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生物基础知识点手册

一、细胞结构与功能

细胞是生物体结构和功能的基本单位。原核细胞没有成形的细胞核，如细菌，其遗传物质集中在拟核区域。真核细胞具有细胞核，包含核膜、核仁、染色质等结构。

细胞膜具有选择透过性，主要由脂质和蛋白质组成，还含有少量糖类。它的功能包括将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞以及进行细胞间的信息交流。

细胞质中包含多种细胞器。线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，被称为“动力车间”；叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，可看作是“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。

二、生物的新陈代谢

1.酶

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、专一性和作用条件较温和等特性。它能降低化学反应的活化能，从而提高反应速率。

2.光合作用

光合作用的反应式为：$6CO_2+12H_2O\xrightarrow[叶绿体]{光能}C_6H_{12}O_6+6O_2+6H_2O$。光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行，包括水的光解和ATP的合成；暗反应阶段在叶绿体基质中进行，包括$CO_2$的固定和$C_3$的还原。影响光合作用的因素有光照强度、温度、$CO_2$浓度等。

3.呼吸作用

有氧呼吸的反应式为：$C_6H_{12}O_6+6O_2+6H_2O\xrightarrow[]{酶}6CO_2+12H_2O+能量$。有氧呼吸分为三个阶段，第一阶段在细胞质基质中进行，第二、三阶段在线粒体中进行。无氧呼吸的反应式为：$C_6H_{12}O_6\xrightarrow[]{酶}2C_2H_5OH+2CO_2+少量能量$（植物、酵母菌等）或者$C_6H_{12}O_6\xrightarrow[]{酶}2C_3H_6O_3+少量能量$（动物、乳酸菌等）。

三、细胞的生命历程

1.细胞增殖

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；分裂期又分为前期、中期、后期和末期。有丝分裂过程中染色体的形态和数目会发生规律性变化，保证了遗传物质的平均分配。

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、多种酶的活性降低、色素积累、呼吸速率减慢、细胞核体积增大、细胞膜通透性改变等。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

细胞癌变是细胞的畸形分化。癌细胞的特征有无限增殖、形态结构发生显著变化、细胞表面发生变化（糖蛋白减少，容易扩散和转移）。引起细胞癌变的因素有物理致癌因素、化学致癌因素和病毒致癌因素等。

四、遗传的基本规律

1.孟德尔遗传定律

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.基因与染色体的关系

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位于染色体上，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

性染色体上的基因控制的性状遗传总是和性别相关联，这种遗传方式称为伴性遗传。例如红绿色盲、抗维生素D佝偻病等遗传病就是伴性遗传疾病。

五、生物的变异与进化

1.生物变异

生物变异分为可遗传变异和不可遗传变异。可遗传变异包括基因突变、基因重组和染色体变异。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。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（个别染色体增加或减少、以染色体组的形式成倍地增加或减少）。

2.生物进化

现代生物进化理论的主要内容包括：种群是生物进