的子细胞,从而导致染色体数目减半,DNA数目减半;减数分裂Ⅱ因细胞一分为二导致DNA数目减半。
13.把握RNA的4种功能
(1)mRNA——蛋白质合成的直接模板(其上有包括3种终止密码子在内的64种密码子)。
(2)tRNA——氨基酸转运工具。
(3)rRNA——核糖体组成成分。
(4)酶——极少数酶为RNA,可降低反应所需的活化能。
14.复制、转录、翻译的4个易错点
(1)复制和转录并非只发生在细胞核中,DNA存在的部位都可发生,如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核和质粒等都可发生。
(2)转录的产物并非只有mRNA,tRNA和rRNA也是转录的产物,但携带遗传信息的只有mRNA。
(3)一个mRNA分子可结合多个核糖体,可同时合成多条多肽链,但并不能缩短每条多肽链的合成时间。
(4)UGA在特殊情况下可以编码硒代半胱氨酸。
15.准确把握“中心法则”的内容
(1)DNA复制——发生于细胞分裂及DNA病毒增殖时。
(2)转录——模板为DNA,产物为RNA,发生于几乎所有活细胞中。
(3)翻译——模板为RNA,原料为氨基酸,产物为多肽(蛋白质),场所为核糖体。
(4)RNA复制——RNA病毒在其寄主细胞中完成。
(5)逆转录——逆转录病毒在其寄主细胞中完成(该病毒具有逆转录酶)。
16.孟德尔遗传规律的4个易错点
(1)孟德尔定律只发生于进行有性生殖的生物减数分裂产生配子的过程中,无性生殖及有丝分裂过程中不发生。
(2)只有非同源染色体上的非等位基因间才可以自由组合,同源染色体上的非等位基因遗传时不遵循自由组合定律。
(3)(针对完全显性)符合基因的分离定律并不一定就会出现特定性状分离比。
原因如下:
①F2中3∶1的结果必须在统计大量子代后才能得到;子代数目较少,不一定符合预期的分离比。
②某些致死基因可能导致遗传分离比发生变化,如隐性致死、纯合致死、显性致死等。
(4)由于基因互作、显性相对性或环境影响等,双杂合子自交子代表型比例可能出现9∶3∶3∶1的变式,如9∶6∶1、9∶7、9∶3∶4、15∶1等,但配子产生规律不变。
17.性染色体上基因的传递规律
(1)Ⅰ段:伴X染色体遗传(可分为伴X染色体显性遗传、伴X染色体隐性遗传),其中伴X染色体隐性遗传常表现为交叉遗传的特点。
(2)Ⅱ段:X、Y染色体同源区段的遗传,此区段尽管有等位基因,但其遗传与常染色体上基因的遗传也有差别,如:XaXa×XaYA与XaXa×XAYa,前者子代全为显性,♀全为隐性,后者则相反。
(3)Ⅲ段:伴Y染色体遗传,表现为“传男不传女”。
18.系谱图分析与概率计算
(1)纵观系谱图找“特例”,同时关注题干中“其中乙病为伴性遗传病”或“致病基因位于X、Y染色体同源区段上”等有效信息,或为患者,前者为常染色体显性遗传病,后者为常染色体隐性遗传病。
(2)界定“男孩患病”与“患病男孩”:前者仅在男孩中求患病的概率,后者在“所有孩子”中求患病男孩的概率。
19.反射与反射弧判断的4大误区
(1)误以为效应器就是传出神经末梢。效应器除传出神经末梢外,还包括其支配的肌肉或腺体。
(2)不经历完整反射弧,则不属于反射,如单独刺激传出神经或肌肉引发的效应不属于反射。
(3)高级中枢≠大脑皮层,有高级中枢参与≠条件反射。有“大脑皮层”参与方可称作条件反射,脑干、下丘脑等中枢也可称作高级中枢,但由其作神经中枢完成的反射应属于非条件反射。
(4)仅引起“感觉”不可称作反射,反射是经完整反射弧而对刺激作出“应答”的过程,产生“感觉”仅仅是感受器产生兴奋沿上行传导束传至大脑皮层所形成的,并不是“应答”过程,故不属于反射,如吃到山楂流唾液属于反射,但吃到山楂感到酸,不属于反射。
20.明确兴奋传递受阻的4大原因
(1)某种原因导致递质无法合成或释放,如肉毒素可阻止运动神经末梢释放乙酰胆碱。
(2)递质不能与其受体结合,如突触后膜上的受体与其他物质结合而被占据(如α银环蛇毒可与乙酰胆碱受体结合)或受体被抗体破坏(自身免疫病),从而导致递质无法结合到受体上。
(3)某些毒素可能会阻止离子通道开放,如河豚毒素能抑制Na+通道打开,从而不能实现突触后膜兴奋。
(4)递质被异常水解或破坏,如某些自身免疫病患者可产生专门针对递质的抗体。
21.区别6类“调节”的规范表述
(1)神经调节——仅涉及反射弧,其信号仅涉及“电信号”和“神经递质”,如缩手反射、膝跳反射。
(2)体液调节——仅涉及体液传递,其信号分子只有激素等化学物质,不涉及电信号、递质等,如高浓度血糖→胰岛B细胞→胰岛素→靶细胞。
(3)神经—体液调节——既涉及电信号与神经递质,又涉及体液传递,如寒冷刺激→皮肤感受器→下丘脑→肾上腺(此前为神经调节,此后为体液调节)→肾上腺素→靶细胞。
(4)神经调节、体液调节——笼统描述某稳态维持的调节模式时常概括为神经调节和体液调节,如血糖调节、体温调节、水盐平衡调节均涉及神经调节与体液调节。
(5)反馈调节——调节效果反过来作为信息调节系统的工作。如甲状腺激素分泌过多时,反馈抑制下丘脑和垂体的活动。
(6)分级调节——指下丘脑通过垂体调节甲状腺、性腺和肾上腺皮质等腺体激素的分泌。
22.区分“3类免疫”与“2类细胞”
(1)3类免疫:非特异性免疫——强调先天具有、针对所有病原体,由第一、第二道防线参与;体液免疫——强调抗体参战,针对细胞外的抗原;细胞免疫——强调细胞毒性T细胞参战,针对细胞内的抗原或细胞自身。
(2)2类细胞——树突状细胞和巨噬细胞、淋巴细胞。免疫细胞有①吞噬细胞、②B细胞、③细胞毒性T细胞、④浆细胞、⑤辅助性T细胞、⑥记忆细胞,其中能识别抗原的细胞有①②③⑤⑥,能特异性识别抗原的有②③⑤⑥。④是唯一不具有识别抗原作用的免疫细胞,此外,吞噬细胞属于免疫细胞,但不属于淋巴细胞。
23.有关植物激素作用的4点提醒
(1)生长素与细胞分裂素促进生长的作用原理是不同的:生长素促进细胞伸长,即细胞体积增大;细胞分裂素促进细胞分裂,即细胞数目增多,二者共同促进植株生长。
(2)植物的生长发育不是某一种植物激素单独起作用,而是由多种激素相互协调、共同调节的。
(3)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。
(4)光、温度等环境因子的变化会引起植物体内产生包括激素合成在内的多种变化进而对基因的表达进行调节。
24.确认群落的“结构”
(1)海岸线近水区、远水区等不同地带生物分布不同,属于群落的水平结构,并非垂直结构。
(2)由山麓到山顶的生物群落分布,并非同一自然区域垂直方向上的分层,故不属于群落的垂直结构。
(3)垂直结构,必须强调同一地段、垂直方向上分布有不同的物种即分层,若有横向位置的变动,应属于体现不同地段生物分布的水平结构。
25.厘清“细菌”的生态地位
光合细菌和化能合成细菌为自养生物,属于生产者;寄生细菌、根瘤菌等属于消费者;腐生细菌属于分解者。
26.与生物多样性有关的3点失分误区
(1)外来物种的入侵不一定会引起本地物种数目的增加,如果入侵的物种对当地生物是不利的,则会引起本地物种数目锐减。
(2)生物多样性的原因从不同角度进行理解有不同的解释,如从进化角度看,物种多样性与生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向选择在进化过程中协同作用的结果。
(3)就地保护除了保护区域内的物种,还应保护相应的生态环境,而在物种生存的环境遭到破坏后,不再适于物种生存,就只能实行易地保护。
27.有关果酒和果醋的制作步骤的2个易错点
(1)材料的选择与处理
选择新鲜的葡萄,榨汁前先冲洗后除去枝梗,以避免去除枝梗时引起葡萄破损,增加被杂菌污染的机会。
(2)防止发酵液被污染
需要从发酵制作的过程进行全面的考虑,因为操作的每一步都可能混入杂菌。为避免杂菌污染:榨汁机要洗净并晾干;发酵装置要洗净并用70%的酒精消毒;果酒制作时封闭充气口;若用简易的发酵装置,每隔一定时间排气时只需拧松瓶盖,不要完全揭开瓶盖。果醋制作时,要通过充气口不断通入无菌空气。
28.有关细菌培养和计数方法的4个易错点
(1)制备固体培养基最后要将平板倒置,其主要目的是防止培养皿盖上的水珠滴入培养基造成污染。
(2)平板划线法中的“连续划线”及稀释涂布平板法中的“系列稀释”的目的是一样的,都是保证菌种在培养基中单个分布(平板划线法中最后一次划线的末端)。
(3)稀释涂布平板法能分离细菌,也能计数(结果偏小)。平板划线法只能纯化细菌,不能计数。
(4)显微计数法不能区分细菌死活(结果偏大)。
29.辨析有关动物细胞培养与体细胞核移植的3个易错易混点
(1)植物组织培养和动物细胞培养都存在细胞的培养过程,但植物细胞可以先分裂再分化,而动物细胞不分化只分裂。
(2)区分原代培养和传代培养的关键是是否分瓶培养。贴壁细胞生长到一定程度需要用胰蛋白酶处理,然后再分瓶培养,原代培养结束,开始了传代培养。
(3)核移植过程中供体理论上是提供细胞核,但操作过程中可以把整个体细胞注入去核的卵母细胞中,原因是体细胞体积相对较小,取核难度较大,另外细胞膜对核融合的障碍性较小。
30.有关胚胎工程的3个易错点
(1)精子在体外培养获能时,获能液的成分因动物种类不同而有所差异。
(2)在实际胚胎工程操作中,常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精标志。
(3)胚胎移植过程中的两次检查
①第一次对收集的胚胎进行检查。
②第二次对受体是否妊娠进行检查。
31.基因工程操作过程的2个易错点
(1)基因表达需要启动子与终止子的调控,所以目的基因应插入启动子与终止子之间的部位。
(2)受体细胞常用植物受精卵或体细胞(经组织培养培养成新个体)、动物受精卵(一般不用体细胞)、微生物(大肠杆菌、酵母菌)等。要合成糖蛋白、有生物活性的胰岛素则必须用真核生物酵母菌(需内质网、高尔基体的加工、分泌);一般不用支原体,原因是它营寄生生活;一定不能用哺乳动物成熟的红细胞,原因是它无细胞核,不能合成蛋白质。
背诵核心语句——教材要点
一、细胞的分子组成
1.糖类、脂质、蛋白质和核酸共有的元素是C、H、O,除此之外,蛋白质中还含有N等元素,核酸中还含有N、P元素。
2.组成蛋白质的氨基酸有21种,不同氨基酸理化性质差异的原因在于R基的不同。
3.水是细胞内良好的溶剂,又是细胞结构的重要组成成分。
4.无机盐是细胞内复杂化合物的重要组成成分,对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。
5.DNA多样性的原因主要是碱基(或脱氧核苷酸)的数目和排列顺序不同;而蛋白质多样性的原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链的盘曲、折叠形成的空间结构不同。
6.熟记实验中的颜色反应
蛋白质+双缩脲试剂→紫色;
还原糖+斐林试剂砖红色;
脂肪+苏丹Ⅲ染液→橘黄色。
7.淀粉、纤维素、糖原的基本组成单位均为葡萄糖。
8.糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪;而脂肪一般只能在糖类代谢发生障碍,引起供能不足时,才会分解供能,而且不能大量转化为糖类。
二、细胞的结构
1.多种多样的细胞都有共同的结构模式:有细胞膜、细胞质、遗传物质集中存在的区域(细胞核或拟核)。
2.细胞膜都主要由脂质和蛋白质组成,此外,还有少量糖类。功能越复杂的细胞膜,其蛋白质种类和数量越多。
3.生物膜的结构特点是具有流动性,从分子水平上,其流动性主要表现为磷脂分子可以侧向自由移动,膜中的蛋白质大多也能运动。
4.生物膜系统包括细胞器膜和细胞膜、核膜等结构。核糖体、中心体不具有膜结构。
5.内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道。
6.高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”。
7.线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,叶绿体是光合作用的场所,没有线粒体和叶绿体的细胞也可以进行有氧呼吸和光合作用,如蓝细菌。
8.原核细胞没有核膜、核仁、染色体,以及除核糖体以外的其他细胞器。无论是原核细胞还是真核细胞,遗传物质均为DNA。
9.细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网状结构,维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
10.细胞膜的功能: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.细胞核的功能:遗传信息库,细胞代谢和遗传的控制中心。
三、细胞代谢
1.发生渗透作用必须具备两个条件,即:具有半透膜,膜两侧溶液具有浓度差。
2.协助扩散和主动运输都需要转运蛋白,但前者不消耗能量;主动运输和胞吞、胞吐都消耗能量,但胞吞、胞吐不需要载体蛋白。与主动运输有关的细胞器是线粒体、核糖体等。
3.载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变。
4.通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合。
5.宜选用淀粉和淀粉酶探究温度对酶活性的影响。因为过氧化氢在不同温度下有不同的分解速率,给实验引入额外的变量。
6.淀粉酶和淀粉混合前,务必各自在设定的温度保温5 min,不能混合后再保温。因为一旦混合,二者即快速完成反应。
7.不宜选用斐林试剂检测还原糖的生成,因为加热会改变反应体系的温度,从而给实验引入额外的变量。
8.宜选用过氧化氢和肝脏研磨液探究pH对酶活性的影响,而不选用淀粉和淀粉酶。因为调节pH所营造的酸性环境会干扰斐林试剂(碱性)对淀粉分解的检测,碱性环境会干扰碘液与淀粉的蓝色反应,斐林试剂的碱性会影响淀粉酶的活性。
9.ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化。这些分子被磷酸化后,空间结构发生变化,活性也被改变,因而可以参与各种化学反应。
10.CO2可使澄清石灰水变浑浊,也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水浑浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短,可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。
11.检测酒精的产生:橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇发生化学反应,变成灰绿色。
12.有氧呼吸的过程
阶段
场所
原料
产物
能量
第一阶段
细胞质基质
葡萄糖
丙酮酸、[H]
少量能量
第二阶段
线粒体基质
丙酮酸、水
CO2、[H]
少量能量
第三阶段
线粒体内膜
[H]、O2
水
大量能量
13.无论是分解成酒精和二氧化碳或者是转化成乳酸,无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量,生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。
14.叶绿体中色素共有4类,在滤纸条上从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。一般情况下,光合作用利用的光都是可见光(不能利用紫外光),类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。
15.光反应的场所是类囊体薄膜,包括水的光解和ATP的合成。暗反应的场所是叶绿体基质,包括CO2的固定和C3的还原。
16.将光反应和暗反应联系起来的物质是ATP和NADPH,光反应的产物是ATP、NADPH、O2。
17.突然停止光照,相关物质的量变化情况为:NADPH、ATP下降、C3增加、C5下降。
18.突然停止CO2,相关物质的量变化情况为:NADPH、ATP增加、C3下降、C5增加。
19.总光合作用可用O2的产生量或CO2的消耗量(固定量)或光合作用制造的有机物量表示。净光合作用可用CO2的吸收量或O2的释放量或光合作用积累的有机物量表示。
四、细胞的生命历程
1.细胞体积越大,其相对表面积越小,物质运输效率就越低。
2.只有连续分裂的细胞才有细胞周期,高度分化的细胞和进行减数分裂的细胞没有细胞周期。
3.连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,为一个细胞周期,它可划分为分裂间期与分裂期。
4.细胞周期中染色体的行为变化:复制→散乱分布→着丝粒排列在赤道板上→着丝粒分裂→移向两极。
5.细胞的减数分裂
(1)减数分裂的特点:细胞经过两次连续的分裂,但染色体只复制一次,因此成熟生殖细胞中的染色体数目为原始生殖细胞的一半。
(2)减数分裂Ⅰ的最主要特征是同源染色体分离,非同源染色体自由组合;减数分裂Ⅱ的最主要特征是着丝粒分裂。
6.卵细胞形成过程区别于精子形成过程的特点包括初级卵母细胞、次级卵母细胞均发生不均等分裂,且产生的四个子细胞中只有一个为生殖细胞,其余3个为体积较小、最终退化的极体,且卵细胞无需变形。
7.动物的受精过程:精子的细胞核和卵细胞的细胞核发生融合,因此,受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目。受精卵中染色体数目一半来自精子,另一半来自卵细胞,但细胞质中的DNA分子几乎都来自卵细胞。
8.细胞分化是细胞中的基因选择性表达的结果,即在个体发育过程中,不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。
9.细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。
10.衰老的细胞主要具有以下特征:
(1)细胞内的水分减少,细胞萎缩,体积变小。
(2)细胞内多种酶的活性降低,呼吸速率减慢,新陈代谢速率减慢。
(3)细胞内的色素逐渐积累,妨碍细胞内物质的交流和传递。
(4)细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩,染色加深。
(5)细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低。
11.在成熟的生物体中,细胞的自然更新、某些被病原体感染的细胞的清除,也是通过细胞凋亡完成的。细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。
五、遗传的基本规律
1.用豌豆做杂交实验易于成功的原因:
(1)豌豆是自花传粉,避免了外来花粉的干扰,所以豌豆在自然状态下一般都是纯种。
(2)豌豆植株还具有易于区分的性状。
(3)花大,易于操作。
2.基因的分离定律的实质:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随着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。
3.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或组合是互不干扰的;在减数分裂过程中,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。
4.判断基因是否遵循两大定律的方法:花粉鉴定法、测交法、自交法、单倍体育种法。
5.判断一对相对性状的显隐性方法是杂交;不断提高纯合度的方法是连续自交;判断纯合子和杂合子的方法是自交(植物常用)、测交(动物常用)。
6.摩尔根运用假说—演绎法通过果蝇杂交实验证明了萨顿的假说,即基因在染色体上。
7.位于X染色体上的隐性基因的遗传特点是:患者中男性远多于女性;男性患者的基因只能从母亲那里传来,以后只能传给女儿。
8.位于X染色体上的显性基因的遗传特点是:患者中女性多于男性,但部分女性患者病症较轻;男性患者与正常女性婚配的后代中,女性都是患者,男性正常。
9.孟德尔发现遗传定律运用的研究方法是假说—演绎法,两大定律的适用范围:真核生物、有性生殖和细胞核遗传。
六、遗传的分子基础
1.肺炎链球菌的转化实验
(1)体内转化实验的结论:已经加热致死的S型细菌含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。
(2)体外转化实验的结论:DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
2.赫尔希和蔡斯利用了放射性同位素标记技术,设计并完成了T2噬菌体侵染细菌的实验,因T2噬菌体只有头部的DNA进入大肠杆菌中,而蛋白质外壳留在外面,因而更具有说服力。
3.在对照实验中,控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。与常态比较,人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。与常态比较,人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。
4.DNA双螺旋结构的特点
(1)DNA是由两条单链组成的,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
(2)DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架。
(3)DNA分子内侧由两条链上的碱基通过氢键形成碱基对,且遵循碱基互补配对原则。一条链上相邻的碱基通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖相连。
5.真核生物DNA的复制
(1)复制条件:①模板;②原料;③能量;④酶。
(2)复制特点:①边解旋边复制;②半保留复制。
(3)复制意义:保持了遗传信息的连续性。
(4)精确复制的原因:DNA独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板,通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。
6.与DNA复制有关的碱基计算
(1)一个DNA连续复制n次后,DNA分子总数为:2n。
(2)第n代的DNA分子中,含原DNA母链的有2个,占1/2n-1。
(3)若某DNA分子中含碱基T为a,①则连续复制n次,所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为:a(2n-1);②第n次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为:a×2n-1。
7.基因通常是有遗传效应的DNA片段。
8.在正常情况下,UGA是终止密码子,但在特殊情况下,UGA可以编码硒代半胱氨酸。在原核生物中,GUG也可以作起始密码子,此时它编码甲硫氨酸。
9.核糖体是沿着mRNA移动的。核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点。
10.通常,一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,因此,少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。
11.在遗传信息的流动过程中,DNA、RNA是信息的载体,蛋白质是信息的表达产物,而ATP为信息的流动提供能量,可见,生命是物质、能量和信息的统一体。
12.基因、蛋白质与性状的关系
(1)基因控制性状的两条途径
基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状;基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
(2)基因与性状的数量对应关系:一对一、一对多、多对一。
13.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,叫作表观遗传。除了DNA甲基化,构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达。
七、生物的变异和进化
1.镰状细胞贫血形成的直接原因:血红蛋白分子结构的改变;根本原因:控制血红蛋白分子合成的基因结构的改变。
2.DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变,叫作基因突变。
3.原癌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;抑癌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。
4.癌细胞与正常细胞相比,具有以下特征: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,细胞之间的黏着性显著降低,容易在体内分散和转移等。
5.基因突变一定会导致遗传信息、mRNA(含密码子)的改变;但生物性状不一定改变,原因是密码子有简并性,当密码子改变,对应氨基酸不一定改变。
6.基因重组包括(1)发生在减数分裂Ⅰ前期的互换;(2)发生在减数分裂Ⅰ后期的自由组合。另外,基因工程、肺炎链球菌的转化也属于基因重组。
7.生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化,称为染色体变异。
8.三倍体因为原始生殖细胞中有三套非同源染色体,减数分裂时出现联会紊乱,因此不能形成可育的配子。香蕉、三倍体无子西瓜的果实中没有种子,原因就在于此。
9.人工诱导多倍体的方法很多,如低温处理、用秋水仙素诱发等。其中,用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗,是目前最常用且最有效的方法。当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时,能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞的两极,从而引起细胞内染色体数目加倍。
10.与正常植株相比,单倍体植株长得弱小,而且高度不育。但是,利用单倍体植株培育新品种,能明显缩短育种年限。而且每对染色体上成对的基因都是纯合的,自交的后代不会发生性状分离。
11.遗传病的检测和预防
(1)禁止近亲结婚(最简单有效的方法)原因:近亲结婚后代患隐性遗传病的机会大增。
(2)遗传咨询(主要手段):诊断→分析遗传病的传递方式→推算出后代的再发风险率→提出防治对策和建议。
(3)提倡适龄生育。
(4)产前诊断:如羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查、基因检测等。
12.化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
13.适应相对性的根本原因是遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾。
14.突变和基因重组提供进化的原材料,可遗传的变异包括基因突变、 基因重组 、染色体变异。突变包括基因突变和染色体变异。突变的有害或有利不是绝对的,这往往取决于生物的生存环境。突变和重组都是随机的、不定向的,只为进化提供了原材料,不能决定生物进化的方向。
15.自然选择决定生物进化的方向。生物进化的实质是种群的基因频率的改变。
16.隔离是物种形成的必要条件。
17.关于捕食者在进化中的作用,美国生态学家斯坦利提出了“收割理论”:捕食者往往捕食个体数量多的物种,这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面,为其他物种的形成腾出空间。捕食者的存在有利于增加物种多样性。
18.生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程;生物多样性是协同进化的结果。
八、人体的内环境与稳态
1.体液包括细胞内液(约占2/3)和细胞外液(约占1/3),其中细胞外液构成的液体环境即内环境,主要包括血浆、组织液、淋巴液。
2.血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关,细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-。
3.内环境的作用是细胞通过内环境与外界环境进行物质交换。
4.当外界环境的变化过于剧烈,或人体自身的调节功能出现障碍时,内环境的稳态就会遭到破坏,危及机体健康。
5.内环境稳态的实质:内环境的各种成分和理化性质保持动态平衡。
6.目前普遍认为,神经-体液-免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。
7.内环境稳态的意义是机体进行正常生命活动的必要条件。
8.在分子水平上,存在基因表达的稳态、激素分泌的稳态、酶活性的稳态等。
9.一些低等动物只有体液调节,没有神经调节。
10.血糖的来源和去向
11.糖尿病是一种严重危害健康的常见病,主要表现为高血糖和尿糖,可导致多种器官功能损害。人类的糖尿病分为1、2两种类型,多饮、多尿、多食是其共同外在表现。1型糖尿病由胰岛功能减退、分泌胰岛素减少所致,通常在青少年时期发病。
12.无论是酷热还是严寒,无论是静止还是运动,人的体温总能保持相对恒定,而这种恒定是人体产热和散热过程保持动态平衡的结果。
13.代谢产热是机体热量的主要来源。在安静状态下,人体主要通过肝、脑等器官的活动提供热量;运动时,骨骼肌成为主要的产热器官。而皮肤是人体最主要的散热器官。
14.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。
15.在人和高等动物体内,神经调节和体液调节之间的联系:
(1)不少内分泌腺直接或间接受中枢神经系统的调节,在这种情况下,体液调节可以看作是神经调节的一个环节。
(2)内分泌腺分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。
九、生命活动的调节
1.自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成,它们的作用通常是相反的。当人体处于兴奋状态时,交感神经活动占据优势;而当人处于安静状态时,副交感神经活动则占据优势。交感神经和副交感神经对同一器官的作用,犹如汽车的油门和刹车可以使机体对外界刺激作出更精确的反应,使机体更好地适应环境的变化。
2.条件反射是在非条件反射的基础上,通过学习和训练而建立的。条件反射需要大脑皮层的参与。条件反射使机体具有更强的预见性、灵活性和适应性,大大提高了动物应对复杂环境变化的能力。
3.静息电位表现为外正内负;主要原因是静息时K+外流,使膜外阳离子浓度高于膜内。动作电位表现为外负内正,产生原因是Na+内流,使兴奋部位内侧阳离子浓度高于膜的外侧。在兴奋部位与未兴奋部位之间由于电位差的存在而发生电荷移动,这样就形成了局部电流。
4.兴奋在神经元之间的传递是单向的,即只能由上一个神经元的轴突→下一个神经元的细胞体或树突,单向传递的原因是:神经递质只存在于突触小泡中,只能由突触前膜释放,然后作用于突触后膜上。
5.兴奋在突触小体中传递时信号的转换是电信号→化学信号,在突触中信号的转换是电信号→化学信号→电信号。
6.神经递质与突触后膜上的特异性受体结合,体现了细胞膜的细胞间信息交流功能。递质与受体结合并发挥完作用后的去向是迅速被降解或回收进细胞,以免持续发挥作用。
7.吸食可卡因后,可卡因会使转运蛋白失去回收多巴胺的功能,于是多巴胺就留在突触间隙持续发挥作用,导致突触后膜上的多巴胺受体减少。
8.躯体各部分的运动机能在皮层的第一运动区内都有它的代表区,而且皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的。下肢的代表区在第一运动区的顶部,头面部肌肉的代表区在下部,上肢的代表区则在两者之间。
9.皮层代表区范围的大小与躯体的大小无关,与躯体运动的精细程度有关,运动越精细且复杂的器官,其皮层代表区的面积越大。对躯体运动的调节支配具有交叉支配的特征(头面部多为双侧性支配)。
10.躯体的运动受大脑皮层以及脑干、脊髓等的共同调控,脊髓是机体运动的低级中枢,大脑皮层是最高级中枢,脑干等连接低级中枢和高级中枢。
11.排尿不仅受到脊髓的控制,也受到大脑皮层的调控。脊髓对膀胱扩大和缩小的控制是由自主神经系统支配的:交感神经兴奋,不会导致膀胱缩小;副交感神经兴奋,会使膀胱缩小。
12.大脑皮层言语区的损伤会导致特有的各种言语活动功能障碍。(如图所示)
13.学习和记忆涉及脑内神经递质的作用以及某些种类蛋白质的合成。短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关,尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关。长时记忆可能与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关。
14.抗抑郁药一般都通过作用于突触处来影响神经系统的功能。
15.人和高等动物体内还有“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”“下丘脑—垂体—性腺轴”等,人们将下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的这种分层调控,称为分级调节。
16.激素调节具有通过体液进行运输,作用于靶器官、靶细胞,作为信使传递信息,微量和高效等特点。
17.激素会与靶细胞上的特异性受体相互识别,并发生特异性结合,起作用后就失活了。
18.皮肤、黏膜是保卫人体的第一道防线;体液中的杀菌物质(如溶菌酶)和吞噬细胞(如巨噬细胞和树突状细胞)是保卫人体的第二道防线。这两道防线人人生来就有,是机体在长期进化过程中遗传下来的,不针对某一类特定的病原体,而是对多种病原体都有防御作用,因此叫作非特异免疫。
19.免疫系统的三大功能是免疫防御、免疫自稳和免疫监视,其中免疫防御是免疫系统最基本的功能。
20.B细胞活化的条件:一些病原体直接可以和B细胞接触;辅助性T细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合,辅助性T细胞开始分裂、分化,并分泌细胞因子。
21.记忆细胞可以在抗原消失后存活几年甚至几十年,当再接触这种抗原时,能迅速增殖分化,分化后快速产生大量抗体。
22.当细胞毒性T细胞活化以后,可以识别并裂解被同样的病原体感染的靶细胞。靶细胞裂解后,病原体失去了寄生的基础,因而可被抗体结合或直接被其他免疫细胞吞噬、消灭;以后,活化的免疫细胞的功能受抑制,机体将逐渐恢复到正常状态。
23.已免疫的机体,在再次接触相同的抗原时,有时会发生引发组织损伤或功能紊乱的免疫反应,这样的免疫反应称为过敏反应。引起过敏反应的抗原物质叫作过敏原。过敏反应的特点是反应有快慢之分,有明显的遗传倾向和个体差异。
24.人类免疫缺陷病毒(简称HIV)能够攻击人体的免疫系统,主要侵染辅助性T细胞。
25.向光性原理:胚芽鞘尖端产生生长素(与光照无关);单侧光刺激时,胚芽鞘尖端感受单侧光刺激,并将产生的生长素在尖端先横向运输,再向下极性运输,从而使背光侧生长素分布得多,生长得快,向光侧生长素分布得少,生长得慢。
26.生长素主要的合成部位有芽、幼嫩的叶和发育中的种子,在这些部位,色氨酸经过一系列反应可转变成生长素,在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中,生长素的运输方向是极性运输,即从形态学上端运输到形态学下端,而在成熟组织中,生长素可以通过输导组织进行非极性运输。
27.在植物体内,生长素在细胞水平上起着促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用;在器官水平上则影响器官的生长、发育,如促进侧根和不定根发生,影响花、叶和果实发育等。
28.生长素首先与生长素受体特异性结合,引发细胞内发生一系列信号转导过程,进而诱导特定基因的表达,从而产生效应。
29.一般来说,植物激素对植物生长发育的调控,是通过调控细胞分裂、细胞伸长、细胞分化和细胞死亡等方式实现的。
30.各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应。
31.当生长素浓度升高到一定值时,就会促进乙烯的合成;乙烯含量的升高,反过来会抑制生长素的作用。
32.生长素主要促进细胞核的分裂,而细胞分裂素主要促进细胞质的分裂,二者协调促进细胞分裂的完成,表现出协同作用。
33.光敏色素是一类蛋白质(色素—蛋白质复合体),分布在植物的各个部位,主要吸收红光和远红光。
34.有些植物在生长期需要经历一段时期的低温之后才能开花。这种经历低温诱导促使植物开花的作用,称为春化作用。冬小麦、冬大麦、蕙兰等就是这样。
35.“淀粉—平衡石假说”是被普遍承认的一种解释重力对植物生长调节的机制。这种假说认为,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。
36.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。
十、种群和群落
1.在调查分布范围较小、个体较大的种群时,可以逐个计数,如调查某山坡上的珙桐密度。在多数情况下,逐个计数非常困难、需要采取估算的方法。例如,对于有趋光性的昆虫,可以用黑光灯进行灯光诱捕来估算它们的种群密度。
2.估算种群密度常用的方法之一是样方法;调查草地上蒲公英的密度,农田中某种昆虫卵的密度,作物植株上蚜虫的密度,跳蝻的密度等,都可以采用样方法。
3.许多动物的活动能力强,活动范围大,不宜用样方法来调查它们的种群密度。常用的方法之一是标记重捕法。
4.种群密度是种群最基本的数量特征。种群的其他数量特征是影响种群密度的重要因素,其中出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度,年龄结构影响出生率和死亡率,性别比例影响出生率,进而影响种群密度。
5.种群增长的“J”形曲线形成的原因(模型假设):食物和空间条件充裕,气候适宜,没有天敌和其他竞争物种等。
6.一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量,又称K值。其大小与环境条件有关。
7.“S”形曲线形成的原因:资源和空间有限,当种群密度增大时,种内竞争加剧、捕食者数量增加。
8.中等强度的捕捞(捕捞后数量在K/2左右)有利于持续获得较大的鱼产量。
9.一般来说,食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的,这些因素称为密度制约因素。
10.原始合作指两种生物共同生活在一起时,双方都受益,但分开后,各自也能独立生活。例如,海葵固着于寄居蟹的螺壳上,寄居蟹的活动,可以使海葵更有效地捕食;海葵则用有毒的刺细胞为寄居蟹提供保护。
11.植物的分层与对光的利用有关:不同植物适于在不同的光照强度下生长。这种分层现象显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。除了光照,在陆生群落中,决定植物地上分层的环境因素还有温度等条件;决定植物地下分层的环境因素则是水分、无机盐等。
12.群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位,这有利于不同生物充分利用环境资源,是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果。
13.研究某种动物的生态位,通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。研究某种植物的生态位,通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征,以及它与其他物种的关系等。
14.荒漠中的生物具有耐旱的特性。植物有仙人掌属植物、骆驼刺属植物等,动物主要是爬行类、啮齿目、鸟类和蝗虫等。它们以独特的生存方式适应缺乏水分的环境。
15.草原主要分布在半干旱地区、不同年份或季节雨量不均匀的地区。草原上动植物的种类较少,群落结构相对简单。在草原上,各种耐寒的旱生多年生草本植物占优势,有的草原上有少量的灌木丛,乔木非常少见。
16.不同群落在物种组成、群落外貌和结构上都有着不同的特点,不同群落中的生物也都有适应其环境的特征。
17.初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替。如在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。次生演替是指在原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替,如火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。
18.除了演替起点的不同,初生演替与次生演替的区别还有:初生演替速度慢,趋向形成新群落,经历的阶段相对较多;次生演替速度快,趋向于恢复原来的群落,经历的阶段相对较少。这两类演替,都是从结构简单的群落发展为结构复杂的群落,群落中的物种数量和群落层次增多,土壤、光能得到更充分的利用。
19.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。
十一、生态系统及其保护
1.生态系统的结构包括生态系统的组成成分及食物链和食物网。
2.生产者可以说是生态系统的基石。消费者能够加快生态系统的物质循环。此外,消费者对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用。分解者能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。因此,生产者、消费者和分解者是紧密联系,缺一不可的。
3.生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,称为生态系统的能量流动。
4.摄入量、同化量、粪便量的关系: 摄入量=同化量+粪便量。
5.每一营养级同化的能量去向:在呼吸作用中以热能形式散失和用于生长、发育和繁殖等生命活动。
6.能量流动的特点:(1)单向流动,原因:捕食关系不可逆转、散失的热能无法被利用。(2)逐级递减,原因:每一营养级的同化量都有一部分在呼吸作用中以热能的形式散失,一部分被分解者分解利用和一部分未利用。
7.研究生态系统的能量流动的意义:(1)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。例如:桑基鱼塘、沼气池。(2)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。例如:合理放牧、锄草、捉虫。
8.物质循环的特点:全球性、循环往复运动。
9.我国减缓温室效应的措施:采取积极措施(如减少化石燃料的燃烧等)减少二氧化碳排放;大力植树种草,提高森林覆盖率;采取秸秆还田等措施,进一步提高农田土壤储碳量。
10.生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物,使其在机体内浓度超过环境浓度的现象,称作生物富集。一旦含有铅的生物被更高营养级的动物食用,铅就会沿着食物链逐渐在生物体内聚集,最终积累在食物链的顶端。
11.信息传递在生态系统的作用主要有:生命活动的正常进行,离不开信息的作用;生物种群的繁衍,也离不开信息的传递;信息还能够调节生物的种间关系,进而维持生态系统的平衡与稳定。
12.目前控制动物危害的技术方法大致有三种:化学防治、生物防治和机械防治。这些方法各有优点,但是目前人们越来越倾向于利用对人类生存环境无污染的、有效的生物防治。
13.生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态,就是生态平衡。
14.负反馈调节在生态系统中普遍存在,它是生态系统具备自我调节能力的基础。
15.生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状(不受损害)的能力,叫作抵抗力稳定性;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,叫作恢复力稳定性。
16.一般来说,生态系统中的组分越多,食物网越复杂,其自我调节能力就越强,抵抗力稳定性就越高。
17.提高生态系统的稳定性,一方面要控制对生态系统的干扰强度,在不超过生态系统自我调节能力的范围内,合理适度地利用生态系统;另一方面,对人类利用强度较大的生态系统,应给予相应的物质、能量的投入,保证生态系统内部结构与功能的协调。
18.生态足迹,又叫生态占用,是指在现有技术条件下,维持某一人口单位(一个人、一个城市、一个国家或全人类)生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域的面积。生态足迹的值越大,代表人类所需的资源越多,对生态和环境的影响就越大。生活方式不同,生态足迹的大小可能不同。
19.生物多样性的间接价值明显大于它的直接价值。
20.就地保护是指在原地对被保护的生态系统或物种建立自然保护区以及国家公园等,这是对生物多样性最有效的保护。
21.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。例如,再湿地修复过程中,应该选择污染物净化能力较强的多种水生植物,还需要考虑这些植物各自的生态位差异,以及它们之间的种间关系等。
22.循环是指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化,既保证各个环节的物质迁移顺畅,也保证主要物质或元素的转化率较高。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,如“无废弃农业”主要遵循循环原理。
23.在进行生态工程建设时,生物与环境、生物与生物的协调与适应也是需要考虑的问题。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。如果生物的数量超过了环境承载力的限度,就会引起系统的失衡和破坏。如西北防护林建设时,要减少过度放牧等,遵循协调原理。
24.遵循整体原理,首先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。其次,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。
十二、生物技术与工程
1.果酒自然发酵时,利用葡萄皮上的野生酵母菌;工业生产时,人工接种纯化的酵母菌,以提高发酵效率。
2.果酒的发酵温度在18~30 ℃,而果醋的发酵温度在30~35 ℃。
3.醋酸菌是好氧细菌,当O2、糖源都充足时能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸;当缺少糖源时则直接将乙醇转化为乙醛,再将乙醛变为乙酸。
4.泡菜坛只能装八成满的原因:蔬菜表面带入大量的大肠杆菌、酵母菌因发酵产生较多的CO2使发酵液溢出;若装得太满,盐水不易完全淹没菜料,导致坛内菜料变质腐败。
5.培养基一般都含有水、碳源(提供碳元素的物质)、氮源(提供氮元素的物质)和无机盐等营养物质。
6.培养基还需要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及O2的需求。例如,培养乳酸杆菌时,需要在培养基中添加维生素;在培养霉菌时,一般需要将培养基调至酸性;在培养细菌时,一般需要将培养基调至中性或弱碱性;在培养厌氧微生物时,需要提供无氧的条件。
7.消毒方法常用到煮沸消毒,巴氏消毒(对于一些不耐高温的液体),还有化学药物消毒(如酒精、氯气、石炭酸等)、紫外线消毒。接种环、接种针、试管口等使用灼烧灭菌;玻璃器皿、金属用具等使用干热灭菌,所用器械是干热灭菌箱;培养基、无菌水等使用高压蒸汽灭菌,所用器械是高压蒸汽灭菌锅。
8.微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。
9.采用平板划线法和稀释涂布平板法能将单个微生物分散在固体培养基上,之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。
10.平板冷凝后,要将平板倒置的原因:平板冷凝后,皿盖上会凝结水珠,凝固后的培养基表面的湿度也比较高,将平板倒置,既可以减少培养基中的水分过快地挥发,又可以防止皿盖上的水珠落入培养基,造成污染。
11.稀释涂布平板法除可以用于分离微生物外,也常用来统计样品中活菌的数目。统计的菌落数往往比活菌的实际数目少,这是因为当两个或多个细胞连在一起时,平板上观察到的只是一个菌落。因此,统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示。
12.发酵工程一般包括菌种的选育,扩大培养,培养基的配制、灭菌,接种,发酵,产品的分离、提纯等方面。
13.性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来,也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。
14.环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖,而且会影响微生物代谢物的形成。如谷氨酸的发酵生产:在中性和弱碱性条件下会积累谷氨酸;在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。
15.植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素,它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向。
16.人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为两大类——物理法和化学法。物理法包括电融合法、离心法等;化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法等。融合后得到的杂种细胞再经过诱导可形成愈伤组织,并可进一步发育成完整的杂种植株。
17.植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植物新品种等方面展示出独特的优势。
18.植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
19.在体外培养细胞时,必须保证环境是无菌、无毒的,即需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作。培养液还需要定期更换,以便清除代谢物,防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。
20.动物细胞培养时,细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上,这种现象称为细胞贴壁。悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。贴壁细胞在生长增殖时,除受上述因素的影响外,还会发生接触抑制现象,即当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞通常会停止分裂增殖。
21.成体干细胞具有组织特异性,只能分化成特定的细胞或组织,不具有发育成完整个体的能力。
22.单克隆抗体制备时,第一次筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞,方法是用特定的选择性培养基培养。第二次筛选的目的是筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞,方法是克隆化培养和专一抗体检测。
23.抗体—药物偶联物(ADC)通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合,实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。
24.减数分裂Ⅱ中期(MⅡ期)卵母细胞中的“核”其实是纺锤体—染色体复合物。文中所说的“去核”是去除该复合物。
25.哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。由于动物胚胎细胞分化程度低,表现全能性相对容易,而动物体细胞分化程度高,表现全能性十分困难,因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。
26.胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。进行胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。
27.切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶,简称限制酶。这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。它们能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开,产生黏性末端或平末端两种形式的末端。
28.DNA连接酶分为两类,一类是E.coli DNA连接酶,另一类是T4 DNA连接酶。后者既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端,又可以“缝合”双链DNA片段的平末端,但连接平末端的效率相对较低。
29.质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外,并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。
30.PCR反应过程可以在PCR扩增仪(PCR仪)中自动完成,完成以后,常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物。在凝胶中DNA分子的迁移速率与凝胶的浓度、DNA分子的大小和构象等有关。
31.PCR反应缓冲液中一般要添加Mg2+的目的是真核细胞和细菌的DNA聚合酶都需要Mg2+激活。
32.为了满足应用需要,会在载体中人工构建诱导型启动子,当诱导物存在时,可以激活或抑制目的基因的表达。
33.将目的基因导入植物细胞常用的方法有花粉管通道法和农杆菌转化法。将目的基因导入动物受精卵最常用的一种方法是利用显微注射将目的基因导入动物的受精卵中。
34.DNA不溶于酒精,但某些蛋白质溶于酒精,利用这一原理,可以初步分离DNA与蛋白质。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,它能溶于2 mol/L的NaCl溶液。在一定温度下,DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色,因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。
35.检查转基因抗虫棉是否培育成功,首先是分子水平的检测,包括通过PCR等技术检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或检测Bt基因是否转录出了mRNA;从转基因棉花中提取蛋白质,用相应的抗体进行抗原—抗体杂交,检测Bt基因是否翻译成Bt抗虫蛋白等。其次,还需要进行个体生物学水平的鉴定。例如,通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度。
36.蛋白质工程的基本思路是: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。
37.我国科学家将来自玉米的α淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中,由于α淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性,因而可以防止转基因花粉的传播。
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