新课标 高中生物核心概念

新课标新课标 高中生物核心概念高中生物核心概念 必修一 名词解释举例 原核生物原核生物由原核细胞组成的生物 蓝藻 含有 叶绿素 和 藻蓝素 可进行光合 作用 细菌 球菌 杆菌 螺旋菌 乳酸菌 放 线菌 支原体 衣原体 立克次氏体 真核生物真核生物由真核细胞构成的生物 具有细胞核和其他细胞器 动物 植物 真菌 青霉菌 酵母菌 蘑菇 生物膜系生物膜系 统统 细胞膜 核膜 各种细胞 器的膜共同组成的生物膜 系统 被动运输被动运输物质进出细胞 顺浓度梯 度的扩散 自由扩散自由扩散物质通过简单的扩散作用 进出细胞 协助扩散协助扩散进出细胞的物质借助载体 蛋白的扩散 主动运输主动运输从低浓度一侧运输到高浓 度一侧 需要载体蛋白的 协助 同时还需要消耗细 胞内化学反应所释放能量 的方式 方向载体能量举例 自由扩散高 低不需要不需要水 CO2 O2 N2 乙醇 甘油 苯 脂肪酸 维 生素等 协助扩散高 低需要不需要葡萄糖进入红细胞 主动运输低 高需要需要氨基酸 K Na Ca 等离子 葡萄糖进入小肠上 皮细胞 细胞代谢细胞代谢细胞内每时每刻进行着许 多化学反应 酶酶酶是活细胞产生的具有催 化作用的有机物 绝大多数是蛋白质 少数是 RNA 酶的特性酶的特性专一性 高效性 作用条 件较温和 活化能活化能分子从常态转变为容易发 生化学反应的活跃状态所 需要的能量 化能合成化能合成 作用作用 能够利用体外环境中的某 些无机物氧化时所释放的 能量来制造有机物的合成 作用 自然界中少数种类的细菌 虽然细胞内没有叶绿素 不能进行光合作用 但 是 叫做化能合成作用 这些细菌也属于自养生物 如 硝化细菌 不能利用 光能 但能将土壤中的 NH3 氧化成 HNO2 进而将 HNO2 氧化成 HNO3 硝化细菌 能利用这两个化学反应中释放出来的化学能 将 CO2 和水合成为糖类 这些糖 类可供硝化细菌维持自身的生命活动 举例 硝化细菌 硫细菌 铁细菌 氢细菌 细胞周期 细胞周期 指连续分裂的细胞 从一次分裂完成时开始 到下一次分裂完成时 为止 细胞的分化 细胞的分化 在个体发育中 相同细胞的后代 在形态 结构和生理功能上发 生稳定性差异的过程 过程 受精卵 增殖为多细胞 分化为组织 器官 系统 发 育为生物体 特点 持久性 稳定不可逆转性 普遍性 细胞全能性细胞全能性 指已经分化的细胞 仍然具有发育成完整个体的潜能 体细胞具 有全能性的原因 由于体细胞一般是通过有丝分裂增殖而来的 一般已分化的 细胞都有一整套和受精卵相同的 DNA 分子 因此 分化的细胞具有发育成完整 新个体的潜能 植物细胞全能性 植物细胞全能性 高度分化的植物细胞仍然具有全能性 例如 胡萝卜跟根组 织的细胞可以发育成完整的新植株 动物细胞全能性 动物细胞全能性 高度特化的动物细胞 从整个细胞来说 全能性受到限制 但是 细胞核仍然保持着全能性 例如 克隆羊多莉 全能性大小 全能性大小 受精卵 生殖细胞 体细胞 细胞的分化 细胞的分化 是指在个体发育中 由一个或一种细胞的后代 在形态 结构和 生理功能上发生稳定性差异的过程 细胞衰老 细胞衰老 细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程 最终表现在细胞 的形态 结构和功能发生变化 衰老的细胞特征 细胞内的水分减少 细胞萎 缩 体积变小新陈代谢的速率减慢 细胞内多种酶的活性降低 色素逐渐积累 妨碍细胞内物质的交流和传递 细胞内呼吸速率减慢 细胞核的体积增大 核 膜内折 染色质收缩 染色加深 细胞膜通透性改变 使物质运输功能降低 癌细胞 癌细胞 细胞受到致癌因子 三种 的作用 细胞中遗传物质发生变化 变成不受 机体控制的 连续进行分裂的恶性增殖细胞 癌细胞特征 无限增殖 形态结 构发生显著变化 细胞膜表面的糖蛋白等物质减少 使癌细胞彼此之间的黏着 性显著降低 易在体内分散和转移 细胞的凋亡 由基因所决定的细胞自动结束生命的过程 由于细胞凋亡受到严 格的由遗传机制决定的程序性调控 所以也常常被称为细胞编程性死亡 意义 完成正常发育 维持内部环境的稳定 抵御外界各种因素的干扰 必修二 减数分裂 减数分裂 进行有性生殖的生物 在形成成熟生殖细胞进行的细胞分裂 在分裂 过程中 染色体复制一次 而细胞连续分裂两次 减数分裂的结果是 成熟生殖细 胞中的染色体数目比原始生殖细胞减少一半 意义 对于进行有性生殖的生物 来说 减数分裂和受精作用 对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的 恒定性 对于生物的遗传变异都是十分重要的 基因是有遗传效应的 DNA 片段 基因在染色体上呈线性排列 染色体是基因的 主要载体 叶绿体和线粒体中的 DNA 上也有基因存在 密码子 密码子 指信使 RNA 上的决定一个氨基酸的三个相邻的碱基 信使 RNA 上密码 子有 64 种 其中 决定氨基酸的有 61 种 3 种是终止密码子 基因分离定律 基因分离定律 在杂种体内 等位基因虽然共同存在于一个细胞中 但是它们 分别位于一对同源染色体上 随着同源染色体的分离而分离 具有一定的独立 性 在进行减数分裂的时候 等位基因随着配子遗传给后代 基因自由组合定律的实质 基因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 在进行减数分裂形成配子的过程中 同源染色体上的等位基因彼 此分离 同时非同源染色体上的非等位基因自由组合 在基因的自由组合定律 的范围内 有 n 对等位基因的个体产生的配子最多可能有 2n种 来源包括 非等位基因的自由组合 基因的交叉和互换 基因工程 转基因技术 基因的概念基因的概念 是有遗传效应的 DNA 片断 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 转录 转录 以 DNA 的一条链为模板 通过碱基互补配对原则合成 RNA 的过程 即 DNA 的脱氧核苷酸序列 mRNA 的核糖核苷酸序列 翻译 翻译 以 mRNA 模板 合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程 即 mRNA 的核 糖核苷酸序列 蛋白质的氨基酸序列 场所 核糖体 基因突变 基因突变 DNA 分子中发生碱基对的替换 增添和缺失 而引起的基因结构的 改变 叫做基因突变 类型 体细胞基因突变 不能遗传 生殖细胞基因突变 能遗传 结果 产生等位基因 原因 内因 细胞分裂间期 DNA 复制时 碱 基互补配对出现差错 外因 物理因素 化学因素 生物因素 特点 普遍性 随机性 不定向性 低频性 多数有害性 意义 基因突变是新基因产生的途 径 是生物变异的根本来源 是生物进化的原始材料 应用 诱变育种 染色体变异染色体变异 染色体结构的变异 缺失 增添 倒位 易位 如 猫叫综合征 染色体数目的变异 包括细胞内的个别染色体增加或减少和以染色体组 的形式成倍地增加减少 染色体组特点 a 一个染色体组中不含同源染色体 b 一个染色体组 中所含的染色体形态 大小和功能各不相同 c 一个染色体组中含有控制生 物性状的一整套基因 二倍体或多倍体 由受精卵发育成的个体 体细胞中含几个染色体组就 是几倍体 由未受精的生殖细胞 精子或卵细胞 发育成的个体均为单倍体 可能有 1 个或多个染色体组 人工诱导多倍体的方法 用秋水仙素处理萌发的种子和幼苗 原理 当 秋水仙素作用于正在分裂的细胞时 能够抑制细胞分裂前期纺锤体形成 导致 染色体不分离 从而引起细胞内染色体数目加倍 多倍体植株特征 茎杆粗壮 叶片 果实和种子都比较大 糖类和蛋白 质等营养物质的含量都有所增加 单倍体植株特征 植株长得弱小而且高度不育 单倍体植株获得方法 花药离休培养 单倍体育种的意义 明显缩短育种年限 只需二年 各种育种方法总结各种育种方法总结 类别方式 原理 主要处理方法 主要优 缺 点 杂交育种基因重组 先让表现型不同的个体 进行杂交 得 F1后再经 多次 自交 选择 最 终获得纯合的优良品种 优点 使位于不同个体的优良性状集中 到一个个体上 缺点 育种时间长 局限于同种或亲缘 关系较近的物种 诱变育种基因突变 物理方法 激光或辐射 等 化学方法 化学药剂处 理 秋水仙素 硫酸二乙酯 优点 可以提高变异的频率 大幅度改 良某些性状 加速育种进程 缺点 有利变异少 工作量大 盲目性 强 染色体数目花药 F1 离体培养出优点 自交后代不发生性状分离 明显 单倍体育种 变异 染色体 数目先成倍 减少后成倍 增加 单倍体幼苗 对单倍体 幼苗再经人工诱导 如 秋水仙素 使染色体数 目加倍 得到纯种 缩短育种年限 缺点 技术复杂 多倍体育种 染色体数目 变异 染色体 数目成倍增 加 用秋水仙素处理幼苗或 萌发的种子 优点 培育出自然界没有的生物品种 茎秆粗壮 器官大 产量高 营养丰富 等 缺点 技术复杂 发育缓慢 结实率低 一般只适合于植物 转基因育种基因重组 提 装 导 检 选 优点 可以按人的意愿定向改造生物 目的性强 缺点 技术复杂 安全性问题多 植物体 细胞杂 交育种 细胞的全能 性 细胞膜 的流动性 去壁 诱融 组培 优点 克服远缘杂交不亲和的障碍 培 育出植物新品种 缺点 技术复杂 工作量大 操作繁琐细胞 工程 育种 动物体 细胞克 隆育种 细胞的全能 性 核移植和胚胎移植 优点 培育繁殖优良生物品种 用于保 存濒危物种 有选择地繁殖某性别动物 缺点 技术复杂 工作量大 操作繁琐 激素育种利用生长素培育无籽番茄 无籽黄瓜 无籽辣椒 基因工程基因工程 在生物体外 通过对 DNA 分子进行人工 剪切 和 拼接 对生物 的基因进行改造和重新组合 然后导入受体细胞内进行无性繁殖 使重组细胞 在受体细胞内表达 产生出人类所需要的基因产物 基因工程的最基本工具基因工程的最基本工具 基因剪刀 限制性核酸内切酶 一种限制酶只能识别并切割一种特定的 DNA 核 苷酸序列 产生两个黏性末端 基因针线 DNA 连接酶 将由同一种限制酶切割后的黏性末端 碱基互补 的脱氧核糖和磷酸连接起来 基因的运载体 常用的有质粒 噬菌体 动植物病毒等 质粒是存在于细菌 及酵母菌等生物中 细胞染色体外能够自我复制的环状 DNA 分子 基因工程的最基本步骤基因工程的最基本步骤 1 提取目的基因 2 目的基因与运载体结合 3 将目的基因导入受体细胞 4 目的基因的表达和检测 达尔文自然选择学说的主要内容达尔文自然选择学说的主要内容 过度繁殖 选择的基础 任何一种生物的繁殖能力都很强 在不太长的时 间内能产生大量的后代表现为过度繁殖 生存斗争 进化的动力 外因 条件 遗传变异 进化的内因 适者生存 选择的结果 变异不是定向的 但自然选择是定向的 决定着进化的方向 现代生物进化理论的内容现代生物进化理论的内容 1 种群是生物进化的基本单位 种群 生活在一定区域的同种生物的全部个体叫种群 种群中的个体不是机 械的集合在一起 而是通过种内关系组成一个有机的整体 个体间可以彼此交 配 并通过繁殖将各自的基因传递给后代 基因库 一个种群中全部个体所含有的全部基因 其中每个个体所含的基因 只是基因库的一部分 基因频率 基因型频率及其相关计算 基因频率 An A3A2A1 A1 基因型频率 该种群个体总数 该基因型的个体数目 2 突变和基因重组产生进化的原材料 可遗传的变异 基因突变 染色体变异 基因重组 突变包括基因突变和染色 体变异 突变和基因重组是随机的 不定向的 不能决定生物进化的方向 3 自然选择决定生物进化的方向 生物进化的实质是基因频率的改变 4 隔离与物种的形成 物种 物种 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 然状态下能互相交配 并产生出可育后代的一群生物个体 隔离 隔离 指同一物种不同种群间的个体 在自然条件下基因不能自由交流的现象 包括 地理隔离 同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群 使种群间 不能发生基因交流的现象 如东北虎和华南虎 生殖隔离 不同物种之间一般 是不能相互交配的 即使交配成功 也不能产生可育的后代的现象 如马和驴 共同进化共同进化 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 这就是共同进化 生物与生物之间的共同进化 如某种兰花和专门为它传粉的 蛾 捕食者和被捕食者 生物与无机环境之间的共同进化 生物的多样性 生物的多样性 不同环境生活着不同的生物 这些生物的形态结构 功能习性 等各不相同 构成生物的多样性 生物多样性是特定环境自然选择的定向性和 不同生物生存环境多样性共同形成的 多样的环境必然对生物进行多方向的选 择 选择的结果必然是不同环境中的生物多种多样 生物多样性包括基因多样 性 物种多样性和生态系统多样性 生物多样性是人类赖以生存和发展的基础 必修三 内环境内环境 指由血浆 组织液和淋巴等构成的细胞外液 内环境的稳态内环境的稳态 在神经系统和内分泌系统等的调控下 通过人体自身的调节 对内环境的各种变化做出相应调整 使内环境温度 渗透压 酸碱度及各种化 学成分保持相对稳定的状态 目前 普遍认为神经 体液 免疫调节网络是机 体维持稳态的主要调节机制 生理意义 稳态是人体是多变的外界环境的适应 是人体细胞正常代谢必需的 维持内环境在一定范围内的稳态是生命活动正常 进行的必要条件 下丘脑下丘脑 既是神经系统的结构 又是内分泌系统的重要组成部分 既能传导神 经冲动 又能分泌激素 下丘脑可分泌促激素释放激素和抗利尿激素 是体温 调节 水平衡调节 血糖调节的中枢 反射反射 是神经调节的基本方式 反射弧是反射活动的结构基础 兴奋 兴奋 指动物体或人体内的某些组织 如神经组织 或细胞感受外界刺激后 由相对静止状态变为显著活跃状态的过程 兴奋是以电信号的形式沿着神经纤 维传导的 这种电信号也叫神经冲动 兴奋的传导过程 静息状态时 细胞膜 电位外正内负 受到刺激 兴奋状态时 细胞膜电位为外负内正 兴奋部位与 未兴奋部位间由于电位差的存在形成局部电流 兴奋向未兴奋部位传导 兴奋在神经纤维上的传导兴奋在神经纤维上的传导 静息状态时 神经元细胞膜电位外正内负 兴奋状 态时 细胞膜电位为外负内正 兴奋部位与未兴奋部位间由于电位差的存在形 成局部电流 兴奋以膜电位变化 电信号 的形式沿着神经纤维传导的 这种 传导的方向是双向的 兴奋在神经元之间的传递 兴奋在神经元之间的传递 神经元之间的兴奋传递是通过突触实现的 突触包 括突触前膜 突触间隙和突触后膜 由于神经递质只存在于突触小泡内 所以 兴奋在神经元之间的传递是单向的 体液调节体液调节 指体内的一些细胞能合成并分泌某些特殊的化学物质 除激素外 还有其他调节因子 如二氧化碳等 通过体液传送的方式对生命活动进行调节 通过负反馈调节机制 血液中激素的含量可保持相对稳定 激素激素调节调节 由内分泌器官 或细胞 分泌的化学物质进行的调节 反馈调节反馈调节 在一个系统中 系统本身的工作效果 反过来又作为信息调节该 系统的工作 这种调节方式叫做反馈调节 反馈调节是生命系统中非常普 遍的调节机制 它对于机体维持稳态具有重要意义 种群种群 是一定自然区域内所有同种生物个体的总和 种群是生物进化的基本单 位也是生物繁殖的基本单位 其特征包括数量特征 空间特征等 其中数量特征主要有种群密度 出生率和 死亡率 年龄组成和性别比例等 空间特征有集群型 均匀型 随机型等 群落 群落 在一定生活环境中的所有生物种群的总和 其结构包括垂直结构和水平 结构 垂直方向上群落具有分层现象 垂直结构提高了群落利用阳光等环境资 源的能力 又为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件 在水平方向上 不同地段分布的种群往往不同 而同一地段上的种群密度也有不同 常呈镶嵌 分布 垂直结构和水平结构都是以种群为基本单位 初生演替 初生演替 在从未有过生物生长或虽有过生物生长但已被彻底消灭的原生裸地 上发生的生物演替 过程 初生裸地 地衣 苔藓阶段 草本植物 阶段 灌木阶段 森林阶段 次生演替次生演替 当某个群落受到洪水 火灾或人类活动等因素干扰 该群落中的植 被受严重破坏所形成的裸地 称为次生裸地 在次生裸地上开始的生物演替 称为次生演替 过程 次生裸地 草本阶段 灌木阶段 森林阶段 生态系统 生态系统 生态系统是指在一定的空间内 生物成分和非生物成分通过物质循 环 能量流动和信息传递 彼此相互作用 相互依存而构成的一个生态学功能 单位 地球上最大的生态系统是生物圈 能量流动和物质循环 能量流动和物质循环 流经生态系统的总能量是生产者固定的所有太阳能 能 量流动的特点是单向流动 逐级递减的 物质循环具有全球性的特点 并且是 反复出现 循环利用的 来生态系统的稳定性 生态系统的稳定性 生态系统所具有的保持或恢复 自身结构和功能相对稳定的能力 称为生态系统的稳定性 生态系统之所以能 维持相对稳定 是由于生态系统具有自我调节能力 生态系统自我调节能力的 基础是负反馈 生态系统的稳态生态系统的稳态 是通过各个生物种群所具有的调控能力和自我恢复能力来维 持的 是生态系统结构和功能协调发展的重要标志 负反馈调节在生态系统中 普遍存在 它是生态系统自我调节能力的基础 选修选修 3 3 基因工程 基因工程 基因工程是指按照人们的愿望 进行严格的设计 通过体外 DNA 重 组和转基因技术 赋予生物以新的遗传特性 创造出更符合人们需要的新的生 物类型和生物产品 基因工程是在 DNA 分子水平上进行设计和施工的 又叫做 DNA 重组技术 PCRPCR 技术扩增目的基因技术扩增目的基因 原理 DNA 双链复制 过程 第一步 加热至 90 95 DNA 解链 第二步 冷却到 55 60 引物结合到互补 DNA 链 第三步 加热 至 70 75 热稳定 DNA 聚合酶从引物起始互补链的合成 启动子 启动子 是一段有特殊结构的 DNA 片段 位于基因的首端 是 RNA 聚合酶识别 和结合的部位 能驱动基因转录出 mRNA 最终获得所需的蛋白质 终止子 终止子 也是一段有特殊结构的 DNA 片段 位于基因的尾端 蛋白质工程 蛋白质工程 是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础 通 过基因修饰或基因合成 对现有蛋白质进行改造 或制造一种新的蛋白质 以 满足人类的生产和生活的需求 基因工程在原则上只能生产自然界已存在的 蛋白质 植植物物组组织织培培养养 在植物无菌和人工控制条件下 将离体的植物器官 组织 细胞 培养在人工配制的培养基上 给予适宜的培养条件 诱导其产生愈 伤组织 丛芽 最后形成完整的植株 过程 离体的植物器官 组织或细胞 愈伤组织 试管苗 植物体 用途 微型繁殖 作物脱毒 制造人 工种子 单倍体育种 细胞产物的工厂化生产 地位 是培育转基因植物 植 物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序 植物体细胞杂交 植物体细胞杂交 将不同种的植物体细胞 在一定条件下融合成杂种细胞 并 把杂种细胞培育成新的植物体的技术 意义 克服了远缘杂交不亲和的障碍 动物细胞培养 动物细胞培养 动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织 将它分散成 单个细胞 然后放在适宜的培养基中 让这些细胞生长和繁殖 动物细胞培养 的流程 取动物组织块 动物胚胎或幼龄动物的器官或组织 剪碎 用胰蛋 白酶或胶原蛋白酶处