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知识手册
高中生物模块一 细胞呼吸和光合作用
一、细胞呼吸
模块一 细胞呼吸和光合作用 1（一）有氧呼吸
场所 反应物 生成物 释放能量
第一阶段 细胞质基质 C H O 、ADP、Pi 丙酮酸、[H]、ATP 少量
6 12 6
第二阶段 线粒体基质 丙酮酸、H O、ADP、Pi CO 、[H] 、ATP 少量
2 2
第三阶段 线粒体内膜 O 、[H]、ADP、Pi H O 、ATP 大量
2 2
总反应式
细胞内，1mol 葡萄糖彻底氧化分解释放能量 2870kJ，其中 977.28kJ 左右的
能量去向
能量储存在ATP 中，其余的能量则以热能形式散失。
（二）无氧呼吸
动物、乳酸菌、高等植物某些器官
高等植物、酵母菌细胞中
（马铃薯块茎、甜菜块根等）细胞中
场所 细胞质基质 细胞质基质
第
一 反应物 C H O C H O
6 12 6 6 12 6
阶
生成物 丙酮酸、[H] 丙酮酸、[H]
段
释放能量 少量 少量
场所 细胞质基质 细胞质基质
第
二 反应物 丙酮酸、[H] 丙酮酸、[H]
阶 生成物 酒精、CO 乳酸
2
段
释放能量 无 无
总反应式
无论是分解成酒精、二氧化碳或者是转化成乳酸，都只在第一阶段释放少
能量去向 量能量，生成少量的ATP，葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳
酸中。
2 高中生物知识手册（三）细胞呼吸的意义
①为生命活动提供能量；
②维持体温；
③为其他物质的合成提供原料。
（四）细胞呼吸的影响因素及其应用
影响因素 分析 应用
①低温储存蔬菜、水果。
温度 影响酶的活性 ②大棚种植夜间和阴天时适当降温，降低呼
吸作用，减少有机物消耗，提高产量。
在一定范围内，细胞呼吸速率 作物种子储存时，保持干燥条件，以减弱呼
水分
随含水量的增加而增大。 吸作用，减少有机物消耗。
①选用“创可贴”、透气的纱布包扎伤口，
避免厌氧菌的繁殖。
伤口较深时需注射破伤风抗毒血清，避免破
伤风芽孢杆菌繁殖引发破伤风。
②适当的低氧条件保存水果、蔬菜，抑制呼
吸作用，减少有机物消耗，延长保鲜时间。
③利用酵母菌、醋酸杆菌等发酵生产各种酒、
O 浓度
2
食醋等时要注意控制通气情况。
④作物栽培时要及时松土，利于根的有氧呼
吸，促进无机盐的吸收。
⑤稻田定期排水，否则根部无氧呼吸产生的
酒精积累，导致烂根。
⑥提倡有氧运动。因为剧烈运动时氧气不足，
细胞无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀乏力。
从化学平衡的角度分析，CO 增加空气中的 CO 浓度抑制呼吸作用，减少
2 2
CO 浓度
2
浓度增加，呼吸速率下降 有机物消耗，延长水果、蔬菜保鲜时间。
模块一 细胞呼吸和光合作用 3（五）细胞呼吸方式的判断方法（以利用葡萄糖进行细胞呼吸，且以无氧呼吸产生酒精和二
氧化碳为例）
物质的比值
生理状况
只进行有氧呼吸 X=1 酒精生成量=0
有氧呼吸强度大于无氧呼吸强度 1<X<4/3 Y>4
有氧呼吸强度等于无氧呼吸强度 X=4/3 Y=4
无氧呼吸强度大于有氧呼吸强度 X>4/3 1<Y<4
只进行无氧呼吸 O 消耗量=0 Y=1
2
二、光合作用
（一）光合作用的探究历程
年代，科学家 实验和结论
1771年 植物可以更新空气。但是，有人重复该实验得出相反结论：植物跟动物
普利斯特利 一样能使空气变污浊。
1779年 普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功；植物体只有绿叶才能更
英格豪斯 新污浊的空气。
实验：
①把绿叶先在暗处放置几小时，目的是：消耗掉叶片中的营养物质。
1864年 ②让叶片一半曝光，另一半遮光。
萨克斯 ③将叶片用热酒精脱色。
④用碘蒸气处理叶片，结果：曝光一半呈深蓝色；遮光一半没有颜色变化。
结论：光合作用的产物有淀粉。
4 高中生物知识手册实验一 实验二
结论： 结论：
氧是由叶绿体释放出来的，叶 叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光
1881年 绿体是绿色植物进行光合作用 合作用，放出氧气。
的场所。
恩格尔曼
实验分析：
①水绵不仅具有细而长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状分布在细胞中，
便于观察与分析研究。
②将临时装片置于黑暗且无空气的环境中，排除了环境中光线和 O 的
2
影响。
③选用极细的光束照射，并且用好氧细菌进行检测，从而能准确判断出
水绵细胞中释放O 的部位。
2
④进行黑暗和曝光的对比实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。
⑤也可用厌氧细菌进行该实验。
1941年
实验方法：同位素标记法；结论：光合作用释放的氧气来自水
鲁宾和卡门
实验方法：同位素标记法
20世纪40年代，
探明了 CO 在光合作用中转化成有机物中碳的途径：14CO →14C →
2 2 3
卡尔文
（14CH O）
2
模块一 细胞呼吸和光合作用 5（二）捕获光能的色素
种类 功能
类胡萝卜素 胡萝卜素（橙黄色，含量占8%）
主要吸收蓝紫光
（含量约占1/4） 叶黄素（黄色，含量占17%） 吸收、传递、
叶绿素 叶绿素a（蓝绿色，含量占50%） 主要吸收蓝紫光 转换光能
（含量约占3/4） 叶绿素b（黄绿色，含量占25%） 和红光
（三）光合作用的过程
1.光反应阶段与暗反应阶段的比较和关系
光反应阶段 暗反应阶段
反应部位 叶绿体类囊体的薄膜上 叶绿体基质中
反应条件 光合色素、酶、光能 酶
反应时间 短促、以微秒计 较缓慢
反应物 H O、ADP、Pi、NADP+ CO 、C 、ATP、NADPH（[H]）
2 2 5
物质变化
光能转变为 ATP、NADPH 中活 ATP、NADPH 中活跃的化学能转变为
能量变化
跃的化学能 有机物中稳定的化学能
6 高中生物知识手册产物 O 、ATP、NADPH([H]) (CH O)、 H O、C 、ADP、Pi、NADP+
2 2 2 5
光反应阶段为暗反应阶段提供 ATP、NADPH（[H]）；暗反应阶段为光反
两阶段的关系
应阶段提供ADP、Pi、NADP+
实质 合成有机物，储存能量，释放氧气
总反应式
2.外界条件骤然改变，短暂时间内光合作用过程中各种物质的变化
C C [H]和ATP (CH O) 合成量
3 5 2
停止光照、CO 供应不变 增加 减少 减少 减少
2
突然光照、CO 供应不变 减少 增加 增加 增加
2
停止CO 供应、光照不变 减少 增加 增加 减少
2
CO 供应增加、光照不变 增加 减少 减少 增加
2
(CH O)运输受阻、光照不变、CO 供应不变 增加 减少 增加 减少
2 2
（四）光合作用的意义
1. 制造有机物，将光能转化为化学能储存在有机物中，是自然界最基本的物质代谢和能量代
谢。为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。
2.维持大气中O 和CO 含量的相对稳定。
2 2
3.对生物的进化具有重要作用。
①20~30亿年前，蓝藻制造O ，使进行有氧呼吸的生物得以发生和发展。
2
②O 可形成O ，可以滤去紫外线，减轻其对生物的伤害，使水生生物开始逐渐在陆地生活，
2 3
进而形成广泛分布的各种动植物。
模块一 细胞呼吸和光合作用 7（五）光合作用的影响因素及应用
影响因素 分析 农业生产上的应用
光照
适当提高光照强度
强度
光 光照 延长光合作用时间，增加有机物的积累
人工光照、套种、轮作
照 时间 量。
光照 增大光照面积，增加单位时间内有机物
合理密植、间种、立体种植、改变株型
面积 的生成量。
相同光照强度，一般红光和蓝紫光下植 温室大棚使用无色透明玻璃；使用有
光质
物光合速率最大，绿光下光合速率最低。 色玻璃降低光合作用
①农田农作物：合理密植，确保良好
的通风，使空气不断地流过叶面，有
CO 浓度 助于提供较多的CO 。
2 2
②温室农作物：增施农家肥、气肥（如
NH HCO ）；或使用CO 发生器。
4 3 2
主要通过影响有关酶的活性而影响光合 ①农田农作物：适时播种
温度
速率。 ②温室农作物：可适当提高温度
①水是光合作用的原料，缺水可直接影
响光合作用。
水分 合理灌溉
②缺水可导致气孔关闭，限制 CO 的
2
吸收，从而间接 响光合作用。
① N、Mg、Fe、Mn 等是叶绿素合成的
必需元素。
必需矿质
②K、P等缺乏影响糖类的转化和运输。 合理施肥
元素
③ P 参与叶绿体膜的构成，也是 ATP
的组成元素
8 高中生物知识手册三、光合作用与细胞呼吸的关系
（一）光合作用和细胞呼吸比较和联系
光合作用 细胞呼吸 联系
代谢
同化作用 异化作用
类型
物质 把 无 机 物 CO 和 H O 分解有机物产生 CO
2 2 2
变化 合成有机物(CH O) 和H O
2 2
能量 化学能 →ATP 中的能
光能→化学能(储能)
变化 量、热能（放能）
实质 合成有机物，储存能量 分解有机物、释放能量
场所 叶绿体 细胞质基质、线粒体
(注：图示光合速率大于呼吸速率)
条件 只在光下进行 有光、无光都能进行
（二）光合作用和细胞呼吸的相关
计算公式：
坐标图：
模块一 细胞呼吸和光合作用 9四、生物的基本代谢类型
同化作用：指生物体把从外界获取的营养物质转变成自身的组成成分，并储存能量的变化过程。
异化作用：指生物体能够把自身的一部分组成物质加以分解，释放出其中的能量，并且把分解的
终产物排出体外的变化过程。
生物的基本代谢类型有：自养需氧型、自养厌氧型、异养需氧型、异养厌氧型。此外，酵母
菌的代谢类型是异养兼性厌氧型。
光能自养型：如蓝藻
化能自养型：如硝化细菌
同化作用 自养型
类型
异养型
异化作用 需氧型
类型 厌氧型
10 高中生物知识手册模块二 遗传规律
★ 相关名词
交配类
杂交：基因型不同的个体交配，符号： 。例如：植物的异花授粉、基因型不同的雌雄动物
相互交配。
自交：基因型相同的个体交配，符号： 。例如：植物的自花（或同株异花）传粉。
应用：
①不断提高纯合子的比例。
当杂合子（Aa）自交n代后，
1
后代中的杂合子（Aa）所占比例为
2n
纯合子AA、aa所占比例分别为 (1− 1 )× 1
2n 2
②植物纯合子、杂合子的鉴定。
测交：待测个体与隐性个体交配 ( 属于杂交 )。应用：纯合子、杂合子的鉴定（注意若待测
个体为雄性动物，应注意与多个隐性雌性个体交配，以便获得更多的子代个体，使统计结果
更有说服力）。
回交：杂交子一代与亲本或与亲本基因型相同的个体杂交。
模块二 遗传规律 11正交和反交：是一对相对概念，若甲作母本乙作父本为正交，则乙作母本甲作父本为反交。
应用：检验是细胞核遗传还是细胞质遗传；检验是常染色体遗传还是伴性遗传。
性状类
性状：生物体的形态特征和生理特性的总称。
相对性状：同种生物同一性状的不同表现类型。
显性性状：具有相对性状的两个纯合亲本杂交所产生的子一代显现出来的性状。
隐性性状：具有相对性状的两个纯合亲本杂交所产生的子一代未显现出来的性状。
性状分离：杂种自交后代中，同时出现显性性状和隐性性状的现象。
基因类
等位基因：控制相对性状的基因，如D和d。
显性基因：控制显性性状的基因，如D。
隐性基因：控制隐性性状的基因，如d。
个体类
表现型：生物个体表现出来的性状，如豌豆的高茎、矮茎。
基因型：与表现型相关的基因组成，如DD、 Dd、dd。
纯合子：由相同基因的配子结合成的合子发育成的个体，如DD、dd。也称纯合体、纯种。
纯合子自交后代仍是纯合子，能够稳定遗传。
杂合子：由不同基因的配子结合成的合子发育成的个体，如 Dd。也称杂合体、杂种。杂合
子自交后代会出现性状分离，不能稳定遗传。
一、基因的分离定律
（一）豌豆作为遗传实验材料的主要优点
1.豌豆是自花传粉，闭花受粉的植物，在自然状态下一般都是纯种。
2.豌豆的不同品种之间具有易于区分的相对性状，并且能够稳定遗传给后代。
3.豌豆豆荚成熟后子粒都留在豆荚中，便于计数。
4.豌豆花大，其结构特点利于进行人工去雄和异花授粉等杂交操作。
（二）杂交操作：
12 高中生物知识手册（三）一对相对性状的杂交实验
1.实验过程及现象：
2.对分离现象的解释（假说）
①生物的性状是由遗传因子决定的。这些因子既不相互融合，也不会在传递中消失。每个因
子决定着一种特定的性状，其中，决定显性性状的为显性遗传因子，用大写字母（如D）表
示；决定隐性性状的为隐性遗传因子，用小写字母（如d）表示。
②体细胞中遗传因子是成对存在的。例如：纯种高茎豌豆的体细胞中有成对的遗传因子
DD，纯种矮茎的豌豆体细胞中有成对的遗传因子dd。因为F 自交的后代中出现了隐性性状，
1
所以 F 细胞中必然含有隐性遗传因子；而F 表现的是显性性状，因此F 体细胞中的遗传因
1 1 1
子应该是Dd。
③生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中。
配子中只含有每对遗传因子中的一个。
④受精时，雌雄配子的结合是随机的。例如，含遗传因子D的配子，既可以与含遗传因子D
的配子结合，又可以与含遗传因子d的配子结合。
模块二 遗传规律 133.对分离现象解释的验证
①用假说预测其他实验结果
设计测交实验：用F 高茎豌豆与隐性纯合子矮茎豌豆杂交。
1
预测结果：分离比为1:1
②实际结果：高茎：矮茎 = 30 : 34
③分析：实际结果和理论分析基本相符，测交后代的表现型反映了 F 配子的类型和比例，
1
这样从测交后代性状分离比看，就证明了F 体细胞中Dd 这一对基因，在形成配子时分离形
1
成了2种类型的配子：D、d，它们之间的数量比为1:1。
假说—演绎法：在观察和分析基础上提出问题以后，通过推理和想象提出解释问题的假说，
根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符，
就证明假说是正确的，反之，则说明假说是错误的。这是现代科学研究中常用的一种科学方
法，叫做假说－演绎法。
（四）基因的分离定律
1.内容：在生物的体细胞中，控制着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。
2.验证基因的分离定律的方法
①自交法：自交后代出现性状分离且分离比为3:1，即可证明。
②测交法：测交后代显性性状和隐性性状的个体数量比为1:1，即可证明。
③花粉鉴定法：非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同颜色。杂合子非糯性水稻的花粉遇碘
呈现两种不同颜色，且比例为 1:1，从而直接证明了杂合子非糯性水稻产生两种花粉：一种
含显性基因，一种含隐性基因，且数量相等。
14 高中生物知识手册（五）基因的分离定律在实践中的应用
1.指导杂交育种
（1）优良性状为显性性状：自交并筛选符合要求性状的个体，连续自交，直到不再发生性
状分离为止，收获种子，留种推广。
（2）优良性状为隐性性状：后代中一旦出现此性状，就是纯合子，便可留种推广。
2.遗传病预防
致病基因 基因型 表现型 措施
AA 正常
隐性遗
隐性基因，如a Aa 正常（携带者） 禁止近亲结婚
传病
aa 患者
BB 患者
显性遗 严重的显性遗传病尽量控
显性基因，如B Bb 患者
传病 制患者生育
bb 正常
家系图是医学遗传学中做家系分析时，将家庭中各世代成员的数目、各成员之间的血缘关系
以及某种基因所表达的性状或疾病在家庭成员中的分布情况，按一定的形式，用一定的符号
绘制而成的一种示意图，又称系谱或系谱图。
（六）基因分离定律的解题方法
1. 相对性状中显隐性判断（设甲、乙为一对相对性状）
若甲×乙→甲，则甲为显性，乙为隐性；
定义法（也叫杂交法）
若甲×乙→乙，则乙为显性，甲为隐性。
若甲自交→甲，则甲为纯合子，判断不出显隐性；
自交法
若甲自交→有甲，又有乙，则甲为显性，乙为隐性。
以上结论是在统计大量后代的基础上得出的，若统计的个体数量有限，则此结论不成立。
模块二 遗传规律 152. 亲、子代基因型的推理
（1）正推：由亲代基因型推出配子基因型再推出子代基因型种类及比例。
（2）反推
①隐性纯合突破法:若子代中有隐性个体（aa）存在，则双亲基因型中一定都至少有一个a存在，
然后再根据亲代表现型做进一步推断。
②根据子代分离比解题
若子代性状分离比显：隐=3:1，则亲代一定都是杂合子；
若子代性状分离比显：隐=1:1，则双亲一定是测交类型；
若子代只有显性性状，则双亲中至少有一方是显性纯合子。
亲本 子代基因型 子代表现型
AA×AA AA 全为显性
AA×Aa AA:Aa =1:1 全为显性
AA×aa Aa 全为显性
Aa×Aa AA:Aa:aa =1:2:1 显性:隐性 = 3:1
Aa ×aa Aa:aa =1:1 显性:隐性 = 1:1
aa ×aa aa 全为隐性
3. 杂交后代类型符合典型比值的条件及杂交后代类型不符合典型比值的常见情况
杂交后代类型符合典型比值的条件
杂交后代类型不符合典型比值的常见情况
（缺一不可）
①子一代个体形成的配子数目相等且生活力
配子致死
相同
②雌、雄配子结合的机会相等 不同类型的配子育性不同
合子致死：隐性致死、显性致死（又分为显
③子二代不同基因型的个体存活率相等
性纯合致死和显性杂合致死）
显性的相对性（如不完全显性、共显性、
环境对基因表现型效应的影响）；复等位
④遗传因子间的显隐性关系为完全显性
基因（如 ABO 血型，人群中有 6 种基因型
IAIA、IAi；IBIB、IBi；IAIB；ii。）
⑤观察的子代样本数目足够多
16 高中生物知识手册4.自由交配问题
例题：两只灰身果蝇交配，子代中灰身:黑身=3:1，选出其中的灰身果蝇，全部使其自由交配，
下一代果蝇中灰身与黑身的比例是____________。
解题：由题知，进行自由交配的灰身果蝇群体中，AA、Aa基因型的个体分别占1/3、2/3
方法一：分析各种杂交组合出现的概率，用分离比直接计算。
该题目中的4 种杂交组合及其出现的概率如下：
1/3AA× 1/3AA+1/3AA× 2/3Aa+2/3Aa × 1/3AA+2/3Aa × 2/3Aa
所以，子代果蝇中灰身与黑身的比例是8:1
方法二：遗传平衡定律（也就是用配子的概率计算）
p表示显性基因的频率
q表示隐性基因的频率
公式：（p + q）2 = p2 + 2pq + q2 = 1 p2代表显性纯合子的频率
q2表示隐性纯合子的频率
2pq代表杂合子的频率
进行自由交配的灰身果蝇群体中，AA、Aa 基因型的个体分别占 1/3、2/3，该群体中 A 基因
的频率（也就是 A 配子出现的概率）= 1/3 + 2/3×1/2 = 2/3，a 基因的频率（也就是 a 配子出
现的概率）= 0 + 2/3×1/2 = 1/3。自由交配后子代中：
AA基因型的频率 = （2/3）2 = 4/9
aa基因型的频率 = （1/3）2 = 1/9
Aa基因型的频率 = 2/3 × 1/3 × 2 = 4/9
所以，子代果蝇中灰身与黑身的比例是8:1
模块二 遗传规律 17二、基因的自由组合定律
（一）两对相对性状的杂交实验
1.实验过程及现象
2.对自由组合现象的理论解释（假说）
①假设豌豆的圆粒和皱粒分别由遗传因子R、r控制，黄色和绿色分别由遗传因子Y、y控制，
这样，纯种黄色圆粒和纯种绿色皱粒豌豆的遗传因子组成分别是YYRR和yyrr，它们产生的
F 的遗传因子组成是YyRr，表现为黄色圆粒。
1
② F 在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合。这样 F 产
1 1
生的雌配子和雄配子各有4种：YR、Yr、yR、yr，它们之间的数量比为1:1:1:1。
③受精时，雌雄配子的结合是随机的。雌雄配子的结合方式有16种；
遗传因子组成形式有9种：YYRR、YYRr、YyRR、YyRr；YYrr、Yyrr；yyRR、yyRr；yyrr
性状表现为4种：黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒，它们之间的数量之比是9:3:3:1。
18 高中生物知识手册3.对自由组合现象解释的验证
①用假说预测其他实验结果
设计测交试验：用F 与隐性纯合子杂交
1
预测结果：表现型比为1:1:1:1
②实际结果：
表现型
黄色圆粒 黄色皱粒 绿色圆粒 绿色皱粒
项目
F 做母本 31 27 26 26
1
实际籽粒数
F 做父本 24 22 25 26
1
不同性状的数量比 1:1:1:1
③分析：实际结果和理论分析基本相符，测交后代的表现型直接反映了F 配子的类型和比例，
1
这样从测交后代表现型比例看，就证明了F 体细胞中 Yy 和 Rr 这两对基因在形成配子时自
1
由组合形成了4种类型的配子：YR、Yr、yR、yr，它们之间的数量比为1:1:1:1。
（二）基因的自由组合定律
1. 内容：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
状的成对遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。
2.验证基因的自由组合定律的方法
①自交法：自交后代出现四种表现型且比例为9:3:3:1，即可证明。
②测交法：测交后代显性性状和隐性性状的个体数量比为1:1:1:1，即可证明。
模块二 遗传规律 19（三）基因的自由组合定律在实践中的应用
1.指导优生
2.杂交育种
定义：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种
的方法。
方法：选择具有不同优良性状的亲本 → 杂交，获得 F →F 自交 → 获得 F → 从 F 选种 →
1 1 2 2
连续自交（植物）→得到纯合子。
（四）基因的自由组合定律的解题方法
1.解决一般自由组合问题的方法
（1）熟记两对相对性状杂交实验的结果
F ：配子类型为22=4种，配子结合方式为22×22 = 4×4 =16种；
1
F ：9种基因型、4种表现型的类型及其比例，看清题目的要求直接迅速答题。
2
F 表现型及其比例 F 基因型及其比例
2 2
YYRR 1/16
YYRr 2/16
显性显性 9/16 Y_R_
YyRR 2/16
YyRr 4/16
YYrr 1/16
显性隐性 3/16 Y_rr
Yyrr 2/16
yyRR 1/16
隐性显性 3/16 yyR_
yyRr 2/16
隐性隐性 1/16 yyrr yyrr 1/16
20 高中生物知识手册（2）若有n对等位基因，则F 的配子类型为2n种，配子结合方式有2n×2n = 4n种
1
2.运用乘法原理解决多对基因自由组合问题
（1）解题思路：将多对等位基因的自由组合分解为若干个分离定律分别分析，再运用乘法
原理将各组情况进行组合。
（2）题型
①求配子种类
②求子代基因型、表现型种类和比例
③求某种类型子代所占比例
亲代等位基因对数 两对 n对
配子类型及其比例 4种 1:1:1:1 2n 比例相等
配子结合方式 4×4 =16种 2n×2n = 4n种
子代表现型及比例 4种 （3:1）2 = 9:3:3:1 2n 种 （3:1）n
子代基因型及比例 9种 （1:2:1）2 3n 种 （1:2:1）n
内容内容内容
例题：AaBBCc与aaBbCc杂交，求：配子间有多少种结合方式；子代基因型、表现型种类；
子代中aaB_C_类型的比例。
解题：AaBBCc 配子种类为 2×1×2 = 4 种，aaBbCc 配子种类为 1×2×2 = 4 种，所以，配子间
结合方式有4×4 = 16种；
所以子代基因型种类为2×2×3 = 12种，子代表现型种类为2×1×2 = 4种；
所以子代中aaB_C_类型的比例为1/2 × 1 × 3/4 = 3/8。
④根据子代表现型比例快速推断亲本基因型
常见的几种分离比如下：
9:3:3:1 =(3:1)(3:1)，则可推理亲本组合为两对基因都是自交，即：AaBb × AaBb
1:1:1:1 =(1:1)(1:1)，则可推理亲本组合为两对基因都是测交，即：AaBb × aabb或Aabb × aaBb
模块二 遗传规律 213:1:3:1 =(1:1)(3:1)，则可推理亲本组合为一对基因自交、一对基因测交，即：AaBb×Aabb 或
AaBb×aaBb
例题：木瓜的果实颜色 (W 和 w) 和果实形状 (D 和 d) 受两对独立遗传的基因的控制，用白
色圆形果 (WWdd) 木瓜与黄色扁形果 (wwDD) 木瓜杂交，得到 F 与“X 植株”杂交，其后
1
代中白色扁形果、白色圆形果、黄色扁形果、黄色圆形果的比是3:1:3:1。则“X 植株”的基
因型是__________。
分析：后代比例为 3:1:3:1=(1:1)（3:1)，所以亲本组合是一对基因自交、一对基因测交，由
题可知F 为WwDd，则与之杂交的“X植株”为Wwdd或wwDd，两对单独分析：白色果：
1
黄色果=(3+1):(3+1)=1:1 扁形果:圆形果=(3+3):(1+1)=3:1
所以果实颜色这一对基因测交，果实形状这一对基因自交，从而确定“X植株”为wwDd。
⑤后代类型不符合典型比值的情况
类型1：仅是典型比例的变形(总和不变)
解决此类问题的关键就在于：根据题目信息，明确基因型与表现型之间的匹配关系。
例题：香豌豆的花色有紫花和白花两种，显性基因 C 和 P 同时存在时开紫花。两个纯合白
花品种杂交，F 都是紫花；F 自交，F 的性状分离比为紫花:白花= 9:7。则：
1 1 2
两个白花亲本的基因型为CCpp与ccPP；F 测交结果紫花与白花的比例为1:3；
1
若用杂合且基因型不同的白花植株作亲本，杂交后子代的表现型及其比例为紫花:白花=1:3；
若用一紫花植株 CcPp 与一白花植株杂交，子代可能出现的表现型及其比例为紫花 : 白花
=3:5 或 紫花:白花=1:1 或 紫花:白花=1:3。
[分析：杂交组合可以为CcPp × ccPp（或Ccpp）或 CcPp × ccPP（或CCpp）或CcPp × ccpp]
类型2：致死（总和减小）
例如：具有两对相对性状的纯合亲本杂交所得F 自交，统计F 的表现型及其比例为6:3:2:1。
1 2
分析：有两种可能情况
AA致死，F 个体中不能存活的类型是AABB + AABb（1/16+2/16）、AAbb（1/16）
2
BB致死，F 个体中不能存活的类型是AABB + AaBB（1/16+2/16）、aaBB（1/16）
2
22 高中生物知识手册三、性别决定和伴性遗传
（一）性别决定的方式
性别决定的方式 常见生物
全部哺乳类、大部分爬行类、某些两栖类、某些鱼类、很多
昆虫和雌雄异株的植物如女娄菜、菠菜、大麻等。
男性体细胞的染色体组成为：22 对 +XY；女性体细胞的染
XY 型性别决定
色体组成为：22对+XX。
性染色体
雄果蝇体细胞的染色体组成为：3对+XY；雌果蝇体细胞的
决定性别
染色体组成为：3对+XX。
鸟类（如家鸡），鳞翅目昆虫，某些两栖类及爬行类动物。
ZW型性别决定 雌性家蚕体细胞的染色体组成为：27 对＋ ZW；雄性家蚕
体细胞的染色体组成为：27对＋ZZ
蜜蜂、蚂蚁、黄蜂等的雌性个体是由受精卵发育而来的二倍
染色体的单双倍数决定性别
体，而雄性个体是由未受精卵发育而来的单倍体。
乌龟卵在20～27℃条件下孵出的个体为雄性，在30～35℃时
孵出的个体为雌性；
环境条件决定性别
鳄类在 30℃以下孵化则几乎全为雌性，高于 32℃时雄性则
占多数。
如玉米的三种性别类型分别为：
雌雄同株：基因型一般为BBTT
基因决定性别
雌性植株：基因型是bbTt或bbTT
雄性植株：基因型是bbtt
内容内容内容内容内容
（二）伴性遗传
1. 定义：人类的红绿色盲、抗维生素 D 佝偻病等的遗传表现与果蝇眼色的遗传非常相似，
它们的基因位于性染色体上，所以遗传上总是和性别相关，这种现象叫做伴性遗传。
2.伴X隐性遗传病：红绿色盲为例
（ 1 ）人的正常色觉和红绿色盲的基因型和表现型
女性 男性
基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY
表现型 正常 正常（携带者） 色盲 正常 色盲
模块二 遗传规律 23（2）四种婚配方式的遗传图解
（ 内3容）内伴容X内隐容性内遗容传内病容的主要特点
①隔代遗传
②交叉遗传
③男性患者多于女性患者
④女性患者的父亲和儿子一定是患者
（4）举例：红绿色盲、血友病
3.伴X隐性遗传病
（1）主要特点
①具有世代连续性
②交叉遗传
③女性患者多于男性患者
④男性患者的母亲和女儿一定是患者
（2）举例：抗维生素D佝偻病
4.伴Y遗传：致病基因只在Y染色体上，没有显隐之分，因而患者全为男性，女性全部正常。
致病基因是父传子，子传孙，具有世代连续性，也称为限雄遗传。如人类的外耳道多毛症。
24 高中生物知识手册四、遗传规律解题的一般过程
第一步：判断显隐关系和基因位置
（1）判断显隐关系
（2）判断基因位置（是在常染色体上还是在X染色体上）
（3）根据基因随X染色体的传递规律直接判断显隐关系和基因位置
第二步：推理相关个体基因型
常利用隐性突破法，因为隐性个体可以直接确定其基因型，暂时不能确定的个体的基因型中
待定基因以下划线代替，再充分利用亲子代之间的关系，正推子代基因型或逆推亲代基因型，
注意确保相关个体的基因型推断正确。
第三步：明确目标，计算（利用乘法原理）
例如：一位红绿色盲（Xb基因控制）男子与一位正常女子结婚后，生了一个白化（a基因控制）
且色盲的男孩。若该夫妇再生一个孩子，则这个孩子：
①患白化的概率是__________；不患白化的概率是 __________。
②患色盲的概率是__________；不患色盲的概率是__________。
③只患白化的概率是__________；只患色盲的概率是__________。
④患两病的概率是__________；正常的概率是__________。
⑤是正常女孩的概率是__________。
⑥若生一女孩，其正常的概率是__________。
解题：由题易推理知白化且色盲男孩的基因型为aaXbY，该对夫妇的基因型为：AaXbY ×Aa
XBXb两对基因自由组合，单独分析：
①患白化的概率是 1/4 ；不患白化的概率是 3/4 。（只分析 A、a 这一对基因）
②患色盲的概率是 1/2 ；不患色盲的概率是 1/2 。（只分析 XB、Xb 这一对基因）
③只患白化的概率是 1/8 ；只患色盲的概率是 3/8 。
明确目标：只患白化的孩子基因型为aa XBXb或aa XBY；
只患色盲的孩子基因型为A_XbXb或A_XbY
模块二 遗传规律 25利用乘法原理计算：只患白化的概率是1/4×（1/4+1/4）=1/8；
只患色盲的概率是3/4×（1/4+1/4）=3/8
④患两病（aa XbXb或aa XbY）的概率是 1/4×（1/4+1/4）=1/8 ；
正常（A XBXb 或A_XBY）的概率是 3/4×（1/4+1/4）=3/8 。
⑤是正常女孩（A_XBXb）的概率是 3/4×1/4=3/16 。
⑥若生一女孩，其正常的概率是__________。
因为限定是女孩，所以只考虑1/2XBXb、1/2 XbXb，明确目标：女孩中A_XBXb的概率是 3/4×
1/2=3/8 。
26 高中生物知识手册模块三 动物生命活动调节
一、人体的内环境与稳态
（一）内环境的概念
1.内环境的定义：细胞外液是机体内细胞生活的直接环境，为了区别于机体生活的外界环境，
人们把由细胞外液构成的液体环境叫做内环境。
2.内环境和外环境的范围
①内环境：细胞外液
②外环境：呼吸道、消化道、肺泡腔、输尿管、输卵管、子宫、生殖道等
3.不属于细胞外液的液体
①细胞内液
②各种消化液（唾液、胰液、肠液、胃液等）、泪液、汗液、尿液等
（二）不同的细胞外液及其联系
1.各种细胞生活的内环境
细胞 内环境
血细胞 血浆
毛细血管壁细胞 血浆和组织液
毛细淋巴管壁细胞 淋巴和组织液
体内绝大多数细胞 组织液
体内细胞 细胞外液
内容内容内容内容
2. 细胞外液的成分：水、无机盐、各种营养物质（如氨基酸、葡萄糖）、各种代谢废物（如
尿素）、气体（O 、CO ）、激素等。
2 2
★ 组织液、淋巴与血浆三者成分的主要区别：血浆中含有较多的蛋白质，而组织液和淋巴中
蛋白质含量很少。
★正常情况不存在于内环境的物质：
①细胞内成分如血红蛋白、呼吸酶等；
②外环境成分：纤维素、各种消化酶（如胃蛋白酶、胰蛋白酶等）
★血浆是血液的液体成分，血液由血浆和血细胞（红细胞、白细胞和血小板）组成。
模块三 动物生命活动调节 273.血浆、组织液和淋巴之间的交流
★组织水肿及其成因分析
（1）组织水肿：是在不同条件下，组织液浓度升高或血浆、细胞内液浓度下降，引起水分移动，
使血浆、细胞内液中的水渗透到组织液引起的水肿现象。
（2）组织水肿的原因归纳
①营养不良时，血浆蛋白或细胞内蛋白质减少，使血浆浓度降低或细胞内液浓度下降，水分
进入组织液。
②淋巴回流受阻，组织液中大分子蛋白质不能通过淋巴回流至血浆而使组织液浓度升高。
③局部组织细胞代谢旺盛，代谢产物增加，引起组织液浓度升高。
④肾小球肾炎，导致血浆蛋白透出而流失。
⑤过敏反应中组织胺的释放引起毛细血管壁通透性增高，血浆蛋白进入组织液使其浓度升高，
吸水造成水肿。
（三）内环境的生理功能
1.内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
28 高中生物知识手册2. 内环境为体内细胞提供了一个相对稳定的环境，内环境稳态是机体进行正常生命活动的必
要条件。
（1）内环境稳态的定义：正常情况下，内环境的化学成分（如血糖）及其含量和理化性质（如
渗透压、酸碱度和温度）保持在相对稳定状态。正常机体通过调节作用，使各个器官、系统
协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态叫做稳态。
血糖 正常水平：80~120mg/dL
①定义：指溶液中溶质微粒对水的吸引力。
溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。
渗透压
②影响血浆渗透压大小的因素：主要与无机盐、蛋白质的含量有关。
细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+、Cl -。
①正常人血浆pH维持在7.35~7.45
②调节原理：血浆中含有缓冲物质，如H CO 和HCO -、H PO - 和HPO 2- 等。
2 3 3 2 4 4
当酸性物质进入血液时：H+＋HCO - H CO
3 2 3
H CO H O＋CO ↑（从肺部排出）
2 3 2 ⇌ 2
酸碱度
例如：乳酸进入血液后，就与血液中的NaHCO 发生作用，生成乳酸钠和H CO 。
⇌ 3 2 3
当碱性物质进入血液时：OH- ＋H CO HCO - ＋H O
2 3 3 2
例如：当 Na CO 进入血液后，就与血液中的H CO 发生作用，生成碳酸氢盐，
2 3 ⇌ 2 3
而过多的碳酸氢盐可以由肾脏排出。
温度 一般维持在37℃左右
（2）内
（2）内环境稳态的调节机制：神经-体液-免疫调节网络
①直接参与物质交换的系统：消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统和皮肤
②起调节作用的系统：神经系统、内分泌系统和免疫系统
（3）内环境稳态失调
①原因
根本原因：人体维持稳态的调节能力有一定的限度
直接原因：外界环境变化过于剧烈或者人体自身调节功能出现障碍
②举例：发高烧，严重腹泻，高原反应，低 / 高血糖，尿毒症，空调病，高温中暑，血钙过
低成人患骨软化病、儿童患佝偻病，血钙过高患肌无力
模块三 动物生命活动调节 29二、神经调节
（一）结构基础
★神经元的结构
细胞体：是神经元含核的部分，位于脑、脊髓和神经节中。
突起：是神经元胞体的延伸部分，可延伸至全身各器官和组织中。由于形态结构和功能的不
同，可分为树突和轴突。
神经纤维：神经元的轴突或长的树突以及套在外面的髓鞘叫做神经纤维。
★神经元的功能：感受刺激、产生兴奋、传导兴奋
兴奋：指动物或人体内的某些组织（如神经组织）或细胞感受外界刺激后，由相对静止状态
变为显著活跃状态的过程。
神经冲动：在神经系统中，兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的，这种电信号也叫神
经冲动。
30 高中生物知识手册（二）神经调节的基本方式——反射
1.定义：在中枢神经系统参与下，动物体或人体对体内外环境变化作出的规律性应答。
2.反射的一般过程
3.反射发生的条件
①一定强度的刺激 ②结构和功能完好的反射弧
反射弧结构 结构破坏对反射活动的影响
感受器
传入神经 既无感觉也无反应
神经中枢
传出神经
只有感觉无反应
效应器
模块三 动物生命活动调节 314.神经中枢的分布部位和功能
5.各级神
5.各级神经中枢之间的联系
神经中枢的分布部位和功能各不相同，但彼此之间又相互联系，相互调控。一般来说，位于
脊髓的低级中枢受脑中相应的高级中枢的调控。
（三）兴奋在神经元上的传导和在神经元之间的传递
1.兴奋在神经纤维上的传导
（1）实验
刺激a点，
刺激a点，电表的偏转方式：
32 高中生物知识手册（2）兴奋的产生和传导
传导方式：局部电流（电信号）
传导方向：双向
①未受刺激时，神经纤维处于静息状态，细胞膜两侧电位为：外正内负
静息电位产生机理：由于细胞膜的选择透过性导致神经细胞内 K+ 浓度高于膜外，Na+ 浓度
低于膜外；静息时，神经细胞膜主要对 K+ 有通透性，K+ 外流，膜外阳离子浓度高于膜内，
产生静息电位。
②神经纤维某部位受刺激，该部位兴奋，细胞膜两侧电位变为：外负内正
兴奋电位产生机理：受刺激时，细胞膜对 Na+ 的通透性增加，Na+ 内流，使兴奋部位膜内阳
离子浓度高于膜外。
相邻未兴奋部位细胞膜两侧电位仍是：外正内负
③由于兴奋和未兴奋部位存在电位差，发生电荷移动，（在膜的同侧）形成局部电流
膜外：未兴奋部位→兴奋部位
电流方向
膜内：兴奋部位→未兴奋部位
④这种局部电流又刺激相邻的未兴奋部位发生相同电位变化，兴奋向前传导下去，后方又恢
复为静息电位。
极化状态 静息时膜电位外正内负的状态 K+外流
去极化过程 极化程度减弱 Na+内流
去极化超过0电位，
反极化状态 Na+内流
膜电位变为外负内正的状态
复极化过程 从反极化状态恢复成极化状态 K+外流
超极化状态 极化程度加剧超过原静息电位 K+外流
模块三 动物生命活动调节 332.兴奋在神经元之间的传递
传递方式：神经递质的传递（化学信号）
传递方向：单向（从一个神经元的轴突传递给下一个神经元的细胞体或树突）
突触前膜
结构基础：突触 突触间隙
突触后膜
★突触的种类
①按接触部位：分为轴突-胞体突触和轴突-树突突触
②按功能：分为兴奋性突触和抑制性突触
兴奋性突触：使突触后膜去极化，引起突触后神经元或效应细胞（如骨骼肌）兴奋。
抑制性突触：使突触后膜超极化（Cl -内流导致），引起突触后神经元抑制。
三、体液调节
定义 某些化学物质通过体液传送，对人或动物体的生理活动进行调节称为体液调节。
CO 对呼吸的调节，当血液中CO 含量较高时，刺激呼吸中枢，使呼吸中枢活动加强，
2 2
举例 呼吸加深加快，肺通气量也增大，从而加快对 CO 的清除，使体内 CO 含量维持
2 2
在正常水平。在体液调节中，激素的调节作用非常重要。
34 高中生物知识手册（一）激素调节的发现：促胰液素是人们发现的第一种激素。
法国 沃泰默 英国 斯他林、贝利斯
在盐酸作用下，小肠黏膜可能产生了一
实验
胰液的分泌受神经调节的控制 种化学物质，这种物质进入血液后，随
假设
血液到达胰腺，引起胰液的分泌
①将稀盐酸注入狗上段小肠肠腔内，
会引起胰腺分泌胰液
把狗的一段小肠剪下，刮下黏膜，将黏
②直接将稀盐酸注入狗的血液中，
实验步骤 膜与稀盐酸混合加砂子磨碎，制成提取
不会引起胰腺分泌胰液
及现象 液。将提取液注射到同一条狗的静脉中，
③切除通向该段小肠的神经只留下
发现能促进胰腺分泌胰液
血管，再向小肠内注入稀盐酸，胰
腺仍能分泌胰液
沃泰默认为这是一个非常顽固的神 胰腺分泌胰液确实受小肠黏膜分泌的化
实验
经反射，是由于小肠上微小的神经 学物质的调节控制，斯他林和贝利斯将
结论
难以剔除干净 这种化学物质称做促胰液素
（二）激素的定义
由内分泌腺或散在的内分泌细胞所分泌的高效能的生物活性物质，由体液传送，作为“化学
信使”对组织细胞发挥调节作用从而影响机体的生理功能，此种化学物质称为激素。
模块三 动物生命活动调节 35（三）人体内主要激素
产生部位 激素名称 化学本质 作用部位 生理作用
促甲状腺激素
促进垂体合成和分泌促甲状腺激素。
释放激素
促性腺激素
垂体 促进垂体合成和分泌促性腺激素。
释放激素
下丘脑
促肾上腺皮质 促进垂体合成和分泌促肾上腺皮
激素释放激素 质激素。
肾小管 促进肾小管和集合管对水分的重
抗利尿激素
集合管 吸收，减少尿的排出。
促进甲状腺的生长发育；
促甲状腺激素 多肽、 甲状腺
调节甲状腺激素的合成和分泌。
蛋白质
促进性腺的生长发育；
垂体 促性腺激素 性腺
调节性激素的合成和分泌。
促进生长，主要促进蛋白质的合
生长激素 全身
成和骨的生长。
促进细胞摄取、利用和储存葡萄
B细胞 胰岛素 全身 糖，抑制非糖物质转化为葡萄糖，
胰岛 从而降低血糖浓度。
促进糖原分解和非糖物质转化为
A细胞 胰高血糖素 肝脏
葡萄糖，从而升到血糖浓度。
促进细胞代谢；
氨基酸衍
促进生长发育，尤其对中枢神经系
甲状腺 甲状腺激素 生物 全身
统的发育具有重要影响；
（含碘）
提高神经系统的兴奋性。
36 高中生物知识手册提高机体的应激能力。如：增强
氨基酸 心脏活动，使动脉收缩、血压升高；
髓质 肾上腺素 全身
衍生物 促进细胞代谢；促进肝糖原分解，
肾上腺
使血糖升高。
醛固酮、
皮质 类固醇 —— 调节水盐代谢和有机物代谢。
皮质酮等
促进雄性生殖器官的发育和生殖
睾丸 雄性激素 细胞的形成，激发并维持雄性第
二性征。
全身
促进雌性生殖器官的发育和生殖
性腺 类固醇
雌性激素 细胞的形成，激发并维持雌性第
卵巢 二性征。
卵巢、 促进子宫内膜和乳腺等的生长发
孕激素
乳腺 育，为受精卵着床和泌乳准备条件。
1.激素分泌异常相关的疾病
病症 病因
甲状腺功能亢进 甲状腺激素分泌过多
地方性甲状腺肿 因缺碘导致甲状腺激素合成不足
呆小症 幼年甲状腺激素分泌不足
侏儒症 幼年生长激素分泌过少
巨人症 幼年生长激素分泌过多
肢端肥大症 成年生长激素分泌过多
糖尿病 胰岛素分泌不足
2.激素间的相互关系
（1）拮抗作用：不同激素对同一生理效应发挥相反的作用。
如，胰岛素和胰高血糖素对血糖含量的调节。
（2）协同作用：不同激素对同一生理效应发挥相同的作用。
如，生长激素和甲状腺激素调节生长发育；胰高血糖素和肾上腺素对血糖含量的调节。
模块三 动物生命活动调节 373.研究激素生理功能的常用方法
激素种类 甲状腺激素 生长激素 性激素 胰岛素
研究方法 饲喂法、摘除法 切除法、注射法 切除法、移植法 注射法
★注意：蛋白质类、多肽类激素不能饲喂或口服，因为其会被消化酶水解而失去作用。
4..血糖平衡的激素调节
（1）血糖的来源和去路
（2）调节过程
（3）糖尿病
①病因：胰岛素相对或绝对不足，或利用缺陷。
②诊断：持续高血糖且有糖尿。
③糖尿病患者的典型症状是：多尿、多饮、多食、体重减少（“三多一少”）
5. 反馈调节：在一个系统中，系统本身工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作的
调节方式。
38 高中生物知识手册反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制，它对于机体维持稳态具有重要意义。分为正
反馈调节和负反馈调节。
（四）激素作用的一般特征
1.微量和高效
2.通过体液运输
3.作用于靶器官、靶细胞
肽类激素无法穿过细胞膜，与靶细胞膜上的特异性受体结合；固醇类激素分子小，为脂溶性，
可通过细胞膜进入细胞内，与细胞内受体结合。
注意！激素是调节生命活动的信息分子，种类多、量极微，既不组成细胞结构，又不提供能
量，也不起催化作用，而是随体液到达靶细胞，使靶细胞原有的生理活动发生变化。激素一
经靶细胞接受并起作用后就被灭活了。
（五）激素分泌的调控途径
1.神经调节：如神经垂体、胰岛、肾上腺髓质等激素的分泌可直接受神经调节。
2. 体液调节：血液中某些激素浓度、无机盐或有机营养物质浓度的变化，能反馈性调节某些
激素的分泌。如促甲状腺激素、抗利尿激素、胰岛素等的分泌。
3.神经-体液调节：中枢神经系统通过下丘脑分泌的促激素释放激素作用于腺垂体，使其产
生相应的促激素；后者再调节相应靶腺体分泌相应的激素；靶腺体激素浓度升高可反馈性调
节腺垂体和下丘脑的分泌活动。由下丘脑、腺垂体和内分泌腺组成由上到下三级管理功能轴，
如：下丘脑-腺垂体-甲状腺轴、下丘脑-腺垂体-性腺轴。
模块三 动物生命活动调节 39四、神经 - 体液调节
（一）神经-体液调节的实例
1.血糖平衡调节
2.水盐平衡调节
来源：饮水、食物、代谢产生的水
人体内水的来源和去路
去路：肾脏排尿、皮肤排汗、肺排出、大肠排出
40 高中生物知识手册3.体温调节
产热途径：细胞中物质氧化分解（骨骼肌、肝脏最多）。
散热途径：汗液蒸发、皮肤毛细血管散热、呼吸、排尿排便。
（二）神经调节和体液调节的比较
比较项目 神经调节 体液调节
举例 缩手反射 甲状腺激素分泌的分级调节
作用途径 反射弧 体液运输
反应速度 迅速 较缓慢
作用范围 准确、比较局限 较广泛
作用时间 短暂 比较长
模块三 动物生命活动调节 41（三）神经调节和体液调节的关系
1.不少内分泌腺本身直接或间接地受中枢神经系统的调控。
在这种情况下，体液调节可以看做神经调节的一个环节。
2.内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的发育和功能。
如幼年甲状腺激素缺乏，会影响脑的发育，成年时，甲状腺激素分泌不足使神经系统的兴奋
性降低。
3. 动物体的各项生命活动常常同时受神经和体液调节，两种调节方式相互协调，使各器官、
系统的活动协调，内环境稳态得以维持，细胞新陈代谢才能正常进行，保证了机体的各项生
命活动正常进行，适应环境的不断变化。
五、免疫调节
（一）免疫的定义
免疫是机体识别和排除抗原性异物的一种功能。人体依靠免疫调节识别“自己”和“非己”
成分，其生理功能具体表现为以下方面：
①防卫功能：针对入侵机体的外源性的病原体（如细菌、病毒等）及毒性分子。
②监控和清除功能：针对自身衰老、破损以及异常的细胞。
（二）免疫系统的组成
42 高中生物知识手册（三）免疫系统的防卫功能
组成和防御机制 举例
皮肤的角质层使病原体难以在此生存和侵入；
皮肤油脂腺分泌的油脂能抑制某些细菌和真菌；
体表的物理屏障皮
第一道 呼吸道和消化道等处的黏液可以粘附微生物和
肤和黏膜及其分泌
防线 外来异物；胃酸可以杀死大多数细菌，并使其
非特异 物的化学防御
产生的毒素失效；汗液、泪液和唾液中都含有
性免疫
溶菌酶，能破坏一些细菌的细胞壁
吞噬细胞的吞噬作
第二道
用和体液中的杀菌 炎症反应
防线
物质（如溶菌酶）
由免疫器官和免疫
患流感后一般7天左右痊愈；
细胞借助血液循环
特异性 第三道 被SARS病毒侵染后患严重急性呼吸综合征；
和淋巴循环而组
免疫 防线 被狗咬后注射狂犬疫苗；
成，包括体液免疫
花粉过敏
和细胞免疫作用。
侵入体内的抗原在几分钟内，即可经血管和淋巴管迅速地运行到全身其中绝大部分被吞噬细
胞吞噬消化清除，只有少部分存留于淋巴组织中诱导特异性免疫应答，包括体液免疫和细胞
免疫。
模块三 动物生命活动调节 431.特异性免疫的过程：
★抗原
能够引起机体产生特异性免疫反应的物质。如病毒、细菌等病原体表面的蛋白质
定义
等物质都可以作为引起免疫反应的抗原。
一般是进入机体的外来物质。如：细菌、病毒、花粉等。而体内的正
异物性 常细胞则不具有抗原性。体内细胞发生变异也能成为抗原，如癌细胞、
衰老的细胞。
特性 通常都是相对分子质量大于1万的物质。如：蛋白质、核酸和多糖等。
大分子性 小分子物质单独不能诱导产生免疫应答，但当它们与大分子物质结合
后，就可能诱导机体产生免疫应答，并能与相应的抗体结合。
特异性 一种抗原只能与相应的抗体或效应T细胞发生免疫反应。
胸腺依赖
大多数抗原属于此类。需要Th细胞辅助，诱导体液免疫和细胞免疫。
性抗原
种类
非胸腺依 少数抗原属于此类。不需要 Th 细胞辅助，诱导体液免疫，不能诱导
赖性抗原 细胞免疫。
44 高中生物知识手册★抗体
指机体的免疫系统在抗原刺激下，由B淋巴细胞或记忆细胞增殖分化成的浆细胞所产生的、
可与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白。主要分布在血清中，也分布于组织液及外分泌
液中。
2.二次免疫
（1）记忆细胞
在初次免疫的过程中，一部分T细胞在分化到效应T细胞前就中途停留下来成为记忆T细胞。
记忆细胞通过血液和淋巴循环，数月乃至数年之后如有同种抗原再次侵入机体细胞，记忆 T
细胞就会迅速增殖分化形成效应 T细胞，参与更强的二次免疫反应，同时形成部分新的记忆
T细胞。
在初次免疫的过程中，一部分 B 细胞在分化到浆细胞前中途停留下来成为记忆 B 细胞，当
第二次再接受同种抗原刺激时，记忆B细胞迅速增殖分化形成浆细胞，产生更多抗体参与更
强的二次免疫反应，同时形成部分新的记忆B细胞。
（2）二次免疫反应的特点：更快（产生抗体的速度快）、更强（产生的抗体量多）
（四）免疫失调
1.过敏反应
（1）定义
过敏反应是指已免疫的机体，在再次接受相同的抗原时所发生的组织损伤或功能紊乱。引起
过敏反应的物质叫做过敏原，如花粉、室内尘土、鱼、虾、牛奶、蛋类、青霉素、磺胺、奎宁等。
（2）反应特点
发作迅速、反应强烈、消退较快；一般不会破坏组织细胞，也不会引起组织严重损伤；有明
显的遗传倾向和个体差异。
模块三 动物生命活动调节 45（3）机理
2.自身免疫病
人体的免疫系统具有分辨“自己”和“非己”成分的能力，一般不会对自身成分发生免疫反
应。但是在某些特殊情况下，人体的免疫系统也会对“敌我不分”地将自身物质当做外来异
物进行攻击，这类疾病就是自身免疫病。例如，系统性红斑狼疮、风湿性心脏病、类风湿性
关节炎等。
3.免疫缺陷病
（1）定义
免疫缺陷病是由于免疫器官、免疫细胞或免疫活性物质（免疫球蛋白、淋巴因子和细胞膜表
面分子等）发生缺陷引起的免疫功能失常、缺失或降低，导致机体防御能力普遍或部分下降
的一组临床综合症。
（2）类型
①先天性免疫缺陷病：与遗传有关，多发生在婴幼儿，出现反复感染，严重时威胁生命。
②获得性免疫缺陷病：可发生在任何年龄，多因严重感染尤其是直接侵犯免疫系统的感染、
恶性肿瘤、应用免疫抑制剂、放射治疗和化疗等原因引起。获得性免疫缺陷病比先天性免疫
缺陷病多见。如，艾滋病。
艾滋病：获得性免疫缺陷综合症（AIDS）
病原体 人类免疫缺陷病毒（HIV），是RNA病毒
HIV 侵入人体后与 T 细胞相结合，破坏 T 细胞，使免疫调节
根本原因
发病机理 受到抑制，并逐渐使人的免疫系统瘫痪，功能瓦解。
直接死因 多种病原体引起的严重感染或恶性肿瘤。
主要传播途径 血液传播、性接触传播、母婴传播。
46 高中生物知识手册人体感染 HIV 后称为艾滋病感染者，也叫艾滋病携带者，潜伏期由数月到10 多年不等。
该阶段 HIV 在 T 细胞内持续复制子代病毒，但由于免疫系统的防御作用未有明显症状。
处于潜伏期的病人虽然无症状表现，但是和艾滋病患者一样具有传染性。当病人出现免疫
缺陷的症状时称为艾滋病患者。HIV 感染后，体液中 HIV 浓度和 T 细胞的数量随时间变
化的情况如图：
（五）免疫学的应用
1.免疫预防
根据特异性免疫产生的原理，运用人工接种的方法使机体产生获得性免疫能力，达到防治疾
病的目的。如接种牛痘预防天花，卡介苗、脊髓灰质炎疫苗、麻疹疫苗等。
2.免疫检测
在各种疾病的临床检测盒科学研究中，根据抗原能和特异性抗体相结合的特性，用人工标记
的抗体对组织内的抗原进行检测，可以帮助人们发现体内组织中的抗原。
3.免疫治疗
通过对人体输入抗体、胸腺素、淋巴因子或某些药物等，调节病人的免疫功能，从而达到治
疗疾病的目的。
4.器官移植：用正常的器官置换丧失功能的器官，以重建其生理功能的技术。
每个人的细胞表面，都有一组与别人不同的组织相容性抗原（HLA），如果将别人的器官
移植到病人身上，病人的免疫系统会产生排异反应。器官移植的成败关键取决于供者与受者
的HLA 是否一致或相近，同卵双胞胎的HLA 是完全一致的。移植中保证供者与受者的主要
HLA有一半以上相同，才可以进行。同时，要长期使用免疫抑制药物（但必须控制剂量），
使免疫系统“迟钝”以减轻排斥反应，使器官能长期存留。当前器官移植还面临供体缺少的
问题。
模块三 动物生命活动调节 47模块四 生态系统
一、生态系统
（一）定义
1.由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体叫做生态系统。
2.地球上最大的生态系统是生物圈。
（二）生态系统的结构
1.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
组 自养生物： 异养生物：
异养生物：
成 阳光、热能、水、空气、 主要是绿色植物； 营腐生生活的微生
营捕食生活和寄生
内 无机盐等 自养型微生物，如 物及腐食性动物，
生活的各种生物
容 蓝藻、硝化细菌 如蚯蚓、蜣螂
通过自身代谢，将有
将动植物遗体和动
为生物提供物质和能 为生物群落制造有 机物转化为无机物，
作 物排遗物分解成无
量，是生物群落赖以 机物和固定能量， 加快生态系统的物
用 机物，供生产中重
生存和发展的基础 是生态系统的基石 质循环；利于植物传
新利用
粉和种子传播
地 完成物质循环的关
必备成分 主要成分 最活跃成分
位 键成分
各 生态系统各组成成分紧密联系，缺一不可，使生态系统成为一个统一整体，具有一定
成 的结构和功能。
分
之
间
的
联
系
48 高中生物知识手册2.生态系统的营养结构：食物链和食物网
项目 绿色植物 植食动物 肉食动物1 肉食动物2 肉食动物3
结构模式 生产者 初级消费者 次级消费者 三级消费者 四级消费者
食物链
营养环节 第一营养级 第二营养级 第三营养级 第四营养级 第五营养级
举例 植物→昆虫→青蛙→蛇→鹰
定义 在生态系统中，许多食物链彼此交错连接的复杂营养结构。
食物网 各种动物所处的营养级并不是一成不变的；
特点
一般认为，食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。
①每条食物链的起点总是生产者，止点是不被其他动物所食的动物。
②同一种生物在不同的食物链中，可处于不同营养级。
③在食物网中，两种生物之间的关系可能不止一种。
④食物网中，当某种生物数量因某种原因而大量改变时，对另一种生物的影响沿不同的食物
链结果不同，应以中间环节少的为分析依据。
（三）生态系统的功能
1.能量流动
（1）定义：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。
（2）过程
①能量的输入
来源：生态系统所需的能量最终来源于太阳能。
起点：绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在有机物中，使太阳能输入到生态
系统中。
总量：生产者所固定的太阳能的总量，就是流经这个生态系统的总能量。
②能量的传递
途径：食物链和食物网
形式：有机物中的化学能
模块四 生态系统 49过程：
（3）特点：单向流动、逐级递减
①能量在相邻的两个营养级间的传递效率（某一营养级所固定的能量与上一营养级所固定能
量的比值）大约是10%~20%。
②流入某一营养级的能量主要有以下去向：一部分通过该营养级的呼吸作用散失了；一部分
作为排出物（粪便）、遗体或残枝败叶不能进入下一营养级，而为分解者所利用；还有一部
分未能进入（未被捕食）下一营养级。所以，流入某一营养级的能量不可能百分之百地流到
下一营养级。
若是已经发展到稳态的生态系统，则各能量数值之间的关系为：a=b+c+d；
若是还未发展到稳态的生态系统，则各能量数值之间的关系为：a=b+c+d+e。
③在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量越多。因此，生态系统中
食物链一般不超过4~5个营养级。
④能量金字塔是绝不会倒置的。生物量金字塔可能倒置：海洋中的生产者主要是单细胞藻类，
它们个体小、繁殖快、含纤维素少，可以整个被浮游动物吞食和消化，所以浮游动物和底栖
动物的生物量可以超过浮游植物。生物数量金字塔也可能出现倒置现象：在夏季的温带森林
中，每0.1ha（公顷）约有树木200株，而植食动物却有150000个之多（主要是昆虫），这是
很明显的下窄上宽的倒金字塔。
（5）研究意义
①帮助人们科学规划设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。
②帮助人们合理调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
50 高中生物知识手册2.物质循环
（1）定义
组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着在无机环境和生物群落之间的循环，
称为生态系统的物质循环。这里所指的生态系统是生物圈，其中的物质循环具有全球性，又
叫生物地球化学循环。
（2）过程（以碳循环为例）
图解
无机环境中：CO 、碳酸盐
2
碳的存在形式
生物群落中：有机物
循环形式 主要以CO 形式循环
2
碳元素进入生物群落的过程 光合作用和化能合成作用
碳元素进入大气的过程 生物的呼吸作用、分解者的分解作用、化石燃料的燃烧
碳在生物群落内的传递渠道 食物链和食物网
自然生态系统中，植物通过光合作用从大气中摄取碳的速
率，与通过生物的呼吸作用而把碳元素释放到大气中的速
形成原因 率大致相同；但现在煤、石油等化石燃料的燃烧使地层中
千百万年积存的碳元素在很短时间内释放出来，打破了生
温室效应
物圈碳循环的平衡，使大气中二氧化碳含量迅速增加。
全球气温升高，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面
带来的影响
上升，进而对人类和其他生物的生存构成威胁。
缓解措施 减少化石燃料的燃烧；开发清洁能源；植树造林。
模块四 生态系统 51★物质循环和能量流动的关系：
项目 能量流动 物质循环
形式 以有机物为载体 以无机物形式循环
范围 生态系统各营养级 全球性
特点 单向流动、逐级递减 反复利用，循环流动
①能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，二者同时进行。彼此相互依存，
不可分割。
②能量的固定、储存、转移和释放，都离不开物质的合成和分解等过程。物质是
联系
能量的载体；能量是物质在生态系统中往复循环的动力。
③生态系统各组成成分，通过能量流动和物质循环，紧密联系在一起，形成一个
统一的整体。
★生态农业
在环境与经济协调发展的思想指导下，应用现代科学技术建立起来的多层次、
生态学原理 多功能的综合农业生产体系。基本原理是生态系统中能量多级利用和物质循
环再生。
①能量多级利用、物质循环利用，提高了物质和能量利用率。
②废物资源化，减少环境污染，降低人和家畜的发病率。
优点
③减少化肥用量，降低农业投入。
④收获多种产品，增加经济效益。
3.信息传递
物理信息：光、声、温度、磁力等
生态系统中信息的种类 化学信息：植物的生物碱、有机酸等，动物的性外激素等
行为信息：蜜蜂跳舞、孔雀开屏等
①生命活动的正常进行，种群的繁衍。
信息传递在生态系统中的作用
②种间关系的调节，维持生态系统稳定。
①提高农产品或畜产品产量。
在农业生产上的应用 ②对有害物动物的控制：目前控制动物危害的技术大致有
生物防治、化学防治、机械防治三种。
52 高中生物知识手册（四）生态系统的稳定性
1. 定义：生态系统具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力，叫做生态系统的稳定
性。包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
抵抗力稳定性 恢复力稳定性
生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和 生态系统在受到外界干扰因素的破坏
含义
功能保持原状（不受损害）的能力。 后恢复到原状的能力。
一般来说，生态系统中的组分越多，食物
与抵抗力稳定性一般呈相反关系，生态
规律 网越复杂，其自动调节能力就越强，抵抗
系统的成分越简单，越容易恢复。
力稳定性就越高。
①一般呈现相反关系，抵抗力稳定性强的生态系统，
恢复力稳定性差；反之亦然。
关系
②二者是同时存在于同一系统中的两种截然不同的
作用力，它们相互作用共同维持生态系统的稳定。
2. 原因：生态系统之所以能够维持相对稳定，是由于生态系统具有自我调节能力。生态系统
自我调节能力的基础是负反馈调节。
3. 一个生态系统的发展过程中可以呈现出三种系统状态。初期的生态系统，输入大于输出，
系统内部的物质不断增加，这是增长系统。成熟的生态系统，处于稳定状态。衰老的生态系
统，输入小于输出，生物量下降，生产力衰退，环境变劣，从而引起某些生物种群迁出或消
亡，原有的平衡被打破，导致生态系统进行逆行演替，甚至瓦解。
4.提高生态系统稳定性的措施
（1）要控制对生态系统的干扰程度，对生态系统的利用应适度，不应超过生态系统的自我
调节能力。
（2）对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质和能量的投入，保证生态系统内
部和功能的协调。例如，如果要使单一作物的农田生态系统保持稳定，需要不断施肥、灌溉，
以及控制病虫害；还可以人工建造“生态屏障”如防护林以有效地防风固沙。
模块四 生态系统 53二、生态环境的保护
（一）人口增长对生态环境的影响：资源短缺（粮食、水、森林和能源等）、环境污染
（二）全球性生态环境问题
原因：CO 等温室气体的大量排放。
2
温室
危害：全球气温升高，加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升等。
效应
缓解措施：减少化石燃料的燃烧，开发清洁能源，植树造林等。
原因：大气中SO 过多。
2
危害：造成森林受害和农作物减产；使土壤、水域酸化，建筑物腐蚀，金属
酸雨
腐蚀等。
缓解措施：多种能吸收SO 的植物，减少化石燃料的燃烧、开发清洁能源等。
2
原因：氟利昂等物质的大量排放。
臭氧层
危害：臭氧层破坏导致地球上的紫外线辐射增强，人类的皮肤癌和白内障患
破坏
病率上升，植物的光合作用受到抑制等。
生物体从环境中吸收某些元素或不易分解的化合物在体内积累，使生物体内
生物富集 某些元素或化合物的浓度超过了环境中的浓度。这些污染物一般的特点是化
作用 学性质稳定不易分解，在生物体内积累不易排出。因此生物富集作用会随着
食物链的延长而不断增强。
现象：水体中N、P等植物所必需的矿质元素含量过多，导致藻类等大量繁殖。
藻类的的呼吸作用及死亡藻类的分解作用消耗大量的O ，并分解出有毒物质,
2
水体富营
致使水体处于严重的缺氧状态，引起水质恶化和鱼群死亡的现象。
养化
类型：在淡水生态系统中的富营养化称为“水华”；在海洋生态系统中的富
营养化称为“赤潮”。
原因：植被的破坏是土地荒漠化的主要原因。
土地
措施：合理利用和保护现有资源；部分地区退耕还林、还草；大量营造草场、
荒漠化
灌木林和防护林，以林护草，草林结合。
54 高中生物知识手册主要原因：
①对森林、草地、湿地等生境的破坏
②过度采伐和捕猎利用野生物种资源
③城市地域和工业区的大量发展
生物多样性 ④外来物种入侵（危害： 破坏入侵地物种的多样性，造成生态平衡的失调；
锐减 造成巨大的经济损失。原因：入侵种具有顽强的生命力和繁殖力；环境条件
适宜；侵入种对环境适应性强；控制因素的丧失，如缺少天敌）
⑤无控制旅游
⑥土壤、水和大气受到污染
⑦全球气候变化
（三）生物多样性
1.含义
生物圈内所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统，共
同构成了生物多样性。生物多样性包含基因的多样性、物种的多样性和生态系统的多样性。
2.价值
（1）直接价值：对人类有食用、药用和工业原料等实用意义，以及有旅游观赏、科学研究
和文学艺术创作等非实用意义的价值。
（2）间接价值：也叫生态功能，如：森林和草地对水土的保持作用，湿地的蓄洪防旱、调
节气候等作用。
（3）潜在价值：目前人类尚不清楚的价值。
3.保护生物多样性的措施
①就地保护：在原地对被保护的生态系统或物种建立自然保护区以及风景名胜等。这是对生
物多样性最有效的保护。
②易地保护：把保护对象从原地迁出，在异地进行专门保护。例如，建立植物园、动物园以
及濒危动植物繁育中心等。这是为行将灭绝的物种提供最后的生存机会。一旦繁育成功，就
可以将之回放野外。
③利用生物技术对生物进行濒危物种的基因进行保护。如建立精子库、种子库等。
③利用生物技术对生物进行濒危物种进行保护。如人工授精、组织培养和胚胎移植等。
④还要加强立法、执法和宣传教育。
⑤保护生物多样性只是反对盲目地、掠夺式地开发利用，而不意味着禁止开发和利用。合理
利用就是最好的保护！关键是要协调好人与生态环境的关系，要做到：科学、合理、适时、
适度地开发利用。
模块四 生态系统 55⑥保护生物多样性需要全球合作。
（四）可持续发展——人类必然的选择
1. 含义：在不牺牲未来几代人需要的情况下，满足我们这代人的需要，它追求的是自然、经
济、社会的持久而和谐的发展。
2.实施措施：①保护生物多样性 ②保护环境和资源
56 高中生物知识手册
