無氧呼吸是指細(xì)胞在無氧條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖（第二階段分解丙酮酸）等有機(jī)物質(zhì)分解成為不徹底的氧化產(chǎn)物，同時釋放出少量能量(產(chǎn)生于第一階段，作用于第二階段，無氧呼吸第二階段不產(chǎn)生能量）的過程。

拓展：

①高等植物在水淹時，無氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和CO2。

②馬鈴薯、玉米胚進(jìn)行無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸。

③高等動物和人劇烈運(yùn)動時，骨骼肌進(jìn)行無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸。

④無氧呼吸生成乳酸的反應(yīng)式：? ? ? ? ? ? ? ? 無氧呼吸生成酒精和二氧化碳的反應(yīng)式：

C6H12O6? ? ? ? ? ? ? 2 C3H6O3（乳酸)(葡萄糖化學(xué)式的一半）+少量能量；?

C6H12O6? ? ? 酶? ? ? 2 C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量

⑤無氧呼吸的部位是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

（3）有氧呼吸和無氧呼吸第一個階段完全相同，有氧呼吸二、三階段和無氧呼吸的第二階段的物質(zhì)變化和場所不同。

利用光合作用原理在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用有：在冬季通過溫室、大棚為農(nóng)作物提供合適的溫度；種植陰生植物要遮蔭；通過合理密植、套種等措施提高作物產(chǎn)量。

利用呼吸作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用有：對稻田舉行定期排水，防止水稻幼根因缺氧而腐爛；農(nóng)作物、果樹管理后期適當(dāng)摘除老葉、殘葉。

拓展：

① 熱點：測定光合速率必須在光下（光合大于呼吸）進(jìn)行，測定呼吸速率必須在暗中（呼吸大于光合）進(jìn)行。

② 新疆哈密瓜較甜的原因是日照充足、光照強(qiáng)、晝夜溫差大。

③ 降低大棚內(nèi)的溫度，減少呼吸消耗

（4）細(xì)胞呼吸能為生物體的生命活動提供能量，能為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料。

六、光合作用

1.光合作用的基本過程

（1）光合作用的反應(yīng)式可表示為：

6CO2+12H2O? 光能、葉綠體? C6H12O6 +6O2+6H2O

或CO2 + H2O? 光能、葉綠體? (CH2O) + O2

水的光解：2H2O 光? 4[ H ]+O2

ATP的合成：ADP+Pi+能量酶ATP

CO2的固定：CO2 +C5? 酶? 2C3

C3的還原：2C3? [ H ]，ATP,多種酶? (CH2O)+C5

能量變化

光能→活躍的化學(xué)能（儲存在ATP中）

活躍的化學(xué)能→穩(wěn)定的化學(xué)能(儲存在有機(jī)物中)

完成標(biāo)志

O2的釋放，ATP和[ H ]的生成

葡萄糖等有機(jī)物的生成

兩者關(guān)系

光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供能量(ATP)和還原劑([ H ]（NADPH)；暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi

拓展：

①光反應(yīng)需要酶。

②光合作用產(chǎn)生的葡萄糖和水中的氧元素來自反應(yīng)物中的 CO2。

③暗反應(yīng)能在光下進(jìn)行。

④與光反應(yīng)進(jìn)行有關(guān)的非生物因素：光、溫度、水。

⑤與暗反應(yīng)進(jìn)行有關(guān)的非生物因素：溫度、CO2。

⑥從外界吸收來的 CO2 不能直接被[H]還原，CO2 需要先被固定成為 C3（二氧化碳的固定），C3 直接被[H]還原。

⑦光反應(yīng)中，光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的化學(xué)能。

⑧暗反應(yīng)階段的能量變化是活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的化學(xué)能。

⑨當(dāng)CO2不足時，植物體內(nèi) C3、ATP、C5、[ H ]的含量變化分別是下降、上升、上升、上升。當(dāng)光照不足時，植物體內(nèi) C3、ATP、C5、[ H ] 的含量變化分別是上升、下降、下降、下降。

⑩光合速率的測定：一般采用的指標(biāo)如單位時間內(nèi)氧氣的釋放量、單位時間內(nèi) CO2 的吸收量、單位時間內(nèi)植物重量（有機(jī)物）的變化量。

2.影響光合作用速率的環(huán)境因素

（3）提高農(nóng)作物對光能的利用率的措施有延長光合作用時間、增加光合作用面積、提高光合作用效率。

（4）光合作用效率是植物光合作用中，產(chǎn)生有機(jī)物中所含能量與光合作用中吸收的光能的比值。提高農(nóng)作物的光合作用效率有：給植物提高適宜的光照強(qiáng)度、溫度，給植物提供充足的 CO2、

H2O 和礦質(zhì)元素（無機(jī)鹽）。

3、化能合成作用：除了綠色植物，自然界中少數(shù)種類的細(xì)菌，雖然細(xì)胞內(nèi)沒有葉綠素，不能進(jìn)行光合作用，但是能夠利用體外環(huán)境中的某些無機(jī)物氧化時所釋放的能量來制造有機(jī)物，這種合成作用叫做化能合成作用，這些細(xì)菌也屬于自養(yǎng)生物。例如生活在土壤中的硝化細(xì)菌。

第四單元 細(xì)胞的生命歷程

一、細(xì)胞的增殖

1.細(xì)胞的生長和增殖的周期性

（1）連續(xù)分裂的細(xì)胞，從一次分裂完成時開始，到下一次分裂完成時為止，是一個細(xì)胞周期。具有連續(xù)分裂能力的細(xì)胞具有細(xì)胞周期，如植物根尖分生區(qū)細(xì)胞、受精卵細(xì)胞等。

2.細(xì)胞的有絲分裂

（2）一個細(xì)胞周期從一次分裂完成時開始。

（3）分裂間期細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的主要變化是完成DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。

拓展：用3H 標(biāo)記胸腺嘧啶，可以研究間期DNA分子的復(fù)制。

（4）細(xì)胞分裂期各階段的變化特點是:

前期：“二現(xiàn)、二失”，核仁解體、核膜消失，出現(xiàn)紡錘絲形成紡錘體，染色質(zhì)螺旋化成為染色體，散亂地分布在紡錘體的中央。

中期：“點在板”，所有染色體的著絲點排列在赤道板上。

后期：“著絲點分裂”，姐妹染色單體分開，紡錘絲牽引子染色體向細(xì)胞兩極移動。

末期：“二現(xiàn)、二失”，染色體變成染色質(zhì)，紡錘絲消失，出現(xiàn)新的核膜和核仁，一個細(xì)胞分裂成為兩個子細(xì)胞。

（5）記住細(xì)胞有絲分裂DNA、染色體的變化曲線圖

（6）在細(xì)胞分裂的中期，染色體的形態(tài)比較固定、數(shù)目比較清晰。

（7）動物細(xì)胞與植物細(xì)胞有絲分裂過程基本相同，不同的特點是：動物細(xì)胞在間期中心體倍增，在前期兩組中心粒分別移向細(xì)胞兩極，在中心粒的周圍，發(fā)出星射線構(gòu)成紡錘體；而植物細(xì)胞在前期從細(xì)胞兩極發(fā)出紡錘絲。動物細(xì)胞分裂的末期細(xì)胞膜從細(xì)胞的中部向內(nèi)凹陷，最后把細(xì)胞縊裂成兩部分；植物細(xì)胞末期在赤道板的位置出現(xiàn)細(xì)胞板，細(xì)胞板由細(xì)胞的中央向四周擴(kuò)展，逐漸形成新的細(xì)胞壁。

拓展：

①動物細(xì)胞有絲分裂前期紡錘體的形成主要與中心體有關(guān)。

②植物細(xì)胞分裂末期新的細(xì)胞壁的形成與高爾基體有關(guān)。

③細(xì)胞分裂的過程中還需要核糖體、線粒體的參與。

（8）細(xì)胞有絲分裂的重要特征是出現(xiàn)紡錘絲和染色體，有絲分裂后兩個子細(xì)胞中的核中遺傳物質(zhì)和染色體的數(shù)量與有絲分裂前親代細(xì)胞相同。

3.細(xì)胞的無絲分裂

(9)蛙的紅細(xì)胞的分裂過程中，細(xì)胞核先延長，核的中部向內(nèi)凹進(jìn)，縊裂成為兩個細(xì)胞核；接著整個細(xì)胞從中部縊裂成兩部分，形成兩個子細(xì)胞。

拓展：

①蛙的紅細(xì)胞的分裂是無絲分裂，成熟哺乳動物的紅細(xì)胞無核，也不能進(jìn)行分裂。

②在無絲分裂過程中有 DNA 的復(fù)制。

二、細(xì)胞的分化、癌變、衰老和凋亡

1.細(xì)胞的分化

(1)在個體發(fā)育中，由一個或一種細(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，叫做細(xì)胞分化。細(xì)胞分化使細(xì)胞趨于專門化，提高了生命活動的效率。細(xì)胞分化的本質(zhì)是：基因的選擇性表達(dá)。多細(xì)胞個體內(nèi)的每個體細(xì)胞都含有該物種全套的基因。有些基因是每個活細(xì)胞都必須表達(dá)的，如：ATP合成酶基因、呼吸酶基因；有些基因則是不同的細(xì)胞選擇性表達(dá)的，如胰島素基因只到胰島B細(xì)胞表達(dá)，而血紅蛋白基因只在紅細(xì)胞表達(dá)。

(2)細(xì)胞分化發(fā)生在生物體的整個生命進(jìn)程中，在胚胎時期達(dá)到最大程度。

(3)細(xì)胞分化是一種持久性變化，分化導(dǎo)致的穩(wěn)定性差異一般是不可逆轉(zhuǎn)的。

2.細(xì)胞的全能性

(4)細(xì)胞的全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。細(xì)胞具有全能性的原因是細(xì)胞包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部基因。

(5)植物細(xì)胞全能性表達(dá)需要的條件是植物細(xì)胞脫離了原來所在植物體的器官或組織而處于離體狀態(tài)時，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其它外界條件的作用下，就可能表現(xiàn)出全能性。

拓展：

①細(xì)胞分化的過程中遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變。

②同一個體不同細(xì)胞中DNA相同，RNA、蛋白質(zhì)不完全相同，因為細(xì)胞分化過程中發(fā)生了基因的選擇性表達(dá)。

3.細(xì)胞的衰老和凋亡以及與人體健康的關(guān)系

(6)生命體的衰老和死亡與細(xì)胞的衰老和死亡不是同步進(jìn)行的，例如幼年個體體內(nèi)有些細(xì)胞在衰老和死亡，老年個體體內(nèi)也有新產(chǎn)生的細(xì)胞。

(7)衰老細(xì)胞主要具有以下特征：

細(xì)胞內(nèi)的水分減少，結(jié)果使細(xì)胞萎縮，體積變小，細(xì)胞新陳代謝的速率減慢；細(xì)胞內(nèi)多種酶的活性降低；細(xì)胞內(nèi)的色素隨細(xì)胞衰老而逐漸積累，妨礙細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的交流和傳遞，影響細(xì)胞正常的生理功能；細(xì)胞內(nèi)呼吸速率減慢，細(xì)胞核的體積增大，核膜內(nèi)折，染色質(zhì)收縮、染色加深；細(xì)胞膜通透性改變，使物質(zhì)運(yùn)輸功能降低。

拓展：老年人的皺紋、白發(fā)及色斑如何解釋？

皺紋產(chǎn)生的準(zhǔn)確機(jī)理比較復(fù)雜，皺紋的產(chǎn)生與代謝減慢、皮膚衰老等有關(guān)。

由于頭發(fā)基部的黑色素細(xì)胞衰老，細(xì)胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成減少，所以老年人頭發(fā)變白。老年斑是由于細(xì)胞內(nèi)的色素隨著細(xì)胞衰老而逐漸積累造成的。衰老細(xì)胞中出現(xiàn)色素聚集，主要是脂褐素的堆積。脂褐素是不飽和脂肪酸的氧化產(chǎn)物，是一種不溶性顆粒物。不同的細(xì)胞在衰老過程中脂褐素顆粒的大小也有一定的差異。皮膚細(xì)胞的脂褐素顆粒大，就出現(xiàn)了老年斑。

4.癌細(xì)胞的主要特征及防治

(8)癌細(xì)胞主要有以下特征：

在適宜條件下，癌細(xì)胞能夠無限增殖；癌細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化；癌細(xì)胞的表面發(fā)生了變化，由于細(xì)胞膜上的糖蛋白等物質(zhì)減少，使得癌細(xì)胞彼此之間的黏著性顯著降低，容易在體內(nèi)分散和轉(zhuǎn)移。

(9)人和動物體的染色體上存在原癌基因和抑癌基因。原癌基因主要負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，控制細(xì)胞生長和分裂的進(jìn)程；抑癌基因主要是阻止細(xì)胞不正常的增殖。環(huán)境中的致癌因子會損傷細(xì)胞中的DNA分子，使得原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變，導(dǎo)致正常細(xì)胞的生長和分裂失控而變成癌細(xì)胞。

第五單元 生物的遺傳

一、遺傳的細(xì)胞基礎(chǔ)——減數(shù)分裂和受精作用

1.細(xì)胞的減數(shù)分裂

（1）減數(shù)分裂是指有性生殖的生物產(chǎn)生有性生殖細(xì)胞的過程，細(xì)胞連續(xù)分裂2次，而染色體只復(fù)制1次，結(jié)果子細(xì)胞中的染色體數(shù)量減半的細(xì)胞分裂過程。減數(shù)分裂與有絲分裂過程的區(qū)別是減數(shù)分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞是有性生殖細(xì)胞，而有絲分裂產(chǎn)生體細(xì)胞；減數(shù)分裂細(xì)胞連續(xù)分裂2次，而染色體復(fù)制1次，有聯(lián)會、四分體和同源染色體的分離現(xiàn)象；有絲分裂染色體復(fù)制和細(xì)胞分裂都為1次，無聯(lián)會和同源染色體分離等現(xiàn)象。

拓展：

①由于減數(shù)分裂過程存在聯(lián)會、同源染色體分離，所以導(dǎo)致分裂后子細(xì)胞染色體數(shù)量減半，所以減數(shù)分裂后，染色體數(shù)目比原來減少了一半。

②同源染色體一般能夠在減數(shù)分裂中發(fā)生聯(lián)會（即配對）現(xiàn)象，形狀大小一般相同。

③四分體是指聯(lián)會后的一對同源染色體共有四條染色單體，成為一個四分體。四分體、同源染色體、染色單體、核 DNA之間的數(shù)量關(guān)系是1個四分體含有1對同源染色體，共含有4條染色單體，4條DNA。

④在有絲分裂過程中不能形成四分體，因為不發(fā)生同源染色體的聯(lián)會現(xiàn)象。

⑤遺傳規(guī)律的發(fā)生是在細(xì)胞減數(shù)分裂減I 后期，即同源染色體分離和非同源染色體自由組合的時期。

2.配子的形成過程

（2）卵細(xì)胞與精子形成過程的主要區(qū)別：卵細(xì)胞形成過程中細(xì)胞質(zhì)不均等分配、減數(shù)分裂后不經(jīng)過細(xì)胞變形過程，而 精子的形成細(xì)胞質(zhì)均等分配、減數(shù)分裂后形成精子時有細(xì)胞變形過程。

3.受精過程

（3）受精作用是指精子和卵細(xì)胞融合形成受精卵的過程，受精作用的實質(zhì)是精核與卵細(xì)胞核的融合。

（4）受精卵中的核遺傳物質(zhì)一半來自方，一半來自母方，但是如果不強(qiáng)調(diào)是核中的遺傳物質(zhì)，就不能說各占一半，因為細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)幾乎全部來自卵細(xì)胞。

（5）減數(shù)分裂和受精作用的重要意義是保證了有性生殖過程中染色體一半來自父方，一半來自母方，并且保證了親子代染色體數(shù)目的恒定。

二、遺傳的分子基礎(chǔ)

1.人類對遺傳物質(zhì)的探索過程

（1）格里菲思的肺炎雙球菌實驗過程：該實驗共分四組，分別由R型、S型、加熱殺死的S型細(xì)菌感染小鼠，最后由加熱殺死的S型細(xì)菌和R型細(xì)菌混合感染小鼠，觀察小鼠的死活，并試圖從死亡的小鼠體內(nèi)提取S型細(xì)菌。

實驗結(jié)果：將R型、加熱殺死的S型細(xì)菌感染小鼠，小鼠均不死亡；S型、加熱殺死的S型細(xì)菌和R型細(xì)菌混合感染小鼠，小鼠死亡，并且從死亡小鼠體內(nèi)提取出S型細(xì)菌。

（2）格里菲思的肺炎雙球菌實驗結(jié)論：加熱殺死的S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子使R型細(xì)菌發(fā)生了轉(zhuǎn)化，從而使小鼠死亡。

（3）艾弗里證明遺傳物質(zhì)是DNA的實驗過程：讓R型細(xì)菌分別與S型細(xì)菌的DNA、蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)分別混合，并分別在固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)，觀察哪組能產(chǎn)生S型細(xì)菌表面光滑的菌落特征。實驗結(jié)果：只有與S型細(xì)菌的DNA混合的R型細(xì)菌接種后能產(chǎn)生S型細(xì)菌的菌落特征。

（4）艾弗里和他的同事通過上述實驗得出的結(jié)論：使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子即遺傳物質(zhì)是DNA。

（5）赫爾希和蔡斯 （T2噬菌體（DNA病毒）侵染細(xì)菌） 的實驗操作步驟：首先讓T2 噬菌體分別標(biāo)記32P、35S，然后分別與大腸桿菌混合培養(yǎng)，一段時間后振蕩、離心，之后觀察放射性在試管的上清液還是沉淀中。

實驗結(jié)果：標(biāo)記32P的組放射性主要在沉淀中，而標(biāo)記35S的組放射性集中在上清液中。

拓展：

①T2 噬菌體侵染細(xì)菌后，合成自身組分所需的物質(zhì)和原料均從細(xì)菌（大腸桿菌）中來。

②獲得含5S 和32P標(biāo)記的 T2 噬菌體的方法是首先在含有放射性物質(zhì)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌，之后再接種T2噬菌體，連續(xù)多代培養(yǎng)從而獲得含有放射性的噬菌體。

③在噬菌體侵染細(xì)菌的實驗中，證明DNA是遺傳物質(zhì)的最關(guān)鍵的實驗設(shè)計思路是將噬菌體的DNA 和蛋白質(zhì)分離，分別考察對子代噬菌體的影響作用。

④這個實驗過程不能證明 DNA 是主要的遺傳物質(zhì)，由于其他生物有的遺傳物質(zhì)是RNA（RNA病毒的遺傳物質(zhì)是RNA)，而此實驗不能進(jìn)一步證明。

⑤這個實驗不能證明蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)，因為蛋白質(zhì)在形成子代噬菌體的過程中不能發(fā)揮遺傳物質(zhì)（因為蛋白質(zhì)留在外殼沒有進(jìn)去起作用，所以不能證明蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)）的作用（在實驗中將R型轉(zhuǎn)化為S型的作用）

2.DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點

（6）DNA分子的基本單位是脫氧核苷酸；RNA分子的基本單位是核糖核苷酸。

（7）DNA 分子的空間結(jié)構(gòu)特點是：首先，DNA 由兩條脫氧核苷酸鏈反向平行構(gòu)成；其次，DNA分子的外側(cè)由磷酸和脫氧核糖（脫氧核糖是五碳糖的一種）交替連接構(gòu)成基本骨架。? 堿基在內(nèi)側(cè)；堿基之間通過氫鍵以堿基互補(bǔ)配對方式連接。

拓展：

①判斷核酸的種類有三種方法，具有符合雙螺旋結(jié)構(gòu)的是DNA，否則可能是RNA；組成如果含有核糖為RNA,如果含有脫氧核糖，則是DNA（看五碳糖的種類）；? 組成該分子的堿基中，含有胸腺嘧啶的是DNA，含有尿嘧啶而不含胸腺嘧啶的是RNA。②根據(jù)結(jié)構(gòu)功能的統(tǒng)一性原理，地處炎熱地區(qū)的生物，其DNA分子的結(jié)構(gòu)應(yīng)更需要維持穩(wěn)定性，防止熱變性，所以具有 G、C 堿基含量高、氫鍵多。

3.DNA 分子的復(fù)制

（8）簡述DNA分子復(fù)制的過程：DNA分子在解旋酶作用下解旋，之后以細(xì)胞核中游離的脫氧核苷酸為原料、以堿基互補(bǔ)配對為原則、合成子代DNA，之后重新螺旋化。

拓展：

①DNA的復(fù)制主要在在細(xì)胞分裂的間期進(jìn)行。

②DNA復(fù)制是以親代 DNA 分子的兩條脫氧核苷酸鏈分別作為模板。

③DNA復(fù)制的原料是細(xì)胞核里游離的脫氧核苷酸。

④DNA復(fù)制的方式是半保留復(fù)制和邊解旋邊復(fù)制。

⑤DNA復(fù)制的場所主要是細(xì)胞核，線粒體和葉綠體中也有。

⑥D(zhuǎn)NA復(fù)制需要的基本條件是模板、原料、能量、酶。

4.基因的概念與表達(dá)

（9）基因是有遺傳效應(yīng)的 DNA 片段，是 DNA 分子中決定生物性狀的結(jié)構(gòu)和功能單位。基因與脫氧核苷酸、遺傳信息、DNA、染色體、蛋白質(zhì)、生物性狀之間的關(guān)系是：基因是DNA 分子中決定生物性狀的基本單位，染色體由 DNA 和蛋白質(zhì)組成，遺傳信息是由基因中特定的脫氧核苷酸的排列順序決定的。

（10）遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯

①基因控制蛋白質(zhì)的合成包括兩個階段是轉(zhuǎn)錄和翻譯。

②轉(zhuǎn)錄是在細(xì)胞核中以 DNA 為模板，按堿基互補(bǔ)配對方式合成 RNA 的過程。

拓展：

①DNA轉(zhuǎn)錄發(fā)生的時間是細(xì)胞分裂間期。

②DNA轉(zhuǎn)錄的模板是 “DNA 分子的一條脫氧核苷酸鏈”

③DNA轉(zhuǎn)錄的原料是細(xì)胞核里游離的核糖核苷酸。

④DNA轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物有很多RNA 分子,但只有mRNA能傳遞遺傳信息。

⑤DNA轉(zhuǎn)錄需要的基本條件是DNA模板、原料、能量、酶等。