高中生命科学(上海)第一-二-三册知识点整理.doc

生物第一册复习资料【第一章 走进生命科学】第一节 走进生命科学的世纪一、生命科学发展简史1、我国约在公元前5000年种植水稻，猪的饲养约始于公元前3000年。2、贾思勰齐民要术总结了人工选择、人工杂交和定向培育的科学原理和方法。3、李时珍本草纲目既是一本医药学著作，也是一本生物学著作。4、古希腊哲学家、科学家亚里士多德对动植物进行广泛的观察。5、古罗马医师、自然科学家盖仑用牛、羊、狗和猴等动物为材料，进行了内部器官的解剖，并得出人体内部结构与这些动物相类似的推论。6、18世纪瑞典博物学家林耐创立“生物分类法则”。7、1838-1839年德国植物学家施莱登和施旺两人提出了“细胞学说”。8、1859年，英国博物学家达尔文发表了物种起源一书，提出了“进化论”，为生命科学的发展奠定了辩证唯物主义的基础。9、20世纪以来，生命科学的研究向着微观和宏观两个方向同时发展。微观领域，1953年美国生物学家沃森和英国生物物理学家克里克提出了DNA双螺旋结构分子模型。我国科学家成功地合成了结晶牛胰岛素和酵母丙氨酸转移核糖核酸。二、展望生命科学新世纪1、20世纪重大研究课题：后基因组学、转基因技术、基因治疗、生物多样性保护、脑科学。2、生命科学是以生命为研究对象的科学和技术的总称，它是研究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 走进生命科学实验室一、生命科学探究的基本步骤提出疑问提出假设设计实验实施实验分析数据结论新的疑问【第二章 生命的物质基础】第一节 生物体中的无机化合物生物体与其他物质一样都是由化学元素组成的。这些元素在生物体内通常是以无机化合物和有机化合物的形式存在。一、水1、在组成生物体的化合物中，水的含量是最多的。水约占体重的70%，每天至少补水2000毫升。2、水的作用：绝大多数细胞须浸润于以水为基础的液体环境中。水是绝大多数生物化学反应的介质。水能帮助运送物质。水对调节体温、保持体温恒定有重要作用。3、生物体内的水：自由水：水在生物体内绝大多数以游离的形式存在，可以自由流动。结合水：小部分水与细胞内的其他物质结合，约占细胞全部水分的4.5%。二、无机盐1、生物体内的无机盐大多数以离子状态存在。2、无机盐的作用：参与组成生物体内的重要化合物。有些无机离子参与生物体的代谢活动和调节内环境稳定。使血液的酸碱度稳定。3、部分无机盐的作用：Fe是血红蛋白的重要成分。Ca是构成骨骼、牙齿的重要成分。Mg是绿叶素分子必需的成分。Zn的不足，将会造成生长发育不良、认知能力缺陷、精神发育迟缓、行为障碍等；长期补锌则可能引发贫血、免疫功能低下等。碘的推荐量为0.15mg/d。第二节 生物体中的有机化合物生物体中的有机化合物主要有糖类、脂质、蛋白质和核酸等。糖类和脂质还是生物体的主要能源物质。一、糖类1、糖类的化学通式：（CH2O）n，俗称碳水化合物。2、作用：维持生命活动所需能量的主要来源。组成生物体结构的基本原料。3、分类：糖类按其组成可以分为单糖、双糖和多糖。单糖：是指不能水解的糖，如葡萄糖、果糖、核糖等。其中，葡萄糖和果糖都是含6个碳原子的单糖（己糖），分子式都是C6H12O6。葡萄糖分子中5个C上都连有相同的化学基团羟基（OH）。葡萄糖是细胞中的主要能源物质。核糖是含5个碳原子的单糖，也称戊糖，是构成核酸的重要成分。双糖：是指由两个单糖经脱水缩合连在一起的糖类。常见的双糖有蔗糖、乳糖和麦芽糖。多糖：是指由许多葡萄糖分子经脱水缩合连在一起形成的结构复杂的糖类。植物中的淀粉、纤维素以及动物肝脏和肌肉中的糖原都是多糖。 淀粉是植物体内糖的储存形式。淀粉也是人类主要的糖类来源，谷类、薯类等食物中的淀粉含量高达70%左右，豆类中的淀粉含量大约为50%。 糖原存在于动物体内，不溶于水，是动物体内糖类物质的储存形式。血糖低时，糖原分解成葡萄糖，补充血液中的血糖；血糖高时，则合成糖原储存。 纤维素是组成植物细胞壁的主要成分。大多数动物不能消化分解纤维素。 还有一些多糖与脂质或蛋白质结合在一起组成细胞的结构物质，前者称为糖脂，后者称为糖蛋白。二、脂质1、脂质共同特性是不溶于水。脂肪、磷脂、胆固醇是最常见的脂质。2、脂肪：构成脂肪的基本成分：甘油和脂肪酸。脂肪酸主要是由碳和氢组成的长链。长链中的碳和碳之间都是以单键（CC）相连，则为饱和脂肪酸；如果碳原子之间存在双键（C=C）连接，则为不饱和脂肪酸。脂肪的作用：储能物质；减少身体热量散失、维持体温恒定。3、磷脂：磷脂是组成细胞膜的结构大分子。磷酸和含氮碱基一端为亲水的头部，两个脂肪酸一端为疏水（亲脂）尾部。4、胆固醇：分布：脑及神经组织中，肝、肾、肠等内脏及皮肤脂肪内。作用：组成细胞膜结构的重要成分；调节人体生长发育和代谢的重要生理功能。胆固醇沉积会引起心肌梗死或中风。三、蛋白质1、蛋白质由氨基酸为单体组成的单分子化合物。2、氨基酸：氨基酸的特点：在与羧基（COOH）相连的C上都有一个氨基（HN2）氨基酸结构通式：(下左图) 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肽键。（上右图）氨基酸通过肽键连接成肽链，每条肽链的一端有一个自由的氨基，另一端有一个自由的羧基。3个以上的氨基酸连成的肽链称为多肽。3、蛋白质的作用：机体构造的主要成分。形成酶、抗体、激素、血红蛋白等必需的原料。作为能量供机体利用。四、核酸1、核酸是细胞内携带遗传信息的物质。2、分类：脱氧核糖核酸，DNA。核糖核酸，RNA。3、组成：两类核酸都是由核苷酸分子组成。脱氧核糖核酸的核苷酸组成：一个磷酸，一个五碳糖（脱氧核糖），一个含氮碱基（T胸腺嘧啶，C胞嘧啶，G鸟嘌呤，A腺嘌呤）核糖核酸的核苷酸组成：一个磷酸，一个五碳糖（核糖），一个含氮碱基（U尿嘧啶，C胞嘧啶，G鸟嘌呤，A腺嘌呤）五、维生素1、维生素是生物的生长和代谢所必需的微量有机化合物。维生素A 维生素D 维生素E 维生素K 脂溶性维生素 2、分类：维生素B1、B2、B6、B12 维生素C 维生素PP 叶酸 维生素 水溶性维生素 【第三章 生命的结构基础】第一节 细胞膜细胞膜作用：1、保护细胞。2、完成细胞与周围环境的物质交换。3、信息交流。一、细胞膜的结构1、细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成，膜的外侧有少量多糖。2、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者贯穿在磷脂双分子层中。3、膜上的蛋白质和磷脂可与多糖结合形成糖蛋白和糖脂。4、磷脂双分子层实质上是一层半流动性的“油”。二、物质通过细胞膜的方式1、方式方向载体能量举例自由扩散高浓度低浓度无无O2、CO2等小分子主动运输低浓度高浓度载体蛋白有海带协助扩散高浓度低浓度载体蛋白无其中，主动运输是物质进出活细胞的主要方式。2、胞吞：细胞膜凹陷，形成小囊，物质被包裹在小囊内，进入细胞内部。3、胞吐：与胞吞相反。三、细胞的吸水和失水1、水分子通过细胞膜的扩散称为渗透。2、细胞膜、液泡膜和两者之间的细胞质合称为原生质层。四、细胞膜对信息的接受1、受体：细胞膜上各种各样的受体，可接受不同的信息。第二节 细胞核和细胞器一、细胞核1、细胞核由核膜、核仁、核基质和染色质组成。细胞核是在光学显微镜下观察到的结构，称为显微结构；在电子显微镜下看到的结构称为亚显微结构。核膜由两层膜构成。核膜上有许多小孔，称为核孔，是细胞核和细胞质之间进行物质交换的孔道。核仁与核糖体的形成有关。核基质含有丰富的蛋白质、酶、无机盐、水等营养物质。细胞核内的丝状物质可被染上较深的颜色，称为染色质，主要由DNA和蛋白质组成。二、细胞器1、细胞膜以内、细胞核以外的整个区域的一切结构和物质都属于细胞质。细胞质里呈液态的部分是细胞质基质，可为细胞代谢提供各种原料和反应场所。与动物细胞相比，细胞壁、大型液泡和叶绿体是植物细胞所特有的结构和细胞器。2、细胞器溶酶体：由单层膜围成的小球体，含有多种水解酶，可消化进入细胞内的异物及衰老无用的细胞器碎片。内质网：由彼此相通的网状膜系统（单层膜）组成，将细胞分成许多小空间，并与蛋白质的加工、运输以及脂质代谢有关。细胞核：双层膜构成，细胞的代谢调控中心。中心体：没有膜结构，由两个中心粒互相垂直排列而成，与细胞有丝分裂和染色体分离密切相关。（低等植物细胞和动物细胞没有中心体）高尔基体：由数层扁平囊和泡状结构组成（单层膜），常与内质网密切联系，起储存、加工和转运物质的作用，植物细胞分裂时与细胞壁形成有关；线粒体：由双层膜包被，外膜光滑，内膜向内折叠形成嵴，是细胞有氧呼吸的主要场所。叶绿体：由双层膜包被，内有基粒，是进行光合作用的场所。细胞壁：植物细胞所特有的结构，由纤维素、果胶等物质组成，对维持细胞的形状、保护细胞内部结构有重要作用。核糖体：由RNA和蛋白质构成的微小颗粒，没有膜结构，是合成蛋白质的场所。三、原核细胞与真核细胞的比较1、动物细胞和植物细胞都属于真核细胞。2、在地质史上出现得更早、更古老的细胞，就是原核细胞。3、真核细胞直径较大，有细胞核和各种细胞器，由真核构成的生物称为真核生物，例如：原生生物、真菌、植物、动物和人。4、原核细胞结构简单，体积较小，没有成形的细胞核，遗传物质DNA集中在细胞的中央，这个区域称为拟核。由原核细胞构成的生物称为真核生物，例如：细菌、支原体、衣原体、立克次氏体、蓝藻、放线菌。第三节 非细胞形态的生物病毒一、病毒的形态和结构1、病毒是一类非细胞结构的生物体，很小，必须用电子显微镜才能看到。2、病毒的主要成分是核酸和蛋白质。一种病毒只含有一种核酸，即DNA或RNA。蛋白质包围在核心周围，构成病毒的衣壳。3、病毒只能寄生在某种特定的活细胞内才能生活，在非寄生时，呈结晶状态，不能进行独立的代谢活动。4、根据病毒寄生的生物不同，常把它们分为动物病毒、植物病毒和细菌病毒。二、病毒与人类的关系1、乙型肝炎：主要通过血液传播，也可通过母婴传播。2、艾滋病：全名为“人类免疫缺陷病毒（HIV）”。HIV主要感染免疫系统中的T淋巴细胞并在其中繁殖。HIV患者的死因通常都是并发症。3、病毒作用：利用病毒的某些特性对付细菌感染。利用昆虫病毒防治害虫。病毒还可以应用于转基因技术。【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在自我更新的过程中，生物体不断地从外界摄取营养物质，将它们转变为自身的物质，并储存能量，这个过程称为同化作用。生物体不断地将自身的物质分解以释放能量，并将代谢终产物排除体外，这个过程称为异化作用。同化作用和异化作用组成了生物体的新陈代谢。一、合成反应和分解反应1、合成反应合成反应需要生物催化剂酶。由小分子形成大分子的化学反应称为合成反应。例如：单糖合成多糖、核苷酸合成核酸2、分解反应不仅需要特定水解酶的参与，还要消耗一个水分子，这样的分解反应称为水解反应。不消耗水分子，缺释放出物质和能量，这类反应属于氧化分解反应。例如：二、生物催化剂酶1、酶是由活细胞产生的具有催化能力的生物大分子。2、酶的特点：酶的活性酶的催化效率。专一性酶分子上存在一个特定的活性部位，该部位只有与其所催化的物质（底物）在结构和形状上完全契合时才能起催化作用。每一种酶只能催化一种或一类物质的合成反应或分解反应。习惯上是根据各种酶的来源以及它们所催化的底物来命名的。3、辅酶：只有在与辅助因子结合时才显示活性。通常是金属离子或有机化合物。三、生命活动的直接能源ATP1、中文名称：腺苷三磷酸。2、结构简式：APPP，“”表示高能磷酸键。3、在细胞的生命活动中，ATP的一个高能磷酸键断裂，释放出一个磷酸和能量后成为腺苷二磷酸（ADP）。第二节 光合作用一、叶绿体及其色素1、叶片是进行光合作用的主要器官，叶绿体是进行光合作用的场所。2、高等植物的叶绿体一般呈椭圆球形，每个叶肉细胞内约含有20100个叶绿体。3、叶绿体由双层膜包围，内含有基质和几十个基粒。每个基粒由多个类囊体重叠而成。4、类囊体是由膜围成的空心饼状结构，与光合作用有关的各种色素就分布在类囊体的膜上，类囊体结构使受光面积大大增加。5、叶绿体中含有多种色素，可用纸层析方法将它们分离显示。6、 叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素 叶绿素b（黄绿色）高等植物体中的色素 胡萝卜素（橙黄色） 类胡萝卜素 叶黄素（黄色）这些色素具有选择吸收光谱的特性。叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。7、绿色植物叶片中，叶绿素含量通常是类胡萝卜素的4倍，因此叶片总是呈现绿色。二、光合作用的过程1、光合作用的总反应式：2、光合作用的光反应结合在类囊体膜上的各种色素将吸收的光能传递到叶绿素a上，使叶绿素a分子活化，释放出高能电子（e），最终传递给NADP+（氧化性辅酶）。失去电子的叶绿素a具有强氧化性，从类囊体内H2O分子中夺取e，促使H2O光解为e和H+，同时释放O2。H+留在类囊体腔中，当腔内H+达到一定浓度时，可经类囊体膜上的ATP合成酶复合体穿过膜进入基质，同时将能量传递给ADP，使ADP和Pi合成ATP。3、光合作用的暗反应（卡尔文循环）植物吸收的CO2分子先和叶绿体基质中的一个五碳化合物在酶的催化下生成两个三碳化合物。一部分三碳化合物由ATP供给能量，在酶的催化下被NADPH还原形成糖，于是活跃的化学能转化变成了稳定的化学能。还有一部分三碳化合物还原后，在多种酶的催化下重新形成五碳化合物，再次参加CO2的固定。4、光合作用是叶绿体吸收并利用光能，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。第三节 细胞呼吸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的过程称为细胞呼吸。一、糖的有氧分解1、葡萄糖氧化分解的总反应式：2、葡萄糖的氧化分解开始发生在细胞质基质中，六碳的葡萄糖分子在酶的作用下，首先被激活成相对活跃的葡萄糖，经历一系列反应后，脱氢形成2个三碳的丙酮酸分子。3、产生的能量一部分用于ADP磷酸化形成ATP，一部分能量以热的形式释放。4、整个过程称为糖酵解。5、细胞呼吸示意图：二、糖的无氧分解1、酵母菌在得不到足够的氧气时，葡萄糖酵解产生的丙酮酸不进入线粒体，而是在酶的作用下脱去一个CO2，并接受来自辅酶传递的H+，形成乙醇，这个过程也称为酒精发酵。2、除酵母菌外，乳酸杆菌也可以在无氧条件下，将丙酮酸转变为乳酸，称为乳酸发酵。3、通常将微生物在无氧条件下的呼吸称为发酵。第四节 生物体内营养物质的转变一、糖类代谢1、氧化分解：糖彻底氧化，生成CO2和H2O，并产生大量的能量。2、合成多糖物质：单糖脱水所合成多糖，如植物的淀粉、动物的糖原等。3、转变成高能量的营养物质脂肪4、转变形成氨基酸二、脂肪代谢1、甘油的代谢2、脂肪酸代谢3、脂肪的生物合成和分解三、蛋白质代谢1、合成新的蛋白质2、脱氨基加入糖代谢。脱下的氨基被转化成尿素排出体外。3、综上所述，在机体生理活动需要时，糖类、脂肪和蛋白质是可以相互转变的。4、人体健康所需要的营养物质，除糖类、脂肪和蛋白质外，还需要水、无机盐、维生素和膳食纤维。生物第二册复习资料【第五章 生物体对信息的传递和调节】第一节 动物体对外界信息的获取单细胞动物以整个细胞感受光、热、电和化学物质的刺激，而人和高等动物则通过自身特定的感受器获取这些信息。这些信息通过神经传递到脑，在脑中产生感觉。根据外界刺激物的类型，通常可将感受器分为物理感受器和化学感受器。一、动物体对物理信息的获取1、皮肤感受器人和高等动物皮肤中有许多神经末梢，当受到压力、温度、针刺等刺激时，便会将各种刺激转换为神经信号，从神经末梢传递到神经中枢，这些神经末梢统称为皮肤感受器。2、光感受器折光装置折光装置均无色透明，具有折光和聚焦的作用。 视杆细胞：感受光亮视细胞 视锥细胞：感受色彩视细胞将光能转换为电信号（神经冲动），必须由视神经传到脑的视觉中枢后才能形成视觉。3、声波感受器耳可分为外耳、中耳和内耳。外耳收集声波，通过外耳道向内传递，声波可以引起外耳道底部的鼓膜振动。鼓膜内侧为中耳，内有3块听小骨，听小骨将声音传递到内耳。内耳由耳膜和前庭器组成，耳蜗是声音感受器，将声波转化成神经冲动，由听神经传到脑的听觉中枢，产生听觉。前庭器由3个半规管和前庭组成，是感受身体平衡的器官。4、特殊的感受器：鱼类的侧线，用来感受水流和定方位。蛇类的颊窝，感受周边动物散发出的热能。二、动物体对化学信息的获取1、人和其他脊椎动物的化学感受器主要分布于鼻腔的嗅黏膜和口腔的舌上。分布于嗅黏膜上的嗅细胞可感受溶解在嗅黏膜表面液体中的有气味的化学分子。味蕾顶端有一个小孔，味细胞顶端的微绒毛分布于此，溶解在水中的化学分子经微绒毛由味细胞传换成神经冲动，最终传递给脑产生味觉。2、昆虫的味觉毛分布于足的末端和口器，而感受气味的毛多分布于触角。第二节 神经系统中信息的传递和调节1、动物体通过神经系统对外界和体内的各种刺激（信息）发生反应，称为反射。2、反射是神经系统调节各种活动的基本方式。3、反射是通过反射弧来完成的。4、反射弧及其功能：一、信息在神经系统中的传递1、组成神经系统的基本结构和功能单位是神经细胞，也称神经元。2、神经元由细胞体、轴突、树突组成：细胞体是神经元的营养和代谢中心，内含细胞核和细胞器，主要集中在脑和脊髓里。树突通常较短，具有许多树枝样分支，是神经元接受信息的部分。轴突较长，分支少，是神经元传出信息部分。3、神经元的轴突或长的树突以及套在外面的髓鞘，称为神经纤维。4、神经冲动传导：在神经细胞质膜的内外两侧之间存在电位差，称为膜电位。静息状态下，膜内为负（K+），膜外为正（Na+）。受到刺激时，局部区域（兴奋区）Na+流入细胞内，电位反转为内正外负，即产生兴奋（神经冲动）。兴奋区域此时与周邻部位之间有电位差，这就会引起周邻部分产生兴奋，兴奋沿神经纤维推进，此过程即为神经冲动传导。信息在神经元上是以生物电的形式传导的。5、突触传递：神经元以轴突末端膨大与其他神经元的细胞体或树突相接触，两个神经元相接触部分的细胞膜合称为突触，突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜组成。突触小泡内所含有的化学物质称为神经递质。信息在神经元之间是通过化学物质传递的。二、脊髓的调节功能1、人和高等动物的中枢神经系统包括脑和脊髓两部分。2、人和高等植物的脊髓呈长管状，位于脊柱的椎管内，上端与脑的延髓相连接。3、脊髓的外周是白质，由许多集合成束的神经纤维组成，起着传递神经冲动的作用。4、脊髓的中央是灰质，它是神经元细胞体密集的部位，呈灰色蝴蝶型，许多低级的神经中枢在灰质里。5、脊髓通过一些基本的反射活动来调节机体的生理活动，如排便反射、排尿反射。6、脊髓的反射活动总是在脑的控制下进行。三、脑的高级调节功能条件反射1、人和哺乳动物的脑由大脑、小脑、间脑、中脑、脑桥和延髓组成。2、大脑由两个大脑半球组成，大脑半球表面覆盖着一层灰质，称为大脑皮质。大脑皮质分为许多功能区，它们都是调节机体生理功能的高级神经中枢。3、高等动物的反射方式有两类：一类是生来就具有的先天性反射，称为非条件反射；一类是出生后，在生活过程中一定条件下形成的后天性反射，称为条件反射。4、建立条件反射的基本条件是无关刺激和非条件刺激在时间上的结合，这个过程称为强化。5、条件反射实在非条件反射的基础上，经过一定的过程形成的。6、人类不但能对具体信号发生反应，而且还能对由具体信号抽象出来的语言、文字发生反应，建立条件反射。四、自主神经对内脏的活动的调节1、由于支配内脏器官和腺体活动的神经受脑控制，但不受意志支配，故称为自主神经，也叫植物性神经。2、人体的自主神经又可分为交感神经和副交感神经两部分，他们支配共同的内脏器官，而作用的结果却是互相拮抗的。3、当人体从事重体力活动或出于神经紧张状态时，交感神经兴奋性占优势，引起心跳加快、血压增高、血糖上升、胃肠蠕动减慢等；当身体处于安静状态或睡眠时，则副交感神经占优势，心跳呼吸减慢、代谢降低、胃肠蠕动加快。第三节 内分泌系统中信息的传递和调节一、人体内分泌腺1、肾上腺：位于肾脏顶部，左右各一个，每个腺体都由表层的皮质和中央的髓质构成。皮质分泌多种激素，称为肾上腺皮质激素，主要调节血液中水分和无机盐的代谢以及机体糖代谢。髓质分泌肾上腺素和去甲肾上腺素，可使人的心跳加快、心输出量增加、血压升高、呼吸加快、血糖浓度增加等。2、甲状腺：位于器官前端两侧，紧靠甲状软骨。其分泌的甲状腺素可以促进人体的新陈代谢、生长发育和兴奋中枢神经系统。甲状腺素是一类含碘的激素，缺碘或甲状腺疾病会影响甲状腺素的合成。3、胰岛：位于胰腺中的一些特殊的细胞团，分泌物直接进入血液。胰岛中不同的细胞分泌不同的激素，常见的胰高血糖素由细胞分泌，胰岛素由细胞分泌。两种激素都参与血糖调节，但作用相互拮抗，前者使血糖浓度升高，后者使血糖浓度降低。4、生殖腺：生殖腺不仅生成生殖细胞，也合成和分泌与生殖相关的性激素。性激素的主要作用是维持生殖腺的正常生理活动，促进生殖细胞的生成和第二性征的发育。精巢主要分泌睾丸酮，卵巢分泌雌激素和黄体酮。5、垂体：位于间脑腹面，背面与下丘脑相连。分泌的激素有的能直接调节人体的新陈代谢、生长和发育，有些则能调节其他内分泌腺的活动。如：垂体分泌的生长激素具有促进生长的作用，分泌的促甲状腺激素则能促进甲状腺分泌甲状腺素。甲状腺素促甲状腺激素促甲状腺激素释放激素6、下丘脑 垂体 甲状腺二、激素的调节作用1、内分泌腺分泌的激素通过血液的传递，与靶器官细胞表面的受体结合后起作用。2、激素作用具有特异性、高效性。3、由后一步反应影响和调整前一步或前几步反应速率的调节方式成为反馈调节。促进作用称为正反馈，抑制作用称为负反馈，负反馈调节是激素调节的基本方式。第四节 动物体的细胞识别和免疫1、免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫分子组成。免疫器官主要包括骨髓、胸腺、脾脏和淋巴结。免疫细胞如巨噬细胞、粒细胞、B淋巴细胞、T淋巴细胞等。2、免疫是机体免疫系统生理功能的表现，其作用是识别和区分“自己”和“异己”物质，并对“异己”物质产生排斥。一、细胞识别1、细胞识别是指动物体细胞对“自己”和“异己”细胞以及物质的识别。2、细胞膜表面的糖蛋白和糖脂在细胞识别中起着重要的作用。3、所有被生物体细胞识别为“异己”物质并受免疫反应排斥的物质，称为抗原。抗原多为蛋白质、多糖和脂类。4、抗原大多是外源性的，是生物体自身不存在的异种或异种物质，如病原体及其毒性产物、异种动物的血清、同种异体的组织细胞等。抗原也有内源性的，如机体内衰老或损伤的细胞以及突变后的细胞。5、生物体的免疫反应，根据其获得方式和作用特点，可分为非特异性免疫反应和特异性免疫。二、非特异性免疫1、非特异性免疫又称先天免疫，是人类在长期进化中形成并通过遗传巩固下来的天然免疫功能，具有相对的稳定性。2、特点：人生来就有，对各种病原生物都有一定程度的防御作用，没有特殊的针对性。3、人体的三道防线：机体完整的皮肤和粘膜构成了阻挡病原体和有毒物质进入体内的第一道防线。吞噬作用构成了机体抗感染的第二道防线。参与特异性免疫的细胞主要是B淋巴细胞和T淋巴细胞，它们共同构成了机体的第三道防线。三、特异性免疫1、淋巴细胞参与的免疫反应是后天获得的，而且这类免疫反应必须在淋巴细胞与抗原相接触后才能发生。2、淋巴细胞对抗原的识别和清除作用具有特殊的选择性，每一种淋巴细胞只能识别和结合一种抗原，并引起免疫反应。3、特异性免疫又称获得性免疫。4、免疫示意图：抗原刺激B淋巴细胞增殖分化，产生浆细胞和记忆B细胞的免疫反应，称为初次免疫反应。如果有相同的抗原第二次入侵，记忆B细胞能加快分裂产生新的浆细胞和新的记忆B细胞，这就是二次免疫反应。在机体受到抗原刺激后，T淋巴细胞直接参与攻击抗原，或间接地释放淋巴因子起作用，所以T淋巴细胞的免疫作用被称为细胞免疫。B淋巴细胞通过产生抗体发挥免疫作用，抗体存在于体液里，所以B淋巴细胞的免疫作用被称为体液免疫。四、天然免疫与人工免疫1、患传染病后获得的免疫称为天然免疫。2、用人工的方法使人体获得免疫力，即人工免疫。3、1796年，英国医生琴纳发明了牛痘疫苗。1979年10月26日世界卫生组织宣布，世界上已经完全消灭了天花。4、疫苗使用细菌、病毒、肿瘤等制成的生物制品，如：牛痘疫苗、麻疹减毒活疫苗、脊髓灰质炎活疫苗、卡介苗（活疫苗）；流行性乙型脑炎疫苗、狂犬病疫苗、霍乱疫苗、伤寒疫苗、百白破混合制剂（死疫苗）5、死疫苗进入人体后，不能生长繁殖，对人体的刺激时间短。要获得强而持久的免疫力，需多次重复注射，而且每次注射用量较大。第五节 植物生长发育的调节一、植物生长素的探索史1、胚芽鞘尖端是感光的部位，而弯曲发生在尖端以下的部位；2、胚芽鞘尖端的细胞受光照后会产生某种物质，这种物质作为化学信号从尖端传递到下部，影响下部细胞的生长，导致向光一侧与背光一侧的细胞生长不均匀。3、生长素是一种名为吲哚乙酸的小分子有机酸。二、植物体内信息的传递和调节1、植物的向光弯曲是不均衡生长的结果，与生长素的调节作用有关。2、生长素的化学名称为吲哚乙酸，主要是在小麦的胚芽鞘顶端以及其他植物体生长活跃的部位等处合成的。3、生长素最基本的作用是促进细胞的伸长，从而使茎伸长。4、生长素低浓度促进生长，中等浓度抑制生长，高浓度受害死亡。5、同一株植物的不同器官对同一浓度生长素的反应是不一样的。6、生长素超过合适的浓度，就抑制侧芽的生长，于是顶芽优先生长，这种现象称为顶端优势。7、在植物体内合成，从合成部位运输到作用部位，并对植物体的生命活动产生显著调节作用的微量物质，统称为植物激素。8、除了植物激素外，日照时间长短、水肥、温度等因素都会影响植物的生长、发育和生殖。三、植物激素在农业生产上的应用1、获得无籽果实。2、可使植株的结果期一致，有利于管理和采摘。3、可促进其生根，有利于插条成活。【第六章 遗传信息的传递和表达】第一节 遗传信息一、DNA是遗传物质1、德国化学家孚尔根用染色法发现DNA位于细胞核中，特别是在染色质里。2、作为生物的遗传物质，不仅要储存数量巨大的遗传信息，更重要的是能够精确地自我复制并遗传给后代。遗传物质的化学性质必须比较稳定。3、1944年美国科学家埃弗里在前人的研究基础上用肺炎双球菌转化实验证明DNA是遗传物质。4、1952年赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的实验，进一步证明了DNA是遗传物质。5、噬菌体侵染细菌实验：用放射性同位素35S标记噬菌体蛋白质，用放射性同位素32P标记噬菌体的DNA，当噬菌体侵染细菌时，蛋白质衣壳遗留在细菌细胞外，只有噬菌体DNA进入细菌细胞内。由此证明，噬菌体的各种性状是通过噬菌体DNA传递给后代的，DNA是遗传物质，过程：吸附注入复制、合成组装释放6、绝大多数生物的遗传物质是DNA，但在不含DNA的某些病毒中，遗传物质是RNA。二、DNA分子的双螺旋结构1、DNA是一种脱氧核糖核苷酸（脱氧核苷酸）聚合而成的大分子化合物。2、每个脱氧核苷酸由一个磷酸、一个脱氧核糖和一个含氮碱基组成：DNA分子中的碱基有腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T），所以组成DNA的脱氧核苷酸也有4种。3、脱氧核苷酸聚合成多核苷酸链，每两个脱氧核苷酸之间分别以磷酸与脱氧核糖相连接。4、DNA分子由两条互相平行的多核苷酸链组成，两条多核苷酸链通过碱基互补配对相连接。5、碱基互补配对的原则：A与T配对，G与C配对。6、组成DNA分子的两条多核苷酸链是互补的，即一条链上的碱基序列可由另一条链上的碱基序列来确定。三、蕴藏在DNA分子中的遗传信息1、虽然组成DNA的脱氧核苷酸只有4种，但由于组成DNA分子的脱氧核苷酸数目极多，它们在一条多核苷酸链上的排列方式又不受限制，这就构成了DNA分子的多样性。2、DNA分子的多样性从分子水平上决定了生物的多样性和个体之间的差异。3、基因是携带遗传信息，并具有遗传效应的DNA片段。4、每个DNA分子含有多个基因，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同。5、基因具有控制蛋白质合成的功能。基因所蕴含的遗传信息从亲代传递给子代，并以一定方式反映到蛋白质分子的结构上，就能使子代表现出与亲代相似的性状。第二节 DNA复制和蛋白质合成一、DNA复制1、DNA复制是指以DNA分子为模板，合成相同DNA分子的过程。DNA复制是一个边解旋边复制的过程。这种复制方式称为半保留复制。2、DNA分子能够进行自我复制，这是保持生物遗传特性相对稳定的基础。二、遗传信息的转录1、基因在细胞核内，蛋白质合成发生在细胞质内，有一个使者把DNA上基因携带的遗传信息从细胞核里传递到细胞质中去，这个使者就是RNA。2、RNA由4种核糖核苷酸聚合而成的大分子化合物，通常呈单链结构。3、核糖核苷酸分子中有核糖、磷酸和4种碱基，碱基分别为A、G、C、U（尿嘧啶）。4、细胞内存在三类与蛋白质合成有关的RNA，即mRNA（信使RNA）、tRNA（转移RNA）、rRNA（核糖体RNA）。5、基因控制蛋白质的合成过程，包括转录和翻译两个步骤。以DNA分子中的一条多核苷酸链为模板合成RNA的过程称为转录，这个过程发上在细胞核中。U与A配对，C与G配对。三、遗传信息的翻译1、按照细胞核中DNA上的遗传指令，通过mRNA的传递，在细胞质内的核糖体上合成蛋白质，这个过程称为翻译（即从“核酸的语言”翻译到“蛋白质的语言”）。2、mRNA分子内的碱基序列常被称为“遗传密码”，其中可决定一种氨基酸的每三个相邻碱基称为“三联密码”或称“密码子”。3、共有64个密码子，其中61个各自对应于一种氨基酸。含有3个密码子（UAA、UAG、UGA）不决定任何氨基酸，当mRNA上出现这三个密码子中的任何一个时，多肽链的合成便到此结束，因此称为终止密码子。AUG、GUG被称为起始密码子。4、翻译是在细胞质中进行的，它是以mRNA为模板，以tRNA为运载工具，使氨基酸在核糖体内按照一定的顺序排列起来，合成蛋白质的过程。5、核糖体是合成蛋白质的场所，其主要成分为rRNA和蛋白质。6、生物的性状是受基因控制的。四、中心法则及其发展1、遗传信息从DNA传递给RNA，再由RNA决定蛋白质合成，以及遗传信息由DNA复制传递给DNA的规律称为“中心法则”。2、DNA和RNA的功能是储存和传递遗传信息，指导和控制蛋白质的合成；蛋白质的主要功能是作为细胞结构的基本成分，并参与调节新陈代谢活动。3、中心法则及其发展：第三节 基因工程与转基因生物一、基因工程1、基因工程需要的三种必要的工具：切割DNA分子获得抗虫基因的酶，俗称“化学剪刀”。连接抗虫基因和运载体的酶，俗称“化学浆糊”。将重组DNA导入细胞中的运载体，俗称“分子运输车”。2、切割DNA的工具是限制性核酸内切酶，简称限制酶。将两个DNA片段“粘连”起来拼接成新的DNA分子，就要靠DNA连接酶来完成。3、通常是利用质粒作为运载体，将基因送入细胞中。质粒是细菌中独立于拟核DNA之外，能自主复制的双联闭环的DNA分子。4、基因工程是指依据预先设计的蓝图，用人工的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，产生出人类所需要的产物，或创造出新的生物类型的现代生物技术。5、基因工程包括微生物基因工程、植物基因工程和动物基因工程三大分支。二、基因工程的基本过程1、基因工程一般包括四个步骤：获取目的基因；目的基因与运载体重组；重组DNA分子导入受体细胞；筛选含目的基因的受体细胞。2、获取目的基因：即从某种生物体细胞中分离，或通过化学方法人工合成。从生物细胞中分离目的基因，首先要确定目的基因在细胞内DNA分子上的位置，叫做基因定位。3、重组DNA分子导入受体细胞：受体细胞可以是微生物、植物细胞和动物细胞。4、筛选含目的基因的受体细胞：得到目的基因的受体细胞极少，大量的是未成功导入目的基因的细胞，所以需要从这样巨大的细胞群体中筛选出已获得目的基因的细胞。三、转基因技术的应用1、微生物基因工程：技术比较成熟、研制周期比较短、可通过发酵大量生产的优点。2、植物基因工程：已经分离了抗虫、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。我国1993年研发成功国内第一例转基因作物抗病毒烟草；1997年转基因耐储存番茄首先获准商品化生产。3、动物基因工程：动物基因工程通常以动物的受精卵作为受体细胞。四、转基因生物产品的安全性1、人们的担心主要集中在两个方面：转基因生物本身是否会对生态环境造成不利的影响；转基因生物产品是否会对人类的健康造成损害。【第七章 细胞的分裂和分化】第一节 生殖和生命的延续1、生殖的方式多种多样，通常分为有性生殖和无性生殖一、无性生殖1、生物不经过生殖细胞的结合，由母体直接产生新个体的生殖方式称为无性生殖。常见的有分裂生殖、出芽生殖、孢子生殖和营养繁殖2、生殖方式举例特点环境分裂生殖细菌、草履虫、眼虫（单细胞生物）适宜的生活条件出芽生殖酵母菌、水螅（低等生物）适宜的环境中孢子生殖真菌、苔藓、蕨类（植物）营养繁殖花卉、果树繁殖速度快、产量高（扦插、分株、嫁接）二、有性生殖1、有性生殖是通过亲本产生生殖细胞，雌雄生殖细胞结合形成受精卵，再由受精卵发育成新个体的生殖方式。2、雌性生殖细胞体积比雄性生殖细胞大许多倍，已失去活动能力，称为卵。熊生生殖细胞不仅体积小，而且保持很强的活动能力，称为精子。3、精子和卵结合成为合子的过程，称为受精作用。4、有性生殖所产生的后代往往比亲本有着更强的适应环境变化的能力。第二节 有丝分裂1、多细胞生物由细胞分裂产生新的体细胞补充组织中衰老死亡的细胞。多细胞生物的生长发育实际上就是细胞分裂和分化的过程。一、有丝分裂过程时期特点分裂间期细胞核内染色质呈细丝状，核仁明显完成全套DNA的复制以及相关蛋白质的合成分裂期前期出现纺锤体、染色体，核膜、核仁消失n条染色体，2n条染色单体，2n个DNA分子中期着丝粒排列在细胞中央的一个平面上，这个平面与纺锤体的中轴相垂直，类似于地球赤道的位置，因此称为赤道面中期的染色体数目和形态比较清晰，便于观察n条染色体，2n条染色单体，2n个DNA分子后期染色单体分开向两极移动染色体数目暂时加倍2n条染色体，0条染色单体，2n个DNA分子末期纺锤体、染色体逐渐消失，出现核仁和核膜出现细胞板动植物细胞有丝分裂不同之处：动物和某些低等植物细胞具有中心体，一个中心体由两个中心粒组成，它们相互垂直排列。在细胞分裂间期倍增产生两个中心体，于分裂期前期分开，并向两极移动，在两个中心体之间出现纺锤丝。在末期，动物细胞赤道面处的细胞膜向内凹陷，最后缢缩成两个子细胞，没有植物细胞分裂时出现的细胞板。1、有丝分裂是动植物细胞分裂的主要方式。经过有丝分裂，分裂间期复制的DNA平均分离，产生两个染色体数目和形态结构与亲代细胞完全相同的子细胞，保证亲代、子代之间遗传性状的稳定性和连续性。二、细胞周期1、细胞经历生长直至分裂的这一有序过程叫做细胞周期，也就是指细胞一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的过程。2、细胞周期：G1期（DNA合成前期）S期（DNA合成期）G2期（DNA合成后期）M期（前期中期后期末期）（循环）第三节 减数分裂一、减数分裂过程1、减数分裂由两次连续的细胞分裂组成：减数第一次分裂和减数第二次分裂。2、减数第一次分裂：在减数第一次分裂前的间期，染色体进行复制。在减数第一次分裂前期，分别来自父方和母方、形状和大小都相同的同源染色体两两配对，这个过程叫做联会。在中期，成对的同源染色体（四分体）都排列在细胞中央的赤道面。在后期，随着纺锤丝的牵引使同源染色体分离。到末期结束，细胞分裂成两个子细胞。形成的两个子细胞中染色体数目是亲代细胞中的一半。3、减数第二次分裂：（间期至后期过程同减数第一次分裂）一个亲代细胞经过减数分裂形成四个子细胞。每个子细胞都是单倍体的（以n表示），而亲代细胞都是二倍体（以2n表示）。4、DNA发生变化的原因：减数第一次分裂前期，联会以后，来自父方染色体的一条染色单体与来自母方染色体的一条染色单体有可能互相交换一部分遗传物质（称为交叉互换）。减数第一次分裂后期，同源染色体分离的同时，不同源染色体的随机自由组合，也是造成遗传性变异的一种原因。5、减数分裂是形成生殖细胞的一种特殊形式的细胞分裂。它由减数第一次分裂和减数第二次分裂两个连续的细胞分裂组成。减数分裂中DNA复制一次，产生四个单倍体的、遗传物质重新组合的子细胞。二、精子和卵子的形成1、减数分裂发生在从精原细胞或卵原细胞分裂形成精子或卵的过程中。2、高等动物的精子由睾丸中的精原细胞演变而来。每个精原细胞都含有与体细胞相同的染色体数目，是二倍体（2n=46）。3、精原细胞通过染色体复制，成为初级精母细胞。初级精母细胞经过减数第一次分裂，形成两个次级精母细胞。每个次级精母细胞经过减数第二次分裂，形成两个精细胞。一个精原细胞形成四个精细胞，每个精细胞都是单倍体（n=23），精细胞经过变形，形成精子。4、卵巢里的卵原细胞（2n）经过染色体复制形成初级卵母细胞。初级卵母细胞经过减数第一次分裂，产生一个次级卵母细胞和一个较小的第一极体，这是细胞质不均等分裂的结果。接着进行减数第二次分裂，次级卵母细胞形成一个卵和一个较小的第二极体。同时，第一极体也分裂成两个第二极体。这样，一个卵原细胞形成一个卵和三个极体，它们都是单倍体（n）。极体不久就退化消失。三、减数分裂和有性生殖的意义1、减数分裂的意义：保证了生物体前后代体细胞中染色体数目的恒定，也保证了生物体遗传性状的相对稳定。2、有性生殖的意义：既有效地获得父母双方的遗传物质，保证后代的遗传稳定性，又可以通过减数分裂增加变异机会和生物的多样性，增强生物适应环境变化的能力。减数分裂和有丝分裂的区分：遮住细胞的一半，观察是否有同源染色体（大小一致的染色体），有同源染色体即为有丝分裂。没有同源染色体的情况下，若含有染色体（即为相互交叉呈十字的两条染色单体），则为减数第一次分裂；若含有染色单体（即为单根的染色体），则为减数第二次分裂。第四节 细胞分化和植物细胞的全能性成人体内约有1013个细胞，细胞类型多达200多种。一、细胞分化1、同一来源的细胞逐渐发生形态结构、生理功能和蛋白质合成上的差异，这个过程称为细胞分化。2、细胞分化过程通常是稳定的，不可逆的。二、植物细胞的全能性1、单个细胞经细胞分裂和分化后仍具有形成完整生物体的潜能，就是细胞的全能性。2、20世纪40年代美国科学家斯蒂瓦特用悬浮培养法培养野生胡萝卜的根韧皮部细胞。3、植物细胞具有全能性是植物组织培养的理论基础。4、植物的组织培养需在无菌条件下进行，并需控制温度、pH和光照条件。5、人工配制的培养基一般含有糖类、无机盐、维生素、植物激素等物质。第五节 克隆技术一、克隆1、克隆就是指不用雌、雄两性的生殖细胞，而仅仅用一个个体的部分组织或一个体细胞，通过细胞分裂和分化而产生新个体的过程。2、英国科学家威尔穆特将一头成熟母羊乳腺细胞的细胞核移植到另一头母羊的去核卵细胞中，采用电融合方法，融合细胞经分裂和分化，在体外培养成胚胎，再将胚胎移植到代孕母羊的子宫内。二、动物克隆技术的应用1、由于通过无性繁殖而获得的生物体能够保留亲代所具有的遗传性状，因此克隆技术是园艺业和畜牧业中繁育遗传性状稳定的优质品种和良种家畜的理想手段。三、动物克隆技术与社会伦理1、中国政府的态度是禁止生殖性克隆人，并重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。但是，中国不反对治疗性克隆。生物第三册复习