人教版高中生物必备基础知识整理

生物必备基础知识

必修一

第一章走近细胞

1、细胞是除病毒外所有生物的结构单位，是所有生物的功能单位。

★病毒无细胞结构（非原核也非真核），代谢和繁殖在宿主(活)细胞中（不能用培养基培养）2、生命系统的结构层次：(★细胞是最基本的生命系统)

细胞→组织→器官→系统（植物无）→个体→种群→群落→生态系统→生物圈。

3、真核细胞和原核细胞的比较

★原核生物、病毒的可遗传变异的类型：只有基因突变。

4、显微镜的使用-低倍镜换高倍镜：①低倍镜下找到目标

②将目标移至视野中央（偏哪移哪）

③转动转换器换高倍镜

④调节细准焦螺旋使物像清晰；调节光圈或反光镜使视野变亮☆注意：①放大倍数=目镜倍数×物镜倍数；放大倍数是指长度或宽度，不是指面积或体积

②物镜:有螺纹，镜筒越长，放大倍数越大；目镜:无螺纹，镜筒越短，放大倍数越大

③放大倍数越大，物镜与装片的距离越小，视野范围越小

5、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。第二章细胞中的元素和化合物

元素

大量元素：C 、H 、O 、N 、P 、

S 、K 、Ca 、Mg 等 基本元素：C 、H 、O 、N （90%）

物质基础 最基本元素：C ，生物大分子以碳链为骨架

微量元素：Zn 、Fe 、B 、Mo 、Cu 、Mn 等（新木桶碰铁门）

化合物 无机化合物 水 无机盐

有机化合物 蛋白质：生命活动的主要承担者（体现者） 核酸：携带遗传信息 糖类：主要的能源物质

脂质——脂肪：良好的储能物质

☆①占细胞鲜重最多元素是O ，化合物是水；占细胞干重中最多的元素是C ，化合物是蛋白质。 ②组成细胞的元素体现了：生物界与非生物界统一性(种类相同)和差异性（含量相差很大）

自由水：①良好溶剂；②参与生化反应；③物质运输；④维持细胞的形态等

1、细胞中的水 （在代谢旺盛的细胞中，自由水的含量一般较多）

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％；

（结合水的含量增多，可以使植物的抗逆性增强）

2、无机盐

①组成细胞内复杂的化合物。（如Mg 2+

构成叶绿素、Fe 2+

构成血红蛋白、I -

构成甲状腺激素等） ②维持正常的生命活动。（如K +

维持细胞内渗透压，HCO 3-维持血浆pH,Ca 2+

浓度过低肌肉抽搐等） 3、蛋白质

(1)合成场所：核糖体

(2)结构多样性：组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同；肽链形成的空间结构不同 (3)功能多样性——生命活动的主要承担者： ①作为结构蛋白，如构成肌肉； ②作为功能蛋白：

催化(如酶)；调节(如激素)；识别(如受体) 免疫(如抗体)；运输（如血红蛋白）

☆计算

一个蛋白质分子中肽键数（脱水数）＝ 氨基酸数－肽链数 一个蛋白质分子中至少．．

含有氨基数（或羧基数）＝ 肽链数 N 个AA 形成M 条肽链时（AA 的平均分子量为α），则此蛋白质的分子量= N×α－（N －M ）×18 ； ★代谢旺盛的细胞往往蛋白质的合成也很旺盛，核仁明显，核孔多，核糖体等相关的细胞器增多。 ★鉴定：双缩脲 + 蛋白质（多肽）→紫色（反应不需加热，双缩脲试剂先加A 液再加B 液） 4、核酸

(1)合成场所：主要是细胞核或拟核

AA 的结构通式

(2)功能：储存遗传信息，控制蛋白质的合成。 (3)鉴定：DNA + 二苯胺 → （沸水浴）蓝色 观察分布：甲基绿+ DNA →绿色，

吡罗红+RNA →红色。

★HCl 在观察DNA,RNA 分布实验中的作用: ①改变细胞膜通透性,加速染色剂进入细胞 ②使染色质中蛋白质与DNA 分离

结论：DNA 主要分布在细胞核，RNA 分布主要在细胞质

★RNA 病毒彻底水解后得到的物质：4种含氮的碱基、核糖、磷酸、氨基酸 5、糖类

单糖:

核糖、脱氧核糖、果糖、葡萄糖、半乳糖。二糖:麦芽糖(葡萄糖+葡，植物特有)、蔗糖(果糖+葡，植物特有)、乳糖(半乳糖+葡，动物特有)。 多糖:淀粉（植物储能）、纤维素（植物细胞壁成分）、糖原（动物储能，包括:肝糖原、肌糖原） (1)功能：主要能量物质（糖蛋白参与细胞识别—细胞间物质运输和免疫功能的调节等生命活动） (2)鉴定：还原糖(果糖、葡萄糖、麦芽糖)+ 斐林试剂 →（50-65℃水浴加热）砖红色沉淀 （★斐林试剂使用原则：A 液与B 液混合后使用，且现配现用。） 6、脂质

(1)合成场所：主要是内质网 (2)鉴定：脂肪 + 苏丹Ⅲ 脂肪 + 苏丹Ⅳ →红色

★50%酒精的作用：去浮色 ☆鉴定类实验常用的试剂或指标物

★生物大分子：由单体构成的多聚体，如蛋白质、核酸(DNA, RNA)、多糖(纤维素、淀粉、糖原)

第三章 细胞的基本结构

1、细胞壁：主要成分是纤维素和果胶，有支持和保护功能。

2、细胞膜：主要成分为磷脂双分子层（基本骨架）和蛋白质，另有糖蛋白（在膜的外侧）。

模型：流动镶嵌模型——①结构特点：一定的流动性②功能特点：选择透过性。

功能：将细胞与外界环境隔开;控制物质进出细胞;进行细胞间的信息交流(识别、胞间连丝等) ★功能越复杂的膜，其蛋白质含量和种类越多

☆制备细胞膜的材料：哺乳动物成熟的红细胞（无细胞核和具膜的细胞器；无细胞壁）吸水涨破

3、细胞质：

①细胞质基质:水、无机盐、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等,活细胞进行新陈代谢的主要场所。

②细胞器 (分离方法：差速离心法)

★生物膜系统：细胞器膜 + 细胞膜 + 核膜等形成的结构体系

★线粒体和叶绿体是半自主细胞器，内有DNA、RNA、核糖体，可进行转录和翻译

★观察线粒体：专一性线粒体活细胞染料----健那绿染液，使线粒体呈现蓝绿色

☆对细胞结构的相关知识的归纳：

①产生水的结构：线粒体、核糖体、叶绿体、细胞核等

②遵循碱基互补配对原则的细胞结构：叶绿体、线粒体、细胞核、核糖体。

③参与细胞分裂的细胞器：核糖体、中心体、高尔基体（植物）、线粒体。

④含色素的细胞器：叶绿体（叶片颜色）、液泡（花青素，决定花的颜色）。

★分泌蛋白的合成(同位素示踪法):核糖体→内质网→(囊泡)→高尔基体→(囊泡)→细胞膜(胞吐) 核膜：双层膜，有核孔

4、细胞核：结构核仁：(与核膜)在细胞有丝分裂中周期性的消失（前期）和重建（末期）

染色质：被碱性染料染成深色的物质，主要由DNA和蛋白质组成

功能：是遗传物质DNA储存和复制的主要场所，是细胞遗传和代谢的控制中心。

★核仁与核糖体合成有关，所以合成蛋白质代谢旺盛的细胞核仁明显。

★核膜是选择透过性膜，小分子可通过，核膜上附着核糖体、酶，可进行多种代谢

★核孔是mRNA、蛋白质等大分子进出的专用通道，但是DNA不能出细胞核。

第四章细胞的物质输入和输出

1、发生渗透的条件

①半透膜：如动物细胞膜、植物细胞的原生质层（细胞膜和液泡膜以及两者之间的细胞质）。 ②半透膜两侧有浓度差；如质壁分离-植物细胞细胞液和细胞外溶液存在浓度差 2、物质进出细胞的方式： ·小分子物质跨膜运输的方式：

·大分子和颗粒性物质（如蛋白质、脂质、病原体等）运输的方式：

胞吞（内吞）胞吐（外排） 3、实验：观察植物细胞的质壁分离和复原

·原理:①细胞液与外界溶液存在浓度差 ②原生质层伸缩性比细胞壁大 ·材料用具：一般用紫色洋葱外表皮，0.3g/ml 蔗糖溶液等 ·方法：引流法，（自身对照）

·结果：细胞液浓度＜外界溶液浓度→渗透失水(质壁分离)；

细胞液浓度＞外界溶液浓度→渗透吸水(质壁分离复原)

★成熟植物细胞具中央大液泡才可发生质壁分离现象，未成熟植物细胞(如分生区细胞)不能发生 ★当以可吸收的物质做溶质时(如甘油、KNO 3等)，可出现质壁分离和质壁分离的自动复原现象

第五章 细胞的能量供应和利用

1、酶：活细胞产生的具有催化作用的有机物

★酶的基本单位（或水解产物）是氨基酸或核糖核苷酸，合成在核糖体或细胞核中 ·催化作用机理：降低反应所需的活化能

·特性：高效性（与无机催化剂相比）；专一性；作用条件温和（温度和pH ） ★过酸、过碱、高温都会破坏酶的空间结构，使酶失活；低温抑制酶的活性 ·影响酶促反应的因素：pH 、温度、酶的浓度、底物浓度、产物浓度等 2、A TP （三磷酸腺苷）——直接能源物质

★生命活动的主要的能源物质是糖类（葡萄糖）；储能物质是脂肪；根本能量来源是太阳能。

·结构简式：A —P~P~P ，含有2个高能磷酸键

★A 代表的是腺苷，ATP 去掉两个P →腺嘌呤核糖核苷酸 ·ATP 与ADP 的转化：

★ATP 水解伴随吸能反应；ATP 合成可能在线粒体、叶绿体、细胞质基质，伴随放能反应 ★细胞内ATP 浓度不高，相对稳定：ATP 和ADP 之间相互迅速转化很快 3、ATP 的主要来源——细胞呼吸（以真核细胞为例）

酶

酶

酶

（1）有氧呼吸：C 6H 12O 6 + 6O 2 + 6H 2O ——→ 6CO 2 + 12H 2O +能量

第一阶段：细胞质基质，1葡萄糖——→2丙酮酸（C 3H 4O 3）+4[H]（或NADH ）+ 能量 第二阶段：线粒体基质，2丙酮酸+6H 2O ——→CO 2 + 20[H] + 能量 第三阶段：线粒体内膜，24[H]+6O 2——→12H 2O +能量

★好氧细菌没有线粒体，有氧呼吸主要在细胞膜中进行；蛔虫只进行无氧呼吸，无线粒体。 （2）无氧呼吸：C 6H 12O 6 ——-→2乳酸 + 能量 或 C 6H 12O 6 ——-→2酒精 + 2CO 2 + 能量

第一阶段：细胞质基质，1葡萄糖——→2丙酮酸 +4[H]+ 能量 (只在此阶段有能量) 第二阶段：细胞质基质，2丙酮酸——→酒精（C 2H 5OH ） + CO 2

或 2丙酮酸——→2乳酸（C 3H 6O 3）

★动物的无氧呼吸产生乳酸，所以动物细胞内的CO 2全部来自有氧呼吸。

★植物的无氧呼吸一般产生酒精和CO 2，但马铃薯块茎、玉米胚等无氧呼吸产生的是乳酸 （3）影响细胞呼吸作用的因素

①内部因素——遗传因素（酶的种类和数量）

②环境因素：O 2浓度、温度、CO 2浓度

应用:果蔬保鲜—-低氧、零上低温、一定湿度；粮食种子储存——干燥、零上低温，低氧

稻田定期排水—防止无氧呼吸产生酒精损害根细胞;伤口包扎要透气—抑制厌氧菌繁殖 4、能量来源——光与光合作用（以高等植物为例）

（1）叶绿体中色素的提取和分离（色素存在于叶绿体类囊体薄膜上） ·提取原理: 无水乙醇(或丙酮)—叶绿体中的色素易溶解于有机溶剂

石英砂(SiO 2)—使研磨充分 碳酸钙—防止研磨时色素被破坏

分离原理(纸层析法):

色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散快；反之则慢。 注意：分离时，层析液不能没及滤液细线，否则滤液细线上的色素会溶解到层析液中 ·实验结果：

胡萝卜素（橙黄色） 最快（溶解度最大） 叶黄素（黄色） 叶绿素a （蓝绿色） 最宽（最多）

叶绿素

b （黄绿色） 最慢（溶解度最小）

★Mg 是构成叶绿素分子必需的元素；缺镁时，得不到四条色素带 （2）光合作用：6CO 2+12H 2O

光能、叶绿体

> C 6H 12O 6 + 6O 2 + 6H 2O

类胡萝卜素：主要吸收蓝紫光

叶绿素：主要吸收红光和蓝紫光

或CO 2 + H 2O

光能、叶绿体

> (CH 2O) + O 2

中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能

；暗反应为光反应提供ADP 和★无光条件下，不光反应能进行，暗反应由于缺乏〔H 〕和 ATP 而不能继续

★ O 2来自H 2O ，葡萄糖的C 、O 全部来自CO 2，CO 2来自空气或植物细胞本身的呼吸。 ★光合作用中能量的转换：光能→活跃的化学能（ATP ）→(有机物中)稳定的化学能。 ★当CO 2由充足变为不足时，植物体内物质含量变化：C 3↓、C 5↑、ATP ↑、[ H ] ↑ 当光照由充足变为不足时，植物体内物质含量变化： ATP ↓、[ H ] ↓、 C 3↑、C 5↓ ★光合速率的测定：单位时间内O 2的释放量、CO 2 的吸收量、植物重量（有机物）的变化量。 （3）影响光合作用速率的因素

①内因：叶绿体和色素的量（如处在不同发育期） ②外因： ·光照强度

A 点只进行细胞呼吸，释放CO 2量表明此时的呼吸强度。

B 点为光补偿点（光强在此点以上，植物才能生长）光合强度=呼吸强度

C 点为光饱和点，光合作用强度不再加强

·温度—白天适当升温,提高光合作用；晚上适当降温,降低细胞呼吸,保证有机物的积累 ·CO 2浓度——“正其行，通其风”，增施有机肥等

5、呼吸租用与光合作用的联系：光合作用 呼吸作用

①呼吸速率的测定:植物在黑暗环境，测定实验容器内CO 2增加量、O 2减少量或有机物减少量 ②净光合速率的测定：植物在光照条件下，一定时间内CO 2吸收量、O 2释放量或有机物积累量 真光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率

光合作用制造的有机物 = 光合作用积累的有机物+细胞呼吸消耗的有机物 光合作用固定CO 2量 = 从外界吸收的CO 2量+细胞呼吸释放的CO 2量

第六章 细胞的生命历程

有机物、氧气

二氧化碳、水

C

1、细胞不能无限长大的原因：

①细胞的表面积与体积的关系限制了细胞的长大②细胞核中DNA数目限制了细胞的长大

2、细胞增殖——生物体生长、发育、生殖和遗传的基础

细胞周期：连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止为一个细胞周期★连续分裂的细胞才具细胞周期(如受精卵、干细胞、分生区细胞)；

减数分裂形成的细胞(如卵细胞、精子)和高度分化的细胞(如神经细胞)无细胞周期。

（1）有丝分裂：真核生物体细胞进行细胞分裂的主要方式

①过程：间期—物质准备：DNA分子复制和有关蛋白质的合成（→DNA加倍，染色体数不变）

分裂期—前期：染色体和纺锤体出现；核膜解体、核仁逐渐消失

中期：每条染色体的着丝粒都排列在赤道板上（观察染色体的最佳时期）

后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，并分别移向细胞两极

末期：染色体、纺锤体消失；核膜、核仁重现

②意义：染色体精确复制后平均分配到两个子细胞中，保证亲子代细胞间的遗传性状的稳定性。

③实验：观察洋葱根尖细胞的有丝分裂或低温诱导染色体数目加倍

过程：取材(根尖2～3mm)→解离(HCl处理)→(清水)漂洗→染色→制片/压片→观察

★低温（或秋水仙素）是染色体数目加倍的原理：

(在有丝分裂前期)抑制纺锤体的的形成，使后期姐妹染色单体分开后不能移向细胞两极。（2）无丝分裂：无染色体和纺锤体等结构的出现(但有DNA的复制),如蛙的红细胞

（3）减数分裂：染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次—→配子染色体数目是体细胞的一半①过程：减I——间期:染色体复制(即DNA复制和蛋白质的合成)

前期:同源染色体联会，形成四分体，四分体的非姐妹染色单体间发生交叉互换

中期:同源染色体的着丝点排列在赤道板两侧

后期：同源染色体分离；非同源染色体自由组合

末期：细胞由中央向内凹陷，缢裂成2个子细胞

减II——无同源染色体，染色体的行为与有丝分裂相同

★同源染色体：形态大小一般相同(性染色体可能不同)；

一条来自父方，一条来自母方

★某生物的体细胞中含n对同源染色体，则：

·1个体进行减数分裂→2n种配子

·1个精原细胞进行减数分裂→2种精子

·1个卵原细胞进行减数分裂→1种卵细胞

②受精作用：精、卵相互识别并融合成为受精卵的过程。

★受精卵中细胞核遗传物质一半来自方，一半来自母方；细胞质遗传物质几乎全部来自卵细胞

③减数分裂和受精作用的意义：减数分裂产生配子的多种性和精卵结合的随机性，增加了遗传的多样性；且减数分裂和受精作用维持了生物前后代体细胞中染色体的数目恒定；

3、细胞分化

①实质：基因的选择性表达（分化过程遗传物质没有改变）

②特点；持久性、稳定性、不可逆性。

③意义：细胞分化是个体发育的基础；使细胞功能专门化，提高生理功能效率。

★个体的生长发育是细胞分裂和分化的结果（分化发生在个体发育的胚胎期达到最大值）

④细胞的全能性：已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能，如动物细胞核、植物细胞

★细胞具有全能性的原因：细胞内都含有一整套与该生物个体完全相同的的遗传信息。

★不同个体细胞形态结构不同-直接原因:蛋白质不同；根本原因: DNA不同

★同一个体细胞形态结构不同-直接原因:蛋白质不同；根本原因:基因的选择性表达或mRNA不同同一个体体细胞中DNA相同的原因:同一个体的细胞是由同一受精卵经过有丝分裂产生而来的同一个体体细胞中RNA,蛋白质不同的原因:有关基因在特定的时间和空间选择性表达

4、细胞衰老

特征：细胞核变大，染色变深；细胞水分减少，体积变小；色素累积；

细胞膜通透性改变，物质运输效率降低；酶活性降低，细胞代谢减慢

★单细胞生物的细胞衰老=个体的衰老，多细胞生物个体的衰老是细胞普遍衰老的结果。

5、细胞凋亡：由基因决定的细胞程序化（主动）自行结束生命的过程,也称为细胞程序性死亡。

意义：维持生物正常发育；维持个体内部环境稳定；抵御外界干扰。

6、细胞癌变

①原因：致癌因子（物理因子、化学因子、病毒因子）使原癌基因和抑癌基因(遗传物质)改变

②特征：适宜条件下能无限增殖；形态结构发生显著变化；细胞间的黏着性下降，易扩散和转移★细胞膜上糖蛋白等物质减少，使癌细胞间黏着性显著降低，失去接触抑制

★细胞的分裂、分化、衰老、凋亡都是细胞的正常生命历程，对生物的生长发育有积极影响。细胞的癌变（不正常分化）是异常的历程，对生物生长发育有害。

必修二

一、遗传规律和遗传病

1、研究方法：孟德尔—假说--演绎法；萨顿假说—类比推理法；摩尔根—假说-演绎法；

2、豌豆做材料的优点：闭花传粉、自花受粉；具有多对易区分的相对性状；子代数目多

果蝇作材料的优点：容易饲养；繁殖速度快；子代数目多

3、检测是否为纯种：①植物：自交（最简便方法）或测交；②动物：只能用测交的方法

4、孟德尔的豌豆杂交实验——遗传图解：

★成功的原因：正确的选材,分析从单因子→多因子,运用统计学分析结果,实验程序科学等5、分离定律的实质：同源染色体在减I后期分离，等位基因随着同源染色体的分开而分离

自由组合定律的实质：同源染色体分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合☆等位基因：（位于一对同源染色体上相同位置上的，）决定一对相对性状的两个基因

6、人类遗传病：由遗传物质改变引起的疾病

①单基因遗传病:由一对等位基因控制,

如白化病(常隐); 色盲、血友病(伴Ｘ隐); 抗维生素Ｄ佝偻病(伴X显)

②多基因遗传病：由多对等位基因控制，具有家族聚集现象，如青少年型糖尿病

③染色体异常遗传病 (包括数目异常和结构异常）：如21-三体综合征、猫叫综合征

★细胞质遗传：母病子女全病，母系遗传Array★伴性遗传遗传病特点：

①伴X隐:a.男患者数＞女患者数

b.交叉遗传：女病,父子必病

c.隔代遗传（隐性遗传病特点）

②伴X显:a.女患者数＞男患者数

b.交叉遗传：男病,母女必病

c.连续遗传（显性遗传病特点）

③伴Y遗传：代代相传，传男不传女：父→子→孙（与外祖父无关）

7、优生优育措施:①禁止近亲结婚②提倡适龄生育③遗传咨询④产前诊断，如:基因诊断

★禁止近亲结婚:夫妻双方从共同祖先中继承同一隐性致病基因概率增大,子代患病概率增大

★人类基因组计划：测定24条染色体（22常＋Ｘ＋Ｙ）上的全部基因的全部碱基的序列二、遗传的分子基础

1、艾弗里和蔡斯、赫尔希的实验思路：将DNA与蛋白质等分开，分别单独、直接研究其作用

2、DNA 分子的结构特点

①由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构 ②外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架。 内侧：由氢键相连的碱基对组成。 ③碱基互补配对原则，以氢键互相连接： A ＝T ，G ≡C

★基因是有遗传效应的DNA 片段，染色体是基因的主要载体，基因在染色体上呈线性排列 ★遗传信息：基因（或RNA 上）中碱基对的排列顺序 ★双链DNA 有关的计算：

3、基因表达:基因通过指导蛋白质的合成来控制性状的过程，包括转录和翻译。

★DNA 准确复制的原因: a.DNA 分子的双螺旋结构为复制提供了准确的模板

b.通过碱基互补配对原则保证了复制能够准确地进行

★遗传信息、密码子和反密码子

★基因表达过程中： DNA （基因）中碱基数：ｍRNA 中碱基数：多肽中氨基酸＝６:３:１

4、克里克-中心法则（即生物体遗传信息的传递方式）：

★细胞生物和DNA 病毒(如人、天花病毒): RNA 病毒(如HIV 病毒、烟草花叶病毒

):

5、基因对性状的控制 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

②基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状

三、变异、育种、进化

1、可遗传的变异

①基因重组：一般指在减数分裂过程中，不同基因重新组合，包括自由组合 、交叉交换 ②基因突变：DNA 分子中碱基对的增添、缺失或改变等

·特点：①普遍性 ②随机性 ③不定向性 ④低频性 ⑤多害少利性

③染色体变异：结构变异；缺失（猫叫综合症---5号染色体缺失）；重复 ；倒位 ；易位。

数目变异：个别染色体数目增减，如21—三体；或染色体组数目增减

★生物体倍数的判断：受精卵发育成个体→有几个染色体组就是几倍体

配子发育成个体→无论几个染色体组都是单倍体 2、育种方式

3、现代生物进化理论的主要内容（以自然选择学说为基础） ①种群是生物进化的基本单位（也是生物繁殖的基本单位）

②进化的原因:a 突变和基因重组提供进化的原材料（内因，不定向）

b 自然选择决定进化的方向(外因，定向)，进化的实质是种群基因频率的改变 ③隔离是物种形成的必要条件（生殖隔离是新物种形成的标志）——地理隔离、生殖隔离 ★新物种的形成的基本环节：突变和重组→自然选择→隔离。

4、不同物种之间，生物与无机环境间的共同进化→生物多样性（基因,物种,生态系统多样性）

必修三

一、内环境和稳态

基因突变：任何生物→基因改变，产生新／等位基因

染色体变异：真核生物→基因数目增减或顺序改变

基因重组：真核有性生殖过程→新的基因型（表现型）

·分泌或排泄到外界的液体(如消化液,眼泪等)不属于体液

细胞内物质: 细胞质基质,血红蛋白,呼吸酶, DNA聚合酶;

细胞膜上的载体蛋白;消化道中的消化酶;等不属于内环境

内环境稳态：指内环境的成分含量和理化性质(PH值、渗透压、温度)处于相对稳定状态。

①人体血浆渗透压770KPa，主要与无机盐、蛋白质（血浆蛋白）有关；

组织液和淋巴中几乎没有蛋白质，所以细胞外液的渗透压主要来源于Na+和Cl-。

②正常人的血浆PH为7.35~7.45，血浆的PH的稳定与缓冲对（如：HCO3- / H2CO3等）有关。

3.稳态的调节机制：神经——体液——免疫调节。

4.稳态的意义：细胞进行正常生命活动（代谢）的必要条件。稳态被破坏，细胞代谢紊乱。

5.稳态失调：人体维持稳态的调节能力是有一定限度的，当外界环境的变化过于剧烈，或人体自身调节功能出现障碍时，内环境的稳态就会遭到破坏，如高原反应、发高烧等。

二、动物和人体生命活动的调节

（一）神经调节

1.神经调节的基本方式：反射（条件反射和非条件反射）。

2.完成反射的结构基础是反射弧

★产生感觉不属于一次完整的反射，产生感觉后作出反应（包括思维）才算一次完整的反射。

3.兴奋的产生①静息电位：K+外流的平衡电位，此时细胞膜两侧的电位为外正内负。

②动作电位：神经纤维受刺激时，Na+内流，此时细胞膜两侧的电位为外负内正。Array

4.兴奋的传递：以神经冲动(或电信号)形式在神经纤维上双向传导；

以“电信号→化学物质→电信号”形式在神经元之间（或突触上）单向传递。

★在神经元之间单向传导的原因：神经递质只能由突触前膜释放，并作用于突触后膜上的受体★神经递质作用于突触后膜的受体可以使突触后神经元兴奋或抑制

★神经递质发挥作用后立即被分解或重吸收;若抑制乙酰胆碱分解,会引起突触后神经元持续兴奋5.神经的分级调节：脊髓里的低级中枢一般要受脑里的高级中枢调控（如排尿反射等）

（二）体液调节：主要是指激素调节

1、几种重要激素

激素名称主要作用化学本质异常症

抗利尿激素 促进肾小管和集合管对水的重吸收

蛋白质 \

促激素释放激素

\

生长激素 促进生长—促进蛋白质合成和骨伸长

蛋白质 侏儒症、巨人症

促激素 \

\

甲状腺激素 ①促进细胞代谢；②促进生长发育（包括中枢神经系统的发育），提高神经系统的兴奋性；

氨基酸的衍

生物 呆小症、甲亢、 大脖子病（缺碘）

胸腺激素 促进T 细胞发育，增强细胞免疫等 多肽 \ 肾上腺素 升高血糖血压，加速加强心跳；促进细胞代谢 \ \ 胰岛素 加速组织细胞摄取、利用(氧化供能)和储存(合

成为糖原,转化为非糖物质)葡萄糖 蛋白质

糖尿病

胰高血糖素 促进肝糖原分解、非糖物质转化为葡萄糖 性激素

促进生殖器官发育、生殖细胞的形成，激发并

维持第二性征

固醇类激素 \

2、激素调节的实例

（1）血糖平衡的调节：神经—体液调节（神经中枢是下丘脑）

（2）甲状腺激素的分级调节

★甲状腺分泌甲状腺激素出激素分级调节，又有负反馈调节。

★负反馈调节是生命系统普遍存在的调节机制，其对机体和生态系统维持稳态具有重要意义 （3）水盐平衡调节：神经—体液调节（神经中枢是下丘脑）

★抗利尿激素：由下丘脑神经细胞分泌，垂体后叶释放；促进肾小管和集合管对水分重吸收 （4）体温调节：神经—体液调节（神经中枢是下丘脑）

寒冷刺激→冷觉感受器→下丘脑体温调节中枢→ 皮肤毛细血管收缩、汗腺分泌减少等（减少散热） ↓TRH 骨骼肌战栗（增加产热） 垂体 肾上腺(髓质)→肾上腺素

↓TSH 代谢增强(增加产热) 甲状腺 ——→ 甲状腺激素

神经调节

★体温恒定的原理：产热量=散热量，如正常体温37℃，某人发烧一昼夜体温持续在××℃ 产热途径：主要是细胞中有机物氧化放能(安静时-肝脏产热为主，运动时-骨骼肌产热为主） 散热途径：主要是汗液的蒸发，皮肤内毛细血管的散热(热时舒张，冷时收缩） ★激素调节的特征：微量和高效、通过体液运输、作用于靶细胞和靶器官（作用后失活） ★神经调节与体液调节的联系：一方面内分泌腺本身直接或间接是神经系统的效应器， 另一方面内分泌腺所分泌的激素（如甲状腺激素）也可以影响神经系统的发育和功能。 （三）免疫调节

1、免疫系统的组成：免疫器官；免疫细胞；免疫活性物质——抗体、淋巴因子、溶菌酶等

3、免疫系统的功能：防卫、监控和清除

4、特异性免疫的过程及各免疫细胞的作用 ★抗体与抗原结合抑制病原体的繁殖，形成的细胞集团或沉淀一般被吞噬细胞吞噬消化 ★由于病毒(或寄生菌)要进入细胞内寄生，必需有细胞免疫和体液免疫过程才能彻底清除病毒 ★器官移植一起的免疫排斥属于细胞免疫（与T 细胞有关）；注射抗毒血清属于体液免疫 ★二次免疫原理：同种抗原再次进入机体时,记忆细胞迅速增殖分化形成浆细胞,

产生大量的抗体 5、免疫异常病：过敏反应(再次接触)；风湿性心脏病属于自身免疫病，艾滋病属于免疫缺陷病。 ★艾滋病：HIV 病毒破坏T 细胞,导致人体几乎丧失全部免疫力(通过性接触、血液和母婴传播)

三、植物的激素调节

植物激素：植物体内从合成部位运输到作用部位,对植物生长发育起调节作用的微量高效有机物 1、生长素

细胞名称 来源 吞噬细胞 造血干细胞

识别处理、B 细胞 造血干细胞在骨髓中发育

T 细胞 造血干细胞在胸腺中发育 特异性识别浆细胞 B 细胞或记忆细胞 第一道防线：皮肤和黏膜的屏障作用

2

、免疫的类型 第二道防线：体液中的杀菌物质和吞噬细胞 非特异性免疫：人人生而有之 第三道防线：包括细胞免疫和体液免疫 ——→特异性免疫：后天获得

·化学本质——IAA ：吲哚乙酸（或PAA ：苯乙酸，IBA ：吲哚丁酸），属于有机酸。 ·运输方式：

·作用特点-两重性：低浓度促进生长、发芽、防止落花落果;高浓度抑制生长、发芽、疏花疏果 ★顶端优势、根的向地生长体现生长素作用的两重性(植物的向光性和茎的背地性生长不能体现) ★顶端优势的原因：顶芽产生的生长素向下运输积累在侧芽，使得侧芽的生长受抑制

★植物向光性的原因（感光部位——胚芽鞘尖端，作用部位——尖端以下的部位）

单侧光

照射，使生长素从向光侧运输到背光侧，

引起两侧的生长素分布不均匀，背光侧生长素浓度高生长快，向光侧生长素浓度低生长慢，从而造成植物向光弯曲生长。

·应用：①促进果实发育-培育无籽果实；②促进插枝生根；③作为除草剂，去除双子叶杂草 2、其它植物激素（各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激素相互作用、共同调节） ①赤霉素：促进细胞伸长，促进种子萌发和果实发育——酿酒，芦苇伸长 ②细胞分裂素：促进细胞分裂——用于组织培养 ③脱落酸：促进器官脱落，抑制种子萌发

④乙烯：促进果实成熟（类似物：乙烯利）——催熟

★从右图可以得出:①不同器官对生长素的敏感性不同-大小:根＞芽＞茎

②同一器官，生长素作用具有两重性:低浓度促进生长，高浓度抑制生长。

☆激素间的作用—协同作用：肾上腺素-甲状腺激素；生长激素-甲状腺激素；生长素-赤霉素

拮抗作用：胰岛素-胰高血糖素；赤霉素-脱落酸

四、种群和群落

·种群：同一时间内生活在一定区域内同种生物的全部个体 ·群落：同一时间内聚集在一定区域内各种生物种群的集合 （一）种群特征及种群数量的变化 1.种群的基本数量特征

①种群的密度——种群最基本的数量特征

②出生率和死亡率，迁入率和迁出率：决定种群大小和种群密度的直接因素 ③年龄组成和性别比例：通过影响出生率或死亡率而间接影响着种群密度，可预测种群数量变化

2.种群密度的调查方法

★土壤小动物丰富度的调查方法——取样器取样法，根据其趋湿、趋暗避光来收集

3.种群增长的“J”型曲线条件：食物、空间条件充裕;气候适宜;没有敌害（理想条件下,如实验室） “S ”型曲线条件：资源空间有限，导致种内斗争随种群密度增大而增强，天敌数量也随之增多

4.环境容纳量/K 值的应用：①野生资源捕捞之后，维持种群数量在K/2 ②防治害虫：降低K 值 （二）群落特征及演替 1.群落特征

①物种丰富度：物种组成是区别不同群落的重要特征

横向运输：发生在尖端，影响因素：光(向光侧→背光侧)、重力、向心力

极性运输（形态学上端→形态学下端）和非极性运输

逐个记数法

样方法：双子叶植物、虫卵、蚜虫；随机取样，取平均值

估算法 标志重捕法：活动范围大的动物，如飞鸟

抽样检测法：单细胞生物，如酵母菌（要用到血球计数板）

②种间关系：①捕食 ②竞争 ③寄生 ④互利共生

③空间特征

★垂直分层的意义：显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力

2.群落演替

★两种演替的起始条件不同，都是优势取代，不是使原有物种灭绝。

五、生态系统

·生态系统：生活在一定区域内的所有生物群落及其所生活的无机环境 （一）生态系统的结构

（二）生态系统的功能

1、能量流动：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程 ·总能量（或能量流动的起点0：生产者固定的太阳能（自然生态系统） ·生态系统中能量的转化过程：

太阳能(最终来源)→有机物中稳定的化学能(食物链,分解者中)→热能(最终去向,散失)

·某营养级的同化量

·能量流动特点：①单向流动 ②逐级递减：传递效率10~20%

★能量流动递减的原因：①自身呼吸消耗 ②被分解者利用 ③未被利用

·研究能量流动意义:①合理调整能量流动关系，使能量流向持续高效地流向对人类最有益部分

②科学设计人工生态系统，使能量得到最有效利用，即提高能量利用率 ③实现能量的多级利用和物质的循环再生

★能量不能循环的原因：群落中的能量最终都以热能形式散失到无机环境，不能用于合成有机物 2、物质循环（“物质”是指元素，具有全球性）——碳循环 ·在群落和无机环境之间循环的形式：CO 2

·碳元素在生物群落中传递的形式：含碳有机物

·碳元素进入群落途径：植物的光合作用(及化能合成作用)

垂直结构(分层) : 影响因素

水平结构(镶嵌) 植物：光照强度

动物：栖息空间和食物

初生演替：如沙丘、冰川、火山岩上的演替 次生演替:如弃耕农田、火灾后森林上的演替 ←人类活动改变群落演替的速度和方向

①非生物的物质和能量：如阳光，水，无机盐，CO 2等

组成成分 ②生产者：自养（基石或主要成分）作用：把无机物转化成有机物,太阳能转变成化学能

③消费者：异养-捕食，寄生等，作用：加快生态系统的物质循环等

④分解者：异养-腐生，作用：将动植物遗体残骸中有机物分解为无机物，归还无机环境

营养结构：指食物链和食物网，是物质循环和能量流动的渠道。

②-a 流入下一营养级 ②-b 被分解者分解利用（遗体,枯枝落叶,粪便等）

②-c 未被利用（以有机物形式储存,题目中隐藏）

①呼吸消耗（以热能形式散失）

②用于自身的生长发育和繁殖

归还无机环境途径： ①生产者、消费者的呼吸作用②分解者的分解作用 ③燃烧（化石燃料的过度燃烧→温室效应） ★物质循环与能量流动的关系：物质是能量的载体(沿食物链)，能量是物质循环的动力。 3、信息传递：包括物理、化学、行为信息

作用：①调节个体正常的生命活动 ②调节种群的繁衍 ③调节种间关系,以维持生态系统稳定

六、生态系统的稳定性和生态环境的保护

1、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

·内因:生态系统具有自我调节能力(是有限度的)→生态系统具有抵抗力稳定性、恢复力稳定性 ·调节机制：负反馈调节

★生态系统的组成成分越多,营养结构越复杂，其自我调节能力越强，抵抗力稳定性就越高

2、生物多样性包括 ：①基因多样性 ②物种多样性 ③生态系统多样性。

3、生物多样性的价值：潜在价值、间接价值（生态价值）、直接价值。

4、保护措施：就地保护（★就地保护是保护生物多样性最有效的手段）、易地保护。

5、生态工程的基本原理：①物质循环再生原理：废物资源化，如古代无废弃物农业 ②物种多样性原理：选用多个物种提高生态系统的抵抗力稳定性 ③协调与平衡原理：处理生物与环境的协调与平衡，考虑环境容纳量 ④整体性原理：考虑到自然、经济和社会的统一

⑤系统性和工程学原理：设计时，选用物种间的关系，优化系统的结构

选修一、三

一、现代生物科技 1、基因工程

（1）工具：限制酶，DNA 连接酶，运载体(常用质粒)

★运载体应该具备标记基因、多个限制酶切位点、能够在宿主细胞内复制和稳定存等 ★限制酶作用特点：识别DNA 分子的特定核苷酸序列，并切割特定核苷酸间的磷酸二酯键 （2）操作程序:

①提取目的基因：从基因文库中获取；人工化学合成；PCR 技术扩增目的基因

PCR 技术的条件：DNA 模板、引物、耐热的DNA 聚合酶、脱氧核苷酸

★DNA 双链打开的方式：解旋酶解旋（体内DNA 复制）；高温解旋（PCR 技术） ②构建基因表达载体(核心步骤)：组成 = 启动子＋目的基因＋终止子＋标记基因

③将目的基因导入受体细胞：植物-农杆菌转化法;动物(受精卵)-显微注射法;细菌-Ca 2+

转化法

④目的基因的检测与鉴定 ★外源基因能够在受体细胞内成功表达的原因：几乎所有生物都共用一套遗传密码

★目的基因能够整合到受体DNA 上的原因：不同生物的DNA 具有相同的化学组成和基本结构 （3）应用：培育抗虫、抗病、抗逆转基因植物,如抗虫棉；改良动植物产品品质,如转基因玉米

用转基因动物——乳腺生物反应器或工程菌生产蛋白质类药物，如干扰素、疫苗 ★基因治疗：把正常外源基因导入病人体内，使其表达产物发挥作用(只能治疗隐性遗传病)

分子水平上

个体水平上：

是否导入了DNA:DNA 分子杂交技术

是否成功转录:分子杂交技术 是否出现杂交带

是否成功表达:抗原－抗体杂交技术

出现相应性状，如出现抗虫性状

④蛋白质工程：通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质

蛋白质工程崛起的缘由——基因工程只能生产自然界已存在的蛋白质 2、细胞工程 ① 植物细胞工程

a 植物的组织培养--

b 植物体细胞杂交技术--原理：植物细胞的全能性和细胞膜的流动性

·过程：去壁(酶解法:纤维素酶和果胶酶)→诱融(PEG 法或离心等)→筛选(杂种细胞)→组培 ·意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍 ②动物细胞工程

a 动物细胞培养--原理：细胞增殖

·条件：无菌、无毒；温度、pH 适宜；气体环境：95%空气＋5%CO 2；营养物质--添加血清

b 动物体细胞核移植技术(或称克隆技术)--原理：动物细胞核的全能性

·去核卵(母)细胞的原因：体积较大，容易操作；营养丰富，能促使细胞核全能性表达。 c 动物细胞融合技术--原理：细胞膜的流动性

·诱导动物细胞融合的方法：聚乙二醇、电刺激或用灭活的病毒处理 ·应用：单克隆抗体的制备

过程:骨髓瘤细胞+浆细胞→杂交细胞→杂交瘤细胞→产生特异性抗体的杂交瘤细胞→体外培养 ★优点：特异性强，灵敏度高，可大量制备 3、胚胎工程

①体内受精过程：在输卵管中精子穿越放射冠（顶体反应）、透明带、卵细胞膜与卵细胞融合 ★卵子防止多精入卵的屏障：透明带反应和卵细胞膜反应 ★已受精的标志：在透明带和卵细胞膜之间看到两个极体； 受精完成的标志：雌、雄原核融成合子

②早期胚胎发育过程：受精卵→卵裂→桑椹胚→囊胚→原肠胚（细胞分化在胚胎期达到最大限度） ③体外受精:精子获能+卵细胞准备(减Ⅱ中期)→受精卵→早期胚胎培养(→移植或冷冻保存) 胚胎移植：供体超数排卵→对供体配种或体外受精→冲卵(受精卵)→培养到桑椹胚期或囊胚期→移植到受体(已做同期发情处理)

★用促性腺激素使母牛超数排卵，以收集卵子；用雌激素或孕激素对供受体做同期发情处理 ④胚胎分割移植(无性繁殖):将桑椹胚或囊胚切割成2、4等分→早期胚胎培养→胚胎移植 ★对囊胚阶段的胚胎分割时，要将内细胞团均等分割，保证分割后胚胎的恢复和进一步发育。 ⑤胚胎干细胞（简称ES 或EK 细胞）—来源于桑椹胚及之前的胚胎、囊胚的内细胞团或原始性腺 ·特性：体积小，细胞核大，核仁明显；具有发育的全能性（体外培养,ES 细胞可只增殖不分化） ·应用：治疗人类的某些顽疾；诱导分化出器官，用于器官移植 二、生物技术 1、传统发酵技术：

·过程：胰蛋白酶处理分散成单个细胞→原代培养--—―—―-—―-→传代培养

贴壁生长→接触抑制 ·过程：外植体(-—―→胚状体或丛芽→试管苗

再分化

果酒：酵母菌-兼性厌氧性真菌，前期需氧后期厌氧

果醋：醋酸杆菌-需氧型细菌，发酵过程中一直通气

腐乳：毛霉等-需氧型真菌，腌制时密封停止发酵

泡菜或酸奶：乳酸菌-厌氧型细菌，发酵罐密封

2、加酶洗衣粉：指添加了蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶等的洗衣粉

固定技术：酶采用化学结合法和物理吸附法，细胞多采用包埋法。

3、微生物的培养与应用

·培养基成分：水、碳源、氮源、无机盐，满足微生物生长的PH、特殊营养物质及氧气的需求。·常用消毒：煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法。

灭菌：灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸气灭菌

·最常用接种微生物的方法：平板划线法（纯化）和稀释涂布平板法（纯化和计数）

★统计微生物数目的方法：稀释涂布平板法（活菌计数法）、显微镜直接计数法

·分离和鉴定尿素分解菌：尿素为唯一氮源的选择培养基筛选，加入酚红指示剂→变红。

·分离和鉴定纤维素分解菌：纤维素为唯一碳源的选择培养基筛选，加入刚果红→出现透明圈。

4、DNA的粗提取和鉴定

·选材：选用DNA含量高的生物组织，如：鸡血、菜花等

·提取：破碎细胞（动物：蒸馏水，植物：用盐研磨）

→去除滤液中杂质（2mol/L NaCl溶解DNA，除去不溶杂质

→0.14mol/L NaCL析出DNA，除去溶液中的杂质）

→进一步提纯（加入95%的冷酒精→搅拌得到白色丝状物）

沸水浴

·鉴定：DNA+二苯胺试剂———→变蓝

5、血红蛋白的提取和分离

①凝胶色谱法：根据相对分子质量的大小分离，相对分子质量大的先洗脱（流出），小的后洗脱

电泳法：不同分子的带电性质、电量、形状和大小不同，在电场中的运动方向和运动速度不同②过程：样品处理(洗涤→血红蛋白释放)→粗分离(离心→透析)→纯化(凝胶色谱法)→纯度鉴定