新课标高中生物基础知识梳理大全【收藏版】.doc

新课标高中生物基础知识梳理大全第一单元 细胞的分子组成与结构1第二单元 细胞的结构和功能2第三单元 细胞代谢3第四单元 细胞的生命历程6第五单元 生物的遗传7第六单元 生物变异与进化9第七单元 生命活动的调节10第八单元 生物与环境13第九单元 生物技术实践15第十单元 现代生物科技16第十一单元 教材实验总结19第一单元 细胞的分子组成与结构1.蛋白质、核酸的结构和功能（1）蛋白质主要由 C、H、O、N 4 种元素组成，很多蛋白质还含有 P、S 元素，有的也含有微量的 Fe、Cu、Mn、I、Zn 等元素。（2）氨基酸结构通式的表示方法（右图）：结构特点是:每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接再同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团。（3）连接两个氨基酸分子的化学键叫做肽键。化学式表示为NHCO拓展：失去水分子数肽键数氨基酸数肽链数（对于环肽来说，肽键数氨基酸数）蛋白质相对分子质量氨基酸平均相对分子质量氨基酸数量失去水分子数水的相对分子质量一个肽链中至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，在肽链内部的 R 基中可能也有氨基和羧基。（4）蛋白质结构多样性的原因是：组成不同蛋白质的氨基酸数量不同，氨基酸形成肽链时，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。蛋白质多样性的根本原因是基因中碱基排列顺序的多样性。（5）有些蛋白质是构成细胞和生物体的结构成分，如结构蛋白；有些蛋白质具有催化作用，如胃蛋白酶；有些蛋白质具有运输载体的功能，如血红蛋白；有些蛋白质起信息传递作用，能够调节机体的生命活动，如胰岛素；有些蛋白质具有免疫功能，如抗体。（6）核酸的元素组成有 C、H、O、N 和P。核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有重要作用。（7）核酸的基本单位是核苷酸，一个核苷酸是由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成的。（8）DNA 中的五碳糖是脱氧核糖，RNA 中的五碳糖是核糖；DNA 中含有的碱基是腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶，而 RNA 中含有的碱基是腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶；DNA 中含有两条脱氧核苷酸链，而 RNA 中只含有一条核糖核苷酸链。（9）生物的遗传物质是核酸。拓展：因为绝大多数生物均以DNA作为遗传物质，只有 RNA 病毒以 RNA 作为遗传物质，所以说DNA 是主要的遗传物质？真核生物、原核生物的遗传物质都是DNA。DNA 病毒的遗传物质是 DNA，RNA 病毒的遗传物质是 RNA。真核生物细胞中含有的 RNA 不是遗传物质，DNA 是遗传物质。细胞质内的遗传物质是 DNA。2.糖类、脂质的种类和作用（10）组成糖类的化学元素有C、H、O。（11）葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质；核糖是核糖核苷酸的组成成分；脱氧核糖是脱氧核苷酸的组成成分。（12）糖类的主要作用是主要的能源物质。（13）植物细胞特有的单糖是果糖，特有的二糖是麦芽糖、蔗糖，特有的多糖是淀粉和纤维；动物细胞所特有的二糖是乳糖，特有的多糖是糖元。（14）组成脂质的元素主要是C、H、O，有些脂质还含有 P 和 N。（15）脂肪是细胞内良好的储能物质，此外还是一种很好的绝热体，分布在内脏器官周围的脂肪还具有缓冲和减压的作用，可以保护内脏器官。磷脂作用是构成细胞膜和多种细胞器膜的重要成分。（16）固醇类包括胆固醇、性激素和维生素D。（17）组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇。（18）因为等量的脂肪氧化分解比糖类释放的能量多，所以说脂肪是动物细胞中良好的储能物3.水和无机盐的作用（19）细胞鲜重中含量最多的化合物是水，细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质。（20）结合水是细胞结构的重要组成成分。自由水是细胞内的良好溶剂；细胞内的许多生物化学反应需要水参与；多细胞生物体内的绝大多数细胞，必须浸润在以水为基础的液体环境中；水在生物体内的流动，可以运送营养物质和代谢废物。（21）结合水/自由水的比值变小有利于适应代谢活动的增强。拓展：种子成熟过程中结合水/自由水的比值变大，萌发过程中结合水/自由水的比值变小。自由水和结合水的比值大小决定了细胞或生物体的代谢强度，比值越大代谢越强，反之代谢越弱，一般二者比值越大，抗性越差，比值越小，抗性越强。心脏、血液与肌肉细胞呈现不同状态主要是因为结合水含量不同，例如心脏呈固态而血液呈液态，原因是心脏中的中结合水较多。（22）许多种无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用；无机盐离子必须保持一定的量，对维持细胞的酸碱平衡非常重要。拓展：ATP、核苷酸等物质的合成需要磷酸。（23）组成细胞最基本元素是C，基本元素是 C、H、O、N，主要元素是 C、H、O、N、P、S，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。（24）活细胞中的这些化合物，含量和比例处于不断变化之中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动的正常进行。第二单元 细胞的结构和功能1.细胞学说的建立过程（1）细胞学说的创始人是施莱登和施旺。（2）细胞学说的要点是：细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而来，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；新细胞可从老细胞中产生。（3）细胞学说的创立对生物的进化的重要意义是：它揭示了任何动植物均是由细胞构成的，从而说明动植物之间具有一定的亲缘关系，生物之间的亲缘关系对揭示生物进化具有重要价值。2.多种多样的细胞（4）自然界的生命系统包括的层次有：细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统、生物圈。（5）植物的生命系统层次中没有“系统”这个层次。（6）原核细胞与真核细胞的本质区别是有无以核膜为界限的细胞核。拓展：原核细胞除核糖体外，无其他细胞器。原核生物如细菌的细胞壁主要成分是由糖类与蛋白质结合而成的化合物。原核生物的遗传不符合孟德尔遗传规律；真核生物在有性生殖过程中，核基因的遗传符合孟德尔遗传规律。自然条件下，原核生物的可遗传变异的类型只有基因突变；真核生物的可遗传变异的类型有基因突变、基因重组、染色体变异。原核细胞如细菌主要以二分裂的方式进行分裂；真核细胞的分裂方式有有丝分裂、无丝分裂、减数分裂。（7）病毒不能独立生活，病毒的代谢和繁殖过程只能在宿主的活细胞中进行。拓展：病毒在生物分类上是既不属于原核生物，也不属于真核生物。组成每种病毒核酸的基本单位是四种脱氧核苷酸，或是四种核糖核苷酸。病毒的培养不能直接用培养基培养，因为病毒的繁殖必须在宿主的活细胞中进行。3.细胞膜系统的结构和功能（8）用哺乳动物成熟的红细胞做实验材料能分离得到纯净的细胞膜。把细胞放在清水里，水会进入细胞，把细胞涨破，细胞内的物质流出来，这样就可以得到纯净的细胞膜。（9）细胞膜的主要由脂质和蛋白质组成，还有少量的糖类。拓展：行使细胞膜控制物质进出功能的物质是载体。细胞膜与其他生物膜的化学组成大致相同，但是在不同的生物膜中，化学物质的含量有差别，例如，细胞膜上糖类的含量相对与细胞器膜要多。（10）细胞膜的结构特点是流动性，功能特性是选择透过性。（11）在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合而成的糖蛋白，叫做糖被。糖被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。（12）植物细胞壁的化学成分主要是纤维素和果胶。拓展：细菌细胞壁的成分是糖类与蛋白质结合而成的化合物。常用纤维素酶和果胶酶除去植物细胞壁。4.主要细胞器的结构和功能（13）比较叶绿体、线粒体在成分、结构、功能、遗传物质等方面的区别。（14）线粒体内与有氧呼吸有关的酶分布在线粒体的内膜和基质中。拓展：线粒体内的 DNA 不与蛋白质结合形成染色体。线粒体是细胞内进行有氧呼吸的主要场所，有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行。进行有氧呼吸的细胞不一定要有线粒体，例如进行有氧呼吸的细菌。硝化细菌、大肠杆菌（15）与光合作用有关的酶分布在叶绿体内的类囊体的薄膜上和叶绿体基质中。与光合作用有关的色素分布在叶绿体内的类囊体的薄膜上。拓展：叶绿体内的 DNA 不与蛋白质结合形成染色体。叶绿体是真核细胞内进行光合作用的唯一场所。进行光合作用的细胞不一定有叶绿体，例如蓝藻属于原核生物，能进行光合作用，但没有叶绿体。（16）内质网是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”。（17）核糖体有的附着在内质网上，有的游离分布在细胞质中，是“生产蛋白质的机器”。拓展：核糖体的功能受到生长激素的调节。游离核糖体合成的蛋白质主要是胞内蛋白，附着在内质网上的核糖体合成的主要是胞外蛋白（分泌蛋白）。（18）高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”和“发送站”。动物细胞的高尔基体主要与分泌蛋白的加工、转运有关，植物细胞的高尔基体与细胞壁的合成有关。（19）中心体存在于动物和某些低等植物的细胞中，与细胞的有丝分裂有关。（20）液泡由液泡膜和膜内的细胞液构成，细胞液中含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质。拓展：液泡内的色素有花青素，细胞液呈酸性则偏红，细胞液呈碱性则偏蓝，从而影响植物的花色。液泡内的色素与叶绿体色素成分和功能均不相同。（21）注意从以下几个方面对细胞器进行正确分类具有双层膜结构的细胞器有：叶绿体、线粒体。具有双层膜结构的细胞结构有叶绿体、线粒体和核膜。具有单层膜结构的细胞器有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡。具有单层膜结构的细胞结构有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡和细胞膜。不具备膜结构的细胞器有核糖体和中心体。能产生水的细胞器有线粒体、核糖体。（此外还有叶绿体和高尔基体，可不作要求）与碱基互补配对有关的细胞器有核糖体、叶绿体、线粒体。含有 DNA 的细胞器有叶绿体和线粒体。含有 RNA 的细胞结构有叶绿体、线粒体和核糖体。与细胞的能量转换有关的细胞器有线粒体、叶绿体。（22）分泌蛋白最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链，肽链进入内质网进行初步的加工后，进入 高尔基体经过进一步的加工形成分泌小泡与细胞膜融合，分泌到细胞外。拓展：【内质网以囊泡的形式将蛋白质运送到高尔基体，囊泡与高尔基体膜融合导致高尔基体膜面积增加；被进一步修饰加工的蛋白质，再以囊泡的形式从高尔基体运送到细胞膜，又导致高尔基体膜面积减少因此内质网的面积逐步减少，细胞膜的面积逐渐增加，高尔基体的面积不变】（23）构成细胞内生物膜系统的膜结构有内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和细胞膜、核膜。5.细胞核的结构和功能（24）细胞核包括核膜、染色质、核仁、核孔。（25）核膜上的核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。细胞核内的核仁与某种 RNA（rRNA）的合成以及核糖体的形成有关。（26）细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。（27）染色质、染色体的化学组成是 DNA 和蛋白质。染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。第三单元 细胞代谢一、物质进出细胞的方式（1）一个典型的渗透装置必须具备的条件是具有一层半透膜。（2）植物细胞内原生质层可以看作是半透膜，动物细胞的细胞膜可以看作是半透膜，所以都可以发生渗透吸水。（3）细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。原生质体是指植物细胞除去细胞壁以后的结构。（4）物质跨膜运输的方式有自由扩散，例如氧和二氧化碳进出细胞膜；协助扩散，例如葡萄糖穿过红细胞的细胞膜；主动运输，例如 Na 、K 穿过细胞膜。（5）自由扩散、协助扩散和主动运输的区别如下：自由扩散协助扩散主动运输运输方向顺浓度梯度高浓度低浓度顺浓度梯度高浓度低浓度逆浓度梯度低浓度高浓度载体不需要需要需要能量不消耗不消耗消耗举例O2、CO2、H2O、N2甘油、乙醇、苯、尿素葡萄糖进入红细胞Na+ 、K+、Ca2+等离子；小肠吸收葡萄糖、氨基酸拓展：溶液中的溶质或气体可发生自由扩散，溶液中的溶剂发生渗透作用；渗透作用必须具备两个条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。（6）细胞通过胞吞摄取大分子，通过胞吐排出大分子。四、酶与 ATP1.酶在代谢中的作用（1）酶是活细胞产生的具有催化功能的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是 RNA。（2）酶的生理作用是催化。酶具有高效性、专一性，酶的作用条件较温和。拓展：同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。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。在低温，如 0左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。2.ATP 在能量代谢中的作用（3）ATP 的结构简式是 APPP，其中 A 代表腺苷，T 是三的意思，P 代表磷酸基团。（4）ATP和ADP的转化酶1酶2ATP ADP +Pi+能量（ATP在细胞内含量少、生成速度快、生成总量多。）注意：酶不同：酶1是水解酶，酶2是合成酶；能量来源不同：ATP水解释放的能量，来自高能磷酸键的化学能，并用于生命活动；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。场所不同：ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体，叶绿体，细胞质基质。拓展：动物体内合成 ATP 的途径是呼吸作用，植物物体内合成 ATP 的途径是呼吸作用和光合作用。ATP 在细胞内的含量不多。ATP 与 ADP 相互转化不是可逆反应，因为反应的场所、酶不同。五、细胞呼吸（1）有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成许多ATP 的过程。拓展：细胞进行有氧呼吸时最常直接利用的物质是葡萄糖。有氧呼吸第一阶段的场所是细胞质基质，反应物是葡萄糖，产物是丙酮酸和H。有氧呼吸第二阶段的场所是线粒体，反应物是丙酮酸和水，产物是 CO2 和H。有氧呼吸第三阶段的场所是线粒体，反应物是O2 和H，产物是H2O。有氧呼吸的总反应式是：酶：C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量有氧呼吸的三个阶段比较：有氧呼吸过程第一阶段第二阶段第三阶段场所细胞质基质线粒体基质线粒体内膜反应物主要是C6H12O6丙酮酸+H2OH+ O2产物丙酮酸+HCO2+HH2O释放能量少量少量大量（2）无氧呼吸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。拓展：高等植物在水淹时，无氧呼吸的产物是酒精和CO2。马铃薯、玉米胚进行无氧呼吸的产物是乳酸。高等动物和人剧烈运动时，骨骼肌进行无氧呼吸的产物是乳酸。酶酶无氧呼吸生成酒精的反应式： 无氧呼吸生成乳酸的反应式：C6H12O6 2 C3H6O3（乳酸）+少量能量； C6H12O6 2 C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量无氧呼吸的部位是细胞质基质（3）有氧呼吸和无氧呼吸第一个阶段完全相同，有氧呼吸二、三阶段和无氧呼吸的第二阶段的物质变化和场所不同。利用光合作用原理在农业上的应用有：在冬季通过温室、大棚为农作物提供合适的温度；种植阴生植物要遮荫；通过合理密植、套种等措施提高作物产量。利用呼吸作用原理在农业生产中的应用有：对稻田举行定期排水，防止水稻幼根因缺氧而腐烂；农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶。拓展： 热点：测定光合速率必须在光下进行，测定呼吸速率必须在暗中进行。 新疆哈密瓜较甜的原因是日照充足、光照强、昼夜温差大。 降低大棚内的温度，减少呼吸消耗（4）细胞呼吸能为生物体的生命活动提供能量，能为体内其他化合物的合成提供原料。六、光合作用1.光合作用的基本过程（1）光合作用的反应式可表示为：6CO2+12H2O 光能、叶绿体 C6H12O6 +6O2+6H2O或CO2 + H2O 光能、叶绿体 (CH2O) + O2光合作用过程图（2）概述光合作用的过程（光反应和暗反应）比较项目光反应暗反应需要条件光、色素、酶多种酶时间短促较缓慢反应场所叶绿体基粒（类囊体的薄膜上）叶绿体基质物质变化水的光解：2H2O 光 4 H +O2ATP的合成：ADP+Pi+能量酶ATPCO2的固定：CO2 +C5 酶 2C3C3的还原：2C3 H ，ATP,多种酶 (CH2O)+C5能量变化光能活跃的化学能（储存在ATP中）活跃的化学能稳定的化学能(储存在有机物中)完成标志O2的释放，ATP和 H 的生成葡萄糖等有机物的生成两者关系光反应为暗反应提供能量(ATP)和还原剂( H )；暗反应为光反应提供ADP和Pi拓展：光反应需要酶。光合作用产生的葡萄糖和水中的氧元素来自反应物中的 CO2。暗反应能在光下进行。与光反应进行有关的非生物因素：光、温度、水。与暗反应进行有关的非生物因素：温度、CO2。从外界吸收来的 CO2 不能直接被H还原，CO2 需要先被固定成为 C3，C3 直接被H还原。光反应中，光能转变为活跃的化学能。暗反应阶段的能量变化是活跃的化学能转变为稳定的化学能。当CO2不足时，植物体内 C3、ATP、C5、 H 的含量变化分别是下降、上升、上升、上升。当光照不足时，植物体内 C3、ATP、C5、 H 的含量变化分别是上升、下降、下降、下降。光合速率的测定：一般采用的指标如单位时间内氧气的释放量、单位时间内 CO2 的吸收量、单位时间内植物重量（有机物）的变化量。2.影响光合作用速率的环境因素（3）提高农作物对光能的利用率的措施有延长光合作用时间、增加光合作用面积、提高光合作用效率。（4）光合作用效率是植物光合作用中，产生有机物中所含能量与光合作用中吸收的光能的比值。提高农作物的光合作用效率有：给植物提高适宜的光照强度、温度，给植物提供充足的 CO2、H2O 和矿质元素（无机盐）。3、化能合成作用：除了绿色植物，自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但是能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用叫做化能合成作用，这些细菌也属于自养生物。例如生活在土壤中的硝化细菌。第四单元 细胞的生命历程一、细胞的增殖1.细胞的生长和增殖的周期性（1）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，是一个细胞周期。具有连续分裂能力的细胞具有细胞周期，如植物根尖分生区细胞、受精卵细胞等。2.细胞的有丝分裂（2）一个细胞周期从一次分裂完成时开始。（3）分裂间期细胞内发生的主要变化是完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。拓展：用3H 标记胸腺嘧啶，可以研究间期DNA分子的复制。（4）细胞分裂期各阶段的变化特点是:前期：核仁解体、核膜消失，出现纺锤丝形成纺锤体，染色质螺旋化成为染色体，散乱地分布在纺锤体的中央。中期：所有染色体的着丝点排列在赤道板上。后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开，纺锤丝牵引子染色体向细胞两极移动。末期：染色体变成染色质，纺锤丝消失，出现新的核膜和核仁，一个细胞分裂成为两个子细胞。（5）记住细胞有丝分裂DNA、染色体的变化曲线图（6）在细胞分裂的中期，染色体的形态比较固定、数目比较清晰。（7）动物细胞与植物细胞有丝分裂过程基本相同，不同的特点是：动物细胞在间期中心体倍增，在前期两组中心粒分别移向细胞两极，在中心粒的周围，发出星射线构成纺锤体；而植物细胞在前期从细胞两极发出纺锤丝。动物细胞分裂的末期细胞膜从细胞的中部向内凹陷，最后把细胞缢裂成两部分；植物细胞末期在赤道板的位置出现细胞板，细胞板由细胞的中央向四周扩展，逐渐形成新的细胞壁。拓展：动物细胞有丝分裂前期纺锤体的形成主要与中心体有关。植物细胞分裂末期新的细胞壁的形成与高尔基体有关。细胞分裂的过程中还需要核糖体、线粒体的参与。（8）细胞有丝分裂的重要特征是出现纺锤丝和染色体，有丝分裂后两个子细胞中的核中遗传物质和染色体的数量与有丝分裂前亲代细胞相同。3.细胞的无丝分裂(9)蛙的红细胞的分裂过程中，细胞核先延长，核的中部向内凹进，缢裂成为两个细胞核；接着整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。拓展：蛙的红细胞的分裂是无丝分裂，哺乳动物的红细胞无核，也不能进行分裂。在无丝分裂过程中有 DNA 的复制。二、细胞的分化、癌变、衰老和凋亡1.细胞的分化(1)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，叫做细胞分化。 (2)细胞分化发生在生物体的整个生命进程中。(3)细胞分化是一种持久性变化，分化导致的稳定性差异一般是不可逆转的。2.细胞的全能性(4)细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。细胞具有全能性的原因是细胞包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因。(5)植物细胞全能性表达需要的条件是植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于离体状态时，在一定的营养物质、激素和其它外界条件的作用下，就可能表现出全能性。拓展：细胞分化的过程中遗传物质没有发生改变。同一个体不同细胞中DNA相同，RNA、蛋白质不完全相同，因为细胞分化过程中发生了基因的选择性表达。3.细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关系(6)生命体的衰老和死亡与细胞的衰老和死亡不是同步进行的，例如幼年个体体内有些细胞在衰老和死亡，老年个体体内也有新产生的细胞。(7)衰老细胞主要具有以下特征：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；细胞内多种酶的活性降低；细胞内的色素随细胞衰老而逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递，影响细胞正常的生理功能；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；细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。拓展：老年人的皱纹、白发及色斑如何解释？皱纹产生的准确机理比较复杂，皱纹的产生与代谢减慢、皮肤衰老等有关。由于头发基部的黑色素细胞衰老，细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，所以老年人头发变白。老年斑是由于细胞内的色素随着细胞衰老而逐渐积累造成的。衰老细胞中出现色素聚集，主要是脂褐素的堆积。脂褐素是不饱和脂肪酸的氧化产物，是一种不溶性颗粒物。不同的细胞在衰老过程中脂褐素颗粒的大小也有一定的差异。皮肤细胞的脂褐素颗粒大，就出现了老年斑。4.癌细胞的主要特征及防治(8)癌细胞主要有以下特征：在适宜条件下，癌细胞能够无限增殖；癌细胞的形态结构发生显著变化；癌细胞的表面发生了变化，由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少，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。(9)人和动物体的染色体上存在原癌基因和抑癌基因。原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程；抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使得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。第五单元 生物的遗传一、遗传的细胞基础减数分裂和受精作用1.细胞的减数分裂（1）减数分裂是指有性生殖的生物产生有性生殖细胞的过程，细胞连续分裂2次，而染色体只复制1次，结果子细胞中的染色体数量减半的细胞分裂过程。减数分裂与有丝分裂过程的区别是减数分裂产生的子细胞是有性生殖细胞，而有丝分裂产生体细胞；减数分裂细胞连续分裂2次，而染色体复制1次，有联会、四分体和同源染色体的分离现象；有丝分裂染色体复制和细胞分裂均为1次，无联会和同源染色体分离等现象。拓展：由于减数分裂过程存在联会、同源染色体分离，所以导致分裂后子细胞染色体数量减半，所以减数分裂后，染色体数目比原来减少了一半。同源染色体一般能够在减数分裂中发生联会（即配对）现象，形状大小一般相同。四分体是指联会后的一对同源染色体共有四条染色单体，成为一个四分体。四分体、同源染色体、染色单体、核 DNA之间的数量关系是1个四分体含有1对同源染色体，共含有4条染色单体，4条DNA。在有丝分裂过程中不能形成四分体，因为不发生同源染色体的联会现象。遗传规律的发生是在细胞减数分裂减I 后期，即同源染色体分离和非同源染色体自由组合的时期。2.配子的形成过程（2）卵细胞与精子形成过程的主要区别：卵细胞形成过程中细胞质不均等分配、减数分裂后不经过细胞变形过程，而 精子的形成细胞质均等分配、减数分裂后形成精子时有细胞变形过程。3.受精过程（3）受精作用是指精子和卵细胞融合形成受精卵的过程，受精作用的实质是精核与卵细胞核的融合。（4）受精卵中的核遗传物质一半来自方，一半来自母方，但是如果不强调是核中的遗传物质，就不能说各占一半，因为细胞质遗传物质几乎全部来自卵细胞。（5）减数分裂和受精作用的重要意义是保证了有性生殖过程中染色体一半来自父方，一半来自母方，并且保证了亲子代染色体数目的恒定。二、遗传的分子基础1.人类对遗传物质的探索过程（1）格里菲思的肺炎双球菌实验过程：该实验共分四组，分别由R型、S型、加热杀死的S型细菌感染小鼠，最后由加热杀死的S型细菌和R型细菌混合感染小鼠，观察小鼠的死活，并试图从死亡的小鼠体内提取S型细菌。实验结果：将R型、加热杀死的S型细菌感染小鼠，小鼠均不死亡；S型、加热杀死的S型细菌和R型细菌混合感染小鼠，小鼠死亡，并且从死亡小鼠体内提取出S型细菌。（2）格里菲思的肺炎双球菌实验结论：加热杀死的S型细菌的转化因子使R型细菌发生了转化，从而使小鼠死亡。（3）艾弗里证明遗传物质是DNA的实验过程：让R型细菌分别与S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质分别混合，并分别在固体培养基上培养，观察哪组能产生S型细菌表面光滑的菌落特征。实验结果：只有与S型细菌的DNA混合的R型细菌接种后能产生S型细菌的菌落特征。（4）艾弗里和他的同事通过上述实验得出的结论：使R型细菌转化为S型细菌的转化因子即遗传物质是DNA。（5）赫尔希和蔡斯（T2噬菌体侵染细菌）的实验操作步骤：首先让T2 噬菌体分别标记32P、35S，然后分别与大肠杆菌混合培养，一段时间后振荡、离心，之后观察放射性在试管的上清液还是沉淀中。实验结果：标记32P的组放射性主要在沉淀中，而标记5S的组放射性集中在上清液中。拓展：T2 噬菌体侵染细菌后，合成自身组分所需的物质和原料均从细菌中来。获得含5S 和32P标记的 T2 噬菌体的方法是首先在含有放射性物质的培养基中培养大肠杆菌，之后再接种T2噬菌体，连续多代培养从而获得含有放射性的噬菌体。在噬菌体侵染细菌的实验中，证明DNA是遗传物质的最关键的实验设计思路是将噬菌体的DNA 和蛋白质分离，分别考察对子代噬菌体的影响作用。这个实验过程不能证明 DNA 是主要的遗传物质，由于其他生物有的遗传物质是RNA，而此实验不能进一步证明。这个实验不能证明蛋白质是遗传物质，因为蛋白质在形成子代噬菌体的过程中不能发挥遗传物质的作用。2.DNA分子结构的主要特点（6）DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸；RNA分子的基本单位是核糖核苷酸。（7）DNA 分子的空间结构特点是：首先，DNA 由两条脱氧核苷酸链反向平行构成；其次，DNA分子的外侧由磷酸和脱氧核糖交替连接构成基本骨架，碱基在内侧；碱基之间通过氢键以碱基互补配对方式连接。拓展：判断核酸的种类有三种方法，具有符合双螺旋结构的是DNA，否则可能是RNA；组成如果含有核糖为RNA,如果含有脱氧核糖，则是DNA；组成该分子的碱基中，含有胸腺嘧啶的是DNA，含有尿嘧啶而不含胸腺嘧啶的是RNA。根据结构功能的统一性原理，地处炎热地区的生物，其DNA分子的结构应更需要维持稳定性，防止热变性，所以具有 G、C 碱基含量高、氢键多，3.DNA 分子的复制（8）简述DNA分子复制的过程：DNA分子在解旋酶作用下解旋，之后以细胞核中游离的脱氧核苷酸为原料、以碱基互补配对为原则、合成子代DNA，之后重新螺旋化。拓展：DNA的复制主要在在细胞分裂的间期进行。DNA复制是以亲代 DNA 分子的两条脱氧核苷酸链分别作为模板。DNA复制的原料是细胞核里游离的脱氧核苷酸。DNA复制的方式是半保留复制和边解旋边复制。DNA复制的场所主要是细胞核，线粒体和叶绿体中也有。DNA复制需要的基本条件是模板、原料、能量、酶。4.基因的概念与表达（9）基因是有遗传效应的 DNA 片段，是 DNA 分子中决定生物性状的结构和功能单位。基因与脱氧核苷酸、遗传信息、DNA、染色体、蛋白质、生物性状之间的关系是：基因是DNA 分子中决定生物性状的基本单位，染色体由 DNA 和蛋白质组成，遗传信息是由基因中特定的脱氧核苷酸的排列顺序决定的。（10）遗传信息的转录和翻译基因控制蛋白质的合成包括两个阶段是转录和翻译。转录是在细胞核中以 DNA 为模板，按碱基互补配对方式合成 RNA 的过程。拓展：转录发生的时间是细胞分裂间期。转录的模板是 “DNA 分子的一条脱氧核苷酸链”转录的原料是细胞核里游离的核糖核苷酸。转录的产物是 RNA 分子。转录需要的基本条件是模板、原料、能量、酶等。（11）翻译是在核糖体中以 mRNA 为模板，按照碱基互补配对原则，以 tRNA 为转运工具、以细胞质里游离的氨基酸为原料合成蛋白质的过程。翻译发生的场所是核糖体。准确地说，翻译的产物是多肽链。翻译需要的原料是细胞质里游离的氨基酸。拓展：原核生物与真核生物的基因表达不同：原核细胞的转录和翻译可同时进行；真核细胞的转录在细胞核中进行，mRNA经加工成熟后通过核孔进入细胞质，在细胞质核糖体进行翻译。病毒基因的表达所需原料来自宿主细胞的游离核糖核苷酸和氨基酸，模板来自病毒基因转录来的 mRNA。遗传信息是指 DNA 分子上基因的碱基排列顺序；密码子指 mRNA 中决定一个氨基酸的三个连续碱基；反密码子是指 tRNA 分子中与 mRNA 分子密码子配对的三个连续碱基，反密码子与密码子互补。起始密码子、终止密码子均存在于 mRNA 分子上。（12）一种tRNA只能运转一种特定的氨基酸。一种氨基酸可由多种tRNA 转运。（13）在基因表达过程中 DNA 分子中碱基数、mRNA 分子中碱基数、氨基酸数的数量关系是 6：3：1。五、遗传的分离定律1.孟德尔遗传实验的科学方法（1）遗传学实验的科学杂交实验包括：人工去雄、套袋、授粉、套袋。（2）孟德尔获得成功的原因：首先选择了相对性状明显和严格自花传粉的植物进行杂交，其次运用了科学的统计学分析方法和以严谨的科学态度进行研究。2.基因分离定律和自由组合定律（3）分离定律的内容是在杂合体进行自交形成配子时，等位基因随着一对同源染色体的分离而彼此分开，分别进入不同的配子中。（4）分离定律的实质是等位基因彼此分离。（5）分离定律在杂交育种方面的应用是：选育出显性性状的个体后需要进行不断的自交，以获得纯合子；选育隐性性状的个体时无需连续自交即可获得所需的纯合子。拓展：判断性状的显隐性关系：两表现不同的亲本杂交子代表现的性状为显性性状；或亲本杂交出现 3：1 时，比例高者为显性性状。一个生物是纯合子还是杂合子？可以从亲本自交是否出现性状分离来判断，出现分离则为杂合子。六、遗传的自由组合定律1.基因的自由组合定律内容（1）基因自由组合定律的实质是等位基因彼此分离的同时非同源染色体上的非等位基因自由组合；发生的时间为减数分裂形成配子时。拓展：验证基因的分离定律和自由组合定律是通过测交实验，若测交实验出现 1：1，则证明符合分离定律；如出现 1：1：1：1 则符合基因的自由组合定律。（验证决定两对相对性状的基因是否位于一对同源染色体上可通过杂合子自交，如符合 9：3：3：1 及其变式比，则两对基因位于两对同源染色体上，如不符合 9：3：3：1，则两对基因位于一对同源染色体上。）（2）熟练记住杂交组合后代的基因型、表现型的种类和比例，并能熟练应用。2.基因与性状的关系（3）基因控制生物性状的两种方式：一是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；而是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。七、伴性遗传1.伴性遗传是指性染色体上的基因遗传方式与性别相联系称为伴性遗传。2.伴 X 染色体显、隐性遗传病的特点是所生后代男女发病率不同，前者女性发病率高于男性，后者男性发病率高于女性。常染色体上的显、隐性遗传的特点是后代男女发病率相同，前者常常代代有患者，后者往往出现隔代遗传。3.判断控制生物性状的基因：在常染色体还是在X 染色体上主要是看子代男女发病率是否相同，前者所生子代男女发病率相同，后者不同。八、人类遗传病1.人类遗传病的类型主要有：单基因遗传病、多基因遗传病、染色体病等。2.人类遗传病的监测和预防：略。3.人类基因组计划测定的是24条染色体上的基因，即22条常染色体和X、Y两条性染色体，因为X、Y染色体具有不相同的基因和碱基顺序。第六单元 生物变异与进化一、基因重组与基因突变1.基因重组及其意义（1）可遗传的变异有三种来源：基因突变、染色体变异和基因重组。（2）基因重组的方式有同源染色体上非姐妹单体之间的交叉互换和非同源染色体上非等位基因之间的自由组合，另外，外源基因的导入也会引起基因重组；在农业生产中最经常的应用是非同源染色体上非等位基因之间的自由组合。拓展：杂交育种的方法通常是选出具有不同优良性状的个体杂交，从子代杂合体中逐代自交选出能稳定遗传的符合生产要求的个体。步骤：杂交、纯化。杂交育种的优点是简便易行；缺点是育种周期较长。2.基因突变的特征和原因（3）基因突变是基因结构的改变，包括碱基对的增添、缺失或替换。基因突变发生的时间主要是细胞分裂的间期。（4）基因突变的特点是低频性、普遍性、少利多害性、随机性、不定向性。（5）基因突变在进化中的意义：它是生物变异的根本来源，为生物进化提