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第一章 走近生命科学
第一节 走进生命科学的世纪
一．生命科学发展简史
1．生命科学发展阶段
（1）描述法和比较法生物学阶段
我国古代：《诗经》——诗歌总集；贾思勰《齐民要素》——农书；李时珍《本草纲目》——药书。
国外：17世纪显微镜的发明，生物研究进入细胞水平；18世纪林耐的“生物分类法则”；19世纪施莱登和施旺的“细胞学说”；达尔文《物种起源》的“进化论”。
（2）实验法生物学阶段
遗传学奠基人孟德尔的豌豆杂交试验和摩尔根进一步揭示遗传机制(伴性遗传)的果蝇实验。
（3）分子生物学阶段
1953年双螺旋结构的分子模型建立，生物研究进入分子水平(微观领域)；我国科学家人工合成结晶牛胰岛素和酵母丙氨酸转移核糖核酸(核酸领域)。
2．当代生命科学的发展方向
微观领域的方向——分子生物学
宏观领域的方向——生态学
3．当代生命科学研究的重大成果
人体胚胎干细胞研究——世界十大科学成就之首
人体基因组计划——生命科学的“阿波罗登月计划”(用于人类疾病的基因诊断、治疗)
 二．展望生命科学新世纪
后基因组学、转基因技术、基因治疗、生物多样性保护、脑科学。
三．生命科学的定义
生命科学是以生命为研究对象的科学和技术的总称，它是研究生命活动及其规律的科学，并涉及到医学、农学、健康、环境等领域。
第二节 走进生命科学实验室
一．生命科学探究的基本步骤
1．基本步骤
学习或生活实践——提出疑问——提出假设——设计实验——实施实验——分析数据——得出结论——解答疑问——新的疑问——进一步探究。
2．实验设计的原则
（1）等量原则；（2）单一变量原则；（3）设置对照原则；（4）可操作性原则；（5）平行重复原则；（6）随机性原则。
二．生命科学实验的基本要求
重视观察和实验：（1）带着问题学习；（2）了解方法和步骤；（3）做好观察和记录；（4）及时处理数据；（5）做好讨论和实验报告。
实验1.1 细胞的观察和测量
一．实验目的
学会高倍显微镜的使用和显微测微尺的使用。
二．实验原理
应用显微镜的成像原理，同时借助显微镜的物镜测微尺和目镜测微尺，两尺配合使用，进行测量和运算，得出细胞的大小。
三．实验过程
1．低倍镜观察：对光→规范地安放玻片→调焦→低倍镜观察。
2．高倍镜的使用：在高倍镜下观察细胞，首先必须在低倍镜下调整焦距使物像达到最清晰，并把要进一步放大的物像移到视野的正中央。转动转换器，使高倍镜到位。在转动时，两眼要从显微镜侧面注意观察，避免镜头及玻片相碰。在高倍镜下观察细胞应使用细调节器，绝不可以用粗调节器，避免镜头压碎玻片。
3．放大倍数=目镜的放大倍数×物镜的放大倍数。
4．显微测微尺的使用
（1）将物镜测微尺有刻度的一面朝上放在载物台上夹好，使测微尺刻度位于视野中央。调焦至看清物镜测微尺的刻度。
（2）小心移动物镜测微尺和目镜测微尺(如目镜测微尺刻度模糊，可转动目镜上透镜进行调焦，使两尺左边的“0”点一直线重合，然后由左向右找出两尺另一重合的直线。
（3）记录两条重合线间目镜测微尺和物镜测微尺的格数。按照下式计算目镜测微尺每格的长度等于多少μm。
若 物镜测微尺每格长度0μm。
则 目镜测微尺每格的长度(μm)=物镜测微尺的格数/目镜测微尺的格数×10。
例如：目镜测微尺20小格等于镜台测微尺3小格，已知镜台测微尺每格10μm ，则3小格的宽度为3×10=30μm，那么相应地在目镜测微尺上每小格大小为：3×10÷20=1.5μm。
四．注意事项
1．镜检时，如有必要使镜筒倾斜，须注意倾斜角度不能超过45°，以免由于整个镜体重心不稳而翻倒。
2．转动调节器时，不要用力过猛，以防机件损坏。

本章小结
1．生命科学是研究生命活动及其规律的科学，是及我们的生存有着密切关系的一门基础科学。它涉及到种植业、畜牧业、渔业、食品加工业、医学、制药、环境保护等方面，关系到人类生活的各个领域。
2．在生命科学发展的早期，主要是采用描述法和比较法进行生物体形态结构特征的观察和记录。随着生命科学、物理学、化学和数学的发展和相互渗透，实验法逐渐成为生命科学主要研究手段。
3．17世纪显微镜的发明，使生命科学的研究进入到细胞水平。1953年双螺旋结构分子模型的建立，将生命科学的研究深入到分子水平，并为现代生物技术的形成和发展奠定了基础。
4．21世纪将是生命科学突飞猛进的时代，它面临的重大课题有后基因组学、基因治疗和转基因技术、生物多样性保护和脑科学研究等。它将对人类和社会经济的发展产生决定性的影响。
5．生命科学的探究过程源自问题的提出，为了解决问题，可以提出多种假设，用观察、调查和实验来检验假设是否正确，从而获得新的发现和新的理论。在探究过程中，还可能提出更多的问题，激发进一步探究。查阅及问题相关的文献资料，有助于假设的提出和实验的设计。
6．从总体上看，当代生物科学主要朝着微观和宏观两个方面发展：在微观方面，生物学已经从细胞水平进入到分子水平去探索生命的本质；在宏观方面，生态学逐渐兴起并取得了巨大发展。

第二章 生命的物质基础
第一节 生物体中的无机化合物
一．水
1．含量：是生物体中含量最多的化合物。不同生物的含水量不同，不同的生长发育阶段含水量不同，代谢旺盛的器官含水量高。
2．存在形式：（1）结合水(4.5%)；（2）自由水。
3．生理功能
结合水：及其他大分子物质一起构成细胞的组成成分。
自由水：（1）自由水是细胞中的良好溶剂；（2）参及各种代谢；（3）运输养料和废物；（4）调节体温；（5）维持细胞形态。
4．人体缺乏表现：（1）缺水10%，生理紊乱；（2）缺水20%，生命停止。
二．无机盐
1．含量：是生物体中含量最少的化合物，仅占细胞干重的1%。
2．存在形式：大多以离子状态存在。
3．生理功能
（1）参及组成生物体内的重要化合物。如：血红蛋白：2+、骨骼：2+(缺钙，肌肉抽搐)、43—是磷脂的组成成分、是植物叶绿素的必需成分、是多种酶的组成元素、I是甲状腺素的原料。
（2）参及生物体的代谢活动。
（3）调节机体的渗透压和酸碱平衡。
第二节 生物体中的有机化合物
一．糖类
1．概念：符合化学通式(H2O)n，俗称碳水化合物。(m，n≥3)，m，n可以不相等。组成元素C、H、O。
2．作用
（1）维持生命活动所需能量的主要来源；
（2）组成生物体结构的基本原料。
3．种类
种类
分布
功能
单糖：不能水解的最简单的糖
戊糖
核糖(C5H10O5)
细胞中都有
组成的成分
脱氧核糖(C5H10O4)
细胞中都有
组成的成分
己糖
葡萄糖(C6H12O6)
细胞中都有
主要的能源物质
果糖(C6H12O6)
植物细胞中
提供能量
半乳糖(C6H12O6)
动物细胞中
提供能量
双糖：由两分子单糖经脱水缩合而成的糖
麦芽糖(C12H22O11)
发芽的种子含量丰富
提供能量
蔗糖(C12H22O11)
甘蔗甜菜含量丰富
提供能量
乳糖(C12H22O11)
动物乳汁含量丰富
提供能量
多糖：由许多个葡萄糖经脱水缩合而成的糖
淀粉(2O)n
叶绿体、块根、块茎、种子中
储存能量
纤维素(2O)n
植物细胞的细胞壁
支持保护细胞
糖原
(2O)n
肝糖原
动物的肝脏中
储存能量，调节血糖
肌糖原
动物的肌肉组织中
储存能量
4．其他多糖物质：多糖+脂质=糖脂 多糖+蛋白质=糖蛋白
二．脂质：俗称脂类物质。
1．化学性质：不溶于水，易溶于有机溶剂。
2．种类
（1）脂肪(甘油三酯)：组成元素C、H、O。
①基本成分：甘油和脂肪酸。
甘油：脂肪分子中碳及碳之间由双键连接，即含不饱和脂肪酸，室温时呈液态，称为(植物)油。植物油为脂溶性维生素的溶剂。
脂肪酸：脂肪分子中碳及碳之间均以单键连接，即只含饱和脂肪酸，室温时呈固态，称为(动物)脂。
②作用：最好的储能物质；缓冲外界打击；防止能量损失，维持体温恒定。
（2）磷脂：组成元素C、H、O、N、P。①结构：由亲水的头部和疏水的尾部组成极性分子。②功能：组成细胞膜结构的双分子层。③种类：卵磷脂和脑磷脂。
（3）胆固醇：①含量：正常人体含l50g。②分布：全身各组织中，以脑及神经组织中最为丰富，在内脏和皮下脂肪的含量也高。③功能：组成细胞膜结构的重要成分；机体生成激素(雌激素、雄激素、肾上腺皮质激素)和维生素D的原料。④血液胆固醇偏高及心血管疾病发生明显相关。
三．蛋白质
1．概念
R
2

H
C
以氨基酸为基本单位，由一条或者多条多肽链构成的大分子化合物。是生物体中含量最多的有机物(干重占50%)。氨基酸有20种，其中8种是必需氨基酸，须从食物中获得。
2．基本组成单位：氨基酸。
组成元素C、H、O、N。

（1）共同特点：在及羧基(—)相连的C原子上同时连有一个氨基(—2)。
（2）不同之处：侧链所连接R基团不同，代表不同的氨基酸种类。
3．化学结构
（1）肽键(———)：一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基脱去一分子水缩合形成的化学键。
在由一条多肽链组成的蛋白质分子中，如果分子中一共有M个氨基酸组成，则分子中：肽键数=脱下的水分子数－1。
在由N条多肽链组成的蛋白质分子中，如果分子中一共有M个氨基酸组成，则分子中：肽键数=脱下的水分子数－N。
蛋白质的分子量=氨基酸个数×平均分子量－脱下的水分子数×18
（2）肽链：氨基酸通过肽键连接而成的链状结构。肽链不是直线结构，而是折叠或螺旋成一定的空间结构。
（3）多肽：由3个以上氨基酸残基连成的肽链，3个组成就是三肽，4个组成就是四肽，……n个氨基酸组成就是n肽。
（4）自由氨基和自由羧基：每条多肽链的一端至少有1个自由氨基(N端)，另一端至少有一个自由羧基(C端)。
4．蛋白质多样性的原因：20种氨基酸的种类、数目、排列顺序及多肽链的空间结构(功能多样性的主因)。
5．功能
（1）机体构造的主要成分(结构物质)。
（2）酶、抗体、激素(胰岛素、生长素)、血红蛋白等的必需原料(调节物质)。
（3）分解供能占日需总能的1015%(能源物质)。
四．核酸
1．定义：细胞内携带遗传信息的物质。组成单位：核苷酸，组成元素C、H、O、N、P。
2．分类

脱氧核糖核酸()
核糖核酸()
结构
规则的双螺旋结构
单链结构
组成基本单位
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
碱基
嘌呤
腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)
腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)
嘧啶
胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)
胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)
五碳糖
脱氧核糖
核糖
无机酸
磷酸
磷酸
分布
主要存在于细胞核
主要存在于细胞质
3．作用：核酸是一切生物体(包括病毒)的遗传物质，对于生物体的遗传变异和蛋白质的生物合成有极其重要的作用。
五．维生素
1．概念：是生物生长和代谢必需的微量有机化合物。
2．特点：需要量极少，但不能缺乏。膳食多样化是避免缺乏症的合理方法。
3．分类：根据溶解特性划分。
（1）脂溶性维生素：A(夜盲症)、D(软骨病、佝偻病)、E、K溶解于脂肪，不溶于水，及脂肪一起被淋巴组织吸收后，可在体内储存。
（2）水溶性维生素：B族(B1和B6) (皮炎、神经炎)、C(坏血症)溶解于水，不溶于脂肪，直接吸收进入血液中，吸收后很少储存，过多的则由尿液排出。
实验2.1 食物中的主要营养成分的鉴定
一．实验目的
学会植物组织中还原性糖，脂肪和蛋白质的鉴定。
二．实验原理
某些化学试剂能够使生物组织中有关有机物产生特定颜色反应。可以根据特定的颜色反应，鉴定生物组织中还原性糖，脂肪和蛋白质的存在。
三．实验过程
1．预备实验
材料
方法及试剂
现象
结论
1%淀粉糊
在试管中加1%淀粉糊(多糖)2，滴加碘液2滴
蓝色
淀粉糊中有大量淀粉存在(多糖鉴定法)
1%葡萄糖溶液
在试管中加葡萄糖溶液2，滴加2滴班氏试剂，均匀加热至沸腾
砖红色
葡萄糖属于还原性糖(还原性糖鉴定法)
10%鸡蛋清溶液
在试管中加鸡蛋清溶液2，然后加入2 5% 溶液震荡，再滴加2～3滴1% 4溶液(5% 4称为双缩脲试剂)
紫色
蛋清中含有蛋白质(蛋白质鉴定法)
植物油
在试管中加植物油2，逐步滴加苏丹Ⅲ染液几滴
橘红色
植物油属于脂肪(脂肪鉴定法)
2．正式实验
（1）梨果肉薄片+班氏试剂(均匀加热)→红黄色沉淀；
（2）花生仁子叶薄片+苏丹Ⅲ染液→橘红色；
（3）含有蛋白质的材料及双缩脲试剂产生紫色反应。
四．注意事项
1．还原性糖的鉴定：预备实验时，加热试管中的溶液，应使用试管夹夹住试管上部，并放入盛有开水的大烧杯中水浴加热。
2．脂肪的鉴定：切片时刀口要向内，同时注意不要伤着自己和他人。
3．蛋白质的鉴定：使用双缩脲试剂时，应先加溶液，造成碱性环境，再加4溶液，且4溶液不能多加，否则4的蓝色将遮盖颜色反应的真实结果。
本章小结
1．水是维持生命活动的重要物质，它是生物化学反应的介质，并具有运送物质、参及代谢、调节体温、保持体温恒定的作用。细胞中水的存在形式有自由水和结合水两种，其中含量最多的形式的主要作用是细胞内的良好溶剂，细胞内许多生化反应必须有水的参及，运输营养物质和代谢废物。
2．无机盐大多数以离子形式存在于生物体内，其含量虽然很少，但它们却是调节生理机能不可缺少的物质。重要作用：有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的组成成分，如是血红蛋白的主要成分，是叶绿素分子必需的成分；许多无机盐离子对于生物体的代谢(生命)活动有重要作用，如血液中2+含量太低就会出现抽搐现象；无机盐对于维持细胞的内环境的稳定(酸碱平衡)也很重要。
3．蛋白质是由氨基酸组成的生物大分子化合物。氨基酸及氨基酸之间以肽键相连接形成肽链，氨基酸的数目、种类、排列顺序决定了肽链的多样性。蛋白质的空间结构是其功能多样性的基础。蛋白质不但是生物体的结构物质，而且在生理活动中起调节作用。蛋白质在细胞中的含量只比水少，占细胞干重的50%以上其基本组成单位是氨基酸，大约有20种，在结构上都符合结构通式。氨基酸分子间以脱水缩合的方式互相结合形成多肽，再加工成有特定空间的蛋白质。10个氨基酸构成1条多肽链，脱9份水，形成9个肽键。由多个氨基酸分子缩合而成的化合物称为多肽，其通常呈链状结构，称为肽链。
4．糖类是细胞的主要能源物质，糖类的通式是(2O)n。糖类可分为单糖﹑双糖和多糖等几类。葡萄糖、核糖、脱氧核糖、果糖和半乳糖属于单糖，葡萄糖是细胞的主要能源物质，核糖一般不作为能源物质，它们是核酸的组成成分；双糖中蔗糖和麦芽糖是植物糖，乳糖是动物糖；多糖中糖原是动物体内的多糖物质，为动物体内的能源和结构物质。淀粉和纤维素是植物体内的主要多糖物质，淀粉和糖原是细胞中重要的储能物质。动植物共有的是葡萄糖，核糖，脱氧核糖形式，其中核糖和脱氧核糖分别主要位于细胞的和。
5．核酸是由核苷酸为单体组成的生物大分子化合物。核酸有两种，一种为脱氧核糖核酸()，一种为核糖核酸()。它们的基本组成单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸。核酸是遗传信息的载体。基本单位核苷酸，由一分子磷酸﹑一分子含氮碱基和一分子五碳糖组成。脱氧核糖核酸简称，主要存在于细胞核中。核糖核酸简称，主要存在于细胞质中。
6．脂类主要是由C、H、O三种化学元素组成。脂质可分为脂肪、类脂和固醇，后者包括胆固醇、性激素和，主要是对维持正常的新陈代谢和生殖过程等生命活动起重要调节作用。脂肪、磷脂和胆固醇是最常见的脂质。脂肪由甘油和脂肪酸构成，是生物体内的能量储存的重要形式；磷脂分子结构中有亲水性头部和疏水性尾部，是构成细胞膜的主要成分；胆固醇是组成细胞膜结构的重要成分之一，也是许多激素的重要组成部分。
7．维生素是生物生长和代谢所必需的微量有机物，按其溶解特性可分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。

第三章 生命的结构基础
第一节 细胞膜
一．细胞膜的结构
1．化学成分：主要由磷脂分子和蛋白质分子构成，外侧有少量多糖。
2．细胞膜的流动镶嵌结构：（1）以磷脂双分子层为基本骨架；（2）蛋白质分子有的排在磷脂双分子层的两侧，有的镶嵌或者贯穿在整个磷脂双分子层中；（3）糖被：糖蛋白和糖脂，是细胞识别外界信息的“信号天线”。
3．特点：（1）细胞膜具有一定的流动性；（2）活细胞的细胞膜具有选择透过性功能。死细胞的细胞膜具全透性。
二．物质通过细胞膜的方式
1．溶质分子的通过方式

被动运输
主动运输
自由扩散
协助扩散
细胞膜两侧物质浓度差
由高浓度到低浓度
由高浓度到低浓度
由低浓度到高浓度
是否需要载体
不需要
需要
需要
是否消耗细胞内的能量
不需要
不需要
需要
代表例子
氧气、二氧化碳、甘油、乙醇等出入细胞
葡萄糖通过红细胞膜
葡萄糖、氮基酸通过小肠上皮细胞
2．大分子物质和颗粒性物质的通过方式

胞吞
胞吐
方向
进入细胞
运出细胞
过程
附着在细胞膜上，膜内陷形成小囊被包入，从膜上脱离，形成小囊泡，进入细胞内部
在细胞膜内被包围形成小囊泡，及细胞膜融合移到细胞表面，向外张开，排出细胞
是否消耗细胞内的能量
需要
需要
代表例子
白细胞吞噬细菌
消化酶的分泌
三．细胞的吸水及失水
1．渗透作用：水分子通过半透膜(细胞膜)的扩散运动过程。
2．关于“一个活的成熟的植物细胞可以看成一个渗透系统”的分析
（1）细胞壁，全透性，水和溶质可自由通过。
（2）细胞膜，液泡膜和部分细胞质合称原生质层，可看成一层选择透过性膜，相当于半透膜。
（3）原生质层两侧的溶液即细胞液和外界溶液存在着浓度差。
3．质壁分离和复原
细胞液浓度＜外界溶液→液泡失水→原生质层收缩→质壁分离
细胞液浓度＞外界溶液→液泡吸水→原生质层复原→质壁分离复原
四．细胞膜的功能
1．保护作用。2．运输作用(即选择透过性)。3．信息交流(膜上特殊蛋白质即受体及外界环境)。4．细胞识别。5．血型决定。
实验3.1 探究细胞外界溶液浓度及质壁分离的关系
一．实验目的
探究植物细胞质壁分离的程度及外界溶液浓度的关系。
二．实验原理
成熟植物细胞具有中央大液泡。细胞壁的特点：全透性的，伸缩性较小。细胞膜，液泡膜相当于半透膜。原生质层：包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。原生质层相当于半透膜。
当细胞液浓度＞外界溶液浓度，细胞吸水，质壁分离复原。
当细胞液浓度＜外界溶液浓度，细胞失水，质壁分离。
三．实验过程
1．第一步：用清水制作洋葱鳞叶外表皮的临时装片，先用低倍镜观察。
2．第二步：尝试用不同浓度梯度的蔗糖溶液(浓度分别为10%，20%，30%)引流，使洋葱表皮细胞发生质壁分离。
3．第三步：使洋葱表皮细胞浸润于清水中，观察质壁分离的复原。
四．注意事项
1．撕下的表皮既能观察到紫色，又不带有叶肉细胞。
2．选用的洋葱紫色越深越好。如果使用的洋葱紫色较浅，则不利于观察。
3．观察到质壁分离现象后，要尽快滴加清水使其复原，否则，细胞会因质壁分离时间过长而失水死亡。
4．决不能在显微镜的载物台上滴加蔗糖溶液和清水。滴加蔗糖溶液和清水的步骤，分别要重复3次以上。千万要注意，绝不能让蔗糖溶液溢至盖玻片上，以免污染物镜。
5．在观察洋葱根尖有丝分裂的实验中，要用根尖的分生区细胞：细胞呈正方形，排列紧密，有的细胞正在分裂。这样才能看到不同分裂期细胞。
第二节 细胞核和细胞器
一．细胞核：储存遗传物质的场所，细胞生长发育和分裂增殖的调控中心。

形态结构
功能
核膜
两层膜组成，其上有核孔，利于大分子物质进出
细胞质及细胞核之间的界膜，限制染色质于细胞核内
核基质
透明均一的核液
核内进行生化反应的场所
核仁
一个或几个圆球形结构
及核糖体的形成有关
染色质
可被碱性染料染成蓝色的细丝状物质，由和蛋白质组成
遗传物质的载体
二．细胞质
1．细胞质基质——液体部分
（1）悬浮各种细胞器。
（2）为细胞新陈代谢提供场所、物质和环境条件。如，核苷酸，氨基酸。
2．细胞器
（1）线粒体：①结构：双层膜，嵴(扩大膜面积)，基质。②成分：呼吸酶，等。③功能：有氧呼吸(呼吸作用)的主要场所。
（2）叶绿体：①结构：双层膜，基质，基粒(扩大膜面积)。②成分：光合色素，光合酶，等。③功能：光合作用的场所。④分布：高等植物细胞特有。
（3）内质网：①结构：单层膜的网状物。②分类：滑面型，粗面型。③功能：增大膜面积；及蛋白质的运输及脂质(脂肪)合成代谢有关。
（4）高尔基体：①结构：单层膜，扁平囊状和泡状结构。②功能：及动物细胞分泌物的形成有关，及植物细胞细胞壁(纤维素)的形成有关。
（5）核糖体：①结构：无膜，体积最小，数量最多。②成分：蛋白质，。③功能：合成蛋白质的场所。
附着核糖体：合成分泌蛋白(如抗体，酶，蛋白质类激素)和膜蛋白。
游离核糖体：合成结构蛋白(细胞质中的蛋白质)和特殊蛋白(如血红蛋白)。
（6）中心体：①结构：两个垂直排列的中心粒，无膜结构。②分布：动物和低等植物细胞。③功能：及动物细胞分裂有关，形成纺锤体。
（7）液泡：①结构：单层膜，含细胞液。②分布：一般成熟植物细胞具有大型液泡。③功能：储存物质(糖类，无机盐，色素，蛋白质等)，及渗透吸水有关。
（8）溶酶体：①结构：单层膜，含多种水解酶。②分布：所有细胞都有。③功能：可消化进入细胞内的异物及衰老无用的细胞碎片。
三．真核细胞和原核细胞

原核细胞
真核细胞
细胞大小
较小(lμ10μm)
较大(l0μ50μm)
细胞核
没有成形的细胞核，遗传物质集中在细胞中央，称为拟核。无核膜，无核仁
有成形的，真正的细胞核，有核膜，有核仁
染色体
无染色体，只有一条裸露的分子
由蛋白质和分子组成
细胞器
只有核糖体
多种细胞器
细胞壁
主要含肽聚糖
含纤维素，果胶
举例
细菌，放线菌，蓝藻，支原体，立克次氏体，衣原体
原生动物，真菌，植物，动物和人
细胞(除病毒外)是生物体结构单位和功能单位。
植物细胞特有的结构和细胞器：细胞壁、叶绿体和大液泡。
及胰岛素(酶)合成、运输、分泌有关的细胞器是：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体(提供能量)。
微生物中：细菌为原核生物、真菌为真核生物、病毒无细胞结构。
实验3.2 颤藻和水绵细胞的比较观察
一．实验目的
通过颤藻和水绵细胞的比较观察，了解真核细胞和原核细胞的区别。
二．实验原理
真核细胞和原核细胞的最本质区别在于：真核细胞有成形的细胞核，而原核细胞无成形的细胞核，只有拟核。
三．实验过程
1．制备水绵临时装片
（1）滴清水；（2）取样品；（3）散开；（4）盖盖玻片；（5）低倍镜观察；（6）高倍镜观察。
2．制备颤藻临时装片(方法步骤同步骤1)
3．染色和比较观察
（1）碘液引流：在盖玻片一侧滴加碘液，在另一侧用吸水纸进行引流。
（2）比较细胞内结构差异。
4．结论
在水绵细胞内有染成棕色、圆球形的细胞核，而颤藻细胞内没有。
深蓝紫色的颗粒是光合作用形成的淀粉。
颤藻——原核生物，色素分布在细胞质中，无染色较深、形态固定的结构。
水绵——真核生物，色素分布在叶绿体中，有染色较深、形态固定的结构。
四．注意事项
1．洋品不能取太多，否则相互重叠反而看不清细胞。
2．碘液引流要充分，重复多次。
第三节 非细胞形态的生物——病毒
一．病毒的形态和结构
1．结构特点
（1）一类非细胞结构的生物体。
（2）很小，绝大多数病毒的大小在150以下，电子显微镜可见。
2．主要成分
蛋白质和核酸(一种病毒只含有一种，即或)。
3．结构模式：核心(核酸位于中心)，衣壳(蛋白质包在周围)。
4．活动特点：寄生性。
5．病毒的种类
（1）植物病毒；（2）动物病毒；（3）细菌病毒(噬菌体)
二．病毒及人类的关系
1．危害
（1）病毒性传染病：病毒性感冒，狂犬病，水痘，腮腺炎，脊髓灰质炎。
（2）乙型肝炎：由乙型肝炎病毒()引起，可通过血液传播，母婴传播。
（3）艾滋病：由艾滋病病毒(人类免疫缺陷病毒)感染T淋巴细胞，传播途径：血液传播，性传播，母婴传播。
2．益处
（1）杀灭农业害虫(生物防冶)；（2）制造疫苗；（3）转基因技术。
本章小结
1．细胞膜把细胞及外界环境分隔开，具有保护细胞的作用，还具有控制物质进出、实现细胞及外界进行信息交流等功能。细胞膜主要有脂质、蛋白质和多糖组成。磷脂双分子层是细胞膜的基本支架，蛋白质分子有的附着在磷脂双分子层的内外两侧，有的以不同深度镶嵌或贯穿在磷脂双分子层中。细胞膜的流动性对于细胞完成各种生理功能是非常重要的。
2．物质通过细胞膜的运输方式，有被动运输、主动运输和胞吞胞吐。被动运输是顺浓度梯度运输的过程，不需要消耗细胞的能量，包括自由扩散和协助扩散。主动运输是逆浓度梯度运输的过程，需要消耗细胞的能量，还需要载体蛋白的协助。大分子或颗粒状物质通过胞吞胞吐的方式运输。水通过渗透方式进出细胞。
运输方式
运输方向
是否需要载体
是否消耗能量
示例
自由扩散
浓度高到低
否
否
O2、2
协助扩散
浓度高到低
是
否
H2O
主动运输
浓度低到高
是
是

3．在细胞膜以内，细胞核以外的部分叫细胞质。细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。为新陈代谢的进行提供各种原料和反应场所。细胞质中分布着内质网、高尔基体、核糖体、线粒体等各种细胞器，它们执行着各自功能，又相互协同，使细胞中的各种生命活动井然有序地进行。植物细胞还具有细胞壁、液泡及叶绿体等结构。
名 称
功 能
存在细胞(动、植物)
线粒体
有氧呼吸的主要场所
动、植
叶绿体
光合作用的场所
植
内质网
蛋白质加工、运输、脂类代谢
动、植
高尔基体
储存、加工、转运细胞分泌物，(植)形成细胞壁
动、植
核糖体
蛋白质合成的场所
动、植
中心体
有丝分裂
动、低等植物
液泡
维持细胞形态、渗透压
植
溶酶体
消化异物
动、植
4．细胞核由核膜、核仁、染色质和核基质组成，是储存遗传物质的场所，是调控细胞代谢活动的中心。具有细胞核的细胞为真核细胞。原核细胞仅具拟核，没有真正的细胞核。
5．细胞是生物体结构和生命活动的基本单位。在生物界存在着真核细胞和原核细胞两大类，它们的主要区别是有无核膜包被的细胞核。原核生物常见的有细菌、蓝藻、放线菌、支原体。
6．病毒非常小，不具有细胞结构，其主要成分是核酸和蛋白质。病毒只有寄生在特定的活细胞中才能增殖。

第四章 生命的物质变化和能量转换
第一节 生物体内的化学反应
新陈代谢
1．概念：生物体及内外环境之间的物质和能量的交换过程，是生物体内全部有序的代谢(生化)反应的总称。
2．过程
（1）同化作用：把从外界环境中获取的营养物质，转变成自身的组成物质，并储存能量。
（2）异化作用：分解自身的一部分组成物质，把分解的最终产物排出体外，并释放能量。
3．意义：新陈代谢是生命活动的基础，是生命最本质的特征。
一．合成反应和分解反应
1．合成反应
（1）定义：由小分子形成大分子的化学反应。
（2）举例：单糖合成多糖，核苷酸合成核酸。
2．分解反应
（1）定义：由大分子分解形成小分子的化学反应。
（2）举例：①水解反应：(物质加水进行的分解反应)比如蛋白质的分解过程。②氧化分解反应：(分子降解过程中释放出[H]的分解反应)比如葡萄糖的氧化分解过程。反应式：
。
二．生物催化剂——酶
1．概念：酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物。
2．化学本质：大多数是蛋白质，少数是。因此也称为生物催化剂。
3．命名：根据各种酶的来源以及它们所催化的底物来命名。如：唾液淀粉酶是唾液腺产生的催化淀粉水解酶，胰蛋白酶是胰腺产生的催化蛋白质水解的酶，还有肠肽酶，纤维素酶(分解植物细胞壁)等。
4．酶的特性
（1）高效性：催化效率(即酶的活性)远高于无机催化剂。
（2）专一性：酶特定活性部位及底物完全契合时才能起催化作用。
（3）多样性：生物细胞内有成千上万种酶。
5．影响酶的催化的内外条件
酶的催化活性需要适宜的温度和值，辅助因子，抑制剂。
三．生命活动的直接能源物质——
1．中文名称：腺苷三磷酸(，A：腺苷，T：其数量为三个，P：磷酸基)。
2．结构简式：A－P～P～P。A代表腺苷(腺嘌呤核苷)，－代表普通化学键，即一个腺苷上连接三个磷酸基，P代表磷酸基，～代表高能磷酸键。
3．及的转化：能量(反应中物质可逆，能量不可逆)。
4．的功能(去向)：为生命活动提供直接能源，是能源的携带和转运者，被称为“能量货币”。
5．来源：所有活细胞的呼吸作用，植物细胞的光合作用(光反应)。
实验4.1 探究酶的高效性
一．实验目的
比较过氧化氢酶及3+的催化效率，证明酶的高效性。
二．实验原理
新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶，3是一种无机催化剂，它们都可以催化H2O2分解成H2O和O2。
三．实验过程
1．取5支试管各加入5 3% H2O2溶液。
2．分别加入蒸馏水，新鲜猪肝匀浆，3.53溶液，经高温处理的猪肝匀浆，经高温处理的3.53溶液各0.5。
3．观察各试管内气泡发生情况并记录。
四．注意事项
1．每支试管保持等量。
2．摇匀然后检验氧气。
第二节 光合作用
一．光合作用的研究历史
时间
1642年
1771年
1785年
1864年
20世纪
30年代
20世纪
40年代
国家
比利时
英国
荷兰
德国
美国
美国
科学家
赫尔蒙特
普利斯特利
英格豪斯
萨克斯
鲁宾及卡门
卡尔文
结论
原料是水
植物可以
更新空气
光照是
必要条件
产物是
淀粉
产物氧
来自水
2转化成
有机物的途径
二．叶绿体及其色素
1．进行光合作用的主要器官——叶片；进行光合作用的场所——叶绿体。
2．叶绿体结构
（1）双层膜。（2）基质(叶绿体内液体)。（3）基粒(类囊体：多层饼状膜结构组成，增加受光面积，其膜上分布大量光合色素)。
3．光合色素：由上至下
（1）种类：①类胡萝卜素(含量约占总量的1/5)：包括胡萝卜素(橙黄色)，叶黄素(黄色)。②叶绿素(含量约占总量的4/5)：叶绿素a(蓝绿色)，叶绿素b(黄绿色)。
（2）作用：色素具有选择吸收光能的特性。
叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。

三．光合作用的过程
1．定义：叶绿体吸收并利用光能，将2和H2O合成有机物并释放O2，将光能转化成化学能的过程。
2．光合作用的总反应式：2+2H2O(2O)22↑。
3．过程

光反应
暗反应(卡尔文循环)
类别
场所
基粒(类囊体)膜上
叶绿体基质中
条件
光，色素，酶，，，
酶，，，C5
物质变化
水的光解，的形成，
的形成
2的固定，C3的还原，
C5的再生
能量变化
光能→活跃化学能
活跃化学能→稳定化学能
实质
将无机物合成有机物，将光能转化为化学能
联系
1．光反应为暗反应提供和
2．暗反应为光反应提供和
4．产物的去向
（1）大部分在叶肉细胞中转变成蔗糖；
（2）一部分在叶绿体中转变成淀粉；
（3）一部分参及蛋白质，氨基酸和脂质等的合成。
四．影响光合作用的因素
1．光照(主要影响光反应)
在一定的光照强度范围内，光合速率(即光合作用的强度)随着光照强度增加而加快(因为光反应产生的和增多，使暗反应加快，光合作用产物增加)。当达到某一光照强度，光合速率达到饱和后不再加快(主要原因是受暗反应中酶和2供应量等的限制)。
2．二氧化碳浓度(主要影响暗反应)
二氧化碳浓度太低，不能进行光合作用；在一定浓度范围内，随着二氧化碳浓度的升高，光合速率加快；当二氧化碳浓度超过一定浓度时，光合速率不再加快。
3．温度：主要影响酶的活性。即在一定温度范围内，随着温度的升高，光合速率不断加快，但超过一定的温度，随着温度的升高，光合速率逐渐减慢。植物细胞中酶的最适温度为25°C～30°C，超过35°C，酶的活性开始下降。
总之，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。
实验4.2 叶绿体中色素的提取和分离
一．实验目的
学会提取和分离叶绿体色素的方法；探索叶绿体中有几种色素。
二．实验原理
提取的原理：色素不溶于水而溶于有机溶剂-—用无水酒精提取叶绿体色素。
分离的方法：纸层析法。层析液为石油醚，各种色素因随着层析液在滤纸上扩散的速度不同而分层。
三．实验过程
1．材料：新鲜菠菜叶片。
2．步骤
（1）研磨
（2）过滤。
（3）滤纸条上画滤液细线：画细而直的滤液线，阴干后，重复几次(目的：保证滤液线上的色素含量，使层析结果清晰可见)。
（4）分离：纸层析法(层析液：石油醚)。注：层析液不能没及滤液细线。
3．荧光现象：透射光(绿色)，反射光(红色)。
四．注意事项
1．要选取新鲜，颜色较深的叶片，以使滤液中含较多的色素。
2．研磨要迅速而充分。
3．层析时，滤纸条上的滤液细线一定不能浸入层析液中，否则会因色素溶解在烧杯内的层析液中而导致实验失败。
第三节 细胞呼吸(生物氧化)
细胞呼吸的定义：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成2或其他产物，释放出能量并生成的过程。
一．糖的有氧呼吸
1．反应式：C6H12O6+6H26O262+12H2能量
2．特点
（1）酶促反应(酶所催化的反应)；（2）分步进行(22步)；
（3）能量缓慢释放(部分转移给，大部分以热能散失，维持体温)。
3．
阶段
场所
反应物
产物
能量
第一阶段(糖酵解)
细胞质基质
C6H12O6
2C3H4O3+4[H]
少量
第二阶段
线粒体
2C3H4O3+6H2O
62+20[H]
少量
24[H]+6O2
12H2O
大量
二．糖的无氧呼吸(微生物的无氧呼吸为发酵)
1．反应式：C6H12O62C2H5(酒精)+22+能量
举例：多数植物细胞，酵母菌分解葡萄糖为酒精和2 (酒精发酵)。
2．反应式：C6H12O62C3H6O3(乳酸)+能量
举例：高等动物，马铃薯块茎，甜菜块根，玉米胚，乳酸菌分解葡萄糖为乳酸(乳酸发酵)。
3．细胞呼吸和呼吸的区别
细胞呼吸是体内的有机物被氧化分解的过程。是指一系列微观的生物化学反应。
呼吸是指机体及外界环境之间气体交换的过程。是一个宏观的气体交换过程。
4．有氧呼吸及无氧呼吸的比较

有氧呼吸
无氧呼吸
不同点
场所
细胞质基质和线粒体
细胞质基质
条件
需O2，需酶
不需O2，需酶
产物
2、H2O
酒精和2或乳酸
能量
大量，合成38
少量，合成2
相同点
联系
从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同，以后阶段不同
实质
分解有机物，释放能量，合成
第四节 生物体内营养物质的变化
一．糖类代谢
1．细胞或血浆中葡萄糖的来源主要有三
（1）食物中糖类物质的消化吸收。
（2）血糖浓度低于80～120时，由肝糖原分解产生。
（3）由其他非糖物质(如甘油，氨基酸，乳酸等)在代谢中转化产生。
2．细胞或血浆中葡萄糖的去路有四
（1）在细胞中氧化分解提供能量。
（2）血糖浓度高于100时，在肝脏