人教版高中生物每章引言本章小結匯總

1、必修一 分子與細胞第1章 走近細胞 說到細胞，我們還清晰地記得它在顯微鏡下的影像。還需要進一步探究嗎？悠悠300余年，關于細胞的研究碩果累累；近50年來更進入了分子水平，老樹又綻新花。許多研究成果已經或將要走進我們的生活：植物細胞在培養(yǎng)瓶中悄悄長成幼苗；動物體細胞核移植誕生了克隆動物；不同生物細胞間DNA的轉移創(chuàng)造出新的生物類型及其產品；病危的生命期盼著干細胞移植的救助讓我們再次走進細胞，更深入地探究它的奧秘。每一個生物科學問題的答案都必須在細胞中尋找。威爾遜（美國細胞生物學家）除病毒以外，生物體都以細胞作為結構和功能的基本單位，生命活動離不開細胞。 細胞是基本的生命系統(tǒng)。由細胞至組織，由組織

2、至器官，由器官(或系統(tǒng))至個體，由個體組成種群，不同種群組成群落，由群落及其無機環(huán)境構成生態(tài)系統(tǒng)，生物圈是最大的生態(tài)系統(tǒng)。這說明了生命系統(tǒng)存在著不同的層次。生物科學要研究各個不同層次的生命系統(tǒng)及其相互關系，首先要研究細胞。 細胞有著相似的基本結構，如細胞膜、細胞質和細胞核(或擬核)等。但是，不同生物的細胞結構又有差別。除動植物細胞有差別外，總體上看，生物界存在著真核細胞和原核細胞兩大類細胞，它們主要區(qū)別是有無核膜包被的細胞核。在同一個由多細胞構成的生物體內，由于細胞結構和功能的分化，構成生物體的細胞也呈現(xiàn)多樣性。 19世紀建立的細胞學說，它的基本內容闡明了動植物都以細胞為基本單位，論證了生物界

3、的統(tǒng)一性。 本章學習了使用高倍顯微鏡觀察細胞；還從系統(tǒng)的視角，分析了生命系統(tǒng)的各個層次；更在分析細胞學說建立的過程中，領悟科學發(fā)現(xiàn)的特點。這對于增強科學實驗技能，領悟科學思想和方法都是有益的。第2章 組成細胞的分子同自然界的許多物體一樣，細胞也是由分子組成的。細胞為什么能表現(xiàn)出生命的特征？是組成它的分子有什么特殊之處嗎？這些分子在非生命的物體中能不能找到？組成這些分子的元素，在非生命物體中能不能找到？這些分子又是怎樣構成細胞的呢？要認識細胞這個基本的生命系統(tǒng)，首先要分析這個系統(tǒng)的物質成分組成細胞的分子。闡明生命現(xiàn)象的規(guī)律，必須建立在闡明生物大分子結構的基礎上。鄒承魯（中國科學院院士）細胞是由分

4、子組成的，而分子又是由原子構成的。組成細胞的化學元素有20多種，C、O、H、N的含量最多，其中C是構成細胞的最基本的元素。 元素可以組成不同的化合物，包括水、無機鹽等無機物，和糖類、脂質、蛋白質、核酸等有機物。蛋白質、核酸和多糖分別以氨基酸、核苷酸和單糖為單體組成多聚體，相對分子質量很大，稱為生物大分子。生物大分子以碳鏈為骨架。 蛋白質是生命活動的主要承擔者。需要著重理解的是，20種左右的氨基酸是怎樣組成結構和功能極其多樣的蛋白質的。核酸是遺傳信息的攜帶者。要了解它的種類、分布，以及由4種核苷酸組成的千差萬別的核酸與遺傳信息的關系。糖類和脂質也是細胞結構的重要組成成分，糖類和脂肪還是生命活動的

5、重要能源物質。水是細胞結構的重要組成成分，以結合水和自由水兩種形式存在。細胞的一切生命活動都離不開水。細胞中的無機鹽多以離子的形式存在。一些無機鹽是細胞內復雜化合物的重要組成成分，許多種無機鹽對于維持細胞和生物體的生命活動有非常重要的作用。 本章還學習了利用不同的顯色劑檢測細胞中的糖類、脂肪和蛋白質的方法，并用顯微鏡觀察了經顯色處理后DNA、RNA在細胞中的分布。希望能引起你對實驗方法的關注，特別是化學、物理學方法在生物學研究中的應用。組成細胞的分子的知識，突出表明了生命的物質性。生物體的復雜結構和生命活動的奧秘，歸根結底都是物質的存在形式和運動變化。此外聯(lián)系日常生活的事例進行學習，有助于從細

6、胞水平和分子水平了解一些基本的保健常識。第3章 細胞的基本結構你有過這樣的經歷嗎？自己心愛的自行車出了毛病，你將一些零件拆卸下來，卻發(fā)現(xiàn)再組裝成原樣并非易事。細胞的結構可比自行車復雜多了。雖然人類對細胞中的物質和結構已經有了深入的了解，但是至今也未實現(xiàn)人工組裝細胞。不同的事實揭示同樣的道理：系統(tǒng)不是其組分的簡單堆砌，而是通過組分間結構和功能的密切聯(lián)系，形成的統(tǒng)一整體。我確信哪怕一個最簡單的細胞，也比迄今為止設計出的任何智能電腦更精巧！翟中和（中國科學院院士）細胞作為基本的生命系統(tǒng)，具有系統(tǒng)的一般特征：有邊界，有系統(tǒng)內各組分的分工合作，有控制中心起調控作用。 細胞的邊界是細胞膜。細胞膜并不僅僅是

7、把細胞內外環(huán)境分隔開，活細胞的細胞膜還具有控制物質進出、實現(xiàn)細胞間信息交流等功能。 在細胞質中有線粒體、葉綠體、高爾基體、內質網(wǎng)、核糖體、溶酶體等細胞器。動物細胞和植物細胞的細胞器有所不同。這些細胞器既有分工，又有合作。在系統(tǒng)的控制中心細胞核的統(tǒng)一調控下，細胞的各部分結構協(xié)調配合，共同完成代謝、遺傳等各項生命活動。 認識細胞的結構，了解細胞的功能，離不開細致的觀察和富有創(chuàng)造性的實驗，同時還需要借助光學顯微鏡、電子顯微鏡等能延伸人類視覺深度的儀器設備，并依賴于細胞組分分離技術和顯微制片技術的不斷改進。面對細胞這樣的肉眼看不見的微觀世界，人類歷經數(shù)百年的探幽入微，取得了豐碩的成果，其中不少成果已經

8、走進人們的生活。每一項成果的取得都來之不易，需要探索精神、理性思維和技術手段的結令。第4章 細胞的物質輸入和輸出細胞是一個開放的系統(tǒng)，每時每刻都與環(huán)境進行著物質交換。物質的進進出出都要經過細胞的邊界細胞膜。細胞內外的許多物質并不能自由地進出細胞，細胞膜能夠對進出細胞的物質進行選擇。這一層薄薄的細胞膜為什么能夠控制物質的出入呢？膜的研究是當前細胞生物學和分子生物學的重要課題之一。汪堃仁物質的輸入和輸出都必須經過細胞膜。細胞膜對進出細胞的物質具有選擇性，是一種選擇透過性膜。其他生物膜也是選擇透過性膜。 生物膜的選擇透過性與它的成分和結構密切相關。關于生物膜的結構，目前為大多數(shù)人所接受的是流動鑲嵌模

9、型。這個模型認為，磷脂雙分子層是膜的基本支架，具有流動性。蛋白質分子有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的橫跨整個磷脂雙分子層。大多數(shù)蛋白質分子也是可以運動的。物質跨膜運輸?shù)姆绞街饕譃閮深悾罕粍舆\輸和主動運輸。被動運輸包括自由擴散和協(xié)助擴散，它們都是順濃度梯度運輸?shù)倪^程，不需要消耗細胞的能量，但是協(xié)助擴散需要載體蛋白的協(xié)助。主動運輸是逆濃度梯度運輸?shù)倪^程，需要消耗細胞的能量，還需要載體蛋白的協(xié)助。 科學家研究生物膜結構的歷程，是從物質跨膜運輸?shù)默F(xiàn)象開始的。分析成分是了解結構的基礎，現(xiàn)象和功能又提供了探究結構的線索。人們在實驗觀察的基礎上提出假說，又通過進一步的實驗來

10、修正假說，其中方法和技術的進步起到關鍵的作用。這也說明科學是一個動態(tài)發(fā)展的過程，這一過程是無止境的。第5章 細胞的能量供應和利用細胞的主動運輸需要能量。細胞內有機物的合成需要能量。肌細胞的收縮需要能量細胞作為一個基本的生命系統(tǒng)，只有不斷輸入能量，才能維持生命活動的有序性。太陽能是幾乎所有生命系統(tǒng)中能量的最終源頭。外界能量輸入細胞，并為細胞所利用，都要經過復雜的化學反應。新葉伸向和煦的陽光，蚱蜢覬覦綠葉的芬芳。他們?yōu)樯娑@取能量，能量在細胞里流轉激蕩！細胞作為基本的生命系統(tǒng)，只有不斷地獲取并利用能量，才能進行正常的生命活動。細胞的能量獲取和利用要經歷復雜的物質變化，而且是在溫和的條件下有序地進

11、行的。這就離不開生物催化劑酶。同無機催化劑相比，酶降低了化學反應的活化能。絕大多數(shù)酶是蛋白質。酶的催化作用具有專一性、高效性，并對溫度、pH等條件有嚴格要求。 ATP是一種高能磷酸化合物，在細胞中，它與ADP的相互轉化實現(xiàn)貯能和放能，從而保證細胞各項生命活動的能量供應。生成ATP的途徑主要有兩條：一條是植物體內含有葉綠體的細胞，在光合作用的光反應階段生成ATP；另一條是所有活細胞都能通過細胞呼吸生成ATP。 細胞呼吸分有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型。這兩種類型的共同點是：在酶的催化作用下，分解有機物，釋放能量。但是，前者需要氧和線粒體的參與，有機物徹底氧化釋放的能量比后者多。 光合作用在植物體含有

12、葉綠體的細胞中進行。捕獲光能的色素位于葉綠體內類囊體的薄膜上。光合作用的光反應階段也發(fā)生在類囊體的薄膜上，暗反應階段則發(fā)生在葉綠體的基質中。光合作用最終使光能轉換為化學能，貯存在生成的糖類等有機物中。 本章有較多的實驗和探究活動，在設計和實施時，應學會判斷自變量和因變量，控制自變量，觀察和檢測因變量的變化，并設置對照組和重復實驗，這些都是基本的科學方法。在提取、分離、檢測一些物質時，既要理解原理，又要掌握基本的操作技能。 關干探索酶本質的歷史，光合作用探究歷程的回顧，說明科學是在實驗和爭論中前進的?？茖W工作者既要繼承前人的科學成果，善于汲取不同的學術見解，又要富有創(chuàng)新精神，鍥而不舍，促進科學的

13、發(fā)展。 酶、細胞呼吸和光合作用等科學知識與我們的生活、生產緊密相關，要關注這些原理的應用，特別是要關注在生產中如何提高光合作用的強度。第6章 細胞的生命歷程生物都要經歷出生、生長、成熟、繁殖、衰老直至最后死亡的生命歷程?；罴毎惨粯印＞驮谀汩喿x本書的時候，你身體內就有許多細胞在進行分裂，有些細胞在生長，有些細胞在變老，有些細胞剛剛結束自己的生命歷程。生長，增殖，衰老，凋亡細胞的生命歷程大都短暫，卻都對個體的生命有一份貢獻。鮮花吐蕊，綠葉蔥蘢，抑或花瓣凋落，枯葉飄零，展示著個體的生命現(xiàn)象，折射出細胞的生命歷程。生物都要經歷出生、生長、成熟、繁殖、衰老直至最后死亡的生命歷程，細胞也一樣。細胞不能無

14、限長大，體積的增大導致表面積相對縮小，影響細胞代謝。細胞通過分裂進行增殖。真核細胞的分裂方式有三種：有絲分裂、無絲分裂、減數(shù)分裂。 細胞進行有絲分裂具有細胞周期。一個細胞周期包括分裂間期和分裂期。分裂期可以分為前期、中期、后期和末期。有絲分裂最重要的變化是，間期DNA復制，數(shù)目倍增，分裂期在紡錘體作用下將復制后的親代細胞染色體，平均分配到兩個子細胞中，從而保持了細胞遺傳性狀上的一致性。 受精卵分裂形成的眾多細胞，經過細胞分化的過程而具有不同的形態(tài)、結構和功能，進而形成組織和器官。高度分化的植物細胞仍然具有全能性，已分化的動物細胞的細胞核具有全能性。 細胞衰老的過程是細胞的生理狀態(tài)和化學反應發(fā)生

15、復雜變化的過程，最終反映在細胞的形態(tài)、結構和功能上發(fā)生了變化。個體衰老與細胞衰老有密切關系。細胞凋亡是一個由基因決定的細胞自動結束生命的過程，與細胞壞死不同。新細胞的產生和一些細胞的凋亡同時存在于多細胞生物體中。 癌癥是細胞發(fā)生癌變后大量增殖而引起的疾病。癌細胞會惡性增殖和轉移。引起細胞癌變的致癌因子有物理因子、化學因子和病毒因子三類。癌變與基因有關。 用高倍顯微鏡觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂，是本章實驗操作技能的重點。模擬探究細胞大小與物質運輸?shù)年P系，有助于理解細胞不能無限長大的原因。 隨著人口出生率的下降和人均壽命的延長，社會老齡人口增多。我們應該關注人口老齡化給家庭、社會帶來的諸多問題

16、，關愛老年人。 癌癥是威脅人類健康的最嚴重的疾病之一。在日常生活中應選擇健康的生活方式，遠離致癌因子，預防癌癥。治療癌癥的新方法、新技術不斷涌現(xiàn)，隨著在細胞和基因水平上對癌癥研究的深入，人類終將戰(zhàn)勝癌癥。必修二 遺傳和進化第1章 遺傳因子的發(fā)現(xiàn)遺傳，俯拾皆是的生物現(xiàn)象，其中的奧秘卻隱藏至深。人類對它的探索之路，充滿著艱難曲折，又那么精彩絕倫！讓我們從140多年前孟德爾的植物雜交實驗開始，循著科學家的足跡，探索遺傳的奧秘。八年耕耘源于對科學的癡迷，一畦畦豌豆蘊藏遺傳的秘密。實驗設計開辟了研究的新路，科學統(tǒng)計揭示出遺傳的規(guī)律。孟德爾用豌豆進行雜交實驗，成功地揭示了遺傳的兩條基本規(guī)律：遺傳因子的分離

17、定律和自由組合定律。這兩條遺傳基本規(guī)律的精髓是：生物體遺傳的不是性狀的本身，而是控制性狀的遺傳因子。遺傳因子在體細胞里是成對的，在配子里是成單的。遺傳因子有顯性和隱性之分，性狀也有顯隱之分。在雜種細胞內成對遺傳因子不相混合，形成配子時分別進入配子。不同對的遺傳因子在各自分離的同時，彼此自由組合進入配子。 孟德爾的工作當時并沒有被世人所理解，30多年后才重新被人們所認識，并被其他許多實驗證明是正確的。1909年，約翰遜給孟德爾的“遺傳因子”重新起名為“基因”，并且提出了表現(xiàn)型和基因型的概念?；蛐褪切誀畋憩F(xiàn)的內在因素，表現(xiàn)型是基因型的表現(xiàn)形式。 孟德爾的實驗方法給后人許多有益的啟示，如正確地選用

18、實驗材料；先研究一對相對性狀的遺傳，再研究兩對或多對性狀的遺傳；應用統(tǒng)計學方法對實驗結果進行分析；基于對大量數(shù)據(jù)的分析而提出假說，再設計新的實驗來驗證。特別是他把數(shù)學方法引入生物學的研究，是超越前人的創(chuàng)新。他對科學的熱愛和鍥而不舍的精神，也值得我們學習。第2章 基因和染色體的關系當孟德爾的遺傳規(guī)律被重新發(fā)現(xiàn)以后，又一個問題始終沒有解決：基因在細胞中究竟有沒有物質基礎呢？孟德爾所假設的顆粒狀的因子，究竟是不是物質的實體？如果是，又存在于細胞中什么位置？對細胞分裂的深入觀察，使人們推測到基因和染色體的關聯(lián)。摩爾根著名的果蠅雜交實驗，使這一問題有了確鑿的答案?；蛟谀睦?？悠悠百年，尋尋覓覓。懷疑、爭

19、論、推理最終是觀察和實驗，探明它神秘的蹤跡！在卵細胞和精子成熟的過程中，要經過減數(shù)分裂，以保證生物體在傳宗接代過程中染色體數(shù)目的恒定。在減數(shù)分裂過程中，染色體只復制一次，而細胞分裂兩次。減數(shù)分裂的結果是，成熟生殖細胞中的染色體數(shù)目比原始生殖細胞的減少一半。同時，在這個過程中，同源染色體先聯(lián)會后分離，在聯(lián)會時同源染色體的非姐妹染色單體間還常常發(fā)生交叉互換，非同源染色體則自由組合，使配子的遺傳組成多種多樣。 受精作用是卵細胞和精子結合成受精卵的過程。受精過程使配子中已經減半了的染色體數(shù)目，恢復為受精卵中與親代一樣的染色體數(shù)，使遺傳性狀相對穩(wěn)定。同時，由于配子的多樣性和受精的隨機性，同一雙親的后代又

20、呈現(xiàn)多樣性。 在孟德爾的遺傳規(guī)律被重新發(fā)現(xiàn)之后，科學家迫切地尋找基因在哪里，通過大量的觀察，發(fā)現(xiàn)基因與染色體的行為具有平行關系，摩爾根的果蠅雜交實驗證實了基因在染色體上。 位于性染色體上的基因控制的性狀在遺傳中總是與性別相關聯(lián)，這種現(xiàn)象稱為伴性遺傳。由于基因具有顯性和隱性的不同，又由于它們與性染色體相關聯(lián)，因此，在遺傳中會表現(xiàn)出不同的特點。 生物學研究離不開細致的觀察，并需要有一定的想像力。當然也需要在觀察的基礎上提出假說或預測，但是任何假說和預測最終都需要通過實驗驗證才得以確立。在本章的學習過程中，可以深切感受到科學家在科學研究過程中表現(xiàn)出的豐富的想像力，大膽質疑和勤奮實踐的精神，以及對科學

21、的熱愛。第3章 基因的本質自從摩爾根提出基因的染色體理論以后，基因在人們的認識中不再是抽象的“因子”，而是存在于染色體上的一個個單位。但是基因到底是什么呢？摩爾根在他的基因論一書的末尾說：“我們仍然很難放棄這個可愛的假設：就是基因之所以穩(wěn)定，是因為他代表著一個有機的化學實體?！边@個假設能成立嗎？基因是什么？DNA或蛋白質？幾多實驗，幾多爭論。是誰將謎底揭破？1944年艾弗里的肺炎雙球菌的轉化實驗和l952年赫爾希與蔡斯的噬茵體侵染細菌的實驗表明：親代的各種性狀是通過DNA遺傳給后代的；DNA，而非蛋白質，是遺傳物質。1953年，沃森和克里克提出了DNA分子的雙螺旋結構模型，它的主要特點是：DN

22、A分子由兩條鏈組成，這兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結構；DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成基本骨架，堿基排列在內側；DNA分子兩條鏈上的堿基按照堿基互補配對原則連接成堿基對。 DNA分子的雙螺旋結構為復制提供了精確的模板，通過堿基互補配對保證了復制的準確性，新合成的每個DNA分子中都保留了原來DNA分子的一條鏈。DNA分子通過復制，將遺傳信息傳遞給子代。分析DNA的雙螺旋結構發(fā)現(xiàn)：組成DNA分子的堿基雖然只有4種，但是，堿基對的排列順序卻是千變萬化的。堿基序列的多樣性構成了DNA分子的多樣性，DNA分子因而能夠儲存大量的遺傳信息。 當DNA這一物質實體與孟德爾假設的“遺

23、傳因子”、摩爾根定位于染色體上的基因相遇時，基因這一抽象的概念便在分子水平上找到了物質載體。經歷了近百年的追尋，人們終于認識到：基因位于染色體上，基因是有遺傳效應的DNA片段。 提純生物大分子、離心、 X射線衍射、放射性同位素示蹤等技術與物理學和化學方法的應用緊密結合，系統(tǒng)地應用于探測生命活動的過程，使人們能夠從嶄新的分子的視角理解生命。 本章中，與重要結論一同展示的是最初獲得這些結論的科學實驗，這能使我們在學習的時候不忘記科學知識直接來源于實驗而非書本，又能使我們領略科學研究的嚴謹與奧妙。而沃森和克里克默契配合發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結構的過程，會讓我們認識到合作與交流的重要。第4章 基因的表達遺傳

24、物質實驗證據(jù)的獲得和DNA雙螺旋結構模型的建立，解決了“基因是什么“的問題，生物學的研究從此以空前的步伐前進。另一個長期懸而未決的問題“基因是如何起作用的”，成為研究的新熱點。關于蛋白質的研究，此時也有了長足的進展。人們認識到性狀的形成離不開蛋白質(特別是酶)的作用，于是推測基因通過指導蛋白質的合成來控制性狀，并將這一過程稱為基因的表達。生命的圖案，撲朔迷離：從信息到物質，從藍圖到現(xiàn)實，繁復、簡約、粗放、精細，是誰創(chuàng)造出，如此的和諧與統(tǒng)一?基因的表達是通過DNA控制蛋白質的合成來實現(xiàn)的。蛋白質的合成包括兩個階段轉錄和翻譯。轉錄是在細胞核內進行的，是以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補配對原則，

25、合成mRNA的過程。翻譯是在細胞質中進行的，是指以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質的過程。mRNA上3個相鄰的堿基編碼l個氨基酸，這樣的3個堿基又稱做密碼子。tRNA是氨基酸的運載工具，它能夠識別mRNA的密碼子。每種tRNA只能識別并轉運1種氨基酸。核糖體是細胞內利用氨基酸合成蛋白質的場所。 中心法則描述了遺傳信息的流動方向，其主要內容是：遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的自我復制，也可以從DNA流向RNA，進而流向蛋白質，即遺傳信息的轉錄和翻譯。但是，遺傳信息不能從蛋白質傳遞到蛋白質，也不能從蛋白質流向RNA或DNA。修改后的中心法則增加了遺傳信息從RNA流向RNA以

26、及從RNA流向DNA這兩條途徑。 基因控制生物體的性狀是通過指導蛋白質的合成來實現(xiàn)的?；蚩梢酝ㄟ^控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀；也可以通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀。 基因與性狀之間并不是簡單的一一對應關系。有些性狀是由多個基因共同決定的，有的基因可決定或影響多種性狀。一般來說，性狀是基因與環(huán)境共同作用的結果。第5章 基因突變及其他變異既然遺傳物質能夠穩(wěn)定地傳給后代，后代為什么會與親代有一定差別？你已經知道，基因的自由組臺會使后代產生變異。那么，在生物繁殖過程中，基因本身會不會改變呢？染色體的整體或局部會不會增加或減少呢？人類自古以來就面臨著遺傳病的困擾。遺傳病產

27、生的原因是什么?怎樣防治遺傳病?人類基因組計劃將幫助人們在基因水平上認識和防治各種遺傳病，使人類更好地把握自已的命運。遺傳伴隨著變異，泛起進化的層層漣漪。遺傳變異規(guī)律的妙用，贏來戰(zhàn)勝病魔的驚喜。生物的變異，有的僅僅是由于環(huán)境的影響造成的，沒有引起遺傳物質的變化，是不遺傳的變異；有的是由于生殖細胞內遺傳物質的改變引起的，因而能夠遺傳給后代，屬于可遺傳的變異?；蛲蛔?、基因重組和染色體變異是可遺傳變異的來源。 由于DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添、缺失，而引起的基因結構的改變，叫做基因突變?；蛲蛔兗瓤梢杂森h(huán)境因素誘發(fā)，又可以自發(fā)產生?；蛲蛔冊谏锝缰惺瞧毡榇嬖诘?，并且是隨機發(fā)生的、不定向的。

28、在自然狀態(tài)下，基因突變的頻率是很低的，但這一頻率已足以使一個大的群體產生各種各樣的隨機突變，為生物進化提供豐富的原材料?；蛑亟M是指在生物體進行有性生殖的過程中，控制不同性狀的基因的重新組合，對生物的進化也具有重要意義。 染色體變異是可以用顯微鏡直接觀察到的比較明顯的染色體的變化，如染色體結構的改變、染色體數(shù)目的增減等。染色體組是指細胞中的一組非同源染色體，它們在形態(tài)和功能上各不相同，攜帶著控制生物生長發(fā)育的全部遺傳信息。人們常常采用人工誘導多倍體的方法來獲得多倍體植物，培育新品種。 人類遺傳病通常是指由于遺傳物質改變而引起的人類疾病，主要可以分為單基因遺傳病、多基因遺傳病和染色體異常遺傳病三

29、大類。遺傳病的監(jiān)測，如遺傳咨詢、產前診斷等，在一定程度上能夠有效地預防遺傳病的產生和發(fā)展。人類基因組計劃將幫助人類認識自身生老病死的遺傳秘密，使人類更好地把握自己的命運。 但是，科學是一把雙刃劍，既可以為人類造福，又可能造成一些負面影響。為了保證現(xiàn)代科學的研究成果得到合理應用，身為現(xiàn)代公民，應該對科學的發(fā)展與影響給予密切的關注。第6章 從雜交育種到基因工程自從人類開始種植作物和飼養(yǎng)動物以來，就從來停止過對品種的改良。傳統(tǒng)的方法是選擇育種，通過汰劣留良的方法來選擇和積累優(yōu)良基因。自從孟德爾發(fā)現(xiàn)了遺傳規(guī)律之后，人工雜交的方法被廣泛應用于動植物育種。人工誘變技術的應用，使育種方法得到了較大的改進?；?/p>

30、因工程的誕生使人們能夠按照所設計的藍圖，進行跨越種間鴻溝的基因轉移，從而定向地改變生物的遺傳特性，創(chuàng)造出新的生物糞型。選育、雜交、誘變，實踐理論實踐。幾多輝煌，幾多遺憾?；蚬こ坍愜娡黄?，朝陽產業(yè)，光明無限！改良動植物品種，最古老的育種方法是選擇育種：從每一代的變異個體中選出最好的類型進行繁殖、培育。但是選擇育種周期長，可選擇的范圍也有限。 在生產實踐中，人類摸索出雜交育種的方法。通過雜交，使基因重新組合，可以將不同生物的優(yōu)良性狀組合起來。但是，雜交后代會出現(xiàn)性狀分離現(xiàn)象，育種過程繁雜而緩慢，效率低，親本的選擇一般限制在同種生物范圍之內。 人工誘變的方法應用在育種上，大大提高育種的效率和選擇范

31、圍。但是，基因突變的不定向性，導致誘變育種的盲目性。 基因工程可以實現(xiàn)基因在不同種生物之間的轉移，迅速培育出前所未有的生物新品種，在醫(yī)藥衛(wèi)生、農牧業(yè)、環(huán)境保護等領域有著廣泛的應用。 基因工程在給人類的生產和生活帶來益處的同時，也使人們產生關于轉基因生物的安全性等方面的擔憂。 從選擇育種到基因工程的發(fā)展歷程說明，生產實踐產生對科技發(fā)展的需求，科學理論上的突破必然會帶來技術上的進步，推動生產水平的提高和人類文明的發(fā)展。第7章 現(xiàn)代生物進化理論自達爾文的物種起源問世以來，人們普遍接受了生物是不斷進化的這一科學觀點。但是，生物為什么會不斷地進化?生物是怎樣進化的？達爾文的解釋并未給人一個非常圓滿的答案

32、。隨著生物科學的發(fā)展，人們對生物進化的解釋也在逐步深入，并且不乏爭論。在各種論點的交鋒中，進化理論本身也在“進化”。遠去了“貝格爾”的帆影，無涯是進化論的航程。撥開那億萬年的迷霧，尋覓著生命史的真容。拉馬克認為，生物是不斷進化的；生物進化的原因是用進廢退和獲得性遺傳。達爾文在大量觀察的基礎上提出自然選擇學說，其要點是：生物都具有過度繁殖的傾向，而資源和空問是有限的，生物要繁衍下去必須進行生存斗爭；生物都有遺傳和變異的特性。具有有利變異的個體就容易在生存斗爭中獲勝，并將這些變異遺傳下去；出現(xiàn)不利變異的個體則容易在生存斗爭中被淘汰。經過長期的自然選擇，微小的變異不斷積累，不斷形成適應特定環(huán)境的新類

33、型。 隨著科學的發(fā)展，人們對生物進化的認識不斷深入，形成了以自然選擇學說為核心的現(xiàn)代生物進化理論，其主要內容是：種群是生物進化的基本單位；突變和基因重組提供進化的原材料，自然選擇導致種群基因頻率的定向改變；通過隔離形成新的物種；生物進化的過程實際上是生物與生物、生物與無機環(huán)境共同進化的過程，進化導致生物的多樣性。 關于生物進化的原因，目前仍存在著不同的觀點。有人認為大量的基因突變是中性的，導致生物進化的是中性突變的積累而不是自然選擇；有人認為物種的形成并不都是漸變的，而是物種長期穩(wěn)定與迅速形成新種交替出現(xiàn)的過程。生物進化的理論仍在發(fā)展。 達爾文在科學上的成就得益于大量仔細的觀察和嚴謹?shù)倪壿嬐评?/p>

34、?，F(xiàn)代生物進化理論的形成是種群遺傳學、古生物學等多學科知識綜合的結果，數(shù)學方法的運用也起到重要作用。 生物進化理論深刻地改變了人們對自然界的看法，為辯證唯物主義觀點奠定了生物學基礎，也幫助人們正確地看待自己在自然界的地位，建立人與自然和諧發(fā)展的觀念。 生物進化理論發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀表明，科學的基本特點是以懷疑作審視的出發(fā)點，以實證為判別尺度，以邏輯作論辯的武器。科學是是一個動態(tài)的過程，在不斷地懷疑和求證、爭論和修正中向前發(fā)展。必修三 穩(wěn)態(tài)與環(huán)境第1章 人體的內環(huán)境與穩(wěn)態(tài) 無論是在冰天雪地的邊防線上巡邏的戰(zhàn)士，還是在煉鋼爐前揮汗如雨的工人，體溫都是37左右，這是為什么？大量出汗或嚴重腹瀉時，需要及

35、時補充含鹽的水，比如喝電解質飲料，這又是為什么? 在外界環(huán)境發(fā)生劇烈變化的情況下，人體仍能通過自身的調節(jié)作用，維持內環(huán)境的相對穩(wěn)定，從而使體內的細胞擁有穩(wěn)定而適宜的存活條件。無論春夏秋冬，風云變幻，它卻總是輕波微斕。穩(wěn)態(tài)是生命系統(tǒng)的特征，也是機體存活的條件。它讓每一個細胞分享，又靠所有細胞共建。人體細胞生活在由組織液、血漿、淋巴等細胞外液共同構成的液體環(huán)境內環(huán)境中。內環(huán)境中含有水、無機鹽、各種營養(yǎng)物質和代謝廢物等，具有一定的滲透壓、酸堿度和溫度。內環(huán)境不僅是細胞生存的直接環(huán)境，而且是細胞與外界環(huán)境進行物質交換的媒介。內環(huán)境的各種理化性質總是在不斷變化，但正常情況下，借助機體的調節(jié)作用，這種變化

36、保持在一定范圍內。生理學家把正常機體通過自身的調節(jié)作用，使各個器官、系統(tǒng)協(xié)調活動，共同維持內環(huán)境的相對穩(wěn)定狀態(tài)叫做穩(wěn)態(tài)。內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)是機體進行生命活動的必要條件。穩(wěn)態(tài)的實現(xiàn)，是機體在神經一體液一免疫調節(jié)下，各器官、系統(tǒng)協(xié)調活動的結果。 穩(wěn)態(tài)概念源于對內環(huán)境的研究，后來逐漸發(fā)展成為適用于整個生物科學的基本概念。這從一個側面反映出生物科學從分析走向綜合、由分支走向統(tǒng)一的發(fā)展趨勢。 每一個人的健康都與內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)有關。學習有關內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的知識，有助于養(yǎng)成自我保健的意識和習慣，還可以運用這方面的知識關愛家人和親友。第2章 動物和人體生命活動的調節(jié) 你的身體作為一個開放的系統(tǒng)，與外界不斷進行著物質的交換

37、、能量的轉換和信息的傳遞，體內又有成千上萬種化學反應在同時進行，但是內環(huán)境卻能維持相對穩(wěn)定。這是為什么？打球、游泳、騎自行車不論你從事什么運動，全身各個器官都能夠保持高度的協(xié)調一致。這又是為什么？ 內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的維持，備器官之間功能的協(xié)調，以及對外界刺激作出適當?shù)姆磻?，都是通過復雜而精巧的調節(jié)實現(xiàn)的。是重簾低垂抑或星云閃亮，不，是腦細胞織就信息之網(wǎng)。萬千信息在此傳輸交匯：調節(jié)著機體的穩(wěn)態(tài)，更閃耀著智慧的光芒！內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)需要機體的調節(jié)機制神經調節(jié)、體液調節(jié)、免疫調節(jié)共同發(fā)揮作用。神經調節(jié)的基本方式是反射，完成反射的結構稱為反射弧。神經元接受內、外環(huán)境的刺激會產生興奮。在同一個神經元內，興奮以神經

38、沖動的形式傳導。不同神經元之間，興奮通過突觸以神經遞質的方式傳遞。腦和脊髓中有控制機體各種活動的中樞，這些中樞的分布部位和功能各不相同，但彼此之間又相互聯(lián)系，低級中樞受高級中樞的控制。大腦還具有語言、學習和記憶等高級功能。 體液調節(jié)主要是指激素調節(jié)。內分泌腺所分泌的激素通過血液循環(huán)被運送到全身各處，微量的激素就可以顯著影響靶細胞的生理活動。激素分泌的調節(jié)，存在著下丘腦一垂體-一內分泌腺的分級調節(jié)和反饋調節(jié)。 神經調節(jié)和體液調節(jié)緊密聯(lián)系、密切配合，相互影響。例如，體溫和水鹽平衡的調節(jié)等，都是神經調節(jié)和體液調節(jié)協(xié)調一致作用的結果。 免疫調節(jié)在維持穩(wěn)態(tài)的過程中也具有重要作用，并與神經調節(jié)和體液調節(jié)構

39、成完整的調節(jié)網(wǎng)絡。免疫系統(tǒng)具有防衛(wèi)功能、監(jiān)控和清除功能，特異性免疫主要通過淋巴細胞發(fā)揮作用。 模型方法是現(xiàn)代科學方法的核心內容之一。模型包括物理模型、數(shù)學模型和概念模型等類型。本章“建立血糖調節(jié)的模型”，模擬活動本身就是在構建動態(tài)的物理模型，之后，再根據(jù)活動中的體會構建概念模型。促胰液素是人們發(fā)現(xiàn)的第一種激素。它的發(fā)現(xiàn)過程告訴我們，在科學探索過程中，不能迷信權威，應當大膽探索、勇于創(chuàng)新?？茖W的發(fā)現(xiàn)，總會發(fā)展為實踐上的應用，激素的應用就是這樣。對于激素應用的利和弊應當客觀地評價。 艾滋病是由HIV所引起的免疫缺陷病。艾滋病病人是H的受害者，他們應當?shù)玫降牟皇瞧姾推缫?，而是來自社會和個人的關愛。

40、第3章 植物的激素調節(jié) 與高等動物相比，植物的形態(tài)結構要簡單得多。它們沒有神經系統(tǒng)，對外界刺激的反應自然就不如動物靈敏。郭么，植物體能不能對自身的生命活動進行調節(jié)呢？喚醒沉睡的種子，調控幼苗的生長。引來繁花綴滿枝，瓜熟蒂落也有時?？康氖顷柟庥曷?，離不開信息分子。植物激素是一類由植物體內產生，能從產生部位運送到作用部位，對植物的生長發(fā)育有顯著影響的微量有機物。 植物激素主要有生長素、赤霉素、細胞分裂素、乙烯和脫落酸等5類。它們對植物各種生命活動起著不同的調節(jié)作用。同一種激素，在不同情況下作用也有差別。例如，生長素隨濃度不同、植物細胞的老幼和器官的種類不同，而在發(fā)揮的作用上有差異：既能促進生長，也

41、能抑制生長；既能促進發(fā)芽，也能抑制發(fā)芽；既能防止落花落果，也能疏花疏果。 發(fā)現(xiàn)生長素的過程，是由達爾文注意到植物向光性并對此進行研究開始的。這說明在習以為常的現(xiàn)象中，可能蘊涵著深刻的科學道理。達爾文注意到了這一現(xiàn)象，并且設計了簡單而又有創(chuàng)造性的實驗來進行探索，而不是主觀臆測。在達爾文之后，先后有多位科學家設計了幾個關鍵的實驗來進一步探索。通過一代又一代科學家的努力，人們逐漸接近事實的真相，并在進一步探索著。 達爾文設計的實驗從原理上看很簡單排除法，讓一部分“缺席”，研究這時系統(tǒng)的反應，但第一次設計出這個實驗又是充滿創(chuàng)造性的。對實驗結果的分析，既需要嚴密的邏輯推理，也需要豐富的想像力。 盡管人們

42、在發(fā)現(xiàn)植物的激素調節(jié)時，并沒有想到會帶來經濟利益，但是，植物激素調節(jié)的科學道理很快就被應用于生產實踐，并給人們帶來了很多好處。然而，如果植物生長調節(jié)劑應用不當，也會帶來一些負面影響。 本書第1章至第3章的內容，都是從個體水平來研究生命活動的穩(wěn)態(tài)和調控。事實上，任何生物個體的生存和發(fā)展，離不開同種或不同種的其他生物個體，更離不開由生物和無機環(huán)境形成的生態(tài)系統(tǒng)。以下章節(jié)將涉及群體水平上的穩(wěn)態(tài)和調控。第4章 種群和群落 從個體水平看，生物能通過自身的調節(jié)作用維持穩(wěn)態(tài)，完成生長、發(fā)育和繁殖等生命活動。而在自然界，任何生物都不是孤立存在的。在一定的自然區(qū)域內，同種生物的全部個體形成種群；同一時間內聚集在

43、一定區(qū)域中各種生物種群的集合，構成生物群藩。從種群和群落的水平看，生命系統(tǒng)具有什么特征？它們又是怎樣發(fā)展變化的呢？冰原、寒風、企鵝。從個體到種群，從種群到群落。無不揭示一個原理整體不是部分疊加，“整體大于部分之和”！種群是由同種生物的個體在一定自然區(qū)域內組成的群體，并出現(xiàn)個體層次上所沒有的一系列特征。其中，種群密度是種群最基本的數(shù)量特征。在理想條件下，種群數(shù)量增長的數(shù)學模型為：Nt=N0t，呈“J”型曲線。然而，正常情況下，自然界中一定空間存在一定的環(huán)境容納量，種群數(shù)量增長會呈“S”型曲線。影響種群數(shù)量的因素很多，因此種群的數(shù)量常常出現(xiàn)波動，在不利條件下，種群數(shù)量會急劇下降甚至消亡。 在自然界

44、，多種生物的種群共同生活在一定時間和區(qū)域內，相互之間通過直接或間接的關系構成群落。同一群落的物種通過復雜的種間關系形成統(tǒng)一的整體。不同群落間，物種組成和物種的豐富度差別很大。群落的空間結構包括垂直結構和水平結構。群落會發(fā)生演替。演替可以分為初生演替和次生演替。人類為了一定目的開發(fā)利用自然資源，發(fā)展工農業(yè)生產，往往會使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度進行。在我國，退耕還林、還草、還湖，退牧還草是一項功在當代、惠及子孫的生態(tài)工程。 調查種群密度的方法有樣方法和標志重捕法等。描述、解釋和預測種群教量的變化，常常需要建立數(shù)學模型。科學研究中建立數(shù)學模型有著重要意義，它可以幫助人們理解自然界事物的

45、數(shù)量特征和數(shù)量變化規(guī)律。生命系統(tǒng)具有從細胞到生態(tài)系統(tǒng)的多個層次。種群和群落是其中的兩個層次，都是從“群體”的視角來觀察和研究生命系統(tǒng)。從不同的層次研究生命系統(tǒng)，會發(fā)現(xiàn)不同的問題，得到不同的認識。人類活動會對種群、群落的存在和發(fā)展產生重大影響，追求人與自然和諧發(fā)展是人類付出沉重代價后得出的教訓。第5章 生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性 生態(tài)系統(tǒng)是當今最受人們重視的研究領域之一，全球所面臨的資源與環(huán)境問題的解決，都有賴于對生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能、多樣性與穩(wěn)定性等諸多方面的研究。碧水、青草、牛羊地平線之外一片蒼茫?！靶⌒″厩颉痹谟钪嬷行D，承載著它的生命之網(wǎng)。生態(tài)系統(tǒng)是在一定空間中生物群落與其無機環(huán)境相互作用而形成

46、的統(tǒng)一整體。生態(tài)系統(tǒng)的結構包括兩方面的內容：生態(tài)系統(tǒng)的成分、食物鏈和食物網(wǎng)。生態(tài)系統(tǒng)含有生產者、消費者、分解者和非生物的物質與能量等基本成分。生態(tài)系統(tǒng)中，進行著物質循環(huán)、能量流動和信息傳遞過程，其中物質是可以被循環(huán)利用的，物質的循環(huán)帶有全球性；能量流動則是單向和逐級遞減的。生態(tài)系統(tǒng)中，各種各樣的信息在生物的生存、繁衍和調節(jié)種間關系等方面起著十分重要的作用。 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性包括抵抗力穩(wěn)定性和恢復力穩(wěn)定性。生態(tài)系統(tǒng)具有自我調節(jié)能力，這是生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎。生態(tài)系統(tǒng)中組成成分越多，食物網(wǎng)越復雜，抵抗外界干擾的能力就越強。當今全球出現(xiàn)的諸多環(huán)境問題，就與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性遭到破壞有關。 對系統(tǒng)內的組分

47、和種種過程進行分析時，數(shù)學方法有著廣泛而重要的應用。 整體的觀點、相互作用的觀點、動態(tài)平衡的觀點等，是隨著對生態(tài)系統(tǒng)的分析探討而加深理解的，這些觀點也是認識和理解其他許多問題的基礎。第6章 生態(tài)環(huán)境的保護 地球是人類賴以生存的唯一求園。數(shù)十億年生命的演化，不斷改變著地球的環(huán)境，使地球從荒蕪不毛之地，逐漸演變成生命的樂園。然而隨著人類的出現(xiàn)和人口的增多，人類的活動在很大程度上改變了地球的環(huán)境，使這個星球上許多生物的生存受到嚴重威脅，并且危及人類自身的生存和發(fā)展。在對待地球家園的問題上，人類再也不能只知索取，不知保護；更不能只圈眼前利益，不顧長遠利益。只有正確處理人與資源和環(huán)境的關系，走可持續(xù)發(fā)展

48、之路，才是人類唯一正確的選擇。天地與我并生，而萬物與我為一。莊子我們不是繼承父輩的地球，而是借用了兒孫的地球。聯(lián)合國人類環(huán)境宣言擁有良好的生態(tài)環(huán)境，是人類社會持續(xù)協(xié)調發(fā)展的基礎。人口增長過快造成了人與資源和環(huán)境之間的尖銳矛盾，因此，必須有效地控制人口的增長。我國將計劃生育定為一項基本國策，每位公民都必須清楚國家制定的人口發(fā)展目標，恪守有關的法律規(guī)定。 近些年來，日益嚴重的全球性生態(tài)環(huán)境問題引起全人類的關注。全球性氣候變化、臭氧層破壞、酸雨、海洋污染、土地荒漠化和生物多樣性銳減等，其危害具有全球性。這些問題的產生與人口增長過快有關，不合理的生產和生活方式也是產生這些問題的重要原因。解決這些問題既

49、需要國家和個人的努力，也需要全球合作。 生物多樣性是生物進化的結果，它既有人類可以直接利用的價值，又有維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性等間接價值，還有人類目前尚未明確認識的潛在價值。但是，由于長期以來人類的不合理利用，生物多樣性正在以驚人的速度銳減。 正是在全球性生態(tài)環(huán)境問題日益突出的背景下，有識之士提出了新的發(fā)展觀：“在不犧牲未來幾代人需要的情況下，滿足我們這代人的需要”，這就是可持續(xù)發(fā)展觀。這一觀念日益深入人心，已經成為人類的必然選擇。必修三 現(xiàn)代生物科技專題專題1 基因工程我們知道，煙草中含有的尼古丁是人類健康的殺手。但你聽說過將煙草改造成可以生產醫(yī)用蛋白的植物這一說法嗎？其實，人們只要將能夠生產藥

50、物蛋白的基目導入煙草中，煙草就可以變成批量生產荮物蛋白的工廠；當我們將這些蛋白質從煙草的葉片中提取出來，經純化制成藥物時，人類健康的殺手煙草，就變成了人類健康的“保護神”。這樣的奇思妙想如今已不是天方夜譚式的神話，而是20世紀70年代初興起的高新科技基因工程帶給人類的福音。讓們起來關注基因工程的由來，以及它迅猛發(fā)展吧！基因工程是按照人們的愿望，進行嚴格的設計，并通過體外DNA重組和轉基因等技術，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。由于基因工程是在DNA分子水平上的設計和施工的，因此又叫做DNA重組技術?；蚬こ淌窃谏锘瘜W、分子生物學和微生物學等學科的理論與技術的基礎上，發(fā)展起來的一門科學技術。它的應用領域十分廣泛，既可以作為研究許多基礎理論的一種手段，也可以利用此項技術創(chuàng)造出更符合人類需要的產品，解決常規(guī)方法不能解決的許多問題。 基因工程是一種DNA操作技術，需要借助限制酶、連接酶以及載體等工具才能進行?；蚬こ痰幕静僮鞒绦蚴牵菏紫韧ㄟ^不同的方法得到人們所需要的目的基因，然后