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生物类型原核细胞真核细胞本质区别无以核膜为界限的细胞核有以核膜为界限的真正的细胞核细胞壁主要成分为肽聚糖植物细胞细胞壁主要成分是纤维素和果胶；真菌细胞壁主要成分是几丁质细胞质有核糖体，无其他细胞器有核糖体和其他细胞器细胞核拟核，无核膜、核仁，无染色体有核膜、核仁，有染色体DNA存在形式拟核：大型环状；质粒：小型环状细胞核：和蛋白质形成染色体(质) 细胞质：在线粒体、叶绿体中裸露存在转录和翻译转录、翻译可同时进行转录在核内，翻译在细胞质(核糖体)内是否遵循遗传规律不遵循孟德尔遗传规律遵循孟德尔遗传规律变异类型基因突变基因突变、基因重组、染色体变异细胞分裂二分裂、出芽有丝分裂、无丝分裂和减数分裂举例细菌（球菌、弧菌、螺旋菌、杆菌：乳酸菌、醋酸菌）蓝藻（蓝球藻、颤藻、念珠藻发菜，无叶绿体，有叶绿素藻蓝素，光合作用在细胞质基质中进行）、放线菌链霉菌、衣原体、支原体动物：如草履虫、变形虫，人植物：高等植物各种草低等藻类：绿藻水绵、黑藻、衣藻、团藻等真菌：酵母菌、霉菌（青霉、毛霉、根霉、黄曲霉）、蘑菇等原核生物、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：低倍镜下找到目标 将目标移至视野中央（偏哪移哪） 转动转换器换高倍镜 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：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 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。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：良好溶剂；参与生化反应；物质运输；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、无机盐组成细胞内复杂的化合物。（如Mg2+构成叶绿素、Fe2+构成血红蛋白、I-构成甲状腺激素等）维持正常的生命活动。（如K+维持细胞内渗透压，HCO3-维持血浆pH,Ca2+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元素：C、H、O、N、(S或Fe) 组成基本单位（20种）： 脱水缩合多肽 盘曲折叠蛋白质AA的结构通式(3)功能多样性生命活动的主要承担者：作为结构蛋白，如构成肌肉；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），则此蛋白质的分子量=N（NM）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）脱氧核糖核酸（DNA）核糖核酸（RNA：mRNA、tRNA、rRNA）脱水缩合4、核酸(1)合成场所：主要是细胞核或拟核 (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:改变细胞膜通透性,加速染色剂进入细胞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、氨基酸元素：C、H、O单糖多糖缩合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。）元素： C、H、O（C/H比例高于糖类），有些还含N、P脂肪：细胞内良好的储能物质，保温、缓冲和减压脂质 磷脂：生物膜的主要成分之一固醇：胆固醇、性激素、维生素D 6、脂质(1)合成场所：主要是内质网 (2)鉴定：脂肪 + 苏丹 橘黄色脂肪 + 苏丹 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试剂作用现象加热生物材料碘液检测、鉴定淀粉淀粉遇碘变蓝（酒精）脱色的叶片斐林或班氏试剂检测、鉴定还原糖砖红色沉淀水浴加热含糖量高的白色或近白色植物双缩脲试剂检测、鉴定蛋白质紫色豆浆、蛋清(需稀释)苏丹/染液检测、鉴定脂肪橘黄色/红色花生种子二苯胺鉴定溶液变蓝沸水浴DNA提取液酸性重铬酸钾鉴定酒精灰绿色呼吸作用产物溴麝香草酚蓝水溶液检测CO2蓝绿黄呼吸作用产物生物大分子：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：流动镶嵌模型结构特点：一定的流动性 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： 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。细胞器 (分离方法：差速离心法)细胞器线粒体叶绿体高尔基体内质网溶酶体液泡核糖体中心体存在动、植物植叶肉细胞动、植物动、植物动、植物一般为植物动、植物动、低等植物结构双层膜单层膜，形成囊泡状和管状，内有腔没有膜结构嵴、基质基粒类囊体、基质片层结构内连核膜外连细胞膜含丰富的水解酶糖类、无机盐、色素等蛋白质和RNA两个中心粒功能有氧呼吸的主场所植物光合作用的场所动:加工、包装和发送蛋白质；植：合成细胞壁粗面内质网：加工蛋白质滑面内质网：合成脂质分解衰老、损伤细胞器,吞噬杀死侵入的病原体贮存营养物质，维持形态，调节细胞内的环境 蛋白质合成的场所与有丝分裂有关备注光学显微镜下可见光显下可见生物膜系统：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：产生水的结构：线粒体、核糖体、叶绿体、细胞核等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。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。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）。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：方式浓度载体能量举例坐标图被动运输自由扩散高低O2、CO2、水、乙醇、甘油、脂肪酸等协助扩散高低葡萄糖进入红细胞主动运输低高离子，小肠吸收葡萄糖、氨基酸等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:细胞液与外界溶液存在浓度差 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、KNO3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、ATP（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：APPP，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酶酶酶酶酶酶酶酶酶3、ATP的主要来源细胞呼吸（以真核细胞为例）（1）有氧呼吸：C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12H2O +能量第一阶段：细胞质基质，1葡萄糖2丙酮酸（C3H4O3）+4H（或NADH）+ 能量第二阶段：线粒体基质，2丙酮酸+6H2OCO2 + 20H + 能量第三阶段：线粒体内膜，24H+6O212H2O +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：C6H12O6 -2乳酸 + 能量 或 C6H12O6 -2酒精 + 2CO2 + 能量第一阶段：细胞质基质，1葡萄糖2丙酮酸 +4H+ 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（C2H5OH）+ CO2 或 2丙酮酸2乳酸（C3H6O3）动物的无氧呼吸产生乳酸，所以动物细胞内的CO2全部来自有氧呼吸。植物的无氧呼吸一般产生酒精和CO2，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内部因素遗传因素（酶的种类和数量）环境因素：O2浓度、温度、CO2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(SiO2)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： 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：6CO2+12H2O 光能、叶绿体 C6H12O6 + 6O2 + 6H2O或CO2 + H2O 光能、叶绿体 (CH2O) + O2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、色素 4 H +O2ATP的合成：ADP+Pi+能量 酶 ATPCO2的固定：CO2 +C5 酶 2C3C3的还原：能量变化光能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能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 O2来自H2O，葡萄糖的C、O全部来自CO2，CO2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CO2由充足变为不足时，植物体内物质含量变化：C3、C5、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 、 C3、C5光合速率的测定：单位时间内O2的释放量、CO2 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C内因：叶绿体和色素的量（如处在不同发育期）外因： 光照强度A点只进行细胞呼吸，释放CO2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,保证有机物的积累有机物、氧气二氧化碳、水CO2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 呼吸速率的测定:植物在黑暗环境，测定实验容器内CO2增加量、O2减少量或有机物减少量净光合速率的测定：植物在光照条件下，一定时间内CO2吸收量、O2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CO2量 = 从外界吸收的CO2量+细胞呼吸释放的CO2量第六章 细胞的生命历程1、细胞不能无限长大的原因：细胞的表面积与体积的关系限制了细胞的长大 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。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23mm)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、细胞分化实质：基因的选择性表达（分化过程遗传物质没有改变）特点；持久性、稳定性、不可逆性。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）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：植物：自交（最简便方法）或测交；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(伴隐); 抗维生素佝偻病(伴X显)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，母系遗传细胞质遗传或伴Y遗传？ 否无中生有为隐性，有中生无为显性隐性看女病，父子有正非伴性；显性看男病，母女有正非伴性。伴性遗传遗传病特点：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）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）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:禁止近亲结婚 提倡适龄生育 遗传咨询 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）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分子的结构特点由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构外侧：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。碱基互补配对原则，以氢键互相连接： AT，GC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。项目转录翻译复制时间个体生长发育的整个过程细胞分裂的间期场所主要在细胞核细胞质的核糖体主要在细胞核条件DNA的一条链4种核糖核苷酸ATP、RNA聚合酶 mRNA20种氨基酸ATP、tRNA等DNA的两条单链4种脱氧核苷酸解旋酶、DNA聚合酶信息传递方向DNAmRNAmRNA蛋白质DNADNA特点转录后DNA恢复原状翻译结束后，mRNA被降解边解旋边复制,半保留复制碱基配对AU，TA，CG，GCAU，UA，CG，GCAT，TA，CG，GC产物mRNA或tRNA或rRNA多肽两个子代DNADNA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、密码子和反密码子遗传信息密码子反密码子概念基因中碱基的排列顺序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种类基因中脱氧核苷酸数目和排列顺序的不同，决定了遗传信息的多样性61种决定氨基酸的密码子3种终止密码子（特性：简并性和通用性）61种（tRNA有61种）基因表达过程中： DNA（基因）中碱基数：RNA中碱基数：多肽中氨基酸: 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 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基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状基因突变：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）突变三、变异、育种、进化1、可遗传的变异基因重组：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 、交叉交换基因突变：DNA分子中碱基对的增添、缺失或改变等特点：普遍性 随机性 不定向性 低频性 多害少利性染色体变异：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、育种方式方式杂交育种诱变育种多倍体育种单倍体育种基因工程育种原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异基因重组方法优良亲本杂交自交选优 射线或硫酸二乙酯等处理选育 秋水仙素处理萌发种子或幼苗花药离体培养秋水仙素处理幼苗见下文特点集中多个优良性状不产生新基因，育种年限长产生新基因有利突变少，需要处理大量供试材料(盲目性）器官大，营养丰富结实率低，成熟迟；动物中难以开展明显缩短育种年限技术较复杂，只适用于植物定向改造生物性状；克服远缘杂交不亲和的障碍举例矮杆抗病品种高产青霉菌株三倍体西瓜抗病植株的育成转基因抗虫棉3、现代生物进化理论的主要内容（以自然选择学说为基础）种群是生物进化的基本单位（也是生物繁殖的基本单位）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 细胞内液体液 血浆 细胞外液 组织液 （内环境） 淋巴 毛细血管壁毛细淋巴管壁1.内环境的组成 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2.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。 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- 。 正常人的血浆PH为7.357.45，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 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。 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。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促进细胞代谢；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） 肾上腺素 胰高血糖素 胰岛素肾上腺（髓质） 胰岛A细胞 胰岛B细胞下丘脑 血糖含量降低 血糖含量升高神经-体液调节（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缺水、大量出汗等细胞外液渗透压升高下丘脑渗透压感受器大脑皮层渴觉喝水 下丘脑水盐平衡调节中枢 垂体释放抗利尿激素 集合管、肾小管对水的重吸收加强 尿量减少 渗透压回升神经调节（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（4）体温调节：神经体液调节（神经中枢是下丘脑）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 用特点：两重性； 特异性免疫：后天获得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细胞名称来源功能吞噬细胞造血干细胞识别处理、呈递抗原(暴露抗原决定簇),吞噬抗原抗体结合体B细胞造血干细胞在骨髓中发育特异性识别抗原，分化成为浆细胞、记忆细胞T细胞造血干细胞在胸腺中发育特异性识别抗原,分化成效应T细胞,记忆细胞;分泌淋巴因子浆细胞B细胞或记忆细胞分泌抗体（化学本质：免疫球蛋白）效应T细胞T细胞或记忆细胞特异性识别抗原,与靶细胞结合发挥免疫效应记忆细胞B细胞或T细胞特异性识别抗原，分化成相应的效应细胞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：促进果实发育-培育无籽果实；促进插枝生根；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）赤霉素：促进细胞伸长，促进种子萌发和果实发育酿酒，芦苇伸长细胞分裂素：促进细胞分裂用于组织培养脱落酸：促进器官脱落，抑制种子萌发乙烯：促进果实成熟（类似物：乙烯利）催熟从右图可以得出:不同器官对生长素的敏感性不同-大小:根芽茎同一器官，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种群的密度种群最基本的数量特征 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 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）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：野生资源捕捞之后，维持种群数量在K/2 防治害虫：降低K值 （二）群落特征及演替1.群落特征 物种丰富度：物种组成是区别不同群落的重要特征种间关系：捕食 竞争 寄生 互利共生垂直结构(分层) : 影响因素水平结构(镶嵌)植物：光照强度动物：栖息空间和食物空间特征初生演替：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非生物的物质和能量：如阳光，水，无机盐，CO2等组成成分 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消费者：异养-捕食，寄生等，作用：加快生态系统的物质循环等分解者：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。（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)-a流入下一营养级-b被分解者分解利用（遗体,枯枝落叶,粪便等）-c未被利用（以有机物形式储存,题目中隐藏）呼吸消耗（以热能形式散失）用于自身的生长发育和繁殖某营养级的同化量 能量流动特点：单向流动 逐级递减：传递效率1020%能量流动递减的原因：自身呼吸消耗 被分解者利用 未被利用（四）研究能量流动意义: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 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：CO2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)归还无机环境途径：生产者、消费者的呼吸作用分解者的分解作用 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：调节个体正常的生命活动 调节种群的繁衍 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 ：基因多样性 物种多样性 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：物质循环再生原理：废物资源化，如古代无废弃物农业物种多样性原理：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，考虑环境容纳量整体性原理：考虑到自然、经济和社会的统一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: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）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:二体激ng有的的作用、疏花疏果。 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-Ca2+ 转化法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)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 植物细胞工程过程：外植体(离体组织、器官)-愈伤组织-胚状体或丛芽试管苗再分化脱分化a植物的组织培养-原理：植物细胞的全能性用途：微型繁殖、作物脱毒、人工种子、作物脱毒、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产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