《高二生物合格性考试知识点全解析》
一、细胞的结构与功能
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1、细胞膜
- 细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，还有少量糖类，脂质中磷脂最丰富，细胞膜的功能越复杂，蛋白质的种类和数量越多。
- 细胞膜的功能包括将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞（具有选择透过性）、进行细胞间的信息交流（如通过细胞分泌的化学物质如激素传递信息、通过相邻两个细胞的细胞膜接触传递信息、通过相邻细胞之间形成通道传递信息）。
2、细胞器
- 线粒体是有氧呼吸的主要场所，被称为“动力车间”，其内膜向内折叠形成嵴，增大了膜面积，有利于有氧呼吸相关酶的附着。
- 叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，有双层膜结构，内部含有基粒（由类囊体堆叠而成），类囊体薄膜上有光合色素，叶绿体是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。
- 内质网是蛋白质等大分子物质合成、加工场所和运输通道；高尔基体主要对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装。
- 核糖体是蛋白质合成的场所，有游离型和附着型两种，游离型核糖体合成胞内蛋白，附着型核糖体合成分泌蛋白等，溶酶体含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。
3、细胞核
- 细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，细胞核的结构包括核膜（双层膜，把核内物质与细胞质分开）、染色质（主要由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体）、核仁（与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关）、核孔（实现核质之间频繁的物质交换和信息交流）。
二、细胞的代谢
1、物质进出细胞的方式
- 被动运输包括自由扩散和协助扩散，自由扩散不需要载体和能量，如水、二氧化碳、氧气、甘油、乙醇等物质的跨膜运输；协助扩散需要载体但不需要能量，如葡萄糖进入红细胞。
- 主动运输需要载体和能量，能逆浓度梯度运输物质，如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖、钾离子等。
- 大分子物质进出细胞通过胞吞和胞吐，需要消耗能量，体现了细胞膜的流动性。
2、酶和ATP
- 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，酶具有高效性、专一性和作用条件较温和等特性。
- ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物，结构简式为A - P～P～P，ATP与ADP相互转化实现能量的储存和释放，细胞内的吸能反应一般与ATP水解相联系，放能反应一般与ATP的合成相联系。
3、光合作用
- 光合作用的场所是叶绿体，其过程包括光反应和暗反应，光反应发生在类囊体薄膜上，包括水的光解（产生氧气和[H]）和ATP的合成；暗反应发生在叶绿体基质中，包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，影响光合作用的因素有光照强度、温度、二氧化碳浓度等。
4、呼吸作用
- 有氧呼吸的主要场所是线粒体，反应式为：C₆H₁₂O₆+6O₂+6H₂O→6CO₂ + 12H₂O+能量，有氧呼吸分为三个阶段：第一阶段在细胞质基质中进行，葡萄糖分解为丙酮酸和[H]，释放少量能量；第二阶段在线粒体基质中进行，丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，释放少量能量；第三阶段在线粒体内膜上进行，[H]和氧气结合生成水，释放大量能量。
- 无氧呼吸在细胞质基质中进行，产生酒精的无氧呼吸反应式为：C₆H₁₂O₆→2C₂H₅OH+2CO₂+少量能量；产生乳酸的无氧呼吸反应式为：C₆H₁₂O₆→2C₃H₆O₃（乳酸）+少量能量。
三、细胞的生命历程
1、细胞增殖
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- 细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础，真核细胞的分裂方式有有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。
- 有丝分裂具有周期性，一个细胞周期包括分裂间期和分裂期，分裂间期进行DNA的复制和有关蛋白质的合成；分裂期分为前期（核膜、核仁消失，出现纺锤体和染色体）、中期（染色体的着丝点排列在赤道板上）、后期（着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，分别向细胞两极移动）、末期（核膜、核仁重新出现，纺锤体消失，染色体变为染色质）。
- 无丝分裂过程中没有纺锤丝和染色体的变化，如蛙的红细胞的分裂。
2、细胞分化
- 细胞分化是指在个体发育中，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，细胞分化的实质是基因的选择性表达，细胞分化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、细胞衰老和凋亡
- 细胞衰老的特征包括细胞内水分减少、细胞萎缩、体积变小；酶的活性降低；色素积累；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，物质运输功能降低等。
- 细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。
4、细胞癌变
- 癌细胞的主要特征有能够无限增殖、形态结构发生显著变化、表面发生变化（糖蛋白减少，细胞间黏着性降低，容易在体内分散和转移），细胞癌变的内因是原癌基因和抑癌基因发生突变，外因包括物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子等。
四、遗传与进化
1、遗传的基本规律
- 孟德尔通过豌豆杂交实验发现了基因的分离定律和自由组合定律。
- 基因的分离定律的实质是在杂合子的细胞中，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是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。
2、基因在染色体上
- 萨顿通过类比推理法提出基因在染色体上的假说，摩尔根通过果蝇杂交实验证明了基因在染色体上，并且一条染色体上有许多个基因，基因在染色体上呈线性排列。
3、伴性遗传
- 伴性遗传是指性染色体上的基因所控制的性状的遗传总是和性别相关联，如人类红绿色盲症是伴X染色体隐性遗传病，其特点是男性患者多于女性患者，交叉遗传（男性患者的致病基因只能从母亲那里传来，以后只能传给女儿）等，抗维生素D佝偻病是伴X染色体显性遗传病，其特点是女性患者多于男性患者，具有世代连续性等。
4、基因的本质
- 肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质，肺炎双球菌转化实验包括格里菲斯的体内转化实验（发现S型菌中有某种转化因子能使R型菌转化为S型菌）和艾弗里的体外转化实验（证明了DNA是转化因子，即遗传物质）。
- 噬菌体侵染细菌的实验中，用放射性同位素标记法，分别用³²P标记DNA和³⁵S标记蛋白质，结果表明DNA进入细菌细胞内，而蛋白质外壳留在外面，从而证明了DNA是遗传物质。
- DNA分子的结构特点是具有反向平行的双螺旋结构，两条链之间的碱基通过氢键连接，遵循碱基互补配对原则（A与T配对，G与C配对）。
- DNA的复制是一个边解旋边复制的过程，以亲代DNA为模板合成子代DNA，复制方式为半保留复制。
5、基因的表达
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- 基因表达包括转录和翻译两个过程，转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，主要在细胞核中进行；翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，在核糖体上进行，密码子是mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，一种密码子只能决定一种氨基酸，但一种氨基酸可以由一种或多种密码子决定。
- 中心法则包括DNA的复制、转录、翻译以及RNA的复制和逆转录等过程，反映了遗传信息传递的一般规律。
6、生物的变异
- 生物变异的类型包括可遗传变异（基因突变、基因重组和染色体变异）和不可遗传变异。
- 基因突变是指基因结构的改变，包括碱基对的增添、缺失和替换，基因突变具有普遍性、随机性、低频性、不定向性和多害少利性等特点。
- 基因重组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，包括自由组合和交叉互换两种类型。
- 染色体变异包括染色体结构变异（缺失、重复、倒位、易位）和染色体数目变异（个别染色体的增加或减少、以染色体组的形式成倍地增加或减少）。
7、人类遗传病
- 人类遗传病分为单基因遗传病（受一对等位基因控制）、多基因遗传病（受两对以上等位基因控制）和染色体异常遗传病（由染色体异常引起），常见的单基因遗传病如白化病、多指等；多基因遗传病如高血压、青少年型糖尿病等；染色体异常遗传病如21 - 三体综合征等。
- 遗传病的监测和预防手段包括遗传咨询、产前诊断（如羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查、基因诊断等）。
8、生物的进化
- 拉马克提出了用进废退和获得性遗传的观点，达尔文的自然选择学说的主要内容包括过度繁殖、生存斗争、遗传变异和适者生存，现代生物进化理论以自然选择学说为核心，其主要内容包括种群是生物进化的基本单位；突变和基因重组产生进化的原材料；自然选择决定生物进化的方向；隔离导致物种形成等。
- 种群基因频率的计算方法有多种，例如通过基因型频率计算基因频率等，生物进化的实质是种群基因频率的定向改变，隔离包括地理隔离和生殖隔离，生殖隔离是新物种形成的标志。
五、生态系统
1、生态系统的结构
- 生态系统的组成成分包括非生物的物质和能量（阳光、热能、水、空气、无机盐等）、生产者（主要是绿色植物，能将无机物合成有机物，是生态系统的基石）、消费者（主要是动物，分为初级消费者、次级消费者等，能够加快生态系统的物质循环）和分解者（主要是细菌和真菌，能将有机物分解为无机物）。
- 生态系统的营养结构是食物链和食物网，食物链是指在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系，一般从生产者开始，到最高级消费者结束，食物网是许多食物链彼此相互交错连接成的复杂营养结构，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。
2、生态系统的功能
- 能量流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，能量的源头是太阳能，生产者通过光合作用将太阳能转化为化学能，能量沿着食物链和食物网单向流动、逐级递减，传递效率大约为10% - 20%。
- 物质循环是指组成生物体的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，又从生物群落到无机环境的循环过程，碳循环是生态系统物质循环的重要组成部分，碳在生物群落和无机环境之间主要以二氧化碳的形式循环，在生物群落内部以含碳有机物的形式传递。
- 信息传递在生态系统中的作用包括生命活动的正常进行离不开信息传递；生物种群的繁衍离不开信息传递；调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定，信息传递的类型有物理信息（如光、声、温度、湿度等）、化学信息（如植物的生物碱、有机酸等代谢产物，动物的性外激素等）和行为信息（如蜜蜂跳舞等）。
3、生态系统的稳定性
- 生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性，抵抗力稳定性是指生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其抵抗力稳定性就越强，恢复力稳定性是指生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力，抵抗力稳定性强的生态系统，恢复力稳定性弱。
- 提高生态系统稳定性的措施包括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。
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