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1、 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DNA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
2、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
3、）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
4、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，避免镜头与玻片相碰。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m。若 物镜测
5、微尺每格长度=l0m。则 目镜测微尺每格的长度(m)=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10m ，则3小格的宽度为310=30m，那么相应地在目镜测微尺上每小格大小为：31020=1.5m。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，是与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
6、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。317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DNA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。421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，
7、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。查阅与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：与其他大分子物质一起构成细胞的组成成分。 自由水：（1）自由
8、水是细胞中的良好溶剂；（2）参与各种代谢；（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）参与组成生物体内的重要化合物。如：血红蛋白：Fe2+、骨骼：Ca2+(缺钙，肌肉抽搐)、PO43是磷脂的组成成分、Mg是植物叶绿素的必需成分、Zn是多种酶的组成元素、I是甲状腺素的原料。（2）参与生物体的代谢活动。（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Cm(H2O)
9、n，俗称碳水化合物。(m，n3)，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RNA的成分脱氧核糖(C5H10O4)细胞中都有组成DNA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
10、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(CH2O)n叶绿体、块根、块茎、种子中储存能量纤维素(CH2O)n植物细胞的细胞壁支持保护细胞糖原(CH2O)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。基本成分：甘油和脂肪酸。甘油：脂肪分子中碳与碳之间由双键连接，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：脂肪分子中碳与碳之间均以单键连接，即只含饱和脂肪
11、酸，室温时呈固态，称为(动物)脂。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。结构：由亲水的头部和疏水的尾部组成极性分子。功能：组成细胞膜结构的双分子层。种类：卵磷脂和脑磷脂。（3）胆固醇：含量：正常人体含l50g。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。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。血液胆固醇偏高与心血管疾病发生明显相关。三蛋白质1概念RNH2COOHHC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
12、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：在与羧基(COOH)相连的C原子上同时连有一个氨基(NH2)。（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(CONH)：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=M1。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=MN。蛋白质的分子量=氨基酸个
13、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10%15%(能源物质)。
14、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(DNA)核糖核酸(RNA)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，与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
