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《生物化学》复习指导
第一章 蛋白质的结构与功能
一、 氨基酸：
1．结构特点：氨基酸(amino acid)是蛋白质分子的基本组成单位。构成天然蛋白质分子的氨基酸约有20种，除脯氨酸为α-亚氨基酸、甘氨酸不含手性碳原子外，其余氨基酸均为L-α-氨基酸。
2．分类：根据氨基酸的R基团的极性大小可将氨基酸分为四类：① 非极性中性氨基酸(甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸)；② 极性中性氨基酸(色氨酸、酪氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、苏氨酸)；③ 酸性氨基酸(天冬氨酸、谷氨酸)；④ 碱性氨基酸(赖氨酸、精氨酸、组氨酸)。
3．理化性质
（1）两性解离与等电点：在某一PH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中性，此时溶液的PH称为该氨基酸的等电点。
（2）氨基酸的紫外吸收性质
芳香族氨基酸（色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸）在280nm波长附近有最大的紫外吸收峰。
（3）茚三酮反应
氨基酸的残基与茚三酮水合物反应可生成蓝紫色化合物，此化合物最大吸收峰在570nm波长处。由于此吸收峰值的大小与氨基酸释放出的氨量成正比，因此可作为氨基酸定量分析方法。
二、蛋白质的分子结构：
蛋白质的分子结构可人为分为一级、二级、三级和四级结构等层次。一级结构为线状结构，二、三、四级结构为空间结构。
1．一级结构：指多肽链中氨基酸的排列顺序，其维系键是肽键。蛋白质的一级结构决定其空间结构。
2．二级结构：指多肽链主链骨架盘绕折叠而形成的构象，借氢键维系。主要有以下几种类型：
⑴α-螺旋：其结构特征为：①主链骨架围绕中心轴盘绕形成右手螺旋；②螺旋每上升一圈是3.6个氨基酸残基，螺距为0.54nm；③ 相邻螺旋圈之间形成许多氢键，α-螺旋的每个肽键的N-H和第四个肽键的羧基形成氢键，氢键的方向与螺旋长轴基本平行；④ 侧链基团位于螺旋的外侧。
影响α-螺旋形成的因素主要是：① 存在侧链基团较大的氨基酸残基；② 连续存在带相同电荷的氨基酸残基；③ 存在脯氨酸残基。
⑵β-折叠：其结构特征为：① 若干条肽链或肽段平行或反平行排列成片；② 所有肽键的C=O和N—H形成链间氢键（即它们之间靠链间肽键羧基上的氧与亚氨基上的氢形成氢键维系构象稳定）；③侧链基团分别交替位于片层的上、下方。
⑶β-转角：多肽链180°回折部分，通常由四个氨基酸残基构成，借1、4残基之间形成氢键维系。第二个残基常为脯氨酸。
⑷无规卷曲：主链骨架无规律盘绕的部分。主要化学键：氢键。
3．三级结构：指多肽链所有原子的空间排布。其维系键主要是非共价键（次级键）：氢键、疏水键、范德华力、离子键等，也可涉及二硫键。
4．四级结构：指亚基之间的立体排布、接触部位的布局等，其维系键为非共价键。在体内有许多蛋白质分子含有二条或多条肽链，每一条多肽链都有其完整的三级结构，称为蛋白质的亚基，亚基与亚基之间呈特定的三维空间排布，并以非共价键相连接。这种蛋白质分子中各个亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用，为四级结构。由一条肽链形成的蛋白质没有四级结构。
主要化学键：疏水键、氢键、离子键。
三、 蛋白质的理化性质：
1．两性解离与等电点：蛋白质分子中仍然存在游离的氨基和游离的羧基，因此蛋白质与氨基酸一样具有两性解离的性质。蛋白质分子所带正、负电荷相等时溶液的pH值称为蛋白质的等电点。
2．蛋白质的胶体性质：蛋白质具有亲水溶胶的性质。蛋白质分子表面的水化膜和表面电荷是稳定蛋白质亲水溶胶的两个重要因素。
3．蛋白质的紫外吸收：蛋白质分子中的色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸残基对紫外光有吸收（由于蛋白质分子含有共轭双键的酪氨酸和色氨酸），以色氨酸吸收最强，最大吸收峰为280nm。
4．蛋白质的变性：蛋白质在某些理化因素的作用下，其特定的空间结构被破坏而导致其理化性质改变及生物活性丧失，这种现象称为蛋白质的变性。主要为二硫键和非共价键的破坏，不涉及一级结构的改变。变性后，其溶解度降低，粘度增加，结晶能力消失，生物活性丧失，易被蛋白酶水解。常见的引起蛋白质变性的因素有：高温、高压、电离辐射、超声波、紫外线及有机溶剂、重金属盐、强酸强碱等。绝大多数蛋白质分子的变性是不可逆的。
四、蛋白质的分离与纯化：
1．盐析与有机溶剂沉淀：在蛋白质溶液中加入大量中性盐，以破坏蛋白质的胶体性质，使蛋白质从溶液中沉淀析出，称为盐析。常用的中性盐有：硫酸铵、氯化钠、硫酸钠等。盐析时，溶液的pH在蛋白质的等电点处效果最好。凡能与水以任意比例混合的有机溶剂，如乙醇、甲醇、丙酮等，均可引起蛋白质沉淀。
2．电泳：蛋白质分子在高于或低于其pI的溶液中带净的负或正电荷，因此在电场中可以移动。电泳迁移率的大小主要取决于蛋白质分子所带电荷量以及分子大小。
3．透析：利用透析袋膜的超滤性质，可将大分子物质与小分子物质分离开。
4．层析：（1）离子交换层析：利用蛋白质的两性游离性质，在某一特定PH时，各蛋白质的电荷量及性质不同，故可以通过离子交换层析得以分离。如阴离子交换层析，含负电量小的蛋白质首先被洗脱下来。（2）分子筛，又称凝胶过滤。小分子蛋白质进入孔内，滞留时间长，大分子蛋白质不能进入孔内而径直流出。
5．超速离心：利用物质密度的不同，经超速离心后，分布于不同的液层而分离。超速离心既可以用来分离纯化蛋白质也可用来测定蛋白质的分子量，蛋白质的分子量与其沉降系数S成正比。
五、蛋白质结构与功能关系
1、蛋白质一级结构是空间构象和特定生物学功能的基础。一级结构相似的多肽或蛋白质，其空间构象以及功能也相似。
尿素或盐酸胍可破坏次级键；β-巯基乙醇可破坏二硫键
2、蛋白质空间结构是蛋白质特有性质和功能的结构基础。
肌红蛋白：只有三级结构的单链蛋白质，易与氧气结合，氧解离曲线呈直角双曲线。
血红蛋白：具有4个亚基组成的四级结构，可结合4分子氧。成人由两条α-肽链（141个氨基酸残基）和两条β-肽链（146个氨基酸残基）组成。因为其结构稳定，所以不易与氧结合。当一个亚基与氧结合后，会引起四级结构的变化，使其它亚基对氧的亲和力增加，结合加快。反之，一个亚基与氧分离后，其它亚基也易于解离。所以血红蛋白是变构蛋白，其氧合曲线是S形曲线，只要氧分压有一个较小的变化即可引起氧饱和度的较大改变。这有利于运输氧，肺中的氧分压只需比组织中稍微高一些，血红蛋白就可以完成运氧工作。
第二章 核酸的结构与功能
一、核酸的一级结构：
核苷酸通过3’,5’-磷酸二酯键连接起来形成的不含侧链的多核苷酸长链化合物就称为核酸。核酸具有方向性，5’-位上具有自由磷酸基的末端称为5’-端，3’-位上具有自由羟基的末端称为3’-端。
DNA由dAMP、dGMP、dCMP和dTMP四种脱氧核糖核苷酸所组成。DNA的一级结构就是指DNA分子中脱氧核糖核苷酸的种类、数目、排列顺序及连接方式。RNA由AMP，GMP，CMP，UMP四种核糖核苷酸组成。RNA的一级结构就是指RNA分子中核糖核苷酸的种类、数目、排列顺序及连接方式。
二、DNA的二级结构： 天然DNA的二级结构以B型为主，其结构特征为：
①DNA是一反向平行的互补双链结构 亲水的脱氧核糖和磷酸基骨架位于双链的外侧，而碱基位于内侧，碱基之间以氢键相结合，其中A只能与T相配对，形成两个氢键；G与C相配对，形成三个氢键。
②DNA是右手螺旋结构 螺旋直径为2nm，每旋转一周有10个核苷酸，两个核苷酸之间的夹角为36°。两个相邻的碱基对之间相距的高度，即碱基堆积距离为0.34nm。因此，沿中心轴。每一圈的高度（即螺距）为3.4nm。
③DNA双螺旋结构稳定的维系 横向靠互补碱基的氢键维系，纵向则靠碱基平面间的疏水性堆积力维持，尤以后者为重要。
三、DNA的超螺旋结构：
双螺旋的DNA分子进一步盘旋形成的超螺旋结构称为DNA的三级结构。
绝大多数原核生物的DNA都是共价封闭的环状双螺旋，其三级结构呈麻花状。
在真核生物中，双螺旋的DNA分子围绕一蛋白质八聚体进行盘绕，从而形成特殊的串珠状结构，称为核小体。核小体结构属于DNA的三级结构。
四、RNA的空间结构与功能：
RNA分子的种类较多，分子大小变化较大，功能多样化。RNA通常以单链存在，但也可形成局部的双螺旋结构。
1．mRNA的结构与功能：mRNA是单链核酸，其在真核生物中的初级产物称为hnRNA。大多数真核成熟的mRNA分子具有典型的5’-端的7-甲基鸟苷三磷酸（m7GTP）帽子结构和3’-端的多聚腺苷酸(polyA)尾巴结构。mRNA的功能是为蛋白质的合成提供模板，分子中带有遗传密码。
2．tRNA的结构与功能：tRNA是分子最小，但含有稀有碱基最多的RNA。tRNA的二级结构由于局部双螺旋的形成而表现为“三叶草”形，故称为“三叶草”结构，可分为五个部分：①氨基酸臂：由tRNA的5’-端和3’-端构成的局部双螺旋，3’-端都带有-CCA-OH顺序，可与氨基酸结合而携带氨基酸。②DHU臂：含有二氢尿嘧啶核苷，与氨基酰tRNA合成酶的结合有关。③反密码臂：其反密码环中部的三个核苷酸组成三联体，在蛋白质生物合成中，可以用来识别mRNA上相应的密码，故称为反密码（anticoden）。④ TψC臂：含保守的TψC顺序，可以识别核蛋白体上的rRNA，促使tRNA与核蛋白体结合。⑤可变臂：位于TψC臂和反密码臂之间，功能不详。三级结构为倒L型。
3．rRNA的结构与功能：rRNA是细胞中含量最多的RNA，可与蛋白质一起构成核蛋白体，作为蛋白质生物合成的场所。原核生物中的rRNA有三种：5S，16S，23S。真核生物中的rRNA有四种：5S，5.8S，18S，28S。
五、核酶：
具有自身催化作用的RNA称为核酶（ribozyme），核酶通常具有特殊的分子结构，如锤头结构。
六、核酸的一般理化性质：
核酸具有酸性；粘度大；能吸收紫外光，最大吸收峰为260nm。
七、DNA的变性：
在理化因素作用下，DNA双螺旋的两条互补链松散而分开成为单链，从而导致DNA的理化性质及生物学性质发生改变，这种现象称为DNA的变性。
引起DNA变性的因素主要有：①高温，②强酸强碱，③有机溶剂等。DNA变性后的性质改变：①增色效应：指DNA变性后对260nm紫外光的光吸收度增加的现象；②旋光性下降；③粘度降低；④生物功能丧失或改变。
加热DNA溶液，使其对260nm紫外光的吸收度突然增加，达到其最大值一半时的温度，就是DNA的变性温度（融解温度，Tm）。Tm的高低与DNA分子中G+C的含量有关，G+C的含量越高，则Tm越高。
八、DNA的复性与分子杂交：
将变性DNA经退火处理，使其重新形成双螺旋结构的过程，称为DNA的复性。
两条来源不同的单链核酸（DNA或RNA），只要它们有大致相同的互补碱基顺序，以退火处理即可复性，形成新的杂种双螺旋，这一现象称为核酸的分子杂交。核酸杂交可发生于DNA-DNA之间， RNA –RNA之间以及 DNA-RNA之间。不同来源的，具有大致相同互补碱基顺序的核酸片段称为同源顺序。
常用的核酸分子杂交技术有：原位杂交、斑点杂交、Southern杂交及Northern杂交等。
在核酸杂交分析过程中，常将已知顺序的核酸片段用放射性同位素或生物素进行标记，这种带有一定标记的已知顺序的核酸片段称为探针。
九、核酸酶（注意与核酶区别）：
凡是能水解核酸的酶都称为核酸酶。凡能从多核苷酸链的末端开始水解核酸的酶称为核酸外切酶，凡能从多核苷酸链中间开始水解核酸的酶称为核酸内切酶。能识别特定的核苷酸顺序，并从特定位点水解核酸的内切酶称为限制性核酸内切酶（限制酶）。
第三章 酶
一、酶的概念：
酶按照其分子结构可分为单体酶、寡聚酶和多酶体系（多酶复合体和多功能酶）三大类。
二、辅酶与辅基的来源及其生理功用：
辅酶与辅基的生理功用主要是：⑴ 运载氢原子或电子，参与氧化还原反应。⑵ 运载反应基团，如酰基、氨基、烷基、羧基及一碳单位等，参与基团转移。大部分的辅酶与辅基衍生于维生素。
维生素（vitamin）是指一类维持细胞正常功能所必需的，但在许多生物体内不能自身合成而必须由食物供给的小分子有机化合物。
参与组成辅酶的维生素
转移的基团 辅酶或辅基 所含维生素
氢原子 NAD+、NADP+ 尼克酰胺（维生素PP）
FMN、FAD 维生素B2
醛基 TPP 维生素B1
酰基 辅酶A、硫辛酸 泛酸、硫辛酸
烷基 钴胺类类辅酶类 维生素B12
二氧化碳 生物素 生物素
氨基 磷酸吡哆醛 磷酸吡哆醛（维生素B6）
甲基等一碳单位 四氢叶酸 叶酸
维生素可按其溶解性的不同分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。脂溶性维生素有VitA、VitD、VitE和VitK四种；水溶性维生素有VitB1，VitB2，VitPP，VitB6，VitB12，VitC，泛酸，生物素，叶酸等。
1.TPP：即焦磷酸硫胺素，由硫胺素（Vit B1）焦磷酸化而生成，是脱羧酶的辅酶，在体内参与糖代谢过程中α-酮酸的氧化脱羧反应。
2.FMN和FAD：即黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD），是核黄素（VitB2）的衍生物。FMN或FAD通常作为脱氢酶的辅基，在酶促反应中作为递氢体（双递氢体）。
3.NAD+和NADP+：即尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+，辅酶Ⅰ）和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+，辅酶Ⅱ），是Vit PP的衍生物。NAD+和NADP+主要作为脱氢酶的辅酶，在酶促反应中起递氢体的作用，为单递氢体。
4.磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺：是Vit B6的衍生物。磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺可作为氨基转移酶，氨基酸脱羧酶，半胱氨酸脱硫酶等的辅酶。
5.CoA：泛酸（遍多酸）在体内参与构成辅酶A（CoA）。CoA中的巯基可与羧基以高能硫酯键结合，在糖、脂、蛋白质代谢中起传递酰基的作用，是酰化酶的辅酶。
6.生物素：是羧化酶的辅基，在体内参与CO2的固定和羧化反应。
7. FH4：由叶酸衍生而来。四氢叶酸是体内一碳单位基团转移酶系统中的辅酶。
8. Vit B12衍生物：Vit B12分子中含金属元素钴，故又称为钴胺素。Vit B12在体内有多种活性形式，如5'-脱氧腺苷钴胺素、甲基钴胺素等。其中，5'-脱氧腺苷钴胺素参与构成变位酶的辅酶，甲基钴胺素则是甲基转移酶的辅酶。
三、金属离子的作用：
1. 稳定构象：2. 构成酶的活性中心： 3. 连接作用：作为桥梁，将底物分子与酶蛋白螯合起来。
四、酶促反应的特点：
1．具有极高的催化效率： 2．具有高度的底物特异性： 3．酶的催化活性是可以调节的：
五、酶促反应的机制：
1．中间复合物学说与诱导契合学说：酶催化时，酶活性中心首先与底物结合生成一种酶-底物复合物（ES），此复合物再分解释放出酶，并生成产物，即为中间复合物学说。当底物与酶接近时，底物分子可以诱导酶活性中心的构象以生改变，使之成为能与底物分子密切结合的构象，这就是诱导契合学说。
2．与酶的高效率催化有关的因素：①趋近效应与定向作用；②张力作用；③酸碱催化作用；④共价催化作用；⑤酶活性中心的低介电区（表面效应）。
六、酶促反应动力学： 酶反应动力学主要研究酶催化的反应速度以及影响反应速度的各种因素。
1．底物浓度对反应速度的影响：
⑴底物对酶促反应的饱和现象：当底物浓度较低时，反应速度的增加与底物浓度的增加成正比（一级反应）；此后，随底物浓度的增加，反应速度的增加量逐渐减少（混合级反应）；最后，当底物浓度增加到一定量时，反应速度达到一最大值，不再随底物浓度的增加而增加（零级反应）。
⑵米氏方程及米氏常数：米氏方程： ν= Vmax[S]/(Km+[S])。其中，Vmax为最大反应速度，Km为米氏常数。
⑶Km和Vmax的意义：
①当ν=Vmax/2时，Km=[S]。因此，Km等于酶促反应速度达最大值一半时的底物浓度。
②当k-1>>k+2时，Km=k-1/k+1=Ks。因此，Km可以反映酶与底物亲和力的大小，即Km值越小，则酶与底物的亲和力越大；反之，则越小。
③Km可用于判断反应级数：当[S]<0.01Km时，ν=（Vmax/Km）[S]，反应为一级反应，即反应速度与底物浓度成正比；当[S]>100Km时，ν=Vmax，反应为零级反应，即反应速度与底物浓度无关；当0.01Km<[S]<100Km时，反应处于零级反应和一级反应之间，为混合级反应。
④Km是酶的特征性常数：在一定条件下，某种酶的Km值是恒定的，因而可以通过测定不同酶（特别是一组同工酶）的Km值，来判断是否为不同的酶。
⑤Km可用来判断酶的最适底物：当酶有几种不同的底物存在时，Km值最小者，为该酶的最适底物。
⑥Km可用来确定酶活性测定时所需的底物浓度：当[S]=10Km时，ν=91%Vmax，为最合适的测定酶活性所需的底物浓度。
⑦Vmax可用于酶的转换数的计算：当酶的总浓度和最大速度已知时，可计算出酶的转换数，即单位时间内每个酶分子催化底物转变为产物的分子数。
⑷Km和Vmax的测定：主要采用Lineweaver-Burk双倒数作图法和Hanes作图法。
2．酶浓度对反应速度的影响：当反应系统中底物的浓度足够大时，酶促反应速度与酶浓度成正比，即ν=k[E]。
3．温度对反应速度的影响：一般来说，酶促反应速度随温度的增高而加快，但当温度增加达到某一点后，由于酶蛋白的热变性作用，反应速度迅速下降。酶促反应速度随温度升高而达到一最大值时的温度就称为酶的最适温度。酶的最适温度与实验条件有关，因而它不是酶的特征性常数。低温时由于活化分子数目减少，反应速度降低，但温度升高后，酶活性又可恢复。
4．pH对反应速度的影响：观察pH对酶促反应速度的影响，通常为一钟形曲线，即pH过高或过低均可导致酶催化活性的下降。酶催化活性最高时溶液的pH值就称为酶的最适pH。人体内大多数酶的最适pH在6.5～8.0之间。酶的最适pH不是酶的特征性常数。
5．抑制剂对反应速度的影响：
凡是能降低酶促反应速度，但不引起酶分子变性失活的物质统称为酶的抑制剂。按照抑制剂的抑制作用，可将其分为不可逆抑制作用和可逆抑制作用两大类。
⑴不可逆抑制作用：
抑制剂与酶分子的必需基团共价结合引起酶活性的抑制，且不能采用透析等简单方法使酶活性恢复的抑制作用就是不可逆抑制作用。酶的不可逆抑制作用包括：a专一性抑制：如农药敌百虫、敌敌畏等有机磷化合物能特异地与胆碱酯酶活性中心丝氨酸残基的羟基结合，使酶失活，解磷定可解除有机磷化合物对羟基酶的抑制作用。b非专一性抑制：如低浓度的重金属离子如汞离子、银离子可与酶分子的巯基结合，使酶失活，二巯基丙醇可解毒。化学毒气路易斯气是一种含砷的化合物，能抑制体内的巯基酶而使人畜中毒。
⑵可逆抑制作用：
抑制剂以非共价键与酶分子可逆性结合造成酶活性的抑制，且可采用透析等简单方法去除抑制剂而使酶活性完全恢复的抑制作用就是可逆抑制作用。可逆抑制作用包括竞争性、反竞争性和非竞争性抑制几种类型。
① 竞争性抑制：抑制剂与底物竞争与酶的同一活性中心结合，从而干扰了酶与底物的结合，使酶的催化活性降低，这种作用就称为竞争性抑制作用。其特点为：a.竞争性抑制剂往往是酶的底物类似物或反应产物；b.抑制剂与酶的结合部位与底物与酶的结合部位相同；c.抑制剂浓度越大，则抑制作用越大；但增加底物浓度可使抑制程度减小；d.动力学参数：Km值增大，Vm值不变。典型的例子是丙二酸对琥珀酸脱氢酶（底物为琥珀酸）的竞争性抑制和磺胺类药物（对氨基苯磺酰胺）对二氢叶酸合成酶（底物为对氨基苯甲酸）的竞争性抑制。 许多抗代谢的抗癌药物，如氨甲蝶呤（MTX）、5-氟尿嘧啶（5-Fu）、6-巯基嘌呤（6-MP）等，几乎都是酶的竞争性抑制剂，分别抑制四氢叶酸、脱氧胸苷酸及嘌呤核苷酸的合成。
② 反竞争性抑制：抑制剂不能与游离酶结合，但可与ES复合物结合并阻止产物生成，使酶的催化活性降低，称酶的反竞争性抑制。其特点为：a.抑制剂与底物可同时与酶的不同部位结合；b.必须有底物存在，抑制剂才能对酶产生抑制作用；c.动力学参数：Km减小，Vm降低。
③ 非竞争性抑制：抑制剂既可以与游离酶结合，也可以与ES复合物结合，使酶的催化活性降低，称为非竞争性抑制。其特点为：a.底物和抑制剂分别独立地与酶的不同部位相结合；b.抑制剂对酶与底物的结合无影响，故底物浓度的改变对抑制程度无影响；c.动力学参数：Km值不变，Vm值降低。
6．激活剂对反应速度的影响：能够促使酶促反应速度加快的物质称为酶的激活剂。酶的激活剂大多数是金属离子，如K+、Mg2+、Mn2+等，唾液淀粉酶的激活剂为Cl-。
九、酶的调节：
可以通过改变其催化活性而使整个代谢反应的速度或方向发生改变的酶就称为限速酶或关键酶。
酶活性的调节可以通过改变其结构而使其催化活性以生改变，也可以通过改变其含量来改变其催化活性，还可以通过以不同形式的酶在不同组织中的分布差异来调节代谢活动。
1．酶结构的调节：通过对现有酶分子结构的影响来改变酶的催化活性。这是一种快速调节方式。
⑴变构调节：又称别构调节。某些代谢物能与变构酶分子上的变构部位特异性结合，使酶的分子构象发生改变，从而改变酶的催化活性以及代谢反应的速度，这种调节作用就称为变构调节。具有变构调节作用的酶就称为变构酶。凡能使酶分子变构并使酶的催化活性发生改变的代谢物就称为变构剂。当变构酶的一个亚基与其配体（底物或变构剂）结合后，能够通过改变相邻亚基的构象而使其对配体的亲和力发生改变，这种效应就称为变构酶的协同效应。变构剂一般以反馈方式对代谢途径的起始关键酶进行调节，常见的为负反馈调节。变构调节的特点：① 酶活性的改变通过酶分子构象的改变而实现；②酶的变构仅涉及非共价键的变化；③调节酶活性的因素为代谢物；④为一非耗能过程；⑤无放大效应。
⑵共价修饰调节：酶蛋白分子中的某些基团可以在其他酶的催化下发生共价修饰，从而导致酶活性的改变，称为共价修饰调节。共价修饰方式有：磷酸化-脱磷酸化等。共价修饰调节一般与激素的调节相联系，其调节方式为级联反应。共价修饰调节的特点为：①酶以两种不同修饰和不同活性的形式存在；②有共价键的变化；③受其他调节因素（如激素）的影响；④一般为耗能过程；⑤存在放大效应。
⑶酶原的激活：处于无活性状态的酶的前身物质就称为酶原。酶原在一定条件下转化为有活性的酶的过程称为酶原的激活。酶原的激活过程通常伴有酶蛋白一级结构的改变。酶原分子一级结构的改变导致了酶原分子空间结构的改变，使催化活性中心得以形成，故使其从无活性的酶原形式转变为有活性的酶。酶原激活的生理意义在于：保护自身组织细胞不被酶水解消化。
2．酶含量的调节：是指通过改变细胞中酶蛋白合成或降解的速度来调节酶分子的绝对含量，影响其催化活性，从而调节代谢反应的速度。这是机体内迟缓调节的重要方式。
⑴酶蛋白合成的调节：酶蛋白的合成速度通常通过一些诱导剂或阻遏剂来进行调节。凡能促使基因转录增强，从而使酶蛋白合成增加的物质就称为诱导剂；反之，则称为阻遏剂。常见的诱导剂或阻遏剂包括代谢物、药物和激素等。
⑵酶蛋白降解的调节：如饥饿时，精氨酸酶降解减慢，故酶活性增高，有利于氨基酸的分解供能。
3．同工酶的调节：在同一种属中，催化活性相同而酶蛋白的分子结构，理化性质及免疫学性质不同的一组酶称为同工酶。同工酶在体内的生理意义主要在于适应不同组织或不同细胞器在代谢上的不同需要。因此，同工酶在体内的生理功能是不同的。
乳酸脱氢酶同工酶（LDHs）为四聚体，在体内共有五种分子形式，即LDH1（H4），LDH2（H3M1），LDH3（H2M2），LDH4（H1M3）和LDH5（M4）。心肌中以LDH1含量最多，LDH1对乳酸的亲和力较高，因此它的主要作用是催化乳酸转变为丙酮酸再进一步氧化分解，以供应心肌的能量。在骨骼肌中含量最多的是LDH5，LDH5对丙酮酸的亲和力较高，因此它的主要作用是催化丙酮酸转变为乳酸，以促进糖酵解的进行。
第四章维生素
一、脂溶性维生素
1、维生素A作用：与眼视觉有关，合成视紫红质的原料；维持上皮组织结构完整；促进生长发育。缺乏可引起夜盲症、干眼病等。
2、维生素D作用：调节钙磷代谢，促进钙磷吸收。缺乏时儿童引起佝偻病，成人引起软骨病。
3、维生素E作用：体内最重要的抗氧化剂，保护生物膜的结构与功能；促进血红素代谢；动物实验发现与性器官的成熟与胚胎发育有关。
4、维生素K作用：与肝脏合成凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ有关。缺乏时可凝血时间延长，血块回缩不良。
二、水溶性维生素
1、维生素B1又名硫胺素，体内的活性型为焦磷酸硫胺素（TPP）
TPP是α-酮酸氧化脱羧酶和转酮醇酶的辅酶，并可抑制胆碱酯酶的活性，缺乏时可引起脚气病和（或）末梢神经炎。
2、维生素B2又名核黄素，体内的活性型为黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）。
FMN和FAD是体内氧化还原酶的辅基，缺乏时可引起口角炎、唇炎、阴囊炎、眼睑炎等症。
3、维生素PP包括尼克酸和尼克酰胺，肝内能将色氨酸转变成维生素PP，体内的活性型包括尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+，辅酶Ⅰ）和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+，辅酶Ⅱ）
NAD+ 和NADP+在体内是多种不需氧脱氢酶的辅酶，缺乏时称为癞皮症，主要表现为皮炎、腹泻及痴呆。
4、维生素B6包括吡哆醇、吡哆醛及吡哆胺，其体内活性型为磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。
磷酸吡哆醛是氨基酸代谢中的转氨酶及脱羧酶的辅酶，也是δ-氨基γ-酮戊酸（ALA）合成酶的辅酶。
5、泛酸又称遍多酸，在体内的活性型为辅酶A和酰基载体蛋白（ACP）。
在体内辅酶A和酰基载体蛋白（ACP）构成酰基转移酶的辅酶。
6、生物素是体内多种羧化酶的辅酶，如丙酮酸羧化酶，参与CO2的羧化过程。
7、叶酸：以四氢叶酸的形式参与一碳基团的转移，一碳单位在体内参加多种物质的合成，如嘌呤、胸腺嘧啶核苷酸等。叶酸缺乏时，DNA合成受抑制，骨髓幼红细胞DNA合成减少，造成巨幼红细胞贫血。
8、维生素B12又名钴胺素，唯一含金属元素的维生素。
参与同型半工半胱氨酸甲基化生成蛋氨酸的反应，催化这一反应的蛋氨酸合成酶（又称甲基转移酶）的辅基是维生素B12，它参与甲基的转移。一方面不利于蛋氨酸的生成，同时也影响四氢叶酸的再生，最终影响嘌呤、嘧啶的合成，而导致核酸合成障碍，产生巨幼红细胞性贫血。
9、维生素C：促进胶原蛋白的合成；是催化胆固醇转变成7-α羟胆固醇反应的7-α羟化酶的辅酶；参与芳香族氨基酸的代谢；增加铁的吸收；参与体内氧化还原反应，保护巯基等作用。
第五章 糖代谢
一、糖的无氧酵解：
糖的无氧酵解代谢过程可分为四个阶段：
1. 活化（己糖磷酸酯的生成）：葡萄糖经磷酸化和异构反应生成1,6-双磷酸果糖(FBP)，即葡萄糖→6-磷酸葡萄糖→6-磷酸果糖→1,6-双磷酸果糖（F-1,6-BP）。这一阶段需消耗两分子ATP，己糖激酶（肝中为葡萄糖激酶）和6-磷酸果糖激酶-1是关键酶。
2. 裂解（磷酸丙糖的生成）：一分子F-1,6-BP裂解为两分子3-磷酸甘油醛，包括两步反应：F-1,6-BP→磷酸二羟丙酮 + 3-磷酸甘油醛 和磷酸二羟丙酮→3-磷酸甘油醛。
3. 放能（丙酮酸的生成）：3-磷酸甘油醛经脱氢、磷酸化、脱水及放能等反应生成丙酮酸，包括五步反应：3-磷酸甘油醛→1,3-二磷酸甘油酸→3-磷酸甘油酸→2-磷酸甘油酸→磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸。此阶段有两次底物水平磷酸化的放能反应，共可生成2×2=4分子ATP。丙酮酸激酶为关键酶。
4．还原（乳酸的生成）：利用丙酮酸接受酵解代谢过程中产生的NADH，使NADH重新氧化为NAD+。即丙酮酸→乳酸。
三、糖无氧酵解的调节：
主要是对三个关键酶，即己糖激酶（葡萄糖激酶）、6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶进行调节。己糖激酶的变构抑制剂是G-6-P；肝中的葡萄糖激酶是调节肝细胞对葡萄糖吸收的主要因素，受长链脂酰CoA的反馈抑制；6-磷酸果糖激酶-1是调节糖酵解代谢途径流量的主要因素，受ATP和柠檬酸的变构抑制，AMP、ADP、1,6-双磷酸果糖和2,6-双磷酸果糖的变构激活；丙酮酸激酶受1,6-双磷酸果糖的变构激活，受ATP的变构抑制，肝中还受到丙氨酸的变构抑制。
四、糖无氧酵解的生理意义：
1. 在无氧和缺氧条件下，作为糖分解供能的补充途径：⑴ 骨骼肌在剧烈运动时的相对缺氧；⑵ 从平原进入高原初期；⑶ 严重贫血、大量失血、呼吸障碍、肺及心血管疾患所致缺氧。
2. 在有氧条件下，作为某些组织细胞主要的供能途径：如表皮细胞，红细胞及视网膜等，由于无线粒体，故只能通过无氧酵解供能。
3. 肌肉中产生的乳酸、丙氨酸（由丙酮酸转变）在肝脏中能作为糖异生的原料，生成葡萄糖。
乳酸循环是由于肝内糖异生活跃，又有葡萄糖-6-磷酸酶可水解6-磷酸葡萄糖，释出葡萄糖。肌肉降低糖异生活性低外，又没有葡萄糖-6-磷酸酶。
生理意义：避免损失乳酸以及防止因乳酸堆积引起酸中毒。
五、糖的有氧氧化：
葡萄糖在有氧条件下彻底氧化分解生成C2O和H2O，并释放出大量能量的过程称为糖的有氧氧化。绝大多数组织细胞通过糖的有氧氧化途径获得能量。此代谢过程在细胞胞液和线粒体内进行，一分子葡萄糖彻底氧化分解可产生36/38分子ATP。糖的有氧氧化代谢途径可分为三个阶段：
(1) 经糖酵解过程生成丙酮酸
(2) 　　
限速酶的辅酶有：TPP﹑FAD﹑NAD+﹑CoA及硫辛酸
(3) 三羧酸循环
三羧酸循环中限速酶：α-酮戊二酸脱氢酶复合体的辅酶与丙酮酸脱氢酶复合体的辅酶。三羧酸循环中有一个底物水平磷酸化，即琥珀酰COA转变成琥珀酸，生成GTP；加上糖酵解过程中的两个，本书中共三个底物水平磷酸化。
三羧酸循环的特点：①循环反应在线粒体中进行，为不可逆反应。 ②每完成一次循环，氧化分解掉一分子乙酰基，可生成12分子ATP。 ③循环的中间产物既不能通过此循环反应生成，也不被此循环反应所消耗。 ④循环中有两次脱羧反应，生成两分子CO2。 ⑤循环中有四次脱氢反应，生成三分子NADH和一分子FADH2。 ⑥循环中有一次直接产能反应，生成一分子GTP。 ⑦三羧酸循环的关键酶是柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶系，且α-酮戊二酸脱氢酶系的结构与丙酮酸脱氢酶系相似，辅助因子完全相同。
六、糖有氧氧化的生理意义：
1．是糖在体内分解供能的主要途径：⑴ 生成的ATP数目远远多于糖的无氧酵解生成的ATP数目；⑵ 机体内大多数组织细胞均通过此途径氧化供能。
2．是糖、脂、蛋白质氧化供能的共同途径：糖、脂、蛋白质的分解产物主要经此途径彻底氧化分解供能。
3．是糖、脂、蛋白质相互转变的枢纽：有氧氧化途径中的中间代谢物可以由糖、脂、蛋白质分解产生，某些中间代谢物也可以由此途径逆行而相互转变。
七、有氧氧化的调节和巴斯德效应：
丙酮酸脱氢酶系受乙酰CoA、ATP和NADH的变构抑制，受AMP、ADP和NAD+的变构激活。异柠檬酸脱氢酶是调节三羧酸循环流量的主要因素，ATP是其变构抑制剂，AMP和ADP是其变构激活剂。
八、磷酸戊糖途径：
磷酸戊糖途径是指从G-6-P脱氢反应开始，经一系列代谢反应生成磷酸戊糖等中间代谢物，然后再重新进入糖氧化分解代谢途径的一条旁路代谢途径。该旁路途径的起始物是G-6-P，返回的代谢产物是3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖，其重要的中间代谢产物是5-磷酸核糖和NADPH。整个代谢途径在胞液中进行。关键酶是6-磷酸葡萄糖脱氢酶。
九、磷酸戊糖途径的生理意义：
1. 是体内生成NADPH的主要代谢途径：NADPH在体内可用于：⑴ 作为供氢体，参与体内的合成代谢：如参与合成脂肪酸、胆固醇等。⑵ 参与羟化反应：作为加单氧酶的辅酶，参与对代谢物的羟化。⑶ 维持巯基酶的活性。 ⑷ 使氧化型谷胱甘肽还原。⑸ 维持红细胞膜的完整性：由于6-磷酸葡萄糖脱氢酶遗传性缺陷可导致蚕豆病，表现为溶血性贫血。
2. 是体内生成5-磷酸核糖的唯一代谢途径：体内合成核苷酸和核酸所需的核糖或脱氧核糖均以5-磷酸核糖的形式提供，其生成方式可以由G-6-P脱氢脱羧生成，也可以由3-磷酸甘油醛和F-6-P经基团转移的逆反应生成。
十、 糖异生：
由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖异生。该代谢途径主要存在于肝及肾中。糖异生主要沿酵解途径逆行，但由于有三步反应（己糖激酶、磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶）为不可逆反应，故需经另外的反应绕行。
1．G-6-P → G：由葡萄糖-6-磷酸酶催化进行水解，该酶是糖异生的关键酶之一，不存在于肌肉组织中，故肌肉组织不能生成自由葡萄糖。
2．F-1,6-BP → F-6-P：由果糖1,6-二磷酸酶-1催化进行水解，该酶也是糖异生的关键酶之一。
3．丙酮酸 → 磷酸烯醇式丙酮酸：经由丙酮酸羧化支路完成，即丙酮酸进入线粒体，在丙酮酸羧化酶（需生物素）的催化下生成草酰乙酸，后者转变为苹果酸穿出线粒体并回复为草酰乙酸，再在磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的催化下转变为磷酸烯醇式丙酮酸，这两个酶都是关键酶。
糖异生的原料主要来自于生糖氨基酸、甘油和乳酸。
十一、糖异生的生理意义：
1．在饥饿情况下维持血糖浓度的相对恒定：在较长时间饥饿的情况下，机体需要靠糖异生作用生成葡萄糖以维持血糖浓度的相对恒定。
2．回收乳酸分子中的能量：由于乳酸主要是在肌肉组织经糖的无氧酵解产生，但肌肉组织糖异生作用很弱，且不能生成自由葡萄糖，故需将产生的乳酸转运至肝脏重新生成葡萄糖后再加以利用。
葡萄糖在肌肉组织中经糖的无氧酵解产生的乳酸，可经血循环转运至肝脏，再经糖的异生作用生成自由葡萄糖后转运至肌肉组织加以利用，这一循环过程就称为乳酸循环（Cori循环）。
3．维持酸碱平衡：肾脏中生成的α-酮戊二酸可转变为草酰乙酸，然后经糖异生途径生成葡萄糖，这一过程可促进肾脏中的谷氨酰胺脱氨基，生成NH3，后者可用于中和H+，故有利于维持酸碱平衡。
十二、血糖：
血液中的葡萄糖含量称为血糖。按真糖法测定，正常空腹血糖浓度为3.89～6.11mmol/L（70～100mg%）。
血糖的来源与去路： 2．血糖水平的调节：⑴组织器官：①肝脏：②肌肉等外周组织：
⑵激素：①胰岛素。②胰高血糖素、肾上腺素、糖皮质激素、生长激素、甲状腺激素。 ⑶神经系统。
第六章 生物氧化
一、呼吸链成分的排列顺序：
由递氢体或递电子体组成了NADH氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链两条呼吸链。
1．NADH氧化呼吸链：其递氢体或递电子体的排列顺序为：NAD+ →[ FMN (Fe-S)]→CoQ→b(Fe-S)→ c1 → c →aa3 →1/2O2 。丙酮酸、α-酮戊二酸、异柠檬酸、苹果酸、β-羟丁酸、β-羟脂酰CoA和谷氨酸脱氢后经此呼吸链递氢。
2．琥珀酸氧化呼吸链：其递氢体或递电子体的排列顺序为： [ FAD (Fe-S)]→CoQ→b(Fe-S)→ c1 → c →aa3 →1/2O2 。琥珀酸、3-磷酸甘油（线粒体）和脂酰CoA脱氢后经此呼吸链递氢。
二、生物体内能量生成的方式：
1．氧化磷酸化：在线粒体中，底物分子脱下的氢原子经递氢体系传递给氧，在此过程中释放能量使ADP磷酸化生成ATP，这种能量的生成方式就称为氧化磷酸化。
2．底物水平磷酸化：直接将底物分子中的高能键转变为ATP分子中的末端高能磷酸键的过程称为底物水平磷酸化。
三、氧化磷酸化的偶联部位：
每消耗一摩尔氧原子所消耗的无机磷的摩尔数称为P/O比值。当底物脱氢以NAD+为受氢体时，P/O比值约为3；而当底物脱氢以FAD为受氢体时，P/O比值约为2。故NADH氧化呼吸链有三个生成ATP的偶联部位，而琥珀酸氧化呼吸链只有两个生成ATP的偶联部位。
四、氧化磷酸化的影响因素：
1．ATP/ADP比值：ATP/ADP比值是调节氧化磷酸化速度的重要因素。ATP/ADP比值下降，可致氧化磷酸化速度加快；反之，当ATP/ADP比值升高时，则氧化磷酸化速度减慢。
2．甲状腺激素：甲状腺激素可以激活细胞膜上的Na+,K+-ATP酶，使ATP水解增加，因而使ATP/ADP比值下降，氧化磷酸化速度加快。
3．药物和毒物：
⑴呼吸链的抑制剂：能够抑制第一位点的有异戊巴比妥、粉蝶霉素A、鱼藤酮等；能够抑制第二位点的有抗霉素A和二巯基丙醇；能够抑制第三位点的有CO、H2S和CN-、N3-。其中，CN-和N3-主要抑制氧化型Cytaa3-Fe3+，而CO和H2S主要抑制还原型Cytaa3-Fe2+。
⑵解偶联剂：不抑制呼吸链的递氢或递电子过程，但能使氧化产生的能量不能用于ADP的磷酸化的试剂称为解偶联剂。其机理是增大了线粒体内膜对H+的通透性，使H+的跨膜梯度消除，从而使氧化过程释放的能量不能用于ATP的合成反应。主要的解偶联剂有2,4-二硝基酚。
⑶氧化磷酸化的抑制剂：对电子传递和ADP磷酸化均有抑制作用的药物和毒物称为氧化磷酸化的抑制剂，如寡霉素。
五、线粒体外NADH的穿梭：
胞液中的3-磷酸甘油醛或乳酸脱氢，均可产生NADH。这些NADH可经穿梭系统而进入线粒体氧化磷酸化，产生H2O和ATP。
1．磷酸甘油穿梭系统：这一系统以3-磷酸甘油和磷酸二羟丙酮为载体，在两种不同的α-磷酸甘油脱氢酶的催化下，将胞液中NADH的氢原子带入线粒体中，交给FAD，再沿琥珀酸氧化呼吸链进行氧化磷酸化。因此，如NADH通过此穿梭系统带一对氢原子进入线粒体，则只得到2分子ATP。
2．苹果酸穿梭系统：此系统以苹果酸和天冬氨酸为载体，在苹果酸脱氢酶和谷草转氨酶的催化下。将胞液中NADH的氢原子带入线粒体交给NAD+，再沿NADH氧化呼吸链进行氧化磷酸化。因此，经此穿梭系统带入一对氢原子可生成3分子ATP。
第七章 脂类代谢
一．脂肪酸的β氧化：体内大多数的组织细胞均可以此途径氧化利用脂肪酸。其代谢反应过程可分为三个阶段：
(1) 活化：在线粒体外膜或内质网进行此反应过程。由脂肪酸硫激酶（脂酰CoA合成酶）催化生成脂酰CoA。每活化一分子脂肪酸，需消耗两分子ATP。
(2) 进入：借助于两种肉碱脂肪酰转移酶（酶Ⅰ和酶Ⅱ）催化的移换反应，脂酰CoA由肉碱（肉毒碱）携带进入线粒体。肉碱脂肪酰转移酶Ⅰ是脂肪酸β-氧化的关键酶。
⑶ β-氧化：由四个连续的酶促反应组成：① 脱氢：脂肪酰CoA在脂肪酰CoA脱氢酶的催化下，生成FADH2和α,β-烯脂肪酰CoA。② 水化：在水化酶的催化下，生成L-β-羟脂肪酰CoA。③ 再脱氢：在L-β-羟脂肪酰CoA脱氢酶的催化下，生成β-酮脂肪酰CoA和NADH+H+。④ 硫解：在硫解酶的催化下，分解生成1分子乙酰CoA和1分子减少了两个碳原子的脂肪酰CoA。后者可继续氧化分解，直至全部分解为乙酰CoA。 生成的乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化分解。
对于偶数碳原子的长链脂肪酸，可按下式计算：ATP净生成数目=（碳原子数÷2 -1）×5 + （碳原子数÷2）×12 -2 。
二、 酮体的生成及利用：
脂肪酸在肝脏中氧化分解所生成的乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮三种中间代谢产物，统称为酮体。
1．酮体的生成：酮体主要在肝脏的线粒体中生成，其合成原料为乙酰CoA，关键酶是HMG-CoA合成酶。其过程为：乙酰CoA→乙酰乙酰CoA →HMG-CoA→乙酰乙酸。生成的乙酰乙酸再通过加氢反应转变为β-羟丁酸或经自发脱羧生成丙酮。
2．酮体的利用：利用酮体的酶有两种，即琥珀酰CoA转硫酶（主要存在于心、肾、脑和骨骼肌细胞的线粒体中，不消耗ATP）和乙酰乙酸硫激酶（主要存在于心、肾、脑细胞线粒体中，需消耗2分子ATP）。其氧化利用酮体的过程为：β-羟丁酸→乙酰乙酸→乙酰乙酰CoA→乙酰CoA→三羧酸循环。
3．酮体生成及利用的生理意义：
(1) 在正常情况下，酮体是肝脏输出能源的一种形式：由于酮体的分子较小，故被肝外组织氧化利用，成为肝脏向肝外组织输出能源的一种形式。
(2) 在饥饿或疾病情况下，为心、脑等重要器官提供必要的能源：在长期饥饿或某些疾病情况下，由于葡萄糖供应不足，心、脑等器官也可转变来利用酮体氧化分解供能。
第九章 DNA的生物合成
一．基本概念：
1、复制叉：原核生物DNA的复制从单一起点开始，双螺旋结构被打开，分开的两股单链分别作为新DNA合成的模板，DNA合成从起点开始向两个方向进行，与单一起点相连的局部结构形状呈“Y”型，称复制叉结构。
2、半不连续复制：复制过程中，催化DNA 合成的DNA聚合酶只能催化核苷酸从5’→3’方向合成，以3’→ 5’链为模板时，新生的DNA以5’→3’方向连续合成；而以5’→3’为模板只能合成若干反向互补的岡崎片段，这些片段再相连成完整的新链，故称半不连续复制。
3、岡崎片段：DNA双链是反向平行的，复制时，亲代双链DNA在复制叉处打开，由于新链的合成具有方向性，即从5’→3’，以5’→3’DNA链为模板合成反向互补的新链时，只能合成小片段DNA，这些片段根据发现者命名为岡崎片断。
4、领头链、随从链：由于新链的合成只能是5’→3’。因此，顺着解链方向合成的子链，复制是连续进行的，这股链称为领头链，另一股新链的复制方向与解链方向相反，复制是不连续进行的，这条不连续合成的链称为随从链。
5、引发体：是由DnaA蛋白、DnaB蛋白（解螺旋酶）、DnaC蛋白、引物酶和DNA的起始复制区域共同形成的一个复合结构。DnaA蛋白辨认复制起始点，DnaB蛋白有解螺旋作用，DnaC蛋白使DnaB蛋白组装到复制起始点，引物酶合成引物。
二、DNA复制的特点：
1．半保留复制： 2．有一定的复制起始点：在原核生物中，复制起始点通常为一个，而在真核生物中则为多个。 3．需要引物(primer)：具有3'端自由羟基（3'-OH）的RNA作为引物；RNA引物的大小，在原核生物中通常为50～100个核苷酸，而在真核生物中约为10个核苷酸。 4．双向复制：在低等生物中，也可进行单向复制。 5．半不连续复制：
三、DNA复制的条件：
1．底物：即dATP，dGTP，dCTP，dTTP。
2．模板(template)：以亲代DNA的两股链解开后，分别作为模板进行复制。
3．引发体(primosome)和RNA引物(primer)：引发体由引发前体与引物酶（primase）组装而成。
4．DNA聚合酶：在原核生物中，现有DNA聚合酶有三种，在真核生物中， DNA聚合酶有五种。
5．DNA连接酶(DNA ligase)：DNA连接酶可催化两段DNA片段之间磷酸二酯键的形成，
6．单链DNA结合蛋白：又称螺旋反稳蛋白（HDP）。这是一些能够与单链DNA结合的蛋白质因子。
7．解螺旋酶：又称解链酶或rep蛋白，是用于解开DNA双链的酶蛋白，每解开一对碱基，需消耗两分子ATP。 8．拓扑异构酶(topoisomerase)：拓扑异构酶可将DNA双链中的一条链或两条链切断，松开超螺旋后再将DNA链连接起来，从而避免出现链的缠绕。
四、DNA生物合成过程：
1．复制的起始：
⑴预引发：①解旋解链，形成复制叉：由拓扑异构酶和解链酶作用，使DNA的超螺旋及双螺旋结构解开，形成两条单链DNA。单链DNA结合蛋白（SSB）结合在单链DNA上，形成复制叉。DNA复制时，局部双螺旋解开形成两条单链，这种叉状结构称为复制叉。②引发体组装：由引发前体蛋白因子识别复制起始点，并与引发酶一起组装形成引发体。
⑵引发：在引发酶的催化下，以DNA链为模板，合成一段短的RNA引物。
2．复制的延长：
⑴聚合子代DNA：由DNA聚合酶催化，以亲代DNA链为模板，从5'→3'方向聚合子代DNA链。
⑵引发体移动：引发体向前移动，解开新的局部双螺旋，形成新的复制叉，随从链重新合成RNA引物，继续进行链的延长。
3．复制的终止：
⑴去除引物，填补缺口： RNA引物被水解，缺口由DNA链填补，直到剩下最后一个磷酸酯键的缺口。
⑵连接冈崎片段：在DNA连接酶的催化下，将冈崎片段连接起来，形成完整的DNA长链。
⑶真核生物端粒（telomere）的形成：端粒是指真核生物染色体线性DNA分子末端的结构部分，通常膨大成粒状。线性DNA在复制完成后，其末端由于引物RNA的水解而可能出现缩短。故需要在端粒酶（telomerase）的催化下，进行延长反应。端粒酶是一种RNA-蛋白质复合体，它可以其RNA为模板，通过逆转录过程对末端DNA链进行延长。
与原核生物相比，真核生物的复制具有以下特点：
1、多复制子：真核生物的DNA复制也是半保留复制。染色体线性分子的复制有多个起始点，每个起始点由两个反向运动的复制叉组成，进行双向复制。由一个起始点控制的DNA复制称为一个复制子。
2、5种DNA聚合酶：与原核生物不同，真核细胞含有5种DNA聚合酶：α、β、γ、δ和ε。除了γ外，所有DNA聚合酶存在于核内。DNA聚合酶α和δ在复制延长中起催化作用，DNA聚合酶α延长随从链，DNA聚合酶δ延长领头链。DNA聚合酶β和ε在复制过程中起校读、修复和填补缺口的作用。DNA聚合酶γ在线粒体中，用于线粒体DNA的复制。
3端粒复制：真核生物染色体线性分子的复制，领头链可连续完整复制，而随从链3’端引物除去后的空隙无法填补，会造成缩短了的子代的双链，解决的途径是用端粒酶来复制染色体的末端（端粒）。端粒是染色体末端具有特定重复序列和蛋白质的结构，端粒酶是一种逆转录酶，由酶和含重复序列的RNA分子组成，它以自身的RNA分子为模板从随从链的3’端合成端粒的重复序列，使随从链延长，以防止随从链在每次复制时被缩短。
五、DNA的逆转录合成
逆转录又称反转录，指遗传信息从RNA流向DNA。是RNA指导下的DNA合成过程，即以RNA为模板，四种dNTP为原料，合成与RNA互补的DNA单链，催化这一过程的酶称反转录酶，RNA病毒中都含有此酶。
1、逆转录酶：属RNA指导的DNA聚合酶，具有三种酶活性，即RNA指导的DNA聚合酶，RNA酶，DNA指导的DNA聚合酶。在分子生物学技术中，作为重要的工具酶被广泛用于建立基因文库、获得目的基因等工作。
2、合成过程；RNA为模板，在逆转录酶的催化下，合成与RNA互补的DNA单链，形成杂化双链，逆转录酶将其中RNA链水解，在以互补的DNA链为模板，合成双链DNA。
3、逆转录方向：5’→3’。
第十章 RNA的生物合成
一、RNA转录合成的特点：
在RNA聚合酶的催化下，以一段DNA链为模板合成RNA，从而将DNA所携带的遗传信息传递给RNA的过程称为转录。经转录生成的RNA有多种，主要的是rRNA，tRNA，mRNA，snRNA和HnRNA。
1．转录的不对称性：对于不同的基因来说，其转录信息可以存在于两条不同的DNA链上。能够转录RNA的那条DNA链称为有意义链（模板链），而与之互补的另一条DNA链称为反意义链（编码链）。
2．转录的连续性： 3．转录的单向性： RNA链的合成方向为5'→3'。
4．有特定的起始和终止位点：存在特定的起始位点和特定的终止位点。
二、RNA转录合成的条件：
1．底物：四种核糖核苷酸，即ATP，GTP，CTP，UTP。2．模板：以一段单链DNA作为模板。
3．RNA聚合酶（DDRP）： RNA聚合酶在单链DNA模板下，不需要引物，即可从5'→3'聚合RNA。
原核生物中的RNA聚合酶全酶由五个亚基构成，即α2ββ'σ。σ亚基与转录起始点的识别有关，而在转录合成开始后被释放，余下的部分（α2ββ'）被称为核心酶，与RNA链的聚合有关。
真核生物中的RNA聚合酶分为三种：RNA polⅠ存在于核仁，对α-鹅膏蕈碱不敏感，用于合成rRNA前体；RNA polⅡ存在于核基质，对α-鹅膏蕈碱极敏感，用于合成HnRNA；RNA polⅢ存在于核基质，对α-鹅膏蕈碱敏感，用于合成tRNA前体、snRNA及5S rRNA。
4．终止因子ρ蛋白：这是一种六聚体的蛋白质，能识别终止信号，并能与RNA紧密结合，导致RNA的释放。
5．激活因子：降解产物基因激活蛋白（CAP），又称为cAMP受体蛋白（CRP），是一种二聚体蛋白质。该蛋白与cAMP结合后，刺激RNA聚合酶与起始部位结合，从而起始转录过程。
三、RNA转录合成的基本过程：
1．识别：RNA聚合酶中的σ因子识别转录起始点，并促使核心酶结合形成全酶复合物。 位于基因上游，与RNA聚合酶识别、结合并起始转录有关的一些DNA顺序称为启动子。在原核生物中的启动子通常长约60bp，存在两段带共性的顺序，即5'-TTGACA-3'和5'-TATAATG-3'，其中富含TA的顺序被称为Pribnow盒。真核生物的启动子中也存在一段富含TA的顺序，被称为Hogness盒或TATA盒。
2．起始：RNA聚合酶全酶促使局部双链解开，并催化ATP或GTP与另外一个三磷酸核苷聚合，形成第一个3',5'-磷酸二酯键。
3．延长：σ因子从全酶上脱离，余下的核心酶继续沿DNA链移动，按照碱基互补原则，不断聚合RNA。
4．终止：RNA转录合成的终止机制有两种。
⑴自动终止：模板DNA链在接近转录终止点处存在相连的富含GC和AT的区域，使RNA转录产物形成寡聚U及发夹形的二级结构，引起RNA聚合酶变构及移动停止，导致RNA转录的终止。
⑵依赖辅助因子的终止：由终止因子（ρ蛋白）识别特异的终止信号，并促使RNA的释放。
四、真核生物RNA转录后的加工修饰：
1．mRNA的转录后加工：
⑴加帽：即在mRNA的5'-端加上m7GTP的结构。此过程发生在细胞核内，即对HnRNA进行加帽。加工过程首先是在磷酸酶的作用下，将5'-端的磷酸基水解，然后再加上鸟苷三磷酸，形成GpppN的结构，再对G进行甲基化。
⑵加尾：这一过程也是细胞核内完成，首先由核酸外切酶切去3'-端一些过剩的核苷酸，然后再加入polyA。
⑶剪接：真核生物中的结构基因基本上都是断裂基因。结构基因中能够指导多肽链合成的编码顺序被称为外显子，而不能指导多肽链合成的非编码顺序就被称为内含子。真核生物HnRNA的剪接一般需snRNA参与构成的核蛋白体参加，通过形成套索状结构而将内含子切除掉。
⑷内部甲基化：由甲基化酶催化，对某些碱基进行甲基化处理。
2．tRNA的转录后加工： 主要加工方式是切断和碱基修饰。
3．rRNA的转录后加工： 主要加工方式是切断。
第十二章 蛋白质的生物合成
一、蛋白质生物合成体系：
1.mRNA：作为指导蛋白质生物合成的模板。
mRNA中每三个相邻的核苷酸组成三联体，代表一个氨基酸的信息，此三联体就称为密码。共有64种不同的密码。遗传密码具有以下特点：① 连续性；② 简并性；③ 通用性；④ 方向性；⑤ 摆动性；⑥ 起始密码：AUG；终止密码：UAA、UAG、UGA。
2.tRNA：在氨基酸tRNA合成酶催化下，特定的tRNA可与相应的氨基酸结合，生成氨基酰tRNA，从而携带氨基酸参与蛋白质的生物合成。 tRNA反密码环中部的三个核苷酸构成三联体，可以识别mRNA上相应的密码，此三联体就称为反密码。 反密码对密码的识别，通常也是根据碱基互补原则，即A—U，G—C配对。但反密码的第一个核苷酸与第三核苷酸之间的配对，并不严格遵循碱基互补原则，这种配对称为不稳定配对。 能够识别mRNA中5′端起动密码AUG的tRNA称为起动tRNA。在原核生物中，起动tRNA是tRNAfmet；而在真核生物中，起动tRNA是tRNAmet。
3．rRNA和核蛋白体：原核生物中的核蛋白体大小为70S，可分为30S小亚基和50S大亚基。真核生物中的核蛋白体大小为80S，也分为40S小亚基和60S大亚基。核蛋白体的大、小亚基分别有不同的功能：
⑴小亚基：可与mRNA、GTP和起动tRNA结合。
⑵大亚基：①具有两个不同的tRNA结合点。A位—— 受位或氨酰基位，可与新进入的氨基酰tRNA结合；P位——给位或肽酰基位，可与延伸中的肽酰基tRNA结合。②具有转肽酶活性。
在蛋白质生物合成过程中，常常由若干核蛋白体结合在同一mRNA分子上，同时进行翻译。由若干核蛋白体结合在一条mRNA上同时进行多肽链的翻译所形成的念球状结构称为多核蛋白体。
4．起动因子（IF）：这是一些与多肽链合成起动有关的蛋白因子。原核生物中存在3种起动因子，分别称为IF1-3。在真核生物中存在9种起动因子（eIF）。其作用主要是促进核蛋白体小亚基与起动tRNA及模板mRNA结合。
5．延长因子（EF）：原核生物中存在3种延长因子（EFTU，EFTS，EFG），真核生物中存在2种（EF1，EF2）。其作用主要促使氨基酰tRNA进入核蛋白的受体，并可促进移位过程。
6．释放因子（RF）：原核生物中有4种，在真核生物中只有1种。其主要作用是识别终止密码，协助多肽链的释放。
7．氨基酰tRNA合成酶：该酶存在于胞液中，与特异氨基酸的活化以及氨基酰tRNA的合成有关。每种氨基酰tRNA合成酶对相应氨基酸以及携带氨基酸的数种tRNA具有高度特异性。
二、蛋白质生物合成过程：
1．氨基酸的活化与搬运：氨基酸的活化以及活化氨基酸与tRNA的结合，均由氨基酰tRNA合成酶催化完成。反应完成后，特异的tRNA3’端CCA上的2’或3’位自由羟基与相应的活化氨基酸以酯键相连接，形成氨基酰tRNA。
2．活化氨基酸的缩合——核蛋白体循环：活化氨基酸在核蛋白体上反复翻译mRNA上的密码并缩合生成多肽链的循环反应过程，称为核蛋白体循环。核蛋白体循环过程可分为三个阶段：
⑴起动阶段：①30S起动复合物的形成。在IF促进下，30S小亚基与mRNA的起动部位，起动tRNA（tRNAfmet），和GTP结合，形成复合体。②70S起动前复合体的形成。IF3从30S起动复合体上脱落，50S大亚基与复合体结合，形成70S起动前复合体。③70S起动复合体的形成。GTP被水解，IF1和IF2从复合物上脱落。
⑵肽链延长阶段：①进位：与mRNA下一个密码相对应的氨基酰tRNA进入核蛋白体的受位。此步骤需GTP，Mg2+，和EF参与。②成肽：在转肽酶的催化下，将给位上的tRNA所携带的甲酰蛋氨酰基或肽酰基转移到受位上的氨基酰tRNA上，与其α-氨基缩合形成肽键。给位上已失去蛋氨酰基或肽酰基的tRNA从核蛋白上脱落。③移位：核蛋白体向mRNA的3'- 端滑动相当于一个密码的距离，同时使肽酰基tRNA从受体移到给位。此步骤需EF（EFG）、GTP和Mg2+参与。 此时，核蛋白体的受位留空，与下一个密码相对应的氨基酰tRNA即可再进入，重复以上循环过程，使多肽链不断延长。
⑶肽链终止阶段：核蛋白体沿mRNA链滑动，不断使多肽链延长，直到终止信号进入受位。①识别：RF识别终止密码，进入核蛋白体的受位。②水解：RF使转肽酶变为水解酶，多肽链与tRNA之间的酯键被水解，多肽链释放。③解离：通过水解GTP，使核蛋白体与mRNA分离，tRNA、RF脱落，核蛋白体解离为大、小亚基。
真核生物翻译起始的特点：
1.真核起始甲硫氨酸不需甲酰化。
2.真核mRNA没有S-D序列，但5'端帽子结构与其在核蛋白体就位相关。帽结合蛋白（CBP）可与mRNA帽子结合，促进mRNA与小亚基结合。
3.肽链的延长 ：延长阶段为不断循环进行的过程，也称核蛋白体循环。分为进位、成肽和转位三个步骤。
三、多肽链合成后的加工修饰：
1．一级结构的加工修饰：
⑴N端甲酰蛋氨酸或蛋氨酸的切除：N端甲酰蛋氨酸是多肽链合成的起始氨基酸，必须在多肽链折迭成一定的空间结构之前被切除。其过程是：① 去甲酰化；② 去蛋氨酰基。
⑵氨基酸的修饰：由专一性的酶催化进行修饰，包括糖基化、羟基化、磷酸化、甲酰化等。
⑶二硫键的形成：由专一性的氧化酶催化，将-SH氧化为-S-S-。
⑷肽段的切除：由专一性的蛋白酶催化，将部分肽段切除。
2．高级结构的形成：
⑴构象的形成：在分子内伴侣、辅助酶及分子伴侣的协助下，形成特定的空间构象。
⑵亚基的聚合。 ⑶辅基的连接。
3．靶向输送：蛋白质合成后，定向地被输送到其执行功能的场所称为靶向输送。大多数情况下，被输送的蛋白质分子需穿过膜性结构，才能到达特定的地点。因此，在这些蛋白质分子的氨基端，一般都带有一段疏水的肽段，称为信号肽。分泌型蛋白质的定向输送，就是靠信号肽与胞浆中的信号肽识别粒子（SRP）识别并特异结合，然后再通过SRP与膜上的对接蛋白（DP）识别并结合后，将所携带的蛋白质送出细胞。
信号肽假说：信号肽位于新合成的分泌蛋白N端。对分泌蛋白的靶向运输起决定作用。①细胞内的信号肽识别颗粒（SRP）识别信号肽，使肽链合成暂时停止，SRP引导核蛋白体结合粗面内质网膜；②SRP识别、结合内质网膜上的对接蛋白,水解GTP使SRP分离，多肽链继续延长；③信号肽引导延长多肽进入内质网腔后，经信号肽酶切除。分泌蛋白在高尔基体包装成分泌颗粒出胞。
第十三章 基因表达调控
一、基因表达调控基本概念与原理：
1．基因表达的概念：基因表达（gene expression）就是指在一定调节因素的作用下，DNA分子上特定的基因被激活并转录生成特定的RNA，或由此引起特异性蛋白质合成的过程。
2．基因表达的时间性及空间性：
⑴时间特异性：基因表达的时间特异性(temporal specificity)是指特定基因的表达严格按照特定的时间顺序发生，以适应细胞或个体特定分化、发育阶段的需要。故又称为阶段特异性。
⑵空间特异性：基因表达的空间特异性（spatial specificity）是指多细胞生物个体在某一特定生长发育阶段，同一基因的表达在不同的细胞或组织器官不同，从而导致特异性的蛋白质分布于不同的细胞或组织器官。故又称为细胞特异性或组织特异性。
3．基因表达的方式：
⑴组成性表达：组成性基因表达（constitutive gene expression）是指在个体发育的任一阶段都能在大多数细胞中持续进行的基因表达。其基因表达产物通常是对生命过程必需的或必不可少的，且较少受环境因素的影响。这类基因通常被称为管家基因（housekeeping gene）。
⑵诱导和阻遏表达：诱导表达（induction）是指在特定环境因素刺激下，基因被激活，从而使基因的表达产物增加。这类基因称为可诱导基因。阻遏表达（repression）是指在特定环境因素刺激下，基因被抑制，从而使基因的表达产物减少。这类基因称为可阻遏基因。
4．基因表达的生物学意义：①适应环境、维持生长和增殖。②维持个体发育与分化。
5．基因表达调控的基本原理：
⑴基因表达的多级调控：基因表达调控可见于从基因激活到蛋白质生物合成的各个阶段，因此基因表达的调控可分为转录水平（基因激活及转录起始），转录后水平（加工及转运），翻译水平及翻译后水平，但以转录水平的基因表达调控最重要。
⑵基因转录激活调节基本要素：①顺式作用元件：顺式作用元件（cis-acting element）又称分子内作用元件，指存在于DNA分子上的一些与基因转录调控有关的特殊顺序。②反式作用因子：反式作用因子（trans-acting factor）又称为分子间作用因子，指一些与基因表达调控有关的蛋白质因子。反式作用因子与顺式作用元件之间的共同作用，才能够达到对特定基因进行调控的目的。③顺式作用元件与反式作用因子之间的相互作用：大多数调节蛋白在与DNA结合之前，需先通过蛋白质-蛋白质相互作用，形成二聚体或多聚体，然后再通过识别特定的顺式作用元件，而与DNA分子结合。这种结合通常是非共价键结合。
二、操纵子的结构与功能：
在原核生物中，若干结构基因可串联在一起，其表达受到同一调控系统的调控，这种基因的组织形式称为操纵子。典型的操纵子可分为控制区和信息区两部分。信息区由一个或数个结构基因串联在一起组成；控制区通常由调节基因（阻抑蛋白编码基因）、启动基因（CRP和RNA聚合酶结合区）和操纵基因（阻抑蛋白结合位点）构成。
1．原核生物乳糖操纵子：
原核生物乳糖操纵子(Lac operon)的控制区包括调节基因，启动基因（其CRP结合位点位于RNA聚合酶结合位点上游）和操纵基因；其信息区由β-半乳糖苷酶基因（lacZ），通透酶基因（lacY）和乙酰化酶基因（lacA）串联在一起构成。当培养基中乳糖浓度升高而葡萄糖浓度降低时，乳糖作为诱导剂与阻抑蛋白结合，促使阻抑蛋白与操纵基因分离；另一方面，细胞中cAMP浓度升高，cAMP与CRP结合并使之激活，CRP与启动基因结合并促使RNA聚合酶与启动基因结合，基因转录激活。
2．原核生物色氨酸操纵子：
色氨酸操纵子（trp operon）属于阻遏型操纵子，主要调控一系列用于色氨酸合成代谢的酶蛋白的转录合成。色氨酸操纵子通常处于开放状态，其辅阻遏蛋白不能与操纵基因结合而阻遏转录。而当色氨酸合成过多时，色氨酸作为辅阻遏物与辅阻遏蛋白结合而形成阻遏蛋白，后者与操纵基因结合而使基因转录关闭。色氨酸操纵子的调控还涉及转录衰减(attenuation)机制。即在色氨酸操纵子第一个结构基因与启动基因之间存在有一衰减区域，当细胞内色氨酸酸浓度很高时，通过与转录相偶联的翻译过程，形成一个衰减子结构，使RNA聚合酶从DNA上脱落，导致转录终止。
3．原核生物转录的整体调控模式：
由成群的操纵子组成的基因转录调控网络称为调节子。通过组成调节子调控网络，对若干操纵子及若干蛋白质的合成进行协同调控，从而达到整体调控的目的。典型的整体调控模式是SOS反应，这是由一组与DNA损伤修复有关的酶和蛋白质基因组成。在正常情况下，这些基因均被LexA阻遏蛋白封闭。当有紫外线照射时，细菌体内的RecA蛋白水解酶被激活，催化LexA阻遏蛋白裂解失活，从而导致与DNA损伤修复有关的基因表达。
三、真核基因组结构特点：
1．转录产物为单顺反子：真核基因的转录产物一般是单顺反子（mono-cistron），即一个编码基因转录生成一个mRNA分子，并指导翻译一条多肽链。
2．大量重复序列：真核基因组中含大量的重复序列，这些重复序列大部分是没有特定生物学功能的DNA片段，可占整个基因组DNA的90%。根据重复频率可将其分为高度重复序列、中度重复序列和单拷贝序列。
3．断裂基因：真核生物中的基因具有不连续性，即一个基因的编码序列往往被一些非编码序列分隔开。基因中能够转录并进一步编码多肽链合成的部分称为外显子（exon），而在转录后会被剪除的部分则称为内含子（intron）。
三、真核基因表达调控的特点：
1．RNA聚合酶活性受转录因子调控：真核生物中存在RNA polⅠ、Ⅱ、Ⅲ三种不同的RNA聚合酶，分别负责转录不同的RNA。这些RNA聚合酶与相应的转录因子形成复合体，从而激活或抑制该酶的催化活性。
2．染色质结构改变参与基因表达的调控：真核生物DNA与组蛋白结合并形成核小体的结构，再进一步形成染色质。当真核基因被激活时，染色质的结构也随之发生改变。主要的改变有：
⑴单链DNA形成：基因被激活后，双链DNA解开成单链以利于转录，从而形成一些对DNAaseⅠ的超敏位点。
⑵DNA拓朴结构改变：天然双链DNA均以负性超螺旋构象存在，当基因激活后，则转录区前方的DNA拓朴结构变为正性超螺旋。正性超螺旋可阻碍核小体形成，并促进组蛋白解聚。
⑶核小体不稳定性增加：由于组蛋白修饰状态改变，巯基暴露等原因而引起核小体结构改变。
4．正性调节占主导：真核基因一般都处于阻遏状态，RNA聚合酶对启动子的亲和力很低。通过利用各种转录因子正性激活RNA聚合酶是真核基因调控的主要机制。
5．转录和翻译过程分别进行：转录与翻译过程分别存在于不同的亚细胞部位，可分别进行调控。
6．转录后加工修饰过程复杂：特别是mRNA，转录后仅形成其初级转录产物——HnRNA，然后再经剪接、加帽、加尾等加工修饰，才能转变为成熟的mRNA。
四、真核基因转录调控元件及激活机制：
1．顺式作用元件（分子内作用元件）：
⑴启动子：存在于结构基因上游，与基因转录启动有关的一段特殊DNA顺序称为启动子。与原核生物类似，也含有一段富含TATA的顺序，称为TATA盒。除此之外，还可见CAAT盒和GC盒。
⑵增强子：位于结构基因附近，能够增强该基因转录活性的一段DNA顺序称为增强子。增强子的特点是：①在转录起始点5’或3’侧均能起作用；②相对于启动子的任一指向均能起作用；③发挥作用与受控基因的远近距离相对无关；④对异源性启动子也能发挥作用；⑤通常具有一些短的重复顺序。
⑶沉默子：能够对基因转录起阻遏作用的DNA片段，属于负性调控元件。
2．反式作用因子（分子间作用因子）：真核生物反式作用因子通常属于转录因子。
(1)转录因子的种类：①非特异性转录因子（基本转录因子）：非选择性调控基因转录表达的蛋白质因子称为非特异性转录因子。真核生物中存在的三种RNA聚合酶分别有相应的转录因子，即TFⅠ，TFⅡ，TFⅢ。其中，TFⅡ一共有六种亚类。TFⅡD是唯一能识别启动子TATA盒并与之结合的转录因子，而TFⅡB则可促进聚合酶Ⅱ与启动子的结合。②特异性转录因子：能够选择性调控某种或某些基因转录表达的蛋白质因子称为特异性转录因子。目前较清楚的是调控免疫球蛋白基因表达的核内蛋白质因子（NF）。
(2)转录因子的结构：反式作用因子至少含有三个功能域，即DNA结合功能域，转录活性功能域和其它转录因子结合功能域。DNA结合功能域带共性的结构主要有：①HTH和HLH结构： 由两段α-螺旋夹一段β-折迭构成，α-螺旋与β-折迭之间通过β-转角或成环连接，即螺旋-转角-螺旋结构和螺旋-环-螺旋结构。②锌指结构：见于TFⅢA和类固醇激素受体中，由一段富含半胱氨酸的多肽链构成。每四个半光氨酸残基或His残基螯合一分子Zn2+，其余约12-13个残基则呈指样突出，刚好能嵌入DNA双螺旋的大沟中而与之相结合。③亮氨酸拉链结构：见于真核生物DNA结合蛋白的C端，与癌基因表达调控有关。由两段α-螺旋平行排列构成，其α-螺旋中存在每隔7个残基规律性排列的Leu残基，Leu侧链交替排列而呈拉链状。两条肽链呈钳状与DNA相结合。
⑶转录因子的作用特点：①同一DNA顺式作用元件可被不同的转录因子所识别；②同一转录因子也可识别不同的DNA顺式作用元件；③TF与TF之间存在相互作用；④当TF与TF，TF与DNA结合时，可导致构象改变；
⑤TF在合成过程中，有较大的可变性和可塑性。
3．转录激活及其调控：真核RNA聚合酶Ⅱ的激活需要依赖多种转录因子，并与之形成复合体。其过程首先是由TFⅡD识别启动子序列并与之结合；继而RNA聚合酶Ⅱ与TFⅡD、B等聚合形成一个功能性的前起始复合体——PIC；最后，结合了增强子的转录因子与前起始复合体结合，从而形成稳定的转录起始复合体。
第十四章 基因重组和基因工程
一、自然界的基因转移和重组：
基因重组(gene recombination)是指DNA片段在细胞内、细胞间，甚至在不同物种之间进行交换，交换后的片段仍然具有复制和表达的功能。
1．接合作用：当细胞与细胞相互接触时，DNA分子即从一个细胞向另一个细胞转移，这种遗传物质的转移方式称为接合作用（conjugation）。
2．转化和转染：由外来DNA引起生物体遗传性状改变的过程称为转化(transformation)。噬菌体常常可感染细菌并将其DNA注入细菌体内，也可引起细菌遗传性状的改变。通过感染方式将外来DNA引入宿主细胞，并导致宿主细胞遗传性状改变的过程称为转染(transfection)。转染是转化的一种特殊形式。
3．整合和转导:外来DNA侵入宿主细胞，并与宿主细胞DNA进行重组，成为宿主细胞DNA的一部分，这一过程称为整合。整合在宿主细胞染色体DNA中的外来DNA，可以被切离出来，同时也可带走一部分的宿主DNA，这一过程称为转导(transduction)。来源于宿主DNA的基因称为转导基因。
4．转座：转座又称为转位（transposition），是指DNA的片段或基因从基因组的一个位置转移到另一个位置的现象。这些能够在基因组中自由游动的DNA片段包括插入序列和转座子两种类型。
⑴插入序列：典型的插入序列（insertion sequence，IS）是长750-1500bp的DNA片段，由两个分离的反向重复序列和一个转座酶基因。当转座酶基因表达时，即可引起该序列的转座。其转座方式主要有保守性转座和复制性转座。
⑵转座子：转座子(transposons)是可从一个染色体位点转移到另一个位点的分散的重复序列，含两个反向重复序列、一个转座酶基因和其他基因（如抗生素抗性基因）。
免疫球蛋白重链基因由一组可变区基因（VH）和一组恒定区基因（CH）构成，通过这些基因的选择性转座和重组，就可以转录表达出各种各样的免疫球蛋白重链，以对付不同的抗原。
5．基因重组的方式：
⑴位点特异性重组：在整合酶的催化下，两段DNA序列的特异的位点处发生整合并共价连接，称为位点特异性重组。
⑵同源重组：发生在同源DNA序列之间的重组称为同源重组(homologous recombination)。这种重组方式要求两段DNA序列类似，并在特定的重组蛋白或酶的作用下完成。
二、重组DNA技术：
重组DNA技术又称为基因工程（genetic engineering）或分子克隆(molecular cloning)，是指采用人工方法将不同来源的DNA进行重组，并将重组后的DNA引入宿主细胞中进行增殖或表达的过程。
1．载体和目的基因的分离（分）：对载体DNA和目的基因分别进行分离纯化，得到其纯品。
⑴载体：常用的载体(vector)主要包括质粒(plasmid)、噬菌体(phage)和病毒(virus)三大类。这些载体均需经人工构建，除去致病基因，并赋予一些新的功能，如有利于进行筛选的标志基因、单一的限制酶切点等。①质粒：是存在于天然细菌体内的一种独立于细菌染色体之外的双链环状DNA，具有独立复制的能力，通常带有细菌的抗药基因。②噬菌体：可通过转染方式将其DNA送入细菌体内进行增殖。常用的为人工构建的λ噬菌体载体，当目的基因与噬菌体DNA进行重组时，可采用插入重组方式，也可采用置换重组方式。③病毒：常用的为SV40，通过感染方式将其DNA送入哺乳动物细胞中进行增殖。
⑵目的基因：①直接从染色体DNA中分离：仅适用于原核生物基因的分离。②人工合成：根据已知多肽链的氨基酸顺序，利用遗传密码表推定其核苷酸顺序再进行人工合成。适应于编码小分子多肽的基因。③从mRNA合成cDNA：采用一定的方法钓取特定基因的mRNA，再通过逆转录酶催化合成其互补DNA（cDNA），除去RNA链后，再用DNA聚合酶合成其互补DNA链，从而得到双链DNA。④从基因文库中筛选：将某一种基因DNA用适当的限制酶切断后，与载体DNA重组，再全部转化宿主细胞，得到含全部基因组DNA的种群，称为G文库(genomic DNA library)。将某种细胞的全部mRNA通过逆转合成cDNA，然后转化宿主细胞，得到含全部表达基因的种群，称为C-文库(cDNA library)。C-文库具有组织细胞特异性。⑤利用PCR合成：如已知目的基因两端的序列，则可采用聚合酶链反应（polymerase chain reaction, PCR）技术，在体外合成目的基因。
2．载体和目的基因的切断（切）：通常采用限制性核酸内切酶(restriction endonuclease)，简称限制酶，分别对载体DNA和目的基因进行切断，以便于重组。能够识别特定的碱基顺序并在特定的位点降解核酸的核酸内切酶称为限制酶。限制酶所识别的顺序往往为4-8个碱基对，且有回文结构。由限制酶切断后的末端可形成平端、3'-突出粘性末端和5'-突出粘性末端三种情况。形成粘性末端(cohesive end)者较有利于载体DNA和目的基因的重组。
3．载体和目的基因的重组（接）：即将带有切口的载体与所获得的目的基因连接起来，得到重新组合后的DNA分子。
⑴粘性末端连接法：载体与目的基因通过粘性末端进行互补粘合，再加入DNA连接酶，即可封闭其缺口，得到重组体。
⑵人工接尾法：即同聚物加尾连接法。在末端核苷酸转移酶的催化下，将脱氧核糖核苷酸添加于载体或目的基因的3'-端，如载体上添加一段polyG，则可在目的基因上添加一段polyC，通过碱基互补进行粘合后，再由DNA连接酶连接。
⑶人工接头连接法：将人工连接器（即一段含有多种限制酶切点的DNA片段）连接到载体和目的基因上，即有可能使用同一种限制酶对载体和目的基因进行切断，得到可以互补的粘性末端。
4．重组DNA的转化和扩增（转）：将重组DNA导入宿主细胞进行增殖或表达。重组质粒可通过转化方式导入宿主细胞，λ噬菌体作为载体的重组体，则需通过转染方式将重组噬菌体DNA导入大肠杆菌等宿主细胞。重组DNA导入宿主细胞后，即可在适当的培养条件下进行培养以扩增宿主细胞。
5．重组DNA的筛选和鉴定（筛）：对含有重组体的宿主细胞进行筛选并作鉴定。
⑴根据重组体的表型进行筛选：对于带有抗药基因的质粒重组体，可采用插入灭活法进行筛选。
⑵根据标志互补进行筛选：当宿主细胞存在某种基因及其表达产物的缺陷时，可采用此方法筛选重组体。即在载体DNA分子中插入相应的缺陷基因，如宿主细胞重新获得缺陷基因的表达产物，则说明该细胞中带有重组体。
⑶根据DNA限制酶谱进行分析：经过粗筛后的含重组体的细菌，还需进行限制酶谱分析进一步鉴定。
⑷用核酸杂交法进行分析鉴定：采用与目的基因部分互补的DNA片段作为探针，与含有重组体的细菌菌落进行杂交，以确定重组体中带目的基因。
获得带目的基因的细菌后，可将其不断进行增殖，从而得到大量的目的基因片段用于分析研究。如在目的基因的上游带有启动子顺序，则目的基因还可转录表达合成蛋白质。
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植物生理学复习指导
第一章
1、胞间连丝（plasmodesma）：指从一个细胞的细胞膜连接到另一个细胞的细胞膜，贯穿细胞壁、胞间层，连接两细胞原生质的管状通道。
结构上存在三种状态：a.封闭态、b.可控态、c.开放态。
2、共质体（symplast）：植物体活细胞的原生质体通过胞间连丝形成的一个连续的整体，也叫内植物空间。
3、质外体（ayoplast）：质膜以外的胞间层、细胞壁以及细胞间隙彼此连接形成的一个连接的整体。
Plant间的通道：（1）胞间连丝；（2）自由空间——共质体、质外体。
4、自由水（free water）：细胞质主要由蛋白质组成，其水溶液具有胶体性质，故细胞质是一个胶体系统。细胞质胶体微料具有显著的亲水性，其表面吸附有很多水分子，形成一层很厚的水层。距离胶料较远而可以自由流动的水分，称自由水。
5、束缚水（bound water）：靠近细胞质胶体微料而被胶料吸附束缚不易自由流动的水分称束缚水。
6、自由水存在意义：参与各种代谢作用，它的含量制约着植物的代谢程度。如光合、呼吸及生长速率。自由水占总含量的百分比越大，则植物代谢越旺盛。
7、束缚水存在意义：不参与代谢作用，但植物需要通过低微的代谢强度去度过不良的外界条件，因而束缚水含量与植物抗性大小有密切关系。
8、植物对水分的吸收方式：a.吸涨吸水、b.渗透性吸水、c.代谢性吸水。
9、植物根系吸水的途径：a.质外体途径、b.跨膜途径、c.共质体途径。
10、植物根系吸水方式及动力：a.被动吸水：蒸腾作用、b.主动吸水：根压。
11、水分进入细胞的途径：
（1）单个水分子通过膜脂双分子层的间隙扩散进入细胞，较慢；
（2）水集流通过质膜上水孔蛋白中的水通道进入，比较快。
12、气孔运动（stomatal movement）：大多数plant的气孔白天张开，晚上关闭的现象。
13、气孔运动意义：
14、气孔运动形式：
15、气孔运动机理：a.淀粉-糖转化学说 ：starch-sugar conversion theory.
b.无机离子吸收学说：inorganic ion uptake theory.
c.苹果酸生成学说 ：malate production theory.
16、植物体内水分运输动力及原理：
（1）下部的根压，机理有2：
a.渗透压：根部导管四周的活cell由于新陈代谢，不断向导管分泌无机盐和有机物，导管的水势下降，而附近活cell的水势较高，所以水分不断流入导管，同样，较外层的水分向内移动。
b.代谢论：认为呼吸释放的能量参与根系的吸水过程。
（2）上部的蒸腾拉力：
内聚力学说（cohesion theory）：叶片因蒸腾失水而从导管或管胞吸水，使导管或管胞的水柱产生张力，由于水分子内聚力大于水柱张力，则保证水柱的连续性而使水柱不断上升，这种以水分具有较大的内聚力保证由叶至根水柱不断来解释水分上升原因的学说称内聚力学说。
17、水势（water potential）：用来衡量水分反应或转移能量的高低，就是指每偏摩尔体积水的化学势，即水溶液的化学势（ ）与同温、同压、同一系统中的纯水的化学势 之差（ ），除以水的偏摩尔体积（ ）所得的商，称为水势。
公式为：

第二章
1、植物大量元素缺素症：
缺N（过多易倒伏）：老叶病症遍布整株，基部叶片干焦或死亡，植株浅绿，基部叶片黄色，干燥时呈褐色，茎短细。
缺P（缺失果实不饱满）：遍布全株，植株深绿，常呈红或紫色，基部叶片黄色，干燥时呈暗绿色，茎短而细。
缺K（易倒伏）：病症限于局部，叶杂色或缺绿，叶片不干焦，叶脉间、叶尖、叶缘有坏死斑点，小茎细。
缺Mg：限于局部，缺叶绿素，有时呈红点，有坏死斑点，茎细。
缺Ca（植株簇生）：顶芽死亡，嫩叶初呈钩状，后从叶缘和叶突向内坏死、变形。
缺S：顶芽仍活但缺绿或萎蔫，无斑点坏死，叶脉失绿（叶脉仍绿缺Fe）。
缺Si：蒸腾加快，生长受阻，植物易受真菌感染和易倒伏。
2、植物对矿质元素的吸收方式（主动吸收）：
a.离子通道运输（ion channel transport）：离子通道学说，认为cell质膜上有内在protein构成的圆形孔道横跨膜的两侧，形成跨膜通道，即离子通道。用化学或电化学方式激活，控制离子顺浓度和膜电位即电化学梯度被动地单方向地跨质膜运输，质膜上已知有Ca2+、K+、Cl-和NO3-离子通道。
b.载体运输：认为质膜上载体protein属于内在蛋白，有选择性地与质膜一侧的分子或离子结合，形成载体-物质复合物，通过载体构象的变化，透过质膜把分子或离子释放到质膜的另一侧。分单向、同向、反向运输载体。
c.离子泵运输（ion pump transport）：认为质膜上存在着ATP酶，催化ATP水解释放能量驱动离子的转运，plant质膜上主要有质子泵和钙泵。
3、plant根系对矿质吸收特点：
a.区域性：根毛区，主动吸收为主。
b.相对性：水分和盐分的吸收是相对的。
c.选择性：根部吸收离子数量不与溶液中离子成正比。
d.单盐毒害和离子对抗作用：溶液中只有一种离子对植物起毒害作用的现象称单盐毒害。在发生单盐毒害的溶液中如加入其它少量金属离子，即可减弱或消除这种单盐毒害，离子之间这种作用称离子对抗作用（ion antagonism）。
4、无机养料的同化（硝酸盐的代谢还原）：
NO3- + NAD(P)H + H+ + 2e- NO2 + NAD(P)+ + H2O
NO2- + 6Fd(还) + 8H+ + 6e- NH4+ + 6Fd(氧) + 2H2O
5、氨态氮的同化：
a.还原氨基化作用：使酮酸氨基化形成相应aa
b.氨基交换作用：aaⅠ+ 酮酸Ⅰ aaⅡ + 酮酸Ⅱ （辅酶：磷酸吡哆醛）
c.氨的甲酰化作用：NH3 + CO2 + ATP NH2Coo○P + ADP
d.Gs-GoGT循环：Gs（谷氨酰胺合酶）、GoGT（谷氨酸合酶）
Gln与Asn是高等plant里氨的临时保存形式
6、矿质元素在植物体内的运输形式：
a. N：①aa（以Asp为主）、②酰胺（Asn和Gln）、③少量以硝酸形式；
b. P：①正磷酸、②有机磷化物（磷酰胆碱和苷油磷酰胆碱）；
c. S：①SO42-、②少量以蛋氨酸及谷胱甘肽之类的形式。
7、矿质元素在plant体内的运输途径：
a.根系：通过木质部向上运输；
b.叶片：吸收离子在茎部向上运输途径为通过韧皮部和木质部，下行运输以韧皮部为主；
c.基部：吸收离子通过韧皮部和木质部向上运输；
d.矿质离子循环：N和P参与循环、Ca和Fe不参与循环。
8、矿物质在plant体内的运输形式：
第三章
1、光合作用：绿色plant通过吸收太阳光的能量，同化CO2和H20，制造有机物质并释放氧气的过程，称为photo synthesis，所产生的有机物质主要是糖类，贮存着能量。
2、荧光：叶绿素溶液在透射光下呈绿色，而在反射光下呈红色的现象。叶绿素分子吸收量子从基态上升到激发态，后因不稳定从第一单线态回到基态所发射的光就称为荧光。
磷光：叶绿素除了在光照时能辐射出荧光外，当去掉光源后，还能继续辐射出极微弱的红光，它是第一、三线态回到基态时产生的光，这种光称为磷光。
3、光合作用的机理：
a.光能吸收、传递和转换过程（原初反应），光系统 PSⅠ、PSⅡ；
b.电能转化为活跃的化学能过程（通过电子传递和光合磷酸化完成）；
c.活跃的化学能转变为稳定的化学能（通过碳同化完成）。
光反应：必须在光下；在类囊体上进行的光化学反应。本质是：光引起的反应中心的色素分子与原初电子受体之间的氧化还原反应。
暗反应：在暗处也可进行的，由若干酶所催化的，在叶绿体的基质中进行的化学反应。
光反应机理：
（1）光能的吸收、传递和转换过程是通过原初反应完成的。聚光色素吸收光能后，通过诱导共振方式传递到反应中心，反应中心色素分子的状态特殊，能引起由光激发的氧化还原、电离分离，就将光能转换为电能，送给原初电子受体。
暗反应机理：
（2）电能转变为了活跃化学能过程是通过电子传递和光合磷酸化完成的。电能经过一系列电子传递体传递，通过水的裂解和光合磷酸化，最后形成ATP和NADPH，这样就把电能转变为活跃化学能，把化学能贮存于ATP和NADPH中。
（3）活跃化学能转变为稳定化学能过程是通过碳同化完成的。碳同化的途径有3条，即卡尔文循环、C4途径和景天科酸代谢。卡尔文循环是碳同化的主要形式，通过羧化阶段、还原阶段、更新阶段和产物合成阶段，合成淀粉等多种子选手机物。C4 passway和CAM都不过是CO2固定方式不同，最后都是在plant体内再次把CO2释放出来，与卡尔文循环，合成淀粉等，所以，这两种碳固定方式可以比喻是卡尔文循环的“预备工序”。
4、光呼吸生化过程：关键E、核酮糖-1,5、二磷酸加氧酶。
5、光呼吸的调节：
a.BuBis CO （RuBPC/RuBP加氧E）的作用：为兼性E，活性受CO2和O2分压的调节。
b.GO（乙醇酸氧化酶）的调节：抑制剂，通过G工程对其结构改造。
6、光呼吸的生理功能：
a.消极：浪费能量，每释放1分子CO2，消耗6.8分子ATP和3分子NADPH。
b.积极：对内部环境的代谢调整，也可能是对外部条件的主动适应，因此对植物本身是一种自我保护体系。
c.保护体系：消除乙醛酸的毒害；消除O2的毒害；防止强光对光合机构的破坏；氮代谢的补偿。
7、外界条件对光合作用的影响：
a.光照：光越强→光合速率越快→但增加度慢→光饱合→光合速率不再增加，弱光下，光强是影响光合作用的主要因素。
光补偿点：<光照强度>
光饱和现象：（max光合速率）
b.CO2 ：CO2浓度越大→光合速率越大→CO2饱和点，低CO2下，CO2浓度是光合作用的限制因子。
CO2补偿点：
CO2饱和点：（max光合速率）
c.温度：主要影响暗反应：低温导致膜、叶绿体、酶的结构和功能变化。高温：膜脂和酶pro热度性、光呼吸和暗呼吸均加强，净光合速率下降。
d.矿质元素：Mn和Cl是光合放氧的必需元素，K和Ca对气孔的开关及同化物的运输有关。
e.水分：缺水导致气孔关闭，光合产物的输出速率减慢，光合机构受到损到损害，光合面积减小。
f.光合速率的日变化：温暖晴朗的情况下呈单峰曲线变化，温度过高光照强烈时呈双峰曲线。
8、呼吸作用：包括有氧呼吸和无氧呼吸，指生活cell内的有机物质在一系列酶的参与下，逐步氧化分解，并释放出能量的过程。
9、有氧呼吸：指生活cell在O2的参与下把某些有机物彻底氧化分解，放出O2形成H2O同时释放能量的过程。
无氧呼吸（分子内呼吸）：指在无氧条件下，cell把某些有机物分解为不彻底的氧化产物同时释放E的过程。
10、光能利用率：指植物光合作用所积累的有机物所含的能量占照射在单位地面上的日光能量的比率。理论为5%，实际为1%。
11、光合性能：指光合系统的生产性能，包括光合能力、光合面积、光合时间、光合产物的消耗和光合产物的分解利用。
12、呼吸链：指呼吸代谢中间产物的电子和质子沿着一系列有顺序的电子传递体组成的电子传递途径，传递到分子O2的总过程。
13、plant的呼吸代谢途径：
a.糖酵解：在细胞质中进行，底物为淀粉蔗糖等在无氧条件下最终分解为丙酮酸并释放能量的过程。限速酶为：二磷酸果糖激酶。
b.TCA循环：从乙酰CoA与草酰乙酸缩合成含3个羧基的柠檬酸开始，然后经过一系列氧化脱羧反应生成CO2、NADH、FADH2、ATP至草酰乙酸再生的全过程。关键酶是：柠檬酸合成E、异柠檬酸合成E、α-酮戊二酸脱氢酶。
c.戊糖磷酸途径：高等植物中不经过无氧呼吸生成丙酮酸而进行有氧呼吸的途径。调控酶为：6-磷酸G脱氢酶。
14、电子传递链：即呼吸链，指呼吸代谢中间产物的电子和质子沿着一定的电子传递体组成的电子传递途径传递给O2的途径。有两类：电子传递体、质子传递体。
15、氧化磷酸化机理：
a.化学渗透假论：线粒体基质的NADH传递电子给O2同时3次把基质中的H+释放到胞间间隙，由于内膜不让导出的H+自由回流形成了跨膜PH梯度和跨膜电位梯度，即质子电化学梯度，又称质子动力势。在其作用下，使质子流沿复合体质子通道进入线料体内部同时释放能量合成ATP。
b.化学偶联假说。
c.构象假说。
16、末端氧化酶的多样性：能将底物上脱下的电子传递给氧使其活化并形成水或过氧化氢的酶类 O2 H2O
传给线粒体内，产生ATP：
a.细胞色素氧化酶（脱Cytaz电子给O2）
b.交替氧化E（脱UQH2或Cgtb上电子）
传给细胞器内，不产生ATP：具
c.酚氧化酶（催化分子态O2将酚氧化成醌）
d.抗坏血酸氧化酶（催化于O2将抗坏血酸氧化生成H2O）
e.乙醛酸氧化酶（催化乙醛酸氧化产生H2O2）
17、氧化磷酸化：指生物氧化中，电子从NADH或UQH2脱下，经过电子传递链，传给O2生成水，并偶联ADP与Pi形成ATP的过程。
18、呼吸链传递的多样性：
a.电子传递主路：NADH→FMN Fe S→UQ cytb→Fe S cytc1→cytc→cytaa3→O2 3
b.电子传递支路1：NADH→UQ cytb→Fes cytc1→cytc→cytaa3→O2 2
c.支路2：琥珀酸→FAD Fe-s→UQcytb→…… 2
d.支路3：NADH→FP3→cyts→cytc→cytaa3→O2 1
e.交替途径：NADH→FMN→uQ→交替氧化酶→O2 1
19、呼吸过程中能量的产生及贮存方式：
a.热能散失。
b.形成含有高能键的化合物。
形成ATP方式：
a.氧化磷酸化：产生在Mito内膜基质上的呼吸链和ATP酶复合体中。
b.底物水平磷酸化：细胞质和Mito基质中，无O2参加。
20、光反应机理：
第六章
1、运输机理（筛管）：
a.压力流动学说：同化物在筛分子-伴胞复合体内随液体的流动而流动，这是由于源库两端之间的复合体内渗透调节作用产生的压力势差产生的。
b.胞质泵运学说：原生质环流是同化物运输的动力，在筛分子-伴胞复合物内胞质形成胞纵连束，束内的蛋白丝蠕动，糖随之流动，protein与物质间是特异性结合。
c.收缩蛋白学说：筛管内的韧皮蛋白成束地贯穿于筛孔部，蛋白的收缩可推动集流运动。
2、同化物运输途径：
（1）短距离运输（cell与cell之间）：
a.胞内运输，典型光呼吸，扩散、原生质环流，囊孢的形成。
b.胞间运输，共质体运输；质外体运输；替代运输（转移cell）。
（2）长距离运输（韧皮部的筛管运输）：
3、同化物运输形式（蔗糖）：
4、有机物运输途径主要由韧皮部担任，主要运输tissue为筛管和韧皮薄壁cell。
5、韧皮部装载过程passway：共质体途径、替代途径。
同化产物卸出过程：质外体passway、共质体passway。
6、同化物形成有机物质分配规律及特点：
分配：①合成贮藏化合物（淀粉）、②代谢利用、③形成运输化合物。
分配规律特点：①优先供应生长中心、②就近原则，同侧运输的特点、③供能叶之间无同化物供应关系、④同化物与营养元素可再分配和再利用。
规律：
a.供应能力：源强（代谢源器官，同化物形成和输出的能力）光合速率重要评价指标。
b.竞争能力：库强（库器官，接纳和转化同化物的能力）用物质净积累速率表示。
c.运输能力：就近供应近多远少。
d. ①源限制型：源小库大，源的供应能力不足。
②库限制型：库小源大，库的接纳能力小。
③源库互作型：可塑性大。
第七章
1、胞间信号（初级信使）：化学信号（激素寡聚糖）、物理信号（电信号）。
2、细胞受体：特异性、高亲和性、可递性。
Cell内受体：亚cell组分受体。
Cell表面受体：分 G蛋白受体、离子通道受体、酶连受体。
3、Cell内第二信使系统：
a.Ca2+信号系统（调幅机制、调敏机制）。
b.IP3信号系统。
c.CAMP信号系统（CGMP：plant）。
4、双信使系统：磷脂酸肌醇-4,5-二磷酸（PIP2） IP3 + DAG
IP3/Ca2+系统：IP3作用于钙库释放Ca2+，使Ca2+沿Ca2+通道从液泡或内质网中释放到cytoplasm中，从而开启Ca2+调节作用，Ca2+作为第三信使起作用。
DAG/PKC途径：当Ca2+存在时，DAG激活PKC，再使其它蛋白质激酶磷酸化从而调节cell的生理活动。即胞外刺激使PID2转化成IP3和DAG，引发IP3/Ca2+和DAG/PKC两条信号转导pass way，在cell内沿两个方向传递，此信使系统称双信使系统。
5、CAMP：animal cell中，重要的胞内第二信使。
6、蛋白质的可逆磷酸化：蛋白激酶PK：分钙依赖型PK、类受体PK。
蛋白磷酸酶PP：
7、cell信号转导主要分子途径：
第八章
1、植物生长物质：
a.植物激素：plant体内合成，从产生部位运送到其它部位，对生长发育产生显著作用的一类微量有机物。
b.植物生长调节剂：人工合成的具plant激素活性的一类有机物。
2、植物激素分
（1）生长素类：前体色氨酸→吲哚乙酸IAA。
作用机理：
a.快速反应：IAA可增加C.W的可塑性，使体积增大。
酸生长学说：IAA→H+→ATPase→H+出胞→C.W外PH下降→活化酶→使圈状多糖→水溶性糖，酸性环境H键断裂→C.W多糖分子间结构交织点破裂、C.W变软→ceu自身膨压下降，引起ceu吸水、ceu体积增大。
b.慢速反应：IAA能促进蛋白质核酸的生物合成，增加新的cell成分。
基因激活假说：IAA→以某种方式解离蛋白组蛋白DNA，释放出活动的DNA，转录出mRNA，后翻译成protein，不断补充新的C.W成分，引起cell生长。
生理作用：
a.促进cell的伸长生长；b.促进器官和组织分化；c.促进形成无籽果实；d.促进性别分化；e.促进保持顶端优势，保花座果。
（2）赤霉素类：前体甲瓦龙酸，又甲羟戊酸→GA。
生理作用：
a.促进茎的节间伸长；b.打破休眠；c.促进抽苔开花；d.诱导单性结实♂；e.影响性别分化；f.抑制不定根的生成。
（3）cell分裂素类：前体甲瓦龙酸→CK：（CTK）。
生理作用：
a.促进cell的分裂与扩大，促进愈伤组织形成；b.促进侧芽的发育，迟缓衰老；c.延缓叶片衰老；d.刺激块茎形成；e.促进芽分化；f.可促进气孔开放，打破需光种子的休眠。
（4）乙烯：前体met→（C2H2）：ETH。
生理作用：
a.三重反应：抑制芽的伸长生长，促进上胚轴横向加粗，使上胚轴失去负向地性；
b.促进果实成熟；c.促进器官的脱落与衰老；d.促进开花。
（5）脱落酸：前体，甲瓦龙酸→ABA。
生理作用：
a.抑制生长；b.促进脱落和休眠；c.加速衰老；d.促进气孔关闭；e.提高plant的抗逆性。
3、 a.IAA与GA：
增效作用：GA加速IAA合成或抑制其分解，或使IAA由结合态变为自由态从而使IAA处于较高 含量水平。
IAA/GA 值高：形成层向木质部分化，值低：形成层向韧皮部分化。
b.IAA与CTK：
生理效应：CTK加强IAA的极性运输。
拮抗作用：CTK打破了顶端优势，IAA抑制芽，保持顶端优势。
TAA/CTK 值高：愈伤组织分化为根，值低：愈伤组织分化为芽，中间水平：只膨大，大分化。
c.CTK与GA：
影响植株的性别分化。
CTK/GA 值高：形成♀，值低：形成♂。
4、 a.IAA：促进RNA和protein合成——抑制花朵脱落，侧枝生长，块根形成，叶片衰老。
b.GA ：促进RNA和protein合成——抑制成熟，侧芽休眠，衰老，块茎形成。
c.CTK：促进核酸和protein合成——抑制不定根形成，侧根形成，叶片衰老。
d.ETH：促进RNA和protein合成——抑制植物开花，生长素的转运，茎和根的伸长生长。
e.ABA：抑制核酸和protein合成——抑制种子发芽，IAA运输，植株生长。
第九章。 光形态建成
1、光形态建成：依赖光控制细胞的分化、结构和功能的改变，最终汇集成组织和器官的建成，称为光形态建成，亦即光控制发育的过程。
2、光受体（参与光形态建成的）：1>光敏色素；2>隐花色素；3>uv-B受体。
3、暗形态建成：无光照下plant生长和发育的各种特征，茎细而长，顶端呈钩状弯曲，叶片小而呈黄白 。
4、光对plant的影响方式：
a.以能量（营养）的方式：光合作用。
b.以信号的方式：光形态建成。
5、真菌：无光敏色素，另有隐花色素吸收蓝光进行光形态建成。
6、光敏色素分布：禾本科plant的胚芽鞘顶端黄化，黄色的幼苗的弯钩，各种plant的分生组织和根尖等部分含量高。在cell中，主要分布于膜系统，胞质溶胶和细胞核等部位。
7、黄化组织中光敏色素在光照下不稳定，称类型Ⅰ光敏色素。
绿色组织中光敏色素在光照下稳定，称类型Ⅱ光敏色素。
8、蓝移现象：绿色组织中光敏色素吸收峰为652nm，与黄化组织相比向短波方向移动，称蓝移现象。
9、光敏色素分子结构：①生色团、②脱辅基蛋白。
10、光敏色素类型：
a.红光吸收型：pr
b.远红光吸收型：pfr. 不同光谱下可相互转换
11、光敏色素基因：多基因家族，5个基因 —— PHYA.PHYB.PHYC.PHYD.PYYE.
PHYA编码类型Ⅰ光敏色素：受光的调节，光下mRNA合成受抑制。
PHY（BCDE）编码类型Ⅱ光敏色素：不受光影响，属组成性表达。
12、光稳定平衡：总光敏色素ptot=pr+pfr，在一定波长下，只生理活性的pfr浓度和ptot浓度的比值称光稳定平衡。
=0.01～0.05
13、光敏色素：
前体 [pfr·x]复合物 生理反应
黑暗 b破坏降解
a暗逆转
14、快反应：指从吸收光子，到诱导出形态变化物反应速度比较快，以分秒计，例如光对pr与pfr转换的作用。
慢反应：光敏色素吸收光子后对plant生长发育调节的过程很慢，以h、d计，反应终止后不能逆转。
15、光敏色素调节的反应类型：根据对光量的需求。
1>极低辐照度反应：遵守反比定律，红光反应不可被远红光反应逆转。
2>低辐照度反应：反应可被红光诱导，也可被远红光逆转。
3>高辐照度反应：不遵守反比定律，光照反应不可被远红光逆转。
16、光敏色素的作用机理：
1>膜假说→快反应。光敏色素的活性形成直接参与膜发生物理作用：通过改变膜的一种或多种特征而参与光形态建成。
2>基因调节假说→慢反应。光敏色素通过调节基因表达而参与光形态建成，即光信号通过传递放大激活转录因子，活化或抑制某些特定基因，转录出单股mRNA，从而调控，特殊protein（酶）的合成，从而表现出形态建成。
17、除真菌外，其它plant均有蓝光、紫光、红光反应，真菌仅有蓝光反应。
18、蓝光反应：蓝光通过受体吸收蓝光和近紫外光，引起各种蓝光反应。
蓝光受体色素：黄素和类胡萝卜素。
有向光性，抑制幼茎伸长。
19、紫外光-B反应：抗紫外光色素的形成是plant对免受紫外光伤害的一种保护反应。
第十章。植物的生长生理
1、细胞分裂的生理调节：细胞质浓厚，合成代谢旺盛
a.控制cell周期的关键酶是依赖于细胞周期蛋白的CDK；
b.IAA影响分裂间期DNA合成；
CTK诱导某些特殊的protein的合成，引起cell分裂；
GA使G1期DNA合成容易，缩短G1期和S期所需的时间；
c.多胺，促进G1期后期DNA合成和cell分裂。
2、cell伸长的调节：IAA和GA促进cell伸长；ABA抑制cell伸长；CTK和ETH促进cell横向扩大。
3、cell分化的生理调节：
a.蔗糖浓度，低时控制形成木质部，高时形成韧皮部；
b.光照：
c.植物激素：CTK/IAA高时，促进枝条的形成；
CTK/IAA低时，促进根的形成；
CTK=IAA时，不分化。
4、细胞全能性：指植物体的每个cell均含有一套完整的基因组，并具胡发育成完整植株的潜在能力。在适宜条件下，任何一个cell都可形成完整的个体。
5、极性：为plant分化中的基本现象，通常指在器官组织甚至cell中在不同的轴向上存在某种形态结构和生理生化上的梯度差异。
6、组织培养：在无菌条件下，将外植体接种到人工配制的培养基上，使其长成完整植株的技术方法。
7、组织培养原理：
a.plant cell全能性：每一个cell都包含着能产生完整植株的全套G，在适宜条件下，任何一cell均可形成一完整的plant体；
b.极性：极性现象在存在，造成器官发育的不平衡，造成不同时间形成不同器官。
8、组织培养应用：plant的无性快繁和脱毒；花粉培养及单倍体育种；保存和运输种质资源；药用plant的工场化生产；原生质体培养及体cell杂交。
9、脱分化：原已分化的cell，失去所有的形态和机能，又回复到没有分化的无组织的cell团或愈伤组织的过程。
10、再分化：由脱分化状态的cell再度分化形成另一种或几种类型的cell的过程。
11、plant生长的四特点（性）：
a.生长量经历快─慢─快的生长过程，plant生长曲线，S形曲线；
b.时间上的周期性：昼夜和季节；
c.空间上的相关性：高等plant的各种器官在形态结构和功能上不同，但在生长上又相互依赖又相互制约；
d.生长上具有独立性。
12、极性：plant的器官，组织的形态学两端，在形态结构及生理生化特性上的差异性。
13、再生作用：plant的离体部分，具有恢复plant体其它部分的能力。
14、plant的运动：plant的器官在空间上有限度的运动，分为：
a.感性运动：由外界刺激或内部机制引起的外界刺激不能决定运动方向；
b.向性运动：plant某器官由于受到环境中单方面的刺激，而引起的运动，运动方向取决于刺激方向；
c.生物钟运动：
15、向性运动三个步骤：感受（外界刺激）；传导（信息到向性生长的cell）；反应（接到信息弯曲生长）。又可分为：向光性，向重力性，向化性，向水性。
16、感性运动分为两类：生长运动和紧张性运动，具体可分为——偏上性和偏下性、感应性、感热性、感震性。
17、生物钟：plant的许多生理活动不受外界条件影响，以近乎似昼夜周期的节奏自由运行的运动。
第十一章
1、花芽分化：成花诱导后，plant茎尖的分生组织不再产生叶原基和叶芽原基，而是分化形成花序的过程。
2、成花的3个阶段：
a.成花诱导：某些环境刺激plant从营养生长到生殖生长转变；
b.成花启动：分生组织经过一系列变化，分化成形态上可辨认的花原基；
c.花的发育：花器官的形成。
3、春化作用：用低温促使plant开花的作用称春化作用。
使萌发的种子经过低温处理的作用，称春化作用。
4、春化作用类型：相对低温类型plant；绝对低温类型:plant开花对低温的处理是绝对。
5、脱春化作用：plant在春化过程结束之前，将plant置于较高温度下，低温的效应会被破坏或消除，即不能使plant开花的作用，有效温度25°-40°
6、再春化作用：对大多数去春化的plant重返低温条件下，可以重新进行春化作用，并且低温的效应可以累加，这种去春化作用的plant再度被低温春化的现象。
7、春化作用条件：低温处理；氧气、水分、糖分；光照。
8、接受低温影响的部位是：茎尖端的生长点。
9、春化作用机理：春化作用分2个阶段
a.春化作用的前体物质在低温下转变成不稳定的前体物质；
b.在20℃下，中间产物转变为热稳定的物质，即最终产物。
前体物 中间产物 最终产物
↘<高温>中间产物分解（解除分化）
10、光周期现象：植物对白天和黑夜的相对长度的反应。
11、光周期反应类型：短日照plant；长日照plant；双重日长类型——分长短日照plant和短长日照plant；中日性plant。
12、临界日长：昼夜周期中，诱导短日照plant开化所需的最长日照或诱导长日照plant开化所需的最短日长。
13、临界暗期：指昼夜周期中，短日plant能够开花所必需的最短暗期长度或长日plant能够开化所必需的最长间期长度。
14、光周期感受刺激部位：叶片。反应部位即开花部位是茎尖生长点。产生开花刺激物为成花素，其运输途径为叶片产生→韧皮部→茎尖生长点。
15、光周期诱导：达到一定生理年龄的植株，只要经过一定时间适宜的光周期处理以后，即使处于不适宜的光周期条件下，仍然可以长期保持刺激的效应则诱导plant开花，这种现象称光周期诱导。
16、暗期中断：对短日照plant，黑暗中断抑制开花，中断白昼无影响；
对长日照plant，黑暗中断促进开花，光期中断开花受抑制。
说明暗期比光期更重要，暗期的长度决定是否产生花原基而光期决定产生花原基的数量。
17、光敏色素：不是开花刺激物，但可以促发开花刺激物的形成，或激活或合成开花刺激物，为一种间接作用，其在成花过程中的作用不是取决于光敏色素的含量，而是敢决于红光吸收型和远红点吸收型的比值。
18、光敏色素与诱导开花的关系：
☆ a.对短日plant，其开花要求较低pfr/pr，在光期结束时，体内主要是pfr，转入暗期pfr→pf或降解，当比值降到一定阀值以下，促进短日plant开花，暗期中断会提高pfr→pr的比值抑制开花。
b.对长日plant，开花需比值较高，导致pfr降低而延迟开花。
c.无论是短日plant还是长日plant都不能涉及两种过程：一是低pfr反应，二是高pfr反应。长日plant高pfr反应在光期，低pfr反应在暗期。光期越长，pfr含量越高，有利于开花。短日plant高pfr含量越低，有利于开花。
d.光照下，plant体中pfr存在两种类型：稳定型和不稳定型，均参与成花过程，但作用不一样，plant由光下转入黑暗时，通过不稳定pfr快速消失以感触光照降低到某一阀值的灭光信号，即真正暗期的开始。
19、开花化学刺激物：成花素——可能是赤霉素、多酚、乙烯。
20、光周期诱导开花假说：成花素学说；花敏色素假说；光敏色素假说；c/h比假说。
21、光周期应用：
a.育种——人工调节花期、加快世代繁育；
b.引种；c.维持营养生长；d.控制开花时期。
22、春化作用应用：调种引种；调节播种期；控制开花。
23、同源异型突变体：花的某一重要器官的位置发生了由另一类器官代替的空谈现象。
24、花发育决定花器官特征的ABC模型：
拟南芥有五种决定花器官形成的基因，按功能分为三类：A类G控制第一二轮花器官的形成，B类G控第二三轮，C类G控制第三四轮。
A类活性生成花萼，AB类活性生成花瓣，BC类活性生成雄蕊，C类活性生成心皮，故：
a. A基因突变：花萼复心皮，花瓣复雄蕊；
b. B基因突变：花瓣变花萼，雄蕊变心皮；
c. C基因突变：雄蕊变花瓣，心皮变花萼；
d. BC基因双突变：全部发育成花萼。
25、幼年期：营养生长阶段到植物开花之前必须达到的生理状态的时期。
26、花器官形成所需的条件：
a.花的诱导:幼年期，春化作用，光周期诱导；
b.花器官形成：水分，肥料，植物激素等；
27、影响植物性别分化的外界条件：a.光周期；b.C/N；d.温度；e.植物激素；f.外界伤害
28、识别：一类细胞与另一类细胞在结合过程中要进行特殊的反应，从对方获得必要的信息，这种信息可以通过物理或化学信号加以表达，这种识别取决于花粉化壁的蛋白质与柱头细胞表面的蛋白质的质膜的关系。
a.亲和性：花粉和柱头能否相互识别；
b.不亲和性：又分配子型和孢子型不亲和。
29、克服不亲和途径：
a.花粉荧导法
b.蕾期授粉法
c.物理化学处理法
d.离体培养法
e.细胞杂交
30、群体效应：在柱头的单位面积上花粉越多，花粉的萌发率越高，花粉管的生长速率越快。
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植物生理学第1页共12页高中生物学奥林匹克竟赛专用植物学
植物学复习指导
１、有哪些生物分界，他们分别把生物分成那几界，各有哪些特点？
２、试解释和比较原生质体、原生质、和细胞质；纹孔和初生纹孔场；中胶层、初生壁；原分生组织、初生分生组织和次生分生组织；表皮和周皮；厚角组织和厚壁组织；导管和管胞；筛管和筛胞；内分泌结构和外分泌结构等，同时掌握它们各自的形态特征。
３、简要阐述三种细胞分裂的过程和步骤。
┌ 表 皮：由一层细胞组成：细胞外壁向外突出形成根毛。
│ ┌外皮层：皮层最外一层，表皮脱落后代替表皮行使保护作用。
４、双子 │ 皮 层│皮层薄壁组织：由多层富有细胞间隙的薄壁细胞组
叶植 │ │ 成，常含淀粉粒。
物根 │ └内皮层：皮层最内一层、具卡氏带（细胞的径向壁和上下横壁
的初 │ 呈带状局部加厚）。
生构 │ ┌中柱鞘：常由一或二层薄壁细胞组成，可形成侧根、不定根、
造。 │ │ 不定芽及一部分形成层和木栓形成层。
│ │初 生┌原生韧皮部┐由筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮簿壁细
└ 维管柱│韧皮部└后生韧皮部┘胞组成，但原生韧皮部常缺少伴胞。
│
│ ┌原生木质部┐由导管、管胞、水纤维、木薄壁细胞组成、
│初 生│ │原生木质部由环纹、螺纹导管和管胞组成
│木质部│ │后生木质部由梯纹、网纹、孔纹导管和管胞组成。
│ └后生木质部┘
└髓：多数无
┌表皮和皮层破坏脱落。
│ ┌木栓层：细胞壁栓质化、不透水、不透气。
│周 皮│木栓形成层：第一次产生于中柱鞘、以膈在次生韧皮部发生。
│ └栓内层：一、二层簿壁细胞，内切向壁呈弧形。
５、双子 │
叶植 │ ┌初生韧皮部：由于维管形成层分裂活动，维管柱不断扩
物根 │ │大，最后被挤压破坏。
的次 │ │ ┌筛管
生构 │ │ ┌次生韧皮部│伴胞
造。 │ │ │ │韧皮簿壁组织
│ │ │ └韧皮纤维
│ │ │维管形成层
│ │ │ ┌导管
└维管柱│次生维管 │次生木质部│管胞
│组织 │ │木簿壁组织
│ │ └木纤维
│ │ ┌韧皮射线（次生韧┐
│ │维管│皮部内） │ 横向系统
│ └射线│木质射线（次生木│（和基轴垂直）
│ └质部内） ┘
└初生木质部：在维管柱中央
┌表皮：由一层表皮细胞组成，有气孔器和表皮毛，通常外壁角质化，具
６、双子 │ 有角质层。
叶植 │皮层：由厚角组织和簿壁组织组成，有时还有纤维或石细胞。皮
物茎 │ 层最内一层，一般不存在内皮层或具有淀粉鞘。
的初 │ ┌初生韧皮部┌原生韧皮部┐ 分化顺序
生构 │ │ └后生韧皮部┘ 为外始式
造。 │ ┌初 生│形成层（束内形成层）
└维管柱│维管束│初生木质部 ┌后生木质部 ┐ 分化顺序
│ └ └原生木质部 ┘ 为内始式
│髓射线：介于两个维管束之间内连髓部外通皮层的簿壁组织。
└髓：位于茎的中央，由簿壁细胞组成。有的具髓腔或环髓带。
┌ 切向分裂 ┌次生韧皮部┐轴向维管
┌ 纺锤状原始细 │ ———→ │ │组织系统
７、维管形 │ 胞(长梭形细胞)│ (平周分裂)└次生木质部┘（和茎轴平行）
成层的 │ │
活动与 │ 侧│横 未 缩 │
其衍生 │ 向│向 端 │ 垂直分裂（径向、侧向）纺锤状 ┐扩大
的次生 │ 分│分 一 │ ———————————→ │形成
组织 │ 裂│裂 整 短 └ 斜向垂周分裂 原 始 │层周
│ ↓ 体 （斜向滑动形成） 细 胞 │径
│ ┌ 径向分裂 │
│ │ ——————→ 射线原始细胞┘
│ 射线原始细胞 │ ┌韧皮射线（在┐ 横向的
│ （近等直径 │ │次生韧皮部内│组织系统
└ 细胞） │ 切向分裂 │ │
└ ——————→ │木质射线（在│(和茎轴
└木质部内） ┘ 垂直）
┌木 栓
┌ 周 皮│木栓形成层（起源于表皮、皮层、初生韧皮部后均至次生
│ │ 韧皮部）
８、双子 │ └栓内层
叶植 │ 皮 层（尚存或破坏）
物茎 │ ┌初生韧皮部
次生 │ │次生韧皮部（其中具韧皮射线）
结构 │ │形成层（束中形成层和束间形成层）
│ │次生木质部（其中具木质射线）
│ │初生木质部┌后生木质部
└ 维管柱│ └原生木质部
│髓射线
└髓
９、试解释和比较内起源和外起源；内始式和外始式；早材和晚材；维管射线和髓射线；原形成层和维管形成层；枝剌和叶剌；硬树皮和软树皮；初生生长、初生组织和初生结构。
１０、髓射线与维管射线的区别
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射线类型 │ 髓 射 线 │ 维 管 射 线
─────┼──────────────┼──────────────────
来 源 │基本分生组织 │维管形成层的射线原始细胞
─────┼──────────────┼──────────────────
性 质 │初生结构（初生射线） │次生结构（次生射线）
─────┼──────────────┼──────────────────
位 置 │初生维管束之间内连髓部外 │贯穿在次生木质部和次生韧皮部内
│通皮层 │
─────┼──────────────┼──────────────────
数 目 │一定，被初生维管束数目所固定│不定，随茎的增粗数目不断增加
─────┼──────────────┼──────────────────
功 能 │横向运输，贮藏、产生一部分维│横向运输、贮藏
│管形成层（束间形成层） │
─────┼──────────────┼──────────────────
高 度 │无限 │ 有限
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１１、根和茎的比较
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特 征 │ 茎 │ 根
─────┼──────────────┼──────────────────
1.位置和生│多数植物的茎，长在地面上，并│多数植物的根，生长在地面下，并向下
长方向 │向上生长。 │生长
─────┼──────────────┼──────────────────
2.生长点 │生长点位于茎的最顶端，裸露或│生长点由根冠复盖，不能产生侧生器官
（顶端分 │由芽鳞保护，能产生侧生器官，│
生组织） │如叶原茎、腋芽原茎等 │
─────┼──────────────┼──────────────────
3.外部特征│有节和节间、有叶、有芽。茎外│无节和节间，无叶、无芽。根尖有根毛，
│有表皮毛、腺毛或其它附属物，│具吸收作用。无叶绿素。
│无吸收作用。幼茎多具叶绿素。│
─────┼──────────────┼──────────────────
4.主茎、主│主茎起源于胚芽 │主根起源于胚根
根的起源│ │
━━━━━┷━━━━━━━━━━━━━━┷━━━━━━━━━━━━━━
5.分枝的 │侧枝由初期的分生组织周围（腋│侧根为中柱鞘发生，为内起源
发生 │芽）或其它组织的周围(不定芽)│
│发生，为外起源 │
│ │
━━━━━┯━━━━━━━━━━━━━━┯━━━━━━━━━━━━━━━━━━
（续 下 表）
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特 征 │ 茎 │ 根
──┬──┼──────────────┼──────────────────
6. │(1) │表皮细胞壁角质化,有角质层, │表皮细胞壁等、角质层等，无气孔器，
初 │表皮│有气孔器。 │部分根尖表皮产生根毛。
生 ├──┼──────────────┼──────────────────
构 │(2) │皮层较簿，除簿壁组织外，包 │皮层较厚，多为簿壁组织，有时亦有
造 │ 皮 │括多种组织。内皮层多数不显 │多种组织具有外皮层，内皮层显著。
│ 层 │著，或不存在 │
├──┼──────────────┼──────────────────
│(3) │①一般无中柱鞘 │①中柱鞘显著
│ │②初生木质部和初生韧皮部内 │②初生木质部和初生韧皮部交互排列（
│ 中 │ 外排列，组成维管束。 │ 辐射排列）不形成维管束。
│ │③分化顺序，初生木质部为内 │③分化顺序，初生木质部和初生韧皮部
│ 柱 │ 始式，初生韧皮部为外始式。│ 都是外始式。
│ │④一般有髓 │④一般无髓。
──┴──┼──────────────┼──────────────────
│由维管形成层产生次生木质部和│基本相同，但次生木质部不形成年轮。
7.次生构造│次生韧皮部，次生木质部有的形│周皮由中柱鞘产生。
│成年轮，周皮的木栓形成层由表│
│表、外皮层、皮层第二、三层，│
│近韧皮部内的簿壁组织产生。 │
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１２、双子叶植物和单子叶植物茎结构比较表
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┯━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
双 子 叶 植 物 │ 单子叶（本科）植物
───────────────────┼───────────────────
有皮层、髓、髓射线区分 │没有皮层、髓、髓射线区分。少数节部
│实心、节间中空
───────────────────┼───────────────────
有形成层，是无限维管束能使茎加粗。 │无形成层，属有限维管束，茎不加粗。少
│数例外如芦荟。
───────────────────┼───────────────────
维管束为： │维管束分散为散生中柱
(1)分立型（大部分草本植物） │
(2)圆筒型（木本植物和一部分草本植物） │
(3)茎上部为分立型，下部发展成圆筒型（ │
一部分草本植物，一部分木本植物）如 │
大豆、花生、烟草等 │
───────────────────┼───────────────────
初生木质部和初生韧皮部内外排列 │木质部在内，韧皮部在外；木质部导管横
│切面排列呈Ｖ形。维管束外有维管末鞘（
│厚壁细胞）
───────────────────┼───────────────────
靠顶端分生组织使茎伸长 │靠顶端分生组织和居间分生组织使茎尖、
│节间延长。
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┷━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
１３、双子叶（木本）植物茎与裸子植物茎结构比较表
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结 构 │ 双子叶植物 │ 裸 子 植 物
─────┼──────────────┼──────────────────
木质部 │由导管、管胞（非主要）木簿 │由管胞、木射线和少数木簿壁细胞组成。
│壁细胞、木纤维和木射线组成。│无导管和典型的木纤维
─────┼──────────────┼──────────────────
韧皮部 │由筛管、伴胞、簿壁细胞、韧 │只有筛胞、韧皮簿壁组织和韧皮射线组
│皮射线组成。 │成无筛管和伴胞。
─────┼──────────────┼──────────────────
│有的有乳管或树脂管 │ 皮层、韧皮部、木质部、髓均有树脂道
│ │ 或树脂细胞（松类）。
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１４、草质茎和木质茎的主要区别
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草 质 茎 │ 木 质 茎
────────────────┼──────────────────────
柔软、绿色 │坚硬、非绿色
────────────────┼──────────────────────
矮小、茎长粗不显著 │高大、茎明显地变粗
────────────────┼──────────────────────
主要为初生组织、基本组织占大部分│主要为次生组织，次生木质部（木材）占大部分
────────────────┼──────────────────────
多数是一年生的 │多数是多年生的
────────────────┼──────────────────────
外表是表皮，或少数为周皮。 │外表是周皮和由死细胞韧皮部共同组成的树皮。
────────────────┼──────────────────────
多数是裸芽 │一部分为鳞芽
━━━━━━━━━━━━━━━━┷━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
┌ 表皮（上下）－－气孔器，角质层
│
│ 叶肉┌栅栏组织
│ └海绵组织
│
┌叶片 │ ┌ 主脉
│ │ 叶脉 │ 侧脉
│ └(网状)│ 细脉
１５、双子叶植│ └ 网脉
物叶结构│
│ ┌ 表皮
│叶柄 │ 皮层 或块
│ └ 维管束
│
└托叶（有的缺少）
１６、单双子叶植物叶的基本结构的比较
━━━━┯━━━━━━━━━━━━━━━━━━┯━━━━━━━━━━━━━━━
│ 单 子 叶 植 物 │ 双子叶植物
─┬──┼──────────────────┼───────────────
│表皮│细胞呈长方形，有长、短细胞之分，保卫│细胞呈凹凸多角形，保卫细胞
│ │细胞为哑铃形，有运动细胞 │呈肾形。
叶├──┼──────────────────┼───────────────
│叶肉│无栅栏组织和海绵组织分化，叶肉细胞有│有栅栏组织和海绵组织分化
│ │嵴、腰细微构造 │
├──┼──────────────────┼───────────────
│叶脉│平行脉，无自由末稍 │网状脉 有自由末稍
─┴──┼──────────────────┼───────────────
叶柄或│不具进柄而有叶鞘和叶枕，有的还有叶 │有叶柄或缺，无叶鞘、叶枕、叶
叶鞘 │耳、叶舌。 │耳、叶舌。
━━━━┷━━━━━━━━━━━━━━━━━━┷━━━━━━━━━━━━━━━
１７、花发育成果实（其中包含种子）的变化过程。
┌花柄－→果柄 ┐
│花托－→果柄的顶部或果实的一部分（假果） │
│花萼－→缩存或凋落 │
│花冠－→凋落 │
│ ┌生殖核┌精子 │
花│雄蕊┌花药→花粉囊→花粉粒→ 雄配│ └精子 |
│ └花丝（凋落） 子体└营养核 │
│ ┌柱头（凋落） │
│ │花柱（凋落） │ 果
│ │ ┌ 珠柄→种柄 ┆┐ │ 实
│ │ │ 珠脊→种脊 │ │
│ │ │ 珠孔→种孔 │ │
└雌蕊│ │ 玻被→种皮 │ 种│
│ ┌ 胚珠 │ 珠心→消失或外胚乳 │ 子│
│ │ │ ┌卵 ┌胚芽 │ │
│ │ │ │细→合子→胚│胚轴 │ │
│ │ │ │胞 │胚根 │ │
└子房│ └ 胚囊│ └子叶 │ │
│ │极核→胚乳 ┘ │
│ │助细胞→消失 │
│ └反足细胞→消失 │
│ ┌外果皮┐ │
└ 子房壁│中果皮│→果皮 │
└内果皮┘ ┘
18、试解释和比较单叶和复叶；真果和假果；种皮和假种皮；胚乳和外胚乳；孤雌生殖和单性结实，伞形花序和伞房花序，瘦果和颖果，单体雄蕊、二体雄蕊和多体雄蕊，二强雄蕊和四强雄蕊。
19、无机盐和水是怎样被吸收和输送到叶肉细胞的？而营养物质又是怎样从叶肉细胞向外运输的。
20、花生的荚果是怎样长在土里。
21、试比较萝卜、胡萝卜和甜菜三种肥大直根的来源和结构的异同。
22、了解日常的瓜、果、蔬吃食的部位、属于植物哪部分结构。
23、被子植物生活史
24、什么叫种，种的命名法规是怎样？
25、植物界的进化规律是怎样。
26、藻类植物有何主要特征？共分几门？ 分门的主要依据是什么？
27、藻类植物的生态习性如何？ 71、兰藻门有何主要特征？
28、念珠藻属和鱼腥藻属的形态和细胞结构有何异同？
29、解释：厚垣孢子、异形胞、隔离盘、藻殖段、繁殖孢。
30、从兰藻门的特点来看，为什么说它们是比较原始的藻类？
31、解释：定形群体、不定形群体、孢子、孢子囊、配子、配子囊、同配生殖、异配生殖、卵配生殖、核相交替、同型世代交替、异型世代交替、内生藻类、茸鞭型、尾鞭型、孢子体世代、配子体世代、动孢子、静孢子。
32、试以衣藻属、盘藻属、团藻属为例说明团藻目的主要特征。
33、试以石莼属为例说明同型世代交替现象。
34、接合藻纲主要特征是什么？试举一例说明。
35、藻类植物有何经济意义？
36、轮藻纲有何主要特征？试以轮藻属为例予说明。
37、试述硅藻门中心目和羽纹目的主要区别。
38、羽纹硅藻属的细胞有何特点？它是怎样进行繁殖的？
39、试述紫菜的生活史,我国科学家在研究紫菜生活史上有哪些伟大贡献
40、为什么说褐藻是藻类中高度进化的植物？41、试述海带的生活史：用图说明。
42、解释：复大孢子、果胞、果孢子、单室孢子囊、多室孢子囊、多室配子囊。
43、地衣有什么特征，分布在哪些地方？根据其外形可分几类？
44、地衣植物体构造可分哪几个部分？
45、构成地衣的真菌有哪些（地衣型真菌）？构成地衣的藻类（地衣型藻类）又包括哪些？
46、为什么从苔藓植物起属于高等植物？
47、苔藓植物有何主要特征？共分几纲？各纲特点如何？
48、试述地钱配子体与孢子体在构造上有何特点？
49、试述地钱的生活史，并简图或图解加以说明
50、苔藓植物如何适应陆生生活？
51、葫芦藓孢子体和配子体有何特点？
52、蕨类植物有何主要特征？它们与苔藓植物的特征有何异同？
53、真蕨纲有何主要特征？试以一例说明。
54、试述蕨类植物的生活史，并用图解加以说明。（见 ）
55、何谓原叶体 它是孢子体还是配子体 与苔藓植物的原丝体在生活史中有何不同
56、什么叫孢子果？满江红和苹的孢子果结构如何？区别在哪里？
57、满江红植物体外形有何特点？槐叶草的“根”是根吗？
58、解释：环带、唇细胞、孢子囊群、囊群盖、孢子叶球、大孢子叶、小孢子叶。
59、裸子植物有何主要特点？共分几纲？各纲举一代表植物。
60、苏铁属和银杏属植物体外殂有何特点？雄配子结构特点？
61、银杏何以有活化石之称？在科学上及经济意义如何？我国还有哪些活化石？
62、马尾松植物体外形有何特点？
63、试述马尾松的生活史，并以图解说明。（见 ）
64、为什么说松球果是一个复孢子叶球？
65、裸子植物如何适应陆生生活？
66、裸子植物有何经济意义？
67、买麻藤纲进化表现是什么？
68、被子植物有何主要特点？它与裸子植物有何主要不同？（见 ）
69、被子植物的胚乳和裸子植物的胚乳是否相同？（见 ）
70、试述被子植物对环境的种种适应方式。
71、被子植物分类有哪些特征作为分类的标准？
72、试述被子植物的起源。
73、什么叫个体发育？什么叫系统发育，两者有何相互关系？
74、试述系统发育的基本方向。
各门藻类所含合色素
蓝藻门 原绿藻门 红藻门 隐藻门 甲藻门 金藻门 黄藻门 硅藻门 褐藻门 裸藻门 绿藻门 轮藻门
叶绿素 叶绿素a ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
叶绿素b ＋ ＋ ＋
叶绿素c ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
叶绿素d ＋
类胡萝卜素 α-胡萝卜素 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
β-胡萝卜素 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
玉米黄素 ＋ ＋ ＋ ＋
叶黄素 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
蓝藻叶黄素 ＋
甲藻黄素 ＋ ＋
硅藻黄素 ＋ ＋
硅甲藻黄素 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
多甲藻黄素 ＋
墨角藻黄素 ＋ ＋ ＋
虾青素 ＋ ＋
藻胆蛋白 藻蓝蛋白 ＋ ＋ ＋
藻红蛋白 ＋ ＋ ＋
藻类各门细胞壁构成、核型、光合产物、植物体型比较表
细 胞 壁 核型 光合产物 （贮藏物） 植物体体型
层次 成 份
蓝藻 门 外 果 胶 质 原 核 蓝藻淀粉藻,蓝藻颗粒体 单细胞体、群体和丝状体
内 纤 维 素
原绿藻门 细胞壁含原核细胞特有的胞壁酸 原 核 淀粉 单细胞体
红藻门 外 果 胶 质 真核 红藻淀粉 少数为单细胞体；多数为多细胞体
内 纤 维 素
隐藻门 无细胞壁 真核 隐藻淀粉和油滴 单细胞体
甲藻门 纤维素构成细胞壁为壳 中核 淀粉 单细胞体
金藻门 多无壁，有的表质上有硅质附属物 真核 金藻淀粉和油滴 单细胞体、群体或丝状体
黄藻门 2个互相套合的半片组成,纤维素质 真核 金藻淀粉 单细胞体、群体、丝状体或多核管状体
硅藻门 由硅质的上壳和下壳互相套合组成, 真核 金藻淀粉和油滴 单细胞体或各类群体
褐藻门 外 褐藻糖胶 真核 褐藻淀粉 多细胞体
内 纤维素
裸藻门 无 细 胞 壁 （除胶柄藻属） 中核 副淀粉或称裸藻淀粉 单细胞体
绿藻门 外 果 胶 质 真核 淀粉 单细胞体、群体、丝状体或叶状体
内 纤 维 素
轮藻门 外 果 胶 质 真核 粒体 多细胞体、有节和节间之分，藻体大而有长枝和短枝之别
内 纤 维 素
各门藻类鞭毛的特征（类型、着生部位、数目）
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
蓝藻门：没有鞭毛
原绿藻门：无鞭毛
红藻门：没有鞭毛
隐藻门：２条近等长或不等长，自腹侧前端口沟伸出。
甲藻门：多为２条，横沟中一条，茸鞭型；纵沟一条，尾鞭型。
金藻门：1条、2条或3条，顶生，等长或不等长。
黄藻门：2条顶生不等长，一条短的向后，尾鞭型；一条长的向前，茸鞭型。
硅藻门：有些种类的精子或小孢子具有鞭毛，1条或2条
褐藻门：有些种类生殖细胞具２条不等长，一条尾鞭型和一条双茸鞭型侧面着生。
裸藻门：２条不等长、只有一条单茸鞭毛伸出（运动鞭毛）。
绿藻门：２条或４条等长尾鞭型，前端着生。
轮藻门：同绿藻门，即２条或４条等长尾鞭型，前端着生。
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
藻 类 植 物 体 的 演 化
具鞭毛群体────→具鞭毛多细胞体
（盘藻属、实球藻属） （具级群体）（团藻）
不分枝 片状体（叶状体）（石莼属）
有鞭毛能运动 丝状体 ───→分枝 ──→ 异丝体
单细胞体 (水绵、丝藻) 丝状体 类似根茎叶的枝状体(轮藻属)
不具鞭毛单细胞体 营养期 非丝状群体
（小球藻属） ─────→ （盘星藻属 栅藻属）
不分裂
单细胞多核体→多核单细胞→多核、多细胞分枝
（老的绿球藻） 管状体 丝状体
(无隔藻属) （刚毛藻）
演化趋势：单细胞→群体→多细胞体， 自由游动→不游动→营固着生活
不分枝丝状体→分枝丝状体→异丝体（叶状体）
藻类生活史类型
A. 无有性生殖；原核藻类和仅进行营养繁殖和无性生殖的真核藻类，如蓝藻、裸藻等
B. 合子减数分裂；只有一种单倍本植物、减数分裂发生在合子萌发时产生新植物之前（如衣藻属、水绵属、轮藻属等）
C. 产配子母体减数分裂；只有一种二倍体的植物体,减数分裂在产生配子之前进行(如松藻属、硅藻、鹿角藻属、马尾藻属
D. 孢子母细胞减数分裂：有二种或三种植物，即单倍体植物和双倍体植物进行世代交替（如石莼属、多管藻属、水云属、海带属）
藻类核相交替和世代交替类型
核相交替和世代交替 植 物 体 代 表 植 物
无核相交替，无世代交替 配 子 体 蓝[绿]藻门、原绿藻门和裸藻
有核相交替，无世代交替 配 子 体 衣藻属、团藻属、水绵属、丝藻属、轮藻属、无隔藻属、紫菜属少数种
孢 子 体 松藻属、硅藻属、墨角藻属(鹿角藻属)、马尾藻属
有核相交替，有世代交替 同型世代交替 配 子 体 石莼属、浒苔属、刚毛藻属、多管藻属、水云属
孢 子 体（孢子体世代为主） 海带属
异型世代交替 配 子 体（配子体世代为主） 紫菜属多数种类
苔藓植物的生活史
苔纲和藓纲的主要特征
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│ 苔 纲 │ 藓 纲
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配 │体型一般较藓类为小 │一般较苔类为大
│多为叶状体，有的种类有茎叶体 │具茎叶体
子 │多为两侧对称 │多为辐射对称
│通常有背腹之分 │无背腹之分
体 │假根为单细胞构成 │假根为单列细胞构成，有分枝或不分枝
│茎内通常不分化成中轴 │茎内多有中轴分化
│叶多数只一层细胞，不具中肋 │叶常具中肋
│多有雌雄器托 │雌雄器苞，有配丝(隔丝)
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孢 │构造比藓类简单 │构造比苔类复杂
│蒴柄柔弱 │蒴柄坚挺
子 │孢蒴的发育在萌柄延生长之 │孢蒴的发育在蒴柄延伸生长之后
│孢蒴外不形成蒴帽 │孢蒴外常有蒴帽和复盖
体 │孢蒴成熟后多呈四瓣纵裂 │孢蒴内常有蒴轴和蒴齿
│除形成孢子外还有弹丝 │只形成孢子,不产生弹丝孢蒴成熟时多盖裂
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原丝 │不发达，每一原丝体通常形成一个 │发达，每一原丝体常发育成多个植株
体生 │植物体 │
习性 │一般要求较高温、湿条件,在热带和 │比苔类要求较为低温、湿条件,在湿带、寒
│亚热带常绿林内大片生长 │带、高山、冻原和森林沼泽形成大片群落
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种子植物和蕨类植物两者在生殖器官的形态结构上常用的两套对应名词，分列如下：
种 子 植 物 蕨 类 植 物
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花 孢子叶球
雄 蕊 小孢子叶
心 皮 大孢子叶
花粉囊 小孢子囊
花粉母细胞 小孢子母细胞
花粉粒（单细胞期） 小孢子
花粉粒（二细胞以上时期） 初期雄配子体
花粉粒及其花粉管 后期雄配子体
珠 心 大孢子囊
胚囊母细胞 大孢子母细胞
胚囊（单核期） 大孢子
胚囊（成熟期） 雌配子体
胚乳（裸子植物，部分雌配子体）
胚乳（被子植物、由受精的极核发育而成）
被子植物和裸子植物种子来源比较
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│ 被 子 植 物 │ 裸 子 植 物
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种 皮 │ 老一代孢子体 （N) │ 老一代孢子体（2N）
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胚 │ 新一代孢子体 （N） │ 新一代孢子体（2N）
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胚 乳 │ 中央细胞＋精子→胚乳（3N） │ 老一代配子体细胞（N）形成
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蕨类植物是介于苔藓植物和种子植物之间的一大类群。蕨类的生活史可简单表示如下图。
蕨类植物的生活史
裸子植物松属（Pinus）的生活史
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苔藓植物 │ 蕨类植物 │ 种子植物
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异型世代交替 有胚植物
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配子体发达，叶状体或│ 配子体不发达，心形叶│ 配子体不能简化，不能独
茎叶体，独立生活，配子体│状体，有假根能独立生活的│立生活，而在孢子体上发育《
世代占优势。 │原叶体。 │雌配子体由多细胞（多个胚乳
（有雌雄生殖器托或器苞、│（精子器、颈卵器直接埋在│核和多个颈卵器）→七个细胞
颈卵器、精子器结构复杂）│原叶体内稍外露、颈卵器、│八个核的胚囊》《雄配子体由
│精子器结构简化、壁簿颈 │4-6个细胞的成熟花粉粒→2-3
│短） │个细胞的成熟花粉粒》
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孢子体不发达，包括孢│ 孢子体较发达，能独立│孢子体进一步发达,并多样化。
蒴、蒴柄、基足孢子体不能│生活并有根茎、叶的分化，│维管束结构更加复杂，输导能
独立生活，靠配子体提供营│而且有维管束构造，孢子体│力不断加强（管胞→导管；筛
养。 │世代占优势。 │胞→筛管和伴胞，真正中柱→
│ │散束中柱）
孢子繁殖 │ 孢子繁殖 │ 种子繁殖
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总之，由配子体世代占优势到孢子体世代占优势，接着配子体世代不断减弱，孢子体世代向更加发达方向进化。
双子叶植物纲和单子叶植物纲的主要区别
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双 子 叶 植 物 │ 单 子 叶 植 物
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1.乔木、灌木或草本 │以草本植物为主
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2.主根发达多为直根系 │主根不发达、由多数不定根形成须根系
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3.茎内维管束作环状排列，有形成层、次│茎内维管束作星散分布，无形成层，通常不
生组织发达。 │能加粗。
───────────────────┼───────────────────
4.叶为网状脉 │叶为平形脉或弧形脉
───────────────────┼───────────────────
5.花部通常5或4基数，极少3基数 │花部常3基数，极少4基数
───────────────────┼───────────────────
6.花粉具3个萌发孔 │花粉具单个萌发孔
───────────────────┼───────────────────
7.胚有两片子叶又分两纲 │胚有一片子叶
(1)离瓣花亚纲：花瓣分离或无花瓣乃 │
至无花被。 │
(2)合瓣花亚纲：花瓣结合成管状。 │
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裸子植物与被子植物的主要特征和区别
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裸 子 植 物 │ 被 子 植 物
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孢子体发达,全是多年生木本,大多数为│ 1.孢子体高度发达,有木本(乔木、灌木)
单轴分枝的高大乔木,多为常绿乔木.枝条常│与草本(有一、二年生与多年生)，常绿与落
有长枝与短枝之分,叶多为针形,条形或鳞形│叶。叶形多种多样。
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维管组织的分化较简单，在木质部大多│ 2.维管组织的分化精细，木质部一般都有
只有管胞，极少数有导管（除买麻滕外）和│导管、管胞、簿壁组织和木维纤，韧皮部有
纤维，韧皮部只有筛胞而无伴胞。 │筛管和伴胞。
───────────────────┼───────────────────
花排列呈球果状，称为孢子叶球，小孢│ 3.花由花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊群等部
子叶球是由着生小孢子囊的小孢子叶组成，│分组成，雌蕊由子房、花柱和柱头三部分组
大孢子叶球是由着生大孢子囊的大孢子叶组│成，子房内有胚珠。
成。某些种类的大孢子叶常变态为珠鳞、珠│
领、套被、其上生有胚珠。 │
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胚珠外面没有心皮包住，而是裸露，珠│ 4.胚珠是包藏在由一个或几个心皮结合而
心的顶部常有花粉室或珠孔附近的珠被伸长│成的子房之内，珠孔顶部不形成花粉室。
形成珠孔管。 │
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配子体结构比较简单，由小孢子发育成│ 5.配子体结构更加退化，由小孢子发育形
雄配子体有4个细胞(第一、第二营养细胞、│成雄配子体有两个细胞（生殖细胞和营养细
柄细胞、生殖细胞) │胞）或三个细胞(营养细胞、二个精细胞)，
由大孢子育形成的雌配子体，下部原叶│由大孢子发育形成的胚囊（雌配子体）大多
体就是胚乳,在其顶部有颈卵器(除百岁兰、│数只有七个细胞八个核（即2个助细胞、1个
买麻藤外)但结构已简化。 │卵细胞,2个极核和3个反足细胞)颈卵器已不
│存在，原叶体细胞也几乎不存在。
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传粉时,花粉粒直接落在胚珠的珠心上,│ 6.传粉时，花粉粒不能直达胚珠而先落到
萌发长出的花粉管穿过珠心而进入胚囊，达│柱头，再长出特长的花粉管，穿经花柱和子
于颈卵器内。 │房进入珠心，然后到达胚囊。
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无双受精现象 │ 7.出现双受精现象
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胚乳来源于大孢子所发育的雌配子体，│ 8.胚乳来源于精子和极核的结合，为３
为单倍体。 │倍体。
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卵细胞受精后胚球发育成种子，不形成│ 9.卵细胞受精后，胚珠发育为种子，子房
子房和果实。 │发育形成果实。
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多数有多胚现象。 │ 10.有些植物有多胚现象。
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试题形式和类型举例
专业＿＿＿＿学号＿＿＿＿姓名＿＿＿＿得分＿＿＿
题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九│
得分
一、是非题（正确用“√”，错误用“×”表示（１５％）
１、活的植物体内的每一个细胞都是有生命的..........................( )
２、次生分生组织来源于初生分组织..................................( )
３、根的木栓形成层最早来源于中柱鞘细胞............................( )
４、根的初生木质部和初生韧皮部的发育方式都为外始式................( )
５、单叶叶柄与复叶的小叶柄的腋部均有腋芽..........................( )
６、胡萝卜和萝卜都是肉质主根，两者不同的是胡萝卜的次生韧皮部发达，
萝卜的次生木质部发达..........................................( )
７、成熟的花粉粒都有一个营养细胞和两个精细胞，所以都为三个细胞
花粉粒........................................................( )
８、凡子房3室或3室以上的复子房都是中轴胎座........................( )
９、胞间连丝只有在细胞壁的纹孔内才能通过..........................( )
１０、轮藻和苔藓植物的生活史都出现原丝体，都是配体世代在生活史中占
优势，都有世代交替............................................( )
１１、苔纲植物的假根一般为单列细胞................................( )
１２、苔藓植物、蕨类植物、裸子植物都能形成颈卵器..................( )
１３、蕨类植物的配子体叫做原叶体..................................( )
１４、苏铁产生的精子是生物界最大的精子............................( )
１５、凡是污染物质进入水体，都将造成水质污染......................( )
二、选择题（正确的填写在括号内）
１、初生壁是......................................................( )
A.相邻两细胞之间的细胞壁层。 B.细胞生长过程中不断形成的细胞壁层。
C.细胞停止生长后形成的细胞壁层。D.三者都是
２、哪种分生组织细胞既开始分化，而又仍具有较强的分裂能力..........( )
A.原分生组织 B.初生分生组织 C.次生分生组织 D.都不是
３、芽依其发育形成的器官不同可分为................................( )
A.休眠芽、活动芽 B.叶芽、花芽、混合芽 C.定芽、不定芽
D.顶芽、叶柄下芽、腋芽
４、植物的一个的轮包括............................................( )
A.心材、和边材 B.早材和晚材。 C.硬材和软材。
５、单体雄蕊是....................................................( )
A.雄蕊一个 B.雄蕊花丝联合、花药分离。
C.雄蕊(9)+1 D.雄蕊花药、花丝都连合。
６、下列植物哪些属于蓝藻门........................................( )
A.颤藻 B.石花藻 C.发菜 D.石莼
７、天麻是属于....................................................( )
A.藻类植物 B.菌类植物 C.蕨类植物 D.被子植物
８、下列各大植物的组合中蕨类植物属于哪一组........................( )
A.孢子植物、高等植物、有胚植物、种子植物、维管植物
B.羊齿植物、低等植物、有胚植物、隐花植物、颈卵器植物
C.孢子植物、高等植物、有胚植物、维管植物、隐孔植物
D.羊齿植物、高等植物、显花植物、孢子植物、颈卵器植物
９、将植物界分为低等植物和高等植物两大类的重要依据。..............( )
A.植物体内有无维管束 B.生活史中有无明显的世代交替
C.生活史中有无胚的出现 D.是水生植物还是陆生植物
１０、被子植物中的唇形科(Labiatae)植物的雄蕊是....................( )
A.二强雄蕊 B.四强雄蕊 C.二体雄蕊
三、填充题（１3％）
１、植物种子是由＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿三部分构成的，但也有很多植物的种子是由＿＿＿＿和＿＿＿＿两部分所构成，前者称＿＿＿＿种子，后者称＿＿＿＿。
２、柑桔是＿＿＿＿果，所食的部分主要是＿＿＿＿＿＿＿＿；西瓜是＿＿＿＿果，所食的部分主要是＿＿＿＿＿＿＿＿；而阿里山瓜子吃的是＿＿＿＿＿＿＿。
３、苔藓植物的孢子体通常分为 、 和 等3部分
４、叶绿体类囊体膜上存在 种光系统颗粒： 、（ ）颗粒和 （ ）颗粒。
５、根据地衣的内部构造分为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿两种。
６、上前大家公认的植物激素有五种，其中＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿具有显著的促进生长发育物质＿＿＿＿实际上是一种抑制生长发育的物质，而＿＿＿＿则主要是一种促进器官成熟的物质。
７、一般来讲，短日作物南种弱引通常出现生育期＿＿＿＿；北种南引生育期＿＿＿
＿＿＿＿；长日照作物则相反。
四、名词解释 （２０％）
１、无孢子生殖和无配子生殖 ２、真花说和假花说
３、种群和生物群落 ４、感性运动和向性运动
五、解释毛铁冬青学名ILex rotunda Thunb sup. microcarpa (Lindt. et paxt.)S.中底下划线部分的含意？（５％）
六、用简图表示紫菜生活史 （５％）
七、试以水稻叶为例，阐述植物形态结构与环境的适应？ （10％）
八、简述原初反应（primary reaction）的过程；（12％）
九、试述被植物比裸子植物适应陆生环境更完善，更高级。主要表现哪些方面？（10％）
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植物学第15页共17页高中生物奥赛专用
生态学复习指导
第二章 生物与环境
一．环境概述 二． 生态因子 1、定义：
2. 生态因子作用的一般特征（一般规律）：
（1）综合作用； （2）主导因子作用； （3）直接作用和间接作用；
（4）阶段性作用； （5）可调节（补偿）作用但不可代替性；
（6）限制性作用—耐度限制及耐度限制的调节。
几个概念：1，限制因子（limiting factor）：
①限制生物生存和繁殖的关键性因子。
②在众多生态因子中，任何接近或超过某种生物的耐受性极限，而且阻止其生长、繁殖或扩散甚至生存的因素。
2，最小因素定律（law of minimum）：能够影响生物的无数因子中，总有一个因素限制生物的生长、生存或繁殖。
3，耐性定律（law of tolerance）：
耐性（tolerance）：①指生物能够忍受外界极端条件的能力；
②指单个有机体或种群能够生存的某一生态因子的范围。
又称shelford 耐性定律。任何一个生态因子在数量或质量上的不足或过多，即当其接近或达到某种生物的耐受性限制时，而使该种生物衰退或不能生存。
耐性限度（the limits of tolerance）：每个种只能在环境条件一定范围内生存和繁殖。也即生物种在其生存范围内，对任一生态因子的需求总有其上限与下限，两者之间的距离就是该种对该因子的耐性限度。
4，生物种的耐性曲线：
广幅分布生物与狭幅分布生物分布耐性曲线。
耐度限制的调节通过下列主要方式：
新环境适应：驯化培育 ； 休眠——“逃避”限制 ； 生理节律变化和其他周期性补偿变化；
调节的目的是对恶劣环境的克服，通过这些方式，使体内生理、行为达到平衡，而抵抗恶劣环境。
三．生态因子对生物的生态作用
1．光对生物的生态作用
（1） 光强的作用：生长发育、形态建构作用。典型例子—植物黄化现象（eitiolation phenomenon）。
（2）光质的作用：光合作用影响；红、橙光能对叶绿素有促进，绿光不被植物吸收称“生理无效辐射”。红光有利于糖的合成，蓝光有利于蛋白质的合成。
光对动物生殖、体色变化、迁徙、毛羽更换、生长发育有影响。
紫外光与动物维生素D产生关系密切，过强有致死作用，波长360nm即开始有杀菌作用，在340nm~240nm的辐射条件下，可使细菌、真菌、线虫的卵和病毒等停止活动。200~300nm的辐射下，杀菌力强，能杀灭空气中、水面和各种物体边面的微生物，这对于抑制自然界的传染病病原体是极为重要的。
（3）光周期现象—生物对光的生态反应与适应
定义：生物对昼夜光暗循环格局的反应所表现出的现象称之为光周期现象。
生物和许多周期现象是受日照长短控制的，光周期是生命活动的定时器和启动器。
植物的光周期现象：
长日照植物、短日照植物、中日照植物、日照中植物。（不同光照时间对开花的作用而定）
动物的光周期现象：
鸟类的光周期现象最为明显，它的迁徙是由日照长短变化所引起的；鸟类及某些兽类的生殖也与日照长短有关，如雪貂、野兔和刺猬等都是随着春天日照长度增加而开始生殖（称为长日照兽类）；绵羊、山羊和鹿等总随着秋天短日照的到来而进入生殖期（称短日照兽类）。
2．温度对生物的生态作用
（1）温度与生物生长发育
生长：“三基点”——最低、最适、最高温度。
发育：植物的春化作用（某些植物要经过一个“低温“阶段才能开花结果）。
（2）生物对极端温度的适应
对低温适应——在形态、生理和行为方面的表现
生活在高纬度地区的恒温动物其身体往往比生活在低纬度地区的同类个体大。个体大的动物，其单位体重散热量相对减少（贝格曼Begman定律）
阿伦（Allen）规律：恒温动物身体的突出部分为四肢、尾巴、外身等在低温环境中有变小的趋势。
在生理方面，生活在低温环境中的植物通过减少细胞中的水分和增加细胞中的糖类、脂肪等物质来降低植物的冰点，增加抗寒能力。动物对低温的适应主要表现在代谢率与温度关系中的热中性区宽，下临界点温度以下的曲线率小等几个方面（图）。
（3）物候节律：物候又称物候现象（phenological phenomenon），是指生物的生命活动对季节变化的反应现象。物候学（pheology）则是指研究生物与气候周期变化相互关系的科学。
3．水对生物的生态作用
（1）水因子对生物生长发育的作用：
水分不足，使植物萎蔫；使动物滞育或休眠。某些动物的周期性繁殖与降水季节密切相关，如澳洲鹦鹉遇到干旱年份，就停止繁殖；而某些龙脑香科植物遇到干旱年份却产生“爆发性开花结果”。
（2）生物对水因子的适应
植物依其对水分需求划分为水生植物、陆生植物两大类型。各类型下又分别划分为沉水植物、浮水植物、挺水植物、湿生植物、旱生植物和中生植物等。
陆生动物对水因子的适应
形态结构上的适应：以各种不同形态结构，使体内水分平衡。
行为上的适应：沙漠动物昼伏夜出；迁徙等。
生理上的适应：“沙漠之舟”骆驼可以17天喝水，身体脱水达体重的27%，仍然照常行走。它不仅具有贮水的胃，驼峰中还储藏丰富的脂肪，有消耗过程中产生大量水分；其血液中具有特殊的脂肪和蛋白质，不易脱水。
4．大气对生物的生态作用
（1）氧的生态作用； （2）氮的生态作用；
（3）CO2的生态作用（对动植物个体潜在的影响）；
①使植物气孔开度减少，减少蒸腾，提高水分利用。
②CO2 浓度相对提高，使C3植物光合作用不断增加（C4植物达到饱和点后则不随CO2 浓度提高，光合作用增加）。
③CO2 能促进植物的生长——植物生长速率随全球CO2 浓度的提高而增加。
④高浓度的CO2 能改变植物形态结构——幼苗分枝增多，叶面积指数加大等。
（4）大气污染与植物；
①大气主要污染物对植物的危害（影响）
二氧化硫（SO2 ）对植物的影响：伤害阈值为0.25~0.55ppm，2~8小时；典型症状——叶片脉间呈不规则的点状、条状或块状坏死区。
氟化氢（HF）对植物的影响：伤害阈值>40ppm；典型症状——叶尖和叶缘坏死。
臭氧（O3）对植物的影响：伤害阈值0.05~0.15ppm 0.5~8小时；典型症状——叶面上出现密集的细小斑点。
乙烯对植物的影响：伤害阈值10~100ppb；典型症状——“偏上生长”致使叶片、花、果脱落。
②植物对大气的净化作用
吸收CO2，放出O2 ：造林绿化与人类维系呼吸；
吸收有毒气体：吸收二氧化硫（SO2 ）及氟化氢（HF）最优；
驱菌杀菌作用：有些植物分泌杀菌素，如1ha松柏林24小时分泌34kg杀菌素；
阻滞粉尘：针叶林阻粉尘量32~34吨/年，阔叶林68吨/年；
吸收放射性物质：吸收中子γ-射线。
③大气污染监测——指示植物
a. 作为指示植物的基本条件：
能够综合反映大气污染对生态系统影响的强度；能够较早地发现污染（对大气污染敏感）；
能够同时检测多种大气污染物；能够反映出一个地区的污染历史（基本年轮的化学分析）。
b．常见（用）的指示植物：地衣最敏感，0.015~0.105ppm二氧化硫下无法生存（但反应慢）。
④大气污染的植物监测
生理生化指标测定——光合作用，呼吸作用，气孔开放度，细胞膜透性，叶液PH值变化，植物体内酶体变化等。
5．土壤对生物的生态作用
（1）土壤化学性质与植物的关系
①PH值 <3 或 >9对根系严重伤害 ②矿质营养元素与植物
（2）植物的盐害和抗盐性
植物的抗盐方式：排除盐分——泌盐植物； 稀盐植物（稀释盐分）；富集盐分； 拒绝吸收
（3）植物对土壤适应的生态类型
对PH值的适应——嗜酸性植物、嗜酸—耐碱植物、嗜碱—耐酸植物、嗜碱植物。
钙土植物、盐生植物、抗盐植物
（4）土壤污染的植物监测
土壤污染——重金属污染、如汞、镉、砷、化学农药污染等。
监测：植物群落调查，蔬菜及作物调查，实验分析
第三章 种群
一．种群的基本特征
1．种群的定义（population）：
某一特定时间占据某一特定空间的一群同种有机体（Merrile,1981）
种群是物种在自然界中存在的基本单位，又是生物群落的基本组成单位。种群是一种特殊组合，具有独特性质、结构、机能，有自动调节大小的能力。
种群生态学（population ecology）——研究同种生物个体群数量动态、特性分化及其发生发展的科学。（种群生物学population biology）
2．种群的基本特征
（1）分布格局（distribution pattern）——种群内个体空间分布方式或配置特点。(图)
均匀分布（uniform distribution） 随机分布 (random distribution) 集群分布 (contagious distribution)
(2)年龄结构（age structure）——种群内不同年龄的个体数量分布情况。
根据年龄结构划分三种种群类型：增长型、稳定型、衰退型。(见图)
种群（特别是优势种）年龄结构，直接关系着其本身及其所在群落的发展趋势，是种群及其所在群落的动态趋势的主要指标。测定种群的年龄结构，便可分析它的自然动态，推知它及其所在群落的历史，预测它们的未来。
（3）性比（sex ration）——性比是种群中雄性个体和雌性个体数目的比例。
受精卵的♂/♀大致是50：50，这叫第一性比。
由于种种原因，♂/♀比继续变化，到个体成熟时为正的♂/♀比例叫第二性比。
最后还有充分成熟的个体性比，叫第三性比。
性比对种群配偶关系及繁殖潜力有很大的影响。
（4）生命表（life table）——是指列举同生群在特定年龄中个体的死亡和存活比率的一张清单。
同生群(cohort)——同时出生的个体种群。
类型：图解生命表（diagrammatic life table）——以图解来表示生物一个世代的历程。
常规生命表 （conventional life table)
动态生命表(dynamic life table)——真实记录生物个体存活情况。
静态生命表(static life table) —记录某一特定时间获得的各龄级个体数情 况而编制成的。
作用（意义）：a..综合记录了生物体生命过程的重要数据；b,系统表示出种群完整生命过程；
c,研究种群数量动态必不可少的方法。
二．种群的增长与调节
1．种群增长的模型
（1）马尔萨斯（Malthus）方程：又称指数增长模型。 Nt=N0ert 指数增长；ln Nt =ln N0trt 对数增长
（2）逻辑斯蒂增长（Logistic growth）模型：是比利时学者Verhulst 1838年创立的。逻辑斯蒂增长模型是指种群在有限环境下，受环境制约且与密度相 关的增长方式。 Nt=k/1+(1- Nt/k)e-rt
（3）Leslie—Lefkorich矩阵模型： nt+1=Mtnt
Mt是m、p、i的距阵，nt 和nt+1 分别是在t和t+1时种群各阶段个体数的列向量，从中计算λ值。当λ=1，表示种群稳定；当λ>1，表示种群正在增长；λ<1，种群趋向衰退。
2．种群大小的调节（population regulation）
种群大小的调节是指种群大小的控制或者是指种群大小所表现的作用限度。
调节种群大小的因素
非密度相关——外界（物理）因素，如降水、温度、土壤状况等。
密度相关（密度依赖）——内部的生物因素。
自疏(self thinning)与-3/2定律：自疏----指同种植物因种群密度而引起种群个体死亡而密度减少的过程。
–3/2定律——植物种群自疏过程中，其个体平均重量与种群密度成-3/2直 线斜率的变化。
（植物个体重量与密度说：密度降低，重量增大）
3. 人类种群的增长与调节
（1）世界及我国人口的增长趋势（见图） （2）我国人口的调节
我国目前人口增长的特点：面临建国以来的第三次出生高峰；人口老化趋势出现；人口的科学文化素质较低。
我国人口的调节：
总方针——控制人口的增长，提高人口的素质；
目标——2000前力争把中国平均人口自然增长率控制在12.5‰内，期望下世纪中叶稳定在15~16亿；
措施——坚持优生优育，计划生育；扫除青壮年文盲，实行九年制义务教育。
三、种群生活史
（一） 种群在其生活史中表现的特征
1．生活史的定义——一个生物从出生到生物所经历的全部过程称为生活史（life history）或生活周期（life cycle）。
2．表现的主要特征
个体大小：是生物的遗传特征，与生活周期长短有很好相关性。
生长与发育速度：呈“S”形生长曲线，包括停滞期、指数期、静止期。
繁殖：指有机体生产出与自己相似后代的现象，是生物形成新个体的所有方式的总称。包括：
繁殖与物种的生存和发展关系极密切，它是生活史中的核心问题。
扩散：指生物个体或繁殖体从一个生境转移到另一个生境中。
① 植物的扩散（繁殖体的传播）：
扩散形式——水力、动物（包括人）、风力。各自有特殊的适应性。
② 动物扩散（主动扩散）扩散形式——迁出、迁入、迁移（回游、迁徙）
③ 动植物扩散的生物学与生态学意义
可以使种群内和种群间的个体得以交换，防止长期近亲繁殖而产生不良的后果；可以补充或维持在正常分布区以外的暂时性分布区域的种群数量；扩大种群分布区。
（二）繁殖格局（reproduction patterns）
1、一次繁殖和多次繁殖
在生活史中，只繁殖一次即死亡的生物称为一次繁殖生物（semelparity）。一生中能够繁殖多次的生物称为多次繁殖生物（iteroparity）。
2、生活年限与繁殖
植物可划分为一年生、二年生和多年生三种类型的生活年限；动物也分别划分为短命型、中等寿命型和长寿型三种类型的生活年限。
有机体的生活年限（life-span）或寿命（lifetime）既具遗传性，也具有较大的生态可塑性，通常前者为生理寿命，后者为实际寿命或生态寿命。
短命型可视为提前繁殖，长寿型视为延迟繁殖。
繁殖格局是自然选择的结果，。它主要视生境条件决定的。
（三）繁殖策略（reproduction seratagem）
繁殖策略是表示生物对它所处生存条件的不同适应方式。
MacArthur(1962)提出的r-K选择的生活史策略。
1．r-选择——有利于增大内禀增长率的选择称为r-选择。r-选择的物种称为r-策略者（r-strategistis）。
r-策略者是新生境的开拓者，但存活要靠机会，所以在一定意义上它们是“机会主义者”，很容易出现“突然的爆发和猛烈的破产”
2．k-选择——有利于竞争能力增加的选择称为k-选择。k-选择的物种称为k-策略者（K-strategistis）。
k-策略者是稳定环境的维护者，在一定意义上，它们是保守主义者，当生存环境发生灾变时，很难迅速恢复，如果再有竞争者抑制，就可能趋向灭绝。
3．r-选择和k-选择的相关特征（见表）
在动物中，大分类动物间比较时，昆虫可视为r-选择，脊椎动物为k-选择；在分类单位之内比较时，体形大，生育力低，对幼小个体有良好保护的为典型的k-选择，体形小，生育力高，对幼小个体怃育时间短的，为典型的r-选择。
在植物中，一年生植物如农田杂草，原生和次生裸地的先锋草种属于r-选择，大多数森林树种属于k-选择。
生物种群的繁殖策略也是自然选择的结果。
（四）性选择（sexual selection）
1．植物的选择受精
选择受精（selective fertilization）是指具有特定遗传基础的精核与卵细胞优先受精的现象。
选择受精主要表现为生理生化和遗传上的特征，包括自交不亲和性、远缘杂交、不亲和性、多个花粉精核间的竞争等现象。
植物的选择受精的生物学意义：
（1）可保证最适应的两性细胞的高度融合，从而增强后代的存活能力；
（2）限制异种之间的自由交配，使种间生殖隔离，从而保证各个种的相对稳定性。
2．动物的性选择
（1）动物性选择形式：动物的性选择形式多种多样，主要以异性的外表和行为作为选择的依据。通常表现为修饰（ornamentation）、色泽（coloration）、求偶行为等方面，形成明显的雌雄二形（sexual dimorphism）现象。
在动物中，绝大多数物种是由雄性作出求偶行为，往往表现在颜色修饰和声音上有许多差异（特别是鸟类），有的做出各种各样动作，显示自己的魅力。
（2）雌性动物的婚配选择：精心选择那些携带最好基因型的雄性个体交配，来获得高质量的后代，提高其繁殖成效。为此，雌性动物往往对雄性个体有敏锐的洞察力，特别对色彩和声音有较高的鉴别力。此外，对雄性的体态、行为特征（如争斗、给饵等）等也有一定的鉴别力，从中择优选择，才能保证后代健康。
第四章 生 物 群 落 （1）
1． 生物群落的特征
1、 定义：生物群落：是指在一定地段或一定生境里各生物种群相互联系和相互影响所构成的组合结构单元。
植物群落：是指由一些植物在一定生境条件下所构成的一个相互影响、互为关联的总体。
植被（ Vegetation）是指地球表面的一层活的植物覆盖。
2、生物群落的基本特征
(1) 群落中的所有物种在生态上有相关性
植物群落中的种类成分组成——调查方法：标准样地法（确定最小面积）、点—四分法（中点象限法）
各物种的相关：竞争、共生、附生、腐生、他感等。
(2) 群落与环境不可分割性； (3) 群落中各物种的重要性有各异性
植物群落中物种的数量特征：
▲ 单一数量特征：
a.密度（Density）——D=N/S b.多度（Abundance）——指种类的丰富程度
c.频度（Frequency）——指群落中某种植物出现的样方百分比
▲综合（数量）特征：
a,存在度（presence）：指一种植物在一个群落中出现的程度
b,恒有度(Constance)：在一定面积内物种的存在度
c,确限度（fidelity）：一种植物在一个群丛中的集中程度：
具体分5个确限度等级：奇偶种 、随偶种 、适宜种 、偏宜种 、专有种或确限种 。
奇偶种(stranger)——偶然发现或入侵的或残遗的种；随偶种(indifferent)——对任何群落都没有显著的亲缘；
适宜种(preferent)——在若干群落中发现，但在其中一个群落中成为优势种或生长最好的种；
偏宜种(selective)——特别在某一群落中出现，但也在其他群落中偶尔出现的种；
专有种或确限种(exclusive)——完全或几乎只出现在某一群落中的种。
d,优势度（dominance）：表示某种植物在群落中所占的优势程度。由多度、频度、显著度和立木级比例综合评定。
重要值（importance value）（IV）：以综合数值表示植物物种在群落中的相对重要值。
重要值=相对多度+相对频度+相对显著度 相对多度=某个种的个体数/所有种的个体数×100%
相对频度=某个种的频度/所有种的频度×100% 相对显著度=某个种的胸截面积/所有种的胸截面积×100%
(4) 群落有其空间和时间上的结构
空间结构——分层（地上分层、地下分层）。森林群落空间结构地上成层（分层）现象用剖面图解表示。分：乔木层（一般三层）、灌木层、草本层、地被层。（图）
时间结构（季节性周期变化）——指那些与季节性气候变化相关联的明显周期现象。主要表现在：
叶子的生长变化：新叶生长、变叶期、落叶期；开花和结实
（5）群落结构的松散性和边界模糊性
二．生态位
1．生态位（niche）的概念:“生态位是指每个物种在群落中的时间和空间的位置及其机能关系。或者说群落内一个种与其他种的相关的位置”
2．生态位理论的基本要点
(1) 生态位宽度（广度）(niche breadth，niche width)。定义：一个有机体单位（物种）利用的各种各样不同资源的综合的幅度。 可利用的少 生态位宽度增加，促使生态位泛化 ;
资源：丰富，可选择性大 生态位宽度减少，促使生态 位特化 (specialigation)
(2) 生态位重叠（niche overlap）
定义：不同物种的生态位之间的重叠现象。或是说两个或更多的物种对资源位和资源状态共同利用。
生态位重叠是竞争的必要条件但并非绝对条件，而决定于资源状态。
丰富，供应充足，生态位重叠也不发生种间竞争。
资源贫乏，供应不足，生态位稍有重叠，即发生激烈的 种间竞争。
(3) 生态位分离（niche separtion）定义：两个物种在资源系列上利用资源的分离程度。
竞争排斥原理（competive exclusion priciple）或高斯（Gause,1934）原理：如果许多物种占据一个特定的环境，他们要共同生活下去，必然要存在某种生态学差别（具有不同的生态位），否则它们不能在相同的生态位内永久地共存。
(4) 生态位移动（niche drift）定义：种群对资源谱利用的变动。这是环境胁迫或者竞争的结果。
3．用生态位理论解释自然生物群落：
(1) 一个稳定的群落中占据了相同生态位的两个物种，其中一个终究要灭亡；
(2)一个稳定的生物群落中，由于各种群在群落中具有各自的生态位，种群间能避免直接的竞争，从而保证了群落的稳定。
(3)群落是一个相互起作用，生态位分化的种群系统。这些种群在它们对群落的时间、空间和资源利用方面，以及相互作用的可能类型方面，都趋于互相补充而不是直接竞争。大家配合共同生活，更有效地利用环境资源，从而保证了群落在一个较长时间有较高的生长力，具有更大的稳定性。
(4)竞争可以导致多样性而不是灭绝，竞争在塑造生物群落的物种构成中发挥着主要作用。竞争排斥在自然开放系统中，很可能是例外而不是规律，因为，物种常常能够转换它们的功能生态位去避免竞争的有害效应。
三．生物群落内的种间关系
1,互利共生（互惠共生）（mutualisum）：两种生物或两种中的一种，由于不能独立生存而共同生活在一起，或一种生活于另一种体内，互相依赖，各获得一定利益的现象
2,寄生（parasitum）——某一物种的个体居住于另一种物种个体的体内或体表从中吸取营养而生活的现象。
3.腐生（saprophytic）——一些生物有机体只利用腐朽有机物生存的现象。
4、竞争：分种间竞争和种内竞争；
竞争是对抗性的。其结果：排斥、淘汰、抑制、共存，导致多样性，而不是灭绝。
决定竞争胜负的因素：种间竞争——种的生态习性、生活型、生态幅度状况等
种内竞争——个体的生长状况，体积小（强弱），年龄大小状况等。
5、他感（化感，他感化学作用）（allelopathy）
⑴定义：由生物体分泌到体外的化学物质对别种或本种其他个体发生影响的现象。
⑵他感作用的主要类型：植物与微生物间的他感； 植物间的他感：他感与自毒；
植物与草食者间的他感作用； 植物与动物（人类）的他感作用。
⑶一些植物他感作用的具体途径：水淋溶、根分泌、挥发物、残体分解、不同植物具体途径不同。
（4）他感作用的几个问题
他感作用对象作用部位差异性问题：他感对不同植物有不同的作用（敏感度不一样）。例如对柠檬桉水抽提物和挥发油对萝卜等6种受体种子发芽和幼苗生长的影响，其中6种受体对水抽提物抑制敏感性由强到弱的顺序是：萝卜>玉米>水稻>柱花草>黄瓜>豆角。对挥发物的敏感顺序是：萝卜>柱花草>玉米>水稻>黄瓜>豆角。
表现出低促高抑现象。例如，柠檬桉挥发油在0.005%低浓度下对萝卜幼苗生长起促进作用，当浓度超过0.08%又表现出显著的抑制作用。
他感作用与环境因子关系：不同月份（季节）水抽提物的他感作用不同；各月份水抽提物的他感作用与降水量明显相关。
(5) 他感作用的机理
① 生物体化学生理活性物质（他感作用物）的作用。如木麻黄的他感作用有5个黄酮衍生物和一个阿魏酸衍生物；螃蜞菊的地上部分他感作用物有2个倍半萜内酯类化合物；茶树他感作用及自毒作用的主要物质是茶多酚及咖啡因。
② 他感作用物主要是对细胞、亚细胞结构的影响。如使细胞壁变宽、弯曲；高尔基体变形，内质网和核糖体数量减少；致使整个细胞液泡化。
(6) 他感作用在群落中的作用（要深入探讨此关系）
对种群在群落中形成——干扰邻近植物的生长，保持种群地位。
在群落演替中的作用——“自毒”使本身衰退，加速更新演替；干扰邻近及入侵物种，保持自身优势地位，保持群落的正常运作。
(7) 他感作用在农林业中的作用：防止经济作物“自毒”衰退，保持高产。
“以草治草”、“以草治虫”，并合成他感化学活性物质，选择新一代无污染农药。
第四章 生 物 群 落 （2）
四．生物群落的演替
1． 演替的表征、原因及类型：演替（Succession）是指一个生物群落被另一个生物群落所代替的过程。
（1）表征：
①群落结构与功能的定向性变化； ②优势种的变更； ③在顶级群落形成之前其演替过程持续进行。
（2）原因：环境变化；繁殖体的散布；物种间相互作用；新种类不断发生； 人类活动的影响。
（3）类型：按演替的起始条件划分为：
原始演替（primary succession）——开始于原生裸地上的群落演替。
次生演替（secondary succession）——开始与次生裸地（如森林砍伐迹地、弃耕地）上的群落演替。
2．演替顶极及其基本理论
（1）定义：演替顶级（Climax）群落的种类在综合彼此之间发展起来的环境中很好地互相适合；它们能够在群落内繁殖而且能排除新的种类，特别是可能成为优势种的种类在群落内的定居。也就是说，演替顶级是群落演替的最终阶段。
（2）演替顶级基本理论
单元顶级学说。 多元顶级学说。 演替顶级格局学说。
2． 演替过程及机制的主要理论
(1) 演替的两种哲学观：有机体论—整体论——强调环境的作用，强调系统的整体特征、综合特征和超特征。认为生态系统演替是有序的，定向的，从而可预见的群落内部控制过程，而且终止于具有内控自调特征的稳定阶段（即顶级）。
个体论—简化论——整体等于其组分之和，系统可以简化或分解到组分水平，最终可根据物理或化学原理加以解释。认为群落演替只不过是种群动态的总和，因而它的演替并不是有序的或预见的。
(2) 主要理论学说：
接力植物区系学说：若干演替系列群落循序渐进逐步取代的过程。包括6个步骤或阶段，即立地裸化、迁移、定居、竞争、反应、稳定态的过程。意味着在此过程中，植物种是以组或批的形式出现或消失的。
初始植物区系组成说：演替途径是有初始期立地拥有的植物种类组成决定（先锋树种的存在），以后随时间变化其他植物侵入、取代。
三重机制学说（C-S学说）：认为演替有三种可选择的模式：促进型、忍耐型和抑制型。
生活史对策演替学说：C-S-R三角模型
资源比率学说：每个种在限制性资源比率为某一值时表现为强竞争者，故当两种或多种限制性资源的相对利用率改变时，组成群落的植物种也随之改变，故发生了演替。
变化镶嵌体稳定态学说：一些生态系统的发展不依赖于外源环境干扰，却表现为一种内源自发控制过程，演替包括四个阶段——重组、加积、过渡和稳态。
五、生物群落的分类
1．分类单位：植物群落采用群丛 (Association)、群系（Formation）和植被型（vegetation type）为基本从属单位。
群丛——具有相似种类组成，优势种，结构和外貌的同类群落。
群系——相邻的群丛联合，有相同的一个或几个优势种。
植被型——具有同一生活型的建群种（优势种）的群系的联合。
2． 群落的命名：中级及基本单位的命名采用下列主要方法。
优势种命名法：直接用群落中的拉丁学名命名，并在学名前加分类单位名称全称或缩写。
单优、多优，多层次植物群落。多优，多层次结构者把各主要优势种逐一写出用“—”或“+”联起。
3． 分类原则：①外貌原则 ②结构原则 ③区系原则——特征种为分类单位级别
④优势度原则 ⑤生态原则——依生境区分 ⑥演替原则 ⑦外貌生态原则
六、生物群落主要类型及其分布
（1） 世界植被的分类（见后）
（2） 中国植被的分类
《中国植被》（1980）将全国植被分为11个植被型组（Suite of vegetation type），29个植被型，560多个群系，至少几千个群丛。
世界植被的分类
1．密林（Closed forest）：h>5m，树冠连续
(1) 热带雨林（Tropical rainforest）：三大雨林群系：亚洲雨林、美洲雨林、非洲雨林
中国热带雨林：3个群系组，12个群系
(2) 红树林(Mangrove)：东方群系、西方群系、中国的红树林
(3) 季雨林（季风林）（Monsoon forest）：不确切而多争议的类型
(4) 常绿阔叶林（Evergreen broad-leaved forest）：除欧洲外，各大洲均有，中国最具代表性。
(5) 常绿硬叶林(Evergreen sclerophyllous forest)：地中海地区较典型，澳洲桉林
(6) 落叶阔叶林(Deciduous broad-leaved forest)：分布极广——北美大西洋沿岸，西欧、中欧、东亚。
(7) 常绿阔叶—落叶混交林( Evergreen broad-leaved and deciduous broad-leaved mixed forest )：过渡类型
(8) 针叶林（Coniferous forest）
2．疏林（Woodland）：h>5m，树冠不连接 3．密灌丛（Scrub）：簇生，h为0.5~5m
4．短灌丛（Dwarf-scrub） 5．陆生草本群落（草本植被）(Herbaceous vegetation)
稀树草原（萨王纳）（Savamna）：非洲分布广，干旱； 草原(Steppe)—温带地区的地带性植被类型；
草甸(Meadow)—不呈地带性分布，高纬度，高海拔地区。
6．荒漠（Deserts）
第五章 生态系统
一、生态系统(ecosystem)的结构
1．定义： A.G.Tansley 1935年提出概念。
2．生态系统的结构：非生物、生物部分
非生物部分： 无机物质 （H2O、N、P、K、Ca等矿质元素）；有机物质 （糖、蛋白质、脂类、腐殖质等）
（1）生产者—绿色植物（把太阳能输入生态系统）
（2）消费者：
草食动物（一级消费者）(herbivores) ；一级肉食动物（以食草动物为食， 统称二级消费者）；
二级肉食动物（大型肉食动物） 称三级消费者； 三级肉食动物（顶极肉食动物）；
寄生者； 杂食动物； 腐食性动物。
（3）还原者（分解者）(reducers)
二．生态系统的能量流动
1．食物链与食物网——生态系统能量流动的渠道
(1) 食物链（food chains）：指初级生产者获得光能后制造的食物供给各级消费者形成以食物营养为中心的链索关系。 类型：掠食链、寄生链、腐生链
(2) 食物网（food web）：许多长短不一的食物链互相交织成复杂的网状关系（见示图）。
营养阶(trophic levels)——食物网内从生物到生物的消费者阶梯。处于食物网某一环节上所有生物种总和。
2． 生态金字塔（ecological pyramid）：反映生态系统的营养结构与营养机能的锥体图解模式。
数量金字塔、生物量金字塔、能量金字塔（见图示）
3． 生态效率（ecological efficiencies）：特指某一营养级的能量输出和输入间的比率。
林德曼效率——“百分之一”或“十分之一”定律（图示）：在营养级n上的同化量/在营养级n-1上的同化量≈10%
4． 生态系统中能量流动的特点（小结）
① 生态系统中能量形成的转换完全符合热力学第一定律（能量转化和守恒）。系统能量增加，环境能量减少，但总能量不变。所不同的是，太阳能转化为化学能，再转变为热能、机械能等其他形式。
② 能量沿着食物链方向流动，在其流动时，生物中的能量由于各个营养级生物维持自身生命消耗而逐级减少，估计每经一个营养级的剩余能量为原有能量的十分之一左右，其余的都消耗了。
③ 生态系统的能量流动是单向、非循环的，它只能一次流过生态系统，单程前进，决不可逆。（热力学第二定律）
三．生态系统的物质循环
生态系统的物质循环又称生物地球化学循环(biogeo-chemical cycle)。它是指无机化合物和单质通过生态系统的循环运动。
（1） 物质循环的模式及类型
（2） 水循环 ：水和水循环对于生态系统具有特别重要意义，它是地球上各种物质循环的中心循环。通过降水和蒸发这两种形式，使地球水分达到平衡状态。
（3） 碳循环
1、 碳循环途径（图）
① 绿色植物通过光合作用，把大气中的CO2固定，转化为碳水化合物；
② 光合作用产物供各营养级利用、重组、呼吸、分解等，以CO2形式回到大气；
③ 通过燃烧煤炭、天然气、石油等产生的CO2；
④ 脱离循环，被永久禁锢。
2、 碳在生态系统中循环不平衡引起的生态效应：
CO2增加，引起的温室效应（greenhouse effect），致使全球变暖，将产生对6个生物层次的潜在影响：
（1）生物圈：海平面上升，淹没大片海岸湿地，陆地生物区变化
（2）生态系统：
●农业生态系统——农作物减产。病虫害加重。影响牲畜食欲。
●森林生态系统——导致干旱、增加森林大火风险。森林害虫增加，影响森林对物质的吸收。
●水生生态系统——使海洋静水层和沉淀层的微生物活动加快，水中含氧量减少，影响许多海洋动物的生存；导致藻类繁殖速度加快，使鱼类产量减少。
（3）生物群落：影响生物群落结构，使植物群落中有些优势种竞争能力下降。
（4）物种：加速物种的灭绝；加速某些物种的迁移。
（5）种群：改变某些植食性动物的食性，导致某些种群的互相作用强度增强。
（6）个体：提高水分利用，提高光合作用，促进作物生长，改变植物形态结构。
3、保持碳循环相对平衡的生态对策
(1) 减少CO2 的排放：提高能源的利用效率——发电采用高效先进技术；
大力发展不含碳的能源和低碳能源代替煤炭——水力发电、核能发电、充分利用各种再生能源（太阳能、风能、潮汐能等）、天然气、生物能（如沼气利用）等。
(2) 大力开展对CO2的吸收，固定和利用——海洋交换吸收、陆地植树种草、保护森林植被。
（四）氮循环
氮循环中的主要作用
固氮作用——三条途径：
高能固氮，形成氨或硝酸盐，随降雨到达地面，为8.9kg/hm2·a。
工业固氮（化肥的制造），目前全世界已达1×108吨。
生物固氮（最重要途径），为100~200kg/km2·a。
氨化作用——由氨化细菌而后真菌的作用将有机氮分解成为氨与氨 化合物。
硝化作用——氨化合物被亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌氧化为亚硝酸盐和硝酸盐。
反硝化作用——也称脱氨作用，反硝化细菌将亚硝酸盐转变成大气氮，回到大气库中。
（五），有毒有害物质循环
以DDT、汞为例。
有毒有害物质的循环是指那些对有机体有害的物质进入生态系统，通过食物链富集或被分解的过程。
1， DDT（二氯二苯三氯乙烷）
DDT是一种人工合成有机氯杀虫剂，它的问世，对农业的发展起了很大作用，但它是是有机毒物。
生态系统通过两个途径吸入人类喷洒的DDT并通过食物链加以富集：
① 通过植物茎叶、根系进入植物体 草食动物吃 肉食动物食 逐级浓缩；
② 喷洒的DDT落入地面经土壤动物吃用富集 陆上动物 逐级浓缩。（图）
营养级越高，富集能力越强，积累量越大。其危害主要是影响生殖，导致人类、动物产生怪胎。
2， 汞（Hg）
汞作为工业用催化剂和电极材料，不断输入生态系统。它以痕量出现在大气、土壤、岩石及动植物组织中，但通过生物浓缩从水中不到1ug/L到海藻中100ug/L，到鱼体中达1122ug/L。
汞的危害：
与神经系统某些酶类结合，产生神经错乱；
与一种DNA一起发生作用的蛋白质形成专一性结合，引起汞中毒先天性缺陷。
转化为有机化合物如甲基汞，毒性更强，进入人体可分布全身，尤其进入肝、肾，最后到达脑部，且不易排泄。
3．有毒有害物质循环的特点：
在食物链营养级上进行循环流动并逐级浓缩富集；
在生物体代谢过程中不能被排泄而被生物体同化，长期停留于生物体内；
有些有毒有害物质不能分解而相反经生态系统循环后使毒性增加。
因此，有毒物质的生态系统循环与人类的关系最为密切，但由最为复杂。有毒物质循环的途径，在环境中滞留时间，在有机体内浓缩的数量和速度，以及作用机制和对有机体影响的程度等等都是十分重要的研究课题。
（六）生态系统物质循环与能量流动的关系
生态系统中物质与能量流动是互相依存，互相制约，密不可分的。但能量在生态系统中是被消耗、单向循环（流动），不可逆的。而物质循环是可逆的，多向可返回原来的化学形态，并可逃循、脱离生态系统。
四．生态系统中的信息及其传递
1．物理信息及其传递
光信息——光强弱，光质，光照时间长短是重要的光信息。太阳能是光信息的重要初级信源。
声信息——鸟类婉转多变的叫声；蝙蝠、鲸类发达的声纳定位系统。
电信息——特别是鱼类，大约有300多种能产生0.2~2伏微弱电压，电鳗产生的电压能高达600伏。
磁信息——鱼类遨游迁徙于大海，候鸟成群结队长途飞行；都靠动物自己的电磁场与地球磁场互相作用确定方向，方位。
2． 化学信息及其传递
动物和植物间的化学信息：
植物产生气味，不同动物对植物气味有不同反应。蜜蜂取食与传粉靠植物的化学信息素。
动物之间的化学信息：
动物通过外分泌腺向体外分泌某些信息素。动物可利用信息素标记所表现的领域行为。动物向体外分泌性信息素，以沟通种内两性个体的性信息素交流。
植物之间的化学信息：化学他感作用。有亲和性的，也有相互拮抗性的。
3． 行为信息和营养信息
许多植物的异常表现和动物异常行动传递了某种信息，可通称行为信息。
生态系统中，生物的食物链是一个生物的营养信息系统。
五．生态系统的变化
（一）生态系统的自然变化
生态系统的结构和功能随时间的改变而发生变化的过程就是生态系统的自然变化。简单 复杂； 复杂 简单
这些变化体现在下列两个特征上：
1， 能量和物质循环特征： 如果在生态系统中：
(1) Pg(第一性生产)/R（呼吸）>1，系统是增长型的，物质循环开放性—外流少。
(2) Pg/R<1，系统是衰退型的，物质循环也是开放性的——外流多。
(3) Pg/R≈1，系统是稳态的（相对平衡），物质循环是封闭的。
2．生物多样性特征
（二）生态系统的人为变化——环境的变化
人类对生态系统变化产生的几种原因：农业、林业的过度开垦；都市化、工业化和现代化对环境的污染：
(1) 城市垃圾（包括生活垃圾和工业垃圾） (2) 废水废气 (3) 农药与化肥
六．维护生态系统的相对平衡
第六章 人与生物圈
一、生物多样性及其保护
（1） 什么是生物多样性（biological diversity）；生物多样性的价值
1．定义：生物多样性是指有机体及其赖以生存的生态复合体（ecological complex）之间的多样性和变异性。具体包括下列三个层次：物种多样性（species diversity）（最基本层次）；遗传多样性（gene diversity）(微观层次)；生物群落多样性或生态系统多样性（ecosystem diversity）(宏观层次)
2、生物多样性的价值
（1） 直接经济价值——为人类提供最广泛最重要的资源直接享用。
（2） 间接经济价值——对环境的影响过程和生态系统的公益情况。主要是保护水资源、保护土壤、调节气候和处理废物。
（3） 伦理价值——精神和美学价值。
（二）生物多样性的分布及其丧失
1、生物多样性的分布格局
(1) 时间分布格局——主要是指地质历史时期生物多样性的变化。
（2）空间分布格局：
纬度梯度格局（地球总体分布格局）——指不同地理纬度生物多样性的变化，海拔高度不同的变化。
最大分布格局——由于历史原因或生境适宜某一些生物类群所达到的最大多样性。
相关分布格局——不同有机体类型之间，物种丰富度分布的相关性。
2生物多样性的测度
测度主要是对生物群落内物种多样性的测度，常用的普通方法如下3种：
(1) 物种丰富度指数（d）——有4种指数：
(2) Simpson指数（D）——又称优势度指数
(3) Shannon—Wiener指数（H）
3、物种多样性的丧失——物种灭绝
（1）自然灭绝：地史上5个时期（奥陶纪、泥盆纪、二叠纪、三叠纪、白垩纪）自然大灭绝概况。
恐龙灭绝的假说。目前鸟类和哺乳类每世纪的灭绝率为1%或每年0.01%。
自然灭绝是绝对的。生物只有灭绝才能进化，离开了进化，生物学是毫无意义的。
（2）人类造成的灭绝
自1600年至今，已有83种哺乳动物及113种鸟类遭人为灭绝（相当于哺乳动物种数的2.1%和鸟类种数的1.3%）。特别近150年丧失最多（图表），1600—1700年间鸟类和哺乳类灭绝率大约是每10年1个种，到了1850—1950年，上升到每年1个种。如果人类威胁不停止，则现在世界鸟类种的2%和哺乳类物种的5%将处于危在旦夕的灭绝境地。
4，物种多样性丧失的原因
(1) 人口膨胀，资源利用不断增加 (2) 物种赖以生存的生境受破坏，热带雨林受威胁
(3) 生境片断化、生境退化与污染 (4) 外来种引入和外来病害的入侵和传播 (5) 对资源的过度开发
（三）生物多样性保护研究
1、生物多样性现状及其格局研究
2，生物多样性形成、发展、衰退和丧失的机制研究
3、 物种濒危状况、灭绝速率、原因及其保护措施的研究
4、 生物多样性的监测研究——“生物多样性指示物种”的寻找及其监测手段（生物多样性与物种的指示关系
这些“指示物种需具备下列特征： 具有足够的敏感性来指示早期的环境变化； 具有较广的地理分布范围；
具有提供连续评价环境威胁的能力； 应比较容易收集和量度；能够用来指示由于人类干扰趋势而产生的自然循环周期的变化
5，生物多样性保护的对策与手段研究
保护政策：保护与利用关系的调整，保护管理政策
保护手段：就地管理与保护，异地管理与保护，建立濒危物种基因库（克隆）等。
6．生物种类的评估等级：
世界自然保护协会系统：分五个等级
G1——全球极度危机物种。现存<1000个成熟个体或在分布区内只出现5次或更小。
G2——全球危机的物种。现存1000~3000个成熟个体或在分布区内只出现6~20次。
G3——不常见但不危机的物种。现存3000~10000个成熟个体，或在分布区内出现21~100次。
G4——较常见且非濒危的物种。
G5——已证明在分布区内具高丰富度，没有濒危，但也可以是稀有的。
（四）我国生物多样性及其保护现状与未来
1．我国生物多样性的现状
我国生物多样性既丰富又独具特色，多样性在全球居第8位，北半球居第1位。其主要特点是：
生态系统多样性类型多样：陆地生态系统共计27大类460个类型，其中森林16大类，185个类型；草地4大类，56个类型；荒漠7大类，79个类型；湿地和温水水域5大类；海洋生态系统计有6大类，30个类型。
生物种类繁多，且具特有成分，孑遗成分及经济种类多的特点。高等植物计32800种，而特有种估计有15000~18000种，约占维管植物总数的50~60%。种子植物数居世界第3位。动物种类10.45万种，而特有高等脊椎动物种约662种（特有种居世界第8位）。
驯化物种及野生亲缘种多。世界上有237种栽培植物起源于我国。我国常见的栽培作物有600多种，果树品种1万多个，畜禽400多种。
2．我国生物多样性面临的主要问题
生态系统遭受破坏，原始林每年减少0.5万km2 。草原退化面积已达87万km2，国土受水、风力侵蚀面积已达367 km2。
物种受威胁，灭绝较严重。我国动植物种类中已有15~20%受到灭绝威胁，高于世界10~15%的水平。世界分布的濒危野生动植物种共640个，其中我国占156个。
遗传种质资源受威胁，外来种入侵，古老土著种受排挤。
3我国生物多样性的保护现状
自然保护区已建立708处，面积56.8万km2，占国土面积的5.54%；动物园28个，饲养脊椎动物600多种。野生动物人工繁殖场227处，植物园110多个，引种保存的中国植物区系达13000多种并保存生物种质35万份。
4． 我国生物多样性保护之未来——保护与研究计划
保护特殊生境和生态系统，如湿地、珊瑚礁、红树林等。
加强珍稀、濒危野生动植物农业驯养利用、种质资源考察收集等。
保护淡水和海洋水生生物多样性，开展异地保护与研究（兴建水族馆）。
寻找生物多样性保护与资源持续利用协调的途径——建立生物多样性管理区，开展退化生态系统的恢复工作。
大力开展生物多样性的本底调查，总结保护技术与管理经验，保护示范工程建设等。
二、全球变化现象及其效应
（一）什么是全球变化（global changing）
1、定义：全球变化是指可能改变地球承载生物能力的全球环境变化。
全球变化的主要特征：从狭义上说，全球变化主要是指大气的变化导致全球气球环境的变化。具体表征是：大气臭氧层的损耗；全球气候变暖。
（二）全球变化的效应
1、臭氧层损耗对地球的生态效应
臭氧层的变薄会使生物受过量的紫外线辐射而受害，植物降低光合作用水平，甚至慢慢死亡；人类增加皮肤癌的发病率，臭氧层中的臭氧每减少10%，人类皮肤癌的发病率就要增加4%。
2、 全球变暖对地球的生态效应：引起6个生物层次的巨大变化
（三）对全球变化效应的研究
1、陆地生态系统对全球变化效应与反馈研究
（1）全球变暖先兆区（预警区）对全球变化的监测与响应研究
中国青藏高原预警区模拟研究（图） 北欧树林对全球变化响应的预警模拟研究（图）
(2) 全球气候变暖对全球陆地生态系统的影响研究（图） (3) 全球气候变暖对海洋生态系统的影响研究
2．全球变化的生态对策研究
(1) 开展对CO2、甲烷的吸收，固定和利用体系的研究。
措施：多种能源利用；农业畜牧业的科学管理；矿井瓦斯综合利用；造林植草。
（2）更新观念——“时滞”(time lag)观念的确立
时滞现象：象爱滋病有潜伏期一样，全球气候变化和CO2浓度升高的生态学效应要通过一段时间以后才能表现出来，这种现象称之为时滞。不同的生态学效应时滞长短可能不一，给有关研究带来更大的困难。同时也提醒我们，不能因为没有检察出效应，就下结论说气候变化和CO2浓度升高对某种生态学过程没有影响。
（3）多学科的共同协作，相互结合
对学科——生态学、生物学、物理、化学、地理、气象、数学、计算机科学、医学科学、人文科学等密切结合。
研究方法——实验、观察、模拟
三、可持续发展 （Sustainable development）
（一）什么是可持续发展
1．定义：持续发展既是满足当代人的需要，又不牺牲后代人满足他们需要的发展。持续发展是在不危及后代人需要的前提下，寻求满足我们当代人需要的发展途径。持续发展是没有破坏的发展。
2，持续发展的基本原则
公平性原则——同代人的公平、代与代之间的公平、公平分配有限资源。
持续性原则——发展不能超越资源与环境承载能力。
共同性原则——各国虽差异甚大，但持续发展为全球发展总目标，全球必须联合行动。
3，持续发展的特征
经济持续发展——鼓励经济增长，但更应追求改善质量，提高效益，节约能源，清洁生产。
生态持续发展——这是持续发展的基础
社会持续发展——改善提高生活质量，社会进步，消灭贫困，创造一个保障人们平等，自由、教育、人权和免受暴力的社会。
这三者之间是相互关联，不可分割的。但生态持续发展是基础。（图）
（二）怎样才能持续发展
1．摆脱贫困；生态环境恶化的主要原因—贫困（贫穷污染）。要摆脱“贫困—过度开发自然资源—生态恶化—自然灾害加剧—更加贫困”的恶性循环。
2．适度的人口：人类必须在地球承载能力的范围内生活。
3．维护地球资源 4．维护地球生命支持系统 5．维护生物多样性
6．有远见的决策：重点放在环境后果上的政策转到放在产生这些后果的根源；环境必须要有国家机构调控。
7．动员全球人民积极参与。这是持续发展的关键。
8．更新观念，摒弃旧观念，树立新的持续性伦理道德——尊重自然，认真地把人类看作是自然的一部分，把人类从对自然的胜利控制所产生的飘飘然中解脱出来。
（三）我国可持续发展的战略与对策
1．战略目标：今后10年内
(1) 经济可持续发展：保持国民生产总值以平均每年8~9%速度增长。
(2) 生态可持续发展：在2000年前人口增长率控制在12.5‰。
2．主要对策：
动物行为
第一节 动物行为学总述
什么是动物行为和动物行为学？
行为（behaviour）:
定义：动物为了满足个体生存和种族繁衍，适应内外环境变化，动物个体和群体所做出的有规律，成系统的适应性活动。
实质：动物为了自身或基因存活和后代存活，所做的一切事情。
动物行为的内涵： 动物的各种运动方式。 动物的鸣叫发声。 动物的面部表情。
动物个体间的信息传递，动物个体间的视觉通讯，听觉通讯，嗅觉通讯，触觉通讯，电通讯（靠电场传递信息）等。 能够引起其他动物个体行为发生变化的所有外部可以识别的变化。有些动物外形没有变化也属于动物行为。 动物的个体行为对外界环境变化与内部生理变化做出的整体性反应。
（3）动物行为的特点：概括为：大多数行为是一个动态过程；是对环境的适当反应，并在生存中起作用；
需运动器官（肌肉）的活动，神经系统，感觉器官（耳，鼻，眼等）与内分泌系统参与，这是构成行为的物质基础。动物行为对它的生命有利，或对基因传递有利，动物只有借助行为才能适应多变的环境。
动物行为学：
动物行为学定义：用自然科学的方法来研究动物行为的生物学。
发展过程：
动物行为学的研究内容：
因果关系（刺激与固定动作格局）总结：动物的行为有一定的因果关系，意外刺激导致行为释放。
行为生理：动物的行为与内在的生理状态有关，及与内分泌系统和神经系统有关。
行为遗传，进化，行为与基因的关系。
行为生态（研究动物行为与生态环境的关系）
行为功能（存活值，存活价值能带来一定的好处），只有利大于弊，才会产生行动。如：行为的适应性（黑头海鸥叼蛋壳）。
第二节 动物行为的类型
攻击行为
定义：同种个体之间所发生的攻击或战斗。
引发原因：争夺食物、配偶、巢区或领域。
攻击方式：肉体性和非肉体性。有时经过威胁，估量实力，争斗三个过程。个别争斗也具有杀伤性。
捕食行为（掠食行为）
定义：肉食动物捕杀另一种动物为食所表现的攻击行为。
引发原因：种间的激烈竞争造成的，或是动物食性发生改变。
捕食策略：
A．力胜：借助本身强壮粗大的身体以及特殊的捕食工具来获取食物。
B．智取：动物通过智慧而获取食物的办法，分为潜伏，运用诱饵，使用工具，利用陷阱。
C．集体捕食（合作捕食），
捕食的得失问题：捕获者提供的能量必然多于捕获行为消耗的能，否则就要在进化过程中被淘汰。如美国北海岸的乌鸦采食行为。
反捕食策略：被捕者保护自己的方法。方式有隐蔽，灭迹，逃避敌害，伪装，自卫。
贮食行为
定义：为了度过不良的时期，维持其正常的生活活动，许多动物在食物储藏过程中的所作所为。
意义：动物贮存的食物，都对度过不良的时期，维持其正常的生活活动有利。
迁徙和航行
迁徙（候鸟：越冬地区，繁殖地区）和航行举例：A．蜂鸟B．鲑鱼C．北美大蝴蝶
定向行为定义：动物依靠某种感觉器官完成的定位活动。
化学定位：依靠嗅觉器官来完成的化学定向。
狗外出小便；蚂蚁分泌液体标志路线；鲑鱼（大麻哈鱼）用鼻感知电波。
视觉定位：
白天迁飞的鸟靠太阳的位置定向；晚上迁飞的鸟靠星辰的位置来定向；土蜂识别路标；
蜜蜂、鸽；阴天靠非视觉定向。
听觉定位（回声定向：发出声音，识别回波，判断物体位置。）蝙蝠；海龟、海豹；
节律行为
动物的活动随着适应环境中自然因素的变化而发生的有节律性的变动。
分类：昼夜节律；月周期；年周期；生物钟；
社会行为
定义：同一种群的动物聚集成群，共同生活。
意义：群居对动物捕食，防御敌害，繁殖等有利，但种内斗争激烈，也易使疾病传播和蔓延。
区别：社群性动物，开放型社群（也称群体。一些哺乳动物和鸟类只在繁殖或迁移中集群），封闭型社群（一些昆虫、哺乳动物同一群中的成员有明确分工，具严格的识别机制，对外来成员采取攻击，杀伤等方法，如蜜蜂，猴等）。
通讯：视觉通讯，听觉通讯，化学通讯（外激素和诱导外激素），触觉通讯，电通讯。
性行为（繁殖行为）：
（1）定义：动物适应繁殖按一定程序组成的行为链。一般分为求偶，交配，孵卵，抚幼等阶段。
（2）有性繁殖行为：
性别和性选择：
性别的存在是动物有性繁殖或是求偶的基础和前提。在繁殖季节，两性个体之间为取得与异性交配的机会，就要通过嗅觉，视觉，听觉和感觉等方式，进行性识别，在交配前，往往还有性选择或是性竞争（同性选择或者异性选择）。
动物的性行为
动物通过性行为将雌雄两性的遗传物质重组并传递下去。包括求偶行为（吸引选择同种异性，抑制异性的攻击和逃避行为，达到性行为同步），交配和配偶关系，抚育行为。
第三节行为的动机
一．环境信息和行为动机
（一）刺激：能被动物感知并引起动物发生反应的那一部分体内变化和体外变化。
体内变化指动物体内激素分泌的多少，性成熟的程度，血糖含量多少，酸碱度、氧和二氧化碳含量的变化等化学性环境信息的变化。这些体内因素的变化直接影响动物的行为。
体外变化指偏振光，红外线，紫外线等光变化、温度和湿度、声波、气压、风力、震动等物理性环境信息和气味等化学性环境信息的变化。对动物来说，这些常常与异性的出现，猎物的出现，敌害的出现等相伴随。雄孔雀艳丽的羽毛易于被雌性辨识，就是引发刺激。
1．体内刺激包括来自于内感受器和内部器官的运动觉刺激，以及可作为刺激的一种思想或一种气味所引起的回忆，并由它所引起进一步反应的心理性刺激。
体外刺激包括具体形象刺激和能够代表发出刺激主体的信号刺激。对刺激产生行为的意义：（1）是可以保证动物生存，生殖成功，社群稳定的必须反应，自然状态下失误少准确性高；
（2）个别失误，动物只多耗费了一些时间和精力，对动物生存无影响。
2。外界的一个特定的刺激可引起动物发生特定的反应，这种先天的反应称为固定动作格局。固定行为格局按照一定的时空顺序，所进行的肌肉收缩活动，表现为一定的运动形式。它没有推理内容，格式完全固定不变。能够引发动物产生某一特殊反应的特殊刺激称为信号刺激（或者引发者、释放者）。
3。超常刺激：比一个正常的自然信号更能释放动物某一行为的非自然信号。
4．刺激能被动物感知，并引起动物发生反应取决于两方面。
（1）动物相应的感觉器官。
感受器包括视觉、听觉、嗅觉、触觉和味觉的感觉细胞，担负着向神经系统提供情报的功能。位于皮肤内的感受器，以及视觉、听觉和嗅觉器官，接受来自动物体外的刺激，叫外感受器。位于肌肉、关节、筋膜和内脏器官的感受器，接受来自体内的刺激，叫内感受器影响动物行为的主要感觉器官为视觉器官、听觉器官和嗅觉器官，能产生知觉。
（2）刺激阈值（感觉阈或强度阈）：引起动物发生反应的最低刺激强度。
刺激的强度，只有刺激达到一定强度，机体才能产生感觉，并引起反应。
强度相同的刺激对不同动物引起的反应可能不同。
对同一动物，由于机体生理状况不同或其它原因，也不可能每一次引起相同的反应。如性行为后，觅食行为后，动物再遇到刺激，要么没有反应，要么反应弱。说明刚刚完成一行为后，动物对此行为的要求大大降低了。
感觉器官：
1．化学感受器：通过嗅觉、味觉的感受器来感知空气中或溶于水中的化学性物质（化学环境信息）。与求偶、传递信息、摄食和防御敌害等密切相关。
2．光感受器：原生动物、环节动物、棘皮动物靠身体表面感光。其它动物靠感光细胞和不感光细胞组成的特殊光感受器----眼感光。如眼点（涡虫），和由许多小眼组成的复眼，出现了晶体（角膜和晶锥），可以感光，感受偏振光，还可以成像（大部分节肢动物）如蜜蜂在没有太阳的时候，依靠偏振光能够判断太阳的位置，进行定向；由脑侧壁突起形成的眼，有晶体，可以感光，成像，并可以判断距离（脊椎动物）。
3．热感受器：对温度敏感。如蝮蛇的颊窝，蟒蛇的唇窝，响尾蛇的颞窝可感受0。005摄氏度的温差。
4．声波感受器：主要是听觉器官，感受机械性刺激。声波转换成神经冲动，从而形成听觉。
5．其他感受器：大多数动物嗅觉灵敏，许多鸟类可以感受地球磁场。
刺激筛选（刺激过滤）：动物有选择对外界刺激做出反应。即动物的感受器只对本身具有生物学意义的刺激才接受它，并起反应。
意义：动物任何时刻，需要面对无限多的环境信息与环境刺激，但有用的信息很少。动物对刺激的筛选能力，减少了动物对无关刺激的消耗，适应动物生存需要。
外围筛选（外周过滤）：动物的感受器只能感觉到一定种类、值阈的刺激，也就是说，外围筛选具有特异性或专一性。
中枢筛选：中枢神经系统及筛选机制对刺激的筛选。
两者相互补充，相辅相成。
动机：某一特定行为前内部的待机状态。它是动物体内的生理状况所决定的一种行为欲望。它以结构特征，生理状态和后天经验为基础，目的是使动物体内的渗透压、体温、内分泌腺的分泌保持稳定，从而保持与外界的平衡。是动物行为发生变化的一种可逆的体内过程。
对同一动物，由于机体生理状况不同或其它原因，也不可能每一次引起相同的反应（动机不同）。当一个行为比较难于释放时，刺激阈值提高了；当一个行为比较容易释放时，刺激阈值降低了。欲求行为：为过渡到完成行为，动物积极寻找目标的行为。
欲求行为阶段，行为程序有较大灵活性，适应性，学习行为容易进行。完成行为：历时短，行为简单。如性行为中的寻找配偶（欲求行为），交配行为（完成行为），交配后导致欲望下降。
（2）空放行为：没有刺激的行为释放。如织布鸟织巢。
（3）折中行为：当动物体内有两个或更多个动机时，所采取的行为。每一行为背后都有潜在的动机，通常一个时刻只能做一件事，但体内通常有不止一个动机。两个动机冲突，矛盾时，可以导致动物行为的特别。
第四节 行为的调控与进化
一．行为的发生
（一）动物的先天性行为
动性：随机的不定向的运动反应，强度随着刺激强度的变化而变化，使运动没有特定的方向。
结果：使个体趋向于有利刺激，避开不利刺激。如涡虫避光进入暗室。如涡虫避光进入暗室。
趋性：接近或离开一个刺激源的定向运动。
特点：动物的感觉器官应感受刺激方向，并能矫正身体长轴与刺激源的方向。如昆虫趋向于刺激源。
3．反射：由神经系统对外界刺激产生的有规律的反应。如：抓握反射、舐吸反射，咳反射，唾液反射，瞳孔反射。
特点：在刺激与反射之间有着固定非常强的联系。
反射弧在传入神经和传出神经间，有着固定的解剖学联系。大多数反射弧到达脊髓，少数到达脑。
（1）无条件反射：刺激与反应之间的联系是先天的，一定刺激只对应一定反应。
（2）条件反射：刺激与反应之间的联系是后天形成的，是在学习过程中建立起来的，需要不断强化，否则消失。如巴甫洛夫的经典学习实验。
4．本能行为：先天具有，由遗传决定，但必须达到一定的发育阶段才能由刺激引起的行为。
特点：是靠神经系统完成的非条件反射，是遗传的反射，是进化过程中由自然选择形成的。（达尔文第一个给本能下科学的定义。）如泥蜂（细腰蜂）以本能为主，学会辨认巢穴位置。
后天性习得行为（学习行为）
1．定义：动物在成长过程中，借助于经验积累改变自身行为的能力。
2．特点：在个体发育过程中形成的，以先天为基础，所进行的学习。如肉食动物需长期与父母在一起。
（1）习惯化（刺激特异性疲劳）：最简单的学习行为，动物对无积极意义，又无消极意义的刺激不与反应。
（2）印随学习：动物出生后早期的学习方式，具特定的敏感期。
（3）观察学习（模仿学习）：动物通过观察模仿同类动物的行为。：包括经典条件制约与操作条件制约。
（4）联想学习（条件反射）：是在学习过程中建立起来的，需要不断强化，否则消失。
（5）判断与推理（悟性学习）：最高等的学习行为，是指动物利用经验去解决问题。
二．神经系统、激素与动物行为
（一）中枢神经系统的功能
大脑皮层的发达程度与抽象思维，记忆，后天行为等方面的能力有关。
延脑，脑桥控制躯体功能、呼吸、循环等自主活动。
3．中脑的视叶是动物的视觉中枢（鱼类与两栖类占统治地位，哺乳类丧失了一部分能力。）4。丘脑、下延脑与动物的体温调节、摄食行为、饮水行为或维持体内水盐平衡、血压高低和内分泌等有关。例如：将一只充分饮过水的羊对其下丘脑的侧区施加电刺激，出现的行为是大量饮水。
激素与动物行为
激素特点：作用速度慢，可达每个细胞，效应时间长，能发挥特殊效应。
内激素：
生长激素：由脑垂体分泌。
甲状腺素：由甲状腺分泌。
胰岛素与胰高血糖素：由胰岛分泌。
肾上腺素：由肾上腺髓质分泌。
性激素：促卵泡激素、促黄体激素、促乳素由垂体前叶分泌；催产素由垂体后叶分泌；少量的雄激素或雌激素由肾上腺皮质分泌；雄激素由睾丸分泌；雌激素和孕激素由卵巢分泌。
外激素：
性外激素：由昆虫分泌，具有专一性。如雌蛾分泌的性外激素可引诱数公里外的雄蛾。
聚集外激素：由群居性昆虫分泌。如蜂王或蚁后，从而控制社群中各成工员的分工，维持个体间相互依存的关系。
告警外激素：由群居性动物分泌。如鱼受伤分泌物质，使同伴逃走。
（4）追踪外激素：由群居性动物离巢时分泌，从而使同类沿气味去采食，也可便于自己回巢。
两者与动物行为的关系
动物的行为受神经系统的调控，动物的许多行为特别是性行为也受激素控制。
神经和激素共同协调、相辅相成调控了动物行为的产生。
三．动物行为的进化
（一）动物行为的进化方式
同源演化：来源于共同祖先的动物，其行为有相同现象。
趋同演化：不同种的动物在同一或类似的环境条件下，为了适应环境具有相同或相似的行为。
对环境的适应：为了生存动物的行为要适应环境。
人类行为对动物行为的影响
改变、破坏了动物生活环境，间接影响动物行为。
环境污染改变和破坏了动物的栖息地，从而影响了动物行为，或间接引起动物行为改变。
改变遗传性
人类选择，使动物的变异积累。人类通过改变了动物的遗传特性而改变了动物行为。
减少了对同类的攻击行为。
降低了动物对人类的攻击和逃避行为。
改变了动物的繁殖行为。
改变了动物的学习行为。
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高中生物奥赛专用
普通动物学复习指导
复习要求：
　　主要掌握各动物门和纲的主要特征及其代表的形态、结构特征，对细微的结构描述一般不作要求。复习时从运动、呼吸、消化、循环、排泄、生殖等功能去理解和掌握各动物门和纲的主要特征。
复习纲要：
1、原生动物门：原生动物门的主要特征，鞭毛纲、肉足纲、纤毛纲、孢子虫纲的主要特征及其代表动物。掌握疟原虫的生活史，了解几种对人类危害较大的寄生虫，如痢疾内变形虫、利什曼原虫、锥虫等。
2、腔肠动物门：主要物征，水螅的形态结构和生态习性，水螅纲、钵水母纲和珊瑚纲的代表动物。
3、扁形动物门 ：扁形动物门的主要特征，特别是与消化和排泄有关的结构，涡虫的形态结构，吸虫纲、绦虫纲的代表动物，其中华枝血睾吸虫、血吸虫和猪带绦虫的生活史。三胚形成的进化意义。
4、线虫动物门：线虫动物门的主要特征，消化管，原体腔。蛔虫的形态结构，蛔虫的生活史。寄生虫与寄生生活相适应的特点。
5、环节动物门：环节动物门的主要特征，分节，真体腔，闭管式循环，索链状神经系统。环毛蚓的形态结构，生态习性。
6、软体动物门：软体动物门的主要特征，河蚌的形态结构，生态习性。各外纲的代谢动物，头足纲动物的特点
7、节肢动物门：节肢动物门的主要特征，异律分节，分节的附肢，外骨骼，口器，气管等。甲壳纲、蛛形纲，多足纲和昆虫纲的主要特征，典型的代表动物，特别是昆虫纲要求掌握20个主要目的主要特征和典型的代表动物。 8、棘皮动物门：棘皮动物门的主要特征，内骨骼，后口，海盘车的形态结构特征。
9、半索动物门：半索动物门的代表动物及其主要特征。10、脊索动物门：脊索动物门的主要特征。
尾索动物亚门的主要特征，代表动物海鞘的形态结构特征。
　　头索动物亚门的主要特征，代表动物文昌鱼的形态结构特征，头索动物在动物进化中的意义。
　　脊椎动物亚门的主要特征。
　　圆口纲的主要特征，典型代表七鳃鳗的形态结构特点，生态习性。
　　鱼纲的主要特征，代表动物鲫鱼的形态结构特征，从体形和皮肤及八大系统入手复习，掌握各系统的主要结构特点。软骨鱼和硬骨鱼的主要特征。鱼类的洄游。
　　两栖纲的主要特征，代表动物青蛙的形态结构特征，蚓螈目、蝾螈目、蛙形目的代表动物。
　爬行纲的主要特征，羊膜卵及其在进化上的意义。爬行类动物身体结构特征。喙头目、龟鳖目、晰蜴目、蛇目、鳄目的代表动物。
　　鸟纲的主要特征，恒温及其进化意义，鸟纲动物的躯体结构。鸟类的繁殖、生态及迁徒。
哺乳纲的主要特征。胎生、哺乳及其在动物演化史上的意义，哺乳动物的躯体结构特征。原兽亚纲、后兽亚纲和真兽亚纲的主要特征及其代表动物。真兽亚纲常见动物的分类要求到目。
第一部分 无脊椎动物
包括脊索动物以外的所有动物。
1、 原生动物门
（一）门的主要物征：
1、生活习性：生活在液体环境或潮湿土壤中。具有三种营养方式，即①植物性营养（光合营养）；②动物性营养（吞噬营养）；③渗透营养（腐生营养）。有的兼有其他营养方式，如绿眼虫在有光时行光合营养，无光时行渗透营养。
2、形态结构：体制有不对称、球辐对称；单细胞，少数联合成群体；细胞中分化出多种细胞器，完成动物体的各项生理功能，如运动器（纤毛、鞭、伪足），消化细胞器（胞口、胞咽、食物泡、胞肛），防卫细胞器（刺丝泡）。
3、生理：通过体表进行呼吸、排泄，伸缩泡和收集管主要是排出多余的水分。
4、生殖：方式多样，以胞囊度过不良环境。
（二）代表动物——草履虫
1、生活环境：富含有机质的淡水中。
2、形态结构：形似倒置的草鞋；表膜密被纤毛，细胞质中分化出多种细胞器，有大小两个细胞核，大核与营养有关、小核与生殖有关。
3、动：纤毛摆动，使虫体沿纵轴旋转前进。
4、生殖：无性生殖为横二分裂，有性生殖为接合生殖。
（三）原生动物的分类：
1、 鞭毛纲：运动胞器为1或多根鞭毛；多自由生活，少寄生；无性生殖为纵二分裂，有性生殖为同配或异配生殖。如眼虫、夜光虫（与赤潮有关）。
2、 肉足纲：运动胞器为伪足；多自由生活，少寄生。常见种类：痢疾内变形虫、太阳虫。
3、 孢子纲：全寄生，行渗透营养，裂体生殖、孢子生殖、配子生殖。如疟原虫。
4、 纤毛纲：运动胞器为纤毛（较鞭毛短而多），分化出多种细胞器，细胞核有大小一，横二分裂。常见种类：草履虫、栉毛虫、棘尾虫、喇叭虫。
2、 多孔动物门：又名海绵动物、侧生动物。
（一）门的主要物征：
1、生活习性：固着生活、淡水或海水生。
2、形态结构：体型多数不对称，少数辐射对称；多细胞，有细胞分化但无明确组织；
体壁由皮层、胃层及二者之间的中胶层构成；体柔软多孔似海绵；具有特殊的水沟系，有利于摄食和呼吸。
3、生理：摄食、呼吸、排泄通过水沟系来完成。
4、生殖发育：胚胎发育中有胚层逆转现象；海产种类发育中两囊幼虫出现两次囊胚。
（二）多孔动物的分类特征：
胚胎发育中出现胚层逆转现象；体内有领细胞、骨针、水沟系等；被认为是较早分化出来的原始多细胞动物的一个侧支，故名侧生动物。
常见种类：白枝海绵、毛壶、拂子介、偕老同穴、沐浴海绵、淡水海绵。
3、 腔肠动物门：
（一）门的主要特征：
1、生活习性：水生、自由或固着生活。
2、形态结构：体型多辐射对称，少数两辐对称（如海葵），具有水螅型和水母型；具有两胚层和消化循环腔，有口无肛门，有原始的组织分化，出现了神经网。
3、生理：呼吸及排泄均通过体表完成，具有细胞内消化和细胞外消化两种消化方式。
4、生殖发育：生殖方式多样，有的有世代交替（水螅型为无性世代，水母型为有性世代），也有的终生水螅型（行出芽生殖、有性生殖）；海产种类有浮浪幼虫。
（二）分类：
1、水螅纲：单个或群体生活，有的有世代交替，性细胞由外胚层产生。如水螅、薮枝螅、桃花水母。
2、钵水母纲：多为大型水母，水螅世代不发达，性细胞由内胚层产生，如海蜇。
3、珊瑚纲：固着生活，单体或群体生活，只有水螅型，无世代交替，大多具发达的骨骼；性细胞由内胚层产生。如海葵、红珊瑚。
4、 扁形动物门
（一）门的主要特征：
1、生活习性：少自由生活，多寄生。
2、形态结构：身体扁平，左右（两侧）对称，有的假分节；具有三胚层，出现了中胚层，皮肌囊发达，出现了器官系统的分化，消化系统有口无肛门、排泄系统为原肾管（有焰细胞），具梯状神经系统。
3、生殖发育：多雌雄同体、异体受精，具固定生殖腺和生殖导管，出现交配和体内受精。
（二）分类
1、涡虫纲：体表有纤毛，多自由生活，少寄生，多数肠道发达，感觉器官较发达，间接发育的种类经牟勒氏幼虫阶段。如三角真涡虫。
2、吸虫纲：体表无纤毛，寄生，肠道简单，神经不发达，感官消失；出现吸盘、锚、钩等附着器官、生殖系统发达，生活史复杂、多数有中间寄生，如三代虫、指环虫、日本血吸虫、华枝睾吸虫、姜片吸虫。
3、绦虫纲：体表无纤毛、体内寄生；体扁平带状，假分节、消化系统消失，生殖系统发达，雌雄同一节片。如猪肉绦虫，牛肉绦虫。
5、 线形动物门：又名原体腔动物或假体腔动物
（一）门的主要特征：
1、生活习性：自由生活或寄生生活。
2、形态结构：体呈长线形，体表具角质层、有蜕皮现象、不分节。具有原体腔、消化系统有口有肛门、排泄系统为腺型或原肾管型（无焰细胞）、体表呼吸。
3、生殖发育：多雌雄异体，且异形，直接发育或间接发育。
（二）分类：
1、线虫纲：体呈长圆筒状、角质膜光滑或具环纹，体壁由角质膜、表皮（多为合胞体）、肌肉层构成，表皮两侧增厚为侧线，体表呼吸，雌雄异体，多直接发育，自由生活或寄生。如：人蛔虫、钩虫、蛲虫、丝虫。
2、轮虫纲：体较小、身体分头、躯干、尾三部分，头部具一纤毛轮盘、常行孤雌生殖和有性生殖，生活史复杂，水生。如臂尾水轮虫、球轮虫。
6、 环节动物门
（一）门的主要特征：
1、生活习性： 多自由生活，少寄生。
2、形态：左右对称，真分节（多为同律分节，少异律分节），具疣足、刚毛。
3、结构结构：具有次生体腔，闭管式循环，后肾管排泄，体表呼吸，具链状神经。
4、生殖发育：雌雄同体，异体受精，海产种类个体发育经担轮幼虫阶段。
（二）分类：
1、多毛纲：头部明显，感官发达，体两侧有疣足，雌雄异体，发育中有担轮幼虫，多海产，如沙蚕。
2、寡毛纲：头部常退化，无疣足，以刚毛协助运动，有生殖环带，雌雄同体，异体受精，直接发育，淡水或内陆土壤中生活。如水丝蚓、环毛蚓。
3、蛭纲：一般称水蛭或蚂蟥。体扁长，体节数恒定，体节又分体环，无疣足和刚毛，体前后端各有一个吸盘，多营暂时性体外寄生；雌雄同体，直接发育。
7、 软体动物门：（也称贝类）
（一）门的主要特征：
1、生活习性：淡水、海水或陆生，分布广泛。
2、形态结构：形态多样。身体分头、足和内脏团三部分；具外套膜，内壁形成鳃或血管密集成“肺”，是呼吸器官，外壁分泌形成贝壳；初生体腔与次生体腔并存，前者发达后者极度退化；多为开放式循环，少闭管式循环（头足类）；神经系统变化较多。
3、生殖发育：多雌雄异体，少数雌雄同体，异体受精；海产种类发育中经过担轮幼虫和面盘幼虫阶段。
（二）代表动物——河蚌
１、生活习性：淡水中底栖生活。 ２、适应性特征：
a．头部不明显，神经系统和感觉器官退化； b．具有两片贝壳，保护柔软的身体；
c．外套膜合抱成，内有二片瓣状鳃。外套膜及鳃表面的纤毛摆动，使水流从入水管进入外套腔，流经身体后从出水孔流出，使其能完成呼吸、取食、排泄和生殖等生理功能。
d。胃腔中有一晶杆囊，内有晶杆，既能搅拌食物，也能溶解释放消化酶，充分消化食物。
e。发育中有一钩介幼虫阶段，暂时寄生鱼体表，随其转移扩大分布范围。
（三）软体动物的分类：
1、多板纲：具有8 块履瓦状排列的贝壳，梯状神经，海产。如毛肤石鳖、锉石鳖。
2、腹足纲：约10万种，为动物界第二大纲，分布广泛，身体左右不对称，头部发达，有眼和触手1－2对，　　　足发达、位于腹面；常有一螺旋形贝壳。
其不对称体型是在胚胎发育中形成的，为次生性不对称。常见种类：鲍（其贝壳称石决明，供药用）、田螺、海兔、海牛、蜗牛，蛞蝓。
3、瓣鳃纲：身体侧扁，具2片贝壳，头部退化，无感官，鳃呈瓣状，足呈斧状，多海产。如泥蚶、毛蚶、牡蛎、三角帆蚌、船蛆。
4、头足纲：体两侧对称，分头、足、躯干三部分，外壳退化为内壳或无，头部发达，两侧有一对非常发达的眼，足特化成腕，神经系统高度发达集中形成脑，外包软骨环；闭管式循环；海产。重要种类：鹦鹉螺、金乌贼、无针乌贼、枪乌贼、柔鱼、章鱼。
乌贼适应快速掠食生活的特点：
①体呈梭形，分头、足、躯干；
②头两侧眼高度发达、具有与脊椎动物相当的折光系统，且外有假角膜保护；
③外套膜肉质，具有闭锁器和漏斗，外套膜收缩使水从漏斗口喷出，倒退前进。
④贝壳退化为内壳，称“海螵蛸”。
8、 节肢动物门 为动物界第一大门，约有110万种，占85％。
（一）门的主要特征：
1、 身体分部，附肢分节。 头部
（1）身体分部：为异律分节。 头胸部
胸部 三部分愈合
腹部 腹部
（昆虫） （蜘蛛、虾） （蜱、螨）
（2）附肢分节，增强灵性性，适应多种功能。这是进化的重要标志。
2、 体被外骨骼，有蜕皮现象，增强了支持力和保护能力。
3、 肌肉成束，不形成皮肌囊，肌肉舒缩能力增强。
4、 混合体腔，次生体腔退化，开放式循环。
5、 呼吸、排泄器官形式多样。
（二）分类：
1、 重要的纲比较：
比较项目 甲壳纲 蛛形纲 多足纲 昆虫纲
身体分部 通常分头部和腹部 分头胸部和腹部，或头、胸、腹三部分 分头胸部和躯干部 分头、胸、腹三部分
附肢 触角 2对 无 1对 1对
口器 上颚1对、下颚2对、颚足数对 螯肢、脚须各1对 上颚1对、下颚1－2对 上颚1对，下颚1对
足 通常每节1对 头胸部4对 每节1－2对 胸部3对
呼吸器官 鳃 书肺和气管 气管 气管
排泄器官 绿腺或颚腺 马氏管或基节腺 马氏管 马氏管
生殖孔 1对，在胸部后方 1个，在腹部前方 1个，在躯干部前方或后方 1个，在腹部后端
发育 通常有幼虫期 通常无幼虫期 无幼虫期 通常有幼虫期
生活环境 海水、淡水，少数居陆地 主要在陆地 陆地 大部分陆地，少数淡水，很少海产
2、 昆虫纲的主要分类依据：
（1）触角：位于头部前方，两复眼之间，是触觉和嗅觉器官；由柄节、梗节、鞭节三部分组成。主要类型及代表动物：
丝状—— 蝗虫、蟋蟀 　刚毛状—— 蜻蜓、蝉 念珠状——白蚁　　　锯齿状 —— 绿豆蟓
球杆状 —— 蝶类 羽毛状 —— 雄蛾　　　　环毛状 —— 蚊 膝状 —— 蜜蜂、胡蜂、蚂蚁
具芒状 —— 蝇类　　　　　　鳃片状—— 金龟子 锤状—— 郭公虫、小蠹虫
（2）眼：具单眼和复眼。
①复眼：昼行性昆虫为并列象眼，夜行性昆虫为重叠象眼；
②单眼：2～3个，只能感光、不能视物。
（3）口器类型及代表动物：
咀嚼式 —— 蝗虫、螳螂 刺吸式 —— 蚊、蝉 嚼吸式 —— 蜜蜂
舐吸式 —— 蝇 虹吸式 —— 蝶、蛾
（4）翅的类型及代表动物：
膜质 —— 蜂、蜻蜓、白蚁 复翅 —— 直翅目昆虫 鞘翅 —— 金龟子、天牛　　双翅 —— 蝇、蚊
半翅 —— 蝽蟓的前翅 鳞翅 —— 蝶、蛾 毛翅 —— 石蛾　　　　　　　缨翅 —— 蓟马
（5）足：3对，分前、中、后足，每足分6节：基节、转切、腿节、胫节、跗节、前跗节。
主要类型及代表动物：
步行足——步行虫、瓢虫、 蠊 跳跃足——蝗虫、蟋蟀、跳蚤　　攀援足——体虱
捕捉足——螳螂前足 开掘足——蝼蛄前足　　　　　　　抱握足——雄龙虱的前足
游泳足——松藻虫、龙虱后足 携粉足——蜜蜂后足
3、昆虫的生物学特性：
（1）生殖方式：
①两性生殖：卵式生殖或卵胎生（蚜虫、粉虱）；
②孤雌生殖：又称单性生殖，如家蚕、粉虱、介壳虫、蜜蜂；
③多胚生殖：如小蜂科蜂类；
④幼体生殖：瘿蚊科和摇蚊科的一些种类。
(2)发育与变态：
①胚胎发育：受精卵→幼虫
受精卵（卵黄居中央，为中黄卵）→卵裂（为表裂）→ 胚盘（囊胚期）→ 胚带 →原肠胚 → 形成羊膜和羊膜腔（腔内充满羊水，保护胚胎）→ 胚芽、足节 → 内部器官相应发育 → 形成幼体 → 孵化。
主要特点是形成羊膜和羊膜腔，这是对陆生生活的适应。
②胚后发育：有蜕皮现象，龄期＝蜕皮次数＋1。间接发育，有变态现象。
变态的类型主要有：
无变态：幼虫与成虫比较，除身体大小和性器官未成熟外，无别的差异。如衣鱼。
不完全变态；只经过三个虫态，即卵、幼虫、成虫。分两种类型：
渐变态：幼虫与成虫形态习性基本相似，仅大小不同，翅逐渐长成，其幼虫为若虫；
半变态：幼虫与成虫形态习性均不相同，幼虫水生，成虫陆生，其幼虫称为稚虫，如蜻蜓。
完全变态：幼虫与成虫在形态和习性一有显著区别，经过四个虫期：卵、幼虫、蛹、成虫。幼虫名称较多。
（3）其他特征：休眠和滞育、多型现象和社会性生活、趋性、保护色、警戒色和拟态、。
3、 昆虫纲的分类：昆 虫 纲 重 要 目 的 主 要 特 征 比 较
目名 触角 口器 翅 变态 其他特征 代表
前翅 后翅
弹尾目 丝状 咀嚼式 无翅 无 腹部不超过六节，第四节有跳器 跳虫
缨尾目 丝状 咀嚼式 无翅 无 体有鳞片，尾须第，常有中尾丝 衣鱼、石
蜻蜒目 刚毛状 咀嚼式 膜质，前后翅相似 半变态 眼大，腹部长 蜻蜒、豆娘
螳螂目 丝状 咀嚼式 革质 膜质 渐变态 头三角形，前足适于捕攫 螳螂
直翅目 丝状 咀嚼式 革质 膜质 渐变态 后足适于跳跃、或前足适于开掘 蝗虫、蟋蟀、蝼蛄
等翅目 念珠状 咀嚼式 有或无，有翅则2翅相同，膜质 渐变态 翅易脱落，眼退化 白蚁
革翅目 丝状 刺吸式 鞘翅，短 膜质，扇形 渐变态 体未端有尾钳 蠼螋
虱目 短、丝状，3节或5节 刺吸式 无翅 无 足单爪，适于抓握毛发 人虱
半翅目 丝状 刺吸式 半鞘翅 膜质 渐变态 口器在状前端伸出 蝽蟓、臭虫
同翅目 刚毛状或丝状 刺吸式 膜质，有时只1对或无 渐变态 口器在头部腹面后端伸出 蚜虫、蝉
脉翅目 多为丝状 咀嚼式 膜 质，膜脉网状 全变态 触角长，卵常具柄 草蛉
鳞翅目 多样 虹吸式 鳞翅 全变态 体表覆有鳞片 稻螟虫、家蚕、菜粉蝶
鞘翅目 多样 咀嚼式 鞘翅 膜质 全变态 前胸大，后胸小，一般叫金龟子 金龟子、天牛、龙虱
膜翅目 多样 咀嚼式或嚼吸式 膜质2对或无 全变态 腹部基部通常狭小 蜜蜂、胡蜂、蚂蚁
双翅目 环毛状、芒状 刺吸式或舐吸式 膜质 平衡棒 全变态 复眼很大，几乎占头的大部分 蚊、蝇
蚤目 短小、棒状 刺吸式 无翅 全变态 体左右侧偏，善跳 跳蚤
4．蝶类与蛾类的主要区别
区别 蝶类 蛾类
活动时间 白天 大多在夜间
触角 球杆状、锤状 丝状、羽状、栉状
翅 较大，停息时竖立背上 较小、停息时放在背上
腹部 较瘦小 较肥大
9． 棘皮动物门
（1） 门的主要特征：
1、 生活习性：海洋生活、底栖。
2、 体制：身体辐射对称，大多为五幅对称。这是次生性辐射对称。
3、 体壁：内具有中胚层形成的内骨骼。
4、 后口动物：胚胎发育中原肠期的原口形成动物的肛门。而在与原口相对的一端形成一个新的开口称后口，这类动物叫后口动物。
5、 辐射卵裂：以肠腔法形成中胚层和体腔
6、 次生体腔发达，一部分形成特殊的水管系统（也称步管系统）。具有运动、呼吸、排泄和感觉等多种功能。
7、 多数为雌雄异体
（2） 分类
棘皮动物约有6000种，我国约有300种。根据腕的有无和形状，步带沟的开合等，分为五个纲，列表如下：
比较项目 海星纲 蛇尾纲 海胆纲 海参纲 海百合纲
体形 五星形 五星形，体盘小，腕细长 球形，半球形也有心形或盘状 圆筒开（有前后左右之分） 有柄，海百合颇似植物
棘 体表具棘刺、棘钳 无 具能活动的棘、大棘 无 无
腕 数量为5或5的倍数 具5腕（少数为4或6腕） 无 无 具分枝的腕
体盘 与腕无明显分界 与腕分界明显 无 无 无
步带沟 有 无 无 无 有，内有触手
管足 2－4列，具吸盘 2列，退化，不具吸盘 管足具吸盘或不具吸盘 管足退化为肉刺 管足退化为简单小突起
呼吸 皮腮、管足 管足 5对簇状鳃 呼吸树（水肺）
生殖 雌雄异体，一般生殖腺5对 多数雌雄异体，生殖腺在体盘内间步带区 雌雄异体，生殖腺2－5对 雌雄异体，生殖腺只有一个 雌雄异体，生殖腺位于生殖羽内
幼虫 羽腕幼虫→短腕幼虫 蛇尾幼虫 海胆幼虫 短腕幼虫→桶状幼虫→五触手幼虫 桶状幼虫
其他 肛门退化，腕骨发达0 具复杂的咀嚼器 口周围有10－30条触手 无筛板，口面向上，有排脏现象
常见种类 海盘车、海燕、砂海星、太阳海星 真蛇尾、刺蛇尾 马粪海胆、刻肋海胆、紫海胆 刺参、梅花参、海棒槌 海百合、海羊齿
10． 寄生虫概况
（1） 有关概念：
寄生：一种动物生活在另一种动物（或人）的体内或体表、取得营养，并对该动物或人产生不同程度的损害。
寄生虫：在寄生中获得利益的一方。 寄主：在寄生中受害的一方，分中间寄主和终寄主
（二）主要寄生虫比较
分类 名称 终末寄主 中间寄主 感染途径 疾病
鞭毛纲 杜氏利什曼原虫 人(肝、脾) 白蛉 白蛉 黑热病
同上 锥虫 人（脑脊液） 采采蝇 采采蝇 昏睡病
孢子纲 疟原虫 人（红细胞） 按蚊 按蚊 疟疾
绦虫纲 猪带绦虫 人（小肠） 猪、人（自体感染） 误食囊尾蚴的猪肉 绦虫病
同上 牛带绦虫 人（小肠） 牛、羊（人） 误食含囊尾蚴的牛羊肉 绦虫病
同上 细粒棘球绦虫 狗、狼、狐 牛、羊、人（肝） 棘球蚴
线虫纲 蛔虫 人小肠 无 带感染性虫卵的食物 蛔虫病
同上 蛲虫 人小肠 无 带感染性虫卵的食物 蛲虫病
同上 钩虫 人十二指肠 无 丝状蚴（经皮肤感染）
同上 丝虫 人淋巴系统 按蚊、库蚊 感染性蚴 淋巴管炎、乳糜尿、象皮肿
第二部分。脊椎动物学辅导提纲
重点：比较的方法，横向（各系统器官）和纵向（系统进化顺序）
1， 脊索动物三大特征：
1， 脊索，背神经管，鳃裂；脊索动物与无脊椎动物之间的关系；
2，进化的几个大事件，即几大里程碑；
3，动物总数和各纲动物数量；
4，脊索动物的进化过程：
棘皮动物—原始无头类——尾索动物和头索动物
——原始有头类——原始无颌类
——原始有颌类——水生的鱼类
——水生向陆生过渡的两栖类
——空中和陆地生活的鸟兽
二，原索动物：
１，尾索动物：退行性变态，在几小时至1天的时间内：
海鞘的变化：自由游泳——固着
尾部脊索——消失，尾被吸收
背神经管——实心神经节
咽鳃裂——数目增加
雌雄同体、开管式循环
2, 头索动物：名称的由来；
其结构的进步性、原始性和特化性；
三，脊椎动物各胚层的分化
文昌鱼的发育：囊胚-原肠胚-神经胚
三胚层的出现
中胚层形成的问题（不同动物的形成方式、原条）
中胚层的分化、其他胚层的分化
四，比较各个系统：横向的比较
一）皮肤及其衍生物
1， 皮肤结构：表皮——外胚层
真皮——中胚层
皮下组织——中胚层
衍生物：表皮：所有腺体，所有角质外骨骼
真皮：鱼类骨质鳞片，鳍条，骨板
表皮和真皮共同形成的：盾鳞
2，比较：文昌鱼：单层表皮，真皮原始结缔组织
脊椎动物：多层表皮和真皮
水生腺体为单细胞（极少数多细胞腺体）
两栖类和陆生的腺体为多细胞
鱼类衍生物：鳞片：盾鳞——硬鳞——圆鳞——栉鳞 鳞式
进化方向：薄——轻——灵活——减少水的阻力和形成小的水湍流
两栖类：皮肤裸露，角质层薄并有活细胞
多细胞有管腺体：粘液腺（HE染色为淡兰色）
浆液腺（HE染色有红色颗粒）
爬行类：皮肤干燥，几乎无腺体（股腺）
骨板和角质鳞片，真皮富有色素细胞（变色龙的植物性神经控制）
鸟类：皮肤薄松软干，唯一的尾脂腺
角质衍生物——
羽色——物理性
——化学性
哺乳类：表皮和真皮均厚
毛的结构，毛干的三层，毛色
爪、蹄和指甲；角；腺体（皮脂腺和汗腺）
穿山甲——角质鳞片，犰狳——骨质板
二）骨骼系统：软骨和硬骨的概念并在切片上分别。 脊柱和脊椎骨的区别
骨骼的产生——中胚层间充质 脊柱和脊索的区别
脊椎动物骨骼系统：中轴骨——
附肢骨——
（带骨）
脊椎骨的结构和产生的顺序：椎弓————脉弓————椎体
七鳃鳗 鲟鱼、肺鱼 其他脊椎动物
椎体形状的比较：双凹、 前凹、 后凹、 马鞍、 双平
鱼类 两栖类和爬行类 鸟类 哺乳类
脊柱的比较： 圆口类——脊索和椎弓
鱼类——脊柱（躯干椎、尾椎），脊索退化
软骨变为硬骨、肋骨
两栖类——颈椎1、躯干椎、荐椎1、尾椎
胸骨、无肋骨
爬行类——颈椎（环椎和枢椎）、胸椎、腰椎、荐椎2、尾椎
胸骨（蛇无）、肋骨、胸廓
鸟类——颈椎（数量多）、胸椎、综荐骨、尾综骨
胸骨、肋骨（全为硬骨）、胸廓
哺乳类——颈椎7、胸椎、腰椎、荐椎、尾椎；胸骨、肋骨、胸廓
椎式 C、T、L、S、Cy
头骨的比较：软颅
七鳃鳗——脑底的软骨板——软骨鱼的软骨脑颅——硬骨鱼的骨化脑颅
咽颅——七对：颌弓1、舌弓1、5对鳃弓，舌颌骨连接软颅与颌骨为舌接型
软骨鱼类：软骨终生，软颅顶部不封顶、双枕髁
硬骨鱼类：骨化，封顶（出现鼻骨、额骨、顶骨）；前颌骨、上颌骨、齿骨
和隅骨为新的颌骨，骨化的舌颌骨连接脑颅与颌骨、单枕髁
两栖类：头骨简化，轻便，骨化的舌颌骨进入中耳为耳柱骨
内鼻孔出现、双枕髁、鳃弓的演变和退化
上颌骨与脑颅愈合，上颌的方骨与下颌的关节骨连接为自接型
爬行类：完整的次生腭（鳄类）将口腔与鼻腔分开，使内鼻孔后移
耳柱骨、自接型、高颅型、单枕髁
颞窝出现（鳄类完整双颞窝，鸟类双颞窝）
鸟类：高度愈合、双颞窝（与眼窝合）、耳柱骨、自接型、高颅型、单枕髁
哺乳类：合颞窝（与眼窝合）、直接型、高颅型、双枕髁
完整的次生腭将口腔与鼻腔分开，内鼻孔后移
三块听小骨（与舌颌骨、方骨、关节骨同源）、
中耳的鼓骨与原来下颌骨中的隅骨同源
颧弓、下颌仅由齿骨形成
带骨的比较：将鳍骨或附肢骨悬挂至中轴骨上的骨骼
肩带：一般不与头骨和脊柱相连，主要骨块为肩胛骨、锁骨、乌喙骨
软骨鱼类：软骨棒
硬骨鱼类：肩带与头骨愈合
四足类：肩带不与头骨和脊柱相连，乌喙骨在哺乳类退化
锁骨的变化与运动方式的关系
腰带：四足类三块：髂骨、坐骨、耻骨
因是承重的功能，结构稳定并永远与脊柱相连
四肢骨：陆生的模式
两栖类愈合简化，从爬行类开始为典型的五指（趾）型四肢
鸟类的跗间关节
哺乳类：四肢的扭转对运动的适应，注意膝关节和肘关节的方向
三）肌肉系统： 中胚层的体节、侧板的体壁中胚层和脏壁中胚层产生肌肉
肌肉与神经之间的关系很重要
中胚层的体节和侧板的体壁中胚层：轴上肌、轴下肌、膈肌、附肢肌
（由脊神经支配）
眼肌（由脑神经III、IV、VI支配）
脏壁中胚层：与取食有关的肌肉、表情肌、心肌、内脏平滑肌
（由脑神经V、VII、IX、X、XI及植物性神经系统支配）
四）体腔和系膜：
（真）体腔的发生——侧板内的空腔，由中胚层围成（与无脊椎动物比较）
体腔的分化：鱼类—两栖类：围心腔1和胸腹腔1
鸟类： 围心腔1、胸腔2、腹腔1（结缔组织的斜隔分隔胸腔和腹腔）
哺乳类： 围心腔1、胸腔2、腹腔1（包括盆腔）
肌肉质的横膈分隔胸腔和腹腔
腹膜（单层，一层上皮细胞）：体腔内侧—腹膜壁层，内脏外侧—腹膜脏层，
系膜：在体腔的背腹位置，为两层的腹膜
背系膜，腹系膜（因两侧体腔在腹部打通而大部分退化）
五）消化系统：消化管道两端（口前端和直肠末端）为外胚层内陷形成，消化管道的最内层即
粘膜为内胚层形成，管道的其余部分为中胚层形成。
1， 牙齿：与盾鳞同源，由外、中胚层形成
软骨鱼类：牙
硬骨鱼类：牙、鲤形目的咽喉齿
两栖类：牙，有锄骨齿， 蟾蜍无齿
爬行类：牙，有翼骨齿和腭骨齿，鳄类具大小不同的槽生齿，在上下颌
鸟类：无齿
哺乳类：仅上下颌具齿，异型（门齿、犬齿、前臼齿、臼齿）、槽生齿
再出齿， 哺乳类齿式， 食肉目的裂齿
进化趋势：多出—再出，量多—少而恒定，同型—异型，广泛着生—上下颌
侧生、端生—槽生
2，舌：两栖类、爬行类、哺乳类的舌为肌肉质，可动
鸟类的蜂鸟和啄木鸟的舌可伸出
3, 唾液腺：水生动物无唾液腺
哺乳类唾液腺含淀粉酶
其他动物的唾液仅湿润食物
4，咽：陆生动物的内鼻孔出现，食物和空气的通道及相互关系
两栖类—口咽腔交叉
鳄类和哺乳类—出现次生腭（硬腭），内鼻孔后移，咽交叉
哺乳类—出现肌肉质软腭，内鼻孔进一步后移，会厌软骨
5，食道：爬行类开始食道与胃分化明显，食道延长
鸟类的食道中部有嗉囊
6，胃：从爬行类的胃分化明显
鸟类：腺胃和肌胃
哺乳类：偶蹄目的反刍类，瘤胃、网胃、瓣胃、皱胃（分泌胃液）
7，肠：进化趋势：增加分化程度，增加消化吸收面积，与食性的结合
食道—胃，小肠—十二指肠、空肠（鸟类）、回肠，大肠—盲肠（爬行类）、结
肠（哺乳类）、直肠
七鳃鳗的盲沟，软骨鱼的螺旋瓣肠，硬骨鱼的幽门盲囊
高等动物的小肠皱襞和小肠绒毛
根据牙齿的形状、肠的长短判断其食性
8，泄殖腔与泄殖窦、泄殖孔、肛门
具有泄殖腔：软骨鱼类、两栖类、爬行类、鸟类、单孔类
具有泄殖窦、泄殖孔、肛门：圆口类、硬骨鱼类、哺乳类
（哺乳类的灵长类和一些啮齿类具有阴道）
六）原肠衍生物：（内胚层的衍生物）
消化道（两端除外），耳咽管、中耳腔
甲状腺、甲状旁腺、胸腺、扁桃体、后鳃体
鳔或肺，肝、胰、胆囊，卵黄囊、尿囊
七）呼吸系统：内胚层产生，包括呼吸器官如鳔、肺和呼吸道等。
共同的特征：1.具有将组织或机体与外部环境隔开的湿润薄膜，且薄膜面积很大；
2.具有丰富的毛细血管；
3.动静脉血管血液的氧气与二氧化碳的含量与一般情况相反
脊椎动物由水上陆，呼吸器官进化的方面：
1.呼吸方式；2.肺的吸氧面积；3.呼吸的机械装备；4.呼吸道趋于专化。
1）由鳃呼吸演变为肺呼吸：
水生脊椎动物主要以鳃进行呼吸，而陆生种类则主要以以肺进行呼吸，一般认为肺是由古代总鳍鱼的鳔演变而来。当水流经鳃瓣进行气体交换时，行使逆流系统气体交换机制，可使得水中80％以上的氧气摄入血液中。
脊椎动物在由水上陆的演变过程中，呼吸介质由水体变为空气，呼吸器官发生了深刻的变化。水体环境特点如下：1.氧气并不丰富。空气的氧含量为2lOml／l，淡水中含有氧气6.6ml／l水，海水中则为5.3ml／l水。2.水的粘滞性和密度要比空气大得多。肺与鳔具有相同的起源，两者全是由原肠管突出的盲囊所形成。
两栖类则具有多种多样的呼吸方式，在不同的生活状态下，分别进行鳃呼吸、皮肤呼吸、口咽腔呼吸和肺呼吸。
爬行类、哺乳类和鸟类行使完备的肺呼吸。
2）.肺吸氧面积逐渐扩大
有尾两栖类的肺构造极为简单，只是一对薄壁的囊状物，主要通过皮肤和外鳃进行气体交换。无尾两栖类的肺呈蜂窝状，皮肤呼吸仍占有重要地位。
爬行类的肺虽然和两栖类一样为囊状，但有复杂的间隔把内腔分隔成蜂窝状的小室，没有皮肤呼吸。
鸟肺为一对海绵状体，肺的内部由各级支气管形成一个彼此吻合相通的网状管道系统，和气体接触的面积极大，鸟类特有的高效能气体交换装置；具有许多气囊辅助呼吸
哺乳类的肺内部是一个复杂的支气管树，支气管入肺后，一再分支，在微支气管的末端膨大成肺泡囊，囊内又分成一个个的肺泡，因而大大增加了肺和气体接触的总面积。
3）.呼吸的机械装备日益完善
两栖类口咽腔呼吸，爬行类形成胸廓，依靠肋间肌的收缩使胸廓扩大与缩小来完成呼吸；鸟类在静止状态以肋骨升降胸廓的动作来呼吸，而在飞翔时利用翼的搧动使前后气囊收缩与扩张，独特的“双重呼吸”；肌肉质的横膈，横膈的升降和肋间肌收缩的协同呼吸。
4）.呼吸道和消化道渐趋分开
两栖类口咽腔交叉。爬行类的鳄和哺乳类，具有完整的次生腭，内鼻孔后移，使呼吸道和消化道完全分开。
两栖类短的喉头气管室，喉头和气管的分化不明显。两栖类开始有声带作。爬行类的气管长，呼吸道有了明显的气管和支气管的分化，除少数种类外，爬行类一般皆不发声。鸟类的气管为一圆柱形长管，以完整的骨环支持，发生器(鸣管)位于支气管分叉的地方而不在喉部，鸣管外有特殊的鸣肌，哺乳类的喉头构造复杂化，支持喉头的软骨除勺状软骨和环状软骨外，新增加了甲状软骨及会厌软骨。声带位于喉部。
八）循环系统：封闭的管道系统，分为心血管系统和淋巴系统。心血管系统包括心脏、动脉、毛细血管、静脉和血液；淋巴系统包括毛细淋巴管、淋巴管、淋巴导管、淋巴结和淋巴液
1, 心脏和血液循环 血液流动方向是在身体背部从前向后，而在腹部是从后向前。海鞘中的血液循环开管式，血液定期改变方向，同一条血管轮流充当动脉和静脉，这在脊索动物中是唯一的。
2，血液循环路线
鳃呼吸的圆口类和鱼类：全身缺氧血—心脏—缺氧血—鳃部—多氧血—身体各部分
循环一周经过心脏一次，一个大圈，称为单循环。
肺呼吸动物： 缺氧血—肺部—多氧血—左心房—左心室—身体—缺氧血—右心房—右
心室—肺。循环一周经过心脏两次，一个大圈（即体循环）和一个小圈
（即肺循环），为双循环
两栖类、爬行类为不完全双循环
3，心脏 1`）单循环动物的心脏：静脉窦1、心房1、心室1和动脉圆锥。
圆口类：心脏有分化但静脉窦很不发达。
软骨鱼类：静脉窦1、心房1、心室1、动脉圆锥四腔组成。
动脉圆锥常具瓣膜，肌肉质的壁主动收缩，是心室的延伸
硬骨鱼类：动脉球代替了动脉圆锥。动脉球不能主动收缩，不具瓣膜
2）双循环动物的心脏
不完全双循环：
两栖类：心房2，心室1，心房间隔为不完全（即具孔洞）（无足目和
部分有尾目）或完全（部分有尾目和无尾目）。皮静脉的多氧血进入左心房
爬行类：心室内出现不完全分隔，
鳄类室间隔较完全，仅留潘氏孔，动脉圆锥和静脉窦退化。
完全双循环：鸟类和哺乳类 完全分隔为左右心房和左右心室
4，动脉系统
动脉系统的基本模式：腹大动脉、背大动脉、动脉弓胚胎期一般为6对
动脉弓的演变
鱼类：动脉弓断开为入鳃动脉、出鳃动脉 中间为毛细血管。软骨鱼类二至六对，硬
骨鱼类三至六对
两栖类以上：三、四、六对动脉弓：第三对—颈动脉，分布于头部和脑；第四对—
体动脉，左右体动脉汇合成背大动脉；第六对—肺动脉。两栖类第六对动脉
弓为肺皮动脉。鸟类成体仅留右体动脉弓；哺乳类则保留左体动脉弓。
5，静脉系统：回心的血管，管壁薄，弹性较小。管腔内多有瓣膜
鱼类（包括软骨鱼和硬骨鱼类）具H型主静脉系统 一对前主静脉、一对后主静脉、 一
对总主静脉（common cardinal veins），最后汇入静脉窦。
两栖类：四足类的基本模式—Y型大静脉（或腔静脉）系统和肺静脉出现
一对前大静脉，一条后大静脉
肺静脉出现：与肺的出现相相应 肺静脉直接进入左心房
爬行类：但肾门静脉趋于退化。
鸟类： 肾门静脉更趋退化，对提高后肢血液回心脏的血流速度和血压有积极意义
哺乳类 进一步简化：肾门静脉完全退化消失，多数哺乳类仅保留右前大静脉。
6，门静脉系统：门静脉两端为毛细血管，管腔内无瓣膜。
肝门静脉、肾门静脉和垂体门脉系统
综观各纲脊椎动物静脉系统的特点，在由水上陆的进化过程中为适应肺呼吸的出现、运动速度的加快，其演变趋势为：
(1) Y型大静脉系统代替了H型主静脉系统，静脉主干逐渐简化和集中。
(2) 陆生脊椎动物出现了肺静脉，与肺脏的出现相呼应。
(3) 肝门静脉在各纲动物中均很稳定，保证营养代谢的需要。
(4) 肾门静脉由发达到逐渐退化消失，提高回心血流的速度和血压。
淋巴器官：脾、胸腺、扁桃体、腔上囊等
九）生殖系统：中胚层的中节生殖嵴发生
1， 性分化：雌雄同体的脊椎动物
性逆转：黄鳝、无尾两栖类（毕氏器）、鸡
2， 生殖腺：结构与功能（双重）
哺乳类生殖腺下降
3，精子排出体外途径：1）无管道：文昌鱼、圆口类
2）生殖腺壁延伸为输精管：硬骨鱼类
3）吴氏管（前肾管）：其他脊椎动物
受精方式：1）体外受精：文昌鱼、圆口类、硬骨鱼、部分有尾类、无尾类
2）体内受精：软骨鱼、蝾螈科、洞螈科、羊膜类
具有交配器：软骨鱼、爬行类、哺乳类
4，输卵管：除硬骨鱼为生殖腺壁延伸为输卵管外均不与卵巢相连
羊膜卵：三层膜：绒毛膜、尿囊膜、羊膜
哺乳类胎盘：胎儿胎盘（绒毛膜、尿囊膜）和母体胎盘（子宫内膜）
有袋类胎盘：绒毛膜胎盘（光滑）或绒毛膜卵黄囊胎盘
软骨鱼类的生殖方式：卵生（虎头鲨）
卵胎生（棘鲨），假胎生（卵黄囊胎盘、星鲨）
十）排泄系统：中胚层的中节产生，它在结构上包括肾脏、输尿管、膀胱和尿道等四部分；
发生阶段可分为前肾、中肾、后肾三种类型。
1）.肾脏的几种类型 无羊膜动物肾脏的发生：前肾(胚胎期)和后位肾(成体)；
羊膜动物三个阶段：前肾、中肾(胚胎期)和后肾(成体)。
前肾：体腔前端背中线两侧，前肾小管—肾口—前肾管—泄殖腔或泄殖窦。
血管球和肾小管之间体腔联系。
中肾或后位肾：中肾（吴氏体）是羊膜类胚胎时期前肾之后的肾，位于体腔中部；
后位肾是无羊膜类成体的肾，位于体腔中部和后部，与中肾结构相同。
血管联系与体腔联系并存。由体腔联系到血管联系是动物排泄功能的一大进步。
后肾：羊膜动物成体的肾脏，发生时期和生长的部位都在中肾之后 完全血管联系
脊椎动物肾脏进化趋势：肾单位的数目由少到多，肾口由有到无，由体腔联系到血管联系，
发生的部位由体腔前部移向体腔的中、后部。
2）.输尿管与膀胱
输尿管 七鳃鳗的中肾管即输尿管，仅有输尿作用，与生殖无关。
软骨鱼另外形成多条副肾管输尿，而中肾管作为输精管。
硬骨鱼的中肾管仅作输尿之用。
两栖类的中肾管即输尿管，在雄性兼作输精之用。
羊膜动物的输尿管即后肾管。
膀胱 圆口类、软骨鱼、部分爬行类(蛇、部分蜥蜴和鳄)和鸟类(鸵鸟例外)全无膀胱，
导管膀胱由中肾管后端膨大形成，见于硬鳞鱼、硬骨鱼
泄殖腔膀胱由泄殖腔腹壁突出而成，见于肺鱼、两栖类和哺乳类的单孔类。
尿囊膀胱由胚胎时期尿囊柄的基部膨大而成，少数爬行类(龟鳖、部分蜥蜴类、
楔齿蜥)和哺乳类。
4）排泄系统的比较
文昌鱼 90余对发生于外胚层的肾管来执行排泄功能，无集中肾脏
圆口类 集中的肾脏(胚胎期前肾，成体后位肾)，只输尿
鱼类：胚胎期前肾，成体后位肾
淡水鱼体液浓度高于外界水环境，水不断地渗入体内，肾脏不断地排出浓度极低的尿液，才得以使体内水分平衡；肾小体数目极多。
海水硬骨鱼体液浓度低于海水，机体面临失水威胁，它们大量吞饮海水，体内多余盐分通过鳃上泌氯腺排出；肾小体非常退化或消失。
海水软骨鱼的直肠腺亦可排出体内多余盐分，同时其血液中积累大量尿素，使得其渗透压高于外界，多余的水分则由肾脏排出。雄鲨的中肾管仅作输精之用，而由另外形成的副肾管输尿。
两栖类：胚胎期前肾，成体后位肾
吴氏管在雄性兼有输尿和输精之用，在雌性则仅作输尿之用。
羊膜类：胚胎期前肾和中肾。后肾形成后，后肾管为输尿管；雌体的中肾管退化，而雄体的中肾管则专作输精管之用，
成体为后肾，后肾管为输尿管。爬行类的后肾位于腰区，体积通常不大。鸟类的肾脏特别大，在比例上甚至超过哺乳类，其皮质厚度大大超过髓质；而肾小体的血管较哺乳类简单： 鸟类的排泄物以尿酸为主，其肾小管和泄殖腔都有重吸收水分的能力，尿液随粪便排出。许多海鸟、海洋爬行类以及干旱地区的蜥蜴和蛇类都具有盐腺以分泌含盐液体，以排出盐分。哺乳类的排泄物以尿素为主，主要的排泄渠道是通过肾小管。
十一）神经系统：中枢神经系统（脊髓和脑）和周围神经系统（脊神经、脑神经和植物性神经）
1，神经元（神经细胞体、树突和轴突）。兴奋—树突—细胞体—轴突
—另一神经元或末梢效应器官。按机能的不同分为3类：1，传入神经元（或感觉
神经元），2，传出神经元，3，中间神经元（联络神经元）。
按髓鞘的有无神经分有髓神经（脑神经和脊神经）、无髓神经（大部分植物性神经）。
脑和脊髓的横切面上分白质(大部为有髓神经纤维); 灰质(神经细胞体及无髓神经纤维)。
传导活动有两个特点，(1) 极性，即单向传导 (2) 绝缘性
反射弧5个环节：感受器—传入神经—中枢神经—传出神经—效应器。
2，神经系统的发生
胚胎背中部外胚层加厚成为神经板并下陷，左右两侧的神经褶最后合拢，成为背神经
管。背神经管发育为脑与脊髓，管前端形成脑，包括大脑、间脑、中脑、小脑和延脑五
部分。脑以后的神经管发育成为脊髓。中空管腔在脑中成为脑室，在脊髓中成为中央管
3，中枢神经系统：脑
大脑： 嗅脑：嗅球、嗅束、梨状叶、海马
大脑半球：皮层、髓质
纹状体(基底核) 侧脑室(第一、第二脑室)
间脑： 丘脑（视丘）
丘脑下部：灰结节、漏斗、脑下垂体(内分泌腺)、视交叉和乳头体
松果体(内分泌腺) 间脑室(第三脑室)
中脑： 中脑四叠体：前丘、后丘 大脑导水管 大脑脚
小脑： 小脑半球(皮层、髓质)、蚓部、绒球(小脑卷) 脑桥
延脑： 延脑 第四脑室
大脑 a, 纹状体
鱼类：主要是纹状体（古纹状体）， 两栖类：纹状体仍属于古纹状体 ， 爬行类：古纹状体和新纹状体
鸟类：新纹状体上又附加上纹状体，成为鸟类复杂的本能活动(例如营巢、孵卵和育雏等)和“学习”的中枢。
哺乳类：纹状体成为大脑的基底节
b, 脑皮
古脑皮；鱼类，灰质在内部靠近脑室处，白质包在灰质之外
原脑皮：肺鱼和两栖类。 神经细胞已开始由内向表面移动。原脑皮和古脑皮主要和
嗅觉相联系
新脑皮：爬行类开始出现，到哺乳类得到高度发展（出现胼胝体在两半球之间联系），
机能皮层化。古脑皮成为梨状叶，原脑皮海马。
C, 胼胝体：为哺乳动物所特有，是连系两大脑半球新脑皮的带状横行的神经纤维联合。
鸭嘴兽无胼胝体，针鼹、有袋类等胼胝体不发达。
间脑 包括视丘、视丘上部、视丘下部和第三脑室。
顶器： 现存动物中，顶眼（器）为痕迹器官而残存于某些蜥蜴和楔齿蜥。楔齿蜥的顶
眼最为明显，仍具有简单的晶体和视网膜，并有一定的感光能力。
松果体：哺乳动物被认为是内分泌腺。
视丘下部：调节植物性神经活动的中枢，也是重要的神经分泌的部位
中脑 哺乳类以下各纲，中脑背部为一对视叶，为视觉反射中枢。
哺乳类四叠体，前两叶称前丘为视觉反射中枢；后两叶为后丘，为听觉反射中枢。
小脑 游泳型的鲨鱼和硬骨鱼小脑发达。
两栖类与爬行类的小脑不发达。
哺乳类的小脑发达，蚓部和小脑卷及小脑半球（哺乳类特有，单孔类不明显）。
延脑 脊髓前端的延续，它的结构与脊髓基本上是一致的，中央管在这里扩大成为第四脑室，
有一些重要的神经核，称为“活命中枢”。
脑室 大脑室称为侧脑室或第一、第二脑室，它们共同以室间孔或孟氏孔通到间脑室（或第
三脑室）。中脑室极窄，称大脑导水管，第四脑室为延脑室，与脊髓的中央管相通。
各纲中枢神经的比较
文昌鱼没有集中的感受器，也没有明显的脑的分化，
七鳃鳗有脑的分化，但脑的5个部分在一个平面上，没有脑弯曲。
鱼类鱼脑的形态较原始，脑小，脑弯曲度很小，在背面5部分都可以看到。大脑主要是古纹状体，古脑皮，
软骨鱼类脑发达。脑的5部分分化很明显。大脑半球比较大。硬骨鱼脑的体积小，在许多方面比鲨鱼简单。
两栖类 脑的弯曲不大，在背面脑的5个部分仍能看到，原脑皮，具古纹状体，
爬行类 脑弯曲较两栖类显著，背面看不见间脑。出现新脑皮。中脑仅为一对视叶（蛇类中脑背面已分化为四叠体，在响尾蛇及蟒蛇很明显）。
鸟类 体积较大。脑的弯曲度大，增加了上纹状体，鸟的大脑皮层仍是以原脑皮为主，新皮层虽已出现，但还是停留在爬行类的发展水平。
哺乳类 脑的弯曲极大。大脑与小脑高度膨大，大脑皮层为新脑皮，皮层面积增大，褶叠成沟与回。大脑机能皮层化。特有的胼胝体。中脑为四叠体。小脑相当发达，小脑半球是哺乳类新出现的。
4，周围神经系统
脊神经：背根和腹根，背支、腹支和交通支
在四肢着生的部位，脊神经的腹支形成颈臂神经丛和腰荐神经丛，文昌鱼、七鳃鳗无脊神经丛，鱼与有尾两栖类有极简单的丛，蛙的四肢发达，臂丛与腰荐丛明显。蛙以上的动物四肢强大，神经丛也相应发达；蛇的四肢退化，丛也消失，到了哺乳类，非常复杂。
脊神经的数目大致与脊椎骨总数相当。例如，兔的椎式是C7T12L7S4Cy16，其脊神经数目相应为：颈神经8对，胸神经12对，腰神经7对，荐神经4对，尾神经6对。
脑神经在无羊膜类是10对，羊膜类多2对，共12对。
5，植物性神经系统或称自主神经系统，一般指分布于内脏、血管平滑肌、心肌及腺体的运动神经，即内脏运动神经或内脏传出神经，
与躯体神经相比较，植物性神经具备以下特点。
(1) 从分布范围和机能上：植物性神经仅分布于内脏平滑肌、心肌及腺体，在中枢神经的控制下，调节内脏的活动；而躯体神经仅支配骨骼肌的运动。
(2) 从发出部位上：植物性神经只从中脑、延脑、脊髓的胸段、腰段和荐段发出；而躯体神经自脊髓全长和脑发出。
(3) 从中枢到效应器的径路上要转换神经元后再发出节后纤维到达所支配的器官，躯体神经，从中枢到外周效应器只是由一个神经元组成，它的细胞体位于中枢神经系统内。
(4) 从纤维结构上：植物性神经纤维比一般躯体神经细，节后纤维无髓鞘。
(5) 从其双重支配上：内脏器官一般多由交感神经和副交感神经双重支配，
交感神经和副交感神经的比较
交感神经 副交感神经
发出部位 脊髓的胸、腰段 中脑、延脑、脊髓的荐段
节后神经节 椎旁神经节在交感神经干上， 副交感神经节埋在所支配器官的组织内或
椎前神经节在腹腔内 在器官附近
节后纤维 长，肉眼可见 很短，肉眼难于见到
机能 交感和副交感神经对同一器官的作用是相反相成的
各类脊椎动物的植物性神经比较 文昌鱼是交感神经的开始，圆口类已出现了副交感神经，自无尾两栖类有清楚的交感神经干并开始出现发自脊髓荐部的副交感神经。哺乳类的交感与副交感神经分为两个清楚的系统。
十二）感觉器官：通常是外胚层起源
皮肤感觉
侧线（水生脊椎动物具有）
位听：内耳，七鳃鳗两个半规管，鲨鱼以上具有三个半规管、瓶状囊的萌芽
两栖类开始发展瓶状囊—感音—哺乳类的耳蜗管—真正听觉
中耳，两栖类开始，耳柱骨—哺乳类三块听小骨，爬行类出现正圆窗
外耳，爬行类鼓膜下陷，哺乳类出现外耳壳
视觉：三套膜、一套折光系统
水生动物，鲨鱼具有能动瞬膜，无泪腺，晶体位置可调节，软骨鱼远视，硬骨 鱼近视
两栖类，眼睑和瞬膜，具有哈氏腺，晶体位置可调节
爬行类，出现泪腺，晶体凸度调节
鸟类，眼睑和瞬膜发达，巩膜骨化为骨环，晶体凸度和角膜凸度的双重调节
哺乳类，瞬膜退化，泪腺发达，晶体凸度调节
六条眼肌的名称和位置
化学感觉：1）嗅觉，水生动物嗅觉发达，两栖类出现内鼻孔
爬行类以上出现鼻甲骨，鸟类嗅觉不发达， 四足类的犁鼻器
2）味觉，广泛分布的味蕾逐渐集中到舌，鸟类舌前部角质化无味蕾
十三）内分泌系统：发生、位置、功能
外胚层发生：脊髓尾垂体、神经垂体、松果体、肾上腺髓质 腺垂体
中胚层发生：肾上腺皮质、生殖腺、
内胚层发生：甲状腺、甲状旁腺、后鳃体、胸腺、胰岛、
参考书目：杨安峰、程红，脊椎动物比较解剖学 北京大学出版社1999.7
杨安峰 脊椎动物学（第二版） 北京大学出版社 1992.5
许崇任、程红， 动物生物学 高教出版社
普通动物学第2页共16页高中生物奥赛专用
微生物复习指导
微生物的概述
微生物特点： 1。体积小、比表面积大； 2、吸收多、转化快； 3、生长旺、繁殖快
4、适应强、易变异； 5、分布广、种类多
二、分类依据
1、形态特征（个体和群体） ： 细胞形态：形状、大小、排列、染色反应等。培养：固体- 菌落，半固体- 穿刺，液体。
2、生理生化反应： 营养要求：碳源、氮源、营养类型；代谢产物：种类、产量、显色反应； 酶：产酶种类、反应特性
3、生态学特征：相互关系、宿主种类、与氧关系等。
4、生活史
5、血清学反应
　　　　 近年又发展了红外光谱，GC含量，DNA杂交等。
一章：微生物类群与形态结构
1节：细菌 Bacteria
　一、细菌的形态和大小
（一）基本形态
　 1、球菌 ；2、杆菌； 3、螺旋菌 ：与螺旋体 Spirochaeta 区别：无鞭毛。
二、细菌细胞结构
（一）基本结构
　 1、细胞壁 cell wall：位于细胞表面，较坚硬，略具弹性结构。
　　　　 功能：1）维持细胞外形；2）保护细胞免受机械损伤和渗透压危害；3）鞭毛运动支点；4）正常细胞分裂必需；5）一定的屏障作用；6）噬菌体受体位点所在。另外与细菌的抗原性、致病性有关。
　 革兰氏染色：凡是不能被乙醇脱色，呈蓝紫色，称为革兰氏阳性菌 G+；凡是经乙醇脱色，呈复染剂颜色，称为革兰氏阴性菌 G-；结果不同主要是细胞壁组成及结构差异造成的。
革兰氏阳性菌 革兰氏阴性菌
举例 金黄色葡萄球菌 大肠杆菌
化学成分 主要是肽聚糖和磷壁酸 肽聚糖和脂多糖
特有成分 多元醇与磷酸复合物 类脂A + 核心多糖 + O-侧链
主要功能 使壁形成负电荷环境，吸附二价金属离子，维持壁硬度和一些酶活性。还可提供噬菌体位点。 1）内毒素物质基础；2）吸附镁、钙离子；3）决定G-表面抗原；4）噬菌体受体位点。
细胞壁结构 网状结构 交联低；DAP取代 L-Lys；肽桥
细胞壁缺陷细菌：1、原生质体protoplast：人工条件下用溶菌酶除去细胞壁或用青霉素抑制细胞壁合成后，所留下的部分。一般由G+形成。2、球形体spheroplast：残留部分细胞壁，一般由G-形成。有一定抗性。 特点：对渗透压敏感；长鞭毛也不运动；对噬菌体不敏感；细胞不能分裂等。 3、细菌 L型：一种由自发突变形成的变异型，无完整细胞壁，在固体培养基表面形成 "油煎蛋 "状小菌落。 4、支原体：长期进化形成。
　2、细胞膜 cell membrane
　　化学组成：蛋白和磷脂，蛋白含量高达75%，种类也多。膜不含甾醇类。
　　功能：1）高度选择透性膜，物质运输：2）渗透屏障，维持正常渗透压；3）重要代谢活动中心；4）与壁、荚膜合成有关；5）鞭毛着生点，供运动能量。
3、间体 mesosome(中质体）：细胞膜内陷形成。
　　 功能：1）拟线粒体，呼吸酶系发达。 2）与壁合成，核分裂，芽孢形成有关。
4、细胞核 nuclear body
　 特点：无核膜、核仁、固定形态，结构简单，细胞分裂前核分裂。一般单倍体。
　　成分：DNA：环状双链，超线圈结构，负电荷被镁离子、有机碱（精胺、腐胺）所中和。
5、核糖体 ribosome RS： 核糖核蛋白的颗粒状结构，RNA+蛋白。
　　　　 原核：游离态、多聚核糖体，70S； 真核：游离态、结合内质网上，70、80S
　　　　 多聚核糖体：一条mRNA与一定数目的单个RS结合而成。
6、细胞质及内含物
　主要成分：水、蛋白、核酸、脂类及少量糖和无机盐。富含核糖核酸。
　不同细菌细胞内，含不同内含物，是细胞的贮藏物质或代谢产物。内含物优点？
　（二）特殊结构
　1、荚膜 capsule：某些细菌细胞壁外面覆盖着一层疏松透明粘性物质。折光率低，负染法观察。
　　 成分：90%以上为水，余为多糖（肽）。
　　 功能：1）抵抗干燥；2）加强致病力，免受吞噬；3）堆积某些代谢废物；4）贮存物。
　2、鞭毛和菌毛
　　　鞭毛flagellum：丝状物，是细菌运动器官。电镜或特殊染色法观察，悬滴法观察运动。
　　 化学成分：主要是蛋白质。
　　　结构：G+与G-区别；原核与真核区别； 鞭毛着生位置与数目，可作为分类依据。
　　鞭毛着生状态决定运动特点。
3、芽孢 spore, endospore营养细胞内形成一个内生孢子，是对不良有抗性的休眠体。 每一细胞仅形成一个芽孢，所以其没有繁殖功能。
结构组成特点：含水量低（平均40%），壁致密，芽孢肽聚糖和吡啶-2,6-二羧酸钙（DPA-Ca ）
　芽孢有极强的抗热、辐射、化学药物和静水压的能力，休眠力惊人。
三、细菌繁殖与群体形态
1、繁殖方式：裂殖为主，少数有性接合。
2、菌落形态：菌落colony：由单个或少数几个细胞在固体培养基表面繁殖出来的，肉眼可见的子细胞群体。形态包括大小、形状、隆起、边缘、表面状态、表面光泽、质地、颜色等等。
　 四、常见常用细菌：细胞结构、菌落特点、代谢产物等。
2节：放线菌 Actinomycetes
一般分布在含水量低，有机质丰富的中性偏碱性土壤中，特殊土腥味。大多数是腐生菌，少数寄生；多数异养，好氧。 突出特性是产各种抗生素。
一、形态与结构
由菌丝构成，无横隔，仍是单细胞。菌丝分为：基内菌丝（营养菌丝）； 气生菌丝；孢子丝
二、繁殖： 以无性孢子为主，菌丝断裂片段也可繁殖成新菌体。
三、代表属及常见菌
　（一）链霉菌属 ：90%抗生素，菌丝发育良好。如龟裂链霉菌S. rimosus, 灰色链霉菌S. griseus
(二）小单孢菌属Micromonospora：无气生菌丝，基内菌丝顶端着生一孢子。
（三）诺卡氏菌Nocardia：原放线菌属，降解能力强。
（四）放线菌属Actinomyces：只有基内菌丝，不形成孢子，厌氧。
（五）链孢囊菌属Streptosporangium：形成孢子囊，孢囊孢子。
　　　　 放线菌、细菌异同？
3节：其它几类原核微生物： 重要了解大小、G、培养、细胞及代谢。
一、立克次氏体 Rickettsia：介于细菌、病毒之间，专性真核活细胞内寄生，不能人工培养。G-，膜疏松，酶系统不完全，不完整的产能代谢，抵抗性差。不滤过。
二、支原体Mycoplasma：介于细菌、立克次氏体之间。不具细胞壁，细胞膜含甾醇类。G-，可独立生活的最小的细胞型生物。可人工培养，营养要求苛刻，油煎蛋菌落。
三、衣原体Chlamydia：介于立克次氏体、病毒之间。可滤过，专性活细胞内寄生。G-，"能量寄生物 "。
四， 蓝细菌Cyanobacteria：含叶绿素，进行放氧型光合作用的原核生物。由于抵抗力和固氮能力，可在贫瘠沙滩荒岩上生长，称为 "先锋生物 "。
4节：酵母菌 yeast一群单细胞微生物，属真菌类。"糖真菌 "。
一、形态大小： 单细胞，无鞭毛。细胞形态多样，常见球、卵、圆桶形。
二、细胞结构
1、细胞壁：三层，由酵母纤维素组成（甘露聚糖、葡聚糖、蛋白、类脂）。用蜗牛酶（heliase）破坏壁来制备原生质体。
2、细胞膜：与原核基本相同，但含甾醇（麦角固醇）。由于有细胞器分化，功能不及细菌多，主要是调节渗透压、吸收营养、分泌代谢物等
　3、细胞质及内含物
4、细胞核：真核：双层单位膜，大量核孔，可见染色体，一个或几个核仁，核膜外有中心体。
5、线粒体：含有一环状DNA。呼吸酶系载体， "动力工厂 "。有氧时需要，厌氧或过量葡萄糖存在时，被阻遏。
环状 "2um质粒 "：外源DNA载体。
6、核糖体：细胞质中80S，线粒体70S。
三、菌落特征：与细菌相似，但大且厚。
四、繁殖方式与生活史
　（一）繁殖方式 1、无性繁殖 (1)芽殖 budding：最普遍方式 (2)裂殖 fission：少数（裂殖酵母）
　　 (3)无性孢子：节孢子、掷孢子、厚垣孢子。
　　2、有性繁殖：产生子囊和子囊孢子。过程：质配--核配--减数分裂
　　3、形成孢子条件 ：营养充足强壮幼龄细胞； 适当温、湿度（25-30，80%）；空气要流通
（二）生活史 life history(life cycle) 酵母菌有三种类型：
单倍体型：八孢裂殖酵母；双倍体型：路德类酵母；世代交替型：酿酒酵母
　 5节：霉菌 molds
　 一、形态和构造：营养体由菌丝构成，直径3-10um，菌丝再形成菌丝体。菌丝：无隔，多核单细胞，低等真菌；有隔，多细胞，高等真菌；菌丝体：营养菌丝，伸入培养基吸收营养；气生菌丝，向空中生成，形成繁殖器官。（特化形式）细胞壁厚100-250nm，多含几丁质。
　 二、繁殖与生活史
　　（一）繁殖：1、无性孢子：主要方式，特点是分散，数量大。
　　　 孢囊孢子：内生孢子，毛、根、犁头霉；分生孢子：外生孢子，最普遍
　　　 节孢子：粉孢子，菌丝断裂形成； 厚垣孢子：真菌休眠体
　　　 2、有性孢子：卵孢子：配子囊（雄器、藏卵器）； 接合孢子：同宗、异宗配合
　　　　 子囊孢子：形态多样。子实体、子囊果；担孢子：担子菌特征
　　（二）生活史
　　 三、菌落： 疏松，绒毛状、絮状、蛛网状。
　　四、分类：三纲一类，藻状菌纲、子囊菌纲、担子菌纲、半知菌类。
　　五、常见常用霉菌：中国食用和药用大型真菌
　　(一)食用真菌：1、种类资源：担子菌675种，子囊菌45种。通常栽培的仅10多种。
　　2、营养：蛋白含量高，AA多达18种左右，特别是人体必需AA。还含有多种维生素、糖类和矿物质。Lys含量一般较高。
　3、栽培：发展栽培同时，重视采用菌丝体的深层培养，特别是风味特殊而鲜美的种类。菌丝体培养物可新鲜食用，或冷冻干燥成粉，制成食品。
　 目前栽培广而产而产量大的品种：双孢菇、大肥菇、香菇、草菇、金针菇、侧耳（平菇）、凤尾侧耳、滑菇、银耳、木耳、猴头菌、长裙竹荪等。
　培养料来源多且广，棉子壳、锯末、秸杆、蔗渣、酒糟等。
　4、应用：食用子实体、菌丝体深层培养。作调味品、香味、饮料等。
　（二）药用真菌：1、资源：担子菌345种，子囊菌28种，其它11种。
　　 2、应用：有20多个方面，主要抗癌、抑菌。目前认为抗癌物质主要是多糖，如香菇多糖、银耳酸性异多糖、芸芝多糖（PSK）、茯苓多糖、猪苓多糖、灵芝多糖等。
6节：病毒 virus
　 概念：病毒是超显微的，无细胞结构，专性活细胞内寄生，在活细胞外具一般化学大分子特征，一旦进入宿主细胞又具有生命特征。对抗生素不敏感，对干扰素敏感
病毒分为几类，如动物病毒、植物病毒、昆虫病毒、细菌病毒等。
一、形态、结构和化学组成
　1、大小： 多在100nm左右。 2、病毒粒子 virion (病毒颗粒）
　成分：核酸--核心core 核衣壳；蛋白--衣壳capsid nucleocapsid
　功能：核酸：遗传物质基础；蛋白：构成外壳，保护病毒；决定感染特异性；决定抗原性。
3、噬菌体 phage：多为蝌蚪状，结构模式图。头部为廿面体对称，尾部为螺旋对称。
二、繁殖（烈性噬菌体为例）
　　1、吸附： 2、侵入： 3、增殖： 4、成熟（装配）： 5、裂解（释放）：裂解期
　　　　 裂解量：每个被感染的细菌释放新的噬菌体的平均数。
三、噬菌体与宿主关系
　1、烈性噬菌体：凡能引起宿主细胞迅速裂解的噬菌体。敏感细菌。
　2、温和性噬菌体：噬菌体侵染宿主后，并不增殖，裂解，而与宿主DNA结合，随宿主DNA复制而复制，此时细胞中找不到形态上可见的噬菌体，这种噬菌体称为温和性噬菌体。含有温和性噬菌体的细菌称为溶源性细菌lysogenic
3、溶源性细菌特性 1）遗传性2）自发裂解；3）诱发裂解：双氧水、UV、X、等。
　　　　 4）免疫性；5）复愈（消失溶源性）；6）溶源转变
四、噬菌体分离检查与防治
（一）分离检查（效价测定）（二）防治措施
五、亚病毒
　1、类病毒viroid：没有衣壳包裹的RNA分子。
　2、拟病毒virusoids(类类病毒）：一类包括在植物病毒粒子中的类病毒，RNA。
　3、朊病毒prion, virino：一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性的疏水性蛋白。
　　 艾滋病：AIDS 获得性免疫缺陷综合征；HIV专门侵犯淋巴细胞，造成免疫缺陷。
　　传播途径：血液、母婴、体液
第二章：微生物营养和培养基
1节：营养物及其功能
一、主要营养物及其功能
主要功能：提供合成原生质和代谢产物原料；产生合成反应及生命活动所需能量；调节新陈代谢。
（一）碳源物质：凡能提供微生物营养所需碳元素的营养源。 功能：碳源、能源
（二）氮源物质：凡能提供微生物营养所需氮元素的营养源。功能：氮源，一般不作能源。
　 速效氮源和迟效氮源； 生理碱性、酸性、中性盐
（三）能源：化学能：有机物-化能异养微生物；无机物 -化能自养微生物；光能
（四）生长因子：一类对微生物正常代谢必不可少且又不能从简单的碳、氮源自行合成的所需极微量的有机物。种类：维生素、AA、base、FA等。 作用：辅酶或酶活化
　 来源：酵母膏、玉米浆、麦芽汁等，复合维生素。
（五）无机盐：需浓度在10-3-10-4M的元素为大量元素；在10-6-10-8M为微量元素。
　功能：构成菌体成分；酶活性基组成或维持酶活性；调节渗透压、pH、Eh；化能自养微生物能源等。
（六）水：存在状态：游离态（溶媒）和结合态（结构组成）
　　　　 生理作用：组成成分；反应介质；物质运输媒体；热的良导体。
2节：微生物营养类型
　依碳源不同： 异养型与自养型
依能源不同：光能营养型与 化能营养型（腐生和寄生。）
3节：营养物吸收与代谢物分泌
　 一、营养物吸收
　1、单纯扩散 ：顺浓度梯度运输，不消耗代谢能，无特异性。水、二氧化碳、氧气、甘油、乙醇等。
2、促进扩散 ：借助载体蛋白顺浓度梯度运输，不耗能，有特异性。载体蛋白（渗透酶）有底物特异性，是诱导产生的。硫酸根、磷酸根、糖（真核）
3、主动运输 ： 逆浓度梯度运输，耗能，需载体蛋白，有特异性。氨基酸、乳糖等糖类、钠、钙等无机离子。
4、基团转位： 属主动运输，但溶质分子发生化学修饰-定向磷酸化。主要依赖磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）和磷酸转移酶系统（PTS）。PEP+ HPr<=>丙酮酸+P-HPr (EI)； 糖+P-HPr<=>糖-P+HPr (EII)； 膜对大多数磷酸化合物具有高度的不渗透性。葡萄糖、果糖、甘露糖、嘌呤、核苷、脂肪酸等。
二、代谢物分泌：微生物能分泌多种物质，如有机酸、糖类、胞外酶、荚膜多糖等，由此可知，分泌与吸收不是同一机制。
4节：培养基 medium
一、培养基类型： 1、依来源不同：合成、天然、半合成。
　　2、依状态不同：固体、半固体、液体。 3、依功能不同：选择、鉴别
二、选择和配制培养基的原则和方法
　（一）四个原则
　　1、目的明确： 培养什么微生物，获得什么产物，用途
　　2、营养协调：恰当配比，尤其是C/N比（100/0.5-2）
　　3、物理化学条件适宜：pH， 渗透压和水活度 aw : 等渗适宜（为0.6-0.998之间）。氧化还原电位Eh：好氧微生物+0.1v以上；兼性厌氧+0.1v以上行好氧呼吸， +0.1v以下行发酵；厌氧微生物+0.1v以下生长。
　 4、经济节约： 以粗代精、以废代好、以简代繁等。
（二）四种方法 1、生态模拟2、查阅文献3、精心设计4、实验比较
第三章：微生物代谢
1节：微生物能量代谢
　 以化能异养微生物的生物氧化和产能。
一、底物（基质）脱氢的四条主要途径
　1、EMP途径（糖酵解途径）： 有氧时，与TCA连接，将丙酮酸彻底氧化成二氧化碳和水。
　　　　 无氧时，丙酮酸进一步代谢成有关产物。
　2、HMP途径（己糖-磷酸途径） ：产生大量NADPH2和多种重要中间代谢物。
　3、ED途径 2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸裂解途径 KDPG
　　　　 是少数缺乏完整EMP的微生物具有的一种替代途径，细菌酒精发酵经ED进行。
　 4、TCA循环（三羧酸循环）：真核在线粒体中，原核在细胞质中。TCA在代谢中枢纽地位
　 二、递氢和受氢
　　 1、发酵（分子内呼吸）：有机物是氧化基质，又是最终氢受体，且是未彻底氧化产物，结果仍积累有机物，产能少。底物水平磷酸化合成ATP，是合成ATP唯一方式。
　　 高能化合物：1 ，3- 二磷酸甘油酸、乙酰磷酸、氨甲酰磷酸、PEP、 酰基辅酶A。
　　2、有氧呼吸（呼吸作用）：底物脱氢后，经完整的呼吸链（电子传递链）递氢，以分子氧作为最终氢受体，产生水和放出能量。氧化磷酸化反应偶联，产生ATP，称氧化磷酸化。
　 3、无氧呼吸（厌氧呼吸）： 以无机氧化物代替分子氧作为最终氢受体的生物氧化。
　　 氧化磷酸化合成ATP，但有些能量转移到最终受体，产能不多。
　 依据最终氢受体不同，分成多种类型。1）硝酸盐还原作用（反硝化作用）
　　 2）硫酸盐还原作用（异化性）； 3)甲烷发酵作用：产甲烷菌以二氧化碳为最终氢受体。　　　　 四、不同呼吸类型微生物
1、好氧微生物 2、厌氧微生物主要梭菌、产甲烷细菌、脱硫弧菌。耐气厌氧菌-无论有氧无氧，都进行发酵，分子氧无害。如乳酸菌。 3、兼性厌氧微生物 ：有氧与无氧条件下均能生长，但以不同氧化方式获得能量。 如酵母菌、一些肠道菌、反硝化细菌。
　4、微好氧微生物：在低氧条件下生长，进行有氧呼吸。
五、不同发酵类型
　（一）乙醇发酵： EMP 脱羧酶 脱氢酶
　　 1.酵母无氧条件 ：G → 丙酮酸 → 乙醛 → 乙醇，称Ⅰ型发酵，亦称同型酒精发酵
　　 2.若有亚硫酸酸氢钠存在，与乙醛结合，而使磷酸二羟丙酮作为受氢体。 磷酸二羟丙酮 → α-磷酸甘油 → 甘油；此称为Ⅱ型发酵，但仍有乙醇产生。
3．碱性条件下（PH7.6），乙醛分子间歧化反应； 一分子乙醛 → 乙酸（氧化）；一分子乙醛 → 乙醇（还原） ；还有磷酸二羟丙酮 → 甘油
4．细菌同型酒精发酵，ED途径进行，产生2分子乙醇。
5．细菌异型酒精发酵，通过HMP途径进行，产生1分子乙醇和1分子乳酸。
（二）乳酸发酵：发酵产物中只有乳酸，经 EMP途径，称为同型乳酸发酵（德氏乳杆菌）。
　　发酵产物中除乳酸外，还有其他，如乙醇、CO2等称异型乳酸发酵。经HMP 途径。如肠膜状明串珠菌Leuconostoc
　三）丁酸型发酵：特点是产物中都有丁酸。不同种类因酶系统不同，最终产物除丁酸外，还有其他产物。重要的有丁酸发酵、丙酮丁醇发酵、丁醇异丙醇发酵。
（四）丙酸发酵： 由丙酸细菌，与乳酸细菌相似，发酵产物有丙酸、乙酸、CO2。 丙酸 → 丙酸钙（防腐剂）
（五）混合酸发酵： 肠杆菌特征，产物有甲酸、乙酸、乳酸、琥珀酸等有机酸，还有CO2、H2、少量2，3-丁二醇、乙酰甲基甲醇、甘油等。其中两个重要的鉴定反应：
　1．V．P．实验： 产气气杆菌产2，3-丁二醇比较多，碱性条件下可氧化为二乙酰，再与肌酸或胍类衍生物缩合成红色物质，若加入α-萘酚、肌酸可促进反应，此称VP反应。大肠杆菌不产生或少产生2，3-丁二醇，VP反应阴性。
2．甲基红（M.R）反应：大肠杆菌产酸多，使pH降至4.2, 甲基红由黄变红，反应阳性。产气气杆菌产2，3-丁二醇，产酸少（pH5.3），甲基红反应阴性。
3．另外，甲酸只在碱性环境下积累（pH7.3）,而pH6.2以下，不产甲酸， HCOOH → CO2+H2。甲酸脱氢酶与氢化酶联合作用。伤寒杆菌无甲酸脱氢酶，只产酸不产气。
2节：分解代谢
一、淀粉的分解： 淀粉有两类：一类是直链淀粉（α-1，4-糖苷键）；另一类是支链淀粉（支链α-1，4、分支点α-1，6-糖苷键）。
　1、液化型淀粉酶（α-淀粉酶）：分子内α-1，4-糖苷键，不作用α-1，6-糖苷键以及靠近α-1，6-糖苷键的α-1，4-糖苷键。作用的结果是产生麦芽糖，含有6个葡萄糖单位的寡糖和带有支链的寡糖，使黏度下降。枯草杆菌通常用作α-淀粉酶的生产菌。
2、糖化型淀粉酶：这是一类酶的总称。共同特点是可以将淀粉水解成麦芽糖或葡萄糖，包括以下三种：
（1）淀粉-1，4-麦芽糖苷酶（β-淀粉酶）：从非还原性末端开始，按双糖为单位，逐步作用于α-1，4生成麦芽糖。但不作用于α-1，6，遇到α-1，6时，作用停止。作用于淀粉后的产物是麦芽糖与极限糊精。
（2）淀粉-1，4-葡萄糖糖苷酶（糖化酶）： 从非还原性末端开始，依次以葡萄糖为单位逐步作用于α-1，4，生成葡萄糖，但能越过α-1，6。根霉与曲霉普遍都能合成与分泌此酶。
（3）淀粉-1，6-葡萄糖苷酶（异淀粉酶）：此酶专门作用α-1，6-糖苷键。
二、纤维素与半纤维素的分解：纤维素是葡萄糖通过β-1，4-糖苷键连接，分子量更大，不溶于水，不能直接被人和动物消化，但它可以被许多真菌包括木霉、青霉、根霉以及放线菌与细菌中的一些菌株分解与利用
　 细菌的纤维素酶位于细胞膜上，真菌和放线菌的纤维素酶是胞外酶。
　在植物细胞壁还有半纤维素，包括各种聚戊糖与聚已糖，最常见的半纤维素是木聚糖。半纤维素容易被微生物分解，生产半纤维素酶的微生物主要有曲霉、根霉、木霉等。
三果胶质的分解：果胶质是构成高等植物细胞间质的主要物质，主要由D-半乳糖醛酸通过α-1，4-糖苷键连接。
　分解果胶的微生物主要是一些细菌和真菌，麻类植物沤浸脱胶技术就是为了利用果胶分解菌分解果胶的能力。
四、几丁质的分解：几丁质由N-乙酰葡萄糖胺通过β-1，4-糖苷键连接起来，含氮多糖。是真菌细胞壁和昆虫体壁的组成成分，一般生物都不能分解与利用，只有某些细菌和放线菌能分解与利用。
几丁质酶使几丁质水解生成几丁二糖，再通过几丁二糖酶进一步水解生成N-乙酰葡萄糖胺。
五、油脂的分解： 油脂在脂肪酶（Lipase）的作用下，逐步被水解生成甘油与脂肪酸，脂肪酸通过β-氧化进行分解。脂肪酶一般广泛存在于真菌中。
六、烃类化合物的分解 ： 烃类化合物是一类高度还原性的物质，在好氧条件下，可以被一些微生物分解，主要是假单胞菌、分枝杆菌、诺卡氏菌、某些酵母等。
七、蛋白质的分解： 蛋白酶（胞外） 肽酶（胞内）
　 一般真菌分解蛋白质的能力强，并能分解天然的蛋白质，而大多数细菌不能分解天然蛋白质，只能分解变性蛋白以及蛋白质的降解产物。
　 根据肽酶作用部位不同，分为氨肽酶（作用于有游离氨基端的肽键）；羧肽酶（作用于有游离羧基端的肽键）。
八、氨基酸的分解
　 1、脱氨作用
　　（1）氧化脱氨：氨基酸在有氧条件下脱氨，产生氨与α-酮酸，由氨基酸氧化酶催化。包括脱氨反应（酶促）与水解反应（非酶促）。
　（2）还原脱氨作用：在无氧条件下进行，生成饱和脂肪酸和氨。 天冬氨酸 琥珀酸+NH3
　（3）水解脱氨与减饱和脱氨： 氨基酸经水解产生羟酸与氨： 通过减饱和方式进行脱氨，生成不饱和脂肪酸和氨：
（4）脱水脱氨：含羟基氨基酸（如丝氨酸）在脱水过程中脱氨。
　（5） Stickland反应：某些专性厌氧细菌如梭状芽孢杆菌在厌氧条件下生长时，以一种氨基酸作为氢的供体，进行氧化脱氨，另一种氨基酸作氢的受体，进行还原脱氨，两者偶联进行氧化还原脱氨。这其中有ATP生成。这个反应被称为Stickland反应。
2、脱羧作用：通过氨基酸脱羧酶作用，生成有机胺和二氧化碳。 氨基酸脱羧酶具有高度的专一性，
两个鉴定实验
1、吲哚实验：有些细菌可以分解色氨酸生成吲哚可以与二甲基氨基苯甲醛反应生成红色的玫瑰吲哚，因此可根据细菌能否分解色氨酸产生吲哚来鉴定菌种。
2、硫化氢实验：许多细菌能分解含硫氨基酸（胱氨酸、半胱氨酸）产生硫化氢，如果在蛋白胨培养基中加进重金属盐，接种细菌培养后观察，若产生硫化氢，则出现黑色的硫化铅或硫化铁。
3节：合成代谢
一、生物合成三要素：能量 、还原力、 小分子前体物
二、糖类合成
　（一）单糖合成
　　1、卡尔文环循（光合菌、某些自养菌）：分为三个阶段： ①CO2固定②固定CO2的还原③CO2受体的再生。 关键酶：1，5-二磷酸核酮糖羧化酶、磷酸核酮糖激酶。
　 2、EMP逆过程。 3、糖异生作用。
　　4、糖互变作用：大量是在核苷二磷酸糖水平上进行。
　（二）多糖合成
　　 E.coli肽聚糖合成：需1个多糖引物。
　　1、单糖组分在细胞质中合成(UDP是第一个载体）
　　2、逐步加上AA生成UDP-NAM-五肽（Park 核苷酸），顺序为L-Lys, D-Glu, DAP, D-Ala, D-Ala ( 不需tRNA参与）。其中，2D-Ala D-丙酰-D-Ala(青霉素类似） 此阶段在细胞质中进行。
　　3、 UDP-NAM-五肽转至膜上，与一脂质载体（细菌萜醇 -C55类异戊二烯醇）结合，释放出NAM-五肽焦磷脂，在膜内侧与UDP-NAG结合，构成肽聚糖亚单位。细菌萜醇是第二个载体。
　　4、亚单位转移至细胞壁的生长点上（插入），万古霉素、杆菌肽抑制。
　　5、在细胞膜外侧，亚单位与引物相连（转糖基作用），再通过转肽酶作用，将亚单位末端的D-丙-D-丙拆开，第四个AA与另一亚单位的DAP之间交联，另一D-Ala释放。在这一步，由于青霉素是D-丙-D-丙的结构类似物，则转肽酶被抑制，造成肽链间无法交联，网状结构也连不起来，形成 "软壁 "，极易破裂死亡。青霉素只对正生长菌起作用，对静息细胞无作用。
三、氮类物质合成
（一）生物固氮：分子N2通过固氮微生物作用形成NH3的过程。
　1、固氮机制：只有在不含有化合态氮的培养基上生长，且提供ATP、还原力等条件下才能固氮。
　固氮酶 组分Ⅰ：钼铁蛋白（MoFd）；组分Ⅱ：铁蛋白（AzoFd)； 都对氧极敏感，遇氧失活，需厌氧条件固氮。 电子载体：铁氧还蛋白（Fd），黄素氧还蛋白（Fld）也可以， 每步只传递2e，N2 2NH3需6e，连续三次。 固氮酶底物专一性不高，还能催化一些反应。
去路：自生固氮菌不能储存，也不分泌，很快同化；共生固氮菌分泌至根瘤细胞中为植物所利用。
（二）氨基酸合成
　1、直接从培养基中吸收。 2、通过转氨作用合成其他的氨基酸：
3、微生物经氨化作用或经固氮作用生成的氨可以通过特定的反应来吸收生成新的氨基酸（氨同化作用）
4、从前体合成氨基酸。 初生氨基酸：Ala, Glu, Asp, Gly，氨基化所生成的氨基酸。次生氨基酸：以初生氨基酸为前体合成。
4节：代谢调控
一、主要调节机制
（一）酶的诱导合成
组成酶 与诱导酶（只在有诱导剂时才合成，除去诱导剂就停止。是全新合成，而不是原有酶的激活。）
（二）终产物阻遏（反馈阻遏）：主要在合成代谢途径中，终产物或其衍生物对该途径上一个或多个酶形成的抑制作用。如E. coli Met, Arg的合成。
机制：调节基因 原阻遏物（阻遏物蛋白）与终产物结合时被激活，与操纵基因结合，阻止结构基因转录。终产物为辅阻遏物。属于正调节。
（三）分解代谢物阻遏（葡萄糖效应）： 所有迅速代谢能源都能阻抑较慢代谢的能源所需酶的合成。酶的生成被易分解碳源所阻遏。此称葡萄糖效应。 酶大多数是诱导酶。
葡萄糖效应并不是由葡萄糖直接造成，而是葡萄糖某种分解代谢物引起。 cAMP（环腺苷酸）是关键控制因子。其与分解代谢物活化蛋白（CAP）结合，促使RNA多聚酶与启动基因结合而开始转录。 cAMP浓度低时，影响结合，不能转录。 葡萄糖的某种代谢产物降低了cAMP水平，即使有诱导剂存在，也不能合成分解其它糖的酶，只有葡萄糖消耗完，cAMP水平上升，才能开始转录、合成。
（四）反馈抑制
1、协同反馈抑制：终产物不能单独抑制，要几个终产物同时作用，合作抑制。如多粘芽孢杆菌的Asp族氨基酸合成。6-53
2、合作反馈抑制：两种终产物同时存在，起着比一种大得多的抑制。 图6-54
3、同工酶：多个酶催化同一个反应，分别受不同终产物抑制。图6-51
4、顺序反馈抑制：代谢途径中第一个酶不受终产物抑制，而受分支处中间产物抑制，终产物抑制引起中间产物积累，从而抑制第一个酶。如红色假单胞菌的Ile合成。
5、积累反馈抑制：每一个终产物单独、部分地抑制共同步骤的第一个酶，互不影响。 如大肠杆菌的Gln合成酶受8个终产物抑制。
（五）酶活性共价修饰：由一个修饰酶（活化酶）催化另一种酶起共价修饰的改变，从而改变后者活性。 如大肠杆菌Gln合成酶：AMP与酶共价结合时（腺苷酰转移酶催化）活性低，脱去AMP，活性高。 胶质假单胞菌柠檬酸裂解酶：乙酰化（有活性），脱乙酰化（无活性）
二、代谢调控应用
　(一）在初级代谢产物生产上应用： 反馈调节最重要，要绕过，方法如下：
　1、降低末端产物浓度（应用营养缺陷型解除正常反馈调节）
　2、筛选抗反馈突变株（解除反馈） 在含有抗代谢物的培养基中培养，筛选抗性突变株，其中一些可分泌大量末端产物。如对氨基Phe/Tyr, 7-氮杂Trp/Trp
　3、控制细胞膜渗透性：通过生理学或遗传学方法，改变膜透性，使胞内代谢物迅速渗漏到胞外，解除反馈抑制。
（二）在次级代谢产物生产上应用
　主要是抗生素、毒素、甾体化合物等。在自然条件下，微生物产生次级产物能力一般不高，其生产也受代谢调控。 可通过诱变育种和控制环境条件来提高产量。
　　青霉素生产中，葡萄糖虽能很好利用，但生产不适宜，而乳糖虽缓慢利用，却可多产青霉素。在含葡萄糖和乳糖混合培养基中，生长阶段迅速利用葡萄糖，葡萄糖用尽时，对乳糖利用解阻遏，不生长，但产青霉素。也可利用后期流加限量葡萄糖的方法实现。
另外，氮源种类、浓度对次级产物产生与积累也有很大的影响，磷酸盐也有影响。 　　　　
（三）在酶生产上应用： 酶合成受基因和代谢物双重控制
　1、加诱导剂
　2、降低阻遏物浓度：参与分解代谢的酶，受诱导和阻遏双重控制，包括终产物阻遏和分解代谢物阻遏。为了大量生产酶，要避免使用丰富，复杂培养基，不要含快速利用的糖类。合成酶类通常被终产物阻遏，要对产生阻遏的化合物加以限制。
3、利用突变产生不需诱导物或不受阻遏的突变体
4、增加基因模板： 将外源特异基因导入微生物体内，增加酶产量。
5节：自养菌代谢（微生物的自养代谢）
　 一、光能自养菌： 蓝细菌与高等植物相同，含叶绿素a, b, 其余含菌绿素，有光合膜。光合作用只在有光合色素存在时才进行。
　（一）主要类群： 属于原核微生物，归于红螺菌目，利用硫化氢、氢气或有机物作为供氢体。常存在于水较清，可透光的厌氧环境中。
1、红螺菌科（紫色无硫细菌）：有机物为供氢体，兼性光合。光能异养。
2、着色菌科（紫色硫细菌）：专性厌氧，专性光合，硫化物为供氢体，体内外积累硫。光能自养。
3、绿菌亚目：绿菌科-绿硫细菌，绿弯菌科-绿色非硫细菌。专性厌氧，专性光合，硫化物为供氢体，胞外积累硫。
（二）光合作用
　　 光反应：光合色素吸收光能并转化为化 学能的能量转换反应。
　　 暗反应：利用能量进行CO2同化。
　　 1、环式光合磷酸化：逐出电子经电子传递又回到菌绿素，使其恢复到原状态，其间产生ATP，但不产生还原力，不放出氧气。光合细菌属此类。 光合菌还原力来自硫化氢，方式可能是逆向电子传递，消耗光反应产生的ATP。
　2、非环式光合磷酸化：两个光反应系统，除产生ATP，还有还原力，放出氧气。植物、蓝细菌属此类。还原力来自水的光解。
3、噬盐菌紫膜的光合作用：无叶绿素或菌绿素参与的独特的光合作用，是迄今为止最简单的光合磷酸化反应。
二、化能自养菌：无机物氧化获能,通过卡尔文环同化CO2；产能主要方式是氧化磷酸化，还原力产生是逆向电子传递。
　1、硝化细菌 2、硫细菌
　 3、氢细菌： 兼性自养菌。H2 + O2 →H2O+56.5千卡
　　4、铁细菌：将亚铁氧化成高铁，尚未纯培养。
第四章：微生物生长
1节：微生物的发育周期
一、概念：发育周期、单细胞微生物、丝状真菌
二、发育周期中细胞学上变化
　　1、细胞壁与质膜的延伸：质膜合成位点在赤道带，细胞壁生长也定位在赤道区，并具有种的特异性。
　 2、DNA的复制1）单向复制：染色体从起始点开始，反时针旋转一周完成。 2）双向复制：不只按一个方向复制，起点与终点不重合。 3）滚环模型：不对称复制。一股线状，一股环状复制。 真核微生物复制有多个位点，都是双向。
　 3、发育循环中基因的表达： DNA的复制与细胞分裂是协调的。细胞分裂总是发生在DNA复制后的一定时间内。抑制DNA合成的各种化学处理或突变也抑制细胞分裂。细菌DNA复制需DNA起始蛋白作用。
三、细胞分化现象
2节：微生物纯培养的生长
一、生长测定：直接计数法（全数）； 间接计数法（活菌数）；测细胞物质量
二、细菌纯培养群体生长规律：以培养时间为横坐标，以细菌数目的对数或生长速率为纵坐标，得繁殖曲线，对单细胞而言，又称生长曲线。
　（一）延迟期 lag phase(停滞期、调整期）
　　　表现：不立即繁殖，生长速率近于0，菌数几乎不变，细胞形态变大。
　　　特点：分裂迟缓，合成代谢活跃，体积增长快，对外界不良环境敏感。
　　　原因：调整代谢，合成新的酶系和中间代谢产物以适应新环境。
　　 消除：增加接种量；采用最适菌龄接种；培养基成分（种子、发酵）
（二）对数期 log phase
　　　 表现：代谢活性最强，几何级数增加，代时最短，生长速率最大。
　　　 特点：细菌数目增加与原生质总量增加，与菌液浊度增加呈正相关性。
　　　代时（generation time）：单个细胞完成一次分裂所需时间，亦即增加一代所需时间。
　　　　 影响G因素：菌种、营养成分、营养物浓度（很低时影响）、培养温度。
　（三）稳定期 stationary phase(最高生长期、静止期）
　　 表现：新增殖细胞数与老细胞的死亡数几乎相等，活菌数动态平衡。
　　 特点：生长速率又趋于0，细胞总数最高。 原因：养分减少；有毒代谢物产生。
　　 稳定期细胞内开始积累贮存物，此阶段收获菌体，也是发酵过程积累代谢产物的重要阶段。
　　 延长：补料，调pH、温度等。
（四）衰亡期 decline phase
　　表现：出现 "负生长 "，有些细胞开始自溶。 对于丝状真菌，细胞数目不呈几何级数增加，无对数生长期，一般有调整期，最高生长期，衰退期。
三、连续培养 continuous cultivation ： 连续培养方法
　 1、恒浊连续培养：不断调节流速使培养液浊度保持恒定。装置适用：收获菌体及与菌体相平行的产物。
　 2、恒化连续培养：恒定流速，及时补充营养，营养物浓度基本恒定，从而保持恒定生长速率。又称恒组成连续培养。培养基成分中，必须将某种必需的营养物控制在较低的浓度，以作为限制性因子，而其它营养物过量。常用的有氨、氨基酸、葡萄糖、生长因子、无机盐等。 适用；科研
五、同步生长：使所有的细胞都能处于同一生长阶段，同时分裂的生长方式。
3节：环境条件对生长影响
　 一、温度：最低、最适、最高生长温度，致死温度。
　微生物生长温度类型：低温型（嗜冷微生物）；中温型（嗜温微生物）；高温型（嗜热微生物）
　 二、pH主要影响：引起膜电荷变化，从而影响营养吸收；影响酶活性；改变营养物状态和有害物毒性。 有最适pH，此时酶活性最高，其他条件适合，生长速率最高，但不是生产的最适pH。
微生物细胞内的pH多接近于中性。
三、氧化还原电位 ：Eh与氧分压有关，也与pH有关。Eh影响酶活性，也影响呼吸作用。
四、辐射
　（一）紫外线（非电离辐射）10-380nm 致死主要是细胞中很多物质对紫外线吸收。杀菌作用随剂量增加而增加。紫外线穿透力弱，应用于空气消毒、表面消毒、菌种诱变。
　（二）电离辐射（X、α、β、γ）：效应无专一性， α、β穿透力较弱，X、 γ较强。
　　　　 KI对电离辐射具保护作用。
五、干燥：水分对正常生长必不可少，各种微生物抵抗干燥能力不同。
六、渗透压： 微生物对渗透压有一定适应能力。高渗溶液-质壁分离，低渗溶液-细胞膨胀破裂。
七、超声波（20，000Hz以上）：使细胞破裂，科研中破碎细胞。
八、表面张力： 4.5--6.5x10-4 N/cm，降低影响。
　4节：灭菌与消毒 灭菌 ：杀死所有微生物。消毒：杀死一切病原微生物。 防腐：利用理化因素抑制微生物生长繁殖。化疗：利用具有选择毒性化学药物或抗生素来抑制宿主体内病原微生物的生长繁殖，借以达到治疗的一种措施。
　 一、常用灭菌消毒方法
　　　1、干热灭菌法：火焰灭菌（灼烧灭菌）、干热灭菌
　　　2、湿热灭菌：巴氏消毒、煮沸消毒、高压蒸汽灭菌、间歇加热灭菌、实罐灭菌
　　　3、过滤除菌； 4、放射线灭菌
　 二、常用的消毒剂------理想的消毒剂：杀菌力强，使用方便；价廉；对人、畜无害；能长期保存；溶解度大；无腐蚀性等。消毒剂种类：氧化剂、重金属盐、有机化合物
　 三、影响灭菌与消毒因素
　　　 1、微生物种类； 2、培养基； 3、消毒剂；4、环境因素
　5节：化学疗剂对微生物作用
　 一、抗代谢物：最常用的是磺胺类药物。是氨苯磺胺衍生物，其结构与对氨基苯甲酸（PABA）类似，而PABA是叶酸分子组成。叶酸是辅酶，在氨基酸、维生素合成中起重要作用，许多细菌需自己合成叶酸，而人和动物利用现成叶酸，因此不受磺胺干扰。还有异烟肼，是吡哆醇对抗物。
　二、抗生素：作用范围：抗菌谱
　 作用位点：1、抑制细胞壁合成：青霉素，多氧霉素；2、影响细胞膜功能：多肽类，多烯类
　 3、干扰蛋白合成：抑制而非杀死； 4、阻碍核酸合成：对细胞有毒
　 三、微生物抗药性
　　　 抗药性主要表现（产生机制）： 1、菌体内产生钝化或分解药物的酶； 2、改变膜的透性而导致抗药性产生；　 3、被药物作用的部位发生改变；4、形成救护途径。
五章：微生物遗传
1节：遗传变异的物质基础
　一、证明经典实验
（一）转化实验：1928，Griffith转化实验：1944 Avery转化实验
（二）噬菌体T2的感染实验； （三）病毒拆开与重建实验
二、遗传物质在细胞中存在方式
　 染色体外遗传物质-质粒： 双股环状DNA，可游离存在，也可整合到宿主DNA上。 吖啶类染料、高温、某些离子作用可消除质粒。
　 质粒种类：
1、F因子（致育因子）：大肠杆菌中发现，含质粒为F+（♂）；无质粒为F-（♀）；质粒DNA整合到染色体上为Hfr.
2、R因子（耐药性）：痢疾杆菌，多价耐药性，耐药信息携带在质粒上。
3、Col因子（大肠杆菌素产生因子）； 4、青霉素酶质粒；
5、Ti质粒（诱癌质粒）：植物根癌，植物基因工程重要载体。
6、降解质粒：Pseudomonas： 隐蔽质粒、表达质粒、分泌质粒等。
2节：基因突变
（一）类型：按突变体mutant表型 特征不同
1、形态突变型：细胞或菌落形态改变。 2、生化突变型：代谢途径变异
　如营养缺陷型-；　 抗性突变型-； 抗原突变型-。
3、致死突变型：基因突变导致个体死亡。 4、条件致死突变型：如温度敏感突变型。
（二）特点： 1、不对应性： 2、自发性： 3、稀有性；一般10-6--10-9 。
　 4、独立性： 5、诱变性； 诱变剂作用可提高突变率。6、稳定性： 7、可逆性
（三）自发性与不对应性的证明
　 1、变量试验（1943，Luria & Delbruck）2、涂布试验（1949，Newcombe设计）
　 3、影印培养试验：影印培养法-使在一系列培养皿相同位置上能出现相同菌落的一种接种培养方法。利用此法可以从在非选择性条件下生长的群体中，分离出各类突变体。
（四）突变机制
　 1、诱变机制 induce mutation , mutagen
　 1）碱基对置换（点突变）：只涉及一对碱基被另一对碱基所置换，分为转换和颠换。
　　　①直接引起置换的诱变剂： 可直接与碱基发生反应，不论在体内还是离体都起作用。包括亚硝酸、羟胺和各种烷化剂（硫酸二乙酯、NTG等）。
　　　②间接引起置换的诱变剂：一些碱基结构类似物，但稳定性比正常碱基小，易发生互变。通过活细胞的代谢活动掺入到DNA中，只对正在生长发育的细胞有作用，即DNA复制时起作用。
主要是5-BU，5-AU，2-AP，8-NG等。
2）移码突变： 由一种诱变剂引起DNA分子中一个或少数几个核苷酸的增添或缺失，从而使该部位后面的全部密码的转录和转译发生错误。也属于DNA分子的微小损伤。 主要是吖啶类染料，一系列ICR化合物。
3）染色体畸变： DNA分子大的损伤。
①数量变化：真核有倍数性变化和非倍数性变化；原核只一条染色体，获得一段DNA，形成部分二倍体。②结构变化：又分染色体内与染色体间畸变（非同源染色体间易位）。
4）转座因子 ：在染色体组中或染色体组间能改变自身位置的一段DNA序列称作转座因子。
　有三类： 插入序列 IS：0.7-1.4 kb，只能引起转座效应，不含其它基因。转座子 Tn ：2-2.5 kb，含有几个至十几个基因。 Mu噬菌体：37 kb，含有20多个基因。
2、自发突变机制：1）背景辐射和环境因素的诱变：低剂量长期效应。辐射、高温、低浓度诱变剂。　2）自身代谢产物的诱变：H2O2-内源诱变剂。3）互变异构效应：T、G酮式或烯醇式，A、C氨基式或亚氨基式。一般倾向于酮式和烯醇式。T以烯醇式与G配对，C以亚氨基式与A配对。4）环出效应：DNA复制过程中偶尔环出。
（五）紫外线对DNA的损伤及机体对损伤DNA的修复
紫外线作用：同链DNA的相邻T间形成共价T二聚体，阻碍碱基间正常配对，从而引起突变或死亡。
机体对损伤DNA的修复：
1、光复活作用：经UV照射后的微生物暴露于可见光下，可明显降低起死亡率，称光复活作用。
2、暗修复作用（切补修复）：与光无关，须4种酶参与：核酸内切酶、核酸外切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶。
3、重组修复：发生在DNA复制过程或复制之后，不切除DNA损伤部位的修复。DNA链在复制时，受损的模板作用消失，互补单链（新链）里留下空隙，产生诱导信号，recA基因被诱导，产生大量重组蛋白，与新链缺口结合，引起
4、SOS修复 ：一种能够引起误差修复的紧急呼救修复，是在无模板DNA
5、DNA 多聚酶的校正作用：DNA
3节：突变与育种： 菌种工作包括三方面：选种、育种、复壮和保藏。
（一）从自然界分离菌种（菌种分离与筛选）
一般步骤： 一、采样（土壤为样品） 二、增殖培养（富集培养） 三、分离
　 四、筛选：一般初筛、复筛、再复筛，少数几株进行全面考察。
（二）自发突变与育种
　 一、生产育种；二、定向育种；（三）诱变育种
　　　 基本步骤： 原种 （出发菌株） → 纯化→斜面→同步培养→离心洗涤→振荡打散→过滤→菌悬液 →诱变处理 → 平板分离 → 斜面 → 斜面→ 斜面 →保藏及扩大试验
（一）、出发菌株的选择有：野生型菌株；生产菌株；经过诱变的菌株。一般要求生长快，营养要求粗放，发育早，产孢子多，对诱变剂敏感性高，已能积累少量产品或前体物的菌株。
（二）、菌悬液制备：一般采用单孢子或单细胞悬液。
制备菌悬液时要注意生理状态、均一性、细胞浓度、菌悬液介质（生理盐水或缓冲液）。
（三）、诱变处理
　1、常用诱变剂： 物理诱变剂：紫外线（UV）、X射线、r射线、快中子（0.2-10Mev）。
　　 化学诱变剂：硫酸二乙酯DES，甲基磺酸乙酯EMS，亚硝基胍NTG。
　 2、诱变剂量作用：提高突变率；扩大产量变异幅度；使变异朝正变或负变方向移动。
　 3、处理方法：采用复合处理，包括诱变剂先后使用，同时使用和重复使用，提高效果。
（ 四）、变异菌株的分离和筛选：诱变处理后一般要经过后培养和变异株筛选。
　营养缺陷型筛选： 一般步骤：1、诱变处理；2、淘汰野生型：抗生素法、菌丝过滤法。
3、检出缺陷型：方法有： 1）夹层培养法：2）限量补充培养法：含微量蛋白胨（0.01%）的[一]上。 3）逐个检出法： 4）影印接种法：　
4、鉴定缺陷型：方法有：1）生长谱法： 2）组合补充培养基法：菌株较多时用。
营养缺陷型应用：1、标记菌种： 2、生物测定用菌3、生产菌株：前体积累。
（五）抗性突变株筛选： 1、一次性筛选：在对于出发菌株完全致死的环境中一次性筛选少数抗性突变株。 2、阶梯性筛选：使用浓度梯度与某一空间或时间。
4节:基因重组与杂交育种
一、原核微生物的基因重组
（一）转化概念：受体菌直接吸收了来自供体菌的DNA片段，通过交换，把它组合到自己的基因组中，从而获得供体菌部分遗传性状的现象。 转化后的受体菌，称转化子； DNA-转化因子。
　转化育种：DNA提取，感受态细胞培养和转化。
　转染：把噬菌体或其他病毒DNA（RNA）提取出来，用它去感染感受态的宿主细胞，并产生正常噬菌体或病毒后代。
（二）转导概念：通过缺陷噬菌体的媒介，把供体细胞的DNA片段携带到受体细胞中，从而使后者获得前者部分遗传性状的现象。
U型管实验：两株营养缺陷型LA-22（try-)，溶源性细菌（受体）；LA-2（his-），敏感菌（供体）；温和性噬菌体P22。结果在LA-22端出现原养型his+try+。原因？
1、普遍转导：噬菌体可误包裹供体菌中任何基因，并使受体菌实现各种性状的转导。
2、局限转导 通过某些部分缺陷的温和噬菌体把供体菌的少数特定基因转移到受体菌中的转导现象。
3、溶源转变： 当温和噬菌体感染其宿主而使之发生溶源化时，因噬菌体基因整合到宿主基因上，而使后者获得了除免疫性以外新性状的现象，称溶源转变。
（三）接合概念：通过供体菌和受体菌完整细胞间的直接接触而传递大段DNA的过程。也称杂交。
　基本原理： 细菌、放线菌中都存在接合现象。细菌中，大肠杆菌研究最清楚。
F` 菌株-Hfr菌株的F因子因不正常切割而脱离染色体时，可形成游离的但带有一小段染色体基因的F因子，称为F`因子。此带有F`因子的菌株-初生F`菌株。初生F`+ F- =F`（次生F`菌株）
既获得了F因子，又获得了来自初生F`菌株的若干遗传性状，以这种接合来传递供体菌基因的方式，称F因子转导。
接合育种：育种前所选择的亲本必须具有一定的选择性标记，还必须具有F因子，受体菌无F因子，但必须为F因子可亲和。
　一般过程： 1、菌株准备； 2、杂交； 3、重组体检出
（四）原生质体融合 ： 通过人为方法，使遗传性状不同的两细胞的原生质体发生融合，并产生重组子的过程，又称细胞融合。
主要步骤：1、原生质体制备：作为育种菌株须：①具有良好生产性状②具有一些稳定的明显的遗传标记。 2、原生质体融合：促融合剂-聚乙二醇（PEG）及Ca2+、Mg2+， UV、电场、激光等技术可应用。3、再生成正常细胞：
二、真核微生物基因重组
　（一）有性杂交 一般指性细胞间的接合和随之发生染色体重组，并产生新遗传型后代的一种方式。 常见有性孢子。
　（二）准性生殖：可使同一生物的两个不同来源的体细胞经融合后，不通过减数分裂而导致低频率的基因重组。
主要过程：1、菌丝联结、质配。2、形成异核体。 3、核配。 4、体细胞交换和单倍体化。
体细胞中染色体交换-有丝分裂交换：双倍体杂合子遗传性状不稳定，进行有丝分裂过程中，极少数核中染色体会发生交换和单倍体化，而形成具有新性状的单倍体杂合子。
5节：菌种衰退、复壮和保藏
　 一、衰退与复壮； 二、菌种保藏方法有： 1、低温保藏：冰箱、超低温。2、干燥保藏：土壤、细砂、硅胶等。3、隔绝空气保藏：石蜡油封。 4、冻干保藏：综合低温、干燥、真空。
5、活体保藏：病原微生物、病毒。
六章：微生物生态与环境保护
微生物生态：研究处于环境之中的微生物，和与微生物相联系的物理、化学和生物等环境条件，以及它们之间的关系。
1节：自然界中的微生物
一、土壤中微生物：土壤是自然界最适宜微生物生长的环境，具有微生物所需一切营养物及各种条件。种类主要是异养型种类。
二、水中微生物： 种类和数量要比土壤中少得多。淡水中微生物主要来源于土壤、空气、污水或死亡腐败的动植物体。海水中微生物总量超过陆地。
饮用水标准：每ml水细菌总数不超过100个，E. coli每升水不超过3个。
三、空气中微生物： 数量取决于环境。潮湿空气中微生物比干燥空气中少，因为潮湿空气中微生物被小水滴带着沉降下去了。 空气中菌数测定：过滤收集，培养计数。
四、极端环境微生物：了解这些微生物，可以利用其特殊基因、机能，创造有用新种。
2节：微生物间以及与其他生物间的关系
　一、微生物间关系
　1、互生：较松散联合，可以是一方得利，或双方有利。（混菌培养）
　2、共生：紧密结合在一起，高度发展时，形成特殊共住体，生理上有分工，组织、形态上产生新结构。地衣：藻类 + 真菌
3、寄生：一种生物生活在另一种生物表面或体内，从后者获得营养。
4、拮抗：一种生物产生不利于另一种生物生存的代谢物质或改变环境条件，抑制甚至杀死另一种生物的现象。
5、捕食：一种生物直接吞食另一种生物。
二、与高等植物关系
　共生：根瘤菌，菌根菌； 互生：根际微生物；寄生：植物病原微生物
三、与人及动物关系：共生：瘤胃微生物，白蚁； 互生：人体肠道正常菌群
寄生：病原微生物，寄生于昆虫（生物杀虫剂）； 择生生物（悉生生物）：接种有一种或多种已知微生物的无菌动物。
3节：微生物与自然界中的物质循环
微生物既是分解者、消耗者，又是生产者。
一、碳素循环： 微生物作用：1）光合作用 2）分解作用
二、氮素循环：氮存在状态： 分子态氮、有机态氮、无机态氮
　　微生物作用：固氮、硝化、反硝化、氨化、氨同化
三、硫素循环：硫存在状态：元素态、无机化合态、有机态
　微生物作用：脱硫、硫酸盐还原作用（同化性、异化性）、硫化（无机硫氧化）。
四、磷素循环：自然界无机磷主要是磷酸钙，有机磷主要是核蛋白、核酸、卵磷脂等，都是非溶性的。转变为可溶性，主要是微生物作用。
4节：微生物与环境保护
一、微生物对污染物的降解与转化
　 1、主要污染物：无毒有机物:易被生物降解; 有毒有机物:不易被生物降解。无毒无机物:一些营养性无机盐; 有毒无机物:重金属等Hg As Pb Cd。
　2、微生物的降解与转化
　 对无机污染物的转化：微生物不能降解重金属，只能使它们发生形态之间的相互转化及分散和富集过程。也就是改变金属在环境中的存在转态，从而改变它们的毒性；有机Hg Pb 无机Hg Pb
　对有机污染物的降解： 农药：主要通过催化作用使农药分子发生一些结构改变，使其被分解。
　石油：多种烃类混合物，多种微生物共同作用，
二、水污染及防治
1、水的污染源：污染指标：
　COD（化学需氧量）：使用强氧化剂（高锰酸钾、重铬酸钾）使1L污水中的有机物进行化学氧化时所消耗的氧的毫克数。mg/L
　BOD5(五日生化需氧量)：20℃时，每L废水所含有机物在5天内进行微生物氧化时所消耗的氧量，mg/L。
2、处理废水的微生物法
(1) 厌氧处理法（产能型） 采用厌氧消化器把微生物可降解的有机物转化成甲烷、二氧化碳、水和其它气体的一种处理方法。
(2) 好氧处理法
　①活性污泥法（曝气法）（耗能型）：利用含有好氧微生物的活性污泥，在通气条件下，使污水净化的生物学方法。主要是菌胶团形成菌，原生动物，有机和无机胶体以及悬浮物组成。
②生物膜法：以好氧微生物组成的生物膜为净化主体的生物处理方法。
　　　　 A、滴滤池法（节能型）（洒水滤床法）；B、生物转盘法（耗能型）
③氧化塘法（节能型）（稳定塘）：大面积敞开式污水处理池，利用藻菌互生系统来分解有机物，使污水得以净化。
固体废物采用堆肥法和沼气发酵法。
七章：传染与免疫
1节：传染 infection ： 传染是宿主、病原菌、环境因素三方面力量作用的结果。
一、传染的三种可能结局： 1、隐性传染；2、带菌状态；3、显性传染（即传染病）
二、决定传染结局的三个因素
（一）病原微生物在传染免疫中作用
　　1、毒力或致病性： 强弱取决于以下因素：
　 1）侵袭力：与酶（卵磷脂酶、透明质酸酶、胶原酶、链激酶、凝固酶）和微生物结构（荚膜、菌毛、表面抗原）有关。
　 2）毒素：①内毒素：多由G-产生，化学组成为脂多糖。②外毒素：某些G+分泌到体外的毒性物质，化学组成为蛋白质。如破伤风毒素、肉毒毒素、白喉外毒素等。
　 2、数量
　 3、侵入途径：不同菌侵入途径不同，只有侵入易感机体的一定部位，才能发病。
（二）机体在传染免疫中作用（宿主的免疫力）
　　1、免疫反应分类
　 1）非特异性免疫与特异性免疫：天然免疫（先天免疫）与后天获得性免疫
2）自动免疫与被动免疫
　　自动免疫是指用人工方法注射抗原（菌苗、疫苗、类毒素），使机体产生免疫功能。
　　被动免疫是指用人工方法注射抗体（抗毒素、抗血清）而产生对病原体的抵抗力。 　　　　 3）细胞免疫与体液免疫
　细胞免疫是指致敏淋巴细胞与其相应抗原作用所产生的特异性免疫。
　 体液免疫是抗体的免疫作用。
3、免疫的功能：1）生理防御功能（免疫防御）；2）自身稳定功能（免疫稳定）；3）免疫监视作用(及时排除突变细胞。)
（三）环境因素
2节：非特异性免疫
一、机体的天然屏障作用： 1、皮肤和粘膜（体外屏障）； 2、内部屏障
二、吞噬细胞：白细胞分类： 1、噬中性粒细胞： 2、巨噬细胞：来源、功能。
三、炎症反应
四、体液因素（正常体液中的抗微生物因素）：
1、补体系统： 补体是存在于正常血清中一组具有酶活性的蛋白，有补充抗体作用能力，其作用无特异性，可与抗原抗体复合物作用，不能单独作用于抗原或抗体。补体由巨噬细胞、肠上皮细胞及肝、脾细胞产生。 补体系统由11个血清蛋白构成，是一组酶原，被激活后发挥作用。
补体攻击细胞结果，使膜损伤，导致细胞裂解。促进吞噬作用。与变态反应有关。
2，干扰素 interferon IFN：干扰素是一类在同种细胞上具有抗病毒活性的蛋白质，其活性发挥又受细胞基因组的调节和控制，涉及到RNA和蛋白质合成。
　人干扰素有α干扰素（白细胞干扰素），β干扰素（成纤维细胞干扰素），γ干扰素（免疫干扰素）。糖蛋白，其作用无特异性，但产生干扰素的动物和被保护的动物之间却有种属特异性。不过也有交叉保护作用。干扰素作用时间短，仅几天。主要抑制病毒的复制，其可激活宿主DNA,产生抗病毒蛋白（AVP)，与核糖体作用，使其只能合成宿主蛋白，而不能合成病毒蛋白。
3节：特异性免疫
一、参与特异性免疫的组织器官：胸腺、腔上囊、骨髓、淋巴结、脾脏。
二、参与特异性免疫的细胞：免疫细胞主要是各类淋巴细胞、巨噬细胞等；均来源骨髓干细胞。
三、特异性体液免疫：由抗体介导的免疫
　　 1、中和外毒素；2、调理作用；3、凝集作用； 4、阻止病原菌对粘膜的吸附
四、特异性细胞免疫
　 1、 TD细胞的作用：释放淋巴因子，其作用于免疫活性细胞而产生免疫效应。 淋巴因子作用无特异性，但其释放需特异性抗原刺激。
　2、 TC 细胞作用：能特异性地识别靶细胞表面抗原，与其结合，使其溶解。
免疫应答（immune response）：从一个抗原刺激开始，机体内抗原特异性淋巴细胞识别抗原（感应）后，发生活化、增殖和分化，表现出一定的体液免疫和细胞免疫的效应的过程。分三阶段，两种类型。
4节：抗原与抗体Antigen and Antibody
　一、抗原：一类能刺激机体产生抗体或致敏淋巴细胞，并能与这些产物在体内或体外发生特异性反应的物质，具有一定的化学结构、物理及生物学特性，并具有免疫原性（抗原性）和反应原性。
　 免疫原性：刺激机体产生特异性抗体或致敏淋巴细胞的免疫应答能力。
　反应原性：能和特异性抗体或致敏淋巴细胞结合，发生特异性反应的能力。
　（二）种类： 1、完全抗原：具有抗原性和反应原性2、半抗原：只有反应原性，没有抗原性。
　（三）性质： 1、异物性； 2、一定的物化特性1）大分子物质2）一定的结构3）特异性：
（四）微生物抗原结构： 鞭毛抗原（H抗原）；菌体抗原（O抗原）；表面抗原：如荚膜抗原；
外毒素和类毒素
　 二、抗体：（一）定义：由抗原刺激机体的B细胞，由B细胞转化成浆细胞所产生的具有特异性的免疫球蛋白。Immunoglobulin Ig
　（二）种类： IgG, IgM, IgA, IgE, IgD.
　（三）结构： 不变区（C区）与可变区（V区），枢纽区，抗原结合在V区。
（四）抗体形成一般规律
　　　　 1、初次反应与再次反应： 2、回忆反应；3、几类抗体出现顺序
（五）抗体形成机理：1、诱导学说（模板学说）； 2、无性繁殖系选择学说 P352，图10-18
　　 3、抗体多样性分子生物学机制
（六）淋巴细胞杂交瘤技术与单克隆抗体
　　　　 1、多克隆抗体及缺点
　　　　 2、淋巴细胞杂交瘤技术建立 图 10-20
　　　　 3、单克隆抗体应用
　三、抗原抗体反应
　 (一）抗原抗体结合的一般特点：1、高度特异性； 2、是分子表面结合；3、需要合适的比例（区域现象）； 4、反应分两个阶段1）特异结合阶段； 2）可见反应阶段
　（二）反应组成成分：1、抗原； 2、特异抗体；3、环境因素：基本因素：需电解质、温度、pH等。 特殊因素：有的需补体、白细胞。
（三）反应类别
　1、沉淀反应： 抗原称沉淀原，抗体称沉淀素。
　　实验方法有玻片法、试管法、环状试验、琼脂扩散法、免疫电泳
2、凝集反应： 抗原称凝集原，抗体称凝集素。
　　 实验方法有直接凝集实验、间接凝集实验、间接凝集抑制实验（免疫妊娠试验）、交叉凝集与凝集素吸收实验。
3、补体结合反应： 补体作用没有特异性，可与任何抗原抗体复合物结合，但不能单独与抗原或抗体结合。 如结合的抗原是红细胞，则出现溶血现象；如抗原是细菌，则溶菌；如抗原是自身成分，则发生免疫损伤。
　（1）结合系统：主要是抗原（可溶性）、抗体及补体，都是液体，无可见反应，要有：
　（2）指示系统（溶血系统）：羊红细胞与羊红细胞抗体（溶血素），若补体被结合，不溶血，反应阳性，说明抗原、抗体是对应的；若补体不结合，则与溶血系统结合，出现溶血，反应阴性，说明抗原、抗体不对应。
5节：免疫病理（变态反应、过敏反应）
一、概念：机体再次接受抗原或半抗原刺激后，产生的体液性或细胞性的异常免疫反应，从而引起组织损伤或生理机能障碍。
根据出现症状快慢分为速发性（与抗体有关）、迟发性（与致敏T淋巴细胞有关）变态反应。
二、各型变态反应
微生物学第9页共20页高中生物奥赛专用
遗传与进化的复习指导
（一）孟德尔定律的扩充
孟德尔通过豌豆的杂交试验发现了基因的分离规律和自由组合规律两个定律。后来人们又用其他生物材料做实验，包括从病毒、细菌直到人，将孟德尔定律更进一步扩充。
1．嵌镶显性
嵌镶显性是我国遗传学家谈家桢教授所发现的。在异色瓢虫中，鞘翅有很多色斑变异，表现在不同的黑色斑纹上：黑线型的前缘呈黑色，均色型的后缘呈黑色。鞘翅的底色呈黄色。如果将这两种类型的纯合体交配，子一代的杂种的鞘翅出现了新的色斑，似乎是两个亲体的鞘翅重叠起来，亲代的两种黑斑都在子一代表现出来。子一代相互交配，在子二代中 1/4是黑缘型、1/4是均色型、其余一半的色斑和子一代相同（如下图所示）。嵌镶遗传现象表明；显性，不一定有隐性和它相对存在，一对性状，可以都是显性，而在生物体不同部位表现出来。
瓢虫鞘翅色斑的遗传
2．致死因子
有一种家鼠，皮毛黄色对灰色是由一对等位基因控制的。当用黄色鼠和灰色鼠杂交，得到的子一代黄色和灰色两种鼠的比例是1︰1。将子一代中黄色鼠自相交配，得到的子二代中，黄色和灰色两种鼠的比例是2︰1。从表面上看，似乎是违反了孟德尔定律。后来研究知道，原来黄色家鼠基因是杂合体，没有纯合体的黄色家鼠。其原因是黄色家鼠基因若为纯合体是致死的，在胚胎期已经死亡而为母体吸收。所以黄色家鼠的繁殖，其后代有黄色和灰色两种，比例是2︰1（如右图所示）。
可见，孟德尔的分离定律中3︰1的比数是有条件的，其中之一是各基因型的生活力相等。
3．复等位基因：前面所涉及的都是一对等位基因，其实生物细胞中许多基因有很多等位形式，这样的基因叫复等位基因。
人类的ABO血型可作为复等位基因的例子。三个复等位基因IA、IB、i，其中IA、IB对i是显性，IA、IB为共显性。在杂合体中，一对等位基因都显示出来的现象称为共显性。三个复等位基因决定了六种基因型：IAIA、IAi、IBIB、IBi、IAIB、ii。分成A型、B型、AB型和O型4种血型。
4．抑制基因
家蚕由于品种不同，有结黄茧的，有结白茧的。白茧的又有中国品种和欧洲品种。结黄茧的和给白茧的欧洲种交配，子一代全是结白茧的；但是如果和中国种交配，子一代全是结黄茧的。这表明对于蚕的结黄茧性状来说，欧洲品种结白茧的性状是显性，中国品种结白茧的性状是隐性。把结黄茧的和欧洲结白茧的交配，得到的子一代家蚕再相互杂交，得到的子二代中，结白茧的和结黄茧的比率是13︰3。如何解释这种现象呢？
假定黄茧基因是Y，白茧基因是y，另外还有一个非等位基因I。当有I存在时，可以抑制Y的作用。这样，黄茧品种的基因型是 iiYY，欧洲白茧品种的基因型是IIyy，子一代的基因型是IiYy。因为I对Y有抑制作用，所以子一代是白茧蚕。子一代相互交配，在子二代中出现9种基因型。只要子二代个体中有I存在，Y的作用被抑制，其表型则是结白茧的。所以子二代中，结白茧的与结黄茧的比率为13（9＋3＋1）︰3。
一个基因抑制非等位基因的另一基因的作用，使其不能显示出来，这种基因叫做抑制基因。
5．上位效应
家兔中的灰免和白兔杂交，子一代全是灰兔。子一代灰兔相互交配；子二代中有灰兔、黑免和白兔三种兔出现，其比率为9︰3︰4。这个比率又如何解释呢？
我们发现在9︰3︰4的比率中，有色（灰＋黑）︰白色是3︰1；灰色︰黑色也是3︰1。出现了两个3︰1，就可认为这里包括两对基因之差。设一对基因为C、c，另一对基因为G、g，这两对基因共同决定兔毛的颜色。当显性基因C存在时，基因型GG或Gg的表型为灰色，gg的表型为黑色，当显性基因C不存在。而只有隐性基因c时，无论是GG、Gg的基因型，还是gg的基因型，其表型都为白色。
存在有两对非等位基因，其中一对中的显性基因（或隐性基因）可遮盖另一对非等位基因的表现，这样的两对基因的关系称为上位效应。上述例子中，是隐性基因c起作用，这种现象称为隐性上位作用。若发生显性上位作用，则后代中F2会出现12︰3︰1的分离比。
（二）连锁与互换规律
1．不完全连锁和完全连锁
（1）果蝇的性状不完全连锁遗传：摩尔根用灰身长翅纯系果蝇与黑身残翅纯系果蝇杂交，F1都表现灰身长翅。让F1的雌蝇与黑身残翅雄蝇交配，测交后代（Ft）的表现型类型及其数目是：21灰长（42%），4灰残（8%），4黑长（8%），21黑残（4%）。
在上述测交子代群体中，亲本型（灰长和黑残）占84%，明显多于占16%的重组型（灰残和黑长）。显然F1雌蝇产生的四种类型的配子数目是不等的，即亲型配子远多于重组型配子。
原理：在减数分裂中，可能发生同源染色体的非姊妹染色单体之间对应片段的交换，一旦交换发生在连锁基因之间，使位于交换片段上的等位基因互换，从而导致非等位基因间的基因重组。由于同源染色体之间发生交换，而使原来在同一染色体的基因不再伴同遗传的现象称为基因交换。连锁的基因之间能够发生交换，称为不完全连锁。例如，F1灰身长翅雌蝇的基因型为BV / bv，在形成配子时，如果在B－V之间发生交换，那么它将产生BV、bv、Bv、bV四种配子。因交换是较少发生的事件，进行减数分裂的全部性母细胞，不可能都发生完全相同的交换重组过程。因此F1产生的配子总数中，大部分（上例中为84%）是两种亲型配子，少部分（上例中为16%）为两种重组型配子。也就是说，连锁状态的两对基因杂种产生的重组型配子总是少于亲型配子，即少于配子总数的二分之一。
（3）完全连锁：
如果用上述果蝇杂交的F1灰身长翅雄蝇与黑身残翅雌蝇进行测交，其后代只有发长和黑残两种类型果蝇，而且各占一半。
F1中只有灰身长翅和黑身残翅两种亲组合，说明F1雄蝇只形成了两种亲型配子，而没有产生重组型配子。也就是说F1雄蝇在减数分裂时同源染色体之间没有发生基因交换，使连锁的基因不出现重组。。
2．交换值与遗传距离
交换值，通常也称为重组率，是指重组型配子占总配子数的百分率。计算交换值的公式是：交换值（RF）＝重组型配子 / 总配子数（亲配子数十重组型配子数）×100%
交换值的大小变动在0～50%之间。
3．基因定位与连锁图
基因定位最常用的方法是两点测验和三点测验。
（1）两点测验：两点测验首先进行杂交获得双基因杂种（F1），然后对F1进行测交，以判断这两对基因是否连锁。如果是连锁的，根据其交换值确定它们在同一染色体上的遗传距离。如上例中测交结果，b和v之间的交换值：
RF（b—v）＝（4＋4）/（21＋21＋4＋4）×100%＝16%
因此b－v之间的遗传距离为16cM（图距单位）。
如果对紧密连锁的三个基因a、b、c分别进行三次两点测验，每两个基因之间的距离分别是：a－b为5cM，b－c为10cM，a－c为15cM，那么，连锁基因a、b、c在同一染色体上的连锁如右图。
（2）三点测验：
根据连锁的三个非等位基因的交换行为确定它们在同一染色体上相对位置的杂交试验称为三点测验，又称三点测交。它是基因定位最常用的方法。三点测验的主要过程是：通过杂交获得三对基因杂种（F1），再使F1与三隐性基因纯合体测交，通过对测交后代（Ft）表现型及其数目的分析，分别计算三个连锁基因之间的交换值，从而确定这三个基因在同一染色体上的顺序和距离。通过一次三点测验可以同时确定三个连锁基因的位置，即相当于进行三次两点测验，而且能在试验中检测到所发生的双交换。此外，三点测验中得到的三个交换值是在相同的遗传背景和环境条件下取得的，因此使估算的交换值更加准确。现在以玉米籽粒的饱满（Sh）与凹陷（sh），非糯性（Wx）与糯性（wx），有色（C）与无色（c）三对性状的杂交为例，说明三点测验的具体步骤。为了方便起见，以“＋’代表各显性基因，其对应的隐性基因仍分别以sh，wx和c表示。三点测验的主要步骤：
（1）通过杂交和测交获得 F1的测交后代（Ft），其过程如下所示：
根据交换值可知基因之间的距离分别是：wx–sh为18.4cM，sh–c为3.5cM，wx–c为21.9cM。这三个基因的连锁图表示如右图
（三）。细菌和噬菌体的遗传重组
1. 细菌的遗传重组
原核生物的遗传重组实质上是指受体中插入来自供体的遗传性不同的DNA片段，并把这种DNA片段或它的复本整合为受体基因组的一部分。受体的遗传重组可以通过三种途径来实现：
（1）转化（transformation）：游离的细菌DNA片段被吸收到不同的细菌细胞内（受体）
（2）接合（conju gation）：通过供体与受体细胞之间的接触而传递DNA
（3）转导（transduction）：一种细菌的DNA片段经过温和的或有缺陷的噬菌体传递给另一种细菌
接合
A菌株中的质粒→F质粒（F因子）（独立染色体外可复制的因子为质粒），为一环状DNA，这种F因子有一个配对区，可和大肠杆菌染色体的某些区域配对（即与之同源），配对后即可交换，便整合到大肠杆菌染色体上。这种既可以整合又可以游离的质粒叫附加体。
含有游离状态的F因子叫F+，没有的叫F-，含有整合状态的叫Hfr（高频重组）。大量混合后，只有F+×F-，Hfr×F-能杂交，而F+×F+，F-×F-，Hfr×Hfr，Hfr×F+都不能杂交。
F+×F-
接合管的形成：菌株靠近→细胞膜融合→两细胞间形成接合管
F因子转移：复制后的F因子转移到另一个细胞中。细胞分开，使F-变成F+。
Hfr×F-
先形成接合管，然后Hfr边复制边转移，转移的顺序：原点—配对区—大肠杆菌基因—配对区—育性基因。但在转移过程中，结合管很易破裂，这样转移到受体的部分只是靠近原点的一部分（全部转移需温和条件120分钟），形成部分二倍体。
转导
以噬菌体作为媒介，把某一细菌的DNA转移到另一细菌，进行基因重组的过程叫转导。与杂交的区别：媒介不同（杂交是F因子，转导是噬菌体）。转导分为局限性转导和普遍性转导两类。局限性（特异性）转导(温和性噬菌体介导)；温和噬菌体：λ、MU、MB噬菌体。普遍性转导（由烈性噬菌体介导）
局限性转导
提供基因的叫供体，接受基因的叫受体。提供基因的噬菌体为转导噬菌体，接受了基因的受体叫转导子。仅能转移少数特定基因的转导叫局限性转导。
普遍性转导（由烈性噬菌体介导）
这种转导供体的任何一个基因都可能被转移，且几率相等，因此称普遍性转导。
2 噬菌体遗传分析
（1） 性状（突变型）：野生型r+噬菌斑小，快速生长突变型r-噬菌斑大。
30’溶菌 20’溶菌
基因型 r+ r-
表现型 噬菌斑小 噬菌斑大
（2） 噬菌体的基因重组 h+r- × h-r+
将大量噬菌体h+r-和大量噬菌体h-r+加入含有大肠杆菌B的完全培养基。两种噬菌体混合造成复感染（一个大肠杆菌中同时进入两种噬菌体）。将大肠杆菌滤下来，收集噬菌体（加氯仿振荡），将少量噬菌体再涂于含有大肠杆菌B和B2菌株的固体培养基中，出现噬菌斑，除预期的半透明大噬菌斑（h+r-浸染造成）和透明小噬菌斑（h-r+浸染造成）外，还出现了半透明小噬菌斑和透明大噬菌斑两种表型。
这是因为T2噬菌体为烈性噬菌体，当两种T2噬菌体复感染大肠杆菌B时，不和大肠杆菌染色体整合，而在两种噬菌体h、r基因之间和一个基因外侧发生了双交换（单交换后形成一个环，不能复制而死掉），结果形成四种噬菌体h+r-、h-r+、h+ r+和h- r-（后两种为重组类型）。
（四）染色体的畸变
1．染色体结构的改变
（五） 诱变因素及其作用机理
1 物理诱变因素
⑴ 电离辐射对遗传物质作用的机理
① 直接作用：X射线、γ射线或带电粒子作用于生物体时，当细胞内的染色体或DNA分子被射线作用产生电离和激发时，便会引起这些遗传物质的改变。
② 对细胞的辐射化学效应：
细胞内各种物质都能吸收辐射的能量，含量最多的物质吸收的能量也最多。
辐射诱发的基因突变和染色体断裂的频率在一定范围内与辐射剂量成正比；
辐射效应有累积作用，连续照射或间歇分次照射达到一定的剂量时，产生的突变次数是一样的。
但是，照射强度上不同。照射强度指被照射物质在单位时间内接受射线能量的多少，又称为剂量率。果蝇在总剂量相同的情况下，低剂量率处理的多表现生长正常，而过高的剂量率处理的常引起生长异常或死亡。
⑵ 非电离辐射对遗传物质作用的机理
紫外线也是一种电磁波，带有的能量很小，穿透力弱，不足以引起物质的电离，属于非电离射线。
紫外线的生物学效应主要是通过直接或间接作用引起DNA变化而造成的。
氢键断裂
DNA链的断裂
胞嘧啶的水合作用
嘧啶二聚体 双链间形成，会阻碍双链的分开和下一步的复制，
同一链上相邻胸腺嘧啶间形成，会阻碍碱基的正常配对和腺嘌呤的正常掺入，使复制在这个点上停止或错误进行，产生碱基顺序改变了的新链。
2 化学诱变因素
⑴ 改变DNA结构的化学试剂
① 亚硝酸：可以氧化脱氨，使A变成H（次黄嘌呤），可与C或A配对；也可使C变成U，造成转换；还可使G脱氨变成黄嘌呤，不能与任何碱基配对。
② 烷化剂：硫酸二乙酯，可使鸟嘌呤烷基化7-烷基鸟嘌呤，后者与T配对，造成转换。
⑵ 碱基类似物：5—尿嘧啶（BU）是T类似物，酮式结构与A配对，烯醇式结构与G配对，造成转换。
⑶ 结合到DNA分子上的化合物
吖啶类造成移码突变。插入邻近的碱基对间，使它们分开，造成DNA双链歪斜，导致遗传交换时排列出现参差，结果出现不等交换，产生的两个重组分子，一个碱基对太多，一个碱基对太少。
3．DNA损伤的修复
（1 ） 紫外线引起的DNA损伤的修复
①光复活——在损伤部位就地修复
细菌经紫外线照射后，再放在波长310～440nm的可见光下，存活率大大提高，突变频率也降低。 在暗处，光复活酶能认出紫外线照射所形成的嘧啶二聚体，并和它结合，形成酶和DNA的复活物，但不能解开二聚体。照以可见光时，酶利用可见光提供的能量，使二聚体解开成为单体，然后酶从复合物中释放出来，修复过程完成。
② 暗复活（切除修复）——取代损伤部位
不是只在暗处进行，而是说，光不起任何作用。一般认为先补后切比较合理。切除修复不仅能除去嘧啶二聚体，还可以除去DNA上其它的损害。
特定核酸内切酶识别嘧啶二聚体的部位。
（2） 重组修复——越过损伤部位
① 复制：含有嘧啶二聚体或其它结构损伤的DNA仍可进行正常的复制。当复制到损伤的部位时，子代DNA链中与损伤部位相对应的部位出现缺口，新合成的子链比未损伤的DNA链短一些。
② 重组：完整的母链与有缺口的子链重组，缺口由母链来的核苷酸片段弥补。
③ 再合成：重组后，母链中的缺口通过DNA多聚酶的作用，合成核苷酸片段，然后由连接酶使新片段与旧链联结，重组修复完成。
重组修复并没从DNA中除去嘧啶二聚体。
（六） 细胞质遗传
1 紫茉莉的遗传
紫茉莉的叶子是绿的，有些枝条上是白叶，有些是白绿相间（花斑）。这是因为在绿色枝条中质体能产生叶绿素；而在白色枝条中，由于某种因素使叶绿体不能产生正常的叶绿素而呈现白色；花斑枝条中含有两种类型的细胞，间隔存在，呈现白绿相间的花斑状。
母本叶 父本叶 后代
白色 白色、绿色、花斑 白色
绿色 白色、绿色、花斑 绿色
花斑 白色、绿色、花斑 白色、绿色、花斑
不论父本的花粉来自哪一种枝条，子一代总是表现出母本的性状，与父本提供的花粉无关。这种只受母本遗传物质控制，子代只表现出母本性状的现象，叫母系遗传，又称为偏母遗传。
2．细胞质遗传的物质基础
细胞质或核外基因组：细胞器基因组（质体、线粒体、叶绿体、动粒）、共生生物、细菌质粒。
3． 细胞核和细胞质的相互关系
（1）细胞质在个体发育过程中的作用
核移植中的细胞质作用
把爪蟾囊胚期、原肠期、神经胚期、甚至肠上皮或脑的细胞核分别移入除去核的卵细胞质中，并观察这些移入核的变化情况。发现，移入的细胞核的变化依卵细胞质所处的发育时期的不同而异。如果把脑细胞的核移入发生期的卵母细胞，它会增大并合成RNA；如果移入成熟期的卵细胞中，它不发生变化；如果移入卵裂期的细胞中，那么移入的核会增大并开始合成DNA，说明移入的核是按照细胞质的状态而发生反应的，在卵的细胞质里有一些物质能调节基因的表达。
（2）细胞核在个体发育中的作用
伞藻的嫁接和再生：实验说明：伞藻的伞帽的形状是由细胞核来控制的。
（3 ） 细胞质和细胞核的相互作用
细胞质为细胞核提供了发挥作用的环境，并对核起调节作用。无核的细胞质也不能长期维持，细胞质中的组分是由核控制的。所以细胞质和细胞核是相互联系、相互制约、相互协调，共同控制着个体发育，但细胞核起重要作用。
（七）物种形成的两种方式：渐进式与爆发式
物种形成是一个由量变到质变的过程。主要有两种不同的方式：渐进式和爆发式。
1．渐进式的物种形成
又可分为两种方式，即继承式的物种起源和分化式的物种形成。继承式的物种形成是指一个在同一地区内逐渐演变成另一个种。这种进化方式，由于所要时间很长，所以无法见到。当演变成另一个新种后，原来的物种便逐渐被自然选择所淘汰，不复存在。例如马的进化，原始马有五个脚趾，现代马只有一个脚趾，现在再也找不到多趾马了。
分化式物种形成是指一个物种在其分布范围内逐渐分化成两个以上的物种。地理隔离是导致这类物种形成方式的基本因素。达尔文在加拉帕戈斯群岛所发现的许多种鸡禽就是其中一例。这些鸣禽的祖先是由于偶然的原因从南美大陆迁来的，它们逐渐分布到各个岛上，由于水域相隔又由于每个岛上的生物类型是从邻近大陆上迁移过来的，同时又各自产生了适应于当地环境的新的类型。总之，渐变式的物种形成主要是通过变异的逐渐积累而形成亚种，再由亚种形成一个或多个新种。
2．爆发式物种形成
这是一种比较迅速的物种形成方式。在植物界，通过种间或属间远缘杂交和杂种的染色体加倍，可以在较短时间内形成新的物种，异源多倍体的形成就属这种方式。例如根据小麦种、属间大量远缘杂交研究分析，证明普通小麦起源于两个不同的亲缘属，逐步地通过属间杂交和染色体加倍，形成了异源六倍体普通小麦。
遗传与进化第1页共8页高中生物奥赛专用
细胞生物学复习指导
Chepter 1.2.3
1、支原体（mycoplast）：又称霉形体，为目前发现的最小的最简单的细胞，也是唯一一种没有细胞壁的原核细胞。支原体细胞中唯一可见的细胞器是核糖体
2、朊病毒（prion）：仅由有感染性的蛋白质构成的生命体
Chapter4
1、生物膜（biomembrane）结构模型的演化：a.1925三明治模型；b.1959单位膜模型（unitmembranemodel）；c.1972生物膜的流动镶嵌模型；d.1975晶格镶嵌模型；e.1977板块镶嵌模型；f.脂筏模型（lipidraftsmodel）
2、流动镶嵌模型（fluidmosailmodel）：认为球形膜蛋白分子以各种镶嵌形式与磷脂双分子层相结合，有的附在内外表面，有的部分或全部嵌入膜中，有的贯穿膜的全层，这些大多为功能蛋白。这一模型强调了膜的流动性和不对称性，较好地体现细胞的功能特点，被广泛接受。
3、整合蛋白（integralprotein）：又称内在蛋白，跨膜蛋白部分或全部镶嵌在细胞膜中或内外两侧。以非极性aa与脂双分子层的非极性疏水区相互作用而结合在质膜上。整合pro几乎都是完全穿过脂双层的蛋白，亲水部分暴露在膜的一侧或两侧表面；疏水区同脂双分子层的疏水尾部相互作用；整合蛋白所含疏水aa的成分较高。跨膜蛋白可分为单次跨膜，多次跨膜，多亚基跨膜等。
4、膜转动蛋白（membranetransportprotein）：CM中具有转运功能的跨膜蛋白，可分为载体蛋白和通道蛋白。
5、外周蛋白（peripheralprotein）：又称附着蛋白，完全外露在脂双分子层的内外两侧，主要是通过非共价分健附着在脂的极性头部，或整合蛋白亲水区的一侧间接与膜结合。
6、细胞外基质（extracellularmatrix）：由动物cell合成并分泌到胞外，分布于细胞外空间的蛋白和多糖所构成的网状结构。
主要成分有a.多糖：糖胺聚糖、蛋白聚糖；
b.纤维蛋白：结构蛋白（胶原和弹性蛋白）、粘合蛋白（纤连蛋白和层粘连蛋白）。
7、整联蛋白（integrin）属于整合蛋白家族，是细胞外基质受体蛋白。整联蛋白同基质蛋白的结合，需要二价氧离子，如Ca2+，Mg2+等的参与，有些细胞外基质可被多种整联蛋白识别。整联蛋白作为跨膜接头在细胞外基质和细胞内肌动蛋白骨架之间起双向联络作用。
8、紧密连接（tight junction）：是相邻细胞间局部紧密结合，主要功能是封闭上皮cell间隙，防止胞外物质通过间隙进入组织，从而保证组织内环境的稳定性，紧密连接分布于各种上皮细胞管腔面，细胞间隙的顶端。
9、锚定连接（anchoring junction）：连接相邻细胞的骨架系统或将细胞与基质相连形成一个坚挺有离的细胞整体。
a.与中间纤维相连的锚定连接主要包括桥粒和半桥粒。
b.与肌动蛋白纤维相连的锚定连接包括粘着带和粘着斑。
构成锚定连接蛋白为细胞内附着蛋白和跨膜连接的糖蛋白。
10、G蛋白（信号蛋白）：为可深性蛋白，全称为结全G调节蛋白，由α，β，γ三亚基构成，位于细胞表面受体与CAMPase之间。当cell表面受体与相应配体结合时，释放信号例G蛋白激活，通过与GTP和GDP的结合，构象发生改变，并作用于CAMPase调节胞内第二信使CAMB的水平，最终产生特定的细胞效应，作为一种调节蛋白或偶联蛋白，G蛋白又可分为刺激型G蛋白和抑制型G蛋白等多种类型，其效应器可不同。
11、细胞膜有何作用：（保护作用）
a.使细胞内外环境隔开，形成稳定的内环境； b.控制着细胞内外物质的交换，细胞膜具有选择透性；
c.膜上有许多酶，是细胞代谢进行的重要部位；d.CM还是一种通讯系统，CM与神经传导，激素作用有关；
e.CM对能量转换，免疫防御，细胞癌变等方面起十分重要作用。
12、载体蛋白：属跨膜运输。
　　通道蛋白：为CM上形成孔道供某些分子进出cell的特殊蛋白质，也为跨膜蛋白，影响闸门开启的因素有——配体刺激，膜电位变化，离子浓度变化。
13、SDS：离子型去垢剂，不仅使CM崩解，半破坏并使膜蛋白变性。
　　TritollX-100：温和性去垢剂：使CM溶解，不使蛋白变性。
14、通讯连接：a.间隙连接——CM间隙2-3nm，基本单位称连接子，又称一缝隙连接或缝管连接。
b.胞间连丝——穿越CM，组成的管状结构，中央是由内质网延伸形成的链管结构。
c.化学突触：兴奋细胞之间的细胞连接方式，它通过释放神经递质来传导神经冲动。
15、cell表面粒着困子：
a.cell与cell连接：钙粘素、选择素、免疫球蛋白类血细胞整联蛋白。
b.cell与基质连接：整联蛋白、质膜白聚糖。
16、细胞外基质功能：
a.对细胞形态和细胞活性的维持一起重要作用； b.帮助某些细胞完成特有的功能；
c.同一些生长因子和激素结合进行信号传导； d.某些特殊细胞外基质为细胞分化所必需。
17、生物膜两个显著的特征：膜的不对称性和膜的流动性。
Chapter 5
1、细胞通讯（cell comrnunication）：细胞之间存在的通讯方式有：
　　a.cell通过分泌化学信号进行细胞间相互通讯； b.cell间接触性依赖的通讯；
　　c.能过cell间形成间隙连接使细胞质相互沟通并交换小分子。
2、细胞分泌化学信号作用方式：内分泌；旁分泌；自分泌；通过化学突触传递神经信号。
3、膜受体：具有很强的特异性，膜受体多为糖蛋白，在化学信号的传递，入胞作用，细胞识别等方面起重要作用。
4、信号转导（aignal eransduction）表面受体通过一定的机制将胞外信号转为胞内信号，称信号转导。
5、运输ATPase:能够水解ATP，并利用水解释放出的能量驱动物质跨膜运输的运输蛋白称ATPase。由于可进行逆浓梯度运输，故称泵，分四种类型：
　　a.P型离子泵：Na+-K+泵，Ca2+泵，H+泵。 b.V型泵：
　　c.F型泵：又称H+-ATP酶。 d.ABC型运输蛋白：
6、钙泵两种激活机制：a.一种是受激活的Ca2+-钙调蛋白（CAM）复合物的激活；
b.一种是被蛋白激酶c激活。
7、信号传递中的开关蛋白：　a.开关蛋白的活性，由蛋白激酶使之磷酸化而开启，由蛋白磷酸E使之去磷酸化而关闭，许多开关蛋白即为蛋白激酶本身。
b.开关蛋白由GTP结合蛋白组成，结合GTP活化，结合GDP而失活。
8、细胞通讯： 　基本过程：
a.信号分子的合成：内分泌细胞为主要来源。
b.信号分子从信号传导细胞释放到周围环境中，如protein的分泌。
c.信号分子向靶cell运输：通过血液循环system。
d.靶cell对信号分子的识别和检测，通过位于CM或cell内受体蛋白，识别和结合。
e.cell对胞外信号进行跨膜转导，产生胞内信号。
f.胞内信号作用效应分子，进行逐级放大，引起一系列生理变化。
9、cell的信号分子：
a.亲脂性信号分子：甾类激素和甲状腺素；
b.亲水性信号分子：神经递质，生长因子，局部化学递质和大多数激素。
10、受体：多为糖蛋白，两个功能区域，与配体结合的区域和产生效应的区域分别具有结合特异性和效应特异性。
11、第一信使：细胞外信号分子； 第二信使：CAMP，CGMP，IP3，DG。
第三信使：Ca2+为磷脂酰肌酵信号通路的第三信使。
12、cell内受体：本质为激素激活的基因调控蛋白，具3个结构域，一是激素结合结构域，二是DNA结构域，三是转录激活结构域。
13、明星分子：NO——血管内皮cell和神经cell中，L-Arg+NADPH L-瓜氨酸+NO→靶细胞→
①鸟苷酸环化酶GC激活→GFP→CGMP→介导protein磷酸化→发挥生物学功能。
②与靶蛋白结合，改变protein的构型。
14、离子通道偶联的受体：又称酮体门通道，或递质门离子通道——分电压门、配体门、压力门。
15、G蛋白偶联的受体：细胞表面由单条多肽经7次跨膜形成的受体，N端在cell外，C端在cell内。指配体—受体复各物与靶蛋白的作用要通过与G蛋白的偶联，在cell内产生第二信使，从而将胞外信号跨膜传递到胞内影响cell的行为。由G蛋白偶联受体介导细胞信号通路包括：
a.CAMP信号通路：由CM上的五种组分组成——激活型激素受体，Rs； 与GDP结合的活化型调蛋白，Gs； 腺苷酸环化酶，c； 与GDP结合的抑制型调节蛋白，Gi； 抑制型激素受体，Ri。
b.PIP2信号通路：胞外signal+膜受体→PIP2 IP3+DAG，IP3→内源钙→细胞溶质，胞内Ca2+浓度升高→启动Ca2+信号系统，DAG CM上活化蛋白激酶PKC→DG/PKC信号传递pass way。
26、CAMP信号通路效应：
a.激活靶酶：CAMP→蛋白激酶A→不同靶蛋白磷酸化→影响cell代谢和行为
b.开启G表达：CAMP→PKA→基因调控蛋白→G转录
Chapter 6
2、胞质深胶（cytosol）：属细胞质的可流动部分，并且是膜结合cell器外的流动部分。它含有多种蛋白和酶以及参与生化反应的因子，cytosol 为protein合成的重要场所，同时还参与多种生化反应。
3、cell内膜系统（cell endomembrane syslem）：指细胞质内在形态结构，功能和发生上具有相互联系的膜相结构的总称，主要包括胞内体和分泌泡等。
4、跨膜运输（across memirane transport）：cytosol中合成的protein进内到ER.Golgic,mito,chlo和过氧化物酶体通过一咱跨膜机制进行定位，需要膜上运输protein的帮助。被运输的protein常为未折叠的状态。
5、小泡运输（transport by vecicles）：protein从ER转运到Golgi，以及从Golgi转送到深酶体分泌泡CM细胞外等是由小泡介导的，这种小泡称运输小泡transport vesicles。内膜系统的protein定位，除了ER本身之外，其它膜结合细胞器的蛋白定拉都是通过形成运输泡，将protein从一个区室转送到另一个区室。
6、微粒体（microsomes）：指在cell匀浆和差速离心过程中获得的由破碎的内质网自我融合形成的近球形的膜囊泡状结构。
7、内质网（ER）：由封闭的膜系统及其围成的腔形成互相沟通的网状结构。
8、肌质网：心肌和骨骼肌中一种特殊ER，功能是参与肌肉收缩活动，SER在肌 cell中形成的一种特异结构。
9、信号识别颗粒（SPR）：是一种核糖核酸酸蛋白复合体，有三个功能部位——翻译暂停结构域，信号肽识别引进结合位点，SRP受体蛋白结合位点，介导核糖体附着到ER膜上。
10、停靠蛋白：DP即SRP在ER膜上的受体蛋白。
11、起始转移信号：
12、内含转移信号：又称内含信号肽
13、停止转移肽：又称停止转移信号
14、高尔基体：由平行排列的扁平膜囊，大囊泡和小囊泡等等3种膜状结构组成——有两个面，形成面和成熟面
　　与cell的分泌功能有关，能够收集和排出内质网所合成的物质，且参与与糖蛋白和粘多糖的合成。
顺面网状结构、顺面膜囊、中国膜囊、反面膜囊、反面网状结构
15、内质网滞留信号：内质网的功能和结构蛋白羧基端的一个同肽系列：
Lys-Asp-Gly-Leu-Coo-，即KDEL信号序列，在高尔基体膜上有相应受体，一旦进入高尔基体就与受体结合，形成回流水泡被运回ER。
16、M6P受体蛋白：为反面高尔基网上的膜整合蛋白，能够识别lysosome水解酶上的M6P信号并与之结合，从而将lysosome的酶蛋白分选出来，后通过出芽的方式将该酶蛋白装入分泌小泡。
17、细胞分泌cell secretion：animal and plant cell将在KER上合成而又非内质网组成的protein和脂通过小泡运输的方式经过Golyi body的进一步加工和分选运送到cell内相应结构，CM以及cell外的过程称为细胞分泌，分泌活动可分为两种：
　　a.分泌的物质主要供cell内使用 　b.要通过与cell质膜的融合进入CM或运输到cell外
18、cell表面整联蛋白介导信号传递：
　　Integrin是cell表面的跨膜蛋白，由α和β两个亚基组成的异二聚体，在胞外段具有多种胞外基质组分的结合位点，包括，纤连蛋白，胶原和蛋白聚糖。Integrin不仅介导cell附着胞外基质中，还提供了一种cell外环境调控cell内活性的渠道，integrin的胞外结构与胞外配体相互作用，可产生多种信号，如Ca2+释放，肌醇第二信使的合成，这些signal对cell具有深远影响，诸如cell生长迁移，分化及至生存。
19、cell与cell外基质形式粘着斑：通过粘着斑由integrin介导的信号通路。
a.由cell表面CN的signal通路。 b.由cell表面到CP核糖的信号通路。
20、蛋白质的定向转运或分选：除线粒体和叶绿体中能合成少量protein外，绝大多数的protein均在细胞质基质中的核糖体上开始合成，然后转运至cell的特定部位，也只有转运至正确的部位并装配成结构和功能的复合体，才能参与cell的生命活动。这一过程称protein的定向转运。
21、分泌性蛋白信号假说：即分泌性蛋白N端序列作为信号肽，指导分泌性蛋白到内质网膜上合成在蛋白质合成结束之前信号肽被切除。指导分泌性蛋白在rER上合成的决定因素是蛋白质N端的信号肽，信号识别颗粒和ER膜上的信号识别颗粒受体（又称停泊蛋白），等因子协助完成这一过程。
22、共转移：protein首先在基质游离核糖体上起始合成，当多肽链延伸至80个aa左右后，N的信号序列号信号识别颗粒结合使肽链延伸暂时停止，并防止新肽N端损伤和成熟前折叠，有至信号识别颗粒与内质网膜上的偏激蛋白（SRP受体）结合，核糖体与内质网膜上的易位子结合，此后SRP脱离了信号序列和核糖体，返回细胞质基质中重复使用，肽链又开始延伸。以环化构象存在的信号肽和与易位了组分结合并使孔道打开，信号肽穿入内质网膜并引来肽链以袢环的形式进入内质网腔中，这是一个需GTP的耗能过程，与此同时，腔面上的信号肽被切除。肽链继续延伸直至完成整个多肽链的合成。这种肽链边合成边转移至内质网腔中的方式称共转移。
23、后转移：线粒体、叶绿体中绝大多数protein和过氧化物酶体中的protein在导肽或前导肽的指导下进入这些细胞器，这种转移方式在protein跨膜过程中不仅需要ATP使多肽去折叠，而且还需要一些protein的帮助使其能够正确地折叠成有功能的蛋白。这些蛋白基本的特征在细胞质基质中合成以后再转移到这些细胞器中，因此称后转移。
24、蛋白质另选的基本途径：
a.一条是在细胞质基质中完成多肽链的合成，然后转送至膜围绕的细胞器，如线粒体，过氧化物酶体，细胞核及细胞质基质的特定部位，有些还可能运至内质网中。
b.另一条是protein合成起始后转移至rER，新生肽边合成边转入rER中，随后经高尔基体运至深酶体，细胞膜腹或分泌到细胞外，内质网与高尔基体本身的protein成分的分选也通过这一途径完成。
25、protein分选的基本类型：
a.蛋白质的跨膜转送；b.膜泡运输；c.选择性的门控转送；d.细胞质基质中的protein的转送。
26、膜泡运输：
a.从ER向Golgi complex的膜泡运输；b.分泌小泡的外排运输；c.内吞小泡的运输。
27、分泌小泡：A.有被小泡→溶酶体酶； B.衣被小泡→分泌蛋白； C.分泌小泡→暂存于ER中。
28、有被小泡：
A.网格蛋白有被小泡——负责protein从GolgiTGN向，质膜胞内体或溶酶体和植物液泡运输。
B.CopⅡ有被小泡——负责内质网到高尔基体的物质运输。
C.CopⅠ有被小泡——负责将protein从高尔基体返回
29、信号序列：
a.内质网驴留蛋白：C端含回收信号序列KKKK b.分泌性蛋白：N端含信号肽
c.细胞器蛋白：含导肽或前导全肽 d.细胞核中蛋白：含核定位序列　　　　
30、rER的作用：protein的合成；protein的修饰加工；膜的生成；物质的运输；贮积Ca2+，为信号传递途径的Ca2+储备库。
sER的作用：合成脂类；含有G-6-P酶裂解糖原，参与糖原代谢；蛋白酶的水解及加工过程。
31标志酶：ER——葡萄糖-6磷酸酶； Golgi complex——糖基转移酶；
Lysosome——酸性水解酶； Peroxisome过氧化物酶体又称微体——过氧化氢酶。
Chapter 6
1、分泌蛋白的运输过程：
a.核糖体阶段：包括分泌型蛋白质的合成和protein跨膜转送。
b.内质网运输阶段：包括分泌蛋白腔内运输，protein糖基化等粗加工和贮存。
c.细胞质基质运输阶段：分泌蛋白以小泡形式脱离粗面ER移向高尔基体，与其顺面膜表融合。
d.高尔基体复合体加工修饰阶段：分泌蛋白在Goli complex的扁平膜内进行加工，然后以大囊泡的形式进入细胞质基质。
e.细胞内腔阶段：大囊泡发育成分泌泡，向质膜移动，等待释放。
f.肚吐阶段：分泌泡与质膜融合，将分泌蛋白释放出胞外。
2、组成型分泌途径：运输小泡持续不断地从Golgi complex运送到CM，并立即进行膜融合，将分泌小泡中的protein释放到cell外，此过程不需要任何信号的触发，它存在于所有类型的cell中。
组成型分沁小泡称运输泡，由Golgi complex反面网络对组成型分泌蛋白的识别分选后形成的。
调节型分泌：又称诱导型分泌，见于某些特化的cell如分泌性cell。在这些cell中，调节型分泌小泡成群地聚集在CM下，只有在外部信号的触发下，质膜产生胞内信使后才和CM融合，分泌内容物。
调节型途径中形成的小泡称分泌泡，其形成机制不同于运输泡，调节型pass way有两特点：小泡形成具有选择性；具有浓缩作用，可使运输物质浓度提高200倍。
3、受体介导的内吞作用：
a.配体与膜受体结合形成一个小窝。 b.小窝逐渐向内凹陷，然后同CM脱离形成一个被膜小泡。
c.被膜小泡的外被很快解聚，形成无被小泡，即初级内体。
d.初级内体与深酶体融合，吞噬的物质被溶酶体的酶水解。
4、LDL经受体介导的内吞作用被吞入cell和被利用的过程：
LDL在CM的被膜小窝中与受体结合→小窝向内出芽→形成被膜小泡→网格蛋白去聚合形成无被小泡，即初级内体→内体调整PH至酸性，使LDL与受体脱离形成次级内体→受体被分拣出来，被载体小泡运回CM→通过膜融合，受体回到CM再利用→LDL被分选进入没有受体的小泡，与被次溶酶体融合形成次级溶酶体→在次级溶酶体中，protein降解成aa，胆固醇脂肪被水解。
氧化磷酸化偶联机制的化学渗透假说：
指电子传递链各组分在线粒体内膜中不对称分布，当高能电子沿其传递时所释放的能量次H+从基质泵到膜间隙，形成H+电化学梯度，在这个梯度驱使下，H+穿过ATP合成酶回到基质，同时合成ATP，电化学梯度蕴藏的能量储存到ATP高能磷酸链。
Chapter 7
1、线粒体：存在于细胞质内，由内外二层单位膜围成的囊状结构，内膜内凹陷形成线粒体嵴。嵴膜上有许多有柄小球体，即基粒，也称ATP酶复合体。内外膜之间的空隙称膜间隙，内膜以内的空隙的空隙为基质腔，充满着基质。
它为氧化磷酸化的关键装置，其内室为进行TcA循环的场所，为cell内能量转换系统，主要功能是产生ATP，提供生命活动所需要的能量。
2、半自主性细胞器：叶绿体、线粒体中即存在DNA（ctDNA，mtDNA），也有protein合成系统。但由于它们自身的遗传系统贮存信息很少，构建所需的信息大部分来处细胞核的DNA，所以它们的生物合成涉及到两个彼此分开的遗传系统。由于ctDNA，mtDNA信息太少，不能为自己全部的protein编码，所以它们只是一个半自主性细胞器，其遗传上由自身基因组和细胞核基因组共同控制，故称为半自主性细胞器。
3、叶绿体：由叶绿体膜，类囊体和基质三部分构成——
a.叶绿体膜由双层单位膜组成基主要成分为蛋白质和脂质；
b.类囊体是在叶绿体基质中，有许多由单位膜封闭形成的扁平小囊。在某些部位，许多圆饼状的类囊体叠置成垛，称基粒； c.内膜与类囊体之间是流动性的基质，其中悬沲着片层系统。
4、内共生学说：认为线粒体和叶绿体分别起源于原始真核cell内共生的细菌和蓝藻。线粒体来源于细菌，即细菌被真核生物吞噬后，在长期共生过程中，通过演变，形成了线粒体。叶绿体来源于蓝藻，被原始真核cell摄入胞内，在共生关系中，形成了叶绿体。
证据：a.基因组大小，形态和结构方面与细菌相似；
b.有自己完整的蛋白质合成系统，能独立合成protein，且合成机制有很多类似细菌；
c.两层被膜有不同的进化源，外M与cell内膜系统相似，内M与细菌质M相似；
d.以分裂的方式进行繁殖，与细菌的繁殖方式相同；
e.能在异源cell内长期生存，说明线粒体和叶绿体具有的自主性和共同性的特征；
f.线粒体的祖先很可能来自反硝化融球菌或紫色非硫光合细菌；
g.发现介于胞内共生蓝藻与叶绿体之间的结构——蓝小体，其特征在很多方面可作为原始蓝藻向叶绿体演化的佐证。
不足之处：a.从进化角度：如此解释在代谢上明显占优势的共生体反而将大量的遗传信息，转移到宿主cell中，不能解释细胞核是如何进化来的，即原核cell如何演化为真核cell。b.线粒体和叶绿体的基因组中存在内含子，而真细菌原核生物基因组中不含有内含子，不能解释其内含子从何而来。
5、非共生起源学说：认为真核cell的前身是一个进上比较高等的好氧细菌，它比典型的原核cell大，这样就要逐渐增加呼吸作用的膜表面。开始是通过细菌CM的内陷，扩张和分化（形成的双层膜分别将基因组包围在其中），后形成了线粒体和叶绿体和cell核的雏形。
成功之处：解释了真核cell核被膜的形成与演化的渐进过程。
不足之处：实验证验不多；无法解释为何线粒体，叶绿体与细菌在DNA分子结构和protein合成性能上有那么多相似之处；对线粒体和叶绿体的DNA酶，RND酶和核糖体的来源也很难解释。
真核cell的细胞核能否起源于细菌的核区。
补充1：
线粒体外膜：（标志酶为单胺氧化酶）包围在线粒体最外面的一层单位膜，为线粒体界膜，厚约6nm，光滑而有弹性，构成成分protein和脂几乎相等，基上有孔蛋白，许多分子可自由通过，由于通透性高，使得膜间隙中物质几乎与胞质溶胶一样。脂质：蛋白质≈1：1。
线粒体内膜：（细胞色素氧化酶）位于外膜内侧包裹线粒体基质的一层单位膜结构，厚约6-8nm。内膜对物质的通透性很低，为线粒体行使正常功能提供了保证。物质进入要借助于膜上运输蛋白，分三类：运输酶类；合成酶类；电子传递和ATP合成酶类，脂质：蛋白质≈0.3：1。
膜间隙中标志酶为腺苷酸激酶，线粒体的基质为苹果酸激酶。
Chapter 8
1、无细胞核cell：高等plant韧皮部成熟筛管和哺乳动物成熟的红cell。
2、细胞核：主要由核被膜，染色体，核仁及核骨架组成，nucleus是遗传信息的贮存场所，在这里进行Gene复制转录和转录初产物的加工过程，从而控制cell的遗传和代谢活动。
外核膜常附有核糖体，有些部位与内质网相连，内核膜光滑，内表面有一核纤层，对内层核膜有支撑作用，内外膜间有一透明腔，称核周间隙，核孔由内外两层膜局部融合形成。
3、核孔复合物：指包括核孔及其相关联的环状结构体系。其结构相当复杂，是以一组protein颗粒以特定的方式排列形成的结构，可以从核膜上分离出来，称核孔复合物。包括内外核膜和环状颗粒等。中央为含水孔道，可见许5RD以下的小分子自由通过，分子量较大的物质则可通过核孔复合体进行运输。
4、亲核蛋白：在cell质基质中合成，进入核内执行功能的protein，其尾部含有一核定位序列，可指导亲核蛋白通过核孔复合体而进入核内。
6、核小体：染色质的基本结构单位，为核蛋白的结构体，由约200个碱基对的DNA片段和5种组蛋白结合而成，是染色质的基本结构单位。其核心是组蛋白八聚体，其中H3和H4各二分子缔合成四聚体位于中央，由H2A和H2B各二分子形成两个二聚体分别排在四聚体的两侧，DNA片段缠绕组蛋白八聚体1又 3/4周，形成核小体的核心颗粒，两个核心颗粒之间由典型的bp的连接DNA连接，H1位于DNA进出核心颗粒的结合处，锁住核小体DNA的进出端，起稳定核小体的作用。
7、核型：指体cell中在形态结构和遗传功能彼此不同而互相协调的全套染色体粒，也称染色体组型。组核：指染色体组在有丝分裂中期的表型，包括chromosome数目，大小，形态特征等。
11、核仁：是真核cell间期核内无包膜折射率较强的球形小体。由纤维中心，致密纤维中心，颗粒组分，核仁染色质，核仁基质组成。核仁是rRNA合成和加工以及核糖体亚单位的装配场所。
12、染色体：cell在有丝分裂时遗传物质存在的特定形式，是间期cell chromatin结构紧密包装的结果，可被碱性染料浓染的棒状结构。
14、染色体组：指配子中所含的染色体或Gene的总和，是P把各种生物为保持其生活机能协调而不可或缺的一组染色体称作一个染色体组。
15、巨大染色体：比普通chromosome显著巨大的chromosome的总称，包括双翅目昆虫幼虫组织cell内的多线染色体和某些动物的卵母cell和果蝇的精母cell内的灯刷染色体。
a.染色单体反复纵裂而形成许多线状染色单体，它们彼此不分离，并行排列且同源染色体间配对，紧密结合形成体积很大的多线chromosome。
b.灯刷染色体：为卵母cell进行减数分裂时停留在双线期的染色体，为一个二价体，有四条染色单体，沿染色体的主轴侧面有许多环状突出物，整染色好似灯刷一样，故称灯刷染色体。
16、染色体：
a.着丝粒：在初级缢痕处两条染色单体相连处的中央部位，即主缢痕的内部结构。
　动粒：在初级缢痕处两条染色单体的外侧表层部位的特殊结构，又称着丝点。
b.次缢痕：除主缢痕外，在chromosome上其他的浅染缢缩部位，此处部分DNA松懈，可形成核仁组织区。
c.核仁组织区：是细胞核特定chr的次缢痕处，含有rRNA基因的一段染色体区域，与核仁的形成有关。
d.随体：位于chr末端的球形染色体片段，通过次缢痕区与chr主体部分相连，可分为端随体。
e.端粒：为染色体的两个末端特化部位，位于真核生物染色体两臂端的特殊染色粒，亦称末端染色粒。
17、常染色质：指间期核内染色质纤维压缩程度低，处于伸展状态，用碱性染粒色时着色浅的那些染色质。
18、异染色质：指间期核内，染色质纤维压缩程度高，处于聚缩状态的染公质组分，碱性染色体染色较深的组分，分结构和兼性异染色质。
19、活性染色质：指具有转录活性的染色质，由于其核小体构型发生构象变化，往往具有疏构的染色质结构，从而便于转录调控因子和顺式调控元件的结合和RNA聚合酶在转录模板上的滑动。
20、DNaseI超敏感位点：对染色质进行低DNaseI处理，切割将先发生在少数特异性位点上，这些特异性位点叫做DNaseI超敏感位点，实际上是一段长100-200bp的DNA序列特异暴露的染色质区域，富含HMG14，HMG17蛋白。
21、基因座控制区：LCR为chrDNA上一种顺式作用元件，具有稳定染色质疏松结构的功能。
22、隔离子：能防止处于阻抑状态与活化状态的染色质结构域之间的结构特点向两侧扩展的染色质DNA序列，表明基因表达有位置效应。
23、反式作用因子：为一种蛋白或激素复合物，既能与合成自身DNA上的调控序列结合起作用，也能与不同DNA上的调控序列结合，调节不同的基因表达。
24、顺式作用元件：DNA上的一种序列，本身不编码protein，仅仅提供一个作用位点，参与基因表达的调控，常与特殊的protein编码区连在一起，通过与反式作用因子相互作用而调节基因的表达。
25、染色体DNA的三种功能元件：
a.自主复制DNA序列：DNA复制的起点确保chr在细胞膜周期中能够自我复制，为顺式作用元件的一种，从而保护chr在世代传递中具有稳定性和连续性。
b.着丝粒DNA序列：与染色体的分离有关，是两个相邻的核心区，80-90bpAT区和11bp保守区，确保chr在cell分裂时能被平均分配到两个cell中去。
c.端粒DNA序列：真核cell染色体端粒DNA序列是由端粒酶合成后添加到染色体末端，保证染色体的独立性和遗传稳定性。
26、入核信号又称核定位信号：为一种形式的信号肽，可位于多肽序列的任何部位，可帮助亲核蛋白进入细胞核，与导肽区别为：a.由含水的核孔通道来鉴别；b.入核信号是protein的永久部分，在引导入核过程中，并不被切除，可以反复使用，有利于细胞分裂后核蛋白重新入核。
27、核仁：
a.纤维中心Fc：RNA基因的储存位点。
b.致密纤维中心：转录在Fc和DFC交界处发生，并在此进行初加工。
c.颗粒成分：为核仁的主要结构，由核糖糖蛋白（RNP）颗粒构成。为正在加工成熟的核糖体亚单位前体颗粒。
d.核仁相随染色质：分核仁周边染色质和核仁内染色质。e.核仁基质：无定形的蛋白质性质的液体基质。
28、染色质分类：按形态结构和染色性能分：常和异染色体，异染色体又分为结构性和兼性染色质。按染色体的活性分活性和非活性染色质。
29、从DNA至染色体的包装过程——染色体包装的多级螺旋模型：
一级结构核小体，二级结构螺线管，三级结构超螺线管，四级结构染色单体。
DNA 核小体 螺线管 超螺线管 染色单体
30、分子伴侣：由不相关的protein组成的一个家系，它们介导其它protein的正确装配，但自己不成为最后功能结构的组分。
31、核孔复合体蛋白：结构性跨膜蛋白gp210 功能性核孔复合体蛋白p62
32、细胞核：核被膜、似液态的核质、核仁、核基质、DNA纤维——
作用：a.为遗传信息的主要贮存库载有全部基因组。b.细胞核是DNA复制和DNA转录场所。
33、核被膜功能：
a.构成核、质之间的天然选择性屏障； b.避免生命活动的彼此干扰；
c.保护DNA不受细胞骨架运动所产生的机械力的损伤；
d.核质之间的物质交换，与信息交流。
34、非组蛋白又称序列特异性DNA结合蛋白：主要是指chr上与特异DNA序列相结合的protein，特性：具多样性和异质性；对DNA具有识别特异性；具有基因表达的调控和染质质高级结构的形成等功能。
35、序列特异DNA结合蛋白的结构模式：
a.HTH：αβα模式——α螺旋—转角—α螺旋模式
b.锌指模式：TFⅢA——负责5sRNA，tRNA和部分snRNA基因转录的DNA聚合酶Ⅲ所必需的转录因子，合344个aa，9个有规律的锌脂重复单位。每个单位30个aa，一对Cys和His与2n2+形成配位键，每个锌脂单位是一个DNA结合结构域，每个单位C端为α螺纹，N端含两个β折叠。
c.亮氨酸拉链模式：ZIP。 d.螺旋—环—螺旋结构模式。 e.HMG框结构模式。
36、放射环结构模型：30nm的螺线管折叠成环，沿染色体纵轴，由中央向四周伸出，构成放射环，而染色体骨架主要是由非组蛋白组成，起着帮助染色体折叠的作用。
Chapter 10
1、细胞骨架：指真核cell中的蛋白纤维网架体系。狭义的细胞骨架指细胞质骨架，包括微管、微丝和中间纤维，广义的包括细胞核骨架、细胞质骨架、细胞膜骨架和cell外基质。
2、微丝：又称肌动蛋白纤维，指真核cell中由肌动蛋白组成走私为7nm的骨架纤维。肌动蛋白以单体或多聚体的形式存在，单体称G-actin，多聚体形式组成，肌动蛋白丝称F-actin，微丝是双股肌动蛋白丝以螺旋的形式组成纤维，两股抽动蛋白丝是同方向的，肌动蛋白纤维也是一种极性分卫。微丝主要由三类蛋白组成，一类是肌动蛋白，二是肌球蛋白，三就是微丝结合蛋白。
3、微丝的生物学功能
a.参与构成细胞支架，保持细胞的一定形态。 b.与细胞运动密切相关，如有丝分裂时染色体移动，胞质分裂，肌肉收缩，细胞移动，胞质环流都有微丝参与。 c.微丝常与其它细胞器连接。
d.与细胞内运输，细胞分泌活动有关。 e.与cell爬行有关。
4、肌球蛋白：微丝的化学组成之一，有1杆部和2个头部，每个头部2条轻链，具有ATP酶活性。头部具有肌动蛋白结合点，可与肌动蛋白结合在粗肌一中，作为一种收缩蛋白参与肌肉收缩活动。
5、肌动球蛋白：肌肉收缩蛋白的肌动蛋白和肌球蛋白的复合体，肌球蛋白呈箭尾型结合于F-actin的细丝，ATP可使其从F-actin上解离下来。
6、肌原纤维：肌纤维中 许多纵行的，直径约1μm的圆筒状的微细结构，与肌肉的收缩有直接关系。骨骼肌的肌原纤维的单位是肌节，藉2线隔开，其中间有A带，两侧有I带，明-暗重复单位是肌肉收缩和舒张的最基本功能单位。
7、微丝特异性药物：
a.细胞松弛素：切割微丝并结合在微丝末端阻抑肌动蛋白聚合，因而可以破坏微丝的三维结构。
b.鬼笔环肽：与微丝有强亲合作用，使肌动蛋白纤维稳定，抑制解裂。
8、肌肉收缩系统中的蛋白：肌球蛋白、原肌球蛋白、肌钙蛋白。
9、由神经冲动诱发的肌肉收缩基本过程：
a.动作电位的产生。 b.Ca2+的释放。 c.原肌球蛋白位移。
d.肌动蛋白丝与肌球蛋白的相对滑动。 e. Ca2+的回收。
10、滑行学说：暗带长度不变，明带缩短，相邻2线相互靠近，肌小节缩短，细肌丝向粗肌丝这间滑动，肌丝与其它结构并不卷曲缩短。
11、微管：细胞骨架系统中主要成分之一，由微管蛋白装配成的长管状细胞器结构。微管管壁由13条原纤维组成，原纤维的基本单位是异二聚体，异二聚体由α微管蛋白和β微管蛋白组成。
12、微管的装配过程：所有微管都遵循同一原则，由相似的蛋白亚基装配而成。
a. α和β微管蛋白形成异二聚体。 b.异二聚体沿纵向聚合成原纤维。
c.在原纤维侧面增加二聚体而扩展成弯曲的片状结构。
d.片状结构扩展至13根原纤维时，即合拢形成一段微管。
e.新的二聚体不断加到微管的端点使之延长，最终微管蛋白与微管达到平衡。
13、微管生物学功能：
a.支持cell的功能，构成cell内网状支架，维持cell形状，固定与支持cell器的位置。
b.与cell器位移和cell运动有关，染色体的移动、纤毛、鞭毛的运动都是由微管聚合和解聚产生的。
c.参与运输，颗粒物质可沿微管移动。
d.与某些信息的传递有关。
14、微管踏车：指微管的聚合解聚过程，在微管的正极端异二聚体微管蛋白聚合的同时，微管的负极端不断解聚，解聚下来的微管蛋白又可聚合到微管的正极端，这种“微管蛋白流”称微管踏车运动。
15、微管特异性药物：秋水仙素——破坏纺缍结构，阻断微管蛋白装配成微管。
紫杉酚——促进微管的装配，并使之稳定。
16、分子蛋白马达，又称发动机蛋白：细胞内一些protein能够通过一定的方式产生力，进行cell内的物质运输，这种蛋白分子称分子蛋白马达。
17、微管结合蛋白：在微管上，除微管蛋白外，还有与微管相结合的辅助蛋白，称微管结合蛋白，为微管结构和功能的必要成分。主要有微管关联蛋白MAP和微管装饰蛋白（tau），它们控制微管的延长，与微管的聚合和解聚的调节有关。
18、微管组织中心：cell内微管组装发源点，称MTC，主要包括中心体、纤毛基体和着丝点等部位。
19、中心体：存在于neucleus旁的一种cell器，包括中心粒和中心球。中心粒是成对并相互垂直排列的短筒状小体，它与纺锤丝的形成与锚定有关，参与cell分裂，构成纺锤体的两极。中心球是中心粒周围的透明细胞质区。
20、染色体运动的分子机制：动力平衡学说；滑行学说。
21、纤毛运动机制：滑行学说认为纤毛运动由相邻二聚体的相互滑动所致。
a.动力蛋白头部与B亚基的接触使促动蛋白结合的ATP水解，释放产物，同时造成头部角度的改变，促使头部朝向相邻二联微管的负极滑动，使相邻二联微管之间产生弯曲力。
b.新的ATP结合使动力蛋白头部与B亚纤维脱开。
c.ATP水解，其释放的能量使头部的角度复原。
d.带有水解产物的动力蛋白头部与B亚纤维上另一位点结合，开始2次循环。
22、中间纤维：为细胞骨架中最复杂的一种蛋白质纤维系统，呈中空管状结构，介于微丝和微管之间，约10nm，中间纤维在不同的组织cell具有不同性质的纤维：角蛋白纤维、波形纤维、结蛋白纤维、神经元纤维、神经胶质纤维，其分布具有组织特异性。
23、中间纤维的组装过程：
a.2个α螺旋以相同的方向形成双股超螺旋二聚体；b.两个二聚体以相反的方向再组装成一个四聚体；
c.四聚体首尾相连形成原纤维； d.8根原纤维构成圆柱状的10nm纤维。
24、中间纤维生物学功能：
a.在cell质内形成一个完整的网架系统可能有固定细胞核的作用。 b.参与物质运输。
c.在有丝分裂期对纺锤体和染色体起空间定向支架作用。d.根据种属和组织特异性，用于肿瘤诊断。
e.可能与DNA复制和转录有关。 f.参与cell连接。
25、纤毛和鞭毛结构：均含有微管结构，可分为三部分——头部、基体、根丝。
纤毛和鞭毛内部有：微管——尖端9+2，中部9×2+2，要部9×3。轴丝——微管蛋白、动力蛋白和连接蛋白。
作用：帮助细胞锚定在一个地方；使cell在液体介质中运动。
26、通过细胞骨架的学习，对生命体自装配原则的认识：
a.生命体是由生物大分子自装配而成。b.在自装配过程中受到多种因素影响。
c.具有高度的时空顺序性。
27、细胞骨架功能：
a.作为支架，为维持cell的形态提供支持结构，并给cell器定位。
b.为cell内的物质和cell器的运输运动提供机械支持。
c.为cell从一个位置向另一个位置移动提供动力。
d.为信使RNA提供锚定位点，促进mRNA翻译成多肽。
e.参与cell的信号转导，分泌活动有关。
28、cell中同时存在几种骨架体系意义：
　　在cell中，存在cell质内架，cell核骨架，cell膜骨架及染色体骨架。每种骨架及骨架的各种组分各有不同的功能，多种骨架体系存在有利cell之间的分工与协作，对cell完成正常的生理活动具有重要意义，不能看成是物质和能量的一种浪费。
Chapter 11
1、细胞周期：又称细胞分裂周期，指各cell的生活周期，即cell从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的一个有序过程。增殖中体cell其cell周期可分分裂期M和间期。M又分前期、中前期、中期、后期、末期。间期又分G1期、S期、G2期。
2、有丝分裂：真核生物cell在形成染色体和纺锤体等丝状结构的同时发生复杂的核内变化，故称有丝分裂。
3、复制：主要指遗传物质的自我复制。
4、联会：指在减数分裂中同源染色体相互配对的现象，一般发生在第一次分裂前期的偶线期。
5、限制点（restriction point）：G1期cell对一些环境因素有一敏感点，可以限制cell通过周期，所以称其为限制点，简称元点，是控制cell增殖的关键。
6、着丝点：在主缢痕处2个染色单体的外侧表层部位的特殊结构，它与染色体微管接触，是微管蛋白的组织中心，又称动粒。
7、着丝粒：主缢痕外2条染色单体互相联系在一起的特殊部位。
8、赤道板：cell有丝分裂中期，chr的着丝粒准确地排列在纺锤体的赤道平面上，因此叫做赤道板。
9、纺锤体：减数和有丝分裂中期，细胞质中出现的纺锤形结构，由能收缩的微管和微丝纵向成束排列而成。
10、同源染色体：形状、大小一般相同，带有相应的遗传信息，两者相酸成对的chr。
11、姐妹染色单体：chr在有丝分裂的间期进行自我复制，形成由一个着丝点连接着的两条完全相同的染色单体。
12、MPF：CDK激酶，由两个亚基组成，一是细胞周期蛋白cyclimes，二是周期蛋白依赖性蛋白激酶CDK，周期蛋白分为有丝分裂_____________________
13、cell增殖方式：无丝分裂，又称直接分裂、有丝分裂、减数分裂。
14、根据增殖状况，细胞分为：连续分裂cell、休眠cell（Gocell）、终未分化cell。
15、cell周期测定法：
a.脉冲标记DNA复制和cell分裂指数观察测定法。b.流式cell仪测定法。c.缩时摄像技术。
16、cell周期同步化：指自然或经人工诱导形成的cell周期一致性，前者称自然同步化，后者称人工同步化。
17、人工同步化方法：选择同步化——有丝分裂选择法； 细胞沉淀分离法
诱导同步化——DNA合成阻断法； 中期阻断法； 药物诱导法； 饥饿法
18、cell将chr排列在赤道板上的机制：牵拉假说；外推假说。
19、plant cell周期特点：不含中心体、形成cell板。
21、检验点：checkpoint，动物中称Restric tionpoint，酵母中称start。
22、MPF即CDK1激酶：由P34cdc2蛋白和周期蛋白B结合而成。
23、G2向M期转化受CDK1激酶调控，M期向后期转化受APC调控，G1期向S期转化受G1-CDK激酶调控。
Chapter 12
1、cell分化：在个体发育中，由一种相同的cell类型，经cell分裂后逐渐在形态、结构和功能上形成稳定性差异，产生各不相同的cell类型的过程。
2、组合调控：有限的少量调控蛋白启动为数众多的特异cell类型的分化的调控机制，即每种类型的cell分化是由多种调控蛋白共同调节完成的。
3、基因：即遗传因子，为遗传功能单位，DNA分子中负载遗传信息的特定定核苷酸序列。
4、管家基因：指cell内均要表达的一类基因，其产物对维持cell，基本生命活动所必需的。
5、组织特异性基因：指不同的cell类型进行特异性表达的基因，其产物赋予各种类型cell特异的形态结构特征与特异的生理功能。
6、全能性：指生物的cell或组织，可以分化成该物种的所有组织和器官，形成完整的个体的能力。
7、cell全能性：指cell经分裂和分化后仍具有产生完整有机体的潜能或特性称cell全能性。可分为全能性、多潜能性、单潜能性。
9、转分化：一种类型分化的cell转变成另一种类型的分化cell的现象。
10、脱分化：指分化cell失去特有的结构和功能变为具有未分化细胞特定的过程。
11、再生现象：即生物体缺失部分后重建的现象。
12、cell决定：cell分化是严格的方向性，cell在未出现分化cell的特征之前，分化的方向就已由cell内部的变化及受环境影响而决定，这一现象称cell决定。
13、肿瘤cell：动物体内cell分裂调节失控而无限增殖的cell称肿瘤cell。具有转移能力的肿瘤称恶性肿瘤，上皮组织的恶性肿瘤称癌。
14、癌cell：具有恶性增殖并具有侵袭性和广泛转移能力的肿瘤。
15、癌基因：指控制cell生长和分裂的正常G的突变形成，能引起正常cell癌变，分cell癌基因和病毒癌基因。
16、干cell：是一类成熟较慢但能自我维持增殖的未分化的cell，这种cell存在于各处组织的特定位置上。
17、抑癌基因：正常cell增殖过程中的负调控因子，它编码的蛋白往往在cell周期的检验上起阻止周期进行的作用，包括P53，P56。
18、基因的差次表达：即顺序表达，决定cell特殊性状的G按一定的顺序相继活化表达的现象。
19、胚胎干cell：具有分化成多种cell类型及构建组织的潜能的cell。
20、转化cell：体外生长的正常cell受肿瘤病毒感染后，在形态和生理代谢方面都产生了癌cell的特性，且可不受控制地繁殖下去，这种经转化具有癌cell属性的cell称转化cell。
21、逆转录病毒，即RNA肿瘤病毒，复制过程：
　　RNA→DNA→±DNA→（整合）→前病毒→mRNA→protein→出芽
22、肿瘤的产生：DNA或RNA病毒癌G的入侵；原癌G的恶性激活；肿瘤抑癌基因的突变。
Chapter 13
1、Hay Hick界限：关于cell增殖能力和寿命是有限的观点。Cell，至少是培养的cell，不是不死的，而是有一定的寿命，它们的增殖能力不是无限的，而是有一定的界限，这个界限称Hay Hick界限。
2、cell死亡：在cell生物体内，在正常的生理条件下cell死亡的现象。
3、坏死：机体局部，组织、器官或cell的死亡称坏死。
4、cell衰老：指cell的形态结构，化学成分和生理功能逐渐衰退的现象。
5、cell坏死性死亡：由于某些外界因素造成cell的急速死亡称cell坏死性死亡，常引起炎症反应。
6、cell凋亡：是一个主动的由基因决定的自动结束生命的过程，由于cell凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，故称细胞编程性死亡。包括：
凋亡的起始；凋亡小体的形成；凋亡小体逐渐为邻近的cell吞噬并消化。
7、线虫：通体透明，幼虫556个cell和2个原始生殖cell。
8、凋亡的特征：DNA发生核小体间的断裂，电泳时形成了特征性的梯状条带，DNA ladders。tTG的积累并达到较高的水平。
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