基因工程复习专题

核心知识点解读纵观近几年的生物高考试题，在设计上正在由知识立意向能力立意转化，因此，高三的复习备考必须以能力培养为目标，然而知识是能力的载体，只有牢固地掌握了知识，才能提高能力。考前三个月的复习应把凌乱、模糊的知识加以梳理、明辨。下面分七大块将各章节易忽视、易混淆、重要且难以理解的知识加以归纳、比较。专题一生命的物质基础和基本单位1.组成生物体的化学元素⑴最基本的元素是C，基本元素有C、H、O、N，主要元素有C、H、O、N、P、S。⑵P是核酸、磷脂、NADP+、ATP、生物膜等的组成成分，参与许多代谢过程。血液中的Ca2+含量太低，就会出现抽搐，若骨中缺少碳酸钙，会引起骨质疏松。K+对神经兴奋的传导和肌肉收缩有重要作用，当血钾含量过低时，心肌的自动节律异常，并导致心律失常。K+与光合作用中糖类的合成、运输有关。2．.水⑴自由水和结合水比例会影响新陈代谢，自由水比例上升，生物体的新陈代谢旺盛，生长迅速。相反，当自由水向结合水转化时，新陈代谢就缓慢。⑵亲水性物质蛋白质、淀粉、纤维素的吸水性依次递减，脂肪的亲水力最弱。3.细胞内产生水的细胞器核糖体（蛋白质缩合脱水），叶绿体（光合作用产生水），线粒体（呼吸作用产生水），高尔基体（合成多糖产生水）。4.易混淆的几组概念⑴赤道板和细胞板：赤道板是指有丝分裂中期染色体着丝点整齐排列的一个平面，是一个虚拟的无形结构。而细胞板则是在植物细胞有丝分裂末期，在原赤道板的位置上形成的将来要向四周扩展成新的细胞壁的结构，是有形的，实实在在的，其形成与高尔基体有关。⑵细胞质与细胞质基质：细胞质是指细胞膜以内，细胞核以外的全部原生质，包括细胞质基质和细胞器。细胞质基质是活细胞进行新陈代谢的主要场所，例如有氧呼吸的第一阶段和无氧呼吸就是在此进行的。5.有丝分裂相关知识小结⑴细胞周期的起点在一次分裂结束之时，而非一次分裂开始之时。⑵低等植物细胞由于有中心体，因此有丝分裂是由中心体发出星射线形成纺锤体。中心体在分裂间期完成复制。⑶蛙的红细胞有细胞核，因此可直接通过细胞分裂（无丝分裂）进行增殖，而哺乳动物成熟的红细胞无核，不能直接通过分裂进行增殖，是由骨髓的造血干细胞分化而来。⑷着丝点的分开并非由纺锤丝的拉力所致，即使无纺锤体结构，着丝点也能一分为，使细胞内染色体加倍（如多倍体的形成）。纺锤丝的作用是牵引着子染色体移向细胞两极。6.解读对有丝分裂曲线图有丝分裂的全过程分为分裂间期和分裂期（又分为前期、中期、后期和末期），实际上是一个连续的变化过程。各时期划分的依据主要是细胞核形态的变化。分裂间期：包括复制前期（G1期）、复制期（S期）和复制后期（G2期）。G1期从细胞前一次分裂结束到DNA合成开始，在此时期，主要进行RNA和各类蛋白质的合成。当细胞开始进行DNA的复制，就意味着进入S期，在此期间，DNA的复制和组蛋白（构成染色体的主要蛋白质）的合成基本完成。接着进入G2期，同样有活跃的RNA和蛋白质合成，为纺锤丝形成等做准备。G2期结束后，细胞便进入分裂期。标志前期开始的第一个特征是染色质不断浓缩，实质上是染色质的螺旋化、折叠和包装过程。此时出现纺锤体线状纤维。随着前期的发展，染色质进一步缩短、变粗，已经能够看到每条染色体包含包含2条染色单体了。前期末核膜解体、核仁消失。核膜一解体就意味着进入分裂中期。中期染色体排列于赤道板，染色体、纺锤体十分明显。后期的特征是染色体分成两组子染色体，两组子染色体朝两极移动。后期开始，几乎所有的姐妹染色单体同时分离。末期是染色体到达两极，直至核膜、核仁重新出现，形成子细胞。核膜、核仁重新出现与细胞板的扩散同步，此时一个细胞分成两个细胞，在时间上很短。综上所述，有丝分裂各时期染色体、DNA的变化可用下图来表示：7.细胞分裂与细胞分化的区别与联系联系：都是生物体重要的生命特征。细胞分裂与分化往往相伴相随，常常出现边分裂边分化的现象。其次，细胞的分化并不是单个或少数细胞的孤立变化，而必须以细胞增殖生成一定数量的细胞做基础。8.常见的原核生物及与之易混淆的真核生物专题二新陈代谢1.对绿色植物新陈代谢全过程的认识绿色植物新陈代谢包括四个方面，它们之间的关系是：根从土壤中吸收水和矿质元素离子。根吸收的水和叶吸收的CO2是光合作用的原料。矿质营养为光合作用、呼吸作用的酶、ATP、色素等提供必需的元素，光合作用为呼吸作用提供有机物，呼吸作用为植物（除暗反应外）的生命活动提供能量，因而四个代谢过程既相互独立又密不可分。此外，根吸收必需的矿质元素与光合作用产物可以合成植物体必需的各种化合物，这是植物一切重要生命活动的基础。2.三大营养物质消化和代谢的终产物三大营养物质消化的最终产物分别是葡萄糖、甘油和脂肪酸、氨基酸，是在消化道（主要是小肠）内完成。而三大营养物质代谢主要在细胞内完成，代谢的最终产物都有二氧化碳和水，蛋白质代谢的最终产物还有尿素。3.微生物的营养类型4.各种能源物质之间的相互关系由图可知：⑴生命活动的直接能源物质是ATP。⑵糖类是细胞内的主要能源物质，脂肪是生物体的储能物质，蛋白质通常不做能源物质。⑶糖类等有机物所含的能量最终来自绿色植物的光合作用所固定的太阳能，因此，生物体生命活动的最终能源是太阳能。⑷生物体内的高能化合物除ATP外，在动物和人体骨骼肌中还含有磷酸肌酸。当人或动物体内由于能量大量消耗而使ATP过分减少时，磷酸肌酸可把能量转移给ADP形成ATP。5.ADP与ATP转化发生的场所、生理过程小结（+表示是，-表示否）专题三生命活动的调节1.地心引力与生长素的极性运输生长素的极性运输不是地心引力所致，在太空失重状态下极性运输依然存在，因此，顶端优势不会消失。向光性也不会消失。但根的向地性和根的背地性会消失。2.研究动物激素生理功能的几种实验方法⑴饲喂法：如用甲状腺激素制剂的饲料喂养蝌蚪或在其生活的水中加入甲状腺激素。⑵摘除法：如摘除小狗的甲状腺。⑶割除移植法：如割除公鸡的睾丸并植入母鸡的卵巢。⑷摘除注射法：如摘除小狗的垂体并注射生长激素。3.兴奋在神经纤维上的传导兴奋在突触间的传递是单向的，因此沿着反射弧的传递也是单向的，但是兴奋在神经纤维上的传导是双向的。为什么教材中的图显示的传导方向是单向的呢？这是因为在动物体内神经元接受刺激的地方通常是神经末端，从而决定了反射弧中兴奋在神经纤维上的传导是单向的。4.激素调节和相关激素间的作用从图中可知：⑴下丘脑是机体调节内分泌活动的枢纽。下丘脑对其他腺体的调节既可以通过分泌促激素释放激素来影响垂体的分泌活动，而间接地调节腺体对激素的合成与分泌，如促甲状腺激素释放激素，促性腺激素释放激素；也可以通过某种神经对腺体进行调节，如对胰岛和肾上腺的调节。⑵垂体具有调节、管理其他内分泌腺的作用，这个作用是通过分泌促激素实现的。⑶直接对人和高等动物的新陈代谢、生长发育和生殖等生理活动起调节作用的激素、甲状腺激素、促性腺激素。5.人体内几种常见激素的化学本质6.脱水与渗透压的变化脱水是指人体大量丧失水分和钠盐，引起细胞外液严重减少的现象。按其严重程度的不同，可分为高渗性脱水、低渗性脱水和等渗性脱水。专题四生物的生殖和发育1.植物的精子和卵细胞的形成过程⑴精子的形成过程：1个小孢子母细胞→4个小孢子→4个营养核和4个生殖核，其中4个生殖核再经过一次有丝分裂，产生8个精子（形成4个花粉粒）。因此，每个花粉粒中的2个精子是同源的，其基因组成也是一样的。⑵卵细胞的形成过程：1个大孢子母细胞→4个大孢子（其中3个退化，剩下1个大孢子）经三次有丝分裂8个核（形成8核胚囊，其中包括1个卵细胞和2个极核）因此，卵细胞和2个极核是同源的，其中的染色体都是体细胞的一半，基因组成也是完全相同的。由此可见，植物的精子和卵细胞并非减数分裂直接产生的，与动物的精子和卵细胞的形成过程不同。2.原肠胚三胚层分化的器官和系统外胚层：皮肤的表皮及其附属结构（包括汗腺、皮脂腺、毛发、指甲等），口腔上皮细胞及唾液腺，神经系统和感觉器官（指眼、耳、鼻）中胚层：皮肤的真皮，运动系统（包括骨骼和肌肉），循环系统（包括心脏、血管、血液及淋巴器官、淋巴管和淋巴），内脏器官的外膜包括肠系膜、大网膜），排泄系统，生殖系统。内胚层：消化道上皮、呼吸道上皮以及由此退化而来的器官或结构（如肝脏和胰腺，但不包括口腔上皮和鼻腔的鼻黏膜。3．被子植物个体发育不同阶段的营养供应胚在形成过程中，所需营养由胚柄吸收营养来提供；胚发育成幼苗所需营养由子叶（无胚乳种子）或胚乳（有胚乳种子）提供；幼苗经营养生长、生殖生长成为性成熟植物体的过程所需营养均来自自身光合作用。4.被子植物果实各部分的来源、染色体数目及基因型（假设亲本体细胞中染色体数目为2N）说明：胚包括子叶、胚芽、胚根和胚轴四部分，四部分的染色体、基因型均相同。5.判断有丝分裂和减数分裂的一般方法说明：该方法只适用于二倍体生物。若是处于分裂后期的细胞，应该看移向同一极的一套染色体中是否存在同源染色体。专题五遗传、变异和进化1.X染色体和Y染色体也是一对同源染色体虽然二者在形态、大小上都不相同，但它们也是一对同源染色体。2.遗传性状、遗传信息、遗传密码、反密码子的比较遗传性状：生物表现出来的形态特征和生理特征，其体现者是蛋白质，由遗传信息决定。遗传信息：基因中能控制生物性状的脱氧核苷酸的排列顺序。遗传密码：又称密码子，是指mRNA上能决定一个氨基酸的3个相邻的碱基。密码子共有64个，而能决定氨基酸的密码子只有61个，有3个终子密码子不决定任何一个氨基酸。反密码子：是指tRNA的一端的三个相邻的碱基，能专一地与mRNA上的特定的3个碱基（即密码子）配对。四者的主要区别是存在的位置不同，功能不同。从分子水平看，生物遗传的实质是基因中脱氧核苷酸的排列顺序（遗传信息）从亲代传递给子代的过程。3基因分离定律和自由组合定律适用的条件⑴有性生殖的生物的性状遗传，基因分离定律的实质是同源染色体上等位基因的分离，自由组合定律的实质是同源染色体上等位基因在分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合，而同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合是有性生殖的生物进行减数分裂时特有的行为。⑵真核生物的性状遗传，原核生物或非细胞结构的生物不进行减数分裂，不进行有性生殖。⑶细胞核遗传，只有细胞核中的基因随染色体的规律性变化而呈规律性变化，细胞质遗传表现出母性遗传的特性，并且后代的性状都不会出现一定的分离比。⑷只有位于非同源染色体上的两对（或多对）基因才按自由组合定律向后代传递，而位于一对同源染色体上的两对（或多对）基因则是按照连锁与交换定律向后代传递的。4．人类遗传病的五种遗传方式及特点5．基因库、基因频率、基因型频率基因库：是指一个种群所含的全部基因。每个个体所含的基因只是种群基因库中的一个组成部分。种群越大，基因库也越大，反之，种群越小基因库也就越小。当种群变得很小时，就有可能失去遗传的多样性，从而失去了进化上的优势而逐渐被淘汰。基因频率：指某种基因在某个种群中出现的比例。如果在种群足够大，没有基因突变，生存空间和食物都无限的条件下，即没有生存压力，种群内个体之间的交配又是随机的情况下，种群内的基因频率是不变的。但这种条件在自然状态下是不存在的，即使在实验室条件下也很难做到。实际情况是由于存在基因突变、基因重组、自然选择以及遗传漂变和迁移等因素，种群的基因频率总是在不断变化的。这种基因频率的变化的方向是由自然选择决定的。所以生物进化的实质就是种群基因频率发生变化的过程。基因型频率：是群体中任何一个个体的某一种基因型所占的百分比。6.几倍体的判别（1）如果生物体由受精卵或合子发育而来，则体细胞中有几个染色体组，就叫几倍体。染色体组数的判断方法可按：第一，细胞内相同的染色体（即同源染色体）有几条，就有几个染色体组；第二，在基因型中，同一种基因出现几次，则有几个染色体组，如体细胞中基因型为AAaaBBBb的生物为四倍体，而AaBB的生物则是二倍体2）如果生物是由生殖细胞———卵细胞或花粉（花药）直接发育而来，则不管细胞内有几个染色体组，都叫单倍体。7.终止子和终止密码，启动子和起始