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高中生物考点必背知识点汇总
目 录
专题一 组成细胞的分子 1
专题二 细胞的结构与物质运输 6
专题三 细胞代谢 12
专题四 细胞的生命历程 18
专题五 遗传的基本规律和人类遗传病 23
专题六 遗传的分子基础、变异和进化 26
专题七 动物体和人体生命活动的调节 37
专题八 植物生命活动的调节 56
专题九 生物与环境 61
专题十 生物技术与工程 77
专题一 组成细胞的分子
一、细胞中的元素
（一）组成细胞的元素与非生物界的关系
1、统一性（种类上）
组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有，这说明了生物界与无机自然 界具有统一性；
2、差异性（含量上）
细胞与无机自然界相比，各种元素的相对含量又大不相同，这说明了生物界与无机自然界具有差异性
（二）组成细胞的元素：常见 20 多种
1、最基本元素（生物的核心元素）：C
2、基本元素：C、H、O、N
3、大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
4、微量元素：Fe、Mn 、B 、Zn 、Mo 、Cu（口诀：铁猛碰新木桶）
（三）组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。
二、组成细胞的化合物
1、无机化合物包括：水、无机盐 2、有机化合物包括：糖类、脂质、蛋白质、核酸
（一）含量
1、细胞中含量最多的化合物：水； 2、细胞中含量最多的有机化合物是：蛋白质
3、鲜重中含量最多的化合物是：水 4、干重中含量最多的化合物是：蛋白质
（二）各化合物的元素组成
1、糖类的元素组成：一般为 C、H、O
2、脂质的元素组成：C、H、O（N、P）①脂肪、固醇：C、H、O；②磷脂：C、H、O、N、P
3、蛋白质的元素组成：C、H、O、N（S、P）（血红蛋白中有 F e ) 氨基酸的组成元素：C、H、O、N（S）
4、核酸的元素组成：C、H、O、N、P
5、ATP 的元素组成：C、H、O、N、P
（三）还原糖、脂肪、蛋白质、淀粉的鉴定
1、还原糖（葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖）
（1）鉴定试剂：斐林试剂（甲液：0.1g/ml 的 NaOH 乙液：0.05g/ml 的 CuSO4）
（2） 甲液、乙液等量混合后，现配现用；必须用水浴加热
（3）现象：砖红色沉淀
2、脂肪的鉴定
（1）鉴定试剂：苏丹Ⅲ染液 （2）现象：橘黄色脂肪颗粒
（3）实验中用到 50%的酒精洗去浮色
3、蛋白质的鉴定
（1）鉴定试剂：双缩脲试剂（A 液：0.1g/ml 的 NaOH B 液： 0.01g/ml 的 CuSO4 ）
（2）先加 A 液 1ml，再加 B 液 4 滴 （3）现象：紫色反应
4、淀粉的鉴定
（1）鉴定试剂：碘液 （2）现象：蓝色
三、细胞中的水
1、水在细胞中以两种形式存在： 自由水和结合水
（1） 自由水：可以自由流动的水
（2）结合水：与细胞内蛋白质、多糖等物质结合，这样水就失去流动性和溶解性，成为生物体的构成成分
2、 自由水的作用
（1）细胞内良好溶剂，许多种物质能够在水中溶解；
（2）细胞内的许多生化反应需要水的参与；
（3）运输养料和废物
（4）多细胞生物体的绝大多数细胞，必须浸润在以水为基础的液体环境中。
3、结合水的作用：是细胞结构的重要组成部分
4、 自由水与结合水的关系： 自由水和结合水可在一定条件下可以相互转化。
（1）细胞内自由水比例越大，细胞代谢活动越旺盛
（2）结合水越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力越强
如：晒干的种子散失的是自由水，从而降低代谢，便于储存，可以萌发。（注：烘烤的种子散失的是结合水，所以 不能萌发）
北方冬小麦来临前，自由水的比例会逐渐降低，而结合水的比例会逐渐上升，以避免气温下降时自由水过多导 致结冰而损害自身
5、水具有较高的比热容，与氢键的存在有关
四、细胞中的无机盐
1、点燃一粒种子，待它烧尽时可见到一些灰色的灰烬，这些灰烬就是小麦种子中的无机盐
2、细胞中大多数无机盐以离子的形式存在（教材黑体字）
3、作用：
（1）某些重要化合物的组成部分。 如：Mg 是构成叶绿素的元素；Fe 是构成血红素的元素；
（2）对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用
如：人体内 Na+ 缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低→肌肉酸痛、无力。
Ca2+ 的含量太低→抽搐； Ca2+ 的含量太高→肌无力
（3）对维持细胞酸碱平衡非常重要。
（4）维持正常渗透压，即水盐平衡。
五、糖类
1、糖类是主要的能源物质（教材黑体字）
2、糖类包括：
（1）单糖（不能水解的糖）：核糖、脱氧核糖、葡萄糖、果糖、半乳糖
（2）二糖（由两个单糖脱水缩合而成，一般要水解为单糖才能被细胞吸收）：麦芽糖、蔗糖、乳糖
（3）多糖（生物体内的糖类绝大多数以多糖的形式存在，需水解为单糖才能被细胞吸收）：
淀粉、糖原、纤维素、几丁质（壳多糖）
3、动植物细胞中的糖
（1）动植物细胞共有的糖：核糖、脱氧核糖、葡萄糖
（2）动植物细胞相比，动物细胞特有的糖：半乳糖、乳糖、糖原、几丁质（壳多糖）
几丁质：①广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼；
②能与溶液中的重金属离子有效结合，因此可以用于废水处理；
③可以用于制作食品的包装纸和食品添加剂；
④用于制造人造皮肤
⑤真菌细胞壁的主要成分
（3）动植物细胞相比，植物细胞特有的糖：果糖、麦芽糖、蔗糖、淀粉、纤维素
纤维素：不溶于水，在人和动物体内很难被消化，即使草食类动物有发达的消化器官，也需借助某些微生物 的作用才能分解这类多糖
六、脂质
1、脂质的分类：脂肪、磷脂、固醇
（1）脂肪（C、H、O） :由三分子脂肪酸和一分子甘油构成，即三酰甘油（也叫甘油三酯）
①脂肪酸分为：饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸
②植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸，室温呈液态
③大多动物脂肪含有饱和脂肪酸，室温呈固态
④脂肪不仅是储能物质，还是一种很好的绝热体。皮下厚厚的脂肪层起到保温的作用。分布在内脏器官周围的脂肪 还具有缓冲和减压的作用，可以保护内脏器官。
（2）磷脂（C、H、O、N、P）：构成细胞膜以及各种细胞器膜重要成分。
（3） 固醇（C、H、O）包括：胆固醇、性激素、维生素 D
①胆固醇----构成动物细胞膜重要成分；参与人体血液中脂质的运输。
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----促进人和动物肠道对 Ca 和 P 的吸收。
2、脂质和糖类的关系
（1）脂质分子中氧的含量远远低于糖类，而氢的含量更高，所以氧化分解时，需氧量更高，释放的能量更多
（2）细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的。
但是转化程度有明显差异：糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪；而脂肪一般只在糖类代谢发生障 碍，引起供能不足时，才会分解供能，而且不能大量转化为糖类。
七、蛋白质是生命活动的主要承担者（教材黑体字）
（一）基本单位：氨基酸
1、组成人体的氨基酸有 21种
（1）8 种必需氨基酸：人体细胞不能合成的，必须从外界环境中获取的氨基酸。
包括：赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋(甲硫)氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸（记为： 甲携来一本亮色 书）
（2）13 种非必需氨基酸：人体细胞能够合成的
2、氨基酸的结构通式：
3、氨基酸的结构特点：每种氨基酸都至少含有一个氨基（-NH2 ）和一个羧基（-COOH），并且都有一个氨基和一个 羧基连接在同一个碳原子上。这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团。侧链基团用R 表示。
4、各种氨基酸之间的区别在于 R 基不同
（二）脱水缩合：一个氨基酸分子的氨基（—NH2 ）和另一个氨基酸分子的羧基（—COOH）相连接，同时脱去一分
子的水，这种结合方式叫作脱水缩合。
1、连接两个氨基酸分子的化学键叫作肽键；
2、氨基酸之间还能形成氢键；使肽链能盘曲、折叠、形成有一定空间结构的蛋白质分子。
3、许多蛋白质都含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键如二硫键相互结合在一起，形成更复杂的空间结构。
（三）蛋白质结构多样性的原因：构成蛋白质的氨基酸的种类，数目，排列顺序，以及肽链的空间结构不同导致蛋 白质结构多样性。
（四）蛋白质的功能（结、催、运、免、调）
1、结构蛋白：构成细胞和生物体结构的重要物质。如，肌肉、毛发
2、催化作用：绝大多数酶是蛋白质
3、运输作用：如，载体蛋白、通道蛋白、血红蛋白
4、免疫功能：如，抗体
5、调节机体的生命活动：如，胰岛素
（五）蛋白质的盐析、变性和水解
1、盐析：是由溶解度的变化引起的，蛋白质的空间结构没有发生变化。
如：在鸡蛋清中加入一些食盐 ，就会看到白色的絮状物 ，这是在食盐作用下析出的蛋白质。兑水稀释后，你 会发现絮状物消失在上述过程中，蛋白质的结构没有发生变化。
2、变性：蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏。肽键一般不断裂，仍能与双缩脲试剂发 生颜色反应
（1）熟鸡蛋更容易消化的原因 : 高温引起蛋白质的空间结构变得伸展，松散,易被蛋白酶水解
（2）用酒精、加热、紫外线等方法进行消毒、杀菌的原因是： 以上方法使蛋白质变性失活，使病菌失去繁殖能力 和致病性
3、水解：在蛋白酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。（水解和脱水缩合的过程相反：脱水缩合脱 去几分子水，水解就消耗几分子水）
八、核酸是遗传信息的携带者
（一）核酸的种类
1、核酸包括：脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA） DNA 和 RNA 的不同：
（1）化学组成上：五碳糖不同、碱基种类不同
（2）结构上：DNA 一般由两条脱氧核苷酸链构成。RNA 一般由一条核糖核苷酸连构成。
2、（1）细胞生物含两种核酸：DNA 和 RNA
（2）细胞生物的遗传物质：DNA
（3）病毒只含有一种核酸：DNA 或 RNA
（4）病毒的遗传物质：DNA 或 RNA
（5）DNA 是生物体的主要遗传物质，少数生物的遗传物质是 RNA
（二）核酸的结构
1、核酸基本组成单位：核苷酸（一分子五碳糖+一分子磷酸+一分子碱基）
2、DNA 的基本单位：脱氧核苷酸（一分子脱氧核糖+一分子磷酸+一分子碱基）
3、RNA 的基本单位：核糖核苷酸（一分子核糖+一分子磷酸+一分子碱基）
4、DNA 中的碱基：A（腺嘌呤）、T（胸腺嘧啶）、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）
5、RNA 中的碱基：A（腺嘌呤）、U（尿嘧啶）、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）
6、DNA 初步水解：4 种脱氧核苷酸
7、RNA 初步水解：4 种核糖核苷酸
8、DNA 彻底水解：脱氧核糖、磷酸、A、T、G、C
9、RNA 彻底水解：核糖、磷酸、A、U、G、C
（三）核酸的功能：核酸是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。（教材黑体字）
（四）生物大分子以碳链为骨架
1、多糖、蛋白质、核酸等生物大分子的基本单位分别是：单糖、氨基酸、核苷酸，这些基本单位称为单体
2、生物大分子是由许多单体连接成的多聚体
3、生物大分子是以碳链为基本骨架。
因此：碳是生命的核心元素
专题二 细胞的结构与物质运输
一、走近细胞
（一）细胞学说
1、细胞学说的建立者：施莱登、施旺
2、细胞学说的建立过程
（1）细胞的发现者和命名者：罗伯特 ·虎克（观察木栓组织，首次发现细胞——死细胞）
（2）首次观察到活细胞：列文虎克（观察到活细胞）
（3）概括提出细胞学说：施莱登和施旺
（4）对细胞学说进行修正的：魏尔肖
魏尔肖总结出：细胞通过分裂产生新细胞。他的名言是：所有的细胞都来源于先前存在的细胞
3、细胞学说的主要内容：
（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，又对与其它细胞共同组成的整体生命起作用
（3）新细胞是由老细胞分裂产生的
4、细胞学说的意义：细胞学说揭示了动物和植物的统一性，从而阐明了生物界的统一性（教材黑体字）
5、 目前对生物学的研究已进入分子水平。
6、科学方法：归纳法
由一系列具体事实推出一般结论的思维方法。归纳法分为完全归纳法和不完全归纳法。
（1）科学研究中经常运用不完全归纳法。
（2） 由不完全归纳得出的结论很可能是可信的，因此可以用来预测和判断，不过，也需要注意存在例外的可能。
（二）细胞是基本的生命系统
1、除病毒外，生物体都是以细胞作为结构和功能的基本单位
2、细胞是生命活动的基本单位，一切生物的生命活动都是在细胞内或在细胞参与下完成的，生命活动离不开细胞
（1）单细胞生物：依靠单个细胞完成各项生命活动
（2）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
（3）病毒： 由核酸和蛋白质构成，没有细胞结构，必须寄生在活细胞内才能生存
（三）生命系统的结构层次
1、系统是指彼此间相互作用、相互依赖的组分有规律地结合而形成的整体。一个蛋白质分子可以看成一个系统。
2、生命系统的结构层次包括：细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈
（1）最基本的生命系统是细胞； （2）最大的生命系统是生物圈； （3）种群：同种生物的所有个体； （4）群落：所有生物；
（5）生态系统：群落+无机环境 （6）植物没有系统层次； （7）单细胞生物没有组织、器官、系统这三个层次，属于细胞和个体层次；
（8）病毒不属于生命系统的结构层次； （9）分子和原子不是生命系统； （10）地球上最早出现的生命形式是单细胞生物
（四）使用高倍镜观察几种细胞
1、高倍镜的使用步骤： “找→移→转→调→调 ”
（1）在低倍镜下找到物像； （2）将物像移至视野中央；
（3）转动转换器，换上高倍物镜； （4）调节（光圈和反光镜），使视野亮度适宜； （5）调节（细准焦螺旋），使物像清晰。
2、显微镜使用常识
（1）调亮视野的两种方法：调大光圈、使用凹面反光镜
（2）高倍镜：物像（大），视野（暗），看到细胞数目（少）。
低倍镜：物像（小），视野（亮），看到细胞数目（多）。
（3） 目镜的长度与其放大倍数呈反比；物镜的长度与其放大倍数呈正比。
（4）物像移到视野中央的方法：朝相同方向移动。
（5）显微镜的放大倍数：放大倍数指的是物体的长度或宽度的放大倍数。
（放大倍数=物镜的放大倍数×目镜的放大倍数）
（五）原核细胞和真核细胞
1、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两大类
2、原核生物
（1）三“菌 ”：蓝细菌、细菌、放线菌
①蓝细菌：颤蓝细菌、念珠蓝细菌、色球蓝细菌、发菜
②细菌：球、杆、螺旋、弧菌（乳酸杆菌、醋酸杆菌） ③放线菌
（2）三“体 ”：①衣原体 ②支原体③立克次氏体
（3）注意：
①蓝细菌细胞内含有：藻蓝素和叶绿素，能进行光合作用，属于自养生物。
②淡水水域污染后富营养化，导致蓝细菌（属于原核生物）和绿藻（属于真核生物）等大量繁殖，会形成让人讨厌 的水华，影响水质和水生动物的生活。
③细菌中的多数种类是营腐生或寄生生活的异养生物。
④支原体可能是最小、最简单的单细胞生物，没有细胞壁
⑤原核生物除支原体外，具有有细胞壁（成分与植物细胞壁不同）。
⑥原核细胞唯一具有的细胞器：核糖体（由 RNA 和蛋白质构成）。
⑦原核细胞没有染色体，环状的 DNA 分子位于拟核。
3、真核生物： 由真核细胞构成的生物
常见的真核生物 ( 1 ) 植物 ( 2 ) 动物 ( 3 ) 真菌
4、真核细胞、原核细胞的统一性：都有细胞膜、细胞质、核糖体和 DNA（遗传物质）
5、特别强调: ( 1 ) 乳酸菌是原核生物，酵母菌是真核生物。 ( 2 ) 病毒没有细胞结构，既不是真核生物也不是 原核生物
二、细胞的基本结构
（一）细胞壁
1、植物细胞壁
（1）成分：纤维素和果胶 （2）作用：对植物细胞起支持和保护作用
2、真菌细胞壁 成分：几丁质（壳多糖）
3、细菌细胞壁 成分：肽聚糖
（二）细胞膜（质膜）
1、细胞膜是细胞的边界
2、细胞膜的功能（教材黑体字）
（1）将细胞与环境分隔开，保证细胞内部环境的相对稳定
（2）控制物质出入细胞（控制作用是相对的）
（3）进行细胞间的信息交流
3、细胞膜的成分
（1）主要为：脂质和蛋白质。此外还有少量糖类。
（2）脂质中，磷脂最丰富的。
（3）动物细胞膜还有胆固醇
（4）细胞膜的功能越复杂，细胞膜上蛋白质的种类和数量就越多。
4、细胞膜的结构
（1）探索历程
①罗伯特森在电镜下看到暗-亮-暗的三层结构，提出假说：细胞膜都是由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成，他认 为，细胞膜为静态的统一结构。
②荧光标记法标记小鼠和人细胞膜上的蛋白质，使细胞融合，最后荧光均匀分布，证明膜具有流动性。
③科学家测出人红细胞细胞膜的脂质，在空气-水界面上铺展成单分子层的面积为人红细胞表面积的 2 倍， 由此推 断：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层
（2）细胞膜的流动镶嵌模型
①提出者：辛格和尼克尔森 ②内容：
Ⅰ.细胞膜的基本支架：磷脂双分子层
（头部亲水、尾部疏水）
Ⅱ.蛋白质分子分布方式：镶在磷脂双分子层表面，部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿整个磷脂双分子层。
Ⅲ.细胞膜具有流动性。磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动。
Ⅳ.细胞膜外表面有糖类分子（糖被） 。糖被与细胞表面的识别、细胞间信息传递密切相关。
糖类和蛋白质结合形成糖蛋白，和脂质结合形成糖脂。
5、细胞膜（1）功能特性：选择透过性（与其膜上转运蛋白的作用有关）；（2）结构特性：流动性。
（三）细胞质
1、细胞质包括：细胞质基质和细胞器
2、细胞质基质：细胞代谢的主要场所
3、分离各种细胞器的方法：差速离心法
4、八大细胞器： 内质网，液泡，线粒体，高尔基体，核糖体，溶酶体，叶绿体，中心体
（1）双层膜的细胞器：叶绿体、线粒体
①叶绿体：进行光合作用的场所，“养料制造车间 ”和“能量转换站 ”。
②线粒体：细胞进行有氧呼吸的主要场所。“动力车间 ”， 内膜向内折叠形成嵴 （叶绿体和线粒体均含少量 DNA 和RNA 和酶，还有核糖体）
（2）单层膜的细胞器： 内质网、高尔基体、液泡、溶酶体
①内质网：蛋白质合成、加工场所和运输通道，有粗面内质网（有核糖体附着）和光面内质网。
②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 ”和“发送站 ”，参与了植物细胞壁的形成。 （动植物细胞内都有，但功能不同）
③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（不可进行光合作用）和蛋白质等，可以调 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。与植物细胞渗透吸水和失水有关。
④溶酶体：主要分布在动物细胞，“消化车间 ”，内含有多种水解酶，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。
（3）无膜的细胞器：核糖体、中心体
①核糖体：合成蛋白质的主要场所。 由 RNA 和蛋白质构成。有的附着在内质网上，有的游离在细胞质基质中。
②中心体：分布在动物和某些低等植物细胞，由两个相互垂直排列的中心粒及周围物质组成，与细胞的有丝分裂有 关。（在动物细胞有丝分裂时，它发出星射线形成纺锤体）
（4）有色素的细胞器：液泡和叶绿体
（5）植物细胞都有细胞壁，但不一定有叶绿体和液泡，如根细胞没有叶绿体，未成熟的细胞没有液泡。
（6）植物细胞有，但是动物细胞没有的结构有：细胞壁、叶绿体、液泡
（7）能形成囊泡的细胞结构： 内质网、高尔基体、细胞膜
5、【实验】用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动（先低倍后高倍）
材料：新鲜的藓类的叶或菠菜叶稍带叶肉的下表皮
6、分泌蛋白的合成和运输
（1）有些蛋白质是在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用，这类蛋白叫分泌蛋白。
如消化酶（催化作用）、抗体（免疫）和一部分激素（信息传递）、唾液淀粉酶
（2）与分泌蛋白的合成和分泌有关的主要细胞结构包括：核糖体、 内质网、高尔基体、细胞膜、线粒体
①核糖体：合成蛋白质
②内质网：合成、加工和运输蛋白质
③高尔基体：加工、分类、包装、运输蛋白质
④线粒体：提供能量
⑤分泌蛋白合成后的运输方向：核糖体→ 内质网→高尔基体→细胞膜
（四）细胞核
1、细胞核的功能：细胞核是遗传信息库，是细胞的代谢和遗传控制中心。（教材黑体字）
2、细胞核的结构
（1）核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开
（2）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，核仁相对较大
（3）染色质：主要由DNA 和蛋白质组成，DNA 是遗传信息的载体
（4）核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
3、染色质和染色体：（教材黑体字） 同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。容易被碱性染料染成深色。
（五）细胞骨架 ：成分是蛋白质纤维，支撑着许多细胞器
（六）生物膜系统
1、概念：细胞膜、核膜、细胞器膜（高尔基体、 内质网、溶酶体、线粒体、叶绿体、液泡等）共同组成的生物膜 系统。（教材黑体字）
2、真核细胞才有生物膜系统，原核细胞没有，但哺乳动物成熟红细胞（无细胞核和众多的细胞器），植物成熟的 筛管细胞是真核细胞也没有生物膜系统
3、作用：
（1）细胞膜使细胞具有稳定内部环境，在细胞与外界环境进行物质运输、能量转换、信息传递密切相关；
（2）广阔的膜面积为各种酶提供大量附着位点；
（3）生物膜把各种细胞器分隔开，形成小区室，细胞内同时进行多种化学反应，互不干扰，保证生命活动高效、 有序进行。
4、 内质网膜内连核膜的外膜，外连细胞膜。
（七）构建模型 包括：物理模型，数学模型，概念模型。
（八）细胞的物质输入和输出
1、水进出细胞的原理：渗透作用
（1）渗透作用：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散
（2）渗透作用发生的条件①有一层半透膜②半透膜两侧溶液具有浓度差
2、动物细胞的吸水和失水
条件：①细胞膜相当于半透膜②细胞质和外界溶液之间存在浓度差
3、植物细胞的吸水失水
条件：①原生质层相当于半透膜（原生质层：细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质）
②细胞液和外界溶液之间具有浓度差
4、植物体质壁分离
（1）质壁分离的条件
①活的植物细胞 ②成熟的植物细胞（有中央大液泡） ③外界溶液浓度大于细胞液浓度
（2）发生质壁分离的原因
①外因：外界浓度大于细胞液浓度
②内因： Ⅰ.细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性 Ⅱ.原生质层相当于一层半透膜
（3）发生质壁分离时，细胞壁与原生质层之间是外界溶液
（4）①在溶质可穿膜溶液（如 KNO3 、NaCl、葡萄糖、尿素、甘油）中的细胞会发生先质壁分离后自动复原。
（液泡体积会先减小后增大最后不变）
②在溶质不能穿膜溶液（如 0.3g/ml蔗糖） 中的细胞只会发生质壁分离，不能自动复原。
③在高浓度溶液中的细胞可发生质壁分离，但会因过度失水而死亡不再复原。
5、物质的运输方式
（1）小分子物质的跨膜运输方式的比较（体现膜的功能特点：选择透过性）
被动运输 主动运输
自由扩散（简单扩散） 协助扩散（易化扩散）
特 点 方向 顺浓度梯度（高浓度→低浓度） 逆浓度梯度（低浓度→高浓度）
能量 不消耗 消耗
转运蛋白 不需要 需要（载体蛋白或通道蛋白） 需要（载体蛋白）
影响因素 细胞内外物质的浓度 差 ①细胞内外浓度差 ②转运蛋白的种类和数量 ①载体蛋白的种类和数量 ②能量的供应
举例 ①水分子、气体（O2 、 CO2 ）②脂溶性小分子 （甘油、乙醇、苯等） ①水分子（借助水通道蛋白）② 离子③葡萄糖、氨基酸顺浓度梯 度运输（如：葡萄糖进入红细胞） ①离子 ②葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮 细胞膜；
注意：
教材黑体字：①被动运输：物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量
②自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞
③协助扩散：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式
④主动运输：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应 所释放的能量
关于水分子的运输： 自由扩散和协助扩散，更多的是协助扩散
（2）大分子物质进出细胞的方式：胞吞胞吐
①细胞进行胞吞、胞吐作用依赖于细胞膜具有一定的流动性，伴随着生物膜的相互转化。
②大分子进出细胞通过胞吞胞吐，需消耗能量，不需要载体蛋白协助，但需要蛋白质参与
③实例： 白细胞吞噬病菌（胞吞）；胰岛B 细胞分泌胰岛素（胞吐）；变形虫的摄食（胞吞）
专题三 细胞代谢
（教材黑体字）细胞每时每刻都进行着许多化学反应 ，统称为细胞代谢
第一节 降低化学反应活化能的酶
一、酶的本质 ：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
1、化学本质：绝大多数是蛋白质，少数是 RNA
2、合成原料：氨基酸、核糖核苷酸
3、合成场所：核糖体（主要）、细胞核
4、来源：一般活细胞都能产生酶（例外：哺乳动物成熟的红细胞不能）
5、酶在细胞代谢中的作用：催化作用
6、酶的作用场所：细胞内外、生物体内外均可
7、酶在催化反应前后其自身的性质不会发生改变
二、酶的作用机理（酶具有催化作用的原因）：降低化学反应的活化能
（教材黑体字）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
三、酶的特性：高效性、专一性、作用条件温和
1、高效性：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高（教材黑字体）
2、专一性：一种酶只能催化一种或一类化学反应
3、酶的作用条件较温和：酶在最适宜的温度和 PH 值下活性最高。
（1）高温、过酸、过碱：使酶空间结构被破坏而永久失活性，不可逆；
（2）低温：抑制酶活性，温度升高至最适温度，酶活性可恢复； （3）酶制剂的保存：低温保存。
四、相关实验
1、相关概念
（1）酶活性：酶催化特定化学反应的能力。可以用一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示
（2）酶促反应速率：单位时间内底物或产物的变化量
（3）温度和 PH 通过影响酶活性进而影响酶促反应速率。
（4）底物浓度和酶浓度也能影响酶促反应速率，但并未改变酶活性
2、【实验】 比较过氧化氢在不同条件下的分解
（1） 自变量：温度和催化剂种类
（2）因变量：过氧化氢的分解速率
（3）检测过氧化氢分解速率的方法：
①单位时间内产生气泡的多少
②带火星的卫生香复燃的剧烈程度
3、【实验】验证酶的专一性
（1）思路 1：相同底物不同酶（自变量：酶的种类）
（2）思路 2：相同酶不同底物（自变量：不同的底物）
（3）探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用，不能用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂，因为碘液只能检测淀粉是否 水解，而蔗糖分子无论是否水解都不会使碘液变色
4、探究温度对酶活性的影响
（1）若选择淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，检测底物被分解的试剂宜选用碘液，不宜选用斐林试剂， 因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。
（2）不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作为实验材料，因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解，加热的条 件下分解会加快，从而影响实验结果。
（3）底物和酶溶液应先分别在预设的温度中保温一段时间后再混合，保证反应从一开始就是预设的温度。
5、探究pH 对酶活性的影响
（1）不宜选用淀粉和淀粉酶作为实验材料，因为在酸性条件下淀粉本身分解也会加快，从而影响实验结果。
（2）可选用过氧化氢和过氧化氢酶进行实验
（3）将酶溶液的pH 调至实验要求的pH 后再让反应物与酶接触。
第二节 细胞的能量“货币”——ATP
一、ATP 的中文名称： 腺苷三磷酸
二、ATP 的功能： 驱动生命活动进行的直接能源物质，是细胞的能量“货币 ”
三、ATP 的结构
1、结构简式：A—P~ P~ P（组成元素：C、H、O、N、P）
（1）A：腺苷（腺嘌呤+核糖） （2）T：三个 （3）P：磷酸基团 （4）~：特殊的化学键
2、ATP 是一种高能磷酸化合物
四、ATP 和 ADP 的相互转化
1、对细胞的正常生活来说，ATP 与 ADP 的相互转化，是时刻不停的发生并且处于动态平衡之中的
2、ATP 合成和 ATP 水解的比较
ATP 水解 ATP 合成
反应式
酶的类型 水解酶 合成酶
场所 生物体的需能部位 线粒体、叶绿体、细胞质基质
能量的来源 ATP 末端磷酸基团的转移势能 呼吸作用时有机物分解所释放的化学能 光合作用所利用的光能
能量的去向 用于各项生命活动 （如：大脑思考、物质合成、主动运输等） 储存于 ATP 中，用以形成特殊的化学键
ATP 的合成和水解不是可逆反应（因为虽物质可逆，但是酶不同，且能量不可逆）
五、 吸能反应和放能反应
1、许多吸能反应与 ATP 的水解相联系， 由 ATP 水解提供能量。如：物质合成
2、许多放能反应与 ATP 的合成相联系，释放的能量储存在 ATP 中。如：呼吸作用
3、能量通过 ATP 分子在吸能反应和放能反应之间流通，因此，ATP 为细胞内流通的能量“货币 ”；
六、总结
1、细胞中的能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP 2、细胞中的主要能源物质：葡萄糖(生命的燃料）
3、细胞内良好的储能物质：脂肪 4、细胞中的直接能源物质：ATP
5．植物细胞内的储能物质：淀粉 6.动物细胞内的储能物质：糖原（主要分布在肝脏和肌肉中）
7．最终能量来源：太阳能
七、离子泵是一种具有 ATP 水解酶活性的载体蛋白，它在跨膜运输物质时离不开 ATP 的水解。借助离子泵进出细胞 的物质跨膜运输方式是：主动运输
八、蛋白质的磷酸化：ATP 水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这在细胞中是常见的。这些分子被磷酸化 后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应
第三节 细胞呼吸的原理和应用
一、 呼吸作用（细胞呼吸） 的实质是：细胞内的有机物氧化分解，并释放能量。
（教材黑体字）细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳和其他产物，释放能量并生成 ATP 的过程
二、探究酵母菌细胞呼吸的方式
1、酵母菌常被用于研究细胞呼吸的不同方式，主要原因是：它是兼性厌氧菌（在有氧和无氧条件下都能生存）
2、CO2 的检测：（1）CO2 可使澄清的石灰水变浑浊。（2）CO2 可使溴麝香草酚蓝溶液， 由蓝→绿→黄。
3、酒精的检测：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性（浓硫酸）条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色。
4、设计对比实验（设置两个或两个以上的实验组），分析有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸的情况。
（1） 自变量：细胞呼吸的条件（有氧、无氧） （2）因变量：细胞呼吸的产物（CO2 、酒精）
5、实验过程
（1）10% NaOH 的作用：吸收空气中的二氧化碳
（2）澄清石灰水的作用：检测 CO2 的产生
6、实验现象
条件 澄清石灰水 溴麝香草酚蓝溶液 重铬酸钾（酸性条件）
甲组(有氧) 更混浊 黄（迅速） 无颜色变化
乙组(无氧) 混浊 黄（较慢） 灰绿色
7、实验结论
( 1 ) 酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
( 2 ) 在有氧条件下细胞呼吸产生大量 CO2 ，在无氧条件下进行细胞呼吸产生酒精和少量 CO2。
三、细胞呼吸的方式：有氧呼吸和无氧呼吸
1 有氧呼吸
（1）（教材黑体字）概念：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，释放能量，生成大量 ATP 的过程
（2）场所：线粒体（主要）、细胞质基质
（3）反应式：
（4）过程
①第一个阶段：细胞质基质
②第二个阶段：线粒体基质
③第三个阶段：线粒体内膜 24[H]+60,-12H,O + 大量能量
（5）能量的去向：大部分以热能的形式散失，少部分储存在 ATP 中
2、无氧呼吸（微生物的无氧呼吸也叫做发酵）
（1）（教材黑体字）概念：在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。
（2）场所：两个阶段都在细胞质基质中进行
（3）两种类型
①产生酒精的无氧呼吸（酒精发酵）：
例：几乎所有植物细胞（如植物在水淹情况下）、酵母菌
②产生乳酸的无氧呼吸（乳酸发酵）：
例：几乎所有动物细胞、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米种子的胚
（4）过程（两个阶段）
第一阶段（同有氧呼吸）：C6H12O6 分解产生丙酮酸和[H]，释放出少量的能量。
第二阶段：丙酮酸在酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化为乳酸
注意：无氧呼吸只在第一阶段放出少量的能量，生成少量的 ATP。葡萄糖分子的大部分能量存留在酒精或者乳酸中。
（5）能量去向：大部分储存在酒精或乳酸中，少部分释放出来（释放出来的能量大部分以热能形式散失，少部分 储存在 ATP 中）
四、影响细胞呼吸的外界因素：温度、氧气浓度、二氧化碳浓度、含水量
五、细胞呼吸原理的应用
1、（1)水果、蔬菜的储存：零上低温、低氧、高二氧化碳、一定湿度
(2)种子的储存：零上低温、低氧、高二氧化碳、干燥
2、提倡有氧运动：避免无氧呼吸积累过多的乳酸，而使肌肉乏力
3、作物中耕松土：促进根有氧呼吸产生大量能量，促进对无机盐离子的吸收
4、稻田定期排水：避免根无氧呼吸产生大量酒精，对细胞产生毒害作用，使其腐烂
5、选用“创可贴 ”或透气的消毒纱布包扎伤口：为伤口创造有氧的环境，避免厌氧菌的繁殖
6、伤口过深或被锈钉扎伤，需及时治疗：避免破伤风杆菌进行无氧呼吸大量繁殖，引发破伤风
7、制作酸菜、酸奶、泡菜等：利用乳酸菌的无氧呼吸
8、制作果酒等：利用酵母菌的无氧呼吸。
第四节 能量之源----光与光合作用
一、实验：绿叶中色素的提取和分离
1、色素的提取：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。
2、色素的分离：不同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，这样， 色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。分离方法：纸层析法。
3、试剂及药品作用
（1）无水乙醇作用：溶解、提取色素； （2）层析液作用：分离色素；
（3）SiO2 作用：有助于研磨得充分； （4）CaCO3 作用：防止研磨中色素被破坏。
4、色素分离结果（见右图）
滤纸条上观察到4 条色素带， 自上而下依次是胡萝 卜素、叶黄素、叶绿素 a 和叶绿素b。 可知胡萝 卜素的溶解度最高，叶绿素b 的溶解度最低；叶绿素a 的含量最多。
二、捕获光能的色素
1、叶绿素：叶绿素 a （蓝绿色）、叶绿素b （黄绿色）
2、类胡萝 卜素：胡萝 卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）
3、（教材黑体字）叶绿素 a 和叶绿素 b 主要吸收蓝紫光和红光，胡萝 卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光
三、捕获光能的结构： 叶绿体
1、叶绿体结构包括：外膜、 内膜、基质、基粒（类囊体堆叠形成）
2、光合作用的场所是叶绿体。叶绿体增大膜面积方式：类囊体堆叠形成基粒。
3、吸收光能的四种色素分布在类囊体薄膜上；与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和叶绿体基质中
四、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，并释放出氧气的过程。
2、总反应式：
3、包括光反应和暗反应两个阶段
（1）（教材黑体字）光反应阶段：光合作用第一个阶段的化学反应，必须有光才能进行。
场所：类囊体的薄膜上进行
（2）（黑体字）暗反应阶段：光合作用第二个阶段的化学反应，有没有光都能进行。 场所：叶绿体基质
（3）过程图解
（4）鲁宾和卡门用同位素示踪方法，研究了光合作用中氧气的来源。
卡尔文用含 14C 的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子，碳原子的转移途径是：二氧化碳→三碳化合物→糖类 5、光反应和暗反应的比较
6、影响光合作用的外界因素主要有：（1）光照强度 （2）CO2 浓度 （3）温度
7、 自养生物
（1）硝化细菌不能进行光合作用，但能进行化能合成作用制造有机物，因此也是自养生物。
（2）硝化细菌能将土壤中的氨氧化成亚硝酸，进而将亚硝酸氧化为硝酸，这个过程释放出化学能，被硝化细菌用 来将 CO2 和 H2O 合成糖类
（3） 自养生物和异养生物根本的区别是：能否将无机物合成有机物
8、影响光合作用的因素及相关应用
影响因素 光照强度 CO2 浓度 温度 水 矿质元素
应用 间作套种、合 理密植 施有机肥或农家肥； 温室栽培植物时还可 使用 CO2 发生器等； 大田中还要注意通风 透气 维持适当昼夜温 差 合理灌溉 合理施肥
专题四 细胞的生命历程
【思维导图】
【梳理归纳】
一、细胞大小与物质运输效率的关系 ：细胞越大，相对表面积（表面积和体积的比值）越小，细胞的物质运输效率 越低
二、细胞的增殖
（一）细胞增殖：包括物质准备和细胞分裂两个连续的过程，细胞增殖具有周期性
（教材黑体字）细胞增殖是重要的生命活动，是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础
（二）细胞周期
1、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
2、一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期和分裂期
（1）分裂间期：完成 DNA 的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长
（2）分裂期：开始进行细胞分裂
①真核细胞的分裂方式有：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂三种。②原核生物：二分裂
3、不同细胞的细胞周期一般不同，分裂间期与分裂期所占比例也不同。
4、细胞周期中分裂间期的时间比分裂期长
5、观察有丝分裂过程时应选择细胞周期短，分裂期占细胞周期比例相对较大的材料
三、有丝分裂
（一）高等植物细胞有丝分裂各时期特点
1、前期： “膜仁消失显两体 ”
（1）（细丝状）染色质（螺旋缠绕、缩短变粗） → 染色体 (杆状)，染色体散乱分布于纺锤体中；
（2）核膜逐渐消失，核仁逐渐解体；
（3）细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体 。
2、中期： “形数清晰赤道齐 ”
（1）纺锤丝牵引着染色体运动，染色体着丝粒整齐排列在细胞中央的赤道板上；
（2）染色体形态稳定，数目清晰，便于观察。
3、后期： “粒裂数增均两级 ”
着丝粒断裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，由纺锤丝牵引着分别移向细胞两极。
4、末期： “两消两现重开始 ”
（1） (杆状)染色体→解螺旋染色质(细丝状)；（2）纺锤体消失；（3）核膜、核仁重新出现，形成 2 个新的细胞 核；（4）赤道板处出现细胞板向四周扩展新的细胞壁。
（二）动物、植物细胞有丝分裂的比较
（三）有丝分裂的意义
（教材黑体字）将亲代细胞的染色体经过复制(实质为 DNA 的复制)之后，精确地平均分到两个子细胞中。 由于染 色体上有遗传物质 DNA，因而在细胞的亲代和子代间保持了遗传性状的稳定性。
（四）有丝分裂知识点归纳
1、（1）核 DNA 加倍时期：间期（DNA 复制／染色体复制）；（2）染色体加倍时期：后期（着丝粒分裂）。
2、染色单体形成、出现、消失的时期依次是：间期、前期、后期。
3、观察染色体形态、数目的最佳时期：中期。
4、（1）核膜、核仁解体的时期：前期；（2）重新出现的时期：末期；（3）始终看不见的时期： 中期、后期。
5、（1）纺锤体、染色体形成的时期：前期；（2）纺锤体、染色体消失的时期：末期。
6、末期与细胞板、细胞壁形成有关的细胞器：高尔基体。
7、赤道板不是真实存在的细胞结构。
8、染色体数:染色单体数:核 DNA 数＝1 :2:2 的时期主要是：前期、中期。
9、中心体复制（中心体倍增）的时期是：间期
（五）【实验】观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
1、选材：根尖、芽尖等分生区细胞
2、各个细胞的分裂是独立进行的，因此在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。
3、细胞核内的染色体(质)容易被碱性染料(如甲紫溶液、醋酸洋红液)染成深色。
4、实验步骤
（1）洋葱根尖的培养
（2）装片制作（流程：解离→漂洗→染色→制片）
①解离的目的：使组织中的细胞相互分离开来。
②漂洗的目的：洗去药液，防止解离过度，便于染色。
③染色的目的：用甲紫溶液或醋酸洋红液使染色体着色，便于观察。
④制片的目的：使细胞分散开来，有利于观察。
（3）观察：先放在低倍镜下观察找到分生区的细胞(特点：细胞呈正方形，排列紧密)；再转换成高倍镜观察。
（4）视野中观察到的细胞都是死细胞，因此不能连续观察一个细胞从前期到末期的动态变化。
四、无丝分裂的特点：分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化，如蛙的红细胞的分裂。
五、减数分裂和受精作用
（一）减数分裂
1、（教材黑体字） 同源染色体：形态和大小一般相同，一条来自于父方，一条来自于母方
2、（教材黑体字）联会：减数分裂中同源染色体两两配对的现象
3、（教材黑体字） 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
4、1 个四分体=1对同源染色体=2 条染色体=4 条染色单体=4 个 DNA 分子。
4、交叉互换（1）范围：同源染色体非姐妹染色单体之间（2）时期：减数第一次分裂前期
5、（教材黑体字）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。
6、（教材黑体字）减数分裂的特点：在减数分裂前，染色体只复制一次，而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次
7、（教材黑体字）减数分裂的结果是：成熟生殖细胞中的染色体数目比原始的生殖细胞的减少一半
8、（教材黑体字）减数分裂中染色体数目的减半发生在减数分裂 Ⅰ
原因是：减数第一次分裂后期同源染色体分离，减数第一次分裂末期结束后分别进入两个子细胞
9、减数分裂Ⅱ及其形成的子细胞没有同源染色体
（1）减数分裂Ⅱ的细胞包括：（雄性）次级精母细胞、（雌性）次级卵母细胞和极体
（2）减数分裂Ⅱ结束后形成的子细胞包括：（雄性）精细胞、（雌性）卵细胞和极体
10、精子形成过程中细胞名称的变化：精原细胞→初级精母细胞（减数分裂 Ⅰ ) →次级精母细胞（减数分裂Ⅱ) → 精细胞→精子（变形）
11、卵子形成过程中名称的变化：卵原细胞→初级卵母细胞（减数分裂 Ⅰ ) →次级卵母细胞和极体（减数分裂Ⅱ) →卵细胞和极体
12、减数分裂的过程
（1）减数分裂前的间期：蛋白质合成和DNA 复制
（2）减数分裂 Ⅰ（减数第一次分裂）
①前期： 同源染色体联会，形成四分体，四分体的非姐妹染色单体之间可以发生交叉互换
②中期： 同源染色体排列在赤道板的两侧（赤道板不是真实存在的结构）
③后期： 同源染色体分离，非同源染色体自由组合
④末期：细胞膜向内凹陷，细胞均分为两个细胞
（3）减数分裂Ⅱ（减数第二次分裂）
①前期：染色体散乱的分布在细胞中
②中期：染色体的着丝粒排列在赤道板上
③后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别移向细胞两级
④末期：细胞膜向内凹陷，细胞均分为两个细胞
13、精子与卵细胞形成过程的异同
不同：（1）1 个精原细胞产生 4 个（2 种）精细胞；1 个雄性个体可以产生 2n 种精细胞（体细胞 2n 条染色体）
（2）1 个卵母细胞产生 1 个（1种）卵细胞；1 个雄性个体可以产生 2n 种精细胞（体细胞 2n 条染色体）
（3）卵细胞形成过程中出现细胞质的不均等分裂
（4）精子形成过程中要变形；卵子形成过程中不变形
相同：染色体复制一次，细胞连续分裂两次，子细胞中染色体数目减半；染色体的行为变化相同
14、有丝分裂和减数分裂的异同。方法总结：一看：有无同源染色体；二看：染色体行为
（1）无同源染色体：减数分裂Ⅱ（2）有同源染色体：看同源染色体行为
①有联会、四分体、同源染色体排列在赤道板两侧、同源染色体分离等：减数分裂 Ⅰ
②无以上染色体行为：有丝分裂
时 期 有丝分裂 减数分裂 Ⅰ 减数分裂Ⅱ
前 期
有同源染色体 联会，形成四分体，有同源染 色体 无同源染色体
中 期
着丝粒排列在赤道板上，有同源染色体 四分体排列在赤道板两侧 着丝粒排列在赤道板上，无同源染色体
后 期
着丝粒分裂，有同源染色体(看左右) 同源染色体分离，非同源染色 体自由组合，有同源染色体 着丝粒分裂，无同源染色体(看左右)
（二）受精作用 ：精子和卵细胞相互识别、融合成受精卵的过程
（教材黑体字）受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自精子（父方），另一半 来自卵细胞（母方）
注意：受精卵中遗传物质的来源
1、细胞核中的遗传物质（核DNA）：一半来自父方，一半来自母方
2、细胞质中的遗传物质（质DNA）：几乎全部来自于母方
3、受精卵中的总遗传物质（DNA）：来自于母方多于来自父方
（三）减数分裂和受精作用保证了每种生物前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性
六、细胞分化和细胞的全能性
（一）细胞分化
1、（教材黑体字）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 定差异的过程，叫作细胞分化
2、细胞分化的特点：（1）普遍性（2）持久性（3）稳定性和不可逆性（4）遗传物质不变性
3、细胞分化原因（实质）：基因的选择性表达。（教材黑体字）
4、细胞分化的意义：（1）是多细胞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 高生物体各种生理功能的效率。
（二）细胞的全能性
1、（教材黑体字）细胞全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和 特性。
那些没有分化的细胞，如受精卵、动物和人体的早期胚胎细胞，植物体的分生组织细胞也具有全能性
2、（1）植物组织培养：说明已分化的植物细胞具有全能性，如胡萝 卜韧皮部细胞经组织培养能产生完整植株。
（2）克隆(核移植)：说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性，如克隆羊多莉的诞生。
3、全能性高低比较：①受精卵(最高)＞生殖细胞＞体细胞 ②已分化植物细胞＞已分化动物细胞
一般来说，分化程度越高，分裂能力越低，全能性越低。（例外：卵细胞的分化程度高，全能性也高）
4、干细胞：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。
七、细胞衰老
1、衰老细胞的主要特征：“一大 ”、“一小 ”、“一多 ”、“一少 ”、“两低 ”、“两慢 ”
（1）细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积减小。如老年人皮肤皱缩。
（2）细胞内多种酶的活性降低。如： 由与毛囊细胞中的黑色素细胞衰老，细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合 成减少，所以老年人的头发变白。
注意：不是所有酶的活性都降低，与细胞衰老有关的酶活性升高。
（3）细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递。如老年人的“老年斑 ”。
（4）呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢。
（5）细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深。
（6）细胞膜通透性改变，物质运输功能降低。
2、细胞衰老的原因
（1） 自由基学说： 自由基（异常活跃的带电分子或基团）产生后，即攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物 分子
（2）端粒学说
①端粒：每条染色体的两端都有一段特殊序列的 DNA，称为端粒。（只存在于真核细胞中）
②端粒 DNA 序列在每次细胞分裂后会缩短一截。
八、细胞死亡
1、细胞死亡包括： 细胞凋亡和细胞坏死。
（1）细胞凋亡：（教材黑体字） 由基因所决定的细胞自动结束生命的过程
受基因控制，是细胞主动发生的，对生物体有利。是一种程序性死亡
（2）细胞坏死：不受基因控制，是细胞被动发生的，对生物体有害。
2、细胞凋亡的类型：
（1）个体发育中细胞的程序性死亡。如：蝌蚪尾的消失
（2）成熟个体中细胞的自然更新。
（3）被病原体感染的细胞的清除。
专题五 遗传的基本规律和人类遗传病
【思维导图】
【知识梳理】
一、遗传因子的发现
（一）豌豆作为杂交实验材料
1、优点：（1）豌豆为自花传粉，闭花受粉→保证自然状态下都是纯种。
（2）豌豆具有易于区分且能稳定地遗传给后代的性状。
（3）花大，便于进行人工异花传粉
（4）子代数目多，便于进行统计分析
2、用豌豆做杂交实验（人工异花授粉）的方法：去雄（开花前） →套袋（防止外来花粉的干扰） →人工授粉→套 袋。
（二）相关概念
1、表型（表现型）：生物个体表现出来的性状，如：豌豆的高茎和矮茎
2、基因型：与表型有关的基因组成。如：高茎豌豆的基因型是 DD 或Dd，矮茎豌豆的基因型是 dd
3、等位基因：控制相对性状的基因，如：D 和 d
4、相对性状： 同种生物同一种性状的不同表现类型。如：豌豆茎的高和矮
5、显性性状：具有相对性状的两纯种亲本杂交，子一代中显现出来的性状
6、隐性性状：具有相对性状的两纯种亲本杂交，子一代中未显现出来的性状
7、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
8、纯合子（纯合体）：基因型组成相同的个体。能稳定遗传， 自交后代不性状分离。如 DD、dd 的植株
9、杂合子（杂合体）：基因型组成不同的个体。不能稳定遗传， 自交后代会性状分离。如 Dd 的植株
10、显性基因：控制显性性状的基因。用大写字母表示。如：D
11、隐性基因：控制隐性性状的基因。用小写字母表示。如：d
12、测交：某一个体与隐性纯合子交配
（三）一对相对性状的杂交实验（方法 ：假说-演绎法）
1、假说-演绎法：
①观察现象、提出问题②提出假说③演绎推理（设计实验）④验证假说（进行实验）⑤得出结论：分离定律
2、（教材黑体字）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。
3、（教材黑体字）孟德尔遗传规律的现代解释
基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，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。
4、最能体现分离定律实质的是 F1（Aa)配子种类的比例为 1：1
（四）两对相对性状的杂交实验（方法 ：假说-演绎法）
1、（教材黑体字） 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 一性状的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。
2、（教材黑体字）孟德尔遗传规律的现代解释
自由组合定律实质：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；在减数分裂过程种，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。
3、最能反映自由组合定律实质的是 F1 (AaBb)配子种类的比例为 1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1。
（五）孟德尔获得成功的原因
1、选用豌豆作为实验材料 2、 由一对相对性状到多对相对性状
3、对实验结果进行统计学分析 4、运用假说-演绎法
（六）性状分离比的模拟实验
1、 甲、乙两个小桶分别代表：雌、雄生殖器官 2、 甲、乙两个小桶内的彩球代表：雌、雄配子
3、不同彩球的随机组合模拟:雌、雄配子的随机结合
4、注意：
（1）要随机抓取，且抓完一次将小球放回原小桶并摇匀，重复次数足够多。
（2）两小桶内的彩球数量可以不相同，每个小桶内两种颜色的小球数量必须相同。
（七）分离定律和自由组合定律适用的条件 ：真核生物有性生殖的细胞核遗传
（八）方法总结
1、显隐性判断
（1） “无 ”中生“有 ”，“有 ”为隐性。
如：高茎豌豆自交，后代中既有高茎，也有矮茎。（则：矮茎为隐性性状）
（2） “有 ”中生“无 ”，“无 ”为隐性。
如：高茎豌豆和矮茎豌豆进行杂交，后代只有矮茎。（则：矮茎为隐性性状）
2、纯合子和杂合子的判断方法
（1）测交 （2） 自交 （3）花粉鉴定法 （4）单倍体育种法
（注意：①当待测个体为动物，常采用：测交 ②当待测个体为植物，4 种方法均可，但自交最为简便）
二、基因和染色体的关系
（一）基因位于染色体上
1、萨顿假说 方法：类比推理法
（1）核心内容：基因在染色体上
（2）依据：基因和染色体的行为存在着明显的平行关系（教材黑体字）
2、基因位于染色体上的实验证据：果蝇的杂交实验（实验者：摩尔根）
方法：假说-演绎法
3、基因和染色体的关系
（1）一条染色体上有多个基因，基因在染色体上呈线性排列
（2）生物体细胞的基因不一定都位于染色体上
（3）相同基因、等位基因、非等位基因
①相同基因： 同源染色体的相同位置上控制相同性状的基因，如图中A 和 A。
②等位基因： 同源染色体的相同位置上控制相对性状的基因，如图中B 和b、C 和 c、D 和 d。
③非等位基因(有两种情况)：一种是位于非同源染色体上的非等位基因，如图中A 和D；
另一种是位于同源染色体上的非等位基因，如图中A 和 B。
（二）伴性遗传：性染色体上的基因控制的性状在遗传上与性别相关联（教材黑体字）
1、特点：参考人类遗产病
2、应用
（1）推测后代发病率，指导优生优育
（2）根据性状推断性别，指导生产实践
例 1：控制果蝇红眼和白眼的基因位于 X 染色体上，且红眼(A)对白眼(a)为显性，请设计通过后代的眼色可以直接 判断性别
①选择亲本：隐雌×显雄（亲本均纯合）
②预期结果：后代雄性个体都为隐性，雌性个体都为显性
例 2：已知控制鸡的羽毛有横斑条纹的基因只位于 Z 染色体上，且芦花(B)对非芦花(b)为显性，请设计通过花纹选 育“雌鸡 ”的遗传杂交实验，并写出遗传图解。
①选择亲本：选择非芦花雄鸡和芦花雌鸡杂交。（隐雄、显雌）
②请写出遗传图解。
提示 如图所示
（三）性别决定
1、XY 型性别决定：雌性为 XX，雄性为 XY（例：人、果蝇）
2、ZW 型性别决定：雌性为 ZW，雄性为 ZZ（例：鸟类、蛾类）
专题六 遗传的分子基础、变异和进化
【思维导图】
一、基因的本质
（一） DNA 是主要的遗传物质
1、格里菲斯用肺炎链球菌和小鼠进行转化实验，得出结论： 已经加热杀死的 S 型细菌，含有某种促进 R 型活细菌 转化为 S 型活细菌的活性物质——转化因子
（1）S 型细菌菌落光滑，有荚膜，有毒性（2）R 型细菌菌落粗糙，无荚膜，无毒性
2、艾弗里及其同事的肺炎链球菌转化实验利用了自变量控制中的“减法原理 ”，得出结论：DNA 是遗传物质
3、赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌
（1）实验证明了：DNA 是遗传物质
（2）实验方法：放射性同位素示踪法（35S 标记蛋白质、32P 标记 DNA）
（3）实验材料：T2 噬菌体和大肠杆菌
T2 噬菌体的结构
（4）实验过程：
①标记噬菌体： 用 32P 标记噬菌体的 DNA
Ⅰ. 用含 32P 放射性同位素的培养基培养大肠杆菌 用 35S 标记噬菌体的蛋白质
Ⅰ.用含 35S 放射性同位素的培养基培养大肠杆菌
②侵染大肠杆菌
Ⅰ.搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
Ⅱ.用被 32P 标记的大肠杆菌培养噬菌体
Ⅱ.用被 35S 标记的大肠杆菌培养噬菌体
Ⅱ.离心的目的：让上清液中析出重量较轻的T2 噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌
（5）实验误差分析：
①用 32P 标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因是保温时间过短或过长。
②35S 标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因是搅拌不充分，有少量含 35S 的噬菌体外壳吸附在细菌 表面，随细菌离心到沉淀物中。
4、烟草花叶病毒对烟草叶片细胞的感染实验证明：RNA 是遗传物质
5、（教材黑体字）因为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
6、 自变量控制中的“加法原理 ”和“减法原理 ”
（1） “加法原理 ”：与常态比较，人为增加某种影响因素
（2） “减法原理 ”：与常态比较，人为去除某种影响因素
（二） DNA 分子的结构
1、DNA 的组成元素：C、H、O、N、P 2、DNA 的基本单位：脱氧核糖核苷酸(4 种)
3、DNA 双螺旋结构模型的建构者：沃森和克里克
4、DNA 分子的结构
（1）DNA 是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构
（2）DNA 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
（3）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，且遵循碱基互补配对原则（A 一定和T 配对，G 一定和C 配对）
5、DNA 的一条单链具有两个末端，一端有一个游离的磷酸基团，这一端称作 5'-端，另一端有一个羟基（-OH)，称 作 3'-端。DNA 的两条单链走向相反，从双链的一端起始，一条单链是从 5-端到 3-端的，另一条单链则是从 3-端 到 5'-端的。
6、根据碱基互补配对原则（A=T、G=C），可得如下结论：
（1）在 DNA 双链中嘌呤总数等于嘧啶总数。 A+G=T+C
（2）互补碱基之和的比例在任意一条链及整个 DNA 分子中都相同。
（3）非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个 DNA 分子中为 1
7、遗传信息蕴藏在4 种碱基的排列顺序之中（教材黑体字）
8、DNA 分子的多样性和特异性（教材黑体字）
（1）碱基排列顺序的千变万化，构成了 DNA 的多样性
（2）每个碱基特定的排列顺序，又构成了每个 DNA 分子的特异性
（3）DNA 的多样性和特异性是生物多样性和特异性的物质基础
（三） DNA 分子的复制（以亲代 DNA 分子为模板合成子代 DNA 分子的过程）
1、DNA 复制方式的实验证据
（1）实验者：梅塞尔森和斯塔尔。 （2）研究方法：假说—演绎法。
（3）实验材料：大肠杆菌。 （4）实验技术：同位素标记技术和密度梯度离心。
（5）实验原理：含 15N 的双链 DNA 密度大，含 14N 的双链 DNA 密度小，一条链含 14N、一条链含 15N 的双链 DNA 密度 居中。（注：15N 为稳定同位素，没有放射性）
（6）实验过程：看教材
（7）实验结论：DNA 的复制是以半保留的方式进行的。
（8）将含有 15N 的 DNA 分子放在含有 14N 的培养基中连续复制 n 次，则：
①子代 DNA 共 2n 个； ②含 15N 的 DNA 分子：2 个；③只含 15N 的 DNA 分子：0 个；④含 14N 的 DNA 分子：2n 个； ⑤只含 14N 的 DNA 分子：2n-2 个
2、DNA 复制
（1）方式：半保留复制
（2）场所：主要在细胞核
（3）时间：细胞分裂前的间期
（4）条件
①能量：ATP 提供 ②酶：解旋酶、DNA 聚合酶 ③模板：DNA 的两条单链
④原料：4 种游离的脱氧核苷酸 ⑤引物：使 DNA 聚合酶能够从引物的 3 ’-端开始连接脱氧核苷酸
（5）过程：解旋 → 合成子链 → 重新螺旋
（6）特点：边解旋边复制、半保留复制、遵循碱基互补配对原则
（7）结果：形成与亲代相同的两个 DNA 分子
（8）意义：DNA 通过复制，将遗传信息从亲代传递给子代，从而保持了遗传信息的连续性。
（9）准确复制的原因
①DNA 的双螺旋结构为复制提供了精确的模板
②通过碱基互补配对原则保证了复制能够准确地进行下去
（10）DNA 复制中会出现多个复制泡的原因是：DNA 有多个复制起点，可从不同起点开始 DNA 的复制，由此加快了 DNA 复制的速率，为细胞分裂做好准备。
（四）基因通常是有遗传效应的 DNA 片段（教材黑体字）
1、绝大多数生物（所有细胞生物、DNA 病毒）的基因是：有遗传效应的 DNA 片段
2、少部分生物（RNA 病毒）的基因是：有遗传效应的 RNA 片段
3、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系
二、基因的表达：基因指导蛋白质的合成
（一） RNA
1、元素组成： C、H、O、N、P
2、基本单位： 核糖核苷酸
3、种类
（1）信使 RNA(mRNA)：翻译的直接模板。
密码子：①mRNA 上决定一个氨基酸的 3 个相邻碱基，称作 1 个密码子
②密码子共有 64 种，2 种起始密码子，3 种终止密码子
③一种密码子只能决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以对应一种或几种密码子
（一种氨基酸可以对应几种密码子也叫密码子的简并性）
④并不是所有密码子都决定氨基酸，其中有 2 个终止密码子不决定氨基酸
⑤地球上几乎所有的生物都共用一套遗传密码
（2）转运 RNA(tRNA)
①作用：识别密码子，转运氨基酸。
②一种 tRNA 只能识别并转运一种氨基酸，但一种氨基酸可由一种或几种 tRNA 转运。
③反密码子：tRNA 上与密码子配对的 3 个相邻碱基（tRNA 能识别 mRNA 上的密码子）
④tRNA 转运氨基酸到核糖体上
（3）核糖体 RNA(rRNA)：与蛋白质结合形成核糖体
（二）基因指导蛋白质的合成（基因的表达 ：包括转录和翻译）
基因指导蛋白质合成 DNA 的复制
过程 转录 翻译
产物 RNA（包括三种 RNA） 蛋白质 DNA
场所 细胞核（主要） 核糖体 细胞核（主要）
条 件 模板 DNA 的一条链 mRNA DNA 的两条链
原料 4 种核糖核苷酸 游离的 21种氨基酸 4 种脱氧核糖核苷酸
酶 RNA 聚合酶 多种酶 解旋酶、DNA 聚合酶
能量 ATP 提供 ATP 提供 ATP 提供
转运工具：tRNA 引物
碱基配对方式 A—U、T—A、G—C、C—G A—U、U—A、G—C、C—G A—T、T—A、G—C、C—G
信息传递 DNA → RNA mRNA → 蛋白质 DNA → DNA
意义 表达遗传信息 传递遗传信息
注意：
1、基因表达过程中，蛋白质中氨基酸的数目： mRNA 的碱基数目：基因中的碱基数目=1：3：6
2、翻译过程中核糖体沿着 mRNA 移动。核糖体与mRNA 的结合部位会形成 2 个 tRNA 结合位点
（三）辨析 ：遗传信息、密码子与反密码子、启动子、终止子
比较项目 实质
遗传信息 DNA 中脱氧核苷酸的排列顺序
密码子 mRNA 上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基
反密码子 位于 tRNA 上的能与 mRNA 上对应密码子互补配对的三个相邻碱基
启动子 ①作用：RNA 聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录出mRNA；②特殊序列的DNA 片段；③紧挨转 录的起始位点；
终止子 ①特殊序列的DNA 片段；②相当于一盏红色信号灯，使转录在所需要的地方停下来
三、 中心法则
1、提出者：克里克
2、补充后的内容图解：
注：每个过程都遵循碱基互补配对原则
3、各种生物遗传信息的传递途径
（1）能分裂的细胞生物及噬菌体等 DNA 病毒遗传信息的传递：
（2）具有 RNA 复制功能的RNA 病毒(如烟草花叶病毒)遗传信息的传递：
（3）具有逆转录功能的 RNA 病毒(如艾滋病病毒)遗传信息的传递：
。
（4）高度分化的细胞遗传信息的传递：
。
4、在遗传信息的传递过程中：①DNA、RNA 是信息的载体②蛋白质是信息的表达产物③ATP 为信息流动提供能量。 总结：（教材黑体字）生命是物质、能量和信息的统一体
四、基因表达与性状的关系
（一）基因表达产物与性状的关系
1、（教材黑体字）基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物性状（间接控制）
例：皱粒豌豆的形成、 白化病的形成
2、（教材黑体字）基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状（直接控制）
例：囊性纤维化、镰状细胞贫血
（二）基因的选择性表达与细胞分化
1、在不同类型的细胞中，表达的基因大致可以分为两类：
（1）在所有细胞中都表达的基因，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的，如：核糖体蛋白基因、 ATP 合成酶基因
（2）只在某类细胞中特异性表达的基因，如：卵清蛋白基因、胰岛素基因、血红蛋白基因
2、细胞分化的本质就是基因的选择性表达
（三）表观遗传
1、（教材黑体字）生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传
2、表观遗传的分子基础：DNA 甲基化修饰等
3、DNA 甲基化修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型
4、实例：
（1）柳穿鱼花形的遗传；（2）某种小鼠毛色的遗传；（3）蜂王和工蜂。（4）基因组成相同的同卵双胞胎所具有 的微小差异就与表观遗传有关
（四）基因与性状间的对应关系
1、基因与性状之间不是简单的线性关系
2、基因与性状的数量对应关系：一对一、一对多、多对一
（1）一个性状可以受多个基因的影响 （2）一个基因可以影响多个性状
3、生物的性状是基因和环境共同作用的结果
五、基因突变及其他变异
（一）基因突变
1、实例：镰状细胞贫血（碱基的替换）
2、（教材黑体字）DNA 分子中发生碱基的替换、增添或缺失而引起的基因碱基序列（基因结构）的改变叫作基因 突变
3、时间：可发生在生物个体发育的任何时期，但主要发生在DNA 分子复制过程中，如：真核生物——主要发生在 细胞分裂前的间期。
4、诱发基因突变的原因：
（1）外因：①物理因素②化学因素③生物因素
（2） 内因：DNA 复制偶尔发生错误等原因自发产生
5、突变特点：
（1）普遍性：在生物界是普遍存在的。
（2）随机性：时间上——可以发生在生物个体发育的任何时期；部位上——可以发生在细胞内不同DNA 分子上和 同一 DNA 分子的不同部位。
（3）低频性： 自然状态下，突变频率很低。
（4）不定向性：一个基因可以发生不同的突变，产生一个以上的等位基因。
（5）遗传性：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，但有些植物可 通过无性生殖遗传。
（6）多害少利性
6、基因突变的意义：①新基因产生的途径；②生物变异的根本来源；③为生物的进化提供了原材料
7、细胞的癌变：
（1）人和动物正常细胞中也存在与癌变有关的基因：原癌基因、抑癌基因
①一般来说，原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的，这类基因一旦突变或过量表达而导致相应 蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变。
②抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡，这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性 减弱或失去活性，也可能引起细胞癌变。
（2）癌细胞的特征：能够无限增殖，形态结构发生显著变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性 降低，容易在体内分散和转移
（二）基因重组
1、（教材黑体字）基因重组就是生物体在有性生殖过程中，控制不同性状的基因的重新组合
2、类型
（1） 自由组合型：（减数分裂 Ⅰ 的后期）非同源染色体上的非等位基因自由组合
（2）交叉互换型：（减数分裂 Ⅰ 的前期）同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换
（3）基因工程重组型
（4）肺炎链球菌转化型：R 型细菌转化为 S 型细菌。
3、基因重组的结果：产生新的基因型，导致重组性状出现。（不产生新基因和新性状）
4、基因重组的意义
有性生殖过程中的基因重组能够使产生的配子种类多样化，进而产生基因组合多样化的子代，也是生物变异的来源 之一，对生物的进化具有重要意义，还可以用来指导育种。
5、同胞兄弟或姐妹个体之间的性状有差异，这种变异主要来自基因重组
（三）染色体变异 ：体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化（教材黑体字）
1、染色体变异包括：染色体结构变异和染色体数目变异
2、染色体结构变异
（1）类型：缺失、重复、颠倒（倒位）、移接（易位） 例：猫叫综合征（缺失）
（2）结果：使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。
3、染色体数目变异的类型
（1）个别染色体的增加或减少 例：21三体综合征（又叫先天性愚型）
（2）细胞内染色体数目一整套的非同源染色体为基数成倍地增加或成倍地减少
4、相关概念
（1）染色体组：细胞中的每套非同源染色体
（2）二倍体（起点：受精卵）： 由受精卵发育的个体，体细胞中含有两个染色体组
（3）多倍体：（起点：受精卵）： 由受精卵发育的个体，体细胞具有三个或三个以上染色体组
①多倍体的特点：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含量增加
②诱导多倍体形成的方法：秋水仙素处理萌发种子或幼苗；低温处理
③秋水仙素诱导多倍体形成的原因：抑制细胞分裂时纺锤体的形成
（4）单倍体： 由配子发育成的生物体，细胞中无论有几个染色体组只能叫单倍体 单倍体的特点：植株弱小；高度不育
（四）三种可遗传变异的比较
1、三种变异只有染色体变异可以在显微镜下被观察到
2、基因突变、基因重组和染色体结构变异
（1）基因突变产生新基因，不改变基因的数目和位置
（2）基因重组产生新的基因型，导致重组性状出现
（3）染色体的结构变异使基因的数目或位置发生改变
3、交叉互换和易位
（1）交叉互换：发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间；属于基因重组
（2）易位：发生在非同源染色单体之间；属于染色体结构变异
（五）生物变异在育种上的应用
1、单倍体育种
（1）原理：染色体(数目)变异。 （2）过程：花药离体培养、秋水仙素处理
（3）优点： 明显缩短育种年限，且得到纯合二倍体。 （4）缺点：技术复杂。
2、多倍体育种
（1）方法：用秋水仙素或低温处理。 （2）处理材料：萌发的种子或幼苗。
（3）原理：染色体(数目)变异。 （4）实例：三倍体无子西瓜的培育
3、杂交育种
（1）原理：基因重组。
（2）优点：操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。 （3）缺点：获得新品种的周期长。
4、诱变育种
（1）原理：基因突变。
（2）优点：①可以提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。 ②大幅度地改良某些性状。
（3）缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。
五、人类遗传病
人类遗传病的类型：单基因遗传病、多基因遗传病、染色体异常遗传病
（一）单基因遗传病 ：受一对等位基因控制的遗传病
特点 实例
常染色体遗传病 显性 ①男女患病概率相等 ②连续遗传 多指、并指、软骨发育不全
隐性 ①男女患病概率相等 ②往往隔代遗传 镰状细胞贫血、 白化病、苯丙 酮尿症
伴 X 染色体遗传病 显性 ①女性患者多于男性，但部分女患者症状较轻 ②男患者的母亲和女儿一定患病（男病，母女病） ③具有世代连续性 抗维生素 D 佝偻病
隐性 ①男性患者多于女性 ②女患者的父亲和儿子一定患病（女病，父子病） ③男性患者的基因只能从母亲那里传来， 以后只能 传给女儿 红绿色盲、血友病
伴 Y 染色体遗传病 具有“男性代代传 ”的特点 外耳道多毛症
（二）多基因遗传病：受两对或两对以上等位基因控制的遗传病
1、特点：①在群体中发病率较高②易受环境影响③常表现为家族聚集现象
2、实例：原发性高血压、冠心病、哮喘、青少年型糖尿病
（三）染色体异常遗传病(染色体病)： 由染色体结构或者数目异常引起
1、特点：往往造成严重的后果，甚至胚胎期引起流产
2、实例：唐氏综合征（21三体综合征）（患者比正常人多了一条 21 号染色体）；猫叫综合征（染色体片段缺失）
3、21三体综合征发生的原因：①原因一：减数第一次分裂后期同源染色体未分离；②原因二：减数第二次分裂后 期姐妹染色单体未分离。
（四）遗传病的检测和预防
1、手段：遗传咨询、产前诊断等
（1）遗传咨询
（2）产前诊断
①羊水检查：检测染色体异常疾病 ②B 超检查：检测外观和性别
③基因诊断：检测基因异常病 ④孕妇血细胞检查：可以筛查遗传性地中海贫血症
2、意义：在一定程度上能够有效地预防遗传病的产生和发展。
（五）人类遗传病的调查
1、调查时最好选择发病率高的单基因遗传病、随机调查、调查样本要足够多
2、调查发病率时：在人群中随机抽样调查，并保证调查的群体足够大
3、调查某种病的遗传方式时：在患者家系中调查，并绘出遗传系谱图
七、生物的进化
（一）生物有共同祖先的证据
1、化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等
2、化石是研究生物进化最直接、最重要的证据
3、大量的化石证据证实：
（1）生物是由原始的共同祖先进化而来
（2）生物进化的顺序： 由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生
4、脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段，这个证据支持了人和其他脊椎动物有共同祖先的观点
（二） 自然选择与适应的形成
1、适应是普遍存在的、适应是相对的。
2、环境总是处于不断变化中的，遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾是适应相对性的根本原因
3、拉马克的进化学说的内容：适应的形成都是由于用进废退和获得性遗传
4、达尔文的自然选择学说
（1） 内容：适应的来源是可遗传的变异，适应是自然选择的结果
（2）意义：①能解释生物进化的原因和生物多样性、适应性
②使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上了科学的轨道。
③揭示了生物界的统一性是由于所有生物都有共同的祖先，而生物的多样性和适应性是进化的结果。
（3）局限性①不能科学的解释遗传和变异的本质②对生物进化的解释局限于个体水平
5、现代生物进化理论以自然选择为核心
（三）种群基因组成的变化与物种的形成
1、种群是研究适应及物种组成的基本单位
（1）（教材黑体字）种群：生活在一定区域的同种生物的全部个体。
（2）（教材黑体字）基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因
（3）基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值
（4）生物进化的实质是：种群基因频率的定向改变。
2、突变（基因突变和染色体变异）和基因重组是产生进化的原材料
（1）（教材黑体字）基因突变产生新的等位基因，这就可以是种群基因频率发生变化
（2）可遗传变异提供生物进化的原材料
①可遗传变异来源于：基因突变、基因重组和染色体变异
②基因突变和染色体变异统称为突变
（3）突变的有害和有利不是绝对的，往往取决于生物的生存环境
（4）突变和重组都是随机的、不定向的；进化是定向的
3、 自然选择决定生物进化的方向：种群基因频率定向改变
（教材黑体字）在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化
4、 隔离导致物种形成：生殖隔离的产生标志着新物种的产生
（1）（教材黑体字）物种：在自然状态下能够相互交配并产生可育后代的一群生物
（2）（教材黑体字）隔离是物种形成的必要条件
①隔离：不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象
②生殖隔离（新物种形成的标志）：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
③地理隔离：同种生物由于地理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
（3）物种的形成：经过长期地理隔离而达到生殖隔离是较常见的方式
（4）物种形成的三个基本环节：突变和基因重组、 自然选择、隔离
（四）协同进化与生物多样性的形成
1、（教材黑体字）协同进化：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：遗传多样性（基因多样性）、物种多样性和生态系统多样性
3、地球上最早出现的生物是：厌氧单细胞生物
（五）现代生物进化理论的内容（教材黑体字）
1、适应是自然选择的结果
2、种群是生物进化的基本单位
3、突变和基因重组提供进化的原材料， 自然选择导致种群基因频率的定向改变，进而通过隔离形成新物种
4、生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程
5、生物多样性是协同进化的结果
专题七 动物体和人体生命活动的调节
第 1 章 人体的内环境和稳态
1．1 细胞生活的环境
一、体液
1、概念：体内含有大量以水为基础的液体，统称为体液 2、包括：细胞内液（约占 2/3）和细胞外液（约占 1/3）。
二、细胞生活的环境
（一）单细胞生物：直接生活在水中。可以直接从水中获取生存所必需的养料和氧，并把废物直接排入水中
（二）多细胞生物：体内细胞生活在细胞外液（内环境） 中
1、细胞外液：包括血浆、组织液和淋巴液等
2、 内环境：为了区别于个体的外界环境， 由细胞外液构成的液体环境叫作内环境。（教材黑体字）
3、 内环境三种成分之间的相互转化
4、单细胞生物、植物没有“ 内环境 ”
5、组织水肿
（1）组织水肿：直接表现——组织液增多
（2）组织水肿的原因归纳
三、 内环境的成分和理化性质
（一）内环境的成分
1、血浆中约 90%为水；其余 10%分别是：蛋白质（7%～9%），无机盐（约 1%） ， 以及血液运送的其他物质，包括 各种营养物质（如葡萄糖）、激素、各种代谢废物等。
2、组织液、血浆、淋巴液在成分上的最主要差别在于血浆中含有较多的蛋白质，而组织液、淋巴液中蛋白质含量 很少。
（二）内环境的理化性质
1、（教材黑体字） 内环境（细胞外液）理化性质的三个主要方面：渗透压、酸碱度和温度
（1）渗透压
①血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关
②细胞外液渗透压的 90%以上来源于Na+和 Cl-。
（2）酸碱度：
①血浆 PH：近中性，7.35～7.45
②内环境酸碱度之所以能够保持稳定，是因为内环境中有很多缓冲对，其中最重要的是 HCO3 - 、H2 CO3 , 其次还有 HPO4 2 - 、H2 PO4 -
（3）温度：人体细胞外液的温度一般维持在 37_ ℃左右（酶的适宜温度）
四、 内环境的作用：1、细胞生存的直接环境；2、细胞通过内环境与外界环境进行物质交换
1．2 内环境的稳态
一、 内环境的稳态
1、（教材黑体字）概念：正常机体通过调节作用，使各个器官、系统协调活动，共同维持内环境相对稳定的状态
2、实质： 内环境中的各种化学成分和理化性质保持相对稳定的状态
3、（教材黑体字）主要调节机制：神经-体液-免疫调节网络
4、调节能力：是有一定限度的
5、影响内环境稳态的因素：外界环境的变化和体内细胞代谢活动的进行
6、稳态遭到破坏的原因：当外界环境的变化过于剧烈，或人体自身的调节功能出现障碍时， 内环境的稳态就会遭 到破坏，危及机体健康。
二、稳态的意义：机体进行正常生命活动的必要条件。（教材黑体字）
第 2 章 神经调节
2．1 神经调节的结构基础
一、神经调节的结构基础
二、 自主神经系统
1、（教材黑体字）概念：支配内脏、血管和腺体的传出神经，它们的活动不受意识支配，称为自主神经系统。
2、包括：交感神经和副交感神经
2、功能：交感神经和副交感神经对同一器官的作用往往相反
（1）当人处于兴奋状态时，交感神经活动占据优势，心跳加快，瞳孔、支气管扩张，血管收缩， 胃肠蠕动和消化 腺分泌活动减弱
（2）当人处于安静状态时，副交感神经活动占据优势，心跳减慢，瞳孔、支气管收缩， 胃肠蠕动和消化腺分泌加 强
（3）交感神经和副交感神经对同一器官的作用，犹如汽车的油门和刹车，可以使机体对外界刺激作出更精确的反 应，使机体更好地适应环境的变化
2．2 神经调节的基本方式——反射
一、反射的概念：在中枢神经系统的参与下，机体对内外刺激所产生的规律性应答反应，叫作反射。（教材黑体字）
二、反射的结构基础——反射弧
1、组成：感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器（传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等）
2、反射的过程：
感受器接受一定的刺激后，产生兴奋。产生的兴奋沿着传入神经向神经中枢传导；神经中枢随之产生兴奋，并对传 入的信息进行分析和综合；神经中枢的兴奋经过传出神经到达效应器；效应器对刺激作出应答。
（1）反射活动需要经过完整的反射弧来实现。如果反射弧中任何环节在结构、功能上受损，反射就不能完成。
（2）直接刺激传出神经或效应器引起肌肉收缩，不属于反射。
（3）感觉的产生不属于反射。
（4）一个完整的反射活动至少需要 2 个神经元参与，如膝跳反射。反射活动越复杂，参与的神经元越多
3、兴奋
（1）（教材黑体字）概念：兴奋是指动物体或人体内的某些细胞或组织（如神经组织）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
（2）兴奋除了在反射弧中传导，还会在脑与脊髓等中枢神经系统中传导
二、类型 ：条件反射和非条件反射
1、非条件反射：出生后无须训练就具有的反射，不需要大脑皮层也可以完成
意义：完成机体基本的生命活动
举例：缩手反射、膝跳反射、眨眼反射、吸吮反射、排尿反射、吃东西时分泌唾液等
2、条件反射：出生后在生活过程中通过学习和训练而形成的反射，需要大脑皮层参与
意义：使机体具有更强的预见性、灵活性和适应性，大大提高了动物应对复杂环境变化的能力
举例：望梅止渴、画饼充饥、谈虎色变、听见铃声走进教室等
3、条件反射和非条件反射的联系：条件反射是在非条件反射的基础上，通过学习和训练而建立的。条件反射建立 之后要维持下去，还需要非条件刺激的不断强化。
4、条件反射的消退
（1）原因：反复应用条件刺激而不给予非条件刺激
（2）条件反射的消退使得动物获得了两个刺激间新的联系，是一个新的学习过程， 需要大脑皮层的参与。
2．3 神经冲动的产生和传导
一、神经冲动
在神经系统中，兴奋是以电信号的形式在神经纤维上传导的，这种电信号也叫神经冲动。
二、兴奋的产生
1、静息电位表现为外正内负，产生原因是静息时 K+外流
2、动作电位表现为外负内正，产生原因是Na＋ 内流
3、神经纤维上兴奋的产生主要是Na＋ 内流的结果。
三、兴奋在神经纤维上的传导
1、传导形式：局部电流（电信号、神经冲动）
2、传导过程
（1）在兴奋部位和未兴奋部位之间由于电位差的存在而发生电荷移动，这样就形成了局部电流。
（2）这种局部电流又刺激相近的未兴奋部位发生同样的电位变化，如此进行下去，将兴奋向前传导，后方又恢复 为静息电位。
3、传导特点：双向传导
注意：在反射活动（生物体） 中，兴奋是单向传导的
4、局部电流和兴奋传导方向的关系：膜外相反，膜内相同
四、兴奋在神经元之间的传递
1、兴奋在神经元之间传递的结构基础：突触
（1）结构
①突触前膜：轴突末端突触小体的膜
②突触间隙：突触前膜与突触后膜之间存在的间隙(内有组织液）
③突触后膜：另一个神经元的细胞体膜或树突膜
（2）区别：突触小体≠突触
①突触小体：是神经元轴突末端膨大部分，其上的膜可以构成突触前膜，突触前膜是突触的一部分；
②突触： 由两个神经元构成，包括突触前膜、突触间隙、突触后膜
2、过程：
3、兴奋在神经元之间传递的特点：
（1）单向传递
原因：神经递质只存在于突触小泡中，只能由突触前膜释放，然后作用于突触后膜上。
例如，从一个神经元的轴突传到下一个神经元的细胞体或树突。
（2）兴奋在神经元之间的传递比在神经纤维上的传导要慢
原因：突触处的兴奋传递需要通过化学信号的转换
4、突触中的信号变化： 电信号→化学信号→ 电信号
突触小体或突触前膜中的信号变化： 电信号→化学信号
突触后膜的信号变化：化学信号→ 电信号
5、神经递质
（1）供体：突触小泡
（2）与神经递质的形成有关的主要细胞器：高尔基体
（3）传递途径：突触前膜→突触间隙→突触后膜。
（4）释放方式：胞吐，体现了细胞膜的流动性，需要能量
（5）受体：突触后膜上的糖蛋白，具有特异性。
（6）作用效果：使后一个神经元（或效应器）兴奋或抑制。（在特定的情况下，突触释放的神经递质，也能使肌 肉收缩或某些腺体分泌。）
（7）类型及机理
①兴奋性递质：使下一个神经元兴奋（Na＋ 内流）
②抑制性递质：使下一个神经元抑制（Cl－ 内流）
（8）去向：降解或被回收
神经递质发挥效应后，会很快被相应的酶降解，或被突触前神经元回收， 以免持续发挥作用。
五、比较兴奋在神经纤维上的传导和在神经元之间的传递
兴奋在神经纤维上的传导 兴奋在神经元之间的传递
结构基础 神经元（神经纤维） 突触
信号形式 电信号 电信号→化学信号→ 电信号
特点 方向 双向传导 单向传递
速度 传导速度快 传导速度慢
六、滥用兴奋剂、 吸食毒品的危害： 作用位点往往是突触
2．4 神经系统的分级调节
中枢神经系统的不同部位，存在着控制同一生理活动的中枢
一、神经系统对躯体运动的分级调节 大脑皮层与躯体运动的关系
1、大脑皮层
（1）组成：大脑的表面覆盖着主要由神经元胞体及其树突构成的薄层结构。
（2）功能：调节机体活动的最高级中枢。
2、大脑皮层（第一运动区）与躯体运动的关系
（1）躯体运动中枢：位于大脑皮层的中央前回，又叫第一运动区。
（2）第一运动区与躯体运动的关系
①管理身体对侧骨骼肌的随意运动。
②躯体各部分的运动机能在皮层的第一运动区内都有它的代表区
③皮层代表区的位置与躯体各部位的关系是倒置的，头面部是正置的。
④大脑皮层运动代表区范围的大小与躯体运动的精细程度有关
二、神经系统对内脏活动的分级调节
1、神经系统对内脏活动的调节与它对躯体运动的调节相似，也是通过反射进行的。
2、实例分析：排尿反射的分级调节
（1）控制排尿的低级中枢在脊髓
（2）排尿不仅受到脊髓的控制，

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