資源簡介

生物
必修第一冊·································································-
1
-
專題1
組成細胞的分子···································································-
1
-
專題2
細胞的基本結構···································································-
5
-
專題3
細胞的物質輸入和輸出··························································-
9
-
專題4
細胞的能量供應和利用························································-
11
-
專題5
細胞的生命歷程·································································-
18
-
生物
必修第二冊·························································-
22
-
專題1
遺傳因子的發現·································································-
22
-
專題2
基因和染色體的關系···························································-
24
-
專題3
基因的本質與表達······························································-
28
-
專題4
基因突變及其他變異···························································-
33
-
專題5
生物的進化·······································································-
37
-
生物
必修第一冊
專題1
組成細胞的分子
知識點1
細胞的組成元素
1、元素分類
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，和大量元素一樣重要，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
③主要元素：C、H、O、N、P、S
6種。
④基本元素（細胞中含量最多的元素）：C、H、O、N
4種。
鮮重下含量高低依次為：O＞C＞H＞N；干重下含量高低依次為：C＞O＞N＞H。
⑤最基本元素：C，因為生物大分子都以碳鏈為基本骨架。
2、特點：不同生物體內化學元素的種類基本相同，但含量相差很大。
知識點2
水
1、水的含量：生物體的含水量一般為60%～95%。大約占細胞重量的
2、水的存在形式：水在細胞中以結合水和自由水兩種形式存在。
（1）結合水：與細胞中的某些物質結合，是細胞結構的重要組成成分，約占細胞內全部水分的4.5%。
（2）自由水：以游離的形式存在，可以自由流動，約占細胞內全部水分的95.5%。
自由水作用：①細胞內的良好溶劑；②參與生化反應；③提供液體環境；④運送營養物質和代謝廢物。
3、自由水與結合水的比例與細胞代謝、抗性的關系
（1）自由水：比值大：代謝旺盛，抗性弱
（2）結合水：比值小：代謝緩慢，抗性強→代謝與抗性呈相反關系
知識點3
無機鹽
1、細胞中大多數無機鹽以離子的形式存在，少數以化合物形成存在。
2、無機鹽的作用
（1）某些復雜化合物的重要組成成分。如Mg是葉綠素的組成元素，Fe是血紅蛋白的組成元素，I是甲狀腺激素的組成元素，CaCO3是動物骨和牙齒的重要成分。
（2）維持細胞和生物體正常的生命活動。如哺乳動物血Ca2＋低會抽搐，血Ca2＋高會肌無力。
（3）維持細胞的滲透壓和酸堿平衡。0.9%NaCl溶液（生理鹽水）能維持動物細胞正常的形態和生理功能。
知識點4
糖類（組成元素：C、H、O）
1、糖類是生命活動的主要能源物質。
2、糖類的分類
（1）據水解情況：單糖、二糖和多糖。
種類
分布
功能
單糖
五碳糖
核糖
(C5H10O5)
植物、動物細胞中
組成RNA的成分
脫氧核糖(C5H10O4)
植物、動物細胞中
組成DNA的成分
六碳糖
葡萄糖
細胞中都有
主要的能源物質
果糖
植物細胞中
提供能量
半乳糖
動物細胞中
提供能量
二糖（C12H22O11）
麥芽糖
植物細胞，發芽的小麥、谷物中含量豐富
水解成單糖而供能
蔗糖
植物細胞，甘蔗、甜菜中含量豐富
乳糖
人和動物的乳汁中
多糖
（C6H10O5）n
淀粉
植物糧食作物的種子、變態根或莖等儲藏器官中
植物的儲能物質
纖維素
植物細胞中
構成細胞壁的主要成分，支持保護細胞
糖原
肌糖原
動物的肌肉組織中
人和動物細胞的儲能物質
肝糖原
動物的肝臟中
幾丁質
甲殼類動物和昆蟲的外骨骼
廢水處理；制作人造皮膚
（2）據化學性質：還原糖、非還原糖
知識點5
脂質（組成元素主要是C、H、O，有的含N、P）
1、脂質分為：脂肪、磷脂和固醇。
（1）脂肪（C、H、O）：
功能：①是細胞內良好的儲能物質；②很好的絕熱體，有保溫作用；③能減壓和緩沖，可以保護內臟器官。
（2）磷脂（C、H、O、N、P）：是細胞膜、細胞器膜等生物膜的重要成分。
（3）固醇（C、H、O）：又包括膽固醇、性激素和維生素D等
①膽固醇：構成動物細胞膜的重要成分，參與血液中脂質的運輸。
②性激素：能促進人和動物生殖器官的發育以及生殖細胞的形成。
③維生素D：能有效促進腸道對鈣和磷的吸收。
2、等質量的脂肪與糖類相比，脂肪氧化分解耗氧多，產能多，產H2O多，因為與糖類相比，脂肪中C、H多，O少。
3、多糖、蛋白質、核酸等生物大分子的基本骨架是碳鏈。
知識點6
蛋白質（組成元素主要是C、H、O、N，有的含有P、S、Fe等）
1、蛋白質是生命活動的主要承擔者。
2、氨基酸是蛋白質的基本組成單位。
3、氨基酸分子的結構通式：。
（1）特點：每種氨基酸分子至少都含有一個氨基（－NH2）和一個羧基（－COOH）；且都有一個氨基（－NH2）和一個羧基（－COOH）連接在同一個碳原子上。（注：多余的氨基或羧基位于R基中）
（2）種類：組成蛋白質的氨基酸約有21種，它們的區別在于R基的不同。
4、必需氨基酸：人體細胞不能合成，必須從外界環境中直接獲取的氨基酸，成人有8種。
5、非必需氨基酸：人體細胞能合成，也能從外界環境中獲取的氨基酸，有13種。
6、蛋白質的結構層次：氨基酸肽鏈（鏈狀）蛋白質（空間結構）。
（1）氨基酸分子之間的結合方式叫做脫水縮合：
（2）連接兩個氨基酸分子的化學鍵叫做肽鍵。
（3）脫水縮合產生的H2O中的H來自羧基和氨基，O來自羧基。
7、相關計算
（1）鏈狀肽：氨基酸數＝肽鍵數＋肽鏈數；水分子數＝肽鍵數。
（2）環狀肽：氨基酸數＝肽鍵數＝水分子數。
（3）每條肽鏈中至少含有1個游離的—NH2和1個游離的—COOH，分別位于肽鏈的兩端。
（4）蛋白質相對分子質量＝氨基酸數×氨基酸的平均相對分子質量－水分子數×18。
8、蛋白質分子結構多樣性原因：氨基酸的種類、數目和排列順序不同，以及肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結構不同。
9、蛋白質的功能
（1）構成細胞和生物體結構的重要物質，稱為結構蛋白，如肌肉、羽毛、頭發等。
（2）絕大多數酶是蛋白質，有催化作用。
（3）紅細胞中的血紅蛋白、細胞膜上的載體蛋白有運輸功能。
（4）胰島素起信息傳遞作用，能夠調節機體的生命活動。
（5）抗體有免疫功能。
（6）糖蛋白有信息識別功能。
10、高溫、過酸、過堿等因素能破壞蛋白質的空間結構（變得伸展、松散），使蛋白質變性失活，但肽鍵并未斷裂，能與雙縮脲試劑呈紫色反應。
知識點7
核酸（組成元素C、H、O、N、P）
1、核酸的分類和功能
（1）分類：核酸分為脫氧核糖核酸（簡稱DNA）和核糖核酸（簡稱RNA）。
（2）功能：①核酸是細胞內攜帶遺傳信息的物質；②在生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成中具有重要作用。
2、核酸的分子結構
（1）核酸的基本組成單位——核苷酸（組成元素C、H、O、N、P）
①分子組成：一個核苷酸是由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮堿基組成的。
核苷酸的結構簡圖表示為。
②分類（共8種）
據五碳糖不同，核苷酸可分為脫氧核糖核苷酸（簡稱脫氧核苷酸）和核糖核苷酸兩種：
脫氧核糖核苷酸的分子組成：磷酸＋脫氧核糖＋含氮堿基（有A、G、C、T
4種堿基）。
核糖核苷酸的分子組成：磷酸＋核糖＋含氮堿基（有A、G、C、U
4種堿基）。
據含氮堿基的不同，脫氧核糖核苷酸和核糖核苷酸又分別分為4種：
脫氧核糖核苷酸：含A的叫：腺嘌呤脫氧核糖核苷酸；含G的叫：鳥嘌呤脫氧核糖核苷酸；
含C的叫：胞嘧啶脫氧核糖核苷酸；含T的叫：胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸。
核糖核苷酸：含A的叫：腺嘌呤核糖核苷酸；含G的叫：鳥嘌呤核糖核苷酸；
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）核酸的結構層次
①DNA：脫氧核糖核苷酸脫氧核糖核苷酸鏈脫氧核糖核酸（DNA）
②RNA：核糖核苷酸核糖核苷酸鏈核糖核酸（RNA）
3、核酸分子的多樣性：構成核酸的核苷酸數目成千上萬，排列順序千變萬化。
4、核酸分子的特異性：每個核酸中核苷酸的數目和排列順序是特定的。
5、DNA初步水解產物是4種脫氧核糖核苷酸，RNA初步水解產物是4種核糖核苷酸。
6、DNA徹底水解產物是磷酸、脫氧核糖、4種堿基，RNA徹底水解產物是磷酸、核糖、4種堿基。
7、真核細胞和原核細胞中都有2種核酸，8種核苷酸，5種堿基。
8、真核細胞和原核細胞的遺傳物質都是DNA，其組成中有4種核苷酸，4種堿基。
9、病毒中只有1種核酸（DNA或RNA），4種核苷酸，4種堿基。
實驗
檢測生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質
1、原理
①還原糖（葡萄糖、果糖、麥芽糖等）＋斐林試劑→磚紅色沉淀
②淀粉＋碘液→藍色
③脂肪＋蘇丹Ⅲ橘黃色（染色后要用50%酒精洗掉浮色）
④蛋白質（多肽）＋雙縮脲試劑→紫色
2、材料選擇（要求組織顏色淺或近白色，目的是避免材料顏色對反應后顏色造成干擾）
3、試劑組成及使用方法
①斐林試劑組成：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，現配現用；水浴加熱。
②雙縮脲試劑：組成：A液：0.1g/mL的NaOH溶液；B液：0.01g/mL的CuSO4溶液。
使用方法：先加雙縮脲試劑A液，搖勻，再加少量雙縮脲試劑B液，搖勻。
不需要加熱。若B液過量，反應液會呈藍色，遮蓋反應后的顏色。
4、雙縮脲檢測蛋白質實質：堿性條件下肽鍵與雙縮脲試劑中的Cu2＋反應生成紫色絡合物。
專題2
細胞的基本結構
知識點1
細胞的多樣性和統一性
1、細胞學說建立的過程（建立者主要是德國的施萊登和施旺）
（1）細胞學說的主要內容
①細胞是一個有機體，一切動植物都是由細胞發育而來，并由細胞和細胞產物所構成。
②細胞是一個相對獨立的單位，即有它自己的生命，又對與其他細胞共同構成的整體的生命起作用。
③新細胞可以從老細胞中產生。
（2）意義：細胞學說揭示了細胞的統一性和生物體結構的統一性。
2、生命系統的結構層次
（1）多細胞動物生命系統結構層：細胞→組織→器官→系統→個體→種群→群落→生態系統→生物圈。
（2）多細胞植物沒有系統層次；單細胞生物沒有組織、器官、系統層次；一個單細胞生物既是細胞層次，也是個體層次。
（3）最基本的生命系統是細胞，最大的生命系統是生物圈。
知識點2
原核細胞和真核細胞
1、原核細胞和真核細胞最明顯的區別是：有無以核膜為界限的細胞核。
①原核細胞沒有由核膜包被的細胞核，沒有染色體，擬核區域有個環狀的裸露DNA分子。
②真核細胞有由核膜包被的細胞核，有染色體，染色體的主要成分是DNA和蛋白質。
2、生物分類
①藍細菌是原核生物，常見的藍細菌有藍球細菌、念珠藍細菌、顫藍細菌、發菜。
②細菌是原核生物，如大腸桿菌、硝化細菌、肺炎雙球菌、乳酸菌等。
③動物、變形蟲、草履蟲、衣藻、小球藻、團藻、酵母菌、食用菌是真核生物。
3、識圖填圖（在藍細菌和細菌的細胞中，都沒有成形的細胞核）
①藍細菌細胞內含有藻藍素和葉綠素，是能進行光合作用的自養生物。
②細菌中的絕大多數種類是營腐生或寄生生活的異養生物。
③原核細胞中唯一的一種細胞器是核糖體。
④原核細胞和真核細胞都有的結構和物質是：細胞膜、細胞質、核糖體、DNA。
知識點3
細胞膜——系統的邊界（C、H、O、N、P）
1、細胞膜的主要成分是脂質和蛋白質，另外還有少量的糖類。脂質中最豐富的是磷脂。
2、細胞膜的功能
（1）將細胞與外界環境分隔開，使細胞成為相對獨立的系統，保障了細胞內部環境的相對穩定。
（2）控制物質進出細胞。
（3）進行細胞間的信息交流
①通過化學物質傳遞信息
②通過細胞膜直接接觸傳遞信息
③通過細胞通道傳遞信息
3、植物細胞壁（主要成分：纖維素和果膠）
（1）作用：對植物細胞有支持和保護作用。（2）特性：全透性，伸縮性小。
4、流動鑲嵌模型（如圖）
（1）識圖
①A表示磷脂分子；B表示磷脂雙分子層，其構成了細胞膜（生物膜）的基本支架。
②C表示蛋白質分子，有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個磷脂雙分子層。
③D表示糖蛋白，又叫糖被，是由細胞膜上的蛋白質與糖類結合形成，只分布于細胞膜的外表。D在細胞生命活動中具有重要的功能。
④除糖蛋白外，細胞膜表面還有糖類和脂質分子結合成的糖脂。
（2）生物膜的結構特點：具有一定的流動性。
（3）生物膜的功能特點：具有選擇透過性。
知識點4
細胞器之間的分工合作
1、細胞器：線粒體、葉綠體、內質網、高爾基體、溶酶體、液泡、核糖體、中心體。
2、細胞質的組成：細胞質基質和細胞器
3、分離細胞器的方法：差速離心法。
4、細胞器之間的分工：各種細胞器的形態、結構不同，在功能上也各有分工。
圖例
名稱
分布
結構
功能
線粒體
動植物細胞
雙層膜
是細胞進行有氧呼吸的主要場所，是細胞的“動力車間”。細胞生命活動所需的能量，大約95%來自線粒體
葉綠體
綠色植物細胞
（主要是葉肉細胞）
雙層膜
是綠色植物進行光合作用的場所，是植物細胞的“養料制造車間”和“能量轉換站”
內質網
動植物細胞
單層膜
是細胞內蛋白質合成和加工，以及脂質合成的“車間”；內連核膜，外連細胞膜，擴大了細胞內的膜面積；分為粗面內質網（附著有核糖體）和滑面內質網兩類
高爾基體
動植物細胞
單層膜
①要是對來自內質網的蛋白質進行加工、分類和包裝的“車間”及“發送站”；
②動植物細胞中都有但功能不同，在植物細胞中與植物細胞細胞壁的形成有關，在動物細胞中與分泌物的形成有關
溶酶體
動植物細胞
單層膜
是細胞內的“消化車間”，內含多種水解酶，能分解衰老、損傷的細胞器和細胞，吞噬并殺死侵入細胞的病毒或病菌
液泡
植物細胞
（成熟植物細
胞有大液泡）
單層膜
內有細胞液，含糖類、無機鹽、色素（與花、果實的顏色有關）和蛋白質等物質，充盈的液泡可以使植物細胞保持堅挺，與植物細胞的吸水和失水有關
核糖體
動植物細胞
無膜
組成成分是RNA和蛋白質；是細胞內“生產蛋白質的機器”；分為附著核糖體和游離核糖體兩類
中心體
動物細胞和
低等植物細胞
無膜
由兩個相互垂直的中心粒及周圍物質組成，組成成分是蛋白質；與細胞的有絲分裂有關
線粒體
①外膜：使線粒體與細胞質基質分隔開
雙層膜
②內膜：向內腔折疊形成
③嵴，擴大了線粒體內的膜面積；附著有與有氧呼吸有關的酶
④線粒體基質：呈膠質狀態，分布在嵴的周圍，含少量DNA、RNA及核糖體，分布有與有氧呼吸有關的酶
葉綠體
①外膜：使葉綠體與細胞質基質分隔開
雙層膜
②內膜
③基粒：由囊狀結構的類囊體堆疊而成，擴大了葉綠體內的膜面積；分布有能吸收光能的色素及與光合作用有關的酶
④葉綠體基質：呈膠質狀態，分布在基粒的周圍，含少量DNA、RNA
及核糖體，分布有與光合作用有關的酶
（1）動物、高等植物、低等植物細胞判斷依據
①高等植物細胞：具有細胞壁、葉綠體和液泡，而無中心體。
②低等植物細胞：具有細胞壁、葉綠體、液泡和中心體。
③動物細胞：具有中心體，而無細胞壁、葉綠體和液泡。
（2）細胞器分類
分布
①動植物細胞共有的細胞器
線粒體、內質網、高爾基體、溶酶體、核糖體
②植物細胞特有的細胞器
葉綠體、液泡
③動物和低等植物細胞特有的細胞器
中心體
④原核細胞和真核細胞共有的細胞器
核糖體
結構
⑤具有雙層膜結構的細胞器
線粒體、葉綠體
⑥具有單層膜結構的細胞器
內質網、高爾基體、溶酶體、液泡
⑦無膜結構的細胞器
核糖體、中心體
功能
⑧與能量轉換有關的細胞器
線粒體、葉綠體
⑨增大細胞內膜面積的細胞器
線粒體、葉綠體、內質網
⑩動植物細胞都有，但功能不同的細胞器
高爾基體
成分
?含有DNA的細胞器
線粒體、葉綠體
?含有RNA的細胞器
線粒體、葉綠體、核糖體
?含有色素的細胞器
葉綠體、液泡
（3）細胞器與生物種類的關系
①有葉綠體的細胞一定是植物細胞，但植物細胞不一定有葉綠體，如根細胞。
②能進行光合作用的細胞中不一定有葉綠體，如藍細菌。
③能進行有氧呼吸的細胞中不一定有線粒體，如藍細菌及硝化細菌、醋酸菌等需氧型細菌。
④動物細胞中一定有中心體，但有中心體的細胞不一定是動物細胞，還可能是低等植物細胞。
⑤沒有大液泡的細胞也不一定就是動物細胞，如植物根尖分生區細胞就沒有大液泡。
⑥有中心體的細胞不一定就是動物細胞，如某些低等植物細胞就含有中心體。
知識點5
細胞核—系統的控制中心
1、除了高等植物成熟的篩管細胞和哺乳動物成熟的紅細胞等極少數細胞外，真核細胞都有細胞核。
2、核移植實驗（克隆技術）中，后代的性別、顏色等性狀與提供細胞核的個體相同。
3、細胞核的結構和功能
（1）核膜：雙層膜，把核內物質與細胞質分開，對物質進出具有選擇透過性。
（2）染色質：主要由DNA和蛋白質組成，其中DNA是遺傳信息的載體。
（3）核仁：與真核細胞某種RNA的合成以及核糖體的形成有關。蛋白質合成旺盛的細胞中，核仁的體積相對較大。（原核細胞中核糖體的形成與核仁無關）
（4）核孔：實現核質之間頻繁的物質交換和信息交流，是大分子物質（如蛋白質、RNA）進出細胞核的通道，離子和小分子可穿過核膜，核孔對物質進入具有選擇透過性。代謝旺盛的細胞中，核孔數目較多。
4、染色質和染色體
（1）特性：染色質（體）是細胞核內易被堿性染料染成深色的物質。
（2）成分：染色質和染色體的形態結構不同，組成成分主要是DNA和蛋白質。
（3）關系：染色質（細絲狀）和染色體（桿狀）是同種物質在細胞不同時期的兩種存在狀態。
（4）分布：染色質（體）只存在于真核細胞中。
5、細胞核功能：細胞核是遺傳信息庫，是細胞代謝和遺傳的控制中心，是遺傳物質DNA復制和儲存的主要場所。
6、原核細胞的細胞代謝和遺傳的控制中心，遺傳物質貯存和復制的主要場所是擬核。
知識點6
細胞各部分結構相互聯系、協調一致
1、細胞骨架：由蛋白質纖維組成的網架結構，能維持細胞形態、保持細胞內部結構有序性，與細胞運動、分裂、分化以及物質運輸、能量轉換、信息傳遞等生命活動密切相關。
2、細胞器之間的協調配合
（1）分泌蛋白：在細胞內合成后，分泌到細胞外起作用的蛋白質。
（2）分泌蛋白形成過程研究方法：同位素標記法。
（3）分泌蛋白的形成過程
線粒體
（提供能量）
↓
↓
↓
↓
核糖體
→
內質網
高爾基體
細胞膜
↓合成
↓初加工
↓再加工
↓胞吐
肽鏈
較成熟蛋白質
成熟蛋白質
分泌蛋白
（4）分泌蛋白形成過程中：內質網膜面積減小，高爾基體膜面積先增大后減小（基本不變），細胞膜膜面積增大。
3、細胞的生物膜系統
（1）組成：細胞膜、細胞器膜和核膜等膜結構共同構成細胞的生物膜系統。
（2）特點：各種生物膜的組成成分和結構相似，在結構和功能上緊密聯系，進一步體現了細胞內各種結構之間的協調配合。內質網膜內連核膜，外連細胞膜，在結構上直接聯系。
（3）功能
①細胞膜在維持細胞內部環境的相對穩定，在細胞與外部環境進行物質運輸、能量轉換和信息傳遞的過程中起決定性作用。
②許多化學反應在生物膜上進行，廣闊的膜面積為多種酶提供附著位點。
③細胞內的生物膜將細胞區域化，把各種細胞器分隔開，使細胞內能夠同時進行多種化學反應，而不會互相干擾，保證了細胞生命活動高效、有序地進行。
專題3
細胞的物質輸入和輸出
知識點1
質膜具有選擇透過性
1、水進出細胞的原理
（1）滲透作用概念：水分子等溶劑分子通過半透膜從低濃度溶液向高濃度溶液的擴散。
（2）發生條件：①具有半透膜；②膜兩側溶液有濃度差。
2、動物細胞的吸水和失水
（1）條件：細胞膜相當于半透膜；細胞質與外界溶液有濃度差。
（2）現象
①圖A：外界溶液濃度＜細胞質濃度→細胞吸水膨脹。
②圖B：外界溶液濃度＞細胞質濃度→細胞失水皺縮。
③圖C：外界溶液濃度＝細胞質濃度→水分進出細胞處于動態平衡，細胞維持正常的形態功能。
3、成熟植物細胞的結構
知識點2
物質跨膜運輸的方式
1、小分子、離子的跨膜運輸方式（體現了膜的選擇透過性）
方式
方向
載體
能量
舉例
被動運輸
自由擴散
高→低
不需要
不消耗
H2O、O2、CO2、甘油、脂肪酸、乙醇、苯、尿素
協助擴散
高→低
需要
不消耗
葡萄糖進入紅細胞
主動運輸
低→高
需要
消耗
小腸吸收葡萄糖、氨基酸、核苷酸、無機鹽離子等
2、大分子、顆粒性物質的非跨膜運輸方式（體現了膜的流動性）
（1）胞吞：細胞外→細胞內，消耗能量，如白細胞吞噬病菌、變形蟲攝食等。
（2）胞吐：細胞內→細胞外，消耗能量，如消化酶、抗體、蛋白質類激素等分泌蛋白的分泌。
3、模型圖分析
（1）圖①表示：自由擴散
圖②表示：協助擴散
圖③表示：主動運輸。
（2）圖④表示：自由擴散
圖⑤表示：協助擴散
圖⑥表示：主動運輸。
4、曲線圖分析
（1）圖⑦表示自由擴散，運輸速率與物質濃度呈正比。
（2）圖⑧可表示協助擴散或主動運輸，若表示協助擴散，OP段限制因素是物質濃度，P點后限制因素是載體數量；若表示主動運輸，OP段限制因素是物質濃度，P點后限制因素是載體數量或能量。
（3）圖⑨曲線運輸速率與O2濃度無關，說明不消耗能量，曲線表示被動運輸。
（4）圖⑩表示主動運輸，OP段限制因素是O2濃度，P點后限制因素是載體數量。
（5）圖?曲線運輸速率與載體數量無關，說明不需要載體，曲線表示自由擴散。
（6）圖?可表示協助擴散或主動運輸，若表示協助擴散，OP段限制因素是載體數量，P點后載體達到飽和狀態，運輸速率達最大值；若表示主動運輸，OP段限制因素是載體數量，P點后限制因素是能量。
（7）圖?表示主動運輸，虛線下表示物質從高濃度到低濃度運輸，虛線上表示物質從低濃度到高濃度運輸，P點后限制因素是載體數量或能量。
5、載體（蛋白）的特性
（1）特異性：一種載體只能轉運一種特定結構的物質，不同細胞膜上載體的種類不同。
（2）飽和性：當細胞膜上的載體全部參與物質運輸后，細胞運輸該物質的速率達最大值，不再隨物質濃度的增大而增大。
實驗
觀察植物細胞的吸水和失水
（1）實驗原理：
內因：原生質層具有選擇透過性，相當于一層半透膜；原生質層的伸縮性大于細胞壁的。
外因：原生質層兩側的溶液具有濃度差。
外界溶液濃度＞細胞液濃度→細胞失水→發生質壁分離現象。
外界溶液濃度＜細胞液濃度→細胞吸水→發生質壁分離復原現象。
植物細胞吸水和失水的速率和量取決于濃度差。質壁分離及復原過程中都有水分子進出細胞。
（2）實驗材料：活的（細胞有活性）成熟的（有大液泡）植物細胞（有細胞壁），如洋蔥鱗片葉外表皮或黑藻葉。采用紫色洋蔥鱗片葉外表皮，是因為細胞中有一個紫色的中央大液泡，便于觀察。
專題4
細胞的能量供應和利用
知識點1
酶
1、酶概念的理解
（1）概念：酶是由活細胞產生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數酶是蛋白質，少數酶是RNA。
（2）酶的作用：催化作用；酶的作用機理：降低化學反應的活化能。
酶在催化學反應前后自身性質和數量不變。
（3）合成酶的原料：氨基酸或核糖核苷酸。
（4）合成酶的主要場所：核糖體。（注：還有細胞核、線粒體、葉綠體）
（5）酶的作用場所：可以在細胞內、細胞外、體外發揮催化作用。
2、酶作用機理曲線分析（右圖）
（1）ac段表示無催化劑時反應進行所需要的活化能；
（2）bc段表示酶催化時反應進行所需要的活化能；
（3）ab段表示酶降低的活化能。
3、酶的特性
（1）高效性：酶的催化效率大約是無機催化劑的107～1013倍。同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。
（2）專一性：一種酶只能催化一種或一類化學反應，因為酶只能催化與其結構互補的底物。
據酶的專一性可知：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，能催化植物細胞壁水解的酶是纖維素酶和果膠酶。
（3）作用條件較溫和（溫和性）：酶需要適宜的溫度和pH。
酶促反應速率與溫度（pH）的關系曲線都是拋物線，如下圖所示：
①在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高。溫度和pH偏高或偏低，酶活性都會明顯降低。
②過酸、過堿或溫度過高，會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活。
③低溫抑制酶的活性，但酶的空間結構穩定，在適宜的溫度下酶的活性可以升高。
④酶制劑適于在低溫、最適pH下保存。
⑤人體內酶的最適溫度在37℃左右，胃液的最適pH范圍為0.9-1.5（酸性環境）。
實驗
比較過氧化氫在不同條件下的分解
反應式：2H2O22H2O＋
O2
↑
（1）變量分析（自變量、因變量、無關變量）
①實驗條件常溫、加熱、氯化鐵溶液、肝臟研磨液屬于自變量。
②H2O2分解速率（指標：氣泡產生數量、速度，衛生香燃燒情況）屬于因變量。
③試管中H2O2溶液的性質、濃度和用量、FeCl3和肝臟的新鮮程度、加入試劑的量等屬于無關變量。
（2）對照實驗
①對照實驗一般要設置對照組和實驗組，對照組起對照作用。本實驗對照組是1組，實驗組是2、3、4組。
②在對照實驗中，除了要觀察的變量（自變量）外，其他變量（無關變量）都應當始終保持相同。無關變量要始終相同且適宜。
③實驗設計原則：單一變量原則、對照性原則、等量適宜原則、可觀測性原則等。
（3）實驗分析
①4組和1組對照，說明酶具有催化作用。
②4組和3組對照，自變量是催化劑種類，說明H2O2酶加快H2O2分解的速率更顯著，即酶的催化作用具有高效性。
（4）加熱、Fe3＋、H2O2酶促進H2O2分解的原理
①加熱能促進H2O2分解是因為提供了能量。
②Fe3＋、H2O2酶能促進H2O2分解是因為降低了化學反應的活化能。
實驗
探究酶催化的專一性、高效性及影響酶活性的因素
1、驗證酶的高效性，實驗的自變量是催化劑的種類（酶和無機催化劑）。
2、驗證酶的專一性，實驗的自變量是酶的種類或底物的種類。
3、探究溫度對酶活性的影響，自變量是溫度，因變量是反應速率。該實驗不能用H2O2作為材料，因為H2O2受熱會加快分解。一般用淀粉為材料來探究溫度對酶活性的影響，且檢測時只能用碘液，不能用斐林試劑，因為該試劑需要水浴加熱，而該實驗需要嚴格控制溫度。
4、探究pH對酶活性的影響，自變量是pH，因變量是反應速率。實驗不能用淀粉作為材料，因為淀粉在酸性條件下會分解。
5、探究酶活性的最適溫度（或pH），應設置一系列的溫度（或pH）梯度，然后測出相應溫度（或pH）下酶的活性，若所得數據出現峰值，則其對應值就是該酶的最適溫度（或pH）。若沒有出現峰值，則擴大范圍，繼續實驗，直到出現峰值。
知識點2
ATP—細胞的能量“貨幣”（組成元素：C、H、O、N、P）
1、ATP的功能：ATP是細胞生命活動的直接能源物質。
2、ATP（腺苷三磷酸）的結構
（1）ATP的結構簡式：A—P～P～P。
（2）ATP去掉1個磷酸基團后叫ADP（腺苷二磷酸）；ATP去掉2個磷酸基團后叫AMP（腺苷一磷酸/腺嘌呤核糖核苷酸），是組成RNA的基本單位之一。
（3）特點：ATP在細胞中含量少，化學性質不穩定，遠離A的高能磷酸鍵容易水解。
3.ATP和ADP可以相互轉化：。
（1）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量ATP。能量來自太陽能或物質氧化分解釋放的化學能，能量去向是儲存于ATP遠離A的高能磷酸鍵中。
（2）ATP的水解：ATPADP＋Pi＋能量。能量來自ATP遠離A的高能磷酸鍵的水解，能量去向是用于各項生命活動。
（3）ATP與ADP的相互轉化反應式不屬于可逆反應，其中物質可逆，能量不可逆，酶不相同。
5、能源相關知識歸納
（1）能量的最終來源：太陽能。
（2）細胞中的三大能源物質：糖類、脂肪、蛋白質。
（3）生物體生命活動的主要能源物質：糖類。
（4）細胞生命活動的主要能源物質：葡萄糖。
（5）植物細胞中的儲能物質：淀粉；動物細胞中的儲能物質：糖原。
（6）細胞內良好（主要）的儲能物質：脂肪。
（7）細胞生命活動的直接能源物質：ATP。
知識點3
細胞呼吸
1、有氧呼吸
（1）概念：細胞在O2的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產生二氧化碳（CO2）和水（H2O），釋放能量，生成大量ATP的過程。
（2）有氧呼吸場所：細胞質基質和線粒體（主要）。
（3）線粒體增大膜面積方式：內膜向內腔折疊形成嵴。與有氧呼吸有關的酶分布于線粒體的基質中和內膜上。
（4）有氧呼吸過程
階段
場所
物質變化
能量變化
第一階段
細胞質基質
1葡萄糖（C6H12O6）→2丙酮酸（C3H4O3）＋4[H]
少量能量
第二階段
線粒體基質
2丙酮酸（C3H4O3）＋6H2O→6CO2＋20[H]
少量能量
第三階段
線粒體內膜
24[H]＋6O2→12H2O
大量能量
（5）有氧呼吸總反應式：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋大量能量。
（6）有氧呼吸過程中：葡萄糖（C6H12O6）參與第一階段，H2O參與第二階段，O2參與第三階段（作用：與[H]結合生成H2O，釋放大量能量）；CO2生成于第二階段，H2O生成于第三階段；第三階段釋放能量最多。有氧呼吸產生的[H]實質是NADP（還原型輔酶Ⅰ）。
（7）有氧呼吸各元素去向：
產物CO2中的：C來自葡萄糖，O來自葡萄糖和水；
產物H2O中的：H來自葡萄糖和水，O來自氧氣。
2、無氧呼吸
（1）無氧呼吸兩個階段都在細胞質基質中進行。無氧呼吸第一階段與有氧呼吸完全相同，都產生了共同的中間產物丙酮酸；第二階段在不同酶的催化下生成酒精和CO2或乳酸。
（2）無氧呼吸過程
無氧呼吸
場　所
反應式
第一階段
細胞質基質
C6H12O6→2丙酮酸（C3H4O3）+4[H]+
少量能量
第二階段
細胞質基質
2丙酮酸（C3H4O3）+4[H]→2C3H6O3
（乳酸）
2丙酮酸（C3H4O3）+4[H]→2C2H5OH（酒精）+
2CO2
（3）無氧呼吸總反應式
①酵母菌、多數植物、蘋果：C6H12O62C2H5OH（酒精）＋2CO2＋少量能量。
②乳酸菌、骨骼肌、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚：C6H12O62C3H6O3（乳酸）＋少量能量。
不同生物無氧呼吸的產物不同，是因為酶的種類不同。無氧呼吸產生的[H]實質是NADH。
（4）無氧呼吸只在第一階段釋放出少量能量，合成少量ATP。
3、細胞呼吸原理的運用
（1）用透氣的消毒紗布或松軟的“創可貼”包扎傷口，是為了抑制傷口處厭氧菌的繁殖。
（2）疏松土壤、稻田定期排水，促進根系的有氧呼吸，防止根系無氧呼吸而引起酒精中毒。
（3）釀酒過程中，前期通入無菌空氣讓酵母菌進行有氧呼吸，大量繁殖；后期封閉發酵罐，讓酵母菌進行無氧呼吸，產生酒精。
（4）向發酵罐通入無菌空氣，利用醋酸桿菌、谷氨酸棒狀桿菌的有氧呼吸生產味精。
（5）提倡慢跑等有氧運動，避免肌細胞無氧呼吸產生大量乳酸，而使肌肉酸脹乏力。
（6）食品真空包裝、充加CO2能抑制細胞呼吸，延長保存期。
4、影響細胞呼吸作用的因素—內部因素：遺傳因素
5、影響細胞呼吸作用的因素—外界因素（環境因素）
（1）溫度：溫度通過影響酶活性來影響細胞的呼吸速率。最適溫度時，細胞呼吸最強；超過最適溫度時酶活性降低，甚至變性失活，呼吸作用受到抑制；低于最適溫度時酶活性下降，呼吸作用受到抑制。
（2）O2濃度：O2是有氧呼吸所必需的，且對無氧呼吸過程有抑制作用，在O2濃度為零時，只進行無氧呼吸；O2濃度為大于零小于10%時，既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸；O2濃度為10%以上時，只進行有氧呼吸。
（3）CO2濃度：CO2濃度增加，呼吸速率下降。環境CO2濃度提高，將抑制細胞呼吸。
（4）含水量：在一定范圍內，呼吸作用強度隨含水量的增加而增強，隨含水量的減少而減弱。但陸生植物根部如長時間受水浸沒，根部缺氧，進行無氧呼吸，產生過多酒精，可使根部細胞壞死。
知識點4
光合作用與能量轉換
1、捕獲光能的色素
2、葉綠體的結構
（1）葉綠體只存在于植物的綠色細胞中，扁平的橢球形或球形，雙層膜（透明的，有利于光照的透過）。
（2）葉綠體內部由多個類囊體堆疊成基粒，基粒上有色素，吸收光能的色素分布在葉綠體的類囊體薄膜上。每個基粒由2-100個類囊體組成，增大葉綠體內的膜面積，擴大色素酶附著面，擴大了受光面積，有利于提高光能的利用率。
（3）基粒與基粒之間充滿了基質，基質光合作用中暗反應進行的場所。
3、光合作用的探究歷程：
發現者
時間
結論
普利斯特利
1771年
植物可以更新空氣
英格豪斯
1779年
只有在光照下只有綠葉才可以更新空氣
1785年
明確了光下釋放的是O2吸收的是CO2
梅耶
1845年
光合作用把光能轉換成化學能儲存起來
薩克斯
1864年
植物葉片光合作用產生了淀粉
恩格爾曼
1880年
氧氣是葉綠體釋放出來的、葉綠體是光合作用的場所
魯賓和卡門
1939年
光合作用釋放的O2全部來自于H2O
卡爾文
20世紀40年代
探明了CO2轉化成有機物的途徑即卡爾文循環
4、光合作用
（1）概念：光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。
（2）總反應式（產物為葡萄糖）：CO2＋12H2OC6H12O6＋6H2O＋6O2
5、光合作用的過程
（1）光反應階段：必須有光才能進行
條件：光、色素、酶、水
場所：葉綠體的類囊體薄膜
（2）暗反應階段：有光無光都能進行
條件：酶、CO2、NADPH、ATP
場所：葉綠體基質
6、光合作用的意義
①
制造有機物，實現物質轉變，將CO2和H2O合成有機物，轉化并儲存太陽能；
②
調節大氣中的O2和CO2含量保持相對穩定；
③
生物生命活動所需能量的最終來源。
④光合作用是生物界最基本的物質代謝和能量代謝。
7、影響光合作用的因素：光照強度、濃度、溫度、礦質元素、水分
（1）光照強度
①A點：光照強度為零，此時只進行細胞呼吸。
②AB段：隨光照強度的增強，光合作用強度也逐漸增強，CO2釋放量逐漸減少。
③B點：為光補償點，細胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強度等于細胞呼吸強度。
④C點：對應的光照強度為光飽和點，限制C點以后光合作用強度不再增加的內部因素是色素含量、酶的數量和最大活性，外部因素是CO2濃度等除光照強度之外的環境因素。
（2）CO2濃度：
①B點和B`點都表示CO2飽和點。
②A`點表示進行分光合作用所需的CO2最低濃度。
（3）溫度：
①AB段：在B點前，隨著溫度升高，光合速率增大。
②B點：酶的最適溫度，光合速率最大。
③BC段：隨著溫度升高，酶的活性下降，光合速率減小，50℃左右光合速率幾乎為零。
8、曲線分析
甲圖：光合速率＝呼吸速率的點：d、h。
乙圖：光合速率＝呼吸速率的點：D、H。
Oc段：只進行呼吸作用。
OC段：只進行呼吸作用。
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：只進行呼吸作用。
IJ段：只進行呼吸作用。
積累有機物最多的點：h。
積累有機物最多的點：H。
f點光合速率下降原因：氣溫過高，導致部分氣孔關閉，導致CO2供應不足。
乙圖：J點低于O點，植物體有機物總量增多；J點高于O點，植物體有機物總量減少；J點等于O點，植物體有機物總量不變。
9、化能合成作用
（1）化能合成作用：利用體外環境中的某些無機物氧化時所釋放出的能量（化學能）來制造有機物。
實例：生活在土壤中的硝化細菌，能將土壤中的氨（NH3）氧化成亞硝酸（HNO2），進而將亞硝酸（HNO2）氧化成硝酸（HNO3）。硝化細菌能夠利用這兩個化學反應中釋放出的化學能，將二氧化碳和水合成為糖類，維持自身生命活動。
（2）自養生物和異養生物
①自養生物：能將無機環境中的無機物二氧化碳和水轉化為有機物的生物。
光能自養生物：利用光能進行光合作用的生物，如綠色植物、藍細菌。
化能自養生物：利用化學能進行化能合成作用的生物，如硝化細菌等。
②異養生物：只能利用環境中現成的有機物來維持自身的生命活動，如人、動物、腐生生物、寄生生物。
10、比較光合作用和細胞呼吸作用
光合作用
呼吸作用
反應場所
綠色植物（在葉綠體中進行）
所有生物（主要在線粒體中進行）
反應條件
光、色素、酶等
酶（時刻進行）
物質轉變
無機物CO2和H2O合成有機物（CH2O）
分解有機物產生CO2和H2O
能量轉變
把光能轉變成化學能儲存在有機物中
釋放有機物的能量，部分轉移ATP
實質
合成有機物、儲存能量
分解有機物、釋放能量、產生ATP
聯系
光合作用
呼吸作用
11、C3和C5（及NADPH、ATP）變化規律
條件
C3
C5
NADPH、ATP
光照不變，CO2減少
減少
增加
增加
光照不變，CO2增加
增加
減少
減少
CO2不變，光照減弱
增加
減少
減少
CO2不變，光照增強
減少
增加
增加
實驗
探究酵母菌細胞呼吸的方式
（1）酵母菌是一種單細胞真菌，屬于真核生物。在有氧和無氧條件下都能生存。
（2）CO2和酒精的檢測屬于兼性厭氧菌。
①CO2可使澄清石灰水變渾濁，也可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃。
②酒精在酸性條件下與橙色的重鉻酸鉀反應變成灰綠色。
（3）配制酵母菌培養液的葡萄糖溶液要煮沸冷卻，煮沸的目的是殺菌除氧，冷卻是為了防止高溫殺死酵母菌。
（4）在有氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產生大量的二氧化碳和水。
（5）在無氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產生酒精和少量的二氧化碳。
實驗
綠葉中色素的提取和分離
（1）色素的提取：綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇（體積分數100%酒精）中。
（2）色素的分離：不同色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散的快，反之則慢，這樣，色素就會隨著層析液在濾紙上的擴散而分離開。分離方法：紙層析法。
（3）試劑及藥品作用：①無水乙醇作用：溶解、提取色素；②層析液作用：分離色素；③SiO2作用：破壞細胞結構，使葉片研磨更充分；④CaCO3作用：保護葉綠素/防止研磨中葉綠素被破壞。
（4）分離過程中不能讓濾液細線觸及層析液，原因是避免濾液細線中的色素直接溶于層析液中。
（5）色素分離結果
（6）提取和分離現象異常原因分析
Ⅰ.收集到的濾液綠色過淺
原因：①未加SiO2，研磨不充分；②使用放置數天的菠菜葉，濾液色素（葉綠素）含量較低；③一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低；④未加CaCO3或加入過少，色素分子被破壞。
Ⅱ.濾紙條看不見色素帶
原因：①忘記畫濾液細線；②濾液細線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中。
Ⅲ.濾紙條色素帶重疊原因：①濾液細線畫的過粗。
專題5
細胞的生命歷程
知識點1
細胞的增殖
1、多細胞生物體的生長，既靠細胞生長增大細胞的體積，還要靠細胞分裂增加細胞的數量。
2、細胞增殖
（1）單細胞生物體通過細胞增殖而繁衍。多細胞生物體從受精卵開始，要經過細胞的增殖和分化逐漸發育為成體。生物體內，也不斷地有細胞衰老死亡，需要通過細胞增殖加以補充。因此，細胞增殖是重要的細胞生命活動，是生物體生長、發育、繁殖、遺傳的基礎。
（2）真核細胞分裂方式有：有絲分裂、無絲分裂和減數分裂三種。受精卵、干細胞、癌細胞、分生區細胞、體細胞、原始生殖細胞進行有絲分裂，蛙的紅細胞進行無絲分裂，減數分裂產生生殖細胞。
3、細胞周期
（1）概念：連續進行有絲分裂的細胞，從一次分裂完成時開始，到下一次分裂完成時為止，為一個細胞周期。
（2）條件：連續分裂的細胞才具有細胞周期，如根尖分生區細胞、莖形成層細胞、皮膚生發層細胞、胚胎干細胞、癌細胞；高度分化的細胞沒有細胞周期，如葉肉細胞、表皮細胞、卵細胞、肌細胞、神經細胞等。生物體內部分細胞能不斷進行細胞分裂。
（3）一個細胞周期包括兩個階段：分裂間期：在前，用時長；分裂期：在后，用時短。
不同細胞的細胞周期一般不同，分裂間期與分裂期所占比例也不同。圖例分析：
知識點2
有絲分裂
1、高等植物細胞有絲分裂各時期特點
（1）分裂間期：①主要特點是完成DNA的復制和有關蛋白質的合成；②細胞有適度生長；③核膜核仁可見。
（2）前期（膜仁消失現兩體）：①（細絲狀）染色質染色體（桿狀），染色體散亂分布于紡錘體中；②核仁逐漸解體，核膜逐漸消失；③細胞兩極紡錘絲紡錘體。
（3）中期（形數清晰赤道齊）：①染色體著絲點整齊排列在細胞中央的赤道板上；②染色體形態穩定，數目清晰，便于觀察。
（4）后期（點裂數增均兩極）：著絲點斷裂，姐妹染色單體分開成為兩條子染色體，由紡錘絲牽引著分別移向細胞兩極。
（5）末期（兩消兩現細胞板）：①（桿狀）染色體染色質（細絲狀）；②紡錘體消失；③核膜、核仁重新出現，形成2個新的細胞核；④赤道板處細胞板新的細胞壁。
一個細胞分裂成兩個子細胞，子細胞中染色體數目與母細胞的相同。
2、動物、植物細胞有絲分裂的比較
項目
植物細胞有絲分裂
動物細胞有絲分裂
相同點
①分裂間期都完成DNA的復制和有關蛋白質的合成
②分裂期染色體形態、數目、行為的變化規律相同，染色體平均分配到兩個子細胞中去
不
同
點
間期
（中心粒的復制）
無中心粒的復制
（低等植物細胞除外）
有中心粒的復制
前期
（紡錘體形成機制）
細胞兩極紡錘絲紡錘體
中心體星射線紡錘體
末期
（細胞質分裂方式）
赤道板處細胞板
細胞壁，分割細胞質
細胞膜從中部向內凹陷，縊裂細胞質
3、有絲分裂的特征和意義
（1）特征：將親代細胞的染色體經過復制（實質為DNA的復制）之后，精確地平均分配到兩個子細胞中。
（2）意義：由于染色體上有遺傳物質DNA，因而在細胞的親代和子代間保持了遺傳性狀的穩定性。
4、有絲分裂知識點歸納
（1）核DAN加倍時期：間期；染色體加倍時期：后期。
（2）染色單體形成、出現、消失的時期依次是：間期、前期、后期。
（3）觀察染色體形態、數目的最佳時期：中期。
（4）核膜、核仁解體的時期：前期；重新出現的時期：末期；始終看不見的時期：中期、后期。
（5）紡錘體、染色體形成的時期：前期；紡錘體、染色體消失的時期：末期。
（6）末期與細胞板、細胞壁形成有關的細胞器：高爾基體。赤道板不是（是/不是）細胞結構。
（7）染色體數:染色單體數:核DNA數＝1:2:2的時期主要是前期、中期。
5、染色體數、核DNA數、每條染色體上DNA數變化曲線
（1）曲線識別：有斜線的是核DNA數量變化曲線，沒有斜線的是染色體數量變化曲線。
（2）甲圖：BC段變化
原因：染色體著絲點斷裂，姐妹染色單體分開成為兩條子染色體。
DE段變化
原因：細胞一分為二，染色體平均分配到兩個子細胞中。
（3）乙圖：FG段變化
原因：間期進行核DNA的復制。
HI段變化
原因：細胞一分為二，核DNA隨染色體平均分配到兩個子細胞中。
（4）丙圖：JK段變化
原因：間期進行核DNA的復制。
LM段變化
原因：染色體著絲點斷裂，姐妹染色單體分開成為兩條子染色體。
6、無絲分裂的特點：分裂過程中沒有出現紡錘絲和染色體的變化，如蛙紅細胞的分裂。
實驗
觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂
（1）實驗原理
①在高等植物體內，有絲分裂常見于根尖、芽尖等分生區細胞，在適宜條件下有絲分裂旺盛，易觀察到有絲分裂各個時期的細胞。選材時，應選擇細胞周期短，分裂期占細胞周期比例相對較大的材料，這樣比較容易觀察到處于不同分裂期的細胞圖像。
②各個細胞的分裂是獨立進行的，因此在同一分生組織中可以看到處于不同分裂時期的細胞。
③高倍顯微鏡下觀察細胞內染色體的存在狀態，就可以判斷細胞處于有絲分裂的哪個時期。
④細胞核內的染色體（質）容易被堿性染料（如龍膽紫溶液、醋酸洋紅液）染成深色。
（2）實驗步驟
①洋蔥根尖的培養
②裝片制作（流程：解離→漂洗→染色→制片）
解離的目的：使組織中的細胞相互分離開來。
漂洗的目的：洗去藥液，防止解離過度，便于染色。
染色的目的：用龍膽紫溶液或醋酸洋紅液使染色體著色，便于觀察。
制片的目的：使細胞分散開來，有利于觀察。
③觀察：先放在低倍鏡下觀察找到分生區的細胞（特點：細胞呈正方形，排列緊密）；再轉換成高倍鏡觀察。
（3）結果分析
①顯微鏡視野中大部分細胞處于分裂間期，因為間期用時長。
②視野中觀察到的細胞都是死細胞，因此不能連續觀察一個細胞從前期到末期的動態變化。
知識點3
細胞分化
1、細胞分化
（1）概念：在個體發育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異的過程叫做細胞分化。
（2）特點
①普遍性：細胞分化是生物界中普遍存在的生命現象。
②持久性：發生于整個生命進程，在胚胎期達到最大限度。
③穩定性和不可逆性：一般來說，分化了的細胞將一直保持分化后的狀態，直到死亡。
④遺傳物質不變性：就一個個體來說，各種細胞的遺傳信息相同。
（3）意義：是多細胞生物個體發育的基礎，使多細胞生物體中的細胞趨向專門化，有利于提高各種生理功能的效率。
（4）原因：在個體發育過程中，不同細胞中遺傳信息的執行情況不同。
（5）實質：基因的選擇性表達。
（6）結果：細胞層面：形成形態、結構和功能不同的細胞
分子層面：合成了某種細胞的特有蛋白質，如胰島素、血紅蛋白等
（7）細胞分裂與細胞分化的關系：細胞分裂是細胞分化的基礎，細胞分裂使細胞數目增多，細胞分化使細胞種類增多。細胞分裂和細胞分化不會使細胞中遺傳物質發生改變。
2、細胞的全能性
（1）概念：指已經分化的細胞，仍然具有發育成完整個體的潛能。
（2）原因：細胞中含有本物種的全套遺傳物質。
（3）實例：①植物組織培養：說明已分化的植物細胞具有全能性。②克隆（核移植）：說明已分化的動物體細胞的細胞核具有全能性。
（5）干細胞：動物和人體內仍保留著少數具有分裂和分化能力的細胞，這些細胞叫做干細胞。如人骨髓中的造血干細胞，能通過增殖和分化，不斷產生紅細胞、白細胞和血小板等。
知識點4
細胞的衰老和死亡
1、衰老細胞的主要特征
（1）細胞內的水分減少，導致細胞萎縮，體積減小，新陳代謝減慢，如老年人皮膚皺縮。
（2）細胞內多種酶的活性降低，如老年人白發是由于頭發基部細胞中酪氨酸酶活性降低，黑色素合成減少所致。
（3）色素積累，如老年人的“老年斑”。
（4）呼吸速率減慢；細胞核體積增大，核膜內折，染色質收縮、染色加深。
（5）細胞膜通透性改變，物質運輸功能降低。
2、細胞衰老的原因
（1）自由基學說（2）端粒學說
3、細胞衰老與個體衰老的關系
（1）單細胞生物：細胞的衰老或死亡就是個體的衰老或死亡。
（2）多細胞生物：細胞的衰老和死亡與個體的衰老和死亡不是一回事。年輕人體內也有衰老的細胞，老年人體內也有幼嫩的細胞。個體衰老的過程是組成個體的細胞普遍衰老的過程。
4、細胞凋亡：指由基因所決定的細胞自動結束生命的過程。由于細胞凋亡受到嚴格的由遺傳機制決定的程序性調控，所以也常常被稱為細胞編程性死亡。細胞凋亡對于多細胞生物體完成正常發育，維持內部環境的穩定，以及抵御外界各種因素的干擾都起著非常關鍵的作用。
5、細胞壞死：在種種不利因素影響下，由于細胞正常代謝活動受損或中斷引起的細胞損傷和死亡。
6、細胞死亡包括細胞凋亡和細胞壞死，二者區別如下：
（1）細胞凋亡：受基因控制，是細胞主動發生的，對生物體有利。
（2）細胞壞死：不受基因控制，是細胞被動發生的，對生物體有害。
生物
必修第二冊
專題1
遺傳因子的發現
知識點1
孟德爾豌豆雜交實驗
1、選擇豌豆作為實驗材料的優點：
（1）豌豆是自花傳粉植物（2）具有多對易于區分的相對性狀（3）豌豆花大，容易操作
2、性狀和相對性狀的概念：
（1）性狀：生物的形態、結構和生理特征的總稱。如豌豆的株高、花色、種子的形狀等。
（2）相對性狀：一種生物的同一種性狀的不同表現類型，叫做相對性狀。
3、雜交實驗的操作要點（人工授粉的操作要點）：
（1）去雄：在花蕾期，將母本的雄蕊全部除去并套上紙袋隔離（防止外來花粉的干擾）。
（2）人工授粉：待雌蕊成熟時，采集父本的花粉撒在去雄花的雌蕊的柱頭上，并套袋（防止外來花粉的干擾）。
（3）觀察實驗現象，記錄實驗數據。
4、正交和反交：正交和反交是相對而言的。如果把一個親本組合稱為正交，那么交互性別的親本組合就成為反交。
5、F1（雜合子）自交產生的F2中同時出現顯性性狀和隱性性狀的現象叫作性狀分離，分離比為高莖：矮莖≈3:1
6、雜交實驗的遺傳圖解：
知識點2
分離定律【使用方法：假說——演繹法（觀察分析—提出假說—演繹推理—實驗驗證）】
1、分離定律的內容：
（1）在生物的體細胞中，控制同一性狀的遺傳因子成對存在，不相融合
（2）在形成配子時，成對的遺傳因子發生分離，分離后的遺傳因子分別進入不同的配子中，隨配子遺傳給后代
（3）適用條件：①一定是真核生物②一定要進行有性生殖③一定是細胞核中的遺傳因子④只研究一對相對形狀的遺傳
2、顯性純合子與雜合子的判斷
（1）測交法（2）自交法
3、熟練運用分離比
4、分離定律中的幾種特殊情況
（1）不完全顯性時，F2的性狀分離比不是3:1，而是1:2:1
（2）顯性純合致死情況下，個體中沒有顯性純合子。
（3）隱性純合致死情況下，個體中沒有隱性個體。
（4）配子致死不能形成含有某種遺傳因子的配子。
（5）合子致死不能形成含有致死因子的幼體或成體的現象。
（6）從性遺傳：指遺傳因子組成相同，但在雌雄（男女）個體中的性狀表現不同。
知識點3
自由組合定律
1、內容：控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的；在形成配子時，決定同一性狀的成
對的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。
2、自由組合定律的“三性”
（1）同時性（2）獨立性（3）普遍性
3、自由組合定律的適用范圍
（1）有性生殖的真核生物（2）細胞核內的遺傳因子（3）兩對或兩對以上控制不同相對性狀的遺傳因子
4、表現型、基因型和等位基因的概念
（1）表現型指生物個體表現出來的性狀，如豌豆的高莖和矮莖
（2）基因型指與表現型相關的基因組成，如高莖的基因型為DD、Dd，矮莖的基因型為dd
表現型和基因型的關系：
①基因型是表現型的內因，表現型是基因型的外在表現
②表現型相同，基因型不一定相同
③基因型相同：若環境條件不同，表現型也可能不同。即基因型+環境條件→表現型
（3）等位基因：控制相對性狀的基因，如D、d
5、常見組合問題：（各對等位基因分別位于非同源染色體上）
（1）配子類型問題：如：AaBbCc產生的配子種類數為2×2×2=8種
（2）基因型類型：如：AaBbCc×AaBBCc，后代基因型數為多少？
先分解為三個分離定律Aa×Aa后代3種基因型（1AA：2Aa：1aa）Bb×BB后代2種基因型（1BB：1Bb）Cc×Cc后代3種基因型（1CC
：2Cc：1cc）
所以其雜交后代有3×2×3=18種類型。
（3）表現類型問題：如：AaBbCc×AabbCc，后代表現數為多少？
先分解為三個分離定律：Aa×Aa后代2種表現型
Bb×bb后代2種表現型
Cc×Cc后代2種表現型
所以其雜交后代有2×2×2=8種表現型。
專題2
基因和染色體的關系
知識點1
減數分裂
1、概念：減數分裂是進行有性生殖的生物形成生殖細胞過程中（也是孟德爾遺傳定律的適用范圍）所特有的細胞分裂方式。在減數分裂過程中，染色體只復制一次，而細胞連續分裂兩次，新產生的生殖細胞中的染色體數目比體細胞減少一半。
2、同源染色體和非同源染色體
①同源染色體是指減數分裂中配對的兩條染色體，形狀、大小一般都相同（XY性染色體不相同），一條來自父方，一條來自母方
②非同源染色體是指形狀和大小各不相同，且在減數分裂過程中不配對的染色體
3、姐妹染色單體和非姐妹染色單體（染色體呈X型才有染色單體）
①姐妹染色單體是指同一著絲點連接著的兩條染色單體
②非姐妹染色單體是指不同著絲點連接著的兩條染色單體
4、聯會和四分體
①聯會是指減數第一次分裂的前期，同源染色體兩兩配對的現象
②聯會后的每對同源染色體含有四條染色單體，叫做四分體
非姐妹染色單體：很多，比如①與除了②之外都是非姐妹染色單體
1個四分體=1對同源染色體=2條染色體=4條染色單體=4個DNA分子=8條脫氧核苷酸鏈
（1）精原細胞和卵原細胞
的染色體數目與體細胞相同。因此，它們屬于體細胞，通過有絲分裂的方式增殖，但它們又可以進行減數分裂形成生殖細胞。
（2）減數分裂過程中染色體數目減半發生在減數第一次分裂，原因是同源染色體分離并進入不同的子細胞。所以減數第二次分裂過程中無同源染色體。
知識點2
減數分裂的過程
1、精子的形成過程：場所：精巢（哺乳動物稱睪丸）
減數第一次分裂
（1）間期：染色體復制（包括DNA復制和蛋白質的合成）。
（2）前期（四分體時期）：同源染色體兩兩配對（稱聯會），形成四分體。
四分體中的非姐妹染色單體之間常常發生對等片段的互換。（交叉互換）（基因重組第一種類型）
（3）中期：同源染色體成對排列在赤道板上（兩側）。
（4）后期：同源染色體分離；非同源染色體自由組合（基因重組第二種類型）。
（5）末期：細胞質分裂，形成2個子細胞（次級精母細胞）。
減數第二次分裂（無同源染色體）
（1）前期：染色體排列散亂。
（2）中期：每條染色體的著絲點都排列在細胞中央的赤道板（假想平面）上。
（3）后期：姐妹染色單體分開，成為兩條子染色體。并分別移向細胞兩極。
（4）末期：細胞質分裂，每個細胞形成2個子細胞，最終共形成4個子細胞（精細胞）。
2、卵細胞的形成過程：卵巢
3、精子與卵細胞的形成過程的比較
精子的形成
卵細胞的形成
不同點
形成部位
精巢（哺乳動物稱睪丸）
卵巢
過　　程
有變形期
無變形期
分裂方式
均等
不均等
子細胞數
一個精原細胞形成4個精子
一個卵原細胞形成1個卵細胞+3個極體
相同點
精子和卵細胞中染色體數目都是體細胞的一半
4、減數分裂與有絲分裂中DNA和染色體的數目變化曲線圖
（1）減數分裂DNA和染色體的數目變化曲線圖
（2）有絲分裂中DNA和染色體的數目變化曲線圖
5、減數分裂與有絲分裂圖像辨析步驟
一看染色體數目：奇數為減Ⅱ（姐妹分家只看一極）。二看有無同源染色體：沒有為減Ⅱ（姐妹分家只看一極）三看同源染色體行為：確定有絲或減Ⅰ
若細胞質為不均等分裂，則為卵原細胞的減Ⅰ或減Ⅱ的后期。
減Ⅱ前
減Ⅰ前
減Ⅱ前
減Ⅱ末
有絲后期
減Ⅱ后
減Ⅱ后
減Ⅰ后
有絲前
減Ⅱ中
減Ⅰ后
減Ⅱ中
減Ⅰ前
減Ⅱ后
減Ⅰ中
有絲中
知識點3
受精作用
1、概念：卵細胞和精子相互識別、融合成為受精卵的過程。
2、過程：①在受精作用時，通常是精子的頭部進入卵細胞，尾部留在外面。與此同時，卵細胞的細胞膜會發生復雜的生理反應，以阻止其他精子進入（三大反應兩大屏障）②精子的頭部進入卵細胞后，精子的細胞核就與卵細胞的細胞核相融合，使彼此的染色體會合在一起
3、實質：精子的細胞核就與卵細胞的細胞核相融合，使彼此的染色體會合在一起
4、結果：受精卵中的染色體數目與體細胞中的相同，其中有一半的染色體來自精子，另一半來自卵細胞（細胞質主要來自于卵細胞）
知識點4
基因在染色體上
1、薩頓假說
（1）內容：基因在染色體上
（2）依據：基因和染色體行為存在著明顯的平行關系
（3）方法：是類比推理法。類比推理得出的結論正確與否還需要實驗證明。
2、基因位于染色體上的實驗證據（摩爾根）
（1）果蠅作為遺傳學研究的實驗材料的優點：①個體小，容易飼養②繁殖速度快③有明顯的相對性狀，便于觀察和統計④后代數量大，一只雌果蠅一生能產生幾百個后代⑤染色體數目少，便于觀察
（2）檢測方法：熒光標記法→基因在染色體上呈線性排列，一條染色體上應該有多個基因
3、孟德爾遺傳規律的現代解釋
（1）基因分離定律的實質：在雜合體的細胞中，位于一對同源染色體的等位基因，具有一定的獨立性；在減數分裂形成配子的過程中，等位基因會隨同源染色體的分開而分離，分別進入兩個配子中，獨立的隨配子遺傳給后代。
（2）基因的自由組合定律的實質：位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的；在減數分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。
4、探究有關基因是位于X染色體上還是位于常染色體上的實驗設計
（1）未知顯隱性，但已知雌雄個體均為純合子——正反交
①若正反交結果相同，則相應的基因位于常染色體上
②若正反交結果不同，且子代性狀表現與性別有關，則相應的基因位于性染色體上
（2）已知顯隱性——隱性雌性X顯性雄性法
①若子代中雄性個體全為隱性性狀，雌性個體全為顯性性狀，則相應的基因位于X染色體上
②若子代個體的性狀表現與性別無關，則相應的基因位于常染色體上
知識點5
伴性遺傳
1、性染色體的概念：生物體細胞內的染色體根據與性別的關系分為常染色體與性染色體，性染色體與生物的性別決定有關
2、伴性遺傳的概念：位于性染色體上的基因，其在遺傳上總是和性別相關聯
3、伴X染色體隱性遺傳
（1）特點：致病基因位于X染色體上，是隱性基因，在Y染色體上沒有它的等位基因
（2）實例：人類紅綠色盲癥
①基因型和表現型
女性
男性
基因型
XBXB
XBXb
XbXb
XBY
XbY
表現型
正常
正常（攜帶者）
色盲
正常
色盲
②遺傳特點：男性患者多于女性患者；男性紅綠色盲的基因只能來自母親，以后只能傳給女兒；“女病，父子病”
3、伴X染色體顯性遺傳
（1）特點：致病基因位于X染色體上，是顯性基因，在Y染色體上沒有它的等位基因
（2）實例：抗維生素D佝僂病
①基因型和表現型
女性
男性
基因型
XDXD
XDXd
XdXd
XDY
XdY
表現型
佝僂病患者
佝僂病患者
正常
佝僂病患者
正常
②遺傳特點：女性患者多于男性患者；往往有世代連續遺傳的遺傳現象；男性患者的母親和女兒一定患病
4、伴Y染色體遺傳
遺傳特點：患者全為男性，女性全正常，因為致病基因只位于Y染色體上，且無顯隱性之分；具有世代連續遺傳現象，致病基因由父親傳給兒子，兒子傳給孫子
5、伴性遺傳在實踐中的應用
（1）指導優生優育，提高人口素質（2）通過性狀來推知性別，提高產量和質量
6、遺傳方式的判定
無中生有為隱形
有中生無為顯性
隱形遺傳找女病（顯性遺傳找男病）
父子皆病為伴性（母女皆病為伴性）
父子無病非伴性（母女無病非伴性）
專題3
基因的本質與表達
知識點1
DNA是主要的遺傳物質
1、肺炎鏈球菌在小鼠體內轉化實驗（格里菲思）
結論：已加熱殺死的S型細菌體內含有某種“轉化因子”，其能促使無毒性的R型細菌部分轉化為有毒性的S型細菌。
2、肺炎鏈球菌的體外轉化實驗（艾弗里）：
（1）思路：設法將DNA和蛋白質、多糖等物質分開，單獨地、直接地觀察它們的作用
（2）過程及結果：
設置最后一組實驗的目的：與第一組形成對照，說明DNA的水解產物不能實現轉化
（3）分析：S型細菌的DNA使R型細菌發生轉化，S型細菌的其他物質不能使R型細菌發生轉化。
（4）結論：S型細菌體內只有DNA才是“轉化因子”，即DNA是肺炎鏈球菌的遺傳物質。
3、噬菌體侵染細菌實驗（赫爾希和蔡斯）
（1）T2噬菌體：
①結構和成分：頭部和尾部的外殼是由蛋白質構成，頭部內含有DNA
②生活方式：一種專門寄生在大腸桿菌體內的病毒
③T2噬菌體侵入大腸桿菌后，會在自身遺傳物質的作用下，利用大腸桿菌體內的物質來合成自身的組成成分，進行大量增殖。
（2）方法：放射性同位素標記法
（3）思路：S是蛋白質的特征元素，P是DNA的特征元素，用各自特征元素的放射性同位素分別標記DNA和蛋白質，直接、單獨地觀察它們的作用。
（4）過程：
①標記噬菌體：在分別含有放射性同位素32P和35S的培養基中培養細菌。分別用上述細菌培養T2噬菌體，制備含32P噬菌體和含35S的噬菌體
②侵染過程：
（5）實驗結果：
親代噬菌體
寄主細胞內
子代噬菌體
實驗結論
第一組實驗
35S標記蛋白質
無35S標記蛋白質
外殼蛋白質無35S
DNA分子具有連續性，是遺傳物質
第二組實驗
32P標記DNA
有32P標記DNA
DNA有32P標記
4、煙草花葉病毒的感染實驗：
5、少數生物的遺傳物質是RNA，絕大多數生物的遺傳物質是DNA，所以說DNA是主要的遺傳物質
6、遺傳物質應具備的特點：①在細胞生長和繁殖的過程中能夠精確地復制自己②能夠指導蛋白質合成從而控制生物的性狀和新陳代謝③具有貯存大量遺傳信息的潛在能力④結構比較穩定
7、噬菌體侵染大腸桿菌的過程：吸附→注入→合成→組裝→釋放
知識點2
DNA的結構（基本組成元素：C、H、O、N、P）
1、基本組成單位：脫氧（核糖）核苷酸
2、DNA雙螺旋結構模型的構建（沃森和克里克）
（1）主要內容：
DNA分子的平面結構
①DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸長鏈組成的
②DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成DNA分子的基本骨架，堿基排列在內側
③DNA分子兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對，堿基配對依據堿基互補配對原則進行，A與T配對，且有兩個氫鍵；G與C配對，且有三個氫鍵
DNA分子的空間結構
組成DNA分子的兩條脫氧核苷酸長鏈按照反向平行的方式盤旋成雙螺旋結構
3、DNA分子的特性：（1）穩定性（2）多樣性（3）特異性
4、堿基互補配對原則：A—T
C—G
知識點3
DNA的復制
1、DNA半保留復制的實驗證據
（1）實驗材料：大腸桿菌
（2）實驗方法：同位素示蹤技術和密度梯度離心
（3）實驗假設：DNA以半保留的方式復制
（4）實驗過程：
①大腸桿菌在含15N的NH4Cl培養液中繁殖幾代，使DNA雙鏈充分被15N標記
②將含15N標記的大腸桿菌轉移到含14N的普通培養液中培養
③在不同時刻收集大腸桿菌并提取DNA（間隔的時間約為大腸桿菌增殖一代所用時間）
④將提取的DNA進行密度梯度離心，記錄離心后試管中的DNA的位置
（5）實驗預期：離心后應出現3種類型的DNA帶
①重帶（密度最大）：兩條鏈都被15N標記的親代雙鏈DNA（15N/15N）
②中帶（密度居中）：一條鏈被15N標記，另一條鏈含14N的子代雙鏈DNA（14N/15N）
③輕帶（密度最小）：兩條鏈都喊14N的子代雙鏈DNA（14N/14N）
（6）實驗結果：與預期相符
①立即取出，提取DNA→離心→全部重帶（15N/15N）
②增殖一代后取出，提取DNA→離心→全部中帶（14N/15N）
③增殖兩代后取出，提取DNA→離心→1/2輕帶（14N/14N）
1/2中帶（14N/15N）
（7）實驗結論：DNA的復制是以半保留方式進行的
2、DNA分子復制的過程
（1）概念：以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。DNA的復制實質上是遺傳信息的復制
（2）時間：有絲分裂的間期和減數第一次分裂之前的間期
（3）場所：主要在細胞核中（少量在線粒體和葉綠體）
（4）過程：
①解旋：DNA分子利用細胞提供的能量，在解旋酶的作用下，解開雙鏈
②合成子鏈：以解開的每一段母鏈為模板，在DNA聚合酶作用下，利用細胞中游離的四種脫氧核苷酸為原料，按照堿基互補配對原則，各自合成與母鏈互補的一段子鏈
③隨著模板母鏈解旋過程的進行，新合成的子鏈也在不斷的延伸。同時，每條新鏈與對應的模板母鏈盤繞呈雙螺旋結構
3、DNA分子復制的基本條件
（1）模板：解旋的DNA分子的兩條單鏈（2）原料：四種游離的脫氧核苷酸
（3）能量：通過水解ATP提供（4）酶：解旋酶、DNA聚合酶等
4、復制準確的原因、特點及意義
（1）復制準確的原因：
①DNA具有獨特的雙螺旋結構，能為復制提供精確的模板。
②DNA具有堿基互補配對的能力，能夠使復制準確無誤的進行。
（2）復制特點：
①半保留復制：新合成的每個DNA分子，都保留了原來DNA分子中的一條鏈
②邊解旋邊復制：DNA復制時并不是先將母鏈全部解開為單鏈再合成子鏈，而是邊解旋邊復制
（3）意義：DNA通過復制，使親代的遺傳信息傳遞給子代，從而保證了遺傳信息的連續性
知識點4
基因通常是有遺傳效應的DNA片段
1、基因與DNA、染色體之間的關系
（1）脫氧核苷酸排列順序的特異性和多樣性決定了基因的特異性和多樣性
（2）真核生物的基因載體主要是染色體，另外還有線粒體和葉綠體；原核生物的基因載體就是原核細胞。
2、DNA片段中的遺傳信息
（1）基因中脫氧核苷酸的排列順序代表遺傳信息：每個染色體含有一個或兩個DNA分子，每個DNA分子有很多基因，每個基因都是特定的DNA片段，有著特定的遺傳效應，這說明DNA必然蘊含了大量的遺傳信息
（2）脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性：
①堿基排列順序千變萬化，構成了DNA分子的多樣性，而堿基特定的排列順序，又構成了每一個DNA分子的特異性。DNA分子的多樣性和特異性是生物多樣性和特異性的物質基礎。
②在人類的DNA分子中，核苷酸序列多樣性表現為每個人的DNA幾乎不可能完全相同，因此，DNA可以像指紋一樣用來鑒別身份。
（3）基因通常是有遺傳效應的DNA片段。通常針對的是絕大多數以DNA為遺傳物質的生物，而少數以RNA為遺傳物質的病毒，那基因就是有遺傳效應的RNA片段。
知識點5
基因指導蛋白質的合成
1、RNA的組成及種類
（1）元素組成：C、H、O、N、P（2）基本組成單位：核糖核苷酸
2、結構：RNA一般是單鏈，比DNA短。
3、分類：
（1）信使RNA（mRNA）：單鏈，攜帶從DNA上轉錄來的遺傳信息；在翻譯過程中作為模板；分布在細胞核和細胞質
（2）轉運RNA（tRNA）：單鏈，呈三葉草型；一端攜帶特定的氨基酸，另一端特定的三個堿基可與mRNA上的密碼子互補配對，叫反密碼子；分布在細胞質中
（3）核糖體RNA（rRNA）：核糖體的組成成分，參與構成核糖體。
4、遺傳信息的轉錄
（1）轉錄的概念：RNA是以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補配對原則合成的，這一過程稱為轉錄。
（2）轉錄的條件和產物：
場所：有DNA的地方（真核—主要在細胞核，少量在線粒體和葉綠體；原核—擬核區域，還有質粒）
模板：DNA的一條鏈（區別于DNA復制過程中的模板鏈）
原料：四種游離的核糖核苷酸
能量：ATP
酶：RNA聚合酶（使DNA雙鏈解旋；催化游離的核糖核苷酸形成鏈狀）
產物：mRNA、tRNA、rRNA
（3）過程：
①解旋：DNA雙鏈解開，DNA雙鏈的堿基得以暴露
②配對：游離的核糖核苷酸隨機地與DNA鏈上的堿基碰撞，當核糖核苷酸與DNA鏈上的堿基互補時，兩者以氫鍵結合
③連接：新結合的核糖核苷酸連接到正在合成的mRNA分子上
④釋放：合成的mRNA從DNA鏈上釋放，而后，DNA雙鏈恢復
5、遺傳信息的翻譯
（1）翻譯的概念：游離在細胞質中的各種氨基酸，以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質，這一過程叫做翻譯。
（2）翻譯的條件和產物：
場所：核糖體
模板：mRNA
原料：約21種氨基酸
能量：ATP
工具：tRNA
產物：具有一定氨基酸順序的肽鏈（蛋白質）
（3）堿基與氨基酸之間的對應關系
密碼子：
①概念：mRNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基
②種類：64種，終止密碼子有3種
③對應關系：一種氨基酸對應一種或多種密碼子（簡并性），一種有意義的密碼子只能決定一種氨基酸
④特點：簡并性、通用性
反密碼子：
①概念：與mRNA中的密碼子互補配對的tRNA一端的三個堿基。對密碼子具有識別作用
②對應關系：每種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸，一種氨基酸可由一種或多種tRNA轉運。
6、DNA復制、轉錄和翻譯的比較
7、mRNA中的堿基數與蛋白質中的氨基酸數的關系：
8、中心法則（克里克）
（1）內容：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的自我復制；也可以從DNA流向RNA，進而流向蛋白質，即遺傳信息的轉錄和翻譯
（2）完善后的中心法則：
（3）中心法則的兩大功能：①遺傳信息的傳遞功能②遺傳信息的表達功能
知識點6
基因對性狀的控制
1、基因表達產物與性狀的關系：
（1）基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀。如：淀粉分支酶是蛋白質，是淀粉分支酶基因表達的產物，皺粒豌豆中的淀粉分支酶不能合成是因為淀粉分支酶基因的結構發生了改變。
（2）基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀
2、基因選擇性表達與細胞分化
（1）生物體多種性狀的形成，都是以細胞分化為基礎的。同一生物體中不同類型的細胞，基因都是相同的，而形態、結構和功能卻各不相同，究其原因是基因的選擇性表達。
（2）基因的種類：
①所有細胞中都表達的基因，指導合成的蛋白質是維持細胞基本生命活動所必須的，稱為“管家基因”；
②只在某類細胞中特異性表達的基因，稱為“奢侈基因”。
3、表觀遺傳
概念：生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達和表型發生可遺傳變化的現象。普遍存在于生物體的生長、發育和衰老的整個生命活動過程中。如蜂群中的蜂王和工蜂
專題4
基因突變及其他變異
知識點1
基因突變和基因重組
1、基因突變的實例：鐮狀細胞貧血。其病因圖解如圖：
（1）直接原因是蛋白質異常：組成血紅蛋白分子的一個谷氨酸被替換成了纈氨酸，從而引發蛋白質結構的改變
（2）根本原因是發生了基因突變：堿基對由T/A變成了A/T
2、基因突變的概念：DNA分子中發生堿基對的替換、增添、缺失，而引起的基因結構的改變，叫作基因突變
3、基因突變的原因
①外因：物理因素、化學因素、生物因素
②內因：DNA分子復制偶爾發生錯誤及DNA的堿基組成發生改變等
4、基因突變發生的時間：生命過程的任意階段都有可能發生（對于生物個體的角度），但主要發生在DNA復制過程中（對于一個細胞的角度），如有絲分裂間期和減數第一次分裂前的間期。
5、基因突變的結果：一個基因變為它的等位基因，即產生新基因。
6、基因突變的特點
（1）普遍性：由于自然界誘發基因突變的因素很多，基因突變還可以自發產生。因此，基因突變在生物界普遍存在。無論是低等生物，還是高等生物都會因基因突變而引發生物性狀的改變
（2）隨機性：DNA堿基組成的改變是隨機的、不確定的。①時間上的隨機性
②部位上的隨機性
（3）低頻性：在自然狀態下，基因突變的頻率很低。
（4）不定向性：一個基因可以向不同的方向發生突變，產生一個以上的等位基因。
（5）多害少利性：大多數基因突變對生物是有害的，少數是有利的。（有利有害不是絕對的，要看環境的選擇作用，而且還要注意有中性突變）
7、基因突變若發生在生殖細胞中，將遵循遺傳規律傳遞給后代；若發生在體細胞中，一般不能遺傳，但有些植物的體細胞發生基因突變可通過無性繁殖傳遞給后代
8、基因突變的意義
（1）基因突變是新基因產生的途徑（2）基因突變是生物變異的根本來源，是生物進化的原始材料
9、基因重組：指在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合。
（1）常見類型：
（2）意義：基因重組是生物變異的來源之一，對生物進化有重要意義。
知識點2
生物變異的概念及分類
1、變異的概念：生物的親子代之間及同一親代所生的各子代之間，均有或多或少的差異，這種差異就是變異。
2、生物變異的類型：
知識點3
基因突變與生物性狀的關系
1、基因突變引起性狀的改變原因：基因突變引起密碼子改變，引起部分氨基酸改變，進而改變蛋白質的結構和功能，引起生物性狀的改變。
2、基因突變不引起性狀的改變的原因有：
（1）由于多個密碼子可對應同一種氨基酸，則有可能突變前后編碼出的氨基酸相同。
（2）基因突變為隱性突變，如AA中其中一個A突變為a，此時性狀也不改變。
（3）某些基因突變雖然改變了蛋白質中個別位置氨基酸種類，但并不影響蛋白質的功能。
（4）不具有遺傳效應的DNA片段發生改變。
3、基因突變與基因重組的區別和聯系
基因突變
基因重組
變異的實質
基因結構發生改變，產生新的基因
控制不同性狀的基因重新組合
時間
主要發生在細胞分裂的間期
減數第一次分裂分裂的前期（四分體時
期）和減數第一次分裂后期
原因
DNA分子復制時，在外界理化因素或自身因
素的作用下，引起堿基對的改變
同源染色體的非姐妹染色單體間的交叉互換以及非同源染色體之間的自由組合
可能性
可能性小，突變頻率低
普遍發生在有性生殖的過程中，產生的
變異多
適用范圍
所有生物都可發生，包括病毒，具有普遍性
只發生在真核細胞的有性生殖過程中
結果
產生新的基因
產生新的基因型
意義
是變異的根本來源，為生物進化提供原始材
料
是形成生物多樣性的重要原因之一，對
生物進化具有重要意義。
4、根據細胞分裂圖（2N=4）確定變異類型
比較項目
甲
乙
分裂類型
有絲分裂
減數分裂
變異類型
基因突變
基因突變或基因重組
知識點4
染色體變異
1、染色體結構的變異
（1）變異類型：
缺失
重復
倒位
易位
（2）對生物體的影響：大多數染色體結構變異對生物體是不利的，有的甚至會導致生物體死亡
2、染色體數目的變異
（1）染色體數目變異的類型
①細胞內個別染色體的增加或減少。如先天性愚型患者的21號染色體有3條；女性缺少1條X染色體，會導致性腺發育不良。
②細胞內染色體數目以染色體組的形式成倍地增加或減少。如蜜蜂中蜂王和工蜂的體細胞中有32條染色體，而雄蜂的體細胞中只有16條染色體。
3、染色體組
（1）概念：在大多數生物的體細胞中，染色體都是兩兩成對的，也就是說含有兩套非同源染色體，其中每套非同源染色體稱為一個染色體組。
（2）關于細胞中染色體組的判斷：
①據“染色體形態”判斷：
細胞中同種形態的染色體有幾條即含幾個染色體組（每個染色體組內不含形態相同的染色體）
②據“基因型”判斷：
控制同一性狀的基因（同種類型的字母,不區分大小寫）出現幾次，就含幾個染色體組
4、二倍體：由受精卵發育而來，體細胞中含有兩個染色體組的個體叫作二倍體。自然界中，幾乎全部動物和過半數的高等植物都是二倍體。
5、多倍體：
（1）概念：由受精卵發育而來，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體叫作多倍體。其中，體細胞中含有三個染色體組的個體叫作三倍體，體細胞中含有四個染色體組的個體叫作四倍體。例如，香蕉是三倍體，馬鈴薯是四倍體。
（2）分布：在植物中常見，動物極少見。
（3）特點：與二倍體相比，多倍體植株常常是莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大，糖類和蛋白質等營養物質的含量都有所增加。
（4）人工誘導多倍體的方法：
①方法：低溫處理或秋水仙素處理
②機理：低溫或秋水仙素作用于正在分裂的細胞時，能夠抑制紡錘體的形成，導致染色體不能移向細胞的兩極，從而引起細胞中染色體數目加倍。染色體數目加倍的細胞繼續進行有絲分裂，將來就可能發育成多倍體植株。
6、單倍體：
（1）概念：體細胞中含有本物種配子染色體數目的個體，叫作單倍體。如蜜蜂中的雄蜂。
（2）單倍體的特點：與正常植株相比，單倍體植株長得弱小，且高度不育。
7、單倍體育種
（1）原理：染色體數目以染色體組的形式成倍減少，再經人工誘導使染色體數目加倍從而獲得純種。
（2）優點與不足
①優點：與雜交育種相比，在獲得顯性純合子的育種過程中，單倍體育種能明顯縮短育種年限，一般只需要2年時間，便可餓到純合新品種。
②不足：技術性較強，并且必須和雜交技術以及誘導染色體加倍技術結合使用。
8、多倍體育種
（1）原理：染色體數目以染色體組的形式成倍增加。
（2）優點與不足
①優點：經多倍體育種獲得的植株和二倍體相比，莖稈粗壯，葉片、果實和種子都較大，糖類和蛋白質含量都有所增加，有些植物的抗寒性等抗逆能力增強。
②不足：多倍體育種適用于植物，在動物方面難以開展，且多倍體植株往往發育遲緩，結實率低。
知識點5
人類遺傳病
1、人類常見遺傳病的概念和類型
（1）概念：通常是指由于遺傳物質改變而引起的人類疾病。
（2）產生原因：
①人類染色體發生變異（數目或結構的改變）
②基因結構的改變，造成人體中的一些重要的結構蛋白或酶的合成出現障礙，如鐮刀形細胞貧血癥、白化病等。
③一些遺傳病除了受到遺傳物質的控制，還受到環境條件的影響，特別是一些多基因遺傳病。
（3）常見類型：
①單基因遺傳病：受一對等位基因進行控制
②多基因遺傳病：
a概念：多基因遺傳病是指受兩對以上的等位基因控制的人類遺傳病。
b特點：在群體中發病率比較高，常表現出家族聚集現象，其發生受到遺傳和環境條件的雙重影響
c實例：原發性高血壓、冠心病、哮喘病和青少年型糖尿病等
（3）染色體異常遺傳病：
a概念：由染色體異常引起的遺傳病。細胞中染色體的這種改變可以在光學顯微鏡下直接觀察到，這是該類遺傳病區別于前兩類的特點之一。
b分類：
染色體結構異常引起的疾病——貓叫綜合征（人類5號染色體部分缺失）
染色體數目異常引起的遺傳病，如21三體綜合征、性腺發育不良等
2、遺傳病的檢測和預防
（1）手段：遺傳咨詢和產前診斷等
（2）意義：在一定程度上能夠有效地預防遺傳病的產生和發展
（3）產前診斷：指在胎兒前，醫生用專門的檢測手段，如羊水檢查、B超檢查以及基因診斷等手段，確定胎兒是否患有某種遺傳病或先天性疾病。
專題5
生物的進化
知識點1
生物有共同祖先的證據
1、達爾文的生物進化論主要由兩大學說組成
（1）共同由來學說指在地球上所有生物都是由原始的共同祖先進化來的。
（2）自然選擇學說揭示了生物進化的機制，解釋了適應的形成和物種形成的原因。
2、地層中陳列的證據——化石
（1）化石：指通過自然作用保存在地層中的古代生物的遺體、遺物或生活痕跡。
（2）利用化石可以確定地球上曾經生活過的生物的種類及其形態、結構、行為特征。
（3）通過對大量化石證據的研究發現，生物進化的順序：①有共同祖先②由簡單到復雜③由低等到高等④由水生到陸生
2、當今生物體上進化的印跡——其他方面的證據
（1）比較解剖學證據：研究比較脊椎動物的器官、系統的形態和結構，可以為這些生物是否有共同祖先尋找證據。
（2）胚胎學證據：脊椎動物在胚胎發育早期都有彼此相似的階段，這個證據支持了任何其他脊椎動物有共同祖先的觀點。
（3）細胞和分子水平的證據：當今生物有許多共同的特征，比如都能進行代謝、生長和增殖的細胞，細胞有共同的物質基礎和結構基礎，這是對生物有共同祖先這一論點的有力支持。不同生物的DNA和蛋白質等生物大分子的共同點，提示人們當今生物有著共同的原始祖先，其差異的大小則揭示了當今生物種類的親緣關系的遠近，以及它們在進化史上出現的順序。
知識點2
自然選擇與適應的形成
1、適應的普遍性和相對性
（1）適應的含義：生物的形態結構適合于完成一定的功能；生物的形態結構及其功能適合于該生物在一定的環境中生存和繁殖
（2）適應的普遍性：如雷鳥在冬季來臨前將羽毛換成白色的，有利于保護自己。
（3）適應的相對性：如上述雷鳥的例子發生時，雪下的比較晚，這種體色反而易被天敵發現。
2、適應是自然選擇的結果
（1）拉馬克進化學說
①生物來源：地球上的所有生物都不是神造的，而是由更古老的生物進化來的
②進化順序：生物是由低等到高等逐漸進化來的
③意義：歷史上第一個提出的比較完整的進化學說。否定了神創論和物種不變論，奠定了科學生物進化論的基礎。
④歷史局限性：對適應形成的解釋是膚淺的，未被人們普遍接受。
（2）達爾文的自然選擇學說
①主要內容：過度繁殖（基礎）→生存斗爭（動力）→遺傳變異（內因）→適者生存（結果）
②意義：使生物學第一次擺脫神學的束縛，走上了科學的道路，揭示了生物界的統一性是由于所有的生物都有共同的祖先，而生物的多樣性和適應性是進化的結果。
③局限性：受到當時科學發展水平的限制，達爾文對于遺傳和變異的認識還局限于性狀水平，不能科學地解釋遺傳和變異的本質。
知識點3
種群基因組成的變化與物種的形成
1、種群是生物進化的基本單位
（1）種群：生活在一定區域的同種生物的全部個體叫做種群
（2）基因庫與基因頻率
①基因庫：一個種群中全部個體所含有的全部基因，叫做這個種群的基因庫
②基因頻率：在一個種群基因庫中，某個基因占全部等位基因數的比率；
基因頻率=（種群中某基因的總數/該基因及其等位基因的總數）×100%
③基因型頻率：某種基因型的個體在種群中所占的比率
基因型頻率=（種群中某基因型的個體數/總個體數）×100%
如某昆蟲種群中決定翅色為綠色的基因為A，決定翅色為褐色的基因為a，從種群中隨機抽出100個個體，測知基因型為AA、Aa和aa的個體分別是30、60和10個。那么A和a的基因頻率是多少?
2、可遺傳的變異來源：可遺傳的變異來源于基因突變、基因重組和染色體變異，其中，基因突變和染色體變異統稱為突變。可遺傳變異是進化的原材料。可遺傳的變異是隨機的、不定向的，它們只提供生物進化的原材料不能決定生物進化的方向
3、自然選擇對種群基因頻率變化的影響
（1）生物進化的實質：種群基因頻率的改變
（2）生物進化的方向：在自然選擇的作用下，種群的基因頻率會發生定向改變，導致生物朝著一定方向不斷進化。
知識點4
隔離在物種形成中的作用
1、物種的概念：能夠在自然狀態下相互交配并且產生可育后代的一群生物。
2、生殖隔離的概念：不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產生可育的后代。
3、地理隔離的概念：同一物種由于地理上的障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發生基因交流的現象。
4、隔離：地理隔離和生殖隔離都是指不同群體間的個體，在自然狀態下基因不能自由交流的現象。
5、隔離在物種形成中的作用
（1）新物種形成的一般過程：
漸變式：
驟變式：新物種在很短時間內即可形成，如自然
界中多倍體的形成。
（2）結論：隔離是物種形成的必要條件
4、地理隔離與生殖隔離的聯系：長期的地理隔離通常會形成生殖隔離，生殖隔離是物種形成的關鍵，是物種形成的最后階段。
知識點5
協同進化與生物多樣性的形成
1、協同進化：不同物種之間、生物與無機環境之間在相互影響中不斷進化和發展。
（1）類型：不同物種之間、生物與無機環境之間
（2）共同進化的意義：通過漫長的進化過程，地球上不僅出現了千姿百態的物種，而且形成了多種多樣的生態系統。
2、生物多樣性的形成（根本原因是遺傳物質的多樣性，直接原因是蛋白質的多樣性）
（1）生物多樣性的內容：基因多樣性（遺傳多樣性）、物種多樣性、生態系統多樣性
（2）研究生物進化歷程的主要依據：化石
（3）生物進化的總趨勢：
①生物進化的總趨勢：從結構上看：簡單→復雜（原核→真核，單細胞→多細胞）；從功能上看：低等→高等；從生存環境上看：水生→陸生
②代謝的進化：異養型→自養型；厭氧型→需氧型
③生殖方式：無性生殖→有性生殖
④生態系統的結構：兩極生態系統（無消費者）→三極生態系統（生產者、消費者、分解者）

展開更多......

收起↑