高中生物重点知识框架.docx
《高中生物重点知识框架.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物重点知识框架.docx（74页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
高中生物重点知识框架
高中生物重点知识框架
必修一
一、生命的物质基础和结构基础
（细胞中的化合物、细胞的结构和功能、细胞增殖、分化、癌变和衰老、生物膜系统）
Pb、Hg等
1.1化学元素与生物体的关系
1.2生物体中化学元素的组成特点
元素含量差异很大
1.3生物界与非生物界的统一性和差异性
组成生物体的化学元素，在生物体和无机自然界中含量差异很大
1.4细胞中的化合物
化合物
分类
元素组成
主要生理功能
水
自由水
结合水
①组成细胞
②维持细胞形态
③运输物质
④提供反应场所
⑤参与化学反应
⑥维持生物大分子功能
⑦调节渗透压
无机盐
①构成化合物（Fe、Mg）
②组成细胞（如骨细胞）
③参与化学反应
④维持细胞和内环境的渗透压）
糖类
单糖
二糖
多糖
C、H、O
①供能（淀粉、糖元、葡萄糖等）
②组成核酸（核糖、脱氧核糖）
③细胞识别（糖蛋白）
④组成细胞壁（纤维素）
脂质
脂肪
磷脂（类脂）
固醇
C、H、O
C、H、O、N、P
C、H、O
①供能（贮备能源）
②组成生物膜
③调节生殖和代谢（性激素、VD）
④保护和保温
蛋白质
单纯蛋白（如胰岛素）
结合蛋白（如糖蛋白）
C、H、O、N、S
（Fe、Cu、P、Mo……）
①组成细胞和生物体
②调节代谢（激素）
③催化化学反应（酶）
④运输、免疫、识别等
核酸
DNA
RNA
C、H、O、N、P
①贮存和传递遗传信息
②控制生物性状
③催化化学反应（RNA类酶）
1.5蛋白质的相关计算
设：
构成蛋白质的氨基酸个数m，构成蛋白质的肽链条数为n，
构成蛋白质的氨基酸的平均相对分子质量为a，蛋白质中的肽键个数为x，
蛋白质的相对分子质量为y，
则：
肽键数＝脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数，为
蛋白质的相对分子质量
1.6蛋白质的组成层次
蛋白质
1.7核酸的基本组成单位
名称
基本组成单位
核酸
核苷酸（8种）
一分子磷酸（H3PO4）
一分子五碳糖
（核糖或脱氧核糖）
核苷
一分子含氮碱基
（5种：
A、G、C、T、U）
DNA
脱氧核苷酸
（4种）
一分子磷酸
一分子脱氧核糖
脱氧核苷
一分子含氮碱基
（A、G、C、T）
RNA
核糖核苷酸
（4种）
一分子磷酸
一分子核糖
核糖核苷
一分子含氮碱基
（A、G、C、U）
1.8生物大分子的组成特点及多样性的原因
名称
基本单位
化学通式
聚合方式
多样性的原因
多糖
葡萄糖
R
NH2
COOH
H
C
C6H12O6
脱水缩合
①葡萄糖数目不同
②糖链的分支不同
③化学键的不同
蛋白质
氨基酸
①氨基酸数目不同
②氨基酸种类不同
③氨基酸排列次序不同
④肽链的空间结构
核酸
（DNA和RNA）
核苷酸
①核苷酸数目不同
②核苷酸排列次序不同
③核苷酸种类不同
1.9生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定
物质
试剂
操作要点
颜色反应
还原性糖
斐林试剂（甲液和乙液）
临时混合
加热
砖红色
脂肪
苏丹Ⅲ（苏丹Ⅳ）
切片
高倍镜观察
桔黄色（红色）
蛋白质
双缩脲试剂（A液和B液）
先加试剂A
再滴加试剂B
紫色
DNA
二苯胺
加0.015mol/LNaCl溶液5Ml
沸水加热5min
蓝色
细胞——生物体结构和功能的基本单位
葡萄糖——组成多糖的基本单位
氨基酸——组成蛋白质的基本单位
核苷酸——组成核酸的基本单位
基因——控制生物性状的基本单位
种群——生物生存和进化的基本单位
其它离子、小分子和大分子
1.10选择透过性膜的特点
原理
1.11细胞膜的物质交换功能
1.12线粒体和叶绿体共同点
1、具有双层膜结构
2、进行能量转换
3、含遗传物质——DNA
4、能独立地控制性状
5、决定细胞质遗传
6、内含核糖体
7、有相对独立的转录翻译系统
8、能自我分裂增殖
1.13真核生物细胞器的比较
名称
化学组成
存在位置
膜结构
主要功能
线粒体
蛋白质、呼吸酶、RNA、脂质、DNA
动植物细胞
双层膜
能
量
代
谢
有氧呼吸的主要场所
叶绿体
蛋白质、光合酶、RNA、脂质、DNA、色素
植物叶肉细胞
光合作用
内质网
蛋白质、酶、脂质
动植物细胞中广泛存在
单层膜
与蛋白质、脂质、糖类的加工、运输有关
高尔基体
蛋白质、脂质
蛋白质的运输、加工、细胞分泌、细胞壁形成
溶酶体
蛋白质、脂质、酶
细胞内消化
核糖体
蛋白质、RNA、酶
无膜
合成蛋白质
中心体
蛋白质
动物细胞
低等植物细胞
与有丝分裂有关
1.14细胞有丝分裂中核内DNA、染色体和染色单体变化规律
间期
前期
中期
后期
末期
DNA含量
2a—→4a
4a
4a
4a
2a
染色体数目（个）
2N
2N
2N
4N
2N
染色体单数（个）
0
4N
4N
0
0
染色体组数（个）
2
2
2
4
2
同源染色数（对）
N
N
N
2N
N
注：
设间期染色体数目为2N个，未复制时DNA含量为2a。
1.15理化因素对细胞周期的影响
理化因素
间期
前期
中期
后期
末期
机理
应用
过量脱氧胸苷
＋
抑制DNA复制
治疗癌症
秋水仙素
＋
抑制纺锤体形成
获得多倍体
低温（2—4℃）
＋
＋
＋
＋
＋
影响酶活和供能
低温贮藏
注：
＋表示有影响
1.16细胞分裂异常（或特殊形式分裂）的类型及结果
类型
分裂方式
结果
事例
细胞质不分裂
有丝分裂
双（多）核细胞
多核胚囊
个别染色体不分离
有丝分裂、减数分裂
单体、多体
21三体、唐氏综合征
全部染色体不分离
有丝分裂、减数分裂
多倍体
四倍体植物
染色体多次复制，但不分离
有丝分裂
多线巨大染色体
果蝇唾腺染色体
两个以上中心体
有丝分裂
多极核
死亡
1.17细胞分裂与分化的关系
1.18已分化细胞的特点1.19分化后形成的不同种类细胞的特点
已分化细胞
不同种类细胞
1.20分化与细胞全能性的关系
受精卵
（永生）
1.21细胞的生活史
1.22癌细胞的特点
永生细胞
细胞膜通透性改变，物质运输功能降低
1.23衰老细胞的特点
花瓣凋萎
1.24细胞的死亡
概念
1.25生物膜与生物膜系统
细胞分裂产生新细胞
细胞分化产生新细胞类型
基因突变产生新基因
基因重组产生新基因型
生殖隔离产生新物种
二、生物的新陈代谢
2.1酶的分类
存在于低等生物中，将RNA自我催化。
对生命起源的研究有重要意义。
（蛋白质本质）
（核酸本质）
2.2酶促反应序列及其意义
酶促反应序列：
生物体内的酶促反应可以顺序连接起来，即第一个反应的产物是第二个反应的底物，第二个反应的产物是第三个反应的底物，以此类推，所形成的反应链叫酶促反应序列。
如
酶n
意义：
各种反应序列形成细胞的代谢网络，使物质代谢和能量代谢沿着特定路线有序进行，确定了代谢的方向。
2.3生物体内ATP的来源
ATP来源
反应式
光合作用的光反应
酶
酶
ADP＋Pi＋能量——→ATP
化能合成作用
有氧呼吸
无氧呼吸
其它高能化合物转化
（如磷酸肌酸转化）
C~P（磷酸肌酸）＋ADP——→C（肌酸）＋ATP
酶
2.4生物体内ATP的去向
叶绿体基粒的
类囊体薄膜上
2.5光合作用的色素
2.6光合作用中光反应和暗反应的比较
比较项目
光反应
暗反应
反应场所
叶绿体基粒
叶绿体基质
能量变化
光能——→电能
电能——→活跃化学能
活跃化学能——→稳定化学能
物质变化
H2O——→[H]＋O2
NADP+＋H+＋2e——→NADPH
ATP＋Pi——→ATP
CO2＋NADPH＋ATP———→
（CH2O）＋ADP＋Pi＋NADP+＋H2O
反应物
H2O、ADP、Pi、NADP+
CO2、ATP、NADPH
反应产物
O2、ATP、NADPH
（CH2O）、ADP、Pi、NADP+、H2O
反应条件
需光
不需光
反应性质
光化学反应（快）
酶促反应（慢）
反应时间
有光时（自然状态下，无光反应产物暗反应也不能进行）
2.7光能利用率与光合作用效率的关系
去向
2.8影响光合作用的外界因素与提高光能利用率的关系
温度
2.9光合作用实验的常用方法
可同时使用
2.10植物对水分的吸收和利用
2.10.1植物对水分的吸收
渗透压
2.10.2扩散作用与渗透作用的联系与区别
特指溶剂分子（如水、酒精等）的扩散，需特定的条件
2.10.3半透膜与选择透过性膜的区别与联系
半透膜
选择透过性膜
概念
小分子、离子能透过，大分子不能透过
水自由通过，被选择的离子和其它小分子可以通过，大分子和颗粒不能通过
性质
半透性（存在微孔，取决于孔的大小）
选择透过性（生物分子组成，取决于脂质、蛋白质和ATP）
状态
活或死
活
材料
合成材料或生物材料
生物膜（磷脂和蛋白质构成的膜）
物质运
动方向
不由膜决定，取决于物质密度
水和亲脂小分子：
不由膜决定，取决于物质密度
离子和其它小分子：
膜上载体（蛋白质）决定
功能
渗透作用
渗透作用和其它更多的生命活动功能
共同点
水自由通过，大分子和颗粒都不能通过
2.10.4植物体内水分的运输
导致吐水现象
2.10.5植物体内水分的利用和散失
①根持续吸水的动力
②物质运输的载体
③降低叶片温度
2.11植物体内的化学元素
（1）
主动运输
1.12植物体内的化学元素
（2）
氨基酸
2.13人和动物体内三大营养物质的代谢
助记词
2.14人体的必需氨基酸
细胞膜
②
2.15细胞的有氧呼吸
2.16细胞内的无氧呼吸
2.17有氧呼吸与无氧呼吸的比较
比较项目
有氧呼吸
无氧呼吸
反应场所
真核细胞：
细胞质基质，主要在线粒体
原核细胞：
细胞基质（含有氧呼吸酶系）
细胞质基质
反应条件
需氧
不需氧
反应产物
终产物（CO2、H2O）、能量
中间产物（酒精、乳酸、甲烷等）、能量
产能多少
多，生成大量ATP
少，生成少量ATP
共同点
氧化分解有机物，释放能量
2.18呼吸作用产生的能量的利用情况
呼吸类型
被分解的有机物
储存的能量
释放的能量
可利用的能量
能量利用率
有氧呼吸
1mol葡萄糖
2870kJ
2870kJ
1165kJ
40.59%
无氧呼吸
2870kJ
196.65kJ
61.08kJ
2.13%
注：
无氧呼吸释放的能量值为分解为乳酸时的值。
不同的无氧呼吸类型释放的能量可能稍有不同。
特殊类型
2.19新陈代谢的类型
必修二
一、生物体生殖细胞的生成
1.1动物有性生殖细胞的形成（没有交换）
A
四种精子
（一种卵细胞）
1.2减数分裂中非姐妹染色单体的交叉互换
1.3减数分裂中染色体行为及数目与配子类型的关系
①当m＜2n-1，则生成的精子类型最多为2m<2n种
②当m≥2n-1，则生成的精子类型为2m=2n种
配子多样性
的主要原因
1.4减数分裂与有丝分裂的比较（以动物细胞为例）
比较项目
减数分数
有丝分裂
复制次数
1次
1次
分裂次数
2次
1次
同源染色体行为
联会、四分体、同源染色体分离、非姐妹染色体交叉互换
无
子细胞染色体数
是母细胞的一半
与母细胞相同
子细胞数目
4个
2个
子细胞类型
生殖细胞（精细胞、卵细胞）、极体
体细胞
细胞周期
无
有
相关的生理过程
生殖
生长、发育
染色体（DNA）的
变化曲线
时期
数量
4
2
时期
4
2
数量
DNA
染色体
助记词
二、生物的遗传
2.1证明DNA是遗传物质的实验
（1）——肺炎双球菌的转化实验
死亡
DNA是“转化因子”，即遗传物质
2.2证明DNA是遗传物质的实验
（2）——T2噬菌体感染细菌实验
说明
2.3证明RNA是遗传物质的实验——烟草花叶病毒的感染实验
TMV
2.4DNA是遗传物质的理论证据（遗传物质的必备条件）
理论证据
2.5核酸是生物的遗传物质
4、不含DNA的生物（RNA病毒）RNA才是遗传物质
氢键
2.6DNA的组成单位、分子结构和结构特点
基本组成单位
4n种
2.7由碱基互补配对原则引起的碱基间关系
根据第一链计算第二链
2.8DNA分子的复制
5’端
复制
（半保留复制）
DNA带
2.9DNA半保留复制的实验证明
2.10基因的结构及控制蛋白质的合成
原核生物基因的结构
放大
转录
基因控制蛋白质的合成
2.11染色体组与基因组比较
概念
示例
染色体组
正常配子中的全部染色体数称为一个染色体组，用N表示
果蝇：
N=4
基因组
概念
某生物DNA分子所携带的全部遗传信息叫基因组。
包括核基因组和质基因组（线料体基因组和叶绿体基因组）
人：
23+1+
线粒体DNA
单倍体基因组
有性别生物：
N+1（N个DNA+1个性染色体DNA组成）
无性别生物：
N（N个DNA分子组成）
人：
23+1
玉米：
10
原核生物基因组
一个DNA分子组成（或加上质粒DNA）
细菌DNA
线粒体基因组
线粒体中一个DNA分子所携带的遗传信息（见后述）
线粒体DNA
叶绿体基因组
叶绿体中一个DNA分子所携带的遗传信息
叶绿体DNA
区别与联系
染色体组由正常配子中的染色体数目构成，只包含一条性染色体
基因组由一半常染色体、两条性染色体和细胞质中的DNA分子组成
2.12人类基因组研究
2.12.1人类基因组计划（HGP）大事记
人类基因组计划大事记
1985年
美国科学家诺贝尔奖获得者杜伯克首先提出了人类基因组计划（HGP）
1990年10月1日
经美国国会批准美国HGP正式启动，预计投资30亿美元，历时15年，在2005年完成。
先后共有美、英、日、法、德、中六国参加，分别负担了其中54%、33%、7%、2.8%、2.2%和1%的研究工作。
1998年5月
全球最大的DNA自动测序仪厂家在美国马里兰州罗克威尔设立了Celera（塞莱拉）基因组学公司，声称在3年内完成人类基因组的序列测定，另外有一些私营机构也涉足这一领域，目的都是为了申请专利，垄断人类基因信息资源。
至此形成公私两大阵营。
1998年10月
人类基因组计划的公立阵营宣布提前于2001年完成人类基因组的工作草图，整个终图的完成期将从2005提前到2003年。
1999年9月
我国搭上基因组研究的末班车，加入该计划并负责3号染色体上3000万个碱基对的测序工作，成为参与人类基因组计划唯一的发展中国家。
这1%的测序任务，带给中国的利益是长远的，我们不仅因此可以分享整个计划的成果，拥有相关事务的发言权，而且建立了自己的研究队伍，技术水平走在了世界的前列。
2000年3月14日
美国总统克林顿和英国首相贝理雅发表联合声明，呼吁将人类基因组研究成果公开，以便世界各国的科学家都能自由地使用这些成果。
2000年4月底
中国科学家按照国际人类基因组计划的部署，完成了百分之一人类基因组的“工作框架图”。
2000年6月26日
美国白宫召开会议，宣布人类基因组“工作框架图”完成。
2001年2月15日
人类基因组计划公立阵营在当日出版的《自然》杂志公布人类基因组测序草图。
2001年2月16日
塞莱拉公司在当日出版的《科学》杂志上公布人类基因组测序草图。
2006年5月18日
美国和英国科学家在英国《自然》杂志网络版上发表了人类最后一个染色体—1号染色体的基因测序。
科学家不止一次宣布人类基因组计划完工，但推出的均不是全本，这一次杀青的“生命之书”更为精确，覆盖了人类基因组的99．99％。
历时16年的人类基因组计划书写完了最后一个章节。
2.12.2人类基因组计划（HGP）的主要内容
主要内容
遗传图
又称连锁图，它是以具有遗传多态性（在一个遗传位点上具有一个以上的等位基因，在群体中的出现频率皆高于1%）的遗传标记为“路标”，以遗传学距离（在减数分裂事件中两个位点之间进行交换、重组的百分率，1%的重组率称为1cM（厘摩））为图距的基因组图。
遗传图的建立为基因识别和完成基因定位创造了条件。
意义：
6000多个遗传标记已经能够把人的基因组分成6000多个区域，使得连锁分析法可以找到某一致病的或表现型的基因与某一标记邻近（紧密连锁）的证据，这样可把这一基因定位于这一已知区域，再对基因进行分离和研究。
对于疾病而言，找基因和分析基因是个关键。
物理图
物理图是指有关构成基因组的全部基因的排列和间距的信息，它是通过对构成基因组的DNA分子进行测定而绘制的。
绘制物理图的目的是把有关基因的遗传信息及其在每条染色体上的相对位置线性而系统地排列出来。
DNA物理图是指DNA链的限制性酶切片段的排列顺序，即酶切片段在DNA链上的定位。
因限制性内切酶在DNA链上的切口是以特异序列为基础的，核苷酸序列不同的DNA，经酶切后就会产生不同长度的DNA片段，由此而构成独特的酶切图。
因此，DNA物理图是DNA分子结构的特征之一。
DNA是很大的分子，由限制酶产生的用于测序反应的DNA片段只是其中的极小部分，这些片段在DNA链中所处的位置关系是应该首先解决的问题，故DNA物理图谱是顺序测定的基础,也可理解为指导DNA测序的蓝图。
广义地说，DNA测序从物理图制作开始，它是测序工作的第一步。
序列图
随着遗传图和物理图的完成，测序就成为重中之重的工作。
DNA序列分析技术是一个包括制备DNA片段及碱基分析、DNA信息翻译的多阶段的过程。
通过测序得到基因组的序列图。
转录图
（基因图）
基因图是在识别基因组所包含的蛋白质编码序列的基础上绘制的结合有关基因序列、位置及表达模式等信息的图谱。
在人类基因组中鉴别出占具2%~5%长度的全部基因的位置、结构与功能，最主要的方法是通过基因的表达产物mRNA反追到染色体的位置。
其原理是：
所有生物性状和疾病都是由结构或功能蛋白质决定的，而已知的所有蛋白质都是由mRNA编码的，这样可以把mRNA通过反转录酶合成cDNA或称作EST的部分的cDNA片段，也可根据mRNA的信息人工合成cDNA或cDNA片段，然后，再用这种稳定的cDNA或EST作为“探针”进行分子杂交，鉴别出与转录有关的基因。
基因图谱的意义是它能有效地反应在正常或受控条件中表达的全基因的时空图。
通过这张图可以了解某一基因在不同时间不同组织、不同水平的表达；也可以了解一种组织中不同时间、不同基因中不同水平的表达，还可以了解某一特定时间、不同组织中的不同基因不同水平的表达。
2.12.3人类与其他物种的基因组比较（大约）
物种
碱基对数量
基因数量
物种
碱基对数量
基因数量
黴浆菌
580,000
500
酿酒酵母
12,000,000
5,538
肺炎双球菌
2,200,000
2,300
黑腹果蝇
180,000,000
13,350
流感嗜血杆菌
4,600,000
1,700
家鼠
2,500,000,000
29,000
大肠杆菌
4,600,000
4,400
人类
3,000,000,000
27,000
2.12.4人类基因组24条染色体上的基因数目和申请的专利数目（截止2006年）
染色体编号
基因数目
专利数目
染色体编号
基因数目
专利数目
1号
3,141
504
13号
477
97
2号
1,776
330
14号
821
155
3号
1,445
307
15号
915
141
4号
1,023
215
16号
1,139
192
5号
1,261
254
17号
1,471
313
6号
1,401
225
18号
408
74
7号
1,410
232
19号
1,715
270
8号
952
208
20号
762
178
9号
1,086
233
21号
357
66
10号
1,042
170
22号
106
657
11号
1,626
312
X
1,090
200
12号
1,347
252
Y
144
14
合计
17,510
3,242
合计
9,405
2,357
累计
26,915
5,599
【说明】目前人们对于基因资源是否应该登记专利仍有争议。
由于学术研究并非营利性，因此通常不受这些专利所拘束。
此外由于美国政府近年来将专利申请条件提高，因此与DNA有关的专利许可，在2001年之后已逐渐减少。
2.12.5人类基因组研究的意义与展望
3
在人体全部22对常染色体中，1号染色体包含的基因数量最多，达3141个，是平均水平的两倍，共有超过2.23亿个碱基对，破译难度也最大。
一个由150名英国和美国科学家组成的团队历时10年，才完成了1号染色体的测序工作。
复制
2.13遗传的中心法则
2.15基因分离定律中亲本的可能组合及其比数
亲本组合
AA×AA
AA×Aa
AA×aa
Aa×Aa
Aa×aa
aa×aa
基因型比
AA
1
AAAa
1∶1
Aa
1
AAAaaa
1∶2∶1
Aaaa
1∶1
aa
1
表现型比
显性
1
显性
1
显性
1
显性∶隐性
3∶1
显性∶隐性
1∶1
隐性
1
F2
2.16基因自由组合定律的一般特点
2.17遗传定律中各种参数的变化规律
遗传
定律
亲本中
包含的
相对性
状对数
F1
F2
遗传定律的实质
包含等
位基因
的对数
产生的
配子数
配子的
组合数
表现
型数
基因
型数
性状
分离比
分离定律
1
1
升级会员 