克拉玛依南湖公园修路:2010新课标高考生物总复习全案【学生专用】

2010新课标高考总复习全案【学生专用】
第一课时
一、   知识网络
本专题包括必修第一章生命的物质基础、必修第二章生命的基本单位——细胞第一节细胞的结构和功能、选修第四章细胞与细胞工程。
二、   结论性知识要点
1. 组成生物体的化学元素虽然大体相同，但是在不同的生物体内，各种化学元素的含量相差很大。
2. 生物体内的化学元素多数以化合物形式存在，这些化合物在生命活动中具有重要作用。
3. 生物界与非生物界具有统一性和差异性。
4. 水：是活细胞中最多的化合物,细胞中水有自由水和结合水两种形式,两者可以相互转化,细胞中自由水与结合水的含量比例与细胞代谢旺盛程度正相关。
5. 无机盐：大多数以离子形式存在。有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成部分，许多无机盐离子对于维持生物体生命活动有重要作用。
6. 糖类：生命活动的主要能源物质，也是细胞内重要化合物的组成成分（如核糖、脱氧核糖）。糖元（肝糖元、肌糖元）是动物多糖，淀粉、纤维素是植物多糖。
7. 具有还原性的糖有：葡萄糖、果糖、麦芽糖。
8. 脂质：脂肪是生物的主要储能物质；类脂中的磷脂是构成生物膜结构的重要成分，固醇（如性激素）与新陈代谢和生殖有密切关系。
9. 蛋白质：细胞内含量最多的有机物。其组成单位是氨基酸，约有20种，其中有８种必需氨基酸。组成蛋白质的氨基酸的特点是：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在同一个碳原子上。
10.            蛋白质分子结构具有多样性的原因是组成蛋白质分子的氨基酸种类不同，数目成百上千，排列次序变化多端，由氨基酸形成的肽链的空间结构千差万别。蛋白质多样性是生物多样性的直接原因。
11.            核酸：生物的遗传物质（主要是DNA），由核苷酸聚合而成。其中DNA主要分布在细胞核内，少量存在于线粒体和叶绿体中。RNA分为核糖体RNA（rRNA）、转移RNA(tRNA)、信使RNA(mRNA)。
12.            构成细胞的各部分结构并不是彼此孤立的，而是互相联系、协调一致的，一个细胞是一个有机的统一整体，细胞只有保持完整性，才能正常地完成各项生命活动。
13.            细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等细胞器，它们都由膜构成，这些膜的化学组成相似，基本结构大致相同。
14.            细胞膜、核膜以及内质网膜、高尔基体膜、线粒体等由膜围成的细胞器，在结构和功能上是紧密联系的统一整体，它们形成的结构体系，叫做细胞的生物膜系统。
15.            细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内环境，同时在细胞与环境之间的物质运输、能量交换和信息传递过程中起着决定性作用。
16.            细胞内的广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点，为各种化学反应的顺利进行创造了有利条件。
17.            细胞内的生物膜把细胞分隔成一个个小的区室，如细胞器，这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会互相干扰，保证了细胞的生命活动高效、有序的进行。
18.            植物体细胞杂交克服了远源杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。
19.            细胞株细胞内的遗传物质没有发生改变。但是有些细胞内的遗传物质发生了改变，并且带有癌变的特点，有可能在培养条件下无限制地传代下去，这种传代细胞称为细胞系。
20.            动物细胞融合最重要的用途是制备单克隆抗体。
21.            在单抗上连接抗癌药物，制成“生物导弹”，将药物定向带到癌细胞所在的部位，既消灭了癌细胞，又不会伤害健康细胞。
三、   专题突破
（一）  化学元素专题
1． 化学元素的种类和含量
最基本元素：Ｃ
基本元素：Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ
主要元素：C、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｐ、Ｓ（共占细胞总量的97%）
大量元素：Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｐ、Ｓ、Ｋ、Ca、Mg等（占生物体总重量万分之一）
微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、 Cl、Ni等（量少但生物必需）
植物必需的矿质元素（共14种）：以上元素除Ｃ、Ｈ、Ｏ外，其它都是。
2． 常见化合物的组成元素
ATP和ADP的组成元素：C、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｐ    NADPH（还原性辅酶Ⅱ）：C、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｐ
血红蛋白的组成元素：C、H、O、N、Fe        叶绿素的组成元素：C、H、O、N、Mg
秋水仙素的组成元素：C、Ｈ、Ｏ、Ｎ         甲状腺激素的组成元素：C、H、O、N、I
3． N、P、K与植物光合作用及人体健康的关系
与光合作用的关系：①是酶、叶绿素、ATP和NADP+的组成元素
②可促进细胞分裂和生长，使叶面积增大，从而增大光合作用面积
N                       ③能延长叶片寿命，延长光合作用时间
与人体健康的关系：人体主要以氨基酸形式摄取氮元素，人体每天必须从外界摄取一定量的蛋白质
与光合作用的关系：①是叶绿体双层膜、基粒、ATP和NADPH的组成元素
P                                       ②在光合作用的物质转化中起重要作用
与人体健康的关系：Ca、P都是牙齿、骨骼的重要成分
与光合作用的关系：①可使植物抗倒伏、保持挺拔状态、接受充足光照
K                                       ②可促进光合作用中糖类的合成、运输
与人体健康的关系：可维持细胞内液渗透压，维持心肌舒张状态，保持心肌正常兴奋性
（二）  水和无机盐小专题
1.       水分的吸收
(1).            吸水原理：    吸胀作用
渗透作用
(2).            吸水的部位和动力
细胞的吸水动力本质上主要来自细胞内、外液的浓度差（即渗透压）。对植物体而言，吸水的外因主要是蒸腾作用，吸水部位主要靠植物根尖成熟区表皮细胞吸收，其次还有叶片等；单细胞动物靠细胞直接吸收水分，如草履虫；低等多细胞动物靠消化腔吸收水分，如水螅；高等动物和人靠消化道中的胃、小肠、大肠吸收水分，肾小管、集合管也可对原尿中的水进行重吸收。
(3).            吸水与吸收矿质元素的关系；是两个相对独立的过程。
2.       细胞代谢产生水的结构和过程
结  构
代谢过程
叶绿体的基质
暗反应合成有机物
线粒体
有氧呼吸的第三阶段
核糖体
氨基酸的脱水缩合
高尔基体
合成纤维素
细胞核
DNA复制、转录
动物肝脏和肌肉
合成糖元
细胞质基质、线粒体、叶绿体
ATP生成ATP
3.       新陈代谢利用水（消耗水）的生理过程及结构
① 淀粉、蛋白质、脂肪等大分子有机物的消化（水解）
② 肝脏和肌肉细胞中糖元的分解过程消耗水。
③ 光合作用的光反应：H2O 2[H]+ O2；部位：叶绿体囊状结构薄膜
④ 有氧呼吸第二阶段：2C3H4O3+6H2O 6CO2+20[H]；部位：线粒体
⑤ ATP的水解：ATP+H2O ADP+Pi+能量；部位：细胞质基质、叶绿体基质、线粒体等
4.       几种重要无机盐的作用及缺乏引起的病症
l       Ｋ＋：维持细胞内液渗透，维持心肌舒张、保持心肌正常兴奋性。血钾过低时，心肌的自动节律异常，并导致心律失常。
l       Na＋：维持细胞外液渗透压，维持膜电位和神经冲动的传递等作用。缺乏时导致细胞外液渗透压下降并出现血压下降、心率加快、四肢发冷等症状。
l       Ca2+：是骨骼和牙齿的主要成分，维持肌肉张力和正常的心肌活动。缺乏时老人患骨质疏松症、儿童患佝偻病；血钙过高出现肌无力，血钙过低会出现抽搐。
l       Fe2+：血红蛋白的成分。长期缺乏造成缺铁性贫血。
l       Ｂ：植物缺少Ｂ时，花药和花丝萎缩，花粉发育不良。
l       Ｉ：缺乏时成年人患地方性甲状腺肿，幼年时患呆小症。
（三）
糖类小专题
1.
糖类的化学组成和种类
2.
植物体内糖类代谢图解
特别提醒：图解中应掌握的内容有：光合作用的概念、反应式、过程；温室作物栽培原理(如适当增加光照、提高CO2浓度等)；有氧呼吸和无氧呼吸的概念、反应式、过程；中耕松土、种子的储藏、蔬菜的保鲜原理。
3.       人和动物糖类代谢图解
特别提醒：图解中应掌握的内容有：糖类的化学性消化过程及部位；葡萄糖被吸收的方式、途径，葡萄糖在细胞内的代谢；血糖的正常值，低血糖症、高血糖症和糖尿病血糖浓度的范围及致病机理；高等动物和人体在剧烈运动时细胞呼吸的产物、能量；糖代谢与蛋白质代谢、脂肪代谢的关系。
（四）  蛋白质小专题
1.
蛋白质代谢图解
特别提醒：图解中应该掌握的内容有：蛋白质的消化过程及部位；氨基酸被吸收的方式、途径；蛋白质的中间代谢(在细胞内)；蛋白质代谢与糖代谢、脂肪代谢之间的关系。
2.       （C2H4O2N-R）
与蛋白质有关的计算
(1).  与蛋白质有关的计算类型
①一个氨基酸中的各原子的数目
②肽链中氨基酸数目、肽键数目和肽链数日
③氨基酸的平均分子量与蛋白质的分子量
④基因（或mRNA）中的碱基数与氨基酸数目之间的对应关系
(2).  方法与技巧（表中a表示氨基酸的平均分子量）
氨基酸个数
n
肽链数
m
肽键数
n-m
脱去水分子数
n-m
蛋白质分子量
an-18(n-m)
至少含有的氨基或羧基数
m
至少含有的氧原子数
n+m
mRNA中的碱基数
3n
基因中的碱基数
至少6n
（五）  细胞小专题
1.       细胞形态结构与功能的统一
细胞的种类
形态结构的多样性
功能的多样性
哺乳动物的红细胞
两面凹的圆饼状
体积小，相对表面积大，有利于提高O2和CO2的交换效率
具分泌功能的细胞
很多突起，内质网和高尔基体含量较多
增大表面积，提高分泌速率
癌细胞
形态结构发生改变、糖蛋白含量减少
细胞间黏着性减小，容易扩散和转移
代谢旺盛的细胞
自由水含量高，线粒体、核糖体等细胞器含量多，核仁较大，核孔数量多
物质交换速率快，蛋白质合成快，表现为旺盛的生命活动
2.       历年高考对人的成熟红细胞的考查
细胞结构
无细胞核和线粒体，无DNA，无细胞壁
特殊物质
血红蛋白（含铁元素），携带和运输氧气
内环境
血浆的渗透压与0.9%生理盐水等渗
代谢类型
无氧呼吸（利用葡萄糖，产生乳酸和少量能量）
细胞分裂
人的成熟红细胞不能进行细胞分裂
ABO血型
由红细胞膜上的凝集原决定血型
3.       几种典型细胞中的细胞器
典型细胞
细胞器的特殊性
叶肉细胞
含大多数细胞器
根成熟区， 叶表皮细胞
不含叶绿体
根分生区、 干种子细胞
不含叶绿体和大液泡
维管束鞘细胞
C3植物无叶绿体，C4植物有不含基粒的叶绿体
心肌细胞
含线粒体较多
消化腺细胞
含高尔基体、核糖体较多
4.       细胞器的归纳
分布
动植物都有的
线粒体、内质网、高尔基体、核糖体等
植物特有的
质体(叶绿体、白色体等)
动物和低等植物特有的
中心体
主要存在于植物中的
液泡
主要存在于动物中的
中心体、溶酶体
分布最广泛的
核糖体(真核、原核细胞)
结构
不具膜细胞的
核糖体、中心体
具单层膜结构的
内质网、高尔基体、液泡、溶酶体
具双层膜结构的
线粒体、叶绿体
光学显微镜下可见的
线粒体、叶绿体、液泡
成分
含DNA(基因)的
线粒体、叶绿体(都有半自主性)
含RNA的
线粒体、叶绿体、核糖体
含色素的
叶绿体、液泡
功能
能产生水的
线粒体、叶绿体、核糖体、高尔基体
有产生ATP的
线粒体、叶绿体
能复制的
线粒体、叶绿体、中心体
能合成有机物的
核糖体、叶绿体、内质网、高尔基体
与有丝分裂有关的
核糖体、线粒体、中心体、高尔基体
与分泌蛋白的合成、运输、分泌有关的（其它结构）
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体(细胞膜)
能发生碱基互补配对的细胞器（其它结构）
线粒体、叶绿体、核糖体(细胞核、拟核、质粒)
5.       质壁分离及复原实验的应用
用途
实验设计
结论
单一变量
判断细胞死活
待测细胞+0.3g·mL-1的蔗糖溶液 观察细胞形态
发生质壁分离和复原→活细胞；
不发生质壁分离和复原→死细胞
细胞生活状态
测定细胞液浓度范围
待测细胞+一系列浓度梯度的蔗糖溶液 观察细胞形态
细胞液浓度范围在未发生质壁分离和使细胞刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间
不同浓度的蔗糖溶液
比较不同植物细胞的细胞液浓度
不同植物细胞+0.3g·mL-1的蔗糖溶液 观察细胞发生质壁分离的程度
根据不同植物细胞发生质壁分离的程度来判断细胞液浓度大小
不同植物细胞
验证原生质层和细胞壁伸缩性大小
成熟植物细胞+0.3mL-1的蔗糖溶液 观察细胞形态
①    发生质壁分离现象→细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性；②发生质壁分离→细胞壁伸缩性大于或等于原生质层的伸缩性
植物细胞结构特性
（六）  生物膜系统小专题
1.       生物膜系统的组成：包括细胞膜、核膜及由膜围绕而成的细胞器
2.       生物膜之间的联系（以分泌蛋白的合成与分泌为例）
3.       生物膜系统的功能
（七）  细胞工程小专题
1.       植物组织培养与动物细胞培养的比较
植物细胞培养
动物细胞培养
区别
理论基础（原理）
细胞的全能性
细胞增殖
培养基的形态及成分或条件
固体或半固体培养基
蔗糖、矿质元素、维生素、植物激素、光照等
液体培养基
葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清、PH等
过程
结果
获得新个体或细胞产品
大量产生细胞或细胞产物
用途
①    快速繁殖名贵花卉和果树
②    培养无病毒植物、转基因植物
③    大规模生产药物、食品添加剂、香料、色素等细胞产品。
①    生产蛋白质制品如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等
②    检测有毒物质
③    研究药理病理
④    移植治疗（如人造皮肢）
相同点
都需人工条件下的无菌操作
2.       植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较
类型
区别
植物体细胞杂交
（制备番茄-马铃薯杂种植株）
动物细胞融合
（制备单克隆抗体）
过程（步骤）
①原生质体的制备（酶解法）
①正常小鼠的免疫处理
②原生质体融合（物、化法）
②动物细胞的融合（物、化、生法）
③杂种细胞的筛选和培养
③杂交瘤细胞的筛选（2次）、培养
④杂种植株的鉴定
④提纯单克隆抗体
理论基础
细胞膜的流动性、细胞的全能性
细胞膜的流动性
融合前处理
酶解法除细胞壁（纤维素酶、果胶酶）
给小鼠注射特定抗原
促融方法
①     物理法：电刺激、振动、离心等
②     化学法：聚乙二醇（PEG）等
①②物理法、化学法与植物细胞融合相同
③生物法：灭活的仙台病毒
特别提醒：动物细胞融合操作过程中的两次筛选：第一次用特定的选择培养基，筛选出杂交瘤细胞；第二次用多孔板筛选，筛选出“能产生特定抗体的杂交瘤细胞”。
2010新课标高考总复习全案【学生专用】
第二课时
四、   知识网络
本专题包括必修第三章生物的新陈代谢、选修第二章光合作用与生物固氮、选修第五章微生物与发酵工程。
五、   结论性知识要点
1.     新陈代谢是生物最基本的特征，是生物与非生物的最本质的区别。
2.     酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。
3.     酶的特性：①高效性；②专一性；③需要适宜条件。酶的催化反应速率与底物浓度、酶浓度等因素有关。
4.     ATP是新陈代谢所需要能量的直接来源。
5.     叶绿体中的色素分布在囊状结构的薄膜上。
6.     叶绿体的色素有：①叶绿素（叶绿素a和叶绿素b）；②类胡萝卜素（胡萝卜素和叶黄素）。
在色素带上从上到下排列的顺序是“胡黄ab”。其中，解度最高、扩散最快、在色素带最上方的是胡萝卜素（橙黄色）；含量最多、色素带最宽的是叶绿素a；
7.     叶绿体的色素分为两类：①一类具有吸收和传递光能的作用，包括绝大多数的叶绿素a以及全部的叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素；②另一类是少数处于特殊状态的叶绿素a，它不仅能够吸收光能，还能使光能转换成电能。
8.     渗透作用必须具备两个条件：一是具有一层半透膜，二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。
9.     原生质层（主要包括细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质）可以看做是一层半透膜。它具有选择透过性。当高温、过酸、过碱、过度失水或过度吸水胀破使细胞死亡时，原生质层失去选择透过性，变为全透性。
10.  植物根吸收的水分，一般只有1%～5%保留在体内，参与光合作用和呼吸作用等生命活动，蓁水分几乎都通过蒸腾作用散失掉。
11.  植物蒸腾作用产生的拉力是：①植物吸水的重要动力；②水分在植物内运输的动力；③矿质元素在体内运输的动力。
12.  植物吸收矿质元素的动力是呼吸作用。（根吸收矿质元素的过程是主动运输的过程，需要两个条件：能量和载体。）
13.  植物成熟区表皮细胞吸收矿质元素和渗透吸水是两个相对独立的过程。
14.  糖类、脂质和蛋白质之间是可以转化的。
糖类、脂质和蛋白质之间的转化是有条件的，只有在糖类供应充足的情况下，糖类才有可能大量转化脂质。糖类可以大量转化为脂肪，脂肪不能大量转化为糖类。
糖类、脂质和蛋白质之间除了能转化外，还相互制约着的。只有当糖类代谢发生障碍时，才由脂肪和蛋白质氧化分解供给能量。
15.  为什么低血糖时会出现惊厥或昏迷呢？因为脑组织功能活动所需的能量主要来自葡萄糖的氧化分解，而脑组织中含糖元极少，需要随时从血液中摄取葡萄糖来氧化供能。当血糖低于45mg/dL时，脑组织就会因得不到足够的能量供给而发生功能障碍，出现上述低血糖晚期症状。
16.  脂肪肝：①病因：肝脏功能不好，或是磷脂等的合成减少时，脂蛋白的合成受阻，脂肪就不能顺利地从肝脏中运出去，因而造成脂肪在肝脏中的堆积，形成脂肪肝。 ②防治：合理膳食，适当的休息和活动，并注意吃一些含卵磷脂较多的食物，是防治脂肪肝的有效措施。
17.  新陈代谢的类型：
（1）自养需氧型：绿色植物、蓝藻、硝化细菌、硫细菌、铁细菌等
（2）自养厌氧型：绿硫细菌（在有光无氧的条件下，以H2S作为氢供体合成糖类。）
（3）异养需氧型：各种固氮菌、谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌
（4）异养厌氧型：乳酸菌、破伤风杆菌等
特殊类型：酵母菌（兼性厌氧型）、红螺菌（兼性营养型细菌）
18.  特殊状态叶绿素a吸收光能后，变成激发态而失去电子，失去电子的叶绿素a变成强氧化剂，能从水中夺取电子。
19.  NADPH（还原型辅酶Ⅱ）的作用：①为暗反应提供能量；②作为强的还原剂还原C3（三碳化合物）。
20.  C4植物：玉米、甘蔗、高梁、苋菜 等
21.  共生固氮微生物：根瘤菌（不同的根瘤菌，只能侵入特定种类的豆科植物。）
自生固氮微生物：圆褐固氮菌
22.  根瘤菌拌种，是提高豆科作物产量的一项有效措施。
23.   菌落：当单个或少量细胞在固体培养基上大量繁殖时，便会形成一个肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群体，叫做菌落。
每种细菌在一定条件下所形成的菌落可作为菌种鉴定的重要依据。例如：无鞭毛的球菌菌落较小较厚、边缘较整齐；有鞭毛的细胞菌落大而扁平，边缘呈波状或锯齿状。
24.  病毒由核酸和衣壳两部分构成。一种病毒只含有一种核酸：DNA或RNA。核酸中贮存着遗传病毒的全部遗传信息，控制着病毒的一切性状。病毒的衣壳具有保护病毒核酸，决定病毒抗原特异性等功能。
25.  生长因子是微生物生长不可缺少的微量有机物，主要包括维生素、氨基酸和碱基等，它们一般是酶和核酸的组成成分。
26.  微生物的代谢异常旺盛，这是由于微生物的表面积和体积的比很大，使它们能够迅速与外界环境起先物质交换。
27.  初级代谢产物是指微生物通过代谢活动产生的，自身生长和繁殖所必需的物质，在不同种类的微生物细胞中，初级代谢产物的种类基本相同。
28.  次级代谢产物是指微生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂、对该微生物无明显生理功能或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质。不同种类的微生物所产生的次级代谢产物不相同。
29.  组成酶是微生物细胞内一直存在的酶，它们的合成只受遗传物质的控制。而诱导酶是在环境中存在某种物质的情况下才能合成的酶。
30.  诱导酶的合成与调节，既保证了代谢的需要，又避免了细胞内物质和能量的浪费，增强了微生物对环境的适应能力。
31.  酶活性发生改变的主要原因是，代谢过程中产生的物质与酶结合，致使酶的结构发生变化，但这种变化是可逆的，当代谢产物与酶脱离时，酶结构就会复原，又恢复原有的活性。
32.  酶活性的调节是一种快速、精细的调节方式。
33.  酶活性的调节和酶合成的调节两种方式同时存在，并且密切配合、协调起作用的。
34.  环境中影响微生物生长的因素主要有温度、PH和氧。
每种微生物只能在一定的温度范围内生长。在最适温度范围内，微生物的生长随温度的升高而加快。超过最适温度后，微生物的生长速率会急剧下降，这是由于细胞内的蛋白质和核酸等发生了不可逆转的破坏。
每种微生物的最适PH不同。当温度超过最适PH范围以后，就会影响酶的活性，细胞膜的稳定性等，从而影响微生物对营养物质的吸收。
六、   专题突破
（八）  植物的代谢
4． 酶与ATP
（1）       关于酶的正确与错误说法
正确说法
错误说法
产生场所
活细胞(不考虑哺乳动物成熟红细胞等)
具有分泌功能的细胞才能产生
化学本质
有机物(大多为蛋白质，少数为RNA)
蛋白质
作用场所
可在细胞内、细胞外、体外发挥作用
只在细胞内起催化作用
温度影响
低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活
低温和高温均使酶变性失活
作用
酶只起催化作用
酶具有调节、催化等多种功能
来源
生物体内合成
有的可来源于食物等
（2）       酶的特性：①高效性；②专一性；③需要适宜的条件
①     酶的高效性的验证：实验四 比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率（见实验专题）
②     酶的专一性的验证：实验五 探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用（见实验专题）
③     酶需要适宜的条件：酶的催化作用需要适宜的条件，如适宜的温度、适宜的pH等，易受活化剂或抑制剂的影响。在高温、强酸或强碱、重金属盐等引起蛋白质变性的条件下，酶都会丧失活性。相比而言，无机催化剂则不易受影响，如同样加热到100℃，过氧化氢酶早已失去活性，而Fe3+仍可起催化作用。但要注意的是，低温仅是抑制酶的活性，随温度的升高（最适温度以下）酶的活性逐渐增强。
（3）       ATP并非新陈代谢唯一的直接能源。新陈代谢所需的能量主要是由细胞内ATP提供的，但其他核苷酸的三磷酸酯也可以直接参与生命活动的供能。
5． 单一因子对光合作用的影响
因素
图像
关键点的含义
在生产上的应用
光照强度
①   A点：光照强度为0，此时只进行呼吸作用，释放CO2的量即是此时的呼吸强度。
②   B点（光补偿点）：呼吸作用释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度=呼吸作用强度。
③   C点：此时的光照强度为光合作用的饱和点。
(1)适当提高光照强度
(2)对温室大棚用无色透明玻璃。(若要降低光合作用则用有色玻璃)。
光合面积
①   OA段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用面积的饱和点，随叶面积的增大，光合作用不再增强，原因是有很多叶被遮挡在光补偿点以下。
②   OB段表示干物质量随光合作用增强而增加，而由于A点以后光合作用量不再增加，而叶片随叶面积的不断增加呼吸量也不断增加（曲线OC），所以干物质积累量不断降低如BD段。
③   植物的叶面积指数不能超过D点，若超过D点，植物将入不敷出，无法生活下去。
(1)适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免陡长；
(2)合理密植是增加光合作用面积的一项重要措施。
CO2
浓度
CO2是光合作用的原料，在一定范围内，CO2越多，光合作用速率越大，但到A点时，即CO2达到饱和时，就不再增加了。
温室栽培植物时适当提高室内CO2的浓度，如释放一定量的干冰或多施有机肥，使根部吸收的CO2增多。
大田生产“正其行，通其风”，即为提高CO2浓度、增加产量
温度
光合作用是在酶催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在10℃～35℃下正常进行光合作用，如AB段(10℃～35℃)，随温度的升高光合速率逐渐加强，B点(35℃)以上光合酶活性下降，光合作用开始下降， 50℃左右光合作用几乎完全停止
(1)适时播种
(2)温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温
(3)植物“午休”现象的原因之一
叶龄
OA段为幼叶，随幼叶的不断生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增多，叶绿素含量不断增加，光合作用速率不断增加。
AB段为壮叶，叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率也基本稳定。
BC段为老叶，随叶龄的增加，叶片内叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。
农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶，都是根据其原理。又可降低其呼吸作用消耗有机物
矿质元素
矿质元素是光合作用的产物——葡萄糖进一步合成许多有机物时所必需的物质。如缺少N，就影响蛋白质(酶)的合成；缺少P就会影响ATP的合成；缺少Mg就会影响叶绿素的合成
合理施肥可促进叶片面积增大，提高酶的合成率，从而提高光合作用速率
6． 影响植物呼吸速率的因素及相关曲线
(1).    内部因素
① 不同种类的植物呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。
② 同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同，如幼苗在开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。
③ 同一植物的不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。
(2).    环境因素
①     温度：呼吸作用在最适温度(25℃～35℃)时最强，超过最适温度则减弱。温度主要通过影响呼吸酶的活性而影响呼吸作用强度。
②     O2的浓度：O2浓度不仅直接影响呼吸速率，还直接影响细胞呼吸的类型。如右图所示：绿色植物在完全缺氧条件下只进行无氧呼吸，在低氧条件下（浓度为2a％以下时）既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；浓度为2a％以上时，只进行有氧呼吸。
O2的存在对无氧呼吸起抑制作用。在一定范围内；有氧呼吸强度随氧浓度的增加而增强。
大多数陆生植物根尖细胞的无氧呼吸产物是酒精和CO2。酒精对细胞有毒害作用，所以大多数陆生植物不能长期忍受无氧呼吸。
③     CO2浓度：增加CO2的浓度对呼吸作用有明显的抑制效应。这可以从化学平衡的角度得到解释。据此原理，在蔬菜和水果的保鲜中，增加CO2的浓度也具有良好的保鲜效果。
7． 从光合作用和呼吸作用分析物质循环和能量流动
(1).  从反应式上追踪元素的来龙去脉
①光合作用总反应式                          ②有氧呼吸反应式
(2).
从具体过程中寻找物质循环和能量流动
(3).
用图解的形式呈现总光合速率、净光合速率和呼吸速率三者之间的关系
8． 有关计算
①     同时进行光合作用和呼吸作用的植物的有关有机物的量：
有机物积累量＝光合作用产量+呼吸消耗量
当O2的吸收量和CO2的释放量均为0时，光合作用强度=呼吸作用强度；
当光照强度为0时，O2的消耗量＝CO2的产生量=有氧呼吸强度
②     同时进行有氧呼吸和无氧呼吸的生物的有关气体体积：
耗氧量=有氧呼吸CO2产生量
无氧呼吸CO2产生量=CO2总产生量-有氧呼吸CO2产生量(耗氧量)；
特别提醒：
①对于绿色植物来说，由于进行光合作用的同时，还在进行呼吸作用；因此，光下测定的值为净光合速率，而实际光合速率=净光合速率+呼吸速率。
②呼吸作用的底物一般是葡萄糖，以葡萄糖作为底物进行有氧呼吸时，吸收的O2和释放的CO2的量是相等的，但如果以其他有机物作为呼吸底物时，吸收的O2和释放的CO2的量就不一定相等，在计算时一定要写出正确反应方程式，并且要正确配平后才进行相关的计算。
（九）  动物的代谢
1．
人和动物体内三大营养物质的代谢
(1)    糖代谢
(2)
蛋白质代谢
(3)
脂质代谢
2．
三大营养物质代谢的联系
①三大营养物质在动物体内可以进行相互转化。由于三大营养物质代谢的中间产物基本相同，故这些中间产物构成了三大营养物质相互转化的枢纽物质。
②三大营养物质在动物体内的转化是有条件的：糖类充足时可大量转化为脂肪，但脂肪不能大量转化为糖类；多余的氨基酸可以转化成糖类或脂肪，但糖类和脂肪只能转化为非必需氨基酸。
③三大营养物质的代谢之间是相互制约的：人体所需要的能量主要来自于糖类的氧化分解，只有当糖类代谢发生障碍时，人体才会动用脂肪和蛋白质氧化分解供能。
3． 三大营养物质代谢与人体健康
(1)              血糖含量与疾病      正常血糖浓度80~120mg/dL
血糖含量
疾病症状
治疗(预防)措施
<60 mg·dL-1
低血糖早期症状
口服糖
<45 mg·dL-1
低血糖晚期症状
静脉注射糖
>130 mg·dL-1
高血糖
口服降糖药物
>160 mg·dL-1
糖尿病、糖尿
注射胰岛素
(2)              脂质代谢和疾病
疾病名称
原因
治疗(预防)措施
肥胖症
供能物质摄人多、消耗少，遗传或内分泌失调
控制饮食，加强锻炼，就医治疗
高血脂
血浆中脂质含量过高
合理膳食，控制脂质物质摄入
脂肪肝
肝功能不好，磷脂等合成减少，脂蛋白合成受阻，使脂肪在肝脏中堆积
食用含卵磷脂较多的食物，适当休息
(3)              蛋白质缺乏的危害
①     由于蛋白质在人体内不能储存，且人体内的蛋白质每天都要分解一部分，如果每天蛋白质的摄人量不足，会使合成蛋白质的原料氨基酸种类和数量不足，导致营养不良而诱发其他疾病的发生。
②     蛋白质的缺乏时，血浆蛋白浓度低，血浆的吸水能力下降，组织液中的水不能及时被运输到血浆，从而引起组织水肿。
奶粉中蛋白质缺乏时，抗体的合成减少，使婴幼儿的免疫能力降低，导致疾病频发甚至死亡。
（十）  微生物的代谢
1． 微生物的营养
营养物质
来源
最常利用
功能
碳源
无机化合物：CO2、NaHCO3、有机化合物：糖类、脂肪酸、花生粉饼、石油等
糖类(葡萄糖)
提供碳素营养，能源物质、形成代谢产物、构成细胞成分
氮源
无机化合物：N2、NH3、铵盐、硝酸盐
有机化合物；尿素、牛肉膏、蛋白胨等
铵盐、硝酸盐等
提供氮素营养，合成蛋白质、核酸、含氮代谢产物
生长因子
维生素、氨基酸、碱基等
酵母膏、蛋白胨、动植物组织提取液
酶和核酸的组成成分，微生物不可缺少的微量有机物
2． 培养基的种类
分类依据
种类
加入的特殊成分
用  途
物理性质
固体培养基
加入凝固剂
用于微生物的分离、计数
半固体培养基
加少量凝固剂
观察微生物的运动，鉴定菌种
液体培养基
不加凝固剂
用于工业生产
化学成分
天然培养基
成分不明确的天然物质
用于工业生产
合成培养基
成分已知的化学物质
用于微生物的分类和鉴定
用途
一般培养基
依微生物生长需要配制
生产、培养等，如生产谷氨酸用的培养基
选择培养基
加某种化学物质
分离所需微生物，如：在培养基中加入高浓度食盐选择金黄色葡萄球菌；加入青霉素分离酵母菌和霉菌等真菌
鉴别培养基
加一定的指示剂或化学药品
鉴别某种微生物，如：培养基中加入“伊红-美蓝”，鉴别是否有大肠杆菌
3． 微生物的代谢产物
产物
种类
产生时期
生理作用
分布
有无种的特异性
举例
初级代谢产物
生长全过程
生长、繁殖必需的
细胞内
无
氨基酸、核苷酸、多糖、脂肪、维生素等
次级代谢产物
生长到一定阶段以后
对自身无明显生理作用
细胞内或细胞外
有
抗生素、毒素、激素、色素等
4． 微生物代谢的调节
（1）       组成酶和诱导酶的比较
种类
合成
存在
举例(大肠杆菌)
组成酶
只受遗传物质控制，与营养物质无关
细胞内一直存在
分解葡萄糖的酶
诱导酶
既受遗传物质控制，又受诱导物制约
环境中只存在诱导物时才能合成
分解乳糖的酶
（2）       两种调节方式的比较
酶合成的调节
酶活性的调节
区别
调节对象
诱导酶的合成
已有酶(组成酶和诱导酶)的活性
调节机制
基因水平调节，调节酶的合成
代谢水平调节，代谢产物与酶可逆性结合，使酶的结构发生可逆性改变
调节结果
细胞内酶的数量、种类增多
细胞内酶的活性发生变化
调节特点
间接而缓慢
快速、精细
调节意义
既保证代谢需要，又避免物质
避免代谢产物积累过多
联系
两种调节方式同时存在，密切配合，高效、准确地控制代谢的正常进行
5． 微生物群体生长规律
时期
菌体数目变化
菌体代谢特点
形成原因
生产应用与控制
调整期
增长不明显
①代谢活跃、体积增大；
②大量合成初级代谢产物
短暂调整，以适应新环境
通过选择菌种、增加接种量、改善培养条件等可以缩短调整期
对数期
快速增长
①细胞分裂速率最快；②繁殖速率大于死亡速率；③个体形态和生理特性较稳定
①适应了环境；②生存条件适宜(营养物质充足等)
可作生产用的菌种和科研材料
稳定期
活菌数目达到最高峰(出现K值)
①繁殖速率和死亡速率达到动态平衡；②积累大量次级代谢产物；③某些种类细菌可形成芽孢
生存条件恶化：①营养物质消耗；②有害代谢产物积累：③pH变化(种内斗争最激烈)
①获取代谢产物，特别是次级代谢产物；②连续培养法可延长│稳定期，增加代谢产物产量
衰亡期
活菌数目急剧下降
①繁殖速率小于死亡速率；②菌体出现多种形态(畸形)；③细胞解体、释放代谢产物
生存条件极度恶化(生存斗争最激烈)
特别提醒：微生物的生长曲线与生长速率的关系
6． 发酵工程（以谷氨酸的发酵生产为例）
(1)    发酵工程生产实例：谷氨酸发酵
①选育菌种；对数期的谷氨酸棒状杆菌或黄色短杆菌。
②配制培养墓：豆饼水解液、玉米浆、尿素、KH2PO4、K2O、MgSO4、生物素等。
③灭菌：在发酵罐中通入98kPa的蒸汽进行灭菌。
④无菌接种；冷却后加入菌种。
⑤发酵：通气、搅拌、温度和pH调节；谷氨酸大量生成。
⑥味精（谷氨酸钠）生成和提取：加Na2CO3、过滤、离心分离。
(2)    发酵工程的内容：六个方面
①菌种的选育；②培养基的配制；③灭菌；④扩大培养和接种；⑤发酵过程；⑥分离提纯。
(3)    发酵过程的人工控制
控制对象
控制方式
微生物的遗传特性
诱变处理，选育符合生产要求的菌种
溶氧
对需氧微生物保证氧的供应，厌氧型控制氧的供应，以通气量和搅拌速度控制氧
pH
加酸、加碱或缓冲液
温度
使温度控制在所培养微生物的最适宜温度
特别提醒：
①     单细胞蛋白：微生物含有丰富的蛋白质，如细菌的蛋白质含量占细胞干重的60％～80％，酵母菌的占45％～65％，而且它们的生长繁殖速度很快。因此，许多国家就利用淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液、石化产品等为原料，通过发酵获得大量的微生物菌体。这种微生物菌体就叫做单细胞蛋白。
②     举例说明发酵条件控制不好会出现的问题：在谷氨酸发酵过程中，当pH呈酸性时，谷氨酸棒状杆菌就会生成乙酰谷氨酰胺；当溶氧不足时，生成的代谢产物就会是乳酸或琥珀酸。
③     产品不同，分离提纯的方法一般也不同。如果产品是菌体，可采用过滤、沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来；如果产品是代谢产物，可采用蒸馏、萃取、离子交换等方法进行提取。（在味精生产过程中，提取出来的谷氨酸要用适量的Na2CO3溶液中和后，再经过过滤、浓缩、离心分离等步骤，才能能制成味精）。
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第三课时
七、   知识网络
本专题包括必修第四章生命活动的调节、选修第一章人体生命活动的调节和免疫
八、   结论性知识要点
1.     胚芽鞘：   产生生长素的部位——尖端；感光的部位——尖端；促生长的部位——尖端下面的一段。
2.     生长素在尖端产生后，可以从形态学的上端向形态学的下端运输（极性运输）；如果受单侧光刺激，还可以横向运输（从向光侧向背光侧运输），从而使背光侧生长素分布较多。
3.     生长素的双重性：低浓度促进生长，高浓度抑制生长，且随器官不同而不同的。具体来说，根对生长素最敏感，芽次之，而茎最不敏感。[注：自然状态下，生长素在植物体的积累（包括单侧光使背光侧生长素的浓度增高和重力作用使近地侧生长素的浓度增高等），会使进植物茎的生长而抑制根、芽生长。]
4.     生长素的作用：①促进生长；②促进扦插的枝条生根；③促进果实发育；④防止落花落果。
5.     细胞分裂素存在于正在进行细胞分裂的部位，它的作用主要是促进细胞分裂和组织分化。乙烯在成熟的果实中含量较多，它的作用是促进果实的成熟。
6.     协同作用是指不同激素对同一生理效应都发挥作用，从而达到增强效应的目的。（如肾上腺素和甲状腺激素对体温调节的作用。）
拮抗作用是指不同激素对某一生理效应发挥相反作用。（如胰岛素和胰高血糖素对血糖的调节。）
7.     激素调节对动物行为的影响，表现最显著的是在性行为和对幼仔的照顾方面。
垂体分泌的催乳素不仅能够调控动物对幼仔的照顾，还能促进哺乳动物乳腺的发育和泌乳，促进鸽的嗉囊分泌鸽乳等。
8.     神经纤维的电位：     静息时——外正内负     兴奋后——外负内正
9.     兴奋在神经纤维上的传导是双向的，在神经元之间的传递是单向的。这是因为递质只存在于突触小体内，只能由突触前膜释放，然后作用于突触后膜上，使后一个神经元发生兴奋或抑制。
10.  先天性行为包括趋性、非条件反射、本能等；后天性行为包括印随、模仿、条件反射等。本能是由一系列非条件反射按一定顺序连锁发生构成的，如蜜蜂采蜜，蚂蚁做巢，蜘蛛织网，鸟类迁徙，哺乳动物哺育后代等都属本能。
动物建立后天性行为的主要方式是条件反射。判断和推理是动物后天性行为发展的最高级形式。
11.  K+不仅在维持细胞内液的渗透压上起到决定性作用，而且还具有维持细胞心肌舒张、保持心肌正常兴奋性等作用。
12.  水盐调节、血糖调节、体温调节的主要中枢都在下丘脑。（注意：感觉中枢在大脑皮层。）
13.  抗原的特性：异物性、大分子性、特异性
14.  抗体主要分布在血清中，也分布在组织液及外分泌液中。（过敏反应产生的抗体吸附在皮肤、呼吸道或消化道黏膜以及血液中某些细胞的表面。）
15.  自身免疫病的病例有：风湿性心脏病、类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等。
16.  艾滋病（AIDS）是由“人类免疫缺陷病毒”（HIV）引起的。HIV能够攻击人体的免疫系统，特别是能够侵入T细胞，使T细胞大量死亡，导致患者丧失一切免疫功能。
九、   专题突破
（十一）            植物的激素调节
1.       生长素的发现
科学家
实验处理方法、现象
实验结论
达尔文
①和②对照说明：芽的向光性生长与尖端有关。
由此推测：尖端可能产生某种促进生长的物质；
①和③对照说明：尖端产生的促进生长的物质与光照无关，向光弯曲与尖端、单侧光照有关；
③与④对照说明：感光部位是胚芽鞘尖端，而向光弯曲部位是胚芽鞘尖端下面的一段
温特
⑤与⑥对照说明：尖端确实产生了某种促进生长的物质，且向下运输，促进下部生长。
郭葛
提取出这种物质——吲哚乙酸，有促进生长的作用，故取名为生长素
2.       生长素的产生及运输
（1）       产生部位：植物体幼嫩的部位（如胚芽鞘尖端、茎尖、芽尖、幼嫩的种子等）
运输方式：主动运输
（2）       向光性的原因：由于单侧光引起的生长素分布不均匀——向光侧分布较少，生长慢；背光侧分布较多，生长快。
（3）       极性运输——生长素只能从植物体形态学上端向形态学下端运输（即由茎尖向茎的基部运输；由根尖向根的基部运输）。
（4）       作用特点：两重性（低浓度促进生长，高浓度抑制生长）
两重性的实例：
①顶端优势
②根的向地生长和茎的背地生长（水平放置的幼苗）
（十二）            动物的激素、神经调节
1.       主要激素的分泌器官、功能及相互关系：
（1）       具有协同作用的激素：
生长激素和甲状腺激素（在促进生长发育方面）；
肾上腺素和胰高血糖素（在血糖平衡调节方面)；
肾上腺素和甲状腺激素（在维持人体体温恒定的调节中，甲状腺激素在正常情况下缓慢地调节代谢，参与体温调节；而肾上腺素是在应急状态下快速调节代谢，进而迅速影响体温）。
（2）       具有拮抗作用的激素：
胰岛素和胰高血糖素、肾上腺素（在血糖平衡调节方面）。
2.       内环境与稳态
（1）       内环境——即细胞外液，由血浆、组织液和淋巴组成。
①     细胞只有通过内环境才能与外界环境进行物质交换
②     内环境中可能存在的物质：水、葡萄糖、氨基酸、无机盐、核苷酸、血浆蛋白、激素、抗体、维生素、甘油、脂肪酸、神经递质、CO2、02、尿素等。
③     内环境中可能进行的生理反应：如抗原抗体结合，缓冲物质对酸性、碱性物质的缓冲等。
（2）       稳态——正常机体在神经系统（还有免疫系统）和体液的调节下，通过各个器官系统的协调活动共同维持内环境的相对稳定状态。
3.       水平衡调节
4.       血糖平衡调节
5.       体温调节
（十三）            免疫
1.       体液免疫与细胞免疫过程的比较及关系
两种免疫的过程都分为感应阶段、反应阶段、效应阶段三个阶段。在免疫过程中二者各有其独特的特点却又相互配合。
体液免疫的作用对象是抗原，作用方式为效应B细胞产生的抗体与相应抗原特异性结合；细胞免疫的作用对象是被抗原侵入的宿主细胞(即靶细胞)，作用方式是效应T细胞与靶细胞密切接触，效应T细胞释放淋巴因子，促进细胞免疫作用。
对外毒素等存在于人体内环境中的抗原，由体液免疫发挥作用；胞内寄生菌(结核杆菌、麻风杆菌)侵人人体所引起的免疫是细胞免疫；病毒感染是先发生体液免疫，再引发细胞免疫。
2.       体液免疫与过敏反应
(2)    作用机理不同
(3)    过敏反应中的抗体与正常体液免疫中的抗体的比较
比较项目
抗体类型
成分
来源
分布
反应时机
反应结果
作用
过敏反应
中的抗体
球蛋白
效应B
细胞
吸附在皮肤、消化道或呼吸道黏膜、某些血细胞表面
机体第二次接触同种过敏原时发生
使细胞释放组织胺等，从而引发过敏反应
过敏原
体液免疫
中的抗体
血清、组织液及外分泌液中
机体第一次接触抗原就发生
使抗原沉淀或形成细胞集团
抗原
特别提示：下丘脑的功能
功能解析
①下丘脑通过分泌促激素释放激素来调节垂体的分泌。下丘脑是机体调节内分泌活动的枢纽。
②下丘脑与血糖平衡的调节——“神经-体液调节”：当血糖含量低时，下丘脑（通过交感神经）使胰岛A细胞和肾上腺髓质分别分泌胰高血糖素和肾上腺素，使血糖含量升高；当血糖含量高时，下丘脑（通过副交感神经）使胰岛B细胞分泌胰岛素，使血糖含量降低。
③下丘脑具有体温调节中枢
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第四课时
十、   知识网络
本专题包括必修第二章生命的基本单位——细胞第二节细胞增殖和第三节细胞的分化、癌变和衰老、第五章生物的生殖和发育
十一、      结论性知识要点
1.         细胞有丝分裂的重要意义（特征），是将亲代细胞的染色体经过复制以后，精确地平均分配到两个子细胞中去，因而在生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性，对生物的遗传具有重要意义。
2.         细胞以分裂的方式进行增殖，细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖的基础。
3.         高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，也就是保持着细胞全能性。
4.         有性生殖产生的后代具有双亲的遗传特性，具有更大的生活力和变异性，因此对生物的生存和进化具有重要的意义。
5.         营养生殖的后代保持亲本的性状。
6.         减数分裂的结果是，新产生的生殖细胞中的染色体数目比精（卵）原细胞减少了一半。
7.         减数分裂过程中联会的同源染色体彼此分开，说明染色体具有一定的独立性；同源的两条染色体移向哪极是随机的，不同源的染色体（非同源染色体）间可以自由组合。
8.         减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数第一次分裂。
9.         一个卵原细胞经过减数分裂，只形成一个卵细胞（一种基因型）；一个精原细胞经过减数分裂，形成四个精子（两种基因型）。
10.      对于有性生殖的生物来说，减数分裂和受精作用对于维持每种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，都是十分重要的。
11.      对于有性生殖的生物来说，个体发育的起点是受精卵。
12.      很多双子叶植物成熟的种子中无胚乳（如豆科植物、花生、油菜、荠菜等），是因为在胚和胚乳发育的过程中胚乳被子叶吸收了，营养贮藏在子叶里，供以后种子萌发时所需。单子叶植物的种子有胚乳（如水稻、小麦、玉米等）。
13.      高等动物的个体发育包括胚的发育和胚后发育。胚的发育是指受精卵发育成幼体，胚后发育是指幼体从卵膜内孵化出来或从母体内生出来并发育成性成熟个体。
14.      动物胚的发育包括：受精卵→卵裂→囊胚→原肠胚→三个胚层的分化→组织、器官、系统的形成→动物幼体
十二、      专题突破
（十四）            与染色体相关的概念辨析
1.       染色体与染色质：
染色体与染色质是细胞中同一种物质在不同时期的两种形态。染色质处于细胞分裂间期，呈细丝状；染色体处于细胞分裂期，呈杆状或棒状。
有丝分裂中染色体的行为变化规律可用下图表示：
2.       染色体与染色单体
(1).  染色单体是由染色体经过复制形成的，复制后每一条染色体含有两条染色单休。连接在同一个着丝点上的两条染色单体称为姐妹染色单体，连接在不同着丝点上的两条染色单体称为非姐妹染色单体，如右图中，a和a'、b和b'，为姐妹染色单体，a和b，、a和b'、a'和b、a'和b'，为非姐妹染色单体。
(2).  有丝分裂过程中，前期和中期的细胞含染色单体，后期和末期的细胞不含染色单体；减数分裂过程中，由减数分裂开始到减数第二次分裂的中期都含有染色单体。
当染色体中不存在染色单体时：染色体数=DNA分子数。
当染色体中存在染色单体时：染色单体数=DNA分子数=染色体数×2。
3.       同源染色体和非同源染色体
同源染色体的概念：在减数第一次分裂时配对的两条染色体（即联会的两条染色体），形状、大小、结构一般都相同，一条来自父方，一条来自母方，称为同源染色体。
提示：此概念包含了三个意义，即形状、大小、结构一般相同（性染色体X和Y例外），分别来自父母双方，而且能联会，否则就不是同源染色体。
4.       染色体组
(1).  染色体组的概念：二倍体生殖细胞中由形状、大小各不相同的染色体组成的一组染色体就叫做一个染色体组。
(2).  染色体组内染色体的特点：都是非同源染色体。
(3).  染色体组的数目主要是由细胞中同源染色体的个数来决定的。如右图，这个细胞中共有四个染色体组，每个染色体组内包含三条非同源染色体。
(4).  不同生物体的细胞核中染色体组的数目及每一个染色体组含有的染色体数目可以不同。
5.       四分体
四分体的概念：指联会的一对同源染色体所包含的四条染色单体。如右图中A和B所代表的结构，就分别是一个四分体。由此可见，四分体的个数与联会时同源染色体的对数是一致的。
（十五）            有丝分裂和减数分裂的区别
1.       图像鉴别的“三看法”
图像：
2.       两种分裂及受精过程中染色体、DNA数量变化规律曲线的区别及联系
特别提示：与细胞分裂有关的细胞器及作用
(1)线粒体：为细胞分裂提供能量。
(2)核糖体：合成DNA复制所需要的酶以及染色体中的蛋白质(组蛋白)。
(3)中心体：在某些低等植物或动物细胞中，分裂的前期由两组中心粒之间的星射线形成纺锤体，以牵引染色体移动。
(4)高尔基体：合成纤维素和果胶。细胞壁的形成必须有高尔基体参与。
（十六）            细胞分裂、分化、衰老和癌变的区别与联系
名称
项目
细胞分裂
（有丝分裂）
细胞分化
细胞癌变
细胞衰老
表现
细胞数目：
少→多
细胞的形态、结构和功能发生稳定性差异的变化过程
细胞 癌细胞（恶性增殖）
细胞的形态、结构和功能上发生变化
特点
具有周期性
是质变，具有：持久性和稳定性
无限增殖、形态结构改变、易分散和转移
①    水分水分减少，细胞萎缩，体积变小，代谢速度减慢
②    有些酶的活性降低
③    色素积累
④    呼吸速率减慢，细胞核体积增大，染色质固缩，染色加深
⑤    细胞膜透性改变，使物质运输功能降低
原因
受细胞核与细胞质以及细胞表面积与体积比的制约
不同细胞中基因的选择性表达，产生特定功能的细胞
原癌基因被致癌因子激活
多种内因（体细胞突变、DNA损伤等）和外因共同作用
意义或结果
是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础
形成各种不同的细胞和组织，使生物体正常地生长发育
引起动物或植物产生肿瘤，导致癌症
是一种正常的生命现象
2010新课标高考总复习全案【学生专用】
第四课时
十三、      知识网络
本专题包括必修第二章生命的基本单位——细胞第二节细胞增殖和第三节细胞的分化、癌变和衰老、第五章生物的生殖和发育
十四、      结论性知识要点
15.      细胞有丝分裂的重要意义（特征），是将亲代细胞的染色体经过复制以后，精确地平均分配到两个子细胞中去，因而在生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性，对生物的遗传具有重要意义。
16.      细胞以分裂的方式进行增殖，细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖的基础。
17.      高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，也就是保持着细胞全能性。
18.      有性生殖产生的后代具有双亲的遗传特性，具有更大的生活力和变异性，因此对生物的生存和进化具有重要的意义。
19.      营养生殖的后代保持亲本的性状。
20.      减数分裂的结果是，新产生的生殖细胞中的染色体数目比精（卵）原细胞减少了一半。
21.      减数分裂过程中联会的同源染色体彼此分开，说明染色体具有一定的独立性；同源的两条染色体移向哪极是随机的，不同源的染色体（非同源染色体）间可以自由组合。
22.      减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数第一次分裂。
23.      一个卵原细胞经过减数分裂，只形成一个卵细胞（一种基因型）；一个精原细胞经过减数分裂，形成四个精子（两种基因型）。
24.      对于有性生殖的生物来说，减数分裂和受精作用对于维持每种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，都是十分重要的。
25.      对于有性生殖的生物来说，个体发育的起点是受精卵。
26.      很多双子叶植物成熟的种子中无胚乳（如豆科植物、花生、油菜、荠菜等），是因为在胚和胚乳发育的过程中胚乳被子叶吸收了，营养贮藏在子叶里，供以后种子萌发时所需。单子叶植物的种子有胚乳（如水稻、小麦、玉米等）。
27.      高等动物的个体发育包括胚的发育和胚后发育。胚的发育是指受精卵发育成幼体，胚后发育是指幼体从卵膜内孵化出来或从母体内生出来并发育成性成熟个体。
28.      动物胚的发育包括：受精卵→卵裂→囊胚→原肠胚→三个胚层的分化→组织、器官、系统的形成→动物幼体
十五、      专题突破
（十七）            与染色体相关的概念辨析
1.       染色体与染色质：
染色体与染色质是细胞中同一种物质在不同时期的两种形态。染色质处于细胞分裂间期，呈细丝状；染色体处于细胞分裂期，呈杆状或棒状。
有丝分裂中染色体的行为变化规律可用下图表示：
2.       染色体与染色单体
(1).  染色单体是由染色体经过复制形成的，复制后每一条染色体含有两条染色单休。连接在同一个着丝点上的两条染色单体称为姐妹染色单体，连接在不同着丝点上的两条染色单体称为非姐妹染色单体，如右图中，a和a'、b和b'，为姐妹染色单体，a和b，、a和b'、a'和b、a'和b'，为非姐妹染色单体。
(2).  有丝分裂过程中，前期和中期的细胞含染色单体，后期和末期的细胞不含染色单体；减数分裂过程中，由减数分裂开始到减数第二次分裂的中期都含有染色单体。
当染色体中不存在染色单体时：染色体数=DNA分子数。
当染色体中存在染色单体时：染色单体数=DNA分子数=染色体数×2。
3.       同源染色体和非同源染色体
同源染色体的概念：在减数第一次分裂时配对的两条染色体（即联会的两条染色体），形状、大小、结构一般都相同，一条来自父方，一条来自母方，称为同源染色体。
提示：此概念包含了三个意义，即形状、大小、结构一般相同（性染色体X和Y例外），分别来自父母双方，而且能联会，否则就不是同源染色体。
4.       染色体组
(1).  染色体组的概念：二倍体生殖细胞中由形状、大小各不相同的染色体组成的一组染色体就叫做一个染色体组。
(2).  染色体组内染色体的特点：都是非同源染色体。
(3).  染色体组的数目主要是由细胞中同源染色体的个数来决定的。如右图，这个细胞中共有四个染色体组，每个染色体组内包含三条非同源染色体。
(4).  不同生物体的细胞核中染色体组的数目及每一个染色体组含有的染色体数目可以不同。
5.       四分体
四分体的概念：指联会的一对同源染色体所包含的四条染色单体。如右图中A和B所代表的结构，就分别是一个四分体。由此可见，四分体的个数与联会时同源染色体的对数是一致的。
（十八）            有丝分裂和减数分裂的区别
1.       图像鉴别的“三看法”
图像：
2.       两种分裂及受精过程中染色体、DNA数量变化规律曲线的区别及联系
特别提示：与细胞分裂有关的细胞器及作用
(1)线粒体：为细胞分裂提供能量。
(2)核糖体：合成DNA复制所需要的酶以及染色体中的蛋白质(组蛋白)。
(3)中心体：在某些低等植物或动物细胞中，分裂的前期由两组中心粒之间的星射线形成纺锤体，以牵引染色体移动。
(4)高尔基体：合成纤维素和果胶。细胞壁的形成必须有高尔基体参与。
（十九）            细胞分裂、分化、衰老和癌变的区别与联系
名称
项目
细胞分裂
（有丝分裂）
细胞分化
细胞癌变
细胞衰老
表现
细胞数目：
少→多
细胞的形态、结构和功能发生稳定性差异的变化过程
细胞 癌细胞（恶性增殖）
细胞的形态、结构和功能上发生变化
特点
具有周期性
是质变，具有：持久性和稳定性
无限增殖、形态结构改变、易分散和转移
①    水分水分减少，细胞萎缩，体积变小，代谢速度减慢
②    有些酶的活性降低
③    色素积累
④    呼吸速率减慢，细胞核体积增大，染色质固缩，染色加深
⑤    细胞膜透性改变，使物质运输功能降低
原因
受细胞核与细胞质以及细胞表面积与体积比的制约
不同细胞中基因的选择性表达，产生特定功能的细胞
原癌基因被致癌因子激活
多种内因（体细胞突变、DNA损伤等）和外因共同作用
意义或结果
是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础
形成各种不同的细胞和组织，使生物体正常地生长发育
引起动物或植物产生肿瘤，导致癌症
是一种正常的生命现象
2010新课标高考总复习全案【学生专用】
第五课时
一、   知识网络
二、   结论性知识要点
1．肺炎双球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌的实验都可证明DNA 是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。。
2．证明DNA 是否遗传物质的实验思路：把DNA和蛋白质等物质区分开，直接地、单独地去观察DNA和蛋白质等的作用。
3．绝大多数生物（如所有的原核生物、真核生物及部分病毒）的遗传物质是DNA，只有少数生物（部分病毒等）的遗传物质是RNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
4．DNA复制的特点：（1）边解旋边复制；（2）半保留复制。
5．DNA分子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。
6．基因是有遗传效应的DNA片段，基因在染色体上呈线性排列，染色体是基因的载体。
7．密码子共有64种，其中能决定氨基酸的密码子有61种，终止密码子有3种。
转运RNA有61种。  所有生物共用一套密码子。
8．由于不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序（碱基顺序）不同，因此，不同的基因含有不同的遗传信息。（即：基因的脱氧核苷酸的排列顺序就代表遗传信息）。
9．生物的一切遗传性状都是受基因控制的,一些基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而控制性状的,一些基因是通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状的。
10．细胞质遗传的主要特点是：母系遗传；后代不出现一定的分离比。
细胞质遗传特点形成的原因：受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞；减数分裂时，细胞质中的遗传物质随机地、不均等地分配到卵细胞中。
11．原核细胞的和真核细胞的基因结构的联系：它们的结构都包括编码区和非编码区，非编码区在编码区的上游和下游，并且在编码区上游的非编码区上都有“与RNA聚合酶结合位点”。
原核细胞和真核细胞的基因结构的区别：真核细胞的基因的编码区可分为外显子和内含子，外显子能够编码蛋白质，内含子不能够编码蛋白质，因此，真核细胞的基因结构中的编码区是间隔的、不连续的；而原核细胞的基因结构的编码区是连续的。
12．基因中不能编码蛋白质的区域（包括非编码区和内含子）有调控遗传信息表达的核苷酸序列。
13．人的单倍体基因组由24个DNA分子组成（包括1～22号染色体的DNA与X、Y染色体DNA）。
14．基因工程（又叫基因拼接技术或DNA重组技术）操作的工具：限制性内切酶、DNA连接酶、运载体。
15．作为运载体必须具备的特点是：能够在宿主细胞中复制并稳定地保存；具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；具有某些标记基因，便于进行筛选。
16．基因工程常使用的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒等。质粒是基因工程最常用的运载体，它存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的小型环状DNA分子。
17．基因工程一般步骤：①提取目的基因；②目的基因与运载体结合；③目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测和表达。
18.基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本的遗传信息，达到检测疾病的目的。
19.基因治疗是把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。
20．现代生物进化理论的基本观点有：（1）种群是生物进化的基本单位；（2）突变和基因重组产生进化的原材料；（3）自然选择决定生物进化的方向；（4）隔离导致物种的形成。
21．基因分离定律的实质是：生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
22．基因自由组合定律的实质是：在进行减数分裂形成配子的过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离，同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。
23．基因分离定律和基因自由组合定律发生作用的时间在配子的形成过程中，而不是在形成合子时。
24．孟德尔成功的原因：（1）正确选用试验材料；（2）由单因素到多因素的研究方法；（3）应用统计学的方法对实验结果进行分析；（4）科学地设计了实验的程序。
25．诱变育种的优点：能提高变异频率，加速育种进程。
单倍体育种的优点：明显缩短育种的年限。
基因工程与细胞工程育种的优点：可克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。（基因工程育种也可克服远缘杂交不亲和的障碍。）
26．秋水仙素的作用：能够抑制纺锤体形成，使细胞内染色体加倍。
27．几种需记住的遗传病：
常染色体隐性遗传病：白化病、苯丙酮尿症
常染色体显性遗传：多指、软骨发育不全
X染色体隐性遗传：色盲、血友病
多基因遗传病：唇裂、无脑儿、原发性高血压、青少年型糖尿病
染色体异常遗传病：21三体综合症（先天愚型）（多了一条21号染色体）
28．生物进化的实质在于种群基因频率的改变。
29．突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节。
30． 突变(包括基因突变和染色体变异)和基因重组是产生进化的原材料；自然选择使种群基因频率定向改变并决定生物进化的方向。隔离是新物种形成的必要条件。
31．生物的变异一般是不定向的，而自然选择则是定向的。
32．隔离就是指同一物种不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。包括地理隔离和生殖隔离。其作用就是阻断种群间的基因交流，使种群的基因频率在自然选择中向不同方向发展，是物种形成的必要条件和重要环节。
33．种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因。
34．物种形成与生物进化的区别：生物进化是指同种生物的发展变化，时间可长可短，性状变化程度不一，任何基因频率的改变，不论其变化大小如何，都属进化的范围。物种的形成必须是当基因频率的改变在突破种的界限形成生殖隔离时，方可成立。
三、   专题突破
（一）  遗传的物质基础
肺炎双球菌转化实验
1． DNA是遗传物质的证据             噬菌体浸染细菌实验（同位素标记法）
烟草花叶病毒的重建实验
（1） 格里菲思的肺炎双球菌转化实验（体内转化）
实验过程：
实验结论：加热杀死的S型死细菌内必然存在某种物质（转化因子），此转化因子促使R型活细菌转变为S型活细菌（但没有证明转化因子就是DNA）。
（2） 艾弗里的肺炎双球菌转化实验（体外转化）
①设计思路：设法把DNA与蛋白质分离，单独直接地去观察其作用。
②实验过程
实验结论：DNA是遗传物质，蛋白质、多糖等不是遗传物质。
特别提醒：
① 加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA具有稳定性，在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复了活性。
② R型菌转化成S型菌的原因是S型菌DNA与R型菌DNA实现重组，表现出S型菌的性状，此变异属于基因重组。
（3） 噬菌体侵染细菌的实验
实验结论：在噬菌体中亲子代之间具有连续性的物质是DNA，DNA是遗传物质。
实验拓展应用——放射性同位素示踪法的应用：
①研究DNA半保留复制方式的特点；②在基因诊断和环境监测中的应用；③用放射性同位素研究光合作用、细胞呼吸中元素的去向；④用放射性元素15N标记氨基酸，研究氨基酸在细胞内合成分泌蛋白的场所、运输通道、分泌过程；⑤用放射性同位素40K证明根吸收的矿质元素的运输部位；⑥用放射性同位素15N标记氨基酸；⑦用放射性同位素标记研究原肠胚三胚层的发育。
2． DNA复制、转录和翻译
复制
转录
翻译
主要场所
细胞核
细胞核
细胞质(核糖体)
模板
DNA两条链
DNA一条链
mRNA
原料
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
氨基酸
原则
A—T；C—C1
T—A；C—G
A—U；C—C
T—A；C—G
A—U；G—C
U—A；C—G
产物
两个DNA分子
RNA
蛋白质(多肽)
信息传递
DNA--DNA
DNA—RNA
RNA--蛋白质(多肽)
意义
传递遗传信息
传递遗传信息
表达遗传信息
3． 碱基数量的计算归类与应用
（1）       双链DNA分子及其某条单链和转录生成的mRNA中碱基比例关系
H链
h链
DNA
分子
mRNA
(以H链为模板)
规律(DNA)
m
m
m
互补碱基之和的比例在整个DNA及任一条链中都相等
n
n
n
a
1
非互补碱基之和的比例在整个DNA分子中为1，在两条互补链中互为倒数
b
1
（2）       DNA复制过程中的碱基数量计算
某DNA分子中含某碱基a个，则：①复制n次需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a·(2n-1)；②第n次复制，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a·2n-1。
（3）       碱基种类及比例的运用
①   由核酸所含碱基种类及比例可以分析判断核酸的种类：若有U无T，则该核酸为RNA；若有T无U，且A=T，G=C，则该核酸一般为双链DNA；若有T无U，且A≠T，G≠C，则该核酸为单链DNA。
②   设某DNA分子的两条链均用放射性元素标记，置于无放射性的环境中复制n次后，则：含有放射性的DNA占总数的 ；含有放射性的链占全部子链的 。
（二）  基因与基因工程
1． 基因的结构
(1)原核细胞基因与真核细胞基因的结构比较：
①相同点：都分为编码区和非编码区。
②不同点；原核细胞基因的编码区是连续的，真核细胞基因的编码区是间隔的、不连续的，分为能编码蛋白质的外显子和不能编码蛋白质的内含子，外显子与内含子个数之差为1。
特别提醒：真核生物基因结构中的非编码序列包括非编码区和内含子，原核生物的非编码序列即为非编码区。
2． 基因的功能
①传递遗传信息：（发生在生殖过程中）通过复制实现遗传信息（由亲代到子代）的传递。
②表达遗传信息：（发生在整个生物个体发育过程中）是通过转录和翻泽控制蛋白质合成过程实现的。
③功能简图：
3． 基因工程知识小结
（1）基因工程的内容：      基因操作的工具（限制性内切酶、DNA连接酶、运载体）
基因操作的基本步骤（四个步骤）
①     工具酶及其运用：
切取目的基因和运载体必须用同一种限制性内切酶，获得相同黏性末端；
限制性内切酶和DNA连接酶都作用于磷酸二酯键（而不是碱基之间的氢键）。
②     现在所用的运载体主要有两类：一类是细菌的质粒，它是一种相对分子质量较小、独立于细菌核区之外的环状DNA，有的细菌中有一个，有的细菌中有多个，质粒能通过细菌间的接合由一个细菌向另一个细菌转移，可以独立复制，也可以整合到细菌DNA中，随细菌DNA的复制而复制，另一类是噬菌体或某些动植物病毒等。现在人们还在不断地寻找新的运载体，如叶绿体或线粒体DNA等，也有可能成为运载体。
作为运载体必须具备三个条件：①在宿主细胞中能保存下来并能大量复制；②有多个限制酶切点，而且每种酶的切点最好只有一个；③有一定的标记基因，便于筛选。
③     受体细胞：
培育转基因植物时的受体细胞可以是体细胞，也可以是受精卵。若是前者，通过组织培养培育。
培育转基因动物时的受体细胞一般采用受精卵。
④     基因工程操作的基本步骤
提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与表达
a．  提取目的基因
提取目的基因的两种方法比较
所需的酶类
内含子的有无
鸟枪法
多种限制性内切酶
有
人工合成法
逆转录酶、DNA聚合酶
无
特别提醒
①由于一种氨基酸对应多种密码子，因此，根据蛋白质中氨基酸序列合成的目的基因可能有多种，但性状都相同。
②获得真核生物的目的基因一般采用人工合成法，因为人工合成法获得的目的基因不含内含子。
b．  目的基因与运载体结合（体外重组DNA）
外源DNA很难直接进入受体细胞，即使进人也会受到细胞内限制酶的作用而分解。因而需要选择目的基因的载体（一般用细菌质粒或温和噬菌体），使目的基因与运载体结合起来形成重组DNA。
c．  将目的基因导入受体细胞
将重组DNA向选定的生物受体细胞中转移，让重组DNA在受体细胞中自主复制并得以表达。
d．  目的基因的检测和表达（筛选）
把转化的和没有转化的受体细胞区分开。在转化的受体细胞中，外源DNA所携带的遗传信息得到了表达，受体细胞就有了新的性状，达到了基因工程的预期目的。
⑤     基因工程技术的应用
l       转基因生物  通过转基因技术把某种生物的基因或人工合成的基因转移到另一生物体内，从而培育出对人类有利的生物新品种。如转基因鲤鱼、抗虫棉、转基因牛等。
l       转基因药物  自从美国1977年第一次用改造的大肠杆菌生产出有活性的人的生长激素释放抑制素以来，现已研制成功的基因工程药物有几十种，如已上市的人的生长激素、胰岛素、干扰素等。
l       基因治疗  通过基因转移技术将外源墓因，插入到病人适当的受体细胞中，使外源基因控制合成的产物能治疗某种疾病。1990年美国国立卫生研究院的一个研究小组对一个四岁的患腺苷脱氨酶(ADA)缺乏症的女孩进行基因治疗。他们将正常ADA基因利用反转录病毒载体导入女孩淋巴细胞内，体外培养后回输入她体内，实验获得圆满成功。这是人类历史上第一个成功的基因治疗临床实验。
l       人类基因组计划  人类基因组汁划是通过国际间科学家联合探测人类基因组所含DNA分子中携带的全部遗传信息，即基因中碱基对序列，搞清它们在染色体上的位置，破译人类全部遗传密码，这为研究人类进化、种族血缘、寿命、衰老、疾病诊断和治疗等开拓了一个广阔的前景。
l       基因芯片  又叫生物芯片、DNA芯片，是将生物活性物质如DNA、蛋白质等以微阵列的方式有序地排布在固相载体上，在人工限定的条件下进行生化反应，用仪器读取生物信息的器件。
生物芯片作为一种准确、快捷的生物检测手段，在生产和生活中有着广泛的应用，它像计算机芯片一样，将成为21世纪新技术革命的催化剂。它的应用可以体现在生物样品的制备、基因扩增、基因表达分析、药物筛选、环保科学等方面。在生物分类、作物品系鉴定、品种培育、考古等方面，生物芯片也同样大有用处。
⑥     基因工程是把“双刃剑”
基因工程技术的应用在给人们带来福音的同时，也暗藏着对人类生存的巨大威胁。如利用基因工程可以制造超级细菌、超级杂草等；战争狂人、恐怖主义者可制造出难以制服的病原体、生物毒剂即生物武器，用以进行讹诈和大规模毁灭人类的生物战争；转基因动植物的出现引发物种入侵，有可能破坏原有的生态平衡，对原有物种造成威胁；还有转基因食品安全问题；人类基因组计划的研究还引发新的伦理、社会、哲学方面的思考等。
（三）  核遗传与减数分裂
1． 遗传定律与减数分裂之间的关系
从细胞水平看，基因的分离定律和自由组合定律都与减数分裂有联系，它们之间的关系如下表所示：
比较项目
遗传规律
发生时期
染色体与基因行为
配子 (2N生物)
基因的分离定律
减I后期
同源染色体分开→等位基因分离
配子中含等位基因中的—个
基因的自由
组合定律
减I后期
非同源染色体自由组合→非同源染色体上的非等位基因自由组合
配子中含不同的基因组合
特别提醒：正常情况下—个基因型为AaB)(遵循自由组合定律且在联会时期不发生交叉互换)的精原细胞能产生两种类型的精子，而该生物可产生AB、ab、Ab、aB四种精子。
2． 孟德尔遗传定律的适用条件及限制因素
（1）适用条件：①真核生物的性状遗传；②有性生殖过程中的性状遗传；③细胞核遗传；④基因的分离定律适用于一对相对性状的遗传，只涉及一对等位基因。基因的自由组合定律适用于两对或两对以上相对性状的遗传，涉及两对或两对以上的等位基因且分别位于两对或两对以上的同源染色体上。
（2）限制因素：①所研究的每一对相对胜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供试验的群体要大，个体数量要足够多。
特别提醒：
①位于同一对同源染色体上的非等基因的传递不遵循基因的自由组合定律。
②性染色体上的基因控制的性状遗传，若只研究一对相对性状则遵循基因的分离定律，由于性染色体的特殊性，描述子代性状表现时要连同性别一起描述。
3． 有关计算
（1）用好典型比例：如3:1、1:2:1、9:3:3:1、1:1:1:1
l       9:3:3:1的活用：
前题条件：亲本AaBb X AaBb
子代表现型比例：显显9：显隐3：隐显3：隐隐1
子代基因型：双杂合（AaBa）占4/16；单杂合（如AaBB、aaBb）占2/16；纯合：1/16
(2)一对相对性状的交配情况比较
组别
亲本组合
后代基因型
后代表现型
组合名称
举例
1
杂交
黄×绿（YY×yy）
1种：Yy
1种：黄
2
自交
黄×黄（Yy×Yy）
3种：1 YY、2 Yy、1yy
2种：3黄、1绿
3
测交
黄×绿（Yy×yy）
2种：1 Yy、yy
2种：1黄、1绿
说明：牢记以上类型，运用自如，这是学习分离规律、自由组合规律的基础。
(3)两对相对性状的交配情况主要有以下6种
自由组合定律是研究两对或两对以上相对性状的遗传规律。要用好自由组合定律，必须在分离定律的基础上，把各对相对性状的遗传分解成许多一对一对的相对性状去研究
组
别
亲本组合
后代基因型
种类
后代表现型
种类
后代表现型比例
举例
1
YYRR×yyrr
1×1=1
1×1=1
全为显性（1×1）
2
YyRr×YyRr
3×3=9
2×2=4
(3:1) (3:1)=9:3:3:1
3
YyRr×yyrr
2×2=4
2×2=4
(1:1) (1:1)=1:1:1:1
4
YYRr×yyrr
1×2=2
1×2=2
(1:1)×1=1:1
5
YyRR×Yyrr
3×1=3
2×1=2
(3:1)×1=3:1
6
YyRr×Yyrr
3×2=6
2×2=4
(3:1)(1:1)=3:1:3:1
说明：一对相对性状的交配情况是解题的基础，应做到熟练地计算，牢固地掌握。
4． 伴性遗传和人类遗传病
（1）口诀：   无中生有为隐性，隐性遗传看女病，父子都病是伴性
有中生无为显性，显性遗传看男病，母女都病是伴性
（2）人类遗传病比较
遗传特点
病因分析
诊断方法
单基因遗传病
常染色体显性遗传病
①男女患病几率相等
②连续遗传
都遵循孟德尔遗传规律
基因突变
遗传咨询产前诊断(基因诊断)性别检测(伴性遗传病)
常染色体隐性遗传病
①男女患病几率相等
②隔代遗传
伴X显性遗传病
①女患者多于男患者
②父亲患病则女儿一定患病，母亲正常，则儿子一定正常
③连续遗传
伴X隐性遗传病
①男患者多于女患者
②母亲患病，则儿子一定患病，父亲正常则女儿一定正常
③隔代交叉遗传
多基因遗传病
①家庭聚集现象
②易受环境影响
一般不遗遵传循规律孟德尔
可由基因突变产生
遗传咨询基因检测
染色体异常遗传病
染色体结构异常遗传病
不遵循孟德尔遗传规律
染色体片段的缺失、重复、倒位、易位
产前诊断(染色体数目，结构检测)
染色体数目异常遗传病
减数分裂过程中染色体异常分离
（四）  细胞质遗传与减数分裂
1.     细胞质遗传表现为母系遗传
原因：卵原细胞经过减数分裂产生的卵细胞含大量的细胞质，而精子中只含有极少量的细胞质，因此受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，这样受细胞质内遗传物质控制的  性状实际上是受卵细胞中的遗传物质控制，因此，子代总是表现出母本的性状。
2.     细胞质遗传的后代不出现固定的性状分离比
原因：生殖细胞在进行减数分裂时，细胞质中的遗传物质不能像核内的遗传物质那样进行有规律的分离，而是随机地、不均等地分配到子细胞中去。
（五）  细胞核遗传与细胞质遗传的比较
比较项目
细胞核遗传
细胞质遗传
遗传物质载体
染色体
叶绿体、线粒体
正交反交结果
F1不一定与母本相同，表现显性性状
F1均与母本相同
F1性状分离比例
有固定的分离比
（遵循遗传定律）
无固定的分离比
减数分裂过程中
遗传物质的分配
有规律地均等分配到子细胞中
随机地、不均等地分配到子细胞中
基因数目
与细胞核中染色体组倍数成正比
与线粒体、叶绿体数量成正相关
传递途径
精子和卵细胞
卵细胞
特别提醒：细胞核遗传和细胞质遗传的遗传物质都是DNA。生物体绝大多数性状由核基因控制（如人的白化病），极少数性状由质基因控制（如紫茉莉枝条的颜色）；还有一些性状是由核基因和质基因共同控制的。
（六）  变异、进化和育种
1.     基因突变、基因重组、染色体变异
(1)基因突变
基因突变是指基因片段上碱基对发生增添、缺失或改变而引起基因结构的改变，基因突变往往会导致生物性状发生改变。
①它是遗传物质在分子水平方面的改变。碱基对数目、种类改变非常小，若数目改变幅度较大则会转变为染色体变异。
②基因片段上碱基对的种类发生改变不一定会导致生物性状的改变，原因是突变部位可能在非编码区，即使突变部位在编码区上，也会因一种氨基酸有多个密码子而使突变后的基因控制合成的蛋白质与突变前相同或突变发生在内含子中。
③基因片段上碱基数单个的添、减往往会导致生物性状的改变。若碱基对是以3的倍数(并连在一起)添、减，则合成的蛋白质上氨基酸的种类、排列顺序一般变化较小。
④DNA复制过程中，碱基互补配对发生偏差、小幅度跳跃或重复复制都会导致基因突变，故基因突变多发生在细胞分裂间期。
⑤基因突变会产生新的基因和基因型，基因重组只能产生新的基因型而不能产生新的基因。要增加可用于基因重组的基因种类只有通过基因突变，所以基因突变是生物变异的根本来源。
⑥基因突变过程中，碱基对数目、种类的改变不是人类能控制的，所以利用人工诱变育种着很大盲目性。
(2)基因重组
①能发生重组的基因是什么基因?分布情况如何?
分析如右图所示：
图甲中A与b，a与B为同源染色体上的非等位基因，不遵循自由组合定律；而图乙中的C与D、d、c与D、d为非同源染色体上的非等位基因，遵循自由组合定律。
②传统意义上的基因重组
a．只能发生在进行有性生殖的同种生物之间。
b．减数分裂过程中实现的基因重组要在后代性状中体现出来一般要通过精于与卵细胞结合产生新个体来实现，因此对基因重组使生物体性状发生变异这一现象来说，减数分裂形成不同类型配子是因，而受精作用产生不同性状的个体则是果。
③基因重组分类
a．分子水平的基因重组(如通过对DNA的剪切、拼接而实施的基因工程)。
特点：可突破远源杂交不亲和的障碍。
b．染色体水平的基因重组(减数分裂过程中同源染色体上非姐妹染色单体交叉互换，以及非同源染色体自由组合下的基因重组)。
特点：难以突破远源杂交不亲和的障碍。
c．细胞水平的基因重组（如动物细胞融合技术以及植物体细胞杂交技术的大规模基因重组)
特点：可突破远源杂交不亲和的障碍。
(3)染色体变异
染色体结构变异和染色体数目变异比较
项目
染色体结构变异
染色体数目变异
变异范围
染色体水平上的变异，涉及染色体某一片段的改变
染色体水平上的变异，涉及染色体数目改变
变异方式
染色体片段的缺失、重复、倒位、易位
个别染色体数目增 减、染色体组倍性增减
变异结果
染色体上的基因的数目、排列顺序发生改变
基因数目增减、产生多倍体、单倍体等
性状表现
生物性状发生较大改变
生物性状发生较大改变
变异的检测
光学显微镜下可观察比较染色体形态
光学显微镜下可观察染色体数目
特别提醒：真核生物的有丝分裂和减数分裂，有性生殖和无性生殖中都可发生染色体变异。
2.     细胞分裂、生物变异、生物进化
在细胞分裂间期，DNA复制过程中可能会受到内部或外界因素的干扰，导致DNA复制发生差错，发生基因突变而产生新基因，从而大幅度改变生物性状。减数第一次分裂过程中发生基因重组，虽然没有产生新基因，但产生了新的基因型。染色体变异可能会导致基因数目大幅度增减，使生物性状发生较大改变，甚至出现新的物种，所以生物的变异来源与细胞分裂密切相关。
生物各种变异的利弊取决于生物生存的环境条件。被环境选择保留的生物变异是有利变异，在生物逐代繁殖过程中得到积累和加强，从而使生物体内控制这一性状的基因得到保留，经过长期的自然选择作用，生物种群基因频率发生定向改变，使生物不断向前进化发展，当种群基因频率改变到突破种的界限而达到生殖隔离时，就进化为一个新的物种。因此生物种内进化是基因频率改变未达到生殖隔离的程度，而新物种形成则是基因频率改变达到了生殖隔离程度。生殖隔离是新物种形成的标志。
特别注意：生物进化的实质是种群基因频率的改变，因此，可认为生物基因频率发生了改变就意味着生物发生了进化，但生物进化不等于新物种形成。物种形成的必要条件是隔离，使基因频率改变发展到不能进行基因交流的程度。
3.     不同育种方法的归纳与比较
杂交育种
人工诱变育种
单倍体育种
多倍体育种
基因工程育种
细胞融合技术
细胞核移植技术
原理
基因重组
基因突变
染色体变异
染色体变异
DNA(基因)
重组
基因重组
染色体变异
动物细胞核的全能性
常用方式
杂交
↓
自交
↓
选种
↓
自交
(1)物理：紫外线、微重力、激光等；(2)化学：秋水仙索、硫酸二乙酯处理，诱导基因发生突变。需筛选。
花药离体培养，然后再用秋水仙素处理单倍体植株幼苗，使染色体加倍
秋水仙家处理萌发的种子或幼苗
转基因（DNA重组）技术将目的基因引入生物体内，培育新品种
让不同生物细胞原生质体融合，同种生物细胞可融合为多倍体
将具备所需性状的体细胞核移植到去核卵细胞中
优点
将不同个体的优良性状集中于同一个体上
可以提高变异的频率，加速育种进程，大幅度地改良某些性状
可以明显地缩短育种年限
器官巨大，提高产量和营养成分
目的性强，育种周期短，克服了远源杂交不亲和的障碍，定向改变生物的性状
按照人们的意愿改变细胞内遗传物质或获得细胞产品且克服了远缘杂交不亲的障碍
克服了某些动物繁殖率低的问题，可改良动物品或保护濒危物种
缺点
时间长，须及时发现优良品种
有利变异少，须大量处理实验材料
技术复杂
发育延迟，结实率低。一般只适合植物
技术复杂，有可能引起生态危机
技术复杂，存在安全性问题
技术要求高
应用举例
矮秆抗锈病小麦
青霉素高产菌株、太空椒
单倍体育种获得的矮秆抗锈病小麦
三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦
产生人胰岛素的大肠杆菌、抗虫棉
白菜甘蓝、番茄马铃薯
克隆羊“多莉”、鲤鲫移核鱼
2010新课标高考总复习全案【学生专用】
第六课时
十六、      知识网络
本专题包括必修第八章生物与环境、第九章人与生物圈
知识线索：
分子生物学
个体生物学
元素
无机分子
生物
大分子
细胞亚显微结构
细胞
组织
器官
系统
分子水平
细胞水平
个体水平
生物体
第一条主线：以生命的结构层次为线索。
生物体
生物种群
生物群落
生态系统
生物圈
群体水平
宏观生物学（生态学）
同种总称
环境
最大
第二条主线：以生态系统能量流动为线索。
能量的输入
能量的传递
能量的输出
能量的流动
研究能量流动的目的
①生产者
（绿色植物）
①食物链和食物网
①生产者、消费者、分解者
①传递方向
②流动渠道：食物链和食物网
①调整能量流动关系
②光合作用
②能量流动伴随物质循环进行
②呼吸作用（有氧呼吸和无氧呼吸）
③传递效率
④能量金字塔
②生态平衡 ③环境保护
④实施可持续发展战略
十七、      结论性知识要点
1.       种群各个特征的关系：
（1）在种群的四个特征中，种群密度是基本特征，与种群数量呈正相关。
（2）出生率、死亡率以及迁移率是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则是通过影响出生率和死亡率而间接影响种群密度和种群数量的，是预测种群密度（数量）未来变化趋势的重要依据。
2.       种群增长的“J”型曲线：
产生的条件：无限制的环境、理想的环境（食物、空间充裕；气候适宜，无天敌）。
特点：种群数量连续增长。
3.       种群增长的“S”型曲线：
产生的条件：在有限制的环境条件下。
特点：种群数量达到K值后，将停止增长并在K值左右保持相对稳定。
4.       所有生物群落在垂直方向上，都具有分层现象，称为群落的垂直结构。
生物群落在水平方向上，由于地形的起伏、光照的明暗、湿度的大小等因素的影响，不地地段往往分布着不同的种群，种群密度也会有差别，称为群落的水平结构。
5.       生态系统能量流动的特点：单向流动，逐级递减。传递效率大约是10%—20%。
6.       对“生态系统的物质循环”的理解：
“物质”指的是组成生物体的化学元素；
生态系统指的是地球上最大的生态系统——生物圈。
“生态系统的物质循环”的特点：（1）具有全球性；（2）循环往返。
7.       抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力。（核心：抵抗干扰，保持原状。）
8.       恢复力稳定性是指生态系统在遭到外界干扰因素的破坏以后恢复到原状的能力。（核心：遭到破坏，恢复原状。）
9.       生态系统之所以具有抵抗力稳定性，是因为生态系统内部具有一定的自动调节能力。生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力就越小，抵抗力稳定性就越低。
10.    生态系统中各营养级的生物种类越多，营养结构越复杂，自动调节能力就越大，抵抗力稳定性就越高。抵抗力稳定性和恢复力稳定性的关系：存在相反关系。
11.    生物圈稳态的自我维持：（1）从能量角度来看，源源不断的太阳能是生物圈维持正常运转的动力。（2）从物质方面来看，大气圈、水圈和岩石圈为生物的生存提供了各种必需的物质。生物圈内生产者、消费者和分解者所形成的三级结构，接通了从无机物到有机物，经过各种生物的多级利用，再分解为无机物重新循环的完整回路，形成了一个在物质上自给自足的生态系统。（3）生物圈具有多层次的自我调节能力。
12.    生物多样性的定义：地球上所有的植物、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，共同构成了生物的多样性。
13.    生物多样性的三个层次包括：（1）遗传多样性；（2）物种多样性；（3）生态系统多样性。
十八、      专题突破
（一）  非生物因素对生物的影响
生态环境中的各因子虽然是综合的对生物起作用，但总有某个因子起主导作用：
1.      光——光对植物的生理和分布起着决定性的作用。
光的“三要素”包括光照强度、光照长度(时间)和光质(光的波长)。
(1)  光照强度主要影响陆生植物的生理和垂直分布（分层现象）。
右图中I、Ⅱ曲线分别表示阴生植物以及阳生植物的光合速率与光照强度之间的关系；A、B为光补偿点，C、D为光饱和点。
(2)    光照长度是影响植物开花的主导因素。
①春天开花的植物一般需长日照条件，秋天开花的则需短日照条件。
②在低纬度地区只具备短日照条件，如在南、北回归线间一般只分布短日照植物。
③在中纬度地区春天具备长日照条件，秋天具备短日照条件，长日照植物和短日照植物均有分布。
④在高纬度地区长日照条件和短日照条件均具备，但在短日照条件下，温度极低不适寸：植物生长，因此无短日照植物分布。
(3)    光质是影响水生植物垂直分布的主导因素。
①海洋植物的垂直分布：蓝绿藻（上层）→褐藻（中层）→红藻（下层）
②原因：不同波长的光穿透水体的能力不同，不同的海洋植物光合作用需要不同的光。
2.      温度一一影响植物在不同海拔高度分布的主导因素
温度随海拔高度的增加而降低，海拔每增加100m，温度下降0.5～1℃。高山植物的垂直分布特点是：森林→灌木林→高山草甸→雪线。类似于从北到南不同纬度的植被分布，如北方有苹果、桃、梨，而南力有柑橘等。
3.      水——影响同—纬度上植物分布的主导因素
水是影响植物生存的重要因素，是限制陆生植物分布的重要因素，能影响植物的形态。在亚洲大陆的中高纬度地区，降水量由东向西逐渐减少，所以我国北纬35～45之间的自然地带，从东到西植物群落的分布特点是：森林→草原→荒漠→沙漠。
（二）  种群数量增长和数学曲线
1.      种群数量的变化规律和种群增长的两种曲线
种群数量是指在一定面积或容积中某种群的个体总数。一个种群的个体数目多少也叫做种群大小。理论上认为，种群大小取决于三个因素：①起始种群个体数量；②出生率和迁入率；③死亡率和迁出率。种群的数量变动首先要取决于②和③的对比关系，在单位时间内，前者与后者的差就是种群数量的增长率。
(1)    种群数量变化规律
自然种群的增长一般遵循“S”型曲线变化规律，而当种群迁入一个新环境以后，常在一定时间内出现“J”型增长。两种增长方式的差异，主要在于环境阻力对种群数量增长的影响。
(2)    两种增长曲线的比较
曲线
环境条件
特点
有无
最大值
曲线形成原因
“S”型曲线
理想条件
连续增长；增长率不变
无
无种内斗争；缺少天敌
“J”型曲线
有限条件
增长到一定数量保持相对稳定；增长率先增大后降至0
有
种内斗争加剧；捕食者数量增加
2.      种群增长曲线、微生物生长曲线、我国人口增长曲线的分析
(1)  曲线解读；    ．
①     图A：“J”型曲线，理想状态下的种群增长曲线。“J”型曲线无K值，且增长率保持一定的数值始终不变。“J”型曲线的数学模型为Nt=N0λt，λ代表的是增长倍数，不是增长率。λ>1时，种群密度增大；λ＝1时，保持稳定；λ<1时，种群密度减小。
②     图B：“S”型曲线，现实状态下种群数量的增长曲线，K值的含义是在一定环境条件下所允许的种群个体数量的最大值。不同种群在同一环境条件下K值不同，同一种群在不同环境条件下K值也不相同。K/2时种群数量增长最快，是树木采伐、渔业捕捞的最佳时期
③     图C：微生物（细菌）的生长曲线，从开始生长到死亡的动态变化可分为四个主要时期：调整期、对数期、稳定期、衰亡期。
④     图D：我国的人口数量呈现“J”型增长。我国人口急剧增长的主要原因是：生育率较高和逐渐下降的死亡率，形成了巨大的“落差”，从而使人口增长加快；人口基数过大也是原因之一。
(2)
A、B、C三曲线所示种群增长率分析（如下图）
(3)  A、B曲线和C曲线的区别与联系
种群增长曲线
微生物群体增长曲线
区别
研究范围
只研究种君数量增长阶段的变化规律
研究微生物从出生到死亡整个生命周期的数量变化规律
纵轴含义
种群的数量
微生物数目的对数，不代表实际数量
联系
①“J”型曲线也有调整期和对数期，即微生物群体生长曲线的调整期和对数期类似于“J”型曲线；
②“S”型曲线也可分为三个阶段：对环境的适应期、快速增长期、数目稳定期，曲线总体趋势和微生物群体生长曲线的调整期、对数期和稳定期相一致。