資源簡介

前 言
編寫此記誦筆記的初衷是希望能夠使學習的你們在課堂上得到解放，認真地聽老師講課， 筆記則已呈現給你們，不用擔心記不下來。筆記主要是針對新授課的內容。老師希望每個同 學在課堂上都能認真地閱讀教材，認真地思考老師提出的問題。在老師講解的時候對著該筆 記進行理解（你可以在 note 欄補充你認為有必要加上去的內容、例子等等）。不要單獨使 用該筆記，它不是萬能的，學習更多需要的是你的主動參與、認真記憶和積極思考。
實際講課過程中，老師可能會針對你的實際學習情況和知識儲備的增加，回頭從更深刻 更本質的角度分析以前曾經學習過的部分內容。這種逐漸深入的學習將一直持續到我們的一 輪復習階段。因此希望你有了筆記后也能認真聽課。
筆記編寫過程中許多人是我需要感謝的。以下同事審閱了筆記的相關章節（按頁碼順序）： 周云（p1 ～ p22）；蘇翠芝（p23 ～ p38）；趙峰偉（p39 ～ p54）；周濤（p55 ～ p80）； 許云霄（p81 ～ p104）；張毅（p105 ～ p124）；馮麗菊（p125 ～ p132）；段孝賢（p133 ～ p140）； 王燕（p141 ～ p149）。新疆生產建設兵團第二中學的王云老師、內蒙古包頭市第六中學的 付洪波老師、江西省萬安中學的高華山老師、安徽省懷寧縣高河中學的曹祥華老師、遼寧省 建平縣實驗中學的陳忠民老師通閱了筆記全稿并提出不少修改建議。大理新世紀中學 2015 屆理科班使用了筆記的最初版本并指出了部分錯誤。
在筆記編寫過程中還得到了學校領導的支持。另外完成該書編寫我還需要感謝我的妻子 張洪芬對我工作的支持以及可愛兒子帶給我的開心和快樂。限于我個人的水平，筆記也難免 有不盡如人意的地方，這一點希望同學們能夠諒解。最后祝每位同學都能取得令自己滿意的 成績。
編著：
I

目錄
必修一 分子與細胞…………………………………………………………………………………………1 緒 論 ………………………………………………………………………………………………………1 Chap1 走 近 細 胞 …………………………………………………………………………………………3
§1.1 從生物圈到細胞………………………………………………………………………………3
§1.2 細胞的多樣性和統一性………………………………………………………………………4 Chap2 組成細胞的分子…………………………………………………………………………………7
§2.1 細胞中的元素和化合物………………………………………………………………………7
§2.2 生命活動的主要承擔者………………………………………………………………………8
§2.3 遺傳信息的攜帶者（更多詳細內容參見必修二）…………………………………………10
§2.4 細胞中的糖類和脂肪………………………………………………………………………12
§2.5 細胞中的無機物……………………………………………………………………………13 Chap3 細胞的基本結構…………………………………………………………………………………14
§3.1 細胞膜——系統的邊界……………………………………………………………………14
§3.2 細胞器——系統內的分工協作……………………………………………………………15
§3.3 細胞核——系統的控制中心………………………………………………………………18 Chap4 細胞的物質輸入和輸出…………………………………………………………………………19
§4.1 物質跨膜運輸的實例………………………………………………………………………19
§4.2 生物膜的流動鑲嵌模型……………………………………………………………………21
§4.3 物質跨膜運輸方式…………………………………………………………………………22 Chap5 細胞的能量供應和利用…………………………………………………………………………23
§5.1 降低反應活化能的酶………………………………………………………………………23
§5.2 細胞的能量通貨——ATP……………………………………………………………………25
§5.3 ATP 的主要來源——細胞呼吸……………………………………………………………26
§5.4 能量之源——光與光合作用………………………………………………………………29 Chap6 細胞的生命歷程…………………………………………………………………………………34
§6.1 細 胞 的 增 殖 …………………………………………………………………………………34
§6.2 細 胞 的 分 化 …………………………………………………………………………………37
§6.3 細胞的衰老和凋亡…………………………………………………………………………38
§6.4 細 胞 的 癌 變 …………………………………………………………………………………39 必修二 遺傳與進化………………………………………………………………………………………40 Chap 1 遺傳因子的發現………………………………………………………………………………40
§1.1 孟德爾的豌豆雜交實驗（1）…………………………………………………………………40
§1.2 孟德爾的豌豆雜交實驗（2）…………………………………………………………………43 Chap 2 基因和染色體的關系…………………………………………………………………………45
§2.1 減數分裂和受精作用………………………………………………………………………45
§2.2 基因在染色體上……………………………………………………………………………49
II

§2.3 伴 性 遺 傳 ……………………………………………………………………………………51 Chap 3 基因的本質……………………………………………………………………………………55
§3.1 DNA 是主要遺傳物質…………………………………………………………………………55
§3.2 DNA 分子的結構………………………………………………………………………………57
§3.3 DNA 的復制……………………………………………………………………………………58
§3.4 基因是有遺傳效應的 DNA 片段………………………………………………………………60 Chap 4 基因的表達……………………………………………………………………………………61
§4.1 基因指導蛋白質的合成……………………………………………………………………61
§4.2 基因對性狀的控制…………………………………………………………………………63 Chap 5 基因突變及其他變異…………………………………………………………………………65
§5.1 基 因 突 變 ……………………………………………………………………………………65
§5.2 基 因 重 組 ……………………………………………………………………………………67
§5.3 染色體變異（對應教材第二節）……………………………………………………………68
§5.4 人類遺傳病（對應教材第三節）……………………………………………………………71 Chap 6 遺傳育種與基因工程（對應教材第六章）……………………………………………………72
§6.1 單倍體育種與多倍體育種…………………………………………………………………72
§6.2 雜交育種與誘變育種（對應教材第一節）…………………………………………………74
§6.3 基因工程及其應用（對應教材第二節）……………………………………………………77 Chap 7 現代生物進化理論……………………………………………………………………………78
§7.1 現代生物進化理論的由來…………………………………………………………………78
§7.2 現代生物進化理論的主要內容……………………………………………………………78 必修三 穩態與環境………………………………………………………………………………………81 Chap1 人體的內環境與穩態……………………………………………………………………………81
§1.1 細胞生活的環境……………………………………………………………………………81
§1.2 內環境穩態的重要性………………………………………………………………………83 Chap2 動物和人體生命活動的調節……………………………………………………………………85
§2.1 通過神經系統的調節………………………………………………………………………85
§2.2 通過激素的調節……………………………………………………………………………91
§2.3 神經調節和體液調節的關系………………………………………………………………94
§2.4 免疫調節（補充內容多，注意聽講以區別哪些需要重點記憶）………………………97 Chap3 植物的激素調節………………………………………………………………………………101
§3.1 植物生長素的發現…………………………………………………………………………101
§3.2 生長素的生理作用…………………………………………………………………………103
§3.3 其他植物激素………………………………………………………………………………105 Chap4 種 群 和 群 落 ……………………………………………………………………………………106
§4.1 種群的特征…………………………………………………………………………………106
§4.2 種群數量的變化……………………………………………………………………………108
§4.3 群落的結構…………………………………………………………………………………112

§4.4 群落的演替…………………………………………………………………………………114 Chap5 生態系統及其穩定性…………………………………………………………………………117
§5.1 生態系統的結構……………………………………………………………………………117
§5.2 生態系統的能量流動………………………………………………………………………117
§5.3 生態系統的物質循環………………………………………………………………………120
§5.4 生態系統的信息傳遞………………………………………………………………………121
§5.5 生態系統的穩定性…………………………………………………………………………122 Chap6 生態環境的保護………………………………………………………………………………124
§6.1 人口增長對生態環境的影響………………………………………………………………124
§6.2 保護我們共同的家園………………………………………………………………………124

必修一 分子與細胞
緒 論
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什么是生物學
＊ 生物學是研究生命現象和生命活動規律的一門科學
生物的基本特征
＊ 生物體都具有一定的結構，除病毒外的生物都是由細胞構成的
＊ 生物體都能進行新陳代謝（細胞代謝）
＊ 生物體都能繁殖
＊ 生物體都能表現生長、發育現象
＊ 生物體都能適應環境和影響環境
研究生物學的基本方法
＊ 觀察法
＊ 實驗法
Ⅰ、假說（假設）：
假說是指對某個科學問題所作出的某種可能性解釋，科學家一般
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通過調查或實驗的方法來檢驗假說的合理性 Eg：某塊地的葡萄產量低，附近地塊產量高，調查發現附近地塊施用 了史丹利復合肥。于是有人提出“史丹利復合肥可以提高葡萄產量”， 此即為一個假說。
Ⅱ、實驗：
實驗是通過人為控制變量來檢驗假說合理性和可信度的研究方法
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①設計實驗時，人為操控研究的變量（因子）稱為自變量
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②隨自變量的變化而變化的變量（因子）稱為因變量
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③除自變量以外，其它影響因變量的變量（因子）稱為無關變量
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Eg：如要判斷史丹利復合肥是否可以提高葡萄產量，可將該地塊分成 16 小塊，隨機選擇其中 8 小塊地不施加復合肥；另外 8 小塊地按說 明施加復合肥。各地塊的管理方式一致，收獲后計算兩類地塊中葡萄 的單產，并加以比較。在這個實驗設計中，施加復合肥的處理是實驗 的自變量；葡萄的單產是實驗的因變量；葡萄的品種、田間管理方式 等屬于實驗的無關變量。
④為排除無關變量的影響，實驗中往往需要設計對照試驗
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Eg：上述實驗中施加復合肥與不施加復合肥之間形成一組對照實驗。 有些實驗中不需要設計對照試驗（高中幾乎不涉及此類）。 說明：實驗的數學解釋（學習完數學中的函數相關知識后再看）
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實驗 1：F（X1，w1，w2，w3…）＝ Y1 實驗 2：F（X2，w1，w2，w3…）＝ Y2 實驗 3：F（X3，w1，w2，w3…）＝ Y3
……：……
參數說明：w 表示無關變量，X 表示自變量，F 表示實驗處理（運算）， Y 表示因變量。實驗 1、實驗 2、實驗 3……相互之間形成對照關系（無 關變量相同，只有自變量的差異）。這樣（Xi，Yi）就能反映自變量 X 和因變量 Y 之間的關系。

Chap1 走近細胞
§1.1 從生物圈到細胞
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1.1.1 生命活動離不開細胞
＊ 單細胞生物依賴單個細胞就可以完成各項生命活動
Eg：草履蟲的運動和分裂依賴單個細胞就可以完成。
＊ 多細胞生物依賴各種分化的細胞密切合作，共同完成一系列復雜的生 命活動 Eg：人體的生殖與發育、縮手反射等生命活動都需要不同類型的分化 細胞協同完成。
＊ 病毒的生命活動離不開細胞
Eg：SARS 病毒和 HIV 病毒沒有細胞結構，單獨存在時沒有生命特征， 只有寄生在宿主細胞內才能表現生命現象。
1.1.2 生命系統具有結構層次
＊ 生命系統的典型結構層次通常為：
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細胞→組織→器官→系統→個體→種群→群落→生態系統→生物圈 Eg：心肌細胞→心肌組織→心臟→血液循環系統→龜→…… 說明：
①高等植物的結構層次中缺少系統層次。
②單細胞生物的結構層次中缺少組織、器官和系統三個層次。
③細胞是最基本的生命系統，生物圈是現已知最大的生命系統。
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§1.2 細胞的多樣性和統一性

1.2.1 使用高倍鏡觀察多種多樣的細胞
＊ 材料用具
Ⅰ、酵母菌（單細胞真菌），水綿（綠藻類），葉保衛細胞（高等植 物細胞），魚或人紅細胞（高等動物細胞）。
Ⅱ、顯微鏡，載玻片，蓋玻片、鑷子、滴管、清水，碘液（將細胞核 染成黃色）。
＊ 觀察結果
Ⅰ、細胞的多樣性：植物細胞（如水綿和葉保衛細胞）通常含有細胞 壁和葉綠體 ; 真菌細胞多具有細胞壁，但沒有葉綠體 ; 動物細胞 沒有細胞壁，也沒有葉綠體。
Ⅱ、細胞（真核細胞）具有統一性：所觀察的細胞均具有細胞膜和細 胞質，真菌細胞和絕大多數的動物細胞、植物細胞都含有細胞核
（人成熟紅細胞沒有細胞核）。 注意：除實驗觀察的上述細胞外，自然界還存在沒有成形核的細胞， 如大腸桿菌等。
1.2.2 細胞可依據有無核膜分為原核細胞和真核細胞
＊ 真核細胞和原核細胞的最主要區別在于有無核膜包被的細胞核
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Ⅰ、真核細胞和原核細胞具有結構相似的細胞膜。 Ⅱ、真核細胞的細胞質中含有各種膜包被的細胞器；原核細胞不含膜
包被的細胞器，只含有一種無膜的細胞器——核糖體。 Ⅲ、真核細胞的細胞核中含主要由組蛋白和 DNA 結合而成的染色體；
原核細胞的擬核中含有一個環狀DNA分子，無組蛋白與之結合。

＊ 真核細胞和原核細胞的相似性說明了細胞的統一性 Eg：大腸桿菌和藍藻屬于原核細胞，它們沒有核膜包被的細胞核，只 含有擬核，且擬核中的 DNA 沒有與組蛋白結合形成染色體；也沒有線
粒體和葉綠體等膜包被的細胞器，只含有一種細胞器——核糖體。說 明（俗稱帶菌字的生物）：通常名稱中含表形態字眼的菌為細菌， 屬原核生物，如大腸桿菌、肺炎雙球菌、霍亂弧菌等（放線菌類也 屬于原核生物）。名稱中不含表形態字眼的菌通常為真菌，屬真核生 物，如酵母菌、霉菌等。
說明（俗稱帶藻字的生物）：藍藻門一般也稱藍細菌，它們屬原核 生物，如藍藻、發菜、顫藻等都屬于藍藻門。藍藻門以外的藻類屬于 真核生物，如團藻、衣藻等。
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1.2.3 細胞學說揭示了生物體的統一性
＊ 施萊登和施旺提出了細胞學說，魏爾肖等人發展了細胞學說
＊ 細胞學說的主要內容
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Ⅰ、細胞是一個有機體，一切動植物都是由細胞發育而來，并由細胞 和細胞產物所構成。
Ⅱ、細胞是一個相對獨立的單位，既有它自己的生命，又對與其它細 胞共同組成的整體的生命起作用。
Ⅲ、新細胞可以從老細胞中產生。 說明：新細胞主要是從老細胞中通過細胞分裂的方式產生的。精卵結 合成受精卵，或者通過現代生物科技使細胞融合成雜種細胞等方式也 可以產生新細胞。
＊ 細胞學說揭示了細胞的統一性和生物體結構的統一性
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顯微鏡

顯微鏡的構造
顯微鏡的使用
1. 取鏡與安放： 一手握住鏡臂，一手托住鏡座。一般將顯微鏡放在距桌邊 5 ～ 6cm 處。
2. 對光：
打開光源，用鏡頭轉換器轉換成低倍物鏡對準通光孔，并選擇遮光 器上的較大光圈。（眼睛注視目鏡）調節反光鏡，直至看到一個明 亮的視野。
3. 低倍鏡觀察：
先將鏡筒降至距離載物臺較近的位置（約 1cm），眼睛注視目鏡， 緩慢地調節粗準焦螺旋升高鏡筒（注意不要反向操作），直至看到 物像（一次不成功，就重復上述操作）。看到物象后可以調節細準 焦螺旋使物象清晰，然后將最理想的觀察部位移至視野中央。
說明：將觀察對象移至視野中央時，遵循偏向何處就往何處移動的原 則（why ？）。
4. 高倍鏡觀察： 進一步將觀察目標移至視野中央，然后直接轉動鏡頭轉換器換用高 倍物鏡，調節細準焦螺旋使物象清晰。
說明：使用高倍鏡觀察后視野將變小，亮度減弱。要重新調亮的話， 需要使用更大的光圈和 / 或使用反光鏡的凹面進行反光。

Chap2 組成細胞的分子
§2.1 細胞中的元素和化合物
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2.1.1 組成細胞的元素可按不同原則進行分類
＊ 按含量是否超過萬分之一，可分為大量元素和微量元素。大量元素主
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要包括：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 等
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＊ 從作用看，C是最基本元素（原因見“生物大分子以碳鏈為骨架）；C、
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H、O、N 是基本元素
2.1.2 組成細胞的化合物可分為有機化合物和無機化合物
＊ 組成細胞的化合物可分為無機化合物和有機化合物
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＊ 無機化合物包括水和無機鹽，其中水在生物體鮮重中含量最多
＊ 有機化合物包括糖類、脂質、核酸和蛋白質，其中在組成生物體的蛋 白質在有機化合物中含量最多 說明：上述物質含量均是相對而言的，具體組織細胞中可能存在差 異。例如，貯存脂肪的脂肪細胞中含量最多的化合物一般是脂質，而 不是水或蛋白質。
2.1.3 檢測生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質
＊ 實驗原理：
Ⅰ、還原糖和斐林試劑（需要現配）在 50 ～ 65℃水浴（加熱）條件
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下生成磚紅色沉淀。
Ⅱ、脂肪可以被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色；或被蘇丹Ⅳ染液染成紅色。
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Ⅲ、蛋白質和雙縮脲試劑混合后發生反應顯紫色。
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Ⅳ、碘液和淀粉混合變藍色。
＊ 材料、儀器與用具
Ⅰ、蘋果或梨勻漿，馬鈴薯勻漿，花生種子或花生種子勻漿，豆漿或 鮮肝提取液。
Ⅱ、雙面刀片，試管，試管夾，試管架，大小燒杯，小量筒，滴管， 水浴鍋，載玻片，蓋玻片，毛筆，吸水紙，顯微鏡。
Ⅲ、斐林試劑（甲液：0.1g/mL 的 NaOH，乙液：0.05g/mL 的 CuSO4， 甲乙液混合后現配現用），雙縮脲試 劑（A 液：0.1g/mL 的 NaOH，B 液 0.01g/mL 的 CuSO4，A 液和 B 液順次加入使用），蘇 丹Ⅲ或Ⅳ染液，50% 酒精。
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§2.2 生命活動的主要承擔者

2.2.1 組成蛋白質的氨基酸及其種類
＊ 組成蛋白質的氨基酸具有相似的結構：一個氨基（－ NH2）和一個羧
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基（－ COOH）連接在同一個碳原子上
＊ 不同氨基酸具有不同的 R 基，生物體內組成蛋白質的氨基酸約 20 種
Eg：
＊ 根據人自身能否合成，組成蛋白質的氨基酸可分為必需氨基酸和非必 需氨基酸
2.2.2 蛋白質是氨基酸連接而成具有一定空間結構的生物大分子
＊ 蛋白質的基本單位（單體）是氨基酸
＊ 氨基酸通過脫水縮合形成肽鍵的方式連接成二肽，依次再形成三肽、
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四肽等多肽……
＊ 多肽通常呈鏈狀，也叫多肽鏈。一條或多條多肽鏈可折疊盤曲形成具
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有一定空間結構的有生物活性的蛋白質
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說明：
①每條多肽鏈至少含有一個游離氨基和一個游離羧基（“至少”是因 為 R 基上也可能含有氨基或羧基）
②在一條肽鏈中有： 氨基酸數＝肽鍵數（脫去水分子數）＋ 1
③如蛋白質由多條肽鏈構成，則： 氨基酸數＝肽鍵數（脫去水分子數）＋肽鏈數
（②可看作是③的特例）
Eg: 如人胰島素分子由 2條肽鏈構成，含有 51個氨基酸，具有 49個肽 鍵。血紅蛋白分子由 4 條肽鏈構成，含有 574 個氨基酸，具有 570 個 肽鍵。
＊ 蛋白質的結構具有多樣性，這是因為：構成蛋白質的氨基酸的種類、 數目和排列次序可以不同，多肽鏈折疊盤曲形成的空間結構也多種多 樣
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2.2.3 蛋白質因結構的多樣性而具有多種多樣的功能
＊ 蛋白質具有多種多樣的功能，是生命活動的主要承擔者 Eg：有些蛋白質是生物催化劑——酶（催化作用）；角蛋白等屬于 結構蛋白（結構功能）；血紅蛋白可運輸氧氣，屬于運輸蛋白（運 輸功能）；有些可以調節機體生命活動的激素是蛋白質，如胰島素
（調節功能）；免疫反應中的抗體是蛋白質（免疫功能）。
＊ 蛋白質的生物活性依賴特定的空間結構。變性會破壞蛋白質的空間結
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構，從而導致其失去生物活性 Eg：高溫、過酸、過堿或重金屬離子等可以使蛋白質的空間結構發 生改變，這屬于蛋白質的變性。變性并不改變多肽鏈中氨基酸的排列 順序。通常劇烈的變性難以逆轉。
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§2.3 遺傳信息的攜帶者（更多詳細內容參見必修二）

2.3.1 核酸是遺傳信息的攜帶者
＊ 核酸可分為兩種：脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）
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注意：病毒只含有一種核酸（DNA 或 RNA），而細胞中則同時含有兩
種核酸（DNA 和 RNA）。
＊ 核酸是細胞內攜帶遺傳信息的物質，在生物體的遺傳、變異和蛋白質 合成中具有極其重要的作用
2.3.2 觀察 DNA 和 RNA 在細胞中的分布
＊ 實驗原理
Ⅰ、甲基綠和吡羅紅與兩種核酸的親和力不同，RNA 結合吡羅紅后顯 紅色，DNA 結合甲基綠后顯綠色。
Ⅱ、鹽酸能改變膜的通透性，加速染色劑進入細胞；同時使染色體中 的 DNA 和蛋白質分離，有利于 DNA 與染色劑結合。
＊ 材料、儀器與用具
Ⅰ、人口腔上皮細胞。 Ⅱ、燒杯，小燒杯，溫度計，滴管，消毒牙簽，載玻片，蓋玻片，鐵
架臺，石棉網，火柴，酒精燈，吸水紙，顯微鏡。
Ⅲ、質量分數 0.9% 的 NaCl 溶液，8% 的鹽酸（水解用），甲基綠
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吡羅紅染色劑（現配現用），蒸餾水。
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＊ 實驗操作步驟
1. 取人口腔上皮細胞制片→ 2. 水解（需要水浴）→ 3 . 沖洗涂片
→4. 染色→ 5. 觀察。
＊ 實驗結果
細胞核主要呈現綠色，細胞質主要呈現紅色。說明 DNA 主要位于細胞 核中（線粒體和葉綠體也有少量 DNA），RNA 主要位于細胞質中。
2.3.3 核酸的結構——核酸是由核苷酸連接而成的長鏈
＊ 構成核酸的基本單位（單體）是核苷酸
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Ⅰ、核苷酸可水解產生一分子五碳糖、一分子含氮堿基和一分子磷酸。
Ⅱ、核糖核酸的單體是核糖核苷酸，其五碳糖為核糖。依據堿基不同，
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核糖核苷酸可分四種，分別是腺嘌呤核糖核苷酸 ( 含堿基 A)、 鳥嘌呤核糖核苷酸 ( 含堿基 G)、胞嘧啶核糖核苷酸 ( 含堿基 C) 和尿嘧啶核糖核苷酸 ( 含堿基 U)。

Ⅲ、脫氧核糖核酸的單體是脫氧核苷酸，其五碳糖為脫氧核糖。依據
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堿基不同，脫氧核苷酸可分四種，分別是腺嘌呤脫氧核苷酸 ( 含 堿基 A)、鳥嘌呤脫氧核苷酸 ( 含堿基 G)、胞嘧啶脫氧核苷酸 ( 含 堿基 C) 和胸腺嘧啶脫氧核苷酸 ( 含堿基 T)。
＊ 核苷酸之間通過磷酸二酯鍵連接形成核苷酸鏈
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酯
＊ RNA 通常含有一條核糖核苷酸鏈。DNA 通常由兩條脫氧核苷酸鏈構成。
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§2.4 細胞中的糖類和脂肪

2.4.1 糖類是主要的能源物質
＊ 糖類可分為還原糖和非還原糖；也可依據水解情況分為單糖、二糖和
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多糖
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Eg：葡萄糖、果糖等單糖以及麥芽糖都屬于還原糖。蔗糖和多糖是非 還原糖。
Ⅰ、單糖不能再被水解。其中核糖、脫氧核糖和葡萄糖極其重要。只
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有單糖才能被直接吸收利用。
說明：核糖和脫氧核糖參與構成 RNA 和 DNA，葡萄糖是最常利用的呼 吸作用底物。
Ⅱ、二糖由兩分子單糖縮合而成。
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縮 合
Eg：葡萄糖＋半乳糖—→乳糖；
縮 合
葡萄糖＋果糖—→蔗糖；
縮 合
葡萄糖＋葡萄糖—→麥芽糖。
Ⅲ、纖維素、淀粉和糖原（包括肝糖原和肌糖原）等多糖的基本單位
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（單體）是葡萄糖。
＊ 糖類是主要的能源物質；纖維素是植物細胞壁的成分，還具有支持、
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保護作用
2.4.2 脂質可分為脂肪、類脂（如磷脂）和固醇等
＊ 細胞中的脂質包括脂肪、磷脂和固醇等 Ⅰ、脂肪是良好的儲能物質（因為單位質量的脂肪氧化分解釋放的能
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量比糖類多），還具有保溫、緩沖和減壓等作用。
Ⅱ、磷脂是細胞膜和細胞器膜的重要成分。
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注意：磷脂（含膽堿因而）含有 N 元素。
Ⅲ、固醇包括膽固醇、性激素和維生素 D 等。
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①膽固醇是動物細胞膜的成分，在人體內還參與血液中脂質的運
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輸。
②性激素能促進人和動物生殖器官發育以及生殖細胞形成。
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③維生素 D 能促進人和動物腸道對 Ca 和 P 的吸收。
2.4.3 生物大分子以碳鏈為骨架
＊ 生物大分子是由單體縮合而成的多聚體
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＊ 多糖、蛋白質和核酸等生物大分子都是由單體聚合而成的多聚體，每 一個單體都以若干個相連的碳原子構成的碳鏈為基本骨架。因為碳原 子在組成生物大分子中的重要作用，碳是生命的核心元素

§2.5 細胞中的無機物
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2.5.1 沒有水就沒有生命
＊ 生物體內的水可分為自由水（游離形式存在，可自由流動）和結合水
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（與細胞內其他物質結合）
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＊ 自由水的功能和新陳代謝密切相關，代謝強時，自由水 / 結合水的比 值高。具體來說，自由水有以下功能：
Ⅰ、用做良好的溶劑。 Ⅱ、參與重要的生物化學反應。
Ⅲ、參與構成多細胞生物的絕大多數細胞生存的液體環境。 Ⅳ、運輸營養物質和代謝廢物。
＊ 結合水是細胞結構的重要組成部分。結合水丟失意味著細胞結構的破 壞，可能會導致細胞死亡 Eg：烘干的種子失去了結合水，細胞結構被破壞，將導致不能萌發。 說明：生長旺盛的植株比干種子的自由水含量高，其新陳代謝也更加 旺盛；而干種子的結合水含量比生長旺盛的植株高，其抗性（抵抗逆 境，如干旱等）則更強。
2.5.2 無機鹽對維持機體正常生命活動具有重要作用
＊ 生物體中的無機鹽主要以離子形式存在
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＊ 生物體內無機鹽具有重要的功能： Ⅰ、參與構成細胞內某些復雜的化合物。
Eg：Fe2 ＋參與構成血紅蛋白，Mg2 ＋參與構成葉綠素等。
Ⅱ、維持細胞和生物體的生命活動。
Eg：缺 Ca 會引起肌肉抽搐，血鈣過高會導致肌無力。無機鹽對于維 持酸堿平衡（必修三學習）和滲透壓平衡（必修三學習）等具有重要 作用。
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Chap3 細胞的基本結構
§3.1 細胞膜——系統的邊界

3.1.1 細胞膜主要由脂質和蛋白質構成
＊ 體驗細胞膜的制備方法
Ⅰ、植物細胞有細胞壁→選擇動物細胞。 Ⅱ、動物細胞內部有膜包被的細胞器和細胞核，不易和細胞膜相區分
→選擇失去各種細胞器的哺乳動物成熟紅細胞。 Ⅲ、將人成熟紅細胞置于清水中吸水漲破，釋放細胞內容物，得到細
胞膜。
＊ 細胞膜主要由脂質（其中以磷脂為主）和蛋白質構成，還含有少量糖 類
＊ 功能越復雜的膜，其蛋白質的種類和含量越豐富 說明：蛋白質是生命活動的主要承擔者，膜上蛋白質的種類越多，膜 的功能就越復雜。
3.1.2 細胞膜具有多種多樣的功能
＊ 將細胞與外界環境分開
＊ 控制物質進出細胞
＊ 進行細胞間的信息交流 Eg：精子和卵細胞的結合；靶細胞膜上的受體結合其它細胞分泌的激 素；植物細胞中的胞間連絲。以上過程或結構均涉及細胞膜執行細胞 間的信息交流功能。
3.1.3 植物細胞的細胞膜外還具有細胞壁
＊ 植物細胞、絕大部分真菌細胞和原核細胞在細胞膜外還有一層細胞壁
6 6 6
＊ 植物細胞的細胞壁主要由纖維素和果膠構成
說明：細菌細胞壁和真菌細胞壁不是由纖維素和果膠構成。
＊ 植物細胞壁主要具有支持和保護作用

§3.2 細胞器——系統內的分工協作
note

3.2.1 分離各種細胞器的方法——差速離心法
＊ 差速離心法
6 6 6 6 6
當細胞器密度比周圍介質大時，大小、形狀不同的顆粒在離心作用下 以不同速率向離心管底部運動。從而實現細胞器的分離。
3.2.2 細胞器之間的分工
＊ 線粒體
6 6 6
Ⅰ、線粒體結構模式圖：
Ⅱ、線粒體是細胞有氧呼吸的主要場所。
＊ 葉綠體
6 6 6
Ⅰ、葉綠體結構模式圖：
Ⅱ、葉綠體是光合作用的場所。
＊ 內質網
6 6 6
Ⅰ、內質網是由單層膜圍成的不規則網狀結構。 Ⅱ、可分為粗糙內質網（附著大量核糖體）和光滑內質網（極少附著
核糖體）。 Ⅲ、內質網是蛋白質合成（實際是粗糙內質網上的核糖體合成肽鏈）
和加工的場所；也是脂質合成的車間。
Eg：性激素在內質網上合成。
＊ 高爾基體
6 6 6 6
Ⅰ、高爾基體是由單層膜構成的扁平囊狀和囊泡狀結構。 Ⅱ、高爾基體主要對來自內質網的蛋白質進行加工、分類、包裝和發
送，是細胞內物質運輸的樞紐。 Eg：膜蛋白、分泌蛋白以及溶酶體中的酶等都在高爾基體中進行分選 和發送。
說明：在植物細胞中，高爾基體還與細胞壁的形成有關。
note

＊ 核糖體
6 6 6
Ⅰ、核糖體由 RNA（rRNA）和蛋白質構成，不具有膜結構。 Ⅱ、核糖體是蛋白質合成（生成肽鍵）的場所。
＊ 液泡
6 6
Ⅰ、液泡是由單層膜構成的泡狀結構，成熟植物細胞中含有一個占據 細胞絕大部分體積的中央大液泡。
Ⅱ、液泡內有細胞液，含有無機鹽、糖類、蛋白質、色素等，可調節
6 6 6
植物細胞內的環境；充盈的液泡還可使植物堅挺。
Eg：紫色洋蔥鱗莖外表皮細胞因液泡中含有紫色的色素而呈現紫色。
＊ 中心體
6 6 6
Ⅰ、中心體由兩組互相垂直的中心粒及周圍物質構成，無膜包被。 Ⅱ、中心體主要存在于動物細胞中，也存在于低等植物（如團藻等）
細胞中。
Ⅲ、一般認為中心體與細胞分裂時紡錘體的形成有關。
＊ 溶酶體
6 6 6
Ⅰ、溶酶體具有單層膜結構。 Ⅱ、溶酶體中含有消化酶，能分解衰老、損傷的細胞器，吞噬并殺死
入侵細胞的病毒或病菌。

3.2.3 細胞器之間的分工協作
Eg：分泌蛋白的合成、加工、運輸與分泌
Ⅰ、（內質網上的）核糖體合成分泌蛋白。 Ⅱ、內質網負責對分泌蛋白進行加工，高爾基負責分泌蛋白進行再
度 加 工和分選。 Ⅲ、包裹著分泌蛋白的囊泡離開高爾基體，并最終與細胞膜融合，
將分泌蛋白分泌出去。 Ⅳ、各細胞器執行功能所需的能量主要由線粒體提供。 說明：分泌蛋白是指分泌到細胞外發揮作用的蛋白質，如胰島素、抗 體、人體內的消化酶等。溶酶體中的酶和膜蛋白也經過類似合成、加

工、運輸過程。
note

3.2.4 細胞的生物膜系統
＊ 細胞器膜和細胞膜、核膜等結構共同組成細胞的生物膜系統
6 6 6 6 6
注意：生物膜≠生物膜系統。
＊ 生物膜系統在結構和功能上相互聯系 Eg：結構上，內質網膜內連核膜，外連細胞膜；內質網膜、高爾基 體膜、細胞膜之間可以以囊泡的形式相互聯系。功能上，分泌蛋白
的加工、運輸和分泌體現了生物膜系統的相互協作。
＊ 生物膜系統的功能 Ⅰ、細胞膜使細胞具有相對穩定的內部環境，同時在細胞與外界環境
進行物質交換、能量轉換和信息傳遞的過程中起決定性作用。 Ⅱ、許多重要的化學反應在生物膜上進行，廣闊的膜面積為多種酶提
供了附著位點。 Ⅲ、細胞內的生物膜把各種細胞器分隔開，使得細胞內能夠同時進行
多種化學反應而不互相干擾，保證了細胞生命活動有序高效地進 行。
3.2.5 用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體
＊ 實驗原理
Ⅰ、葉綠體呈綠色，可在光學顯微鏡下直接觀察其形態和分布。 Ⅱ、線粒體無色，活體線粒體可被健那綠染液染成藍綠色，在高倍顯
微鏡下進行觀察。
＊ 儀器與用具 Ⅰ、新鮮的蘚類葉（或菠菜葉等，菠菜葉需要用鑷子撕取稍帶葉肉的
下表皮）。
Ⅱ、健那綠染液。
6 6 6 6 6
Ⅲ、顯微鏡，載玻片，蓋玻片，滴管，鑷子，消毒牙簽。
3.2.6 細胞質基質是細胞代謝的主要場所
＊ 細胞質基質是細胞質中除細胞器以外的組成部分，呈現膠體狀態，含
6 6 6 6 6
有各種離子和組成細胞的各種化合物
＊ 細胞質基質中含有蛋白質纖維構成的網狀結構——細胞骨架，它可以 維持細胞形態、保持細胞內部結構的有序，還與細胞運動、分裂、
以及物質運輸、能量轉換、信息傳遞等有關
＊ 細胞質基質是活細胞代謝活動的主要場所
note

§3.3 細胞核——系統的控制中心

3.3.1 細胞核是遺傳和代謝的控制中心
＊ 細胞核是遺傳信息庫；是細胞代謝與遺傳的控制中心
6 6 6
3.3.2 細胞核由核膜、核仁、染色質（染色體）等結構組成
說明：染色質在細胞分裂過程中螺旋化成為染色體。染色質和染色體
6 6 6 6 6 6
是同一種物質在不同時期的兩種存在形式，均可以被堿性染料染色。
補充：動植物細胞亞顯微結構的比較
＊ 動物細胞沒有葉綠體、中央大液泡和細胞壁，通常具有中心體
＊ 植物細胞常具有細胞壁、葉綠體和中央大液泡；一般不具有中心體
注意：植物只有綠色組織部分含葉綠體。 注意：只有成熟的植物細胞才具有中央大液泡。如植物的根尖分生區 細胞既不具有葉綠體也不具有中央大液泡。 注意：低等植物細胞具有中心體，如水綿、衣藻等低等植物細胞具 有中心體的。

Chap4 細胞的物質輸入和輸出
§4.1 物質跨膜運輸的實例
note

4.1.1 滲透作用——水分子通過半透膜的擴散
＊ 滲透作用一般指水從低濃度一側向高濃度一側的擴散
6 6 6 6
＊ 滲透作用的發生需要兩個條件：
①半透膜；②半透膜兩側存在濃度差（復習時用“滲透壓差”）
6 6 6
4.1.2 細胞主要依靠滲透作用進行吸水和失水
＊ 動物細胞依靠滲透作用吸水和失水 Eg：紅細胞膜相當于一層半透膜，當紅細胞處于清水（低滲溶液）中 時，水從清水滲入紅細胞內；當其處于濃鹽水（高滲溶液）中時，水 從紅細胞滲入高滲溶液；當其處于 0.9% 的 NaCl 溶液（即生理鹽水， 等滲溶液）中時，水進出紅細胞達到平衡。
＊ 成熟植物細胞主要依靠滲透作用吸水和失水
Ⅰ、成熟植物細胞與外界溶液可構成滲透系統，這是因為：原生質層
3 3 3 3
具有選擇透過性，相當于半透膜；若細胞液和外界溶液之間存在 濃度差，它們就可以構成滲透系統。
水
Ⅱ、①當 C 外界溶液＜ C 細胞液，則外界溶液→細胞液，細胞吸水；
水
②當 C 外界溶液＞ C 細胞液，則外界溶液←細胞液，細胞失水；
③當 C 外界溶液＝C 細胞液，沒有水分的凈移動，水分子進出細胞達到 平衡。
注意：植物未成熟細胞如根尖分生區細胞，其吸水并不是以滲透作用 為主。
note

4.1.3 實驗——植物細胞的吸水和失水
＊ 實驗原理 Ⅰ、成熟植物細胞主要依靠滲透作用吸水和失水。
Ⅱ、細胞壁具有全透性且伸縮性較小，植物細胞吸水和失水時其形態 無明顯變化。
Ⅲ、原生質層具有選擇透過性且伸縮性較大，當植物細胞失水導致細 胞液減少時，原生質層隨之收縮，從而導致原生質層和細胞壁
分離，即質壁分離。
6 6 6 6
當質壁分離的成熟植物細胞處于清水中時，植物細胞吸水，細胞 液增加，原生質層隨之增大，質壁分離復原。
Ⅳ、紫色洋蔥鱗片外表皮細胞的中央大液泡中含有紫色色素（內表皮 缺乏色素觀察起來不明顯），可根據中央大液泡的大小和液泡紫 色的深淺判斷植物細胞的吸水和失水。
＊ 材料儀器和用具： Ⅰ、紫色的洋蔥。
Ⅱ、刀片，鑷子，滴管，載玻片，蓋玻片，吸水紙，顯微鏡。 Ⅲ、質量分數 0.3g/mL 的蔗糖溶液，清水。

4.1.4 物質跨膜運輸的其它實例
＊ 細胞吸水或失水時，水分子是順相對含量的梯度跨膜運輸的（低濃度 一側的水分子相對含量較多，而高濃度一側的水分子相對含量較少）。
＊ 生物體可以逆濃度梯度進行物質跨膜運輸
Eg：水稻體內有高濃度的 Si，但仍可以從外界環境中吸收 Si，即使 外界環境中的 Si 濃度很低。海帶則可以從海水中不斷地吸收 I －，最 終導致海帶中含有比海水濃度高得多的 I －。
4.1.5 細胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜
＊ 細胞膜和其他生物膜在控制物質跨膜運輸時具有選擇透過性，它們允
6 6 6 6 6
許水分子自由通過，一些離子和小分子可以通過，而其它離子、小分 子和大分子則不能通過

§4.2 生物膜的流動鑲嵌模型
note

4.2.1 對生物膜結構的探索歷程
1. （19 世紀末）凡是可以溶于脂質的物質，比不溶于脂質的物質更容 易通過細胞膜。推測細胞膜由脂質構成。
2. （20 世紀初）從紅細胞中分離得到細胞膜，分析得出：膜的主要成 分是脂質和蛋白質。
3. （1925 年）紅細胞膜中的脂質（磷脂）平鋪成單層，其面積約為
紅細胞表面積的 2 倍。據此推測細胞膜中的磷脂排列成兩層。
說明：磷脂分子可分成疏水性的尾部和親水性的頭部。
4. 提出問題：蛋白質和脂質的位置關系如何？（20 世紀 40 年代）推 測脂質兩邊各覆蓋著蛋白質；（1959 年）電鏡下觀察到暗－明－暗 三層結構，據此認為生物膜是由蛋白質－脂質－蛋白質三層構成。
5. 繼續追問：靜態的細胞模型如何解釋細胞的生長等變化？（1970 年） 熒光標記的人鼠細胞融合實驗說明了細胞膜具有一定的流動性。
6. 提出新的模型：現在普遍接受的細胞膜結構模型是流動鑲嵌模型。
4.2.2 流動鑲嵌模型 的基本內容
6 6 6 6 6 6
＊ 磷脂雙分子層構成膜的基本支架，磷脂分子可以運動
6 6 6 6 6 6
＊ 蛋白質分子鑲嵌或貫穿磷脂雙分子層，大多數蛋白質分子可以運動 說明：膜的功能主要取決于膜上蛋白質的種類和數量。 說明：構成膜的磷脂分子和大部分蛋白質分子都可以運動，因此 膜的具有一定的流動性（結構特點）。
＊ 細胞膜上的一些蛋白質和糖類結合形成糖蛋白，叫做糖被。糖蛋白具
6 6 6
有潤滑、保護和細胞表面的識別作用。細胞膜表面還含有糖類和脂質
分子結合成的糖脂
6 6
注意：膜的結構具有不對稱性，細胞膜上的糖蛋白一般朝向細胞外。
note

§4.3 物質跨膜運輸方式

4.3.1 被動運輸是順濃度梯度的運輸
＊ 物質順濃度梯度的擴散稱為被動運輸。被動運輸可分為自由擴散和易
6 6 6 6
化擴散（協助擴散）
＊ 物質通過簡單的擴散作用（順濃度梯度）進出細胞，叫做自由擴散
6 6 6 6
Eg：H2O、O2、CO2、甘油、酒精、苯等能通過自由擴散進出細胞。 注意：自由擴散時，被擴散物質（主要是脂溶性物質）通過溶解于磷 脂雙分子層中進行自由擴散。磷脂雙分子層對于離子 ( 哪怕是最小的 離子 H ＋ ) 是高度不通透的。
＊ 進出細胞的小分子或離子借助載體蛋白質的（順濃度梯度）擴散，叫
做易化擴散（協助擴散）
6 6 6 6
Eg：多數情況下，葡萄糖和許多氨基酸是通過易化擴散進入組織細 胞的（也有例外）。

說明：水分子在多數細胞中 也可以通過水通道蛋白進行 運輸，一些離子也可以借助 離子通道蛋白進行運輸。通 過通道蛋白進行的運輸也都 是順濃度梯度的擴散。通道 蛋白和載體蛋白都能介導物 質進行跨膜運輸，統稱為膜 轉運蛋白。
 4.3.2 主動運輸可以逆濃度梯度進行
＊ 小分子或離子逆濃度梯度的運輸，需要載體蛋白質的協助，同時需要
6 6 6 6 6
消耗細胞內化學反應所釋放的能量，這種跨膜運輸方式叫做主動運輸
6 6 6 6
Eg：人體細胞內 K ＋濃度高于周圍環境，Na ＋濃度低于周圍環境，但 是細胞仍然從周圍環境中主動吸收 K ＋并主動排出 Na ＋。 注意：小分子或離子逆濃度梯度運輸必然需要消耗能量，也一定采用 主動運輸。

4.3.3 胞吞與胞吐是大分子物質的進出細胞的方式
＊ 當細胞攝取大分子時，大分子首先附著在細胞膜表面，這部分膜內陷 形成小泡包圍著大分子，然后小泡從細胞膜上分離下來，形成囊泡進 入細胞內部，這種運輸方式叫做胞吞
6 6
＊ 細胞外排的大分子（如分泌蛋白），先在細胞內形成囊泡，囊泡移動
到細胞膜處，與細胞膜融合，將大分子排出細胞，這種現象叫做胞吐
6 6
注意：胞吞和胞吐過程中被運輸的物質均沒有穿越磷脂雙分子層和鑲 嵌在膜上的蛋白質；且胞吞胞吐都需要消耗能量。

Chap5 細胞的能量供應和利用
§5.1 降低反應活化能的酶
note

5.1.1 實驗：比較過氧化氫在不同條件下的分解
＊ 實驗原理
Fe3 ＋能催化過氧化氫的分解，新鮮肝臟中含有過氧化氫酶。經測算，
每滴 FeCl3 溶液（質量分數 3.5%）中的 Fe
3 ＋數，大約是每滴肝臟研
磨液（質量分數 20%）中過氧化氫酶分子數的 25 萬倍。
＊ 材料、儀器與用具
Ⅰ、新鮮的質量分數 20% 的肝臟研磨液，新配制的體積分數 3% 的過 氧化氫溶液，質量分數 3.5% 的 FeCl3 溶液
Ⅱ、量筒，試管、滴管、試管架、試管夾，衛生香，火柴，酒精燈， 大燒杯，三腳架，石棉網，溫度計
＊ 實驗結果
1 號試管（常溫無處理）難以觀察到氣泡產生。
2 號試管（酒精燈加熱）產生少量小氣泡。
3 號試管（加 FeCl3 溶液）較快地產生較多氣泡，帶火星的衛生香復燃。
4 號試管（加肝臟研磨液）快速地產生很多大氣泡，帶火星的衛生香 復燃極其猛烈。
5.1.2 酶能顯著降低反應的活化能
＊ 5.1.1 的實驗說明酶（過氧化氫酶）比無機催化劑（Fe3 ＋）具有更高 的催化效率
＊ 酶比無機催化劑的催化效率更高，是因為酶能更顯著地降低反應的活
6
化能
6 6
說明：活化能是指分子從常態變為容易發生化學反應的活躍狀態所需 要的能量。
Eg：無催化劑、無機催化劑和酶對反應影響的比較如下圖
注意：酶只能降低反應所需的活化能，而不能為反應提供能量；也不 能改變最終的化學反應平衡狀態。
note

5.1.3 酶是生物體產生的具有催化作用的有機物
＊ 酶是活細胞產生的，能夠起生物催化作用的有機物，絕大多數酶是蛋 白質，少部分酶是 RNA

5.1.4 酶具有高效性、專一性和作用條件溫和等特性
＊ 酶具有高效性
6 6 6
與無機催化劑相比，酶能更顯著地降低反應的活化能（不是提供能
量）＊ 酶具有專一性
6 6 6
一種酶只能催化一種或一類化合物的反應（類似于一把鑰匙開一把鎖）
＊ 酶的作用條件溫和 Ⅰ、在適宜的條件下，酶活性最高。
Eg：最適 pH 或最適溫度（如上圖所示）時酶的活性最高。 Ⅱ、高溫、過酸或過堿等會破壞酶的空間結構，導致酶變性從而失去
活性，且不易恢復。 Ⅲ、低溫未破壞酶的空間結構，升高溫度后活性可以恢復。
5.1.5 探究溫度或 pH 對酶活性的影響
＊ 實驗分析： Ⅰ、實驗的選擇：
①可以選擇淀粉酶促進淀粉分解的實驗來探究溫度對酶活性的影 響（由于H+等可以催化淀粉的水解，因此淀粉酶催化淀粉分 解的實驗不適合用于探究pH對酶活性的影響）。實驗時，一 般不宜選還原糖作為因變量觀測指標，因為還原糖鑒定時的加 熱過程對自變量有影響，我們通常會用碘液來檢測淀粉的分解 情況。
②可以選擇過氧化氫酶促進過氧化氫的分解實驗來探究 pH 對酶 活性的影響（因為溫度對過氧化氫的分解影響較大，此實驗不 適合用于探究溫度對酶活性的影響）。
Ⅱ、自變量的控制： 設置自變量梯度。

Eg：如探究溫度對酶活性的影響，可以先設置 0℃、20℃、40℃、 60℃、80℃共 5 個溫度梯度。
Ⅲ、無關變量的控制： 每組實驗中除自變量的差異外，應保持無關變量處于適宜且相同 的狀態。
Eg：如探究溫度對酶活性影響時，應保證反應在適宜的 pH 條件下進行， 每組實驗所添加的試劑種類和試劑的量都相同且相等。 Ⅳ、因變量檢測指標的選擇：
因變量的檢測指標要具體，能夠反映或說明需要探究的問題。
§5.2 細胞的能量通貨——ATP
note

5.2.1 ATP 分子的結構
＊ ATP是三磷酸腺苷的英語縮寫
666 6 6 6 6 6
＊ ATP 是高能磷酸化合物，含有（2 個）高能磷酸鍵
6 6 6 6 6
說明：有些磷酸鍵在水解時會釋放大量能量，叫做高能磷酸鍵（高能 磷酸鍵的提法有問題，但是題目中還經常這樣考察）。
5.2.2 ATP 和 ADP 可以相互轉化
＊ ATP 中遠離腺苷的高能磷酸鍵特別容易水解和重新生成 Ⅰ、利用 ADP 合成 ATP 時需要消耗能量
酶
ADP＋ Pi＋E → ATP
Ⅱ、利用 ATP 分解產生 ADP 時會釋放能量
酶
ATP → ADP＋ Pi＋E
5.2.3 ATP 是直接能源物質
＊ ATP 分解時釋放的能量可用于推動吸能反應的進行。生物體內絕大多 數吸能反應都和 ATP 的分解直接偶聯，因此 ATP 是生物體內的直接能 源物質
＊ ATP 在生物體內的含量較少且相對穩定，生物體通過調節 ATP 的更新 速率來控制能量的釋放
5.2.4 生物體通過光合作用和細胞呼吸生成 ATP
＊ 生物體內合成 ATP 所需的能量來自光合作用或呼吸作用
酶
ADP ＋ Pi ＋（光合作用或細胞呼吸提供的）E → ATP
note

§5.3 ATP 的主要來源——細胞呼吸

5.3.1 細胞呼吸與燃燒是有區別的
＊ 燃燒時，有機物中的能量在短時間內集中釋放，這會灼傷生物體
＊ 細胞呼吸是指有機物在細胞內經過一系列的氧化分解，生成二氧化碳
6 6 6 6
或其它產物，釋放出能量并推動 ATP 生成的過程。細胞呼吸釋放能量 是在相對溫和的條件下進行的；釋放能量是分步進行的；且釋放的部 分能量會儲存在 ATP 中
5.3.2 細胞呼吸的方式——探究酵母菌細胞呼吸的方式
＊ 實驗原理
Ⅰ、酵母菌是兼性厭氧菌，在有氧和無氧條件下均能細胞呼吸。 Ⅱ、二氧化碳的檢測：
①澄清石灰水 : 根據產生的碳酸鈣沉淀的產生判斷二氧化碳的 產生量。
②溴麝香草酚藍 : 溶液由藍變綠再變黃所經歷的時間越短，二氧 化碳的產生速率越快。
Ⅲ、酒精的檢測： 酸性重鉻酸鉀進行檢測（由橙色變成灰綠色表明存在酒精）。
＊ 材料、儀器與用具
Ⅰ、新鮮酵母（或干酵母），質量分數為 5% 的葡萄糖溶液。 Ⅱ、玻璃棒，玻璃導管，試管夾，研缽，燒杯，量筒，500mL 廣口瓶
或錐形瓶，膠塞，滴管。
Ⅲ、質量分數 10% 的 NaOH，澄清石灰水，酸性重鉻酸鉀溶液，色拉油， 溴麝香草酚藍。
＊ 實驗裝置
說明：在裝置二的酵母菌培養液表面加一層色拉油可起到阻止空氣進 入的作用。

5.3.3 有氧呼吸徹底氧化分解，釋放大量能量，生成較多 ATP
＊ 真核生物有氧呼吸的主要場所是線粒體（復習有關線粒體的知識）
6 6 6 6
＊ 有氧呼吸可以人為劃分為三個階段（每個階段都包括生成ATP的過程， 為簡化從略）： Ⅰ、第一階段發生在細胞質基質中，釋放少量能量，生成少量 ATP。
反應可概括為：
酶
C6H12O6 → 2C3H4O3( 丙酮酸 ) ＋ 4[H] ＋ E（少 )
Ⅱ、第二階段發生在線粒體基質中，釋放少量能量，生成少量 ATP。 反應可概括為：
酶
2C3H4O3 ＋ 6H2O → 6CO2 ＋ 20[H] ＋ E( 少 )
Ⅲ、第三階段發生在線粒體內膜，釋放大量能量，生成較多 ATP。反 應可概括為：
酶
24[H] ＋ 6O2 → 12H2O＋ E( 多 )
說明：[H] 是指還原態氫，有氧呼吸中的 [H] 包括了 NADH 和 FADH2（不 要求記憶）。
Ⅳ、總反應方程式：
note
C H O ＋ 6H O＋ 6 ﹡
酶
O2 → 6CO2 ＋ 12H2
* O＋E
＊ 有氧呼吸時釋放的能量中約 40% 將會暫時儲存在 ATP 中，其余的能量 以熱能的形式散失
5.3.4 無氧呼吸不徹底氧化分解，釋放少量能量，生成少量 ATP
＊ 無氧呼吸發生在細胞質基質
6 6 6 6
＊ 無氧呼吸可以人為劃分為兩個階段 Ⅰ、第一階段和有氧呼吸第一階段相同。
Ⅱ、第二階段發生在細胞質基質中，丙酮酸轉變為酒精或乳酸。
酶
2C3H4O3 ＋ 4[H] → 2C2H5OH ＋ 2CO2 ＋E ( 少 )
或
酶
2C3H4O3 ＋ 4[H] → 2C3H6O3( 乳酸 ) ＋E ( 少 )
注意：無氧呼吸第二階段生成的 能量較 少 ， 不足以推動 ATP 的生成； 只有第一階段釋放的能量推動生成少量 ATP。
Ⅲ、總反應方程式：
酶
C6H12O6 → 2C2H5OH ＋ 2CO2 ＋E (少 )
或
酶
C6H12O6 → 2C3H6O3 ＋E (少 )
note

5.3.5 細胞呼吸原理的應用
Eg：①包扎用的創可貼或紗布是透氣的——有利于有氧呼吸；
②及時松土防止土壤板結——防止無氧呼吸，促進有氧呼吸；
③稻田定期排水——防止無氧呼吸積累酒精等對植物造成傷害；
④傷口深時，需要注射破傷風抗毒素——破傷風桿菌進行無氧呼吸， 深傷口中破傷風桿菌繁殖，導致破傷風；
⑤糧食儲存時要求低氧（注意不是無氧）、低溫、低濕度——降低呼 吸強度，減少有機物的消耗；
⑥果蔬儲存時要求低氧、低溫、適宜的濕度——降低呼吸強度的同時 保證產品品質。

補充： 衡量呼吸作用的指標
＊ 可用單位時間內有機物的消耗量來衡量呼吸作用強度
6 6 6 6 6 6
注意：無氧呼吸在消耗有機物的同時也會產生如酒精等有機物，計 算時需注意。
＊ 可用單位時間內 CO2 的產生量來衡量呼吸作用強度 特別提示：總呼吸作用強度 = 無氧呼吸強度 + 有氧呼吸強度（一般可 用氧氣消耗量來衡量）。如果只進行有氧呼吸，也可用單位時間內 O2 的消耗量來衡量呼吸作用強度。

§5.4 能量之源——光與光合作用
note

5.4.1 葉綠體中色素的提取與分離
＊ 實驗原理
Ⅰ、葉綠體中的色素溶于無水乙醇，可用無水乙醇提取綠葉中的色素。 Ⅱ、葉綠體中的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度大的在濾紙上
擴散地快，溶解度小的在濾紙上擴散地慢。 Ⅲ、葉綠素易被破壞，加入 CaCO3 可保護葉綠體中的色素。
＊ 材料、儀器與用具 Ⅰ、新鮮的綠葉。
Ⅱ、干燥的定性濾紙，試管，試管架，棉塞，研缽，玻璃漏斗，尼龍 布（或紗布），毛細吸管，剪刀，藥勺，量筒，天平。
Ⅲ、無水乙醇，層析液，二氧化硅和碳酸鈣。
＊ 實驗結果（示意）
5.4.2 捕獲光能的色素位于類囊體薄膜上
＊ 捕獲光能的色素位于類囊體薄膜上
＊ 捕獲光能的色素包括葉綠素 a（藍
綠色）、葉綠素 b（黃綠色）、葉
6 6 6 6
黃素（黃色）、胡蘿卜素（橙黃色）
6 6 6 6 6
6 6 6 6 6 6
＊ 葉綠素 ( 葉綠素 a 和 b) 主要吸收藍紫光和紅光，類胡蘿卜素 ( 胡蘿 卜素和葉黃素 ) 主要吸收藍紫光
5.4.3 光合作用的探究歷程
1. 普里斯特利：植物能更新空氣。
2. 英格豪斯：植物在有光條件下才能更新空氣。
3. 梅耶：光合作用的實質是將光能轉變成化學能并儲存起來。
4. 薩克斯的實驗——研究光合作用的產物： Ⅰ、材料及預處理：天竺葵的綠葉在暗處放置一段時間（饑餓處理消
耗掉其中的淀粉）。 Ⅱ、實驗處理及結果：

實 驗 結 果

實 驗 結 果
遮光處理———→不產生淀粉；曝光處理———→產生淀粉
Ⅲ、實驗結論：光照條件下進行光合作用產生了淀粉。
note

5. 恩格爾曼的實驗 Ⅰ、實驗一：
黑暗條件下用極細光束照射水綿（具有帶狀葉綠體），好氧細菌 分布在葉綠體被光照射的部分。完全曝光后，好氧細菌在葉綠體 周圍均勻分布。這個實驗可以說明葉綠體是光合作用的部位。
Ⅱ、實驗二：
好氧細胞主要分布在藍紫光和紅光照射的部位，說明光合作用主 要吸收紅光和藍紫光。
6. 魯賓和卡門的實驗——研究光合作用產物中氧氣的來源 Ⅰ、實驗方法：同位素標記法。
Ⅱ、實驗處理及結果（實際實驗與此處所述差異較大）
小 球 藻
18 18
第一組 H2
O ＋ CO2——→開始階段產生的氧氣全部被
小 球 藻
18
O 標記。
18
第二組 H2O＋C O2——→開始階段產生的氧氣中不含
O 標記。
Ⅲ、實驗結論：光合作用產生的氧氣來自于原料水的分解。
同位素標記法
6 6 6 6 6 6
科學家通過追蹤同位素標記的化合物，可以弄清化學反應的詳細 過程。如分泌蛋白的合成與運輸，魯賓和卡門研究光合作用產物 氧氣的來源，卡爾文研究暗反應過程以及必修二中研究 DNA 分子 復制的機制等都采用了同位素標記法。
7. 卡爾文——研究有機物是怎樣合成的
二氧化碳轉變為有機物的過程（暗反應或碳反應）稱為卡爾文循環。
6 6 6 6 6

5.4.4 光合作用可分為光反應和碳反應兩個階段
＊ 光合作用分為兩個階段：光反應階段和暗反應（叫“碳反應”更標準） 階段
＊ 光反應階段發生在類囊體薄膜上，主要是葉綠體中的色素吸收光能，
6 6 6 6 6 6 6 6
然后將吸收的能量用于推動水的光解和 ATP 的合成 Ⅰ、物質變化（只包含主要部分）：
①水的光解
酶
H2O → O2 ＋ [H]（NADPH）
② ATP 的合成
note
酶
ADP＋ Pi＋E → ATP
Ⅱ、能量變化：
光能轉變為 ATP 和 [H] 中不穩定的化學能暫時儲存起來 注意：色素和相關酶類在類囊體薄膜上的有序排布是光反應進行的必 要條件。
＊ 暗反應階段發生在葉綠體基質中，其主要變化是固定 CO2，并利用光
6 6 6
反應產生的 ATP 和 [H] 制造糖類 Ⅰ、物質變化（只包括主要部分）：
① CO2 的固定
酶
CO2 ＋ C5 → 2C3
② C3 的還原
酶
2C3 ＋ ATP ＋ [H] → C5 ＋（CH2O）
Ⅱ、能量變化： 不穩定的化學能轉變成（CH2O）中穩定的化學能儲存起來
注意：糖類要寫成（CH2O），不要寫成 CH2O；還原氫要寫成 [H]，而
不要寫成 H。
＊ 光合作用的總反應方程式
一 定 條 件 下
H2O＋ CO2————→ O2 ＋（CH2O）
note

5.4.5 探究光照強度對光合作用的影響
＊ 實驗原理
Ⅰ、光合作用強度可用單位時間內通過光合作用制造的氧氣的量來表 示。
Ⅱ、氧氣在水中的溶解度小（本實驗中可忽略），二氧化碳在水中的 溶解度較大。綠色植物葉肉細胞間隙含有空氣，故其能漂浮在水 面上；當把葉肉細胞間隙的氣體抽去后，葉片下沉；植物光合作 用釋放的氧氣充滿葉肉細胞間隙后，葉片又上浮。
Ⅲ、光照強度可以用等距離不同功率的光源或相同功率的光源在不同 距離來控制。
＊ 材料、儀器與用具 Ⅰ、綠色的嫩葉。
Ⅱ、打孔器，注射器，臺燈，40W 燈泡，100W 燈泡，燒杯等。

5.4.6 光照、[CO ] 和溫度等環境因素會影響光合作用
2
＊ 光照（包括光照強度和光質等）通過影響光反應來影響光合作用 Eg:：有光照條件下才能進行光合作用，黑暗時只進行細胞呼吸。光 照強度、光的顏色（波長）等都對光合作用強度有所影響。
＊ 二氧化碳做為暗反應的原料，通過影響暗反應來影響光合作用 Eg：夏季晴朗的中午，一些植物會出現光合作用速率下降（也 稱“光合作用的午休”），這可能是由于蒸騰作用過強引起水分供 應緊張，導致部分氣孔關閉，因而二氧化碳供應減少所致。
＊ 溫度通過影響光合作用（主要是暗反應中，也影響光反應中）相關酶 的活性來影響光合作用
5.4.7 化能合成作用
＊ 利用無機物氧化釋放的能量推動有機物的合成，這種合成作用叫做化
3
能合成作用
3 3 3 3 3
Eg：硝化細菌能利用 NH3 轉化成 HNO2 和 HNO3 時釋放的能量推動有機 物的合成。
補充： 衡量光合作用的指標
＊ 真正光合作用速率（總光合作用速率）
6 6 6 6 6 6 6 6
真正光合作用速率（總光合作用速率）可以用葉綠體在單位時間內 制造的有機物的量來表示，也可用葉綠體在單位時間內制造的氧氣的 量或消耗的二氧化碳的量來表示。
＊ 表觀光合作用速率（凈光合作用速率）
6 6 6 6 6 6 6 6

植物細胞通過葉綠體制造的糖類，一部分通過細胞呼吸等被消耗，剩 余部分才能積累在細胞中。植物細胞在單位時間內積累的糖類的量叫 做表觀光合作用速率（凈光合作用速率）。表觀光合作用速率也可用 植物細胞在單位時間內氧氣的釋放量或二氧化碳的吸收量來表示。 特別提示：區分總光合速率和凈光合速率是高中階段解決很多光合作 用相關的模擬題的基礎。下圖為凈光合速率隨光照強度變化的曲線 圖，請認真觀察和體會。
note

note

Chap6 細胞的生命歷程
§6.1 細胞的增殖

6.1.1 實驗——細胞大小和物質運輸的關系
＊ 實驗原理
Ⅰ、含酚酞的瓊脂塊遇 NaOH 變為紫紅色。 Ⅱ、氫氧化鈉在瓊脂塊中的擴散速率相同。
Ⅲ、一定時間內，NaOH 擴散的體積和瓊脂塊總體積的比值可以代表
擴散效率。
＊ 材料、儀器與用具 Ⅰ、含酚酞的瓊脂塊。
Ⅱ、毫米尺，塑料勺，塑料刀，餐巾紙，防護手套，燒杯。 Ⅲ、質量分數 0.1% 的 NaOH。
＊ 實驗的理論分析
若實驗用瓊脂塊為球體，半徑為 R，一定時間內擴散的深度為 D，則： 擴散效率＝［πR 3 － π（R － D）3］／ πR3
（其中 D為定值，R為變量。由公式可知：半徑越大，擴散效率越小）
說明：一般可用表面積 / 體積之比（也叫相對表面積）近似反映擴散
6 6 6 6 6
效率的大小。
6.1.2 細胞的生長——細胞不能無限增大
＊ 細胞體積增大時，細胞表面積 / 體積減小，相對表面積減小，導致物 質運輸速率下降，限制了細胞的長大
＊ 細胞增大但核 DNA 不變，細胞核做為控制中心的“負擔”就會過重
6.1.3 細胞通過分裂進行增殖
＊ 真核細胞能通過有絲分裂、減數分裂和無絲分裂增加細胞的數目
＊ 原核生物通過二分裂的方式增加個體數目
6 6 6
6.1.4 有關染色體的相關知識 （必須學習）
＊ 染色體
6 6 6
Ⅰ、染色體是染色質經高度螺旋化形成的線狀或棒狀結構。 Ⅱ、細胞內有多條染色體，每條正常的染色體上都有且只有一個縊
縮的著絲粒部位，可以通過計數細胞內著絲粒的 數目進行染色體計數。
說明：根據染色體的長度和著絲粒的位置，可以將染色體進行分類或 編號。通常每種生物的細胞核中，染色體數目是相對恒定的，如正常 人的體細胞中都含有46條染色體；果蠅體細胞含有8條染色體。

大多數生物的體細胞中染色體是成對存在的，體細胞中染色體數目是 生殖細胞中染色體數目的 2 倍，如人類精子或卵細胞含有 23 條染色體；
而果蠅配子中含有 4 條染色體。
＊ 染色體、染色單體和 DNA 的關系
6 6 6 6
Ⅰ、計數染色體的數目要看著絲粒的數目。 Ⅱ、計數 DNA 分子要看棒狀的數目。
Ⅲ、著絲粒連接了兩個棒狀時有染色單體，著絲粒只連 接一個棒狀時無染色單體。
6.1.5 有絲分裂
＊ 細胞周期是指連續分裂的細胞，從一次細胞分裂結束開始（起點）到
6 6 6 6
下一次細胞分裂結束為止（終點）
Eg：人體的紅細胞不具有細胞周期。
＊ 細胞周期＝分裂間期＋分裂期（有絲分裂），其中間期持續時間遠大
6 6 6
note
于分裂期
Ⅰ、分裂間期：進行DNA分子的復制和有關蛋白質的合成，為細胞分
6 6 6 6
裂的物質準備階段。
Ⅱ、有絲分裂是以紡錘體和染色體出現、子染色體平均分配為特征的
6 6 6 6
細胞分裂方式。有絲分裂通常發生在體細胞中，體細胞通過有絲 分裂產生體細胞是多細胞生物體增加細胞數目的主要方式。通過 有絲分裂產生的子細胞和親代細胞在遺傳組成上通常保持一致。
＊ 植物細胞有絲分裂過程（見下頁圖示） 有絲分裂過程可以人為劃分為 4 個階段：
Ⅰ、前期：染色質螺旋化形成染色體，兩極發出紡錘絲形成紡錘體，
6 6 6 6 6 6
核仁逐漸解體，核膜逐漸消失。
Ⅱ、中期：染色體的著絲粒并排在細胞中央的赤道板，染色體形態穩
6 6 6
定數目清晰（染色體計數的最佳時期）。
Ⅲ、后期：著絲粒分裂，姐妹染色單體分離后成為單獨的染色體，然 后在紡錘絲的牽引下分別移向細胞兩極。
Ⅳ、末期：染色體解螺旋形成染色質，紡錘體消失，核仁逐漸重建，
核膜逐漸重新形成。赤道板位置出現細胞板，隨后向四周擴展形
6 6 6
成細胞壁。
note

＊ 動物細胞有絲分裂過程（只涉及與植物不同的部分，相同部分略） Ⅰ、前期：由兩組移向兩極的中心粒發出星射線形成紡錘體
6 6 6
Ⅱ、末期：赤道板位置不產生細胞板，而是通過縊裂的方式將細胞一
分為二
說明：動物細胞還將在間期進行中心粒的倍增。

6.1.6 無絲分裂
＊ 無絲分裂時，核先延長并縊裂成兩個細胞核，接著從細胞中部縊裂形
6 6 6 6
成兩個子細胞。分裂過程中無紡錘絲和染色體的變化
Eg：蛙紅細胞的無絲分裂；人部分組織受損后也可快速進行無絲分裂。
6.1.7 觀察植物根尖分生區細胞的有絲分裂
＊ 實驗原理
Ⅰ、高等植物根尖、芽尖等分生區部位的細胞能進行旺盛的有絲分裂。 Ⅱ、染色體（染色質）可以被堿性染料（龍膽紫、醋酸洋紅或改良苯
酚品紅等）染色。通過觀察染色后的染色體（染色質）的存在狀 態，可以判斷細胞所處的時期。
＊ 材料、儀器與用具 Ⅰ、洋蔥。
Ⅱ、顯微鏡，載玻片，蓋玻片，玻璃皿，剪子，鑷子，滴管。 Ⅲ、質量分數 15% 的鹽酸，體積分數 95% 的酒精，質量分數 0.01% 的
龍膽紫溶液，洋蔥根尖細胞有絲分裂的固定裝片。
＊ 實驗步驟
Ⅰ、培養洋蔥根尖。 Ⅱ、裝片制作：解離（使細胞相互分散開）→漂洗（洗去解離液，防
6 6
止解離過度）→染色（使染色體或染色質著色）→制片（需要 壓片以使細胞分散開）。
Ⅲ、顯微鏡觀察：先低倍鏡觀察→再高倍鏡觀察。
＊ 實驗結果及分析 根據染色體（染色質）的存在狀態可以判斷細胞所處的時期。統計多 個視野中處于不同時期的細胞所占的比例，可以估算有絲分裂各時期 的相對長度。

§6.2 細胞的分化
note

6.2.1 細胞的分化及其意義
＊ 在個體發育過程中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態結構、 生理功能上發生穩定性差異的過程叫做細胞分化
6 6 6 6
Eg：①胚胎發育過程中從受精卵分化出心肌細胞和神經細胞等。
②造血干細胞分化為各種類型的血細胞。
③植物細胞質壁分離不是細胞分化。
＊ 細胞分化普遍發生在多細胞生物的個體發育過程中（普遍性）；在個 體發育完成后，細胞分化仍將繼續進行，并貫穿整個生命歷程（持久 性）；正常機體內分化的細胞通常保持相對穩定、不可逆轉（穩定性、 不可逆性）
＊ 分化的細胞中仍含有全套的遺傳信息。細胞分化的原因（實質）是不 同細胞中遺傳信息的執行情況不同
Eg: 受精卵分化產生紅細胞和胰島 B 細胞，兩種細胞所含的遺傳信 息相同。但是紅細胞中編碼血紅蛋白的遺傳信息得到執行，編碼胰 島素的遺傳信息沒有執行；而在胰島 B 細胞中編碼胰島素的遺傳信息 得到執行，編碼血紅蛋白的遺傳信息沒有執行。
＊ 細胞分化是多細胞個體發育的基礎，它使多細胞生物體中的細胞趨向 專門化，有利于提高各種生理功能的效率
6.2.2 細胞（細胞核）具有全能性
＊ 細胞的全能性是指已經分化的細胞仍具有發育成完整個體的潛能
6 6 6
Eg：離體的胡蘿卜韌皮部細胞在適宜條件下可培養成胡蘿卜植株。
＊ 細胞具有全能性的原因在于分化的細胞仍含有全套的遺傳信息
＊ 細胞實現全能性的難易程度有差別 說明：全能性的實現需要已分化的細胞回到原先未分化的狀態，從分 化的狀態回到未分化的狀態可視作是細胞分化的逆向工程。一般來說， 走得越遠回頭越難，分化程度越高實現全能性越難。但是配子作為高 度分化的細胞，其實現全能性相對容易。
＊ 植物細胞具有全能性，在離體并給予適宜條件下可發育成完整植株； 動物細胞的全能性較難實現，但體細胞核移植（克隆動物）實驗的成 功說明動物細胞核仍具有全能性
6.2.3 干細胞具有分裂和分化的能力
＊ 干細胞是指具有分裂和分化能力的細胞
6 6 6
Eg：造血干細胞具有分化能力，能分化為各種血細胞；同時造血干細 胞具有分裂能力，能通過細胞分裂補充不斷發生分化的造血干細胞。
note

§6.3 細胞的衰老和凋亡

6.3.1 個體衰老和細胞衰老的關系
＊ 單細胞生物：個體衰老＝細胞衰老
＊ 多細胞生物：個體衰老是組成個體的細胞普遍衰老的過程
6.3.2 細胞衰老的特征
＊ 細胞內的水分減少，細胞萎縮，體積變小，細胞新陳代謝的速率減慢
＊ 細胞內多種酶的活性降低
＊ 細胞內的色素隨細胞衰老而逐漸積累
＊ 細胞內呼吸速率減慢，細胞核體積增大，核膜內折，染色質固縮、染 色加深
＊ 細胞膜通透性改變，物質運輸功能降低
6.3.3 細胞的凋亡是細胞自動結束生命的過程
＊ 由基因所決定的細胞自動結束生命的過程叫做細胞凋亡，也叫細胞編
程性死亡
6 6 6 6
6 6 6 6
6 6 6
Eg：人胚胎發育過程中尾的消失、被病毒侵染的靶細胞的裂解死亡均 屬于細胞凋亡。 說明：細胞凋亡類似“正常死亡”，細胞壞死類似“意外死亡”。

§6.4 細胞的癌變
note

6.4.1 癌細胞具有無限增殖等特征
＊ 在適宜條件下能夠無限增殖
＊ 癌細胞的形態結構發生顯著變化
Eg：正常的成纖維細胞呈現梭形，癌變后呈現球形。
＊ 癌細胞的表面發生了變化（主要表現為糖蛋白減少），使癌細胞之間 的黏著性下降，容易分散和轉移
6.4.2 癌變是在致癌因子作用下，原癌基因和抑癌基因發生突變
＊ 致癌因子：能夠使細胞發生癌變的物理因素、化學因素或病毒因素
6 6 6 6
＊ 細胞癌變是致癌因子誘發原癌基因和抑癌基因發生了突變的結果，癌 變通常涉及到多個基因突變的累積
①原癌基因主要負責調節細胞周期，控制細胞正常的生長和分裂進程。
6 6 6 6
②抑癌基因主要負責阻止細胞不正常的增殖。
6 6 6 6
6.4.3 防控癌癥，關注健康
＊ 遠離致癌因子
＊ 養成健康的生活方式
＊ 保持心態健康
note

必修二 遺傳與進化
Chap 1 遺傳因子的發現
§1.1 孟德爾的豌豆雜交實驗（1）

1.1.1 選擇豌豆進行實驗有諸多好處
＊ 豌豆自花閉花授粉，自然狀態下為純種；花較大，雜交實驗簡單易行
6 6 6 6 6 6 6 6 6 6
＊ 豌豆種子較多，便于統計分析
＊ 豌豆具有易于區分的相對性狀。相對性狀是指同種生物同一性狀的不
6 6 6 6
同表現類型 Eg：豌豆莖的長度（同一性狀）有高矮之分（不同表現類型）；種子 的形狀（同一性狀）有圓粒和皺粒之分（不同表現類型）等等。
1.1.2 一對相對性狀的雜交實驗出現性狀分離現象
＊ 高莖豌豆 × 矮莖豌豆的雜交實驗
說明：圖中 P表示親本。F表示子代，F1 表示子一代；F2 表示子二代， 以此類推。“×”表示雜交。“?”表示自交。親子代用箭頭連接。
說 明：若高莖♀×矮莖♂為 正交，則矮莖♀×高莖♂ 為
6 6
反 交 ， 正 反 交 是 相 對 而 言 的 。
6 6
＊ 顯性性狀、隱性性狀與性狀分離
Ⅰ、具有相對性狀的兩個純合親本雜交，雜種子一代表現的性狀即顯
6
性性狀，未表現的性狀為隱性性狀。
6 6 6
6 6 6 6
Eg：上例中，作為親本的高莖和矮莖植株都純合，而雜種子一代表
現高莖，故高莖為顯性性狀，而矮莖為隱性性狀。 注意：用定義判斷性狀顯隱性時，要求雜交的兩親本同時滿足兩個條 件：①兩親本表現相對性狀；②兩親本都是純合的。
Ⅱ、子代同時出現顯性性狀和隱性性狀的現象叫做性狀分離。
6 6 6 6
＊ 種子形狀、子葉顏色、種皮顏色、豆莢顏色、豆莢形狀、花的位置等

具有一對相對性狀的豌豆雜交實驗中，F1 均只表現顯性性狀，F2 出現 性狀分離，且分離比均接近 3 ∶ 1。這說明分離現象是普遍存在的
note

1.1.3 孟德爾對分離現象的解釋
注意：體細胞中成對存在的遺傳因子相同時為純合子；反之為雜合子。
6 6 6
6 6 6
Eg：DD 為純合 子，Dd 為雜合 子。Dd RR 和 DD Rr 都不是純合 子，而
DD rr 為純合子。
1.1.4 孟德爾用測交法對分離現象的解釋進行驗證
＊ 對F1 測交的演繹
＊ F1 測交的實驗結果
高莖 30 株∶矮莖 34 株≈ 1 ∶ 1，這說明假說具有合理性。
注意：測交是指與隱性純合子進行的雜交，如上例中 F1 高莖與矮莖
3 3
豌豆的雜交（Dd×dd）。測交常用于判斷顯性個體的遺傳因子組成。
假說演繹法
6 6 6 6 6
根據假說進行演繹推理，再通過實驗檢驗演繹推理的結果。如果 實驗結果與預期結論相符，這就增大了假說的合理性和可信度； 反之，則說明假說是錯誤的。
1.1.5 分離定律是對孟德爾一對相對性狀雜交實驗現象的理論概括
＊ 分離定律：在生物的體細胞中，控制同一性狀的遺傳因子成對存在，
6 6 6 6
不相融合；在形成配子時，成對的遺傳因子發生分離，分離后的遺傳 因子分別進入不同的配子中，隨配子遺傳給后代
note

提醒：分離定律可以表示為

減 數 分 裂 1 1
Aa（體細胞）———→ 2 A ＋ 2 a（配子）
1.1.6 例題（體會而非背誦） 已知某夫婦表現正常，他們生出一個患白化病的男孩和一個正常的女 孩。該女兒攜帶白化病致病遺傳因子的概率為多大？（相關遺傳因子 用 A、a 表示）
解析：
（1）將題干的信息轉化為簡單（不規則）的系譜圖：
（2）判斷性狀的顯隱性： 父母均表現正常，子代中兒子出現了不同于親本的白化病，因此 白化病是隱性性狀。（系譜圖通常采用此法判斷性狀的顯隱性。 使用時需要滿足：①兩親本表現相同性狀，②子代出現異于親本 的相對性狀。這種異于親本的性狀就是隱性性狀）
（3）根據性狀表現寫出遺傳因子組成，能寫多少寫多少：
（4）根據所求問題逆向推導至已知條件：
女兒（A_）' 父親（A_）、母親（A_）'兒子（aa）
（5）根據（4），從已知到未知：
①兒子（aa） ( 父親（A_）、母親（A_）：
兒子為 aa，兩個 a 分別來自父親（A_）和母親（A_），因此父 母均為 Aa 和 Aa。
②父親（Aa）、母親（Aa） ( 女兒（A_）：
Aa×Aa
減 數 分 裂
———→（ 1 A ＋ 1 a）×（ 1 A ＋ 1 a）
2 2 2 2
受 精 作 用
———→ AA ＋ 2 Aa ＋ aa
4 4 4
③因為已知女兒（A_）表現正常，所以去掉 aa :

1 AA ＋ 2 Aa ＋ 1 aa 調 整 系 數 1 AA ＋ 2 Aa
note
4 4 4 3 3
（6）因此該女兒攜帶致病遺傳因子的概率是 2/3。
§1.2 孟德爾的豌豆雜交實驗（2）
1.2.1 兩對相對性狀的雜交實驗表現出性狀自由組合現象
9 黃色圓粒∶ 3 黃色皺粒∶ 3 綠色圓粒∶ 1 綠色皺粒
＝（3 黃色∶ 1 綠色）×（3 圓粒∶ 1 皺粒）
由此可見，黃色 / 綠色的遺傳與圓粒 / 皺粒的遺傳是互不干擾的獨立 事件，生物學中也把這種現象叫做性狀自由組合現象。
1.2.2 對自由組合現象的解釋（建議將棋盤表示方法數學化）
設：Y/y—黃色 / 綠色；R/r—圓粒 / 皺粒 P→F 1：YY RR × yy rr → Yy Rr
F1 的配子：
減 數 分 裂 1 1
減 數 分 裂 1 1
Yy ———→
2 Y＋ 2 y
Rr ———→
2 R＋ 2 r
如果Yy和Rr的分離是相對獨立的，則F1的配子為
1 Y＋ 1 y) ×(
1 R＋ 1 r) ＝
1 Y R＋ 1 Y r＋ 1 y R＋ 1 y r
2 2 2 2
4 4 4 4
F 自交得到 F （ 1
1 2： 4
Y R ＋ 1
4
Y r ＋ 1
4
y R ＋ 1
4
y r）2
＝ 1 YY RR ＋ 2
16 16
YY Rr ＋ 2
16
Yy RR ＋ 4
Yy Rr ———（黃圓）
＋ 1 YY rr ＋ 2
16 16
Yy rr———————————————（黃皺）
＋ 1 yy RR ＋ 2
16 16
yy Rr———————————————（綠圓）
＋ 1 yy rr—————————————————————（綠皺）
16
說明： Y/y 的分離與 R/r 的分離是相互獨立的，在遺傳學上也叫做自
6
由組合 或獨立遺傳。
6 6 6
6 6 6 6
note

1.2.3 對自由組合現象解釋的驗證
＊ 對 F1 測交的演繹
＊ F1 測交的實驗結果 不論正交還是反交，測交子代均出現四種表現類型，且性狀分離比接 近 1 ∶ 1 ∶ 1 ∶ 1。這說明假說具有合理性。

1.2.4 自由組合定律是對性狀自由組合現象的理論概括
＊ 自由組合定律：控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的；
6 6 6 6 6 6
在形成配子時，決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此分離，決定不同 性狀的遺傳因子自由組合
提醒：自由組合定律可以表示為
減 數 分 裂 1 1 1 1
Aa Bb———→（ 2
A＋ 2
a）×（ 2
B＋ 2 b）

1.2.5 孟德爾成功的啟示
＊ 選擇豌豆作為實驗材料
＊ 采用統計學方法對實驗數據進行分析
＊ 分析問題從簡單到復雜（一對相對性狀到多對相對性狀）
1.2.6 孟德爾遺傳定律的再發現
＊ 孟德爾遺傳定律在發表后并沒有引起重視，1900 年三位科學家重新 發現了孟德爾的工作，并得到了重視。隨后遺傳因子的提法也被基因 所代替。孟德爾后來被稱為遺傳學之父
＊ 基因型、表現型和等位基因
Ⅰ、表現型是指個體表現出來的性狀
6 6 6
Ⅱ、基因型是指與表現型有關的基因組成
6 6 6
Ⅲ、等位基因是指控制相對性狀的基因
6 6 6 6
Eg：高莖、矮莖是豌豆表現的性狀，為表現型；DD、Dd 是與高莖有 關的基因組成，為基因型；D 和 d 分別控制高莖和矮莖，為等位基因。
強調補充：自由組合問題的常用處理方法
處理自由組合問題時我們一般建議：將遺傳因子一對一對的分開考慮 以簡化計算。

Chap 2 基因和染色體的關系
§2.1 減數分裂和受精作用
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2.1.1 減數分裂是染色體數目減半的細胞分裂
＊ 減數分裂是進行有性生殖的生物在產生成熟生殖細胞時進行的染色體
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數目減半的細胞分裂。在減數分裂過程中，染色體只復制一次，而細 胞分裂兩次。最終減數分裂產生的成熟生殖細胞中的染色體數目比原 始生殖細胞中的減少一半
＊ 減數分裂通過同源染色體的分離實現染色體數目的精確平分 Ⅰ、形態、大小一般相同，一條來自父方，一條來自母方，在減數分
裂過程中進行聯會的染色體叫做同源染色體。
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Ⅱ、同源染色體在體細胞中一般是成對存在的，減數分裂時分別進入 不同的配子中，從而導致配子中染色體數目減半。
Eg：果蠅體細胞中含有 8 條染色體（4 對同源染色體），經減數分裂 產生的配子中含有 4 條染色體。
Ⅲ、識別圖像中的同源染色體。
＊ 減數分裂的過程：減數分裂包括兩次細胞分裂過程——減數第一次分 裂（或“減數分裂Ⅰ”）和減數第二次分裂（或“減數分裂Ⅱ”）。 減數分裂Ⅰ的準備階段——間期，有時兩次分裂之間也會存在短暫的 間期
Ⅰ、間期：染色體復制（實際上是進行 D NA 分子復制和有關蛋白質
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的合成，染色體的數目并未增加），原始生殖細胞生長成為初 級精母細胞或初級卵母細胞。
Ⅱ、減數第一次分裂：同源染色體分離（從而導致染色體數目減半），
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非同源染色體自由組合：
①前期Ⅰ：同源染色體聯會形成四分體；四分體中的非姐妹染 色體單體之間一般會發生交叉互換。
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聯會
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聯會是指同源染色體兩兩配對（兩兩并排在一起）。 一對同源染色體聯會形成的聯會復合體中含有 4 條染色單體，
故稱作四分體。
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四分體的非姐妹染色體單體之間可以發生交叉互換（如圖示）。
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②中期Ⅰ：成對的同源染色體并排在赤道板。
③后期Ⅰ：成對的同源染色體分離，在紡錘絲牽引下分別移向 細胞兩極。同源染色體分離的同時，非同源染色體自由組合。
④末期Ⅰ：略。
Ⅲ、減數第二次分裂：減數分裂Ⅰ產生的子細胞進行一次有絲分裂。
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2.1.2 精子的形成過程
＊ 哺乳動物精子的形成發生在睪丸的曲細精管中
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＊ 精子形成過程：
注意：次級精母細胞在后期Ⅱ發生著絲粒分裂，導致染色體數目暫 時性加倍（2n）。
注意：變形期精細胞形態變化成蝌蚪狀，并失去絕大部分細胞質。
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2.1.3 卵細胞的形成過程
＊ 哺乳動物卵細胞的形成主要發生在卵巢中
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＊ 卵細胞形成過程：
注意：第一極體通常能繼續完成減數分裂Ⅱ，最終 1 個卵原細胞減 數分裂形成 1 個卵細胞和 3 個極體，極體最終都退化。 注意：卵細胞生成過程中，初級卵母細胞進行減數分裂Ⅰ和次級卵母 細胞進行減數分裂Ⅱ的細胞質分配都是不均勻的。但是第一極體若進 行減數分裂Ⅱ，其細胞質分配是均勻的。
2.1.4 卵細胞和精子形成過程存在明顯差異
＊ 一個精原細胞經過減數分裂形成 4 個精子 ( 染色體組成兩兩相同， Why ？ )；一個卵原細胞經過減數分裂可能形成 1 個卵細胞和 3 個極 體( 染色體組成也是兩兩相同，Why ？ )
＊ 精子形成過程中兩次分裂過程中的細胞質分配是相對均勻的。卵細胞 形成過程中，只有第一極體進行減數分裂Ⅱ的細胞質分配是均勻的
2.1.5 配子中染色體組合具有多有樣性
＊ 非同源染色體自由組合使配子具有多樣性
Eg：人體含有 23 對同源染色體，配子將獲得每對同源染色體中的一條，
這樣配子的種類共有 223 種（不考慮交叉互換）。
＊ 交叉互換豐富了配子的多樣性
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2.1.6 受精作用
＊ 受精時，精子進入卵細胞后，精卵的細胞核融合形成受精卵。這樣受
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精卵中的染色體數目又恢復到體細胞中的數目，其中一半染色體來自 精子，另一半染色體來自卵細胞

2.1.7 減數分裂和受精作用的意義
＊ 減數分裂形成配子時，不同配子的遺傳物質存在差異；受精過程中卵 細胞和精子隨機結合，這樣同一雙親的后代必然呈現多樣性，這種多 樣性有利于生物在自然選擇中進化，這體現了有性生殖的優越性
＊ 減數分裂和受精作用對于維持有性生殖生物前后代體細胞中染色體數 目的恒定，對生物的遺傳和變異都具有重要意義
2.1.8 觀察蝗蟲精母細胞減數分裂固定裝片（略。但很重要）
補充 1：減數分裂異常——染色體不分離
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＊ 減數分裂異常包括減數分裂Ⅰ染色體不分離和減數分裂Ⅱ染色體不分
離
＊ 減數分裂Ⅰ染色體不分離是指在減數分裂Ⅰ，同源染色體移向細胞同 一極，一同進入一個子細胞中 Eg：減數分裂Ⅰ時XY染色體未分離同時進入一個次級精母細胞中， 可產生含 X Y 以及不含性染色體的精子。
＊ 減數分裂Ⅱ染色體不分離是指在減數分裂Ⅱ，姐妹染色單體分開后移 向細胞的同一極，一同進入一個子細胞中 Eg：減數分裂Ⅱ時次級精母細胞中 Y 染色體的兩條姐妹染色單體分 開后進入細胞同一極，可產生含 Y Y以及不含性染色體的精子。
補充 2：減數分裂和有絲分裂圖像的比較（一般適用于二倍體動物）
＊ 先看有無同源染色體，無同源染色體的是減數分裂Ⅱ
＊ 再看有無同源色體行為（即聯會、成對的同源染色體并排在赤道板以 及同源染色體分離），有同源染色體行為的是減數分裂Ⅰ，無同源染 色體行為的是有絲分裂
注意：判斷的關鍵是識別同源染色體。

§2.2 基因在染色體上
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2.2.1 薩頓采用類比推理，提出假說認為基因在染色體上
＊ 薩頓提出假說認為基因位于染色體上，這是源于基因和染色體在行為 上存在明顯的平行關系： Ⅰ、基因在雜交過程中保持完整性和獨立性。染色體在配子形成和受
精過程中，也有相對穩定的形態結構。 Ⅱ、在體細胞中基因成對存在，染色體（同源染色體）也是成對存在
的；在配子中成對的基因只有一個，同樣，成對的染色體（同源 染色體）也只有一條。
Ⅲ、體細胞中成對的基因一個來自父方，一個來自母方；同源染色體 也是如此。
Ⅳ、非等位基因在配子形成時自由組合，非同源染色體在后期Ⅰ也是 自由組合的。
類比推理
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薩頓將基因的行為與染色體的行為進行類比，根據其驚人的一致 性，提出基因位于染色體上的假說。需要注意，類比推理的結論 不具有邏輯必然性，還需要觀察和實驗的檢驗。
2.2.2 摩爾根提供了基因位于染色體上的實驗證據（體會而非記憶）
1. 白眼果蠅的雜交試驗：
2. 假設：控制紅眼 / 白眼的等位基因 W/w 位于 X 染色體上，Y 染色體 上沒有對應的基因。
3. 對假設的演繹——測交：
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4. 測交實驗結果與假說演繹的結果相符，說明假說具有合理性。

2.2.3 從減數分裂的角度理解遺傳基本定律的實質
＊ 基因分離定律的實質是：在體細胞中，位于一對同源染色體上的等位 基因，具有一定的獨立性；在減數分裂形成配子的過程中，等位基因 會隨同源染色體的分開而分離，分別進入不同的配子中，獨立地隨配 子遺傳給后代
＊ 基因自由組合定律的實質是：位于非同源染色體上的非等位基因的分 離和組合是互不干擾的；在減數分裂過程中，同源染色體上的等位基 因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合
＊ 位于同源色體上的非等位基因的行為不遵循自由組合定律
Eg: 下圖中，A 和 a、B 和 b、C 和 c 屬于等位基因，其行為遵循分離定律； A/a 與 C/c、B/b 與 C/c 屬于非同源染色體上的非等位基因，其行為 遵循自由組合定律；A/a 與 B/b 是屬于同源染色體上的非等位基因， 它們的行為不遵循自由組合定律。
補充：非等位基因位置關系的判斷
非等位基因有兩類，一類是非同源染色體上的非等位基因（表現自由
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組合定律），另一類是同源染色體上的非等位基因（不表現自由組合 定律） Ⅰ、如果已經用圖示意出基因在染色體上的位置關系，則可直接判斷
（如上圖）。 Ⅱ、如果給出的是數據，可根據假說演繹法，先假定非等位基因是位
于非同源染色體上的，然后按照自由組合定律進行計算，最后與 題干相關數據進行比較。如相符，則假設可能成立；否則為同源 染色體上的非等位基因 。

§2.3 伴性遺傳
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2.3.1 什么是伴性遺傳
＊ 性染色體是指在性別決定中起關鍵作用的染色體
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Eg：人和果蠅中的 XY 染色體，鳥類的 ZW 染色體都屬于性染色體。除 性染色體以外的其它染色體叫做常染色體。
＊ 性染色體上的基因控制的性狀的遺傳總是和性別相關聯，這種由性染
色體上基因控制性狀遺傳的方式叫做伴性遺傳
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說明：如果性狀分離比在雌雄個體中的表現不同則表明性狀與性別可 能有關聯。
Eg：摩爾根的白眼果蠅實驗中，F2 的紅眼∶白眼在雌性中為 2∶ 0， 在雄性中為 1∶ 1。因此紅眼 / 白眼性狀與性別相關聯，屬于伴性遺傳， 控制該性狀的基因位于 X 染色體上。
＊ 伴性遺傳常會表現出交叉遺傳現 象（ 即雄性親本將性狀傳給雌性后代，
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雌性親本將性狀傳給雄性后代）
Eg：
注意：交叉遺傳是伴性遺傳特有的，是區別伴性遺傳和常染色體遺傳 的標志性特征。
2.3.2 人類紅綠色盲癥——（相當于）伴 X 隱性遺傳
＊ 紅綠色盲可視作由 X 染色體上的隱性基因控制，Y 染色體上沒有對應 的基因
＊ 伴 X 隱性遺傳病在（遺傳平衡）群體中：
P 女病＝ P 男病
2 < P
男病，即表現女少男多。
Eg：我國男性中紅綠色盲的發病率約為 7%，女性中紅綠色盲的發病 率約為 0.5%，0.5% ≈（7%）2。
＊ 伴 X 隱性遺傳常表現隔代遺傳現象
Eg：
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2.3.3 抗維生素 D 佝僂病——伴 X 顯性遺傳
＊ 抗維生素 D 佝僂病是由 X 染色體上的顯性基因控制，Y 染色體上沒有 對應的基因
＊ 伴 X 顯性遺傳病在（遺傳平衡）群體中：
2 > P
，即表現女多男少。
P女病＝ 2P男病－ P男病 男病
＊ 伴 X 顯性遺傳往往表現為代代遺傳（為什么不能隔代遺傳？）
2.3.4 伴性遺傳在實踐中的應用
＊ 交叉遺傳在伴性遺傳中應用最廣泛（記住） Eg：蘆花雞的橫斑條紋由顯性基因 B 決定。合理選擇親代雞的性狀進 行雜交，可根據子代雞蘆花性狀的有無在早期即判斷出雞的性別。
補充 1：用配子法解決遺傳學中的概率問題
＊ 配子法解決遺傳學問題的基礎在于：親代經過減數分裂產生配子后， 配子經受精作用結合產生了子代。
＊ 計算時需要注意： Ⅰ、保證每個個體產生的各種配子的概率之和為 1。 Ⅱ、如有淘汰，則淘汰后仍保持所有可能性之和為 1。 特別提示：如果題目是自交問題，建議直接口算演草即可。
自 交
如 AA ＋ Aa—
3 3 →
1 AA ＋ 2 ×（ 1 AA ＋ 2 Aa ＋ 1 aa）
3 3 4 4 4
＝ 1
2
AA ＋ 1
3
Aa ＋ 1 aa
6

補充 2：家系圖（小樣本）中單基因遺傳病的推斷與計算
＊ 小樣本推斷不能利用性狀分離比例做出判斷，因為樣本太小（導致性 狀分離比不可靠）。一般家系圖的分析步驟如下： Ⅰ、搞清?

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