高中生物知识点总结(教材顺序)

高中生物知识点总结
必修一
第1讲　走近细胞
一、细胞的生命活动离不开细胞
1、无细胞结构的生物病毒的生命活动离不开细胞
生活方式：寄生在活细胞
病毒 分类：DNA病毒、RNA病毒
遗传物质：或只是DNA，或只是RNA（一种病毒只含一种核酸）
2、单细胞生物依赖单个细胞完成各种生命活动。
3、多细胞生物依赖各种分化的细胞密切合作，完成复杂的生命活动。
二、 生命系统的结构层次
细胞 组织 器官 系统 个体 种群 群落 生态系统 生物圈
除病毒以外，细胞是生物体结构和功能的基本单位，是地球上最基本的生命系统。
三、比较原核细胞和真核细胞
比较项目
原核细胞
真核细胞
本质区别
无以核膜为界限的细胞核
有以核膜为界限的细胞核
细胞壁
主要成分为肽聚糖
植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素和果胶；动物细胞无细胞壁；真菌细胞壁的主要成分是壳多糖
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，无核膜和核仁
有核膜和核仁
转录和翻译
转录、翻译可同时进行
转录主要在细胞核内进行，翻译在细胞质(核糖体)内进行
是否遵循
遗传定律
不遵循孟德尔遗传定律
核基因遵循，质基因不遵循
可遗传变异类型
基因突变
基因突变、基因重组和染色体变异

蓝藻细胞中无叶绿体，但也能进行光合作用的原因是其细胞中含有藻蓝素和叶绿素及光合作用所需的酶。
原核和真核细胞最主要的区别是有无以核膜为界限的细胞核；两类细胞共有的细胞器是核糖体。
四、细胞学说的建立
(1)细胞学说的建立过程(连线)

(2)基本内容
①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。
②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。
③新细胞可以从老细胞中产生。
(3)意义：揭示了细胞统一性和生物体结构统一性；揭示了生物之间存在一定的亲缘关系。
四、高倍显微镜的使用
1、重要结构
光学结构： 镜头 目镜——长，放大倍数小
物镜——长，放大倍数大
反光镜 平面——调暗视野
凹面——调亮视野
机械结构： 准焦螺旋——使镜筒上升或下降（有粗、细之分）
转换器——更换物镜
光圈——调节视野亮度（有大、小之分）
2、步骤：取镜 安放 对光 放置装片 使镜筒下降 使镜筒上升 低倍镜下调清晰，并移动物像到视野中央 转动转换器，换上高倍物镜 缓缓调节细准焦螺旋，使物像清晰
注意事项：
（1）调节粗准焦螺旋使镜筒下降时，侧面观察物镜与装片的距离；
（2）首先用低倍镜观察，找到要放大观察的物像，将物像移到视野中央（粗准焦螺旋不动），然后换上高倍物镜；
(3) 换上高倍物镜后，“不准动粗”。(4) 物像移动的方向与装片移动的方向相反。
3、高倍镜与低倍镜观察情况比较

物像大小
看到细胞数目
视野亮度
物像与装片的距离
视野范围
高倍镜
大
少
暗
近
小
低倍镜
小
多
亮
远
大
显微镜的成像特点和物像移动规律
(1)成像特点：显微镜成放大倒立的虚像，实物与像之间的关系是实物旋转180°就是像。如实物为字母“b”，则视野中观察到的为“q”。
(2)移动规律：在视野中物像偏向哪个方向，则应向哪个方向移动(或同向移动)装片。如物像在偏左上方，则装片应向左上方移动。
污物位置的判断
移动装片


第2讲　 细胞中的无机物、糖类和脂质
1．组成细胞的元素和化合物
(1)组成细胞的元素
①元素的来源、分类和存在形式

②生物界和非生物界在元素组成上的统一性和差异性
a．统一性的表现：组成生物体的元素在无机自然界中都能找到，在元素种类上具有统一性。
b．差异性的表现：同一种元素在生物界和非生物界中的含量差别很大。
(2)组成细胞的化合物

深化拓展　细胞鲜重和干重中元素与化合物的含量不同
①在组成细胞的元素中，占鲜重百分比：O＞C＞H＞N；占干重百分比：C＞O＞N＞H。
②在组成细胞的化合物中，占鲜重百分比：水＞蛋白质＞脂质＞糖类，但在干重百分比中，蛋白质最多。
2．细胞中的无机物
(1)细胞中的水

②自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系

(2)细胞中的无机盐

3、细胞中的糖类
(1)组成元素：仅由C、H、O元素构成。
(2)种类和功能

4.细胞中的脂质

5．糖类和脂质的比较
比较项目
糖类
脂质
区别
元素组成
C、H、O
C、H、O、(N、P)
种类
单糖、二糖、多糖等
脂肪、磷脂、固醇等
合成部位
淀粉：叶绿体
纤维素：高尔基体
糖原：主要是肝脏、肌肉
主要是内质网
生理作用
①主要的能源物质；②构成细胞结构，如糖被、细胞壁；③核酸的组成成分，如核糖、脱氧核糖
①生物体的储能物质，如脂肪；
②构成细胞膜的重要成分，如磷脂；
③调节新陈代谢和生殖，如性激素
相同质量的物质分解情况
耗O2少，产H2O少，释放能量少
耗O2多，产H2O多，释放能量多
联系
糖类脂肪
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1．检测原理
(1)糖类的检测
①还原糖＋斐林试剂砖红色沉淀。
②淀粉＋碘液―→蓝色。
(2)脂肪的检测：脂肪＋
(3)蛋白质的检测：蛋白质＋双缩脲试剂―→紫色。
2．实验步骤
(1)还原糖的检测

(2)脂肪的检测
方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色
方法二
取材：花生种子(浸泡，去掉种皮)
↓
切片：将子叶切成薄片
↓
制片
↓
观察：先在低倍显微镜下寻找已着色颗粒，再用高倍显微镜观察
↓
结论：圆形小颗粒呈橘黄色，证明花生种子中含有脂肪
(3)蛋白质的检测
选材与制备：蛋清稀释液或豆浆滤液
↓
颜色反应：
↓
结论：组织样液中含有蛋白质
特别提醒　(1)鉴定非还原糖(如蔗糖)时：如果与斐林试剂混合，水浴加热后的现象不是无色，而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。
(2)脂肪鉴定现象观察
①若要观察被染色的脂肪颗粒，则需使用显微镜。
②若要观察溶液颜色变化，则不必使用显微镜。
(3)蛋白质鉴定
①若用大豆作材料，必须提前浸泡。
②若用蛋清液作材料，必须稀释，防止其黏在试管壁上不易刷洗。
区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”

(1)鉴定还原糖时使用的斐林试剂要现配现用的原因：斐林试剂很不稳定，容易产生蓝色的Cu(OH)2沉淀，所以应将甲液和乙液分别保存，使用时现配现用。
(2)鉴定蛋白质时，加入过量的双缩脲试剂B液后，如果没有产生明显的紫色反应，可能的原因：加入的双缩脲试剂B液过量，CuSO4在碱性溶液中生成大量的蓝色Cu(OH)2絮状沉淀，会遮蔽实验中所产生的紫色，影响观察结果。
(3)斐林试剂甲液和双缩脲试剂A液完全相同，将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释5倍后便成为双缩脲试剂B液，可用于蛋白质的鉴定。
3．三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”
(1)唯一需要加热——还原糖检测，且必须水浴加热，一般不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现。
(2)唯一需要显微镜——脂肪检测。
(3)唯一使用酒精——脂肪检测，用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色
实验中的三点注意
(1)三个实验中都不宜选取有颜色的材料，否则会干扰实验结果的颜色变化。
(2)脂肪鉴定的过程中滴加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液的目的是洗去浮色，原因是苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液易溶于酒精。
(3)物质鉴定实验一般不设立对照实验，若需设立对照实验，对照组应加入成分已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。



第3讲　蛋白质和核酸
1．组成蛋白质的氨基酸及其种类

2．蛋白质的合成及其结构、功能多样性
(1)二肽的形成过程

①过程a：脱水缩合，物质b：二肽，结构c：肽键。
②H2O中H来源于氨基和羧基；O来源于羧基。
(2)蛋白质的结构层次
氨基酸多肽蛋白质
特别提醒　蛋白质的盐析、变性和水解
①盐析：是由溶解度的变化引起的，蛋白质的空间结构没有发生变化。
②变性：是由于高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致的蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化，肽链变得松散，蛋白质丧失了生物活性，但是肽键一般不断裂。
③水解：在蛋白酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程相反。
3．蛋白质分子多样性的原因
(1)氨基酸：①种类不同；②数目成百上千；③排列顺序千变万化。
(2)肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。
4．蛋白质的功能(连线)

5、有关蛋白质结构的计算规律

(1)假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条链状多肽或m条链状多肽：
形成肽链数
形成肽键数
脱去水分子数
蛋白质相对分子质量
1
n－1
n－1
na－18(n－1)
m
n－m
n－m
na－18(n－m)

特别提醒　①计算多肽的相对分子质量时，除了考虑水分的减少外，还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现一个二硫键(—S—S—)时，要再减去2(两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。
②若为环状多肽，则可将相对分子质量计算公式na－18(n－m)中的肽链数(m)视为零，再进行相关计算。
核酸的组成、结构与功能
1．核酸的结构层次

2．DNA和RNA的组成成分比较
(1)相同成分：含氮碱基A、G、C和磷酸。
(2)不同成分
易混辨析　ATP、核苷酸、DNA、RNA中“A”的辨析


3．核酸的功能与分布
(1)
(2)
4．生物大分子以碳链为骨架
生物大分子(多聚体)
基本单位(单体)
多糖
单糖
蛋白质
氨基酸
核酸
核苷酸

归纳总结　(1)同种生物不同细胞中DNA一般相同，由于基因的选择性表达，mRNA不完全相同，蛋白质种类和含量也不完全相同。
(2)核酸与蛋白质在不同生物体中具有物种的特异性，因而可以从分子水平上，通过分析核酸、蛋白质的相似程度来推断物种亲缘关系的远近。
(3)RNA作为遗传物质的前提是生物体内不存在DNA。当RNA作为遗传物质时，由于RNA单链结构不稳定，容易发生突变。生物体内的少数RNA具有催化功能。
核DNA、mRNA、蛋白质的“相同”与“不同”

观察DNA和RNA在细胞中的分布
1．实验原理
(1)甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同

(2)盐酸
2．实验步骤

3．实验结论

实验中各种处理的目的
处理
目的
取材前漱口
防止食物残渣的影响
质量分数为0.9%的NaCl溶液
保持口腔上皮细胞的正常形态
酒精灯烘干载玻片
快速杀死并固定细胞
质量分数为8%的盐酸
①能改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；②使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合
蒸馏水冲洗涂片
洗去盐酸，防止影响染色效果
用吡罗红甲基绿染色
使DNA和RNA着色，需现配现用

第4讲　细胞膜和细胞核
1．细胞膜的成分
(1)细胞膜的制备

(2)细胞膜的成分

2．细胞膜的流动镶嵌模型
(1)生物膜结构的探索历程(连线)

(2)流动镶嵌模型
①基本内容

②特点

3．细胞膜的功能
(1)功能

(2)
4．细胞壁(植物细胞)
(1)主要成分：纤维素和果胶，与其形成有关的细胞器是高尔基体和线粒体。
(2)功能：支持和保护作用。
细胞核的结构与功能
1．细胞核的结构与功能
(1)结构

(2)功能—

2.关于细胞核的5点辨析
(1)有些细胞不只具有一个细胞核，如双小核草履虫有两个细胞核，人的骨骼肌细胞中有多个细胞核。有些真核细胞不具有细胞核，如哺乳动物成熟的红细胞。
(2)核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性地消失和重建。
(3)核膜和核孔都具有选择透过性，核孔虽然可以允许大分子物质通过，但仍然具有选择性，如细胞核中的DNA就不能通过核孔进入细胞质中。
(4)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞中，核孔数量多，核仁较大。
(5)染色体和染色质是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态。

第5讲　 细胞器和生物膜系统
1．细胞质的组成
细胞质包括细胞质基质和细胞器，前者为代谢提供场所、物质和一定的环境条件，影响细胞的形态、分裂、运动及细胞器的转运等。
2．细胞器之间的分工
(1)线粒体和叶绿体的比较
项目
线粒体
叶绿体
结构模式图


增大膜面积方式
内膜向内腔折叠形成嵴
由囊状结构的薄膜堆叠形成基粒
生理功能
有氧呼吸的主要场所，完成有氧呼吸的第二、三阶段
光合作用的场所，完成光合作用的全过程
酶的种类和分布
与有氧呼吸有关的酶主要分布于内膜和基质中
与光合作用有关的酶分布于类囊体薄膜和基质中
相同点
①均具有双层膜；②都含有少量DNA，是半自主性细胞器；③都能产生ATP，与能量转换有关

(2)其他细胞器的功能分析
内质网
蛋白质合成和加工、脂质合成的“车间”
高尔基体
蛋白质加工、分类和包装的“车间”及“发送站”
溶酶体
“消化车间”“酶仓库”，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
液泡
调节植物细胞内的环境，使细胞保持坚挺
核糖体
蛋白质的合成场所
中心体
与细胞的有丝分裂有关

归纳总结　(1)线粒体、叶绿体中含有DNA、RNA和核糖体，能独立地进行基因表达合成部分蛋白质，但其绝大多数蛋白质由核基因编码，在细胞质核糖体上合成后转移至线粒体或叶绿体内。 因此二者被称为半自主性细胞器。
(2)真核细胞中的核糖体有两类：附着核糖体主要合成分泌蛋白(如抗体等)；游离核糖体主要合成细胞自身所需要的蛋白质。
(3)内质网有两类：粗面型内质网与分泌蛋白的合成、加工、运输有关；滑面型内质网与糖类、脂质(如某些激素)的合成有关。
(4)动物细胞内的高尔基体与分泌物的形成有关，是各种膜成分相互转化中的“枢纽”。植物细胞内的高尔基体与细胞壁的形成有关。
(5)液泡中的色素是花青素，与花和果实的颜色有关；叶绿体中的色素是叶绿素等，与光合作用有关。
(6)溶酶体起源于高尔基体。
3．细胞器的不同分类



4.各种生物膜之间的联系
(1)在成分上的联系
①相似性：各种生物膜都主要由脂质和蛋白质组成。
②差异性：每种成分所占的比例不同，功能越复杂的生物膜，其蛋白质的种类和数量就越多。
(2)在结构上的联系
①各种生物膜在结构上大致相同，都是由磷脂双分子层构成基本支架，蛋白质分子分布其中，都具有一定的流动性。
②在结构上具有一定的连续性，图示如下：

(3)在功能上的联系(以分泌蛋白的合成、运输、分泌为例)
①过程

5.细胞的生物膜系统
(1)组成：细胞膜、细胞器膜和核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。
(2)功能

②其他膜—
用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
1．实验原理
(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球形或球形，不需要染色，制片后直接观察。
(2)线粒体呈无色，有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等，用健那绿染液将活细胞中线粒体染成蓝绿色后制片观察。
2．实验步骤
(1)观察叶绿体

(2)观察线粒体

归纳总结　①观察叶绿体，最好选用细胞内叶绿体数量较少、体积较大且叶片薄的植物组织，如选择苔藓或黑藻叶片，可直接在显微镜下观察。若用菠菜等高等植物叶片，撕取的下表皮上一定要稍带些叶肉细胞。
②实验过程中的临时装片要始终保持有水状态。
③健那绿染液是专一性对线粒体染色的活体染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色。观察线粒体要选择无色的细胞，如人的口腔上皮细胞。
④观察线粒体时，要漱净口腔，防止杂质对显微观察造成干扰。
第6讲　细胞的物质输入和输出
1．渗透作用
(1)概念：指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散过程。
(2)渗透作用产生的条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。
2．动、植物细胞的吸水和失水
(1)动物细胞的吸水和失水

②现象
外界溶液浓度<细胞质浓度⇒细胞吸水膨胀；
外界溶液浓度>细胞质浓度⇒细胞失水皱缩；
外界溶液浓度＝细胞质浓度⇒水分进出平衡。
概念辨析　半透膜与选择透过性膜的比较
a．区别：半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小；选择透过性膜是具有活性的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。
b．共性：都允许水分子自由通过，而不允许生物大分子通过。
(2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)
①原理

②现象
a．当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过渗透作用失水，植物细胞就发生质壁分离现象。
b．将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度大于外界清水，植物细胞吸水，发生质壁分离复原现象。
3．物质跨膜运输的其他实例
(1)植物对无机盐离子的吸收
①不同植物对同种无机盐离子的吸收有差异。
②同种植物对不同无机盐离子的吸收也有差异。
(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是逆(填“逆”或“顺”)浓度梯度进行的。
(3)不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异性。
物质出入细胞的方式及影响因素
1．各种物质出入细胞方式的比较
物质出入细胞的方式
被动运输
主动运输
胞吞
胞吐
自由扩散
协助扩散
图例





运输方向
高浓度→低浓度
低浓度→高浓度
胞外→胞内
胞内→胞外
是否需要
载体
否
是
是
否
是否消耗
能量
否
否
是
是
举例
O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯的跨膜运输
人的红细胞吸收葡萄糖
小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等
吞噬细胞吞噬抗原
胰岛素、消化酶、抗体的分泌

特别提醒　(1)从低浓度一侧向高浓度一侧运输一定是主动运输，因为逆浓度梯度运输需要消耗能量。
(2)同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同，如红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式则是主动运输。
(3)Na＋、K＋等无机盐离子一般以主动运输的方式进出细胞，但也可通过协助扩散进出细胞。
(4)RNA和蛋白质等大分子物质通过核孔进出细胞核，而不是通过胞吞、胞吐作用。
观察植物细胞的质壁分离和复原
1．实验原理
(1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。
(2)细胞液具有一定的浓度，细胞能渗透吸水和失水。
(3)原生质层比细胞壁的伸缩性大。
2．实验步骤

3．现象与结论

归纳总结　(1)本实验存在两组对照实验


(2)质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的是浓度降低的外界溶液。这是由于细胞壁是全透性的，且有水分子通过原生质层渗出来。
第8讲　细胞呼吸
1．概念
细胞呼吸：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。
2．有氧呼吸
(1)概念：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，生成大量ATP的过程。
(2)过程

(3)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向)

3．无氧呼吸
(1)场所：全过程是在细胞质基质中进行的。
(2)过程
第一阶段
葡萄糖→丙酮酸＋[H]＋少量能量
第二阶段
酒精发酵
丙酮酸→酒精＋CO2
实例：植物、酵母菌等
乳酸发酵
丙酮酸→乳酸
实例：高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、乳酸菌等
4.细胞呼吸中[H]和ATP的来源与去向
项目
来源
去向
[H]
有氧呼吸：C6H12O6和H2O；
无氧呼吸：C6H12O6
有氧呼吸：与O2结合生成水；
无氧呼吸：还原丙酮酸
ATP
有氧呼吸：三个阶段都产生；
无氧呼吸：只在第一阶段产生
用于几乎各项生命活动(除光合作用的暗反应)
5.细胞呼吸过程中有关物质参与的阶段及场所总结
(1)水：生成于有氧呼吸第三阶段，场所为线粒体内膜；以反应物参与有氧呼吸第二阶段，场所为线粒体基质。无氧呼吸中不存在水的生成与消耗。
(2)二氧化碳：在有氧呼吸的第二阶段、线粒体基质中产生，或者在无氧呼吸的第二阶段、细胞质基质中产生。动植物体内均可产生二氧化碳。
(3)酒精或乳酸：在无氧呼吸的第二个阶段、细胞质基质中产生。
(4)葡萄糖：只以反应物的形式参与有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，场所为细胞质基质。
(5)丙酮酸：作为中间产物，在有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段产生，场所为细胞质基质；以反应物形式参与有氧呼吸第二阶段和无氧呼吸第二阶段，前者场所为线粒体基质，后者场所为细胞质基质。
(6)氧气：只以反应物的形式参与有氧呼吸的第三阶段，场所为线粒体内膜。

影响细胞呼吸的外界因素及其应用
1．温度
(1)原理：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸速率。
(2)曲线模型(如下图)

(3)应用
2．O2浓度
(1)原理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。
(2)曲线模型(如下图)

①O2浓度低时，无氧呼吸占优势。
②随着O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。
③当O2浓度达到一定值后，随着O2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。
(3)应用
①选用透气消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸。
②作物栽培中的中耕松土，保证根的正常细胞呼吸。
③提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。
④稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡。
3．CO2浓度
(1)原理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制(填“促进”或“抑制”)细胞呼吸的进行。
(2)曲线模型(如图)

(3)应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。
4．含水量
(1)原理：水作为有氧呼吸的原料和环境因素影响细胞呼吸的速率。
(2)特点：在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢(如图)。

(3) 应用
5.探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验原理

第9讲　光与光合作用
绿叶中色素的提取和分离
1．实验原理

2．实验步骤

3．实验结果

色素种类
色素颜色
色素含量
溶解度
扩散速度
胡萝卜素
橙黄色
最少
最高
最快
叶黄素
黄色
较少
较高
较快
叶绿素a
蓝绿色
最多
较低
较慢
叶绿素b
黄绿色
较多
最低
最慢

4.实验注意事项和目的
注意事项
操作目的
提取色素
选新鲜绿色的叶片
使滤液中色素含量高
研磨时加无水乙醇
溶解色素
加少量SiO2和CaCO3
研磨充分和保护色素
迅速、充分研磨
防止乙醇过度挥发，充分溶解色素
盛放滤液的试管管口加棉塞
防止乙醇挥发和色素氧化
分离色素
滤纸预先干燥处理
使层析液在滤纸上快速扩散
滤液细线要细、齐、直
使分离出的色素带平整不重叠
滤液细线干燥后再画一两次
使分离出的色素带清晰分明
滤液细线不触及层析液
防止色素直接溶解到层析液中
捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程
1．捕获光能的色素及色素的吸收光谱

由图可以看出：
(1)叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。
(2)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
2.光合作用的探究历程(连线)

光合作用的基本过程
1．概念：指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，并且释放出氧气的过程。
2．过程

3．反应式
(1)产物为(CH2O)：CO2＋H2O(CH2O)＋O2。
(2)产物为C6H12O6：6CO2＋12H2OC6H12O6＋6O2＋6H2O。
4．光反应和暗反应的比较
项目
光反应
暗反应
条件
光、色素、酶
ATP、[H]、CO2、多种酶
场所
类囊体薄膜
叶绿体基质
物质变化
水的光解、ATP的合成
CO2的固定、C3的还原
能量变化
光能转化为活跃的化学能
活跃的化学能转化为稳定的化学能
联系
光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供NADP＋、ADP和Pi。没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成

5.光合作用和化能合成作用的比较
项目
光合作用
化能合成作用
区别
能量来源
光能
氧化无机物释放出的能量
代表生物
绿色植物
硝化细菌
相同点
都能将CO2和H2O等无机物合成有机物

影响光合作用的因素及应用
1．光照强度
(1)原理：光照强度通过影响植物的光反应进而影响光合速率。光照强度增加，光反应速度加快，产生的[H]和ATP增多，使暗反应中还原过程加快，从而使光合作用产物增加。
应用：①温室生产中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产；②阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，间作套种农作物，可合理利用光能。
2．CO2浓度
(1)原理：CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成。
应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合速率。
3．温度
(1)原理：温度通过影响酶的活性影响光合作用，主要制约暗反应。
应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。
4．水分和矿质元素
(1)原理
①水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，如植物缺水导致萎蔫，使光合速率下降。另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内。
②矿质元素通过影响与光合作用有关的化合物的合成，对光合作用产生直接或间接的影响。如镁可以影响叶绿素的合成从而影响光反应。
应用：农业生产中，可根据作物的生长规律，合理灌溉和施肥。
5.真正光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的曲线辨析
(1)内在关系
①细胞呼吸速率：植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下测得的值——单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。
②净光合速率：植物绿色组织在有光条件下测得的值——单位时间内一定量叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量。
③真正光合速率＝净光合速率＋细胞呼吸速率。
(2)判定方法
①根据坐标曲线判定

a．当光照强度为0时，若CO2吸收值为负值，该值的绝对值代表细胞呼吸速率，该曲线代表净光合速率，如图甲。
b．当光照强度为0时，光合速率也为0，该曲线代表真正光合速率，如图乙。
②根据关键词判定
检测指标
细胞呼吸速率
净光合速率
真正(总) 光合速率
CO2
释放量(黑暗)
吸收量
利用量、固定量、消耗量
O2
吸收量(黑暗)
释放量
产生量
有机物
消耗量(黑暗)
积累量
制造量、产生量
第11讲　细胞的增殖
1、细胞不能无限长大的原因
①受相对表面积的制约：细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就越低。
②受核质比的制约：细胞核中的DNA是有限的，其能够控制的细胞质的范围有限。
2．细胞增殖
(1)概念：细胞以分裂的方式进行增殖，包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。
(2)方式：真核生物：无丝分裂、有丝分裂和减数分裂；原核生物：二分裂。
(3)意义：是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
3．细胞周期
(1)范围：连续进行有丝分裂的细胞才有细胞周期。
(2)概念：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。细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期进行物质准备，同时细胞有适度的生长。
4.分裂间期各时期的特征
G1期：又称DNA合成前期，主要进行RNA和有关蛋白质(如DNA聚合酶等)的合成，为S期DNA的复制做准备。
S期：又称DNA合成期，主要进行DNA的复制。
G2期：又称DNA合成后期，主要进行RNA和蛋白质的合成，特别是微管蛋白的合成，为分裂期做准备。
5.有丝分裂过程——以高等植物细胞为例(连线)

巧记　间期：生长复制合成蛋；前期：膜仁消失两体现；中期：着丝点排在赤道板；后期：单体分开向两极；末期：两消两现一重建(重建指植物细胞重建细胞壁)。
6．动植物细胞有丝分裂的主要区别
项目
纺锤体的形成方式不同(前期)
细胞分裂方式不同(末期)
植物细胞
从细胞的两极发出纺锤丝形成纺锤体
由细胞板形成细胞壁，将细胞分隔成两
部分
动物细胞
由中心体发出星射线形成纺锤体
由细胞膜向内凹陷，将细胞缢裂成两部分

7.与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用
名称
生物类型
作用时期
生理作用
核糖体
动物、植物
主要是间期
合成相关蛋白质
线粒体
动物、植物
整个细胞周期
提供能量
高尔基体
植物
末期
与细胞壁(板)的形成有关
中心体
动物、低等植物
前期
与纺锤体的形成有关

8.有丝分裂中细胞结构或物质的周期性变化
(1)染色体行为变化

①当有染色单体(间期的G2期、前期、中期)时，染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2。
②当无染色单体(间期的G1期、后期、末期)时，染色体∶DNA＝1∶1。
(2)核DNA、染色体、染色单体的数目变化(以二倍体生物为例)
时期
项目
分裂间期
分裂期
前期
中期
后期
末期
核DNA
2n→4n
4n
4n
4n
4n→2n
染色体
2n
2n
2n
4n
4n→2n
染色单体
0→4n
4n
4n
0
0

9.有丝分裂的意义
亲代细胞的染色体经过复制后，精确地平均分配到两个子细胞中，保持了细胞的亲子代之间遗传性状的稳定性。

观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
1．实验原理
(1)高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛。
(2)细胞核内的染色体(质)易被碱性染料(龙胆紫溶液或醋酸洋红液)染成深色。
(3)由于各个细胞的分裂是独立进行的，在同一分生组织中可以通过高倍显微镜观察细胞内染色体的存在状态，判断处于不同分裂时期的细胞。
2．实验步骤
(1)洋葱根尖的培养：实验前3～4 d，将洋葱放在瓶内装满清水的广口瓶上，底部接触清水，置于温暖处常换水，待根长至约5 cm。
(2)装片的制作
取材：剪取根尖2～3_mm
↓
解离
↓
漂洗
↓
染色
↓
制片
(3)观察
低倍镜观察：根据根尖特点找到分生区细胞，特点是细胞呈正方形，排列紧密
↓
高倍镜观察：先找分裂中期的细胞，再找前期、后期、末期细胞，最后观察分裂间期细胞
3实验操作的注意事项
解离时间
太短
细胞间质未被完全溶解，压片时细胞不易分散
过长
导致细胞解离过度、根尖过于酥软，影响染色
漂洗时间
适宜
洗去多余的盐酸，防止解离过度而影响染色
染色时间
太短
染色体或染色质不能完全着色
过长
使其他部分也被染成深色，无法分辨染色体
压片力度
过轻
细胞未分散开
过重
将组织压烂

4.关于实验的4点提醒
(1)根尖中只有分生区细胞才可以进行分裂，伸长区和成熟区细胞不能分裂。
(2)不能观察一个细胞的连续分裂过程，因为解离时细胞已死亡，可以寻找处于不同时期的细胞，连起来体现出细胞分裂的连续过程。
(3)细胞板是一个真实的结构，赤道板不是真实存在的结构，而是人为定义的平面。
(4)“解离→漂洗→染色→制片”的步骤顺序不能颠倒、不能缺失，否则不易观察到预期现象
第12讲　减数分裂和受精作用
1．减数分裂的概念

2．减数分裂过程
(1)哺乳动物精子的形成过程

(2)精子和卵细胞形成过程的异同点(以哺乳动物为例)
比较项目
精子的形成
卵细胞的形成
场所
睾丸
卵巢
时间
初情期
胚胎期开始，初情期完成
细胞质分裂
均等分裂
卵母细胞不均等分裂；第一极体均等分裂
是否变形
变形
不变形
结果
1个精原细胞→4个精细胞→变形成为4个精子(成熟配子)
1个卵原细胞→1个较大的卵细胞(成熟配子)和3个较小的极体(退化消失，不能受精)
相同点
染色体的变化行为相同

3交叉互换

(1)概念：减Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间互换片段的现象。
(2)时期：减数第一次分裂前期。
(3)意义：进一步丰富了配子的类型，增强了有性生殖生物的多样性。
4．受精作用的细胞学基础和遗传物质来源
(1)细胞学基础
①细胞膜的信息交流功能——不同物种的精卵不识别，这也是生殖隔离形成的原因。
②细胞膜的结构特性——具有一定的流动性。精卵融合为一个受精卵，首先要发生细胞膜的融合。
(2)受精卵中遗传物质的来源
①细胞核中的遗传物质(核DNA、染色体)：一半来自父方，一半来自母方。
②细胞质中的遗传物质(DNA)：几乎全部来自母方，这也是母系遗传的基础。
③受精卵中的总遗传物质(DNA)：来自母方的要多于来自父方的。
第13讲　细胞的分化、衰老、凋亡与癌变
1．细胞分化
(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
①普遍性：多细胞生物普遍具有。
②持久性：贯穿于生物体整个生命进程中。
③稳定性：已分化的细胞将一直保持分化后的状态，直至死亡。
④不可逆性：一般来说，细胞只能从全能干细胞最终走向高度分化的体细胞，不能反向进行。
在个体发育过程中，不同细胞中遗传信息的执行情况不同，即基因的选择性表达。
(4)意义
2．细胞的全能性

细胞的衰老、凋亡与癌变
1、细胞衰老的特征
①代谢变化

②细胞核体积增大，染色质收缩，核膜向内折叠。
(3)细胞衰老的假说
①自由基假说：细胞代谢中产生的自由基会攻击生物膜、DNA和蛋白质，致使细胞衰老。
②端粒假说：染色体两端的端粒会随着细胞分裂次数的增加而缩短，导致正常的DNA序列损伤，使细胞逐渐衰老。
2．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，又称为细胞编程性死亡。
(2)类型
(3)意义
3．细胞的癌变
(1)癌细胞的概念：正常机体细胞在致癌因子的作用下，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，这种细胞就是癌细胞。
(2)癌细胞的特征
①无限增殖。
②形态结构发生显著变化，如癌变的成纤维细胞由扁平梭形变成球形。
③细胞膜表面发生变化
a．糖蛋白减少→黏着性降低→易于扩散和转移。
b．甲胎蛋白、癌胚抗原等增多。
④细胞的接触抑制丧失。
(3)癌变机理
①致癌因子的类型(连线)

②原癌基因和抑癌基因
a．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。
b．抑癌基因：主要是阻止细胞不正常的增殖。
③细胞癌变的机理：环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使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。
④特点：癌症的发生不是单一基因突变的结果，至少在一个细胞中发生5～6个基因突变，才能导致细胞癌变，细胞癌变具有累积效















必修二

第14讲　 基因的分离定律
1．孟德尔遗传实验的科学方法
(1)豌豆作为杂交实验材料的优点
①在传粉方面表现为自花传粉，闭花受粉→保证自然状态下都是纯种。
②在性状方面表现为具有易于区分且能稳定地遗传给后代的性状。
③在操作方面表现为花大，便于进行人工异花授粉操作。
(2)用豌豆做杂交实验的方法

①人工异花传粉的步骤为去雄→套袋→人工授粉→套袋。
②去雄是指除去未成熟花的全部雄蕊，其目的是防止自花传粉；应在开花前(花蕾期)进行。
③套袋的目的是防止外来花粉干扰，从而保证杂交得到的种子是人工传粉后所结。
④异花传粉时，父本是指提供花粉的植株；母本是指接受花粉的植株。
生命观念　遗传实验常用的材料及特点
(1)豌豆：①自花传粉、闭花受粉；②自然状态下一般都是纯种；③有易于区分的相对性状；④性状能够稳定遗传给后代。
(2)玉米：①雌雄同株且为单性花，便于人工授粉；②生长周期短，繁殖速率快；③相对性状差别显著，易于区分观察；④产生的后代数量多，统计更准确。
(3)果蝇：①易于培养，繁殖快；②染色体数目少且大；③产生的后代多；④相对性状易于区分。
2、发生时间：减数第一次分裂后期。
适用范围
①真核生物有性生殖的细胞核遗传。
②一对等位基因控制的一对相对性状的遗传。
3．性状类概念辨析
(1)性状是指生物体所有特征的总和。任何生物都有许许多多的性状。
(2)相对性状的理解要点：“两个同”：同种生物、同一种性状；“一个不同”：不同表现型。
(3)显性性状：具有相对性状的两纯种亲本杂交，子一代表现出的亲本性状。
(4)隐性性状：具有相对性状的两纯种亲本杂交，子一代未表现出的亲本性状。
(5)性状分离：在杂种后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。
4交配类概念辨析
(1)杂交：基因型不同的同种生物体之间相互交配。
(2)自交：①植物的自花(或同株异花)受粉；②基因型相同的动物个体间的交配。
(3)测交：杂合子与隐性纯合子之间的一种特殊方式的杂交。
(4)正交与反交：是相对而言的，正交中的父本和母本分别是反交中的母本和父本。
(5)自由交配(或随机交配)：指在一个有性生殖的生物种群中，任何一个雌性或雄性个体与任何一个异性个体交配的机会均等。
5.验证分离定律的方法
(1)自交法：自交后代的性状分离比为3∶1，则符合基因的分离定律，性状由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制。
(2)测交法：若测交后代的性状分离比为1∶1，则符合基因的分离定律，性状由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制。
6.显、隐性性状的判断
（1）根据子代性状判断
(1)不同性状的亲本杂交⇒子代只出现一种性状⇒子代所出现的性状为显性性状。
(2)相同性状的亲本杂交⇒子代出现不同性状⇒子代所出现的新性状为隐性性状。
（2）根据子代性状分离比判断
具一对相对性状的亲本杂交⇒F2性状分离比为3∶1⇒分离比为“3”的性状为显性性状。
（3） 根据遗传系谱图
无中生有为隐性，隐性遗传看女病，父子患病为伴性
有中生无为显性，显性遗传看男病，母女患病为伴性
7.纯合子与杂合子的判断
1．测交法(在已确定显隐性性状的条件下)
待测个体×隐性纯合子―→子代
结果分析

2．自交法
待测个体子代
结果分析
第15讲　基因的自由组合定律
研究对象：位于非同源染色体上的非等位基因。
(发生时间：减数第一次分裂后期。
适用范围

默写9:3:3:1的基因型：








F2出现9∶3∶3∶1的4个条件
(1)所研究的每一对相对性状只受一对等位基因控制，而且等位基因要完全显性。
(2)不同类型的雌、雄配子都能发育良好，且受精的机会均等。
(3)所有后代都应处于比较一致的环境中，而且存活率相同。
(4)供实验的群体要足够大，个体数量要足够多。

“实验法”验证遗传定律
验证方法
结论
自交法
F1自交后代的性状分离比为3∶1，则符合基因的分离定律，由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制
F1自交后代的性状分离比为9∶3∶3∶1，则符合基因的自由组合定律，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制
测交法
F1测交后代的性状比例为1∶1，则符合基因的分离定律，由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制
F1测交后代的性状比例为1∶1∶1∶1，则符合基因的自由组合定律，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制

第16讲 基因在染色体上、伴性遗传和人类遗传病

基因与染色体的关系：一条染色体上有多个基因，基因在染色体上呈线性排列。
归纳总结　(1)类比推理和假说—演绎法的比较：类比推理是根据两个或两类对象有部分属性相同，从而推出它们的其他属性也相同的推理，并不是以实验为基础，推理与事实之间不具有必然性，结论不一定是正确的。假说—演绎法是在观察基础上提出问题、作出假设、演绎推理、实验验证、得出结论，结论的得出以实验检验为依据，结果具有可靠性。
(2) “基因在染色体上”的证明：萨顿提出“基因在染色体上”，但没有证明这一结论，摩尔根通过假说—演绎法证明了“基因在染色体上”。
伴性遗传的特点与应用
性染色体的类型及传递特点
(1)类型：ZW型性别决定类型中雌性个体的性染色体组成是ZW，雄性个体的性染色体组成是ZZ。XY型性别决定类型中雌性个体的性染色体组成是XX，雄性个体的性染色体组成是XY。
(2)传递特点(以XY为例)
①X1Y中X1只能由父亲传给女儿，Y则由父亲传给儿子。
②X2X3中X2、X3任何一条都可来自母亲，也可来自父亲，向下一代传递时，任何一条既可传给女儿，又可传给儿子。
③一对夫妇(X1Y和X2X3)生两个女儿，则女儿中来自父亲的都为X1，应是相同的，但来自母亲的既可能为X2，也可能为X3，不一定相同。
人类遗传病的类型、监测及预防
1.人类常见遗传病的特点、类型及实例(连线)

2.不同类型人类遗传病的特点及实例
遗传病类型
遗传特点
举例
单基
因遗
传病
常染
色体遗传
显性
①男女患病概率相等；
②连续遗传
并指、多指、软骨发育不全
隐性
①男女患病概率相等；
②隐性纯合发病，隔代遗传
苯丙酮尿症、白化病、先天性聋哑
伴X
染色
体遗
传
显性
①患者女性多于男性；
②连续遗传；
③男患者的母亲和女儿一定患病
抗维生素D佝偻病
隐性
①患者男性多于女性；
②有交叉遗传现象；
③女患者的父亲和儿子一定患病
红绿色盲、血友病
伴Y染色
体遗传
具有“男性代
代传”的特点
外耳道多毛症
多基因遗传病
①常表现出家族聚集现象；②易受环境影响；③在群体中发病率较高
冠心病、唇裂、哮喘病、原发性高血压、青少年型糖尿病
染色体异
常遗传病
往往造成较严重的后果，甚至胚胎期就引起自然流产
21三体综合征、
猫叫综合征、性
腺发育不良

3.遗传病的监测和预防
(1)手段：主要包括遗传咨询和产前诊断等。
(2)意义：在一定程度上能够有效地预防遗传病的产生和发展。
(3)遗传咨询的内容和步骤

(4)产前诊断


特别提醒　开展产前诊断时，B超检查可以检查胎儿的外观和性别；羊水检查可以检测染色体异常遗传病；孕妇血细胞检查可以筛查遗传性地中海贫血病；基因诊断可以检测基因异常病。
4.人类基因组计划
(1)内容：人类基因组计划的目的是测定人类基因组的全部DNA序列，解读其中包含的遗传信息。
(2)结果：测序结果表明，人类基因组由大约31.6亿个碱基对组成，已发现的基因约为2.0万～2.5万个。
(3)不同生物的基因组测序
生物种类
人类
果蝇
水稻
玉米
体细胞染
色体数
46
8
24
20
基因组测序
染色体数
24
(22常＋X、Y)
5
(3常＋X、Y)
12
10
原因
X、Y染色体非同源区段基因不同
雌雄同株，无性染色体

(4)意义：认识到人类基因的组成、结构、功能及其相互关系，有利于诊治和预防人类疾病。
概念辨析　基因组与染色体组关系
一个染色体组携带着控制生物生长、发育、遗传和变异的全部信息，可称为基因组。在无性别分化的生物中，如水稻、玉米等，一个染色体组数＝一个单倍体基因组数；在XY和ZW型性别决定的生物中，一个染色体组数＝n条常染色体＋1条性染色体(假设体细胞的常染色体数为2n，2条性染色体)；单倍体基因组数＝n条常染色体＋2条异型性染色体，对于人类则是22条常染色体＋X＋Y。
调查人群中的遗传病
1.发病率与遗传方式的调查
项目
调查对象及范围
注意事项
结果计算及分析
遗传病
发病率
广大人群随机抽样
考虑年龄、性别等因素，群体足够大
患病人数占所调查的总人数的百分比
遗传
方式
患者家系
正常情况与患病情况
分析基因的显隐性及所在的染色体类型

2.注意问题
(1)调查时，最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病，如红绿色盲、白化病、高度近视(600度以上)等。
(2)调查某种遗传病的发病率时，要在群体中随机抽样调查，并保证调查的群体足够大。
某种遗传病的发病率＝×100%。
(3) 调查某种遗传病的遗传方式时，要在患者家系中调查，并绘出遗传系谱图。
明确遗传病中的5个“不一定”
(1)携带遗传病致病基因的个体不一定患遗传病。如女性色盲基因携带者XBXb，不患色盲。
(2)不携带遗传病基因的个体不一定不患遗传病。如21三体综合征、猫叫综合征等。
(3)先天性疾病不一定是遗传病。如母亲妊娠前三个月内感染风疹病毒而使胎儿患先天性白内障。
(4)家族性疾病不一定是遗传病。如由于食物中缺少维生素A，家族中多个成员患夜盲症。
(5)后天性疾病不一定不是遗传病。有些遗传病可在个体生长发育到一定阶段才表现出来。
第17讲　DNA是主要的遗传物质
肺炎双球菌转化实验的分析
1．肺炎双球菌类型的比较
　　特点
类型
菌落
荚膜
毒性
S型
光滑
有
有
R型
粗糙
无
无

2.格里菲思的体内转化实验

(1)实验①、②对比说明R型细菌无毒性，S型细菌有毒性。
(2)实验②、③对比说明被加热杀死的S型细菌无毒性。
(3)实验②、③、④对比说明R型细菌转化为S型细菌。
(4)结论：已经被加热杀死的S型细菌中，含有促成R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”。
3．艾弗里的体外转化实验

(1)实验①、②分别说明荚膜多糖、蛋白质没有转化作用。
(2)实验③、④说明DNA有转化作用。
4．比较肺炎双球菌体内和体外转化实验
项目
体内转化实验
体外转化实验
培养
细菌
小鼠体内培养
培养基体外培养
实验
原则
R型细菌与S型细菌的毒性对照
S型细菌体内各成分的相互对照
实验
结果
已经被加热杀死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌
S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌
实验
结论
已经被加热杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子”
DNA是S型细菌的遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质
联系
①所用材料相同，都是R型和S型肺炎双球菌；
②体内转化实验是基础，仅说明加热后杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子”，而体外转化实验则进一步说明“转化因子”就是DNA；
③实验设计都遵循对照原则、单一变量原则
噬菌体侵染细菌实验的分析
1．实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌
(1)噬菌体的结构

(2)噬菌体的增殖

①模板：进入细菌体内的是噬菌体的DNA。
②合成噬菌体的DNA的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。
③合成噬菌体的蛋白质的原料为大肠杆菌的氨基酸，场所为大肠杆菌的核糖体。
2．实验方法
同位素标记法，用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA。
3．实验过程
(1)标记噬菌体

(2)侵染细菌

4．实验结果分析
分组
结果
结果分析
对比
实验
(相互
对照)
被32P标记的噬菌体＋细菌
上清液中几乎无32P,32P主要分布在宿主细胞内
32P—DNA进入了宿主细胞内
被35S标记的噬菌体＋细菌
宿主细胞内无35S，35S主要分布在上清液中
35S—蛋白质外壳未进入宿主细胞，留在外面

5.结论：DNA是遗传物质。
6．比较肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验
项目
肺炎双球菌体外转化实验
噬菌体侵染细菌实验
设计思路
设法将DNA与其他物质分开，单独、直接研究它们各自不同的遗传功能
处理方法
直接分离：分离S型细菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质等，分别与R型细菌混合培养
同位素标记法：分别用同位素35S、32P标记蛋白质和DNA
检测方式
观察菌落类型
检测放射性同位素存在位置
结论
证明DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质
证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质

烟草花叶病毒感染实验及遗传物质
1．烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验
(1)实验过程及现象

(2)实验结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质。
2．病毒重建及其对烟草叶细胞的感染
(1)实验过程及结果

(2)结果分析与结论：重组病毒产生的子代病毒类型取决于提供RNA的病毒类型。
3．探索结论
DNA是主要的遗传物质，因为实验证明绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少部分生物的遗传物质是RNA。
5.生物遗传物质的探究实验分析　
(1)探究思路
①若探究哪种物质是遗传物质——设法将物质分开，单独看作用。
②若探究未知病毒的遗传物质是DNA还是RNA——利用酶的专一性。
(2)探究方法
①分离提纯法：艾弗里及其同事做的肺炎双球菌的体外转化实验，缺点是物质纯度不能保证100%。
②同位素标记法：噬菌体侵染细菌的实验。方法：分别标记DNA和蛋白质的特有元素；将病毒的化学物质分开，单独、直接地观察它们各自的作用。目的：把DNA与蛋白质区分开。
③病毒重组法：烟草花叶病毒的遗传物质验证实验。方法：将一种病毒的遗传物质与另一种病毒的蛋白质外壳重新组合，得到杂种病毒，用杂种病毒去感染宿主细胞。
④酶解法：利用酶的专一性，如加入DNA水解酶，将DNA水解，观察起控制作用的物质是否还有控制作用。若“是”，其遗传物质不是DNA；若“否”，其遗传物质可能是DNA。
第18讲　 DNA分子的结构、复制及基因的本质
1．DNA分子的结构层次

2．DNA分子的结构特点
(1)多样性：具n个碱基对的DNA具有4n种碱基对排列顺序。
(2)特异性：每种DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。
(3)稳定性：两条主链中磷酸与脱氧核糖交替连接的顺序不变，碱基对构成方式不变等。
3．DNA分子中的碱基数量的计算规律
(1)在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同，即A＋G＝T＋C。
(2)互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同，即若在一条链中＝m，在互补链及整个DNA分子中＝m。
(3)非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA分子的一条链中＝a，则在其互补链中＝，而在整个DNA分子中＝1。
DNA分子的复制及基因的概念
1.复制过程
①概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
②时间：细胞有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期。
③图解

④特点：边解旋边复制。
⑤方式：半保留复制。
⑥结果：形成两个完全相同的DNA分子。
⑦意义：DNA分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。
⑧保障：DNA具有独特的双螺旋结构，为复制提供了精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。
归纳总结　(1)利用数字“1,2,3,4”巧记DNA的复制
1个主要场所(细胞核)，2个时期(有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期)，3个步骤(解旋、合成新链、形成子代DNA)，4个条件(模板、酶、原料和能量)。
(2)DNA分子的多起点、双向复制
一个DNA分子可以由多个复制起点同时(或先后)复制。下图中，从3个复制起点进行双向复制，明显提高了DNA分子复制的速率；图中的复制环大小不一，因此它们的复制时间有先后，右侧最早，左侧最晚。

2．基因的概念

3.DNA复制相关计算
(1)将含有15N的DNA分子放在含有14N的培养基中连续复制n次，则：
①子代DNA共2n个
②脱氧核苷酸链共2n＋1条
(2)DNA分子复制过程中消耗的脱氧核苷酸数
①若亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为m·(2n－1)。
②第n次复制需要该种脱氧核苷酸数为m·2n－1。

1．有关“DNA结构”的7点提醒
(1)DNA中两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，A—T含两个氢键，G—C含三个氢键。
(2)DNA中并不是所有的脱氧核糖都连着两个磷酸基团，两条链各有一个3′端的脱氧核糖连着一个磷酸基团。
(3)双链DNA中A与T分子数相等，G与C分子数相等，但A＋T的量不一定等于G＋C的量。
(4)DNA中当(A＋G)/(T＋C)＝(A＋C)/(G＋T)时，可能是双链DNA，也可能是单链DNA。
(5)并非所有的DNA分子均具“双链”，有的DNA分子为单链。
(6)DNA的特异性是由碱基对的排列顺序决定的，而不是由配对方式决定的，配对方式只有四种：A—T、C—G、T—A、G—C。
(7)并非所有DNA片段都是基因，基因是有遗传效应的DNA片段，不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将不同的基因分割开的。
4.．有关“DNA复制”的6点“注意”
(1)细胞生物中凡存在DNA分子的场所均可进行DNA分子的复制，其场所除细胞核外，还包括叶绿体、线粒体、原核细胞的拟核及质粒。
(2)DNA中氢键可由解旋酶催化断裂，同时需要ATP供能，也可加热断裂(体外)；而氢键是自动形成的，不需要酶和能量。
(3)注意“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别，前者包括所有的复制，但后者只包括第n次的复制。
(4)在DNA复制过程中，无论复制了几次，含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。
(5)DNA复制计算时看清试题中所给出的碱基的单位是“对”还是“个”；所问的是“DNA分子数”还是“链数”，“含”还是“只含”。
(6)在真核生物中，DNA复制一般是多起点复制；在原核生物中，DNA复制一般是一个起点。无论是真核生物还是原核生物，DNA复制大多数都是双向进行的。
第19讲　基因的表达
1.转录
(1)场所：主要是细胞核，在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程。
(2)条件
(3)过程

(4)产物：信使RNA、核糖体RNA、转运RNA。
2．翻译
(1)场所或装配机器：核糖体。
(2)条件
(3)过程

(4)产物：多肽蛋白质。
归纳整合　复制、转录和翻译的比较
项目
复制
转录
翻译
场所
主要在细胞核
主要在细胞核
细胞质(核糖体)
模板
DNA的两条链
DNA的一条链
mRNA
原料
4种脱氧核糖核苷酸
4种核糖核苷酸
20种氨基酸
原则
A—T、G—C
T—A、A—U、G—C
A—U、G—C
结果
两个子代DNA分子
mRNA、tRNA、
rRNA
多肽链
信息
传递
DNA→DNA
DNA→mRNA
mRNA→蛋白质
意义
传递遗传信息
表达遗传信息

中心法则及基因与性状的关系
1．中心法则
(1)提出者：克里克。
(2)补充后的内容图解

(3)不同类型生物遗传信息的传递
①能分裂的细胞生物及噬菌体等DNA病毒遗传信息的传递

②具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)

③具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)

④高度分化的细胞
DNARNA蛋白质
2．基因控制性状的途径
(1)直接控制途径
基因蛋白质的结构生物体的性状 例如:囊性纤维病病因，镰刀型细胞贫血症
（2）间接控制途径
基因酶的合成代谢过程生物体的性状 例如：白化病致病机理
有关转录和翻译的7点提醒
(1)转录的产物不只是mRNA，还有tRNA、rRNA，但只有mRNA携带遗传信息和起始密码，3种RNA都参与翻译过程，只是作用不同。
(2)tRNA并非仅由3个核糖核苷酸(碱基)构成，而是含有几十个至上百个核糖核苷酸(碱基)。
(3)一种密码子只能决定一种氨基酸，一种tRNA只能转运一种氨基酸；但是一种氨基酸可对应一种或几种密码子，可由一种或几种tRNA转运。
(4)并不是所有的密码子都决定氨基酸，其中终止密码不决定氨基酸。
(5)转录和翻译过程中A不是与T配对，而是与U配对。
(6)翻译过程中mRNA并不移动，而是核糖体沿着mRNA移动，进而读取下一个密码子。
(7)真核生物首先在细胞核转录，后在细胞质中翻译，异地、先后进行；原核细胞是边转录、边翻译，同地、同时进行。
3．有关中心法则及基因与性状关系的4点提醒
(1)不同细胞中的中心法则途径：高等动植物只有DNA复制、转录、翻译三条途径，如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有；但叶肉细胞等高度分化的细胞中无DNA复制途径，只有转录和翻译两条途径；哺乳动物成熟的红细胞中无信息传递。RNA复制和逆转录只发生在被RNA病毒寄生的细胞中，而在其他生物体内不能发生。
(2)RNA复制酶、逆转录酶均来自病毒自身，但是该酶起初应在寄主细胞核糖体上，由寄主细胞提供原料合成。
(3)体现某性状的物质并不一定是“蛋白质”：如甲状腺激素、黑色素、淀粉等，该类性状往往是通过基因控制性状的间接途径实现的，即基因酶的合成产生该非蛋白质类物质的代谢过程控制性状。
(4)基因与性状的关系并不都是简单的一一对应关系：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，精细地调控着生物体的性状。总之，生物体的性状是基因和环境共同作用的结果。
第20讲　基因突变和基因重组
1．变异类型的概述

(1)“环境条件改变引起的变异”一定就是不可遗传的变异
(2)基因突变和染色体变异均属于突变，基因重组未引起新基因产生。其中在光学显微镜下可见的可遗传变异为染色体变异，分子水平发生的变异为基因突变和基因重组，只在减数分裂过程中发生的变异为基因重组，真、原核生物和病毒共有的变异类型为基因突变。
2．基因突变
（1）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。
(2)时间：主要发生在有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期。
(3)诱发基因突变的外来因素(连线)

(4)突变特点
①普遍性：一切生物都可以发生。
②随机性：时间上——可以发生在生物个体发育的任何时期；部位上——可以发生在细胞内不同DNA分子上和同一DNA分子的不同部位。
③低频性：自然状态下，突变频率很低。
④不定向性：一个基因可以向不同的方向发生突变，产生一个以上的等位基因，还可能发生回复突变。
⑤多害少利性：多数基因突变破坏生物体与现有环境的协调关系，而对生物有害。
3.基因突变对蛋白质与性状的影响
①基因突变对蛋白质的影响
碱基对
影响范围
对氨基酸序列的影响
替换
小
除非终止密码提前出现，否则只改变1个氨基酸或不改变氨基酸序列
增添
大
不影响插入位置前的序列而影响插入位置后的序列
缺失
大
不影响缺失位置前的序列而影响缺失位置后的序列

②基因突变不一定导致生物性状改变的原因
a．突变可能发生在非编码蛋白质的脱氧核苷酸序列中。
b．基因突变后形成的密码子与原密码子决定的是同一种氨基酸(密码子的简并性)。
c．基因突变若为隐性突变，如AA→Aa，不会导致性状的改变。
意义：①新基因产生的途径；②生物变异的根本来源；③生物进化的原始材料。

基因重组
1．范围：主要是真核生物的有性生殖过程中。
2．实质：控制不同性状的基因的重新组合。
3．类型
(1)自由组合型：位于非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体的自由组合而发生重组
(2)交叉互换型：位于同源染色体上的非等位基因随四分体的非姐妹染色单体间的交叉互换导致位于同源染色体上的非等位基因发生重组
(3)基因工程重组型：目的基因经运载体导入受体细胞，导致受体细胞中基因发生重组
4．基因重组的结果：产生新的基因型，导致重组性状出现。
5．基因重组的意义：(1)基因重组是形成生物多样性的重要原因；(2)基因重组是生物变异的来源之一，对生物进化具有重要意义。
归纳总结　基因突变与基因重组的比较
项目
基因突变
基因重组
变异本质
基因分子结构发生改变
原有基因的重新组合
发生时间
可发生在发育的任何时期，通常发生在细胞分裂间期
减数第一次分裂四分体时期和减数第一次分裂后期
适用范围
所有生物(包括病毒)
进行有性生殖的真核生物和基因工程中的原核生物
结果
产生新基因(等位基因)，控制新性状
产生新基因型，不产生新基因
意义
是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料
是生物变异的重要来源，有利于生物进化
应用
人工诱变育种
杂交育种、基因工程
联系
基因突变产生新基因，为基因重组提供了自由组合的新基因，基因突变是基因重组的基础
6．基因突变的7点提醒
(1)DNA中碱基对的增添、缺失、替换不一定是基因突变，只有引起了基因结构变化，才是基因突变。
(2)基因突变不一定都产生等位基因，如原核生物和病毒的基因突变产生的是新基因。
(3)基因突变不只是发生在分裂间期：基因突变通常发生在有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期，也能发生在其他各时期，只是突变率更低。
(4)诱变因素不能决定基因突变的方向：诱变因素可提高基因突变的频率，但不会决定基因突变的方向，基因突变具有不定向性的特点。
(5)基因突变时碱基对的改变可多可少：基因突变是DNA分子水平上基因内部碱基对种类和数目的改变，只要是基因分子结构内的变化，1个碱基对的改变叫基因突变，多个碱基对的改变也叫基因突变。
(6)基因突变不会改变DNA上基因的数目和位置：基因突变发生在基因内部，并没有改变DNA上基因的数目和位置。
(7)基因突变的利与害取决于环境或研究对象的不同，如小麦的高秆对小麦本身有利，但对增产不利。
7．有关基因重组的几点提醒
(1)自然条件下，原核生物一般不能进行基因重组。但是特殊情况下可以，如肺炎双球菌的转化。
(2)基因重组只产生新的性状组合，不产生新性状。
(3)杂合子自交，后代发生性状分离，根本原因是等位基因的分离，而不是基因重组。
(4)受精过程中精卵随机结合，导致后代性状多样，不属于基因重组。
第21讲　染色体变异与生物变异在育种上的应用
1．染色体结构的变异
(1)类型(连线)

(2)结果：使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的变异。
2．染色体数目的变异
(1)类型
(2)染色体组(根据果蝇染色体组成图归纳)

①从染色体来源看，一个染色体组中不含同源染色体。
②从形态、大小和功能看，一个染色体组中所含的染色体各不相同。
③从所含的基因看，一个染色体组中含有控制本物种生物性状的一整套基因，但不能重复。
(3)单倍体、二倍体和多倍体
项目
单倍体
二倍体
多倍体
概念
体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体
体细胞中含有两个染色体组的个体
体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
发育起点
配子
受精卵
受精卵
植株特点
(1)植株弱小
(2)高度不育
正常可育
(1)茎秆粗壮
(2)叶片、果实和种子较大
(3)营养物质含量丰富
体细胞染色体组数
≥1
2
≥3
形成过程
雄配子单倍体
＋
雌配子单倍体
↓受精作用
受精卵生物体
形成原因
自然原因
单性生殖
正常的有性生殖
外界环境条件剧变(如低温)
人工诱导
花药离体培养
秋水仙素处理单倍体幼苗
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
举例
蜜蜂的雄蜂
几乎全部的动物和过半数的高等植物
香蕉(三倍体)；马铃薯(四倍体)；八倍体小黑麦
生物变异在育种上的应用
1．单倍体育种
(1)原理：染色体(数目)变异与细胞的全能型
(2)过程

(3)优点：明显缩短育种年限，所得个体均为纯合子。
(4)缺点：技术复杂。
2．多倍体育种
(1)方法：用秋水仙素或低温处理。
(2)处理材料：萌发的种子或幼苗。
(3)原理


(4)实例：三倍体无子西瓜

①两次传粉
②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数不变。
③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
3．杂交育种
(1)原理：基因重组。
(2)过程
①培育杂合子品种
选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F1(即为所需品种)。
②培育隐性纯合子品种
选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F1F2→选出表现型符合要求的个体种植并推广。
③培育显性纯合子品种
a．植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型，自交至不发生性状分离为止。
b．动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F1→F1雌雄个体交配→获得F2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F2个体。
(3)优点：操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。
(4)缺点：获得新品种的周期长。
4．诱变育种
(1)原理：基因突变。
(2)过程

(3)优点
①可以提高突变频率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。
②大幅度地改良某些性状。
(4) 缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。

低温诱导植物染色体数目的变化
1．实验原理
低温处理植物分生组织细胞→纺锤体不能形成→染色体不能被拉向两极→细胞不能分裂→细胞染色体数目加倍。
2．实验步骤

3、低温诱导植物染色体数目变化的实验中的试剂及其作用
试剂
使用方法
作用
卡诺氏液
将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h
固定细胞形态
体积分数为95%的酒精
冲洗用卡诺氏液处理的根尖
洗去卡诺氏液
质量分数为15%的盐酸
与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液
解离根尖细胞
蒸馏水
浸泡解离后的根尖约10min
洗去药液，防止解离过度
改良苯酚品红染液
把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色3～5min
使染色体着色

第22讲　生物的进化
1．拉马克的进化学说
(1)内容：用进废退和获得性遗传是生物进化的原因，生物是由低等到高等逐渐进化的。
(2)意义：否定了神创论和物种不变论。
2．达尔文自然选择学说

3．现代生物进化理论
(1)基本观点的比较
达尔文进化论
共同点
现代生物进化理论
①进化局限于“个体”水平
②自然选择源于过度繁殖和生存斗争
③未就遗传变异本质做出科学解释以及自然选择的作用机理
①变异是进化的原材料
②自然选择决定生物进化的方向
③解释生物的多样性和适应性
①进化的基本单位是“种群”
②生物进化的实质是种群基因频率的改变
③突变和基因重组为生物进化提供原材料
④隔离导致新物种的形成




（2）地理隔离与生殖隔离的比较
项目
地理隔离
生殖隔离
概念
同一种生物由于地理上的障碍，使不同的种群不能进行基因交流的现象
不同物种之间一般是不能够相互交配的，即使交配成功，也不能够产生可育的后代
特点
自然条件下不进行基因交流
种群间不进行基因交流
联系
①地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变阶段；
②一般经过长期的地理隔离，然后形成生殖隔离，也可能不经过地理隔离直接形成生殖隔离，如多倍体的产生；
③只有地理隔离不一定形成生殖隔离，但能产生亚种，如东北虎和华南虎；
④生殖隔离是物种形成的标志，是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限
(3)物种形成与生物进化的比较
内容
物种形成
生物进化
标志
生殖隔离出现
基因频率改变
二者联系
①只有不同种群的基因库产生了明显差异，出现生殖隔离才能形成新物种；
②进化不一定产生新物种，新物种产生一定存在进化
3.共同进化与生物多样性的形成
①共同进化
a．概念：不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
b．原因：生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响。
②生物多样性的形成
a．内容：基因多样性、物种多样性、生态系统多样性(完善如下关系图)

b．形成原因：生物的共同进化。
c．研究生物进化历程的主要依据：化石。
必修三
第23讲　人体的内环境稳态及实例

1．内环境的组成

(1)概念：由细胞外液构成的液体环境，本质上是一种盐溶液，类似于海水。这在一定程度上反映了生命起源于海洋。
(2)内环境主要成分的关系
①组织液、淋巴、血浆最主要的差别在于血浆中含有较多的蛋白质，而组织液和淋巴中含量很少。
②三种主要成分的转化

2．内环境的理化性质
(1)渗透压：血浆渗透压的大小主要与无机盐、蛋白质的含量有关，溶质微粒数目越多，渗透压越大。
(2)酸碱度：正常人的血浆近中性，pH为7.35～7.45。血浆pH之所以保持稳定，与它含有HCO、HPO等离子有关。
(3)温度：人体细胞外液的温度一般维持在37℃左右。
3．内环境的作用
(1)细胞生存的直接环境。
(2)细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
4．内环境的稳态
(1)概念：正常机体通过调节作用，使各个器官、系统协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态。
(2)实质：内环境中的各种化学成分和理化性质保持相对稳定的状态。
(3)调节机制：需要各种器官、系统协调一致的运行，主要依靠神经—体液—免疫调节网络。
(4)调节能力：是有一定限度的。
稳态遭到破坏的原因
5．稳态的意义：机体进行正常生命活动的必要条件。
(1)渗透压是维持组织细胞结构与功能的重要因素。
(2)适宜的温度和pH是酶正常发挥催化作用的基本条件。
(3)正常的血糖水平和氧气含量是供给机体所需能量的重要保障。
体温调节和水盐调节
1．体温调节
(1)人体的产热和散热
①人体热量的来源主要是细胞中有机物的氧化放能，产热的主要器官是肝脏和骨骼肌。
②人体的散热主要是通过汗液的蒸发、皮肤内毛细血管的散热，其次还有呼气、排尿和排便等，散热的主要器官是皮肤。
(2)体温调节的结构
名称
位置
体温调节中枢
下丘脑
体温感觉中枢
大脑皮层
温度感受器
皮肤、黏膜和内脏器官

(3)体温的调节过程

①体温调节方式为神经—体液调节。
②寒冷条件下参与产热的激素有肾上腺素和甲状腺激素，前者的分泌是由下丘脑的传出神经调节的，后者的分泌是由下丘脑和垂体分级调节的，两种激素之间表现为协同作用。
③体温调节的神经中枢是下丘脑，产生冷热感觉的中枢位于大脑皮层。
2．水盐平衡的调节
(1)调节中枢：下丘脑。
(2)调节方式：神经—体液调节。
(3)相关激素：在水分调节中起主要作用的激素是抗利尿激素，它是由下丘脑产生，由垂体释放的，作用是促进肾小管和集合管对水分的重吸收，从而使排尿量减小。
(4)调节过程

第24讲　通过神经系统的调节
1.反射与反射弧

2反射弧中相关结构对反射弧功能的影响

神经冲动的产生、传导和传递
1．兴奋的产生与传导
(1)兴奋：指动物体或人体内的某些组织(如神经组织)或细胞感受外界刺激后，由相对静止状态变为显著活跃状态的过程。
(2)兴奋在神经纤维上的传导

①传导形式：电信号(或局部电流)，也称神经冲动。
②传导过程

③传导特点：双向传导 反射弧中是单向传导
④兴奋在神经纤维上的传导方向与局部电流方向的关系
a．在膜外，局部电流方向与兴奋传导方向相反。
b．在膜内，局部电流方向与兴奋传导方向相同。
2．兴奋的传递
(1)突触结构及其兴奋传递过程

(2)突触类型
①神经元间形成突触的主要类型(连线)

②神经元与效应器形成的突触类型：轴突—肌肉型、轴突—腺体型。
(3)传递特点
①单向传递：兴奋只能从一个神经元的轴突传到下一个神经元的细胞体或树突。其原因是神经递质只存在于突触前膜的突触小泡内，只能由突触前膜释放，作用于突触后膜上。
②突触延搁：神经冲动在突触处的传递要经过电信号→化学信号→电信号的转变，因此比在神经纤维上的传导要慢。
(4)作用效果：使后一个神经元(或效应器)兴奋或抑制。
3.突触与突触小体
(1)结构上不同：突触小体是神经元轴突末端的膨大部分，其上的膜构成突触前膜，是突触的一部分；突触涉及两个神经元，包括突触前膜、突触间隙和突触后膜，其中突触前膜与突触后膜分别属于两个神经元。
(2)信号转变不同：在突触小体上的信号变化为电信号→化学信号；在突触中完成的信号变化为电信号→化学信号→电信号。
4．神经递质的性质及作用
(1)化学成分：包括多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、5­羟色胺、γ­氨基丁酸、甘氨酸、乙酰胆碱等多种成分。
(2)功能分类：递质分为兴奋性递质与抑制性递质，前者可导致Na＋内流，使突触后膜兴奋，产生动作电位实现由“内负外正→内正外负”的转化，后者则可导致负离子(如Cl－)进入突触后膜，从而强化“内负外正”的静息电位。
(3)神经递质作用后的两个去向：一是回收再利用，即通过突触前膜转运载体的作用将突触间隙中多余的神经递质回收至突触前神经元并贮存于囊泡再利用；另一途径是酶解，被相应的酶分解失活
神经系统的分级调节和人脑的高级功能
1．神经系统的分级调节

2．人脑的高级功能
(1)感知外部世界，产生感觉。
(2)控制机体的反射活动。
(3)具有语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能。
①人类大脑皮层的言语区

言语区
联想记忆
受损特征
运动性言语区(S区)
Sport→S
病人可听懂别人的讲话和看懂文字，但不会讲话
听觉性言语区(H区)
Hear→H
病人能讲话、书写，能看懂文字，但听不懂别人的谈话
视觉性言语区(V区)
Visual→V
病人的视觉无障碍，但看不懂文字的含义，变得不能阅读
书写性言语区(W区)
Write→W
病人可听懂别人讲话和看懂文字，也会讲话，手部运动正常，但失去书写、绘图能力
②学习和记忆
a．学习和记忆涉及脑内神经递质的作用以及某些种类蛋白质的合成。
b．短期记忆主要与神经元的活动及神经元之间的联系有关，尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关。
c．长期记忆可能与新突触的建立有关。

第25讲　通过激素的调节　神经调节与体液调节的关系
1、主要内分泌腺及其分泌的激素与靶器官(靶细胞)
(1)
(2)
(3)甲状腺：甲状腺激素几乎是全身的细胞
(4)
(5)睾丸：雄性激素几乎是全身的细胞
卵巢：雌性激素几乎是全身的细胞
2．激素调节
(1)概念：由内分泌器官(或细胞)分泌的化学物质进行调节。
(2)特点：微量和高效；通过体液运输；作用于靶器官、靶细胞
3．激素、酶与神经递质的区别
比较项目
激素
酶
神经递质
化学本质
蛋白质、多肽、固醇、氨基酸衍生物等
绝大多数是蛋白质，少数是RNA
乙酰胆碱、多巴胺、氨基酸、NO等
产生细胞
内分泌腺细胞或下丘脑细胞
活细胞
神经细胞
作用部位
靶细胞或靶器官
细胞内外
突触后膜
作用后变化
被灭活
不发生改变
被降解或移走

4.关于激素调节的几个说明
(1)激素只作用于靶细胞≠只运输给靶细胞：激素产生后，可随血液流经全身各处，但由于激素分子的特异性，只有细胞膜上具有相应受体的细胞——靶细胞才能特异性地结合激素分子。
(2)激素既不组成细胞结构，也不提供能量，而是作为信号分子发挥调节作用，被靶细胞的受体识别并发挥作用后就被灭活了。
(3)激素的受体不都在细胞膜上：如性激素的受体就在细胞内。
5．激素间相互作用的两种类型
(1)协同作用：不同激素对同一生理效应都发挥相同的作用，从而达到增强效应的结果，如图所示。

(2)拮抗作用：不同激素对同一生理效应发挥相反的作用，如胰岛素与胰高血糖素(或肾上腺素)。
6.动物激素功能的研究方法
(1)基本思路：采用某种方法处理实验动物→出现相应的病理症状→添加激素后实验动物恢复正常→推测激素的生理作用。
(2)研究方法
研究方法
摘除法(植入法)
饲喂法
注射法
实验设计
实验组
摘除内分泌腺
饲喂动物激素
注射动物激素
空白对照组
不摘除内分泌腺
不饲喂动物激素
不注射动物激素(如注射等量生理盐水)
自身对照或条件对照组
对摘除内分泌腺的实验组补充激素(或植入内分泌腺)
饲喂动物激素抑制剂
－
实验目的
验证或探究某种内分泌腺的生理作用
验证或探究某种激素的生理作用
验证或探究某种激素的生理作用
举例
垂体、甲状腺等
甲状腺激素、性激素等
生长激素、胰岛素等

(3)注意事项
①动物分组的基本要求：选择性别、年龄相同，体重、生理状况相似的动物进行平均分组，且每组不能只有一只。
②在研究动物激素生理功能的实验设计中，要注意设计对照实验，排除无关变量的影响，使实验结论更加科学。对照实验中，生理盐水不能用蒸馏水代替。
③在设计实验时，要充分考虑相关激素的化学本质，选择不同的实验方法。
④在实际操作过程中，可能要综合运用多种方法。如摘除某种内分泌腺(如公鸡的睾丸)，一段时间后再注射该内分泌腺分泌的激素(如睾丸酮)，或重新植入该内分泌腺等。
⑤对于幼小的动物一般不用摘除法或注射法，例如研究甲状腺激素对蝌蚪发育的影响就应该采用饲喂法。
血糖的平衡及其调节
1．血糖平衡及调节
(1)血糖平衡

(2)血糖平衡的调节
①调节方式：神经调节和体液调节。
②调节中枢：下丘脑的相关区域。
③有关激素
激素
分泌部位
生理功能
胰岛素
胰岛B细胞
促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖，抑制肝糖原的分解和脂肪等非糖物质转化为葡萄糖
胰高血糖素
胰岛A细胞
促进肝糖原分解，并促进一些非糖物质转化为葡萄糖
肾上腺素
肾上腺

2.血糖平衡的调节过程

3．反馈调节
(1)概念：在一个系统中，系统本身工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作。
(2)意义：反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制，它对于机体维持稳态具有重要意义。
4、糖尿病的发病机理及其治疗
(1)Ⅰ型糖尿病的发病原因：胰岛B细胞受到破坏或免疫损伤导致的胰岛素绝对缺乏。
(2)Ⅱ型糖尿病的发病原因：机体组织细胞对胰岛素敏感性降低(可能与细胞膜上胰岛素受体受损有关)，而血液中的胰岛素含量降低并不明显。
(3)症状：“三多一少”(多尿、多饮、多食；体重减少)。
(4)危害：往往引起多种并发症。
(5)治疗：控制饮食与药物治疗相结合。

激素分泌的调节及神经调节与体液调节的关系
1、激素分泌的分级调节与反馈调节模型

(1)分级调节：下丘脑能够控制垂体，垂体控制相关腺体，这种分层控制的方式称为分级调节。
(2)反馈调节：甲状腺或性腺分泌的激素进入血液后，又可反过来调节下丘脑和垂体中有关激素的合成与分泌，属于反馈调节。
2．体液调节与神经调节的区别和联系
(1)区别
比较项目
神经调节
体液调节
作用途径
反射弧
体液运输
反应速度
迅速
较缓慢
作用范围
准确、比较局限
较广泛
作用时间
短暂
比较长

(2)联系
①激素能直接影响神经系统的发育和功能，两者常常同时调节生命活动。
②内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节，体液调节可以看做是神经调节的一个环节。
第26讲　免疫调节
1．免疫系统的组成

深化拓展　免疫细胞的来源和功能
细胞名称
来源
功能
吞噬细胞
造血干细胞
摄取、处理、呈递抗原，吞噬抗原—抗体结合物
B细胞
造血干细胞，在骨髓中发育
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
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B细胞
分泌抗体
效应T细胞
T细胞或记忆T细胞
与靶细胞结合发挥免疫效应
记忆细胞
B细胞或T细胞
识别抗原，分化成相应的效应细胞

2．免疫的类型
类型
非特异性免疫
特异性免疫
形成
生来就有
后天接触病原体之后获得
特点
无特异性
有特异性
组成
第一道防线：皮肤、黏膜；
第二道防线：体液中的杀菌物质和吞噬细胞
第三道防线：主要由免疫器官和免疫细胞借助血液循环和淋巴循环而组成

3.免疫系统的功能
(1)防卫功能：抵御病原体的攻击。
(2)监控和清除功能：监控并清除体内已经衰老或因其他因素而被破坏的细胞，以及癌变的细胞。
体液免疫与细胞免疫
1．体液免疫
(1)参与细胞：吞噬细胞、T细胞、B细胞、记忆细胞、浆细胞。
(2)免疫过程

(3)结果：在多数情况下，浆细胞产生的抗体与抗原结合，形成沉淀或细胞集团，进而被吞噬细胞吞噬消化。
2．细胞免疫
(1)参与细胞：吞噬细胞、T细胞、记忆细胞、效应T细胞。
(2)免疫过程

(3)结果：效应T细胞可以与被抗原入侵的宿主细胞密切接触，使其裂解死亡，释放出病原体，最终被吞噬、消灭。
3．二次免疫及其特点
(1)含义：相同抗原再次入侵时，记忆细胞很快作出反应，即很快分裂分化产生新的浆细胞和记忆细胞，前者产生抗体消灭抗原，此为二次免疫反应。
(2)反应特点：与初次免疫相比，二次免疫反应快、反应强烈，能在抗原侵入但尚未导致机体患病之前将它们消灭。
免疫功能异常与免疫学应用
1．免疫功能异常引起的疾病(连线)

2．艾滋病的流行与预防
(1)艾滋病的全称：获得性免疫缺陷综合征(AIDS)。
(2)病原体：人类免疫缺陷病毒(HIV)，HIV是一种RNA病毒。
(3)致病机理：HIV主要攻击人体的T细胞，使人体免疫能力几乎全部丧失。
(4)主要传播途径：性接触传播、血液传播、母婴传播。
(5)预防措施：切断传播途径、拒绝毒品、洁身自爱。
3．免疫学应用
(1)免疫预防：在免疫反应中疫苗相当于抗原，其作用是使机体产生相应的抗体和记忆细胞。
(2)免疫检测：人工标记抗体——检测追踪抗原在机体中的位置。
(3)免疫治疗：人体患病条件下，通过输入抗体、淋巴因子等，增强人体抵御病原体的能力。
(4)器官移植中的应用：免疫抑制剂的应用，大大提高了器官移植的成活率。
4.界定免疫预防与免疫治疗
比较
时间
注射的物质
目的
免疫预防
病原体感染前的预防
疫苗(经处理的抗原)
激发机体自身免疫反应，产生抗体和记忆细胞
免疫治疗
病原体感染后的治疗
抗体、淋巴因子、血清等
直接注射免疫活性物质，增强人体抵御病原体的能力
第27讲　植物的激素调节
1、生长素的产生、运输和分布

胚芽鞘系列实验的5个结论
(1)生长素的产生部位：胚芽鞘尖端，产生不需要光；
(2)生长素的作用部位：胚芽鞘尖端下部伸长区；
(3)感光部位：胚芽鞘尖端；
(4)生长素横向运输的部位：胚芽鞘尖端。
(5)胚芽鞘弯曲生长的原因——生长素分布不均匀。
2．胚芽鞘向光性的原理


3．生长素的运输方式
(1)极性运输：由形态学上端向形态学下端运输，是主动运输过程，需要消耗ATP，与细胞呼吸强度有关。
(2)横向运输：发生在根尖、茎尖等生长素产生部位。这些部位在受到单一方向的外界刺激(如单侧光、重力和离心力等)时会发生横向运输。
(3)非极性运输：在成熟组织中，生长素通过韧皮部的筛管进行非极性运输。
生长素的生理作用、特性及应用
1．生长素的生理作用及特点
(1)生理作用
(2)作用方式：不直接参与细胞代谢，而是给细胞传达一种调节代谢的信息。
(3)特点：两重性。
(4)表现：低浓度促进，高浓度抑制。
(5)实例
①顶端优势
概念：植物的顶芽优先生长而侧芽受到抑制的现象。
②根的向地性
重力→生长素分布不均(向地侧生长素浓度高，背地侧生长素浓度低)→生长不均(根的向地侧生长慢，背地侧生长快)→根向地生长。
③除草剂
双子叶植物比单子叶植物对生长素敏感。用适当浓度的生长素类似物来杀死单子叶农田里的双子叶杂草，同时促进单子叶植物的生长。

2．生长素类似物
(1)概念：具有与生长素相似的生理效应的人工合成的化学物质。
(2)应用
①防止果实和叶片的脱落。
②促进结实，获得无子果实。
③促进扦插枝条的生根。
其他植物激素及植物生长调节剂的应用
1．其他植物激素
(1)其他植物激素的合成部位和主要作用

(2)在植物生长发育和适应环境变化的过程中，是多种激素相互协调、共同作用的结果。植物的生长发育过程，在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。
2．五种植物激素对应的生长调节剂的应用
(1)概念：人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质。
(2)优点：容易合成、原料广泛、效果稳定。
(3)应用实例(连线)

归纳延伸　生长素和细胞分裂素促进植物生长的机制不同

探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度
需进行预实验：预实验可以为进一步的实验摸索条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性，以免由于设计不周，盲目开展实验而造成人力、物力和财力的浪费。
2．设置对照组、重复组
(1)设置对照组：清水空白对照；设置浓度不同的几个实验组之间进行相互对照，目的是探索生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度。
(2)设置重复组：即每组不能少于3个枝条。
3．控制无关变量：无关变量在实验中的处理要采用等量性原则。如选用相同的花盆、相同的植物材料，插条的生理状况、带有的芽数相同，插条处理的时间长短一致等。
4．处理插条
(1)生长素类似物处理插条可用浸泡法(溶液浓度较低)或沾蘸法(溶液浓度较高，处理时间较短)。
(2)处理时插条上下不能颠倒，否则扦插枝条不能成活。
(3)扦插时常去掉插条成熟叶片，原因是去掉成熟叶片能降低蒸腾作用，保持植物体内的水分平衡。
第28讲　种群的特征和数量变化
种群的特征及种群密度的调查方法
1．种群的特征
(1)种群的概念
种群是在一定的自然区域内，同种生物的全部个体。
(2)种群的数量特征及相互关系

①种群密度是种群最基本的数量特征。
②直接决定种群密度的因素是出生率和死亡率、迁入率和迁出率。
③年龄组成和性别比例不直接决定种群密度，年龄组成通过影响种群的出生率和死亡率，从而预测种群数量变化趋势，性别比例能够影响种群的出生率间接影响种群密度。
种群的空间特征及类型
(1)含义：组成种群中的个体，在其生活空间中的位置状态或布局。
(2)类型(连线)

两种种群密度调查方法的分析
(1)“两看法”选择种群密度的调查方法

(2)样方法调查种群密度应注意的问题
①调查对象要选熟悉的又容易计数的植物。如一般不选丛生或蔓生的单子叶草本植物，而选择个体数目容易辨别的双子叶草本植物。
②样方法并非只适用于植物。对于活动能力弱、活动范围小的动物如昆虫卵、蚜虫、跳蝻等也可用样方法调查。
③植物的大小不同，样方面积也应不同。如乔木的样方面积为100m2，灌木为16m2，草本植物为1m2。
④选取样方时，要注意随机取样。对于方形地块常用五点取样法(如图1所示)，狭长地块常用等距取样法(如图2所示)。

⑤样方法中的计数要准确：同种生物个体无论大小都要计数，若有正好在边界线上的，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则。
(3)标志重捕法调查种群密度应注意的问题
①标志重捕法中标记物要合适，不能过于醒目；不能影响被标记对象的正常生理活动；标记物不易脱落，能维持一定时间。
②标志重捕法中两次捕捉期间种群数量要稳定：被调查个体在调查期间没有大量迁入和迁出、出生和死亡的现象。
利用标志重捕法估算种群密度的误差分析
设种群数量为N只，第一次捕获M只并标记，第二次捕获了n只，其中有m只被标记，根据公式＝，得N＝。
由上式分析可知：
(1)若由于某种原因(如标记物易脱落、被标记个体被捕获概率降低、被标记个体易于被捕食、被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次捕获且在被标记个体稀少处捕获等)造成m偏小，则N偏大。
(2)若由于某种原因(如被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次捕获且在被标记个体密集处捕获等)造成m偏大，则N偏小。
(3)若在调查期间，调查区域有较多个体出生和死亡或迁入和迁出，也会造成估算中出现较大误差。

种群数量的变化及应用
1．种群数量变化的研究方法
(1)研究方法：建构数学模型。
(2)一般步骤：观察研究对象，提出问题→提出合理的假设→根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达→通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正。
2．种群数量的“J”型增长

(1)形成原因：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害。
(2)数学模型
Nt＝N0λt
(3)曲线特点：种群的数量以一定的倍数连续增长。
3．种群数量的“S”型增长

(1)形成原因：资源、空间有限。
(2)曲线特点
4．种群数量的波动和下降
大多数种群数量总是在波动中；在不利的条件下，种群数量还会急剧下降，甚至消亡。
5．影响种群数量变化的因素
(1)自然因素：气候、食物、天敌、传染病等。
(2)人为因素：人类活动。





K值与K/2值的应用



探究培养液中酵母菌种群数量的变化
1．实验原理
(1)用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。
(2)在理想的环境条件下，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线增长；在有环境阻力的条件下，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线增长。
(3)计算酵母菌数量可用抽样检测的方法——显微计数法。

2．实验注意事项及分析
(1)显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则计数。
(2)从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减小误差。
(3)本实验不需要设置对照实验，因不同时间取样已形成自身对照；需要做重复实验，目的是尽量减小误差，需对每个样品计数三次，取其平均值。
(4)如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当稀释培养液重新计数。稀释的目的是便于酵母菌悬液的计数，以每个小方格内含有4～5个酵母细胞为宜。
(2)计算公式
①在计数时，先统计5个中方格中的总菌数，求得每个中方格的平均值再乘以25，就得出一个大方格中的总菌数，然后再换算成1mL菌液中的总菌数。
②设5个中方格中总菌数为a，菌液稀释倍数为b，则0.1 mm3菌液中的总菌数为(a/5)×25×b。已知1 mL＝1 cm3＝1 000 mm3，1 mL菌液的总菌数＝(a/5)×25×10 000×b＝50 000a·b。
第29讲　群落的结构与演替
1．群落的概念与特征
(1)概念要点
①同一时间；②一定区域；③各种生物种群。
(2)特征：物种的丰富度、种间关系、空间结构、群落的演替等。
2．群落的物种组成
(1)群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。
(2)指标：丰富度，即群落中物种数目的多少。
(3)不同群落的丰富度不同。
3．种间关系(连线)

4.群落的空间结构
(1)概念：在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间，使群落形成一定的空间结构。
(2)类型

(3)群落结构的形成原因与意义
①形成原因：在长期自然选择基础上形成的对环境的适应。
②意义：利于群落整体对自然资源的充分利用。
群落的演替
1．演替的概念：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。
2．演替过程(以发生在裸岩上的演替为例)
→→→→→
3．群落演替中两种类型的不同点
　　类型
项目　　
初生演替
次生演替
起点
在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方
在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方
时间
经历时间较长
经历时间较短
影响因素
自然因素
人类活动较为关键
实例
裸岩上的演替
森林砍伐地、弃耕的农田上的演替

4.群落演替的趋势
自然条件下，群落沿着一定的方向演替：生物种类越来越多，群落结构越来越复杂，总生产量越来越高，稳定性越来越强。
5．人类活动对群落演替的影响
人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。
土壤中小动物类群丰富度的研究
1．实验原理
(1)土壤条件：不仅为植物提供水分和矿质元素，也是一些小动物的良好栖息场所。
(2)取样方法：许多土壤动物身体微小且有较强的活动能力，常用取样器取样的方法进行采集、调查。
(3)统计方法：记名计算法和目测估计法。
2．注意区分丰富度的两种统计方法
(1)记名计算法是指在一定面积的样地中，直接数出各种群的个体数目。一般用于个体较大、种群数量有限的群落。
(2)目测估计法是按预先确定的多度等级来估计单位面积上个体数量的多少。等级的划分和表示方法有非常多、多、较多、较少、少、很少等。
3．土壤中小动物类群丰富度研究的注意事项
(1)从不同营养环境中采集土壤样本要分别统计。
(2)尽可能多地收集小动物。收集小动物时，根据土壤中动物的避光性和趋湿性来收集。
(3)从同样营养土壤中采集的样本，进行多组统计比较。
(4)识别命名要准确，并进行分类。
(5)远离危险地带，不要破坏当地环境。


第30讲　生态系统的结构与能量流动
生态系统的结构
1．生态系统的概述
(1)概念：生态系统是由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。
(2)范围：有大有小，地球上最大的生态系统是生物圈。
(3)结构：由组成成分和营养结构(食物链和食物网)构成。
(4)功能：进行物质循环、能量流动、信息传递。
2．生态系统的组成成分
(1)各成分的作用及地位
项目
非生物的物质和能量
生产者
消费者
分解者
实例
阳光、热能、水、空气、无机盐等
自养生物，主要是绿色植物
异养生物，主要是动物
主要是营腐生生活的细菌和真菌
作用
生物群落中物质和能量的根本来源
将无机物转化为有机物，并将能量储存在有机物中
加速生态系统的物质循环
分解动植物的遗体和动物的排遗物
地位
—
生态系统的基石
生态系统最活跃的成分
生态系统的关键成分

对生态系统成分认识的4个误区
错误说法
特例
细菌都是分解者
硝化细菌是自养生物，属于生产者；寄生细菌如结核杆菌属于消费者
动物都是消费者
以动植物遗体为食的腐食性动物属于分解者，如秃鹫、蚯蚓、蜣螂等
生产者都是绿色植物
硝化细菌等自养生物也是生产者，正确的说法是生产者主要包括绿色植物
植物都是生产者
菟丝子营寄生生活，属于消费者

3.生态系统的营养结构
(1)食物链
①概念：生态系统中各生物之间由于食物关系形成的一种联系。
②特点：起点是生产者，为第一营养级；终点是最高营养级，一般不会超过5个营养级。只包含生产者和消费者。
③营养级与消费者级别的关系：消费者级别＝营养级级别－1。
(2)食物网
①概念：在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构。
②形成原因：生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。
③特点：同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的营养级。
(3)食物链和食物网的作用：生态系统物质循环和能量流动的渠道。
　生态系统的能量流动
1．能量流动的概念理解
—
　⇓
—
　⇓
—太阳能→有机物中的化学能→热能
　⇓
—
2.能量流动的过程

(1)写出图中甲、乙、丙、丁、戊代表的内容：甲．生产者，乙．初级消费者，丙．次级消费者，丁．呼吸作用，戊．分解者。
(2)据图分析食物链中甲营养级能量的去向
①通过自身呼吸作用以热能的形式散失。
②被下一营养级同化。
③残枝败叶等被分解者分解。
④未被利用。
3．能量流动的特点及意义
(1)能量传递效率：指相邻两个营养级之间同化量的比值。
(2)能量流动的特点：单向流动、逐级递减(两相邻营养级间的能量传递效率一般约为10%～20%)。
(3)研究意义
①帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
②帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
4.各营养级能量流动分析
①未被利用的能量：包括生物每年的积累量和动植物残体以化石燃料的形式被储存起来的能量。
②一个营养级所同化的能量＝呼吸消耗的能量＋被下一营养级同化的能量＋分解者利用的能量＋未被利用的能量。
③动物同化的能量与摄入量之间的关系：动物同化的能量＝摄入量－粪便有机物中的能量，即摄入的食物只有一部分被同化。
④流入一个营养级的能量：是指被这个营养级的生物所同化的全部能量。
5．能量流动的特点及原因
(1)单向流动的原因
①能量流动是沿食物链进行的，食物链中各营养级之间的捕食关系是长期自然选择的结果，是不可逆转的。
②各营养级通过呼吸作用所产生的热能不能被生物群落重复利用，因此能量流动无法循环。
(2)逐级递减的原因
①各营养级生物都会因呼吸作用消耗大部分能量。
②各营养级的能量都会有一部分流入分解者，包括未被下一营养级生物利用的部分。

能量传递效率与能量利用效率的比较
(1)能量传递效率：能量在沿食物链流动的过程中，逐级递减，若以“营养级”为单位，能量在相邻两个营养级之间的传递效率约为10%～20%。
(2)能量利用效率：流入最高营养级的能量占生产者所固定的能量的比值。在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多，因此食物链越短，能量利用效率越高。


第31讲　生态系统的物质循环、信息传递及其稳定性
生态系统的物质循环
1．概念

2．碳循环

(1)碳循环及存在形式
①在生物群落和无机环境间：主要以CO2形式循环。
②在生物群落内部：以含碳有机物形式传递。
③在无机环境中：主要以CO2和碳酸盐形式存在。
(2)碳进入生物群落的途径：生产者的光合作用和化能合成作用。
(3)碳返回无机环境的途径
①生产者、消费者的呼吸作用。
②分解者的分解作用(实质是呼吸作用)。
③化石燃料的燃烧。
3．碳循环的破坏——温室效应
(1)形成原因：化石燃料的大量燃烧，导致大气中的CO2含量迅速增加，打破了生物圈中碳循环的平衡。
(2)影响：使气温升高，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。
(3)解决思路
①减少化石燃料的使用，开发清洁能源。
②大力植树造林。
4．物质循环与能量流动的区别与联系
(1)比较
项目
能量流动
物质循环
形式
太阳能→化学能→热能

过程
沿食物链(网)单向流动
在无机环境与生物群落之间反复循环
范围
生态系统各营养级
全球(生物圈)
特点
单向流动、逐级递减
全球性、反复循环

(2)联系
①二者均开始于生产者，通过光合作用合成有机物、固定太阳能，然后沿共同的渠道——食物链(网)一起进行。
②物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动。能量的固定、储存、转移和释放离不开物质的合成与分解等过程。
③能量作为动力，使物质在生物群落和无机环境之间不断地循环往返。
总体上来说，二者之间是相互依存、不可分割，并且同时进行的关系。

生态系统的信息传递
1．信息的概念：是指日常生活中，可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等。
2．信息的种类、特点、来源及实例(连线)

3．信息传递在生态系统中的作用及应用

生态系统中信息类型的辨析方法
(1)涉及声音、颜色、植物形状、磁力、温度、湿度这些信号，通过动物感觉器官皮肤、耳朵、眼或植物光敏色素、叶、芽等感觉上述信息，则判断为物理信息。
(2)若涉及化学物质挥发性(如性外激素等)这一特点，则判断为化学信息。
(3)凡涉及“肢体语言”者均属于行为信息。
生态系统的稳定性
1．概念：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。
2．形成原因：生态系统具有一定的自我调节能力。
(1)基础：负反馈调节，在生态系统中普遍存在。
(2)特点：生态系统的自我调节能力是有限的，当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的自我调节能力会迅速丧失，生态系统原状难以恢复。
3．类型
(1)生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力，叫做抵抗力稳定性。
(2)生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力，叫做恢复力稳定性。
4．提高生态系统稳定性的措施
(1)控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的自我调节能力。
(2)对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
归纳整合　抵抗力稳定性和恢复力稳定性的比较
项目
抵抗力稳定性
恢复力稳定性
实质
保持自身结构、功能相对稳定
恢复自身结构、功能相对稳定
核心
抵抗干扰、保持原状
遭到破坏，恢复原状
影响
因素
生态系统中物种丰富度越大，营养结构越复杂，抵抗力稳定性越强
一般生态系统中物种丰富度越小，营养结构越简单，恢复力稳定性越强


第32讲　生态环境的保护

1．生物多样性的构成
生物圈内所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统。
2．生物多样性的层次
(1)基因多样性：①在分子水平表现为DNA的多样性；②在细胞水平表现为染色体的多样性；③在个体水平表现为表现型的多样性。
(2)物种多样性：生物多样性最直观的表现。
(3)生态系统多样性：生物多样性的宏观表现。
3．生物多样性的价值(连线)

4．生物多样性的保护
(1)措施
(2)关键：协调好人与生态环境的关系。
(3)实质：反对盲目地、掠夺式地开发利用，提倡“合理利用就是最好的保护”。
5．可持续发展——人类的必然选择
(1)内涵：追求的是自然、经济、社会的持久而协调的发展。
(2)实现措施
生物多样性的成因
(1)从分子水平上看：
―→
(2)从进化角度看：
物种多样性与生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向的自然选择在进化过程中共同作用的结果。