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专题二 细胞代谢
【专题要点】
本专题涉及的重点知识主要有以下几个方面：1.有关酶的实验设计与探究；2.光合作用的过程和影响光合作用的因素；3.细胞呼吸的过程和影响因素；4. 光合作用与细胞呼吸的知识综合等。下面将重要知识点解读如下：
一、与酶有关的曲线解读
（一）表示酶高效性的曲线：1、催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。2、酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。3、酶只能催化已存在的化学反应。
（二）表示酶专一性的曲线：1、在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A催化底物A参加反应。2、在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不催化底物A参加反应。
（三）影响酶活性的曲线：1、在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用将减弱。2、在最适pH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用都将减弱。3、过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。4、反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
（四）底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响：1、在其他条件适宜、酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。2、在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。
二、生物体内ATP的来源与去向
ATP来源 反应式
光合作用的光反应 [*科*网]ADP＋Pi＋能量——→ATP[][
化能合成作用
有氧呼吸
无氧呼吸
其它高能化合物转化（如磷酸肌酸转化） C~ P（磷酸肌酸）＋ADP——→C（肌酸）＋ATP
ATP的去向
三、细胞对水分的吸收和利用
1、细胞对水分的吸收
2.扩散作用与渗透作用的联系与区别
3.半透膜与选择透过性膜的区别与联系
半透膜 选择透过性膜
概念 小分子、离子能透过，大分子不能透过 水自由通过，被选择的离子和其它小分子可以通过，大分子和颗粒不能通过
性质 半透性（存在微孔，取决于孔的大小） 选择透过性（生物分子组成，取决于脂质、蛋白质和ATP）
状态 活或死 活
材料 合成材料或生物材料 生物膜（磷脂和蛋白质构成的膜）
物质运动方向 不由膜决定，取决于物质密度 水和亲脂小分子：不由膜决定，取决于物质密度离子和其它小分子：膜上载体（蛋白质）决定
功能 渗透作用 渗透作用和其它更多的生命活动功能
共同点 水自由通过，大分子和颗粒都不能通过
四光合作用
（一）、光合作用的色素
（二）、光合作用中光反应和暗反应的比较
比较项目 光反应 暗反应
反应场所 叶绿体基粒 叶绿体基质
能量变化 光能——→电能电能——→活跃化学能 活跃化学能——→稳定化学能
物质变化 H2O——→[H]＋O2NADP+ ＋ H+ ＋ 2e ——→NADPHATP＋Pi——→ATP CO2＋NADPH＋ATP———→（CH2O）＋ADP＋Pi＋NADP+＋H2O
反应物 H2O、ADP、Pi、NADP+ CO2、ATP、NADPH
反应产物 O2、ATP、NADPH （CH2O）、ADP、Pi、NADP+ 、H2O
反应条件 需光 不需光
反应性质 光化学反应（快） 酶促反应（慢）
反应时间 有光时（自然状态下，无光反应产物暗反应也不能进行）
（三）、光能利用率与光合作用效率的关系
(四)、光合作用实验的常用方法
五、细胞的呼吸
（一）、有氧呼吸
（二）、细胞内的无氧呼吸
；；六、生物新陈代谢的类型
酶
酶
神经传导和生物电
肌肉收缩
吸收和分泌
合成代谢
生物发光
光合作用的暗反应
细胞分裂
矿质元素吸收
新物质合成
植株的生长
植物
动物
ATP ——→ADP＋Pi＋ 能量
酶
渗透吸水
渗透系统
隔着半透膜的两种溶液构成的体系
吸胀吸水
液泡尚未形成或消失
通过亲水物质的亲水性吸水
细胞构
成渗透系统
原生质层
由细胞膜、液泡膜、两膜之间的细胞质构成
看作一层半透膜（本质是选择透过性）
两个系统
①植物细胞与土壤溶液之间构成
②每两个植物细胞之间构成
水分的吸收
吸水原理
主要由成熟细胞的中央液泡构成渗透系统
通过渗透作用吸水
发生条件
①具有半透膜
②膜两侧溶液具有浓度差
溶液与纯水达平衡时，溶液一方所承受的外压差。
渗透压
扩散作用
渗透作用
物质由相对多（密度高）的地方向相对少（密度低）的地方运动的过程，叫扩散
溶剂分子的扩散叫渗透，具备一定条件才能发生
联系
区别
物质由高到低的移动方式，利用物质本身的属性，不需要能量
特指溶剂分子（如水、酒精等）的扩散，需特定的条件
色素
分布
分离
（橙黄色）胡萝卜素
（黄色）叶黄素
（蓝绿色）叶绿素a
（黄绿色）叶绿素b
快
慢
作用
吸收传递光能
胡萝卜素
叶黄素
大部分叶绿素a
叶绿素b
吸收转化光能
特殊状态的叶绿素a
组成
类胡萝卜素
叶绿素
叶绿素a
叶绿素b
胡萝卜素
叶黄素
叶绿体基粒的
类囊体薄膜上
关系
提高光能利用率
延长光合作用时间
增加光合作用面积
提高光合作用效率
控制光照强弱
二氧化碳供应
必需矿质元素供应
光合作用效率
光合作用制造的有机物所含的能量
光合作用吸收的光能
＝
参与光合作用的能
量中被转移的能量
光能利用率
照在该地面的总的光能
光合作用制造的有机物所含的能量
＝
照在地面上的总能
量中被转移的能量
概念
热能损失
光能损失→荧光、磷光
光能→电能→化学能（贮存）
去向
半叶法（遮盖法）
割主叶脉法
同位素标记法
验证（探索）光合作用需
CO2并放O2、光强的影响
光合作用产生淀粉
验证（探索）光合
作用中物质的转变
打孔法（抽气法）
密封法
光质对光合作用的影响
分光法
可同时使用
2C3H6O3
2C2H5OH
2CO2
4[H]
能量
2CH3COCOOH
＋
C6H12O6
②
①
(葡萄糖)
(酒精)
(乳酸)
(丙酮酸)
ATP(少)
热
总反应式
C6H12O6
＋
能量
2C3H6O3
酶
C6H12O6
2C2H5OH
2CO2
＋
酶
能量
＋
总反应式
细胞质基质
线粒体
6CO2
20[H]
C6H12O6
4[H]
能量
6H2O
ATP(少)
热
C6H12O6
2CH3COCOOH
12H2O
ATP(多)
6O2
能量
热
呼吸链
ATP(少)
热
能量
2CH3COCOOH
②
①
③
(葡萄糖)
(丙酮酸)
细胞质基质
线粒体
细胞膜
②
绿色植物
光合细菌
基本类型
新陈代谢类型
兼性厌氧型
异化类型
需氧型
厌氧型
同化类型
自养型
异养型
光能自养型
化能自养型
兼性营养型
酵母菌
有光时：自养生活（进行光合作用，但供氢体不是水，而是有机物）
无光时：异养生活
红螺细菌
有氧时：有氧呼吸
无氧时：无氧呼吸
硝化细菌
化能合成作用
光合作用
绝大多数动物，腐生的真菌，大多数细菌
多数动植物
一些细菌(如光合细菌，供氢体不是水，不放O2)
蛔虫等
特殊类型
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专题三 细胞的生命历程
【教法指引】
本专题在理综试题中出现的机会相对较少，最主要涉及分裂的各个时期与DNA、染色体数目的变化关系，其次就是识别各个时期的图像。另外，近年来大家对生命的持续关注，细胞的分化、癌变、衰亡、凋亡也逐渐成为考试的重点。对此，教师在复习时要注意以下几点：
1.相信学生，放手让学生自己总结
教师可以引导自己将分裂时期的图像进行整理，然后列出表格，最后纪绘成曲线图，这样的话可以加深学生的理解，解题时才能立于不败之地。当然根根据学生的具体情况，把握放手的程度，如果学生稍差，那么老师可以列出表格，让学生自己补充完整。
2.引导学生关注知识的运用以及与生活的联系
随着课改的深入，知识的运用也考查越来越多。目前细胞的癌变、衰老、凋亡多停留在概念层面的考查，但可以确信，随着人们的认识加深，特别是今年诺贝尔生理奖授予给了有关端粒和端粒酶的发现者，这一部分的考查将进一步提升。由于是新加内容，过程是一方面自己根注意知识的升级、贮备，同时要恰到好处、以事例的方式介绍给学生。
【专题要点】
本专题的重点知识主要是涉及有丝分裂过程中DNA、染色体的数量变化；另外就是细胞的衰老和凋亡、癌细胞与人体健康的关系。具体解读如下：
一、细胞分裂DNA、染色体数的变化
规律：
（1）有丝分裂的染色体变化的两个关键时期：①后期着丝点分裂时染色体加倍；②末期平分给两个子细胞时染色体数恢复。（其他时期染色体数不变。切记：染色体复制时其数目不改变。）
（2）有丝分裂的DNA：①间期染色体复制时DNA数目加倍；②末期平分给两个子细胞时DNA数目恢复。（其他时期不变。）
（3）减数分裂的染色体变化：①减数第一次分裂的末期染色体数目减半（说明：减数分裂染色体的减半就是发生在第一次分裂的末期，这时同源染色体分离，导致了染色体的减半。）；②第二次分裂的后期染色体暂时增加（这时的染色体数等于体细胞的染色体数）；③分裂之后染色体数减半。
（4）减数分裂的DNA变化：复制后加倍，然后二次减半，最后DNA是原来的一半。
源二、细胞分裂图形的辨别
三、细胞有丝分裂中核内DNA、染色体和染色单体变化规律
间期 前期 中期 后期 末期
DNA含量 2a—→4a 4a 4a 4a 2a
染色体数目（个） 2N 2N 2N 4N 2N
染色体单数（个） 0 4N 4N 0 0
染色体组数（个） 2 2 2 4 2
同源染色数（对） N N N[来 2N N
注：设间期染色体数目为2N个，未复制时DNA含量为2a。
四、理化因素对细胞周期的影响
理化因素 间期 前期 中期 后期 末期 机理 应用
过量脱氧胸苷 ＋ 抑制DNA复制 治疗癌症
秋水仙素 ＋ 抑制纺锤体形成 获得多倍体
低温（2—4℃） ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 影响酶活和供能 低温贮藏
注：＋ 表示有影响
五、细胞分裂异常（或特殊形式分裂）的类型及结果
类型 分裂方式 结果 事例
细胞质不分裂 有丝分裂 双（多）核细胞 多核胚囊
个别染色体不分离 有丝分裂、减数分裂 单体、多体 21三体、唐氏综合征
全部染色体不分离 有丝分裂、减数分裂 多倍体 四倍体植物
染色体多次复制，但不分离 有丝分裂 多线巨大染色体 果蝇唾腺染色体
两个以上中心体 有丝分裂 多极核
六、细胞分裂与分化的关系
七、已分化细胞的特点
十、分化后形成的不同种类细胞的特点
十一、分化与细胞全能性的关系
十二、细胞的生活史
十三、癌细胞的特点
十四、衰老细胞的特点
十五、细胞的死亡
]
染色体数
染色体数
DNA数
DNA数
减 数 分 裂
有 丝 分 裂
①是否出现联会、四分体
有
无
减数第一次分裂
②是否有同源染色体
有
无
有丝分裂
减数第二次分裂
G1
S
G2
M
周期性细胞
G0期（暂不增殖）
终端分化细胞
衰老
死亡
形态结构特化
新陈代谢改变
生理功能专一
分裂能力丧失
已分化细胞
形态结构不同
生理功能不同
代谢活动不同
基因表达不同
不同种类细胞
体细胞
生殖细胞（如卵细胞、花粉）
分化程度越低全能性越高，分化程度越高全能性越低
分化程度高，全能性也高
分化程度最低（尚未分化），全能性最高
受精卵
细胞
绝大多数细胞
少数细胞
未分化
分化
衰老
死亡
干细胞
癌细胞
分裂
分裂
干细胞特点：（无限增殖）
既分裂也分化
癌细胞特点：（无限增殖）
只分裂不分化
异常分化
癌变
（永生）
癌细胞的特点
无限分裂增殖
形态结构变化
细胞物质改变
正常功能丧失
新陈代谢异常
引发免疫反应
扁平梭形
球形
成纤维细胞癌变
如癌细胞膜糖蛋白减少，细胞黏着性降低，易转移扩散。
癌细胞膜表面含肿瘤抗原，肝癌细胞含甲胎蛋白等
如线粒体功能障碍，无氧供能
可移植在异种生物体内生长，形成癌瘤
可以种间移植
主要是细胞免疫
永生细胞
细
胞
死
亡
病理性死亡（细胞坏死）
程序性死亡（细胞凋亡）
环境因素突变
病原体入侵
正常生命需要
动物变态
花儿凋谢
极体消失
大部分淋巴细胞死亡
蝌蚪尾部消失
花瓣凋萎
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专题四 遗传的物质基础
【教法指引】
考查形式看，大体上可以分为五种类型：
⑴考查基本概念的识记
试题主要考查学生对生物专业术语和基本概念的掌握情况，这类试题大多只限于考查识记能力，比较简单。
⑵考查基本原理和规律的理解
这类试题综合程度不高，步骤不难，直来直去，主要考查学生对生物学有关过程、规律和现象的理解情况，与实际联系不强，学生如能对教材知识基本理解，问题不大
⑶考查基本原理和规律的应用
这类题目主要考查学生运用生物学知识分析、解决问题的能力。这类试题不仅需要熟练掌握生物学的基础知识，还需要较强的综合、分析和推理能力。学生不但要正确识别、理解试题提供的各种图表、资料，全面把握试题提供的客观条件，还要有清晰的解题思路。试题中的难题较多地集中在这种类型上面。
⑷考查设计程序(实验)解决实际问题的能力
这类试题量不大，但对学生的能力要求更高，要处理这类问题，必须建立起完整的体系，能熟练驾驭所学知识，会使用科学的语言准确地描述生物学现象、过程，能“灵活应用”所学知识解决生产、生活中的实际问题。这类试题由于考试形式限制，—般不会很难，但实际教学中因重理论轻实践，所以学生做起来很不适应。根据考试改革的信息来看，这类试题的比重有逐渐加大的趋势。
⑸考查追求新知的自主学习能力
⑴遗传的细胞基础
复习“遗传的细胞基础”内容时，首先要抓住减数分裂过程“染色体、DNA数目的变化过程”，这是学习减数分裂的主线，还要注意减数分裂与行丝分裂的比较记忆，如细胞图、曲线图、数字表格等方画的比较，同时还要有针对性地多分析一些与有丝分裂，减数分裂的两次分裂，精子形成、卵细胞形成的差异性相关的图像分析题，曲线(DNA、染色体数目变化)分析题，以及图像曲线综合题，以提升该方面的解题能力。
⑵遗传的分子基础
要通过复习“遗传的分子基础”部分，初步形成遗传物质的结构和功能相统—、多样性与共同性相统一的观点；要结合相应的图解来理解和记忆DNA分子结构和复制、转录和翻译、中心法则、基因对性状的控制原理等内容。关于转求和翻译的知识要从三个层面来学习：概念、过程和原理，这样会使学到的知识便于理解和记忆 还要以中心法则为主线，从DNA(基因)→RNA→蛋白质(性状)，联系DNA与基因本质的关系、DNA多样性与蛋白质多样性的关系、DNA结构和稳定性的维持与基因突变的发生、DNA复制与细胞分裂的关系、DNA复制过程中的相关碱基比例的计算等知识另外，要根据教材中的相关实验，从中提取出进行实验的思想方法，如实验的具体的过程、方法及每个实验所能最终说明的结论等。
【专题要点】
1．减数分裂和受精作用
（1）细胞的减数分裂
①范围：有性生殖的生物。
②时期：在原始生殖细胞发展成为成熟的生殖细胞的过程中。
③特点：在整个减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次。
④过程：其中，第一次分裂是同源染色体的分离，染色体数目减半；第二次分裂是姐妹染色单体的分开，染色体数目不变。
⑤结果：新产生的生殖细胞中染色体数目，比原始生殖细胞的减少了一半。
（2）动物配子的形成过程
①精子的形成
②卵细胞的形成
（3）有丝分裂与减数分裂的比较
比较内容 减数分裂 有丝分裂
相[同点 染色体复制次数 一次 一次
有无纺锤丝的出现 有 有
不同点 细胞分裂次数 二次 一次
是否出现联会、四分体 出现 不出现
非姐妹染色单体之间有无交叉互换 有 无
分裂中期染色体着丝点排列的位置 第一次分裂中期着丝点排列在赤道板两侧。第二次分裂中期着丝点排列在赤道板上 着丝点排列在赤板上
同源染色体分离 有 无
非同源染色体随机组合 有 无
子细胞染色体数目 减半 不变
子细胞的名称和数目 精细胞四个或卵细胞一个（极体三个） 体细胞二个
染色体及DNA变化图像
（4）减数分裂、受精作用、有丝分裂过程中染色体、染色单体和DNA含量的变化规律（以二倍体生物为例）
过程 有丝分裂 减数分裂 受精作用
时期 间期 前中 后 末 间期 Ⅰ前中后 Ⅰ末 Ⅱ前中 Ⅱ后 Ⅱ末 配子 受精卵
DNA含量 2N4N 4N 4N 2N 2N4N 4N 2N 2N 2N N N 2N
染色体含量 2N 2N 4N 2N 2N 2N N N N N N N
染色单体含量 0—4N 4N 0 0 0—4N 4N 2N 2N 0 0 0 0
（5）有丝分裂和减数分裂图像的识别（重点是前、中、后三个时期）
方法三看鉴别法（点数目、找同源、看行为）
第1步：如果细胞内染色体数目为奇数，则该细胞为减数第二次分裂某时期的细胞。
第2步：看细胞内有无同源染色体，若无则为减数第二次分裂某时期的细胞分裂图；若有则为减数第一次分裂或有丝分裂某时期的细胞分裂图。
第3步：在有同源染色体的情况下，若有联会、四分体、同源染色体分离，非同源染色体自由组合等行为则为减数第一次分裂某时期的细胞分裂图；若无以上行为，则为有丝分裂的某一时期的细胞分裂图。
说明：该方法只适用于二倍体生物。若是处于分裂后期的细胞，应该看移向同一极的一套染色体中是否存在同源染色体。
根据染色体位置关系判断前期、中期、后期。前期散乱、中期排中、后期分开。
（6）细胞分裂与生物体生长、发育、繁殖、遗传和变异的关系
①通过细胞分裂能使单细胞生物直接繁殖新个体，使多细胞生物由受精卵发育成新个体，也能使多细胞生物衰老、死亡的细胞及时得到补充。通过细胞分裂，可以将亲代细胞复制的遗传物质，平均分配到两个子细胞中去。因此，细胞分裂是生物体生长、发育和繁殖的基础。
②有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式，多细胞生物体以有丝分裂方式增加体细胞数目。有丝分裂过程中，在分裂间期，亲代细胞染色体经过复制，经过分裂期一系列变化，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、基因），因而在生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性，对于生物的遗传有重要意义。
③细胞分裂间期，DNA复制时，由于生物内部因素或外界环境条件的作用，使染色体上的基因的分子结构发生差错，而导致基因突变，从而导致子代（或子代细胞）发生变异。减数分裂中，同源染色体的交叉和交换、非同源染色体的自由组合、在细胞水平上导致遗传物质的重组，使亲代产生多种类型的配子，从而使后代具有更大的变异性和更强的生活力及适应性。有丝分裂过程中，正常情况下，复制后的染色体平均分配到子细胞中去，但一些外界条件或因素（如秋水仙素），能抑制纺锤体的形成，使细胞有丝分裂过程受阻，结果细胞核中染色体数目加倍，形成多倍体生物，导致生物变异。因此，细胞分裂与生物变异密切相关。
④细胞有丝分裂中期，细胞中染色体的形态固定、数目清晰，是观察和辨认细胞中染色体形态和数目的最佳时期。而染色体的形态、数目对于鉴别生物种类、了解生物之间的进化关系，以及研究生物的遗传、变异都是不可缺少的基础。
（7）动物受精过程：
实质：精子核和卵细胞核的融合。所以在后代个体的细胞核中具有了双亲的遗传物质，其中一半来自父方，一半来自母方，但由于精子几乎不含有细胞质，所以在受精卵细胞质中的遗传物质几乎都来自母方，这就是细胞质遗传的理论基础。
意义：维持了物种前后代之间体细胞内染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异都十分的重要。
2．遗传的分子基础
（1）人类对遗传物质的探索过程
①　1928年，格里菲斯实验
注射R型细菌→对动物无害→动物体内出现R型细菌——说明R型肺炎双球菌无毒性
注射S型细菌→使动物死亡→动物体内出现S型细菌——说明S型肺炎双球菌有毒性
注射杀死的S型细菌→对动物无害→动物体内不出现S型细菌——说明加热后S型肺炎双球菌毒性消失
注射R型细菌加杀死的S型细菌→使动物死亡→动物体内出现S型细菌后代S型细菌使动物死亡——说明无毒性的R型细菌在与加热杀死后的S型细菌混合后，转化为有毒性的S型细菌。且这种性状的转化是可以遗传的。
格里菲斯的结论：已经被加热杀死的S型细菌中，一定含某种促进这一转化的活性物质——“转化因子”。
②　1944年，艾弗里等实验
结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质基础，也就是说，DNA才是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。
③1952年，郝尔希和蔡斯实验
方法——同位素标记法
步骤——第一步，标记：噬菌体分别被35S或32P标记。把宿主细菌分别培养在含有32P的培养基中,宿主细菌在生长过程中,就分别被35S和32P所标记。然后,赫尔希等人用T2噬菌体分别去侵染被35S和32P标记的细菌。噬菌体在细菌细胞内增殖,裂解后释放出很多子代噬菌体,在这些子代噬菌体中,前者被35S所标记,后者被32P所标记。
第二步，侵染：用被标记的噬菌体侵染未标记的细菌。
第三步，搅拌：在搅拌器中搅拌，使在细菌外的噬菌体与细菌分离。
第四步，离心：
第五步，检测：检测上清液与沉淀物中的放射性物质。
结果——
实验过程及现象 结论
用放射性元素35S标记一部分噬菌体的蛋白质外壳，用被标记的T2噬菌体去侵染细菌，使噬菌体在细菌体内大量增殖，对被标记物质进行测试，结果，细菌体内无放射性 噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部，而是留在细菌外部 噬菌体在细菌体内的增殖是在DNA作用下完成的，亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA，子代噬菌体的各种性状是DNA遗传给后代的DNA是遗传物质
用放射性元素32P标记另一部分噬菌体的DNA，用被标记的T2噬菌体去侵染细菌，使噬菌体在细菌体内大量增殖，对被标记物质进行测试，结果，细菌体内有放射性 噬菌体的DNA进入了细菌内部
（2）DNA分子结构的主要特点
①DNA分子双螺旋结构的三个特点：
从总体上看，是由两条平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的，成为规则的双螺旋结构。
脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架排列在外侧，碱基在内侧。
内部：连接两条链的碱基通过氢键形成碱基对，配对遵循碱基互补配对规律：A一定与T配对，C一定与G配对。
②碱基互补配对原则
（1）含义：在DNA分子中形成碱基对时，A一定与T配对，G一定与G配对，这种一一对应的关系，称为碱基互补配对原则。
（2）氢键的数目：A=T，G≡C
（3）基本等式关系：A=T，G=C，A+G=T+C（嘌呤碱等于嘧啶碱）。
（3）基因的概念
①基因的概念：
从作用上看，基因是控制生物性状的基本单位。
从本质上，基因是有遗传效应的DNA分子片段。每个DNA分子上有许多个基因。
从位置上看，基因在染色体上呈直线排列(核基因)。
从组成上看，基因由成千上百个脱氧核苷酸组成。
从遗传信息上看，基因的脱氧核苷酸的排列顺序包含了遗传信息。其顺序是固定的，而不同的基因的顺序又是不同的。
线粒体、叶绿体等细胞器中也有基因(细胞质基因)
②萨顿假说——基因在染色体上。
方法：类比推理法。
基因行为 染色体行为
在杂交过程中保持完整性和独立性 在配子形成和受精过程中具有桎稳定的形态结构
在体细胞中成对存在，等位基因一个来自父方，一个来自母方。 在体细胞中成对存在，同源染色体一条来自父方，一条来自母方。
在配子中只有成对基因中一个 在配子中只有成对的染色体1条
非等位基因在形成配子时自由组合 非同源染色体在在形成配子时自由组合
③基因位于染色体上的实验证据——摩尔根果蝇实验
用红眼、白眼基因位于X染色体上，可以解析实验现象。用测交实验进一步证明了假设。
（4）DNA分子的复制
①概念：是以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。
②时间：有丝分裂间期和减数分裂第一次分裂间期。
③场所：细胞核
④过程：边解旋边复制：解旋—→②合成—→③复旋
⑤条件：模板(DNA分子的两条链都能做模板)、原料(游离的脱氧核苷酸)、能量(ATP)、酶(解旋酶、聚合酶等)。
⑥特点：边解旋边复制。遵循碱基互补配对原则。半保留复制。
⑦DNA分子准确复制的原因：DNA分子独特的双螺旋结构提供精确的模板。通过碱基互补配对原则保证了复制准确无误。
⑧意义：DNA进行自我复制，这在遗传上具有重要意义。因为生物性状的遗传，亲代的雌雄配子并未将具体的性状传给后代，而是将自身的DNA复制了一份传给后代。因此，DNA复制能保持物种的稳定性。
（5）遗传信息的转录和翻译
①转录和翻译的比较
阶段项目 转录 翻译
定义 在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程 以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程
场所 细胞核 细胞质的核糖体
模板 DNA的一条链 信使RNA
信息传递的方向 DNA→mRNA mRNA→蛋白质
原料 含A、U、C、G的4种核苷酸 合成蛋白质的20种氨基酸
产物 信使RNA 有一定氨基酸排列顺序的蛋白质
实质 是遗传信息的转录 是遗传信息的表达
②遗传信息、密码子和反密码子
遗传信息 密码子 反密码子
概念 基因中脱氧核苷酸的排列顺序 mRNA中决定一个氨基酸的三个相邻碱基 tRNA中与mRNA密码子互补配对的三个碱基
作用 控制生物的遗传性状 直接决定蛋白质中的氨基酸序列 识别密码子，转运氨基酸
种类 基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序的不同，决定了遗传信息的多样性 64种61种：能翻译出氨基酸3种：终止密码子，不能翻译氨基酸 61种或tRNA也为61种
联系 ①基因中脱氧核苷酸的序列mRNA中核糖核苷酸的序列②mRNA中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补③密码子与相应反密码子的序列互补配对
③基因表达过程中有关DNA、RNA、氨基酸的计算
转录时，以基因的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，产生一条单链mRNA，则转录产生的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的一半，且基因模板链中A+T（或C+G）与mRNA分子中U+A（或C+G）相等。
翻译过程中，mRNA中每3个相邻碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3，是双链DNA碱基数目的 1/6 。
④中心法则：
过程 模板 原料 碱基互补 产物 实例
①DNA的复制DNA→DNA DNA的两条链 A、T、C、G四种脱氧核苷酸 A→T T→AC→G G→C DNA 以DNA作遗传物质的生物
DNA的一条链 A、U、G、C四种核糖核苷酸 A→U T→AC→G G→C RNA 几乎所有生物
③翻译RNA→多肽 信使RNA 20余种氨基酸 A→U U→AC→G G→C 多肽 除病毒依赖细胞生物
④RNA的复制RNA→RNA RNA A、U、G、C四种核糖核苷酸 A→U U→AC→G G→C RNA 以RNA作遗传物质的生物
⑤RNA的逆转录RNA→DNA RNA A、T、C、G四种脱氧核苷酸 A→T U→AC→G G→C DNA 某些致癌病毒艾滋病毒
初级精母细胞
染色体单体分开
联会、四分体（互换）
有丝分裂
增殖
精巢中的精原细胞
次级精母细胞
染色体复制
精细胞
精子
精原细胞
长大
精细胞
精子
同源染色体分离
非同源染色体自由组合
次级精母细胞
精细胞
精子
（2n）
（2n）
（2n）
精细胞
精子
（n）
（n）
（n）
第二次分裂
第一次分裂
变形过程
初级卵母细胞
第一极体
染色体单体分开
第二极体
极体
联会、四分体（互换）
有丝分裂
增殖
卵巢中的卵原细胞
染色体复制
卵原细胞
极体
长大
极体
同源染色体分离
非同源染色体自由组合
次级卵母细胞
卵细胞
（2n）
（2n）
（2n）
（n）
（n）
减数分裂和有丝分裂图象的比较：
有同源染色体
无同源染色体
有同源染色体的联会
四分体
同源染色体向两极移动
无上述现象
减数分裂Ⅰ
有丝分裂
减数分裂Ⅱ
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专题七 内稳态
【教法指引】
从统计的近几年h tt. p: //w w .w . k . s . 5 u. c o m / S ubjec t/S he n g W u/高考题情况可以看出，本单元内容是历年高考的重点，考查内容既有教材基础知识、基本原理，又有现实生活中与人类身体健康、免疫相关的事例分析；出题形式以分析表格、数据、曲线的题目居多。K考S资5源U网
展望2009年的高考，对能力的考查，对探究性问题的考查，对创新精神的培养会放在首位。从考查能力看，以下几个方面值得注意：①能使用恰当的生物学术语，准确阐述生物学概念，如“内环境及其稳态”、“抗原和抗体”、“特异性免疫”等。②理解图表含义、会用义字、图形等多种形式描述生物学现象，如“血糖平衡的调节过程”、“体液免疫的过程”等。③通过分析、综合，理解结构和功能的密切关系，如“免疫系统与免疫反应的关系”、“体温调节与产热器官和散热器官的关系”等。④关爱生命，关爱人类健康等高考的主题，也是本水单元最突出的特点，如“稳态”、“免疫”、“艾滋病”、“糖尿病”等内容都充分体现了对人类健康的关怀和忧虑。
【专题要点】
本章知识点主要有内环境的组成及各组分间的相互关系、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介、内环境的动态变化、对稳态调节机制的认识、内环境稳态的重要意义等。
从近几年的高考试题来看，细胞内环境的局部模式图、细胞与外界环境的物质交换图是常用的命题素材，常以选择题的http:/hfgg/www.540k404530s4564055u455035063.50656com/S34gb54ubfgdfjectfgf/ShefgngWu/形式出现，主要考查一些和内环境与稳态相关的基础知识。
本章与第2章的内容联系紧密，是理解第2章所阐述的通过神经、体液和免疫调节来维持稳态的基础。所以我们在复习本章时，一定要着眼于知识之间的前后联系，牢固掌握本章的基础知识，为后面的复习打下坚实的基础。
一．稳态的生理意义
1．内环境的概念：内环境是指人体内(高等的多细胞动物体内)的细胞外液，是人体细胞赖以生存的液体环境K考S资5源U网。
2.单细胞生物与多细胞生物生活环境的差异
(1)生活在水中的单细胞生物（如：草履虫）可以直接与外界环境进行物质交换。
(2)人体内的绝大多数细胞没有直接与外界环境接触，不能直接与外界环境进行物质交换。
2．内环境的稳态
　　细胞的代谢活动和外界环境的不断变化，必然会影响内环境的理化性质，如pH值、渗透压、温度、各种化学物质的含量等，但内环境通过机体的调节活动能够维持相对的稳定。
（1）血浆pH稳态
　　人体在新陈代谢过程中，会产生许多酸性物质，如乳酸、碳酸；人的食物(如蔬菜、水果)中往往含有一些碱性物质(如碳酸钠)。这些酸性和碱性的物质进入血液，就会使血液的pH值发生变化。
　　血浆中有多对对酸碱度起缓冲作用的物质，每对均由一种弱酸和相应的强碱盐组成，如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/ Na2HPO4等。由于血液中缓冲物质的调节作用，可以使血液的pH值不会发生大的变化，通常稳定在7.35～7.45之间。
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二．水和无机盐的平衡与调节
1.水的平衡与调节
水的平衡：http://www./Subject/ShengWu/
来源：饮水和食物是主要途径，此外还有物质代谢产生的水。
去路：肾脏排尿是主要途径，此外还有皮肤通过汗液排出、肺呼吸、大肠排便。
水平衡调节
2.无机盐的平衡与调节
　　钠盐主要是维持细胞外液的渗透压；钾盐主要维持细胞内液的渗透压。
三．血糖平衡
　　①血糖平衡
②血糖平衡调节K考S资5源U网
调节中枢——下丘脑；相关激素——胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素
　　调节方式：神经——体液调节
　　调节激素：使血糖升高——胰高血糖素和肾上腺素
　　　　　　　使血糖下降——胰岛素
四．体温及调节
寒冷和炎热环境下体温调节过程
五．免疫
（1）
（2）淋巴细胞的起源和分化
（由骨髓、胸腺、脾、淋巴结等免疫器官；淋巴细胞、吞噬细胞等免疫细胞；以及体液中各种抗体和淋巴因子等共同组成人体的免疫系统，这是构成特异性免疫的物质基础。）
（3）抗原与抗体
（4）特异性免疫过程
　　①体液K考S资5源U网免疫：
HYPERLINK "http://www.//" INCLUDEPICTURE "http://video.etiantian.com/security/96a58f156756c7b6ac940578dfa30e41/49fea421/ett20/resource/3db77c99e007841a3cc38327b124ffa1/tbjx.files/image019.gif" \* MERGEFORMATINET
　　②细胞免疫：
体液免疫和细胞免疫是如何相互配合的？
答：当病原体突破机体第一道防线进入体液后，吞噬细胞等在进行非特异性免疫的同时，可以激活机体的特异性免疫过程：首先吞噬细胞通过特定的T细胞激活产生效应B细胞和效应T细胞，如果病原体位于内环境的体液中或病原体产生的一些毒素被释放到内环境中，则主要由体液免疫产生的抗体将它消灭，如果病原体（细菌或病毒）进入细胞内部，则由T细胞将宿主细胞分解后，再由体液免疫的抗体将它消灭。同时，B细胞对于某些抗原，只有在有Y细胞存在时才能产生抗体。可见，体液免疫和细胞免疫是相互协同进行的。
（5）免疫系统疾病
　1．免疫过强：
(1)自身免疫病：免疫系统不能区别“自我”和“非己”成分，把自身的某些细胞和组织当作入侵的抗原而加以围攻，造成对自身组织和器官的伤害并m现病症。例如：类风湿-眺关节炎、系统一眺红斑狼疮。
(2)过敏反应：http://www./Subject/ShengWu/
①含义：已产生免疫的机体在再次接受相同的抗原刺激时所发生的组织损伤(一般不会)或功能紊乱。
②特点：发作迅速，反应强烈，消退较快；一般不会引起组织损伤；有明显的遗传倾向和个体差异。
③防治：避免接触过敏原；发生过敏反应的人，及时去医院诊断治疗。
2．免疫缺陷症：
(1)概念：机体的免疫功能不足，或缺乏而引起的疾病，其中包括先天-眺和获得-眺免疫缺陷病。
(2)分类：
①先天性免疫缺陷疾病：遗传因素引起，病人免疫力低下，机体对疾病抵抗力差。如先天-眺胸腺发育不全、伴湿疹血小板减少的免疫缺陷病、重症联合免疫缺陷病等。
②获得-眺免疫缺陷疾病：疾病或其他因素(如营养不良、感染、药物、肿瘤、手术、外伤、烧伤、脾切除等)引起，病人丧失部分或全部的免疫能力，又称获得性免疫缺陷病。
3．艾滋病：属于获得-眺免疫缺陷病
病因：由HIV病毒引起的，它能特异性的攻击T细胞。在这些细胞中病毒能逆转录形成可以整合到奇主染色体KKK上的双链DNAKSSSSS5555U，并能随奇主染色体的复制而复制，传递给后代，且不会被人体的免疫系统识别。它能再通过转录和5UUUUU翻泽过程，合成大量的病毒蛋白质使奇主细胞死亡从而达到破坏人体免疫系统的目的，病人死亡的直接原因是由念珠菌、肺囊虫等多种病原体引起的严重感染或恶性http://www./Subject/ShengWu/肿瘤等疾病。
抗原
异物性
大分子性
特异性
抗体
化学本质：免疫球蛋白
作用：与相应抗原特异性结合
分布：血清△，组织液，外分泌液
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专题六 变异进化
【教法指引】
本专题是新课标教材必修二《遗传与进化》中第五章、第六章、第七章的内容。主要内容包括基因重组及其意义、基因突变的特征和原因、染色体结构变异和数目变异、生物变异在育种上应用、转基因食品的安全以及有关人类优生与进化的关系，人类遗传病的相关问题由于与遗传定律联系紧密，§K№☆S★5○U●和遗传规律并为一个专题。
K考S资5源U网
【专题要点】
本专题考纲汇总本部分10§K№☆S★5○U●个知识点5个要求为Ⅱ，其中基因重组的类型，发生的时间、基因突变发生的时间、基因突变和基因重组的区别，染色体变异的特点，现代生物进化理论的主要内容，生物进化与生物多样性的形成为主要内容，总结如下：
一、基因重组的理解
1．概念：在生物体有性生殖中，控制不同性状的基因重新组合。
2．方式：有性生殖（减数分裂）、重组DNA技术（基因工程）。
3．减数分裂过程中的基因重组两种类型：四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换；（如图1），减数分裂第一次分裂后期中的非等位基因的自由组合（如图2）。
图1
图2
4．意义：产生了新的基因型，大大丰富了变异的来源；形成生物多样性的原因之一、为生物变异提供丰富的来源、对生物的进化具有重要的意义。
5．基因重组概念的整合：（如下图）
归纳：
①基因工程也属于控制不同性状的基因重新组合，属于非自然的基因重组，可以发生在不同种生物之间，能够定向改变生物性状。
②肺炎双球菌的转化也属于基因重组。
③基因重组产生了新的基因型，但未改变基因的“质”和“量”。
二、对基因突变的理解K考S资5源U网
归纳：
①概念内涵：DNA分子发生的碱基对的替换、增添和缺失；外延：基因突变是DNA分子水平上某一个基因内部碱基K考S资5源U网对种类和数目的变化，基因的数目和位置并未改变。
②突变特征：
普遍性（所有生物都可能发生基因突变）；
随机性（生物个体发育的任何时期）；
不定向性（向不同的方向发生突变）；
低频性（突变的频率比较低）；
多害性（多数有害，少数有利，也有中性）。
③突变原因：外在因素诱发，如物理、化学、生物因素。也存在自发进行的基因突变，如DNA复制偶尔出现错误等。
④基因突变的时期：基因突变可发生在任何生物的细胞中，一般发生于DNA复制的时候，突变的基因在细胞分裂的间期随DNA的复制而复制，通过细胞分裂而传递给子细胞，体细胞发生的基因突变一般不能传递给后代，而发生在生殖细胞中的突变，可以通过生殖细胞的结合传给后代。
⑤意义：基因突变能产生等位基因，是生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初的原始材料。
三、基因突变对性状与子代的影响
1．基因突变对性状的影响
（1）改变性状
①原因：突变间接引起密码子改变，最终表现为蛋白质功能改变，影响生物性状。
②实例：镰刀型细胞贫血症。
（2）不改变性状，有下列两种情况：
①一种氨基酸可以由多种密码子决定（密码的简并性），当突变后的DNA转录成的密码子仍然决定同种氨基酸时，K考S资5源U网这种突变不会引起生物性状的改变。
②突变成的隐性基因在杂合子中不引起性状的改变。
③突变发生在非编码区或真核细胞基因的编码区的内含子中。
2．基因突变对子代的影响
（1）基因突变发生在有丝分裂过程中，一般不遗传，但有些植物可以通过无性生殖传递给后代。
（2）如果发生在减数分裂过程中，可以通过配子传递给后代。
（3）基因突变的频率比较：生殖细胞＞体细胞；分裂旺盛的细胞＞停止分裂的细胞。
四、染色体组与染色体数目的判断
1．染色体组与染色体数目的差别
（1）染色体组是指细胞中形态和功能各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息的一组非同源染色体。要构成一个染色体组应具备以下几条：
①一个染色体组中不含同源染色体。
②一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。
③一个染色体组中含有控制物种生物性状的一整套基因，但不能重复。
（2）要确定某生物体细胞中染色体组的数目，可从以下几个方面考虑：
①细胞中同种形态的染色体有几条，细胞内就含有几个染色体组 。（如图一）
②根据基因型判断细胞中的染色体数目，根据细胞的基因型确定控制每一性状的基因出现的次数，该次数就等于染色体组数（如图二）。如基因型AAaaBBbb的细胞生物体含有4个染色体组。
③根据染色体的数目和染色体的形态数来推算，染色体组的数目=染色体数／染色体形态数。
2．单倍体与二倍体、多倍体的判定
（1）由受精卵发育而成的个体，含有几个染色体组，就叫几倍体。
（2）由配子发育而成的个体，不论含几个染色体组，都称为单倍体。如八倍体生物的单倍体含有4个染色体组。单倍体个体的体细胞染色体组数一般为奇数，当其进行减数分裂形成配子时，由于同源染色体无法正常联会或联会紊乱，不能产生正常的配子。
（3）二倍体生物的配子中只含有一个染色体组。
（4）含奇数倍染色体（如3组染色体的三倍体和单倍体）的个体不能产生正常的配子。3．三倍体无子西瓜中果实各部分染色体
第一年所结果实 第二年所结果实（三倍体西瓜）
果实位置[来 四倍体植株上 三倍体植株上
果皮染色体组数 4 3
种皮染色体组数 4 3
胚染色体组数 3[ 无
胚乳染色体组数 5 无
归纳：无子番茄是不经传粉受精，子房经生长素处理后形成的二倍体果实，其无子性状不能遗传。
4．不同倍数的个体的基因的分离
基因型 配子比例 自交后代的表现型比例（只有一个A就表现A性状）
A A A
Aa 1A：1a 3A：1a
AAAa 1AA：1Aa A
AAaa 1AA：4Aa：1aa 35A：1a
Aaaa 1Aa：1aa 3A：1a
五、可遗传变异三种来源的比较
比较 基因重组 基因突变 染色体变异
变异实质 控制不同性状的基因重新组合，产生新的基因型 基因分子结构发生改变，产生新的基因 染色体组成倍增加或减少，产生新的基因型或染色体结构发生变异
产生过程 减数分裂形成配子时，非等位基因的自由组合，或等位基因的互换 复制过程中，基因中脱氧核苷酸的增、减和改变 染色体复制后，不能形成两个子细胞或配子不经受精作用，而单独发育成个体或染色体结构的变异
类型 ①非同源染色体上的非等位基因的自由组合②同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换 ①自然突变②人工诱变 ①染色体结构的变异②染色体数目的变异
特点 发生在真核生物进行有性生殖中，后代中重新产生的变异类型有一定的比例规律 任何生物都可发生，频率低，有害变异多，是变异的主要来源，进化的重要因素 发生在真核生物核遗传中，多倍体植株器官大，养分多，成熟迟，结实少；单倍体植株弱小，高度不育；染色体结构变异在人体遗传病中是比较严重的遗传病
实例 黄圆与绿皱豌豆杂交，后代产生黄皱与绿圆个体 镰刀型细胞贫血症 普通小麦（六倍体）雄蜂、单倍体玉米
[]
六、几种育种方法K考S资5源U网的比较K考S资5源U网
名称 原理 方法 优点 缺点 应用
杂交育种 基因重组 杂交→自交→筛选出符合要求的表现型，通过自交至不发生性状分离为止 使分散在同一物种或不同品种中的多个优良性状集中于同一个体上，即“集优” ⑴育种时间长⑵局限于同一种或亲缘关系较近的个体 用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦
诱变育种 基因突变 ⑴物理：紫外线、α射线、微重力、激光等处理、再筛选⑵化学：秋水仙素、硫酸二乙酯处理，再筛选 提高变异频率，加快育种进程，大幅度改良某些性状 有利变异少，工作量大，需要大量的供试材料 高产青霉菌、“黑农五号”大豆品种等的培育
单倍体育种 染色体变异（染色体组成倍地减少） ⑴先将花药离体培养，培养出单倍体植株⑵将单倍体幼苗经一定浓度的秋水仙素处理获得纯合子 明显缩短育种年限，加快育种进程 技术复杂 用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗病小麦快速培育矮秆抗病小麦.Com]
多倍体育种 染色体变异（染色体组成倍地增多） 用一定浓度的秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 植物茎秆粗壮，叶片果实种子均大，营养物质含量提高 技术复杂，发育延迟，结实率低，一般只适用于植物 三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦、四倍体水稻
转基因育种 异源DNA（基因）重组 提取目的基因→装入运载体→导入受体细胞→目的基因的检测与表达→筛选出符合要求的新品种 目的性强；育种周期短；克服了远缘杂交不亲和的障碍 技术复杂，安全性问题多 转基因“向日葵豆”；转基因抗虫棉
七、自然选择学说的内容
1．自然选择学说内容的整合
2．自然选择的对象
（1）直接对象是生物的变异性状（表现型）。
（2）间接对象是相关的基因型。
（3）根本对象是与变异性状相对应的基因。即自然选择的实质是环境对变异所对应的基因的选择，因而可以改变种群的基因频率。
3．自然选择的因素：对生物的变异起选择作用的是个体所处的自然环境。
4．自然选择的动力：生存斗争
（1）类型：包括种内斗争、种间斗争（竞争）、生物与无机环境之间的斗争。
（2）意义：生存斗争对生物的某些个体的生存不利，但对物种的生存是有利的，并能推动生物的进化。
5．自然选择的结果：适者生存。
八、现代生物进化理论的主要内容
1．种群是生物进化的基本单位
个体携带的基因随个体死亡而从基因库中消失，但随着繁殖它把自身一部分基因传给了后代，通过突变使新基因进入了基因库。如果一个个体不能与种群中其他个体交配产生后代，这个个体在进化上就没有意义。
2．突变和基因重组产生进化的原材料
（1）可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异。其中染色体变异和基因突变统称为突变。
（2）基因突变产生新的等位基因。这就可能使种群的基因频率发生变化。
（3）突变的频率虽然很低，但一个种群往往由许多个体组成，而且每一个个体中的每一个细胞都含有成千上万个基因，所以在种群中每一代都会产生大量的突变。
（4）生物的变异是否有利取决于它们的生存环境，同样的变异在不同的生存环境中可能有利，也可能有害。
（5）突变是不定向的，基因重组是随机的，只为进化提供原材料，而不能决定生物进化的方向。
3．隔离与物种的形成
（1）种群与物种的比较
种群 物种
概念 生活在一定区域的同种生物的全部个体。种群是生物进化和繁殖的单位。同一种群内的个体之间可以进行基因交流 分布在一定自然区域内，具有一定的形态结构和生理功能，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
范围 较小范围内的同种生物的个体 由分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成
判断标准 种群具备“两同”，即同一地点，同一物种；同一物种的不同种群不存在生殖隔离，交配能产生可育后代 主要是形态特征和能否自由交配产生可育后代，不同物种间存在生殖隔离
联系 一个物种可以包括许多种群，如同一种鲤鱼可以生活在不同的池塘、湖泊中，形成一个个彼此被陆地隔离的种群。同一物种的多个种群之间存在地理隔离，长期发展下去可能成为不同的亚种（或品种），进而形成多个新物种。
（2）隔离在物种形成中的作用
隔离是物种形成的必要条件，包括地理隔离和生殖隔离。其实质是阻止生物之间的基因交流，仅有地理隔离不能产生新的物种，生殖隔离才是物种形成的关键。
（3）物种形成的两种方式
①渐变式：经过长期的历史年代逐渐形成。
②骤变式：在很短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成。
4．自然选择决定生物进化的方向：
九、共同进化与生物多样性
1．物种形成与生物进化
两者都是在自然选择过程中发生的。生物进化是指同种生物的发展变化，时间可长可短，性状变化程度不一。物种形成则是指一个物种发展为另一个物种的过程。这其中不仅包括漫长的时间、较明显的基因型和表现型的变化，还应包括生殖隔离的存在。
判断生物是否属于同一个物种，依据是是否出现生殖隔离，即能否交配并产生可育后代。若出现生殖隔离，即不能交配或交配后产生不可育后代，则说明不是同一物种。
2．共同进化与生物进化的大致过程K|S|5U
（1）共同进化
在生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响中不断进化和发展。
（2）生物进化的历程
①生物进化的趋势：从原核生物到真核单细胞生物，再到真核多细胞生物；从异养生物到自养生物；从厌氧生物到需氧生物；从无性生殖到有性生殖；从低等到高等；从水生到陆生。
（3）生物多样性层次
①遗传多样性：指遗传信息的总和、包括地球上所有动植物、微生物个体的基因。
②物种多样性：地球上生物有机体的多样性。
③生态系统多样性：生物圈中生态环境、生物群落和生态过程的多样性。
④生物多样性成因：生物与环境共同进化的结果。
（4）进化过程中的关键点：
①氧气的出现：自养型生物的出现，为还原二氧化碳，夺得水中的氢，生成了氧气。
出现需氧型生物，使生物代谢的速度大大加快，从而加快了生物的进化；形成臭氧层，臭氧可以吸收紫外线，从而减少陆地上紫外线的摄入量，使水生生物得以登陆。
②真核细胞的出现：出现了核膜及各种细胞器，形成丰富的生物膜系统。
出现有丝分裂，进而出现减数分裂，又形成有性生殖，大大增加了生物的变异类型；细胞分化，真核细胞才有细胞分化现象，才能形成多细胞生物。
十、基因频率和突变率的计算
1．基因频率和基因型频率的计算
①基因频率＝
②基因型频率＝
③基因频率和基因型频率的关系转换K|S|5U
设一对等位基因为A和ａ，其频率分别为ｐ与ｑ（ｐ＋ｑ＝1）。亲代AA和aa自然交配后F1代具有AA、Aa、aa三种基因型，其频率如下列公式：（p（A）＋q（a））2＝p2(AA)＋2pq(Aa)＋q2(aa)即AA的基因型频率为p2，Aa的基因型频率为2pq，aa的基因型频率为q2，产生A配子频率为：A＝p2＋×2pq＝p2＋pq＝p（p＋q）＝p，产生a配子频率为：a＝q2＋×2pq＝q2＋pq＝q（p＋q）＝q。可知F1的基因频率没有改变。
上式揭示了基因频率与基因型频率的关系，使用它时，种群应满足以下5个条件：种群
大；种群个体间的交配是随机的；没有突变发生；没有新基因加入；没有自然选择。满足上述5个条件的种群即处于遗传平衡。
2．种群基因突变率的计算
每一代出现的种群突变数=种群个体数×每个个体基因数×每个基因的突变率
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专题10 基因工程
【教法指引】
遗传工程在内容上和必修2教材中的基因工程相似，但是必修2中的基因工程主要侧重于基本原理的阐述，而本专题主要侧重于基因工程基本技术及应用前景的介绍，4个考点中有2个要求为Ⅱ，是选修3中的一重要命题领域。纵观近几年高考中，命题主要集中在“基因工程的原理、技术和应用”，赋分比重较大。
【专题要点】
本专题的重点就是基因工程的原理、技术及其应用，这是高考的重点、热点，也是我们复习的重点。本专题的知识可归纳如下：
一、基因工程的概念
1.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。
2. 理论基础
DNA是遗传物质的证明
DNA双螺旋结构和中心法则的确立
遗传密码的破译
3.技术支持
基因转移载体的发现
工具酶的发现
DNA合成和测序技术的发现
DNA体外重组的实现
重组DNA表达实验的成功
第一例转基因动物的问世
PCR技术的发明
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：主要是从微生物中分离纯化出来的
（2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且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，因此具有专一性。
（3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式即黏性末端和平末端。
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连接酶来源于T4噬菌体，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；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聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，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能在受体细胞中复制并稳定保存；
②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入；
③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
（2）最常用的载体是 质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的环状DNA分子。
（3）其它载体：噬菌体、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.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因
2.目的基因的获取方法：
从供体细胞直接提取——主要是原核生生物基因
从基因文库中获取
利用mRNA反转录形成
利用PCR扩增技术
人工化学法合成
3PCR技术扩增目的基因
（1）原理：DNA复制
（2）过程：加热至90～95℃DNA解链→冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链→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
1.构成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因
（1）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，能启动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。
（2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段 ，位于基因的尾端，终止基因的转录。
（3）标记基因：一段特殊的基因序列，主要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。
2.构建：以质粒作载体为例
第三步：将目的基因导入受体细胞
1.转化：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。
2.常用的转化方法：受体细胞不同导入方法有所不同
植物细胞：最常用的是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等，受体细胞可以是植物体细胞
动物细胞：最常用的是显微注射技术，受体细胞多是受精卵
微生物细胞：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，受体细胞多为大肠杆菌
第四步：目的基因的检测和表达
检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因——DNA分子杂交
检测目的基因是否转录出了mRNA——用标记的目的基因作探针与mRNA杂交
检测目的基因是否翻译成蛋白质——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
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。
特别提醒：在基因工程操作步骤中，只有第三步将目的基因导入受体细胞不需要碱基互补配对，其余三个步骤都涉及碱基互补配对。
四、基因工程的应用
1.植物基因工程的应用
植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力（如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等）以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。
⑴提高抗逆性
①常用抗虫基因：用于抗虫（杀虫）的基因主要是Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。
②常用抗病基因：
抗病毒基因——病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因
抗真菌基因——几丁质酶基因和抗毒素合成基因
③其他抗逆基因：环境条件对农作物的生产会造成很大影响，并且这些影响是多方面的，因此，抗逆性基因也有多种多样，如抗盐碱和干旱的调节细胞渗透压基因、抗冻基因、抗除草剂基因等等。
⑵改良植物品质
由于人们的食品含有的营养不平衡，不能满足人们对食品的要求，可以通过转基因技术，使植物能够合成某些本来不能合成的物质。如科学家将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，或者改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的含量。
⑶生产药物
基因工程不但促进了传统技术的变革，也为人类提供了传统产业难以得到的许多昂贵药品，并已形成基因工程制药业的雏形。目前诸如人胰岛素、人生长激素、人脑激素、α－干扰素、乙肝疫苗、蛋白C、组织血纤维蛋白溶酶原激活剂等数十种基因工程药物已实现商品化。此外，还有促红细胞生成素、白细胞介素－2、肾素、心钠素等一大批珍贵药品正处于试用或临床试验阶段。
⒉动物基因工程的应用
⑴用于提高动物生长速度：由于外援生长激素基因的表达可以使转基因动物生长得更快，将这类基因导入动物体内，以提高动物的生长速率，如转基因绵羊和转基因鲤鱼。
⑵用于改善畜产品的品质：基因工程可用于改善畜产品的品质。如有些人对牛奶中的乳糖不能完全消化或食用后会出现过敏、腹泻、恶心等不适症状，科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，这样所获得的牛奶其它成分不受影响，但乳糖的含量大大减低。
⑵用转基因动物做器官移植的供体：目前，人体移植器官短缺是一个世界性的难题，用其它动物的器官替代，又会出现免疫排斥现象，现在，科学家正试图利用基因工程方法对一些动物的器官进行改造，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆器官。
⒊基因治疗
⑴概念：把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，是治疗遗传病的最有效的手段。
⑵方法：体外基因治疗和体内基因治疗
体外基因治疗：先从病人体内获得某种相关细胞，进行培养，然后在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内，这种方法叫做体外基因治疗。
体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转移基因的治疗方法叫做体内基因治疗。
特别说明：对于遗传病的治疗最根本的方法是进行基因替换或修复。基因治疗的最佳时期理论上是受精卵时期，这样可以使个体的每个细胞都含有正常基因，但在现实生活中是不可能的，因为不可能每个人都在受精卵时期进行基因检查；其次是对患者进行相关细胞的基因替换，如对于遗传性糖尿病患者，只对胰腺的B细胞进行基因替换，该个体就能正常分泌胰岛素，糖尿病得以治疗，但这种局部细胞的基因替换，并没有改变其它部位细胞的基因，如精原细胞，其后代很大可能还会患遗传性糖尿病。
⑶过程（以镰刀形细胞贫血症的治疗为例）
步骤 过程
获取正常的血红蛋白基因 用限制性核酸内切酶从人的DNA分子中切取血红蛋白基因
形成重组载体 用同一种限制性核酸内切酶在载体DNA上切开一个切口，用DNA连接酶将正常血红蛋白基因连接在载体DNA上，形成重组载体
重组载体的转化与筛选 将携带正常血红蛋白基因的重组载体导入患者的造血干细胞中，并将重组载体插入到染色体。用选择培养基筛选出含重组质粒的造血干细胞。
将含正常血红蛋白基因的造血干细胞回输给患者骨髓 将携带正常血红蛋白基因的造血干细胞输入患者骨髓中，此造血干细胞产生含正常血红蛋白的红细胞，以根治镰刀形细胞贫血症
五、蛋白质工程
1.实质：根据蛋白质的结构与功能之间的关系，通过改造基因，以定向改造天然蛋白质，甚至创造自然界不存在的、具有优良特性的蛋白质。
2.基本原理
预期蛋白质功能→测定蛋白质三维空间结构→推测应有的氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因）→合成具有预期功能的蛋白质
3.应用
通过改造酶的结构，有目的地提高蛋白质的热稳定性
合成嵌合抗体
改变蛋白质的活性
4.蛋白质工程与基因工程区别
蛋白质工程 基因工程
实质 通过改造基因，以定向改造或生产人来需要的蛋白质，甚至是自然界不存在的蛋白质 定向改造生物的遗传特性，以获得符合人类需要的生物类型会生物产品
结果 可以合成自然界不存在的蛋白质 只能生产自然界已存在的蛋白质
联系[来 蛋白质工程是在基因工程基础上，延伸出的第二代基因工程
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专题九 生物与环境
【教法指引】
从09年的高考试题不难看出种群和生物群落、生态系统的结构和功能以及生态环境的保护等是考查的重点。对于每个不同的部分应该采取不同的复习策略。
1、对于种群和生物群落这一部分，重点通过比较的方法，比较“J”和“S”曲线的形成原因的差异，“S”曲线相对应的增长速率的曲线也是一个重点。同时要将曲线转换成表格的形式来引导学生分析。另外，“S”型曲线的运用也是一个重点，老师应该采用具体的实例让学生加深理解。
2、对于生态系统的结构和功能，重点需要通过比较的方法，突破营养级和消费级别的异同；以实例引导分析两种生物之间的种间关系；一种生物数量的改变引起其他生物数量的改变也是一个难点，重点是让学生掌握分析的方法和一般的原则。有关能量来源、去向和相关计算要结合教材中的图解和精选习题进行突破，预计此部分是今后考查的重点。
【专题要点】
此本题的重点在于种群的特征与数量的变化曲线；另外生态系统中物质的流动和能量的循环也是重点，有时还会涉及到计算。
一、生态因子的组成
二、非生物因子的作用
[科网]
三、生物种间关系比较
四、生态因子作用的一般特征
[
五、种群的一般特征
种群特征 主要内容
种群密度 概念：单位空间内的某种群的个体数调查方法：①标志重捕法 种群密度＝②随机取样法 取样→计数→计算 种群密度＝各样方中数量的均值
出生率与死亡率 出生率＝ 出生率＝ 增长率＝出生率－死亡率 A类生物：农作物 人类 大型哺乳类存活曲线 B类生物：水螅 一些鸟类 C类生物：青蛙 鱼类 草本植物
年龄组成 增长型 稳定型 衰退型
性别比例 雌雄比等于1 大于1 小于1
迁移 迁入 迁出
六、种群数量变化规律
七、群落的概念及结构
八、生态系统的概念及分类
九、生态系统的成分
成分 构成 作用（主要生理过程） 营养方式
非生物成 分 非生物的物质和 能 量 光、热、水、土、气 为生物提供物质和能量
生物成分[ 生产者] 绿色植物、光合细菌、化能合成细菌 将无机物转变成有机物（光合作用 化能合成作用） 自养型
消费者 动物、寄生微生物、根瘤菌 消费有机物（呼吸作用） 异养型
分解者 腐生微生物、蛔虫 分解动植物遗体（呼吸作用）
十、典型生态系统的特点比较
十一、生态系统的营养结构
十二、生态系统的能量流动
十三、生态系统的物质循环
十四、能量流动和物质循环的关系
十五、生态系统的稳定性
十六、生物圈及其稳态
十七、酸雨的成因与危害
十八、生物多样性
生态因素组成
非生物因素
生物因素
光 热 水 土 气 火
人为因子
种内关系
种内斗争 种内互助
种间关系
共生 寄生 竞争 捕食
光对植物的影响
光 影 响
光质（波长） 影响光合作用：绿光为生理无效光影响光合产生：红光有利于糖类合成；篮光有利于蛋白质合成影响生长发育：红光能促进种子和孢子的萌发，红外光抑制种子萌发
光强 阳生植物：要求全日照，光补偿点高，耐高温干旱。玉米阴生植物：光补偿点低，呼吸和蒸腾弱。人参 黄连耐阴植物：介于两者之间，全日照下生长最好，也能在阴生环境生长。山毛榉
日照长度 长日照植物：每天日照时间在14—17h以上才开花的植物。日照越长，开花越早。北方体系植物：小麦 油菜 萝卜
短日照植物：每天需要一段昼短（少于12h不少于8h）夜长的时间才开花的植物。暗期越长，开花戟早。水稻 大豆 玉米 烟草 棉花及热带、亚热带植物春秋季开花的植物多属此类
中间性植物：对日照没有要求，只要其他条件适合均可开花。黄瓜 番茄 四季豆
光对动物的影响
影 响 事 例
影响热能代谢 晒太阳取暖。极地昆虫体色多黑色：吸收太阳辐射，防止紫外线杀伤
影响生长发育 对生长发育有促进或抑制作用：蛙卵在有光时正常发育。光抑制黑暗昆虫以育。
影响动物行为 昼行性动物 夜行性动物。趋光性 光死亡（蚯蚓）
影响动物繁殖 银灰狐在白昼延长时开始交配。延长光照时间改变动物繁殖时间：黑鼬提前繁殖。
影响生活节律 鱼类洄游 鸟类迁徙 鸟类换羽 哺乳类脱毛
影响动物分布 水生动物的垂直分布：随透光深度和光照长度不同而不同
温度对生物的影响
影 响 事 例
影响生长发育 3—43℃范围内小麦种子才能萌发。18—20℃时猪增重最快。温度增高蒸腾加快。
影响生物繁殖 低温影响抽穗扬花。水温至少18℃时鲤鱼才产卵。30℃时全民育成雄蛙。
影响生物分布 影响生物的水平分布和垂直分布（往往是各种因子综合作用的结果）
影响动物行为 休眠 迁移
水分对生物的影响
影 响 事 例
影响生长发育 萎蔫 水稻烂根。土壤含水量影响根系发育
影响生物生殖 靠水传粉授精：苔藓、青蛙。水稻灌浆期遇雨季减产
影响生物分布 沙漠动植物必需耐干旱
以水为主导因子的植物生态类型
水生植物
沉水植物 浮水植物 挺水植物
中生植物
湿生植物
水稻 地衣 苔藓
介于湿生与旱生之间：森林植物 大多数农作物
旱生植物
耐受土壤和大气干旱：多浆植物：仙人掌；少浆植物：骆驼刺
个体数
时间
A
B
B
A
个体数
时间
A
B
A
B
A
B
A
个体数
时间
A
B
C
个体数
时间
A
B
B
个体数
时间
B
A
A
生态因子作用的一般特征
综合作用
①作用的不可替代
②作用的和同等重要
③作用的不等价
④彼此相互影响
各种生态因子
主导因子
①对整个环境起主导作用，能引起全部生态关系的变化
②使生物的生长发育、种群数量和分布情况发生明显变化
耐受性定律
每个生态因子对生物的作用都有三个基点：最低点、最高点和最适点。
最低点和最高点之间的范围叫生物的适应幅度。
限制生物生长或存活（超过生物的耐受性）的生态因子
限制因子
生物的生长发育繁殖受最低量生态因子的限制
最低量定律
第一次捕获数×第二次捕获数
标志后重新捕获数
年出生个体数
年平均个体数
年出生个体数
年平均个体数
时间
存活率
A
B
C
种群增长规律
特点：年增长率不变
事例：新引进的生物的早期增长接近“J”增长（我国环颈雉刚引入美国时）
J型增长
种群数量
K
时间
种群增长率
时间
S型增长
特点：①增长率不断变化
②种群数量为K/2时，增长率最大
③种群数量为K时，增长率为0
J型增长与S增长的关系
种群数量
时间
环境阻力
影响种群数量变化的因素
种群数量变化的原因
出生率 死亡率 迁入 迁出
种群数量变化的因素
凡是影响出生率、死亡率、迁入、迁出的因素都会影响种群数量变化。
包括气候、食物、被捕食、传染病和人为因素。
研究种群数量变化规律的意义
①有利于野生生物资源的利用与保护
②为害虫的防治提供依据
概念
在一定的自然区域内，相互之间有直接或间接关系的各种生物的总和，叫生物群落。
垂直结构
垂直方向上，生物群落的分层状态叫垂直结构。
水平结构
水平方向上，不同地段的不同种群生物分布的状态叫水平结构。
原因
不同生物对不同生态环境有不同的要求和适应性，导致不同生态习性的生物处于
不同的层次。
原因
环境因素在不同地段的不一致性，导致不同生物在不同地段的分布差异。
生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫生态系统。
概念
分类原则 类 型
按无机因子分 陆地生态系统 森林生态系统 草原生态系统 沙漠生态系统
城市生态系统 农田生态系统 矿区生态系统
水域生态系统 海洋生态系统
淡水生态系统 湿地生态系统
河流生态系统
池塘生态系统
按形成过程分 自然生态系统 原始森林 未污染海洋
半自然生态系统 放牧的草原 采伐的森林
人工生态系统 城市 农田 村庄
分类
食物链
生产者→初级消费者→次级消费者→三级消费者→……
营养级
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
（一般不超过五级）
食物链
由食物链构成的网状结构
特点
由食物（营养）关系连接起来的生物组成层次
作用
是生态系统中物质循环和能量流动的渠道
概念
生态系统中能量的输入、传递和散失过程，能量流动。
能量流动
过程
三 级
消费者
生产者
初 级
消费者
次 级
消费者
……
分解者
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
呼吸作用
太
阳
能
特点
单向流动
逐级递减
前一营养级的能量只有10%—20%流向后一营养级（十分之一法则）
计算
A
B
C
D
E
营养级
食物链
能 量
1
2
3
4
5
E1
E2
E3
E4
E5
按最低能量流动效率计算：
按最高能量流动效率计算：
研究能量流动的意义
合理调整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。
大气氮库（N2）
大气固氮
工业固氮
NO3-
氮素化肥
氮盐
尿素
硝化细菌
分解者
生物固氮
NH3-
NO2-、NO3-
反硝化细菌
N2
遗体
生产者
消费者
脲酶
尿素
脲酶
氮循环
捕食
大气CO2库
生产者
消费者
捕食
光合作用
呼吸作用
呼吸作用
分解者
化石燃料
动植物遗体和排出物
呼吸作用
燃烧
碳循环
生产者
消费者
吸收
动植物遗体和排出物
分解者
捕食
化石燃料
土壤或水中的SO42-
大气中SO2
火山爆发
降
水
吸
收
燃
烧
燃
烧
分
解
硫循环
两者同时进行 相互依存 不可分割。
通过物质循环和能量流动使生态系统的各种成分成为统一整体。
物质是能量的载体，使能量沿食物网流动
能量是物质循环的动力，使物质在无机环境和生物群落间循环往返
总体关系
物质对能量
能量对物质
概念
生态系统发展到一定阶段，它的结构和功能能够保持相对稳定。生态系统具有的保持或
恢复自身结构和功能相对稳定的能力，叫生态系统的稳定性。
保持力稳定性
生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力。
原因
生态系统的自我调节能力
抵抗力稳定性
生态系统遭到外界干扰因素破坏后恢复持原状的能力。
原因
群落演替 净化作用等
弱
复杂
强
强
简单
弱
生态系统结构
保 持 力 稳 定 性
恢 复 力 稳 定 性
关系
生物圈
地球上全部生物及其无机环境的总和。
由大气圈、水圈、岩石圈中有生物分布的圈层组成。
生物圈的稳态
生物圈的结构和功能长期保持相对稳定状态的现象
原因
①太阳——源源不断的能量供应——能量流动
②大气圈、水圈、岩石圈——取之不竭的物质来源——物质循环
③生物圈自身——多层次的自我调节能力——自我调节
成因
硫循环失衡：大气SO2增多，超过了生物圈的自净能力，造成大气的严重污染。
危害
①水体酸化，严重影响鱼类的生殖发育。
②直接伤害植物芽和叶，影响植物生长。
③腐蚀建筑物和金属物材料。
生物多样性的内容
遗传多样性 物种多样性 生态系统多样性
生物多样性的价值
直接使用价值
食用价值 药用价值 科研价值 美学价值
间接使用价值
生态价值
潜在使用价值
尚待开发
我国生物多样性的特点
物种丰富
特有种古老种多
经济物种丰富
生态系统多样
我国生物多样性面临的威胁
物种多样性和遗传多样性多样性面临的威胁
物种灭绝或濒临灭绝
生态系统多样性面临的威胁
围湖造田 森林减少 草原退化
生物多样性面临威胁的原因
①生存环境改变或破坏
②掠夺式的开发和利用
③环境污染
生物多样性的保护
就地保护
迁地保护
建立自然保护区
①保护自然生态系统
②保护珍稀濒危物种
迁出原地保护
行将灭绝
加强教育和法制管理
生物多样性的内容
遗传多样性 物种多样性 生态系统多样性
生物多样性的价值
直接使用价值
食用价值 药用价值 科研价值 美学价值
间接使用价值
生态价值
潜在使用价值
尚待开发
我国生物多样性的特点
物种丰富
特有种古老种多
经济物种丰富
生态系统多样
我国生物多样性面临的威胁
物种多样性和遗传多样性多样性面临的威胁
物种灭绝或濒临灭绝
生态系统多样性面临的威胁
围湖造田 森林减少 草原退化
生物多样性面临威胁的原因
①生存环境改变或破坏
②掠夺式的开发和利用
③环境污染
生物多样性的保护
就地保护
迁地保护
建立自然保护区
①保护自然生态系统
②保护珍稀濒危物种
迁出原地保护
行将灭绝
加强教育和法制管理
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专题十一 细胞工程 胚胎工程
【教法指引】
现代生K物S科5技U专原创题精品是资料高中生物选修3的内容，本部分包括细胞工程、胚胎工程和生态工程三部分内容，在能力要求上以了解为主，在复习过程中应注重基础知识的培养，通过画网络图的形式将每一个小专题中的知识进行总结，让学生记住概念性的问题，另外，本专题的过程图非常多，这也是学生识记的一个重点，把知识和过程图有机的结合讲解。
【专题要点】
细胞工程
1．理解细胞全能性的概念，把握细胞全能性的特点：细胞全能性是指生物体的细胞具有形成完整个体的潜能的特性。受精卵、生殖细胞和已分化的体细胞均具有全能性。生物体的细胞具有全能性的根本原因是细胞内含有形成完整个体所需的全套基因。同一个体的每一个已分化的体细胞都由受精卵经有丝分裂而来，体细胞核内基因与受精卵一样，因此都具有全能性。分化的体细胞之所以没有表达出全能性，是因为基因选择性表达。在离体和适当的条件下，分化的体细胞也能表达其全能性。全能性表达的难易程度：受精卵＞生殖细胞＞体细胞；植物细胞＞动物细胞。
2．植物组织培养操作的特点：
（1）选择外植体时，由于外植体的脱分化难易因植物种类、器官来源及生理状况的不同而有很大差异。花和幼嫩的组织脱分化较为容易，而植物的茎、叶和成熟的老组织则较难。另外制备外植体时应选取有形成层的部分，因为形成层细胞易脱分化。
（2）消毒。植物组织培养要想取得成功，必须有效防止细菌等的污染。因为如果培养基上有细菌等微生物存在时，它们比植物细胞生长、繁殖得更快，而且它们会产生毒素，使培养的植物细胞很快中毒死亡。因此在培养过程中要求进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。
（3）光照。离体的植物细胞、组织和器官脱分化形成愈伤组织时，需避光处理。愈伤组织再分化形成植物幼苗时，需光照处理。
（4）激素调控：生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成；当细胞分裂素的效应高于生长素时，主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成。
3．植物体细胞杂交杂种细胞的筛选和培养：以烟草与大豆细胞融合为例。烟草与大豆的原生质体融合后，将原生质体转移到适当的培养基上培养，使原生质体再生出细胞壁。这时，在细胞混合物中，不仅有烟草-大豆细胞，还有烟草细胞、大豆细胞、烟草-烟草细胞、大豆-大豆细胞，因此需要对杂种细胞进行筛选。得到烟草-大豆细胞后，再通过植物组织培养技术，培育杂种植株。
4．微型繁殖与无性生殖：微型繁殖是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，实际上是无性生殖的一种。在繁殖的过程中，细胞进行有丝分裂，因此亲、子代细胞内DNA相同，具有相同的基因，因此能保证亲、子代遗传特性不变。利用这种技术能高效快速实现种苗的大量繁殖。
5．微型繁殖与作物脱毒、人工种子、单倍体育种：作物脱毒、人工种子、单倍体育种的培育过程均有采用微型繁殖的技术。作物脱毒主要是强调微型繁殖的取材一定是无毒（的如茎尖、根尖），才能繁殖出无毒的幼苗。人工种子采用的还是微型繁殖的技术，但是只需培育得到胚状体、不定芽、顶芽和腋芽，包上人工种皮就可形成人工种子。人工种子与微型繁殖得到的幼苗一样能保持亲本的优良性状，另外还可不受气候、季节和地域的限制。单倍体育种的优点是后代无性状分离，后代都是纯合子，能够稳定遗传，明显缩短育种年限。单倍体育种从本质上说属于有性生殖，这一点与微型繁殖有所区别。但单倍体育种首先要进行花药离体培养，采用还是微型繁殖的技术，然后用秋水仙素处理，获得纯合子。
6．动物细胞培养的过程
7．动物细胞培养与植物组织培养的区别：动物细胞培养与植物组织培养有许多相似之处，也有许多不同点。一是它们用的培养基不同，植物组织培养用的一般是固体培养基，而动物细胞培养用的一般是液体培养基。第二是它们的培养基的成分不同。动物细胞培养的培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、无机盐和维生素，另外还有动物血清。植物组织培养所需要的培养基包含植物生长和发育的全部营养成分，如矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和有机添加物，没有动物血清。第三是植物组织培养最后一般得到新的植物个体，而动物细胞培养因为动物体细胞一般不能表达其全能性，因此得到的是同一种的细胞。
8．把握动物体细胞移植的特点：动物体细胞移植依据的原理还是细胞的全能性，与植物组织培养一样属于无性生殖。虽然细胞核内具有发展成为一个完整个体所需的全套基因，但动物体细胞分化程度较高，因此很难表达全能性。卵细胞体积大，易于操作，含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件。将体细胞核移植入去核卵细胞内，既保证了重组细胞的完整性，又能刺激体细胞核表达其全能性，发展成为一个新的个体。动物体细胞移植产生的新个体的亲本有三个：体细胞核供体、卵细胞细胞质供体、代孕母体。新个体细胞核基因型与体细胞核供体完全一样，因此新个体性状与体细胞核供体基本相同。卵细胞细胞质中也有少量的DNA，新个体性状与卵细胞细胞质供体有一些地方相同。代孕母体没有为新个体提供遗传物质，新个体性状与代孕母体基本没有联系。
9．动物细胞融合与植物体细胞杂交的异同：
比较项目 细胞融合的原理 细胞融合的方法 诱导手段 用途
植物体细胞杂交 细胞膜的流动性 用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁后诱导原生质体融合 离心、电刺激、振动、聚乙二醇（PEG）诱导 克服远源杂交不亲和，获得杂种植株
动物细胞融合 细胞膜的流动性 用胰蛋白酶使细胞分散后诱导细胞融合 除应用植物细胞杂交手段外，还有用灭活病毒诱导 制备单克隆抗体
10．单克隆抗体的应用：单克隆抗体可以作为诊断试剂，准确识别各种抗原物质，与抗原的特异性结合具有准确、高效、简易、快速的特点。单克隆抗体还可以用于治疗疾病和运载药物：主要用于治疗癌症。单克隆抗体作为载体，运载抗癌药物，形成“生物导弹”，准确杀伤癌变细胞。
胚胎工程
一）动物胚胎发育的基本过程
（1）精子的发生：补充，精原细胞先进行有丝分裂后进行减数分裂；变形过程中，细胞核为精子头的主要部分，高尔基体发育为顶体，中心体演变为精子的尾，线粒体在尾基部形成线粒体鞘膜，其他物质浓缩为原生质滴直至脱落。[线粒体为精子运动提供能量]
（2）卵子的发生：在胎儿时期，卵原细胞进行有丝分裂演变成初级卵母细胞[被卵泡细胞包围]，减一分裂在排卵前后完成，形成次级卵母细胞和第一极体进入输卵管准备受精；减二分裂是在受精过程中完成的。
（3）受精：精子获能（在雌性动物生殖道内）；卵子的准备（排出的卵子要在输卵管中进一步成熟到减二中期才具备受精能力）；受精阶段[卵子周围的结构由外到内：放射冠、透明带、卵黄膜]，a顶体反应：精子释放顶体酶溶解卵丘细胞之间的物质，穿越放射冠。
b透明带反应：顶体酶可将透明带溶出孔道，精子穿入，在精子触及卵黄膜的瞬间阻止后来精子进入透明带的生理反应[它是防止多精子入卵受精的第一道屏障]；c卵黄膜的封闭作用：精子外膜和卵黄膜融合，精子入卵后，卵黄膜会拒绝其他精子再进入卵内的过程[它是防止多精子入卵受精的第二道屏障]；精子尾部脱落，原有核膜破裂形成雄原核，同时卵子完成减二分裂，形成雌原核[注意：受精标志是第二极体的形成；受精完成标志是雌雄原核融合成合子]。
（4）胚胎发育：a卵裂期：细胞进行有丝分裂，数量增加，胚胎总体积不增加；b桑椹胚：32个细胞左右的胚胎[之前所有细胞都能发育成完整胚胎的潜能属全能细胞]；c囊胚：细胞开始分化，其中个体较大的细胞叫内细胞团将来发育成胎儿的各种组织；而滋养层细胞将来发育成胎膜和胎盘；胚胎内部逐渐出现囊胚腔[注：囊胚的扩大会导致透明带的破裂，胚胎伸展出来，这一过程叫孵化]；d原肠胚：内细胞团表层形成外胚层，下方细胞形成内胚层，由内胚层包围的囊腔叫原肠腔。[细胞分化在胚胎期达到最大限度]
9 胚胎工程的理论基础（识记）
（1）胚胎工程的概念及技术手段：对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。
（2）体外受精[属有性生殖过程]：a卵母细胞的采集和培养 对体型小的动物用促性腺激素处理，从输卵管冲取卵子（可直接受精）；对体型大的动物从卵巢中采集卵母细胞（要在体外培养成熟）b精子的采集 假阴道法、手握法和电刺激法；获能 对啮齿动物、兔、猪等的精子用培养法（放入人工配制的获能液中）；对牛、羊等精子用化学法（放在肝素或钙离子载体溶液中）[
（3）胚胎的早期培养：a培养液成分：无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等[注意与动物细胞培养液成分的比较]；b当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。
（4）胚胎移植：a概念：将雌性动物的早期胚胎移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程，通过转基因、核移植、体外受精获得的胚胎必须移植给受体才能获得后代。
b优势：可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，缩短供体本身的繁殖周期。
c胚胎移植的生理学基础：同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的[对供体和受体进行同期发情处理]；早期胚胎形成后处于游离状态，为胚胎的收集提供可能；受体对移入子宫的外来胚胎基本不发生免疫排斥反应；移入受体的供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
d胚胎移植的程序：对供、受体母牛进行选择，用激素进行同期发情处理；对供体母牛用激素做超数排卵处理；选择同种优秀公牛配种[有性生殖过程]；对胚胎进行收集[此时胚胎处于游离状态]；对胚胎进行质量检查[此时胚胎应发育到桑椹胚或囊胚]；胚胎移植[或冷冻保存]；检查受体母牛是否受孕；产下胚胎移植的犊牛。
（5）胚胎分割：a概念：用机械方法将早期胚胎切割成2、4、8等分等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术[可看作是动物无性繁殖或克隆]
b基本过程：选择良好的桑椹胚或囊胚移入培养皿中，用分割针或分割刀片将其切开，吸出其中的半个胚胎注入透明带中或直接移植给受体。[注意：内细胞团要均等分割，否则会影响胚胎的恢复和进一步发育]
10 胚胎干细胞的移植（识记）
（1）胚胎干细胞的含义：由早期胚胎[囊胚]或原始性腺[胎儿]中分离出来的一类细胞，又叫ES或EK细胞。
（2）特征：形态上体积小、细胞核大、核仁明显；功能上具有发育的全能性，即可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。[体外培养下，ES细胞可以只增殖不分化]
（3）应用：用于治疗人类疾病，如利用ES细胞诱导其分化成新的组织细胞特性，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复。
1、胚胎工程是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。
2、动物胚胎发育的基本过程
（1）受精场所是母体的输卵管。
（2）卵裂期：特点：细胞有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎的总体体积并不增加，或略有减小。
（3）桑椹胚：特点：胚胎细胞数目达到32个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹。是全能细胞。
（4）囊 胚：特点：细胞开始出现分化（该时期细胞的全能性仍比较高）。聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织。中间的空腔称为囊胚腔。
（5）原肠胚：特点：有了三胚层的分化，具有囊胚腔和原肠腔。
（二）胚胎干细胞
1、哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。
2、具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。
3、胚胎干细胞的主要用途是：①可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律；②是在体外条件下研究细胞分化的理想材料，在培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸等化学物质时，就可以诱导ES细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段；③可以用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合症、少年糖尿病等；④利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植ES细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能；⑤随着组织工程技术的发展，通过ES细胞体外诱导分化，定向培育出人造组织器官，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。
（三）胚胎工程的应用
1.体外受精和胚胎的早期培养
(1)卵母细胞的采集和培养：主要方法：用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。第二种方法：从刚屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞；第三种方法是借助超声波探测仪、腹腔镜等直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。采集的卵母细胞，都要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精。[
(2) 精子的采集和获能：在体外受精前，要对精子进行获能处理。
(3) 受精：获能的精子和培养成熟的卵细胞在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程。
(4)胚胎的早期培养：精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。培养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需添加维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。当胚胎发育到适宜的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。不同动物胚胎移植的时间不同。(牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植，小鼠、家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎可在4个细胞阶段移植。)
2.胚胎移植
(1)胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体称为“受体”。（供体为优良品种，作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种。）
地位：如转基因、核移植，或体外受精等任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎，都必须经过胚胎移植技术才能获得后代，是胚胎工程的最后一道“工序”。
(2) 胚胎移植的意义：大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖能力。
(3) 生理学基础：①动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。
②早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。
③受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。
④供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。
(4) 基本程序主要包括：
①对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。
②配种或人工授精。
③对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第7天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入－196℃的液氮中保存。
④对胚胎进行移植。
⑤移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。
3.胚胎分割
(1)概念：是指采用机械方法将早期胚胎切割2等份、4等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。
(2)意义：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖。
(3)材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。（桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。）
(4)操作过程：对囊胚阶段的胚胎分割时，要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。
10代细胞
动物血清、葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素
剪碎、胰蛋白酶、
动物胚胎或幼龄动物器官、组织
单个细胞
细胞悬浮液
50代细胞
……
细胞株
细胞系
原代培养
传代培养
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专题五 遗传规律
【教法指引】
本专题是新课标教材必修二《遗传与进化》中的第一章、第二章的第2、3节内容。其主要内容涵盖了考纲中孟德尔遗传实验的科学方法、基因的分离定律和自由组合定律、基因与性状的关系以及伴性遗传四部分内容。
基因的分离定高.考.资.源.网律和自由组合定律是高.考.资.源.网本专题的重点和难点，复习中应以基因与染色体的关系为基础，在理解和掌握减数分裂过程中同源染色体的行为规律的前提下，掌握遗传规律的细胞学基础。这样复习会起到事半功倍的效果。基因的分离定律又是学习基因的自由组合定律，伴性遗传的基础，对分离现象和自由组合现象的解释，以及基因分离定律和基因自由组合定律的实质分析，是理解和掌握遗传定律的关键，也是解释自然界中各种遗传现象的科学依据，更应该重点讲解。
从高考题型上看，考查形式有选择题、简答题和实验设计题，该专题在高考中所占的比例较大，并且多以非选择题的形式出现，尤其是遗传实验设计题目是考查的能力的重要形式。主要考查内容是对基因分离定律和自由组合定律的解释、验证及遗传概率的计算。
【专题要点】
一、孟德尔遗传实验的科学方法
1、孟德尔成功的原因
（1）选用豌豆做实验材料：豌豆是自花传粉、闭花受粉植物，自然状态下都是纯种；而且相对性状明显，易于观察。
（2）由单因素到多因素的研究方法。即先对一对相对性状进行研究，再对两对或多对相对性状在一起的遗传进行研究。
（3）科学地运用统计学的方法对实验结果进行分析。
（4）科学地设计试验程序，即现象→问题→提出假说→验证假说→结论。
2、孟德尔用豌豆作杂交实验材料的优点：
①豌豆是自花传粉、闭花受粉植物，所以在自然状态下，它永远是纯种，避免了天然杂交情况的发生，省去了许多实际操作的麻烦。
②豌豆具有许多稳定的不同性状的品种，而且性状明显，易于区分。
③豌豆花冠各部分结构较高.考.资.源.网大，便于操作，易于控制。
④豌豆种子保留在豆荚内，每粒种子都不会丢失，便于统计。
⑤实验周期短，豌豆是一年生植物，几个月就可以得出实验结果。
⑥他选用豌豆的七对相对性状的基因都不连锁。
二、几组概念间的相互关系：
提醒说明：
1．相对性状的概念要同时具备三个要点：同种生物、同一性状、不同表现类型。
2．基因型是表现型的内在因素，表现型则是基因型的表现形式。表现型相同，基因型不一定相同；在相同环境下，基因型相同，则表现型相同；在不同的环境下，基因型相同，表现型可能不同。表现型是基因型与环境相互作用的结果，简单表示如下：表现型=基因型(内因)+环境条件(外因)。
3．等位基因
(1)存在：存在于杂合子的所有体细胞中。
(2)位置：位于一对同源染色体的同一位置上。
(3)特点：能控制一对相对性状，具有一定的独立性。
(4)分离的时间：减数第一次分裂的后期。
(5)遗传行为：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．显性的相对性：具有相对性状的亲本杂交，杂种子一代中不分显隐性，表现出两者的中间性状(不完全显性)或者是同时表现出两个亲本的性状(共显性)。
5．杂交、自交、测交的用途
杂交——判断显隐性和育种；
自交——提高纯合度和判断显隐性及纯杂合子；
测交——判断纯、杂合子和子一代产生配子的类型、比例及子一代的基因型。
三、分离规律的有关计算
1、常用的几个公式：
2、解题思路
（1）分离定律试题类型
(2)基因型的确定技巧
①隐性突破法：若子代出现隐性性状，则基因型一定为aa，其中一个来自父本，另一个来自母本。
②后代分离比推断法
若后代分离比为显性：隐性=3：1，则亲本基因型为Aa和Aa，即：Aa×Aa→3A＿：1aa。
若后代分离比为显性：隐性=1：1，则双亲一定是测交类型，即：Aa×aa→1 Aa：1 aa。
若后代只有显性性状，则亲本至少有一方是显性纯合子，即：AA×Aa或AA×AA。（3）四步曲写基因型
3、自由交配与自交
（1）自由交配 ：各种基因型之间均可交配，子代情况应将各自由交配后代的全部结果一并统计 (自由交配的后代情况多用基因频率的方法计算)
（2）自交：同种基因型之间交配，子代情况只需统计各自交结果
4、杂合子Aa连续自交，第 n代的比例分析
( http: / / www. / / )
四、基因自由组合的细胞学基础
基因自由组合发生在减数第一次分裂的后期。随同源染色体分离，等位基因分离，随非同源染色体的自由组合，非同源染色体上的非等位基因自由组合。图解表示如下：
从上边图解可以看出：
(1)在减数分裂时，无论雄性个体还是雌性个体，理论上所产生的配子种类均相同，即均为2n种(n代表等位基因高.考资.源.网对数)。
(2)分析配子产生时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”。
①若是一个个体则产生2n种配子；
②若是一个性原细胞，则一个卵原细胞仅产生1个卵细胞，而一个精原细胞可产生4个2种(两两相同)精细胞(未发生交叉互换的情况)。例：YyRr基因型的个体产生配子情况如下
可能产生配子的种类 实际能产生配子的种类
一个精原细胞 4种 2种(YR、yr或Yr、yR)
一个雄性个体 4种 4种(YR、yr、Yr、yR)
一个卵原细胞 4种 1种(YR或yr或Yr或yR)
一个雌性个体 4种 4种(YR、yr、Yr、yR)
五、自由组合定律解题指导
1、两对相对性状的遗传实验中相关种类和比例
(1)F1 (YyRr)的配子种类和比例：4种，YR：Yr：yR：yr=1：1：1：1。
(2)F2的基因型：9种。
(3)F2的表现型和比例：4种，双显：一显一隐：一隐一显：双隐=9：3：3：1。
(4)F1的测交后代的基因型和比例：4种，1：1：1：1。
( http: / / www. / / )
3、用分解法解自由组合定律习题
“分解法”是以一对基因的杂交组合的结果为基础，根据题意，灵活地分解题目的基因杂交组合、表现型比、基因型比等条件，直接利用一对基因交配的结果，从而简化问题，快速求解的一种解题方法。“分解法”的应用举例如下。
(1)计算概率
例：基因型为AaBb的个体(两对基因独立遗传)自交，子代基因型为AaBB的概率为_____。
将AaBb分解为Aa和Bb，则Aa→ 1／2Aa，Bb→1／4BB。故子代基因型为AaBB的概率为1／2Aa×1／4BB→1／8AaBB。
(2)推断亲代的基因型
例：小麦的毛颖(P)对光颖(p)是显性，抗锈(R)对感锈(r)为显性，这两对性状可自由组合。已知毛颖感锈与光颖抗锈两植株做亲本杂交，子代有毛颖抗锈：毛颖感锈：光颖抗锈：光颖感锈=1：1：1：1，写出两亲本的基因型。将两对性状分解为：毛颖：光颖=1：1，抗锈：感锈=1：1。根据亲本的表现型确定亲本基因型为P＿rr×ppR＿，只有Pp×pp，子代才有毛颖：光颖=1：1，同理，只有rr×Rr，子代抗锈：感锈=1：1。综上所述，亲本基因型分别是Pprr与ppRr。
(3)推算子代的基因型和表现型的种类
例：基因型为AaBB的个体与aaBb的个体杂交(两对基因自由组合)，子代的基因型、表现型各有多少种
将AaBB×aaBb分解为Aa×aa和BB×Bb，Aa×aa→两种基因型，两种表现型；BB×Bb→两种基因型，一种表现型。综合起来，子代的基因型种类为2×2=4种，表现型种类为2×1=2种。
(4)求子代中基因型、表现型比例
例：求ddEeFF与DdEeff杂交后代中基因型比和表现型比。
解：dd×Dd后代：基因型比1：1，表现型比1：1；Ee×Ee后代：基因型比1：2：1，表现型比3：1；FF×ff后代：基因型1种，表现型1种。所以，后代中基因型比：(1：1)×(1：2：1)×1=1：2：1：1：2：1：
表现型比：(1：1)×(3：1)×1=3：1：3：1。
六、性别决定与伴性遗传的理解
[来
①雌、雄异体生物才有性别分化。
②性别决定方式有多种，但最主要的是由性染色体决定的。
③由性染色体决定性别的生物才有性染色体。
七、XY型性别决定与伴性遗传的规律
（1）通过染色体组成分高.考.资.源.网析，了解常染色体与性染色体的形态特点（以XY型为例）
正常男、女染色体分组：男44十XY、女44十XX
（2）伴性遗传是由于异型性染色体之间存在“非同源区段”（如图所示）
①在同源区段中，X和Y染色体都有等位基因，在遗传上与基因的分离定律一样，X与Y的分离的同时，等位基因也分离。
②在非同源区段中，基因可能只存在于X或Y上，如只在Y上，则遗传为伴Y遗传—限雄遗传。如只在X染色体上，则伴X遗传。
③性别决定方式只在有性别的生物才有；性别决定的方式有多种，XY型性染色体决定性别是一种主要方式。
八、红绿色盲的遗传（伴X隐性遗传）
[
2、特点：①男性患者多于女性。男性只有一条X染色体，只要带上致病基因，就会发病。
②具有交叉遗传特点，具体表现是：
a．男性患者的隐性致病基因通过女儿传递给外孙，使外孙发病。
b．男性患者的双亲表现正常时，其致病基因由母亲（必然是携带者XBXb）交叉遗传而来，其兄弟中可能还有患者；姨表兄弟也可能是患者。
c．女性患者的父亲一定是患者，其兄弟可能正常、也可能是患者，其儿子也一定是患者。
九、人类遗传病的类型及遗传特点
十、伴性遗传遗传定律的关系
（1）与分离规律的关系
（1）伴性遗传遵循基因的分离定律。伴性遗传是由性染色体上的基因所控制的遗传，若就一对相对性状而言，则为一对等位基因控制的一对相对性状的遗传。
(2)伴性遗传有其特殊性
①雌雄个体的性染色体组成不同，有同型和异型两种形式；
②有些基因只存在于X或Z染色体上，Y或w染色体上无相应的等位基因，从而存在单个隐性基因控制的性状也能表现，如XbY或Zbw；
③Y或w染色体非同源区段上携带的基因，在x或z染色体上无相应的等位基因，只限于在相应性别的个体之间传递；
④性状的遗传与性别相联系。在写表现型和统计后代比例时一定要与性别相联系。
（2）与基因自由组合规律的关系
在分析既有性染色体又有常染体上的基因控制的两对或两对以上的相对性状遗传时，由位于性染色体上基因控制的性状按伴性遗传处理，由位于常染色体上的基因控制的性状按基因的分离规律处理，整个则按自由组合定律处理。
（3）若研究两对等位基因控制的两对相对性状，若都为伴性遗传，则符合基因的连锁互换定律，不符合基因的自由组合定律。例：同时研究色盲遗传、血友病遗传、进行性肌营养不良、抗维生素D佝偻病、钟摆型眼球震颤这些遗传病中的任意两对，因控制这些性状的基因都位于X染色体上，属于上述情况。
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专题八 动、植物生命活动调节
【教法指引】
此专题是高考的重点，要引起老师和学生的共同格外。从09年高考试题可以看，不但有选择题的考查，还有相当数量的非选择题的考查，而且占分较，同时对知识和能力的要求都比较高。复习时根注意以下几点：
1.注重精讲、精练
仔细研读此部分内容不难发现，09年的高考试题有很大一部分来源于平时的训练，只是做了点修改而已；另一个特点是对往年的高考试题进行了进一步的挖掘。故教师一定要花精力试题，让学生精练、然后再进行精讲。
2.加强培养学生的实验设计和分析能力
不管是植物生命活动的调节，还是动物生命活动的调节，实验的设计和分析都是此专题的重头戏。要让学生掌握一般的、常见的有关生理方面的实验操作技巧和常见的实验步骤，对重点实验要让学生自己分析，不要满堂灌输。
【专题要点】
本专题的重点知识有以下几点：
1. 植物生长素的发现、作用以及应用；
2.神经调节的结构基础和调节过程；
3.激素的种类、生理功能以及调节机理。具体解读如下：
一、植物生命活动调节——激素调节
二、人和高等动物的体液调节
上表内容
内分泌腺 激素名称 主要生理功能
下丘脑 促甲状腺激素源:]释放激素 促进垂体合成和分泌促甲状腺激素[来
促性腺激素释放激素 促进垂体合成和分泌促性腺激素
抗利尿激素 减少排尿
垂体 促甲状腺激素 促进甲状腺生长发育和调节其合成与分泌
促性腺激素 促进性腺生长发育和调节其合成与分泌
生长激素 促进生长，主要促进骨生长和蛋白质合成
催乳素 促进乳腺发育与泌乳及嗉囊分泌鸽乳
甲状腺 甲状腺激素 促进新陈代谢(促进氧化分解)、促进生长发育(包括神经)、提高神经系统兴奋性
肾上腺 肾上腺素 升血糖(促进肝元糖分解)
醛固酮 促进肾小管吸Na+泌K+
胰岛 A细胞 胰高血糖素 升血糖(强烈促进肝元糖分解和非糖转化）
B细胞 胰岛素
性腺 睾丸 性激素 雄激素 促进雄性生殖器官的发育和精子生成，激发并维持雄性第二性征
卵巢 雌激素 促进雌性生殖器官的发育和卵子生成，激发并维持雌性第二性征，激发并维持正常性周期
卵巢 孕激素 促进子宫内膜和乳腺生长发育，为受精卵着床和泌乳准备条件
三、神经调节
应用
向性运动
植物体受到单一方向外界刺激而引起的定向运动
是植物对于外界环境的适应性
生长素
发现
主要在叶原基、嫩叶和发育的种子
产生
大多集中在胚芽鞘、分生组织、形成层及发育的种子和子房
分布
（略）
运输
只能由形态学上端向形态学下端运输，不能倒过来运输
10-10
10-8
10-6
10-4
10-2
1
浓度/mol·L-1
0
促进生长
抑制生长
根
芽
茎
两重性
赤霉素
细胞分裂素
脱落酸
乙烯
促进生长
存在于分裂部位。促进细胞分裂、分化
促进叶片脱落
促进果实成熟
其他激素
植物激素调节
生理作用
既能促进生长，又能抑制生长
既能促进发芽，又能抑制发芽
既能保花保果，又能疏花疏果
促进生长
抑制生长
取决于生长素浓度
植物的器官的种类
生长素类似物
浸泡插枝下端
促进插枝生根
促进果实发育
防止落花落果
无籽番茄
涂抹未受粉柱头
喷洒植株（棉花）
保蕾保铃
涂抹未受粉柱头
发根增多
抑制
促进
抑制顶端优势
疏花疏果
除草
激素调节
见下表
激素的种类和作用
人和高等动物的体液调节
调节内分泌的中枢
下丘脑
反馈调节
激素分泌的调节
其他化学物质的调节
如CO2对呼吸频率的调节等
相关激素间的作用
协同作用
增强效应
甲状腺激素
生长激素
胰岛素
胰高血糖素
拮抗作用
对抗效应
寒冷紧张
促甲状腺激素释放激素
促甲状腺激素
甲状腺激素
下丘脑
垂体
甲状腺
(＋)
(－)
(＋)
(－)
其它激素
基本方式
反射
由神经系统对体内外刺激所作的规律性反应
概念
结构基础
神经中枢
感受器
传入神经
传出神经
效应器
反射弧
分类
遗传获得的先天性反射
非条件反射
条件反射
生活中学习获得的后天性反射
兴奋的传导
神经纤维上的传导
细胞间的传导
从兴奋点开始
双向传导
-
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+
+
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+
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+ + + + + + + +
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+ + + + + + + +
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+
+
+
+
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-
-
刺激
单向传导
由前一个神经元传向后一个神经元
传导方向
高级神经
中枢的调节
高级神经中枢
大脑皮层
驱体运动中枢
中央前回
交叉支配
左侧中枢支配右侧驱体
右侧中枢支配左侧驱体
倒置投射
顶部中枢支配足部运动
颞部中枢支配头部运动
运动性失语
感觉性失语
语言中枢
运动性语言中枢(说话中枢)
感觉性语言中枢(听话中枢)
S区
H区
神经调节
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专题一 生命的分子基础和细胞基础
【专题要点】
根据考纲可知，此部分的重要知识点有以下几方面：
一、组成细胞的分子，特别要关注蛋白质、核酸和糖类的相关知识；
二、组成细胞的结构，要重点掌握有关细胞器的结构和功能，另外细胞膜和细胞核的结构与功能也是重点，主要原因是此部分涉及的实验较多。
三、分泌蛋白的形成过程和生物膜系统也是一个重点，因为这些内容可以将整个专题有机整合在一起，要引起我们的重视。下面将部分重点知识点归纳在一起。
一、根据生物的结构，可将生物进行如下归类：
二、生命活动离不开细胞
1.病毒的生命活动离不开细胞
①病毒无细胞结构，既不属于真核生物，也不属于原核主要由蛋白质和核酸（每种病毒的核酸只有一种上，DNA或RNA）构成。
②病毒营寄生生活，只有在活细胞内才具有生命现象。根据其宿主不同，可将病毒分为植物病毒（如烟草花叶病毒）、动物病毒（如流感病毒）、细菌病毒（如T4噬菌体）。
③SARS病毒破坏人的肺部等处的细胞；乙肝病毒破坏肝细胞；脊髓灰质炎病毒破坏脊髓灰质前角的运动神经元，导致小儿麻痹症；HIV病毒破坏淋巴细胞，使人体丧失免疫力。2.单细胞生物的生命活动离不开细胞
单细胞生物的一个细胞就是一个完整的个体，单个细胞就能写成各种生命活动，如运动、摄食、繁殖、对刺激作出反应等。
3.多细胞生物的生命活动离不开细胞
多细胞生物是由许多细胞构成的，其生命开始于一个细胞—受精卵，经过细胞分裂和分化，最后发育成成熟个体；它们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。例如，以细胞代谢为基础的生物和能量的变换；以细胞增殖、分化为基础的生长发育；以细胞内基因的传递和变异为基础的遗传与变异，等等。
人是由很多个细胞构成的，但人的生命开始于一个细胞——受精卵。受精卵经过细胞分裂，形成多个细胞组成的胚胎，在子宫内发育成胎儿。胎儿出生后继续发育，最后形成一个具有与父母相似性状的成年个体。很显然，人的生殖和发育过程离不开细胞。
人是由受精卵发育而来的，而受精卵是由父方的精子和来自母方有卵细胞结合而成的。受精卵中的遗传物质分别来自精子和卵细胞。精子与卵细胞充当了亲代与子代之间遗传物质传递的“桥梁”。
人受到外界因素和内部因素的刺激时，会通过一个完整的结构——反射弧来对刺激作出相应的反应，而反射弧是由许多神经细胞构成的。
三、生命系统的层次
结构层次 概念 举例
细胞 细胞是生物体结构和功能的基本单位 心肌细胞
组织 由形态相似，结构、功能相同的细胞联合在一起 心肌组织
器官 不同的组织按照一定的次序结合在一起 心脏
系统 能够共同完成一种或几种生理功能的多个器官按照一定的次序组合在一起 循环系统
个体 由各种器官或系统协调配合共同完成复杂的生命活动的生物。单细胞生物由一个细胞构成生物体 龟
种群 在一定的自然区域内，同种生物的所有个体是一个种群 该区域内同种龟的所有个体
群落 在一定的自然区域内，所有的种群组成一个群落 该区域内龟和其他所有生物的种群
生态系统 生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体 龟生活的水生生态系统
生物圈 由地球上所有的生物和这些生物生活的无机环境共同组成 地球上只有一个生物圈
四、细胞的多样性和统一性
1．细胞结构统一性的体现
⑴真核细高胞考的K共S性5：U都有细胞膜、细胞质、细胞核。
⑵原核细胞的共性：都有细胞膜、细胞质、拟核、细胞质中只有一种细胞器—核糖体。
⑶真、原核细胞的共性：不同的细胞具有基本相同的化学组成——组成元素基本一致，化合物种类也非常相似；均有细胞膜、细胞质、、均以DNA作为遗传物质；细胞内均有进行呼吸作用的有关酶；都以ATP作为唯一直接供能物质；细胞的增殖方式相同——细胞分裂；都共用一套完全相同的密码子。
2. 细胞的多样性的体现
⑴真、原核细胞内的结构的区别：真核细胞有核膜包被的成形的细胞核，其中有核仁、染色质（含DNA）；原核细胞无核膜，拟核由一裸露的DNA分子构成。
⑵不同真核细胞的形态、结构的的差异：与动物细胞相比植物细胞有细胞壁、液泡，叶肉细胞中还有叶绿体；不同植物或不同动物的细胞不同，是所含有的基因不同。同一植物或同一动物的不同组织细胞也各不相同，是所含有的基因在不同的细胞中表达不同。
⑶不同原核细胞的形态结构的差异：如细菌有球形、杆形、螺旋形等多种形态，且不同细菌的结构也有差异。
五、原核细胞与真核细胞区别
原核细胞 真核细胞
细胞大小 较小（1～10） 较大（1～10）
细胞核 无成形的细胞核，核物质集中在核区。无核膜，无核仁。只有一条裸露的DNA分子 有成形的真正的细胞核。有核膜，有核仁，DNA与蛋白质结合形成染色体（质）
细胞质 除核糖体外，无其他细胞器 有各种细胞器
细胞壁 有。但成分与真核不同 植物细胞、真菌细胞有，动物细胞无
代表生物 放线菌、细菌、蓝藻、衣原体 真菌、植物、动物
六、细胞内水的存在形式、含量与代谢强度
　　1．细胞内的水分为自由水和结合水，结合水比自由水更难离开细胞。细胞外的水也可分为自由水和结合水，如血浆中的水绝大多数为自由水，肌肉中的水绝大多数为结合水。XXK]
2．自由水的含量制约细胞代谢强度，自由水含量高，细胞代谢旺盛，因而种子要萌发必须吸收足量的水。
七、氨基酸、肽键、失去水分子数及多肽的相对分子质量
氨基酸平均相对分子质量 氨基酸数目 肽键数目 脱去水分子数 多肽相对分子质量 按基数目 羧基数目
1条肽键 a m m－1 m－1 Ma－18（m－1） 至少一个 至少一个
N条肽键 a m m－n m－n Ma－18（m－n） 至少n个 至少n个
八、DNA与RNA的比较
基本单位 分布场所 染色试剂科_网]
五碳糖 碱基 磷酸
DNA 脱氧核糖 ATGC 磷酸 主要细胞核 甲基绿
RNA 核糖 AUGC 磷酸 主要在细胞质 吡罗红
九、糖类与脂质的比较
含元素 类 别 存 在 生 理 功 能
糖类 CHO 单糖 五碳糖：核糖脱氧核糖 主要在细胞核内主要在细胞质内 核糖是构成核酸的主要成分糖类是生物进行生命活动的主要能源物质淀粉和糖元是细胞中储藏能量的物质④纤维素是植物细胞壁的主要成分
六碳糖：葡萄糖 主要在细胞质中
双糖 麦芽糖、蔗糖 植物细胞中
乳糖 动物细胞中
多糖 淀粉、纤维素 植物细胞中
糖元 动物细胞中
脂类 CHONP 脂肪 动、植物细胞中 ①是生物体内储藏能量的物质②有维持恒定体温的作用
类脂：磷脂糖脂 在脑、肺、肝、肾、心、卵和大豆中，磷脂的含量较多 磷脂是构成生物膜的重要成分
固醇：主要包括胆固醇、性激素、肾上腺皮质激素和VD等 动物细胞中 对维持和调节新陈代谢的正常进行起积极作用
十、细胞质中的几种主要细胞器
名 称 形 态 结 构 成 分 存 在 功 能
线粒体 双层膜 呈粒状、棒状内膜向内腔折叠形成嵴内膜上分布着许多基粒④嵴的周围充满了液态基质 ①蛋白质 ②磷脂③在内膜、基质和基粒中，有许多种与有氧呼吸有关的酶④少量的DNA和RNA 普遍存在于动物和植物细胞中 是细胞进行有氧呼吸的主要场所（产生ATP供给细胞进行生命活动所需的能量）
叶绿体 呈扁平的椭圆形或球形含几个到几十个基粒，每个基粒是园柱形的，由10~100个片层结构重叠而成③基粒间充满着基质 ①蛋白质②磷脂③叶绿素a④叶绿素b⑤叶黄素⑥胡萝卜素⑦光合作用所需的酶⑧少量的DNA和RNA 主要存在于植物的叶肉细胞和幼茎的皮层细胞里 是进行光合作用的场所将光能转变成为化学能储藏在光合作用的产物——GA中
内 质 网 单层膜 由管状、泡状、扁平状的膜结构连接而成的网状物靠近细胞核的风质网，它的膜跟核膜相连；靠近细胞膜的内质网，它的膜跟细胞膜内褶的部分相连分为滑面型内质网和粗面型内质网 蛋白质磷脂酶 绝大多数植物的动物细胞内都有 增大细胞内膜的面积，为各种化学反应的正常进行，创造了条件滑面型内质网与脂类、激素等物质的合成有关粗面型内质网不仅是核糖体附着的支架，也是核糖体合成的蛋白质的运输通道
高尔基体 由扁平囊、小囊泡和大囊泡所组成 蛋白质磷脂酶RNA 植物细胞、动物细胞中均有，一般位于细胞核附近的细胞质中 与植物细胞的细胞壁形成有关与动物细胞分泌物的形成有关，并有运输作用
液 泡 泡状、囊状膜结构 有机酸、生物碱、糖类、蛋白质、无机盐和色素等 植物细胞和低等动物细胞 保持细胞一定的紧张度与细胞渗透吸水有密切关系
核糖体 非膜结构 是椭圆形的粒状小体 蛋白质RNA ②酶 附着在粗面型内质网上，有些游离在细胞质的基质中 是细胞内将氨基酸合成蛋白质的场所
中心体 每个中心体含有两个中心粒，相互垂直排列，每个中心粒是一个中空的柱状小体，由九束维管组成 蛋白质 动物细胞和低等植物细胞中 与细胞的有丝分裂有关
十、细胞器的分工与合作
各种生物膜在功能上既有明确分工，又有紧密联系。以分泌蛋白的合成与分泌为例列表如下：
内膜系统 功 能
线粒体 细胞核↓ 基因的转录，将遗传信息从细胞核传递到细胞质 线粒体提供能量
核糖体↓ 利用氨基酸合成多肽
内质网↓ 对多肽进行初级加工如折叠、糖基化等，及以小泡方式输送多肽至高尔基体
高尔基体↓ 再加工为成熟的蛋白质，并以小泡运输到细胞膜与之融合
细胞膜 外排作用，分泌到细胞外成为分泌蛋白
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
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