高中生物知识总结(人教版必修全集)

高中生物知识总结(人教版必修全集)高中生物知识总结(人教版必修全集)高中生物知识总结(人教版必修全集)资料仅供参考文件编号：2022年4月高中生物知识总结(人教版必修全集)版本号：A修改号：1页次：1.0审核：批准:发布日期：高中生物知识总结（人教版必修全集）必修一一、病毒：病毒没有细胞结构，由核酸和蛋白质组成，只有依赖活细胞才能生活。吗，看病毒只有一种核酸：DNA或RNA，有DNA病毒、RNA病毒和逆转录病毒之分。病毒还可分为动物病毒（如乙肝病毒）、植物病毒（如烟草花叶病毒）和细菌病毒（如噬菌体）。生命活动离不开细胞的三点表现：1、病毒没有细胞结构，只有依赖活细胞才能生活。2、单细胞生物单个细胞就能完成各种生命活动（如草履虫、变形虫等）。3、多细胞生物依赖各种分化的细胞密切合作，共同完成一系列复杂的生命活动。三、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：一定区域内，同种生物的所有个体的总和。群落：一定区域内，所有生物个体的总和（或：一定区域内所有种群的总和）。

生态系统：生物群落及其无机环境相互作用的统一整体。四、原核细胞和原核生物根据核膜的有无，细胞可分为原核细胞和真核细胞两大类。原核细胞有细菌、蓝藻、放线菌、衣原体、支原体等。细菌和蓝藻（也叫蓝细菌）属原核生物。细菌有球形、杆（梭）形、螺旋形三种，少数呈弧形，可依次统称为∽球菌、∽杆（梭）菌、∽螺旋菌、∽弧菌。细菌有细胞壁（但其成分不是纤维素和果胶！）、核糖体、环状DNA,但无染色体。有的细菌有鞭毛，有的细菌有荚膜，有的细菌在不良环境中能形成芽孢。细菌以二分裂方式增加数目。营腐生生活的细菌是分解者，营寄生生活的细菌是消费者，硝化细菌是生产者。蓝藻是一个生物类群，包括蓝球藻、念珠藻、颤藻、发菜等。蓝藻细胞内含有藻蓝素和叶绿素，能进行光合作用，属于自养生物。五、细胞学说建立者：施莱登和施旺。要点：1、细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成。2、细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其它细胞的共同组成的整体的生命起作用。3、新细胞可以从老细胞中产生。建立过程：（重要事件）1、1543年，比利时的维萨里发表巨著«人体构造»，揭示了人体在器官水平的结构。2、法国的比夏指出器官由组织构成。3、1665年，英国的虎克发现细胞。4、18世纪，德国的施莱登和施旺提出细胞是构成动植物体的基本单位。5、1858年德国的魏尔肖指出细胞通过分裂产生细胞。六、细胞中的元素大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg(9种)微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo（6种）占人体细胞鲜重百分比前四位的元素：O、C、H、N占人体细胞干重百分比前四位的元素：C、O、N、H七、细胞中的化合物无机物：水、无机盐有机物：糖类、脂质、蛋白质、核酸按鲜重百分比从大到小排序：水、蛋白质、脂质、无机盐（糖类和核酸）占细胞干重百分比最大的化合物：蛋白质。八、蛋白质组成元素：C、H、O、N、(S、Fe少)基本单位：氨基酸氨基酸分子结构共同点：至少都含有一个氨基和一个羧基。都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。中心碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团。注：氨基：—NH2羧基：—COOH侧链基团：—R肽键：—NH—CO—氨基酸分子结构通式：自己动手写！！脱水缩合：一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子的水。具体过程如下：你能准确无误的写出来吗？动手吧！

二肽：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物（含一个肽键）。多肽：由多个氨基酸分子缩合而成的、含有多个肽键的化合物。肽链：即多肽，通常呈链状结构（特点：1、不呈直线，2、不在同一个平面上）。肽链盘曲、折叠可形成具有一定空间结构的蛋白质分子。肽键：连接两个氨基酸分子的化学键（—NH—CO—）注意：蛋白质分子可以只含有一条肽链，也可以含有几条肽链。如果含有几条肽链，则肽链之间不是通过肽键相连接！而是通过其它化学键（如二硫键）相连接。细胞中蛋白质种类繁多的四个原因：（由蛋白质分子的结构决定）组成蛋白质分子的氨基酸种类可以不同。（构成生物体蛋白质的氨基酸种类约为20种）组成蛋白质分子的氨基酸数目成百上千。氨基酸形成肽链时，排列顺序千变万化。多肽链形成的空间结构千差万别。蛋白质的功能：（也是由蛋白质分子的结构决定的）是构成细胞和生物体结构的重要物质（结构蛋白，如羽毛、肌肉、头发、蛛丝等）。催化作用：如绝大多数的酶（少数酶的成分是RNA）。运输作用：如载体蛋白、血红蛋白（运输O2）。调节作用：某些激素的成分是蛋白质，如胰岛素、生长激素、免疫作用：抗体的成分都是蛋白质。与合成蛋白质分子有关的计算问题若某个蛋白质分子由m个氨基酸组成，含n条多肽链，则该蛋白质分子中有（m—n）个肽键，合成该蛋白质分子需脱水分子（m—n）个；该蛋白质分子至少含有n个氨基和n个羧基。若已知氨基酸的平均相对分子质量为A，则该蛋白质分子的相对分子质量为mA—18（m—n）注意：1、形成环状多肽的过程中，脱水的数目和产生肽键的数目是一样多的。2、二硫键（—S—S—）由两个—SH脱氢形成，多数蛋白质分子中都有二硫键。九、核酸组成元素：C、H、O、N、P基本单位：核苷酸（DNA：脱氧核苷酸RNA：核糖核苷酸）分类：脱氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA）功能：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的作用。分布：真核细胞中的DNA：细胞核（主要）、线粒体、叶绿体；原核细胞中的DNA：：拟核真核细胞中的RNA：细胞质（主要）核苷酸的组成：一分子含氮的碱基、一分子五碳糖、一分子磷酸含氮碱基的种类：DNA中四种：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）RNA中四种：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、尿嘧啶（U）、胞嘧啶（C）五碳糖种类：脱氧核糖、核糖核苷酸的种类：8种（DNA：脱氧核苷酸4种RNA：核糖核苷酸4种），它们分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸核苷酸链的条数：在绝大多数生物体的细胞中，DNA由两条脱氧核苷酸链构成，RNA由一条核糖核苷酸构成。遗传信息的贮存：绝大多数生物贮存在DNA分子中，部分病毒贮存在RNA分子中（如HIV、SARS病毒等）十、糖类组成元素：C、H、O功能：细胞中主要的能源物质种类：单糖：葡萄糖（细胞生命活动所需要的主要能源物质，生命的燃料，不能水解，可直接被细胞吸收，动植物细胞中均有分布）、果糖（植物细胞）、半乳糖（动物细胞）、核糖（动植物细胞）、脱氧核糖（动植物细胞）二糖：必须水解成单糖才能被细胞吸收，由两分子单糖脱水缩合而成。有：蔗糖（植物细胞）、麦芽糖（植物细胞）、乳糖（动物细胞）多糖：淀粉（植物细胞；植物体内的储能物质）、糖原（动物细胞；肝糖原、肌糖原；人和动物细胞的储能物质）、纤维素（植物细胞；植物细胞壁的主要成分）多糖的基本单位都是葡萄糖分子十一：脂质组成元素：C、H、O、（N、P）分子特点：氧的含量远远少于糖类，而氢的含量更多。种类：脂肪：动植物细胞内良好的储能物质；很好的绝热体；缓冲和减压作用。磷脂：细胞膜、细胞器膜的重要成分，脑、卵细胞、肝脏、大豆种子中含量丰富。固醇：包括（1）、胆固醇：细胞膜重要成分；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。生物大分子以碳链为骨架；许多单体连接成多聚体；碳是生命的核心元素。十二、水水的种类：自由水；结合水自由水：细胞中以游离的形式存在的水，可以自由流动。功能：①细胞内的良好溶剂。②各种化学反应的介质。③运送养料和代谢废物。结合水：与细胞内的其它物质相结合的水。功能：细胞结构的重要组成成分。两者关系：①在一定条件下可以相互转化。②细胞代谢旺盛时，结合水与自由水的比值会减小。十三、无机盐存在形式：大多数以离子的形式存在。功能：1、是细胞和生物体的重要组成成分。2、维持细胞和生物体的生命活动。3、维持细胞的渗透压。4、维持细胞的酸碱平衡。例如：PO43-、、、、H2PO4-是核苷酸、ATP、磷脂等化合物的重要组成成分。Ca2+是动物骨骼和牙齿的成分，对血液凝固和肌肉收缩具有调节作用，哺乳动物血钙含量太低，会出现抽搐等症状。Fe是血红蛋白的重要成分。Mg是叶绿素的成分。十四：简单小结：构成细胞中主要化合物的基础是：C、H、O、N等化学元素。构成细胞生命大厦的基本框架是：糖类、脂类、蛋白质、核酸等有机化合物。生命活动的主要能源是：糖类和脂肪。十五、细胞膜成分：脂质（50%）、蛋白质（40%）、糖类（2%∽10%）（注意：细胞膜的功能越复杂，蛋白质的种类和数量就越多。）功能：①将细胞与外界环境分隔开。②控制物质进出细胞。（注意：细胞膜是一种选择透过性膜，这是细胞膜的生理特性，其特点是：A、水分子可以自由通过；B、细胞需要的离子和小分子也可以通过；C、细胞不需要的离子、小分子和大分子则不能通过。）③进行细胞间的信息交流。（如：激素与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞；相邻两个细胞间的细胞膜直接接触，实现信息交流，如精子与卵细胞间的识别与结合；高等植物细胞之间通过胞间连丝实现信息交流。）结构：可用流动镶嵌模型来描述：其要点是：磷脂双分子层构成膜的基本支架，具有一定的流动性（具有一定的流动性是细胞膜的结构特点）。蛋白质分子镶嵌在磷脂双分子层表面、或嵌入磷脂双分子层中或横跨整个磷脂双分子层。大多数蛋白质分子可以运动。物质跨膜运输：方式：自由扩散：物质从高浓度向低浓度方向运动，不需要载体蛋白和能量。如：水、O2、CO2、N2、苯、甘油、乙醇等。协助扩散：物质从高浓度向低浓度方向运动，需要载体蛋白，不需要能量。如：葡萄糖进入红细胞。主动运输：物质从低浓度向高浓度方向运动，需要载体蛋白，需要能量。如：各种离子进出细胞、葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞。十六：细胞壁成分：植物细胞——纤维素和果胶；细菌——肽聚糖功能：支持和保护十七：细胞器种类：1、线粒体：双层膜，细胞进行有氧呼吸的主要场所。内膜的某些部位向内腔折叠形成嵴，使内膜的表面积大大增加；与有氧呼吸有关的酶分布在内膜和基质中。2、叶绿体：双层膜，细胞进行光合作用的场所。基粒由类囊体堆叠而成，吸收光能的色素分布在类囊体的薄膜上。光反应在类囊体的薄膜上进行；暗反应在基质中进行。3、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，还与植物细胞壁的形成有关。4、内质网：单层膜，粗面内质网是核糖体附着的支架，滑面内质网与糖类和脂质的合成有关。5、液泡：单层膜，主要存在于植物细胞中，内有细胞液，含多种物质。可进行渗透作用，维持植物细胞紧张度。6、溶酶体：单层膜，内含多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病菌或病毒。7、中心体：无膜，由两个垂直排列的中心粒组成，中心粒在细胞分裂的间期复制。低等植物和动物细胞有中心体，与细胞分裂形成纺锤体有关。8、核糖体：无膜，把氨基酸合成蛋白质的场所，粗面内质网上附着的核糖体主要合成分泌蛋白。十八：细胞器之间的协调配合：（以分泌蛋白的合成和运输过程为例）核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜→细胞外核糖体：合成蛋白质（形成肽链）内质网：对肽链进行加工，形成具有一定空间结构的蛋白质高尔基体：对蛋白质进一步加工、包装，以囊泡形式运送到细胞膜细胞膜：以胞吐形式将蛋白质分泌到细胞外囊泡：由内质网和高尔基体形成，包裹着要运输的蛋白质移动。线粒体：供能。十九、细胞质基质：物质组成：水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸、酶等。功能：多种化学反应进行的场所，如有氧呼吸的第一阶段，无氧呼吸全过程。二十：细胞的生物膜系统：定义：细胞膜、核膜以及各种细胞器膜在结构和功能上都是紧密联系的统一整体，它们形成的结构体系，叫做细胞的生物膜系统。功能：细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性的作用。许多重要的化学反应都在生物膜上进行，这些化学反应需要酶的参与，广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点。细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内能够同时进行多种化学反应，而有会相互干扰，保证细胞生命活动高效、有序地进行。二一、细胞核：结构：核膜：双层膜染色质：由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。染色质易被碱性染料（如龙胆紫、醋酸洋红）染成深色。细胞有丝分裂前期，染色质高度螺旋化缩短变粗成为染色体；有丝分裂末期，染色体解螺旋成为染色质。因此，染色质和染色体是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态。核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。功能：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。二二、动植物细胞亚显微结构比较：共有结构：细胞膜、细胞质、细胞核、线粒体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体等。植物特有：细胞壁、叶绿体、液泡（注意：并不是所有的植物细胞都有叶绿体和液泡，如植物的根细胞就无叶绿体，根尖分生区细胞就无大液泡。）动物特有：中心体。简单总结：细胞既是生物体结构和功能的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位。二三：细胞吸水和失水：吸水条件：细胞质浓度>外界溶液浓度失水条件：细胞质浓度<外界溶液浓度动态平衡：细胞质浓度=外界溶液浓度构成渗透系统的两个必要条件：有半透膜半透膜两侧溶液具有浓度差成熟的植物细胞相当于一个渗透系统，是因为：原生质层相当于一层半透膜。细胞液具有一定的浓度。（专业术语：原生质层：细胞膜、液泡膜以及这两层膜之间的细胞质的统称。）物质跨膜运输的特点：可顺浓度梯度运输，也可逆浓度梯度运输。细胞对物质的运输具选择性（与细胞膜上载体的种类和数量有关）。选择透过性膜的特点：A、水分子可以自由通过；B、细胞需要的离子和小分子也可以通过；C、细胞不需要的离子、小分子和大分子则不能通过。注意：生物膜具有选择透过性，这是活细胞的一个重要特征。二四：酶酶的准确定义：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。酶的作用本质：显著降低化学反应所需的活化能。（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。）酶的特性：高效性专一性作用条件较温和影响酶活性的条件

1、温度：（请在以下空白区域内绘出酶活性受温度影响示意图，并对其进行准确的描述）2、酸碱度（pH）:（请在以下空白区域内绘出酶活性受pH影响示意图，并对其进行准确的描述）二五：ATP：中文名称：三磷酸腺苷结构简式：A-P∽P∽P(其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，∽代表高能磷酸键)注：Pi代表磷酸ATP与ADP的相互转化：合成酶合成酶水解酶反应式：ADP+Pi+能量ATP水解酶合成ATP所需的能量来自呼吸作用（绝大多数生物）和光合作用（绿色植物）。ATP水解释放的能量直接用于各种生命活动。如渗透能、电能、光能、机械能、化学能等等。也就是说，细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。吸能反应总是与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应总是与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通。二六：ATP的主要来源——细胞呼吸细胞呼吸：指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成CO2或其它产物，释放出能量并生成ATP的过程。细胞呼吸也称呼吸作用。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CO2和水，释放能量，生成许多ATP的过程。分三个阶段：第一阶段：1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，产生少量[H]，释放少量能量，在细胞质基质中进行。第二阶段：丙酮酸和水彻底分解成CO2和[H]，释放少量能量，在线粒体基质中进行。酶第三阶段：前两个阶段产生的[H]，经过一系列的反应，与氧结合生成水，释放大量能量，在线粒体内膜上进行。酶有氧呼吸总反应式：C6H12O6+6O2——→6CO2+6H2O+能量无氧呼吸：在无氧条件下，通过酶的作用，细胞把糖类等有机物分解成不彻底的氧化产物，同时释放少量能量的过程。酶无氧呼吸两种类型：酶1、产生酒精和CO2:C6H12O6——→2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量实例：苹果、水稻细胞等无氧呼吸酶2、产生乳酸：C6H12O6——→2C3H6O3（乳酸）+少量能量酶实例：动物细胞无氧呼吸；马铃薯块茎、玉米胚、甜菜块根无氧呼吸发酵：专指微生物的无氧呼吸细胞呼吸原理的应用：1、包扎伤口时，选用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”，这样透气性好，细胞呼吸正常，并能抑制厌氧菌的繁殖。2、土壤板结，空气不足，会影响植物根系生长，需要及时松土透气，以保证根系细胞的呼吸对氧气的需要。3、利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌以及发酵罐等，在控制通气的情况下，可以生产各种酒；利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌以及发酵罐，在控制通气的情况下，可以生产食醋或味精。这是利用各种不同微生物的呼吸类型和发酵各生产阶段对氧气的需要控制通气的情况，以生产各种产品。4、稻田需要定期排水，否则水稻幼根因缺氧而变黑、腐烂。定期排水是为了保证水稻根系细胞呼吸对氧气的需要，避免进行无氧呼吸产生酒精对细胞有毒害作用。5、破伤风由破伤风芽孢杆菌引起，这种病菌只能进行无氧呼吸，。皮肤受损伤口较深，或被生锈的铁钉扎伤后，病菌容易大量繁殖，需及时注射破伤风抗毒血清。因为在深部缺氧的条件下，破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖。6、剧烈运动会导致肌细胞因供氧不足而进行无氧呼吸，从而产生大量乳酸，使肌肉酸胀乏力。而慢跑则不会出现以上情况。二七：光合作用光合色素：四种1、叶绿素a：蓝绿色，主要吸收红光和蓝紫光2、叶绿素b：黄绿色，主要吸收红光和蓝紫光3、胡萝卜素：橙黄色，主要吸收蓝紫光4、叶黄素：黄色，主要吸收蓝紫光光合色素的分布：叶绿体中类囊体薄膜上。光合作用所必需的酶的分布：①类囊体上（光反应）②叶绿体基质中（暗反应）光合作用概念：指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和水转化成储存能量的有机物，并且释放出O2的过程。与光合作用有关的几个实验：恩格尔曼实验：证明：①O2是叶绿体释放出来的。②叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用，放出O2。萨克斯实验：证明光合作用的产物有淀粉。鲁宾、卡门实验：证明光合作用释放的O2来自水（同位素标记法）。光能卡尔文实验：探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，称卡尔文循环（同位素标记法）。光能叶绿体光合作用总反应式：CO2+H2O (CH2O）+O2叶绿体其中的(CH2O）表示糖类光合作用过程：光反应：需光，在类囊体薄膜上进行。光能有两方面的用途：①将水分解成氧和[H]，氧以氧气分子的形式释放出去，[H]被传递到叶绿体的基质中，作为活泼的还原剂，参与暗反应。②在有关酶的催化作用下，促成ADP与Pi发生化学反应，形成ATP。ATP则用于暗反应。2、暗反应：不需光，有光无光都可在叶绿体内的基质中进行。主要有两个过程：①CO2的固定：CO2+C5→2C3②C3的还原：C3→(CH2O）（需多种酶、ATP、[H]）影响光合作用强度的环境因素：1、空气中CO2浓度2、土壤中水分的多少3、光照的长短与强弱4、光的成分5、环境温度的高低6、┅┅二八、化能合成作用定义：自然界中少数种类的细菌，能够利用体外环境中某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用称化能合成作用。如硝化细菌，能将土壤中的氨（NH3）氧化成亚硝酸（HNO2），进而将亚硝酸（HNO2）氧化成硝酸（HNO3）。硝化细菌能够利用这两个化学反应释放出的化学能，将CO2和水合成为糖类，供硝化细菌维持自身的生命活动。注：自然界中，能将CO2和水合成为糖类的生物，称自养生物。自养生物在生态系统中属于生产者，如绿色植物、硝化细菌、蓝藻等。不能将CO2和水合成为糖类，只能利用环境中现成的有机物来维持自身生命活动的生物，称异养生物。异养生物在生态系统中属于消费者和分解者，如绝大多数动物、微生物。二九：细胞的增殖细胞不能无限长大的两个原因：细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞物质运输的效率就越低，即：细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。如果细胞太大，则细胞核的负担就会过重。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、无丝分裂和减数分裂。细胞增殖的意义：是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。有丝分裂过程：细胞周期：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，为一个细胞周期。1、分裂间期：时间长，大约占细胞周期的90%-95%，主要是完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。因为分裂间期占的时间长，所以在观察细胞有丝分裂的实验中，会在显微镜的视野中发现处于分裂间期的细胞数目最多。2、分裂期：是一个连续的过程，可人为地分成四个时期：前期：①核膜逐渐消失；②核仁逐渐解体；③从细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体；④染色质螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体。中期：染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上（赤道板是一个实际上并不存在的假想的平面，而细胞板是确实存在的。）。中期的染色体形态比较稳定，数目比较清晰，便于观察和计数。后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，由纺锤丝牵引着分别向细胞两极移动。末期：①染色体变为染色质丝；②纺锤丝逐渐消失；③新的核膜和核仁出现；④细胞板出现并形成新的细胞壁（与高尔基体有关）。动植物细胞有丝分裂过程的比较：相同点：核膜、核仁的变化相同（前期消失，末期出现）。②染色体（质）的行为变化和数量变化相同（行为变化：间期复制；前期螺旋化缩短变粗；中期着丝点排列在赤道板上；后期着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，由纺锤丝牵引着分别向细胞两极移动；末期染色体变为染色质丝。数量变化：间期染色体复制，DNA含量增加一倍，但染色体数量并不加倍！后期着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，即细胞中染色体数目暂时加倍；末期染色体的数目又恢复到间期时的数目。）不同点：①植物细胞有丝分裂前期由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体，动物细胞有丝分裂前期由两组中心粒发出星射线形成纺锤体（中心粒在间期倍增，成为两组）。植物细胞有丝分裂末期细胞中部形成细胞板扩展形成细胞壁，动物细胞有丝分裂末期细胞膜从中部向内凹陷把细胞缢裂成两个子细胞。有丝分裂的意义：（默写！）亲代细胞的染色体（DNA）经过复制之后，精确地平均分配到两个子细胞中，使细胞在亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。有丝分裂过程中染色体、染色单体和DNA的数量变化规律（自己设计表格填写）减数分裂过程中染色体、染色单体和DNA的数量变化规律（自己设计表格填写）根据以上表格中的内容，分别绘出有丝分裂和减数分裂过程中染色体和DNA的数量变化规律图（曲线图或直方图）无丝分裂：过程：细胞核先延长，核中部向内凹进，缢裂成为两个细胞核，然后整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。实例：蛙的红细胞。注意：①无丝分裂过程中无染色体和纺锤丝出现。②无丝分裂前DNA也要复制，但不能保证母细胞中的遗传物质平均分配到两个子细胞中。三十、细胞分化概念：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，叫做细胞分化。特点：是一种持久性的变化，一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。（注意：离体的已经分化的植物细胞在特定激素的诱导下，可发生脱分化过程，形成愈伤组织）意义：①是生物个体发育的基础。②使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。实质：基因的选择性表达。（注：一个个体中的不同体细胞所具有的遗传信息是完全相同的，因为它们都是由同一个受精卵经过有丝分裂而来。但在个体发育的过程中，不同细胞中遗传信息的执行情况是不同的，所以才出现细胞的分化。）三一、细胞的全能性概念：是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。应用：①用植物组织培养技术，快速繁殖花卉和蔬菜等作物。②用植物组织培养技术，拯救珍稀濒危物种。③与基因工程相结合，培育作物新类型。注：已经分化的动物体细胞的细胞核是具有全能性的，但目前还不能将单个已分化的动物体细胞培养成新的个体。干细胞：指动物和人体内保留着的少数具有分裂和分化能力的细胞。如骨髓中的造血干细胞，可增殖分化为红细胞、白细胞和血小板。三二、细胞的衰老个体衰老与细胞衰老的关系：对单细胞生物体来说，细胞的衰老和死亡就是个体的衰老和死亡。对多细胞生物体来说，细胞总是在不断地更新着，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。总体上看，个休衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。细胞衰老的特征：细胞内水分减少（结果：①细胞萎缩；②体积变小；③新陈代谢速率减慢）细胞内多种酶的活性降低。（例：人体头发基部的黑色素细胞衰老，细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，头发变白。）各种色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递，影响细胞正常的生理功能。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。细胞衰老原因的两种假说：自由基学说端粒学说三三、细胞的凋亡概念：由基因决定的细胞自动结束生命的过程。细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，也称细胞编程性死亡。意义：对于①多细胞生物完成正常发育，②维持内部环境的稳定，③抵御各种因素的干扰都起着非常关键的作用。实例：①人胚胎发育时期尾的自动消失；②人胚胎发育时期五个手指的自然成形；③蝌蚪尾的消失；④细胞的自然更新；⑤被病原体感染的细胞的清除。三四、细胞的癌变癌细胞的定义：细胞受到致癌因子的作用，细胞中的遗传物质发生变化，变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就称癌细胞。癌细胞的特征：在适宜条件下可无限增殖。形态结构发生显著变化。癌细胞表面发生变化。（细胞膜上糖蛋白等物质减少，使癌细胞之间的黏着性降低，易在体内分散和转移。）常见致癌因子：物理致癌因子：辐射（如紫外线、X射线）化学致癌因子：某些无机化合物和有机化合物。病毒致癌因子：致癌病毒（致癌机理：含病毒癌基因以及与致癌有关的核酸序列。病毒通过感染人的细胞后，将其基因组整合进人的基因组中，从而诱发人的细胞癌变，如Rous肉瘤病毒。）细胞癌变的原因：致癌因子损伤细胞中的DNA分子，使原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。（注：原癌基因：调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。抑癌基因：阻止细胞不正常的增殖。）科学防癌：不食或少食发霉的、熏制的、烤焦的以及高脂肪的食品；多食动物肝脏（含维生素A），蔬菜水果（含维生素Ｃ、胡萝卜素和纤维素）常喝绿茶（含多元酚）不抽烟，不酗酒。经常保持乐观的心态。必修二基因分离定律（孟德尔第一定律）孟德尔用豌豆做遗传实验容易成功的原因：豌豆是自花传粉、闭花受粉植物，所以在自然状态下一般都是纯种。豌豆有易于区分的性状。几个重要概念：相对性状：一种生物同一种性状的不同表现类型，叫做相对性状。如高度（同一种性状）有高和矮（不同的表现类型）之分。②性状分离：在杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象。③测交：让一未知基因型的个体与隐性纯合子杂交的实验，称测交实验。通过测交实验可推知该个体的基因型。④等位基因：位于同源染色体的相同位置，控制相对性状的基因，称等位基因。如A和a孟德尔对分离现象的解释（4个要点）生物的性状由遗传因子决定。体细胞中遗传因子成对存在。生物体形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。配子中只含每对遗传因子中的一个。受精时，雌雄配子的结合是随机的。分离定律（孟德尔第一定律）：在生物的体细胞中，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，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。填写基因分离定律中亲本的6种组合类型及其后代的基因型、表现型和比例基因自由组合定律（孟德尔第二定律）孟德尔对自由组合现象的解释（2个要点）F1产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合。受精时，雌雄配子的结合是随机的。教材中自由组合定律实验结果的某些规律：（F2代）9种基因型（纯合子4种：YYRR、YYrr、yyRR、yyrr；单杂合4种：YyRR、Yyrr、YYRr、yyRr；双杂合1种：YyRr）4种表现型：比例为9（双显性）：3（一显一隐）：3（一隐一显）：1（双隐性）纯合子4种，各占1/16，共占4/16；单杂合4种，各占2/16，共占8/16；双杂合1种，占4/16。自由组合定律（孟德尔第二定律）：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。孟德尔获得成功的原因：（5点）科学地选用了豌豆作实验材料。采用了正确的研究方法（从一对相对性状到多对相对性状）。设计了科学的实验程序。用统计学方法对实验结果进行分析。⑤严谨求实的科研态度。减数分裂几个重要概念：①减数分裂：是进行有性生殖的生物在产生成熟生殖细胞时，进行的染色体数目减半的细胞分裂。在此过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次。其结果是，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。②同源染色体：形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方，在减数第一次分裂前期能联会的染色体。③联会：在减数第一次分裂前期同源染色体两两配对的现象。四分体：联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体。交叉互换：在减数第一次分裂前期四分体中的非姐妹染色单体之间发生缠绕，并交换一部分片段的现象。减数第一分裂的主要特征：（3个要点）同源染色体配对——联会。四分体中的非姐妹染色单体发生交叉互换。同源染色体分离，分别移向细胞两极。（注意：着丝点不分裂！！）减数第二分裂的主要特征：（2个要点）染色体不再复制，着丝点分裂。姐妹染色单体分开，分别移向细胞的两极。（注意：①减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数第一次分裂。②一个精原细胞经过减数分裂形成4个精细胞，其基因型两两相同；而一个卵原细胞经过减数分裂只形成1个卵细胞，还有3个极体；③精细胞变形成为精子的过程不属于减数分裂。）受精作用概念：是卵细胞和精子相互识别，融合成为受精卵的过程。（细胞识别与细胞膜上的糖蛋白有密切关系。）受精卵中的染色体一半来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）；而细胞质几乎全部来自卵细胞（母方）。同一双亲的后代呈现多样性的原因：（2个要点）减数分裂形成的配子，染色体组成具有多样性，导致不同配子遗传物质的差异。受精过程中卵细胞和精子结合具有随机性。减数分裂和受精作用的意义：对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。萨顿的假说内容：基因是由染色体携带着从亲代传递给子代的。也就是说，基因在染色体上。依据：基因和染色体行为存在着明显的平行关系。具体表现为：基因在杂交过程中保持完整性和独立性。染色体在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构。在体细胞中基因成对存在，染色体也是成对的。在配子中成对的基因只有一个，同样，成对的染色体也只有一条。体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方。同源染色体也是如此。非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合的。基因位于染色体上的实验证据：摩尔根的果蝇杂交实验。以后研究实验证明：基因在染色体上呈线性排列。孟德尔遗传规律的现代解释：基因分离定律的实质是：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。伴性遗传概念：位于性染色体上的基因，在遗传上总是与性别相关联，这种现象叫做伴性遗传。实例：①红绿色盲（伴X染色体隐性遗传）；②抗维生素D佝偻病（伴X染色体显性遗传）；③血友病（伴X染色体隐性遗传）；④果蝇眼色的遗传生物性别决定类型：XY型性别决定：雄性：XY；雌性：XX。如人类、大多数生物的性别决定。ZW型性别决定：雄性：ZZ；雌性：ZW。如鸟类的性别决定。七、DNA是主要的遗传物质证据1：格里菲思肺炎双球菌的转化实验证明：S型细菌中一定含有某种物质，能将无毒的R型细菌转化为有毒的S型细菌（其实质为DNA重组）。证据2：艾弗里肺炎双球菌的转化实验证明：DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。证据3：T2噬菌体侵染细菌的实验证明：DNA才是真正的遗传物质。相关必记知识：T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质（氨基酸、核苷酸等）来合成自身的组成成分，进行大量增殖。培养含放射性同位素标记的噬菌体的方法：第一步：配制含放射性同位素的细菌液体培养基；第二步：在液体培养基中培养大肠杆菌；第三步：用上述大肠杆菌培养噬菌体。噬菌体侵染细菌的几个主要阶段：吸附→注入→合成→组装→释放。噬菌体侵染细菌时，只有噬菌体的DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面，不起作用。最后结论：遗传物质除了DNA以外，还有RNA。只含DNA的生物，遗传物质是DNA；既含DNA又含RNA的生物，遗传物质还是DNA；只含RNA的生物，遗传物质是RNA（如烟草花叶病毒、HIV、SARS等）。科学实验证明：绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。八、DNA的分子结构DNA双螺旋结构模型的构建者：美国生物学家沃森和英国物理学家克里克。DNA双螺旋结构的主要特点：DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。（专业术语：碱基互补配对原则）九、DNA的复制概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。时间：①细胞有丝分裂间期；②减数第一次分裂间期；③无丝分裂条件：①原料（细胞中游离的4种脱氧核苷酸）、②模板（DNA分子的两条母链）、③能量（ATP水解）、④酶（解旋酶、DNA聚合酶等）。过程：解旋→配对→聚合特点：①边解旋边复制；②半保留复制意义：将遗传信息从亲代传给子代，保持遗传信息的连续性。（注意：基因突变最容易发生在DNA分子复制的过程中！）十、基因是有遗传效应的DNA片段必记知识：一个DNA分子上有许多基因，每一个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应。DNA分子中蕴含了大量的遗传信息（由四种碱基的排列顺序决定）。DNA中碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。碱基特定的排列顺序，构成了每一个DNA分子的特异性。DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。（结论性语句）基因是有遗传效应的DNA片段。（结论性语句）十一、基因指导蛋白质的合成遗传信息的转录：定义：在细胞核中以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。转录的结果：得到三种RNA：①信使RNA（mRNA）、②转运RNA（tRNA）、③核糖体RNA（rRNA）。条件：原料（细胞中游离的4种核糖核苷酸）、②模板（DNA分子的一条链）、③能量（ATP水解）、④酶（解旋酶、RNA聚合酶等）。遗传信息的翻译：定义：在细胞质中各种氨基酸以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。密码子：指mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基（但终止密码不决定任何氨基酸）。反密码子：指tRNA一端能与mRNA上的密码子互补配对的3个碱基。密码子、氨基酸、tRNA之间的某些关系：除终止密码以外，一个密码子只能决定一种氨基酸；起始密码决定甲硫氨酸或缬氨酸。除色氨酸（UGG）外，其它氨基酸都有两到多个密码子。密码子共有64个，其中终止密码有3个，决定氨基酸的密码有61个。一种tRNA只能搬运一种氨基酸，但一种氨基酸可由两到多种tRNA搬运（色氨酸除外）。由③④可知，tRNA应有61种。十二、基因对性状的控制请画出完整的中心法则图解（遗传信息的流向）两个重要结论性语句：默写！！！基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。！！！！基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。！！！！说明：基因与性状的关系并不都是简单的线性关系，生物体的很多性状都是由多个基因共同决定的。环境对生物体的性状表现也有一定的影响。基因与基因，基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。十三、基因突变和基因重组基因突变的定义：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。 注意：基因突变若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代。若发生在体细胞中，一般不能遗传；但有些植物的体细胞发生基因突变，可通过无性繁殖传递。人体某些体细胞基因的突变，可能发展为癌细胞。基因突变的原因：物理因素：紫外线、X射线及其它辐射能损伤细胞内的DNA。化学因素：亚硝酸、碱基类似物等能改变核酸的碱基。生物因素：某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA等。自发产生：DNA分子复制偶尔发生错误、DNA的碱基组成发生改变等。基因突变的特点：普遍性：表现：低等生物、高等生物、人类都会由于基因突变而引起生物性状的改变。实例：棉花的短果枝，水稻的矮杆，牛犊的白色皮毛，果蝇的白眼，鸡的卷羽，人的红绿色盲、白化病等。随机性：表现：A、基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期；B、基因突变可以发生在细胞内的不同DNA分子上。不定向性：表现：A、一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基因；B、基因突变的方向与环境没有明确的因果关系。低频性：在自然状态下，基因突变的频率是很低的。基因突变的意义：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。基因重组的定义：是指在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。基因重组的发生时期：减数第一次分裂的四分体时期（减I前期），同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换，导致染色单体上的基因重组。减数第一次分裂的后期，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因也自由组合，从而发生基因重组。基因工程中人为地进行基因重组。注意：雌雄配子结合形成受精卵的过程没有发生基因重组！！！基因重组的意义： 是生物变异的来源之一，对生物进化具有重要意义。十四、染色体变异注意：基因突变在光学显微镜下是无法直接观察到的，而染色体变异是可以用显微镜直接观察者到的。染色体变异的类型：染色体结构的变异（实例：猫叫综合征）染色体数目的变异（实例：21三体综合征、三倍体无子西瓜）染色体结构的变异的类型：缺失：染色体某一片段缺失引起变异。例：果蝇缺刻翅的形成。重复：染色体中增加某一片段引起变异。例：果蝇棒状眼的形成。易位：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异。倒位：染色体中某一片段位置颠倒引起变异。染色体结构的变异的结果： 使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。染色体数目的变异的类型：细胞内个别染色体增加或减少；细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。几个重要概念的比较：①染色体组：默写！！！ 细胞中的一组非同源染色体，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，这样的一组染色体，称一个染色体组。②二倍体： 由受精卵以育成的个体，体细胞中含有两个染色体组的，称二倍体。③三倍体：由受精卵以育成的个体，体细胞中含有三个染色体组的，称三倍体。④四倍体：由受精卵以育成的个体，体细胞中含有四个染色体组的，称四倍体。多倍体：由受精卵以育成的个体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的，称多倍体。单倍体：默写！！！体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，称单倍体。以下生物个体一定是单倍体：A：由花药（花粉）直接发育成的个体；B：由未受精的卵细胞直接发育成的个体。单倍体植物的特点：长得弱小，高度不育。单倍体育种的优点：能明显缩短育种年限。多倍体在植物中很常见，在动物中极少见。多倍体植物的特点：茎秆粗壮，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。但结实率低，发育延迟。人工诱导多倍体的方法：低温处理用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。其原理是：当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺缍体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。（注意：着丝点的分裂不是纺缍丝牵引的结果！！）十五、人类遗传病人类遗传病的定义：由于遗传物质改变而引起的人类疾病。人类遗传病的分类：单基因遗传病：受一对等位基因控制的遗传病。分为：A：常染色体显性遗传病：如多指、并指、软骨发育不全、等。B：常染色体隐性遗传病：如白化病、先天性聋哑、苯丙酮尿症、镰刀型细胞贫血症等。C：伴X染色体显性遗传病：如抗维生素D佝偻病等。D：伴X染色体隐性遗传病：如红绿色盲、血友病等。 ②多基因遗传病：受两对以上的等位基因控制的遗传病：如原发性高血压、冠心病、哮喘病和青少年型糖尿病等。其特点是在群体中发病率比较高。 ③染色体异常遗传病：由染色体异常引起的遗传病。如21三体综合征。人类遗传病的监测和预防：遗传咨询内容和步骤：四步产前诊断：如羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查、基因诊断等。十六、基因工程及其应用基因工程定义： 基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。。即按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。基因工程操作工具：基因的“剪刀”：限制性核酸内切酶（限制酶）基因的“针线”：DNA连接酶基因的运载体：质粒、噬菌体、动植物病毒等基因工程的操作步骤：提取目的基因目的基因与运载体结合将目的基因导入受体细胞目的基因的表达与检测十七、现代生物进化理论的由来达尔文自然选择学说的主要内容：过度繁殖生存斗争遗传和变异适者生存达尔文自然选择学说的意义： 使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上了科学的轨道。它揭示了生命现象的统一性是由于所有的生物都有共同的祖先，生物的多样性是进化的结果；生物界千差万别的种类之间有一定的内在联系，从而大大促进了生物学各个分支学科的发展，为辩证唯物主义世界观提供了有力的武器。达尔文自然选择学说的局限性：对于遗传和变异的本质不能做出科学的解释。对生物进化的解释只局限于个体水平。强调物种的形成都是渐变的结果，不能很好地解释物种大爆发等现象。十八、现代生物进化理论的主要内容种群是生物进化的基本单位。突变和基因重组产生进化的原材料。自然选择决定生物进化的方向。隔离是物种形成的必要条件。共同进化导致生物多样性的形成。补充： 生物进化的实质是种群基因频率的改变。 种群是指生活在一定区域的同种生物的全部个体。 一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库。 自然种群基因频率不发生改变的五个基本条件：种群非常大。种群所有雌雄个体间都能自由交配并产生后代。没有迁入和迁出。没有自然选择。没有基因突变。可遗传的变异是生物进化的原材料。如果没有可遗传的变异，生物就不可能进化。可遗传的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异。其中基因突变和染色体变异统称为突变。突变和基因重组都是随机的、不定向的，不能决定生物进化的方向。五个重要概念：①物种：是指能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。②隔离：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。③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，使得种群间不能发生基因交流的现象。④生殖隔离：不同物种之间不能相互交配或交配后不能产生可育后代的现象。⑤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。生物多样性主要包括三个层次的内容：基因多样性（遗传多样性）、物种多样性和生态系统多样性。必修三细胞生活的环境体液包括细胞内液和细胞外液（血浆、组织液和淋巴），细胞外液也称内环境。血浆是血细胞直接生活的液体环境。组织液是人体内绝大多数细胞（通称组织细胞）直接生活的液体环境。淋巴是淋巴细胞、吞噬细胞直接生活的液体环境。细胞外液有一定的渗透压和酸碱度。溶液浓度越高，渗透压也越高。血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关。37℃时，人的血浆渗透压相当于细胞内液的渗透压。★结论性语句：内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。内环境稳态的重要性稳态的定义：正常机体通过调节作用，使各器官、系统协调活动，共同维持内环境相对稳定状态，。维持稳态的主要调节机制：神经—体液—免疫调节网络。内环境稳态的重要意义：机体进行正常生命活动的必要条件。三、通过神经系统的调节★★几个重要概念：反射：神经调节的基本方式。它是指在中枢神经系统的参与下，动物体或人体对内外环境的变化作出的规律性应答。其结构基础是反射弧。反射弧：完成反射的结构基础，通常由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、和效应器五部分组成。效应器：指传出神经末稍和它所支配的肌肉或腺体等。兴奋：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。神经冲动：兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的，这种电信号叫神经冲动。静息电位：内负外正动作电位：内正外负兴奋在神经纤维上的传导是双向的。神经冲动在神经纤维上的传导方向膜内电荷移动方向一致。兴奋在神经元之间的传递是单向的。这是因为神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中，只能由突触前膜释放，作用于突触后膜，引起另一个神经元兴奋或抑制。神经系统的分级调节：中枢神经系统包括脑和脊髓。脑包括大脑、小脑和脑干，是高级神经中枢。脊髓是低级神经中枢，受脑的控制。下丘脑是脑干的组成部分，内有体温调节中枢、水平衡调节中枢、生物钟等。脑干内有呼吸中枢、心跳中枢等。大脑有调节机体活动的最高级中枢，如语言中枢等。小脑内有维持身体平衡的中枢。脊髓是调节躯体运动的低级中枢。通过激素的调节★★人体主要内分泌腺及其分泌的激素： 下丘脑：促甲状腺激素释放激素：作用于垂体，控制垂体分泌促甲状腺激素。 垂体：分泌生长激素、促甲状腺激素（作用于甲状腺，控制甲状腺分泌甲状腺激素）等。 肾上腺：分泌肾上腺素。 卵巢：分泌雌性激素（如雌激素、孕激素等）。 睾丸：分泌雄性激素。 甲状腺：分泌甲状腺激素（含碘）。 胸腺：分泌胸腺激素等。 胰腺：其中的胰岛（内分泌部）分泌胰岛素（胰岛B细胞）和胰高血糖素（胰岛A细胞）。外分泌部分泌胰液（消化液）。★★几种重要激素的主要作用：自己一定要动手写一遍！！甲状腺激素：促进新陈代谢，促进生长发育，加速体内物质氧化分解，提高神经系统的兴奋性。肾上腺素：增强心脏活动，使血管收缩，血压上升，促进糖元分解，使血糖升高。胰高血糖素：加速肝糖元分解，使血糖浓度升高。胰岛素：促进血糖合成糖元，加速血糖分解，降低血糖浓度。血糖的三个来源：由食物中的糖类消化、吸收而来。由肝糖原水解而来。由脂肪等非糖物质转化而来。血糖的三个去向：氧化分解变成CO2和水，同时释放能量。合成肝糖原、肌糖原。转化为脂肪、某些氨基酸等。正常人的血糖浓度为0.8─1.2g/L。与血糖平衡的调节最密切的激素是胰岛素、胰高血糖素和肾上腺素。胰岛素是血糖平衡的调节中唯一能降血糖的激素，胰高血糖素和肾上腺素能使血糖浓度升高。血糖平衡的调节是一种神经—体液调节。反馈调节：在一个系统中，系统本身工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，这种调节方称反馈调节。它是生命系统中非常普遍的调节机制，对于机体维持稳态具有重要意义。★★激素调节的特点：微量和高效通过体液运输作用于靶器官、靶细胞★★激素的特点：种类多，量极微，不组成细胞结构，不提供能量，不起催化作用，只是使靶细胞原有的生理活动发生变化。神经调节和体液调节的关系一方面，不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节，在这种情况下，体液调节可以看做神经调节的一个环节。另一方面，内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。第三，两者都是机体调节生命活动的基本形式，两者共同协调，相辅相承。免疫调节免疫系统的组成：免疫器官（包括扁桃体、淋巴结、胸腺、脾、骨髓）免疫细胞（包括吞噬细胞和淋巴细胞）淋巴细胞位于淋巴液、血液和淋巴结中，可分为T细胞和B细胞两种，两者都由骨髓中的造血干细胞分化而来。T细胞迁移到胸腺中成熟，B细胞在骨髓中成熟。免疫活性物质：如抗体、淋巴因子、溶菌酶等。免疫系统的防卫功能： 第一道防线：皮肤和黏膜 第二道防线：体液中的杀菌物质（如溶菌酶）和吞噬细胞。 第三道防线：由免疫器官和免疫细胞借助血液循环和淋巴循环组成。 前两道防线没有特异性，叫做非特异性免疫。★★与免疫有关的细胞及其作用：吞噬细胞：来源于造血干细胞，可识别、处理、呈递抗原，吞噬抗体—抗原复合体。T细胞：来源于造血干细胞，在胸腺中发育成熟，能识别、呈递抗原，分化成效应T细胞和记忆细胞。B细胞：来源于造血干细胞，在骨髓中发育成熟，能识别抗原，分化成效应B细胞（浆细胞）和记忆细胞。效应T细胞：来源于T细胞或记忆细胞，能分泌淋巴因子，与靶细胞结合发挥免疫效应。效应B细胞（浆细胞）：来源于B细胞或记忆细胞，能分泌抗体。记忆细胞：来源于T细胞或B细胞，过敏反应概念：已产生免疫的机体，在再次接受相同的抗原时所发生的组织损伤或功能紊乱。特点：发作迅速，反应强烈，消退较快，有明显的遗传倾向和个体差异。免疫系统的监控和清除功能： 是指监控并清除体内已经衰老或因其它因素而被破坏的细胞，以及癌变的细胞。植物的激素调节：植物向光性的解释：是由于生长素分布不均匀造成的，单侧光照射后，胚芽鞘背光一侧的生长素多于向光一侧，因而引起两侧的生长不均匀，背光一侧生长快，向光一侧生长慢，从而造成向光弯曲。 生长素的产生：幼嫩的芽、叶和发育着的种子。由色氨酸经过一系列反应转变成生长素。 生长素的运输：在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端，而不能反过来运输，称为极性运输，是一个主动运输的过程。在成熟组织中，生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。生长素的分布：相对集中在生长旺盛的部分，如胚芽鞘、芽、根顶端的分生组织、形成层、发育中的果实和种子等处。生长素的生理作用：促进生长促进子房发育成果实促进扦插的枝条生根生长素的作用特点：两重性：既能促进生长，也能抑制生长；既能促进发芽，也能抑制发芽；既能防止落花落果，也能疏花疏果。一般情况下，生长素在浓度较低时促进生长，在浓度过高时会抑制生长，甚至杀死植物。动植物激素的作用方式：不直接参与细胞代谢，而是给细胞传达一种调节代谢的信息。其它植物激素及其作用：赤霉素：合成部位：末成熟的种子、幼根、幼芽。主要作用：促进细胞伸长；促进种子萌发；促进果实发育细胞分裂素：合成部位：根尖主要作用：促进细胞分裂。脱落酸：合成部位：根冠、萎蔫的叶片。分布部位：将要脱落的器官和组织中含量多。主要作用：抑制细胞分裂，促进叶和果实的衰老和脱落。乙烯：合成部位：植物的各个部位。主要作用：促进果实成熟。常识：在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激素相互作用共同调节。植物的生长发育过程，在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。种群的特征：种群密度：种群最基本的数量特征。其调查常用的方法有样方法和标志重捕法。出生率和死亡率迁入率和迁出率年龄组成和性别比例（年龄组成有增长型、稳定型和衰退型三种。）种群数量的变化：种群增长的“J”型曲线计算公式：Nt=N0入t其中：N0：该种群的起始数量；t：时间；Nt：t年后该种群的数量；入：该种群数量是一年前种群数量的倍数。种群增长的“S”型曲线专业术语：环境容纳量：在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量（又称K值）。研究种群的变化规律以及影响种群变化的因素，对于有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用，以及濒危动物种群的拯救和恢复，都有着重要意义。群落的结构群落：同一时间内聚焦在一定区域中各种生物种群的集合，称群落。群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。群落中物种数目的多少称为丰富度。其统计方法通常有两种：记名计算法和目测估计法。群落的种间关系包括竞争、捕食、互利共生和寄生等。群落的空间结构包括垂直结构和水平结构。群落的演替演替：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。演替类型：初生演替：是指在一个从来没有被植被覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但被彻底消灭了的地方发生的演替。例：裸岩、沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。发生在裸岩上的演替过程：裸岩阶段→地衣阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段。次生演替：是指原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体（如能发芽的地下茎）的地方发生的演替。例：火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。 注意：人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。十一、生态系统的结构生态系统：由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。地球上最大的生态系统——生物圈生态系统的组成成分及作用：非生物的物质和能量：包括阳光、热能、水、空气、无机盐等生产者：自养生物，如绿色植物、光合细菌、化能合成细菌等，是生态系统的基石。消费者：异养生物，动物、营寄生生活的微生物。消费者的存在能够加快生态系统的物质循环，消费者对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用。分解者：异养生物，主要是指营腐生生活的细菌和真菌。能将动植物遗体和动物的排泄物分解成无机物。错综复杂的食物网是生态系统保持相对稳定的重要条件。一般认为，食物网越复杂，生态系统的抵抗力稳定性就越强。食物链和食物网是生态系统的营养结构，生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的。十二、生态系统的能量流动生态系统的能量流动是指：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。流经生态系统的总能量是指该生态系统的生产者固定下来的全部太阳能。生态系统中能量流动的特点：单向流动逐级递减生态系统中能量传递效率：10%～20%★★研究能量流动的意义：背诵！！！可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。可以帮助人们合理地调节生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。十三、生态系统的物质循环生态系统的物质循环：是指组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。这里的生态系统是指地球上最大的生态系统——生物圈。其中的物质循环具有全球性，因此又叫生物地球化学循环。能量流动和物质循环的关系：二者同时进行，彼此相互依存，不可分割。具体表现：1、物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动。2、能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返。生态系统中的各种组成成分，正是通过能量流动和物质循环，才能够紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。能量流动和物质循环是生态系统的主要功能。十四、生态系统的信息传递意义：=1\*GB3①生命活动的正常进行，离不开信息的作用；②生物种群的繁衍，离不开信息的传递；=3\*GB3③信息能调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。信息传递在农业生产中的应用：提高农产品或畜产品的产量；对有害动物进行控制。十五、生态系统的稳定性概念：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，叫做生态系统的稳定性。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。抵抗力稳定性：是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状（不受损害）的能力。恢复力稳定性：是指生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高（但其恢复力稳定性就越低）。提高生态系统的稳定性的措施：控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的自我调节能力。对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质和能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。十六、全球性生态环境问题全球性生态环境问题主要包括：全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、酸雨、土地荒漠化、海洋污染和生物多样性锐减等。生物多样性的构成：生物圈内所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性。生物多样性的价值：潜在价值：目前人类尚不清楚的应用价值。间接价值：指生态系统的重要调节功能（也叫生态功能）。直接价值：如食用、药用、工业原料、旅游观赏、科学研究、文学艺术创作等方面的价值。注意：生物多样性的间接价值明显大于它的直接价值。保护生物多样性的措施：就地保护：建立自然保护区以及风景名胜区（生物多样性最有效的保护）。易地保护：建立动物园、植物园以及濒危动植物繁育中心。其它措施：建立精子库、种子库、利用生物技术对濒危物种的基因进行保护、人工授精、组织培养、胚胎移植等。保护生物多样性应注意的问题：关键是要协调好人与生态环境的关系；加强立法、执法和宣传教育；反对盲目地、掠夺式地开发利用，而不是说禁止开发和利用（合理利用就是最好的保护）。可持续发展的含义： “在不牺牲未来几代人需要的情况下，满足我们这代人的需要，”它追求的是自然、经济、社会的持久而协调的发展。选修三专题1

基因工程（一）基因工程又叫基因拼接技术或DNA重组技术。原理是基因重组，操作水平是分子水平。优点：打破物种界限；定向地改造生物的遗传性状。（二）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要从原核生物中分离纯化出来。（2）功能：使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开（3）特点具有专一（特异）性。（4）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。2.“分子缝合针”——DNA连接酶（1）两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较：①相同点：都缝合磷酸二酯键。②区别：E·coliDNA连接酶只能连接黏性末端；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。（2）与DNA聚合酶作用的异同：DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸加到已有的脱氧核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。3.“分子运输车”——载体（1）载体具备的条件：①能够稳定保存并复制；②有一至多个限制酶酶切位点③含有标记基因，便于筛选。④对受体细胞无害。（2）最常用的载体是质粒，化学本质是DNA分子。（3）其它载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒（三）基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取1.目的基因主要是指编码蛋白质的结构基因。2.基因文库包括基因组文库和cDNA文库。二者的区别：文库类型文库大小基因中是否有启动子基因中是否有内含子基因多少物种间基因交流cDNA文库小无无某种生物的部分基因可以基因组文库大有有某种生物的全部基因部分基因可以3.人工合成目的基因的两个条件：基因比较小；核苷酸序列已知。4.PCR技术扩增目的基因（1）PCR是多聚酶链式反应的缩写，原理DNA双链复制。（2）过程：第一步变性：加热至90～95℃，DNA解链，不需要解旋酶；第二步复性：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链。变性和复性利用了DNA的热变性原理；第三步延伸：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。第二步：基因表达载体的构建基因表达载体的组成：除了目的基因外，还必须有启动子、终止子、标记基因等。启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位。标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。第三步：将目的基因导入受体细胞常用的导入方法：将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射法。此方法的受体细胞多是受精卵。将目的基因导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少，最常用的原核细胞是大肠杆菌，其转化方法是：先用Ca2+处理细胞，使其成为感受态细胞，再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。第四步：目的基因的检测和鉴定1.首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子杂交技术。2.其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是分子杂交技术。3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原－抗体杂交。4.有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如：转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。（四）基因工程的应用1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。2.动物基因工程：3.基因治疗是把正常基因导入病人的体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗的目的，这是治疗遗传病最有效的手段。（五）蛋白质工程的概念：基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质，蛋白质工程师在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。基本途径是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的脱氧核苷酸序列。专题2细胞工程（一）植物细胞工程1.植物组织培养技术（1）原理：植物细胞的全能性（2）过程：离体的植物器官、组织或细胞脱分化愈伤组织再分化植物体常用的植物激素生长素和细胞分裂素。（3）用途：微型繁殖、作物脱毒（选材应该选择茎尖组织）、制造人工种子、单倍体育种（最大的优点是明显缩短育种年限，得到的全为纯种）、筛选突变体、细胞产物的工厂化生产。2.植物体细胞杂交技术（1）原理：细胞膜的流动性、植物细胞的全能性（2）过程：去壁的方法：酶解法；诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电激等。化学法是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。（3）意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。（二）动物细胞工程动物细胞工程中常用的技术手段有动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等，其中，动物细胞培养是其他技术的基础。1.动物细胞培养（1）流程：取动物组织块→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。（2）悬液中分散的细胞很快就贴服在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。（3）动物细胞培养需要满足以下条件①无菌、无毒的环境：培养液应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。②营养：培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐等。通常需加血清、血浆等天然成分。③温度和PH：适宜温度：哺乳动物多是36.5℃＋0.5℃；pH：7.2～7.4。④气体环境：（4）动物细胞培养技术的应用：制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物