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高中生物学业水平合格性考试知识点全攻略
在高中生物的学习中，学业水平合格性考试是对学生基础知识掌握程度的重要检验，为了帮助同学们更好地备考，本文将对高中学业水平合格性考试生物知识点进行全面总结。
细胞的分子组成
1、蛋白质
- 组成元素：C、H、O、N 等。
- 基本单位：氨基酸。
- 结构特点：每种氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
- 功能：构成生物体的重要成分，如肌肉、毛发等；具有催化、运输、调节、免疫等功能。
2、核酸
- 组成元素：C、H、O、N、P。
- 基本单位：核苷酸。
- 分类：DNA（脱氧核糖核酸）和 RNA（核糖核酸）。
- 功能：核酸是遗传信息的携带者，在生物的遗传、变异和蛋白质合成中具有重要作用。
3、糖类
- 组成元素：C、H、O。
- 分类：单糖、二糖和多糖。
- 功能：糖类是生物体的主要能源物质，如葡萄糖、淀粉、纤维素等。
4、脂质
- 组成元素：C、H、O（N、P）。
- 分类：脂肪、磷脂和固醇。
- 功能：脂质是生物体的重要组成成分，如脂肪是良好的储能物质，磷脂是构成生物膜的重要成分，固醇包括胆固醇、性激素和维生素 D 等，在生物体的生命活动中具有重要作用。
细胞的结构
1、细胞膜
- 组成成分：脂质、蛋白质和少量糖类。
- 功能：将细胞与外界环境分隔开；控制物质进出细胞；进行细胞间的信息交流。
2、细胞质
- 细胞质基质：是细胞代谢的主要场所。
- 细胞器：包括线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体和液泡等。
- 各细胞器的功能：
- 线粒体：是细胞进行有氧呼吸的主要场所，被称为“动力车间”。
- 叶绿体：是绿色植物进行光合作用的场所，被称为“养料制造车间”和“能量转换站”。
- 内质网：是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”。
- 高尔基体：主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”。
- 核糖体：是“生产蛋白质的机器”。
- 溶酶体：是“消化车间”，内部含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。
- 液泡：主要存在于植物细胞中，内有细胞液，含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质，可以调节植物细胞内的环境，充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。
3、细胞核
- 结构：包括核膜、核仁、染色质和核孔等。
- 功能：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
细胞的代谢
1、物质出入细胞的方式
- 被动运输：包括自由扩散和协助扩散。
- 主动运输：需要载体蛋白的协助，并且消耗能量。
- 胞吞和胞吐：是大分子物质进出细胞的方式。
2、酶
- 本质：大多数是蛋白质，少数是 RNA。
- 特性：高效性、专一性和作用条件温和。
- 影响酶活性的因素：温度、pH 和底物浓度等。
3、ATP
- 结构：ATP 是三磷酸腺苷的英文缩写，其结构简式为 A-P～P～P。
- 功能：ATP 是细胞内的一种高能磷酸化合物，是细胞生命活动的直接能源物质。
4、细胞呼吸
- 有氧呼吸：主要场所是线粒体，分为三个阶段：第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和少量[H]，释放少量能量；第二阶段是丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和大量[H]，释放少量能量；第三阶段是[H]和氧气结合形成水，释放大量能量。
- 无氧呼吸：场所是细胞质基质，分为两个阶段：第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和少量[H]，释放少量能量；第二阶段是丙酮酸在不同酶的催化下，分解成酒精和二氧化碳或乳酸，不释放能量。
5、光合作用
- 场所：叶绿体。
- 过程：包括光反应和暗反应两个阶段。
- 影响光合作用的因素：光照强度、温度、二氧化碳浓度等。
细胞的生命历程
1、细胞的增殖
- 细胞增殖的方式：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。
- 有丝分裂的过程：包括分裂间期和分裂期，分裂期又分为前期、中期、后期和末期。
- 有丝分裂的意义：将亲代细胞的染色体经过复制后，精确地平均分配到两个子细胞中，在生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。
2、细胞的分化
- 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。
- 特点：普遍性、持久性、稳定性和不可逆性。
- 意义：细胞分化是生物个体发育的基础，使多细胞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。
3、细胞的衰老和凋亡
- 细胞衰老的特征：细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，新陈代谢速率减慢；细胞内多种酶的活性降低；细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累；细胞内呼吸速率减慢，细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深；细胞膜通透性改变，物质运输功能降低。
- 细胞凋亡：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，也常常被称为细胞编程性死亡。
4、细胞的癌变
- 概念：细胞受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。
- 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，细胞间的黏着性降低，容易在体内分散和转移。
- 致癌因子：物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子。
- 预防癌症的措施：避免接触致癌因子；增强体质，保持心态健康，养成良好的生活习惯。
遗传的分子基础
1、DNA 是主要的遗传物质
- 肺炎双球菌转化实验：格里菲思的体内转化实验证明加热杀死的 S 型细菌中存在某种“转化因子”，能够将 R 型细菌转化为 S 型细菌；艾弗里的体外转化实验证明 DNA 是遗传物质。
- 噬菌体侵染细菌实验：赫尔希和蔡斯的实验证明 DNA 是遗传物质。
2、DNA 分子的结构
- 组成元素：C、H、O、N、P。
- 基本单位：脱氧核苷酸。
- 结构特点：DNA 分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构；DNA 分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基在内侧；两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且遵循碱基互补配对原则。
3、DNA 分子的复制
- 时间：有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。
- 场所：主要是细胞核，其次是线粒体和叶绿体。
- 条件：模板（DNA 分子的两条链）、原料（四种游离的脱氧核苷酸）、能量（ATP）和酶（解旋酶、DNA 聚合酶等）。
- 过程：解旋→合成子链→形成子代 DNA 分子。
- 特点：边解旋边复制、半保留复制。
- 意义：DNA 分子通过复制，将遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。
4、基因是有遗传效应的 DNA 片段
- 基因与 DNA 的关系：基因是有遗传效应的 DNA 片段，一个 DNA 分子上有许多个基因。
- 基因与染色体的关系：基因在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体。
遗传的基本规律
1、孟德尔的豌豆杂交实验
- 一对相对性状的杂交实验：P：高茎×矮茎→F1：高茎→F2：高茎∶矮茎=3∶1。
- 对分离现象的解释：生物的性状是由遗传因子决定的；体细胞中遗传因子是成对存在的；生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中；受精时，雌雄配子的结合是随机的。
- 对分离现象解释的验证：测交实验。
- 分离定律：在生物的体细胞中，控制同一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、两对相对性状的杂交实验
- P：黄色圆粒×绿色皱粒→F1：黄色圆粒→F2：黄色圆粒∶黄色皱粒∶绿色圆粒∶绿色皱粒=9∶3∶3∶1。
- 对自由组合现象的解释：F1 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；受精时，雌雄配子的结合是随机的。
- 对自由组合现象解释的验证：测交实验。
- 自由组合定律：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。
3、基因的分离定律和自由组合定律的实质
- 基因的分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一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，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
- 基因的自由组合定律的实质：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
生物的变异
1、基因突变
- 概念：DNA 分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。
- 特点：普遍性、随机性、低频性、不定向性和多害少利性。
- 意义：基因突变是新基因产生的途径，是生物变异的根本来源，为生物进化提供了原始材料。
2、基因重组
- 概念：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。
- 类型：自由组合型和交叉互换型。
- 意义：基因重组是生物变异的来源之一，对生物的进化也具有重要意义。
3、染色体变异
- 染色体结构变异：包括缺失、重复、倒位和易位。
- 染色体数目变异：包括个别染色体的增加或减少和以染色体组的形式成倍地增加或减少。
- 染色体组：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长、发育、遗传和变异。
- 单倍体、二倍体和多倍体：由配子发育成的个体，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，叫做单倍体；由受精卵发育成的个体，体细胞中含有两个染色体组的个体，叫做二倍体；体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体，叫做多倍体。
人类遗传病
1、人类遗传病的类型
- 单基因遗传病：由一对等位基因控制的遗传病，如多指、并指、软骨发育不全、抗维生素 D 佝偻病等。
- 多基因遗传病：由两对以上的等位基因控制的人类遗传病，如原发性高血压、冠心病、哮喘病和青少年型糖尿病等。
- 染色体异常遗传病：由染色体异常引起的遗传病，如 21 三体综合征、猫叫综合征等。
2、人类遗传病的监测和预防
- 遗传咨询：在一定的程度上能够有效的预防遗传病的产生和发展。
- 产前诊断：包括羊水检查、B 超检查、孕妇血细胞检查、基因诊断等。
3、人类基因组计划
- 目的：测定人类基因组的全部 DNA 序列，解读其中包含的遗传信息。
- 意义：对于人类疾病的诊断和预防等具有重要意义。
生物的进化
1、现代生物进化理论的主要内容
- 种群是生物进化的基本单位：生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群。
- 突变和基因重组产生进化的原材料：基因突变和染色体变异统称为突变。
- 自然选择决定生物进化的方向：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。
- 隔离导致物种的形成：隔离是物种形成的必要条件，包括地理隔离和生殖隔离。
2、共同进化与生物多样性的形成
- 共同进化：不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。
- 生物多样性的形成：生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。
生物与环境
1、种群的特征
- 种群密度：种群在单位面积或单位体积中的个体数。
- 出生率和死亡率：单位时间内新产生或死亡的个体数目占该种群个体总数的比率。
- 迁入率和迁出率：单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的比率。
- 年龄组成：一个种群中各年龄期的个体数目的比例。
- 性别比例：种群中雌雄个体数目的比例。
2、种群的数量变化
- 构建种群增长模型的方法：数学模型。
- 种群增长的“J”型曲线：在理想条件下，种群数量呈“J”型增长。
- 种群增长的“S”型曲线：在自然条件下，种群数量呈“S”型增长。
- 影响种群数量变化的因素：包括内部因素和外部因素，内部因素如出生率和死亡率、迁入率和迁出率等，外部因素如气候、食物、天敌、传染病等。
3、群落的结构
- 群落的物种组成：群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。
- 种间关系：包括竞争、捕食、互利共生和寄生等。
- 群落的空间结构：包括垂直结构和水平结构。
4、群落的演替
- 演替的类型：包括初生演替和次生演替。
- 人类活动对群落演替的影响：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。
5、生态系统的结构
- 生态系统的组成成分：包括生产者、消费者、分解者和非生物的物质和能量。
- 食物链和食物网：生态系统中各生物之间由于食物关系而形成的一种联系。
6、生态系统的能量流动
- 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。
- 能量流动的特点：单向流动和逐级递减。
- 能量流动的研究意义：帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
7、生态系统的物质循环
- 物质循环的概念：组成生物体的 C、H、O、N、P、S 等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落回到无机环境的循环过程。
- 物质循环的特点：全球性和循环性。
- 物质循环与能量流动的关系：物质循环是能量流动的载体，能量流动是物质循环的动力。
8、生态系统的信息传递
- 信息的种类：物理信息、化学信息和行为信息。
- 信息传递的作用：生命活动的正常进行，离不开信息的作用；生物种群的繁衍，也离不开信息的传递；信息还能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。
- 信息传递在农业生产中的应用：提高农产品或畜产品的产量；对有害动物进行控制。
9、生态系统的稳定性
- 生态系统的稳定性的概念：生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。
- 生态系统的稳定性的类型：抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
- 提高生态系统的稳定性的措施：控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应该适度，不应超过生态系统的自我调节能力；对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。
10、人口增长对生态环境的影响
- 人口增长对生态环境的压力：资源短缺、环境污染、生态破坏等。
- 应对人口增长对生态环境影响的措施：控制人口增长、保护资源和环境、推广生态农业等。
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