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2025学年高二上学期生物人教版选择性必修

第一章细胞的结构与功能

(1)细胞是生物体的基本结构和功能单位，其结构复杂而精细。以哺乳动物红细胞为例，这种细胞无细胞核和细胞器，其体积约为7.5微米，表面积约为140平方微米。红细胞的这种结构设计使得它们能够有效地运输氧气和二氧化碳。在人体中，红细胞的数量约为5.0×10^12个/升血液，它们通过细胞膜上的蛋白质通道和载体蛋白，以每小时约2.4×10^10次的频率进行氧气和二氧化碳的交换。

(2)细胞膜是细胞的外层结构，由磷脂双分子层和蛋白质组成，具有选择性透过性。例如，在植物细胞中，细胞膜外还有细胞壁，其主要成分是纤维素和果胶，为细胞提供支持和保护。细胞膜的磷脂双分子层中，磷脂分子的疏水端相互靠近，亲水端则向外，形成稳定的结构。蛋白质分子镶嵌或贯穿在磷脂双分子层中，执行着多种功能，如细胞识别、信号传导和物质运输等。

(3)细胞器是细胞内具有特定功能的结构，如线粒体、内质网、高尔基体等。以线粒体为例，它是细胞的“能量工厂”，通过有氧呼吸产生能量。线粒体直径约为1-2微米，长约为2-10微米，含有高度折叠的内膜和外膜。线粒体中的呼吸链和电子传递系统负责将食物分子中的化学能转化为细胞可用的ATP。在哺乳动物细胞中，线粒体的数量可达数千个，以满足高能量需求。例如，在心肌细胞中，线粒体的数量可达1万个以上，以确保心脏持续跳动所需的能量供应。

第二章遗传与变异

(1)遗传是生物体传递遗传信息的过程，其基础是DNA分子。DNA由四种碱基（腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶）组成，它们以特定的序列排列，形成双螺旋结构。在生物体繁殖过程中，DNA通过复制传递给后代。例如，人类基因组由约30亿个碱基对组成，决定了人类的所有遗传特征。基因是DNA上的功能片段，控制着生物体的生长、发育和生理功能。

(2)变异是遗传信息发生改变的现象，分为基因突变和染色体变异。基因突变是指基因序列的改变，可能引起蛋白质结构和功能的改变。例如，在人类中，基因突变可能导致遗传性疾病，如囊性纤维化、镰状细胞性贫血等。染色体变异则涉及染色体数目或结构的改变，可能引起遗传不平衡和发育异常。例如，唐氏综合症是一种常见的染色体异常，由第21对染色体的三倍体引起。

(3)遗传与变异在生物进化中扮演着重要角色。自然选择、基因流、基因漂变和突变等因素共同作用于生物种群，导致基因频率的变化。在自然选择的作用下，具有有利变异的个体更有可能生存和繁殖，从而将有利基因传递给后代。例如，在人类进化过程中，对食物的消化吸收能力的变异使得人类能够适应多样化的饮食结构。此外，基因工程技术的发展为人类提供了利用基因变异和遗传改良手段改造生物的途径，如转基因作物和基因治疗等。

第三章生态系统的结构与功能

(1)生态系统是由生物群落、非生物环境和生物群落与其环境之间的相互作用所组成的复杂系统。以森林生态系统为例，它由树木、灌木、草本植物、昆虫、鸟类、哺乳动物等生物组成，以及土壤、水分、光照等非生物因素。森林生态系统具有巨大的生态效益，如调节气候、保持水土、净化空气等。全球森林覆盖面积约为40亿公顷，其中热带雨林面积约为3.5亿公顷。热带雨林中的生物多样性极高，据估计，其生物种类占全球物种总数的60%以上。

(2)生态系统中的能量流动和物质循环是维持生态平衡的关键。能量流动始于生产者（如植物）通过光合作用将太阳能转化为化学能，随后通过食物链传递给消费者（如动物）。在一个典型的生态系统中，能量流动的效率约为10%-20%，即每一级消费者只能从上一级消费者获取大约10%-20%的能量。以海洋生态系统为例，海洋生物量约为1.5×10^18千克，其中浮游植物生物量约为1.0×10^18千克，是海洋生态系统中的主要生产者。

(3)生态系统服务是指生态系统为人类提供的各种功能和服务，如食物供应、水源涵养、气候调节、生物多样性保护等。以水源涵养为例，森林生态系统在水源涵养方面具有重要作用。据研究，森林覆盖率每增加1%，相应区域的径流量将增加5%-10%。我国长江流域的森林覆盖率约为30%，在涵养水源、调节气候等方面发挥着重要作用。此外，生态系统服务还具有经济价值，如生态旅游、中药材等，为人类社会提供了丰富的物质和非物质财富。

第四章生物技术与人类生活

(1)生物技术是利用生物体或其组成部分来生产产品或提供服务的科学和技术。在农业领域，转基因生物技术得到了广泛应用。例如，转基因抗虫棉通过引入抗虫基因，使得棉花对棉铃虫等害虫具有抗性，从而减少了农药的使用。据统计，转基因抗虫棉种植面积自1996年推广以来，全球累计减少农药使用量超过500万吨。在食品行业，基因工程技术被用于生产无抗生素残留的肉类和改善食品营养成分。如通过基因编辑技术，科学家成功培育