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2013年江西省生物高考研讨会专题讲座(杨学珍)


南大附中 杨学珍 E-mail:yxz443@126.com

手机:18907093409

某同学想研究氨基酸的分离和鉴定的方法.已知实验室中有0.5%的赖氨酸,脯氨酸,缬 氨酸,苯丙氨酸,亮氨酸溶液以及它们的混合液(各组份浓度均为0.5%). 现提供如下器材和试剂: A.器材 1.层析缸 2.毛细管 3.喷雾器 4.层析滤纸 5.

其他相关器材(如剪刀,铅笔,透明胶带等) B.试剂 1.扩展剂:4份水饱和的正丁醇和1份醋酸的混合物 2.显色剂:0.1%水和茚三酮溶液 一)若该同学想证明混合液确实含有上述5种氨基酸,请利用题给条件设计试验: 1)实验原理: A.除脯氨酸,羟脯氨酸和茚三酮反应产生黄色物质外,所用a-氨基酸和一切蛋白质都能 和茚三酮反应生成蓝紫色物质. B.在一定条件下, 2)实验步骤: ①取层析滤纸一张,剪成20厘米长,14厘米宽的滤纸条,在纸的一端距边缘2-3厘米处用 铅笔画一条直线,再此直线上每间隔2厘米作一记号,共需作 处记号. ② . ③将处理好的滤纸条卷成筒状用透明胶带固定,放入加好了扩展剂的层析缸中,待扩展 剂上升到一定阶段时取出滤纸,自然风干.本步骤的注意事项是:. ③ 3)请在下图中绘出滤纸条上的预期结果:(已知扩散速度为赖氨酸<脯氨酸<缬氨酸<苯 丙氨酸<亮氨酸) 用“+”表示起点位置;用“○”表示氨基酸扩散的相对位置。

铅笔细线(示起始位置)

1) 实验原理:不同氨基酸在扩展剂的溶解度不同,所以在滤纸上的扩散速 度不同,从而出现在滤纸的不同位置上. 2)实验步骤: ① 6 ②用毛细管吸取氨基酸样品点在标记上 ,干燥后重复2-3次 . ③ 点样的一端在下,扩展剂的液面要低于点样线 用喷雾器向滤纸上均匀喷上0.1%的茚三酮溶液,待干燥后,观察并记录层 析斑点的位置. 3) (说明:其它合理的图也给分)

番茄是二倍体植物(染色体2N=24)。有一种三体番茄,其第6号染色体的同源染色体有 三条(比正常番茄多了一条6号染色体)。三体在减数分裂联会时;形成1个二价体和一 个单价体:三条同源染色体中任意2条随机地配对联会,另一条同源染色体不能配对; 减数第一次分裂后期,组成二价体的2条同源染色体正常分离,组成单价体的1条染色 体随机地移向细胞任意一极。 (1)设三体番茄的基因型为AABBb,则花粉的基因型及其比例为 根尖分生区细胞连续分裂2次所得子细胞的基因型为 。 (2)从变异的角度分析,三体形成属于 ,形成的原因是 。 (3)以马铃薯叶形(cc)的二倍体番茄为父本,以正常叶的三体番茄为母本(纯合体)进行杂 交。试回答下列问题: ①假设C(或c)基因不在第6号染色体上,使F1的三体植株与马铃薯叶形的正常番茄杂交, 则杂交子代叶形表现型及比例为 。 ②假设C(或c)基因在第6号染色体上,使Fl的三体植株与马铃薯叶形的正常番茄杂交, 则杂交子代叶形表现型及比例为 。 ③假设C(或c)基因在第6号染色体上,使Fl与马铃薯叶形的正常番茄杂交,则杂交子代 叶形表现型及比例为 。 (1) AB:A Bb : A b:ABB=2:2:1:1 (2分) ; AABBb (2)染色体数目变异; 减数第一次分裂后期某对同源染色体未分开,或者减数第二次 分裂后期某对姐妹染色单体未分开,形成比正常配子染色体数目多1条的配子,并与 正常配子结合成合子发育而成的三体。(2分) (3) ①正常叶:马铃薯叶:1:1②正常叶:马铃薯叶:5:1 ⑧正常叶:马铃薯叶:2:1

下图为利用人成纤维细胞(具分裂能力、能在HAT培养基上存活)和小鼠骨 髓瘤细胞(具分裂能力、不能在HAT培养基上存活)进行人类基因定位的操 作示意图,请回答相关问题。
杂交细胞 A 人类 染色 体 l 2 3 m + + + + B + + + + C + + + + + +

(1)图示方法是_____技术的应用,该技术的基 础是_______技术。



n p q

(2)操作所用的成纤维细胞应传代_____代以内,诱导融合时需要加入的 促融剂是_____。 (3)人、鼠细胞先经过细胞膜融合形成_____细胞,再经过一次______,形 成单核细胞。 (4)HAT培养基起______培养作用,培养时温度应为______℃,操作中加 人鸟本苷的目的是______。 (5)右表所示为杂交细胞A、B、C中存在的人类染色体及人类特有的4种 酶(+表示存在,一表示不存在),这4种酶均为单基因编码产生,据表判断 ,编码________酶的基因位于染色体2上,排列方式呈_________。

(1)动物细胞融合 动物细胞培养 (2)10(2分) PEG(或灭活病毒)(2分) (3)多核细胞(2分) 有丝分裂(2分) (4)选择 36.5±0.5 除去成纤维细胞 (5)m和p 线性

细胞膜外膜内的判断

在生物化学反应中,当底物与酶的活性位点形成互补结构时 (如甲图A所示),可催化底物发生变化。酶抑制剂是与酶 结合并降低酶活性的分子,其中竞争性抑制剂与底物竞争酶 的活性位点,从而降低酶对底物的催化效应;非竞争性抑制 剂和酶活性位点以外的其他位点结合,能改变酶的构型,使 酶不能与底物结合,从而使酶失去催化活性。

为验证pH对唾液淀粉酶活性的影响,某学生设计了下表中的实验方法 步骤?在同学们提出的下列评价中,不合理的是 ( )

A.缺少pH为6.8的对照组 B.都置于37℃水浴中可排除温度对酶活性的影响 C.检验实验结果的试剂选择不恰当

D.操作步骤设计合理

【归纳总结 】(1)需要载体协助的运输方式除主动运输外不要漏掉 协助扩散。 (2)消耗能量的运输方式除主动运输外不要漏掉胞吞和胞吐。 (3)从高浓度到低浓度运输方式除自由扩散外不要漏掉协助扩散。 (4)影响协助扩散运输速度的因素除载体数量外不要漏掉浓度差。 (5)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。 (6)运输速度与O2浓度无关的运输方式除自由扩散外不要漏掉协助 扩散。

注意 (1)有 H2O 生成一定是有氧呼吸,有 CO2 生成一定不是 乳酸发酵。 (2)部分真核生物细胞无线粒体,只能进行无氧呼吸,如蛔虫。 (3)不同生物无氧呼吸的产物不同,其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。 (4)无氧呼吸只释放少量能量,其余能量储存在分解不彻底的氧 化产物——酒精或乳酸中。 (5)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸的产物酒精对 细胞有毒害作用。玉米种子烂胚的原因是无氧呼吸产生的乳酸 对细胞有毒害作用。

据CO2释放量和O2消耗量判断细胞呼吸状况 在以C6H12O6为呼吸底物的情况下,CO2释放量和 O2消耗量是判断细胞呼吸类型的重要依据,总结 如下: (1)无CO2释放时,细胞只进行产生乳酸的无氧呼 吸,此种情况下,容器内气体体积不发生变化, 如马铃薯块茎的无氧呼吸。 (2)不消耗O2,但产生CO2,细胞只进行产生酒精 的无氧呼吸,此种情况下容器内气体体积增大, 如酵母菌的无氧呼吸。 (3)当CO2释放量等于O2消耗量时,细胞只进行有 氧呼吸,此种情况下,容器内气体体积不变化, 但若将CO2吸收,可引起气体体积减小。

(4)当 CO2 释放量大于 O2 消耗量时,细胞同时进行产生酒精 的无氧呼吸和有氧呼吸, 如酵母菌在不同 O2 浓度下的细胞呼 吸,此种情况下,判断哪种呼吸方式占优势,可分析如下: VCO 4 ①若 V = , 有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等。 3 O 4 V CO ②若 > ,无氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸。 3 VO 4 V ③若 CO < ,有氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于无氧呼吸。 3
2 2 2 2 2

VO2

在光合作用的发现中,大多数科学家们利用了对照

实验,使结果和结论更科学、准确。
(1)萨克斯:自身对照,自变量为光照(一半曝光与另一

半遮光),因变量为颜色变化。
(2)恩格尔曼:自身对照,自变量为光照(照光处与不照

光处;黑暗与完全曝光),因变量为好氧菌的分布。
(3) 鲁宾和卡门:相互对照,自变量为标记物质 (HO 与

C18O2),因变量为O2的放射性。

(4)普里斯特利:缺少空白对照,实验结果说服力不强。

如何区分真光合速率和净光合速率,现归纳如下: 表示真 光合作用速率 植物叶绿体吸收的二氧化碳量; 植物叶绿体释放的氧气量; 植物叶绿体产生、制造、合成有机物(或葡萄糖)的量; 植物光合作用吸收的二氧化碳量; 植物光合作用产生、制造的氧气量; 植物光合作用产生、制造、合成有机物(或葡萄糖)的量。 表示净 光合作用速率 植物叶片吸收的二氧化碳量; 容器中减少的二氧化碳量; 植物叶片释放的氧气量; 容器中增加的氧气量; 植物叶片积累或增加的有机物(或葡萄糖)的量。

对改变条件后曲线变化的综合分析 下图可表示光照强度对光合作用的影响

(1)当原温度是最适温度时,降低温度,其他条件不变,a点 上移,b点左移,d (2)当缺镁时,其他条件不变,a点不变,b点右移,d点下移。 (3)当原图表示为阳生植物,则阴生植物的a点上移,b点左 移,d (4)当CO2浓度较低时,其他条件不变,a点不变,b点右移,d点 (5)干旱初期,对呼吸作用影响不大,a点不变,但植物气孔 关闭,CO2吸收量少,则b点右移,d (6)当原图表示蓝紫光时的光合作用强度,则改用红光后,a

真光合速率、表观(净)光合速率和呼吸速率三者之间的关系

关键点分析:A点光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,释放的CO2的量

即是此时的呼吸强度(如图2)。AB段时细胞呼吸强度大于光合作用
强度(如图3)。B点所示光照强度为光补偿点,细胞呼吸释放的CO2全 部用于光合作用,此时光合作用强度等于呼吸作用强度,净光合量为

0(如图4)。BC段时光合作用强度大于细胞呼吸强度,净光合量大于 0,就植物来说,只有净光合量大于0,才能正常生长(如图5)。C点表示

光合作用速率达到最大值时的最低光照强度。若改变某一因素(如
CO2浓度),使光合作用速率增大(减小),而呼吸作用不受影响时,光补 偿点应左移(右移),光饱和点应右移(左移);若改变某一因素(如温度),

使呼吸作用速率增大(减小),则光补偿点应右移(左移)。
(3)光合速率与植物生长 ①当净(表观)光合速率>0时,植物积累有机物而生长; ②净光合速率=0时,植物不能生长; ③净光合速率<0时,植物不能生长,长时间处于此种状态,植物将死亡



特别提醒:
1.有氧呼吸过程中线粒体直接利用的是丙酮酸而不能直接利 用葡萄糖,葡萄糖在细胞质基质中被利用。 2.无氧呼吸不需要O2的参与,但仍属于氧化还原反应。

3.不产生酒精并不意味着只进行有氧呼吸,还有可能进行产生
乳酸的无氧呼吸。 4.利于蔬菜水果的保鲜的条件并非是无氧、零下低温,而是低 氧、零上低温。 5.实验中CO2的吸收量和O2释放量的实测值并非真正的光合 作用速率,而表示的是净光合速率。若题目中谈到有机物时用

“合成”、“制造”等表述,则该数值表示真正光合速率。若

用“积累”、“增加”等表述,则表示净光合速率。
6.叶肉细胞在光下,不仅进行光合作用,同时进行细胞呼吸。 7.光合作用的光反应必须在光下进行,暗反应虽不需要光照,但 需要光反应提供的[H]和ATP;暗反应为光反应也提供两种物 质:ADP和Pi。没有光反应,暗反应无法进行,没有暗反应有机 物也无法合成,生命活动也就不能持续进行。 8.盛有绿色植物的密闭容器中CO2浓度不变时,植物并非不进

行光合作用,而是光合速率等于呼吸速率。

表观(净)光合速率的测定方法(如图) (1)NaHCO3溶液作用:玻璃瓶中的 NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定, 满足了绿色植物光合作用的需求。 (2)植物光合速率指标:植物光合作用 释放氧气,使容器内气体压强增大,毛细管 内的水滴右移。单位时间内水滴右移的体积 即是净光合速率。 (3)条件:整个装置必须在光下。 4.当外界条件变化时,CO2(光)补偿点移动规律 (1)若呼吸速率增加,CO2(光)补偿点应右移,反之应左移。 (2)若呼吸速率基本不变,条件的改变使光合速率下降时, CO2(光)补偿点应右移,反之应左移。 (3)阴生植物与阳生植物相比,CO2(光)补偿点和饱和点都相应 向左移动。

细胞周期特别提醒 1.生物体内的细胞并不都具有细胞周期,只有连续分裂的细 胞才有细胞周期,如进行减数分裂的精(卵)原细胞无细胞 周期。 2.不同生物、同一生物不同组织,其细胞周期长短不同。 3.分裂间期:从一次分裂完成时开始,到下一次分裂之前, 占细胞周期的90~95%。 4.主要变化:完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。 (1)对细胞周期的理解 ①具有细胞周期的细胞特点:连续分裂的细胞才有细胞周期, 如早期胚胎细胞、干细胞、分生区细胞、生发层细胞、癌 细胞; ②细胞分裂能力与细胞分化程度成反比。已分化的成熟细胞 一般不再具有分裂能力,没有细胞周期; ③有些细胞分裂结束后不再进行分裂(如减数分裂形成的细胞), 它们没有细胞周期。 (2)影响细胞周期长短的外界因素是温度。温度影响酶的活性。 (3)诱变育种以及抑制肿瘤细胞增殖的时间是作用于分裂间期。

分离定律的异常情况 (1)不完全显性:如基因A和a分别控制红花和白花, 在完全显性时,Aa自交后代中红∶白=3∶1,在不完 全显性时,Aa自交后代中红(AA)∶粉红(Aa)∶白(aa) =1∶2∶1。 (2)某些致死基因导致遗传分离比变化 ①隐性致死:由于aa死亡,所以Aa自交后代中只 有一种表现型,基因型Aa∶AA=2∶1。 ②显性纯合致死:由于AA死亡,所以Aa自交后代 中有两种表现型,比值为Aa∶AA=2∶1。 ③配子致死:指致死基因在配子时期发生作用, 从而不能形成有生活力的配子的现象。例如雄配子A致 死,则Aa自交后代中两种基因型Aa∶aa=1∶1。

利用自由组合定律预测遗传病概率 当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时,各种患病情况 的概率如表:

序号

类型

计算公式

1
2 3

患甲病的概率m
患乙病的概率n 只患甲病的概率

则不患甲病概率为1-m
则不患乙病概率为1-n m(1-n)=m-mn

4
5

只患乙病的概率
同患两种病的概率

n(1-m)=n-mn
mn

续表
6 只患一种病的概率

1-mn-(1-m)(1-n)或
m(1-n)+n(1-m) m(1-n)+n(1-m)+mn或 1-(1-m)(1-n)

7

患病概率

8

不患病概率

(1-m)(1-n)

上表各种情况可概括如下图:

(2)基因自由组合定律的拓展及解题
类 常 型 见 表现规律

9A B : 3A bb: 3aaB : 1aabb 9A B : 7(A bb + aaB + aabb) 9A B : 3A bb:4(aaB + aabb)
1(AABB)∶4(AaBB+AABb)∶6(AaBb+AAbb+aaBB)∶ 4(Aabb+aaBb)∶1aabb

拓展1 拓展2 拓展3 拓展4 拓展5 拓展6 拓展7

9A B : 6(A bb + aaB ):1aabb 13(A B 12(A B 15(A B + A bb + aabb): 3aaB + A bb):3aaB :1aabb + A bb + aaB ):1aabb .

(2)基因自由组合定律的拓展及解题
类型
常 见

比例 9:3:3:1 9:7 9:3:4 1:4:6:4:1 9:6:1 13:3 12:3:1 15:1

对AaBb进行测交,子代的性状分离比 1:1:1:1 1:3 1:1:2 1:2:1 1:2:1 3:1 2:1:1 3:1

拓展1 拓展2 拓展3 拓展4 拓展5 拓展6 拓展7

注:以体细胞核内染色体数为2N的动物细胞为例。 2.有丝分裂与减数分裂的辨析方法 方法一

? 方法二

减数分裂中染色体数目异常的时期和原因
减数分裂是原始生殖细胞(性原细胞)发展到成熟的生殖细胞(配子)
过程中必须进行的一种分裂方式,正常情况下的分裂结果是子细胞中 的染色体只有母细胞的一半。
(1)减数分裂中发生染色体异常行为时期有:①在减Ⅰ后期有同源染 色体未分开并同时进入一个次级精母细胞中,结果一个次级精母细胞

染色体多,另一个次级精母细胞染色体少;②在减Ⅱ后期着丝点分裂,
染色单体未分开,移向细胞同一极,结果一个生殖细胞染色体多,另一 个生殖细胞染色体少。

(2)形成原因:减数分裂时,某对染色体不联会,或联会后不分离,或着丝 点分裂后分离迟缓甚至未分离,导致产生染色体数目异常的配子。

根据细胞质的分裂方式判断何种细胞

【特别提醒】
(1)导致染色体数目变化的行为有两个:一是在减数第一次分裂后期,
同源染色体分离,分别进入一个细胞,使细胞内染色体数目减半;二是 减数第二次分裂后期,着丝点一分为二,染色单体分开变成染色体,使

数目加倍。

(2)解答有关细胞各分裂相中DNA、染色体和染色单体数目的问题
时,通常先根据已知条件,结合细胞分裂的过程求出体细胞染色体数 目,再以此作为“平台”进行转换推算。

?

(3)回答细胞分裂后期、末期染色体或DNA数目变化时一定要注 意题干中要求回答的是一个“细胞”,还是一个“(细胞)核”,后期

、末期虽然两个核已形成,但仍属一个细胞。同样道理,从曲线图
中获取信息时也应注意同样的问题。

特别提醒 ①分别用放射性元素35S、32P标记噬菌体,验证噬 菌体侵染细菌过程中,侵入细菌体内的是DNA, 而不是蛋白质,从而证明DNA分子在生物的前后 代中保持连续性,说明DNA是生物的遗传物质。 ②在加热杀死S型细菌的过程中,蛋白质变性失活, 而DNA因加热碱基对之间氢链断裂而解旋,而当 温度降低时,又形成氢键而恢复活性。③R型转 化为S型菌的实质是S型的DNA进入呈感受态的R 型菌体内并与R型菌的DNA实现重组,从而表现 出S型菌的性状,此变异类型属于基因重组。 ④培养噬菌体不能在普通培养基上培养,只能利用 活体细胞,因为病毒是专性寄生的。

DNA分子复制的有关计算 假设将1个全部被15N标记的DNA分子(亲代) 转移到含14N的培养基中培养n代,结果如下: (1)DNA分子数 ①子代DNA分子总数=2n个 ②含15N的DNA分子数=2个 ③含14N的DNA分子数=2n个 ④只含15N的DNA分子数=0个 ⑤只含14N的DNA分子数=(2n-2)个

(2)脱氧核苷酸链数 ①子代DNA分子中脱氧核苷酸链数=2n+1条 ②含15N的脱氧核苷酸链数=2条 ③含14N的脱氧核苷酸链数=(2n+1-2)条 (3)消耗的脱氧核苷酸数 设亲代 DNA 分子中含有某种脱氧核苷酸 m 个,则: ①经过n次复制,共需消耗游离的该种脱氧核苷酸 m·(2n-1)个。 ②在第n次复制时,共需消耗游离的该脱氧核苷酸 m·2n-1个。

DNA复制过程中的数量关系 由于DNA分子的复制是一种半保留复制方式,一 个 DNA 分子连续进行 n 次复制,可形成 2n 个子代 DNA ,其中只有 2 个 DNA 分子含有最初亲代的母 链。图解如下:

(1)一个 DNA 不论复制多少次,产生的子代 DNA 分子中含母 链的 DNA 分子数总是 2 个,含母链也总是 2 条。 (2)计算比值:n 次复制后,形成的子代 DNA 分子中,含亲代 2 1 DNA 母链的有两个 DNA 分子,占子代 DNA 总数的 n= n-1; 2 2 亲代 DNA 分子母链两条, 占子代 DNA 中脱氧核苷酸链总数的 1 = n。 2n+1 2 (3)计算原料用量:复制所需的某脱氧核苷酸数= a×(2n-1), 其中的 a 为所求的脱氧核苷酸在原来 DNA(即作模板的亲代 DNA)分子中的数量,n 为复制次数。 2

基因突变对生物性状的影响 (1)引起生物性状的改变 如某些碱基对的增添或缺失,引起部分氨基酸改变, 改变蛋白质的结构和功能,从而引起生物性状改变。 (2)未引起生物性状的改变 ①碱基对替换前后所对应的氨基酸未发生改变 ( 密码 子的简并性)。 ②由纯合子的显性基因突变成杂合子中的隐性基因。

【特别提醒】 (1)基因突变的结果是产生等位基因。 (2)基因突变产生新的基因,可能出现新性状。 (3)基因突变是染色体某一位点上的基因发生改 变,在光学显微镜下观察不到。

显性突变和隐性突变的判定 (1)类型

(2)判定方法 ①选取突变体与其他已知未突变体杂交,据子代性状表现判断。 ②让突变体自交,观察子代有无性状分离而判断。 根据细胞分裂图来确定变异类型 减数分裂过程中造成B、b不同的原因有基因突 变(间期)或交叉互换(前期)。若为体细胞有丝分 裂 ( 如根尖分生区细胞、受精卵等 ) 则只能是基 因突变造成的;若题目中问造成 B、b不同的根 本原因是什么,则回答是基因突变。

(1)碱基置换突变 一个碱基被另一碱基取代而造成的突变称为碱基置换突变。 ① 同义突变 由于密码子具有简并性,因此,单个碱基置换可能只 改变mRNA上的特定密码子,但不影响它所编码的氨基酸 ② 错义突变 错义突变是指DNA分子中的碱基置换不仅改变了mRNA 上特定的遗传密码,而且导致新合成的多肽链中一个氨基酸被另 一个氨基酸所取代,这种情况称为错义突变 (2)移码突变 移码突变是指DNA链上插入或缺失1个、2个甚至多个碱基(但非3个 碱基或3的整数倍的碱基),导致在插入或缺失碱基部位以后的密 码子顺序和组成发生相应改变。由于原来的密码子移位,终止密 码子常常推后或提前出现,结果造成新合成肽链延长或缩短。 (3)整码突变 如果在DNA链的密码子之间插入或缺失一个或几个密码子,则 合成的肽链将增加或减少一个或几个氨基酸,但插入或缺失部位 的前后氨基酸顺序不变。这种突变称为整码突变。亦称密码子插 入或缺失。

反馈题1
原核生物中某一基因编码氨基酸的区域起始端插入了 一个碱基对。在插入位点的附近,再发生下列哪种情况有 可能对其编码的蛋白质结构影响最小( ) A.置换单个碱基对 B.增加4个碱基对 C.缺失3个碱基对 D.缺失4个碱基对

D

反馈题2
以下是由于基因中碱基对缺失造成的基因突变,其中 对蛋白质分子结构影响最小的极可能是( )

C

①体细胞中某基因发生改变,生殖细胞中不一定出现该基因; ②DNA上某个碱基对发生改变,它不一定位于基因的外显子部位; ③若为父方细胞质内的DNA上某个碱基对发生改变,则受精后一般 不会传给子代; ④若该亲代DNA上某个碱基对发生改变产生的是一个隐性基因,并 将该隐性基因传给子代,而子代为杂合子,则隐性性状不会表现出 来; ⑤根据密码子的简并性,有可能翻译出相同的氨基酸; ⑥性状表现是遗传基因和环境因素共同作用的结果,在某些环境条 件下,改变了的基因可能并不会在性状上表现出来。 ⑦ DNA上某个碱基对改变没有发生在基因中。而是发生在基因与基 因之间的DNA片段上。该片段无遗传效应。 ⑧产生了突变的配子,但该配子没有受精,则其子代的性状不发生改 变。

【特别提醒】 育种方法的选择
根据育种目标的不同而培育新品种的方法,总 结如下: (1)欲集中不同亲本的优良性状——杂交育种; (2)欲既集中优良性状,又缩短育种年限 ——单倍 体育种; (3) 欲获得较大果实或大型植株或提高营养物质 含量——多倍体育种; (4) 欲提高变异频率, “ 改良 ” 或 “ 改造 ” 或直 接改变现有性状,获得当前不存在的基因或性状 —— 诱变育种; (5) 欲实现定向改变现有性状 —— 基因工程育种。

基因频率和基因型频率的相关计算
(1)遗传平衡定律
①成立前提:种群非常大、所有雌雄个体之间自由 交配、没有迁移、没有自然选择、没有基因突变。

②计算公式:当等位基因只有两个 (A和a) 时,则有: (p+q)2=p2+2pq+q2=1;其中p为A的基因频率,q为 a的基因频率,p2为AA的基因型频率,2pq为Aa的基因 型频率,q2为aa的基因型频率。

(2)计算类型
①已知基因型个数,求基因频率: 某基因频率= ( 纯合子个数×2 +杂合子个数 )÷( 总 个数×2)

②已知基因型频率,求基因频率 一个等位基因的基因频率=该等位基因纯合子的 基因型频率+1/2杂合子基因型频率 ③伴X隐性遗传的基因频率计算: Xb/(XB+Xb)=(2XbXb+XBXb+XbY)/(2XX+XY) 和非伴性遗传的基因频率不同点就在于 Y 染色体 上无B的等位基因,女性含有2个X,男性只含有一个 X。所以XB+Xb=X染色体的数目=2XX+XY。

(4)通过基因型频率计算基因频率 在种群中一对等位基因的基因频率之和等于1,基因型 频率之和也等于1。 一个基因的频率=该基因纯合子的基因型频率+1/2杂 合子的基因型频率。 已知基因型AA或aa的频率,求A或a的频率经常用到开 平方的方法。即A(a)=(对于XY型性别决定的生物,雄性的 伴性遗传除外)。 (5)运用哈代—温伯格平衡,由基因频率计算基因 型频率 内容:在一个有性生殖的自然种群中,当等位基因只有 一对(Aa)时,设p代表A基因的频率,q代表a基因的频率,则: (p+q)2=p2+2pq+q2=1。 其中 p2 是 AA( 纯合子 ) 的基因型频率, 2pq 是 Aa( 杂合子 ) 的基因型频率,q2是aa(纯合子)的基因型频率。

? 适用条件:在一个有性生殖的自然种群中,在符合以下5个条 件的情况下,各等位基因的基因频率和基因型频率在一代代 的遗传中是稳定不变的,或者说是保持着基因平衡的。这5个 条件是:种群大;种群中个体间的交配是随机的;没有突变 的发生;没有新基因的加入;没有自然选择。 (6)伴X染色体遗传基因频率的计算

基因突变和基因重组、自然选择、遗传漂变、迁移等均可 引起基因频率的改变。
在伴X染色体遗传病中,男性中患者的表现型概率=相关基 因型频率=相关基因频率。

反射弧神经传导方向的研究方法
1.手术切断或药物阻断脊蛙的某处结构,观察对 刺激的反应

2.电流表测向法 (1)在神经纤维上 ①刺激a点,b点先兴奋,d点后兴奋,电流 计发生两次方向相反的偏转。 ②刺激c点(bc=cd),b点和d点同时兴奋,电 流计不发生偏转。

(2)在神经元之间 ①刺激b点,由于兴奋在突触间传导速度小于 在神经纤维上的传导速度。a点先兴奋,d点 后兴奋,电流计发生两次方向相反的偏转。 ②刺激c点,兴奋不能传至a,a点不兴奋,d点 可兴奋,电流计只发生一次偏转。

兴奋的传导特点及分析 1.兴奋的传导特点及分析
过程 神经 纤维 神经 元间 刺激→电位差→局部电流→局部电流回 路(兴奋区→未兴奋区) 突触小泡→神经递质→突触(突触前膜 →突触间隙→突触后膜)→下一神经元 细胞体或树突 特点 双向 传导 单向 传递

过程

兴奋在神经元间的传递 (1)突触:一般情况下每一神经元的轴突末鞘只与其他 神经元的细胞体或树突形成接点,由此可分为两类:

(2)神经冲动的传递过程:如下图所示

(3)混淆突触小体与突触:突触小体是指上一个神经元 的轴突末端膨大部分,其顶端的膜为突触前膜;突触 是突触前膜、突触间隙和突触后膜的总称。在突触小 体上的变化是电信号→化学信号;而突触的变化是电 信号→化学信号→电信号。 (4)神经递质的释放方式为胞吐(外排),由突触后膜上 的受体(糖蛋白)识别,其作用效果有两种:促进或抑 制。 (4)同一神经元的末梢只能释放一种神经递质,或者是 兴奋性的,或者是抑制性的。 (6)神经递质发生效应后,就被酶破坏而失活,或被移 走而迅速停止作用。

兴奋传导方向与特点的比较 (1)在神经纤维上:由兴奋部位→未兴奋部位,双向 传导 ①在膜外,兴奋传导的方向与局部电流方向相反。 ②在膜内,兴奋传导的主向与局部电流方向相同。 (2)在神经元之间:由突触前膜→突触后膜,单向传 递 ①是由电信号→化学信号→电信号的转换过程。 ②由于突触的单向传递,使得整个神经系统的活动 能够有规律地进行。

兴奋传导特点 的实验验证

(1)验证冲动在神经纤维上的传导 方法设计:电刺激图①处,观察A的变化,同时测量 ②处的电位有无变化。 结果分析:若A有反应,且②处电位改变,说明冲动 在神经纤维上的传导是双向的;若A有反应而②处无 电位变化,则说明冲动在神经纤维上的传导是单向的。

(2)验证冲动在神经元之间的传递 方法设计:先电刺激图①处,测量③处电位变化;再 电刺激③处,测量①处的电位变化。 结果分析:若两次实验的检测部位均发生电位变化, 说明冲动在神经元间的传递是双向的;若只有一处 电位改变,则说明冲动在神经元间的传递是单向的。

神经系统的分级调节

脑的各部分及脊髓的功能
大脑皮层 小脑 脑干 下丘脑 脊髓

调节机体 活动的最 高级中枢

维持身体 平衡的 中枢

有呼吸中 枢等维持 生命必要的 中枢

有体温调 节、水平 衡调节等 中枢

调节机体 运动的低 级中枢

【特别提醒】
高级中枢 —— 大脑皮层,其余小脑、脑干、下丘脑、脊髓均 为低级中枢,且低级中枢受高级中枢的调控。

生理或病理现象与神经中枢的关系
生理或病理现象 考试专心答题时
“千手观音”聋哑人 学习舞蹈 某同学跑步时 植物人 高位截瘫

神经中枢参与(损伤)
大脑皮层视觉中枢和言语区的V区、 W区(高级中枢),H区和S区不参与 大脑皮层视觉中枢和言语区的V区, 躯体运动中枢 大脑皮层、小脑、下丘脑、脑干和 脊髓 大脑皮层损伤、小脑功能退化但下 兵脑、脑干、脊髓功能正常 脊髓受损伤,其他部位正常

为什么神经细胞膜内外会保持着70mV的静息电位差? 为什么神经细胞膜内外会保持着70mV的静息电位差呢?答案在于膜本身的特性。 细胞膜将许多可溶性蛋白质和其他生物大分子包围在细胞的内部,这些生物大分 子通常都带有负电荷。另外,由于神经细胞膜上具有跨膜蛋白形成的离子通道和 离子泵,特别是由于膜上Na+通道、细胞内外K+的不均衡分布和安静状态下细 胞膜主要对K+有通透性是静息电位产生的基础。 K+通道和Na+- K+泵的调节作 用,使得膜内外Na+和K+分布不均。神经元在静息状态下,细胞膜对K+的通透 性远远高于Na+,有利于K+从细胞内通过膜扩散经由K+通道流出到细胞外,而 Na+则很难进入到细胞内。另外,由于膜上的Na+- K+泵的耗能转运作用,神经 纤维的Na+- K+泵每消耗一个ATP,可将2个 K+由膜外泵入膜内,同时可将3个 Na+由膜内泵出膜外。如下图所示,因此,膜内外Na+和 K+分布不均增加了膜 内的负电性。

动作电位的产生机制问题

当神经纤维受到刺激发生兴奋时,导致兴奋部位膜的通透性发 生改变 ,即膜对Na+的通透性突然增加,造成膜外Na+在浓度梯度 推动和膜内负电性的吸引下迅速流人膜内,结果使膜失去了原先的 极化。膜的去极化进一步使更多的Na+通道被打开,更多的Na+进 入细胞。这种正反馈的倍增作用形成了膜内暂时的正电性或内正外 负的倒极化状态,即神经纤维受到刺激发生兴奋时膜从静息电位时 的—70mV转变到0,又进一步转变到+35mV。当膜内的正电性达 到足以阻止Na+继续进入细胞内时,紧接着膜对Na+的通透性降低, 对K+的通透性提高,由于K+的流出,恢复到膜内原来的负电性和 膜外的正电性,即膜恢复到再极化。动作电位发生后的恢复期间, Na+- K+泵活动增强,恢复膜两侧原先的离子浓度梯度,重建静息 电位。由于神经冲动造成膜周期性的电位变化,即由膜的外正内负 到外负内正,再到外正内负的过程称为动作电位。

解读电位图
[点评] 电位变化及测定的试题常有出现, 解题时需要掌握电位变化 曲线的含义:①图例:离体神经纤维某一部位受到适当刺激时,受刺激 部位细胞膜两侧会出现暂时性的电位变化,产生神经冲动。图示该部位 受刺激前后,膜两侧电位差的变化。

②解读:a 线段——静息电位、外正内负,K 通道开放; + b 点——0 电位,动作电位形成过程中,Na 通道开放; + bc 段——动作电位,Na 通道继续开放; cd 段——静息电位恢复形成; de 段——静息电位。 下列变式题从电位变化的测定进行训练。



有关实验设计 有关甲状腺和甲状腺激素、性腺和性激素的实 验设计 常用实验方法是:切除法、饲喂法、注射法。 如:探究甲状腺、甲状腺激素的生理作用实验
组别 实验 动物 实验处理 观察指标

实验





幼小

切除甲状腺

幼小动物生

动物 切除甲状腺+注射甲状腺激素 长发育情况

对照





幼小

不做任何处理

幼小动物生
长发育情况

动物 只切开皮肤,不切除甲状腺

有关垂体和生长激素、胰岛和胰岛素、胰高血 糖素的实验设计 常用实验方法是:切除法、注射法 如:探究胰岛素对动物血糖调节的影响
组别 实验动物 饥饿处理 的小鼠 实验处理 观察指标 小鼠生活 状况

实验组

连续注射一定量胰岛素 连续注射一定量胰岛素→出

对照 组



饥饿处理 现低血糖症状→补充糖类 的小鼠 不注射胰岛素, 定期补充糖类

小鼠生活 状况



激素功能的常见实验验证方法
激素 方法 实验探究 含有甲状腺激素的饲料喂养蝌蚪,蝌蚪迅 速发育成小青蛙

饲喂法 甲状腺 激素

手术摘除小狗甲状腺,小狗发育停止;摘 除成年狗的甲状腺,狗出现行动呆笨、精 摘除法 神萎靡、代谢中耗氧量显著降低、产热量 减少等现象

切除法 切除小狗的垂体后,小狗的生长立即停滞
生长激素 注射法 对其每天注射适量的生长激素,可逐渐恢 复生长

公鸡和母鸡的生殖腺阉割后,会逐渐丧失 割除法 各自第二性征 性激素 把公鸡睾丸移植到阉割过的母鸡身体,该 移植法 母鸡就会逐渐地长出公鸡型的鸡冠和长的 尾羽,并且具有公鸡那种好斗的特性 给饥饿18~24h后的小白鼠注射一定剂量的 胰岛素溶液,不久,小白鼠出现惊厥的低 注射法 血糖症状,皮下注入50%的葡萄糖溶液抢 救,可以恢复

胰岛素

体温恒定的调节过程 (1)体温的平衡:人体的产热量与散热量的动态平衡。 (2)热量来源:有机物氧化分解放能 (3)体温调节的中枢:下丘脑;感受器为温度感受器,分 冷觉和温觉感受器。 (4)体温调节的方式:神经调节和体液调节。 (5)体温调节过程 不同条件下的产热和散热 (1)高温条件下的体温调节只是增加散热量,不减少产热 量,调节方式主要是神经调节;寒冷条件下的体温调节 既增加产热量,又减少散热量,调节方式既有神经调节, 又有激素调节。 (2)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,产热增加,散热也增加,以维持体温 的恒定。

水盐平衡的调节

(1)调节方式——神经—体液调节 (2)神经调节 ①感受器:下丘脑渗透压感受器。 ②神经中枢:下丘脑;渴觉中枢:大脑皮层。 ③效应器:垂体后叶。 (3)体液调节 ①激素名称:抗利尿激素;分泌部位:下丘脑 神经细胞;释放部位:垂体后叶。 ②作用:促进肾小管、集合管对水分重吸收。

内环境的组成及功能 1.人体的呼吸道、肺泡腔、消化道、生殖道、尿道 等虽在体内,但与外界相通,属于人体的外界环境。

2.不同的组织细胞所处的内环境是不同的 (1)组织细胞生活的内环境:组织液
(2)毛细血管壁细胞生活的内环境:血浆、组织液

(3)毛细淋巴管壁细胞生活的内环境:淋巴、组织液
(4)红细胞生活的内环境:血浆 3.运用内环境的相关知识解题时,要理清内环境中可 能存在的物质:水、葡萄糖、氨基酸、无机盐、核苷酸、 血浆蛋白、激素、抗体、维生素、甘油、脂肪酸、神经 递质、CO2等;掌握内环境中可能进行的生理反应,如: 抗原和抗体结合,缓冲物质对酸性、碱性物质的缓冲等。

特别提醒 ①血浆蛋白过少(如长期营养不良等病症)引起血浆渗透压 小于组织液渗透压,水分大量进入组织液引起水肿。 ②组织细胞代谢产物大量进入组织液,使组织液渗透压升 高而引起血浆水分大量进入组织液出现组织水肿。 ③毛细淋巴管阻塞,通透性改变,组织液进入毛细淋巴管 受阻,部分组织液中蛋白质不能及时由淋巴回流入血液, 造成组织液渗透压升高而出现水肿。 ④肾小球发炎,使血浆蛋白随尿液排出,血浆浓度下降, 吸水能力降低,导致水肿。 ⑤过敏反应,毛细血管通透性增加,血浆蛋白渗出,组织 液渗透压升高,血浆渗透压降低。

免疫系统
(1)能识别抗原的细胞:吞噬细胞、B细胞、T细胞、记忆

细胞、效应T细胞。其中吞噬细胞只能识别自己与非己成分,
没有特异性的识别能力,其余的细胞都有特异性的识别能力。 (2)浆细胞不能识别抗原,但其产生的抗体能特异性识别抗原。 (3)初次免疫和二次免疫过程中浆细胞或效应T细胞的来源不同: 初次免疫只来自B细胞或T细胞的分化,二次免疫不仅来自B细 胞或T细胞的分化,而且还可由记忆细胞迅速分化而来。

[特别提醒 ]

免疫类型的确认

(1)看抗原的去向:如果大部分抗原需要细胞呈递才刺激相
关细胞,则为体液免疫。 (2)看免疫的结果:如果免疫引起靶细胞裂解并释放其中隐 藏的抗原,则为细胞免疫。如果两种成分结合,形成了 沉淀或细胞集团,则为体液免疫。

(3)看抗原的种类:如蛇毒或过敏原引起的免疫属于体液免
疫,而病毒类(如HIV)进入人体,清除它们的过程主要是 细胞免疫,器官移植中的排斥反应也主要是细胞免疫。

几组概念的辨析

1.Λ:表示相邻两年(生物的两代)种群数量的倍数。在公式Nt=N0λt中,N0表示 起始数量, t表示年数或生物的繁殖代数。在“J”型曲线增长的种群中,λ保持不 变(图A);而在“S”型增长曲线中λ越来越小 2.增长率:增长率是指单位时间种群增长数量占种群个体总数的比。【增长率= 出生率—死亡率=(出生数-死亡数)/(单位时间×单位数量)】。在“J”型曲 线增长的种群中,增长率保持不变(图A);而在“S”型增长曲线中增长率越来 越小,故在“K”时,其增长率为0(图C)。 3.增长速率:增长速率是指单位时间内种群数量变化率。【增长速率=(出生数 -死亡数)/单位时间】。种群增长速率就是曲线上通过每一点的切线斜率。在 “J”型曲线增长的种群中,增长速率是逐渐增大,直至无穷(如图B)。在“S”型 曲线增长的种群中,增长速率先是逐渐增大,在“ 1/2K”之后增长速率是逐渐减 小,到达K值时,增长速率就为0(如图D)。 种群数量的波动与下降:1、波动:气候、竞争、捕食、寄生、营养、疾病等。 2、下降:不利的条件。

B D

A 6.这些芽发育成枝的顺序是D、C、B、A 。
C

如果剪去顶芽,则A芽将 发育成枝 , 原因是 破坏了顶端优势 。此时 B 芽的 生长素浓度最高, A 芽处的生长素浓 度最低。

植物的顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象. (侧枝、根也存在此现象)--顶端优势

生长素促进果实发育 (培育无子果实(无子番茄、黄瓜、辣椒等)
1.用一定浓度的生长素或类似物刺激, 2.其原理是应用生长素能促进果实发 育的生理作用。

胚珠

产生生长素

种子

子房
花蕾期

果实

1.3.处理部位
4.处理时间

未受粉的雌蕊柱头或子房而获得的

5.花蕾期去雄:防止自花传粉 6.套袋:防止异花传粉

7.其染色体数目与正常果实一样吗?

为2N,叫单性结实

生长素类似物制剂的使用方法
1.喷洒 如用2,4-D水溶液喷洒花和果实。 2.浸泡 如用NAA的水溶液浸泡插条基部。

3.蘸取 如用插条基部蘸取NAA的粉剂。
4.涂抹 如用NAA羊毛脂软膏涂抹处理部位 (如茎),外面最好用棉花轻轻包住。

促进扦插枝条生根

扦插枝条的处理: (1)枝条的形态学上端为平面,下端要削成斜面, 这样在扦插后可增加吸收水分的面积,促进成活。 (2)每一枝条留3~4个芽,所选枝条的芽数尽量一 样多。 枝条处理方法:浸泡法和沾蘸法

实验结果

浓度
根的数量

0.2g/l

2X10-2g/l

2X10-3g/l

2X10-4g/l

2X10-6g/l

清水

日期

6.7 6.16

0 0

14 23

9 16

7 7

0 0

0 1

水培迎春的生根情况

根的数量 浓度

0.2g/l

2X10-2g/l

2X10-3g/l

2X10-4g/l

2X10-6g/l

清水

日期

6.7

0

0

0

0

12

6

土培迎春的生根情况

实验结论:
1:不同浓度的生长素溶液对同一插枝生根的影响 不同。低浓度促进生根,高浓度抑制甚至杀死植物。 2:植物不同,插枝生根的最适宜浓度不同。迎春 为2X10-3g/l,绿萝为2X10-6g/l。

3:栽培方法对插枝生根的影响较大

实验反思
1:植物的选择和处理:
(1)选择植物的生根能力要合适,太大和太小的生根能 力影响实验结果
(2)草本和木本都适合本实验。草本植物实验时间短, 但个体的差异较大,实验的准确度较低。木本植物耗 时长,培养困难,优点为个体的差异小。 (3)插枝处理时最好留几片叶,否者培养时尤其是土培 时很容易死亡 (4)水培较土陪操作简单,观察和测量方便

2:温度和湿度的控制:
温度控制在25℃左右,每年的5、6月较适宜。湿度:刚 扦插的3-4天保持较大的湿度,随后的一段时间控制适宜 的湿度。水培植物也要定期加水或更换培养液

3:观察和测量的指标:
本实验中相同时间根的长度和根的数量是观察和测量的指 标。实验中发现生根数量多的组别,由于有许多刚萌发的根, 根的平均长度并没有增加。且根的弯曲,分支导致根的长度 不容易测量。因此根的数量作为应变量的检测更合理。

研究实验中出现的问题。 ① 分析不同插条的生根情况。 不能生出不定根:有可能是枝条上没有芽、枝条倒插等。 都能生出不定根:促进扦插枝条生根是指刺激枝条的下 端生出不定根,而不是刺激根生长。不同的枝条可能生出 的不定根的数目多少不一样,如枝条上芽多,则产生的生 长素就多,就容易促使不定根的萌发。 ②分析与本实验相关的其他因素。 A.温度要一致; B.设置重复组。即每组不能少于3个枝条; C.设置对照组。清水空白对照;设置浓度不同的几个实 验组之间进行对比,目的是探究2,4-D或α-萘乙酸促进扦 插枝条生根的最适浓度。

1生长素的极性运输和主动运输是一回事吗
提示 生长素的极性运输是针对植物体而言的, 主动运输是 指出入细胞膜的方式。
2.植物的向光性、茎的背地性均能反映生长素的两重性吗?
提示 不能反映生长素的两重性,不符合两重性的含义。

3.五类植物激素哪些起促进作用?哪些起抑制作用?
提示 生长素、赤霉素、细胞分裂素起促进作用;脱落酸、

乙烯起抑制作用。

多种激素的共同调节:在植物生长发育的过程中,任何 一种生理活动都不是受单一激素控制的,而是多种激素 相互作用的结果。这些激素之间,有的是相互促进的; 有的是相互拮抗的。举例分析如下: (1)相互促进方面的有 ①促进果实成熟:乙烯、脱落酸。 ②促进种子发芽:细胞分裂素、赤霉素。 ③促进植物生长:细胞分裂素、生长素。 ④诱导愈伤组织分化成根或芽:生长素、细胞分裂素。 ⑤延缓叶片衰老:生长素、细胞分裂素。 ⑥促进果实坐果和生长:生长素、细胞分裂素、赤霉素。

(2)相互拮抗方面的有 ①顶端优势:生长素促进顶芽生长,细胞分裂素 和赤霉素都促进侧芽生长。 ②防止器官脱落:生长素抑制花朵脱落,脱落酸 促进叶、花、果的脱落。 ③种子发芽:赤霉素、细胞分裂素促进,脱落酸 抑制。 ④叶子衰老:生长素、细胞分裂素抑制,脱落酸 促进。

“S”型曲线与“J”型曲线的比较
“S”型曲线 前提条件 环境资源有限 “J”型曲线 环境资源无限

曲线

“S”型曲线

“J”型曲线

种群 增长 率 种群增长率最大的点对应 的种群数量应该是K/2
综合 分析

特别提醒 “J”型曲线由始至终都保持几何级数增长,而“S”型 曲线自始至终具有环境阻力,增长率始终小于“J”型 曲线,所以决不能认为“S”型曲线的开始部分是“J” 型曲线。

K 2.K 值与 在实践中的应用 2









灭鼠后,鼠的种群数量

K K (最大增 在 附近, 这时鼠的种群 K 2 2 在 ,捕捞后,鱼的种 2 长速率) 数量会迅速增加,无法 群数量会迅速回升 达到灭鼠效果 K 值(环境 改变环境,降低 K 值, 保证鱼生存的环境条 容纳量) 使之不适合鼠生存 件,尽量提升 K 值

使鱼的种群数量维持

3.K值变动的示意图 (1) 同一种生物的 K 值不是固定 不变的,会受到环境的影响。 在环境不遭受破坏的情况下, 种群数量会在平均值附近上下 波动;当种群数量偏离平均值 的时候,会通过负反馈调节机 制使种群密度回到一定范围内。
(2) 环境遭受破坏, K 值会下降;当生物生存的环境改 善时,K值会上升。 特别提醒 (1)最大捕捞量 ≠最大日捕获量,如时捕捞 可持续获得最大捕捞量,但不能获得最大日捕获量 —— 最大日捕获量应处于种群密度最大时。 (2)增长率≠增长速率。

知识拓展

“S”型曲线辨析:

(1)潜伏期(对环境的适应期):个体数量很少,增长速 率很慢,害虫防治最好应在此期进行。

K (2)加速(对数期 ):个体数量快速增加, 时,增长速率达到最 2 高资源利用黄金点,害虫防治严防达此期。 (3)减速期和饱和期:随着种群密度增加,个体因食物、空间和 其他生活条件的斗争加剧,同时天敌数量也增加,种群增长速 率下降。当数量达到环境条件允许的最大值(K)时,种群停止生 长,种群增长速率为零,即出生率=死亡率,但种群数量达到 最大。到达 K 值后,有的种群呈锯齿状波动。

【特别提醒】
(1)“S”型增长曲线的开始部分不能误认为是“J”型 增长曲线。 (2)种群数量变化曲线与种群增长率曲线

①图乙的O~f段相当于图甲的a~c段; ②图乙的f点相当于图甲的c点; ③图乙的f~g段相当于图甲的c~d段; ④图乙的g点相当于图甲的d~e段。

[特别提醒]

1.同一物种因分布区域不同可形成多个种群,但一
个种群内的所有个体一定属于同一物种。

2 .满足 3 个条件——同一自然区域、同一物种、全
部个体才构成种群。例如,一个池塘中全部的鱼不符合

“同一物种”这个条件;一个池塘中全部的成年鲤鱼不
符合“全部个体”这一条件;因此,二者都不是种群。 3.群落的空间结构分为垂直结构和水平结构。大多 数生物群落在空间上有垂直分层现象,称为群落的垂直 结构。引起森林群落中植物和动物垂直分层现象的主要 因素分别是光照、食物。

群落演替的类型 (1)初生演替与次生演替的比较
初生演替 起点 时间 次生演替

在一个从来没有过植被,或者 原来存在过植被,但被彻底消 灭了的地方
经历时间漫长

在原有植被虽已不存在,但是 保留有土壤条件,甚至种子或 其他繁殖体的地方
经历时间较短

影响因素
实例

自然因素
裸岩上的演替

人类活动较为关键
森林砍伐地、弃耕地上的演替

(2)群落演替特点 ①演替是群落组成向着一定方向、具有一定规律、随时间变化的 有序过程,因而它往往是可预测的。 ②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)群落演替的原因 ①决定群落演替的根本原因存在于群落内部,即内因是群落演替 的决定因素。 ②群落之外的环境条件诸如气候、地貌、土壤和火等常可成为引 起演替的重要条件。 (4)生态演替的最终阶段——出现顶极群落。[其中各主要种群的 出生率和死亡率达到平衡,能量的输入与输出以及产生量和消耗 量 ( 如呼吸 ) 也都达到平衡。 ] 但要注意在有些情况下还会发生退 行演替。即物种组成趋于简单。 【特别提醒】 群落是一个动态系统,它是不断发展变化的。任何环境下的演替 都是最终达到一个成熟阶段,这时候群落和周围环境处于相对平 衡的稳定状态。此时物种与环境之间高度协调,能量和物质的利 用率很高,生态系统抵抗力稳定性高。

生态系统各成分的地位 ①非生物的物质和能量是生态系统存在的基础。 ②生产者、分解者是联系非生物的物质和能量 与生物群落的桥梁,生产者处于主导地位。 关于生态系统成分的误区提醒 ①生产者除绿色植物外,还包括能进行化能合 成作用的微生物,如硝化细菌。 ②消费者除动物外,还包括营寄生生活的细菌、 菟丝子、病毒等生物。 ③分解者除腐生生活的细菌、真菌外,还包括 少数的动物,如蜣螂、蚯蚓等。 ④非生物的物质和能量不包括温度,因为温度 既非物质又非能量,但动植物的遗体、残枝 败叶等腐殖质属于该成分。

根据下面表格中的误区类型,举出相应的特例予以纠正

误区类型

特例
硝化细菌是自养生物,属于生产者;寄 生细菌属于特殊消费者 秃鹰、蚯蚓、原生动物等是以动植物残 体为食的腐生动物,属于分解者

细菌都是 分解者
动物都是 消费者

生产者都 是绿色植 物 植物都是 生产者

蓝藻、硝化细菌等自养原核生物也是生
产者,应该说生产者主要包含绿色植物 菟丝子营寄生生活,属于消费者

食物链(网)分析

问题探究:从营养级的 角度分析食物网形成的原因。 提示:由于一种生物可 以占有不同的营养级,可进 入不同的食物链,因此就形 成食物网。
1.每条食物链的起点总是生产者(草),终点是不被其他动物所食的动 物(鹰),即最高营养级,不出现非生物成分和分解者,中间不能有任何

间断。
2.某一营养级的生物代表处于该营养级的所有生物,不代表单个生物 个体,也不一定是一个种群。

3.食物链中的捕食关系是长期自然选择形成的,不会倒转,因此箭头一
定是由上一营养级指向下一营养级(如:兔→狐)。

4.若一条食物链中处于“天敌”地位的生物数量减少,则被捕食者数
量会因此而迅速增加,但这种增加并不是无限的,随着被捕食者数量 的增加,种群密度加大,种内斗争势必加剧,最终造成种群密度减小,直 至相对稳定。即天敌减少,造成被捕食者先增后减,最后趋于稳定。 5.同一种消费者在不同的食物链中,可以占有不同的营养级。如鹰占 有第三、第四、第五三个营养级。 6.在食物网中,两种生物之间的种间关系有可能出现不同概念上的重

合,如鹰捕食蛇,鹰与蛇又都捕食蛙,是捕食与竞争关系。

7.若某种群处于复杂食物网的某中间环节,其数量减少对其他生物类 群的影响状况应视具体食物链而定,大体遵循如下思路:

(1)生产者相对稳定原则,即消费者某一种群数量发生变化时,一般不
考虑生产者数量的增加或减少。 (2)最高营养级的生物种群相对稳定原则,即当处于最高营养级的生 物种群其食物有多种来源时,若其中一条食物链中断,该种群的数量

不会发生较大变化。如上图所示的食物网中,蚱蜢突然减少,则以它
为食的蜥蜴减少,蛇也减少,蛇减少则鹰就更多地吃兔和食草籽的鸟, 从而导致兔及食草子的鸟减少。蛇并非鹰的唯一食物,所以蛇减少并 不会造成鹰的减少,它可依靠其他食物来源而维持数量基本不变。

知识拓展 1.食物网中,能量传递效率是指某营养级流向各食物 链下一营养级的总能量占该营养级的比例。如

2.能量流动的分析方法 (1)定量不定时分析:流入某一营养级的一定量 的能量在足够长的时间内的去路可有三条:①自身呼 吸消耗;②流入下一营养级;③被分解者分解利用。 (2)定量定时分析:流入某一营养级的一定量的 能量在一定时间内的去路可有四条:①自身呼吸消耗; ②流入下一营养级;③被分解者分解利用;④未被自 身呼吸消耗,也未被下一营养级和分解者利用,即 “未利用”。如果是以年为单位研究,这部分的能量 将保留到下一年。

生态系统的信息传递
1.信息传递的方向和范围 信息传递存在于生态系统的各种成分之间,把生态系统的各个组成部 分联系成一个整体,而且具有调节生态系统稳定性的作用。

易错警示

(1)信息传递往往是双向的。

(2)信息既可来自生物,也可来自无机环境。 (3)细胞与细胞之间也有信息传递,但不属于生态系统的范畴。

基因文库的构建

基因组DNA文库

cDNA文库

PCR原理

5/G—G

/ 变性 3 T—C

A — G / 3

5/ 复性 引物Ⅰ

3/ C—C 5/ G—G 3/ 引物Ⅱ

/ 5 A—G

延伸

【特别提醒】

1.切割质粒需使用限制酶1次,切割目的基因则需要使用相同的
限制酶2次。因为质粒是环状DNA,而目的基因在DNA分子链上。 2.质粒DNA分子上限制酶切割位点的选择必须保证至少有一个标 记基因是完整的,如果标记基因全部被切开则不便于鉴定与选 择。

3.基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同,基因工
程中的载体是DNA分子,能将目的基因导入受体细胞内,膜载体 是蛋白质,与细胞膜的通透性有关。

【特别提醒】 1.目的基因的插入位点不是随意的

基因表达需要启动子与终止子的调控,所以目的基因应插
入到启动子与终止子之间的部位。 2.基因工程操作过程中只有第三步(将目的基因导入受体 细胞)没有碱基互补配对现象 第一步存在逆转录法获得DNA,第二步存在黏性末端连接

现象,第四步检测存在分子水平杂交方法。

【特别提醒】

1.不同细胞的全能性不同,具体表现为:受精卵>生殖细
胞>体细胞,离体细胞的全能性表达与分化程度呈负相关, 但生殖细胞特殊。 2.脱分化形成愈伤组织的过程不需要光,再分化过程需要 光,因为愈伤组织利用有机营养成分,而试管苗需要进行

光合作用以自养。
3.植物组织培养中不同培养阶段培养基含有的激素不同,

因为培养的目的不同(生根或生芽)。

【特别提醒】 1.植物组织培养和动物细胞培养过程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 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.植物组织培养成的植株与提供外植体的植株完全相同, 而动物细胞核移植形成的个体与供体大部分性状相同,也

有部分性状与受体相同。

细胞融合两次筛选的目的及方法 (1)在特定的选择性培养基上,未融合的亲本细胞(B淋巴细胞 和骨髓瘤细胞)和融合的具有同种核的细胞(BB融合细胞、

瘤瘤融合细胞)都会死亡,只有融合的杂种细胞(杂交瘤细
胞)才能生长。这种杂种细胞的特点是既能迅速大量繁殖, 又能产生单一的特异性抗体。 (2)经选择性培养的杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细 胞(很多种杂交瘤细胞),需经克隆化培养和抗体检测,经

多次筛选后可获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。

生态工程实例
实例 问题 实现物质的多级循环利 用,在资源有限的条件 下有较多的产出,以解 决人多地少的矛盾 原理 对策 建立综合 发展型生 态工程 运用多种 原理,应 用多种措 施综合治 理 退耕还林 还草、植 树造林等 案例 窦店村以 沼气为中 心的生态 工程 甘肃陇南 县“九子 登科”模 式 “三北” 防护林退 耕还林还 草工程

农村综合发展 型生态工程

物质循环再生原理,整体 性原理、物种多样性原理

小流城综合治 理生态工程

小流城的水土流失

整体性原理协调与平衡原 理、因地制宜的原理、工 程学

大区域生态系 统恢复工程

土地荒漠化 协调与平衡原理、整体性 原理、物种多样性

湿地生态恢复 工程

湿地的缩小和破坏

江西都阳 控制污染、 湖.湿地 退田还湖 生态恢复 工程 赤峰市元 修复土地、 宝山矿区 恢复植被 生态恢复 工程

矿区废弃地的 生态恢复工程

矿区生态环境的破坏

系统学和工程学原理、物 种多样性、协调与平衡原 理、 整体性原理等

城市环境生态 工程

环境污染

城市绿化、 物质循环再生原理、物种 污水净化、 污水及垃 多样性、协调与平衡原理、 废弃物处 圾处理、 整体性原理等 理、合理 城市绿化 布局等

生态工程原理
原理 物质循 环再生 原理 理论基础 内容 物质能够在各类生态系统中 进行区域小循环和全球地质大循 环,循环往复,分层分级利用, 从而达到取之不尽,用之不竭的 效果 意义 可避免环境污染 及其对系统稳定 和发展的影响 实例

物质循环

无废弃物农业

物种多 样性原 理

物种多而繁杂的生态系统具 有较高的抵抗力稳定性。生物多 样性程度高,可以为各类生物的 生态系统的 生存提供多种机会和条件。众多 避免系统结构或 稳定性 的生物通过食物链关系相互依存, 功能失衡 就可以在有限的资源条件下,产 生或容纳更多的生物量,提高系 统生产力 生物与环境 指生物与环境的协调与平衡, 避免系统的失衡 的协调与平 需要考虑环境承载力,即指某种 和破坏 衡 环境所能养活的生物种群的数量 进行生态工程建设时,不但 社会、经济、 要考虑到自然生态系统的规律, 自然复合系 还要考虑到经济和社会等系统的 统 影响力 系统的结构 决定功能原 生态工程需要考虑系统内部 理: 不同组分之间的结构,通过改变 分布式优于 和优化结构,达到改善系统功能 集中式和环 的目的 式 系统各组分之间要有适当的 系统整体性 比例关系,只有这样才能顺利完 原理: 成能量、物质、信息等的转换和 整体大于部 流通,并且实现总体功能大于各 分 部分之和的效果 统一协调各种关 系,保障系统的 平衡与稳定

三北防护林建 设中的单纯林 问题,珊瑚礁 生态系统的生 物多样性问题

协调与 平衡原 理 整体性 原理

太湖富营养化 问题 林业建设中自 然系统与社会、 经济系统的关 系问题

系统学 和工程 学原理

改善和优化系统 的结构以改善功 能

桑基鱼塘

保持系统很高的 生产力

珊瑚礁区藻类 和珊瑚虫的关 系

杨学珍


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