上海生物合格考知识梳理

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第一章走近生命科学

第一节走进生命科学的世纪

一．生命科学发展简史

1．生命科学发展阶段

（1）描述法和比较法生物学阶段

我国古代：《诗经》——诗歌总集；贾思勰《齐民要素》——农书；李时珍《本草纲目》——药书。

国外：17世纪显微镜的独创，生物探讨进入细胞水平；18世纪林耐的“生物分类法则”；19世纪施莱登和施旺的“细胞学说”；达尔文《物种起源》的“进化论”。

（2）试验法生物学阶段

遗传学奠基人孟德尔的豌豆杂交试验和摩尔根进一步揭示遗传机制(伴性遗传)的果蝇试验。

（3）分子生物学阶段

1953年DNA双螺旋结构的分子模型建立，生物探讨进入分子水平(微观领域)；我国科学家人工合成结晶牛胰岛素和酵母丙氨酸转移核糖核酸(核酸领域)。

2．当代生命科学的发展方向

微观领域的方向——分子生物学

宏观领域的方向——生态学

3．当代生命科学探讨的重大成果

人体胚胎干细胞探讨——世界十大科学成就之首

人体基因组安排——生命科学的“阿波罗登月安排”(用于人类疾病的基因诊断,治疗)

二．展望生命科学新世纪

后基因组学,转基因技术,基因治疗,生物多样性爱护,脑科学。

三．生命科学的定义

生命科学是以生命为探讨对象的科学和技术的总称，它是探讨生命活动及其规律的科学，并涉及到医学,农学,健康,环境等领域。

第二节走进生命科学试验室

一．生命科学探究的基本步骤

1．基本步骤

学习或生活实践——提出疑问——提出假设——设计试验——实施试验——分析数据——得出结论——解答疑问——新的疑问——进一步探究。

2．试验设计的原则

（1）等量原则；（2）单一变量原则；（3）设置比照原则；（4）可操作性原则；（5）平行重复原则；（6）随机性原则。

二．生命科学试验的基本要求

重视视察和试验：（1）带着问题学习；（2）了解方法和步骤；（3）做好视察和记录；（4）及时处理数据；（5）做好探讨和试验报告。

试验1.1细胞的视察和测量

一．试验目的

学会高倍显微镜的运用和显微测微尺的运用。

二．试验原理

应用显微镜的成像原理，同时借助显微镜的物镜测微尺和目镜测微尺，两尺协作运用，进行测量和运算，得出细胞的大小。

三．试验过程

1．低倍镜视察：对光→规范地安放玻片→调焦→低倍镜视察。

2．高倍镜的运用：在高倍镜下视察细胞，首先必需在低倍镜下调整焦距使物像达到最清楚，并把要进一步放大的物像移到视野的正中央。转动转换器，使高倍镜到位。在转动时，两眼要从显微镜侧面留意视察，避开镜头及玻片相碰。在高倍镜下视察细胞应运用细调整器，绝不可以用粗调整器，避开镜头压碎玻片。

3．放大倍数=目镜的放大倍数×物镜的放大倍数。

4．显微测微尺的运用

（1）将物镜测微尺有刻度的一面朝上放在载物台上夹好，使测微尺刻度位于视野中央。调焦至看清物镜测微尺的刻度。

（2）当心移动物镜测微尺和目镜测微尺(如目镜测微尺刻度模糊，可转动目镜上透镜进行调焦，使两尺左边的“0”点始终线重合，然后由左向右找出两尺另一重合的直线。

（3）记录两条重合线间目镜测微尺和物镜测微尺的格数。依据下式计算目镜测微尺每格的长度等于多少μm。

若物镜测微尺每格长度=l0μm。

则目镜测微尺每格的长度(μm)=物镜测微尺的格数/目镜测微尺的格数×10。

例如：目镜测微尺20小格等于镜台测微尺3小格，已知镜台测微尺每格10μm，则3小格的宽度为3×10=30μm，那么相应地在目镜测微尺上每小格大小为：3×10÷20=1.5μm。

四．留意事项

1．镜检时，如有必要使镜筒倾斜，须留意倾斜角度不能超过45°，以免由于整个镜体重心不稳而翻倒。

2．转动调整器时，不要用力过猛，以防机件损坏。

本章小结

1．生命科学是探讨生命活动及其规律的科学，是及我们的生存有着亲密关系的一门基础科学。它涉及到种植业,畜牧业,渔业,食品加工业,医学,制药,环境爱护等方面，关系到人类生活的各个领域。

2．在生命科学发展的早期，主要是采纳描述法和比较法进行生物体形态结构特征的视察和记录。随着生命科学,物理学,化学和数学的发展和相互渗透，试验法渐渐成为生命科学主要探讨手段。

3．17世纪显微镜的独创，使生命科学的探讨进入到细胞水平。1953年DNA双螺旋结构分子模型的建立，将生命科学的探讨深化到分子水平，并为现代生物技术的形成和发展奠定了基础。

4．21世纪将是生命科学突飞猛进的时代，它面临的重大课题有后基因组学,基因治疗和转基因技术,生物多样性爱护和脑科学探讨等。它将对人类和社会经济的发展产生确定性的影响。

5．生命科学的探究过程源自问题的提出，为了解决问题，可以提出多种假设，用视察,调查和试验来检验假设是否正确，从而获得新的发觉和新的理论。在探究过程中，还可能提出更多的问题，激发进一步探究。查阅及问题相关的文献资料，有助于假设的提出和试验的设计。

6．从总体上看，当代生物科学主要朝着微观和宏观两个方面发展：在微观方面，生物学已经从细胞水平进入到分子水平去探究生命的本质；在宏观方面，生态学渐渐兴起并取得了巨大发展。

第二章生命的物质基础

第一节生物体中的无机化合物

一．水

1．含量：是生物体中含量最多的化合物。不同生物的含水量不同，不同的生长发育阶段含水量不同，代谢旺盛的器官含水量高。

2．存在形式：（1）结合水(4.5%)；（2）自由水。

3．生理功能

结合水：及其他大分子物质一起构成细胞的组成成分。

自由水：（1）自由水是细胞中的良好溶剂；（2）参及各种代谢；（3）运输养料和废物；（4）调整体温；（5）维持细胞形态。

4．人体缺乏表现：（1）缺水10%，生理紊乱；（2）缺水20%，生命停止。

二．无机盐

1．含量：是生物体中含量最少的化合物，仅占细胞干重的1%。

2．存在形式：大多以离子状态存在。

3．生理功能

（1）参及组成生物体内的重要化合物。如：血红蛋白：Fe2+,骨骼：Ca2+(缺钙，肌肉抽搐),PO43—是磷脂的组成成分,Mg是植物叶绿素的必需成分,Zn是多种酶的组成元素,I是甲状腺素的原料。

（2）参及生物体的代谢活动。

（3）调整机体的渗透压和酸碱平衡。

第二节生物体中的有机化合物

一．糖类

1．概念：符合化学通式Cm(H2O)n，俗称碳水化合物。(m，n≥3)，m，n可以不相等。组成元素C,H,O。

2．作用

（1）维持生命活动所需能量的主要来源；

（2）组成生物体结构的基本原料。

3．种类

种类

分布

功能

单糖：不能水解的最简单的糖

戊糖

核糖(C5H10O5)

细胞中都有

组成RNA的成分

脱氧核糖(C5H10O4)

细胞中都有

组成DNA的成分

己糖

葡萄糖(C6H12O6)

细胞中都有

主要的能源物质

果糖(C6H12O6)

植物细胞中

供应能量

半乳糖(C6H12O6)

动物细胞中

供应能量

双糖：由两分子单糖经脱水缩合而成的糖

麦芽糖(C12H22O11)

发芽的种子含量丰富

供应能量

蔗糖(C12H22O11)

甘蔗甜菜含量丰富

供应能量

乳糖(C12H22O11)

动物乳汁含量丰富

供应能量

多糖：由很多个葡萄糖经脱水缩合而成的糖

淀粉(CH2O)n

叶绿体,块根,块茎,种子中

储存能量

纤维素(CH2O)n

植物细胞的细胞壁

支持爱护细胞

糖原

(CH2O)n

肝糖原

动物的肝脏中

储存能量，调整血糖

肌糖原

动物的肌肉组织中

储存能量

4．其他多糖物质：多糖+脂质=糖脂多糖+蛋白质=糖蛋白

二．脂质：俗称脂类物质。

1．化学性质：不溶于水，易溶于有机溶剂。

2．种类

（1）脂肪(甘油三酯)：组成元素C,H,O。

①基本成分：甘油和脂肪酸。

甘油：脂肪分子中碳及碳之间由双键连接，即含不饱和脂肪酸，室温时呈液态，称为(植物)油。植物油为脂溶性维生素的溶剂。

脂肪酸：脂肪分子中碳及碳之间均以单键连接，即只含饱和脂肪酸，室温时呈固态，称为(动物)脂。

②作用：最好的储能物质；缓冲外界打击；防止能量损失，维持体温恒定。

（2）磷脂：组成元素C,H,O,N,P。①结构：由亲水的头部和疏水的尾部组成极性分子。②功能：组成细胞膜结构的双分子层。③种类：卵磷脂和脑磷脂。

（3）胆固醇：①含量：正常人体含l50g。②分布：全身各组织中，以脑及神经组织中最为丰富，在内脏和皮下脂肪的含量也高。③功能：组成细胞膜结构的重要成分；机体生成激素(雌激素,雄激素,肾上腺皮质激素)和维生素D的原料。④血液胆固醇偏高及心血管疾病发生明显相关。

三．蛋白质

1．概念

R

NH2

COOH

H

C

以氨基酸为基本单位，由一条或者多条多肽链构成的大分子化合物。是生物体中含量最多的有机物(干重占50%)。氨基酸有20种，其中8种是必需氨基酸，须从食物中获得。

2．基本组成单位：氨基酸。

组成元素C,H,O,N。

（1）共同特点：在及羧基(—COOH)相连的C原子上同时连有一个氨基(—NH2)。

（2）不同之处：侧链所连接R基团不同，代表不同的氨基酸种类。

3．化学结构

（1）肽键(—CO—NH—)：一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基脱去一分子水缩合形成的化学键。

在由一条多肽链组成的蛋白质分子中，假如分子中一共有M个氨基酸组成，则分子中：肽键数=脱下的水分子数=M－1。

在由N条多肽链组成的蛋白质分子中，假如分子中一共有M个氨基酸组成，则分子中：肽键数=脱下的水分子数=M－N。

蛋白质的分子量=氨基酸个数×平均分子量－脱下的水分子数×18

（2）肽链：氨基酸通过肽键连接而成的链状结构。肽链不是直线结构，而是折叠或螺旋成肯定的空间结构。

（3）多肽：由3个以上氨基酸残基连成的肽链，3个组成就是三肽，4个组成就是四肽，……n个氨基酸组成就是n肽。

（4）自由氨基和自由羧基：每条多肽链的一端至少有1个自由氨基(N端)，另一端至少有一个自由羧基(C端)。

4．蛋白质多样性的缘由：20种氨基酸的种类,数目,排列依次及多肽链的空间结构(功能多样性的主因)。

5．功能

（1）机体构造的主要成分(结构物质)。

（2）酶,抗体,激素(胰岛素,生长素),血红蛋白等的必需原料(调整物质)。

（3）分解供能占日需总能的10%~15%(能源物质)。

四．核酸

1．定义：细胞内携带遗传信息的物质。组成单位：核苷酸，组成元素C,H,O,N,P。

2．分类

脱氧核糖核酸(DNA)

核糖核酸(RNA)

结构

规则的双螺旋结构

单链结构

组成基本单位

脱氧核苷酸

核糖核苷酸

碱基

嘌呤

腺嘌呤(A),鸟嘌呤(G)

腺嘌呤(A),鸟嘌呤(G)

嘧啶

胞嘧啶(C),胸腺嘧啶(T)

胞嘧啶(C),尿嘧啶(U)

五碳糖

脱氧核糖

核糖

无机酸

磷酸

磷酸

分布

主要存在于细胞核

主要存在于细胞质

3．作用：核酸是一切生物体(包括病毒)的遗传物质，对于生物体的遗传变异和蛋白质的生物合成有极其重要的作用。

五．维生素

1．概念：是生物生长和代谢必需的微量有机化合物。

2．特点：须要量极少，但不能缺乏。膳食多样化是避开缺乏症的合理方法。

3．分类：依据溶解特性划分。

（1）脂溶性维生素：A(夜盲症),D(软骨病,佝偻病),E,K溶解于脂肪，不溶于水，及脂肪一起被淋巴组织汲取后，可在体内储存。

（2）水溶性维生素：B族(B1和B6)(皮炎,神经炎),C(坏血症)溶解于水，不溶于脂肪，直接汲取进入血液中，汲取后很少储存，过多的则由尿液排出。

试验2.1食物中的主要养分成分的鉴定

一．试验目的

学会植物组织中还原性糖，脂肪和蛋白质的鉴定。

二．试验原理

某些化学试剂能够使生物组织中有关有机物产生特定颜色反应。可以依据特定的颜色反应，鉴定生物组织中还原性糖，脂肪和蛋白质的存在。

三．试验过程

1．预备试验

材料

方法及试剂

现象

结论

1%淀粉糊

在试管中加1%淀粉糊(多糖)2mL，滴加碘液2滴

蓝色

淀粉糊中有大量淀粉存在(多糖鉴定法)

1%葡萄糖溶液

在试管中加葡萄糖溶液2mL，滴加2滴班氏试剂，匀称加热至沸腾

砖红色

葡萄糖属于还原性糖(还原性糖鉴定法)

10%鸡蛋清溶液

在试管中加鸡蛋清溶液2mL，然后加入2mL5%NaOH溶液震荡，再滴加2～3滴1%CuSO4溶液(5%NaOH+l%CuSO4称为双缩脲试剂)

紫色

蛋清中含有蛋白质(蛋白质鉴定法)

植物油

在试管中加植物油2mL，逐步滴加苏丹Ⅲ染液几滴

橘红色

植物油属于脂肪(脂肪鉴定法)

2．正式试验

（1）梨果肉薄片+班氏试剂(匀称加热)→红黄色沉淀；

（2）花生仁子叶薄片+苏丹Ⅲ染液→橘红色；

（3）含有蛋白质的材料及双缩脲试剂产生紫色反应。

四．留意事项

1．还原性糖的鉴定：预备试验时，加热试管中的溶液，应运用试管夹夹住试管上部，并放入盛有开水的大烧杯中水浴加热。

2．脂肪的鉴定：切片时刀口要向内，同时留意不要伤着自己和他人。

3．蛋白质的鉴定：运用双缩脲试剂时，应先加NaOH溶液，造成碱性环境，再加CuSO4溶液，且CuSO4溶液不能多加，否则CuSO4的蓝色将遮盖颜色反应的真实结果。

本章小结

1．水是维持生命活动的重要物质，它是生物化学反应的介质，并具有运输物质,参及代谢,调整体温,保持体温恒定的作用。细胞中水的存在形式有自由水和结合水两种，其中含量最多的形式的主要作用是细胞内的良好溶剂，细胞内很多生化反应必需有水的参及，运输养分物质和代谢废物。

2．无机盐大多数以离子形式存在于生物体内，其含量虽然很少，但它们却是调整生理机能不可缺少的物质。重要作用：有些无机盐是细胞内某些困难化合物的组成成分，如Fe是血红蛋白的主要成分，Mg是叶绿素分子必需的成分；很多无机盐离子对于生物体的代谢(生命)活动有重要作用，如血液中Ca2+含量太低就会出现抽搐现象；无机盐对于维持细胞的内环境的稳定(酸碱平衡)也很重要。

3．蛋白质是由氨基酸组成的生物大分子化合物。氨基酸及氨基酸之间以肽键相连接形成肽链，氨基酸的数目,种类,排列依次确定了肽链的多样性。蛋白质的空间结构是其功能多样性的基础。蛋白质不但是生物体的结构物质，而且在生理活动中起调整作用。蛋白质在细胞中的含量只比水少，占细胞干重的50%以上其基本组成单位是氨基酸，大约有20种，在结构上都符合结构通式。氨基酸分子间以脱水缩合的方式相互结合形成多肽，再加工成有特定空间的蛋白质。10个氨基酸构成1条多肽链，脱9份水，形成9个肽键。由多个氨基酸分子缩合而成的化合物称为多肽，其通常呈链状结构，称为肽链。

4．糖类是细胞的主要能源物质，糖类的通式是(CH2O)n。糖类可分为单糖﹑双糖和多糖等几类。葡萄糖,核糖,脱氧核糖,果糖和半乳糖属于单糖，葡萄糖是细胞的主要能源物质，核糖一般不作为能源物质，它们是核酸的组成成分；双糖中蔗糖和麦芽糖是植物糖，乳糖是动物糖；多糖中糖原是动物体内的多糖物质，为动物体内的能源和结构物质。淀粉和纤维素是植物体内的主要多糖物质，淀粉和糖原是细胞中重要的储能物质。动植物共有的是葡萄糖，核糖，脱氧核糖形式，其中核糖和脱氧核糖分别主要位于细胞的DNA和RNA。

5．核酸是由核苷酸为单体组成的生物大分子化合物。核酸有两种，一种为脱氧核糖核酸(DNA)，一种为核糖核酸(RNA)。它们的基本组成单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸。核酸是遗传信息的载体。基本单位核苷酸，由一分子磷酸﹑一分子含氮碱基和一分子五碳糖组成。脱氧核糖核酸简称DNA，主要存在于细胞核中。核糖核酸简称RNA，主要存在于细胞质中。

6．脂类主要是由C,H,O三种化学元素组成。脂质可分为脂肪,类脂和固醇，后者包括胆固醇,性激素和VD，主要是对维持正常的新陈代谢和生殖过程等生命活动起重要调整作用。脂肪,磷脂和胆固醇是最常见的脂质。脂肪由甘油和脂肪酸构成，是生物体内的能量储存的重要形式；磷脂分子结构中有亲水性头部和疏水性尾部，是构成细胞膜的主要成分；胆固醇是组成细胞膜结构的重要成分之一，也是很多激素的重要组成部分。

7．维生素是生物生长和代谢所必需的微量有机物，按其溶解特性可分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。

第三章生命的结构基础

第一节细胞膜

一．细胞膜的结构

1．化学成分：主要由磷脂分子和蛋白质分子构成，外侧有少量多糖。

2．细胞膜的流淌镶嵌结构：（1）以磷脂双分子层为基本骨架；（2）蛋白质分子有的排在磷脂双分子层的两侧，有的镶嵌或者贯穿在整个磷脂双分子层中；（3）糖被：糖蛋白和糖脂，是细胞识别外界信息的“信号天线”。

3．特点：（1）细胞膜具有肯定的流淌性；（2）活细胞的细胞膜具有选择透过性功能。死细胞的细胞膜具全透性。

二．物质通过细胞膜的方式

1．溶质分子的通过方式

被动运输

主动运输

自由扩散

帮助扩散

细胞膜两侧物质浓度差

由高浓度到低浓度

由高浓度到低浓度

由低浓度到高浓度

是否须要载体

不须要

须要

须要

是否消耗细胞内的能量

不须要

不须要

须要

代表例子

氧气,二氧化碳,甘油,乙醇等出入细胞

葡萄糖通过红细胞膜

葡萄糖,氮基酸通过小肠上皮细胞

2．大分子物质和颗粒性物质的通过方式

胞吞

胞吐

方向

进入细胞

运出细胞

过程

附着在细胞膜上，膜内陷形成小囊被包入，从膜上脱离，形成小囊泡，进入细胞内部

在细胞膜内被包围形成小囊泡，及细胞膜融合移到细胞表面，向外张开，排出细胞

是否消耗细胞内的能量

须要

须要

代表例子

白细胞吞噬细菌

消化酶的分泌

三．细胞的吸水及失水

1．渗透作用：水分子通过半透膜(细胞膜)的扩散运动过程。

2．关于“一个活的成熟的植物细胞可以看成一个渗透系统”的分析

（1）细胞壁，全透性，水和溶质可自由通过。

（2）细胞膜，液泡膜和部分细胞质合称原生质层，可看成一层选择透过性膜，相当于半透膜。

（3）原生质层两侧的溶液即细胞液和外界溶液存在着浓度差。

3．质壁分别和复原

细胞液浓度＜外界溶液→液泡失水→原生质层收缩→质壁分别

细胞液浓度＞外界溶液→液泡吸水→原生质层复原→质壁分别复原

四．细胞膜的功能

1．爱护作用。2．运输作用(即选择透过性)。3．信息沟通(膜上特别蛋白质即受体及外界环境)。4．细胞识别。5．血型确定。

试验3.1探究细胞外界溶液浓度及质壁分别的关系

一．试验目的

探究植物细胞质壁分别的程度及外界溶液浓度的关系。

二．试验原理

成熟植物细胞具有中央大液泡。细胞壁的特点：全透性的，伸缩性较小。细胞膜，液泡膜相当于半透膜。原生质层：包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。原生质层相当于半透膜。

当细胞液浓度＞外界溶液浓度，细胞吸水，质壁分别复原。

当细胞液浓度＜外界溶液浓度，细胞失水，质壁分别。

三．试验过程

1．第一步：用清水制作洋葱鳞叶外表皮的临时装片，先用低倍镜视察。

2．第二步：尝试用不同浓度梯度的蔗糖溶液(浓度分别为10%，20%，30%)引流，使洋葱表皮细胞发生质壁分别。

3．第三步：使洋葱表皮细胞浸润于清水中，视察质壁分别的复原。

四．留意事项

1．撕下的表皮既能视察到紫色，又不带有叶肉细胞。

2．选用的洋葱紫色越深越好。假如运用的洋葱紫色较浅，则不利于视察。

3．视察到质壁分别现象后，要尽快滴加清水使其复原，否则，细胞会因质壁分别时间过长而失水死亡。

4．决不能在显微镜的载物台上滴加蔗糖溶液和清水。滴加蔗糖溶液和清水的步骤，分别要重复3次以上。千万要留意，绝不能让蔗糖溶液溢至盖玻片上，以免污染物镜。

5．在视察洋葱根尖有丝分裂的试验中，要用根尖的分生区细胞：细胞呈正方形，排列紧密，有的细胞正在分裂。这样才能看到不同分裂期细胞。

第二节细胞核和细胞器

一．细胞核：储存遗传物质的场所，细胞生长发育和分裂增殖的调控中心。

形态结构

功能

核膜

两层膜组成，其上有核孔，利于大分子物质进出

细胞质及细胞核之间的界膜，限制染色质于细胞核内

核基质

透亮均一的核液

核内进行生化反应的场所

核仁

一个或几个圆球形结构

及核糖体的形成有关

染色质

可被碱性染料染成蓝色的细丝状物质，由DNA和蛋白质组成

遗传物质DNA的载体

二．细胞质

1．细胞质基质——液体部分

（1）悬浮各种细胞器。

（2）为细胞新陈代谢供应场所,物质和环境条件。如ATP，核苷酸，氨基酸。

2．细胞器

（1）线粒体：①结构：双层膜，嵴(扩大膜面积)，基质。②成分：呼吸酶，DNA等。③功能：有氧呼吸(呼吸作用)的主要场所。

（2）叶绿体：①结构：双层膜，基质，基粒(扩大膜面积)。②成分：光合色素，光合酶，DNA等。③功能：光合作用的场所。④分布：高等植物细胞特有。

（3）内质网：①结构：单层膜的网状物。②分类：滑面型，粗面型。③功能：增大膜面积；及蛋白质的运输及脂质(脂肪)合成代谢有关。

（4）高尔基体：①结构：单层膜，扁平囊状和泡状结构。②功能：及动物细胞分泌物的形成有关，及植物细胞细胞壁(纤维素)的形成有关。

（5）核糖体：①结构：无膜，体积最小，数量最多。②成分：蛋白质，RNA。③功能：合成蛋白质的场所。

附着核糖体：合成分泌蛋白(如抗体，酶，蛋白质类激素)和膜蛋白。

游离核糖体：合成结构蛋白(细胞质中的蛋白质)和特别蛋白(如血红蛋白)。

（6）中心体：①结构：两个垂直排列的中心粒，无膜结构。②分布：动物和低等植物细胞。③功能：及动物细胞分裂有关，形成纺锤体。

（7）液泡：①结构：单层膜，含细胞液。②分布：一般成熟植物细胞具有大型液泡。③功能：储存物质(糖类，无机盐，色素，蛋白质等)，及渗透吸水有关。

（8）溶酶体：①结构：单层膜，含多种水解酶。②分布：全部细胞都有。③功能：可消化进入细胞内的异物及苍老无用的细胞碎片。

三．真核细胞和原核细胞

原核细胞

真核细胞

细胞大小

较小(lμm~10μm)

较大(l0μm~50μm)

细胞核

没有成形的细胞核，遗传物质DNA集中在细胞中央，称为拟核。无核膜，无核仁

有成形的，真正的细胞核，有核膜，有核仁

染色体

无染色体，只有一条裸露的DNA分子

由蛋白质和DNA分子组成

细胞器

只有核糖体

多种细胞器

细胞壁

主要含肽聚糖

含纤维素，果胶

举例

细菌，放线菌，蓝藻，支原体，立克次氏体，衣原体

原生动物，真菌，植物，动物和人

细胞(除病毒外)是生物体结构单位和功能单位。

植物细胞特有的结构和细胞器：细胞壁,叶绿体和大液泡。

及胰岛素(酶)合成,运输,分泌有关的细胞器是：核糖体,内质网,高尔基体,线粒体(供应能量)。

微生物中：细菌为原核生物,真菌为真核生物,病毒无细胞结构。

试验3.2颤藻和水绵细胞的比较视察

一．试验目的

通过颤藻和水绵细胞的比较视察，了解真核细胞和原核细胞的区分。

二．试验原理

真核细胞和原核细胞的最本质区分在于：真核细胞有成形的细胞核，而原核细胞无成形的细胞核，只有拟核。

三．试验过程

1．制备水绵临时装片

（1）滴清水；（2）取样品；（3）散开；（4）盖盖玻片；（5）低倍镜视察；（6）高倍镜视察。

2．制备颤藻临时装片(方法步骤同步骤1)

3．染色和比较视察

（1）碘液引流：在盖玻片一侧滴加碘液，在另一侧用吸水纸进行引流。

（2）比较细胞内结构差异。

4．结论

在水绵细胞内有染成棕色,圆球形的细胞核，而颤藻细胞内没有。

深蓝紫色的颗粒是光合作用形成的淀粉。

颤藻——原核生物，色素分布在细胞质中，无染色较深,形态固定的结构。

水绵——真核生物，色素分布在叶绿体中，有染色较深,形态固定的结构。

四．留意事项

1．洋品不能取太多，否则相互重叠反而看不清细胞。

2．碘液引流要充分，重复多次。

第三节非细胞形态的生物——病毒

一．病毒的形态和结构

1．结构特点

（1）一类非细胞结构的生物体。

（2）很小，绝大多数病毒的大小在150nm以下，电子显微镜可见。

2．主要成分

蛋白质和核酸(一种病毒只含有一种，即RNA或DNA)。

3．结构模式：核心(核酸位于中心)，衣壳(蛋白质包在四周)。

4．活动特点：寄生性。

5．病毒的种类

（1）植物病毒；（2）动物病毒；（3）细菌病毒(噬菌体)

二．病毒及人类的关系

1．危害

（1）病毒性传染病：病毒性感冒，狂犬病，水痘，腮腺炎，脊髓灰质炎。

（2）乙型肝炎：由乙型肝炎病毒(HBV)引起，可通过血液传播，母婴传播。

（3）艾滋病：由艾滋病病毒(人类免疫缺陷病毒HIV)感染T淋巴细胞，传播途径：血液传播，性传播，母婴传播。

2．好处

（1）杀灭农业害虫(生物防冶)；（2）制造疫苗；（3）转基因技术。

本章小结

1．细胞膜把细胞及外界环境分隔开，具有爱护细胞的作用，还具有限制物质进出,实现细胞及外界进行信息沟通等功能。细胞膜主要有脂质,蛋白质和多糖组成。磷脂双分子层是细胞膜的基本支架，蛋白质分子有的附着在磷脂双分子层的内外两侧，有的以不同深度镶嵌或贯穿在磷脂双分子层中。细胞膜的流淌性对于细胞完成各种生理功能是特别重要的。

2．物质通过细胞膜的运输方式，有被动运输,主动运输和胞吞胞吐。被动运输是顺浓度梯度运输的过程，不须要消耗细胞的能量，包括自由扩散和帮助扩散。主动运输是逆浓度梯度运输的过程，须要消耗细胞的能量，还须要载体蛋白的帮助。大分子或颗粒状物质通过胞吞胞吐的方式运输。水通过渗透方式进出细胞。

运输方式

运输方向

是否须要载体

是否消耗能量

示例

自由扩散

浓度高到低

否

否

O2,CO2

帮助扩散

浓度高到低

是

否

H2O

主动运输

浓度低到高

是

是

3．在细胞膜以内，细胞核以外的部分叫细胞质。细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。为新陈代谢的进行供应各种原料和反应场所。细胞质中分布着内质网,高尔基体,核糖体,线粒体等各种细胞器，它们执行着各自功能，又相互协同，使细胞中的各种生命活动井然有序地进行。植物细胞还具有细胞壁,液泡及叶绿体等结构。

名称

功能

存在细胞(动,植物)

线粒体

有氧呼吸的主要场所

动,植

叶绿体

光合作用的场所

植

内质网

蛋白质加工,运输,脂类代谢

动,植

高尔基体

储存,加工,转运细胞分泌物，(植)形成细胞壁

动,植

核糖体

蛋白质合成的场所

动,植

中心体

有丝分裂

动,低等植物

液泡

维持细胞形态,渗透压

植

溶酶体

消化异物

动,植

4．细胞核由核膜,核仁,染色质和核基质组成，是储存遗传物质的场所，是调控细胞代谢活动的中心。具有细胞核的细胞为真核细胞。原核细胞仅具拟核，没有真正的细胞核。

5．细胞是生物体结构和生命活动的基本单位。在生物界存在着真核细胞和原核细胞两大类，它们的主要区分是有无核膜包被的细胞核。原核生物常见的有细菌,蓝藻,放线菌,支原体。

6．病毒特别小，不具有细胞结构，其主要成分是核酸和蛋白质。病毒只有寄生在特定的活细胞中才能增殖。

第四章生命的物质变化和能量转换

第一节生物体内的化学反应

新陈代谢

1．概念：生物体及内外环境之间的物质和能量的交换过程，是生物体内全部有序的代谢(生化)反应的总称。

2．过程

（1）同化作用：把从外界环境中获得的养分物质，转变成自身的组成物质，并储存能量。

（2）异化作用：分解自身的一部分组成物质，把分解的最终产物排出体外，并释放能量。

3．意义：新陈代谢是生命活动的基础，是生命最本质的特征。

一．合成反应和分解反应

1．合成反应

（1）定义：由小分子形成大分子的化学反应。

（2）举例：单糖合成多糖，核苷酸合成核酸。

2．分解反应

（1）定义：由大分子分解形成小分子的化学反应。

（2）举例：①水解反应：(物质加水进行的分解反应)比如蛋白质的分解过程。②氧化分解反应：(分子降解过程中释放出[H]的分解反应)比如葡萄糖的氧化分解过程。反应式：

。

二．生物催化剂——酶

1．概念：酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物。

2．化学本质：大多数是蛋白质，少数是RNA。因此也称为生物催化剂。

3．命名：依据各种酶的来源以及它们所催化的底物来命名。如：唾液淀粉酶是唾液腺产生的催化淀粉水解酶，胰蛋白酶是胰腺产生的催化蛋白质水解的酶，还有肠肽酶，纤维素酶(分解植物细胞壁)等。

4．酶的特性

（1）高效性：催化效率(即酶的活性)远高于无机催化剂。

（2）专一性：酶特定活性部位及底物完全契合时才能起催化作用。

（3）多样性：生物细胞内有成千上万种酶。

5．影响酶的催化的内外条件

酶的催化活性须要相宜的温度和pH值，协助因子，抑制剂。

三．生命活动的直接能源物质——ATP

1．中文名称：腺苷三磷酸(ATP，A：腺苷，T：其数量为三个，P：磷酸基)。

2．结构简式：A－P～P～P。A代表腺苷(腺嘌呤核苷)，－代表一般化学键，即一个腺苷上连接三个磷酸基，P代表磷酸基，～代表高能磷酸键。

3．ATP及ADP的转化：ATP

QUOTE

ADP+Pi+能量(反应中物质可逆，能量不可逆)。

4．ATP的功能(去向)：为生命活动供应直接能源，是能源的携带和转运者，被称为“能量货币”。

5．ATP来源：全部活细胞的呼吸作用，植物细胞的光合作用(光反应)。

试验4.1探究酶的高效性

一．试验目的

比较过氧化氢酶及Fe3+的催化效率，证明酶的高效性。

二．试验原理

簇新的肝脏中含有过氧化氢酶，FeCl3是一种无机催化剂，它们都可以催化H2O2分解成H2O和O2。

三．试验过程

1．取5支试管各加入5mL3%H2O2溶液。

2．分别加入蒸馏水，簇新猪肝匀浆，3.5%FeCl3溶液，经高温处理的猪肝匀浆，经高温处理的3.5%FeCl3溶液各0.5mL。

3．视察各试管内气泡发生状况并记录。

四．留意事项

1．每支试管保持等量。

2．摇匀然后检验氧气。

第二节光合作用

一．光合作用的探讨历史

时间

1642年

1771年

1785年

1864年

20世纪

30年代

20世纪

40年代

国家

比利时

英国

荷兰

德国

美国

美国

科学家

赫尔蒙特

普利斯特利

英格豪斯

萨克斯

鲁宾及卡门

卡尔文

结论

原料是水

植物可以

更新空气

光照是

必要条件

产物是

淀粉

产物氧

来自水

CO2转化成

有机物的途径

二．叶绿体及其色素

1．进行光合作用的主要器官——叶片；进行光合作用的场所——叶绿体。

2．叶绿体结构

（1）双层膜。（2）基质(叶绿体内液体)。（3）基粒(类囊体：多层饼状膜结构组成，增加受光面积，其膜上分布大量光合色素)。

3．光合色素：由上至下

（1）种类：①类胡萝卜素(含量约占总量的1/5)：包括胡萝卜素(橙黄色)，叶黄素(黄色)。②叶绿素(含量约占总量的4/5)：叶绿素a(蓝绿色)，叶绿素b(黄绿色)。

（2）作用：色素具有选择汲取光能的特性。

叶绿素主要汲取红橙光和蓝紫光，类胡萝卜素主要汲取蓝紫光。

三．光合作用的过程

1．定义：叶绿体汲取并利用光能，将CO2和H2O合成有机物并释放O2，将光能转化成化学能的过程。

2．光合作用的总反应式：CO2+2H2O

QUOTE

(CH2O)+H2O+O2↑。

3．过程

光反应

暗反应(卡尔文循环)

类别

场所

基粒(类囊体)膜上

叶绿体基质中

条件

光，色素，酶，ADP，Pi，NADP+

酶，ATP，NADPH，C5

物质变化

水的光解，ATP的形成，

NADPH的形成

CO2的固定，C3的还原，

C5的再生

能量变化

光能→活跃化学能

活跃化学能→稳定化学能

实质

将无机物合成有机物，将光能转化为化学能

联系

1．光反应为暗反应供应NADPH和ATP

2．暗反应为光反应供应ADP+Pi和NADP+

4．产物的去向

（1）大部分在叶肉细胞中转变成蔗糖；

（2）一部分在叶绿体中转变成淀粉；

（3）一部分参及蛋白质，氨基酸和脂质等的合成。

四．影响光合作用的因素

1．光照(主要影响光反应)

在肯定的光照强度范围内，光合速率(即光合作用的强度)随着光照强度增加而加快(因为光反应产生的NADPH和ATP增多，使暗反应加快，光合作用产物增加)。当达到某一光照强度，光合速率达到饱和后不再加快(主要缘由是受暗反应中酶和CO2供应量等的限制)。

2．二氧化碳浓度(主要影响暗反应)

二氧化碳浓度太低，不能进行光合作用；在肯定浓度范围内，随着二氧化碳浓度的上升，光合速率加快；当二氧化碳浓度超过肯定浓度时，光合速率不再加快。

3．温度：主要影响酶的活性。即在肯定温度范围内，随着温度的上升，光合速率不断加快，但超过肯定的温度，随着温度的上升，光合速率渐渐减慢。植物细胞中酶的最适温度为25°C～30°C，超过35°C，酶的活性开始下降。

总之，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。

试验4.2叶绿体中色素的提取和分别

一．试验目的

学会提取和分别叶绿体色素的方法；探究叶绿体中有几种色素。

二．试验原理

提取的原理：色素不溶于水而溶于有机溶剂-—用无水酒精提取叶绿体色素。

分别的方法：纸层析法。层析液为石油醚，各种色素因随着层析液在滤纸上扩散的速度不同而分层。

三．试验过程

1．材料：簇新菠菜叶片。

2．步骤

（1）研磨

QUOTE

（2）过滤。

（3）滤纸条上画滤液细线：画细而直的滤液线，阴干后，重复几次(目的：保证滤液线上的色素含量，使层析结果清楚可见)。

（4）分别：纸层析法(层析液：石油醚)。注：层析液不能没及滤液细线。

3．荧光现象：透射光(绿色)，反射光(红色)。

四．留意事项

1．要选取簇新，颜色较深的叶片，以使滤液中含较多的色素。

2．研磨要快速而充分。

3．层析时，滤纸条上的滤液细线肯定不能浸入层析液中，否则会因色素溶解在烧杯内的层析液中而导致试验失败。

第三节细胞呼吸(生物氧化)

细胞呼吸的定义：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成CO2或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。

一．糖的有氧呼吸

1．反应式：C6H12O6+6H2O+6O2

QUOTE

6CO2+12H2O+能量

2．特点

（1）酶促反应(酶所催化的反应)；（2）分步进行(22步)；

（3）能量缓慢释放(部分转移给ATP，大部分以热能散失，维持体温)。

3．

阶段

场所

反应物

产物

能量

第一阶段(糖酵解)

细胞质基质

C6H12O6

2C3H4O3+4[H]

少量

第二阶段

线粒体

2C3H4O3+6H2O

6CO2+20[H]

少量

24[H]+6O2

12H2O

大量

二．糖的无氧呼吸(微生物的无氧呼吸为发酵)

1．反应式：C6H12O6

QUOTE

2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量

举例：多数植物细胞，酵母菌分解葡萄糖为酒精和CO2(酒精发酵)。

2．反应式：C6H12O6

QUOTE

2C3H6O3(乳酸)+能量

举例：高等动物，马铃薯块茎，甜菜块根，玉米胚，乳酸菌分解葡萄糖为乳酸(乳酸发酵)。

3．细胞呼吸和呼吸的区分

细胞呼吸是体内的有机物被氧化分解的过程。是指一系列微观的生物化学反应。

呼吸是指机体及外界环境之间气体交换的过程。是一个宏观的气体交换过程。

4．有氧呼吸及无氧呼吸的比较

有氧呼吸

无氧呼吸

不同点

场所

细胞质基质和线粒体

细胞质基质

条件

需O2，需酶

不需O2，需酶

产物

CO2,H2O

酒精和CO2或乳酸

能量

大量，合成38ATP

少量，合成2ATP

相同点

联系

从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同，以后阶段不同

实质

分解有机物，释放能量，合成ATP

第四节生物体内养分物质的变化

一．糖类代谢

1．细胞或血浆中葡萄糖的来源主要有三

（1）食物中糖类物质的消化汲取。

（2）血糖浓度低于80mg～120mg/dL时，由肝糖原分解产生。

（3）由其他非糖物质(如甘油，氨基酸，乳酸等)在代谢中转化产生。

2．细胞或血浆中葡萄糖的去路有四

（1）在细胞中氧化分解供应能量。

（2）血糖浓度高于100mg/dL时，在肝脏合成肝糖原。

（3）骨胳肌中合成肌糖原。

（4）在细胞中转化为其他非糖物质。

3．糖类的消化过程：食物中糖类以淀粉为主，在消化道中进行。

4．汲取：以主动运输的方式汲取到小肠绒毛内的毛细血管中。

5．代谢途径：

二．蛋白质代谢

1．氨基酸的来源有三

（1）从食物中的蛋白质消化汲取获得。

（2）自身蛋白质分解产生。

（3）通过转氨基作用产生新氨基酸。

2．氨基酸的去路有四

（1）合成各种组织蛋白和酶。

（2）通过转氨基作用产生新氨基酸。

（3）通过陀氨基作用分解，其中含氮部分转化为尿素。

（4）不含氮部分转化为糖类,脂肪等其他物质。

3．蛋白质的消化过程：在消化道中进行。

4．汲取：以主动运输方式进入小肠绒毛中的毛细血管内。

5．代谢途径：

三．脂质代谢

1．脂肪的来源有三

（1）从食物中的脂肪消化汲取获得。

（2）糖类转化。

（3）蛋白质转化。

2．脂肪的去路有四

（1）脂肪(皮下,肠系膜等处储存)。

（2）构成细胞成分，如磷脂。

（3）形成腺体分泌物：乳脂,皮脂。

（4）分解成甘油和脂肪酸，进一步氧化分解成CO2+H2O+能量。

食物中脂类的种类：脂肪(甘油三醇),少量的磷脂(脑磷脂,卵磷脂),胆固醇。

3．脂肪的消化过程：在消化道中进行。

4．汲取：大部分甘油,脂肪酸以自由扩散的方式被汲取到小肠绒毛内的毛细血管，一部分由绒毛内毛细淋巴管汲取。

5．代谢途径：

四．三大养分物质消化产物和代谢产物的比较

在同一细胞内，三类物质的代谢同时进行，它们既相互联系，又相互制约。

生物大分子

消化产物(水解产物)

代谢产物(氧化分解产物)

淀粉

葡萄糖

CO2，H2O

蛋白质

氨基酸

CO2，H2O和尿素

脂肪

甘油+脂肪酸

CO2，H2O

五．三大养分物质代谢及人体健康

有机物获得能量的先后依次是：糖类＞脂质＞蛋白质。

1．平衡膳食：即合理养分。是指人体摄入的食物中七大养分物质种类齐全,摄入量及其比例符合人体各个年龄层次生长发育的须要。

2．七大养分物质：糖类,脂肪,蛋白质,水,无机盐,维生素和膳食纤维(前3个为能源物质)。

本章小结

1．新陈代谢是生命的基本特征。细胞内物质的自我更新过程是通过一系列化学反应实现的。合成反应和分解反应是生化反应中最常见的类型，它们在酶的催化和限制下进行，并伴随有能量的变化。

2．酶是生物催化剂，及无机催化剂相比，酶具有专一和高效的特性。酶的专一性及酶活性部位的空间结构有关。酶的活性受温度和pH等影响。

3．在绿色植物中，光合作用是叶绿体汲取并利用光能，将CO2和H2O合成有机物质并释放O2，将光能转换成化学能的过程。整个过程有光反应和暗反应两个阶段。光反应发生在叶绿体的类囊体中，将光能转换为活跃的化学能。暗反应则发生在叶绿体的基质中，利用光反应形成的活跃化学能固定CO2，合成糖，同时将化学能储存在有机物质中。

4．细胞呼吸是活细胞获得能量的主要途径。有氧时，有机物在线粒体中彻底氧化释放大量的能量；无氧时，有机物在细胞中则不能彻底氧化，释放较少的能量。细胞呼吸是细胞氧化分解的有机物质，生成CO2或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。

5．在细胞内，糖类,脂肪和蛋白质的分解和合成过程中，部分中间产物是相同的，因此，这三类物质在细胞内是可以相互转变的。合理养分是指膳食中七大养分物质种类齐全，摄入量及其比例符合人体养分要求。

第五章生物体对信息的传递和调整

第一节动物体对外界信息的获得

一．动物体对物理信息的获得

皮肤感受器

痛觉感受器(最先感知),触觉感受器,温度感受器,压力感受器

光感受器

——眼

眼球

最外层巩膜，最内层视网膜

视网膜

视细胞(视锥细胞感受色调,视杆细胞感受光亮)

将光能转化为电信号(神经冲动)

神经细胞

视神经将冲动传到脑的视觉中枢产生视觉

折光

装置

角膜(最前方)——聚光装置

房水——为角膜,晶状体供应养分

晶状体——折光,聚焦光线投射到视网膜成像(及视力有关)

玻璃体——透亮胶状物质

声波感受器

(陆生

动物)

耳

外耳——收集声波

中耳——鼓膜内侧，有3块听小骨

内耳——耳蜗(声音感受器),前庭器(感受身体平衡)

其他

鱼类侧线,蛇的颊窝等

二．动物怎样感受外界刺激

1．单细胞动物：以整个细胞感受刺激。

多细胞动物：以特定感受器获得信息。

2．感受器类型：物理感受器和化学感受器。

三．动物体对化学信息的获得

1．脊椎动物：鼻腔中的嗅细胞,舌上的味觉细胞(味蕾)。

2．昆虫：味觉毛分布于足末端和口器；感受气味的嗅毛分布于触角。

信号(即神经冲动)，由视神经传到脑的视觉中枢。

第二节神经系统中信息的传递和调整

一．信息在神经系统中的传递

1．神经系统

（1）中枢神经系统(脑,脊髓)+四周神经系统(由脑和脊髓发出的神经包括12对脑神经和31对脊神经)。

（2）神经元(神经细胞)：神经系统功能,结构单位。

神经元

QUOTE

（3）神经纤维(树突,轴突及髓鞘)+结缔组织膜=神经。

（4）反射：神经调整的基本方式(包括条件反射和非条件反射)。

（5）反射弧(完成反射的基础)：感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器。①皮肤是最大的感受器。②效应器：含传出神经末梢的肌肉或腺体。③反射弧五个组成部分缺一不可，前两者之一受损，无感觉,无反应；后两者之一受损，有感觉,无反应。

2．神经冲动——信息在神经元内以生物电的形式传导

（1）膜电位——神经细胞膜内外两侧存在的电位差。①静息电位：内负外正(即膜内负电位，膜外正电位)；②动作电位(刺激后局部区域Na+内流)：内正外负。

（2）兴奋区及周邻部位之间存在电位差，引起周邻部位产生兴奋，兴奋沿神经纤维推动。在一个神经元内，即同一条神经纤维上兴奋的传导是双向的。

3．突触传递——神经元间以化学物质传递

（1）突触

QUOTE

（2）神经冲动到达突触前膜，突触小泡释放神经递质到突触间隙，神经递质及突触后膜上的受体结合，引起突触后膜的膜电位变化，兴奋因此而传递到下一个神经元。在不同的神经元之间，兴奋的传导是单向的。即：突触前膜→突触间隙→突触后膜。

二．脊髓的调整功能

1．脊髓：上连延髓，外围是白质(神经纤维集合而成，传递神经冲动)，内部中间是灰质(灰色蝴蝶状，神经元细胞体密集而成，低级神经中枢所在)。

2．调整排泄,下肢运动等；反应速度快，总是在脑的限制下进行反射活动。

三．脑的高级调整功能——条件反射

1．脑中的大脑最发达，外层为灰质，称大脑皮质(分布着较多高级神经中枢)。

2．反射分类

反射类型

形成

刺激

神经联系

反射弧特点

非条件反射

生来就有的先天性反射

非条件刺激

固定的联系，不会消退

仅由大脑皮层以下的神经中枢即可完成

条件反射

诞生后在生活过程中形成的后天性反射

条件刺激

短暂的联系，可以消退

必需在大脑皮层上的神经中枢参及下完成

3．建立条件反射的基本条件：强化(无关刺激及非条件刺激在时间上的结合)。

4．人类区分于动物的功能：除对详细信号(第一信号)作出反应外，亦能对抽象信号如语言文字(第二信号)有反应。

四．自主神经对内脏活动的调整

1．自主神经(植物性神经)：支配内脏器官和腺体活动的运动神经受脑的高级中枢限制，但不受意志支配。

2．分类：交感神经和副交感神经，作用结果相互拮抗(基本上是相反作用)。

试验5.1牛蛙的脊髓反射现象

一．试验目的

了解低级中枢脊髓的功能，加深对反射和反射弧的理解。

二．试验原理

除了脑这个高级神经中枢以外，脊髓中还存在调整反射活动的低级中枢。

三．试验过程

1．制备脊蛙，彻底去除牛蛙脑部保留脊髓。

2．用0.5%HCl刺激蛙左脚脚趾，产生曲腿反射；剥除左脚脚趾皮肤，重复刺激，无曲腿反射。

3．用0.5%HCl刺激蛙右脚脚趾，产生曲腿反射；用探针插入牛蛙椎管，破坏脊髓，重复刺激，无曲腿反射。

4．破坏坐骨神经，没有反射。

四．试验结论

牛蛙腿部在反射弧完好时受到刺激后会发生曲腿反射，牛蛙完整的皮肤是感受器，神经中枢在脊髓，该反射不须要大脑的限制。当反射弧五部分中任一部分被破坏后则无曲腿反射发生。

第三节内分泌系统中信息的传递和调整

一．人体内分泌腺

1．激素：由内分泌腺分泌后直接进入血液循环到靶细胞和靶器官，调整机体的代谢,生长,发育和生殖活动。含量甚微，作用显著。

2．人体主要内分泌腺的调整功能

内分泌腺

激素

主要生理作用

分泌异样引起的病症

肾上腺

皮质

多种肾上腺皮质激素

调解水,盐,糖的代谢

髓质

肾上腺素

使人心跳加快,血压上升,呼吸加快,血糖增加

甲状腺

甲状腺素(含碘)

促进新陈代谢,生长发育，中枢神经系统的发育，提高神经系统的兴奋性

成人过多：甲亢；婴幼儿过少：呆小症；缺碘：地方性甲状腺肿大

胰岛(分泌两种激素，作用相互拮抗)

β细胞：胰岛素

加速血糖分解，促使血糖合成糖原

胰岛素分泌不足：糖尿病；过多：低血糖

α细胞：胰高血糖素

促使肝糖原分解，提高血糖浓度

生殖腺

精巢

雄性激素和睾丸酮

促进男性精巢的发育和精子的形成，激发并维持男性的第二性征

不育症

卵巢

雌性激素和黄体酮

促进女性卵巢的发育和卵细胞的形成，激发并维持女性的第二性征

不育症

垂体

生长激素

促进生长，调整蛋白质,脂肪和糖的代谢

婴幼儿期过多：巨人症；过少：侏儒症，成人过多肢端肥大症

促甲状腺素

促进甲状腺分泌甲状腺素

其他脑垂体激素

调整其他内分泌腺的分泌

下丘脑

促甲状腺素释放激素

刺激垂体合成并分泌促甲状腺素

二．激素的调整作用

1．特异性：及靶细胞表面受体有关。

2．高效性：量少但作用显著。

3．激素的反馈调整：促进为正反馈，抑制为负反馈。

4．内分泌腺的活动受神经系统的调整。

三．激素及酶的比较

动物激素

酶

化学本质

蛋白质,固醇,氨基酸

绝大多数是蛋白质，极少数是RNA

产生部位

内分泌腺或者内分泌细胞

机体内全部活细胞

作用部位

随血液循环到靶器官

细胞内或分泌到细胞外

产生影响

调整各种代谢

催化特定的生化反应

条件

及神经调整亲密相关

受pH,温度等因素影响

作用后

易失活

不发生性质,数量变化

特点

高效性,特异性,作用缓慢

高效性,专一性,受外界因素影响

联系

能产生激素的细胞肯定能产生酶，能产生酶的细胞不肯定能产生激素

第四节动物体的细胞识别和免疫

一．免疫系统的组成

1．免疫器官——胸腺,骨髓,脾脏,淋巴结等。

2．免疫细胞——淋巴细胞,巨噬细胞,粒细胞等。

3．免疫分子——由免疫细胞产生，参及免疫反应。

（1）免疫是建立在细胞识别基础上的。

（2）免疫反应分为非特异性免疫及特异性免疫两种。

二．细胞识别——动物体细胞对“自己”和“异己”细胞以及物质的识别

1．细胞识别功能及细胞膜表面的糖蛋白和糖脂有关。

2．抗原

被免疫系统排斥的物质，成分主要是蛋白质，还有多糖和脂质；抗原多为外源性(病原体及其毒性产物,异种动物血清,同种异体生物的组织细胞等)，少数为内源性(机体内苍老,损伤或突变细胞)。

三．非特异性免疫及特异性免疫

1．比较

（1）非特异性免疫：人类在长期进化中形成并通过遗传巩固下来的，具有相对稳定性。

（2）特异性免疫：在非特异性免疫的基础上建立的，是个体在生命过程中接受抗原性异物刺激后获得的防卫机制。

非特异性免疫(先天性免疫)

特异性免疫(获得性免疫)

获得方式

生来就有的

后天渐渐形成的

针对性

无特别的针对性

具有特别的针对性

作用特点

对全部病原体都起作用

对某一特定的病原体(或异物)起作用

效果

出现快，作用范围广，持续时间短

作用强，持续时间长

2．人体的三道防线

（1）第一道：完整的皮肤和黏膜——阻挡病原体和有毒物质进入，并分泌杀菌物质。

（2）第二道：吞噬细胞和溶酶体——溶解,吞噬和歼灭细菌。

（3）第三道：B淋巴细胞和T淋巴细胞——产生抗体和淋巴因子，清除抗原。

（4）第一第二道防线为非特异性免疫，第三道防线为特异性免疫。

3．B淋巴细胞的免疫(体液免疫)

（1）初次免疫反应：B淋巴细胞表面受体及抗原结合，分裂成两种细胞。一部分是富含内质网的浆细胞，寿命短，产生大量免疫球蛋白(即抗体)；另一部分是记忆B细胞，寿命长，对抗原敏感，能“记住”入侵的抗原。

（2）二次免疫反应：相同抗原再次入侵，记忆B细胞分裂产生新的浆细胞和新的记忆B细胞。有些抗原引发产生的记忆B细胞能终身记忆，因而形成终身免疫实力。

（3）二次免疫反应较初次免疫反应作用快而强。

4．T淋巴细胞的免疫(细胞免疫)

（1）细胞免疫针对病毒及被病毒感染的细胞，以及移植到体内的异体组织细胞。

（2）记忆T细胞可以在循环系统中存留很多年，甚至终身。

5．B淋巴细胞的免疫须要T淋巴细胞和巨噬细胞帮助，也可限制和增加T淋巴细胞的功能。

四．自然免疫和人工免疫

1．自然免疫——患传染病后获得的免疫(如得过天花,水痘后获得免疫抗体)。

2．人工免疫——用人工的方法使人体获得免疫力。

方式：接种疫苗(即用细菌,病毒,肿瘤细胞等制成灭活的或减毒的制剂)。

3．疫苗种类

（1）死疫苗(灭活制剂：乙脑疫苗,狂犬病疫苗等)：进入人体后不能生长和繁殖，需多次重复注射，剂量较大。可将不同种类的死疫苗适当混合组成联合疫苗，以削减注射次数。

（2）活疫苗(减毒制剂：牛痘疫苗,脊髓灰质炎活疫苗,卡介苗等)：一般接种一次，剂量小，效果及长久性较好。

4．接种对象：易发病,受疾病威胁最大的人群。

第五节植物生长发育的调整

一．植物生长素的探究史

1．感光部位：胚芽鞘尖端。

2．发生弯曲的部位：尖端以下部位。

3．植物生长素：吲哚乙酸。

二．植物体内信息的传递和调整

1．在植物体内，生长素大多集中在生长旺盛的部位(如胚芽鞘,芽尖,根尖的分生组织,形成层,受精后的子房和发育着的种子)，而趋向苍老的细胞,组织和器官中则较少分布。

2．植物的向光性是不均衡生长的结果：胚芽鞘受单侧光作用，使向光侧生长素向背光侧移动，致使背光侧生长比向光侧快而表现向光弯曲。

3．生长素调整作用的两重性

（1）不同浓度生长素对同一种植物的同种器官的影响不同：低浓度促进生长，高浓度(超过最适浓度)抑制,受害或死亡。

（2）相同浓度生长素对同一植物的不同器宫的影响不同：根＜芽＜茎(最适浓度)。

4．顶端优势：顶芽生长快，侧芽因积累顶芽向下输送的生长素而受抑制(如：松,杉等；茶叶摘心为去除顶端优势，使枝叶繁茂)。

5．植物激素

（1）在植物体内肯定部位产生，并被运输到作用部位，含量极少，但对植物新陈代谢,生长发育等生命活动起重要调整作用的物质。

（2）类型及作用

生长素,赤霉素,细胞分裂素：在幼嫩,生长旺盛的组织器官中含量较高。对植物的生长,细胞的伸长,分裂,分化有促进作用。

脱落酸,乙烯：在成熟,苍老的组织器官中含量较高。抑制细胞的伸长和分裂，促进器官的成熟,苍老。

三．植物激素在农业生产上的应用

1．生长素类似物：原料来源丰富,生产过程简单，不易被酶分解,作用效果稳定。如：萘乙酸，吲哚丁酸，2,4-D等。

2．主要应用：（1）促进扦插枝条生根；（2）促进果实的发育——用生长素类似物处理未受粉的雌蕊的柱头，子房也能正常发育成果实，但没有种子，即得无籽果实(如无籽番茄,无籽黄瓜)；（3）防止落花落果；（4）催熟,促进种子萌发等。

本章小结

1．人和高等动物有特定的感受器从外界环境获得信息。来自外界的信息大致分为两类：物理信息和化学信息。感受器是一类神经末梢，能接受信息产生兴奋，由传入神经传递到神经中枢。

2．信息在神经细胞中以电的形式(神经冲动)传导，在神经细胞间通过突触进行化学传递。脊髓是动物低级反射活动的中枢，大脑皮质是神经活动的最高中枢，条件反射是脑的高级调整功能。动物调整内脏活动的神经受脑的限制，但不受意志支配，称自主神经(或植物性神经)。由交感神经和副交感神经两部分组成，它们的作用相互拮抗，共同限制内脏活动。

3．内分泌系统也参及生命活动的调整。内分泌腺通过分泌激素传递信息，调整靶器官的生理活动；血液中激素的浓度以及靶器官的生理状况又可通过反馈调整内分泌腺的分泌活动。

4．细胞识别是动物体细胞对“自己”和“异己”以及物质的识别，免疫是建立在细胞识别基础上的。人和高等动物通过非特异性免疫和特异性免疫来反抗抗原的侵害。免疫细胞包括巨噬细胞,B淋巴细胞和T淋巴细胞等。

5．植物激素是在植物体内合成，对植物生命活动产生显著调整作用的微量物质。在植物体生长活跃的部位可合成生长素，调控植株的生长。自然的植物激素除生长素外，还有赤霉素,细胞分裂素,脱落酸和乙烯。

6．植物激素的调整作用及浓度有关。植物激素在合适浓度范围内，生长素,赤霉素,细胞分裂素对植物的生长,细胞的伸长或分裂有促进作用，而脱落酸,乙烯则起抑制作用。萘乙酸,吲哚丁酸,2,4-D等生长素类似物具有类似生长素的作用，在农业生产实践中有广泛的应用。

第六章遗传信息的传递及表达

第一节遗传信息

一．DNA是遗传物质

1．间接证据

（1）从生殖过程分析：亲子代之间染色体保持肯定的稳定性和连续性；

（2）从染色体的组成分析：DNA在染色体上含量稳定，性质稳定，染色体是其主要载体。

2．作为遗传物质的必备条件

（1）能贮存大量遗传信息；

（2）连续性：能自我复制，使前后代保持肯定的连续性；

（3）稳定性：分子结构具有相对的稳定性；

（4）能够产生可遗传的变异。

3．直接证据

（1）噬菌体侵染细菌试验(前者为寄生于细菌的病毒，它外有蛋白质衣壳，其内含DNA)

过程

结果

分析

结论

被35S标记的噬菌体侵染细菌

细菌内无放射性噬菌体增殖

蛋白质衣壳留在细胞外，未遗传给后代

DNA是遗传物质

被32P标记的噬菌体侵染细菌

细菌内有放射性噬菌体增殖

DNA进入细胞内，指导噬菌体增殖

原理：运用同位素跟踪法(DNA含P不含S)

侵染过程：吸附→注入→复制→组装→释放

（2）肺炎双球菌的转化试验

4．生物遗传的物质基础

原核生物,真核生物,只含DNA的病毒(如噬菌体)——以DNA作为遗传物质；

极少数只含RNA的病毒(如烟草花叶病毒等)——以RNA作为遗传物质；

绝大部分生物两者皆有，其中DNA是主要的遗传物质。

二．DNA分子的双螺旋结构

1．DNA基本单位：4种脱氧核糖核酸，即dAMP,dTMP,dGMP,dCMP(d代表脱氧)。

2．脱氧核苷酸组成：（1）一个磷酸；（2）一个脱氧核糖；（3）一个含氮碱基(腺嘌呤A,胸腺嘧啶T,鸟嘌呤G,胞嘧啶C)。

3．DNA双螺旋结构特点

（1）每两个脱氧核苷酸之间通过磷酸及脱氧核糖连接成多核苷酸链(脱氧核苷酸长链)；

（2）每个DNA分子的两条多核苷酸链之间通过碱基配对(氢键)相连，形成双链结构；碱基配对原则：A=T,G=C(已知其中一条链的碱基依次，可以推导出互补链)；双链DNA分子中嘌呤总数等于嘧啶总数：(A+G)/(T+C)=l；

（3）两条多核苷酸链反向平行，形成右旋的双螺旋结构，每上升一圈(即每螺旋360°)包括10个碱基对，长3.4nm。

4．特性

（1）稳定性：脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架和碱基配对方式不变；碱基对之间的氢键和两条多核苷酸链的空间螺旋加强了DNA分子的稳定性；

（2）多样性：DNA分子的脱氧核苷酸(主要是碱基对)的排列依次千变万化；

（3）特异性：特定的DNA分子具有特定的碱基对的排列依次。

三．隐藏在DNA分子中的遗传信息

1．DNA的多样性：取决于脱氧核苷酸(主要为碱基)种类,数目,排列依次的不同和多肽链的空间结构。

注：排列方式=4n(n为碱基对数)。

2．基因：DNA分子中携带遗传信息，并具有遗传效应的片(区)段。

（1）遗传信息：脱氧核苷酸的排列依次(碱基对的排列依次)；

（2）遗传效应：基因确定蛋白质合成的功能；

（3）宏观→微观：染色体(DNA+蛋白质)＞DNA＞基因＞脱氧核苷酸。

试验6.1DNA分子模型的搭建

一．试验目的

通过搭建DNA分子模型，加深对DNA分子双螺旋结构以及碱基配对原则的理解和相识。

二．试验原理

沃森和克里克提出的DNA双螺旋结构模型。

三．试验过程

制作脱氧核苷酸模型若干个→制作一条多核苷酸链(碱基依次可自行设计)→遵循碱基配对原则制作互补链→两条多核苷酸链反向平行对齐→向右旋转，使每个螺旋的螺距为10个碱基对。

四．分析和探讨

1．用相同数量和种类的脱氧核苷酸制作的DNA分子模型中，多核苷酸链的碱基序列可能不同。

2．DNA分子中脱氧核苷酸的数目和排列依次不同，所携带的遗传信息就不同。

第二节DNA复制和蛋白质合成

一．DNA复制

1．概念：以亲代DNA分子为模板，合成子代DNA分子的过程。

2．过程：边解旋边复制(需在酶的作用下)。

双链解旋→碱基配对→新旧结合

3．方式：半保留复制(全部DNA分子中保留原有母链信息：(1/2)n-1，其中n为复制的次数)。

4．意义：保持生物遗传特性相对稳定。

二．遗传信息的转录

1．RNA的结构

（1）基本单位：4种核糖核苷酸，即AMP,UMP,GMP,CMP；

（2）核苷酸组成：磷酸+核糖+含氮碱基(腺嘌呤A,尿嘧啶U,鸟嘌呤G,胞嘧啶C)；

（3）通常呈单链结构；

（4）类型：mRNA(信使RNA),tRNA(转移RNA),rRNA(核糖体RNA)。

2．转录：是以DNA为模板合成信使RNA(mRNA)的过程。

（1）地点：细胞核内；

（2）过程：DNA先解旋，再以其中的一条链(有义链)为模板合成mRNA；

（3）RNA分子中没有碱基T，转录时依据A—U,T—A,G—C,C—G的互补配对规律合成具有肯定碱基排列依次的mRNA；

（4）意义：通过转录，DNA携带的遗传信息传递给mRNA。

三．翻译

1．定义：指以信使RNA为模板，合成具有肯定氨基酸依次的蛋白质的过程。

2．地点：细胞质中的核糖体上(mRNA在细胞核中形成后就进入细胞质中，及核糖体结合开始蛋白质的合成)。

3．几个重要工具

信使RNA(mRNA)分子内的碱基排列依次称为“遗传密码”，其中可确定氨基酸依次的每三个相邻碱基称为“密码子”。密码子共64个，其中61个分别表示20种氨基酸，另有3个为终止密码子。

转移RNA(tRNA)：负责将所需的氨基酸运输进核糖体，每个tRNA带有能识别mRNA上相应密码子并及其配对的三个相邻碱基，称为反密码子。不同氨基酸的tRNA不同。

留意点：1个密码子(3个相邻碱基)对应1个氨基酸；1个氨基酸可有1个以上密码子；1个tRNA对应1个氨基酸；l个氨基酸可有1个以上的tRNA。

DNA复制

转录

翻译

场所

细胞核

细胞核

细胞质的核糖体上

模板

DNA分子的两条链

DNA分子的一条链

mRNA

原料

4种游离的脱氧核苷酸

4种游离的核糖核苷酸

20种氨基酸

原则

碱基配对(AT/GC)

碱基配对(TA/AU/GC)

碱基配对(AU/GC)

条件

酶,ATP

酶,ATP

酶,ATP,转移RNA

产物

两个相同的DNA分子

信使RNA

多肽链

四．中心法则及其发展

1．中心法则：遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质的转录和翻译过程，以及遗传信息从DNA传递给DNA的复制过程，是全部具细胞结构的生物在遗传信息传递和表达时遵循的法则。

2．某些病毒中的RNA的自我复制(如烟草花叶病毒)和某些病毒中以RNA为模板在逆转录酶的作用下逆转录合成DNA的过程(某些致癌病毒,艾滋病病毒,SARS冠状病毒等)是对中心法则的补充。这两个过程在病毒单独存在时是不能进行的，只有寄生到寄主细胞中时才发生。

五．DNA和RNA比较

核酸

项目

DNA

RNA

结构

通常是规则的双螺旋结构

通常是单链结构

基本组成单位

脱氧核苷酸

核糖核苷酸

五碳糖

脱氧核糖

核糖

碱基

A,G,C,T

A,G,C,U

无机酸

磷酸

磷酸

产生途径

DNA复制,逆转录

转录,RNA复制

存在部位

主要在细胞核内染色体上

主要位于细胞质中

功能

贮存,传递和表达遗传信息

mRNA：转录遗传信息,翻译的模板

tRNA：运输特定氨基酸

rRNA：核糖体的组成部分

第三节基因工程及转基因生物

一．基因工程

1．三种必要工具

（1）切割DNA工具——限制性核酸内切酶(简称限制酶)，其专一性极强，识别特定序列并切割特定位点；

（2）拼接DNA工具——DNA连接酶，将两个DNA片段“粘连”起来拼接成新的DNA分子；

（3）运载体——通常用质粒(细菌中独立的双链闭环的DNA分子)，携带外源基因进入细胞后能进行自主复制，或者接合到染色体DNA上，随染色体同步复制。运载体也可用各种病毒。

2．基因工程：依据预先设计的蓝图，用人工方法将某种生物的基因，接合到另一种生物的基因组DNA中并使其表达，使后者获得新的遗传性状，产生出人类须要的产物，或创建出新的生物类型的现代生物技术。

二．基因工程的基本步骤

1．获得目的基因

（1）目的基因：人们为了得到其表达产物而把它转入到新的生物体中去的基因；

（2）获得目的基因的方法：从生物体中分别或者通过化学方法人工合成；

（3）基因定位：从生物体中分别时，首先确定目的基因在细胞DNA分子上的位置，定位后运用限制酶切取。

2．目的基因及运载体重组

用相同限制酶切开质粒，用DNA连接酶将目的基因及质粒组成重组DNA分子(重组质粒)。

3．重组DNA分子导入受体细胞

受体细胞：接纳重组质粒的活细胞，可以是微生物,植物细胞和动物细胞，借助活细胞的新陈代谢，使目的基因的遗传信息得到表达。

4．筛选含目的基因的受体细胞

重组质粒胜利导入的概率是10-7，因此必需从大量的细胞群中筛选出已获得目的基因的细胞，通常选择质粒时运用自身带有抗生素抗性基因(标记基因)或人工重组使其带上标记基因的质粒，可以依据受体细胞能否在含抗生素的培育基中生长来进行筛选。能在含抗生素的培育基中生长的表明重组质粒胜利导入，再通过细菌发酵便可以大量生产所需基因产品。

三．转基因技术的应用

1．微生物基因工程

（1）原理：微生物繁殖快速,结构简单,遗传操作较为简单；

（2）优点：技术比较成熟,研制周期较短,可通过发酵大量生产；

（3）应用：用于药用蛋白质的规模化生产。

2．植物基因工程

（1）分别抗虫,抗病,抗除草剂,抗旱,抗盐碱,抗冻,改变花色以及提高作物产量或品质的基因，转入农作物或园艺植物，培育成转基因植物；

（2）将乙肝,龋齿等疫苗基因转入植物，培育植物疫苗。

3．动物基因工程

（1）原理：受体细胞为动物的受精卵，用显微注射的方法将目的基因导入受体细胞，再使受精卵发育成转基因动物；

（2）应用：获得具有优良性状的动物新品种；培育能产生人源性蛋白质药物的动物，从其乳汁中获得药物。

四．转基因生物产品的平安性

1．转基因生物本身是否对生态环境造成不利

担忧：转基因植物进入自然界后，及野生品种杂交，产生具生存优势的杂交种，导致现有生态系统结构改变,影响生物多样性，对人类的生存环境和生产活动造成不利。

对策：需对转基因作物栽培地环境实施严格的限制和监测。

2．转基因生物产品是否对人类健康造成损害

担忧：转基因食品中的致敏物质，可能会影响人类健康。

对策：上市前对产品进行严格的致敏性检验，对具有潜在致敏物质的产品标以醒目的标签；完善有关转基因食品的平安性的政策法规；消费者应有知情权，提高平安意识。

本章小结

1．DNA是由脱氧核苷酸聚合而成的大分子化合物，每两个脱氧核苷酸之间以磷酸及脱氧核糖相连接，形成多核苷酸链。两条多核苷酸链之间通过碱基配对相连接，相互平行的多核苷酸链形成双螺旋结构。DNA是绝大多数生物的遗传物质，在某些不含DNA的病毒中，遗传物质是RNA。

2．RNA是由核糖核苷酸聚合而成的大分子化合物，通常呈单链结构。细胞内存在三种及蛋白质合成相关的RNA，即mRNA，tRNA和rRNA。

3．基因是携带遗传信息，并具有遗传效应的DNA片段。每个基因由成百上千对脱氧核苷酸组成。基因的脱氧核苷酸序列不同，所携带的遗传信息就不相同。生物体的形