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高中生物必修1知识点总结
《分子与细胞》
元素 细胞膜 基质
化学成分 结构与功能 细胞质
化合物 细胞核 细胞器
细胞 生物膜系统
有丝分裂
无丝分裂 细胞分裂 细胞分化、衰老、癌变 细胞工程
减数分裂
高一生物内容构成
（一）走近细胞
比较原核与真核细胞（多样性）
原核细胞 真核细胞
细胞 较小（1—10um） 较大（10--100 um）
细胞核 无成形的细胞核，核物质集中在核区。无核膜，无核仁。DNA不和蛋白质结合 有成形的真正的细胞核。有核膜，有核仁。DNA不和蛋白质结合成染色体
细胞质 除核糖体外，无其他细胞器 有各种细胞器
细胞壁 有。但成分和真核不同，主要是肽聚糖 植物细胞、真菌细胞有，动物细胞无
代表 放线菌、细菌、蓝藻、支原体 真菌、植物、动物
二、生命系统的层次性
植：营养、保护、机械、输导 植：根、茎、叶
细胞 组织 分泌 器官 花、果、种
动：上皮、结缔、肌肉、神经 动：心、肝……
运动、循环
消化、呼吸 病毒
系统（动） 个体 单细胞 种群 群落
泌尿、生殖 多细胞
神经、内分泌
非生物因素 Ⅰ号
生态系统 生产者 生物圈
生物因素 消费者 Ⅱ号
分解者
三、细胞学说内容（统一性）
○从人体的解剖和观察入手：维萨里、比夏
○显微镜下的重要发明：虎克、列文虎克
○理论思维和科学实验的结合：施来登、施旺
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。
细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。
新细胞可以从老细胞中产生。
在魏尔肖的修正中前进：细胞通过分裂产生新的细胞。
注：现代生物学的三大基石
1.1838—1839年 细胞学说 2．1859年 达尔文 进化论 3.1866年 孟德尔 遗传学
四、结论
除病毒以外，细胞是生物体结构和功能的基本单位，也是地球上最基本的生命系统。
（二）组成细胞的分子
基本：C、H、O、N （90％）
大量：C、H、O、N、P、S、（９７％）K、Ca、Mg
元素 　 微量：Fe、Mo、Zn、Cu、B、Mo、CL等
　　（２０种） 　最基本：C，占干重的48.４%,生物大分子以碳链为骨架
物质 说明生物界与非生物界的统一性和差异性。
基础　　　　　　　　　　　　水：主要组成成分；一切生命活动离不开水
　　　　　　　　　　　无机物　　无机盐：对维持生物体的生命活动有重要作用
　　　　　　化合物　　　　　　　蛋白质：生命活动（或性状）的主要承担者／体现者
　　　　　　　　　　　　　　　　核酸：携带遗传信息
　　　　　　　　　　　有机物　　糖类：主要的能源物质
　　　　　　　　　　　　　　　　脂质：主要的储能物质　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
一、蛋白质　（占鲜重７－１０％，干重５０％）
结构 元素组成 C、H、O、N，有的还有P、S、Fe、Zn、Cu、B、Mn、I等
单体 氨基酸 （约20种，必需8种，非必需12种）
化学结构 由多个氨基酸分子脱水缩合而成，含有多个肽键的化合物，叫多肽。多肽呈链状结构，叫肽链。一个蛋白质分子含有一条或几条肽链。
高级结构 多肽链形成不同的空间结构，分二、三、四级。
结构特点 由于组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列次序不同，于是肽链的空间结构千差万别，因此蛋白质分子的结构是极其多样的。
功能 ○蛋白质的结构多样性决定了它的特异性/功能多样性。构成细胞和生物体的重要物质：如细胞膜、染色体、肌肉中的蛋白质；有些蛋白质有催化作用：如各种酶；有些蛋白质有运输作用：如血红蛋白、载体蛋白；有些蛋白质有调节作用：如胰岛素、生长激素等；有些蛋白质有免疫作用：如抗体。
备注 ○连接两个氨基酸分子的键（—ＮＨ—ＣＯ—）叫肽键。○各种蛋白质在结构上所具有的共同特点（通式）： 　　　　　 每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基连同一碳原子上；各种氨基酸的区别在于Ｒ基的不同。○　变性（熟鸡蛋）＆盐析＆凝固（豆腐）　　　　　　
计算 ○由Ｎ个aa形成的一条肽链围成环状蛋白质时，产生水／肽键　Ｎ　个；○Ｎ个aa形成一条肽链时，产生水／肽键　Ｎ－１　个；○Ｎ个aa形成Ｍ条肽链时，产生水／肽键　Ｎ－Ｍ　个；○Ｎ个aa形成Ｍ条肽链时，每个aa的平均分子量为α，那么由此形成的蛋白质的分子量为　Ｎ×α－（Ｎ－Ｍ）×１８　；
二、核酸
一切生物的遗传物质，是遗传信息的载体，是生命活动的控制者。
元素组成 C、H、O、N、P等
分类 脱氧核糖核酸（DNA双链） 核糖核酸（RNA单链）
单体
成分 磷酸 H3PO4
五碳糖 脱氧核糖 核糖
含氮碱基 A、G、C、T A、G、C、U
功能 主要的遗传物质，编码、复制遗传信息，并决定蛋白质的合成 将遗传信息从DNA传递给蛋白质。
存在 主要存在于细胞核，少量在线粒体和叶绿体中。甲基绿 主要存在于细胞质中。吡罗红
△ 每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。
三、糖类和脂质
元素 类别 存在 生理功能
糖类 C、H、O 单糖 核糖C5H10O5 主细胞质 核糖核酸的组成成分；
脱氧核糖C4H10O5 主细胞核 脱氧核糖核酸的组成成分；
六碳糖：葡萄糖C6H12O6、果糖等 主细胞质 是生物体进行生命活动的重要能源物质（70％以上）；
二糖C12H22O11 麦芽糖、蔗糖 植物
乳糖 动物
多糖 淀粉、纤维素 植物 （细胞壁的组成成分），重要的储存能量的物质；
糖原（肝、肌） 动物
脂质 C、H、O有的 还有N、P 脂肪 动、植物 储存能量、维持体温恒定；
类脂/磷脂 脑、豆 构成生物膜的重要成分；
固醇 胆固醇 动物 动物的重要成分；
性激素 促性器官发育和第二性征；
维生素D 促进钙、磷的吸收和利用；
△ 组成生物体的任何一种化合物都不能够单独地完成某一种生命活动，而只有按照一定的方式有机地组织起来，才能表现出细胞和生物体的生命现象。细胞就是这些物质最基本的结构形式。
四、鉴别实验
试剂 成分 实验现象 常用材料 备注
蛋白质 双缩脲 A: 0.1g/mL NaOH 紫色 大豆鸡蛋
B: 0.01g/mL CuSO4
浓硝酸 HNO3 黄色沉淀
脂肪 苏丹Ⅲ 橘黄色 花生
苏丹Ⅳ 红色
还原糖 斐林 0.1g/mL NaOH 浅蓝色→棕色→砖红色沉淀 苹果、梨、白萝卜
0.05g/mL CuSO4
淀粉 碘液 I2 蓝色 马铃薯
○具有还原性的糖：葡萄糖、麦芽糖、果糖
五、无机物
存在方式 生理作用
水 结合水4.5%自由水95% 部分水和细胞中其他物质结合。 细胞结构的组成成分。
绝大部分的水以游离形式存在，可以自由流动。 1．细胞内的良好溶剂；2．参与细胞内许多生物化学反应；3．水是细胞生活的液态环境；4．水的流动，把营养物质运送到细胞，并把废物运送到排泄器官或直接排出；
无机盐 多数以离子状态存在，如K+、Ca2+、Mg2+、Cl--、PO2+等 1．细胞内某些复杂化合物的重要组成部分，如Fe2+是血红蛋白的主要成分；2．持生物体的生命活动，细胞的形态和功能；3．维持细胞的渗透压和酸碱平衡；
六、小结
化合 有机组合 分化
化学元素 化合物 原生质 细胞
○原生质 1．泛指细胞内的全部生命物质，但并不包括细胞内的所有物质，如细胞壁；
2．包括细胞膜、细胞质和细胞核三部分；其主要成分为核酸、蛋白质（和脂类）；
3．动物细胞可以看作一团原生质。
4.去细胞壁的植物细胞也可看作一团原生质。
○细胞质 ： 指细胞中细胞膜以内、细胞核以外的全部原生质。
○原生质层：成熟的植物细胞的细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，为一层半透膜。
(三)细胞的基本结构
细胞壁（植物特有）： 纤维素+果胶，支持和保护作用
成分：脂质（主要是磷脂）50%、蛋白质约40%、糖类2%-10%
细胞膜
作用：隔开细胞和环境；控制物质进出；细胞间信息交流；
真核 基质： 有水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等
细胞 细胞质 是活细胞进行新陈代谢的主要场所。
分工：线、叶、内、高、核、溶、中、液、
细胞器
协调配合：分泌蛋白的合成与分泌；生物膜系统
核膜：双层膜，分开核内物质和细胞质
核孔：实现核质之间频繁的物质交流和信息交流
细胞核 核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关
染色质：由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体
细胞器 差速离心：美国 克劳德
线粒体 叶绿体 高尔基体 内质网 液泡 核糖体 中心体
分布 动植物 植物 动植物 动植物 植物和某些原生动物 动植物 动物低等植物
形态 椭球形、棒形 扁平的球形或椭球形 大小囊泡、扁平囊 网状 椭球形粒状小体
结构 双层膜，有少量DNA 单层膜，形成囊泡状和管状，内有腔 没有膜结构
嵴（TP酶复合体）、基粒、基质 基粒（类体）、基质（片层结构）、酶 外连细胞膜，内连核膜 液泡膜、细胞液 蛋白质、RNA、和酶 两个互相垂直的中心粒
功能 有氧呼吸的主场所 进行光合作用的场所 细胞分泌，成细胞壁 提供合成、运输条件 贮存物质，调节内环境 蛋白质合成的场所 与有丝分裂有关
备注 在核仁形成
△ 细胞器是指在细胞质中具有一定形态结构和执行一定生理功能的结构单位，
三、协调配合 分泌蛋白 放射性同位素示踪法：罗马尼亚 帕拉德
有机物、O2
叶绿体 线粒体
能量、CO2
基因调控 初步合成 加工 修饰
细胞核 核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜 胞外
氨基酸 肽链 一定空间结构
○生物膜系统：细胞器膜 + 细胞膜 + 核膜等形成的结构体系
四、细胞核 = 核膜（双层） + 核仁 + 染色质 + 核液
美西螈实验、蝾螈横缢实验、变形虫实验、伞藻嫁接与移植实验
细胞核是遗传信息储存和复制的场所，是代谢活动和遗传特性的控制中心。
○ 染色质和染色体是同一物质在细胞周期不同阶段相互转变的形态结构。
DNA 螺旋
○ + = 核小体（串珠结构） 染色质 30nm纤维
组蛋白 非组蛋白
螺旋化
0.4um超螺旋管（圆筒形） 2－10um染色单体（圆柱状、杆状）
二、树立观点(基本思想)
1．有一定的结构就必然有与之相对应功能的存在；
○结构和功能相统一
2．任何功能都需要一定的结构来完成
1．各种细胞器既有形态结构和功能上的差异，又相互联系，相互依存；
○分工合作
2．细胞的生物膜系统体现细胞各结构之间的协调配合。
○生物的整体性：整体大于各部分之和；只有在各部分组成一个整体的时才能体现出生命现象。
1．结构：细胞的各个部分是相互联系的。如分布在细胞质的内质网内连核膜，外接细胞膜。
2．功能：细胞的不同结构有不同的生理功能，但却是协调配合的。如分泌蛋白的合成与分泌。
3．调控：细胞核是代谢的调控中心。其DNA通过控制蛋白质类物质的合成调控生命活动。
4．与外界的关系上：每个细胞都要与相邻细胞、而与外界环境直接接触的细胞都要和外界环境进行物质交换和能量转换。
六、总结
细胞既是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位。
（四）细胞物质的运输
○科学家研究细胞膜结构的历程是从物质跨膜运输的现象开始的，分析成分是了解结构的基础，现象和功能又提供了探究结构的线索。人们在实验观察的基础上提出假说，又通过进一步的实验来修正假说，其中方法与技术的进步起到关键的作用
成分：磷脂和蛋白质和糖类
结构：单位膜（三明治）→ 流动镶嵌模型
细胞膜 特性 结构特点：具有相对的流动性
生理特性：选择透过性（对离子和小分子物质具选择性）
保护作用
功能 控制细胞内外物质交换
细胞识别、分泌、排泄、免疫等
一、物质跨膜运输的实例
1.水分
条件 浓度 外液 > 细胞质/液 外液 < 细胞质/液
现象 动物 失水皱缩 吸水膨胀甚至涨破
植物 质壁分离 质壁分离复原
原理 外因 水分的渗透作用
内因 原生质层与细胞壁的伸缩性不同造成收缩幅度不同
结论 细胞的吸水和失水是水分顺相对含量梯度跨膜运输的过程
○ 渗透现象发生的条件：半透膜、细胞内外浓度差
○ 渗透作用：水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。
○ 半透膜：指一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称。
○ 质壁分离与复原实验可拓展应用于：（指的是原生质层与细胞壁）
①证明成熟植物细胞发生渗透作用； ②证明细胞是否是活的；
③作为光学显微镜下观察细胞膜的方法； ④初步测定细胞液浓度的大小；
2. 无机盐等其他物质
① 不同生物吸收无机盐的种类和数量不同。
② 物质跨膜运输既有顺浓度梯度的，也有逆浓度梯度的。
3. 选择透过性膜
可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他离子、小分子和大分子则不能通过的膜。
□ 生物膜是一种选择透过性膜，是严格的半透膜。
二、流动镶嵌模型
1.要点
①磷脂双分子层 构成生物膜的基本支架，但这个支架不是静止的，它具有流动性。
②蛋白质 镶嵌、贯穿、覆盖在磷脂双分子层上，大多数蛋白质也是可以流动的。
③天然糖蛋白 蛋白质和糖类结合成天然糖蛋白，形成糖被具有保护、润滑和细胞识别等
2.与单位膜的异同
相同点：组成细胞膜的主要物质是脂质和蛋白质
不同点：①流：蛋白质的分布有不均匀和不对称性；强调组成膜的分子是运动的。
②单：蛋白质均匀分布在脂双层的两侧；认为生物膜是静止结构。
三、跨膜运输的方式
例子 方式 浓度梯度 载体 能量 作用
水、甘油、气体、乙醇、苯 自由扩散 顺 × × 被选择吸收的物质从高浓度的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运
葡萄糖进入红细胞 协助扩散 顺 √ ×
进入红细胞的钾离子 主动运输 逆 √ √ 能保证活细胞按照生命活动的需要，主动地选择吸收所需要的物质，排出新陈代谢产生的废物和对细胞要害的物质。
○大分子或颗粒：胞吞、胞吐
四、小结
组成 决定
磷脂分子+蛋白质分子 结构 功能（物质交换）
具有
导致 保证 体现
运动性 流动性 物质交换正常 选择透过性
成分组成结构，结构决定功能。构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以流动的，因此决定了由它们构成的细胞膜的结构具有一定的流动性。结构的流动性保证了载体蛋白能把相应的物质从细胞膜的一侧转运到到另一侧。由于细胞膜上不同载体的数量不同，所以，当物质进出细胞时能体现出不同的物质进出细胞膜的数量、速度及难易程度的不同，即反映出物质交换过程中的选择透过性。可见，流动性是细胞膜结构的固有属性，无论细胞是否与外界发生物质交换关系，流动性总是存在的，而选择透过性是细胞膜生理特性的描述，这一特性，只有在流动性基础上，完成物质交换功能方能体现出来。
(五)细胞的能量供应和利用
H2O 外界
水
H2O O2 矿质元素
[H]
光 ATP 原生质
ADP+PI 热能
ATP
ADP+PI
CO2+H2O C3H6O3 C2H5OH+CO2
一、 酶——降低反应活化能
◎ 新陈/细胞代谢：活细胞内全部有序化学反应的总称。
◎ 活化能：分子从常态转变成容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
发现
①巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。
②巴斯德（法、微生物学家）：发酵与活细胞有关；发酵是整个细胞。
③利比希（德、化学家）：引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。
④比希纳（德、化学家）：酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样。
⑤萨姆纳（美、科学家）：从刀豆种子提纯出来的脲酶是一种蛋白质。
⑥许多酶是蛋白质。
⑦切赫与奥特曼（美、科学家）：少数RNA具有生物催化功能。
2．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。
注：
①由活细胞产生（与核糖体有关）
②催化性质：A.比无机催化剂更能减低化学反应的活化能，提高化学反应速度。
B.反应前后酶的性质和数量没有变化。
③成分：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。
3．特性
① 高效性：催化效率很高，使反应速度很快，是一般无机催化集的107——1013倍。
② 专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 → 多样性 。
③ 需要合适的条件（温度和pH值） → 温和性 → 易变性 。
酶的催化作用需要适宜的温度、pH值等，过酸、过碱、高温都会破坏酶分子结构。低温也会影响酶的活性，但不破坏酶的分子结构。
图例
解析 在底物足够，其他因素固定的条件下，酶促反应的速度与酶浓度成正比。 1.在S较低时，V随S增加而加快，近乎成正比；2.在S较低时，V随S增加而加快，但不显著；3.当S很大且达到一定限度时，V也达到一个最大值，此时即使再增加S，反应也几乎不再改变。 1.在一定T内V随T的升高而加快；2.在一定条件下，每一种酶在某一T时活力最大，称最适温度；3.当T升高到一定限度时，V反而随温度的升高而降低。◎动物T：35—40℃PH ： 6.5—8.0
酶工程
生产提取 制成 酶制剂 应用 治疗疾病；加工和生产一些产品；
和分离纯化 固定化酶 化验诊断和水质检测；其他分支。
二、ATP（三磷酸腺苷）
◎ ATP是生物体细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物，是生物体进行各项生命活动的直接
能源，它的水解与合成存在着能量的释放与贮存。
1．结构简式
A — P ～ P ～ P
腺苷 普通化学键13.8KJ/mol 高能磷酸键 30.54 KJ/mol 磷酸基团
2．ATP与ADP的转化
ATP
呼吸作用
（线粒体） 吸 Pi
（细胞质基质） 能 吸收分泌（渗透能）
（叶绿体） 放 肌肉收缩（机械能）
光合作用 Pi 能 神经传导、生物电（电能）
ADP (每个活细胞) 合成代谢（化学能）
体温（热能）
萤火虫（光能）
◎ 糖类—主要能源物质 热能 散失
太阳光能 脂肪—主要储能物质 氧化
（直接能源） 蛋白质—能源物质之一 分解 化学能 ATP
水解酶、放
◎ ATP ADP + Pi + 能量
合成酶、吸
3．能产生ATP： 线粒体、叶绿体、细胞质基质
能产生水： 线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核
能碱基互补配对： 线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核
三、ATP的主要来源——细胞呼吸
◎呼吸是通过呼吸运动吸进氧气，排出二氧化碳的过程。
◎细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。分为：
有氧呼吸 无氧呼吸
概念 指细胞在氧的参与下，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，生成许多ATP的过程。 指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。
过程 ① C6H12O6 → 2丙酮酸 + [H] + 2ATP② 2丙酮酸+ 6H2O → 6CO2 + [H]+ 2ATP③ [H] + 6O2 → 12H2O + 34ATP ① C6H12O6 → 2丙酮酸 + [H] + 2ATP→ 2C3H6O3② 2丙酮酸 → 2C2H5OH + 2CO2
反应式 C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2 + 12H2O + 38ATP C6H12O6 → 2C3H6O3 + 2ATP → 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP
不同点 场所 ： ①②线粒体基质 ③内膜 始终在细胞质基质
条件 ： 除①外，需分子氧、酶 不需分子氧、需酶
产物 ： CO2 、H2O 酒精和CO2或乳酸
能量 ： 大量、合成38ATP（1161KJ） 少量、合成2ATP(61.08KJ)
相同点 联系 ： 从葡萄糖分解成丙酮酸阶段相同，以后阶段不同
实质 ： 分解有机物，释放能量，合成ATP
意义 ： 为生物体的各项生命活动提供能量；为体内其他化合物合成提供原料
◎比较
光合作用 呼吸作用
反应场所 绿色植物（在叶绿体中进行） 所有生物（主要在线粒体中进行）
反应条件 光、色素、酶 酶（时刻进行）
物质转变 把无机物CO2和H2O合成有机物（CH2O） 分解有机物产生CO2和H2O
能量转变 把光能转变成化学能储存在有机物中 释放有机物的能量，部分转移ATP
实质 合成有机物、储存能量 分解有机物、释放能量、产生ATP
联系 有机物、氧气光合作用 呼吸作用能量、二氧化碳
◎ 光合作用的实质
通过光反应把光能转变成活跃的化学能，通过暗反应把二氧化碳和水合成有机物，同时把活跃的化学能转变成稳定的化学能贮存在有机物中。
四、光和光合作用
◎光合作用是指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。影响因素有：光、温度、CO2浓度、水分、矿质元素等。
1．发现
内容 时间 过程 结论
普里斯特 1771年 蜡烛、小鼠、绿色植物实验 植物可以更新空气
萨克斯 1864年 叶片遮光实验 绿色植物在光合作用中产生淀粉
恩格尔曼 1880年 水绵光合作用实验 叶绿体是光合作用的场所释放出氧。
鲁宾与卡门 1939年 同位素标记法 光合作用释放的氧全来自水
2．场所
双层膜
叶绿体 基质
基粒 多个类囊体（片层）堆叠而成
胡萝卜素（橙黄色）1/3
类胡萝卜素 叶黄素（黄色） 2/3 吸蓝紫光
色素 （1/4） 叶绿素A（蓝绿色）3/4
叶绿素（3/4） 叶绿素B（黄绿色）1/4 吸红橙和蓝紫光
3．过程
光反应 暗反应
条件 光、色素、酶 CO2、[H]、ATP、酶
时间 短促 较缓慢
场所 内囊体的薄膜 叶绿体的基质
过程 ① 水的光解 2H2O → 4[H] + O2② ATP的合成/光合磷酸化 ADP + Pi + 光能 → ATP ① CO2的固定 CO2 + C5 → 2C3② C3/ CO2的还原 2C3 + [H] →（CH2O）
实质 光能 → 化学能，释放O2 同化CO2，形成（CH2O）
总式 CO2 + H2O → （CH2O）+ O2或 CO2 + 12H2O → （CH2O）6 + 6O2 + 6H2O
物变 无机物CO2、H2O → 有机物（CH2O）
能变 光能 → ATP中活跃的化学能 → 有机物中稳定的化学能
◎ 同位素示踪
14C 光反应 2C 3 暗反应 （14CH2O）
3H2O 固定 [3H] 还原 （C3H2O）
H218O 光 18O2
◎ 人为创设条件，看物质变化：
1． 光照 → [H]和ATP → 暗反应 → （CH2O）
↓ ↓ ↓ ↓
切断 → 不能生成 → 不能进行 → 不能生成
2． CO2 → C5 → C3 → （CH2O）
↓ ↓ ↓ ↓
切断 → 增多 → 减少 →不能生成
4．意义
（1）制造有机物，实现物质转变——“绿色工厂”；
（2）调节大气中O2和CO2的含量——“自动的空气净化剂”；
（3）生物生命活动所需能量的最终来源——“巨大的能量转换器”；
（4）对生物的进化具有重要的作用。
5.实质 光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。
6.比较同化作用的类型
不同点 相同点
能量来源 物质来源 举例
自养型 光能自养 光能 能用无机物制造有机物 绿色植物光合细菌 都从外界摄取物质，经过极其复杂的变化，转变成自身的组成物质，并且贮存能量
化能自养 体外环境的物质氧化时所放出的能量 硫细菌铁细菌硝化细菌
异养型 所摄取的有机物中储存的能量 不能利用无机物制造有机物，只能摄取现成的有机物 人类、动物和营腐生、寄生的菌类
(
（六）细胞的生命历程
癌变 增殖 分化 衰老与凋亡
一、细胞的增殖
表面积/体积 → 物质运输效率
体积增大 → 细胞生长 细胞核/细胞质 → 控制与必需
◎ 生长 减数分裂
数目增加 → 细胞分裂 有丝分裂 核延长缢裂为二，整个细胞缢裂成两个
无丝分裂 特点：分裂中无纺锤丝和染色体的变化
例子：蛙的红细胞
1．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结束。可分
分裂间期：DNA复制与蛋白质的合成。分G1、S、G2期。
前期：核膜核仁消失，纺锤丝出现形成纺锤体，出现染色体；
分裂期M 中期：纺锤丝牵引着染色体运动，使染色体的着丝点排列在中央赤道板；
后期：着丝点分裂，染色单体分开，分别移向两极；
末期：纺锤丝消失，染色体变成染色质，核膜核仁出现。
2．区别
复制 着丝点分裂
DNA数： 1 2 2
染色体 ： 1 1 2
染色单体： 0 2 0
3．假设正常体细胞的核中DNA含量为2a，染色体数为2N，则
复制
间期 前期 中期 后期 末期
DNA含量 2a → 4a 4a 4a 4a 4a → 2a
染色体数 2N 2N 2N 4N 4N → 2N
染色单体 0 → 4N 4N 4N 0 0
二、细胞的分化
1．分化
在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在结构、形态和生理功能上
发生稳定性差异的过程。
注：
① 持久性：在生物体的整个生命过程都有，只是在胚胎发育时达到最大值；
② 相对稳定性：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；
③ 意义：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。
2．全能性 ← 1958年 美国 斯图尔德
指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。如
植物：胡萝卜的组织培养 快繁花卉与蔬菜；拯救物种；培育新作物；
动物：克隆羊多莉；干细胞 替换病变部位，治疗某些癌症和遗传病带来希望。
一般而言，受精卵的全能性大于生殖细胞，生殖细胞的全能性大于体细胞，
植物细胞全能性大于动物细胞。
三、细胞的衰老与凋亡
◎ 生命历程：发生 → 分化 → 衰老 → 死亡
水分减少，体积变小，代谢减慢 → 皱纹
酶活性降低 → 白发
细胞衰老 个体衰老 色素积累 → 老年斑
（形态、结构、功能） 呼吸减慢，核体积增大，染色质固缩，染色加深
细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低
细胞凋亡：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。如尾的消失，手指的形成。
VS （基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果）
细胞坏死
四、细胞的癌变
物理：主指各种辐射，如紫外线、X射线等；
致癌因子 化学：如石棉、砷、亚硝胺、黄曲霉素等；
病毒：如Rous肉瘤病毒等。
原癌、抑癌基因突变 无限增殖；
正常细胞 癌细胞 形态结构发生显著变化；
（不受机体控制的恶性增殖 ） 表面发生变化，易分散和转移；
细胞是最基本的生命系统
层次
组成和
结构
功能
发展和
变化
从生物圈到细胞
组成细胞的分子
系统的边界——细胞膜
系统的分工合作——细胞器
系统的控制中心——细胞核
物质输入和输出
能量供应和利用
细胞的多样性和统一性
增殖（含生长）、分化
衰老、凋亡、癌变
动
态
平 衡
水解酶
合成酶
△ 暗反应中碳同化的途径有C3途径、C4途径等。根据其最初光合产物的不同，把高等植物分为C3植物和C4植物两类。C4植物维管束鞘细胞外面有“花环状”的叶肉细胞。
△ 有丝分裂的重要意义，是将亲代细胞的染色体经过复制以后，精确地平均分配到两个子细胞中去，而在生物的亲代和子代间保持了遗传性状的稳定性。2011年高考生物第一轮复习讲义
——必修3基础知识梳理篇
第1章：人体的内环境与稳态
第1节细胞生活的环境
一、体内细胞生活在细胞外液中
（一）体液：由细胞内液（约占2/3）和细胞外液（约占1/3）组成。
细胞内液
体液 血浆
细胞外液 组织液
（内环境） 淋巴
（二）内环境
1、概念：由细胞外液构成的液体环境。
2、组成及关系
二、细胞外液的成分
1、血浆成分
含量 90% 7%-8% 1% 血液运送物质
物质 水 蛋白质 无机盐 营养物质、代谢废物、气体、激素
特点 蛋白质含量明显高于组织液和淋巴中的含量
2、本质：细胞外液本质上是一种盐溶液，这在一定程度上反映了生命起源于海洋。
三、细胞外液的渗透压和酸碱度及其与外界环境的关系
（一）渗透压
1、定义：溶液中溶质微粒对水的吸引力。
2、渗透压的成因
溶质微粒数量 对水的吸引力 渗透压大小
越多 越大 越大
越少 越小 越小
3、血浆渗透压的决定因素：主要由无机盐和蛋白质含量决定，其中细胞外液的渗透压90%以上是由Na＋和Cl－决定的。
（二）酸碱度：
1、正常人的血浆近中性，pH为7.35～7.45。
2、维持因素：与含有HCO3－、HPO42－等离子有关。
3、维持酸碱平衡的体系：主要由Na＋、K＋和HCO3－、HPO42－、有机酸和蛋白质构成，它们均具有一定的缓冲能力，可以维持体液的酸碱平衡
（三）温度：
1、人细胞外液的温度一般维持在37℃左右。所以人体内酶的最适宜温度也是37℃左右。
2、体温：幼年＞成年＞老年；女性＞男性。
四、内环境与外界环境的关系：内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒体。
物质交换过程如图所示：
1、直接与内环境的物质交换有关的系统有四个：消化、呼吸、泌尿、循环四大系统。
2、不同的组织细胞生活的内环境不同。
2、人的呼吸道、消化道、膀胱等由孔道与外界相连。储存的液体也直接与外界接触，所以这些液体不属于体液。
第2节 内环境稳态的重要性
一、稳态：稳态是指正常机体通过调节作用，使各个器官系统协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态。
二、稳态调节机制的认识和意义
1、认识
①稳态的基础是各器官系统协调一致地正常运行
②调节机制：神经-体液-免疫
③稳态相关的系统：消化、呼吸、循环、排泄系统（及皮肤）
④维持内环境稳态的调节能力是有限的，若外界环境变化过于剧烈或人体自身调节能力出现障碍时内环境稳态会遭到破坏
2、稳态意义：机体进行正常生命活动的必要条件
三、血浆中成分的变化与人体的代谢和健康
（一）从水的含量及平衡分析：
人体每天都要从饮食中获取水，同时又通过多种途径排出水，当血浆中渗透压升高时，抗利尿激素含量上升，增加对水的重吸收。
（二）从O2的含量来分析
1、刚进入高原的人，对高原缺氧环境所产生的生理反应：呼吸频率和心率加快，以便于运输更多的O2并排出CO2，以满足新陈代谢所需。
2、短时间的剧烈运动，O2的量暂时无法满足机体的需要，能量主要来自无氧呼吸。
（三）从蛋白质、废物的含量来分析
1、血浆蛋白质含量降低的可能原因是
（1）营养不良使合成量减少；
（2）肾小球炎，血浆蛋白随尿液排出体外，患者出现水肿现象。
2、当代谢废物含量上升时，说明肾功能衰竭，会患尿毒症。
【思考感悟】长期营养不良的病人，血浆蛋白含量降低，组织液的相对含量会发生什么变化？
血浆的渗透压变小，组织液中的水回渗的速率降低，组织液的量会相对增加，造成组织水肿。
第2章 动物和人体生命活动的调节
第1节 通过神经系统的调节
一、神经调节的结构基础和反射
1、神经元
神经元的功能：接受刺激产生兴奋，并传导兴奋，进而对其他组织产生调控效应。
神经元的结构：由细胞体、树突（短）、轴突（长）构成。后2者合称为神经纤维
2、反射：是神经系统的基本活动方式。是指在中枢神经系统参与下，动物体或人体对内外环境变化作出的规律性应答。
3、反射弧：是反射活动的结构基础和功能单位。
组成：感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器（如图）
二、兴奋在神经纤维上的传导
1、兴奋：指动物体或人体内的某些组织（如神经组织）或细胞感受外界刺激后，由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。
2、兴奋传导形式：是以电信号的形式沿着神经纤维传导的，这种电信号也叫神经冲动。
3、兴奋传导过程：静息电位（外正内负）→刺激→兴奋部位（外负内正）→兴奋部位与未兴奋部位间形成局部电流（膜外：未兴奋部位→兴奋部位；膜内：兴奋部位→未兴奋部位）→兴奋向未兴奋部位传导
4、兴奋的传导的方向：双向
三、兴奋在神经元之间的传递
（1）神经元之间的兴奋传递就是通过突触实现的
突触：包括突触前膜、突触间隙、突触后膜
（2）兴奋的传递方向：是单向的：突触前膜→突触间隙→突触后膜（上个神经元的轴突→下个神经元的细胞体或树突）
（3）在突触传导过程中有电信号→化学信号→电信号的过程
四、神经系统的分级调节
人脑的组成及功能：
大脑：大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢，是高级神经活动的结构基础。其上由语言、听觉、视觉、运动等高级中枢
小脑：是重要的运动调节中枢，维持身体平衡
脑干：有许多重要的生命活动中枢，如呼吸中枢
下丘脑：有体温调节中枢、渗透压感受器、是调节内分泌活动的总枢纽
五、人脑的高级功能
（2）语言功能是人脑特有的高级功能
语言中枢的位置和功能：
W区：书写性语言中枢→失写症（能听、说、读，不能写）
S区：运动性语言中枢→运动性失语症（能听、读、写，不能说）
H区：听觉性语言中枢→听觉性失语症（能说、写、读，不能听）
V区：视觉性语言中枢→失读症（能听、说、写，不能读）
第2节 通过激素的调节
一、激素调节的发现及含义
1、促胰液素是人们发现的第一种激素
2、激素调节：是由内分泌器官（内分泌细胞）分泌的化学物质激素进行生命活动的调节。
3、人体主要激素及其作用
激素分泌部位 激素名称 主要作用
下丘脑 抗利尿激素 调节水平衡、血压
多种促激素释放激素 调节内分泌等重要生理过程
垂体 生长激素 促进蛋白质合成，促进生长
多种促激素 控制其他内分泌腺的活动
甲状腺 甲状腺激素 促进代谢活动；促进生长发育（包括中枢神经系统的发育），提高神经系统的兴奋性；
胸腺 胸腺激素 促进T淋巴细胞的发育，增强T淋巴细胞的功能
肾上激腺 肾上腺激素 参与机体的应激反应和体温调节等多项生命活动
胰岛 胰岛素、胰高血糖素 调节血糖动态平衡
卵巢 雌激素等 促进女性性器官的发育、卵细胞的发育和排卵，激发并维持第二性征等
睾丸 雄激素 促进男性性器官的发育、精子的生成，激发并维持男性第二性征
二、激素调节的实例
实例一：血糖调节
1、血糖的含义：血浆中的葡萄糖(正常浓度：0.8-1.2g/L)
2、血糖的来源和去路：
3、调节血糖的激素：胰岛素、胰高血糖素
（1）胰岛素：（降血糖）
分泌部位：胰岛B细胞
作用机理：
①促进血糖进入组织细胞，并在组织细胞内氧化分解、合成糖元、转变成脂肪酸等非糖物质。
②抑制肝糖元分解和非糖物质转化为葡萄糖（抑制2个来源，促进3个去路）
（2）胰高血糖素：（升血糖）
分泌部位：胰岛A细胞
作用机理：促进肝糖元分解和非糖物质转化为葡萄糖（促进2个来源）
4、血糖平衡的调节：（负反馈）（如下图）
血糖升高→胰岛B细胞分泌胰岛素→血糖降低
血糖降低→胰岛A细胞分泌胰高血糖素→血糖升高
5、血糖不平衡：过低—低血糖病；过高—糖尿病
6、糖尿病
病因：胰岛B细胞受损，导致胰岛素分泌不足
症状：多饮、多食、多尿和体重减少（三多一少）
防治：调节控制饮食、口服降低血糖的药物、注射胰岛素
检测：斐林试剂、尿糖试纸
7、调节机制——反馈调节
正反馈：反馈信息与原输入信息起相同的作用，使输出信息进一步增强的调节。
负反馈：反馈信息与原输入信息起相反的作用，使输出信息减弱的调节。
实例二：
甲状腺激素分泌的分级调节过程（右图）
三、激素调节的特点：
1、微量和高效
2、通过体液运输
3、作用于靶器官、靶细胞
【思考感悟】盐酸是如何促进胰液的分泌的？
（1）盐酸刺激小肠黏膜，使之产生促胰液素。（2）促胰液素随血液循环运输到胰腺。（3）促胰液素在胰腺处发挥生理作用而促进胰液的分泌。
第3节 神经调节与体液调节的关系
一、神经调节与体液调节的比较
1、体液调节：激素、二氧化碳等化学物质，通过体液传送的方式对生命活动进行的调节。激素调节是主要内容。
2、神经调节和体液调节的比较
比较项目 神经调节 体液调节
作用途径 反射弧 体液运输
反应速度 迅速 较缓慢
作用范围 准确、比较局限 较广泛
作用时间 短暂 比较长
三、神经调节和体液调节的协调
（一）体温调节
1、体温的概念：指人身体内部的平均温度。
2、体温的测量部位：直肠、口腔、腋窝
3、体温相对恒定的原因：在神经系统和内分泌系统等 的共同调节下，人体的产热和散热过程保持动态平衡的结果。
产热器官：主要是肝脏和骨骼肌
散热器官：皮肤（血管、汗腺）
4、体温调节过程：如右图
5、体温恒定的意义：是人体生命活动正常进行的必需条件，主要通过对酶的活性的调节体现
（二）水平衡的调节
1、人体内水分的动态平衡是靠水分的摄入和排出的动态平衡实现的
2、人体内水的主要来源是饮食、另有少部分来自物质代谢过程中产生的水。水分的排出主要通过泌尿系统，其次皮肤、肺和大肠也能排出部分水。人体的主要排泄器官是肾，其结构和功能的基本单位是肾单位。
水分调节（细胞外液渗透压调节）：（负反馈）
总结：水分调节主要是在神经系统和内分泌系统的调节下，通过肾脏完成。起主要作用的激素是抗利尿激素，它是由下丘脑产生，由垂体释放的，作用是促进肾小管和集合管对水分的重吸收，从而使排尿量减少。
（三）无机盐平衡的调节
1、人体内无机盐的动态平衡是靠无机盐的摄入和排出的动态平衡实现的
2、人体需要的无机盐主要来自饮食，通过尿液、汗液、粪便将无机盐排出体外
3、人体需要的无机盐有多种，如Na+、K+、Ca2+、Zn2+、Fe3+、I- 等
4、无机盐调节：（负反馈）
过程：血钾升高、血钠降低→肾上腺皮质分泌醛固酮→促进肾小管和集合管增加吸钠、增加排钾→血钾降低、血钠升高
总结：无机盐调节主要是在内分泌系统的调节下，通过肾脏完成。起主要作用的激素是醛固酮，它是由肾上腺皮质分泌的，主要功能是吸钠排钾。
第4节 免疫调节
一、免疫系统的组成：
1、免疫器官：免疫细胞生成、成熟或集中分布的场所。如骨髓、胸腺、淋巴结等。
2、免疫系统的组成
免疫器官：扁桃体、胸腺、脾、淋巴结、骨髓等
淋巴细胞：B淋巴细胞、T淋巴细胞
免疫细胞 巨噬细胞
树突状细胞
免疫分子：抗体、细胞因子、补体
二、免疫系统的调节
1、免疫类型：
非特异性免疫（先天性的，对各种病原体有防疫作用）
第一道防线：皮肤、黏膜及其分泌物等。
第二道防线：体液中的杀菌物质和吞噬细胞。
特异性免疫（后天性的，对某种病原体有抵抗力）——第三道防线：免疫器官和免疫细胞
特异性免疫方式：体液免疫和细胞免疫
（1）体液免疫：由B淋巴细胞产生抗体实现免疫效应的免疫方式。
（2）细胞免疫：通过T淋巴细胞和细胞因子发挥免疫效应的免疫方式
5、体液免疫与细胞免疫的区别：
共同点：针对某种抗原，属于特异性免疫
区别 体液免疫 细胞免疫
作用对象 抗原 被抗原入侵的宿主细胞（即靶细胞）
作用方式 效应B细胞产生的抗体与相应的抗原特异性结合 效应T细胞与靶细胞密切接触效应T细胞释放细胞因子增强细胞免疫的效应
三、免疫失调
1、防卫过强：过敏反应，如皮肤荨麻疹。
2、防卫过弱：获得性免疫缺陷综合症（AIDS），即艾滋病。
3、防卫不准：自身免疫病，如类风湿性关节炎。
几点提醒
1、记忆细胞的特点：寿命长，对抗原十分敏感，能“记住”入侵的抗原。
2、二次免疫特点：比初次反应快而强，能在抗原侵入但尚未引起疾病之前将它们消灭，从而使患病几率大大降低。
3、过敏反应的特点：发作迅速、反应强烈、消退较快；一般不破坏组织细胞；有明显的遗传倾向和个体差异。
4、艾滋病：
（1）病的名称：获得性免疫缺陷综合症（AIDS）
（2）病原体名称：人类免疫缺陷病毒（HIV），其遗传物质是2条单链RNA
（3）发病机理：HIV病毒进入人体后，主要攻击T淋巴细胞，使人的免疫系统瘫痪
（4）传播途径：血液传播、性接触传播、母婴传播
四、免疫学应用
1、疫苗——根除了许多传染病，
2、人工标记抗体——检测发现体内组织中的抗原。
3、免疫抑制剂——提高器官移植的成活率。
第3章 植物的激素调节
一、生长素发现过程的实验分析
科学家及实验过程 结论及分析
达尔文实验 单侧光照射使胚芽鞘尖端产生某种刺激，对下部产生影响，出现向光弯曲
詹森实验 胚芽鞘尖端产生的刺激可以透过琼脂片
拜尔实验 尖端产生某种刺激，在其下部分布不均匀，造成胚芽鞘弯曲生长
温特实验 某种刺激的确是化学物质，并命名为生长素
其他科学家 生长素的化学成分是吲哚乙酸
1、上述一系列实验体现出生物科学研究的基本思路：提出（发现）问题→提出假设→设计实验证明→得出结论。
2、实验中运用了对照 原则，如达尔文的实验中，①和④为对照组，②和③为实验组；温特的实验中，①为实验组，②为对照组，增加了实验结论的可靠性。
3、实验中体现了设计实验的单一变量 原则：达尔文实验的单一变量是尖端的有无和感光部位的差异；温特实验的单一变量是琼脂块是否与胚芽鞘尖端接触过。
4、前3个试验结论小结：生长素的合成部位是胚芽鞘的尖端；
感光部位是胚芽鞘的尖端；
生长素的作用部位是胚芽鞘的尖端以下部位
5、对植物向光性的解释
单侧影响了生长素的分布，使背光一侧的生长素多于向光一侧，从而使背光一侧的细胞伸长快于向光一侧，结果表现为茎弯向光源生长。
6、判断胚芽鞘生长情况的方法
一看有无生长素，没有不长
二看能否向下运输，不能不长
三看是否均匀向下运输：均匀：直立生长；不均匀：弯曲生长（弯向生长素少的一侧）
二、生长素的产生、运输和分布
1、生长素的产生部位：幼嫩的芽、叶、发育中的种子
2、生长素的运输方向：横向运输：向光侧→背光侧
极性运输：形态学上端→形态学下端
3、运输方式为：主动运输
4、生长素的分布部位：各器官均有，集中在生长旺盛的部位 如芽、根顶端的分生组织、发育中的种子和果实。
第2节 生长素的生理作用
一、生长素的生理作用：
生长素对植物生长调节作用具有两重性，一般，低浓度促进植物生长，高浓度抑制植物生长（浓度的高低以各器官的最适生长素浓度为标准）。
同一植株不同器官对生长素浓度的反应不同，敏感性由高到低为：根、芽、茎（见下图）
生长素对植物生长的促进和抑制作用与生长素的浓度、植物器官的种类、细胞的年龄有关。
顶端优势是顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象。原因是顶芽产生的生长素向下运输，使近顶端的侧芽部位生长素浓度较高，从而抑制了该部位侧芽的生长。
二、生长素类似物在农业生产中的应用:
促进扦插枝条生根[实验]；
防止落花落果；
促进果实发育（在未授粉的雌蕊柱头上喷洒生长素类似物，促进子房发育为果实，形成无子番茄）；
控制性别分化（促进花芽向雌花分化，从而提高产量）
第3节 其他植物激素
一、其他植物激素种类和作用
名称 主要作用
赤霉素 促进细胞伸长、植株增高，促进果实生长
细胞分裂素 促进细胞分裂
脱落酸 促进叶和果实的衰老和脱落
乙烯 促进果实成熟
植物细胞的分化、器官的发生、发育、成熟和衰老，整个植株的生长等，是多种激素相互协调、共同调节的结果。
二、植物生长调节剂的应用
（一）概念：人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质。
（二）优点：容易合成、原料广泛、效果稳定。
（三）应用实例：
1、用乙烯利催熟凤梨。
2、用一定浓度的赤霉素溶液处理芦苇，使其纤维长度增加50%左右。
【思考感悟】生长素对不同器官作用时，促进生长的最适浓度相同吗？
不同，如根、芽、茎的最适生长素浓度分别为10－10mol·L－1，10－8mol·L－1，10－4mol·L－1。
第4章 种群和群落
第1节 种群的特征
一、种群的概念：在一定时间内生活在一定区域内的同种生物的所有个体。种群是生物群落的基本单位。
种群密度（种群最基本的数量特征）
出生率和死亡率（意义：直接决定种群大小和种群密度大小的因素）
数量特征 年龄结构（意义：预测种群密度的变化趋势）
性别比例（意义：对种群密度有一定影响）
二、种群的特征 迁入率和迁出率（意义：直接决定种群密度大小因素）
空间特征
三、种群特征之间的关系（如下图）
【思考感悟】某种群中具有生殖能力的雌性个体多于雄性个体，则该种群数量的变化趋势如何？
雌性比例大，导致出生率较高，因而该种群数量会越来越大。
四、调查种群密度的方法：
1、样方法：五点取样法、等距取样法。（调查植物常用）
2、标志重捕法：（适用运动能力强、活动范围大的动物）
计算公式：
第2节 种群数量的变化
一、种群数量变化的数学模型：
（一）种群数量的“J”型曲线
1、条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想条件下。
2、特点：种群数量每年以一定的倍数增大。
3、数学模型：指数函数型。Nt= N0λt
4、“J”型曲线：
（二）种群增长的“S”型曲线：
1、条件：有限的环境中，种群密度上升，种内个体间的竞争加剧，捕食者数量增加
2、特点：种群内个体数量达到环境条件所允许的最大值（K值）时，种群个体数量将不再增加；
3、种增长率：K/2值时增速最快，K值时为0
二、影响种群数量变化的因素：
（一）内因
1、起始种群个体数量。
2、导致种群数量增加的因素：出生率和迁入率。
3、导致种群数量减少的因素：死亡率和迁出率。
（二）外因
1、自然因素：气候、食物、天敌、传染病等。
2、人为因素：种植业、养殖业发展，砍伐森林，猎捕动物、环境污染等。
三、“J”型曲线和“S”型曲线的比较
1、曲线比较（如下图）。 2、列表比较（如下表）。
项目 “J”型曲线 “S”型曲线
前提条件 环境资源无限 环境资源有限
种群增长率 保持稳定 随种群密度上升而下降
K值的有无 无K值 有K值
曲线形成的原因 无种内斗争，缺少天敌 种内斗争加剧，天敌数量增多
3、联系：两种增长曲线的差异主要是因环境阻力（阴影部分）大小不同，对种群增长的影响不同。因而有：“J”型曲线因环境阻力增大而成“S”型曲线。
4、应用：大熊猫栖息地遭到破坏后，由于食物减少和活动范围缩小，其K值变小，因此，建立自然保护区，改善栖息环境，提高K值，是保护大熊猫根本措施；对家鼠等有害动物控制，应降低其K值。
5、研究种群数量变化的意义：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，都有重要意义。
四、 [实验：培养液中酵母菌种群数量的动态变化]
1、计划的制定和实验方法：培养一个酵母菌种群→通过显微镜观察，用“血球计数板”计数7天内10ml培养液中酵母菌的数量→计算平均值，画出“酵母菌种群数量的增长曲线”
2、结果分析：空间、食物等环境条件不能无限满足，酵母菌种群数量呈现“S”型曲线增长
【思考感悟】当一个种群迁入一个新的适宜环境时，种群数量如何变化？
当刚迁入时食物和空间条件充裕，种群增长速率较快，接近“J”型曲线，当繁殖到一定程度后，环境中的容纳量接近饱和，种群增长减缓，呈“S”型曲线，最后种群数量趋于稳定。
第3、4节 群落结构与群落的演替
一、群落的概念及特征
1、概念：同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合。
2、特征：物种组成、优势种、种间关系、空间结构、生态位、范围和边界、群落的演替等。
①丰富度：群落中物种数目的多少。
②空间结构：指群落中各个生物种群分别占据不同的空间。
二、群落的种间关系及空间结构
（一）种间关系
1、捕食：一种生物以另一种生物作为食物。
2、竞争：两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等。
3、寄生：一种生物（寄生者）寄居于另一种生物体内或体表，摄取寄主的养分以维持生活。
4、互利共生：两种生物共同生活在一起，相互依存，彼此有利。
关系名称 数量坐标图 能量关系图 特点 举例
互利共生 相互依赖，彼此有利。如果彼此分开，则双方或者一方不能独立生存。数量上两种生物同时增加，同时减少，呈现出“同生共死”的同步性变化 地衣、大豆与根瘤菌
寄生 对寄主有害，对寄生生物有利。如果分开，则寄生生物难以单独生存，而寄主会生活得更好 蛔虫与人；菟丝子与大豆；噬菌体与被侵染的细菌
竞争 数量上呈现出“你死我活”的“同步性变化”。两种生物生存能力不同，如图a；生存能力相同，如图b。一般生态需求越接近的不同物种间竞争越激烈 牛与羊；农作物与杂草；大草履虫与小草履虫
捕食 一种生物以另一种生物为食，数量上呈现出“先增加者先减少，后增加者后减少”的不同步性变化 羊和草；狼与兔；青蛙与昆虫
（二）空间结构
1、垂直结构：在垂直方向上，大多数群落具有明显的分层现象。
（1）原因：阳光的利用、栖息空间和食物条件等。
（2）意义：
①提高群落利用阳光等环境资源的能力。
②植物分层为动物提供了多种多样的栖息空间和食物条件。
2、水平结构：在水平方向上，由于光照强度、地形、土壤湿度和盐碱度、生物自身生长特点的不同，以及人和动物的影响等因素，不同地段分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差别，常呈镶嵌分布。
三、群落的演替
（一）概念：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。
（二）类型：初生演替和次生演替
1、初生演替
（1）概念：一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过的植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替。
（2）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。
2、次生演替：在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的地方发生的演替。
3、人类活动对演替的影响：往往使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
【思考感悟】雌螳螂在交配后将雄螳螂吃掉，是捕食吗？
不是捕食，捕食必须发生在不同物种生物个体之间，而雌雄螳螂属同一物种。
第5章 生态系统及其稳定性
第1节 生态系统的结构
一、生态系统的概念：
1、概念：由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一的整体。
2、空间范围：有大有小，其中生物圈是地球上最大的生态系统，它是地球上的全部生物及其无机环境的总和。
3、组成关系
4、功能：生态系统各种组成成分之间通过能量流动、物质循环和信息传递而联系在一起，是一个具有自我调节能力的统一整体。
5、生态系统类型：
可分为水域生态系统和陆地生态系统。水域生态系统主要包括海洋生态系统和淡水生态系统。陆地生态系统有冻原生态系统、荒漠生态系统、草原生态系统、森林生态系统等自然生态系统，以及农业生态系统、城市生态系统等人工生态系统。
二、生态系统的组成成分
1、成分：
非生物成分：无机盐、阳光、温度、水 等
生产者：主要是绿色植物（最基本、最关键的的成分）
绿色植物通过光合作用将无机物合成有机物
生物成分 消费者：主要是各种动物
分解者：主要某腐生细菌和真菌，也包括蚯蚓等腐生动物。
它们能分解动植物遗体、粪便等，最终将有机物分解为无机物。
2、各成分相互关系（如图）
三、生态系统的营养结构：食物链、食物网
1、食物链
同一种生物在不同食物链中，可以占有不同的营养级。
植物（生产者）总是第一营养级；
植食性动物（即一级/初级消费者）为第二营养级；
肉食性动物和杂食性动物所处的营养级不是一成不变的，如猫头鹰捕食鼠时，则处于第三营养级；当猫头鹰捕食吃虫的小鸟时，则处于第四营养级。
2、食物网
①概念：在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接形成的复杂的营养结构。
②功能：生态系统物质循环、能量流动的渠道。
【思考感悟】所有植物都是生产者吗？所有动物都是消费者吗？所有微生物都是分解者吗？
只有自养型即进行光合作用的植物才能是生产者，如菟丝子营寄生生活就不是生产者。只有靠捕食或寄生生活的动物才是消费者，如蚯蚓营腐生生活则不是消费者，而是分解者。只有营腐生生活的微生物才是分解者，如硝化细菌能进行化能合成作用是生产者，而不是分解者。
第2节 生态系统的能量流动
一、能量流动的概念和过程
1、概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。
2、过程
（1）能量的输入
①源头：太阳能
②总值：生产者所固定的太阳能。
（2）能量的传递
①传递渠道：食物链和食物网。
②传递形式：化学能。
③传递过程：
（3）能量的转化
太阳能→有机物中的化学能→热能
（4）能量的散失
①形式：热能
②过程：
一般途径：
有机物（化学能） 能量
特殊途径：动植物遗体形成的煤炭、石油等经工业燃烧以→热能
二、特点：
1、单向流动：生态系统内能量只能从上一个营养级流向下一个营养级，不能逆向流动，也不能循环流动
2、逐级递减：能量在沿食物链流动的过程中，逐级减少，传递效率是10%-20%；
可用能量金字塔表示。
在一个生态系统中，营养级越多，能量流动过程中消耗的能量越多。
三、研究能量流动的意义：
（1）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。
（2）可以帮助人们合理地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。如农田生态系统中，必须清除杂草、防治农作物的病虫害。
【思考感悟】生态系统为何要不断从系统外得到能量补充？
生态系统中各个营养级都会有部分能量以热能的形式散失到大气中，不能被任何生命活动所利用，能量在流动中越来越少。
第3节 生态系统的物质循环
一、生态系统中的物质循环——碳循环
（一）概念
1、物质：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素。
2、循环：无机环境 生物群落。
3、范围：生物圈。
（二）特点：
1、具有全球性，因此又称生物地球化学循环。
2、具有循环性。
二、实例——碳循环
（一）无机环境中存在的形式：二氧化碳和碳酸盐。
（二）生物群落中主要存在形式：含碳有机物。
（三）特点：具全球性，可反复利用。
（四）无机环境与生物群落之间的循环形式（如图）
1、大气中的碳元素进入生物群落，是通过植物的光合作用或化能合成作用而实现的。
2、碳在生物群落和无机环境之间循环是以CO2的形式进行的。
碳在生物群落中的传递，主要靠食物链和食物网，传递形式为有机物。
3、大气中CO2的来源有三个：一是分解者分解作用；二是动植物呼吸作用；三是化石燃料燃烧。
4、实现碳在生物群落和无机环境之间进行循环的关键是生产者和分解者。
5、碳只有生产者与无机环境之间的传递是双向的，其他各成分间的传递是单向的。
三、温室效应与气候变暖
1、温室效应的形成：CO2与悬浮粒子是决定地球温度及气候的关键因素。
2、大气中CO2含量持续增加的原因：（1）化石燃料的大量使用。（2）森林、草原等植被大面积破坏。
3、影响：（1）气候变暖会使冰川雪山融化，海平面上升。（2）影响农业和粮食资源的生产。
4、缓解措施：（1）植树造林，增加绿地面积。（2）减少化石燃料的燃烧。（3）开发清洁能源。
五、能量流动与物质循环的关系
项目 能量流动 物质循环
形式 以有机物为载体 无机物
特点 单向传递、逐级递减 往复循环
范围 生态系统各营养级 生物圈（全球性）
联系 同时进行、相互依存，不可分割：①能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解；②物质是能量沿食物链（网）流动的载体；③能量是物质在生态系统中往复循环的动力
图示
六、物质循环过程中的生物富集作用
1、概念：是指环境中一些污染物（如重金属、化学农药）通过食物链在生物体内大量积累的过程。
2、富集物特点：化学性质稳定不易被分解；在生物体内积累而不易排出。
3、富集过程：随着食物链的延长而不断加强，即营养级越高，富集物的浓度越高。
4、危害：有害物质的浓度通过生物富集作用增高，会对人体或动物造成危害。
【思考感悟】生物圈是一个在物质和能量上自给自足的生态系统。那么地球上所有生态系统都是一个自给自足的生态系统吗？
不是。例如，农田生态系统、城市生态系统等都需从外界输入物质和能量。
第4节 生态系统的信息传递
一、生态系统中的信息传递
1、生态系统的基本功能是进行物质循环、能量流动、信息传递
2、生态系统中信息传递的主要形式：
（1）物理信息：光、声、热、电、磁、温度等。如植物的向光性、萤火虫的闪光
（2）化学信息：性外激素、告警外激素、尿液等。如狗利用其小便记路
（3）行为信息：动物求偶时的舞蹈、运动等。如鸟类的报警、孔雀开屏。
二、信息传递的过程
信息过程：信源（信息产生）→信息道（信息传输）→信宿（信息接收）。
三、能量流动、物质循环、信息传递的比较
项目 区别 联系
来源 途径 特点 范围
能量流动 太阳能 食物链或食物网 单向流动、逐级递减 食物链各营养级生物间 共同把生态系统各组分联系成一个统一整体，并调节生态系统的稳定性
物质循环 生态系统 反复出现，循环流动 群落与无机环境之间
信息传递 生物或无机环境 多种 发生生理或行为的变化（单向或双向） 生物与生物之间或生物与环境之间
四、信息传递在农业生产中的作用：
一是提高农、畜产品的产量，如短日照处理能使菊花提前开花；
二是对有害动物进行控制，如喷洒人工合成的性外激素类似物干扰害虫交尾的环保型防虫法。
第5节 生态系统的稳定性
一、生态系统的稳定性
（一）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。
（二）生态系统稳定性的调节：是一种自我调节，其调节基础是负反馈调节。
（三）种类
1、抵抗力稳定性：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力。
2、恢复力稳定性：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。
（四）特点
1、不同的生态系统在两种稳定性的表现上有差异：生态系统的组分越多，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。
2、生态系统在受到不同的干扰（破坏）后，其恢复速度与恢复时间不同。
（五）提高生态系统稳定性的措施
1、控制对生态系统的干扰程度。
2、实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调关系。
二、生态系统稳定性的理解和调节
1、生态系统稳定性的关系
（1）生态系统稳定性的关系：一般可表示如下图：
（2）生态系统的稳定是系统内部自我调节的结果，这种自我调节主要是依靠群落内部种间关系及种内斗争来实现的。
2、生态系统的自我调节能力
（1）负反馈调节
①作用：是生态系统自我调节能力的基础，能使生态系统达到相对平衡。
②实例：草原上食草动物和植物的数量变化
③结果：抑制和减弱最初发生变化的那种成分变化，从而达到和保持稳态平衡。
（2）自我调节能力的大小
生态系统成分 食物网 自我调节能力
越多 越复杂 大
越少 越简单 小
【思考感悟】抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系一定呈负相关吗？
不一定。如苔原生态系统的抵抗力稳定性较差，其恢复力稳定性也较差。
三、制作生态瓶时应注意：
①生态瓶必须是透明的；
②生态瓶中投放的生物之间要构成营养关系，数量比例要合理；
③ 生态瓶中的水量应占其容积的4/5，留出一定的空间，储备一定量的空气；
④生态瓶要密封；
⑤生态瓶要放在光线良好，但避免阳光直射的地方；
⑥研究结束前不要再随意移动生态瓶。
第6章 生态环境的保护
1、人口增长引发环境问题的实质是人类的活动超出了环境的承受能力，对人类自身赖以生存的生态系统的结构和功能造成了破坏。
2、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、土壤荒漠化、海洋污染、生物多样性锐减、植被破坏、水土流失、环境污染 等
3、生物多样性包括3个层次：基因多样性（所有生物拥有的全部基因）、物种多样性（指生物圈内所有的动物、植物、微生物）、生态系统多样性。
4、生物多样性保护的意义：生物多样性是人类赖以生存和发展的的基础，对生物进化和维持生物圈的稳态具有重要意义，因此，为了人类的可持续发展，必须保护生物多样性。
5、生物多样性保护的措施：
（1）就地保护：自然保护区和国家森林公园是生物多样性就地保护的场所。
（2）迁地保护：动物园、植物园、濒危物种保护中心。
（3）加强宣传和执法力度。
（4）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等。
树突
细胞体
轴突
神经末梢
ATP：用于各项生命活动
生产者、消费者、分解者
呼吸作用
热能：散失生物必修2复习提纲（必修）
第二章 减数分裂和有性生殖
第一节 减数分裂
一、减数分裂的概念
减数分裂(meiosis)是进行有性生殖的生物形成生殖细胞过程中所特有的细胞分裂方式。在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次，新产生的生殖细胞中的染色体数目比体细胞减少一半。
（注：体细胞主要通过有丝分裂产生，有丝分裂过程中，染色体复制一次，细胞分裂一次，新产生的细胞中的染色体数目与体细胞相同。）
二、减数分裂的过程
1、精子的形成过程：精巢（哺乳动物称睾丸）
减数第一次分裂
间期：染色体复制(包括DNA复制和蛋白质的合成)。
前期：同源染色体两两配对（称联会），形成四分体。
四分体中的非姐妹染色单体之间常常发生对等片段的互换。
中期：同源染色体成对排列在赤道板上（两侧）。
后期：同源染色体分离；非同源染色体自由组合。
末期：细胞质分裂，形成2个子细胞。
减数第二次分裂（无同源染色体）
前期：染色体排列散乱。
中期：每条染色体的着丝粒都排列在细胞中央的赤道板上。
后期：姐妹染色单体分开，成为两条子染色体。并分别移向细胞两极。
末期：细胞质分裂，每个细胞形成2个子细胞，最终共形成4个子细胞。
2、卵细胞的形成过程：卵巢
三、精子与卵细胞的形成过程的比较
精子的形成 卵细胞的形成
不同点 形成部位 精巢（哺乳动物称睾丸） 卵巢
过　　程 有变形期 无变形期
子细胞数 一个精原细胞形成4个精子 一个卵原细胞形成1个卵细胞+3个极体
相同点 精子和卵细胞中染色体数目都是体细胞的一半
四、注意：
（1）同源染色体①形态、大小基本相同；②一条来自父方，一条来自母方。
（2）精原细胞和卵原细胞
的染色体数目与体细胞相同。因此，它们属于体细胞，通过有丝分裂
的方式增殖，但它们又可以进行减数分裂形成生殖细胞。
（3）减数分裂过程中染色体数目减半发生在减数第一次分裂，原因是同源染色体分离并进入不同的子细胞。所以减数第二次分裂过程中无同源染色体。
（4）减数分裂过程中染色体和DNA的变化规律
（5）减数分裂形成子细胞种类：
假设某生物的体细胞中含n对同源染色体，则：
它的精（卵）原细胞进行减数分裂可形成2n种精子（卵细胞）；
它的1个精原细胞进行减数分裂形成2种精子。它的1个卵原细胞进行减数分裂形成1种卵细胞。
五、受精作用的特点和意义
特点： 受精作用是精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面，不久精子的细胞核就和卵细胞的细胞核融合，使受精卵中染色体的数目又恢复到体细胞的数目，其中有一半来自精子，另一半来自卵细胞。
意义：减数分裂和受精作用对于维持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具有重要的作用。
六、减数分裂与有丝分裂图像辨析步骤：
一看染色体数目：奇数为减Ⅱ（姐妹分家只看一极）
二看有无同源染色体：没有为减Ⅱ（姐妹分家只看一极）
三看同源染色体行为：确定有丝或减Ⅰ
注意：若细胞质为不均等分裂，则为卵原细胞的减Ⅰ或减Ⅱ的后期。
同源染色体分家—减Ⅰ后期
姐妹分家—减Ⅱ后期
例：判断下列细胞正在进行什么分裂，处在什么时期？
答案：减Ⅱ前期 减Ⅰ前期 减Ⅱ前期 减Ⅱ末期 有丝后期 减Ⅱ后期 减Ⅱ后期 减Ⅰ后期
答案：有丝前期 减Ⅱ中期 减Ⅰ后期 减Ⅱ中期 减Ⅰ前期 减Ⅱ后期 减Ⅰ中期 有丝中期
第二节 有性生殖
1．有性生殖是由亲代产生有性生殖细胞或配子，经过两性生殖细胞（如精子和卵细胞）的结合，成为合子（如受精卵）。再由合子发育成新个体的生殖方式。
2．脊椎动物的个体发育包括胚胎发育和胚后发育两个阶段。
3．在有性生殖中，由于两性生殖细胞分别来自不同的亲本，因此，由合子发育成的后代就具备了双亲的遗传特性，具有更强的生活能力和变异性，这对于生物的生存和进化具有重要意义。
第三章 遗传和染色体
第一节 基因的分离定律
一、相对性状
性状：生物体所表现出来的的形态特征、生理生化特征或行为方式等。
相对性状：同一种生物的同一种性状的不同表现类型。
二、孟德尔一对相对性状的杂交实验
1、实验过程（看书）
2、对分离现象的解释（看书）
3、对分离现象解释的验证：测交（看书）
例：现有一株紫色豌豆，如何判断它是显性纯合子(AA)还是杂合子(Aa)？
相关概念
1、显性性状与隐性性状
显性性状：具有相对性状的两个亲本杂交，F1表现出来的性状。
隐性性状：具有相对性状的两个亲本杂交，F1没有表现出来的性状。
附：性状分离：在杂种后代中出现不同于亲本性状的现象）
2、显性基因与隐性基因
显性基因：控制显性性状的基因。
隐性基因：控制隐性性状的基因。
附：基因：控制性状的遗传因子（ DNA分子上有遗传效应的片段P67）
等位基因：决定1对相对性状的两个基因（位于一对同源染色体上的相同位置上）。
3、纯合子与杂合子
纯合子：由相同基因的配子结合成的合子发育成的个体（能稳定的遗传，不发生性状分离）：
显性纯合子（如AA的个体）
隐性纯合子（如aa的个体）
杂合子：由不同基因的配子结合成的合子发育成的个体（不能稳定的遗传，后代会发生性状分离）
4、表现型与基因型
表现型：指生物个体实际表现出来的性状。
基因型：与表现型有关的基因组成。
（关系：基因型＋环境 → 表现型）
杂交与自交
杂交：基因型不同的生物体间相互交配的过程。
自交：基因型相同的生物体间相互交配的过程。（指植物体中自花传粉和雌雄异花植物的同株受粉）
附：测交：让F1与隐性纯合子杂交。（可用来测定F1的基因型，属于杂交）
三、基因分离定律的实质: 在减I分裂后期，等位基因随着同源染色体的分开而分离。
四、基因分离定律的两种基本题型：
正推类型：（亲代→子代）
亲代基因型 子代基因型及比例 子代表现型及比例
⑴ AA×AA AA 全显
⑵ AA×Aa AA : Aa=1 : 1 全显
⑶ AA×aa Aa 全显
⑷ Aa×Aa AA : Aa : aa=1 : 2 : 1 显:隐=3 : 1
⑸ Aa×aa Aa : aa =1 : 1 显:隐=1 : 1
⑹ aa×aa aa 全隐
逆推类型：（子代→亲代）
亲代基因型 子代表现型及比例
⑴ 至少有一方是AA 全显
⑵ aa×aa 全隐
⑶ Aa×aa 显:隐=1 : 1
⑷ Aa×Aa 显:隐=3 : 1
五、孟德尔遗传实验的科学方法：
正确地选用试验材料；
分析方法科学；（单因子→多因子）
应用统计学方法对实验结果进行分析；
科学地设计了试验的程序。
六、基因分离定律的应用：
1、指导杂交育种：
原理：杂合子(Aa)连续自交n次后各基因型比例
杂合子(Aa )：（1/2）n
纯合子(AA+aa)：1-（1/2）n （注：AA=aa）
例：小麦抗锈病是由显性基因T控制的，如果亲代（P）的基因型是TT×tt，则:
（1）子一代（F1）的基因型是____,表现型是_______。
（2）子二代（F2）的表现型是__________________，这种现象称为__________。
（3）F2代中抗锈病的小麦的基因型是_________。其中基因型为______的个体自交后代会出现性状分离，因此，为了获得稳定的抗锈病类型，应该怎么做？
_______________________________________________________________________________________
答案：（1）Tt 抗锈病（2）抗锈病和不抗锈病 性状分离（3）TT或Tt Tt
从F2代开始选择抗锈病小麦连续自交，淘汰由于性状分离而出现的非抗锈病类型，直到抗锈病性状不再发生分离。
2、指导医学实践：
例1:人类的一种先天性聋哑是由隐性基因(a)控制的遗传病。如果一个患者的双亲表现型都正常，则这对夫妇的基因型是___________，他们再生小孩发病的概率是______。
答案：Aa、Aa 1/4
例2:人类的多指是由显性基因D控制的一种畸形。如果双亲的一方是多指，其基因型可能为___________，这对夫妇后代患病概率是______________。
答案：DD或Dd 100%或1/2
第二节 基因的自由组合定律
一、基因自由组合定律的实质：
在减I分裂后期，非等位基因随着非同源染色体的自由组合而自由组合。
（注意：非等位基因要位于非同源染色体上才满足自由组合定律）
二、自由组合定律两种基本题型：共同思路：“先分开、再组合”
正推类型（亲代→子代）
逆推类型（子代→亲代）
三、基因自由组合定律的应用
1、指导杂交育种：
例：在水稻中，高杆(D)对矮杆(d)是显性，抗病(R)对不抗病(r)是显性。现有纯合矮杆不抗病水稻ddrr和纯合高杆抗病水稻DDRR两个品种,要想得到能够稳定遗传的矮杆抗病水稻ddRR，应该怎么做？
_______________________________________________________________________________________
附：杂交育种
方法：杂交
原理：基因重组
优缺点：方法简便，但要较长年限选择才可获得。
2、导医学实践：
例：在一个家庭中，父亲是多指患者（由显性致病基因D控制），母亲表现型正常。他们婚后却生了一个手指正常但患先天性聋哑的孩子（先天性聋哑是由隐性致病基因p控制），问：
①该孩子的基因型为___________，父亲的基因型为_____________，母亲的基因型为____________。
②如果他们再生一个小孩，则
只患多指的占________，
只患先天性聋哑的占_________，
既患多指又患先天性聋哑的占___________，
完全正常的占_________
答案：①ddpp DdPp ddPp ②3/8， 1/8， 1/8， 3/8
四、性别决定和伴性遗传
1、XY型性别决定方式：
染色体组成（n对）：
雄性：n－1对常染色体 + XY 雌性：n－1对常染色体 + XX
性比：一般 1 : 1
常见生物：全部哺乳动物、大多雌雄异体的植物，多数昆虫、一些鱼类和两栖类。
2、三种伴性遗传的特点：
（1）伴X隐性遗传的特点：
① 男 ＞ 女 ② 隔代遗传（交叉遗传） ③ 母病子必病，女病父必病
（2）伴X显性遗传的特点：
① 女＞男 ② 连续发病 ③ 父病女必病，子病母必病
（3）伴Y遗传的特点：
①男病女不病 ②父→子→孙
附：常见遗传病类型（要记住）：
伴X隐：色盲、血友病
伴X显：抗维生素D佝偻病
常隐：先天性聋哑、白化病
常显：多(并)指
第三节 染色体变异及其应用
一、染色体结构变异：
实例：猫叫综合征（5号染色体部分缺失）
类型：缺失、重复、倒位、易位（看书并理解）
二、染色体数目的变异
1、类型
个别染色体增加或减少：
实例：21三体综合征（多1条21号染色体）
以染色体组的形式成倍增加或减少：
实例：三倍体无子西瓜
2、染色体组：
（1）概念：二倍体生物配子中所具有的全部染色体组成一个染色体组。
（2）特点：①一个染色体组中无同源染色体，形态和功能各不相同；
②一个染色体组携带着控制生物生长的全部遗传信息。
（3）染色体组数的判断：
① 染色体组数= 细胞中任意一种染色体条数
例1：以下各图中，各有几个染色体组？
答案：3 2 5 1 4
② 染色体组数= 基因型中控制同一性状的基因个数
例2：以下基因型，所代表的生物染色体组数分别是多少
（1）Aa ______ （2）AaBb _______
（3）AAa _______ （4）AaaBbb _______
（5）AAAaBBbb _______ （6）ABCD ______
答案：2 2 3 3 4 1
3、单倍体、二倍体和多倍体
由配子发育成的个体叫单倍体。
有受精卵发育成的个体，体细胞中含几个染色体组就叫几倍体，如含两个染色体组就叫二倍体，含三个染色体组就叫三倍体，以此类推。体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体叫多倍体。
三、染色体变异在育种上的应用
1、多倍体育种：
方法：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
（原理：能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不分离,从而引起细胞内染色体数目加倍）
原理：染色体变异
实例：三倍体无子西瓜的培育；
优缺点：培育出的植物器官大，产量高，营养丰富，但结实率低，成熟迟。
2、单倍体育种：
方法：花粉(药)离体培养
原理：染色体变异
实例：矮杆抗病水稻的培育
例：在水稻中，高杆(D)对矮杆(d)是显性，抗病(R)对不抗病(r)是显性。现有纯合矮杆不抗病水稻ddrr和纯合高杆抗病水稻DDRR两个品种,要想得到能够稳定遗传的矮杆抗病水稻ddRR ，应该怎么做？
______________________________________________________________________________________
优缺点：后代都是纯合子，明显缩短育种年限，但技术较复杂。
附：育种方法小结
诱变育种 杂交育种 多倍体育种 单倍体育种
方法 用射线、激光、化学药品等处理生物 杂交 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 花药(粉)离体培养
原理 基因突变 基因重组 染色体变异 染色体变异
优缺点 加速育种进程，大幅度地改良某些性状，但有利变异个体少。 方法简便，但要较长年限选择才可获得纯合子。 器官较大，营养物质含量高，但结实率低，成熟迟。 后代都是纯合子，明显缩短育种年限，但技术较复杂。
第四章 遗传的分子基础
第一节 探索遗传物质的过程
一、1928年格里菲思的肺炎双球菌的转化实验：
1、肺炎双球菌有两种类型类型：
S型细菌：菌落光滑，菌体有夹膜，有毒性
R型细菌：菌落粗糙，菌体无夹膜，无毒性
2、实验过程（看书）
3、实验证明：无毒性的R型活细菌与被加热杀死的有毒性的S型细菌混合后，转化为有毒性的S型活细菌。这种性状的转化是可以遗传的。
推论（格里菲思）：在第四组实验中，已经被加热杀死S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质—“转化因子”。
二、1944年艾弗里的实验：
1、实验过程：
2、实验证明：DNA才是R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
（即：DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质）
三、1952年郝尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验
1、T2噬菌体机构和元素组成：
2、实验过程（看书）
3、实验结论：子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的。（即：DNA是遗传物质）
四、1956年烟草花叶病毒感染烟草实验证明：在只有RNA的病毒中，RNA是遗传物质。
五、小结：
细胞生物
（真核、原核） 非细胞生物
（病毒）
核酸 DNA和RNA DNA RNA
遗传物质 DNA DNA RNA
因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。
第二节 DNA的结构和DNA的复制：
一、DNA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的结构：
①由两条、反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构。
②外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架。
内侧：由氢键相连的碱基对组成。
③碱基配对有一定规律： A ＝ T；G ≡ C。（碱基互补配对原则）
4、DNA的特性：
①多样性：碱基对的排列顺序是千变万化的。（排列种数：4n(n为碱基对对数)
②特异性：每个特定DNA分子的碱基排列顺序是特定的。
5、DNA的功能：携带遗传信息（DNA分子中碱基对的排列顺序代表遗传信息）。
6、与DNA有关的计算：
在双链DNA分子中：
① A=T、G=C
②任意两个非互补的碱基之和相等；且等于全部碱基和的一半
例：A+G = A+C = T+G = T+C = 1/2全部碱基
二、DNA的复制
1、概念：以亲代DNA分子两条链为模板，合成子代DNA的过程
2、时间：有丝分裂间期和减Ⅰ前的间期
3、场所：主要在细胞核
4、过程：（看书）①解旋 ②合成子链 ③子、母链盘绕形成子代DNA分子
5、特点： 半保留复制
6、原则：碱基互补配对原则
7、条件:
①模板：亲代DNA分子的两条链
②原料：4种游离的脱氧核糖核苷酸
③能量：ATP
④ 酶：解旋酶、DNA聚合酶等
8、DNA能精确复制的原因：
①独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板;
②碱基互补配对原则保证复制能够准确进行。
9、意义：
DNA分子复制，使遗传信息从亲代传递给子代，从而确保了遗传信息的连续性。
10、与DNA复制有关的计算：
复制出DNA数 =2n（n为复制次数）
含亲代链的DNA数 =2
第三节 基因控制蛋白质的合成
一、RNA的结构：
1、组成元素：C、H、O、N、P
2、基本单位：核糖核苷酸（4种）
3、结构：一般为单链
二、基因：是具有遗传效应的DNA片段。主要在染色体上
三、基因控制蛋白质合成：
1、转录：
（1）概念：在细胞核中，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。（注：叶绿体、线粒体也有转录）
（2）过程（看书）
（3）条件：模板：DNA的一条链（模板链）
原料：4种核糖核苷酸
能量：ATP
酶：解旋酶、RNA聚合酶等
（4）原则：碱基互补配对原则（A—U、T—A、G—C、C—G）
（5）产物：信使RNA（mRNA）、核糖体RNA（rRNA）、转运RNA（tRNA）
2、翻译：
（1）概念：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。（注：叶绿体、线粒体也有翻译）
（2）过程：（看书）
（3）条件：模板：mRNA
原料：氨基酸（20种）
能量：ATP
酶：多种酶
搬运工具：tRNA
装配机器：核糖体
（4）原则：碱基互补配对原则
（5）产物：多肽链
3、与基因表达有关的计算
基因中碱基数：mRNA分子中碱基数：氨基酸数 = 6：3：1
四、基因对性状的控制
1、中心法则
2、基因控制性状的方式：
（1）通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状；
（2）通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状。
五、人类基因组计划及其意义
计划：完成人体24条染色体上的全部基因的遗传作图、物理作图、和全部碱基的序列测定。
意义：可以清楚的认识人类基因的组成、结构、功能极其相互关系，对于人类疾病的诊治和预防具有重要的意义
第四节 基因突变和基因重组
一、生物变异的类型
不可遗传的变异（仅由环境变化引起）
可遗传的变异（由遗传物质的变化引起）
基因突变
基因重组
染色体变异
二、可遗传的变异
（一）基因突变
1、概念：是指DNA分子中碱基对的增添、缺失或改变等变化。
2、原因：物理因素：X射线、激光等；
化学因素：亚硝酸盐，碱基类似物等；
生物因素：病毒、细菌等。
3、特点：
①发生频率低：
② 方向不确定
③随机发生
基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期；
基因突变可以发生在细胞内的不同的DNA分子上或同一DNA分子的不同部位上。
④普遍存在
4、结果：使一个基因变成它的等位基因。
5、时间：细胞分裂间期（DNA复制时期）
6、应用——诱变育种
①方法：用射线、激光、化学药品等处理生物。
②原理：基因突变
③实例：高产青霉菌株的获得
④优缺点：加速育种进程，大幅度地改良某些性状，但有利变异个体少。
7、意义：
①是生物变异的根本来源；
②为生物的进化提供了原始材料；
③是形成生物多样性的重要原因之一。
（二）基因重组
1、概念：是指生物体在进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合的过程。
2、种类：
①减数分裂（减Ⅰ后期）形成配子时，随着非同源染色体的自由组合，位于这些染色体上的非等位基因也自由组合。组合的结果可能产生与亲代基因型不同的个体。
②减Ⅰ四分体时期，同源染色体上（非姐妹染色单体）之间等位基因的交换。结果是导致染色单体上基因的重组，组合的结果可能产生与亲代基因型不同的个体。
③重组DNA技术
（注：转基因生物和转基因食品的安全性：用一分为二的观点看问题，用其利，避其害。我国规定对于转基因产品必须标明。）
3、结果：产生新的基因型
4、应用(育种)：杂交育种（见前面笔记）
5、意义：①为生物的变异提供了丰富的来源；
②为生物的进化提供材料；
③是形成生物体多样性的重要原因之一
（三）染色体变异（见第三章 第三节）
第五节 关注人类遗传病
一、人类遗传病与先天性疾病区别：
遗传病：由遗传物质改变引起的疾病。（可以生来就有，也可以后天发生）
先天性疾病：生来就有的疾病。（不一定是遗传病）
二、人类遗传病产生的原因：人类遗传病是由于遗传物质的改变而引起的人类疾病
三、人类遗传病类型
（一）单基因遗传病
1、概念：由一对等位基因控制的遗传病。
2、原因：人类遗传病是由于遗传物质的改变而引起的人类疾病
3、特点：呈家族遗传、发病率高（我国约有20%--25%）
4、类型：
显性遗传病 伴Ｘ显：抗维生素Ｄ佝偻病
常显：多指、并指、软骨发育不全
隐性遗传病 伴Ｘ隐：色盲、血友病
常隐：先天性聋哑、白化病、镰刀型细胞贫血症、黑尿症、苯丙酮尿症
（二）多基因遗传病
1、概念：由多对等位基因控制的人类遗传病。
2、常见类型：腭裂、无脑儿、原发性高血压、青少年型糖尿病等。
（三）染色体异常遗传病（简称染色体病）
1、概念：染色体异常引起的遗传病。(包括数目异常和结构异常）
2、类型：
常染色体遗传病 结构异常：猫叫综合征
数目异常：21三体综合征（先天智力障碍）
性染色体遗传病：性腺发育不全综合征（XO型，患者缺少一条 X染色体）
四、遗传病的监测和预防
1、产前诊断：胎儿出生前，医生用专门的检测手段确定胎儿是否患某种遗传病或先天性疾病，
产前诊断可以大大降低病儿的出生率
2、遗传咨询：在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展
五、实验：调查人群中的遗传病
注意事项：
1、可以以小组为单位进行研究。
2、调查时，最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病，如红绿色盲、白化病等。
3、调查时要详细询问，如实记录。
4、对某个家庭进行调查时，被调查成员之间的血缘关系必须写清楚，并注明性别。
5、 必须统计被调查的某种遗传病在人群中的发病率。
结果分析：
　　被调查人数为2 747人，其中色盲患者为38人(男性37人，女性1人)，红绿色盲的发病率为1.38%。男性红绿色盲的发病率为1.35%，女性红绿色盲的发病率为0.03%。二者均低于我国社会人群男女红绿色盲的发病率。
实验结论：我国社会人群中，红绿色盲患者男性明显多于女性。
第五章 生物的进化
第一节 生物进化理论的发展
一、拉马克的进化学说
1、理论要点：用进废退；获得性遗传
2、进步性：认为生物是进化的。
二、达尔文的自然选择学说
1、理论要点：自然选择（过度繁殖→生存斗争→遗传和变异→适者生存）
2、进步性：能够科学地解释生物进化的原因以及生物的多样性和适应性。
3、局限性：
①不能科学地解释遗传和变异的本质；
②自然选择对可遗传的变异如何起作用不能作出科学的解释。
（对生物进化的解释仅局限于个体水平）
三、现代达尔文主义
（一）种群是生物进化的基本单位（生物进化的实质：种群基因频率的改变）
1、种群：
概念：在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体称为种群。
特点：不仅是生物繁殖的基本单位；而且是生物进化的基本单位。
2、种群基因库：一个种群的全部个体所含有的全部基因构成了该种群的基因库
3、基因（型）频率的计算：
①按定义计算：
例1：从某个群体中随机抽取100个个体，测知基因型为AA、Aa、aa的个体分别是30、60和10个，则：
基因型AA的频率为______；基因型Aa的频率为 ______；基因型 aa的频率为 ______。基因A的频率为______；
基因a的频率为 ______。
答案：30% 60% 10% 60% 40%
②某个等位基因的频率 = 它的纯合子的频率 + 杂合子频率
例：某个群体中，基因型为AA的个体占30%、基因型为Aa的个体占60% 、基因型为aa的个体占10% ，则：基因A的频率为______，基因a的频率为 ______
答案： 60% 40%
（二）突变和基因重组产生生物进化的原材料
（三）自然选择决定进化方向：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。
（四）突变和基因重组、选择和隔离是物种形成机制
1、物种：指分布在一定的自然地域，具有一定的形态结构和生理功能特征，而且自然状态下能相互交配并能生殖出可育后代的一群生物个体。
2、隔离：
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。
生殖隔离：指不同种群的个体不能自由交配或交配后产生不可育的后代。
3、物种的形成：
⑴物种形成的常见方式：地理隔离（长期）→生殖隔离
⑵物种形成的标志：生殖隔离
⑶物种形成的3个环节：
突变和基因重组：为生物进化提供原材料
选择：使种群的基因频率定向改变
隔离：是新物种形成的必要条件
第二节 生物进化和生物多样性
一、生物进化的基本历程
1、地球上的生物是从单细胞到多细胞，从简单到复杂，从水生到陆生，从低级到高级逐渐进化而来的。
2、真核细胞出现后，出现了有丝分裂和减数分裂，从而出现了有性生殖，使由于基因重组产生的变异量大大增加，所以生物进化的速度大大加快。
二、生物进化与生物多样性的形成
1、生物多样性与生物进化的关系是：生物多样性产生的原因是生物不断进化的结果；而生物多样性的产生又加速了生物的进化。
2、生物多样性包括：遗传（基因）多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。

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