作者：圣才电子书
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2016年下半年全国统考教师资格考试《生物学科知识与教学能力》（高级中学）复习全书【核心讲义＋历年真题详解】试读：
模块一 备考指南
第1章 全国统考教师资格考试《生物学科知识与教学能力》（高级中学）大纲
一、考试目标
1．生物学科知识与能力
掌握生物学科的基本事实、概念、原理和规律等基础知识，具备生物学科的基本研究方法和实验技能；了解生物学科发展的历史和现状，关注生物学科的最新进展；能举例说出这些知识与现实生活的联系。
2．生物学教学知识与能力
掌握生物学课程与教学的基本理论，准确理解《普通高中生物课程标准（实验）》，并能用其指导高中生物学教学。
3．生物学教学设计能力
根据生物学科的特点，针对高中学生的认知特征、知识水平及学习需要选择教学内容，依据课程标准和教材确定恰当可行的教学目标，确定教学重点和难点，选择合适的教学策略和方法，合理利用课程资源，设计多样化的学习活动，形成完整的教学方案。了解生物学教学评价的基本类型和方法。
二、考试内容模块与要求（一）学科知识
1．掌握与普通高中生物学课程相关的植物学、动物学、植物生理学、动物生理学、微生物学、遗传学、生态学、生物化学和分子生物学、细胞生物学和生物进化等领域的基础知识和基本原理及相关的生物技术；了解生物学科发展的历史和现状，关注生物学科的最新进展。
2．掌握生物科学研究的一般方法，如观察法、调查法、实验法等，运用生物学基本原理和基本研究方法，分析生活、生产、科学技术发展以及环境保护等方面的问题。（二）教学知识
1．理解高中生物学课程的性质、基本理念、设计思路和课程目标；熟悉高中生物学课程3个必修模块的内容标准；知道课程资源的类型及其适用范围。
2．了解高中生物学教材的编写理念、编排特点及内容呈现形式。
3．了解生物学教学理念、教学策略、教学设计、教学技能、教学评价、教学研究等一般知识与技能。
4．了解生物学科理论教学、实验教学、实践活动的基本要求和过程。
5．掌握高中生物学核心概念的一般教学策略。（三）教学设计
1．学习需求分析（1）分析学习者
分析高中生学习生物学课程的一般特征，如年龄特征、整体知识水平、能力水平等。
分析高中生学习生物学课程的差异性，如个性差异、知识水平差异、不同的学习态度等。（2）分析教材
根据课程标准和教材的编写特点，确定课时教学内容在教材中的地位和作用，对生物学教学内容进行合理的选择和组织，明确教学内容的相互关系和呈现顺序。
通过分析教学内容和学生已有的知识基础，明确核心概念，确定教学重点与教学难点。
2．确定教学目标（1）领会高中生物学课程的“知识、能力、情感态度与价值观”三维目标的含义。（2）根据三维目标、教学内容和学生特点，确定并准确表述教学目标。
3．选择教学策略和方法（1）根据教学目标、教学内容和学生认知特点，选择合适的教学策略和方法。（2）合理选择和利用课程资源。
4．设计教学过程（1）合理安排生物学教学的基本环节。（2）设计合理的教学流程。（3）分析并评价教学案例。
5．撰写格式规范的教案
6．了解生物学教学中常用的评价类型及其特点
三、试卷结构模 块比 例题 型47%学科知识单项选择题简 答 题教学知识16%教学设计题教学设计37%材料分析题单项选择题：约33%100%合 计非选择题： 约67%
四、题型示例（一）单项选择题
1．下列属于真核细胞和原核细胞共有的结构是（ ）。
A．染色体
B．核膜
C．核糖体
D．内质网
2．下图表示硅藻属浮游生物的数量和北温带海洋上层一些非生物因素的季节性变化。下列解释正确的是（ ）。
A．硅藻数量的减少与水中磷、硫含量的减少
B．有关光照强度过高会使浮游生物（硅藻）的生长受到抑制
C．浮游生物（硅藻）数量的增加导致水中磷、硫含量的减少
D．光照强度的升高促进了分解者的活动，使水中磷、硫等无机盐减少（二）简答题
1．绘出细胞膜流动镶嵌模型的结构简图，标出主要部分名称，并描述细胞膜的结构特点。
2．在进行“基因是有遗传效应的DNA片段”这一概念的教学中，你认为教学难点是什么？简要说明如何突破该教学难点。（三）教学设计题
阅读“细胞有丝分裂”的教材内容（教材内容略），确定这部分教学内容的知识目标。（四）材料分析题
阅读以下材料，回答问题。植物生长素的发现1．引入新课提前10天左右让学生利用玉米种子培养幼苗（可用小培养皿，底部铺浸湿滤纸的方法）。实验分2组，一组在完全不透光的盒子中，另一组在一侧开孔的不透光盒子中。上课前选取实验结果较明显的幼苗展示给学生，引导学生观察实验现象，并提出疑问：一侧开孔的盒子中的幼苗弯曲向光生长，为什么？2．达尔文的向光性实验利用多媒体课件依次展示下面的实验，并引导学生分析。通过上述实验，可以得出结论：胚芽鞘的向光性是由其尖端决定的。3．达尔文的验证感光部位实验
问题：（1）该教师的教学过程中，你认为他可能选用的课程资源有哪些？（2）根据以上教学设计思路，分析该教师的教学设计中使用了哪些教学策略？（3）在实施这些教学策略时应注意哪些问题？
第2章 全国统考教师资格考试《生物学科知识与教学能力》（高级中学）备考技巧
一、做好复习笔记
教师资格考试的内容很多，考试所涉及的知识点几乎遍及教材各有关章节，学科知识中还有部分是超出教材范围的，而且题型变化较多，要记忆全部内容，显然是不可能完成的。因此在平常的复习时，一定要善于把握重点，讲究方法，最好能养成做笔记的习惯，这样不但可以提高学习效率，还可以巩固知识，做好应试准备。
1．对教材中的重点内容做摘要笔记，概括其要点，提纲挈领，提炼出全书的内容和逻辑结构，同时，还要结合教材的详细内容，举一反三，以考试大纲为依据，认真研读，做到真正吃透，这样才能把握教材的脉络，抓住重点。
2．在教材的相应位置做好眉批笔记，可圈可点，可增可减，边看边做。这一过程既是读书的过程，也是记忆的过程。
3．对所学内容做好心得笔记。根据学习过程中产生的思考、对比、分析、体会等随手记下来，对于提高学习效率大有裨益。
二、制定复习计划
古人云：温故而知新。复习是中学生掌握知识的重要环节，通过复习可以强化记忆，加深理解。因此，制定一个适宜的复习计划，严格规定每天的作息时间是非常必要的。制定一个良好的复习计划，要做到以下几点：
1．掌握学习的一般规律。以背资料为例，背资料要长期背才能记住，短期背大量信息是很难记住的，这也是为什么很多同学第一天猛背，第二天几乎忘得一干二净然后埋怨自己笨的原因。“少而精”是人类大脑记忆信息的方式。世界最新记忆科学研究再次证实，即使短期记忆也遵循“少而精”的原则。一旦违背了这种原则，那么复习计划自然难以奏效。
2．复习任务要明确。复习过程中，一定要提出明确目的和要求，如今天晚上记忆15个生字，明天下午熟记一篇文章。有了明确的复习目的，会使大脑细胞处于活跃状态，注意力高度集中，对外界信息反应敏捷，记忆清楚。实验表明，围绕目的和要求，集中注意力阅读两遍材料，比随随便便读10次的记忆效果要好得多。在复习某些材料时，应抱有“下决心记住，执意不忘”的目的与想法。当然，也不能急于求成，贪多求快。
3．运用正确的复习方法。比如分散复习法，将复习分配在几天、几周内，分段去完成复习任务；又比如交叉复习法，将语文学科知识部分与教学部分交叉起来复习，避免过度劳累等。
三、掌握考试技巧
考试技巧是考生有能力驾驭考试的表现，它能帮助考生在面对规律性题目是应对自如，发挥出超常水平。因此，了解考试的技巧，并在日常练习中反复使用，能有效地提升考生的信心与实力，尽早适应考试的节奏。
1．考前准备
考试前一天，去熟悉一下考场环境，将考试必需品（包括准考证、身份证、钢笔、圆珠笔、橡皮、尺子等）集中到一起，以免赶考时忘掉，同时要记得考点地址、自己的考场号、座位号，做好各种应急准备，以免出现不应有的差错导致迟到而影响考试情绪。
2．稳定情绪
进入考场以后，首先要稳定情绪，认真填写卷头，检查试卷印刷质量，如遇不清、错印、漏印、破损等情况，举手报告监考老师。
3．审明题意，弄清答题方向
审题对于回答各类试题都是十分重要的。在正式答题前，要仔细地逐字逐句地搞清题目的含义，尤其是对那些意思相近的词或字的不同含义，要从题目本身获得尽可能多的信息，弄清题意后，确定答题方向，再认真按要求作答。
4．答题要规范、条理分明、重点突出
对主观题型，切忌动笔就写，信口开河。应在答题前理出思路，拟定一个结论性的要点，然后才动笔作答，避免东拉西扯，不着边际，得不到分数却白白浪费了宝贵的时间。
答题时，注意规范和条理，答案要准确、简洁、明了，并注意逻辑顺序。
书写也要规范，不可用网络字，忌潦草、勾勾划划，保持卷面整洁。
5．先易后难，尽量少留空白
本着先易后难的顺序，保证时间的合理分配。容易的题目先把分数拿到手，做完整个试卷后再回头将难题攻克，不轻易放弃是拿高分的关键，能解几步就写几步，争取分步得分。但注意不要仅仅为了填充空白而漫无边际乱写一通（胡乱作答，会影响判卷老师对你的水平的判断且浪费时间）。
6．认真检查，确保无误（1）认真检查答案是否符合题目要求；（2）字母、符号是否准确无误；（3）计算结果是否正确；（4）整个试卷是否有会做而忘了做的漏题，等等。
在确信万无一失的情况下交卷，以保证较高的成功率。
模块二 核心讲义
第一部分 学科知识
第1章 生物学科发展历史与基础知识
1.1 考纲解读
1．了解生物学科发展的历史和现状，关注生物学科的最新进展。
2．掌握与普通高中生物学课程相关的植物学、动物学、植物生理学、动物生理学、微生物学、遗传学、生态学、生物化学和分子生物学、细胞生物学和生物进化等领域的基础知识和基本原理及相关的生物技术。
1.2 核心讲义
一、生物学科发展的重要里程碑（一）细胞学说的创立
1．早在17世纪，英国科学家虎克就首先提出“细胞”这一名称。
2．细胞学说建立于19世纪30年代末，主要贡献者为德国植物学家施莱登和动物学家施旺。（1）1838年，施莱登在总结前人成果的基础上，写了《论植物的发生》一文，提出了植物构造学说。（2）1839年，施旺把施莱登的观点推广到整个生物界，他在该年发表的《动植物结构和生长相似性的显微镜研究》一文中，用大量资料表明，动植物有机体的结构原则上是相同的，它们的一切组织都是由细胞发展而来的，细胞是一切生物的基本单位。
3．19世纪50年代，德国医生雷马克和瑞士的克里克等人把细胞学说和胚胎学结合起来，进行研究表明：卵子和精子原来都是简单的细胞，在发育过程中，细胞本身可以复制，这个复制过程称为细胞分裂；胚胎发育过程，就是细胞分裂过程。
4．1855年，德国病理学家魏尔肖把“细胞是由细胞分裂形成的”概括为“细胞来自细胞”。（二）达尔文与进化论
1．达尔文的成功与其参与“贝格尔”号的考察活动息息相关。
2．在充分的研究后，达尔文完成了巨著《物种起源》。其基本观点是：（1）生物是进化而来的，既不是上帝创造的，也不是一成不变的。（2）变异是生物普遍存在的现象，变异的基本原因是生活条件的改变。（3）通过人工培育可以产生新种。（4）相似的生物起源于一个共同的祖先，一切生物的最终起源是单一的。（5）在自然界中，生物物种是通过自然选择而产生的，自然选择又是通过生存斗争实现的。（6）达尔文还认为，生物不仅有变异，而且有遗传，它不仅保证种的繁衍，而且保证把有利的变异传给后代。（三）基因学说的确立
遗传因子概念，最初是由孟德尔提出的。孟德尔从l857年到l864年，坚持以豌豆为材料进行植物杂交实验。他选择了7对区别分明的性状仔细观察，最终推导出遗传因子分离定律和独立分配定律。
1．孟德尔的工作
孟德尔从生殖细胞着眼，根据长期的实验结果，推想出生物的每一种形状都是由遗传因子控制的，这些因子从亲代到子代，代代相传；在体细胞中，遗传因子是成对存在的，其中一个来自父本，一个来自母本；在形成配子时，成对的遗传因子彼此分开，因此，在性细胞中，则是单独存在的；在杂交子一代体细胞中，成堆的遗传因子各自独立，彼此保持纯一的状态；在形成配子时，它们彼此分离，互不混杂，完整地传给后代；由杂种形成的不同类型的配子数目相等；雌雄配子的结合是随机的，有同等的结合机会。
2．基因概念的提出及发展（1）提出：1909年，丹麦生物学家W．Johannsen根据希腊文“给予生命”之义，创造了基因一词，并用这个术语代替孟德尔的“遗传因子”。（2）发展：美国著名的遗传学家摩尔根对基因学说的建立做出了卓越的贡献。他以果蝇为材料进行遗传学研究。1926年，摩尔根发表《基因论》一书。该书是自孟德尔规律被重新发现后，对遗传学发展的一个总结。（四）DNA结构的破译
1．鲍林（L．C．Pawling）：在30年代初期提出杂化轨道理论和共振论，对化学键理论的发展有重要贡献。30年代中期他研究蛋白质的晶体结构，发现了氢键是多肽链发生缠绕的原因。40年代，他又投身于DNA晶体结构的研究。
2．维尔金斯（M．Wilkins）和富兰克林（R．Franklin）：在英国伦敦皇家学院对DNA晶体做的x射线衍射分析卓有成效。
3．提出DNA双螺旋结构：在英国剑桥大学合作研究的沃森（J．Watson）和克里克（F．H．C．Crick）。
4．双螺旋结构模型（1）DNA分子是由两条走向相反的多核苷酸链组成，链的主体是糖基和磷酸基，碱基位于两条链之间；（2）两条链上的碱基之间靠氢键相互吸引，使两条链结合成一体；（3）两条链又像转圈楼梯扶手的上下边一样，围绕着一个中心轴盘旋，形成双螺旋结构。
二、生物学科发展的现状（一）杂交水稻育种与水稻基因组研究
1．袁隆平的杂交水稻育种研究（1）从1964年开始，袁隆平致力于杂交水稻的研究，通过培育不育系、保持系、恢复系的“三系”配套方法，来代替人工去雄，生产杂交种子，并在中国《科学通讯》l966年第4期杂志上发表了《水稻的雄性不孕性》论文，对杂交水稻研究具有划时代意义。（2）1973年，成功实现了三系杂交水稻的“三系配套”，实现了杂交水稻的历史性突破。中国的第一个具有较强优势的杂交组合“南优2号”获得成功，并立刻显示了它的增产效应，亩产达623kg，单产一般比常规稻增产20％作用。（3）1997年，他在国际“超级稻”概念的基础上，提出了“杂交水稻超高产育种”的技术路线，并在实验田中取得了良好的效果。（4）2004年，在广东的实验田中亩产已超过800kg，且米质类似粳稻。国家把它列为863重大项目。
2．水稻基因组的研究（1）2002年4月5日，中国科学院在美国《科学》杂志上宣布：地球上一半以上的人口所赖以生存的粮食作物——杂交水稻的基因序列不仅被中国科学家独立绘制完成，而且获得成功“解读”，从而使人类第一次在基因组层面认识了杂交水稻。（2）2002年11月21日，英国《自然》杂志以“水稻基因染色体一号和四号冲过了终点线”为封面标题，对日本和中国科学家完成水稻一、四号染色体精确测序的工作作了全面的报道，标志着我国在基因组测序方面已经具备绘制完成图的能力，成为基因组学研究强国之一。（3）中国：采用克隆步移法完成了对水稻粳稻基因组第四号染色体全长序列的精确测定，拼接后总称为3500万个碱基对，覆盖染色体全长序列的98％，达到了国际公认的基因组测序完成图的标准。与此同时，还对水稻基因组四号染色体进行了结构和功能分析，鉴定了4658个基因，并注释在染色体的准确位置上，为进一步鉴定这些基因的功能打下了坚实的基础。（二）人工合成结晶牛胰岛素
研究发现，牛胰岛素分子结构与人体胰岛素的分子结构极为相似，它们都由51个氨基酸组成。概括起来，研究过程可以分成三步：
1．先把天然胰岛素拆成两条链，再把它们重新合成为胰岛素，研究小组在1959年突破了这一关，重新合成的胰岛素是同原来活力相同、形状一样的结晶。
2．合成胰岛素的两条链后，用人工合成的B链同天然的A链相连接——这种牛胰岛素的半合成在1964年获得成功。
3．经过考验的半合成的A链与B链相结合。（三）体细胞克隆动物
1997年2月23日，英国罗斯林研究所科学家Wilmut等人第一次宣布成功地用动物体细胞克隆动物个体。他用羊乳腺细胞克隆了一头羊，取名为“多莉”（Dolly）。（四）人类基因组计划
经过美、德、日、英、法、中等国科学家十多年的共同努力，1990年10月启动的人类基因组计划于2003年4月完成。这项国际合作项目取得的巨大成就，将对整个生命科学研究和人们的生活产生深刻的影响。
1．人类基因组计划的内容
人类基因组由22条常染色体、一条x染色体和一条Y染色体的DNA组成。人类基因组计划的内容，可简要地概括为四张图谱：遗传图谱、物理图谱、基因图谱和序列图谱。（1）遗传图谱
遗传图谱用来表示基因和染色体的位置关系，并标明它们之间的距离。（2）物理图谱
物理图谱也反映序列在基因组中的位置，但以实际的物理长度（碱基对数目）表示距离。（3）序列图谱
现在已知，人类基因组DNA总共包含31．7亿对碱基，储存着人类的几乎全部遗传信息。（4）基因图谱
基因图谱的作用在于鉴别基因的位置、结构和功能，包括它们的碱基排列顺序、转录产物，甚至所编码的蛋白质。
2．人类基因组图谱的价值（1）有利于发现致病基因，实现以DNA为基础的诊断、治疗、预防和药物设计。（2）发现大量的基因调控序列，认识基因调控的规律，以及它们在人类进化过程中所发生的变化。（3）带动了水稻等重要生物的基因组图谱的建立，为发展这些重要生物的生产提供重要的信息。
三、生物学科的最新进展
生物技术是以现代生物科学的理论和方法为基础，按照人类的需要改造和设计生物的结构和功能，以便更经济、更有效、更大规模地生产人类所需要的物质和产品的技术。其中，细胞工程和基因工程是当今生物技术的核心。（一）细胞工程
细胞工程是指应用现代细胞生物学、发育生物学、遗传学和分子生物学的理论和方法，根据人们的需要和设计，在细胞水平上重组细胞的结构和内含物，以改变生物的结构和功能的生物工程技术，是在细胞水平上的生物技术。细胞工程是生物工程技术的核心。
同时，由于细胞是生命结构和功能的基本单位，生物工程技术最终离不开在细胞上进行操作，因此，细胞工程技术又是最基本的生物工程技术。
1．细胞培养技术
在实践中，细胞培养又称为组织培养。其方法是将动物或植物的器官、组织或经过处理的、分散的细胞，置于模拟生物体内环境的培养剂中培养，使其在离体情况下生存、生长发育乃至繁殖。细胞培养技术已经广泛应用于生态农业、干细胞培养等生产当中。植物的细胞具有发育的全能性。
例如：将胡萝卜根肉细胞分离出来进行培养，经过适当的激素诱导后，可分化出根、茎、叶，最后长成一个完整的植株。
2．细胞融合技术
通过人工诱导，把两种或两种以上的、遗传性不同的细胞融合在一起，从而获得兼备两个或多个亲本一样性状的杂交细胞的技术。细胞融合技术是细胞工程的主要内容，应用范围广，其中细胞融合育种以及单克隆抗体技术，就是以细胞融合技术为基础的。
3．胚胎移植技术
从动物体内取出卵细胞，在试管中进行受精并培育成胚胎，然后再植入母体输卵管中，孕育产仔的技术。
胚胎移植技术在养殖业和医疗领域都有广泛的应用价值。1978年，世界上第一例“试管婴儿”在英国奥德海姆总医院诞生。1988年，我国大陆第一例“试管婴儿”在北京出世。
4．细胞核移植技术
将一个细胞的细胞核移植到另一个去核的卵细胞中，形成具有新的遗传基因的生物个体的技术。在显微镜下，用微吸管将卵细胞的细胞核除去，再将另一个细胞的细胞核移入卵中，在一定条件下，使“受核卵”像“受精卵”一样进行胚胎发育，直至成熟。通过核移植培育出的生物个体，其外部形态和生理特征与提供细胞核的个体相似。又由于这个生物个体不是经过有性生殖，而是通过无性生殖产生的，因此，这个个体是提供细胞核的生物个体的克隆体。“多莉”羊的克隆，就是细胞核移植技术应用的典范。
5．染色体工程
以染色体为操作单位，通过染色体的添加、换代、易位等方式，有目的地改造生物的结构和功能。染色体工程具有高效、安全和简便的优点，是目前动植物品种改良的常用育种方法。无籽西瓜就是染色体工程的产物。
另外，我国植物育种学家鲍文奎培育了异源多倍体小黑麦，生物和育种学家刘筠及其同事培育的鲫鲤杂合异源四倍体种群，并以此为基础大规模地生产了三倍体鲫鱼和鲤鱼，都是应用了染色体工程的原理。（二）基因工程
基因工程，又称基因拼接技术或重组技术，是指按照人们的意愿，在生物体外，通过人工地对DNA分子进行“剪切”与“拼接”，对生物遗传信息进行有目的的改造与整合，然后导入受体细胞里，定向地改造生物的遗传性状，产生出人类需要的物质。要完成这一过程，必须具备下列三个条件：
其一，要有分离单一DNA分子的技术。
其二，要能够把DNA剪切成特定的片段，并把不同的片段连接起来。
其三，连接的DNA分子要能够被转移到细胞内，并且正常发挥作用。
这些技术在20世纪60年代开始逐步成熟，1973年成功地得到了第一个重组DNA分子。
基因工程的技术路线包括DNA片段的获得、连接、转化、表达四个步骤。
1．重组DNA片段的获得
重组DNA片段的获得主要方法有四种：（1）利用限制酶切取具有黏性或平滑末端的DNA片段；（2）用机械方法如超声波获得DNA片段；（3）经反转录酶的作用，从mRNA中复制出与其顺序互补的DNA单链，进而形成eDNA；（4）用化学方法合成DNA片段。
2.DNA片段和载体的连接
DNA片段和载体的连接方法有以下四种：（1）黏性末端的连接
每一种核酸内切限制酶作用于DNA分子上的特定识别顺序，许多酶作用的结果是产生具有黏性末端的两个DNA片段。把所要克隆的DNA和载体DNA用同一种限制酶处理后，再经DNA连接酶处理，就可以进行连接。（2）平滑末端的连接
某些限制酶作用的结果是产生平滑末端，利用噬菌体T4DNA连接酶可以进行连接。（3）同聚末端的连接
在脱氧核苷酸末端转移酶的作用下，可以在DNA片段的3-羟基端合成低聚多核苷酸；如果把所需要的DNA片段接上低聚腺嘌呤核苷酸，而把载体分子接上低聚胸腺嘧啶核苷酸，则由于两者之间能形成互补氢键，同样可以通过DNA连接酶的作用而完成DNA片段的连接。（4）人工接头分子的连接
在两个平整末端DNA片段的一端接上用人工合成的寡聚核苷酸接头片段，其中包含有某一限制性内切酶的识别位点；经这一限制性内切酶处理，可以得到具有黏性末端的两个DNA片段，进一步就可以利用DNA连接酶进行连接。
3．导入宿主细胞
将目的DNA载体导入宿主细胞的方法有以下四种：（1）转化
转化即用质粒作载体所用的方法。（2）转然
转然是用噬菌体DNA作载体所用的方法（脱去蛋白衣壳的噬菌体DNA）。（3）转导
转导是用噬菌体作载体所用的方法，所用的噬菌体在离体状态下包上蛋白质外壳，所以也称为离体包装；（4）注射
如果宿主是比较大的动植物细胞，则可以用注射的方法将重组DNA分子导入。
4．选择
宿主细胞中，只有一小部分是需要的、整合成功的，需要用一定的方法将其筛选出来。（1）遗传学方法
从载体上携带的标记基因人手，检测宿主细胞当中是否存在标记基因的表达产物，从而判断转化是否成功。如抗性筛选、蓝白筛选。（2）免疫学方法和分子杂交法。
当一个宿主细胞获得了携带有载体上的基因后，细胞中往往就出现这一基因所编码的蛋白质。用免疫学方法可以检出。同样，可以根据转入基因序列的特异性，利用分子杂交将其检出。
5．基因表达（1）在构建重组DNA分子和选择宿主细胞时，还必须考虑外源基因表达的问题，即要求外来的基因在宿主细胞中能准确地转录和翻译，所产生的蛋白质在宿主细胞中不被分解，最好还能分泌到胞外。为了使外源基因表达，需要在基因编码顺序的5’端有能被宿主细胞识别的启动序列及核糖体的结合顺序。（2）两种常用的方法，能使外源基因在宿主细胞中顺利地表达
①是在形成重组DNA分子时，在载体的启动序列和核糖体结合顺序后面连接外源基因；
②是将外源基因插入到载体的结构基因中的适当位置上，转录和翻译的结构将产生一个融合蛋白。这种融合蛋白质被提纯，要准确地将两部分分开，才能够获得所需要的蛋白质。（3）基因工程作为一个新兴的研究领域，发展十分迅猛。无论是基础研究还是应用研究，硕果累累。基因工程的产生和发展，预示着生命科学发展的飞跃式进步；从此，人们进入了定向改造物种的新时代。（三）生物信息学
生物信息学是计算机和网络大发展、各种生物数据库迅猛增长的形势下，如何组织数据，并从数据中提取生物学信息知识的科学。生物学相关信息量的“疯长”，产生了对海量生物信息进行处理的需求。而计算机技术的革命性发展，能够满足这一需求。于是，生物信息学便在综合计算生物学的研究和生物学信息的计算机处理的基础上，迅速而成功地发展起来。
1．生物信息学的理论与技术基础
广义地说，生物信息学从事对生物信息的获取、加工、储存、分配、分析和解读，并综合运用数学、计算机科学和生物学工具，以达到理解数据中的生物学含义的目标。与此相应，生物信息学有以下三个方面的科学基础：（1）数据库系统
在互联网络高度发达、日新月异的今天，既具有了充分发挥作用的支持条件，又对其安全、有效、经济地发展提出了挑战。（2）算法和软件
面对海量而多变的信息，没有算法创新，生物信息学就无法获得持续地发展。（3）生物学研究方法与技术
这是生物信息学的基础。它们既是产生生物信息的主要方法，又是在利用生物信息分析结果的基础上，进一步获取或验证生物学知识的关键手段之一。
2．生物信息学的主要内容（1）生物信息学把基因组DNA序列信息分析作为源头，找到基因组序列中代表蛋白质和RNA的基因编码区，阐明菲编码区的信息实质，破译隐藏在DNA序列中的遗传序列规律。同时，归纳、整理与基因组遗传序列信息释放及其调控相关的转录潜和蛋白质谱的数据，从而认识代谢、发育、分化、进化的规律。（2）生物信息学综合基因信息和大规模蛋白质空间结构测定及蛋白质相互作用检测的数据，进行蛋白质空问结构的模拟和蛋白质功能的预测（包括认识蛋白质与蛋白质相互作用以及蛋白质与配体的相互作用规律），进而将此类信息与生物体和生命过程的生理生化信息相结合，阐明其分子机制，最终进行分子设计、药物设计和个体化的医疗保健设计。（3）因此，在基因组研究时代，生物信息学至少应该包含三个层次上的重要内容：基因组信息学、蛋白质的结构计算与模拟、分子与药物设计。这三者紧密地围绕着遗传信息传递的中心法则，因而必然有机地连接在一起。
3．发展生物信息学的重要意义（1）生物信息学的研究目标是揭示“基因组信息结构的复杂性及遗传序列的根本规律”。它是当今乃至21世纪自然科学和技术科学领域中“基因组”、“信息结构”和“复杂性”这三个重大科学问题的有机结合。（2）发展生物信息学不仅有助于认识遗传序列信息，读懂人类基因组全部DNA序列，认识人类自身，而且必将有助于揭示“信息结构”和“复杂性”的深刻内涵，以及遗传、发育和进化的联系，大大丰富和发展现有的物理学、生物学、化学、数学、计算机科学、信息科学和系统科学的理论和方法，从而推动学科群的发展，成为自然科学中多学科交叉的、有活力的、有影响的新领域。（3）我国生物信息学的研究和应用有一定的基础，又有特别优秀的数理基础，生物信息学的研究在我国有望取得突破性成果，这对于增强我国在基础研究领域的实力、在某些方面占据国际领先地位是十分重要的。生物信息学成果的应用，也会产生巨大的社会效益和经济效益，为实现我国的社会发展、人民幸福、国家富强贡献力量。
四、细胞生物学基础知识（一）《普通高中生物课程标准（实验）》对细胞生物学的要求
在《普通高中生物课程标准（实验）》（以下简称《生物课标》）中，细胞生物学的内容的具体要求如下：
1．细胞的分子组成
细胞的分子组成包括蛋白质的结构与功能、核酸的结构与功能、糖类的种类和作用、脂质的种类和作用、生物大分子以碳链为骨架、水和无机盐的作用。
2．细胞的结构
细胞的结构包括细胞学说建立的过程、使用显微镜观察多种多样的细胞、细胞膜系统的结构与功能、细胞器的结构与功能和细胞核的结构与功能。
3．细胞的代谢
细胞的代谢包括物质进出细胞的方式、酶在代谢中的作用、ATP在能量代谢中的作用、细胞呼吸及其原理。
4．细胞的增殖
细胞的增殖包括细胞的生长和增殖的周期性、细胞的无丝分裂、细胞的有丝分裂。
5．细胞的分化、衰老和凋亡
细胞的分化、衰老和凋亡包括细胞的分化、细胞的全能性、细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系和癌细胞的主要特征。（二）对细胞生物学内容的分析
细胞生物学是生命科学中的一门重要的基础学科，是细胞学发展的高级阶段，在显微和亚显微两个研究水平的基础上，又发展了分子水平的研究，使得细胞生物学进入了细胞分子水平的时代。细胞生物学知识结构图
1．细胞的分子组成（1）细胞中的无机物
①水是生命的介质。水在细胞内以结合水和自由水两种状态存在。
a．结合水：细胞的成分之一。自由水是流动的、易蒸发的水，是细胞和生物体内各种物质的良好溶剂，是各种生理活动、生化反应的介质。
b．自由水：可以促进营养物质和代谢废物的运输。
②无机盐：在细胞中一般都是以离子状态存在的。（2）细胞中的有机物
①糖类
糖类是细胞中很重要的有机化合物，由C、H、0三种元素组成，其通式可用Cn（H0）m（n和m通常大于2）表示。糖类一般可分为2单糖、二糖、多糖三类：
a．单糖：易溶于水，有甜味。单糖包括核糖、脱氧核糖、葡萄糖、半乳糖和果糖等。
b．二糖：由两分子单糖缩合而成的糖，如麦芽糖、蔗糖、乳糖。
c．多糖：由多个单糖分子缩合、失水而形成的，没有甜味。
②脂质
脂质包括多种多样的分子，其特点是由C和H两种元素以非极性的共价键组成，具有重要的生物学功能。
脂质：包括磷脂、脂肪、类固醇和蜡。
a．磷脂：生物膜的主要组成成分，有一个极性的头部和一个由两条脂肪酸链组成的非极性尾部。
b．脂肪：储能物质，其能量价是糖类或蛋白质的一倍以上，而且其导热性差，因而动物和人的皮下脂肪可减少体内热量散失，维持正常体温。
c．类固醇：包括胆固醇、胆汁酸、维生素D、性激素以及肾上腺皮质激素等。
d．蜡：由长链的醇与长链脂肪酸形成的酯，它们的疏水性很强，可保护生物体的表面。
③蛋白质
蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质。蛋白质是生物大分子，所有蛋白质都有共同的组成元素即C、H、O、N、S，有些蛋白质还含P、Fe、Zn、Cu。
功能：
a．蛋白质的主要功能是作为细胞和生物体的结构成分。
b．某些蛋白质还具有运输功能。
④核酸
核酸是重要的生物大分子，包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）两大类。
a．核酸的组成成分
将核酸水解可以得到核酸的基本组成单位——核苷酸，而核苷酸还可以进一步分解成核苷和磷酸，核苷又可进一步分解成碱基和戊糖。
b．核酸的结构
第一，DNA具有独特的双螺旋结构
DNA的一级结构：构成DNA的脱氧核苷酸之间，由前一个残基的脱氧核糖3一羟基与后一个残基脱氧核糖的5一磷酸形成。
DNA的二级结构：根据Chargaff发现的A—T、G—C的碱基组成规律以及Wilkins和Franklin的DNA晶体的x射线衍射实验数据，1953年Watson和Crick提出了DNA的双螺旋结构模型。
DNA的三级结构：DNA的三级结构是指双螺旋DNA的扭曲或再螺旋、超螺旋。
第二，RNA的结构
RNA的一级结构：RNA分子的基本结构是一条线形的多核苷酸链，由四种核苷酸以3，5一磷酸二酯键连接而成。
RNA的二级结构：指单链RNA自身回折，链内的互补碱基对形成的局部双螺旋区与非配对顺序形成的突环相间分布的花形结构。tRNA的二级结构是三叶草型的，其中有三个碱基代表着某种氨基酸的反密码子，正好与mRNA配对。
RNA的三级结构：RNA的二级结构在细胞中进一步回折扭曲形成的立体结构。
2．细胞的结构
细胞是除了病毒之外的所有生命体的结构与功能的基本单位。（1）细胞膜
①细胞膜也称细胞质膜，它是位于所有细胞表面的一层极薄的膜。细胞内膜与细胞膜统称为生物膜。
②功能：细胞膜的存在，使得细胞与周围环境隔开成为一个独立的功能单位。细胞膜维持细胞内微环境的稳定，同时时刻与外界环境进行有选择的物质能量交换和信息传递。
③细胞膜的“流动镶嵌模型”
注：“三明治”模型是细胞膜的简易模型，其中深色的部分代表磷脂分子的头部，具亲水性；中间白色的区域代表磷脂分子的尾部，具疏水性；位于上下面的颗粒表示镶嵌或贯穿的蛋白质。（2）细胞质中重要的细胞器
①线粒体与叶绿体
a．线粒体：被喻为细胞内的“动力工厂”，通过氧化磷酸化作用，将细胞获取的营养物质（糖、脂肪和蛋白质）氧化分解，产生大量的能量，满足生命体生理功能需要。
b．叶绿体：细胞内所需要的全部有机物都是通过叶绿体进行光合作用产生的。叶绿体是植物细胞所特有的细胞器。
②核糖体和内质网
a．核糖体：无膜细胞器，由大小两个亚基组成，主要由RNA和蛋白质构成。
b．内质网：单层膜的细胞器，在细胞质中提供了蛋白质合成的场所。
③高尔基体、溶酶体及过氧化物酶体
a．高尔基体：也称为高尔基器或高尔基复合体。在光镜下，高尔基体呈复杂的网状结构，单膜细胞器，并且多分布于细胞核周围。
b．溶酶体：细胞质中含有水解酶最多的单层膜包被的细胞器。
c．过氧化酶体：也称为微体，是真核细胞中广泛存在的细胞器。（3）细胞核及染色体
①细胞核：真核细胞遗传信息的储存场所，有两层核膜包裹，核膜上有很多核孔，便于细胞核与细胞质间进行物质交换。细胞核里有核仁、核基质和染色体。
②染色质：就是染色体，只是不同细胞周期时相呈现的不同形态。（4）细胞骨架
细胞骨架是指真核细胞内的蛋白质纤维网架系统。细胞骨架包括微丝、微管及中等纤维三种蛋白质纤维：
①微丝：直径为7nm左右的实心纤维，它可成束状或成网状形式存在。
②微管：直径为24nm左右的中空蛋白质管，有两种微管蛋白组成。
③中等纤维：因其直径位于微丝和微管之间而得名，它是一类结构上相似而组成上不同的胞质纤维。
3．细胞的代谢
细胞每时每刻都在进行与外界环境的物质能量交换。物质进出细胞的方式可以分为两大类：不消耗能量的，包括被动运输和协助扩散；需要消耗能量的，包括主动运输和胞吞、胞吐。
4．细胞的内膜系统及信号转导（1）细胞的内膜系统
在结构与功能上或发生上有重大联系的膜结构称为内膜系统，内膜系统为真核细胞所特有。
内膜系统主要与细胞内物质的分选与分配有关，例如蛋白质的分选。（2）细胞的信号转导
①内涵：位于细胞外的信号分子首先与靶细胞膜上的受体结合，通过各自方式将此信号传递到细胞内，进而引起细胞内一系列的生理生化反应的现象。
②细胞间信号分子传递的方式
a．信号分子直接与靶细胞的受体反应；
b．两个信号传递的细胞间形成小型的连接小体，进而传递信号；
c．分泌信号分子的信号传递。
5．细胞增殖
细胞有一定的寿命，它依赖繁殖后代得以永存，细胞的繁殖是通过细胞周期实现的，细胞周期包括细胞生长、DNA复制和细胞分裂三个环节。（1）细胞周期的概述
细胞周期分为四个时期：G1期，S期，G2期及M期，前三个时期统称为分裂间期，M期称为分裂期。
①G1期:合成大量的核糖体和其他物质为S期做准备，
②S期:完成的主要活动就是进行DNA复制及相关蛋白质的合成。
③G2期:进一步合成M期各个分裂期所需的蛋白质及其他物质，为M期的正常进行提供了物质基础和信号调控的可能。（2）细胞同步化
细胞同步化是指在生理过程中自然发生的或经人为处理造成的使细胞共同进入细胞周期同一时期的方法，前者称为自然同步化，后者称为人工同步化。（3）细胞周期各时相的重要事件
细胞周期分为分裂间期和分裂期，虽然分裂期相对与分裂间期的时间短，但是细胞分裂的重要事件主要发生在分裂期，分裂间期为分裂期做好了充分的物质和信号准备。
①有丝分裂
细胞分裂包含了细胞核的分裂和细胞质的分裂。真核细胞核分裂主要以有丝分裂的方式进行。按照各个时期的形态学特征的不同，将动物细胞有丝分裂分为六个时期：
a．前期：已经完成复制的染色开始凝集缩短，纺锤体开始装配；
b．前中期：核膜逐渐崩解，纺锤体的纺锤丝与染色体上的着丝粒识别并相连；
c．中期：染色体有序地排列在纺锤体的中心，此时的染色体已经凝集到最大化，中期是观察细胞染色体的最佳时期；
d．后期：随着两极纺锤丝的牵引，着丝粒分裂，随后染色单体分开被拉向两极；
e．末期：在细胞两极又重新形成核膜将染色体包裹起来形成完整的核；
f．胞质分裂：上述五步完成了细胞核的分裂，随后位于两细胞核中间的膜内陷程度越来越大，最终两个内陷处融合，两个新细胞就形成了。
有丝分裂保证了母细胞与子细胞的一致性和延续性，为生命体生长发育提供了基础。
②减数分裂
a．减数分裂是一种特殊的有丝分裂，它主要在有性生物形成配子细胞时发生。减数分裂最大的特征就是细胞核进行两次分裂，但染色体只复制一次，结果就形成了只具有母细胞一半数量染色体的配子细胞。
b．减数分裂的细胞同样具有分裂间期和分裂期。分裂间期完成了DNA的复制及相关蛋白质的合成，它的S期比有丝分裂的长。减数分裂包括两次连续的分裂过程：第一次减数分裂和第二次减数分裂。第一次分裂又分为前期，中期，后期和末期，第二次分裂同样分为这四个时期。（4）癌的简介
癌细胞是不正常的细胞或者说是正常细胞异常化。
①原癌基因：在高等真核细胞普遍存在的基因，它们在调节细胞增殖等生命活动中发挥重要作用，是正常基因。
②抑癌基因：在细胞基因组中还存在一类抑制原癌基因活性的基因。
③癌变原理：细胞在自然状态下，由于抑癌基因的功能，原癌基因主要在细胞周期中起到正常的调控作用，但存在不利环境下，抑癌基因的功能收到抑制，原癌基因的突变没有受到控制，突变成不利于细胞周期正常进行的基因，相当于将细胞周期带入了另一条代谢调控途径，久而久之，发生了癌变。
④癌细胞最重要的三大特征：不老性或者不死性、无限增殖性以及迁移性。
⑤治疗癌症的方法：手术、化疗和放疗。
6．细胞分化、衰老和死亡（1）细胞分化
①含义：胚胎细胞在不断分裂的过程中，刚开始是通过分裂增加细胞的数量，此时的细胞基本没有差别，称为胚性细胞，随后分裂的细胞中一部分仍然保持原状，但另一部分细胞出现不同的形态结构和合成组织特异性的蛋白质，演变成特定类型的细胞类型。
②实质：细胞内基因选择性表达蛋白质，随后改变细胞结构与功能特性的结果。（2）细胞衰老
①含义：指本身具有分裂能力的细胞随着机体年龄的增长而逐渐减慢分裂或者失去分裂能力的现象。
②发生衰老的细胞在形态结构与生理生化反应上会出现明显的变化
a．细胞膜的流动性减弱导致通透性降低，受损后不易修复；
b．线粒体的数目减少，有些还会发生崩解；
c．内质网中会有些重要的蛋白质合成；
d．细胞核核膜内陷，染色质凝集、破碎；
e．衰老的细胞中会有脂褐素的堆积。（3）细胞死亡
对于多细胞生物，细胞死亡可以分为两种类型：
①细胞坏死，是指细胞处于某些严峻的环境包括感染、贫血等导致细胞急速死亡，是一种被动的形式；
②程序性死亡，是由细胞本身的基因控制的主动性死亡的过程，常见于很多生命体胚胎发育过程中，细胞程序性死亡又称为细胞凋亡。
7．常用的细胞生物学检测实验（1）观察DNA、RNA在细胞中的分布
实验原理：为了能同时观察细胞中两种核酸的区域分布，比较经典的是利用甲基绿一毗咯红染色法。这是由于核酸经电离略带有酸性，甲基绿和毗咯红都是碱性染料，故能跟核酸结合从而显示其分布情况。甲基绿与DNA结合呈现绿色，吡罗红与RNA结合呈现红色，染色结果展示细胞核呈绿色，细胞质呈红色。
实验步骤：以人的口腔上皮细胞为染色对象
①滴一滴生理盐水（0.9％NaCL）于载玻片上，用消毒牙签在口腔内侧壁上轻轻地刮几下，将沾有上皮细胞的牙签端涂抹在载玻片的生理盐水中，酒精灯上烘干。
②放入装有30mL质量分数为8％的盐酸的小烧杯中进行水解，同时保温5min。
③用蒸馏水冲洗载玻片10s，用吸水纸吸干水分。
④滴两滴吡罗红——甲基绿混合染色剂于载玻片上有上皮细胞的区域，染色5min，盖上盖玻片。
⑤在低倍物镜下，使用粗准焦螺旋将物像调节清晰，转到高倍物镜，调节细准焦螺旋，观察细胞核和细胞质的染色情况。
实验注意事项：
①必须进行盐酸水解，这既可以增大细胞通透性让染料充分进入细胞，又能解离DNA与蛋白质的结合，使染色更容易。
②烘干载玻片时，需要在火焰上来回移动，防止局部受热造成装片破裂。
③当转到高倍镜观察时，切忌转动粗准焦螺旋。（2）组织中还原糖、脂肪和蛋白质的检测
实验原理：细胞内某些有机物（还原糖、脂肪和蛋白质）与特定的化学试剂反应可产生特定的颜色反应，根据产物的颜色推测反应物的种类。
①斐林试剂：是含有Cu2+的碱性环境，由于还原糖中含有醛基，后者具有较强的氧化性，能将2价铜离子还原成1价铜离子，随后在碱性环境中出现Cuz0砖红色沉淀。
②苏丹Ⅲ：脂肪的特定显色试剂，苏丹与脂肪结合显出橘黄色，苏丹Ⅳ与脂肪结合显出红色。
③蛋白质：由多个氨基酸缩合而成，两个氨基酸残基之间的键称为肽键，双缩脲试剂能与肽键特异性反应，产生紫色物质。
实验成功的关键：
①还原糖的鉴定实验：选择含糖量较高、颜色为白色或近白色的植物组织，以苹果、梨为最好。
②斐林试剂要两液混合均匀且现配现用。
③脂肪的鉴定实验：选择富含脂肪的种子，以花生种子为最好（实验前浸泡3～4h）。
④滴苏丹Ⅲ染液染色2～3min，时间不宜过长，以防细胞的其他部分被染色。
⑤蛋白质的鉴定实验：可用浸泡1～2d的黄豆种子（或用豆浆、或用鸡蛋蛋白稀释液）。
⑥还可设计一只加底物的试管，不加双缩脲试剂，进行空白对照，说明颜色反应的引起是蛋白质的存在与双缩脲试剂发生反应，而不是空气的氧化引起。
五、遗传与进化基础知识（一）《生物课标》对遗传与内容的要求《生物课标》中遗传与进化内容的具体内容如下：
1．遗传的细胞学基础
遗传的细胞学基础包括染色体和染色质的异同及其所在位置，细胞减数分裂的阶段和过程，减数分裂中染色体的变化和意义，配子的形成过程，受精过程及其对生物多样性的影响。
2．遗传的分子基础
遗传的分子基础包括人类对遗传物质研究和探索的过程，遗传物质和位置的确定，主要遗传物质DNA的分子组成、结构及其特点，DNA进行复制的模板、原料、条件、过程和复制的时间，基因与DNA、与遗传信息的关系，基因对生物形状的决定作用，遗传信息的表达。
3．遗传的基本规律
遗传基本规律包括对孟德尔遗传实验的科学性分析，孟德尔实验过程和现象中表达的基因分离定律和自由组合定律，生物类中伴性遗传的现象和应用。
4．生物的变异
生物的变异包括生物产生变异的原因，即基因重组、基因突变和染色体变异，变异产生的特征和意义，人类利用变异原理在生产和生活中的应用。
5．人类遗传病
人类遗传病包括区别人类遗传病的类型，提出监控和预防人群中人类遗传病的发展对策，人类基因组的计划、进度和意义。
6．生物的进化
生物的进化包括现代生物进化理论的主要内容，生物进化与生物多样性的形成。（二）对遗传与进化内容的分析
1．遗传的分子基础（1）遗传物质是DNA（或RNA）的直接证明
①肺炎双球菌的转化实验
a．1928年英国的细菌学家格里菲斯以R型和s型菌株作为实验材料进行一组对照实验。
格里菲斯称这一实验现象为转化作用。格里菲斯认为：S型死菌体内有一种物质能引起R型活菌转化产生S型菌，他将这种转化的物质称为转化因子。
b．1944年美国的埃弗雷等科学家在格里菲斯工作的基础上，从S型活菌体内提取DNA、RNA、蛋白质和荚膜多糖，将它们分别和R型活菌混合均匀后注射入小白鼠体内。
通过实验埃弗雷等科学家得出的结论是：RNA、蛋白质和荚膜多糖均不引起转化，而DNA却能引起转化。证明DNA是遗传物质。
②噬菌体侵染细菌的实验
1952年美国生物学家赫尔希和蔡斯利用被标记的噬菌体侵染寄主细胞，证明了生物的遗传物质是DNA而不是蛋白质。
a．噬菌体侵染寄主细胞
噬菌体是寄生在细菌细胞中的病毒。一个典型的噬菌体的生活周期是感染宿主细菌，在宿主细菌增殖，成熟的新一代噬菌体离开宿主细菌。
b．感染宿主细菌
噬菌体的尾部附着在细菌的细胞壁上，先将溶菌酶释放在细菌的细胞壁上，局部溶解细菌的细胞壁，尾鞘收缩，尾轴伸入细胞壁内，把头部的DNA注入细菌的细胞内，其蛋白质外壳留在壁外。
c．在宿主细菌内增殖
噬菌体的DNA进入细菌细胞后，逐渐控制细菌的代谢，迫使细菌的DNA合成停止。
d．离开寄主细菌
子代噬菌体成熟后，溶解寄主细胞壁的溶菌酶逐渐增加，促使细胞裂解，将子代噬菌体从寄主细胞中释放出来。子代噬菌体释放出来后，再次侵染邻近的细菌细胞。
③DNA的复制
a．含义：DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程，复制的结果是一条双链变成两条一样的双链，每条双链都与原来的双链一样。
b．过程：DNA复制时，以复制起始点为中心，向两个方向进行复制。DNA在复制过程中双螺旋解旋分开，每条链分别作模板合成新链，每个子代DNA的一条链来自亲代，另一条则是新合成的，这样的复制方式叫做半保留式复制。（2）遗传信息的表达
①基因是有遗传效应的DNA片段。遗传信息在基因上，是基因上能控制生物性状的脱氧核苷酸的排列顺序。
②mRNA与转录:组成mRNA的核糖核苷酸也有四种，即尿嘧啶核糖核苷酸（U）、胞嘧啶核糖核苷酸（C）、腺嘌呤核糖核苷酸（A）、鸟嘌呤核糖核苷酸（G）。RNA的核糖核苷酸的碱基没有胸腺嘧啶，在形成mRNA时，U与DNA上的A配对，完成转录。
③翻译：由mRNA携带的信息指导细胞蛋白质合成，合成蛋A质的过程。
④DNA链编码的核苷酸序列决定mRNA中的核苷酸序列，mRNA的核苷酸序列又决定着蛋白质中的氨基酸序列。
⑤生物学的中心法则：DNA核苷酸序列是遗传信息的储存者，能够通过自我复制保存，通过转录生成信使RNA，进而翻译成蛋白质的过程来控制生命现象。（3）遗传密码的破译
通常把mRNA上每三个核苷酸翻译成蛋白质链上的这三个核苷酸称作遗传密码，也叫做三联体密码。
遗传密码的特点：
①密码具有普遍性；
②密码连续性；
③密码的使用规律。（3）基因对性状的控制和决定作用
由中心法则可知DNA上的基因控制着蛋白质的合成。蛋白质的生物合成比DNA复制复杂，这个过程包括转录、翻译、蛋白质合成因子和其他条件。
①信使RNA的转录
DNA双链分子转录成信使RNA的过程是全保留式的，转录的结果产生一条单链RNA，DNA仍保留原来的双链结构。
转录的第一步是转录因子的蛋白质和启动子结合。然后RNA聚合酶识别并结合到启动子上，使DNA分子的双链解开，转录就从此起点开始。
②翻译
蛋白质合成起始物的形成和氨基酸活化。mRNA通过细胞核核孔进入细胞质，附在核糖体上与起始tRNA形成起始物。mRNA编码区5端形成核糖体——mRNA——起始tRNA复合物。
③蛋白质的加工
新生的多肽链大多数是没有功能的，必须加工修饰才能转变为有活性的蛋白质。然后再从细胞质中转运到需要该蛋白质的场所。
2．遗传的基本规律（1）孟德尔遗传实验及其科学性分析
①实验材料的选择
孟德尔选择豌豆作为实验对象。豌豆是严格的自花传粉植物，形成的豌豆种子都是纯种。相对性状稳定而易于区分；容易去雄和人工授粉；一年生植物，结实率高。
②实验的方法设计
孟德尔采取单因子分析法，从一种性状入手，分别观察和分析在一个时期内某一对相对性状的遗传规律。在发现了分离定律的基础上，进一步研究两对甚至多对相对性状的遗传现象，发现了自由组合定律。
③实验数据的搜集和科学分析
孟德尔在8年试验中，进行了200多次杂交试验，观察植株27225株，详细记录了不同性状在各代中出现的数据。第一手资料的搜集为他对大量实验结果进行科学的数理统计做了铺垫。（2）孟德尔实验过程和基因分离定律和自由组合定律
①实验过程：孟德尔选用具相对性状的品种作为亲本，分别进行杂交，并按照杂交后代的系谱进行详细的记载，采用统计学的方法分析杂种后代表现相对性状的株数并计算其比例。现以豌豆子叶的颜色杂交组合为例说明。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]