高考生物知识点

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高考生物知识点 必修1‎ 一、细胞的基本知识 ‎1.细胞是生物体结构和功能的基本单位 ‎2．生命系统结构层次是生物圈、生态系统、群落、种群、个体、系统、器官、组织、细胞。 3.原核细胞结构：细胞膜、细胞质、拟核（无核膜）[大肠杆菌/肺炎双球菌/硝化细菌] 4.真核细胞：分为细胞膜、细胞质、细胞核等[水绵-绿藻/伞藻/草履虫/变形虫//酵母菌/蛔虫] 5.科学家根据有无以核膜为界限的细胞核,将细胞分为原核细胞和真核细胞 原核细胞 真核细胞 细胞壁 较小（1-10微米）‎ 较大（10-100微米）‎ 核结构 没有成形的细胞核，组成核的物质集中在拟核，无核膜、核仁 有成形的细胞核，组成核的物质集中在拟核，有核膜、核仁 细胞器 核糖体 多种细胞器 染色体 无 有 种类 原核生物（细菌、放线菌、蓝藻）‎ 真核生物(植物、动物、真菌-蘑菇)‎ ‎6.光学显微镜的操作步骤：对光→低倍物镜观察（视野亮）→移动视野中央（偏左移左）→高倍物镜观察（视野暗）：①只能调节细准焦螺旋；②调节大光圈、凹面镜 7.细胞学说建立者是施莱登和施旺，细胞学说建立揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性。细胞学说建立过程，是一个在科学探究中开拓、继承、修正和发展的过程，充满耐人寻味的曲折。‎ 二、元素和化合物 ‎(一)元素 ‎1、组成生物体的化学元素:组成生物体的化学元素虽然大体相同，但是含量不同。根据组成生物体的化学元素，在生物体内含量的不同，可分为大量元素和微量元素。其中大量元素有C H O N P S K Ca Mg；微量元素有Fe Mn Zn Cu B Mo等（谐音：猛铁碰新木桶） 2、组成生物体的化学元素:大量元素中，C H O N是构成细胞的基本元素，其中碳是最基本的元素；微量元素在生物体内的含量虽然极少，却是维持正常生命活动不可缺少的。 3、生物界与非生物界的统一性和差异性:组成生物体的化学元素，在自然界中都可以找到，没有一种是生物界所特有的。这个事实说明生物界与非生物界具有统一性；组成生物体的化学元素，在生物体内和在无机自然界中的含量相差很大。这个事实说明生物界与非生物界具有差异性。 4、构成细胞的化合物: P17在活细胞中含量最多的化合物是水（85％-90％）；含量最多的有机物是蛋白质（7％-10％）；占细胞鲜重比例最大的化学元素是O、占细胞干重比例最大的化学元素是C、占细胞干重比例最大的化合物是蛋白质。‎ ‎（二）化合物 ‎1、蛋白质 34‎ ‎：蛋白质的基本组成单位是氨基酸，生物体中组成蛋白质的氨基酸大约有20种，在结构上都符合结构通式。氨基酸分子间以肽键的方式互相结合。由两个氨基酸分子缩合而成的化合物称为二肽，由多个氨基酸分子缩合而成的化合物称为多肽，其通常呈链状结构，称为肽链。一个蛋白质分子可能含有一条或几条肽链，通过盘曲﹑折叠形成复杂（特定）的空间结构。蛋白质分子结构具有多样性的特点，其原因是：构成蛋白质的氨基酸种类不同、数目成百上千、氨基酸排列顺序千变万化、多肽链形成的空间结构千差万别。由于结构的多样性，蛋白质在功能上也具有多样性的特点，其功能主要如下：（1）结构蛋白，如肌肉、载体蛋白、血红蛋白；（2）信息传递，如胰岛素（3）免疫功能，如抗体；（4）大多数酶是蛋白质如胃蛋白酶（5）细胞识别，如细胞膜上的糖蛋白。总而言之，一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。 脱水缩合：一个氨基酸分子的氨基（-NH2）与另一个氨基酸分子的羧基（-COOH）相连接，同时失去一分子水。 有关计算： ① 肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数目 - 肽链数 ② 至少含有的羧基（-COOH）或氨基数（-NH2） = 肽链数 2、核酸：核酸是遗传信息的载体，是一切生物的遗传物质，对于生物体的遗传和变异、蛋白质的生物合成有极其重要作用。核酸包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）两大类，基本组成单位是核苷酸，由一分子含氮碱基﹑一分子五碳糖和一分子磷酸组成。组成核酸的碱基有5种，五碳糖有2种，核苷酸有8种。 脱氧核糖核酸简称DNA，主要存在于细胞核中，细胞质中的线粒体和叶绿体也是它的载体。 核糖核酸简称RNA，主要存在于细胞质中。对于有细胞结构（同时含DNA和RNA）的生物，其遗传物质就是DNA；没有细胞结构的病毒，有的遗传物质是DNA如：噬菌体等；有的遗传物质是RNA如：烟草花叶病毒、HIV等 3、细胞中的糖类和脂质：糖类分子都是由C、H、O三种元素组成，是细胞的主要能源物质。 糖类可分为单糖、二糖和多糖等几类。单糖是不能再水解的糖， 常见的有葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖，其中葡萄糖是细胞的重要能源物质，核糖和脱氧核糖一般不作为能源物质，它们是核酸的组成成分；二糖中蔗糖和麦芽糖是植物糖，乳糖、糖原是动物糖；多糖中糖原 是动物糖，淀粉和纤维素是植物糖 ，糖原和淀粉是细胞中重要的储能物质。 脂质主要是由C H O 3种化学元素组成，有些还含有P （如磷脂） 。脂质包括脂肪、磷脂、和固醇、。脂肪是生物体内的储能物质。 除此以外，脂肪还有保温、缓冲、减压的作用；磷脂是构成包括细胞膜在内的膜物质重要成分；固醇类物质主要包括胆固醇、性激素、维生素D等，这些物质对于生物体维持正常的生命活动，起着重要的调节作用。 多糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子，组成它们的基本单位分别是单糖（葡萄糖）﹑氨基酸和核苷酸，这些基本单位称为单体，这些生物大分子就称为单体的多聚体，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 。‎ ‎　　4、细胞内有机物质的鉴定：糖类中的还原糖能与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀； 脂肪可以被苏丹Ⅲ染成橘黄色；Ⅳ染成红色；蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。在还原糖的检测中，斐林试剂甲液和乙液应等量混合均匀后再使用，并且要水裕加热；在蛋白质的检测中，在组织样液中应先加入双缩脲试剂A液1ml，再加入双缩脲试剂B液4滴，不需加热。 甲基绿能使DNA呈现绿色，吡罗红能使RNA呈现红色，因此利用这两种染色剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布。在此实验中，盐酸的作用是改变膜的通透性，加速色素进入细胞。用人的口腔上皮细胞做实验材料，此实验的步骤是制片、水解、冲洗涂片、染色、观察。‎ ‎5、细胞中的无机物 　　水是活细胞中含量最多的化合物。不同种类的生物体中，水的含量不同；不同的组织﹑器官中，水的含量也不同。 ‎ 34‎ ‎ 　　细胞中水的存在形式有自由水和结合水两种，结合水与其他物质相结合，是细胞结构的重要组成成分，约占4.5％；自由水以游离的形式存在，是细胞的良好溶剂，也可以直接参与生物化学反应，还可以运输营养物质和废物。总而言之，各种生物体的一切生命活动都离不开水。 　　细胞内无机盐大多数以离子状态存在，其含量虽然很少，但却有多方面的重要作用：有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分，如Fe是血红蛋白的主要成分，Mg是叶绿素分子必需的成分；许多无机盐离子对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用，如血液中钙离子含量太低就会出现抽搐现象；无机盐对于维持细胞的酸碱平衡也很重要。‎ 三、细胞结构：‎ 除了病毒等少数生物之外，所有的生物体都是由细胞构成的。细胞是生物体的结构和功能的基本单位。‎ ‎ 　　病毒的化学成分为：DNA和蛋白质或RNA和蛋白质 　　（一）、真核细胞的结构和功能 1、细胞壁：植物细胞在细胞膜的外面有一层细胞壁，其主要成分为纤维素和果胶，可用纤维素酶和果胶酶来除去。细胞壁作用为支持和保护。细菌的细胞壁的主要成分是肽聚糖。 2、细胞膜：主要由脂质（磷脂）分子和蛋白质分子构成，其中脂质最多，约占50％；此外，还有少量的糖类。在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富。细胞膜的功能是将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流 3、细胞质：在细胞膜以内，核膜以外的部分叫细胞质。活细胞的细胞质处于不断流动的状态，细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。 　　（1）、细胞质基质　　细胞质基质含有水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸、多种酶，在细胞质中进行着多种化学反应。 　　（2）、细胞器　　‎ 线粒体：广泛存在于细胞质基质中，它是有氧呼吸主要场所，被喻为"动力车间"。光镜下线粒体为椭球形，电镜下观察，它是由双层膜构成的。外膜使它与周围的细胞质基质分开，内膜的某些部位向内折叠形成嵴，使线粒体内的膜面积增加。在线粒体内有许多种与有氧呼吸有关的酶，还含有少量的DNA。叶绿体：叶绿体是植物、叶肉、细胞特有的细胞器。叶绿体是绿色植物的光合作用细胞中，进行的细胞器，被称为"养料制造车间"和"能量转换站"。在电镜下可以看到叶绿体外面有双层膜，内部含有几个到几十个由囊状的结构堆叠成的基粒，其间充满了基质。这些囊状结构被称为类囊体，其上含有叶绿素。内质网：内质网是由单层膜连接而成的网状结构，大大增加了细胞内的膜面积，内质网与细胞内蛋白质合成和加工有关，也是脂质合成的"车间"。核糖体：细胞内的颗粒状小体，它除了一部分附着在内质网上之外，还有一部分游离在细胞质中。核糖体是细胞内合成蛋白质的场所，被称为"生产蛋白质的机器"。 高尔基体：高尔基体本身不能合成蛋白质，但可以对蛋白质进行加工分类和包装，植物细胞分裂过程中，高尔基体与细胞壁的形成有关。液泡：成熟的植物细胞都有液泡。液泡内有细胞液，其中含有糖类、无机盐、色素、蛋白质等物质，对细胞内的环境起着调节作用，可以使细胞保持一定的形状，保持膨胀状态。中心体： 动物细胞和低等植物细胞中有中心体，每个中心体由两个互相垂直排列的中心粒，及其周围物质组成。动物细胞的中心体与有丝分裂有关。溶酶体：是细胞内具有单层膜结构的细胞器，它含有多种水解酶，能分解多种物质。 　　4、细胞核：每个真核细胞通常只有一个细胞核，而有的细胞有两个以上的细胞核，如人的肌肉细胞，有的细胞却没有细胞核，如哺乳动物的红细胞细胞。 　　（1）、结构：‎ 34‎ ‎ 在电镜下观察经过固定、染色的有丝分裂间期的真核细胞可知其细胞核主要结构有： 核膜、核仁、染色质 　　核膜由双层膜构成，膜上有核孔，是细胞核和细胞质之间物质交换和信息交流的孔道。 　　核仁在不同种类的生物中，形态和数量不同，它在细胞分裂过程中周期性地消失和重现。核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。 　　染色质主要由DNA和蛋白质组成，能被碱性染料染成深色。在细胞有丝分裂间期，染色质呈丝状，并交织成网；在分裂期染色质螺旋化化，缩短变粗，变成一条圆柱状或杆状的染色体，因此，染色质和染色体是细胞中同种物质在不同时期的两种形态。‎ ‎（2）、功能：细胞核是遗传物质和的主要场所，是细胞和细胞的控制中心，因此，细胞核是细胞中最重要的部分。储存、复制、代谢、遗传 5、细胞的生物膜系统：细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。 　　细胞的生物膜系统在细胞的生命活动中起着极其重要的作用。　　首先，细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内环境，同时在细胞与环境之间进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中也起着决定性的作用。　　第二，细胞的许多重要的化学反应都在生物膜上进行。细胞内的广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点，为各种化学反应的顺利进行创造了有利条件。　　第三，细胞内的生物膜把细胞分隔成一个个小的区室，这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会相互干扰，保证了细胞的生命活动高效、有序地进行。‎ 四、物质出入细胞的方式 ‎1、"水分进出哺乳动物红细胞的状况"的三幅图片（见课本P60）。 　　正常生活着的红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜到膜外吗？不会 　　根据现象判断红细胞的细胞膜相当于什么膜？答：半透膜 　　当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会吸水而涨破吗？答：不是 　　红细胞吸水或失水的多少取决于什么？答：两边溶液中水的相对含量的差值。 　　2、对于植物细胞来说水分要进出细胞必须要通过原生质层。原生质层相当于半透膜，植物细胞膜和液泡膜都是生物膜，（P61）他们具有与红细胞的细胞膜基本相同的化学组成和结构。上述的事例与红细胞的失水和吸水很相似。 　 3、紫色洋葱鳞片叶细胞的质壁分离与复原 中央液泡大小 原生质层的位置 细胞大小 ‎30%蔗糖溶液 变小（细胞失水）‎ 原生质层脱离细胞壁 变小 清水 逐渐恢复原来大小（细胞吸水）‎ 原生质层恢复原来位置 基本不变 34‎ ‎　　4、在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步起到了关键性的推动作用。如电子显微镜的诞生使人们终于看到了膜的存在；冰冻蚀刻技术和扫描电子显微镜技术使人们认识到膜的内外两侧并不对称；荧光标记小鼠细胞与人细胞的融合实验又证明了膜的流动性等。没有这些技术的支持，人类的认识便不能发展。 　　5、阐述流动镶嵌模型的基本内容 P68。‎ ‎　　6、物质进出细胞的方式 运输方式 运输方向 是否需要载体 是否消耗能量 示例 自由扩散 高浓度到低浓度 否 否 水、气体、脂类（因为细胞膜的主要成分是脂质，如甘油）‎ 主动运输 低浓度到高浓度 是 是 几乎所有离子、氨基酸、葡萄糖等 协助扩散 高浓度到低浓度 是 否 ‎　　主动运输的意义是保证活细胞按照生命活动需要，主动吸收营养物质，排出代谢废物和有害物质。‎ 五、酶和ATP ‎1、美国科学家萨姆纳通过实验证实酶是一类具有催化作用的蛋白质，科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化作用。总之，酶是活细胞产生的一类催化作用的有机物，胃蛋白酶、唾液淀粉酶等绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA。不能说所有的蛋白质和RNA都是酶，只是具有催化作用的蛋白质或RNA，才称为酶。酶的特性有高效性、专一性、需要适宜的条件。‎ 34‎ ‎　　2、进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。 　3、ATP中文名叫三磷酸腺苷，结构式简写A-p～p～p，几乎所有生命活动的能量直接来自ATP的水解，由ADP合成ATP所需能量，动物来自呼吸作用，植物来自光合作用和呼吸作用，ATP可在细胞器线粒体或叶绿体中和在细胞质基质中合成。在细胞内ATP含量很少，转化很快，熟悉89页图。 　4、构成生物体的活细胞，内部时刻进行着ATP与ADP的相互转化，同时也就伴随有能量的释放和储存。故把ATP比喻成细胞内流通着的"通用货币"。‎ 六、光合作用与呼吸作用 ‎1、光合作用 ‎（１）原理：植物与动物不同，它们没有消化系统，因此它们必须依靠其他的方式来进行对营养的摄取。就是所谓的自养生物。对于绿色植物来说，在阳光充足的白天，它们将利用阳光的能量来进行光合作用，以获得生长发育必需的养分。　　这个过程的关键参与者是内部的叶绿体。叶绿体在阳光的作用下，把经有气孔进入叶子内部的二氧化碳和由根部吸收的水转变成为葡萄糖，同时释放氧气： 　　6CO2+12H2O→C6H12O6+6O2+6H2O 　　（２）注意事项：上式中等号两边的水不能抵消，虽然在化学上式子显得很特别。原因是左边的水，是植物吸收所得，而且用于制造氧气和提供电子和氢离子。而右边的水分子的氧原子则是来自二氧化碳。为了更清楚地表达这一原料产物起始过程，人们更习惯在等号左右两边都写上水分子，或者在右边的水分子右上角打上星号。 　　（３）光反应和暗反应（高中生物课本中称之为暗反应，也有些地方称之为碳反应） 　　光合作用可分为光反应和暗反应两个步骤 　　（４）光反应：条件：光，色素，光反应酶; 场所：囊状结构薄膜上; 影响因素：光强度，水分供给 　　植物光合作用的两个吸收峰:　　叶绿素a,b的吸收峰过程：叶绿体膜上的两套光合作用系统：光合作用系统一和光合作用系统二，（光合作用系统一比光合作用系统二要原始，但电子传递先在光合系统二开始）在光照的情况下，分别吸收680nm和700nm波长的光子，作为能量，将从水分子光解光程中得到电子不断传递，（能传递电子得仅有少数特殊状态下的叶绿素a);　　最后传递给辅酶NADP。而水光解所得的氢离子则因为顺浓度差通过类囊体膜上的蛋白质复合体从类囊体内向外移动到基质，势能降低，其间的势能用于合成ATP，以供暗反应所用。而此时势能已降低的氢离子则被氢载体NADP带走。一分子NADP可携带两个氢离子。这个NADPH+H离子则在暗反应里面充当还原剂的作用。 　　意义：1：光解水（又称水的光解），产生氧气。2：将光能转变成化学能，产生ATP，为暗反应提供能量。3：利用水光解的产物氢离子，合成NADPH+H离子，为暗反应提供还原剂【H】（还原氢）。 　　（５）暗反应(碳反应）:　　实质是一系列的酶促反应 ‎ 34‎ ‎　　条件：无光也可，暗反应酶（但因为只有发生了光反应才能持续发生，所以不再称为暗反应）　　场所：叶绿体基质　　影响因素：温度，二氧化碳浓度 　　过程：不同的植物，暗反应的过程不一样，而且叶片的解剖结构也不相同。这是植物对环境的适应的结果。暗反应可分为C3,C4和CAM三种类型。三种类型是因二氧化碳的固定这一过程的不同而划分的。 　　C3反应类型：植物通过气孔将CO2由外界吸入细胞内，通过自由扩散进入叶绿体。叶绿体中含有C5。起到将CO2固定成为C3的作用。C3再与【H】及ATP提供的能量反应，生成糖类（CH2O）并还原出C5。被还原出的C5继续参与暗反应。 　　（6 ）光暗反映的有关化学方程式 　　H20→2H+ 1/2O2（水的光解）　　NADP+ + 2e- + H+ → NADPH（递氢） 　　ADP+Pi→ATP （递能）　　‎ CO2+C5化合物→C3化合物（二氧化碳的固定）　‎ C3化合物→（CH2O）+ C5化合物（有机物的生成或称为C3的还原）　　ATP→ADP+PI（耗能） 　　能量转化过程：光能→不稳定的化学能（能量储存在ATP的高能磷酸键）→稳定的化学能（糖类即淀粉的合成） 　　注意:　　光反应只有在光照条件下进行；而暗反应在有光和无光的条件下都可以进行。 2、呼吸作用 生物的生命活动都需要消耗能量，这些能量来自生物体内糖类、脂类和蛋白质等有机物的氧化分解。生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放出能量的总过程，叫做呼吸作用(又叫生物氧化)。　　生物的呼吸作用包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。 　　有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放出大量能量的过程。有氧呼吸是高等动物和植物进行呼吸作用的主要形式，因此，通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸。细胞进行有氧呼吸的主要场所是线粒体。一般说来，葡萄糖是细胞进行有氧呼吸时最常利用的物质。 　　有氧呼吸的全过程，可以分为三个阶段：第一个阶段，一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸，在分解的过程中产生少量的氢(用[H]表示)，同时释放出少量的能量。这个阶段是在细胞质基质中进行的；第二个阶段，丙酮酸经过一系列的反应，分解成二氧化碳和氢，同时释放出少量的能量。这个阶段是在线粒体中进行的；第三个阶段，前两个阶段产生的氢，经过一系列的反应，与氧结合而形成水，同时释放出大量的能量。这个阶段也是在线粒体中进行的。以上三个阶段中的各个化学反应是由不同的酶来催化的。在生物体内，1mol的葡萄糖在彻底氧化分解以后，共释放出2870kJ的能量，其中有1161kJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量都以热能的形式散失了。 　　无氧呼吸一般是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物质分解成为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。这个过程对于高等植物、高等动物和人来说，称为无氧呼吸。如果用于微生物(如乳酸菌、酵母菌)，则习惯上称为发酵。细胞进行无氧呼吸的场所是细胞质基质。 苹果储藏久了，为什么会有酒味？高等植物在水淹的情况下，可以进行短时间的无氧呼吸，将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳，并且释放出少量的能量，以适应缺氧的环境条件。高等动物和人体在剧烈运动时，尽管呼吸运动和血液循环都大大加强了，但是仍然不能满足骨骼肌对氧的需要，这时骨骼肌内就会出现无氧呼吸。高等动物和人体的无氧呼吸产生乳酸。此外，还有一些高等植物的某些器官在进行无氧呼吸时也可以产生乳酸，如马铃薯块茎、甜菜块根等。无氧呼吸的全过程，可以分为两个阶段：第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同；第二个阶段是丙酮酸在不同酶的催化下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。以上两个阶段中的各个化学反应是由不同的酶来催化的。在无氧呼吸中，葡萄糖氧化分解时所释放出的能量，比有氧呼吸释放出的要少得多。例如，1mol的葡萄糖在分解成乳酸以后，共放出196.65kJ的能量，其中有61.08kJ的能量储存在ATP中，其余的能量都以热能的形式散失了。 　　无氧呼吸与有氧呼吸： ‎ 34‎ ‎　　在远古时期，地球的大气中没有氧气，那时的微生物适应在无氧的条件下生活，所以这些微生物(专性厌氧微生物)体内缺乏氧化酶类，至今仍只能在无氧的条件下生活。随着地球上绿色植物的出现，大气中出现了氧气，于是也出现了体内具有有氧呼吸酶系统的好氧微生物。可见，有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上发展而成的。尽管现今生物体的呼吸形式主要是有氧呼吸，但仍保留有无氧呼吸的能力。由上述分析可以看出，无氧呼吸和有氧呼吸有明显的不同。 　　无氧呼吸和有氧呼吸的过程虽然有明显的不同，但是并不是完全不同。从葡萄糖到丙酮酸，这个阶段完全相同，只是从丙酮酸开始，它们才分别沿着不同的途径形成不同的产物：在有氧条件下，丙酮酸彻底氧化分解成二氧化碳和水，全过程释放较多的能量；在无氧条件下，丙酮酸则分解成为酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸，全过程释放较少的能量。 　　硝化细菌是兼性呼吸 　　呼吸作用的意义：　　对生物体来说，呼吸作用具有非常重要的生理意义，这主要表现在以下两个方面：第一，呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。呼吸作用释放出来的能量，一部分转变为热能而散失，另一部分储存在ATP中。当ATP在酶的作用下分解时，就把储存的能量释放出来，用于生物体的各项生命活动，如细胞的分裂，植株的生长，矿质元素的吸收，肌肉的收缩，神经冲动的传导等。第二，呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。在呼吸过程中所产生的一些中间产物，可以成为合成体内一些重要化合物的原料。例如，葡萄糖分解时的中间产物丙酮酸是合成氨基酸的原料。 　　发酵工程： 发酵工程是指采用工程技术手段，利用生物，主要是微生物的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或者直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精，利用乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌大规模生产青霉素等都是这方面的例子。随着科学技术的进步，发酵技术也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改造微生物，使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。现代发酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分，具有广阔的应用前景。例如，利用DNA重组技术有目的地改造原有的菌种并且提高其产量；利用微生物发酵生产药品，如人的胰岛素、干扰素和生长素等。 　　呼吸作用过程：有机物+氧（通过线粒体） →二氧化碳+水+能量 七、细胞分裂 细胞增殖是生物的重要生命特征。细胞以分裂方式增殖，通过它，单细胞生物能产生后代，多细胞生物则可以由一个受精卵经过分裂和分化，最终发育为一个多细胞个体。在增殖过程中可以将复制的遗传物质分配到两个子细胞中去，可见，细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。 　　真核细胞的分裂方式有有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。‎ ‎　　（一）、有丝分裂 　　体细胞的有丝分裂具有细胞周期，它是指连续分裂的细胞从一次分裂开始时开始，到下一次分裂完成时为此，包括分裂间期期和分裂期。 　　1、分裂间期：DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的增长，对于细胞分裂来说，它是整个周期中为分裂期作准备的阶段。 　　2、分裂期 　　（1）前期：‎ 34‎ 最明显的变化是染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体，此时每条染色体都含有两条染色单体，由一个着丝点相连，称为姐妹染色单体。同时，核仁解体，核摸消失，纺锤丝形成纺锤体。 　　（2）中期： 染色体清晰可见，每条染色体的着丝点都排列在细胞中央的一个平面上，染色体的形态比较稳定，数目比较清晰，便于观察。‎ ‎　　（3）后期：每个着丝点一分为二，姐妹染色单体随之分离，形成两条子染色体，在纺锤丝的牵引下向细胞两极运动。 　　（4）末期：染色体到达两极后，逐渐变成丝状的染色质，同时纺锤体消失，核仁、核模重新出现，将染色质包围起来，形成两个新的子细胞，然后细胞一分为二。 　　（5）动植物细胞有丝分裂比较 植物 动物 纺锤体形成方式 由细胞的两极 ‎ 由中心体 ‎ 细胞一分为二方式 意义 ‎　　（二）、无丝分裂： 比较简单，一般是细胞核延长，从核的中部向内凹进，分裂为两个细胞核，接着整个细胞从中间分裂为两个细胞。没有出现纺锤丝和染色体，故名无丝分裂，如蛙的红细胞的分裂。‎ 八、细胞的分化癌变衰老 ‎（1）细胞分化：指在个体发育中，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。它是一种持久性的变化，发生在生物体的整个生命过程中，但在胚胎时期达到最大限度。经过细胞分化，生物体内会形成各种不同的细胞和组织，这种稳定性的差异是不可逆的。细胞分化程度：体细胞＞胚胎细胞＞受精卵 　　但科学研究证实，高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，即保持着全能性。细胞全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性。生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全部的遗传信息，都有发育成为完整个体所必需的全部遗传物质。理论上，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。细胞全能性的大小：受精卵＞胚胎细胞＞体细胞 　　通常情况下，生物体内细胞并没有表现出全能性，而是分化成为不同的细胞、组织，这是基因在特定的时间和空间条件下基因的选择性表达的结果。‎ ‎（2）、细胞的癌变：在个体发育过程中，大多数细胞能够正常分化。但是有些细胞在致癌因子的作用下，不能正常分化，而变成不受有机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。癌细胞与正常细胞相比，具有以下特点：能够无限增殖形态结构发生显著变化；癌细胞表面糖蛋白减少；容易在体内扩散，转移。由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使得细胞彼此之间的黏着性减小，导致癌细胞容易在有机体内分散和转移。 ‎ 34‎ ‎ 　　目前认为引起癌变的因子主要有三类：第一类物理致癌因子，如辐射致癌；第二类是化学致癌因子，如砷、苯、煤焦油等；再一类是病毒致癌因子，引起癌变的病毒叫做致癌病毒。另外，科学家已证实，癌细胞是由于原癌基因激活为癌基因而引起的。 　　（3）、细胞的衰老：生物体内的细胞多数要经过未分化、分裂、分化和死亡这几个阶段。因此，细胞的衰老和死亡是一种正常的生命现象。衰老细胞具有的主要特征有以下几点： 　　（1）细胞内的水分减少，结果使细胞萎缩，体积变小，细胞新陈代谢的速率减慢； （2）衰老细胞内，酶的活性减低，如人的头发变白是由于黑色素细胞衰老时，酪氨酸酶活性的活性降低；（3）细胞内的色素会随着细胞的衰老而积累，影响细胞的物质交流和信息传递等正常的生理功能，最终导致细胞死亡；（4）细胞膜通透性改变，物质运输能力降低。　　‎ ‎（4）、细胞凋亡：基因决定的细胞自动结束生命的过程，是一种正常的自然生理过程，如蝌蚪尾消失，它对于多细胞生物体正常发育，维持内部环境的稳定以及抵御外界因素干扰具有非常关键作用。 　　细胞坏死：由于电、热、冷、机械等不利因素影响导致细胞非正常性死亡，不受基因控制。‎ 必修2 第一章、遗传因子的发现 第一节 孟德尔豌豆杂交试验（一）‎ ‎1.孟德尔之所以选取豌豆作为杂交试验的材料是由于：（1）豌豆是自花传粉植物，且是闭花授粉的植物；（2）豌豆花较大，易于人工操作；（3）豌豆具有易于区分的性状。‎ ‎2.遗传学中常用概念及分析 ‎（1）性状：生物所表现出来的形态特征和生理特性。‎ ‎ 相对性状：一种生物同一种性状（如毛色）的不同表现类型（黄、白）。‎ 区分：兔的长毛和短毛；人的卷发和直发等；‎ ‎ 兔的长毛和黄毛；牛的黄毛和羊的白毛 ‎ 性状分离：杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。如在DD×dd杂交实验中，杂合F1代自交后形成的F2代同时出现显性性状（DD及Dd）和隐性性状（dd）的现象。‎ ‎ 显性性状：在DD×dd 杂交试验中，F1表现出来的性状；如教材中F1代豌豆表现出高茎，即高茎为显性。决定显性性状的为显性遗传因子（基因），用大写字母表示。如高茎用D表示。‎ ‎ 隐性性状：在DD×dd杂交试验中，F1未显现出来的性状；如教材中F1代豌豆未表现出矮茎，即矮茎为隐性。决定隐性性状的为隐性基因，用小写字母表示，如矮茎用d表示。‎ ‎ （2）纯合子：遗传因子（基因）组成相同的个体。如DD或dd。其特点纯合子是自交后代全为纯合子，无性状分离现象。‎ ‎ 杂合子：遗传因子（基因）组成不同的个体。如Dd。其特点是杂合子自交后代出现性状分离现象。‎ ‎（3）杂交：遗传因子组成不同的个体之间的相交方式。 如：DD×dd Dd×dd DD×Dd等。‎ ‎ 自交：遗传因子组成相同的个体之间的相交方式。 如：DD×DD Dd×Dd等 测交：F1（待测个体）与隐性纯合子杂交的方式。 如：Dd×dd 正交和反交：二者是相对而言的，‎ ‎ 如甲（♀）×乙（♂）为正交，则甲（♂）×乙（♀）为反交；‎ ‎ 如甲（♂）×乙（♀）为正交，则甲（♀）×乙（♂）为反交。‎ ‎3.杂合子和纯合子的鉴别方法 ‎ 若后代无性状分离，则待测个体为纯合子 测交法 若后代有性状分离，则待测个体为杂合子 ‎ 若后代无性状分离，则待测个体为纯合子 自交法 若后代有性状分离，则待测个体为杂合子 ‎4.常见问题解题方法 34‎ ‎（1）如后代性状分离比为显：隐=3 ：1，则双亲一定都是杂合子（Dd） 即Dd×Dd 3D_：1dd ‎（2）若后代性状分离比为显：隐=1 ：1，则双亲一定是测交类型。 即为Dd×dd 1Dd ：1dd ‎（3）若后代性状只有显性性状，则双亲至少有一方为显性纯合子。‎ 即DD×DD 或 DD×Dd 或 DD×dd ‎5.分离定律 实质就是在形成配子时，等位基因随减数第一次分裂后期同源染色体的分开而分离，分别进入到不同的配子中。‎ 第二节 孟德尔豌豆杂交试验（二）‎ ‎1.两对相对性状杂交试验中的有关结论 ‎（1）两对相对性状由两对等位基因控制，且两对等位基因分别位于两对同源染色体。‎ ‎(2) F1 减数分裂产生配子时，等位基因一定分离，非等位基因（位于非同源染色体上的非等位基因）自由组合，且同时发生。‎ ‎（3）F2中有16种组合方式，9种基因型，4种表现型，比例9：3：3：1‎ ‎ YYRR 1/16‎ ‎ YYRr 2/16‎ 亲本类型 ‎ 双显（Y_R_） YyRR 2/16 9/16 黄圆 ‎ YyRr 4/16‎ ‎ 纯隐（yyrr） yyrr 1/16 1/16 绿皱 ‎ YYrr 1/16 ‎ 重组类型 ‎ 单显（Y_rr） YYRr 2/16 3/16 黄皱 ‎ yyRR 1/16‎ ‎ 单显（yyR_） yyRr 2/16 3/16 绿圆 注意：上述只符合亲本为YYRR×yyrr，但亲本为YYrr×yyRR，F2中重组类型为 10/16 ，亲本类型为 6/16。‎ ‎2.常见组合问题(自由组合定律的解题方法统一用分枝法[先一对一对分析,再进行组合]:可简化为用分离定理来解决，即先求一对相对性状，最后把结果相乘，即进行组合,因此，要熟记分离定理的6种杂交结果)‎ ‎（1）配子类型问题，如：AaBbCc产生的配子种类数为2x2x2=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3x2x3=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2x2x2=8种表现型。‎ ‎3.自由组合定律，实质是形成配子时，成对的基因彼此分离，决定不同性状的基因自由组合。‎ ‎4.常见遗传学符号 符号 P F1 ‎ F2 ‎ ‎ ×‎ ‎ ‎ ‎ ♀‎ ‎♂‎ 含义 ‎ 亲本 子一代 子二代 杂交 自交 母本 父本 ‎5．孟德尔实验成功的原因：‎ ‎（1）正确选用实验材料：豌豆是严格自花传粉植物（闭花授粉），自然状态下一般是纯种㈡具有易于区分的性状；（2）由一对相对性状到多对相对性状的研究；（3）分析方法：统计学方法对结果进行分析 ‎（4）实验程序：假说-演绎法；观察分析（为什么F2中出现3：1）——提出假说（4点）——演绎推理——实验验证（测交）‎ 34‎ 第二章 基因和染色体的关系 第一节 减数分裂和受精作用 知识结构： 精子的形成过程 减数分裂 卵细胞形成过程 减数分裂和受精作用 配子中染色体组合的多样性 受精作用 受精作用的过程和实质 ‎1.正确区分染色体、染色单体、同源染色体和四分体 ‎（1）染色体和染色单体：细胞分裂间期，染色体经过复制成由一个着丝点连着的两条姐妹染色单体。所以此时染色体数目要根据着丝点判断，即一个着丝点就代表一条染色体。‎ ‎（2）同源染色体和四分体：同源染色体指形态、大小一般相同，一条来自母方，一条来自父方，且能在减数第一次分裂过程中可以两两配对的一对染色体（有丝分裂中也有同源染色体，但不联会）。四分体指减数第一次分裂同源染色体联会后每对同源染色体中含有四条姐妹染色单体。‎ ‎（3）一对同源染色体= 一个四分体=2条染色体=4条染色单体=4个DNA分子。‎ ‎2.减数分裂过程中遇到的一些概念 同源染色体：（上面已经有了）‎ ‎ 联会：同源染色体两两配对的现象。四分体：（上面已经有了）‎ ‎ 交叉互换：指四分体时期，非姐妹染色单体发生缠绕，并交换部分片段的现象。‎ ‎ 减数分裂：是有性生殖的生物在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞分裂。‎ ‎ 3.减数分裂 特点：复制一次， 分裂两次。‎ ‎ 结果：染色体数目减半（染色体数目减半实际发生在减数第一次分裂，第二次分裂类似有丝分裂）。‎ ‎ 场所：生殖器官内（动物的精巢、卵巢；植物的花药、胚珠；精巢、卵巢内既有有丝分裂，又有减数分裂）‎ 过程： 精子的形成过程： 卵细胞的形成过程：‎ ‎ 1个精原细胞（2n） 1个卵原细胞（2n）‎ ‎ ↓间期：染色体复制 ↓间期：染色体复制 ‎ 1个初级精母细胞（2n） 1个初级卵母细胞（2n）‎ ‎ ↓前期：联会、四分体、交叉互换（2n） ↓前期：联会、四分体…（2n）‎ ‎ 中期：同源染色体排列在赤道板上（2n） 中期：（2n）‎ ‎ 后期：配对的同源染色体分离（2n） 后期：（2n）‎ 末期：细胞质均等分裂 末期：细胞质不均等分裂（2n）‎ ‎2个次级精母细胞（n） 1个次级卵母细胞+1个极体（n）‎ ‎ ↓前期：（n） ↓前期：（n）‎ ‎ 中期：（n） 中期：（n）‎ 后期：染色单体分开成为两组染色体（2n） 后期：（2n）‎ 末期：细胞质均等分离（n） 末期：（n）‎ ‎4个精细胞：（n） 1个卵细胞：（n）+3个极体（n）‎ ‎↓变形 ‎ ‎4个精子（n）‎ ‎4.精子与卵细胞形成的异同点 比较项目 不 同 点 相同点 精子的形成 卵细胞的形成 染色体复制 复制一次 第一次分裂 一个初级精母细胞（2n）产生两个大小相同的次级精母细胞（n）‎ 一个初级卵母细胞（2n）（细胞质不均等分裂）产生一个次级卵母细胞（n）和一个第一极体（n）‎ 同源染色体联会，形成四分体，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，细胞质分裂，子细胞染色体数目减半 34‎ 第二次分裂 两个次级精母细胞形成四个同样大小的精细胞（n）‎ 一个次级卵母细胞（细胞质不均等分裂）形成一个大的卵细胞(n)和一个小的第二极体。第一极体分裂（均等）成两个第二极体 着丝点分裂，姐妹染色单体分开，分别移向两极，细胞质分裂，子细胞染色体数目不变 有无变形 精细胞变形形成精子 无变形 分裂结果 产生四个有功能的精子(n)‎ 只产生一个有功能的卵细胞(n)‎ 精子和卵细胞中染色体数目均减半 注：卵细胞形成无变形过程，而且是只形成一个卵细胞，卵细胞体积很大，细胞质中存有大量营养物质，为受精卵发育准备的。‎ ‎5.减数分裂和有丝分裂主要异同点（要求掌握）‎ 比较项目 减数分裂 有丝分裂 染色体复制次数及时间 一次，减数第一次分裂的间期 一次，有丝分裂的间期 细胞分裂次数 二次 一次 联会四分体是否出现 出现在减数第一次分裂 不出现 同源染色体分离 减数第一次分裂后期 无分离（有同源染色体）‎ 着丝点分裂 发生在减数第二次分裂后期 后期 子细胞的名称及数目 性细胞，精细胞4个或卵1个、极体3个 体细胞，2个 子细胞中染色体变化 减半，减数第一次分裂 不变 子细胞间的遗传组成 不一定相同 一定相同 ‎6. 有丝分裂和减数分裂的图形的鉴别：（检索表以二倍体生物为例）‎ ‎1.1细胞中没有同源染色体……减数第二次分裂 1.2细胞中有同源染色体 ‎2.1有同源染色体联会、形成四分体排列于赤道板或相互分离……减数第一次分裂 例题：判断下列各细胞分裂图属何种分裂何时期图。‎ ‎［解析］：‎ 甲图细胞的每一端均有成对的同源染色体，但无联会、四分体、分离等行为，且每一端都有一套形态和数目相同的染色体，故为有丝分裂的后期。‎ 乙图有同源染色体，且同源染色体分离，非同源染色体自由组合，故为减数第一次分裂的后期。‎ 丙图不存在同源染色体，且每条染色体的着丝点分开，姐妹染色单体成为染色体移向细胞两极，故为减数第二次分裂后期。‎ ‎7.受精作用：指卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。‎ 意义：通过减数分裂和受精作用，保证了进行有性生殖的生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，从而保证了遗传的稳定和物种的稳定；在减数分裂中，发生了非同源染色体的自由组合和非姐妹染色单体的交叉互换，增加了配子的多样性，加上受精时卵细胞和精子结合的随机性，使后代呈现多样性，有利于生物的进化，体现了有性生殖的优越性。‎ ‎8.配子种类问题 34‎ 由于染色体组合的多样性，使配子也多种多样，根据染色体组合多样性的形成的过程，所以配子的种类可由同源染色体对数决定，即含有n对同源染色体的精（卵）原细胞产生配子的种类为2n种。‎ 第二节 基因在染色体上 1. 萨顿假说推论：基因在染色体上，也就是说染色体是基因的载体。因为基因和染色体行为存在着明显的平行关系。 研究方法：类比推理 ‎2. 基因位于染色体上的实验证据 果蝇杂交实验分析 摩尔根果蝇眼色的实验：(A—红眼基因 a—白眼基因 X、Y——果蝇的性染色体)‎ ‎ P：红眼（雌） × 白眼（雄） P： XAXA × XaY ‎ ↓ ↓ ‎ ‎ F1： 红眼 F1 ： XAXa × XAY ‎ ‎ ↓F1雌雄交配 ↓ ‎ ‎ F2：红眼（雌雄） 白眼（雄） F2： XAXA XAXa XAY XaY ‎ ‎3.一条染色体上一般含有多个基因，且这多个基因在染色体上呈线性排列 ‎4. 基因的分离定律的实质 基因的自由组合定律的实质 萨顿假说 ‎1．内容：基因在染色体上 （染色体是基因的载体）‎ ‎2．依据：基因与染色体行为存在着明显的平行关系。‎ ‎ ①在杂交中保持完整和独立性 ②成对存在 ‎③一个来自父方，一个来自母方 ④形成配子时自由组合 ‎3．证据： 果蝇的限性遗传 ‎ 红眼 XWXW X 白眼XwY ‎ XW Y 红眼 XWXw ‎ 红眼XWXW ：红眼XWXw：红眼XW Y：白眼XwY ‎ ‎ ①一条染色体上有许多个基因；②基因在染色体上呈线性排列。‎ ‎4．现代解释孟德尔遗传定律 ‎ ①分离定律：等位基因随同源染色体的分开独立地遗传给后代。‎ 口诀：无中生有为隐性，隐性遗传看女病。父子患病为伴性。‎ 有中生无为显性，显性遗传看男病。 母女患病为伴性。‎ ‎②自由组合定律：非同源染色体上的非等位基因自由组合。‎ 三、伴性遗传的特点与判断 遗传病的遗传方式 遗传特点 实例 常染色体隐性遗传病 隔代遗传，患者为隐性纯合体 白化病、苯丙酮尿症、‎ 常染色体显性遗传病 代代相传，正常人为隐性纯合体 多/并指、软骨发育不全 伴X染色体隐性遗传病 隔代遗传，交叉遗传，患者男性多于女性 色盲、血友病 伴X染色体显性遗传病 代代相传，交叉遗传，患者女性多于男性 抗VD佝偻病 伴Y染色体遗传病 传男不传女，只有男性患者没有女性患者 人类中的毛耳 第三节 伴性遗传 ‎1.伴性（别）遗传的概念：此类性状的遗传控制基因位于性染色体上，因而总是与性别相关联。‎ 1. 人类红绿色盲症（伴X染色体隐性遗传病）‎ 34‎ ‎①致病基因Xa 正常基因：XA ②患者：男性XaY 女性XaXa 正常：男性XAY 女性 XAXA XAXa（携带者） ‎ ‎③遗传特点：⑴男性患者多于女性患者。⑵交叉遗传。即男性（父亲）→女性（女儿携带者）→男性（儿子）。⑶一般为隔代遗传。‎ 1. 抗维生素D佝偻病（伴X染色体显性遗传病）‎ ‎①致病基因XA 正常基因：Xa ②患者：男性XAY 女性XAXA XAXa 正常：男性XaY 女性XaXa ‎ ‎③遗传特点：⑴女性患者多于男性患者。⑵代代相传。⑶交叉遗传现象：男性→女性→男性 ‎4．Y染色体遗传：人类毛耳现象 遗传特点：基因位于Y染色体上，仅在男性个体中遗传 ‎5、伴性遗传在生产实践中的应用：根据毛色辨别小鸡的雌、雄 ‎6、人类遗传病的判定方法 口诀：无中生有必为隐，生女有病为常隐；有中生无必为显，生女有病为常显。‎ 解释：父母无病，子女有病——隐性遗传（无中生有）父母无病，女儿有病——常、隐性遗传；父母有病，子女无病——显性遗传（有中生无）父母有病，女儿无病——常、显性遗传 注：如果家系图中患者全为男性（女全正常），且具有世代连续性，应首先考虑伴Y遗传，无显隐之分。‎ 第三章 基因的本质 第一节 DNA是主要的遗传物质 ‎1.肺炎双球菌的转化实验（1）体内转化实验：1928年由英国科学家格里菲思等人进行。‎ 实验材料：S型细菌、R型细菌 ‎ 菌落 菌体 毒性 S型细菌 表面光滑（smooth）‎ 有荚膜（小鼠很难消灭）‎ ‎→有 R型细菌 表面粗糙(rough)‎ 无荚膜（小鼠容易消灭）‎ ‎→无 ‎ 结论：在S型细菌中存在转化因子可以使R型细菌转化为S型细菌。‎ ‎（2）、体外转化实验：1944年由美国科学家艾弗里等人进行。结论：DNA是遗传物质 ‎2.噬菌体侵染细菌的实验 ‎1、实验过程：①标记噬菌体（35S标记蛋白质，32P标记DNA，不能同时标记）‎ 含35S的培养基含35S的细菌35S蛋白质外壳含35S的噬菌体 含32P的培养基含32P的细菌内部DNA含32P的噬菌体 ‎②噬菌体侵染细菌 含35S的噬菌体细菌体内没有放射性35S 含32P的噬菌体细菌体内有放射线32P 结果分析：测试结果表明：侵染过程中，只有32P进入细菌，而35S未进入，说明只有亲代噬菌体的 DNA 进入细胞。子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的 DNA 遗传的。 DNA 才是真正的遗传物质。‎ 结论：进一步确立DNA是遗传物质 ‎3.烟草花叶病毒感染烟草实验：‎ ‎（1）、实验过程 ：（2）、实验结果分析与结论：烟草花叶病毒的RNA能自我复制，控制生物的遗传性状，因此RNA是它的遗传物质(还有HIV)。‎ ‎4、生物的遗传物质 非细胞结构：DNA或RNA 生物 原核生物：DNA 34‎ 细胞结构 真核生物：DNA 结论：绝大多数生物[有细胞结构的生物（同时含DAN、RNA）和DNA病毒]的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。‎ 第二节 DNA分子的结构 1. DNA分子的结构 （1） 基本单位---脱氧核糖核苷酸（简称脱氧核苷酸）‎ ‎2、DNA分子有何特点？‎ ‎⑴稳定性：是指DNA分子双螺旋空间结构的相对稳定性。‎ ‎⑵多样性：构成DNA分子的脱氧核苷酸虽只有4种，配对方式仅2种，但其数目却可以成千上万，更重要的是形成碱基对的排列顺序可以千变万化，从而决定了DNA分子的多样性（n对碱基可形成4n种）。‎ ‎⑶特异性：每个特定的DNA分子中具有特定的碱基排列顺序，而特定的排列顺序代表着遗传信息，所以每个特定的DNA分子中都贮存着特定的遗传信息，这种特定的碱基排列顺序就决定了DNA分子的特异性。‎ ‎3、DNA双螺旋结构的特点：‎ ‎ ⑴DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。⑵DNA分子外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的基本骨架。⑶DNA分子两条链的内侧的碱基按照碱基互补配对原则配对，并以氢键互相连接。‎ ‎4、相关计算(画图标已知,用好100,碱基互补配对出答案) （文科生了解）‎ ‎（1）A=T C=G（2）（A+ C ）/ （T+G ）= 1或A+G / T+C = 1‎ ‎（3）如果（A1+C1 ） / （ T1+G1 ）=b 那么（A2+C2 ） / （T2+G2 ） =1/b ‎（4） （A+ T ） / （ C +G ） =（A1+ T1 ） / （ C1 +G1 ） = （ A2 + T2 ） / （ C2+G2 ） = a ‎4.判断核酸种类 ‎（1）如有U无T，则此核酸为RNA；（2）如有T且A=T C=G，则为双链DNA；‎ ‎（3）如有T且A≠ T C≠ G，则为单链DNA ；（4）U和T都有，则处于转录阶段。‎ 第三节 DNA的复制 一、DNA分子复制的过程1、概念：以亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程 ‎2、复制时间：有丝分裂或减数第一次分裂间期 3. 复制方式：半保留复制 ‎4、复制条件 （1）模板：亲代DNA分子两条脱氧核苷酸链 （2）原料：4种脱氧核苷酸（3）能量：ATP （4）解旋酶、 DNA聚合酶等 ‎5、复制特点：边解旋边复制 6、复制场所：主要在细胞核中，线粒体和叶绿体也存在。‎ ‎7、复制意义：保持了遗传信息的连续性。‎ 三、与DNA复制有关的碱基计算（文科生了解）‎ ‎1.一个DNA连续复制n次后，DNA分子总数为：2n ‎2.第n代的DNA分子中，含原DNA母链的有2个，占1/(2n-1)‎ ‎3.若某DNA分子中含碱基T为a，‎ ‎ (1)则连续复制n次，所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a(2n-1)‎ ‎ (2)第n次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a·2n-1‎ 第四节 基因是有遗传效应的DNA片段 一、.基因的相关关系 ‎1、与DNA的关系：①基因的实质是有遗传效应的DNA片段，无遗传效应的DNA片段不能称之为基因（非基因）。②每个DNA分子包含许多个基因。‎ ‎2、与染色体的关系：①基因在染色体上呈线性排列。②染色体是基因的主要载体，此外，线粒体和叶绿体中也有基因分布。‎ 34‎ ‎3、与脱氧核苷酸的关系:①脱氧核苷酸（A、T、C、G）是构成基因的单位。②基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。‎ ‎4、与性状的关系：①基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位。②基因对性状的控制通过控制蛋白质分子（酶、结构蛋白）的合成来实现。‎ 二、DNA片段中的遗传信息：遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性，而碱基的特异排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性。‎ 第4章 基因的功能 第一节　基因指导蛋白质的合成 一、遗传信息的转录 ‎1、DNA与RNA的异同点 ‎ 核酸 项目 ‎ DNA RNA 结构 通常是双螺旋结构，极少数病毒是单链结构 通常是单链结构 基本单位 脱氧核苷酸（4种）‎ 核糖核苷酸（4种）‎ 五碳糖 脱氧核糖 核糖 碱基 A、G、C、T A、G、C、U 产生途径 DNA复制、逆转录 转录、RNA复制 存在部位 主要位于细胞核中染色体上，极少数位于细胞质中的线粒体和叶绿体上 主要位于细胞质中 功能 传递和表达遗传信息 ‎①mRNA：转录遗传信息，翻译的模板 ‎②tRNA：运输特定氨基酸 ‎③rRNA：核糖体的组成成分 细胞生物（如人、水稻）内含：2种核酸、5种碱基、8种核苷酸 病毒含：1种核酸、4种碱基、5种核苷酸 ‎2、RNA的类型⑴信使RNA（mRNA）⑵转运RNA（tRNA）⑶核糖体RNA（rRNA）‎ ‎3、转录 ‎⑴概念：以DNA的一条链为模板通过碱基互补配对原则形成信使RNA的过程。‎ ‎⑵转录的场所　主要在细胞核⑶转录的模板　以DNA的一条链为模板 ‎⑷转录的原料　4种核糖核苷酸⑸转录的产物　一条单链的mRNA ‎⑹转录的原则　碱基互补配对⑺转录与复制的异同（下表）‎ ‎ 阶段 项目 复制 转录 时间 细胞有丝分裂的间期或减数第一次分裂间期 生长发育的连续过程 进行场所 主要细胞核 主要细胞核 模板 以DNA的两条链为模板 以DNA的一条链为模板 原料 ‎4种脱氧核苷酸 ‎4种核糖核苷酸 条件 需要特定的酶和ATP 需要特定的酶和ATP 过程 在细胞核中，以DNA解旋后的一条链为模板，按照A—U、G—C、T—A、C—G的碱基互补配对原则，形成mRNA，mRNA从细胞核进入细胞质中，与核糖体结合 34‎ 在酶的作用下，两条扭成螺旋的双链解开，以解开的每段链为模板，按碱基互补配对原则（A—T、C—G、T—A、G—C）合成与模板互补的子链；子链与对应的母链盘绕成双螺旋结构 产物 两个双链的DNA分子 一条单链的mRNA 特点 边解旋边复制；半保留式复制（每个子代DNA含一条母链和一条子链）‎ 边解旋边转录；DNA双链分子全保留式转录（转录后DNA仍保留原来的双链结构）；只转录部分基因 遗传信息的传递方向 遗传信息从亲代DNA传给子代DNA分子 遗传信息由DNA传到RNA 二、遗传信息的翻译；1、遗传信息、密码子和反密码子 遗传信息 密码子 反密码子 概念 基因中脱氧核苷酸的排列顺序 mRNA中决定一个氨基酸的三个相邻碱基 tRNA中与mRNA密码子互补配对的三个碱基 作用 控制生物的遗传性状 直接决定蛋白质中的氨基酸序列 识别密码子，转运氨基酸 种类 基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序的不同，决定了遗传信息的多样性 ‎64种 ‎61种：能翻译出氨基酸 ‎3种：终止密码子，不能翻译氨基酸 ‎61种或tRNA也为61种 ‎ 联系 ‎①基因中脱氧核苷酸的序列mRNA中核糖核苷酸的序列 ‎②mRNA中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补 ‎③密码子与相应反密码子的序列互补配对 ‎2、翻译 ⑴定义：在核糖体中以信使RNA为模板，以转运RNA为运载工具合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质分子。⑵翻译的场所 细胞质的核糖体上 ⑶翻译的模板 mRNA ⑷翻译的原料 20种氨基酸 ⑸翻译的产物 多肽链（蛋白质 ） ⑹翻译的原则 碱基互补配对 ‎ ‎⑺翻译与转录的异同点（下表）：‎ ‎ 阶段 项目 转录 翻译 定义 在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程 以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程 场所 细胞核 细胞质的核糖体 模板 DNA的一条链 信使RNA 信息传递的方向 DNA→mRNA mRNA→蛋白质 原料 含A、U、C、G的4种核苷酸 合成蛋白质的20种氨基酸 产物 信使RNA 有一定氨基酸排列顺序的蛋白质 实质 是遗传信息的转录 是遗传信息的表达 三、基因表达过程中有关DNA、RNA、氨基酸的计算 ‎1、转录时，以基因的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，产生一条单链mRNA，则转录产生的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的一半，且基因模板链中A+T（或C+G）与mRNA分子中U+A（或C+G）相等。‎ ‎2.翻译过程中，mRNA中每3个相邻碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3，是双链DNA碱基数目的 1/6 。 ‎ 34‎ 第二节 基因对性状的控制 一、中心法则：最先是由克里克命名，指的是遗传信息传递的一般规律。‎ ‎⑴DNA→DNA：DNA的自我复制；‎ ‎⑵DNA→RNA：转录；‎ ‎⑶RNA→蛋白质：翻译；‎ ‎⑷RNA→RNA：RNA的自我复制；‎ ‎⑸RNA→DNA：逆转录。‎ DNA→DNA RNA→RNA DNA→RNA 细胞生物 病毒 RNA→蛋白质 RNA→DNA 二、基因、蛋白质与性状的关系 ‎ 1、 酶或激素 细胞代谢（间接控制） ‎ 基因 结构蛋白 细胞结构（直接控制） 性状 ‎ ‎2、基因型与表现型的关系，基因的表达过程中或表达后的蛋白质也可能受到环境因素的影响。‎ ‎3、生物体性状的多基因因素：基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间多种因素存在复杂的相互作用，共同地精细地调控生物的性状。‎ 基因、蛋白质和性状的关系： ‎ ‎（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，如白化病等。（2）基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，如镰刀型细胞贫血等。‎ 基因突变和基因重组 一、基因突变的实例 　　1、镰刀型细胞贫血症： 　　⑴症状 红细胞由正常的圆饼状变成镰刀型，导致红细胞不能顺利通过毛细血管聚集在一起，红细胞破裂（溶血），造成贫血。 　　⑵病因 基因中的碱基替换。 直接原因：血红蛋白分子结构的改变 根本原因：控制血红蛋白分子合成的基因结构的改变 2、基因突变： DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变 　　二、基因突变的原因和特点 　　1、基因突变的原因： 外因：物理因素：如紫外线、X射线；化学因素：如亚硝酸、碱基类似物； 生物因素：如某些病毒； 　　内因：自然突变、诱发突变 　　‎ ‎2、基因突变的特点： 　　⑴普遍性⑵随机性⑶不定向性⑷低频性⑸多害少利性 　　3、基因突变的时间： 　　有丝分裂或减数第一次分裂间期 　　4.基因突变的意义：是新基因产生的途径；生物变异的根本来源；是进化的原始材料 　　三、基因重组： 　　1、基因重组的概念 　　2、基因重组的类型： 　　随机重组（减数第一次分裂后期）； 　　交换重组（四分体时期） 　　3.时间：减数第一次分裂过程中（减数第一次分裂后期和四分体时期） 　　4．基因重组的意义 ‎ 　　四、基因突变与基因重组的区别 基因突变 基因重组 34‎ 本质 基因的分子结构发生改变，产生了新基因，也可以产生新基因型，出现了新的性状。‎ 不同基因的重新组合，不产生新基因，而是产生新的基因型，使不同性状重新组合。‎ 发生时间及原因 细胞分裂间期DNA分子复制时，由于外界理化因素引起的碱基对的替换、增添或缺失。‎ 减数第一次分裂后期中，随着同源染色体的分开，位于非同源染色体上的非等位基因进行了自由组合；四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换。‎ 条件 外界环境条件的变化和内部因素的相互作用。‎ 有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞。‎ 意义 生物变异的根本来源，是生物进化的原材料。‎ 生物变异的来源之一，是形成生物多样性的重要原因。‎ 发生可能 突变频率低，但普遍存在。‎ 有性生殖中非常普遍。‎ 染色体变异 一、染色体结构的变异（猫叫综合征，不是猫叫综合症） 　　1、概念 　　2、变异类型： 　　（1）缺失（2）重复（3）倒位（4）易位 　　二、染色体数目的变异 　　1.染色体组的概念：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物发育的全部遗传信息，这样的一组染色体，叫染色体组。（文科生了解） 　　染色体组特点：a、一个染色体组中不含同源染色体。b、一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同。c、一个染色体组中含有控制生物性状的一整套基因。‎ 图一含4组染色体（或有4个染色体组），每组3条染色体；图二含4组染色体（或有4个染色体组），每组2条染色体。 　　2.常见的一些关于单倍体与多倍体的问题 　　（1）一倍体一定是单倍体吗？单倍体一定是一倍体吗？（一倍体一定是单倍体；单倍体不一定是一倍体。） 　　（2）二倍体物种所形成的单倍体中，其体细胞中只含有一个染色体组，这种说法对吗？为什么？ 　　（答：对，因为在体细胞进行减数分裂形成配子时，同源染色体分开，导致染色体数目减半。） 　　（3）如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体，其体细胞中就含有两个或三个染色体组，我们可以称它为二倍体或三倍体，这种说法对吗？ 　　（答：不对，尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组，但因为是正常的体细胞的配子所形成的物种，因此，只能称为单倍体。） 　　①由受精卵发育来的个体，细胞中含有几个染色体组，就叫几倍体； 　　②而由配子直接发育来的,不管含有几个染色组，都只能叫单倍体。 　　（4）单倍体中可以只有一个染色体组，但也可以有多个染色体组，对吗？ 　　（答：对，如果本物种是二倍体，则其配子所形成的单倍体中含有一个染色体组；如果本物种是四倍体，则其配子所形成的单倍体含有两个或两个以上的染色体组。） 　　3.多倍体育种 ‎ 34‎ ‎ 　　①人工诱导多倍体的方法：用秋水仙素处理萌发的种子和幼苗。原理：当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制细胞分裂前期纺锤体形成，导致染色体不分离，从而引起细胞内染色体数目加倍） 　　②多倍体植株特征：茎杆粗壮，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。‎ ‎③过程：‎ ‎　　4．单倍体育种 　　①单倍体植株特征：植株长得弱小而且高度不育。　　②单倍体植株获得方法：花药离休培养。　　③单倍体育种的意义：明显缩短育种年限（只需二年）。 　　④过程：‎ ‎　　列表比较多倍体育种和单倍体育种：‎ 多倍体育种 单倍体育种 原理 染色体组成倍增加 染色体组成倍减少，再加倍后得到纯种（指每对染色体上成对的基因都是纯合的）‎ 常用方法 秋水仙素处理萌发的种子、幼苗 花药的离体培养后，人工诱导染色体加倍 优点 器官大，提高产量和营养成分 明显缩短育种年限 缺点 适用于植物，在动物方面难以开展 技术复杂一些，须与杂交育种配合 ‎　　4.三倍体无子西瓜的培育过程图示：‎ ‎　　注：亲本中要用四倍体植株作为母本，二倍体作为父本，两次使用二倍体花粉的作用是不同的。(了解)‎ ‎　　以染色体概念系统为例，分析染色体与遗传变异进化之间的内在联系：‎ 34‎ 人类遗传病 ‎　1、概念：通常是指由于遗传物质改变而引起的人类疾病，主要可以分为单基因遗传病，多基因遗传病和染色体异常遗传病三大类。（一定要记住各种遗传病类型的实例）‎ ‎2、特点： 　　a、致病基因来自父母，因此其在胎儿的时候就已经表现出症状或处在潜在状态。 　　 b、往往是终生具有的　　c、常带有家族性，并以一定的比例出现于各成员中。 3、危害：a、危害人体健康。b、贻害子孙后代。c、增加了社会负担 4、人类基因组计划是测定人类基因组的全部DNA序列，解读其中包含的遗传信息。中、美、德、英、法、日参加了这项工作。‎ 杂交育种与诱变育种 ‎　一、杂交育种：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。 　　1.原理：基因重组。通过基因重组产生新的基因型，从而产生新的优良性状。 　　2.优点：可以将两个或多个优良性状集中在一起。 　　3.缺点：不会产生新基因，且杂交后代会出现性状分离，育种过程缓慢，过程复杂。　　‎ 二、诱变育种 　　1.概念：指利用物理或化学因素来处理生物，使生物产生基因突变，利用这些变异育成新品种的方法。 　　2.诱变原理：基因突变 　　3.诱变因素：（1）物理：X射线，紫外线，γ射线（2）化学：亚硝酸，硫酸二乙酯等。 　　4.优点：可以在较短时间内获得更多的优良性状。 　　5.缺点：因为基因突变具有不定向性且有利的突变很少，所以诱变育种具有一定盲目性，所以利用理化因素出来生物提高突变率，且需要处理大量的生物材料，再进行选择培育。　　三、四种育种方法的比较 杂交育种 诱变育种 多倍体育种 单倍体育种 原理 基因重组 基因突变 染色体变异 染色体变异 方法 杂交 激光、射线或化学药品处理 秋水仙素处理萌发种子或幼苗 花药离体培养后加倍 优点 可集中优良性状 时间短 器官大和营养物质含量高 缩短育种年限 缺点 育种年限长 盲目性及突变频率较低 动物中难以开展 成活率低，只适用 于植物 举例 高杆抗病与矮杆感病杂交获得矮杆抗病 高产青霉菌株的育成 三倍体西瓜 抗病植株的育成 34‎ 基因工程及其应用 ‎1.概念：按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。 2.原理：基因重组 ‎3.工具： 　　A．基因的"剪刀"：限制性内切酶　　①分布：主要在微生物中。　　②作用特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。　　③结果：产生黏性未端（碱基互补配对）。 　　B．基因的"针线"：DNA连接酶 　①连接的部位：磷酸二酯键，不是氢键。　　②结果：两个相同的黏性未端的连接。 　　C．基因的"运载工具"：运载体　　①作用：将外源基因送入受体细胞。 　②具备的条件：a、能在宿主细胞内复制并稳定地保存。b、具有多个限制酶切点。c、有某些标记基因。‎ ‎　 ③种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。 　④质粒的特点：质粒是基因工程中最常用的运载体。 　　4．基因操作的基本步骤： 　①提取目的基因：人们所需要的特定基因，如人的胰岛素基因、抗虫基因、抗病基因、干扰素基因等 　②目的基因与运载体结合（以质粒为运载体）：用同一种限制酶分别切割目的基因和质粒DNA（运载体），使其产生相同的黏性末端，将切割下的目的基因与切割后的质粒混合，并加入适量的DNA连接酶，使之形成重组DNA分子（重组质粒） 　③将目的基因导入受体细胞常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物细胞 　④目的基因检测与表达 　　检测方法如：质粒中有抗菌素抗性基因的大肠杆菌细胞放入到相应的抗菌素中，如果正常生长，说明细胞中含有重组质粒。 　　表达：受体细胞表现出特定性状，说明目的基因完成了表达过程。如：抗虫棉基因导入棉细胞后，棉铃虫食用棉的叶片时被杀死；胰岛素基因导入大肠杆菌后能合成出胰岛素等。 　　5．转基因生物和转基因食品的安全性 34‎ 第7章 现代生物进化理论 第1节 现代生物进化理论的由来 一、拉马克的进化学说 ‎ ‎1、拉马克的进化学说的主要内容——用进废退、获得性遗传 ‎（1）、生物都不是神创的，而是由更古老的生物进化来的。这对当时人们普遍信奉的神创造成一定冲击，因此具有进步意义。（2）、生物是由低等到高等逐渐进化的。（3）、对于生物进化的原因，他认为：一是“用进废退”的法则；二是“获得性遗传”的法则。但这些法则缺乏事实依据，大多来自于主观推测。‎ ‎2、拉马克的进化学说的历史意义 ‎ 二、达尔文自然选择学说 ‎（一）、达尔文自然选择学说的主要内容 ‎1.过度（不是过渡）繁殖 —— 选择的基础 ‎ 生物体普遍具有很强的繁殖能力，能产生很多后代，不同个体间有一定的差异。‎ ‎2.生存斗争 —— 进化的动力、外因、条件 ‎ 大量的个体由于资源空间的限制而进行生存斗争。在生存斗争中大量个体死亡，只有少数的个体生存下来。生存斗争包括三方面：‎ ‎（1）生物与无机环境的斗争（2）种内斗争（3）种间斗争 生存斗争对某些个体的生存不利，但对物种的生存是有利的，并推动生物的进化。‎ ‎3.遗传变异 ——进化的内因 在生物繁殖的过程中普遍存在着遗传变异现象，生物的变异是不定向的，有的变异是有利的，有的是不利的，其中具有有利变异的个体就容易在生存斗争中获胜生存下去，反之，具有不利变异个体就容易被淘汰。‎ ‎4.适者生存 —— 选择的结果 适者生存，不适者被淘汰是自然选择的结果。自然选择只选择适应环境的变异类型，通过多次选择，使生物的微小有利变异通过繁殖遗产给后代，得以积累和加强，使生物更好的适应环境，逐渐产生了新类型。‎ ‎ 所以说变异不是定向的，但自然选择是定向的，决定着进化的方向。‎ ‎（二）、达尔文的自然选择学说的历史局限性和意义 1、 意义：自然选择学说能够科学地解释生物进化原因以及生物的多样性和适应性。‎ 2、 不足：对遗传和变异本质，不能做出科学的解释。对生物进化的解释局限在个体水平。‎ 第2节 现代生物进化理论的主要内容 一、种群基因频率的改变与生物进化 ‎（一）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种群。‎ ‎ 种群特点：种群中的个体不是机械的集合在一起，而是通过种内关系组成一个有机的整体，个体间可以彼此交配，并通过繁殖将各自的基因传递给后代。‎ ‎2、基因库 ‎3、基因频率、基因型频率及其相关计算 基因频率= 基因型频率=‎ 两者联系：（1）种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1。‎ ‎（2）一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+杂合子的频率。‎ ‎（二）突变和基因重组产生进化的原材料 ‎ 可遗传的变异：基因突变、染色体变异、基因重组 突变包括基因突变和染色体变异 ‎ 突变的有害或有利不是绝对的，取决于生物的生存环境 ‎（三）自然选择决定生物进化的方向 生物进化的实质是基因频率的改变 二、隔离与物种的形成 ‎（一）、物种的概念 ‎1、物种的概念：同种生物在自然状态下能够相互交配，并能产生可育后代。‎ 34‎ ‎ 地理隔离 量变 ‎ ‎2、隔离 生殖隔离 质变 ‎ 注：一个物种的形成必须要经过生殖隔离，但不一定经过地理隔离，如多倍体的产生。‎ ‎（二）、种群与物种的区别与联系 种群 物种 概念 生活在一定区域的同种生物的全部个体 能够在自然状况下相互交配并且产生可育后代的一群生物 范围 较小范围内的同种生物的个体 分布在不同区域内的同种生物的许多种群组成 判断标准 种群必须具备“三同”；即同一时间、同一地点、同一物种 主要是形态特征和能否自由交配并产生可育后代 联系 一个物种可以包括许多种群，同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离，长期发展下去可成为不同亚种，进而可能形成多个新种。‎ 三、小结 ‎1．新物种形成过程：地理隔离→阻断基因交流→不同的突变、基因重组和选择→基因频率向不同方向改变→种群基因库出现差异→差异加大→生殖隔离→新物种形成 ‎2．现代生物进化理论的基本观点：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件（生殖隔离的形成标志着新物种的形成）。‎ ‎⑶现代生物进化理论的基础：自然选择学说。‎ ‎3．物种形成与生物进化的区别：生物进化是指同种生物的发展变化，时间可长可短，性状变化程度不一，任何基因频率的改变，不论其变化大小如何，都属进化的范围（量变），物种的形成必须是当基因频率的改变在突破种的界限形成生殖隔离时（质变），方可成立。‎ 三、共同进化与生物多样性的形成 ‎（一）、共同进化 ‎ 1、概念：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 ‎ 不同物种间的共同进化 ‎2、含义 生物与无机环境之间的相互影响和共同演变 ‎（二）、生物多样性的形成 ‎1、生物多样化的内容：基因多样性，物种多生态系统多样性 ‎2、生物多样性形成的进化历程 ‎（1）关键点：（文科生了解）‎ 真核生物出现后有性生殖方式的出现，生物进化速度明显加快；‎ 寒武纪大爆发：形成生态系统的第三极（消费者），对植物的进化产生影响；‎ 原始两栖类的出现：生物登陆改变着环境，陆地上复杂的环境为生物的进化提供了条件。‎ ‎（2）进化顺序 简单 复杂 水生 陆生 低等 高等 异样 自养 ‎ 厌氧 需氧 无性 有性 单细胞 多细胞 细胞内消化 细胞外消化 三、生物进化理论在发展 现代生物进化理论核心是自然选择学说 34‎ 从亚显微结构水平到分子水平 细胞核→染色体→DNA→基因→遗传信息→mRNA→蛋白质(性状)‎ 染色体、DNA、基因、遗传信息、遗传密码、蛋白质(性状)和生物多样性之间的关系：1.真核生物位于染色体和线粒体上，原核生物和病毒中的DNA不位于染色体上，DNA是染色体的主要组成成分。2. DNA分子上具有遗传效应的、控制生物性状的片段叫基因，DNA分子也存在没有遗传效应的片段叫基因间区，DNA上有成百上千个基因。基因位于DNA分子上，也位于染色体上，并在染色体上呈线性排列，占据一定的“座位”(位点)，在减数分裂和有丝分裂过程中，随染色体的移动而移动，减数分裂过程中染色体互换，同源染色体的分离，非同源染色体自由组合是基因的三个遗传规律和伴性遗传的细胞学基础。 DNA分子基因上的脱氧核苷酸的排列顺序叫遗传信息，并不是DNA分子上所有脱氧核苷酸的排列顺序叫遗传信息(基因间区不含有遗传信息)，基因所在的DNA片段有两条链，只有一条链携带遗传信息叫有义链，另一条配对链叫无义链，DNA双链中的一条链对某个基因来说是有义链，而对另一个基因来说，可能是无义链。3.遗传密码是指在DNA的转录过程中，以DNA(基因)上一条有义链(携带遗传信息)为模板，按照碱基互补配对原则(A—U，G—C)形成的信使RNA单链上的碱基排列顺序，遗传学上把信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基叫“密码子”，也叫“三联体密码子”，和遗传密码的含义是一致的，应当注意，20种氨基酸密码表中每个氨基酸所对应三个字母的碱基排序是指定位在信使RNA上的，并不是位于DNA或转运RNA(叫反密码子)上碱基排列顺序。 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 性状是指一个生物的任何可以鉴别的形态或生理特征，是遗传和环境相互作用的结果，主要由蛋白质体现出来。生物的性状受基因控制，是基因通过控制蛋白质的合成来体现的。 ‎ DNA分子中碱基的排列顺序千变万化，一个DNA分子中的一条多核苷酸链有100个四种不同的碱基，它们的可能排列方式是4100种。而事实上DNA分子中碱基数量是成千上万，其可能的排列方式几乎是无限的。DNA分子的多样性，可以从分子水平上说明生物的多样性和个体之间的差异的原因。‎ 34‎ 必修3 一、人体的内环境与稳态 ‎1、体液：体内含有的大量以水为基础的物体。‎ 细胞内液（2/3）‎ 体液 细胞外液（1/3）：包括：血浆、淋巴、组织液等 血浆 ‎2、体液之间关系： 细胞内液 组织液 淋巴 ‎3、内环境：由细胞外液构成的液体环境。内环境作用：是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。‎ ‎4、组织液、淋巴的成分和含量与血浆的相近，但又不完全相同，最主要的差 别在于血浆中含有较多的蛋白质，而组织液和淋巴中蛋白质含量较少 ‎5、细胞外液的理化性质：渗透压、酸碱度、温度。‎ ‎6、血浆中酸碱度：7.35---7.45 调节的试剂： 缓冲溶液： NaHCO3/H2CO3 Na2HPO4/ NaH2PO4‎ ‎7、人体细胞外液正常的渗透压：770kPa、正常的温度：37度 ‎8、稳态：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的状态。‎ 内环境稳态指的是内环境的成分和理化性质都处于动态平衡中 ‎9、稳态的调节:神经 体液 免疫共同调节 ‎ 内环境稳态的意义：内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。‎ 二、动物与人体生命活动调节 ‎ 1、神经调节的基本方式：反射 神经调节的结构基础：反射弧 反射弧：感受器→传入神经（有神经节）→神经中枢→传出神经→效应器（还包括肌肉和腺体）‎ 34‎ 神经纤维上 双向传导 静息时外正内负 ‎2、兴奋传导 静息电位 → 刺激 → 动作电位→ 电位差→局部电流 ‎ ‎ 神经元之间（突触传导） 单向传导 ‎ ‎ 突触小泡（递质）→ 突触前膜→突触间隙→ 突触后膜（有受体）→产生兴奋或抑制 ‎ ‎3、人体的神经中枢：‎ 下丘脑：体温调节中枢、水平衡调节中枢、‎ 生物的节律行为 脑干：呼吸中枢 小脑：维持身体平衡的作用 大脑：调节机体活动的最高级中枢；脊髓：调节机体活动的低级中枢 ‎4、大脑的高级功能：除了对外界的感知及控制机体的反射活动外，还具有语言、学习、记忆、和思维等方面的高级功能。‎ 大脑S（sport））区受损会得运动性失语症：患者可以看懂文字、听懂别人说话、但自己不会讲话 ‎5、激素调节：由内分泌器官（或细胞）分泌的化学物质进行调节 激素调节是体液调节的主要内容，体液调节还有CO2的调节 6、 人体正常血糖浓度；0.8—1.2g/L；低于0.8 g/L：低血糖症 ‎ 高于1.2 g/L；高血糖症、严重时出现糖尿病。‎ ‎7、人体血糖的三个来源：食物、肝糖原的分解、非糖物质的转化 三个去处：氧化分解、合成肝糖原肌糖原、转化成脂肪蛋白质等 34‎ ‎8、血糖平衡的调节 ‎9、体温调节 寒冷刺激 下丘脑 促甲状腺激素释放激素 ‎ 垂体 促甲状腺激素甲状腺 甲状腺激素 促进细胞的新陈代谢 甲状腺激素分泌过多又会反过来抑制下丘脑和垂体的作用，这就是反馈调节（生态系统中也存在）。‎ 人体寒冷时机体也会发生变化；全身发抖（骨骼肌手缩）、起鸡皮疙的（毛细血管收缩）‎ ‎10、激素调节的特点：微量和高效、通过体液运输（人体各个部位）、作用于靶器官或靶细胞11、神经调节与体液调节的区别 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 ‎12、水盐平衡调节 ‎ ‎ 饮水不足 失水过多 食物过咸 ‎ 细胞外液渗透压下降 细胞外液渗透压下降 ‎ ↓‎ ‎ 细胞外液渗透压升高 ‎ ‎ （-） ↓（﹢） （-）‎ ‎ 下丘脑中的渗透压感受器 ‎ 大脑皮层 ‎ ↓ ‎ ‎ 垂体 ‎ ‎ ↓ ‎ ‎ ↓ 抗利尿激素 ‎ 产生渴觉 ‎ ↓（﹢） ‎ 肾小管集合管重吸收水 ‎ 主动饮水 ‎↓ ↓（﹣）‎ 尿量减少 34‎ ‎13、神经调节与体液调节的关系：‎ ‎ ①：不少内分泌腺直接或间接地受到神经系统的调节 ‎②：内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能 例如：甲状腺激素成年人分泌过多：甲亢 过少；甲状腺肿大（大脖子病）‎ ‎ 婴儿时期分泌过少：呆小症 ‎ 免疫器官（如：扁桃体、淋巴结、骨髓、胸腺、脾等）‎ ‎ 吞噬细胞 ‎14、免疫系统的组成 免疫细胞 T细胞（在胸腺中成熟）‎ ‎ 淋巴细胞 ‎ B细胞（在骨髓中成熟）‎ ‎ 免疫活性物质（如 ：抗体） ‎ 第一道防线：皮肤、粘膜等 ‎ 非特异性免疫（先天免疫） 第二道防线：体液中杀菌物质（溶菌酶）、吞噬细胞 ‎15、免疫 特异性免疫（获得性免疫） 第三道防线：体液免疫和细胞免疫 ‎ 在特异性免疫中发挥免疫作用的主要是淋巴细胞 ‎16、免疫系统的功能：防卫功能、监控和清除功能 34‎ 三、植物的激素调节 ‎1、在胚芽鞘中：感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端；向光弯曲的部位在胚芽鞘尖端下部；产生生长素的部位在胚芽鞘尖端 ‎（1）、不同浓度的生长素作用于同一器官上时，引起的生理功效不同（促进效果不同或抑制效果不同）‎ ‎（2）、同一浓度的生长素作用于不同器官上时，引起的生理功效也不同，这是因为不同器官对生长素的敏感性不同（敏感性大小：根﹥芽﹥茎），也说明不同器官正常生长所要求的生长素浓度也不同。‎ ‎（3）、曲线在A’、B’、C’点以前的部分分别体现了不同浓度生长素对根、芽、茎的不同促进效果，而A、B、C三点则代表最佳促进效果点，（促进根、芽、茎的生长素最适浓度依次为10-10mol/l、10-8mol/l、10-4mol/l左右），AA’、BB’、CC’段表示促进作用逐渐降低，A’、B’、C’点对应的生长素浓度对相应的器官无影响，超过A’、B’、C’点浓度，相应的器官的生长将被抑制。）‎ ‎2、胚芽鞘向光弯曲生长原因：‎ ‎①：横向运输（只发生在胚芽鞘尖端）：在单侧光刺激下生长素由向光一侧向背光一侧运输 34‎ ‎②：纵向运输（极性运输）：从形态学上端运到下端，不能倒运 ‎③：胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧(生长素多生长的快,生长素少生长的慢)，因而引起两侧的生长不均匀，从而造成向光弯曲。‎ 区别于根的正向地性、茎的负向地性：‎ 生长素浓度：A=B＜C=D，但对根而言，A点促进生长，C点抑制生长，所以根向下弯曲；而对茎，B、D点都促进生长，但D点的促进作用大，故茎向上生长（可对照课本P50的图理解）。‎ ‎3、植物激素：由植物体内产生、能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。‎ 植物生长调节剂：人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质 ‎4、色氨酸经过一系列反应可转变成生长素 在植物体中生长素的产生部位：幼嫩的芽、叶和发育中的种子 ‎ 生长素的分布：植物体的各个器官中都有分布，但相对集中在生长旺盛的部分 ‎5、植物体各个器官对生长素的忍受能力不同：茎 > 芽 > 根 ‎6、生长素的生理作用：两重性，既能促进生长，也能抑制生长；既能促进发芽也能抑制发芽；既能防止落花落果，也能疏花疏果 在一般情况下：低浓度促进生长，高浓度抑制生长 ‎7、生长素的应用：‎ 无籽蕃茄：花蕊期去掉雄蕊（未授粉），用适宜浓度的生长素类似物涂抹柱头 顶端优势：顶端产生的生长素大量运输给侧芽抑制侧芽的生长 去除顶端优势就是去除顶芽 ‎ 用低浓度生长素浸泡扦插的枝条下部促进扦插的枝条生根 ‎8、赤霉素 合成部位：未成熟的种子、幼根、幼叶 ‎ 主要作用：促进细胞伸长，从而促进植株增高；促进种子萌发、果实的生长。‎ 脱落酸 合成部位：根冠、萎焉的叶片 分布：将要脱落的组织和器官中含量较多 主要作用：抑制细胞的分裂，促进叶和果实的衰老和脱落 细胞分裂素 合成部位：根尖 主要作用：促进细胞的分裂 乙烯 合成部位：植物体各个部位 主要作用：促进果实的成熟 四、种群和群落 种群密度（最基本的数量特征） 出生率、死亡率 迁入率、迁出率 ‎1、种群特征 增长型 ‎ ‎ ‎ 年龄组成 稳定型 ‎ ‎ ‎ 衰退型 ‎ ‎ 性别比例‎ 34‎ 1、 种群密度的测量方法：样方法（植物和运动能力较弱的动物）、‎ 标志重捕法（运动能力强的动物）‎ ‎3：种群：一定区域内同种生物所有个体的总称 ‎ 群落：一定区域内的所有生物 生态系统：一定区域内的所有生物与无机环境 ‎ 地球上最大的生态系统：生物圈 ‎4、种群的数量变化曲线：‎ ‎ ① “ J”型增长曲线： 条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害。‎ ‎②“ S”型增长曲线 条件：资源和空间都是有限的 ‎（把曲线图纵坐标改成种群增长率，图形又会变成怎样）（文科生了解）‎ ‎5、K值（环境容纳量）：在正常情况下，一定空间中所能维持的种群的最大数量 ‎6、丰富度：群落中物种数目的多少（区别种群密度）‎ ‎ 互利共生（如图甲）：根瘤菌、大肠杆菌等 ‎ 捕食（如图乙）‎ ‎7、种间关系 竞争（如图丙）：不同种生物争夺食物和空间（如羊和牛）‎ ‎ 强者越来越强弱者越来越弱 ‎ 寄生：蛔虫，绦虫、 虱子 蚤 ‎ ‎ ‎ 植物与光照强度有关 垂直结构 动物与食物和栖息地有关 ‎8、群落的空间结构： 水平结构 水平方向上地形变化、土壤湿度、光照变化等造成 ‎9、演替：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程 初生演替：指在一个从来没有被植物覆盖的地面或者是原来存在过植被，但被彻底消灭的地方发生的演替 次生演替：是指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它繁殖体的地方发生的演替 人类活动往往会使群落的演替按照不同于自然演替的速度和方向进行 五、生态系统及其稳定性 ‎　　 1、食物链中只有生产者和消费者，其起点是生产者植物，终点是最高营养级动物（第一营养级：生产者初级消费者：植食性动物） 　　2、生态系统的功能：xx，xx和xx ‎　　 3、生态系统总能量来源： 生产者固定（同化）太阳能的总量；生态系统某一营养级（营养级≥2） 　　能量来源：上一营养级 　　能量去处：呼吸作用、未利用、分解者分解作用、传给下一营养级 　　特别注意：蜣螂吃大象的粪便，蜣螂并未利用大象同化的能量；在生态农业中，沼渣用来肥田，农作物也并未利用其中的能量，只是利用其中的无机盐（即肥）。 　　4、能量流动的特点：单向流动、逐级递减。 　　能量在相邻两个营养级间的传递效率：10%～20%‎ 34‎ ‎　　5、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 　　6、能量流动与物质循环之间的异同 　　不同点：在物质循环中，物质是被循环利用的；能量在流经各个营养级时，是逐级递减的，而且是单向流动的，而不是循环流动 　　联系： 　　①两者同时进行，彼此相互依存，不可分割 　　②能量的固定、储存、转移、释放，都离不开物质的合成和分解等过程 　　③物质作为能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动；能量作为动力，使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返 　　7、生态系统中的信息种类：物理信息、化学信息、行为信息（孔雀开屏、蜜蜂跳舞、求偶炫耀） 　　8、信息传递在生态系统中的作用： 　　①生命活动的正常进行，离不开信息的传递；生物种群的繁衍，也离不信息的传递 　　②信息还能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定 　　信息传递在农业生产中的应用：①提高农产品和畜产品的产量②对有害动物进行控制 　　9、生态系统的稳定性：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。 　　生态系统具有自我调节能力，而且自我调节能力是有限的。‎ ‎10、生态系统的稳定性 ‎　　抵抗力稳定性：生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力 　 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 　　一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性越高，恢复力稳定性越差 　　11、提高生态系统稳定性的方法： 　　①控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的自我调节能力 　　②对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统的内部结构和功能的协调 　　12、生态环境问题是全球性的问题 　　13、生物多样性：生物圈内所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性 　　生物多样性包括：物种多样性、基因多样性、生态系统多样性 　　14、生物多样性的价值 　　潜在价值：目前人类不清楚的价值 　　间接价值：对生态系统起重要调节作用的价值（生态功能，如涵养水源，保持水土） 　　直接价值：对人类有食用、药用和工业原料等使用意义，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的 　　15、保护生物多样性的措施：就地保护（自然保护区）、易地保护（动物园）‎ 34‎