2022届高三生物一轮复习：生物课本原文朗读素材

高中生物课本原文朗读B1-1-1 细胞是生命活动的基本单位1.细胞学说的主要内容(后人经过整理并加以修正总结出来的)：(1)细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成；(2)细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体生命起作用；(3)新细胞是由老细胞分裂产生的。2.细胞学说揭示了动物和植物的统一性，从而阐明了生物界的统一性。3.归纳法是指由一系列具体事实推出一般结论的思维方法。归纳法分为完全归纳法和不完全归纳法。4.生命系统的结构层次从小到大依次是：细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统。地球上最大的生命系统是生物圈，最基本的生命系统是细胞。5.植物(如冷箭竹)没有系统层次，单细胞生物既可看做细胞层次，又可看做个体层次。心肌属于组织层次，心脏属于器官层次。6.病毒没有细胞结构，一般由核酸和蛋白质组成。但是，病毒的生活离不开细胞。　B1-1-2 细胞的多样性和统一性1.显微镜的使用：首先，在低倍镜下观察清楚并找到目标，把要放大的物像移到视野中央。其次：转动转换器，换成高倍镜观察，并轻轻转动细准焦螺旋直到看清物像为止。若视野较暗，可调节光圈和反光镜。2.特别提醒：(1)必须先用低倍镜观察后，再转动转换器换成高倍镜观察。(2)低倍镜观察时，粗、细准焦螺旋都可调节，高倍镜观察时，只能调节细准焦螺旋。(3)由低倍镜换高倍镜，视野变暗，视野内细胞数目变少，每个细胞的体积变大。(4)目镜的长度与其放大倍数呈反比；物镜的长度与其放大倍数呈正比。(5)显微镜的放大倍数：放大倍数指的是物体的长度或宽度的放大倍数。(6)物像移动与装片移动的关系：由于显微镜下成像是倒立的像，若细胞在显微镜下的像偏右上方，实际在装片中细胞的位置则偏左下方。所以，物像移动的方向与载玻片移动的方向是相反的。3.原核细胞与真核细胞的主要区别是没有以核膜为界线的细胞核。由真核细胞构成的生物叫作真核生物，如植物、动物、真菌等。由原核细胞构成的生物叫作原核生物，如细菌(如蓝细菌，旧称蓝藻)、支原体、衣原体、立克次氏体等。4.淡水水域污染后富营养化，导致蓝细菌和绿藻等大量繁殖，会形成让人讨厌的水华，影响水质和水生动物的生活。5.发菜也属于蓝细菌，细胞群体呈黑蓝色，状如发丝，在我国多产于西北草地和荒漠。6.蓝细菌细胞内含有藻蓝素和叶绿素，是能进行光合作用的自养生物。细菌中的多数种类是营腐生或寄生生活的异养生物。细菌的细胞都有细胞壁、细胞膜和细胞质，都没有由核膜包被的细胞核，也没有染色体，但有环状的DNA分子，位于细胞内特定的区域，这个区域叫作拟核。7.支原体可能是最小、最简单的单细胞生物。B1-2-1 细胞中的元素和化合物1.组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有，这说明了生物界与无机自然界具有统一性；但是，细胞与无机自然界相比，各种元素的相对含量又大不相同，这说明了生物界与无机自然界具有差异性。2.组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。细胞中含量最高的化合物是水，它同时也是含量最高的无机物，含量最高的有机物是蛋白质。3.含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质。4.还原糖和斐林试剂反应，形成砖红色沉淀；双缩脲试剂和蛋白质反应，形成紫色；脂肪和苏丹Ⅲ（苏丹Ⅳ）反应，形式橘黄色（红色）；淀粉和碘液反应，形成蓝色。需要加热的是还原糖的鉴定，可能需要借助显微镜的是脂肪鉴定。常见的还原糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖。5.斐林试剂的使用方法：甲液、乙液等量混合后再加入；双缩脲试剂的使用方法：先加A液1mL，再加B液4滴。50%酒精的作用：洗去浮色。B1-2-2 细胞中的无机物1.自由水的作用：①水是细胞内良好的溶剂，许多种物质能够在水中溶解；细胞内的许多生物化学反应也都需要水的参与。②多细胞生物体的绝大多数细胞，必须浸润在以水为基础的液体环境中。③水在生物体内流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物，运送到排泄器官或者直接排出体外。2.细胞内结合水的存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合，这样水就失去流动性和溶解性，成为生物体的构成成分。3.在正常情况下，细胞内自由水所占的比例越大，细胞的代谢就越旺盛；而结合水越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。4.细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。5.无机盐的作用有：①某些重要化合物的组成部分，如Mg是构成叶绿素的元素，Fe是构成血红素的元素。②对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用，如缺钙时哺乳动物会抽搐。③对维持细胞酸碱平衡非常重要。④维持正常渗透压，即水盐平衡。6.医用生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。7.叶绿素中含有镁元素，血红蛋白中含有铁元素。B1-2-3 细胞中的糖类和脂质1.糖类是主要的能源物质。糖类大致可以分为单糖、二糖、多糖。2.常见植物二糖有蔗糖和麦芽糖，动物二糖为乳糖。 蔗糖可水解为葡萄糖和果糖，麦芽糖可水解成2分子葡萄糖，乳糖可水解成葡萄糖和半乳糖。3.生物体内的糖类绝大多数以多糖的形式存在。植物体内的多糖有淀粉(储能多糖)和纤维素 (结构多糖)，动物体内的多糖有糖原，其主要分布在人和动物的肝脏和肌肉中，是人和动物细胞的储能物质。淀粉、纤维素、糖原的基本单位是葡萄糖分子。4.几丁质也是一种多糖，又称壳多糖，广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中。5.组成脂质的化学元素主要是C、H、O，有些脂质(磷脂)还含有N、P。6.常见的脂质有脂肪、磷脂和固醇等。其中磷脂是构成膜的重要成分；固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D等。胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输。性激素能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成。维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙、磷的吸收。7.脂质分子中氧的含量远远低于糖类，而氢的含量更高，所以氧化分解时，需氧量更高，释放的能量更多。8.脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯，即三酰甘油(又称甘油三酯)。植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸，在室温时呈液态，如日常炒菜用的食用油(花生油、豆油和菜籽油等)；大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸，室温时呈固态。9.脂肪不仅是储能物质，还是一种很好的绝热体。皮下厚厚的脂肪层起到保温的作用。分布在内脏器官周围的脂肪还具有缓冲和减压的作用，可以保护内脏器官。B1-2-4　蛋白质是生命活动的主要承担者1.蛋白质是生命活动的主要承担者，也是主要的体现者。其功能包括： (1)结构蛋白，如肌肉、羽毛、头发；(2)催化作用，如酶；(3)运输，如血红蛋白；(4)信息传递作用，如胰岛素；(5)防御作用，如抗体。2.氨基酸是组成蛋白质的基本单位。在人体中组成蛋白质的氨基酸有21种。其中有8种是人体细胞不能合成的，它们是赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋(甲硫)氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸，这些氨基酸必须从外界环境中获取，因此，被称为必需氨基酸。另外13种氨基酸是人体细胞能够合成的，叫作非必需氨基酸。3.在结构上具有的特点是：每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。4.由多个氨基酸分子缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫作多肽。多肽通常呈链状结构，叫作肽链。肽链能盘曲、折叠，形成有一定空间结构的蛋白质分子。5.蛋白质种类繁多的原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序不同以及肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。6.蛋白质经高温后变性失活，这是因为高温破坏了蛋白质的空间结构，但未破坏肽键。高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。B1-2-5　核酸是遗传信息的携带者1.核酸包括两大类：一类是脱氧核糖核酸，简称DNA；另一类是核糖核酸，简称RNA。2.真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA。RNA主要分布在细胞质中。3.一个核苷酸是由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成的。根据五碳糖的不同，可以将核苷酸分为脱氧核糖核苷酸(简称脱氧核苷酸)和核糖核苷酸。4.DNA和RNA都含有的碱基是A、C和G，DNA特有的碱基是T，RNA特有的碱基是U。5.DNA水解的产物是脱氧核苷酸，彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖、4种碱基。6.有细胞结构的生物包括原核生物和真核生物，遗传物质是DNA；没有细胞结构的病毒，遗传物质大多数是DNA，少数是RNA。例如烟草花叶病毒、艾滋病病毒(HIV)和SARS病毒是RNA病毒。7.DNA与RNA在化学组成上的异同DNA特有的是脱氧核糖和胸腺嘧啶；RNA特有的是核糖和尿嘧啶；DNA和RNA公有的是磷酸、腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶。8.生物体内各种物质的元素组成：纤维素：C、H、O；脂肪：C、H、O；磷脂：C、H、O、N、P；酶：C、H、O、N等或C、H、O、N、P；DNA：C、H、O、N、P；RNA：C、H、O、N、P；ATP：C、H、O、N、P。B1-3-1 细胞膜的结构和功能1.制备细胞膜最好材料是：哺乳动物成熟的红细胞 ，因为其没有细胞壁、细胞核和各种细胞器。制备细胞膜的方法：细胞吸水(蒸馏水)涨破。2.细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，此外，还有少量的糖类。3.功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。4.细胞膜结构特点具有流动性。5.细胞膜的功能有：将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流。6.细胞膜的功能特点是具有选择透过性。7.细胞间信息交流方式主要有：(1)通过信息分子传递交流，常见的信息分子有激素、递质；(2)通过细胞接触交流，如精子和卵细胞之间的识别和结合；(3)通过细胞通道交流，如高等植物细胞间的胞间连丝。8.罗伯特森提出了细胞膜模型的假说：所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。他把细胞膜描述为静态的统一结构。B1-3-2 细胞器之间的分工合作1.能复制的细胞器有线粒体、叶绿体、中心体；双层膜的细胞器有线粒体、叶绿体；非膜性的细胞器有核糖体、中心体；含有核酸的细胞器有线粒体、叶绿体、核糖体；含色素的细胞器有叶绿体、液泡；能产生ATP的细胞器有线粒体、叶绿体。2.与高等植物细胞有丝分裂有关的细胞器有核糖体、线粒体、高尔基体；与低等植物细胞有丝分裂有关的细胞器核糖体、线粒体、高尔基体、中心体。3.分泌蛋白的合成与运输离不开核糖体、内质网、高尔基体、线粒体细胞器的参与，该过程说明各种细胞器在结构和功能上互相联系、协调配合。该过程依赖细胞膜的流动性；需细胞呼吸提供能量。4.高尔基体功能是主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装。在动物细胞中与分泌蛋白的合成有关，在植物细胞中与细胞壁的形成有关。5.植物特有的细胞器是叶绿体、液泡，动物和低等植物特有的细胞器是 中心体。最能体现动植物细胞的区别是有无细胞壁。6.溶酶体：溶酶体主要分布在动物细胞中，是细胞的“消化车间”，内部含有多种水解酶，功能是(1)能分解衰老、损伤的细胞器，(2)吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。7.“动力车间”是：线粒体；“养料制造车间”和“能量转换站”是：叶绿体；“消化车间”是：溶酶体；“蛋白质的生产机器”是：核糖体；高尔基体是动植物细胞中都有，但执行功能有区别的细胞器。8.真核细胞中有维持细胞形态、锚定并支撑着许多细胞器的细胞骨架。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。9.用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是同位素标记法。10.生物膜系统包括细胞器膜和细胞膜、核膜等结构。这些生物膜的组成成分和结构很相似，在结构和功能上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的协调与配合。B1-3-3 细胞核的结构和功能1.除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核。2.细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。3.细胞核的结构包括核膜、核仁、染色质和核液等部分。4.核膜是双层膜，作用是把核内物质与细胞质分开。染色质主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。核仁的作用是与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。核孔的作用是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。5.染色体和染色质是同一种物质在细胞不同时期的两种存在形态。6.模型的形式很多，包括物理模型、数学模型、概念模型等。B1-4-1 被动运输1.水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散，称为渗透作用。如果半透膜两侧存在浓度差，渗透的方向就是水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。2.对于水分子来说，细胞壁是全透性的，即水分子可以自由地通过细胞壁，细胞壁的作用主要是保护和支持细胞，伸缩性比较小。3.原生质层包括细胞膜和液胞膜以及两层膜之间的细胞质，可把它看做一层半透膜。4.观察质壁分离实验采用成熟的植物细胞为材料，如紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞。5.成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。当细胞液浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来。6.物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。被动运输又分为自由扩散和协助扩散两类。7.有些小分子物质，很容易自由地通过细胞膜的磷脂双分子层，如氧和二氧化碳。甘油、乙醇 、苯等脂溶性的小分子有机物也较易通过自由扩散进出细胞。像这样，物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，叫作自由扩散，也叫简单扩散。8.镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助这些物质顺浓度梯度跨膜运输，这些蛋白质称为转运蛋白。这种借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，叫作协助扩散，也叫易化扩散。9.转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变；通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。10.自由扩散和协助扩散都是顺浓度梯度运输，都不需要耗能，因此属于被动运输。B1-4-2 主动运输与胞吞、胞吐1.主动运输的条件：需要载体蛋白、消耗能量。方向：逆浓度梯度。2.主动运输的意义：通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。3.囊性纤维化发生的一种主要原因是，患者肺部支气管上皮细胞表面转运氯离子的载体蛋白的功能发生异常，导致患者支气管中黏液增多，造成细菌感染。4.胞吞形成的囊泡，在细胞内可以被溶酶体降解。5.大分子物质和细菌、病毒等通过胞吞和胞吐方式出入细胞，需要消耗线粒体提供的能量。6.不同细胞对同种离子的吸收量不同，同一种细胞对不同离子的吸收量不同，这说明细胞对离子的吸收具有选择性，其原因是膜载体的种类和数目不同。B1-5-1 降低化学反应活化能的酶1.细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢，它是细胞生命活动的基础，其进行的主要场所是细胞质。2.实验过程中的变化因素称为变量。其中人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量，因自变量改变而变化的变量叫作因变量。除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，叫作无关变量。3.除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致并将结果进行比较的实验叫作对照实验，它一般要设置对照组和实验组，如果实验中对照组未作任何处理，这样的对照组叫作空白对照。4.分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。5.酶在细胞代谢中的作用是降低活化能。酶既没有为反应提供能量，反应前后酶的性质也没有改变。无机催化剂也能降低活化能，但没有酶的显著。加热的作用不是降低活化能，是使反应分子得到能量，从常态转变为容易反应的活跃状态。6.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，酶的化学本质是蛋白质或RNA，其基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。7.酶有如下的特性：高效性、专一性和酶的作用条件较温和。8.无机催化剂催化的化学反应范围比较广。例如，酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。9.细胞中几乎所有的化学反应都是由酶催化的。酶催化特定化学反应的能力称为酶活性。10.建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响。11.过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。在0 ℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。因此，酶制剂适宜在低温下保存。12.果胶酶能分解果肉细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得清亮。B1-5-2 细胞的能量“货币”ATP1.生物生命活动的能量最终来源是太阳能，主要能源物质是糖类，ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。2.ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写。ATP分子的结构可以简写成A—P～P～P，其中A代表腺苷，由一分子的腺嘌呤和一分子核糖组成，P代表磷酸基团，～代表一种特殊的化学键，A—P可代表腺嘌呤核糖核苷酸。ATP初步水解得ADP(A－P～P)和磷酸；继续水解得AMP(A－P)和磷酸；彻底水解得核糖、腺嘌呤和磷酸。水解的程度与酶的种类相关。3.对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，产生ATP的生理过程是呼吸作用，场所是细胞质基质和线粒体；对于绿色植物来说，产生ATP的生理作用是呼吸作用和光合作用，场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体。4.ATP在细胞中含量少，转化迅速，含量处于动态平衡。5.细胞内的化学反应有些是需要吸收能量的，有些是释放能量的。吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应一般与ATP合成相联系，释放的能量储存在ATP中。B1-5-3 细胞呼吸的原理和应用1.呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，因此也叫细胞呼吸。2.CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。3.检测酒精的产生：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。4.对比实验：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验。5.概括地说，有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。6.在细胞内，1 mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2 870 kJ的能量，可使977.28 kJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。7.无氧呼吸的全过程，可以概括地分为两个阶段，这两个阶段需要不同酶的催化，但都是在细胞质基质中进行的。第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。第二个阶段是，丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。8.无论是分解成酒精和二氧化碳或者是转化成乳酸，无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。9.破伤风由破伤风芽孢杆菌引起，这种病菌只能进行无氧呼吸。B1-5-4 光合作用与能量转化1.“绿叶中色素的提取和分离”实验(1)提取色素的原理是绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，分离色素的原理是色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越高， 随层析液在滤纸上扩散的速度越快。(2)色素提取和分离实验中几种药品的作用：无水乙醇：提取色素；SiO2：使研磨更充分；CaCO3：防止色素被破坏。2.叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。这些色素吸收的光都可用于光合作用。3.叶绿体增大膜面积的方式： 类囊体垛叠形成基粒。光合色素分布于类囊体薄膜上。4.色素的功能：吸收、传递、转化光能。5.光反应的场所是类囊体薄膜，包括水的光解和ATP的合成。暗反应的场所是叶绿体基质，包括CO2的固定和C3的还原。6.将光反应和暗反应联系起来的物质是ATP和NADPH，光反应的产物是ATP、NADPH、O2。7.突然停止光照，相关物质的量变化情况为：NADPH、ATP下降、C3增加、C5下降。8.突然停止CO2，相关物质的量变化情况为：NADPH、ATP增加、C3下降、C5增加。9.总光合作用可用O2的产生量或CO2的消耗量（固定量）或光合作用制造的有机物量表示。净光合作用可用CO2的吸收量或O2的释放量或光合作用积累的有机物量表示。B1-6-1 细胞增殖1.细胞周期是指连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始到下一次分裂完成时为止。只有部分进行有丝分裂的细胞有细胞周期。2.有丝分裂各时期特点：间期：DNA复制和有关蛋白质合成（染色体复制）。前期：核膜核仁消失，出现纺锤体和染色体，染色体散乱排布。中期：染色体着丝粒排列在赤道板上。后期：着丝粒一分为二，姐妹染色单体分开，各自成为一条染色体，在纺锤丝的牵引下移向细胞两极。末期：核膜核仁重现，纺锤丝消失，染色体成为染色质（植物细胞出现细胞板）。3.染色体复制时期：间期；中心体复制时期：间期；染色体加倍时期：后期；DNA复制时期：间期（S期）；DNA加倍时期：间期；染色单体形成时期：间期；出现时期：前期；消失时期：后期；观察染色体最佳时期：中期；细胞板出现时较活跃的细胞器：高尔基体。4.赤道板是虚拟的，细胞板是实际存在的。5.观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂：(1)原理：甲紫溶液和醋酸洋红液将染色体染成深色、HCl和酒精混合液将细胞解离。(2)选材：分裂旺盛、染色体数较少、分裂期所占比例较大的细胞。(3)制作装片解离：用药液使组织中的细胞相互分离开来。漂洗：洗去药液，防止解离过度。染色：使染色体着色。制片：使细胞分散开来，有利于观察。(4)观察：①低倍镜下观察：扫视整个装片，找到分生区细胞；细胞呈正方形，排列紧密。②高倍镜下观察：首先找出分裂中期的细胞，然后再找前、后、末期的细胞，最后观察间期的细胞。B1-6-2 细胞的分化1.细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率。2.高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力。原因是细胞中有全套的遗传物质。3.动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫作干细胞。4.细胞分化的原因是基因的选择性表达。5.同一个体的两个细胞不同的直接原因是蛋白质不同，根本原因是mRNA不同；两个个体不同的直接原因是蛋白质不同，根本原因是DNA不同。B1-6-3 细胞的衰老和死亡1.衰老的细胞主要具有以下特征：①细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小；②细胞内多种酶的活性降低，呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢；③细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递；④细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深；⑤细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。2.对多细胞生物来说，细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡并不是一回事；总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。3.由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以它是一种程序性死亡。4.在成熟的生物体中，细胞的自然更新、某些被病原体感染的细胞的清除，也是通过细胞凋亡完成的。细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。B2-1-1 孟德尔的豌豆杂交实验（一）1.用豌豆做杂交实验易于成功的原因：(1)豌豆是自花传粉、闭花授粉，所以自然状态下豌豆都是纯种。(2)豌豆有多对易于区分的相对性状。(3)花大，易于操作。2.人们将杂种后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象，叫作性状分离。3.孟德尔发现遗传定律用的研究方法是假说—演绎法，两大定律的适用范围：真核生物、有性生殖、细胞核遗传。4.分离定律实质：减数分裂Ⅰ后期等位基因随同源染色体的分开而分离。5.判断基因是否遵循两大定律的方法：花粉鉴定法、测交、自交、单倍体育种法。6.孟德尔验证假说的方法是测交7.测交实验结果能说明：F1的配子种类及比例、F1的基因型。8.判断一对相对性状的显隐性方法是杂交；不断提高纯合度的方法是连续自交；判断纯合子和杂合子的方法是自交（植物常用）、测交（动物常用）。9.孟德尔对分离现象提出的假说内容：(1)生物性状是由遗传因子决定的。(2)在体细胞中，遗传因子是成对存在的。(3)形成生殖细胞时，成对的遗传因子彼此分离，进入不同的配子。(4)受精时，雌雄配子的结合是随机的。B2-1-2 孟德尔的豌豆杂交实验（二）1.孟德尔针对豌豆的两对相对性状杂交实验提出的“自由组合假设”：F1（YyRr）在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子可以自由组合。这样F1产生的雌配子和雄配子各有4种：YR、Yr、yR、yr，它们之间的数量比为1∶1∶1∶1。2.孟德尔用测交实验验证了其“自由组合假设”是正 确的。3.自由组合定律：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。4.自由组合定律实质：同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。一对同源染色体上有很多个基因，一对同源染色体的相同位点的基因可能是等位基因或者相同基因。5.孟德尔用豌豆做遗传实验取得成功的原因：①选用了正确的实验材料：豌豆；②用统计学方法对结果进行分析；③科学地设计了实验的程序：试验→分析→假说→验证→结论，即假说—演绎法。④由一对到多对的研究思路；⑤用不同的字母代表不同的遗传因子，有利于逻辑分析遗传的本质。6.两对相对性状杂交实验中的有关结论(1)两对相对性状由两对等位基因控制，且两对等位基因分别位于两对同源染色体上。(2)F1减数分裂产生配子时，等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。(3)F2中有16种雌雄配子结合方式；9种基因型；4种表型，比例为9∶3∶3∶1。7.约翰逊将孟德尔的“遗传因子”命名为“基因”，并且提出了基因型和表型的概念。基因型是性状表现的内在因素，表型是基因型的表现形式。B2-2-1 减数分裂和受精作用1.减数分裂Ⅰ的主要特征：(1)同源染色体配对——联会；(2)四分体中的非姐妹染色单体可以发生互换；(3)同源染色体分离，分别移向细胞的两极。结果是：一个初级精母细胞形成2个次级精母细胞，一个初级卵母细胞形成1个次级卵母细胞和1个极体细胞。该过程染色体数目减半。2.在减数分裂前，每个精原细胞的染色体复制一次，而细胞在减数分裂过程中连续分裂两次，最后形成四个精细胞。这两次分裂分别叫作减数分裂Ⅰ（也叫减数第一次分裂）和减数分裂Ⅱ（也叫减数第二次分裂）。3.减数分裂Ⅱ的主要特征：每条染色体的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，分别移向细胞的两极。结果是：2个次级精母细胞形成4个精细胞；1个次级卵母细胞形成1个卵细胞和1个极体细胞，第一极体形成2个极体细胞。4.产生精原细胞（或卵原细胞）的细胞分裂方式是有丝分裂；产生精细胞（或卵细胞）的细胞分裂方式是减数分裂。5.同源染色体是指形态大小一般相同，一条来自父方，一条来自母方，在减数分裂中能够配对的两条染色体。6.在减数分裂过程中：染色体数目减半时期是减数第一次分裂末期（减数第一次分裂结束），四分体存在时期是减数第一次分裂前期和中期，存在同源染色体的时期是减数第一次分裂前、中、后和末期。7.精子和卵细胞形成的不同点有细胞质是否均等分裂、是否变形、成熟的生殖细胞数目不同、各种细胞名称不同、形成场所不同。8.有丝分裂与减数分裂在特征上的主要区别在于有丝分裂没有联会、四分体、同源染色体分离（非同源染色体自由组合）、同源染色体上的非姐妹染色单体发生互换等（注：减数第一次分裂的特征有丝分裂都没有）。10.受精作用的实质是精子的细胞核与卵细胞的细胞核相融合，使彼此的染色体会合在一起；受精过程体现了细胞膜具有细胞间信息交流的功能。B2-2-2 基因在染色体上1.萨顿的推论：基因（遗传因子）是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。也就是说，基因就在染色体上，因为基因和染色体的行为存在着明显的平行关系。2.摩尔根用果蝇做了大量实验，发现了基因的连锁互换定律，人们称之为遗传学第三定律。他还证明基因在染色体上呈线性排列，为现代遗传学奠定了细胞学基础。B2-2-3 伴性遗传1.位于性染色体上的基因控制的性状在遗传中总是与性别相关联，这种现象称为伴性遗传。2.位于X染色体上的隐性基因的遗传特点是：患者中 男性远多于女性；男性患者的基因只能从母亲那里传来，以后只能传给女儿。3.位于X染色体上的显性基因的遗传特点是：患者中女性多于男性，但部分女性患者病症较轻；男性患者与正常女性婚配的后代中，女性都是患者，男性正常。4.伴性遗传的基因是指位于性染色体上的基因，但不是说性染色体上的基因都与性别决定有关。B2-3-1 DNA是主要的遗传物质1.肺炎链球菌的转化实验(1)体内转化实验：格里菲思。结论：在S型细菌中存在转化因子可以使R型细菌转化为S型细菌。(2)体外转化实验：艾弗里。结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。2.肺炎链球菌有两类：R菌无荚膜、菌落粗糙、无毒。S菌有荚膜、菌落光滑、有毒，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡。3.在T2噬菌体的化学组成中，60%是蛋白质，40%是DNA。对这两种物质的分析表明：仅蛋白质分子中含有硫，磷几乎都存在于DNA分子中。4.赫尔希和蔡斯利用了放射性同位素标记技术，设计并完成了噬菌体侵染细菌的实验，因噬菌体只有头部的DNA进入大肠杆菌中，而蛋白质外壳留在外面，因而更具说服力。5.赫尔希和蔡斯的实验过程：①在分别含有放射性同位素35S和放射性同位素32P 的培养基中培养大肠杆菌；②再用上述得到的大肠杆菌培养噬菌体，得到蛋白质含有35S标记或DNA含有32P标记的噬菌体；③然后，用35S或32P标记的噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌，经过短时间的保温后，用搅拌器搅拌、离心；④离心后，检查上清液和沉淀物中的放射性物质。6.实验误差分析：(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因是：保温时间过短或过长。(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因是：搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。7.搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。8.从烟草花叶病毒中提取出来的蛋白质，不能使烟草感染病毒，但是，从这些病毒中提取出来的RNA，却能使烟草感染病毒。因此，在这些病毒中，RNA是遗传物质。9.因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质；原核生物（如细菌）的遗传物质是DNA，真核生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。10.在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。B2-3-2 DNA的结构1.DNA是由两条单链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。2.DNA中的磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。3.DNA分子内侧由两条链上的碱基通过氢键形成碱基对，即A和T配对（氢键有2个），G和C配对（氢键有3个）。碱基之间的这种一一对应的关系，叫作碱基互补配对原则。双链DNA中A（腺嘌呤）的量总是和T（胸腺嘧啶）的量相等，C（胞嘧啶）的量总是和G（鸟嘌呤）的量相等。B2-3-3 DNA的复制1.真核生物DNA的复制(1)概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。(2)复制方式：半保留复制。(3)复制条件 ：①模板；②原料；③能量；④酶；(4)复制特点：①边解旋边复制；②半保留复制。(5)复制意义：保持了遗传信息的连续性。(6)精确复制的原因：DNA双螺旋结构为复制提供了精确的模板，碱基互补配对原则保证了复制能够准确地进行。2.与DNA复制有关的碱基计算(1)一个DNA连续复制n次后，DNA分子总数为：2n(2)第n代的DNA分子中，含原DNA母链的有2个，占1/2n－1(3)若某DNA分子中含碱基T为a，①则连续复制n次，所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：a（2n－1） ②第n次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数 为：a×2n－1B2-3-4 基因通常是有遗传效应的DNA片段1.一个DNA分子上有许多个基因，每一个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应。2.人类基因组计划测定的是24条染色体（22条常染色体＋X＋Y）上DNA的碱基序列。3.DNA上分布着许多个基因，基因通常是有遗传效应的DNA片段。4.有些病毒的遗传物质是RNA，如人类免疫缺陷病毒（艾滋病病毒）、流感病毒等。对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。B2-4-1 基因指导蛋白质的合成1.与DNA不同的是，组成RNA的五碳糖是核糖而不是脱氧核糖；RNA的碱基组成中没有碱基T（胸腺嘧啶），而替换成碱基U（尿嘧啶）；RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。2．RNA有三种，它们分别是mRNA、tRNA和rRNA；核仁受损会影响rRNA的合成，进而影响核糖体的形成。3.基因的表达包括转录和翻译过程；细胞分化是基因选择性表达的结果。4.RNA是在细胞核中，通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的，这一过程叫作转录。5.mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个密码子。6.tRNA的种类很多，但是，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。tRNA比mRNA小得多，其一端是携带氨基酸的部位，另一端有3个相邻的碱基。每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA上的密码子互补配对，叫作反密码子。7.在正常情况下，UGA是终止密码子，但在特殊情况下，UGA可以编码硒代半胱氨酸。在原核生物中，GUG也可以作起始密码子，此时它编码甲硫氨酸。8.核糖体是沿着mRNA移动的。核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点。9.通常，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此，少量的 mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质。10.中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。中心法则的补充：少数生物（如一些RNA病毒）的遗传信息可以从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA。11.遗传信息、密码子和反密码子的区别遗传信息指DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序。密码子指mRNA上可以决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。反密码子指tRNA上与密码子互补配对的三个碱基。B2-4-2 基因表达与性状的关系1.基因、蛋白质与性状的关系(1)基因控制性状的两条途径基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制生物性状；基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状(2)基因与性状的数量对应关系：一对一、一对多、多对一。2.生物体基因的碱基序列保持不变 ，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。表观遗传可以遗传给后代，使后代出现同样的表型。3.除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等修饰也会影响基因的表达。B2-5-1 基因突变和基因重组1.镰状细胞贫血形成的直接原因：血红蛋白分子结构的改变；根本原因：控制血红蛋白分子合成的基因结构的改变。2.基因突变的特点：(1)普遍性：发生于一切生物中（原核生物、真核生物、病毒）；(2)随机性：可以发生于生物个体发育的任何时期；可以发生在细胞内不同的DNA分子上，以及同一个DNA分子的不同部位；(3)不定向性：可以产生一个或多个等位基因；(4)低频性；(5)多害少利性。3.基因突变的时间：通常发生在有丝分裂或减数第一次分裂前的间期。4.基因突变的结果：产生原基因的等位基因。5.基因突变若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代；若发生在体细胞中，一般不能遗传给后代，但有些植物的体细胞发生基因突变，可通过无性繁殖传递给后代。6.人和动物细胞中的DNA上本来就存在与癌变相关的基因：原癌基因和抑癌基因。7.癌细胞与正常细胞相比，具有以下特征：能够无限增殖，形态结构发生显著变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移，等等。8.基因突变一定会导致遗传信息、mRNA（含密码子）的改变；但生物性状不一定改变，原因是密码子有简并性，当密码子改变，对应氨基酸不一定改变。9.基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因的重新组合。10.基因重组包括：①发生在减数第一次分裂前期的互换；②发生在减数第一次分裂后期的自由组合。另外，基因工程、肺炎链球菌的转化也属于基因重组。B2-5-2 染色体变异1.染色体结构的变异(1)在普通光学显微镜下可见。(2)结果：染色体结构的改变，使排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，从而导致性状的改变。(3)实例：猫叫综合征、果蝇缺刻翅等。2.染色体组：是指细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同，携带着控制生物生长发育的全部遗传信息。3.染色体数目的变异可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少。4.三倍体因为原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时出现联会紊乱，因此不能形成可育的配子。香蕉、三倍体无子西瓜的果实中没有种子，原因就在于此。5.与二倍体植株相比，多倍体植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。6.人工诱导多倍体的方法很多，如低温处理、用秋水仙素诱发等。其中，用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗，是目前最常用且最有效的方法。当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。7.与正常植株相比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育。但是，利用单倍体植株培育新品种，能明显缩短育种年限。而且每对染色体上成对的基因是纯合的，自交的后代不会发生性状分离。8.猫叫综合征是人的5号染色体部分缺失引起的遗传病。B2-5-3 人类遗传病1.人类遗传病通常是指由遗传物质改变而引起的人类疾病，主要可以分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病三大类。2.单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传病。3.多基因遗传病是指受两对或两对以上等位基因控制的遗传病。多基因遗传病在群体中的发病率比较高。4.由染色体变异引起的遗传病叫作染色体异常遗传病（简称染色体病）。5.遗传病的监测和预防(1)禁止近亲结婚（最简单有效的方法）原因：近亲结婚后代患隐性遗传病的机会大增。(2)遗传咨询（主要手段）：诊断→分析遗传病的传递方式→推算出后代的再发风险率→提出对策、方法、建议。(3)提倡适龄生育。(4)产前诊断：如羊水检查、B超检查、孕妇血细胞检查、基因检测等。B2-6-1 生物有共同祖先的证据1.达尔文的生物进化论主要由两大学说组成：共同由来学说和自然选择学说。前者指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的；后者揭示了生物进化的机制，解释了适应的形成和物种形成的原因。2.化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物 的遗体、遗物或生活痕迹等。3.化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。4.已经发现的大量化石证据，证实了生物是由原始的共同祖先经过漫长的地质年代逐渐进化而来的，而且还揭示出生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。B2-6-2 自然选择与适应的形成1.所有的生物都具有适应环境的特征。2.适应作为一个生物学术语，包括两方面的含义：一是指生物的形态结构适合于完成一定的功能，二是指生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定的环境中生存和繁殖。3.法国博物学家拉马克彻底否定了物种不变论，提出当今所有的生物都是由更古老的生物进化来的，提出生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传。4.达尔文提出的自然选择学说对生物的进化和适应的形成作出了合理的解释。他认为适应的来源是可遗传的变异，适应是自然选择的结果。它揭示了生物界的统一性是由于所有的生物都有共同祖先，而生物的多样性和适应性是进化的结果。B2-6-3 种群基因组成的变化与物种的形成1.种群是生物进化和繁殖的基本单位。2.突变和基因重组产生进化的原材料，可遗传的变异包括基因突变、 基因重组 、染色体变异。突变包括基因突变和染色体变异。突变的有害或有利不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。突变和重组是随机的、不定向的，只为进化提供了原材料，不能决定生物进化的方向。3.自然选择决定生物进化的方向。4.生物进化的实质是种群的基因频率的改变。5.物种概念：能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种。6.新物种的形成途径(1)渐变：长期的地理隔离→阻断基因交流 →不同的突变、基因重组和选择 →基因频率向不同方向改变→ 种群基因库出现差异 →差异加大 →生殖隔离→新物种形成。(2)有时不需要地理隔离：如多倍体的形成。7.物种形成的三个环节：突变和基因重组、自然选择、隔离。8.新物种形成的标志：生殖隔离的形成。B2-6-4 协同进化与生物多样性的形成1.捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？实际上，捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到了促进种群发展的作用。2.关于捕食者在进化中的作用，美国生态学家斯坦利提出了“收割理论”：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间。捕食者的存在有利于增加物种多样性。3.地球上最早出现的生物是异养厌氧的单细胞原核生物。真核生物通过有性生殖，实现了基因的重组，这就增强了生物变异的多样性，生物进化的速度明显加快。4.不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是协同进化。5.生物多样性主要包括三个层次的内容：遗传多样性（基因多样性）、物种多样性和生态系统多样性。X1-1-1 细胞生活的环境1.体液包括细胞内液（约占2/3）和细胞外液（约占1/3），其中细胞外液构成的液体环境即内环境，主要包括血浆、组织液、淋巴液。2.组织液、淋巴液的成分和各成分的含量与血浆相近，但又不完全相同，最主要的差别在于血浆中含有较多的蛋白质。3.内环境的作用是细胞通过内环境与外界环境进行物质交换。4.渗透压、酸碱度和温度是细胞外液理化性质的三个主要方面。5.渗透压是指溶液中溶质微粒对水的吸引力。溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目：溶质微粒越多，即溶液浓度越高，对水的吸引力越大，溶液渗透压越高。6.在37℃时，人的血浆渗透压约为770 kPa，相当于细胞内液的渗透压，其大小主要与无机盐和蛋白质的含量有关，细胞外液渗透压的90%以上来源于Na＋和Cl－。7.人体细胞外液的温度一般维持在37 ℃左右。8.下列生理过程发生的场所①剧烈运动产生乳酸、丙酮酸分解、蛋白质合成（细胞内）②H2O2分解（细胞内）③食物中淀粉消化成葡萄糖、蛋白质分解为氨基酸（消化道）④抗原与抗体结合（内环境）⑤乳酸与NaHCO3反应 （内环境 ）X1-2-1 内环境的稳态1.当外界环境的变化过于剧烈，或人体自身的调节功能出现障碍时，内环境的稳态就会遭到破坏，危及机体健康。2.内环境稳态的实质：内环境的各种成分和理化性质保持动态平衡。3.目前普遍认为，神经－体液－免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制。4.内环境稳态的意义是机体进行正常生命活动的必要条件。5.在分子水平上，存在基因表达的稳态、激素分泌的稳态、酶活性的稳态等。X1-2-1 神经调节的结构基础1.人的神经系统就包括中枢神经系统和外周神经系统两部分。2.大脑皮层是调节机体活动的最高级中枢；小脑能够协调运动，维持身体平衡；脑干是连接脊髓和脑其他部分的重要通路，有许多维持生命活动的必要中枢；下丘脑有体温调节中枢、水平衡的调节中枢等，还与生物节律等的控制有关。3.外周神经系统包括与脑相连的脑神经和与脊髓相连的脊神经。人的脑神经共12对，主要分布在头面部，负责管理头面部的感觉和运动；脊神经共31对，主要分布在躯干、四肢，负责管理躯干、四肢的感觉和运动。此外，脑神经和脊神经中都有支配内脏器官的神经。4.传出神经可分为支配躯体运动的神经（躯体运动神经）和支配内脏器官的神经（内脏运动神经）。5.支配内脏、血管和腺体的传出神经，它们的活动不受意识支配，称为自主神经系统。6.自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成，它们的作用通常是相反的。当人体处于兴奋状态时，交感神经活动占据优势；而当人处于安静状态时，副交感神经活动则占据优势。交感神经和副交感神经对同一器官的作用，犹如汽车的油门和刹车可以使机体对外界刺激作出更精确的反应，使机体更好的适应环境的变化。X1-2-2 神经调节的基本方式1.在中枢神经系统的参与下，机体对内外刺激所产生的规律性应答反应，叫作反射。2.神经调节的基本方式是反射；完成反射的结构基础是反射弧。3.反射弧通常由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器组成，一个反射弧至少由2个神经元参与组成；反射活动需要完整的反射弧来实现，如果反射弧中任何环节在结构或功能上受损，反射就不能完成。4.反射分为条件反射和非条件反射，前者是在非条件 反射的基础上，通过学习和训练而建立的。条件反射需要大脑皮层的参与。5.条件反射使机体具有更强的预见性、灵活性和适应性，大大提高了动物应对复杂环境变化的能力。X1-2-3 神经冲动的产生和传导1.在神经系统中，兴奋是以电信号（又叫神经冲动）的形式沿着神经纤维传导的。2.静息电位表现为外正内负；主要原因是静息时钾离子外流，使膜外阳离子浓度高于膜内。3.动作电位表现为外负内正，产生原因是Na＋内流，使兴奋部位内侧阳离子浓度高于膜的外侧。在兴奋部位与未兴奋部位之间由于电位差的存在而发生电荷移动，这样就形成了局部电流。4.突触的结构包括突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分。5.兴奋在神经元之间的传递是单向的，即只能由上一个神经元的轴突→下一个神经元的树突或细胞体，单向传递的原因是：神经递质只存在于突触小泡中，只能由突触前膜释放，然后作用于突触后膜上。6.兴奋在突触小体中传递时信号的转换是电信号→化学信号，在突触中信号的转换是电信号→化学信号→电信号。7.神经递质与突触后膜上的特异性受体结合，体现了细胞膜的细胞间信息交流功能。递质与受体结合并发挥完作用后的去向是迅速被降解或回收进细胞，以免持续发挥作用。X1-2-4 神经系统的分级调节1.躯体各部分的运动机能在皮层的第一运动区内都有它的代表区，而且皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的。下肢的代表区在第一运动区的顶部，头面部肌肉的代表区在底部，上肢的代表区则在两者之间。2.皮层代表区范围的大小与躯体的大小无关，与躯体运动的精细程度有关，运动越精细且复杂的器官，其皮层代表区的面积越大。对躯体运动的调节支配具有交叉支配的特征（头面部多为双侧性支配）。3.躯体的运动受大脑皮层以及脑干、脊髓等的共同调控，脊髓是机体运动的低级中枢，大脑皮层是最高级中枢，脑干等连接低级中枢和高级中枢。4.排尿不仅受到脊髓的控制，也受到大脑皮层的调控。脊髓对膀胱扩大和缩小的控制是由自主神经系统支配的：交感神经兴奋，不会导致膀胱缩小；副交感神经兴奋，会使膀胱缩小。X2-2-5 人脑的高级功能1.人的大脑除了感知外部世界以及控制机体的反射活动，还具有语言、学习、记忆等方面的高级功能。2.语言功能是人脑特有的高级功能，它包括与语言、文字相关的全部智能活动，涉及人类的听、说、读、写。3.人类的语言活动是与大脑皮层某些特定区域相关的，这些特定区域叫言语区。大脑皮层言语区的损伤会导致特有的各种言语活动功能障碍。4.学习和记忆涉及脑内神经递质的作用以及某些种类蛋白质的合成。短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关，尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关。长时记忆可能与突触形态及功能的改变以及新突触的建立有关。5.情绪也是大脑的高级功能之一。6.抗抑郁药一般都通过作用于突触处来影响神经系统的功能。X2-3-1 激素与内分泌系统1.人们发现的第一种动物激素是促胰液素，它由小肠黏膜分泌。2.由内分泌器官或细胞分泌的化学物质——激素进行调节的方式，就是激素调节。3.激素的功能(1)促甲状腺激素释放激素：促进垂体合成和分泌促甲状腺激素。(2)促性腺激素释放激素：促进垂体合成和分泌促性腺激素。(3)促肾上腺皮质激素释放激素：促进垂体合成和分泌促肾上腺皮质激素。(4)抗利尿激素：促进肾小管和集合管对水的重吸收。(5)生长激素：调节生长发育等，主要是促进蛋白质 合成和骨的生长。(6)促甲状腺激素：促进甲状腺的生长发育，调节甲状腺激素合成和分泌。(7)促性腺激：促进性腺的生长发育，调节性激素的合成和分泌。(8)促肾上腺皮质激素：调节肾上腺皮质激素的合成和分泌。(9)甲状腺激素：调节体内的有机物代谢、促进生长和发育、提高神经系统的兴奋性等。(10)醛固酮、皮质醇：调节水盐代谢和有机物代谢。(11)肾上腺素：提高机体的应激能力，使血压升高，心率加快，毛细血管收缩；促进肝糖原分解等。(12)胰高血糖素：促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液，促进非糖物质转变成糖。(13)胰岛素：促进血糖进入组织细胞进行氧化分解，进入肝、肌肉并合成糖原，进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯；抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖。(14)雄激素：促进男性生殖器官的发育、精子细胞的生成和男性第二性征的出现等。(15)雌激素、孕激素：促进女性生殖器官的发育、卵细胞的生成和女性第二性征的出现等。4.人类与激素分泌异常有关的疾病(1)呆小症：幼年时甲状腺激素分泌不足；身材矮小、智力低下。(2)甲亢：幼年时甲状腺激素分泌过多；精神亢奋、代谢旺盛、身体日渐消瘦。(3)地方性甲状腺肿：因缺碘导致甲状腺激素合成不足；甲状腺代偿性增生（“大脖子病”）。(4)侏儒症：幼年时分泌生长激素过少；身材矮小、智力正常。(5)巨大症：青少年时生长激素分泌过多；身材异常高大。(6)肢端肥大症：青春期后生长激素分泌过多；身体指、趾等端部增大(7)糖尿病：胰岛素分泌不足等；出现尿糖等症状。X2-3-3 激素调节的过程1.血糖的来源和去向血糖的来源：食物中糖类的消化吸收；肝糖原分解；非糖类物质的转化。血糖的去向：氧化分解；合成肝糖原、肌糖原；转化为甘油三酯、某些氨基酸。2.糖尿病是一种严重危害健康的常见病，主要表现为高血糖和尿糖，可导致多种器官功能损害。人类的糖尿病分为1、2两种类型，多饮、多尿、多食是其共同外在表现。1型糖尿病由胰岛功能减退、分泌胰岛素减少所致，通常在青少年时期发病。3.在一个系统中，系统本身工作的效果，反过来又作为信息调节该系统的工作，这种调节方式叫作反馈调节。反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制，它对于机体维持稳态具有重要意义。4.研究表明，甲状腺激素分泌的调节，是通过下丘脑—垂体—甲状腺轴来进行的。在甲状腺激素分泌的过程中，既存在分级调节，也存在反馈调节。5.人和高等动物体内还有“下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴”“下丘脑—垂体—性腺轴”等，人们将下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的这种分层调控，称为分级调节。6.激素调节具有通过体液进行运输、作用于靶器官、靶细胞、作为信使传递信息、微量和高效等特点。7.临床上常通过抽取血样来检测内分泌系统中激素的水平，因为内分泌腺没有导管，内分泌细胞产生的激素弥散到体液中，随血液流到全身，传递各种信息。8.激素会与靶细胞上的特异性受体相互识别，并发生特异性结合，起作用后就失活了。X1-3-3 体液调节与神经调节的关系1.激素等化学物质，通过体液传送的方式对生命活动进行调节，称为体液调节。激素调节是体液调节的主要内容。除激素外，其他一些化学物质，如组胺、某些气体分子（NO、CO等）以及一些代谢产物（如CO2），也能作为体液因子对细胞、组织和器官的功能起调节作用。CO2是调节呼吸运动的重要体液因子。2.一些低等动物只有体液调节，没有神经调节。3.无论是酷热还是严寒，无论是静止还是运动，人的体温总能保持相对恒定，而这种恒定是人体产热和散热过程保持动态平衡的结果。4.代谢产热是机体热量的主要来源。在安静状态下，人体主要通过肝、脑等器官的活动提供热量；运动时，骨骼肌成为主要的产热器官。而皮肤是人体最主要的散热器官。5.Na＋的主要来源是食盐，几乎全部由小肠吸收，主要经肾随尿排出，排出量几乎等于摄入量。6.当人饮水不足或吃的食物过咸时，细胞外液渗透压会升高，下丘脑中的渗透压感受器会受到刺激。这个刺激一方面传至大脑皮层，通过产生渴觉来直接调节水的摄入量；另一方面促使下丘脑分泌、垂体释放的抗利尿激素增加，从而促进肾小管和集合管对水分的重吸收，减少了尿量的排出，保留了体内的水分，使细胞外液的渗透压趋向于恢复正常。7.当大量丢失水分使细胞外液量减少以及血钠含量降低时，肾上腺皮质增加分泌醛固酮，促进肾小管和集合管对Na＋的重吸收，维持血钠含量的平衡。8.在人和高等动物体内，神经调节和体液调节之间的联系：(1)不少内分泌腺直接或间接受中枢神经系统的调节，在这种情况下，体液调节可以看作是神经调节的一个环节。(2)内分泌腺分泌的激素可以影响神经系统的发育和功能。X1-4-1 免疫系统的组成和功能1.免疫系统主要包括免疫器官、免疫细胞、免疫活性物质。2.抗体由核糖体产生，化学本质是蛋白质。3.皮肤、黏膜是保卫人体的第一道防线；体液中的杀菌物质和吞噬细胞是保卫人体的第二道防线，这两道防线属于非特异性免疫，特点是：人人生来就有，不针对某一类特定的病原体，而是对多种病原体都有防御作用。第三道防线属于特异性免疫，特点是：机体在个体发育过程中与病原体接触后获得的，主要针对特定的抗原起作用。4.免疫系统的三大功能是免疫防御、免疫自稳和免疫监视，其中免疫防御是免疫系统最基本的功能。X1-4-2 特异性免疫1.当病原体进入细胞内部，就要靠T细胞直接接触靶细胞来“作战”，这种方式称为细胞免疫。2.结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌等，是寄生在宿主细胞内的，而抗体不能进入宿主细胞。所以，当病毒或一些寄生细菌侵入机体细胞时，就靠细胞免疫。3.神经调节、体液调节和免疫调节的实现都离不开信号分子（如神经递质、激素和细胞因子等），这些信号分子的作用方式，都是直接与受体接触。受体一般是蛋白质分子，不同受体的结构各异，因此信号分子与受体的结合具有特异性。X1-4-3 免疫失调1.已免疫的机体，在再次接触相同的抗原时，有时会发生引起组织损伤或功能紊乱的免疫反应，这样的免疫反应称为过敏反应。引起过敏反应的抗原物质叫作过敏原。2.有些人在接触过敏原时，在过敏原的刺激下，B细胞会活化产生抗体。这些抗体吸附在皮肤、呼吸道或消化道黏膜以及血液中某些细胞（如肥大细胞）的表面。当相同的过敏原再次进入机体时，就会与吸附在细胞表面的相应抗体结合，使这些细胞释放出组胺等物质，引起毛细血管扩张、血管壁通透性增强、平滑肌收缩和腺体分泌增多，最终导致过敏者出现皮肤红肿、发疹、流涕、打喷嚏、哮喘、呼吸困难等症状。3.如果自身免疫反应对组织和器官造成损伤并出现了症状，就称为自身免疫病。常见的自身免疫病有类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等。4.人类免疫缺陷病毒（简称HIV）能够攻击人体的免疫系统，主要侵染辅助性T细胞。5.艾滋病的传播途径主要有性接触传播、血液传播和母婴传播。X1-4-4 免疫学的应用1.疫苗通常是用灭活的或减毒的病原体制成的生物制品。2.每个人的细胞表面都带有一组与别人不同的蛋白质——组织相容性抗原，也叫人类白细胞抗原，简称HLA。器官移植的成败，主要取决于供者与受者的HLA是否一致或相近。3.免疫抑制剂的应用，大大提高了器官移植的成活率，给需要进行器官移植的患者带来了希望。然而，除了存在免疫排斥的问题，供体器官短缺也是世界各国在器官移植方面普遍存在的问题。4.免疫学在临床实践上的应用，除了免疫预防，还包括免疫诊断和免疫治疗。X1-5-1 植物生长素1.鲍森·詹森的实验证明，胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。2.拜尔的实验证明，胚芽鞘的弯曲生长，是由于尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。3.温特的实验进一步证明胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的。温特认为这可能是一种和动物激素类似的物质，并把这种物质命名为生长素。4.向光性原理：胚芽鞘尖端产生生长素（与光照无关）；单侧光刺激时，胚芽鞘尖端感受单侧光刺激，并将产生的生长素在尖端先 横向运输，再向下极性运输，从而使背光侧 生长素分布得多，生长得快，向光侧 生长素分布得少，生长得慢。即向光性外因是单侧光刺激，内因是生长素分布不均匀。5.有学者根据一些实验结果提出，植物向光性生长，是由单侧光照射引起某些抑制生长的物质分布不均匀造成的。6.植物体内没有分泌激素的腺体。7.生长素主要的合成部位有芽、幼嫩的叶和发育中的 种子，在这些部位， 色氨酸经过一系列反应可转变成生长素，在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，生长素的运输方向是极性运输，即从形态学上端运输到形态学下端 （属于跨膜运输中的主动运输）， 而在成熟组织中，生长素可以通过输导组织进行非极性运输。8.生长素多分布在生长旺盛的部位，如胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。9.在植物体内，生长素在细胞水平上起着促进细胞伸长生长、诱导细胞分化等作用；在器官水平上则影响器官的生长、发育，如促进侧根和不定根发生，影响花、叶和果实发育等。10.生长素首先与生长素受体特异性结合，引发细胞内发生一系列信号转导过程，进而诱导特定基因的表达，从而产生效应。X1-5-2 其他植物激素1.比较几种植物激素(1)赤霉素 合成部位：幼根、幼芽和未成熟的种。主要作用：促进细胞伸长，从而引起植株增高；促进细胞分裂与分化；促进种子萌发、开花和果实发育。 主要应用：促进矮生性植物长高；解除种子休眠。(2)细胞分裂素合成部位：主要是根尖。 主要作用：促进细胞分裂；促进芽的分化、侧枝发育和叶绿素合成。 主要应用：保持蔬菜鲜绿，延长储藏时间。(3)脱落酸 合成部位：根冠、萎蔫的叶片等。 主要作用：抑制细胞分裂；促进气孔关闭；促进叶和果实的衰老和脱落；维持种子休眠。 主要应用：使棉叶在棉铃成熟前脱落。(4)乙烯 合成部位：植物体各个部位。 主要作用：促进果实成熟；促进开花；促进叶、花、果实脱落。主要应用：催熟。(5)生长素 合成部位：芽、幼嫩的叶和发育中的种子。 主要作用：促进细胞伸长生长、诱导细胞分化；促进侧根和不定根的发生，影响花、叶和果实发育。 主要应用：除草剂；促进扦插枝条生根；培育无子果实；棉花保铃。2.一般来说，植物激素对植物生长发育的调控，是通过调控细胞分裂、细胞伸长、细胞分化和细胞死亡等方式实现的。3.各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激素共同调控植物的生长发育和对环境的适应。4.当生长素浓度升高到一定值时，就会促进乙烯的合成；乙烯含量的升高，反过来会抑制生长素的作用。X1-5-3 植物生长调节剂的应用1.由人工合成的，对植物的生长、发育有调节作用的化学物质，称为植物生长调节剂。生长素类似物也是植物生长调节剂。植物生长调节剂具有原料广泛、容易合成、效果稳定等优点。2.用赤霉素处理大麦，可以使大麦种子无须发芽就可以产生α－淀粉酶。3.可以延长马铃薯、大蒜、洋葱储藏期的青鲜素（抑制发芽）可能有副作用。4.在进行科学研究时，有时需要在正式实验前先做一个预实验。这样可以为进一步的实验摸索条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性。5.用生长素类调节剂处理插条的方法：浸泡法：要求溶液的浓度较小，把插条的基部浸泡在配制好的溶液中，深约3 cm，处理几小时至一天，最好在遮阴和空气湿度较高的地方进行；沾蘸法：把插条基部在浓度较高的药液中沾蘸一下（约5 s），深约1.5 cm即可。X1-5-4 环境因素参与调节植物的生命活动1.在自然界中，种子萌发，植株生长、开花、衰老，等等，都会受到光的调控。植物的向光性生长，实际上也是植物对光刺激的反应。光作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。2.光敏色素是一类蛋白质（色素—蛋白复合体），分布在植物的各个部位，其中在分生组织的细胞内比较丰富。在受到光照射时，光敏色素的结构会发生变化，这一变化的信息会经过信息传递系统传导到细胞核内，影响特定基因的表达，从而表现出生物学效应。3.除了光，温度、重力等环境因素也会参与调节植物的生长发育。4.有些植物在生长期需要经历一段时期的低温之后才能开花。这种经历低温诱导促使植物开花的作用，称为春化作用。冬小麦、冬大麦、蕙兰等就是这样。5.“淀粉—平衡石假说”是被普遍承认的一种解释重力对植物生长调节的机制。这种假说认为，植物对重力的感受是通过体内一类富含“淀粉体”的细胞，即平衡石细胞来实现的。6.植物生长发育的调控，是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。X2-1-1 种群的数量特征1.种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度。在调查分布范围较小、个体较大的种群时，可以逐个计数，如调查某山坡上的珙桐密度。在多数情况下，逐个计数非常困难、需要采取估算的方法。例如，对于有趋光性的昆虫，可以用黑光灯进行灯光诱捕的方法来估算它们的种群密度。2.估算种群密度最常用的方法之一是样方法；调查草地上蒲公英的密度，农田中某种昆虫卵的密度，作物植株上蚜虫的密度，跳蝻的密度等，都可以采用样方法。3.许多动物的活动能力强，活动范围大，不宜用样方法来调查它们的种群密度。常用的方法之一是标记重捕法。4.种群密度是种群最基本的数量特征。种群的其他数量特征是影响种群密度的重要因素，其中出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度，年龄结构影响出生率和死亡率，性别比例影响出生率，进而影响种群密度。5.单子叶草本植物常常是丛生或蔓生的，从地上部分难以辨别是一株还是多株。而双子叶草本植物则容易辨别个体数目。6.取样的关键是要做到随机取样，不能掺入主观因素。五点取样法和等距取样法都是常用的取样方法。X2-1-2 种群数量的变化1.数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。2.数学模型的表达形式常见的有①数学公式，优点是科学、准确；②曲线图，优点是直观。3.种群增长的“J”形曲线形成的原因：食物和空间条件充裕，气候适宜，没有天敌和其他竞争物种等，用数学公式表示Nt＝N0×λt。各字母的含义分别是：λ：该种群数量是前一年种群数量的倍数 ；Nt：t年后该种群的数量；N0：该种群的起始数量。4.一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值。其大小与环境条件有关。5.“S”形曲线形成的原因：资源和空间有限，当种群密度增大时种内竞争加剧、捕食者数量增加。6.在“S”形曲线中捕鱼的最佳时期是大于K/2，（捕捞后剩余K/2），原因是K/2时种群数量增长速率最大。7.建立自然保护区，给大熊猫更宽广的生存空间，改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量，是保护大熊猫的根本措施。8.对一支试管中的培养液中的酵母菌逐个计数是非常困难的，可以采用抽样检测的方法：先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余的培养液用滤纸吸去。稍待片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部，再计数。X2-2-1 群落的结构1.在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合，叫作生物群落，简称群落。2.一个群落中的物种数目，称为物种丰富度。越靠近热带地区，单位面积内的物种越丰富。3.种间关系主要有原始合作、互利共生、种间竞争、捕食和寄生等。4.原始合作：指两种生物共同生活在一起时，双方都受益，但分开后，各自也能独立生活。例如，海葵固着于寄居蟹的螺壳上，寄居蟹的活动，可以使海葵更有效地捕食；海葵则用有毒的刺细胞为寄居蟹提供保护。5.互利共生：指两种生物长期共同生活在一起，相互依存，彼此有利。例如，豆科植物与根瘤菌之间；植物向根瘤菌提供有机养料，根瘤菌则将空气中的氮气转变为含氮的养料，供植物利用。6.捕食：指一种生物以另一种生物为食的现象。例如，翠鸟捕鱼。7.寄生：指一种生物从另一种生物（宿主）的体液、组织或已消化的物质中获取营养并通常对宿主产生危害的现象。例如，马蛔虫与马。8.种间竞争：指两种或更多种生物共同利用同样的有限资源和空间而产生的相互排斥的现象。例如，同一草原上生活的非洲狮和斑鬣狗。9.群落的空间结构包括垂直结构和水平结构等。10.植物的分层与对光的利用有关：不同植物适于在不同的光照强度下生长。这种分层现象显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。除了光照，在陆生群落中，决定植物地上分层的环境因素还有温度等条件；决定植物地下分层的环境因素则是水分、无机盐等。11.群落中植物的垂直分层为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件，因此，动物也有分层现象。12.群落的结构特征不仅表现在垂直方向上，也表现在水平方向上。例如，某草地在水平方向上，由于地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同，以及人与动物的影响等因素，不同地段往往分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差别，它们常呈镶嵌分布。13.群落中每种生物都占据着相对稳定的生态位，这有利于不同生物充分利用环境资源，是群落中物种之间及生物与环境间协同进化的结果。14.土壤小动物对动植物遗体的分解起着重要的辅助作用。许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小，因此不适于用样方法进行调查。常用取样器取样的方法进行釆集、调查。15.常用的统计物种相对数量的方法有两种：一是记名计算法；二是目测估计法。记名计算法是指在一定面积（体积）的样地中，直接数出各个种群的个体数目，这一般用于个体较大、种群数量有限的物种。目测估计法是按预先确定的多度等级来估计单位面积（体积）中的种群数量。等级的划分和表示方法有：“非常多、多、较多、较少、少、很少”，等等。X2-2-2 群落的主要类型1.根据群落的外貌和物种组成等方面的差异，可以将陆地的群落大致分为荒漠、草原、森林等类型。2.荒漠中的生物具有耐旱的特性。植物有仙人掌属植物、骆驼刺属植物等，动物主要是爬行类、啮齿目、鸟类和蝗虫等。它们以独特的生存方式适应缺乏水分的环境3.草原主要分布在半干旱地区、不同年份或季节雨量不均匀的地区。草原上动植物的种类较少，群落结构相对简单。4.在草原上，各种耐寒的旱生多年生草本植物占优势，有的草原上有少量的灌木丛，乔木非常少见。5.草原上的植物往往叶片狭窄，表面有茸毛或蜡质层，能抵抗干旱。草原上的动物大都具有挖洞或快速奔跑的特点。6.森林为动物提供了丰富的食物和栖息场所。7.不同群落在物种组成、群落外貌和结构上都有着不同的特点，不同群落中的生物也都有适应其环境的特征。X2-2-3 群落的演替 1.随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程，叫作群落演替。2.裸岩上的演替要经历地衣阶段、苔藓阶段、草本植物阶段、灌木阶段、乔木阶段。乔木比灌木具有更强的获得阳光的能力，因而最终占据了优势，成为茂盛的树林。3.初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面，或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替。例如在沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。次生演替是指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替，如火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。4.除了演替起点的不同，初生演替与次生演替的区别还有：初生演替速度慢，趋向形成新群落，经历的阶段相对较多；次生演替速度快，趋向于恢复原来的群落，经历的阶段相对较少。这两类演替，都是从结构简单的群落发展为结构复杂的群落，群落中的物种数量和群落层次增多，土壤、光能得到更充分的利用。5.人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。X2-3-1 生态系统的结构1.在一定空间内，由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体，叫作生态系统。地球上的全部生物及其非生物环境的总和，构成地球上最大的生态系统——生物圈。2.生态系统的组成成分有非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者，其中生产者为自养生物，消费者和分解者为异养生物。3.生产者可以说是生态系统的基石。消费者能够加快生态系统的物质循环。此外，消费者对于植物的传粉和种子的传播等具有重要作用。分解者能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物。因此，生产者、消费者和分解者是紧密联系，缺一不可的。4.植物不一定是生产者；动物不一定是消费者；细菌、真菌不一定是分解者定。5.食物链和食物网是生态系统的营养结构，生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的。6.生态系统具有能量流动、物质循环和信息传递三大基本功能。X2-3-2 生态系统的能量流动1.生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。2.地球上几乎所有的生态系统所需要的能量都来自太阳。3.摄入量、同化量、粪便量的关系： 摄入量＝同化量＋粪便量。4.每一营养级同化的能量去向（两个去向）＝在呼吸作用中以热能形式散失＋用于生长、发育和繁殖等生命活动。除最高营养级外，其余每一营养级同化的能量的去向（三个去向）＝ 呼吸作用＋流入下一营养级＋流向分解者。除最高营养级外，其余每一营养级同化的能量的去向（四个去向）＝呼吸作用＋流入下一营养级＋流向分解者＋未利用。5.能量流动的特点：①单向流动，原因：捕食关系不可逆转、散失的热能无法被利用。②逐级递减，原因：每一营养级的同化量都有一部分在呼吸作用中以热能的形式散失，一部分被分解者分解利用和一部分未利用。6.“未利用”是指未被自身呼吸作用消耗，也未被后一个营养级和分解者利用的能量。7.能量在相邻营养级间的传递效率＝上一营养级同化量/下一营养级同化量×100% , 大约为10%～20%。8.研究生态系统的能量流动的意义：①帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。例：桑基鱼塘、沼气池。②帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。例：合理放牧、锄草、捉虫。X2-3-3 生态系统的物质循环1.组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从非生物环境到生物群落，又从生物群落到非生物环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。这里所说的生态系统，指的是地球上最大的生态系统——生物圈，物质循环具有全球性，因此又叫生物地球化学循环。2.碳在无机环境和生物群落间是以CO2形式循环的。无机环境中的碳元素进入生物群落依赖光合作用、化能合成作用。生物群落中的碳进入无机环境主要依赖呼吸作用（分解者通常称之为分解作用。），还可以通过化石燃料的燃烧。3.减缓温室效应的措施有①植树造林；②减少化石燃料燃烧。4.生物体从周围环境吸收、积蓄某种元素或难以降解的化合物，使其在机体内浓度超过环境浓度的现象，称作生物富集。一旦含有铅的生物被更高营养级的动物食用，铅就会沿着食物链逐渐在生物体内聚集，最终积累在食物链的顶端。X2-3-4 生态系统的信息传递1.自然界中的光、声、温度、湿度、磁场等，通过物理过程传递的信息，称为物理信息。物理信息的来源可以是非生物环境，也可以是生物个体或群体。2.生物在生命活动过程中，还产生一些可以传递信息的化学物质，如植物的生物碱、有机酸等代谢产物，以及动物的性外激素等，这就是化学信息。3.生态系统中的信息传递既存在于同种生物之间，也发生在不同生物之间，还能发生在生物与无机环境之间。4.信息传递在生态系统的作用主要有：①生命活动的正常进行，离不开信息的作用：如海豚的回声定位、莴苣种子的萌发；②生物种群的繁衍，离不开信息的传递：如花引蝶，动物释放信息素吸引异性；③调节生物的种间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定：如狼靠兔的气味捕食。5.信息传递在农业生产中的应用有两个方面：一是提高农畜产品的产量；二是对有害动物进行控制。6.目前控制动物危害的技术方法大致有化学防治、生物防治和机械防治等。这些方法各有优点，但是目前人们越来越倾向于利用对人类生存环境无污染的、有效的生物防治。X2-3-5 生态系统的稳定性1.生态系统的结构和功能处于相对稳定的一种状态，就是生态平衡。2.负反馈调节在生态系统中普遍存在，它是生态系统具备自我调节能力的基础。3.人们把生态系统维持或恢复自身结构与功能处于相对平衡状态的能力，叫作生态系统的稳定性。也就是说，生态系统的稳定性，强调的是生态系统维持生态平衡的能力。4.生态系统的自我调节能力是有限的。当外界干扰因素的强度超过一定限度时，生态系统的稳定性急剧下降，生态平衡就会遭到严重的破坏。5.生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状（不受损害）的能力，叫作抵抗力稳定性；生态系统在受到外界干扰因素的破坏后恢复到原状的能力，叫作恢复力稳定性。6.一般来说，生态系统中的组分越多，食物网越复杂，其自我调节能力就越强，抵抗力稳定性就越高。7.提高生态系统的稳定性，一方面要控制对生态系统 的干扰强度，在不超过生态系统自我调节能力的范围内，合理适度地利用生态系统；另一方面，对人类利用强度较大的生态系统，应给予相应的物质、能量的投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。8.封上生态缸盖。将生态缸放置于室内通风、光线良好的地方，但要避免阳光直接照射。X2-4-1 人类活动对生态环境的影响1.生态足迹的值越大，代表人类所需的资源越多，对生态和环境的影响就越大。2.生活方式不同，生态足迹的大小可能不同。例如，与步行相比，开车出行会增大生态足迹。增加的部分既包括汽车对道路、停车场的直接占用面积，也包括吸收尾气所需要的林地面积等。又如，与食用蔬菜相比，吃牛肉也会增大生态足迹。3.全球性生态环境问题主要包括全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、土地荒漠化、生物多样性丧失以及环境污染等。4.我国政府倡导生态文明建设，将“全面协调可持续发展”作为基本国策。X2-4-2 生物多样性及其保护1.生物多样性包括遗传多样性（基因多样性）、物种多样性和生态系统多样性。2.生物多样性的价值：一是目前人类尚不清楚的潜在价值；二是对生态系统起到重要调节功能的间接价值（也叫做生态功能），如森林和草地对水土的保持作用，湿地在蓄洪防旱、调节气候等方面的作用；三是对人类有食用、药用和作为工业原料等实用意义的，以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的直接价值。生物多样性的间接价值明显大于它的直接价值。3.我国生物多样性的保护可以概括为就地保护和易地保护两大类。就地保护是指在原地对被保护的生态系统或物种建立自然保护区以及国家公园等，这是对生物多样性最有效的保护。鼎湖山自然保护区就是我国建立的第一个自然保护区。4.易地保护是指把保护对象从原地迁出，在异地进行专门保护。例如，建立植物园、动物园以及濒危动植物繁育中心等，这是为行将灭绝的物种提供最后的生存机会。此外，建立精子库、种子库、基因库，利用生物技术对濒危物种的基因进行保护，等等，也是对濒危物种保护的重要措施。X2-4-3 生态工程1.生态工程是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，对人工生态系统进行分析、设计和调控，或对已被破坏的生态环境进行修复、重建，从而提高生态系统的生产力或改善生态环境，促进人类社会与自然环境和谐发展的系统工程技术或综合工艺过程。生态工程建设的目的就是遵循生态学规律，充分发挥资源的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益和生态效益的同步发展。与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。2.生态工程是人类学习自然生态系统“智慧”的结晶，是生态学、工程学、系统学、经济学等学科交叉而产生的应用学科。生态工程以生态系统的自组织、自我调节功能为基础，遵循着整体、协调、循环、自生等生态学基本原理。3.循环是指在生态工程中促进系统的物质迁移与转 化，既保证各个环节的物质迁移顺畅，也保证主要物质或元素的转化率较高。4.在进行生态工程建设时，生物与环境、生物与生物的协调与适应也是需要考虑的问题。处理好生物与环境、生物与生物的协调与平衡，需要考虑环境容纳量。如果生物的数量超过了环境承载力的限度 ，就会引起系统的失衡和破坏。5.自然生态系统是通过生物与环境、生物与生物之间的协同进化而形成的一个不可分割的有机整体。遵循整体原理，首先要遵从自然生态系统的规律，各组分之间要有适当的比例，不同组分之间应构成有序的结构，通过改变和优化结构，达到改善系统功能的目的。其次，人类处在一个社会—经济—自然复合而成的巨大系统中。进行生态工程建设时，不仅要考虑自然生态系统的规律，更要考虑经济和社会等系统的影响力。6.湿地生态恢复工程就是采用工程学和生态学措施相结合的方法，如废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程，以及动植物物种引进等，使受到干扰的湿地得以恢复。在湿地的周围，还应建立缓冲带，以尽量减少人类的干扰，使湿地依靠自然演替等机制恢复其生态功能。X3-1-1 传统发酵技术的应用1.千百年来，腐乳一直受到人们的喜爱。这是因为经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸，味道鲜美，易于消化吸收，而腐乳本身又便于保存。多种微生物参与了豆腐的发酵，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。2.像这种直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进化发酵、制作食品的技术一般称为传统发酵技术。传统发酵以混合菌种的固体发酵及半固体发酵为主，通常是家庭式或作坊式的。3.乳酸菌是厌氧细菌，在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸，可用于乳制品的发酵、泡菜的腌制等。乳酸菌种类很多，在自然界中分布广泛，空气、土壤、植物体表、人或动物的肠道内都有乳酸菌分布。常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。4.酵母菌是兼性厌氧微生物，在无氧条件下能进行酒精发酵，可用于酿酒、制作馒头和面包等。温度是影响酵母菌生长的重要因素，酿酒酵母的最适生长温度约为28 ℃。5.泡菜在腌制过程中会有亚硝酸盐产生。膳食中的亚硝酸盐一般不会危害人体健康，但如果人体摄入过量，会发生中毒，甚至死亡。6.醋酸菌是好氧细菌，当O2、糖源都充足时能通过复杂的化学反应将糖分解成乙酸；当缺少糖源时则直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸。醋酸菌可用于制作各种风味的醋。多数醋酸菌的最适生长温度为30～35 ℃。7.果酒自然发酵时，利用葡萄皮上的野生酵母菌；工业生产时，人工接种纯化的酵母菌，以提高发酵效率。8.果酒变果醋发酵改变两个条件：一、通氧，因为醋酸菌是好氧细菌；二、升高温度，因为果酒的发酵温度在18～30 ℃，而果醋的发酵温度在30～35 ℃。9.果酒与果醋发酵流程：挑选葡萄→冲洗（再去梗）→榨汁→酒精发酵乙酸发酵。X3-1-2 微生物的培养技术及应用一、微生物的基本培养技术(一)培养基的配制1.培养基的化学成分包括水、无机盐、碳源、氮源 （基本成分）和生长因子等。(1)碳源：能为微生物的代谢提供碳元素的物质。如CO2、NaHCO3等无机碳源；糖类、石油、花生粉饼等有机碳源。异养微生物只能利用有机碳源。单质碳不能作为碳源。(2)氮源：能为微生物的代谢提供氮元素的物质。如N2、NH3、NO3-、NH4+等无机氮源；蛋白质、氨基酸、尿素、牛肉膏、蛋白胨等有机氮源。 只有固氮微生物才能利用N2。(3)水。(4)无机盐。(5)生长因子：微生物生长繁殖所必需的，但自身不能合成或合成能力有限，如维生素，氨基酸，碱基等。培养某些微生物时可以不用添加生长因子。另外，培养基还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如，培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素，培养霉菌时，一般需将培养基的pH调至酸性；培养细菌时，一般需要将pH调至中性或弱碱性；培养厌氧微生物时，则需要提供无氧的条件。2.培养基的种类及用途：(1)按物理性质可分为液体培养基、半固体培养基和固体培养基。液体培养基应用于工业或生活生产，固体培养基应用于微生物的分离和鉴定，半固体培养基则常用于观察微生物的运动及菌种保藏等。(2)按照培养基的用途，可将培养基分为选择培养基和鉴别培养基。（二）无菌技术1.获得纯净培养物的关键是防止外来杂菌的入侵，要注意以下几个方面：①对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和消毒。②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。③为避免周围环境中微生物的污染，实验操作应在酒精灯火焰附近进行。④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品相接触。无菌技术除了用来防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还能有效避免操作者自身被微生物感染。2.消毒(1)消毒指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物（不包括芽孢和孢子）。(2)消毒方法常用到煮沸消毒法，巴氏消毒法（对于一些不耐高温的液体），还有化学药剂消毒（如酒精、氯气、石炭酸等）、紫外线消毒。3.灭菌(1)灭菌是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。(2)灭菌方法有灼烧灭菌、干热灭菌、湿热灭菌。①接种环、接种针、试管口等使用灼烧灭菌法；②玻璃器皿、金属用具等使用干热灭菌法，所用器械是干热灭菌箱；③培养基、无菌水等使用高压蒸汽灭菌法，所用器械是高压蒸汽灭菌锅。4.比较消毒和灭菌消毒：较为温和；消灭部分生活状态的微生物；不能消灭芽孢和孢子。灭菌：比较强烈；消灭全部微生物；能消灭芽孢和孢子。（三）微生物的纯培养1.微生物的纯培养包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。2.分散的微生物在适宜的固体培养基表面或内部可以繁殖形成肉眼可见的、有一定形态结构的子细胞群体，这就是菌落。采用平板划线法和稀释涂布平板法能将单个微生物分散在固体培养基上，之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。3.通过接种环在固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。经数次划线后培养，可以分离得到单菌落。4.培养基灭菌后，需要冷却到50℃左右时，才能用来倒平板。可以用手触摸盛有培养基的锥形瓶，感觉锥形瓶的温度下降到刚刚不烫手时，就可以进行倒平板了。5.使锥形瓶的瓶口通过火焰的目的：通过灼烧灭菌，防止瓶口的微生物污染培养基。6.平板冷凝后，要将平板倒置的目的：平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，凝固后的培养基表面的湿度也比较高，将平板倒置，既可以减少使培养基中的水分过快地挥发，又可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。7.在倒平板的过程中，如果不小心将培养基溅在皿盖与皿底之间的部位，这个平板不能用来培养微生物。因为空气中的微生物可能在皿盖与皿底之间的培养基上滋生。8.操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物；每次划线前灼烧接种环是为了杀死上次划线结束后，接种环上残留的菌种，使下一次划线时，接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端，从而通过划线次数的增加，使每次划线时菌种的数目逐渐减少，以便得到菌落。划线结束后灼烧接种环，能及时杀死接种环上残留的菌种，避免细菌污染环境和感染操作者。9.在灼烧接种环之后，要等其冷却后再进行划线，以免接种环温度太高，杀死菌种。10.在第二次以及其后的划线操作时要从上一次划线的末端开始划线，理由是划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。二、微生物的选择培养和计数1.在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称为选择培养基。2.稀释涂布平板法除可以用于分离微生物外，也常用来统计样品中活菌的数目。当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。为了保证结果准确，一般选择菌落数为30～300的平板进行计数。3.样品的稀释度将直接影响平板上的菌落数目。在实 际操作中，通常选用一定稀释范围的样品液进行培养，以保证获得菌落数为30～300、适于计数的平板。在同一稀释度下，应至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值。4.值得注意的是，统计的菌落数往往比活菌的实际数目少，这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。因此，统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示。5.除上述的活菌计数外，利用显微镜进行直接计数，也是一种常用的、快速直观的测定微生物数量的方法。该方法利用特定的细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下观察、计数，然后再计算一定体积的样品中微生物的数得，统计的结果一般是活菌数和死菌数的总和。6.绝大多数微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素。利用以尿素作为唯一氮源的选择培养基，可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。X3-1-3 发酵工程及其应用1.发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品的分离、提纯等方面。2.性状优良的菌种可以从自然界中筛选出来，也可以通过诱变育种或基因工程育种获得。3.环境条件不仅会影响微生物的生长繁殖，而且会影响微生物代谢物的形成。4.如果发酵产品是微生物细胞本身，可在发酵结束之后，采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥，即可得到产品。如果产品是代谢物，可根据产物的性质采取适当的提取、分离和纯化措施来获得产品。X3-2-1 植物细胞工程一、植物细胞工程的基本技术1.细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能，即细胞具有全能性。但是，在生物的生长发育过程中，并不是所有的细胞都表现出全能性，比如，芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶。这是因为在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达。2.植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。3.植物细胞一般具有全能性。在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化，即失去其特有的结构和功能，转变成未分化细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块，这称为愈伤组织。愈伤组织能重新分化成芽、根等器官，该过程称为再分化。植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂 、脱分化和再分化的关键激素，它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向。4.诱导愈伤组织期间一般不需要光照，在后续的培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照。5.在进行体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体。6.人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为两大类——物理法和化学法。物理法包括电融合法、离心法等；化学法包括聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2＋—高pH融合法等，融合后得到的杂种细胞再经过诱导可形成愈伤组织，并可进一步发育成完整的杂种植株。7.植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势。二、植物细胞工程的应用1.用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，被人们形象地称为植物的快速繁殖技术，也叫作微型繁殖技术。它不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性。2.单倍体育种可以先通过花药（或花粉）培养获得单倍体植株，然后经过诱导染色体加倍，当年就能培育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株，这极大地缩短了育种的年限，节约了大量的人力和物力。3.植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。X3-2-2 动物细胞工程一、动物细胞培养1.动物细胞培养是指从动物体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。2.动物细胞培养的条件营养条件；无菌、无毒；适宜的温度、pH、渗透压；适宜的气体环境。3.在体外培养细胞时，必须保证环境是无菌、无毒的，即需要对培养液和所有培养用具进行灭菌处理以及在无菌环境下进行操作。培养液还需要定期更换，以便清除代谢物，防止细胞代谢物积累对细胞自身造成危害。4.动物细胞培养所需气体主要有O2和CO2。O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。在进行细胞培养时，通常采用培养皿或松盖培养瓶，并将它们置于含有95%空气和5%CO2的混合气体的CO2培养箱中进行培养。5.动物细胞培养时细胞往往贴附在培养瓶的瓶壁上，这种现象称为细胞贴壁。悬浮培养的细胞会因细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素而分裂受阻。贴壁细胞在生长增殖时，除受上述因素的影响外，还会发生接触抑制现象，即当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖。6.人们通常将分瓶之前的细胞培养，即动物组织经处理后的初次培养称为原代培养，将分瓶后的细胞培养称为传代培养。在进行传代培养时，悬浮培养的细胞直接用离心法收集；贴壁细胞需要重新用胰蛋白酶等处理，使之分散成单个细胞，然后再用离心法收集。之后，将收集的细胞制成细胞悬液，分瓶培养。7.在一定条件下，干细胞可以分化成其他类型的细胞。干细胞存在于早期胚胎、骨髓和脐带血等多种组织和器官中，包括胚胎干细胞和成体干细胞等。8科学家已尝试采用多种方法来制备iPS细胞，包括借助载体将特定基因导入细胞中，直接将特定蛋白导入细胞中或者用小分子化合物等来诱导形成iPS细胞。iPS细胞最初是由成纤维细胞转化而来的，后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为iPS细胞。二、动物细胞融合技术与单抗隆抗体1.动物细胞融合技术就是使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。融合后形成的杂交细胞具有原来两个或多个细胞的遗传信息。2.动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同。诱导动物细胞融合的常用方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等。3.细胞融合技术突破了有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。4.制备单克隆抗体需要的技术手段：动物细胞融合和动物细胞培养。制备单克隆抗体的原理：细胞膜的流动性和细胞增殖。5.第一次筛选的目的是筛选出杂交瘤细胞，方法是用特定的选择性培养基培养。经过筛选后未融合的细胞或者融合后具有同种核型的细胞都会死亡，只有融合的杂交瘤细胞才能生长。6.第二次筛选的目的是筛选出能产生所需抗体的杂交瘤细胞，方法是专一抗体检验。7.抗体——药物偶联物（ADC）通过将细胞毒素与能特异性识别肿瘤抗原的单克隆抗体结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤。三、动物体细胞核移植技术和克隆动物1.动物细胞核移植技术是将动物一个细胞的细胞核移入去核的卵母细胞中，并使这个重新组合的细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。2.减数分裂Ⅱ中期（MⅡ期）卵母细胞中的“核”其实是纺锤体—染色体复合物。文中所说的“去核”是去除该复合物。3.哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植。由于动物胚胎细胞分化程度低，表现全能性相对容易，而动物体细胞分化程度高，表现全能性十分困难，因此动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎细胞核移植。4.目前动物细胞核移植技术中普遍使用的去核方法是显微操作法。也有人采用梯度离心、紫外线短时间照射和化学物质处理等方法。这些方法是在没有穿透卵母细胞透明带的情况下去核或使其中的DNA变性。X3-2-3 胚胎工程一、胚胎工程的理论基础1.胚胎工程是指对生殖细胞、受精卵或早期胚胎细胞进行多种显微操作和处理，然后将获得的胚胎移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程技术包括体外受精、胚胎移植和胚胎分割等。2.在自然条件下，哺乳动物的受精在输卵管内完成。3.在精子触及卵细胞膜的瞬间，卵细胞膜外的透明带会迅速发生生理反应，阻止后来的精子进入透明带。然后，精子入卵。精子入卵后，卵细胞膜也会立即发生生理反应，拒绝其他精子再进入卵内。4.精子入卵后，尾部脱离，原有的核膜破裂并形成一个新的核膜，最后形成一个比原来精子的核还大的核，叫作雄原核。与此同时，精子入卵后被激活的卵子完成减数分裂Ⅱ，排出第二极体后，形成雌原核。5.多数哺乳动物的第一极体不进行减数分裂Ⅱ，因而不会形成两个第二极体。在实际胚胎工程操作中，常以观察到两个极体或者雌、雄原核作为受精的标志。6.聚集在胚胎一端的细胞形成内细胞团，将来发育成胎儿的各种组织；而沿透明带内壁扩展和排列的细胞，称为滋养层细胞，它们将来发育成胎膜和胎盘。二、胚胎工程技术及其应用1.哺乳动物的体外受精技术主要包括卵母细胞的采集、精子的获能和受精等步骤。2.采集到的卵母细胞和精子，要分别对它们进行成熟培养和获能处理，然后才能用于体外受精。3.胚胎移植是指将通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的雌性动物体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体叫“受体”。通过任何一项技术（如转基因、核移植和体外受精等）获得的胚胎，都必须移植给受体才能获得后代。4.以牛的胚胎移植为例，胚胎移植主要包括供体、受体的选择和处理，配种或人工授精，胚胎的收集、检查、培养或保存，胚胎的移植，以及移植后的检查等步骤。5.胚胎移植实质上是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移。6.进行胚胎移植的优势是可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。7.超数排卵是指应用外源促性腺激素，诱发卵巢排出比自然情况下更多的成熟卵子。8.胚胎分割所需要的主要仪器设备为体视显微镜和显微操作仪。在进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，将它移入盛有操作液的培养皿中，然后在显微镜下用分割针或分割刀分割。在分割囊胚阶段的胚胎时，要注意将内细胞团均等分割。X3-3-1 重组DNA技术的基本工具1.切割DNA分子的工具是限制性内切核酸酶，简称限制酶，这类酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。它们能够识别双链DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开，产生黏性末端或平末端两种形式的末端。2.DNA连接酶分为两类，一类是E.coli DNA连接酶，另一类是T4DNA连接酶。后者既可以“缝合”双链DNA片段互补的黏性末端，又可以“缝合”双链DNA片段的平末端，但连接平末端的效率相对较低。3.质粒是一种裸露的、结构简单、独立于真核细胞细胞核或原核细胞拟核DNA之外，并具有自我复制能力的环状双链DNA分子。4.在基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改造的。这些质粒上常有特殊的标记基因，如四环素抗性基因、氨芐青霉素抗性基因等，便于重组DNA分子的筛选。5.在基因工程中使用的载体除质粒外，还有噬菌体、动植物病毒等。它们的来源不同，在大小、结构、复制方式以及可以插入外源DNA片段的大小上也有很大差别。6.载体必须具备的条件：①能在受体细胞中保存下来并能自我复制；②具有1个或多个限制酶切割位点，以便与外源基因连接。③具有标记基因。7.DNA不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精，利用这一原理，可以初步分离DNA与蛋白质。DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，它能溶于2 mol/L的NaCl溶液。在一定温度下，DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色，因此二苯胺试剂可以作为鉴定DNA的试剂。X3-3-2 基因工程的基本操作程序1.培育转基因抗虫棉主要需要四个步骤：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定。2.PCR是聚合酶链式反应的缩写。它是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。3.PCR技术可以分为变性、复性和延伸三步。4.PCR反应过程可以在PCR扩增仪（PCR仪）中自动完成，完成以后，常采用琼脂糖凝胶电泳来鉴定PCR的产物。5.基因表达载体要包括以下四个基本的结构：目的基因、启动子、终止子、标记基因。6.构建基因表达载体的目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且遗传给下一代，同时，使目的基因能够表达和发挥作用。7.启动子位于目的基因的上游，它是RNA聚合酶识别和结合的部位。8.标记基因的作用：鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。（或供重组DNA的鉴定和选择）。9.花粉管通道法有多种操作方式。例如，可以用微量注射器将含目的基因的DNA溶液直接注入子房中；可以在植物受粉后的一定时间内，剪去柱头，将DNA溶液滴加在花柱切面上，使目的基因借助花粉管通道进入胚囊。除此之外，将目的基因导入植物细胞常用的方法还有农杆菌转化法。10.转化是指目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。11.农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，能在自然条件下侵染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有侵染能力。农杆菌细胞内含有Ti质粒，当它侵染植物细胞后，能将Ti质粒上的T－DNA（可转移的DNA）转移到被侵染的细胞，并且将其整合到该细胞的染色体DNA上。根据农杆菌的这种特点，如果将目的基因插入Ti质粒的T－DNA中，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入植物细胞。12.检查转基因抗虫棉是否培育成功，首先是分子水平的检测，包括通过PCR等技术检测棉花的染色体DNA上是否插入了Bt基因或检测Bt基因是否转录出了mRNA；从转基因棉花中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交，检测Bt基因是否翻译成Bt抗虫蛋白等。其次，还需要进行个体生物学水平的鉴定。例如，通过采摘抗虫棉的叶片饲喂棉铃虫来确定Bt基因是否赋予了棉花抗虫特性以及抗性的程度。13.在获得转基因产品的过程中，还可以通过构建基因文库来获取目的基因。14.将目的基因导入动物受精卵最常用的一种方法是利用显微注射将目的基因注入动物的受精卵中，这个受精卵将发育成为具有新性状的动物。在基因工程操作中，常用原核生物作为受体细胞，其中以大肠杆菌应用最为广泛。研究人员一般先用Ca2＋处理大肠杆菌细胞，使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，然后再将重组的基因表达载体导入其中。X3-3-3 基因工程的应用1.科学家将药用蛋白基因与乳腺中特异表达的基因的启动子等调控元件重组在一起，通过显微注射的方法导入哺乳动物的受精卵中，由这个受精卵发育成的转基因动物在进入泌乳期后，可以通过分泌乳汁来生产所需要的药物，这称为乳腺生物反应器或乳房生物反应器。2.用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类一般称为基因工程菌。3.目前，科学家正尝试利用基因工程技术对猪的器官进行改造，采用的方法是在器官供体的基因组中导入某种调节因子，以抑制抗原决定基因的表达，或设法除去抗原决定基因，然后再结合克隆技术，培育出不会引起免疫排斥反应的转基因克隆猪器官。X3-3-4 蛋白质工程的原理和应用1.蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需求。2.基因工程原则上只能生产自然界中已存在的蛋白质，这些天然蛋白质是生物在长期进化过程中形成的，它们的结构和功能符合特定物种生存的需要，却不一定完全符合人类生产和生活的需要。3.蛋白质工程的基本思路是：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到并改变相对应的脱氧核苷酸序列（基因）或合成新的基因→获得所需要的蛋白质。X3-4-1 转基因产品的安全性1.对微生物的基因改造是基因工程中研究最早、最广泛和取得实际应用成果最多的领域，这是因为微生物具有生理结构和遗传物质简单、生长繁殖快、对环境因素敏感和容易进行遗传物质操作等优点。2.在转基因研究工作中，科学家会采取很多方法防止基因污染。例如，我国科学家将来自玉米的α­淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，由于α­淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，因而可以防止转基因花粉的传播。X3-4-2 关注生殖性克隆人1.生殖性克隆是指通过克隆技术产生独立生存的新个体。治疗性克隆是指利用克隆技术产生特定的细胞、组织和器官，用它们来修复或替代受损的细胞、组织和器官，从而达到治疗疾病的目的。两者有着本质的区别。2.有的伦理学家认为，生殖性克隆人是在人为地制造在心理上和社会地位上都不健全的人，严重地违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用。3.我国政府一再重申四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人实验。4.试管婴儿与设计试管婴儿试管婴儿与设计试管婴儿都是有性生殖，都要通过体外受精，并进行体外早期胚胎培养和胚胎移植，不同的是设计试管婴儿胚胎移植前需进行遗传学诊断。X3-4-3 禁止生物武器1.生物武器包括致病菌类、病毒类和生化毒剂类等，例如，天花病毒、波特淋菌、霍乱弧菌和炭疽杆菌都可以用来制造生物武器。生物武器的致病能力强、攻击范围广。它可以直接或者通过食物、生活必需品和带菌昆虫等散布，经由呼吸道、消化道和皮肤等侵入人、畜体内，造成大规模伤亡，也能大量损害植物。