苏教版高中生物知识体系总览

苏教版高中生物教材分为 必修 和 选修 两大部分，必修部分是高考的核心，选修部分则根据不同省份和学校的要求进行学习。

• 必修部分 (3册)

  • 必修1：分子与细胞 - 生命的物质基础和结构基础
  • 必修2：遗传与进化 - 生命的延续和发展
  • 必修3：稳态与环境 - 生命活动的调节及与环境的互动

• 选修部分 (3册)

  • 选修1：生物技术实践 - 强调动手操作和实验技能
  • 选修3：现代生物科技专题 - 侧重于前沿科技和应用

第一部分：必修模块思维导图

必修1：分子与细胞

中心主题：细胞是生物体结构和功能的基本单位

一级分支：

1. 细胞的分子组成
2. 细胞的基本结构
3. 细胞的物质输入和输出
4. 细胞的能量供应和利用
5. 细胞的生命历程

细胞的分子组成

• 组成细胞的元素
  • 最基本元素： C
  • 基本元素： C, H, O, N
  • 主要元素： C, H, O, N, P, S
  • 大量元素： C, H, O, N, P, S, K, Ca, Mg
  • 微量元素： Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo (谐音：铁猛碰新木桶)
• 组成细胞的化合物
  • 无机物
    • 水： 含量最高 (约85%-90%)，功能：良好溶剂、参与生化反应、维持体温、组成细胞结构。
    • 无机盐： 少量但重要，存在形式：离子 (如 Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Cl⁻) 或化合物，功能：维持渗透压和酸碱平衡、组成复杂化合物 (如 Fe²�血红蛋白)、维持正常生理功能。
  • 有机物
    • 糖类： 主要能源物质。
      • 单糖： 葡萄糖 (主要能源)、果糖、核糖。
      • 二糖： 蔗糖 (植物)、乳糖 (动物)、麦芽糖。
      • 多糖： 淀粉 (植物储能)、纤维素 (植物细胞壁)、糖原 (动物储能)。
    • 脂质： 储能物质、结构物质。
      • 脂肪： 主要储能物质，保温，缓冲减压。
      • 磷脂： 细胞膜、细胞器膜的主要成分 (双分子层)。
      • 固醇： 胆固醇 (构成膜)、性激素、维生素D。
    • 蛋白质： 生命活动的主要承担者。
      • 基本单位： 氨基酸 (约20种)，结构特点：至少含有一个氨基和一个羧基，且连在同一个碳原子上。
      • 结构层次： 氨基酸 → 多肽链 → 蛋白质空间结构。
      • 功能： 结构蛋白 (如肌动蛋白)、催化 (酶)、运输 (如血红蛋白)、免疫 (如抗体)、调节 (如胰岛素)。
    • 核酸： 遗传信息的携带者。
      • 分类： DNA (脱氧核糖核酸)、RNA (核糖核酸)。
      • 基本单位： 核苷酸 (由一分子磷酸、一分子五碳糖、一分子含氮碱基组成)。
      • 功能： 储存、传递和表达遗传信息。

细胞的基本结构

• 细胞膜
  • 结构模型： 流动镶嵌模型。
  • 成分： 脂质 (主要是磷脂)、蛋白质、少量糖类。
  • 结构特点： 具有一定流动性。
  • 功能： 将细胞与外界环境分隔开；控制物质进出；进行细胞间的信息交流。
• 细胞器
  • 双层膜： 线粒体 (有氧呼吸主要场所)、叶绿体 (光合作用场所)。
  • 单层膜： 内质网 (蛋白质合成和加工)、高尔基体 (加工、分类、包装)、溶酶体 (分解衰老细胞器)、液泡 (储存水分、色素)、核糖体 (无膜，蛋白质合成场所)。
• 细胞核
  • 功能： 遗传信息库，细胞代谢和遗传的控制中心。
  • 结构： 核膜、核仁、染色质 (由DNA和蛋白质组成)。
• 细胞壁
  • 植物细胞： 主要成分是纤维素和果胶，支持和保护作用。
  • 真菌细胞： 主要成分是几丁质。
  • 原核细胞： 主要成分是肽聚糖。

细胞的物质输入和输出

• 物质跨膜运输的方式
  • 自由扩散： 顺浓度梯度，不需载体和能量 (如 O₂, CO₂, 甘油, 乙醇, 苯)。
  • 协助扩散： 顺浓度梯度，需要载体蛋白，不需能量 (如 葡萄糖进入红细胞)。
  • 主动运输： 逆浓度梯度，需要载体蛋白和能量 (如 K⁺进入神经细胞，小肠吸收葡萄糖和氨基酸)。
• 其他方式
  • 胞吞： 大分子物质 (如抗体、病原体)。
  • 胞吐： 大分子物质 (如分泌蛋白)。

细胞的能量供应和利用

• 酶
  • 本质： 大多数是蛋白质，少数是RNA。
  • 特性： 高效性、专一性、作用条件温和。
  • 影响酶活性的因素： 温度、pH、底物浓度、酶浓度。
• ATP (三磷酸腺苷)
  • 结构： 腺苷 + 三个磷酸基团。
  • 功能： 直接能源物质，末端磷酸键水解释放能量。
  • ATP与ADP的相互转化： ATP ⇌ ADP + Pi + 能量，此过程时刻发生，伴随吸能反应和放能反应。
• 细胞呼吸
  • 场所： 主要是线粒体。
  • 过程：
    • 第一阶段 (细胞质基质)： 葡萄糖 → 丙酮酸 + [H] + 少量 ATP。
    • 第二阶段 (线粒体基质)： 丙酮酸 + H₂O → CO₂ + [H] + 少量 ATP。
    • 第三阶段 (线粒体内膜)： [H] + O₂ → H₂O + 大量 ATP。
  • 总反应式： C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 能量。
• 光合作用
  • 场所： 叶绿体。
  • 过程：
    • 光反应 (类囊体膜)：
      • 条件：光、水。
      • 过程：水的光解 (O₂释放)、ATP的合成、[H]的形成。
    • 暗反应 (叶绿体基质)：
      • 条件：[H]、ATP、CO₂。
      • 过程：CO₂的固定 (C₅ + CO₂ → 2C₃)、C₃的还原 (C₃ → (CH₂O))。
  • 总反应式： CO₂ + H₂O → (CH₂O) + O₂ (光能)。

细胞的生命历程

• 细胞的增殖
  • 方式： 有丝分裂 (真核生物主要方式)、无丝分裂 (如蛙的红细胞)。
  • 有丝分裂过程： 间期 (DNA复制) → 前期 → 中期 (观察染色体最佳时期) → 后期 → 末期。
  • 意义： 将亲代细胞的染色体经过复制之后，精确地平均分配到两个子细胞中。
• 细胞的分化、衰老和凋亡
  • 细胞分化： 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，实质是基因的选择性表达。
  • 细胞衰老： 细胞的形态、结构和功能发生变化的过程，特征：水分减少、酶活性降低、色素积累、细胞膜通透性改变等。
  • 细胞凋亡： 由基因决定的细胞自动结束生命的过程，对生物体是有利的。
• 细胞癌变
  • 特征： 无限增殖、形态结构改变、表面糖蛋白减少 (易扩散和转移)。
  • 原因： 原癌基因和抑癌基因发生突变。

必修2：遗传与进化

中心主题：生命的延续和生物的进化

一级分支：

1. 遗传的细胞基础
2. 遗传的基本规律
3. 遗传的分子基础
4. 生物的进化

遗传的细胞基础

• 减数分裂与受精作用
  • 减数分裂： 有性生殖过程中，染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次的细胞分裂方式。
  • 结果： 成熟的生殖细胞 (配子) 中染色体数目比原始生殖细胞减少一半。
  • 过程： 染色体复制一次 → 细胞连续分裂两次 (减数第一次分裂和减数第二次分裂)。
  • 受精作用： 精子和卵细胞相互融合，形成受精卵的过程，意义：维持前后代染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异至关重要。

遗传的基本规律

• 孟德尔豌豆杂交实验
  • 基因的分离定律： 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；在形成生殖细胞 (配子) 时，成对的遗传因子发生分离，分别进入不同的配子中。 (研究一对相对性状)
  • 基因的自由组合定律： 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分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 (研究两对或多对相对性状)
• 伴性遗传
  • 概念： 性染色体上的基因所控制的遗传方式总是与性别相关联。
  • 类型： 伴X染色体隐性遗传 (如红绿色盲、血友病)、伴X染色体显性遗传、伴Y染色体遗传。
  • 特点： 男性患者多于女性患者 (伴X隐性)；女性患者多于男性患者 (伴X显性)；具有交叉遗传现象 (伴X隐性)。

遗传的分子基础

• DNA是主要的遗传物质
  • 证据： 肺炎双球菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验。
• DNA的分子结构和复制
  • 结构： 双螺旋结构，基本单位：脱氧核苷酸，碱基互补配对原则：A-T, G-C。
  • 复制： 时间：细胞分裂的间期，过程：解旋 → 合成子链 → 形成子代DNA，特点：半保留复制。
• 基因的表达
  • 转录： 在细胞核中，以DNA的一条链为模板，合成mRNA的过程。
  • 翻译： 在核糖体上，以mRNA为模板，合成蛋白质的过程，密码子：mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基。
• 基因对性状的控制
  • 中心法则： DNA → DNA (复制)，DNA → RNA (转录)，RNA → 蛋白质 (翻译)，RNA → DNA (逆转录)，RNA → RNA (如RNA病毒)。
  • 基因控制性状的方式：
    • 直接途径：基因 → 蛋白质 → 性状。
    • 间接途径：基因 → 酶 → 细胞代谢 → 性状。

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进化的原材料。
  • 自然选择决定生物进化的方向。
  • 隔离是新物种形成的必要条件。
• 生物进化与生物多样性的形成
  • 物种形成： 经过长期的地理隔离，最终导致生殖隔离，形成新物种。
  • 共同进化： 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。
  • 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3：稳态与环境

中心主题：生命活动的调节及生物与环境的关系

一级分支：

1. 人体的内环境与稳态
2. 动物生命活动的调节
3. 植物的激素调节
4. 种群和群落
5. 生态系统
6. 生态环境的保护

人体的内环境与稳态

• 内环境： 细胞外液，是体内细胞直接生活的环境，包括：血浆、组织液、淋巴。
• 稳态： 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，调节机制：神经-体液-免疫调节网络。

动物生命活动的调节

• 神经调节
  • 基本方式： 反射，结构基础：反射弧 (感受器 → 传入神经 → 神经中枢 → 传出神经 → 效应器)。
  • 兴奋在神经纤维上的传导： 电信号 (神经冲动)，形式：局部电流。
  • 兴奋在神经元之间的传递： 突触，信号转换：电信号 → 化学信号 → 电信号，神经递质只能由突触前膜释放，作用于突触后膜。
• 体液调节
  • 主要方式： 激素调节，调节中枢：下丘脑。
  • 主要激素及其功能：
    • 甲状腺激素： 促进新陈代谢，提高神经系统的兴奋性。
    • 胰岛素 (胰岛B细胞)： 降低血糖浓度。
    • 胰高血糖素 (胰岛A细胞)： 升高血糖浓度。
    • 肾上腺素： 升高血糖，加快心跳。
• 神经调节与体液调节的关系
  • 区别： 反应速度、作用范围、作用时间。
  • 联系： 相互协调，共同维持机体的稳态，神经调节起主导作用。

植物的激素调节

• 生长素的发现： 达尔文、詹森、拜尔、温特等人的实验。
• 生长素的产生、运输和作用
  • 产生部位： 幼嫩的芽、叶和发育中的种子。
  • 运输方式： 极性运输 (从形态学上端到下端)。
  • 作用特点： 两重性 (低浓度促进生长，高浓度抑制生长)。
  • 实例： 顶端优势 (顶芽优先生长，侧芽受抑制)。
• 其他植物激素： 赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯等，共同调节植物的生长发育。

种群和群落

• 种群的特征
  • 数量特征： 种群密度 (最基本特征)、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成、性别比例。
  • 空间特征： 随机分布、均匀分布、集群分布。
• 种群的数量变化
  • “J”型增长： 理想条件，无环境阻力。
  • “S”型增长： 自然界普遍情况，有环境阻力，存在K值 (环境容纳量)。
• 群落的结构
  • 垂直结构： 群落具有明显的分层现象 (如森林)。
  • 水平结构： 由于地形、光照、湿度等因素的影响，不同地段上分布着不同的种群。
• 群落的演替
  • 初生演替： 在一个从来没有被生物覆盖的地面，或者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： 在原有生物群落被破坏后的地方发生的演替。

生态系统

• 生态系统的结构
  • 组成成分： 非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。
  • 营养结构： 食物链和食物网，生态系统的物质循环和能量流动的渠道。
• 生态系统的功能
  • 能量流动：
    • 特点： 单向流动、逐级递减 (传递效率约10%-20%)。
    • 研究意义： 帮助人们合理地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。
  • 物质循环：
    • 实例： 碳循环 (CO₂形式)、氮循环。
    • 特点： 全球性、循环性。
  • 信息传递：
    • 种类： 物理信息、化学信息、行为信息。
    • 作用： 决定生命活动的正常进行、生物种群的繁衍、调节生物的种间关系。
• 生态系统的稳定性
  • 概念： 生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。
  • 原因： 自我调节能力。
  • 类型： 抵抗力稳定性 (抵抗干扰)、恢复力稳定性 (恢复原状)。

生态环境的保护

• 全球性生态环境问题： 全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、酸雨、土地荒漠化、生物多样性锐减等。
• 生物多样性的价值： 潜在价值、间接价值 (生态功能)、直接价值。
• 保护生物多样性的措施： 就地保护 (建立自然保护区)、迁地保护 (建立植物园、动物园等)、加强法制和管理、利用生物技术保护。

第二部分：选修模块思维导图框架

选修1：生物技术实践

• 核心：动手操作，理解原理
• 主要模块：
  • 微生物的利用： 果酒和果醋的制作 (酵母菌、醋酸菌)；腐乳的制作 (毛霉)；微生物的实验室培养 (培养基的配制、灭菌、接种)。
  • 酶的应用： 果胶酶在果汁生产中的作用；探究加酶洗衣粉的洗涤效果；固定化酶和固定化细胞技术。
  • 生物技术在食品加工及其他方面的应用： 蛋白质的提取和分离 (凝胶色谱法、电泳法)；PCR技术扩增DNA片段。

选修3：现代生物科技专题

• 核心：前沿科技，基因工程为核心
• 主要模块：
  • 基因工程： 基本工具 (限制酶、DNA连接酶、运载体)；基本步骤 (“四步曲”)；应用。
  • 细胞工程： 植物组织培养技术；植物体细胞杂交技术；动物细胞培养与核移植技术；单克隆抗体的制备。
  • 胚胎工程： 体外受精、胚胎移植、胚胎分割。
  • 生物技术的安全性和伦理问题： 转基因生物的安全性；生物武器；试管婴儿、克隆人等伦理问题。

如何有效使用思维导图学习生物

1. 构建框架： 先看目录，用思维导图软件或纸笔构建出整个章节的知识框架。
2. 填充细节： 在学习具体内容时，将知识点填充到框架的相应位置，并使用关键词、箭头、符号等简化信息。
3. 联系对比： 在导图上用不同颜色或虚线连接相关的知识点，将光合作用和呼吸作用对比，有丝分裂和减数分裂对比，不同激素的功能对比等。
4. 定期回顾： 每周或每章结束后，合上书本，看着导图尝试复述所有知识点，查漏补缺。
5. 化繁为简： 对于复杂的生理过程 (如神经冲动的传导、光合作用过程)，用导图一步步分解，理清每一步的参与者、地点、条件和结果。

希望这份详尽的思维导图框架能成为你学习苏教版生物的得力助手！