高中生物知识熟记点汇编

第一章走进细胞

一、生命活动离不开细胞

1、细胞是生物体结构和功能的基本单位。根据是否具有细胞结构，生物可分为非细胞生物（遗传物质是DNA或RNA）和细胞生物（遗传物质是DNA）；病毒为营寄生生活，故培养病毒需在培养基中添加特定活细胞。

2、生物和环境之间的物质和能量的交换是以细胞代谢为基础；生物的生长发育以细胞增殖、分化为基础；生物的遗传与变异以细胞内基因的传递和变化为基础。

二、生命系统的结构层次

细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈

种群：在一定的自然区域内，同种生物的所有个体。

是生物进化的基本单位，也是繁殖的基本单位。

群落：在一定的自然区域内，所有的种群组成群落。（所有生物）

①细胞是最基本的生命系统，病毒、分子（如蛋白质、核酸）、原子不属于生命系统。

②植物没有系统层次；单细胞生物没有组织、器官、系统层次。

病毒的相关知识：病毒是生物，但不属于生命系统。

1)病毒：一类没有细胞结构的生物体。病毒既不是真核也不是原核生物。个体微小，一般在10~30nm之间，大多数必须用电子显微镜才能看见；

2)病毒的主要特征：①仅具有一种类型的核酸，DNA或RNA，没有含两种核酸的病毒；②专营细胞内寄生生活；③结构简单，一般由核酸(DNA或RNA)和蛋白质外壳所构成。

3)根据寄生的宿主不同，病毒可分为动物病毒、植物病毒和细菌病毒（即噬菌体）三大类。根据病毒所含核酸种类的不同分为DNA病毒和RNA病毒。

4)常见的病毒有：甲型H1N1型流感病毒、SARS病毒、人类免疫缺陷病毒（HIV）[引起艾滋病（AIDS）]、禽流感病毒、乙肝病毒、狂犬病毒、烟草花叶病毒等。

三、细胞的多样性（原核细胞和真核细胞）

1、科学家根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核，把细胞分为真核细胞和原核细胞。真核细胞构成真核生物，如植物、动物、真菌等；原核细胞构成原核生物，如“四藻一发菜”（即蓝球藻、螺旋藻、念珠藻、颤藻、发菜）和“两体一菌”（支原体、衣原体、放线菌）等。

2、原核细胞没有核膜包被的细胞核，也没有染色体，但有一个环状的（裸露的）DNA分子，位于细胞内特定的区域，该区域叫做拟核。（注：真核细胞染色体的主要成分是DNA和蛋白质）

3、细胞多样性的原因：①直接原因：构成细胞的蛋白质分子结构不同；②根本原因：不同生物的遗传物质不同，同一生物不同细胞进行基因选择性表达，即同一生物的不同种细胞中DNA相同，但mRNA和蛋白质不都相同。

两类原核细胞

A.蓝藻：细胞内没有叶绿体，因为含有藻蓝素和叶绿素，所以能进行光合作用，属自养生物；没有线粒体，但能进行有氧呼吸。常见种类：蓝球藻、念珠藻、颤藻、发菜。

B.细菌：绝大多数种类是营腐生或寄生生活的异养生物。常见种类：大肠杆菌、乳酸菌、醋酸菌、硝化细菌(能进行化能合成作用，属自养生物)。

四、细胞的统一性（“细胞学说”——归纳法）

1、原核细胞具有与真核细胞相似的细胞膜和细胞质。

2、“细胞学说”的建立者是德国科学家施莱登和施旺，揭示了细胞统一性和生物体结构统一性。

3、英国科学家虎克是细胞的发现者和命名者；荷兰磨镜技师列文·虎克用自制显微镜观察到不同形态细胞。

①一切动植物（而非生物）都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成。

②虎克观察到并命名为“细胞”的木栓组织细胞是死细胞。

③光学显微镜能观察显微结构（直径超过0.2微米的染色体、叶绿体、线粒体、核仁等结构），电子显微镜能观察亚显微结构（直径小于0.2微米的生物膜、核糖体等结构）。

显微镜相关知识

（1）放大倍数＝目镜倍数×物镜倍数。显微镜放大的是长度或宽度，而不是面积。

（2）目镜无螺纹，放大倍数与长度呈反比；物镜有螺纹，放大倍数与长度呈正比。

（3）低倍镜下视野亮、范围大、细胞小、数目多、镜头到装片的距离远；高倍镜下视野暗、范围小、细胞大、数目少、镜头到装片的距离近。

（4）显微镜的使用方法及原则

①高倍镜使用步骤：找→移→转→调：低倍镜下找到目标→把目标移到视野中央→转动转换器，移走低倍物镜，换上高倍物镜→调节光圈和反光镜，使视野亮度合适，调节细准焦螺旋，使物像清晰。

②先低后高：先使用低倍镜，再使用高倍镜。

③先粗后细：低倍镜下先用粗准焦螺旋，再用细准焦螺旋调焦；高倍镜下只能用细准焦螺旋，使物像清晰。

（5）装片移动：哪偏哪移原则，即物像在哪边，装片就像哪边移，从而把物像移到视野中央。

第二章组成细胞的分子

一、组成细胞的元素

1、分类

（1）大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。

（2）微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。

谐音记忆法记忆微量元素：

铁（Fe）猛（锰－Mn）碰（硼－B）新（锌－Zn）木（钼－Mo）桶（铜－Cu）

（3）主要元素：C、H、O、N、P、S六种。

（4）基本元素：C、H、O、N四种。

（5）最基本元素：C(生物大分子以碳链为骨架)。

2、碳是最基本元素的原因

①主要原因：生物大分子（如多糖、蛋白质、核酸）以碳链为骨架；即每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多的单体连接成多聚体。

②次要原因：在细胞干重中碳的含量最高。

3、基本元素占细胞鲜重百分比：O＞C＞H＞N；占细胞干重百分比：C＞O＞N＞H。

二、组成细胞的化合物

组成细胞的元素大多以化合物的形式存在。细胞的主要化合物可分为无机化合物（水、无机盐）和有机化合物（糖类、脂质、蛋白质、核酸）。细胞内含量最高的无机化合物和有机化合物分别为水和蛋白质。

检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质

（1）原理

①

常见还原糖：麦芽糖、葡萄糖、果糖等。

②

③

④

（2）两种试剂

①斐林试剂：由甲液0.1g/mLNaOH和乙液0.05g/mLCuSO4组成，等量混合后使用，现用现配，水浴加热。

②双缩脲试剂：由A液0.1g/mLNaOH和B液0.01g/mLCuSO4组成，使用时先加A液造成碱性环境，摇匀后再加B液，不需加热。

三、水和无机盐

1、细胞中的水

（1）水在细胞中以两种形式存在：（自由水良好溶剂、参与反应、提供液体环境、运输营养物质和代谢废物。）和结合水（细胞结构的重要主成成分）。细胞中自由水/结合水比值越大，生物新陈代谢越旺盛，抗逆性越差；反之，比值越小，生物新陈代谢越缓慢，抗逆性越强。

（2）水与细胞代谢的关系：合成反应（如生物大分子的合成、光合作用暗反应、有氧呼吸第三阶段）常伴随水的产生；分解反应（生物大分子的分解、光合作用光反应、有氧呼吸第二阶段）常伴随水的利用。

2、细胞中的无机盐

（1）细胞中的无机盐大多以离子形式存在，是细胞中含量很少但对生命活动有重要作用的无机物。

（2）功能：①构成复杂化合物（Mg2+—叶绿素、Fe2+—血红蛋白、碘—甲状腺激素）；②维持生命活动（血液中钙含量过低会引起抽搐）；③维持渗透压及酸碱平衡（Na+、Cl—维持细胞外液渗透压，K+维持细胞内液渗透压；血浆中、等维持血浆pH的稳定）。

植物细胞吸水方式主要包括：吸胀吸水（未成熟植物细胞，无中央大液泡）、渗透吸水（成熟植物细胞，有中央大液泡）以及代谢性吸水。种子萌发初期的吸水方式是吸胀吸水，且大豆种子吸水能力比玉米种子强。

四、糖类和脂质

1.糖类的元素组成：C、H、O。

2.脂质的元素组成及合成场所

(1)脂肪和固醇类元素组成：C、H、O。

(2)磷脂元素组成：C、H、O、N、P。

(3)脂质在细胞内合成场所：内质网。

3.糖类的存在场所、组成及作用

(1)单糖不能被水解，可被细胞直接吸收。动植物细胞都有的单糖是葡萄糖、核糖、脱氧核糖；植物细胞中的单糖是果糖；动物细胞中的单糖是半乳糖。

(2)植物体内的二糖是蔗糖和麦芽糖，动物体内的二糖是乳糖。

(3)蔗糖、麦芽糖和乳糖都能水解出葡萄糖。

(4)麦芽糖→葡萄糖＋葡萄糖；蔗糖→果糖＋葡萄糖；乳糖→半乳糖＋葡萄糖。

(5)植物细胞中的多糖有淀粉和纤维素；动物细胞中的多糖有糖原。淀粉、纤维素和糖原的组成单位(单体)都是葡萄糖。

(6)作为储能物质的糖类是淀粉和糖原。

(7)纤维素是植物细胞壁的重要成分。

(8)糖类是生物体生命活动的主要能源物质，但并非所有糖类都能提供能量，如核糖、脱氧核糖、纤维素。

4.脂质的种类及作用

(1)脂肪：良好储能物质(主要功能)、保温、减压和缓冲。

(2)磷脂：生物膜的重要组成成分，生物膜的基本支架是磷脂双分子层。

(3)固醇

①胆固醇：动物细胞膜的重要成分，参与血液中脂质的运输。

②性激素：促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成。

③维生素D：促进肠道对钙和磷的吸收。

5.能源物质归纳

(1)三大能源物质及供能顺序：糖类、脂肪、蛋白质。

(2)生命活动的主要能源物质：糖类。

(3)细胞中主要的能源物质：葡萄糖。

(4)良好储能物质：脂肪。

(5)植物细胞中的储能物质：淀粉。

(6)动物细胞中的储能物质：糖原。

(7)直接能源物质：ATP。

(8)能量的最终来源：太阳能。

6.等质量的脂肪与糖类相比：脂肪中H多O少，糖类中H少O多，因此脂肪耗氧多，产能多，产水多。（注：大豆等油料种子播种时，宜浅播）

①种子萌发过程中，细胞内有机物的含量减少，种类增多，因为细胞呼吸产生了代谢中间产物。②油料（大豆）种子萌发初期，干重先增后减，干重增加的原因是脂质转变为糖类，导致干重增加的主要元素是O；干重减少的原因是细胞呼吸等异化作用消耗有机物。

五、蛋白质

1、基本组成单位——氨基酸

（1）生物体中构成蛋白质的氨基酸约20种（人体内21种），其结构通式是____________________。

（2）氨基酸的结构特点：①1氨基1羧基同连1碳原子；②R基决定氨基酸的种类。

（3）根据氨基酸的来源的不同，可将氨基酸分为非必需氨基酸（人体细胞可以合成）和必需氨基酸（必须从外界环境中直接获取）。8种必需氨基酸依次为甲硫氨酸、赖氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸。此外，婴儿比成人多1种必需氨基酸为组氨酸。

“动物蛋白通常比植物蛋白营养价值更高”是因为动物蛋白中含有的必需氨基酸的数量和种类较多。

2、蛋白质的结构

（1）组成结构：氨基酸肽链（场所：核糖体）

肽键的化学表达式是—NH—CO—。

（2）空间结构：

高温、强酸、强碱、重金属盐使蛋白质发生变性，原因是这些处理是蛋白质分子的空间结构发生改变。但肽键未断裂；盐析作用使蛋白质析出，但蛋白质未变性。

脱水缩合过程中重要的数量关系

1)肽键数＝脱掉水分子数＝氨基酸数－肽链数。

2)每条肽链至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端。

3)蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸的平均相对分子质量－脱去的水分子数×18。

3、蛋白质的多样性（结构决定功能）

（1）结构多样性：①氨基酸的数目、种类、排列顺序不同；②肽链的空间结构不同。

（2）功能多样性：①结构蛋白（如羽毛、头发等）；②催化作用（如蛋白酶等）；③运输作用（如血红蛋白、膜载体蛋白等）；④调节作用（如激素、神经递质等）；⑤免疫作用（如抗体等）。

六、核酸

1、基本组成单位——核苷酸

（1）核苷酸由一分子磷酸、一分子五碳糖、一分子含氮碱基组成。

核糖核苷酸（共4种）→核糖核酸（RNA）

脱氧核苷酸（共4种）→脱氧核酸（DNA）________________

（2）RNA由1条核糖核苷酸链构成，其五碳糖为核糖，含氮碱基为腺嘌呤A、尿嘧啶U、鸟嘌呤G、胞嘧啶C四种；DNA由2条脱氧核苷酸链通过氢键相连而成，其五碳糖为脱氧核糖，含氮碱基为腺嘌呤A、胸腺嘧啶T、鸟嘌呤G、胞嘧啶C四种。（注：核苷酸通过磷酸二酯键相连形成核苷酸链）

2、核酸的功能

（1）细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要作用。

（2）DNA是主要的遗传物质，DNA中脱氧核苷酸对（或碱基对）的排列顺序代表遗传信息。

糖类、脂质、蛋白质为三大营养物质，除脂质不能转变为蛋白质，三者之间能相互转化。

＃小结?1＃生物大分子的组成

多聚体

单体

元素组成

多糖

葡萄糖

只有C、H、O

蛋白质

氨基酸

C、H、O、N

核酸

核苷酸

C、H、O、N、P

脂质

甘油、脂肪酸（脂肪）

主要组成元素是C、H、O（如脂肪只含C、H、O），少量还含N、P（如磷脂）

“水解”vs“氧化分解”：表中多聚体水解产物为相应单体（如多糖的水解产物为葡萄糖）；彻底氧化产物皆为CO2和H2O。需注意，核酸的水解产物可为初步水解产物（核苷酸）和彻底水解产物（磷酸、五碳糖、含氮碱基）。

＃小结?2＃不同生物的核酸、核苷酸、碱基和遗传物质的辨析

生物类别

核酸种类

核苷酸种类

碱基种类

遗传物质

细胞生物

DNA和RNA

8

5

DNA

病毒

DNA病毒

仅DNA

4

4

DNA

RNA病毒

仅RNA

4

4

RNA

第三章细胞的基本结构

一、细胞膜

1、成分：细胞膜主要由脂质和蛋白质组成（细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层），还有少量糖类。①脂质包括磷脂（主要）和胆固醇（动物细胞膜的重要成分）；②蛋白质的种类和数量决定细胞膜的功能复杂程度；③糖类与蛋白质或脂质结合形成糖蛋白（糖被）或糖脂，分布于细胞膜的外表面，与细胞识别作用有关。

2、功能：将细胞与外界环境分隔开；控制物质进出细胞；进行细胞间的信息交流。

细胞间信息交流的方式：①通过化学物质（如激素）；②通过细胞膜直接接触（如精卵识别）；③通过细胞通道（如高等植物的胞间连丝）。（注：信息交流方式③不需要受体的参与）

3、细胞壁：植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶；根据酶的专一性，可用纤维素酶和果胶酶除去植物细胞壁。（功能：支持和保护。特点：全透性、伸缩性小。）真菌细胞壁的主要成分是几丁质；细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖。

二、细胞质

（一）细胞质基质：细胞质是细胞中细胞膜以内、细胞核以外的结构，包括细胞质基质和细胞器。

“细胞骨架”：由蛋白质纤维组成的网架结构，与细胞形态、细胞内部结构有序性的维持密切相关。

（二）细胞器

（1）线粒体：双层膜，内膜向内腔折叠形成嵴扩大了膜面积，嵴的周围充满液态的基质，基质中含有少量的DNA、RNA和核糖体。线粒体是有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”。

细胞内产生ATP的结构：细胞质基质、线粒体、叶绿体。呼吸作用产生的ATP可为机体内各种反应供能（“供他”）；光合作用光反应阶段产生的ATP仅供暗反应使用（“供己”）。

（2）叶绿体：双层膜，类囊体堆叠形成的基粒扩大了膜面积，基粒周围充满了基质，基质中含有少量的DNA、RNA和核糖体。叶绿体是绿色植物光合作用的细胞器，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。（注：植物叶肉细胞含大量叶绿体）

某些原核生物（如蓝藻）无线粒体和叶绿体，但仍能进行细胞呼吸/光合作用，原因是具有呼吸酶系/光合酶系和光合色素。

（3）内质网：单层膜。蛋白质合成和加工（粗面内质网）以及脂质合成的车间（光面内质网）；内连核膜，外连细胞膜，扩大了细胞内的膜面积。

（4）高尔基体：单层膜。对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”；与动物细胞分泌物形成有关，与植物细胞细胞壁形成有关。

（5）溶酶体：单层膜。内部含有多种酸性水解酶，是“消化车间”，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌；起源于高尔基体。

（6）液泡：单层膜，内有细胞液。能调节细胞内的环境，与细胞的吸水和失水有关；充盈的液泡使植物细胞保持坚挺。

（7）核糖体：无膜，成分为RNA和蛋白质。是生产蛋白质的机器。细胞内蛋白质合成的场所，可分为游离核糖体（合成胞内蛋白）和附着核糖体（附着在内质网上，合成分泌蛋白和膜蛋白）。

（8）中心体：无膜，成分为蛋白质。由两个相互垂直的中心粒及周围物质组成，存在于动物和低等植物细胞中，与细胞有丝分裂前期纺锤体的形成有关。

“细胞器”归纳

（1）按分布分

①动植物细胞共有：线粒体、内质网、核糖体、高尔基体。

②植物细胞特有：叶绿体、液泡。

③动物和低等植物细胞特有：中心体。

④原核细胞和真核细胞共有：核糖体。

（2）按结构分

①单层膜：内质网、高尔基体、溶酶体、液泡。

②双层膜：线粒体、叶绿体。

③无膜：中心体、核糖体。

（3）按成分分

①含DNA的：线粒体、叶绿体。

②含RNA的：线粒体、叶绿体、核糖体。

③含色素的：叶绿体、液泡。

（4）按功能分

①与能量转换有关的：线粒体、叶绿体。

②能产生ATP的：线粒体、叶绿体。

③动物植物细胞都有，但功能不同的细胞器：高尔基体。

④与分泌蛋白合成和分泌有关的：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。

⑤能产生水的：线粒体、叶绿体、核糖体、高尔基体。

⑥与有丝分裂有关的：核糖体、中心体、高尔基体、线粒体。

⑦与主动运输有关的细胞器：核糖体、线粒体。

⑧能进行碱基互补配对的细胞器：核糖体、叶绿体、线粒体。

⑨能自主复制的细胞器中心体、叶绿体、线粒体。

细胞种类判断依据：

①高等植物细胞：有细胞壁、叶绿体和液泡，无中心体。

②低等植物细胞：有细胞壁、叶绿体、液泡和中心体。

③动物细胞：有中心体，无细胞壁、叶绿体和液泡。

用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动：

1．实验原理：

（1）观察叶绿体：叶肉细胞中的叶绿体，散布于细胞质中，呈绿色、扁平的椭球或球形。可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。

（2）观察细胞质的流动：活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察细胞质的流动，可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。

2．目的要求

（1）使用高倍显微镜观察叶绿体的形态和分布。

（2）观察细胞质的流动，理解细胞质的流动是一种生命现象。

3．材料用具：略

4．方法步骤

（1）制作藓类叶片的临时装片并观察叶绿体的形态和分布

①取材：用镊子取一片藓类的小叶（或者取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮）放入盛有清水的培养皿中。

②制作临时装片：往载玻片中央滴一滴清水，用镊子夹住所取的叶放入水滴中，盖上盖玻片。注意：临时装片中的叶片不能放干了，要随时保持有水状态。

③观察：先用低倍镜找到需要观察的叶绿体再换用高倍镜观察。仔细观察叶绿体的形态和分布情况。

（2）制作黑藻叶片临时装片并观察细胞质的流动

①材料处理：供观察用的黑藻，事先应放在光照、室温条件下培养。

②制作临时装片：将黑藻从水中取出，用镊子从新鲜枝上取一片幼嫩的小叶，将小叶放在载玻片的水滴中，盖上盖玻片。

③观察：先用低倍镜找到黑藻叶肉细胞，然后换用高倍镜观察。注意观察叶绿体随着细胞质流动的情况，仔细看看每个细胞中细胞质流动的方向是否一致。

（三）细胞的生物膜系统

1、细胞的生物膜系统由细胞器膜、细胞膜、核膜等结构共同构成。

2、生物膜之间的联系

（1）成分上的联系：生物膜的主要成分为脂质和蛋白质。

（2）结构上的联系：①直接联系：内质网膜内连核膜外连细胞膜（在代谢旺盛的细胞中，与线粒体膜发生联系）；②间接联系：通过形成分泌囊泡结构，生物膜之间可进行相互转化。

（3）功能上的联系——“分泌蛋白的合成、加工、运输”（研究方法：同位素标记法，用3H标记亮氨酸）

①不是所有蛋白质的合成都需要内质网、高尔基体的加工（如原核细胞不具细胞器）；②分泌蛋白经内质网、高尔基体、细胞膜分泌到细胞外，跨过0层生物膜。

三、细胞核

1、功能：是遗传性息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。

“染色体和染色质是同种物质在细胞不同时期的两种存在状态”：细胞核中有DNA，DNA和蛋白质结合成丝状染色体，易被碱性染料（如龙胆紫、醋酸洋红）染成深色。细胞分裂时，染色质高度螺旋化、缩短变粗，成为杆状染色体；细胞分裂结束时，染色体解螺旋重新成为染色质。

2、细胞核的结构：核膜、核孔、核仁、染色质。

(1)核膜：双层膜，把核质分开，具有选择透过性。

(2)核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流；大分子物质(如蛋白质和RNA)进出细胞核的通道；有选择透过性；代谢旺盛的细胞核孔数量较多。

(3)核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关；蛋白质合成旺盛的真核细胞中核仁体积较大。

(4)染色质：主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。

3、没有细胞核的细胞：高等植物成熟的筛管细胞、哺乳动物成熟的红细胞等。

第四章细胞的物质输入和输出

一、细胞吸水和失水的原理——渗透作用

1、发生条件：①具有半透膜；②半透膜两侧具有浓度差。

渗透系统中的浓度差是指物质的量浓度而非质量浓度，故若半透膜两侧为质量分数10%的蔗糖溶液和10%的葡萄糖溶液，水将透过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。

2、动物细胞的吸水和失水：动物细胞的细胞膜相当于半透膜；当外界溶液浓度大于细胞质浓度，细胞失水皱缩，反之吸水膨胀，甚至破裂。

3、植物细胞的吸水和失水

“原生质层”：由细胞膜、液泡膜以及两膜之间的细胞质构成。

吸水/失水平衡时，半透膜两侧的浓度差比较：

S1_＞_S2S1_≥_S2（植物细胞）S1_=_S2

成熟植物细胞的质壁分离和复原实验

（1）材料：活的成熟的植物细胞，液泡有颜色便于观察，如紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞。

（2）条件：原生质层(由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质组成)具有选择透过性，相当于半透膜；细胞液与外界溶液有浓度差。

（3）内因：原生质层伸缩性大于细胞壁；原生质层有选择透过性，细胞壁为全透性。

（4）实验现象(低倍镜观察，细胞须保持活性)

①初始状态：原生质层紧贴细胞壁。

②0.3g/mL蔗糖溶液处理：细胞失水，发生质壁分离现象，观察到原生质层与细胞壁逐渐分离形成球形小团，液泡体积逐渐变小、颜色变深。原生质层与细胞壁间的间隙中充满了蔗糖溶液。

③清水处理：细胞吸水，发生质壁分离复原现象，观察到液泡体积逐渐变大、颜色变浅。

（5）实验拓展

①若使用90%的蔗糖溶液(溶质不可跨膜)：细胞会发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象，原因是外界溶液浓度过高，导致细胞失水过多而死亡。②若使用KNO3、葡萄糖、尿素等溶液(溶质可跨膜)：细胞发生质壁分离后又自动复原。

在一定浓度溶质可穿膜（如KNO3、乙二醇）的溶液中，发生质壁分离后可自动复原；盐酸、酒精、醋酸能杀死细胞，不宜做实验溶液。

二、生物膜的流动镶嵌模型

1、基本骨架：由磷脂双分子层构成，具有流动性。

2、蛋白质：不同程度的嵌入、贯穿、附着在磷脂双分子层中，大多数蛋白质分子是可以运动的。

3、糖蛋白（糖被）：在细胞膜的外表面，由蛋白质和糖类结合而成。具保护、润滑、识别、免疫作用。

1层生物膜1层磷脂双分子层2层磷脂单分子层

4、特性：①结构特性：具有一定的流动性；②功能特性：具有选择透过性。

“半透膜”vs“选择透过性膜”：①物质能否通过半透膜由物质大小决定；②物质能否通过选择透过性膜由物质大小和功能（是否为细胞所需）决定，即“可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过”。

三、物质进出细胞的方式

（一）跨膜运输——小分子、离子

方式

实例

特点

运输方向

运输动力

影响因素

被动运输

自由扩散

气体、脂溶性物质（甘油、乙醇、苯、性激素）

不需载体不耗能

高浓度

↓

低浓度

膜两侧浓度差形成的势能

膜两侧浓度差

协助扩散

葡萄糖进入红细胞；无机盐离子、水通过通道蛋白进出细胞

需载体

不耗能

①浓度差；

②载体蛋白数量

主动运输

无机盐离子、葡萄糖、氨基酸、核苷酸

需载体

耗能

低→高

（高→低）

ATP

①载体蛋白数量；②能量（氧气浓度、温度）

（二）膜泡运输——大分子、颗粒性物质

1、方式：胞吞和胞吐。（不属于跨膜运输，不需要载体、需要能量）

2、实例：吞噬细胞吞噬抗原；胰岛素、消化酶、抗体、神经递质的分泌。

第五章细胞的能量供应和利用

一、酶

1、本质：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，极少数是RNA。

2、作用机制：降低反应所需的活化能。（注：“加热”处理能够提供化学反应所需的活化能）

3、特性：高效性（与无机催化剂相比）、专一性（催化一种或一类化合物的化学反应）、作用条件较温和（具有最适pH和最适温度）。

4、影响酶活性的因素

①温度：低于最适温度，酶的活性受到抑制，温度过高，酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。

②pH：高于或低于最适pH，酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。

③反应物浓度/酶浓度：在条件适宜的情况下，酶促反应速率随反应物（酶）浓度增加而加快。

0℃左右时，酶活性很低，但空间结构稳定，在适宜温度下酶活性可升高；故酶制剂适于低温保存。

探究影响酶活性条件的实验注意事项

(1)不能以淀粉为材料来探究pH对淀粉酶活性的影响，因为淀粉在酸性条件下会被水解。

(2)不能以H2O2为材料来研究温度对H2O2酶活性的影响，因为加热会使H2O2分解；一般用淀粉为材料来研究温度对淀粉酶活性的影响，且检测时只能用碘液，不能用斐林试剂，因为该试剂需要水浴加热，而该实验需要严格控制温度。

二、ATP

1、名称：三磷酸腺苷；组成元素：C、H、O、N、P。

2、结构简式：A－P～P～P（～高能磷酸键新：代表一种特殊的化学键，具有较高的转移势能；A代表腺苷；A-P代表腺嘌呤核糖核苷酸）。

化合物中“A”的含义：ATP—腺苷；核苷酸—腺嘌呤；DNA分子—腺嘌呤脱氧核糖核苷酸；RNA分子—腺嘌呤核糖核苷酸。

3、特点：①在酶的催化下，远离腺苷的高能磷酸键易水解；②在生物体内ATP含量很少，转化很快。

4、功能：生命活动的直接能源物质。

5、ATP与ADP的转化

①生物体中ATP与ADP的含量保持相对稳定：饥饿时，ATP与ADP的转化加快；进餐后，ATP与ADP的转化减慢。②光合作用产生的ATP用于“供己”，呼吸作用产生的ATP用于“供他”。

合成ATP的生理过程与场所

（1）动物细胞：呼吸作用，场所是细胞质基质、线粒体。（2）绿色植物叶肉细胞：呼吸作用和光合作用，场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体。（3）植物根细胞：呼吸作用，场所是细胞质基质、线粒体。

三、细胞呼吸

（一）概念：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。

“细胞呼吸/呼吸作用”vs“呼吸”：“呼吸”是指机体与外界环境之间气体交换的过程；包括肺通气和肺换气、气体在血液中的运输、组织细胞与血液间的气体交换这三个环节。

（二）有氧呼吸：细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放大量能量，生成许多ATP的过程。

1、总反应式：

2、过程及场所

（三）无氧呼吸：细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物分解为不彻底的氧化产物，同时产生少量能量的过程。

1、场所：细胞质基质。

2、过程：第一阶段与有氧呼吸第一阶段相同，产生少量能量（ATP），第二阶段不产生能量（ATP），利用[H]将丙酮酸还原为酒精+CO2/乳酸。

3、反应式：（高等植物、酵母菌）；

（动物骨骼肌细胞、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、乳酸菌）。

①呼吸作用中，能量的释放都是逐步的、缓慢的。

②有氧呼吸的反应物糖类中的能量被彻底释放，大部分以热能形式散失，少部分（约40%）转移到ATP中；无氧呼吸的反应物糖类中的能量未被彻底释放，大量储存在酒精/乳酸中，而少量释放的能量中，大部分以热能形式散失，少部分转移到ATP中。故有氧呼吸产能效率远高于无氧呼吸。

探究酵母菌细胞呼吸的方式

（1）酵母菌：单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。

（2）酵母菌培养液：煮沸(杀菌除氧)后冷却(防止高温杀死酵母菌)的葡萄糖溶液＋新鲜的食用酵母菌。

（3）两种产物的检测

①检测CO2的产生：CO2可使澄清石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。

②检测酒精的产生：酸性条件下，使重铬酸钾由橙色变成灰绿色。

（4）两套实验装置

①10%NaOH的作用：排除空气中CO2对实验的干扰。

②B瓶封口放置一段时间目的：消耗瓶中氧气，确保CO2来自酵母菌的无氧呼吸。

③甲装置进行有氧呼吸，乙装置进行无氧呼吸，甲装置CO2产生量、能量产生量多于乙装置，只有B瓶中能产生酒精。

（四）影响细胞呼吸的因素及应用

1、内部因素：①植物种类（旱生植物水生植物；阴生植物阳生植物）；②器官类型（营养器官生殖器官）；③生长发育时期不同（成熟期幼苗期、开花期）

2、外部因素

①温度（酶）：果蔬、粮食低温贮存；大棚栽培夜间适当降温。

②O2浓度（影响呼吸速率和性质）：低氧有利蔬果保鲜；中耕松土增加根的有氧呼吸；选用透气“创可贴”可抑制厌氧病原菌繁殖。

③CO2浓度（CO2浓度增加，呼吸速率下降）：北方地区在冬天用地窖贮藏蔬果。

④水（在一定范围内，呼吸速率随组织含水量增加而加强）：种子风干贮藏降低呼吸作用。

四、光合作用

（一）捕获光能的色素和结构

1、叶绿体

结构：一般呈扁平的椭球形或球形，具双层膜，内部基粒由类囊体堆叠而成，与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜和叶绿体基质上。

2、捕获光能的色素

①分布：叶绿体类囊体薄膜。

②功能：吸收、传递、转化光能（四种色素都能吸收、传递光能；仅少数处于特殊状态下的叶绿素a能转化光能）。

绿叶中色素的提取和分离

（1）原理

①提取：叶绿体中的色素易溶于有机溶剂(如无水乙醇)，而不溶于水。

②分离：纸层析法，色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢。

（1）药品、试剂作用及操作目的

①无水乙醇：溶解、提取色素。

②SiO2：有助于叶片研磨更充分。

③CaCO3：防止研磨中叶绿素被破坏。

④层析液：分离色素。

⑤不能让滤液细线触及层析液：防止色素直接溶于层析液中而无法分离。

（2）结果

①滤纸条上有4条色素带，自上而下依次为：胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。

②溶解度最高的是胡萝卜素、最低的是叶绿素b。

③含量最多的是叶绿素a，最少的是胡萝卜素。

（二）光合作用的探究历程

18世纪中期土壤中的水分是植物制造自身的原料

年，普利斯特利的试验绿叶在光下吸收CO2放出O2

年，萨克斯的试验绿叶在光下合成淀粉（饥饿处理+酒精脱色+碘蒸气检测）

年，恩格尔曼的试验叶绿体是光合作用的场所

年，鲁宾和卡门的试验光合作用释放的氧气全部来自水（同位素标记法）

20世纪40年代卡尔文循环/C3循环（暗反应/碳反应）

恩格尔曼实验实验过程：水绵和好氧菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境中。用极细光束照射水绵，观察现象；临时装片完全曝光，观察现象。

①水绵：叶绿体呈螺旋带状，便于观察。

②好氧菌作用：检测O2的产生部位。

③没有空气的黑暗环境：排除空气中O2和光的干扰。

④极细光束照射现象：细菌集中在光束照射的部位。

⑤完全曝光现象：细菌均匀分布在所有受光部位。

（三）光合作用的过程

1、概念：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物。

2、总反应式：_____________________________________。

光合作用的反应式可详写作：6CO2+12H2O→C6H12O6+6H2O+6O2（有水消耗，有水生成）。

3、光反应与暗反应的区别及联系

项目

光反应

暗反应

场所

（叶绿体）类囊体薄膜

叶绿体基质

条件

必须有光，还需光合色素、酶

有无光都可以，需多种酶

物质转换

水的光解：2H2O4[H]＋O2

ATP的合成：ADP＋Pi＋能量ATP

CO2的固定：CO2＋C52C3

C3的还原：2C3(CH2O)＋C5

能量转换

光能→ATP中活跃的化学能

ATP中活跃的化学能→（CH2O）中稳定的化学能

联系

光反应为暗反应提供ATP和[H]；暗反应为光反应提供原料（ADP、NADP+）

①光合作用和呼吸作用中都有[H]的生成。在光合作用中，[H]为还原性辅酶Ⅱ（NADPH），[H]的供体是H2O，受体是C3；在呼吸作用中，[H]主要为还原性辅酶Ⅰ（NADH），有氧呼吸中[H]的受体是O2。

②光合作用暗反应中的三碳化合物C3为三磷酸甘油酸，而不是丙酮酸；五碳化合物C5为二磷酸核酮糖。

（四）影响光合作用的环境因素

1、光照强度

2、温度（酶）3、CO2浓度4、必需矿质元素

（净）光合速率的测定

①光合速率指标：以单位时间内植物光合作用释放氧气量代表净光合速率。

②NaHCO3溶液：保证容器内CO2浓度的恒定。

③条件：整个装置必须在光下

＃补充?1＃光合作用与呼吸作用

若绿色植物叶肉细胞有氧呼吸的原料氧气为被标记的18O2，一段时间后，在光合作用的产物糖类（CH2O）中检测到18O，则18O的转移途径为：18O2→H2O→CO2→C3→（CHO）；即经历了有氧呼吸第三阶段、有氧呼吸第二阶段、光合作用暗反应阶段。

＃补充?2＃新陈代谢

1、概念：机体与外界环境之间的物质和能量交换以及生物体内物质和能量的自我更新过程，包括合成代谢（同化作用）和分解代谢（异化作用）。

2、类型：

①同化作用类型：自养型（包括光能自养型、化能自养型）、异养型、兼性营养性

②异化作用类型（呼吸作用类型）：需氧型、厌氧型、兼性厌氧型（酵母菌）

人、酵母菌、硝化细菌的新陈代谢类型依此为异氧厌氧型、异氧兼性厌氧型、自养需氧型。

第六章细胞的生命历程

一、细胞的增殖

（一）细胞不能无限长大

①细胞体积和表面积的关系限制细胞生长：细胞体积越大，相对表面积越小，细胞的物质运输效率越低；②细胞的核质比限制细胞生长：细胞核所控制的细胞质范围有一定限度，细胞核中的DNA不会随细胞体积扩大而增加。

（二）细胞周期：①从一次分裂完成时开始，到下一次分裂结束时为止；包括分裂间期和分裂期两个阶段。（注：只有连续分裂的细胞，才有细胞周期，如人体干细胞、癌细胞、植物分生区细胞及形成层细胞）

②细胞通过分裂进行增殖。真核细胞的分裂方式有三种：有丝分裂、无丝分裂、减数分裂。

基因突变常发生在细胞分裂间期，即通常细胞分化程度越低，分裂能力越强，全能性越高，越容易发生基因突变（癌变）。

（三）有丝分裂（以高等植物为例）

1、间期：完成DNA分子复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长。

2、前期（膜仁消失现两体）：核膜消失、核仁解体、出现了染色体和纺锤体。

3、中期（赤道板上整齐排）：每条染色体的着丝点排列在中央赤道板上，染色体形态固定、结构清晰，便于观察。

4、后期（一分为二向两极）：每条染色体的着丝点一分为二，姐妹染色单体随之分离，形成两条子染色体，在纺锤丝的牵引下向细胞两极移动。

5、末期（两消两现新壁建）：染色体变为丝状的染色质，纺锤体消失，核膜、核仁重新出现；高尔基体合成细胞板，形成新的细胞壁，一个细胞被分割成两个子细胞。

6、有丝分裂的意义：将亲代细胞的染色体经复制后，精确地平均分配到两个子细胞中去。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。

①细胞板vs赤道板：赤道板是假想结构，不是细胞结构；细胞板是细胞结构。

②中心体复制于间期；纺锤体形成于前期，消失于末期；姐妹染色单体形成于间期，消失于末期。

③细胞进行有丝分裂的过程中始终有同源染色体的存在，即有丝分裂过程中，有姐妹染色单体的分离，但无同源染色体的分离，无基因重组。减数分裂过程中有同源染色体的分离，及姐妹染色单体的分开。

高等动、植物细胞有丝分裂比较

项目

植物细胞

动物细胞

分裂图像

根本原因

无中心体、有细胞壁

有中心体、无细胞壁

间期

（G2期）无中心体的自主复制

（G2期）有中心体的自主复制

前期

两极→纺锤丝→纺锤体

细胞板→细胞壁→纺锤体

末期

中部形成中心体→星射线→细胞质分割

中部凹陷→细胞质缢裂

有丝分裂过程中DNA数、姐妹染色单体数、染色体数关系

甲乙丙

细胞分裂过程中的细胞器

①细胞分裂过程中组成染色体、纺锤体、DNA复制有关的解旋酶和DNA聚合酶及催化转录的RNA聚合酶等，主要在间期于核糖体上合成。②为细胞分裂提供能量的细胞器是线粒体；与纺锤体的形成有关的细胞器是中心体；与细胞板形成有关的细胞器是高尔基体。③分裂旺盛的动物细胞中，数量较多的细胞器是核糖体、线粒体、中心体；分裂旺盛的高等细胞中，数量较多的细胞器是核糖体、线粒体、高尔基体。

“阻断细胞有丝分裂”的方式：①在分裂间期，用DNA合成抑制剂，抑制DNA的复制，即可用于癌症治疗；②在分裂前期，用秋水仙素或低温处理，抑制纺锤体形成，即形成多倍体。

观察根尖分生组织细胞的有丝分裂

（1）装片制作流程：解离→漂洗→染色→制片。

①解离：解离液由质量分数15%的HCl和体积分数95%的酒精1:1混合组成。剪取根尖2～3mm，解离3～5min，目的是使组织细胞分离开来。

②漂洗：用清水漂洗约10min，目的是洗去药液，防止解离过度，有利于染色。

③染色：用龙胆紫溶液或醋酸洋红液染色3～5min，目的是使染色体着色，便于观察。

④制片：用镊子将根尖取出放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片上再加一块载玻片，用手指轻轻按压。目的是使细胞分散开来，有利于观察。

（2）分生区细胞特点：细胞呈正方形，排列紧密。

（3）视野中大多数细胞处于间期，因为间期用时长。

（4）视野中不能看到染色体的动态连续变化，因为解离过程中细胞被杀死。

（四）无丝分裂

1、特点：分裂过程中没有出现染色体和纺锤体的变化。

2、过程：核延长→核缢裂→质缢裂→两个子细胞。

3、举例：蛙的红细胞进行无丝分裂产生新细胞。

二、细胞的分化

1、概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。

2、时间：发生在整个生命过程，胚胎时期（原肠胚期）达到最大限度。

3、特点：持久性、不可逆性（多细胞生物体中细胞趋向特化）、遗传物质不变性、普遍性

4、实质：基因选择性表达。即同一生物不同种细胞中核基因相同，RNA和蛋白质不都相同。

5、细胞的全能性：①已分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。（例：植物组织培养、动物体细胞核移植）②原因：细胞含有本物种全套遗传信息。

三、细胞的衰老

1、个体衰老是细胞普遍衰老的结果；细胞随分裂次数增多而衰老。

2、特征：①（出现皱纹）水分减少，体积减小，代谢减慢；②（头发变白）有些酶的活性降低，如酪氨酸酶；③（出现老年斑）色素积累，如脂褐素；④细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深；⑤细胞膜的通透性改变，物质运输功能降低。

细胞分化程度：体细胞＞生殖细胞＞受精卵；细胞全能性大小：受精卵＞生殖细胞＞体细胞。

四、细胞凋亡（细胞编程性死亡）

1、概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。

2、类型：①个体发育中细胞编程性死亡；②成熟个体中细胞的自动更新；③被病原体感染细胞的清除。

3、细胞凋亡与细胞坏：①细胞凋亡是正常状态下的生理性死亡,不伴随炎症反应；②细胞坏死是受不利因素影响的病理性死亡,伴随炎症反应。

五、细胞的癌变

1、概念：受到致癌因子作用，细胞中遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。

2、癌变细胞特点：①“不死性”（无限增殖形构变）：适宜条件下能无限增殖；由各种形态变为球形。②“可转移性”：癌细胞易在机体内分散和转移，原因是细胞表面糖蛋白减少，细胞间的黏着性降低。

3、癌变机理：①根本原因（内因）是原癌基因和抑癌基因发生突变。②直接原因（外因）是致癌因子：物理致癌因子（如辐射）；化学致癌因子（如砷、苯、煤焦油等）；病毒致癌因子。

“致癌因子多，癌症发生频率低”的原因：癌症的发生并不是单一基因突变的结果，具有累积效应。

第一章遗传因子的发现

一、孟德尔遗传试验的科学方法

1、孟德尔遗传学试验的科学方法

去雄（在花蕾期除去未成熟的全部雄蕊）→套袋隔离（防止外来花粉干扰）→人工授粉（雌蕊成熟时将另一植株花粉撒在去雄花的雌蕊柱头上）→套袋隔离（保证杂交所得种子来自人工授粉）

2、豌豆做杂交实验材料的优点

①豌豆是严格自花传粉、闭花受粉植物，能避免外来花粉的干扰，自然状态下为纯合子。

②豌豆品种间具有一些稳定的、易于区分的相对性状。

二、基因的分离定律及应用

1、一对相对性状的杂交试验

①提出问题：一对相对性状的纯合子杂交得F1，F1自交得F2，其中显性纯合个体占1/4，杂合子占1/2。

②解释：遗传图解解释

③测交验证：F1╳隐性纯合子→显：隐=1:1

2、分离定律的内容：在生物体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分裂后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。

3、分离定律的应用：①农业生产：指导杂交育种。②医学实践：分析单基因遗传病的基因型和发病概率；为禁止近亲结婚提供理论依据。

三、基因的自由组合定律及应用

1、两对相对性状的杂交试验分析

①发现问题：黄圆╳绿皱→F1（黄圆），F1自交得F2，F2中出现四种表现型，比值为9:3:3:1。

②解释（提出假设）：两对相对性状分别由两对遗传因子控制；F1产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子自由组合，F1产生的配子各有4种，且数目相等；受精时，雌雄配子随机结合。

③测交验证：F1╳隐性纯合子→四种表现型，比值为1:1:1:1。

2、自由组合定律的实质及应用

①基因的自由组合定律的实质：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合。

②自由组合定律的应用：①指导杂交育种；②为遗传病的预测和诊断提供理论依据。

四、孟德尔成功的原因分析

①科学选择豌豆作为实验材料；②有单因素（一对相对性状）到多因素（两对及以上相对性状）的研究方法；③应用数学统计方法对试验结果进行统计分析；④科学设计试验程序（提出假说、设计测交）。

第二章基因和染色体的关系

一、减数分裂与受精作用

1、减数分裂与配子的形成

①减数分裂：进行有性生殖的生物特有的细胞分裂方式，在该过程中，染色体复制1次，细胞分裂2次，其结果是新产生的生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞减少一半。

②精子形成过程中染色体的主要变化

③精子、卵细胞形成过程的不同：卵细胞的形成经历了两次细胞质不均等分裂；卵细胞已经形成不需变形；一个卵原细胞只能产生1个卵细胞和3个极体，一个精原细胞能够产生4个精子细胞。

2、受精作用：精子和卵细胞融合为受精卵的过程。

3、减数分裂和受精作用的意义：维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对生物的遗传和变异都是十分重要的。

二、基因和性状的关系

1、萨顿的假说（类比推理）

①内容：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因在染色体上。

②依据：基因和染色体在行为上存在明显的平行关系。

2、摩尔根的试验证据（假说演绎）

①试验材料：果蝇

P：红眼（♀）╳白眼（♂）→F1：红眼（♀和♂）→F2:3/4红眼（♀和♂）、1/4白眼（♂）

现象：白眼性状的表现与性别相关联。

②解释

③结论：基因在染色体上（呈线性排列）。

3、伴性遗传

①概念：位于性染色体上的基因所控制的性状，在遗传上总是和性别相关联的现象。

②人类红绿色盲症（伴X隐性遗传）

遗传特点：①男患者多于女患者；②隔代遗传；③交叉遗传；④女患者的父亲和儿子为患者。

③抗维生素D佝偻病（伴X显性遗传）

遗传特点：①女患者多于男患者；②世代连续遗传；③男患者的母亲和女儿为患者。

隐性遗传病具有隔代遗传现象；显性遗传病具有世代连续遗传现象。

三、人类遗传病

1、人类常见遗传病

①概念：由于遗传物质改变而引起的人类遗传病，主要可以分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病。

②单基因遗传病：受一对等位基因控制的遗传病。

（1）显性遗传病：多指、并指、软骨发育不全；抗维生素D佝偻病（伴X）。

（2）隐性遗传病：白化病、苯丙酮尿症、镰刀型细胞贫血症、先天性聋哑；色盲症、血友病（伴X）。

③多基因遗传病：受两对以上等位基因控制的遗传病。

（1）特点：群体中发病率较高，家庭聚集倾向明显，易受环境影响。

（2）实例（常见病）：原发性高血压、冠心病、哮喘病、青少年型糖尿病。

④染色体异常遗传病：有染色体异常引起的遗传病，简称染色体病。如，猫叫综合征（染色体结构异常）；21三体综合征/先天性愚型（染色体数目异常）

2、遗传病的监测和预防：①方法步骤：遗传咨询→产前诊断（基因诊断）；②意义：在一定程度上能够有效预防遗传病的产生和发展。

3、人类基因组计划：①目的：测定人类基因组（22条常染色体+X+Y）全部DNA序列，解读其包含的遗传信息。进展：②人类基因组由大约31.6亿个碱基对组成，已发现的基因约为2.0万～2.5万。

染色体组vs基因组：①染色体组是二倍体生物配子中的染色体数目，如人的染色体组是22条常染色体+X（或Y）。②基因组是指对于有性染色体的生物（二倍体），其基因组为常染色体∕2+性染色体；对于无性染色体的生物，其基因组与染色体组相同。

第三章基因的本质

一、人类对遗传物质的探索过程

1、肺炎双球菌的转化实验

（1）体内转化实验（小鼠实验）年格里菲思

①原理：S型细菌可使小鼠患败血症死亡。

②过程

a)R型活细菌注入小鼠体内小鼠不死亡。

b)S型活细菌注入小鼠体内小鼠死亡。

c)杀死后的S型细菌注入小鼠体内小鼠不死亡。

d)无毒性的R型细菌与加热杀死的S型细菌混合后注入小鼠体内，小鼠死亡。

③结论：加热杀死的S型菌中含有某种转化因子使R型活菌转化为S型。

（2）体外转化实验（细菌培养试验）年艾弗里

①过程

艾弗里及同事将加热致死的S型菌破碎后，设法除去绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。

在S型活菌提取物中加入DNA酶，则不能使R型菌发生转化。

②结论：DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即遗传物质，而蛋白质、RNA、脂质等不是遗传物质。

2、噬菌体侵染细菌试验年赫尔希和蔡斯

①原理：T2噬菌体侵染细菌后，在噬菌体遗传物质的作用下，利用大肠杆菌的物质来合成自身组成物质，从而进行大量增殖。

②方法：放射性同位素示踪法

③过程：分别标记大肠杆菌→（32P、35S）分别标记T2噬菌体→侵染大肠杆菌→搅拌、离心→检测放射性

④结论：噬菌体的增殖是在噬菌体DNA的作用下完成的，DNA是遗传物质。

二、DNA分子的结构

1、构成单位：脱氧核苷酸（1分子脱氧核糖+1分子磷酸+1分子含氮碱基）

2、空间结构：双螺旋结构模型

①由两条脱氧核苷酸链盘旋而成；②磷酸和脱氧核糖构成基本骨架；③碱基对排列在内侧，遵循碱基互补配对原则：A与T配对、C与G配对；④特点：多样性；特异性；稳定性。

三、DNA分子的复制

1、时间：细胞分裂间期（有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期）

2、主要场所：细胞核

3、条件：①模板（解旋后的两条单链分别作模板）②原料（4种脱氧核苷酸）③能量（ATP）④酶（解旋酶、DNA聚合酶）

4、过程：解旋→合成子链→母、子链组成双螺旋

5、特点：半保留复制、边解旋边复制

6、意义：保持物种前后代遗传物质的稳定性及连续性

第四章基因的表达

一、转录

1、场所：主要在细胞核；在叶绿体、线粒体也可发生转录（半自主自我复制）。

2、条件：①模板（DNA的一条链，即模板链）②原料（4种核糖核苷酸）③能量（ATP）④酶（RNA聚合酶）

3、原则：碱基互补配对原则（A-U、T-A、G-C、C-G）

4、产物：RNA（信使RNA、核糖体RNA、转运RNA）

二、翻译

1、场所：核糖体

2、条件：①模板（mRNA）②原料（氨基酸）③能量（ATP）④酶（多种酶）⑤搬运工具（tRNA）

3、原则：碱基互补配对原则（A-U、U-A、G-C、C-G）

4、产物：多肽或蛋白质

与基因表达的有关计算

基因中碱基数：mRNA分子中碱基数：氨基酸数=6:3:1

三、基因的概念和功能

1、基因的概念

（1）基因是通常是有遗传效应的DNA片段；基因在染色体上呈线性排列；基因具有相对独立性，是控制生物性状的功能和结构单位。

（2）基因（DNA）的脱氧核苷酸（碱基对）排列顺序代表遗传信息；mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基，叫做密码子；tRNA上与密码子互补配对的三个碱基，叫做反密码子。

2、基因的功能：通过复制传递遗传信息；通过控制蛋白质的合成表达遗传信息。

（1）中心法则及其补充

（2）基因对性状的控制

①直接控制：通过控制蛋白质分子的结构直接影响性状。（囊性纤维病、镰刀型贫血症）

②间接控制：通过控制酶的合成控制代谢过程，间接控制生物性状。（白化病）

（3）调控生物体性状的因素：①内因（基因）②外因（环境条件）

第五章基因突变及其他变异

第六章从杂交育种到基因工程（此处略，详见选修三）

一、基因突变

1、特点：普遍性；随机性；不定向性；低频性；有害性。

2、产生原因：由于某些环境因素或生物体内部因素等的作用，使基因结构发生改变。

3、发生时间：主要发生在DNA复制的过程中，即细胞分裂间期。

4、引起基因突变的因素：物理因素；化学因素；生物因素。

5、实例：镰刀型细胞贫血症

6、意义：产生新基因，是生物变异的根本来源，为生物进化提供原材料。

二、基因重组

1、概念：生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。

2、类型：①减数第一次分裂后期，非同源染色体上非等位基因的自由组合；②减数第一次分裂四分体时期，同源染色体上非姐妹染色单体交换引发的基因重组。

3、意义：产生新的基因组合类型，是形成生物多样性的重要原因之一，是生物变异的来源之一，对生物进化有重要意义。

三、染色体变异

1、染色体结构变异：缺失；重复；易位（发生在非同源染色体之间）；倒位。

举例：猫叫综合征，是由于人的第5号染色体部分缺失引起的遗传病。

2、染色体数目变异：个别增减；成倍增减（染色体组）

染色体组：细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。

单倍体、二倍体和多倍体的比较：

①由配子发育成的个体叫单倍体。

②由受精卵发育成的个体，体细胞中含有几个染色体组就叫几倍体，如含两个染色体组就叫二倍体；体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫多倍体。

3、人工诱导多倍体的形成

①方法：秋水仙素（低温）处理萌发的种子或幼苗（单倍体植株通常没有种子）。

②原理：秋水仙素（低温）能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，引起细胞内染色体数目加倍。

四、育种

1、杂交育种

①原理：基因重组

②特点：将优良性状集中在同一个体；但育种年限较长。

2、诱变育种

①原理：基因突变

②特点：提高变异频率，在较短时间内获得较多优良变异类型；但有利个体不多，具很大的盲目性。

3、单倍体育种和多倍体育种

①原理：染色体变异

②特点：单倍体育种可大大缩短育种年限；多倍体育种产生个体器官大、营养物质含量高。

第七章现代生物进化理论

一、现代生物进化理论的由来

1、拉马克的“用进废退”学说：用进废退和后天获得性遗传是生物不断进化的主要原因；反对神创论。

2、达尔文的“自然选择”学说

（1）基本类容：①过度繁殖（选择的基础）；②生存斗争（生物进化的动力和选择手段）；③遗传变异（生物进化的内因）；④适者生存（适应是自然选择的结果）。

（2）进步性：科学地解释了生物进化的原因和物种多样性和适应性形成的原因。

（3）局限性：①对遗传和变异的本质不能做出科学的解释；②对生物进化的解释局限于个体水平；③强调物种形成都是自然选择的结果，不能很好地解释物种大爆发等现象。

二、现代生物进化理论的主要类容

1、种群是生物进化的基本单位

①一个种群所含有的全部基因，称为种群的基因库，基因库代代相传，得到保持和发展；②生物进化的实质是种群基因频率的改变。

2、突变和基因重组是产生进化的原材料

①可遗传的变异是生物进化的原材料，包括基因突变、基因重组和染色体变异；②变异的不定向性，决定了突变和基因重组是产生进化的原材料。

3、自然选择决定生物进化的方向（自然选择使种群基因频率发生定向改变）

4、隔离导致物种形成

①隔离：将一个种群分成若干个小种群，使彼此间不能交配，最终形成生殖隔离，从而形成新的物种。

②物种的形成：同一个物种间产生突变和基因重组，经过长期的自然选择，使种群基因频率发生定向改变，再经过隔离作用产生新的物种。

三、共同进化与生物多样性的形成

1、共同进化：不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。

2、生物多样性的形成是共同进化的结果，主要包括三个层次：基因多样性、物种多样性和生态性同多样性。