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硕士研究生入学考试基础课、专业基础课考试大纲1
2015-10-29 08:11  

牡丹江师范学院2016年

硕士研究生入学考试基础课、专业基础课考试大纲

科目代码、名称:

普通生物学2  

专业类别:

■学术型     ■专业学位

适用专业:

动物学、植物学、微生物学、遗传学、细胞生物学

 

第一篇  生命的化学基础

    酶是生物催化剂,酶的最适底物又称天然底物,如果一个酶有几个底物,其中Km值最小的底物,称为该酶的最适底物。酶原是无活性的酶的前体(酶原),无活性的酶的酶原转变为有活性酶的过程叫酶原的激活。作为全酶是酶蛋白与辅助因子结合后形成的复合物,全酶=酶蛋白+辅助因子。

酶和一般催化剂比较的共性是:用量少而催化效率高;不改变化学反应的平衡点;可降低反应的活化能。

    酶作为生物催化剂特性是:酶具有极高的催化效率;酶的催化作用具有高度的底物专一性;酶的催化活性易受外界条件影响;酶的催化活性在细胞内受到严格的调节控制;酶的催化活性与辅助因子有关。

    影响酶促反应速度的因素:底物浓度的影响:所有的酶反应,如果其他条件恒定,则反应速度决定于酶浓度和底物浓度,如果酶浓度保持不变,当底物浓度增加,反应速度随着增加,并以双曲线形式达到最大速度;PH值对酶促反应速度的影响:PH值对酶反应速度有显著的影响,酶有最适的PH 值,在最适PH值两侧酶促反应呈下降趋势,大部分酶的PH值——酶活性曲线近于钟罩形;温度对酶促反应速度的影响:每种酶都有最适的反应温度,在最适反应温度两侧,反应速度也呈钟罩形曲线.温度对酶促反应的影响有两个方面,一方面是当温度升高时,反应速度加快,另一方面,随着温度的升高而使酶逐步变性,降低了酶的反应速度;酶浓度对酶反应速度的影响:在酶促反应中,如果底物浓度足够大,足以使酶饱和,则反应速度与酶浓度呈正比;激活剂对酶促反应速度的影响:激活剂能够提高酶的活性或通过除去抑制剂而解除对酶的抑制作用;抑制剂对酶促反应的影响:抑制剂可以降低酶的活性,但不引起酶蛋白的变性,根据抑制剂与酶的作用方式可将抑制作用分为两大类:不可逆的抑制作用、可逆的抑制作用。

第一节  原子和分子

第二节  组成细胞的生物大分子

第三节  糖类

    有机物质在生物体内氧化分解生成二氧化碳和水并释放能量的过程叫生物氧化。电子传递过程中受抑制剂三种抑制剂阻断和毒害:1)鱼藤酮、安密妥、杀粉蝶菌素。阻断电子由NAD+向CoQ的传递。鱼藤酮常做重要的杀虫剂;2)抗霉素A:抑制电子从Cytb到Cytc1的传递作用;3)氰化物,一氧化碳,叠氮化合物、硫化氢等,阻断电子从Cytaa3向氧的传递。

    在有氧的条件下,糖酵解产生的丙酮酸氧化脱羧形成乙酰 CoA,乙酰CoA通过一组循环反应才能彻底氧化成CO2和H2O,并产生大量ATP ,这个循环的第一个产物是柠檬酸,柠檬酸上有三个羧基,因此叫三羧酸循环。TCA循环是生物体内糖代谢的重要途径,具有重要的生物学意义:提供大量的能量,供有机体生命活动的需要;三羧酸循环是各种物质氧化的最终途径,是物质代谢的枢纽,通过三羧酸循环使三大代谢彼此联系在一起;三羧酸循环产生的各种中间产物是合成其他生命物质的碳骨架来源;对某些植物来说,三羧酸循环中的二羧酸,三羧酸是某些器官的积累物,并影响果实品质,如柠檬酸、苹果酸等等。

第四节 脂质

脂肪酸的β-氧化过程不是饱和脂肪酸从头合成途径的逆过程,从以下几方面可以说明:

a:发生部位:β—氧化主要在线粒体中进行,饱和脂肪酸从头合成过程在细胞液中进行。

B:酰基载体:β—氧化中脂酰基的载体单位为CoASH,饱和脂肪酸从头合成的酰基载体是ACP。

C:β—氧化使用氧化剂NAD+与FAD,饱和脂肪酸从头合成使用NADPH还原剂

D:β—氧化降解是从羧基端向甲基端进行,每次降解一个二碳单位,饱和脂肪酸合成是从甲基端向羧基端进行,每次合成一个二碳单位。

E:β—氧化主要由5种酶催化反应,饱和脂肪酸从头合成由2种酶系催化。

F:β—氧化经历氧化、水合、再氧化、裂解四大阶段,饱和脂肪酸从头合成经历缩合、还原、脱水、再还原四个阶段。

G:β—氧化除起始活化消耗能量外,是一个产生大量能量的过程,饱和脂肪酸从头合成是一个消耗大量能量的过程。

 

第五节  蛋白质

    蛋白质分子中氨基酸连接的基本方式是肽键,是由一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基脱水缩合形成的酰胺键。天然蛋白质分子由于受到物理或化学因素的影响使次级键破坏,引起天然构象的改变,导致生物活性的丧失及一些理化性质的改变,但未引起肽键的断裂,这种现象叫做蛋白质的变性作用。蛋白质的二级结构是多肽链本身的折叠和盘绕方式,主要有α-螺旋,β-折叠,和β-转角、自由回转四种类型。高浓度中性盐可使蛋白质分子脱去水化层并中和其电荷而使蛋白质从溶液中凝集出来的现象叫做盐析。当溶液在某一特定的PH时,两性化合物(蛋白质、氨基酸)主要以两性离子形式存在,净电荷为零,在电场中不发生移动,此时溶液的PH值称该两性化合物的等电点。

    蛋白质具有重要的生物学意义:新陈代谢的反应都是在酶催化下进行的,几乎所有的酶都是蛋白质;蛋白质是有机体的主要结构成分;运输作用;运动功能;激素的功能;免疫反应;贮藏氨基酸;信息传递中信号受体;调控作用。蛋白质结构与功能之间的关系为:结构决定功能,结构发生变化功能也发生变化。例如镰刀型细胞贫血病就是由于血红蛋白一级结构的变化而引起的一种分子病。正常人血红蛋白的(Hb-A)β链的第6位是谷氨酸,而病人血红蛋白(Hb-S)β链的第6位是缬氨酸,由于这一细微的差别,使病人的红细胞呈镰刀形,易胀破发生溶血,运氧能力降低,引起头昏、胸闷等贫血症状。

第六节  核酸

    DNA紫外光区具有一定的吸收,变性DNA与天然DNA 相比,因其双螺旋破坏,使碱基充分外露,因此紫外吸收值增加,这种现象叫增色效应。DNA的复制方式是半保留复制:亲代双链DNA以每条链为模板,按碱基配对原则各合成一条互补链,这样一条亲代DNA双螺旋,形成两条完全相同的子代DNA螺旋,子代DNA分子中都有一条合成的“新”链和一条来自亲代的“旧”链。

    DNA呈双螺旋结构:两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴形成右手双螺旋;磷酸和脱氧核糖形成的主链在外侧,嘌呤碱和嘧啶碱在双螺旋的内侧,碱基平面垂直于中轴,糖环平面平行于中心轴;双螺旋的直径2nm,螺距3.4nm,沿中心轴每上升一周包含10个碱基对,相邻碱基间距0.34nm,之间旋转角度36;沿中心轴方向观察,有两条螺凹槽,大沟(宽1.2nm,深0.85nm)和小沟(宽0.6nm,深0.75nm);两条多核苷酸链之间按碱基互补配对原则进行配对。两条链依靠彼此碱基之间形成的氢键和碱基堆积力而结合在一起。DNA双螺旋结构模型第一次提出了遗传信息的贮存方式以及DNA的复制机理,揭开了生物学研究的序幕,为分子遗传学的研究奠定了基础。

第二篇  细胞生物学

第一节  细胞的结构

一、根据蛋白质在机体内的功能,可以分为以下哪七大类:

(1)结构蛋白(2)收缩蛋白(3)贮藏蛋白(4)防御蛋白(5)转运蛋白(6)信号蛋白(7)酶

二、“细胞学说”的基本内容如下。

(1)所有的有机体都是由一个或多个细胞组成的,新陈代谢和遗传等生命活动都是以细胞为单位进行的。

(2)细胞是最小的生命形式,是生物的最基本单位。

(3)新的细胞只能由业已存在的细胞经分裂产生。

第二节  真核细胞的结构

一、真核细胞的基本结构及功能如下:

(1)细胞核:真核细胞的控制中心。

(2)内质网与核糖体:具有合成蛋白质和脂质的作用。

细胞内膜系统是指细胞内在结构、功能乃至发生上相关的,由膜包绕形成的细胞器或细胞结构。

内质网是由膜组成的网,分为光面内质网和粗面内质网。光面内质网:合成脂类,糖类的代谢、药物或毒物的解毒和贮存钙离子等。粗面内质网:合成分泌蛋白质,制造膜的工厂。

核糖体是一种没有膜包被的由rRNA和蛋白质组成的颗粒状结构,是合成蛋白质的细胞器。

(3)高尔基体:合成、分拣并将产物运出细胞。

(4)溶酶体:起消化作用

溶酶体是由单层膜包被的内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器,主要功能是进行细胞内的消化作用。

(5)液泡:具有多种功能。

(6)线粒体和质体:进行能量转换。

(7)微体:是与H2O2代谢有关.

(8)细胞骨架:维持细胞形态并控制其运动。

细胞骨架是指贯穿在整个细胞质中的蛋白纤维网架结构体系,在组织细胞的结构和活动方面起着重要作用。

微管:存在于所有的真核细胞的细胞质中,中空管状,由微管蛋白组成。微管维持并改变着细胞的形状,它也是细胞器移动的轨道。细胞分裂过程中染色体的分离也与微管有关。

微丝:是实心的,直径约为7nm,由肌动蛋白组成。微丝在细胞骨架中的作用是产生张力,支持细胞的形状,肌肉构建,胞质环流等。

中间纤维:是一类直径为8-12nm的纤维,比微丝粗,比微管细。能产生张力。在维持细胞形状和固定细胞器位置方面特别重要。

(9)鞭毛、纤毛、中心体:与运动有关。

9(2)+2排列:鞭毛或纤毛的四周有9束二连体微管,中央是两个单体微管,这种结构模式称为9(2)+2结构。

9(3)+0排列: 基体的四周有9束三连体微管,中央没有微管,这种结构模式称为9(3)+0结构。

(10)细胞壁包被着植物细胞,动物细胞有胞外基质和细胞连接。

胞外基质是指分布于细胞外空间的由细胞分泌的蛋白质和多糖所构成的网络结构,在决定细胞形状和活性的过程中起着一种整合作用。

二、生物膜流动镶嵌模型

(1)磷脂双分子层构成了生物膜的基本支架,这个支架不是静止的。其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧,疏水亲脂性的尾部相对朝向内侧。

(2)球形膜蛋白分子以各种镶嵌形式与磷脂双分子层相结合,有的镶在磷脂双分子层表面,有的全部或部分嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层。这里体现了膜结构内外的不对称性。另外,大多数膜蛋白分子是功能蛋白。

(3)大多数蛋白质分子和磷脂分子都能够以进行横向扩散的形式运动,体现了膜具有一定的流动性。

 

第三节  细胞通讯

细胞通讯:一个细胞发出的信息通过介质(配体)传递到另一个细胞并与靶细胞相应的受体相互作用,然后通过细胞信号转导产生细胞内一系列生理生化变化,最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。

一、    在信号转导途径的开启和关闭过程中涉及到哪两种酶。

细胞信号途径的开启是靠蛋白质的磷酸化。使蛋白质发生磷酸化的酶称为蛋白激酶。其作用是使ATP中的一个磷酸根转移到蛋白质上。

细胞信号途径的关闭是靠蛋白质的去磷酸化。即从蛋白质上移去磷酸根的酶。细胞中调节蛋白质磷酸化的是蛋白激酶和蛋白磷酸酶之间的平衡。

在细胞信号途径中起作用的还有第二信使。

二、肾上腺素引起肌肉细胞中糖原水解为葡萄糖的信号传导途径。

肾上腺细胞向血液中分泌一种激素——肾上腺素。肾上腺素是一种化学信号。当这种信号到达肌肉细胞时,被该细胞质膜中的受体蛋白所识别。于是引起了细胞中的信号转导途径发生作用,激素并不进入肌肉细胞,肌肉细胞就会发生响应。响应之一就是糖原发生水解,产生葡萄糖,用作运动的能量。

第四节  细胞代谢

一、能与细胞

二、酶

三、物质的跨膜转运

四、细胞呼吸

五、光合作用

     将菠菜叶绿体悬浮在pH4的缓冲液中,一定时间后将叶绿体换入pH8的缓冲液中,随着pH值的变化,将会有ATP的形成。这是因为叶绿体在pH4的缓冲液中,介质中的H+穿过类囊体膜进入类囊体腔,使腔内的pH值下降;换入pH8的缓冲液中时,叶绿体从酸性环境转入碱性环境。因而在类囊体膜的两侧立即建立起pH梯度即电化学质子梯度,结果驱动ATP合成酶合成ATP。

第五节  细胞的分裂和分化

一、细胞周期与有丝分裂

细胞周期是指细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分完成所经历的一个有序过程。其间细胞遗传物质和其他内含物分配给子细胞。

二、减数分裂将染色体数由2n减为n

减数分裂与有丝分裂比较有以下不同:

第一,有丝分裂DNA复制一次,细胞分裂一次,产生两个2n的体细胞:而减数分裂DNA复制一次,细胞连续分裂两次,产生4个n的性细胞。

第二、因为染色体的行为不同,所产生的细胞倍性不同。有丝分裂中同于染色体单独行动,没有联会行为。每一染色体复制为二分配到两个子细胞中,子细胞得到和亲本同样的一组染色体。而减数分裂发生联会,每一染色体中的两个染色单体在减数分裂I的期间不分开,同源染色体又配对而形成四分体,发生交换(较叉)、重组等过程。同源染色体分别进入两个子细胞。结果每个子细胞只含有每对同于染色体中的一个染色体,所以是单倍体。

第五节  个体发育中的细胞

干细胞是指在动物方面,随着胚胎发育,细胞逐渐丧失发育成个体的能力,仅有少数细胞依然具有分化成其他细胞类型以及构建组织和器官的能力,这类细胞成为干细胞。

细胞分化是指在个体发育中,细胞后代在形态结构和功能上发生稳定性差异,形成不同类型细胞的过程。

细胞凋亡是指一种程序性的细胞死亡方式,受基因调控的主动的生理性细胞自杀行为,凋亡细胞最后以凋亡小体的形式被吞噬消化。

第三篇  生理学

第一节 内环境调节

一、体温调节

二、渗透调节与排泄

第二节 免疫系统与免疫功能

    免疫是指身体对病原体引起疾病抵抗的能力。免疫的特点:(1)特异性。淋巴细胞能识别并清除特定的病原体。患天花后只对天花免疫,患麻疹后只对麻疹免疫,而不能对其他传染病免疫。(2)记忆。在与一种病原体发生一次对抗后,产生记忆淋巴细胞,一旦相同的病原重新侵入,保留的淋巴细胞会迅速攻击,能在病原为患之前消灭之,因而不发病。(3)识别自身和外物,只消灭外物而不消灭自身

一、人体对抗感染的非特异性防卫

    存在于正常人或脊椎动物血清与组织液中的一组经活化后具有酶活性的蛋白质,包括30余种可溶性蛋白和膜结合蛋白,称为补体系统。受病毒感染的细胞所产生的能抵抗病毒感染的一组蛋白质,称为干扰素。组织液进入淋巴管称为淋巴液,也称淋巴。

二、特异性反应(免疫应答)

    如果入侵者突破了身体的第一第二道防线就会针对特定的病原体发挥作用,这种作用即为特异性免疫,也叫免疫应答。抗体介导的免疫应答称为体液免疫。细胞介导的免疫应答称为细胞免疫。可以使机体产生特异性免疫应答的物质(或任何一个引发产生大量淋巴细胞的“非我”标志即抗原。机体产生的针对相应抗原的免疫球蛋白即为抗体,其结构决定了其特性和功能,相对异种动物或个体也具有抗原性。

三、免疫系统的功能异常

第三节  内分泌系统与体液调节

一、体液调节的性质

特定的器官或细胞在特定的刺激(神经的或体液的)作用下分泌某种特异性物质到体液中,这种物质称为激素。激素是由细胞分泌到体液中的,有别于另外一些腺体通过管道将某些物质分泌到体外,这种分泌称为内分泌。由于激素是通过体液的传送而发挥作用,所以这种调节又称体液调节。

    激素和酶都是由人体内的活细胞产生的,酶一般都是蛋白质,但激素的化学本质很复杂,有蛋白质或肽类激素,如胰岛素、生长激素;类固醇激素,如性激素、肾上腺皮质激素;胺类激素,如肾上腺髓质激素、甲状腺激素。酶的生理功能是催化机体内的各种化学反应,使生物体内的各种化学反应能够顺利进行,激素的生理功能是对机体的各种化学反应进行调节,促进或抑制这些反应的过程,从而达到某种生理效应。激素只能对复杂的细胞结构起作用,不能再破坏了细胞结构的组织匀浆中发挥作用。

二、脊椎动物的体液调节

三、激素与稳态

与调节血糖水平有关的激素及他们的作用:调节血糖水平的激素主要有胰岛素、胰高血糖素、糖皮质激素、肾上腺素;此外,甲状腺激素、生长素、去甲肾上腺素等对血糖水平也有一定作用。(1)胰岛素:能促进肝糖原和肌糖原的合成,促进组织对葡萄糖的摄取利用;抑制肝糖原异生及分解,降低血糖。(2)胰高血糖素:能促进糖原分解和葡萄糖异生,使血糖升高。(3)糖皮质激素:能促进肝糖原异生,增加糖原贮存;有抗胰岛素作用降低肌肉与脂肪等组织细胞对胰岛素的反应性,抑制葡萄糖消耗,升高血糖。(4)肾上腺素和去甲肾上腺素:能促进糖原分解,使血糖水平升高:此外,还能抑制胰岛素的分泌。(5)甲状腺激素:能促进小肠粘膜对糖的吸收,增强糖原分解,抑制糖原的合成,并加强肾上腺素、胰高血糖素、皮质醇和生长素的升糖作用,故有升高血糖的作用,此外,还可以加强外周组织对糖的利用,也有降低血糖的作用。(6)生长素:能一直外周组织对葡萄糖的利用、减少葡萄糖的消耗,有升糖作用。

甲状旁腺素和降钙素的生理作用:甲状旁腺素作用于骨,促进骨内破骨细胞的活性,使骨组织溶解,释放磷酸钙入血。作用于肾,促进肾小管的吸收。作用于肠道,促进肠对钙的吸收,降钙素促进钙盐沉积于骨的机制形成新骨,并抑制破骨细胞的功能活动,减少骨质溶解,使血钙降低。

胰岛素是调节体内糖、蛋白和脂肪代替,维持血糖正常水平的一种重要激素。胰岛素的生理作用:

1、对糖代谢的作用:促进细胞对葡萄糖的吸收利用,促进葡萄糖合成肝糖原和肌糖原,促进葡萄糖变成脂肪酸,并抑制糖异生,降低血糖。2、对脂肪代谢的作用:促进肝脏合成脂肪。抑制脂肪酶活性,减少脂肪分解。3、对蛋白质代谢的作用:促进氨基酸通过细胞膜的转运进入细胞,加快细胞核的复制和转录过程,作用于核糖体,加速翻译过程,促进蛋白合成。

甲状腺激素主要生理作用是促进物质与能量的代谢,促进生长发育过程,提高神经系统的兴奋性

对代谢的影响:促进能量和物质代谢。可加速许多组织内糖和脂肪的氧化分解,增加耗氧量和产热量。(2)对生长发育的影响:促进组织分化、生长和发育的作用。(3)对中枢神经系统的影响:促进中枢神经系统的发育和维持神经系统的正常功能。

第四节  植物的调控系统

一、植物激素

二、植物的生长响应和生物节律

第四篇  遗传学

第一节  遗传与变异

一、遗传的第一定律

    生物个体所表现出来的性状为表现型。大小、形态、结构相同,一个来自父本,一个来自母本,这样的一对染色体称之为同源染色体。同种生物同一单位性状的相对差异为相对性状。

    就一对基因而言,杂交方式不同,杂交分离比也不相同。完全显性遗传时,杂合子的表型与显性纯合子相同,因此,杂合子自交后代显性性状与隐性性状的分离比为3:1,而不完全显性遗传时,杂合子的表型介于显性纯合子与隐纯合子之间,因此,杂合子自交后代显性性状与隐性性状的分离比为3:1,。无论是完全显性遗传还是不完全显性遗传,杂合子与隐性纯合子杂交的后代的性状分离比都是3:1,。无论是3:1,1:2:1,1:1,他们的共同点都遵循分离定律,其分离比是由分离定律所决定的。

二、遗传的第二定律

测交:基因型未知的显性个体与隐性纯合体交配,以确定显性个体基因型的方法。

三、孟德尔定律的扩展简介

    一个基因可以影响到若干性状,叫基因的多效性。产生一因多效的原因是:在生物个体发育过程中,很多生理生化过程都是相互联系、相互制约的,基因通过生理生化过程而影响性状(4分)。 基因的作用是通过控制新陈代谢的一些列生化反应而影响到个体发育的方式,从而引起其它性状的形成。这些生化反应按照特定的步骤进行,每一个基因控制一个生化反应。因此,一个基因的改变直接影响其他生化过程的正常进行,从而引起其它性状的相应改变(4分)。例如,果蝇的残翅基因不仅使翅膀大大缩小,而且也使平衡棍的第三节大为缩小,使某些刚毛竖起和生殖器官的某些部分改变形状,甚至影响

四、多基因决定的数量性状

   表现不连续变异的性状,叫质量性状。表现连续变异的性状,叫数量性状。

数量性状与质量性状的区别:

差异类型

质量性状

数量性状

变异的连续性

不连续,非此及彼

连续

杂种一代表型

杂种一代表型

 

多数表现为亲本的中间型,少部分为部分显性、无显性和超显性

环境影响

杂种后代个体表型分布比例

孟德尔分离

正态分布

支配性状的基因数目

单基因

多基因

五、遗传的染色体学说

性染色体上的基因所控制的性状与性别相联系,这种遗传方式称之为伴性遗传。

在动物中,性别决定的主要方式是性染色体的组成决定生物的性别。普遍的方式是XY型性决定,即同配性别为雌性,而异配性别为雄性。

ZW型性决定:即同配性别为雄性,异配性别为雌性。

XO型性决定:同配性别为雌性,即具有两条相同的性染色体,而雄性个体比雌性个体少一条性染色体。

在有些生物中,由性染色体X的个数与常染色体的倍数的比值,即性指数决定生物的性别。体现了基因的平衡决定生物的性别。XY和XO均表现为雄性,但是XY为雄性可育,XO为雄性不育,说明Y染色体与性别决定无关,但是与育性有关。在植物中大多为雌雄同株,常由基因的差异表达决定花器的分化。而大多数雌雄异株的植物多为XY型性决定。

六、遗传的第三定律———连锁交换定律

基因定位就是确定基因在染色体上的相对位置和排列顺序。主要是确定基因之间的距离和顺序。

分离定律是指同源染色体上等位基因的遗传行为。连锁交换定律是指同源染色体上两对或两对以上的非等位基因的遗传行为。而自由组合定律是指分别位于两对或两对以上的非同源染色体上的非等位基因的遗传行为。三大定律分别反映了不同基因之间的遗传行为,但后者又是以分离定律为基础的。自由组合定律涉及的是位于非同源染色体上的非等位基因,但就其中任一对同源染色体而言,它所携带的等位基因必然要遵循分离规律,彼此完全地随着染色体的分离而分配到不同的配子中去;连锁互换定律所涉及的两对或两对以上的基因是定位于同一条染色体上的。因此,就会有较多的机会连锁在一起随着染色体的分离而分配到不同配子体中;另一方面,它们又会随着染色体片断的交换,形成新的连锁关系,并随机地分配到不同配子体中去。同时这些连锁遗传的基因又会与位于其它染色体上的基因表现有自由组合的遗传行为。所以,遗传三大定律都是以同源染色体的分离行为为基础;生物体总体性状的遗传行为都会同时受着三大定律的支配

七、细胞质遗传

细胞质基因与核基因相同的之处:两者的基因载体都是DNA;基因的复制与表达都遵循中心法则;引起核基因发生突变的因素对细胞质同样有效。

第二节  基因的分子生物学

    1866年,Mendel在他的豌豆杂交试验论文中首次提出遗传性状是由遗传因子控制的假设。1909年,丹麦学者Johannson第一次提出了“基因(gene)”这一术语,泛指那些控制任何性状,又依孟德尔规律传递的遗传因子。1910年,Morgan通过对果蝇的研究,证明基因在染色体上呈直线排列。经典遗传学把基因看作是一个不可分割的结构单位和功能单位。1944年,O.T.Avery 通过肺炎球菌的转化试验,证明基因的化学成分为DNA,基因是DNA分子上的功能单位。1955年,Benzer根据侵染大肠杆菌的T4噬菌体r2区基因微细结构的分析,证明了基因的可分性,提出了突变子、重组子和顺反子的概念。认为顺反子属于遗传的功能单位,相当于传统意义上的基因。它包括许许多多突变子或交换子。而突变子和重组子经后来证明实际上是一个核苷酸对。顺反子学说彻底否认了基因是决定遗传性状的功能单位和突变、重组的最小单位这样三位一体的概念。顺反子学说认为,一个顺反子就是一个基因,这个基因或者编码蛋白质,或者编码RNA分子。(10分)1961年,F.Jacob和J.Monod提出了操纵子的概念,揭示了原核生物基因表达调控的重要规律。在他们提出的乳糖操纵子模型中,将基因分为结构基因、调节基因和“操纵基因”以及后来发现的启动基因。显然,“操纵基因”和“启动基因”的概念是与顺反子学说相悖的:这两个所谓的“基因”的突变拷贝是无法用反式构型的野生拷贝进行互补的,因为它们不编码可在细胞内扩散的产物(蛋白质分子或RNA)。由于重组DNA技术和DNA序列分析技术的巨大进展,人们发现所谓“操纵基因”短得可怜,只有二十余对碱基对。

    鉴于上述原因,遗传学家特别是分子遗传学家都陆续剥夺了“操纵基因”和“启动基因”的基因资格,将它们称为operator(操纵子)和promotor(启动子)或者operator site (操纵子位点)和promotor region(启动区域)等。

    可见人们对基因的认识是不断发展和深化的。20世纪70年代发现了断裂基因、跳跃基因、重叠基因、拟基因等。使得基因的概念并不完全等同于顺反子。

根据目前人们的认识,基因应该是能够表达和产生基因产物(蛋白质或RNA)的DNA序列。根据产物的类别可以分为蛋白质基因和RNA基因(Rrna和tRNA基因)两大类;根据产物的功能可以分为结构基因(酶和不直接影响其他表达的蛋白质)和调节基因(抑制蛋白或转录激活因子)两大类。假如按照“有功能的DNA片段”或“实现一定遗传效应的核苷酸序列”来定义基因的话,则染色体上处处是“基因”,而且这些“基因”还常常相互重叠,则“重叠基因”和“基因内基因”会多得不可胜数。

一、遗传物质是DNA(或RNA)的证明

二、 DNA复制

    转录与复制的区别在于1)目的不同,所使用的酶、原料及其他辅助因子不同,转录是合成RNA,复制是合成DNA;2)方式不同:转录是不对称的,只在双链DNA的一条链上进行,只以DNA的一条链为模板,复制为半不连续的,分别以DNA的两条链为模板,在DNA的两条链上进行;3)复制需要引物,转录不需要引物;4)复制过程存在较正机制,转录过程则没有;5)转录产物需要加工,复制产物不需要加工;6)复制与转录都经历起始、延长、终止阶段,都以DNA为模板,新链按碱基互补原则,以5,→3’方向合成。

    转录是由依赖于DNA的RNA聚合酶催化,以DNA的一条链的一定区段为模板,按照碱基配对原则,合成一条与DNA链互补的RNA链的过程。

    论述遗传密码的具有密码无标点、密码不重叠、密码的简并性、变偶假说、通用性及例外、起始终密码子AUG,同时也代表Met,终止密码子UAA,UAG,UGA使用频率不同的特点.

    密码无标点:从起始密码始到终止密码止,需连续阅读,不可中断。增加或删除某个核甘酸会发生移码突变。

    密码不重叠:组成一个密码的三个核甘酸代表一个氨基酸,只使用一次,不重叠使用。

    密码的简并性:在密码子表中,除Met、Trp各对应一个密码子外,其余氨基酸均有两个以上的密码子与之对应,对保持生物遗传的稳定性具有重要意义。

    变偶假说:密码的专一性主要由头两位碱基决定,第三位碱基重要性不大,因此在与反密码子的互相作用中具有一定的灵活性。

    通用性及例外:地球上的一切生物都使用同一套遗传密码,但近年来已发现某些个别例外现象,如某些哺乳动物线粒体中的UGA不是终止密码而是色氨酸密码子.

    起始终密码子AUG,同时也代表Met,终止密码子UAA,UAG,UGA使用频率不同.

    为同一种氨基酸编码的各个密码子,称为同义密码子。

三、遗传信息流是从DNA到RNA到蛋白质

四、基因突变

    基因突变是指染色体上某一基因位点内部发生了化学性质的变化,与原来基因形成对性关系。又称为点突变。基因突变在生物界具有随机性和独立性。突变的随机性是指突变可发生在生物世代的任何一个时期;随机性的第二个内涵是突变的无目的性和不确定性。突变的独立性是指一个基因的突变不影响另外的基因的突变。突变的稀有性。自然条件下的突变率都是很低的。基因突变具有可逆性和重演性。一个碱基对被另一个碱基对代替称之为碱基替换。增加或减少一个或几个碱基对,致使其后序列中的密码子组合发生改变的过程称之为移码突变。

第三节  重组DNA技术简介

一、基因工程的相关技术

    基因工程 :将某特定的基因通过载体或其他手段送入受体细胞,使他们在受体细胞中增殖并表达的遗传学操作。

二、基因工程主要的工具酶

三、基因克隆的质粒载体

四、重组DNA的基本步骤

基因文库:将含有某种生物不同基因的许多DNA片段,导入受体菌的群体中储存,各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因,称为基因文库。获得目的基因的方法(1)限制性内切酶酶切产生待克隆的DNA片段。(2)人工合成DNA。(3)反转录法(4)聚合酶链式反应扩增特定的基因片段。(5)鸟枪法。

五、基因工程的应用及其成果简介

六、遗传工程的风险和伦理学问题

第四节  人类基因组

基因组学是研究生物体的基因组的结构、组成和功能的科学。

一、人类基因组及其研究

二、人类遗传性疾病

    染色体结构和数目的改变称之为染色体畸变。缺失是由于染色体失去了某个带有基因的片段。重复是指细胞的染色体中存在两段或两段以上的相同片段。通常是由于同源染色体间发生非对等交换而产生的。倒位是染色体片段倒转180度,造成染色体内的重新排列。易位是指两条非同源染色体互相交换染色体片段。遗传效应:缺失对生物个体是有害的,影响个体的生活力,缺失区段较长时,生活力差、配子(尤其是花粉)败育或竞争不过正常配子;缺失区段较小时,可能会造成假显性现象或其它异常现象。重复区段内的基因重复,会影响个体的生活力(影响的程度与重复区段的大小有关)。重复往往具有位置效应和剂量效应。在臂间倒位的情况下,如果倒位圈内发生非姊妹染色单体间的交换,倒位杂合体的一个遗传效应是产生一部分败育的配子。倒位杂合体的基因间交换值降低。倒位是物种进化的重要因素之一。易位杂合体的一个重要的遗传效应就是他的半不育性。易位改变了正常的连锁群,有时还能引起染色体数目的改变。

三、癌基因与恶性肿瘤

 

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