《生物》三色速記手冊

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第一部分學科知識

第一章分子與細胞

【考點1】細胞的分子組成

一、細胞中的化學元素

（一）組成細胞的元素

1.細胞中化學元素的分類

細胞中常見的化學元素有20多種，按照含量的多少，可將細胞中的元素分為大量元素和微

量元素兩大類。

2.生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性

（1）統(tǒng)一性

組成生物體的化學元素，在無機自然界都可以找到，沒有一種元素是生物界特有的。

（2）差異性

組成生物體的化學元素在生物體和自然界中含量相差很大。

（二）組成細胞的化合物

二、細胞中的無機物

（一）水

1.水的含量

一般而言，水在細胞的各種化學成分中含量最多。

2.水在細胞中的存在狀態(tài)：自由水、結合水。

3.自由水與結合水的比例

（1）通常情況下，細胞內(nèi)自由水的含量比結合水多，兩者之間可以相互轉化。

（2）自由水的含量增加時，代謝活躍，生長迅速。

（3）結合水的含量增加時，代謝強度就會下降，結合水的含量與生物的抗逆性（抗旱、抗

寒）成正相關。

4.水的功能

（1）結合水：與其他物質(zhì)結合，構成細胞結構的重要部分。

（2）自由水：①細胞內(nèi)的良好溶劑，構成生物細胞生活必需的液體環(huán)境；

②參與細胞內(nèi)的許多生物化學反應；

③運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物；

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④維持細胞的緊張度、保持生物體的固有姿態(tài)，如植物細胞中的水。

（二）無機鹽

1.無機鹽的含量：含量很少的無機物，但卻必須保持一定的量，僅占細胞鮮重的1%～5%。

2.無機鹽在細胞中的存在形式：大多數(shù)無機鹽以離子形式存在。

3.無機鹽的功能：

（1）與蛋白質(zhì)等物質(zhì)結合成復雜的化合物。

（2）參與細胞的各種生命活動。

（3）無機鹽離子參與調(diào)解細胞的滲透壓和pH值。

三、細胞中的有機物

（一）糖類

1.糖類的元素組成

糖類分子都是由C、H、O這3種元素組成。

2.糖類的種類與功能

種類描述舉例單位功能

細胞生命活動所需

葡萄糖

的主要能源物質(zhì)

不能水解果糖

單糖

的糖類半乳糖

核糖RNA的組成成分

脫氧核糖DNA的組成成分

1分子葡萄糖

蔗糖

兩分子+1分子果糖

二糖單糖脫水麥芽糖2分子葡萄糖

縮合而成1分子葡萄糖

乳糖

+1分子半乳糖

淀粉葡萄糖的多聚體植物中的儲能物質(zhì)

人和動物細胞的儲能

由多個單糖分子糖原葡萄糖的多聚體

多糖物質(zhì)

脫水縮合而成

植物細胞細胞壁的主

纖維素葡萄糖的多聚體

要成分

（二）脂質(zhì)

1.脂質(zhì)的元素組成

脂質(zhì)主要由C、H、O組成（C、H比例高于糖類），有些還含有N、P。

2.脂質(zhì)的種類與功能

種類功能

①細胞內(nèi)良好的儲能物質(zhì)

脂肪②維持體溫恒定

③緩沖和減壓，保護內(nèi)臟

磷脂構成細胞膜和細胞器膜的重要成分

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①動物細胞膜的重要成分

膽固醇

②在人體內(nèi)參與血液中的脂質(zhì)的運輸

固

①促進人和動物生殖器官的發(fā)育和生殖細胞的形成

醇性激素

②激發(fā)并維持雌、雄性動物第二性征

維生素D促進人和動物腸道對鈣和磷的吸收

（三）蛋白質(zhì)

1.蛋白質(zhì)的元素組成

蛋白質(zhì)的元素組成除C、H、O、N外，有的還含有S、Fe等元素。

2.蛋白質(zhì)的基本單位

氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位。在生物體中組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種。

其結構通式為：

組成蛋白質(zhì)的氨基酸的判斷標準：

（1）數(shù)量標準：至少含有一個—NH2和一個—COOH。

（2）位置標準：一個—NH2和一個—COOH連接在同一個碳原子上。

隨著R基的不同，氨基酸的種類也不同。

3.氨基酸分子的結合方式

蛋白質(zhì)是由許多氨基酸分子互相連接而成，氨基酸分子相結合的方式：脫水縮合。

脫水縮合，即：一個氨基酸分子的羧基（—COOH）與另一個氨基酸分子的氨基（—NH2）相

連接，同時失去一分子水的一種化學反應。

連接兩個氨基酸分子的化學鍵叫肽鍵（—NH—CO—）。肽鍵是共價鍵。

兩個氨基酸分子縮合而成的化合物，叫做二肽。由多個氨基酸分子縮合而成的，含有多個肽

鍵的化合物，叫做多肽。多肽通常呈鏈狀結構，叫做肽鏈。肽鏈盤曲、折疊，形成一定空間

結構的蛋白質(zhì)分子。

4.氨基酸脫水縮合形成多肽過程中的有關計算

（1）肽鍵數(shù)=脫去的水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈條數(shù)

（2）游離的氨基數(shù)＝肽鏈數(shù)+R基上的氨基數(shù)＝各氨基酸中的氨基總數(shù)－肽鍵數(shù)

（3）游離的羧基數(shù)＝肽鏈數(shù)+R基上的羧基數(shù)＝各氨基酸中的羧基總數(shù)－肽鍵數(shù)

5.蛋白質(zhì)的結構

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6.蛋白質(zhì)的功能：生命活動的主要承擔者，一切生命活動都離不開蛋白質(zhì)。其結構多樣性決

定了功能多樣性。

功能舉例

催化作用細胞內(nèi)的化學反應都是在酶的催化下進行，絕大多數(shù)酶都是蛋白質(zhì)

運輸作用血紅蛋白運輸氧氣；載體蛋白

構成結構生物膜系統(tǒng)主要由蛋白質(zhì)和磷脂構成；作為各種生物體結構蛋白

免疫作用抗體具有免疫功能；凝血蛋白能保護受傷的血管

調(diào)節(jié)作用生長激素等蛋白質(zhì)類激素能調(diào)節(jié)、控制生物體的生命活動

（四）核酸

1.核酸的元素組成

核酸由C、H、O、N、P構成。

2.核酸的基本單位

核苷酸（由1分子磷酸＋1分子五碳糖＋1分子含氮堿基組成）。

3.核酸的結構

4.核酸的種類與功能

種類功能分布舉例

細胞核（擬核）、線原核生物、真核生物、多數(shù)噬

DNA主要的遺傳物質(zhì)

粒體、葉綠體菌體

①RNA病毒中的遺傳物質(zhì)煙草花葉病毒

細胞質(zhì)基質(zhì)、細胞mRNA是蛋白質(zhì)合成的直接模

②參與DNA控制蛋白質(zhì)

RNA核、線粒體、葉綠體、板，tRNA能攜帶特定的氨基

合成的過程

核糖體酸，rRNA是核糖體的組成成分。

③催化作用核酶

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注：原核生物、真核生物遺傳物質(zhì)都是DNA，病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA。核酸的主要功

能是儲存遺傳信息，控制蛋白質(zhì)的合成。

5.DNA、RNA、蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物和代謝終產(chǎn)物的比較

項目DNARNA蛋白質(zhì)

基本單位脫氧核苷酸核糖核苷酸氨基酸

初步水解產(chǎn)物4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸多肽

脫氧核糖、核糖、含氮堿基

徹底水解產(chǎn)物氨基酸

含氮堿基和磷酸和磷酸

代謝終產(chǎn)物CO、HO、尿素和磷酸鹽等CO、HO和尿素

2222

（五）生物大分子以碳鏈為骨架

多糖、蛋白質(zhì)、核酸等都是生物大分子，都是由許多基本的組成單位連接而成的，這些基本

單位稱為單體。每一個生物大分子都是以若干個相連的碳原子構成的碳鏈為基本骨架，由許

多單體連接成的多聚體。

【考點2】細胞的生理活動

一、細胞的物質(zhì)輸入和輸出

（一）水進出細胞的原理

1.滲透作用

作為一個滲透系統(tǒng)，須同時具備以下兩個條件：

（1）具有半透膜

①種類：可以是生物性的選擇透過膜，也可以是物理性的過濾膜。

②特性：允許水分子及小分子通過，不允許蔗糖等較大的分子通過。

（2）半透膜兩側為溶液體系（S1、S2），且兩側溶液具有濃度差。

2.動物細胞的吸水和失水

（1）動物細胞的細胞膜相當于半透膜，兩側具有濃度差，構成滲透系統(tǒng)，故可發(fā)生滲透作

用，但不能發(fā)生質(zhì)壁分離。

（2）當外界溶液濃度小于細胞質(zhì)濃度時，細胞吸水膨脹。

（3）當外界溶液濃度大于細胞質(zhì)濃度時，細胞失水皺縮。

（4）當外界溶液濃度等于細胞質(zhì)濃度時，水分進出平衡。

3.植物細胞的吸水與失水

（1）原生質(zhì)層相當于半透膜；細胞液與外界溶液之間存在濃度差。

（2）植物細胞吸水和失水的原理如下：

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（二）植物細胞的質(zhì)壁分離和復原

1.實驗原理

原生質(zhì)層（細胞膜、液泡膜、兩層膜之間細胞質(zhì)）相當于半透膜。

（1）當外界溶液的濃度大于細胞液濃度時，細胞將失水，原生質(zhì)層和細胞壁都會收縮，但

原生質(zhì)層伸縮性比細胞壁大，所以原生質(zhì)層就會與細胞壁分開，發(fā)生“質(zhì)壁分離”。

（2）反之，當外界溶液的濃度小于細胞液濃度時，細胞將吸水，原生質(zhì)層會慢慢恢復原來

狀態(tài)，使細胞發(fā)生“質(zhì)壁分離復原”。

（3）實驗結果

細胞液濃度<外界溶液濃度，細胞→失水→質(zhì)壁分離。

細胞液濃度>外界溶液濃度，細胞→吸水→質(zhì)壁分離復原。

3.質(zhì)壁分離的原因和表現(xiàn)

（1）原因

（2）表現(xiàn)

4.質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復原實驗的應用

應用實驗設計結論單一變量

驗證原生質(zhì)層和發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，

成熟植物細胞+分離劑，植物細胞的

細胞壁伸縮性大證明原生質(zhì)層的

鏡檢觀察細胞形態(tài)結構特性

小伸縮性比細胞壁大

待測細胞+一定濃度的分

能發(fā)生質(zhì)壁分離和復原，說細胞的生活

判斷細胞死活離劑，

明細胞是活細胞狀態(tài)

鏡檢觀察細胞形態(tài)

待測細胞+系列濃度梯度

細胞液濃度介于未分離和不同濃度的

測定細胞液濃度的分離劑，鏡檢觀察細胞

剛發(fā)生分離的濃度之間分離劑

形態(tài)

不同植物細胞+同一濃度先發(fā)生質(zhì)壁分離的和分離

比較不同植物細不同

分離劑，鏡檢觀察細胞發(fā)明顯的植物細胞的細胞液

胞的細胞液濃度植物細胞

生質(zhì)壁分離的時間濃度大

（三）物質(zhì)運輸?shù)姆绞?/p>

1.小分子物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞?/p>

物質(zhì)進出細胞，既有順濃度梯度的擴散，統(tǒng)稱為被動運輸；也有逆濃度梯度的運輸，稱為主

動運輸。

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被動運輸

主動運輸

自由擴散協(xié)助擴散

舉O、COHO、紅細胞吸收小腸細胞吸收葡萄糖、

22、2

例葡萄糖氨基酸、無機鹽等

甘油、乙醇、苯等

表

示

曲

線

主動選擇性吸收生命活動

意

被動吸收或排出物質(zhì)所需物質(zhì)，排出代謝廢物和

義

對細胞有害的物質(zhì)

2.大分子和顆粒性物質(zhì)運輸?shù)姆绞?/p>

大分子和顆粒性物質(zhì)通過胞吞作用進入細胞，通過胞吐作用向外排出。這體現(xiàn)了生物膜的流

動性，胞吞和胞吐通過囊泡包裹物質(zhì)進出細胞，均需要能量。

胞吞和胞吐不是跨膜運輸，它們是根據(jù)膜的流動性原理，形成小囊泡而出入細胞，因此物質(zhì)

并未穿過磷脂分子。胞吞，如變形蟲吞食食物顆粒、白細胞吞噬病菌等；胞吐，如胰島B

細胞分泌胰島素。

二、細胞代謝的物質(zhì)基礎

（一）降低反應活化能的酶

1.酶的作用和本質(zhì)

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（二）細胞的能量“貨幣”ATP

1.ATP的結構及功能

（1）ATP組成元素有C、H、O、N、P。

（2）ATP的結構特點可概括為“一、二、三”，即一個腺苷、兩個高能磷酸鍵、三個磷酸

基團。

（3）ATP是生命活動的直接能源物質(zhì)。

2.ATP與ADP的相互轉化

ATP的合成ATP的水解

反應式ADP+Pi+能量→ATPATP→ADP+Pi+能量

所需酶ATP合成酶ATP水解酶

能量來源光能、化學能等儲存在高能磷酸鍵中的能量

儲存在形成的光反應產(chǎn)生的ATP只能用于暗反應；呼吸作用

能量去路

高能磷酸鍵中產(chǎn)生的ATP用于除暗反應以外的其他生命活動

三、細胞呼吸的原理和應用

（一）細胞呼吸的方式

探究酵母菌的呼吸方式

1.實驗原理

（1）酵母菌在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。酵母菌進行有氧呼吸能產(chǎn)

生大量的CO2，在進行無氧呼吸時能產(chǎn)生酒精和CO2。

（2）CO2的檢測方法

①CO2使澄清的石灰水變渾濁，可根據(jù)變混濁程度可確定CO2多少。

②CO2使溴麝香草酚藍溶液由藍→綠→黃，可根據(jù)變色的時間快慢確定CO2的多少

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（3）酒精的檢測

橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性條件下與酒精發(fā)生反應，由橙色→灰綠色。

4.實驗現(xiàn)象與結論

甲、乙兩裝置中石灰水都變渾濁，且裝置甲中的石灰水變渾濁的程度大；向裝置甲中的酵母

菌培養(yǎng)液的濾液滴加橙色的重鉻酸鉀溶液沒有發(fā)生化學反應，而向裝置乙中的酵母菌培養(yǎng)液

的濾液滴加橙色的重鉻酸鉀溶液發(fā)生化學反應變成灰綠色。

由此，可知酵母菌在有氧和無氧時都能進行細胞呼吸產(chǎn)生CO2，有氧時產(chǎn)生的CO2多。酵母

菌在有氧呼吸時不產(chǎn)生酒精，在無氧呼吸時產(chǎn)生酒精。

（二）有氧呼吸

1.有氧呼吸的概念

有氧呼吸是指活細胞在氧氣的參與下，通過多種酶的催化作用，把某些有機物徹底氧化分解，

產(chǎn)生出二氧化碳和水，同時釋放大量能量的過程。

2.有氧呼吸的過程

第一階段第二階段第三階段

場所細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜

反應物葡萄糖丙酮酸和水還原氫和氧氣

生成物丙酮酸和還原氫二氧化碳和還原氫水

產(chǎn)生ATP數(shù)量少量少量大量

與氧的關系無關無關有關

3.有氧呼吸反應式

總反應：

在細胞內(nèi)，1mol的葡萄糖徹底氧化分解，產(chǎn)生2870kJ能量，其中1161kJ左右（40.45%）

的能量儲存在ATP中（第一、第二階段各產(chǎn)生2個ATP，第三階段產(chǎn)生34個ATP），其余的

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能量（59.55%）則以熱能形式散失了。

（三）無氧呼吸

1.無氧呼吸的概念

無氧呼吸是指細胞在無氧條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機物分解成乙醇和二氧

化碳或乳酸，同時釋放少量能量的過程。

2.無氧呼吸的過程

無氧呼吸過程主要有兩個階段：

①有氧呼吸第一階段完全相同

②

3.總反應式

無氧呼吸Ⅰ無氧呼吸Ⅱ

類型比較有氧呼吸

（產(chǎn)物為酒精）（產(chǎn)物為乳酸）

乳酸菌、處于暫時缺

多數(shù)厭氧及兼性厭氧

氧狀態(tài)下的動物細

絕大多數(shù)動物和植微生物（如酵母菌）、

發(fā)生范圍胞、人體細胞及馬鈴

物、全部好氧微生物暫時缺氧狀態(tài)下的植

薯塊莖、玉米胚、甜

物細胞

菜塊根等

反應場所細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體細胞質(zhì)基質(zhì)

耗O狀態(tài)消耗O不消耗O

222

釋放能量情況大量少量

是否產(chǎn)生HO產(chǎn)生HO不產(chǎn)生HO

222

①第一階段均相同，即：

相同點

②實質(zhì)相同：均可分解有機物釋放能量，為各項生命活動供能

（四）影響細胞呼吸的因素

1.溫度

呼吸作用在最適溫度（25℃～35℃）時最強；超過最適溫度，呼吸酶活性降低甚至變性失活，

呼吸作用受抑制；低于最適溫度，酶活性下降，呼吸作用受抑制。

2.氧氣濃度

在氧氣濃度為零時，只進行無氧呼吸；氧氣濃度為10%以下時，既進行有氧呼吸，又進行無

氧呼吸；氧氣濃度為10%以上時，只進行有氧呼吸。

3.含水量

在一定范圍內(nèi)，細胞呼吸速率隨含水量的增加而加快，隨含水量的減少而減慢。當含水量過

多時，呼吸速率減慢，甚至死亡。

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4.CO2濃度

CO2是細胞呼吸的產(chǎn)物，對細胞呼吸具有抑制作用。

四、光合作用與能量轉化

（一）捕獲光能的相關色素

1.葉綠素的提取和分離

（1）原理

葉綠體中的色素能溶解于有機溶劑（如丙酮，無水乙醇等）。

葉綠體中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散得快，反之則

慢。

（2）過程

（3）結果

色素在濾紙條上的分布自上而下：

胡蘿卜素（橙黃色）最快（溶解度最大）

葉黃素（黃色）

葉綠素a（藍綠色）最寬（最多）

葉綠素b（黃綠色）最慢（溶解度最?。?/p>

2.光合色素的種類與功能

（1）高等植物的光合色素

色素種類吸收光吸收光譜圖示

吸收紅光和藍紫

葉綠素葉綠素a（藍綠色）

光

（含量約

吸收紅光和藍紫

占3/4）葉綠素b（黃綠色）

光

胡蘿卜素（橙黃色）吸收藍紫光

類胡蘿卜素

（含量約

葉黃素（黃色）吸收藍紫光

占1/4）

（2）低等植物的光合色素

藻膽素，在藍藻、紅藻等藻類中常與蛋白質(zhì)結合為藻膽蛋白。根據(jù)顏色不同，分為藻藍蛋白

和藻紅蛋白，藻藍蛋白是藻紅蛋白的氧化產(chǎn)物，他們可以吸收光能和傳遞光能。

3.影響葉綠素合成的因素

影響因素作用

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光照光是葉綠素合成的必要條件

溫度葉綠素的合成需要酶的催化

氮、鎂是葉綠素的構成成分之一；鐵、錳、銅、鋅等是葉綠素形成

必需元素

過程中某些酶的輔助成分

（三）光合作用的原理和應用

1.光合作用的過程

項目光反應階段暗反應階段

不需要光和色素，但需要多種酶、

條件需光、色素和酶

ATP和[H]

場所葉綠體類囊體的薄膜上葉綠體的基質(zhì)中

CO的固定

物質(zhì)水的光解2

變化ATP的合成C的還原

3

能量活躍的化學能→

光能→電能→活躍的化學能

轉化有機物中穩(wěn)定的化學能

2.總反應式

3.光合作用原理的應用

應用

光照強度適當提高光照強度可增加大棚作物產(chǎn)量。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可通過“正其行，通其風”和增施農(nóng)家肥等措施增加CO濃

CO濃度2

2

度，提高光合作用速率。

溫室中白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合作用速率；晚上適當降低

溫度

溫室的溫度，以降低細胞呼吸，保證植物有機物積累。

必需元素應用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，根據(jù)植物的需肥規(guī)律，適時、適量地增施肥料，可

的供應以提高作物的光能利用率。

（四）影響光合作用的環(huán)境因素

1.光照強度

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光是光合作用的能量來源，光照強度直接影響光合速率。在其它條件都適宜的情況下，在一

定的光照強度范圍內(nèi)，光合作用的速率隨著光照強度的增加而加快。

2.CO2濃度

在一定濃度范圍內(nèi)，光合作用速率隨著CO2濃度的增加而加快。

3.溫度

光合作用只能在一定的溫度范圍內(nèi)進行，在最適溫度時，光合作用速率最快，高于或低于最

適溫度，光合作用速率下降。

4.必需元素的供應

在一定濃度范圍內(nèi)，增大必需元素的供應，可提高光合作用速率，但當超過一定濃度后，會

因土壤溶液濃度過高而導致植物滲透失水萎蔫。

五、細胞呼吸與光合作用的關系

（一）細胞呼吸與光合作用的區(qū)別

細胞呼吸光合作用

物質(zhì)變化有機物分解為無機物無機物合成有機物

化學能→ATP中活躍的化學能、

能量變化光能→化學能（儲能）

熱能（放能）

分解有機物、釋放能量，

實質(zhì)合成有機物，儲存能量

供細胞利用

場所活細胞（主要在線粒體）主要葉綠體

條件有光、無光均可進行只在光下進行

（二）細胞呼吸與光合作用的聯(lián)系

1.物質(zhì)方面

2.能量方面

（三）呼吸速率與光合速率

1.呼吸速率的測定方法

植物置于黑暗環(huán)境中，測定實驗容器內(nèi)CO2增加量、O2減少量或有機物減少量。

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2.凈光合速率和真正光合速率

（1）凈光合速率：常用一定時間內(nèi)O2釋放量、CO2吸收量或有機物積累量表示。

（2）真正光合速率：常用一定時間內(nèi)O2產(chǎn)生量、CO2固定量或有機物產(chǎn)生量表示。

（3）真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率。

（4）數(shù)量關系

凈光合速率=總光合速率-呼吸速率；

凈產(chǎn)氧量=總產(chǎn)氧量-呼吸耗氧量；

凈生產(chǎn)葡萄糖量=實際生產(chǎn)葡萄糖量-呼吸消耗葡萄糖量；

實際消耗二氧化碳量=實測的二氧化碳量+呼吸作用二氧化碳產(chǎn)生量。

六、化能合成作用

異養(yǎng)生物指的是那些只能將外界環(huán)境中現(xiàn)成的有機物作為能量和碳的來源，將這些有機物攝

入體內(nèi)，轉變成自身的組成物質(zhì)，并且儲存能量的生物。

綠色植物以光為能源，以CO2和H2O為原料合成有機物（糖類），把光能轉化為儲存在有機

物中的化學能，屬光能自養(yǎng)型。自然界中還有一些微生物利用無機物氧化過程釋放的化學能

作能源，利用氫氣、硫化氫、二價鐵離子、亞硝酸鹽將CO2還原成有機物，此過程稱化能合

成作用，此類生物屬化能自養(yǎng)型。

1.化能合成作用與光合作用的不同

光合作用是利用光能將CO2和H2O合成有機物?；芎铣勺饔檬抢没瘜W能將CO2和H2O或其

他供氫體合成有機物。

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第二章遺傳與進化

【考點1】孟德爾的豌豆雜交實驗

（一）孟德爾遺傳實驗獲得成功的原因

1.正確地選擇了實驗材料。豌豆自花傳粉，閉花授粉，自然狀態(tài)下是純種；品種多，差異大，

相對性狀明顯，易于區(qū)分。

2.在分析生物性狀時，采用了先從一對相對性狀入手再循序漸進的方法（由單一因素到多因

素的研究方法）。

3.在實驗中注意對不同世代的不同性狀進行記載和分析，并運用了統(tǒng)計學的方法處理實驗結

果。

4.科學設計了實驗程序。

（二）一對相對性狀的雜交實驗

1.實驗現(xiàn)象

2.孟德爾對分離現(xiàn)象的解釋

（1）生物的性狀是由遺傳因子決定的。

（2）體細胞中遺傳因子是成對存在的。

（3）生物體在形成生殖細胞——配子時，成對的遺傳因子彼此分離，分別進入不同的配子

中。

（4）受精時，雌雄配子的結合是隨機的。

3.驗證

測交驗證：F1×隱性純合子→顯∶隱=1∶1。

4.分離定律

在生物的體細胞中，控制同一性狀的遺傳因子成對存在，不相融合；在形成配子時，成對的

遺傳因子發(fā)生分離，分離后的遺傳因子分別進入不同的配子中，隨配子遺傳給后代。

（三）兩對相對性狀的雜交實驗

1.實驗現(xiàn)象

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2.解釋

（1）每一對性狀的遺傳都符合分離規(guī)律。

（2）不同對的性狀之間自由組合。

（3）黃色和綠色由等位基因Y和y控制，圓粒和皺粒由另一對同源染色體上的等位基因R

和r控制。兩親本基因型為YYRR、yyrr，它們產(chǎn)生的配子分別是YR和yr，F(xiàn)1的基因型為

YyRr。

F1（YyRr）形成配子的種類和比例：

等位基因分離，非等位基因之間自由組合。四種配子YR、Yr、Yr、yr的數(shù)量相同。

（4）黃色圓粒豌豆和綠色皺粒豌豆雜交實驗分析圖示解：F1：YyRr→9黃圓（1YYRR、2YYRr、

2YyRR、4YyRr）∶3綠圓（1yyRR、2yyRr）∶3黃皺（1YYrr、2Yyrr）∶1綠皺（yyrr）。

（5）黃圓和綠皺為親本類型，綠圓和黃皺為重組類型。

3.對自由組合現(xiàn)象解釋的驗證

F1（YyRr）×隱性（yyrr）→（1YR、1Yr、1yR、1yr）×yr→F2：1YyRr∶1Yyrr∶1yyRr∶1yyrr。

4.自由組合定律

基因的自由組合定律：在F1產(chǎn)生配子時，在等位基因分離的同時，非同源染色體上的非等

位基因自由組合。

三、孟德爾定律的應用

1.基因分離定律的基本題型

（1）正推類型：（親代→子代）

親代基因型子代基因型及比例子代表現(xiàn)型及比例

AA×AAAA全顯

AA×AaAA：Aa=1：1全顯

AA×aaAa全顯

Aa×AaAA：Aa：aa=1：2：1顯：隱=3：1

Aa×aaAa：aa=1：1顯：隱=1：1

aa×aaaa全隱

（2）逆推類型：（子代→親代）

①分離比法

子代表現(xiàn)型及比例親代基因型

全顯至少有一方是AA

全隱aa×aa

17

《生物》三色速記手冊

顯：隱=1：1Aa×aa

顯：隱=3：1Aa×Aa

②隱性純合突破法：如果子代中有隱性個體存在，它往往是逆推過程中的突破口，因為隱性

個體是純合子（aa），因此親代基因型中必然都有一個a基因，然后再根據(jù)親代的表現(xiàn)型進

一步判斷。

③基因填充法：先根據(jù)親代表現(xiàn)型寫出能確定的基因，如顯性性狀的基因型可用A_來表示，

那么隱性性狀的基因型只有一種aa，根據(jù)子代中一對基因分別來自兩個親本，可推出親代

中未知的基因。

（2）配子間的結合方式問題

AaBbCc×AaBbCC雜交

①各自產(chǎn)生配子數(shù)：

②配子間結合方式：

（3）基因型、表現(xiàn)型概率問題

①AaBbCc與AaBBCc雜交，

后代基因型種類：表現(xiàn)型種類

②AaBbCc與AaBBCc后代中，出現(xiàn)AaBbCC的概率：

（4）已知子代表現(xiàn)型分離比推測親本基因型：

①9：3：3：1=（3：1）（3：1）→（Aa×Aa）（Bb×Bb）

②1：1：1：1=（1：1）（1：1）→（Aa×aa）（Bb×bb）

③3：3：1：1=（3：1）（1：1）→（Aa×Aa）（Bb×bb）或（Aa×aa）（Bb×Bb）

3.“和”為16的特殊分離比成因——關于9：3：3：1的變式比

1）基因互作

F1（AaBb）自交后代比F1測交后代

序號條件

例比例

存在一種顯性基因時表現(xiàn)為同一性狀，

19：6：11：2：1

其余正常表現(xiàn)

兩種顯性基因同時存在時，表現(xiàn)為一種

29：71：3

性狀，否則表現(xiàn)為另一種性狀

當某一對隱性基因成對存在時表現(xiàn)為雙

39：3：41：1：2

隱性狀，其余正常表現(xiàn)

只要存在顯性基因就表現(xiàn)為一種性狀，

415：13：1

其余正常表現(xiàn)

2）顯性基因累加效應

AaBb自交產(chǎn)生5種表現(xiàn)型，比例為1：4：6：4：1；測交比例為1：2：1。原因是A與B的

作用效果相同，但顯性基因越多，其效果越強。（aabb）：（aaBb+Aabb）：（AAbb+aaBB+AaBb）：

（AABb+AaBB）：（AABB）

3）“和”小于16的特殊分離比成因

序號原因后代比例

自交子代AaBb：Aabb：aaBb：測交子代AaBb：Aabb：

顯性純合致死

1aabb=4：2：2：1，其余基因型個aaBb：aabb=1：1：1：

（AA、BB致死）

體致死1

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隱性純合致死自交子代出現(xiàn)9：3：3（雙隱性致死）；自交子代出現(xiàn)9：1

2

（自交情況）（單隱性致死）

四、基因連鎖和交換定律

1.完全連鎖與不完全連鎖

（1）完全連鎖

兩對（或兩對以上）的等位基因位于同一對同源染色體上，在遺傳時位于同一個染色體上的

不同（非等位）基因常常連在一起不相分離，進入同一配子中。

（2）不完全連鎖

同源染色體上的連鎖基因，在形成配子的過程中，連鎖基因之間發(fā)生部分交換，除有親型配

子外，還有少數(shù)的重組型配子產(chǎn)生的現(xiàn)象。

2.基因的連鎖和交換定律的實質(zhì)

生物在減數(shù)分裂過程形成配子時，位于同一條染色體上的不同基因通常連鎖在一起進入配

子；同時具有連鎖關系的基因有時又會隨著同源染色體上的非姐妹染色單體之間的交換而產(chǎn)

生基因的重新組合類型。

【考點2】基因和染色體的關系

一、基因在染色體上

（二）摩爾根果蠅實驗

實驗者：摩爾根。

實驗材料：果蠅。

實驗方法：假說-演繹法。

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結論：控制果蠅紅眼和白眼的基因只位于X染色體上→基因位于染色體上。

1.性別決定

性別決定是指雌雄異性的生物決定性別的方式，性別決定是由染色體決定的。

2.性別決定類型

染色體組成特性別

類型舉例

點雄性雌性

雄性具有兩條人、哺乳類、果蠅

XYXYXX

異型性染色體等

雌性具有兩條鱗翅目昆蟲、鳥

ZWZZZW

異型性染色體類、一些兩棲類等

雄性缺失一條蝗蟲、蟋蟀、蟑螂

XOXOXX

性染色體等

染色體組倍數(shù)雄性具有一個

單倍體二倍體蜜蜂、螞蟻等

決定型染色體組

3.人類遺傳病的類型

（1）概念：由于遺傳物質(zhì)改變而引起的人類疾病，主要可以分為單基因遺傳病、多基因遺

傳病和染色體異常遺傳病。

（2）分類及特點

①單基因遺傳病

受一對等位基因控制的人類遺傳病。

②多基因遺傳病

受多對等位基因控制的人類遺傳病。

③染色體異常遺傳病

由染色體異常引發(fā)的遺傳病叫做染色體異常遺傳?。ê喎Q染色體?。?，主要可分為染色體數(shù)

目異常遺傳病與染色體結構遺傳病兩種。

分類遺傳特點常見實例

常染顯性無性別差異；含致病基因即患病多（并）指

單基色體隱性無性別差異；隱性純合發(fā)病先天性聾啞、白化病

因含致病基因的就是患者；女性患者較

遺傳伴X多；人類抗維生素D佝僂

顯性

病染色體世代連續(xù)遺傳；病

父病女必病，子病母必病。

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《生物》三色速記手冊

隱性純合女性或含致病基因的男性患

?。蝗祟惣t綠色盲、血友

隱性

男性患者較多；隔代交叉遺傳；病

母病子必病，女病父必病。

伴Y無顯隱性之分，患者全部為男性人類外耳道多毛癥

唇腭裂、無腦兒、冠

常表現(xiàn)出家族聚集現(xiàn)象；易受環(huán)境影

多基因心病、原發(fā)性高血壓、

響；

遺傳病哮喘病和青少年型糖

在群體中發(fā)病率較高

尿病

往往造成較嚴重的后果，貓叫綜合征、21三體

染色體異常遺傳病

甚至胚胎期就引起自然流產(chǎn)綜合征

人類遺傳病

記憶口訣

常隱白聾苯加貧：白化病；先天性聾??；苯丙酮尿病；鐮刀型貧血；

色盲血友肌性隱：色盲；血友??；進行性肌營養(yǎng)不良；

常顯多并軟骨軟：多指；并指；先天性軟骨發(fā)育不全；

抗D佝僂伴性顯：抗維生素D佝僂??；

唇裂哮冠高壓尿：唇裂；先天性哮喘；冠心病；原發(fā)性高血壓；

青少年型糖尿?。ǘ嗷蜻z傳?。?/p>

性腺不良愚貓叫：性腺發(fā)育不良；先天性愚型（21三體綜合癥）；

貓叫綜合癥（染色體異常遺傳?。?/p>

（三）伴性遺傳和人類遺傳病

4.人類遺傳病的監(jiān)測和預防

禁止近親結婚、提倡適齡生育、進行遺傳咨詢、開展產(chǎn)前診斷

產(chǎn)前診斷包括：B超檢查（外觀、性別檢查）；羊水檢查（染色體異常遺傳病檢查）；孕婦

血細胞檢查（篩選遺傳性地中海貧血）；基因診斷（遺傳性地中海貧血檢查）

5.人類基因組計劃

人類基因組工程的目的是測定人類基因組的全部DNA序列，解讀其中包含的遺傳信息。測序

結果表明，人類基因組由大約31.6億個堿基對組成，已發(fā)現(xiàn)的基因約為2~2.5萬。

（四）孟德爾遺傳規(guī)律的現(xiàn)代解釋

1.基因的分離規(guī)律

在進行減數(shù)分裂的時候，等位基因隨著同源染色體的分開而分離，分別進入兩個配子中，獨

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立地隨著配子遺傳給后代。

2.基因的自由組合定律

在F1產(chǎn)生配子時，在等位基因分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。

二、基因的本質(zhì)

（一）基因與DNA之間的關系

1.基因的概念：基因是具有遺傳效應的DNA片段。

2.基因、染色體、DNA、性狀等的關系

基因是生物性狀的結構單位和功能單位。

（二）DNA的分子結構

1.DNA的組成元素

DNA的主要組成元素有C、H、O、N、P。

2.DNA的基本單位

DNA的基本單位是脫氧核糖核苷酸（4種）。

3.DNA的空間結構——雙螺旋結構

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（1）由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈盤旋成雙螺旋結構；

（2）外側：脫氧核糖和磷酸交替連接構成基本骨架；

（3）內(nèi)側：堿基對按堿基互補配對原則排列，堿基依靠氫鍵連接成對：A＝T；G≡C，堿基

平面間平行。

4.DNA的結構特性

（1）多樣性：DNA分子中堿基對的排列順序多種多樣。排列種數(shù)：4n（n為堿基對對數(shù)）；

（2）特異性：每個DNA分子的堿基排列順序是特定的；

（3）穩(wěn)定性：DNA中兩條主鏈由磷酸與核糖交替排列的順序不變，兩條鏈間堿基互補配對

的方式不變等。

5.DNA的功能

攜帶遺傳信息（DNA分子中堿基對的排列順序代表遺傳信息）。

三、基因的表達

（一）RNA的結構

1.RNA的組成元素

RNA的主要組成元素為C、H、O、N、P。

2.RNA的基本單位

RNA的基本單位為核糖核苷酸（4種）。

3.結構

一般為單鏈。

4.RNA的種類

（1）信使RNA（mRNA）

信使RNA上含有密碼子。

功能：將DNA的遺傳信息轉錄下來，移至核糖體，通過密碼子控制蛋白質(zhì)的合成。

（2）轉運RNA（tRNA）

tRNA上有反密碼子可以與密碼子互補配對，tRNA有特異性。

功能：識別mRNA的特定密碼子，轉運一種氨基酸。

（3）核糖體RNA（rRNA）

參與核糖體構成，與蛋白質(zhì)合成有關。

（二）基因指導蛋白質(zhì)的合成

1.轉錄

在細胞核中，以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補配對原則，合成RNA的過程，稱為轉錄。

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（注：葉綠體、線粒體也有轉錄）

模板DNA的一條鏈（模板鏈）

原料4種核糖核苷酸

條件

能量ATP

酶RNA聚合酶等

原則堿基互補配對原則A—U、T—A、G—C、C—G

產(chǎn)物一個RNA

2.翻譯

游離在細胞質(zhì)中的各種氨基酸，以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程，

稱為翻譯。（注：葉綠體、線粒體也有翻譯）

模板mRNA

原料氨基酸

能量ATP

條件

酶多種酶

運輸工具tRNA

裝配工具核糖體

原則堿基互補配對原則A—U、U—A、G—C、C—G

產(chǎn)物多肽鏈

3.遺傳密碼子和反密碼子

（1）密碼子在mRNA上有64種，決定蛋白質(zhì)的有61種（其余3種為終止密碼子）；反密碼

子在mRNA上，與密碼子互補配對，攜帶氨基酸。

（2）遺傳密碼的特點：

不間斷性、通用性、不重疊性、簡并性、方向性

基因中堿基數(shù)∶mRNA分子中堿基數(shù)∶氨基酸數(shù)＝6∶3∶1

（三）基因表達與性狀之間的關系

1.中心法則

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（1）提出人：克里克。

（2）完善的中心法則內(nèi)容（用簡式表示）

（3）最初提出的內(nèi)容包括DNA復制、轉錄和翻譯，補充完善的內(nèi)容為RNA復制和逆轉錄。

（4）RNA的自我復制和逆轉錄只發(fā)生在RNA病毒在宿主細胞內(nèi)的增殖過程中，且逆轉錄過

程必須有逆轉錄酶的參與。

2.基因控制性狀的方式

（1）基因對性狀的控制

方式及實例

①間接控制：通過控制酶的合成來影響代謝過程，進而控制生物的性狀，如豌豆粒型、白化

病。

②直接控制：通過控制蛋白質(zhì)結構直接控制生物的性狀，如鐮刀型細胞貧血癥、囊性纖維病。

2.基因控制性狀的方式

（2）基因與性狀的關系

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