高考生物重要规律性关系/公式总结！
1.蛋白质结构中的等量关系:
蛋白质中氨基酸数目=肽键数目(即水分子数目)+ 肽链条数=mRNA(翻译模板)中的碱基数÷3=DNA(相应基因)中的碱基数÷6;
蛋白质中至少还有氨基和羧基的数目=肽链条数;
组成生物体的蛋白质中氨基酸种类约为20种。
2.区别有丝分裂和减数分裂的一般方法步骤如下:
①一数——数染色体数目:若为奇数,则肯定是减数第二次分裂;若为偶数,则进入下一步骤;
②二看——看有无同源染色体:若无,则肯定是减数第二次分裂;若有,则再看同源染色体的行为变化:如果有同源染色体的联会、形成四分体、同源染色体彼此分离中的任意一项,即为减数第一次分裂;如果同源染色体始终单独活动,则肯定是有丝分裂;
③三判断——对照分裂过程中染色体的行为变化规律(有丝分裂各时期)来判断分裂时期。
附有丝分裂各期特点(口诀):
①“染色体”复制现“单体”(间);
②膜、仁消失现两体(前);
③赤道板上排整齐(中);
④均分牵引到两极(后);
⑤膜、仁板(重)现两体失(末)。
3.细胞分裂中有关染色体的一组概念(染色体和DNA等的数量判断要点):
①染色体组:细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上互不相同,但又互相协调,共同控制生物的生长、发育、遗传和变异;
②同源染色体:形态、大小一般都相同,一条来自父方,一条来自母方;
③染色体:以着丝点数目为准。常染色体:在雌雄个体中没有差异的染色体。性染色体:在雌雄个体中有显著差异且对性别起决定作用的染色体;
④染色单体:一条染色体复制后内含两个DNA时,才有染色单体(染色体复制后才有,并连在一个着丝点上,着丝点分裂后就没有);
⑤DNA量: 有单体时等于单体数(是染色体数的两倍),无单体时等于染色体数;
⑥四分体: (减Ⅰ前、中期)联会后,每对同源染色体含两条染色体,四条染色单体,1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体=4个DNA。
4.如某种生物体细胞中染色体数目为2n,则有:
1个精原细胞
1个初级精母细胞
2个次级精母细胞(2种)
4个精细胞(2种,各2个)
4个精子[2种,各2个]
1种精原细胞
1种初级精母细胞
2n种次级精母细胞
2n种精细胞
2n种精子
5.坐标曲线的判断方法:
①标志——看横、纵坐标含义;
②明点——看起点、转折点、终点的意义;
③述线——据纵坐标(因变量)随横坐标(自变量)而改变的原则对曲线各段进行描述。
6.课本中的有关反应式:
①氨基酸脱水缩合:
+
+H2O
+
+……+
—
—……
+(n-1)H2O
②ATP和ADP的相互转化:ATP(+H2O)
ADP+Pi+能量
③光合作用:CO2+2
O
(CH2O)+*O2+H2O
6CO2+12
O
C6H12O6+6*O2+6H2O
能量变化:光能→电能→活跃的化学能(ATP、NADPH)→稳定的化学能(有机物)
光反应:2H2O
O2+4[H](NADPH);ADP+Pi+能量
ATP;
暗反应:CO2+C5
2C3;
C3+[H](NADPH)
CH2O+H2O;ATP
ADP+Pi+能量
④有氧呼吸:C6H12O6+6*O2+6H2O
6CO2+12
O+能量(38ATP+热能)
第一阶段:C6H12O6
2CH3COCOOH(丙酮酸)+4[H]+能量(2ATP+热能)
第二阶段:2CH3COCOOH
6CO2+20[H]+能量(2ATP+热能)
第三阶段:24[H]+6*O2
12
O+能量(34ATP+热能)
⑤无氧
呼吸
7.光合作用和呼吸作用的有关计算:
光合作用实际产氧量=实测的氧气释放量+呼吸作用耗氧量
光合作用实际二氧化碳消耗量=实测的二氧化碳消耗量+呼吸作用二氧化碳释放量
光合作用葡萄糖净生产量=光合作用实际葡萄糖生产量-呼吸作用葡萄糖消耗量
8.2n的含义:
①具有n对同源染色体的生物减数分裂产生配子的种类数;
②具有n对等位基因(自由组合)的生物减数分裂产生配子的种类数;
③具有n对相对性状的生物产生的子代中表现型的种类数;
④一个DNA分子复制n次后的DNA分子的数目;
⑤一个细胞有丝分裂n次后产生的子细胞数目。
9.有关中心法则的内容:
公式:
①DNA中有关等式:
A=T,G=C→A+G=T+C=A+C=T+G=1/2(A+G+T+C)→(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=1。
②某DNA片段中有腺嘌呤a个,占全部碱基比例为b,则胞嘧啶为a(
-1)个。
③在DNA分子中的一条单链
=m,则在另一互补链中这种比例是1/m;这个比例关系在整个DNA分子中是1。
④当在一条单链中,
=n时,则在另一互补链中这种比例是n;这个比例关系在整个DNA分子中是n。
⑤某DNA分子共有a个碱基,其中含胞嘧啶m个,则该DNA分子复制n次,需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为:(2n-1)(
-m)。
⑥基因对性状的控制情况:
10.关于两个遗传定律的关系:
11.有关能量流动的内容:
12.有关物质循环的内容:
(1)碳循环:
①特点:循环性、全球性;
②循环形式:群落和无机环境之间是CO2形式,群落内各生物间是以含碳有机物形式沿食物链传递;
③途径:一来源——生产者通过光合作用将CO2固定;三返回——通过动植物呼吸、微生物分解、化石燃料的燃烧返回。
(2)氮循环:
①特点:循环性、全球性;
②循环形式:进入群落形式——N2→NH3→N
→N
,群落内各生物间是以含氮有机物形式沿食物链传递,回到无机环境形式——NH3、N
、N2、尿素等;
③途径:三来源——生物固氮、大气高能固氮、工业固氮,硝化细菌将NH3氧化为N
,经植物同化作用转化为含氮有机物;三返回——微生物分解、反硝化细菌的作用、化石燃料的燃烧返回。
教材中常见的“颜色反应”的总结
“颜色反应”是鉴定一些化合物或结构的重要方法,也是近几年高考的高频考点,现将它们总结如下:
1.斐林试剂与还原性糖的反应
斐林试剂由质量浓度为0.1 g·mL-1的NaOH溶液和质量浓度为0.05 g·mL-1的CuSO4溶液配制而成,两者混合后,很快生成浅蓝色的Cu(OH)2沉淀。Cu(OH)2与还原性糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)在加热的条件下发生反应,生成砖红色Cu2O沉淀。
2.脂肪与苏丹染液的反应
脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色;也可被苏丹Ⅳ染液染成红色。
注:苏丹Ⅳ染液与脂肪的亲和力比较强,所以染色时间较短,一般为1 min左右。
3.蛋白质与双缩脲试剂的反应
双缩脲试剂的成分是质量浓度为0.1 g·mL-1的NaOH溶液和质量浓度为0.01 g·mL-1的CuSO4溶液。在碱性溶液(NaOH)中,双缩脲(H2NOC-NH-CONH2)能与Cu2+作用,形成紫色或紫红色的络合物。由于蛋白质分子中含有与双缩脲结构相似的肽键,因此蛋白质可与双缩脲试剂发生颜色反应。
4.淀粉与碘的反应
淀粉是无定形白色粉末,能溶于热水中,遇碘后形成碘—淀粉复合物,呈蓝色或蓝黑色。实验中常用该反应来检验淀粉的存在。
5.DNA与甲基绿反应
甲基绿使DNA呈现绿色。
6.RNA与吡罗红反应
吡罗红使RNA呈现红色。
7.线粒体与健那绿染液的反应
活细胞的线粒体可被健那绿染成蓝绿色。
8.CO2与溴麝香草酚蓝的反应
CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
9.酒精与重铬酸钾的反应
在酸性条件下,橙色的重铬酸钾溶液与酒精发生反应,变成灰绿色。
10.DNA与二苯胺的反应
在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺会被染成蓝色。
11.亚硝酸盐与对氨基苯磺酸及N-1-萘基乙二胺盐酸盐反应
在盐酸酸化的条件下,亚硝酸盐与对氨基苯磺酸发生重氮化反应后,与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合形成玫瑰红色染料。该反应常常应用于亚硝酸盐含量的测定。
12.刚果红(简称CR)染料
刚果红可以与纤维素形成红色复合物,实验中常用刚果红染色法来筛选纤维素分解菌。
13.可以用于染色体(或者核物质)染色的试剂
可以用于染色体(或者核物质)染色的试剂有醋酸洋红染液、龙胆紫染液、改良苯酚品红染液。
双链DNA分子碱基比率的总结
一、碱基互补配对原则
双链DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成的,其两条链通过碱基对之间的氢键连接起来,碱基配对有一定的规律。根据碱基配对的规律,可推出双链DNA分子中有关碱基计算的一些规律。
1.双链DNA分子中碱基的配对关系:A—T,G—C
由碱基的配对关系推出双链DNA分子的碱基数目关系:
①A=T;G=C(配对的碱基数目相同)。
②A+G=T+C(嘌呤之和等于嘧啶之和,即嘌呤总数与嘧啶总数各占碱基总数的50%)。
③(A+G)/(T+C)=(A+C)/(T+G)=A/T=T/A=G/C=C/G=1(不因物种不同而不同)。
2.双链DNA分子碱基比率计算的规律
假设DNA分子的两条链一条为H链,另一条为h链,由一条链中的碱基比可推知同样的碱基比在其互补链、双链DNA分子中的比值,见下表。
结论:
①对于双链DNA分子等于1的碱基比[如(A+G)/(T+C)=1,(A+C)/(T+G)=1,A/T=1等],其两条链上同样的碱基比互为倒数。
②对于双链DNA分子不等于1的碱基比[如(A+T)/(G+C)≠1或(G+C)/(A+T)≠1],其两条链上同样的碱基比相等,并且与双链DNA分子的同样的碱基比相等。
③DNA分子一条链中的(A+T)或(C+G)在一条链中占的比例,等于在另一条链中所占的比例,也等于一个DNA分子中的(A+T)或(C+G)在整个DNA分子中所占的比例。
3.碱基种类及比例的运用
由核酸所含碱基种类及比例可分析判断核酸的种类。
①如有U而无T,则此核酸为RNA。
②如有T且A=T,C=G,则一般可判断为双链DNA。
③如有T且A≠T或G≠C,则为单链DNA。
DNA半保留复制过程中的等量关系总结
(1)一条DNA分子双链,复制n次,形成的子代DNA分子中,含亲代DNA母链的有两个DNA分子,占子代DNA总数的2/2n;亲代DNA分子母链占子代 DNA中脱氧核苷酸链总数的2/2n+1=1/2n。
(2)设一条DNA分子中有胸腺嘧啶m个,则该DNA连续复制n次形成子代DNA分子,需游离的腺嘌呤(或胸腺嘧啶)为(2n-1)m个。因为子代DNA分子与亲代完全相同,而子代中有两条链的碱基完全来自母链,故相当于增加了 (2n-1)个DNA分子。
(3)如果加上放射性同位素标记,有关的计算就更为直观,更有意义。如对亲代DNA分子用15N标记,然后在含14N的环境中让其复制,就有下列特点:
①不管复制多少次,总有两个DNA分子含有15N,总有两条链含有15N;
②DNA分子复制不同次数后,经离心处理,在离心管中所处的位置见下表。
常见的育种方法的归纳
物种是指分布在一定的自然区域,具有一定的形态结构和生理功能,而且在自然状态下能够相互交配和繁殖,并且能产生可育后代的一群生物群体。
育种问题属于遗传和变异范畴,是高中生物学的重点,也是难点。引起生物变异的来源可分为两大类:一类是由环境因素引起的变异,这样的变异是不可遗传的,如水肥充足的条件下,水稻高产;另一类是由遗传物质引起的变异,这样的变异是可以遗传的,变异的来源可以分为:基因突变、基因重组和染色体变异。当然也可以通过核质互作、克隆、植物组织培养等技术进行育种。
一、根据基因突变的原理来育种
1.培育青霉素高产菌
1943年,野生的青霉菌分泌的青霉素的产量只有20单位/mL,后来,人们对青霉菌多次进行X射线、紫外线照射以及综合处理,培育出了青霉素产量很高的菌株。目前青霉素的产量已经达到50000~60000单位/mL。
2.大量产生赖氨酸的黄色短杆菌
黄色短杆菌在正常情况下能利用天冬氨酸,同时产生甲硫氨酸、苏氨酸和赖氨酸,当细胞内的苏氨酸和赖氨酸同时过量时,会抑制天冬氨酸激酶的活性,这样将会降低赖氨酸的产量。可以使黄色短杆菌发生基因突变,使其不产生高丝氨酸脱氢酶,这样黄色短杆菌将不能产生甲硫氨酸和苏氨酸,却能产生大量的赖氨酸。
3.获得新品种的方法
通过基因突变使植物体产生变异芽体,将变异芽体发育成的枝条进行嫁接或扦插或将变异芽体的细胞进行组织培养,均能获得新品种。
4.黑农五号
黑龙江农业科学院用辐射的方法处理大豆,培育出了“黑农五号”等大豆品种,产量提高了16%,含油量比原来的品种提高了25%。
二、根据基因重组的原理来育种
1.杂交育种
将高秆抗锈病与短秆不抗病的品种进行杂交,然后让矮秆抗病的品种进行多次自交,这样就得到矮秆抗病的品种,表示如下:
DDTT(高秆抗锈病)×ddtt(矮秆易染锈病)→F1→F2→能稳定遗传的矮秆抗锈病品种
2.利用假单孢杆菌获得超级细菌
1975年,科学家用基因工程的方法,把能分解3种烃类的基因都转移到能分解另一种烃类的假单孢杆菌内,创造出了能同时分解4种烃类的“超级细菌”。
3.利用大肠杆菌来生产胰岛素或生长激素
将胰岛素基因或生长激素基因通过基因工程的方法导入到大肠杆菌内,并使之表达出来,这样大肠杆菌就能产生胰岛素或生长激素。
4.抗虫棉的培育
将苏云金芽孢杆菌中的抗虫基因导入棉花细胞中,通过组织培养得到抗虫棉。
5.抗寒、抗干旱、抗盐碱的植物培育
通过改变膜分子的结构和功能来培育抗寒、抗干旱、抗盐碱的植物。膜分子的结构改变是通过基因工程的方法来处理的。
三、根据染色体变异的原理来育种
1.单倍体育种
首先通过花药离体培养得到单倍体,然后将单倍体的幼苗用秋水仙素处理使染色体数目加倍,这样就得到纯合的品种。这种育种方法的优点是明显缩短了育种年限。
2.多倍体育种
可以分为自然条件下多倍体育种和人为条件下多倍体育种。
自然条件下的多倍体:帕米尔高原地区气候条件比较恶劣,如温度骤变等,导致一个已经完成染色体复制的细胞中的纺锤体形成受阻。这样染色体将不能被拉向两极,细胞也不能分裂成2个子细胞,于是就形成了染色体加倍的细胞。如果这样的细胞继续进行正常的有丝分裂,就可以发育成染色体数目加倍的组织或个体,因此,当地的高山植物有65%的种类是多倍体。
人为条件下的多倍体:可以使用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,抑制纺锤体的形成,最终得到染色体数目加倍的个体。
3.利用体细胞杂交进行育种
利用白菜和甘蓝的体细胞进行融合得到白菜—甘蓝杂种细胞,将这样的杂种细胞通过组织培养得到新品种。这种育种方法的优点是继承了双亲的遗传特性,克服了远缘杂交不亲和的障碍。
四、利用核质互作进行育种
利用极细的玻璃管,从鲫鱼未受精的卵细胞中吸出细胞核,再用同样的方法,从鲤鱼的囊胚细胞中吸出细胞核,然后移植入去核的鲫鱼的未受精卵中,经过精心培育,这种组装的细胞,终于发育成了能在水中游动的小鱼。鲤鲫移核鱼兼有鲫鱼和鲤鱼的特点,并且具有正常的生殖能力,经有关部门鉴定,鲤鲫移核鱼的肌肉蛋白质含量比鲤鱼高3.78%,脂肪含量比鲤鱼低5.58%,鲤鲫移核鱼的生长速率比鲤鱼快22%。
五、利用细胞核移植、胚胎移植技术进行育种
1.克隆
克隆是指从一个共同的祖先,通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传性状相同的DNA分子、细胞或个体。
多利羊的培育过程大致是:将一只母羊(A羊)卵细胞的细胞核吸出。然后,将在一定培养基上培养几天后的另一母羊(B羊)乳腺上皮细胞的细胞核,注入上述无细胞核的卵细胞中,并进行电激融合,这样,就形成了一个含有新的遗传物质的卵细胞。融合后的卵细胞开始卵裂,形成早期的胚胎。然后,把这个胚胎移植到第三只母羊(C羊)的子宫内,让它继续发育。经过140多天的怀孕期,C羊就产下了小母羊多利。这只小母羊的遗传性状与B羊的完全相同,简直就是B羊的复制品。
2.胚胎移植可以快速繁殖优良品种
以优良种牛的繁殖为例,科学家们首先用激素促进母牛多排卵,然后把卵细胞从母牛体内取出,在试管内与人工采集的精子进行体外受精,培育成胚胎,再把胚胎送入经过激素处理、可以接收胚胎移植的母牛子宫内,孕育成小牛产出。用这种方法得到的小牛叫做试管牛。利用胚胎移植技术可以使每头良种母牛一年繁殖牛犊上百头。
3.胚胎分割移植可以产生许多性状相同的个体
以羊为例,将羊发育早期的胚胎(囊胚期之前)进行分割,每一部分胚胎分别移植到不同羊的体内,经过激素处理,移植到可以接收胚胎移植的子宫内,最后产生的所有小羊长大以后均一样。
六、利用植物组织培养技术
1.利用植物茎尖、根尖的组织细胞进行离体培养得到无病毒幼苗
研究发现,植物的根尖、茎尖中病毒极少,人们用茎尖或根尖进行组织培养,就可得到多种植物(如马铃薯、草莓、菊花)的无病毒植株。
2.利用人工种子繁殖物种
用植物组织培养的方法,诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状结构,包裹上人造种皮,制成人工种子,可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。