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二、细胞的基本结构
1、细胞膜主要成分：
脂质和蛋白质，还有少量糖类。
而脂质中磷脂最丰富，功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多。
细胞膜功能：
①将细胞与环境分隔开，保证细胞内部环境的相对稳定；
②控制物质出入细胞；
③进行细胞间信息交流。
2．细胞器：
分为双层膜、单层膜和无膜的细胞器。
（1）双层膜有叶绿体、线粒体。
叶绿体存在于绿色植物细胞中，是绿色植物进行光合作用的场所（但不能说叶绿体是一切生物体进行光合作用的场所，因为原核细胞蓝藻没有叶绿体，但是它可以进行光合作用）。
线粒体是有氧呼吸主要场所，同理不能说线粒体是进行有氧呼吸的唯一场所。
（2）单层膜的细胞器有内质网、高尔基体、液泡和溶酶体等，其中内质网是细胞内蛋白质合成和加工，脂质合成的场所；
高尔基体能够对蛋白质进行加工、分类、包装；
液泡是植物细胞特有，调节细胞内部环境，维持细胞形态，与质壁分离有关；
溶酶体：
分解衰老、损伤细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。
（3）无膜的细胞器有核糖体和中心体。
核糖体是合成蛋白质的主要场所（即翻译的场所）；
中心体是动物和低等植物细胞所特有，与细胞有丝分裂有关。
3．细胞器的分工合作，以分泌蛋白的合成和运输为例来说明问题：
核糖体
内质网
高尔基体
细胞膜
（合成肽链）
（加工成蛋白质）
（进一步加工）
（囊泡与细胞膜融合，蛋白质释放）
4．生物膜系统的概念：
细胞膜、核膜、各种细胞器的膜共同组成的生物膜系统。
生物膜系统的作用：
细胞膜使细胞具有相对稳定的内部环境，在细胞与外界环境进行物质运输、能量转换、信息传递的过程中起着决定性作用；
为各种酶提供大量的附着位点，是许多生化反应的场所；
把各种细胞器分隔开，保证生命活动高效、有序进行。
5．细胞核控制着细胞的代谢和遗传，是遗传信息库、细胞代谢和遗传的控制中心。
6．细胞既是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位。
7．生命活动离不开细胞，即使像病毒那样没有细胞结构的生物，也只有依赖活细胞才能生活。
对于单细胞生物而言，单个细胞就能完成各种生命活动；
多细胞生物依赖各种分化的细胞密切合作，共同完成一系列复杂的生命活动。
8．真核细胞和原核细胞的统一性：
具有相似的细胞膜和细胞质，遗传物质都是DNA。
9．细胞学说提示了细胞统一性和生物体结构的统一性。
三、细胞的物质输入和输出
1．植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。
细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质原生质层，它相当于一层半透膜。
当外界溶液浓度>
细胞液浓度时，细胞失水；
当外界溶液浓度<
细胞液浓度时，细胞吸水；
当外界溶液浓度＝细胞液浓度时，水分进出细胞处于动态平衡。
质壁分离产生的条件：
（1）具有大液泡；
（2）具有细胞壁。
质壁分离产生的内因：
原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性；
外因：
外界溶液浓度>
细胞液浓度。
2．对矿质元素的吸收：
逆相对含量梯度——主动运输；
对物质是否吸收以及吸收多少，都是由细胞膜上载体的种类和数量决定。
3．细胞膜是一层选择透过性膜，水分子可以自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。
4．流动镶嵌模型的基本内容：
①磷脂双分子层构成了膜的基本支架；
②蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂分子层；
③磷脂双分子层和大多数蛋白质分子可以运动。
糖蛋白（糖被）组成：
由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成。
作用：
细胞识别、免疫反应、血型鉴定、保护润滑等。
5.物质跨膜运输的方式包括被动运输和主动运输。
被动运输又包括自由扩散和协助扩散。
物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散，称为被动运输。
自由扩散：
物质通过简单的扩散作用进出细胞；
协助扩散：
进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散。
主动运输：
从低浓度一侧运输到高浓度一侧，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，这种方式叫做主动运输。
四、细胞的能量供应和利用
1．细胞代谢：
（1）细胞内每时每刻进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
（2）细胞代谢是细胞生命活动的基础。
2．酶：
（1）活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物。
（2）大多数酶是蛋白质，少数是RNA。
（3）酶催化作用的实质是降低反应的活化能。
3．酶具有高效性、专一性：
每一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。
酶的催化作用需要适宜的条件：
温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。
过酸、过碱和高温都能使酶的分子结构遭到破坏而失去活性。
高温使酶失活；
低温只是降低酶的活性，在适宜温度下酶活性可以恢复。
4，ATP是生物体生命活动的直接能源。
糖类是细胞的主要能源物质，脂肪是生物体的储能物质。
这些物质中的能量最终是由ATP转化而来的并最终转化成为ATP中活跃的化学能而用于各项生命活动。
5．ATP普遍存在于活细胞中，ATP在活细胞中的含量很少，但是ATP在细胞内的转化是十分迅速的。
细胞内ATP的含量总是处于动态平衡中，这对于生物体的生命活动具有重要意义。
能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通，细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制，是生物界的共性。
6．细胞呼吸：
有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成C02或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。
（1）有氧呼吸：
是细胞呼吸的主要形式，此过程必须有氧参与，主要场所是线粒体。
总反应式：
第一阶段：
细胞质基质
第二阶段：
线粒体基质
第三阶段：
线粒体内膜
有氧呼吸不同于有机物在体外燃烧的特点：
有氧呼吸是在温和的条件下进行的；
有机物中的能量是经过一系列的化学反应逐步释放的；
这些能量有相当一部分储存在ATP中。
（2）无氧呼吸：
场所：
细胞质基质。
产生酒精：
发生生物：
大部分植物，酵母菌
无氧呼吸产生乳酸：
发生生物：
动物，乳酸菌
有氧呼吸的能量去路：
有氧呼吸所释放的能量（2876kJ）一部分用于生成ATP（1161kJ），大部分以热能形式散失了。
无氧呼吸：
能量（196．65kJ）小部分用于生成ATP（61．08KJ），大部分储存于乳酸或酒精中。
7．能量之源——光与光合作用
（1）捕获光能的色素
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
白光下光合作用最强，其次是红光和蓝紫光，绿光下最弱。
实验——绿叶中色素的提取和分离实验原理：
绿叶中的色素都能溶解在层析液中，且他们在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，绿叶中的色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。
（2）捕获光能的结构—一叶绿体的结构：
与光合作用有关的酶分布于基粒的类囊体及基质中。
光合作用色素分布于类囊体薄膜上。
（3）光合作用的意义主要有：
为自然界提供有机物和02；
维持大气中02和COz含量的相对稳定；
此外，对生物进化具有重要作用。
8．光合作用的过程：
（1）光合作用是指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，并且释放出氧气的过程。
（2）光合作用分为光反应和暗反应两个阶段。
光反应阶段：
必须有光才能进行，场所为类囊体薄膜，包括水的光解和ATP形成。
光反应中，光能转化为ATP中活跃的化学能。
暗反应阶段：
有光无光都能进行，场所：
叶绿体基质，包括C02的固定和C3的还原。
暗反应中，ATP中活跃的化学能转化为（CH20）中稳定的化学能。
光反应和暗反应的联系：
光反应为暗反应提供ATP和[H]，暗反应为光反应提供合成ATP的原料ADP和Pi。
9．影响光合作用的因素及在生产实践中的应用：
（1）光对光合作用的影响：
①叶绿体中色素的吸收光波主要是红光和蓝紫光；
②植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加，但光照强度达到一定时，光作用的强度不再随着光照强度的增加而增加；
③光照时间长，光合作用时间长，有利于植物的生长发育。
（2）温度：
温度—酶的活性—光合作用速率。
温度低，光合速率低。
随着温度升高，光合速率加快，温度过高时会影响酶的活性，光合速率降低。
生产上白天升温，增强光合作用，晚上降低室温，抑制呼吸作用，以积累有机物。
（3）C02浓度：
在一定范围内，植物光合作用强度随着CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度不再增加。
生产上使田间通风良好，供应充足的C02。
（4）水：
当植物叶片缺水时，气孔会关闭，减少水分的散失，同时影响COz进入叶内，暗反应受阻，光合作用下降。
生产上应适时灌溉，保证植物生长所需要的水分。
五、细胞的生命历程
1．限制细胞长大的原因包括细胞表面积与体积的比和细胞的核质比。
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。
细胞核是细胞的控制中心，一般说，细胞核中的DNA是不会随着细胞体积的扩大而增加的。
2．细胞增殖的意义：
生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。
（1）真核细胞分裂的方式包括有丝分裂、无丝分裂、减数分裂。
（2）细胞周期的概念：
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。
（3）细胞周期分分裂间期和分裂期两个阶段。
分裂间期：
是指从细胞在一次分裂结束之后到下一次分裂之前；
分裂间期分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。
3．植物细胞有丝分裂各期的主要特点：
（1）分裂间期特点是完成DNA的复制和有关蛋白质的合成；
结果是每个染色体都形成两个姐妹染色单体，呈染色质形态。
（2）前期特点：
①出现染色体、纺锤体；
核膜、核仁消失。
②染色体散乱地分布在细胞中心附近且每个染色体都有两条姐妹染色单体。
（3）中期特点：
①所有染色体的着丝点都排列在赤道板上且染色体的形态和数目最清晰；
②染色体特点：
染色体的形态比较固定，数目比较清晰。
故中期是进行染色体观察及计数的最佳时机。
（4）后期特点：
①着丝点一分为二，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，纺锤丝牵引着子染色体分别向细胞的两极移动，这时细胞核内的全部染色体就平均分配到了细胞两极。
染色单体消失，染色体数目加倍。
（5）末期特点：
染色体变成染色质，纺锤体消失，核膜、核仁重现，在赤道板位置出现细胞板，并扩展成分隔两个子细胞的细胞壁。
4．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性状的稳定性。
5．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。
6．细胞分化：
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的稳定性差异的过程，叫做细胞分化。
（1）细胞分化发生时期：
是一种持久性变化，它发生在生物体的整个生命活动进程中，胚胎时期达到最大限度。
（2）细胞分化的特性：
稳定性、持久性、不可逆性、全能性。
（3）意义：
细胞分化是生物个体发育的基础。
细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，利于提高各种生理功能的效率。
7．细胞的全能性：
是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。
从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。
8．在生物体内，细胞并没有表现出全能性，而是分化成为不同的细胞、器官，这是基因在特定的时间、空间条件下选择性表达的结果。
当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于离体状态时，在一定的营养物质、激素和其他外界的作用条件下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。
动物细胞的细胞核只有在卵细胞质的作用下才能表现出细胞核的全能性。
9．细胞衰老：
（1）定义：
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。
（2）主要特征：
水分减少，细胞萎缩，体积变小，代谢减慢；
有些酶活性降低（细胞中酪氨酸酶活性降低会导致头发变白）；
色素积累（如：
老年斑）；
呼吸减慢，细胞核增大，染色质固缩，染色加深；
细胞膜通透功能改变，物质运输能力降低。
10．细胞凋亡：
是一种自然的生理过程，是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，所以也常被称为细胞编程性死亡。
11．癌细胞是指受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。
（1）癌细胞的特征：
能够无限增殖；
形态结构发生了变化；
癌细胞表面糖蛋白减少。
致癌因子有物理致癌因子、化学致癌因子、病毒致癌因子。
细胞癌变的机理是由于原癌基因激活，细胞发生转化引起的。
（2）原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程；
抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。
环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。
必修二
遗传与进化
一、基因与染色体的关系
1．减数分裂：
是一种特殊的有丝分裂，细胞连续分裂两次，而染色体在整个分裂过程中只复制一次的细胞分裂方式。
减数分裂的结果是细胞中的染色体数目比原来的减少了一半。
一个卵原细胞经过减数分裂，只形成一个卵细胞而一个精原细胞通过减数分裂则可以形成四个精子。
2．同源染色体：
配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一个来自父方，一个来自母叫做同源染色体。
联会：
（发生在生殖细胞减数第一次分裂的前期）同源染色体两两配对的现象，叫做联会。
四分体：
每一对联会的同源染色体含有四个染色单体，这叫做四分体。
1个四分体有l对同源染色体、有2条染色体、4个染色单体、4分子DNA。
3．减数分裂中染色体数目的减半发生在减数第一次分裂。
4．受精作用：
（1）是卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。
（2）受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半的染色体来自精子。
（3）由于减数分形成的配子，染色体组成具有多样性，导致不同配子遗传物质的差异，加上受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，同一双亲的后代必然呈现多样性。
这种多样性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．对于有性生殖的生物来说，减数分裂、受精作用对于维持每种生物前后代体细胞染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的。
6．萨顿的假说：
基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因在染色体上，因为基因和染色体的行为存在着明显的平行关系：
（1）基因在杂交过程中保持完整性和独立性，染色体在配子形成和受精过程中，也有相对稳定的形态结构；
（2）在体细胞中基因成对存在，染色体也是成对的，在配于中成对的基因只有一个，成对的染色体也只有一条；
（3）体细胞中成对的基因一个来自父方，一个来自母方，同源染色体也是如此；
（4）非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合的。
7．摩尔根的工作：
把一个特定的基因和一条特定的染色体X染色体联系起来，从而用实验证明了基因在染色体上。
8、伴性遗传：
位于性染色体上的基因在遗传上总是和性别相关联，这种现象叫做伴性遗传。
男性的红绿色盲基因只能从母亲那里传来，以后只能传给女儿的遗传特点：
叫做叉遗传。
二、基因的本质
1、证明DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质的实验有两个：
肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验。
（1）结论：
DNA是遗传物质。
（2）遗传物质应具备的特点：
①具有相对稳定性；
②能自我复制；
③可以指导蛋白质的合成；
④能产生可遗传的变异。
（3）①遗传物质的载体有染色体、线绿体、叶绿体。
②遗传物质的主要载体是染色体。
2，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。
3．DNA分子的立体结构的主要特点是：
①两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
②脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在DNA分子的外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。
③DNA分子两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且配对有一定的规律。
4．DNA分子能够储存大量的遗传信息，是因为碱基对排列顺序的多种排列。
5，DNA的特性：
多样性、特异性、稳定性。
（1）遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中，碱基排列顺序的千变万化，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一个DNA分子的特异性。
（2）DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。
6．DNA复制：
（1）新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，是一种半保留复制。
（2）DNＡ分子的复制是一个边解旋边复制的过程，复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件。
（3）DNA分子独特的双螺旋结
构，为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确地进行。
7．DNA复制的生物学意义：
DNA通过复制，使遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的稳定性和连续性。
8．基因：
是有遗传效应的：
DNA片段。
基因的功能：
①通过复制传递遗传信息；
②通过控制蛋臼质的合成表达遗传信息。
9.蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程。
（1）转录概念——以DNA的一条链为模板，通过碱基互补配对原则合成RNA的过程。
即DNA的脱氧核苷酸序列-------mRNA的核糖核苷酸序列。
场所：
主要在细胞核。
（2）翻译概念——以mRNA模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
即mRNA的核糖核苷酸序列。
细胞质的核糖体。
10，基因对性状的控制：
①直接通过控制蛋白质的分子的构；
②通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状。
11．概念：
（1）遗传信息：
基因的脱氧核苷酸排列顺序就代表遗传信息。
（2）密码子（遗传密码）：
信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，叫做密码子。
（3）转运RNA（tRNA）：
它的一端是携带氨基酸的部位，另——端有三个碱基，都只能专一地与mRNA上的特定的三个碱基配对。
（4）起始密码子：
两个密码子，AUG除了决定甲硫氨酸外，还是翻译的起始信号。
（5）终止密码子：
三个密码子UAA、UAG、UGA，它们并不决定任何氨基酸，但在蛋白质合成过程中，却是肽链增长的终止信号。
（6）中心法则：
遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质的转录和翻译过程，以及遗传信息从DNA传递给DNA的复制过程。
在某些病毒，RNA同样可以反过来决定DNA，为逆转录。
三、基因的分离规律
1．相对性状：
同种生物同一性状的不同表现类型，叫做相对性状。
2．显性性状：
在遗传学上，把杂种F1中显现出来的那个亲本性状叫做显性性状。
3．隐性性状：
在遗传学上，把杂种F1中未显现出来的那个亲本性状叫做隐性性状。
4．性状分离：
在杂种后代中同时显现显性性状和隐性性状（如高茎和矮茎）的现象，叫做性状分离。
5．显性基因：
控制显性性状的基因，叫做显性基因。
6．隐性基因：
控制隐性性状的基因，叫做隐性基因。
7，等位基因：
在一对同源染色体的同一位置上的，控制着相对性状的基因，叫做等位基因。
8．非等位基因：
存在于非同源染色体上或同源染色体不同位置上的控制不同性状的不同基因。
9．表现型：
是指生物个体所表现出来的性状。
10．基因型：
是指与表现型有关系的基因组成。
11．纯合体：
由含有相同基因的配子结合成的合子发育而成的个体。
可稳定遗传。
12．杂合体：
由含有不同基因的配子结合成的合子发育而成的个体。
不能稳定遗传，后代会发生性状分离。
13、测交：
让杂种子一代与隐性类型杂交，用来测定F1的基因型。
测交是检验生物体是纯合体还是杂合体的有效方法。
14、基因的分离规律：
在杂合体的细胞中位于—对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；
在减数分裂形成配子的过程中，等位基因随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随着配子遗传给后代。
15、携带者；
在遗传学上，含有—个隐性致病基因的杂合体。
16．隐性遗传病：
由于控制患病的基因是隐性基因，所以又叫隐性遗传病。
17．显性遗传病：
由于控制患病的基因是显性基因，所以叫显性遗传病。
18．基因型和表现型：
表现型相同；
基因型不一定相同；
基因型相同，环境相同，表现型相同，环境不同，表现型不一定相同。
纯合子杂交不一定是纯合子，杂合子杂交不一定都是杂合子。
纯合体只能产生一种配子，自交不会发生性状分离。
表现型是基因型与环境相互作用的结果。
19．基因分离定律在实践中育种方面的应用：
目的：
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