高三生物重点知识讲义与习题解析

高三生物重点知识讲义与习题解析同学们，高三生物的复习，重在梳理知识脉络，强化核心概念，并能灵活运用所学解决实际问题。这份讲义力求突出重点，结合典型例题，希望能为大家的复习提供一些帮助。一、细胞的分子基础与基本结构生命活动的基本单位是细胞，对细胞的深入理解是学好生物学的基础。（一）细胞的分子组成1.蛋白质的结构与功能：蛋白质是生命活动的主要承担者。其基本组成单位是氨基酸，约有二十种。氨基酸通过脱水缩合形成肽链，肽链再经盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质。蛋白质的结构多样性决定了其功能的多样性，如催化（酶）、运输（载体蛋白、血红蛋白）、调节（胰岛素）、免疫（抗体）、结构（胶原蛋白）等。*易错点：区分氨基酸的结构通式、肽键的形成过程、蛋白质变性（空间结构破坏，肽键未断裂）与水解（肽键断裂）。2.核酸的结构与功能：核酸是遗传信息的携带者，分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。核酸的基本组成单位是核苷酸，DNA由脱氧核苷酸组成，RNA由核糖核苷酸组成。*重点：DNA双螺旋结构的特点（反向平行、碱基互补配对）及其作为遗传物质的功能。3.糖类与脂质：糖类是主要的能源物质，分为单糖、二糖和多糖。脂质包括脂肪（储能、保温、缓冲）、磷脂（构成生物膜的重要成分）和固醇（如胆固醇、性激素、维生素D）。*联系：糖类和脂质可以相互转化，但其转化是有条件的。（二）细胞的基本结构1.细胞膜：主要由脂质（磷脂双分子层为基本支架）和蛋白质组成，还有少量糖类。其结构特点是具有一定的流动性，功能特性是具有选择透过性。细胞膜的功能包括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。*拓展：细胞间信息交流的方式（如激素调节、细胞直接接触、胞间连丝）。2.细胞器的结构与功能：*线粒体：有氧呼吸的主要场所（“动力车间”），具有双层膜，内含少量DNA和RNA。*叶绿体：光合作用的场所（“养料制造车间”和“能量转换站”），具有双层膜，内含少量DNA和RNA及光合色素。*内质网：蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”。*高尔基体：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”。*核糖体：蛋白质合成的场所（“生产蛋白质的机器”），无膜结构。*溶酶体：含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌（“消化车间”）。*液泡：主要存在于植物细胞中，内有细胞液，含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质，可调节植物细胞内的环境，充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。*中心体：存在于动物细胞和某些低等植物细胞中，与细胞的有丝分裂有关。*重点：识别各种细胞器的模式图，理解各细胞器在结构和功能上的联系（如分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程涉及核糖体、内质网、高尔基体、线粒体）。3.细胞核：细胞的“控制中心”，是遗传物质储存和复制的主要场所，是细胞代谢和遗传的控制中心。核膜（双层膜，有核孔）、核仁（与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关）、染色质（主要由DNA和蛋白质组成，易被碱性染料染成深色）是其主要结构。典型例题解析*例题1：下列关于细胞中化合物的叙述，正确的是（）A.蛋白质的多样性只与氨基酸的种类、数目和排列顺序有关B.DNA是一切生物的遗传物质C.胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输D.脂质中的磷脂是构成细胞膜的重要成分，所有细胞都含有磷脂解析：本题考查细胞中化合物的相关知识。A选项，蛋白质的多样性还与肽链的空间结构有关，故A错误。B选项，RNA病毒的遗传物质是RNA，故B错误。C选项，胆固醇的功能描述正确。D选项，磷脂是生物膜的主要成分，所有细胞都有细胞膜，因此都含有磷脂，D正确。答案：CD二、细胞的生命历程（一）细胞增殖细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。真核细胞的分裂方式包括有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。1.有丝分裂：体细胞增殖的主要方式。*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，包括分裂间期（G1期、S期、G2期）和分裂期（前期、中期、后期、末期）。*各时期主要特点：*间期：主要进行DNA的复制和有关蛋白质的合成。*前期：核膜、核仁消失，染色质螺旋化形成染色体，纺锤体出现。*中期：染色体的着丝点排列在赤道板上，染色体形态稳定、数目清晰，便于观察。*后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为两条子染色体，在纺锤丝的牵引下分别向细胞两极移动。*末期：核膜、核仁重新出现，染色体解螺旋为染色质，纺锤体消失，植物细胞出现细胞板并扩展形成细胞壁。*意义：将亲代细胞的染色体经过复制（实质为DNA的复制）之后，精确地平均分配到两个子细胞中，在亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。2.减数分裂：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。*特点：染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次。*结果：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。*过程：（以精原细胞为例）减数第一次分裂（间期、前期I：联会、四分体、交叉互换；中期I；后期I：同源染色体分离，非同源染色体自由组合；末期I），减数第二次分裂（前期II、中期II、后期II：着丝点分裂、姐妹染色单体分离、末期II）。*意义：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，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。（二）细胞分化、衰老与凋亡1.细胞分化：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。*实质：基因的选择性表达。*特点：持久性、稳定性、不可逆性、普遍性。2.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，最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。*特征：细胞内水分减少、多种酶活性降低、色素积累、呼吸速率减慢、细胞膜通透性改变等。3.细胞凋亡：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，又称细胞编程性死亡。*意义：对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。典型例题解析*例题2：如图是某动物细胞有丝分裂模式图，请据图回答：（1）该细胞处于有丝分裂的______期。（2）该细胞有______条染色体，______条染色单体，______个DNA分子。（3）该细胞分裂结束后，子细胞中含有______条染色体。（注：此处应有图，假设图中细胞着丝点分裂，姐妹染色单体分开，染色体移向两极）解析：本题考查有丝分裂各时期的判断及染色体、染色单体、DNA数目的计算。（1）根据图中染色体的着丝点已分裂，姐妹染色单体分开并移向细胞两极的特征，可以判断该细胞处于有丝分裂后期。（2）此时细胞中，由于着丝点分裂，染色单体消失，每条染色体含有1个DNA分子。染色体数目暂时加倍，为体细胞的两倍。假设该动物体细胞染色体数为N，则此时细胞中有2N条染色体，0条染色单体，2N个DNA分子。（具体数字需根据图示判断，此处假设图中显示8条染色体，则答案为8、0、8）。（3）有丝分裂产生的子细胞与亲代细胞染色体数目相同，因此子细胞中含有N条染色体（若上一问为8，则此处为4）。答案：（1）后（2）8（举例）08（举例）（3）4（举例）三、遗传的细胞基础与基本规律（一）基因的分离定律与自由组合定律1.孟德尔遗传实验的科学方法：假说-演绎法（观察现象→提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证→得出结论）。2.基因的分离定律：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。*实质：在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分离。*适用范围：一对相对性状的遗传，进行有性生殖的真核生物，细胞核基因的遗传。3.基因的自由组合定律：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。*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的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。*重点：运用棋盘法或分枝法分析两对或两对以上相对性状的遗传杂交实验结果（如F2代的表现型比例9:3:3:1及其变式）。（二）伴性遗传1.概念：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.类型：*伴X染色体隐性遗传：如红绿色盲、血友病。特点：男性患者多于女性患者，隔代交叉遗传，女患者的父亲和儿子一定患病。*伴X染色体显性遗传：如抗维生素D佝偻病。特点：女性患者多于男性患者，连续遗传，男患者的母亲和女儿一定患病。*伴Y染色体遗传：如外耳道多毛症。特点：患者全为男性，父传子，子传孙。典型例题解析*例题3：豌豆的高茎（D）对矮茎（d）为显性，圆粒（R）对皱粒（r）为显性。现有高茎圆粒和矮茎皱粒的豌豆杂交，F1全为高茎圆粒，F1自交得F2。请回答：（1）F2中表现型有______种，其中高茎皱粒占______。（2）F2中能稳定遗传的矮茎圆粒个体占______。（3）若F2中共有2000株豌豆，理论上矮茎皱粒有______株。解析：本题考查基因自由组合定律的应用。由题意可知，亲本为DDRR（高茎圆粒）×ddrr（矮茎皱粒），F1为DdRr（高茎圆粒）。F1自交，F2的表现型及比例为高茎圆粒（D_R_）：高茎皱粒（D_rr）：矮茎圆粒（ddR_）：矮茎皱粒（ddrr）=9:3:3:1。（1）F2中表现型有4种。高茎皱粒（D_rr）占3/16。（2）能稳定遗传的个体即纯合子。矮茎圆粒的纯合子为ddRR，在F2中占1/16。（3）F2中矮茎皱粒（ddrr）占1/16，因此2000株中，矮茎皱粒理论上有2000×1/16=125株。答案：（1）43/16（2）1/16（3）125四、遗传的分子基础（一）DNA是主要的遗传物质1.肺炎双球菌的转化实验：格里菲思的体内转化实验证明了S型细菌中存在某种“转化因子”；艾弗里的体外转化实验证明了DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。2.噬菌体侵染细菌的实验：赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记法（32P标记DNA，35S标记蛋白质），证明了噬菌体的遗传物质是DNA。*关键思路：将DNA和蛋白质等物质分开，单独地、直接地观察它们各自的作用。（二）DNA的复制1.概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。2.时间：细胞有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。3.场所：主要在细胞核。4.过程：解旋→合成子链→形成子代DNA。5.特点：边解旋边复制、半保留复制。6.条件：模板（亲代DNA的两条链）、原料（四种游离的脱氧核苷酸）、能量（ATP）、酶（解旋酶、DNA聚合酶等）。（三）基因的表达1.基因：具有遗传效应的DNA片段。2.转录：在细胞核内，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。产物包括mRNA、tRNA、rRNA。3.翻译：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。场所是核糖体，运载氨基酸的工具是tRNA。*密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。密码子具有通用性、简并性等特点。*反密码子：tRNA上可以与mRNA上的密码子互补配对的三个碱基。4.中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA（DNA复制），也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质（转录和翻译）。后来又补充了RNA流向RNA（RNA复制）和RNA流向DNA（逆转录）两条途径。典型例题解析*例题4：下列关于基因表达的叙述，正确的是（）A.转录过程需要DNA聚合酶的参与B.一个mRNA分子只能结合一个核糖体进行翻译C.密码子是位于tRNA上相邻的三个碱基D.同一生物体不同细胞中，基因的表达情况不完全相同解析：本题考查基因表达的相关过程。A选项，转录过程需要RNA聚合酶，DNA聚合酶参与DNA复制，故A错误。B选项，一个mRNA分子可以先后结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，提高翻译效率，故B错误。C选项，密码子位于mRNA上，反密码子位于tRNA上，故C错误。D选项，同一生物体不同细胞的形成是细胞分化的结果，细胞分化的实质是基因的选择性表达，因此不同细胞中基因的表达情况不完全相同，D正确。答案：D五、稳态与调节（一）人体的内环境与稳态1.内环境：由细胞外液构成的液体环境，主要包括血浆、组织液和淋巴。内环境是细胞与外界环境进行物质交