内容正文:
高中生物易错易混总结
易错陷阱1:不能正确分辨单细胞生物和原核生物
【陷阱分析】单细胞生物不一定都是原核生物,如草履虫(单细胞动物)、绿藻(单细胞植物)、酵母菌(单细胞真菌)都属于真核生物。
【链接知识】常见的真核生物和原核生物
(1)真核生物:真菌类,包括霉菌(青霉、毛霉等)、酵母、蕈菌以及其他人类所熟知的菌菇类;藻类,绿藻(如衣藻、水绵、小球藻、团藻)、红藻(如紫菜、石花菜)、褐藻(如海带、裙带菜)等,属于真核生物。还有高等植物、动物等。
(2)原核生物:“三菌”,包括蓝细菌(旧称蓝藻)、放线菌、其他细菌。其中蓝细菌、细菌均是一类生物,而不是一种生物。“蓝细菌包括色球蓝细菌、颤蓝细菌、念珠蓝细菌、发菜,其他细菌包括球菌、杆菌(如乳酸杆菌)、螺旋菌、弧菌;“三体”,包括支原体、衣原体、立克次氏体。
易错陷阱2:不能正确区分真核生物和原核生物的结构
【陷阱分析】真核生物和原核生物的主要区别:有无以核膜为界限的细胞核。
【链接知识】原核细胞的结构及其功能
(1)原核细胞有核糖体,无其他细胞器,真核生物有多种细胞器,不同种类细胞细胞器不同。
(2)蓝细菌细胞内无叶绿体,含有藻蓝素和叶绿素,是能进行光合作用的自养生物。细菌中的多数种类是营腐生或寄生生活的异养生物。
(3)原核生物无线粒体,但含有与有氧呼吸相关的酶,但很多细菌能进行有氧呼吸,如蓝细菌。
(4)多数原核生物有细胞壁,细菌的细胞都有细胞壁,支原体是唯一不具有细胞壁的原核生物,它细胞膜含甾醇,比其他原核生物的膜更坚韧。
易错陷阱3:忽略特殊的真核生物(细胞)——哺乳动物成熟红细胞
【陷阱分析】哺乳动物成熟红细胞无细胞核,属于真核细胞。
【链接知识】1.哺乳动物成熟红细胞的结构
(1)无核糖体,不能合成蛋白质。
(2)无线粒体,只能进行无氧呼吸。其ATP来自无氧呼吸,与氧气无关。
(3)没有细胞核和众多的细胞器,是提取细胞膜的理想材料。
(4)不具有生物膜系统。
2.与哺乳动物成熟红细胞的相关知识
(1)细胞寿命很短,说明核质相互依存。
(2)不分裂,来自于骨髓造血干细胞的分化。
(3)功能是运输氧气,但不消耗氧气。
(4)葡萄糖进入红细胞的方式:协助扩散
(5)衰老的红细胞的特点中,就不存在“细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩、,染色加深”这个特点。
(6)血红蛋白(含Fe2+)含量丰富,不属于内环境的成分。
(7)镰刀型细胞贫血症:基因突变导致血红蛋白结构改变,导致红细胞结构的形态改变。
易错陷阱4:误认为所有的糖都是能源物质
【陷阱分析】核糖、脱氧核糖、纤维素不参与氧化分解功能,不提供能量,而是作为细胞的结构物质。
【链接知识】糖类的种类及其功能
种类
分布
功能
单糖
五碳糖
核糖(C5H10O5)
动植物细胞中都有
组成RNA的重要成分
脱氧核糖(C5H10O4)
组成DNA的重要成分
六碳糖
葡萄糖(C6H12O6)
主要的能源物质,被称为“生命的燃料”
果糖(C6H12O6)
植物细胞
组成其他复杂化合物的重要成分
半乳糖(C6H12O6)
动物细胞
二糖
麦芽搪(由两个葡萄糖分子脱水缩合形成)
植物,发芽的谷粒中较多
可水解为单糖后为生命活动供能
蔗糖(由果糖和葡萄糖脱水缩合形成)
植物,甜菜、甘蔗中较多
乳糖(由半乳糖和葡萄糖脱水缩合形成)
人和动物的乳汁中含量丰富
多糖
淀粉
植物的储藏器官中
植物细胞中重要的储能物质
纤维素
棕搁、棉花、麻类等植物中
是构成植物细胞壁的重要成分
糖原
肝糖原
人和动物动物的肝脏中
储存能量,调节血糖
肌糖原
人和动物动物的肌肉组织中
储存和提供能量
几丁质(又称为壳多糖)
广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中
几丁质能与溶液中的重金属离子有效结合,因此可用于废水处理;可以用于制作食品的包装纸和食品添加剂;可以用于制作人造皮肤;等等。
易错陷阱5:不能区分糖类和脂肪氧化分解供能的区别
【陷阱分析】与糖类氧化相比,在生物细胞内脂肪的氧化速率比糖类慢,而且脂肪的H含量大于糖类需要消耗大量氧气,此外,糖类氧化既可以在有氧条件下也可以在无氧条件下进行。所以,糖类是生物体生命活动利用的主要能源物质。
【链接知识】
有机物种类
元素组成特点
氧化分解的需氧量
氧化分解产生的水
呼吸熵
释放能量
糖类
O多H少
少
少
等于1
少
脂肪
O少H多
多
多
小于1
多
易错陷阱6:混淆细胞中的能源物质及其功能顺序
【陷阱分析】供能顺序:糖类>脂肪>蛋白质
【链接知识】
易错陷阱7:分不清核酸、核苷酸、碱基的种类
【陷阱分析】核酸是由核苷酸连接而成的长链,核酸分子中4种脱氧核苷酸(或核糖核苷酸), 不同核苷酸含有的碱基不同。
【链接知识】1.核酸包括两大类,一类是脱氧核糖核酸,简称DNA,一类是核糖核酸,简称RNA。
2.不同生物的遗传物质及所含核酸、核苷酸、碱基的种类
生物类别
核酸
核苷酸
碱基
遗传物质
举例
细胞生物
原核生物、
真核生物
DNA和RNA
8
5
DNA
细菌、人等
非细胞生物
病毒
DNA
4
4
DNA
T2噬菌体,天花病毒
RNA
4
4
RNA
烟草花叶病毒,SARA病毒,禽流感病毒,HIV
易错陷阱8:区分不清斐林试剂与双缩脲试剂的成分
【陷阱分析】斐林试剂与双缩脲试剂成分一样,但是溶度和使用上有区别
【链接知识】斐林试剂与双缩脲试剂比较
比较项目
斐林试剂
双缩脲试剂
成分
甲液
乙液
A液
B液
0.1 g/mLNaOH溶液
0.05 g/mLCuSO4溶液
0.1 g/mLNaOH溶液
0.01 g/mLCuSO4溶液
反应原理
含醛基的可溶性还原糖将Cu(OH)2还原为Cu2O沉淀
具有两个或两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2+反应生成络合物
添加顺序
甲、乙两液等量混匀后立即使用
先加入A液1 mL摇匀,再加3~4滴B液摇匀
反应条件
50~65℃水浴加热
不需加热
反应现象
样液浅蓝色→棕色→砖红色
样液变紫色
相同点
都含有NaOH、CuSO4两种成分,且所用NaOH溶液浓度都是0.1 g/mL
易错陷阱9:误认为物质进出细胞核都要通过核孔
【陷阱分析】核孔是蛋白质、RNA等大分子进出细胞核的通道;小分子物质可通过核膜进出细胞核。
【链接知识】细胞核认识的误区
误区
误认为所有物质都能通过核孔
指正
核孔是由多种蛋白质构成的复合结构,表现出明显的选择性,如细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质
误区
误认为核仁是遗传物质的储存场所
指正
核仁参与rRNA的合成及核糖体的形成,细胞核中的遗传物质分布于染色体(染色质)上
误区
误认为核孔的数量和核仁大小是固定的
指正
核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢强度有关,如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞,核孔数多,核仁较大
易错陷阱10:误认为只有动物细胞有中心体,植物细胞没有
【陷阱分析】有中心体的细胞不一定为动物细胞,也可能是低等植物细胞,但一定不是高等植物细胞。
【链接知识】1.细胞器结构分类
(1)具有单层膜的细胞器:内质网、高尔基体、溶酶体、液泡
(2)具有双层膜的细胞器:线粒体、叶绿体
(3)无膜结构(不含磷脂分子)的细胞器:核糖体、中心体
(4)具有核酸的细胞器有:线粒体、叶绿体、核糖体,既含有DNA又含有RNA的细胞器有:线粒体、叶绿体,只含有RNA的细胞器有:核糖体
(5)含有色素的细胞器有:叶绿体、液泡都有基质的细胞器有:线粒体、叶绿体
2.细胞器功能分类
(1)蝌蚪尾部逐渐消失与溶酶体这一细胞器有关。
(2)与分泌蛋白质(如:抗体、胰岛素等)合成与分泌有关的细胞器有:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
(3)肽键形成的场所:核糖体,雄性激素合成的场所:内质网。
3.细胞器分布分类
(1)植物细胞特有的细胞器:叶绿体、液泡,高等植物细胞肯定不具有的细胞器:中心体,
(2)高等植物根尖分生区细胞不具有的细胞器:中心体、叶绿体、液泡。
(3)分布最广的细胞器是:核糖体,原核生物细胞中唯一的细胞器:核糖体
(4)腺细胞中数量较多的细胞器:高尔基体。
(5)心肌细胞中数量较多的细胞器:线粒体。
4.细胞器其他分类
(1)光镜下可见的细胞器线粒体、叶绿体、液泡。
(2)发生碱基互补配对的细胞有线粒体、叶绿体、核糖体。
(3)能够复制的细胞器:线粒体、叶绿体、中心体
易错陷阱11:误认为所有植物细胞都含有叶绿体
【陷阱分析】叶肉细胞、保卫细胞含叶绿体,但表皮细胞不含叶绿体
【链接知识】归纳概括与细胞器有关的特例
(1)根尖分生区细胞无叶绿体和大液泡,是观察有丝分裂的良好材料,成熟区等根部和其他不见光的部位都无叶绿体。
(2)叶肉细胞、保卫细胞含叶绿体,但表皮细胞不含叶绿体。
(3)肾小管、心肌、肝脏等部位细胞因代谢旺盛,线粒体含量多;肠腺等一些合成消化酶或蛋白质类激素的细胞,核糖体、高尔基体多。
(4)蛔虫的体细胞和人的成熟红细胞无线粒体,只进行无氧呼吸,原料为葡萄糖,产物为乳酸,且人的成熟红细胞无细胞核,不再进行分裂,是提取细胞膜的首选材料。
(5)癌细胞:无限增殖,表面糖蛋白减少,黏着性降低,因不断合成蛋白质,故核糖体多而且代谢旺盛,核仁较大。
(6)原核细胞只有核糖体,无其他细胞器,无核膜和核仁。
易错陷阱12:误认为蛋白质合成场所是细胞质
【陷阱分析】一切生物,其蛋白质合成场所一定是核糖体。
【链接知识】1.与分泌蛋白形成的“有关细胞器”、“有关结构”和“有关膜结构”。
(1)有关细胞器:线粒体、核糖体、内质网、高尔基体。
(2)有关结构:细胞核、线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜。
(3)有关膜结构:细胞核、线粒体、内质网、高尔基体、细胞膜。
2.分泌蛋白在加工、运输过程中相关结构变化的模型构建及解读
(1)分泌蛋白合成、加工、运输过程(如图1)核糖体→内质网高尔基体细胞膜
(2)图2表示放射性元素标记某种氨基酸,追踪不同时间放射性元素在细胞中的分布情况,该图不仅表示了放射性元素出现的先后顺序,而且还表示了某种结构中放射性元素的含量变化。
(3)图3和图4分别以直方图和曲线图形式表示在分泌蛋白加工、运输过程中,内质网膜面积减小(只发出囊泡),高尔基体膜面积基本不变(先接受囊泡,后发出囊泡),细胞膜面积相对增大(只接受囊泡)。
易错陷阱13:误认为酶都是蛋白质
【陷阱分析】酶的本质:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。
【链接知识】酶认识的“6大”误区
误区
指正
具有分泌功能的细胞才能产生酶
活细胞(除哺乳动物成熟的红细胞等)
只在细胞内起催化作用
可在细胞内、细胞外、体外发挥作用
低温和高温均使酶变性失活
低温只抑制酶的活性,不会使酶变性失活
酶具有调节、催化等多种功能
酶只起催化作用
合成原料只有氨基酸
氨基酸、核糖核苷酸
合成场所只有核糖体
核糖体、细胞核等
易错陷阱14:误认为ATP是驱动细胞生命活动的唯一的直接能源物质
【陷阱分析】ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质,但不是唯一的直接能源物质;细胞内直接能源物质除ATP外,还有UTP、CTP、GTP。
【链接知识】1.ATP与ADP的相互转化
2.ATP与ADP的相互转化不是一个可逆反应。人体内ATP的含量很少,但是转化快。
易错陷阱15:误认为ATP是能量
【陷阱分析】ATP是一种高能磷酸化合物,是一种与能量有关的物质,不能将二者等同起来。
【链接知识】ATP是细胞内流通的能量“货币”。
(1) ATP中的能量可以直接转化成其他各种形式的能量,用于各项生命活动。
(2)化学反应中的能量变化与ATP的关系:
易错陷阱16:误认为DNA和RNA中的A一定相同
【陷阱分析】如果是指在核酸链中的“A”,那么含义不同。核苷酸中的“A”含义相同。
【链接知识】不同化合物中“A”的含义不同
化合物
结构简式
“A”含义
共同点
ATP
腺苷(由腺嘌呤和核糖组成)
所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤
DNA
腺嘌呤脱氧核苷酸
RNA
腺嘌呤核糖核苷酸
核苷酸
腺嘌呤
易错陷阱17 误认为消耗能量的运输方式只有主动运输
【陷阱分析】消耗能量的运输方式除主动运输外,还有胞吞和胞吐。
【链接知识】有关物质出入细胞方式的“6大”误区
(1)需要载体蛋白协助的运输方式除主动运输外,还有协助扩散。
(2)从高浓度到低浓度的运输方式除自由扩散外,不要漏掉协助扩散。
(3)影响协助扩散运输速率的因素除载体蛋白数量外,还有浓度差。
(4)与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外,不要漏掉载体蛋白的合成场所——核糖体。
(5)运输速率与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外,还有协助扩散。
(6)Na+、K+等无机盐离子一般以主动运输方式进出细胞,也可通过协助扩散(或离子通道)进出细胞,如神经细胞维持静息电位时的K+外流和形成动作电位时的Na+内流。
易错陷阱18:误认为产生CO2就是有氧呼吸
【陷阱分析】有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸都能产生CO2,因此不能根据是否产生CO2来判断呼吸方式。
【链接知识】1.判断细胞呼吸方式的三大依据
2.吸作用中各物质之间的比例关系(以葡萄糖为底物的细胞呼吸)
(1)有氧呼吸:葡萄糖∶O2∶CO2=1∶6∶6。
(2)无氧呼吸:葡萄糖∶CO2∶酒精=1∶2∶2或葡萄糖∶乳酸=1∶2。
(3)消耗等量的葡萄糖时,无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为1∶3。
(4)消耗等量的葡萄糖时,有氧呼吸消耗的O2摩尔数与有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2摩尔数之和的比为3∶4。
易错陷阱19:误认为人体细胞产生CO2的场所是线粒体基质和细胞质基质
【陷阱分析】人体细胞无氧呼吸产生的是乳酸,所以人体细胞产生CO2的场所是线粒体基质,乳酸能在肝脏中再次转化为葡萄糖。
【链接知识】细胞呼吸作用易错总结
(1)细胞呼吸的实质是细胞内的有机物氧化分解并释放能量,释放的能量大部分以热能的形式散失,少数储存在ATP中。
(2)细胞呼吸过程中产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ(NADH)的简化表示方法。
(3)无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量,生成少量ATP。
(4)在细胞呼吸过程中产生的中间产物,可转化为甘油、氨基酸等非糖物质;非糖物质代谢形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同,这些物质可进一步形成葡萄糖,因此蛋白质、糖类、脂质的代谢都可以通过细胞呼吸过程联系起来。
易错陷阱20:误认为有氧呼吸场所是线粒体
【陷阱分析】对真核细胞来说,有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质中,第二、三阶段发生在线粒体中,因此说线粒体是真核细胞有氧呼吸的主要场所。对原核细胞来说,除核糖体外没有其他细胞器,有氧呼吸和无氧呼吸均发生在细胞质基质中。
【链接知识】有氧呼吸与无氧呼吸的辨析比较
易错陷阱21:误认为“无氧”环境更有利于果蔬、种子储存
【陷阱分析】“无氧”环境不一定更有利于果蔬、种子储存,因为O2浓度为零时,细胞呼吸强度并不为零,因为此时细胞进行无氧呼吸,大量消耗有机物,不利于果蔬、种子储存。
【链接知识】氧气浓度对呼吸作用的影响
(1)曲线分析:
①A点时,氧浓度为零,细胞只进行无氧呼吸。C点之前:有氧呼吸与无氧呼吸共存,CO2释放总量=有氧呼吸释放量+无氧呼吸释放量;
②氧浓度为0~10%时,随氧浓度的升高,无氧呼吸速率减慢,有氧呼吸加快。B点时,有氧呼吸释放的CO2量等于无氧呼吸释放的CO2量;C、D点:横坐标相同,无氧呼吸停止。
③氧浓度在0~20%时,随氧浓度升高,有氧呼吸速率逐渐加快。
④随氧浓度的升高,细胞呼吸速率先减慢后加快,最后趋于稳定。
⑤氧浓度为5%左右时,细胞呼吸强度最弱。
(2)实际应用。
①保鲜:低氧(氧含量5%左右)有利于蔬菜保鲜。
②促进生长:农作物中耕松土可以增加土壤中氧气的含量,促进根部有氧呼吸促进生长。
③防止无氧呼吸:陆生植物长时间水淹,土壤中氧含量降低,植物因无氧呼吸产生的酒精积累而烂根。
④控制呼吸方式:制葡萄酒时,初期进行有氧呼吸,使酵母菌大量繁殖,发酵时严格控制无氧环境,促进酵母菌的无氧呼吸。
易错陷阱22:误认为光合作用的过程都需要光
【陷阱分析】光合作用的过程分为需要光能的光反应阶段和不需要光能的暗反应阶段(现在也称为碳反应)。
【链接知识】1.作用完整过程图解
2.光合作用和有氧呼吸的区别
项目
光合作用
有氧呼吸
物质变化
无机物→有机物
有机物→无机物
能量变化
光能→化学能(储能)
稳定的化学能→活跃的化学能(放能)
实质
合成有机物,储存能量
分解有机物,释放能量,供细胞利用
场所
叶绿体
活细胞(主要在线粒体)
条件
只在光下进行
有光、无光都能进行
易错陷阱23:误认为光合作用与细胞呼吸中[H]一样
【陷阱分析】光合作用中的[H]为NADPH,细胞呼吸中[H]为NADH。
【链接知识】[H]的来源和去路比较
(1) 有氧呼吸三个阶段中有[H]产生的是前一二阶段,[H]中的H来自葡萄糖和水,用于与O2反应生产水。
(2) 在光合作用光反应阶段,叶绿体中光合色素吸收的光能,将水分解为氧和H+,氧直接以氧分子的形式释放出去,H+与氧化型辅酶Ⅱ(NADP)结合,形成还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。NADPH作为活泼的还原剂,参与暗反应阶段的化学反应,同时也储存部分能量供暗反应阶段利用;
易错陷阱24:误认为O2产生速率= O2释放速率(CO2吸收速率=CO2固定速率)
【陷阱分析】呼吸速率:植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下测得的值——单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。净光合速率:植物绿色组织在光照条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积CO2的吸收量或O2的释放量。真光合速率=净光合速率+呼吸速率。
【链接知识】1.植物的“三率”的内在关系
真光合速率
O2产生(生成)速率
CO2固定速率
有机物产生(制造、生成)速率
净(表观)光合速率
O2释放速率
CO2吸收速率
有机物积累速率
呼吸速率
黑暗中O2吸收速率
黑暗中CO2释放速率
有机物消耗速率
2.光合速率和呼吸速率的相关计算。
光合作用方程式:6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O。
有氧呼吸方程式:C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量。
(1)光合作用释放6 mol O2需要消耗12 mol H2O。
(2)光反应阶段,12 mol H2O光解产生24 mol [H],在暗反应中用于还原6 mol CO2,并产生6 mol H2O。
(3)每分解1 mol C6H12O6,需要消耗6 mol O2,产生6 mol CO2。
(4)光合作用和呼吸作用的综合计算
①光合作用实际O2产生量=实测的O2释放量+呼吸作用O2消耗量。
②光合作用实际CO2消耗量=实测的CO2消耗量+呼吸作用CO2释放量。
③光合作用C6H12O6积累量=光合作用实际C6H12O6生成量-呼吸作用C6H12O6消耗量。
易错陷阱25:误认为图中D点 (CO2开始浓度下降) 刚开始进行光合作用
【陷阱分析】D点:随光照增强,光合作用强度=呼吸作用强度。
【链接知识】密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线分析
图中各点含义及形成原因分析:
AB段:无光照,植物只进行呼吸作用。
BC段:温度降低,呼吸作用减弱。
CD段:4时后,微弱光照,开始进行光合作用,但光合作用强度<呼吸作用强度。
D点:随光照增强,光合作用强度=呼吸作用强度。
DH段:光照继续增强,光合作用强度>呼吸作用强度。其中FG段表示“光合午休”现象。
H点:随光照减弱,光合作用强度下降,光合作用强度=呼吸作用强度。
HI段:光照继续减弱,光合作用强度<呼吸作用强度,直至光合作用完全停止。
易错陷阱26:误认为叶肉细胞的光合作用速率等于呼吸速率,植物刚好维持生长。
【陷阱分析】叶肉细胞的光合作用速率等于呼吸速率,对于植物个体来说,还有很多不能进行光合作用的细胞存在,故该植物处于此条件下时,植株体内的有机物会减少,不利于植物生长。一定是比较植物体的光合作用与细胞呼吸,才能判断植物是否生长。
【链接知识】气体体积变化法——测植物光合速率与呼吸速率实验
(1)装置中溶液的作用:在测细胞呼吸速率时NaOH溶液可吸收容器中的CO2;在测净光合速率时NaHCO3溶液可提供CO2,保证了容器内CO2浓度的恒定。
(2)测定原理
①在黑暗条件下甲装置中的植物只进行细胞呼吸,由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2,所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率,可代表呼吸速率。
②在光照条件下乙装置中的植物进行光合作用和细胞呼吸,由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定,所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率,可代表净光合速率。
③真光合速率=净光合速率+呼吸速率。
(3)测定方法
①将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算呼吸速率。
②将同一植物(乙装置)置于光下一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算净光合速率。
③根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真光合速率。
(4)物理误差的校正:为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置对照实验,即用死亡的绿色植物分别进行上述实验,根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。
易错陷阱27:误认为有丝分裂是真核生物细胞增殖的方式,无丝分裂是原核生物增殖的方式。
【陷阱分析】有丝分裂是真核生物体细胞增殖的主要方式,但不是唯一方式。二分裂是原核细胞的增殖方式。
【链接知识】1.细胞的分裂方式
真核细胞的分裂方式
原核细胞的增殖方式为二分裂,由于没有细胞核,它的分裂方式既不是有丝分裂,也不是无丝分裂。
2.分裂过程中细胞器的分配
(1)中心体复制后, 均等 分配到两个子细胞中去
(2)线粒体、叶绿体等细胞器 随机 、 不均匀 地分配到两个子细胞中去
易错陷阱28:误认为动植物细胞除形状不同外有丝分裂过程都相同
【陷阱分析】动植物细胞有丝分裂异同点比较
比较
类别
不同点
相同点
是否有中
心体复制
有丝分裂过程
间期
分裂期
前期:纺锤体形成机制不同
末期:细胞质分裂方式不同
高等植
物细胞
无
染色体完成复制
染色体平均分配到两个子细胞中
动物细胞
有
染色体完成复制
染色体平均分配到两个子细胞中
【链接知识】与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用
细胞器名称
细胞类型
活动活跃的时期
生理作用
核糖体
动、植物
整个细胞周期,但主要是间期
有关蛋白质的合成
中心体
动物、某些低等植物
前期
纺锤体的形成
高尔基体
植物
末期
细胞壁的形成
线粒体
动、植物
整个细胞周期
提供能量
易错陷阱29:误认为染色体数=DNA分子数
【陷阱分析】染色体、染色单体、DNA的数量关系
【链接知识】一个细胞周期细胞内染色体、DNA分子等的规律性变化(以二倍体生物为例)
时期
项目
分裂间期
分裂期
前期
中期
后期
末期
染色体形态变化
着丝粒(染色体2n)
2n
2n
2n
2n→4n
2n
染色单体
0→4n
4n
4n
4n→0
0
核DNA分子(2c)
2c→4c
4c
4c
4c
2c
易错陷阱30:误认为可以观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂的动态过程
【陷阱分析】在解离过程中细胞已被盐酸杀死(甲紫溶液或醋酸洋红液使染色体着色,表明细胞已丧失生物活性,生物膜已不具选择透过性),因此,显微镜下观察到的都是死细胞,不能看到细胞分裂的动态变化。看到的细胞周期其实是不同细胞停在某一时期的细胞。
【链接知识】洋葱在实验中的“一材多用”
取材部位
实验名称
取材原因
叶
鳞片叶
植物细胞的质壁分离和复原
外表皮细胞含紫色大液泡
使用高倍镜观察细胞的多样性
细胞较大,外表皮细胞有大液泡,内表皮细胞有明显的细胞核
管状叶
叶绿体中色素的提取和分离
色素含量多
根
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
材料易得,且分生区细胞分裂能力强,染色体数目少,易于观察
易错陷阱31:误认为动物的性腺(睾丸、卵巢)中都只有减数分裂
【陷阱分析】在动物的性腺(睾丸、卵巢)中有许多精(卵)原细胞,其染色体数与体细胞的染色体数相同,精(卵)原细胞数目的增多是依靠有丝分裂完成的;而生殖细胞的形成是依靠减数分裂完成的。
【链接知识】精子与卵细胞形成过程的比较
项目
精子
卵细胞
部位
动物睾丸、植物花药
动物卵巢、植物胚珠
减数分裂Ⅰ
1个精原细胞(2N)
↓复制
1个初级精母细胞(2N)
↓
2个次级精母细胞(N)(等大)
减数分裂Ⅱ
2个次级精母细胞(N)
↓
4个精细胞(N)
是否变形
4个精细胞变形
↓
4个精子
不需变形,3个极体退化
细胞质的分裂分配情况
两次分裂都均等
只有减数分裂Ⅱ 中第一极体的分裂均等,其他分裂皆不均等
分裂结果
相同点
(1)染色体的行为和数目变化过程是一样的,表现在三个方面:①染色体都是在减数分裂Ⅰ 前的间期复制;②减数分裂Ⅰ 都是同源染色体联会、均分;③减数分裂Ⅱ 都是着丝粒分裂,姐妹染色单体分开。
(2)产生的子细胞数目都是4,且细胞中染色体数目减半。
(3)性细胞染色体是由性原细胞的非同源染色体自由组合而来的,种类都为2n种(二倍体生物),n为同源染色体对数。
(4)精原细胞和卵原细胞的增殖方式都是有丝分裂
易错陷阱32:误认为B图为次级精母细胞的减数分裂Ⅱ后期
【陷阱分析】图B为次级精母细胞或极体减数分裂Ⅱ后期,具体要看清题目是否有说明细胞来源(取来至雌性或者雄性)。
【链接知识】1.根据细胞分裂图像判断细胞分裂方式
(1)三个前期图的判断
①判断步骤:是否出现四分体
②结论:A为有丝分裂前期,B为减数分裂I前期,C为减数分裂Ⅱ前期
(2)三个中期图的判断
①判断步骤:着丝粒是否排列在赤道板上
②结论:A为有丝分裂中期,B为减数分裂Ⅱ中期,C为减数分裂I中期
(3)五个后期图的判断
①判断步骤:染色体是否含有染色单体
②结论:A为有丝分裂后期,B为减数分裂Ⅱ后期(次级精母细胞或极体),C为减数分裂I后期(初级精母细胞),D为减数分裂I后期(初级卵母细胞),E为减数分裂Ⅱ后期(次级卵母细胞)
(4)方法总结:“三看法”判断细胞分裂方式
2.结合染色体的行为与形态判断细胞分裂的方式
3.利用图表结合判断减数分裂的各时期
(1)甲为性原细胞;乙为初级性母细胞;丙、丁为次级性母细胞;戊为性细胞。
(2)熟练掌握细胞分裂结构图中的各种变化特点是理解应用两种坐标图的基础。直方坐标图突破的关键点:只有染色单体才会出现“0”现象;坐标曲线图中突破的关键点:首先看斜线——不存在斜线的为染色体的变化,有斜线的为染色单体或DNA,其次看关键点——染色单体起于“0”终于“0”。
易错陷阱33:不能区分从性遗传与伴性遗传
【陷阱分析】从性遗传是指常染色体上的基因,在表现型上受个体性别影响的现象。伴性遗传是指位于性染色体上的基因所控制的性状,在遗传上总是和性别相关联的现象叫作伴性遗传。
【链接知识】从性遗传:如男性秃顶的基因型为Bb、bb,女性秃顶的基因型只有bb。此类问题仍然遵循基因的基本遗传规律,解答的关键是准确区分基因型和表现型的关系。伴性遗传:人类红绿色盲症(色盲基因用B、b表示)、血友病。以及果蝇红、白眼色的遗传等。
易错陷阱34:误把雌雄配子的随机结合当做基因自由组合
【陷阱分析】基因的自由组合定律的实质: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。
【链接知识】1.基因的行为并不都遵循孟德尔遗传定律
(1)真核生物中,并不是所有基因的遗传都遵循孟德尔的遗传定律,如叶绿体、线粒体中基因的行为就不遵循孟德尔遗传定律。
(2)原核生物中,基因的行为都不遵循孟德尔遗传定律。
2.基因的分离定律和自由组合定律均发生于减数分裂Ⅰ 后期,同时发生,同时发挥作用。
3.非同源染色体上的非等位基因的自由组合是在同源染色体分离的基础上进行的,即基因的分离定律是自由组合定律的基础。
易错陷阱35:误认为基因型为AaBb一定符合自由组合定律
【陷阱分析】基因型为AaBb两对等位基因肯能位于两对非同源染色体上,也可能位于两对同源染色体上。
【链接知识】基因型为AaBb两对等位基因在染色体上的位置关系的确定
(1)两对等位基因位于两对非同源染色体上——(符合基因自由组合定律)
⇒
(2)两对等位基因位于两对同源染色体上(连锁)——(基因分离定律)
⇒ ⇒
易错陷阱36:误认为“无中生有”是常隐
【陷阱分析】“无中生有”(无病的双亲,所生的孩子中有患者),有为女性则为常染色体隐性遗传,但是有为男性则不一定是常染色体隐性遗传,还有可能是性染色体隐性遗传。具体还根据题目判断。
【链接知识】根据遗传系谱图判断遗传病的遗传方式
步骤
现象及结论的口诀记忆
图谱特征
第一,确定是否为细胞质遗传(母系遗传)
若系谱图中子女的表型总与母亲相同,则为母系遗传;若系谱图中出现母亲患病孩子正常,或者孩子患病母亲正常的情况,则不是母系遗传。
第二,排除或确定伴Y遗传
若系谱图中患者全为男性,而且患者后代中男性全为患者,则为伴Y遗传病;若系谱图中,患者有男有女,则不是伴Y遗传
第三,确定图谱中遗传病是显性遗传还是隐性遗传
“无中生有”(无病的双亲,所生的孩子中有患者),则为隐性遗传
“有中生无”(有病的双亲,所生的孩子中出现无病的),则为显性遗传
第四,确定致病基因位于常染色体上还是位于性染色体上
①父亲有病儿子正常
②父病女必病,子病母必病
伴X染色体显性遗传
①双亲有病女儿正常
②父病女不病或者子病母不病
常染色体显性遗传
①父亲正常儿子有病
②母病子必病,女病父必病
伴X染色体隐性遗传
①父亲正常女儿有病
②母病子不病或女病父不病
常染色体隐性遗传
第五,若系谱图中无上述特征,只能从可能性大小方面推测
①若该病在代与代间连续遗传→
②若该病在系谱图中隔代遗传→
易错陷阱37:误认为“男孩患病”与“患病男孩”相同
【陷阱分析】“男孩患病”与“患病男孩”的概率计算方法
①由常染色体上的基因控制的遗传病
男孩患病概率=女孩患病概率=患病孩子概率。
患病男孩概率=患病女孩概率=患病孩子概率×1/2。
②由性染色体上的基因控制的遗传病
若病名在前、性别在后,则从全部后代中找出患病男(女),即可求得患病男(女)的概率。
若性别在前、病名在后,求概率时只考虑相应性别中的发病情况,如男孩患病概率是指所有男孩中患病的男孩占的比例。
【链接知识】两种病的概率计算问题
(1)当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时,各种患病情况的概率分析如下:
(2)利用乘法原理计算相应概率,再进一步拓展,如下表:
类型
计算公式
已知
患甲病的概率m
不患甲病的概率为1-m
患乙病的概率n
不患乙病的概率为1-n
①
同时患两病的概率
mn
②
只患甲病的概率
m(1-n)
③
只患乙病的概率
n(1-m)
④
不患病的概率
(1-m)(1-n)
拓展
求解
患病的概率
①+②+③或1-④
只患一种病的概率
②+③或1-(①+④)
易错陷阱38:后代的表现型比例分别不为9∶3∶3∶1或1∶1∶1∶1,也可能符合基因的自由组合定律
【陷阱分析】若比例中数字之和是16,不管以什么样的比例呈现,都符合基因的自由组合定律。某些致死基因或基因型导致性状的分离比改变,也可能符合基因的自由组合定律。
【链接知识】1.特殊分离比出现的原因、双杂合子测交和自交的结果归纳
双杂合的F1自交和测交后代的表现型比例分别为9∶3∶3∶1和1∶1∶1∶1,但基因之间相互作用会导致自交和测交后代的比例发生改变。根据表中不同条件,总结自交和测交后代的比例。
F1(AaBb)
自交后代比例
原因分析
测交后
代比例
9∶3∶3∶1
正常的完全显性
1∶1∶1∶1
9∶7
1∶3
9∶3∶4
1∶1∶2
9∶6∶1
1∶2∶1
15∶1
3∶1
13∶3
3∶1
1∶4∶6∶4∶1
A与B的作用效果相同,但显性基因越多,其效果越强。1(AABB)∶4(AaBB+AABb)∶6(AaBb+AAbb+aaBB)∶4(Aabb+aaBb)∶1(aabb)
1∶2∶1
3.某些致死基因或基因型导致性状的分离比改变
设亲本的基因型为AaBb,符合基因自由组合定律。
(1)显性纯合致死(AA、BB致死)
(2)隐性纯合致死
易错陷阱39:误认为人的遗传物质是主要是DNA
【陷阱分析】从整个生物界看,因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,只有少数病毒的遗传物质是RNA,所以说DNA是主要的遗传物质。原核生物和真核生物的遗传物质都是DNA,不是RNA。细胞质和细胞核的遗传物质都是DNA,而不是RNA。如细菌的遗传物质都是DNA,人的遗传物质是DNA,而不是“主要是DNA”。
【链接知识】不同生物的遗传物质
生物类型
病 毒
原核生物
真核生物
体内核酸种类
DNA或RNA
DNA和RNA
DNA和RNA
体内碱基种类
4种
5种
5种
体内核苷酸种类
4种
8种
8种
遗传物质
DNA或RNA
DNA
DNA
实例
噬菌体、烟草花叶病毒
乳酸菌、蓝细菌
玉米、小麦、人
易错陷阱40:误认为肺炎链球菌的体外转化实验中R型细菌均转化成S型细菌
【陷阱分析】在转化过程中并不是所有的R型细菌均转化成S型细菌,而是只有少部分R型细菌转化成S型细菌。因为转化受DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影响。
【链接知识】体内转化实验和体外转化实验的比较
项目
体内转化实验
体外转化实验
培养细菌
在小鼠体内
用培养基(体外)
实验对照
R型细菌与S型细菌的毒性对照
S型细菌体内各成分的相互对照
巧妙构思
将加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照,来说明确实发生了转化。
观察利用酶解法去除某物质后,细胞提取物是否还具有转化效应。
实验结论
S型细菌体内有“转化因子”
“转化因子”为DNA
两实验的
联系
①所用材料相同,都是R型和S型肺炎链球菌;
②体内转化实验是基础,而体外转化实验是体内转化实验的延伸;
③两实验都遵循对照原则、单一变量原则
易错陷阱41:DNA复制和遗传信息的转录都需要解旋,误认为都需要解旋酶
【陷阱分析】基因型为AaBb两对等位基因肯能位于两对非同源染色体上,也可能位于两对同源染色体上。
【链接知识】1.DNA复制的条件:DNA的复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件。
(1)模板:亲代DNA分子的两条链。
(2)原料:四种游离的脱氧核苷酸
(3)能量:ATP
(4)酶:解旋酶,DNA聚合酶,DNA连接酶等。
2.DNA复制特点:(1)边解旋边复制;(2)半保留复制。
易错陷阱42:区分不清密码子和反密码子
【陷阱分析】密码子:是指mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基,也称三联体密码子;密码子共有64种密码子,编码21种氨基酸,一种氨基酸可以由多种密码子编码。反密码子:与mRNA中的密码子互补配对的tRNA一端的3个碱基称为反密码子。
【链接知识】1.遗传信息:遗传信息通常是指DNA分子中基因上的脱氧核苷酸(碱基)的排列顺序;
2.密码子的特点:不间断性,不重叠性,简并性,通用性
3.启动子与终止子:是指DNA分子序列中起始转录(即RNA酶结合位点)与终止转录的区域。
4.起始密码子与终止密码子:指mRNA上起始翻译与终止翻译的序列。
易错陷阱43:误认为所有生物都要进行中心法则的全部生理过程
【陷阱分析】并非所有生物都能进行这5种生理过程;也并非所有细胞都能进行复制、转录和翻译。①只有分生组织细胞才能进行复制、转录、翻译;②高度分化的细胞只进行转录和翻译,不进行复制;③哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和线粒体等细胞器,复制、转录翻译均不能进行。
【链接知识】1.各类生物遗传信息的传递过程
生物种类
举例
遗传信息的传递过程
细胞生物以及DNA病毒
动物、植物、
细菌、真菌等
RNA病毒
烟草花叶病毒
逆转录病毒
艾滋病病毒
(1)并不是所有的生物均能发生中心法则的所有过程。
(2)DNA的复制体现了遗传信息的传递功能,发生在体细胞增殖或生殖细胞的形成过程中。
(3)DNA的转录和翻译是实现遗传信息表达不可或缺的两个“步骤”,发生在个体发育的过程中。RNA→RNA的RNA自我复制过程和RNA→DNA的逆转录过程,只在少数病毒寄生到寄主细胞中以后才发生,是对中心法则的补充。
(4)DNA的合成并不只发生在DNA复制过程中,也可发生在逆转录过程中、逆转录过程需要逆转录酶,该酶在基因工程中常用来催化合成目的基因。
(5)中心法则的5个过程都遵循碱基互补配对原则。
易错陷阱44:误认为真核细胞和原核细胞基因表达过程相同
【陷阱分析】真核细胞的基因是先转录后翻译的;原核细胞的基因是边转录边翻译。
【链接知识】真核细胞和原核细胞基因表达的区别
真核细胞
过程
真核细胞的基因是先转录后翻译的,转录的主要场所是细胞核,转录形成的mRNA通过核孔进入细胞质,翻译的场所是细胞质中的核糖体。
原核细胞
过程
边转录边翻译。原核细胞没有核膜,mRNA一经形成就会有许多核糖体结合上来,所以会出现转录和翻译同时进行的现象。
易错陷阱45:不能区分基因突变中随机性与不定向性
【陷阱分析】随机性:DNA中碱基组成的改变是随机的、不确定的。不定向性:一个基因可以向不同的方向发生突变,产生一个以上的等位基因,可以理解成基因突变方向的随机性。
【链接知识】1.随机性:DNA中碱基组成的改变是随机的、不确定的。
(1)时间上的随机性:基因突变可发生于生物个体发育的任何时期,甚至在趋于衰老的个体中也很容易发生,如老年人易得皮肤癌等。一般来说,在生物的个体发育中,基因突变发生的时期越迟,生物体表现突变的
(2)部分越少;基因突变发生的时间越早,对生物性状的影响越大。
部位上的随机性:基因突变既可发生于体细胞中,也可发生于生殖细胞中。
(3)分子对象的随机性:基因突变可以发生在细胞内不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位。
2.多害少利性:大多数基因突变对生物是有害的,称为不利变异。基因突变的结果是有害的还是有利的,往往取决于环境,是不因生物的意志而转移的。
3.不定向性:一个基因可以向不同的方向发生突变,产生一个以上的等位基因,可以理解成基因突变方向的随机性。如控制小狗毛色的白色基因可以突变为黄色基因,也可以突变成黑色等其他颜色的基因,而黄色、黑色等其他颜色的基因也可以相互突变。基因突变的方向和环境没有明确的因果关系。
易错陷阱46:误认为基因突变一定会改变生物的性状
【陷阱分析】基因突变不一定引起生物性状的改变。
【链接知识】1.基因突变未引起生物性状改变的原因
(1)突变部位:基因突变发生在基因的非编码区。
(2)密码子简并性:若基因突变发生后,引起了mRNA上的密码子改变,但由于一种氨基酸可能对应多个密码子,若新产生的密码子与原密码子对应的是同一种氨基酸,此时突变基因控制的性状不改变。
(3)隐性突变:若基因突变为隐性突变,如AA中其中一个A→a,此时性状也不改变。
(4)有些突变改变了蛋白质中个别氨基酸,但该蛋白质的功能不变。
易错陷阱47:误认为只有癌细胞中才存在原癌基因和抑癌基因
【陷阱分析】不是只有癌细胞中才存在原癌基因和抑癌基因,正常细胞中也存在
【链接知识】原癌基因与抑癌基因的关系
(1)原癌基因:原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的,这类基因一旦突变或过量表达会导致相应蛋白质活性过强,就可能引起细胞癌变。
(2)抑癌基因:抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖,或者促进细胞凋亡,这类基因一旦突变会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。
(2)原癌基因和抑癌基因不是简单的拮抗关系,二者共同对细胞的生长和分化起着调控作用。
(3)原癌基因和抑癌基因不是两个基因,而是一类基因,都是细胞内的正常基因。只有二者均发生突变时才变成致癌基因,而且一个细胞内至少有5~6个基因发生突变才能体现癌细胞的所有特征。
易错陷阱48:区分不清染色体片段交换是基因重组还是染色体结构变异
【陷阱分析】(1)染色体片段交换不一定是基因重组。如果染色体片段交换发生在同源染色体之间叫基因重组;如果发生在非同源染色体之间叫易位,属于染色体结构变异。
【链接知识】1.基因重组的易错分析
(1)基因重组只是原有基因间的重新组合。
(2)自然条件下基因重组发生在配子形成过程中,而不是受精作用发生时。
(3)基因重组一般发生于有性生殖产生配子的过程中,无性生殖的生物不发生,有性生殖的个体体细胞增殖时也不会发生。
(4)杂合子(Aa)自交产生的子代出现性状分离,不属于基因重组的原因是A、a控制的性状是同一性状中的不同表型,而非不同性状。
(5)精子与卵细胞的自由(随机)结合是生殖细胞间随机结合,不是基因重组。
(6)基因突变可发生在有丝分裂、减数分裂的DNA分子复制过程中,也可以发生在原核生物DNA分子复制的过程中;
(7)基因重组只发生在减数分裂过程中;染色体变异在有丝分裂、减数分裂的过程中均可发生。原核生物和病毒只发生基因突变,不会发生基因重组和染色体变异。
易错陷阱49:误认为单倍体只有一个染色体组
【陷阱分析】单倍体:体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体,叫作单倍体。也就是说配子未经受精而直接发育成的生物体都是单倍体。
【链接知识】明辨单倍体、二倍体与多倍体
(1)单倍体的体细胞中并非只有一个染色体组:因为大部分的生物是二倍体,由二倍体花药离体培养形成的单倍体的体细胞中只含有一个染色体组,但是多倍体的配子发育成的单倍体体细胞中含有不止一个染色体组。
(2)单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同:两种育种方式都出现了染色体加倍情况。单倍体育种的操作对象是单倍体幼苗,通过植物组织培养,得到的植株是纯合子;多倍体育种的操作对象是正常萌发的种子或幼苗。
(3)单倍体并非都不育:二倍体的配子发育成的单倍体,表现为高度不育;多倍体的配子如含有偶数个染色体组,则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因,可育并能产生后代。
易错陷阱50:误认为变异是由环境定向诱导产生的
【陷阱分析】环境因素的作用会提高突变的频率,但任何情况下变异都是不定向的,所以环境不能起到定向诱导变异的作用,它的作用是对不定向的变异进行定向选择。在运用达尔文自然选择学说分析问题时,要注意“变异在前,选择在后”的思路。
【链接知识】1.“列表法”比较物种形成与生物进化的不同
项目
物种形成
生物进化
标志
生殖隔离出现
基因频率改变
变化后生物与原生物的关系
出现生殖隔离,属于不同物种,是质变
基因频率改变,属于同一物种,是量变
二者联系
①只有不同种群的基因库产生了明显差异,出现生殖隔离才能形成新物种;②进化不一定产生新物种,新物种产生一定存在进化
2.隔离≠生殖隔离
隔离包括地理隔离和生殖隔离。隔离导致物种的形成:
①只有地理隔离而没有形成生殖隔离,可能产生亚种,但没有产生新物种。
②生殖隔离是物种形成的关键,是物种形成的最后阶段,是物种间的真正界限。
③生殖隔离有三种情况:不能杂交;杂交后代不活;杂交后代活而不育。
易错陷阱51:误认为体液就是内环境
【陷阱分析】人体内含有大量以水为基础的液体,这些液体统称为体液。包括细胞外液和细胞内液。细胞外液是细胞生活的直接液体环境,是体液的一部分。两者的关系如下:
【链接知识】1.判断内环境的成分
一看是否属于血浆、组织液或者淋巴中的成分,若是,则属于内环境的成分(如血浆蛋白、水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、脂质、氧气、二氧化碳、激素和代谢废物等:)
二看是否只存在于细胞内或细胞壁上,若是,则不属于内环境的成分(如血红蛋白、呼吸氧化酶、解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶和载体蛋白等。)
三看是否只存在于与外界环境相通的管道中,若是,则不属于内环境的成分(如消化液、尿液、泪液和汗液等。)
2.内环境中能发生和不能发生的生理过程
(1)内环境中能发生的生理过程有:
①乳酸与碳酸氢钠作用生成乳酸钠和碳酸实现pH的稳态。
②兴奋传导过程中神经递质与受体结合。
③免疫过程中抗体与相应的抗原特异性地结合。
④激素调节过程,激素与靶细胞的结合。
(2)内环境中不能发生的生理过程有:
①细胞呼吸的各阶段反应。
②细胞内蛋白质和激素等物质的合成。
③消化道等外部环境所发生的淀粉、脂质和蛋白质的消化水解过程。
易错陷阱52:误认为内环境稳态是恒定不变的
【陷阱分析】内环境稳态不是恒定不变的,而是一种在一定范围内波动的相对稳定的状态。
【链接知识】内环境稳态指的是正常机体通过调节作用,使各个器官、系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态。实质是指内环境的各种化学成分和理化性质处于动态平衡中。
(1)化学成分:内环境中水、无机盐、蛋白质、葡萄糖、O2、CO2、尿素等各种成分的含量处于不断变化中,但保持相对稳定。如:正常人血糖浓度为3.9~6.1 mmol/L。
(2)内环境的物理性质
(3)正常情况下,机体内环境的各种化学成分和理化性质在很小的范围内发生波动。
易错陷阱53:误认为产生反应就是反射
【陷阱分析】产生反应≠反射:反射必须经过完整的反射弧。当电刺激传出神经或效应器时,都能使效应器产生反应,但不属于反射。
【链接知识】1.应激性、反射、反应、感觉的区别
(1)应激性是指一切生物对外界各种刺激(如光、温度、声音、食物、化学物质、机械运动、地心引力等)产生一定的反应。反应的结果使生物能“趋吉避凶”,适应环境。应激性是生物的普遍特性,动物的感觉器官和神经系统,是应激性高度发展的产物。
(2)反射是有神经系统的动物,在中枢神经系统的参与下,机体对内外刺激所产生的规律性应答反应,例如,缩手反射、寒冷环境下立毛肌收缩(起鸡皮疙瘩),反射完成的前提是有完整的反射弧。
(3)反应是指效应器产生的规律性应答。不需要完整的反射弧,例如在坐骨神经一腓肠肌标本中,用针刺坐骨神经,能引起腓肠肌的收缩反应。
(4)感觉是在大脑皮层形成的,需要感受器、传入神经和神经中枢的参与,传出神经和效应器可不参与,也不产生反应。
2.没有神经系统的动物无反射活动,仅具有应激性(如单细胞动物:草履虫)
3.产生反应≠反射:反射必须经过完整的反射弧。当电刺激传出神经或效应器时,都能使效应器产生反应,但不属于反射。
4.最简单的反射弧至少包括2个神经元——传入(感觉)神经元和传出(运动)神经元。
易错陷阱54:误认为神经递质一定是引起下一个神经细胞兴奋
【陷阱分析】神经递质的作用是使另一个神经元兴奋或抑制。
【链接知识】兴奋性递质、抑制性递质。
兴奋性递质:乙酰胆碱、多巴胺、谷氨酸等,可引起下一个神经元的兴奋。此类递质作用于突触后膜,能增强突触后膜对Na+的通透性,使Na+内流,使突触后膜产生动作电位,从而引起下一个神经元的兴奋。
抑制性递质:甘氨酸,γ—氨基丁酸等,可引起下一个神经元的抑制。此类递质作用于突触后膜,能增强突触后膜对Cl-的通透性,使Cl-进入细胞内,强化内负外正的静息电位,从而使神经元难以产生兴奋。
易错陷阱55:误认为血糖可以合成肝糖原和肌糖原,相反肝糖原和肌糖原也可以转化为血糖
【陷阱分析】肝糖原和葡萄糖可以相互转化,肌糖原无法直接水解生成葡萄糖。
【链接知识】血糖平衡调节的方式:神经——体液调节,以体液调节(激素调节)为主。
有关神经 胰岛(效应器)→胰岛素和胰高血糖素
①神经调节:下丘脑
②体液调节:高浓度血糖→胰岛B细胞→胰岛素;低浓度血糖→胰岛A细胞→胰高血糖素。胰岛素是唯一能降低血糖浓度的激素。
易错陷阱56:误认为人发高烧时产热>散热
【陷阱分析】发烧过程中(体温持续升高),体内产热大于散热;退烧过程中(体温持续下降),体内散热大于产热。但只要体温恒定,不论是否发烧,产热都等于散热。
【链接知识】1.体温的调节
(1)寒冷条件下的体温调节方式既有神经调节,也有体液调节;高温条件下的体温调节方式主要是神经调节。
(2)寒冷条件下的体温调节既增加产热量,又减少散热量;高温条件下的体温调节主要是增加散热量。
(3)体温调节中的反射活动为非条件反射。参与体温调节的激素主要有甲状腺激素和肾上腺素,两者在调节体温方面表现为协同作用。
(4)寒冷环境中比炎热环境中散热更快、更多。寒冷环境中机体代谢旺盛,产热也增加,以维持体温的恒定。
(5)温度感受器分布在皮肤、黏膜及内脏器官中,体温调节中枢位于下丘脑,体温感觉中枢位于大脑皮层。
(6)恒温动物才有体温调节机制,变温动物的体温随外界环境温度的改变而改变。
(7)体温的相对恒定是机体产热量和散热量保持动态平衡的结果。无论是在炎热条件还是在寒冷条件下,体温只要维持稳定则产热量一定 = 散热量。
(8)体温调节中枢位于“下丘脑”;体温感觉中枢位于“大脑皮层”;温度感受器是感受温度变化速率的“感觉神经末梢”,它不只分布在皮肤,还广泛分布在黏膜及内脏器官中。
易错陷阱57:误认为浆细胞能识别抗原
【陷阱分析】浆细胞不能识别抗原,不能分裂分化,浆细胞唯一的功能就是合成并分泌抗体。
【链接知识】有关免疫细胞和免疫活性物质的五个“并非”
(1)免疫活性物质并非都由免疫细胞产生。如唾液腺、泪腺细胞都可产生溶菌酶。
(2)溶菌酶并非只在第二道防线中发挥作用。如唾液、泪液中的溶菌酶属于第一道防线,体液中的溶菌酶则属于第二道防线,但溶菌酶的杀菌作用一定属于非特异性免疫。
(3)吞噬细胞并非只参与非特异性免疫。吞噬细胞既参与非特异性免疫,又参与特异性免疫。
(5)浆细胞并非只来自B细胞。在二次免疫中,浆细胞的来源有两个,一是由B细胞增殖分化而来,二是由记忆细胞增殖分化而来。
易错陷阱58:误认为T细胞只参与细胞免疫
【陷阱分析】T细胞并非只参与细胞免疫。辅助性T细胞既参与体液免疫,又参与细胞免疫。
【链接知识】1.特异性免疫与非特异性免疫的判断
(1)溶菌酶杀菌一定是非特异性免疫,若在唾液中杀菌则为第一道防线,若在血浆中杀菌则为第二道防线。
(2)消化道、呼吸道及皮肤表面等都是外界环境,在这些场所中所发生的免疫都属于第一道防线,如胃酸杀菌等。
(3)吞噬细胞既能参与非特异性免疫,也能参与体液免疫和细胞免疫;T细胞能参与细胞免疫和体液免疫。
(4)只要涉及抗体、记忆细胞、特异性识别抗原等均属特异性免疫。
2.体液免疫和细胞免疫的判定
(1)“三看法”判断体液免疫和细胞免疫
(2)依据图像识别体液免疫和细胞免疫
易错陷阱59:不能区分免疫自稳与免疫监视
【陷阱分析】免疫自稳:机体清除衰老或损伤的细胞,进行自身调节,维持内环境稳态的功能;免疫监视:机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤发生的功能。
【链接知识】1.自身免疫病与过敏反应的比较
项目
自身免疫病
过敏反应
概念
自身免疫反应对自身的组织和器官造成损伤并出现了症状
已产生免疫的机体,在再次接受相同抗原刺激时所发生的组织损伤或功能紊乱
发病机理
抗原结构与正常细胞表面物质结构相似,抗体消灭抗原时,也破坏正常细胞
相同过敏原再次进入机体时,与吸附在细胞表面的相应抗体结合,使细胞释放组织胺,从而引起一系列反应
实例
类风湿关节炎、风湿性心脏病、系统性红斑狼疮等
消化道、呼吸道过敏反应,皮肤过敏反应等
易错陷阱60:不能正确区分生长素的运输方式
【陷阱分析】(1)极性运输:生长素只能从形态学上端运输到形态学下端,而不能反过来运输,也就是只能单方向地运输,称为极性运输。极性运输是一种主动运输。
(2)非极性运输:生长素在成熟组织中可以通过输导组织进行非极性运输。
【链接知识】生长素的极性运输、非极性运输、横向运输的区别
(1)极性运输是将物质从植物的形态学上端运输到形态学下端,如根尖产生的生长素向上运输,而茎尖产生的生长素向下运输。这是一种主动运输过程,需要载体蛋白的协助,消耗能量,不受任何外力影响极性运输是由遗传物质决定的,与植物的位置是否受外力作用无关。
(2)非极性运输是与植物形态学方向无明显关系的运输方式,已通过实验得到证实,即在叶片表面施加外源性的生长素,在根的基部能检测到外源生长素;在根部施加外源性的生长素,在叶上能检测到外源生长素。
(3)横向运输的方向平行于茎的横切面、垂直于茎的纵切面,受到单侧刺激的影响时才会发生。类型如图:
①受光照影响:单侧光使胚芽鞘尖端中的生长素由向光侧运到背光侧,如图I①→②,可引起植物茎的向光生长。
②受力影响
a.重力使生长素在幼根中从远地侧运到近地侧,幼茎中生长素也从远地侧运到近地侧,如图Ⅱ③→④、⑤→⑥,可引起植物根的向地性和茎的背地性。
b.离心力使胚芽鞘尖端中的生长素由中心向外运输,如图Ⅲ⑦→⑧
易错陷阱61:把生长素抑制生长误认为是不生长
【陷阱分析】“抑制”或“促进”均是相对“对照组”(自然生长或蒸馏水处理的组别)而言的,凡生长状况差于对照组的就是“抑制生长”,生长状况好于对照组的就是“促进生长”。
【链接知识】1.生长素的作用特点:研究发现,生长素所发挥的作用,因浓度、植物细胞的成熟情况和器官的种类不同而有较大的差异。
(1)生长素浓度:一般情况下,生长素在浓度较低时促进生长,在浓度过高时则会抑制生长,如图所示。
(2)植物细胞的成熟情况:幼嫩的细胞对生长素敏感,衰老的细胞则比较迟钝。
(3)器官的种类:不同器官对生长素的敏感程度也不一样,根对生长素最敏感,茎对生长素的敏感性最差,芽对生长素的敏感性介于根与茎之间,如图所示。
(4)植物种类:一般情况下,双子叶植物对生长素的敏感程度高于单子叶植物,如图所示。
可用适宜浓度的生长素来清除单子叶农作物田中的双子叶杂草。
2.准确界定生长素“两重性”作用的体现:关键在于“浓度与生长状况”。
(1)若生长较慢处的生长素浓度>生长较快处的生长素浓度则可体现两重性,如根背地生长、顶端优势等。
(2)若生长较慢处的生长素浓度<生长较快处的生长素浓度,则不能体现两重性,只能表明“低浓度促进生长”。如茎的向光性和茎背地生长。
3.高于最适浓度的浓度不都是“抑制浓度”
曲线中HC段表明随生长素浓度升高,促进生长作用减弱,但仍为促进生长的浓度,不是抑制浓度,高于i时才会抑制植物生长,才是“抑制浓度”。
易错陷阱62:不能准确辨析各种植物激素在植物生命活动的作用
【陷阱分析】在植物生长发育和适应环境变化的过程中,各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素相互作用,共同调节。
【链接知识】1.植物激素之间的相互作用
(1)促进果实发育和成熟的主要激素是不同的:果实发育主要是生长素作用的结果,果实成熟主要是乙烯作用的结果。
(2)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。
(3)赤霉素和脱落酸的作用效果相反:在调节种子萌发过程中,赤霉素打破种子休眠,脱落酸促进种子休眠;赤霉素促进植物生长,脱落酸抑制植物生长。
(4)赤霉素和生长素对促进细胞伸长有协同作用:赤霉素促进生长素的合成抑制生长素的分解。
易错陷阱63:植物生长调节剂不是植物激素,但是二者对植物的生命活动都有调节作用。
【陷阱分析】植物激素由植物体内产生,能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。由人工合成的,对植物的生长、发育有调节作用的化学物质,称为植物生长调节剂。
【链接知识】1.植物激素
(1)种类:生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等物质。
(2)功能:作为信息分子,几乎参与调节植物生长、发育过程中的所有生命活动。
(3)三个主要特点
①植物细胞内代谢产生(无专门分泌器官):
②能从产生部位运输到作用部位(运输方式和速度因激素种类、植物种类和器官种类不同而不同);
③微量、高效的有机物。
2.植物生长调节剂。
(1)特点:植物生长调节剂具有原料广泛、容易合成、效果稳定、应用领域户等优点;用量小、速度快、效益高;针对性强,专业性强。。
(2)植物生长调节剂的作用:对于提高作物产量、改善产品品质等,都起到很好的作用;施用植物生长调节剂还能减轻人工劳动,如减少园林植物的修剪次数;植物生长调节剂使用不当可能影响作物产量和产品品质:过量使用植物生长调节剂,还可能对人体健康和环境带来不利影响。
易错陷阱64:误认为年龄组成为增长型种群数量一定增加
【陷阱分析】年龄结构并不能决定种群密度,只能预测种群密度的变化趋势,但这种预测的趋势不一定能出现。例如年龄结构为稳定型的种群,种群密度不一定保持稳定。因为出生率和死亡率不完全取决于年龄结构,还与气候食物、天敌等因素有关,例如遇到剧烈的气候变化,种群密度会急剧减少。此外,种群密度还与迁入率、迁出率直接相关。
【链接知识】1.种群数量特征间的关系图示
(1)种群密度是种群最基本的数量特征。种群数量不等于种群密度:种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数,强调“单位面积或单位体积”,即种群数量多,种群密度不一定大。
(2) 决定种群密度变化的直接因素:出生率和死亡率、迁入率和迁出率。在具体环境中的种群要根据实际情况分析。
(3) 决定种群密度的间接因素:年龄结构和性别比例。其中年龄结构既能影响出生率,又能影响死亡率,而性别比例只能影响出生率。
易错陷阱65:增长率≠增长速率
【陷阱分析】种群增长率:指一定时间内增加的个体数量与初始个体数量的比值,即增长率=。“J”形曲线增长率为恒定值,“S”形曲线增长率是逐渐下降的。
种群增长速率:指单位时间内新增加的个体数量(种群数量增长曲线的斜率),即增长速率=。“J”形增长的种群增长速率一直上升,其曲线呈“J”形,“S”形增长的种群增长速率曲线呈“钟形”。
【链接知识】1.“J”形曲线和“S”形曲线的比较
项目
“J”型曲线
“S”型曲线
前提条件
理想状态:食物、空间条件充裕;气候适宜;没有敌害、竞争物种、病原体等其他生物的制约传染病等
现实状态:(1)食物、空间有限:受其他生物因素、非生物因素的制约
实例
野兔、环颈雉在引入地繁殖初期
高斯实验
增长率
不变
越来越小
坐标曲线
种群增长率曲线
种群增长速率曲线
有无K值
无K值,种群数量持续增长
有K值,种群数量可在K值附近上下波动
适用范围
一般只适用于实验室条件下和入侵物种迁人新环境中最初一段时间内的增长
一般为自然条件下种群的增长
形成原因
无种内斗争,缺少无敌,食物、空间条件允裕,气候适宜
种内斗争加剧,捕食者数量增多等
二者关系
两种增长曲线的差异主要是环境阻力的有无对种群增长的影响不同,“J”形曲线增加环境阻力→“S”形曲线
易错陷阱66:误认为K值是种群数量的最大值
【陷阱分析】K值并不是种群数量的最大值:K值是环境容纳量,即在保证环境不被破坏前提下所能容纳的最大值;种群所达到的最大值会超过K值,但这个值存在的时间很短,因为环境已遭到破坏。
【链接知识】1.对K值理解与认识
(1)K值不是一成不变的:K值会随着环境的改变而发生变化,当环境遭到破坏时,K值会下降;当环境条件状况改善时,K值会上升。
(2)在环境条件稳定,K值一定的情况下,种群数量也不是一成不变的:会在K值附近上下波动。当种群数量偏离K值的时候,会通过负反馈调节使种群数量回到K值。
(3) K值应用
项目
资源的保护和利用
有害生物的防治
K值(环境容纳量)
保护环境,减小环境阻力,增大K值:养殖量不能超过K值,否则会破坏环境,导致K值下降
增大环境阻力(如为防鼠害而封锁粮食、清除生活垃圾、保护鼠的天敌等),降低K值
(增长速率最大)
捕捞(或捕获)后的种群数量维持在附近,种群数量会迅速回升
及时控制种群数量,严防达到(若达到,可能导致该有害生物成灾)
易错陷阱67:不能准确区别种间关系
【陷阱分析】种间关系的类型:主要有原始合作(互惠)、互利共生、种间竞争、捕食和寄生等。
【链接知识】1.种间关系的区别总结
(1)捕食与竞争的区别:竞争是不同生物为了争夺资源、空间等生活条件而发生的斗争,并不以获取对方当食物为目的;捕食则是一种生物以另一种生物为食,目的是获得食物与能量,用以维持自身的生存。
(2)种内竞争和种间竞争的区别:同种生物以同种的幼体为食,或同种生物之间对资源和空间的争夺都为种内竞争;不同种生物之间对资源和空间的争夺就是种间竞争。
(3)捕食与寄生的区别:前者强调是一种生物以另一种生物为食的现象,强调是吃与被吃的关系;而后者是一种生物生活在另一种生物的体内或体表,从活的生物体获得营养物质,而宿主一般不会死亡。
(4)寄生与腐生的区别:前者是从活的生物体获得营养物质;后者是从死的生物体获得营养物质。
(5)原始合作与种内互助的区别:前者是指不同种生物之间通过互助共同发展;后者是指同种生物之间通过互助共同发展。
(6)原始合作与互利共生的区别:前者是指对双方都有利的一种种间关系,但并没有发展到彼此相依为命的程度,如果解除这种关系,双方都能正常生存。而后者是物种之间不能分开的一种种间关系,双方分开后,会出现双方或其中一方不能正常生活的现象。
2.三种种间关系曲线的辨别技巧
(1)互利共生曲线:数量上同时增加,同时减少,呈现出“同生共死”的同步性变化。
(2)捕食关系曲线:数量上呈现“先增加者先减少,后增加者后减少”的不同步性变化。坐标曲线中捕食者与被捕食者的判定:
①从最高点判断,捕食者数量少,被捕食者数量多。
②从变化趋势看,先达到波峰的为被捕食者,后达到波峰的为捕食者,即被捕食者变化在先,捕食者变化在后。
(3)种间竞争关系曲线:数量上呈现出“你死我活”的同步性变化,一种生物数量增加,另一种生物数量下降,甚至降为零。
易错陷阱68:误认为从上到下就是群落的垂直结构
【陷阱分析】群落结构认识的三个易误点
(1)“竹林中的竹子高低错落有致”不属于群落的垂直结构,竹林中的竹子是种群,不具有群落的空间结构。
(2)高山上植物的分布取决于温度,从山顶到山脚下,分布着不同的植物类群,属于植被的垂直地带性分布,不属于群落的垂直结构。
(3)水体中植物的垂直分布主要是由光照引起的分层现象,属于群落的垂直结构。
【链接知识】群落的垂直结构指的是在垂直方向上,大多数群落都具有明显的分层现象。包括森林群落的垂直结构:乔木、灌木和草本植物(从上到下);湖泊群落的垂直结构:挺水层、浮水层和沉水层(从上到下)。
易错陷阱69:误认为所有群落都可以演替到乔木阶段
【陷阱分析】并不是所有群落都可以演替到森林阶段。如果陆地环境条件适宜,群落都能演替到最高阶段——森林阶段。在干旱地区,一般只能演替到草本植物或低矮灌木阶段。
【链接知识】群落演替的易误点
(1)演替并不是“取而代之”。演替过程中一些种群取代另一些种群,是一种“优势取代”而非“取而代之”,如形成森林后,乔木占据优势地位,但森林中仍有灌木、草本植物、苔藓等。
(2)演替是“不可逆”的。演替是生物和环境反复相互作用,发生在时间和空间上的不可逆变化,但人类活动可使其不按自然演替的方向和速度进行。
(3)群落演替是一个漫长但并非永无休止的过程。当群落演替到与环境处于平衡状态时,就以相对稳定的群落为发展的顶点。
易错陷阱70:误认为生产者都是植物
【陷阱分析】生产者≠植物:生产者不一定都是植物,某些细菌也可以是生产者,如硝化细菌、蓝细菌等:植物也不一定都是生产者,如菟丝子是一年生草本植物,寄生在豆科植物上,细胞中无叶绿体,叶片退化不能进行光合作用,同化类型为异养型,属于消费者。
【链接知识】生态系统组成成分的判断
1.生产者、消费者、分解者之间的“一定”和“可能"
(1)生产者一定是自养生物,自养生物一定是生产者。
(2)消费者、分解者一定是异养生物,异养生物可能是消费者或分解者。
(3)分解者是营腐生生活的生物。营腐生生活的生物一定是分解者。
2.生产者、消费者、分解者之间的“不一定”
(1)消费者≠动物:消费者不一定都是动物,如某些营寄生生活的微生物,菟丝子也属于消费者;动物也不一定都是消费者,如营腐生生活的蚯蚓、蜣螂、秃鹫等属于分解者。
(2)分解者≠微生物:分解者不一定都是微生物,如营腐生生活的动物蚯蚓、秃鹫等;微生物也不一定都是分解者,如能自养的微生物蓝细菌是生产者,营寄生生活的微生物如结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌等是消费者。
易错陷阱71:误认摄入量等于同化量
【陷阱分析】摄入量与同化量的区别:除第一营养级生物外,某一营养级生物摄入体内的能量并不是该营养级生物的同化量,因为有一小部分能量存在于动物排出的粪便中,最终被分解者分解释放出来。因此,真正流入下一个营养级的能量应该是下一个营养级生物的同化量,即同化量=摄入量-粪便量,粪便实际上是上一个营养级生物的同化量。分解者的能量来自生产者和消费者。
【链接知识】1.能量的来源与去路汇总
(1)流经自然生态系统的总能量是:生产者固定的太阳能
(2)流经人工生态系统的总能量是:生产者固定的太阳能和人工输入的有机物中的化学能
(3)自然生态系统的能量来源是:太阳能
(4)人工生态系统的能量来源是: 太阳能和人工输入的有机物中的化学能
(5)由于每一营养级和分解者都需要呼吸作用以热能的形式散失掉一部分能量,所以各个生态系统必须要有太阳能的补充。能量最后以热能的形式回到无机环境,包括各营养级自身的呼吸消耗和分解者的呼吸作用。
易错陷阱72:消毒和灭菌的比较
【陷阱分析】消毒和灭菌的区别与联系
(1)作用原理都是借助理化因素,通过使蛋白质变性来抑制微生物的生命活动或杀死微生物。
(2)两者最根本的区别是芽孢和孢子是否灭活,灭菌能杀死芽孢和孢子,因而灭菌更彻底。
【链接知识】1.消毒
概念
常用方法
应用范围
使用较为温和的物理、化学或生物方法杀死物体表面或内部一部分微生物,不包括芽孢和孢子
煮沸消毒法(100℃煮沸5~6min)
日常用品
巴氏消毒法(62~65℃消毒30mim
或80~90℃处理30s~1min)
不耐高温的液体(牛奶、果汁等)
化学药物消毒法
用酒精擦拭双手、用氯气消毒水源等
紫外线消毒法(紫外线照射30min)
接种室、接种箱或超净工作台
2.灭菌
概念
常用方法
应用范围
使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子
灼烧灭菌法(用酒精灯火焰的充分燃烧层灼烧)。
涂布器、接种环、接种针或其他金属用具,试管口或瓶口等
干热灭菌(干热灭菌箱,160~170℃,2~3h)
耐高温、需保持干燥的物品,如玻璃器皿(吸管、培养皿等)和金属用具等
湿热灭菌中的高压蒸汽灭菌法(高压蒸汽灭菌锅,100kPa,121℃,15~30min)
培养基、部分塑料制品(枪头、试管等)
易错陷阱73:植物体细胞杂交与动物体细胞杂交的异同
【陷阱分析】植物体细胞杂交与动物体细胞杂交的异同
项目
植物体细胞杂交
动物细胞融合
概念
将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术
使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术
原理
细胞膜的流动性、细胞的全能性
细胞膜的流动性
融合前处理方法
纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
诱导方法
物理法:电融合法、离心法等;化学法:聚乙二醇(PEG)融合法
PEG融合法、电融合法、灭活病毒诱导法
意义
打破生殖隔离,实现远缘杂交育种
【链接知识】1.归纳比较植物组织培养与动物细胞培养
比较项目
植物组织培养
动物细胞培养
理论基础
植物细胞全能性
细胞增殖
培
养
基
类型
固体或半固体培养基
液体培养基
成分
水、矿质元素、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂
葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、促生长因子、动物血清等
取材
植物幼嫩部位或花药等
动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织
关键环节
细胞的脱分化和再分化
细胞增殖和癌变
结果
新的组织或植株个体,可以体现全能性
新的细胞系或细胞株,不形成个体,不体现全能性
应用
①植株快速繁殖
②脱毒植株的培育
③制备人工种子
④生产药物、杀虫剂等
⑤转基因植物的培育
①蛋白质生物制品的生产
②皮肤移植材料的培育
③检测有毒物质
④生理、病理、药理学研究
相同点
①两技术手段培养过程中细胞都进行有丝分裂,都是无性繁殖,都可称克隆,都不涉及减数分裂
②均为无菌操作,需要适宜的温度、pH等条件
易错陷阱74:误认为克隆动物的基因全部来自于提供细胞核的供体动物
【陷阱分析】核移植中供体动物、提供卵母细胞的动物、代孕动物和克隆动物之间的关系:克隆动物绝大部分性状与供体动物相同,少数性状(由线粒体DNA控制的性状)与提供卵母细胞的动物相同,与代孕动物的性状无遗传关系。
【链接知识】1.核移植产生的克隆动物与提供细胞核的亲本可能不同的原因:
(1)克隆动物细胞质基因来源于另一个亲本,与植物组织培养不同(来自一个亲本),即克隆动物遗传物质来自两个亲本。
(2)在发育过程中可能发生基因突变、染色体变异导致性状改变。
(3)外界环境条件的影响引起不可遗传的变异。
2.细胞核移植技术形成重组细胞并发育成一个新个体,体现了细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。
3.克隆属于无性繁殖,产生新个体的性别、绝大多数性状与供核亲本一致。
易错陷阱75:不能确定目的基因导入的受体细胞是体细胞和受精卵
【陷阱分析】将目的基因导入植物细胞培育转基因植物时,受体细胞可以是体细胞和受精卵,因为植物体细胞具有全能性。将目的基因导入动物细胞培育转基因动物时,受体细胞是受精卵不能用体细胞,因为高度分化的动物体细胞的全能性受到限制。大肠杆菌经常用作原核细胞的受体细胞,酵母菌经常用作真核细胞的受体细胞。
【链接知识】1.将目的基因导入受体细胞的方法:根据受体和载体的类型不同,所采用的导入方法也不同。
细胞种类
植物细胞
动物细胞
微生物细胞
常用方法
农杆菌转化法
基因枪法
花粉管通道法
显微注射技术
Ca2+处理法(CaCl2)
受体细胞
受精卵或体细胞
受精卵
常用原核细胞
转化过程
农杆菌能在自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物,对大多数单子叶植物没有侵染能力。将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上转入农杆菌导入植物细胞→整合到受体细胞的染色体DNA上→表达
单子叶植物中常用的一种基因转化方法,但是成本较高。操作过程:将包裹在金属颗粒表面的表达载体DNA打入受体细胞中,使目的基因与其整合并表达
在植物受粉后,花粉形成的花粉管还未愈合前,剪去柱头;然后滴加DNA(含目的基因)至花柱切面上,使目的基因借助花粉管通道进入胚囊
将含有目的基因的表达载体提纯→取卵(受精卵)→显微注射→将注射了目的基因的受精卵经早期胚胎培养后移入母体子宫或输卵管→获得具有新性状的动物
Ca2+处理细胞感受态细胞→将重组表达载体与感受态细胞混合→感受态细胞吸收外源DNA分子
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