高中生物必修 1《分子與細(xì)胞》
細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)與功能
細(xì)胞膜:主要由脂質(zhì)(約 50%)和蛋白質(zhì)(約 40%)還有少量糖類(約 2% - 10%)組成。其功能包括將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開、控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞、進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流。例如,細(xì)胞可以通過細(xì)胞膜上的受體蛋白識別并接收外界信號分子。
細(xì)胞質(zhì):包括細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞器。
線粒體:是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場所,生命活動(dòng)所需要的能量,大約 95% 來自線粒體,被稱為細(xì)胞的 “動(dòng)力車間”。
葉綠體:是植物進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器,是植物細(xì)胞的 “養(yǎng)料制造車間” 和 “能量轉(zhuǎn)換站”。
核糖體:是合成蛋白質(zhì)的場所。
內(nèi)質(zhì)網(wǎng):分為粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng),粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與蛋白質(zhì)合成有關(guān),光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與脂質(zhì)合成等有關(guān)。
高爾基體:對來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工、分類和包裝,然后運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞內(nèi)的不同部位或分泌到細(xì)胞外。
細(xì)胞核:是遺傳信息庫,是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心。核膜具有雙層膜結(jié)構(gòu),核孔可以實(shí)現(xiàn)核質(zhì)之間的物質(zhì)交換和信息交流,染色質(zhì)(體)主要由 DNA 和蛋白質(zhì)組成,DNA 是遺傳物質(zhì)。
細(xì)胞的物質(zhì)組成
元素:組成細(xì)胞的化學(xué)元素在非生物界都可以找到,體現(xiàn)了生物界與非生物界的統(tǒng)一性;但組成生物體的化學(xué)元素在細(xì)胞內(nèi)的含量與在非生物界中的含量明顯不同,體現(xiàn)了生物界與非生物界的差異性。
化合物
水:在活細(xì)胞中含量最多(85% - 90%),分為自由水和結(jié)合水。自由水是良好的溶劑,參與化學(xué)反應(yīng),運(yùn)輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物;結(jié)合水是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成部分。
蛋白質(zhì):是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者,由氨基酸脫水縮合形成。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)具有多樣性,原因包括組成蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)目、種類、排列順序不同以及多肽鏈空間結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化。其功能包括構(gòu)成細(xì)胞和生物體的重要物質(zhì)、催化作用(如酶)、調(diào)節(jié)作用(如胰島素)、免疫作用(如抗體)、運(yùn)輸作用(如血紅蛋白)。
核酸:包括脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA),是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì),對于生物的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的合成具有重要作用。DNA 主要分布在細(xì)胞核,RNA 主要分布在細(xì)胞質(zhì)。
糖類:是主要的能源物質(zhì),主要分為單糖(如葡萄糖)、二糖(如蔗糖、麥芽糖)和多糖(如淀粉、纖維素、糖原)。
脂質(zhì):包括脂肪(儲(chǔ)能物質(zhì))、磷脂(構(gòu)成細(xì)胞膜的重要成分)、固醇(如膽固醇、性激素、維生素 D)。
細(xì)胞的生命歷程
細(xì)胞增殖:細(xì)胞通過分裂增加數(shù)量,真核細(xì)胞的分裂方式主要有有絲分裂、減數(shù)分裂和無絲分裂。
有絲分裂:是體細(xì)胞增殖的主要方式,細(xì)胞周期包括分裂間期和分裂期(前期、中期、后期、末期),在分裂間期進(jìn)行 DNA 復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成,分裂期實(shí)現(xiàn)染色體的平均分配。
減數(shù)分裂:是進(jìn)行有性生殖的生物形成生殖細(xì)胞過程中所特有的細(xì)胞分裂方式,染色體只復(fù)制一次,而細(xì)胞連續(xù)分裂兩次,新產(chǎn)生的生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目比體細(xì)胞減少一半。
細(xì)胞分化:在個(gè)體發(fā)育中,由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代,在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)。
細(xì)胞衰老:細(xì)胞的生理狀態(tài)和化學(xué)反應(yīng)發(fā)生復(fù)雜變化的過程,表現(xiàn)為細(xì)胞水分減少、酶活性降低、細(xì)胞膜通透性改變、染色質(zhì)收縮等特征。
細(xì)胞凋亡:由基因決定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過程,對于多細(xì)胞生物體完成正常發(fā)育、維持內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定以及抵御外界因素的干擾具有重要意義。
細(xì)胞癌變:細(xì)胞受到致癌因子的作用,遺傳物質(zhì)發(fā)生變化,成為不受機(jī)體控制的、連續(xù)進(jìn)行分裂的惡性增殖細(xì)胞。癌細(xì)胞具有無限增殖、形態(tài)結(jié)構(gòu)改變、易分散和轉(zhuǎn)移等特征。
高中生物必修 2《遺傳與進(jìn)化》
遺傳的基本規(guī)律
孟德爾遺傳定律
分離定律:在雜合子的細(xì)胞中,位于一對同源染色體上的等位基因,具有一定的獨(dú)立性;在減數(shù)分裂形成配子的過程中,等位基因會(huì)隨同源染色體的分開而分離,分別進(jìn)入兩個(gè)配子中,獨(dú)立地隨配子遺傳給后代。
自由組合定律:位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的;在減數(shù)分裂過程中,同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí),非同源染色體上的非等位基因自由組合。
伴性遺傳:遺傳控制基因位于性染色體上,因而總是與性別相關(guān)聯(lián)。伴 X 隱性遺傳具有男患者多于女患者、隔代遺傳、母病子必病、女病父必病等特點(diǎn);伴 X 顯性遺傳具有女患者多于男患者、連續(xù)發(fā)病、父病女必病、子病母必病等特點(diǎn);伴 Y 遺傳則是男病女不病、父傳子、子傳孫。
基因與染色體的關(guān)系
減數(shù)分裂:是進(jìn)行有性生殖的生物形成生殖細(xì)胞過程中所特有的細(xì)胞分裂方式。在減數(shù)分裂過程中,染色體只復(fù)制一次,而細(xì)胞連續(xù)分裂兩次,新產(chǎn)生的生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目比體細(xì)胞減少一半。
受精作用:精子和卵細(xì)胞相互識別、融合成為受精卵的過程。受精作用使受精卵中染色體的數(shù)目又恢復(fù)到體細(xì)胞的數(shù)目,其中有一半來自精子,另一半來自卵細(xì)胞,對于維持生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定,以及生物的遺傳和變異具有重要意義。
基因的本質(zhì)
DNA 是主要的遺傳物質(zhì):大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是 DNA,少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是 RNA。
DNA 分子的結(jié)構(gòu):由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。外側(cè)是脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成基本骨架,內(nèi)側(cè)是由氫鍵相連的堿基對組成。堿基配對遵循 A = T、G ≡ C 的堿基互補(bǔ)配對原則,具有穩(wěn)定性、多樣性和特異性。
DNA 的復(fù)制:場所主要是細(xì)胞核,發(fā)生在細(xì)胞分裂間期。復(fù)制過程包括解旋、合成子鏈、形成子代 DNA,特點(diǎn)是邊解旋邊復(fù)制、半保留復(fù)制,保證了遺傳信息的連續(xù)性。
基因的表達(dá)
轉(zhuǎn)錄:在細(xì)胞核中,以 DNA 的一條鏈為模板,按照堿基互補(bǔ)配對原則,合成 RNA 的過程。產(chǎn)物包括信使 RNA(mRNA)、核糖體 RNA(rRNA)、轉(zhuǎn)運(yùn) RNA(tRNA)。
翻譯:游離在細(xì)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。翻譯過程中,mRNA 上的密碼子與 tRNA 上的反密碼子相互識別,將氨基酸按照特定順序連接起來形成多肽鏈。
中心法則:遺傳信息從 DNA 傳遞給 RNA,再從 RNA 傳遞給蛋白質(zhì),即完成遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程。同時(shí),某些病毒中存在 RNA 自我復(fù)制和逆轉(zhuǎn)錄過程,對中心法則進(jìn)行了補(bǔ)充。
生物的變異與進(jìn)化
生物變異的類型:包括可遺傳的變異(基因突變、基因重組、染色體變異)和不可遺傳的變異。
基因突變:DNA 分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失,而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。具有普遍性、隨機(jī)性、低頻性、多數(shù)有害性和不定向性等特點(diǎn),是新基因產(chǎn)生的途徑,是生物變異的根本來源,為生物進(jìn)化提供了原始材料。
基因重組:是指在生物體進(jìn)行有性生殖的過程中,控制不同性狀的基因的重新組合,包括非同源染色體上的非等位基因自由組合和四分體時(shí)期非姐妹染色單體的交叉互換。
染色體變異:包括染色體結(jié)構(gòu)的變異(如缺失、重復(fù)、易位、倒位)和染色體數(shù)目的變異(如個(gè)別染色體的增加或減少、以染色體組的形式成倍地增加或減少)。
現(xiàn)代生物進(jìn)化理論
種群是生物進(jìn)化的基本單位:種群中的基因頻率和基因型頻率會(huì)發(fā)生改變。
突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料:基因突變、基因重組和染色體變異為生物進(jìn)化提供了豐富的原材料。
自然選擇決定生物進(jìn)化的方向:使種群的基因頻率發(fā)生定向改變。
隔離是物種形成的必要條件:包括地理隔離和生殖隔離,新物種形成的標(biāo)志是產(chǎn)生生殖隔離。
高中生物必修 3《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》
人體的內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)
內(nèi)環(huán)境:人的體內(nèi)含有大量以水為基礎(chǔ)的液體,這些液體統(tǒng)稱為體液,分為細(xì)胞內(nèi)液和細(xì)胞外液。由細(xì)胞外液構(gòu)成的液體環(huán)境叫內(nèi)環(huán)境,約占體液的三分之一,包括血漿、組織液和淋巴。組織液是體內(nèi)絕大多數(shù)細(xì)胞直接生活的環(huán)境。
內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì):滲透壓、酸堿度和溫度是細(xì)胞外液理化性質(zhì)的三個(gè)主要方面。血漿滲透壓的大小主要與無機(jī)鹽、蛋白質(zhì)的含量有關(guān);細(xì)胞外液滲透壓主要與 Na⁺和 Cl⁻的含量有關(guān)。正常人血漿的 pH 為 7.35 ~ 7.45,之所以能夠保持穩(wěn)定,與它含有 HCO₃⁻、HPO₄²⁻等離子有關(guān)。人體細(xì)胞外液的...