资源简介

生物
必修第一册·································································-
1
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专题1
组成细胞的分子···································································-
1
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专题2
细胞的基本结构···································································-
5
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专题3
细胞的物质输入和输出··························································-
9
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专题4
细胞的能量供应和利用························································-
11
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专题5
细胞的生命历程·································································-
18
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生物
必修第二册·························································-
22
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专题1
遗传因子的发现·································································-
22
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专题2
基因和染色体的关系···························································-
24
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专题3
基因的本质与表达······························································-
28
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专题4
基因突变及其他变异···························································-
33
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专题5
生物的进化·······································································-
37
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生物
必修第一册
专题1
组成细胞的分子
知识点1
细胞的组成元素
1、元素分类
①大量元素：如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。
②微量元素：含量少，但不可缺少，和大量元素一样重要，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
③主要元素：C、H、O、N、P、S
6种。
④基本元素（细胞中含量最多的元素）：C、H、O、N
4种。
鲜重下含量高低依次为：O＞C＞H＞N；干重下含量高低依次为：C＞O＞N＞H。
⑤最基本元素：C，因为生物大分子都以碳链为基本骨架。
2、特点：不同生物体内化学元素的种类基本相同，但含量相差很大。
知识点2
水
1、水的含量：生物体的含水量一般为60%～95%。大约占细胞重量的
2、水的存在形式：水在细胞中以结合水和自由水两种形式存在。
（1）结合水：与细胞中的某些物质结合，是细胞结构的重要组成成分，约占细胞内全部水分的4.5%。
（2）自由水：以游离的形式存在，可以自由流动，约占细胞内全部水分的95.5%。
自由水作用：①细胞内的良好溶剂；②参与生化反应；③提供液体环境；④运送营养物质和代谢废物。
3、自由水与结合水的比例与细胞代谢、抗性的关系
（1）自由水：比值大：代谢旺盛，抗性弱
（2）结合水：比值小：代谢缓慢，抗性强→代谢与抗性呈相反关系
知识点3
无机盐
1、细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，少数以化合物形成存在。
2、无机盐的作用
（1）某些复杂化合物的重要组成成分。如Mg是叶绿素的组成元素，Fe是血红蛋白的组成元素，I是甲状腺激素的组成元素，CaCO3是动物骨和牙齿的重要成分。
（2）维持细胞和生物体正常的生命活动。如哺乳动物血Ca2＋低会抽搐，血Ca2＋高会肌无力。
（3）维持细胞的渗透压和酸碱平衡。0.9%NaCl溶液（生理盐水）能维持动物细胞正常的形态和生理功能。
知识点4
糖类（组成元素：C、H、O）
1、糖类是生命活动的主要能源物质。
2、糖类的分类
（1）据水解情况：单糖、二糖和多糖。
种类
分布
功能
单糖
五碳糖
核糖
(C5H10O5)
植物、动物细胞中
组成RNA的成分
脱氧核糖(C5H10O4)
植物、动物细胞中
组成DNA的成分
六碳糖
葡萄糖
细胞中都有
主要的能源物质
果糖
植物细胞中
提供能量
半乳糖
动物细胞中
提供能量
二糖（C12H22O11）
麦芽糖
植物细胞，发芽的小麦、谷物中含量丰富
水解成单糖而供能
蔗糖
植物细胞，甘蔗、甜菜中含量丰富
乳糖
人和动物的乳汁中
多糖
（C6H10O5）n
淀粉
植物粮食作物的种子、变态根或茎等储藏器官中
植物的储能物质
纤维素
植物细胞中
构成细胞壁的主要成分，支持保护细胞
糖原
肌糖原
动物的肌肉组织中
人和动物细胞的储能物质
肝糖原
动物的肝脏中
几丁质
甲壳类动物和昆虫的外骨骼
废水处理；制作人造皮肤
（2）据化学性质：还原糖、非还原糖
知识点5
脂质（组成元素主要是C、H、O，有的含N、P）
1、脂质分为：脂肪、磷脂和固醇。
（1）脂肪（C、H、O）：
功能：①是细胞内良好的储能物质；②很好的绝热体，有保温作用；③能减压和缓冲，可以保护内脏器官。
（2）磷脂（C、H、O、N、P）：是细胞膜、细胞器膜等生物膜的重要成分。
（3）固醇（C、H、O）：又包括胆固醇、性激素和维生素D等
①胆固醇：构成动物细胞膜的重要成分，参与血液中脂质的运输。
②性激素：能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：能有效促进肠道对钙和磷的吸收。
2、等质量的脂肪与糖类相比，脂肪氧化分解耗氧多，产能多，产H2O多，因为与糖类相比，脂肪中C、H多，O少。
3、多糖、蛋白质、核酸等生物大分子的基本骨架是碳链。
知识点6
蛋白质（组成元素主要是C、H、O、N，有的含有P、S、Fe等）
1、蛋白质是生命活动的主要承担者。
2、氨基酸是蛋白质的基本组成单位。
3、氨基酸分子的结构通式：。
（1）特点：每种氨基酸分子至少都含有一个氨基（－NH2）和一个羧基（－COOH）；且都有一个氨基（－NH2）和一个羧基（－COOH）连接在同一个碳原子上。（注：多余的氨基或羧基位于R基中）
（2）种类：组成蛋白质的氨基酸约有21种，它们的区别在于R基的不同。
4、必需氨基酸：人体细胞不能合成，必须从外界环境中直接获取的氨基酸，成人有8种。
5、非必需氨基酸：人体细胞能合成，也能从外界环境中获取的氨基酸，有13种。
6、蛋白质的结构层次：氨基酸肽链（链状）蛋白质（空间结构）。
（1）氨基酸分子之间的结合方式叫做脱水缩合：
（2）连接两个氨基酸分子的化学键叫做肽键。
（3）脱水缩合产生的H2O中的H来自羧基和氨基，O来自羧基。
7、相关计算
（1）链状肽：氨基酸数＝肽键数＋肽链数；水分子数＝肽键数。
（2）环状肽：氨基酸数＝肽键数＝水分子数。
（3）每条肽链中至少含有1个游离的—NH2和1个游离的—COOH，分别位于肽链的两端。
（4）蛋白质相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量－水分子数×18。
8、蛋白质分子结构多样性原因：氨基酸的种类、数目和排列顺序不同，以及肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。
9、蛋白质的功能
（1）构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白，如肌肉、羽毛、头发等。
（2）绝大多数酶是蛋白质，有催化作用。
（3）红细胞中的血红蛋白、细胞膜上的载体蛋白有运输功能。
（4）胰岛素起信息传递作用，能够调节机体的生命活动。
（5）抗体有免疫功能。
（6）糖蛋白有信息识别功能。
10、高温、过酸、过碱等因素能破坏蛋白质的空间结构（变得伸展、松散），使蛋白质变性失活，但肽键并未断裂，能与双缩脲试剂呈紫色反应。
知识点7
核酸（组成元素C、H、O、N、P）
1、核酸的分类和功能
（1）分类：核酸分为脱氧核糖核酸（简称DNA）和核糖核酸（简称RNA）。
（2）功能：①核酸是细胞内携带遗传信息的物质；②在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有重要作用。
2、核酸的分子结构
（1）核酸的基本组成单位——核苷酸（组成元素C、H、O、N、P）
①分子组成：一个核苷酸是由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基组成的。
核苷酸的结构简图表示为。
②分类（共8种）
据五碳糖不同，核苷酸可分为脱氧核糖核苷酸（简称脱氧核苷酸）和核糖核苷酸两种：
脱氧核糖核苷酸的分子组成：磷酸＋脱氧核糖＋含氮碱基（有A、G、C、T
4种碱基）。
核糖核苷酸的分子组成：磷酸＋核糖＋含氮碱基（有A、G、C、U
4种碱基）。
据含氮碱基的不同，脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸又分别分为4种：
脱氧核糖核苷酸：含A的叫：腺嘌呤脱氧核糖核苷酸；含G的叫：鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸；
含C的叫：胞嘧啶脱氧核糖核苷酸；含T的叫：胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸。
核糖核苷酸：含A的叫：腺嘌呤核糖核苷酸；含G的叫：鸟嘌呤核糖核苷酸；
含C的叫：胞嘧啶核糖核苷酸；含U的叫：尿嘧啶核糖核苷酸。
（2）核酸的结构层次
①DNA：脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸链脱氧核糖核酸（DNA）
②RNA：核糖核苷酸核糖核苷酸链核糖核酸（RNA）
3、核酸分子的多样性：构成核酸的核苷酸数目成千上万，排列顺序千变万化。
4、核酸分子的特异性：每个核酸中核苷酸的数目和排列顺序是特定的。
5、DNA初步水解产物是4种脱氧核糖核苷酸，RNA初步水解产物是4种核糖核苷酸。
6、DNA彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖、4种碱基，RNA彻底水解产物是磷酸、核糖、4种碱基。
7、真核细胞和原核细胞中都有2种核酸，8种核苷酸，5种碱基。
8、真核细胞和原核细胞的遗传物质都是DNA，其组成中有4种核苷酸，4种碱基。
9、病毒中只有1种核酸（DNA或RNA），4种核苷酸，4种碱基。
实验
检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质
1、原理
①还原糖（葡萄糖、果糖、麦芽糖等）＋斐林试剂→砖红色沉淀
②淀粉＋碘液→蓝色
③脂肪＋苏丹Ⅲ橘黄色（染色后要用50%酒精洗掉浮色）
④蛋白质（多肽）＋双缩脲试剂→紫色
2、材料选择（要求组织颜色浅或近白色，目的是避免材料颜色对反应后颜色造成干扰）
3、试剂组成及使用方法
①斐林试剂组成：甲液：0.1g/mL的NaOH溶液；乙液：0.05g/mL的CuSO4溶液。
使用方法：等量混合使用，现配现用；水浴加热。
②双缩脲试剂：组成：A液：0.1g/mL的NaOH溶液；B液：0.01g/mL的CuSO4溶液。
使用方法：先加双缩脲试剂A液，摇匀，再加少量双缩脲试剂B液，摇匀。
不需要加热。若B液过量，反应液会呈蓝色，遮盖反应后的颜色。
4、双缩脲检测蛋白质实质：碱性条件下肽键与双缩脲试剂中的Cu2＋反应生成紫色络合物。
专题2
细胞的基本结构
知识点1
细胞的多样性和统一性
1、细胞学说建立的过程（建立者主要是德国的施莱登和施旺）
（1）细胞学说的主要内容
①细胞是一个有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，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，即有它自己的生命，又对与其他细胞共同构成的整体的生命起作用。
③新细胞可以从老细胞中产生。
（2）意义：细胞学说揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性。
2、生命系统的结构层次
（1）多细胞动物生命系统结构层：细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈。
（2）多细胞植物没有系统层次；单细胞生物没有组织、器官、系统层次；一个单细胞生物既是细胞层次，也是个体层次。
（3）最基本的生命系统是细胞，最大的生命系统是生物圈。
知识点2
原核细胞和真核细胞
1、原核细胞和真核细胞最明显的区别是：有无以核膜为界限的细胞核。
①原核细胞没有由核膜包被的细胞核，没有染色体，拟核区域有个环状的裸露DNA分子。
②真核细胞有由核膜包被的细胞核，有染色体，染色体的主要成分是DNA和蛋白质。
2、生物分类
①蓝细菌是原核生物，常见的蓝细菌有蓝球细菌、念珠蓝细菌、颤蓝细菌、发菜。
②细菌是原核生物，如大肠杆菌、硝化细菌、肺炎双球菌、乳酸菌等。
③动物、变形虫、草履虫、衣藻、小球藻、团藻、酵母菌、食用菌是真核生物。
3、识图填图（在蓝细菌和细菌的细胞中，都没有成形的细胞核）
①蓝细菌细胞内含有藻蓝素和叶绿素，是能进行光合作用的自养生物。
②细菌中的绝大多数种类是营腐生或寄生生活的异养生物。
③原核细胞中唯一的一种细胞器是核糖体。
④原核细胞和真核细胞都有的结构和物质是：细胞膜、细胞质、核糖体、DNA。
知识点3
细胞膜——系统的边界（C、H、O、N、P）
1、细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，另外还有少量的糖类。脂质中最丰富的是磷脂。
2、细胞膜的功能
（1）将细胞与外界环境分隔开，使细胞成为相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定。
（2）控制物质进出细胞。
（3）进行细胞间的信息交流
①通过化学物质传递信息
②通过细胞膜直接接触传递信息
③通过细胞通道传递信息
3、植物细胞壁（主要成分：纤维素和果胶）
（1）作用：对植物细胞有支持和保护作用。（2）特性：全透性，伸缩性小。
4、流动镶嵌模型（如图）
（1）识图
①A表示磷脂分子；B表示磷脂双分子层，其构成了细胞膜（生物膜）的基本支架。
②C表示蛋白质分子，有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。
③D表示糖蛋白，又叫糖被，是由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成，只分布于细胞膜的外表。D在细胞生命活动中具有重要的功能。
④除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的糖脂。
（2）生物膜的结构特点：具有一定的流动性。
（3）生物膜的功能特点：具有选择透过性。
知识点4
细胞器之间的分工合作
1、细胞器：线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、液泡、核糖体、中心体。
2、细胞质的组成：细胞质基质和细胞器
3、分离细胞器的方法：差速离心法。
4、细胞器之间的分工：各种细胞器的形态、结构不同，在功能上也各有分工。
图例
名称
分布
结构
功能
线粒体
动植物细胞
双层膜
是细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”。细胞生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体
叶绿体
绿色植物细胞
（主要是叶肉细胞）
双层膜
是绿色植物进行光合作用的场所，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”
内质网
动植物细胞
单层膜
是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”；内连核膜，外连细胞膜，扩大了细胞内的膜面积；分为粗面内质网（附着有核糖体）和滑面内质网两类
高尔基体
动植物细胞
单层膜
①要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”；
②动植物细胞中都有但功能不同，在植物细胞中与植物细胞细胞壁的形成有关，在动物细胞中与分泌物的形成有关
溶酶体
动植物细胞
单层膜
是细胞内的“消化车间”，内含多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器和细胞，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌
液泡
植物细胞
（成熟植物细
胞有大液泡）
单层膜
内有细胞液，含糖类、无机盐、色素（与花、果实的颜色有关）和蛋白质等物质，充盈的液泡可以使植物细胞保持坚挺，与植物细胞的吸水和失水有关
核糖体
动植物细胞
无膜
组成成分是RNA和蛋白质；是细胞内“生产蛋白质的机器”；分为附着核糖体和游离核糖体两类
中心体
动物细胞和
低等植物细胞
无膜
由两个相互垂直的中心粒及周围物质组成，组成成分是蛋白质；与细胞的有丝分裂有关
线粒体
①外膜：使线粒体与细胞质基质分隔开
双层膜
②内膜：向内腔折叠形成
③嵴，扩大了线粒体内的膜面积；附着有与有氧呼吸有关的酶
④线粒体基质：呈胶质状态，分布在嵴的周围，含少量DNA、RNA及核糖体，分布有与有氧呼吸有关的酶
叶绿体
①外膜：使叶绿体与细胞质基质分隔开
双层膜
②内膜
③基粒：由囊状结构的类囊体堆叠而成，扩大了叶绿体内的膜面积；分布有能吸收光能的色素及与光合作用有关的酶
④叶绿体基质：呈胶质状态，分布在基粒的周围，含少量DNA、RNA
及核糖体，分布有与光合作用有关的酶
（1）动物、高等植物、低等植物细胞判断依据
①高等植物细胞：具有细胞壁、叶绿体和液泡，而无中心体。
②低等植物细胞：具有细胞壁、叶绿体、液泡和中心体。
③动物细胞：具有中心体，而无细胞壁、叶绿体和液泡。
（2）细胞器分类
分布
①动植物细胞共有的细胞器
线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、核糖体
②植物细胞特有的细胞器
叶绿体、液泡
③动物和低等植物细胞特有的细胞器
中心体
④原核细胞和真核细胞共有的细胞器
核糖体
结构
⑤具有双层膜结构的细胞器
线粒体、叶绿体
⑥具有单层膜结构的细胞器
内质网、高尔基体、溶酶体、液泡
⑦无膜结构的细胞器
核糖体、中心体
功能
⑧与能量转换有关的细胞器
线粒体、叶绿体
⑨增大细胞内膜面积的细胞器
线粒体、叶绿体、内质网
⑩动植物细胞都有，但功能不同的细胞器
高尔基体
成分
?含有DNA的细胞器
线粒体、叶绿体
?含有RNA的细胞器
线粒体、叶绿体、核糖体
?含有色素的细胞器
叶绿体、液泡
（3）细胞器与生物种类的关系
①有叶绿体的细胞一定是植物细胞，但植物细胞不一定有叶绿体，如根细胞。
②能进行光合作用的细胞中不一定有叶绿体，如蓝细菌。
③能进行有氧呼吸的细胞中不一定有线粒体，如蓝细菌及硝化细菌、醋酸菌等需氧型细菌。
④动物细胞中一定有中心体，但有中心体的细胞不一定是动物细胞，还可能是低等植物细胞。
⑤没有大液泡的细胞也不一定就是动物细胞，如植物根尖分生区细胞就没有大液泡。
⑥有中心体的细胞不一定就是动物细胞，如某些低等植物细胞就含有中心体。
知识点5
细胞核—系统的控制中心
1、除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核。
2、核移植实验（克隆技术）中，后代的性别、颜色等性状与提供细胞核的个体相同。
3、细胞核的结构和功能
（1）核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开，对物质进出具有选择透过性。
（2）染色质：主要由DNA和蛋白质组成，其中DNA是遗传信息的载体。
（3）核仁：与真核细胞某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。蛋白质合成旺盛的细胞中，核仁的体积相对较大。（原核细胞中核糖体的形成与核仁无关）
（4）核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，是大分子物质（如蛋白质、RNA）进出细胞核的通道，离子和小分子可穿过核膜，核孔对物质进入具有选择透过性。代谢旺盛的细胞中，核孔数目较多。
4、染色质和染色体
（1）特性：染色质（体）是细胞核内易被碱性染料染成深色的物质。
（2）成分：染色质和染色体的形态结构不同，组成成分主要是DNA和蛋白质。
（3）关系：染色质（细丝状）和染色体（杆状）是同种物质在细胞不同时期的两种存在状态。
（4）分布：染色质（体）只存在于真核细胞中。
5、细胞核功能：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，是遗传物质DNA复制和储存的主要场所。
6、原核细胞的细胞代谢和遗传的控制中心，遗传物质贮存和复制的主要场所是拟核。
知识点6
细胞各部分结构相互联系、协调一致
1、细胞骨架：由蛋白质纤维组成的网架结构，能维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。
2、细胞器之间的协调配合
（1）分泌蛋白：在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质。
（2）分泌蛋白形成过程研究方法：同位素标记法。
（3）分泌蛋白的形成过程
线粒体
（提供能量）
↓
↓
↓
↓
核糖体
→
内质网
高尔基体
细胞膜
↓合成
↓初加工
↓再加工
↓胞吐
肽链
较成熟蛋白质
成熟蛋白质
分泌蛋白
（4）分泌蛋白形成过程中：内质网膜面积减小，高尔基体膜面积先增大后减小（基本不变），细胞膜膜面积增大。
3、细胞的生物膜系统
（1）组成：细胞膜、细胞器膜和核膜等膜结构共同构成细胞的生物膜系统。
（2）特点：各种生物膜的组成成分和结构相似，在结构和功能上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。内质网膜内连核膜，外连细胞膜，在结构上直接联系。
（3）功能
①细胞膜在维持细胞内部环境的相对稳定，在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起决定性作用。
②许多化学反应在生物膜上进行，广阔的膜面积为多种酶提供附着位点。
③细胞内的生物膜将细胞区域化，把各种细胞器分隔开，使细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。
专题3
细胞的物质输入和输出
知识点1
质膜具有选择透过性
1、水进出细胞的原理
（1）渗透作用概念：水分子等溶剂分子通过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。
（2）发生条件：①具有半透膜；②膜两侧溶液有浓度差。
2、动物细胞的吸水和失水
（1）条件：细胞膜相当于半透膜；细胞质与外界溶液有浓度差。
（2）现象
①图A：外界溶液浓度＜细胞质浓度→细胞吸水膨胀。
②图B：外界溶液浓度＞细胞质浓度→细胞失水皱缩。
③图C：外界溶液浓度＝细胞质浓度→水分进出细胞处于动态平衡，细胞维持正常的形态功能。
3、成熟植物细胞的结构
知识点2
物质跨膜运输的方式
1、小分子、离子的跨膜运输方式（体现了膜的选择透过性）
方式
方向
载体
能量
举例
被动运输
自由扩散
高→低
不需要
不消耗
H2O、O2、CO2、甘油、脂肪酸、乙醇、苯、尿素
协助扩散
高→低
需要
不消耗
葡萄糖进入红细胞
主动运输
低→高
需要
消耗
小肠吸收葡萄糖、氨基酸、核苷酸、无机盐离子等
2、大分子、颗粒性物质的非跨膜运输方式（体现了膜的流动性）
（1）胞吞：细胞外→细胞内，消耗能量，如白细胞吞噬病菌、变形虫摄食等。
（2）胞吐：细胞内→细胞外，消耗能量，如消化酶、抗体、蛋白质类激素等分泌蛋白的分泌。
3、模型图分析
（1）图①表示：自由扩散
图②表示：协助扩散
图③表示：主动运输。
（2）图④表示：自由扩散
图⑤表示：协助扩散
图⑥表示：主动运输。
4、曲线图分析
（1）图⑦表示自由扩散，运输速率与物质浓度呈正比。
（2）图⑧可表示协助扩散或主动运输，若表示协助扩散，OP段限制因素是物质浓度，P点后限制因素是载体数量；若表示主动运输，OP段限制因素是物质浓度，P点后限制因素是载体数量或能量。
（3）图⑨曲线运输速率与O2浓度无关，说明不消耗能量，曲线表示被动运输。
（4）图⑩表示主动运输，OP段限制因素是O2浓度，P点后限制因素是载体数量。
（5）图?曲线运输速率与载体数量无关，说明不需要载体，曲线表示自由扩散。
（6）图?可表示协助扩散或主动运输，若表示协助扩散，OP段限制因素是载体数量，P点后载体达到饱和状态，运输速率达最大值；若表示主动运输，OP段限制因素是载体数量，P点后限制因素是能量。
（7）图?表示主动运输，虚线下表示物质从高浓度到低浓度运输，虚线上表示物质从低浓度到高浓度运输，P点后限制因素是载体数量或能量。
5、载体（蛋白）的特性
（1）特异性：一种载体只能转运一种特定结构的物质，不同细胞膜上载体的种类不同。
（2）饱和性：当细胞膜上的载体全部参与物质运输后，细胞运输该物质的速率达最大值，不再随物质浓度的增大而增大。
实验
观察植物细胞的吸水和失水
（1）实验原理：
内因：原生质层具有选择透过性，相当于一层半透膜；原生质层的伸缩性大于细胞壁的。
外因：原生质层两侧的溶液具有浓度差。
外界溶液浓度＞细胞液浓度→细胞失水→发生质壁分离现象。
外界溶液浓度＜细胞液浓度→细胞吸水→发生质壁分离复原现象。
植物细胞吸水和失水的速率和量取决于浓度差。质壁分离及复原过程中都有水分子进出细胞。
（2）实验材料：活的（细胞有活性）成熟的（有大液泡）植物细胞（有细胞壁），如洋葱鳞片叶外表皮或黑藻叶。采用紫色洋葱鳞片叶外表皮，是因为细胞中有一个紫色的中央大液泡，便于观察。
专题4
细胞的能量供应和利用
知识点1
酶
1、酶概念的理解
（1）概念：酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。
（2）酶的作用：催化作用；酶的作用机理：降低化学反应的活化能。
酶在催化学反应前后自身性质和数量不变。
（3）合成酶的原料：氨基酸或核糖核苷酸。
（4）合成酶的主要场所：核糖体。（注：还有细胞核、线粒体、叶绿体）
（5）酶的作用场所：可以在细胞内、细胞外、体外发挥催化作用。
2、酶作用机理曲线分析（右图）
（1）ac段表示无催化剂时反应进行所需要的活化能；
（2）bc段表示酶催化时反应进行所需要的活化能；
（3）ab段表示酶降低的活化能。
3、酶的特性
（1）高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。
（2）专一性：一种酶只能催化一种或一类化学反应，因为酶只能催化与其结构互补的底物。
据酶的专一性可知：能催化淀粉水解的酶是淀粉酶，能催化蔗糖水解的酶是蔗糖酶，能催化唾液淀粉酶水解的酶是蛋白酶，能催化植物细胞壁水解的酶是纤维素酶和果胶酶。
（3）作用条件较温和（温和性）：酶需要适宜的温度和pH。
酶促反应速率与温度（pH）的关系曲线都是抛物线，如下图所示：
①在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。
②过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。
③低温抑制酶的活性，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。
④酶制剂适于在低温、最适pH下保存。
⑤人体内酶的最适温度在37℃左右，胃液的最适pH范围为0.9-1.5（酸性环境）。
实验
比较过氧化氢在不同条件下的分解
反应式：2H2O22H2O＋
O2
↑
（1）变量分析（自变量、因变量、无关变量）
①实验条件常温、加热、氯化铁溶液、肝脏研磨液属于自变量。
②H2O2分解速率（指标：气泡产生数量、速度，卫生香燃烧情况）属于因变量。
③试管中H2O2溶液的性质、浓度和用量、FeCl3和肝脏的新鲜程度、加入试剂的量等属于无关变量。
（2）对照实验
①对照实验一般要设置对照组和实验组，对照组起对照作用。本实验对照组是1组，实验组是2、3、4组。
②在对照实验中，除了要观察的变量（自变量）外，其他变量（无关变量）都应当始终保持相同。无关变量要始终相同且适宜。
③实验设计原则：单一变量原则、对照性原则、等量适宜原则、可观测性原则等。
（3）实验分析
①4组和1组对照，说明酶具有催化作用。
②4组和3组对照，自变量是催化剂种类，说明H2O2酶加快H2O2分解的速率更显著，即酶的催化作用具有高效性。
（4）加热、Fe3＋、H2O2酶促进H2O2分解的原理
①加热能促进H2O2分解是因为提供了能量。
②Fe3＋、H2O2酶能促进H2O2分解是因为降低了化学反应的活化能。
实验
探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素
1、验证酶的高效性，实验的自变量是催化剂的种类（酶和无机催化剂）。
2、验证酶的专一性，实验的自变量是酶的种类或底物的种类。
3、探究温度对酶活性的影响，自变量是温度，因变量是反应速率。该实验不能用H2O2作为材料，因为H2O2受热会加快分解。一般用淀粉为材料来探究温度对酶活性的影响，且检测时只能用碘液，不能用斐林试剂，因为该试剂需要水浴加热，而该实验需要严格控制温度。
4、探究pH对酶活性的影响，自变量是pH，因变量是反应速率。实验不能用淀粉作为材料，因为淀粉在酸性条件下会分解。
5、探究酶活性的最适温度（或pH），应设置一系列的温度（或pH）梯度，然后测出相应温度（或pH）下酶的活性，若所得数据出现峰值，则其对应值就是该酶的最适温度（或pH）。若没有出现峰值，则扩大范围，继续实验，直到出现峰值。
知识点2
ATP—细胞的能量“货币”（组成元素：C、H、O、N、P）
1、ATP的功能：ATP是细胞生命活动的直接能源物质。
2、ATP（腺苷三磷酸）的结构
（1）ATP的结构简式：A—P～P～P。
（2）ATP去掉1个磷酸基团后叫ADP（腺苷二磷酸）；ATP去掉2个磷酸基团后叫AMP（腺苷一磷酸/腺嘌呤核糖核苷酸），是组成RNA的基本单位之一。
（3）特点：ATP在细胞中含量少，化学性质不稳定，远离A的高能磷酸键容易水解。
3.ATP和ADP可以相互转化：。
（1）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量ATP。能量来自太阳能或物质氧化分解释放的化学能，能量去向是储存于ATP远离A的高能磷酸键中。
（2）ATP的水解：ATPADP＋Pi＋能量。能量来自ATP远离A的高能磷酸键的水解，能量去向是用于各项生命活动。
（3）ATP与ADP的相互转化反应式不属于可逆反应，其中物质可逆，能量不可逆，酶不相同。
5、能源相关知识归纳
（1）能量的最终来源：太阳能。
（2）细胞中的三大能源物质：糖类、脂肪、蛋白质。
（3）生物体生命活动的主要能源物质：糖类。
（4）细胞生命活动的主要能源物质：葡萄糖。
（5）植物细胞中的储能物质：淀粉；动物细胞中的储能物质：糖原。
（6）细胞内良好（主要）的储能物质：脂肪。
（7）细胞生命活动的直接能源物质：ATP。
知识点3
细胞呼吸
1、有氧呼吸
（1）概念：细胞在O2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（CO2）和水（H2O），释放能量，生成大量ATP的过程。
（2）有氧呼吸场所：细胞质基质和线粒体（主要）。
（3）线粒体增大膜面积方式：内膜向内腔折叠形成嵴。与有氧呼吸有关的酶分布于线粒体的基质中和内膜上。
（4）有氧呼吸过程
阶段
场所
物质变化
能量变化
第一阶段
细胞质基质
1葡萄糖（C6H12O6）→2丙酮酸（C3H4O3）＋4[H]
少量能量
第二阶段
线粒体基质
2丙酮酸（C3H4O3）＋6H2O→6CO2＋20[H]
少量能量
第三阶段
线粒体内膜
24[H]＋6O2→12H2O
大量能量
（5）有氧呼吸总反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋大量能量。
（6）有氧呼吸过程中：葡萄糖（C6H12O6）参与第一阶段，H2O参与第二阶段，O2参与第三阶段（作用：与[H]结合生成H2O，释放大量能量）；CO2生成于第二阶段，H2O生成于第三阶段；第三阶段释放能量最多。有氧呼吸产生的[H]实质是NADP（还原型辅酶Ⅰ）。
（7）有氧呼吸各元素去向：
产物CO2中的：C来自葡萄糖，O来自葡萄糖和水；
产物H2O中的：H来自葡萄糖和水，O来自氧气。
2、无氧呼吸
（1）无氧呼吸两个阶段都在细胞质基质中进行。无氧呼吸第一阶段与有氧呼吸完全相同，都产生了共同的中间产物丙酮酸；第二阶段在不同酶的催化下生成酒精和CO2或乳酸。
（2）无氧呼吸过程
无氧呼吸
场　所
反应式
第一阶段
细胞质基质
C6H12O6→2丙酮酸（C3H4O3）+4[H]+
少量能量
第二阶段
细胞质基质
2丙酮酸（C3H4O3）+4[H]→2C3H6O3
（乳酸）
2丙酮酸（C3H4O3）+4[H]→2C2H5OH（酒精）+
2CO2
（3）无氧呼吸总反应式
①酵母菌、多数植物、苹果：C6H12O62C2H5OH（酒精）＋2CO2＋少量能量。
②乳酸菌、骨骼肌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚：C6H12O62C3H6O3（乳酸）＋少量能量。
不同生物无氧呼吸的产物不同，是因为酶的种类不同。无氧呼吸产生的[H]实质是NADH。
（4）无氧呼吸只在第一阶段释放出少量能量，合成少量ATP。
3、细胞呼吸原理的运用
（1）用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”包扎伤口，是为了抑制伤口处厌氧菌的繁殖。
（2）疏松土壤、稻田定期排水，促进根系的有氧呼吸，防止根系无氧呼吸而引起酒精中毒。
（3）酿酒过程中，前期通入无菌空气让酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖；后期封闭发酵罐，让酵母菌进行无氧呼吸，产生酒精。
（4）向发酵罐通入无菌空气，利用醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌的有氧呼吸生产味精。
（5）提倡慢跑等有氧运动，避免肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸，而使肌肉酸胀乏力。
（6）食品真空包装、充加CO2能抑制细胞呼吸，延长保存期。
4、影响细胞呼吸作用的因素—内部因素：遗传因素
5、影响细胞呼吸作用的因素—外界因素（环境因素）
（1）温度：温度通过影响酶活性来影响细胞的呼吸速率。最适温度时，细胞呼吸最强；超过最适温度时酶活性降低，甚至变性失活，呼吸作用受到抑制；低于最适温度时酶活性下降，呼吸作用受到抑制。
（2）O2浓度：O2是有氧呼吸所必需的，且对无氧呼吸过程有抑制作用，在O2浓度为零时，只进行无氧呼吸；O2浓度为大于零小于10%时，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；O2浓度为10%以上时，只进行有氧呼吸。
（3）CO2浓度：CO2浓度增加，呼吸速率下降。环境CO2浓度提高，将抑制细胞呼吸。
（4）含水量：在一定范围内，呼吸作用强度随含水量的增加而增强，随含水量的减少而减弱。但陆生植物根部如长时间受水浸没，根部缺氧，进行无氧呼吸，产生过多酒精，可使根部细胞坏死。
知识点4
光合作用与能量转换
1、捕获光能的色素
2、叶绿体的结构
（1）叶绿体只存在于植物的绿色细胞中，扁平的椭球形或球形，双层膜（透明的，有利于光照的透过）。
（2）叶绿体内部由多个类囊体堆叠成基粒，基粒上有色素，吸收光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。每个基粒由2-100个类囊体组成，增大叶绿体内的膜面积，扩大色素酶附着面，扩大了受光面积，有利于提高光能的利用率。
（3）基粒与基粒之间充满了基质，基质光合作用中暗反应进行的场所。
3、光合作用的探究历程：
发现者
时间
结论
普利斯特利
1771年
植物可以更新空气
英格豪斯
1779年
只有在光照下只有绿叶才可以更新空气
1785年
明确了光下释放的是O2吸收的是CO2
梅耶
1845年
光合作用把光能转换成化学能储存起来
萨克斯
1864年
植物叶片光合作用产生了淀粉
恩格尔曼
1880年
氧气是叶绿体释放出来的、叶绿体是光合作用的场所
鲁宾和卡门
1939年
光合作用释放的O2全部来自于H2O
卡尔文
20世纪40年代
探明了CO2转化成有机物的途径即卡尔文循环
4、光合作用
（1）概念：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能量的有机物，并且释放出氧气的过程。
（2）总反应式（产物为葡萄糖）：CO2＋12H2OC6H12O6＋6H2O＋6O2
5、光合作用的过程
（1）光反应阶段：必须有光才能进行
条件：光、色素、酶、水
场所：叶绿体的类囊体薄膜
（2）暗反应阶段：有光无光都能进行
条件：酶、CO2、NADPH、ATP
场所：叶绿体基质
6、光合作用的意义
①
制造有机物，实现物质转变，将CO2和H2O合成有机物，转化并储存太阳能；
②
调节大气中的O2和CO2含量保持相对稳定；
③
生物生命活动所需能量的最终来源。
④光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。
7、影响光合作用的因素：光照强度、浓度、温度、矿质元素、水分
（1）光照强度
①A点：光照强度为零，此时只进行细胞呼吸。
②AB段：随光照强度的增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐减少。
③B点：为光补偿点，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度。
④C点：对应的光照强度为光饱和点，限制C点以后光合作用强度不再增加的内部因素是色素含量、酶的数量和最大活性，外部因素是CO2浓度等除光照强度之外的环境因素。
（2）CO2浓度：
①B点和B`点都表示CO2饱和点。
②A`点表示进行分光合作用所需的CO2最低浓度。
（3）温度：
①AB段：在B点前，随着温度升高，光合速率增大。
②B点：酶的最适温度，光合速率最大。
③BC段：随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小，50℃左右光合速率几乎为零。
8、曲线分析
甲图：光合速率＝呼吸速率的点：d、h。
乙图：光合速率＝呼吸速率的点：D、H。
Oc段：只进行呼吸作用。
OC段：只进行呼吸作用。
cd段：光合速率＜呼吸速率。
CD段：光合速率＜呼吸速率。
dh段：光合速率＞呼吸速率。
DH段：光合速率＞呼吸速率。
hi段：光合速率＜呼吸速率。
HI段：光合速率＜呼吸速率。
ij段：只进行呼吸作用。
IJ段：只进行呼吸作用。
积累有机物最多的点：h。
积累有机物最多的点：H。
f点光合速率下降原因：气温过高，导致部分气孔关闭，导致CO2供应不足。
乙图：J点低于O点，植物体有机物总量增多；J点高于O点，植物体有机物总量减少；J点等于O点，植物体有机物总量不变。
9、化能合成作用
（1）化能合成作用：利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放出的能量（化学能）来制造有机物。
实例：生活在土壤中的硝化细菌，能将土壤中的氨（NH3）氧化成亚硝酸（HNO2），进而将亚硝酸（HNO2）氧化成硝酸（HNO3）。硝化细菌能够利用这两个化学反应中释放出的化学能，将二氧化碳和水合成为糖类，维持自身生命活动。
（2）自养生物和异养生物
①自养生物：能将无机环境中的无机物二氧化碳和水转化为有机物的生物。
光能自养生物：利用光能进行光合作用的生物，如绿色植物、蓝细菌。
化能自养生物：利用化学能进行化能合成作用的生物，如硝化细菌等。
②异养生物：只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动，如人、动物、腐生生物、寄生生物。
10、比较光合作用和细胞呼吸作用
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、酶等
酶（时刻进行）
物质转变
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
光合作用
呼吸作用
11、C3和C5（及NADPH、ATP）变化规律
条件
C3
C5
NADPH、ATP
光照不变，CO2减少
减少
增加
增加
光照不变，CO2增加
增加
减少
减少
CO2不变，光照减弱
增加
减少
减少
CO2不变，光照增强
减少
增加
增加
实验
探究酵母菌细胞呼吸的方式
（1）酵母菌是一种单细胞真菌，属于真核生物。在有氧和无氧条件下都能生存。
（2）CO2和酒精的检测属于兼性厌氧菌。
①CO2可使澄清石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
②酒精在酸性条件下与橙色的重铬酸钾反应变成灰绿色。
（3）配制酵母菌培养液的葡萄糖溶液要煮沸冷却，煮沸的目的是杀菌除氧，冷却是为了防止高温杀死酵母菌。
（4）在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水。
（5）在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的二氧化碳。
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（体积分数100%酒精）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；③SiO2作用：破坏细胞结构，使叶片研磨更充分；④CaCO3作用：保护叶绿素/防止研磨中叶绿素被破坏。
（4）分离过程中不能让滤液细线触及层析液，原因是避免滤液细线中的色素直接溶于层析液中。
（5）色素分离结果
（6）提取和分离现象异常原因分析
Ⅰ.收集到的滤液绿色过浅
原因：①未加SiO2，研磨不充分；②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素（叶绿素）含量较低；③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低；④未加CaCO3或加入过少，色素分子被破坏。
Ⅱ.滤纸条看不见色素带
原因：①忘记画滤液细线；②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。
Ⅲ.滤纸条色素带重叠原因：①滤液细线画的过粗。
专题5
细胞的生命历程
知识点1
细胞的增殖
1、多细胞生物体的生长，既靠细胞生长增大细胞的体积，还要靠细胞分裂增加细胞的数量。
2、细胞增殖
（1）单细胞生物体通过细胞增殖而繁衍。多细胞生物体从受精卵开始，要经过细胞的增殖和分化逐渐发育为成体。生物体内，也不断地有细胞衰老死亡，需要通过细胞增殖加以补充。因此，细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
（2）真核细胞分裂方式有：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂三种。受精卵、干细胞、癌细胞、分生区细胞、体细胞、原始生殖细胞进行有丝分裂，蛙的红细胞进行无丝分裂，减数分裂产生生殖细胞。
3、细胞周期
（1）概念：连续进行有丝分裂的细胞，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）条件：连续分裂的细胞才具有细胞周期，如根尖分生区细胞、茎形成层细胞、皮肤生发层细胞、胚胎干细胞、癌细胞；高度分化的细胞没有细胞周期，如叶肉细胞、表皮细胞、卵细胞、肌细胞、神经细胞等。生物体内部分细胞能不断进行细胞分裂。
（3）一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期：在前，用时长；分裂期：在后，用时短。
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。图例分析：
知识点2
有丝分裂
1、高等植物细胞有丝分裂各时期特点
（1）分裂间期：①主要特点是完成DNA的复制和有关蛋白质的合成；②细胞有适度生长；③核膜核仁可见。
（2）前期（膜仁消失现两体）：①（细丝状）染色质染色体（杆状），染色体散乱分布于纺锤体中；②核仁逐渐解体，核膜逐渐消失；③细胞两极纺锤丝纺锤体。
（3）中期（形数清晰赤道齐）：①染色体着丝点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。
（4）后期（点裂数增均两极）：着丝点断裂，姐妹染色单体分开成为两条子染色体，由纺锤丝牵引着分别移向细胞两极。
（5）末期（两消两现细胞板）：①（杆状）染色体染色质（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赤道板处细胞板新的细胞壁。
一个细胞分裂成两个子细胞，子细胞中染色体数目与母细胞的相同。
2、动物、植物细胞有丝分裂的比较
项目
植物细胞有丝分裂
动物细胞有丝分裂
相同点
①分裂间期都完成DNA的复制和有关蛋白质的合成
②分裂期染色体形态、数目、行为的变化规律相同，染色体平均分配到两个子细胞中去
不
同
点
间期
（中心粒的复制）
无中心粒的复制
（低等植物细胞除外）
有中心粒的复制
前期
（纺锤体形成机制）
细胞两极纺锤丝纺锤体
中心体星射线纺锤体
末期
（细胞质分裂方式）
赤道板处细胞板
细胞壁，分割细胞质
细胞膜从中部向内凹陷，缢裂细胞质
3、有丝分裂的特征和意义
（1）特征：将亲代细胞的染色体经过复制（实质为DNA的复制）之后，精确地平均分配到两个子细胞中。
（2）意义：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。
4、有丝分裂知识点归纳
（1）核DAN加倍时期：间期；染色体加倍时期：后期。
（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）核膜、核仁解体的时期：前期；重新出现的时期：末期；始终看不见的时期：中期、后期。
（5）纺锤体、染色体形成的时期：前期；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。赤道板不是（是/不是）细胞结构。
（7）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。
5、染色体数、核DNA数、每条染色体上DNA数变化曲线
（1）曲线识别：有斜线的是核DNA数量变化曲线，没有斜线的是染色体数量变化曲线。
（2）甲图：BC段变化
原因：染色体着丝点断裂，姐妹染色单体分开成为两条子染色体。
DE段变化
原因：细胞一分为二，染色体平均分配到两个子细胞中。
（3）乙图：FG段变化
原因：间期进行核DNA的复制。
HI段变化
原因：细胞一分为二，核DNA随染色体平均分配到两个子细胞中。
（4）丙图：JK段变化
原因：间期进行核DNA的复制。
LM段变化
原因：染色体着丝点断裂，姐妹染色单体分开成为两条子染色体。
6、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，如蛙红细胞的分裂。
实验
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
（1）实验原理
①在高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞，在适宜条件下有丝分裂旺盛，易观察到有丝分裂各个时期的细胞。选材时，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，这样比较容易观察到处于不同分裂期的细胞图像。
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高倍显微镜下观察细胞内染色体的存在状态，就可以判断细胞处于有丝分裂的哪个时期。
④细胞核内的染色体（质）容易被碱性染料（如龙胆紫溶液、醋酸洋红液）染成深色。
（2）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）
解离的目的：使组织中的细胞相互分离开来。
漂洗的目的：洗去药液，防止解离过度，便于染色。
染色的目的：用龙胆紫溶液或醋酸洋红液使染色体着色，便于观察。
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。
（3）结果分析
①显微镜视野中大部分细胞处于分裂间期，因为间期用时长。
②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。
知识点3
细胞分化
1、细胞分化
（1）概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程叫做细胞分化。
（2）特点
①普遍性：细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象。
②持久性：发生于整个生命进程，在胚胎期达到最大限度。
③稳定性和不可逆性：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。
④遗传物质不变性：就一个个体来说，各种细胞的遗传信息相同。
（3）意义：是多细胞生物个体发育的基础，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。
（4）原因：在个体发育过程中，不同细胞中遗传信息的执行情况不同。
（5）实质：基因的选择性表达。
（6）结果：细胞层面：形成形态、结构和功能不同的细胞
分子层面：合成了某种细胞的特有蛋白质，如胰岛素、血红蛋白等
（7）细胞分裂与细胞分化的关系：细胞分裂是细胞分化的基础，细胞分裂使细胞数目增多，细胞分化使细胞种类增多。细胞分裂和细胞分化不会使细胞中遗传物质发生改变。
2、细胞的全能性
（1）概念：指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。
（2）原因：细胞中含有本物种的全套遗传物质。
（3）实例：①植物组织培养：说明已分化的植物细胞具有全能性。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。
（5）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。如人骨髓中的造血干细胞，能通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板等。
知识点4
细胞的衰老和死亡
1、衰老细胞的主要特征
（1）细胞内的水分减少，导致细胞萎缩，体积减小，新陈代谢减慢，如老年人皮肤皱缩。
（2）细胞内多种酶的活性降低，如老年人白发是由于头发基部细胞中酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少所致。
（3）色素积累，如老年人的“老年斑”。
（4）呼吸速率减慢；细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深。
（5）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（2）端粒学说
3、细胞衰老与个体衰老的关系
（1）单细胞生物：细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。
（2）多细胞生物：细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡不是一回事。年轻人体内也有衰老的细胞，老年人体内也有幼嫩的细胞。个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
4、细胞凋亡：指由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以也常常被称为细胞编程性死亡。细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。
5、细胞坏死：在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
6、细胞死亡包括细胞凋亡和细胞坏死，二者区别如下：
（1）细胞凋亡：受基因控制，是细胞主动发生的，对生物体有利。
（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。
生物
必修第二册
专题1
遗传因子的发现
知识点1
孟德尔豌豆杂交实验
1、选择豌豆作为实验材料的优点：
（1）豌豆是自花传粉植物（2）具有多对易于区分的相对性状（3）豌豆花大，容易操作
2、性状和相对性状的概念：
（1）性状：生物的形态、结构和生理特征的总称。如豌豆的株高、花色、种子的形状等。
（2）相对性状：一种生物的同一种性状的不同表现类型，叫做相对性状。
3、杂交实验的操作要点（人工授粉的操作要点）：
（1）去雄：在花蕾期，将母本的雄蕊全部除去并套上纸袋隔离（防止外来花粉的干扰）。
（2）人工授粉：待雌蕊成熟时，采集父本的花粉撒在去雄花的雌蕊的柱头上，并套袋（防止外来花粉的干扰）。
（3）观察实验现象，记录实验数据。
4、正交和反交：正交和反交是相对而言的。如果把一个亲本组合称为正交，那么交互性别的亲本组合就成为反交。
5、F1（杂合子）自交产生的F2中同时出现显性性状和隐性性状的现象叫作性状分离，分离比为高茎：矮茎≈3:1
6、杂交实验的遗传图解：
知识点2
分离定律【使用方法：假说——演绎法（观察分析—提出假说—演绎推理—实验验证）】
1、分离定律的内容：
（1）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
（2）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）适用条件：①一定是真核生物②一定要进行有性生殖③一定是细胞核中的遗传因子④只研究一对相对形状的遗传
2、显性纯合子与杂合子的判断
（1）测交法（2）自交法
3、熟练运用分离比
4、分离定律中的几种特殊情况
（1）不完全显性时，F2的性状分离比不是3:1，而是1:2:1
（2）显性纯合致死情况下，个体中没有显性纯合子。
（3）隐性纯合致死情况下，个体中没有隐性个体。
（4）配子致死不能形成含有某种遗传因子的配子。
（5）合子致死不能形成含有致死因子的幼体或成体的现象。
（6）从性遗传：指遗传因子组成相同，但在雌雄（男女）个体中的性状表现不同。
知识点3
自由组合定律
1、内容：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成
对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。
2、自由组合定律的“三性”
（1）同时性（2）独立性（3）普遍性
3、自由组合定律的适用范围
（1）有性生殖的真核生物（2）细胞核内的遗传因子（3）两对或两对以上控制不同相对性状的遗传因子
4、表现型、基因型和等位基因的概念
（1）表现型指生物个体表现出来的性状，如豌豆的高茎和矮茎
（2）基因型指与表现型相关的基因组成，如高茎的基因型为DD、Dd，矮茎的基因型为dd
表现型和基因型的关系：
①基因型是表现型的内因，表现型是基因型的外在表现
②表现型相同，基因型不一定相同
③基因型相同：若环境条件不同，表现型也可能不同。即基因型+环境条件→表现型
（3）等位基因：控制相对性状的基因，如D、d
5、常见组合问题：（各对等位基因分别位于非同源染色体上）
（1）配子类型问题：如：AaBbCc产生的配子种类数为2×2×2=8种
（2）基因型类型：如：AaBbCc×AaBBCc，后代基因型数为多少？
先分解为三个分离定律Aa×Aa后代3种基因型（1AA：2Aa：1aa）Bb×BB后代2种基因型（1BB：1Bb）Cc×Cc后代3种基因型（1CC
：2Cc：1cc）
所以其杂交后代有3×2×3=18种类型。
（3）表现类型问题：如：AaBbCc×AabbCc，后代表现数为多少？
先分解为三个分离定律：Aa×Aa后代2种表现型
Bb×bb后代2种表现型
Cc×Cc后代2种表现型
所以其杂交后代有2×2×2=8种表现型。
专题2
基因和染色体的关系
知识点1
减数分裂
1、概念：减数分裂是进行有性生殖的生物形成生殖细胞过程中（也是孟德尔遗传定律的适用范围）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。
2、同源染色体和非同源染色体
①同源染色体是指减数分裂中配对的两条染色体，形状、大小一般都相同（XY性染色体不相同），一条来自父方，一条来自母方
②非同源染色体是指形状和大小各不相同，且在减数分裂过程中不配对的染色体
3、姐妹染色单体和非姐妹染色单体（染色体呈X型才有染色单体）
①姐妹染色单体是指同一着丝点连接着的两条染色单体
②非姐妹染色单体是指不同着丝点连接着的两条染色单体
4、联会和四分体
①联会是指减数第一次分裂的前期，同源染色体两两配对的现象
②联会后的每对同源染色体含有四条染色单体，叫做四分体
非姐妹染色单体：很多，比如①与除了②之外都是非姐妹染色单体
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=8条脱氧核苷酸链
（1）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。
（2）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。
知识点2
减数分裂的过程
1、精子的形成过程：场所：精巢（哺乳动物称睾丸）
减数第一次分裂
（1）间期：染色体复制（包括DNA复制和蛋白质的合成）。
（2）前期（四分体时期）：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。（交叉互换）（基因重组第一种类型）
（3）中期：同源染色体成对排列在赤道板上（两侧）。
（4）后期：同源染色体分离；非同源染色体自由组合（基因重组第二种类型）。
（5）末期：细胞质分裂，形成2个子细胞（次级精母细胞）。
减数第二次分裂（无同源染色体）
（1）前期：染色体排列散乱。
（2）中期：每条染色体的着丝点都排列在细胞中央的赤道板（假想平面）上。
（3）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。
（4）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（精细胞）。
2、卵细胞的形成过程：卵巢
3、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
分裂方式
均等
不均等
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
4、减数分裂与有丝分裂中DNA和染色体的数目变化曲线图
（1）减数分裂DNA和染色体的数目变化曲线图
（2）有丝分裂中DNA和染色体的数目变化曲线图
5、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
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。
减Ⅱ前
减Ⅰ前
减Ⅱ前
减Ⅱ末
有丝后期
减Ⅱ后
减Ⅱ后
减Ⅰ后
有丝前
减Ⅱ中
减Ⅰ后
减Ⅱ中
减Ⅰ前
减Ⅱ后
减Ⅰ中
有丝中
知识点3
受精作用
1、概念：卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。
2、过程：①在受精作用时，通常是精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。与此同时，卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子进入（三大反应两大屏障）②精子的头部进入卵细胞后，精子的细胞核就与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起
3、实质：精子的细胞核就与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起
4、结果：受精卵中的染色体数目与体细胞中的相同，其中有一半的染色体来自精子，另一半来自卵细胞（细胞质主要来自于卵细胞）
知识点4
基因在染色体上
1、萨顿假说
（1）内容：基因在染色体上
（2）依据：基因和染色体行为存在着明显的平行关系
（3）方法：是类比推理法。类比推理得出的结论正确与否还需要实验证明。
2、基因位于染色体上的实验证据（摩尔根）
（1）果蝇作为遗传学研究的实验材料的优点：①个体小，容易饲养②繁殖速度快③有明显的相对性状，便于观察和统计④后代数量大，一只雌果蝇一生能产生几百个后代⑤染色体数目少，便于观察
（2）检测方法：荧光标记法→基因在染色体上呈线性排列，一条染色体上应该有多个基因
3、孟德尔遗传规律的现代解释
（1）基因分离定律的实质：在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体的等位基因，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，独立的随配子遗传给后代。
（2）基因的自由组合定律的实质：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
4、探究有关基因是位于X染色体上还是位于常染色体上的实验设计
（1）未知显隐性，但已知雌雄个体均为纯合子——正反交
①若正反交结果相同，则相应的基因位于常染色体上
②若正反交结果不同，且子代性状表现与性别有关，则相应的基因位于性染色体上
（2）已知显隐性——隐性雌性X显性雄性法
①若子代中雄性个体全为隐性性状，雌性个体全为显性性状，则相应的基因位于X染色体上
②若子代个体的性状表现与性别无关，则相应的基因位于常染色体上
知识点5
伴性遗传
1、性染色体的概念：生物体细胞内的染色体根据与性别的关系分为常染色体与性染色体，性染色体与生物的性别决定有关
2、伴性遗传的概念：位于性染色体上的基因，其在遗传上总是和性别相关联
3、伴X染色体隐性遗传
（1）特点：致病基因位于X染色体上，是隐性基因，在Y染色体上没有它的等位基因
（2）实例：人类红绿色盲症
①基因型和表现型
女性
男性
基因型
XBXB
XBXb
XbXb
XBY
XbY
表现型
正常
正常（携带者）
色盲
正常
色盲
②遗传特点：男性患者多于女性患者；男性红绿色盲的基因只能来自母亲，以后只能传给女儿；“女病，父子病”
3、伴X染色体显性遗传
（1）特点：致病基因位于X染色体上，是显性基因，在Y染色体上没有它的等位基因
（2）实例：抗维生素D佝偻病
①基因型和表现型
女性
男性
基因型
XDXD
XDXd
XdXd
XDY
XdY
表现型
佝偻病患者
佝偻病患者
正常
佝偻病患者
正常
②遗传特点：女性患者多于男性患者；往往有世代连续遗传的遗传现象；男性患者的母亲和女儿一定患病
4、伴Y染色体遗传
遗传特点：患者全为男性，女性全正常，因为致病基因只位于Y染色体上，且无显隐性之分；具有世代连续遗传现象，致病基因由父亲传给儿子，儿子传给孙子
5、伴性遗传在实践中的应用
（1）指导优生优育，提高人口素质（2）通过性状来推知性别，提高产量和质量
6、遗传方式的判定
无中生有为隐形
有中生无为显性
隐形遗传找女病（显性遗传找男病）
父子皆病为伴性（母女皆病为伴性）
父子无病非伴性（母女无病非伴性）
专题3
基因的本质与表达
知识点1
DNA是主要的遗传物质
1、肺炎链球菌在小鼠体内转化实验（格里菲思）
结论：已加热杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子”，其能促使无毒性的R型细菌部分转化为有毒性的S型细菌。
2、肺炎链球菌的体外转化实验（艾弗里）：
（1）思路：设法将DNA和蛋白质、多糖等物质分开，单独地、直接地观察它们的作用
（2）过程及结果：
设置最后一组实验的目的：与第一组形成对照，说明DNA的水解产物不能实现转化
（3）分析：S型细菌的DNA使R型细菌发生转化，S型细菌的其他物质不能使R型细菌发生转化。
（4）结论：S型细菌体内只有DNA才是“转化因子”，即DNA是肺炎链球菌的遗传物质。
3、噬菌体侵染细菌实验（赫尔希和蔡斯）
（1）T2噬菌体：
①结构和成分：头部和尾部的外壳是由蛋白质构成，头部内含有DNA
②生活方式：一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒
③T2噬菌体侵入大肠杆菌后，会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。
（2）方法：放射性同位素标记法
（3）思路：S是蛋白质的特征元素，P是DNA的特征元素，用各自特征元素的放射性同位素分别标记DNA和蛋白质，直接、单独地观察它们的作用。
（4）过程：
①标记噬菌体：在分别含有放射性同位素32P和35S的培养基中培养细菌。分别用上述细菌培养T2噬菌体，制备含32P噬菌体和含35S的噬菌体
②侵染过程：
（5）实验结果：
亲代噬菌体
寄主细胞内
子代噬菌体
实验结论
第一组实验
35S标记蛋白质
无35S标记蛋白质
外壳蛋白质无35S
DNA分子具有连续性，是遗传物质
第二组实验
32P标记DNA
有32P标记DNA
DNA有32P标记
4、烟草花叶病毒的感染实验：
5、少数生物的遗传物质是RNA，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、遗传物质应具备的特点：①在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制自己②能够指导蛋白质合成从而控制生物的性状和新陈代谢③具有贮存大量遗传信息的潜在能力④结构比较稳定
7、噬菌体侵染大肠杆菌的过程：吸附→注入→合成→组装→释放
知识点2
DNA的结构（基本组成元素：C、H、O、N、P）
1、基本组成单位：脱氧（核糖）核苷酸
2、DNA双螺旋结构模型的构建（沃森和克里克）
（1）主要内容：
DNA分子的平面结构
①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链组成的
②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架，碱基排列在内侧
③DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，碱基配对依据碱基互补配对原则进行，A与T配对，且有两个氢键；G与C配对，且有三个氢键
DNA分子的空间结构
组成DNA分子的两条脱氧核苷酸长链按照反向平行的方式盘旋成双螺旋结构
3、DNA分子的特性：（1）稳定性（2）多样性（3）特异性
4、碱基互补配对原则：A—T
C—G
知识点3
DNA的复制
1、DNA半保留复制的实验证据
（1）实验材料：大肠杆菌
（2）实验方法：同位素示踪技术和密度梯度离心
（3）实验假设：DNA以半保留的方式复制
（4）实验过程：
①大肠杆菌在含15N的NH4Cl培养液中繁殖几代，使DNA双链充分被15N标记
②将含15N标记的大肠杆菌转移到含14N的普通培养液中培养
③在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA（间隔的时间约为大肠杆菌增殖一代所用时间）
④将提取的DNA进行密度梯度离心，记录离心后试管中的DNA的位置
（5）实验预期：离心后应出现3种类型的DNA带
①重带（密度最大）：两条链都被15N标记的亲代双链DNA（15N/15N）
②中带（密度居中）：一条链被15N标记，另一条链含14N的子代双链DNA（14N/15N）
③轻带（密度最小）：两条链都喊14N的子代双链DNA（14N/14N）
（6）实验结果：与预期相符
①立即取出，提取DNA→离心→全部重带（15N/15N）
②增殖一代后取出，提取DNA→离心→全部中带（14N/15N）
③增殖两代后取出，提取DNA→离心→1/2轻带（14N/14N）
1/2中带（14N/15N）
（7）实验结论：DNA的复制是以半保留方式进行的
2、DNA分子复制的过程
（1）概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。DNA的复制实质上是遗传信息的复制
（2）时间：有丝分裂的间期和减数第一次分裂之前的间期
（3）场所：主要在细胞核中（少量在线粒体和叶绿体）
（4）过程：
①解旋：DNA分子利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，解开双链
②合成子链：以解开的每一段母链为模板，在DNA聚合酶作用下，利用细胞中游离的四种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一段子链
③随着模板母链解旋过程的进行，新合成的子链也在不断的延伸。同时，每条新链与对应的模板母链盘绕呈双螺旋结构
3、DNA分子复制的基本条件
（1）模板：解旋的DNA分子的两条单链（2）原料：四种游离的脱氧核苷酸
（3）能量：通过水解ATP提供（4）酶：解旋酶、DNA聚合酶等
4、复制准确的原因、特点及意义
（1）复制准确的原因：
①DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板。
②DNA具有碱基互补配对的能力，能够使复制准确无误的进行。
（2）复制特点：
①半保留复制：新合成的每个DNA分子，都保留了原来DNA分子中的一条链
②边解旋边复制：DNA复制时并不是先将母链全部解开为单链再合成子链，而是边解旋边复制
（3）意义：DNA通过复制，使亲代的遗传信息传递给子代，从而保证了遗传信息的连续性
知识点4
基因通常是有遗传效应的DNA片段
1、基因与DNA、染色体之间的关系
（1）脱氧核苷酸排列顺序的特异性和多样性决定了基因的特异性和多样性
（2）真核生物的基因载体主要是染色体，另外还有线粒体和叶绿体；原核生物的基因载体就是原核细胞。
2、DNA片段中的遗传信息
（1）基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息：每个染色体含有一个或两个DNA分子，每个DNA分子有很多基因，每个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应，这说明DNA必然蕴含了大量的遗传信息
（2）脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性：
①碱基排列顺序千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。DNA分子的多样性和特异性是生物多样性和特异性的物质基础。
②在人类的DNA分子中，核苷酸序列多样性表现为每个人的DNA几乎不可能完全相同，因此，DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。
（3）基因通常是有遗传效应的DNA片段。通常针对的是绝大多数以DNA为遗传物质的生物，而少数以RNA为遗传物质的病毒，那基因就是有遗传效应的RNA片段。
知识点5
基因指导蛋白质的合成
1、RNA的组成及种类
（1）元素组成：C、H、O、N、P（2）基本组成单位：核糖核苷酸
2、结构：RNA一般是单链，比DNA短。
3、分类：
（1）信使RNA（mRNA）：单链，携带从DNA上转录来的遗传信息；在翻译过程中作为模板；分布在细胞核和细胞质
（2）转运RNA（tRNA）：单链，呈三叶草型；一端携带特定的氨基酸，另一端特定的三个碱基可与mRNA上的密码子互补配对，叫反密码子；分布在细胞质中
（3）核糖体RNA（rRNA）：核糖体的组成成分，参与构成核糖体。
4、遗传信息的转录
（1）转录的概念：RNA是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成的，这一过程称为转录。
（2）转录的条件和产物：
场所：有DNA的地方（真核—主要在细胞核，少量在线粒体和叶绿体；原核—拟核区域，还有质粒）
模板：DNA的一条链（区别于DNA复制过程中的模板链）
原料：四种游离的核糖核苷酸
能量：ATP
酶：RNA聚合酶（使DNA双链解旋；催化游离的核糖核苷酸形成链状）
产物：mRNA、tRNA、rRNA
（3）过程：
①解旋：DNA双链解开，DNA双链的碱基得以暴露
②配对：游离的核糖核苷酸随机地与DNA链上的碱基碰撞，当核糖核苷酸与DNA链上的碱基互补时，两者以氢键结合
③连接：新结合的核糖核苷酸连接到正在合成的mRNA分子上
④释放：合成的mRNA从DNA链上释放，而后，DNA双链恢复
5、遗传信息的翻译
（1）翻译的概念：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，这一过程叫做翻译。
（2）翻译的条件和产物：
场所：核糖体
模板：mRNA
原料：约21种氨基酸
能量：ATP
工具：tRNA
产物：具有一定氨基酸顺序的肽链（蛋白质）
（3）碱基与氨基酸之间的对应关系
密码子：
①概念：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基
②种类：64种，终止密码子有3种
③对应关系：一种氨基酸对应一种或多种密码子（简并性），一种有意义的密码子只能决定一种氨基酸
④特点：简并性、通用性
反密码子：
①概念：与mRNA中的密码子互补配对的tRNA一端的三个碱基。对密码子具有识别作用
②对应关系：每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸，一种氨基酸可由一种或多种tRNA转运。
6、DNA复制、转录和翻译的比较
7、mRNA中的碱基数与蛋白质中的氨基酸数的关系：
8、中心法则（克里克）
（1）内容：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的自我复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译
（2）完善后的中心法则：
（3）中心法则的两大功能：①遗传信息的传递功能②遗传信息的表达功能
知识点6
基因对性状的控制
1、基因表达产物与性状的关系：
（1）基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。如：淀粉分支酶是蛋白质，是淀粉分支酶基因表达的产物，皱粒豌豆中的淀粉分支酶不能合成是因为淀粉分支酶基因的结构发生了改变。
（2）基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状
2、基因选择性表达与细胞分化
（1）生物体多种性状的形成，都是以细胞分化为基础的。同一生物体中不同类型的细胞，基因都是相同的，而形态、结构和功能却各不相同，究其原因是基因的选择性表达。
（2）基因的种类：
①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须的，称为“管家基因”；
②只在某类细胞中特异性表达的基因，称为“奢侈基因”。
3、表观遗传
概念：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。普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。如蜂群中的蜂王和工蜂
专题4
基因突变及其他变异
知识点1
基因突变和基因重组
1、基因突变的实例：镰状细胞贫血。其病因图解如图：
（1）直接原因是蛋白质异常：组成血红蛋白分子的一个谷氨酸被替换成了缬氨酸，从而引发蛋白质结构的改变
（2）根本原因是发生了基因突变：碱基对由T/A变成了A/T
2、基因突变的概念：DNA分子中发生碱基对的替换、增添、缺失，而引起的基因结构的改变，叫作基因突变
3、基因突变的原因
①外因：物理因素、化学因素、生物因素
②内因：DNA分子复制偶尔发生错误及DNA的碱基组成发生改变等
4、基因突变发生的时间：生命过程的任意阶段都有可能发生（对于生物个体的角度），但主要发生在DNA复制过程中（对于一个细胞的角度），如有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。
5、基因突变的结果：一个基因变为它的等位基因，即产生新基因。
6、基因突变的特点
（1）普遍性：由于自然界诱发基因突变的因素很多，基因突变还可以自发产生。因此，基因突变在生物界普遍存在。无论是低等生物，还是高等生物都会因基因突变而引发生物性状的改变
（2）随机性：DNA碱基组成的改变是随机的、不确定的。①时间上的随机性
②部位上的随机性
（3）低频性：在自然状态下，基因突变的频率很低。
（4）不定向性：一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基因。
（5）多害少利性：大多数基因突变对生物是有害的，少数是有利的。（有利有害不是绝对的，要看环境的选择作用，而且还要注意有中性突变）
7、基因突变若发生在生殖细胞中，将遵循遗传规律传递给后代；若发生在体细胞中，一般不能遗传，但有些植物的体细胞发生基因突变可通过无性繁殖传递给后代
8、基因突变的意义
（1）基因突变是新基因产生的途径（2）基因突变是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料
9、基因重组：指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。
（1）常见类型：
（2）意义：基因重组是生物变异的来源之一，对生物进化有重要意义。
知识点2
生物变异的概念及分类
1、变异的概念：生物的亲子代之间及同一亲代所生的各子代之间，均有或多或少的差异，这种差异就是变异。
2、生物变异的类型：
知识点3
基因突变与生物性状的关系
1、基因突变引起性状的改变原因：基因突变引起密码子改变，引起部分氨基酸改变，进而改变蛋白质的结构和功能，引起生物性状的改变。
2、基因突变不引起性状的改变的原因有：
（1）由于多个密码子可对应同一种氨基酸，则有可能突变前后编码出的氨基酸相同。
（2）基因突变为隐性突变，如AA中其中一个A突变为a，此时性状也不改变。
（3）某些基因突变虽然改变了蛋白质中个别位置氨基酸种类，但并不影响蛋白质的功能。
（4）不具有遗传效应的DNA片段发生改变。
3、基因突变与基因重组的区别和联系
基因突变
基因重组
变异的实质
基因结构发生改变，产生新的基因
控制不同性状的基因重新组合
时间
主要发生在细胞分裂的间期
减数第一次分裂分裂的前期（四分体时
期）和减数第一次分裂后期
原因
DNA分子复制时，在外界理化因素或自身因
素的作用下，引起碱基对的改变
同源染色体的非姐妹染色单体间的交叉互换以及非同源染色体之间的自由组合
可能性
可能性小，突变频率低
普遍发生在有性生殖的过程中，产生的
变异多
适用范围
所有生物都可发生，包括病毒，具有普遍性
只发生在真核细胞的有性生殖过程中
结果
产生新的基因
产生新的基因型
意义
是变异的根本来源，为生物进化提供原始材
料
是形成生物多样性的重要原因之一，对
生物进化具有重要意义。
4、根据细胞分裂图（2N=4）确定变异类型
比较项目
甲
乙
分裂类型
有丝分裂
减数分裂
变异类型
基因突变
基因突变或基因重组
知识点4
染色体变异
1、染色体结构的变异
（1）变异类型：
缺失
重复
倒位
易位
（2）对生物体的影响：大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡
2、染色体数目的变异
（1）染色体数目变异的类型
①细胞内个别染色体的增加或减少。如先天性愚型患者的21号染色体有3条；女性缺少1条X染色体，会导致性腺发育不良。
②细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。如蜜蜂中蜂王和工蜂的体细胞中有32条染色体，而雄蜂的体细胞中只有16条染色体。
3、染色体组
（1）概念：在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说含有两套非同源染色体，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。
（2）关于细胞中染色体组的判断：
①据“染色体形态”判断：
细胞中同种形态的染色体有几条即含几个染色体组（每个染色体组内不含形态相同的染色体）
②据“基因型”判断：
控制同一性状的基因（同种类型的字母,不区分大小写）出现几次，就含几个染色体组
4、二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体叫作二倍体。自然界中，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。
5、多倍体：
（1）概念：由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体叫作多倍体。其中，体细胞中含有三个染色体组的个体叫作三倍体，体细胞中含有四个染色体组的个体叫作四倍体。例如，香蕉是三倍体，马铃薯是四倍体。
（2）分布：在植物中常见，动物极少见。
（3）特点：与二倍体相比，多倍体植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
（4）人工诱导多倍体的方法：
①方法：低温处理或秋水仙素处理
②机理：低温或秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞中染色体数目加倍。染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂，将来就可能发育成多倍体植株。
6、单倍体：
（1）概念：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，叫作单倍体。如蜜蜂中的雄蜂。
（2）单倍体的特点：与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，且高度不育。
7、单倍体育种
（1）原理：染色体数目以染色体组的形式成倍减少，再经人工诱导使染色体数目加倍从而获得纯种。
（2）优点与不足
①优点：与杂交育种相比，在获得显性纯合子的育种过程中，单倍体育种能明显缩短育种年限，一般只需要2年时间，便可饿到纯合新品种。
②不足：技术性较强，并且必须和杂交技术以及诱导染色体加倍技术结合使用。
8、多倍体育种
（1）原理：染色体数目以染色体组的形式成倍增加。
（2）优点与不足
①优点：经多倍体育种获得的植株和二倍体相比，茎秆粗壮，叶片、果实和种子都较大，糖类和蛋白质含量都有所增加，有些植物的抗寒性等抗逆能力增强。
②不足：多倍体育种适用于植物，在动物方面难以开展，且多倍体植株往往发育迟缓，结实率低。
知识点5
人类遗传病
1、人类常见遗传病的概念和类型
（1）概念：通常是指由于遗传物质改变而引起的人类疾病。
（2）产生原因：
①人类染色体发生变异（数目或结构的改变）
②基因结构的改变，造成人体中的一些重要的结构蛋白或酶的合成出现障碍，如镰刀形细胞贫血症、白化病等。
③一些遗传病除了受到遗传物质的控制，还受到环境条件的影响，特别是一些多基因遗传病。
（3）常见类型：
①单基因遗传病：受一对等位基因进行控制
②多基因遗传病：
a概念：多基因遗传病是指受两对以上的等位基因控制的人类遗传病。
b特点：在群体中发病率比较高，常表现出家族聚集现象，其发生受到遗传和环境条件的双重影响
c实例：原发性高血压、冠心病、哮喘病和青少年型糖尿病等
（3）染色体异常遗传病：
a概念：由染色体异常引起的遗传病。细胞中染色体的这种改变可以在光学显微镜下直接观察到，这是该类遗传病区别于前两类的特点之一。
b分类：
染色体结构异常引起的疾病——猫叫综合征（人类5号染色体部分缺失）
染色体数目异常引起的遗传病，如21三体综合征、性腺发育不良等
2、遗传病的检测和预防
（1）手段：遗传咨询和产前诊断等
（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
（3）产前诊断：指在胎儿前，医生用专门的检测手段，如羊水检查、B超检查以及基因诊断等手段，确定胎儿是否患有某种遗传病或先天性疾病。
专题5
生物的进化
知识点1
生物有共同祖先的证据
1、达尔文的生物进化论主要由两大学说组成
（1）共同由来学说指在地球上所有生物都是由原始的共同祖先进化来的。
（2）自然选择学说揭示了生物进化的机制，解释了适应的形成和物种形成的原因。
2、地层中陈列的证据——化石
（1）化石：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。
（2）利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及其形态、结构、行为特征。
（3）通过对大量化石证据的研究发现，生物进化的顺序：①有共同祖先②由简单到复杂③由低等到高等④由水生到陆生
2、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
（1）比较解剖学证据：研究比较脊椎动物的器官、系统的形态和结构，可以为这些生物是否有共同祖先寻找证据。
（2）胚胎学证据：脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段，这个证据支持了任何其他脊椎动物有共同祖先的观点。
（3）细胞和分子水平的证据：当今生物有许多共同的特征，比如都能进行代谢、生长和增殖的细胞，细胞有共同的物质基础和结构基础，这是对生物有共同祖先这一论点的有力支持。不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的共同点，提示人们当今生物有着共同的原始祖先，其差异的大小则揭示了当今生物种类的亲缘关系的远近，以及它们在进化史上出现的顺序。
知识点2
自然选择与适应的形成
1、适应的普遍性和相对性
（1）适应的含义：生物的形态结构适合于完成一定的功能；生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定的环境中生存和繁殖
（2）适应的普遍性：如雷鸟在冬季来临前将羽毛换成白色的，有利于保护自己。
（3）适应的相对性：如上述雷鸟的例子发生时，雪下的比较晚，这种体色反而易被天敌发现。
2、适应是自然选择的结果
（1）拉马克进化学说
①生物来源：地球上的所有生物都不是神造的，而是由更古老的生物进化来的
②进化顺序：生物是由低等到高等逐渐进化来的
③意义：历史上第一个提出的比较完整的进化学说。否定了神创论和物种不变论，奠定了科学生物进化论的基础。
④历史局限性：对适应形成的解释是肤浅的，未被人们普遍接受。
（2）达尔文的自然选择学说
①主要内容：过度繁殖（基础）→生存斗争（动力）→遗传变异（内因）→适者生存（结果）
②意义：使生物学第一次摆脱神学的束缚，走上了科学的道路，揭示了生物界的统一性是由于所有的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：受到当时科学发展水平的限制，达尔文对于遗传和变异的认识还局限于性状水平，不能科学地解释遗传和变异的本质。
知识点3
种群基因组成的变化与物种的形成
1、种群是生物进化的基本单位
（1）种群：生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群
（2）基因库与基因频率
①基因库：一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库
②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率；
基因频率=（种群中某基因的总数/该基因及其等位基因的总数）×100%
③基因型频率：某种基因型的个体在种群中所占的比率
基因型频率=（种群中某基因型的个体数/总个体数）×100%
如某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。那么A和a的基因频率是多少?
2、可遗传的变异来源：可遗传的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异，其中，基因突变和染色体变异统称为突变。可遗传变异是进化的原材料。可遗传的变异是随机的、不定向的，它们只提供生物进化的原材料不能决定生物进化的方向
3、自然选择对种群基因频率变化的影响
（1）生物进化的实质：种群基因频率的改变
（2）生物进化的方向：在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定方向不断进化。
知识点4
隔离在物种形成中的作用
1、物种的概念：能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。
2、生殖隔离的概念：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、地理隔离的概念：同一物种由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。
4、隔离：地理隔离和生殖隔离都是指不同群体间的个体，在自然状态下基因不能自由交流的现象。
5、隔离在物种形成中的作用
（1）新物种形成的一般过程：
渐变式：
骤变式：新物种在很短时间内即可形成，如自然
界中多倍体的形成。
（2）结论：隔离是物种形成的必要条件
4、地理隔离与生殖隔离的联系：长期的地理隔离通常会形成生殖隔离，生殖隔离是物种形成的关键，是物种形成的最后阶段。
知识点5
协同进化与生物多样性的形成
1、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。
（1）类型：不同物种之间、生物与无机环境之间
（2）共同进化的意义：通过漫长的进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，而且形成了多种多样的生态系统。
2、生物多样性的形成（根本原因是遗传物质的多样性，直接原因是蛋白质的多样性）
（1）生物多样性的内容：基因多样性（遗传多样性）、物种多样性、生态系统多样性
（2）研究生物进化历程的主要依据：化石
（3）生物进化的总趋势：
①生物进化的总趋势：从结构上看：简单→复杂（原核→真核，单细胞→多细胞）；从功能上看：低等→高等；从生存环境上看：水生→陆生
②代谢的进化：异养型→自养型；厌氧型→需氧型
③生殖方式：无性生殖→有性生殖
④生态系统的结构：两极生态系统（无消费者）→三极生态系统（生产者、消费者、分解者）

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