第頁高中生物學(xué)業(yè)水平考試知識(shí)清單必修一第一章走近細(xì)胞必備知識(shí)1細(xì)胞學(xué)說及建立過程1.細(xì)胞學(xué)說的建立過程發(fā)展階段科學(xué)家貢獻(xiàn)不足解剖和觀察維薩里通過尸體解剖研究，發(fā)表《人體構(gòu)造》，揭示人體在器官水平的結(jié)構(gòu)未深入細(xì)胞水平比夏經(jīng)過對(duì)器官的解剖觀察，指出器官由組織構(gòu)成顯微觀察羅伯特·胡克用顯微鏡觀察植物的木栓組織，發(fā)現(xiàn)“小室”并命名

為細(xì)胞觀察到的是死細(xì)胞列文虎克用自制顯微鏡觀察到不同形態(tài)的細(xì)菌、紅細(xì)胞和精子等未上升到理論馬爾比基用顯微鏡廣泛觀察了動(dòng)植物的微細(xì)結(jié)構(gòu)，如細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)未用“細(xì)胞”來描述其發(fā)現(xiàn)，也未對(duì)細(xì)胞與生物體的關(guān)系進(jìn)行歸納和概括科學(xué)觀

察和歸

納概括施萊登、施旺細(xì)胞學(xué)說主要建立者沒有弄清楚新細(xì)

胞是如何由老細(xì)

胞產(chǎn)生的修正中耐格里發(fā)現(xiàn)新細(xì)胞的產(chǎn)生是細(xì)胞分裂的結(jié)果未上升到理論魏爾肖總結(jié)出“細(xì)胞通過分裂產(chǎn)生新細(xì)胞”未考慮非細(xì)胞結(jié)構(gòu)生命的繁殖2.細(xì)胞學(xué)說的內(nèi)容(1)細(xì)胞是一個(gè)有機(jī)體，一切動(dòng)植物都由細(xì)胞發(fā)育而來并由細(xì)胞和細(xì)胞產(chǎn)物所構(gòu)成。(2)細(xì)胞是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的單位，既有它自己的生命，又對(duì)與其他細(xì)胞共同組成的整體生命起作用。(3)新細(xì)胞是由老細(xì)胞分裂產(chǎn)生的。必備知識(shí)2生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次1.生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次細(xì)胞→組織→器官→系統(tǒng)→個(gè)體→種群→群落→生態(tài)系統(tǒng)→生物圈必備知識(shí)3高倍顯微鏡的使用1.制作臨時(shí)裝片的步驟按照“一擦、二滴、三撕、四展、五蓋、六染、七吸”步驟進(jìn)行。擦凈載玻片、蓋玻片→滴一滴清水(或生理鹽水)于載玻片中央→取材料→將材料展平(或涂勻)于載玻片上的液體中→蓋上蓋玻片→將染色液滴于蓋玻片一側(cè)→用吸水紙從另一側(cè)吸引染色液。2.高倍顯微鏡的使用方法：轉(zhuǎn)動(dòng)反光鏡使視野明亮→在低倍鏡下觀察清楚后，把要放大的物象移至視野中央→轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器，用高倍鏡調(diào)焦并觀察。3.高倍鏡、低倍鏡與視野大小、明暗等的關(guān)系物鏡物像大小視野中的細(xì)胞數(shù)目視野亮度物鏡與裝片的距離視野范圍高倍鏡大少暗近小低倍鏡小多亮遠(yuǎn)大4.顯微鏡的成像特點(diǎn)和物像移動(dòng)規(guī)律（1）成像特點(diǎn)：顯微鏡成放大倒立的虛像，實(shí)物與像之間的關(guān)系是實(shí)物旋轉(zhuǎn)180°注意：視野中胞質(zhì)環(huán)流的方向與實(shí)際方向是一致的。（若視野中胞質(zhì)環(huán)流方向?yàn)轫槙r(shí)針，則實(shí)際胞質(zhì)環(huán)流方向也是順時(shí)針）（2）移動(dòng)規(guī)律：在視野中物像偏向哪個(gè)方向，則應(yīng)向哪個(gè)方向移動(dòng)（同向移動(dòng)）裝片。必備知識(shí)4原核細(xì)胞和真核細(xì)胞原核、真核細(xì)胞科學(xué)家根據(jù)細(xì)胞內(nèi)有無以核膜為界限的細(xì)胞核，把細(xì)胞分為真核細(xì)胞和原核細(xì)胞兩大類。2.原核、真核生物（1）由真核細(xì)胞構(gòu)成的生物叫做真核生物。由原核細(xì)胞構(gòu)成的生物叫做原核生物。真核生物主要類群有植物、動(dòng)物、真菌等。原核生物主要是廣泛分布的各種細(xì)菌。（2）細(xì)菌：①藍(lán)細(xì)菌的細(xì)胞比其他細(xì)菌大，藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)含有藻藍(lán)素和葉綠素，是能進(jìn)行光合作用的自養(yǎng)生物。細(xì)菌中的絕大多數(shù)種類是營腐生或寄生生活的異養(yǎng)生物。②細(xì)菌的細(xì)胞都有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)，都沒有由核膜包被的細(xì)胞核，也沒有染色體，但有環(huán)狀的DNA分子，位于細(xì)胞內(nèi)特定的區(qū)域，這個(gè)區(qū)域叫作擬核。下圖為大腸桿菌和藍(lán)細(xì)菌細(xì)胞模式圖，圖中①、②處的名稱依次是核糖體、擬核，③、④、⑤處的名稱依次是擬核、細(xì)胞膜、核糖體。3.原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較（1）細(xì)胞的多樣性：真核細(xì)胞多種多樣，原核細(xì)胞多種多樣，而真核細(xì)胞和原核細(xì)胞又不一樣。（2）細(xì)胞的統(tǒng)一性：原核細(xì)胞和真核細(xì)胞具有相似的細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)，它們都以DNA作為遺傳物質(zhì)，這體現(xiàn)了原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的統(tǒng)一性。第二章組成細(xì)胞的分子必備知識(shí)1細(xì)胞中的元素及化合物一、組成細(xì)胞的元素1.種類、含量（1）細(xì)胞中常見的化學(xué)元素有20多種，其中有些含量較多，如C、H、0、N、P、S、K、Ca、Mg等，稱為大量元素；有些含量很少，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等，被稱為微量元素。（2）組成細(xì)胞的元素中C、0、H、N這四種元素的含量最多，其原因與組成細(xì)胞的化合物有關(guān)。2.存在形式：細(xì)胞中的化學(xué)元素大多以化合物的形式存在。二、組成細(xì)胞的化合物：1.上圖為組成細(xì)胞的主要化合物及相對(duì)含量，圖中序號(hào)①～⑤對(duì)應(yīng)的化合物依次是：水、蛋白質(zhì)、糖類和核酸、脂質(zhì)、無機(jī)鹽。2.通過上圖可看出，細(xì)胞內(nèi)含量最多的化合物是水，含量最多的有機(jī)化合物是蛋白質(zhì)。人體細(xì)胞內(nèi)含量最多的有機(jī)化合物是蛋白質(zhì)。三、檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)1.實(shí)驗(yàn)原理（1）某些化學(xué)試劑能夠使生物組織中的相關(guān)化合物產(chǎn)生特定的顏色反應(yīng)。因此，可以根據(jù)有機(jī)物與某些化學(xué)試劑所產(chǎn)生的顏色反應(yīng)，檢測(cè)生物組織中糖類、脂肪或蛋白質(zhì)的存在。（2）糖類中的還原糖，如葡萄糖，與斐林試劑發(fā)生作用，生成磚紅色沉淀。脂肪可以被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色。蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生作用，產(chǎn)生紫色反應(yīng)。2.化學(xué)試劑斐林試劑(甲液:質(zhì)量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液，乙液:質(zhì)量濃度為0.05g/mL的CuSO4溶液)。0.01g/mL的蘇丹Ⅲ染液。雙縮脲試劑(A液:質(zhì)量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液，B液:質(zhì)量濃度為0.01g/mLCuSO4溶液)，體積分?jǐn)?shù)為50%的酒精溶液，蒸餾水。3.實(shí)驗(yàn)操作及結(jié)果（1）還原糖的檢測(cè)和觀察及結(jié)果：①向試管內(nèi)注入2mL待測(cè)組織樣液。②向試管內(nèi)注入1mL斐林試劑(甲液和乙液等量混合均勻后再注入)。③將試管放入盛有50~65℃溫水的大燒杯中加熱約2min。④觀察試管中出現(xiàn)的顏色變化——出現(xiàn)磚紅色沉淀。（2）脂肪的檢測(cè)和觀察及結(jié)果①方法：制作花生子葉臨時(shí)切片，用顯微鏡觀察子葉細(xì)胞的著色情況。②過程及結(jié)果：取材：取一粒浸泡過的花生種子，去掉種皮。切片：用刀片在花生子葉的橫斷面上平行切下若干薄片，放入盛有清水的培養(yǎng)皿中待用。制片：從培養(yǎng)皿中選取最薄的切片，用毛筆蘸取放在載玻片中央；在花生子葉薄片上滴2～3滴蘇丹Ⅲ染液，染色3min；用吸水紙吸去染液，再滴加l～2滴體積分?jǐn)?shù)為50％的酒精溶液，洗去浮色；用吸水紙吸去花生子葉周圍的酒精，滴一滴蒸餾水，蓋上蓋玻片，制成臨時(shí)裝片。觀察：在低倍鏡下找到花生子葉的最薄處，移到視野中央，將物像調(diào)節(jié)清晰；換高倍鏡觀察，視野中被染成橘黃色的脂肪顆粒清晰可見。(3)蛋白質(zhì)的檢測(cè)和觀察①向試管內(nèi)注人2mL待測(cè)組織樣液。②向試管內(nèi)注入雙縮脲試劑A液1mL，搖勻。③向試管內(nèi)注入雙縮脲試劑B液4滴，搖勻。④觀察試管中出現(xiàn)的顏色變化——溶液呈現(xiàn)紫色。必備知識(shí)2細(xì)胞中的無機(jī)物一、細(xì)胞中的水1.水的含量：生物體的含水量隨著生物種類的不同有所差別，一般為60％～95％，水母的含水量達(dá)到97％。水是構(gòu)成細(xì)胞的重要成分，也是活細(xì)胞中含量最多的化合物。2.存在形式：水在細(xì)胞中以兩種形式存在，絕大部分的水以游離的形式存在，可以自由流動(dòng)，叫做自由水；一部分水與細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì)相結(jié)合，叫做結(jié)合水。3.作用：①結(jié)合水是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分，大約占細(xì)胞內(nèi)全部水分的4.5%。②自由水是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑，許多種物質(zhì)溶解在這部分水中，③細(xì)胞內(nèi)的許多生物化學(xué)反應(yīng)也都需要有水的參與。④多細(xì)胞生物體的絕大多數(shù)細(xì)胞，必須浸潤在以水為基礎(chǔ)的液體環(huán)境中。⑤水在生物體內(nèi)的流動(dòng)，可以把營養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)送到各個(gè)細(xì)胞，同時(shí)把各個(gè)細(xì)胞在新陳代謝中產(chǎn)生的廢物，運(yùn)送到排泄器官或者直接排出體外。二、細(xì)胞中的無機(jī)鹽1.存在形式：細(xì)胞中大多數(shù)無機(jī)鹽以離子的形式存在，含量較多的陽離子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+Fe2+、Fe3+等，陰離子有Cl-、so42-P043-HC03-等。2.含量：與水不同，無機(jī)鹽是細(xì)胞中含量很少的無機(jī)物，僅占細(xì)胞鮮重的1%～1.5%。3.作用：①一些無機(jī)鹽是細(xì)胞中某些復(fù)雜化合物的重要組成成分；②許多種無機(jī)鹽對(duì)于維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)有重要作用。例如，哺乳動(dòng)物的血液中必須含有一定量的鈣離子，如果鈣離子的含量太低，會(huì)出現(xiàn)抽搐等癥狀。③生物體內(nèi)的某些無機(jī)鹽離子，必須保持一定的量，這對(duì)維持細(xì)胞的酸堿平衡非常重要。生理作用舉例組成某些復(fù)雜化合物①M(fèi)g是構(gòu)成葉綠素的元素；

②Fe是構(gòu)成血紅素的元素；

③P是組成細(xì)胞膜、細(xì)胞核的重要成分，也是細(xì)胞必不可少的許多化合物的成分維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)①人體內(nèi)Na+缺乏會(huì)引起神經(jīng)、肌肉細(xì)胞的興奮性

降低，最終引發(fā)肌肉酸痛、無力等；

②哺乳動(dòng)物的血液中必須含有一定量的Ca2+；

如果Ca2+的含量太低，動(dòng)物會(huì)出現(xiàn)抽搐等癥狀維持細(xì)胞的滲透壓平衡Na?、Cl-、K+等離子對(duì)維持細(xì)胞正常的滲透壓有重要作用維持細(xì)胞的酸堿平衡H?PO?-/HPO2-、H?CO?/HCO?-等無機(jī)鹽離子組成重要的緩沖體系，可調(diào)節(jié)并維持細(xì)胞的酸堿平衡必備知識(shí)3細(xì)胞中的糖類和脂質(zhì)一、細(xì)胞中的糖類1.組成元素及分類：糖類分子大多數(shù)是由C、H、O三種元素構(gòu)成的。糖類大致可以分為單糖、二糖和多糖等幾類。2.單糖、二糖和多糖（1）單糖①像葡萄糖這樣不能水解，可直接被細(xì)胞吸收的糖類就是單糖。常見的單糖還有果糖、半乳糖、核糖和脫氧核糖等。②葡萄糖是細(xì)胞生命活動(dòng)所需要的主要能源物質(zhì)，是生物體內(nèi)的“燃料”，其在細(xì)胞內(nèi)的“燃燒”過程中能量是通過一系列化學(xué)反應(yīng)逐步釋放出來的。（2）二糖①二糖(C12H22O11)由兩分子單糖脫水縮合而成，一般要水解成單糖才能被細(xì)胞吸收。②生活中最常見的二糖是蔗糖，常見的二糖還有在發(fā)芽的小麥等谷粒中含量豐富的麥芽糖，以及在人和動(dòng)物乳汁中含量豐富的乳糖。（3）多糖：生物體內(nèi)的糖類絕大多數(shù)以多糖((C6H9O5)n)的形式存在，淀粉是最常見的多糖。①淀粉：綠色植物通過光合作用產(chǎn)生淀粉，作為植物體內(nèi)的儲(chǔ)能物質(zhì)存在于植物細(xì)胞中。人體攝人的淀粉，必須經(jīng)過消化分解成葡萄糖，才能被細(xì)胞吸收利用。②糖原：人和動(dòng)物體合成糖原的原料是葡萄糖。糖原主要分布在人和動(dòng)物的肝臟和肌肉中，是人和動(dòng)物細(xì)胞的儲(chǔ)能物質(zhì)。當(dāng)細(xì)胞生命活動(dòng)消耗了能量，人和動(dòng)物血液中葡萄糖含量低于正常時(shí)，肝臟中的糖原糖原便分解產(chǎn)生葡萄糖及時(shí)補(bǔ)充。③纖維素：纖維素也是由許多葡萄糖連接而成的。一些植物中的纖維細(xì)絲、莖稈和枝葉中的纖維、所有植物細(xì)胞的細(xì)胞壁，構(gòu)成它們的主要成分都是纖維素。纖維素不溶于水，在人和動(dòng)物體內(nèi)很難被消化，但一些草食類動(dòng)物借助某些微生物的作用才能分解這類多糖。幾丁質(zhì)也是一種多糖，又稱為殼多糖，廣泛存在于甲殼類動(dòng)物和昆蟲的外骨骼中。幾丁質(zhì)及其衍生物在醫(yī)藥、化工等方面有廣泛的用途。二、細(xì)胞中的脂質(zhì)1.分布、組成元素及種類①分布：脂質(zhì)存在于所有細(xì)胞中，是組成細(xì)胞和生物體的重要有機(jī)化合物。②組成脂質(zhì)的化學(xué)元素主要是C、H、O，有些脂質(zhì)還含有P和N。和糖類相比，脂質(zhì)分子中氧的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于糖類，而氫的含量更多。③常見的脂質(zhì)有脂肪、磷脂和固醇等，它們的分子結(jié)構(gòu)差異很大，通常都不溶于水，而溶于脂溶性有機(jī)溶劑。2.脂肪、磷脂和固醇脂肪①脂肪是最常見的脂質(zhì)。脂肪是由三分子脂肪酸與一分子甘油發(fā)生反應(yīng)而形成的酯，即三酰甘油(又稱甘油三酯)。其中甘油的分子比較簡(jiǎn)單，而脂肪酸的種類和分子長(zhǎng)短卻不相同。脂肪酸可以是飽和的，也可以是不飽和的。植物脂肪大多含有不飽和脂肪酸，在室溫時(shí)呈液態(tài)；大多數(shù)動(dòng)物脂肪含有飽和脂肪酸，室溫時(shí)呈固態(tài)。②脂肪是細(xì)胞內(nèi)良好的儲(chǔ)能物質(zhì)，當(dāng)生命活動(dòng)需要時(shí)可以分解利用；還是一種很好的絕熱體，具有保溫的作用；分布在內(nèi)臟器官周圍的脂肪還具有緩沖和減壓的作用，可以保護(hù)內(nèi)臟器官。（2）磷脂①磷脂與脂肪的不同之處在于甘油的一個(gè)羥基(一OH)不是與脂肪酸結(jié)合成酯，而是與磷酸及其他衍生物結(jié)合。因此，磷脂除了含有C、H、O外，還含有P甚至N。②磷脂是構(gòu)成細(xì)胞膜的重要成分，也是構(gòu)成多種細(xì)胞器膜的重要成分。在人和動(dòng)物的腦、卵細(xì)胞、肝臟以及大豆的種子中含量豐富。（3）固醇：固醇類物質(zhì)包括膽固醇、性激素和維生素D等。膽固醇是構(gòu)成動(dòng)物細(xì)胞膜的重要成分，在人體內(nèi)還參與血液中脂質(zhì)的運(yùn)輸；性激素能促進(jìn)人和動(dòng)物生殖器官的發(fā)育以及生殖細(xì)胞的形成；維生素D能有效地促進(jìn)人和動(dòng)物腸道對(duì)鈣和磷的吸收。三、糖類和脂質(zhì)的關(guān)系：細(xì)胞中的糖類和脂質(zhì)是可以相互轉(zhuǎn)化的。血液中的葡萄糖除供細(xì)胞利用外，多余的部分可以合成糖原儲(chǔ)存起來；如果葡萄糖還有富余，就可以轉(zhuǎn)變成脂肪和某些氨基酸。而食物中的脂肪被消化吸收后，可以在皮下結(jié)締組織等處以脂肪組織的形式儲(chǔ)存起來。必備知識(shí)4蛋白質(zhì)一、蛋白質(zhì)的功能：蛋白質(zhì)是細(xì)胞的基本組成成分，具有參與組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)、催化、運(yùn)輸、信息傳遞、防御等重要功能?？梢哉f，細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動(dòng)都離不開蛋白質(zhì)。二、蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸1.種類：在人體中，組成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，各種氨基酸之間的區(qū)別在于R基的不同。2.結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)（1）結(jié)構(gòu)通式：氨基酸分子結(jié)構(gòu)通式可表示為：，也可以簡(jiǎn)寫為—C2H4O2N。（2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：①每種氨基酸分子至少都含有一個(gè)氨基(-NH2)和一個(gè)羧基(-COOH)，并且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上；②這個(gè)碳原子還連接一個(gè)氫原子和一個(gè)側(cè)鏈基團(tuán)，其中可用R表示的是側(cè)鏈基團(tuán)。三、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其多樣性1.蛋白質(zhì)的形成（1）氨基酸→多肽：氨基酸分子互相結(jié)合的方式是:一個(gè)氨基酸分子的羧基(-COOH)和另一個(gè)氨基酸分子的氨基(—NH2)相連接，同時(shí)脫去一分子水，這種結(jié)合方式叫做脫水縮合。連接兩個(gè)氨基酸分子的化學(xué)鍵叫做肽鍵。由兩個(gè)氨基酸分子縮合而成的化合物，叫做二肽。以此類推，由多個(gè)氨基酸分子縮合而成的，含有多個(gè)肽鍵的化合物，叫做多肽。多肽通常呈鏈狀結(jié)構(gòu)，叫做肽鏈。（2）多肽→蛋白質(zhì)：由于氨基酸之間能夠形成氫鍵等，從而使得肽鏈能盤曲、折疊，形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子。許多蛋白質(zhì)分子都含有兩條或多條肽鏈，它們通過一定的化學(xué)鍵如二硫鍵相互結(jié)合在一起。這些肽鏈不呈直線，也不在同一個(gè)平面上，而是形成更為復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。2.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性：在細(xì)胞內(nèi)，組成一種蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)目可能成千上萬，氨基酸形成肽鏈時(shí)，不同種類氨基酸的排列順序千變?nèi)f化，肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結(jié)構(gòu)千差萬別，因此，蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)極其多樣，這就是細(xì)胞中蛋白質(zhì)種類繁多的原因。3.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能：每一種蛋白質(zhì)分子都有與它所承擔(dān)功能相適應(yīng)的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，如果氨基酸序列改變或蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)改變，就可能會(huì)影響其功能。必備知識(shí)5核酸一、核酸的種類及分布1.種類：核酸包括兩大類:一類是脫氧核糖核酸，簡(jiǎn)稱DNA；一類是核糖核酸，簡(jiǎn)稱RNA。2.分布：核酸包括兩大類：一類是脫氧核糖核酸，簡(jiǎn)稱DNA；另一類是核糖核酸，簡(jiǎn)稱RNA。真核細(xì)胞的DNA主要分布在細(xì)胞核中，線粒體、葉綠體內(nèi)也含有少量的DNA。RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。二、核酸是由核苷酸連接而成的長(zhǎng)鏈1.基本單位（1）核酸同蛋白質(zhì)一樣，也是生物大分子。核苷酸是核酸的基本組成單位。每個(gè)核酸分子是由幾十個(gè)乃至上億個(gè)核苷酸連接而成的長(zhǎng)鏈。（2）一個(gè)核苷酸是由一分子含氮的堿基、一分子五碳糖和一分子磷酸組成的。根據(jù)五碳糖的不同，可以將核苷酸分為脫氧核糖核苷酸(簡(jiǎn)稱脫氧核苷酸)和核糖核苷酸，下圖中①、②處的化學(xué)基團(tuán)依次是-H、-OH。脫氧核苷酸一般包括腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸和胸腺嘧啶脫氧核苷酸；核糖核苷酸一般包括腺嘌呤核糖核苷酸、鳥嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸。2.分子結(jié)構(gòu)（1）DNA和RNA各含有4種堿基，但是組成二者的堿基種類有所不同，DNA中含有堿基A、T、C、G，RNA中含有堿基A、U、C、G。（2）DNA是由脫氧核苷酸連接而成的長(zhǎng)鏈,RNA則由核糖核苷酸連接而成。一般情況下，在生物體的細(xì)胞中，DNA由兩條脫氧核苷酸鏈構(gòu)成，RNA由一條核糖核苷酸鏈構(gòu)成。（3）脫氧核苷酸的排列順序儲(chǔ)存著生物的遺傳信息，DNA分子是儲(chǔ)存、傳遞遺傳信息的生物大分子；部分病毒的遺傳信息儲(chǔ)存在RNA中，如HIV(人類免疫缺陷病毒)、SARS(嚴(yán)重急性呼吸綜合征)病毒等。3.功能：核酸是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)。在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成中具有極其重要的作用。第三章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)必備知識(shí)1細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能一、細(xì)胞膜的功能1.將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開，保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定。2.控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞，細(xì)胞膜的這種作用是相對(duì)的，表現(xiàn)為：細(xì)胞需要的營養(yǎng)物質(zhì)可以從外界進(jìn)入細(xì)胞；細(xì)胞不需要的物質(zhì)不容易進(jìn)入細(xì)胞；環(huán)境中一些對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)有可能進(jìn)入；有些病毒、病菌也能侵人細(xì)胞，使生物體患病。3.進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流。細(xì)胞間信息交流的方式多種多樣，大多與細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能有關(guān)，如下圖A、B、C所示。圖A表示細(xì)胞分泌的激素等化學(xué)物質(zhì)胞膜表面的受體（即圖中數(shù)字序號(hào)②）結(jié)合，圖B表示相鄰兩個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞膜接觸卵細(xì)胞之間的識(shí)別和結(jié)合。圖C表示相鄰兩個(gè)細(xì)胞之間形成通道，攜帶信息的物質(zhì)通過通道進(jìn)入另一個(gè)細(xì)胞。例如，胞間連絲（即圖中數(shù)字序號(hào)④）相互連接二、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容（1）流動(dòng)鑲嵌模型：上圖①、②、③處所填寫內(nèi)容依次為糖蛋白、磷脂雙分子層、蛋白質(zhì)分子。流動(dòng)鑲嵌模型認(rèn)為，細(xì)胞膜主要是由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成的。磷脂雙分子層是膜的基本支架。蛋白質(zhì)分子以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中：有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個(gè)磷脂雙分子層。這些蛋白質(zhì)分子在物質(zhì)運(yùn)輸?shù)确矫婢哂兄匾饔茫?）細(xì)胞結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：細(xì)胞膜不是靜止不動(dòng)的，而是具有流動(dòng)性，主要表現(xiàn)為構(gòu)成膜的磷脂分子可以側(cè)向自由移動(dòng)，膜中的蛋白質(zhì)大多也能運(yùn)動(dòng)。細(xì)胞膜的流動(dòng)性對(duì)于細(xì)胞完成物質(zhì)運(yùn)輸、生長(zhǎng)、分裂、運(yùn)動(dòng)等功能都是非常重要的。（3）糖被：細(xì)胞膜的外表面還有糖類分子，它和蛋白質(zhì)分子結(jié)合形成的糖蛋白，或與脂質(zhì)結(jié)合形成的糖脂，這些糖類分子叫作糖被。糖被在細(xì)胞生命活動(dòng)中具有重要的功能，例如，糖被與細(xì)胞表面的識(shí)別、細(xì)胞間的信息傳遞等功能有密切關(guān)系。必備知識(shí)2細(xì)胞器之間的分工合作一、細(xì)胞器之間的分工1.細(xì)胞器形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能（1）線粒體：線粒體是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所，細(xì)胞生命活動(dòng)所需的能量，大約95%來自線粒體。（2）葉綠體：葉綠體是綠色植物能進(jìn)行光合作用的細(xì)胞含有的細(xì)胞器，是植物細(xì)胞的“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉(zhuǎn)換站”。（3）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)的合成、加工場(chǎng)所和運(yùn)輸通道。它由膜圍成的管狀、泡狀或扁平囊狀結(jié)構(gòu)連接形成一個(gè)連續(xù)的內(nèi)腔相通的膜性管道系統(tǒng)。有些內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上有核糖體附著，叫粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；有些內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上不含有核糖體，叫光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。（4）高爾基體：高爾基體主要是對(duì)來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工、分類和包裝的“車間”及“發(fā)送站”。（5）核糖體：核糖體有的附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，有的游離分布在細(xì)胞質(zhì)中，是“生產(chǎn)蛋白質(zhì)的機(jī)器”。（6）溶酶體：溶酶體主要分布在動(dòng)物細(xì)胞中，是細(xì)胞的“消化車間”，內(nèi)部含有多種水解酶，能分解衰老、損傷的細(xì)胞器，吞噬并殺死侵入細(xì)胞的病毒或病菌。（7）液泡：液泡主要存在于植物細(xì)胞中，內(nèi)有細(xì)胞液，含糖類、無機(jī)鹽、色素和蛋白質(zhì)等物質(zhì)，可以調(diào)節(jié)植物細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境，充盈的液泡還可以使植物細(xì)胞保持堅(jiān)挺。（8）中心體：中心體分布在動(dòng)物與低等植物的細(xì)胞，由兩個(gè)互相垂直排列的中心粒及周圍物質(zhì)組成，與細(xì)胞的有絲分裂有關(guān)。2.細(xì)胞骨架：細(xì)胞骨架是由蛋白質(zhì)纖維組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，維持著細(xì)胞的形態(tài)，錨定并支撐著許多細(xì)胞器，與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、分裂、分化以及物質(zhì)運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)化、信息傳遞等生命活動(dòng)密切相關(guān)。二、實(shí)驗(yàn):用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)1.實(shí)驗(yàn)原理：葉肉細(xì)胞中的葉綠體，散布于細(xì)胞質(zhì)中，呈綠色、扁平的橢球形或球形?？梢栽诟弑讹@微鏡下觀察它的形態(tài)和分布?；罴?xì)胞中的細(xì)胞質(zhì)處于不斷流動(dòng)的狀態(tài)。觀察細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)，可用細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的葉綠體的運(yùn)動(dòng)作為標(biāo)志。2.方法步驟（1）葉綠體的觀察：①制作臨時(shí)裝片。用鑷子取一片蘚類的小葉(或者取菠菜葉稍帶些葉肉的下表皮)放人盛有清水的培養(yǎng)皿中。往載玻片中央滴一滴清水，用鑷子夾住所取的葉放入水滴中，蓋上蓋玻片。注意：臨時(shí)裝片中的葉片不能放干了，要隨時(shí)保持有水狀態(tài)。②觀察。先用低倍鏡找到需要觀察的葉綠體，再換用高倍鏡觀察。仔細(xì)觀察葉綠體的形態(tài)和分布情況。（2）觀察細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)①制作黑藻葉片臨時(shí)裝片。事先將觀察用的黑藻放在光照、室溫條件下培養(yǎng)。將黑藻從水中取出，用鑷子從新鮮枝上取一片幼嫩的小葉，將小葉放在載玻片的水滴中，蓋上蓋玻片。②觀察。先用低倍鏡找到黑藻葉肉細(xì)胞，然后換用高倍鏡觀察。注意觀察葉綠體隨著細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)的情況，仔細(xì)看看每個(gè)細(xì)胞中細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)的方向是否一致。三、細(xì)胞器之間的協(xié)調(diào)配合1.分泌蛋白的合成和運(yùn)輸實(shí)驗(yàn)（1）分泌蛋白：有些蛋白質(zhì)是在細(xì)胞內(nèi)合成后，分泌到細(xì)胞外起作用的，這類蛋白質(zhì)叫做分泌蛋白。如消化酶、抗體和一部分激素。2.細(xì)胞器之間的協(xié)調(diào)配合：（1）分泌蛋白合成及運(yùn)輸：分泌蛋白的合成過程大致是：首先，在游離的核糖體中以氨基酸為原料開始多肽鏈的合成。當(dāng)合成了一段肽鏈后，這段肽鏈會(huì)與核糖體一起轉(zhuǎn)移到粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上繼續(xù)其合成過程，并且邊合成邊轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔內(nèi)，再經(jīng)過加工、折疊，形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜鼓出形成囊泡，包裹著蛋白質(zhì)離開內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，到達(dá)高爾基體，與高爾基體膜融合，囊泡膜成為高爾基體膜的一部分。高爾基體還能對(duì)蛋白質(zhì)做進(jìn)一步的修飾加工，然后由高爾基體膜形成包裹著蛋白質(zhì)的囊泡。囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞膜，與細(xì)胞膜融合，將蛋白質(zhì)分泌到細(xì)胞外。在分泌蛋白的合成、加工、運(yùn)輸?shù)倪^程中，需要消耗能量。這些能量主要來自線粒體。下圖表示分泌蛋白質(zhì)合成過程示意圖，圖中甲、乙、丙、丁、戊依次表示的是：核糖體、囊泡、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、囊泡。（2）囊泡及作用：在細(xì)胞內(nèi)，許多由膜構(gòu)成的囊泡繁忙地運(yùn)輸著“貨物”，而高爾基體在其中起著重要的交通樞紐作用。必備知識(shí)3細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能一、細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能1.細(xì)胞核結(jié)構(gòu)模式圖（1）上圖中①②③④⑤⑥處填空的內(nèi)容分別為，①雙層，②核內(nèi)物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)，③DNA和蛋白質(zhì)，④DNA，⑤某種RNA的合成以及核糖體的形成，⑥物質(zhì)交換和信息交流。（2）染色質(zhì)是容易被堿性染料染成深色的極細(xì)的絲狀物，在細(xì)胞分裂時(shí)，細(xì)胞核解體，染色質(zhì)高度螺旋化，縮短變粗，成為光學(xué)顯微鏡下清晰可見的圓柱狀或桿狀的染色體。細(xì)胞分裂結(jié)束時(shí)，染色體解螺旋，重新成為細(xì)絲狀的染色質(zhì)，被包圍在新形成的細(xì)胞核里。因此，染色質(zhì)和染色體關(guān)系可描述為：同一物質(zhì)在細(xì)胞不同時(shí)期的兩種存在狀態(tài)。2.結(jié)構(gòu)核功能（1）細(xì)胞核控制著細(xì)胞的遺傳，這是因?yàn)镈NA上貯存著遺傳信息，在細(xì)胞分裂時(shí)，DNA攜帶的遺傳信息從親代細(xì)胞傳遞給子代細(xì)胞，保證了親子代細(xì)胞在遺傳性狀上的一致性。（2）細(xì)胞核控制著細(xì)胞的代謝，這是因?yàn)镈NA上貯存著遺傳信息，細(xì)胞依據(jù)遺傳信息，進(jìn)行物質(zhì)合成、能量轉(zhuǎn)換和信息交流，完成生長(zhǎng)、發(fā)育、衰老和凋亡。（3）因此，對(duì)細(xì)胞核功能的較為全面的闡述應(yīng)該是:細(xì)胞核是遺傳信息庫，是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心。第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出必備知識(shí)1水進(jìn)出細(xì)胞的原理1.水進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞①哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞特點(diǎn)：紅細(xì)胞中的血紅蛋白是有機(jī)大分子物質(zhì),不能（能、不能）透過細(xì)胞膜,它相當(dāng)于“滲透現(xiàn)象示意圖”中的蔗糖分子。②實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象：將哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞放入不同濃度的氯化鈉溶液中，一段時(shí)間后，紅細(xì)胞將會(huì)發(fā)生以下的變化：當(dāng)外界溶液的濃度比細(xì)胞質(zhì)的濃度低時(shí)，細(xì)胞吸水膨脹；當(dāng)外界溶液的濃度比細(xì)胞質(zhì)的濃度高時(shí)，細(xì)胞失水皺縮；當(dāng)外界溶液的濃度與細(xì)胞質(zhì)的濃度相同時(shí)，細(xì)胞形態(tài)不變。③結(jié)論：水進(jìn)出其他動(dòng)物細(xì)胞的原理與進(jìn)出紅細(xì)胞的原理是一樣的，都是通過滲透作用。2.水進(jìn)出植物細(xì)胞①植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)：植物細(xì)胞的細(xì)胞膜外面有一層細(xì)胞壁，對(duì)于水分子來說，細(xì)胞壁是全透性的，即水分子可以自由地通過細(xì)胞壁，細(xì)胞壁的作用主要是保護(hù)和支持細(xì)胞，伸縮性比較小。成熟的植物細(xì)胞由于中央液泡占據(jù)了細(xì)胞的大部分空間，將細(xì)胞質(zhì)擠成一薄層，所以細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指的是液泡里面的細(xì)胞液，細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)稱為原生質(zhì)層。水進(jìn)出成熟的植物細(xì)胞，主要是指水經(jīng)過原生質(zhì)層進(jìn)出液泡。②實(shí)驗(yàn)探究:植物細(xì)胞的吸水和失水（觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及復(fù)原）材料用具：的洋蔥鱗片葉，質(zhì)量濃度為的蔗糖溶液，清水。方法步驟：第1步：制作洋蔥鱗片葉的臨時(shí)裝片。第2步：用顯微鏡觀察洋蔥鱗片葉細(xì)胞中紫色的的大小，以及的位置。第3步：從蓋玻片的一側(cè)滴入蔗糖溶液，在蓋玻片的另一側(cè)用吸水紙吸引。這樣重復(fù)幾次，蓋玻片下面的洋蔥鱗片葉表皮就浸潤在蔗糖溶液中。第4步：用顯微鏡觀察，看細(xì)胞的是否逐漸變小，在什么位置，是否變化。第5步：在蓋玻片的一側(cè)滴入清水，在蓋玻片的另一側(cè)用吸水紙吸引。這樣重復(fù)幾次，洋蔥鱗片葉表皮又浸潤在清水中。第6步：用顯微鏡觀察，看是否逐漸變大，的位置有沒有變化，有沒有變化。③實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，植物細(xì)胞也是通過滲透作用吸水和失水的。當(dāng)細(xì)胞液的濃度小于外界溶液的濃度時(shí)，細(xì)胞液中的水就透過原生質(zhì)層進(jìn)入外界溶液中，使細(xì)胞壁和原生質(zhì)層都出現(xiàn)一定程度的收縮。當(dāng)細(xì)胞不斷失水時(shí)，由于原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大，原生質(zhì)層就會(huì)與細(xì)胞壁逐漸分離開來，也就是逐漸發(fā)生了質(zhì)壁分離。當(dāng)細(xì)胞液的濃度大于外界溶液的濃度時(shí)，外界溶液中的水就透過原生質(zhì)層進(jìn)人細(xì)胞液中，整個(gè)原生質(zhì)層就會(huì)慢慢地恢復(fù)成原來的狀態(tài)，使植物細(xì)胞逐漸發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原。必備知識(shí)2物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞揭?、自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散1.自由擴(kuò)散：有些小分子物質(zhì)，很容易自由地通過細(xì)胞膜的磷脂雙分子層，如氧和二氧化碳，甘油、乙醇、苯等脂溶性的小分子有機(jī)物也較易通過自由擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。像這樣，物質(zhì)通過簡(jiǎn)單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞的方式，叫作自由擴(kuò)散，也叫簡(jiǎn)單擴(kuò)散。如上圖序號(hào)①對(duì)應(yīng)的跨膜運(yùn)輸方式。2.協(xié)助擴(kuò)散：離子和一些小分子有機(jī)物如葡萄糖、氨基酸等，不能自由地通過細(xì)胞膜。鑲嵌在膜上的一些特殊的蛋白質(zhì)，能夠協(xié)助這些物質(zhì)順濃度梯度跨膜運(yùn)輸，這些蛋白質(zhì)稱為轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。這種借助膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴(kuò)散方式，叫作協(xié)助擴(kuò)散，也叫易化擴(kuò)散。如上圖序號(hào)②③對(duì)應(yīng)的跨膜運(yùn)輸方式。3.轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白：轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白可以分為載體蛋白和通道蛋白兩種類型，上圖中的④表示載體蛋白，⑤表示通道蛋白。載體蛋白只容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子通過，而且每次轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)都會(huì)發(fā)生自身構(gòu)象的改變；通道蛋白只容許與自身通道的直徑和形狀相適配、大小和電荷相適宜的分子或離子通過。分子或離子通過通道蛋白時(shí)，不需要（需要、不需要）與通道蛋白結(jié)合。水分子能以自由擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞，但水分子更多的是借助細(xì)胞膜上的水通道蛋白以協(xié)助擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞的。4.自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散特點(diǎn)：由于自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散都是順濃度梯度進(jìn)行跨膜運(yùn)輸?shù)?，不需要（需要、不需要）消耗?xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能量，因此膜內(nèi)外物質(zhì)濃度梯度的大小會(huì)直接影響物質(zhì)運(yùn)輸?shù)乃俾剩珔f(xié)助擴(kuò)散需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，因而某些物質(zhì)運(yùn)輸?shù)乃俾蔬€與轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量有關(guān)。二、主動(dòng)運(yùn)輸1.實(shí)例：Na+、K+和Ca2+等離子和其他物質(zhì)在逆濃度梯度跨膜運(yùn)輸時(shí)，首先要與膜上載體蛋白的特定部位結(jié)合。然后在細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)釋放的能量推動(dòng)下，載體蛋白的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，就將它所結(jié)合的離子或分子從細(xì)胞膜一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)到另一側(cè)并釋放出來，載體蛋白隨后又恢復(fù)原狀，又可以去轉(zhuǎn)運(yùn)同種物質(zhì)的其他離子或分子。2.概念：物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)行跨膜運(yùn)輸，需要載體蛋白的協(xié)助，同時(shí)還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量，這種方式叫作主動(dòng)運(yùn)輸。如下圖所示，圖中①②③依次表示：被運(yùn)輸?shù)碾x子或分子、載體蛋白、ATP，其中序號(hào)③代表的物質(zhì)水解為ADP和Pi時(shí)放能，供主動(dòng)運(yùn)輸利用。3.意義：主動(dòng)運(yùn)輸普遍存在于動(dòng)植物和微生物細(xì)胞中，通過主動(dòng)運(yùn)輸來選擇吸收所需要的物質(zhì)，排出代謝廢物和對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)，從而保證細(xì)胞和個(gè)體生命活動(dòng)的需要。三、胞吞與胞吐1.過程及概念：下圖表示胞吞、胞吐示意圖，從圖示可看出，當(dāng)細(xì)胞攝取大分子時(shí)，首先是大分子與膜上的蛋白質(zhì)結(jié)合，從而引起這部分細(xì)胞膜內(nèi)陷形成小囊，包圍著大分子。然后，小囊從細(xì)胞膜上分離下來，形成囊泡，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，這種現(xiàn)象叫胞吞，如下圖中序號(hào)①對(duì)應(yīng)過程。細(xì)胞需要外排的大分子，先在細(xì)胞內(nèi)形成囊泡，移動(dòng)到細(xì)胞膜處，與細(xì)胞膜融合，將大分子排出細(xì)胞，這種現(xiàn)象叫胞吐，如下圖中序號(hào)②對(duì)應(yīng)過程。下圖中序號(hào)③④表示的結(jié)構(gòu)依次是囊泡、高爾基體。2.特點(diǎn)：在物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸過程中，胞吞、胞吐是普遍存在的現(xiàn)象，它們需要消耗細(xì)胞呼吸所釋放的能量。第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用必備知識(shí)1降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶一、酶在細(xì)胞代謝中的作用1.細(xì)胞代謝：細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng)，統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。細(xì)胞代謝是細(xì)胞生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。2.酶在細(xì)胞代謝中的作用（1）活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。（2）酶的作用：正常由于酶能通過降低化學(xué)反應(yīng)活化能而發(fā)揮催化作用，細(xì)胞代謝才能在溫和條件下快速進(jìn)行。如下圖中曲線②表示沒有酶催化的反應(yīng)，曲線①表示有酶催化的反應(yīng)，AC段的含義是在無催化劑的條件下，反應(yīng)所需要的活化能，BC段的含義是酶降低的活化能。3.酶的定義：酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，也有少數(shù)是RNA。二、酶的特性1.酶具有高效性酶具有高效性。大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，酶的催化效率大約是無機(jī)催化劑的107-1013倍。2.酶具有專一性酶具有專一性是指：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。細(xì)胞代謝能夠有條不紊地進(jìn)行，與酶的專一性是分不開的。3.酶的作用條件較溫和酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在比較溫和的條件下進(jìn)行的。必備知識(shí)2細(xì)胞的能量“貨幣”ATP一、ATP是一種高能磷酸化合物1.ATP是腺苷三磷酸的英文名稱縮寫。ATP分子的結(jié)構(gòu)式可以簡(jiǎn)寫成A—P～P～P，其中A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖結(jié)合而成。P代表磷酸基團(tuán)，～代表高能磷酸鍵。（P86“教材”、“相關(guān)信息”）2.由于ATP分子中兩個(gè)相鄰的磷酸基團(tuán)都帶負(fù)電荷而相互排斥等原因，使得這種化學(xué)鍵不穩(wěn)定，末端磷酸基團(tuán)有一種離開ATP而與其他分子結(jié)合的趨勢(shì)，也就是具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能。當(dāng)ATP在酶的作用下水解時(shí)，脫離下來的末端磷酸基團(tuán)挾能量與其他分子結(jié)合，從而使后者發(fā)生變化。可見ATP水解的過程就是釋放能量的過程，1molATP水解釋放的能量高達(dá)30．54KJ，所以說ATP是一種高能磷酸化合物。ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化1.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化：ATP水解后轉(zhuǎn)化為比ATP穩(wěn)定的化合物——ADP(腺苷二磷酸的英文名稱縮寫)，脫離下來的磷酸基團(tuán)如果未轉(zhuǎn)移給其他分子，就成為游離的磷酸(以Pi表示)，此過程即下圖中的序號(hào)①表示的過程。在有關(guān)酶的作用下，ADP可以接受能量，同時(shí)與Pi結(jié)合，重新形成ATP，此過程即下圖中的序號(hào)②表示的過程。2.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化所需要的能量來源：ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化所需要的能量，對(duì)于綠色植物來說，既可以來自光能，也可以來自呼吸作用所釋放的能量；對(duì)于動(dòng)物、人、真菌和大多數(shù)細(xì)菌來說，均來自細(xì)胞進(jìn)行呼吸作用時(shí)有機(jī)物分解所釋放的能量。必備知識(shí)3細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用一、細(xì)胞呼吸的方式科學(xué)家通過大量的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，細(xì)胞呼吸可分為有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型。二、有氧呼吸1.范圍：對(duì)于絕大多數(shù)生物來說，有氧呼吸是細(xì)胞呼吸的主要形式，這一過程必須有氧的參與。2.主要場(chǎng)所：線粒體是有氧呼吸的主要場(chǎng)所。下圖為線粒體結(jié)構(gòu)示意圖，線粒體具有內(nèi)、外兩層膜，依次為上圖中的①②，內(nèi)膜的某些部位向線粒體的內(nèi)腔折疊形成嵴，即上圖中的③，嵴使內(nèi)膜的表面積大大增加。嵴的周圍充滿了液態(tài)的基質(zhì)，即上圖中的④。線粒體的內(nèi)膜上和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。3.有氧呼吸的過程：下圖為有氧呼吸過程圖解，其全過程可以概括地分為三個(gè)階段，第一個(gè)階段：1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸（圖中序號(hào)⑥），產(chǎn)生少量的[H]（圖中序號(hào)①），并且釋放出少量的能量（圖中序號(hào)③）。這一階段不需要氧的參與，是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的。第二個(gè)階段是，丙酮酸和水（圖中序號(hào)⑥和⑦）徹底分解成二氧化碳和[H]（圖中CO2和序號(hào)②），并釋放出少量的能量（圖中序號(hào)④）。這一階段不需要氧的參與，是在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行的。第三個(gè)階段是，上述兩個(gè)階段產(chǎn)生的[H]（圖中序號(hào)①和②），經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)，與氧結(jié)合（圖中序號(hào)⑧）形成水，同時(shí)釋放出大量的能量（圖中序號(hào)⑤）。這一階段需要氧的參與，是在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行的。4.有氧呼吸概念：有氧呼吸是指細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程。5.有氧呼吸概念：有氧呼吸是指細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程。三、無氧呼吸1.范圍：除酵母菌以外，還有許多種細(xì)菌和真菌能夠進(jìn)行無氧呼吸。此外，馬鈴薯塊莖、蘋果果實(shí)等植物器官的細(xì)胞以及動(dòng)物骨骼肌的肌細(xì)胞等，除了能夠進(jìn)行有氧呼吸，在缺氧條件下也能進(jìn)行無氧呼吸。一般地說，無氧呼吸最常利用的物質(zhì)也是葡萄糖。2.場(chǎng)所及過程：無氧呼吸的全過程，可以概括地分為兩個(gè)階段，這兩個(gè)階段需要不同酶的催化，但都是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的。第一個(gè)階段與有氧呼吸的第一個(gè)階段完全相同。第二個(gè)階段是，丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者轉(zhuǎn)化成乳酸。5.微生物的無氧呼吸：酵母菌、乳酸菌等微生物的無氧呼吸也叫做發(fā)酵。產(chǎn)生酒精的叫做酒精發(fā)酵；產(chǎn)生乳酸的叫做乳酸發(fā)酵。四、細(xì)胞呼吸原理應(yīng)用1.選用“創(chuàng)可貼”等敷料包扎傷口，有利于傷口的痊愈，其原因是：“創(chuàng)可貼”等敷料既為傷口敷上了藥物，又為傷口創(chuàng)造了疏松透氣的環(huán)境、避免厭氧病原菌的繁殖。2.利用麥芽、葡萄、糧食和酵母菌以及發(fā)酵罐，在控制通氣的情況下，可生產(chǎn)各種酒。因?yàn)椋航湍妇羌嫘詤捬跷⑸?，酵母菌在適宜的通氣、溫度和pH等條件下，進(jìn)行有氧呼吸并大量繁殖，在無氧條件下則進(jìn)行酒精發(fā)酵。3.對(duì)于板結(jié)的土壤及時(shí)進(jìn)行松土透氣，可以使根細(xì)胞進(jìn)行充分的有氧呼吸，從而有利于根系的生長(zhǎng)和對(duì)無機(jī)鹽的吸收。此外，松土透氣還有利于土壤中好氧微生物的生長(zhǎng)繁殖，這能夠促使這些微生物對(duì)土壤中有機(jī)物的分解，從而有利于植物對(duì)無機(jī)鹽的吸收。4.在儲(chǔ)藏果實(shí)、蔬菜時(shí)，往往需要采取降低溫度、降低氧氣含量等措施減弱果蔬的呼吸作用，以減少有機(jī)物的消耗。5.破傷風(fēng)芽孢桿菌只能進(jìn)行無氧呼吸，較深的傷口里缺少氧氣，破傷風(fēng)芽孢桿菌適合在這種環(huán)境中生存并大量繁殖。所以，傷口較深或被銹釘扎傷后，患者應(yīng)及時(shí)請(qǐng)醫(yī)生處理。6.有氧運(yùn)動(dòng)是指人體細(xì)胞充分獲得氧的情況下所進(jìn)行的體育鍛煉，人體細(xì)胞通過有氧呼吸可以獲得較多的能量。相反，百米沖刺和馬拉松長(zhǎng)跑等是人體細(xì)胞在缺氧條件下進(jìn)行的高速運(yùn)動(dòng)，在這種運(yùn)動(dòng)中，肌細(xì)胞因氧不足，要靠乳酸發(fā)酵來獲取能量。因?yàn)槿樗崮軌虼碳ぜ〖?xì)胞周圍的神經(jīng)末梢，所以人會(huì)有肌肉酸脹乏力的感覺。必備知識(shí)4光合作用與能量轉(zhuǎn)化一、捕獲光能的色素1.綠葉中色素的提取和分離（1）實(shí)驗(yàn)原理：①用有機(jī)溶劑無水乙醇提取綠葉中的色素，這是因?yàn)榫G葉中的色素能夠溶解在無水乙醇中；②用紙層析法可以將綠葉中不同色素分離開來，這是因?yàn)榫G葉中不同的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快;反之則慢。這樣，綠葉中的色素就會(huì)隨著層析液在濾紙上的擴(kuò)散而分開。（2）方法步驟①提取綠葉中的色素：綠葉剪碎，加入少許二氧化硅和碳酸鈣和無水乙醇后迅速、充分的研磨，然后過濾收集濾液。研磨時(shí)加入二氧化硅的作用是有助于研磨得充分，加入的碳酸鈣可防止研磨中色素被破壞。②制備濾紙條：將干燥的定性濾紙剪成濾紙條，將濾紙條的一端剪去兩角，并在距這一端1cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線。③畫濾液細(xì)線：用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻地畫出一條細(xì)線。待濾液干后，再畫一兩次。④分離綠葉中的色素：將濾紙條輕輕插入層析液中，不能讓濾液細(xì)線觸及層析液。隨后用棉塞塞緊試管口。（3）觀察與記錄：觀察濾紙條上出現(xiàn)的色素帶數(shù)量及每條色素帶的顏色會(huì)發(fā)現(xiàn)，濾紙條上有4條不同顏色的色帶，從上往下依次為：胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃素（黃色）、葉綠素a（藍(lán)綠色）、葉綠素b（黃綠色）。（P99“討論”1）2.色素的種類、含量及顏色：綠葉中的色素有4種，它們可以歸納為兩類，見下圖，圖中序號(hào)處對(duì)應(yīng)內(nèi)容依次為：①葉綠素、②葉綠素a、③葉綠素b、④類胡蘿卜素、⑤胡蘿卜素、⑥葉黃素。二、葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用1.葉綠體形態(tài)：在光學(xué)顯微鏡下觀察水稻、蘋果等被子植物的葉肉細(xì)胞，可以看到葉綠體一般呈扁平的橢球形或球形。不過，葉綠體內(nèi)更精細(xì)的結(jié)構(gòu)，就必須用電子顯微鏡觀察才能看清楚。2.葉綠體結(jié)構(gòu)：下圖為葉綠體結(jié)構(gòu)示意圖，從圖中可以看出，葉綠體的外表有雙層膜（既圖中序號(hào)①②），內(nèi)部有許多基粒（既圖中序號(hào)③），基粒與基粒之間充滿了基質(zhì)（既圖中序號(hào)④）。每個(gè)基粒都由許多類囊體構(gòu)成的。吸收光能的四種色素，就分布在類囊體的薄膜上。三、光合作用的原理1.光反應(yīng)階段(1)光合作用第一個(gè)階段的化學(xué)反應(yīng)，必須有光才能進(jìn)行，這個(gè)階段叫作光反應(yīng)階段。此階段是在類囊體(圖中序號(hào)①)的薄膜上進(jìn)行的。(2)葉綠體中光合色素吸收的光能，有以下兩方面用途。一是將水分解為氧和H+，氧直接以氧分子(圖中序號(hào)②)的形式釋放出去，H+與氧化型輔酶Ⅱ(NADP+)(圖中序號(hào)③)結(jié)合，形成還原型輔酶Ⅱ(NADPH)(圖中序號(hào)④)。NADPH作為活潑的還原劑，參與暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)也儲(chǔ)存部分能量供暗反應(yīng)階段利用；二是在有關(guān)酶的催化作用下，提供能量促使ADP與Pi(圖中序號(hào)⑤)反應(yīng)形成ATP，這樣，光能就轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存在ATP中的化學(xué)能。這些ATP將參與第二個(gè)階段合成有機(jī)物的化學(xué)反應(yīng)2.暗反應(yīng)階段(1)光合作用第二個(gè)階段中的化學(xué)反應(yīng)，有沒有光都能進(jìn)行，這個(gè)階段叫作暗反應(yīng)階段。暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)是在葉綠體的基質(zhì)(圖中序號(hào)⑥)中進(jìn)行的。在這一階段，CO2被利用，經(jīng)過一系列的反應(yīng)后生成糖類(圖中序號(hào)⑦)。(2)20世紀(jì)40年代，美國科學(xué)家卡爾文等用小球藻(一種單細(xì)胞的綠藻)做了這樣的實(shí)驗(yàn)：用經(jīng)過14C標(biāo)記的14CO2，供小球藻進(jìn)行光合作用，然后追蹤放射性14C的去向，最終探明了CO2中的碳是如何轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的碳的。(3)綠葉通過氣孔從外界吸收的CO2，在特定酶的作用下，與C5(一種五碳化合物)(圖中序號(hào)⑧)結(jié)合，這個(gè)過程稱作CO2的固定。一分子的CO2被固定后，很快形成兩個(gè)C3分子,即圖中序號(hào)⑨。在有關(guān)酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH釋放的能量，并且被NADPH(圖中序號(hào)④)還原。隨后，一些接受能量并被還原的C3，在酶的作用下經(jīng)過一系列的反應(yīng)轉(zhuǎn)化為糖類(圖中序號(hào)⑦)；另一些接受能量并被還原的C3，經(jīng)過一系列變化，又形成C5。這些C5又可以參與CO2的固定。這樣，暗反應(yīng)階段就形成從C5到C3再到C5的循環(huán)，可以源源不斷地進(jìn)行下去，因此暗反應(yīng)過程也稱作卡爾文循環(huán)。4.光反應(yīng)與暗反應(yīng)的聯(lián)系：在光反應(yīng)階段，光能被葉綠體內(nèi)類囊體膜上的色素捕獲后，將水分解為O2和H+等，形成ATP和NADPH，于是光能轉(zhuǎn)化成ATP和NADPH中的化學(xué)能；ATP和NADPH驅(qū)動(dòng)在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行的暗反應(yīng)，將CO2轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存化學(xué)能的糖類?？梢姽夥磻?yīng)和暗反應(yīng)緊密聯(lián)系，能量轉(zhuǎn)化與物質(zhì)變化密不可分。四、光合作用強(qiáng)度：光合作用的強(qiáng)度就是指植物在單位時(shí)間內(nèi)通過光合作用制造糖類的數(shù)量，光合作用的強(qiáng)度直接關(guān)系農(nóng)作物的產(chǎn)量，研究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素很有現(xiàn)實(shí)意義。第六章細(xì)胞的生命歷程必備知識(shí)1細(xì)胞的增殖一、細(xì)胞增殖1.細(xì)胞增殖概念：細(xì)胞通過細(xì)胞分裂增加細(xì)胞數(shù)量的過程，叫作細(xì)胞增殖。2.細(xì)胞增殖過程：細(xì)胞增殖包括物質(zhì)準(zhǔn)備和細(xì)胞分裂兩個(gè)相連續(xù)的過程，“物質(zhì)準(zhǔn)備—分裂—物質(zhì)準(zhǔn)備—再分裂……”可見細(xì)胞增殖具有周期性。二、細(xì)胞周期1.細(xì)胞周期概念：一個(gè)細(xì)胞周期是指：連續(xù)分裂的細(xì)胞，從一次分裂完成時(shí)開始，到下一次分裂完成時(shí)為止。一個(gè)細(xì)胞周期包括兩個(gè)階段：分裂間期和分裂期。三、有絲分裂1.高等植物細(xì)胞有絲分裂（1）下圖為洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂分裂期顯微鏡照片（對(duì)應(yīng)教材“圖6-2”），序號(hào)①對(duì)應(yīng)細(xì)胞周期的間期，分裂期的四個(gè)時(shí)期在下圖中的正確順序是：③②⑤④，表示子細(xì)胞的是序號(hào)⑥對(duì)應(yīng)圖示。（2）下圖甲～戊為洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂分裂期的模式圖（對(duì)應(yīng)教材“圖6-2”），圖中正確的順序應(yīng)為：乙、丁、甲、丙、戊，圖中①～⑩序號(hào)表示細(xì)胞相關(guān)結(jié)構(gòu)，請(qǐng)寫出各序號(hào)及其對(duì)應(yīng)的名稱：①子染色體、②紡錘絲、③染色體、④著絲粒、⑤核膜、⑥細(xì)胞板、⑦染色體、⑧核膜、⑨染色質(zhì)、⑩核仁。（3）分裂期各期特點(diǎn)：①前期：染色質(zhì)絲螺旋纏繞，縮短變粗，成為染色體。每條染色體包括兩條并列的姐妹染色單體，它們由一個(gè)共同的著絲粒連接著。核仁逐漸解體，核膜逐漸消失。從細(xì)胞的兩極發(fā)出紡錘絲，形成一個(gè)梭形的紡錘體。②中期：每條染色體的著絲粒的兩側(cè)，都有紡錘絲附著在上面，紡錘絲牽引著染色體運(yùn)動(dòng)，使每條染色體的著絲粒排列在細(xì)胞中央的一個(gè)平面上，這個(gè)平面稱為赤道板。③后期：每個(gè)著絲粒分裂成兩個(gè)，姐妹染色單體分開，成為兩條染色體，由紡錘絲牽引著分別向細(xì)胞的兩極移動(dòng)。結(jié)果是細(xì)胞的兩極各有一套染色體。這兩套染色體的形態(tài)和數(shù)目完全相同，每一套染色體與分裂前親代細(xì)胞中的染色體的形態(tài)和數(shù)目也相同。④末期：當(dāng)這兩套染色體分別到達(dá)細(xì)胞的兩極以后，每條染色體逐漸變成細(xì)長(zhǎng)而盤曲的染色質(zhì)絲。同時(shí)，紡錘絲逐漸消失，出現(xiàn)了新的核膜和核仁，形成兩個(gè)新的細(xì)胞核。這時(shí)候，在赤道板的位置出現(xiàn)了一個(gè)細(xì)胞板，細(xì)胞板逐漸擴(kuò)展，形成了新的細(xì)胞壁。⑤子細(xì)胞：一個(gè)細(xì)胞分裂成為兩個(gè)子細(xì)胞，每個(gè)子細(xì)胞中含有的染色數(shù)目與親代細(xì)胞的相等。分裂后形成的子細(xì)胞若繼續(xù)分裂，就進(jìn)入下一個(gè)細(xì)胞周期的分裂間期狀態(tài)。2.動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂期的過程（1）動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂的過程，與植物細(xì)胞的基本相同，下圖①～⑤表示動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂模式圖（對(duì)應(yīng)教材“圖6-3”），圖中各序號(hào)對(duì)應(yīng)的時(shí)期及正確的排列順序是：①間期、⑤前期、③中期、②后期、④末期。（2）動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂的過程，與植物細(xì)胞的不同的特點(diǎn)是：第一，動(dòng)物細(xì)胞有由一對(duì)中心粒構(gòu)成的中心體，中心粒在間期倍增，成為兩組。進(jìn)入分裂期后，兩組中心粒分別移向細(xì)胞兩極。在這兩組中心粒的周圍，發(fā)出無數(shù)條放射狀的星射線，兩組中心粒之間的星射線形成了紡錘體。第二，動(dòng)物細(xì)胞分裂的末期不形成細(xì)胞板，而是細(xì)胞膜從細(xì)胞的中部向內(nèi)凹陷，最后把細(xì)胞縊裂成兩部分，每部分都含有一個(gè)細(xì)胞核。這樣，一個(gè)細(xì)胞就分裂成了兩個(gè)子細(xì)胞。3.有絲分裂意義：細(xì)胞有絲分裂的重要意義，是將親代細(xì)胞的染色體經(jīng)過復(fù)制（實(shí)質(zhì)為DNA的復(fù)制）之后，精確地平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中。由于染色體上有遺傳物質(zhì)DNA，因而在細(xì)胞的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性?？梢?，細(xì)胞的有絲分裂對(duì)于生物的遺傳有重要意義。4.細(xì)胞分裂的調(diào)控：正常細(xì)胞的分裂是在機(jī)體的精確調(diào)控之下進(jìn)行的，在人的一生中，體細(xì)胞一般能夠分裂50～60次。但是，有的細(xì)胞受到致癌因子的作用，細(xì)胞中遺傳物質(zhì)發(fā)生變化，就變成不受機(jī)體控制的、連續(xù)進(jìn)行分裂的惡性增殖細(xì)胞，這種細(xì)胞就是癌細(xì)胞。必備知識(shí)2細(xì)胞的分化一、細(xì)胞分化及其意義1.細(xì)胞分化的概念：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)定性差異的過程，叫做細(xì)胞分化。2.細(xì)胞分化的特點(diǎn)：細(xì)胞分化是一種持久性的變化，一般來說，分化了的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡。細(xì)胞分化是生物界中普遍存在的生命現(xiàn)象，是生物個(gè)體發(fā)育的基礎(chǔ)。3.細(xì)胞分化的原因：細(xì)胞分化是細(xì)胞中的基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，即在個(gè)體發(fā)育過程中，不同種類的細(xì)胞中遺傳信息的表達(dá)情況不同。二、細(xì)胞的全能性1.概念：細(xì)胞的全能性是指細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后，仍具有產(chǎn)生完整有機(jī)體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能和特性。必備知識(shí)3細(xì)胞的衰老和死亡一、細(xì)胞衰老的特征1.衰老的細(xì)胞主要具有以下特征：①細(xì)胞內(nèi)的水分減少，結(jié)果使細(xì)胞萎縮，體積變小。②細(xì)胞內(nèi)多種酶的活性降低，呼吸速率減慢，新陳代謝的速率減慢。③細(xì)胞內(nèi)的色素逐漸積累，妨礙細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的交流和傳遞。④細(xì)胞核的體積增大，核膜內(nèi)折，染色質(zhì)收縮、染色加深。⑤細(xì)胞膜通透性改變，使物質(zhì)運(yùn)輸功能降低。二、細(xì)胞衰老與個(gè)體衰老的關(guān)系1.細(xì)胞衰老與個(gè)體衰老的關(guān)系（1）對(duì)于單細(xì)胞生物體來說，細(xì)胞的衰老或死亡就是個(gè)體的衰老或死亡。（2）對(duì)多細(xì)胞生物來說，細(xì)胞的衰老和死亡與個(gè)體的衰老和死亡不是（是、不是）一回事。從總體上看，個(gè)體衰老的過程也是組成個(gè)體的細(xì)胞普遍衰老的過程。2.年齡因素與細(xì)胞衰老的關(guān)系（1）一般情況下，體外培養(yǎng)的人體某種細(xì)胞，最多分裂50次左右就停止分裂了，并且喪失了正常的功能。隨著年齡的增長(zhǎng)，細(xì)胞繼續(xù)分裂的次數(shù)會(huì)逐漸減少，這說明細(xì)胞會(huì)隨著分裂次數(shù)的增多而衰老。（2）細(xì)胞核是細(xì)胞生命活動(dòng)的控制中心，隨著細(xì)胞分裂次數(shù)的增多，或者細(xì)胞進(jìn)入衰老狀態(tài)，細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)會(huì)出現(xiàn)收縮狀態(tài)，細(xì)胞中一些酶的活性會(huì)下降，從而影響細(xì)胞的生活。3.細(xì)胞衰老對(duì)個(gè)體的影響：細(xì)胞衰老是人體內(nèi)發(fā)生的正常生命現(xiàn)象，正常的細(xì)胞衰老有利于機(jī)體更好地實(shí)現(xiàn)自我更新。但是機(jī)體中眾多細(xì)胞及組織的衰老，就會(huì)引起人的衰老，人衰老后就會(huì)出現(xiàn)免疫力下降、適應(yīng)環(huán)境能力減弱等現(xiàn)象。三、細(xì)胞的死亡1.細(xì)胞死亡方式：細(xì)胞死亡包括凋亡和壞死等方式，其中凋亡是細(xì)胞死亡的一種主要方式，是一種自然的生理過程。2.細(xì)胞凋亡（1）概念：細(xì)胞凋亡是由基因所決定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過程。由于細(xì)胞凋亡受到嚴(yán)格的由遺傳機(jī)制決定的程序性調(diào)控，所以它是一種程序性死亡。（2）常見的細(xì)胞凋亡：個(gè)體發(fā)育中細(xì)胞的自動(dòng)死亡、成熟的生物體中細(xì)胞的自然更新、被病原體感染的細(xì)胞的清除。3.細(xì)胞壞死：細(xì)胞壞死是在種種不利因素影響下，由于細(xì)胞正常代謝活動(dòng)受損或中斷引起的細(xì)胞損傷和死亡。必修二第一章遺傳因子的發(fā)現(xiàn)必備知識(shí)1孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)（一）一、豌豆用作遺傳實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)1.用豌豆作遺傳實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)①豌豆是自花傳粉植物，自花傳粉避免了外來花粉的干擾,所以豌豆在自然狀態(tài)下一般都是純種，用豌豆做人工雜交實(shí)驗(yàn),結(jié)果既可靠，又容易分析。②豌豆植株還具有易于區(qū)分的性狀。用具有相對(duì)性狀的植株進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，很容易觀察和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2.豌豆的自花傳粉和人工異花傳粉①豌豆的自花傳粉是指在花未開放時(shí)，它的花粉落到同一朵花的雌蕊的柱頭上，從而完成受粉。②豌豆人工異花傳粉的過程可概括為：去雄→套袋→傳粉→再套袋（用文字箭頭表示）。3.相對(duì)性狀：一種生物的同一種性狀的不同表現(xiàn)類型，叫做相對(duì)性狀。這些性狀能夠穩(wěn)定地遺傳給后代。二、對(duì)分離現(xiàn)象的解釋1.孟德爾提出的假說。孟德爾在觀察和統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)分離現(xiàn)象的原因提出了如下假說：①生物的性狀是由遺傳因子決定的。②體細(xì)胞中遺傳因子是成對(duì)存在的。③生物體在形成生殖細(xì)胞——配子時(shí)，成對(duì)的遺傳因子彼此分離，分別進(jìn)入不同的配子中。配子中只含有每對(duì)遺傳因子中的一個(gè)。④受精時(shí)，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的。2.請(qǐng)根據(jù)孟德爾提出的假說，寫出其豌豆雜交實(shí)驗(yàn)的遺傳圖解：3.純合子、雜合子。遺傳因子組成相同的個(gè)體叫做純合子。遺傳因子組成不同的個(gè)體叫做雜合子。三、對(duì)分離現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證1.驗(yàn)證方法：測(cè)交實(shí)驗(yàn)，既：讓F1與隱性純合子雜交。2.演繹推理：若孟德爾的假說正確，請(qǐng)你用圖解寫出“_____”中驗(yàn)證方法的演繹推理過程及結(jié)果：。3.孟德爾實(shí)驗(yàn)：孟德爾讓F1與隱性純合子豌豆雜交。在得到的后代中，高莖、矮莖兩種性狀的分離比接近1∶1。孟德爾所做的測(cè)交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果驗(yàn)證了他的假說。四、分離定律孟德爾一對(duì)相對(duì)性狀的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其解釋，后人把它歸納為孟德爾第一定律,又稱分離定律：在生物的體細(xì)胞中，控制同一性狀的遺傳因子成對(duì)存在，不相融合；在形成配子時(shí)，成對(duì)的遺傳因子發(fā)生分離，分離后的遺傳因子分別進(jìn)入不同的配子中，隨配子遺傳給后代。分離定律在生物的遺傳中具有普遍性。必備知識(shí)2孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)（二）一、兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)1.上圖為孟德爾用豌豆做的兩對(duì)相對(duì)性狀實(shí)驗(yàn)圖，孟德爾在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了正交和反交實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)1種子都是黃色圓粒（圖中序號(hào)①）。據(jù)圖上P和F1性狀表現(xiàn)能（能、不能）確定黃色和圓粒都是顯性性狀，綠色和皺粒都是隱性性狀。2.圖中②、③、④處對(duì)應(yīng)內(nèi)容依次為：黃色圓粒、綠色圓粒、綠色皺粒。孟德爾根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了問題：F2為什么會(huì)出現(xiàn)新的性狀組合呢？圖中②、③、④中屬于新的性狀組合的是③綠色圓粒（填序號(hào)及對(duì)應(yīng)性狀）。3.孟德爾單獨(dú)對(duì)每一對(duì)相對(duì)性狀進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)圓?！冒櫫?3∶1；黃色∶綠色==3∶1。由此可得出的結(jié)論是：每一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳都遵循分離定律。二、對(duì)自由組合現(xiàn)象的解釋1.上圖為對(duì)孟德爾兩對(duì)相對(duì)性狀豌豆雜交實(shí)驗(yàn)的圖解分析。F1的遺傳因子組成是YyRr，這是由親本產(chǎn)生的雌配子：YR、yr，雄配子：YR、yr，再經(jīng)受精作用而形成。2.表格中雌配子①、②、③、④依次為：YR、Yr、yR、yr，它們之間的數(shù)量比為1∶1∶1∶1；雄配子⑤、⑥、⑦、⑧依次為：YR、Yr、yR、yr，它們之間的數(shù)量比為1∶1∶1∶1。孟德爾對(duì)此作出的解釋是：F1在產(chǎn)生配子時(shí)，每對(duì)遺傳因子彼此分離，不同對(duì)的遺傳因子可以自由組合。3.上圖中F2中表現(xiàn)型有4種，遺傳因子的組合形式有9種，其中黃圓的遺傳因子組合為：YYRR、YYRr、YyRR、YyRr；黃皺的遺傳因子組合為：YYrr、Yyrr；綠圓的遺傳因子組合為：yyRR、yyRr；綠皺的遺傳因子組合為：yyrr。孟德爾對(duì)此作出的解釋是：F1在產(chǎn)生的配子在受精時(shí)，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的。三、對(duì)自由組合現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證1.驗(yàn)證方法：孟德爾設(shè)計(jì)了測(cè)交實(shí)驗(yàn)，既：讓雜種子一代（YyRr）與隱性純合子（yyrr）雜交。2.演繹推理：孟德爾依據(jù)提出的假說，演繹推理出測(cè)交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，請(qǐng)你用遺傳圖解寫出演繹推理過程及結(jié)果：。（要求寫出相關(guān)個(gè)體基因型、表現(xiàn)型及子代比例）3.孟德爾實(shí)驗(yàn)：孟德爾讓F1與隱性純合子豌豆雜交，無論正交還是反交，結(jié)果都符合預(yù)期的設(shè)想，既子代中表現(xiàn)型及比例為：黃色圓粒：黃色皺粒：綠色圓粒：綠色皺粒：1：1：1：1。四、自由組合定律控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的；在形成配子時(shí)，決定同一性狀的成對(duì)的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。第二章基因與染色體的關(guān)系必備知識(shí)1減數(shù)分裂和受精作用1.概念：減數(shù)分裂是進(jìn)行有性生殖的生物，在產(chǎn)生成熟生殖細(xì)胞時(shí)進(jìn)行的染色體數(shù)目減半的細(xì)胞分裂。在減數(shù)分裂前，染色體復(fù)制一次，而細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中連續(xù)分裂兩次。減數(shù)分裂的結(jié)果是，成熟生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目比原始生殖細(xì)胞的減少一半。2.精子的形成過程①場(chǎng)所：有性生殖器官內(nèi)。人和其他哺乳動(dòng)物的精子是在睪丸中的曲細(xì)精管內(nèi)形成的。②細(xì)胞的變化在減數(shù)分裂前，每個(gè)精原細(xì)胞的染色體復(fù)制一次，而細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中連續(xù)分裂兩次，最后形成四個(gè)精細(xì)胞。這兩次分裂分別叫做減數(shù)分裂Ⅰ（也叫減數(shù)第一次分裂）和減數(shù)分裂?II?（也叫第二次分裂）。精細(xì)胞再經(jīng)過變形，就形成了成熟的雄性生殖細(xì)胞精子。a間期：一部分精原細(xì)胞的體積增大，染色體復(fù)制成為初級(jí)精母細(xì)胞。復(fù)制后的每條染色體都由兩條完全相同的姐妹染色單體構(gòu)成，這兩條姐妹染色單體由同一個(gè)著絲粒連接，此時(shí)的染色體呈染色質(zhì)絲的狀態(tài)。b減數(shù)分裂I前期：初級(jí)精母細(xì)胞中原來分散的染色體縮短變粗，并兩兩配對(duì)。配對(duì)的兩條染色體形態(tài)和大小一般都相同，一條來自父方，一條來自母方，叫做同源染色體。在減數(shù)分裂過程中，同源染色體兩兩配對(duì)的現(xiàn)象叫做聯(lián)會(huì)。由于每條染色體都含有兩條姐妹染色單體，因此，聯(lián)會(huì)后的每對(duì)同源染色體含有四條姐妹染色單體，叫做四分體。四分體中的非姐妹染色，單體之間經(jīng)常發(fā)生纏繞，并交換相應(yīng)的片段。c減數(shù)分裂I中期：各對(duì)同源染色體排列在細(xì)胞中央的赤道板兩側(cè)，每條染色體的著絲粒都附著在紡錘絲上。d減數(shù)分裂I后期：在紡錘絲的牽引下，配對(duì)的同源染色體彼此分離，非同源染色體自由組合，分別向細(xì)胞的兩極移動(dòng)，這樣，細(xì)胞的每極只得到各對(duì)同源染色體的一條。e減數(shù)分裂I末期：在兩組染色體到達(dá)到達(dá)細(xì)胞的兩極后，一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞就分裂成了兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞。減數(shù)分裂I與減數(shù)分裂?II間通常沒有間期，或間期時(shí)間很短，染色體不再復(fù)制。f減數(shù)分裂?II前期：染色體散亂排列。g減數(shù)分裂?II中期：每條染色體的著絲粒排列在赤道板上。h減數(shù)分裂?II后期：每條染色體的著絲粒分裂，兩條姐妹染色單體隨之分開，成為兩條染色體。在紡錘絲的牽引下，這兩條染色體分別向細(xì)胞的兩極移動(dòng)。i減數(shù)分裂?II末期：染色體隨著細(xì)胞的分裂進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞。這樣，在減數(shù)分裂I中形成了兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞，經(jīng)過減數(shù)分裂?II，就形成了四個(gè)精細(xì)胞。與初級(jí)精母細(xì)胞相比，每個(gè)精子中都含有數(shù)目減半的染色體。在分裂過程中，由于同源染色體分離，并分別進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞，使得每個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞只得到初級(jí)精母細(xì)胞中染色體總數(shù)的一半。因此，減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)目的減半發(fā)生在減數(shù)分裂I。減數(shù)分裂后，精細(xì)胞要經(jīng)過復(fù)雜的變形才能成為精子。3.卵細(xì)胞的形成過程①場(chǎng)所：卵巢②形成過程：a卵細(xì)胞的形成過程與精子的基本相同，在減數(shù)第一次分裂前的間期，卵原細(xì)胞增大，染色體復(fù)制，卵原細(xì)胞成為初級(jí)卵母細(xì)胞。然后，初級(jí)卵母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂I和減數(shù)分裂?II，形成卵細(xì)胞。b卵細(xì)胞與精子形成過程的主要區(qū)別是：初級(jí)卵母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂I進(jìn)行不均等分裂，形成大小不同的兩個(gè)細(xì)胞，大的叫次級(jí)卵母細(xì)胞，小的叫作第一極體。c次級(jí)卵母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂?II也進(jìn)行不均等分裂，形成一個(gè)大的卵細(xì)胞和一個(gè)小的第二極體。在減數(shù)分裂I形成的第一極體又分裂為兩個(gè)第二極體。③結(jié)果：一個(gè)初級(jí)卵母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂，形成一個(gè)卵細(xì)胞和三個(gè)極體。卵細(xì)胞和極體都含有數(shù)目減半的染色體。不久，極體都退化消失，結(jié)果是一個(gè)卵原細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂，只形成一個(gè)卵細(xì)胞。與精子的形成不同，卵細(xì)胞的形成不需要變形。二、受精作用1.概念：受精作用是卵細(xì)胞和精子相互識(shí)別、融合成為受精卵的過程。2.過程：在受精作用進(jìn)行時(shí)，通常是精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞，尾部留在外面。與此同時(shí)，卵細(xì)胞的細(xì)胞膜會(huì)發(fā)生復(fù)雜的生理反應(yīng)，以阻止其他精子再進(jìn)入。精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞后不久，精子的細(xì)胞核與卵細(xì)胞的細(xì)胞核相融合，使彼此的染色體會(huì)合在一起。3.結(jié)果：受精卵中的染色體數(shù)目又恢復(fù)到體細(xì)胞中的數(shù)目，其中有一半的染色體來自精子（父方），另一半來自卵細(xì)胞（母方）。受精過程完成后，受精卵將迅速進(jìn)行細(xì)胞分裂、分化，新生命由此開始了遺傳物質(zhì)與環(huán)境相互作用的發(fā)育過程。4.意義：由于減數(shù)分裂形成的配子，染色體組成具有多樣性，導(dǎo)致不同配子遺傳物質(zhì)的差異，加上受精過程中卵細(xì)胞和精子結(jié)合的隨機(jī)性，同一雙親的后代必然呈現(xiàn)多樣性。這種多樣性有利于生物在自然選擇中進(jìn)化，體現(xiàn)了有性生殖的優(yōu)越性。此外，就進(jìn)行有性生殖的生物來說，減數(shù)分裂和受精作用對(duì)于維持每種生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定，對(duì)于生物的遺傳和變異，都是十分重要的。必備知識(shí)2基因在染色體上一、基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)1.摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)（1）雜交實(shí)驗(yàn)：摩爾根研究果蠅的遺傳行為時(shí)偶爾發(fā)現(xiàn)在一群紅眼果蠅中發(fā)現(xiàn)了一只白眼雄，于是他進(jìn)行了下圖實(shí)驗(yàn)。從實(shí)驗(yàn)中不難發(fā)現(xiàn)，就果蠅紅眼與白眼這一對(duì)相對(duì)性狀來看，F(xiàn)1全為紅眼，說明紅眼對(duì)白眼為顯性，F(xiàn)2中紅眼和白眼的數(shù)量比是3:1,這樣的遺傳表現(xiàn)符合分離定律,表明果蠅的紅眼和白眼是受一對(duì)等位基因控制的。所不同的是白眼性狀的表現(xiàn)，總是與性別相關(guān)聯(lián)。（2）提出問題：摩爾根針對(duì)果蠅雜交實(shí)驗(yàn)提出的問題是：白眼性狀的表現(xiàn)，為什么總是與性別相聯(lián)系。（3）作出假設(shè)：控制白眼的基因在X染色體上，而Y染色體不含有它的等位基因。該假設(shè)可以合理解釋果蠅雜交實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你根據(jù)此假設(shè)寫出摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(yàn)的遺傳圖解（眼色相關(guān)基因用W/w表示）：。（4）演繹推理：按照摩爾根的假說，①若讓親本中的白眼雄蠅和F1中的紅眼雌交配，則子代表現(xiàn)型及比例為：紅眼雌蠅：白眼雌蠅：紅眼雄蠅：白眼雄蠅=1：1：1：1；②用白眼雌蠅與一個(gè)毫無親緣關(guān)系（野生型）的純種紅眼雄蠅雜交，子代表現(xiàn)型及比例為：紅眼雌蠅：白眼雄蠅=1：1。（5）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：摩爾根等人后來通過測(cè)交（上面（4）中的①②實(shí)驗(yàn)）對(duì)他們的假說進(jìn)行驗(yàn)證，證明了假說的正確性，既：控制白眼的基因在X染色體上，而Y染色體不含有它的等位基因。（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：摩爾根等人把一個(gè)特定的基因和一條特定的染色體——X染色體聯(lián)系起來，從而用實(shí)驗(yàn)證明了基因在染色體上。三、基因和染色體關(guān)系（1）果蠅的體細(xì)胞中有4對(duì)染色體,攜帶的基因有1.3萬多個(gè)；人的體細(xì)胞中有23對(duì)染色體,基因大約有2.6萬個(gè)。由上述事實(shí)可得出基因和染色間的關(guān)系是：一條染色體上有許多個(gè)基因。（2）摩爾根和他的學(xué)生發(fā)明了測(cè)定基因位于染色體上的相對(duì)位置的方法，說明了基因在染色體上呈線性排列。必備知識(shí)3伴性遺傳一、伴性遺傳及人類性別決定1.伴性遺傳：位于性染色體上的基因控制的性狀在遺傳中總是與性別相關(guān)聯(lián)，這種現(xiàn)象稱為伴性遺傳。2.人類性別決定：人類的性別由性染色體決定，女性的一對(duì)性染色體是同型的，用XX表示；男性的一對(duì)性染色體是異型的，用XY表示。3.關(guān)于X、Y染色體：人類的X染色體和Y染色體，無論大小還是攜帶的基因種類和數(shù)量都有差別oX染色體攜帶著許多個(gè)基因，Y染色體只有X染色體大小的1/5左右，攜帶的基因比較少。二、人類紅綠色盲1.人的正常色覺與紅綠色盲的基因型和表型：紅綠色盲基因位于X染色體上，紅綠色盲基因是隱性基因。若相關(guān)基因用B、b表示，則男性的基因型有XBY、XbY，女性的基因型有：XBXB、XBXb、XbXb。2.人類紅綠色盲的遺傳分析（1）如果色覺正常的女性純合子和男性紅綠色盲患者結(jié)婚,在他們的后代中，兒子的色覺都正常；女兒雖表現(xiàn)正常，但由于從父親那里得到了一個(gè)紅綠色盲基因，因此都是紅綠色盲基因的攜帶者o（2）如果女性紅綠色盲基因的攜帶者和色覺正常的男性結(jié)婚，在他們的后代中，兒子有1/2正常，1/2為紅綠色盲;女兒都不是色盲，但有1/2是色盲基因的攜帶者o在這種情況下，兒子的色盲基因是從母親那里遺傳來的。（3）如果女性紅綠色盲基因攜帶者和男性紅綠色盲患者結(jié)婚，在他們的后代中，兒子和女兒各有1/2為紅綠色盲。如果女性紅綠色盲患者和色覺正常的男性結(jié)婚，在他們的后代中，兒子均為色盲，女兒均為攜帶者。3.X染色體上的隱性基因的遺傳特點(diǎn)：通過對(duì)人類紅綠色盲的遺傳分析可以看岀，位于X染色體上的隱性基因的遺傳特點(diǎn)是：患者中男性遠(yuǎn)多于女性；男性患者的基因只能從母親那里傳來，以后只能傳給女兒。三、抗維生素D佝僂病1.遺傳方式：抗維生素D佝僂病就是一種伴X染色體顯性遺傳病o這種病受顯性基因（D）控制，當(dāng)女性的基因型為XDXD、XDXd時(shí)，都是患者，但基因型為XDXd的個(gè)體發(fā)病輕。男性患者的基因型只有一種情況，即XDY，發(fā)病程度與XDXD相似。2.伴X染色體顯性遺傳病的遺傳特點(diǎn)：患者中女性多于男性，但部分女性患者病癥較輕；男性患者與正常女性婚配的后代中，女性都是患者，男性正常。第三章基因的本質(zhì)必備知識(shí)1DNA是主要的遺傳物質(zhì)一、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1.格里菲思實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)材料、肺炎鏈球菌類型：1928年，格里菲思以小鼠為實(shí)驗(yàn)材料，研究肺炎鏈球菌的致病情況。他用兩種不同類型的肺炎鏈球菌感染小鼠。一種類型的菌體有多糖類的莢膜，在培養(yǎng)基上形成的菌落表面光滑,叫作S型細(xì)菌。S型細(xì)菌有致病性，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并發(fā)敗血癥死亡。另一種類型的菌體沒有多糖類的莢膜,在培養(yǎng)基上形成的菌落表面粗糙,叫作R型細(xì)菌。R型細(xì)菌不會(huì)使人或小鼠患病，因此無致病性。（2）實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果：下圖為肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)示意圖，圖中序號(hào)①～⑤處所填寫的內(nèi)容依次為：死亡、S型活細(xì)菌、不死亡、死亡、S型活細(xì)菌和R型活細(xì)菌。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及推論：從第四組實(shí)驗(yàn)的小鼠尸體中分離出了有致病性的S型活細(xì)菌，其后代也是有致病性的S型細(xì)菌。由此可以推斷:已經(jīng)加熱致死的S型細(xì)菌，含有某種促使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子。2.艾弗里實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果：①獲得S型細(xì)菌細(xì)胞提取物：將加熱致死的S型細(xì)菌破碎后，設(shè)法去除絕大部分糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，制成細(xì)胞提取物。②實(shí)驗(yàn)及結(jié)果：第一組：S型細(xì)菌細(xì)胞提取物+有R型活細(xì)菌的培養(yǎng)基→培養(yǎng)皿中的菌落有R型和S型兩種；說明細(xì)胞提取物仍然具有轉(zhuǎn)化活性。第二至四組：S型細(xì)菌細(xì)胞提取物+蛋白酶、RNA酶或酯酶+有R型活細(xì)菌的培養(yǎng)基→培養(yǎng)皿中的菌落有R型和S型兩種；說明細(xì)胞提取物仍然具有轉(zhuǎn)化活性。第五組：S型細(xì)菌細(xì)胞提取物+DNA酶+有R型活細(xì)菌的培養(yǎng)基→培養(yǎng)皿中的菌落有R型一種；說明細(xì)胞提取物失去了轉(zhuǎn)化活性。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：①實(shí)驗(yàn)表明，細(xì)胞提取物中含有（含有、不含有）格里菲思實(shí)驗(yàn)中的轉(zhuǎn)化因子,而轉(zhuǎn)化因子很可能就是DNA。②艾弗里等人進(jìn)一步分析了細(xì)胞提取物的理化特性，發(fā)現(xiàn)這些特性都與DNA的極為相似，于是艾弗里提出:DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)技術(shù)：1952年，赫爾希和蔡斯以T2噬菌體為實(shí)驗(yàn)材料，利用放射性同位素標(biāo)記的新技術(shù)，完成了另一個(gè)更具說服力的實(shí)驗(yàn)—噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)。2.T2噬菌體（1）T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒，它的頭部和尾部的外殼都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的，頭部?jī)?nèi)含有DNA。（2）T2噬菌體侵染大腸桿菌后，就會(huì)在自身遺傳物質(zhì)的作用下，利用大腸桿菌體內(nèi)的物質(zhì)來合成自身的組成成分，進(jìn)行大量增殖。當(dāng)噬菌體增殖到一定數(shù)量后，大腸桿菌裂解，釋放出大量的噬菌體。3.赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)過程第一步：標(biāo)記大腸桿菌。在分別含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌，獲得分別被35S、32P標(biāo)記的大腸桿菌。第二步：標(biāo)記T2噬菌體。用上述大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體，得到DNA含有32P標(biāo)記或蛋白質(zhì)含有35S標(biāo)記的噬菌體。第三步：侵染大腸桿菌、攪拌、離心并檢測(cè)放射性。用32P或35S標(biāo)記的T2噬菌體分別侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌，經(jīng)過短時(shí)間的保溫后，用攪拌器攪拌、離心，然后檢測(cè)上清液和沉淀物中的放射性。上述操作中攪拌的目的是使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離，離心的目的是讓上清液中析出重量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。4.赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)結(jié)果：用35S標(biāo)記的一組感染實(shí)驗(yàn)，放射性同位素主要分布在上清液中；用32P標(biāo)記的一組實(shí)驗(yàn)，放射性同位素主要分布在試管的沉淀物中。進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)：細(xì)菌裂解釋放出的噬菌體中，可以檢測(cè)到32P標(biāo)記的DNA，但卻不能檢測(cè)到35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)。5.赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)結(jié)論：赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)表明，噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，DNA進(jìn)人到細(xì)菌的細(xì)胞中，而蛋白質(zhì)外殼仍留在外面。因此，子代噬菌體的各種性狀，是通過親代的DNA遺傳的。DNA才是真正的遺傳物質(zhì)。三、RNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)1.有些病毒不含有DNA，只含有蛋白質(zhì)和RNA，如煙草花葉病毒。2.從煙草花葉病毒中提取出來的蛋白質(zhì)，不能使煙草感染病毒，但是，從這些病毒中提取出來的RNA，卻能使煙草感染病毒。因此，在這些病毒中，RNA是遺傳物質(zhì)。四、DNA是主要的遺傳物質(zhì)：因?yàn)榻^大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。必備知識(shí)2DNA分子的結(jié)構(gòu)與復(fù)制一、DNA分子的結(jié)構(gòu)DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是：①DNA分子是由兩條鏈組成的，這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。②DNA分子中的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)。③兩條鏈上的堿基通過氫鍵連接成堿基對(duì)，并且堿基配對(duì)有一定的規(guī)律:A一定與T配對(duì)；G一定與C配對(duì)。堿基互補(bǔ)配對(duì)原則是指堿基之間的這種一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。二、DNA分子復(fù)制的過程1.概念、時(shí)間：DNA的復(fù)制是指以親代DNA為模板合成子代DNA的過程。在真核生物中，這一過程是在細(xì)胞分裂前的間期，隨著染色體的復(fù)制而完成的。2.過程：復(fù)制開始時(shí)，在細(xì)胞提供的能量的驅(qū)動(dòng)下，解旋酶(圖中序號(hào)①)將DNA雙螺旋的兩條鏈解開，這個(gè)過程叫做解旋，既下圖中序號(hào)②對(duì)應(yīng)過程。然后，DNA聚合酶(圖中序號(hào)③)等以解開的每一條母鏈為模板，以細(xì)胞中游離的4種脫氧核苷酸(圖中序號(hào)④)為原料，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，各自合成與母鏈互補(bǔ)的一條子鏈。隨著模板鏈解旋過程的進(jìn)行，新合成的子鏈也在不斷地延伸。同時(shí)，每條新鏈與其對(duì)應(yīng)的模板鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)。這樣，復(fù)制結(jié)束后，一個(gè)DNA分子就形成了兩個(gè)完全相同的DNA分子。圖中⑤⑥⑦⑧序號(hào)處對(duì)應(yīng)碳原子的序號(hào)依次是：3’、5’、5’、3’。新復(fù)制出的兩個(gè)子代DNA分子，通過細(xì)胞分裂分配到子細(xì)胞中去。3.特點(diǎn)：DNA分子的復(fù)制是一個(gè)邊解旋邊復(fù)制的過程，復(fù)制需要模板、原料、能量和酶等基本條件。DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)，為復(fù)制提供了精確的模板，通過堿基互補(bǔ)配對(duì)，保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。4.意義：DNA分子通過復(fù)制，將遺傳信息從親代傳給了子代，從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。必備知識(shí)3基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段一、基因與DNA關(guān)系：1.生物體的DNA分子數(shù)目小于基因數(shù)目。生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)小于DNA分子的堿基總數(shù)。這說明基因是DNA的片段，基因不是連續(xù)分布在DNA上的，而是由堿基序列將其分隔開的。2.基因具有遺傳效應(yīng)，所謂遺傳效應(yīng)就是指能夠指導(dǎo)相應(yīng)蛋白質(zhì)的合成、控制生物體的性狀等，我國科學(xué)家將外源生長(zhǎng)激素基因?qū)膈庺~培育成功了生長(zhǎng)速率更快的轉(zhuǎn)基因鯉魚，該實(shí)例中生長(zhǎng)激素基因的遺傳效應(yīng)是使鯉魚的生長(zhǎng)速率加快。綜上述分析，從DNA水平上給基因下一個(gè)定義可描述為：基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。這一描述既反映了基因與DNA的關(guān)系，又體現(xiàn)了基因的作用。二、DNA片段中的遺傳信息1.研究表明，DNA分子能夠儲(chǔ)存足夠量的遺傳信息；遺傳信息蘊(yùn)藏在4種堿基的排列順序之中；堿基排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性，而堿基特定的排列順