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1、1 第一章 走进生命科学第一节 走进生命科学的世纪一、发展简史1、比较和描述法生物学阶段李时珍 ?本草纲目 ?、虎克- 发明显微镜林耐- 生物分类法则 施莱登、施旺 - 细胞学说（除病毒）达尔文 ?物种起源 ? 进化论2、实验法生物学阶段孟德尔 - 遗传学奠基人摩尔根 进一步揭示遗传机制（伴性遗传）3、分子生物学阶段沃森和克里克提出DNA双螺旋结构 分子模型我国成就：合成 结晶牛胰岛素 、 酵母丙氨酸转移核糖核酸 （核酸领域）人类基因组计划 - 生命科学的“阿波罗登月计划”（用于人类疾病的诊断、治疗）二、展望后基因组学、转基因技术、基因治疗、生物多样性保护、脑科学第二节走进生命科学实验室生命科
2、学探究的基本步骤： 提出问题提出假设设计实验- 实施实验分析数据得出结论新的疑问进一步研究第二章生命的物质基础第一节无机物2 一、水1、含量：含量最 多的化合物2、作用：水是良好 溶剂，生化反应 介质，帮助运送物质 ，水比热大，调节体温3、存在形式： 自由水（大部分，以 游离形式存在）结合水（少量，与细胞内其他物质结合存在）二、无机盐含量： 1% 左右存在形式： 离子状态存在作用： Fe2+：血红蛋白的重要成分；Ca2+：构成骨骼和牙齿的重要成分；Zn2+不足：生长发育不良、 认知缺陷、精神发育迟缓、 行为障碍。过多：引发贫血和免疫力低下； I ：甲状腺囊肿病人不食用加碘食盐，儿童食用过多碘也
3、会中毒。三、食物中的主要营养成分的鉴定1、糖类：淀粉（非还原性糖）碘液（蓝色 ）还原性糖（葡萄糖、麦芽糖）班氏试剂（加热后出现红黄色）2、蛋白质： 双缩脲试剂（紫色）3、脂肪： 苏丹（橘红色）第二节有机化合物（所有生物必含的物质是蛋白质和核酸）一、糖类的化学通式： （CH2O ）n【组成元素： C、H、O 】1、作用：生命活动的 主要能源，组成生物体结构的基本原料3 2、分类 A、单糖（不能水解）：己糖：葡萄糖（糖中的主要能源物质） 、半乳糖、果糖 ；戊糖：核糖（包括 核糖、脱氧核糖 ）B、双糖（两份单糖脱水缩合而成） ：蔗糖、麦芽糖 植物，乳糖动物C、多糖： 淀粉（ 植物体内糖的储存形式）纤
4、维素 （植物细胞壁的主要成分）糖原（动物体内糖的储存形式） ：肝糖原、肌糖原（不可转换为血糖）二、脂质（不溶于 水而溶于 有机溶剂 ）1、脂肪【组成元素： C、H、O 】（1）作用： 贮能物质（减少热能散失，维持体温恒定）（2）组成单位： 脂肪酸和甘油（3）分类：饱和脂肪酸： 动物脂肪都是 C-C( 熔点较高 ) 不饱和脂肪酸： 植物油存在 C=C （熔点较低）2、磷脂（组成元素： C、H、O 、N、P）（1）作用： 细胞膜的 主要成分（2）组成单位：亲水头部： 含氮碱基 +磷酸+甘油疏水尾部：脂肪酸3、胆固醇（1）作用： 调节生长、发育及代谢（血液中长期偏高引起心血管疾病）4 组成细胞膜结构
5、的重要成分合成性激素和维生素 D的原料三、蛋白质：含量 最多的有机物（干重占50% ） 【组成元素： C、H、O 、N、S等】1、单位： 氨基酸 （20 种，其中 8 种必需氨基酸，须从食物中获得）通式：2、脱水缩合 形成肽链（肽键 CO NH ）3、蛋白质多样性的原因：氨基酸的种类、数目、排列顺序和形成肽链的空间结构不同4、计算： A、肽键数 =脱去水分子数 =氨基酸数目肽链数【如 N个氨基酸构成 M条肽链，形成（ NM ）个肽键】B、蛋白质的分子量 =氨基酸个数平均分子量脱去水分子数 18 5、功能： （1）是细胞膜、细胞质、肌肉毛发等机体的主要成分（2）形成酶、抗体、激素（胰岛素、生长激
6、素） 、血红蛋白的原料（3）提供能量四、核酸【组成元素：C 、H、O 、N 、P】1、组成单位： 核苷酸A、核糖核苷酸： 磷酸、核糖、含氮碱基（ U 尿嘧啶 C 胞嘧啶G鸟嘌呤 A腺嘌呤）B、脱氧核糖核苷酸： 磷酸、脱氧核糖、 含氮碱基（T胸腺嘧啶 C5 胞嘧啶G鸟嘌呤 A腺嘌呤）2、分类：A、脱氧核糖核酸（ DNA ）, 存在细胞核（主要遗传物质）、线粒体、叶绿体B、核糖核酸（ RNA ） ，主要存在 细胞质的核糖体 ，可分为mRNA 、tRNA 、rRNA 3、作用：生物的 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：生长和代谢的微量有机化合物分类： a、
7、脂溶性维生素：维生素A（夜盲症 ） 、维生素 D（软骨病、佝偻病） 、维生素 E、维生素 K b、水溶性维生素：维生素B（脚气病 ） 、维生素 C（坏血症）、维生素 PP 、叶酸第三章生命的结构基础第一节细胞一、细胞膜的结构（ P36图 3-1）1、成分：磷脂分子、蛋白质、多糖和少量胆固醇（多糖+脂质=糖脂，多糖+蛋白质=糖蛋白）2、结构和功能：（1）磷脂双分子层（ 细胞膜的骨架）（2）糖蛋白（细胞识别）（3）蛋白质（ 载体，数量有限）6 二、物质通过细胞膜的方式：1、被动转运： 高浓度到低浓度（1）不需要 载体、不消耗 能量自由扩散： 气体 ，脂质类物质（2）需要载体协助扩散： 水，溶于水的
8、离子与有机小分子。 （如 Na+、K+、葡萄糖进入 红细胞、 氨基酸、核苷酸等）2、主动转运（主要形式） ：低浓度到 高浓度（逆浓度梯度），需要 载体、消耗 能量（来自 呼吸作用） 。如细胞的积钾排钠现象，海藻吸收碘离子，小肠上皮细胞吸收葡萄糖等生命活动现象。3、胞吞（摄取）和胞吐（分泌出细胞） ：大分子 物质或颗粒进出细胞（细胞膜的 半流动性 ）如白细胞杀死入侵的细菌 （胞吞） ，突触小泡释放乙酰胆碱 （胞吐）三、细胞的吸水和失水渗透： 水分子通过 细胞膜 的扩散称为渗透。细胞壁： 全透性 ；原生质层： 细胞膜、液泡膜及两者间的细胞质（选择透过性膜）质壁分离原理： 植物细胞在外界溶液浓度较高
9、的环境下，细胞内水分向细胞 外渗透，导致原生质层 收缩，而细胞壁 维持原状。我们把 原生质层和细胞壁分离 的现象称为质壁分离。（1）细胞外溶液浓度 细胞液浓度，细胞失水（质壁分离）7 （2）细胞外溶液浓度 细胞液浓度， 细胞吸水（滴加 清水可使质壁分离复原）实验 3.1 1、质壁分离（1）材料： 紫色洋葱鳞叶 （外表皮）（2）溶液： 30% 蔗糖溶液（如用葡萄糖液、KCL等溶液溶液分离后会自行复原）（3）方法： 引流法（4）现象：液泡变 小，紫色加 深，细胞 原生质层 与细胞壁分离2、质壁分离复原：滴加 清水，并引流四、细胞膜对信息的接受1、细胞膜的功能： 保护细胞内部、控制物质出入、信息交流
10、2、细胞膜上含有多种 受体（如突触后膜上的蛋白质受体） ，接受不同信息第二节细胞核和细胞器注：细胞（除病毒外）是生物体结构和功能单位一、细胞核1、组成（1）核膜： 双层膜，上有 核孔（RNA 等大分子进出细胞核的通道）（2）染色质（分裂期中螺旋化成 染色体 ） ：同一物质、不同时期的两种表现成分： DNA+ 蛋白质 ；能被 碱性染料染色（ 龙胆紫、醋酸洋红 ）8 （3）核仁：合成 核糖体（4）核基质：含各种 营养物质（ 蛋白质、无机盐、水、酶等） ，是细胞核内进行 代谢活动 的场所2、作用： 储存遗传物质 的场所，是细胞生长、发育、分裂增殖的调控中心二、细胞器【分布在 细胞质 （为细胞代谢提供
11、各种原料和反应场所）中】1、线粒体： 双层膜内有少量DNA和 RNA ；内膜突起形成 嵴，内膜、基质和基粒中有许多种与有氧呼吸有关的酶；是细胞进行 有氧呼吸的主要场所，生命活动所需要的能量，95% 来自线粒体。2、内质网：单层膜的网状物。功能： 脂类合成 （粗面内质网）蛋白质（酶）运输通道3、核糖体：无膜颗粒，由 r RNA 和蛋白质 构成，是合成蛋白质 的场所4、高尔基体： 单层膜的囊泡；动物细胞分泌物加工 、植物 细胞壁形成有关5、叶绿体： （双层膜）主要存在 植物叶肉细胞 里，是植物进行光合作用的场所，含有 叶绿素和类胡萝卜素 ，还有少量的 DNA 和 RNA6、中心体： 无膜，每个中心
12、体含有 两个中心粒 ；动物、低等植物细胞分裂有关7、液泡： 单层膜，内有 细胞液，含色素等 。有维持 细胞形态 、储存养料、调节细胞渗透吸水 的作用8、溶酶体： 单层膜内含 水解酶 ，可消化进入细胞的异物及无用的细9 胞器碎片补充：A、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（供能）B、植物叶肉细胞特有的结构：细胞壁、叶绿体和大液泡三、原核细胞和真核细胞的比较1、显微结构： 在普通光学 显微镜中能够观察到的细胞结构（细胞壁、液泡、叶绿体）亚显微结构： 电子显微镜下观察到的细胞内各种微细结构（核糖体、叶绿体基粒）2、原核细胞： 细胞较小，无成形细胞核（即无 核
13、膜包被） ，只有拟核，细胞器只有 核糖体由原核细胞构成的生物： 蓝藻、颤藻；细菌；支原体、衣原体、立克次氏体3、真核细胞：细胞较 大，有真正的 细胞核 ，有一定数目的 染色体，有核膜、有核仁，一般有多种 细胞器 。实验 3.2 1、染料： 碘液引流法2、结论：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（核）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（核）第三节：非细胞形态的生物病毒10 一、病毒的形态和结构1、无细胞结构，极 小，须在电子显 微镜下观察2、主要成分： 核酸（即 DNA 或 RNA ） ：核心蛋白质 ：构成病毒 衣壳3、营养方式： 寄
14、生在活细胞内：非寄生时，呈结晶状态，不能进行独立的代谢活动4、分类： 动物病毒、 植物病毒、 细菌病 毒（又称噬菌体）二、病毒与人类的关系1、传染病：流感、狂犬病、水痘、腮腺炎、脊髓灰质炎、SARS 等A、乙肝病毒（ HBV ） ：血液传播、 母婴传播，免疫预防为主，防治兼顾的总政策B、艾滋病（人类免疫缺陷病毒HIV） ：血液传播、母婴传播、性传播，感染免疫系统中的T淋巴细胞，引起并发症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是一切生命活动的基础，其所有反应都需要酶的参与， 新陈代谢包括 同化作用和异化作用同化作用：摄取 外界营养物质 ，合成 自身物质异化作用：分解 自身
15、物质 ，排出 代谢废物一、合成反应和分解反应1、合成反应： 小分子合成 大分子（氨基酸合成 蛋白质，单糖合成 多糖）11 2、分解反应： 水解反应（淀粉、脂肪、蛋白质的分解） 、氧化分解 反应（葡萄糖的氧化）二、生物催化剂酶1、酶定义： 活细胞产生具 催化能力的生物大分子，大多为蛋白质，少量为 RNA2、命名：来源 +作用，如肠肽酶、纤维素酶3、酶的活性：酶的 催化效率 。酶促反应：酶所催化的反应4、性质： 高效性 、专一性 （即酶 活性部位与底物契合，才能催化）5、按作用条件分：细胞内起催化作用（光合作用、呼吸作用所需要的酶）分泌到细胞外起作用（各种消化酶）与辅酶因子结合起作用6、影响酶活性
16、的因素： PH值、温度（最适值之前，随条件增强而增强，超过后则逐渐减弱）三、生命活动的 直接能源 ATP 1、ATP ：腺苷三磷酸简式：A-PPPA代表腺苷（腺嘌呤、核糖） P代表磷酸基 代表高能磷酸键 -代表普通化学键2、ATP ADP+Pi+ 能量（断裂最外侧高能磷酸键，释放能量用于生命活动）ADP+Pi+ 能量ATP （能量来源： 动物来自 呼吸作用，植物来自 呼吸和光合 作用）12 第二节光合作用一、光合作用的研究历史（见书P63-65）二、叶绿体及其色素1、方程式（葡萄糖中： C来自 CO2 ,H 来自 H2O ，O来自 CO2 ;O2来自 H2O中的 O ）2、叶绿体及结构图P66（双层膜、基质、基粒）3、叶绿体色素（由上至下） ：分布于 类囊体膜 上胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶绿素 a( 蓝绿色 ) 叶绿素 b（黄绿色）三、光合作用的过程1、概念： 叶绿体 吸收并利用 光能，将 CO2和 H2O合
