必修一《分子与细胞》

走近细胞：

细胞是生命活动的基本单位：细胞是生物体结构和功能的基本单位，除病毒外，所有生物都由细胞构成。

生命系统的结构层次：细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈，各层次相互联系，共同完成生命活动。

原核细胞与真核细胞：原核细胞无核膜包被的细胞核，只有拟核，如细菌、蓝藻等；真核细胞有核膜包被的细胞核，如动植物细胞。二者在细胞大小、细胞壁成分、细胞器种类等方面存在差异。

组成细胞的分子：

元素与化合物：细胞中的元素分为大量元素和微量元素，化合物包括无机化合物（水、无机盐）和有机化合物（糖类、脂质、蛋白质、核酸）。其中蛋白质是生命活动的主要承担者，其基本单位是氨基酸，氨基酸通过脱水缩合形成肽链，进而形成蛋白质，蛋白质具有催化、运输、调节、免疫等多种功能.

核酸是遗传信息的携带者：核酸分为 DNA 和 RNA，DNA 是主要的遗传物质，其基本单位是脱氧核苷酸，由磷酸、脱氧核糖和含氮碱基组成；RNA 的基本单位是核糖核苷酸。核酸能够储存和传递遗传信息，控制蛋白质的合成.

细胞的基本结构：

细胞膜：主要由脂质和蛋白质组成，还有少量糖类。细胞膜具有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等功能.

细胞器：包括线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体等，各细胞器在结构和功能上相互联系，协同完成细胞的各项生命活动，如线粒体是有氧呼吸的主要场所，叶绿体是光合作用的场所.

细胞核：是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，其结构包括核膜、核仁、染色质等.

细胞的物质输入和输出：

物质跨膜运输的实例：如植物细胞的质壁分离与复原实验，说明细胞可以通过渗透作用失水或吸水。

物质跨膜运输的方式：包括被动运输（自由扩散、协助扩散）和主动运输，被动运输顺浓度梯度进行，不需要消耗能量；主动运输逆浓度梯度进行，需要载体蛋白协助且消耗能量。此外，大分子物质通过胞吞、胞吐进出细胞.

细胞的能量供应和利用：

酶：是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是 RNA。酶具有高效性、专一性和作用条件温和等特性，其活性受温度、pH 等因素影响.

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。ATP 与 ADP 可以相互转化，在细胞的吸能反应和放能反应中发挥重要作用.

细胞呼吸：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成 ATP 的过程。包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，其主要场所是线粒体.

光合作用：是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，光反应在类囊体薄膜上进行，暗反应在叶绿体基质中进行，光合作用对维持地球的碳氧平衡具有重要意义.

细胞的生命历程：

细胞的增殖：细胞通过分裂进行增殖，包括有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式，具有周期性，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，其意义是保证了遗传信息在亲代和子代细胞中的一致性.

细胞的分化：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.

细胞的衰老和凋亡：细胞衰老的特征包括细胞内水分减少、多种酶活性降低、色素积累、呼吸速率减慢等；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等方面起着非常关键的作用.

细胞的癌变：是指细胞受到致癌因子的作用，细胞中的遗传物质发生变化，变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。癌细胞具有无限增殖、形态结构发生显著变化、细胞膜上的糖蛋白等物质减少导致细胞间黏着性降低等特征.

必修二《遗传与进化》

遗传的基本规律：

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。其实质是等位基因随同源染色体的分开而分离.

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。其实质是位于非同源染色体上的非等位基因的自由组合.

基因在染色体上与伴性遗传：

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，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.

伴性遗传：是指性染色体上的基因，它的遗传方式与性别相联系。如红绿色盲、血友病等伴 X 染色体隐性遗传病，其特点是男性患者多于女性患者、交叉遗传等；抗维生素 D 佝偻病等伴 X 染色体显性遗传病，其特点是女性患者多于男性患者、世代连续遗传等.

基因的本质：

DNA 是主要的遗传物质：通过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，而少数生物的遗传物质是 RNA.

DNA 的结构与复制：DNA 分子具有独特的双螺旋结构，其基本组成单位是脱氧核苷酸，包括磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。DNA 的复制是一个边解旋边复制的过程，需要模板、原料、能量和酶等条件，其特点是半保留复制，保证了遗传信息的传递准确性.

基因的表达：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，翻译是以 mRNA 为模板合成蛋白质的过程，通过基因的表达，遗传信息得以传递和表达，从而控制生物的性状.

基因突变及其他变异：

基因突变：是指 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。基因突变具有普遍性、随机性、不定向性、低频性等特点，是生物变异的根本来源，为生物进化提供了原材料.

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，包括自由组合型和交叉互换型，基因重组能够产生多样化的基因组合的子代，是生物变异的来源之一，对生物的进化也具有重要意义.

染色体变异：包括染色体结构变异（缺失、重复、易位、倒位）和染色体数目变异，染色体数目变异又分为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，如 21 三体综合征就是由于多了一条 21 号染色体导致的。

生物的进化：

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，突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择决定生物进化的方向，隔离是物种形成的必要条件。生物进化的实质是种群基因频率的改变.

共同进化与生物多样性的形成：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，这就是共同进化。共同进化导致生物多样性的形成，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。

必修三《稳态与环境》

人体的内环境与稳态：

内环境的组成及理化性质：内环境是由细胞外液构成的液体环境，包括血浆、组织液和淋巴等。内环境的理化性质包括渗透压、酸碱度和温度等，内环境的稳态是指内环境的成分和理化性质都处于动态平衡中，是机体进行正常生命活动的必要条件.

内环境稳态的调节机制：神经 — 体液 — 免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。如血糖平衡的调节，既受胰岛素和胰高血糖素等激素的调节，也受下丘脑等神经中枢的调节.

动物和人体生命活动的调节：

神经调节：神经调节的基本方式是反射，其结构基础是反射弧，包括感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器。兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导，在神经元之间通过突触传递，突触包括突触前膜、突触间隙和突触后膜，兴奋在突触处的传递是单向的.

体液调节：是指某些化学物质（如激素、二氧化碳等）通过体液的传送，对人和动物体的生理活动所进行的调节。其中，激素调节是体液调节的主要内容，激素由内分泌腺或内分泌细胞分泌，通过血液运输到全身各处，作用于靶器官、靶细胞，激素调节具有微量和高效、通过体液运输、作用于靶器官和靶细胞等特点.

免疫调节：免疫系统包括免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质。人体的三道防线构成了人体的防御体系，其中第一、二道防线是非特异性免疫，第三道防线是特异性免疫，包括体液免疫和细胞免疫。免疫系统具有防卫、监控和清除等功能，能够抵御病原体的入侵，维持内环境的稳态.

植物的激素调节 ：

生长素的发现：达尔文通过实验提出了生长素的产生部位和感光部位等，温特的实验证明了生长素的化学本质是吲哚乙酸。

生长素的生理作用：具有两重性，既能促进生长，也能抑制生长；既能促进发芽，也能抑制发芽；既能防止落花落果，也能疏花疏果。不同器官对生长素的敏感程度不同，根 > 芽 > 茎。

其他植物激素：包括赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等，它们在植物的生长发育过程中各自发挥着重要的调节作用，如赤霉素能促进细胞伸长，从而引起植株增高；乙烯能促进果实成熟等。

种群和群落 ：

种群的特征：包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例等，其中种群密度是种群最基本的数量特征。

种群数量的变化：包括 “J” 型增长和 “S” 型增长，“J” 型增长是在理想条件下的增长模型，而 “S” 型增长是在有限的环境条件下的增长模型，存在环境容纳量（K 值）。

群落的结构特征：包括垂直结构和水平结构，垂直结构是指在垂直方向上，大多数群落都具有明显的分层现象；水平结构是指受各种因素的影响，不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差别，它们常呈镶嵌分布。

群落的演替：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。群落演替包括初生演替和次生演替，初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替；次生演替是指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。

生态系统及其稳定性 ：

生态系统的结构：包括生态系统的组成成分（非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者）和营养结构（食物链和食物网）。

生态系统的功能：包括能量流动、物质循环和信息传递。能量流动是单向的、逐级递减的，物质循环具有全球性和反复利用的特点，信息传递在生态系统的各个方面都起着重要的作用，如生命活动的正常进行离不开信息传递，生物种群的繁衍也离不开信息传递等。

生态系统的稳定性：生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高，恢复力稳定性就越低。

选修一《生物技术实践》

传统发酵技术的应用：

果酒和果醋的制作：果酒制作利用的微生物是酵母菌，其原理是酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵；果醋制作利用的微生物是醋酸菌，其原理是醋酸菌在有氧条件下将乙醇氧化为醋酸。

腐乳的制作：利用的微生物主要是毛霉，毛霉等微生物产生的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸，脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。

泡菜的制作：利用的微生物是乳酸菌，其原理是乳酸菌在无氧条件下将葡萄糖分解为乳酸。

微生物的培养与应用：

微生物的实验室培养：包括培养基的配制、无菌技术、接种方法等。培养基的类型有固体培养基、液体培养基等，不同类型的培养基可满足不同微生物的生长需求。无菌技术包括消毒和灭菌，接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法等，可用于分离和纯化微生物。

土壤中分解尿素的细菌的分离与计数：通过选择培养基可筛选出分解尿素的细菌，常用的统计菌落数目的方法有稀释涂布平板法和显微镜直接计数法。

植物的组织培养技术：

植物组织培养的基本过程：包括脱分化和再分化两个阶段，外植体经过脱分化形成愈伤组织，愈伤组织再经过再分化形成根、芽等器官，进而发育成完整的植株。

影响植物组织培养的因素：包括培养基的组成、植物激素的比例、环境条件等，如生长素和细胞分裂素的比例会影响愈伤组织的分化方向。

酶的研究与应用：

果胶酶在果汁生产中的作用：果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁变得更容易，且可使果汁变得澄清。

加酶洗衣粉的洗涤效果：加酶洗衣粉中添加了多种酶制剂，如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶等，可根据不同的污渍类型选择合适的加酶洗衣粉，以提高洗涤效果。

选修三《现代生物科技专题》

基因工程 ：

基因工程的基本工具：包括限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA 连接酶和运载体。限制酶能够识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开；DNA 连接酶能够将双链 DNA 片段 “缝合” 起来；运载体常用的有质粒、噬菌体和动植物病毒等。

基因工程的基本操作程序：包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。目的基因的获取方法有从基因文库中获取、利用 PCR 技术扩增和人工合成等；基因表达载体的构建是基因工程的核心步骤，其组成包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。

基因工程的应用：如基因工程药物的生产、转基因动物和植物的培育、基因治疗等。

细胞工程 ：

植物细胞工程：包括植物组织培养和植物体细胞杂交。植物体细胞杂交是将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术，其过程包括原生质体的制备、原生质体的融合、杂种细胞的筛选和培养等。

动物细胞工程：包括动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合和单克隆抗体的制备等。动物细胞培养是动物细胞工程的基础，其过程包括取材、分散细胞、原代培养和传代培养等；动物细胞核移植可用于克隆动物的培育；动物细胞融合可用于制备单克隆抗体，单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、可大量制备等优点。

胚胎工程：

体内受精和早期胚胎发育：包括精子和卵子的发生、受精作用和早期胚胎发育的过程，如哺乳动物的受精过程包括精子获能、卵子的准备、受精阶段等，早期胚胎发育包括卵裂期、桑椹胚、囊胚和原肠胚等阶段。

体外受精和早期胚胎培养：体外受精包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、受精等步骤；早期胚胎培养是将受精卵在体外培养至适宜阶段，以便进行胚胎移植。

胚胎工程的应用：包括胚胎移植、胚胎分割和胚胎干细胞等。胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎