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文檔簡(jiǎn)介

1、高中第一冊(cè) 第一章 走進(jìn)生命科學(xué)1. 生命科學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史1) 我國(guó):最早研究和利用動(dòng)植物和真菌的國(guó)家。著作:詩(shī)經(jīng)、齊民要術(shù)、本草綱目2) 國(guó)外:對(duì)生命科學(xué)的研究始于古希臘和古羅馬時(shí)代。i. 生命科學(xué)發(fā)展的早期,主要采用描述法和比較法進(jìn)行生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)特征的觀察和記錄。隨著生命科學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)和數(shù)學(xué)的發(fā)展和相互滲透,實(shí)驗(yàn)法逐漸成為生命科學(xué)的主要研究手段。ii. 細(xì)胞水平:17世紀(jì)顯微鏡的發(fā)明,使生命科學(xué)進(jìn)入了細(xì)胞水平。18世紀(jì)林耐創(chuàng)立“生物分類法則”。18381839年,施萊登和施旺提出了“細(xì)胞學(xué)說(shuō)”。1859年,達(dá)爾文發(fā)表了物種起源一書,提出了“進(jìn)化論”,為生命科學(xué)的發(fā)展奠定了辨證唯物主義的基

2、礎(chǔ)。20世紀(jì),孟德爾揭示了生物遺傳的基礎(chǔ)理論,摩爾根在此基礎(chǔ)上的實(shí)驗(yàn)遺傳學(xué)研究,進(jìn)一步揭示了遺傳機(jī)制。iii. 分子水平:1953年,沃森和克里克提出了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)分子模型,將生命科學(xué)研究引入到分子水平的新階段。iv. 1997年,英國(guó)科學(xué)家成功地培育出克隆羊“多利”。1990年正式啟動(dòng)人類基因組計(jì)劃,2000年6月26日宣布人類基因組草圖繪制成功,2003年4月14日宣布完成。2. 生命科學(xué)新課題:1) 后基因組學(xué):后基因組研究,包括解讀并深入的結(jié)構(gòu)和功能基因組,破譯重要微生物和植物的基因組,啟動(dòng)環(huán)境基因組的研究以及基因技術(shù)的應(yīng)用等。2) 轉(zhuǎn)基因技術(shù)3) 基因治療4) 生物多樣性保護(hù)5)

3、 腦科學(xué)3. 生命科學(xué):以生命為研究對(duì)象的科學(xué)和技術(shù)的總稱,它是研究生命活動(dòng)及其規(guī)律的科學(xué),并涉及到醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)、健康、環(huán)境等領(lǐng)域。4. 生命科學(xué)探究的基本步驟:提出疑問(wèn)提出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)實(shí)施分析數(shù)據(jù)結(jié)論新的疑問(wèn)第二章 生命的物質(zhì)基礎(chǔ)1. 無(wú)機(jī)化合物包括水和無(wú)機(jī)鹽:1) 水:生物體中含量最多的化合物。人體在缺水10%時(shí),生理活動(dòng)就會(huì)紊亂;缺水20%時(shí),生命活動(dòng)終止。i. 水的生理作用:提供生物體細(xì)胞生存所需的液體環(huán)境;是絕大多數(shù)生物化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì);幫助運(yùn)輸物質(zhì);具有調(diào)節(jié)體溫、保持體溫恒定的作用。ii. 水的存在形式:絕大多數(shù)水以游離的形式存在,可以自由流動(dòng),稱為自由水。小部分水與細(xì)胞內(nèi)的其他物

4、質(zhì)結(jié)合,稱為結(jié)合水,約占細(xì)胞全部水分的4.5%。結(jié)合水是人體及其生物體組織結(jié)構(gòu)的重要組成成分。2) 無(wú)機(jī)鹽:大多數(shù)無(wú)機(jī)鹽以離子狀態(tài)存在,在生物體內(nèi)含量很少,但對(duì)生命活動(dòng)起著重要作用。生物體需要適量的無(wú)機(jī)鹽。i. 有些無(wú)機(jī)鹽參與組成生物體內(nèi)的重要化合物,如Fe是血紅蛋白的重要成分;Ca是構(gòu)成骨骼、牙齒的重要成分;Mg是葉綠素分子必要的成分。ii. 有些無(wú)機(jī)離子參與生物體的代謝活動(dòng)和調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定,如成人血液中Ca2+含量為4555mg/L,低于該數(shù)值是會(huì)導(dǎo)致肌肉抽搐等癥狀;血液中的HCO3-等參與組成緩沖系統(tǒng),使血液的酸堿度穩(wěn)定能夠在合適的范圍內(nèi),細(xì)胞膜內(nèi)外的K+、Na+在維持細(xì)胞膜生物功能中起

5、重要作用。2. 有機(jī)化合物包括糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸等,是組成生物體結(jié)構(gòu)的主要成分。糖類和脂質(zhì)還是生物體的主要能源物質(zhì)。1) 糖類:符合化學(xué)通式(CH2O)n的物質(zhì),俗稱碳水化合物。i. 生理功能:維持生命活動(dòng)所需能量的主要來(lái)源,是組成生物體機(jī)構(gòu)的基本原料。ii. 種類:?jiǎn)翁?、雙糖和多糖。l 單糖:不能水解的最簡(jiǎn)單的糖,如葡萄糖、果糖、核糖等。葡萄糖和果糖都是含6個(gè)碳原子的單糖(己糖),分子式都是C6H12O6,葡萄糖分子中的5個(gè)C上都連有相同的化學(xué)基團(tuán)羥基(OH)。葡萄糖廣泛存在于動(dòng)植物的細(xì)胞中,是細(xì)胞中主要能源物質(zhì)。核糖是含5個(gè)碳原子的單糖,也成戊糖,是構(gòu)成核酸的重要成分。每克葡萄糖氧化

6、分解可產(chǎn)生16.4kJ能量。l 雙糖:是指兩個(gè)單糖經(jīng)脫水縮合連在一起的糖類。常見的雙糖有蔗糖、乳糖和麥芽糖,它們的通式是C12H22O11。在特定的酶的作用下可水解為各自組成的單糖。l 多糖:指由血多葡萄糖分子經(jīng)脫水縮合連在一起形成的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的糖類。如植物中的淀粉、纖維素以及動(dòng)物肝臟和肌肉中的糖原都是多糖。淀粉是植物體內(nèi)糖的儲(chǔ)存形式,是人類的主要的糖類來(lái)源。糖原存在于動(dòng)物體內(nèi),不溶于水,是動(dòng)物體內(nèi)糖類物質(zhì)的儲(chǔ)存形式。纖維素是組成植物細(xì)胞壁的主要成分。l 有一些多糖與脂質(zhì)或蛋白質(zhì)結(jié)合在一起組成細(xì)胞的結(jié)構(gòu)物質(zhì),前者稱為糖脂,后者稱為糖蛋白。2) 脂質(zhì):俗稱脂類物質(zhì),不溶于水,而易溶于乙醚、氯仿、苯

7、等有機(jī)溶劑。脂肪、磷脂和膽固醇是最常見的脂質(zhì)。i. 脂肪:甘油和脂肪酸是構(gòu)成脂肪的基本成分。脂肪酸主要是由碳和氫組成的長(zhǎng)鏈。飽和脂肪酸:長(zhǎng)鏈中碳和碳之間都是以單鍵(C-C)相連。不飽和脂肪酸:碳原子之間存在雙鍵(C=C)。脂肪是很好的儲(chǔ)能物質(zhì)。每克脂肪在人體氧化分解可產(chǎn)生37.6kJ能量。ii. 磷脂:組成細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)大分子。在磷脂分子中,磷酸和含氮堿基一端為親水的頭部,兩個(gè)脂肪酸一端為疏水(親脂)的尾部。iii. 膽固醇:廣泛分布于全身各組織中,大約有四分之一的膽固醇分布在腦及神經(jīng)組織中,肝、腎、腸等內(nèi)臟及皮膚脂肪內(nèi)也含有較多的膽固醇。膽固醇是組成細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的重要成分,也是機(jī)體合成某些激素(

8、性激素和腎上腺皮質(zhì)激素)及維生素D等物質(zhì)的原料,對(duì)膽固醇有調(diào)節(jié)人體生長(zhǎng)發(fā)育和代謝的重要功能。血液膽固醇含量偏高與心血管疾病發(fā)生有密切的關(guān)系。3) 蛋白質(zhì):是由氨基酸為單體組成的大分子化合物,天然氨基酸約有20種。i. 氨基酸的結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn)是在與羧基(COOH)相連的C上都有一個(gè)氨基(NH2),不同之處在于側(cè)鏈所連接的基團(tuán)(R)各不相同。ii. 肽鍵:一個(gè)氨基酸的氨基和另一個(gè)氨基酸的羧基脫去一分子水縮合形成肽鏈,氨基酸通過(guò)肽鍵連接成肽鍵,每條肽鏈的一端有一個(gè)自由的氨基,另一端有一個(gè)自由的羧基。把由3個(gè)以上的氨基酸連成的肽鏈稱為多肽。20種氨基酸以不同數(shù)目、不同種類、不同排列順序組成不同的肽鏈。

9、肽鏈構(gòu)成一定的空間結(jié)構(gòu)決定了蛋白質(zhì)的功能。iii. 蛋白質(zhì)的生理功能:是細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、肌肉、皮膚、毛發(fā)等機(jī)體構(gòu)造的主要成分,也是形成酶、抗體、激素、血紅蛋白等必需的原料。蛋白質(zhì)還能作為能量供機(jī)體利用。每克蛋白質(zhì)在體內(nèi)氧化分解可產(chǎn)生16.7kJ能量。4) 核酸:是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)。核算可分為兩類,為脫氧核苷酸和核糖核酸,都是由核苷酸分子組成,每個(gè)核苷酸是由一個(gè)磷酸、一個(gè)五碳糖、一個(gè)含氮堿基組成。i. 脫氧核苷酸(DNA):主要存在與細(xì)胞核內(nèi),五碳糖是脫氧核糖。ii. 核糖核酸(RNA):主要存在于細(xì)胞質(zhì)中,五碳糖是核糖。5) 維生素:是生物的生長(zhǎng)和代謝所必需的微量有機(jī)化合物。腳氣病是由

10、于缺乏維生素B1所引起的;壞血病與缺乏維生素C有關(guān)。維生素分為兩類:i. 脂溶性維生素:溶解于脂肪,不溶于水,其吸收與脂肪的存在有關(guān),被吸收后可在體內(nèi)儲(chǔ)存,如維生素A、維生素D、維生素E、維生素K。ii. 水溶性維生素:溶解于水而不溶解于脂肪,吸收后在人體內(nèi)儲(chǔ)存很少,過(guò)量的水溶性維生素多由尿排出體外。如B族維生素、維生素C、維生素PP、葉酸等。第三章 生命的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)1. 細(xì)胞膜:又稱質(zhì)膜,是細(xì)胞的邊界,使每個(gè)細(xì)胞與周圍環(huán)境隔離開來(lái),維持著相對(duì)穩(wěn)定的細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境,并且具有保護(hù)細(xì)胞的作用,能完成細(xì)胞與周圍環(huán)境的物質(zhì)交換和信息交流。1) 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu):由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成,膜的外側(cè)有少量多糖。

11、細(xì)胞膜的磷脂雙分子層,磷脂分子的親水性頭部伸向細(xì)胞膜的內(nèi)外兩側(cè)表面,兩條疏水性的脂肪酸尾部排列在內(nèi)側(cè)。蛋白質(zhì)分子附著在磷脂雙分子層的內(nèi)外兩側(cè),有的以不同深度鑲嵌或者貫穿在磷脂雙分子層中。你是膜上的蛋白質(zhì)和磷脂可與多糖結(jié)合形成糖蛋白和糖脂,糖蛋白是細(xì)胞識(shí)別外界的“信號(hào)天線”。細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。2) 物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞膜的方式:i. 被動(dòng)運(yùn)輸:離子、分子和微小的顆粒一般都是趨于由濃度較高的趨于向濃度較低的區(qū)域運(yùn)動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)叫做擴(kuò)散。被動(dòng)運(yùn)輸是細(xì)胞內(nèi)外的物質(zhì)從高濃度一側(cè)通過(guò)膜擴(kuò)散到低濃度一側(cè)的現(xiàn)象,此過(guò)程不消耗能量。如:脂溶性物質(zhì)。l O2、CO2等小分子穿過(guò)細(xì)胞膜的運(yùn)輸方式叫做自由擴(kuò)散。l 而一般溶解于

12、水的無(wú)機(jī)離子和有機(jī)小分子,例如Na+、Cl-、葡萄糖、氨基酸和核苷酸等,必須與細(xì)胞膜上稱為載體的蛋白質(zhì)結(jié)合,由載體蛋白幫助穿越細(xì)胞膜的運(yùn)輸方式叫做協(xié)助擴(kuò)散。由于細(xì)胞膜上載體蛋白的數(shù)量是有限的,因此協(xié)助擴(kuò)散的運(yùn)輸速度是有限的。ii. 主動(dòng)運(yùn)輸:逆濃度梯度輸送特定分子和離子的運(yùn)輸方式,需要消耗能量,也需要細(xì)胞膜中的載體蛋白協(xié)助作用。主動(dòng)運(yùn)輸是物質(zhì)進(jìn)出活細(xì)胞的主要方式。iii. 胞吞和胞吐:l 胞吞:細(xì)胞攝取顆粒性物質(zhì)的過(guò)程,如白細(xì)胞接觸到細(xì)菌、蛋白質(zhì)這樣的大分子或者顆粒性物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞。l 胞吐:細(xì)胞內(nèi)的小囊泡被運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞膜內(nèi)側(cè),與細(xì)胞膜融合在一起,并且向細(xì)胞外張開,釋放內(nèi)含物。3) 細(xì)胞的吸水和失

13、水:水分子通過(guò)細(xì)胞膜的擴(kuò)散稱為滲透。細(xì)胞膜、液泡膜和兩者之間的細(xì)胞質(zhì)合稱為原生質(zhì)層,是一層選擇性透過(guò)膜。這類膜的性質(zhì)類同于半透膜,即水分子能自由通過(guò),而溶質(zhì)大分子不能通過(guò)的一種薄膜。i. 當(dāng)細(xì)胞液濃度小于外界時(shí),水分就由細(xì)胞滲出,細(xì)胞內(nèi)的原生質(zhì)層因液泡失水而不斷地隨之收縮。ii. 當(dāng)細(xì)胞液濃度大于外界時(shí),水分就由外界滲入細(xì)胞,細(xì)胞吸水使液泡逐漸變大。4) 細(xì)胞膜對(duì)信息的接受:細(xì)胞膜上有各種各樣的受體(一種特殊的蛋白質(zhì)),可接受不同的信息。2. 細(xì)胞核:細(xì)胞核由核仁、核基質(zhì)和染色質(zhì)組成。是儲(chǔ)存遺傳物質(zhì)的場(chǎng)所,是細(xì)胞生長(zhǎng)、發(fā)育、分裂增殖的調(diào)控中心。1) 核膜由兩層膜構(gòu)成。2) 核膜上有許多小孔,稱

14、為核孔,是細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)之間進(jìn)行物質(zhì)交換的孔道。3) 在光學(xué)顯微鏡下可見核內(nèi)有一個(gè)或數(shù)個(gè)圓球形結(jié)構(gòu),稱為核仁,核仁與核糖體形成有關(guān)。4) 核基質(zhì)中含有豐富的蛋白質(zhì)、酶、無(wú)機(jī)鹽、水等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),是細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行各種代謝活動(dòng)的場(chǎng)所。5) 細(xì)胞核內(nèi)的細(xì)絲狀物質(zhì)可被堿性染料染上較深的顏色,稱為染色質(zhì)。由DNA和蛋白質(zhì)組成。3. 細(xì)胞質(zhì):細(xì)胞膜以外、細(xì)胞核以外的整個(gè)區(qū)域的一切結(jié)構(gòu)和物質(zhì)。為細(xì)胞代謝提供各種原料和反應(yīng)場(chǎng)所。4. 細(xì)胞器:在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分布著許多具有特定功能的結(jié)構(gòu)。1) 線粒體:由雙層膜包被,外膜光滑,內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴,是細(xì)胞有氧呼吸的主要場(chǎng)所。2) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng):由彼此相同的網(wǎng)狀膜系統(tǒng)組成,將細(xì)胞

15、分成許多小空間,并與蛋白質(zhì)的加工、運(yùn)輸以及脂質(zhì)代謝有關(guān)。3) 高爾基體:由數(shù)層扁平囊和泡狀結(jié)構(gòu)組成,常與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)密切聯(lián)系,起儲(chǔ)存、加工和轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)的作用。4) 核糖體:由RNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成的微小顆粒,是合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所。5) 中心體:存在于動(dòng)物與低等植物中,由兩個(gè)中心?;ハ啻怪迸帕卸?,與細(xì)胞有絲分裂和染色體分離密切相關(guān)。6) 溶酶體:在動(dòng)物細(xì)胞中,由膜圍成的小球體,含有多種水解酶,可消化進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的異物及衰老無(wú)用的細(xì)胞器碎片。7) 葉綠體:植物細(xì)胞特有,有雙層膜包被,內(nèi)有基粒,是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。8) 細(xì)胞壁:植物細(xì)胞特有的結(jié)構(gòu),由纖維素、果膠等物質(zhì)組成,對(duì)維持細(xì)胞的形狀、保護(hù)細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)有重

16、要作用。9) 液泡:植物細(xì)胞特有。5. 原核細(xì)胞:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,體積較小,沒(méi)有成形的細(xì)胞核,即沒(méi)有由膜包被的細(xì)胞核,遺傳物質(zhì)集中在細(xì)胞的中央,這個(gè)區(qū)域稱為擬核。原核細(xì)胞除了有核糖體之外,沒(méi)有其他細(xì)胞器。由原核細(xì)胞構(gòu)成的生物稱為原核生物,如細(xì)菌、藍(lán)藻、放線菌、古細(xì)菌、支原體、衣原體、立克次氏體等。6. 真核細(xì)胞:由細(xì)胞核和各種細(xì)胞器。由真核細(xì)胞構(gòu)成的生物稱為真核生物。7. 病毒:是一類非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物體,很小。主要成分是核酸和蛋白質(zhì)。一種病毒只含有一種核酸,即DNA或RNA。核算位于病毒的中心,構(gòu)成他的核心,蛋白質(zhì)包圍在核心周圍,構(gòu)成病毒的衣殼。病毒只能寄生在某種特定的活細(xì)胞內(nèi)才能生活,并在宿主細(xì)胞

17、內(nèi)利用宿主細(xì)胞的代謝“裝備”和“原料”快速?gòu)?fù)制繁殖。在非寄生時(shí),呈結(jié)晶形態(tài),不能進(jìn)行獨(dú)立的代謝活動(dòng)。病毒可分為動(dòng)物病毒、植物病毒和細(xì)菌病毒。細(xì)菌病毒又稱噬菌體,它侵染細(xì)菌后,一般引起細(xì)菌裂解。由病毒引起的疾?。翰《拘愿忻?、狂犬病、水痘、腮腺炎、脊髓灰質(zhì)炎、乙型肝炎、艾滋病等。第四章 生命的物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)換1. 新陳代謝:由同化作用和異化作用組成。1) 同化作用:在自我更新過(guò)程中,生物體不斷地從外界攝取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),將它們轉(zhuǎn)變?yōu)樽陨淼奈镔|(zhì),并儲(chǔ)存能量的過(guò)程。2) 異化作用:生物體也不斷地將自身的物質(zhì)分解以釋放能量,并將代謝終產(chǎn)物排出體外的過(guò)程。2. 合成反應(yīng):由小分子形成大分子的化學(xué)反應(yīng),如單糖合

18、成多糖,核苷酸合成核酸等。3. 分解反應(yīng):糖原、淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)等生物大分子中儲(chǔ)存著大量的能量,細(xì)胞在利用這些物質(zhì)前,先將大分子分解成小分子。如淀粉和糖原分解為葡萄糖(釋放能量,屬于氧化分解反應(yīng)),脂肪分解成甘油和脂肪酸,蛋白質(zhì)分解成氨基酸(需要消耗一個(gè)水分子,稱為水解反應(yīng))。4. 酶:由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化能力的生物大分子。絕大多數(shù)是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA,也稱為生物催化劑。1) 酶的活性:酶的催化效率2) 酶的特點(diǎn):專一性和高效性。i. 專一性:酶分子有特定的活性部位,該部位只有與其所催化的物質(zhì)(底物)在結(jié)構(gòu)和形狀上完全契合時(shí)才能期催化作用,每種酶只能催化一種或一類物質(zhì)的合成反應(yīng)或分解反應(yīng)

19、。ii. 高效性:酶的催化效率是無(wú)機(jī)催化劑的1071013倍。3) 輔酶:有些酶只有在與輔助因子結(jié)合時(shí)才顯示活性,這些輔助因子有的是金屬離子,有的是小分子有機(jī)化合物,而這些小分子有機(jī)化合物被稱為輔酶。5. 腺苷三磷酸:ATP,A表示腺苷,T表示其數(shù)量為三個(gè),P表示磷酸基,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可表示為APPP,其相鄰的兩個(gè)磷酸基之間的化學(xué)鍵非常活躍,水解時(shí)可釋放約30.5kJ/mol的能量,稱為高能磷酸鍵,以用“”表示。在生命活動(dòng)過(guò)程中,ATP的一個(gè)高能磷酸鍵斷裂,釋放出一個(gè)磷酸和能量后成為腺苷二磷酸(ADP)。ATP能攜帶和轉(zhuǎn)運(yùn)能量;在有機(jī)物氧化分解或光合作用的過(guò)程中,ADP可獲取能量,與磷酸結(jié)合形成AT

20、P。6. 光合作用:葉綠體吸收并利用光能,將CO2和H2O合成有機(jī)物質(zhì)并釋放O2,將光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能的過(guò)程。1) 光合作用的研究歷史:i. 1642年,赫爾蒙特實(shí)驗(yàn):認(rèn)為柳樹獲得的物質(zhì)只是來(lái)源于水。ii. 1771年,普里斯特利實(shí)驗(yàn):認(rèn)為薄荷能夠改善動(dòng)物呼吸、蠟燭燃燒而變得污濁的空氣。iii. 1779年,英格豪斯實(shí)驗(yàn):光照是普里斯特利實(shí)驗(yàn)成功的必要條件。iv. 1785年發(fā)現(xiàn)空氣的組成之后,認(rèn)為綠葉在光照下放出的氧氣,吸收的是二氧化碳。v. 1939年,魯賓和卡門利用同位素標(biāo)記法說(shuō)明光合作用釋放的氧氣來(lái)自于水。vi. 20世紀(jì)40年代,卡爾文14C標(biāo)記的CO2供給小球藻進(jìn)行光合作用,探明了C

21、O2轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的途徑。2) 葉綠體:i. 結(jié)構(gòu):由雙層膜包圍,內(nèi)含有基質(zhì)和十幾個(gè)基粒。每個(gè)基粒由多個(gè)類囊體重疊而成,與光合作用有關(guān)的各種色素分布在類囊體的膜上。ii. 葉綠體中的色素:具有選擇吸收光譜的特性。l 一類是葉綠素,包括葉綠素a(呈藍(lán)綠色)和葉綠素b(呈黃綠色),主要吸收紅橙光和藍(lán)紫光。葉綠素的含量通常是類胡蘿卜素的4倍。l 另一類是類胡蘿卜素,包括胡蘿卜素(呈橙黃色)和葉黃素(呈黃色),主要吸收藍(lán)紫光。光能3) 光合作用的過(guò)程:葉綠體i. 總反應(yīng)式:CO2+2H2O*(CH2O)+H2O+O2*ii. 能量的傳遞:l 類囊體膜上的色素吸收的光能傳遞至葉綠素a,活化葉綠素a,釋放出

22、高能電子(e)NADP(氧化型輔酶II)與葉綠體基質(zhì)中的質(zhì)子(H)結(jié)合形成NADPH(還原型輔酶II)。l 失去電子的葉綠素a具有強(qiáng)氧化性,從類囊體內(nèi)H2O分子中奪取e,促使H2O光解為e和H,同時(shí)釋放O2。l 類囊體中的H達(dá)到一定濃度類囊體膜上的ATP合成酶符合體穿過(guò)膜進(jìn)入基質(zhì),傳遞給ADPADP和Pi合成ATPiii. 卡爾文循環(huán):l CO2的固定:CO2和葉綠體基質(zhì)中的一個(gè)五碳化合物在酶的催化下生成兩個(gè)三碳化合物。l CO2的還原:其中一部分三碳化合物由ATP供給能量,在酶的催化下被NADPH還原形成糖;l 五碳化合物的形成:另外一部分三碳化合物還原后,在多種酶的催化下重新形成五碳化合物

23、,參與的固定CO24) 光合作用的兩個(gè)階段:i. 光反應(yīng):在類囊體進(jìn)行,同時(shí)需要光,吸收光能,光解水,釋放O2并形成高能量的ATP和NADPH,即將光能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能。ii. 暗反應(yīng):在葉綠體基質(zhì)中,可在無(wú)光條件下進(jìn)行,利用第一階段產(chǎn)生的ATP和NADPH,固定CO2,合成糖,以穩(wěn)定的化學(xué)能儲(chǔ)存在糖中。5) 影響光合作用的因素:i. 光合作用的強(qiáng)度,又稱光合速率,以用一定量的植物在單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)行光合作用釋放O2或消耗CO2的量來(lái)表示ii. 影響因素:包括內(nèi)在因素和外在因素。l 光:能量的來(lái)源,弱光條件下,光合作用速率較慢;光照強(qiáng)度增加,光合作用速率隨之增加;擔(dān)當(dāng)光合速率達(dá)到飽和時(shí),提高光照

24、強(qiáng)度不會(huì)使光合速率加快。l CO2:原料,光照充分但CO2濃度低時(shí),光合速率也很慢。l 溫度l 水和一些無(wú)機(jī)離子等7. 細(xì)胞呼吸:有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解,生成CO2或其他產(chǎn)物,釋放出能量并生成ATP的過(guò)程。酶1) 糖的有氧分解:i. 反應(yīng)式:C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量ii. 葡萄糖分解的兩個(gè)階段:l 糖酵解,在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行,產(chǎn)生丙酮酸和少量的ATP。l 在線粒體中進(jìn)行,需要O2的參與,丙酮酸徹底氧化分解成CO2和H2O,同時(shí)釋放大量的能量。2) 糖的無(wú)氧分解:通常將微生物在無(wú)氧條件下的呼吸成為發(fā)酵。酶i. 酒精發(fā)酵:C6H12O62C2H5OH+2CO2+能

25、量乙醇葡萄糖酶乳酸ii. 乳酸發(fā)酵:C6H12O62C3H6O3+能量8. 糖類代謝:食物中的淀粉經(jīng)唾液淀粉酶初步水解后,在小腸內(nèi)進(jìn)一步水解成單糖并由小腸上皮細(xì)胞吸收。1) 氧化分解:糖徹底氧化,生成CO2和H2O,并產(chǎn)生大量的能量。2) 合成多糖物質(zhì):?jiǎn)翁敲撍s合成多糖,如植物的淀粉、動(dòng)物的糖原等。3) 轉(zhuǎn)變成高能量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)脂肪:糖分解過(guò)程中生成的二碳化合物在酶的作用下,兩兩連接,形成長(zhǎng)短不一的脂肪酸。三碳化合物可以轉(zhuǎn)化成甘油,甘油與脂肪酸縮合形成脂肪。4) 轉(zhuǎn)變形成氨基酸:大部分氨基酸的R基團(tuán)可以來(lái)自糖類合成或分解過(guò)程中的中間產(chǎn)物。在轉(zhuǎn)氨酶的作用下,R基團(tuán)與氨基酸連接形成相應(yīng)的氨基酸。9

26、. 脂肪的代謝:食物中的脂肪在小腸中首先被肝臟分泌的膽汁所乳化,然后被胰脂肪酶水解成甘油和脂肪酸,由小腸上皮細(xì)胞吸收。其中一部分重新合成為脂肪,經(jīng)淋巴系統(tǒng)進(jìn)入血液循環(huán),運(yùn)送至脂肪組織中積累。另一部分脂肪酸和甘油經(jīng)血液循環(huán)進(jìn)入肝臟進(jìn)一步代謝。1) 甘油的代謝:甘油在肝臟中轉(zhuǎn)變成丙酮酸后加入糖代謝途徑。2) 脂肪酸代謝:脂肪酸被血液運(yùn)送到需要能量的組織或細(xì)胞中進(jìn)行氧化分解。脂肪酸的氧化分解發(fā)生在線粒體的基質(zhì)中,長(zhǎng)鏈的脂肪酸在酶的作用下被分解為二碳化合物,進(jìn)入三羧酸循環(huán),徹底氧化分解放出大量的能量。3) 脂肪的生物合成和分解:在脊椎動(dòng)物的脂肪細(xì)胞和肝細(xì)胞內(nèi),糖代謝過(guò)程中的二碳化合物在酶的作用下逐個(gè)連

27、接形成長(zhǎng)鏈的脂肪酸,并與甘油結(jié)合形成脂肪。當(dāng)機(jī)體需要能量時(shí),在脂肪酶的作用下,可逐步水解為甘油和脂肪酸供氧化分解。10. 蛋白質(zhì)代謝:來(lái)自食物的蛋白質(zhì)在消化管內(nèi)被分解為氨基酸后才能被小腸吸收,被吸收后的氨基酸由血液運(yùn)送到身體各組織。人體自身的組織蛋白質(zhì)也在不斷地更新,舊的蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的氨基酸也能被重新利用。1) 合成新的蛋白質(zhì):人體蛋白質(zhì)的合成與分解處于動(dòng)態(tài)平衡,新攝入的氨基酸和原有的氨基酸都可以作為合成新蛋白質(zhì)的原料。2) 脫氨基加入糖代謝:體內(nèi)糖類供應(yīng)不足時(shí),氨基酸也可作為能源物質(zhì)。在酶的作用下脫去氨基,剩下的碳鏈加入到三羧酸循環(huán)中,氧化放出能量。脫去的氨基被轉(zhuǎn)化成尿素排出體外。高中第二

28、冊(cè) 第五章 生物體對(duì)信息的傳遞和調(diào)節(jié)1. 感受器:是指分布在體表或組織內(nèi)部的一些專門感受機(jī)體內(nèi)外環(huán)境變化的特殊結(jié)構(gòu)??煞譃槲锢砀惺芷骱突瘜W(xué)感受器。2. 物理感受器:動(dòng)物體獲取物理信息1) 皮膚感受器:痛感受器、溫度感受器、壓力感受器、接觸感受器(將各種刺激神經(jīng)沖動(dòng))2) 光感受器:眼。i. 眼球:l 鞏膜(最外層): 保持眼球形狀l 視網(wǎng)膜(最內(nèi)層):視細(xì)胞(光感受細(xì)胞),一類感受細(xì)胞(視桿細(xì)胞),一類感受色彩(視錐細(xì)胞)。光能神經(jīng)沖動(dòng)ii. 折光裝置: 角膜、房水、晶狀體和玻璃體。3) 聲波感受器:聲波神經(jīng)沖動(dòng)i. 外耳:外耳道、鼓膜ii. 中耳:聽小骨iii. 內(nèi)耳:耳蝸(聲音感受器)、前

29、庭器(包括3個(gè)半規(guī)管和前庭組成,是身體平衡的感受器)4) 特殊感受器:i. 魚類側(cè)線:感受水流定方位ii. 蛇類頰窩(紅外感受器):感受周邊動(dòng)物散發(fā)出的熱能5) 化學(xué)感受器:動(dòng)物體對(duì)化學(xué)信息的獲取。分布:人和其他脊椎動(dòng)物:鼻腔的嗅黏膜(嗅細(xì)胞)和口腔的舌上(味細(xì)胞)。昆蟲:足的末端和口氣(味覺(jué)毛)以及觸角上(嗅毛)?;瘜W(xué)分子神經(jīng)沖動(dòng)3. 反射:動(dòng)物體通過(guò)神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)外界和體內(nèi)的各種刺激(信息)發(fā)生反應(yīng)。發(fā)射是神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)各種活動(dòng)的基本方式。4. 反射?。喊l(fā)射是通過(guò)反射弧來(lái)完成的。發(fā)射弧的結(jié)構(gòu):感受器傳入神經(jīng)神經(jīng)中樞傳出神經(jīng)效應(yīng)器。5. 神經(jīng)元:組成神經(jīng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和功能單位,也稱神經(jīng)細(xì)胞,由細(xì)

30、胞體、軸突和樹突組成1) 細(xì)胞體:神經(jīng)元的營(yíng)養(yǎng)和代謝中心,內(nèi)含細(xì)胞核和細(xì)胞器,主要集中于腦和脊髓。2) 樹突:通常較短,分支較多,神經(jīng)元接受信息的部分。3) 軸突:較長(zhǎng),分支少,神經(jīng)元傳出信息的部分。4) 神經(jīng)纖維:神經(jīng)元的軸突或長(zhǎng)的樹突以及套在外面的髓鞘。6. 神經(jīng)元傳遞信息的方式:1) 在神經(jīng)元上的傳遞:神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo),信息在神經(jīng)元上是以生物電形式傳導(dǎo),雙向傳導(dǎo)。膜電位:在神經(jīng)細(xì)胞質(zhì)膜的內(nèi)外兩側(cè)之間存在電位差。i. 靜息電位:內(nèi)負(fù)外正;由膜內(nèi)的K+和膜外的Na+維持的ii. 動(dòng)作電位:外正內(nèi)負(fù)。受到刺激時(shí),興奮區(qū)Na+流入細(xì)胞內(nèi),電位反轉(zhuǎn)為內(nèi)正外負(fù),產(chǎn)生興奮。2) 在神經(jīng)元之間的傳遞:突觸傳

31、導(dǎo),信息在神經(jīng)元之間是通過(guò)化學(xué)物質(zhì)傳遞的,單向傳導(dǎo)。i. 突觸:神經(jīng)元以軸突末端膨大與其他神經(jīng)元的細(xì)胞體或樹突相接觸,兩個(gè)神經(jīng)元相接觸部分的細(xì)胞膜合成為突觸。突觸由:突觸前膜、突觸間隙、突觸后膜組成。ii. 神經(jīng)遞質(zhì):突觸小泡內(nèi)含有的化學(xué)物質(zhì)。iii. 傳遞過(guò)程:興奮(神經(jīng)沖動(dòng))軸突末梢突觸小泡神經(jīng)遞質(zhì)排入突觸間隙神經(jīng)遞質(zhì)與突觸后膜上的受體結(jié)合膜電位發(fā)生改變7. 人和高等動(dòng)物神經(jīng)中樞:腦和脊髓1) 脊髓:正常情況下,脊髓的反射活動(dòng)總是受腦控制。i. 白質(zhì):神經(jīng)纖維,傳遞神經(jīng)沖動(dòng)ii. 灰質(zhì):細(xì)胞體密集,含低級(jí)神經(jīng)中樞,完成一些基本反射。2) 腦:由大腦、小腦、間腦、中腦、腦橋和延髓組成,其中大

32、腦最發(fā)達(dá)。大腦皮質(zhì):大腦半球表面覆蓋著的一層灰質(zhì),是調(diào)節(jié)生理功能的高級(jí)神經(jīng)中樞。i. 非條件反射:生來(lái)就具有的先天性反射。大腦皮層以下的神經(jīng)中樞ii. 條件反射:出生后,在生活過(guò)程中一定條件下形成的后天性反射,是腦的一項(xiàng)高級(jí)調(diào)節(jié)功能,它提高了動(dòng)物和人適應(yīng)環(huán)境的能力。l 條件發(fā)射建立的基礎(chǔ):非條件反射l 條件發(fā)射建立的基本條件:強(qiáng)化(無(wú)關(guān)刺激和非條件刺激在時(shí)間上的結(jié)合)l 條件發(fā)射建立的鞏固:非條件刺激l 人類條件反射的對(duì)象:具體信號(hào)、抽象信號(hào)8. 自主神經(jīng):支配內(nèi)臟器官和腺體活動(dòng)的神經(jīng)受腦控制,不受意志支配,成為自主神經(jīng),也叫植物性神經(jīng)。交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)支配共同的內(nèi)臟器官,而作用的結(jié)構(gòu)卻是

33、互相拮抗的。1) 交感神經(jīng):重體力活動(dòng)或精神緊張狀態(tài)時(shí)占優(yōu)勢(shì),引起心跳加快、血壓增高、血糖上升、胃腸蠕動(dòng)減慢等。2) 副交感神經(jīng):安靜狀態(tài)或睡眠時(shí)占優(yōu)勢(shì),心跳呼吸減慢、代謝降低、胃腸蠕動(dòng)加快。9. 人體內(nèi)分泌腺:通過(guò)分泌激素調(diào)節(jié)機(jī)體的代謝、生長(zhǎng)、發(fā)育和生殖活動(dòng)。激素的量非常少,但作用非常顯著。1) 腎上腺:位于腎臟頂部,左右各一個(gè),每個(gè)腺體由表層的皮質(zhì)和中央的髓質(zhì)構(gòu)成。i. 皮質(zhì):腎上腺皮質(zhì)激素,調(diào)節(jié)血液中水分和無(wú)機(jī)鹽代謝以及機(jī)體糖代謝。ii. 髓質(zhì):腎上腺素、去甲腎上腺素,可使人的心跳加快、心輸出量增加、血壓升高、呼吸加快、血糖濃度增加等。2) 甲狀腺:位于氣管前端兩側(cè),甲狀腺素促進(jìn)人體的新

34、陳代謝、生長(zhǎng)發(fā)育和興奮中樞神經(jīng)系統(tǒng)。甲狀腺素是一類含碘的激素,缺碘或甲狀疾病會(huì)影響甲狀腺素的合成。 3) 胰島:位于胰腺中的一些特殊的細(xì)胞團(tuán),分泌物直接進(jìn)入血液。i. 細(xì)胞:分泌胰高血糖素,使血糖濃度升高。ii. 細(xì)胞:分泌胰島素,使血糖濃度降低。4) 生殖腺:生成生殖細(xì)胞,合成和分泌性激素。性激素維持生殖腺的正常生理活動(dòng),促進(jìn)生殖細(xì)胞的生成和第二性征的發(fā)育。精巢主要分泌睪丸酮,卵巢主要分泌雌激素和黃體酮。5) 垂體:分泌的激素種類很多,有些直接調(diào)節(jié)人體的新陳代謝、生長(zhǎng)和發(fā)育,有些能調(diào)節(jié)其他內(nèi)分泌腺的活動(dòng)。下丘腦對(duì)垂體的調(diào)控,為神經(jīng)和內(nèi)分泌兩大信息之間架起了聯(lián)系的“橋梁”。10. 由激素分泌異

35、常引起的疾?。?) 甲狀腺素:i. 分泌過(guò)盛時(shí),甲亢ii. 分泌不足時(shí),幼年表現(xiàn)為呆小癥;成年則為粘液性水腫iii. 食物中缺碘,地方性甲狀腺腫2) 胰島素:分泌不足引起糖尿??;過(guò)多引起低血糖癥3) 生長(zhǎng)激素:i. 幼年時(shí):分泌不足,引起侏儒癥;分泌過(guò)多,引起巨人癥;ii. 成年時(shí)過(guò)多引起肢端肥大癥結(jié)合分泌11. 激素的調(diào)節(jié)作用:激素本身不為機(jī)體提供代謝物質(zhì)或能量,僅僅起著“信使”的作用,將信息傳遞給靶器官。1) 作用機(jī)理:內(nèi)分泌腺 激素 特定受體(靶細(xì)胞表面)2) 作用特點(diǎn):特異性和高效性3) 影響因素:i. 內(nèi)分泌腺的分泌活動(dòng)受靶細(xì)胞生理活動(dòng)制約ii. 內(nèi)分泌腺的活動(dòng)受神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié) l

36、調(diào)節(jié)方式:負(fù)反饋是激素調(diào)節(jié)的基本方式。促進(jìn)作用稱為正反饋,抑制作用稱為負(fù)反饋。12. 免疫:機(jī)體免疫系統(tǒng)生理功能的表現(xiàn),其作用是識(shí)別和區(qū)分“自己”和“異己”物質(zhì),并對(duì)“異己”物質(zhì)產(chǎn)生排斥。免疫是建立在細(xì)胞識(shí)別基礎(chǔ)上的。13. 免疫系統(tǒng):免疫器官、免疫細(xì)胞和免疫分子組成1) 免疫器官:骨髓、胸腺、脾臟和淋巴結(jié)2) 免疫細(xì)胞:巨噬細(xì)胞、粒細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞3) 免疫分子:抗體14. 細(xì)胞識(shí)別:動(dòng)物體細(xì)胞對(duì)“自己”和“異己”細(xì)胞以及物質(zhì)的識(shí)別。細(xì)胞膜表面的糖蛋白和糖脂具有識(shí)別功能。15. 抗原:所有被生物體細(xì)胞識(shí)別為“異己”物質(zhì)并受免疫反應(yīng)排斥的物質(zhì)??乖酁榈鞍踪|(zhì),還有多糖和脂類。16.

37、 免疫:1) 非特異性免疫:又稱先天免疫,是人類在長(zhǎng)期進(jìn)化中形成并通過(guò)遺傳鞏固下來(lái)的天然免疫功能,具有相對(duì)的穩(wěn)定性。他的特點(diǎn)是人生來(lái)就有,對(duì)各種病原體都有一定程度的防御作用,沒(méi)有特殊的針對(duì)性。i. 第一道防線:完整的皮膚和粘膜ii. 第二道防線:巨噬細(xì)胞的吞噬作用iii. 特異性免疫:淋巴細(xì)胞參與的后天性免疫,而且這類免疫反應(yīng)必須在淋巴細(xì)胞與抗原相接觸后才能發(fā)生。淋巴細(xì)胞對(duì)抗原的識(shí)別和清除作用具有特殊的選擇性。第三道防線:由B淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞參與。l 細(xì)胞免疫:T淋巴細(xì)胞直接參與攻擊抗原細(xì)胞,或間接地釋放淋巴因子起作用。l 體液免疫:B淋巴細(xì)胞通過(guò)產(chǎn)生抗體發(fā)揮免疫作用,抗體存在于體液里。1

38、7. 初次免疫反應(yīng):抗原刺激B淋巴細(xì)胞增殖分化,產(chǎn)生漿細(xì)胞和記憶B細(xì)胞的免疫反應(yīng)??乖碳淋巴細(xì)胞增殖分化,產(chǎn)生致敏T細(xì)胞和記憶T細(xì)胞的免疫反應(yīng)。18. 二次免疫反應(yīng):相同抗原第二次入侵,記憶B細(xì)胞能加快分裂產(chǎn)生新的漿細(xì)胞和新的記憶B細(xì)胞。記憶T細(xì)胞也能產(chǎn)生二次免疫反應(yīng)。19. 抗體:由漿細(xì)胞產(chǎn)生和分泌的免疫球蛋白。20. 天然免疫:患病后獲得的免疫。21. 人工免疫:用人工的方法使人獲得免疫力。22. 疫苗:用細(xì)菌、病毒、腫瘤細(xì)胞等制成的生物制品,有滅活的或減毒的制劑。1) 活疫苗:選用毒力低或經(jīng)減毒的活病原微生物制成的,如牛痘疫苗、麻疹減毒疫苗等?;钜呙缃臃N后,在人體內(nèi)有一定的生長(zhǎng)繁殖能

39、力,猶如輕型感染。活疫苗只需接種一次,用量較小,免疫效果與持久性較好。2) 死疫苗:經(jīng)化學(xué)或物理方法殺死的病原微生物制成的疫苗,如流行性乙型腦炎疫苗、狂犬病疫苗。死疫苗進(jìn)入人體后,不能生長(zhǎng)繁殖,對(duì)人體的刺激時(shí)間短,要獲得強(qiáng)而持久的免疫力,需多次重復(fù)注射,而且每次注射用量較大。23. 植物生長(zhǎng)素的探索:1) 達(dá)爾文父子的實(shí)驗(yàn):植物幼苗在單側(cè)光照下會(huì)向光彎曲,胚芽鞘尖端是感光的部位,而彎曲發(fā)生在尖端以下的部位?;瘜W(xué)信號(hào)假說(shuō):胚芽鞘尖端的細(xì)胞受光照后會(huì)產(chǎn)生某種物質(zhì),這種物質(zhì)作為化學(xué)信號(hào)從尖端傳遞到下部,影響下部細(xì)胞的生長(zhǎng),導(dǎo)致向光一側(cè)與背光一側(cè)的細(xì)胞生長(zhǎng)不均勻。2) 杰遜的實(shí)驗(yàn):驗(yàn)證了達(dá)爾文父子提出

40、的化學(xué)信號(hào)假說(shuō)。3) 溫特的實(shí)驗(yàn):證實(shí)了化學(xué)信號(hào)物質(zhì)的存在。l 溫特和杰遜實(shí)驗(yàn)證明了胚芽鞘尖端確實(shí)產(chǎn)生了某種物質(zhì),并能從尖端運(yùn)輸?shù)较虏?。溫特將這種具有促進(jìn)生長(zhǎng)作用的物質(zhì)命名為生長(zhǎng)素。4) 郭葛分離出了生長(zhǎng)素。24. 生長(zhǎng)素:化學(xué)名稱為吲哚乙酸,主要在小麥的胚芽鞘頂端以及其他植物體生長(zhǎng)活躍的部分合成,如莖尖、嫩葉、根尖和發(fā)育中的種子等處,然后運(yùn)轉(zhuǎn)到植物體的相關(guān)部位調(diào)節(jié)生長(zhǎng)發(fā)育,1) 生理作用:能促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)、分裂和分化,促進(jìn)側(cè)根形成、果實(shí)發(fā)育、頂端優(yōu)勢(shì)。另外還有抑制花、果脫落等作用。2) 生長(zhǎng)素的調(diào)節(jié)有兩重性:i. 只有在合適的范圍內(nèi)(一般是很低的濃度),生長(zhǎng)素的作用才體現(xiàn);ii. 如果超過(guò)合

41、適濃度就會(huì)抑制生長(zhǎng)素的調(diào)節(jié)作用,太高的濃度甚至使植物受害、死亡。3) 此外,同一株植物的不同器官對(duì)同一濃度生長(zhǎng)素的反應(yīng)是不一樣的。植物器官對(duì)生長(zhǎng)素的敏感性:根芽莖25. 頂端優(yōu)勢(shì):生長(zhǎng)素超過(guò)合適的濃度,就抑制側(cè)芽的生長(zhǎng),于是頂芽?jī)?yōu)先生長(zhǎng)。26. 植物激素:在植物體內(nèi)合成,從合成部位運(yùn)輸?shù)阶饔貌课?,并?duì)植物體的生命活動(dòng)產(chǎn)生顯著調(diào)節(jié)作用的微量物質(zhì)。天然的植物激素除了生長(zhǎng)素,還有赤霉素、細(xì)胞分裂素、脫落酸和乙烯。27. 植物激素的應(yīng)用:1) 生長(zhǎng)素類似物:萘乙酸、吲哚丁酸、2,4-D等。2) 乙烯催熟。3) 赤霉素促進(jìn)種子萌發(fā)。第六章 遺傳信息的傳遞和表達(dá)1. 遺傳物質(zhì)的特征:1) 能儲(chǔ)存數(shù)量巨大的

42、遺傳信息。2) 能夠精確地自我復(fù)制并遺傳給后代。3) 化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,但能產(chǎn)生可遺傳的變異。2. 核酸分為:脫氧核糖核苷酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。1) DNA:DNA是一種由脫氧核苷酸(簡(jiǎn)稱脫氧核苷酸)聚合而成的大分子化合物。i. 組成成分:l 磷酸l 脫氧核糖l 含氮堿基:腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)ii. 種類:腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸、胞嘧啶脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸。iii. 雙螺旋結(jié)構(gòu):脫氧核苷酸聚合成多核苷酸鏈,其中每?jī)蓚€(gè)脫氧核苷酸之間分別以磷酸與脫氧核糖相連接。DNA分子由兩條互相平行、反向的多核苷酸鏈組成,兩條多核苷酸鏈之間通

43、過(guò)堿基配對(duì)相連接。磷酸與脫氧核苷酸之間以磷酸二酯鍵連接,堿基之間通過(guò)氫鍵相互配對(duì)連接。iv. 堿基配對(duì)原則:A與T配對(duì),G與C配對(duì)。v. 每十個(gè)堿基對(duì)之間的螺距為3.4nm。2) RNA:是核糖核苷酸聚合而成的大分子化合物,通常呈單鏈結(jié)構(gòu)。i. 組成成分:磷酸、核糖、含氮堿基分別為A、G、C、U(尿嘧啶)。ii. 與蛋白質(zhì)合成相關(guān)的RNA:l mRNA:信使RNA,轉(zhuǎn)錄DNA上的遺傳信息。l tRNA:轉(zhuǎn)移RNA,運(yùn)輸合成蛋白質(zhì)所需的氨基酸,呈三葉草形狀。l rRNA:核糖體RNA,合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所核糖體的組成成分。iii. 堿基配對(duì)原則:A與U配對(duì),G與C配對(duì)3. 染色體的主要成分是DNA和

44、蛋白質(zhì)4. DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù):1) 美國(guó)科學(xué)家艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),其實(shí)驗(yàn)結(jié)果是證明DNA是遺傳物質(zhì)的第一個(gè)和最重要的證據(jù)。從加熱殺死的S型肺炎雙球菌中將各種化學(xué)成分分離出來(lái),如蛋白質(zhì)、DNA、多糖和脂質(zhì)等,分別加入到活的非致病性的R型肺炎雙球菌中,結(jié)果發(fā)現(xiàn),只有DNA可以使活的非致病性的R型肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化為致病性的S型肺炎雙球菌。2) 赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步證明了DNA是遺傳物質(zhì)。噬菌體是寄生在細(xì)菌體內(nèi)的一類病毒,噬菌體衣殼由蛋白質(zhì)組成,頭部含有DNA。用放射性同位素35S標(biāo)記噬菌體蛋白質(zhì),然后進(jìn)行侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn),通過(guò)儀器測(cè)定,發(fā)現(xiàn)細(xì)菌內(nèi)部無(wú)放射性;用放射

45、性同位素32P標(biāo)記噬菌體的DNA,同樣進(jìn)行侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn),就能測(cè)定出細(xì)菌內(nèi)由放射性,繁殖產(chǎn)生的子代噬菌體,也帶有放射性。實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)噬菌體侵染細(xì)菌時(shí),只有噬菌體DNA進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi),噬菌體的各種性狀都是通過(guò)噬菌體DNA傳遞給后代的,DNA是遺傳物質(zhì)。i. 噬菌體侵染細(xì)菌的過(guò)程:噬菌體DNA吸附于細(xì)菌上噬菌體將DNA注入細(xì)菌中噬菌體DNA在細(xì)菌內(nèi)復(fù)制、合成噬菌體在細(xì)菌體內(nèi)組裝細(xì)菌裂解,釋放噬菌體l 絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,但在不含DNA的某些病毒中,遺傳物質(zhì)是RNA。5. 基因:攜帶遺傳信息,并具有遺傳效應(yīng)的DNA片段?;虻拿撗鹾塑账嵝蛄胁煌鶖y帶的遺傳信息就不相同。基因通過(guò)蛋白質(zhì)合

46、成來(lái)控制性狀的表現(xiàn)。6. DNA復(fù)制:在細(xì)胞核內(nèi),以DNA分子為模板,合成相同DNA分子的過(guò)程。DNA復(fù)制是一個(gè)邊解旋邊復(fù)制的過(guò)程。1) 解旋:組成DNA分子的兩條多核苷酸鏈在酶的作用下逐步相互分開的過(guò)程。2) 復(fù)制:在酶的作用下,每條母鏈上的堿基分別與細(xì)胞內(nèi)游離的脫氧核苷酸的堿基互補(bǔ)配對(duì),游離的脫氧核苷酸聚合成子鏈,每條子鏈與對(duì)應(yīng)的母鏈結(jié)合,均構(gòu)成一個(gè)新的DNA分子。由于新的DNA分子中保留有一條原來(lái)分子中的母鏈,因此這種復(fù)制方式叫做半保留復(fù)制。3) 意義:保持生物遺傳熱性相對(duì)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。7. 轉(zhuǎn)錄:在細(xì)胞核中,以DNA分子的一條多核苷酸鏈為模板合成RNA的過(guò)程。原料是游離的核糖核苷酸。通過(guò)

47、轉(zhuǎn)錄,DNA所蘊(yùn)含的遺傳信息便正確地傳遞到RNA分子中。8. 遺傳信息:DNA分子的基因的脫氧核苷酸序列。9. 翻譯:在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的,以mRNA為模板,以tRNA為運(yùn)載工具,使氨基酸在核糖體內(nèi)按照一定的順序排列起來(lái),合成蛋白質(zhì)的過(guò)程。mRNA在細(xì)胞核中形成后,從核孔離開細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì),與核糖體結(jié)合,開始進(jìn)行蛋白質(zhì)的合成。核糖體是合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所,其主要成分是rRNA和蛋白質(zhì)。10. 遺傳密碼:mRNA分子內(nèi)的堿基序列。11. 密碼子:在mRNA上可決定一種氨基酸的每三個(gè)相鄰堿基。密碼子共有64種,其中3個(gè)不決定任何氨基酸,為終止密碼;在mRNA上還有肽鏈合成的起始信號(hào),被稱為起始密碼子。氨

48、基酸共有20種。12. 反密碼子:tRNA上可與mRNA的密碼子相配對(duì)的3個(gè)堿基。13. 中心法則及其發(fā)展:1) 中心法則:遺傳信息從DNA傳遞給RNA,再由RNA決定蛋白質(zhì)合成,以及遺傳信息由DNA復(fù)制傳遞給DNA的規(guī)律。DNA和RNA的功能是儲(chǔ)存和傳遞遺傳信息,指導(dǎo)和控制蛋白質(zhì)合成;蛋白質(zhì)的主要功能是作為細(xì)胞結(jié)構(gòu)的基本成分,并參與調(diào)節(jié)新陳代謝。2) 中心法則的補(bǔ)充:很多RNA病毒,如流感病毒,脊髓灰質(zhì)炎病毒等,能在宿主細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行RNA的自我復(fù)制;還有的RNA病毒含有逆轉(zhuǎn)錄酶,能在宿主細(xì)胞內(nèi)以RNA為模板合成DNA3) 中心法則的表示:14. 基因工程:依據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的藍(lán)圖,用人工方法將某種生

49、物的基因,接合到另一種生物的基因組DNA中并使其表達(dá),是后者獲得新的遺傳性狀,產(chǎn)生出人類所需要的產(chǎn)物,或創(chuàng)造出新的生物類型的現(xiàn)代生物技術(shù)。1) 工具:i. 化學(xué)剪刀限制性核酸內(nèi)切酶(限制酶),切割DNA的工具。專一性很強(qiáng),能識(shí)別雙鏈DNA分子的某種特定脫氧核苷酸序列,并且切斷其中特定部位的兩個(gè)脫氧核苷酸之間的鍵。ii. 化學(xué)漿糊DNA連接酶,連接目的基因和運(yùn)載體,DNA連接酶連接的是磷酸二酯鍵。iii. 分子運(yùn)輸車運(yùn)載體,將重組DNA導(dǎo)入細(xì)胞中,通常利用的是質(zhì)粒。質(zhì)粒是細(xì)菌中獨(dú)立于擬核DNA之外,能自主復(fù)制的雙鏈閉環(huán)DNA分子。2) 基本過(guò)程:i. 目的基因的獲?。悍椒ㄓ袃煞N,從某種生物體細(xì)胞

50、中分離,或是通過(guò)化學(xué)方法人工合成?;蚨ㄎ唬捍_定目的基因在細(xì)胞內(nèi)DNA分子上的位置。ii. 目的基因與運(yùn)載體重組:目的基因與質(zhì)粒結(jié)合成環(huán)狀的重組DNA即重組質(zhì)粒。iii. 重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞:接納重組質(zhì)粒的活細(xì)胞稱為受體細(xì)胞,受體細(xì)胞可以是微生物、植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞。iv. 篩選含目的基因的受體細(xì)胞3) 種類:i. 微生物基因工程:具有技術(shù)比較成熟、研制周期比較短、可通過(guò)發(fā)酵大量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn),如用于藥用蛋白質(zhì)的規(guī)?;a(chǎn)ii. 植物基因工程:培育轉(zhuǎn)基因植物iii. 動(dòng)物基因工程:受體細(xì)胞為動(dòng)物的受精卵,培育轉(zhuǎn)基因動(dòng)物:巨型小鼠等。動(dòng)物基因工程的目的除了獲得具有優(yōu)良性狀的動(dòng)物新品種,還可以

51、培育出能生產(chǎn)人源性蛋白質(zhì)藥物的動(dòng)物(乳腺生物反應(yīng)器)。4) 轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品的安全性:一是轉(zhuǎn)基因生物本身是否會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不利的影響,二是轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品是否會(huì)對(duì)人類的健康造成損害。第七章 細(xì)胞的分裂和分化15. 生殖:分為無(wú)性生殖和有性生殖。無(wú)性生殖產(chǎn)生一個(gè)與親本極為相似的個(gè)體,有性生殖是提供遺傳性變異的來(lái)源,來(lái)自兩個(gè)親本的基因發(fā)生新的組合,產(chǎn)生一個(gè)與親本有所差異的個(gè)體。1) 無(wú)性生殖:生物不經(jīng)過(guò)生殖細(xì)胞的結(jié)合,由母體直接產(chǎn)生新個(gè)體的生殖方式。i. 分裂生殖:?jiǎn)渭?xì)胞生物,如細(xì)菌、草履蟲等。ii. 出芽生殖:酵母菌和水螅等低等動(dòng)物。iii. 孢子生殖:真菌、苔蘚、蕨類等植物。iv. 營(yíng)養(yǎng)繁殖:有

52、些種子植物的一部分營(yíng)養(yǎng)器官與母體脫離后,能獨(dú)立發(fā)展成新的個(gè)體,如馬鈴薯的塊莖、甘薯的塊根等。特點(diǎn):繁殖速度快、產(chǎn)量高。人們常用扦插、分株和嫁接等人工營(yíng)養(yǎng)繁殖方式,繁殖花卉和果樹。2) 有性生殖:通過(guò)親本產(chǎn)生生殖細(xì)胞,雌雄生殖細(xì)胞結(jié)合形成受精卵,再由受精卵發(fā)育成新個(gè)體的生殖方式。i. 卵式生殖:卵子與精子結(jié)合成受精卵(也稱合子),再由受精卵發(fā)育成新個(gè)體的生殖方式。ii. 受精作用:精子和卵子結(jié)合為合子的過(guò)程。iii. 意義:有性生殖的所產(chǎn)生的后代往往比親本有著更強(qiáng)的適應(yīng)環(huán)境變化的能力。16. 細(xì)胞周期:細(xì)胞經(jīng)歷生長(zhǎng)直至分裂的這一有序的過(guò)程,也就是指細(xì)胞一次分裂結(jié)束到下一次分裂結(jié)束的過(guò)程。1) 分

53、裂間期(間期):細(xì)胞分裂前的準(zhǔn)備時(shí)期。占整個(gè)細(xì)胞周期時(shí)間的95%。i. DNA合成前期(G1期):合成一定數(shù)量的RNA和蛋白質(zhì),特別是與DNA復(fù)制有關(guān)的酶。ii. DNA合成期(S期):DNA復(fù)制iii. DNA合成后期(G2期):合成組裝紡錘體的蛋白質(zhì),完成細(xì)胞分裂所必需的物質(zhì)準(zhǔn)備和能量準(zhǔn)備。2) 分裂期:正在進(jìn)行分裂的時(shí)期,約占整個(gè)細(xì)胞周期時(shí)間的5%??煞譃樗膫€(gè)時(shí)期:前期、中期、后期、末期。17. 有絲分裂:在細(xì)胞分裂過(guò)程中出現(xiàn)紡錘絲。1) 分裂間期:細(xì)胞核內(nèi)染色質(zhì)呈細(xì)絲狀,核仁明顯,進(jìn)行DNA復(fù)制和蛋白質(zhì)合成,以及各種物質(zhì)和能量的準(zhǔn)備。2) 分裂期:i. 前期:染色體出現(xiàn),核仁和核膜消失

54、,由細(xì)胞兩極放出的紡錘絲形成紡錘體,DNA數(shù)目加倍。ii. 中期:紡錘絲牽引染色體的著絲粒移動(dòng),使著絲粒排列在細(xì)胞中央的赤道面上。中期的染色體數(shù)目和形態(tài)比較清晰,便于觀察,iii. 后期:著絲粒分裂,染色單體分開稱為兩條染色體,在紡錘絲的牽引下移向細(xì)胞兩極,形成兩組形態(tài)結(jié)構(gòu)和數(shù)目相同的染色體。染色體數(shù)目加倍。iv. 末期:紡錘體逐漸消失,染色體消失,核仁和核膜重新出現(xiàn)。3) 動(dòng)植物細(xì)胞有絲分裂的差別i. 形成子細(xì)胞的方式:植物細(xì)胞中,在赤道面位置出現(xiàn)細(xì)胞板,細(xì)胞板由細(xì)胞的中央向四周擴(kuò)展,逐漸形成新的細(xì)胞壁,最后形成兩個(gè)新的子細(xì)胞。動(dòng)物細(xì)胞中,赤道面處的細(xì)胞膜向內(nèi)凹陷,縊縮成兩個(gè)子細(xì)胞。ii.

55、動(dòng)物和某些低等植物細(xì)胞具有中心體。一個(gè)中心體由兩個(gè)中心粒組成,它們相互垂直排列,在細(xì)胞分裂間期增倍產(chǎn)生兩個(gè)中心體,于分裂前期分開,并向兩極移動(dòng),在兩個(gè)中心體之間出現(xiàn)紡錘絲。4) 有絲分裂的意義:是動(dòng)植物細(xì)胞分裂的主要方式。經(jīng)過(guò)有絲分裂,分裂間期復(fù)制的DNA平均分離,產(chǎn)生兩個(gè)染色體數(shù)目和形態(tài)結(jié)構(gòu)與親代細(xì)胞完全相同的子細(xì)胞,保證親代、子代之間遺傳性狀的穩(wěn)定性和連續(xù)性。18. 細(xì)胞分裂的三種狀態(tài):1) 繼續(xù)增殖:如植物分生組織細(xì)胞、動(dòng)物骨髓細(xì)胞、消化道黏膜上皮細(xì)胞等,稱為增殖細(xì)胞。2) 暫不增值,但始終保持分裂能力,如肝細(xì)胞、腎細(xì)胞等,稱為暫不增殖細(xì)胞。3) 高度分化,細(xì)胞完全失去分裂能力,如動(dòng)物的

56、神經(jīng)細(xì)胞、肌肉細(xì)胞、成熟的紅細(xì)胞和植物的篩管等,稱為不增殖細(xì)胞。19. 減數(shù)分裂:是形成生殖細(xì)胞過(guò)程中的一種特殊形式的細(xì)胞分裂方式,它使染色體數(shù)目被精確地減半。減數(shù)分裂由兩次連續(xù)的細(xì)胞分裂組成:減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂。減數(shù)分裂中DNA復(fù)制一次,產(chǎn)生四個(gè)單倍體的、遺傳物質(zhì)重新組合的子細(xì)胞。1) 減數(shù)第一次分裂:間期,染色體進(jìn)行復(fù)制;前期,同源染色體(分別來(lái)自于父方和母方、性狀和大小都相同的一對(duì)染色體)兩兩配對(duì),這個(gè)過(guò)程叫做聯(lián)會(huì)。中期,成對(duì)的同源染色體排列在細(xì)胞中央的赤道板。后期,同源染色體分離,分別移向細(xì)胞的兩極。末期結(jié)束,細(xì)胞分裂成兩個(gè)子細(xì)胞,染色體數(shù)目是親代細(xì)胞的一半,每條染色體都由兩條染色單體組成,每個(gè)子細(xì)胞核中的DNA的含量與親代細(xì)胞相同。2) 減數(shù)第二次分裂:間期短暫。后期,著絲粒分裂,染色單體分開移向兩極。后期,形成子細(xì)胞。一個(gè)親代細(xì)胞經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂形成四個(gè)子細(xì)胞。3) 遺傳物質(zhì)的改變i. 在減數(shù)第一次分裂分裂前期,聯(lián)會(huì)以后,同源染色體之間進(jìn)行交叉互換,引起一部分遺傳物質(zhì)的改變。染色體復(fù)制減I減II變形染色體復(fù)制減I 1第二極體(n)減II減II1第一極體(n)2第二極體(n)ii. 在減數(shù)第一次分裂后期,同源染色體分離時(shí),非同源染色體隨機(jī)組合,也會(huì)造成遺傳性變異的發(fā)生。20. 精子的形成:1精原細(xì)胞(2n)

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