人教版高中生物
2025-04-23 17:49:10 3 举报AI智能生成
包含必修一，必修二，选修一，选修二，选修三生物知识点，详细无比，包含易混点和难学点，例如必修二遗传学和选修一稳态,调节。选修三微生物，细胞工程，基因工程。 还包含初中衔接高中的基础知识点，避免在高中学习过程因遗忘初中易混点导致失去学习兴趣。 总计36842个字数，2004个主题。知识点分开记忆，衔接学习。 这个文件我做了一年，从高二到高三边学习边更新，这也是我能够高中生物一直保持班级前三和全级前10的原因。旁大的知识体系如果不整理，很容易遗忘和搞混知识点，要是记在五本平均几百页的课本，先不说复习的时候能不能按学习体系巩固，看见5本书可能就觉得累不想翻
作者其他创作
大纲/内容
基础
植物
器官
营养器官：根，茎，叶
生殖器官：花，果实，种子
组织：保护、输导、营养、机械、分生(输营分保机)
花
花药
花粉：产生雄性配子
胚珠：卵细胞(含雌配子)
输导组织
导管
导管是为一串管状死细胞所组成，只有细胞壁的细胞构成的，而且上下两个细胞是贯通的
导管主要用途是运输水，在木质部中负责水盐的从根部向上单向运输
筛管
筛管是韧皮部的活的细胞
筛管主要运输的是有机物，筛管在韧皮部中负责有机物的从叶到根的双向运输
哺乳动物成熟红细胞
无细胞核，细胞器
动物
系统：神经系统，呼吸系统，消化系统，泌尿系统，生殖系统，循环系统，运动系统，内分泌系统，免疫系统
组织：上皮组织，结缔组织，肌肉组织，神经组织
遗传实验其他材料
玉米：雌雄同株且为单性花，便于人工授粉，生长周期短
果蝇：染色体数目少，相对性状易于区分，生长周期短
拟南芥：染色体数目少，产生籽粒多生长周期短
小白鼠：易饲养，繁殖周期短
干细胞
全能干细胞：能发育成各种细胞，有发育成完整个体的能力。
多能干细胞：组织特异性，失去发育成完整个体的能力
专能干细胞：只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化
单能干细胞：只能发育成一种细胞
实验
实验原则
自变量：单一变量
因变量：可观测
无关变量：等量且适宜
酒精
50%
脂肪检测中洗去浮色
70%
在土壤小动物类群丰富度调查实验中用于杀死微生物并保存小动物
无菌操作时的消毒
95%
与15%的盐酸混合用于有丝分裂实验中的解离
低温诱导染色体加倍实验中用于冲洗卡诺氏液
99.5%(无水乙醇)
用于光合色素提取
洋葱
根
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂(材料易得，分生区细胞分裂旺盛，且染色体少易观察)
鳞片叶
植物细胞吸，失水(外表皮细胞含紫色大液泡)
使用高倍显微镜观察几种细胞(细胞较大，外表皮细胞有大液泡，内表皮细胞有明显细胞核)
管状叶
绿叶中色素提取和分离(色素含量多)
观察叶绿体和细胞质的流动(观察细胞质流动，可用细胞质基质中的叶绿体流动作为标志)(一定范围，随温度升高，细胞质流动加快)
植物种子
非油料作物种子(小麦)
种子形成时：淀粉→可溶性还原糖
种子萌发时：可溶性还原糖→淀粉
油料作物种子(大豆，花生)
种子形成时：糖类→脂肪
种子萌发时：脂肪→甘油，脂肪酸→糖类
实验
实验
观察细胞
先低：取镜→安放→对光→压片→调焦→低倍镜观察
后高：找(低倍镜找物体)→移(移至中央)→转(转换器，换高倍物镜)→调(调光圈，反光镜，细准焦螺旋)
(放大镜)凸透镜：聚光； 凹透镜：散光
凸面反光镜：散光； 凹面反光镜：聚光
放大倍数：显微镜放大倍数=目镜放大倍数×物镜放大倍数
物正目反 ，物镜有螺纹
观测图像：将观察物旋转180°
放大计算
成行细胞(只考虑长度)：放大后细胞数＝放大前细胞数×放大前倍数/放大后倍数
成面细胞(考虑长度和宽度)：放大后细胞数＝放大前细胞数×(放大前倍数/放大后倍数)²
还原糖检测：还原糖＋斐林试剂→水浴加热→砖红色沉淀
(蓝色)斐林试剂：0.1g/ml的NaOH溶液(A液)+0.05g/ml的GuSO₄溶液(B液)等体积混合摇均现配现用
蛋白质检测：蛋白质(需含肽键)＋双缩脲试剂→紫色
双缩脲试剂：0.1g/ml的NaOH溶液(A液)+0.01g/ml的GuSO₄溶液(B液)不超4滴，先加A液(营造碱性环境)，后加B液，如果先将双缩脲试剂A与双缩脲试剂B混合，即NaOH与CuSO4溶液混在一起，会产生Cu(OH)2沉淀，使药剂失去作用
脂肪检测：脂肪＋苏丹Ⅲ染液(不可检测除脂肪外的脂质)→橘黄色
苏丹Ⅳ染液→红色
某种元素对植物的影响
②植物＋缺X元素的完全培养液
植物正常生长→X元素对植物生长无影响
植物长势不好→＋X元素→正常生长→X元素对植物生长有影响
(二次实验，增强实验说服力)
(二次实验，增强实验说服力)
T2噬菌体(DNA病毒)侵染大肠杆菌
原理：T2噬菌体侵染大肠杆菌时外壳留着外，只有遗传物质进入细胞
放射性同位素S³⁵标记噬菌体蛋白质外壳→侵染→离心→上液放射性较高
放射性同位素P³²标记噬菌体DNA→侵染→离心→下液放射性较高
DNA用甲基绿(实验结果绿色)或二苯胺(蓝色)，RNA用吡罗红(红色)，不能使用含颜色的材料，以免干扰实验
将甲基绿和比罗红混合形成混合染料可以观察DNA和RNA的位置
将甲基绿和比罗红混合形成混合染料可以观察DNA和RNA的位置
实验
分离细胞器：差速离心法
实验
检测叶绿素含量
色素的提取
二氧化硅：充分研磨
碳酸钙：主要保护叶绿素，因为类胡萝卜素较稳定
无水乙醇：充分提取色素，非必需
色素分离
纸层析法
滤纸条，层洗液
分离结果
要点
(1)实验中几种化学药品的作用
①加入少量SiO2，可破坏细胞结构，使研磨更充分，便于色素完全释放。
②加入少量CaCO3可以中和细胞内的有机酸，防止有机酸夺取叶绿素中的镁离子使叶绿素破坏，从而起到保护色素的作用。但SiO2和CaCO3的加入量要少，否则滤液杂质多、混浊、颜色浅，实验效果差。
(2)实验成功的关键
①叶片要新鲜，颜色要深绿，保证色素的含量。
②研磨要迅速充分。叶绿素不稳定，易被破坏，时间过长或研磨不充分都会导致色素的量太少而使实验失败。
③滤液细线不仅要求细、直、均匀，而且要求含有较多的色素（可以重复画二至三次）。
④滤液细线不能触及层析液，否则色素溶解到层析液中，将得不到清晰的色素带。
(3)注意事项
①制备滤纸条时，要剪去两角，这样可以减小边缘效应，使色素在滤纸上扩散均匀，便于观察实验结果。
②收集滤液后，要及时用棉塞将试管口塞紧，防止滤液挥发。
收集到的色素滤液绿色过浅
可能原因如下
①未加二氧化硅，研磨不充分
②使用放置数天的菠菜叶滤液中色素（叶绿素）太少，绿色过浅
③一次加入大量的95%的乙醇提取浓度太低，正确做法是分次加入少量95%的乙醇提取色素
④未加碳酸钙或加入过少导致色素分子被破坏
⑤如果滤纸条色素带重叠，原因可能是滤纸条上的滤液细线接触到层析液
酶实验
检验专一性
检测试剂不能用碘液：蔗糖不反应
检验温度
底物不能用过氧化氢：高温下会加快分解
检测试剂不能用斐林试剂(水浴加热)
检验PH
底物不能用淀粉：强酸条件会分解
探究温度对蛋白酶影响：若用蛋白质类为底物，应用蛋白质块而不用蛋白质溶液，因为因变量遵循可观测原则，蛋白块可通过体积变化观察实验，而蛋白质溶液要用双缩脲试剂检测，而蛋白酶也是蛋白质会与双缩脲试剂发生反应
必修一
第一单元
细胞
生命层次
细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→最大生态系统(生物圈)
植物无系统层次
病毒不属于任何层次
细胞是基本的生命系统
每个细胞都相对独立的生活着，同时又从属于有机体的整体功能，单细胞生物能够独立完成生命活动。
多细胞生物依赖各种分化的细胞密切合作，共同完成一系列复杂的生命活动
多细胞生物依赖各种分化的细胞密切合作，共同完成一系列复杂的生命活动
细胞学说
以细胞代谢为基础的各种生理活动
以细胞增殖，分化为基础的生长发育
以细胞内基因的传递和变化为基础的遗传与变异
以细胞增殖，分化为基础的生长发育
以细胞内基因的传递和变化为基础的遗传与变异
等等都说明细胞是生命活动的基本单位
生命活动离不开细胞
生命活动离不开细胞
细胞具有统一性和差异性
统一性往往反映共同起源
细胞结构
原核生物
拟核(无以核膜为界限的细胞核)，细胞壁(大多有为肽聚糖)、细胞膜、细胞质、核糖体(唯一细胞器)、各种不同细胞有鞭毛，纤毛，荚膜，叶绿素，藻蓝素等
易混原核生物：蓝细菌也称蓝藻(色球藻，鱼眼藻，发菜)，硝化细菌，大肠杆菌(纤毛)，链球菌，链霉菌，衣原体，支原体(有DNA,RNA，无细胞壁)，立克次氏体
真核生物
易混真核生物：生菜，小球藻，带藻，绿藻[衣藻(叶绿体，鞭毛)]，黑藻，轮藻，酵母菌(液泡)，霉菌(青霉，曲霉)，眼虫(叶绿体，鞭毛)，变形虫(伪足)，草履虫(纤毛)，疟原虫，伞藻，水绵，红藻(紫菜)
真菌：细胞核、细胞壁『几丁质』、细胞膜、细胞质、核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、液泡、溶酶体
(微生物)
(微生物)
10动物细胞：细胞核、细胞膜『磷脂和蛋白质』、细胞质、核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、溶酶体、中心体、液泡（低等动物如草履虫中的伸缩泡，其他食物泡等）
12植物细胞：细胞核、细胞壁『纤维素和果胶』、细胞膜、细胞质、核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、液泡、中心体（低等植物）、圆球体(功能类似溶酶体)
病毒：无完整细胞结构，只由蛋白质外壳和核酸构成
DNA病毒：噬菌体，乙肝病毒等
RNA病毒：新冠病毒，HIV等
原生生物：大多为单细胞生物，均有细胞核，常见的有(大)草履虫、(大)变形虫、衣藻、眼虫
细胞成分
元素
大量元素：C、H、O、N、P、K、Mg、Ca、S
微量元素：Fe、Mn、Zn、Gu、B（硼）、Mo（钼）
作用：每样元素都有其独特的作用，微量元素即使在生物体内含量很少，但其作用是其他元素不可代替的
大量元素和微量元素都是生命体生命活动所必须的
大量元素和微量元素都是生命体生命活动所必须的
无机化合物
水（存在形式）
自由水
功能
细胞内良好的溶剂
参与许多生物化学反应
为细胞提供液体环境
运输营养物质、代谢废物
结合水
功能
是细胞结构的重要组成成分
关系
自由水多，代谢旺盛
结合水多，代谢强度低，抗逆性强
结合水多，代谢强度低，抗逆性强
晒干的种子失去自由水，煮沸的种子失去结合水
无机盐（大多以离子形式存在）
获取方式：植物以主动运输方式从外界吸收
动物从外界通过食物摄取(有的动物舔脚掌可以获得)
动物从外界通过食物摄取(有的动物舔脚掌可以获得)
功能
细胞结构及其细胞内复杂化合物的组成成分
(Mg²⁺→叶绿素 Fe²⁺→血红素)
对于生命活动必不可少的物质
(Na⁺过低→肌肉酸痛，无力 血钙过低→抽搐)
维持细胞
酸碱平衡(缓冲对)
渗透压
细胞外液即内环境主要由Na⁺、Cl⁻维持
细胞内液主要由K⁺维持
细胞内液主要由K⁺维持
维持细胞的正常形态
人体中含有20余种必需的无机盐，其中含量较多的有钙、磷、钾、钠、氯、镁、硫等。
钠是组成无机盐的主要成分
钙是骨骼、牙齿发育的组成部分，缺钙可导致骨软化、骨质疏松；
镁是维持骨细胞结构和功能的必要元素，缺镁可导致神经紧张、情绪不稳等
钠是组成无机盐的主要成分
钙是骨骼、牙齿发育的组成部分，缺钙可导致骨软化、骨质疏松；
镁是维持骨细胞结构和功能的必要元素，缺镁可导致神经紧张、情绪不稳等
有机化合物
多糖、蛋白质、核酸为生物大分子
其对应单体分别为
葡萄糖、氨基酸、核苷酸
单体之间以碳链为骨架构成大分子
单糖、二糖、脂质等为小分子
多糖、蛋白质、核酸为生物大分子
其对应单体分别为
葡萄糖、氨基酸、核苷酸
单体之间以碳链为骨架构成大分子
单糖、二糖、脂质等为小分子
糖类（C、H、O）
功能：主要能源物质
单糖
五碳糖
核糖
组成RNA的成分(C₅H₁₀O₅)
脱氧核糖
组成DNA的成分(C₅H₁₀o₄)
六碳糖
葡萄糖
主要能源物质
果糖
植物细胞中提供能量
半乳糖
动物细胞中提供能量
二糖
蔗糖『果＋葡』(植)
麦芽糖『葡＋葡』(植)
乳糖『半乳＋葡』(动)
多糖(大分子)
基本组成单位：葡萄糖
纤维素(植)：植物细胞壁组成成分，帮助消化
淀粉(植)：植物体内主要储能物质
糖原(动)：动物体内主要储能物质
肝糖原可以分解成葡萄糖供能，肌糖原只能分解成乳酸
几丁质（N-乙酰葡糖胺『属于葡萄糖』）：真菌细胞壁组成成分，甲壳纲表壳组成成分，用于垃圾处理
还原糖：所有单糖，二糖中的乳糖、麦芽糖
与脂肪比：O多H少
脂质（C、H、O）
与糖类比：H多O少
耗氧多，释放的能量也多
脂肪（C、H、O）
功能：细胞内良好的储能物质，具有保护，减压，缓冲的作用
磷脂（C、H、O、N、P）
功能：构成（动植物）细胞膜，细胞器膜等生物膜的重要成分
固醇（C、H、O）
胆固醇
功能：构成动物细胞膜的重要成分
人的表皮细胞在光照下可以将胆固醇转化为维生素D
性激素
功能：促进生殖器官发育（第二性征）以及生殖细胞的形成
维生素D
功能：促进人和动物肠道对Ga、P的吸收
(大分子)蛋白质（C、H、O、N『S、Fe』）
功能：生命活动的主要承担者
合成(中心法则)
转录(细胞核) 翻译(核糖体)
真核：DNA——→mRNA——→蛋白质(先转录后翻译)
真核：DNA——→mRNA——→蛋白质(先转录后翻译)
转录(细胞质) 翻译(细胞质)
原核：DNA——→mRNA——→蛋白质(边转录边翻译)
原核：DNA——→mRNA——→蛋白质(边转录边翻译)
病毒：有不同的法则，有的会逆转录有的直接转录
基本组成单位：氨基酸(21种)H
ℓ
H₂N—C—COOH
ℓ
R（不同氨基酸是因为R基不同）
尽管氨基酸的种类有限，但却构成了种类繁多，功能多样的蛋白质
ℓ
H₂N—C—COOH
ℓ
R（不同氨基酸是因为R基不同）
尽管氨基酸的种类有限，但却构成了种类繁多，功能多样的蛋白质
非必须氨基酸（人体可合成）13种
必须氨基酸（需从外界摄取）8种，婴儿9种
所有植物能合成的氨基酸为21种
肽
氨基酸脱水缩合形成肽链，肽链弯曲折叠形成具有一定空间结构的蛋白质
有几个氨基酸就是几肽，三肽以上一般称为多肽
n肽有n-1个肽键
肽链与肽链之间以二硫键连接
每生成一个二硫键S—S脱去2个H
多样性
结构多样：氨基酸数目，种类，排列顺序，肽链的空间结构不同
功能多样
功能蛋白
(运免调催识)
(运免调催识)
运输
免疫
调节
催化
识别
结构蛋白：如毛发，肌肉中的蛋白质
变性与水解
水解：无肽键，无法用双缩脲试剂检测
变性：结构松散，但仍有肽键，可以用双缩脲试剂检测
蛋白质数量减少的办法或原因
1.被酶催化降解
2.其表达基因被抑制，无法翻译出对应蛋白质
影响：每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，
如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变就会影响其功能。
如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变就会影响其功能。
(大分子)核酸（C、H、O、N、P）
作用：遗传信息的携带者
基本组成单位：核苷酸
(戊糖)五碳糖：脱氧核糖(DNA)、核糖(RNA)
磷酸
含N碱基：A(腺嘌呤)，G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)、T(胸腺嘧啶)、U(尿嘧啶)
复制等行为时遵循碱基互补配对原则
DNA（脱氧核酸）
组成：脱氧核糖核苷酸、一种五碳糖(脱氧核糖)、一个磷酸、四种含N碱基(A、T、C、G)
结构：双螺旋结构、核苷酸磷酸之间以磷酸二酯键连接、碱基之间以碱基互补配对原则对应形成氢键连接
DNA常与蛋白质结合形成DNA⁻蛋白质复合物(真核原核均有)
RNA（核糖核酸）
组成：核糖核苷酸、一种五碳糖(核糖)、一个磷酸、四种含N碱基(A、U、C、G)
结构：单链结构，核苷酸磷酸之间以磷酸二酯键连接
mRNA(转录产生)：携带密码子，传递遗传信息
rRNA：核糖体的组成成分
tRNA：识别密码子和转运氨基酸
遗传物质
生物：体内均含DNA、RNA，均以DNA做为遗传物质，RNA起辅助作用
特殊生物病毒
DNA病毒：DNA为遗传物质
RNA病毒：RNA为遗传物质
酶
磷酸二酯键
破坏：限制酶，DNA(水解)酶
连接：RNA聚合酶，DNA聚合酶(连接单个)，DNA连接酶(连接片段)
氢键
破坏：RNA聚合酶，DNA解旋酶
连接：自动形成
变性
DNA在高温下氢键会被破坏解旋，低温时会复性双螺旋
遗传物质主要是DNA是错的，遗传物质只有没有主要
意义：核酸是细胞内携带遗传信息的物质，
在生物体遗传，变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
在生物体遗传，变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
第二单元
细胞结构
细胞膜
特点
结构特点：具有一定的流动性
磷脂分子，蛋白质大多可以运动，一定范围内，随温度升高，流动性增强
功能特点：选择透过性
结构
成分
脂质：主要是磷脂，动物细胞膜还有(胆固醇：调节膜的流动性，增加膜的稳定性，降低水溶性物质通透性)
蛋白质：功能越复杂的膜，蛋白质种类和数量越多
糖类(少量)：与蛋白质结合形成糖蛋白，与脂质结合形成糖脂，糖蛋白与糖脂统称为糖被，与识别有关
流动镶嵌模型
基本骨架：磷脂双分子层
膜外表面有糖被，主要是识别、信息传递
糖被：糖蛋白，糖脂
蛋白质嵌入，贯穿，镶在表面
膜蛋白
识别蛋白
酶
受体蛋白
转运蛋白
通道蛋白(只作用于协助扩散)
载体蛋白
功能
膜的主要功能由蛋白质承担，蛋白质种类数目越多的，功能越复杂
将细胞与外界环境分隔开，保障细胞内部环境的相对稳定
控制物质进出细胞
被动运输(不耗能)：顺浓度梯度
自由扩散：小分子
协助扩散：需通道蛋白，载体蛋白
主动运输(耗能)：逆浓度梯度，需载体蛋白，需能量
胞吞胞吐(耗能)
进行细胞间的信息交流
化学物质传递：激素，神经递质
通道传递：胞间连丝(也是物质运输通道)
接触传递：同种生物精卵结合，靶细胞与细胞毒性T细胞接触
生物膜系统
功能：能将各种细胞结构分隔开，使细胞内能同时进行多种化学反应(高效)
为酶提供附着位点，使细胞具有一个相对稳定的内部环境
在物质运输，能量转化和信息传递过程起着决定性作用
为酶提供附着位点，使细胞具有一个相对稳定的内部环境
在物质运输，能量转化和信息传递过程起着决定性作用
运输药物
脂溶性药物：磷脂双分子层之间
水溶性药物：磷脂双分子层内
细胞质
由呈溶胶状的细胞质基质和细胞器组成
作用：是进行新陈代谢的主要场所，绝大多数化学反应在此进行，对细胞核有调控作用
具有流动性，有利于细胞内物质的运输和细胞器的移动，这为新陈代谢提供了物质和条件
细胞器
分布：位于细胞质基质中由细胞骨架锚定
细胞骨架：蛋白质纤维组成的网架结构，维持细胞形态，锚定细胞器
与细胞运动，分裂，分化，物质运输，能量转化，信息传递等生命活动密切相关
类别(8大细胞器)
核糖体：合成蛋白质(肽链)，“生产蛋白质的机器”，原核细胞唯一细胞器
由rRNA、大亚基、小亚基组成
附着核糖体：合成的蛋白质运输到细胞外，分泌蛋白
游离核糖体：合成的蛋白质细胞自身使用，胞内蛋白(呼吸酶，光合酶，DNA解旋酶，DNA聚合酶，RNA聚合酶)
内质网：蛋白质等大分子物质合成、加工场所和运输通道。脂质合成场所(合成固醇类激素)。膜面积大，内连核膜，外连细胞膜甚至细胞器膜
粗面内质网：附着核糖体
光面内质网：不附着核糖体
高尔基体：主要对来自内质网的蛋白质进行加工、分类包装的“车间”及“发送站”，经过高尔基体的蛋白质才是成熟的
在植物细胞中参与细胞壁的合成(纤维素)
在植物细胞中参与细胞壁的合成(纤维素)
线粒体：细胞呼吸主要场所，细胞的“动力车间”
由外膜、内膜、嵴(附着酶)、基质(含DNA、RNA、有氧呼吸的酶、核糖体)组成
叶绿体：光合作用主要场所，“养料制造车间”和“能量转换站”
由外模，内膜，基粒(类囊体薄膜组成附着酶)、基质(含DNA、RNA、光合作用的酶、核糖体)组成
中心体：与动物细胞的有丝，减数分裂有关，分裂间期G₂复制，前期发出星射线，形成纺锤体，牵引染色体移向细胞两极(染色体着丝粒分裂与中心体无关)
由微管蛋白(核糖体合成)构成，主要存在于动物细胞，某些低等植物细胞也有
液泡：内有细胞液，可以调节植物细胞内的环境，充盈的液泡可以使植物细胞保持坚挺
起源于高尔基体
主要存在于植物和真菌，某些低等动物的食物泡、伸缩泡也属于液泡
原声质层（细胞膜与液泡膜及其之间的细胞质）
原生质体（去除细胞壁的植物细胞）
溶酶体：细胞内的“消化车间”，内部含各种水解酶(适宜PH多为酸性)，能分解衰老、损伤的细胞器及侵入细胞的病毒、细菌
动物特有，植物有相似功能的圆球体
囊泡：双层膜，参与分泌蛋白的合成运输（非细胞器，属于细胞结构）
囊泡膜上的蛋白质与细胞膜上的蛋白质特异性结合。可使囊泡精确地将内容物运送到细胞膜特定部位并分泌
囊泡运输与S蛋白有关，S蛋白参与囊泡与高尔基体的融合
特点
膜
无膜(无脂质)：中心体、核糖体
单层膜：内质网、高尔基体、液泡，溶酶体
双层膜：线粒体、叶绿体、囊泡
成分
含DNA：叶绿体、线粒体
含RNA：叶绿体、线粒体、核糖体
含色素：叶绿体、液泡
功能
产ATP：线粒体、叶绿体
产水：核糖体(翻译时产水)、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体
能自主合成：核糖体、线粒体、叶绿体
与有丝分裂有关：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、中心体
蛋白质合成，分泌有关：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、囊泡
发生碱基互补配对：核糖体、线粒体、叶绿体
与主动运输有关：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
细胞核
结构
核膜：双层膜(四层磷脂分子)，把核内物质与细胞质分开，不连续(核孔)，有选择透过性
核仁：与rRNA的合成、核糖体的形成有关
不是遗传物质的储藏场所（遗传物质染色质体上），原核细胞的核糖体与细胞核无关
核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
可以允许某些大分子物质通过，有选择透过性，如核内DNA不能通过核孔进入细胞质
不同时期的相同物质两种不同的存在形式
(分裂间期)染色质：由DNA、蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体
分裂期结束染色体解螺旋
(分裂期)染色体：此时DNA无法解旋，无法进行复制、转录等行为
分裂期染色质高度螺旋化
功能：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心（细胞质是遗传和代谢中心）
扩展
有的细胞不止一个细胞核，如双小核草履虫有两个，人的骨骼肌细胞有多个
原核，病毒不具有细胞核，有的真核细胞也没有如哺乳动物成熟的红细胞，高等植物成熟的筛管细胞没有细胞核
第三单元
细胞代谢
物质输出输入
渗透作用
半透膜，玻璃纸(赛璐玢)
浓度差
浓度低的会向浓度高的渗水
浓度低就是水多，水多往水少的跑，浓度高的水少
浓度差相等：液面持平
有高度差，浓度不相等，双向渗透速率相等，
运输
(题目会画粒子数量
来表示浓度高低)
(题目会画粒子数量
来表示浓度高低)
穿膜运输
被动运输
特点：不耗能，顺浓度梯度(高→低)
自由扩散(简单扩散)：无需能量，无需蛋白，气体、甘油、乙醚、苯的跨膜运输
协助扩散(易化扩散)：无需能量(靠势能)，需要转运蛋白(载体和通道蛋白)，人的红细胞吸收葡萄糖；钠进钾出
主动运输
特点：耗能，逆浓度梯度(低→高)
需要能量，需要载体蛋白，小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等；钠出钾进(钠维持外液渗透压，钾维持内液渗透压)
影响因素：物质浓度、载体蛋白的数量和种类、能量、温度等
膜泡运输
胞吞胞吐
特点：耗能
胞吞形成的囊泡在胞内可被溶酶体降解
不仅运输大分子也运输小分子如(神经递质)，大分子不全都通过胞吞吐运输如(RNA、蛋白质通过核孔进出细胞核)
影响因素：细胞膜的流动性、温度、能量等
转运蛋白(有特异性)
载体蛋白：作用于主动运输、协助扩散，每次转运都会发生自身构向改变，物质会与蛋白结合
通道蛋白：只作用于协助扩散，自身构向不会改变，物质不与蛋白结合
质壁分离
原理：浓度差、细胞壁伸缩性比原生质层伸缩性小
原生质层：液泡膜，细胞膜，及其两膜之间的细胞质
可以鉴别死细胞活细胞(活细胞发生质壁分离后可复原。浓度差过大，质壁分离时间过长可能导致细胞死亡)，检测细胞液浓度范围
酶
本质：一般为蛋白质、少量为RNA
与激素关系：激素起调节作用能分泌激素的细胞一定能分泌酶，能分泌酶不一定能分泌激素；激素一般只作用于一种细胞(甲状腺激素作用于全身细胞，提高细胞新陈代谢)
功能：催化作用，降低化学反应所需活化能，
作用环境：可作用与细胞内、细胞外、外界环境，作用条件温和
特性
高效性
与无机催化剂相比，酶的催化效率更高（高效性建立在与无机催化剂相比条件下）
专一性
一种酶只能催化特定的一种或一类化学反应，是酶为了与其结构不同的底物结合而形成的独特空间结构
有利于细胞代谢的有条不紊进行
有利于细胞代谢的有条不紊进行
作用条件温和
温度
最适温度(此时活性最高)
PH
最适PH(此时活性最高)
缓冲液可以在不适PH的情况下保护酶的空间结构，提供酶促反应适宜PH
过酸、过碱、高温：破坏酶空间结构、使酶失活(不可逆)
低温：抑制酶的活性(可逆)
微量且高效，是生命活动必不可少的物质
参与主动运输的载体蛋白可能是一种能催化ATP水解的酶
ATP、ADP
功能：直接能源物质
水解：与吸能反应有关，ATP水解放能
合成：与放能反应有关，ATP合成耗能
结构：A—P~P~P，A(腺苷=腺嘌呤+五碳糖核糖)T(三)P(磷酸)，
细胞的能量“货币”
细胞的能量“货币”
只有三P之间的两个高能磷酸键可以水解放能
含量：细胞内含量很少，但ADP和ATP的转化很快，转化速率相等，所以ATP处于动态平衡中
转化机制在所有生物的细胞内都是一样的，体现了生物界的统一性
转化机制在所有生物的细胞内都是一样的，体现了生物界的统一性
转化： 酶 酶
ADP+Pi+能量→ATP ATP→ADP+Pi+能量
ADP+Pi+能量→ATP ATP→ADP+Pi+能量
原料可逆，能量来源去向不同，酶不同，场所不同，反应不可逆
产生ATP的能量来源：光合作用，呼吸作用(有氧呼吸，无氧呼吸)
能量来源于呼吸作用和光合作用
其他：GTP(鸟苷三磷酸)，CTP(胞苷三磷酸)，TTP(胸苷三磷酸)，UTP(尿苷三磷酸)等也可直接为生命活动供能
细胞呼吸
有氧呼吸
氧参与酶催化，葡萄糖彻底氧化分解，产生CO₂、H₂O、大量ATP，过程温和，逐步释放能量，能量少部分储存于ATP，大部分以热能形式散失
与燃烧释放能量相比，逐步释放有利于充分利用能量①使能量转移到ATP中②维持细胞相对稳定状态
主要场所：线粒体
外膜：表面光滑；内膜：含有多种与有氧呼吸有关的酶
嵴：由内膜向内腔折叠形成，扩大酶附着面积
基质：含有多种有氧呼吸有关的酶
细胞质基质 酶
第一阶段：糖酵解 C₆H₁₂O₆→2C₃H₄O₃+4[H]+少量能量
葡萄糖不会进入线粒体
线粒体基质 酶
第二阶段：丙酮酸彻底分解 2C₃H₄O₃+6H₂¹⁸O→6C¹⁸O₂+20[H]+少量能量
线粒体内膜 酶
第三阶段： 24[H]+6¹⁸O₂→12H₂¹⁸O+大量能量
第三阶段： 24[H]+6¹⁸O₂→12H₂¹⁸O+大量能量
用¹⁸O原子，¹⁸不止会出现在H₂O，因为水可以继续参与第二阶段反应
无氧呼吸
无氧参与酶催化，葡萄糖不彻底分解，只在第一阶段释放少量能量，大部分能量储存在不彻底分解产物中
细胞质基质 酶
第一阶段：糖酵解 C₆H₁₂O₆→2C₃H₄O₃+4[H]+少量能量
细胞质基质
第二阶段：丙酮酸不彻底分解
(第一阶段产生的[H]会在此消耗参与反应)
第二阶段：丙酮酸不彻底分解
(第一阶段产生的[H]会在此消耗参与反应)
生成酒精和少量CO₂
酵母菌，种子
生成乳酸
人
[H]即NADH，为还原型辅酶Ⅰ
NAD⁺ ，为氧化型辅酶Ⅰ
NAD⁺ ，为氧化型辅酶Ⅰ
NADPH，为还原型辅酶Ⅱ
NADP⁺，为氧化型辅酶Ⅱ
NADP⁺，为氧化型辅酶Ⅱ
ATP产量：等量葡萄糖，有氧呼吸产生的ATP多于无氧呼吸产生的ATP
ATP消耗：ATP在细胞内含量少转化快，故无氧呼吸增强，消耗的ATP主要来源于无氧呼吸产生的ATP
同理：有氧呼吸增强，消耗的ATP主要来源于有氧呼吸产生的ATP
同理：有氧呼吸增强，消耗的ATP主要来源于有氧呼吸产生的ATP
应用
储存
水果蔬菜：低温(零上)，低氧，适宜温度，适宜水分
种子：低温(零上)，低氧，适宜温度，干燥
异常
(减肥药)ATP合成少，消耗有机物增多：对身体有危害具体表现为供能不足，机体过热
无氧呼吸产物为酒精的植物：一直进行无氧呼吸导致供能不足，主动运输受阻，酒精危害细胞导致烂根
有的种子如水稻种子，播种时采用直播覆水(无氧)，可知种子应有耐酒精毒害功能
实验
酵母菌
有氧产水和大量CO₂
检测CO₂ 澄清石灰水 变浑浊
溴麝香草酚蓝溶液 颜色蓝→绿→黄
溴麝香草酚蓝溶液 颜色蓝→绿→黄
无氧产酒精和少量CO₂
检测酒精 橙色KMnO₄(H⁺)溶液 颜色橙黄变灰绿
光合作用
光合色素
(3/4)叶绿素：吸收红光和蓝紫光
(在图像上有两个峰)
(在图像上有两个峰)
叶绿素a：蓝绿色(C、H、O、N、Mg)
叶绿素b：黄绿色(C、H、O、N、Mg)
(1/4)类胡萝卜素：吸收蓝紫光
(在图像上只有一个峰)
(在图像上只有一个峰)
叶黄素：黄色(C、H、O)
胡萝卜素：橙黄色(C、H)
功能：吸收，传递，转化光能
叶绿素
消耗：光照，弱光(遮阴)情况下会消耗，黑暗条件下不会消耗
合成：黑暗条件下不能合成，有光照可以合成，弱光相比强光下合成更多，以便吸收更多光能
影响光反应
光补偿点：叶绿素含量降低时，到达光补偿点所需光照强度更强(图像上向右移)
光饱和点：叶绿素含量降低时，叶绿素更快更容易消耗完达到光饱和点(图像上向左下移)
叶片含叶绿体，叶绿体含叶绿素，叶绿素吸收绿光少反射绿光显绿色，故叶片显绿色
同理，当叶绿素含量少时，叶片显黄是因为类胡萝卜素
反应(主要场所：叶绿体)
光反应(类囊体薄膜)
光能→ATP、NADPH中活跃的化学能
光能→ATP、NADPH中活跃的化学能
水的光解： 酶
(膜内) 2H₂O→O₂+4H⁺+4e⁻
(膜内) 2H₂O→O₂+4H⁺+4e⁻
ATP合成： 酶
(膜外) ADP+Pi+能量→ATP
(膜外) ADP+Pi+能量→ATP
NADPH合成： 酶
(膜外) NADP⁺+H⁺+2e⁻→NADPH
(膜外) NADP⁺+H⁺+2e⁻→NADPH
暗反应(叶绿体基质)
(卡尔文循环)
活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
(卡尔文循环)
活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
CO₂的固定：CO₂+C₅→2C₃
C₃的还原： ATP、NADPH
2C₃——→(CH₂O)+C₅
酶
2C₃——→(CH₂O)+C₅
酶
为光反应提供ADP，Pi，NADP⁺
关系：总光合速率(光合作用)=净光合速率+呼吸速率(呼吸作用)
O₂产生量 O₂释放量 O₂吸收量（黑暗）
CO₂固定量 CO₂吸收量 CO₂释放量（黑暗）
有机物制造量 有机物积累量 有机物消耗量（黑暗）
O₂产生量 O₂释放量 O₂吸收量（黑暗）
CO₂固定量 CO₂吸收量 CO₂释放量（黑暗）
有机物制造量 有机物积累量 有机物消耗量（黑暗）
光补偿点：光合作用=呼吸作用，无O₂，CO₂出入
呼吸速率高，叶绿素含量低，光补偿点就高
呼吸速率高，叶绿素含量低，光补偿点就高
若温度适宜，此时氧气产生量=光照为0时(原点)呼吸氧气吸收量
若植物一直处于光补偿点，则不会积累有机物，而且黑暗条件下还会消耗有机物
种子萌发与光照强度关系不大，种子萌发时消耗的是种子胚乳中的有机物，有光照能促进叶绿素合成
若植物一直处于光补偿点，无法开花结果出现种子
不同光补偿点
叶片处于光补偿点，植物的净光合速率小于0，因为植物还有如根尖细胞此类无叶绿体只进行呼吸的细胞
植物处于光补偿点，对单个细胞而言，光合速率＞呼吸速率，因为光合(有叶绿体细胞)=呼吸(有叶绿体+无叶绿体细胞)
光饱和点：光合速率不再随光照强度增强而增加
叶绿素含量低，光饱和点高
叶绿素含量低，光饱和点高
通过光合速率变化判断，如CO₂降低，光合速率降低，产O₂减少，此时光饱和点左下移，因为原产10O₂需要A光照强度，而5O₂不需要A光照强度
影响因素
人为改变光合时考虑4个因素
主要影响因素
光反应暗反应
相互影响相互制约
主要影响因素
光反应暗反应
相互影响相互制约
光照强度：(主)光反应→ATP、NADPH→(间)暗反应
一定范围内，光合速率随光照强度增强而增加
CO₂浓度：(主)暗反应→C₃→(间)光反应
一定范围内，光合速率随CO₂浓度增加而增加
温度：(主)暗反应(暗反应所需酶种类数量远多于光反应)
(间)光反应
(间)光反应
水：主影响光反应→ATP→主动运输→矿质元素→叶绿素
主影响ABA(脱落酸)含量→气孔导度→CO₂吸收→暗反应
主影响ABA(脱落酸)含量→气孔导度→CO₂吸收→暗反应
光合色素与细胞液色素
光合色素
位于叶绿体，脂溶性，不随PH改变变化颜色
胡萝卜：炒菜菜汤不出色，因为是脂溶性胡萝卜素
细胞液色素
位于液泡，水溶性，不随PH改变变化颜色
红苋菜：炒菜菜汤出色，因为是水溶性花青素
光敏色素
被信号分子(光）激活，将信息传至细胞核内，影响基因的选择性表达
第四单元
细胞生命历程
细胞增殖
细胞周期
条件：连续分裂的细胞才有细胞周期
概念：连续分裂细胞，一次分裂完成到下一次分裂完成
区分：不一定，不同生物细胞周期时间，同种生物不同细胞周期持续时间都不一定相同
分裂间期：为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成
每条染色质分为常，异染色质，常染色质活跃转录(疏松环状)，异染色质无转录活性(凝缩状态)
两种染色质的化学组成相同，且常，异在期间均进行复制，异染色质通常不编码蛋白质，分裂期均变成染色体
两种染色质的化学组成相同，且常，异在期间均进行复制，异染色质通常不编码蛋白质，分裂期均变成染色体
分裂间期
G₁期：DNA合成前期，进行活跃的RNA及蛋白质合成
S期：DNA合成期，是DNA在细胞周期中功能最活跃的时期
形成姐妹染色单体
G₂期：DNA合成后期，又叫做“有丝分裂准备期”，主要为后面的M期做准备，细胞快速生长并大量合成有丝分裂所需蛋白质，但并不是细胞周期必需的一部分
中心体倍增时期
分裂细胞
持续分裂：部分造血干细胞，卵裂期细胞，癌细胞，根尖分生区细胞，茎形成层细胞，芽生长点细胞
始终处于细胞周期
暂不分裂：肝，T，B，记忆细胞
暂时脱离细胞周期，仍具分裂能力，一定条件下可回到细胞周期
永不分裂：肌纤维，神经，浆，叶肉，洋葱鳞片叶表皮细胞，根尖成熟区细胞
永远脱离细胞周期，处于分化状态直至死亡
增殖方式
二分裂：原核生物分裂方式
无丝分裂
定义：是一个简单而快速的过程，一般只需要两个步骤：复制和分离。
在这个过程中，染色体会先复制成两份相同的DNA，然后在细胞膜上附着并被拉向两端，最后形成两个具有相同染色体数目和类型的子细胞
无纺锤体和染色体的变化
在这个过程中，染色体会先复制成两份相同的DNA，然后在细胞膜上附着并被拉向两端，最后形成两个具有相同染色体数目和类型的子细胞
无纺锤体和染色体的变化
有丝分裂
定义：一种(真核)细胞分裂产生体细胞的过程
特点：分裂后的细胞染色体数目不变
分裂间期：如上
分裂期(M期)
前期：染色质高度螺旋化形成染色体(最明显现象)
核仁逐渐解体，核膜逐渐消失，形成一具梭形的纺锤体
细胞内的染色体散乱地分布在纺锤体的中央
核仁逐渐解体，核膜逐渐消失，形成一具梭形的纺锤体
细胞内的染色体散乱地分布在纺锤体的中央
高等植物：细胞两极发出纺锤丝
高等动物和低等植物：微管伸长将中心体推向细胞两极，中心体发出星射线
纺锤体由微管蛋白构成，微管蛋白来自核糖体
观察最佳时期，形态数目最清晰
中期：染色体着丝粒排列在赤道板
赤道板非真实存在，染色体不断摆动
后期：着丝粒分裂，姐妹染色体分离，分别移向细胞两极，到达时停止
着丝粒分裂与纺锤丝无关(秋水仙素抑制纺锤体形成可知)，纺锤丝仅将染色体拉向两极
动植物最根本区别
末期：核仁核膜重新出现，出现细胞板并扩展使细胞质均等分裂最后形成新细胞壁，而细胞器随机分配
植物：细胞板形成细胞壁最终形成两个子细胞
动物：细胞中间向内凹陷最终缢裂形成两个子细胞(中心体均等分配)
直到末期结束才当做两个细胞，前期～末期当一个细胞处理
判断动植物细胞往往是解题根本
通过细胞壁
通过中心体
减数分裂
定义：(有性生殖)物种通过原始生殖细胞形成成熟生殖细胞时进行的分裂
配子(成熟生殖细胞)
配子里是一整套非同源染色体的组合
精子：主要保留细胞核和全部线粒体
细胞核：保证遗传物质能够进入卵细胞
丢弃大部分细胞质和多数细胞器使精子体积减小，运动便捷
全部线粒体被保留并主要集中于尾的基部，可以更好的在受精过程中提供能量
卵细胞
特点：分裂后的细胞染色体数目减半，复制一次，分裂两次
分裂间期：如上，完成后原始生殖细胞→生殖母细胞
分裂期
减一：分同源
(初级母细胞)
(初级母细胞)
前期：同源染色体联会，形成四分体
若染色体组为奇数，联会会稳乱，一般不能形成正常配子
中期：主要特点是染色体排列在赤道板上两侧，每对同源染色体中每一条各由一侧的纺锤丝牵引
核仁消失，核膜解体
核仁消失，核膜解体
后期：在纺锤丝的牵引下，同源染色体分离，非同源染色体自由组合
末期：染色体到达两极后，解旋为细丝状
核膜重建，核仁形成，同时进行胞质分裂.
末期结束无同源染色体
核膜重建，核仁形成，同时进行胞质分裂.
末期结束无同源染色体
减二：分姐妹
(次级母细胞)
(次级母细胞)
在减数分裂I和II之间的间期很短,不进行DNA的合成,有些生物没有间期,而由末期I直接转为前期II
特重要题目往往会给出
其性别和图像是解题根本
其性别和图像是解题根本
雄性：均等分裂，先形成精细胞再变形成精子
雌性：不均等分裂
减1：初级卵母细胞不均等分裂形成一个次级卵母细胞和第一极体
减2：次级卵母细胞不均等分裂形成一个卵细胞和第二极体，第一极体均等分裂形成两个第二极体
卵巢排出的卵细胞只进行到减数第二分裂，只有与精子接触后才会继续完成分裂
减数分裂与受精作用意义：维持生物前后代体细胞中染色体数目的恒定
雄蜂直接由配子发育而来是单倍体生物，体内染色体数目减半，进行的是假减数分裂
染色体
同源染色体：一条来自父方，一条来自母方，形状，大小一般相同
XY为特殊同源染色体
非同源染色体：形状，大小不同的染色体
XY除外
染色体组：生物体内一整套非同源染色体为一个染色体组
受精作用
减数分裂和受精作用的意义：维持物种前后代体细胞中染色体数目的恒定
概念：精子和卵子在输卵管内相遇、结合并形成受精卵的过程
细胞的一生
分化
分化
时间：发生在整个生命进程，胚胎时期达到最大限度
原因：基因的选择性表达
概念于一个个体中，若不同个体是遗传物质不同
基因
管家基因：所有细胞均表达，表达产物是维持生命活动必需的
奢侈基因：特异性表达，产物赋予不同细胞特异性的生理功能
特点：持久性，不可逆性，普遍性
结果：形成不同细胞，组织，器官
变与不变
变：mRNA，蛋白质，细胞器种类和数量，细胞功能、结构
不变：DNA，细胞数目，rRNA，tRNA
意义：是生物个体发育的基础，使多细胞生物体的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能效率
全能性
原理：细胞含有本体全套遗传物质
概念：细胞经分裂，分化，仍具有产生完整机体或分化成其他细胞的潜能和特性
干细胞
胚胎干细胞(全能干细胞)：来自早期胚胎，可以分化成各种组织器官甚至个体
成体干细胞(组织特异性)：来自成体组织或器官，只能分化成特定的细胞和组织
造血干细胞(多能干细胞)
神经干细胞(专能干细胞)
精原干细胞(单能干细胞)
全能干细胞可以发展为个体，多能干细胞不行
表达
体现全能性：(必须)细胞→有机体或其他细胞
条件：离体，适宜营养，激素
难易：受精卵＞生殖细胞(高度分化)＞体细胞
植物＞动物 分化程度低＞分化程度高(一般)
植物＞动物 分化程度低＞分化程度高(一般)
证明
植物组织培养→植物细胞具有全能性
高度分化的叶肉细胞具有完整的遗传信息，具备发育成完整个体的潜能
动物体细胞核移植→动物体细胞的细胞核具有全能性
克隆羊多莉的诞生
衰老
关系
单细胞生物：细胞衰老同步个体衰老
多细胞生物：细胞衰老不同步个体衰老
特征：代谢减慢
细胞膜：通透性改变(不一定降低)，物质运输功能降低
细胞核：细胞核体积增大，核仁减小，核膜内折，染色质收缩，染色加深
细胞代谢：水分减少，细胞萎缩(体积缩小)
酶活性降低，化学反应速率减慢类型减少
色素积累(如老年斑(褐色素积累)，妨碍物质交流和传递)
酶活性降低，化学反应速率减慢类型减少
色素积累(如老年斑(褐色素积累)，妨碍物质交流和传递)
原因
自由基：代谢产生，攻击破坏生物膜，还攻击DNA(基因突变)，蛋白质(活性降低)
端粒：位于每条染色体两端，随分裂而缩短，导致细胞异常
端粒本质：DNA-蛋白质复合体
端粒酶本质：RNA-蛋白质复合体
端粒酶修复DNA的过程本质：逆转录(修复发生于分裂间期)
结果：细胞衰老过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的形态，结构，功能发生变化
死亡
凋亡(主要)
贯穿生命全过程，由基因决定，又受环境因素影响的程序性自动死亡(自杀性)
多为零散细胞，细胞皱缩，细胞膜及各细胞器膜完整，膜可发泡成芽形成凋亡小体
不引起炎症和修复再生，凋亡小体可被邻近细胞吞噬
意义：保证多细胞生物完全正常发育，维持内部环境的稳定，抵御外界各种因素的干扰
坏死
不利因素导致的被动死亡(他杀性)，细胞损伤是与凋亡的区别
多为大片细胞，细胞肿胀，细胞膜及各细胞器膜溶解破坏，溶酶体酶释放，细胞自溶
引起炎症反应和修复再生
易混：被病原体侵染引起的细胞死亡为坏死，被病原体侵染的细胞的清除为凋亡(特异性免疫)
细胞自噬
贯穿生命全过程，一定条件下，细胞将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用
动物：溶酶体
植物，酵母菌：液泡
植物，酵母菌：液泡
特点：一般不引起细胞死亡，过于激烈会诱导凋亡
意义：处于营养缺乏条件下的细胞，可同过细胞自噬获得维持生存所需的物质和能量
必修二
第五单元
遗传
遗传
遗传形式
细胞核遗传
存在：细胞核
形式：DNA与蛋白质结合为染色体
基因数量多，能复制，转录，翻译
遗传方式：遵循孟德尔遗传定律
细胞质遗传
存在：叶绿体，线粒体，细菌质粒
线粒体，叶绿体是细胞质基因的载体
形式：不与蛋白质结合，DNA分子裸露
基因数量少，能复制，转录，翻译
遗传方式：母系遗传
母系遗传：两个具有相对性状的亲本杂交，不论正交或反交，子一代总是表现为母本性状的遗传现象
母系遗传是细胞质遗传的主要特征
后代无一定的性状分离比
母系遗传是细胞质遗传的主要特征
后代无一定的性状分离比
交配
杂交
将不同优良性状集中到一起得到新品种
显隐性性状判断
验证是否符合遗传规律
自交
不断提高种群中纯合子的比例
用于植物纯合子，杂合子的鉴定
测交
验证遗传基本规律理论解释的正确性
用于高等动物纯合子，杂合子的鉴定
确定基因型
正反交
检验核遗传或质遗传
检验是常染色体遗传还是性染色体遗传
遗传与变异
基本概念
遗传因子：基因
配子：生殖细胞
雄配子：精子或花粉。数量总是远多于雌配子
精子产生的一对等位基因的数量总是1:1，如D:d=1:1
雌配子：卵细胞
合子
纯合子：遗传因子组成相同的个体
杂合子：遗传因子组成不同的个体
性状
性状：指生物体的形态特征或生理特征
显隐
显性性状：子一代(F₁)中显现出来的性状
隐性性状：子一代(F₁)中未显现出来的性状
性状分离：指杂种后代(F₁自交产生)中，同时出现显性性状和隐性性状的现象
相对性状：一种生物的同一种性状的不同表现类型
交配
自交ⓧ：基因型相同个体的交配
杂交x：基因型不同个体的交配
正反交：孟德尔用高茎豌豆为母本，矮茎为父本进行正交，反着为反交
测交：显性杂合子和隐性纯合子
不能只说杂合子和纯合子
花
双性花：一朵花同时有雄花和雌花
单性花：一朵花只有雄花或雌花(雌雄异花)
雌雄同株：一棵植物上同时具有两种花
雌雄异株：一棵植物上要么全为雄性花，要么全为雌性花的植物
基因
等位基因：处于同源染色体上相同位置，控制一对相对性状
非等位基因：处于同源染色体和非同源染色体上，只有非同源染色体上非等位基因遵循自由组合定律
相同基因：A和A为相同基因
遗传
稳定遗传：纯合子能稳定遗传
比例
同一代个体的比例，概率所有性状相加后要为1
四分体为一对同源染色体
孟德尔实验（假说-演绎法）
实验材料
豌豆：自花传粉，闭花受粉，自然状态一般是纯种
易于区分的性状且能稳定遗传给后代
花大便于进行人工授粉
易于区分的性状且能稳定遗传给后代
花大便于进行人工授粉
实验一
步骤
开花前(花蕾期)，人工(去雄)
(套袋)防止外来花粉干扰
代去雄的雌蕊成熟时(人工授粉)
再套袋
过程
P
用高茎豌豆作母本，矮茎豌豆作父本杂交
正交和反交
正交和反交
正交反交可以确定是否为母系遗传
对F₂（杂种后代）出现分离的解释
假说
(1)生物的形状是遗传因子决定的
(2)在体细胞中，遗传因子成对存在
(3)生物体形成生殖细胞(配子)时，成对因子分离，配子中只含每对遗传因子中的一个
(4)受精时，雌雄配子的结合是随机的
得出结论
分离定律(孟德尔第一定律)
在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；
在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代
在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代
分离定律在生物遗传具有普遍性
实验二
黄色圆粒 × 黄色圆粒→黄色圆粒：黄色皱粒：绿色圆粒：绿色皱粒＝9：3：3：1
YyRr YyRr 9Y_R_ 3Y_rr 3yyR_ 1yyrr
1YYRR 2Yyrr 2yyRr 1yyrr
2YyRR 1YYrr 1yyRR
2YYRr
4YyRr
YyRr YyRr 9Y_R_ 3Y_rr 3yyR_ 1yyrr
1YYRR 2Yyrr 2yyRr 1yyrr
2YyRR 1YYrr 1yyRR
2YYRr
4YyRr
每种只有一个纯合子
位于两对不同的同源染色体上才会出现这种结果
分离定律
(位于同一对同源染色体上的等位基因分离)
(位于同一对同源染色体上的等位基因分离)
分离定律
位于一对同源染色体上的一对等位基因，在减数第一次分裂后期随同源染色体的分开而分离
实质：Dd→D:d=1:1
作用
判断显隐性
定义法(纯合子杂交)
一对相对性状杂交，子代仅出现的性状为显性性状
自交法
相同性状自交，子代出现性状分离，新出现的为隐性，亲本的为显性
定义法，自交法结论是在统计大量后代的基础得出的，若统计的个体数量有限，结论不成立
杂合子多代自交
提高纯合子比例
提高纯合子比例
杂合子比例：1/2ⁿ(n为自交次数)
纯合子比例：1-1/2ⁿ，若问的是显性纯合子或隐性纯合子：(1-1/2ⁿ)÷2
问的是高茎豌豆的比值，要拿AA和Aa的算
不能拿AA，Aa，aa的比值算，两者比例相加要为一
不能拿AA，Aa，aa的比值算，两者比例相加要为一
自由组合定律
(位于两对不同的同源染色体上的非等位基因自由组合)
(位于两对不同的同源染色体上的非等位基因自由组合)
自由组合定律
非同源染色体上的非等位基因，在减数第一次分裂后期随非同源染色体的自由组合而组合
作用
自由组合可分解为若干分离
种类问题
配子种类看等位：2ⁿ(n为等位基因对数)
AaBbCCDd产生配子种类为8种
配子结合雌雄不同类：杂合子雌雄交配种类不能混合
AABbCc×aaBbCC→AA×aa=1，Bb×Bb=4，Cc×CC=2，1×4×2=8
子代基因型看交配：亲代交配能产生的配子种类相乘
AaBbCc×Aabbcc→Aa×Aa Bb×bb Cc×cc ，3×2×2=12种基因型
AA Aa aa Bb bb Cc cc 2×2×2=8种表型
AA Aa aa Bb bb Cc cc 2×2×2=8种表型
概率问题
基因型表型比例：亲代产生配子的占比进行计算
AABbDd×aaBbdd→Aa=1，Bb=1/2，Dd=1/2，故F₁中AaBbDd所占比为1×1/2×1/2=1/4
纯合子或杂合子出现概率：杂合子概率一般难以计算，用1-减去纯合子概率
基因在染色体上
萨顿的假说（类比推理法）
基因与染色体的行为存在明显的平行关系
摩尔根实验（假说～演绎法）
白眼雌果蝇×红眼雄果蝇，验证控制眼色的基因位X染色体上
伴性遗传
性别决定（性染色体）
XY型：雄XY，雌XX
某些鱼类，两栖类，所有哺乳动物，人类，果蝇和雌雄异株植物
ZW型：雄ZZ，雌ZW
鸟类，蛾蝶类，如鸡
只出现在雌雄异体生物，雌雄同体不存在性别决定
XY型，ZW型均遵循分离定律
性别决定后的分化发育受环境影响
自然界还存在其他类型的性别决定，如染色体倍数决定(蜜蜂)，环境因子决定(温度)
XY型，ZW型均遵循分离定律
性别决定后的分化发育受环境影响
自然界还存在其他类型的性别决定，如染色体倍数决定(蜜蜂)，环境因子决定(温度)
表现为性状与性别息息相关，题目中一旦出现性别比例便为伴性遗传
类型
伴Y遗传
外耳道多毛症
患者全为男性，如果某对性状是伴Y遗传，那么所有女性不可能有这对性状
世代连续性
伴X遗传
(有中生无)显性
抗维生素D佝偻病
显性女易病，看男病
母女皆病最可能为伴X显性遗传
母女正常一定为常染色体显性遗传
世代连续性
(无中生有)隐性
红绿色盲(道尔顿)
隐性男易病，看女病
父子皆病最可能为伴X隐性遗传
父子正常一定为常染色体隐性遗传
隔代遗传性
人类遗传病
定义：通常指由（遗传物质）改变引起的人类疾病
遗传物质：基因，染色体
单基因遗传病
伴Y染色体
外耳道多毛症
伴X染色体
显：抗维生素D佝偻病
隐：红绿色盲
常染色体
显：多指，并指，软骨发育不全
隐：镰状细胞贫血，白化病，苯丙酮尿症
多基因遗传病
在群体中发病率高，有家族聚集现象，易受环境影响
原发性高血压，冠心病，哮喘，青年型糖尿病
染色体变异
结构：猫叫综合征(5号染色体缺失)
数目：唐氏综合征(21三体综合征)(21号染色体三条)，性腺发育不良(一般发生在女性)
发病时期
染色体变异一般会在出生前发病死亡
单基因遗传病一般会在成年前发病
多基因遗传病一般会在成年后发病
易混
携带致病基因的个体不一定患遗传病
红绿色盲
不携带致病基因的个体可能患遗传病
染色体变异引起的遗传病
先天性疾病不一定是遗传病
出生前感染病毒致使胎儿患先天性疾病，如风疹病毒→先天性白内障
后天性疾病可能是遗传病
多基因遗传病多于成年后发病
家族性疾病不一定是遗传病
缺维A的夜盲症，缺碘的地方性甲状腺肿
第六单元
遗传物质
DNA是主要遗传物质
早期：认为蛋白质才是遗传物质
格里菲思体内转化实验
实验材料
R型菌：菌落表面粗糙，菌体无荚膜
S型菌：菌落表面光滑，菌体有荚膜（多糖荚膜）
原理：侵染
实验过程
实验过程
R型活菌→小鼠存活→分离出R型活菌
S型活菌→小鼠死亡→分离出S型菌
加热致死的S型菌→小鼠存活
R型活菌与加热致死的S型菌→小鼠死亡→分离出R型和S型活菌
结果
对比可知R型活菌无毒性，S型活菌有毒性
结论：加热致死的S型菌含有某种活性物质——转化因子，促使R型菌转化成S型菌
有关格里菲斯的不能说是DNA
注意
加热
破坏蛋白质结构，使蛋白质变性失活
加热时DNA高温变性解旋，低温时复性双螺旋
转化实质
基因重组
S型菌的DNA整合到R型菌的DNA中
遵循对照原则和单一变量原则
艾弗里体外转化实验
实验原理和思路：酶解法。特异性去除一种物质，观察实验结果变化
实验过程
第一组：有R型菌的培养基（液体）＋S型菌的细胞提取物
固体培养基上出现S型菌和R型菌落
蛋白酶，RNA酶，酯酶
↓
第二～四组：有R型菌的培养基（液体）＋S型菌的细胞提取物
↓
第二～四组：有R型菌的培养基（液体）＋S型菌的细胞提取物
固体培养基上出现S型菌和R型菌落
DNA酶
↓
第五组：有R型菌的培养基（液体）＋S型菌的细胞提取物
↓
第五组：有R型菌的培养基（液体）＋S型菌的细胞提取物
固体培养基只出现R型菌落
结论：DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
不能说DNA是主要遗传物质
实验现象：如果题目只出现液体培养基（试管），无法观察菌落的粗糙和光滑
实验难处：彻底去除某种物质
赫尔希蔡斯T₂噬菌体侵染大肠杆菌实验
实验原理：T₂噬菌体是一种DNA病毒，只有蛋白质外壳（³⁵S）和DNA（³²P）
实验过程
培养：病毒不能直接培养
用含同位素的培养基先培养大肠杆菌
在培养T₂噬菌体
用含同位素的培养基先培养大肠杆菌
在培养T₂噬菌体
³⁵S标记的T₂噬菌体＋大肠杆菌
培养
搅拌
离心
搅拌
离心
上清液放射性很强
沉淀物放射性很弱（少数T₂噬菌体吸附在大肠杆菌表面）
³²P标记的T₂噬菌体＋大肠杆菌
培养
搅拌
离心
搅拌
离心
上清液放射性很弱
沉淀物放射性很弱强
上清液蛋白质外壳，沉淀物大肠杆菌及它体内的子代噬菌体
实验结果和结论
结果：宿主细胞和子代噬菌体
均含有³²P标记的DNA
均无³⁵P标记的蛋白质
结论：DNA是遗传物质
不能证明蛋白质不是遗传物质，不能说DNA是主要遗传物质
注意：T₂噬菌体的子代只有两个具有放射性（DNA半保留复制），说大部分是错的
烟草花叶病毒实验
实验过程
烟草花叶病毒
提取后感染烟草
蛋白质
不出现病斑
RNA
出现病斑
RNA和RNA酶
不出现病斑
结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，DNA，蛋白质不是
最终结论
DNA是主要的遗传物质
注意：细胞核内的遗传物质是DNA
细胞质内的遗传物质是DNA和RNA（核糖体rRNA，线粒体，叶绿体具有RNA和DNA是细胞质遗传）
细胞质内的遗传物质是DNA和RNA（核糖体rRNA，线粒体，叶绿体具有RNA和DNA是细胞质遗传）
探究生物遗传物质的三种方法
减法原理：特异性去除某种物质
同位素标记技术
确认是RNA还是DNA，标记其特定碱基T，U，确认哪种被消耗
确认病毒
标记组成物质特有元素
病毒重组技术：将一种病毒的核酸与另一种病毒的蛋白质外壳组合，然后感染宿主细胞
得到子代的蛋白质外壳有所提供的核酸决定
DNA的结构
沃森和克里克
立体结构：双螺旋
平面结构：反向平行
平面结构：反向平行
构建过程：威尔金斯和富兰克林提供DNA衍射图谱
查哥夫实验发现DNA分子中嘌呤含量等于嘧啶含量
查哥夫实验发现DNA分子中嘌呤含量等于嘧啶含量
物质组成
五碳糖
磷酸
含N碱基：A(鸟嘌呤)，T(胸腺嘧啶)，C(胞嘧啶)，G(鸟嘌呤)
碱基互补配对
组成
骨架：外侧磷酸与脱氧核糖交替连接构成主链基本骨架，两条链内侧含N碱基之间以氢键连接
组成特点
磷酸二酯键：3碳与5碳形成
氢键：A与T(两个氢键)，C与G(三个氢键)
每个脱氧核糖可以连接两个磷酸，两条链各有一个游离的磷酸，环状DNA没有游离磷酸
P(5')，OH(3')
结构决定功能
遗传信息：蕴藏在4种碱基的排列顺序中
n个碱基对，4ⁿ种排列顺序
碱基数量计算(记俩)
A=T，C=G
A+T+C+G=1
多样性：排列顺序千变万化
特异性：每个DNA分子有特定排列顺序
意义
双螺旋结构让DNA更稳定，特异性和多样性是生物体多样性和特异性的物质基础
DNA的复制
沃森和克里克的半保留复制假说
新合成的DNA双链中总有一条来自亲代
梅塞尔森和斯塔尔的实验证据
¹⁵N和¹⁴N密度不同
¹⁵N/¹⁵N 重带(最下)
¹⁵N/¹⁴N 较重带(居中)
¹⁴N/¹⁴N 轻带(最上)
复制
时间：间期的S期
永不分裂细胞不发生
场所
真核：主要在细胞核，叶绿体和线粒体也有
原核：拟核
病毒：宿主细胞
过程：主要在细胞核中，以亲代DNA的两条链为模板，4种脱氧核苷酸为原料，合成2个双链DNA分子
条件：解旋酶，DNA聚合酶，ATP
方向：5'端→3'端（子链）
特点：边解旋边复制，半保留复制
复制原点(A,T多)，解旋开始的地方
一个DNA上有多个，复制是双向半不连续的
一个DNA上有多个，复制是双向半不连续的
结果：形成两个完全相同的DNA，两个DNA中各有一条链来自亲代
意义：将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，双螺旋和碱基互补配对保证了遗传信息的稳定遗传
RNA的复制
病毒的RNA为+RNA，与其互补的为-RNA
复制是要先以+RNA获得-RNA，再通过-RNA获得+RNA
两步完成复制
复制是要先以+RNA获得-RNA，再通过-RNA获得+RNA
两步完成复制
作用：可以同过-RNA与+RNA结合形成双链RNA达成某些目的
(双链RNA不能与核糖体结合)
(双链RNA不能与核糖体结合)
注意：高度分化的细胞，不处于细胞周期的细胞无细胞复制，无细胞核(哺乳动物成熟红细胞)无法复制
基因的表达
RNA
rRNA：核糖体组成成分
tRNA(三叶草)：转运RNA用于识别和转运氨基酸，结合位点位于mRNA上不是核糖体
有单链有双链(氢键)
有单链有双链(氢键)
转运完后会继续转与同类氨基酸(特异性)，不会降解
一个tRNA只能转运一种氨基酸
mRNA(单链)：信使RNA是蛋白质合成的模板
翻译结束后会被降解成核糖核苷酸
tRNA，mRNA参与蛋白质合成，但本身不会翻译成蛋白质
密码子与反密码子
(三个对应一个氨基酸)
(三个对应一个氨基酸)
密码子位于mRNA上(4³=64种)，一个密码子三个碱基一个氨基酸
反密码子位于tRNA上(61种，终止密码子无反密码子)
特点
简并性：一个氨基酸可对应好几种密码子
增强容错性，使基因突变导致的异常密码子可能编码正常，减少有害突变，但无法杜绝
增强容错性，使基因突变导致的异常密码子可能编码正常，减少有害突变，但无法杜绝
通用性：几乎所有生物共用一套密码子
可能有共同祖先
专一性：一个密码子只对应一种氨基酸
总点
起始密码子
真核：AUG(甲硫氨酸)
GUG(缬氨酸)
原核：AUG，GUG(甲硫氨酸)
GUG不做起始密码子时也编码缬氨酸
终止密码子
UAA，UAG，UGA
UGA特殊情况可编码硒代半胱氨酸
表达途径
方式
真核：先转录后翻译
原核：边转录边翻译
转录
过程：主要在细胞核中，以DNA的一条链为模板 ，4种核糖核苷酸为原料，合成一条单链RNA(mRNA，tRNA，rRNA)
条件：RNA聚合酶，ATP
特点：边解旋边转录，DNA双链全保留
方向：5'端→3'端（子链）
DNA的启动子是RNA聚合酶的结合位点，不属于转录区，故mRNA不含启动的对应序列
故mRNA与另一条模板链碱基序列不完全相同，因为起始和终止密码子
翻译
过程：主要在细胞质的核糖体中，以mRNA为模板，21种氨基酸为原料，合成多肽链
条件：酶，ATP，tRNA
特点：一条mRNA可结合多个核糖体，同时合成多条肽链
方向：核糖体沿mRNA的5'端向3'端移动
可通过影响转录，翻译进而影响基因的表达，如表观遗传
性状的体现
基因控制性状的途径
直接：控制蛋白质结构
间接：控制酶的合成，进而控制代谢过程
基因选择性表达
多种性状形成基础：细胞分化
细胞分化实质：基因选择性表达
基因分类
管家基因：所有细胞都表达，维持基本生命活动所必需
奢侈基因：某类细胞特异性表达
表观遗传
本质：基因的碱基序列不变(故不是基因突变)，基因表达和表型发生（可遗传）变化的现象
原因：胞嘧啶甲基化修饰
影响：胞嘧啶甲基化可以正常配对，不影响复制，但会影响基因的转录和翻译(可能改变肽链长度)影响后代性状
意义：使基因型相同的个体产生不同表型
实例
同卵双胞胎微小差异
雌幼蜂
喂食蜂王浆，甲基化程度低发育成蜂王
喂食花粉和花蜜，甲基化程度高 发育成工蜂
基因与性状的关系
有些性状受多个基因影响
一个基因可影响多个性状
性状是基因和环境共同作用的结果
半自主性细胞器
线粒体，叶绿体均含DNA，RNA，核糖体，能进行DNA复制，能转录，翻译自身部分蛋白质
进行场所特殊
易混
各类组成
遗传物质是核酸(DNA，RNA)
DNA＋蛋白质=染色体
基因＋非基因＋基因=DNA
编码区是基因，非编码区不是
编码区可以编码蛋白质（外显子为最终成熟mRNA的组成，内含子在前体RNA时会被剪切）
编码区可以编码蛋白质（外显子为最终成熟mRNA的组成，内含子在前体RNA时会被剪切）
基因通常是有遗传效应的DNA片段
对于RNA病毒则是有遗传效应的RNA片段
遗传信息通常是有遗传效应的DNA片段
不同的基因：碱基的排列顺序不同
必记：同一生物共用一套遗传物质，同一生物不同细胞，不同组织的DNA碱基组成相同，只是因为基因选择性表达而功能不同
第七单元
变异
不可遗传变异
可遗传变异
本质：细胞中遗传物质(核酸)发生改变
类型
基因重组
类型及时间
交换型：减Ⅰ四分体时期，非姐妹染色单体的交叉互换导致同源染色体上的等位基因发生重组
自由组合型：减Ⅰ后期，非同源染色体上的非等位基因随非同源染色体自由组合而重组
基因工程重组型：体内重组质粒，人为导入目的基因，插入基因，整合到DNA上均是重组
非常普遍，产生变异类型多
范围：真核生物有性生殖形成配子时(减数分裂)在核遗传中发生
实质：基因的重新组合，只产生新的基因型，不产生新基因
杂交育种
突变
基因突变
类型及时间
DNA复制时
(解旋时)
(解旋时)
可能性很小，突变频率很低
自然突变
诱发突变
类型
增添
以3的倍数增加时影响小，其他大
替换
影响最小，不改变碱基对数目，且由于密码子简并性可能无影响
缺失
以3的倍数减少时影响小 其他大
范围：任何生物均可发生(真核，原核，病毒)
发生在配子中，遗传给后代
当代不可表现
发生在体细胞中，一般不遗传
植物无性生殖会遗传
当代可以表现(看显隐)
特点：普遍性，随机性(位置 时间)，低频性，不定向性，多害少利性
实质：基因结构的改变(增替缺)，产生新的基因，产生新的基因型
不改变基因的数量和位置，是（基因里）的变异
不改变基因的数量和位置，是（基因里）的变异
影响：多数突变不改变性状，原因：简并性，隐性突变，有些氨基酸改变不影响蛋白质功能，非编码区发生突变
细胞癌变
原因：原癌基因，抑癌基因发生突变
正常原癌基因，使细胞正常生长和增殖
正常抑癌基因，抑制细胞生长，增殖或促进凋亡
癌细胞特征
无限增殖
形态结构显著变化
细胞膜糖蛋白减少，易扩散转移
影响
DNA序列发生改变，mRNA改变，糖蛋白减少
DNA复制方式不变
意义
对生物：多害少利
对进化：生物变异的根本来源，为生物进化提供丰富的原材料
染色体变异属于细胞水平(可以用光学显微镜观察)
基因突变属于分子水平
可用显微镜区分
基因突变属于分子水平
可用显微镜区分
染色体变异
染色体组一套非同源染色体称为一个染色体组
一个染色体组含控制生物生长，发育，遗传和边异的全套基因
一个染色体组含控制生物生长，发育，遗传和边异的全套基因
可育与不可育：含偶数个染色体组的一般可育，含奇数个染色体组的一般不可育(联会紊乱，不能形成正常配子)
数目变异
类型
个别染色体的数目变化
以一套完整的非同源染色体成倍的变化
单倍体育种
多倍体育种
倍体
单倍体
体细胞染色体数与本物种配子染色体数相同的个体，发育起点一定是配子
单倍体的关键不在于染色体组数，而在于发育起点。单倍体不一定只含一个染色体组，但只含一个染色体组的个体一定是单倍体
单倍体的关键不在于染色体组数，而在于发育起点。单倍体不一定只含一个染色体组，但只含一个染色体组的个体一定是单倍体
特点：植株弱小，高度不育
形成
自然：单性生殖
人为：花药离体培养
二倍体
体细胞含两个染色体组，发育起点一般是受精卵，也可以是细胞工程的重组细胞
特点：正常可育
形成
自然：正常有性生殖
人为：秋水仙素(或低温)处理单倍体幼苗(只含一个染色体组的)
多倍体
体细胞含三个或以上染色体组，发育起点一般是受精卵
特点：茎杆粗壮，叶片果实种子较大，营养物质增加
形成
自然：外界环境条件剧变(低温)
人为：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
马铃薯是四倍体，香蕉是三倍体，普通小麦是六倍体
结构变异
类型
缺失
染色体某一片段缺失
重复
染色体某一片段重复
倒位
染色体的某一片段位置颠倒
易位(俩条非同源染色体之间)
染色体某一片段移到另一条染色体(非同源)
注意：将某一基因整合到染色体DNA上属于基因重组，不属于染色体4种结构变异的其中一种
影响：使染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，导致性状变异
表观遗传
本质：基因的碱基序列不变(故不是基因突变)，基因表达和表型发生（可遗传）变化的现象
原因：胞嘧啶甲基化修饰
影响：胞嘧啶甲基化可以正常配对，不影响复制，但会影响基因的转录和翻译(可能改变肽链长度)影响后代性状
意义：使基因型相同的个体产生不同表型
实例
同卵双胞胎微小差异
雌幼蜂
喂食蜂王浆，甲基化程度低发育成蜂王
喂食花粉和花蜜，甲基化程度高 发育成工蜂
应用
单倍体育种：染色体数目变异
多倍体育种：染色体数目变异
杂交育种：基因重组
诱变育种：基因突变
进化
拉马克
达尔文
现代生物理论
选择性必修一
第八单元
稳态
体液
细胞内液(2/3)
细胞代谢的主要场所
细胞外液(1/3)
内环境
内环境
组织液，血浆，淋巴液等
血液
血细胞：白细胞，红细胞，血小板
血浆：血细胞直接生活的环境
运输营养物质和代谢废物，氧气
摄入物品吸收的物质，注射的物品都是进入血液循环，即血浆中循环
组织液：体内绝大多数细胞直接生活的环境
淋巴液：淋巴细胞的生活环境
血浆 ⇌ 组织液 ⇌ 细胞内液
↖ ↙
淋巴液
↖ ↙
淋巴液
淋巴细胞，树突状细胞，巨噬细胞：血浆，淋巴液(体液免疫)
内环境稳态
内环境
化学成分：胞外物质，易混的有酶(胞外酶：碱性磷酸酶，乳酸脱氢酶)，尿酸尿素，甘油三酯，肌酐，胆红素
理化性质
渗透压
外液：主要由Na⁺和Cl⁻维持，还有蛋白质
内液：主要由K⁺维持
37℃时，血浆压约770KPa＝细胞内液渗透压
酸碱度
由缓冲对维持(HCO₃⁻/H₂CO₃)
正常人血浆近中性，PH为7.35～7.45
温度
人体细胞外液温度一般在37℃左右
一般神经调节渗透压，体液调节酸碱度，免疫调节温度
与外界
四系统一器官
呼吸系统：双向进出
消化系统：单向进入
泌尿系统：输出后可重吸收
皮肤：单向输出
循环系统：协助其他系统器官
稳态
实质：内环境的化学成分和理化性质处于动态平衡(相对稳定状态)
原因：细胞代谢活动与外界环境不断变化
基础：人体各器官，系统协调一致地正常运行是维持内环境稳态的基础
机制：神经—体液—免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制
破坏：人体维持稳态的调节能力是有一定限度的，环境剧烈变化或人体调节故障稳态破坏
化学成分，理化性质可能改变，细胞代谢速率一定改变
意义：机体进行正常生命活动的必要条件
调节
神经调节
(神经系统)
(神经系统)
结构基础
中枢神经系统
脑
大脑：大脑皮层是最高级神经中枢
小脑：协调运动，维持平衡
下丘脑：多个高级神经中枢，调节体温，水平衡，生物节律，摄食
脑干：连接脊髓和脑，调节呼吸，心脏，眨眼，血压，呕吐，吞咽，唾液分泌
脊髓
低级调节中枢，分为白质和灰质
灰质(窄进宽出)传导冲动，白质将兴奋传至大脑产生感觉
灰质(窄进宽出)传导冲动，白质将兴奋传至大脑产生感觉
损伤
高位截瘫：只有脊髓受损，能动无感觉，兴奋无法传至大脑
植物人：大脑皮层损伤，小脑功能退化，其他功能正常，脊髓一般正常
外周神经系统
脑神经(12)
脊神经(31)
神经细胞
神经元：神经系统结构和功能的基本单位
树突：接受信息传至细胞体
细胞体：含细胞核
轴突：将信息从细胞体传至其他神经元，肌肉，腺体。与髓鞘构成神经纤维
神经纤维集结成束，与束外包膜构成一条神经
神经末梢：树突，轴突末端的细小分支
神经胶质细胞：辅助神经元，具有支持，保护，营养，修复功能
外周神经系统中参与构成神经纤维表面髓鞘，数量为神经元的10～50倍
外周神经系统中参与构成神经纤维表面髓鞘，数量为神经元的10～50倍
作用
共同完成神经系统的调节功能
基本调节方式
反射
结构基础：具有完整的反射弧
最简单的反射：膝跳反射(两个神经元构成)
种类
非条件反射(与生俱来)：数量有限
条件反射(学习和训练)：非条件反射的基础上通过学习训练建立，需要非条件刺激的强化
数量无限
数量无限
意义：对环境利弊做出应对，避免机体受到伤害
一切感觉都在大脑皮层形成，没有传出都不属于反射
神经冲动
电位
静息电位
内负外正(K⁺外流)
只与K⁺有关，膜内外浓度差越小，静息电位绝对值越小，越易兴奋
动作电位
内正外负(Na⁺内流)
只与Na⁺有关，膜内外浓度差越小，动作电位峰值越低
兴奋传导
在离体神经纤维上：双向传导
在反射弧中：单向传导
神经递质只存在于突触小泡中，只能由突触前膜释放作用于突触后膜
神经元之间：通过突触传导
(电信号→化学信号→电信号)
(电信号→化学信号→电信号)
突触
突触前膜
神经递质存在于突触小泡只能由突触前膜释放
突触间隙
充满组织液，神经递质在这里扩散至突触后膜
突触后膜
膜上拥有受体蛋白能与神经递质结合形成复合物
神经递质：发挥作用后迅速被降解或回收
兴奋：乙酰胆碱，谷氨酸，多巴胺，肾上腺素
抑制：去甲肾上腺素，甘氨酸
Na-K泵：2K进3Na出。主动运输
神经系统的分级调节
低级中枢受高级中枢调控，大脑皮层是许多低级中枢活动的高级调节者，这使自主神经系统不完全自主
排尿既受脊髓控制，也受大脑皮层调控
中央前回
代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的，刺激顶部引起下肢运动，下部引起头部运动
头面部器官是正置的
头面部器官是正置的
所占范围越大，对应部位运动越精细
管理(对侧)身躯的运动：左半脑控制右身，右半脑控制左身
(头面部除外)左半脑控制左半头，右半脑控制右半头
(头面部除外)左半脑控制左半头，右半脑控制右半头
人脑高级功能
语言功能：SWHV对应讲，写，听，看
左半脑主导语言功能，负责逻辑思维
右半脑负责形象思维
右半脑负责形象思维
学习与记忆：短时记忆与神经元即时的信息交流有关(海马区)
常识记忆与形态突触及功能的改变，新突触的建立有关
常识记忆与形态突触及功能的改变，新突触的建立有关
情绪
体液调节
(内分泌系统)
(内分泌系统)
激素调节
(体液调节的主要内容)
(体液调节的主要内容)
主要内分泌腺
固醇类激素，甲状腺激素作用于细胞内受体
蛋白质类作用于细胞表面受体
蛋白质类作用于细胞表面受体
下丘脑
(多肽)
(多肽)
促甲状腺激素释放激素(TRH)
促性腺激素释放激素
促肾上腺皮质激素释放激素
抗利尿激素(合成)
催产素(男性降血压，女性子宫)
促性腺激素释放激素
促肾上腺皮质激素释放激素
抗利尿激素(合成)
催产素(男性降血压，女性子宫)
垂体
(蛋白质)
(蛋白质)
促甲状腺激素(TSH)
促性腺激素
促肾上腺皮质激素
生长激素：促进蛋白质合成和骨的生长，调节生长发育，作用于全身
抗利尿激素(释放)：肾小管，集合管对水重吸收
促性腺激素
促肾上腺皮质激素
生长激素：促进蛋白质合成和骨的生长，调节生长发育，作用于全身
抗利尿激素(释放)：肾小管，集合管对水重吸收
甲状腺
(氨基酸衍生物)
(氨基酸衍生物)
甲状腺激素：提高神经兴奋性，作用于全身
肾上腺
皮质
(类固醇)
(类固醇)
醛固酮：吸钠排钾
皮质醇：糖皮质激素(降温)
皮质醇：糖皮质激素(降温)
Na-K泵:吸钾排钠
髓质
(氨基酸衍生物)
(氨基酸衍生物)
肾上腺素：提高机体应激能力，作用于全身
胰腺中的胰岛
胰岛B细胞
(蛋白质)
(蛋白质)
胰岛素：降血糖，作用于全身
胰岛A细胞
(多肽)
(多肽)
胰高血糖素：提血糖，作用于肝脏
胰腺会分泌胰蛋白酶，胰蛋白酶会分解胰岛素
卵巢
(类固醇)
(类固醇)
雌激素：促进生殖器官发育，卵细胞形成
孕激素 第二性征出现
孕激素 第二性征出现
睾丸
(类固醇)
(类固醇)
雄性激素(睾酮)：促进生殖器官发育，精子形成
第二性征出现
第二性征出现
其他
例
血糖调节
食物中的糖类
消化，吸收
肝糖原
(肌糖原只能分解为乳酸)
(肌糖原只能分解为乳酸)
分解
脂肪等非糖物质
转化
糖尿病
1型：胰岛功能减退，分泌胰岛素减少导致
2型：细胞对胰岛素敏感性降低(可能受体受损)，胰岛素含量降低不明显
高血糖，尿糖。表现为多饮，多尿，多食，身体消瘦
血糖不能供能(能量不足引起的饥饿错觉)
血糖不能供能(能量不足引起的饥饿错觉)
异常
甲状腺
幼儿缺乏：呆小症
成年缺乏：甲状腺肿大
过多：甲亢
过多：甲亢
生长激素
幼儿缺乏：侏儒症
过多：巨人症
过多：巨人症
成年过多：肢端肥大症
分级调节
下丘脑-垂体-靶腺体之间存在的分层调控(有三个)
下丘脑
垂体
甲状腺
性腺
肾上腺皮质
具有负反馈调节
特点
通过体液进行运输
作用于靶器官，靶细胞
作为信使传递信息
微量，高效
体液因子
激素，组胺，某些气体分子(NO，CO)，代谢产物(CO₂是调节呼吸运动的重要体液因子)
神经-体液调节
体温调节
水盐调节
免疫调节
(免疫系统)
(免疫系统)
毒素
类毒素:疫苗
外毒素:病原体
抗毒素:抗体
免疫系统
免疫器官
骨髓，胸腔，脾，淋巴结，扁桃体
脾，淋巴结，扁桃体集中不生产
胸腺成熟集中不生成
胸腺成熟集中不生成
免疫细胞
吞噬细胞
树突状细胞(DC)
成熟时具有分支，一般只抗原呈递，能吞噬
巨噬细胞
具有吞噬消化，抗原处理，呈递抗原
淋巴细胞：只参与特异性免疫
(位于淋巴液，血液，淋巴结中)
(位于淋巴液，血液，淋巴结中)
T淋巴细胞（骨髓生成胸腔成熟）
B淋巴细胞（骨髓生成骨髓成熟）
免疫活性物质
(免疫细胞或其他细胞分泌)
(有免疫功能就是免疫活性物质)
(免疫细胞或其他细胞分泌)
(有免疫功能就是免疫活性物质)
抗体:由浆细胞分泌，一种浆细胞只能分泌一种特定的抗体。抗体一定是蛋白质
细胞因子:白细胞介素(IL)，干扰素(IFN)，肿瘤坏死因子(TNF)
溶菌酶:能水解细菌细胞壁的酶。唾液腺细胞，泪腺细胞都能合成
非特异性免疫
第一道防线
皮肤，黏膜
第二道防线
体液中的杀菌物质(溶菌酶)和吞噬细胞
无淋巴细胞参与
无淋巴细胞参与
特异性免疫
(第三道防线)
(第三道防线)
体液免疫
.B细胞激活两个标志
与病原体直接接触
病原体抗原被抗原呈递细胞呈递后接触（╳）
辅助性t细胞表面特定分子发生变化后接触
辅助性t细胞表面特定分子发生变化后接触
细胞因子会促进b细胞的增殖分化
一种浆细胞只能产生一种特异性抗体(浆细胞高度分化不能识别抗原)
细胞免疫
细胞毒性T细胞与被侵染靶细胞接触后
在细胞因子促进下分裂分化成记忆T细胞和细胞毒T细胞
在细胞因子促进下分裂分化成记忆T细胞和细胞毒T细胞
细胞毒性t细胞在体液中循环，识别并接触裂解被同种病原体侵染的靶细胞
使其凋亡，随后暴露的病原体被体液免疫消灭
使其凋亡，随后暴露的病原体被体液免疫消灭
细胞因子活化细胞毒性T细胞并促使分裂分化
免疫功能
免疫防御
抵抗病原体入侵(免疫系统最基本的功能)
异常时可能导致组织损伤，易被病原体感染
免疫自稳
清除衰老，损伤的细胞
异常容易发生自身免疫病
免疫监视
识别清除突变细胞，防止肿瘤发生
异常时易发生肿瘤或持续感染
植物调节
植物激素
历程
达尔文：单侧光使尖端产生影响，影响会传递到伸长区
鲍森詹森：影响可以通过琼脂片传递(影响是化学物质)
拜尔：弯曲是影响(分布不均匀)造成的
温特：弯曲确实是一种化学物质引起，命名生长素
生长素(IAA吲哚乙酸)
合成：芽，幼嫩的叶，发育中的种子
促进细胞分裂(主要核分裂)
促进根的分化
促进根的分化
在浓度较低时促进生长，浓度过高时抑制生长
敏感程度
根＞芽＞茎
最适合 -10，-8，-4
不抑不促 -8，-6，-2
不抑不促 -8，-6，-2
双子叶＞单子叶
-8，-4
-6，-2
-6，-2
运输
横向运输(只发生在尖端)
受单侧光刺激，运向背光侧
垂直运输(尖端以下)
主要是极性运输(主动运输)，只能从形态学上端向形态学下端运输
非极性运输，在成熟组织中通过韧皮部进行
因敏感程度不同，会出现(茎背地根向地)的特点
赤霉素(GA)
合成：幼芽，幼根，未成熟的种子
促进细胞伸长；促进细胞分裂与分化；
促进种子萌发，开花，果实(发育)
促进种子萌发，开花，果实(发育)
细胞分裂素(CTK)
合成：主要是根尖
促进细胞分裂(主要质分裂)
促进芽的分化，侧枝发育，叶绿素合成
促进芽的分化，侧枝发育，叶绿素合成
乙烯(C₂H₄)
合成：植物体各个部位
促进果实(成熟)；促进开花；促进叶花果实脱落
脱落酸(ABA)
合成：根冠，萎焉的叶片
抑制细胞分裂；促进气孔关闭；促进叶和果实的衰老和脱落
维持种子休眠
维持种子休眠
油菜素内酯(BR)
促进茎，叶细胞的扩展和分裂
促进花粉管生长，种子萌发
促进花粉管生长，种子萌发
过程
植物激素对植物生长发育的调控，是通过细胞分裂，伸长，分化，死亡等方式实现(微量，高效)
选择性必修二
第九单元
种群
种群定义
一定区域内的同种生物的全部个体
种群的数量特征
关系
种群密度(种群最基本的数量特征)
出生率
死亡率
迁入率
迁出率
性别比例
年龄结构
生死出入直接决定种群密度，年龄结构性别比例间接影响种群密度
年龄结构可预测种群数量的变化趋势
单一的出生率或死亡率不能影响种群密度
年龄结构可预测种群数量的变化趋势
单一的出生率或死亡率不能影响种群密度
自然条件下，雌雄比例一般为1 : 1
年龄结构三种类型：增长型(出＞死)，稳定型(出＝死)，衰退型(出＜死)
两个种群一定无法比较出出生率和死亡率的高低
只能一个种群通过年龄结构判断出
两个种群一定无法比较出出生率和死亡率的高低
只能一个种群通过年龄结构判断出
调查方法
逐个计算法
高大树木
估算法
样方法
随机取样(等距，五点)
计算(取上不取下，取左不取右)
算每个样方种群密度
所有密度算平均值(差距大的不加入估算)
计算(取上不取下，取左不取右)
算每个样方种群密度
所有密度算平均值(差距大的不加入估算)
一般调查植物(双子叶)；活动能力弱，范围小的动物
标记重捕法
总标记数 重捕标记数
———— ＝ —————
种群总数 重捕数
———— ＝ —————
种群总数 重捕数
结果可不为整数
黑光灯诱捕法
趋光性昆虫
其他方法
录音法，航拍法，粪便法
低干扰，无损伤
种群数量的变化
种群的“J”型增长
适用对象
实验室条件下
一个种群刚迁入到一个新的适宜的环境中
食物和空间条件充裕，气候适宜，没有敌害，不存在生存斗争，不存在环境阻力
t年后种群数量
Nₜ=N₀λᵗ
N₀为起始数量，λ为第二年数量/第一年数量
增减
λ＝1，稳定；λ＞1，增长；λ＜1，减少
只有λ＞1且为定值时，才会“J”形增长
种群的“S”型增长
种群密度增大时，(个体间争夺有限的食物和空间)生存斗争加剧，种群出生率下降，死亡率上升
环境容纳量K
定义
一定环境条件下所能维持的种群最大数量
种群数量≠K，K值不是固定不变的，处于上下波动的动态平衡中
达到K值后不能无限增长的原因：受食物，空间，天敌等因素影响
种群数量超过K值，则种内竞争会十分激烈，且最终导致种群数量下降
利用
原理：K/2时增长速率最大
K/2左右捕鱼，防治害虫
影响种群数量变化的因素
非生物因素
生物因素
密度制约因素
非密度制约因素
群落
群落定义
同一时间内聚集在一定区域内各种生物种群的集合(植物，动物，微生物等)
群落的物种组成
意义：群落的物种组成是决定群落性质最重要的因素，也是鉴别不同群落类型的基本依据
丰富度：群落中物种数目的多少
优势种↑，丰富度↓
优势种群对（群落结构）和（群落环境形成）有明显控制作用
群落结构
意义：有利于提高生物群落对自然资源的充分利用
垂直结构
大多具有明显的分层现象
植物的分层为动物提供不同的栖息空间和食物条件，导致动物分层
水平结构
大多呈镶嵌分布
种间关系
互利共生
同生共死
原始合作(互惠)
捕食
同种生物之间的关系为种内竞争，乌鳢食幼鱼
有利于保持群落内物种的丰富度
促进被捕食者的种群发展，协同进化
促进被捕食者的种群发展，协同进化
寄生
对寄生者有益
拟寄生为捕食
种间竞争
“你死我活”或“此消彼长”
群落演替
初生演替
无植被覆盖或被彻底消灭
次生演替
土壤条件基本保留
自然状态下的演替，一般是沿着物种丰富度增大的方向进行的
影响
人类活动会影响群落演替的速度和方向
群落演替不受季节变化影响
群落演替过程生产者固定的太阳能不断增加。
演替到趋于稳定阶段时，生产者固定的太阳能总量也趋于稳定
演替到趋于稳定阶段时，生产者固定的太阳能总量也趋于稳定
群落演替过程中，优势种不断发生变化
季节性
群落的外貌和结构会随季节发生规律变化
生态位
一个物种在群落中所处的空间位置，占用的资源情况，与其他物种的关系
生态位重叠越多，物种竞争越激烈
群落每种生物都占据相对稳定的生态位，有利于充分利用环境资源
是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果
是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果
群落类型
自然生物群落
陆地生物群落
根据群落的外貌和物种组成分类
荒漠生物群落
草原生物群落
森林生物群落
水生生物群落
沼泽生物群落
淡水生物群落
海洋生物群落
人工生物群落
生态系统
生态系统定义
一定区域内的所有生物及其所在的无机环境，且生物与环境有相互联系
生态系统结构
4个组成成分
非生物的物质和能量(必需成分)
生物群落中物质和能量的根本来源
生产者(基石)
合成有机物，储存能量；为消费者提供食物和栖息场所
消费者(最活跃成分)
加快物质循环；帮助植物传粉，传播种子
分解者(物质循环的关键成分)
把有机物分解成简单的无机物
2个营养结构
食物链
起点为生产者，终点为消费者。分解者不参与
食物网
许多食物链相互交错形成的复杂营养结构
生态系统能量流动
定义：生态系统中能量输入，传递，转化，散失的过程
不能控制
可以改变速度
可以改变速度
输入总量：生产者固定的太阳能
特点：单向流动，逐级递减
途径：食物链(网)
范围：生物圈
能量流动
摄入量
同化量
呼吸作用
生长，发育，繁殖
流向下一营养级
流向分解者
未被利用
粪便量
下一营养级摄入的是上一级同化量，上一级的同化量一部分成为自己的同化量，一部分成为粪便量
率
能量传递效率：10%～20%(不可改变)
能量传递效率＝(某一营养级同化量/上一营养级同化量)×100%
能量利用率和能量转化效率(可提高)
研究能量流动的意义
使能量得到最有效的利用
合理调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分
物质和能量多级利用，使废物资源化，提高能量转化效率和能量利用率
生态系统物质循环
定义：各种元素（CHONPS等）在生物群落与非生物群落环境之间往复循环
非单质，化合物
不能控制
可以改变速度
可以改变速度
特点：全球性，循环性(反复利用，循环流动)
途径：食物链(网)
范围：生物群落与无机环境之间，以元素形式循环
类型
碳循环
生态系统的各组成成分都参与碳循环过程
非生物环境：主要以CO₂存在，还有碳酸盐
生物体内：主要以含碳有机物(CH₂O)存在
生物富集
某种元素或难以降解的化合物，在体内浓度超过环境浓度的现象
特点：全球性，单向流动，逐级递增
能量流动和物质循环
物质作为能量的载体，使能量沿食物链(网)流动
能量作为动力，使物质能够不断循环往返
生态系统信息传递
类型
物理信息
来源：无机环境，生物
光，声，温度，湿度，磁力等，通过物理过程传递
化学信息
来源：生物
生物在生命活动的过程中产生的可以传递信息的化学物质，通过信息素传递
生物信息
来源：生物
动物的特殊行为，在同种或异种生物间传递信息，通过行为传递
在生物中的作用
有利于生命活动正常进行
有利于生物种群的繁衍
调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定
在农业生产中的应用
提高农产品和畜产品的产量
对有害动物进行控制
防治
生物防治(引入天敌，寄生虫)
效果好且持久，成本低，无污染
化学防治(喷洒化学药剂)
作用迅速，短期效果明显
机械防治(人工捕捉)
无污染，见效快，效果好
生态系统稳定性
生态平衡(状态)
定义：生态系统（结构和功能）处于相对稳定的状态(动态平衡)
特征
结构平衡：生态系统各组分保持相对稳定
功能平衡：生产消费分解的生态过程正常进行，保证物质循环和能量流动，生物个体持续发展和更新
收支平衡：生产者一定时间内制造的有机物的量，比较稳定
稳定性(能力)
定义：生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力
表现
抵抗力稳定性：抵抗干扰，维持原状
恢复力稳定性：遭到破坏，恢复原状
自我调节能力(有限的)
具备(能力的)基础：生态系统存在负反馈调节
负反馈调节：一个系统中，系统工作效果反过来调节系统工作，使系统工作效果减弱或受到限制，可使系统保持稳定
稳定性
与物种多样性(物种丰富度)，营养结构复杂程度(食物链网)，自我调节能力(反馈调节)有关
维持方法：控制干扰强度，合理利用，给予物质能量投入，人工生态屏障
选择性必修三
第十单元
发酵
传统发酵
混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主
操作过程无法保证严格无菌的条件
操作过程无法保证严格无菌的条件
有杂菌干扰，很难控制统一发酵
导致食品品质不同
导致食品品质不同
腐乳
主要作用的是毛霉，还有酵母和曲霉
乳酸发酵
乳酸菌(异养，厌氧原核细菌)
适合温度30~40℃
适合温度30~40℃
泡菜表面白膜为产膜酵母的繁殖
酒精发酵
酵母菌(异养，兼性厌氧真菌)
适合温度18~30℃，最适28℃
适合温度18~30℃，最适28℃
先水后酒，初期有氧呼吸大量繁殖产水
醋酸发酵
醋酸菌(异养，好氧原核细菌)
适合温度30~35℃
适合温度30~35℃
发酵工程
以液体发酵为主
与传统发酵的最大主要区别为：单一菌种
与传统发酵的最大主要区别为：单一菌种
选育菌种
发酵罐内发酵
（主要环节）
（主要环节）
分离纯化产物
若为细胞本身，需过滤沉淀将菌体分离干燥
若为代谢物，需要提取分离纯化
若为代谢物，需要提取分离纯化
随时检测微生物数量，产物浓度
还需严格控制发酵条件，添加营养
还需严格控制发酵条件，添加营养
自然界筛选或诱变育种，基因工程育种
微生物
培养
培养基
(用于微生物实验)
(用于微生物实验)
化学性质
天然培养基：含未知的天然成分
合成培养基：成分已知
物理性质
液体培养基：用于扩大培养，工业生产
固体培养基：用于计算，鉴定，实验
通常加入琼脂
半固体培养基
功能
通用培养基
选择培养基
筛选，分离出某种微生物
不可以鉴定微生物种类
不可以鉴定微生物种类
鉴别培养基
加入某种不影响微生物的
指示剂或化学药品
指示剂或化学药品
天然培养基：含化学成分不明确的天然物质(工业生产)
鉴别培养基，培养基成分明确(分类鉴定)
鉴别培养基，培养基成分明确(分类鉴定)
无细胞结构的微生物病毒无法用培养基培养
目前常用于培养动物病毒的是活鸡胚
目前常用于培养动物病毒的是活鸡胚
无菌技术
消毒(杀死一部分微生物)
煮沸消毒，巴氏消毒，化学药物消毒，紫外线消毒
生物消毒法：利用生物或其代谢物除去环境中的部分微生物
灭菌(杀死所有微生物)
湿热灭菌，干热灭菌，灼烧灭菌
湿热灭菌中高压蒸汽锅灭菌的效果最好
纯化
培养基的制备
加水，碳源(C)，氮源(N)，无机盐，生物因子(维生素，氨基酸，碱基)等
然后进行（调PH）等操作
然后进行（调PH）等操作
灭菌
倒平板（50℃）
防止水蒸气凝结滴落污染培养基
减少水分蒸发
防止水蒸气凝结滴落污染培养基
减少水分蒸发
接种分离
详见分离纯化
详见分离纯化
培养
分离纯化
(纯培养)
(纯培养)
两种方法都能将微生物分散到固体培养基表面，以获得单菌落，达到分离纯化微生物的目的
(平板划线从最后一次划线处获得，稀释涂布只有在合适的稀释度获得)
涂布法还能对微生物进行计数，平板划线法不能
(平板划线从最后一次划线处获得，稀释涂布只有在合适的稀释度获得)
涂布法还能对微生物进行计数，平板划线法不能
平板划线法
整个过程在酒精灯附近进行(防止杂菌污染)
接种环每一次划线菌种前都要进行灼烧冷却(只蘸取一次，划线五次)
取菌液时不能立即或马上塞上瓶塞每次试管口都要通过火焰
接种环每一次划线菌种前都要进行灼烧冷却(只蘸取一次，划线五次)
取菌液时不能立即或马上塞上瓶塞每次试管口都要通过火焰
划线首尾不能相连，划线后培养基倒置培养
最后灼烧接种环，防止污染环境和操作者
将平板倒置放入培养箱中培养
最后灼烧接种环，防止污染环境和操作者
将平板倒置放入培养箱中培养
稀释涂布平板法
整个过程在酒精灯附近进行
涂布器要浸在酒精烧杯中消毒后进行灼烧待酒精燃尽后冷却
涂步要均匀
若得不到单细胞菌落可能是稀释度不够，聚集的微生物没有分散
涂布器要浸在酒精烧杯中消毒后进行灼烧待酒精燃尽后冷却
涂步要均匀
若得不到单细胞菌落可能是稀释度不够，聚集的微生物没有分散
可以测定微生物的数量(细菌技术板)
可以测定微生物的种类(使用的是选择培养基)
可以测定微生物的种类(使用的是选择培养基)
血细胞计数板(直接计数法)
不能区分死菌和活菌，计算结果比实际偏大
不能区分死菌和活菌，计算结果比实际偏大
间接计数法：总数＝［3个平板上数目之和的平均数/n(取n毫升溶液)］×稀释倍数
误差分析：统计的菌落数往往比活菌的实际数目少
因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落
所以统计结果一般是活菌数和死菌数的总和
因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落
所以统计结果一般是活菌数和死菌数的总和
细胞工程
全能性：细胞经分裂和分化后，仍具产生(完整生物体)或(分化成其他各种细胞)的潜能
植物细胞工程
工程技术
植物组织培养技术
原理：植物细胞全能性
外植体
(消毒，不灭菌保持活性
全程无菌操作)
(消毒，不灭菌保持活性
全程无菌操作)
脱分化
(失去特有功能结构
成为未分化细胞)
(失去特有功能结构
成为未分化细胞)
愈伤组织
(不定形薄壁组织团块)
生长素:细胞分裂素＝1:1
(不定形薄壁组织团块)
生长素:细胞分裂素＝1:1
再分化
(胚状体生芽生根)
生芽:细胞分裂素多
生根:生长素多
(胚状体生芽生根)
生芽:细胞分裂素多
生根:生长素多
完整植株
生芽生根:先生后裂不分化。先裂后生分裂也分化。同时使用分化频率提高
植物体细胞杂交技术
原理：细胞膜具有流动性
细胞
(用纤维素酶和果胶酶
去除细胞壁)
(用纤维素酶和果胶酶
去除细胞壁)
原生质体
(去除细胞壁的细胞)
(去除细胞壁的细胞)
原生质体融合
(物理法:电融合，离心法
化学法:PEG融合，高Ca²⁺-高PH融合法)
(物理法:电融合，离心法
化学法:PEG融合，高Ca²⁺-高PH融合法)
再生细胞壁，形成杂种细胞
(融合成功标志
有高尔基体，线粒体参与)
(融合成功标志
有高尔基体，线粒体参与)
脱分化
愈伤组织
再分化
杂种植株
(植物体细胞杂交成功标志)
(植物体细胞杂交成功标志)
意义
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种
工程应用
植物繁殖的新途径
快速繁殖(大量繁殖，保持优良性状)
作物脱毒(植物顶端分生区附近(茎尖)病毒极少)(无性繁殖的作物脱毒后产量和品质明显提高)
作物新品种的培育
单倍体育种(获得稳定遗传的优良品种，单倍体也是体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料)
突变体的利用(愈伤组织一直处于细胞分裂，易分生基因突变。从突变体中筛选有用突变体培育成新品种)
动物细胞工程
工程技术
动物细胞培养
原理：细胞增殖
动物组织
(胰蛋白酶
胶原蛋白酶)
(胰蛋白酶
胶原蛋白酶)
细胞悬液
(细胞+培养液)
(细胞+培养液)
原代培养
(悬浮培养
贴壁培养(大多))
(悬浮培养
贴壁培养(大多))
分裂受阻
(细胞密度过大
有害物质积累
营养物质缺乏)
(细胞密度过大
有害物质积累
营养物质缺乏)
悬浮细胞离心法
贴壁细胞先酶处理
后离心法收集
贴壁细胞先酶处理
后离心法收集
传代培养
胃酶适宜PH为1.5～2，大多下半适宜PH为7.2～7.4
胃酶会失活
胃酶会失活
条件：液体合成培养基(血清等天然成分)
无菌无毒的环境(进行灭菌，定期更换清除代谢物)
适宜的温度(37℃)，PH(7.2-7.4)，渗透压
气体环境(95%的空气和5%CO₂的混合气体)
无菌无毒的环境(进行灭菌，定期更换清除代谢物)
适宜的温度(37℃)，PH(7.2-7.4)，渗透压
气体环境(95%的空气和5%CO₂的混合气体)
不是95%的O₂，CO₂的主要作用是维持PH
动物细胞融合
原理：细胞膜具有流动性
注射特定抗原
（多种）B淋巴细胞
实质：浆细胞
实质：浆细胞
培养骨髓瘤细胞
骨髓瘤细胞
动物体细胞核移植
原理：动物细胞核具有全能性
MⅡ期卵母细胞
(含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件)
(含有促使细胞核表达全能性的物质和营养条件)
显微去核(纺锤体-染色体复合物)
(确保核遗传物质均来自供体细胞)
(确保核遗传物质均来自供体细胞)
供体动物(雌雄均可)
体细胞培养
一个种群只剩下两头雌性动物，可通过动物体细胞核移植繁衍
克隆动物属于无性生殖，具有三个亲本
干细胞
胚胎干细胞(全能干细胞)
成体干细胞
(组织特异性)
(组织特异性)
造血干细胞(骨髓)(多能干细胞)
神经干细胞(神经系统)(专能干细胞)
精原干细胞(睾丸)(单能干细胞)
诱导多能干细胞(iPS)
可由成纤维细胞，T细胞，B细胞，脂肪干细胞诱导转化
理论上可以避免免疫排斥反应
理论上可以避免免疫排斥反应
胚胎工程
理论基础
哺乳动物受精规律，早期胚胎发育规律
早期胚胎发育
受精卵
卵裂
(一般至32)
(一般至32)
桑葚胚
囊胚
(细胞开始分化)
(细胞开始分化)
原肠胚
孵化后附着于子宫
体外受精
MⅡ期卵母细胞进行成熟培养
精子获能(受精能力不是能量)
提高动物繁殖能力的有效措施；可以为胚胎移植提供可用胚胎
胚胎移植
供体母超数排卵
(利用促性腺激素
避免性腺萎缩)
(利用促性腺激素
避免性腺萎缩)
受体母(健康能繁殖)
充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力
缩短供体本身的繁殖周期
缩短供体本身的繁殖周期
胚胎分割
采用机械方法将早期胚胎切割成偶数等份(不能无限分割)
经移植获得同卵双胎或多胎
经移植获得同卵双胎或多胎
在桑葚胚或囊胚阶段，注意要将内细胞团均等分割
受精
概念：精子与卵细胞结合形成合子
(在输卵管内完成)
(在输卵管内完成)
受精前提：精子获能，MⅡ期卵母细胞
生殖道或获能液(肝素，Ca⁺载体)
生殖道或获能液(肝素，Ca⁺载体)
受精标志
观察到雄雌原核或两个极体
受精完成标志
雌雄原核融合成合子
防止多精入卵
透明带反应(先)：精子与卵细胞膜接触后发生
卵细胞膜反应(后)：精子入卵后发生
基因工程
重组DNA的基本工具
限制性内切核酸酶
能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列
并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开
并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开
EcoRⅠ：GAATTG黏性末端
SmaⅠ：CCCGGG平末端
DNA连接酶
连接核苷酸片段(非单个)
E.coliDNA连接酶：连黏性末端
T4DNA连接酶：连黏性末端
平末端(效率低)
平末端(效率低)
基因转运载体
质粒，噬菌体，动植物病毒
质粒
质粒：具有自我复制能力的环状双链DNA分子
改造质粒：有特殊的标记基因，便于重组DNA分子的筛选
必备条件
能复制
有限制酶切点
具有标记基因
有复制原点
基因工程操作
目的基因的筛选与获取
真核生物DNA
编码区：编码蛋白质
(将目的基因植入编码区)
(将目的基因植入编码区)
外显子：有效编码序列
内含子：非编码序列
非编码区：不编码蛋白质，有些能调控遗传信息的表达
PCR
(聚合酶链式反应)
(聚合酶链式反应)
特异性快速扩增目的基因
DNA母链，四种脱氧核苷酸
耐高温的DNA聚合酶，(两种）引物
耐高温的DNA聚合酶，(两种）引物
扩增X基因所需的引物是：一段能与X的碱基序列互补配对的短单链核酸
变性
(温度超过90℃，双链解旋)
(温度超过90℃，双链解旋)
复性
(温度降至50℃，
引物与母链结合)
(温度降至50℃，
引物与母链结合)
延伸
(温度升至72℃，四种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶作用下
通过碱基互补配对原则合成新的DNA链)
(温度升至72℃，四种脱氧核苷酸在耐高温的DNA聚合酶作用下
通过碱基互补配对原则合成新的DNA链)
第二轮循环
第三轮循环
不可以扩增RNA，扩增产物常用琼脂糖凝胶电泳来鉴定
基因表达载体的构建(核心)
将目的基因插入启动子和终止子之间
启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位
结合后才能驱动转录出mRNA，后翻译出蛋白质。
结合后才能驱动转录出mRNA，后翻译出蛋白质。
载体需含复制原点和标记基因
单酶切
可能会导致自身环化，质粒与质粒，基因与基因
目的基因与质粒反向相连
目的基因与质粒正向相连(所需)
目的基因与质粒反向相连
目的基因与质粒正向相连(所需)
双酶切
可以防止质粒，目的基因的自身环化
可以防止目的基因与载体反向连接
可以防止目的基因与载体反向连接
目的基因导入
(唯一步无发生碱基互补配对的操作)
(唯一步无发生碱基互补配对的操作)
植物
花粉管通道法(限制于能开花结果的被子植物)
农杆菌转化法(常用)
动物
显微注射法(受精卵)
微生物
Ca⁺处理法(感受态)
与病毒侵染类似，会将目的基因插入受体细胞的染色体上
目的基因检测鉴定
分子水平
通过PCR扩增基因：检测是否插入了目的基因或目的基因是否转录出mRNA
提取蛋白质：抗原-抗体杂交，检测目的基因是否翻译成蛋白质
个体水平
检测是否具有目的基因所赋予的性状
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