核心概念 强化记忆(Word教参)-【精讲精练】2026年高考生物二轮专题辅导与训练（A版）

该高中生物学讲义全面覆盖细胞结构、代谢调节、遗传进化、生态系统及生物技术等高考核心考点，以生命观念为统领，按“物质基础—生命活动—系统稳态—进化适应”逻辑串联知识，通过核心概念强化、实验原理解析、真题考点对接等环节，帮助学生构建结构与功能观、物质与能量观，突破原核真核细胞辨析、有丝分裂减数分裂图像识别等易混点。 讲义突出科学思维与探究实践融合，创新设计对比表格（如物质鉴定试剂与现象）、模型建构（如DNA复制过程图解）等工具，例如通过分析光合作用与呼吸作用物质转化关系培养归纳演绎能力，结合“观察质壁分离”实验步骤训练提升探究实践素养。设置分层练习助力教师精准把控节奏，高效提升学生应试能力。

核心概念　强化记忆 一、借助显微镜走近细胞 1．细胞学说的主要内容(后人经过整理并加以修正总结出来的)： (1)细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成； (2)细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体生命起作用； (3)新细胞是由老细胞分裂产生的。 2．细胞学说揭示了动物和植物的统一性，从而阐明了生物界的统一性。 3．归纳法是指由一系列具体事实推出一般结论的思维方法。归纳法分为完全归纳法和不完全归纳法。 4．植物(如冷箭竹)没有系统层次，单细胞生物既可看做细胞层次，又可看作个体层次。心肌属于组织层次，心脏属于器官层次。 5．病毒没有细胞结构，一般由核酸和蛋白质组成。但是，病毒的生活离不开细胞。 6．原核细胞与真核细胞的主要区别是没有以核膜为界限的细胞核。常见的原核生物有细菌(如蓝细菌)、支原体、衣原体、立克次氏体等。 7．淡水水域污染后富营养化，导致蓝细菌和绿藻等大量繁殖，会形成让人讨厌的水华，影响水质和水生动物的生活。 8．认识大肠杆菌(左)和蓝细菌(右)细胞模式图 9．蓝细菌细胞内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。细菌的细胞都有细胞壁、细胞膜和细胞质，都没有由核膜包被的细胞核，也没有染色体，但有环状的DNA分子，位于细胞内特定的区域，这个区域叫作拟核。 10．支原体可能是最小、最简单的单细胞生物；其没有细胞壁。 二、细胞中的无机物、糖类和脂质 1．组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。细胞中含量最高的化合物是水，它同时也是含量最高的无机物，含量最高的有机物是蛋白质。 2．用化学试剂检测生物组织中的化合物或观察结构 还原糖 脂肪 蛋白质 淀粉 试剂 斐林试剂 苏丹Ⅲ 双缩脲试剂 碘液 现象 砖红色沉淀 橘黄色 紫色 蓝色 需要加热的是还原糖的鉴定，需要借助显微镜的是脂肪鉴定。常见的还原糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖。 3．水分子的空间结构及电子的不对称分布，使水分子成为一个极性分子。带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂。 4．由于氢键的存在，水具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易发生改变。 5．在正常情况下，细胞内自由水所占的比例越大，细胞的代谢就越旺盛；而结合水越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。 6．细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。 7．无机盐的作用有： (1)某些重要化合物的组成部分，如Mg是构成叶绿素的元素，Fe是构成血红素的元素。(2)对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用，如缺钙时哺乳动物会抽搐。(3)对维持细胞酸碱平衡非常重要。(4)维持正常渗透压，即水盐平衡。 8．糖类是主要的能源物质。糖类大致可以分为单糖、二糖、多糖。 9．常见植物二糖有蔗糖和麦芽糖，动物二糖为乳糖。蔗糖可水解为葡萄糖和果糖，麦芽糖可水解成2分子葡萄糖，乳糖可水解成葡萄糖和半乳糖。 10．生物体内的糖类绝大多数以多糖的形式存在。植物体内的多糖有淀粉(储能多糖)和纤维素 (结构多糖)，动物体内的多糖有糖原，其主要分布在人和动物的肝脏和肌肉中，是人和动物细胞的储能物质。淀粉、纤维素、糖原的基本单位是葡萄糖分子。 11．几丁质也是一种多糖，又称壳多糖，广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中。 12．组成脂质的化学元素主要是C、H、O，有些脂质(磷脂)还含有N、P。 13．常见的脂质有脂肪、磷脂和固醇等。其中磷脂是构成膜的重要成分；固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D等。胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输。性激素能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成。维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙、磷的吸收。 三、生命活动的主要承担者——蛋白质 1．蛋白质是生命活动的主要承担者，也是主要的体现者。其功能包括： (1)结构蛋白，如肌肉、羽毛、头发；(2)催化作用，如酶；(3)运输，如血红蛋白；(4)信息传递作用，如胰岛素；(5)防御作用，如抗体。 2．氨基酸是组成蛋白质的基本单位。在人体中组成蛋白质的氨基酸有21种，其中有8种必需氨基酸。 3．氨基酸分子的结构通式是： 在结构上具有的特点是：每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。 4．蛋白质种类繁多的原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序不同以及肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。 5．蛋白质经高温后变性失活，这是因为高温破坏了蛋白质的空间结构，但未破坏肽键。高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。 四、核酸是遗传信息的携带者 1．真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA。RNA主要分布在细胞质中。 2．一个核苷酸是由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成的。根据五碳糖的不同，可以将核苷酸分为脱氧核糖核苷酸(简称脱氧核苷酸)和核糖核苷酸。 3．DNA和RNA都含有的碱基是A、C和G，DNA特有的碱基是T，RNA特有的碱基是U。 4．DNA水解的产物是脱氧核苷酸，彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖、4种碱基。 5．脱氧核苷酸和核糖核苷酸 6．有细胞结构的生物包括原核生物和真核生物，遗传物质是DNA；没有细胞结构的病毒，遗传物质大多数是DNA，少数是RNA。例如烟草花叶病毒、艾滋病病毒(HIV)和SARS病毒是RNA病毒。 7．DNA与RNA在化学组成上的异同 五、细胞膜与细胞核 1．细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，此外，还有少量的糖类。 2．功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。 3．细胞膜结构特点具有流动性。 4．细胞膜的功能有：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。 5．细胞膜的功能特点是具有选择透过性。 6．细胞间信息交流方式主要有： (1)通过信息分子传递交流，常见的信息分子有激素、递质。 (2)通过细胞接触交流，如精子和卵细胞之间的识别和结合。 (3)通过细胞通道交流，如高等植物细胞间的胞间连丝。 7．1959年，罗伯特森(J.D.Robertson)在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构，并大胆地提出了细胞膜静态模型的假说：所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成。 8．除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核。 9．细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。 10．核膜是双层膜，作用是把核内物质与细胞质分开。染色质主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。核仁的作用是与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。核孔的作用是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。 11．染色体和染色质是同一种物质在细胞不同时期的两种存在形态。 六、细胞器之间的分工合作 1．植物细胞亚显微结构模式图 2．能复制的细胞器有线粒体、叶绿体、中心体；双层膜的细胞器有线粒体、叶绿体；非膜性的细胞器有核糖体、中心体；含有核酸的细胞器有线粒体、叶绿体、核糖体；含色素的细胞器有叶绿体、液泡；能产生ATP的细胞器有线粒体、叶绿体。 3．与高等植物细胞有丝分裂有关的细胞器有核糖体、线粒体、高尔基体；与低等植物细胞有丝分裂有关的细胞器有核糖体、线粒体、高尔基体、中心体。 4．分泌蛋白的合成与运输离不开核糖体、内质网、高尔基体、线粒体细胞器的参与，该过程说明各种细胞器在结构和功能上互相联系、协调配合。该过程依赖细胞膜的流动性；需细胞呼吸提供能量。 5．高尔基体功能是主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装。在动物细胞中与分泌蛋白的合成有关，在植物细胞中与细胞壁的形成有关。 6．植物特有的细胞器是叶绿体、液泡，动物和低等植物特有的细胞器是 中心体。最能体现动植物细胞的区别是有无细胞壁。 7．溶酶体：溶酶体主要分布在动物细胞中，是细胞的“消化车间”，内部含有多种水解酶，功能是(1)能分解衰老、损伤的细胞器，(2)吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。 8．“动力车间”是：线粒体；“养料制造车间”和“能量转换站”是：叶绿体；“消化车间”是：溶酶体；“蛋白质的生产机器”是：核糖体；高尔基体是动植物细胞中都有，但执行功能有区别的细胞器。 9．真核细胞中有维持细胞形态、锚定并支撑着许多细胞器的细胞骨架。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，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．用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是同位素标记法。 11．生物膜系统包括细胞器膜和细胞膜、核膜等结构。 七、水进出细胞的原理 1．水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散，称为渗透作用。如果半透膜两侧存在浓度差，渗透的方向就是水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。 2．对于水分子来说，细胞壁是全透性的，即水分子可以自由地通过细胞壁，细胞壁的作用主要是保护和支持细胞，伸缩性比较小。 3．原生质层包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质，可把它看作一层半透膜。 4．观察质壁分离实验采用成熟的植物细胞为材料，如紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞。 八、物质出入细胞方式及影响因素 1．转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。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；通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相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。 2．自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度运输，都不需要耗能，因此属于被动运输。 3．主动运输的条件：需要载体蛋白、消耗能量。方向：逆浓度梯度。 4．主动运输的意义：通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。 5．大分子物质和细菌、病毒等通过胞吞和胞吐方式出入细胞，需要消耗线粒体提供的能量。 6．不同细胞对同种离子的吸收量不同，同一种细胞对不同离子的吸收量不同，这说明细胞对离子的吸收具有选择性，其原因是膜载体的种类和数目不同。 九、降低化学反应活化能的酶 1．除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致并将结果进行比较的实验叫作对照实验，它一般要设置对照组和实验组，如果实验中对照组未作任何处理，这样的对照组叫作空白对照。 2．酶在细胞代谢中的作用是降低活化能。酶既没有为反应提供能量，反应前后酶的性质也没有改变。无机催化剂也能降低活化能，但没有酶的显著。加热的作用不是降低活化能，是使反应分子得到能量，从常态转变为容易反应的活跃状态。(如图) 3．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，酶的化学本质是蛋白质或RNA，其基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。 4．酶有如下的特性：高效性、专一性和酶的作用条件较温和。 5．建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响。 6．过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。在0 ℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。因此，酶制剂适宜在低温下保存。 十、细胞的能量“货币”ATP 1．ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写。ATP分子的结构可以简写成A—P～P～P，其中A代表腺苷，由一分子的腺嘌呤和一分子核糖组成，P代表磷酸基团，～代表一种特殊的化学键，A—P可代表腺嘌呤核糖核苷酸。 2．对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，产生ATP的生理过程是呼吸作用，场所是细胞质基质和线粒体；对于绿色植物来说，产生ATP的生理作用是呼吸作用和光合作用，场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体。 3．ATP在细胞中含量少，转化迅速，含量处于动态平衡。 4．细胞内的化学反应有些是需要吸收能量的，有些是释放能量的。吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应一般与ATP合成相联系，释放的能量储存在ATP中。 十一、细胞呼吸 1．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。 2．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。 3．有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，其化学反应式可以简写成：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。 4. 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 5.概括地说，有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。 6．无氧呼吸的全过程都是在细胞质基质中进行的。第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。第二个阶段是，丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。 7．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。 8．无氧呼吸的化学反应式可以概括为以下两种： C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量 C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量 9．破伤风由破伤风芽孢杆菌引起，这种病菌只能进行无氧呼吸。 十二、光合作用 1．“绿叶中色素的提取和分离”实验 (1)提取色素的原理是绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，分离色素的原理是色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越高，_随层析液在滤纸上扩散的速度越快。 (2)色素提取和分离实验中几种药品的作用：无水乙醇：提取色素；SiO2：使研磨更充分；CaCO3：防止色素被破坏。 2．叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。这些色素吸收的光都可用于光合作用。 3．光合作用的化学反应式： CO2＋H2O(CH2O)＋O2。 4．叶绿体增大膜面积的方式：类囊体垛叠形成基粒。光合色素分布于类囊体薄膜上。 5．色素的功能：吸收、传递、转化光能。 6．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。 7．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。 8．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。 十三、细胞的增殖 1．细胞周期是指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。只有部分进行有丝分裂的细胞有细胞周期。 2．有丝分裂各时期特点：间期：DNA复制和有关蛋白质合成(染色体复制) 前期：核膜、核仁消失，出现纺锤体和染色体，染色体散乱排布 中期：染色体着丝粒排列在赤道板上 后期：着丝粒一分为二，姐妹染色单体分开，各自成为一条染色体，在纺锤丝的牵引下移向细胞两极 末期：核膜、核仁重现，纺锤丝消失，染色体成为染色质(植物细胞出现细胞板) 3．染色体复制时期：间期；中心体复制时期：间期；染色体加倍时期：后期；DNA复制时期：间期(S期)；DNA加倍时期：间期；染色单体形成时期：间期，出现时期：前期，消失时期：后期；观察染色体最佳时期：中期；细胞板出现时较活跃的细胞器：高尔基体。 4．赤道板是虚拟的，细胞板是实际存在的。 5．观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂： (1)原理：甲紫溶液和醋酸洋红液将染色体染成深色、HCl和酒精混合液将细胞解离。 (2)选材：分裂旺盛、染色体数较少、分裂期所占比例较大的细胞。 (3)制作装片 过程 所用试剂 时间 目的 解离 盐酸和酒精混合液 3～5_min 用药液使组织中的细胞相互分离开来 漂洗 清水 约10_min 洗去药液，防止解离过度 过程 所用试剂 时间 目的 染色 甲紫溶液(或醋酸洋红液) 3～5_min 使染色体着色 制片 使细胞分散开来，有利于观察 (4)观察：低倍镜下观察：扫视整个装片，找到分生区细胞；细胞呈正方形，排列紧密。 十四、减数分裂与受精作用 1．减数分裂Ⅰ的主要特征： (1)同源染色体配对——联会。 (2)四分体中的非姐妹染色单体可以发生互换。 (3)同源染色体分离，分别移向细胞的两极。 结果是：一个初级精母细胞形成2个次级精母细胞，一个初级卵母细胞形成1个次级卵母细胞和1个极体细胞。该过程染色体数目减半。 2．在减数分裂前，每个精原细胞的染色体复制一次，而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次，最后形成四个精细胞。 3．减数分裂Ⅱ的主要特征：每条染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别移向细胞的两极。结果是：2个次级精母细胞形成4个精细胞；1个次级卵母细胞形成1个卵细胞和1个极体细胞，第一极体形成2个极体细胞。 4．产生精原细胞(或卵原细胞)的细胞分裂方式是有丝分裂；产生精细胞(或卵细胞)的细胞分裂方式是减数分裂。 5．同源染色体是指形态大小一般相同，一条来自父方，一条来自母方，在减数分裂中能够配对的两条染色体。 6．在减数分裂过程中：染色体数目减半时期是减数第一次分裂末期(减数第一次分裂结束)，四分体存在时期是减数第一次分裂前期和中期，存在同源染色体的时期是减数第一次分裂前、中、后和末期 。 7．有丝分裂与减数分裂在特征上的主要区别在于有丝分裂没有联会、四分体、同源染色体分离(非同源染色体自由组合)、同源染色体上的非姐妹染色单体发生互换等(注：减数第一次分裂的特征有丝分裂都没有)。 8．受精作用的实质是精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起；受精过程体现了细胞膜具有细胞间信息交流的功能。 十五、细胞的分化、衰老和死亡 1．细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率。 2．高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力。原因是细胞中有全套的遗传物质。 3．动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫作干细胞。 4．细胞分化的原因是基因的选择性表达。 5．同一个体的两个细胞不同的直接原因是蛋白质不同，根本原因是mRNA不同；两个个体不同的直接原因是蛋白质不同，根本原因是DNA不同。 6．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。 7．由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以它是一种程序性死亡。 8．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。 十六、基因的分离定律 1．用豌豆做杂交实验易于成功的原因：(1)豌豆是自花传粉、闭花受粉，所以自然状态下豌豆都是纯种。(2)豌豆有多对易于区分的相对性状。(3)花大，易于操作。 2．人们将杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象，叫作性状分离。 3．孟德尔发现遗传定律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、细胞核遗传。 4．分离定律实质：减数分裂Ⅰ后期等位基因随同源染色体的分开而分离。 5．孟德尔验证假说的方法是测交。 6．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)。 7．孟德尔对分离现象提出的假说内容：(1)生物性状是由遗传因子决定的。(2)在体细胞中，遗传因子是成对存在的。(3)形成生殖细胞时，成对的遗传因子彼此分离，进入不同的配子。(4)受精时，雌雄配子的结合是随机的。 十七、基因的自由组合定律 1．孟德尔针对豌豆的两对相对性状杂交实验提出的“自由组合假设”：F1(YyRr)在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合。这样F1产生的雌配子和雄配子各有4种：YR、Yr、yR、yr，它们之间的数量比为1∶1∶1∶1。 2．自由组合定律：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。 3．自由组合定律实质：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。 4．孟德尔用豌豆做遗传实验取得成功的原因： (1)选用了正确的实验材料：豌豆；(2)用统计学方法对结果进行分析；(3)科学地设计了实验的程序：试验→分析→假说→验证→结论，即假说—演绎法；(4)由一对到多对的研究思路；(5)用不同的字母代表不同的遗传因子，有利于逻辑分析遗传的本质。 5．约翰逊将孟德尔的“遗传因子”命名为“基因”，并且提出了基因型和表型的概念。基因型是性状表现的内在因素，表型是基因型的表现形式。 十八、基因在染色体上、伴性遗传 1．萨顿的推论：基因(遗传因子)是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。也就是说，基因就在染色体上，因为基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。 2．位于性染色体上的基因控制的性状在遗传中总是与性别相关联，这种现象称为伴性遗传。 3．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。 4．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。 十九、人类遗传病 1．人类遗传病通常是指由遗传物质改变而引起的人类疾病，主要可以分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病三大类。 2．单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传病。 3．多基因遗传病是指受两对或两对以上等位基因控制的遗传病。多基因遗传病在群体中的发病率比较高。 4．遗传病的监测和预防 (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→提出对策、方法、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。 二十、DNA是主要的遗传物质 1．肺炎链球菌的转化实验 (1)格里菲思体内转化实验的结论：在S型细菌中存在转化因子可以使R型细菌转化为S型细菌。 (2)艾弗里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，设计并完成了噬菌体侵染细菌的实验，因噬菌体只有头部的DNA进入大肠杆菌中，而蛋白质外壳留在外面，因而更具说服力。 3．赫尔希和蔡斯的实验过程： (1)在分别含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基中培养大肠杆菌。 (2)再用上述得到的大肠杆菌培养噬菌体，得到蛋白质含有35S标记或DNA含有32P标记的噬菌体。 (3)然后，用35S或32P标记的噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌，经过短时间的保温后，用搅拌器搅拌、离心。 (4)离心后，检查上清液和沉淀物中的放射性物质。 4．实验误差分析：(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因是：保温时间过短或过长。 (2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因是：搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。 5．搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。 6．因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质；原核生物(如细菌)的遗传物质是DNA，真核生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。 二十一、DNA的结构、复制及基因的本质 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中的磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。 3．真核生物DNA的复制 (1)概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。 (2)复制方式：半保留复制。 (3)复制条件 ：①模板；②原料；③能量；④酶； (4)复制特点：①边解旋边复制；②半保留复制。 (5)复制意义：保持了遗传信息的连续性。 (6)精确复制的原因：DNA双螺旋结构为复制提供了精确的模板，碱基互补配对原则保证了复制能够准确地进行。 4．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。 二十二、基因的表达 1．与DNA不同的是，组成RNA的五碳糖是核糖而不是脱氧核糖；RNA的碱基组成中没有碱基T(胸腺嘧啶)，而替换成碱基U(尿嘧啶)；RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。 核糖和脱氧核糖的结构模式图 2．RNA有三种，它们分别是mRNA、tRNA和rRNA；核仁受损会影响rRNA的合成，进而影响核糖体的形成。 3．基因的表达包括转录和翻译过程；细胞分化是基因选择性表达的结果。 4．RNA是在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的，这一过程叫作转录。 5．mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个密码子。 6．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。 7．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出大量的蛋白质。下面图示中核糖体沿mRNA移动的方向是从左向右移动。 8．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，进而间接控制生物性状；基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状。 (2)基因与性状的数量对应关系：一对一、一对多、多对一。 9．柳穿鱼Lcyc基因和小鼠Avy基因的碱基序列没有变化，但部分碱基发生了甲基化修饰(如图)，抑制了基因的表达，进而对表型产生影响。这种DNA甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。像这样，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。 10．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。 二十三、基因突变和基因重组 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．基因突变的特点(1)普遍性：发生于一切生物中(原核生物、真核生物、病毒)；(2)随机性：可以发生于生物个体发育的任何时期；可以发生在细胞内不同的DNA分子上，以及同一个DNA分子的不同部位；(3)不定向性：可以产生一个或多个等位基因；(4)低频性；(5)多害少利性。 3．基因突变的时间：通常发生在有丝分裂或减数第一次分裂前的间期。 4．基因突变的结果：产生原基因的等位基因。 5．基因突变若发生在配子中，可以传递给后代；若发生在体细胞中，一般不能遗传给后代，但有些植物的体细胞发生基因突变，可通过无性繁殖传递给后代。 6．人和动物细胞中的DNA上本来就存在与癌变相关的基因：原癌基因和抑癌基因。 7．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，等等。 8．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。 9．基因重组包括(1)发生在减数第一次分裂前期的互换；(2)发生在减数第一次分裂后期的自由组合。另外，基因工程、肺炎链球菌的转化也属于基因重组。 二十四、染色体变异 1．染色体结构的变异 (1)在普通光学显微镜下可见。 (2)结果：染色体结构的改变，使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的改变。 (3)实例：猫叫综合征、果蝇缺刻翅等。 2．染色体组：是指细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。 3．染色体数目的变异可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少。 4．三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。 5．与二倍体植株相比，多倍体植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。 6．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是纯合的，自交的后代不会发生性状分离。 7．猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病。 二十五、生物的进化 1．达尔文的生物进化论主要由两大学说组成：共同由来学说和自然选择学说。 2．化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等。 3．化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。 4．种群是生物进化和繁殖的基本单位。 5．突变和基因重组产生进化的原材料，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。 6．自然选择决定生物进化的方向。 7．生物进化的实质是种群的基因频率的改变。 8．物种概念：能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种。 9．物种形成的三个环节：突变和基因重组、自然选择、隔离。 10．新物种形成的标志：生殖隔离的形成。 11．捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？实际上，捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到了促进种群发展的作用。 12．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。 二十六、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．组织液、淋巴液的成分和各成分的含量与血浆相近，但又不完全相同，最主要的差别在于血浆中含有较多的蛋白质。 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．渗透压、酸碱度和温度是细胞外液理化性质的三个主要方面。 5．在37 ℃时，人的血浆渗透压约为770_kPa，相当于细胞内液的渗透压，其大小主要与无机盐和蛋白质的含量有关，细胞外液渗透压的90%以上来源于Na＋和Cl－。 6．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。 7．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。 8．内环境稳态的意义是机体进行正常生命活动的必要条件。 二十七、神经调节的结构基础和基本方式 1．人的神经系统就包括中枢神经系统和外周神经系统两部分。 2. 3．外周神经系统包括与脑相连的脑神经和与脊髓相连的脊神经。人的脑神经共12对，主要分布在头面部，负责管理头面部的感觉和运动；脊神经共31对，主要分布在躯干、四肢，负责管理躯干、四肢的感觉和运动。此外，脑神经和脊神经中都有支配内脏器官的神经。 4．传出神经可分为支配躯体运动的神经(躯体运动神经)和支配内脏器官的神经(内脏运动神经)。 5．支配内脏、血管和腺体的传出神经，它们的活动不受意识支配，称为自主神经系统。 6．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。 状态 兴奋 安静 交感神经活动占优势 副交感神经活动占优势 瞳孔 扩张 收缩 心跳 加快 减慢 支气管 扩张 收缩 汗腺分泌 增多 减少 肺通气量 加大 减小 胃肠蠕动 抑制 促进 消化腺分泌 减弱 增强 7.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，叫作反射。 8．神经调节的基本方式是反射；完成反射的结构基础是反射弧。 9．反射弧通常由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器组成，一个反射弧至少由2个神经元参与组成；反射活动需要完整的反射弧来实现，如果反射弧中任何环节在结构或功能上受损，反射就不能完成。 10．反射分为条件反射和非条件反射，前者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。 11．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。 二十八、神经冲动的产生和传导 1．在神经系统中，兴奋是以电信号(又叫神经冲动)的形式沿着神经纤维传导的。 2．静息电位表现为外正内负；主要原因是静息时钾离子外流，使膜外阳离子浓度高于膜内。 3．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．突触的结构包括突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分。 5．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→下一个神经元的树突或胞体，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。 6．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。 7．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。 二十九、神经系统的分级调节 1．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底部，上肢的代表区则在两者之间。 2．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)。 3．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。 4．人类的语言活动是与大脑皮层某些特定区域相关的，这些特定区域叫言语区。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。 人类大脑皮层(左半球侧面)的言语区 5．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。 三十、激素调节的过程 1．由内分泌器官或细胞分泌的化学物质——激素进行调节的方式，就是激素调节。 2．人体主要激素的生理作用 (1)抗利尿激素：促进肾小管、集合管对水的重吸收。 (2)胰岛素：促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖，并抑制非糖物质转化为葡萄糖，降低血糖浓度。 (3)胰高血糖素：促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖，使血糖浓度升高。 (4)肾上腺素：①增强心脏活动，使血管收缩，血压上升；②促进糖原分解，使血糖升高；③增加产热。 (5)甲状腺激素：促进新陈代谢和生长发育，尤其对中枢神经系统的发育和功能具有重要影响，提高神经系统兴奋性。 (6)生长激素：促进生长，尤其是促进蛋白质合成和骨的生长，影响代谢。 (7)雌激素：促进雌性生殖器官的发育和生殖细胞的生成，激发和维持雌性第二性征。 (8)雄激素：促进雄性生殖器官的发育和生殖细胞的生成，激发和维持雄性第二性征。 3．血糖的来源和去向。 4．在一个系统中，系统本身工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，这种调节方式叫作反馈调节。反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制，它对于机体维持稳态具有重要意义。 5．研究表明，甲状腺激素分泌的调节，是通过下丘脑—垂体—甲状腺轴来进行的。(如下图)。 在甲状腺激素分泌的过程中，既存在分级调节，也存在反馈调节。 6．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。 7．临床上常通过抽取血样来检测内分泌系统中激素的水平，因为内分泌腺没有导管，内分泌细胞产生的激素弥散到体液中，随血液流到全身，传递各种信息。 8．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。 三十一、体液调节与神经调节的关系 1．激素等化学物质，通过体液传送的方式对生命活动进行调节，称为体液调节。激素调节是体液调节的主要内容。除激素外，其他一些化学物质，如组胺、某些气体分子(NO、CO等)以及一些代谢产物(如CO2)，也能作为体液因子对细胞、组织和器官的功能起调节作用。CO2是调节呼吸运动的重要体液因子。 2．一些低等动物只有体液调节，没有神经调节。 3．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。 4．Na＋的主要来源是食盐，几乎全部由小肠吸收，主要经肾随尿排出，排出量几乎等于摄入量。 5．人体水盐平衡调节过程 6．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。 7．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可以影响神经系统的发育和功能。 三十二、免疫系统的组成与功能、特异性免疫 1．免疫系统主要包括免疫器官、免疫细胞、免疫活性物质。 2．抗体由核糖体产生，化学本质是蛋白质。 3．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。 4．体液免疫基本过程示意图。 5．结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌等，是寄生在宿主细胞内的，而抗体不能进入宿主细胞。所以，当病毒或一些寄生细菌侵入机体细胞时，就靠细胞免疫。 6．细胞免疫基本过程示意图。 三十三、免疫失调和免疫学的应用 1．已免疫的机体，在再次接触相同的抗原时，有时会发生引起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。 2．如果自身免疫反应对组织和器官造成损伤并出现了症状，就称为自身免疫病。常见的自身免疫病有类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等。 3．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。 4．艾滋病的传播途径主要有性接触传播、血液传播和母婴传播。 5．每个人的细胞表面都带有一组与别人不同的蛋白质——组织相容性抗原，也叫人类白细胞抗原，简称HLA。器官移植的成败，主要取决于供者与受者的HLA是否一致或相近。 6．免疫抑制剂的应用，大大提高了器官移植的成活率，给需要进行器官移植的患者带来了希望。然而，除了存在免疫排斥的问题，供体器官短缺也是世界各国在器官移植方面普遍存在的问题。 三十四、植物生长素及其生理作用 1．温特的实验进一步证明胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的。温特认为这可能是一种和动物激素类似的物质，并把这种物质命名为生长素。 2．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。即向光性外因是_单侧光刺激，内因是_生长素分布不均匀_。 3．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_(属于跨膜运输中的主动运输), 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。 4．生长素多分布在生长旺盛的部位，如胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。 5．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。 6．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。 三十五、其他植物激素、植物生长调节剂的应用及环境因素参与调节植物生命活动 1．列表比较几种植物激素 激植物素 合成部位 主要作用 主要应用 赤霉素 幼根、幼芽和未成熟的种子 促进细胞伸长，从而引起植株增高；促进细胞分裂与分化；促进种子萌发、开花和果实发育 促进矮生性植物长高；解除种子休眠 细胞分裂素 主要是根尖 促进细胞分裂；促进芽的分化、侧枝发育和叶绿素合成 保持蔬菜鲜绿，延长储藏时间 脱落酸 根冠、萎蔫的叶片等 抑制细胞分裂；促进气孔关闭；促进叶和果实的衰老和脱落；维持种子休眠 使棉叶在棉铃成熟前脱落 乙烯 植物体各个部位 促进果实成熟；促进开花；促进叶、花、果实脱落 催熟 生长素 芽、幼嫩的叶和发育中的种子 促进细胞伸长生长、诱导细胞分化；促进侧根和不定根的发生，影响花、叶和果实发育 除草剂；促进扦插枝条生根；培育无子果实；棉花保铃 2.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。 3．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。生长素类似物也是植物生长调节剂。植物生长调节剂具有原料广泛、容易合成、效果稳定等优点。 4．用赤霉素处理大麦，可以使大麦种子无须发芽就可以产生α－淀粉酶。 5．用生长素类调节剂处理插条的方法：浸泡法：要求溶液的浓度较小，把插条的基部浸泡在配制好的溶液中，深约3 cm，处理几小时至一天，最好在遮阴和空气湿度较高的地方进行；沾蘸法：把插条基部在浓度较高的药液中沾蘸一下(约5 s)，深约1.5 cm即可。 6．在自然界中，种子萌发，植株生长、开花、衰老，等等，都会受到光的调控。植物的向光性生长，实际上也是植物对光刺激的反应。光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。 7．光敏色素是一类蛋白质(色素—蛋白复合体)，分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应(如图)。 8．“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。 根尖中的平衡石细胞示意图 三十六、种群及其动态 1．种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度。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的方法来估算它们的种群密度。 2．估算种群密度最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．单子叶草本植物常常是丛生或蔓生的，从地上部分难以辨别是一株还是多株。而双子叶草本植物则容易辨别个体数目。 6．取样的关键是要做到随机取样，不能掺入主观因素。五点取样法和等距取样法都是常用的取样方法。 7．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，没有天敌和竞争物种等，用数学公式表示Nt＝N0λt。 各字母的含义分别是：λ：该种群数量是前一年种群数量的倍数；Nt：t年后该种群的数量；N0：该种群的起始数量。 8．“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。 9．在“S”形曲线中捕鱼的最佳时期是大于K/2，(捕捞后剩余K/2)，原因是K/2时种群数量增长速率最大。 10．建立自然保护区，给大熊猫更宽广的生存空间，改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量，是保护大熊猫的根本措施。 11．对一支试管中的培养液中的酵母菌逐个计数是非常困难的，可以采用抽样检测的方法：先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余的培养液用滤纸吸去。稍待片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部，再计数。 三十七、群落及其演替 1．在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合，叫作生物群落，简称群落。 2．一个群落中的物种数目，称为物种丰富度。越靠近热带地区，单位面积内的物种越丰富。 3．种间关系主要有原始合作(互惠)、互利共生、种间竞争、捕食和寄生等。 4．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。 5．互利共生：指两种生物长期共同生活在一起，相互依存，彼此有利。例如，豆科植物与根瘤菌之间；植物向根瘤菌提供有机养料，根瘤菌则将空气中的氮气转变为含氮的养料，供植物利用。 捕食：指一种生物以另一种生物为食的现象。例如，翠鸟捕鱼。 寄生：指一种生物从另一种生物(宿主)的体液、组织或已消化的物质中获取营养并通常对宿主产生危害的现象。例如，马蛔虫与马。 种间竞争：指两种或更多种生物共同利用同样的有限资源和空间而产生的相互排斥的现象。例如，同一草原上生活的非洲狮和斑鬣狗。 6．群落的空间结构包括垂直结构和水平结构等。 7．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。 8．群落中植物的垂直分层为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件，因此，动物也有分层现象。 9．土壤小动物对动植物遗体的分解起着重要的辅助作用。许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小，因此不适于用样方法进行调查。常用取样器取样的方法进行釆集、调查。 10．常用的统计物种相对数量的方法有两种：一是记名计算法；二是目测估计法。记名计算法是指在一定面积(体积)的样地中，直接数出各个种群的个体数目，这一般用于个体较大、种群数量有限的物种。目测估计法是按预先确定的多度等级来估计单位面积(体积)中的种群数量。等级的划分和表示方法有：“非常多、多、较多、较少、少、很少”，等等。 11．随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，叫作群落演替。 12．裸岩上的演替要经历地衣阶段、苔藓阶段、草本植物阶段、灌木阶段、乔木阶段。乔木比灌木具有更强的获得阳光的能力，因而最终占据了优势，成为茂盛的树林。 13．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。例如在沙丘、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。 14．人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。 三十八、生态系统的结构及其稳定性 1．在一定空间内，由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体，叫作生态系统。地球上的全部生物及其非生物环境的总和，构成地球上最大的生态系统——生物圈。 2．生态系统的组成成分有非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者，其中生产者为自养生物，消费者和分解者为异养生物。 3．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。 4．植物一定是生产者吗？不一定；动物一定是消费者吗？不一定；细菌、真菌一定是分解者吗？不一定。 5．食物链和食物网是生态系统的营养结构，生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的。 6．生态系统具有能量流动、物质循环和信息传递三大基本功能。 7．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。 8．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。 9．人们把生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力，叫作生态系统的稳定性。 10．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。 11．一般来说，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。 三十九、生态系统的能量流动 1．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。 2．地球上几乎所有的生态系统所需要的能量都来自太阳。 3．摄入量、同化量、粪便量的关系：_摄入量＝同化量＋粪便量。 4．每一营养级同化的能量去向(两个去向)＝在呼吸作用中以热能形式散失＋用于生长、发育和繁殖等生命活动。 除最高营养级外，其余每一营养级同化的能量的去向(三个去向)＝_呼吸作用＋流入下一营养级＋流向分解者。 除最高营养级外，其余每一营养级同化的能量的去向(四个去向)＝呼吸作用＋流入下一营养级＋流向分解者＋未利用。 5．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。 6．“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量。 7．能量在相邻营养级间的传递效率＝上一营养级同化量/下一营养级同化量×100% , 大约为10%～20%。 8．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：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：合理放牧、锄草、捉虫。 四十、生态系统的物质循环和信息传递 1．组成生物体的C、H、O、N、P、S，都不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。这里所说的生态系统，指的是地球上最大的生态系统——生物圈，物质循环具有全球性，因此又叫生物地球化学循环。 2．碳在无机环境和生物群落间是以CO2形式循环的。无机环境中的碳元素进入生物群落依赖光合作用、化能合成作用。生物群落中的碳进入无机环境主要依赖呼吸作用(分解者通常称之为分解作用)，还可以通过化石燃料的燃烧。 3．减缓温室效应的措施有(1)植树造林；(2)减少化石燃料燃烧。 4．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。 5．生态系统中的信息传递既存在于同种生物之间，也发生在不同生物之间，还能发生在生物与无机环境之间。 6．信息传递在农业生产中的应用有两个方面：一是提高农畜产品的产量；二是对有害动物进行控制。 四十一、人与环境 1．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。 2．生活方式不同，生态足迹的大小可能不同。例如，与步行相比，开车出行会增大生态足迹。增加的部分既包括汽车对道路、停车场的直接占用面积，也包括吸收尾气所需要的林地面积等。又如，与食用蔬菜相比，吃牛肉也会增大生态足迹。 3．全球性生态环境问题主要包括全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、土地荒漠化、生物多样性丧失以及环境污染等。 4．生物多样性包括遗传多样性(基因多样性)、物种多样性和生态系统多样性。 5．生物多样性的价值：一是目前人类尚不清楚的潜在价值；二是对生态系统起到重要调节功能的间接价值(也叫作生态功能)，如森林和草地对水土的保持作用，湿地在蓄洪防旱、调节气候等方面的作用，此外，生物多样性在促进生态系统中基因流动和协同进化等方面也具有重要的生态价值；三是对人类有食用、药用和作为工业原料等实用意义的，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的直接价值。生物多样性的间接价值明显大于它的直接价值。 6．我国生物多样性的保护可以概括为就地保护和易地保护两大类。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。 7．易地保护是指把保护对象从原地迁出，在异地进行专门保护。例如，建立植物园、动物园以及濒危动植物繁育中心等，这是为行将灭绝的物种提供最后的生存机会。此外，建立精子库、种子库、基因库，利用生物技术对濒危物种的基因进行保护，等等，也是对濒危物种保护的重要措施。 8．生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础，遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。 9．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。(如图) “无废弃物农业”物质循环再生示意图 四十二、传统发酵技术的应用与发酵工程 1．千百年来，腐乳一直受到人们的喜爱。这是因为经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸，味道鲜美，易于消化吸收，而腐乳本身又便于保存。多种微生物参与了豆腐的发酵，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。 2．乳酸菌是厌氧细菌，在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸(反应简式①)，可用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等。常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。 ①C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋能量 3．酵母菌是兼性厌氧微生物，在无氧条件下能进行酒精发酵(反应简式②)，可用于酿酒、制作馒头和面包等。温度是影响酵母菌生长的重要因素，酿酒酵母的最适生长温度约为28_℃。 ②C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量 4．泡菜在腌制过程中会有亚硝酸盐产生。膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但如果人体摄入过量，会发生中毒，甚至死亡。 5．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(反应简式③)；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(反应简式④)。醋酸菌可用于制作各种风味的醋。多数醋酸菌的最适生长温度为30～35_℃。 ③C6H12O6＋2O22CH3COOH(乙酸)＋2H2O＋2CO2＋能量 ④C2H5OH＋O2CH3COOH(乙酸)＋H2O＋能量 6．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。 7．果酒变果醋发酵改变两个条件：(1)通氧，因为醋酸菌是好氧细菌；(2)升高温度，因为果酒的发酵温度在18～30 ℃，而果醋的发酵温度在30～35 ℃。 8．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。 9．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。 10．现代发酵工程使用的大型发酵罐均有计算机控制系统，能对发酵过程中的温度、pH、溶解氧、罐压、通气量、搅拌、泡沫和营养等进行监测和控制；还可以进行反馈控制，使发酵全过程处于最佳状态。 11．如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，即可得到产品。如果产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。 四十三、微生物的培养技术及应用 1．培养基的化学成分包括水、无机盐、碳源、氮源等。 另外，培养基还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如，培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素，培养霉菌时，一般需将培养基的pH调至酸性；培养细菌时，一般需要将pH调至中性或弱碱性；培养厌氧微生物时，则需要提供无氧的条件。 2．获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵。 3．消毒 (1)消毒指使用较为温和的物理、化学或生物等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)。 (2)消毒方法常用到煮沸消毒法，巴氏消毒法(对于一些不耐高温的液体)，还有化学药剂消毒(如酒精、氯气、石炭酸等)、紫外线消毒。 4．灭菌 (1)灭菌是指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。 (2)灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、湿热灭菌。 ①接种环、接种针、试管口等使用灼烧灭菌法； ②玻璃器皿、金属用具等使用干热灭菌法，所用器械是干热灭菌箱； ③培养基、无菌水等使用高压蒸汽灭菌法，所用器械是高压蒸汽灭菌锅。 5．分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体，这就是菌落。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。 6．通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。经数次划线后培养，可以分离得到单菌落。平板划线的具体操作见下面的流程图。 7．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。当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。为了保证结果准确，一般选择菌落数为30～300的平板进行计数。 8．值得注意的是，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。 9．绝大多数微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。利用以尿素作为唯一氮源的选择培养基，可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。 四十四、植物细胞工程 1．细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。 2．细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能，即细胞具有全能性。 3．植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术(如图)。 植物组织培养流程图 4．植物细胞一般具有全能性。在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化，即失去其特有的结构和功能，转变成未分化细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块，这称为愈伤组织。愈伤组织能重新分化成芽、根等器官，该过程称为再分化。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。 5．诱导愈伤组织期间一般不需要光照，在后续的培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照。 6．在进行体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体。 7．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(如图)。 植物体细胞杂交技术流程图 8．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。 9．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。 四十五、动物细胞工程 1．一般来说，动物细胞培养需要满足以下条件。 2．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。 3．动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。在进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，并将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。 4．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。 5．人们通常将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养称为原代培养，将分瓶后的细胞培养称为传代培养。在进行传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集；贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集。之后，将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养(如图)。 动物细胞培养过程示意图 6．在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中，包括胚胎干细胞和成体干细胞等。 7．动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同。诱导动物细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。 8．细胞融合技术突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。 9．制备单克隆抗体需要的技术手段：动物细胞融合和动物细胞培养。制备单克隆抗体的原理：细胞膜的流动性和细胞增殖。 10．单克隆抗体制备过程示意图。 米尔斯坦和科勒制备单克隆抗体过程的示意图 11．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。经过筛选后未融合的细胞或者融合后具有同种核型的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。 12．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，方法是专一抗体检验。 13．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。 14．动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，并使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。 15．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。 16．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。 17．目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作法。也有人采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法。这些方法是在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的DNA变性。 四十六、胚胎工程 1．胚胎工程是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。 2．在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。 3．掌握哺乳动物受精的过程(下图)。 4．精子的细胞膜与卵细胞膜融合，卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带。精子入卵后，卵细胞膜也会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。 5．精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子的核还大的核，叫作雄原核。与此同时，精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体后，形成雌原核。 6．多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ，因而不会形成两个第二极体。在实际胚胎工程操作中，常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志。 7．聚集在胚胎一端的细胞形成内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织；而沿透明带内壁扩展和排列的细胞，称为滋养层细胞，它们将来发育成胎膜和胎盘的一部分。 8．哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获能和受精等步骤。 9．采集到的卵母细胞和精子，要分别对它们进行成熟培养和获能处理，然后才能用于体外受精。 10．胚胎移植是指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体叫“受体”。通过任何一项技术(如转基因、核移植和体外受精等)获得的胚胎，都必须移植给受体才能获得后代。 11．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。 12．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。 13．超数排卵是指应用外源促性腺激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。 14．胚胎分割所需要的主要仪器设备为体视显微镜和显微操作仪。在进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，将它移入盛有操作液的培养皿中，然后在显微镜下用分割针或分割刀分割。在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将内细胞团均等分割。 15．牛胚胎性别鉴定和分割示意图。 四十七、基因工程的基本工具和基本操作程序 1．基因工程是指按照人们的愿望，通过转基因等技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。从技术操作层面看，由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫作重组DNA技术。 2．1944年，艾弗里等人通过肺炎链球菌的转化实验，不仅证明了遗传物质是DNA，还证明了DNA可以在同种生物的不同个体之间转移。 3．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。 4．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。但E.coli DNA连接酶连接具有平末端的DNA片段的效率要远远低于T4 DNA连接酶。 5．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。 6．在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。这些质粒上常有特殊的标记基因，如四环素抗性基因、氨芐青霉素抗性基因等，便于重组DNA分子的筛选(如图)。 大肠杆菌及质粒结构模式图 7．在基因工程中使用的载体除质粒外，还有噬菌体、动植物病毒等。它们的来源不同，在大小、结构、复制方式以及可以插入外源DNA片段的大小上也有很大差别。 8．载体必须具备的条件：(1)能在受体细胞中保存下来并能自我复制；(2)具有1个或多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接；(3)具有标记基因。 9．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。 10．培育转基因抗虫棉主要需要四个步骤：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。 11．PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。 12．PCR技术可以分为变性、复性和延伸三步。(如下图) 13．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。 14．基因表达载体要包括以下四个基本的结构：目的基因、启动子、终止子、标记基因。 15．构建基因表达载体的目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。 16．启动子位于目的基因的上游，它是RNA聚合酶识别和结合的部位。 17．标记基因的作用：鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。(或供重组DNA的鉴定和选择)。 18．熟悉基因表达载体构建的过程。 19．花粉管通道法有多种操作方式。例如，可以用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中；可以在植物受粉后的一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊。除此之外，将目的基因导入植物细胞常用的方法还有农杆菌转化法。 20．转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 21．农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有侵染能力。农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T－DNA(可转移的DNA)转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。根据农杆菌的这种特点，如果将目的基因插入Ti质粒的T­DNA中，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入植物细胞。(如下图) 22．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。 23．在获得转基因产品的过程中，还可以通过构建基因文库来获取目的基因。 24．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注入动物的受精卵中，这个受精卵将发育成为具有新性状的动物。在基因工程操作中，常用原核生物作为受体细胞，其中以大肠杆菌应用最为广泛。研究人员一般先用Ca2＋处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，再将重组的基因表达载体导入其中。 四十八、基因工程的应用、蛋白质工程及生物技术的安全性和伦理问题 1．科学家将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中，由这个受精卵发育成的转基因动物在进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物，这称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。 2．用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类一般称为基因工程菌。 3．目前，科学家正尝试利用基因工程技术改造猪的器官，采用的方法是在器官供体的基因组中导入调控基因表达的DNA序列，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。 4．蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。 5．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(如下图)。 蛋白质工程的基本思路 6．我国政府一再重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。 7.试管婴儿与设计试管婴儿 试管婴儿与设计试管婴儿都是有性生殖，都要通过①体外受精，并进行②体外早期胚胎培养和③胚胎移植，不同的是设计试管婴儿胚胎移植前需进行遗传学诊断。 学科网（北京）股份有限公司 $