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高中生物竞赛辅导:专题(6)《细胞增殖与遗传》专题讲析及答案



专题六:细胞增殖与遗传 [竞赛要求] 本专题涉及的主要考点及要求: 一、细胞学说与原核细胞的二分裂 二、遗传的细胞学基础 三、细胞周期与有丝分裂(细胞周期概念、染色体复制、分裂过程、细胞分裂的影响 因素、癌细胞的产生、有丝分裂的功能) 四、减数分裂与交换值(减数分裂过程、减数分裂与有丝分裂的区别) 五、染色体数目与结构变异(21 三体、减数分裂突发变故影响染色体数、性染色体异 常

不致死、染色体结构异常引发先天缺陷与癌变) [知识梳理] 一、细胞学说与原核细胞的二分裂 1、细胞学说:施莱登和施旺的细胞学说主要有三个方面内容:(1)细胞是有机体。 一切动植物都是由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成,动植物的结构有显著的一 致性。(2)每个细胞作为一个相对独立的基本单位,既有它们“自己的”生命,又与其他 细胞协调地集合,构成生命的整体,按共同的规律发育,有共同的生命过程。(3)新的细 胞可以由老的细胞产生。 2、原核细胞的二分裂 原核细胞的分裂包括两个方面: (1)细胞 DNA 的复制和分配, 使分裂后的子细胞能得到亲代细胞的一整套遗传物质; (2)细胞质分裂,把细胞基本上分成 两等份。 原核细胞的 DNA 分子是环状的,无游离端。 在一系列酶的催化下,经过解旋和半 保留式复制,形成了两个一样的环状 DNA 分子。复制常是由 DNA 附着在质膜上的部位开始。 在 DNA 分子复制完成之后,便开始了细胞质分裂。当然,在开始分裂之前需要细胞生长。 细胞分裂时,先由一定部位开始。复制好的两个 DNA 分子仍与膜相连;随着连接处的生 长,把 DNA 分子拉开。在细胞中部,质膜环绕细胞发生内褶,褶中产生了新的壁物质,形成了 隔。隔不断向中央生长延伸,最后形成了将细胞隔 下图:大肠杆菌的分裂 为两部分的完整的隔。隔纵裂为二,把母细胞分成 了大致相等的两个子细胞。 例如:细菌。细菌和其它原核生物一样,没有核 膜,DNA 集中在细胞质中的低电子密度区,称核 区或核质体。细菌一般具有 1-4 个核质体,多的 可达 20 余个。核质体是环状的双链 DNA 分子,所 含的遗传信息量可编码 2000~3000 种蛋白质,空 间构建十分精简,没有内含子。由于没有核膜, 因此 DNA 的复制、RNA 的转录与蛋白的质合成可 同时进行,而不像真核细胞那样这些生化反应在 时间和空间上是严格分隔开来的。细菌核区 DNA 以外的,可进行自主复制的遗传因子,称 为质粒。质粒是裸露的环状双链 DNA 分子,所含遗传信息量为 2~200 个基因,能进行自我 复制,有时能整合到核 DNA 中去。质粒 DNA 在遗传工程研究中很重要,常用作基因重组与 基因转移的载体。如图:细菌一二分裂的方式繁殖。 二、遗传的细胞学基础 染色体是核内遗传物质的载体,在细胞分裂中呈现规律性的变化。染色体是含有许多 基因的自我复制的核酸分子。在细菌中,染色体是一个裸露的双链环状 DNA 分子。在真核 生物中,染色体是线形双链 DNA 分子与蛋白质形成的复合物。生物的核基因组分别蕴藏在 多条染色体中。不同物种染色体的数目不同,具有物种专一性的特点。 1、染色体的化学组成: DNA 是染色体的主要化学成分,也是遗传信息的载体。染色 体还含有大量的蛋白质,少量 RNA。上述三类组成染色体的化学成分中,蛋白质含量约为 DNA 的二倍,根据组成蛋白质的氨基酸特点分为组蛋白和非组蛋白两类。RNA 含量很少,还不 到 DNA 量的 10%。组蛋白是指染色体中的碱性蛋白质,其特点是富含二种碱性氨基酸(赖氨 酸和精氨酸), 非组


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