資源簡介

高中生物奧賽輔導資料匯編
第一章 生物學的學習策略和解題技巧
一、樹立正確的生物學觀點
樹立正確的生物學觀點是學習生物的重要目標之一，正確的生物學觀點又是學習、研究生物學的有力武器，有了正確的生物學觀點，就可以更迅速更準確地學到生物學知識。所以在生物學學習中，要注意樹立生命物質性、結構與功能相統一、生物的整體性、生命活動對立統一、生物進化和生態學等觀點。
1．生命物質性觀點
生物是由物質組成，一切生命活動都有其物質基礎。從萬物之靈的人類到單細胞的細菌，以及無細胞結構的病毒等，所有生物都是由碳、氫、氧、氮、硫、磷、鈣、鐵、銅等幾十種化學元素組成的，并且這幾十種化學元素在無機自然界都是可以找到的。生物體能夠完成各種各樣的生命活動，而一切生命活動都是通過一定的生命物質來實現的，如果沒有生命物質也就沒有生命活動。
2．結構與功能相統一的觀點
結構與功能相統一的觀點包括兩層意思：一是有一定的結構就必然有與之相對應功能的存在；二是任何功能都需要一定的結構來完成。例如葉的表皮是無色透明的，表皮細胞排列緊密，向外一面的細胞壁上有透明而不易透水的角質層。表皮的這種結構的存在，就既利于陽光透過，又能防止葉內水分過多地散失，還能保護葉內部不受外來的傷害；而陽光透入，防止水分散失，保護葉內組織，又需要一定的結構來完成，這就是表皮。
3．生物的整體性觀點
系統論有一個重要的思想，就是整體大于各部分之和，這一思想也完全適合生物領域。不論是細胞水平、組織水平、器官水平，還是個體水平，甚至包括種群水平和群落水平，都體現出整體性的特點。例如，細胞膜、線粒體、內質網、核糖體、高爾基體、中心體、質體、液泡等細胞器都有其特有的功能，但是只有在它們組成一個整體——細胞的時候才能完成新陳代謝的功能，如果離開了細胞的整體，單獨的一個細胞器是無法完成它的功能的。
4．生命活動對立統一的觀點
生物的諸多生命活動之間，都有一定的關系，有的甚至具有對立統一的關系，例如，植物的光合作用和呼吸作用就是對立統一的一對生命活動。光合作用的實質是合成有機物，儲存能量；呼吸作用的實質是分解有機物，釋放能量。很明顯，兩者之間是相互對立的。呼吸作用所分解的有機物正是光合作用的產物，可以說，如果沒有光合作用，呼吸作用就無法進行；另一方面，光合作用過程中，原料和產物的運輸所需要的能量，也正是呼吸作用釋放出來的，如果沒有呼吸作用，光合作用也無法進行。因此說，呼吸作用和光合作用又是相互聯系、相互依存的。只有光合作用和呼吸作用的共同存在，才能使植物體的生命活動正常進行。
5．生物進化的觀點
辯證法認為，一切事物都處在不斷地運動變化之中，任何事物都有一個產生、發展和滅亡的過程。生物界也不例外，也有一個產生和發展的過程，所謂產生就是生命的起源，所謂發展就是生物的進化。生命的起源經歷了從無機小分子物質生成有機小分子物質，再形成有機高分子物質，進而組成多分子體系，最后演變為原始生命的變化過程；生物的進化遵循從簡單到復雜，從水生到陸生、從低等到高等的規律。
6．生態學觀點
生態學觀點的基本內容是生物與環境之間是相互影響、相互作用的，也是相互依賴、相互制約的。生物與環境是一個不可分割的統一整體。人類社會的發展進程中產生了環境問題，人類與環境的矛盾，處于不斷變化之中，永無止境。人類必須依靠科技進步和教育發展，逐步更新人口觀念，提高人口素質，合理開發資源，高效利用資源，保護生態，治理環境，走生存與發展的新路。
二、掌握科學的學習方法
學習方法的優劣是學習成敗的關鍵，要想取得理想的學習效果，必須掌握科學、高效的學習方法。與學習生物學關系比較密切的學習方法有觀察方法、做筆記的方法、思維方法和記憶方法等。
1．觀察方法
學習過程從本質上說是一種認識過程。認識過程是從感性認識開始的，而感性認識主要靠觀察來獲得，所以觀察方法就是首要的學習方法。觀察方法主要包括順序觀察、對比觀察、動態觀察和邊思考邊觀察。
（1）順序觀察
順序觀察包括兩層意思。從觀察方式上來說，一般是先用肉眼、再用放大鏡、最后用顯微鏡。用顯微鏡觀察也是先低倍，后高倍。例如，對植物根尖的觀察，就是先用肉眼觀察幼根，根據顏色和透明程度區分根尖的四部分，然后再用放大鏡觀察報尖的根毛，最后用顯微鏡觀察根尖的縱切片，認識根尖各區的細胞特點。從觀察方位上來說，一般采取先整體后局部，從外到內，從左到右等順序。例如對一朵花的觀察，就要先從整體上觀察花形、花色，然后從外到內依次觀察花等、花冠、雄蕊、雌蕊。
（2）對比觀察
對比觀察有利于迅速抓住事物的共性和個性，從而把握住事物的本質。如觀察線粒體和葉綠體的結構時，就要先異中求同：它們都有雙層膜，都含有基粒、基質、酶、少量的DNA和RNA。然后再同中求異：線粒體的內膜折疊成崎，葉綠體的內膜不向內折疊；線粒體有與呼吸作用有關的酶，且酶分布在內膜、基粒、基質中；而葉綠體內有與光合作用有關的酶，而酶分布在基粒層和基質中；葉綠體中有葉綠素，而線粒體中沒有。
（3）動態觀察
對生物生活習性、生長過程、生殖發育的觀察都屬于動態觀察。動態觀察的關鍵是把握觀察對象的發展變化。例如觀察根的生長，在幼根上等距畫墨線后的繼續培養過程中，重點就是觀察各條墨線間距離的變化，從而得出根靠根尖生長的結論。
（4）邊思考邊觀察
觀察是思維的基礎，思維可促進觀察的深入，兩者是密不可分的。所以要帶著問題觀察，邊思考、邊觀察。例如用顯微鏡觀察葉片的結構時，就要邊觀察、邊思考下列問題：①表皮細胞的顏色和排列狀況是怎樣的？②葉肉中接近上表皮的細胞與接近下表皮的細胞在形狀、排列狀況和內部綠色顆粒多少等方面有什么不同？③葉脈細胞是什么顏色和形狀？這些細胞是怎樣排列的？
2．做筆記的方法
魯迅先生說：“無論什么事，如果繼續收集資料，積累十年，總可以成為一個學者。”總結中外許多學者的經驗，可以說，做筆記是一條成才的途徑。做筆記的方式很多，在生物學學習中，主要有閱讀筆記、聽講筆記和觀察筆記三種。
（1）閱讀筆記
要想使學到的東西長期儲存、隨時提取、應用自如，就要在讀書時，隨時作讀書筆記。閱讀筆記主要有以下幾種。①抄寫筆記，又分為全抄和摘抄，做這種筆記應注意抄后校對，避免漏誤，然后標明出處，以備日后查考。②卡片筆記，卡片內容不限，因人而定，但一般應具有資料類別、編號、出處、著者姓名，正文等內容。需要注意的是，每張卡片寫一個內容，并及時進行分類歸檔或裝訂成冊。③批語筆記，即在書頁空白處隨手記下對原文的個人意見和心得體會等。④符號筆記，即在原文之間標注符號以對原文加深理解。常用符號有黑點、圓圈、直線、曲線、雙線、虛線、箭頭、方框、三角、驚嘆號、問號等。作符號筆記應注意兩點：一是符號意義必須明確，并且要貫徹始終；二是符號不能過多過密，否則重點難以突出。⑤概要筆記，即對某本書或某篇文章用自己的語言概括寫出其重點內容。
（2）聽講筆記
即聽報告、聽講座和課堂聽課的筆記，做這種筆記的突出矛盾是記的速度趕不上講的速度，為此要做到“三記三不記”即重點問題、疑難之處，書上沒有的記；次要問題、易懂之點、書上有的不記。
（3）觀察筆記
即在生物課內外對生物形態和生命現象進行觀察時所作的記錄。做這種筆記要注意細節，注意前后比較和過程變化，并要抓住特征。
3．思維方法
思維能力是各種能力的核心，思維方法是思維能力的關鍵，所以思維方法在學習方法中占有核心的位置。在生物學學習中常用的思維方法有分析和綜合的方法、比較和歸類的方法、系統化和具體化的方法及抽象和概括的方法。
（1）分析和綜合的方法
分析就是把知識的一個整體分解成各個部分來進行考察的一種思維方法，綜合是把知識的各個部分聯合成一個整體來進行考察的一種思維方法，分析和綜合是生物學學習中經常使用的重要方法，兩者密切聯系，不可分割。只分析不綜合，就會見木而不見林；只綜合不分析，又會只見林而不見木。在實際運用時，既可先分析后綜合，也可先綜合后分析，還可以邊分析邊綜合。
（2）比較和歸類的方法
比較是把有關的知識加以對比，以確定它們之間的相同點和不同點的思維方法。比較一般遵循兩條途徑進行：一是尋找出知識之間的相同之處，即異中求同；二是在尋找出了事物之間相同之處的基礎上找出不同之處，即同中求異。
歸類是按照一定的標準，把知識進行分門別類的思維方法。生物學習中常采用兩種歸類法：一是科學歸類法，即從科學性出發，按照生物的本質特性進行歸類；二是實用歸類法，即從實用性出發，按生物的非本質屬性進行歸類。
比較和歸類互為前提，一方面只有通過比較，認識生物的異同點之后，才好進行歸類；另一方面，只有把生物進行歸類，才好進行比較。因此在生物學學習過程中要把兩者有機地結合起來。
（3）系統化和具體化的方法
系統化就是把各種有關知識納入一定順序或體系的思維方法。系統化不單純是知識的分門別類，而且是把知識加以系統整理，使其構成一個比較完整的體系。在生物學學習過程中，經常采用編寫提綱、列出表解、繪制圖表等方式，把學過的知識加以系統地整理。
具體化是把理論知識用于具體、個別場合的思維方法。在生物學學習中，適用具體化的方式有兩種：一是用所學知識應用于生活和生產實踐，分析和解釋一些生命現象；二是用一些生活中的具體事例來說明生物學理論知識。
（4）抽象和概括的方法
抽象是抽取知識的非本質屬性或本質屬性的一種思維方法，抽象可以有兩種水平層次的抽象：一是非本質屬性的抽象；二是本質屬性的抽象。
概括是將有關知識的非本質屬性或本質屬性聯系起來的一種思維方法，它也有兩種水平層次：一是非本質屬性的概括，叫做感性概括；另一種是本質屬性的概括，叫做理性概括。
抽象和概括也是互為前提的，相輔相成的，在學習過程中應有意識地進行抽象中以概括，概括中以抽象，以達到對知識正確、深入的掌握。
4．記憶方法
記憶是學習的基礎，是知識的倉庫，是思維的伴侶，是創造的前提，所以學習中依據不同知識的特點，配以適宜的記憶方法，可以有效地提高學習效率和質量。記憶方法很多，下面僅舉生物學學習中最常用的幾種。
（1）簡化記憶法
即通過分析教材，找出要點，將知識簡化成有規律的幾個字來幫助記憶。例如 DNA的分子結構可簡化為“五四三二一”，即五種基本元素，四種基本單位，每種單位有三種基本物質，很多單位形成兩條脫氧核酸鏈，成為一種規則的雙螺旋結構。
（2）聯想記憶法
即根據教材內容，巧妙地利用聯想幫助記憶。例如記血漿的成分，可以和廚房里的食品聯系起來，記住水、蛋、糖、鹽就可以了（水即水，蛋是蛋白質，糖指葡萄糖，鹽代表無機鹽）。
（3）對比記憶法
在生物學學習中，有很多相近的名詞易混淆、難記憶。對于這樣的內容，可運用對比法記憶。對比法即將有關的名詞單列出來，然后從范圍、內涵、外延，乃至文字等方面進行比較，存同求異，找出不同點。這樣反差鮮明，容易記憶。例如同化作用與異化作用、有氧呼吸與無氧呼吸、激素調節與神經調節、物質循環與能量流動等等。
（4）綱要記憶法
生物學中有很多重要的、復雜的內容不容易記憶?？蓪⑦@些知識的核心內容或關鍵詞語提煉出來，作為知識的綱要，抓住了綱要則有利于知識的記憶。例如高等動物的物質代謝就很復雜，但它也有一定規律可循，無論是哪一類有機物的代謝，一般都要經過“消化”、“吸收”、“運輸”、“利用”、“排泄”五個過程，這十個字則成為記憶知識的綱要。
（5）衍射記憶法
此法是以某一重要的知識點為核心，通過思維的發散過程，把與之有關的其他知識盡可能多地建立起聯系。這種方法多用于章節知識的總結或復習，也可用于將分散在各章節中的相關知識聯系在一起。例如，以細胞為核心，可衍射出細胞的概念、細胞的發現、細胞的學說、細胞的種類、細胞的成分、細胞的結構、細胞的功能、細胞的分裂等知識。
三、注重理論聯系實際
生物學的理論知識與自然、生產、生活都有較密切的關系，在生物學學習中，要注意聯系這些實際。聯系實際的學習，既有利于扎實掌握生物學知識，也有利于提高自己的解決問題的能力。
1．聯系自然實際
居住地附近的農田、草地、樹林、公園、花園、動物園、庭院、路旁都會有許多動植物在那里生活，學習有關知識時，到這些地方去參觀考察，對理論知識的理解和掌握大有益處。當學到生物與環境的知識時，更要想到保護當地的動植物資源和保護周圍的生態環境。
2．聯系生產實際
生物學中的許多原理都和工農業生產有密切的關系，學習這些原理時，就要考慮它能幫助解決生產上的什么問題。這樣做，不僅有利于原理的掌握，而且還能為當地的經濟建設服務。例如有位中學生學習了嫁接的原理后，課下不斷實踐，很快提高了技術，一個秋天就與家長一起嫁接了近萬枝桃、梨苗，為當地的庭院種植業作出了貢獻。
3．聯系生活實際
生物學知識與生活實際的關系更直接、更普遍，所以在生物學學習中密切聯系生活實際就更為重要。生活實際包括已有的生活常識和未來的生活行為兩類。生活常識可幫助我們理解生物學知識，生物學知識也可以指導我們的生活行為。
（1）用生活常識幫助理解生物學知識
有些較難的生物學理論，?？捎蒙畛ＷR來幫助理解。例如生理衛生教材的體溫調節一部分中，課本上寫著：“人體產熱的部位包括骨骼肌和內臟，安靜時產生的熱量主要來自內臟，劇烈運動時產生的熱量主要來自骨骼肌，約占總熱量的90％以上，劇烈運動時產生的熱量比安靜時高出10～15倍?！睘楦玫乩斫膺@一內容，可聯系冬天在室外看球賽的生活常識。冬天如果在室外看球賽，盡管身著棉衣，時間久了也會感到冷，可是那些參賽的運動員雖然只穿短衣短褲，仍然開流滿面。這就是由于觀眾處于安靜狀態，僅內臟器官產熱，產生的熱量少，所以感到冷；參賽的運動員處于劇烈運動狀態，不僅內臟產熱，而且全身的骨骼肌也產大量的熱量，所以他們顯得熱。
（2）用生物學知識指導生活行為
生物學現象和生物學原理與人類生活密切相關，在學習這方面的生物學知識時，有意聯系自己的生活實際，對生活行為就可起指導作用。例如學完細菌和蛔蟲的知識以后，就應該自覺養成飯前便后洗手。不喝不潔凈生水、生吃瓜果要洗凈等生活習慣。
四、生物學簡答題的解題過程
解答生物學簡答題的過程是應用知識的過程，它基本上屬于從已知到未知的過程。所以它與獲取新知識的過程并不完全相同。從思維學上分析，解答問題的過程包括概括、聯想、回憶、判斷和作答五個環節。下面以一道題的解答過程為例加以說明。
例 用帶有一個小孔的隔板把水槽分成左右兩室，把磷脂分子引入隔板小孔，使之成為一層薄膜，水槽左室加入鉀離子濃度較低的溶液，右室加入鉀離子濃度較高的溶液。（1）在左、右兩室分別插人正、負電極，結果發現鉀離子不能由左室進入右室，原因是 。（2）若此時在左室加入少量纈氨霉素（多肽），結果發現鉀離子可以由左室進入右室，原因是 。（3）若此時再將電極取出，結果鉀離子又不能由左室進入右室，原因是 。（4）上述實驗證明 。
1．概括
概括就是對題目所提供的材料進行歸納、提煉。從而找出問題的焦點的過程，找準焦點是正確解題的基礎。通過對上例中實驗步驟、實驗現象及所提出的問題的分析、歸納，可提煉出問題的焦點是鉀離子逆濃度梯度運動所需的條件。
2．聯想
聯想就是從問題的焦點出發，找出與所學知識的聯系，進而確定問題與知識的結合點。找準結合點是解題成功的關鍵一步，在上例中，問題與知識的結合點就是物質進入細胞的三種形式中的主動運輸。
3．回憶
回憶就是要找出結合點知識的具體內容。對于上例，就是要回憶主動運輸的原理，即在提供能量且有載體協助的情況下，被選擇吸收的物質從低濃度的一邊運輸到高濃度的一邊。
4．判斷
判斷就是根據有關理論知識對試題中的問題進行判別論斷。在（1）中不能完成主動運輸是缺少載體。在（3）中不能完成主動運輸是缺少能量。由于（2）具備了能量和載體，所以能完成主動運輸。
5．作答
作答就是使用規范的生物學術語和簡明扼要的語言敘述問題的答案。上例答案：（1）磷脂膜上沒有載體，鉀離子不能通過主動運輸由左室進入右室；（2）鉀離子利用纈氨霉素作載體，并由電極板提供能量，通過主動運輸由左室進入右室；（3）缺少能量，不能進行主動運輸；（4）主動運輸的特點是需要載體，消耗能量，物質從低濃度到達高濃度。
五、生物學選擇題解題方法
1．正推法
正推法即根據題目的已知條件直接推論或計算出答案，然后再與題目中所給定的供選答案相對照，與之相同者即為應選答案。通過計算來確定答案的選擇題或考試目標屬識記層次的選擇題多用這種方法解答。
例 一對表現正常的夫婦第一胎生了一個白化病的兒子，那么第二胎和第三胎都是白化病的幾率是 。
A 1/4 B 1/8 C 1/16 D 1/9
解 白化病是常染色體隱性遺傳病，這一對表現正常的夫婦第一胎生了一個白化病的兒子，可斷定雙方的基因型一定都是雜合的（Aa）。由此可知，第二胎生出白化病患兒幾率應是1/4。第三胎生出白化病患兒的幾率也是1/4。所以，第二胎和第三胎都是白化病的幾率應1/4×1/4＝1/16。因此，應選C。
2．反推法
反推法即從供選答案出發反過來推導，結果與題意相符者即為應選答案。這種方法多用于供選答案中含有較多信息的選擇題。
例 豌豆紅花對白花是顯性，下列各組系本雜交，能產生表現型相同而基因型不同后代的親本組合是 。
A 純合白花與純合紅花 B 雜合紅花與純合紅花
C 純合白花與雜合紅花 D 雜合紅花與純合紅花
解 題干中有“子代中表現型相同而基因型不同”，故先考慮D。
雜合紅花的基因型為Rr，純合紅花的基因型為RR。 Rr可產生R和r兩種配子，RR可產生R一種配子，子代中可以出現RR、Rr兩種基因型的個體，且表現型皆為紅花，正好符合題干的意思。所以應選D。
3．正推反推并用法
正推反推并用法即先從題干入手進行正推，得出中間結論，然后由供選答案反推，結果與中間結論相符者，即為應選答案，這種方法適合于較復雜的選擇題。
例 雞的毛腿（F）對光腿（f）是顯性。豌豆冠（E）對單冠（e）是顯性?，F有一只公雞甲與兩只母雞乙和丙，這三只雞都是毛腿豌豆冠，用甲與乙、丙分別進行雜交，它們產生的后代性狀表現如下：
（1）甲×乙→毛腿豌豆冠，光腿豌豆冠
（2）甲×丙→毛腿豌豆冠，毛腿單冠
公雞甲的基因型是 。
A F F E E B F F E e C F f E e D F f E E
解 由題干中給出公雞甲的性狀是毛腿豌豆冠，由此可推知公雞甲的基因型為 F、 E、，A、B、C、D四個供選答案與之都符合，再從四個供選答案中逐一進行反推，B與（1）矛盾。D與（2）矛盾。A與（1）和（2）都矛盾。只有C與（1）（2）都相符合。因此應選C。
4．排除法
排除法即根據題干所給出的條件和提出的問題，將供選答案中不合理的答案逐個排除，剩下的就是應選答案。這種方法適合于多種形式的選擇題。
例 在植物細胞里，大量生成ATP的細胞器是 。
A 葉綠體 B 核糖體 C 高爾基體 D 線粒體
解 葉綠體在光合作用中能產生一些ATP，但不是產生大量ATP；核糖體在合成蛋白質的過程中不但不能產生大量ATP，而且還要消耗AYP；高爾基體的活動也要消耗ATP。只有線粒體在進行有氧呼吸時才能產生大量的ATP。故本題答案為D。
5．綜合分析法
對于一些不易直接判斷出正確答案的選擇題，常要進行細致的分析、嚴謹的推理、正確的判斷才可能得出正確的答案。這樣的方法稱為綜合分析法。解答復雜的選擇題多用此法。
例 在某色盲男孩的父母、祖父母、外祖父母中，除祖父是色盲外，其他人色覺均正常，這個男孩的色盲基因來自 。
A 祖父 B 祖母 C 外祖父 D 外祖母
解 色盲是隱性伴性遺傳病，色盲男孩的基因型為XbY，根據伴性遺傳的交叉遺傳特點，該男孩的色盲基因來自母親，據其母親色覺正常，可知母親的基因型為護XBXb，又根據外祖父色覺正常（無色盲基因），可知母親的致病基因來自外祖母。故此題的正確答案為D。
六、解答生物學試題注意事項
1．仔細審題
仔細審題是正確解答試題的前提。見到一道試題之后，首先要弄清題目涉及的所有概念的含義和一些重要詞語的作用，排除表面現象的迷惑，以保證對題意的理解準確無誤。
例 將無毛桃植株的枝條嫁接到有毛桃植株上。無毛桃植株的基因型為AA，有毛桃植株的基因型為aa，在自交的情況下，接上去的枝條上所結種子的胚細胞的基因型是 。
A Aa B AA和Aa C AA D AA和aa
此題首先要弄清嫁接的概念，嫁接屬無性生殖，這里沒有AA與aa的雜交，只是AA與AA相交，不可能有他的產生。正確答案只能是C。若不仔細分析，很可能按AA與aa雜交對待，誤選A。
2．抓住關鍵
一道試題，不論其本身，還是其涉及的有關內容，都會包含有多個因素。在解題過程中，就是要排除次要因素的干擾，抓住解題的關鍵，使問題得到順利解決。
例 數百年前，我國黃土高原有茂密的森林，后來成了荒山禿嶺，主要原因是 。
A 北方寒流侵襲 B 過度開荒破壞了生態平衡
C 長年干旱，赤地千里 D 地殼運動頻繁
此題著重考察生態平衡的基礎知識，破壞生態平衡的原因有兩大類：一是自然因素，如地震、火山爆發、水旱災害、山崩等；二是人為因素，如人類對自然不合理的開發利用和環境污染等。人為因素是造成荒山禿嶺的主要原因。因此應選B。
3．把握規律
有些試題的解答是有一定規律的，掌握并應用好解答規律，就會使解答既迅速又準確。如解答遺傳方面的試題就有以下規律。
（1）某個體產生配子的類型數等于各對基因單獨形成的配子種數的乘積。
例 某基因型為A a B B C c D d的生物個體產生配子類型的計算。每對基因單獨產生配子種類數是：A a→2種，B B→l種，C c→2種，D d→2種，則此個體產生的配子類型為2×1×2×2＝8種。
（2）任何兩種基因型的親本相交，產生的子代基因型的種類數等于親本各對基因型單獨相交所產生基因型種類數的積。
例 A a B b C c×A a B b c c所產子代的基因型數的計算。因A a×A a所產子代基因型是3種，B b×B b所產子代的基因型也是3種，C c×c c所產子代基因型是2種，所以A a B b C c×A a B b c c所產子代基因型種數為3×3 ×2＝18種。
（3）任何兩種基因型的親本相交，產生的子代表現型的種類數等于親本各對基因單獨相交所產子代表現型種類數的積。
例 A a B b C c×A a B b c c所產于代的表現型數的計算。因A a×A a所產子代表現型是2種，B b×B b所產子代表現型是2種，C c×c c所產子代表現型也是2種，所以A a B b C c×A a B b c c所產表現型共有2×2×2＝8種。
（4）子代個別基因型所占比例等于該個別基因型中各對基因型出現概率的乘積。
例 A a B b×A a B B相交子代中基因型a a B B所占比例的計算。因為A a×A a相交子代中a a基因型個體占1/4，B b×B B相交子代中B B基因型個體占1/2，所以a a B B基因型個體占所有子代的1/4×1/2＝1/8。
（5）子代個別表現型所占比例等于該個別表現型中每對基因的表現型所占比例的積。
例 A a B b×A a B B所產子代中表現型a B所占比例的計算。因A a×A a相交所產子代中表現型a占1/4，B b×B B相交所產子代中表現型B占4/4，所以表現型a B個體占所有子代的1/4×4/4＝1/4。
第二章 生命的物質基礎
生物體都具有以下基本特征：生物體具有共同的物質基礎和結構基礎，都有新陳代謝作用，都有應激性，都有生長、發育和生殖的現象，都有遺傳和變異的特性，都能適應一定的環境。
第一節 組成生物體的化學元素及化合物
【知識概要】
生物體的生命活動都有共同的物質基礎，主要是指組成生物體的化學元素和化合物是大體相同的。
一、組成生物體的化學元素
組成生物體的化學元素有二十多種，它們在生物體內的含量不同。含量占生物體總質量的萬分之一以上的元素，稱大量元素，如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。生物生活所必需，但是需要量卻很少的一些元素，稱微量元素，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。這些化學元素對生物體都有重要作用。組成生物體的二十多種化學元素，在無機自然界都可以找到，沒有一種化學元素是生物所特有的。這個事實說明，生物界和非生物界具有統一性。
二、組成生物體的化合物
（－）糖類
1．生物學功能
糖類參與細胞組成，是生命活動的主要能源物質。
2．組成元素及種類
糖類的組成元素為C、H、O，分單糖、寡糖、多糖三類。
單糖是不能水解的最簡單的糖類，其分類中只含有一個多羥基醛或一個多羥基酮，如葡萄糖、果糖、核糖、脫氧核糖。葡萄糖和果糖都是含6個碳原子的己糖，分子式都是C6H12O6，但結構式不同，在化學上叫做同分異構體。如下圖所示：
葡萄糖 果糖 葡萄糖 果糖
環狀結構 鏈狀結構
核糖（C5H10O5）和脫氧核糖（C5H10O4）都是含有5個碳原子的戊糖，兩者都是構成生物遺傳物質（DNA或RNA）的重要組成成分。結構式如下圖所示：
核糖 脫氧核糖 葡萄糖 果糖 蔗糖
寡糖（低聚糖）是由少數幾個（1個以內）單糖分子脫水縮合而得的糖。常見的是含有2個單糖單位的雙糖，如植物細胞內的蔗糖、麥芽糖，動物細胞內的乳糖，存在于藻類細菌、真菌和某些昆蟲細胞內的海藻糖等。蔗糖的形成見上圖。
多糖是由多個單糖縮聚而成鏈狀大分子，與單糖、雙糖不同，一般不溶于水，從而構成貯藏形式的糖，如高等植物細胞內的淀粉，高等動物細胞內的糖元。纖維素是植物中最普遍的結構多糖。
（二）蛋白質
1．生物學功能
蛋白質具有催化作用、運輸作用和貯存作用、結構和機械支持作用、收縮或運動功能、免疫防護功能、調節作用。
2．組成元素和基本組成單位
蛋白質主要由C、H、O、N四種元素組成，多數還含有S。基本組成單位是氨基酸，其通式為。
組成天然蛋白質的氨基酸約有20種，都是L型的α氨基酸。氨基酸與氨基酸之間可以發生縮合反應，形成的鍵為肽鍵。肽是兩個以上氨基酸連接起來的化合物。兩個氨基酸連接起來的肽叫二肽，三個氨基酸連接起來的肽叫三肽，多個氨基酸連接起來的肽叫多肽。多肽都有鏈狀排列的結構，叫多肽鏈。蛋白質就是由一條多肽鏈或幾條多肽鏈集合而成的復雜的大分子。
3．結構
蛋白質結構分一、二、三、四級結構。在蛋白質分子中，不同氨基酸以一定數目和排列順序編合形成的多肽鏈是蛋白質的一級結構。蛋白質分子的高級結構決定于它的一級結構，其天然構象（四級結構）是在一定條件下的熱力學上最穩定的結構。
4．變性
蛋白質受到某些物理或化學因素作用時引起生物活性的喪失、溶解度降低以及其他物理化學因素的改變，這種變化稱為蛋白質的變性。變性的實質是由于維持高級結構的次級鍵遭到破壞而造成的天然構象的解體，但未涉及共價鍵的破壞。有些變性是可逆的（能復性），有些則不可逆。
（三）核酸
1．生物學功能
核酸是遺傳信息的載體，存在于每一個細胞中。核酸也是一切生物的遺傳物質，對于生物體的遺傳性、變異性和蛋白質的生物合成有極其重要的作用。
2．種類
核酸分DNA和RNA兩大類。所有生物細胞都含有這兩大類核酸（病毒只含有DNA或RNA）。
3．組成元素及基本組成單位
核酸是由C、H、O、N、P等元素組成的高分子化合物。其基本組成單位是核苷酸。每個核酸分子是由幾百個到幾千個核苷酸互相連接而成的。每個核苷酸含一分子堿基、一分子戊糖（核糖或脫氧核糖）及一分子的磷酸組成。如右圖所示：
DNA的堿基有四種（A、T、G、C），RNA的堿基也有四種（A、U、G、C）。這五種堿基的結構式如下圖所示：DNA中堿基的百分含量一定是A＝T、G＝C，不同種生物的堿基含量不同。RNA中A﹣U、G﹣C之間并沒有等當量的關系。
腺嘌呤（A） 鳥嘌呤（G） 胸腺嘧啶（T） 尿嘧啶（U） 胞嘧啶（C）
4．結構
DNA一級結構中核苷酸之間唯一的連接方式是3’、5’﹣磷酸二酯鍵，如下圖所示。所以DNA的一級結構是直線形或環形的結構。DNA的二級結構是由兩條反向平行的多核音酸鏈繞同一中心軸構成雙螺旋結構。
（四）脂類
脂類是生物體內一大類重要的有機化合物，由C、H、O三種元素組成，有的（如卵磷脂）含有N、P等元素，不溶于水，但溶于乙醚、苯、氯仿和石油醚等有機溶劑。
1．生物學功能
脂類是構成生物膜的重要成分；是動植物的貯能物質；在機體表面的脂類有防止機械損傷和水分過度散失的作用；脂類與其他物質相結合，構成了細胞之間的識別物質和細胞免疫的成分；某些脂類具有很強的生物活性。
2．種類
（l）脂肪 也叫中性脂，一種脂肪分子是由一個甘油分子中的三個羥基分別與三個脂肪酸的末端羥基脫水連成酯鍵形成的。脂肪是動植物細胞中的貯能物質，當動物體內直接能源過剩時，首先轉化成糖元，然后轉化成脂肪。在植物體內就主要轉化成淀粉，有的也能轉化成脂肪。
（2）類脂 包括磷脂和糖脂，這兩者除了包含醇、脂肪酸外，還包含磷酸、糖類等非脂性成分。含磷酸的脂類衍生物叫做磷酯，含糖的脂類衍生物叫做糖脂。磷脂和糖脂都參與細胞結構特別是膜結構的形成，是脂類中的結構大分子。
（3）固醇 又叫甾醇，是含有四個碳環和一個羥基的烴類衍生物，是合成膽汁及某些激素的前體，如腎上腺皮質激素、性激素。有的固醇類化合物在紫外線作用下會變成維生素D。在人和動物體內常見的固醇為膽固醇。
（五）水和無機鹽
1．水
水是細胞的重要成分，一般發育旺盛的幼小細胞中含水量較大，生命活力差的細胞組織中含水量較小，休眠的種子和孢子中含水量一般低于10％。水的作用有：水是代謝物質的良好溶劑，水是促進代謝反應的物質，水參與原生質結構的形成，水有調節各種生理作用的功能。
2．無機鹽
它在體內通常以離子狀態存在，常見的陽離子有K＋、Na＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋等；常見的陰離子有Cl－、SO42－、PO43－、HPO42－、H2PO4－、HCO3－等。各種無機鹽離子在體液中的濃度是相對穩定的，其主要作用有：維持滲透壓，維持酸堿平衡，特異作用等。
第二節 其他重要化合物
【知識概要】
一、細胞內能合流通的物質——ATP
1．ATP的結構
ATP（三磷酸腺苷）是各種活細胞內普遍存在的一種高磷酸化合物（水解時釋
放的能量在20～92kJ／mol的磷酸化合物）。ATP的分子簡寫成A－P～P～P，
A代表由腺嘌呤和核糖組成的腺苷，P代表磷酸基團，～代表高能磷酸鍵。ATP
中大量化學能就貯存在高能磷酸鍵中。ATP結構中的3個磷酸（Pi）可依次移
去而生成二磷酸腺苷（ADP）和一磷酸腺苷（AMP），如右圖：
2．ATP的作用
ATP水解時釋放出的能量，是生物體維持細胞分裂、根吸收礦質元素
離子和肌肉收縮等生命活動所需能量的直接來源，是細胞內能量代謝
的“流通貨幣”。在動物肌肉或其他興奮性組織中，還有一種高能磷酸
化合物即磷酸肌酸，它也是高能磷酸基的貯存者，其中的能量要兌換
成“流通貨幣”才能發揮作用。如圖下圖所示磷酸肌酸與ATP關系。
二、NAD＋和NADP＋
NAD＋又叫輔酶Ⅰ，全稱煙酰胺腺嘌呤二核苷酸；NADP＋又叫輔酶Ⅱ，
全稱煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸。它們都是遞氫體，能從底物里取得
電子和氫。NAD＋和NADP＋都是以分子中的煙酰胺部分來接受電
子的，所以煙酰胺是它們的作用中心。接受電子的過程如下圖所示：
這里雖然從底物脫下來的兩個電子都被接受了，但脫下來的兩個氫
原子卻只有一個被接受，剩下的一個質子H暫時被細胞的緩沖能
力接納下來，留待參與其他反應。因此，NAD＋和NADP＋的還原
形式被寫作NADH和NADPH。
第三章 生命的基本單位——細胞
第一節 細胞的形態和類別
【知識概要】
一、細胞的概念及形態
細胞是由原生質小團所組成的基本單位，其中含有一個核（或擬核），四周被膜包圍著。
細胞的大小千差萬別。最大的直徑近10cm，如駝鳥卵；小的需用電子顯微鏡才能看到，如支原體，其細胞直徑只有0.1um。一般細胞的直徑都在10～100um之間，觀察需要借助光學顯微鏡。
細胞的形狀多樣。有球狀、多面體、紡錘體和柱狀體等。由于細胞內在的結構、自身的表面張力以及外部的機械壓力的作用，各種細胞總是保持其一定的形態。細胞的形狀與功能之間有著密切關系，如運動神經元細胞質伸展長達幾米，用以傳導外界刺激產生的興奮。
二、原核細胞
原核細胞外部由質膜所包圍，質膜之外是堅固的細胞壁。細胞壁主要是由一種叫胞壁質的蛋白多糖組成。在原核細胞內含有DNA的區域，沒有核膜包圍，這個區域為擬核，其中只有一條DNA。原核細胞中沒有內質網、高爾基體、線粒體和質體等，但含有核糖核蛋白體、間體、粒狀物、類囊體和藍色體等。原核細胞細胞質中的內含物有氣泡。多磷酸顆粒、脂肪滴和蛋白粒等。由原核細胞構成的生物稱原核生物，如支原體、細菌、藍藻和放線菌等。
三、真核細胞
真核細胞的細胞質與細胞核之間有核膜把它們分開，細胞質中的細胞器與結構都比原核細胞復雜。真核細胞內含有的物質，大致可分為四類：①原生質，它是細胞質與細胞核所組成的生活物質的整體。細胞質包括質膜、內質網、高爾基體、中心體、線粒體、質體等。②后成質，由細胞分化出來具有一定機能的細胞衍生物，如纖毛、鞭毛等。③異質，由原生質高度特化的物質，如角質、木質、木柱質、纖維素等。④副質，細胞質中的內含物，都是新陳代謝的產物，如淀粉粒、糖元粒、油滴、乳液等。
四、真核細胞和原核細胞的主要區分見下表
真核細胞和原核細胞的主要區別
特性 原核細胞 真核細胞
細胞大小 較小（1～10um） 較大（10～100um）
染色體 一個細胞只有一條DNA，與RNA、蛋白質不聯結在一起 一個細胞有幾條染色體，DNA與RNA、蛋白質聯結在一起
細胞核 無核膜和核仁 有核膜和核仁
細胞器 核糖體 有線粒體、葉綠體、內質網、高爾基體等
內膜系統 簡單 復雜
微梁系統 無 有微管和微絲
細胞分裂 二分體、出芽，無有絲分裂 具有絲分裂器，能進行有絲分裂
轉錄與轉譯 出現在同一時間與地點 出現在不同時間與地點（轉錄在核內，轉譯在細胞質內）
五、動物細胞和植物細胞的區別
植物細胞的外面有細胞壁，它由纖維素和果膠質構成。細胞壁分為三層：中膠層、初生壁和次生壁。中膠層（胞間層）把相鄰細胞粘合在一起，初生壁在中膠層的兩側，所有植物細胞都具有。次生壁在初生壁里面，又分為外、中、內三層，厚而硬，不是所有植物細胞都有的。在兩個相鄰細胞之間的壁上，有胞間連絲聯結兩個相鄰細胞的原生質體，使細胞之間互相流通。此外，植物細胞的細胞器中有液泡和葉綠體。
動物細胞表面由質膜包著，它控制著細胞內物質的運輸。兩個相鄰細胞之間的質膜也可變形，形成聯結或橋粒，使兩個相鄰細胞“焊接”在一起，便于通訊。動物細胞質膜外無細胞壁，動物細胞內的微管對細胞的形態起著支持作用；動物細胞質內也無明顯的液泡和葉綠體。在核附近有中心體，細胞有絲分裂時，中心體能發出星狀細絲，分裂時稱為星體。
第二節 真核細胞的結構和功能
【知識概要】
一、細胞膜
1．細胞膜的化學組成
細胞膜主要由脂類和蛋白質組成，其中脂類以磷脂為主，它既有親水的極性部分（一般稱頭部），又有疏水的非極性部分（一般稱尾部）。構成膜的蛋白質按其在膜中與磷脂相互作用方式及排列部位不同，可以分為外在性蛋白和內在性蛋白兩大類，外在性蛋白與膜的內外表面相連，內在性蛋白嵌在脂質的內部，有的穿過膜的內外表面。
2．細胞膜的結構
關于細胞膜的結構有很多假說和模型，其中廣泛被接受的是“液態鑲嵌模型”。它有兩個主要特點：一是膜的結構不是靜止的，而是具有一定的流動性；二是膜蛋白質分布的不對稱性，即有的鑲嵌在脂質中，有的附在脂質表面。
3．細胞膜的功能
細胞膜的基本功能是：物質運輸、細胞膜受體作用、代謝的調節控制、細胞識別、信息傳遞、保護細胞等。物質運輸方面。細胞膜對物質的通過有高度的選擇性。物質出入細胞的三種方式見下表：
自由擴散 協助擴散 主動運輸
濃度 高→低 高→低 低→高
載體 不需要 需要載體協助 需要載體協助
能量 不消耗 不消耗 消耗
類例 水、脂溶性物質 葡萄糖進入紅細胞 無機離子、氨基酸進入細胞
此外，一些大分子物質或物質團塊，還可以通過內吞和外吐的方式進出細胞。如白細胞吞噬侵入人體的病菌，屬內吞方式；腺細胞所分泌的酶的過程，屬外吐方式。內吞和外吐也需消耗能量。
二、細胞質
1．基質
細胞基質呈膠體狀，除含有小分子和離子外，還含有脂類、糖、氨基酸、蛋白質、RNA等。在基質中存在著幾千種酶，大多數中間代謝，如糖酵解、氨基酸合成等都在這里進行。在基質內分散著具一定結構和功能的小“器官”叫細胞器，如線粒體、質體。中心體、內質網、核糖體、溶酶體以及微管和微絲等。
2．線粒體
（1）線粒體形狀、大小和數目線粒體一般呈線狀或顆粒狀，線粒體的直徑約0.5～1um，長2～10um。線粒體數目因細胞類型和生理狀況而不同，每個細胞中線粒體的數量可以從1到50萬個，在生理活動旺盛的細胞中，線粒體數目多；在衰老或休眠的細胞中線粒體較少。
（2）線粒體結構電鏡下觀察線粒體由內外兩層膜所包圍。外膜磷脂含量較高，透性較強，有利于線粒體內外物質交換。內膜透性較差，在不同部位向內折疊形成嵴。嵴之間的內部空隙叫嵴間腔，里面充滿基質，基質中含有蛋白質和少量DNA。內外膜之間的間隙叫膜間腔。里面充滿液體。線粒體的內外膜上都附有酶系顆粒，在外膜上牢固附著的是檸檬酸循環所必需的酶系顆粒。檸檬酸循環所產生的NADPH（還原性H）通過膜進入線粒體，使ADP轉變成ATP。在內膜內側附著有許多帶柄小顆粒，這種顆粒就是可溶性三磷酸腺苷。
（3）線粒體功能線粒體是細胞呼吸中心。它通過有呼吸作用的多種酶系顆粒，能將細胞質中的糖酵解，產生丙酮酸，再進一步氧化產生能量，并將能量貯藏在ATP高能磷酸鍵中。ATP通過膜上的小孔向外擴散到細胞質中，供細胞其他生理活動時能量的需要。
3．質體
質體是綠色植物細胞所特有的細胞器。根據顏色和功能的不同，成熟的質體分白色體、有色體和葉綠體三類。
（1）白色體（也叫無色體） 因所在的組織和功能的不同可分為造粉質體、造蛋白質體和造油體。
（2）有色體 有色體內含有葉黃素和胡蘿卜素，呈紅色或橙黃色。它存在于花瓣和果實中，其主要功能是積累淀粉和脂類。
（3）葉綠體主要存在于葉肉細胞和幼莖皮層細胞內，是光合作用的場所。葉綠體由內外兩層膜包圍，葉綠體膜能控制代謝物質進出葉綠體。膜內淡黃色、半流動狀態的物質叫基質，主要是可溶性蛋白質（酶）和其他代謝物質?；|中懸浮著濃綠色圓柱狀顆粒叫基粒。每個基粒由兩個以上類囊體重疊而成基粒片層，類囊體由自身閉合的雙層薄膜組成。有些類囊體和基粒中的基粒片層橫向連接，使基粒跟基粒相連，這種類囊體叫做基質片層。葉綠體的光合色素主要集中在基粒中，類囊體的內膜和外膜上分別附有幾十種與光合作用有關的酶。光合作用的光反應在類囊體薄膜上進行，合成有機物的暗反應，在葉綠體基質中進行。
4．內質網和高爾基體
內質網是由單層膜組成，有兩種類型：粗糙內質網和光滑內質網。粗糙內質網呈扁平囊狀，內質網膜的外面附有核糖核蛋白體顆粒，是細胞內合成蛋白質的主要部位。粗糙內質網常與核膜的外膜相連。光滑內質網呈管狀，膜上沒有顆粒，常與有分泌功能的高爾基體相連。光滑內質網與脂類物質的合成、糖元等的代謝有關。
高爾基體是由雙層膜、表面光滑的大扁囊和小囊泡構成，多數扁囊和囊泡集合在一起，又叫高爾基復合體。在植物細胞內，有高爾基體合成的果膠、半纖維和木質素等物質，這些物質參與細胞壁的形成。在動物細胞內，高爾基體參與蛋白質的分泌。
在細胞生物學中，把核被膜、內質網、高爾基體、小泡和液泡等看成是在功能上連續統一的細胞內膜，被稱為內膜系統。
5．液泡系
液泡系是指由內膜所包圍的小泡和液泡，除線粒體和質體外，都屬于液泡系。液泡的類型可分為以下幾種：①高爾基液泡，由高爾基體成熟面高爾基地邊緣形成的小泡，其中含有水解酶等。②溶酶體，由內質網形成，其中含有水解酶。③圓球體，為植物細胞所特有，相當于溶酶體，也是由內質網形成。④微體，按其中所含的酶來確定它們的性質。⑤自噬小體，由一層膜將一小部分細胞質包圍而成，其中被消化的物質是細胞質內含有的各種組成，如線粒體、內質網的碎片等。⑥吞噬泡，由質膜的內陷作用吞噬了營養顆粒而成。⑦胞飲液泡，由質膜的內陷作用吞噬了一些溶液或營養液而成。⑧糊粉粒，在植物的種子中產生的一種特異的液泡，其中貯有蛋白質（多數是酶），起源于內質網。⑨收縮泡，為原生動物所含有的液泡，具有伸縮性，收縮時可把廢液和過量的水分排出體外。動、植物液泡都是由一層單位膜包圍而成。
植物細胞中的液泡是植物細胞顯著特征之一。液泡里有細胞液，細胞液主要成分是水，另外含有糖類、丹寧、有機酸、植物堿、色素、鹽類等。植物細胞的液泡既是細胞營養物質的貯藏器，也是廢物的排泄器。
溶酶體是溶解或消化小體，內含各種水解酶，在動植物細胞中都含有這類細胞器。細菌內沒有發現溶酶體。溶酶體的功能有三個方面：正常消化作用、自體吞噬、細胞自溶作用。
微體有兩種類型：過氧化物酶體和乙醛酸循環體。前者存在于動、植物細胞內，而后者僅存在于植物細胞內。
植物細胞內的圓球體和糊粉粒都含有水解酶，具有動物溶酶體同樣的功能。
6．核糖核蛋白體
核糖體顆粒存在于所有類型的活細胞內，游離在細胞質中或附著在粗糙型內質網上，快速增殖的細胞中含量更多。根據核糖體的沉降系數，把不同來源的核糖體分為70S型（具有30S和50S兩個亞單位）和80S型（具有40S和60S兩個亞單位）兩大類。80S分布在真核細胞的細胞質中，而70S則存在于原核細胞與葉綠體內。
聚核糖體是蛋白質合成的主要場所。
7．中心體
中心體是動物細胞和低等植物細胞特有的細胞器。它包括兩部分：中央部分有中心粒，周圍的致密物質叫中心球。它存在的位置比較接近細胞中央，在核的一側，所以叫中心體。在電鏡下看到，中心粒由27條很短的微管組成，從橫切面看到是由9個三體微管盤繞成的環狀結構。三體微管之間和它的周圍有質地比較致密的細粒狀物質。中心粒對細胞分裂期紡錘絲的排列方向和染色體的移動方向，起著重要作用。
8．微管和微絲
微管是細胞的骨骼，而微絲則是細胞的肌肉系統。
微管含有微管蛋白，微絲含有的分子與肌肉中的肌動蛋白、肌球蛋白和原肌球蛋白相同，也有像肌肉一樣的收縮功能。
微管的功能有：支架作用、細胞的運動、細胞分裂、細胞內運輸、細胞壁的結構等。微管可以單體到多聚體集合成完整的管子，但經低溫、高壓、秋水仙素和長春花堿等處理后就會破壞，使細胞變形，也不能運動。
微絲擔負著細胞內運輸、細胞質運動、細胞的移動和肌肉的收縮等功能。
三、細胞核
細胞核是細胞內儲存、復制和轉錄遺傳信息的主要場所。在真核細胞中，除高等植物成熟的篩管以及哺乳類成熟的紅細胞外，都有細胞核。細胞核的核膜由兩層膜組成，包在核之外。核膜上有許多穿孔，稱核孔，全部核孔占膜面積的8％以上。核孔是細胞核和細胞質進行物質交換的通道。核液充滿在核膜內，是以核蛋白為主的膠態物質，染色質和核仁懸浮在其中。當這些基質呈液體狀態（溶膠）時叫核液，呈半固體狀態（凝膠）時叫核質。核仁主要由蛋白質和RNA組成，它與合成核糖體RNA有關。染色質是細胞核的重要成分，是真核細胞間期核中DNA、組蛋白、非組蛋白性蛋白質以及少量RNA所組成的一串念珠狀的復合體，是能被堿性染料染色的物質。
第三節 細胞周期和細胞分裂
【知識概要】
一、細胞周期
1．概念
細胞周期是指細胞一次分裂結束開始生長，到下一次分裂完成所經歷的過程。
2．細胞周期分四個時期
①從有絲分裂完成到DNA復制前的這段間隙時間叫G1期。②DNA復制的時期叫S期。在S期，DNA的含量增加一倍。③從DNA復制完成到有絲分裂開始，這段時間叫G2期，細胞分裂期的開始，標志著G2期的結束。④從細胞分裂開始到結束，也就是染色體的凝縮、分離到平均分配到兩個子細胞為止，叫M期。M期包括前、中、后、末四個時期。
在細胞生長繁殖過程中，有的細胞在前一周期結束后，不再進入下一周期，而是退出了細胞周期，細胞這時所處的時期叫G0期。G0期的細胞不合成DNA，也不發生分裂，而處于靜止狀態。
二、細胞分裂
細胞分裂有三種方式：即無絲分裂、有絲分裂和減數分裂。
無絲分裂又稱直接分裂。分裂時無染色體出現，不形成紡錘體，也無核膜、核仁的消失。無絲分裂過程簡單，遺傳物質也不能平均分配，但能保持親代個體的遺傳性。
有絲分裂是真核生物細胞分裂的基本形式，也稱間接分裂。在分裂過程中出現由許多級錘絲構成的紡錘體，經復制后的染色質集縮成棒狀的染色體，并平均分配到子細胞中。細胞有絲分裂是一個連續的過程，為研究方便，按照各時期的特點，人們將有絲分裂分為間期和分裂期。分裂期又包括前期、中期、后期和末期。
減數分裂是以有性方式繁殖的動、植物，在形成生殖細胞時發生的分裂。減數分裂有三種類型：合子減數分裂、配子減數分裂、居間減數分裂。
有絲分裂和減數分裂的區別比較
有絲分裂 減數分裂
形成體細胞分裂的方式 形成生殖細胞分裂的方式
分裂過程是一次細胞分裂 分裂過程是兩次連續的細胞分裂
同源染色體不發生配對聯會 同源染色體配對、聯會、交叉和交換，形成四分體
染色體數目不減半（2n→2n） 第一次分裂染色體數目減半（2n→n）
分裂結果形成兩個體細胞 分裂結果形成四個生殖細胞
第四節 細胞的分化及其他
【知識概要】
一、細胞的分化與衰老
細胞通過分裂在形態、功能和蛋白質合成等方面發生穩定差異的過程叫細胞分化。細胞分化的基礎是核基因的選擇性表達，它需要有細胞質的協調作用。細胞質的不均勻分布，決定著后代細胞的分化方向，也決定著成體細胞的分化方向。
衰老的細胞一般特征是：①原生質減少；②水分減少；③核外染色物質減少；④細胞核與細胞質的比率縮?。虎菁毎斯炭s；⑥色素生成；⑦酶的活性變化；⑧核酸與蛋白質的變化。
二、細胞的全能性
細胞全能性包含以下兩方面的含義：①有些動物細胞的胚胎早期分裂球（2—4細胞期），經人工分離后，能各自單獨發育為完整的，但體積相應減小的胚胎；②植物的體細胞在離體培養下能再生成完整的植株。
三、細胞的癌變
由生物體正常細胞轉變成的不受控制而惡性增殖的細胞叫做癌細胞。
癌細胞具有無限分裂的能力，細胞癌變后，細胞膜表面的抗原會發生變化。誘導正常細胞癌變的因素有化學的、物理的和生物的多方面因素。突變理論認為：癌是由體細胞突變而來。因為：①癌是由一個單細胞增殖的克隆引起的；②致癌劑多為突變劑；③生物年齡越大，自發癌的頻率越高；④癌細胞的改變和細胞群體中細胞的進化一樣。
四、細胞工程
應用細胞生物學的方法，按照人們預先的設計，有計劃地改變或創造細胞遺傳物質的技術，以及發展這種技術的研究領域，叫做細胞工程。細胞工程學可分為五個部分：基因工程學，染色體工程學，染色體組工程學，細胞質工程學，細胞并合工程學。
第四章 生物的新陳代謝
第一節 酶
【知識概要】
一、酶的概念
1．酶是生物催化劑
酶是由生物體活細胞所產生的一類具有生物催化作用的有機物。生物體內的新陳代謝過程包含著許多復雜而有規律的物質變化和能量變化，其中的許多化學反應都是在酶的催化作用下進行的。
2．酶的化學本質是蛋白質
酶具有一般蛋白質的理化性質。從酶的化學組成來看，有簡單蛋白和復合蛋白兩類。屬于簡單蛋白的酶，只含有蛋白質；屬于復合蛋白的酶分子中，除了蛋白質外，還有非蛋白質的小分子物質，前者稱酶蛋白，后者稱輔助因子，可分為輔酶和輔基兩類。近些年來發現，絕大多數酶是蛋白質，有的酶是RNA。
二、酶催化作用的特點
酶與一般催化劑一樣，能降低化學反應所需的活化能，使反應速度加快，反應完成時，酶本身的化學性質并不發生變化。
酶與一般非生物催化劑不同的特點是：1．高效性；2．專一性；3．需要適宜的條件。
三、酶催化作用的機理
現在認為，酶進行催化作用時，首先要和底物結合，形成一中間絡合物，它很容易轉變為產物和酶；該過程可表示為：S（底物）＋E（酶）→SE（中間絡合物）E（酶）＋P（反應產物）。酶分子中直接與底物結合并與酶催化作用直接有關的部位稱為“活性（力）中心’。一般認為，酶的活性中心有兩個功能部位：結合部位和催化部位。
四、影響酶催化作用的因素
影響酶催化作用的因素有底物濃度、溫度、pH、酶濃度、激活劑和抑制劑等。
第二節 植物的營養器官
【知識概要】
一、根
根據發生的部位，根分成主根、側根和不定根三種。植物地下部分所有根的總和叫做根系，分為直根系和須根系兩種。
從根的頂端到著生根毛的部分叫做根尖，它是根生長、分化、吸收最活躍的部位。從根尖的頂端起，依次分成根冠、分生區（生長點）、伸長區和成熟區（根毛區）四部分。
根的初生結構由外向內分成表皮、皮層和維管柱（中柱）。皮層的最內層細胞叫做內皮層，這層細胞的徑向壁和橫壁上形成栓質化的帶狀加厚結構，叫做凱氏帶，它具有加強控制根的物質轉移的作用。維管柱由中柱鞘、初生木質部和初生韌皮部三部分組成。雙子葉植物的根可以進行次生生長，由形成層細胞進行細胞分裂，向內形成次生木質部，向外形成次生韌皮部。
根的生理功能是吸收、支持、合成和貯藏，有些植物的根還有營養繁殖的作用。
二、莖
莖的形態特征是有節和節間，有芽，落葉后節上有葉痕。莖因生長習性的不同，可以分為直立莖、攀援莖、纏繞莖和匍匐莖四類。
莖的主干由種子的胚芽發育而成，側枝由主干上的芽發育而成。因此，芽是一個枝條的雛型，將植物的葉芽縱切，從上到下依次為生長點、葉原基、幼葉、腋芽原基。
雙子葉植物莖的初生結構分為表皮、皮層和維管柱。維管柱由維管束、髓和髓射線三部分組成。維管束是初生韌皮部、形成層和初生木質部組成的束狀結構。雙子葉植物莖的維管束常排列成筒狀。莖的次生結構是由形成層的活動而加粗的部分。由于形成層的活動受四季氣候影響而在多年生木質部橫切面上出現年輪。
一般單子葉植物的莖只有初生結構，由表皮、維管束和薄壁組織組成。表皮下有機械組織，起支持作用，其細胞常含葉綠體。維管束是分散的，有的植物莖中空成髓腔。
莖的生理功能主要是運輸水分、無機鹽類和有機營養物質，同時又能支持技、葉、花和果實展向空中。此外還有貯藏和營養繁殖的作用。
三、葉
植物的葉一般由葉片、葉柄和托葉三部分組成。葉片內分布著葉脈，葉脈有網狀脈和平行脈之分。葉柄有支持和輸導作用。
葉片的結構通常分三部分：表皮、葉肉和葉脈。表在分為上表皮和下表皮。表皮細胞之間有許多氣孔，由兩個保衛細胞圍成，保衛細胞控制著氣孔的開閉。氣孔是葉蒸騰水分和氣體進出的通道。葉肉由含許多葉綠體的薄壁細胞組成，分為柵欄和海綿組織，大中型葉脈由維管束和機械組織構成，木質部在上，韌皮部在下。葉脈越細，結構越簡單。
四、根、莖、葉的變態
根的變態包括貯藏根（有肉質直根、塊根）、氣生根（有支柱根、呼吸根、攀援根等）、寄生根（吸器）；莖的變態包括地下莖的變態（有塊莖、鱗莖、球莖、根狀莖等）、地上莖的變態（有莖卷須、枝刺、葉狀枝、肉質莖等）；葉的變態，有苞葉、葉卷須、鱗葉、葉刺、捕蟲葉等。
第三節 植物的光合作用
【知識概要】
一、光合作用的概念及其重要意義
光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧的過程。光合作用的重要意義是把無機物轉變成有機物，轉化并儲存太陽能，使大氣中的氧和二氧化碳的含量相對穩定等。總之，光合作用是地球上幾乎一切生物的生存、繁榮和發展的根本源泉。
二、光合作用的場所和光合色素
葉片是植物進行光合作用的主要器官，葉綠體是光合作用的重要細胞器。葉綠體的類囊體薄膜上分布有光合色素，在類囊體膜和間質中存在許多種光合作用需要的酶。
葉綠體中的色素有三類：①葉綠素，主要是葉綠素a和葉綠素b。絕大多數葉綠素a分子和全部葉綠素b分子具有收集光能的作用，少數不同狀態的葉綠素a分子有將光能轉換為電能的作用。②類胡蘿卜素，包括胡蘿卜素和葉黃素。它們除有收集光能的作用之外，還有防止光照傷害葉綠素的功能。③藻膽素，是藻類進行光合作用的主要色素。
三、光合作用的過程
光合作用的總反應式概括為：
CO2＋H2O（CH2O）＋O2
1．光反應階段
是由光引起的光化反應，在葉綠體的類囊體上進行，包括兩個步驟：①光能的吸收、傳遞和轉換，是通過原初反應完成的。這個過程使光能轉換為電能。②電能轉換為活躍化學能過程，是通過電子傳達和光合磷酸化完成的。結果使電能轉變成的活躍化學能貯存于ATP和NADPH2中。
2．暗反應階段
是由若干酶所催化的化學反應，不需要光，在葉綠體的間質中進行。暗反應是活躍的化學能轉變為穩定化學能的過程，通過碳同化來完成。碳同化的途徑有卡爾文循環（C3途徑）、C4途徑和景天科酸代謝（CAM）?？栁难h是碳同化的主要形式，大體分三個階段：①羧化階段（CO2的固定）。②還原階段。③更新階段。根據碳同化的最初光合產物的不同，把高等植物分為C3植物和C4植物兩類。
四、外界條件對光合作用的影響
影響光合作用的外界條件主要有光照強度、二氧化碳濃度、溫度和水含量等。
第四節 植物對水分的吸收和利用
【知識概要】
一、植物細胞對水分的吸收
細胞吸水的主要方式是滲透吸水。細胞的滲透吸水取決于水勢。純水的水勢最高，定為零值，則其他溶液的水勢就成負值，溶液越濃，水勢越低，水勢總是從水勢高的系統通過半透膜向水勢低的系統移動。成熟的植物細胞是一個滲透系統，細胞的水勢表示為：
水勢＝滲透勢＋壓力勢＋襯質勢
當細胞處于不同濃度的溶液中時，在細胞內外就會有水勢差，從而發生滲透作用。可以用“植物細胞的質壁分離和復原”實驗來證明植物細胞的滲透作用。
植物細胞在形成液泡之前依靠吸脹作用吸水。吸脹作用是親水膠體吸水膨脹的現象。
二、植物根系對水分的吸收
根系吸水有兩種動力：（l）根壓：即根系的生理活動使液流從根部上升的動力。從土壤到根內通常存在一個由高到低的水勢梯度。使水分由土壤溶液進入根的表皮、皮層，進而到達木質部導管。此外水分還可以通過成熟區表皮細胞壁以及根內層層細胞之間的間隙向里滲入，最終也達到導管。（2）蒸騰拉力：這種吸水是依靠蒸騰失水而產生的蒸騰拉力，由枝葉形成的力量使到根部而引起的被動吸水。
影響根系吸水的外界條件有土壤中可用水分、土壤通氣狀況、土壤溫度、土壤溶液濃度等。
三、蒸騰作用
水分以氣體狀態從植物體表面（主要是葉）散失到體外的現象叫做蒸騰作用。蒸騰作用對植物體有重要生理意義。蒸騰作用是植物對水分吸收和運輸的主要動力，蒸騰作用能促進礦質養料在體內的運輸，蒸騰作用能降低葉片的溫度。
植物成長以后，蒸騰作用主要通過葉面進行。葉面蒸騰分為角質蒸騰和氣孔蒸騰，后者是最主要形式。
外界條件影響蒸騰作用的最主要因素是光照，此外還有空氣相對濕度、溫度、風等。生產實踐上，一方面要促使根系生長健壯，增強吸水能力；另一方面要減少蒸騰，這在干旱環境中更為重要。
四、植物體內水分的運輸
水分被根系吸收進入木質部的導管和管胞后，沿著木質部向上運輸到莖或葉的木質部，而到達植物體的各部。水分子在導管內上有蒸騰拉力，下有根壓，中間有水分子本身的內聚力，使水分形成連續的水柱源源而上。
第五節 植物的礦質營養
【知識概要】
一、植物必需的礦質元素及其主要生理作用
植物生長發育必需的元素有C、H、O、N、P、K、S、Ca、Mg、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo和Cl等16種，除C、H、O以外的13種元素主要由根系從土壤中吸收，叫做礦質元素。植物對前9種元素需要量相對較大，屬于大量元素；對后7種元素需要量極微，屬于微量元素。
礦質元素的生理作用：一是細胞結構物質的組成成分；二是植物生命活動的調節者，參與酶的活動；三是起電化學作用，即離子濃度的平衡。膠體的穩定和電荷中和等。
二、植物體對礦質元素的吸收
根吸收土壤中礦質離子的過程，首先通過交換吸附把離子吸附在根部表皮細胞表面；然后靠擴散作用，通過非質體運輸進入皮層內部，同時，也靠呼吸供給的能量做功，通過共質體主動運輸進入根細胞內部；最后進入導管。
根吸收礦質元素的主要特點表現在：根吸收礦質元素和吸收水分是相對獨立的，根對離子的吸收有選擇性。
三、生物固氮
某些微生物把空氣中的游離氮固定轉化為含氮化合物的過程稱為生物固氮。固氮微生物依靠固氮酶，消耗能量，把氮還原成氨，供植物利用。其總反應式為
N2＋8e－＋8H＋＋16ATP2NH3＋H2＋16ADP＋16Pi
四、礦質元素在植物體內的運輸和利用
吸收到根內的礦質元素，多數同化為有機物，有一些仍呈離子狀態。它們進入導管后，隨蒸騰作用流經木質部一起上升到地上各部，有些物質可從木質部橫向運輸到韌皮部。
在植物體內，參與循環的元素大多分布于代謝較旺盛的幼嫩部分，Ca、Fe等不參與循環的礦質元素在越老的器官含量越多。
第六節 高等動物和人體內的主要代謝系統
【知識概要】
一、消化系統
1．消化系統的組成
高等動物和人體的消化系統分為消化管和消化腺兩部分。消化管一般分為口腔、咽、食道、胃、小腸（十二指腸、空腸和回腸）、大腸（盲腸、結腸和直腸）和肛門。小腸是消化和吸收的主要場所，是消化管中最長的部分。消化腺分為兩類，一類是位于消化道外的大消化腺，如唾液腺、肝、胰；一類是位于消化道壁、粘膜層的大量小消化腺，如胃腺、腸腺。消化腺分泌的消化液里含多種消化酶。肝臟是體內最大的消化腺，具有分泌膽汁、物質代謝、參與血細胞生成和破壞、解毒、產生體熱等作用。
2．食物的營養成分
組成食物的營養成分分為糖類、脂類、蛋白質、維生素、無機鹽和水六大類。其中蛋白質、水、脂類等是構成機體的重要原料；糖類、脂類、蛋白質等有機物是機體生命活動的能源物質；維生素和無機鹽對生命活動起調節作用。
3．食物的消化
消化是指食物通過消化管的運動和其在消化液的作用下被分解為可吸收成分的過程。消化的方式有細胞內消化和細胞外消化兩種。消化的過程分為機械性消化和化學性消化。機械性消化是通過牙齒的咀嚼和胃腸的蠕動，將食物磨碎、攪拌和消化液混合、輸送排出殘渣等一系列消化管的運動機能。化學性消化是在生物體內把蛋白質、脂類和糖類等高分子物質分解成結構簡單、能被吸收的小分子物質的過程，它是依靠消化液中各種消化酶來完成的。
4．營養物質的吸收
各種營養物質的消化產物以及水、無機鹽和維生素等，通過消化管壁粘膜上皮細胞進入血液和淋巴的過程叫做吸收。小腸是吸收的主要部位，胃只能吸收少量酒精和水分，大腦能吸收水、無機鹽和部分維生素，小腸上皮細胞吸收營養物質時，水、甘油、膽固醇等是通過滲透、擴散等作用來吸收的，葡萄糖、氨基酸、無機鹽離子等是通過主動運輸來吸收的。甘油和脂肪酸被吸收到小腸上皮細胞后重新合成脂肪、再外包卵磷脂和蛋白質形成的膜，形成乳糜微粒。脂肪的主要轉運途徑是淋巴，經淋巴轉入血液，其余營養物質的轉運途徑是通過血液循環。
二、循環系統
1．循環系統的組成
循環系統包括心血管系統和淋巴系統兩部分。血液循環是在由心臟和血管組成的密閉的心血管系統中進行的。其中，心臟是血液循環的動力器官，血管是血液循環的管道，瓣膜是使血液向一定方向流動的特殊結構。
2．血液循環途徑
血液循環分為體循環和肺循環。體循環和肺循環的大體途徑歸納如下。
3．血液
血液由血漿和血細胞組成。血漿是血液的液
體部分，有運輸血細胞、營養物質和代謝產
物的作用。血細胞包括紅細胞、白細胞和血
小板三種。紅細胞有運輸O2和CO2的功能，
白細胞起防御和免疫作用，血小板能促進止
血和加速凝血。
4．心臟
心臟為一中空的肌性器官。哺乳類和人的心
臟有左、右心房和左、右心室四腔室，由中
隔分為不相通的兩半。同側心房和心室之間有房室口相通，左房室四有二尖瓣，右房室口有三尖瓣，它們都朝心室方向開放，使血液只能從心房流入心室。
右心房與上、下腔靜脈相連通，右心室與肺動脈相連通，左心房與四條肺靜脈相連通，左心室與主動脈相連通。在肺動脈和主動脈起始部位的里面，各有三個半月形的瓣膜，分別稱為肺動脈辯和主動脈瓣，它們都朝動脈方向開啟，能阻止血液由動脈返回心室。
心臟有一套傳導系統，能自動地、節律地發生興奮。心臟有心動周期，心搏頻率和心輸出量等生理指標。
5．血管
根據結構、功能和血流方向不同，血管分為動脈、靜脈和毛細血管。
動脈是把血液從心臟輸送到身體各部分去的血管，動脈的管壁厚。彈性大、管內血流的速度快，心臟搏動所引起的主動脈管壁發生搏動，這搏動沿動脈管壁向外周傳遞，就是脈搏。
靜脈是把血液從身體各部分送回心臟的血管，與伴行的動脈相比，靜脈管壁薄，彈性小，管腔大，管內血流的速度慢。四肢靜脈的內表面通常有防止血液倒流的靜脈瓣。
毛細血管是連通于最小的動脈與最小的靜脈之間的血管，毛細血管數量大，分布廣，管壁由一層扁平細胞構成，管內血流的速度極慢，是血液和組織液進行物質交換的部位。
6．淋巴系統
淋巴系統是心血管系統的輔助部分。它由淋巴管、淋巴結、脾等組成。淋巴循環是未被毛細血管吸收的、可流動的少量組織液進入組織間隙的毛細淋巴管成為淋巴，逐級匯合進入較大的淋巴管，通過淋巴結，最后經左側胸導管和右側淋巴管進入左、右鎖骨下靜脈的過程。
7．循環系統的作用
循環系統能運輸代謝原料和代謝廢物，保證機體新陳代謝的進行；把內分泌腺分泌的激素運輸到機體各部，執行體液調節作用；運輸白細胞和淋巴細胞，有免疫功能；維持機體內環境的恒定，為生命活動提供最適宜的條件。
三、呼吸系統
1．呼吸系統的組成和結構
呼吸系統由輸送空氣的呼吸道和進行氣體交換的肺組成。呼吸道包括鼻、咽、喉、氣管和支氣管，通常把鼻、咽、喉劃為上呼吸道，氣管、支氣管劃為下呼吸道。
鼻腔分成嗅部和呼吸部；喉是呼吸道的一部分，也是發聲器官；氣管反復分支為各級支氣管和細支氣管，再由終末細支氣管分支為呼吸性細支氣管，后者再經分支連接肺泡管、肺泡囊和肺泡。
肺是呼吸系統的主要器官，是氣體交換的場所，肺內最小的呼吸單位是肺泡，肺泡由單層上皮細胞構成，被毛細血管網包繞，保證了肺泡內充分的氣體交換，肺泡外有豐富的彈性纖維，有助于吸氣后肺泡的彈性回縮。
2．呼吸的過程與原理
呼吸過程包括三個連續的環節：（1）外呼吸（肺呼吸），指外界環境的氣體在肺部和體內的氣體交換，包括肺的通氣和肺泡內的氣體交換；（2）氣體在血液中的運輸，氧由肺經過血液循環運送到組織，同時二氧化碳由組織運輸到肺；（3）內呼吸（組織呼吸），指血液與組織細胞之間的氣體交換。
肺的通氣與呼吸運動密切相關。胸部有節律地擴大與縮小稱為呼吸運動。它包括吸氣和呼氣兩個過程。呼吸運動是由呼吸肌的舒縮活動引起的，人體主要的呼吸肌有隔肌和肋間肌。由于呼吸運動形成了肺內氣壓與大氣壓之間的壓力差，才使氣體能夠進出肺泡，實現肺的通氣。
肺泡內的氣體交換和組織里的氣體交換都通過擴散作用來實現。氣體交換的動力是氣體壓力差，肺泡氣、動脈血、靜脈血液、組織內的氧氣分壓和二氧化碳分壓各不相同，彼此存在分壓差。于是氣體就從分壓高處向分壓低處擴散?？傊?，肺循環中毛細血管的血液不斷從肺泡獲得氧氣，放出二氧化碳；而體循環中毛細血管的血液則供給組織氧氣和接受來自組織的二氧化碳，從而不斷滿足細胞新陳代謝的需要。
四、泌尿系統
1．排泄的概念與途徑
人和動物把新陳代謝的最終產物，多余的水和無機鹽，以及其他機體不需要或對機體有害的物質排出體外的過程，叫做排泄。人體的主要排泄器官是腎臟，此外還有皮膚的汗腺、肺和大腸。尿在腎臟里形成，經輸尿管到達貯尿的膀就，最后由尿道排出體外。腎、輸尿管、膀胱和尿道組成泌尿系統。
2．腎臟的結構
腎臟是泌尿系統的主要器官。從腎臟的縱剖面看，腎實質可以分為皮質和髓質兩部分。髓質與漏斗狀的腎盂相連通。每個腎約由一百多萬個腎單位以及集合管和少量結締組織組成。腎單位是腎臟的結構和功能的基本單位，腎單位的組成與分布歸納如下。
腎單位包括腎小體、腎小管；腎小體位于皮質，由腎小球、腎小囊組成；腎小管位于皮質和髓質，由近曲小管、髓袢細段、遠曲小管組成。
腎小管最終通入集合管，后者伸入腎盂，再由腎盂連接輸尿管。
3．尿的形成
尿是由流經腎單位的血液形成的，它包括三個步驟：（1）腎小球的濾過作用。血液流經腎小球時，血液里除血細胞和大分子蛋白質外，其余成分都能夠濾過到腎小囊腔中，生成原尿。（2）腎小管和集合管的重吸收作用。原尿中的葡萄糖、氨基酸、小分子蛋白質等營養物質幾乎被全部主動重吸收，水和Na＋、Cl－、Ca2＋等大部分被重吸收，少量尿素也隨之被重吸收，肌酐則完全不被重吸收。（3）腎小管和集合管的分泌和排泄作用。腎小管上皮細胞可以把代謝產物的某些物質如H＋、NH3等分泌到管腔中，或把血液中某些物質轉運到腎小管管腔中去。通過上述三個過程，最終形成終尿。
五、內環境的穩態
人體內含有的大量液體，稱為體液。體液分為細胞內液和細胞外液。人體內的細胞外液構成了人體內細胞生活的液體環境，這個液體環境叫做人體的內環境。人體內的細胞可以通過內環境，與外界環境之間間接地進行物質交換。循環、消化、呼吸和泌尿系統與體內細胞的物質交換有密切的關系，神經和內分泌系統則起著重要的調節作用。
生理學家把正常機體在神經和體液調節下，通過各個器官、系統的協調活動，共同維持內環境的相對穩定狀態，叫做內環境穩態。內環境穩態是機體進行正常生命活動的必要條件。
第七節 人和動物體內有機物的代謝
【知識概要】
一、糖類代謝
糖類是動物和人生命活動的主要能源。食物中的糖類主要是淀粉。淀粉經過消化分解成葡萄糖，被小腸吸收進人血液循環，運輸到全身各個器官和組織中。糖類在體內主要有三個變化：氧化分解、合成糖元和轉變成脂肪等。
1．氧化分解
氧氣供給不足時，葡萄糖通過酵解生成乳酸；在充分供給氧氣的條件下，葡萄糖經過三核酸循環和呼吸鏈等途徑，徹底分解成二氧化碳和水。葡萄糖的有氧氧化是細胞內產生能量最主要的方式，它比無氧酵解過程釋放的能量多，但后者為組織細胞在氧氣供應不足時提供機體急需的能量。
2．合成糖元
血液中的葡萄糖除了供細胞利用外，多余的部分在肝臟或肌肉等組織細胞中合成糖元貯備起來。肝糖元是能量的暫時貯備，當血糖含量降低時，又可以分解成葡萄糖釋放到血糖中，使血糖含量得以維持在相對穩定的水平。
3．轉變成脂肪
若經上述變化后，還有多余的葡萄糖，則可以轉變成脂肪，作為能源物質貯備起來。另外，葡萄糖代謝的中間產物如丙酮酸、a–酮戊二酸、草酸乙酸經轉氨作用可以產生相應的丙氨酸、谷氨酸、天冬氨酸。
二、脂類代謝
食物中的脂類主要是脂肪，還有少量的磷脂和膽固醇。脂肪消化的產物是甘油和脂肪酸，它們被吸收到小腸上皮細胞以后，大部分重新合成脂肪，經淋巴循環進入血液循環被運送到脂肪組織貯存起來。脂肪也可以再水解成甘油和脂肪酸，甘油經轉化后，通過酵解途徑進入三羧酸循環而徹底氧化；脂肪酸經β–氧化作用逐步氧化，釋放出的乙酰輔酶A通過三核酸循環徹底氧化。所以脂肪的主要功能是貯存和供給能量。此外，脂肪還有緩沖機械沖擊，保護和固定內臟器官，以及保持體溫的作用。磷脂主要參與構成機體的組織，也可以氧化分解，釋放能量，或轉變成脂肪。膽固醇主要是構成機體的組織，也可以轉變成一些重要的化合物，如某些類固醇激素和膽汁酸等。
三、蛋白質代謝
食物中的蛋白質在消化道內被消化分解成氨基酸，氨基酸被小腸吸收后，通過血液循環輸送到全身各器官組織，主要發生四方面變化
1．合成各種組織蛋白質，如血紅蛋白、肌球蛋白、肌動蛋白等。
2．合成具有一定生理功能的特殊蛋白質，如蛋白質類激素等。
3．氨基轉換作用，也稱轉氨基作用
在轉氨酶作用下，氨基酸上的氨基轉移到a一酮酸上，使后者變成相應的氨基酸，原來的氨基酸失去氨基變為相應的酮酸?？捎孟率奖硎荆?br/>＋＋
氨基酸 α–酮酸 酮酸 氨基酸
在人和動物體內能夠合成的氨基酸，稱為非必需氨基酸，如丙氨酸、甘氨酸、谷氨酸等十幾種。不能在人和動物體的細胞內合成，必須從食物中獲得的氨基酸，稱為必需氨基酸，人體的必需氨基酸有8種：甲硫氨酸、賴氨酸、色氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、異亮氨酸。
4．脫氨基作用
氨基酸在氨基酸氧化酶的作用下，進行氧化脫氨作用生成酮酸（不含氮部分）和氨（含氮部分）。氨在肝臟中經鳥氨酸循環轉變成尿素而排出體外，酮酸經三核酸循環氧化分解為二氧化碳和水，釋放能量，也可以合成糖類和脂肪。
四、三大有機物代謝的關系
糖類可以轉變成非必需氨基酸，氨基酸都可以轉變成糖類和脂肪，糖類和脂肪可以互相轉化。關于糖類、蛋白質和脂肪在動物體內的轉化關系可以概括如下：
表示精尖轉彎成非必需氨某酸
第八節 生物的呼吸作用
【知識概要】
一、呼吸作用的概念、類型和生理意義
生物的呼吸包括外呼吸和內呼吸兩個步驟。外呼吸是指機體與外界環境之間的氣體交換。動物通過呼吸器官、植物通過葉的氣孔與外界進行氣體交換。內呼吸是指細胞的呼吸，即呼吸作用。
生物體內的有機物在細胞內經過一系列的氧化分解，最終生成二氧化碳和水或其他產物，并且釋放出能量的過程叫做呼吸作用。
生物的呼吸作用包括有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型，有氧呼吸是由無氧呼吸進化而來的。有氧呼吸是高等動植物進行呼吸作用的主要形式。
呼吸作用的生理意義主要表現在：呼吸作用為生物體的生命活動提供能量，還為體內其他化合物的合成提供原料。
二、呼吸作用的過程
1．有氧呼吸的過程
有氧呼吸最常利用的物質是葡萄糖。有氧呼吸的反應式：
C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O＋能量 有氧呼吸的全過程分為三個階段：（1）糖酵解，葡萄糖在無氧條件下分解為丙酮酸的過程。該階段在細胞質基質中進行，可概括如下：
C6H12O6＋2NAD＋2ADP＋2Pi2CH3COCOOH＋2NADH2＋2ATP（2）三羧酸循環，在有氧條件丙酮酸徹底分解的過程。該階段在線粒體中進行。三羧酸循環是糖、脂肪、蛋白質和核酸及其他物質的共同代謝過程。總式可概括為：
（3）呼吸鏈和氧化磷酸化（生物氧化），前兩階段脫下的氫經呼吸鏈的一系列電子傳遞體和氫傳遞體而逐步氧化，最后氫被氧接受，形成水。同時，呼吸鏈上氧化作用釋放的能量和ADP的磷酸化作用偶聯起來，形成大量ATP。該階段也在線粒體中進行，和概括為：
2．無氧呼吸的過程
細胞無氧呼吸的場所是細胞質基質。無氧呼吸全過程分為兩個階段：（1）與有氧呼吸的第一階段相同。（2）在缺氧條件下，丙酮酸在不同酶的催化作用下，或脫羧形成乙醛，再被還原成乙醇；或直接被還原生成乳酸?？偡磻綖椋?br/>C6H12O6＋2ADP＋2Pi→2C2H5OH＋2CO2＋2ATP
C6H12O6＋2ADP＋2Pi→2C3H6O3＋2ATP
高等植物無氧呼吸的主要形式是產生酒精，酵母菌和其他一些微生物能進行酒精發酵。馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、胡蘿卜和玉米胚的無氧呼吸也可以產生乳酸，乳酸細菌能進行乳酸發酵。高等動物和人體劇烈運動時，骨骼肌組織出現無氧呼吸，產生乳酸。
三、影響呼吸作用的因素
一般來說，凡是生長迅速的植物種類、器官組織和細胞，其呼吸均較旺盛，如幼根動葉的呼吸強于老根老葉，生殖器官的呼吸強于營養器官。
影響呼吸作用的外界條件主要有溫度、氧氣和二氧化碳含量。
四、呼吸作用的原理在生產實踐中的應用
由于呼吸是新陳代謝的中心，在栽培過程中，應使呼吸過程正常進行，還要注意調節與光合作用的關系。由于呼吸作用消耗有機物和放熱，所以，貯藏糧食和水果蔬菜時，又應該控制一定條件，降低呼吸作用，以利安全貯存。
第九節 微生物的新陳代謝
【知識概要】
一、微生物的營養類型
根據微生物所需要的能源、碳源的不同，可分為四大類。見下表。
微生物的營養類型比較
營養類型 能源 碳源 供氫體 實例
光能自養微生物 光能 CO2 無機物 藻類、紅硫細菌、綠硫細菌
光能異養微生物 光能 CO2 有機化合物 紅螺細菌
化能自養微生物 無機物氧化產生的化學能 CO2或碳酸鹽 硫細菌、硝化細菌、氫細菌、鐵細菌
化能異養微生物 有機物氧化產生的化學能 主要是有機物，來自有機質（腐生）或有機體（寄生） 絕大多數細菌、放線菌，幾乎全部的真菌
二、微生物的呼吸類型
微生物有不同的產能代謝途徑。以分子氧作為最終電子受體的生物氧化過程，稱為有氧呼吸；以有機物（基質未徹底氧化的產物如丙酮酸）作為最終電子受體的，稱為發酵；以無機氧化物（如NO3－、SO42－、CO2）作為最終電子受體的，稱為無氧呼吸。據此，微生物分為不同呼吸類型，見下表。
微生物的呼吸類型比較
呼吸類型 生活環境 生物氧化方式 實例
好氧性微生物 有氧 有氧呼吸 很多常見的細菌、放線菌、真菌
厭氧性微生物 缺氧 無氧呼吸或發酵 梭狀芽孢桿菌、產甲烷桿菌，乳酸菌等
兼性厭氧微生物 有氧缺氧均可 有氧時，進行有氧呼吸；缺氧時，進行發酵或無氧呼吸 酵母菌，硝酸鹽還原細菌等
三、微生物的發酵類型
1．乙醇發酵
如酵母菌，在缺氧條件下將葡萄糖經糖酵解途徑分解成丙酮酸，丙酮酸脫羧生成乙醛，乙醛被還原成乙醇。工業上用于釀酒和生產酒精。
2．乳酸發酵
進行乳酸發酵的主要是細菌。它們利用糖經糖酵解途徑生成丙酮酸，丙酮酸還原產生乳酸。用于制泡菜、青貯飼料及乳酪、酸牛奶等乳酸發酵制品。
3．丙酸發酵
葡萄糖經糖酵解途徑生成的丙酮酸可羧化形成草酸乙酸，后者還原成琥珀酸，再脫羧產生丙酸。丙酸細菌多見于動物腸道及乳制品中。
4．混合酸發酵
是大多數腸桿菌的特征，如大腸桿菌的發酵產物中有甲酸、乙酸、乳酸、琥珀酸、二氧化碳和氫氣等。
5．丁酸發酵
如專營厭氧的梭狀芽抱桿菌，丁酸是其特征性的發酵產物。用于工業上產生丙酮、丁醇。
四、生物新陳代謝的基本類型
新陳代謝是生物體最基本的生命活動過程，是活細胞中全部化學反應的總稱。它包括同化作用和異化作用兩方面。按照自然界中生物體同化作用和異化作用方式的不同，新陳代謝的基本類型可分為以下幾種類型。
同化作用類型有自養型和異養型兩種。自養型就是攝取無機物轉變為自身組成物質并儲存能量的同化作用類型，包括光能自養型、化能自養型；異養型就是攝取現成有機物轉變為自身組成物質并儲存能量的同化作用類型。異化作用類型有需氧型（有氧呼吸型）和厭氧型（無氧呼吸型）。需氧型即要攝取氧，徹底氧化分解有機物并釋放大量能量的異化作用類型；厭氧型即在缺氧條件下，將有機物不徹底分解并釋放少量能量的異化作用類型。
第五章 生命活動的調節
第一節 植物的激素調節
【知識概要】
一、植物的感性運動和向性運動
感性運動是植物體受到不定向的外界刺激（如光暗轉變、觸摸等）而引起的局部運動。外界刺激方向與感性運動的方向無關。感性運動有些是生長運動，不可逆的細胞伸長；有些是緊張性運動，由葉枕膨壓變化產生，是可逆性變化。
向性運動是植物體受到一定方向的外界刺激（如光、重力等）而引起的局部運動，它的方向取決于外界刺激的方向。向性運動是生長引起的、不可逆的運動。依外界因素的不同，向性運動又可分為向光性、向重力性、向化性和向水性等。
二、植物激素
植物激素是指一些在植物體內合成的，從產生部位運輸到作用部位，并且對植物體的生命活動產生顯著的調節作用的微量有機物。植物激素共有五類：生長素類、赤霉素類、細胞分裂素類、脫落酸和乙烯。
1．生長素類
（1）生長素的產生。分布和運輸生長素在植物體內的合成部位主要是葉原基、嫩葉和發育中的種子。生長素的分布大多集中在生長旺盛的部位。生長素具有極性運輸的特性，只能從植物體的形態學上端向下端運輸，而不能倒轉。
（2）生長素的生理作用生長素是吲哚乙酸，它具有促進植物生長的作用。生長素能引起細胞壁松弛軟化，促進RNA和蛋白質的合成。生長素對植物生長的作用具有兩重性。一般地，低濃度的生長素可以促進植物生長，而高濃度的生長素則抑制植物生長。植物的不同器官對不同濃度生長素的敏感程度不同，根最敏感，莖最不敏感，芽居中。
（3）生長素在農業生產上的應用人工合成的生長素類似物有萘乙酸、2，4–D等。它們在生產上的應用主要有：（1）促進扦插的枝條生根；（2）促進果實發育；（3）防止落花落果。
2．赤霉素類
赤霉素是在水稻惡苗病的研究中發現的，引起該病的病菌叫赤霉菌，它能分泌促進稻苗徒長的物質，取名叫赤霉素。植物體合成赤霉素的部位一般在幼芽、幼根、未成熟的種子等幼嫩的組織和器官里。赤霉素的生理作用是促進細胞伸長，從而引起莖稈伸長和植物增高。此外，它還有促進麥芽糖化，促進營養生長，防止器官脫落和解除種子、塊莖休眠促進萌發等作用。
3．細胞分裂素類
細胞分裂素在根尖合成，在進行細胞分裂的器官中含量較高，細胞分裂素的主要作用是促進細胞分裂和擴大，此外還有誘導芽的分化，延緩葉片衰老的作用。
4．脫落酸
脫落酸在根冠和萎蔫的葉片中合成較多，在將要脫落和進入休眠期的器官和組織中含量較多。脫落酸是植物生長抑制劑，它能夠抑制細胞的分裂和種子的萌發，還有促進葉和果實的衰老和脫落，促進休眠和提高抗逆能力等作用。
5．乙烯
乙烯是一種氣體激素，它廣泛存在于植物各種組織和器官中，在正在成熟的果實中含量更多，乙烯的主要作用是促進果實成熟，此外，還有促進老葉等器官脫落的作用。
6．植物激素的相互作用
五大類植物激素的生理作用大致分為兩方面：促進植物的生長發育和抑制植物的生長發育。植物的生長發育過程，不是受單一激素的調節，而是由多種激素相互協調，共同調節的。
第二節 動物的激素調節
【知識概要】
一、人和高等動物的體液調節
體液調節是指某些化學物質（如激素、CO2）通過體液的傳送，對人和動物體的生理活動所進行的調節。體液調節的主要內容是激素調節，此外，參與體液調節的化學物質還有CO2和H＋等。
1．激素的概念和化學成分
激素是由內分泌腺（或具有內分泌功能的細胞）分泌的活性物質。它在血液中的含量極少，但是對動物和人體的新陳代謝、生長發育和生殖等生理活動起著重要的調節作用。
激素按其化學結構分為兩類。一類是含氮類激素，包括多肽及蛋白質、氨基酸衍生物和脂肪酸衍生物；另一類是類固醇激素。
2．激素的種類和生理作用
關于激素的種類、分泌器官和生理作用歸納如下表。
激素的種類、分泌器官和生理作用
性質 內分泌腺 激素 主要生理作用
氨基酸衍生物 甲狀腺腎上腺髓質 甲狀腺激素腎上腺素和去甲腎上腺素 促進新陳代謝，促進生長發育，提高神經系統興奮性增強心臟活動，使血管收縮，血壓升高，促進糖元和脂肪分解，使血糖升高
類固醇類物質 睪丸卵巢腎上腺皮質 睪丸酮雌激素孕激素鹽皮質激素糖皮質激素 促進男性生殖器官發育和精子生成，激發維持男性第二性征；促進女性生殖器官發育和卵子生成，激發維持女性第二性征；促進卵植入和乳腺成熟，維持妊娠；調節水、無機鹽代謝，有“保鈉排鉀”和保水作用；調節糖類、脂肪、蛋白質代謝，應激反應和抗炎作用
肽和蛋白質衍生物 甲狀旁腺；甲狀腺（C細胞）；胰島（α細胞）（β細胞） 甲狀旁腺激素 降鈣素胰高血糖素 胰島素 調節鈣、磷代謝、使血鈣濃度升高調節鈣、磷代謝，使血鈣濃度降低促進肝糖元分解和糖元異生作用，使血糖濃度升高調節糖類、蛋白質和脂肪代謝，使血糖濃度降低
垂
體 腺垂體 生長激素促甲狀腺激素促腎上腺
皮質激素促性腺激素 促進生長，主要是促進蛋白質的合成和骨的生長維持甲狀腺正常發育，促進甲狀腺激素的合成和分泌維持腎上腺皮質正常發育，促進糖皮質激素的合成和分泌維持性腺正常發育，促進性激素的合成和分泌
神經垂體 催產素抗利尿激素 刺激子宮收縮，乳腺排乳促進腎小管對水的重吸收，使血壓升高
3．激素間的相互作用
（1）對某一生理活動的調節，都是由多種激素相互協調、相互作用共同完成的。激素的作用有的是相互增強作用，有的則是相互拮抗。
（2）垂體分泌的多種促激素具有調節、管理對應的內分泌腺的作用，垂體的這種調節作用又是在下丘腦的控制下進行的。下丘腦的一些神經分泌細胞所分泌的“釋放激素（因子）”和“釋放抑制激素（因子）”對垂體的分泌具有特異性刺激作用或抑制作用；另一方面，靶腺激素對下丘腦——垂體的分泌也起反饋性調節作用，按反饋作用性質，可分為負反饋調節和正反饋調節兩種類型。
（3）血糖調節 正常健康成人早晨空腹時的血糖濃度為80～120mg/100mL全血。在正常情況下，由于神經和體液因素的調節，血糖的利用和補充保持著動態平衡，血糖濃度得以保持在相對穩定的水平。在體液調節方面，生長激素、甲狀腺激素、腎上腺素，胰高血糖素和糖皮質激素都作用于糖代謝，共同使血糖升高，相反地，胰島素對糖代謝的重要作用是降低血糖濃度。
二、昆蟲的激素調節
昆蟲激素分為兩類：內激素和外激素。關于昆蟲激素的種類、分泌部位和特性、作用等內容的總結見下表。
昆蟲激素的比較
種類 名稱 分泌部位與特性 作用
內
激
素 腦激素 腦的神經分泌細胞 作用于咽側體和前胸腺等 對昆蟲的生長發育等生命活動起調節作用
蛻皮激素 前胸腺 調節昆蟲的蛻皮
保幼激素 咽側體 使昆蟲保持幼蟲性狀，抑制成蟲性狀的出現
外激素（信息激素） 性外激素 昆蟲體表的腺體分泌到體外的一類揮發性的化學物質 引誘同種異性個體來交尾 作為化學信號影響和控制同種的其他個體，使它們發生反應
聚集外激素 營群體生活的昆蟲個體間的信息聯絡
告警外激素 營群體生活的昆蟲受到動物襲擊時用來告警同類個體
追蹤外激素 營群體生活的昆蟲離巢外出時再歸巢
第三節 人和高等動物的神經調節
【知識概要】
一、神經調節的結構基礎
1．神經系統的功能和組成
神經系統是人和動物體的生命活動的調節者和控制者，它
能保證體內各器官、系統的活動協調統一，使機體成為一個統
一的整體；同時，通過神經系統的調節作用，使機體對環境變
化各種刺激做出相應的反應，達到機體與環境的統一。
神經系統的組成簡要概括如下：
2．神經元
神經元是神經系統的結構和功能的基本單位。神經元就
是神經細胞。有關神經元的知識概括如下：
二、神經調節的基本方式
1．反射和反射弧
反射是在中樞神經系統的參與下，人和動物體對體內和
外界環境的各種刺激所發生的規律性的反應。反射是神經
調節的基本方式。反射分為非條件反射和條件反射兩類。
反射活動的結構基礎是反射弧。反射弧包括五部分：感
受器、傳入神經、神經中樞、傳出神經、效應器。

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