高一生物必修一有哪些知识点范文合集
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高一生物,必修一,记忆的内容很多;必修二重点就在减数分裂;必修三讲稳态,今天小编在这给大家整理了高一生物必修一第六章,接下来随着小编一起来看看吧!
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基因工程简介
(1)基因工程的概念
标准概念:在生物体外,通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”,对生物的基因进行改造和重新组合,然后导入受体细胞内进行无性繁殖,使重组细胞在受体细胞内表达,产生出人类所需要的基因产物.
通俗概念:按照人们的意愿,把一种生物的个别基因复制出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里,定向地改造生物的遗传性状.
(2)基因操作的工具
A.基因的剪刀——限制性内切酶(简称限制酶).
①分布:主要在微生物中.
②作用特点:特异性,即识别特定核苷酸序列,切割特定切点.
③结果:产生黏性未端(碱基互补配对).
.基因的针线——DNA连接酶.
①连接的部位:磷酸二酯键,不是氢键.
②结果:两个相同的黏性未端的连接.
C.基困的运输工具——运载体
①作用:将外源基因送入受体细胞.
②具备的条件:a、能在宿主细胞内复制并稳定地保存.b、 具有多个限制酶切点.
c、有某些标记基因.
③种类:质粒、噬菌体和动植物病毒.
④质粒的特点:质粒是基因工程中最常用的运载体.
(3)基因操作的基本步骤
A.提取目的基因
目的基因概念:人们所需要的特定基因,如人的胰岛素基因、抗虫基因、抗病基因、干扰素基因等.
提取途径:
.目的基因与运载体结合
用同一种限制酶分别切割目的基因和质粒DNA(运载体),使其产生相同的黏性末端,将切割下的目的基因与切割后的质粒混合,并加入适量的DNA连接酶,使之形成重组DNA分子(重组质粒)
C.将目的基因导入受体细胞
常用的受体细胞:大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物细胞
D.目的基因检测与表达
检测方法如:质粒中有抗菌素抗性基因的大肠杆菌细胞放入到相应的抗菌素中,如果正常生长,说明细胞中含有重组质粒.
表达:受体细胞表现出特定性状,说明目的基因完成了表达过程.如:抗虫棉基因导入棉细胞后,棉铃虫食用棉的叶片时被杀死;胰岛素基因导入大肠杆菌后能合成出胰岛素等.
(4)基因工程的成果和发展前景 A.基因工程与医药卫生B.基因工程与农牧业、食品工业
C.基因工程与环境保护
记忆点:
1. 作为运载体必须具备的特点是:能够在宿主细胞中复制并稳定地保存;具有多个限制酶切点,以便与外源基因连接;具有某些标记基因,便于进行筛选.质粒是基因工程最常用的运载体,它存在于许多细菌以及酵母菌等生物中,是能够自主复制的很小的环状DNA分子.
2.基因工程的一般步骤包括:①提取目的基因 ②目的基因与运载体结合 ③将目的基因导入受体细胞 ④目的基因的检测和表达.
3.重组DNA分子进入受体细胞后,受体细胞必须表现出特定的性状,才能说明目的基因完成了表达过程.
4.区别和理解常用的运载体和常用的受体细胞,目前常用的运载体有:质粒、噬菌体、动植物病毒等,目前常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等.
5.基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针,利用DNA分子杂交原理,鉴定被检测标本的遗传信息,达到检测疾病的目的.
6.基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,达到治疗疾病的目的.
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一、减数分裂的概念
减数分裂是进行有性生殖的生物形成生殖细胞过程中所特有的细胞分裂方式。在减数分裂过程中,染色体只复制一次,而细胞连续分裂两次,新产生的生殖细胞中的染色体数目比体细胞减少一半。
(注:体细胞主要通过有丝分裂产生,有丝分裂过程中,染色体复制一次,细胞分裂一次,新产生的细胞中的染色体数目与体细胞相同。)
二、减数分裂的过程
1、精子的形成过程:精巢(哺乳动物称睾丸)
减数第一次分裂
间期:染色体复制(包括DNA复制和蛋白质的合成)。
前期:同源染色体两两配对(称联会),形成四分体。
四分体中的非姐妹染色单体之间常常发生对等片段的互换。
中期:同源染色体成对排列在赤道板上(两侧)。
后期:同源染色体分离;非同源染色体自由组合。
末期:细胞质分裂,形成2个子细胞。
三、分裂的总结
以一个染色体数为2n的生物为例
(1)染色体复制:发生在减数第一次分裂前的间期,复制的结果是,每条染色体含有两条姐妹染色单体,并由一个着丝点连接着,因此染色体复制之后,染色体数目不变为2n,但是DNA分子数由2n变为4n,染色单体数由0变为4n。
(2)同源染色体和非同源染色体:同源染色体是指形态、大小一般都相同,一条来自父方,一条来自母方,且在减数第一次分裂过程中能两两配对(即联会)的一对染色体。
非同源染色体是形态、大小不相同,且在减数分裂过程中不联会的染色体。
(3)联会:在减数第一次分裂时由于同源染色体两两配对的现象叫联会。
(4)四分体:在减数第一次分裂时由于同源染色体的联会,使得每对同源染色体中含有4条染色单体,这时的一对同源染色体又叫一个四分体,所以细胞中的四分体的个数就等于同源染色体的对数。
在减数分裂的四分体时期,同源染色体之间,父方的染色体中的一条染色单体与母方染色体中的染色单体之间常常发生交叉互换。这就是“基因连锁互换定律”的细胞学基础,在遗传学上具有重要意义。
(5)同源染色体分离:在减数第一次分裂中,同源染色体的联会和非姐妹染色单体进行部分的互换后,同源染色体彼此分开,分别移向细胞的两极,并计入子细胞中,同源染色体分离是:基因分离定律“的细胞学基础,是减数分裂的主要变化。
(6)非同源染色体的自由组合:在同源染色体分离时,同源的两条染色体各自移向细胞的哪一极是随机的,也就是说,非同源染色体之间的自由组合的。这是“基因自由组合定律”的细胞学基础。
(7)着丝点分裂,染色单体分开:在减数第二次分裂中,每条染色体的着丝点一分为二,姐妹染色单体分开,成为两条染色体,这就是减数第二次分裂的主要变化。
2、减数第一次分裂和减数第二次分裂的比较
项目减数第一次分裂减数第二次分裂
着丝点不分裂分裂
染色体数目2n→n,减半n→2n→n,不减半
DNA含量4n→2n,减半2n→n,减半
染色体的主要行为同源染色体分离着丝点分裂,染色单体分开3、减数分裂过程中染色体数目和DNA的含量变化
在减数分裂的过程中,染色体数目的变化和DNA含量的变化本来应该是平行的,但是由于复制后的染色体仍由一个着丝点连接着,没有马上完全分开,所以减数分裂的不同时期,细胞中的染色体数目与DNA的含量有时不相同。以精子的形成过程为例,将减数分裂过程中的染色体数目和DNA含量的变化比较如下
项目精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精细胞
前、中期/后期
染色体数目2n2nn2nn
DNA含量2n→4n4n2n2nn
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由于单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量,使得管内液面升高.
半透膜:半透膜是一类可以让某些小分子离子的物质通过而大分子的物质不能通过的一类薄膜的总称。一.渗透作用
1、水分子(或其他溶剂分子)透过半透膜的扩散,称为渗透作用实质:(即顺着水的相对含量梯度的扩散)2、条件;(1)半透膜(2)膜两侧的溶液具有浓度差
3、原理:溶液A浓度大于溶液B,水分子从BA移动溶液A浓度小于溶液B,水分子从AB移动
在渗透作用中,水分是从溶液浓度低的一侧向溶液浓度高的一侧渗透。扩散:物质从高浓度到低浓度的运动
渗透:水及其他溶剂分子通过半透膜的扩散
区别:渗透与扩散的不同在于渗透必须有渗透膜(半透膜)。二、动物细胞的吸水和失水
外界溶液的浓度=细胞质的浓度水分子进出细胞达到动态平衡外界溶液的浓度〉细胞质的浓度失水皱缩外界溶液的浓度〈细胞质的浓度吸水涨破
把红细胞看作一个渗透装置细胞膜相当于半透膜细胞质与外界溶液存在浓度差细胞吸水或失水的多少取决于什么条件?
取决于细胞内外浓度的差值,一般情况下,差值较大时吸水或失水较多.三、植物细胞的吸水和失水细胞吸水的方式(1)吸涨吸水
机理:靠细胞内的亲水性物质(蛋白质﹥淀粉﹥纤维素)吸收水分实例:未成熟植物细胞、干种子(2)渗透吸水(主要的吸水方式)实例:成熟的植物细胞条件:有中央液泡
细胞膜;液泡膜;两层膜之间的细胞质统称原生质层把成熟的植物细胞看作一个渗透装置
原生质层(选择性透过膜)相当于半透膜,细胞内有细胞液与外界溶液具有浓度差当外界溶液浓度﹥细胞液的浓度,细胞失水,发生质壁分离现象
外界溶液浓度﹤细胞液的浓度,细胞吸水,发生质壁分离复原现象
质壁分离外因:当外界溶液浓度﹥细胞液的浓度,细胞失水,发生质壁分离现象质壁分离内因:细胞壁伸缩性﹤原生质层的伸缩性探究、植物细胞的吸水和失水问题
1.提出问题:原生质层相当于半透膜么?2.作出假设:原生质层相当于半透膜3.设计方案:
实验原理:将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中,观察大小的变化;再浸润在清水中,观察其大小的变化。原生质层相当于半透膜,蔗糖溶液浓度大于细胞液的浓度细胞失水发生质壁分离;清水小于细胞液浓度,细胞吸水发生质壁分离的复原。4.预期实验的结果:
由于原生质层相当于一层半透膜,水分子可以自由通过,而蔗糖分子则不能通过,因此在蔗糖溶液中,植物细胞的中央液泡会缩小,细胞皱缩;在清水中植物细胞的液泡又会变大,细胞膨胀。
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第三章细胞的基本结构
第一节细胞膜------系统的边界
一、细胞膜的成分:主要是脂质(约50%)和蛋白质(约40%),还有少量糖类
(约2%--10%)
二、细胞膜的功能:
①、将细胞与外界环境分隔开
②、控制物质进出细胞
③、进行细胞间的信息交流
三、植物细胞含有细胞壁,主要成分是纤维素和果胶,对细胞有支持和保护作用;其性质是全透性的。
第二节细胞器----系统内的分工合作
一、相关概念:
细胞质:在细胞膜以内、细胞核以外的原生质,叫做细胞质。细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。
细胞质基质:细胞质内呈液态的部分是基质。是细胞进行新陈代谢的主要场所。
细胞器:细胞质中具有特定功能的各种亚细胞结构的总称。
二、八大细胞器的比较:
1、线粒体:(呈粒状、棒状,具有双层膜,普遍存在于动、植物细胞中,内有少量DNA和RNA内膜突起形成嵴,内膜、基质和基粒中有许多种与有氧呼吸有关的酶),线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,生命活动所需要的能量,大约95%来自线粒体,是细胞的“动力车间”
2、叶绿体:(呈扁平的椭球形或球形,具有双层膜,主要存在绿色植物叶肉细胞里),叶绿体是植物进行光合作用的细胞器,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”,(含有叶绿素和类胡萝卜素,还有少量DNA和RNA,叶绿素分布在基粒片层的膜上。在片层结构的膜上和叶绿体内的基质中,含有光合作用需要的酶)。
3、核糖体:椭球形粒状小体,有些附着在内质网上,有些游离在细胞质基质中。是细胞内将氨基酸合成蛋白质的场所。
4、内质网:由膜结构连接而成的网状物。是细胞内蛋白质合成和加工,以及脂质合成的“车间”
5、高尔基体:在植物细胞中与细胞壁的形成有关,在动物细胞中与蛋白质(分泌蛋白)的加工、分类运输有关。
6、中心体:每个中心体含两个中心粒,呈垂直排列,存在于动物细胞和低等植物细胞,与细胞的有丝分裂有关。
7、液泡:主要存在于成熟植物细胞中,液泡内有细胞液。化学成分:有机酸、生物碱、糖类、蛋白质、无机盐、色素等。有维持细胞形态、储存养料、调节细胞渗透吸水的作用。
8、溶酶体:有“消化车间”之称,内含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。
三、分泌蛋白的合成和运输:
核糖体(合成肽链)→内质网(加工成具有一定空间结构的蛋白质)→
高尔基体(进一步修饰加工)→囊泡→细胞膜→细胞外
四、生物膜系统的组成:包括细胞器膜、细胞膜和核膜等。
第三节细胞核----系统的控制中心
一、细胞核的功能:是遗传信息库(遗传物质储存和复制的场所),是细胞代谢和遗传的控制中心;
二、细胞核的结构:
1、染色质:由DNA和蛋白质组成,染色质和染色体是同样物质在细胞不同时期的两种存在状态。
2、核膜:双层膜,把核内物质与细胞质分开。
3、核仁:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
4、核孔:实现细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流
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第三节 ATP的主要来源——细胞呼吸
五、有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路
有氧呼吸:所释放的能量大部分以热能形式散失了,一部分用于生成ATP。
无氧呼吸:能量大部分储存于乳酸或酒精中,小部分用于生成ATP和热能。
六、有氧呼吸过程中氧的去路:水中的O都来自于氧气,二氧化碳和丙酮酸中的O来自葡萄糖
七、细胞呼吸的影响因素(外因):
1、温度:通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。
2、氧气浓度:绿色植物或酵母菌在完全缺氧条件下进行无氧呼吸,在低氧条件下通常无氧呼吸与有氧呼吸并存,O2的存在对无氧呼吸起抑制作用。在一定范围内,有氧呼吸强度随氧浓度的增加而增强。
①当氧气浓度为0时,细胞只进行无氧呼吸,Q点对应的纵坐标大小表示无氧呼吸的强度。
②氧气浓度在0~10%之间,有氧呼吸与无氧呼吸并存,随着氧气浓度增加,无氧呼吸强度减弱,有氧呼吸强度增强。
③当氧气浓度大于或等于10%时,无氧呼吸消失,此后只进行有氧呼吸。但当氧气浓度达到一定值后,有氧呼吸强度不再随氧气浓度的增大而增强。
④当氧气浓度为C时,有机物消耗量相对较少,在该氧气浓度下保存瓜果蔬菜效果较好。
⑤氧气吸收量也可以表示有氧呼吸产生CO2的量,所以,两条实线间的距离可表示无氧呼吸的强度,当两曲线重合时(距离为0),无氧呼吸强度为0。
3、二氧化碳浓度:CO2是呼吸作用产生的,从化学平衡角度分析,CO2浓度增加,呼吸速率下降。在密闭的地窖中,氧气浓度低,CO2浓度较高,抑制细胞的呼吸作用,使整个器官的代谢水平降低,有利于保存蔬菜水果。
4、含水量:呼吸作用的各种化学反应都是在水中进行的,自由水含量增加,代谢加强。粮油种子的贮藏,必须降低含水量,使种子处于风干状态,从而使呼吸作用降至最低,以减少有机物消耗。如果种子含水量过高,呼吸作用加强,使贮藏的种子堆中温度上升,反过来又进一步促进种子的呼吸作用,使种子的品质变坏。
八、细胞呼吸的影响因素(内因):
受遗传因素影响,不同植物呼吸速率不同,相同植物的不同时期和不同部位植物呼吸速率也不相同。
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