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高中生物奥赛辅导资料汇编
第一章 生物学的学习策略和解题技巧
一、树立正确的生物学观点
树立正确的生物学观点是学习生物的重要目标之一，正确的生物学观点又是学习、研究生物学的有力武器，有了正确的生物学观点，就可以更迅速更准确地学到生物学知识。所以在生物学学习中，要注意树立生命物质性、结构与功能相统一、生物的整体性、生命活动对立统一、生物进化和生态学等观点。
1．生命物质性观点
生物是由物质组成，一切生命活动都有其物质基础。从万物之灵的人类到单细胞的细菌，以及无细胞结构的病毒等，所有生物都是由碳、氢、氧、氮、硫、磷、钙、铁、铜等几十种化学元素组成的，并且这几十种化学元素在无机自然界都是可以找到的。生物体能够完成各种各样的生命活动，而一切生命活动都是通过一定的生命物质来实现的，如果没有生命物质也就没有生命活动。
2．结构与功能相统一的观点
结构与功能相统一的观点包括两层意思：一是有一定的结构就必然有与之相对应功能的存在；二是任何功能都需要一定的结构来完成。例如叶的表皮是无色透明的，表皮细胞排列紧密，向外一面的细胞壁上有透明而不易透水的角质层。表皮的这种结构的存在，就既利于阳光透过，又能防止叶内水分过多地散失，还能保护叶内部不受外来的伤害；而阳光透入，防止水分散失，保护叶内组织，又需要一定的结构来完成，这就是表皮。
3．生物的整体性观点
系统论有一个重要的思想，就是整体大于各部分之和，这一思想也完全适合生物领域。不论是细胞水平、组织水平、器官水平，还是个体水平，甚至包括种群水平和群落水平，都体现出整体性的特点。例如，细胞膜、线粒体、内质网、核糖体、高尔基体、中心体、质体、液泡等细胞器都有其特有的功能，但是只有在它们组成一个整体——细胞的时候才能完成新陈代谢的功能，如果离开了细胞的整体，单独的一个细胞器是无法完成它的功能的。
4．生命活动对立统一的观点
生物的诸多生命活动之间，都有一定的关系，有的甚至具有对立统一的关系，例如，植物的光合作用和呼吸作用就是对立统一的一对生命活动。光合作用的实质是合成有机物，储存能量；呼吸作用的实质是分解有机物，释放能量。很明显，两者之间是相互对立的。呼吸作用所分解的有机物正是光合作用的产物，可以说，如果没有光合作用，呼吸作用就无法进行；另一方面，光合作用过程中，原料和产物的运输所需要的能量，也正是呼吸作用释放出来的，如果没有呼吸作用，光合作用也无法进行。因此说，呼吸作用和光合作用又是相互联系、相互依存的。只有光合作用和呼吸作用的共同存在，才能使植物体的生命活动正常进行。
5．生物进化的观点
辩证法认为，一切事物都处在不断地运动变化之中，任何事物都有一个产生、发展和灭亡的过程。生物界也不例外，也有一个产生和发展的过程，所谓产生就是生命的起源，所谓发展就是生物的进化。生命的起源经历了从无机小分子物质生成有机小分子物质，再形成有机高分子物质，进而组成多分子体系，最后演变为原始生命的变化过程；生物的进化遵循从简单到复杂，从水生到陆生、从低等到高等的规律。
6．生态学观点
生态学观点的基本内容是生物与环境之间是相互影响、相互作用的，也是相互依赖、相互制约的。生物与环境是一个不可分割的统一整体。人类社会的发展进程中产生了环境问题，人类与环境的矛盾，处于不断变化之中，永无止境。人类必须依靠科技进步和教育发展，逐步更新人口观念，提高人口素质，合理开发资源，高效利用资源，保护生态，治理环境，走生存与发展的新路。
二、掌握科学的学习方法
学习方法的优劣是学习成败的关键，要想取得理想的学习效果，必须掌握科学、高效的学习方法。与学习生物学关系比较密切的学习方法有观察方法、做笔记的方法、思维方法和记忆方法等。
1．观察方法
学习过程从本质上说是一种认识过程。认识过程是从感性认识开始的，而感性认识主要靠观察来获得，所以观察方法就是首要的学习方法。观察方法主要包括顺序观察、对比观察、动态观察和边思考边观察。
（1）顺序观察
顺序观察包括两层意思。从观察方式上来说，一般是先用肉眼、再用放大镜、最后用显微镜。用显微镜观察也是先低倍，后高倍。例如，对植物根尖的观察，就是先用肉眼观察幼根，根据颜色和透明程度区分根尖的四部分，然后再用放大镜观察报尖的根毛，最后用显微镜观察根尖的纵切片，认识根尖各区的细胞特点。从观察方位上来说，一般采取先整体后局部，从外到内，从左到右等顺序。例如对一朵花的观察，就要先从整体上观察花形、花色，然后从外到内依次观察花等、花冠、雄蕊、雌蕊。
（2）对比观察
对比观察有利于迅速抓住事物的共性和个性，从而把握住事物的本质。如观察线粒体和叶绿体的结构时，就要先异中求同：它们都有双层膜，都含有基粒、基质、酶、少量的DNA和RNA。然后再同中求异：线粒体的内膜折叠成崎，叶绿体的内膜不向内折叠；线粒体有与呼吸作用有关的酶，且酶分布在内膜、基粒、基质中；而叶绿体内有与光合作用有关的酶，而酶分布在基粒层和基质中；叶绿体中有叶绿素，而线粒体中没有。
（3）动态观察
对生物生活习性、生长过程、生殖发育的观察都属于动态观察。动态观察的关键是把握观察对象的发展变化。例如观察根的生长，在幼根上等距画墨线后的继续培养过程中，重点就是观察各条墨线间距离的变化，从而得出根靠根尖生长的结论。
（4）边思考边观察
观察是思维的基础，思维可促进观察的深入，两者是密不可分的。所以要带着问题观察，边思考、边观察。例如用显微镜观察叶片的结构时，就要边观察、边思考下列问题：①表皮细胞的颜色和排列状况是怎样的？②叶肉中接近上表皮的细胞与接近下表皮的细胞在形状、排列状况和内部绿色颗粒多少等方面有什么不同？③叶脉细胞是什么颜色和形状？这些细胞是怎样排列的？
2．做笔记的方法
鲁迅先生说：“无论什么事，如果继续收集资料，积累十年，总可以成为一个学者。”总结中外许多学者的经验，可以说，做笔记是一条成才的途径。做笔记的方式很多，在生物学学习中，主要有阅读笔记、听讲笔记和观察笔记三种。
（1）阅读笔记
要想使学到的东西长期储存、随时提取、应用自如，就要在读书时，随时作读书笔记。阅读笔记主要有以下几种。①抄写笔记，又分为全抄和摘抄，做这种笔记应注意抄后校对，避免漏误，然后标明出处，以备日后查考。②卡片笔记，卡片内容不限，因人而定，但一般应具有资料类别、编号、出处、著者姓名，正文等内容。需要注意的是，每张卡片写一个内容，并及时进行分类归档或装订成册。③批语笔记，即在书页空白处随手记下对原文的个人意见和心得体会等。④符号笔记，即在原文之间标注符号以对原文加深理解。常用符号有黑点、圆圈、直线、曲线、双线、虚线、箭头、方框、三角、惊叹号、问号等。作符号笔记应注意两点：一是符号意义必须明确，并且要贯彻始终；二是符号不能过多过密，否则重点难以突出。⑤概要笔记，即对某本书或某篇文章用自己的语言概括写出其重点内容。
（2）听讲笔记
即听报告、听讲座和课堂听课的笔记，做这种笔记的突出矛盾是记的速度赶不上讲的速度，为此要做到“三记三不记”即重点问题、疑难之处，书上没有的记；次要问题、易懂之点、书上有的不记。
（3）观察笔记
即在生物课内外对生物形态和生命现象进行观察时所作的记录。做这种笔记要注意细节，注意前后比较和过程变化，并要抓住特征。
3．思维方法
思维能力是各种能力的核心，思维方法是思维能力的关键，所以思维方法在学习方法中占有核心的位置。在生物学学习中常用的思维方法有分析和综合的方法、比较和归类的方法、系统化和具体化的方法及抽象和概括的方法。
（1）分析和综合的方法
分析就是把知识的一个整体分解成各个部分来进行考察的一种思维方法，综合是把知识的各个部分联合成一个整体来进行考察的一种思维方法，分析和综合是生物学学习中经常使用的重要方法，两者密切联系，不可分割。只分析不综合，就会见木而不见林；只综合不分析，又会只见林而不见木。在实际运用时，既可先分析后综合，也可先综合后分析，还可以边分析边综合。
（2）比较和归类的方法
比较是把有关的知识加以对比，以确定它们之间的相同点和不同点的思维方法。比较一般遵循两条途径进行：一是寻找出知识之间的相同之处，即异中求同；二是在寻找出了事物之间相同之处的基础上找出不同之处，即同中求异。
归类是按照一定的标准，把知识进行分门别类的思维方法。生物学习中常采用两种归类法：一是科学归类法，即从科学性出发，按照生物的本质特性进行归类；二是实用归类法，即从实用性出发，按生物的非本质属性进行归类。
比较和归类互为前提，一方面只有通过比较，认识生物的异同点之后，才好进行归类；另一方面，只有把生物进行归类，才好进行比较。因此在生物学学习过程中要把两者有机地结合起来。
（3）系统化和具体化的方法
系统化就是把各种有关知识纳入一定顺序或体系的思维方法。系统化不单纯是知识的分门别类，而且是把知识加以系统整理，使其构成一个比较完整的体系。在生物学学习过程中，经常采用编写提纲、列出表解、绘制图表等方式，把学过的知识加以系统地整理。
具体化是把理论知识用于具体、个别场合的思维方法。在生物学学习中，适用具体化的方式有两种：一是用所学知识应用于生活和生产实践，分析和解释一些生命现象；二是用一些生活中的具体事例来说明生物学理论知识。
（4）抽象和概括的方法
抽象是抽取知识的非本质属性或本质属性的一种思维方法，抽象可以有两种水平层次的抽象：一是非本质属性的抽象；二是本质属性的抽象。
概括是将有关知识的非本质属性或本质属性联系起来的一种思维方法，它也有两种水平层次：一是非本质属性的概括，叫做感性概括；另一种是本质属性的概括，叫做理性概括。
抽象和概括也是互为前提的，相辅相成的，在学习过程中应有意识地进行抽象中以概括，概括中以抽象，以达到对知识正确、深入的掌握。
4．记忆方法
记忆是学习的基础，是知识的仓库，是思维的伴侣，是创造的前提，所以学习中依据不同知识的特点，配以适宜的记忆方法，可以有效地提高学习效率和质量。记忆方法很多，下面仅举生物学学习中最常用的几种。
（1）简化记忆法
即通过分析教材，找出要点，将知识简化成有规律的几个字来帮助记忆。例如 DNA的分子结构可简化为“五四三二一”，即五种基本元素，四种基本单位，每种单位有三种基本物质，很多单位形成两条脱氧核酸链，成为一种规则的双螺旋结构。
（2）联想记忆法
即根据教材内容，巧妙地利用联想帮助记忆。例如记血浆的成分，可以和厨房里的食品联系起来，记住水、蛋、糖、盐就可以了（水即水，蛋是蛋白质，糖指葡萄糖，盐代表无机盐）。
（3）对比记忆法
在生物学学习中，有很多相近的名词易混淆、难记忆。对于这样的内容，可运用对比法记忆。对比法即将有关的名词单列出来，然后从范围、内涵、外延，乃至文字等方面进行比较，存同求异，找出不同点。这样反差鲜明，容易记忆。例如同化作用与异化作用、有氧呼吸与无氧呼吸、激素调节与神经调节、物质循环与能量流动等等。
（4）纲要记忆法
生物学中有很多重要的、复杂的内容不容易记忆。可将这些知识的核心内容或关键词语提炼出来，作为知识的纲要，抓住了纲要则有利于知识的记忆。例如高等动物的物质代谢就很复杂，但它也有一定规律可循，无论是哪一类有机物的代谢，一般都要经过“消化”、“吸收”、“运输”、“利用”、“排泄”五个过程，这十个字则成为记忆知识的纲要。
（5）衍射记忆法
此法是以某一重要的知识点为核心，通过思维的发散过程，把与之有关的其他知识尽可能多地建立起联系。这种方法多用于章节知识的总结或复习，也可用于将分散在各章节中的相关知识联系在一起。例如，以细胞为核心，可衍射出细胞的概念、细胞的发现、细胞的学说、细胞的种类、细胞的成分、细胞的结构、细胞的功能、细胞的分裂等知识。
三、注重理论联系实际
生物学的理论知识与自然、生产、生活都有较密切的关系，在生物学学习中，要注意联系这些实际。联系实际的学习，既有利于扎实掌握生物学知识，也有利于提高自己的解决问题的能力。
1．联系自然实际
居住地附近的农田、草地、树林、公园、花园、动物园、庭院、路旁都会有许多动植物在那里生活，学习有关知识时，到这些地方去参观考察，对理论知识的理解和掌握大有益处。当学到生物与环境的知识时，更要想到保护当地的动植物资源和保护周围的生态环境。
2．联系生产实际
生物学中的许多原理都和工农业生产有密切的关系，学习这些原理时，就要考虑它能帮助解决生产上的什么问题。这样做，不仅有利于原理的掌握，而且还能为当地的经济建设服务。例如有位中学生学习了嫁接的原理后，课下不断实践，很快提高了技术，一个秋天就与家长一起嫁接了近万枝桃、梨苗，为当地的庭院种植业作出了贡献。
3．联系生活实际
生物学知识与生活实际的关系更直接、更普遍，所以在生物学学习中密切联系生活实际就更为重要。生活实际包括已有的生活常识和未来的生活行为两类。生活常识可帮助我们理解生物学知识，生物学知识也可以指导我们的生活行为。
（1）用生活常识帮助理解生物学知识
有些较难的生物学理论，常可用生活常识来帮助理解。例如生理卫生教材的体温调节一部分中，课本上写着：“人体产热的部位包括骨骼肌和内脏，安静时产生的热量主要来自内脏，剧烈运动时产生的热量主要来自骨骼肌，约占总热量的90％以上，剧烈运动时产生的热量比安静时高出10～15倍。”为更好地理解这一内容，可联系冬天在室外看球赛的生活常识。冬天如果在室外看球赛，尽管身着棉衣，时间久了也会感到冷，可是那些参赛的运动员虽然只穿短衣短裤，仍然开流满面。这就是由于观众处于安静状态，仅内脏器官产热，产生的热量少，所以感到冷；参赛的运动员处于剧烈运动状态，不仅内脏产热，而且全身的骨骼肌也产大量的热量，所以他们显得热。
（2）用生物学知识指导生活行为
生物学现象和生物学原理与人类生活密切相关，在学习这方面的生物学知识时，有意联系自己的生活实际，对生活行为就可起指导作用。例如学完细菌和蛔虫的知识以后，就应该自觉养成饭前便后洗手。不喝不洁净生水、生吃瓜果要洗净等生活习惯。
四、生物学简答题的解题过程
解答生物学简答题的过程是应用知识的过程，它基本上属于从已知到未知的过程。所以它与获取新知识的过程并不完全相同。从思维学上分析，解答问题的过程包括概括、联想、回忆、判断和作答五个环节。下面以一道题的解答过程为例加以说明。
例 用带有一个小孔的隔板把水槽分成左右两室，把磷脂分子引入隔板小孔，使之成为一层薄膜，水槽左室加入钾离子浓度较低的溶液，右室加入钾离子浓度较高的溶液。（1）在左、右两室分别插人正、负电极，结果发现钾离子不能由左室进入右室，原因是 。（2）若此时在左室加入少量缬氨霉素（多肽），结果发现钾离子可以由左室进入右室，原因是 。（3）若此时再将电极取出，结果钾离子又不能由左室进入右室，原因是 。（4）上述实验证明 。
1．概括
概括就是对题目所提供的材料进行归纳、提炼。从而找出问题的焦点的过程，找准焦点是正确解题的基础。通过对上例中实验步骤、实验现象及所提出的问题的分析、归纳，可提炼出问题的焦点是钾离子逆浓度梯度运动所需的条件。
2．联想
联想就是从问题的焦点出发，找出与所学知识的联系，进而确定问题与知识的结合点。找准结合点是解题成功的关键一步，在上例中，问题与知识的结合点就是物质进入细胞的三种形式中的主动运输。
3．回忆
回忆就是要找出结合点知识的具体内容。对于上例，就是要回忆主动运输的原理，即在提供能量且有载体协助的情况下，被选择吸收的物质从低浓度的一边运输到高浓度的一边。
4．判断
判断就是根据有关理论知识对试题中的问题进行判别论断。在（1）中不能完成主动运输是缺少载体。在（3）中不能完成主动运输是缺少能量。由于（2）具备了能量和载体，所以能完成主动运输。
5．作答
作答就是使用规范的生物学术语和简明扼要的语言叙述问题的答案。上例答案：（1）磷脂膜上没有载体，钾离子不能通过主动运输由左室进入右室；（2）钾离子利用缬氨霉素作载体，并由电极板提供能量，通过主动运输由左室进入右室；（3）缺少能量，不能进行主动运输；（4）主动运输的特点是需要载体，消耗能量，物质从低浓度到达高浓度。
五、生物学选择题解题方法
1．正推法
正推法即根据题目的已知条件直接推论或计算出答案，然后再与题目中所给定的供选答案相对照，与之相同者即为应选答案。通过计算来确定答案的选择题或考试目标属识记层次的选择题多用这种方法解答。
例 一对表现正常的夫妇第一胎生了一个白化病的儿子，那么第二胎和第三胎都是白化病的几率是 。
A 1/4 B 1/8 C 1/16 D 1/9
解 白化病是常染色体隐性遗传病，这一对表现正常的夫妇第一胎生了一个白化病的儿子，可断定双方的基因型一定都是杂合的（Aa）。由此可知，第二胎生出白化病患儿几率应是1/4。第三胎生出白化病患儿的几率也是1/4。所以，第二胎和第三胎都是白化病的几率应1/4×1/4＝1/16。因此，应选C。
2．反推法
反推法即从供选答案出发反过来推导，结果与题意相符者即为应选答案。这种方法多用于供选答案中含有较多信息的选择题。
例 豌豆红花对白花是显性，下列各组系本杂交，能产生表现型相同而基因型不同后代的亲本组合是 。
A 纯合白花与纯合红花 B 杂合红花与纯合红花
C 纯合白花与杂合红花 D 杂合红花与纯合红花
解 题干中有“子代中表现型相同而基因型不同”，故先考虑D。
杂合红花的基因型为Rr，纯合红花的基因型为RR。 Rr可产生R和r两种配子，RR可产生R一种配子，子代中可以出现RR、Rr两种基因型的个体，且表现型皆为红花，正好符合题干的意思。所以应选D。
3．正推反推并用法
正推反推并用法即先从题干入手进行正推，得出中间结论，然后由供选答案反推，结果与中间结论相符者，即为应选答案，这种方法适合于较复杂的选择题。
例 鸡的毛腿（F）对光腿（f）是显性。豌豆冠（E）对单冠（e）是显性。现有一只公鸡甲与两只母鸡乙和丙，这三只鸡都是毛腿豌豆冠，用甲与乙、丙分别进行杂交，它们产生的后代性状表现如下：
（1）甲×乙→毛腿豌豆冠，光腿豌豆冠
（2）甲×丙→毛腿豌豆冠，毛腿单冠
公鸡甲的基因型是 。
A F F E E B F F E e C F f E e D F f E E
解 由题干中给出公鸡甲的性状是毛腿豌豆冠，由此可推知公鸡甲的基因型为 F、 E、，A、B、C、D四个供选答案与之都符合，再从四个供选答案中逐一进行反推，B与（1）矛盾。D与（2）矛盾。A与（1）和（2）都矛盾。只有C与（1）（2）都相符合。因此应选C。
4．排除法
排除法即根据题干所给出的条件和提出的问题，将供选答案中不合理的答案逐个排除，剩下的就是应选答案。这种方法适合于多种形式的选择题。
例 在植物细胞里，大量生成ATP的细胞器是 。
A 叶绿体 B 核糖体 C 高尔基体 D 线粒体
解 叶绿体在光合作用中能产生一些ATP，但不是产生大量ATP；核糖体在合成蛋白质的过程中不但不能产生大量ATP，而且还要消耗AYP；高尔基体的活动也要消耗ATP。只有线粒体在进行有氧呼吸时才能产生大量的ATP。故本题答案为D。
5．综合分析法
对于一些不易直接判断出正确答案的选择题，常要进行细致的分析、严谨的推理、正确的判断才可能得出正确的答案。这样的方法称为综合分析法。解答复杂的选择题多用此法。
例 在某色盲男孩的父母、祖父母、外祖父母中，除祖父是色盲外，其他人色觉均正常，这个男孩的色盲基因来自 。
A 祖父 B 祖母 C 外祖父 D 外祖母
解 色盲是隐性伴性遗传病，色盲男孩的基因型为XbY，根据伴性遗传的交叉遗传特点，该男孩的色盲基因来自母亲，据其母亲色觉正常，可知母亲的基因型为护XBXb，又根据外祖父色觉正常（无色盲基因），可知母亲的致病基因来自外祖母。故此题的正确答案为D。
六、解答生物学试题注意事项
1．仔细审题
仔细审题是正确解答试题的前提。见到一道试题之后，首先要弄清题目涉及的所有概念的含义和一些重要词语的作用，排除表面现象的迷惑，以保证对题意的理解准确无误。
例 将无毛桃植株的枝条嫁接到有毛桃植株上。无毛桃植株的基因型为AA，有毛桃植株的基因型为aa，在自交的情况下，接上去的枝条上所结种子的胚细胞的基因型是 。
A Aa B AA和Aa C AA D AA和aa
此题首先要弄清嫁接的概念，嫁接属无性生殖，这里没有AA与aa的杂交，只是AA与AA相交，不可能有他的产生。正确答案只能是C。若不仔细分析，很可能按AA与aa杂交对待，误选A。
2．抓住关键
一道试题，不论其本身，还是其涉及的有关内容，都会包含有多个因素。在解题过程中，就是要排除次要因素的干扰，抓住解题的关键，使问题得到顺利解决。
例 数百年前，我国黄土高原有茂密的森林，后来成了荒山秃岭，主要原因是 。
A 北方寒流侵袭 B 过度开荒破坏了生态平衡
C 长年干旱，赤地千里 D 地壳运动频繁
此题着重考察生态平衡的基础知识，破坏生态平衡的原因有两大类：一是自然因素，如地震、火山爆发、水旱灾害、山崩等；二是人为因素，如人类对自然不合理的开发利用和环境污染等。人为因素是造成荒山秃岭的主要原因。因此应选B。
3．把握规律
有些试题的解答是有一定规律的，掌握并应用好解答规律，就会使解答既迅速又准确。如解答遗传方面的试题就有以下规律。
（1）某个体产生配子的类型数等于各对基因单独形成的配子种数的乘积。
例 某基因型为A a B B C c D d的生物个体产生配子类型的计算。每对基因单独产生配子种类数是：A a→2种，B B→l种，C c→2种，D d→2种，则此个体产生的配子类型为2×1×2×2＝8种。
（2）任何两种基因型的亲本相交，产生的子代基因型的种类数等于亲本各对基因型单独相交所产生基因型种类数的积。
例 A a B b C c×A a B b c c所产子代的基因型数的计算。因A a×A a所产子代基因型是3种，B b×B b所产子代的基因型也是3种，C c×c c所产子代基因型是2种，所以A a B b C c×A a B b c c所产子代基因型种数为3×3 ×2＝18种。
（3）任何两种基因型的亲本相交，产生的子代表现型的种类数等于亲本各对基因单独相交所产子代表现型种类数的积。
例 A a B b C c×A a B b c c所产于代的表现型数的计算。因A a×A a所产子代表现型是2种，B b×B b所产子代表现型是2种，C c×c c所产子代表现型也是2种，所以A a B b C c×A a B b c c所产表现型共有2×2×2＝8种。
（4）子代个别基因型所占比例等于该个别基因型中各对基因型出现概率的乘积。
例 A a B b×A a B B相交子代中基因型a a B B所占比例的计算。因为A a×A a相交子代中a a基因型个体占1/4，B b×B B相交子代中B B基因型个体占1/2，所以a a B B基因型个体占所有子代的1/4×1/2＝1/8。
（5）子代个别表现型所占比例等于该个别表现型中每对基因的表现型所占比例的积。
例 A a B b×A a B B所产子代中表现型a B所占比例的计算。因A a×A a相交所产子代中表现型a占1/4，B b×B B相交所产子代中表现型B占4/4，所以表现型a B个体占所有子代的1/4×4/4＝1/4。
第二章 生命的物质基础
生物体都具有以下基本特征：生物体具有共同的物质基础和结构基础，都有新陈代谢作用，都有应激性，都有生长、发育和生殖的现象，都有遗传和变异的特性，都能适应一定的环境。
第一节 组成生物体的化学元素及化合物
【知识概要】
生物体的生命活动都有共同的物质基础，主要是指组成生物体的化学元素和化合物是大体相同的。
一、组成生物体的化学元素
组成生物体的化学元素有二十多种，它们在生物体内的含量不同。含量占生物体总质量的万分之一以上的元素，称大量元素，如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。生物生活所必需，但是需要量却很少的一些元素，称微量元素，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。这些化学元素对生物体都有重要作用。组成生物体的二十多种化学元素，在无机自然界都可以找到，没有一种化学元素是生物所特有的。这个事实说明，生物界和非生物界具有统一性。
二、组成生物体的化合物
（－）糖类
1．生物学功能
糖类参与细胞组成，是生命活动的主要能源物质。
2．组成元素及种类
糖类的组成元素为C、H、O，分单糖、寡糖、多糖三类。
单糖是不能水解的最简单的糖类，其分类中只含有一个多羟基醛或一个多羟基酮，如葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖。葡萄糖和果糖都是含6个碳原子的己糖，分子式都是C6H12O6，但结构式不同，在化学上叫做同分异构体。如下图所示：
葡萄糖 果糖 葡萄糖 果糖
环状结构 链状结构
核糖（C5H10O5）和脱氧核糖（C5H10O4）都是含有5个碳原子的戊糖，两者都是构成生物遗传物质（DNA或RNA）的重要组成成分。结构式如下图所示：
核糖 脱氧核糖 葡萄糖 果糖 蔗糖
寡糖（低聚糖）是由少数几个（1个以内）单糖分子脱水缩合而得的糖。常见的是含有2个单糖单位的双糖，如植物细胞内的蔗糖、麦芽糖，动物细胞内的乳糖，存在于藻类细菌、真菌和某些昆虫细胞内的海藻糖等。蔗糖的形成见上图。
多糖是由多个单糖缩聚而成链状大分子，与单糖、双糖不同，一般不溶于水，从而构成贮藏形式的糖，如高等植物细胞内的淀粉，高等动物细胞内的糖元。纤维素是植物中最普遍的结构多糖。
（二）蛋白质
1．生物学功能
蛋白质具有催化作用、运输作用和贮存作用、结构和机械支持作用、收缩或运动功能、免疫防护功能、调节作用。
2．组成元素和基本组成单位
蛋白质主要由C、H、O、N四种元素组成，多数还含有S。基本组成单位是氨基酸，其通式为。
组成天然蛋白质的氨基酸约有20种，都是L型的α氨基酸。氨基酸与氨基酸之间可以发生缩合反应，形成的键为肽键。肽是两个以上氨基酸连接起来的化合物。两个氨基酸连接起来的肽叫二肽，三个氨基酸连接起来的肽叫三肽，多个氨基酸连接起来的肽叫多肽。多肽都有链状排列的结构，叫多肽链。蛋白质就是由一条多肽链或几条多肽链集合而成的复杂的大分子。
3．结构
蛋白质结构分一、二、三、四级结构。在蛋白质分子中，不同氨基酸以一定数目和排列顺序编合形成的多肽链是蛋白质的一级结构。蛋白质分子的高级结构决定于它的一级结构，其天然构象（四级结构）是在一定条件下的热力学上最稳定的结构。
4．变性
蛋白质受到某些物理或化学因素作用时引起生物活性的丧失、溶解度降低以及其他物理化学因素的改变，这种变化称为蛋白质的变性。变性的实质是由于维持高级结构的次级键遭到破坏而造成的天然构象的解体，但未涉及共价键的破坏。有些变性是可逆的（能复性），有些则不可逆。
（三）核酸
1．生物学功能
核酸是遗传信息的载体，存在于每一个细胞中。核酸也是一切生物的遗传物质，对于生物体的遗传性、变异性和蛋白质的生物合成有极其重要的作用。
2．种类
核酸分DNA和RNA两大类。所有生物细胞都含有这两大类核酸（病毒只含有DNA或RNA）。
3．组成元素及基本组成单位
核酸是由C、H、O、N、P等元素组成的高分子化合物。其基本组成单位是核苷酸。每个核酸分子是由几百个到几千个核苷酸互相连接而成的。每个核苷酸含一分子碱基、一分子戊糖（核糖或脱氧核糖）及一分子的磷酸组成。如右图所示：
DNA的碱基有四种（A、T、G、C），RNA的碱基也有四种（A、U、G、C）。这五种碱基的结构式如下图所示：DNA中碱基的百分含量一定是A＝T、G＝C，不同种生物的碱基含量不同。RNA中A﹣U、G﹣C之间并没有等当量的关系。
腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胸腺嘧啶（T） 尿嘧啶（U） 胞嘧啶（C）
4．结构
DNA一级结构中核苷酸之间唯一的连接方式是3’、5’﹣磷酸二酯键，如下图所示。所以DNA的一级结构是直线形或环形的结构。DNA的二级结构是由两条反向平行的多核音酸链绕同一中心轴构成双螺旋结构。
（四）脂类
脂类是生物体内一大类重要的有机化合物，由C、H、O三种元素组成，有的（如卵磷脂）含有N、P等元素，不溶于水，但溶于乙醚、苯、氯仿和石油醚等有机溶剂。
1．生物学功能
脂类是构成生物膜的重要成分；是动植物的贮能物质；在机体表面的脂类有防止机械损伤和水分过度散失的作用；脂类与其他物质相结合，构成了细胞之间的识别物质和细胞免疫的成分；某些脂类具有很强的生物活性。
2．种类
（l）脂肪 也叫中性脂，一种脂肪分子是由一个甘油分子中的三个羟基分别与三个脂肪酸的末端羟基脱水连成酯键形成的。脂肪是动植物细胞中的贮能物质，当动物体内直接能源过剩时，首先转化成糖元，然后转化成脂肪。在植物体内就主要转化成淀粉，有的也能转化成脂肪。
（2）类脂 包括磷脂和糖脂，这两者除了包含醇、脂肪酸外，还包含磷酸、糖类等非脂性成分。含磷酸的脂类衍生物叫做磷酯，含糖的脂类衍生物叫做糖脂。磷脂和糖脂都参与细胞结构特别是膜结构的形成，是脂类中的结构大分子。
（3）固醇 又叫甾醇，是含有四个碳环和一个羟基的烃类衍生物，是合成胆汁及某些激素的前体，如肾上腺皮质激素、性激素。有的固醇类化合物在紫外线作用下会变成维生素D。在人和动物体内常见的固醇为胆固醇。
（五）水和无机盐
1．水
水是细胞的重要成分，一般发育旺盛的幼小细胞中含水量较大，生命活力差的细胞组织中含水量较小，休眠的种子和孢子中含水量一般低于10％。水的作用有：水是代谢物质的良好溶剂，水是促进代谢反应的物质，水参与原生质结构的形成，水有调节各种生理作用的功能。
2．无机盐
它在体内通常以离子状态存在，常见的阳离子有K＋、Na＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋等；常见的阴离子有Cl－、SO42－、PO43－、HPO42－、H2PO4－、HCO3－等。各种无机盐离子在体液中的浓度是相对稳定的，其主要作用有：维持渗透压，维持酸碱平衡，特异作用等。
第二节 其他重要化合物
【知识概要】
一、细胞内能合流通的物质——ATP
1．ATP的结构
ATP（三磷酸腺苷）是各种活细胞内普遍存在的一种高磷酸化合物（水解时释
放的能量在20～92kJ／mol的磷酸化合物）。ATP的分子简写成A－P～P～P，
A代表由腺嘌呤和核糖组成的腺苷，P代表磷酸基团，～代表高能磷酸键。ATP
中大量化学能就贮存在高能磷酸键中。ATP结构中的3个磷酸（Pi）可依次移
去而生成二磷酸腺苷（ADP）和一磷酸腺苷（AMP），如右图：
2．ATP的作用
ATP水解时释放出的能量，是生物体维持细胞分裂、根吸收矿质元素
离子和肌肉收缩等生命活动所需能量的直接来源，是细胞内能量代谢
的“流通货币”。在动物肌肉或其他兴奋性组织中，还有一种高能磷酸
化合物即磷酸肌酸，它也是高能磷酸基的贮存者，其中的能量要兑换
成“流通货币”才能发挥作用。如图下图所示磷酸肌酸与ATP关系。
二、NAD＋和NADP＋
NAD＋又叫辅酶Ⅰ，全称烟酰胺腺嘌呤二核苷酸；NADP＋又叫辅酶Ⅱ，
全称烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸。它们都是递氢体，能从底物里取得
电子和氢。NAD＋和NADP＋都是以分子中的烟酰胺部分来接受电
子的，所以烟酰胺是它们的作用中心。接受电子的过程如下图所示：
这里虽然从底物脱下来的两个电子都被接受了，但脱下来的两个氢
原子却只有一个被接受，剩下的一个质子H暂时被细胞的缓冲能
力接纳下来，留待参与其他反应。因此，NAD＋和NADP＋的还原
形式被写作NADH和NADPH。
第三章 生命的基本单位——细胞
第一节 细胞的形态和类别
【知识概要】
一、细胞的概念及形态
细胞是由原生质小团所组成的基本单位，其中含有一个核（或拟核），四周被膜包围着。
细胞的大小千差万别。最大的直径近10cm，如驼鸟卵；小的需用电子显微镜才能看到，如支原体，其细胞直径只有0.1um。一般细胞的直径都在10～100um之间，观察需要借助光学显微镜。
细胞的形状多样。有球状、多面体、纺锤体和柱状体等。由于细胞内在的结构、自身的表面张力以及外部的机械压力的作用，各种细胞总是保持其一定的形态。细胞的形状与功能之间有着密切关系，如运动神经元细胞质伸展长达几米，用以传导外界刺激产生的兴奋。
二、原核细胞
原核细胞外部由质膜所包围，质膜之外是坚固的细胞壁。细胞壁主要是由一种叫胞壁质的蛋白多糖组成。在原核细胞内含有DNA的区域，没有核膜包围，这个区域为拟核，其中只有一条DNA。原核细胞中没有内质网、高尔基体、线粒体和质体等，但含有核糖核蛋白体、间体、粒状物、类囊体和蓝色体等。原核细胞细胞质中的内含物有气泡。多磷酸颗粒、脂肪滴和蛋白粒等。由原核细胞构成的生物称原核生物，如支原体、细菌、蓝藻和放线菌等。
三、真核细胞
真核细胞的细胞质与细胞核之间有核膜把它们分开，细胞质中的细胞器与结构都比原核细胞复杂。真核细胞内含有的物质，大致可分为四类：①原生质，它是细胞质与细胞核所组成的生活物质的整体。细胞质包括质膜、内质网、高尔基体、中心体、线粒体、质体等。②后成质，由细胞分化出来具有一定机能的细胞衍生物，如纤毛、鞭毛等。③异质，由原生质高度特化的物质，如角质、木质、木柱质、纤维素等。④副质，细胞质中的内含物，都是新陈代谢的产物，如淀粉粒、糖元粒、油滴、乳液等。
四、真核细胞和原核细胞的主要区分见下表
真核细胞和原核细胞的主要区别
特性 原核细胞 真核细胞
细胞大小 较小（1～10um） 较大（10～100um）
染色体 一个细胞只有一条DNA，与RNA、蛋白质不联结在一起 一个细胞有几条染色体，DNA与RNA、蛋白质联结在一起
细胞核 无核膜和核仁 有核膜和核仁
细胞器 核糖体 有线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体等
内膜系统 简单 复杂
微梁系统 无 有微管和微丝
细胞分裂 二分体、出芽，无有丝分裂 具有丝分裂器，能进行有丝分裂
转录与转译 出现在同一时间与地点 出现在不同时间与地点（转录在核内，转译在细胞质内）
五、动物细胞和植物细胞的区别
植物细胞的外面有细胞壁，它由纤维素和果胶质构成。细胞壁分为三层：中胶层、初生壁和次生壁。中胶层（胞间层）把相邻细胞粘合在一起，初生壁在中胶层的两侧，所有植物细胞都具有。次生壁在初生壁里面，又分为外、中、内三层，厚而硬，不是所有植物细胞都有的。在两个相邻细胞之间的壁上，有胞间连丝联结两个相邻细胞的原生质体，使细胞之间互相流通。此外，植物细胞的细胞器中有液泡和叶绿体。
动物细胞表面由质膜包着，它控制着细胞内物质的运输。两个相邻细胞之间的质膜也可变形，形成联结或桥粒，使两个相邻细胞“焊接”在一起，便于通讯。动物细胞质膜外无细胞壁，动物细胞内的微管对细胞的形态起着支持作用；动物细胞质内也无明显的液泡和叶绿体。在核附近有中心体，细胞有丝分裂时，中心体能发出星状细丝，分裂时称为星体。
第二节 真核细胞的结构和功能
【知识概要】
一、细胞膜
1．细胞膜的化学组成
细胞膜主要由脂类和蛋白质组成，其中脂类以磷脂为主，它既有亲水的极性部分（一般称头部），又有疏水的非极性部分（一般称尾部）。构成膜的蛋白质按其在膜中与磷脂相互作用方式及排列部位不同，可以分为外在性蛋白和内在性蛋白两大类，外在性蛋白与膜的内外表面相连，内在性蛋白嵌在脂质的内部，有的穿过膜的内外表面。
2．细胞膜的结构
关于细胞膜的结构有很多假说和模型，其中广泛被接受的是“液态镶嵌模型”。它有两个主要特点：一是膜的结构不是静止的，而是具有一定的流动性；二是膜蛋白质分布的不对称性，即有的镶嵌在脂质中，有的附在脂质表面。
3．细胞膜的功能
细胞膜的基本功能是：物质运输、细胞膜受体作用、代谢的调节控制、细胞识别、信息传递、保护细胞等。物质运输方面。细胞膜对物质的通过有高度的选择性。物质出入细胞的三种方式见下表：
自由扩散 协助扩散 主动运输
浓度 高→低 高→低 低→高
载体 不需要 需要载体协助 需要载体协助
能量 不消耗 不消耗 消耗
类例 水、脂溶性物质 葡萄糖进入红细胞 无机离子、氨基酸进入细胞
此外，一些大分子物质或物质团块，还可以通过内吞和外吐的方式进出细胞。如白细胞吞噬侵入人体的病菌，属内吞方式；腺细胞所分泌的酶的过程，属外吐方式。内吞和外吐也需消耗能量。
二、细胞质
1．基质
细胞基质呈胶体状，除含有小分子和离子外，还含有脂类、糖、氨基酸、蛋白质、RNA等。在基质中存在着几千种酶，大多数中间代谢，如糖酵解、氨基酸合成等都在这里进行。在基质内分散着具一定结构和功能的小“器官”叫细胞器，如线粒体、质体。中心体、内质网、核糖体、溶酶体以及微管和微丝等。
2．线粒体
（1）线粒体形状、大小和数目线粒体一般呈线状或颗粒状，线粒体的直径约0.5～1um，长2～10um。线粒体数目因细胞类型和生理状况而不同，每个细胞中线粒体的数量可以从1到50万个，在生理活动旺盛的细胞中，线粒体数目多；在衰老或休眠的细胞中线粒体较少。
（2）线粒体结构电镜下观察线粒体由内外两层膜所包围。外膜磷脂含量较高，透性较强，有利于线粒体内外物质交换。内膜透性较差，在不同部位向内折叠形成嵴。嵴之间的内部空隙叫嵴间腔，里面充满基质，基质中含有蛋白质和少量DNA。内外膜之间的间隙叫膜间腔。里面充满液体。线粒体的内外膜上都附有酶系颗粒，在外膜上牢固附着的是柠檬酸循环所必需的酶系颗粒。柠檬酸循环所产生的NADPH（还原性H）通过膜进入线粒体，使ADP转变成ATP。在内膜内侧附着有许多带柄小颗粒，这种颗粒就是可溶性三磷酸腺苷。
（3）线粒体功能线粒体是细胞呼吸中心。它通过有呼吸作用的多种酶系颗粒，能将细胞质中的糖酵解，产生丙酮酸，再进一步氧化产生能量，并将能量贮藏在ATP高能磷酸键中。ATP通过膜上的小孔向外扩散到细胞质中，供细胞其他生理活动时能量的需要。
3．质体
质体是绿色植物细胞所特有的细胞器。根据颜色和功能的不同，成熟的质体分白色体、有色体和叶绿体三类。
（1）白色体（也叫无色体） 因所在的组织和功能的不同可分为造粉质体、造蛋白质体和造油体。
（2）有色体 有色体内含有叶黄素和胡萝卜素，呈红色或橙黄色。它存在于花瓣和果实中，其主要功能是积累淀粉和脂类。
（3）叶绿体主要存在于叶肉细胞和幼茎皮层细胞内，是光合作用的场所。叶绿体由内外两层膜包围，叶绿体膜能控制代谢物质进出叶绿体。膜内淡黄色、半流动状态的物质叫基质，主要是可溶性蛋白质（酶）和其他代谢物质。基质中悬浮着浓绿色圆柱状颗粒叫基粒。每个基粒由两个以上类囊体重叠而成基粒片层，类囊体由自身闭合的双层薄膜组成。有些类囊体和基粒中的基粒片层横向连接，使基粒跟基粒相连，这种类囊体叫做基质片层。叶绿体的光合色素主要集中在基粒中，类囊体的内膜和外膜上分别附有几十种与光合作用有关的酶。光合作用的光反应在类囊体薄膜上进行，合成有机物的暗反应，在叶绿体基质中进行。
4．内质网和高尔基体
内质网是由单层膜组成，有两种类型：粗糙内质网和光滑内质网。粗糙内质网呈扁平囊状，内质网膜的外面附有核糖核蛋白体颗粒，是细胞内合成蛋白质的主要部位。粗糙内质网常与核膜的外膜相连。光滑内质网呈管状，膜上没有颗粒，常与有分泌功能的高尔基体相连。光滑内质网与脂类物质的合成、糖元等的代谢有关。
高尔基体是由双层膜、表面光滑的大扁囊和小囊泡构成，多数扁囊和囊泡集合在一起，又叫高尔基复合体。在植物细胞内，有高尔基体合成的果胶、半纤维和木质素等物质，这些物质参与细胞壁的形成。在动物细胞内，高尔基体参与蛋白质的分泌。
在细胞生物学中，把核被膜、内质网、高尔基体、小泡和液泡等看成是在功能上连续统一的细胞内膜，被称为内膜系统。
5．液泡系
液泡系是指由内膜所包围的小泡和液泡，除线粒体和质体外，都属于液泡系。液泡的类型可分为以下几种：①高尔基液泡，由高尔基体成熟面高尔基地边缘形成的小泡，其中含有水解酶等。②溶酶体，由内质网形成，其中含有水解酶。③圆球体，为植物细胞所特有，相当于溶酶体，也是由内质网形成。④微体，按其中所含的酶来确定它们的性质。⑤自噬小体，由一层膜将一小部分细胞质包围而成，其中被消化的物质是细胞质内含有的各种组成，如线粒体、内质网的碎片等。⑥吞噬泡，由质膜的内陷作用吞噬了营养颗粒而成。⑦胞饮液泡，由质膜的内陷作用吞噬了一些溶液或营养液而成。⑧糊粉粒，在植物的种子中产生的一种特异的液泡，其中贮有蛋白质（多数是酶），起源于内质网。⑨收缩泡，为原生动物所含有的液泡，具有伸缩性，收缩时可把废液和过量的水分排出体外。动、植物液泡都是由一层单位膜包围而成。
植物细胞中的液泡是植物细胞显著特征之一。液泡里有细胞液，细胞液主要成分是水，另外含有糖类、丹宁、有机酸、植物碱、色素、盐类等。植物细胞的液泡既是细胞营养物质的贮藏器，也是废物的排泄器。
溶酶体是溶解或消化小体，内含各种水解酶，在动植物细胞中都含有这类细胞器。细菌内没有发现溶酶体。溶酶体的功能有三个方面：正常消化作用、自体吞噬、细胞自溶作用。
微体有两种类型：过氧化物酶体和乙醛酸循环体。前者存在于动、植物细胞内，而后者仅存在于植物细胞内。
植物细胞内的圆球体和糊粉粒都含有水解酶，具有动物溶酶体同样的功能。
6．核糖核蛋白体
核糖体颗粒存在于所有类型的活细胞内，游离在细胞质中或附着在粗糙型内质网上，快速增殖的细胞中含量更多。根据核糖体的沉降系数，把不同来源的核糖体分为70S型（具有30S和50S两个亚单位）和80S型（具有40S和60S两个亚单位）两大类。80S分布在真核细胞的细胞质中，而70S则存在于原核细胞与叶绿体内。
聚核糖体是蛋白质合成的主要场所。
7．中心体
中心体是动物细胞和低等植物细胞特有的细胞器。它包括两部分：中央部分有中心粒，周围的致密物质叫中心球。它存在的位置比较接近细胞中央，在核的一侧，所以叫中心体。在电镜下看到，中心粒由27条很短的微管组成，从横切面看到是由9个三体微管盘绕成的环状结构。三体微管之间和它的周围有质地比较致密的细粒状物质。中心粒对细胞分裂期纺锤丝的排列方向和染色体的移动方向，起着重要作用。
8．微管和微丝
微管是细胞的骨骼，而微丝则是细胞的肌肉系统。
微管含有微管蛋白，微丝含有的分子与肌肉中的肌动蛋白、肌球蛋白和原肌球蛋白相同，也有像肌肉一样的收缩功能。
微管的功能有：支架作用、细胞的运动、细胞分裂、细胞内运输、细胞壁的结构等。微管可以单体到多聚体集合成完整的管子，但经低温、高压、秋水仙素和长春花碱等处理后就会破坏，使细胞变形，也不能运动。
微丝担负着细胞内运输、细胞质运动、细胞的移动和肌肉的收缩等功能。
三、细胞核
细胞核是细胞内储存、复制和转录遗传信息的主要场所。在真核细胞中，除高等植物成熟的筛管以及哺乳类成熟的红细胞外，都有细胞核。细胞核的核膜由两层膜组成，包在核之外。核膜上有许多穿孔，称核孔，全部核孔占膜面积的8％以上。核孔是细胞核和细胞质进行物质交换的通道。核液充满在核膜内，是以核蛋白为主的胶态物质，染色质和核仁悬浮在其中。当这些基质呈液体状态（溶胶）时叫核液，呈半固体状态（凝胶）时叫核质。核仁主要由蛋白质和RNA组成，它与合成核糖体RNA有关。染色质是细胞核的重要成分，是真核细胞间期核中DNA、组蛋白、非组蛋白性蛋白质以及少量RNA所组成的一串念珠状的复合体，是能被碱性染料染色的物质。
第三节 细胞周期和细胞分裂
【知识概要】
一、细胞周期
1．概念
细胞周期是指细胞一次分裂结束开始生长，到下一次分裂完成所经历的过程。
2．细胞周期分四个时期
①从有丝分裂完成到DNA复制前的这段间隙时间叫G1期。②DNA复制的时期叫S期。在S期，DNA的含量增加一倍。③从DNA复制完成到有丝分裂开始，这段时间叫G2期，细胞分裂期的开始，标志着G2期的结束。④从细胞分裂开始到结束，也就是染色体的凝缩、分离到平均分配到两个子细胞为止，叫M期。M期包括前、中、后、末四个时期。
在细胞生长繁殖过程中，有的细胞在前一周期结束后，不再进入下一周期，而是退出了细胞周期，细胞这时所处的时期叫G0期。G0期的细胞不合成DNA，也不发生分裂，而处于静止状态。
二、细胞分裂
细胞分裂有三种方式：即无丝分裂、有丝分裂和减数分裂。
无丝分裂又称直接分裂。分裂时无染色体出现，不形成纺锤体，也无核膜、核仁的消失。无丝分裂过程简单，遗传物质也不能平均分配，但能保持亲代个体的遗传性。
有丝分裂是真核生物细胞分裂的基本形式，也称间接分裂。在分裂过程中出现由许多级锤丝构成的纺锤体，经复制后的染色质集缩成棒状的染色体，并平均分配到子细胞中。细胞有丝分裂是一个连续的过程，为研究方便，按照各时期的特点，人们将有丝分裂分为间期和分裂期。分裂期又包括前期、中期、后期和末期。
减数分裂是以有性方式繁殖的动、植物，在形成生殖细胞时发生的分裂。减数分裂有三种类型：合子减数分裂、配子减数分裂、居间减数分裂。
有丝分裂和减数分裂的区别比较
有丝分裂 减数分裂
形成体细胞分裂的方式 形成生殖细胞分裂的方式
分裂过程是一次细胞分裂 分裂过程是两次连续的细胞分裂
同源染色体不发生配对联会 同源染色体配对、联会、交叉和交换，形成四分体
染色体数目不减半（2n→2n） 第一次分裂染色体数目减半（2n→n）
分裂结果形成两个体细胞 分裂结果形成四个生殖细胞
第四节 细胞的分化及其他
【知识概要】
一、细胞的分化与衰老
细胞通过分裂在形态、功能和蛋白质合成等方面发生稳定差异的过程叫细胞分化。细胞分化的基础是核基因的选择性表达，它需要有细胞质的协调作用。细胞质的不均匀分布，决定着后代细胞的分化方向，也决定着成体细胞的分化方向。
衰老的细胞一般特征是：①原生质减少；②水分减少；③核外染色物质减少；④细胞核与细胞质的比率缩小；⑤细胞核固缩；⑥色素生成；⑦酶的活性变化；⑧核酸与蛋白质的变化。
二、细胞的全能性
细胞全能性包含以下两方面的含义：①有些动物细胞的胚胎早期分裂球（2—4细胞期），经人工分离后，能各自单独发育为完整的，但体积相应减小的胚胎；②植物的体细胞在离体培养下能再生成完整的植株。
三、细胞的癌变
由生物体正常细胞转变成的不受控制而恶性增殖的细胞叫做癌细胞。
癌细胞具有无限分裂的能力，细胞癌变后，细胞膜表面的抗原会发生变化。诱导正常细胞癌变的因素有化学的、物理的和生物的多方面因素。突变理论认为：癌是由体细胞突变而来。因为：①癌是由一个单细胞增殖的克隆引起的；②致癌剂多为突变剂；③生物年龄越大，自发癌的频率越高；④癌细胞的改变和细胞群体中细胞的进化一样。
四、细胞工程
应用细胞生物学的方法，按照人们预先的设计，有计划地改变或创造细胞遗传物质的技术，以及发展这种技术的研究领域，叫做细胞工程。细胞工程学可分为五个部分：基因工程学，染色体工程学，染色体组工程学，细胞质工程学，细胞并合工程学。
第四章 生物的新陈代谢
第一节 酶
【知识概要】
一、酶的概念
1．酶是生物催化剂
酶是由生物体活细胞所产生的一类具有生物催化作用的有机物。生物体内的新陈代谢过程包含着许多复杂而有规律的物质变化和能量变化，其中的许多化学反应都是在酶的催化作用下进行的。
2．酶的化学本质是蛋白质
酶具有一般蛋白质的理化性质。从酶的化学组成来看，有简单蛋白和复合蛋白两类。属于简单蛋白的酶，只含有蛋白质；属于复合蛋白的酶分子中，除了蛋白质外，还有非蛋白质的小分子物质，前者称酶蛋白，后者称辅助因子，可分为辅酶和辅基两类。近些年来发现，绝大多数酶是蛋白质，有的酶是RNA。
二、酶催化作用的特点
酶与一般催化剂一样，能降低化学反应所需的活化能，使反应速度加快，反应完成时，酶本身的化学性质并不发生变化。
酶与一般非生物催化剂不同的特点是：1．高效性；2．专一性；3．需要适宜的条件。
三、酶催化作用的机理
现在认为，酶进行催化作用时，首先要和底物结合，形成一中间络合物，它很容易转变为产物和酶；该过程可表示为：S（底物）＋E（酶）→SE（中间络合物）E（酶）＋P（反应产物）。酶分子中直接与底物结合并与酶催化作用直接有关的部位称为“活性（力）中心’。一般认为，酶的活性中心有两个功能部位：结合部位和催化部位。
四、影响酶催化作用的因素
影响酶催化作用的因素有底物浓度、温度、pH、酶浓度、激活剂和抑制剂等。
第二节 植物的营养器官
【知识概要】
一、根
根据发生的部位，根分成主根、侧根和不定根三种。植物地下部分所有根的总和叫做根系，分为直根系和须根系两种。
从根的顶端到着生根毛的部分叫做根尖，它是根生长、分化、吸收最活跃的部位。从根尖的顶端起，依次分成根冠、分生区（生长点）、伸长区和成熟区（根毛区）四部分。
根的初生结构由外向内分成表皮、皮层和维管柱（中柱）。皮层的最内层细胞叫做内皮层，这层细胞的径向壁和横壁上形成栓质化的带状加厚结构，叫做凯氏带，它具有加强控制根的物质转移的作用。维管柱由中柱鞘、初生木质部和初生韧皮部三部分组成。双子叶植物的根可以进行次生生长，由形成层细胞进行细胞分裂，向内形成次生木质部，向外形成次生韧皮部。
根的生理功能是吸收、支持、合成和贮藏，有些植物的根还有营养繁殖的作用。
二、茎
茎的形态特征是有节和节间，有芽，落叶后节上有叶痕。茎因生长习性的不同，可以分为直立茎、攀援茎、缠绕茎和匍匐茎四类。
茎的主干由种子的胚芽发育而成，侧枝由主干上的芽发育而成。因此，芽是一个枝条的雏型，将植物的叶芽纵切，从上到下依次为生长点、叶原基、幼叶、腋芽原基。
双子叶植物茎的初生结构分为表皮、皮层和维管柱。维管柱由维管束、髓和髓射线三部分组成。维管束是初生韧皮部、形成层和初生木质部组成的束状结构。双子叶植物茎的维管束常排列成筒状。茎的次生结构是由形成层的活动而加粗的部分。由于形成层的活动受四季气候影响而在多年生木质部横切面上出现年轮。
一般单子叶植物的茎只有初生结构，由表皮、维管束和薄壁组织组成。表皮下有机械组织，起支持作用，其细胞常含叶绿体。维管束是分散的，有的植物茎中空成髓腔。
茎的生理功能主要是运输水分、无机盐类和有机营养物质，同时又能支持技、叶、花和果实展向空中。此外还有贮藏和营养繁殖的作用。
三、叶
植物的叶一般由叶片、叶柄和托叶三部分组成。叶片内分布着叶脉，叶脉有网状脉和平行脉之分。叶柄有支持和输导作用。
叶片的结构通常分三部分：表皮、叶肉和叶脉。表在分为上表皮和下表皮。表皮细胞之间有许多气孔，由两个保卫细胞围成，保卫细胞控制着气孔的开闭。气孔是叶蒸腾水分和气体进出的通道。叶肉由含许多叶绿体的薄壁细胞组成，分为栅栏和海绵组织，大中型叶脉由维管束和机械组织构成，木质部在上，韧皮部在下。叶脉越细，结构越简单。
四、根、茎、叶的变态
根的变态包括贮藏根（有肉质直根、块根）、气生根（有支柱根、呼吸根、攀援根等）、寄生根（吸器）；茎的变态包括地下茎的变态（有块茎、鳞茎、球茎、根状茎等）、地上茎的变态（有茎卷须、枝刺、叶状枝、肉质茎等）；叶的变态，有苞叶、叶卷须、鳞叶、叶刺、捕虫叶等。
第三节 植物的光合作用
【知识概要】
一、光合作用的概念及其重要意义
光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧的过程。光合作用的重要意义是把无机物转变成有机物，转化并储存太阳能，使大气中的氧和二氧化碳的含量相对稳定等。总之，光合作用是地球上几乎一切生物的生存、繁荣和发展的根本源泉。
二、光合作用的场所和光合色素
叶片是植物进行光合作用的主要器官，叶绿体是光合作用的重要细胞器。叶绿体的类囊体薄膜上分布有光合色素，在类囊体膜和间质中存在许多种光合作用需要的酶。
叶绿体中的色素有三类：①叶绿素，主要是叶绿素a和叶绿素b。绝大多数叶绿素a分子和全部叶绿素b分子具有收集光能的作用，少数不同状态的叶绿素a分子有将光能转换为电能的作用。②类胡萝卜素，包括胡萝卜素和叶黄素。它们除有收集光能的作用之外，还有防止光照伤害叶绿素的功能。③藻胆素，是藻类进行光合作用的主要色素。
三、光合作用的过程
光合作用的总反应式概括为：
CO2＋H2O（CH2O）＋O2
1．光反应阶段
是由光引起的光化反应，在叶绿体的类囊体上进行，包括两个步骤：①光能的吸收、传递和转换，是通过原初反应完成的。这个过程使光能转换为电能。②电能转换为活跃化学能过程，是通过电子传达和光合磷酸化完成的。结果使电能转变成的活跃化学能贮存于ATP和NADPH2中。
2．暗反应阶段
是由若干酶所催化的化学反应，不需要光，在叶绿体的间质中进行。暗反应是活跃的化学能转变为稳定化学能的过程，通过碳同化来完成。碳同化的途径有卡尔文循环（C3途径）、C4途径和景天科酸代谢（CAM）。卡尔文循环是碳同化的主要形式，大体分三个阶段：①羧化阶段（CO2的固定）。②还原阶段。③更新阶段。根据碳同化的最初光合产物的不同，把高等植物分为C3植物和C4植物两类。
四、外界条件对光合作用的影响
影响光合作用的外界条件主要有光照强度、二氧化碳浓度、温度和水含量等。
第四节 植物对水分的吸收和利用
【知识概要】
一、植物细胞对水分的吸收
细胞吸水的主要方式是渗透吸水。细胞的渗透吸水取决于水势。纯水的水势最高，定为零值，则其他溶液的水势就成负值，溶液越浓，水势越低，水势总是从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动。成熟的植物细胞是一个渗透系统，细胞的水势表示为：
水势＝渗透势＋压力势＋衬质势
当细胞处于不同浓度的溶液中时，在细胞内外就会有水势差，从而发生渗透作用。可以用“植物细胞的质壁分离和复原”实验来证明植物细胞的渗透作用。
植物细胞在形成液泡之前依靠吸胀作用吸水。吸胀作用是亲水胶体吸水膨胀的现象。
二、植物根系对水分的吸收
根系吸水有两种动力：（l）根压：即根系的生理活动使液流从根部上升的动力。从土壤到根内通常存在一个由高到低的水势梯度。使水分由土壤溶液进入根的表皮、皮层，进而到达木质部导管。此外水分还可以通过成熟区表皮细胞壁以及根内层层细胞之间的间隙向里渗入，最终也达到导管。（2）蒸腾拉力：这种吸水是依靠蒸腾失水而产生的蒸腾拉力，由枝叶形成的力量使到根部而引起的被动吸水。
影响根系吸水的外界条件有土壤中可用水分、土壤通气状况、土壤温度、土壤溶液浓度等。
三、蒸腾作用
水分以气体状态从植物体表面（主要是叶）散失到体外的现象叫做蒸腾作用。蒸腾作用对植物体有重要生理意义。蒸腾作用是植物对水分吸收和运输的主要动力，蒸腾作用能促进矿质养料在体内的运输，蒸腾作用能降低叶片的温度。
植物成长以后，蒸腾作用主要通过叶面进行。叶面蒸腾分为角质蒸腾和气孔蒸腾，后者是最主要形式。
外界条件影响蒸腾作用的最主要因素是光照，此外还有空气相对湿度、温度、风等。生产实践上，一方面要促使根系生长健壮，增强吸水能力；另一方面要减少蒸腾，这在干旱环境中更为重要。
四、植物体内水分的运输
水分被根系吸收进入木质部的导管和管胞后，沿着木质部向上运输到茎或叶的木质部，而到达植物体的各部。水分子在导管内上有蒸腾拉力，下有根压，中间有水分子本身的内聚力，使水分形成连续的水柱源源而上。
第五节 植物的矿质营养
【知识概要】
一、植物必需的矿质元素及其主要生理作用
植物生长发育必需的元素有C、H、O、N、P、K、S、Ca、Mg、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo和Cl等16种，除C、H、O以外的13种元素主要由根系从土壤中吸收，叫做矿质元素。植物对前9种元素需要量相对较大，属于大量元素；对后7种元素需要量极微，属于微量元素。
矿质元素的生理作用：一是细胞结构物质的组成成分；二是植物生命活动的调节者，参与酶的活动；三是起电化学作用，即离子浓度的平衡。胶体的稳定和电荷中和等。
二、植物体对矿质元素的吸收
根吸收土壤中矿质离子的过程，首先通过交换吸附把离子吸附在根部表皮细胞表面；然后靠扩散作用，通过非质体运输进入皮层内部，同时，也靠呼吸供给的能量做功，通过共质体主动运输进入根细胞内部；最后进入导管。
根吸收矿质元素的主要特点表现在：根吸收矿质元素和吸收水分是相对独立的，根对离子的吸收有选择性。
三、生物固氮
某些微生物把空气中的游离氮固定转化为含氮化合物的过程称为生物固氮。固氮微生物依靠固氮酶，消耗能量，把氮还原成氨，供植物利用。其总反应式为
N2＋8e－＋8H＋＋16ATP2NH3＋H2＋16ADP＋16Pi
四、矿质元素在植物体内的运输和利用
吸收到根内的矿质元素，多数同化为有机物，有一些仍呈离子状态。它们进入导管后，随蒸腾作用流经木质部一起上升到地上各部，有些物质可从木质部横向运输到韧皮部。
在植物体内，参与循环的元素大多分布于代谢较旺盛的幼嫩部分，Ca、Fe等不参与循环的矿质元素在越老的器官含量越多。
第六节 高等动物和人体内的主要代谢系统
【知识概要】
一、消化系统
1．消化系统的组成
高等动物和人体的消化系统分为消化管和消化腺两部分。消化管一般分为口腔、咽、食道、胃、小肠（十二指肠、空肠和回肠）、大肠（盲肠、结肠和直肠）和肛门。小肠是消化和吸收的主要场所，是消化管中最长的部分。消化腺分为两类，一类是位于消化道外的大消化腺，如唾液腺、肝、胰；一类是位于消化道壁、粘膜层的大量小消化腺，如胃腺、肠腺。消化腺分泌的消化液里含多种消化酶。肝脏是体内最大的消化腺，具有分泌胆汁、物质代谢、参与血细胞生成和破坏、解毒、产生体热等作用。
2．食物的营养成分
组成食物的营养成分分为糖类、脂类、蛋白质、维生素、无机盐和水六大类。其中蛋白质、水、脂类等是构成机体的重要原料；糖类、脂类、蛋白质等有机物是机体生命活动的能源物质；维生素和无机盐对生命活动起调节作用。
3．食物的消化
消化是指食物通过消化管的运动和其在消化液的作用下被分解为可吸收成分的过程。消化的方式有细胞内消化和细胞外消化两种。消化的过程分为机械性消化和化学性消化。机械性消化是通过牙齿的咀嚼和胃肠的蠕动，将食物磨碎、搅拌和消化液混合、输送排出残渣等一系列消化管的运动机能。化学性消化是在生物体内把蛋白质、脂类和糖类等高分子物质分解成结构简单、能被吸收的小分子物质的过程，它是依靠消化液中各种消化酶来完成的。
4．营养物质的吸收
各种营养物质的消化产物以及水、无机盐和维生素等，通过消化管壁粘膜上皮细胞进入血液和淋巴的过程叫做吸收。小肠是吸收的主要部位，胃只能吸收少量酒精和水分，大脑能吸收水、无机盐和部分维生素，小肠上皮细胞吸收营养物质时，水、甘油、胆固醇等是通过渗透、扩散等作用来吸收的，葡萄糖、氨基酸、无机盐离子等是通过主动运输来吸收的。甘油和脂肪酸被吸收到小肠上皮细胞后重新合成脂肪、再外包卵磷脂和蛋白质形成的膜，形成乳糜微粒。脂肪的主要转运途径是淋巴，经淋巴转入血液，其余营养物质的转运途径是通过血液循环。
二、循环系统
1．循环系统的组成
循环系统包括心血管系统和淋巴系统两部分。血液循环是在由心脏和血管组成的密闭的心血管系统中进行的。其中，心脏是血液循环的动力器官，血管是血液循环的管道，瓣膜是使血液向一定方向流动的特殊结构。
2．血液循环途径
血液循环分为体循环和肺循环。体循环和肺循环的大体途径归纳如下。
3．血液
血液由血浆和血细胞组成。血浆是血液的液
体部分，有运输血细胞、营养物质和代谢产
物的作用。血细胞包括红细胞、白细胞和血
小板三种。红细胞有运输O2和CO2的功能，
白细胞起防御和免疫作用，血小板能促进止
血和加速凝血。
4．心脏
心脏为一中空的肌性器官。哺乳类和人的心
脏有左、右心房和左、右心室四腔室，由中
隔分为不相通的两半。同侧心房和心室之间有房室口相通，左房室四有二尖瓣，右房室口有三尖瓣，它们都朝心室方向开放，使血液只能从心房流入心室。
右心房与上、下腔静脉相连通，右心室与肺动脉相连通，左心房与四条肺静脉相连通，左心室与主动脉相连通。在肺动脉和主动脉起始部位的里面，各有三个半月形的瓣膜，分别称为肺动脉辩和主动脉瓣，它们都朝动脉方向开启，能阻止血液由动脉返回心室。
心脏有一套传导系统，能自动地、节律地发生兴奋。心脏有心动周期，心搏频率和心输出量等生理指标。
5．血管
根据结构、功能和血流方向不同，血管分为动脉、静脉和毛细血管。
动脉是把血液从心脏输送到身体各部分去的血管，动脉的管壁厚。弹性大、管内血流的速度快，心脏搏动所引起的主动脉管壁发生搏动，这搏动沿动脉管壁向外周传递，就是脉搏。
静脉是把血液从身体各部分送回心脏的血管，与伴行的动脉相比，静脉管壁薄，弹性小，管腔大，管内血流的速度慢。四肢静脉的内表面通常有防止血液倒流的静脉瓣。
毛细血管是连通于最小的动脉与最小的静脉之间的血管，毛细血管数量大，分布广，管壁由一层扁平细胞构成，管内血流的速度极慢，是血液和组织液进行物质交换的部位。
6．淋巴系统
淋巴系统是心血管系统的辅助部分。它由淋巴管、淋巴结、脾等组成。淋巴循环是未被毛细血管吸收的、可流动的少量组织液进入组织间隙的毛细淋巴管成为淋巴，逐级汇合进入较大的淋巴管，通过淋巴结，最后经左侧胸导管和右侧淋巴管进入左、右锁骨下静脉的过程。
7．循环系统的作用
循环系统能运输代谢原料和代谢废物，保证机体新陈代谢的进行；把内分泌腺分泌的激素运输到机体各部，执行体液调节作用；运输白细胞和淋巴细胞，有免疫功能；维持机体内环境的恒定，为生命活动提供最适宜的条件。
三、呼吸系统
1．呼吸系统的组成和结构
呼吸系统由输送空气的呼吸道和进行气体交换的肺组成。呼吸道包括鼻、咽、喉、气管和支气管，通常把鼻、咽、喉划为上呼吸道，气管、支气管划为下呼吸道。
鼻腔分成嗅部和呼吸部；喉是呼吸道的一部分，也是发声器官；气管反复分支为各级支气管和细支气管，再由终末细支气管分支为呼吸性细支气管，后者再经分支连接肺泡管、肺泡囊和肺泡。
肺是呼吸系统的主要器官，是气体交换的场所，肺内最小的呼吸单位是肺泡，肺泡由单层上皮细胞构成，被毛细血管网包绕，保证了肺泡内充分的气体交换，肺泡外有丰富的弹性纤维，有助于吸气后肺泡的弹性回缩。
2．呼吸的过程与原理
呼吸过程包括三个连续的环节：（1）外呼吸（肺呼吸），指外界环境的气体在肺部和体内的气体交换，包括肺的通气和肺泡内的气体交换；（2）气体在血液中的运输，氧由肺经过血液循环运送到组织，同时二氧化碳由组织运输到肺；（3）内呼吸（组织呼吸），指血液与组织细胞之间的气体交换。
肺的通气与呼吸运动密切相关。胸部有节律地扩大与缩小称为呼吸运动。它包括吸气和呼气两个过程。呼吸运动是由呼吸肌的舒缩活动引起的，人体主要的呼吸肌有隔肌和肋间肌。由于呼吸运动形成了肺内气压与大气压之间的压力差，才使气体能够进出肺泡，实现肺的通气。
肺泡内的气体交换和组织里的气体交换都通过扩散作用来实现。气体交换的动力是气体压力差，肺泡气、动脉血、静脉血液、组织内的氧气分压和二氧化碳分压各不相同，彼此存在分压差。于是气体就从分压高处向分压低处扩散。总之，肺循环中毛细血管的血液不断从肺泡获得氧气，放出二氧化碳；而体循环中毛细血管的血液则供给组织氧气和接受来自组织的二氧化碳，从而不断满足细胞新陈代谢的需要。
四、泌尿系统
1．排泄的概念与途径
人和动物把新陈代谢的最终产物，多余的水和无机盐，以及其他机体不需要或对机体有害的物质排出体外的过程，叫做排泄。人体的主要排泄器官是肾脏，此外还有皮肤的汗腺、肺和大肠。尿在肾脏里形成，经输尿管到达贮尿的膀就，最后由尿道排出体外。肾、输尿管、膀胱和尿道组成泌尿系统。
2．肾脏的结构
肾脏是泌尿系统的主要器官。从肾脏的纵剖面看，肾实质可以分为皮质和髓质两部分。髓质与漏斗状的肾盂相连通。每个肾约由一百多万个肾单位以及集合管和少量结缔组织组成。肾单位是肾脏的结构和功能的基本单位，肾单位的组成与分布归纳如下。
肾单位包括肾小体、肾小管；肾小体位于皮质，由肾小球、肾小囊组成；肾小管位于皮质和髓质，由近曲小管、髓袢细段、远曲小管组成。
肾小管最终通入集合管，后者伸入肾盂，再由肾盂连接输尿管。
3．尿的形成
尿是由流经肾单位的血液形成的，它包括三个步骤：（1）肾小球的滤过作用。血液流经肾小球时，血液里除血细胞和大分子蛋白质外，其余成分都能够滤过到肾小囊腔中，生成原尿。（2）肾小管和集合管的重吸收作用。原尿中的葡萄糖、氨基酸、小分子蛋白质等营养物质几乎被全部主动重吸收，水和Na＋、Cl－、Ca2＋等大部分被重吸收，少量尿素也随之被重吸收，肌酐则完全不被重吸收。（3）肾小管和集合管的分泌和排泄作用。肾小管上皮细胞可以把代谢产物的某些物质如H＋、NH3等分泌到管腔中，或把血液中某些物质转运到肾小管管腔中去。通过上述三个过程，最终形成终尿。
五、内环境的稳态
人体内含有的大量液体，称为体液。体液分为细胞内液和细胞外液。人体内的细胞外液构成了人体内细胞生活的液体环境，这个液体环境叫做人体的内环境。人体内的细胞可以通过内环境，与外界环境之间间接地进行物质交换。循环、消化、呼吸和泌尿系统与体内细胞的物质交换有密切的关系，神经和内分泌系统则起着重要的调节作用。
生理学家把正常机体在神经和体液调节下，通过各个器官、系统的协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态，叫做内环境稳态。内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
第七节 人和动物体内有机物的代谢
【知识概要】
一、糖类代谢
糖类是动物和人生命活动的主要能源。食物中的糖类主要是淀粉。淀粉经过消化分解成葡萄糖，被小肠吸收进人血液循环，运输到全身各个器官和组织中。糖类在体内主要有三个变化：氧化分解、合成糖元和转变成脂肪等。
1．氧化分解
氧气供给不足时，葡萄糖通过酵解生成乳酸；在充分供给氧气的条件下，葡萄糖经过三核酸循环和呼吸链等途径，彻底分解成二氧化碳和水。葡萄糖的有氧氧化是细胞内产生能量最主要的方式，它比无氧酵解过程释放的能量多，但后者为组织细胞在氧气供应不足时提供机体急需的能量。
2．合成糖元
血液中的葡萄糖除了供细胞利用外，多余的部分在肝脏或肌肉等组织细胞中合成糖元贮备起来。肝糖元是能量的暂时贮备，当血糖含量降低时，又可以分解成葡萄糖释放到血糖中，使血糖含量得以维持在相对稳定的水平。
3．转变成脂肪
若经上述变化后，还有多余的葡萄糖，则可以转变成脂肪，作为能源物质贮备起来。另外，葡萄糖代谢的中间产物如丙酮酸、a–酮戊二酸、草酸乙酸经转氨作用可以产生相应的丙氨酸、谷氨酸、天冬氨酸。
二、脂类代谢
食物中的脂类主要是脂肪，还有少量的磷脂和胆固醇。脂肪消化的产物是甘油和脂肪酸，它们被吸收到小肠上皮细胞以后，大部分重新合成脂肪，经淋巴循环进入血液循环被运送到脂肪组织贮存起来。脂肪也可以再水解成甘油和脂肪酸，甘油经转化后，通过酵解途径进入三羧酸循环而彻底氧化；脂肪酸经β–氧化作用逐步氧化，释放出的乙酰辅酶A通过三核酸循环彻底氧化。所以脂肪的主要功能是贮存和供给能量。此外，脂肪还有缓冲机械冲击，保护和固定内脏器官，以及保持体温的作用。磷脂主要参与构成机体的组织，也可以氧化分解，释放能量，或转变成脂肪。胆固醇主要是构成机体的组织，也可以转变成一些重要的化合物，如某些类固醇激素和胆汁酸等。
三、蛋白质代谢
食物中的蛋白质在消化道内被消化分解成氨基酸，氨基酸被小肠吸收后，通过血液循环输送到全身各器官组织，主要发生四方面变化
1．合成各种组织蛋白质，如血红蛋白、肌球蛋白、肌动蛋白等。
2．合成具有一定生理功能的特殊蛋白质，如蛋白质类激素等。
3．氨基转换作用，也称转氨基作用
在转氨酶作用下，氨基酸上的氨基转移到a一酮酸上，使后者变成相应的氨基酸，原来的氨基酸失去氨基变为相应的酮酸。可用下式表示：
＋＋
氨基酸 α–酮酸 酮酸 氨基酸
在人和动物体内能够合成的氨基酸，称为非必需氨基酸，如丙氨酸、甘氨酸、谷氨酸等十几种。不能在人和动物体的细胞内合成，必须从食物中获得的氨基酸，称为必需氨基酸，人体的必需氨基酸有8种：甲硫氨酸、赖氨酸、色氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸。
4．脱氨基作用
氨基酸在氨基酸氧化酶的作用下，进行氧化脱氨作用生成酮酸（不含氮部分）和氨（含氮部分）。氨在肝脏中经鸟氨酸循环转变成尿素而排出体外，酮酸经三核酸循环氧化分解为二氧化碳和水，释放能量，也可以合成糖类和脂肪。
四、三大有机物代谢的关系
糖类可以转变成非必需氨基酸，氨基酸都可以转变成糖类和脂肪，糖类和脂肪可以互相转化。关于糖类、蛋白质和脂肪在动物体内的转化关系可以概括如下：
表示精尖转弯成非必需氨某酸
第八节 生物的呼吸作用
【知识概要】
一、呼吸作用的概念、类型和生理意义
生物的呼吸包括外呼吸和内呼吸两个步骤。外呼吸是指机体与外界环境之间的气体交换。动物通过呼吸器官、植物通过叶的气孔与外界进行气体交换。内呼吸是指细胞的呼吸，即呼吸作用。
生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳和水或其他产物，并且释放出能量的过程叫做呼吸作用。
生物的呼吸作用包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型，有氧呼吸是由无氧呼吸进化而来的。有氧呼吸是高等动植物进行呼吸作用的主要形式。
呼吸作用的生理意义主要表现在：呼吸作用为生物体的生命活动提供能量，还为体内其他化合物的合成提供原料。
二、呼吸作用的过程
1．有氧呼吸的过程
有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖。有氧呼吸的反应式：
C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O＋能量 有氧呼吸的全过程分为三个阶段：（1）糖酵解，葡萄糖在无氧条件下分解为丙酮酸的过程。该阶段在细胞质基质中进行，可概括如下：
C6H12O6＋2NAD＋2ADP＋2Pi2CH3COCOOH＋2NADH2＋2ATP（2）三羧酸循环，在有氧条件丙酮酸彻底分解的过程。该阶段在线粒体中进行。三羧酸循环是糖、脂肪、蛋白质和核酸及其他物质的共同代谢过程。总式可概括为：
（3）呼吸链和氧化磷酸化（生物氧化），前两阶段脱下的氢经呼吸链的一系列电子传递体和氢传递体而逐步氧化，最后氢被氧接受，形成水。同时，呼吸链上氧化作用释放的能量和ADP的磷酸化作用偶联起来，形成大量ATP。该阶段也在线粒体中进行，和概括为：
2．无氧呼吸的过程
细胞无氧呼吸的场所是细胞质基质。无氧呼吸全过程分为两个阶段：（1）与有氧呼吸的第一阶段相同。（2）在缺氧条件下，丙酮酸在不同酶的催化作用下，或脱羧形成乙醛，再被还原成乙醇；或直接被还原生成乳酸。总反应式为：
C6H12O6＋2ADP＋2Pi→2C2H5OH＋2CO2＋2ATP
C6H12O6＋2ADP＋2Pi→2C3H6O3＋2ATP
高等植物无氧呼吸的主要形式是产生酒精，酵母菌和其他一些微生物能进行酒精发酵。马铃薯块茎、甜菜块根、胡萝卜和玉米胚的无氧呼吸也可以产生乳酸，乳酸细菌能进行乳酸发酵。高等动物和人体剧烈运动时，骨骼肌组织出现无氧呼吸，产生乳酸。
三、影响呼吸作用的因素
一般来说，凡是生长迅速的植物种类、器官组织和细胞，其呼吸均较旺盛，如幼根动叶的呼吸强于老根老叶，生殖器官的呼吸强于营养器官。
影响呼吸作用的外界条件主要有温度、氧气和二氧化碳含量。
四、呼吸作用的原理在生产实践中的应用
由于呼吸是新陈代谢的中心，在栽培过程中，应使呼吸过程正常进行，还要注意调节与光合作用的关系。由于呼吸作用消耗有机物和放热，所以，贮藏粮食和水果蔬菜时，又应该控制一定条件，降低呼吸作用，以利安全贮存。
第九节 微生物的新陈代谢
【知识概要】
一、微生物的营养类型
根据微生物所需要的能源、碳源的不同，可分为四大类。见下表。
微生物的营养类型比较
营养类型 能源 碳源 供氢体 实例
光能自养微生物 光能 CO2 无机物 藻类、红硫细菌、绿硫细菌
光能异养微生物 光能 CO2 有机化合物 红螺细菌
化能自养微生物 无机物氧化产生的化学能 CO2或碳酸盐 硫细菌、硝化细菌、氢细菌、铁细菌
化能异养微生物 有机物氧化产生的化学能 主要是有机物，来自有机质（腐生）或有机体（寄生） 绝大多数细菌、放线菌，几乎全部的真菌
二、微生物的呼吸类型
微生物有不同的产能代谢途径。以分子氧作为最终电子受体的生物氧化过程，称为有氧呼吸；以有机物（基质未彻底氧化的产物如丙酮酸）作为最终电子受体的，称为发酵；以无机氧化物（如NO3－、SO42－、CO2）作为最终电子受体的，称为无氧呼吸。据此，微生物分为不同呼吸类型，见下表。
微生物的呼吸类型比较
呼吸类型 生活环境 生物氧化方式 实例
好氧性微生物 有氧 有氧呼吸 很多常见的细菌、放线菌、真菌
厌氧性微生物 缺氧 无氧呼吸或发酵 梭状芽孢杆菌、产甲烷杆菌，乳酸菌等
兼性厌氧微生物 有氧缺氧均可 有氧时，进行有氧呼吸；缺氧时，进行发酵或无氧呼吸 酵母菌，硝酸盐还原细菌等
三、微生物的发酵类型
1．乙醇发酵
如酵母菌，在缺氧条件下将葡萄糖经糖酵解途径分解成丙酮酸，丙酮酸脱羧生成乙醛，乙醛被还原成乙醇。工业上用于酿酒和生产酒精。
2．乳酸发酵
进行乳酸发酵的主要是细菌。它们利用糖经糖酵解途径生成丙酮酸，丙酮酸还原产生乳酸。用于制泡菜、青贮饲料及乳酪、酸牛奶等乳酸发酵制品。
3．丙酸发酵
葡萄糖经糖酵解途径生成的丙酮酸可羧化形成草酸乙酸，后者还原成琥珀酸，再脱羧产生丙酸。丙酸细菌多见于动物肠道及乳制品中。
4．混合酸发酵
是大多数肠杆菌的特征，如大肠杆菌的发酵产物中有甲酸、乙酸、乳酸、琥珀酸、二氧化碳和氢气等。
5．丁酸发酵
如专营厌氧的梭状芽抱杆菌，丁酸是其特征性的发酵产物。用于工业上产生丙酮、丁醇。
四、生物新陈代谢的基本类型
新陈代谢是生物体最基本的生命活动过程，是活细胞中全部化学反应的总称。它包括同化作用和异化作用两方面。按照自然界中生物体同化作用和异化作用方式的不同，新陈代谢的基本类型可分为以下几种类型。
同化作用类型有自养型和异养型两种。自养型就是摄取无机物转变为自身组成物质并储存能量的同化作用类型，包括光能自养型、化能自养型；异养型就是摄取现成有机物转变为自身组成物质并储存能量的同化作用类型。异化作用类型有需氧型（有氧呼吸型）和厌氧型（无氧呼吸型）。需氧型即要摄取氧，彻底氧化分解有机物并释放大量能量的异化作用类型；厌氧型即在缺氧条件下，将有机物不彻底分解并释放少量能量的异化作用类型。
第五章 生命活动的调节
第一节 植物的激素调节
【知识概要】
一、植物的感性运动和向性运动
感性运动是植物体受到不定向的外界刺激（如光暗转变、触摸等）而引起的局部运动。外界刺激方向与感性运动的方向无关。感性运动有些是生长运动，不可逆的细胞伸长；有些是紧张性运动，由叶枕膨压变化产生，是可逆性变化。
向性运动是植物体受到一定方向的外界刺激（如光、重力等）而引起的局部运动，它的方向取决于外界刺激的方向。向性运动是生长引起的、不可逆的运动。依外界因素的不同，向性运动又可分为向光性、向重力性、向化性和向水性等。
二、植物激素
植物激素是指一些在植物体内合成的，从产生部位运输到作用部位，并且对植物体的生命活动产生显著的调节作用的微量有机物。植物激素共有五类：生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、脱落酸和乙烯。
1．生长素类
（1）生长素的产生。分布和运输生长素在植物体内的合成部位主要是叶原基、嫩叶和发育中的种子。生长素的分布大多集中在生长旺盛的部位。生长素具有极性运输的特性，只能从植物体的形态学上端向下端运输，而不能倒转。
（2）生长素的生理作用生长素是吲哚乙酸，它具有促进植物生长的作用。生长素能引起细胞壁松弛软化，促进RNA和蛋白质的合成。生长素对植物生长的作用具有两重性。一般地，低浓度的生长素可以促进植物生长，而高浓度的生长素则抑制植物生长。植物的不同器官对不同浓度生长素的敏感程度不同，根最敏感，茎最不敏感，芽居中。
（3）生长素在农业生产上的应用人工合成的生长素类似物有萘乙酸、2，4–D等。它们在生产上的应用主要有：（1）促进扦插的枝条生根；（2）促进果实发育；（3）防止落花落果。
2．赤霉素类
赤霉素是在水稻恶苗病的研究中发现的，引起该病的病菌叫赤霉菌，它能分泌促进稻苗徒长的物质，取名叫赤霉素。植物体合成赤霉素的部位一般在幼芽、幼根、未成熟的种子等幼嫩的组织和器官里。赤霉素的生理作用是促进细胞伸长，从而引起茎秆伸长和植物增高。此外，它还有促进麦芽糖化，促进营养生长，防止器官脱落和解除种子、块茎休眠促进萌发等作用。
3．细胞分裂素类
细胞分裂素在根尖合成，在进行细胞分裂的器官中含量较高，细胞分裂素的主要作用是促进细胞分裂和扩大，此外还有诱导芽的分化，延缓叶片衰老的作用。
4．脱落酸
脱落酸在根冠和萎蔫的叶片中合成较多，在将要脱落和进入休眠期的器官和组织中含量较多。脱落酸是植物生长抑制剂，它能够抑制细胞的分裂和种子的萌发，还有促进叶和果实的衰老和脱落，促进休眠和提高抗逆能力等作用。
5．乙烯
乙烯是一种气体激素，它广泛存在于植物各种组织和器官中，在正在成熟的果实中含量更多，乙烯的主要作用是促进果实成熟，此外，还有促进老叶等器官脱落的作用。
6．植物激素的相互作用
五大类植物激素的生理作用大致分为两方面：促进植物的生长发育和抑制植物的生长发育。植物的生长发育过程，不是受单一激素的调节，而是由多种激素相互协调，共同调节的。
第二节 动物的激素调节
【知识概要】
一、人和高等动物的体液调节
体液调节是指某些化学物质（如激素、CO2）通过体液的传送，对人和动物体的生理活动所进行的调节。体液调节的主要内容是激素调节，此外，参与体液调节的化学物质还有CO2和H＋等。
1．激素的概念和化学成分
激素是由内分泌腺（或具有内分泌功能的细胞）分泌的活性物质。它在血液中的含量极少，但是对动物和人体的新陈代谢、生长发育和生殖等生理活动起着重要的调节作用。
激素按其化学结构分为两类。一类是含氮类激素，包括多肽及蛋白质、氨基酸衍生物和脂肪酸衍生物；另一类是类固醇激素。
2．激素的种类和生理作用
关于激素的种类、分泌器官和生理作用归纳如下表。
激素的种类、分泌器官和生理作用
性质 内分泌腺 激素 主要生理作用
氨基酸衍生物 甲状腺肾上腺髓质 甲状腺激素肾上腺素和去甲肾上腺素 促进新陈代谢，促进生长发育，提高神经系统兴奋性增强心脏活动，使血管收缩，血压升高，促进糖元和脂肪分解，使血糖升高
类固醇类物质 睾丸卵巢肾上腺皮质 睾丸酮雌激素孕激素盐皮质激素糖皮质激素 促进男性生殖器官发育和精子生成，激发维持男性第二性征；促进女性生殖器官发育和卵子生成，激发维持女性第二性征；促进卵植入和乳腺成熟，维持妊娠；调节水、无机盐代谢，有“保钠排钾”和保水作用；调节糖类、脂肪、蛋白质代谢，应激反应和抗炎作用
肽和蛋白质衍生物 甲状旁腺；甲状腺（C细胞）；胰岛（α细胞）（β细胞） 甲状旁腺激素 降钙素胰高血糖素 胰岛素 调节钙、磷代谢、使血钙浓度升高调节钙、磷代谢，使血钙浓度降低促进肝糖元分解和糖元异生作用，使血糖浓度升高调节糖类、蛋白质和脂肪代谢，使血糖浓度降低
垂
体 腺垂体 生长激素促甲状腺激素促肾上腺
皮质激素促性腺激素 促进生长，主要是促进蛋白质的合成和骨的生长维持甲状腺正常发育，促进甲状腺激素的合成和分泌维持肾上腺皮质正常发育，促进糖皮质激素的合成和分泌维持性腺正常发育，促进性激素的合成和分泌
神经垂体 催产素抗利尿激素 刺激子宫收缩，乳腺排乳促进肾小管对水的重吸收，使血压升高
3．激素间的相互作用
（1）对某一生理活动的调节，都是由多种激素相互协调、相互作用共同完成的。激素的作用有的是相互增强作用，有的则是相互拮抗。
（2）垂体分泌的多种促激素具有调节、管理对应的内分泌腺的作用，垂体的这种调节作用又是在下丘脑的控制下进行的。下丘脑的一些神经分泌细胞所分泌的“释放激素（因子）”和“释放抑制激素（因子）”对垂体的分泌具有特异性刺激作用或抑制作用；另一方面，靶腺激素对下丘脑——垂体的分泌也起反馈性调节作用，按反馈作用性质，可分为负反馈调节和正反馈调节两种类型。
（3）血糖调节 正常健康成人早晨空腹时的血糖浓度为80～120mg/100mL全血。在正常情况下，由于神经和体液因素的调节，血糖的利用和补充保持着动态平衡，血糖浓度得以保持在相对稳定的水平。在体液调节方面，生长激素、甲状腺激素、肾上腺素，胰高血糖素和糖皮质激素都作用于糖代谢，共同使血糖升高，相反地，胰岛素对糖代谢的重要作用是降低血糖浓度。
二、昆虫的激素调节
昆虫激素分为两类：内激素和外激素。关于昆虫激素的种类、分泌部位和特性、作用等内容的总结见下表。
昆虫激素的比较
种类 名称 分泌部位与特性 作用
内
激
素 脑激素 脑的神经分泌细胞 作用于咽侧体和前胸腺等 对昆虫的生长发育等生命活动起调节作用
蜕皮激素 前胸腺 调节昆虫的蜕皮
保幼激素 咽侧体 使昆虫保持幼虫性状，抑制成虫性状的出现
外激素（信息激素） 性外激素 昆虫体表的腺体分泌到体外的一类挥发性的化学物质 引诱同种异性个体来交尾 作为化学信号影响和控制同种的其他个体，使它们发生反应
聚集外激素 营群体生活的昆虫个体间的信息联络
告警外激素 营群体生活的昆虫受到动物袭击时用来告警同类个体
追踪外激素 营群体生活的昆虫离巢外出时再归巢
第三节 人和高等动物的神经调节
【知识概要】
一、神经调节的结构基础
1．神经系统的功能和组成
神经系统是人和动物体的生命活动的调节者和控制者，它
能保证体内各器官、系统的活动协调统一，使机体成为一个统
一的整体；同时，通过神经系统的调节作用，使机体对环境变
化各种刺激做出相应的反应，达到机体与环境的统一。
神经系统的组成简要概括如下：
2．神经元
神经元是神经系统的结构和功能的基本单位。神经元就
是神经细胞。有关神经元的知识概括如下：
二、神经调节的基本方式
1．反射和反射弧
反射是在中枢神经系统的参与下，人和动物体对体内和
外界环境的各种刺激所发生的规律性的反应。反射是神经
调节的基本方式。反射分为非条件反射和条件反射两类。
反射活动的结构基础是反射弧。反射弧包括五部分：感
受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器。

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