高中生物必修知识点整理

高中第一册

第一章走进生命科学

1.生命科学发展简史

1)我国：最早研究和利用动植物和真菌的国家。著作：《诗经》、《齐民要术》、《本草

纲目》

2)国外：对生命科学的研究始于古希腊和古罗马时代。

i.生命科学发展的早期，主要采用描述法和比较法进行生物体形态结构特征的观

察和记录。随着生命科学、物理学、化学和数学的发展和相互渗透，实验法逐

渐成为生命科学的主要研究手段。

ii.细胞水平：17世纪显微镜的发明，使生命科学进入了细胞水平。18世纪林耐创立“生物分类法则”。1838~1839年，施莱登和施旺提出了“细胞学说”。1859

年，达尔文发表了《物种起源》一书，提出了“进化论”，为生命科学的发展

奠定了辨证唯物主义的基础。20世纪，孟德尔揭示了生物遗传的基础理论，

摩尔根在此基础上的实验遗传学研究，进一步揭示了遗传机制。

iii.分子水平：1953年，沃森和克里克提出了DNA双螺旋结构分子模型，将生命科学研究引入到分子水平的新阶段。

iv.1997年，英国科学家成功地培育出克隆羊“多利”。1990年正式启动人类基因组计划，2000年6月26日宣布人类基因组草图绘制成功，4月14日宣布完

成。

2.生命科学新课题：

1)后基因组学：后基因组研究，包括解读并深入的结构和功能基因组，破译重要微生

物和植物的基因组，启动环境基因组的研究以及基因技术的应用等。

2)转基因技术

3)基因治疗

4)生物多样性保护

5)脑科学

3.生命科学：以生命为研究对象的科学和技术的总称，它是研究生命活动及其规律的科学，

并涉及到医学、农学、健康、环境等领域。

4.生命科学探究的基本步骤：提出疑问→提出假设→设计实验→实验实施→分析数据→结

论→新的疑问

第二章生命的物质基础

1.无机化合物包括水和无机盐：

1)水：生物体中含量最多的化合物。人体在缺水10%时，生理活动就会紊乱；缺水

20%时，生命活动终止。

i.水的生理作用：提供生物体细胞生存所需的液体环境；是绝大多数生物化学反

应的介质；帮助运输物质；具有调节体温、保持体温恒定的作用。

ii.水的存在形式：绝大多数水以游离的形式存在，可以自由流动，称为自由水。

小部分水与细胞内的其他物质结合，称为结合水，约占细胞全部水分的4.5%。

结合水是人体及其生物体组织结构的重要组成成分。

2)无机盐：大多数无机盐以离子状态存在，在生物体内含量很少，但对生命活动起着

重要作用。生物体需要适量的无机盐。

i.有些无机盐参与组成生物体内的重要化合物，如Fe是血红蛋白的重要成分；

Ca是构成骨骼、牙齿的重要成分；Mg是叶绿素分子必要的成分。

ii.有些无机离子参与生物体的代谢活动和调节内环境稳定，如成人血液中Ca2+

含量为45~55mg/L，低于该数值是会导致肌肉抽搐等症状；血液中的HCO3-等

参与组成缓冲系统，使血液的酸碱度稳定能够在合适的范围内，细胞膜内外的

K+、Na+在维持细胞膜生物功能中起重要作用。

2.有机化合物包括糖类、脂质、蛋白质和核酸等，是组成生物体结构的主要成分。糖类和

脂质还是生物体的主要能源物质。

1)糖类：符合化学通式（CH2O）n的物质，俗称碳水化合物。

i.生理功能：维持生命活动所需能量的主要来源，是组成生物体机构的基本原料。

ii.种类：单糖、双糖和多糖。

●单糖：不能水解的最简单的糖，如葡萄糖、果糖、核糖等。葡萄糖和果糖

都是含6个碳原子的单糖（己糖），分子式都是C6H12O6，葡萄糖分子中的

5个C上都连有相同的化学基团——羟基（—OH）。葡萄糖广泛存在于动

植物的细胞中，是细胞中主要能源物质。核糖是含5个碳原子的单糖，也

成戊糖，是构成核酸的重要成分。每克葡萄糖氧化分解可产生16.4kJ能量。

●双糖：是指两个单糖经脱水缩合连在一起的糖类。常见的双糖有蔗糖、乳

糖和麦芽糖，它们的通式是C12H22O11。在特定的酶的作用下可水解为各

自组成的单糖。

●多糖：指由血多葡萄糖分子经脱水缩合连在一起形成的结构复杂的糖类。

如植物中的淀粉、纤维素以及动物肝脏和肌肉中的糖原都是多糖。淀粉是

植物体内糖的储存形式，是人类的主要的糖类来源。糖原存在于动物体内，

不溶于水，是动物体内糖类物质的储存形式。纤维素是组成植物细胞壁的

主要成分。

●有一些多糖与脂质或蛋白质结合在一起组成细胞的结构物质，前者称为糖

脂，后者称为糖蛋白。

2)脂质：俗称脂类物质，不溶于水，而易溶于乙醚、氯仿、苯等有机溶剂。脂肪、磷

脂和胆固醇是最常见的脂质。

i.脂肪：甘油和脂肪酸是构成脂肪的基本成分。脂肪酸主要是由碳和氢组成的长

链。饱和脂肪酸：长链中碳和碳之间都是以单键（C-C）相连。不饱和脂肪酸：

碳原子之间存在双键（C=C）。脂肪是很好的储能物质。每克脂肪在人体氧化

分解可产生37.6kJ能量。

ii.磷脂：组成细胞膜的结构大分子。在磷脂分子中，磷酸和含氮碱基一端为亲水的头部，两个脂肪酸一端为疏水（亲脂）的尾部。

iii.胆固醇：广泛分布于全身各组织中，大约有四分之一的胆固醇分布在脑及神经组织中，肝、肾、肠等内脏及皮肤脂肪内也含有较多的胆固醇。胆固醇是组成

细胞膜结构的重要成分，也是机体合成某些激素（性激素和肾上腺皮质激素）

及维生素D等物质的原料，对胆固醇有调节人体生长发育和代谢的重要功能。

血液胆固醇含量偏高与心血管疾病发生有密切的关系。

3)蛋白质：是由氨基酸为单体组成的大分子化合物，天然氨基酸约有20种。

i.氨基酸的结构的共同特点是在与羧基（—COOH）相连的C上都有一个氨基（—

NH2），不同之处在于侧链所连接的基团（R）各不相同。

ii.肽键：一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基脱去一分子水缩合形成肽链，氨基酸通过肽键连接成肽键，每条肽链的一端有一个自由的氨基，另一端有一

个自由的羧基。把由3个以上的氨基酸连成的肽链称为多肽。20种氨基酸以

不同数目、不同种类、不同排列顺序组成不同的肽链。肽链构成一定的空间结

构决定了蛋白质的功能。

iii.蛋白质的生理功能：是细胞膜、细胞质、肌肉、皮肤、毛发等机体构造的主要成分，也是形成酶、抗体、激素、血红蛋白等必需的原料。蛋白质还能作为能

量供机体利用。每克蛋白质在体内氧化分解可产生16.7kJ能量。

4)核酸：是细胞内携带遗传信息的物质。核算可分为两类，为脱氧核苷酸和核糖核酸，

都是由核苷酸分子组成，每个核苷酸是由一个磷酸、一个五碳糖、一个含氮碱基组

成。

i.脱氧核苷酸（DNA）：主要存在与细胞核内，五碳糖是脱氧核糖。

ii.核糖核酸（RNA）：主要存在于细胞质中，五碳糖是核糖。

5)维生素：是生物的生长和代谢所必需的微量有机化合物。脚气病是由于缺乏维生素

B1所引起的；坏血病与缺乏维生素C有关。维生素分为两类：

i.脂溶性维生素：溶解于脂肪，不溶于水，其吸收与脂肪的存在有关，被吸收后

可在体内储存，如维生素A、维生素D、维生素E、维生素K。

ii.水溶性维生素：溶解于水而不溶解于脂肪，吸收后在人体内储存很少，过量的水溶性维生素多由尿排出体外。如B族维生素、维生素C、维生素PP、叶酸

等。

第三章生命的结构基础

1.细胞膜：又称质膜，是细胞的边界，使每个细胞与周围环境隔离开来，维持着相对稳定

的细胞内部环境，并且具有保护细胞的作用，能完成细胞与周围环境的物质交换和信息交流。

1)细胞膜的结构：由磷脂分子和蛋白质分子构成，膜的外侧有少量多糖。细胞膜的磷

脂双分子层，磷脂分子的亲水性头部伸向细胞膜的内外两侧表面，两条疏水性的脂

肪酸尾部排列在内侧。蛋白质分子附着在磷脂双分子层的内外两侧，有的以不同深

度镶嵌或者贯穿在磷脂双分子层中。你是膜上的蛋白质和磷脂可与多糖结合形成糖

蛋白和糖脂，糖蛋白是细胞识别外界的“信号天线”。细胞膜具有流动性。

2)物质通过细胞膜的方式：

i.被动运输：离子、分子和微小的颗粒一般都是趋于由浓度较高的趋于向浓度较

低的区域运动，这种运动叫做扩散。被动运输是细胞内外的物质从高浓度一侧

通过膜扩散到低浓度一侧的现象，此过程不消耗能量。如：脂溶性物质。

●O2、CO2等小分子穿过细胞膜的运输方式叫做自由扩散。

●而一般溶解于水的无机离子和有机小分子，例如Na+、Cl-、葡萄糖、氨基

酸和核苷酸等，必须与细胞膜上称为载体的蛋白质结合，由载体蛋白帮助

穿越细胞膜的运输方式叫做协助扩散。由于细胞膜上载体蛋白的数量是有

限的，因此协助扩散的运输速度是有限的。

ii.主动运输：逆浓度梯度输送特定分子和离子的运输方式，需要消耗能量，也需要细胞膜中的载体蛋白协助作用。主动运输是物质进出活细胞的主要方式。

iii.胞吞和胞吐：

●胞吞：细胞摄取颗粒性物质的过程，如白细胞接触到细菌、蛋白质这样的

大分子或者颗粒性物质进入细胞。

●胞吐：细胞内的小囊泡被运输到细胞膜内侧，与细胞膜融合在一起，并且

向细胞外张开，释放内含物。

3)细胞的吸水和失水：水分子通过细胞膜的扩散称为渗透。细胞膜、液泡膜和两者之

间的细胞质合称为原生质层，是一层选择性透过膜。这类膜的性质类同于半透膜，

即水分子能自由通过，而溶质大分子不能通过的一种薄膜。

i.当细胞液浓度小于外界时，水分就由细胞渗出，细胞内的原生质层因液泡失水

而不断地随之收缩。

ii.当细胞液浓度大于外界时，水分就由外界渗入细胞，细胞吸水使液泡逐渐变大。

4)细胞膜对信息的接受：细胞膜上有各种各样的受体（一种特殊的蛋白质），可接受

不同的信息。

2.细胞核：细胞核由核仁、核基质和染色质组成。是储存遗传物质的场所，是细胞生长、

发育、分裂增殖的调控中心。

1)核膜由两层膜构成。

2)核膜上有许多小孔，称为核孔，是细胞核和细胞质之间进行物质交换的孔道。

3)在光学显微镜下可见核内有一个或数个圆球形结构，称为核仁，核仁与核糖体形成

有关。

4)核基质中含有丰富的蛋白质、酶、无机盐、水等营养物质，是细胞核内进行各种代

谢活动的场所。

5)细胞核内的细丝状物质可被碱性染料染上较深的颜色，称为染色质。由DNA和蛋

白质组成。

3.细胞质：细胞膜以外、细胞核以外的整个区域的一切结构和物质。为细胞代谢提供各种

原料和反应场所。

4.细胞器：在细胞质基质中分布着许多具有特定功能的结构。

1)线粒体：由双层膜包被，外膜光滑，内膜向内折叠形成嵴，是细胞有氧呼吸的主要

场所。

2)内质网：由彼此相同的网状膜系统组成，将细胞分成许多小空间，并与蛋白质的加

工、运输以及脂质代谢有关。

3)高尔基体：由数层扁平囊和泡状结构组成，常与内质网密切联系，起储存、加工和

转运物质的作用。

4)核糖体：由RNA和蛋白质构成的微小颗粒，是合成蛋白质的场所。

5)中心体：存在于动物与低等植物中，由两个中心粒互相垂直排列而成，与细胞有丝

分裂和染色体分离密切相关。

6)溶酶体：在动物细胞中，由膜围成的小球体，含有多种水解酶，可消化进入细胞内

的异物及衰老无用的细胞器碎片。

7)叶绿体：植物细胞特有，有双层膜包被，内有基粒，是进行光合作用的场所。

8)细胞壁：植物细胞特有的结构，由纤维素、果胶等物质组成，对维持细胞的形状、

保护细胞内部结构有重要作用。

9)液泡：植物细胞特有。

5.原核细胞：结构简单，体积较小，没有成形的细胞核，即没有由膜包被的细胞核，遗传

物质集中在细胞的中央，这个区域称为拟核。原核细胞除了有核糖体之外，没有其他细胞器。由原核细胞构成的生物称为原核生物，如细菌、蓝藻、放线菌、古细菌、支原体、衣原体、立克次氏体等。

6.真核细胞：由细胞核和各种细胞器。由真核细胞构成的生物称为真核生物。

7.病毒：是一类非细胞结构的生物体，很小。主要成分是核酸和蛋白质。一种病毒只含有

一种核酸，即DNA或RNA。核算位于病毒的中心，构成他的核心，蛋白质包围在核心周围，构成病毒的衣壳。病毒只能寄生在某种特定的活细胞内才能生活，并在宿主细胞内利用宿主细胞的代谢“装备”和“原料”快速复制繁殖。在非寄生时，呈结晶形态，不能进行独立的代谢活动。病毒可分为动物病毒、植物病毒和细菌病毒。细菌病毒又称噬菌体，它侵染细菌后，一般引起细菌裂解。由病毒引起的疾病：病毒性感冒、狂犬病、水痘、腮腺炎、脊髓灰质炎、乙型肝炎、艾滋病等。

第四章生命的物质变化和能量转换

1.新陈代谢：由同化作用和异化作用组成。

1)同化作用：在自我更新过程中，生物体不断地从外界摄取营养物质，将它们转变为

自身的物质，并储存能量的过程。

2)异化作用：生物体也不断地将自身的物质分解以释放能量，并将代谢终产物排出体

外的过程。

2.合成反应：由小分子形成大分子的化学反应，如单糖合成多糖，核苷酸合成核酸等。

3.分解反应：糖原、淀粉、脂肪、蛋白质等生物大分子中储存着大量的能量，细胞在利用

这些物质前，先将大分子分解成小分子。如淀粉和糖原分解为葡萄糖（释放能量，属于氧化分解反应），脂肪分解成甘油和脂肪酸，蛋白质分解成氨基酸（需要消耗一个水分子，称为水解反应）。

4.酶：由活细胞产生的具有催化能力的生物大分子。绝大多数是蛋白质，少数是RNA，也

称为生物催化剂。

1)酶的活性：酶的催化效率

2)酶的特点：专一性和高效性。

i.专一性：酶分子有特定的活性部位，该部位只有与其所催化的物质（底物）在

结构和形状上完全契合时才能期催化作用，每种酶只能催化一种或一类物质的

合成反应或分解反应。

ii.高效性：酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍。

3)辅酶：有些酶只有在与辅助因子结合时才显示活性，这些辅助因子有的是金属离子，

有的是小分子有机化合物，而这些小分子有机化合物被称为辅酶。

5.腺苷三磷酸：ATP，A表示腺苷，T表示其数量为三个，P表示磷酸基，结构简式可表示

为A－P～P～P，其相邻的两个磷酸基之间的化学键非常活跃，水解时可释放约

30.5kJ/mol的能量，称为高能磷酸键，以用“～”表示。在生命活动过程中，ATP的一

个高能磷酸键断裂，释放出一个磷酸和能量后成为腺苷二磷酸（ADP）。ATP能携带和转运能量；在有机物氧化分解或光合作用的过程中，ADP可获取能量，与磷酸结合形成ATP。

6.光合作用：叶绿体吸收并利用光能，将CO2和H2O合成有机物质并释放O2，将光能转

换成化学能的过程。

1)光合作用的研究历史：

i.1642年，赫尔蒙特实验：认为柳树获得的物质只是来源于水。

ii.1771年，普里斯特利实验：认为薄荷能够改善动物呼吸、蜡烛燃烧而变得污浊的空气。

iii.1779年，英格豪斯实验：光照是普里斯特利实验成功的必要条件。

iv.1785年发现空气的组成之后，认为绿叶在光照下放出的氧气，吸收的是二氧化碳。

v.1939年，鲁宾和卡门利用同位素标记法说明光合作用释放的氧气来自于水。

vi.20世纪40年代，卡尔文14C标记的CO2供给小球藻进行光合作用，探明了CO2转化为有机物的途径。

2)叶绿体：

i.结构：由双层膜包围，内含有基质和十几个基粒。每个基粒由多个类囊体重叠

而成，与光合作用有关的各种色素分布在类囊体的膜上。

ii.叶绿体中的色素：具有选择吸收光谱的特性。

一类是叶绿素，包括叶绿素a（呈蓝绿色）和叶绿素b（呈黄绿色），主要

吸收红橙光和蓝紫光。叶绿素的含量通常是类胡萝卜素的4倍。

● 另一类是类胡萝卜素，包括胡萝卜素（呈橙黄色）和叶黄素（呈黄色），

主要吸收蓝紫光。

3) 光合作用的过程： i. 总反应式：CO 2+2H 2O*→（CH 2O ）+H 2O+O 2*↑

ii. 能量的传递：

● 类囊体膜上的色素吸收的光能→传递至叶绿素a ，活化叶绿素a ，释放出

高能电子（e ）→NADP ＋（氧化型辅酶II ）→与叶绿体基质中的质子（H ＋）

结合形成NADPH （还原型辅酶II ）。

● 失去电子的叶绿素a 具有强氧化性，从类囊体内H 2O 分子中夺取e ，促使

H 2O 光解为e 和H ＋，同时释放O 2。

● 类囊体中的H ＋达到一定浓度→类囊体膜上的ATP 合成酶符合体穿过膜进

入基质，传递给ADP →ADP 和Pi 合成ATP

iii. 卡尔文循环：

● CO 2的固定：CO 2和叶绿体基质中的一个五碳化合物在酶的催化下生成两

个三碳化合物。

● CO 2的还原：其中一部分三碳化合物由ATP 供给能量，在酶的催化下被

NADPH 还原形成糖；

● 五碳化合物的形成：另外一部分三碳化合物还原后，在多种酶的催化下重

新形成五碳化合物，参与的固定CO 2

4) 光合作用的两个阶段：

i. 光反应：在类囊体进行，同时需要光，吸收光能，光解水，释放O 2并形成高

能量的ATP 和NADPH ，即将光能转化为活跃的化学能。

ii. 暗反应：在叶绿体基质中，可在无光条件下进行，利用第一阶段产生的ATP

和NADPH ，固定CO 2，合成糖，以稳定的化学能储存在糖中。

5) 影响光合作用的因素：

i. 光合作用的强度，又称光合速率，以用一定量的植物在单位时间内进行光合作

用释放O 2或消耗CO 2的量来表示

ii. 影响因素：包括内在因素和外在因素。

● 光：能量的来源，弱光条件下，光合作用速率较慢；光照强度增加，光合

作用速率随之增加；担当光合速率达到饱和时，提高光照强度不会使光合

速率加快。

● CO 2：原料，光照充分但CO 2浓度低时，光合速率也很慢。

● 温度

● 水和一些无机离子等

7. 细胞呼吸：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成CO 2或其他产物，释放出能量

并生成ATP 的过程。

1) 糖的有氧分解： i. 反应式：C 6H 12O 6+6O 2→6CO 2+6H 2O+能量

ii. 葡萄糖分解的两个阶段：

● 糖酵解，在细胞质基质中进行，产生丙酮酸和少量的ATP 。

● 在线粒体中进行，需要O 2的参与，丙酮酸彻底氧化分解成CO 2和H 2O ，

同时释放大量的能量。

光能

叶绿体 酶

2) 糖的无氧分解：通常将微生物在无氧条件下的呼吸成为发酵。

i.

酒精发酵：C 6H 12O 6→2C 2H 5OH+2CO 2+能量

ii. 乳酸发酵：C 6H 12O 6→2C 3H 6O 3+能量

8. 糖类代谢：食物中的淀粉经唾液淀粉酶初步水解后，在小肠内进一步水解成单糖并由小

肠上皮细胞吸收。

1) 氧化分解：糖彻底氧化，生成CO 2和H 2O ，并产生大量的能量。

2) 合成多糖物质：单糖脱水缩合成多糖，如植物的淀粉、动物的糖原等。

3) 转变成高能量的营养物质——脂肪：糖分解过程中生成的二碳化合物在酶的作用

下，两两连接，形成长短不一的脂肪酸。三碳化合物可以转化成甘油，甘油与脂肪酸缩合形成脂肪。

4) 转变形成氨基酸：大部分氨基酸的R 基团可以来自糖类合成或分解过程中的中间产

物。在转氨酶的作用下，R 基团与氨基酸连接形成相应的氨基酸。

9. 脂肪的代谢：食物中的脂肪在小肠中首先被肝脏分泌的胆汁所乳化，然后被胰脂肪酶水

解成甘油和脂肪酸，由小肠上皮细胞吸收。其中一部分重新合成为脂肪，经淋巴系统进入血液循环，运送至脂肪组织中积累。另一部分脂肪酸和甘油经血液循环进入肝脏进一步代谢。

1) 甘油的代谢：甘油在肝脏中转变成丙酮酸后加入糖代谢途径。

2) 脂肪酸代谢：脂肪酸被血液运送到需要能量的组织或细胞中进行氧化分解。脂肪酸

的氧化分解发生在线粒体的基质中，长链的脂肪酸在酶的作用下被分解为二碳化合物，进入三羧酸循环，彻底氧化分解放出大量的能量。

3) 脂肪的生物合成和分解：在脊椎动物的脂肪细胞和肝细胞内，糖代谢过程中的二碳

化合物在酶的作用下逐个连接形成长链的脂肪酸，并与甘油结合形成脂肪。当机体需要能量时，在脂肪酶的作用下，可逐步水解为甘油和脂肪酸供氧化分解。

10. 蛋白质代谢：来自食物的蛋白质在消化管内被分解为氨基酸后才能被小肠吸收，被吸收

后的氨基酸由血液运送到身体各组织。人体自身的组织蛋白质也在不断地更新，旧的蛋白质分解产生的氨基酸也能被重新利用。

1) 合成新的蛋白质：人体蛋白质的合成与分解处于动态平衡，新摄入的氨基酸和原有

的氨基酸都可以作为合成新蛋白质的原料。

2) 脱氨基加入糖代谢：体内糖类供应不足时，氨基酸也可作为能源物质。在酶的作用

下脱去氨基，剩下的碳链加入到三羧酸循环中，氧化放出能量。脱去的氨基被转化成尿素排出体外。

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第五章 生物体对信息的传递和调节

1. 感受器：是指分布在体表或组织内部的一些专门感受机体内外环境变化的特殊结构。可

分为物理感受器和化学感受器。

2. 物理感受器：动物体获取物理信息

1) 皮肤感受器：痛感受器、温度感受器、压力感受器、接触感受器（将各种刺激→神

经冲动）

2) 光感受器：眼。

酶 葡萄糖 乙醇 酶 乳酸

i.眼球：

●巩膜（最外层）：保持眼球形状

●视网膜（最内层）：视细胞（光感受细胞），一类感受细胞（视杆细胞），

一类感受色彩（视锥细胞）。光能→神经冲动

ii.折光装置：角膜、房水、晶状体和玻璃体。

3)声波感受器：声波→神经冲动

i.外耳：外耳道、鼓膜

ii.中耳：听小骨

iii.内耳：耳蜗（声音感受器）、前庭器（包括3个半规管和前庭组成，是身体平衡的感受器）

4)特殊感受器：

i.鱼类侧线：感受水流定方位

ii.蛇类颊窝（红外感受器）：感受周边动物散发出的热能

5)化学感受器：动物体对化学信息的获取。分布：人和其他脊椎动物：鼻腔的嗅黏膜

（嗅细胞）和口腔的舌上（味细胞）。昆虫：足的末端和口气（味觉毛）以及触角

上（嗅毛）。化学分子→神经冲动

3.反射：动物体通过神经系统对外界和体内的各种刺激（信息）发生反应。发射是神经系

统调节各种活动的基本方式。

4.反射弧：发射是通过反射弧来完成的。发射弧的结构：感受器→传入神经→神经中枢→

传出神经→效应器。

5.神经元：组成神经系统的基本结构和功能单位，也称神经细胞，由细胞体、轴突和树突

组成

1)细胞体：神经元的营养和代谢中心，内含细胞核和细胞器，主要集中于脑和脊髓。

2)树突：通常较短，分支较多，神经元接受信息的部分。

3)轴突：较长，分支少，神经元传出信息的部分。

4)神经纤维：神经元的轴突或长的树突以及套在外面的髓鞘。

6.神经元传递信息的方式：

1)在神经元上的传递：神经冲动传导，信息在神经元上是以生物电形式传导，双向传

导。膜电位：在神经细胞质膜的内外两侧之间存在电位差。

i.静息电位：内负外正；由膜内的K+和膜外的Na+维持的

ii.动作电位：外正内负。受到刺激时，兴奋区Na+流入细胞内，电位反转为内正外负，产生兴奋。

2)在神经元之间的传递：突触传导，信息在神经元之间是通过化学物质传递的，单向

传导。

i.突触：神经元以轴突末端膨大与其他神经元的细胞体或树突相接触，两个神经

元相接触部分的细胞膜合成为突触。突触由：突触前膜、突触间隙、突触后膜

组成。

ii.神经递质：突触小泡内含有的化学物质。

iii.传递过程：兴奋（神经冲动）→轴突末梢→突触小泡→神经递质排入突触间隙→神经递质与突触后膜上的受体结合→膜电位发生改变

7.人和高等动物神经中枢：脑和脊髓

1)脊髓：正常情况下，脊髓的反射活动总是受脑控制。

i.白质：神经纤维，传递神经冲动

ii.灰质：细胞体密集，含低级神经中枢，完成一些基本反射。

2)脑：由大脑、小脑、间脑、中脑、脑桥和延髓组成，其中大脑最发达。大脑皮质：

大脑半球表面覆盖着的一层灰质，是调节生理功能的高级神经中枢。

i.非条件反射：生来就具有的先天性反射。大脑皮层以下的神经中枢

ii.条件反射：出生后，在生活过程中一定条件下形成的后天性反射，是脑的一项高级调节功能，它提高了动物和人适应环境的能力。

●条件发射建立的基础：非条件反射

●条件发射建立的基本条件：强化（无关刺激和非条件刺激在时间上的结合）

●条件发射建立的巩固：非条件刺激

●人类条件反射的对象：具体信号、抽象信号

8.自主神经：支配内脏器官和腺体活动的神经受脑控制，不受意志支配，成为自主神经，

也叫植物性神经。交感神经和副交感神经支配共同的内脏器官，而作用的结构却是互相拮抗的。

1)交感神经：重体力活动或精神紧张状态时占优势，引起心跳加快、血压增高、血糖

上升、胃肠蠕动减慢等。

2)副交感神经：安静状态或睡眠时占优势，心跳呼吸减慢、代谢降低、胃肠蠕动加快。

9.人体内分泌腺：通过分泌激素调节机体的代谢、生长、发育和生殖活动。激素的量非常

少，但作用非常显著。

1)肾上腺：位于肾脏顶部，左右各一个，每个腺体由表层的皮质和中央的髓质构成。

i.皮质：肾上腺皮质激素，调节血液中水分和无机盐代谢以及机体糖代谢。

ii.髓质：肾上腺素、去甲肾上腺素，可使人的心跳加快、心输出量增加、血压升高、呼吸加快、血糖浓度增加等。

2)甲状腺：位于气管前端两侧，甲状腺素促进人体的新陈代谢、生长发育和兴奋中枢

神经系统。甲状腺素是一类含碘的激素，缺碘或甲状疾病会影响甲状腺素的合成。

3)胰岛：位于胰腺中的一些特殊的细胞团，分泌物直接进入血液。

i.α细胞：分泌胰高血糖素，使血糖浓度升高。

ii.β细胞：分泌胰岛素，使血糖浓度降低。

4)生殖腺：生成生殖细胞，合成和分泌性激素。性激素维持生殖腺的正常生理活动，

促进生殖细胞的生成和第二性征的发育。精巢主要分泌睾丸酮，卵巢主要分泌雌激

素和黄体酮。

5)垂体：分泌的激素种类很多，有些直接调节人体的新陈代谢、生长和发育，有些能

调节其他内分泌腺的活动。下丘脑对垂体的调控，为神经和内分泌两大信息之间架

起了联系的“桥梁”。

10.由激素分泌异常引起的疾病：

1)甲状腺素：

i.分泌过盛时，甲亢

ii.分泌不足时，幼年表现为呆小症；成年则为粘液性水肿

iii.食物中缺碘，地方性甲状腺肿

2)胰岛素：分泌不足引起糖尿病；过多引起低血糖症

3)生长激素：

i.幼年时：分泌不足，引起侏儒症；分泌过多，引起巨人症；

ii.成年时过多引起肢端肥大症

11.激素的调节作用：激素本身不为机体提供代谢物质或能量，仅仅起着“信使”的作用，

将信息传递给靶器官。

分泌结合

1)作用机理：内分泌腺激素特定受体（靶细胞表面）

2)作用特点：特异性和高效性

3)影响因素：

i.内分泌腺的分泌活动受靶细胞生理活动制约

ii.内分泌腺的活动受神经系统的调节

●调节方式：负反馈是激素调节的基本方式。促进作用称为正反馈，抑制作

用称为负反馈。

12.免疫：机体免疫系统生理功能的表现，其作用是识别和区分“自己”和“异己”物质，

并对“异己”物质产生排斥。免疫是建立在细胞识别基础上的。

13.免疫系统：免疫器官、免疫细胞和免疫分子组成

1)免疫器官：骨髓、胸腺、脾脏和淋巴结

2)免疫细胞：巨噬细胞、粒细胞、B淋巴细胞和T淋巴细胞

3)免疫分子：抗体

14.细胞识别：动物体细胞对“自己”和“异己”细胞以及物质的识别。细胞膜表面的糖蛋

白和糖脂具有识别功能。

15.抗原：所有被生物体细胞识别为“异己”物质并受免疫反应排斥的物质。抗原多为蛋白

质，还有多糖和脂类。

16.免疫：

1)非特异性免疫：又称先天免疫,是人类在长期进化中形成并通过遗传巩固下来的天

然免疫功能,具有相对的稳定性。他的特点是人生来就有，对各种病原体都有一定

程度的防御作用，没有特殊的针对性。

i.第一道防线：完整的皮肤和粘膜

ii.第二道防线：巨噬细胞的吞噬作用

iii.特异性免疫：淋巴细胞参与的后天性免疫，而且这类免疫反应必须在淋巴细胞与抗原相接触后才能发生。淋巴细胞对抗原的识别和清除作用具有特殊的选择

性。第三道防线：由B淋巴细胞和T淋巴细胞参与。

●细胞免疫：T淋巴细胞直接参与攻击抗原细胞，或间接地释放淋巴因子起

作用。

●体液免疫：B淋巴细胞通过产生抗体发挥免疫作用，抗体存在于体液里。

17.初次免疫反应：抗原刺激B淋巴细胞增殖分化，产生浆细胞和记忆B细胞的免疫反应。

抗原刺激T淋巴细胞增殖分化，产生致敏T细胞和记忆T细胞的免疫反应。

18.二次免疫反应：相同抗原第二次入侵，记忆B细胞能加快分裂产生新的浆细胞和新的记

忆B细胞。记忆T细胞也能产生二次免疫反应。

19.抗体：由浆细胞产生和分泌的免疫球蛋白。

20.天然免疫：患病后获得的免疫。

21.人工免疫：用人工的方法使人获得免疫力。

22.疫苗：用细菌、病毒、肿瘤细胞等制成的生物制品，有灭活的或减毒的制剂。

1)活疫苗：选用毒力低或经减毒的活病原微生物制成的，如牛痘疫苗、麻疹减毒疫苗

等。活疫苗接种后，在人体内有一定的生长繁殖能力，犹如轻型感染。活疫苗只需

接种一次，用量较小，免疫效果与持久性较好。

2)死疫苗：经化学或物理方法杀死的病原微生物制成的疫苗，如流行性乙型脑炎疫苗、

狂犬病疫苗。死疫苗进入人体后，不能生长繁殖，对人体的刺激时间短，要获得强

而持久的免疫力，需多次重复注射，而且每次注射用量较大。

23.植物生长素的探索：

1)达尔文父子的实验：植物幼苗在单侧光照下会向光弯曲，胚芽鞘尖端是感光的部位，

而弯曲发生在尖端以下的部位。化学信号假说：胚芽鞘尖端的细胞受光照后会产生

某种物质，这种物质作为化学信号从尖端传递到下部，影响下部细胞的生长，导致

向光一侧与背光一侧的细胞生长不均匀。

2)杰逊的实验：验证了达尔文父子提出的化学信号假说。

3)温特的实验：证实了化学信号物质的存在。

●温特和杰逊实验证明了胚芽鞘尖端确实产生了某种物质，并能从尖端运输到下部。温特

将这种具有促进生长作用的物质命名为生长素。

4)郭葛分离出了生长素。

24.生长素：化学名称为吲哚乙酸，主要在小麦的胚芽鞘顶端以及其他植物体生长活跃的部

分合成，如茎尖、嫩叶、根尖和发育中的种子等处，然后运转到植物体的相关部位调节生长发育，

1)生理作用：能促进细胞的生长、分裂和分化，促进侧根形成、果实发育、顶端优势。

另外还有抑制花、果脱落等作用。

2)生长素的调节有两重性：

i.只有在合适的范围内（一般是很低的浓度），生长素的作用才体现；

ii.如果超过合适浓度就会抑制生长素的调节作用，太高的浓度甚至使植物受害、死亡。

3)此外，同一株植物的不同器官对同一浓度生长素的反应是不一样的。植物器官对生

长素的敏感性：根﹥芽﹥茎

25.顶端优势：生长素超过合适的浓度，就抑制侧芽的生长，于是顶芽优先生长。

26.植物激素：在植物体内合成，从合成部位运输到作用部位，并对植物体的生命活动产生

显著调节作用的微量物质。天然的植物激素除了生长素，还有赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯。

27.植物激素的应用：

1)生长素类似物：萘乙酸、吲哚丁酸、2，4-D等。

2)乙烯催熟。

3)赤霉素促进种子萌发。

第六章遗传信息的传递和表达

1.遗传物质的特征：

1)能储存数量巨大的遗传信息。

2)能够精确地自我复制并遗传给后代。

3)化学性质比较稳定，但能产生可遗传的变异。

2.核酸分为：脱氧核糖核苷酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。

1)DNA：DNA是一种由脱氧核苷酸（简称脱氧核苷酸）聚合而成的大分子化合物。

i.组成成分：

●磷酸

●脱氧核糖

●含氮碱基：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）

ii.种类：腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸。

iii.双螺旋结构：脱氧核苷酸聚合成多核苷酸链，其中每两个脱氧核苷酸之间分别以磷酸与脱氧核糖相连接。DNA分子由两条互相平行、反向的多核苷酸链组

成，两条多核苷酸链之间通过碱基配对相连接。磷酸与脱氧核苷酸之间以磷酸

二酯键连接，碱基之间通过氢键相互配对连接。

iv.碱基配对原则：A与T配对，G与C配对。

v.每十个碱基对之间的螺距为3.4nm。

2)RNA：是核糖核苷酸聚合而成的大分子化合物，通常呈单链结构。

i.组成成分：磷酸、核糖、含氮碱基分别为A、G、C、U（尿嘧啶）。

ii.与蛋白质合成相关的RNA：

●mRNA：信使RNA，转录DNA上的遗传信息。

●tRNA：转移RNA，运输合成蛋白质所需的氨基酸，呈三叶草形状。

●rRNA：核糖体RNA，合成蛋白质的场所核糖体的组成成分。

iii.碱基配对原则：A与U配对，G与C配对

3.染色体的主要成分是DNA和蛋白质

4.DNA是遗传物质的实验证据：

1)美国科学家艾弗里的肺炎双球菌转化实验，其实验结果是证明DNA是遗传物质的

第一个和最重要的证据。从加热杀死的S型肺炎双球菌中将各种化学成分分离出来，如蛋白质、DNA、多糖和脂质等，分别加入到活的非致病性的R型肺炎双球菌中，结果发现，只有DNA可以使活的非致病性的R型肺炎双球菌转化为致病性的S型肺炎双球菌。

2)赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验，进一步证明了DNA是遗传物质。噬菌体

是寄生在细菌体内的一类病毒，噬菌体衣壳由蛋白质组成，头部含有DNA。用放射性同位素35S标记噬菌体蛋白质，然后进行侵染细菌的实验，通过仪器测定，发现细菌内部无放射性；用放射性同位素32P标记噬菌体的DNA，同样进行侵染细菌的实验，就能测定出细菌内由放射性，繁殖产生的子代噬菌体，也带有放射性。实验表明，当噬菌体侵染细菌时，只有噬菌体DNA进入细菌细胞内，噬菌体的各种性状都是通过噬菌体DNA 传递给后代的，DNA是遗传物质。

i.噬菌体侵染细菌的过程：噬菌体DNA吸附于细菌上→噬菌体将DNA注入细菌

中→噬菌体DNA在细菌内复制、合成→噬菌体在细菌体内组装→细菌裂解，

释放噬菌体

●绝大多数生物的遗传物质是DNA，但在不含DNA的某些病毒中，遗传物质是RNA。

5.基因：携带遗传信息，并具有遗传效应的DNA片段。基因的脱氧核苷酸序列不同，所

携带的遗传信息就不相同。基因通过蛋白质合成来控制性状的表现。

6.DNA复制：在细胞核内，以DNA分子为模板，合成相同DNA分子的过程。DNA复制是

一个边解旋边复制的过程。

1)解旋：组成DNA分子的两条多核苷酸链在酶的作用下逐步相互分开的过程。

2)复制：在酶的作用下，每条母链上的碱基分别与细胞内游离的脱氧核苷酸的碱基互

补配对，游离的脱氧核苷酸聚合成子链，每条子链与对应的母链结合，均构成一个

新的DNA分子。由于新的DNA分子中保留有一条原来分子中的母链，因此这种复

制方式叫做半保留复制。

3)意义：保持生物遗传热性相对稳定的基础。

7.转录：在细胞核中，以DNA分子的一条多核苷酸链为模板合成RNA的过程。原料是游

离的核糖核苷酸。通过转录，DNA所蕴含的遗传信息便正确地传递到RNA分子中。

8.遗传信息：DNA分子的基因的脱氧核苷酸序列。

9.翻译：在细胞质中进行的，以mRNA为模板，以tRNA为运载工具，使氨基酸在核糖体

内按照一定的顺序排列起来，合成蛋白质的过程。mRNA在细胞核中形成后，从核孔离开细胞核进入细胞质，与核糖体结合，开始进行蛋白质的合成。核糖体是合成蛋白质的场所，其主要成分是rRNA和蛋白质。

10.遗传密码：mRNA分子内的碱基序列。

11.密码子：在mRNA上可决定一种氨基酸的每三个相邻碱基。密码子共有64种，其中3

个不决定任何氨基酸，为终止密码；在mRNA上还有肽链合成的起始信号，被称为起始密码子。氨基酸共有20种。

12.反密码子：tRNA上可与mRNA的密码子相配对的3个碱基。

13.中心法则及其发展：

1)中心法则：遗传信息从DNA传递给RNA，再由RNA决定蛋白质合成，以及遗传信

息由DNA复制传递给DNA的规律。DNA和RNA的功能是储存和传递遗传信息，指

导和控制蛋白质合成；蛋白质的主要功能是作为细胞结构的基本成分，并参与调节

新陈代谢。

2)中心法则的补充：很多RNA病毒，如流感病毒，脊髓灰质炎病毒等，能在宿主细

胞内进行RNA的自我复制；还有的RNA病毒含有逆转录酶，能在宿主细胞内以RNA

为模板合成DNA

3)中心法则的表示：

14.基因工程：依据预先设计的蓝图，用人工方法将某种生物的基因，接合到另一种生物的

基因组DNA中并使其表达，是后者获得新的遗传性状，产生出人类所需要的产物，或创造出新的生物类型的现代生物技术。

1)工具：

i.化学剪刀——限制性核酸内切酶（限制酶），切割DNA的工具。专一性很强，

能识别双链DNA分子的某种特定脱氧核苷酸序列，并且切断其中特定部位的

两个脱氧核苷酸之间的键。

ii.化学浆糊——DNA连接酶，连接目的基因和运载体，DNA连接酶连接的是磷酸二酯键。

iii.分子运输车——运载体，将重组DNA导入细胞中，通常利用的是质粒。质粒是细菌中独立于拟核DNA之外，能自主复制的双链闭环DNA分子。

2)基本过程：

i.目的基因的获取：方法有两种，从某种生物体细胞中分离，或是通过化学方法

人工合成。基因定位：确定目的基因在细胞内DNA分子上的位置。

ii.目的基因与运载体重组：目的基因与质粒结合成环状的重组DNA即重组质粒。

iii.重组DNA分子导入受体细胞：接纳重组质粒的活细胞称为受体细胞，受体细胞可以是微生物、植物细胞和动物细胞。

iv.筛选含目的基因的受体细胞

3)种类：

i.微生物基因工程：具有技术比较成熟、研制周期比较短、可通过发酵大量生产

等优点，如用于药用蛋白质的规模化生产

ii.植物基因工程：培育转基因植物

iii.动物基因工程：受体细胞为动物的受精卵，培育转基因动物：巨型小鼠等。动物基因工程的目的除了获得具有优良性状的动物新品种，还可以培育出能生产

人源性蛋白质药物的动物（乳腺生物反应器）。

4)转基因生物产品的安全性：一是转基因生物本身是否会对生态环境造成不利的影

响，二是转基因生物产品是否会对人类的健康造成损害。

第七章细胞的分裂和分化

15.生殖：分为无性生殖和有性生殖。无性生殖产生一个与亲本极为相似的个体，有性生殖

是提供遗传性变异的来源，来自两个亲本的基因发生新的组合，产生一个与亲本有所差异的个体。

1)无性生殖：生物不经过生殖细胞的结合，由母体直接产生新个体的生殖方式。

i.分裂生殖：单细胞生物，如细菌、草履虫等。

ii.出芽生殖：酵母菌和水螅等低等动物。

iii.孢子生殖：真菌、苔藓、蕨类等植物。

iv.营养繁殖：有些种子植物的一部分营养器官与母体脱离后，能独立发展成新的个体，如马铃薯的块茎、甘薯的块根等。特点：繁殖速度快、产量高。人们常

用扦插、分株和嫁接等人工营养繁殖方式，繁殖花卉和果树。

2)有性生殖：通过亲本产生生殖细胞，雌雄生殖细胞结合形成受精卵，再由受精卵发

育成新个体的生殖方式。

i.卵式生殖：卵子与精子结合成受精卵（也称合子），再由受精卵发育成新个体

的生殖方式。

ii.受精作用：精子和卵子结合为合子的过程。

iii.意义：有性生殖的所产生的后代往往比亲本有着更强的适应环境变化的能力。

16.细胞周期：细胞经历生长直至分裂的这一有序的过程，也就是指细胞一次分裂结束到下

一次分裂结束的过程。

1)分裂间期（间期）：细胞分裂前的准备时期。占整个细胞周期时间的95%。

i.DNA合成前期（G1期）：合成一定数量的RNA和蛋白质，特别是与DNA复制

有关的酶。

ii.DNA合成期（S期）：DNA复制

iii.DNA合成后期（G2期）：合成组装纺锤体的蛋白质，完成细胞分裂所必需的物质准备和能量准备。

2)分裂期：正在进行分裂的时期，约占整个细胞周期时间的5%。可分为四个时期：

前期、中期、后期、末期。

17.有丝分裂：在细胞分裂过程中出现纺锤丝。

1)分裂间期：细胞核内染色质呈细丝状，核仁明显，进行DNA复制和蛋白质合成，

以及各种物质和能量的准备。

2)分裂期：

i.前期：染色体出现，核仁和核膜消失，由细胞两极放出的纺锤丝形成纺锤体，

DNA数目加倍。

ii.中期：纺锤丝牵引染色体的着丝粒移动，使着丝粒排列在细胞中央的赤道面上。

中期的染色体数目和形态比较清晰，便于观察，

iii.后期：着丝粒分裂，染色单体分开称为两条染色体，在纺锤丝的牵引下移向细胞两极，形成两组形态结构和数目相同的染色体。染色体数目加倍。

iv.末期：纺锤体逐渐消失，染色体消失，核仁和核膜重新出现。

3)动植物细胞有丝分裂的差别

i.形成子细胞的方式：植物细胞中，在赤道面位置出现细胞板，细胞板由细胞的

中央向四周扩展，逐渐形成新的细胞壁，最后形成两个新的子细胞。动物细胞

中，赤道面处的细胞膜向内凹陷，缢缩成两个子细胞。

ii.动物和某些低等植物细胞具有中心体。一个中心体由两个中心粒组成，它们相

互垂直排列，在细胞分裂间期增倍产生两个中心体，于分裂前期分开，并向两

极移动，在两个中心体之间出现纺锤丝。

4) 有丝分裂的意义：是动植物细胞分裂的主要方式。经过有丝分裂，分裂间期复制的

DNA 平均分离，产生两个染色体数目和形态结构与亲代细胞完全相同的子细胞，保证亲代、子代之间遗传性状的稳定性和连续性。

18. 细胞分裂的三种状态：

1) 继续增殖：如植物分生组织细胞、动物骨髓细胞、消化道黏膜上皮细胞等，称为增

殖细胞。

2) 暂不增值，但始终保持分裂能力，如肝细胞、肾细胞等，称为暂不增殖细胞。

3) 高度分化，细胞完全失去分裂能力，如动物的神经细胞、肌肉细胞、成熟的红细胞

和植物的筛管等，称为不增殖细胞。

19. 减数分裂：是形成生殖细胞过程中的一种特殊形式的细胞分裂方式，它使染色体数目被

精确地减半。减数分裂由两次连续的细胞分裂组成：减数第一次分裂和减数第二次分裂。减数分裂中DNA 复制一次，产生四个单倍体的、遗传物质重新组合的子细胞。

1) 减数第一次分裂：间期，染色体进行复制；前期，同源染色体（分别来自于父方和

母方、性状和大小都相同的一对染色体）两两配对，这个过程叫做联会。中期，成对的同源染色体排列在细胞中央的赤道板。后期，同源染色体分离，分别移向细胞的两极。末期结束，细胞分裂成两个子细胞，染色体数目是亲代细胞的一半，每条染色体都由两条染色单体组成，每个子细胞核中的DNA 的含量与亲代细胞相同。

2) 减数第二次分裂：间期短暂。后期，着丝粒分裂，染色单体分开移向两极。后期，

形成子细胞。一个亲代细胞经过减数分裂形成四个子细胞。

3) 遗传物质的改变

i. 在减数第一次分裂分裂前期，联会以后，同源染色体之间进行交叉互换，引起

一部分遗传物质的改变。

ii. 在减数第一次分裂后期，同源染色体分离时，非同源染色体随机组合，也会造

成遗传性变异的发生。 20. 精子的形成：1精原细胞（2n ） 1初级精母细胞（2n ） 2次

级精母细胞（n ） 4精细胞（n ） 4精子（n ）

21. 卵的形成：1卵原细胞（2n ） 1初级精母细胞（2n ）

1次级精母细胞（n ） 1卵（n ）

22. 细胞分化：同一来源的细胞逐渐发生形态结构、生理功能和蛋白质合成上差异的过程。

细胞分化的能力又称发育潜能。

23. 细胞的全能性：单个细胞经细胞分裂和分化后仍具有形成完整生物体的潜能。植物细胞、

动物细胞核具有全能性。

24. 组织培养：将植物的组织细胞，接种在合适的人工培养基上，在一定的外界条件下，能

长成一株完整植株的技术。植物的组织培养需在无菌条件下进行，并需控制温度、pH 和光照条件。人工配置的培养基一般含有糖类、无机盐、维生素、植物激素等物质。当组织细胞被接种在人工培养基上，受到植物激素等物质和外界条件的作用，一般先脱分染色体复制 减I 减II 变形 染色体复制 减I 1第二极体（n ）

减II 减II 1第一极体（n ） 2第二极体（n ）

化，成为一团没有特定结构和功能的分生状态的细胞（即愈伤组织），然后在一定条件下再分化长出根和芽，形成完整植株。

25.克隆：不用雌、雄两性的生殖细胞，而仅仅用一个个体的部分组织或一个体细胞，通过

细胞分裂和分化而产生新个体的过程。

高中第三册

第八章遗传与变异

1.遗传：子代与亲代相似的现象。

2.交配类：

1)杂交：基因型不同的生物个体间的交配过程。

2)自交：基因型相同的生物个体间的相互交配；植物体中指自花授粉和雌雄异花的同

株授粉。自交是获得纯系的有效方法。

3)测交：让杂交子一代与隐性个体相交，可以用来测定F1的基因型。

3.性状类：

1)性状：生物体的形态、结构和生理生化等特征的总称。

2)相对性状：同种生物同一性状的不同表现类型。

3)显性性状：具有相对性状的纯合亲本杂交，F1表现出来的亲本性状。

4)隐性性状：具有相对性状的纯合亲本杂交，F1未表现出来的亲本性状。

5)性状分离：杂种的自交后代中，呈现出不同现状的现象。

4.基因类：

1)显性基因：控制显性性状的基因。

2)隐性基因：控制隐性性状的基因。

3)等位基因：一对同源染色体相同位置上的控制着一对相对性状的基因。

5.个体类：

1)表现型：具有特定基因型的生物个体所表现出的性状。

2)基因型：与表现型有关，控制生物性状的基因组成。基因型+环境条件→表现型

3)纯合子：是由相同基因的配子结合成合子而发育成的个体。

4)杂合子：是由不同基因的配子结合成合子而发育成的个体。

6.基因的分离定律：减数分裂时，等位基因随同源染色体的分离而分开，分别进入两个配

子中，并独立地随配子遗传给后代。

7.基因的自由组合定律：当两对（或更多对）相对性状的亲本进行杂交后，在F1形成配

子时，等位基因会彼此分离，同时同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。

8.性别决定：雌雄异体的生物决定性别的方式。

9.染色体：

1)常染色体：雌雄个体的细胞中都具有的相同的染色体，与性别决定无关的染色体。

2)性染色体：在哪雌雄个体的细胞中不同的染色体，与性别决定有关的染色体。

10.XY型性别决定：XX为雌性，XY为雄性。

11.ZW型性别决定：ZW为雌性，ZZ为雄性

12.伴性遗传：由性染色体上的基因所控制的性状表现出与性别相联系的遗传现象。

13.变异：同种生物之间，亲代与子代之间存在的差异。来源有：基因重组、基因突变、染

色体畸变。

14.基因重组：生物体在有性生殖过程中，控制不同性状的基因之间的重新组合，结果使后

代中出现不同于亲本的类型。意义：基因重组为生物变异、生物的多样性提供了及其丰富的来源，为动植物育种和生物进化提供了丰富的物质基础。基因组合多样化的后代比

基因组合单一的后代更能适应环境的变化。

15.基因突变：因DNA分子碱基对的替换、缺失或增加而使基因特定核苷酸系列发生改变

的现象。意义：基因突变是产生新基因的主要来源，是生物变异的主要原因，对生物的进化有重要作用。

16.染色体畸变包括染色体结构和数目变异。染色体结构变异主要有4种，分别是染色体某

一段缺失；染色体增加了某一段（重复）；染色体某一片段的位置颠倒了180°（倒位）；

染色体的某一片段移接到非同源染色体上（易位）。染色体数目变异包括整倍化变异和非整倍化变异。

17.染色体组：二倍体生物生殖细胞中的一组染色体。

18.二倍体：体细胞中含有两个染色体组的个体，由受精卵发育而来。

19.多倍体：体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体，由受精卵发育而来。多倍体植

株大多比较粗壮，产量明显提高，抗旱、抗寒、抗病能力比较强，具有一定的优越性。

多倍体产生的原因：在体细胞有丝分裂过程中或减数分裂形成配子的过程中，因外界环境条件（如温度骤变、化学药物的作用）或生物内部因素的干扰，使得染色体不能均等分成两组分配到子细胞中，结果产生了染色体数目加倍的体细胞或配子。

20.单倍体：生物体的体细胞中含有的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的生物个

体，特点是植株矮小、高度不育。单倍体育种可以缩短培育优良品种的时间。

21.秋水仙素能抑制细胞纺锤体的形成，导致复制后的染色体在细胞分裂时不分离，从而引

起细胞内染色体数目的加倍。

22.遗传病：由于遗传物质发生变化而引起的疾病。常见类型：单基因遗传病、多基因遗传

病和染色体遗传病。

23.单基因遗传病：由一对等位基因控制的疾病。致病基因位于常染色体上的遗传病为常染

色体，如软骨发育不全症、短指症等由常染色体上显性基因控制的，称为常染色体显性遗传病；由常染色体上隐性基因控制的，成为常染色体隐性遗传病，如白化病等。致病基因在性染色体上的，则遗传是伴随着性染色体的传递而进行的，称为伴性遗传病或性连锁遗传病。包括X连锁显性遗传病，如抗维生素D佝偻病等；X连锁隐性遗传病，如红绿色盲、血友病等；Y连锁遗传病，如外耳道多毛症等。

24.多基因遗传病：多对基因控制的人类遗传病。如原发性高血压、冠心病、精神分裂症、

糖尿病、唇裂、腭裂、无脑儿等。

25.染色体遗传病：由染色体畸变引起，如唐氏综合征、猫叫综合征、性腺发育不全症等。

26.遗传病的预防：

1)禁止近亲结婚：直系血亲和三代以内的旁系血亲

2)遗传咨询：

i.病情诊断

ii.系谱分析确定遗传方式

iii.再发风险率估计

iv.提出预防措施

3)避免遗传病患儿的出生

i.产前诊断：B超检查、羊水检查

ii.倡导婚前提前

iii.提倡适龄生育：24~29

第九章生物进化

1.生物进化的证据：

1)胚胎学上的证据：胚胎早期鳃裂、尾等。结论：陆生脊椎动物是丛水生鱼类进化而

来的。

2)比较解剖学上的证据：

i.同源器官：在发生上有共同来源而在形态和功能上不完全相同的器官。

ii.痕迹器官：生物体内某些功能已经基本消失但仍然存在的器官。

3)生物化学证据：细胞色素c是普遍存在于真核生物细胞内，在有氧呼吸过程中起重

要作用的一种蛋白质。结论：生物之间有亲缘关系。生物亲缘关系越近，细胞色素

c的氨基酸组成越相似；反之，亲缘关系越远，细胞色素c的氨基酸组成的差异就

越大。

4)古生物化石证据：生物化石实在特殊条件下保存于底层中的古生物遗体、遗物和它

们的生活遗迹。古生物化石出现的规律：在越古老的地层里，成为化石的生物越简

单、越低等；在越晚形成的地层里，成为化石的生物越复杂、越高等。结论：生物

是进化的，生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。

2.生物进化的历程：

4)38亿年前，原始生命开始出现。

5)35亿年前，原核生物出现（蓝藻等）

6)20亿年前，第一次繁荣并出现真核生物。大气中的氧的比例达到了1%。

7)6亿年前，以单细胞生物为主。（龙凤山藻）

8) 5.3亿年前，寒武纪生物大爆发。（云南澄江地区）

9)4亿年前，从水生发展到陆生。

i.陆生植物的进化：蕨类→裸子→种子

ii.陆生脊椎动物的进化：两栖类→爬行类→哺乳类→人

↘鸟类

3.生物的进化规律：

1)细胞数量：单细胞→多细胞

2)器官结构、生理功能：简单→复杂

3)生活环境：水生→陆生

4)方向：生物的进化是前进性发展的，从总的来说，是不可逆的。

i.多样化：生物种类从少到多，并向不同方向发展，分化为形形色色的物种。多

样化使生物扩大了生存空间，适应于各种不同的自然环境。

●适应辐射：来自共同祖先的后裔，因适应不同的生活环境而分化成不同种

类的现象。适应辐射导致生物多样性大大增加，是生物进化的形式之一。

ii.复杂性：生物体的形态结构、生理功能逐渐从简单到复制，从低级向高级发展。使生物的生活力增强，适应范围扩大，最后达到物种的繁荣。

4.生物进化理论：

1)1809年，法国拉马克提出“用进废退和获得性遗传”的生物进化学说。

2)达尔文：1859年，《物种起源》，提出以自然选择为基础的生物进化学说。

i.自然选择学说的主要内容：

●繁殖过剩：生物的繁殖能力很强，能产生大量后代。（必要条件）

●生存斗争：部分个体被淘汰。（动力）

●遗传变异：生物个体既有亲本的遗传性状，又会出现新性状。（内因）

●适者生存：在生存斗争中，有利变异的个体存活，不利变异的被淘汰。（结

果）

ii.自然选择学说的意义：能科学的解释生物进化的原因，以及生物的多样性和适

应性。不足是：不能科学的解释遗传变异的本质，不能解释自然选择如何对可

遗传的遗传起作用。

3)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；突变、选择和隔离是

生物进化和物种形成过程中的三个基本环节。生物进化的实质是种群基因频率发生

改变的结果。

i.种群是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的单位。

●种群是指生活在同一区域内的同种生物个体的总和。

●基因库：一个种群中能进行升值的生物个体所含有的全部基因。

●基因频率：某一基因在种群的全部等位基因中所占的比率。影响因素：遗

传漂变、不随机交配、迁入和迁出。

ii.突变为生物进化提供原材料。这些变异是随机的，不定向的。突变产生新的基因，这些新基因随着基因重组形成多种多样的基因型，引起种群出现大量的可

遗传的变异，而这些变异都是不定向的，因此成为了进化的原材料。

iii.自然选择主导着进化的方向。

自然选择

变异是不定向的不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累→种群的基因频率发生改变→生物朝一定方向缓慢进化。

iv.隔离是新物种形成的必要条件。

●物种：分布在一定的自然区域，具有一定的形态、结构和生理功能，在自

然状态下能够相互交配，并产生可育后代的一群生物个体。

●隔离：同一物种不同种群间的个体，在自然条件下，基因不能自由交流的

现象。类型：地理隔离（由于某些地理障碍而发生的，生物之间彼此不能

往来，失去了交配机会）、生殖隔离（进行有性生殖的生物彼此之间不能

杂交或杂交不育）。

●物种的形成：

自然选择1

1 新种1

生殖

隔离

2 2

自然选择2

5.灭绝：该物种的全部个体在地球上不复存在。物种灭绝是进化的正常进程，以一定规模

经常发生。在生物进化史上，物种灭绝与新物种形成一样重要。物种灭绝的原因从物种本身的角度来讲，可能是，对原有生活环境的高度适应，使基因库变小，当环境发生突然变化后，对变化后的新环境的适应程度下降到零。

第十章生物多样性

1.生物多样性：指来源于各种各样生态环境的形形色色的活的生物体，包含遗传多样性、

物种多样性和生态系统多样性三个层次。

2.遗传多样性：物种内基因和基因型的多样性。

1)其实质是由于遗传物质改变而引起的生物体性状的改变。

2)检测方法：DNA结构差异比较：聚合酶链发应（PCR）、检测基因组全序列。

3)意义：遗传多样性能有效地增大种群基因库，有利于物种适应环境变化而长期生存；

遗传多样性还能为物种提供进化的材料，有利于物种的进化和发展，并为新物种的

形成打下基础，从而促进物种多样性乃至整个生物多样性的发展。

3.物种多样性：地球上动物、植物和微生物等生物物种的多样化，包括某一特定区域内物

种的丰富度以及物种分布均匀度。

1)物种多样性测量：种群密度调查、物种丰富度（标记重捕法、样方法）

2)意义：物种多样性是群落和生态系统结构稳定的基础。

4.生态系统多样性：指生物圈内生境、生物群落和生态系统结构和功能的多样性。

1)生境：每个生态系统有的独特的无机环境（如气候、土壤、地貌、水文等）

2)检测方法：生境多样性、群落多样性

3)意义：无论是物种多样性还是遗传多样性，都是寓于生态系统多样性之中，生物多

样性是地球上各种生物赖以长期存在、繁衍、昌盛的基础和社会财富的源泉。

5.人类活动对生物多样性的影响：

1)对物种多样性的威胁：濒危物种是指在不久的将来可能会灭绝，而且致危因素仍然

存在的物种。渐危物种是指在不久的将来可能成为濒危物种的物种。我国的濒危物

种有大熊猫、华南虎、蓝鲸等。物种多样性减少的重要原因是人类对生物资源的过

度利用。

2)对生态系统多样性的影响：栖息地破坏（引起物种灭绝的主要原因是毁坏栖息地，

即自然栖息地的环境恶化）、环境污染、过度放牧、开垦荒地、偷猎走私、大规模

城市化建设、水利工程建设、外来物种引入。

3)对遗传多样性的影响：人类活动对物种和生态活动多样性的影响，结果都会导致遗

传多样性的丧失；对农作物等人工选择品种的遗传性也有影响。

6.保护生物多样性：

1)公约：生物多样性公约、濒危野生动植物种国际贸易公约

2)有效措施：

i.就地保护：保护生态系统和自然生境以及维持和恢复物种在自然环境中有生存

力的种群。建立自然保护区，包括风景名胜区和森林公园。

ii.迁地保护：将濒危动植物迁移到人工环境中或易地实施保护，目的是为了增加濒危物种的种群数量。动物迁地保护包括：建立动物园、水族馆和人工繁殖基

地。植物迁地保护包括：建立植物园和树木园。

iii.离体保护：将生物个体的某一部分保存在特殊的环境中。如：基因资源库、种子库等。

7.生物多样性与可持续发展：可持续发展的思想来源于更新资源的持续利用。1987年“联

合国环境一发展世界委员会”发表的《我们共同的未来》一书，对可持续发展的定义是“可持续发展是既能满足当代人的需要，又不对后代满足其需要的能力构成危害的发展”，该定义包含了三大原则：公平性原则、持续性原则和共同性原则。