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文檔簡介
第一章走近生命科學(xué)第一節(jié)走進(jìn)生命科學(xué)的世紀(jì)一.生命科學(xué)發(fā)展簡史1.生命科學(xué)發(fā)展階段(1)描述法和比較法生物學(xué)階段我國古代:《詩經(jīng)》——詩歌總集;賈思勰《齊民要素》——農(nóng)書;李時(shí)珍《本草綱目》——藥書。國外:17世紀(jì)顯微鏡的獨(dú)創(chuàng),生物探討進(jìn)入細(xì)胞水平;18世紀(jì)林耐的“生物分類法則”;19世紀(jì)施萊登和施旺的“細(xì)胞學(xué)說”;達(dá)爾文《物種起源》的“進(jìn)化論”。(2)試驗(yàn)法生物學(xué)階段遺傳學(xué)奠基人孟德爾的豌豆雜交試驗(yàn)和摩爾根進(jìn)一步揭示遺傳機(jī)制(伴性遺傳)的果蠅試驗(yàn)。(3)分子生物學(xué)階段1953DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的分子模型建立,生物探討進(jìn)入分子水平(微觀領(lǐng)域);我國科學(xué)家人工合成結(jié)晶牛胰島素和酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸(核酸領(lǐng)域)。2.當(dāng)代生命科學(xué)的發(fā)展方向微觀領(lǐng)域的方向——分子生物學(xué)宏觀領(lǐng)域的方向——生態(tài)學(xué)3.當(dāng)代生命科學(xué)探討的重大成果人體胚胎干細(xì)胞探討——世界十大科學(xué)成就之首人體基因組安排——生命科學(xué)的“阿波羅登月安排”(用于人類疾病的基因診斷、治療)二.展望生命科學(xué)新世紀(jì)后基因組學(xué)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、基因治療、生物多樣性愛護(hù)、腦科學(xué)。三.生命科學(xué)的定義生命科學(xué)是以生命為探討對(duì)象的科學(xué)和技術(shù)的總稱,它是探討生命活動(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。第二節(jié)走進(jìn)生命科學(xué)試驗(yàn)室一.生命科學(xué)探究的基本步驟1.基本步驟學(xué)習(xí)或生活實(shí)踐——提出疑問——提出假設(shè)——設(shè)計(jì)試驗(yàn)——實(shí)施試驗(yàn)——分析數(shù)據(jù)——得出結(jié)論——解答疑問——新的疑問——進(jìn)一步探究。2.試驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則(1)等量原則;(2)單一變量原則;(3)設(shè)置比照原則;(4)可操作性原則;(5)平行重復(fù)原則;(6)隨機(jī)性原則。二.生命科學(xué)試驗(yàn)的基本要求重視視察和試驗(yàn):(1)帶著問題學(xué)習(xí);(2)了解方法和步驟;(3)做好視察和記錄;(4)剛好處理數(shù)據(jù);(5)做好探討和試驗(yàn)報(bào)告。試驗(yàn)1.1細(xì)胞的視察和測(cè)量一.試驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會(huì)高倍顯微鏡的運(yùn)用和顯微測(cè)微尺的運(yùn)用。二.試驗(yàn)原理應(yīng)用顯微鏡的成像原理,同時(shí)借助顯微鏡的物鏡測(cè)微尺和目鏡測(cè)微尺,兩尺協(xié)作運(yùn)用,進(jìn)行測(cè)量和運(yùn)算,得出細(xì)胞的大小。三.試驗(yàn)過程1.低倍鏡視察:對(duì)光→規(guī)范地安放玻片→調(diào)焦→低倍鏡視察。2.高倍鏡的運(yùn)用:在高倍鏡下視察細(xì)胞,首先必需在低倍鏡下調(diào)整焦距使物像達(dá)到最清楚,并把要進(jìn)一步放大的物像移到視野的正中心。轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器,使高倍鏡到位。在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),兩眼要從顯微鏡側(cè)面留意視察,避開鏡頭及玻片相碰。在高倍鏡下視察細(xì)胞應(yīng)運(yùn)用細(xì)調(diào)整器,絕不行以用粗調(diào)整器,避開鏡頭壓碎玻片。3.放大倍數(shù)=目鏡的放大倍數(shù)×物鏡的放大倍數(shù)。4.顯微測(cè)微尺的運(yùn)用(1)將物鏡測(cè)微尺有刻度的一面朝上放在載物臺(tái)上夾好,使測(cè)微尺刻度位于視野中心。調(diào)焦至看清物鏡測(cè)微尺的刻度。(2)當(dāng)心移動(dòng)物鏡測(cè)微尺和目鏡測(cè)微尺(如目鏡測(cè)微尺刻度模糊,可轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡上透鏡進(jìn)行調(diào)焦,使兩尺左邊的“0”點(diǎn)始終線重合,然后由左向右找出兩尺另一重合的直線。(3)記錄兩條重合線間目鏡測(cè)微尺和物鏡測(cè)微尺的格數(shù)。依據(jù)下式計(jì)算目鏡測(cè)微尺每格的長度等于多少μm。若物鏡測(cè)微尺每格長度=l0μm。則目鏡測(cè)微尺每格的長度(μm)=物鏡測(cè)微尺的格數(shù)/目鏡測(cè)微尺的格數(shù)×10。例如:目鏡測(cè)微尺20小格等于鏡臺(tái)測(cè)微尺3小格,已知鏡臺(tái)測(cè)微尺每格10μm,則3小格的寬度為3×10=30μm,則相應(yīng)地在目鏡測(cè)微尺上每小格大小為:3×10÷20=1.5μm。四.留意事項(xiàng)1.鏡檢時(shí),如有必要使鏡筒傾斜,須留意傾斜角度不能超過45°,以免由于整個(gè)鏡體重心不穩(wěn)而翻倒。2.轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整器時(shí),不要用力過猛,以防機(jī)件損壞。本章小結(jié)1.生命科學(xué)是探討生命活動(dòng)及其規(guī)律的科學(xué),是及我們的生存有著親密關(guān)系的一門基礎(chǔ)科學(xué)。它涉及到種植業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)、食品加工業(yè)、醫(yī)學(xué)、制藥、環(huán)境愛護(hù)等方面,關(guān)系到人類生活的各個(gè)領(lǐng)域。2.在生命科學(xué)發(fā)展的早期,主要是采納描述法和比較法進(jìn)行生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)特征的視察和記錄。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,試驗(yàn)法漸漸成為生命科學(xué)主要探討手段。3.17世紀(jì)顯微鏡的獨(dú)創(chuàng),使生命科學(xué)的探討進(jìn)入到細(xì)胞水平。1953DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)分子模型的建立,將生命科學(xué)的探討深化到分子水平,并為現(xiàn)代生物技術(shù)的形成和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。4.21世紀(jì)將是生命科學(xué)突飛猛進(jìn)的時(shí)代,它面臨的重大課題有后基因組學(xué)、基因治療和轉(zhuǎn)基因技術(shù)、生物多樣性愛護(hù)和腦科學(xué)探討等。它將對(duì)人類和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生確定性的影響。5.生命科學(xué)的探究過程源自問題的提出,為了解決問題,可以提出多種假設(shè),用視察、調(diào)查和試驗(yàn)來檢驗(yàn)假設(shè)是否正確,從而獲得新的發(fā)覺和新的理論。在探究過程中,還可能提出更多的問題,激發(fā)進(jìn)一步探究。查閱及問題相關(guān)的文獻(xiàn)資料,有助于假設(shè)的提出和試驗(yàn)的設(shè)計(jì)。6.從總體上看,當(dāng)代生物科學(xué)主要朝著微觀和宏觀兩個(gè)方面發(fā)展:在微觀方面,生物學(xué)已經(jīng)從細(xì)胞水平進(jìn)入到分子水平去探究生命的本質(zhì);在宏觀方面,生態(tài)學(xué)漸漸興起并取得了巨大發(fā)展。第二章生命的物質(zhì)基礎(chǔ)第一節(jié)生物體中的無機(jī)化合物一.水1.含量:是生物體中含量最多的化合物。不同生物的含水量不同,不同的生長發(fā)育階段含水量不同,代謝旺盛的器官含水量高。2.存在形式:(1)結(jié)合水(4.5%);(2)自由水。3.生理功能結(jié)合水:及其他大分子物質(zhì)一起構(gòu)成細(xì)胞的組成成分。自由水:(1)自由水是細(xì)胞中的良好溶劑;(2)參及各種代謝;(3)運(yùn)輸養(yǎng)料和廢物;(4)調(diào)整體溫;(5)維持細(xì)胞形態(tài)。4.人體缺乏表現(xiàn):(1)缺水10%,生理紊亂;(2)缺水20%,生命停止。二.無機(jī)鹽1.含量:是生物體中含量最少的化合物,僅占細(xì)胞干重的1%。2.存在形式:大多以離子狀態(tài)存在。3.生理功能(1)參及組成生物體內(nèi)的重要化合物。如:血紅蛋白:Fe2+、骨骼:Ca2+(缺鈣,肌肉抽搐)、PO43—是磷脂的組成成分、Mg是植物葉綠素的必需成分、Zn是多種酶的組成元素、I是甲狀腺素的原料。(2)參及生物體的代謝活動(dòng)。(3)調(diào)整機(jī)體的滲透壓和酸堿平衡。第二節(jié)生物體中的有機(jī)化合物一.糖類1.概念:符合化學(xué)通式Cm(H2O)n,俗稱碳水化合物。(m,n≥3),m,n可以不相等。組成元素C、H、O。2.作用(1)維持生命活動(dòng)所需能量的主要來源;(2)組成生物體結(jié)構(gòu)的基本原料。3.種類種類分布功能單糖:不能水解的最簡潔的糖戊糖核糖(C5H10O5)細(xì)胞中都有組成RNA的成分脫氧核糖(C5H10O4)細(xì)胞中都有組成DNA的成分己糖葡萄糖(C6H12O6)細(xì)胞中都有主要的能源物質(zhì)果糖(C6H12O6)植物細(xì)胞中供應(yīng)能量半乳糖(C6H12O6)動(dòng)物細(xì)胞中供應(yīng)能量雙糖:由兩分子單糖經(jīng)脫水縮合而成的糖麥芽糖(C12H22O11)發(fā)芽的種子含量豐富供應(yīng)能量蔗糖(C12H22O11)甘蔗甜菜含量豐富供應(yīng)能量乳糖(C12H22O11)動(dòng)物乳汁含量豐富供應(yīng)能量多糖:由很多個(gè)葡萄糖經(jīng)脫水縮合而成的糖淀粉(CH2O)n葉綠體、塊根、塊莖、種子中儲(chǔ)存能量纖維素(CH2O)n植物細(xì)胞的細(xì)胞壁支持愛護(hù)細(xì)胞糖原(CH2O)n肝糖原動(dòng)物的肝臟中儲(chǔ)存能量,調(diào)整血糖肌糖原動(dòng)物的肌肉組織中儲(chǔ)存能量4.其他多糖物質(zhì):多糖+脂質(zhì)=糖脂多糖+蛋白質(zhì)=糖蛋白二.脂質(zhì):俗稱脂類物質(zhì)。1.化學(xué)性質(zhì):不溶于水,易溶于有機(jī)溶劑。2.種類(1)脂肪(甘油三酯):組成元素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間由雙鍵連接,即含不飽和脂肪酸,室溫時(shí)呈液態(tài),稱為(植物)油。植物油為脂溶性維生素的溶劑。脂肪酸:脂肪分子中碳及碳之間均以單鍵連接,即只含飽和脂肪酸,室溫時(shí)呈固態(tài),稱為(動(dòng)物)脂。②作用:最好的儲(chǔ)能物質(zhì);緩沖外界打擊;防止能量損失,維持體溫恒定。(2)磷脂:組成元素C、H、O、N、P。①結(jié)構(gòu):由親水的頭部和疏水的尾部組成極性分子。②功能:組成細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的雙分子層。③種類:卵磷脂和腦磷脂。(3)膽固醇:①含量:正常人體含l50g。②分布:全身各組織中,以腦及神經(jīng)組織中最為豐富,在內(nèi)臟和皮下脂肪的含量也高。③功能:組成細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的重要成分;機(jī)體生成激素(雌激素、雄激素、腎上腺皮質(zhì)激素)和維生素D的原料。④血液膽固醇偏高及心血管疾病發(fā)生明顯相關(guān)。三.蛋白質(zhì)1.概念RNH2COOHHCRNH2COOHHC2.基本組成單位:氨基酸。組成元素C、H、O、N。(1)共同特點(diǎn):在及羧基(—COOH)相連的C原子上同時(shí)連有一個(gè)氨基(—NH2)。(2)不同之處:側(cè)鏈所連接R基團(tuán)不同,代表不同的氨基酸種類。3.化學(xué)結(jié)構(gòu)(1)肽鍵(—CO—NH—):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的化學(xué)鍵。在由一條多肽鏈組成的蛋白質(zhì)分子中,假如分子中一共有M個(gè)氨基酸組成,則分子中:肽鍵數(shù)=脫下的水分子數(shù)=M-1。在由N條多肽鏈組成的蛋白質(zhì)分子中,假如分子中一共有M個(gè)氨基酸組成,則分子中:肽鍵數(shù)=脫下的水分子數(shù)=M-N。蛋白質(zhì)的分子量=氨基酸個(gè)數(shù)×平均分子量-脫下的水分子數(shù)×18(2)肽鏈:氨基酸通過肽鍵連接而成的鏈狀結(jié)構(gòu)。肽鏈不是直線結(jié)構(gòu),而是折疊或螺旋成一定的空間結(jié)構(gòu)。(3)多肽:由3個(gè)以上氨基酸殘基連成的肽鏈,3個(gè)組成就是三肽,4個(gè)組成就是四肽,……n個(gè)氨基酸組成就是n肽。(4)自由氨基和自由羧基:每條多肽鏈的一端至少有1個(gè)自由氨基(N端),另一端至少有一個(gè)自由羧基(C端)。4.蛋白質(zhì)多樣性的緣由:20種氨基酸的種類、數(shù)目、排列依次及多肽鏈的空間結(jié)構(gòu)(功能多樣性的主因)。5.功能(1)機(jī)體構(gòu)造的主要成分(結(jié)構(gòu)物質(zhì))。(2)酶、抗體、激素(胰島素、生長素)、血紅蛋白等的必需原料(調(diào)整物質(zhì))。(3)分解供能占日需總能的10%~15%(能源物質(zhì))。四.核酸1.定義:細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)。組成單位:核苷酸,組成元素C、H、O、N、P。2.分類脫氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)結(jié)構(gòu)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)單鏈結(jié)構(gòu)組成基本單位脫氧核苷酸核糖核苷酸堿基嘌呤腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)嘧啶胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)五碳糖脫氧核糖核糖無機(jī)酸磷酸磷酸分布主要存在于細(xì)胞核主要存在于細(xì)胞質(zhì)3.作用:核酸是一切生物體(包括病毒)的遺傳物質(zhì),對(duì)于生物體的遺傳變異和蛋白質(zhì)的生物合成有極其重要的作用。五.維生素1.概念:是生物生長和代謝必需的微量有機(jī)化合物。2.特點(diǎn):須要量極少,但不能缺乏。膳食多樣化是避開缺乏癥的合理方法。3.分類:依據(jù)溶解特性劃分。(1)脂溶性維生素:A(夜盲癥)、D(軟骨病、佝僂病)、E、K溶解于脂肪,不溶于水,及脂肪一起被淋巴組織汲取后,可在體內(nèi)儲(chǔ)存。(2)水溶性維生素:B族(B1和B6)(皮炎、神經(jīng)炎)、C(壞血癥)溶解于水,不溶于脂肪,干脆汲取進(jìn)入血液中,汲取后很少儲(chǔ)存,過多的則由尿液排出。試驗(yàn)2.1食物中的主要養(yǎng)分成分的鑒定一.試驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會(huì)植物組織中還原性糖,脂肪和蛋白質(zhì)的鑒定。二.試驗(yàn)原理某些化學(xué)試劑能夠使生物組織中有關(guān)有機(jī)物產(chǎn)生特定顏色反應(yīng)??梢砸罁?jù)特定的顏色反應(yīng),鑒定生物組織中還原性糖,脂肪和蛋白質(zhì)的存在。三.試驗(yàn)過程1.預(yù)備試驗(yàn)材料方法及試劑現(xiàn)象結(jié)論1%淀粉糊在試管中加1%淀粉糊(多糖)2mL,滴加碘液2滴藍(lán)色淀粉糊中有大量淀粉存在(多糖鑒定法)1%葡萄糖溶液在試管中加葡萄糖溶液2mL,滴加2滴班氏試劑,勻稱加熱至沸騰磚紅色葡萄糖屬于還原性糖(還原性糖鑒定法)10%雞蛋清溶液在試管中加雞蛋清溶液2mL,然后加入2mL5%NaOH溶液震蕩,再滴加2~3滴1%CuSO4溶液(5%NaOH+l%CuSO4稱為雙縮脲試劑)紫色蛋清中含有蛋白質(zhì)(蛋白質(zhì)鑒定法)植物油在試管中加植物油2mL,逐步滴加蘇丹Ⅲ染液幾滴橘紅色植物油屬于脂肪(脂肪鑒定法)2.正式試驗(yàn)(1)梨果肉薄片+班氏試劑(勻稱加熱)→紅黃色沉淀;(2)花生仁子葉薄片+蘇丹Ⅲ染液→橘紅色;(3)含有蛋白質(zhì)的材料及雙縮脲試劑產(chǎn)生紫色反應(yīng)。四.留意事項(xiàng)1.還原性糖的鑒定:預(yù)備試驗(yàn)時(shí),加熱試管中的溶液,應(yīng)運(yùn)用試管夾夾住試管上部,并放入盛有開水的大燒杯中水浴加熱。2.脂肪的鑒定:切片時(shí)刀口要向內(nèi),同時(shí)留意不要傷著自己和他人。3.蛋白質(zhì)的鑒定:運(yùn)用雙縮脲試劑時(shí),應(yīng)先加NaOH溶液,造成堿性環(huán)境,再加CuSO4溶液,且CuSO4溶液不能多加,否則CuSO4的藍(lán)色將遮蓋顏色反應(yīng)的真實(shí)結(jié)果。本章小結(jié)1.水是維持生命活動(dòng)的重要物質(zhì),它是生物化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì),并具有運(yùn)輸物質(zhì)、參及代謝、調(diào)整體溫、保持體溫恒定的作用。細(xì)胞中水的存在形式有自由水和結(jié)合水兩種,其中含量最多的形式的主要作用是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑,細(xì)胞內(nèi)很多生化反應(yīng)必需有水的參及,運(yùn)輸養(yǎng)分物質(zhì)和代謝廢物。2.無機(jī)鹽大多數(shù)以離子形式存在于生物體內(nèi),其含量雖然很少,但它們卻是調(diào)整生理機(jī)能不行缺少的物質(zhì)。重要作用:有些無機(jī)鹽是細(xì)胞內(nèi)某些困難化合物的組成成分,如Fe是血紅蛋白的主要成分,Mg是葉綠素分子必需的成分;很多無機(jī)鹽離子對(duì)于生物體的代謝(生命)活動(dòng)有重要作用,如血液中Ca2+含量太低就會(huì)出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象;無機(jī)鹽對(duì)于維持細(xì)胞的內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定(酸堿平衡)也很重要。3.蛋白質(zhì)是由氨基酸組成的生物大分子化合物。氨基酸及氨基酸之間以肽鍵相連接形成肽鏈,氨基酸的數(shù)目、種類、排列依次確定了肽鏈的多樣性。蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)是其功能多樣性的基礎(chǔ)。蛋白質(zhì)不但是生物體的結(jié)構(gòu)物質(zhì),而且在生理活動(dòng)中起調(diào)整作用。蛋白質(zhì)在細(xì)胞中的含量只比水少,占細(xì)胞干重的50%以上其基本組成單位是氨基酸,大約有20種,在結(jié)構(gòu)上都符合結(jié)構(gòu)通式。氨基酸分子間以脫水縮合的方式相互結(jié)合形成多肽,再加工成有特定空間的蛋白質(zhì)。10個(gè)氨基酸構(gòu)成1條多肽鏈,脫9份水,形成9個(gè)肽鍵。由多個(gè)氨基酸分子縮合而成的化合物稱為多肽,其通常呈鏈狀結(jié)構(gòu),稱為肽鏈。4.糖類是細(xì)胞的主要能源物質(zhì),糖類的通式是(CH2O)n。糖類可分為單糖﹑雙糖和多糖等幾類。葡萄糖、核糖、脫氧核糖、果糖和半乳糖屬于單糖,葡萄糖是細(xì)胞的主要能源物質(zhì),核糖一般不作為能源物質(zhì),它們是核酸的組成成分;雙糖中蔗糖和麥芽糖是植物糖,乳糖是動(dòng)物糖;多糖中糖原是動(dòng)物體內(nèi)的多糖物質(zhì),為動(dòng)物體內(nèi)的能源和結(jié)構(gòu)物質(zhì)。淀粉和纖維素是植物體內(nèi)的主要多糖物質(zhì),淀粉和糖原是細(xì)胞中重要的儲(chǔ)能物質(zhì)。動(dòng)植物共有的是葡萄糖,核糖,脫氧核糖形式,其中核糖和脫氧核糖分別主要位于細(xì)胞的DNA和RNA。5.核酸是由核苷酸為單體組成的生物大分子化合物。核酸有兩種,一種為脫氧核糖核酸(DNA),一種為核糖核酸(RNA)。它們的基本組成單位分別是脫氧核苷酸和核糖核苷酸。核酸是遺傳信息的載體?;締挝缓塑账?,由一分子磷酸﹑一分子含氮堿基和一分子五碳糖組成。脫氧核糖核酸簡稱DNA,主要存在于細(xì)胞核中。核糖核酸簡稱RNA,主要存在于細(xì)胞質(zhì)中。6.脂類主要是由C、H、O三種化學(xué)元素組成。脂質(zhì)可分為脂肪、類脂和固醇,后者包括膽固醇、性激素和VD,主要是對(duì)維持正常的新陳代謝和生殖過程等生命活動(dòng)起重要調(diào)整作用。脂肪、磷脂和膽固醇是最常見的脂質(zhì)。脂肪由甘油和脂肪酸構(gòu)成,是生物體內(nèi)的能量儲(chǔ)存的重要形式;磷脂分子結(jié)構(gòu)中有親水性頭部和疏水性尾部,是構(gòu)成細(xì)胞膜的主要成分;膽固醇是組成細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的重要成分之一,也是很多激素的重要組成部分。7.維生素是生物生長和代謝所必需的微量有機(jī)物,按其溶解特性可分為脂溶性維生素和水溶性維生素兩大類。第三章生命的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)第一節(jié)細(xì)胞膜一.細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)1.化學(xué)成分:主要由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成,外側(cè)有少量多糖。2.細(xì)胞膜的流淌鑲嵌結(jié)構(gòu):(1)以磷脂雙分子層為基本骨架;(2)蛋白質(zhì)分子有的排在磷脂雙分子層的兩側(cè),有的鑲嵌或者貫穿在整個(gè)磷脂雙分子層中;(3)糖被:糖蛋白和糖脂,是細(xì)胞識(shí)別外界信息的“信號(hào)天線”。3.特點(diǎn):(1)細(xì)胞膜具有一定的流淌性;(2)活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過性功能。死細(xì)胞的細(xì)胞膜具全透性。二.物質(zhì)通過細(xì)胞膜的方式1.溶質(zhì)分子的通過方式被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸自由擴(kuò)散幫助擴(kuò)散細(xì)胞膜兩側(cè)物質(zhì)濃度差由高濃度到低濃度由高濃度到低濃度由低濃度到高濃度是否須要載體不須要須要須要是否消耗細(xì)胞內(nèi)的能量不須要不須要須要代表例子氧氣、二氧化碳、甘油、乙醇等出入細(xì)胞葡萄糖通過紅細(xì)胞膜葡萄糖、氮基酸通過小腸上皮細(xì)胞2.大分子物質(zhì)和顆粒性物質(zhì)的通過方式胞吞胞吐方向進(jìn)入細(xì)胞運(yùn)出細(xì)胞過程附著在細(xì)胞膜上,膜內(nèi)陷形成小囊被包入,從膜上脫離,形成小囊泡,進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部在細(xì)胞膜內(nèi)被包圍形成小囊泡,及細(xì)胞膜融合移到細(xì)胞表面,向外張開,排出細(xì)胞是否消耗細(xì)胞內(nèi)的能量須要須要代表例子白細(xì)胞吞噬細(xì)菌消化酶的分泌三.細(xì)胞的吸水及失水1.滲透作用:水分子通過半透膜(細(xì)胞膜)的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)過程。2.關(guān)于“一個(gè)活的成熟的植物細(xì)胞可以看成一個(gè)滲透系統(tǒng)”的分析(1)細(xì)胞壁,全透性,水和溶質(zhì)可自由通過。(2)細(xì)胞膜,液泡膜和部分細(xì)胞質(zhì)合稱原生質(zhì)層,可看成一層選擇透過性膜,相當(dāng)于半透膜。(3)原生質(zhì)層兩側(cè)的溶液即細(xì)胞液和外界溶液存在著濃度差。3.質(zhì)壁分別和復(fù)原細(xì)胞液濃度<外界溶液→液泡失水→原生質(zhì)層收縮→質(zhì)壁分別細(xì)胞液濃度>外界溶液→液泡吸水→原生質(zhì)層復(fù)原→質(zhì)壁分別復(fù)原四.細(xì)胞膜的功能1.愛護(hù)作用。2.運(yùn)輸作用(即選擇透過性)。3.信息溝通(膜上特別蛋白質(zhì)即受體及外界環(huán)境)。4.細(xì)胞識(shí)別。5.血型確定。試驗(yàn)3.1探究細(xì)胞外界溶液濃度及質(zhì)壁分別的關(guān)系一.試驗(yàn)?zāi)康奶骄恐参锛?xì)胞質(zhì)壁分別的程度及外界溶液濃度的關(guān)系。二.試驗(yàn)原理成熟植物細(xì)胞具有中心大液泡。細(xì)胞壁的特點(diǎn):全透性的,伸縮性較小。細(xì)胞膜,液泡膜相當(dāng)于半透膜。原生質(zhì)層:包括細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜。當(dāng)細(xì)胞液濃度>外界溶液濃度,細(xì)胞吸水,質(zhì)壁分別復(fù)原。當(dāng)細(xì)胞液濃度<外界溶液濃度,細(xì)胞失水,質(zhì)壁分別。三.試驗(yàn)過程1.第一步:用清水制作洋蔥鱗葉外表皮的臨時(shí)裝片,先用低倍鏡視察。2.第二步:嘗試用不同濃度梯度的蔗糖溶液(濃度分別為10%,20%,30%)引流,使洋蔥表皮細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分別。3.第三步:使洋蔥表皮細(xì)胞浸潤于清水中,視察質(zhì)壁分別的復(fù)原。四.留意事項(xiàng)1.撕下的表皮既能視察到紫色,又不帶有葉肉細(xì)胞。2.選用的洋蔥紫色越深越好。假如運(yùn)用的洋蔥紫色較淺,則不利于視察。3.視察到質(zhì)壁分別現(xiàn)象后,要盡快滴加清水使其復(fù)原,否則,細(xì)胞會(huì)因質(zhì)壁分別時(shí)間過長而失水死亡。4.決不能在顯微鏡的載物臺(tái)上滴加蔗糖溶液和清水。滴加蔗糖溶液和清水的步驟,分別要重復(fù)3次以上。千萬要留意,絕不能讓蔗糖溶液溢至蓋玻片上,以免污染物鏡。5.在視察洋蔥根尖有絲分裂的試驗(yàn)中,要用根尖的分生區(qū)細(xì)胞:細(xì)胞呈正方形,排列緊密,有的細(xì)胞正在分裂。這樣才能看到不同分裂期細(xì)胞。第二節(jié)細(xì)胞核和細(xì)胞器一.細(xì)胞核:儲(chǔ)存遺傳物質(zhì)的場(chǎng)所,細(xì)胞生長發(fā)育和分裂增殖的調(diào)控中心。形態(tài)結(jié)構(gòu)功能核膜兩層膜組成,其上有核孔,利于大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞質(zhì)及細(xì)胞核之間的界膜,限制染色質(zhì)于細(xì)胞核內(nèi)核基質(zhì)透亮均一的核液核內(nèi)進(jìn)行生化反應(yīng)的場(chǎng)所核仁一個(gè)或幾個(gè)圓球形結(jié)構(gòu)及核糖體的形成有關(guān)染色質(zhì)可被堿性染料染成藍(lán)色的細(xì)絲狀物質(zhì),由DNA和蛋白質(zhì)組成遺傳物質(zhì)DNA的載體二.細(xì)胞質(zhì)1.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)——液體部分(1)懸浮各種細(xì)胞器。(2)為細(xì)胞新陳代謝供應(yīng)場(chǎng)所、物質(zhì)和環(huán)境條件。如ATP,核苷酸,氨基酸。2.細(xì)胞器(1)線粒體:①結(jié)構(gòu):雙層膜,嵴(擴(kuò)大膜面積),基質(zhì)。②成分:呼吸酶,DNA等。③功能:有氧呼吸(呼吸作用)的主要場(chǎng)所。(2)葉綠體:①結(jié)構(gòu):雙層膜,基質(zhì),基粒(擴(kuò)大膜面積)。②成分:光合色素,光合酶,DNA等。③功能:光合作用的場(chǎng)所。④分布:高等植物細(xì)胞特有。(3)內(nèi)質(zhì)網(wǎng):①結(jié)構(gòu):單層膜的網(wǎng)狀物。②分類:滑面型,粗面型。③功能:增大膜面積;及蛋白質(zhì)的運(yùn)輸及脂質(zhì)(脂肪)合成代謝有關(guān)。(4)高爾基體:①結(jié)構(gòu):單層膜,扁平囊狀和泡狀結(jié)構(gòu)。②功能:及動(dòng)物細(xì)胞分泌物的形成有關(guān),及植物細(xì)胞細(xì)胞壁(纖維素)的形成有關(guān)。(5)核糖體:①結(jié)構(gòu):無膜,體積最小,數(shù)量最多。②成分:蛋白質(zhì),RNA。③功能:合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所。附著核糖體:合成分泌蛋白(如抗體,酶,蛋白質(zhì)類激素)和膜蛋白。游離核糖體:合成結(jié)構(gòu)蛋白(細(xì)胞質(zhì)中的蛋白質(zhì))和特別蛋白(如血紅蛋白)。(6)中心體:①結(jié)構(gòu):兩個(gè)垂直排列的中心粒,無膜結(jié)構(gòu)。②分布:動(dòng)物和低等植物細(xì)胞。③功能:及動(dòng)物細(xì)胞分裂有關(guān),形成紡錘體。(7)液泡:①結(jié)構(gòu):單層膜,含細(xì)胞液。②分布:一般成熟植物細(xì)胞具有大型液泡。③功能:儲(chǔ)存物質(zhì)(糖類,無機(jī)鹽,色素,蛋白質(zhì)等),及滲透吸水有關(guān)。(8)溶酶體:①結(jié)構(gòu):單層膜,含多種水解酶。②分布:全部細(xì)胞都有。③功能:可消化進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的異物及蒼老無用的細(xì)胞碎片。三.真核細(xì)胞和原核細(xì)胞原核細(xì)胞真核細(xì)胞細(xì)胞大小較小(lμm~10μm)較大(l0μm~50μm)細(xì)胞核沒有成形的細(xì)胞核,遺傳物質(zhì)DNA集中在細(xì)胞中心,稱為擬核。無核膜,無核仁有成形的,真正的細(xì)胞核,有核膜,有核仁染色體無染色體,只有一條袒露的DNA分子由蛋白質(zhì)和DNA分子組成細(xì)胞器只有核糖體多種細(xì)胞器細(xì)胞壁主要含肽聚糖含纖維素,果膠舉例細(xì)菌,放線菌,藍(lán)藻,支原體,立克次氏體,衣原體原生動(dòng)物,真菌,植物,動(dòng)物和人細(xì)胞(除病毒外)是生物體結(jié)構(gòu)單位和功能單位。植物細(xì)胞特有的結(jié)構(gòu)和細(xì)胞器:細(xì)胞壁、葉綠體和大液泡。及胰島素(酶)合成、運(yùn)輸、分泌有關(guān)的細(xì)胞器是:核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體(供應(yīng)能量)。微生物中:細(xì)菌為原核生物、真菌為真核生物、病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu)。試驗(yàn)3.2顫藻和水綿細(xì)胞的比較視察一.試驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^顫藻和水綿細(xì)胞的比較視察,了解真核細(xì)胞和原核細(xì)胞的區(qū)分。二.試驗(yàn)原理真核細(xì)胞和原核細(xì)胞的最本質(zhì)區(qū)分在于:真核細(xì)胞有成形的細(xì)胞核,而原核細(xì)胞無成形的細(xì)胞核,只有擬核。三.試驗(yàn)過程1.制備水綿臨時(shí)裝片(1)滴清水;(2)取樣品;(3)散開;(4)蓋蓋玻片;(5)低倍鏡視察;(6)高倍鏡視察。2.制備顫藻臨時(shí)裝片(方法步驟同步驟1)3.染色和比較視察(1)碘液引流:在蓋玻片一側(cè)滴加碘液,在另一側(cè)用吸水紙進(jìn)行引流。(2)比較細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)差異。4.結(jié)論在水綿細(xì)胞內(nèi)有染成棕色、圓球形的細(xì)胞核,而顫藻細(xì)胞內(nèi)沒有。深藍(lán)紫色的顆粒是光合作用形成的淀粉。顫藻——原核生物,色素分布在細(xì)胞質(zhì)中,無染色較深、形態(tài)固定的結(jié)構(gòu)。水綿——真核生物,色素分布在葉綠體中,有染色較深、形態(tài)固定的結(jié)構(gòu)。四.留意事項(xiàng)1.洋品不能取太多,否則相互重疊反而看不清細(xì)胞。2.碘液引流要充分,重復(fù)多次。第三節(jié)非細(xì)胞形態(tài)的生物——病毒一.病毒的形態(tài)和結(jié)構(gòu)1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)一類非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物體。(2)很小,絕大多數(shù)病毒的大小在150nm以下,電子顯微鏡可見。2.主要成分蛋白質(zhì)和核酸(一種病毒只含有一種,即RNA或DNA)。3.結(jié)構(gòu)模式:核心(核酸位于中心),衣殼(蛋白質(zhì)包在四周)。4.活動(dòng)特點(diǎn):寄生性。5.病毒的種類(1)植物病毒;(2)動(dòng)物病毒;(3)細(xì)菌病毒(噬菌體)二.病毒及人類的關(guān)系1.危害(1)病毒性傳染?。翰《拘愿忻?,狂犬病,水痘,腮腺炎,脊髓灰質(zhì)炎。(2)乙型肝炎:由乙型肝炎病毒(HBV)引起,可通過血液傳播,母嬰傳播。(3)艾滋?。河砂滩〔《?人類免疫缺陷病毒HIV)感染T淋巴細(xì)胞,傳播途徑:血液傳播,性傳播,母嬰傳播。2.好處(1)殺滅農(nóng)業(yè)害蟲(生物防冶);(2)制造疫苗;(3)轉(zhuǎn)基因技術(shù)。本章小結(jié)1.細(xì)胞膜把細(xì)胞及外界環(huán)境分隔開,具有愛護(hù)細(xì)胞的作用,還具有限制物質(zhì)進(jìn)出、實(shí)現(xiàn)細(xì)胞及外界進(jìn)行信息溝通等功能。細(xì)胞膜主要有脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和多糖組成。磷脂雙分子層是細(xì)胞膜的基本支架,蛋白質(zhì)分子有的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貫穿在磷脂雙分子層中。細(xì)胞膜的流淌性對(duì)于細(xì)胞完成各種生理功能是特別重要的。2.物質(zhì)通過細(xì)胞膜的運(yùn)輸方式,有被動(dòng)運(yùn)輸、主動(dòng)運(yùn)輸和胞吞胞吐。被動(dòng)運(yùn)輸是順濃度梯度運(yùn)輸?shù)倪^程,不須要消耗細(xì)胞的能量,包括自由擴(kuò)散和幫助擴(kuò)散。主動(dòng)運(yùn)輸是逆濃度梯度運(yùn)輸?shù)倪^程,須要消耗細(xì)胞的能量,還須要載體蛋白的幫助。大分子或顆粒狀物質(zhì)通過胞吞胞吐的方式運(yùn)輸。水通過滲透方式進(jìn)出細(xì)胞。運(yùn)輸方式運(yùn)輸方向是否須要載體是否消耗能量示例自由擴(kuò)散濃度高到低否否O2、CO2幫助擴(kuò)散濃度高到低是否H2O主動(dòng)運(yùn)輸濃度低到高是是3.在細(xì)胞膜以內(nèi),細(xì)胞核以外的部分叫細(xì)胞質(zhì)。細(xì)胞質(zhì)主要包括細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞器。為新陳代謝的進(jìn)行供應(yīng)各種原料和反應(yīng)場(chǎng)所。細(xì)胞質(zhì)中分布著內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、核糖體、線粒體等各種細(xì)胞器,它們執(zhí)行著各自功能,又相互協(xié)同,使細(xì)胞中的各種生命活動(dòng)井然有序地進(jìn)行。植物細(xì)胞還具有細(xì)胞壁、液泡及葉綠體等結(jié)構(gòu)。名稱功能存在細(xì)胞(動(dòng)、植物)線粒體有氧呼吸的主要場(chǎng)所動(dòng)、植葉綠體光合作用的場(chǎng)所植內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)加工、運(yùn)輸、脂類代謝動(dòng)、植高爾基體儲(chǔ)存、加工、轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)胞分泌物,(植)形成細(xì)胞壁動(dòng)、植核糖體蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所動(dòng)、植中心體有絲分裂動(dòng)、低等植物液泡維持細(xì)胞形態(tài)、滲透壓植溶酶體消化異物動(dòng)、植4.細(xì)胞核由核膜、核仁、染色質(zhì)和核基質(zhì)組成,是儲(chǔ)存遺傳物質(zhì)的場(chǎng)所,是調(diào)控細(xì)胞代謝活動(dòng)的中心。具有細(xì)胞核的細(xì)胞為真核細(xì)胞。原核細(xì)胞僅具擬核,沒有真正的細(xì)胞核。5.細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的基本單位。在生物界存在著真核細(xì)胞和原核細(xì)胞兩大類,它們的主要區(qū)分是有無核膜包被的細(xì)胞核。原核生物常見的有細(xì)菌、藍(lán)藻、放線菌、支原體。6.病毒特別小,不具有細(xì)胞結(jié)構(gòu),其主要成分是核酸和蛋白質(zhì)。病毒只有寄生在特定的活細(xì)胞中才能增殖。第四章生命的物質(zhì)變更和能量轉(zhuǎn)換第一節(jié)生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)新陳代謝1.概念:生物體及內(nèi)外環(huán)境之間的物質(zhì)和能量的交換過程,是生物體內(nèi)全部有序的代謝(生化)反應(yīng)的總稱。2.過程(1)同化作用:把從外界環(huán)境中獲得的養(yǎng)分物質(zhì),轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì),并儲(chǔ)存能量。(2)異化作用:分解自身的一部分組成物質(zhì),把分解的最終產(chǎn)物排出體外,并釋放能量。3.意義:新陳代謝是生命活動(dòng)的基礎(chǔ),是生命最本質(zhì)的特征。一.合成反應(yīng)和分解反應(yīng)1.合成反應(yīng)(1)定義:由小分子形成大分子的化學(xué)反應(yīng)。(2)舉例:單糖合成多糖,核苷酸合成核酸。2.分解反應(yīng)(1)定義:由大分子分解形成小分子的化學(xué)反應(yīng)。(2)舉例:①水解反應(yīng):(物質(zhì)加水進(jìn)行的分解反應(yīng))比如蛋白質(zhì)的分解過程。②氧化分解反應(yīng):(分子降解過程中釋放出[H]的分解反應(yīng))比如葡萄糖的氧化分解過程。反應(yīng)式:。二.生物催化劑——酶1.概念:酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化活性的有機(jī)物。2.化學(xué)本質(zhì):大多數(shù)是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA。因此也稱為生物催化劑。3.命名:依據(jù)各種酶的來源以及它們所催化的底物來命名。如:唾液淀粉酶是唾液腺產(chǎn)生的催化淀粉水解酶,胰蛋白酶是胰腺產(chǎn)生的催化蛋白質(zhì)水解的酶,還有腸肽酶,纖維素酶(分解植物細(xì)胞壁)等。4.酶的特性(1)高效性:催化效率(即酶的活性)遠(yuǎn)高于無機(jī)催化劑。(2)專一性:酶特定活性部位及底物完全契合時(shí)才能起催化作用。(3)多樣性:生物細(xì)胞內(nèi)有成千上萬種酶。5.影響酶的催化的內(nèi)外條件酶的催化活性須要相宜的溫度和pH值,協(xié)助因子,抑制劑。三.生命活動(dòng)的干脆能源物質(zhì)——ATP1.中文名稱:腺苷三磷酸(ATP,A:腺苷,T:其數(shù)量為三個(gè),P:磷酸基)。2.結(jié)構(gòu)簡式:A-P~P~P。A代表腺苷(腺嘌呤核苷),-代表一般化學(xué)鍵,即一個(gè)腺苷上連接三個(gè)磷酸基,P代表磷酸基,~代表高能磷酸鍵。3.ATP及ADP的轉(zhuǎn)化:ATP酶ADP+Pi+能量(反應(yīng)中物質(zhì)可逆,能量4.ATP的功能(去向):為生命活動(dòng)供應(yīng)干脆能源,是能源的攜帶和轉(zhuǎn)運(yùn)者,被稱為“能量貨幣”。5.ATP來源:全部活細(xì)胞的呼吸作用,植物細(xì)胞的光合作用(光反應(yīng))。試驗(yàn)4.1探究酶的高效性一.試驗(yàn)?zāi)康谋容^過氧化氫酶及Fe3+的催化效率,證明酶的高效性。二.試驗(yàn)原理簇新的肝臟中含有過氧化氫酶,F(xiàn)eCl3是一種無機(jī)催化劑,它們都可以催化H2O2分解成H2O和O2。三.試驗(yàn)過程1.取5支試管各加入5mL3%H2O2溶液。2.分別加入蒸餾水,簇新豬肝勻漿,3.5%FeCl3溶液,經(jīng)高溫處理的豬肝勻漿,經(jīng)高溫處理的3.5%FeCl3溶液各0.5mL。3.視察各試管內(nèi)氣泡發(fā)生狀況并記錄。四.留意事項(xiàng)1.每支試管保持等量。2.搖勻然后檢驗(yàn)氧氣。第二節(jié)光合作用一.光合作用的探討歷史時(shí)間164217711785186420世紀(jì)30頭20世紀(jì)40頭國家比利時(shí)英國荷蘭德國美國美國科學(xué)家赫爾蒙特普利斯特利英格豪斯薩克斯魯賓及卡門卡爾文結(jié)論原料是水植物可以更新空氣光照是必要條件產(chǎn)物是淀粉產(chǎn)物氧來自水CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物的途徑二.葉綠體及其色素1.進(jìn)行光合作用的主要器官——葉片;進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所——葉綠體。2.葉綠體結(jié)構(gòu)(1)雙層膜。(2)基質(zhì)(葉綠體內(nèi)液體)。(3)基粒(類囊體:多層餅狀膜結(jié)構(gòu)組成,增加受光面積,其膜上分布大量光合色素)。3.光合色素:由上至下(1)種類:①類胡蘿卜素(含量約占總量的1/5):包括胡蘿卜素(橙黃色),葉黃素(黃色)。②葉綠素(含量約占總量的4/5):葉綠素a(藍(lán)綠色),葉綠素b(黃綠色)。(2)作用:色素具有選擇汲取光能的特性。葉綠素主要汲取紅橙光和藍(lán)紫光,類胡蘿卜素主要汲取藍(lán)紫光。三.光合作用的過程1.定義:葉綠體汲取并利用光能,將CO2和H2O合成有機(jī)物并釋放O2,將光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的過程。2.光合作用的總反應(yīng)式:CO2+2H2O光能葉綠體(CH2O)+H23.過程光反應(yīng)暗反應(yīng)(卡爾文循環(huán))類別場(chǎng)所基粒(類囊體)膜上葉綠體基質(zhì)中條件光,色素,酶,ADP,Pi,NADP+酶,ATP,NADPH,C5物質(zhì)變更水的光解,ATP的形成,NADPH的形成CO2的固定,C3的還原,C5的再生能量變更光能→活躍化學(xué)能活躍化學(xué)能→穩(wěn)定化學(xué)能實(shí)質(zhì)將無機(jī)物合成有機(jī)物,將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能聯(lián)系1.光反應(yīng)為暗反應(yīng)供應(yīng)NADPH和ATP2.暗反應(yīng)為光反應(yīng)供應(yīng)ADP+Pi和NADP+4.產(chǎn)物的去向(1)大部分在葉肉細(xì)胞中轉(zhuǎn)變成蔗糖;(2)一部分在葉綠體中轉(zhuǎn)變成淀粉;(3)一部分參及蛋白質(zhì),氨基酸和脂質(zhì)等的合成。四.影響光合作用的因素1.光照(主要影響光反應(yīng))在一定的光照強(qiáng)度范圍內(nèi),光合速率(即光合作用的強(qiáng)度)隨著光照強(qiáng)度增加而加快(因?yàn)楣夥磻?yīng)產(chǎn)生的NADPH和ATP增多,使暗反應(yīng)加快,光合作用產(chǎn)物增加)。當(dāng)達(dá)到某一光照強(qiáng)度,光合速率達(dá)到飽和后不再加快(主要緣由是受暗反應(yīng)中酶和CO2供應(yīng)量等的限制)。2.二氧化碳濃度(主要影響暗反應(yīng))二氧化碳濃度太低,不能進(jìn)行光合作用;在一定濃度范圍內(nèi),隨著二氧化碳濃度的上升,光合速率加快;當(dāng)二氧化碳濃度超過一定濃度時(shí),光合速率不再加快。3.溫度:主要影響酶的活性。即在一定溫度范圍內(nèi),隨著溫度的上升,光合速率不斷加快,但超過一定的溫度,隨著溫度的上升,光合速率漸漸減慢。植物細(xì)胞中酶的最適溫度為25°C~30°C,超過35°C,酶的活性起先下降??傊?,光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。試驗(yàn)4.2葉綠體中色素的提取和分別一.試驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會(huì)提取和分別葉綠體色素的方法;探究葉綠體中有幾種色素。二.試驗(yàn)原理提取的原理:色素不溶于水而溶于有機(jī)溶劑-—用無水酒精提取葉綠體色素。分別的方法:紙層析法。層析液為石油醚,各種色素因隨著層析液在濾紙上擴(kuò)散的速度不同而分層。三.試驗(yàn)過程1.材料:簇新菠菜葉片。2.步驟(1)研磨加試劑:無水酒精(2)過濾。(3)濾紙條上畫濾液細(xì)線:畫細(xì)而直的濾液線,陰干后,重復(fù)幾次(目的:保證濾液線上的色素含量,使層析結(jié)果清楚可見)。(4)分別:紙層析法(層析液:石油醚)。注:層析液不能沒及濾液細(xì)線。3.熒光現(xiàn)象:透射光(綠色),反射光(紅色)。四.留意事項(xiàng)1.要選取簇新,顏色較深的葉片,以使濾液中含較多的色素。2.研磨要快速而充分。3.層析時(shí),濾紙條上的濾液細(xì)線一定不能浸入層析液中,否則會(huì)因色素溶解在燒杯內(nèi)的層析液中而導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。第三節(jié)細(xì)胞呼吸(生物氧化)細(xì)胞呼吸的定義:有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,生成CO2或其他產(chǎn)物,釋放出能量并生成ATP的過程。一.糖的有氧呼吸1.反應(yīng)式:C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O2.特點(diǎn)(1)酶促反應(yīng)(酶所催化的反應(yīng));(2)分步進(jìn)行(22步);(3)能量緩慢釋放(部分轉(zhuǎn)移給ATP,大部分以熱能散失,維持體溫)。3.階段場(chǎng)所反應(yīng)物產(chǎn)物能量第一階段(糖酵解)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)C6H12O62C3H4O3+4[H]少量第二階段線粒體2C3H4O3+6H2O6CO2+20[H]少量24[H]+6O212H2O大量二.糖的無氧呼吸(微生物的無氧呼吸為發(fā)酵)1.反應(yīng)式:C6H12O6酶2C2H5OH(酒精)+2CO2舉例:多數(shù)植物細(xì)胞,酵母菌分解葡萄糖為酒精和CO2(酒精發(fā)酵)。2.反應(yīng)式:C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸舉例:高等動(dòng)物,馬鈴薯塊莖,甜菜塊根,玉米胚,乳酸菌分解葡萄糖為乳酸(乳酸發(fā)酵)。3.細(xì)胞呼吸和呼吸的區(qū)分細(xì)胞呼吸是體內(nèi)的有機(jī)物被氧化分解的過程。是指一系列微觀的生物化學(xué)反應(yīng)。呼吸是指機(jī)體及外界環(huán)境之間氣體交換的過程。是一個(gè)宏觀的氣體交換過程。4.有氧呼吸及無氧呼吸的比較有氧呼吸無氧呼吸不同點(diǎn)場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件需O2,需酶不需O2,需酶產(chǎn)物CO2、H2O酒精和CO2或乳酸能量大量,合成38ATP少量,合成2ATP相同點(diǎn)聯(lián)系從葡萄糖分解為丙酮酸階段相同,以后階段不同實(shí)質(zhì)分解有機(jī)物,釋放能量,合成ATP第四節(jié)生物體內(nèi)養(yǎng)分物質(zhì)的變更一.糖類代謝1.細(xì)胞或血漿中葡萄糖的來源主要有三(1)食物中糖類物質(zhì)的消化汲取。(2)血糖濃度低于80mg~120mg/dL時(shí),由肝糖原分解產(chǎn)生。(3)由其他非糖物質(zhì)(如甘油,氨基酸,乳酸等)在代謝中轉(zhuǎn)化產(chǎn)生。2.細(xì)胞或血漿中葡萄糖的去路有四(1)在細(xì)胞中氧化分解供應(yīng)能量。(2)血糖濃度高于100mg/dL時(shí),在肝臟合成肝糖原。(3)骨胳肌中合成肌糖原。(4)在細(xì)胞中轉(zhuǎn)化為其他非糖物質(zhì)。3.糖類的消化過程:食物中糖類以淀粉為主,在消化道中進(jìn)行。4.汲?。阂灾鲃?dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞郊橙〉叫∧c絨毛內(nèi)的毛細(xì)血管中。5.代謝途徑:二.蛋白質(zhì)代謝1.氨基酸的來源有三(1)從食物中的蛋白質(zhì)消化汲取獲得。(2)自身蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生。(3)通過轉(zhuǎn)氨基作用產(chǎn)生新氨基酸。2.氨基酸的去路有四(1)合成各種組織蛋白和酶。(2)通過轉(zhuǎn)氨基作用產(chǎn)生新氨基酸。(3)通過陀氨基作用分解,其中含氮部分轉(zhuǎn)化為尿素。(4)不含氮部分轉(zhuǎn)化為糖類、脂肪等其他物質(zhì)。3.蛋白質(zhì)的消化過程:在消化道中進(jìn)行。4.汲?。阂灾鲃?dòng)運(yùn)輸方式進(jìn)入小腸絨毛中的毛細(xì)血管內(nèi)。5.代謝途徑:三.脂質(zhì)代謝1.脂肪的來源有三(1)從食物中的脂肪消化汲取獲得。(2)糖類轉(zhuǎn)化。(3)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化。2.脂肪的去路有四(1)脂肪(皮下、腸系膜等處儲(chǔ)存)。(2)構(gòu)成細(xì)胞成分,如磷脂。(3)形成腺體分泌物:乳脂、皮脂。(4)分解成甘油和脂肪酸,進(jìn)一步氧化分解成CO2+H2O+能量。食物中脂類的種類:脂肪(甘油三醇)、少量的磷脂(腦磷脂、卵磷脂)、膽固醇。3.脂肪的消化過程:在消化道中進(jìn)行。4.汲?。捍蟛糠指视?、脂肪酸以自由擴(kuò)散的方式被汲取到小腸絨毛內(nèi)的毛細(xì)血管,一部分由絨毛內(nèi)毛細(xì)淋巴管汲取。5.代謝途徑:四.三大養(yǎng)分物質(zhì)消化產(chǎn)物和代謝產(chǎn)物的比較在同一細(xì)胞內(nèi),三類物質(zhì)的代謝同時(shí)進(jìn)行,它們既相互聯(lián)系,又相互制約。生物大分子消化產(chǎn)物(水解產(chǎn)物)代謝產(chǎn)物(氧化分解產(chǎn)物)淀粉葡萄糖CO2,H2O蛋白質(zhì)氨基酸CO2,H2O和尿素脂肪甘油+脂肪酸CO2,H2O五.三大養(yǎng)分物質(zhì)代謝及人體健康有機(jī)物獲得能量的先后依次是:糖類>脂質(zhì)>蛋白質(zhì)。1.平衡膳食:即合理養(yǎng)分。是指人體攝入的食物中七大養(yǎng)分物質(zhì)種類齊全、攝入量及其比例符合人體各個(gè)齡層次生長發(fā)育的須要。2.七大養(yǎng)分物質(zhì):糖類、脂肪、蛋白質(zhì)、水、無機(jī)鹽、維生素和膳食纖維(前3個(gè)為能源物質(zhì))。本章小結(jié)1.新陳代謝是生命的基本特征。細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的自我更新過程是通過一系列化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。合成反應(yīng)和分解反應(yīng)是生化反應(yīng)中最常見的類型,它們?cè)诿傅拇呋拖拗葡逻M(jìn)行,并伴隨有能量的變更。2.酶是生物催化劑,及無機(jī)催化劑相比,酶具有專一和高效的特性。酶的專一性及酶活性部位的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)。酶的活性受溫度和pH等影響。3.在綠色植物中,光合作用是葉綠體汲取并利用光能,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)能的過程。整個(gè)過程有光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段。光反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的類囊體中,將光能轉(zhuǎn)換為活躍的化學(xué)能。暗反應(yīng)則發(fā)生在葉綠體的基質(zhì)中,利用光反應(yīng)形成的活躍化學(xué)能固定CO2,合成糖,同時(shí)將化學(xué)能儲(chǔ)存在有機(jī)物質(zhì)中。4.細(xì)胞呼吸是活細(xì)胞獲得能量的主要途徑。有氧時(shí),有機(jī)物在線粒體中徹底氧化釋放大量的能量;無氧時(shí),有機(jī)物在細(xì)胞中則不能徹底氧化,釋放較少的能量。細(xì)胞呼吸是細(xì)胞氧化分解的有機(jī)物質(zhì),生成CO2或其他產(chǎn)物,釋放出能量并生成ATP的過程。5.在細(xì)胞內(nèi),糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的分解和合成過程中,部分中間產(chǎn)物是相同的,因此,這三類物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)是可以相互轉(zhuǎn)變的。合理養(yǎng)分是指膳食中七大養(yǎng)分物質(zhì)種類齊全,攝入量及其比例符合人體養(yǎng)分要求。第五章生物體對(duì)信息的傳遞和調(diào)整第一節(jié)動(dòng)物體對(duì)外界信息的獲得一.動(dòng)物體對(duì)物理信息的獲得皮膚感受器痛覺感受器(最先感知)、觸覺感受器、溫度感受器、壓力感受器光感受器——眼眼球最外層鞏膜,最內(nèi)層視網(wǎng)膜視網(wǎng)膜視細(xì)胞(視錐細(xì)胞感受色調(diào)、視桿細(xì)胞感受光亮)將光能轉(zhuǎn)化為電信號(hào)(神經(jīng)沖動(dòng))神經(jīng)細(xì)胞視神經(jīng)將沖動(dòng)傳到腦的視覺中樞產(chǎn)生視覺折光裝置角膜(最前方)——聚光裝置房水——為角膜、晶狀體供應(yīng)養(yǎng)分晶狀體——折光、聚焦光線投射到視網(wǎng)膜成像(及視力有關(guān))玻璃體——透亮膠狀物質(zhì)聲波感受器(陸生動(dòng)物)耳外耳——收集聲波中耳——鼓膜內(nèi)側(cè),有3塊聽小骨內(nèi)耳——耳蝸(聲音感受器)、前庭器(感受身體平衡)其他魚類側(cè)線、蛇的頰窩等二.動(dòng)物怎樣感受外界刺激1.單細(xì)胞動(dòng)物:以整個(gè)細(xì)胞感受刺激。多細(xì)胞動(dòng)物:以特定感受器獲得信息。2.感受器類型:物理感受器和化學(xué)感受器。三.動(dòng)物體對(duì)化學(xué)信息的獲得1.脊椎動(dòng)物:鼻腔中的嗅細(xì)胞、舌上的味覺細(xì)胞(味蕾)。2.昆蟲:味覺毛分布于足末端和口器;感受氣味的嗅毛分布于觸角。信號(hào)(即神經(jīng)沖動(dòng)),由視神經(jīng)傳到腦的視覺中樞。第二節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)中信息的傳遞和調(diào)整一.信息在神經(jīng)系統(tǒng)中的傳遞1.神經(jīng)系統(tǒng)(1)中樞神經(jīng)系統(tǒng)(腦、脊髓)+四周神經(jīng)系統(tǒng)(由腦和脊髓發(fā)出的神經(jīng)包括12對(duì)腦神經(jīng)和31對(duì)脊神經(jīng))。(2)神經(jīng)元(神經(jīng)細(xì)胞):神經(jīng)系統(tǒng)功能、結(jié)構(gòu)單位。神經(jīng)元細(xì)胞體:營養(yǎng)和代謝中心,集中在腦和脊髓灰質(zhì)中(3)神經(jīng)纖維(樹突、軸突及髓鞘)+結(jié)締組織膜=神經(jīng)。(4)反射:神經(jīng)調(diào)整的基本方式(包括條件反射和非條件反射)。(5)反射弧(完成反射的基礎(chǔ)):感受器→傳入神經(jīng)→神經(jīng)中樞→傳出神經(jīng)→效應(yīng)器。①皮膚是最大的感受器。②效應(yīng)器:含傳出神經(jīng)末梢的肌肉或腺體。③反射弧五個(gè)組成部分缺一不行,前兩者之一受損,無感覺、無反應(yīng);后兩者之一受損,有感覺、無反應(yīng)。2.神經(jīng)沖動(dòng)——信息在神經(jīng)元內(nèi)以生物電的形式傳導(dǎo)(1)膜電位——神經(jīng)細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)存在的電位差。①靜息電位:內(nèi)負(fù)外正(即膜內(nèi)負(fù)電位,膜外正電位);②動(dòng)作電位(刺激后局部區(qū)域Na+內(nèi)流):內(nèi)正外負(fù)。(2)興奮區(qū)及周鄰部位之間存在電位差,引起周鄰部位產(chǎn)生興奮,興奮沿神經(jīng)纖維推動(dòng)。在一個(gè)神經(jīng)元內(nèi),即同一條神經(jīng)纖維上興奮的傳導(dǎo)是雙向的。3.突觸傳遞——神經(jīng)元間以化學(xué)物質(zhì)傳遞(1)突觸突觸前膜(2)神經(jīng)沖動(dòng)到達(dá)突觸前膜,突觸小泡釋放神經(jīng)遞質(zhì)到突觸間隙,神經(jīng)遞質(zhì)及突觸后膜上的受體結(jié)合,引起突觸后膜的膜電位變更,興奮因此而傳遞到下一個(gè)神經(jīng)元。在不同的神經(jīng)元之間,興奮的傳導(dǎo)是單向的。即:突觸前膜→突觸間隙→突觸后膜。二.脊髓的調(diào)整功能1.脊髓:上連延髓,外圍是白質(zhì)(神經(jīng)纖維集合而成,傳遞神經(jīng)沖動(dòng)),內(nèi)部中間是灰質(zhì)(灰色蝴蝶狀,神經(jīng)元細(xì)胞體密集而成,低級(jí)神經(jīng)中樞所在)。2.調(diào)整排泄、下肢運(yùn)動(dòng)等;反應(yīng)速度快,總是在腦的限制下進(jìn)行反射活動(dòng)。三.腦的高級(jí)調(diào)整功能——條件反射1.腦中的大腦最發(fā)達(dá),外層為灰質(zhì),稱大腦皮質(zhì)(分布著較多高級(jí)神經(jīng)中樞)。2.反射分類反射類型形成刺激神經(jīng)聯(lián)系反射弧特點(diǎn)非條件反射生來就有的先天性反射非條件刺激固定的聯(lián)系,不會(huì)消退僅由大腦皮層以下的神經(jīng)中樞即可完成條件反射誕生后在生活過程中形成的后天性反射條件刺激短暫的聯(lián)系,可以消退必需在大腦皮層上的神經(jīng)中樞參及下完成3.建立條件反射的基本條件:強(qiáng)化(無關(guān)刺激及非條件刺激在時(shí)間上的結(jié)合)。4.人類區(qū)分于動(dòng)物的功能:除對(duì)詳細(xì)信號(hào)(第一信號(hào))作出反應(yīng)外,亦能對(duì)抽象信號(hào)如語言文字(第二信號(hào))有反應(yīng)。四.自主神經(jīng)對(duì)內(nèi)臟活動(dòng)的調(diào)整1.自主神經(jīng)(植物性神經(jīng)):支配內(nèi)臟器官和腺體活動(dòng)的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)受腦的高級(jí)中樞限制,但不受意志支配。2.分類:交感神經(jīng)和副交感神經(jīng),作用結(jié)果相互拮抗(基本上是相反作用)。試驗(yàn)5.1牛蛙的脊髓反射現(xiàn)象一.試驗(yàn)?zāi)康牧私獾图?jí)中樞脊髓的功能,加深對(duì)反射和反射弧的理解。二.試驗(yàn)原理除了腦這個(gè)高級(jí)神經(jīng)中樞以外,脊髓中還存在調(diào)整反射活動(dòng)的低級(jí)中樞。三.試驗(yàn)過程1.制備脊蛙,徹底去除牛蛙腦部保留脊髓。2.用0.5%HCl刺激蛙左腳腳趾,產(chǎn)生曲腿反射;剝除左腳腳趾皮膚,重復(fù)刺激,無曲腿反射。3.用0.5%HCl刺激蛙右腳腳趾,產(chǎn)生曲腿反射;用探針插入牛蛙椎管,破壞脊髓,重復(fù)刺激,無曲腿反射。4.破壞坐骨神經(jīng),沒有反射。四.試驗(yàn)結(jié)論牛蛙腿部在反射弧完好時(shí)受到刺激后會(huì)發(fā)生曲腿反射,牛蛙完整的皮膚是感受器,神經(jīng)中樞在脊髓,該反射不須要大腦的限制。當(dāng)反射弧五部分中任一部分被破壞后則無曲腿反射發(fā)生。第三節(jié)內(nèi)分泌系統(tǒng)中信息的傳遞和調(diào)整一.人體內(nèi)分泌腺1.激素:由內(nèi)分泌腺分泌后干脆進(jìn)入血液循環(huán)到靶細(xì)胞和靶器官,調(diào)整機(jī)體的代謝、生長、發(fā)育和生殖活動(dòng)。含量甚微,作用顯著。2.人體主要內(nèi)分泌腺的調(diào)整功能內(nèi)分泌腺激素主要生理作用分泌異樣引起的病癥腎上腺皮質(zhì)多種腎上腺皮質(zhì)激素調(diào)解水、鹽、糖的代謝髓質(zhì)腎上腺素使人心跳加快、血壓上升、呼吸加快、血糖增加甲狀腺甲狀腺素(含碘)促進(jìn)新陳代謝、生長發(fā)育,中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育,提高神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性成人過多:甲亢;嬰幼兒過少:呆小癥;缺碘:地方性甲狀腺腫大胰島(分泌兩種激素,作用相互拮抗)β細(xì)胞:胰島素加速血糖分解,促使血糖合成糖原胰島素分泌不足:糖尿??;過多:低血糖α細(xì)胞:胰高血糖素促使肝糖原分解,提高血糖濃度生殖腺精巢雄性激素和睪丸酮促進(jìn)男性精巢的發(fā)育和精子的形成,激發(fā)并維持男性的第二性征不育癥卵巢雌性激素和黃體酮促進(jìn)女性卵巢的發(fā)育和卵細(xì)胞的形成,激發(fā)并維持女性的第二性征不育癥垂體生長激素促進(jìn)生長,調(diào)整蛋白質(zhì)、脂肪和糖的代謝嬰幼兒期過多:巨人癥;過少:侏儒癥,成人過多肢端肥大癥促甲狀腺素促進(jìn)甲狀腺分泌甲狀腺素其他腦垂體激素調(diào)整其他內(nèi)分泌腺的分泌下丘腦促甲狀腺素釋放激素刺激垂體合成并分泌促甲狀腺素二.激素的調(diào)整作用1.特異性:及靶細(xì)胞表面受體有關(guān)。2.高效性:量少但作用顯著。3.激素的反饋調(diào)整:促進(jìn)為正反饋,抑制為負(fù)反饋。4.內(nèi)分泌腺的活動(dòng)受神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)整。三.激素及酶的比較動(dòng)物激素酶化學(xué)本質(zhì)蛋白質(zhì)、固醇、氨基酸絕大多數(shù)是蛋白質(zhì),極少數(shù)是RNA產(chǎn)生部位內(nèi)分泌腺或者內(nèi)分泌細(xì)胞機(jī)體內(nèi)全部活細(xì)胞作用部位隨血液循環(huán)到靶器官細(xì)胞內(nèi)或分泌到細(xì)胞外產(chǎn)生影響調(diào)整各種代謝催化特定的生化反應(yīng)條件及神經(jīng)調(diào)整親密相關(guān)受pH、溫度等因素影響作用后易失活不發(fā)生性質(zhì)、數(shù)量變更特點(diǎn)高效性、特異性、作用緩慢高效性、專一性、受外界因素影響聯(lián)系能產(chǎn)生激素的細(xì)胞一定能產(chǎn)生酶,能產(chǎn)生酶的細(xì)胞不一定能產(chǎn)生激素第四節(jié)動(dòng)物體的細(xì)胞識(shí)別和免疫一.免疫系統(tǒng)的組成1.免疫器官——胸腺、骨髓、脾臟、淋巴結(jié)等。2.免疫細(xì)胞——淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、粒細(xì)胞等。3.免疫分子——由免疫細(xì)胞產(chǎn)生,參及免疫反應(yīng)。(1)免疫是建立在細(xì)胞識(shí)別基礎(chǔ)上的。(2)免疫反應(yīng)分為非特異性免疫及特異性免疫兩種。二.細(xì)胞識(shí)別——?jiǎng)游矬w細(xì)胞對(duì)“自己”和“異己”細(xì)胞以及物質(zhì)的識(shí)別1.細(xì)胞識(shí)別功能及細(xì)胞膜表面的糖蛋白和糖脂有關(guān)。2.抗原被免疫系統(tǒng)排斥的物質(zhì),成分主要是蛋白質(zhì),還有多糖和脂質(zhì);抗原多為外源性(病原體及其毒性產(chǎn)物、異種動(dòng)物血清、同種異體生物的組織細(xì)胞等),少數(shù)為內(nèi)源性(機(jī)體內(nèi)蒼老、損傷或突變細(xì)胞)。三.非特異性免疫及特異性免疫1.比較(1)非特異性免疫:人類在長期進(jìn)化中形成并通過遺傳鞏固下來的,具有相對(duì)穩(wěn)定性。(2)特異性免疫:在非特異性免疫的基礎(chǔ)上建立的,是個(gè)體在生命過程中接受抗原性異物刺激后獲得的防衛(wèi)機(jī)制。非特異性免疫(先天性免疫)特異性免疫(獲得性免疫)獲得方式生來就有的后天漸漸形成的針對(duì)性無特別的針對(duì)性具有特別的針對(duì)性作用特點(diǎn)對(duì)全部病原體都起作用對(duì)某一特定的病原體(或異物)起作用效果出現(xiàn)快,作用范圍廣,持續(xù)時(shí)間短作用強(qiáng),持續(xù)時(shí)間長2.人體的三道防線(1)第一道:完整的皮膚和黏膜——阻擋病原體和有毒物質(zhì)進(jìn)入,并分泌殺菌物質(zhì)。(2)第二道:吞噬細(xì)胞和溶酶體——溶解、吞噬和殲滅細(xì)菌。(3)第三道:B淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞——產(chǎn)生抗體和淋巴因子,清除抗原。(4)第一第二道防線為非特異性免疫,第三道防線為特異性免疫。3.B淋巴細(xì)胞的免疫(體液免疫)(1)初次免疫反應(yīng):B淋巴細(xì)胞表面受體及抗原結(jié)合,分裂成兩種細(xì)胞。一部分是富含內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的漿細(xì)胞,壽命短,產(chǎn)生大量免疫球蛋白(即抗體);另一部分是記憶B細(xì)胞,壽命長,對(duì)抗原敏感,能“記住”入侵的抗原。(2)二次免疫反應(yīng):相同抗原再次入侵,記憶B細(xì)胞分裂產(chǎn)生新的漿細(xì)胞和新的記憶B細(xì)胞。有些抗原引發(fā)產(chǎn)生的記憶B細(xì)胞能終身記憶,因而形成終身免疫實(shí)力。(3)二次免疫反應(yīng)較初次免疫反應(yīng)作用快而強(qiáng)。4.T淋巴細(xì)胞的免疫(細(xì)胞免疫)(1)細(xì)胞免疫針對(duì)病毒及被病毒感染的細(xì)胞,以及移植到體內(nèi)的異體組織細(xì)胞。(2)記憶T細(xì)胞可以在循環(huán)系統(tǒng)中存留很多,甚至終身。5.B淋巴細(xì)胞的免疫須要T淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞幫助,也可限制和增加T淋巴細(xì)胞的功能。四.自然免疫和人工免疫1.自然免疫——患傳染病后獲得的免疫(如得過天花、水痘后獲得免疫抗體)。2.人工免疫——用人工的方法使人體獲得免疫力。方式:接種疫苗(即用細(xì)菌、病毒、腫瘤細(xì)胞等制成滅活的或減毒的制劑)。3.疫苗種類(1)死疫苗(滅活制劑:乙腦疫苗、狂犬病疫苗等):進(jìn)入人體后不能生長和繁殖,需多次重復(fù)注射,劑量較大??蓪⒉煌N類的死疫苗適當(dāng)混合組成聯(lián)合疫苗,以削減注射次數(shù)。(2)活疫苗(減毒制劑:牛痘疫苗、脊髓灰質(zhì)炎活疫苗、卡介苗等):一般接種一次,劑量小,效果及長久性較好。4.接種對(duì)象:易發(fā)病、受疾病威逼最大的人群。第五節(jié)植物生長發(fā)育的調(diào)整一.植物生長素的探究史1.感光部位:胚芽鞘尖端。2.發(fā)生彎曲的部位:尖端以下部位。3.植物生長素:吲哚乙酸。二.植物體內(nèi)信息的傳遞和調(diào)整1.在植物體內(nèi),生長素大多集中在生長旺盛的部位(如胚芽鞘、芽尖、根尖的分生組織、形成層、受精后的子房和發(fā)育著的種子),而趨向蒼老的細(xì)胞、組織和器官中則較少分布。2.植物的向光性是不均衡生長的結(jié)果:胚芽鞘受單側(cè)光作用,使向光側(cè)生長素向背光側(cè)移動(dòng),致使背光側(cè)生長比向光側(cè)快而表現(xiàn)向光彎曲。3.生長素調(diào)整作用的兩重性(1)不同濃度生長素對(duì)同一種植物的同種器官的影響不同:低濃度促進(jìn)生長,高濃度(超過最適濃度)抑制、受害或死亡。(2)相同濃度生長素對(duì)同一植物的不同器宮的影響不同:根<芽<莖(最適濃度)。4.頂端優(yōu)勢(shì):頂芽生長快,側(cè)芽因積累頂芽向下輸送的生長素而受抑制(如:松、杉等;茶葉摘心為去除頂端優(yōu)勢(shì),使枝葉繁茂)。5.植物激素(1)在植物體內(nèi)一定部位產(chǎn)生,并被運(yùn)輸?shù)阶饔貌课?,含量極少,但對(duì)植物新陳代謝、生長發(fā)育等生命活動(dòng)起重要調(diào)整作用的物質(zhì)。(2)類型及作用生長素、赤霉素、細(xì)胞分裂素:在幼嫩、生長旺盛的組織器官中含量較高。對(duì)植物的生長、細(xì)胞的伸長、分裂、分化有促進(jìn)作用。脫落酸、乙烯:在成熟、蒼老的組織器官中含量較高。抑制細(xì)胞的伸長和分裂,促進(jìn)器官的成熟、蒼老。三.植物激素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用1.生長素類似物:原料來源豐富、生產(chǎn)過程簡潔,不易被酶分解、作用效果穩(wěn)定。如:萘乙酸,吲哚丁酸,2,4-D等。2.主要應(yīng)用:(1)促進(jìn)扦插枝條生根;(2)促進(jìn)果實(shí)的發(fā)育——用生長素類似物處理未受粉的雌蕊的柱頭,子房也能正常發(fā)育成果實(shí),但沒有種子,即得無籽果實(shí)(如無籽番茄、無籽黃瓜);(3)防止落花落果;(4)催熟、促進(jìn)種子萌發(fā)等。本章小結(jié)1.人和高等動(dòng)物有特定的感受器從外界環(huán)境獲得信息。來自外界的信息大致分為兩類:物理信息和化學(xué)信息。感受器是一類神經(jīng)末梢,能接受信息產(chǎn)生興奮,由傳入神經(jīng)傳遞到神經(jīng)中樞。2.信息在神經(jīng)細(xì)胞中以電的形式(神經(jīng)沖動(dòng))傳導(dǎo),在神經(jīng)細(xì)胞間通過突觸進(jìn)行化學(xué)傳遞。脊髓是動(dòng)物低級(jí)反射活動(dòng)的中樞,大腦皮質(zhì)是神經(jīng)活動(dòng)的最中學(xué)樞,條件反射是腦的高級(jí)調(diào)整功能。動(dòng)物調(diào)整內(nèi)臟活動(dòng)的神經(jīng)受腦的限制,但不受意志支配,稱自主神經(jīng)(或植物性神經(jīng))。由交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)兩部分組成,它們的作用相互拮抗,共同限制內(nèi)臟活動(dòng)。3.內(nèi)分泌系統(tǒng)也參及生命活動(dòng)的調(diào)整。內(nèi)分泌腺通過分泌激素傳遞信息,調(diào)整靶器官的生理活動(dòng);血液中激素的濃度以及靶器官的生理狀況又可通過反饋調(diào)整內(nèi)分泌腺的分泌活動(dòng)。4.細(xì)胞識(shí)別是動(dòng)物體細(xì)胞對(duì)“自己”和“異己”以及物質(zhì)的識(shí)別,免疫是建立在細(xì)胞識(shí)別基礎(chǔ)上的。人和高等動(dòng)物通過非特異性免疫和特異性免疫來反抗抗原的侵害。免疫細(xì)胞包括巨噬細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞等。5.植物激素是在植物體內(nèi)合成,對(duì)植物生命活動(dòng)產(chǎn)生顯著調(diào)整作用的微量物質(zhì)。在植物體生長活躍的部位可合成生長素,調(diào)控植株的生長。自然的植物激素除生長素外,還有赤霉素、細(xì)胞分裂素、脫落酸和乙烯。6.植物激素的調(diào)整作用及濃度有關(guān)。植物激素在合適濃度范圍內(nèi),生長素、赤霉素、細(xì)胞分裂素對(duì)植物的生長、細(xì)胞的伸長或分裂有促進(jìn)作用,而脫落酸、乙烯則起抑制作用。萘乙酸、吲哚丁酸、2,4-D等生長素類似物具有類似生長素的作用,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中有廣泛的應(yīng)用。第六章遺傳信息的傳遞及表達(dá)第一節(jié)遺傳信息一.DNA是遺傳物質(zhì)1.間接證據(jù)(1)從生殖過程分析:親子代之間染色體保持一定的穩(wěn)定性和連續(xù)性;(2)從染色體的組成分析:DNA在染色體上含量穩(wěn)定,性質(zhì)穩(wěn)定,染色體是其主要載體。2.作為遺傳物質(zhì)的必備條件(1)能貯存大量遺傳信息;(2)連續(xù)性:能自我復(fù)制,使前后代保持一定的連續(xù)性;(3)穩(wěn)定性:分子結(jié)構(gòu)具有相對(duì)的穩(wěn)定性;(4)能夠產(chǎn)生可遺傳的變異。3.干脆證據(jù)(1)噬菌體侵染細(xì)菌試驗(yàn)(前者為寄生于細(xì)菌的病毒,它外有蛋白質(zhì)衣殼,其內(nèi)含DNA)過程結(jié)果分析結(jié)論被35S標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌細(xì)菌內(nèi)無放射性噬菌體增殖蛋白質(zhì)衣殼留在細(xì)胞外,未遺傳給后代DNA是遺傳物質(zhì)被32P標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌細(xì)菌內(nèi)有放射性噬菌體增殖DNA進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),指導(dǎo)噬菌體增殖原理:運(yùn)用同位素跟蹤法(DNA含P不含S)侵染過程:吸附→注入→復(fù)制→組裝→釋放(2)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化試驗(yàn)4.生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)原核生物、真核生物、只含DNA的病毒(如噬菌體)——以DNA作為遺傳物質(zhì);極少數(shù)只含RNA的病毒(如煙草花葉病毒等)——以RNA作為遺傳物質(zhì);絕大部分生物兩者皆有,其中DNA是主要的遺傳物質(zhì)。二.DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)1.DNA基本單位:4種脫氧核糖核酸,即dAMP、dTMP、dGMP、dCMP(d代表脫氧)。2.脫氧核苷酸組成:(1)一個(gè)磷酸;(2)一個(gè)脫氧核糖;(3)一個(gè)含氮堿基(腺嘌呤A、胸腺嘧啶T、鳥嘌呤G、胞嘧啶C)。3.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)每兩個(gè)脫氧核苷酸之間通過磷酸及脫氧核糖連接成多核苷酸鏈(脫氧核苷酸長鏈);(2)每個(gè)DNA分子的兩條多核苷酸鏈之間通過堿基配對(duì)(氫鍵)相連,形成雙鏈結(jié)構(gòu);堿基配對(duì)原則:A=T、G=C(已知其中一條鏈的堿基依次,可以推導(dǎo)出互補(bǔ)鏈);雙鏈DNA分子中嘌呤總數(shù)等于嘧啶總數(shù):(A+G)/(T+C)=l;(3)兩條多核苷酸鏈反向平行,形成右旋的雙螺旋結(jié)構(gòu),每上升一圈(即每螺旋360°)包括10個(gè)堿基對(duì),長3.4nm。4.特性(1)穩(wěn)定性:脫氧核糖和磷酸交替連接構(gòu)成的基本骨架和堿基配對(duì)方式不變;堿基對(duì)之間的氫鍵和兩條多核苷酸鏈的空間螺旋加強(qiáng)了DNA分子的穩(wěn)定性;(2)多樣性:DNA分子的脫氧核苷酸(主要是堿基對(duì))的排列依次千變?nèi)f化;(3)特異性:特定的DNA分子具有特定的堿基對(duì)的排列依次。三.隱藏在DNA分子中的遺傳信息1.DNA的多樣性:取決于脫氧核苷酸(主要為堿基)種類、數(shù)目、排列依次的不同和多肽鏈的空間結(jié)構(gòu)。注:排列方式=4n(n為堿基對(duì)數(shù))。2.基因:DNA分子中攜帶遺傳信息,并具有遺傳效應(yīng)的片(區(qū))段。(1)遺傳信息:脫氧核苷酸的排列依次(堿基對(duì)的排列依次);(2)遺傳效應(yīng):基因確定蛋白質(zhì)合成的功能;(3)宏觀→微觀:染色體(DNA+蛋白質(zhì))>DNA>基因>脫氧核苷酸。試驗(yàn)6.1DNA分子模型的搭建一.試驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^搭建DNA分子模型,加深對(duì)DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)以及堿基配對(duì)原則的理解和相識(shí)。二.試驗(yàn)原理沃森和克里克提出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。三.試驗(yàn)過程制作脫氧核苷酸模型若干個(gè)→制作一條多核苷酸鏈(堿基依次可自行設(shè)計(jì))→遵循堿基配對(duì)原則制作互補(bǔ)鏈→兩條多核苷酸鏈反向平行對(duì)齊→向右旋轉(zhuǎn),使每個(gè)螺旋的螺距為10個(gè)堿基對(duì)。四.分析和探討1.用相同數(shù)量和種類的脫氧核苷酸制作的DNA分子模型中,多核苷酸鏈的堿基序列可能不同。2.DNA分子中脫氧核苷酸的數(shù)目和排列依次不同,所攜帶的遺傳信息就不同。第二節(jié)DNA復(fù)制和蛋白質(zhì)合成一.DNA復(fù)制1.概念:以親代DNA分子為模板,合成子代DNA分子的過程。2.過程:邊解旋邊復(fù)制(需在酶的作用下)。雙鏈解旋→堿基配對(duì)→新舊結(jié)合3.方式:半保留復(fù)制(全部DNA分子中保留原有母鏈信息:(1/2)n-1,其中n為復(fù)制的次數(shù))。4.意義:保持生物遺傳特性相對(duì)穩(wěn)定。二.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1.RNA的結(jié)構(gòu)(1)基本單位:4種核糖核苷酸,即AMP、UMP、GMP、CMP;(2)核苷酸組成:磷酸+核糖+含氮堿基(腺嘌呤A、尿嘧啶U、鳥嘌呤G、胞嘧啶C);(3)通常呈單鏈結(jié)構(gòu);(4)類型:mRNA(信使RNA)、tRNA(轉(zhuǎn)移RNA)、rRNA(核糖體RNA)。2.轉(zhuǎn)錄:是以DNA為模板合成信使RNA(mRNA)的過程。(1)地點(diǎn):細(xì)胞核內(nèi);(2)過程:DNA先解旋,再以其中的一條鏈(有義鏈)為模板合成mRNA;(3)RNA分子中沒有堿基T,轉(zhuǎn)錄時(shí)依據(jù)A—U、T—A、G—C、C—G的互補(bǔ)配對(duì)規(guī)律合成具有一定堿基排列依次的mRNA;(4)意義:通過轉(zhuǎn)錄,DNA攜帶的遺傳信息傳遞給mRNA。三.翻譯1.定義:指以信使RNA為模板,合成具有一定氨基酸依次的蛋白質(zhì)的過程。2.地點(diǎn):細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上(mRNA在細(xì)胞核中形成后就進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中,及核糖體結(jié)合起先蛋白質(zhì)的合成)。3.幾個(gè)重要工具信使RNA(mRNA)分子內(nèi)的堿基排列依次稱為“遺傳密碼”,其中可確定氨基酸依次的每三個(gè)相鄰堿基稱為“密碼子”。密碼子共64個(gè),其中61個(gè)分別表示20種氨基酸,另有3個(gè)為終止密碼子。轉(zhuǎn)移RNA(tRNA):負(fù)責(zé)將所需的氨基酸運(yùn)輸進(jìn)核糖體,每個(gè)tRNA帶有能識(shí)別mRNA上相應(yīng)密碼子并及其配對(duì)的三個(gè)相鄰堿基,稱為反密碼子。不同氨基酸的tRNA不同。留意點(diǎn):1個(gè)密碼子(3個(gè)相鄰堿基)對(duì)應(yīng)1個(gè)氨基酸;1個(gè)氨基酸可有1個(gè)以上密碼子;1個(gè)tRNA對(duì)應(yīng)1個(gè)氨基酸;l個(gè)氨基酸可有1個(gè)以上的tRNA。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯場(chǎng)所細(xì)胞核細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)的核糖體上模板DNA分子的兩條鏈DNA分子的一條鏈mRNA原料4種游離的脫氧核苷酸4種游離的核糖核苷酸20種氨基酸原則堿基配對(duì)(AT/GC)堿基配對(duì)(TA/AU/GC)堿基配對(duì)(AU/GC)條件酶、ATP酶、ATP酶、ATP、轉(zhuǎn)移RNA產(chǎn)物兩個(gè)相同的DNA分子信使RNA多肽鏈四.中心法則及其發(fā)展1.中心法則:遺傳信息從DNA傳遞給RNA,再從RNA傳遞給蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程,以及遺傳信息從DNA傳遞給DNA的復(fù)制過程,是全部具細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物在遺傳信息傳遞和表達(dá)時(shí)遵循的法則。2.某些病毒中的RNA的自我復(fù)制(如煙草花葉病毒)和某些病毒中以RNA為模板在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下逆轉(zhuǎn)錄合成DNA的過程(某些致癌病毒、艾滋病病毒、SARS冠狀病毒等)是對(duì)中心法則的補(bǔ)充。這兩個(gè)過程在病毒單獨(dú)存在時(shí)是不能進(jìn)行的,只有寄生到寄主細(xì)胞中時(shí)才發(fā)生。五.DNA和RNA比較核酸項(xiàng)目DNARNA結(jié)構(gòu)通常是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)通常是單鏈結(jié)構(gòu)基本組成單位脫氧核苷酸核糖核苷酸五碳糖脫氧核糖核糖堿基A、G、C、TA、G、C、U無機(jī)酸磷酸磷酸產(chǎn)生途徑DNA復(fù)制、逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄、RNA復(fù)制存在部位主要在細(xì)胞核內(nèi)染色體上主要位于細(xì)胞質(zhì)中功能貯存、傳遞和表達(dá)遺傳信息mRNA:轉(zhuǎn)錄遺傳信息、翻譯的模板tRNA:運(yùn)輸特定氨基酸rRNA:核糖體的組成部分第三節(jié)基因工程及轉(zhuǎn)基因生物一.基因工程1.三種必要工具(1)切割DNA工具——限制性核酸內(nèi)切酶(簡稱限制酶),其專一性極強(qiáng),識(shí)別特定序列并切割特定位點(diǎn);(2)拼接DNA工具——DNA連接酶,將兩個(gè)DNA片段“粘連”起來拼接成新的DNA分子;(3)運(yùn)載體——通常用質(zhì)粒(細(xì)菌中獨(dú)立的雙鏈閉環(huán)的DNA分子),攜帶外源基因進(jìn)入細(xì)胞后能進(jìn)行自主復(fù)制,或者接合到染色體DNA上,隨染色體同步復(fù)制。運(yùn)載體也可用各種病毒。2.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物的基因,接合到另一種生物的基因組DNA中并使其表達(dá),使后者獲得新的遺傳性狀,產(chǎn)生出人類須要的產(chǎn)物,或創(chuàng)建出新的生物類型的現(xiàn)代生物技術(shù)。二.基因工程的基本步驟1.獲得目的基因(1)目的基因:人們?yōu)榱说玫狡浔磉_(dá)產(chǎn)物而把它轉(zhuǎn)入到新的生物體中去的基因;(2)獲得目的基因的方法:從生物體中分別或者通過化學(xué)方法人工合成;(3)基因定位:從生物體中分別時(shí),首先確定目的基因在細(xì)胞DNA分子上的位置,定位后運(yùn)用限制酶切取。2.目的基因及運(yùn)載體重組用相同限制酶切開質(zhì)粒,用DNA連接酶將目的基因及質(zhì)粒組成重組DNA分子(重組質(zhì)粒)。3.重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞受體細(xì)胞:接納重組質(zhì)粒的活細(xì)胞,可以是微生物、植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞,借助活細(xì)胞的新陳代謝,使目的基因的遺傳信息得到表達(dá)。4.篩選含目的基因的受體細(xì)胞重組質(zhì)粒勝利導(dǎo)入的概率是10-7,因此必需從大量的細(xì)胞群中篩選出已獲得目的基因的細(xì)胞,通常選擇質(zhì)粒時(shí)運(yùn)用自身帶有抗生素抗性基因(標(biāo)記基因)或人工重組使其帶上標(biāo)記基因的質(zhì)粒,可以依據(jù)受體細(xì)胞能否在含抗生素的培育基中生長來進(jìn)行篩選。能在含抗生素的培育基中生長的表明重組質(zhì)粒勝利導(dǎo)入,再通過細(xì)菌發(fā)酵便可以大量生產(chǎn)所需基因產(chǎn)品。三.轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用1.微生物基因工程(1)原理:微生物繁殖快速、結(jié)構(gòu)簡潔、遺傳操作較為簡潔;(2)優(yōu)點(diǎn):技術(shù)比較成熟、研制周期較短、可通過發(fā)酵大量生產(chǎn);(3)應(yīng)用:用于藥用蛋白質(zhì)的規(guī)模化生產(chǎn)。2.植物基因工程(1)分別抗蟲、抗病、抗除草劑、抗旱、抗鹽堿、抗凍、變更花色以及提高作物產(chǎn)量或品質(zhì)的基因,轉(zhuǎn)入農(nóng)作物或園藝植物,培育成轉(zhuǎn)基因植物;(2)將乙肝、齲齒等疫苗基因轉(zhuǎn)入植物,培育植物疫苗。3.動(dòng)物基因工程(1)原理:受體細(xì)胞為動(dòng)物的受精卵,用顯微注射的方法將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞,再使受精卵發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物;(2)應(yīng)用:獲得具有優(yōu)良性狀的動(dòng)物新品種;培育能產(chǎn)生人源性蛋白質(zhì)藥物的動(dòng)物,從其乳汁中獲得藥物。四.轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品的平安性1.轉(zhuǎn)基因生物本身是否對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不利擔(dān)憂:轉(zhuǎn)基因植物進(jìn)入自然界后,及野生品種雜交,產(chǎn)生具生存優(yōu)勢(shì)的雜交種,導(dǎo)致現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變更、影響生物多樣性,對(duì)人類的生存環(huán)境和生產(chǎn)活動(dòng)造成不利。對(duì)策:需對(duì)轉(zhuǎn)基因作物栽培地環(huán)境實(shí)施嚴(yán)格的限制和監(jiān)測(cè)。2.轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)品是否對(duì)人類健康造成損害擔(dān)憂:轉(zhuǎn)基因食品中的致敏物質(zhì),可能會(huì)影響人類健康。對(duì)策:上市前對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格的致敏性檢驗(yàn),對(duì)具有潛在致敏物質(zhì)的產(chǎn)品標(biāo)以醒目的標(biāo)簽;完善有關(guān)轉(zhuǎn)基因食品的平安性的政策法規(guī);消費(fèi)者應(yīng)有知情權(quán),提高平安意識(shí)。本章小結(jié)1.DNA是由脫氧核苷酸聚合而成的大分子化合物,每兩個(gè)脫氧核苷酸之間以磷酸及脫氧核糖相連接,形成多核苷酸鏈。兩條多核苷酸鏈之間通過堿基配對(duì)相連接,相互平行的多核苷酸鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)。DNA是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì),在某些不含DNA的病毒中,遺傳物質(zhì)是RNA。2.RNA是由核糖核苷酸聚合而成的大分子化合物,通常呈單鏈結(jié)構(gòu)。細(xì)胞內(nèi)存在三種及蛋白質(zhì)合成相關(guān)的RNA,即mRNA,tRNA和rRNA。3.基因是攜帶遺傳信息,并具有遺傳效應(yīng)的DNA片段。每個(gè)基因由成百上千對(duì)脫氧核苷酸組成?;虻拿撗鹾塑账嵝蛄胁煌鶖y帶的遺傳信息就不相同。生物體的形態(tài)、生理和行為等生物性狀由蛋白質(zhì)確定,而蛋白質(zhì)的合成是由基因指導(dǎo)和限制的。4.DNA復(fù)制是指以DNA分子為模板,合成相同DNA分子的過程。由于新合成的DNA分子中都保留一條原來分子中的母鏈,所以這種復(fù)制方式稱為半保留復(fù)制。DNA復(fù)制是保持生物遺傳特性相對(duì)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。5.以DNA分子中的一條多核苷酸鏈為模板合成RNA的過程稱為轉(zhuǎn)錄,這個(gè)過程發(fā)生在細(xì)胞核中。以mRNA為模板,以tRNA為氨基酸的運(yùn)載工具,在核糖體上合成具有一定氨基酸序列的蛋白質(zhì)的過程,稱為翻譯。核糖體是合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所,其主要成分為rRNA和蛋白質(zhì)。6.遺傳信息從DNA傳遞給RNA,再由RNA確定蛋白質(zhì)合成,以及遺傳信息由DNA復(fù)制傳遞給DNA的規(guī)律稱為中心法則。RNA病毒能在宿主細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行RNA復(fù)制,還能通過逆轉(zhuǎn)錄酶,以RNA為模板合成DNA,這是中心法則的補(bǔ)充和發(fā)展。7.基因工程是按人們預(yù)先設(shè)計(jì)的藍(lán)圖,把目的基因從一種生物細(xì)胞中提取出來,及運(yùn)載體結(jié)合獲得重組DNA。然后再把重組DNA導(dǎo)入到另一種生物的細(xì)胞中,使之產(chǎn)生符合人類須要的新的遺傳性狀或創(chuàng)建出新的生物類型的現(xiàn)代生物技術(shù)。第七章細(xì)胞的分裂及分化第一節(jié)生殖和生命的持續(xù)一.無性生殖——親子兩代極其相像1.定義:生物不經(jīng)過生殖細(xì)胞的結(jié)合,由母體干脆產(chǎn)生新個(gè)體的生殖方式。2.分類:(1)分裂生殖:母體→新個(gè)體,如細(xì)菌、草履蟲;(2)出芽生殖:母體→芽體→新個(gè)體,如水螅、酵母菌;(3)孢子生殖:母體→孢子→新個(gè)體,如青霉、曲霉(真菌)、蕨類;(4)養(yǎng)分繁殖:植物的養(yǎng)分器官(根、莖、葉)→新個(gè)體。如馬鈴薯、草莓、蒜。運(yùn)用于扦插、分株、嫁接。3.特點(diǎn):(1)較低級(jí)、不普遍;(2)后代能較好的保持母體的遺傳性狀;(3)變異性小,生活力差。4.實(shí)踐意義:生產(chǎn)上和科研中,常用無性生殖的方法來繁殖優(yōu)良生物品種,克隆生物。二.有性生殖——遺傳性變異的來源1.定義:通過親本產(chǎn)生生殖細(xì)胞(配子),雌雄生殖細(xì)胞結(jié)合形成合子(受精卵),再由受精卵發(fā)育成新個(gè)體的生殖方式。2.主要生殖方式卵式生殖:卵及精子結(jié)合的生殖方式(高等動(dòng)物和人類唯一的生殖方式)。3.有性生殖兩個(gè)基本過程:(1)減數(shù)分裂:產(chǎn)生精子和卵細(xì)胞的過程。(2)受精作用:卵及精子(稱為雌雄配子)結(jié)合成為合子(受精卵)的過程。4.特點(diǎn):(1)較高級(jí)、很普遍;(2)后代具有兩個(gè)親本的遺傳特性;(3)變異性大,生活力強(qiáng),往往比親本有著更強(qiáng)的適應(yīng)環(huán)境變更的實(shí)力。5.意義:(1)理論上:有利于個(gè)體生存和種群進(jìn)化;(2)實(shí)踐上:雜交育種,擴(kuò)大變異來源。第二節(jié)有絲分裂一.生物的分裂1.多細(xì)胞生物的生長發(fā)育是細(xì)胞分裂和分化的過程。2.分裂方式:無絲分裂、有絲分裂(動(dòng)植物體細(xì)胞分裂的主要形式)、減數(shù)分裂。二.有絲分裂過程1.分裂間期:細(xì)胞分裂前的打算期,染色質(zhì)呈細(xì)絲狀,核仁明顯。細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行DNA復(fù)制及有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。2.分裂期(1)前期:核膜、核仁消逝;紡錘絲、染色體出現(xiàn),每條染色體含2條姐妹染色單體,共用一個(gè)著絲粒(兩個(gè)消逝和兩個(gè)出現(xiàn));(2)中期:著絲粒被紡錘絲牽引排列在赤道面上;染色體數(shù)目、形態(tài)最清楚(構(gòu)成及前期相同);(3)后期:著絲粒分裂,染色單體分開成為兩條新染色體,向細(xì)胞兩極移動(dòng);細(xì)胞中染色體數(shù)目短暫加倍,形成兩組形態(tài)結(jié)構(gòu)數(shù)目相同的染色體(染色單體消逝);(4)末期:核膜、核仁出現(xiàn);紡錘體和染色體消逝;兩組染色體平均分到兩個(gè)子細(xì)胞內(nèi),染色體解螺旋為染色質(zhì)(兩個(gè)出現(xiàn)和兩個(gè)消逝)。3.動(dòng)植物細(xì)胞分裂的異同點(diǎn)(1)相同點(diǎn):有絲分裂過程中染色體、DNA的行為和數(shù)目變更相同。如間期DNA復(fù)制、后期著絲粒分裂、染色體均分等。(2)不同點(diǎn)動(dòng)植物細(xì)胞分裂的不同點(diǎn)是讀圖時(shí)分辨細(xì)胞類型的重要依據(jù)。4.意義:DNA先復(fù)制、再平均安排,產(chǎn)生兩個(gè)染色體數(shù)目和形態(tài)結(jié)構(gòu)及親代細(xì)胞完全相同的子細(xì)胞,保證親子兩代遺傳性狀的穩(wěn)定性和連續(xù)性。染色質(zhì)、染色體和染色單體之間的關(guān)系:染色質(zhì)和染色體是同一物質(zhì)在細(xì)胞周期的不同時(shí)期的兩種形態(tài),主要成分都是DNA和蛋白質(zhì)。染色質(zhì)是間期細(xì)胞核內(nèi)的細(xì)絲狀物,復(fù)制后兩個(gè)相同的DNA分子由一個(gè)著絲粒連在一起。染色體是細(xì)胞分裂時(shí)染色質(zhì)超螺旋化形成的,每個(gè)染色體上有一個(gè)著絲粒,是紡錘絲附著的地方。染色單體是間期DNA復(fù)制后連在一個(gè)著絲粒上的兩個(gè)相同DNA螺旋化而成的,并在前期出現(xiàn)。其中,1個(gè)染色單體含1個(gè)DNA分子。進(jìn)入細(xì)胞分裂后期,著絲粒一分為二,兩個(gè)染色單體也分開各自有自己的著絲粒,此時(shí)就不再叫染色單體而叫染色體了。圖像中的染色體、染色單體、DNA關(guān)系:三.細(xì)胞周期1.細(xì)胞分裂后的狀態(tài)(1)增殖細(xì)胞——接著增殖有很強(qiáng)分裂實(shí)力的細(xì)胞:骨髓細(xì)胞、消化道黏膜上皮細(xì)胞、植物形成層細(xì)胞、生長點(diǎn)細(xì)胞;(2)暫不增殖(G0)細(xì)胞——始終保持分裂實(shí)力的細(xì)胞:肝、腎
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