2022年高考生物一轮复习：人教版（2019）高中生物必修1～2 选择性必修1～3核心知识点复习提纲（全面，必备！）

2022年高考生物一轮复习：人教版（2019）高中生物必修1～2+选择性必修1～3核心知识点复习提纲必修1《分子与细胞》核心知识点复习提纲第一章走近细胞一细胞学说的内容细胞学说建立者主要是：施莱登、施旺1.细胞是有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成；2.细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体生命起作用。3.新细胞是由老细胞分裂产生的。意义：细胞学说揭示了动物和植物的统一性，从而阐明了生物界的统一性二、生命系统的结构层次细胞---组织---器官---系统---个体---种群---群落---生态系统---生物圈植物没有系统层次细胞是生命活动的基本单位，生命活动离不开细胞。细胞是生物体结构和功能的基本单位，是地球上最基本的生命系统。1、单细胞生物依赖单个细胞完成各种生命活动。2、多细胞生物依赖各种分化的细胞密切合作，完成复杂的生命活动。3、病毒的生命活动离不开细胞生活方式：寄生在活细胞病毒分类：DNA病毒、RNA病毒（一种病毒只含一种核酸）三、高倍显微镜的使用1、重要结构光学结构：镜头目镜——长，放大倍数小物镜——长，放大倍数大反光镜平面——调暗视野凹面——调亮视野第93页共95页 机械结构：准焦螺旋——使镜筒上升或下降（有粗、细之分）转换器——更换物镜光圈——调节视野亮度（有大、小之分）2、使用高倍镜步骤：找：在低倍镜下找到观察的细胞移：移到视野中央（同向移动原则）转：转动转换器，调至高倍镜调：调节细准焦螺旋，调节光圈3、高倍镜与低倍镜观察情况比较物像大小看到细胞数目视野亮度物像与装片的距离视野范围高倍镜大少暗近小低倍镜小多亮远大四、病毒、原核细胞和真核细胞的比较原核细胞真核细胞病毒大小较小较大最小本质区别无以核膜为界限的细胞核有以核膜为界限的真正的细胞核无细胞结构细胞壁主要成分是肽聚糖植物：纤维素和果胶；真菌：几丁质；动物细胞无细胞壁无细胞核有拟核，无核膜、核仁，DNA不与蛋白质结合有核膜和核仁，DNA与蛋白质结合成染色体无细胞质仅有核糖体，无其他细胞器有核糖体线粒体等复杂的细胞器无遵循遗传定律不遵循遵循基因表达转录翻译同时进行先转录后翻译变异类型基因突变基因突变，基因重组，染色体变异基因突变第93页共95页 分裂方式二分裂有丝分裂，无丝分裂，减数分裂遗传物质DNADNA或RNA举例蓝细菌、细菌等真菌，动、植物HIV、H1N1误区警示正确识别带菌字的生物：凡是“菌”字前面有“杆”字、“球”字、“螺旋”及“弧”字的都是细菌。如破伤风杆菌、葡萄球菌等都是细菌。乳酸菌是一个特例，它本属杆菌但往往把“杆”字省略。青霉菌、酵母菌、曲霉菌及根霉菌等属于真菌，是真核生物。蓝细菌细胞内含有藻蓝素和叶绿素，是能进行光合作用的自养生物。细菌中的多数种类是营腐生或寄生生活的异养生物。细菌的细胞都有细胞壁、细胞膜和细胞质，都没有由核膜包被的细胞核，也没有染色体，但有环状的DNA分子，位于细胞内特定的区域，这个区域叫作拟核。第二章组成细胞的分子一、组成细胞的元素生物界与非生物界的统一性（组成细胞的化学元素在无机自然界都能找到）和差异性（元素含量不同）大量元素：C、H、O、N、P、S（97%）K、Ca、Mg等微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等基本元素：C、H、O、N（90%）最基本元素：C，占细胞干重的48.8%，生物大分子以碳链为骨架二、组成细胞的化合物无机化合物水：主要组成成分，一切生命活动都离不开水。无机盐：对维持生物体的生命活动有重要作用有机化合物蛋白质核酸糖类脂质细胞内含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质三、鉴别实验 试剂   成分实验现象常用材料 蛋白质 双缩脲试剂A: 0.1g/mL NaOH 紫色 大豆 、蛋清B: 0.01g/mL CuSO4 脂肪  苏丹Ⅲ 橘黄色花生子叶第93页共95页 还原糖  斐林试剂（水浴加热）甲: 0.1g/mL NaOH 砖红色沉淀 苹果、梨乙: 0.05g/mL CuSO4 淀粉   碘液I2 蓝色马铃薯 具有还原性的糖：葡萄糖、麦芽糖、果糖 乳糖半乳糖四、无机物 存在方式生理作用 水  结合水4.5% 与细胞中蛋白质、多糖等物质结合。提高生物抗逆性自由水95.5%绝大部分的水以游离形式存在，可以自由流动。1．细胞内的良好溶剂； 2．参与细胞内许多生物化学反应； 3．水是细胞生活的液态环境； 4．把营养物质运送到细胞，并把代谢废物排出； 无机盐 多数以离子状态存， 如K+、Ca2+、Mg2+、Cl--、PO42-等 1．细胞内某些复杂化合物的重要组成部分，如Fe2+是血红蛋白的主要成分； 2．维持生物体正常的生命活动，细胞的形态和功能； 3．维持细胞的渗透压和酸碱平衡； 五、糖类和脂质 元素   类别存在生理功能 糖类 C、H、O 单糖核糖主细胞质核糖核酸的组成成分； 脱氧核糖主细胞核脱氧核糖核酸的组成成分 六碳糖：葡萄糖 果糖主细胞质是生物体进行生命活动的重要能源物质二糖 麦芽糖、蔗糖植物 乳糖  动物多糖  淀粉、纤维素  植物细胞壁的组成成分，重要的储存能量的物质； 几丁质（壳多糖）第93页共95页 甲壳类动物和昆虫糖原（肝、肌） 动物脂质 C、H、O有的 还有N、P脂肪； 动、植物 良好的储能物质、维持体温恒定类脂、磷脂脑.豆类构成生物膜的重要成分； 固醇     胆固醇动物 动物细胞膜的重要成分； 性激素性器官发育和生殖细形成维生素D促进钙、磷的吸收和利用； 六、蛋白质（占细胞鲜重的7%~10%，占干重的50%）结构元素组成C、H、O、N，有的含有S、Fe、Zn、Cu、B、I等单体氨基酸（约有21种，必需氨基酸8种，非必需氨基酸13种）化学结构由多个氨基酸分子脱水缩合而成，含有多个肽键的化合物，叫多肽，多肽呈链状结构，叫肽链，一个蛋白质分子含有一条或几条肽链结构多样性由组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，肽链的空间结构千差万别，因此蛋白质分子的结构极其多样的功能蛋白质的结构多样性决定了它的特异性和功能多样性 1.构成细胞和生物体的重要物质，如肌动蛋白； 2.有些蛋白质有催化作用：如酶； 3. 有些蛋白质有调节作用：如胰岛素、生长激素； 4. 有些蛋白质有免疫作用：如抗体； 5. 有些蛋白质有运输作用：如红细胞中的血红蛋白。 备注①每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基连同一碳原子上；②各种氨基酸的区别在于R基的不同。变性：高温、强酸、强碱（熟鸡蛋）计算○由N个氨基酸形成的一条肽链围成环状蛋白质时，产生水=肽键= N 个； ○N个氨基酸形成一条肽链时，产生水=肽键 =N－1 个； ○N个氨基酸形成M条肽链时，产生水=肽键 =N－M 个； ○N个氨基酸形成M条肽链时，每个氨基酸的平均分子量为α，那么由此形成的蛋白质的分子量为 N×α－（N－M）×18 ； 第93页共95页 二、核酸 是一切生物的遗传物质，是遗传信息的载体，是生命活动的控制者。 元素组成  C、H、O、N、P分类 脱氧核糖核酸（DNA双链）  核糖核酸（RNA单链）单体 脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸成分 磷酸五碳糖碱基 H3PO4 脱氧核糖 核糖 A、G、C、T A、G、C、U 功能  主要的遗传物质，编码、复制遗传信息，并决定蛋白质的生物合成将遗传信息从DNA传递给蛋白质。 存在  主要存在于细胞核，少量在线粒体和叶绿体中。（甲基绿）主要存在于细胞质中。（吡罗红） 每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。第三章细胞的基本结构细胞壁（植物）： 纤维素+果胶，支持和保护作用 细胞膜成分：脂质（主磷脂）50%、蛋白质约40%、糖类2%-10% 作用：隔开细胞和环境；控制物质进出；细胞间信息交流；  细胞质细胞质基质： 有水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等是活细胞进行新陈代谢的主要场所。 细胞器分工：线、 内、 高、核 、溶、中、叶、液协调配合：分泌蛋白的合成与分泌；生物膜系统 细胞核核膜：双层膜，分开核内物质和细胞质  核孔：实现核质之间频繁的物质交流和信息交流 核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 染色质：由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体 一、 细胞器 差速离心法线粒体叶绿体 高尔基体 内质网 溶酶体液泡 核糖体 中心体 分布动植物 植物 动植物 动植物 主要动物细胞 主要存在于植物细胞动植物 动物、低等植物 双层膜少量DNA 单层膜，形成囊泡状和管状，内有腔没有膜结构第93页共95页 结构  嵴、基粒、基质 基粒、基质片层结构管状、泡状或扁平囊状含多种水解酶内有细胞液， 含糖类、无机盐、色素和蛋白质等蛋白质和RNA 两个中心粒 功能有氧呼吸的主场所进行光合作用的场所 加工蛋白质，分类包装及细胞壁合成有关 是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道分解衰老损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌调节植物细胞内环境，使植物细胞保持坚挺蛋白质合成的场所 与有丝分裂有关 备注与高尔基体有关在核仁形成 二、协调配合—— 分泌蛋白合成与分泌方法：放射性同位素标记法参与的细胞器：核糖体（合成蛋白质），内质网、高尔基体（加工蛋白质），线粒体（提供能量）生物膜系统：细胞器膜 + 细胞膜 + 核膜等结构 三、细胞核 = 核膜（双层） + 核仁 + 染色质 + 核孔核膜：双层膜，把核内物质和细胞质分开 核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 染色质：主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体 核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流 染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在形态细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心第四章细胞的物质输入和输出第一节被动运输一、渗透作用：水分子（溶剂分子）通过半透膜的扩散作用渗透方向：从水分子相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透二、原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质第93页共95页 三、发生渗透作用的条件：1、具有半透膜2、膜两侧有浓度差四、细胞的吸水和失水：外界溶液浓度＞细胞内溶液浓度，原生质层比细胞壁伸缩性大→细胞失水外界溶液浓度＜细胞内溶液浓度→细胞吸水自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞协助扩散：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两种。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，转运时发生自身构象的改变通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时，不需与通道蛋白结合自由扩散与协助扩散都是顺浓度梯度进行跨膜运输，不需要消耗细胞内化学反应产生的能量。第二节主动运输与胞吞胞吐主动运输：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。胞吞胞吐：大分子和颗粒物质进出细胞的主要方式是胞吞作用和胞吐作用。需要消耗细胞呼吸所释放的能量。依赖膜上磷脂双分子层的流动性第五章细胞的能量供应和利用第一节降低化学反应活化能的酶一、相关概念：细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应。细胞代谢离不开酶酶：是活细胞产生的具有催化作用(功能：降低化学反应活化能，提高化学反应速率)的一类有机物。活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。二、酶的本质：大多数酶的化学本质是蛋白质，也有少数是RNA。四、酶的特性：①、高效性：催化效率比无机催化剂高许多。②、专一性：每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。③、酶的作用条件较温和：在最适宜的温度和pH下，酶的活性最高。第93页共95页 过酸、过碱或温度过高会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。温度过低抑制酶的活性，因此酶制剂适宜在低温下保存。溶菌酶能溶解细菌的细胞壁第二节细胞的能量“通货”-----ATP一、ATP的结构简式：ATP是腺苷三磷酸的英文缩写，结构简式：Ａ－Ｐ～Ｐ～Ｐ，其中：A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表特殊的化学键二、ATP与ADP的转化：能量ATPADP+Pi+水解酶合成酶ATP和ADP相互转化的能量供应机制在所有生物的细胞内都一样，体现了生物界的统一性ADP转化成ATP的过程中，能量主要来自光能和呼吸作用所释放的能量，ATP水解释放的能量用于需要能量的生命活动细胞内的化学反应分为吸能反应和放能反应，许多吸能反应与ATP水解反应相联系，由ATP水解供能许多放能反应与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中第三节ATP的主要来源------细胞呼吸一、相关概念：1、呼吸作用（也叫细胞呼吸）：指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其它产物，释放出能量并生成ATP的过程。根据是否有氧参与分为：有氧呼吸和无氧呼吸2、有氧呼吸：指细胞在有氧的参与下，通过多种酶的催化作用下，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放出大量能量，生成ATP的过程。3、无氧呼吸：一般是指细胞在无氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物（酒精、CO2或乳酸），同时释放出少量能量的过程。酶二、有氧呼吸的总反应式：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶三、无氧呼吸的总反应式：C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量酶或第93页共95页 C6H12O62C3H6O3（乳酸）+少量能量四、有氧呼吸过程（主要在线粒体中进行）：场所发生反应产物第一阶段细胞质基质C6H12O62C3H4O3+4[H]+能量丙酮酸、[H]、释放少量能量，形成少量ATP第二阶段线粒体基质2C3H4O3+6H2O6CO2+20[H]+能量CO2、[H]、释放少量能量，形成少量ATP第三阶段线粒体内膜24[H]+6O212H2O+能量生成H2O、释放大量能量，形成大量ATP五、有氧呼吸与无氧呼吸的比较：呼吸方式有氧呼吸无氧呼吸不同点场所细胞质基质，线粒体基质、内膜细胞质基质条件氧气、多种酶无氧气参与、多种酶物质变化葡萄糖彻底分解，产生CO2和H2O葡萄糖分解不彻底，生成乳酸或酒精等能量变化释放大量能量（1161kJ被利用，其余以热能散失），形成大量ATP释放少量能量，形成少量ATP六、影响呼吸速率的外界因素：1、温度：温度通过影响细胞内与呼吸作用有关的酶的活性来影响细胞的呼吸作用。2、氧气：氧气充足，则无氧呼吸将受抑制；氧气不足，则有氧呼吸将会减弱或受抑制。3、水分：一般来说，细胞水分充足，呼吸作用将增强。但陆生植物根部如长时间受水浸没，根部缺氧，进行无氧呼吸，产生过多酒精，可使根部细胞坏死。4、CO2：环境CO2浓度提高，将抑制细胞呼吸，可用此原理来贮藏水果和蔬菜。七、呼吸作用在生产上的应用：1、作物栽培时，要有适当措施保证根的正常呼吸，如疏松土壤等。2、粮油种子贮藏时，要风干、降温，降低氧气含量，则能抑制呼吸作用，减少有机物消耗。3、水果、蔬菜保鲜时，要低温或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度，抑制呼吸作用。第93页共95页 八、检测CO2：1澄清的石灰水变浑浊2溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄检测酒精：酸性条件下橙色的重铬酸钾与酒精发生反应，变成灰绿色第四节能量之源----光与光合作用一、相关概念：1、光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程二、光合色素（在类囊体薄膜上）：提取色素原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中分离色素原理：色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢色素种类：叶绿素a(蓝绿色）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光叶绿素b(黄绿色）色素胡萝卜素（橙黄色）类胡萝卜素主要吸收蓝紫光叶黄素（黄色）三、光合作用的探究历程：略四、叶绿体的功能：叶绿体是进行光合作用的场所。在类囊体的薄膜上分布着具有吸收光能的光合色素，在类囊体的薄膜上和叶绿体的基质中含有许多光合作用所必需的酶。五、光合作用的过程：光反应阶条件光、色素、酶第93页共95页 段场所在类囊体的薄膜上物质变化水的分解：H2O→H++O2NADP++H+NADPHATP的生成：ADP+Pi+光能ATP能量变化光能→ATP中的活跃化学能暗反应阶段条件酶、ATP、NADPH场所叶绿体基质物质变化酶酶CO2的固定：CO2+C5→2C3ATPC3的还原：C3+NADPH→（CH2O）能量变化ATP中的活跃化学能→（CH2O）中的稳定化学能总反应式光能叶绿体CO2+H2OO2+（CH2O）六、影响光合作用的外界因素主要有：1、光照强度：在一定范围内，光合速率随光照强度的增强而加快，超过光饱合点，光合速率反而会下降。2、温度：温度可影响酶的活性。3、二氧化碳浓度：在一定范围内，光合速率随二氧化碳浓度的增加而加快，达到一定程度后，光合速率维持在一定的水平，不再增加。4、水：光合作用的原料之一，缺少时光合速率下降。七、化能合成作用概念：自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但是能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用，叫做化能合成作用，这些细菌也属于自养生物。如：硝化细菌，不能利用光能，但能将土壤中的NH3氧化成HNO2，进而将HNO2氧化成HNO3。硝化细菌能利用这两个化学反应中释放出来的化学能，将CO2和水合成为糖类，这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动.举例：硝化细菌、硫细菌、铁细菌、氢细菌自养型生物：绿色植物、光合细菌、化能合成性细菌异养型生物：动物、人、大多数细菌、真菌第六章细胞的生命历程第一节细胞的增殖第93页共95页 一、限制细胞长大的原因：1细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大（细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就越低）。2核质比（细胞核控制范围）大→cell小。二、细胞增殖细胞增殖的意义：是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础细胞周期：指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。（2）两个阶段：分裂间期：从细胞在一次分裂结束之后到下一次分裂之前，占细胞周期的90-95%分裂期：分为前期、中期、后期、末期(二)植物细胞有丝分裂各期的主要特点：1.分裂间期：分裂间期所占时间长。完成DNA的复制和有关蛋白质的合成，细胞有适度的生长。结果：每个染色体都形成两个姐妹染色单体，呈染色质形态2.前期：染色质丝螺旋缠绕缩短变粗成为染色体、从两极发出纺锤丝形成纺锤体②核膜消失、核仁解体染色体特点：每个染色体都有两条姐妹染色单体3.中期：①每条染色体的着丝粒都排列在赤道板上②染色体的形态和数目最清晰染色体特点：染色体的形态比较固定，数目比较清晰。中期是进行染色体观察及计数的最佳时机。4.后期：①每个着丝粒分裂成两个，姐妹染色单体分开，成为两条染色体。并分别向两极移动。②纺锤丝牵引着染色体分别向细胞的两极移动，染色体数目加倍。5.末期：①染色体变成染色质，纺锤丝消失。出现了新的核膜、核仁。③在赤道板位置出现细胞板，并扩展形成新的细胞壁子细胞：一个细胞分裂成两个子细胞，每个子细胞中含有的染色体数目和亲代细胞相等，分裂后形成的子细胞若继续分裂就进入下一个细胞周期的分裂间期状态参与的细胞器：核糖体，中心体，高尔基体（细胞壁的合成），线粒体三、与植物细胞的有丝分裂的比较，动物细胞有丝分裂的特点动物细胞：1间期—中心粒倍增2前期—两组中心粒周围发出星射线形成纺锤体第93页共95页 3末期—动物细胞分裂末期不形成细胞板，细胞膜从细胞中部内陷，缢裂成两个子细胞相同点：1、都有间期和分裂期。分裂期都有前、中、后、末四个阶段。2、DNA和染色体形态数目变化规律相同五、有丝分裂的意义：将亲代细胞的染色体经过复制以后，精确地平均分配到两个子细胞中去。从而保持生物的亲代和子代之间的遗传的稳定性。六、无丝分裂：特点：在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化。但是有遗传物质的复制和平均分配。例：蛙的红细胞第二节细胞的分化一、细胞的分化（1）概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态，结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，叫做细胞分化。（2）特点：普遍性、持久性、稳定性、不可逆性、遗传物质不变性（3）意义：细胞分化是生物个体发育的基础。使多种生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。（4）原因：细胞中基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息表达情况不同二、细胞全能性:（1）概念：细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。那些没有分化的细胞，如受精卵、动物和人体的早期胚胎细胞、植物体分生区细胞也具有全能性由于体细胞一般是通过有丝分裂增殖而来的，一般已分化的细胞都有一整套和受精卵相同的遗传信息，因此，分化的细胞具有发育成完整新个体的潜能。（2）植物细胞全能性：高度分化的植物细胞仍然具有全能性。特点：①高度分化②基因没改变例如：胡萝卜跟根组织的细胞可以发育成完整的新植株（3）动物细胞全能性：高度特化的动物细胞，动物细胞核仍然保持着全能性。例如：克隆猴中中和华华第93页共95页 （4）全能性大小：受精卵>生殖细胞>体细胞第三节细胞的衰老和凋亡一、细胞的衰老细胞衰老的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、结构和功能发生变化。1、细胞衰老的主要特征：1）在衰老的细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小。2）衰老的细胞内多种酶的活性降低，呼吸速率减慢，新陈代谢减慢。3）细胞内的某些色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递。4）细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。5）细胞膜的通透性功能改变，使物质运输功能降低。个体衰老与细胞衰老的关系2、细胞衰老的原因：自由基学说：自由基攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。还会攻击DNA，可能引起基因突变；攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，导致细胞衰老。端粒学说：每条染色体两端都有一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体，称为端粒。端粒DNA随细胞分裂会缩短，正常基因的DNA序列会受损，使细胞活动趋于异常。对单细胞生物来说，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。对多细胞生物体来说，个体衰老的过程就是组成个体的细胞普遍衰老的过程。细胞衰老是人体内发生的正常生命现象，有利于机体实现自我更新。二、细胞的死亡细胞死亡包括凋亡和坏死等方式，其中凋亡是细胞死亡的一种重要方式。1、细胞凋亡：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以也常常被称为细胞编程性死亡2、意义：细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，也是通过细胞凋亡完成的。完成正常发育，维持内部环境的稳定，抵御外界各种因素的干扰。3、细胞坏死：在种种不利因素影响下，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡第93页共95页 必修2《遗传与进化》核心知识点复习提纲第一章—遗传因子的发现第一节孟德尔的豌豆杂交实验一一、豌豆用作遗传实验材料的优点豌豆花是两性花，在未开放时，进行自花传粉，也叫自交。自花传粉避免了外来花粉的干扰，所以豌豆在自然状态下一般都是纯种，。豌豆植株还具有易于区分的形状。二、一种生物的同一种性状的不同表现类型，叫作相对性状。三、人工异花传粉的过程:a．去雄，先除去未成熟花的全部雄蕊。b．套袋，套上纸袋，以免外来花粉干扰。c．采集花粉。d．传粉，将采集到的花粉涂（撒）在去除雄蕊的雌蕊柱头上。e．套袋，再套上纸袋，防止外来花粉干扰。两朵花之间的传粉过程叫作异花传粉。不同植株的花进行异花传粉时供应花粉的植株叫作父本，接受花粉的植株叫作母本。四、杂交实验1、孟德尔用高茎豌豆与矮茎豌豆作亲本进行杂交(Cross)。无论用高茎豌豆作母本(正交)，还是作父本(反交)，杂交后产生的第一代总是高茎的。用子一代自交，结果在第二代植株中，不仅有高茎，还有矮茎的，数量比接近3：1。2、孟德尔把F1中显现出来的性状，叫作显性性状，如高茎;未显现出来的性状，叫作隐形性状，如矮茎。3、杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象，叫作性状分离。五、对分离现象的解释（1）生物的性状是由遗传因子决定的。这些因子就像一个个独立的颗粒，既不会相互融合，也不会在传递中消失。每个因子决定一种特定的性状，其中决定显性性状的为显现遗传因子，用大写字母(如D)来表示；决定隐性性状的为隐形遗传因子，用小写字母(如d)来表示。第93页共95页 （2）在体细胞中，遗传因子是成对存在的。例如，纯种高茎豌豆的体细胞中有成对的遗传因子DD，纯种矮茎豌豆的体细胞中有成对的遗传因子dd。像这样，遗传因子组成相同的个体叫作纯合子。因为F1自交的后代中出现了隐性性状，所以在F1的体细胞中必然含有隐形遗传因子；而F1表现的是显性性状，因此F1的体细胞中的遗传因子应该是Dd。像这样，遗传因子组成不同的个体叫作杂合子。（3）生物体在形成生殖细胞--配子时，成对的遗传因子分离，分别进入不同的配子中。配子中只含有每对遗传因子的一个。（4）受精时，雌雄配子的结合是随机的。例如，含遗传因子D的配子，既可以与含遗传因子D的配子结合，又可以与含遗传因子d的配子结合。六、对分离现象解释的验证孟德尔巧设计了测交实验对分离现象的解释进行验证，让F1与隐形纯合子杂交。以F1高茎豌豆(Dd)与隐性纯合子矮茎豌豆(dd)杂交为例，孟德尔根据假说，推出测交后代中高茎与矮茎植株的数量比应为1:1。七、分离定律1、内容分离定律:在生物的体细胞中，控制同一性状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。2.适用范围：（1）进行有性生殖的真核生物；（2）一对相对性状的遗传。八、孟德尔的研究方法：假说一演绎法在观察和分析基础上提出问题以后，通过推理和想象提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，推出预测的结果，再通过实验来检验。如果实验结果与预测相符，就可以认为假说是正确的，反之，则可以认为假说是错误的。第二节孟德尔的豌豆杂交实验二一、两对相对性状的杂交实验实验过程P黄色圆粒X绿色皱粒第93页共95页 F1黄色圆粒自交F2黄色圆粒黄色皱粒绿色圆粒绿色皱粒比例：9：3：3：1二、对自由组合现象的解释1、豌豆的粒形和粒色分别受两对遗传因子控制(粒形:R和r；粒色：Y和y)，显性基因对隐性基因有掩盖作用。2、两亲本的遗传因子组成为YYRR、yyrr，分别产生YR和yr各一种配子，F1的遗传因子组成为YyRr，表现为黄色圆粒。3、杂交产生的F1的遗传因子组成是YyRr，在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合。结果：F1产生的雌配子和雄配子各有4种，即YR、Yr、yR、yr，且它们之间的数量比为1:1:1：1。4、受精时，F1的各种雌雄配子结合机会随机。因此有16种结合方式，产生9种遗传因子组合，4种性状及数量比例为9：3：3：1。三、对自由组合现象解释的验证1、方法:测交,即让F1YyRr与隐形纯合子yyrr杂交。2、预测结果：测交后代有4种性状，比例为1：1：1：1。3、实验结果：测交后代有四种性状，比例为1：1：1：1，符合预期设想四、自由组合定律1、发生时间：形成配子时；2、遗传因子间的关系：控制两对性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；3、实质：在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。4、适用范围：进行有性生殖的真核生物两对或两对以上相对性状的遗传。五、孟德尔遗传规律的再发现1、“遗传因子”命名为基因；提出“表现型”和“基因型”：1、表现型（表型）指生物个体表现出来的性状，3、与表现型有关的_基因组成__叫做基因型。2、控制相对性状的基因，叫__等位基因__（D和d）。第93页共95页 三、计算①AaBbCc产生的配子种类数？2×2×2=8种②AaBbCc产生ABC配子的概率？1/2×1/2×1/2=1/8③AaBbCc与AaBbCC杂交过程中，配子间的结合方式有多少种？3×3×2=18④AaBbCc×AaBBCc后代中AaBBcc出现的概率？1/2×1/2×1/4=1/16第二章基因和染色体的关系第一节：减数分裂和受精作用一、减数分裂的概念减数分裂是进行有性生殖的生物，在产生成熟生殖细胞时进行的染色体数目的细胞分裂。在减数分裂前，染色体复制一次，而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次。减数分裂的结果是，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。二、精子的形成过程1、场所：有性生殖器官内。人和其他哺乳动物的精子是在睾丸中的曲细精管内形成的。2、细胞的变化在减数分裂前，每个精原细胞的染色体复制一次，而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次，最后形成四个精细胞。这两次分裂分别叫做减数分裂I（也叫减数第一次分裂）和减数分裂II（也叫第二次分裂）。精细胞再经过变形，就形成了成熟的雄性生殖细胞-----精子。间期：一部分精原细胞的体积增大，染色体复制成为初级精母细胞。复制后的每条染色体都由两条完全相同的姐妹染色单体构成，这两条姐妹染色单体由同一个着丝粒连接，此时的染色体呈染色质丝的状态。减数分裂I前期：初级精母细胞中原来分散的染色体缩短变粗，并两两配对。配对的两条染色体形态和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方，叫做同源染色体。在减数分裂过程中，同源染色体两两配对的现象叫做联会。由于每条染色体都含有两条姐妹染色单体，因此，联会后的每对同源染色体含有四条姐妹染色单体，叫做四分体。四分体中的非姐妹染色，单体之间经常发生缠绕，并交换相应的片段。减数分裂I中期：各对同源染色体排列在细胞中央的赤道板两侧，每条染色体的着丝粒都附着在纺锤丝上。减数分裂I后期：在纺锤丝的牵引下，配对的同源染色体彼此分离，非同源染色体自由组，第93页共95页 分别向细胞的两极移动，。这样，细胞的每极只得到各对同源染色体的一条。减数分裂I末期：在两组染色体到达到达细胞的两极后，一个初级精母细胞就分裂成了两个次级精母细胞。减数分裂I与减数分裂II间通常没有间期，或间期时间很短，染色体不再复制。减数分裂II前期：染色体散乱排列减数分裂II中期：每条染色体的着丝粒排列在赤道板上。减数分裂II后期：每条染色体的着丝粒分裂，两条姐妹染色单体随之分开，成为两条染色体。在纺锤丝的牵引下，这两条染色体分别向细胞的两极移动。减数分裂II末期：染色体随着细胞的分裂进入两个子细胞。这样，在减数分裂I中形成了两个次级精母细胞，经过减数分裂II，就形成了四个精细胞。与初级精母细胞相比，每个精子中都含有数目减半的染色体。在分裂过程中，由于同源染色体分离，并分别进入两个子细胞，使得每个次级精母细胞只得到初级精母细胞中染色体总数的一半。因此，减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数分裂I。减数分裂后，精细胞要经过复杂的变形才能成为精子。二、卵细胞的形成过程(1)场所：卵巢(2)形成过程：①卵细胞的形成过程与精子的基本相同，在减数第一次分裂前的间期，卵原细胞增大，染色体复制，卵原细胞成为初级卵母细胞。然后，初级卵母细胞经过减数分裂I和减数分裂II，形成卵细胞。②卵细胞与精子形成过程的主要区别是：初级卵母细胞经过减数分裂I进行不均等分裂，形成大小不同的两个细胞，大的叫次级卵母细胞，小的叫作第一极体。③次级卵母细胞经过减数分裂II也进行不均等分裂，形成一个大的卵细胞和一个小的第二极体。在减数分裂I形成的第一极体又分裂为两个第二极体。(3)结果：一个初级卵母细胞经过减数分裂，形成一个卵细胞和三个极体。卵细胞和极体都含有数目减半的染色体。不久，极体都退化消失，结果是一个卵原细胞经过减数分裂，只形成一个卵细胞。与精子的形成不同，卵细胞的形成不需要变形。三、受精作用1．概念：精子和卵细胞相互识别、融合成为受精卵的过程。第93页共95页 2．过程：精子的头部进入卵细胞，尾部留在外面。与此同时，卵细胞的细胞膜会发生复杂的生理反应，以阻止其他精子进入。精子的头部进入卵细胞不久，精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起。3．结果：受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，保证了物种染色体数目的稳定，其中一半的染色体来自_父方_，另一半来自_母方_。4．意义：(1)保证了生物前后代染色体数目的恒定，维持了生物遗传特性稳定性。(2)同一双亲的后代必然呈现多样性。这种多样性有利于生物适应多变的自然环境，有利于生物在_自然选择__中进化，体现了有性生殖的优越性。5．有性生殖后代多样性原因(1)配子的多样性：减数分裂Ⅰ前期非姐妹染色单体之间的交叉互换；减数分裂Ⅰ后期非同源染色体之间的自由组合_。(2)受精时精子和卵细胞的结合具有随机性。第二节基因在染色体上一、萨顿的假说1.实验发现：蝗虫精子与卵细胞的形成过程中，等位基因的分离与减数分裂中同源染色体的分离极为相似；2.推论： 基因的行为染色体的行为杂交过程中保持：完整性和独立性也有：相对稳定的形态结构_______________________体细胞中存在形式_成对_存在___成对___存在在配子中只有成对基因中的_一个_只有成对染色体中的_一条_体细胞中的来源成对中的基因一个来自　父方　一个来自_母方_同源染色体一条来自_父方__一条来自_母方__形成配子时组合方式非等位基因：__自由组合_____非同源染色体_自由组合______________推测：基因和染色体行为存在着明显的__平行_关系推论：基因在_染色体_上第93页共95页 3.科学研究方法——类比推理二、基因位于染色体上的实验证据⒈实验者：_摩尔根__。⒉实验材料：__果蝇___。果蝇特点：相对性状多而且明显、_易饲养__、_繁殖快、染色体少易观察。2.实验现象解释的验证方法：__测交_____。遗传图解：实验结果：子一代雌果蝇全为红眼，雄果蝇全为白眼，验证了控制果蝇红眼与白眼的基因位于X染色体上⒍实验结论：控制果蝇眼色的基因在_X__上，基因在__染色体___上。⒎摩尔根的研究方法：_假说-演绎法__。８.发展：一条染色体上有__多个基因，基因在染色体上呈_线性__排列。三、孟德尔遗传规律的现代解释细胞遗传学的研究结果表明，一对遗传因子就是位于一对同源染色体上的_等位基因，不同对的遗传因子就是位于_非同源染色体上的非等位基因___。⒈基因的分离定律(1)发生时间：_减数第一次分裂后期___。(2)描述对象：_同源_染色体上的_等位__基因。(3)实质：__等位基因随_同源染色体__的分开而_分离___。⒉基因的自由组合定律(1)发生时间：__减数第一次分裂后期___。(2)描述对象：_非同源染色体上的__非等位基因。(3)实质：_非同源染色体__上的_非等位基因__随__非同源染色体__的自由组合而__组合。第三节伴性遗传一、伴性遗传1、概念：基因位于性染色体上，遗传上总是和性别相关联，这种现象叫做伴性遗传。2、伴X染色体隐性遗传（如红绿色盲）的特点有：第93页共95页 ①男患者_多于女患者。②交叉遗传：男性红绿色盲基因只能从母亲那里传来，以后只能传给女儿。女性色盲患者的父亲和儿子均有病。③一般为隔代遗传：第一代和第三代有病，第二代一般为色盲基因携带者。3、伴X染色体显性遗传抗（维生素D佝偻病）特点：①女性_多于_男性；但部分女患者病症较轻。②世代延续性；③男患者的_母亲和女儿__一定是患病。4、伴Y遗传（1）基因位置：致病基因在Y染色体上，在X上无等位基因，无显隐性之分。患者患者基因型：XYM。（2）遗传特点：患者均为男性，且“父子，子孙”。二、鸡性别决定的其他方式ZW型雌性：（异型）ZW，雄性：（同型）ZZ。三遗传系谱图中遗传病、遗传方式的判断方法第一步：判断是否为伴Y遗传。第二步：判断是显性遗传病还是隐性遗传病：无中生有为隐性，有中生无为显性。第三步：判断是常染色体遗传还是伴X遗传。隐性遗传看女病，父子患病为伴性，父子有正非伴性（伴X）。显性遗传看男病，母女患病为伴性，母女有正非伴性（伴X）。二、两种遗传病的概率计算方法当两种遗传病之间具有“自由组合”关系时，若已知患甲病的概率为m，患乙病的概率为n，则各种患病情况如下表：序号类型计算公式①不患甲病的概率1－m②不患乙病的概率1－n③只患甲病的概率m(1－n)④只患乙病的概率n(1－m)⑤同患两种病的概率mn第93页共95页 ⑥只患一种病的概率m＋n－2mn或m(1－n)＋n(1－m)⑦患病概率m＋n－mn或1－不患病概率⑧不患病概率(1－m)(1－n)第三章基因的本质第一节：DNA是主要的遗传物质一、肺炎链球菌的转化实验1.格里菲思实验(肺炎链球菌体内转化实验)(1)两种肺炎链球菌比较比较有无荚膜有无致病性菌落S型细菌有有光滑R型细菌无无粗糙(2)实验过程及现象①　R型活细菌小鼠体内小鼠不死亡②S型活细菌小鼠体内小鼠死亡,小鼠体内有分离出　S型活细菌　  ③加热杀死的S型细菌小鼠体内小鼠　不死亡　④将R型活细菌与加热杀死的S型细菌小鼠体内小鼠死亡，小鼠体内分离出　S型活细菌(3)结论：加热杀死的S型细菌中，含有某种转化因子。2.艾弗里的实验(肺炎双球菌体外转化实验)（1）实验过程及现象:第一组：R型细菌的培养基+S型细菌的细胞提取物培养基含R型细菌和S型细菌。第二-四组：有R型细菌的培养基+S型细菌的细胞提取物（加蛋白酶或RNA酶或酯酶）培养基含R型细菌和S型细菌。第五组：有R型细菌的培养基+S型细菌的细胞提取物（加DNA酶）培养基只含第93页共95页 R型细菌实验结论:DNA是使R型细菌产生稳定的遗传变化的物质科学方法：自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”二、噬菌体侵染细菌的实验——蔡斯、赫尔希T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部含有DNA。T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后,大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体。1、实验方法：同位素标记技术2、实验过程(1)标记大肠杆菌(2)标记T2噬菌(3)已标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌搅拌的目的是：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离分离。离心的目的是：让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。（4）实验结果：含35S的噬菌体+大肠杆菌上清液放射性高，沉淀物放射性低。含32P的噬菌体+大肠杆菌上清液放射性低　，沉淀物放射性　高　。（5）实验结论：DNA是遗传物质。三、某些病毒的RNA是遗传物质，（烟草花叶病毒、HIV、新冠病毒）四、因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。第二节DNA分子的结构DNA的双螺旋结构特点：(1)DNA是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。(2)DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架;碱基排列在内侧。1(3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律:A一定与T配对;C一定与G配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则。第三节DNA复制一、DNA复制的过程第93页共95页 （1）概念：以亲代DNA两条链为模板合成子代DNA的过程。（2）时期：在细胞分裂间期，随着染色体的复制而完成的。（3）过程：①解旋：在细胞提供的能量的驱动下，解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开，这个过程叫作解旋。②复制：DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板，以细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料，按碱基互补配对原则，各自合成与母链互补的一条子链。③延伸及重新螺旋：随着模板链解旋过程的进行,新合成的子链不断延伸，同时，每条新合成的子链与对应的母链盘绕为双螺旋结构。④结果：复制结束后，一个DNA分子就形成了两个相同的DNA分子。新复制的两个子代DNA分子通过细胞分裂分配到子细胞中。（1）DNA复制需要的基本条件：①模板：DNA两条链②酶：解旋酶、DNA聚合酶③原料：游离的4种脱氧核苷酸④能量：ATP。（2）特点：①半保留复制；②边解旋边复制。一、DNA复制的意义将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，从而保持了遗传信息的连续性第四节：基因通常是有遗传效应的DNA片段1.一个DNA分子上有多个基因,每个基因都是　特定的DNA片段,有着特定的遗传效应。 2．DNA片段中的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中，碱基排列顺序千变万化,构成了DNA分子的多样性，而碱基的特定的排列顺序,又构成了每个DNA分子的特异性性；DNA的多样性和特异性是生物体多样性的物质基础。基因通常是有遗传效应的DNA片段。有些病毒的遗传物质是RNA，对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。注意：一个DNA分子中由n对碱基组成，则碱基排列顺序4n种，排列遗传信息的种类最多有4n种。第四章基因的表达第一节：基因指导蛋白质的合成一、转录的概念：RNA是在细胞核中，通过__RNA聚合酶_以DNA一条链为模板合成的，这一过程叫作转录。（1）场所：主要在细胞核（2）时间：整个生命历程第93页共95页 （3）基本条件：①模板：基因的一条链②原料：4种游离的核糖核苷酸③能量：ATP④酶：RNA聚合酶（4）配对原则：碱基互补配对原则：A-U、T-A、C-G、G-C（5）产物：RNA（RNA通过核孔释放到细胞质）（6）遗传信息流动方向：DNA→RNA（7）特点：边解旋边转录二、遗传信息的翻译1.翻译的概念：游离在细胞质中的氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫作翻译。2.密码子：（1）密码子的概念：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个密码子。（2）密码子的特点:①专一性:一种密码子只决定一种氨基酸（除终止密码子外）；②简并性:一种氨基酸可对应_一种或多种_密码子；③__通用性_:地球上几乎所有生物都共用一套密码子。3.tRNA和反密码子（1）tRNA：其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的碱基。tRNA中含有氢键。（2）反密码子：tRNA上能够与mRNA上密码子互补配对的3个碱基。（3）决定氨基酸的密码子有61或62种，所以tRNA有_61或62_种，反密码子也有_61或62_种。（4）一种tRNA只能识别并转运_一种_氨基酸，但一种氨基酸可由_一至多种tRNA携带。4.翻译（1）场所：核糖体（2）时间：整个生命历程（3）基本条件：①模板：mRNA②原料：21种氨基酸.第93页共95页 ③能量：ATP④酶：翻译需要的酶.⑤转运工具：tRNA（4）配对方式：mRNA和tRNA配对（A-U,G-C,C-G,U-A）.（5）产物：蛋白质（肽链）.（6）遗传信息流动方向：mRNA→蛋白质.（7）翻译的过程：①：mRNA进入细胞质，与核糖体结合。携带甲硫氨酸的tRNA，通过与碱基AUG互补配对，进入位点1。②：携带某个氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2。③：甲硫氨酸与这个氨基酸形成肽键，从而转移到位点2的tRNA上。④：核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子。原位点1的tRNA离开核糖体，原位点2的tRNA进入位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。就这样，随着核糖体的移动，tRNA以上述方式将携带的氨基酸输送过来，以合成肽链。直至核糖体遇到mRNA的终止密码子，合成才告终止。（8）特点：真核生物：先转录后翻译.原核生物：转录翻译同时三、中心法则内容：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译（基因表达）。少数生物的遗传信息可以从RNA流向RNA以及从RNA流向蛋白质。①DNA复制，②转录，③RNA复制，④翻译，⑤逆转录。3.在遗传信息的流动过程中，DNA是信息的载体，蛋白质是信息的表达产物，而ATP为信息的流动提供能量，生命是物质、能量和信息的统一体。第二节：基因表达与性状的关系1.基因控制性状的途径：第93页共95页 （1）基因间接控制性状：基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。（2）基因直接控制性状：基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状。二、基因的选择性表达与细胞分化1．同一生物体中不同类型的细胞，基因都是相同的，而形态、结构和功能却各不相同。2.在不同类型的细胞中，表达的基因可以分为两类：一类是在所有细胞中都表达的基因；另一类是某类细胞中特异性表达的基因。3．细胞分化的本质就是基因的选择性。基因的选择性表达与基因表达的调控有关。4.细胞分化的表现①分子水平：mRNA、蛋白质种类数量等不同。②细胞器水平：细胞器种类和数量有较大差异。③细胞水平：细胞形态、结构、功能发生改变。三、表观遗传1.表观遗传的概念：生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。四、基因与性状的关系1.基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系，一个性状可以受到多个基因的影响。2.一个基因可以影响多个性状。3.生物体的性状也不完全是由基因决定，环境对性状也有着重要的影响。4.基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。第五章基因突变及其他变异第1节基因突变和基因重组一、基因突变的实例1、镰状细胞贫血（1）症状：红细胞是弯曲的镰刀状。（2）原因：组成血红蛋白分子的肽链上，发生了氨基酸的替换。第93页共95页 2、基因突变的概念：DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫做基因突变。3、基因突变对后代的影响：①基因突变若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代。②若发生在体细胞中，一般不能遗传。但有些植物体的体细胞发生了基因突变，可以通过无性生殖遗传。二、细胞的癌变1、细胞癌变的机理（1）、原癌基因：一般来说，原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必须的，这类基因一旦突变或过量表达而导致相应蛋白质活性过强，就可能引起细胞癌变。（2）、抑癌基因：抑癌基因表达的蛋白质能抑制细胞的的生长和增殖，或者促进细胞凋亡，这类基因一旦突变而导致相应蛋白质活性减弱或失去活性，也可能引起细胞癌变。2、癌细胞的特征：能够无限增殖，形态结构发生显著变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞之间的粘着性降低，容易在体内分散和转移等。三、基因突变的原因1、原因：（1）外因：物理因素、化学因素和生物因素（2）内因：DNA复制偶尔发生错误2、特点：普遍性、随机性、不定向性、低频性、多害少利性。四、基因突变的意义：基因突变是产生新基因的途径。基因突变是生物变异的根本来源，为生物进化提供了丰富的原材料。五、基因重组1、类型：（1）减数分裂I后期：非同源染色体上的非等位基因自由组合。（2）减数分裂I前期（四分体时期）：位于同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体之间的互换而发生交换而导致基因重组。2、概念：基因重组就是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。3、意义：基因重组也是生物变异的来源之一，对生物进化有重要意义。第2节染色体变异染色体变异概念：生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为染色体变异。第93页共95页 一、染色体数目的变异1、染色体数目的变异可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少；另一类是以细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少。2、二倍体和多倍体（1）染色体组：在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说含有两套非同源染色体，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。（2）二倍体概念：体细胞中含有两个染色体组的个体叫作二倍体。实例：几乎全部动物和过半数的高等植物。（3）多倍体概念：体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体，统称为多倍体。实例：在植物中很常见，在动物中极少见。如：三倍体无籽西瓜、四倍体番茄。多倍体植株优点：多倍体植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。（4）人工诱导多倍体①方法：低温处理、用秋水仙素诱发等。②秋水仙素处理对象：萌发的种子或幼苗。③秋水仙素作用原理：秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。3、单倍体（1）概念：体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体，叫作单倍体。（2）特点：与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育。（3）应用：利用单倍体植株培育新品种。（4）优点：能明显缩短育种年限。二、染色体的结构变异1、类型：（1）缺失：染色体的某一片段缺失引起的变异。（2）重复：染色体中增加某一片段引起变异。（3）易位：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异。（4）倒位：染色体的某一片段位置颠倒也可引起变异。2、结果：使排列在染色体上的基因数目或排列顺序发生改变，导致性状的变异。3、实例：如猫叫综合征，是由于人的5号染色体部分缺失引起的遗传病。第93页共95页 第3节人类遗传病一、人类常见遗传病类型1、人类遗传病：通常是指由遗传物质改变而引起的人类疾病。2、类型（1）单基因遗传病：指受一对等位基因控制的遗传病。如：多指、并指。软骨发育不全、镰状细胞贫血、白化病、苯丙酮尿症等。（2）多基因遗传病：指受两对或两对以上等位基因控制的遗传病。如：原发性高血压、冠心病、哮喘和青少年型糖尿病。（3）染色体异常遗传病：指由染色体变异引起的遗传病。如：唐氏综合征（又称21三体综合征）、猫叫综合征。二、遗传病的检测和预防1、预防措施：通过遗传咨询和产前诊断等手段，对遗传病进行检测和预防。2、产前诊断：指在胎儿出生前，医生用专门的检测手段，如羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查以及基因检测等确定胎儿是否患有某种遗传病或先天性疾病。3、基因检测：是指通过检测人体细胞中的DNA序列，以了解人体的基本状况。4、基因治疗：指用正常基因取代或修补患者细胞中有缺陷的基因，从而达到治疗疾病的目的。第六章生物的进化第1节生物有共同祖先的证据1.达尔文的生物进化论主要由两大学说组成：共同由来学说和自然选择学说。一、地层中陈列的证据化石1.化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。2.生物是由原始的共同祖先经过漫长的地质年代逐渐进化而来的。3.生物的进化顺序是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生。二、当今生物体上进化的印迹其他方面的证据研究表明，不同生物体在比较解剖学、胚胎学以及细胞和分子水平等方面都有很多相似之处，也可以作为生物进化的佐证。第2节自然选择与适应的形成第93页共95页 一、适应的普遍性和相对性1、适应的含义：一是指生物的形态结构适合于完成一定的功能，二是指生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定的环境中生存和繁殖。2、适应的特点：普遍性和相对性。二、适应是自然选择的结果（一）、拉马克的进化学说内容1、当今所有的生物都是由更古老的生物进化而来，各种生物的适应性特征并不是自古以来就是如此的，而是在进化过程中逐渐形成的。2、适应的形成是都是由于用尽废退和获得性遗传。（二）、达尔文的自然选择学说1、达尔文提出的自然选择学说对生物的进化和适应的形成作出了合理解释。他认为适应的来源是可遗传的变异，适应是自然选择的结果。2、自然选择学说的主要内容：（1）过度繁殖：选择的基础（2）生存斗争：生物进化的动力和选择手段（3）遗传和变异：生物进化的内因（4）适者生存：自然选择的结果3、自然选择学说的贡献：使生物学第一次摆脱了神学的束缚，步入了科学的轨道。揭示了生物界的统一性是由于所有的生物都有共同的祖先，而生物的多样性和适应性是进化的结果。4.自然选择学说的不足：对于遗传和变异的认识还局限于性状水平，不能科学地解释遗传和变异的本质。第3节种群基因组成的变化与物种的形成一、种群基因组成的变化（一）、种群和种群基因库1、种群的概念：生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫做种群。2、基因库的概念：一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库。3、基因频率的概念：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值，叫做基因频率。（二）、种群基因频率的变化1、基因突变产生新的等位基因，这就可以使种群基因频率发生变化。第93页共95页 2、可遗传的变异提供了生物进化的原材料。3、可遗传的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异。其中，基因突变和染色体变异统称为突变。4、可遗传变异的特点：突变和重组都是随机的、不定向的。（三）、自然选择对种群基因频率变化的影响在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。一、隔离在物种形成中的作用（一）、物种的概念：能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种。（二）、隔离及其在物种形成中的作用1、隔离的类型：地理隔离和生殖隔离。2、生殖隔离：不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育后代，这种现象叫作生殖隔离3、地理隔离：同种生物由于地理障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象，叫作地理隔离。4、隔离:不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象，称为隔离。5、新物种形成的标志：产生了生殖隔离。6、新物种形成的过程：同一物种→地理隔离→自然选择→生殖隔离→不同物种7、隔离是物种形成的必要条件。第4节协同进化与生物多样性的形成一、协同进化协同进化的概念：不同物种之间、生物与环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是协同进化。二、生物多样性的形成1、生物多样性的层次：遗传多样性（基因多样性）、物种多样性和生态系统多样性。2、研究生物进化历程的主要依据：化石。三、生物进化理论在发展1、现代生物进化理论的核心：自然选择学说。2、现代生物进化理论的主要内容：、适应是自然选择的结果；种群是生物进化的基本单位；第93页共95页 基因突变和基因重组提供进化的原材料，自然选择导致种群基因频率的定向改变，进而通过隔离形成新物种；生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程；生物多样性是协同进化的结果。3、生物进化理论在发展（1）有学者的研究表明，大量的基因突变是中性的。决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择。有人提出物种形成并不都是渐变的过程，而是物种长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。选择性必修1《稳态与调节》核心知识点复习提纲第1章人体的内环境与稳态第1节细胞生活的环境1.体液：细胞内液(存在于细胞内，约占2/3)细胞外液(存在于细胞外，约占1/3)，主要由血浆、组织液和淋巴组成。2.内环境（1）体液各组成之间的关系注：血浆是血液的液体部分，血液包括血浆和血细胞两部分(血浆≠血液)细胞内液组织液淋巴血浆细胞内液组织液血浆淋巴（2）内环境的概念：由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。血浆、组织液和淋巴通过动态的有机联系，共同构成机体内细胞生活的直接环境。第93页共95页 （3）人体内不同细胞所处的内环境不同。如：细胞名称所处的内环境细胞名称所处的内环境大多数组织细胞组织液血细胞血浆毛细血管壁细胞血浆和组织液淋巴细胞和吞噬细胞淋巴或血浆毛细淋巴管壁细胞淋巴和组织液（4）特别提醒①人的呼吸道、肺泡腔、消化道、膀胱、泪腺、汗腺等孔道中与外界相通的液体应算作外部环境，因而汗液、泪液、尿液、消化液等虽在体内，但不属于内环境，也不是体液。②内环境是针对多细胞生物而言的，单细胞生物可直接与外界环境进行物质交换。3.细胞外液的成分(内环境的成分)（1）组织液、淋巴的成分和含量与血浆相近，但又不完全相同，最主要的差别在于血浆中含有较多的蛋白质。内环境的三种主要组成中组织液和淋巴的成分最相近。（2）属于内环境成分的物质正常情况下，组织液、血浆和淋巴中存在的物质就属于内环境成分，包括：①消化或呼吸系统吸收的物质：O2、水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、甘油、脂肪、血浆蛋白②代谢废物：如水、CO2、尿素、尿酸、氨等。③细胞合成的分泌物：如激素、抗体、淋巴因子、神经递质、组织胺、纤维蛋白原等。（3）不属于内环境成分的物质①存在于细胞内或细胞膜上的物质：如血红蛋白、呼吸酶、聚合酶、解旋酶、受体、载体等。②分泌到人体外界环境的物质：如消化酶、尿液、泪液、汗液、体腔液等。③存在于消化道中的食物、不能被吸收的物质：如纤维素、麦芽糖。4.细胞外液的理化性质——三个主要方面：渗透压、酸碱度和温度。（1）渗透压①概念：溶液中溶质微粒对水的吸引力②渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目③血浆渗透压的大小主要与无机盐和蛋白质的含量有关④细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-（细胞内液渗透压来源于K+）0.9%的NaCl（生理盐水）是血浆的等渗溶液。第93页共95页 减少下降增多升高增加⑤组织水肿原因分析：组织液浓度升高或血浆、细胞内液浓度降低引起组织水肿。（2）酸碱度①正常人的血浆近中性，pH为7.35～7.45。②血浆pH之所以能保持相对稳定，与它含有的HCO3－、HPO42－等离子有关。③调节血浆pH的物质：缓冲物质，如H2CO3/NaHCO3(主要)、NaH2PO4/Na2HPO4等。（3）温度：人体细胞外液的温度一般维持在37℃左右。人体内酶的最适温度为37℃左右。5.内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。（1）体内细胞可以直接与内环境进行物质交换：不断获取进行生命活动所需要的物质，同时又不断排出代谢产生的废物。（2）内环境与外界环境的物质交换过程，需要体内各个器官、系统的参与，同时，细胞和内环境之间也相互影响、相互作用的。（3）内环境与体内各器官、系统的联系①直接与物质交换有关的系统有消化系统、呼吸系统、循环系统和泌尿系统，器官有小肠、肺、肾、皮肤。②营养物质→消化系统→循环系统→内环境→组织细胞内环境→循环系统→泌尿系统和皮肤。③O2→呼吸系统→循环系统→内环境→组织细胞内环境→循环系统→呼吸系统。④静脉注射时，药物直接进入血浆；肌肉注射时，药物直接进入组织液。（4）葡萄糖与O2进入组织细胞被利用穿膜层数分析葡萄糖至少穿过7层膜，O2至少穿过11层膜注：肺泡壁、毛细血管壁、毛细淋巴管壁、小肠黏膜上皮都是由单层细胞构成。第2节内环境的稳态1.内环境稳态的影响因素：外界环境因素、体内细胞代谢活动。随着外界环境因素的变化和体内细胞代谢活动的进行，内环境的各种化学成分和理化性质在不断发生变化。2.内环境的稳态（1）含义：正常机体通过调节作用，使各个器官、系统协调活动，共同维持内环境的相对稳定第93页共95页 （2）实质：健康人的内环境的每一种化学成分和理化性质都处于动态平衡中。3.对稳态调节机制的认识（1）维持稳态的基础：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。直接参与稳态维持的系统有消化系统、呼吸系统、循环系统和泌尿系统。（2）机体维持稳态的主要调节机制法国生理学家——内环境的恒定主要依助于神经系统的调节美国生理学家坎农——内环境的稳态是在神经系统和体液调节的共同作用下，通过机体各器官系统的分工合作，协调统一而实现的现代观点：神经—体液—免疫调节网络。（3）人体维持稳态的调节能力是有一定限度的。当外界环境的变化过于剧烈，或人体自身的调节功能出现障碍时，内环境的稳态就会遭到破坏，导致细胞代谢紊乱，疾病发生。4.内环境稳态的重要意义：内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。a.正常的血氧水平和血糖含量是供给机体所需能量的重要保障b.适宜的温度和PH是酶发挥催化作用的基本条件c.渗透压是维持组织细胞结构与功能的重要因素第2章神经调节第1节神经调节的结构基础第93页共95页 1、神经系统的基本结构2、外周神经系统①脑神经和脊神经中都有支配内脏器官的神经。②传入神经和传出神经：外周神经系统都含有支配躯体运动的神经（躯体运动神经）和支配内脏器官的神经（内脏运动神经）。③自主神经系统:支配内脏、血管和腺体的传出神经，它们的活动不受意识支配，称为自主神经系统。由交感神经和副交感神经两部分组成。人体兴奋时，交感神经活动占优势；表现为心跳加快，支气管扩张，胃肠蠕动和消化腺的分泌活动减弱；人体安静时，副交感神经活动占优势；表现为心跳减慢，支气管收缩，胃肠蠕动和消化腺的分泌活动增强。交感神经和副交感神经对同一器官的作用通常是相反的。可以使机体对外界刺激作出更精确的反应，使机体更好地适应环境的变化。树突细胞体轴突神经纤维3、组成神经系统的细胞及其结构第93页共95页 神经元结构示意图神经胶质细胞数量是神经元数量的10-50倍神经纤维=轴突+髓鞘神经=许多神经纤维集结成束+包膜第2节神经调节的基本方式1.神经调节的基本方式——反射①概念：指在中枢神经系统参与下，动物体或人体对内外环境变化做出的规律性应答。②类型非条件反射条件反射形成时间生来就有后天通过学习和训练形成，可建立可消退刺激非条件刺激(直接刺激)条件刺激(信号刺激)数量有限几乎无限神经中枢大脑皮层以下中枢大脑皮层举例①缩手反射、②膝跳反射、③谈虎色变、④眨眼反射、⑤吮吸反射、⑥吃食物时分泌唾液、⑦望(谈)梅止渴、⑧排尿反射、⑨小狗听到铃声分泌唾液①②④⑤⑥⑧③⑦⑨联系1、非条件反射是条件反射建立的基础；非条件反射可转化为条件反射；2、条件反射建立后要维持下去，还需要非条件刺激的强化；如果反复应用条件刺激而不给予非条件刺激，条件反射就会逐渐减弱，甚至消退；3、条件反射的消退不是条件反射的简单丧失，而是中枢把原来引起兴奋性效应的信号转变为产生抑制性效应的信号；4、条件反射使机体具有更强的预见性，灵活性和适应性，大大提高了动物应对复杂环境变化的能力。2.反射的结构基础——反射弧突触传入神经★传入、传出神经的判断：a.有神经节的是传入神经。b.小入大出：与较小一边相连的是传入神经，与较大一边相连的是传出神经。第93页共95页 感受器神经中枢效应器传出神经感受器是传入神经末梢（感觉神经末梢）的特殊结构，功能是接收内、外界刺激，并产生兴奋。效应器指传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等，功能是对内外界刺激作出相应的应答。兴奋：指动物体或人体内的某些细胞或组织(如神经组织)感受外界刺激后，由相对静止状态变为显著活跃状态的过程注意：（1）反射弧中任一环节被破坏，反射都不能发生，反射必须有完整的反射弧反射发生的条件：a.适宜强度的刺激；b.反射弧结构和功能保持完整性。兴奋在反射弧中的传导方向是单向的：起点是感受器，终点是效应器。（2）感受器、传入神经、神经中枢任一受损，无感觉无效应（动作）。（3）传出神经、效应器任一受损，有感觉无效应（动作）。（4）感觉产生的部位是大脑皮层。感觉的产生没有经过完整的反射弧（传出神经与效应器不参与），所以不属于反射。思考：a.直接刺激反射弧中的传出神经，也会引起效应器发生相应的反应，这是不是反射？不是。b.橡皮锤叩击膝盖下面的韧带，有感觉但没反应，原因是传出神经或效应器受损第3节神经冲动的产生和传导第93页共95页 注：由于钠钾泵的保钾排钠，使神经细胞膜的膜内K＋浓度高，膜外Na＋浓度高一.兴奋在神经纤维上的传导6.神经纤维上膜电位变化曲线解读①a点之前——静息电位：膜电位表现为内负外正，K＋外流(方式：协助扩散)。②ac段——动作电位的形成：受刺激后，Na＋迅速大量内流(方式：协助扩散)，导致膜电位迅速逆转，由内负外正变为内正外负。c点为动作电位的峰值。③cd段——静息电位的恢复：K＋迅速大量外流(方式：协助扩散)，导致膜电位由内正外负变为内负外正。④de段——恢复初静息水平：静息电位恢复后，Na＋-K＋泵吸K＋排Na＋(方式：主动运输)二.兴奋在神经元之间的传递（1）结构基础——突触①结构：突触是由突触前膜、突出间隙和突触后膜三部分构成的。结构模式图如下：轴突线粒体能量突触小泡神经递质胞吐突触前膜突触小体突出间隙组织突触后膜细胞体树突突触小体第93页共95页 突触前膜和突触后膜的判断：内侧有突触小泡的是突触前膜，没有的是突触后膜。②类型：轴突—细胞体型(表示为：)、轴突—树突型(表示为：）。关于神经递质：位于突触前膜内侧的突触小泡中；分为兴奋性递质和抑制性递质；化学成分种类较多，主要有乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素、5-羟色胺、氨基酸类等；作用是引起下一个神经元兴奋或抑制；去向——被迅速分解而灭活或被移走或被回收。（2）兴奋的传递过程：神经冲动→轴突末梢→突触前膜内侧的突触小泡释放神经递质(方式：胞吐)→神经递质扩散通过突出间隙→神经递质与突触后膜上的特异性受体(化学本质：糖蛋白)结合→引起下一个神经元兴奋或抑制。突触上信号转化：电信号→化学信号→电信号；突触前膜上信号转化：电信号→化学信号；突触后膜上信号转化：化学信号→电信号。（3）传递特点①方向：单向传递，速度慢。Na或Cl离子通道蛋白②原因：神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜的特异性受体上。突触延搁:兴奋在突触处的传递比在神经纤维上的传导要慢，突触数量的多少决定着该反射所需时间的长短。抑制性突触后电位的产生机制：突触前神经元轴突末梢兴奋，突触小泡释放抑制性递质，抑制性递质与后膜受体结合后，Cl－内流，维持外正内负，突触后膜更难以兴奋。注意：兴奋剂和毒品大多是通过突触起作用的作用机制：a.促进神经递质的合成和释放速率；b.干扰神经递质与受体的结合；c.影响分解神经递质的酶的活性。（4）在神经元之间电流计指针偏转问题分析①刺激b点：兴奋先到达a点，后到达d点。指针偏转2次，方向先左偏后右偏。②刺激c点：兴奋只能到达d点，不能到达a点。指针偏转1次，方向右偏。注：图中突触上兴奋传递方向：从左向右。第4节神经系统的分级调节一、神经系统对躯体运动的分级调节第93页共95页 1.中枢神经系统包括脑和脊髓，其中存在着控制同一生理活动的中枢。如眨眼反射、膝跳反射、缩手反射的中枢位于脊髓，但也受大脑的调节。2.大脑的表面覆盖着主要由神经元胞体及其树突构成的大脑皮层；人的大脑有丰富的沟回；大脑通过脑干与脊髓相连，大脑发出的指令，可通过脑干传到脊髓。3.大脑皮层的第一运动区位于大脑的中央前回，与躯体运动的功能密切相关。（1）大脑皮层代表区的位置与躯体各部分关系是倒置的(头面部是正向的）；（2）大脑皮层中代表区范围大小与躯体运动的精细程度相关；（3）交叉性控制（但不是绝对的），一侧皮层主要支配对侧躯体。4.躯体的运动受大脑皮层以及脑干、脊髓等的共同控制，脊髓是机体运动的低级中枢，大脑皮层是最高级中枢，脑干等连接低级中枢和高级中枢。二、神经系统对内脏活动的分级调节1.在中枢神经系统的不同部位存在着调节内脏活动的中枢，也是通过反射进行调节。2.排尿反射：中枢在脊髓，脊髓对膀胱扩大和缩小的控制是由自主神经系统支配的：交感神经兴奋，不会导致膀胱缩小，利于储尿；副交感神经兴奋，会使膀胱缩小，利于排尿。人能有意识地控制排尿，是因为大脑皮层对脊髓进行着调控；尿意在大脑皮层的躯体感觉中枢产生。3.脊髓是调节内脏活动的低级中枢，通过它可以完成简单的内脏反射活动，如排尿、排便、血管收缩等；如果没有高级中枢的调控，排尿反射可以进行，但不受意识支配。4.脑干中有许多调节内脏活动的基本中枢，如呼吸运动的中枢、心血管活动的中枢等，一旦受损，各种生理活动即失调，严重时呼吸或心跳会停止；5.下丘脑是调节内脏活动的较高级中枢，使内脏活动和其他生理活动相联系，以调节体温、水平衡、摄食等主要生理过程。6.大脑皮层是许多低级中枢活动的高级调节者，对各级中枢的活动起调节作用，使得自主神经系统并不完全自主。第5节人脑的高级功能1.大脑皮层的功能大脑皮层除了对外部世界的感知以及控制机体的反射活动外，还具有语言、学习、记忆和情绪等方面的高级功能。人的大脑分左右两个半球，大多数人主导语言功能的区域在大脑的左半球，逻辑思维主要由左半球负责；大多数人的大脑右半球主要负责形象思维，如音乐、绘画、空间识别等。2.人脑的语言功能①语言是人脑特有的高级功能，它包括与语言、文字相关的全部智力活动，涉及人类的听、写、读、说。这些功能与大脑皮层某些特定的区域有关，这些区域称为言语区。②大脑皮层言语区的损伤会导致特有的各种言语活动功能障碍：W区受损，不能写字第93页共95页 ；V区受损，不能看懂文字；S区受损，不能讲话；H区受损，不能听懂话。注：听觉中枢受损，表现为听不见别人讲话；视觉中枢受损，表现为看不见。3.学习和记忆也是脑的高级功能，是神经系统不断接受刺激、获得新的行为、习惯和积累经验的过程。条件反射的建立也是动物学习的过程。学习和记忆也不是由单一脑区控制的，而是由多个脑区和神经通路参与。①学习是神经系统不断地接受刺激，获得新的行为、习惯和积累经验的过程。②记忆则是将获得的经验进行贮存和再现。③人类的记忆过程分为四个阶段，即感觉性记忆、第一级记忆、第二级记忆和第三级记忆。感觉性记忆和第一级记忆相当于短时记忆，后两个阶段相当于长时记忆。a.短期记忆主要与神经元的活动及神经元之间的联系有关，尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关。b.长期记忆可能与新突触的建立有关。c.学习和记忆涉及脑内神经递质的作用以及某些种类蛋白质的合成。4.情绪（1）情绪是大脑的高级功能之一，是人对环境所作出的反应，是情绪的两种相反的表现。（2）抑郁症的形成：消极情绪——抑郁（短期）——持续抑郁——抑郁症。(3)抗抑郁药物一般通过作用于突触来影响神经系统的功能。原理：有的药物可选择性地抑制突触前膜对5-羟色胺的回收，使突触间隙的5-羟色胺保持一定的浓度，有利于神经系统的活动正常进行。第3章体液调节第1节激素和内分泌系统1、内分泌腺与外分泌腺（1）内分泌腺：没有导管，其分泌物（统称激素）直接进入腺体内的毛细血管，再通过血液循环输送到全身各处，如下丘脑、垂体、甲状腺、肾上腺、胰岛、睾丸、卵巢等。（2）外分泌腺：有导管，其分泌物通过导管排出去（消化道、体外）。常见的有唾液腺、胃腺、汗腺、皮脂腺、乳腺等。2、激素的发现（1）沃泰默的观点：胰腺分泌胰液只受神经调节。（2）斯他林和贝利斯的实验结论：在稀盐酸作用下，由小肠黏膜分泌促胰液素，经血液循环运送到胰腺，促进胰腺分泌胰液，促胰液素是一种化学物质。第93页共95页 3、人们发现的第一种激素是促胰液素。4、内分泌系统由相对独立的内分泌腺以及兼有内分泌功能的细胞共同组成。5、激素：由相对独立的内分泌腺或兼有内分泌功能的细胞（如：小肠粘膜细胞分泌促胰液素）或下丘脑某些神经细胞分泌的化学物质。6、内分泌系统的功能：内分泌系统是机体整体功能的重要调节系统。7、研究激素的方法：结扎法、阉割法、移植法、饲喂法、注射法。8.激素调节：由内分泌器官(或细胞)分泌的化学物质进行的调节。9.人体主要内分泌腺及其分泌的激素内分泌腺激素化学本质主要功能下丘脑促甲状腺激素释放激素(TRH)多肽促进垂体合成并分泌促甲状腺激素促性腺激素释放激素促进垂体合成并分泌促性腺激素抗利尿激素促进肾小管、集合管对水的重吸收垂体促甲状腺激素(TSH)蛋白质①促进甲状腺的生长发育②促进甲状腺合成和分泌甲状腺激素促性腺激素①促进性腺的生长发育②调节性激素的合成和分泌生长激素促进生长发育，主要促进蛋白质的合成和骨的生长甲状腺甲状腺激素含碘氨基酸衍生物①促进生长发育；②对中枢神经系统的发育和功能具有重要影响，提高神经系统的兴奋性；③提高(促进)细胞代谢的速率，增加产热性腺睾丸雄性激素固醇①分别促进雌、雄生殖器官的发育和生殖细胞的形成②激发并维持各自的第二性征③雌性激素还能激发和维持雌性正常的性周期卵巢雌性激素胰腺胰岛A细胞胰高血糖素多肽升高血糖胰岛B细胞胰岛素蛋白质降低血糖第93页共95页 肾上腺(髓质)肾上腺素氨基酸衍生物①促进肝糖原分解和非糖物质转化，使血糖升高②提高细胞代谢速率，增加产热③提高机体应激能力胸腺胸腺激素多肽知识拓展：胰腺：外分泌部：分泌胰液，其中含有能消化食物的消化酶，如蛋白质酶等。内分泌部：分泌激素，如调节血糖的胰岛素和胰高血糖素。思考：能否通过研磨胰腺的方法获得胰岛素？为什么？不能，研磨破坏了细胞结构，胰岛素会被外分泌部细胞释放的蛋白酶分解。特别提醒：多肽类和蛋白质类激素只能注射，不能口服，因为口服会被消化酶分解而失效；固醇类和氨基酸衍生物类激素既能注射，也能口服含氮类激素的受体位于靶细胞表面，固醇类激素的受体在靶细胞内。思考：①幼年时若生长激素分泌不足会使人患侏儒症，生长激素分泌过多会使人患巨人症；若甲状腺激素分泌不足会使人患呆小症。②人体内甲状腺激素过多(甲亢)，表现为食欲旺盛、身体消瘦，神经系统兴奋性高。③给小蝌蚪饲喂甲状腺激素，可使其在较短时间内发育成小型青蛙。第2节激素调节的过程一．血糖平衡的调节1.血糖的来源去路血液中的糖称为血糖，主要是葡萄糖。★注意：血糖可以合成肌糖原，但是肌糖原不能分解补充血糖激素名称作用途径作用效果胰岛素抑制肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖（抑两个来源）；促进组织细胞加速摄取（吸收）、利用（氧化分解）和储存葡萄糖（合成糖原）（促三个去向）降低血糖胰高血糖素促进肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖（促两个来源）升高血糖第93页共95页 肾上腺素2.调节过程交感神经副交感神经①血糖平衡的调节机制为神经—体液调节（以体液调节为主），神经中枢在下丘脑。血糖调节中的反射活动均为非条件反射。②胰岛A(或B)细胞可直接感知血糖含量的变化，也可接受有关神经的控制。而肾上腺只接受有关神经的控制。③胰高血糖素能促进胰岛B细胞活动，使胰岛素的分泌增多；胰岛素能抑制胰岛A细胞的活动，使胰高血糖素的分泌减少。★注意：胰岛素是目前所知唯一能降低血糖浓度的激素，但使血糖浓度升高的激素并不仅有胰高血糖素，还有肾上腺素、糖皮质激素、甲状腺激素等，它们通过调节有机物的代谢或影响胰岛素的分泌和作用，直接或间接的提高血糖浓度。3.反馈调节①概念：在一个系统中，系统本身工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作。②类型：正反馈：反馈信息与原输入信息起相同的作用，使输出信息进一步增强的调节。如：分娩、血液凝固、排尿反射负反馈：反馈信息与原输入信息起相反的作用，使输出信息减弱的调节。例：血糖调节、稳态调节等。③意义：是生命系统中非常普遍的调节机制，对于机体维持稳态具有重要意义。4.激素之间的相互作用第93页共95页 协同作用：不同激素对同一生理效应发挥相同的作用。如：糖皮质激素、甲状腺激素、肾上腺素、胰高血糖素都升高血糖；甲状腺激素、生长激素都促进生长发育；甲状腺激素、肾上腺素都促进细胞代谢产热。拮抗作用：不同激素对同一生理效应发挥相反的作用。如：胰岛素———降低血糖；胰高血糖素———升高血糖5.糖尿病主要表现为高血糖和尿糖(1)糖尿病症状:“三多一少”（多尿、多饮、多食；体重减少）(2)发病机理:1型糖尿病：胰岛功能减退导致胰岛素分泌不足。（需注射胰岛素进行治疗）2型糖尿病：与遗传、环境、生活方式密切相关，能量摄入过多，运动量过少。胰岛素并不缺乏。预防措施：控制饮食，多运动。二、甲状腺激素分泌的分级调节1.过程：甲.分级调节，乙.反馈调节①下丘脑调节垂体活动，垂体又调节甲状腺活动，这种调节方式叫做分级调节。②血液中甲状腺激素的含量变化会反过去影响下丘脑和垂体的活动，这种调节方式叫做反馈调节。当血液中甲状腺激素含量增加到一定程度时，对下丘脑和垂体的抑制作用增强，它们的活动减弱，相应激素的分泌量减少，进而使甲状腺激素的分泌减少。小动物的甲状腺被切除后短期内血液中促甲状腺激素释放激素的含量会增多，促甲状腺激素的含量会增多。2、调节机制（1）分级调节：下丘脑控制垂体，垂体控制相应腺体，这种分层控制的方式称为分级调节。（2）分级调节系统也称为下丘脑一垂体一靶腺体轴，靶腺体还有肾上腺皮质、性腺。（3）下丘脑是机体调节内分泌活动的枢纽。（4）在甲状腺激素分泌的过程中，既存在分级调节，也存在反馈调节（负反馈调节）。第93页共95页 （★注意：胰岛素的分泌没有垂体参与）3、分级调节的意义：分级调节可以放大激素的调节效应___，形成多级反馈调节，有利于精细调控，从而维持机体的稳态。三.激素调节的特点（1）通过体液运输：激素弥散在体液中，随血液流经全身，因此可通过抽取血样检测激素的水平（2）作用于靶器官、靶细胞：激素的运输是不定向的，但会作用于特定的细胞或器官（细胞膜表面的受体）。（3）作为信使传递信息：激素一经靶细胞接受并起作用后就会被灭活。（4）微量高效：激素种类多、量极微，★注意：激素既不组成细胞结构，又不提供能量，也不起催化作用，更不直接参与细胞代谢活动，而是作为信息分子随体液到达靶细胞，使靶细胞原有的生理活动发生变化。★归纳总结：酶、激素、神经递质、载体（1）酶、激素具有高效性。酶、激素、神经递质、载体都具有专一性。（2）能产激素的细胞一定能产生酶，能产酶的细胞不一定能产生激素。（3）激素、神经递质作为信息分子，与受体结合发挥作用后就被灭活而失效。酶具有催化作用，在反应前后不变。载体具有运输作用。第3节体液调节与神经调节的关系1.体液调节：激素、CO2、H＋等化学物质(调节因子)通过体液传送的方式对生命活动进行调节，称为体液调节。体液调节的主要内容是激素调节。2.单细胞动物和一些多细胞低等动物只有体液调节；人和高等动物体内，神经调节和体液调节都是机体调节生命活动的重要方式，但神经调节占主导地位。3.体液调节与神经调节的比较项目作用途径反应速度作用范围作用时间神经调节反射弧迅速准确、比较局限短暂体液调节体液运输较缓慢较广泛比较长4.体液调节与神经调节的协调第93页共95页 实例一：体温平衡调节（1）体温平衡的原因：机体的产热量与散热量动态平衡的结果。只要产热和散热保持动态平衡，即产热=散热，则体温相对恒定；体温上升时，产热>散热；体温下降时，产热<散热。反推：只要体温相对恒定，则产热和散热保持动态平衡，即产热=散热；产热>散热时，则体温上升；产热<散热时，体温下降。★机体产热多，散热也多；产热少，散热也少。外界环境温度低时，机体产热多，散热也多；外界环境温度高时，产热少，散热也少。（2）机体的产热与散热热量的来源：主要是细胞中有机物的氧化放能。注：细胞呼吸的实质是氧化分解有机物，释放能量，其中大部分能量以热能形式散失，作为体内热量的来源，小部分能量储存在直接能源物质ATP中，用于各项生命活动）①产热途径：以骨骼肌（战栗）和肝脏产热为多还有甲状腺激素、肾上腺素的释放，使肝脏及其他组织细胞的代谢活动增强，增加产热。②散热途径：主要通过皮肤汗液的蒸发散热、皮肤内毛细血管的散热，其次还有呼气、排尿和排便等。当环境温度高于体温时，唯一的散热方式是汗液蒸发散热。（3）体温调节的结构基础①体温调节中枢：下丘脑；温觉(即冷觉热觉)中枢：大脑皮层。②温度感受器：分为冷觉感受器和温觉感受器，分布于皮肤、黏膜和内脏器官中。第93页共95页 热觉冷觉汗液减少甲状腺激素肾上腺素战栗收缩收缩增加舒张增加增加减少减少汗液减少TSHTRH下丘脑下丘脑大脑皮层（4）体温调节：通过调节上述器官的产热与散热实现的。①温度感受器接受的适宜刺激为温度的变化，而不是“冷”“热”本身。②寒冷环境中的体温调节机制为神经—体液调节，机体通过增加产热和减少散热来调节体温；炎热环境中主要是神经，机体主要通过增加散热来调节体温调节。③体温调节中的反射活动均为非条件反射。由此可见，体温调节是由神经调节和体液调节共同实现的；这类通过神经影响激素的分泌，再由激素对机体功能实施调节的方式，称为神经-体液调节。（5）人体调节体温的能力是有限的。长期处于过冷或过热的环境中，会出现如冻疮、失温、中暑等现象，稳态会遭到破坏，影响正常的生命活动。实例二：水和无机盐平衡的调节（1）水盐的来源与排出：从饮食中获得水和各种无机盐，主要通过肾脏形成尿液排出一定的水和无机盐。大量丢失水分，细胞外液渗透压上升（2）调节过程①水盐平衡调节机制为神经—体液调节。②渴觉中枢在大脑皮层，水盐平衡调节的感受器、神经中枢和效应器都在下丘脑。第93页共95页 ③对下丘脑渗透压感受器的有效刺激是细胞外液渗透压的变化。④有关激素:抗利尿激素促进肾小管、集合管对水分的重吸收（产生、分泌部位是下丘脑的神经分泌细胞，而释放部位是垂体后叶）；醛固酮促进肾小管和集合管对Na+的重吸收，维持血钠含量的平衡（由肾上腺皮质分泌）。⑤水和无机盐的平衡，是在神经调节和体液调节的共同作用下，通过对尿量和尿的成分实现的。提醒：下丘脑神经分泌细胞既能产生兴奋，也能分泌激素。5.体液调节与神经调节的联系（1）不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调节。这种情况下，体液调节可以看做神经调节的一个环节。（2）内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。总之，动物体的各项生命活动常常同时受神经和体液的调节。第4章免疫调节第1节免疫系统的组成和功能1.免疫系统的组成生成成熟集中分布免疫作用造血干细胞淋巴细胞吞噬细胞（树突状细胞和巨噬细胞）免疫细胞其他细胞免疫作用抗体细胞因子溶菌酶胸腺骨髓①抗原：能够引起机体产生免疫反应的物质，如病毒、细菌等病原体及其表面蛋白质等物质。②抗体：由浆细胞(细胞)产生，化学本质为蛋白质，主要分布在血清中，其次组织液、淋巴和外分泌液中也有。③抗原呈递细胞：B细胞、树突状细胞和巨噬细胞都能摄取和加工处理抗原，并呈递给其他免疫细胞。2.免疫系统的防卫功能——三道防线第93页共95页 （1）非特异性免疫：人人生来就有，不针对某一类特定病原体，而是对多种病原体都有防疫作用。第一道防线：皮肤、黏膜及其附属结构，唾液、泪液中的溶菌酶、胃液中的盐酸等。第二道防线：体液中的杀菌物质(如溶菌酶)和吞噬细胞(如巨噬细胞和树突状细胞)。（2）特异性免疫(第三道防线)：后天形成的，并非人人都有，有特异性，只对特定病原体起作用。第三道防线主要是由免疫器官和免疫细胞借助血液循环和淋巴循环组成的。3.免疫系统的功能：免疫防御：针对外来抗原起作用。免疫自稳：清除衰老、损伤的细胞，维持内环境稳态。此功能异常易发生自身免疫病。免疫监视：识别清除突变的细胞，防止肿瘤发生。此功能异常易发生肿瘤或持续的病毒感染第2节特异性免疫1.免疫系统对病原体的识别在人体所有细胞膜的表面都有作为分子标签来起作用的一组蛋白质,病原体也带有各自的身份标签，免疫系统靠细胞表面的受体来辨认它们的。2.特异性免疫特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫。发挥作用的细胞主要是众多的淋巴细胞。（1）体液免疫：病原体存在于细胞外液(即内环境)中时，主要靠浆细胞产生抗体，发挥体液免疫。①B细胞的活化需要两个信号的刺激，此外还需要细胞因子的作用，细胞因子能促进B细胞的分裂、分化过程。②结果:抗体与抗原结合后，抗体并不能杀灭抗原，只是抑制病原体的繁殖或对人体细胞的黏附；多数情况下，抗原、抗体结合后会发生进一步的变化，如形成沉淀或细胞集团，进而被吞噬细胞吞噬消化。（2）细胞免疫：病原体(病毒、结核杆菌、麻风杆菌)侵入到宿主细胞(靶细胞)内时，靠细胞毒性T细胞攻击靶细胞使之裂解死亡释放抗原，发挥细胞免疫。第93页共95页 结果：细胞毒性T细胞并不能杀灭抗原，只是与宿主细胞密切接触，使靶细胞裂解死亡，释放到体液中的抗原最终需要由体液免疫来清除，即释放的抗原与抗体特异性结合，进而被吞噬细胞吞噬消化。3.体液免疫和细胞免疫的协调配合①吞噬细胞可参与第二道防线(非特异性免疫)和第三道防线(特异性免疫)。如果病原体被吞噬细胞直接吞噬消化，则属于第二道防线(非特异性免疫)。②辅助性T细胞可参与体液免疫和细胞免疫，但作用不同：在体液免疫中，辅助性T细胞与B细胞结合，是激活B细胞的第二个信号；同时会分泌细胞因子，促进B细胞的增殖和分化；在细胞免疫中，辅助性T细胞接受抗原刺激后分泌细胞因子，促进细胞毒性T细胞的增殖和分化③能产生抗体的细胞是浆细胞，一种浆细胞只能产生一种抗体；能产生细胞因子的细胞主要是辅助性T细胞；能与靶细胞接触的细胞是细胞毒性T细胞。④能特异性识别抗原的细胞和物质有辅助性T细胞、B细胞、记忆细胞、细胞毒性T细胞、抗体；能识别抗原，但无特异性的细胞是吞噬细胞；唯一不能识别抗原的细胞是浆细胞。⑤浆细胞来源于B细胞(初次免疫)和记忆B细胞(二次免疫)。⑥二次免疫中发挥作用的主要是记忆细胞。与初次免疫相比，二次免疫反应快，作用强，抗体浓度高，发病程度低或不发病。⑦对于外毒素(如蛇毒)，体液免疫发挥作用；对病毒、胞内寄生病原体(如结核杆菌、麻风杆菌)，体液免疫先起作用，阻止寄生病原体的传播感染，当寄生病原体进入细胞后，细胞免疫将抗原释放，再由体液免疫最后清除。（注：器官移植、自身肿瘤引起的是细胞免疫）4.神经一体液一免疫调节网络神经系统、内分泌系统和免疫系统通过信号分子构成一个复杂网络，这些信号分子的作用方式都是与受体（一般是蛋白质）特异性结合。第3节免疫失调1.过敏反应（防卫功能过强，是一种异常的体液免疫）①概念：已产生免疫的机体，在再次接受相同的抗原时所发生的组织损伤或功能紊乱。能引起过敏反应的抗原物质叫做过敏原。过敏原刺激机体产生的抗体分布在某些细胞的表面。②过敏反应有快慢之分；有明显的遗传倾向和个体差异。找出过敏原并尽量避免再次接触该过敏原是预防过敏反应的主要措施。③举例：荨麻疹、过敏性鼻炎、过敏性休克等。第93页共95页 2.自身免疫病（防卫功能过强）①概念：由于免疫系统异常敏感、反应过度，“敌我不分”地将自身物质当做外来异物进行攻击而引起的疾病。（注：因为抗原结构与正常细胞物质表面结构相似）②举例：类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、风湿性心脏病等。3.免疫缺陷病（防卫功能过弱）实例：艾滋病(又叫获得性免疫缺陷综合征，简称AIDS)①抗原(病原体)：人类免疫缺陷病毒，简称HIV。②致病机理：HIV侵入人体后，能够攻击人体的免疫系统，特别是能够侵入T细胞，使其大量死亡，导致患者体液免疫下降，细胞免疫丧失，几乎丧失一切免疫功能，各种传染病则乘虚而入。③主要传播途径:性接触传播、血液传播、母婴传播。第4节免疫学的应用1.疫苗：是指用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品。（1）减毒疫苗:丧失致病能力，毒性减弱或基本无毒的活菌或病毒。常用的有卡介苗、牛痘疫苗等。接种一次且接种量少，免疫时间长，效果好。（2）灭活疫苗:强抗原病原微生物用理化方法灭活后制作而成。常用的有伤寒疫苗、狂犬疫苗等。制备简单，保存时间长且相对较安全。接种量大且需多次接种。2.器官移植：面临的问题:免疫排斥、供体器官短缺等。（1）组织相容性抗原:每个人的细胞表面带有的一组与别人不同的蛋白质，也叫人类白细胞抗原，简称HLA。（2）器官移植的成败，主要取决于供者与受者的HLA是否一致或相近。免疫抑制剂的应用，大大提高了器官移植的成活率。3.免疫学的应用除了免疫预防，还包括免疫诊断和免疫治疗。项目免疫预防免疫治疗时间病原体感染前的预防病原体感染后的治疗注射疫苗（经处理的抗原）抗体、细胞因子、血清等目的激发机体自身免疫反应，产生抗体和记忆细胞直接注射免疫活性物质，增强人体抵御病原体的能力第5章植物生命活动的调节第1节植物生长素一、1.生长素的发现过程（1）达尔文的实验第93页共95页 ①发现问题：植物具有向光性，即在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。②实验设计（材料：金丝雀虉草的胚芽鞘）③实验结论：胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面的伸长区传递某种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。（2）鲍森·詹森的实验（3）拜尔的实验结论胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部的伸长区结论胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的“影响”在其下部分布不均匀造成的（4）温特的实验注：琼脂块的作用是收集尖端产生的化学物质；对照组目的是排除琼脂块自身成分对实验的干扰。结论胚芽鞘的弯曲生长确实是一种化学物质引起的，温特把这种物种命名为生长素（5）其他科学家的研究：确认生长素的化学本质是吲哚乙酸(IAA)。注：植物体内具有生长素效应的物质，除了IAA外，还有苯乙酸(PAA)、吲哚丁酸(IBA)。区别：生长素：属于植物(动物/植物)激素，化学本质是吲哚乙酸。生长激素：属于动物(动物/植物)激素，化学本质是蛋白质，由垂体产生。2.植物激素：由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。3.生长素的产生、运输和分布（1）产生：部位：主要合成场所是幼嫩的芽、叶和发育中的种子。来源：是由色氨酸经过一系列反应转变而来的。（2）运输①极性运输：生长素只能单方向地从形态学上端运输到形态学下端。极性运输是细胞的主动运输，需要载体蛋白协助，需要消耗能量。②横向运输：由单侧光、重力、离心力等外界刺激引起，只发生在根、芽等各个部位的尖端。a.判断运输类型b.在图中标出极性运输方向c.在图中标出横向运输方向，并总结影响横向运输的因素第93页共95页 横向运输：①④极性运输：②③影响因素：单侧光、重力、离心力③非极性运输：在成熟组织中，生长素可以通过韧皮部进行非极性运输。（3）分布：在植物体各器官中都有分布，但相对集中地分布在生长旺盛的部分，如胚芽鞘、芽和根顶端的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。4.胚芽鞘(植物)向光性原因（1）原因分析：植物的向光性是由于生长素分布不均匀造成的：单侧光照射后，生长素在尖端发生横向运输，使胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧，因而引起两侧的生长不均匀，从而造成向光弯曲。（2）小结：胚芽鞘向光性实验归纳①生长素合成部位：胚芽鞘尖端。②生长素作用部位：胚芽鞘尖端以下的部分(伸长区)。③胚芽鞘感光部位：胚芽鞘尖端④胚芽鞘弯曲生长部位：胚芽鞘尖端以下的部分(伸长区)。⑤胚芽鞘向光性外因：单侧光照射；内因：尖端下部生长素分布不均匀。⑥胚芽鞘生长与否：取决于尖端下部能否获得生长素；⑦胚芽鞘生长弯曲与否：取决于尖端下部生长素分布是否均匀。5.特别提醒：①尖端是否产生生长素和产生生长素的多少，与光照无关，所以在黑暗的情况下胚芽鞘也能直立生长。②幼苗移到太空后，其向光性仍保留，但因无重力作用而失去了根的向重力性和茎的负向重力性。二、生长素的生理作用1.作用机理：生长素能促进细胞伸长生长，从而引起植株长高。2.作用方式：生长素不直接参与细胞代谢，而是作为信息分子给细胞传达一种调节代谢的信息。3.生长素的作用特点——两重性：在浓度较低时促进生长，在浓度过高时抑制生长（1）作用表现：既能促进生长，也能抑制生长；既能促进发芽，也能抑制发芽；既能防止落花落果，也能疏花疏果。（2）影响生长素生理作用的因素：①浓度②成熟程度③器官敏感程度：根＞芽＞茎；幼嫩细胞＞衰老细胞4.生长素两重性实例（1）顶端优势①概念：顶芽优先生长，侧芽受到抑制的现象。第93页共95页 ②原因分析：顶芽产生的生长素向下极性运输，大量积累在靠近顶芽的侧芽附近。由于侧芽对生长素浓度比较敏感，因此侧芽的生长受到抑制；而顶芽处的生长素浓度适宜，生长较快。注：生长素的运输有“就近运输”的特点，离顶芽越近的侧芽浓度就越高。去掉顶芽后，离顶芽最近的侧芽生长最快。③解除顶端优势的方法：a去掉顶芽；b.去掉顶芽，切口涂抹赤霉素；c.保留顶芽，顶芽涂抹脱落酸；d.保留顶芽，侧芽涂抹细胞分裂素。（2）根的向重力性生长注：茎的向光性生长和茎的背地性生长不体现生长素两重性，只体现生长素促进生长的作用。（3）除草剂除草（原理：双子叶植物对生长素的敏感度比单子叶植物高。所以用高浓度生长素杀死单子叶作物田间的双子叶杂草）第2节其他植物激素1.能引起水稻植株出现疯长现象(恶苗病)的激素是赤霉素。2.植物激素的合成部位和主要作用种类合成部位生理功能生长素（IAA）幼嫩的芽和幼叶和发育中的种子细胞水平：促进细胞伸长生长，诱导细胞分化；器官水平：促进根生长，影响花叶果实发育。赤霉素(GA)未成熟的种子、幼根和幼芽促进细胞伸长生长，从而引起植株增高；促进细胞分裂和分化；促进种子萌发、开花和果实发育细胞分裂素主要是根尖促进细胞分裂；促进芽的分化、侧枝发育、叶绿素合成、气孔开放脱落酸（ABA）根冠、萎蔫的叶片等抑制细胞分裂；促进气孔关闭；促进叶和果实的衰老和脱落；维持种子休眠乙烯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（1）油菜素内酯已被认定为第六类植物激素。油菜素内酯能促进茎、叶细胞的扩展和分裂，促进花粉管生长、种子萌发等。（2）一般来说，植物激素对植物生长发育的调控，是通过调控细胞分裂、细胞伸长、细胞分化和细胞死亡等方式实现的。3.各种激素间的相互关系（1）在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激素相互作用共同调节。第93页共95页 ①生长素主要促进细胞核的分裂，细胞分裂素主要促进细胞质的分裂，二者在促进细胞分裂方面表现为协同作用。②在调控种子萌发的过程中，赤霉素促进萌发，脱落酸抑制萌发，二者作用效果相反。③低浓度的生长素促进细胞的伸长；当生长素浓度升高到一定值时，会促进乙烯的合成；乙烯含量的升高会反过来抑制生长素的作用。（2）决定植物器官生长发育的是激素的相对含量:①黄瓜茎端的脱落酸与赤霉素比值较高有利于分化形成雌花，比值较低则有利于分化形成雄花。②生长素与细胞分裂素的相对含量对植物组织培养中根、芽分化的影响：生长素＞细胞分裂素：有利于根的分化；生长素＜细胞分裂素：利于芽的分化；生长素=细胞分裂素：有利于愈伤组织的形成（3）在植物的生长发育过程中，不同种激素的调节还往往表现出一定的顺序性。第3节植物生长调节剂的应用1.植物生长调节剂类型和作用（1）含义：人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质。（2）优点：容易合成、原料广泛、效果稳定等优点。植物生长调节剂效果稳定的原因：植物生长调节剂在植物体内没有分解它的酶。种类（1）一类分子结构和生理效应与植物激素类似，如吲哚丁酸。（2）另一类分子结构与植物激素完全不同，但具有与植物激素类似的生理效应，如NAA、矮壮素等。2.应用举例：生长素类调节剂（NAA和2,4-D等），具有生长素作用两重性。（1）人工培育无子果实：在花蕾期去掉雄蕊，用一定浓度的生长素类调节剂溶液涂抹未受粉的雌蕊柱头。（染色体数不改变，属于不可遗传变异。）区别：无子西瓜：利用了染色体数目变异的原理(方法是多倍体育种)，染色体数改变(改变/不变)，属于可遗传(可遗传/不可遗传)变异。（2）促进扦插枝条生根扦插时，保留有芽和幼叶的插条比较容易生根成活，主要是因为芽和幼叶能产生生长素；去除成熟叶片的作用：降低蒸腾作用，减少水分散失，保持内部水分的平衡。（3）用高浓度的2,4-D(生长素类似物)溶液除去单子叶作物田间的双子叶杂草第93页共95页 原理：不同植物对生长素的敏感度不同。敏感性高低：双子叶植物高于单子叶植物。3.植物生长调节剂的施用（1）在生产上首先需要根据实际情况，选择恰当的植物生长调节剂。（2）需要综合考虑施用目的、效果和毒性，调节剂残留、价格和施用是否方便等因素。（3）对某种植物生长调节剂来说，施用浓度、时间、部位以及施用时植物的生理状态和气候条件等，都会影响施用效果，施用不当甚至会影响生产。4.探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度用生长素类调节剂处理插条的方法①浸泡法:把插条的基部浸泡在配制好的溶液中，深约3cm，处理几小时至一天（这种处理方法要求的溶液浓度较低，并且最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理）②沾蘸法:把插条基部在浓度较高的药液中蘸一下（约5s），深约1.5cm即可.（4）在进行科学研究时，有时需要在正式实验前先做一个预实验。可以为进一步的实验摸索条件，检验实验设计的科学性和可行性，以免由于设计不周，盲目开展实验而造成人力、物力和财力的浪费。第4节环境因素参与植物的生命活动1.光对植物生长发育的调节（1）光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。（2）光敏色素:植物具有的能接受光信号的分子，是一类蛋白质(色素一蛋白复合体)，分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富，主要吸收红光和远红光。植物体内除了光敏色素，还有感受蓝光的受体。（3）光调控植物生长发育的反应机制在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应。2.温度（1）春化作用:有些植物在生长期需要经历一段时期的低温之后才能开花，这种经历低温诱导促使植物开花的作用。（2）植物的所有生理活动都是在一定的温度范围内进行的，温度可以通过影响种子萌发、植株生长、开花结果和叶的衰老、脱落等生命活动，从而参与调节植物的生长发育。（3）植物分布的地域性很大程度上就是由温度决定的。3.重力（1）植物的根、茎中具有感受重力的物质和细胞，可以将重力信号转换成运输生长素的信号，造成生长素分布的不均衡，从而调节植物的生长方向。第93页共95页 （2）“淀粉一平衡石假说”:植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞，即平衡石细胞来实现的。4.植物生长发育的整体调控植物生长发育的调控，是基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同构成的网络选择性必修2生物与环境核心知识点复习提纲第一章种群及其动态5.1种群的数量特征1.种群的概念：在一定的空间范围内，同种生物的所有个体所形成的集合。分析：大明湖里所有的鱼一个种群；大明湖里所有的鲤鱼一个种群（填“是”或“不是”）。2.种群密度：指种群在单位面积或单位体积中的个体数。种群密度是种群最基本的数量特征。3.种群密度的调查方法（1）逐个计数法—适用于调查范围小、个体较大的种群。（2）估算法①样方法范围：试用于植物、活动范围小的动物，如昆虫的卵、作物上蚜虫的密度、蜘蛛、跳蝻等。步骤：准备；确定调查对象（一般选择双子叶植物，单子叶植物丛生或蔓生，不好辨别）；确定样方的大小：一般以1m2正方形为宜；随机取样：取样的关键是要做到随机取样，随机取样的方法：五点取样法和等距取样法；计数：对于边界上的调查对象，采取“计上不计下、计左不计右”的方式，然后计算密度；第93页共95页 计算：以所有样方的种群密度平均值作为该种群的种群密度。②标记重捕法范围：适用于活动能力强、活动范围比较大的生物。步骤：第一次捕获生物量，记为M，并做好标记，放回一段时间，保证充分混合。第二次捕获生物量，记为N，其中带标记的生物量记为m。设种群的生物总量为X，则M/X=m/N。注意：若标志物易脱落，或生物带标记后易被天敌捕杀，导致m减小，测得X偏大；若第一次标记后，在较短时间内进行重捕，则会导致测得X值偏小。③黑光灯诱捕法范围：适用于有趋光性的昆虫。④抽样检测法范围：适用于微生物。4.与种群数量有关的其他因素种群密度反映了种群在一定时期的数量，但无法体现种群数量的变化趋势。因此还需研究其他数量特征。出生率：指在单位时间内新生的个体数目占该种群个体总数的比值。死亡率：指在单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比值。迁入/迁出率：单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的比值。第93页共95页 年龄结构：一个种群中各年龄群的个体数目所占的比例。性别比例：种群中雌雄个体数目的比例。1.2种群数量的变化1、种群的“J”形增长模型假设：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等条件下，种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。建立模型：t年后种群的数量：Nt=N0λt增长率与λ的关系：增长率=λ—12.种群数量的“S”形增长（高斯）模型假设：资源、空间有限，天敌的威胁和竞争者的竞争等因素存在。环境容纳量：一定环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，简称K值。（注意：K值只与环境条件有关，不受种群数量的影响）保护野生动物最根本的措施是保护它们的栖息环境，从而提高环境容纳量。K值不是种群数量的最大值，K值应略低于种群所能达到的最大值（种群有过度繁殖的倾向，种群数量应围绕K值上下波动）。建立模型：种群数量呈S型增长K/2值：当种群数量达到K/2时，种群有最大增长速率；其意义在于：养殖业上，通常在2/K后进行捕捞，将生物数量保留在此处，目的是可以尽快恢复生物数量；害虫的防治则控制在K/2以下。3.J形增长模型和S形增长模型的联系第93页共95页 两种模型存在的不同主要是因为存在环境阻力。4.种群数量的波动和下降受气候、食物、天敌、传染病等因素的影响，大多数种群的数量总是在波动中。当种群长久处在不利的条件下，种群数量会出现持续性的或急剧下降。种群的延续需要以一定的个体数量为基础，当一个种群数量过少，可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。5.探究培养液中酵母菌种群数量的变化（1）实验原理用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。在理想的环境条件下，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线；在有环境阻力的条件下，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。计算酵母菌数量可用抽样检测的方法。（2）血细胞计数板(如下图所示)血细胞计数板每个大方格的面积为1mm2，深度为0.1mm，容积为0.1mm3。计算公式如下：①在计数时，先统计(图B所示)5个中方格中的总菌数，求得每个中方格的平均值再乘以25，就得出一个大方格中的总菌数，然后再换算成1mL菌液中的总菌数。②设5个中方格中总菌数为A，菌液稀释倍数为B，则0.1mm3菌液中的总菌数为(A/5)×25×B。已知1mL＝1cm3＝1000mm3,1mL菌液的总菌数＝(A/5)×25×10000×B＝50000A·B。（3）实验步骤第93页共95页 ①酵母菌的培养：条件为液体培养基，无菌培养；②振荡培养基：使酵母菌分布均匀；③抽样；④观察计数：先将盖玻片放在计数室上，然后将酵母菌培养液滴在盖玻片一侧，让培养液自行渗入，再用吸水纸吸去多余的培养液，待细胞全部沉降到计数室的底部，再用显微镜进行计数并计算；⑤重复步骤④，连续观察7天；⑥绘图分析。（4）注意事项该实验无需设计对照实验，因不同时间取样已形成对照；该实验需要做重复实验，取平均值，目的是尽量减少误差；若每个小方格内酵母菌数量过多，需要重新稀释培养基再计数。1.3影响种群数量变化的因素1.非生物因素：如阳光、温度、水等。其影响主要是综合性的。森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度；植物种子春季萌发；蚊类等昆虫冬季死亡；东亚飞蝗因气候干旱而爆发等。2.生物因素：种群内部和种群外部两方面影响。种内竞争会使种群数量的增长受到限制；种群间的捕食与被捕食、相互竞争关系等，都会影响种群数量；寄生虫也会影响宿主的出生率和死亡率等。3.食物和天敌的因素对种群数量的影响与种群密度有关。如同样缺少食物，密度越高，种群受影响越大，这样的因素称为密度制约因素。而气温、干旱、地震、火灾等自然灾害，属于非密度制约因素。4.种群研究的应用（1）濒危物种的保护。（2）渔业方面：中等强度的捕捞更有利于持续获得较大的鱼产量。（3）有害生物防治：控制数量，降低环境容纳量，增加天敌等。第93页共95页 第二章群落及其演替2.1群落的结构1.群落是指在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合。2.群落的物种组成群落的物种组成是一个群落区别于另一个群落的重要特征，也是决定群落性质最重要的因素。物种数目的多少称为丰富度。群落中有些物种不仅数目很多，而且对其他物种的影响也很大，往往占据优势，这样的物种称为优势种。群落中的物种组成不是固定不变的，随着时间和环境的变化，原来不占优势的物种可能逐渐变得有优势，原来有优势的物种可能逐渐失去优势。3.群落的种间关系项目原始合作互利共生寄生竞争捕食数量坐标图在一起更好，分开了也没事实例海葵与寄居蟹等豆科植物与根瘤菌，地衣等菟丝子、寄生虫马与羊等狼与兔子4.群落的空间结构（1）垂直结构大多数群落都在垂直方向上有明显的分层现象。植物的垂直分层主要与对光的利用率有关，这种分层现象提高了群落对光的利用率。陆生群落中，决定植物地上分层的环境因素还有温度等，地下分层的环境因素有水分、无机盐等。动物的垂直分层主要与栖息空间和食物条件有关。（2）水平结构生物的垂直分层是由于第93页共95页 地形变化、土壤湿度、盐碱度、光照强度的不同以及生物自身生长特点的差异、人与动物的相互影响等引起的，在水平上往往呈现镶嵌分布。5.群落的季节性：由于阳光、温度、水分等随季节而变化，群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化。6.生态位：一个物种在群落中的地位和作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生态位。研究动物的生态位，通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等；研究植物的生态位，通常要研究它在研究区域内出现的频率、种群密度、植株高度等特征，以及它与其他物种的关系等。群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这有利于不同生物充分利用环境资源，是群落中物种之间及生物与环境间协调进化的结果。7.土壤中小动物类群丰富度的研究【实验原理】(1)取样方法：许多土壤动物身体微小且有较强的活动能力，而且身体微小，因此常用取样器取样的方法进行采集、调查。(2)仅仅统计群落中的物种数，不足以全面了解群落的结构，因此还需统计群落中物种的相对数量。常用的统计方法：记名计算法和目测估计法（预先确定多度等级）。【实验流程】提出问题：如调查和比较不同时间的土壤小动物类群丰富度。制订计划：包括三个操作环节——取样、观察和分类、统计和分析。实施计划准备：制作取样器，记录调查地点的地形和环境的主要情况。取样：选取取样地点，注意在不同的时间、不同的地点取样。采集：可采用诱虫器和吸虫器进行采集，也可以采用简易采集法。采集的小动物可以放入体积分数为70%的酒精中。观察与分类：对采集的小动物进行分类。观察时使用体视显微镜，如用普通光学显微镜，可以用4倍的物镜和5倍的目镜。第93页共95页 统计和分析：设计统计表，分析所收集的数据。得出结论：组成不同群落的优势种是不同的，不同群落的物种丰富度是不同的。一般来说，环境条件越优越，群落发育的时间越长，物种越丰富，群落结构也越复杂。8.立体农业：指充分利用群落的空间结构和季节性，进行立体种植、立体养殖或立体复合种养的生产模式。2.2群落的主要类型1.荒漠生物群落：年降水量稀少且分布不均匀，物种少，群落结构非常简单。仙人掌具有肉质茎，气孔夜间开放；爬行类动物体表有角质的鳞片或甲，蛋壳坚硬；体温变化，早上去阳光下，天热去阴凉处；以固态尿酸盐的形式排出代谢废物等。2.草原生物群落：季节降雨量不均匀，动植物种类少，群落结构相对简单。植物叶片狭窄，表面有绒毛和蜡质；动物有挖洞和快速奔跑的特性。3.森林生物群落：分布在湿润或较湿润的地区，群落结构非常复杂且相对稳定。森林中植物有乔木、灌木、草本、藤本植物等，有明显的垂直分层现象；动物种类繁多，树栖和攀缘类生物较多。4.群落中生物的适应性生活在某一地区的物种能形成群落，，是因为它们都能适应所处的非生物环境。因此有人说，群落是一定时空条件下不同物种的天然群聚。2.3群落的演替1.概念：随着时间的推移，一个群落被另一个群落替代的过程，就叫做群落演替。2.演替的类型（1）初生演替：裸岩阶段—地衣阶段—苔藓阶段—草本植物阶段—灌木阶段—乔木阶段。实例：火山岩、冰川泥、沙丘等没有生物痕迹的地方。第93页共95页 方向：土壤有机物越丰富，群落中的物种丰富度逐渐增大，食物网越来越复杂，群落的结构也越来越复杂。（2）次生演替—弃耕农田上的演替一年生杂草—多年生杂草—小灌木—乔木。实例：弃耕的农田、火灾过后的草原、过量砍伐的森林等。进程：演替成森林往往需要数十年的时间，但是在干旱的地区或许只能发展到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。注意：在时间、资源、条件适宜的情况下，群落最终会演替成森林。次生演替所需的时间比初生演替所需的时间短，原因是次生演替保留了原有的土壤条件，植物的种子或其他繁殖体。演替的原因：前一个群落为后一个群落的发展提供了条件；后一个群落的生物更有竞争力。3.演替实质：在演替过程中，适应变化的种群数量增长或得以维持，不适应的数量减少甚至淘汰。群落演替的实质是优势取代。4.人类活动人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。第三章生态系统及其稳定性3.1生态系统的结构1.概念：在一定的空间内，由生物群落和它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统。地球上最大的生态系统是生物圈。2.生态系统的类型：自然生态系统和人工生态系统两类。2.生态系统的结构——组成成分：第93页共95页 生产者：将太阳能固定在它们所制造的有机物中，是生态系统的基石。自养生物都是生产者。主要是绿色植物，但菟丝子等不是生产者。消费者：通过自身新陈代谢，将有机物转变为无机物，加速生态系统的物质循环。有助于植物传粉和传播种子。主要是动物，但秃鹫、蚯蚓等属于分解者。分解者：将动植物的遗体残骸和动物的排遗物分解成无机物。硝化细菌属于自养生物，属于生产者非生物的物质和能量：阳光、水、空气、无机盐等。是生态系统中物质和能量的根本来源。生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的纽带。3、生态系统的结构——营养结构(1)食物链(捕食链)①概念：生态系统中各生物之间由于食物关系形成的一种联系。②特点：起点是生产者，为第一营养级；终点是最高营养级。只包含生产者和消费者。③营养级与消费者级别的关系：消费者级别＝营养级级别－1。(2)食物网①概念：在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构。②形成原因：生态系统中，一种绿色植物可能是多种植食性动物的食物，而一种植食性动物既可能吃多种植物，也可能被多种肉食性动物所食。③特点：同一种消费者在不同的食物链中，可以占据不同的营养级，某一个营养级也会有不同的消费者。(3)食物链和食物网的作用：生态系统物质循环和能量流动的渠道。第93页共95页 (4)复杂的食物网是使生态系统保持相对稳定的重要条件。一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力越强。3.2生态系统的功能——能量流动1.能量流动的概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。———太阳能→有机物中的化学能→热能—2.能量流动的过程：第一营养级的能量流动：消费者的能量流动3.能量流动的特点：（1）生态系统的能量单向流动——因为捕食关系不能逆转，能量只能从第一营养级流向第二营养级。（2）生态系统的能量流动逐级递减——输入某一营养级的能量（同化量）一部分通过呼吸散失，另一部分被分解者分解，只有少部分流向下一营养级。生态系统的能量传递效率为10%~20%。在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动中消耗的能量就越多。因此，营养级一般不超过5个。生态系统能量传递效率的计算指的是相邻两个营养级同化量的比值。第93页共95页 （3）任何生态系统都需要源源不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。4.生态金字塔能量金字塔：主要分析能量。生物量金字塔：分析每个营养级所容纳的有机物的总干重。数量金字塔：分析每个营养级的生物个体数。5.研究能量流动的意义（1）研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在时间、空间是进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。（2）研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学的规划和设计人工生态系统，提高能量的利用率。（3）研究生态系统的能量流动，可以帮助人们合理调整生态系统的能量流动关系，使能量持续高效的流向对人类有益的部分。3.3生态系统的功能——物质循环1.碳循环注意：（1）C元素在生物体内主要以含碳有机物的形式存在，在无机环境中主要以CO2、碳酸盐的形式存在。（2）C元素从无机环境进入生物群落的途径：光合作用以及化能合成作用。（3）C元素从生物群落进入无机环境的途径：动植物的呼吸作用、微生物的分解作用、化石燃料的燃烧。2.物质循环第93页共95页 物质循环的概念：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都在不断地进行着从非生物环境到生物群落、又从生物群落到非生物环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。物质循环具有全球性，因此其的范围是生物圈，因此又叫生物地球化学循环。3.生物富集生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象，称作生物富集。这些有害物质可以通过水、大气、生物迁移等途径扩散，因此生物富集也是全球性的。4.能量流动与物质循环的关系（1）物质是能量的载体，使能量沿着食物链和食物网流动；能量作为动力，使物质能够不断的在生物群落和无机环境之间循环往复。（2）物质可以循环利用，但能量是逐级递减、单向流动的。3.4生态系统的功能——信息传递1.信息：人们通常将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。信息流：生态系统中的生物种群之间，以及它们内部都有信息的产生与交换，能够形成信息传递，即信息流。2.生态系统中的信息种类物理信息：光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息，都属于物理信息。化学信息：生物生命活动中产生的可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素等，都属于化学信息。行为信息：动物的特殊行为，对于同种或异种生物也能够传递某种信息，即生物的行为特征可以体现为行为信息。3.生物可以通过一种或多种信息类型进行交流。4.信息传递的过程信息源；信道：空气、水以及其他介质；第93页共95页 信息受体：动物的眼鼻、耳朵、皮肤，植物的叶、芽以及细胞中的特殊物质（如光敏色素等）可以接收多样化的信息。2、信息传递的作用对于个体：生命活动的正常进行，离不开信息的作用；对于种群：生物种群的繁衍，离不开信息的传递；对于生态系统：信息传递还能调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。3、信息传递在农业中的作用（1）提高农产品或畜产品的产量；（2）对有害生物进行控制：化学防治、生物防治、机械防治等。3.5生态系统的稳定性1.生态平衡：指生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态。特点：结构平衡：生态系统的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，保证了物质总在循环，能量不断流动，生物个体持续发展和更新。收支平衡：植物制造的可供其他生物利用的有机物的量，处于比较稳定的状态。2.生态系统稳定性的概念：生态系统所具有的维持或恢复自身结构和功能处于相对平衡状态的能力，叫做生态系统的稳定性。生态系统具有稳定性的原因：生态系统具有自我调节能力。生态系统的自我调节能力有一定的限度。生态系统自我调节能力的基础：负反馈调节。负反馈调节：在一个系统中，系统工作的效果，反过来作为信息调节该系统的工作，并且使系统工作的效果减弱或受到限制，它可使系统保持稳定。2、抵抗力稳定性：生态系统所具有的抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力。恢复力稳定性：生态系统所具有的受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力。第93页共95页 一般两者成反比。图中：y表示受到干扰时偏离正常范围的大小，偏离的越大，抵抗力稳定性越弱；x表示恢复到原状所需的时间，x越大，表示恢复力稳定性越小；TS表示生态系统总稳定性，TS面积越大，表示生态系统的总稳定性越低。3.提高生态系统的稳定性（1）控制对生态系统的干扰强度；（2）对人类利用较大的生态系统，应给予相应的物质、能量输入。4.设计并制作生态缸设计要求相关分析生态缸一般是封闭的防止外界生物或非生物因素的干扰生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定生态缸的材料必须透明为光合作用提供光能；保持生态缸内温度；便于观察生态缸宜小不宜大，缸中的水量应适宜，要留出一定的空间便于操作；缸内储备一定量的空气生态缸的采光应用较强的散射光防止水温过高导致水生植物死亡第四章人与环境4.1人类活动对生态环境的影响1.人口增长与生态足迹第93页共95页 生态足迹：又叫生态占用，指在现有技术条件下，维持某一人口单位（一个人、一个城市、一个国家或全人类）生存所需的生产资源和吸纳废物的土地及水域面积。生态足迹越大，代表人类所需的资源越多，对生态和环境的影响越大。1.全球性生态环境问题全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、土地荒漠化、生物多样性丧失、环境污染等。4.2生物多样性及其保护1.生物多样性包括基因多样性、物种多样性、生态系统的多样性。2.生物多样性的价值：直接价值：对人类有食用、药用、工业原料等实用意义的，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的。间接价值：对生态系统起到重要调节作用的价值，也叫做生态功能，例如保持水土、蓄洪抗旱等。潜在价值：目前人类尚不清楚的价值。注意：生态系统的间接价值明显大于直接价值。3.生物多样性丧失的原因（1）人类对野生物种生存环境的破坏：使栖息地丧失或碎片化。（2）掠夺式利用：过度采伐、滥捕乱猎。（3）环境污染（4）农业、林业品种的单一化导致遗传多样性丧失（5）外来物种的盲目引入保护生物多样性的措施（1）就地保护：就地保护是指在原地建立自然保护区以及风景名胜区等，是最有效的保护措施；（2）异地保护：异地保护是指将保护对象从原地迁出，例如建立植物园、动物园以及濒危动植物繁育中心等，是为行将灭绝的生物提供最后的生存机会；第93页共95页 （3）建立精子库、种子库、基因库：利用生物技术对濒危物种的基因进行保护；（4）加强立法、执法和宣传教育；（5）做好生态系统管理，深入开展生物多样性及其保育研究。4.3生态工程1.概念：指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，对人工生态系统进行分析、设计和调控，或对已被破坏的生态环境进行修复、重建，从而提高生态系统的生产力或改善生态环境，促进人类社会与自然环境和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程。2.生态工程的基本原理（1）自生：由生物组分而产生的自组织、自我优化、自我调节、自我更新和维持就是系统的自生。要求：有效的选择生物组分并合理布设；创造有益于生物组分的生长、发育、繁殖，以及它们形成互利共存关系的条件。（2）循环：指在生态工程中促进系统的物质迁移与转化，既保证各个环节的物质迁移顺畅，也保证主要物质或元素的转化率较高。即保证物质循环再生。例子：无废弃物农业。（3）协调：即生物与环境、生物与生物的协调与适应等也是需要考虑的问题。要求：处理好协调问题，需要考虑环境容纳量。（4）整体：树立整体观，遵循整体原理。要求：遵从自然生态系统的规律，各组分之间要有适当的比例，不同组分之间应构成有序的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。不仅要考虑自然生态系统的规律，也需要考虑经济和社会等的影响力，考虑社会习惯、法律制度等。3.生态工程的实例和发展前景（1）农村综合发展型生态工程青贮：玉米等农作物没有完全成熟时，将果穗和秸秆一起收获切碎，通过厌氧发酵成为牛羊的饲料。第93页共95页 氨化：指利用氨水或氮素化肥处理稻麦秸秆，使之软化适口，提高其作为饲料的营养价值。（2）湿地生态恢复工程（3）厦门筼筜湖生态恢复（4）矿区废弃地生态恢复工程：首要步骤是人工制造表土。（5）赤峰市元宝山矿区生态恢复工程选择性必修3生物技术与工程核心知识点复习提纲第一章发酵工程第一节传统发酵技术的应用1、发酵：利用微生物，在适宜条件下，将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。2、菌种特点：乳酸菌：（1）代谢类型：厌氧型微生物；生殖方式：分裂方式（2）反应简式：C6H12O6→2C3H6O3（乳酸）+能量酵母菌：（1）代谢类型：兼性厌氧菌型微生物真菌；生殖方式：出芽生殖（2）在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O（3）在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。C6H12O6→2C2H5OH＋6CO2（4）20℃左右最适宜酵母菌繁殖酒精发酵时一般将温度控制在18℃-25℃——醋酸菌（1）代谢类型：是异养需氧型；生殖方式为二分裂（2）当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；（3）当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O（4）醋酸菌最适生长温度为30～35℃第93页共95页 3.制作泡菜，果酒和果醋（1）制作泡菜步骤：配置盐水煮沸→冷却待用→选食材洗净均匀切块状→装半坛至八分满→倒入冷却后的盐水没过食材并盖好→水槽注水→适宜温度发酵成品（2）制作果酒和果醋步骤：挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→果酒（→醋酸发酵→果醋）有两条途径生成醋酸：直接氧化和以酒精为底物的氧化。4、充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的；排气口是在酒精发酵时用来排出二氧化碳的；出料口是用来取样的。排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身相连接，其目的是防止空气中微生物的污染。开口向下的目的是有利于二氧化碳的排出。使用该装置制酒时，应该关闭充气口；制醋时，应该充气口连接气泵，输入氧气5，利用右图制作果酒、果醋时，在发酵过程中，每隔12h将瓶盖拧松一次（注意，不能打开瓶盖）目的是放出二氧化碳。当发酵产生酒精后，对装置的处理是打开瓶盖，盖上一层纱布，进行制葡萄醋的发酵。6，防止发酵液被污染：①榨汁机要清洗干净，并晾干②发酵装置要清洗干净，并用体积分数70%的酒精消毒，或用洗洁精洗涤。③装入榨好的葡萄汁后，封闭充气口。7，控制好发酵条件：①将葡萄汁装入发酵瓶，留大约三分之一的空间。②制葡萄酒的过程中，将温度严格控制在18～25℃，时间控制在10到20天，可通过出料口发酵的情况进行及时的监测。③在制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在30～35℃，时间控制在7到8天，并注意适时通过充气口充气。第一节微生物的培养技术及应用一．培养基的配置1.培养基：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质。用以培养，分离，鉴定，保存微生物或积累代谢废物。第93页共95页 1.培养基分类：液体体培养基和固体培养基2.培养基的化学成分包括：水、无机盐、碳源、氮源，此外。还要满足微生物生长对PH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如，培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素，培养霉菌时须将培养基的pH调至酸性，培养细菌是需要将pH调至中性或微碱性，培养厌氧型微生物是则需要提供无氧的条件。——无菌技术1，获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的污染；主要包括灭菌和消毒。消毒与灭菌的区别消毒指使用较为温和的物理或化学方法仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的微生物（不包括芽孢和孢子）。消毒方法常用煮沸消毒法，巴氏消毒法（对于一些不耐高温的液体）还有化学药剂（如酒精、氯气、石炭酸等）消毒、紫外线消毒。灭菌则是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌。2.灭菌方法：①接种环、接种针、试管口等使用灼烧灭菌法；②玻璃器皿、金属用具等使用干热灭菌法，所用器械是干热灭菌箱；③培养基、无菌水等使用高压蒸汽灭菌法，所用器械是高压蒸汽灭菌锅。④表面灭菌和空气灭菌等使用紫外线灭菌法，所用器械是紫外灯。比较项理化因素的作用强度消灭微生物的数量芽孢和孢子能否被消灭消毒较为温和部分生活状态的微生物不能灭菌强烈全部微生物能3.微生物的纯培养（1）纯培养物：由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物。（2）微生物的纯培养步骤：配制培养基，灭菌，接种，分离和培养等。——酵母菌的纯培养：第93页共95页 （1）微生物接种的方法最常用的是平板划线法和稀释涂布平板法。（2）平板划线法是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作。将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。在数次划线后培养，可以分离到由一个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体，这就是菌落。（3）稀释涂布平板法是将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。分为系列稀释操作和涂布平板操作两步。（4）用平板划线法和稀释涂布平板法接种的目的是：使聚集在一起的微生物分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落，以便于纯化菌种。（5）平板划线法操作步骤：①将接种环放在火焰上灼烧，直到接种环烧红。②在火焰旁冷却接种环，并打开棉塞。③将试管口通过火焰。④将已冷却的接种环伸入菌液中蘸取一环菌液。⑤将试管通过火焰，并塞上棉塞。⑥左手将皿盖打开一条缝隙，右手将沾有菌种的接种环迅速伸入平板内，划三至五条平行线，盖上皿盖。注意不要划破培养皿。⑦灼烧接种环，待其冷却后，从第一区域划线的末端开始往第二区域内划线。重复以上操作，在三、四、五区域内划线。注意不要将最后一区的划线与第一区相连。⑧将平板倒置放入培养箱中培养。二，微生物的选择培养基和计数——选择培养基：在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称作选择培养基。1，尿素是一种重要的农业氮肥，尿素并不能直接被农作物吸收。只有当土壤中的细菌将尿素分解成氨之后，才能被植物利用。土壤中的细菌之所以能分解尿素，是因为他们能合成脲酶2，微生物的选择培养统计菌落数目（1）测定微生物数量的常用方法有稀释涂布平板法（活菌计数法）和显微镜直接计数。（2）稀释涂布平板法统计样品中活菌的数目的原理当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活细菌。为了保证结果准确，一般设置3～5个平板，选择菌落数在30～300的平板进行计数，并取平均值。统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，这是因为当两个或多个细胞在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。因此，统计结果一般用菌落数而不是活菌数来表示。第93页共95页 采用此方法的注意事项：①选择菌落数在30～300的平板上计数。②需培养计算出三个或三个以上的平板菌落求平均数。③统计的菌落往往比活菌的实际数目低。每克样品中的菌落数＝(C÷V)×M其中，C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(ml)，M代表稀释倍数。设置对照——实验设计（1）土壤取样：同其他生物环境相比，土壤中的微生物，数量最大，种类最多。在富含有机质的土壤表层，有更多的微生物生长。（2）样品的稀释：样品的稀释程度将直接影响平板上生长的菌落数目。在实际操作中，通常选一定稀释范围的样品液进行培养，以保证获得菌落数在30~300之间、适于计数的平板。（3）微生物的培养与观察不同种类的微生物，往往需要不同的培养温度和培养时间。细菌30~37℃1~2天每隔24小时统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，这样可以防止因培养时间不足而导致一楼菌落的数目。一般来说，在一定的培养条件下（相同的培养基、唯独及培养时间），同种微生物表现出稳定的菌落特征。形状、大小、隆起程度、颜色。第一节发酵工程及其应用——发酵工程的基本环节：选育菌种→扩大培养→培养基的配制→灭菌→接种→发酵→产品的分离提纯→获得产品——发酵工程的应用1，在食品工业上的应用：生产传统的发酵产品，生产食品添加剂，生产酶制剂。2，在农牧业上的应用：生产微生物肥料，生产微生物农业，生产微生物饲料。3，在医药工业上及其他方面的应用。第二章细胞工程第一节植物细胞工程（一）植物组织培养1.理论基础（原理）：细胞全能性2.全能性概念：具有某生物发育所需全部遗传信息的细胞，都具有发育成完整个体的潜能。3、过程：外植体—脱分化—愈伤组织—再分化—丛芽、不定根—新植株4、相关概念及实验注意事项第93页共95页 ①　外植体：离体植物器官、组织、细胞②　愈伤组织：高度液泡化，无固定形态的薄壁细胞。全能性高，分化程度低③　外植体消毒：70%酒精30s—无菌水冲洗—次氯酸钠30min—无菌水冲洗④　取材：选取形成层部位⑤　脱分化：23~26oC，避光⑥　再分化：将愈伤组织转接到分化培养基，光照下培养⑦　生长素/细胞分裂素：比值高—促进生根；比值低—促进发芽5、植物组织培养概念：在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官，组织，细胞培养在人工配置的培养基上，诱导其产生愈伤组织，丛芽，最终形成完整的植株。6、地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。（二）植物体细胞杂交1、植物体细胞杂交概念：将不同种的植物细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的过程。2、过程及注意事项：①　去除细胞壁：酶解法（纤维素酶、果胶酶），获得原生质体②　原生质体融合方法：物理法（离心、震荡、电刺激）；化学法：聚乙二醇③　细胞融合成功的标志：杂种细胞再生细胞壁3、融合结果：获得杂种细胞，进而获得杂种植株。A细胞+B细胞所得杂种植株遗传物质=A+B4、成功例子：番茄—马铃薯；烟草—海岛烟草；胡萝卜—羊角芹；白菜—甘蓝5、优点：克服远缘杂交不亲和障碍6、局限性：不能按照人的要求表达性状（三）植物细胞工程应用第93页共95页 1、微型繁殖：可以高效快速地实现种苗的大量繁殖（观赏植物，经济林木，无性繁殖作物）2、作物脱毒：采用茎尖等分生区组织培养来除去病毒（因为分生区附近的病毒极少或没有）3、人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经人工薄膜包装得到的种子。优点：完全保持优良品种的遗传特性，不受季节的限制；方便储藏和运输4、作物新品种培育：单倍体育种5、突变体利用：由于培养细胞一直处在不断增殖的状态，因此她们容易受到培养条件和诱导因素的影响而产生突变。在组织培养中会出现突变体，通过从有用的突变体中选育出新品种（如筛选抗病、抗盐、含高蛋白的突变体）6、细胞产物的生产：通过能够产生对人们有利的产物的细胞进行组织培养，从而让它们能够产生大量的细胞产物。如：生产人参皂甙，三七，紫草，银杏等。（定向诱导愈伤组织细胞分化为产生特定物质的细胞，提纯产物）第二节动物细胞工程一.动物细胞培养（1）概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。（2）原理：细胞增殖（3）动物细胞培养需要满足以下条件：①无菌、无毒的环境：培养液应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。②营养：合成培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。由于人们对细胞所需要的营养物质尚未完全研究清楚，因此在合成培养基时，通常需加入血清、血浆等天然成分。③温度：适宜温度：哺乳动物多是36.5℃＋0.5℃；pH：7.2～7.4。④气体环境：95%空气＋5%CO2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。（4）动物细胞培养的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。第93页共95页 （1）细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。二.动物体细胞核移植技术和克隆动物1.动物细胞融合技术（1）是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。（2）原理：细胞膜的流动性（3）动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似，常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激等。（4）动物细胞融合的意义：克服了远缘杂交的不亲和性，成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物生物新品种培育的重要手段。制备单克隆抗体（最重要的用途）2.单克隆抗体及其应用（1）抗体：一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。从血清中分离出的抗体产量低、纯度低、特异性差。细胞融合完成的标志：细胞核融合成一个核。（2）单克隆抗体的制备过程：两次筛选:第一次筛选出杂交瘤细胞，第二次筛选出能产生特异性抗体的杂交瘤细胞。①第一次筛选：将未融合的B-淋巴细胞、骨髓瘤细胞以及BB融合、瘤瘤融合等的细胞通过选择培养基淘汰，筛选出B-瘤融合的细胞。②第二次筛选：将产生特定抗体的B-瘤细胞通过细胞培养用相应抗原检测的办法筛选出来。（3）获取单克隆抗体的场所①若在培养基中进行杂交瘤细胞培养，则从培养液中提取。②若在小鼠或其他动物腹腔中培养，则从腹水中提取。（4）杂交瘤细胞的特点：既能大量繁殖，又能产生专一的抗体。（5）单克隆抗体的优点：特异性强，灵敏度高，并能大量制备。（6）在腹腔内增殖的优点：不需要特定的培养基，不需要严格的外界条件。第93页共95页 （7）筛选的时候用：特定的选择性培养基进行筛选。（8）单克隆抗体的作用：①作为诊断试剂：准确识别各种抗原物质的细微差异，并跟一定抗原发生特异性结合，具有准确、高效、简易、快速的优点。②用于治疗疾病和运载药物：主要用于治疗癌症治疗，可制成“生物导弹”（借助单克隆抗体的导向作用），也有少量用于治疗其它疾病。（9）植物体细胞杂交与动物细胞融合比较细胞工程植物体细胞杂交动物细胞融合实质内容改变遗传物质、产生新的性状，获得细胞产品(使后代具有双亲的特性)理论基础细胞膜的流动性、植物细胞全能性细胞膜的流动性、细胞增殖诱导手段物理法：离心、振动、电激化学法：聚乙二醇(PEG)物理法：离心、振动、电激化学法：聚乙二醇生物法：灭活病毒(灭活仙台病毒)过程去细胞壁(纤维素酶、果胶酶)→原生质体融合(获得杂种原生质体)→植物细胞的筛选和培养(获得植株)获得分离的单个动物细胞(胰蛋白酶处理)→诱导融合形成杂交细胞→动物细胞培养(细胞产品)应用白菜—甘蓝等杂种植物单克隆抗体的制备(杂交瘤细胞)意义和用途①克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展杂交亲本的组合范围；②克服有性杂交的母系遗传的局限性，获得细胞质基因的杂合子，研究细胞质遗传①制备单克隆抗体；②诊断、治疗、预防疾病，如单抗诊断盒、“生物导弹”治疗癌症第93页共95页 三．动物体细胞核移植技术和克隆动物1，动物体细胞核移植技术（1）概念：将动物的一个细胞的细胞核，移入一个已经去核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个胚胎最终发育为动物个体的技术。（2）哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植（比较容易）和体细胞核移植（比较难）。（3）选用去核卵(母)细胞的原因：卵(母)细胞比较大，容易操作；卵(母)细胞细胞质多，营养丰富。卵细胞的细胞质可使体细胞细胞核全能性得到表达。（3）体细胞核移植的大致过程是：（右图）①伴随着两细胞融合，体现细胞膜的结构特点——具有一定的流动性。②该技术形成的重组细胞发育成一个新个体，体现了细胞核的全能性而非动物细胞的全能性。（4）体细胞核移植技术的应用：①加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育；②保护濒危物种，增大存活数量；③生产珍贵的医用蛋白；④作为异种移植的供体；⑤用于组织器官的移植等。（5）体细胞核移植技术存在的问题：克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等。胚胎工程1胚胎工程：是指对生殖细胞，受精卵或早期胚胎细胞所进行的多种显微操作和处理,然后获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术技术包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割等技术。2受精：精子和卵子结合成合子（受精卵）的过程。包括受精前的准备阶段和受精阶段，哺乳动物受精在输卵管内完成。3准备阶段1——精子获能（1）精子的准备：刚刚排出的精子，不能立即与卵子受精，必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力精子的外形：哺乳动物成熟的精子外形似蝌蚪，分头、第93页共95页 颈和尾三大部分。不同种动物精子的形态相似，大小略有不同，与动物的体型大小无关（2）准备阶段2：卵子的准备：动物排出的卵子成熟程度不同，有的可能是初级卵母细胞（马、犬），有的可能是次级卵母细胞（猪牛羊），但它们都要在输卵管内进一步成熟，当达到MII中期时，才具备与精子受精的能力。4受精阶段：哺乳动物的受精过程主要包括：精子穿越透明带，进入卵细胞膜，雌雄原核形成和融合，卵裂期开始。早期胚胎发育过程：受精卵卵裂期桑椹胚囊胚原肠胚胎儿形成卵裂期：细胞在输卵管内中进行有丝分裂，数量增加，胚胎总体积并不增加或略有减小桑椹胚：这个阶段前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能，属于全能细胞囊胚：包括内细胞团和滋养层细胞，有囊胚腔。囊胚从透明带中伸展出来称为孵化。原肠胚：内细胞团表层的细胞形成外胚层，下方的细胞形成内胚层。这时的胚胎称为原肠胚，由内胚层包围的囊腔叫原肠腔。滋养层则发育为胎儿的胎膜和胎盘。二胚胎工程技术及其应用——体外受精：试管动物技术是指人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精。——胚胎移植：是指将体外受精获得的早期胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。3.基本程序：（1）供、受体的选择和处理（使用激素进行同期发情处理、（促性腺激素）超数排卵处理）（2）配种或人工受精（3）胚胎收集（冲卵（早期胚胎））、（4）检查（胚胎发育到桑椹胚或囊胚）（5）胚胎移植：手术法（引出子宫和卵巢将其注入）；非手术法（用移植管将其送入子宫）5）移植后的检查（是否妊娠）4，意义：可充分发挥雌性优良个体繁殖潜力。供体主要职能只是产生优良特性的胚胎，缩短繁殖周期。——胚胎分割：采用机械方法将早期胚胎切割成2、4或8等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。2.仪器设备：体视显微镜和显微操作仪3.意义：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖。第93页共95页 4.操作程序：（1）选择发育良好、形态正常的囊胚，移入盛有操作液的培养皿（2）用分割针或分割刀切开胚胎，吸出半个，注入空透明带或直接将裸半胚移植给受体。分割囊胚时要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。此时还可用分割针分割滋养层，做胚胎DNA分析性别鉴定。5.局限：刚出生的动物体重偏低，毛色和斑纹上存在差异，同卵多胎的可能性有限。第三章基因工程第一节重组DNA技术的基本工具一，基因工程：基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。操作水平：DNA分子水平原理：基因重组优点：1.突破物种界限2.定向改造生物的遗传特性（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——限制性内切核酸酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。（2）功能：能够识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点切割，因此具有专一性。（3）作用的化学键：切割磷酸二酯键(4)结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。2.“分子缝合针”——DNA连接酶(1)作用：将两个具有相同粘性末端的DNA片段连接起来，形成重组DNA（2）连接的化学键：磷酸二酯键（3）与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶DNA聚合酶第93页共95页 不同点连接的DNA双链单链模板不要模板要模板连接的对象2个DNA片段单个脱氧核苷酸添加到已存在的单链DNA片段上相同点作用实质形成磷酸二酯键化学本质蛋白质3.“分子运输车”——运载体（1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。（2）最常用的载体是质粒,它是一种环状DNA分子。（3）其它载体：噬菌体、动植物病毒第一节基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取1.筛选合适的目的基因2..PCR技术扩增目的基因（知道目的基因两端的核苷酸序列）（1）PCR的含义：是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。（2）目的：获取大量的目的基因（3）原理：DNA双链复制（4）过程：第一步：变性，加热至90℃以上DNA解链为单链；（高温解旋）第二步：复性，冷却到50℃左右，引物与两条单链DNA结合；第三步：延伸，加热至72左右℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。（5）特点：指数(2n)形式扩增第二步：基因表达载体的构建(核心)1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因（1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的上游，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录mRNA。第93页共95页 （2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的下游，使转录停止。（3）标记基因的作用：鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。第三步：将目的基因导入受体细胞1.转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。2.常用的转化方法：将目的基因导入植物细胞：采用的方法是农杆菌转化法，其次还有显微注射器和花粉管通道法等。将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术。方法的受体细胞多是受精卵。将目的基因导入微生物细胞：用Ca2+处理细胞，促进细胞吸收DNA分子，完成转化过程）原核生物作为受体细胞的优点：繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少第四步：目的基因的检测和表达1.首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子杂交(DNA-DNA)技术。2.其次还要检测目的基因是否转录出mRNA，方法是采用分子杂交(DNA-RNA)技术。3.最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是采用抗原—抗体杂交技术。4.有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如生物抗虫或抗病的鉴定等。、（三）基因工程的应用基因工程的应用1.在农牧业方面的应用：转基因抗虫植物，转基因抗病植物，转基因除草剂植物，改良植物的的品质，提高动物的生长速率，改善畜产品的品质2.在医药卫生领域的应用：乳腺生物反应器等3.在食品工业方面的应用等第二节蛋白质工程的原理和应用1，蛋白质工程的：蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。第93页共95页 1，蛋白质工程崛起的缘由：基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。转录翻译蛋白质工程的基本途径：1从预期的蛋白质功能出发2设计预期的蛋白质结构3推测应有的氨基酸序列4找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因）★蛋白质工程与基因工程区别第四章生物技术的安全性与伦理问题（一）转基因生物的安全性争论：(1)基因生物与食物安全：反方观点：反对“实质性等同”、出现滞后效应、出现新的过敏原、营养成分改变正方观点：有安全性评价、科学家负责的态度、无实例无证据(2)转基因生物与生物安全：对生物多样性的影响第93页共95页 反方观点：扩散到种植区之外变成野生种类、成为入侵外来物种、重组出有害的病原体、成为超级杂草、有可能造成“基因污染”正方观点：生命力有限、存在生殖隔离、花粉传播距离有限、花粉存活时间有限(3)转基因生物与环境安全：对生态系统稳定性的影响反方观点：打破物种界限、二次污染、重组出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通过食物链进入人体正方观点：不改变生物原有的分类地位、减少农药使用、保护农田土壤环境（二）关注生殖性克隆人(1)克隆人：两种不同观点，多数人持否定态度。否定的理由：克隆人严重违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用；克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；克隆人是在人为的制造在心理上和社会地位上都不健全的人。肯定的理由：技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法解决。不成熟的技术也只有通过实践才能使之成熟。中国政府的态度：禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验。(2)试管婴儿：两种目的试管婴儿的区别两种。不同观点，多数人持认可态度。否定的理由：把试管婴儿当作人体零配件工厂，是对生命的不尊重；早期生命也有活下去的权利，抛弃或杀死多余胚胎，无异于“谋杀”。肯定的理由：解决了不育问题，提供骨髓中造血干细胞救治患者最好、最快捷的方法，提供骨髓造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤。(3)基因身份证：否定的理由：个人基因资讯的泄漏造成基因歧视，势必造成遗传学失业大军、造成个人婚姻困难、人际关系疏远等严重后果。肯定的理由：通过基因检测可以及早采取预防措施，适时进行治疗，达到挽救患者生命的目的。（三）禁止生物武器(1)种类：致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌。(2)散布方式：吸入、误食、接触带菌物品、被带菌昆虫叮咬等。第94页共95页 (3)特点：致病力强、多数具传染性、传染途径多、污染面广、有潜伏期、不易被发现、危害时间长等。(4)禁止生物武器公约及中国政府的态度第95页共95页