高中新課程生物學(xué)重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)歸納引言高中生物學(xué)新課程以"生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、社會(huì)責(zé)任"為核心素養(yǎng)，構(gòu)建了分子與細(xì)胞、遺傳與進(jìn)化、穩(wěn)態(tài)與環(huán)境、生物技術(shù)與工程四大模塊，覆蓋生命系統(tǒng)的不同層次（分子→細(xì)胞→個(gè)體→種群→群落→生態(tài)系統(tǒng)）及現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用。本文梳理各模塊核心知識(shí)點(diǎn)，突出邏輯關(guān)聯(lián)與實(shí)用價(jià)值，助力學(xué)生系統(tǒng)掌握生物學(xué)本質(zhì)。一、分子與細(xì)胞：生命的物質(zhì)基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)本模塊聚焦"細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位"這一核心，探討生命的化學(xué)組成、細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能、細(xì)胞代謝及生命歷程。（一）細(xì)胞的分子組成1.蛋白質(zhì)：生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者結(jié)構(gòu)層次：氨基酸（基本單位，結(jié)構(gòu)通式為\(NH_2-CH(R)-COOH\)）→肽鏈（通過(guò)脫水縮合形成肽鍵\(-CO-NH-\)）→蛋白質(zhì)（肽鏈盤曲折疊形成空間結(jié)構(gòu)）。結(jié)構(gòu)多樣性：源于氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序及肽鏈的空間結(jié)構(gòu)差異。功能多樣性：催化（酶）、運(yùn)輸（血紅蛋白）、調(diào)節(jié)（胰島素）、免疫（抗體）、結(jié)構(gòu)（膠原蛋白）。易錯(cuò)點(diǎn)：高溫、強(qiáng)酸強(qiáng)堿會(huì)破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)（不可逆），但不會(huì)改變氨基酸序列；變性后的蛋白質(zhì)仍能與雙縮脲試劑反應(yīng)（檢測(cè)肽鍵）。2.核酸：遺傳信息的攜帶者分類與分布：DNA（脫氧核糖核酸，主要存在于細(xì)胞核，少量在線粒體、葉綠體）；RNA（核糖核酸，主要存在于細(xì)胞質(zhì)）。結(jié)構(gòu)：基本單位為核苷酸（DNA由脫氧核苷酸組成，含A、T、C、G四種堿基；RNA由核糖核苷酸組成，含A、U、C、G四種堿基）；DNA為雙螺旋結(jié)構(gòu)（沃森-克里克模型），RNA多為單鏈。功能：DNA是遺傳信息的儲(chǔ)存者（通過(guò)堿基排列順序編碼遺傳信息）；RNA參與遺傳信息的表達(dá)（mRNA傳遞遺傳信息，tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸，rRNA構(gòu)成核糖體）。3.糖類與脂質(zhì)：能源與結(jié)構(gòu)物質(zhì)糖類：?jiǎn)翁牵ㄆ咸烟?、果糖、核糖、脫氧核糖）：直接能源物質(zhì)（葡萄糖是細(xì)胞呼吸的底物）。二糖（蔗糖、麥芽糖、乳糖）：需水解為單糖才能被吸收（蔗糖=葡萄糖+果糖；麥芽糖=葡萄糖+葡萄糖；乳糖=葡萄糖+半乳糖）。多糖（淀粉、纖維素、糖原）：淀粉是植物細(xì)胞的儲(chǔ)能物質(zhì)，纖維素是植物細(xì)胞壁的主要成分（無(wú)儲(chǔ)能功能），糖原是動(dòng)物細(xì)胞的儲(chǔ)能物質(zhì)（肝糖原、肌糖原）。脂質(zhì)：脂肪：細(xì)胞內(nèi)良好的儲(chǔ)能物質(zhì)（含能量多，體積小），還具有保溫、緩沖、減壓作用。磷脂：構(gòu)成細(xì)胞膜、細(xì)胞器膜的重要成分（頭部親水，尾部疏水）。固醇：包括膽固醇（細(xì)胞膜的組成成分，參與脂質(zhì)運(yùn)輸）、性激素（調(diào)節(jié)生殖器官發(fā)育）、維生素D（促進(jìn)鈣磷吸收）。4.水與無(wú)機(jī)鹽：生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)劑水：存在形式：自由水（約95%，參與細(xì)胞代謝，如光合作用、呼吸作用）、結(jié)合水（約5%，與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)結(jié)合，維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)）。功能：自由水是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑，運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物；結(jié)合水是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成部分。無(wú)機(jī)鹽：存在形式：多數(shù)以離子形式存在（如\(Na^+\)、\(K^+\)、\(Ca^{2+}\)、\(Mg^{2+}\)、\(Fe^{2+}\)、\(Cl^-\)）。功能：維持細(xì)胞的滲透壓（如\(Na^+\)、\(Cl^-\)維持細(xì)胞外液滲透壓）、酸堿平衡（如\(HCO_3^-\)、\(HPO_4^{2-}\)）；參與細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)（如\(Mg^{2+}\)是葉綠素的組成成分，\(Fe^{2+}\)是血紅蛋白的組成成分，\(Ca^{2+}\)參與肌肉收縮、神經(jīng)傳導(dǎo)）。（二）細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能1.細(xì)胞膜：系統(tǒng)的邊界結(jié)構(gòu)模型：流動(dòng)鑲嵌模型（主要成分：磷脂雙分子層（基本支架）、蛋白質(zhì)（鑲在、嵌入或貫穿磷脂雙分子層）、糖類（與蛋白質(zhì)或脂質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白、糖脂，參與細(xì)胞識(shí)別））。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有一定的流動(dòng)性（磷脂分子和蛋白質(zhì)分子可以運(yùn)動(dòng)）。功能特點(diǎn)：選擇透過(guò)性（允許某些物質(zhì)通過(guò)，阻止其他物質(zhì)通過(guò)，取決于細(xì)胞膜上的載體蛋白和通道蛋白）。功能：將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)；控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞；進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流（如激素傳遞、細(xì)胞識(shí)別、突觸傳遞）。2.細(xì)胞質(zhì)：細(xì)胞代謝的主要場(chǎng)所細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)與功能（重點(diǎn)）：線粒體（雙層膜）：有氧呼吸的主要場(chǎng)所（"動(dòng)力工廠"），內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴，增大膜面積，含有與有氧呼吸有關(guān)的酶和少量DNA、RNA。葉綠體（雙層膜）：光合作用的場(chǎng)所（"養(yǎng)料制造車間"、"能量轉(zhuǎn)換站"），類囊體堆疊形成基粒，增大膜面積，含有葉綠素、類胡蘿卜素等色素（吸收光能），以及與光合作用有關(guān)的酶和少量DNA、RNA。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（單層膜）：分為粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（附著核糖體，參與蛋白質(zhì)的加工、運(yùn)輸）和滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（參與脂質(zhì)合成、解毒）。高爾基體（單層膜）：對(duì)來(lái)自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工、分類、包裝（動(dòng)物細(xì)胞：與分泌物形成有關(guān)；植物細(xì)胞：與細(xì)胞壁形成有關(guān)）。核糖體（無(wú)膜）：蛋白質(zhì)的合成場(chǎng)所（游離核糖體：合成胞內(nèi)蛋白；附著核糖體：合成分泌蛋白、膜蛋白）。溶酶體（單層膜）：含有多種水解酶，能分解衰老、損傷的細(xì)胞器，吞噬并殺死侵入細(xì)胞的病原體（"消化車間"）。液泡（單層膜）：存在于成熟植物細(xì)胞中，內(nèi)含細(xì)胞液（含糖類、無(wú)機(jī)鹽、色素、蛋白質(zhì)等），調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境，維持細(xì)胞的形態(tài)（"儲(chǔ)存庫(kù)"）。中心體（無(wú)膜）：存在于動(dòng)物細(xì)胞和低等植物細(xì)胞中，由兩個(gè)互相垂直的中心粒組成，與細(xì)胞有絲分裂有關(guān)（形成紡錘體）。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)：呈膠質(zhì)狀態(tài)，含有水、無(wú)機(jī)鹽、糖類、氨基酸、核苷酸、酶等，是細(xì)胞代謝的主要場(chǎng)所。3.細(xì)胞核：遺傳信息庫(kù)結(jié)構(gòu)：核膜：雙層膜，把核內(nèi)物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開(kāi)（有核孔，是大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核的通道，如mRNA、蛋白質(zhì)）。核仁：與某種RNA的合成及核糖體的形成有關(guān)（蛋白質(zhì)合成旺盛的細(xì)胞，核仁較大）。染色質(zhì)：由DNA和蛋白質(zhì)組成（易被堿性染料染色），是遺傳物質(zhì)的主要載體（染色質(zhì)與染色體是同一物質(zhì)在不同時(shí)期的兩種存在狀態(tài)：間期為染色質(zhì)，分裂期為染色體）。功能：控制細(xì)胞的代謝和遺傳（細(xì)胞核是細(xì)胞生命活動(dòng)的控制中心）。（三）細(xì)胞的代謝1.酶與ATP：代謝的催化劑與能量通貨酶：本質(zhì)：絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA（如核酶）。特性：高效性（比無(wú)機(jī)催化劑催化效率高得多）、專一性（一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)）、作用條件較溫和（需要適宜的溫度、pH，過(guò)酸、過(guò)堿或高溫會(huì)使酶變性失活，低溫會(huì)降低酶的活性，但不會(huì)變性）。作用機(jī)理：降低化學(xué)反應(yīng)的活化能（使反應(yīng)更容易進(jìn)行）。ATP：結(jié)構(gòu)：腺苷三磷酸（A-P~P~P），其中A代表腺苷（腺嘌呤+核糖），P代表磷酸基團(tuán)，~代表高能磷酸鍵（儲(chǔ)存大量能量）。功能：細(xì)胞生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)（ATP水解時(shí)，遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵斷裂，釋放能量，用于各項(xiàng)生命活動(dòng)，如肌肉收縮、主動(dòng)運(yùn)輸、物質(zhì)合成）。轉(zhuǎn)化：ATP與ADP（腺苷二磷酸）相互轉(zhuǎn)化（\(ATP\rightleftharpoonsADP+Pi+能量\)），此過(guò)程是不可逆的（反應(yīng)場(chǎng)所、酶不同）：ATP的合成（儲(chǔ)能）發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（細(xì)胞呼吸第一階段）、線粒體（有氧呼吸第二、三階段）、葉綠體（光合作用光反應(yīng)）；ATP的水解（放能）發(fā)生在細(xì)胞各處（如核糖體、細(xì)胞膜、細(xì)胞核）。2.細(xì)胞呼吸：能量的釋放與利用概念：細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物（如葡萄糖）經(jīng)過(guò)一系列氧化分解，生成CO?或其他產(chǎn)物，釋放能量并生成ATP的過(guò)程。類型：有氧呼吸（主要方式）：場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（第一階段）、線粒體基質(zhì)（第二階段）、線粒體內(nèi)膜（第三階段）。過(guò)程：第一階段：葡萄糖→丙酮酸+[H]+少量ATP（無(wú)O?參與）；第二階段：丙酮酸+水→CO?+[H]+少量ATP（無(wú)O?參與）；第三階段：[H]+O?→水+大量ATP（有O?參與，是有氧呼吸的關(guān)鍵步驟）。反應(yīng)式：\(C_6H_{12}O_6+6O_2+6H_2O\rightarrow6CO_2+12H_2O+能量\)（釋放的能量約40%用于合成ATP，其余以熱能散失）。無(wú)氧呼吸（次要方式）：場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（全程）。過(guò)程：第一階段：與有氧呼吸第一階段相同（葡萄糖→丙酮酸+[H]+少量ATP）；第二階段：丙酮酸在不同酶的催化下，生成不同產(chǎn)物（動(dòng)物、乳酸菌：丙酮酸→乳酸+少量能量；植物、酵母菌：丙酮酸→酒精+CO?+少量能量）。反應(yīng)式（乳酸菌）：\(C_6H_{12}O_6\rightarrow2C_3H_6O_3+能量\)；（酵母菌）：\(C_6H_{12}O_6\rightarrow2C_2H_5OH+2CO_2+能量\)。意義：為細(xì)胞生命活動(dòng)提供能量（ATP）；中間產(chǎn)物（如丙酮酸）是合成其他物質(zhì)的原料。3.光合作用：能量的轉(zhuǎn)化與儲(chǔ)存概念：綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把CO?和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存能量的有機(jī)物（如葡萄糖），并釋放O?的過(guò)程。場(chǎng)所：葉綠體（類囊體薄膜：光反應(yīng)；葉綠體基質(zhì)：暗反應(yīng)）。過(guò)程：光反應(yīng)（需要光）：①水的光解：\(H_2O\rightarrowO_2+[H]\)（O?釋放到外界，[H]用于暗反應(yīng)）；②ATP的合成：利用光能將ADP和Pi合成ATP（能量?jī)?chǔ)存在ATP中，用于暗反應(yīng)）。暗反應(yīng)（不需要光，但需要光反應(yīng)的產(chǎn)物）：①CO?的固定：\(CO_2+C_5\rightarrow2C_3\)（C?是五碳化合物，C?是三碳化合物）；②C?的還原：\(C_3+[H]+ATP\rightarrowC_6H_{12}O_6+C_5\)（[H]和ATP來(lái)自光反應(yīng)，C?再生用于下一輪CO?固定）。反應(yīng)式：\(6CO_2+12H_2O\xrightarrow[葉綠體]{光能}C_6H_{12}O_6+6O_2+6H_2O\)。影響因素：光照強(qiáng)度：在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨光照強(qiáng)度增加而增加，達(dá)到飽和點(diǎn)后不再增加（限制因素：CO?濃度、溫度等）。CO?濃度：在一定范圍內(nèi)，光合作用速率隨CO?濃度增加而增加，達(dá)到飽和點(diǎn)后不再增加（限制因素：光照強(qiáng)度、溫度等）。溫度：光合作用需要酶的參與，適宜溫度（如25~30℃）時(shí)速率最高，過(guò)高或過(guò)低都會(huì)降低速率。水分：缺水會(huì)導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，減少CO?進(jìn)入，降低光合作用速率。意義：為生物界提供有機(jī)物和能量；維持大氣中CO?和O?的平衡。（四）細(xì)胞的生命歷程1.細(xì)胞增殖：生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖的基礎(chǔ)方式：有絲分裂（真核細(xì)胞主要的增殖方式，用于體細(xì)胞增殖）、減數(shù)分裂（用于生殖細(xì)胞增殖）、無(wú)絲分裂（如蛙的紅細(xì)胞，不形成染色體）。有絲分裂的過(guò)程（以植物細(xì)胞為例）：間期：完成DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成（染色體數(shù)目不變，DNA數(shù)目加倍）。前期：核膜、核仁消失；染色質(zhì)螺旋化形成染色體；紡錘體形成（植物細(xì)胞由兩極發(fā)出紡錘絲形成，動(dòng)物細(xì)胞由中心體發(fā)出星射線形成）。中期：染色體的著絲點(diǎn)排列在赤道板上（染色體形態(tài)固定、數(shù)目清晰，是觀察染色體的最佳時(shí)期）。后期：著絲點(diǎn)分裂，姐妹染色單體分開(kāi)成為兩條染色體（染色體數(shù)目加倍）；染色體在紡錘絲的牽引下向兩極移動(dòng)。末期：染色體解螺旋形成染色質(zhì)；核膜、核仁重新出現(xiàn)；紡錘體消失；植物細(xì)胞形成細(xì)胞板（逐漸擴(kuò)展為細(xì)胞壁），動(dòng)物細(xì)胞細(xì)胞膜從中央縊裂。意義：將親代細(xì)胞的染色體復(fù)制后，平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中，保持了細(xì)胞遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性。2.細(xì)胞分化：形成不同組織器官概念：在個(gè)體發(fā)育中，由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過(guò)程。本質(zhì)：基因的選擇性表達(dá)（不同細(xì)胞中表達(dá)的基因不同，如紅細(xì)胞表達(dá)血紅蛋白基因，肌細(xì)胞表達(dá)肌動(dòng)蛋白基因）。特點(diǎn)：持久性（貫穿整個(gè)生命歷程）、穩(wěn)定性（一般不可逆）、普遍性（所有多細(xì)胞生物都有）。意義：形成不同的組織、器官，使生物體能正常生長(zhǎng)發(fā)育。3.細(xì)胞衰老與凋亡：生命的必然過(guò)程細(xì)胞衰老：特征：細(xì)胞體積減小，細(xì)胞核體積增大，染色質(zhì)收縮；細(xì)胞膜通透性改變，物質(zhì)運(yùn)輸功能降低；酶活性降低（如酪氨酸酶活性降低導(dǎo)致白發(fā)）；呼吸速率減慢；代謝速率降低。原因：端粒學(xué)說(shuō)（端粒是染色體末端的DNA片段，隨細(xì)胞分裂次數(shù)增加而縮短，導(dǎo)致細(xì)胞衰老）、自由基學(xué)說(shuō)（自由基攻擊細(xì)胞內(nèi)的生物分子，導(dǎo)致細(xì)胞損傷）。細(xì)胞凋亡：概念：由基因決定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過(guò)程（編程性細(xì)胞死亡）。實(shí)例：胚胎發(fā)育中手指的形成（指間細(xì)胞凋亡）、蝌蚪尾巴的消失、衰老細(xì)胞的清除。意義：維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定（如清除受損細(xì)胞、病原體感染細(xì)胞）；促進(jìn)個(gè)體發(fā)育（如器官形成）。4.細(xì)胞癌變：細(xì)胞的異常增殖概念：細(xì)胞受到致癌因子的作用，遺傳物質(zhì)發(fā)生變化，成為不受機(jī)體控制、連續(xù)進(jìn)行分裂的惡性增殖細(xì)胞。特征：無(wú)限增殖（失去接觸抑制，如癌細(xì)胞能在培養(yǎng)瓶中無(wú)限增殖）；形態(tài)結(jié)構(gòu)改變（如正常成纖維細(xì)胞呈扁平梭形，癌細(xì)胞呈球形）；細(xì)胞膜表面糖蛋白減少（細(xì)胞間黏著性降低，容易擴(kuò)散轉(zhuǎn)移）。致癌因子：物理致癌因子（如紫外線、X射線）、化學(xué)致癌因子（如亞硝胺、黃曲霉毒素）、病毒致癌因子（如HPV、乙肝病毒）。原因：原癌基因（調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂的基因）和抑癌基因（抑制細(xì)胞異常增殖的基因）發(fā)生突變（原癌基因激活，抑癌基因失活）。二、遺傳與進(jìn)化：生命的延續(xù)與發(fā)展本模塊聚焦"遺傳是進(jìn)化的基礎(chǔ)，進(jìn)化是遺傳的結(jié)果"這一核心，探討遺傳規(guī)律、基因的本質(zhì)、進(jìn)化理論等內(nèi)容。（一）減數(shù)分裂與受精作用：遺傳變異的基礎(chǔ)1.減數(shù)分裂的概念：進(jìn)行有性生殖的生物，在產(chǎn)生成熟生殖細(xì)胞（精子、卵細(xì)胞）時(shí)，進(jìn)行的染色體數(shù)目減半的細(xì)胞分裂（染色體數(shù)目從2n→n）。2.減數(shù)分裂的過(guò)程（以精子形成為例）：減數(shù)第一次分裂（減Ⅰ）：間期：完成DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成（染色體數(shù)目不變，DNA數(shù)目加倍）。前期Ⅰ：同源染色體聯(lián)會(huì)（配對(duì)）形成四分體（每對(duì)同源染色體含有四條染色單體）；四分體中的非姐妹染色單體發(fā)生交叉互換（基因重組的來(lái)源之一）。中期Ⅰ：同源染色體排列在赤道板兩側(cè)（不是著絲點(diǎn)排列在赤道板上）。后期Ⅰ：同源染色體分離（分別向兩極移動(dòng)），非同源染色體自由組合（基因重組的來(lái)源之一）。末期Ⅰ：細(xì)胞質(zhì)分裂，形成兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞（染色體數(shù)目減半，DNA數(shù)目減半）。減數(shù)第二次分裂（減Ⅱ，類似于有絲分裂）：前期Ⅱ：染色體散亂分布。中期Ⅱ：染色體的著絲點(diǎn)排列在赤道板上。后期Ⅱ：著絲點(diǎn)分裂，姐妹染色單體分開(kāi)成為兩條染色體（染色體數(shù)目加倍），向兩極移動(dòng)。末期Ⅱ：細(xì)胞質(zhì)分裂，每個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞形成兩個(gè)精細(xì)胞（共四個(gè)精細(xì)胞，染色體數(shù)目為n，DNA數(shù)目為n）。變形：精細(xì)胞經(jīng)過(guò)變形形成精子（頭部含細(xì)胞核，尾部含線粒體，便于運(yùn)動(dòng)）。3.受精作用：概念：精子與卵細(xì)胞相互識(shí)別、融合成為受精卵的過(guò)程。過(guò)程：精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞，尾部留在外面；卵細(xì)胞的細(xì)胞膜發(fā)生變化（阻止其他精子進(jìn)入）；精子的細(xì)胞核與卵細(xì)胞的細(xì)胞核融合（染色體數(shù)目恢復(fù)為2n，即受精卵的染色體數(shù)目=精子染色體數(shù)目+卵細(xì)胞染色體數(shù)目）。意義：使受精卵中的染色體數(shù)目恢復(fù)到體細(xì)胞水平；通過(guò)配子的隨機(jī)結(jié)合，增加了后代的遺傳多樣性（基因重組+配子結(jié)合的隨機(jī)性）。（二）遺傳的基本規(guī)律1.基因的分離定律研究對(duì)象：一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳（如豌豆的高莖與矮莖）。實(shí)驗(yàn)材料：豌豆（自花傳粉、閉花受粉，自然狀態(tài)下為純種；具有易于區(qū)分的相對(duì)性狀）。實(shí)驗(yàn)過(guò)程（孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)）：純種高莖（DD）×純種矮莖（dd）→F?（高莖，Dd）；F?自交→F?（高莖：矮莖=3:1）。核心概念：相對(duì)性狀：同種生物同一性狀的不同表現(xiàn)類型（如高莖與矮莖）。等位基因：位于同源染色體同一位置，控制相對(duì)性狀的基因（如D與d）。純合子：由相同基因的配子結(jié)合成的合子發(fā)育成的個(gè)體（如DD、dd，能穩(wěn)定遺傳）。雜合子：由不同基因的配子結(jié)合成的合子發(fā)育成的個(gè)體（如Dd，不能穩(wěn)定遺傳，自交后代會(huì)發(fā)生性狀分離）。實(shí)質(zhì)：在減數(shù)分裂形成配子時(shí)，等位基因隨同源染色體的分離而分開(kāi)，分別進(jìn)入不同的配子中（配子中只含有等位基因中的一個(gè)）。驗(yàn)證方法：測(cè)交（F?與隱性純合子雜交，后代性狀比為1:1）。2.基因的自由組合定律研究對(duì)象：兩對(duì)或兩對(duì)以上相對(duì)性狀的遺傳（如豌豆的黃色圓粒與綠色皺粒）。實(shí)驗(yàn)過(guò)程：純種黃色圓粒（YYRR）×純種綠色皺粒（yyrr）→F?（黃色圓粒，YyRr）；F?自交→F?（黃色圓粒：黃色皺粒：綠色圓粒：綠色皺粒=9:3:3:1）。實(shí)質(zhì)：在減數(shù)分裂形成配子時(shí)，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因自由組合（如Y與y分離，R與r分離，Y與R、r自由組合，y與R、r自由組合）。驗(yàn)證方法：測(cè)交（F?與隱性純合子雜交，后代性狀比為1:1:1:1）。3.伴性遺傳概念：位于性染色體（X、Y染色體）上的基因控制的性狀，在遺傳上總是與性別相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象。類型：伴X染色體隱性遺傳（如紅綠色盲、血友病）：特點(diǎn)：男性患者多于女性患者（男性只要有一個(gè)隱性基因就患病，女性需要兩個(gè)隱性基因才患?。?；交叉遺傳（男性患者的致病基因來(lái)自母親，傳給女兒）；隔代遺傳（爺爺→父親→女兒，不直接傳給兒子）?；蛐停耗行裕╔?Y）、女性（X?X?、X?X?、X?X?）。伴X染色體顯性遺傳（如抗維生素D佝僂?。禾攸c(diǎn)：女性患者多于男性患者（女性有兩個(gè)X染色體，容易獲得顯性基因）；連續(xù)遺傳（世代都有患者）；男性患者的致病基因來(lái)自母親，傳給女兒（與伴X隱性遺傳的交叉遺傳類似，但方向相反）?；蛐停耗行裕╔?Y）、女性（X?X?、X?X?、X?X?）。伴Y染色體遺傳（如外耳道多毛癥）：特點(diǎn)：只有男性患者（Y染色體只傳給兒子）；父?jìng)髯?、子傳孫（連續(xù)遺傳）。（三）基因的本質(zhì)與表達(dá)1.基因的本質(zhì)DNA是主要的遺傳物質(zhì)：肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（格里菲斯、艾弗里）：證明DNA是轉(zhuǎn)化因子（遺傳物質(zhì)），蛋白質(zhì)不是。噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)（赫爾希、蔡斯）：用放射性同位素標(biāo)記（32P標(biāo)記DNA，3?S標(biāo)記蛋白質(zhì)），證明噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA（32P進(jìn)入細(xì)菌，3?S沒(méi)有進(jìn)入）。結(jié)論：DNA是主要的遺傳物質(zhì)（大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，少數(shù)生物如RNA病毒的遺傳物質(zhì)是RNA）。DNA的結(jié)構(gòu)：雙螺旋結(jié)構(gòu)（沃森、克里克）：兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈圍繞同一中心軸盤旋而成；脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架；堿基排列在內(nèi)側(cè)，通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì)（A與T配對(duì)，形成兩個(gè)氫鍵；C與G配對(duì)，形成三個(gè)氫鍵）。特點(diǎn)：穩(wěn)定性（脫氧核糖和磷酸的骨架穩(wěn)定，堿基對(duì)的氫鍵穩(wěn)定）、多樣性（堿基對(duì)的排列順序千變?nèi)f化）、特異性（每種生物的DNA有特定的堿基對(duì)排列順序）。DNA的復(fù)制：概念：以親代DNA為模板合成子代DNA的過(guò)程（發(fā)生在細(xì)胞分裂間期，如有絲分裂間期、減數(shù)第一次分裂間期）。過(guò)程：解旋（DNAhelicase解開(kāi)雙螺旋結(jié)構(gòu)）→合成子鏈（DNApolymerase以親代DNA的一條鏈為模板，按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成子鏈）→形成子代DNA（兩條子鏈分別與親代鏈結(jié)合，形成兩個(gè)子代DNA分子）。特點(diǎn)：半保留復(fù)制（每個(gè)子代DNA分子都含有一條親代鏈和一條子鏈）、邊解旋邊復(fù)制。意義：保持遺傳信息的連續(xù)性（親子代DNA分子的遺傳信息相同）。2.基因的表達(dá)概念：基因通過(guò)指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來(lái)控制性狀的過(guò)程（包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)階段）。轉(zhuǎn)錄：場(chǎng)所：細(xì)胞核（真核細(xì)胞）、細(xì)胞質(zhì)（原核細(xì)胞）。模板：DNA的一條鏈（模板鏈）。原料：四種核糖核苷酸（A、U、C、G）。酶：RNApolymerase（RNA聚合酶）。過(guò)程：RNA聚合酶結(jié)合到DNA的啟動(dòng)子區(qū)域，解開(kāi)DNA雙螺旋；以模板鏈為模板，按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則（A→U、T→A、C→G、G→C）合成RNA；合成的RNA從DNA上釋放，DNA雙螺旋恢復(fù)。產(chǎn)物：mRNA（信使RNA，攜帶遺傳信息）、tRNA（轉(zhuǎn)運(yùn)RNA，轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸）、rRNA（核糖體RNA，構(gòu)成核糖體）。翻譯：場(chǎng)所：核糖體（真核細(xì)胞、原核細(xì)胞都有）。模板：mRNA（其上的堿基序列稱為密碼子，每個(gè)密碼子編碼一個(gè)氨基酸，如AUG編碼甲硫氨酸，是起始密碼子；UAA、UAG、UGA是終止密碼子，不編碼氨基酸）。原料：20種氨基酸。工具：tRNA（一端攜帶氨基酸，另一端有反密碼子，反密碼子與mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對(duì)，如mRNA上的密碼子是AUG，tRNA上的反密碼子是UAC）。過(guò)程：核糖體與mRNA結(jié)合；tRNA攜帶氨基酸進(jìn)入核糖體，反密碼子與mRNA上的密碼子配對(duì)；氨基酸之間通過(guò)脫水縮合形成肽鍵，連接成肽鏈；核糖體沿mRNA移動(dòng)，讀取下一個(gè)密碼子，直到遇到終止密碼子，肽鏈釋放。產(chǎn)物：多肽鏈（經(jīng)過(guò)盤曲折疊形成蛋白質(zhì)）?；?qū)π誀畹目刂疲褐苯涌刂疲夯蛲ㄟ^(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制性狀（如鐮刀型細(xì)胞貧血癥，基因突變導(dǎo)致血紅蛋白結(jié)構(gòu)異常，紅細(xì)胞呈鐮刀型）。間接控制：基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制性狀（如白化病，基因突變導(dǎo)致酪氨酸酶缺乏，無(wú)法合成黑色素）。（四）生物的變異與進(jìn)化1.生物的變異可遺傳變異（遺傳物質(zhì)改變引起，能傳給后代）：基因突變：概念：DNA分子中發(fā)生堿基對(duì)的替換、增添或缺失，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變（如鐮刀型細(xì)胞貧血癥是由于DNA中的一個(gè)堿基對(duì)替換，導(dǎo)致血紅蛋白基因的堿基序列改變）。特點(diǎn)：普遍性（所有生物都能發(fā)生）、隨機(jī)性（發(fā)生在個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期，任何細(xì)胞）、低頻性（突變率很低）、不定向性（一個(gè)基因可以突變成多個(gè)等位基因）、多害少利性（大多數(shù)突變對(duì)生物有害）。意義：是生物變異的根本來(lái)源，為生物進(jìn)化提供原材料?；蛑亟M：概念：生物體進(jìn)行有性生殖的過(guò)程中，控制不同性狀的基因重新組合的過(guò)程。類型：①減數(shù)第一次分裂前期：同源染色體的非姐妹染色單體之間交叉互換（如D與d、R與r基因重組）；②減數(shù)第一次分裂后期：非同源染色體的非等位基因自由組合（如Y與R、r自由組合，y與R、r自由組合）；③基因工程：人工將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)基因重組（如轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉）。意義：是生物變異的重要來(lái)源，為生物進(jìn)化提供原材料，使后代具有多樣性。染色體變異：概念：染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目發(fā)生改變引起的變異（如貓叫綜合征是由于染色體結(jié)構(gòu)變異，21三體綜合征是由于染色體數(shù)目變異）。類型：①染色體結(jié)構(gòu)變異：缺失（染色體某一片段丟失，如貓叫綜合征是5號(hào)染色體缺失）、重復(fù)（染色體某一片段增加）、倒位（染色體某一片段顛倒）、易位（染色體某一片段移接到另一條非同源染色體上）；②染色體數(shù)目變異：個(gè)別染色體增加或減少（如21三體綜合征是21號(hào)染色體增加一條）、染色體組增加或減少（如三倍體無(wú)子西瓜是三倍體，含有三個(gè)染色體組）。意義：對(duì)生物的性狀影響較大，甚至導(dǎo)致死亡（如三倍體無(wú)子西瓜無(wú)法產(chǎn)生正常配子，因?yàn)闇p數(shù)分裂時(shí)染色體聯(lián)會(huì)紊亂）。不可遺傳變異（環(huán)境因素引起，遺傳物質(zhì)未改變，不能傳給后代）：如曬黑的皮膚、營(yíng)養(yǎng)不良導(dǎo)致的矮小。2.生物的進(jìn)化現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的核心：自然選擇學(xué)說(shuō)（達(dá)爾文）?；緝?nèi)容：種群是生物進(jìn)化的基本單位（種群是指生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體，種群的基因庫(kù)是該種群所有個(gè)體的全部基因）。突變（基因突變、染色體變異）和基因重組是生物進(jìn)化的原材料（突變產(chǎn)生新的基因，基因重組產(chǎn)生新的基因型）。自然選擇決定生物進(jìn)化的方向（自然選擇淘汰不利變異，保留有利變異，使種群的基因頻率發(fā)生定向改變）。隔離是物種形成的必要條件（隔離包括地理隔離和生殖隔離，生殖隔離是物種形成的標(biāo)志，如馬和驢雜交產(chǎn)生的騾子不育，說(shuō)明馬和驢是兩個(gè)不同的物種）。物種形成的過(guò)程：種群→地理隔離（種群分為兩個(gè)或多個(gè)種群，不能進(jìn)行基因交流）→突變和基因重組（各個(gè)種群的基因頻率發(fā)生不同的變化）→自然選擇（各個(gè)種群適應(yīng)不同的環(huán)境，基因頻率進(jìn)一步定向改變）→生殖隔離（形成新的物種）。生物進(jìn)化的證據(jù)：化石證據(jù)（最直接的證據(jù)，如始祖鳥(niǎo)化石證明鳥(niǎo)類由爬行動(dòng)物進(jìn)化而來(lái)）、比較解剖學(xué)證據(jù)（如同源器官，如人的手臂、蝙蝠的翼、鯨的鰭，結(jié)構(gòu)相似，起源相同）、分子生物學(xué)證據(jù)（如DNA序列的同源性，越接近的生物，DNA序列越相似）。三、穩(wěn)態(tài)與環(huán)境：生命系統(tǒng)的平衡與調(diào)節(jié)本模塊聚焦"生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)"這一核心，探討個(gè)體水平的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)（神經(jīng)、體液、免疫）和生態(tài)水平的穩(wěn)態(tài)（生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能）。（一）人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)1.內(nèi)環(huán)境的組成：內(nèi)環(huán)境：指細(xì)胞外液，是細(xì)胞生活的液體環(huán)境（包括血漿、組織液、淋巴）。關(guān)系：血漿與組織液之間通過(guò)毛細(xì)血管壁相互滲透；組織液與淋巴之間通過(guò)毛細(xì)淋巴管壁相互滲透；淋巴通過(guò)淋巴循環(huán)回到血漿。成分：血漿（含有水、無(wú)機(jī)鹽、葡萄糖、氨基酸、蛋白質(zhì)、激素、CO?等）；組織液（與血漿成分相似，但蛋白質(zhì)含量較少）；淋巴（與組織液成分相似，蛋白質(zhì)含量更少）。2.內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì)：滲透壓：指溶液中溶質(zhì)微粒對(duì)水的吸引力（主要由無(wú)機(jī)鹽和蛋白質(zhì)決定，血漿滲透壓約為770kPa）。酸堿度（pH）：正常人的血漿pH為7.35~7.45（主要由HCO??、HPO?2?等緩沖物質(zhì)調(diào)節(jié)，如H?CO?/NaHCO?緩沖對(duì)：當(dāng)血漿中H?增加時(shí)，HCO??與H?結(jié)合形成H?CO?，H?CO?分解為CO?和H?O，CO?通過(guò)呼吸排出；當(dāng)血漿中OH?增加時(shí)，H?CO?與OH?結(jié)合形成HCO??和H?O）。溫度：正常人的體溫為37℃左右（通過(guò)神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)維持，如甲狀腺激素、腎上腺素促進(jìn)代謝，增加產(chǎn)熱；汗腺分泌汗液、皮膚血管擴(kuò)張?jiān)黾由幔?.穩(wěn)態(tài)的概念與調(diào)節(jié)機(jī)制：穩(wěn)態(tài)：指內(nèi)環(huán)境的化學(xué)成分和理化性質(zhì)保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)（不是絕對(duì)不變，而是動(dòng)態(tài)平衡）。調(diào)節(jié)機(jī)制：神經(jīng)-體液-免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)（如血糖平衡的調(diào)節(jié)是神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)，體溫平衡的調(diào)節(jié)是神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)，免疫調(diào)節(jié)是體液免疫和細(xì)胞免疫）。意義：內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是機(jī)體進(jìn)行正常生命活動(dòng)的必要條件（如血糖濃度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致昏迷，pH過(guò)高或過(guò)低會(huì)導(dǎo)致酶變性失活）。（二）動(dòng)物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)1.神經(jīng)調(diào)節(jié)基本方式：反射（指在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的參與下，機(jī)體對(duì)刺激產(chǎn)生的規(guī)律性反應(yīng)）。結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：反射?。ㄓ筛惺芷鳌魅肷窠?jīng)、神經(jīng)中樞、傳出神經(jīng)、效應(yīng)器組成）。感受器：感受刺激的結(jié)構(gòu)（如皮膚中的痛覺(jué)感受器）。傳入神經(jīng)：將感受器產(chǎn)生的興奮傳至神經(jīng)中樞（有神經(jīng)節(jié)）。神經(jīng)中樞：處理興奮的結(jié)構(gòu)（如脊髓中的低級(jí)中樞、大腦皮層中的高級(jí)中樞）。傳出神經(jīng)：將神經(jīng)中樞的興奮傳至效應(yīng)器（無(wú)神經(jīng)節(jié)）。效應(yīng)器：由傳出神經(jīng)末梢及其支配的肌肉或腺體組成（如肌肉收縮、腺體分泌）。興奮的傳導(dǎo)：興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)（電信號(hào)）：①靜息電位：神經(jīng)細(xì)胞未受刺激時(shí)，細(xì)胞膜內(nèi)外的電位差（內(nèi)負(fù)外正，由K?外流引起）。②動(dòng)作電位：神經(jīng)細(xì)胞受刺激時(shí)，細(xì)胞膜內(nèi)外的電位差（內(nèi)正外負(fù)，由Na?內(nèi)流引起）。③傳導(dǎo)方向：雙向（興奮從刺激部位向兩側(cè)傳導(dǎo)）。興奮在神經(jīng)元之間的傳遞（化學(xué)信號(hào)）：①結(jié)構(gòu)：突觸（由突觸前膜、突觸間隙、突觸后膜組成，突觸前膜是傳入神經(jīng)元的軸突末梢膜，突觸后膜是傳出神經(jīng)元的樹(shù)突膜或細(xì)胞體膜）。②過(guò)程：興奮傳至突觸前膜→突觸小泡釋放神經(jīng)遞質(zhì)（如乙酰膽堿、多巴胺）→神經(jīng)遞質(zhì)進(jìn)入突觸間隙→與突觸后膜上的受體結(jié)合→突觸后膜產(chǎn)生興奮或抑制（神經(jīng)遞質(zhì)隨后被分解或回收）。③特點(diǎn)：?jiǎn)蜗騻鬟f（神經(jīng)遞質(zhì)只能由突觸前膜釋放，作用于突觸后膜）、延遲性（比神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)慢）。高級(jí)神經(jīng)中樞的調(diào)節(jié)：大腦皮層：是調(diào)節(jié)機(jī)體活動(dòng)的最高級(jí)中樞（具有語(yǔ)言、學(xué)習(xí)、記憶、思維等功能）。語(yǔ)言中樞：位于大腦皮層的左半球（如S區(qū)（運(yùn)動(dòng)性語(yǔ)言中樞）受損會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)性失語(yǔ)癥，能聽(tīng)、能寫(xiě)、能讀，但不能說(shuō)；H區(qū)（聽(tīng)覺(jué)性語(yǔ)言中樞）受損會(huì)導(dǎo)致聽(tīng)覺(jué)性失語(yǔ)癥，能說(shuō)、能寫(xiě)、能讀，但不能聽(tīng)）。2.體液調(diào)節(jié)概念：激素等化學(xué)物質(zhì)（除激素外，還有CO?、H?等）通過(guò)體液運(yùn)輸，對(duì)機(jī)體的生命活動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)的方式。激素的種類與功能：甲狀腺激素（甲狀腺分泌）：促進(jìn)新陳代謝，加速物質(zhì)氧化分解；促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育（尤其是神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育）；提高神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性（如幼年時(shí)缺乏會(huì)導(dǎo)致呆小癥，成年時(shí)缺乏會(huì)導(dǎo)致黏液性水腫，過(guò)多會(huì)導(dǎo)致甲亢）。胰島素（胰島B細(xì)胞分泌）：降低血糖濃度（促進(jìn)葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞，加速葡萄糖的氧化分解、合成糖原、轉(zhuǎn)化為非糖物質(zhì)；抑制肝糖原的分解和非糖物質(zhì)的轉(zhuǎn)化）。胰高血糖素（胰島A細(xì)胞分泌）：升高血糖濃度（促進(jìn)肝糖原的分解和非糖物質(zhì)的轉(zhuǎn)化）。生長(zhǎng)激素（垂體分泌）：促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育（尤其是骨的生長(zhǎng)，幼年時(shí)缺乏會(huì)導(dǎo)致侏儒癥，過(guò)多會(huì)導(dǎo)致巨人癥，成年時(shí)過(guò)多會(huì)導(dǎo)致肢端肥大癥）。性激素（睪丸、卵巢分泌）：促進(jìn)生殖器官的發(fā)育和生殖細(xì)胞的形成；激發(fā)并維持第二性征（如男性的胡須、喉結(jié)，女性的乳房、月經(jīng)）。激素調(diào)節(jié)的特點(diǎn)：微量高效（如胰島素的含量只有10??~10??mol/L，但能降低血糖）；通過(guò)體液運(yùn)輸（激素隨血液流到全身各處，作用于靶器官或靶細(xì)胞）；作用于靶器官或靶細(xì)胞（激素與靶細(xì)胞上的受體結(jié)合，傳遞信息）。實(shí)例：血糖平衡的調(diào)節(jié)：血糖來(lái)源：食物中的糖類消化吸收、肝糖原分解、非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化（如脂肪、氨基酸）。血糖去路：氧化分解（主要去路）、合成糖原（肝糖原、肌糖原）、轉(zhuǎn)化為非糖物質(zhì)（如脂肪、氨基酸）。調(diào)節(jié)過(guò)程：當(dāng)血糖濃度升高時(shí)，胰島B細(xì)胞分泌胰島素增加，促進(jìn)血糖去路，抑制血糖來(lái)源，使血糖濃度降低；當(dāng)血糖濃度降低時(shí)，胰島A細(xì)胞分泌胰高血糖素增加，促進(jìn)血糖來(lái)源，使血糖濃度升高（同時(shí)，腎上腺素也能升高血糖濃度，與胰高血糖素協(xié)同作用）。3.免疫調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的組成：免疫器官：骨髓（造血干細(xì)胞產(chǎn)生的場(chǎng)所，B細(xì)胞成熟的場(chǎng)所）、胸腺（T細(xì)胞成熟的場(chǎng)所）、脾臟、淋巴結(jié)、扁桃體。免疫細(xì)胞：吞噬細(xì)胞（如巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞，能吞噬、處理病原體）、淋巴細(xì)胞（B細(xì)胞、T細(xì)胞，能特異性識(shí)別病原體）。免疫活性物質(zhì)：抗體（漿細(xì)胞分泌，能與病原體結(jié)合，抑制病原體的繁殖或?qū)?xì)胞的黏附）、淋巴因子（T細(xì)胞分泌，如干擾素、白細(xì)胞介素，能促進(jìn)B細(xì)胞、T細(xì)胞的增殖分化）、溶菌