新高考生物必备知识汇编

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必修1 《分子与细胞》

第一章走近细胞

第一节从生物圈到细胞

一、细胞：是生物体结构和功能的基本单位。除了病毒以外，所有生物都是由细胞构成的。

细胞是地球上最基本的生命系统。单细胞生物的单个细胞就能完成各种生命活动，多细胞生物依赖各种分化的细胞密切合作，共同完成一系列复杂的生命活动。

生命系统的结构层次：细胞→组织→器官→系统（植物没有系统）→个体→种群→群落→生态系统→生物圈

二、病毒的相关知识：

1.病毒是一类没有细胞结构的生物体。病毒的主要特征：

①个体微小，必须用电子显微镜才能看见；

②仅具有一种类型的核酸，DNA或RNA，没有含两种核酸的病毒；

③专营细胞内寄生生活；

④结构简单，一般由核酸（DNA或RNA）和蛋白质外壳所构成。

2.根据病毒所含核酸种类的不同分为DNA病毒（如大肠杆菌T2噬菌体）和RNA病毒（如HIV病毒、烟草花叶病毒）。

第二节细胞的多样性和统一性

一、细胞种类：根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核，把细胞分为原核细胞和真核细胞。

二、原核细胞和真核细胞的比较：

1.原核细胞：

细胞较小，无核膜、无核仁，没有成形的细胞核；遗传物质（一个环状DNA分子）集中的区域称为拟核；没有染色体（DNA不与蛋白质结合）；细胞器只有核糖体；细胞壁成分与真核细胞不同。

2.真核细胞：细胞较大，有核膜、有核仁、有成形的细胞核；有一定数目的染色体（DNA与蛋白质结合而成）；一般有多种细胞器。

3.原核生物：由原核细胞构成的生物。如：蓝藻、细菌、放线菌等都属于原核生物。

☆蓝藻也称蓝细菌，包括颤藻、蓝球藻、念珠藻、发菜等，蓝藻细胞内含有藻蓝素和叶绿素，是能进行光合作用的自养生物。

4.真核生物：由真核细胞构成的生物。如动物、植物、真菌（酵母菌、霉菌、食用菌）等。

三、细胞学说的主要内容：

细胞学说的建立者是德国植物学家施莱登和德国动物学家施旺。

细胞学说的主要观点：细胞是一个有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成。细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。新细胞可以从老细胞中产生。细胞学说揭示了细胞统一性和生物体结构的统一性。

四、实验

1、高倍镜的使用步骤：

（1）在低倍镜下找到物像，将物像移至视野中央；

（2）转动转换器，换上高倍镜；

（3）调节反光镜和遮光器，使视野亮度适宜；

（4）调节细准焦螺旋，使物像清晰。

2、显微镜使用常识：

（1）调亮视野的两种方法：用较大的光圈、用凹面镜。

（2）高倍镜：物像大，视野暗，看到细胞数目少。低倍镜：物像小，视野亮，看到的细胞数目多。

第二章组成细胞的分子

一、检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质

实验原理：某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。

1.还原糖的检测和观察

（1）试剂：斐林试剂（甲液：0.1g/ml的NaOH，乙液：0.05g/ml的CuSO4）

（2）颜色变化：蓝色→棕色→砖红色

（3）注意事项：

①可溶性还原糖有：葡萄糖，果糖，麦芽糖等；

②甲乙液必须等量混合均匀后再加入样液中，且现配现用；

③必须用水浴加热（50℃～65℃）。

2.脂肪的鉴定

（1）试剂：苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ（2）颜色变化：橘黄色或红色

（3）注意事项：

①切片要薄，若厚薄不均会导致观察时有的地方清晰有的地方模糊；

②酒精的作用：洗去浮色；

③可制作花生子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况；也可向待测组织样液中滴加染液，观察样液被染色的情况。

3.蛋白质的鉴定

（1）试剂：双缩脲试剂（ A液：0.1g/ml的NaOH、B液：0.01g/ml的CuSO4 ）

（2）颜色变化：变成紫色

（3）注意事项：先加A液1ml，再加B液4滴（A液提供碱性环境，B液提供Cu2+）。

4.淀粉的检测和观察

（1）试剂：碘液（2）颜色变化：变蓝色

二、蛋白质

1.相关概念：

氨基酸：蛋白质的基本组成单位，组成蛋白质的氨基酸约有20种。人体细胞不能合成必须从外界环境中直接获取的氨基酸叫必需氨基酸；人体细胞能够合成的，叫做非必需氨基酸。

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。

肽键：肽链中连接两个氨基酸分子的结构（—CO—NH—）。

二肽：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物，只含有一个肽键。

多肽：由三个或三个以上氨基酸分子缩合而成的含有多个肽键的化合物。多肽通常呈链状结构，叫肽链。

2.氨基酸分子结构的特点：

构成生物体蛋白质的氨基酸分子，至少含有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—

COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上；R基的不同导致氨基

酸的种类不同。其结构通式如右图。

3.蛋白质多样性的原因是：组成蛋白质的氨基酸数目、种类、排列顺序不同，多肽链空间结构千变万化。

4.蛋白质的主要功能（生命活动的主要承担者）：

①结构蛋白，是构成细胞和生物体的重要物质；②催化作用：如酶；

③信息传递：如胰岛素、生长激素；④免疫作用：如抗体；

⑤运输作用：如红细胞中的血红蛋白、细胞膜上的载体蛋白等。

5.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

三、核酸

1.核酸的种类：脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）

2.核酸：是细胞内携带遗传信息的物质，对于生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成具有重要作用。

3.组成核酸的基本单位：核苷酸，是由一分子磷酸、一分子五碳糖（DNA为脱氧核糖、RNA为核糖，如上图）

和一分子含氮碱基组成；组成DNA的核苷酸叫做脱氧核苷酸，组成RNA的核苷酸叫做核糖核苷酸。

4.DNA所含碱基有：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）

RNA所含碱基有：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）

5.核酸的分布：真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA；

RNA主要分布在细胞质中。

6.观察DNA和RNA在细胞中的分布

（1）实验原理：

甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。利用甲基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布。盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。

（2）材料：人的口腔上皮细胞或洋葱鳞片叶内表皮细胞

（3）实验步骤：取材制片→水解（8%的盐酸溶液，其作用见上述原理中）→冲冼涂片→染色→观察（注意选择染色均匀、色泽浅的区域观察）

（4）结果和结论：细胞质呈红色，细胞核呈绿色，DNA主要存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中。

四、细胞中的糖类和脂质

1.相关概念：

糖类：是主要的能源物质，主要分为单糖、二糖和多糖等

单糖：是不能再水解的糖，如葡萄糖。

二糖：是水解后能生成两分子单糖的糖，如麦芽糖，由两分子葡萄糖组成；蔗糖由一分子葡萄糖和一分子果糖组成；乳糖，由一分子葡萄糖和一分子半乳糖组成。

多糖：是水解后能生成许多单糖的糖。如淀粉、纤维素和糖原，这三类多糖的基本组成单位都是葡萄糖。

2.糖类的比较：

3.脂质的比较：（脂

质分子中氧的含量远远少于糖类，而氢的含量更多。）

些生物大分子又称为单体的多聚体。每个单体都以若干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。

五、水和无机盐

1.无机盐（绝大多数以离子形式存在）的功能：

①是某些重要的化合物的主要组成成分，如：Mg是合成叶绿素的重要原料。

②维持生物体的生命活动（如动物缺钙会抽搐）

③维持酸碱平衡，调节渗透压。

2.水

第一节细胞膜——系统的边界

一、细胞膜的成分：

主要是脂质（约50％）和蛋白质（约40％），还有少量糖类（约2％--10％）。在组成细胞的脂质中磷脂最丰富。功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。

二、细胞膜的功能：

1.将细胞与外界环境分隔开；

2.控制物质进出细胞；

3.进行细胞间的信息交流。

三、植物细胞还有细胞壁，主要成分是纤维素和果胶，对细胞有支持和保护作用；其性质是全透性的。

第二节细胞器----系统内的分工合作

一、细胞质：在细胞膜以内、细胞核以外的原生质，叫做细胞质。

细胞质主要包括细胞器和细胞质基质。

细胞质基质——细胞质内呈胶质状态的部分，由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等组成。在细胞质基质中也进行着多种化学反应。真核细胞中有维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的细胞骨架。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。

二、八大细胞器的比较：

1.线粒体：（呈粒状、棒状，具有双层膜，普遍存在于动、植物细胞中，内有少量DNA和RNA，内膜突起形

成嵴，内膜、基质中有多种与有氧呼吸有关的酶），线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，生命

活动所需要的能量，大约95%来自线粒体，是细胞的“动力车间”。健那绿染液是专一性染线粒体

的活细胞染液，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色。

2.叶绿体：（呈扁平的椭球形或球形，具有双层膜，主要存在绿色植物叶肉细胞里），叶绿体是植物进行光

合作用的细胞器，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”，（含有叶绿素和类胡萝卜素，

还有少量DNA和RNA，色素分布在类囊体（基粒片层）的膜上。在类囊体的膜上和叶绿体的基质中，

含有光合作用需要的酶）。

3.核糖体：椭球形粒状小体，有些附着在内质网上，有些游离在细胞质基质中，是细胞内将氨基酸合成蛋

白质的场所。

4.内质网：由膜结构连接而成的网状物，是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”。

5.高尔基体：在植物细胞中与细胞壁的形成有关，在动物细胞中与蛋白质（分泌蛋白）的加工、分类、运输有关。

6.中心体：每个中心体含两个中心粒，垂直排列，存在于动物细胞和低等植物细胞，与细胞的有丝分裂有关。

7.液泡：主要存在于成熟植物细胞中，液泡内有细胞液，含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质，有维持

细胞形态、储存养料、调节细胞渗透吸水的作用。

8.溶酶体：有“消化车间”之称，内含多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的

病毒或病菌。

二、分泌蛋白的合成和运输：

核糖体（合成肽链）→内质网（加工成具有一定空间结构的蛋白质）→囊泡→高尔基体（进一步修饰加工）→囊泡→细胞膜→细胞外

三、生物膜系统：

1.组成：包括细胞器膜、细胞膜和核膜等。生物膜的组成成分和结构相似，在结构和功能上紧密联系，体现

了细胞内各种结构之间的协调配合。

2.功能：A.细胞膜使细胞具有一个相对稳定的内环境，同时控制细胞的物质运输、能量转换和信息传递；

B.生物膜为多种酶提供了大量的附着位点；

C.生物膜将各种细胞器分隔开，使多种化学反应同时进行、互不干扰，保证了细胞生命活动高效、

有序的进行。

第三节细胞核----系统的控制中心

一、细胞核的功能：是遗传信息库（遗传物质储存和复制的场所），是细胞代谢和遗传的控制中心。

二、细胞核的结构：

1.染色质：主要由DNA和蛋白质组成，染色质易被碱性染料（如龙胆紫、醋酸洋红、苯酚品红等）染成深色，染

色质和染色体是同样物质在细胞不同时期的两种存在状态。

2.核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开。核膜上有核孔。

3.核仁：与rRNA的合成以及核糖体的形成有关。

4.核孔：实现细胞核与细胞质间的物质交换和信息交流。是大分子物质（如mRNA等）进出细胞核的通道。

第四章细胞的物质输入和输出

第一节物质跨膜运输的实例

一、渗透作用：

1.概念：水分子（或溶剂分子）通过半透膜的扩散。

2.发生条件：①具有半透膜②膜两侧溶液有浓度差

二、植物细胞的吸水与失水

1.成熟的植物细胞是一个渗透系统。

2.原生质层：细胞膜、液泡膜、以及两层膜之间的细胞质。

3.外界溶液浓度＞细胞液浓度时，细胞失水，细胞质壁分离；

外界溶液浓度＜细胞液浓度时，细胞吸水，细胞质壁分离复原；

外界溶液浓度＝细胞液浓度时就，水分进出细胞处于动态平衡。

4.内因：

①活的、结构完整的、具有大液泡的成熟植物细胞；

②原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性

5.外因：外界溶液浓度与细胞液浓度之间存在浓度差。

第二节生物膜的流动镶嵌模型

一、生物膜的流动镶嵌模型

磷脂双分子层构成了膜的基本支架，蛋白质分子镶、嵌或贯穿磷脂双分子层。磷脂分子层是轻油般的流体，具有流动性；大多数蛋白质分子也是可以运动的。在细胞膜的外表，蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白叫做糖被，它与细胞表面的识别有密切关系。消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白有保护和润滑作用。

二、生物膜的的结构特点——具有一定的流动性。

三、生物膜的功能特性——选择透过性，

可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，其他离子、小分子和大分子则不能通过。

选择透过性是活细胞的重要特征。

第三节物质跨膜运输的方式

一、自由扩散、协助扩散和主动运输的比较：

自由扩散高浓度→低浓度不需要不消耗O2、CO2、H2O、乙醇、甘油等

协助扩散高浓度→低浓度需要不消耗葡萄糖进入红细胞等

主动运输低浓度→高浓度需要消耗小肠细胞吸收葡萄糖、

氨基酸、各种离子等

细胞有害的物质。

二、离子和小分子物质主要以被动运输（自由扩散、协助扩散）和主动运输的方式进出细胞，大分子和颗粒物

质进出细胞的主要方式是胞吞作用和胞吐作用。胞吞作用和胞吐作用也需要消耗能量。

第五章细胞的能量供应和利用

第一节降低化学反应活化能的酶

一、酶的概念及化学本质：

酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质（合成酶的场所主要是核糖体，水解酶的酶是蛋白酶），少数酶是RNA。

二、酶在细胞代谢中的作用

①细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应，统称细胞代谢。

②活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。

③同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因此催化效率更高。

三、酶的特性：

①高效性：催化效率比无机催化剂高许多。酶对化学反应的催化效率称为酶活性。

②专一性：每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。

③作用条件较温和：

在最适宜的温度和pH下，酶的活性最高。低温抑制酶的活性，在适宜温度下酶活性可以恢复；过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。

第二节细胞的能量“通货”——ATP

一、ATP的结构简式：

ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物，是三磷酸腺苷的英文缩写，结构简式：Ａ－Ｐ～Ｐ～Ｐ，其中A代表腺苷（由腺嘌呤和核糖组成），P代表磷酸基团，～代表高能磷酸键，－代表普通化学键。

☆注意：ATP的分子中的高能磷酸键中储存着大量的能量，所以ATP被称为高能化合物。这种高能化合物化学性质不稳定，在水解时，由于高能磷酸键的断裂，释放出大量的能量。

二、ATP的生理功能：细胞生命活动的直接能源物质。细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的。

三、ATP与ADP的转化：（物质是可逆的、能量是不可逆的；反应的酶也不同）

①ATP的形成途径：

绿色植物：光合作用（光反应阶段）；呼吸作用（包括有氧呼吸和无氧呼吸）

动物和人、真菌和绝大部分细菌：呼吸作用（包括有氧呼吸和无氧呼吸）

②ATP的水解：远离腺苷的高能磷酸键断裂，释放能量直接用于各种生命活动（如：细胞分裂、主动运输、肌肉收缩、神经兴奋的传导、细胞内的各种吸能反应等）

③吸能反映与放能反应：细胞内的化学反应有些是需要吸收能量的，叫吸能反应（如葡萄糖+果糖→蔗糖）；有些是释放能量的，叫放能反应（如细胞呼吸）。吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。

第三节 ATP的主要来源——细胞呼吸

一、相关概念：

1.呼吸作用（也叫细胞呼吸）：指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它产物，

释放出能量并生成ATP的过程。根据是否有氧参与，分为有氧呼吸和无氧呼吸。

2.有氧呼吸：指细胞在有氧的参与下，通过多种酶的催化作用下，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生

二氧化碳和水，释放出大量能量，生成ATP的过程。

3.无氧呼吸：一般是指细胞在无氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化

产物（酒精、CO2或乳酸），同时释放出少量能量的过程。

4.发酵：微生物（如：酵母菌、乳酸菌）的无氧呼吸。

二、有氧呼吸的总反应式：

C

6H

12

O

6

+ 6H

2

O + 6O

2

6CO

2

+ 12H

2

O + 能量

场所发生反应

第一阶段细胞质基质

第二阶段线粒体基质

第三阶段线粒体内膜[H]+O2

四、无氧呼吸的总反应式：

酵母菌、大多数植物细胞在无氧条件下的呼吸： C6H12O 6 2C2H5OH（酒精） + 2CO2 + 能量

动物骨骼肌细胞、马铃薯块茎、甜菜块根等细胞的无氧呼吸： C6H12O 6 2C3H6O3（乳酸） + 能量

五、有氧呼吸与无氧呼吸的比较：

呼吸方式有氧呼吸无氧呼吸

不

同

点

场所细胞质基质，线粒体基质和线粒体内膜细胞质基质

条件氧气、多种酶无氧气参与、多种酶

物质变化葡萄糖彻底分解，产生CO2和H2O葡萄糖分解不彻底，生成乳酸或酒精等。

能量变化

释放大量能量，其中1161kJ被利用，形

成大量ATP，其余约60%的能量以热能形

式散失。

释放少量能量，形成少量ATP，大部分能量存

留在酒精或乳酸中。

六、影响呼吸速率的外界因素：

1.温度：温度通过影响细胞内与呼吸作用有关的酶的活性来影响细胞的呼吸作用。

2.氧气：氧气充足，则无氧呼吸将受抑制；氧气不足，则有氧呼吸将会减弱。

3.水分：一般来说，细胞水分充足，呼吸作用将增强。但陆生植物根部如长时间受水浸没，根部

细胞缺氧，进行无氧呼吸，产生过多酒精，可使根部细胞坏死。

4.CO2：环境CO2浓度提高，将抑制细胞呼吸，可用此原理来贮藏水果和蔬菜。

七、呼吸作用在生产上的应用：

1.作物栽培时，要有适当措施保证根的正常呼吸，如疏松土壤等。

2.粮油种子贮藏时，要风干、降温，降低氧气含量，以抑制呼吸作用，减少有机物消耗。

3.水果、蔬菜保鲜时，要低温或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度，以抑制呼吸作用。

八、探究酵母菌细胞呼吸方式

1.实验原理：

（1）酵母菌是单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。

（2）CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。

（3）橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇（酒精）发生化学反应，在酸性条件下，变成灰绿色。

2.实验装置：

酶

酶

丙酮酸+H2O CO2+[H]+少量能量(合成少量A TP)

葡萄糖酶丙酮酸少量能量(合成少量ATP)

[H]

+ +

酶H

2

O+大量能量(合成大量ATP)

酶

酶

第四节 能量之源----光与光合作用

一、光合作用概念：

绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程 二、光合色素（在类囊体的薄膜上）：

三、叶绿体的结构和功能：

叶绿体是进行光合作用的场所。叶绿体内含有较多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积。在类囊体的薄膜上分布着具有吸收光能的光合色素，在类囊体的薄膜上和叶绿体的基质中含有许多光合作用所必需的酶。 四、光合作用的过程：

光

反

应

阶

段 条件 光、色素、酶 场所 在类囊体的薄膜上 物质变化 水的分解：H 2O → [H] + O 2 ATP 的生成：ADP+ Pi +光能 → ATP 能量变化 光能→活跃化学能

暗 反

应 阶 段

条件

酶、ATP 、[H]（有光无光都可以进行）

场所 叶绿体基质

物质变化 CO 2的固定：CO 2 + C 5 → 2C 3 C 3的还原： C 3 + [H] → （CH 2O ）+ C 5 能量变化 活跃化学能→（CH 2O ）中的稳定化学能

总反应式

☆同位素标记法：同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用同位素标记的化合物，化学性质不会改变。科学家通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程，这种方法叫做同位素标记法。美国科学

家鲁宾和卡门利用氧的同位素18O 分别标记H 2O 和CO 2，证明了光合作用释放的氧气来自水；卡尔文用14

C 标记CO 2，探明了CO 2中的碳转化为有机物的途径，即卡尔文循环。 五、影响光合作用的外界因素主要有：

1.光照强度：在一定范围内，光合速率随光照强度的增强而加快，到光饱和点时达到最大。

2.温度：温度可影响酶的活性。

3.二氧化碳浓度：

在一定范围内，光合速率随二氧化碳浓度的增加而加快，达到CO 2饱和点后，光合速率达到最大。

4.水：光合作用的原料之一，缺少时光合速率下降。 六、光合作用的应用

1.适当提高光照强度。

2.延长光合作用的时间。

3.增加光合作用的面积，如合理密植等。

4.温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温。

5.温室栽培多施有机肥或放置干冰，提高二氧化碳浓度。 七、化能合成作用

1.化能合成作用：利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放出的能量来制造有机物，这种合成作用叫做化能合成作用。

酶

酶

ATP 光

酶

2.自养生物：能利用外界环境中的无机物，将无机物制造成复杂的有机物，并且储存能量，来维持自身生命活动的进行，这种类型的生物属于自养生物。

（1）光能自养型生物：如蓝藻、衣藻、水绵等及各种绿色植物，利用光合作用制造有机物。

（2）化能自养型生物：如硝化细菌等，利用周围物质氧化所释放的能量，将CO2和水合成有机物。

3.异养生物：只能依靠摄取外界环境中的现成的有机物来维持自身的生命活动的一类生物。

八、实验：绿叶中色素的提取和分离

1.实验原理

提取原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，可用无水乙醇提取绿叶中的色素。

分离原理：绿叶中的色素都能溶解在层析液中，且它们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得快，反之则慢，这样绿叶中的色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。

2.实验步骤：提取色素→收集滤液→制备滤纸条→划滤液细线→纸层析法分离色素→观察记录

3.注意事项：

☆研磨时应加入无水乙醇以及少量的二氧化硅和碳酸钙，二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中的色素被破坏。

☆滤纸上的滤液细线不能触及层析液，以避免色素溶解在层析液中。

☆滤纸条上有四条色带，自上而下依次是橙黄色的胡萝卜素、黄色的叶黄素、蓝绿色的叶绿素a、黄绿色的叶绿b。其中含量最多的是叶绿素a。

☆划滤液细线时应注意细、匀、齐。

☆因为层析液中的丙酮是一种易挥发的有毒物质，所以实验要在通风的条件下进行，要用培养皿盖住小烧杯，要用棉塞塞紧试管口。

第六章细胞的生命历程

第1节细胞的增殖

一、限制细胞长大的原因

①细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率就越低。

②DNA不会随细胞体积的扩大而增多，细胞太大，细胞核的负担就会过重。

二、细胞增殖

1.细胞增殖的意义：

生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。细胞是以分裂的方式进行增殖。细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。

2.真核细胞分裂的方式：有丝分裂、无丝分裂、减数分裂

三、有丝分裂

（一）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。包括分裂间期（从细胞在一次分裂结束之后到下一次分裂之前，约占细胞周期的90%—95%）和分裂期。

☆连续分裂的细胞才具有细胞周期；不同生物或同一生物不同细胞的细胞周期不一样。

(二)植物细胞有丝分裂各期的主要特点：

1.分裂间期

特点：完成DNA复制和有关蛋白质的合成。细胞有适度的生长。结果：每个染色体都形成两个

姐妹染色单体，呈染色质的形态。

2.前期

特点：出现纺锤体、染色体；核膜、核仁消失。染色体散乱地分布在纺锤体中央；每个染色体都

有两条姐妹染色单体。

3.中期

特点：所有染色体的着丝点都排列在赤道板上；染色体的形态和数目最清晰。此时染色体的形态

比较稳定，数目比较清晰，故中期是进行染色体观察及计数的最佳时期。

4.后期

特点：着丝点一分为二，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，由纺锤丝牵引着分别向细胞两极移动。这时细胞核内的全部染色体就平均分配到了细胞两极。分裂后期细胞中无染色单体，染色体数目加倍。

5.末期

特点：染色体变成染色质，纺锤体消失。核膜、核仁重现，核膜把染色体包围起来形成两个新核。在赤道板位置出现细胞板，并扩展成分隔两个子细胞的细胞壁。 四、植物与动物细胞的有丝分裂的比较

☆动物细胞在间期进行中心体的复制，中心粒数目加倍。

六、有丝分裂的意义：

亲代细胞的染色体经过复制之后，精确地平均分配到两个子细胞中。保持了亲子代之间遗传性状的稳定性。

七、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂

1.实验原理：

有丝分裂常见于高等植物的根尖、芽尖等分生区细胞。各个细胞的分裂是独立的，在同一个分生组织中可以

看到处于不同分裂时期的细胞。染色体（质）容易被碱性染料着色，通过在高倍显微镜下观察各个时期细胞内染色体（或染色质）的存在状态，可判断这些细胞处于有丝分裂的哪个时期。

2.实验步骤：解离→漂洗→染色→制片→观察

☆解离：用盐酸和酒精溶液的混合液进行解离，目的是溶解细胞间质，使组织中的细胞相互分离开来。 ☆漂洗：用清水漂洗，目的是洗去解离液，防止解离过度。 ☆染色：用龙胆紫溶液或醋酸洋红，使染色体着色。

☆制片：用镊子尖把洋葱根尖弄碎，盖上盖玻片。为使细胞离散开来，要在盖玻片上再加一片载玻片，用拇指轻轻地压载玻片。

☆观察：把装片放在低倍镜下，找到分生区细胞（细胞呈正方形，排列紧密），移到视野中央，然后换高倍镜进行观察。视野中数目最多的细胞是处于分裂间期的细胞。可根据视野中每一时期的细胞数/计数细胞的总数，判断细胞周期中不同时期的时间长短。

八、无丝分裂：在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化。例如：蛙红细胞的分裂。

第2节 细胞的分化

一、细胞的分化

1.概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。

2.特点：持久性、稳定性、不可逆性。

3.实质：不同细胞中遗传信息的执行情况不同，即细胞中基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。

不 同 点

相同点

前期纺锤体形成

末期细胞质的分开

染色体都要经过自我复制，然后平均的分配到两个子细胞的核中，使每个子细胞具有一套数目和形状完全相同的染色体。

植物 细胞 细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体。 在赤道板部分出现细胞板并由中央向四周扩展形成细胞壁。 动物

细胞

由中心粒发出星射线，形成纺锤体。 不形成细胞板，而是细胞中部的细胞膜内陷缢裂成两个细

胞。

4.意义：生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。

二、细胞全能性

1.概念：指已经已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。

2.体细胞具有全能性的原因

由于体细胞一般是通过有丝分裂增殖而来的，一般已分化的细胞都有一整套和受精卵相同的遗传信息。

3.植物细胞的全能性：高度分化的植物细胞仍然具有全能性。

4.动物细胞的全能性：高度特化的动物细胞，从整个细胞来说，全能性受到限制。但细胞核仍保持着全能性。

5.干细胞

动物和人体内中保留着的少数具有分裂和分化能力的细胞。如骨髓中的造血干细胞，能分裂分化产生血细胞。

第3节细胞的衰老和凋亡

一、细胞的衰老

1．个体衰老与细胞衰老的关系

单细胞生物体，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。

多细胞生物体，个体衰老的过程就是组成个体的细胞普遍衰老的过程。

2．衰老细胞的主要特征：

（1）细胞内的水分减少，细胞萎缩，新陈代谢速率减慢。

（2）细胞内多种酶的活性降低。

（3）细胞内的色素会随着衰老而逐渐积累，它们会妨碍细胞内物质的交流和传递。

（4）细胞内呼吸速率减慢，细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深。

（5）细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。

3．细胞衰老机制的假说：自由基学说和端粒学说

二、细胞的凋亡

1．概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，也称细胞编程性死亡。

2．意义：对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。

3．与细胞坏死的区别：细胞坏死是在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。而细胞凋亡是一种正常的自然现象，包括细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除等。

第4节细胞的癌变

一、癌细胞：有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。

二、癌细胞的特征：能够无限增殖；形态结构发生显著变化；癌细胞的表面发生了变化，由于细胞膜上糖蛋白等物质减少，使得癌细胞彼此之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移。

三、致癌因子：物理致癌因子、化学致癌因子、病毒致癌因子。

四、细胞癌变的原因：原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂进程；抑癌基因主要是阻止细胞不正常的分裂。

必修２《遗传与进化》

第一章遗传因子的发现

第1、2节孟德尔豌豆杂交实验

一、孟德尔成功的原因

1.选用豌豆作杂交实验的材料：豌豆是自花传粉，而且是闭花授粉的植物；豌豆具有易于区分的的相对性状。

2.先研究一对相对性状的遗传规律，再研究多对相对性状的遗传。

3.对结果进行统计学分析。

4.创造性的运用科学方法——假说演绎法。

假说演绎法：观察现象→提出问题→作出假设→演绎推理→实验检验

三、有关概念和符号、方法

1.性状类：相对性状：同种生物同一种性状的不同表现类型。

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。 显性性状：一对相对性状的杂交实验中，F 1表现出来的性状； 隐性性状：一对相对性状的杂交实验中，F 1未显现出来的性状。

2.基因类：显性基因：控制显性性状的基因。 隐性基因：控制隐性性状的基因。

等位基因：在一对同源染色体的同一位置，控制相对性状的基因。

3.交配类：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：F 1（待测个体）与隐性纯合子杂交的方式。如：Dd ×dd 四、杂合子和纯合子的概念及鉴别方法

纯合子：遗传因子（基因）组成相同的个体。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。其特点是杂合子自交后代会出现性状分离现象。

测交法：若后代无性状分离，则待测个体为纯合子；若后代有性状分离，则待测个体为杂合子。 自交法：若后代无性状分离，则待测个体为纯合子；若后代有性状分离，则待测个体为杂合子。 五、性状分离比的模拟实验（分离定律）

甲、乙两个小桶分别代表雌、雄生殖器官，甲、乙小桶内的彩球分别代表雌、雄配子，用不同彩球的随机组合，模拟生物在生殖过程中雌雄配子的随机组合。彩球的组合有3种，各组合类型之间的数量比理论上应为

DD ：Dd ：dd = 1：2：1。

第二章 基因和染色体的关系 第1节 减数分裂和受精作用

一、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，染色体经过复制形成由一个着丝点连着的两条姐妹染色单体。因为染色体数目是根据着丝点判断的，所以此时染色体为1条，含染色单体2条，含DNA 分子 2个。

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，且在减数第一次分裂过程中，可以两两配对的一对染色体。

四分体指减数第一次分裂中，同源染色体联会后每对同源染色体含有四条染色单体。 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。 二、减数分裂过程中的相关概念

联会：同源染色体两两配对的现象。

交叉互换：指四分体时期，一对同源染色体的非姐妹染色单体间发生缠绕，并交换部分片段的现象。 ☆如果染色体片段互换发生在非同源染色体之间，则为染色体易位，属于染色体变异。 三、减数分裂的概念、特点、过程及结果

概念：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。 特点：染色体复制一次，细胞连续分裂两次。

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）。 场所：生殖器官内（精巢、卵巢）

过程：

☆注：卵细胞的形成无变形过程，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。 四、 减数分裂过程中染色体和核DNA 的变化规律

精子与卵细胞的形成过程

精（卵）原细胞 染色体复制

①精（卵）原细胞的增殖是通过有丝分裂完成的。

②复制后，染色体数不变，DNA 分子数加倍，每条染色体含两条姐妹染色单体。

初级精（卵）母细胞

第一

次

分

裂

①前期同源染色体联会，形成四分体（四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发生交叉互换）。 ②中期同源染色体（四分体）排列在赤道板上。

③后期同源染色体分离，非同源染色体自由组合。

④分裂完成后，次级精（卵）母细胞中染色体数减半（不含同源染色体，数目为体细胞的一半），DNA 分子数减半（与体细胞中的DNA 分子数相同。 ⑤初级精母细胞的分裂是均等的，初级卵母细胞的分裂是不均等的。

次级精（卵）母细胞

①两次分裂之间通常没有间期或间期很短，染色体不再复制。

②后期着丝点分裂，姐妹染色单体分开形成染色体，移向细胞的两级。此时，细胞内染色体数目暂时加倍，与体细胞中染色体数相同，但无同源染色体。 ③分裂完成后，精细胞与卵细胞中的染色体数不变（与体细胞相比减少一半），DNA

分子数减半（是体细胞的一半）。

④次级精母细胞与第一极体的分裂是均等分裂，次级卵母细胞是不均等分裂。 第

二次分裂 精细胞（卵细胞）

五、配子中染色体组合的多样性

在减数分离过程中，同源染色体分离的同时，非同源染色体自由组合。由于生物的体细胞内染色体的数目比较多，所以染色体组合的类型也很多，使得减数分裂产生的配子具有多样性。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。（不考虑交叉互换）在减数分裂中，发生了非同源染色体的自由组合和同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换，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，有利于生物在自然选择中进化，体现了有性生殖的优越性。

六、受精作用

受精作用是卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。

☆受精卵核内的染色体由精子和卵细胞各提供一半，但细胞质DNA几乎全部是由卵细胞提供，因此后代某些性状更像母方。

七、减数分裂和受精作用的意义

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，对于生物的遗传和变异具有重要的作用。

第2节基因在染色体上

一、萨顿的假说

萨顿观察发现基因和染色体行为存在着明显的平行关系，运用类比推理法推论：基因位于染色体上。

二、基因位于染色体上的实验证据——果蝇杂交实验

1.实验材料：由于果蝇具有易饲养、繁殖快、生育力强、相对性状易区分、染色体大且数目少等特点，常常被用做遗传学研究的实验材料。

2.果蝇杂交实验

3.研究方法：假说-演绎法（由于果蝇杂交实验中白眼的遗传和性别相联系，而且与X染色体的遗传相似，摩尔根及其同事假设控制白眼的基因位于X染色体上，而Y染色体不含有它的等位基因，合理解释了实验结果。后来他们又通过测交等方法，进一步验证了这些解释）

4.基因和染色体的关系：一条染色体上一般含有多个基因，基因在染色体上呈线性排列。

第3节伴性遗传

一、伴性遗传的概念：

实例遗传类型特点

人类红绿色盲伴X隐性遗传①男性患者多于女性患者。②交叉遗传。即男性→女性→

男性。③母病子必病，女病父必病。

抗维生素D佝偻病伴X显性遗传①女性患者多于男性患者。②父病女必病，子病母必病。

二、鸡的性别决定方式和人类、果蝇正好相反。雌性的两条性染色体是ZW，雄性的两条性染色体是ZZ。

第三章基因的本质

第1节 DNA是主要的遗传物质

一、肺炎双球菌的体内转化实验——格里菲思

1.肺炎双球菌的类型：

2.过程：

3.结论：加热杀死的S型细菌中存在“转化因子”，将无毒R型转化成有毒S型。

二、肺炎双球菌的体外转化实验——艾弗里

1.过程：

2.结论：“转化因子”是DNA，也就是说DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。

三、噬菌体侵染细菌的实验——赫尔希和蔡斯

1.Ｔ２噬菌体：Ｔ２噬菌体是专门寄生在大肠杆菌体内的一种病毒。它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部内含有DNA。噬菌体侵染细菌后，在自身遗传物质的作用下，利用细菌体内的物质来合成自身所需的物质，进行大量增殖。

实验过程方法

第一步：

标记大肠杆菌大肠杆菌+含35S的培养基→含35S的大肠杆菌大肠杆菌+含32P的培养基→含32P的大肠杆菌

第二步：

标记噬菌体噬菌体+含35S的大肠杆菌→含35S的噬菌体噬菌体+含32P的大肠杆菌→含32P的噬菌体

第三步：

噬菌体侵染细菌含35S的噬菌体+未标记的大肠杆菌：短时间保温、搅拌器搅拌、离心含32P的噬菌体+未标记的大肠杆菌：短时间保温、搅拌器搅拌、离心

第四步

检测结果含35S的噬菌体侵染组→上清液放射性很高，沉淀物放射性很低，

新形成的噬菌体中不能检测到35S；

含32P的噬菌体侵染组→上清液放射性很低，沉淀物放射性很高，

新形成的噬菌体中能检测到32P。

4.结论：子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的，即DNA 是遗传物质。

☆艾弗里与赫尔希等人的实验选用了细菌或病毒。以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？

繁殖快、个体小、结构简单、易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。

☆艾弗里与赫尔希等人实验设计思路的关键都是设法将DNA和蛋白质分开，单独地直接研究它们各自不同的功能。不同的是艾弗里采用了直接分离法，而赫尔希等人采用了放射性同位素标记进行区分。

☆细菌细胞内进行噬菌体的DNA复制和蛋白质的合成时，由噬菌体提供复制的模板,细菌提供合成所需的酶、原料、能量、场所等。

☆DNA作为遗传物质所具备的特点：①能精确地复制；②能指导蛋白质的合成,从而控制生物的性状和新陈代谢；

③具有储存遗传信息的能力；④结构较稳定。

四、烟草花叶病毒感染烟草实验：

1.实验过程：如右图。

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。

五、DNA是主要的遗传物质

绝大多数生物以DNA作为遗传物质，包括具有细胞结构(包括原核生物和真核生物)的生物和DNA病毒；少数RNA病毒以RNA作为遗传物质，如烟草花叶病毒、流感病毒等。

第2节 DNA分子的结构

一、DNA分子的结构：

二、DNA分子的特性：

1.稳定性：通过碱基对之间的氢键（G≡C；A=T）等维持。

2.多样性：碱基的数目较多，碱基的排列顺序千变万化。

3.特异性：碱基的特定的排列顺序代表了特定的遗传信息。

☆DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。

第3节 DNA的复制

一、DNA分子复制的过程

第4节基因是有遗传效应的DNA片段

第四章基因的表达

第1节基因指导蛋白质的合成一、DNA与RNA的异同点

二、遗传信息、密码子和反密码子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

功能储存遗传信息①mRNA：转录遗传信息，翻译的模板

②tRNA：识别并转运特定氨基酸

③rRNA：核糖体的组成成分

三、比较复制、转录、翻译、逆转录和RNA 复制 DNA 复制 转录 翻译 逆转录 RNA 复制 场 所 主要在细胞核 主要在细胞核 核糖体 —— —— 模 板 DNA 的两条链 DNA 的一条链 mRNA RNA 病毒RNA 原 料 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 氨基酸 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 酶

解旋酶、 DNA 聚合酶

RNA 聚合酶

合成酶

逆转录酶

复制酶（依赖于RNA 的RNA 聚合酶） 信息传递 DNA →DNA DNA →RNA RNA →多肽链

RNA →DNA RNA →RNA 特点

边解旋边复制 半保留复制

边解旋边转录

一条mRNA 上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成

配对方式 A-T 、G-C A-U 、T-A 、C-G A-U 、C-G A-T 、U-A 、C-G A-U 、C-G

第2节 基因对性状的控制

一、中心法则

遗传信息可以从DNA 流向DNA ，即DNA 的自我复制；也可以从DNA 流向RNA ，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。某些RNA 病毒有遗传信息从RNA 到RNA （即RNA 的自我复制）；某些含逆转录酶的RNA 病毒，其遗传信息的传递方向可以从RNA 流向DNA （即逆转录）。

二、基因、蛋白质与性状的关系

基因控制生物性状是通过控制蛋白质合成来实现的。 1.基因控制性状的两种方式：

①基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。如囊性纤维病、镰刀型细胞贫血症。 ②基因通过控制酶的合成控制代谢过程间接控制生物体的性状。如白化病、豌豆皱粒的形成。 2．基因与性状的关系

基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。如人的身高可能由多个基因决定，后天的营养和体育锻炼等也有重要作用。

基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物的性状。

第五章 基因突变及其他变异 第1节 基因突变和基因重组

一、基因突变的实例

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

与mRNA 密码子配对

联系

①基因中脱氧核苷酸的序列??→

?决定

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

1.镰刀型细胞贫血症

（1）症状：血红蛋白异常，红细胞呈镰刀型，不能输送足够的氧气。

（2）病因：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（基因内部碱基对的替换）

2.基因突变的概念：

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，叫做基因突变。

基因突变若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代。若发生在体细胞中，一般不能遗传。但有些植物的体细胞发生基因突变，可通过无性繁殖传递。

二、基因突变的原因和特点

1.基因突变的原因：

物理因素：如紫外线、X射线

（1）诱发突变（外因）化学因素：如亚硝酸、碱基类似物

生物因素：如某些病毒

（2）自然突变（内因）：DNA分子复制偶尔发生差错、DNA的碱基组成发生改变等

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：主要发生在有丝分裂间期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：在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。

2.基因重组的类型：

（1）非同源染色体自由组合，导致其上的非等位基因的自由组合，发生在减数第一次分裂的后期。

（2）同源染色体上的非姐妹染色单体间发生交叉互换，导致基因重组，发生在减数分裂四分体时期。

（3）人工条件下的基因重组：基因工程

3.基因重组的意义：

基因重组产生新的基因型，也是生物变异的来源之一，对生物的进化也具有重要的意义。

☆基因重组不产生新基因，而是产生新的基因型，使不同性状重新组合。

第2节染色体变异

一、染色体结构的变异

1.变异类型：倒位、缺失、重复、易位。如：猫叫综合征，是由于人的第5号染色体的部分缺失造成的。

2.染色体结构的改变，都会使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生变化，从而导致性状的变异。

二、染色体数目的变异

1.变异类型：

（1）细胞内个别染色体的增加或减少。

（2）细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少。

2.染色体组

（1）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，携带者控制生物生长发育的全部遗传信息。

（2）特点：不含同源染色体，含有每对同源染色体中的一条。

3.二倍体和多倍体

（1）二倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的个体。

（2）多倍体：由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。

a.形成原因：有丝分裂过程中，染色体完成复制，但纺锤体的形成受到抑制，使细胞中染色体不能分

配到两个子细胞，染色体数目加倍。

b.特点：茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量增加，但发育延迟,

结实率降低。

c.多倍体育种方法：用秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗。

4.单倍体

（1）概念：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。如蜜蜂的雄蜂。

（2）成因：由配子未经过受精，直接发育而来。

（3）特点：植株弱小，高度不育。

（4）单倍体育种：

采用花药离体培养的方法获得单倍体植株，然后用秋水仙素处理，人工诱导使染色体加倍，重新恢复到正常植株的染色体数目。用这种方法获得的植株，不仅能够正常生殖，而且每对

染色体上的成对的基因都是纯合的，自交产生的后代不会发生性状分离。

优点：单倍体育种，可迅速获得纯系植株，明显缩短育种年限。

四、三倍体无子西瓜的培育

☆无籽西瓜培育过程中两次使用二倍体花粉的作用是不同的。第一次是提供精子与卵子结合，得到三倍体种子；第二次是刺激子房发育为果实。

五、几组易混概念比较

1.易位与交叉互换的区别：

易位是非同源染色体之间的片段移接，而交叉互换是同源染色体上的非姐妹染色单体之间的交叉互换。

易位属于染色体变异，交叉互换属于基因重组。

易位发生于有丝分裂和减数分裂；交叉互换发生在减数分裂过程中。

2.基因突变和染色体结构变异的比较

基因突变染色体结构变异水平分子水平细胞水平

方式DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失染色体中某一片段的缺失、重复、倒位、易位

结果产生新基因，基因种类增加，但基因数目没有改变染色体上基因的数目或排列顺序都改变

性状性状不一定发生改变生物性状发生改变

检测基因检测光学显微镜观察

六、低温诱导植物染色体数目的变化

1.原理：用低温处理植物组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，因而使植物细胞染色体数目发生变化。

2.化学试剂及作用：

卡诺氏液：固定细胞的形态。改良苯酚品红染液：使染色体染色

15%的盐酸溶液：解离液（使细胞分离） 95%的酒精溶液：冲洗卡诺氏液

3.方法步骤：

培养根尖→低温诱导→固定细胞形态→制作装片(解离→漂洗→染色→制片)→观察，比较(先在低倍镜下找到染色体形态较好的分裂相，确认某个细胞发生染色体数目变化后，移到视野正中央，再换用高倍镜进行观察）。

第3节人类遗传病

一、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