清华大学普通生物学课件总结3inheritance
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生物知识点总结ppt一、细胞1. 细胞的结构- 细胞膜:包裹着细胞,控制着物质的进出。
- 细胞质:包括细胞器和细胞液。
- 细胞核:储存着遗传信息的核酸。
2. 细胞的功能- 营养代谢:包括新陈代谢和光合作用。
- 生长与繁殖:细胞分裂和有丝分裂。
- 调节与适应:细胞内稳态的调节和对环境的适应。
二、遗传与进化1. 遗传的基本规律- 孟德尔定律- 遗传物质的发现与结构- 遗传信息的传递与表达2. 进化的机制- 自然选择- 突变与重组- 适应与生存三、生物多样性1. 分类与进化- 生物分类系统- 生物进化的证据- 物种形成与演化2. 生态系统与保护- 生态系统的结构与功能 - 生物多样性的重要性 - 生物保护与可持续发展四、生物生长发育与调节1. 激素调节- 植物激素- 动物激素- 调节机制与疾病2. 生长发育- 植物生长与发育- 动物生长与发育- 调节与异常五、生物技术与生物工程1. 基因工程- DNA技术- 基因编辑技术- 转基因生物2. 生物医学与疾病防治- 生物制药- 基因诊断与治疗- 新药研发与临床应用六、生物与人类健康1. 人类常见疾病- 传染病- 慢性病- 疾病防治与健康教育2. 生物技术与健康管理- 基因检测与个性化定制- 营养健康与生活方式管理- 生物医学工程与辅助器具七、社会与生物1. 生物资源利用与保护- 植物资源- 动物资源- 微生物资源2. 生态与环境保护- 生物多样性保护- 碳循环与气候变化- 生态文明与可持续发展以上就是本次生物知识点总结的内容,希望能够对大家的学习有所帮助。
谢谢!。
第一章第二节细胞结构基础线粒体和叶绿体(能量转换器)6.18光——>光合作用——>化学能——>氧化——>ATP(一)线粒体1. 结构椭球/短线形状双层膜结构:外膜、内嵴、膜间质、基质、环状DNA、核糖体2. 功能有机分子储存的化学能——>ATP半自主细胞器,可以合成蛋白质3. 特性(1)高度动态变化。
大小数目形状随细胞生命活动的变化而变化(2)内部线粒体分布与胞内能量需求密切相关Eg.肝细胞1000-2000个(二)叶绿体1. 植物细胞特有,高等植物叶片中含量最多2. 功能光能——>有机分子储存的化学能类囊体、基粒、独立双层膜·线粒体、叶绿体都有完整的遗传系统细胞的内膜系统一、包括内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体、分泌泡二、各区室通过生物合成、蛋白质修饰与分选、膜泡运输机制维持动态平衡(一)内质网1. 结构由膜形成的小管与小囊状的潴泡组成2. 分类粗面内质网(含核糖体):合成分泌性蛋白、多种膜蛋白光面内质网:脂类合成、糖类代谢、药物或毒物解毒(原理:给毒物戴上羟基,增其水溶性,利于从体内排除)3. 作用内质网是细胞内重要生物大分子合成基地(核酸除外)(二)高尔基复合器1. 结构扁平膜囊堆叠在一起,有极性内质网-顺面(接受面)-反面(成熟面)-细胞膜生物大分子只能顺面进,反面出保障细胞内物质运输的有序性(1)蛋白质、脂类的分选运输(共翻译、后翻译)(2)蛋白质糖基化及其修饰(3)多糖合成(三)溶酶体1. 结构单层膜围绕囊状细胞器,高尔基体产生2. 功能细胞内消化(pH~5酸性水解酶)质子泵3. 标志酶:酸性磷酸酶——免疫组化鉴定(四)液泡植物体的溶酶体过氧化物酶体1. 结构单层膜围绕囊状细胞器,主要含氧化酶(依赖于黄素FAD)2. 标志酶:过氧化氢酶3. 特点·单层膜包裹,不属于内膜系统·直接利用分子氧·异质性(不同细胞中酶不同)氧化酶氧化大分子:RH2+O2——>R+ H2O2过氧化氢酶:(1)分解有毒的H2O2(2)使H2O2氧化有毒的大分子,使之无毒肝脏解酒4. 功能·脂肪酸氧化:动物组织中20%脂肪酸在过氧化物酶体中氧化(剩下在线粒体)·解毒作用·保护作用:氧化酶、过氧化氢酶偶联保护细胞5. 过氧化物酶体在植物细胞中作用(1)绿色植物细胞中参与光呼吸乙醇酸——>乙醛酸+ H2O2(2)在萌发的种子中氧化脂肪酸得到糖——乙醛酸循环体细胞骨架-微丝(存在于所有真核细胞)细胞骨架的组成:微丝(肌动蛋白丝)、微管、中间纤维丝一、微丝的成分——肌动蛋白,实心链条二、分布1. 微绒毛小肠上皮细胞游离面微绒毛作用:扩大小肠上皮细胞吸收面积,提高消化吸收效率维斯作用:维持、支撑微绒毛形态2. 细胞皮层(大多数微丝)3. 细胞质基质4. 胞质分裂环三、功能1. 维持细胞形态2. 改变细胞形态与细胞迁移3. 细胞质分裂4. 胞内物质运输5. 肌纤维收缩细胞骨架-微管(存在于几乎所有真核细胞,动态变化结构)一、结构:中空管状结构,由微管蛋白组成Eg. 纺锤体二、作用1. 细胞器定位2. 细胞内运输3. 细胞分裂4. 细胞运动细胞内使微管成核作用的结构,如中心体、基体微管的快速组装/去组装五、微管参与形成的细胞器、结构1. 基体(粒)、中心体2. 纺锤体成束的微管、微管结合蛋白组成,两端为星体动粒微管、极微管、星体微管3. 纤毛鞭毛、纤毛功能:·细胞运动·细胞信号转导·细胞增殖分化·组织、个体发育鞭毛、纤毛组成:微管、马达蛋白4. 鞭毛5. 轴突细胞骨架-中间丝一、结构绳索样;八条原先中间丝纤维扭成圆柱结构动态变化,不是所有细胞都需要功能1.细胞质中:连接桥粒、半桥粒,机械支撑2.核被膜中:核纤层(正交网络形式)马达蛋白一、马达蛋白利用水解ATP产生的能量沿微丝微管等细胞骨架进行胞内运输三、结构域马达结构域:与微丝微管结合货物结构域:与膜性细胞器、大分子复合物特异性结合四、动力水解ATP供能。
第一章绪论:生物界与非生物界1、生物圈(biosphere)2、熵(entropy)3、耗散结构(dissipative structure4、应激性(irritability)5、适应:包含有两方面的涵义6、稳态( homeostasis):7、生物多层次结构8、五界系统9、双名法( binomial nomendature )第二章生命的化学基础1、同位素示踪2、必需元素(essential element)3、生物大分子( macromolecule )4、多聚体( polymer )5、糖类6、非必需氨基酸7、必需氮基酸8、蜡( wax)9、固醇( steroid)10、氨墓酸( amino acid )11、肽键(peptide bond)12、肽( peptide) 和多肽( polypeptide )13、蛋白质的一级结构14、蛋白质的二级结构15、蛋白质的三级结构16、蛋白质的四级结构17、蛋白质的变构作用(allostericeffect)18、蛋白质的变性(denaturation)19、核昔酸20、ATP。
第三章:细胞结构与细胞通讯1、细胞学说2、细胞质( cytplasm )3、生物膜( biomembrane )4、核膜( nuclear envelope )5、核纤层( nuclear lamina )6、染色质( chromatin )7、常染色质( euchromatin )8、异染色质( heterochromatin )9、染色体( chromosome )10、组蛋白( histone )12、高尔基复合体( Golgi complex )13、质体( plastid )14、液泡15、细胞连接( cell junctions )16、细胞通讯第四章:细胞代谢1、代谢( metabolism )2、势能( potential energy)3、热力学(thermogynamics)4、自由能(free energy)5、活化能(activation energy) 。
一遗传的基本规律1.遗传和变异遗传的特点:1.稳定性2.普遍性变异的特点:1.普遍性2.变异有两种类型:可遗传的变异,不遗传的变异四种可遗传的变异的形式:遗传物质的重新组合,染色体结构或数目改变,基因突变,细胞质基因的变异(一)遗传的第一定律(二)遗传的第二定律实验材料的选择:纯系,自花授粉,相对性状孟德尔比率表现的前提:1 纯系。
2 性状由一对基因控制,完全显性。
3 配子发育良好,无选择受精。
4 所有配子的存活率相同。
5 实验群体要大。
孟德尔定律的精髓:颗粒遗传理论.追溯Mendel的成功之路:必备的理论和实验技术基础,实验材料的选择,实验设计的简化,引入数理统计的方法,追求真理的精神(三)孟德尔定律的拓展不完全显性,复等位基因,基因多效性(四)遗传的染色体基础A.染色体DNA关键序列,DNA复制起始点,着丝粒,端粒B.染色体的基本结构单位:核小体核小体结构:1.每个核小体包括200bp左右的DNA超螺旋和一个组蛋白八聚体以及一个分子的组蛋白H1。
2.组蛋白八聚体构成核小体的核心结构。
3.146bp的DNA分子超螺旋盘绕组蛋白八聚体1.75圈。
组蛋白H1在核心颗粒外结合额外20bp DNA,锁住核小体DNA的进出端,起稳定核小体的作用。
4.两个相邻核小体之间以连接DNA(linker DNA)相连,典型长度60bp,不同物种变化值为0~80bp不等。
5.组蛋白与DNA之间的相互作用主要是结构性的,基本不依赖于核苷酸的特异序列。
实验表明,核小体具有自组装(self-assemble)的性质。
C.染色质包装的多级螺旋模型:一级结构:核小体,二级结构:螺线管,三级结构:超螺线管,四级结构:染色单体压缩7倍压缩6倍压缩40倍压缩5倍DNA————→核小体————→螺线管————→超螺线管————→染色单体D.减数分裂及其意义(五)性染色体与性连锁遗传性染色体和性别决定1.性染色体与常染色体性染色体决定性别的几种类型XY型,ZW 型家蚕,XO 型,如蝗虫2.单倍体(蜜蜂雄性为单倍体n=16 雌性为二倍体2n=32)3.性别分化与环境条件激素的影响(人妖),蜜蜂中蜂王和工蜂(蜂王浆),植物中黄瓜缩短日照,雌花增多。
延长日照雄花增多(六)果蝇的伴性遗传(七)人类中的伴性遗传X连锁隐性遗传特点:红绿色盲、血友病(1)男性患者远多于女性,系谱中往往只有男患者。
(2)性状从得病的男人通过他的女儿传给他外孙的半数。
(3)男性患者的子女正常,不连续遗传。
(4)一个与X连锁的基因不会从父亲直接传给儿子。
(5)由于交叉遗传,男性患者的兄弟、外祖父、姨表兄弟、外孙可能是患者,其他亲属不可能是患者。
X染色体上显性遗传特点抗维生素D佝偻症(1)患者双亲必有一方患有此病。
女性患者多于男性,但是女性患者病情较轻。
(2)男性患者的后代中,女儿都是患者,儿子正常。
(3)女性患者的后代中,子女各有1/2的发病可能性。
(4)未患病的后代真实遗传,不会患病。
Y染色体控制的遗传(限雄遗传)耳毛(八)人类性染色体与性别畸形睾丸退化症(Klinefelters syndrome) 核型一般为47 XXY,少数为48XXXY卵巢退化症(Turners syndrome) 核型一般为45 XO,此外还有XO/XX嵌合体XYY(及超Y) 多X女人Barr小体在2个以上多X男人48XXXY,49XXXXY(九)哺乳动物的性别与SRY序列早期认为H-Y基因控制雄性的发育。
编码一种162个氨基酸的免疫蛋白。
伦敦帝国癌症基金研究会的Koopman. P发现XX男性不含ZFY,却含有另一段Y染色体。
35Kb,称之为SRY(十) 遗传的第三定律-连锁交换定律A.F1 形成配子时,同源染色体非姊妹染色体之间发生了互换,因此出现4种类型的配子。
两种亲本类型,占多数;两种交换类型占少数。
连锁遗传中,由于交换使基因发生重组。
因此可以产生新的类型。
但与自由组合相比重组类型显著减少。
B.交换的细胞学证据联会复合体,多线染色体C.重组率(RF)=重组型配子数目/总配子数目连锁群D.利用重组率进行基因定位1%的重组率定义为1个图距单位(m.u)。
厘摩,(centimorgan,cM(十一)高等植物的细胞质遗传细胞质遗传的主要特点正反交结果不一样,杂种表现母本性状。
细胞质基因呈不均等分配,不遵循Mendel定律。
细胞质基因在一定程度上是独立的。
二基因的分子生物学(一)遗传物质及其结构遗传物质必须具备的几个条件:(1)自我复制的能力。
(2)储存、传递信息的能力。
(3)稳定性强,变异罕见。
(4)细胞分裂时把遗传信息有规律地分配到子细胞中。
1 遗传物质是DNA(有时是RNA)的直接证据(1)转化实验1928年,英国微生物学家Griffith.F做了肺炎双球菌的转化实验。
1944年Avery.O 、Macleod.C、McCarty.M.J揭开了转化因子的化学本质。
(2)Hersey –Chase关于T2 噬菌体的感染实验2 DNA结构的确定,DNA双螺旋模型DNA结构要点:1磷酸二酯键2反向平行3A=T,G=C4(维持碱基之间配对的)作用力是氢键(二)DNA 复制1 DNA复制依赖于特殊的碱基配对2 DNA复制是半保留式的3 DNA聚合酶与冈崎片断(DNA聚合酶的特性,催化合成磷酸二酯键的方向在已有链的3’-OH 末端添加dNTP具有纠正错误的“校读能力”)DNA 链的延伸方向5'-3'双向RNA引物的作用(三)遗传信息流是从DNA到RNA到蛋白质1 蛋白质是表型特征的分子基础2 DNA与蛋白质的合成(1 )RNA 的分子构成及功能单链核糖尿嘧啶(U)RNA能形成分子内碱基配对蛋白质合成中三种RNA的作用: mRNA , rRNA, tRNA真核细胞mRNA分子特点Poly A 尾,5‘端帽子甲基化-GrRNA (约占82%)与蛋白质结合形成核糖体(2) 转录-从DNA到RNA RNA聚合酶沿模板DNA3'向5'移行,mRNA按5'向3'方向延长e.g.DNA3'-TACCGGAATTGC-5' mRNA 5'-AUGGCCUUAACG-3'所以蛋白质-甲硫氨酸...碱基互补,全保留方式,RNA聚合酶。
RNA 聚合酶、转录因子、启动子真核细胞中的三种RNA聚合酶聚合酶的种类被转录的基因RNA聚合酶Ⅰ大部分的核糖体RNA基因RNA聚合酶Ⅱ所有蛋白质编码基因,加上一些编码小分子量RNA的基因(如剪接体中的那些)RNA聚合酶Ⅲ转运RNA基因,5S核糖体RNA基因,编码一些小分子结构RNA的基因(3) 遗传密码遗传密码的基本特点:连续性,简并性,偏爱密码子,专一性,不编码的终止子(UUA,UAG,UGA),起始密码子(AUG),通用性3 遗传信息在细胞质中被翻译(translation)(1) tRNA携带氨基酸(2) 核糖体阅读密码子,氨基酸连成多肽链4 中心法则遗传信息流从DNA RNA Protein(1) 中心法则(2) 中心法则的发展(1) RNA 复制(2)反转录(3)DNA 转译(Lab) (四)遗传物质的改变1 染色体畸变与人类疾病(1)染色体结构变异(a) 研究染色体畸的好材料--多线染色体(b)染色体结构变异的类型:缺失,重复,倒位,易位(利用FISH技术定位人类染色体的易位片断)(2) 染色体数目变异染色体组的概念a) 整倍体三倍体无籽西瓜,八倍体小黑麦b)非整倍体三体2n+1 单体2n-1 缺体2n-22.基因突变(1)两种形式的基因突变(a)碱基置换转换:嘌呤换嘌呤或嘧啶换嘧啶颠换:嘌呤换嘧啶或嘧啶换嘌呤(b) 移码突变插入或删除碱基(2)突变的诱发(a)辐射(电离辐射、非电离辐射)(b)化学诱变剂(c)其他诱变因素3.DNA损伤修复修复缺陷与人类疾病Xeroderma pigmentosum(着色性干皮病)三. 基因表达调控(一)基因的选择性表达是细胞特异性的基础(二)原核生物的基因表达调控1 大肠杆菌的乳糖操纵子模型结构基因,调节基因,启动子,操纵基因,操纵子2 色氨酸操纵子(三)真核生物的基因表达调控1 不同的细胞有特异的基因表达方式2. DNA的包装影响基因的表达3 异染色质化与基因表达失活4 真核细胞的RNA转录后的加工(1)断裂基因(2)RNA剪接四重组DNA技术(一)基因工程的相关技术1 DNA的变性与复性2 分子探针(probe)3 Southern Blot DNA4 Northern Blot RNA5原位杂交6聚合酶链式反应(1)PCR基本原理(2) Taq DNA聚合酶(3) 寡核苷酸引物(4) PCR技术的应用(二) 基因工程主要的工具酶1 限制性内切核酸酶2DNA连接酶及其连接作用3 反转录酶(三) 基因克隆的质粒载体(克隆载体的要求:复制起始点,选择性标记,单一切点,较小分子量,多拷贝,安全性高)1 质粒2 PBR322 Plasmid(四)重组DNA的基本步骤1 获取目的基因--基因文库人工合成反转录PCR 法2 DNA分子的体外重组3 重组DNA分子引入宿主细胞及筛选鉴定(目的基因的表达,影响表达的因素,重组DNA的鉴定)(五) 基因工程的应用及相关问题--疫苗生产,制药工业,转基因动物,转基因植物六达尔文学说与微观进化(一)达尔文是进化理论的主要创立者1 达尔文和《物种起源》2 多重证据支持共同由来说(加拉帕戈斯地雀与共同由来说,形态学比较的证据,化石资料)3 人工选择的效应是自然选择的一个佐证自然选择学说的基本内容(1)生物普遍具有遗传与变异现象(2)一切生物都有高速率增加的倾向,即具有巨大的繁殖力。
(3)一切生物的实际生存数保持相对稳定。
(4)在生存斗争中,保存有利变异个体,淘汰不利个体。
(适者生存)(5)通过自然选择、性状分歧逐渐形成新种。
(6)自然选择经常在生物与环境的相互关系中改造生物体,使生物更加适应于环境,促进了生物向着从简单到复杂、从低级到高级方向的发展。
(二) 生物的微观进化微观进化和宏观进化1 群体是生物微观进化的基本单位群体基因库基因频率基因型频率2 理想群体的Hardy-Weinberg 平衡Hardy-Weinberg 定律:基因频率的恒定基因频率和基因型频率恒定的因素:种群大、随机交配、无突变、无迁移、无选择3 改变群体遗传结构的因素遗传漂变建立者效应瓶颈效应基因流突变和新基因的加入不随机交配自然选择4 自然选择就是有差别的存活和生殖发生自然选择的三个条件:群体内存在不同的基因型个体,不同基因型的表型性状影响了个体的存活和生殖或其一,不同基因型个体世代之间的增长率产生了差异。