生物学中重要观点与结论

生物学中重要观点与结论一、结构和功能相适应生物学中认为：结构与功能是相互适应的。有什么样的结构就有什么样的功能，有什么样的功能就有什么样的结构与之相适应。由此可以学习这些知识:线粒体的功能是有氧呼吸的主要场所，所以线粒体的基质和内膜中必有与有氧呼吸有关的酶。内膜向内折叠形成嵴增大了表面积，使更多的酶可以附着。叶绿体的功能是光合作用合成有机物，所以叶绿体的基粒有吸收光能的色素，有与光反应有关的酶。且基粒由许多类囊体片层整齐有序的堆叠起来为光能的吸收和光反应的进行提供了更大的表面积；叶绿体基质中也有许多与暗反应有关的酶。内质网是由封闭膜系统以及互相沟通的膜腔而形成的网状结构。它外与细胞膜相连，内与核膜的外膜相通，将细胞中的各种结构连成一个整体，具有承担细胞内物质运输的作用。内质网形成的网状结构有效地增加了细胞内的膜面积。滑面内质网上没有核糖体附着，这种内质网所占比例较少，但功能较复杂，它与脂类、糖类代谢有关。粗面内质网上附着有核糖体，其排列也较滑面内质网规则，功能主要与蛋白质的合成有关。所以内质网是有机物的合成车间。这两种内质网的比例与细胞的功能有着密切的联系，如胰腺细胞中粗面型内质网特别发达，这与胰腺细胞合成和分泌大量的胰消化酶蛋白有关，在睾丸和卵巢中分泌性激素的细胞中，则滑面型内质网特别发达，这与合成和分泌性激素有关。细胞质中内质网的发达程度与其生命活动的旺盛程度呈正相关。高尔基体是由扁平膜囊和大小不等的囊泡组成的。主要功能是将内质网合成的蛋白质进行加工、分类、与包装，然后分门别类地送到细胞特定的部位或分泌到细胞外。细胞膜由脂质、蛋白质和糖类组成。蛋白质在细胞膜行驶功能时起重要作用，因此功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。关于膜的功能有三点：(1)系统的边界；(2)控制物质进出（膜蛋白可以作为载体）；(3)信息交流（膜蛋白可以作为受体，信息分子）；此外，膜蛋白中还有具有催化作用的酶。关于膜的结构特点是具有一定的流动性，是指膜脂和膜蛋白并不是静止的而是运动的，这是保证细胞进行物质运输的结构基础。膜的功能特点是：选择透过性，即水分子可以自由通过，一些离子和小分子也可以通过，其它的离子小分子和大分子则不能通过。基于相似相容原理（膜以磷脂双分子层作为基本骨架），脂溶性小分子容易通过扩散进出细胞；基于膜载体的专一性，膜上有其特定载体的小分子物质可以进出细胞。膜的流动性是膜的选择透过性的基础。二、模型构建物理模型:以实物或图画形式表达认识对象的特征（比如：DNA双螺旋结构的实物模型，课本上细胞或细胞器的模式图属于图画模型）数学模型:以数学式表达（比如:等式，不等式，图像等）概念模型:以文字表达（比如:概念图，表格比较有氧呼吸和无呼吸的区别）三、系统性原则生命系统的结构层次中，最基本的生命系统是细胞。细胞作为一个完整有序的系统完成各种生命活动。所以将细胞内含有的各种物质配齐，并按照他们在细胞中的比例配齐放在一个试管中，不能构成一个生命系统。不能完成各项生命活动。所以，结构的完整性保证功能的正常进行。（2009天津高考）按下表设计进行实验，分组后，在相同的适宜条件下培养810小时，并对实验结果进行分析。实验材料取样处理分组培养液供氧情况 适宜浓度酵母菌液50 mL 破碎细胞（细胞器完整）甲25 mL75 mL无氧乙25 mL75 mL遇氧50 mL未处理丙25 mL75 mL无氧丁25 mL75 mL遇氧下列叙述正确的是（D）A. 甲组不产生CO2而乙组产生B. 甲组的酒精产量与丙组相同C. 丁组能量转换率与丙组相同D. 丁组的氧气消耗量大于乙组解析：甲乙组因为细胞质基质被破碎，结构遭到破坏，所以不能进行有氧呼吸和无氧呼吸的第一个阶段，而线粒体不能直接利用葡萄糖，所以甲乙均无二氧化碳产生，丙组进行无氧呼吸，丁组进行有氧呼吸。四、生物和环境的适应性1、（2010年新课标卷）水中氧含量随水温的升高而下降。生活在寒温带湖泊中的某动物，其血液中的血红蛋白含量与其生活的水温有关。右图中能正确表示一定温度范围内该动物血液中血红蛋白含量随水温变化趋势的曲线是（A ）A 甲 B乙 C丙 D丁分析：因为“水中氧含量随水温的升高而下降”，而生活在湖泊中的某动物，对水中生活已经适应，当水温升高时，水中的氧气会逐渐减少，湖泊中的动物要生存，就必须加速对氧气的运输，以供细胞代谢之用。加速方法之一就是加快呼吸频率，另一种加快血红蛋白的合成。对于生活在水体的动物而言，呼吸频率不可能无限制地加快。再说，水温的升高，是一个比较缓慢的过程，这种过程中，水中动物有时间来合成一定量的血红蛋白。2、刚进入西藏的上海援藏干部，对高原缺氧环境所产生的生理反应是（D ） 造血功能增强，红细胞数增多呼吸频率加快 细胞大多数以无氧呼吸获得能量心率加快 A B C D分析：“刚进入西藏”的人，高原缺氧，同样是氧气浓度降低了，人为了生存下来，同样需要足量的氧气来维持细胞代谢。此时，人不可能迅速地合成红细胞或合成血红蛋白来增加氧气的运输量。此时，机体内的CO2浓度增加后，会刺激人体的呼吸中枢，从而会使呼吸频率加快，呼吸加深；同时，心率加快，加速血流量，尽快地把血红蛋白携带的氧气运输到组织细胞。如果援藏干部继续在此工作，那么他要适应高原缺氧环境，同样，红细胞会增加，红细胞中的血红蛋白会增加。生物与环境的适应还表现在很多方面，这是环境长期选择的结果。达尔文以及现代生物进化理论的核心便是：自然选择。现代生物进化理论认为:生物进化的过程实质是种群基因频率发生变化的过程。在这个过程中，突变（基因突变和染色体变异）和基因重组可以产生很多的生物类型为生物的进化提供原始材料（在这儿要注意：变异后仍然是原来的物种，但是新的类型），只有适应环境的类型才能留下。所以变异是不定向的，自然选择是定向的。举例：某生物学家在山谷里发现老鼠种群中有少量个体有轻微的趾璞，后来由于修筑一条沙坝，使老鼠的栖息地成了沼泽。若干年后调查发现，这条山谷老鼠绝大多数有趾蹼。这正证明了上述观点。五、假说演绎法无论是孟德尔以豌豆作为实验材料得出基因的分离定律和自由组合定律，还是摩尔根用果蝇做实验材料验证了基因在染色体上，他们都用了假说演绎法。如果仔细阅读他们的实验过程就会发现，他们的实验流程是这样的： 孟德尔的基因的分离定律孟德尔的基因的自由组合定律摩尔根的果蝇杂交实验提出问题一对相对性状杂交的实验中子二代分离比为 3:1 两对相对性状杂交的实验中子二代分离比为9:3:3:1 果蝇实验子二代分离比为 3:1，符合分离定律，但眼色的遗传和性别相关联做出假说(1)生物形状由遗传因子决定(2)体细胞的遗传因子是成对存在的(3)配子中只含有成对遗传因子中的一个(4)受精时雌雄配子的结合是随机的豌豆的两对相对性状受两对遗传因子的控制， F1(YyRr)形成配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子自由组合,控制果蝇眼色的基因在X染色体上，Y上不含它的等位基因。演绎推理测交实验测交实验测交实验得出结论基因的分离定律基因的自由组合定律验证了基因在染色体上六、类比推理法同样是基因在染色体上的问题，在摩尔根验证之前，美国科学家萨顿已提出假说。1903年，美国科学家萨顿在研究精子和卵细胞形成过程时发现：孟德尔假设的一对遗传因子，也就是等位基因，它们的分离与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。提出基因和染色体存在明显的平行关系。具体从以下四个方面：(1) 基因和染色体在杂交过程中都能保持完整性。(2) 体细胞中均成对存在，配子中只有成对中的一个。(3) 体细胞中成对的基因或染色体都是一个来自父方，一个来自母方。(4) 非等位基因在形成配子时自由组合，非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合。七、关于稳态的维持内环境的稳态以及生态系统的稳定性都是一种动态平衡即在一定范围内波动，超过这个范围就会使内环境或生态环境遭到破坏。这种自我调节能力依赖于一个重要的过程负反馈。反馈是指：在一个系统中，系统本身工作的效果反过来又作为信息影响系统的工作。如果调节的结果趋近于原来的水平就是负反馈，如果调节的结果偏离原来的水平（向更好的方向或者向更坏的方向发展）就是正反馈。因此，稳态的维持应该依赖于负反馈。下面我们明确几个负反馈过程：(1) 甲状腺激素的调节。系统是指下丘脑垂体甲状腺，甲状腺激素的分泌反回去抑制垂体和下丘脑的活动从而使甲状腺激素的分泌维持在一定水平(2) 血糖浓度升高会刺激胰岛B细胞分泌胰岛素，从而使血糖浓度降低。血糖浓度降低后返回去对胰岛B细胞的刺激作用减弱，使胰岛素分泌减少。这里要特别注意：是“血糖浓度降低这个结果”反回去作用于造成它降低的“系统”很多同学会将胰岛素和胰高血糖素之间的拮抗作用和上述反馈调节混淆。要知道：拮抗作用是指对于同一生理过程所起的作用相反。二者的概念是不同的。(3)生态系统稳定性中的负反馈是生态系统自我调节能力的基础。例子：在森林中，当害虫数量增加时，食虫鸟类由于事物丰富，数量会增加，这样，害虫数量的增加会受到抑制。 (4)动物过多，环境阻力增大，出生率下降死亡率上升，使动物减少，环境阻力减小，出生率上升死亡率下降八、生长素作用的两重性生长素的生理作用表现出两重性：(1)既能促进生长，也能抑制生长(2)既能