从分子到细胞、从代谢到遗传、从个体到生态系统,12 个板块把必修与选择性必修的主线串起来。每块都是「核心概念 → 过程规律 → 例题」三步走。
💡 生物是“理科中的文科”,但计算题(遗传概率、能量传递、碱基比例)必须动手算,不能只靠感觉。
| 类别 | 代表物质 | 要点 |
|---|---|---|
| 单糖 | 葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖 | 葡萄糖是“生命的燃料”,是细胞的主要能源物质 |
| 二糖 | 蔗糖(葡萄糖+果糖)、麦芽糖(葡萄糖×2)、乳糖(葡萄糖+半乳糖) | 蔗糖、麦芽糖是植物糖;乳糖是动物糖 |
| 多糖 | 淀粉、糖原、纤维素、几丁质 | 淀粉、糖原为储能物质;纤维素、几丁质为结构物质 |
| 脂肪 | 甘油 + 脂肪酸 | 最好的储能物质,还有保温、缓冲减压作用 |
| 磷脂 | 甘油、脂肪酸、磷酸等 | 构成生物膜的基本骨架 |
| 固醇 | 胆固醇、性激素、维生素 D | 胆固醇参与动物细胞膜的构成和脂质运输 |
基本单位是氨基酸,约 20 种。每种氨基酸至少含一个氨基(—NH₂)和一个羧基(—COOH),且都连在同一个碳原子上,这个碳还连一个 H 和一个侧链基团(R 基)。人体必需氨基酸 8 种(婴儿 9 种),必须从食物中获取。
蛋白质多样性的四个原因:氨基酸的种类、数目、排列顺序不同,以及肽链的空间结构千差万别。功能:结构、催化(酶)、运输(血红蛋白)、免疫(抗体)、调节(胰岛素)、信息传递。
| 比较项 | DNA | RNA |
|---|---|---|
| 五碳糖 | 脱氧核糖 | 核糖 |
| 特有碱基 | 胸腺嘧啶 T | 尿嘧啶 U |
| 共有碱基 | A、G、C | |
| 链数 | 一般双链(规则双螺旋) | 一般单链 |
| 基本单位 | 脱氧核苷酸 | 核糖核苷酸 |
| 分布 | 主要在细胞核 | 主要在细胞质 |
核苷酸 = 磷酸 + 五碳糖 + 含氮碱基。DNA 是主要遗传物质,RNA 在少数病毒中作遗传物质。
题:某蛋白质由 3 条肽链构成,共含 124 个氨基酸,则其肽键数和相对分子质量共减少的量分别是(氨基酸平均相对分子质量 120,不考虑二硫键)
解:肽键数 = 124 − 3 = 121。每个肽键形成时脱去 1 分子水(18),故相对分子质量减少 121 × 18 = 2178。
易错:若问“至少有多少个游离氨基”,答案是 3(每条肽链至少 1 个),R 基上的氨基另算。
| 细胞器 | 膜 | 主要功能 | 分布 |
|---|---|---|---|
| 线粒体 | 双层(内膜内折成嵴) | 有氧呼吸的主要场所,含少量 DNA 与 RNA | 动植物细胞 |
| 叶绿体 | 双层(内含基粒,基粒由类囊体堆叠) | 光合作用的场所,含少量 DNA 与 RNA | 植物绿色部分 |
| 内质网 | 单层 | 蛋白质合成与加工、脂质合成的“车间”,是运输通道 | 动植物细胞 |
| 高尔基体 | 单层 | 动物:分泌蛋白的加工、分类、包装;植物:与细胞壁形成有关 | 动植物细胞 |
| 核糖体 | 无膜 | 蛋白质合成的“装配机器”(氨基酸脱水缩合) | 几乎所有细胞 |
| 溶酶体 | 单层 | “消化车间”,含多种水解酶,分解衰老、损伤的细胞器 | 主要为动物细胞 |
| 液泡 | 单层 | 调节细胞内环境、维持渗透压,含色素与糖类等 | 植物细胞(成熟植物细胞有大液泡) |
| 中心体 | 无膜 | 与有丝分裂中纺锤体的形成有关 | 动物细胞和某些低等植物细胞 |
💡 判断“是不是植物细胞特有”的常考陷阱:高尔基体、内质网、核糖体、线粒体都是动植物共有;叶绿体、液泡是植物特有;中心体是动物和低等植物特有。
核膜(双层膜,有核孔,实现核质间物质交换与信息交流)+ 核仁(与某种 RNA 的合成及核糖体的形成有关)+ 染色质(DNA 与蛋白质)。功能:细胞遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。
题:用 3H 标记的亮氨酸培养豚鼠胰腺腺泡细胞,放射性依次出现的结构是?
解:核糖体(合成肽链)→ 内质网(初步加工)→ 高尔基体(进一步加工、分类包装)→ 细胞膜(经胞吐分泌)。线粒体全程供能,但没有放射性依次出现。
结论:分泌蛋白的路径口诀「核糖体 → 内质网 → 高尔基体 → 细胞膜」,工具是囊泡,供能靠线粒体。
| 方式 | 方向 | 载体 | 耗能 | 典型例子 |
|---|---|---|---|---|
| 自由扩散 | 高浓度 → 低浓度 | 不需 | 不耗 | O₂、CO₂、甘油、乙醇、苯 |
| 协助扩散 | 高浓度 → 低浓度 | 需要 | 不耗 | 葡萄糖进入红细胞 |
| 主动运输 | 低浓度 → 高浓度 | 需要 | 耗 ATP | 小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸;根吸收无机盐;神经细胞排 Na⁺ 吸 K⁺ |
| 胞吞 / 胞吐 | 大分子、颗粒 | — | 耗 ATP | 白细胞吞噬病菌;胰岛素分泌 |
💡 自由扩散与协助扩散都属于被动运输,共同点是不消耗能量;区别在于是否需要载体蛋白。无机盐离子、氨基酸等小分子虽然小,却常常是主动运输。
ATP 是细胞的直接能源物质。细胞内 ATP 含量很少,但 ATP 与 ADP 的相互转化十分迅速,能保证能量的持续供应。合成 ATP 的能量来源:动物、人靠呼吸作用;绿色植物靠光合作用和呼吸作用。
题:将某酶置于 0 ℃ 与 100 ℃ 环境中各处理一段时间,再恢复到最适温度,酶活性分别如何变化?
解:0 ℃ 时酶活性很低但空间结构未被破坏,恢复最适温度后活性恢复;100 ℃ 时酶的空间结构被破坏,已变性失活,恢复温度后活性不能恢复(为 0)。
记忆:冷是“休眠”,热是“死亡”。
| 比较项 | 光反应 | 暗反应(碳反应) |
|---|---|---|
| 场所 | 类囊体薄膜上 | 叶绿体基质中 |
| 条件 | 光、色素、酶 | 多种酶(不需光) |
| 物质变化 | 水的光解:2H₂O → 4[H] + O₂;ADP + Pi → ATP | CO₂ 固定:CO₂ + C₅ → 2C₃;C₃ 还原:C₃ + [H] + ATP → (CH₂O) + C₅ |
| 能量变化 | 光能 → ATP 和 NADPH 中活跃的化学能 | 活跃化学能 → 糖类中稳定的化学能 |
| 联系 | 光反应为暗反应提供 [H](NADPH)和 ATP;暗反应为光反应提供 ADP、Pi | |
💡 净光合速率 = 真正光合速率 − 呼吸速率。题目说“CO₂ 吸收量”一般指净光合,“CO₂ 固定量/同化量”一般指真正光合。
用无水乙醇(加少许 SiO₂ 助研磨、CaCO₃ 防止色素被破坏)提取色素,用层析液(纸层析法)分离。滤纸条上从上到下依次为:
| 顺序(上→下) | 色素 | 颜色 | 吸收光 |
|---|---|---|---|
| 1(扩散最快) | 胡萝卜素 | 橙黄色 | 主要吸收蓝紫光 |
| 2 | 叶黄素 | 黄色 | 主要吸收蓝紫光 |
| 3 | 叶绿素 a | 蓝绿色 | 主要吸收红光和蓝紫光 |
| 4(最慢) | 叶绿素 b | 黄绿色 | 主要吸收红光和蓝紫光 |
题:其他条件适宜,突然停止光照,短时间内 C₃ 和 C₅ 的含量如何变化?
解:停止光照 → 光反应停止 → [H] 和 ATP 减少 → C₃ 的还原受阻,C₃ 消耗减少而积累,故 C₃ 增多;C₃ 还原再生 C₅ 的过程也受阻,C₅ 来源减少,故 C₅ 减少。
反向题:突然降低 CO₂ 浓度 → 固定减弱 → C₃ 生成少(C₃ 减少)、C₅ 消耗少(C₅ 增多)。两组变化正好相反,记住“因变量跟着哪一步走”。
| 阶段 | 场所 | 反应 | 能量 |
|---|---|---|---|
| 第一阶段 | 细胞质基质 | C₆H₁₂O₆ → 2 丙酮酸 + 4[H] | 少量 |
| 第二阶段 | 线粒体基质 | 2 丙酮酸 + 6H₂O → 6CO₂ + 20[H] | 少量 |
| 第三阶段 | 线粒体内膜 | 24[H] + 6O₂ → 12H₂O | 大量 |
1 mol 葡萄糖彻底氧化分解释放能量约 2870 kJ,其中约 1161 kJ 储存在 ATP 中,其余以热能散失。O₂ 只在第三阶段被消耗,CO₂ 只在第二阶段产生。
无氧呼吸只在第一阶段产生少量 ATP,1 mol 葡萄糖释放能量约 196.65 kJ,远少于有氧呼吸。乳酸发酵不产生 CO₂,这是判断发酵类型的关键。
题:某植物种子在萌发过程中释放的 CO₂ 量是吸收 O₂ 量的 2 倍,则其细胞呼吸方式是?
解:设吸收 O₂ 为 x,则释放 CO₂ 为 2x。有氧呼吸中吸收 O₂ 与释放 CO₂ 的体积比为 1:1,故有氧呼吸释放 CO₂ 为 x;剩余 x 的 CO₂ 来自无氧呼吸。而无氧呼吸释放 1 分子 CO₂ 需消耗 1/2 分子葡萄糖,故无氧呼吸消耗葡萄糖 x/2,与有氧呼吸消耗的葡萄糖 x/6 之比为 3:1。
结论:既有氧呼吸又有酒精发酵,两种方式消耗葡萄糖之比为 3:1。
连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,为一个细胞周期。包括分裂间期(在前,占大部分时间)和分裂期。间期完成 DNA 复制和有关蛋白质的合成。
| 比较项 | 减数第一次分裂 | 减数第二次分裂 |
|---|---|---|
| 同源染色体 | 有,前期联会形成四分体 | 无 |
| 关键事件 | 后期同源染色体分离、非同源染色体自由组合;前期可有非姐妹染色单体交叉互换 | 后期着丝点分裂,姐妹染色单体分开 |
| 结果 | 染色体数目减半(2N → N),DNA 减半 | 染色体数不变,DNA 再减半 |
💡 判断依据:有同源染色体的分离 → 减数第一次分裂;无同源染色体且着丝点分裂 → 减数第二次分裂后期;有同源染色体且着丝点分裂 → 有丝分裂后期。
题:某二倍体生物体细胞染色体数为 2N = 8,则其减数第二次分裂后期细胞中的染色体数和 DNA 分子数分别是?
解:减数第一次分裂结束,子细胞染色体数减半为 4 条(每条含 2 个染色单体,DNA 为 8)。减数第二次分裂后期着丝点分裂,染色单体分开成为子染色体,染色体数暂时加倍为 8 条;DNA 数不变,仍为 8。
易错:此时虽为 8 条染色体,但没有同源染色体——判断时期的关键不是数目而是有无同源染色体。
| 定律 | 发生时期 | 实质 | 典型比例 |
|---|---|---|---|
| 基因的分离定律 | 减数第一次分裂后期 | 等位基因随同源染色体的分开而分离,进入不同配子 | Aa × Aa → 表现型 3:1,基因型 1:2:1 |
| 基因的自由组合定律 | 减数第一次分裂后期 | 非同源染色体上的非等位基因自由组合 | AaBb × AaBb → 表现型 9:3:3:1 |
适用前提:自由组合定律只适用于非同源染色体上的非等位基因;同源染色体上的非等位基因表现为连锁。
多对基因独立遗传时,先拆开单对算,再相乘。例如 AaBb × AaBb 中 A_B_ 的比例 = (3/4) × (3/4) = 9/16。
红绿色盲基因是 X 染色体上的隐性基因,Y 染色体上没有其等位基因。
题:一对表现型正常的夫妇生了一个患白化病(常染色体隐性,a)的男孩。再生一个孩子,是白化病男孩的概率是多少?
解:双亲正常却有 aa 患儿 → 双亲均为 Aa。再生一个孩子患白化病概率 1/4,是男孩概率 1/2,故为白化病男孩的概率 = 1/4 × 1/2 = 1/8。
对比:若问“再生一个男孩,是白化病的概率”,则性别已确定,答案是 1/4。审题时先看性别是否已知!
| 比较项 | 转录 | 翻译 |
|---|---|---|
| 场所 | 主要在细胞核(线粒体、叶绿体也能) | 细胞质中的核糖体 |
| 模板 | DNA 的一条链 | mRNA |
| 原料 | 4 种核糖核苷酸 | 约 20 种氨基酸 |
| 产物 | mRNA(还有 tRNA、rRNA) | 蛋白质(多肽) |
| 配对方式 | A—U、T—A、G—C、C—G | 密码子(mRNA)与反密码子(tRNA)互补配对 |
密码子:mRNA 上决定一个氨基酸的 3 个相邻碱基。共 64 种,其中 61 种决定氨基酸,3 种是终止密码子。密码子的简并性:一种氨基酸可由一种或多种密码子决定。一种 tRNA 只能携带一种氨基酸。
补充:RNA → RNA(RNA 复制)、RNA → DNA(逆转录),见于某些病毒。
| 类型 | 本质 | 光学显微镜下可见 | 意义 |
|---|---|---|---|
| 基因突变 | 碱基对的替换、增添、缺失,基因结构改变 | 不可见 | 变异的根本来源,产生新基因 |
| 基因重组 | 控制不同性状的基因重新组合(减数第一次分裂后期自由组合、前期交叉互换;基因工程) | 不可见 | 形成生物多样性的重要原因 |
| 染色体变异 | 结构变异(缺失、重复、倒位、易位);数目变异(个别增减或成倍增减) | 可见 | 导致性状改变,如 21 三体综合征 |
💡 基因突变的特点:普遍性、随机性、低频性、不定向性、多害少利。染色体组:细胞内一组非同源染色体,形态功能各不相同,携带着控制一种生物生长发育的全部遗传信息。
题:一个双链 DNA 分子含 1000 个碱基对,其中 A 有 300 个,则该 DNA 中 G 的个数是?
解:双链 DNA 中 A = T、G = C。总碱基数 = 2000,A = T = 300,故 G + C = 2000 − 600 = 1400,G = C = 700。
推论:任意双链 DNA 中 (A + G) = (T + C) = 50%。这条“50% 规则”能秒杀大量碱基计算题。
内环境(细胞外液)主要由血浆、组织液、淋巴组成,是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。稳态指内环境的温度、渗透压、酸碱度等理化性质保持相对稳定(动态平衡),由神经—体液—免疫调节网络共同维持。
| 比较项 | 体液免疫 | 细胞免疫 |
|---|---|---|
| 主要细胞 | B 细胞 → 浆细胞 | T 细胞 → 效应 T 细胞 |
| 作用物质/方式 | 产生抗体,与抗原特异性结合 | 效应 T 细胞与靶细胞密切接触,使靶细胞裂解死亡 |
| 对象 | 细胞外的病原体及毒素 | 被病原体感染的细胞、癌细胞、移植器官的细胞 |
免疫失调:过敏反应(免疫过强,再次接触过敏原)、自身免疫病(如类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮)、免疫缺陷病(如艾滋病 HIV 攻击 T 细胞)。
题:刺激某神经纤维中段,兴奋能传到两端吗?刺激突触前膜一侧,兴奋能越过突触反向传吗?
解:神经纤维上兴奋传导是双向的,中段刺激可向两端传导(但需经完整反射弧才能叫“反射”)。突触处递质只能从突触前膜释放、作用于突触后膜,故兴奋单向传递,不能倒传。
结论:纤维上双向,突触处单向——这是“验证兴奋传导方向”实验题的核心。
| 方法 | 适用对象 | 要点 |
|---|---|---|
| 样方法 | 植物、活动能力弱的小动物(如蚜虫、跳蝻) | 随机取样(五点取样法、等距取样法),取各样方平均值 |
| 标志重捕法 | 活动能力强、活动范围大的动物 | N = 初次捕获数 M × 重捕总数 n ÷ 重捕中标志数 m |
💡 误差分析:标志物脱落、标志物过于醒目使被标志个体更易被再次捕获(m 偏大)→ N 偏小;标志物影响活动使更难再捕(m 偏小)→ N 偏大。
基本特征:种群密度(最基本的数量特征)、出生率和死亡率、迁入率和迁出率(决定密度变化的直接因素)、年龄组成(预测数量变化趋势:增长型、稳定型、衰退型)、性别比例(通过影响出生率影响密度)。
| 比较项 | “J”型 | “S”型 |
|---|---|---|
| 条件 | 食物和空间充裕、气候适宜、无敌害(理想条件) | 资源有限、存在环境阻力 |
| 模型 | Nt = N₀ λt | 有环境容纳量 K |
| 增长速率 | 持续增大 | 先增大后减小,K/2 时最大,K 时为 0 |
| 应用 | 引入初期的外来物种 | 渔业捕捞后保持 K/2,增长最快 |
题:先捕获并标志 40 只鼠,一段时间后重捕 50 只,其中有标志的 5 只,则该区域鼠的种群密度约为?(面积 2 公顷)
解:N = M × n / m = 40 × 50 / 5 = 400 只。种群密度 = 400 ÷ 2 = 200 只/公顷。
注意:标志重捕法要求标志物不脱落、不显著影响其活动与被捕食概率,否则结果偏差。
非生物的物质和能量(阳光、热能、水、无机盐)+ 生产者(自养生物,主要是绿色植物,是生态系统的基石)+ 消费者(异养生物,加快物质循环)+ 分解者(细菌、真菌等,把有机物分解为无机物)。
💡 计算口诀:求“至少/最多”消耗 → 用最高效率(20%),从高营养级往低营养级除;求“最多/至少”获得 → 用最低效率(10%),从低往高乘。
组成生物体的 C、H、O、N、P、S 等元素在生物群落与无机环境之间往返运动。特点:全球性、循环往复。
碳在生物群落与无机环境之间以 CO₂ 形式循环,在生物群落内部以含碳有机物形式沿食物链传递。
题:某食物链为 草 → 兔 → 狼。若狼的体重增加 1 kg,按 20% 的传递效率计算,至少需要消耗草多少 kg?
解:从高营养级往低营养级除效率:兔需 1 ÷ 20% = 5 kg;草需 5 ÷ 20% = 25 kg。
易错:若按 10% 计算则为 100 kg。“至少消耗”对应最高效率(20%),“最多消耗”对应最低效率(10%)。
三种工具:
需要:模板 DNA、一对引物、四种 dNTP、耐高温的 DNA 聚合酶(Taq 酶)、缓冲液与 Mg²⁺。扩增 n 轮理论上得到 2ⁿ 个 DNA 片段。
| 产品 | 微生物 | 条件 | 温度 |
|---|---|---|---|
| 果酒 | 酵母菌(真核,兼性厌氧) | 先通气繁殖,后密封无氧发酵 | 18~25 ℃ |
| 果醋 | 醋酸菌(原核,好氧) | 持续通入氧气 | 30~35 ℃ |
| 泡菜 | 乳酸菌(原核,厌氧) | 密封无氧 | 常温 |
题:用同一种限制酶切割目的基因和质粒后,用 DNA 连接酶连接,可能形成几种重组 DNA?
解:同一种限制酶产生相同的黏性末端,连接时可能出现:①目的基因与质粒正向连接(所需);②目的基因与质粒反向连接;③质粒自身环化;④目的基因自身连成二聚体。因此需通过标记基因筛选并检测。
结论:单酶切易自连,实践中常用双酶切以减少自身环化和反向连接。
知识页只是骨架,真正的熟练度来自动手做题。建议顺序:先把 训练.html 的三关刷到 80% 以上,再做 测试.html 计时模拟。