生物教材各单元知识资料集

生物教材各单元知识资料集一　生命的物质基础1、组成生物体的化学元素(1)组成生物体的化学元素种类和含量大量元素：Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｐ、Ｓ、Ｋ、Ca、Mg等（占生物体总重量万分之一）微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等（量少但生物必需）最基本元素：Ｃ组成细胞的主要元素：Ｏ、Ｃ、Ｈ、Ｎ、Ｐ、Ｓ（共占细胞总量的97%）植物必需的大量矿质元素：Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｓ、Ca、Ｍg植物必需的微量矿质元素：Fe、Ｍn、Ｂ、Ｚn、Cu、Mo、Cl、Ni光合作用有关元素：N、P、K、Mg、Fe　血红蛋白的组成元素：C、H、O、N、Fe叶绿素的组成元素：C、H、O、N、Mg　甲状腺的组成元素：C、H、O、N、IK、Na、Ca、B、I缺乏引起的病症：Ｋ＋：维持细胞内液渗透，维持心肌舒张、保持心肌正常兴奋性。血钾过低时，心肌的自动节律异常，并导致心律失常　Na＋：维持细胞外液渗透压等作用。缺乏时导致细胞外液渗透压下降并出现血压下降、心率加快、四肢发冷等症状，严重的甚至昏迷。　Ca：缺乏时成人患骨质软化病、老人患骨质疏松症、儿童患佝偻病；血钙过高出现肌无力，血钙过低会出现抽搐。　Ｂ：植物缺少Ｂ时，花药和花丝萎缩，花粉发育不良。　Ｉ：缺乏时成年人患地方性甲状腺肿，幼年时患呆小症。(2)组成生物体的化学元素的重要作用　　①生物体内的化学元素多数以化合物形式存在，这些化合物在生命活动中具有重要作用。　②化学元素能够影响生物体的生命活动。(3)生物界和非生物界既有统一性又有差异性　2、组成生物体的化合物(1)水：活细胞中最多的化合物,细胞中水有自由水和结合水两种形式,两者可以相互转化,细胞中自由水与结合水的含量比例与细胞代谢旺盛程度正相关。(2)无机盐：大多数以离子形式存在。有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成部分，许多无机盐离子对于维持生物体生命活动有重要作用。(3)糖类：生命活动的主要能源物质，也是细胞内重要化合物的组成成分（如核糖、脱氧核糖）。糖元（肝糖元、肌糖元）是动物多糖，淀粉、纤维素是植物多糖。(4)脂质：脂肪是生物的主要储能物质；类脂中的磷脂是构成生物膜结构的重要成分，固醇（如性激素）与新陈代谢和生殖有密切关系。(5)蛋白质：细胞内含量最多的有机物。其组成单位是氨基酸，约有20种，８种必需氨基酸（甲缬赖异苯亮色苏）和12种非必需氨基酸。组成蛋白质的氨基酸的特点是：每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。组成蛋白质分子结构具有多样性（原因是组成蛋白质分子的氨基酸种类不同，数目成百上千，排列次序变化多端，由氨基酸形成的肽链的空间结构千差万别），导致功能也具有多样性（构成细胞和生物体的重要物质，催化作用，运输作用，调节作用，免疫作用）。蛋白质多样性是生物多样性的直接原因。(6)核酸：生物的遗传物质（主要是DNA），由核苷酸聚合而成。其中DNA主要分布在细胞核内，少量存在于线粒体和叶绿体中。RNA分为核糖体RNA、转移RNA、信使RNA。26 二　细胞——生命活动的基本单位1、细胞的结构和功能(1)细胞膜的分子结构和主要功能：组成成分：磷脂、蛋白质、糖类　　结构：双层磷脂分子构成基本支架，蛋白质分子镶在膜的表层或嵌插在磷脂双分子层中或贯穿在整个磷脂双分子层中。结构特点：具有一定的流动性功能特性：选择透过性自由扩散：物质由高浓度向低浓度运输，不需载体和能量，如H2O、O2、CO2、甘油、脂肪酸、乙醇、苯等主动运输：主动运输既能将物质由低浓度向高浓度运输，也能将物质由高浓度向低度运输，需要消耗能量和载体协助。如葡萄糖、氨基酸、各种离子等(2)细胞质基质：活细胞进行新陈代谢的主要场所(3)各种细胞器的结构和功能：①线粒体和叶绿体：二者均为细胞内的能量转换器，都有双层膜结构，基质中都含有DNA。线粒体是有氧呼吸的主要场所，内膜形成嵴的意义在于增加内膜的表面积；叶绿体是光合作用的场所，色素存在于基粒的囊状结构薄膜上，基粒和基质中都有酶。②核糖体：细胞内蛋白质的合成场所（发生缩合反应；完成翻译过程）。其中，附着于内质网上的核糖体合成的蛋白质将分泌到细胞外。③内质网：增大细胞内的膜面积，有利于细胞内化学反应的进行；与分泌蛋白的运输、初步加工（如折叠、糖基化）等过程及还与脂质、糖类的合成有关。④高尔基体：与细胞壁的形成有关；与分泌蛋白的加工和转运有关。⑤中心体：存在于动物和低等植物细胞中，形成纺锤体，决定细胞分裂方向。⑥液泡：植物细胞质中单层膜泡状结构。成熟植物细胞中具有大液泡。液泡内含细胞液，可显示花、果实的颜色（含花青素等色素），与代谢产物的贮存、植物的水分代谢有关。(4)细胞核的结构和功能：细胞核的功能是：细胞内遗传物质储存、复制和转录的场所，是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。它包括核膜（双层，上有核孔）和核仁、染色质等部分。(5)原核细胞和真核细胞区别：主要区别是原核细胞没有由核膜包围的细胞核，核物质集中在核区；此外：　　①原核细胞遗传物质DNA裸露，不与蛋白质结合；真核细胞中DNA主要存在于细胞核的染色体中；　　②原核细胞细胞质分化程度小，没有高尔基体、线粒体、内质网、叶绿体等复杂细胞器，仅有核糖体；　　③原核细胞细胞壁不含纤维素，主要成分是由糖类与蛋白质结合而成的化合物。(6)生物膜：　①生物膜系统的概念：细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围成的细胞器，在结构、功能上是紧密联系的统一整体，它们形成的结构体系，叫细胞的生物膜系统。②各种生物膜在结构和功能上的联系：直接联系指　　间接联系指③生物膜的功能：a、细胞膜维持细胞内部环境稳定，参与物质运输、能量交换和信息传递的过程。b、生物膜为生命活动化学反应提供场所和相对稳定的环境。c、各种生物膜把细胞分隔成许多小区室，保证了生命活动高效、有序进行。2、细胞增殖(1)细胞周期：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。(2)有丝分裂：　　分裂间期的最大特点：完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成26 分裂期染色体的主要变化为：前期出现；中期清晰、排列；后期分裂；末期消失。特别注意后期由于着丝点分裂，染色体数目暂时加倍。动植物细胞有丝分裂的差异：a.前期纺锤体形成方式不同；b.末期细胞质分裂方式不同。(3)减数分裂：　对象：有性生殖的生物　　时期：原始生殖细胞形成成熟的生殖细胞　　特点：染色体只复制一次，细胞连续分裂两次　　结果：新产生的生殖细胞中染色体数比原始生殖细胞减少一半。　　精子和卵细胞形成过程中染色体的主要变化：减数第一次分裂间期染色体复制，前期同源染色体联会形成四分体（非姐妹染色体单体之间常出现交叉互换），中期同源染色体排列在赤道板上，后期同源染色体分离同时非同源染色体自由组合；减数第二次分裂前期染色体散乱地分布于细胞中，中期染色体的着丝点排列在赤道板上，后期染色体的着丝点分裂染色体单体分离。　有丝分裂和减数分裂的图形的鉴别：（检索表以二倍体生物为例）　1.1细胞中没有同源染色体……减数第二次分裂　1.2细胞中有同源染色体　　2.1有同源染色体联会、形成四分体、排列于赤道板或相互分离……减数第一次分裂2.2同源染色体没有上述特殊行为……有丝分裂　3、细胞的分化、衰老和癌变(1)细胞分化：①特点：持久性（发生在整个生命过程中）；稳定性　②实质：细胞中基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。　③结果：形成了各种不同的细胞、组织。　④意义：分裂和分化是生物正常生长发育的基础。(2)细胞癌变：　　①癌细胞：一类不能正常地完成细胞分化，不受有机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。　②癌细胞的特征：a.能够无限增殖；b.癌细胞的形态结构发生了变化；c.癌细胞的表面发生了变化。由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使细胞间粘着性减少，导致癌细胞在有机体内扩散和转移等。③致癌因子：物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子。④癌基因学说：癌细胞是由正常细胞在受到致癌因子作用下，原癌基因被激活使细胞发生转化（3）细胞衰老：　衰老细胞的主要特征有：　①水分减少、体积变小、代谢减慢；　②酶活性降低；　③色素积累；　④染色体固缩，核增大；　⑤膜透性改变4、植物细胞工程　　包括的技术手段有：植物组织培养和植物体细胞杂交。（1）细胞的全能性　　①概念：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性。②全能性大小：受精卵﹥生殖细胞﹥体细胞③全能性原理：生物体的每一个细胞（动物：细胞核）都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所需的全部基因。④生物体内的细胞没有表现出全能而是分化成不同的组织、器官，是由于基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。⑤植物细胞表现全能性的条件　a.离体状态　b.一定的营养物质（矿质元素、蔗糖、维生素、有机添加物）和植物激素（细胞分裂素和生长素）　c.其它外界条件（适宜的温度、pH等）（2）植物组织培养过程：离体的植物器官、组织或细胞经脱分化（去分化）培养成愈伤组织，经再分化形成具有根、芽结构的胚状体，发育成试管苗，移栽到地里发育成完整的植物体。愈伤组织细胞的特点：排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。26 应用：快速繁殖、培育无病毒植株；生产药物、食品添加剂、香料、色素和杀虫剂等；生产人工种子；用于植物体细胞杂交及转基因植物的培育。（3）植物体细胞杂交植物体细胞杂交是将两种植物的体细胞融合形成杂种细胞，但最终要培育成杂种植株。植物细胞用纤维素酶、果胶酶去掉细胞壁后的部分叫原生质体。人工诱导原生质体融合的方法有：物理方法是离心、振动、电刺激；化学方法是用聚乙二醇（PEG）等诱导剂。植物体细胞杂交作为育种方法的优点是：克服远源杂交不亲和的障碍。5、动物细胞工程　　包括的技术手段有：动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体、胚胎移植、核移植等。(1)动物细胞的培养①培养细胞的来源：动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织（这类细胞中有些细胞具有较强的分裂能力）②培养液必需成分：水、葡萄糖、氨基酸、维生素、无机盐和动物血清。③工具酶：胰蛋白酶（第一次目的使组织分散成单个细胞，后来的目的是使细胞从瓶壁上脱离下来）④培养过程中：10代以前叫原代培养，10代以后叫传代培养；10代～50代的细胞叫细胞株，50代以后的细胞叫细胞系（遗传物质发生了改变，并且有癌变的特点）。⑤应用：生产病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等蛋白质生物制品，培养动物组织用于器官移植、药物生物病理以及药物毒理研究等。(2)　动物细胞融合诱导剂：灭活的仙台病毒（利用病毒的感染性和融合性）、PEG等。(3)　单克隆抗体①单克隆抗体：通过细胞克隆而获得的化学性质单一、特异性强的抗体。②制备过程中：所选材料是小鼠骨髓瘤细胞和经过免疫的小鼠脾脏中获得的效应Ｂ淋巴细胞；杂交瘤细胞的特点是既能分泌特异性抗体又能在体外大量增殖；第一次筛选是在特定的选择性培养基中筛选出杂交瘤细胞，第二次筛选是为了获得能产生特定抗体的细胞群；杂交瘤细胞可在体外培养或在小鼠体内培养。③应用：疾病诊断、治疗和预防（与常规抗体相比特异性强，灵敏度高），如单克隆抗体诊断盒、“生物导弹”。26 三　生物的新陈代谢1、新陈代谢的概念和类型（1）新陈代谢的概念：　　①新陈代谢：生物体内全部有序的化学变化的总称，包括同化作用和异化作用两个方面。　　②同化作用：把从外界环境中获取的营养物质，转变成自身组成物质，并用贮存能量的过程。　　③异化作用：分解自身的一部分的组成物质，释放能量，把分解的最终产物排出体外的过程。④关系：相互矛盾、相互联系，在生物体内同时进行。(２)新陈代谢的基本类型①同化作用类型：　判断标准：能否利用无机物合成有机物，是否依赖环境中的有机物来维持正常的生命活动。自养型：直接从外界环境摄取无机物，通过光合作用、化能合成作用，将无机物制造成复杂的有机物，并且储存能量，来维持自身生命活动的进行，这种新陈代谢类型属于自养型。光能自养型生物：如蓝藻、衣藻、水绵等及各种绿色植物。化能自养型生物：能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放出的能量来制造有机物。如硝化细菌（NH3氧化为NO3为硝化作用，利用CO2合成有机物为化能合成作用）。异养型：只能依靠摄取外界环境中的现成的有机物来维持自身的生命活动，这种新陈代谢类型属于异养型。②异化作用类型：　判断标准：根据能否有氧、无氧的条件下生存。需氧型：需要生活在氧气充足的环境中，也叫有氧呼吸型。厌氧型：在无氧条件下，能够将体内的有机物氧化，从而获得自身生命活动所需要的能量。在有氧的条件下，生长受抑制，也叫无氧呼吸型。主要包括乳酸菌、蛔虫、破伤风杆菌甲烷杆菌等。兼性厌氧型：在有氧的条件下将糖类分解成二氧化碳和水；在无氧的条件下，将糖类分解成二氧化碳和酒精。如：酵母菌。(３)酶和ATP①酶的概念及化学本质：酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。②酶的特性：高效性；专一性；受温度和pH影响。③酶的活性：即酶的催化效率，受反应物浓度、温度和ｐH的影响。a.酶的浓度：在底物足够，其他条件固定的条件下，反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其它不利酶发挥作用的因素时，酶促反应的速度与酶的浓度成正比。b.反应物浓度：在一定的反应物浓度范围内，酶的催化速度随着反应物浓度的增加而加快，达到一定浓度后因为酶的数量有限（所有酶都参加了反应），变化不明显。c.温度：在一定温度范围内，酶的催化效率随着温度的上升而加快。酶的活性最强，催化效率最高的温度称为酶的最适温度。超过最适温度，酶的催化效率随着温度的上升而减慢。低温抑制酶的活性，但不会使酶失去活性，高温使酶（蛋白质）变性而失去活性。d.酸碱度：同温度影响酶的活性的情况基本一样，偏酸偏碱都会使酶（蛋白质）变性而失去活性④ATP的生理功能：直接能源物质⑤ATP的结构简式：A—P～P～P（A表示腺苷-------腺嘌呤和核糖组成；P代表磷酸基团，～代表高能磷酸键）。⑥ATP与ADP的相互转化：（物质是可逆的、能量是不可逆的；酶不同）a.ATP的形成途径：绿色植物：光合作用（光反应阶段）；呼吸作用（包括有氧呼吸和无氧呼吸）动物和人：呼吸作用（包括有氧呼吸和无氧呼吸）26 b.ATP的水解：远离腺苷的高能磷酸键断裂，释放能量直接用于各种生命活动（如：细胞分裂、根吸收矿质素、肌肉收缩、神经兴奋的传导等）。2、植物的水分代谢(1)渗透作用原理水分的吸收：吸水主要器官：根，主要部位：根尖成熟区的表皮细胞，主要方式：渗透作用。渗透作用概念：水分子透过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。渗透作用条件：①具有一层半透膜（细胞膜或原生质层相当于半透膜）　②膜两侧的溶液具有浓度差。原生质层：细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质。(2)植物细胞的吸水与失水①成熟的植物细胞是一个渗透系统。②质壁分离：外界溶液＞细胞液浓度→细胞失水→原生质层与细胞壁分离。③质壁分离复原：外界溶液＜细胞液浓度→细胞吸水→液泡和原生质层恢复原状。④条件：内因——活的、结构完整的具有大液泡的成熟的植物细胞。外因——外界溶液浓度大于细胞液浓度。(3)植物体水分的运输、利用和散失①水分运输：根毛细胞→根部导管→茎的导管→叶脉→叶肉细胞②水分的利用：1%--5%（参与光合作用和呼吸作用）③水分的散失：蒸腾作用（水分通过叶的气孔散失到空气中，影响其主要因素是光，还有空气相对湿度、温度和风等）④意义：a.是植物吸收水分和促进水分在植物体内运输的主要动力；b.可以促进溶解在水中的矿质养料在植物体内的运输；c.降低植物体特别是叶片的温度(4)合理灌溉：适时、适量、少水高效（滴灌）3、植物的矿质代谢(1)矿质元素：　①植物必需的矿质元素（14种）：包括大量元素和微量元素。　②判断矿质元素的必需性，体现在：a.由于缺乏某种元素，植物就不能正常生长、发育和生殖；b.除去某种元素以后，植物体出现特定的营养缺乏症，而且这种缺素症是可以利用该元素进行预防和恢复的。(2)矿质元素的吸收①矿质元素的吸收：部位——根尖成熟区表皮细胞；形式——离子；过程——主动运输②植物对矿质元素的吸收和水的吸收是两个相对独立的过程水分的吸收矿质元素的吸收吸收方式渗透作用、吸胀作用主动运输相关生理过程蒸腾作用呼吸作用决定因素取决于细胞液与外界溶液的浓度差决定于细胞膜上载体的种类和数量联系1.矿质元素在植物体内是随着水分的运输而达植物体的各个部分2.吸收矿质离子，提高了细胞液的浓度，从而提高吸水能力③植物对矿质离子的吸收具有选择性：A表现在:a.同一植物体对不同矿质离子的吸收不同b.同一植物不同生长时期，对矿质元素的需求量不同c.不同植物对矿质离子的需求量不同B原因：与细胞膜上载体的种类和数量有关。　④影响根对矿质元素吸收的外界因素：氧气、水、土壤温度、pH(3)矿质元素的运输和利用①矿质元素的运输：通过导管随水分一起运输；运输的动力是蒸腾作用②矿质元素的利用：仍以离子状态存在（K）和形成不稳定的化合物（N、P、Mg），土壤中缺少时，幼叶受伤；形成稳定的化合物（Ca、Fe），土壤中缺少时，老叶受伤。(4)合理施肥：适时、适量、少肥高效（根据是选择性）26 4、光合作用(1)光合作用的发现(2)叶绿体中的色素：叶绿体中色素的分布——叶绿体内囊状结构薄膜上；种类——叶绿素（叶绿素a和叶绿素b）和类胡萝卜素（胡萝卜素和叶黄素）；功能——绝大多数叶绿素a、全部的叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素有吸收和传递光能的作用，少数处于特殊状态的叶绿素a能吸收和转换光能。(3)光合作用的过程(4)光合作用的实质：将无机物转变成有机物，将光能转变成有机物中的化学能。(5)影响光合作用的因素：　①光照：光强度、光质都可以影响光合速率。光照强度：在一定强度范围内，光合速率随光强度的增大而增大。根据植物对光照强弱的需求的不同，把植物分为两大类，即阳生植物和阴生植物。光质：由于色素吸收可见太阳光中的红橙光和蓝紫光最多，吸收绿光最少，故不同颜色的光对光合作用的影响不一样。白光下光合效率最高，红橙光和蓝紫光下光合效率较高，绿光下光合效率最低。　②二氧化碳浓度：植物进行光合作用需一定的起始CO2浓度（C4植物比C3植物要低），在一定浓度范围内，随着CO2浓度的增加光合作用逐渐增强，当CO2达到一定浓度后，光合作用的强度不再提高。　③温度：温度是通过影响酶的活性来影响光合作用效率的。　④矿质营养：绿色植物进行光合作用时，需要多种必需的矿质元素。矿质元素能够直接或间接影响光合作用。(6)C3和C4植物的概念、叶片结构的特点　①C3和C4植物概念　a.C3植物：光合作用碳同化的最初光合产物是三碳化合物的植物，如水稻、大麦、小麦、大豆、马铃薯、菜豆、菠菜、棉花等。b.C4植物：光合作用碳同化的最初光合产物是四碳化合物的植物，如甘蔗、玉米、高粱、苋菜等。②C3和C4植物叶片结构的特点的比较：C4植物维管束外有两圈细胞呈“花环型”，里面是维管束鞘细胞（含无基粒的叶绿体），外面是叶肉细胞（有正常的叶绿体）；C3植物维管束外只有不含叶绿体的维管束鞘细胞，叶肉细胞分布在海绵组织和栅栏组织中。　　（7）光合作用的重要意义：是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。（8）提高农作物的光能利用率措施：延长光合作用时间、增加光合作用面积、光照强弱的控制、CO2的供应、必需矿质元素的供应。提高农作物的光合作用效率措施：光照强弱的控制、CO2的供应、必需矿质元素的供应。5、生物固氮（1）共生固氮微生物和自生固氮微生物　　①生物固氮：固氮微生物将大气中的氮还原成NH3的过程。　　②固氮微生物的种类：包括根瘤菌和园褐固氮菌等细菌、有些放线菌和蓝藻，又分为共生固氮微生物和自身固氮微生物。a．共生固氮微生物：与一些绿色植物互利共生的固氮微生物，如根瘤菌。26 根瘤菌的分布：在土壤中分布广，但只有侵入到豆科植物根内才能固氮。代谢类型：异养需氧型。特性：有的根瘤菌只能侵入到一种豆科植物，如：大豆根瘤菌只能侵入大豆的根；有的根瘤菌能侵入多种豆科植物，如：蚕豆根瘤菌可以侵入蚕豆、菜豆、豇豆的根。与豆科植物关系：豆科植物为根瘤菌提供有机物，根瘤菌为豆科植物提供氨。根瘤形成：根瘤菌在根内不断繁殖，并且刺激根内的一些薄壁细胞分裂，使组织膨大，形成根瘤。固氮效果：根瘤菌固定的氮素，占自然界生物固氮总量的绝大部分。占豆科植物所需氮素的30％～80％。b．自生固氮微生物：在土壤中能够独立进行固氮的微生物，多数是自生固氮菌的细菌。圆褐固氮菌特点：异养需氧型，固氮能力强，且能分泌生长素，促进植株的生长和果实的发育。应用：制成菌剂，施到土壤中，提高农作物产量。（2）生物固氮的意义　　①自然界中的氮循环：自然界中的氮循环有五个主要环节：a．生物体内有机氮的合成，植物吸收NH4＋或NO3－进行同化作用合成自身蛋白质等有机氮，动物以植物为食经同化作用合成动物蛋白质等有机氮的过程；b．氨化作用；c．硝化作用；d．反硝化作用；e．固氮作用，包括工业固氮、高能固氮和生物固氮。　　②微生物在自然界氮循环中具有十分重要的作用；其中生物固氮的总量占地球上固氮总量的90%左右。（3）生物固氮在农业生产中的应用　　①生物固氮是土壤获得氮素的重要途径：a．根瘤菌拌种b．自生固氮菌菌剂；c．豆科植物作绿肥　②应用前景：通过基因工程培育能自行固氮的农作物新品种。6、人和动物体内糖类、脂质和蛋白质的代谢(1)糖类代谢(2)脂质代谢(3)蛋白质代谢26 a.三大营养物质在人和动物体内消化和吸收的主要场所是：小肠。消化时所需的酶主要有：口腔中的唾液淀粉酶，胃中的胃蛋白酶，小肠中的肠淀粉酶、肠脂肪酶、肠麦芽糖酶、肠肽酶及来自胰腺的胰淀粉酶、胰脂肪酶、胰蛋白酶、胰麦芽糖酶。b.脱氨基作用的主要场所是肝脏，肝脏细胞中含较多的转氨酶（如谷丙转氨酶，病变时大量释放到血液中）。氨在肝脏细胞中转化成尿素，尿素经肾脏形成尿液排出体外。(4)三大营养物质代谢的关系糖类供应充足时才可以大量转化成脂肪，但脂肪不能大量转化成糖类。糖类分解生成的中间产物（如丙酮酸）通过转氨基作用可生成非必需氨基酸，而不能转化成必需氨基酸（原因是：糖类分解不能生成与必需氨基酸相对应的中间产物）；氨基酸可以通过脱氨基作用生成不含氮部分再生成糖类和脂肪。糖类代谢发生障碍，引起供能不足时，机体才能分解脂肪和蛋白质供能；糖类和脂肪的摄入量都不足时，体内蛋白质分解就会增加。(5)糖类、脂质和蛋白质等营养物质的代谢与人体健康①糖的代谢与人体的健康a.正常情况下血糖含量为80～120mg/dL；空腹时血糖含量超过130mg/dL叫高血糖，高于160～180mg/dL的范围时出现糖尿。血糖含量降到50～60mg/dL时出现低血糖时期症状：头昏、心慌、出冷汗、面色苍白、四肢无力（措施：吃一些含糖较多的食物或喝一杯浓糖水）。低于45mg/dL时出现低血糖晚期症状：惊厥和昏迷（脑组织得不到足够的能量供给，措施：静脉输入葡萄糖）b.糖尿病症状：三多一少——“多食、多饮、多尿”“体重减轻”糖尿病原因：胰岛B细胞受损，胰岛素分泌不足。诊断：血糖高且有糖尿防治：基因治疗、药物治疗、饮食习惯、加强锻炼②脂肪代谢与人体健康：a.肥胖的原因：摄入糖类、脂肪及蛋白质过多，遗传，内分泌失调等。肥胖的治疗：控制饮食、加强锻炼。　　b.脂肪肝的原因：肝脏功能不好或磷脂等的合成减少③蛋白质代谢与人体健康：人体每天必须摄入足够量的蛋白质（原因a.蛋白质在人体内不能储存且每天都要分解　b.构成蛋白质的八种必需氨基酸在人体内不能合成，只能来自食物）。儿童少年、孕妇及大病初愈的人食物中应该含有更多的蛋白质，作为生长发育、组织更新的原料（同化作用大于异化作用）。动物性食物蛋白质中含的氨基酸种类比较齐全等，有些植物性食物中的蛋白质缺少人体的某些必需氨基酸（如：玉米中蛋白质缺少色氨酸、赖氨酸，稻谷中的蛋白质缺少赖氨酸）。7、细胞呼吸（1）有氧呼吸与无氧呼吸①有氧呼吸概念：细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放出大量能量的过程。总反应式：过程：水在第二阶段参与，氧气在第三阶段参与；二氧化碳在第二阶段形成，水在第三阶段形成；第一、二阶段产生能量少，第三阶段产生能量多。场所：第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段在线粒体中。能量：１mol葡萄糖彻底分解释放2870kJ能量，1161kJ储存在ATP中，其余以热能散失。26 　②无氧呼吸　概念：细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物质分解成为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。　　总反应式：（酵母菌、植物细胞在无氧条件下的呼吸）　　（高等动物和人体的骨骼肌细胞、马铃薯块茎、甜菜块根等细胞在无氧条件下的呼吸）过程：第一阶段葡萄糖分解为丙酮酸和[H]，第二阶段丙酮酸生成酒精和二氧化碳，或乳酸。　　场所：细胞质基质能量：１mol葡萄糖分解成乳酸释放196.65kJ能量，61.08kJ储存在ATP中，其余以热能散失。（2）细胞呼吸的意义　为生命活动提供能量；为体内其他化合物的合成提供原料。26 四、生物的生殖与发育1、生物的生殖（1）无性生殖：不经过生殖细胞的两两结合，由母体直接产生出新个体的生殖方式。优点是：能够保持亲本的遗传性状。无性生殖类型有：分裂生殖（变形虫、草履虫、细菌等）、出芽生殖（酵母菌、水螅等）、孢子生殖（青霉、曲霉、衣藻等）、营养生殖（马铃薯块茎、草莓的匍匐茎等）。（2）有性生殖：由亲本产生有性生殖细胞（也叫配子），经过两性生殖细胞的结合，成为合子，再由合子发育成为新个体。特点是：后代具备双亲的遗传特性，具有更强的生活力和变异性，这对于生物的生存和进化具有重要意义。2、生物的个体发育(1)植物的个体发育（从受精卵发育成性成熟的个体）①种子的形成种子包括胚、胚乳和种皮。受精卵经短暂休眠发育成胚，受精的极核不经休眠而发育成胚乳，珠被发育成种皮。受精卵第一次分裂为基细胞（靠近珠孔）和顶细胞（远离珠孔）。顶细胞先发育成球状胚体，后发育成胚（包括子叶、胚芽、胚轴和胚根）。基细胞发育成胚柄，吸收并远送营养物质供球状胚体发育，还能产生一些激素类的物质促进胚体的发育。大多数单子叶植物胚乳细胞继续发育，形成胚乳，如：小麦、玉米等；大多数双子叶植物胚乳中的营养被胚吸收，形成无胚乳种子，如：荠菜、大豆、花生、黄瓜等。②种子的萌发基本条件：适宜的温度、充足的水分、适宜的光照等。干种子是通过吸胀作用吸收水分，使呼吸作用旺盛，先生根后发芽，若此时缺氧则会造成烂根和芽，而温度则是酶所必需的基本条件，所需营养由胚（双子叶）和胚乳（单子叶）提供。③植株的生长和发育营养生长从种子萌发到植株形成花芽之前，生殖生长从形成花芽开始发育成成熟的植株。(2)高等动物的个体发育（从受精卵到性成熟的个体）①胚胎发育：指从受精卵发育成幼体的过程。胚胎发育的过程：受精卵→卵裂→囊胚→原肠胚→组织分化→器官形成→幼体羊膜出现及意义：爬行类、鸟类和哺乳类，在胚胎发育的早期，从胚胎四周的表面开始形成了围绕胚胎的胚膜。胚膜的内层称为羊膜，呈囊状，里面充满了羊水。羊膜和羊水保证了胚胎发育所需的水环境。还具有防震和保护的作用，增强了动物适应陆地环境的能力。②胚后发育：a直接发育：爬行类、鸟类、哺乳类、鱼类b变态发育：青蛙、昆虫26 五遗传、变异和进化1、遗传的物质基础(1)DNA是主要的遗传物质①生物的遗传物质：在整个生物界中绝大多数生物是以DNA作为遗传物质的。有DNA的生物（细胞结构的生物和DNA病毒），DNA就是遗传物质；只有少数病毒（如艾滋病毒、SARS病毒、禽流感病毒等）没有DNA，只有RNA，RNA才是遗传物质。②证明DNA是遗传物质的实验设计思想：设法把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA的作用。(2)DNA分子的结构和复制①DNA分子的结构a.基本组成单位：脱氧核苷酸（由磷酸、脱氧核糖和碱基组成）。b.脱氧核苷酸长链：由脱氧核苷酸按一定的顺序聚合而成c.平面结构：d.空间结构：规则的双螺旋结构。e.结构特点：多样性、特异性和稳定性。②DNA的复制a.时间：有丝分裂间期或减数第一次分裂间期b.特点：边解旋边复制；半保留复制。c.条件：模板（DNA分子的两条链）、原料（四种游离的脱氧核苷酸）、酶（解旋酶，DNA聚合酶，DNA连接酶等），能量（ATP）d.结果：通过复制产生了与模板DNA一样的DNA分子。e.意义：通过复制将遗传信息传递给后代，保持了遗传信息的连续性。(3)基因的结构及表达①基因的概念：基因是具有遗传效应的DNA分子片段，基因在染色体上呈线性排列。②基因的结构：基因中的碱基序列要可分为非编码区和编码区，非编码区（调控序列）中最重要的是RNA聚合酶结合位点。原核生物的编码区是连续的；真核生物的编码区是间隔的、不连续的，由外显子和内含子交替排列而成（非编码区和内含子叫非编码序列）。③基因控制蛋白质合成的过程：转录：以DNA的一条链为模板通过碱基互补配对原则形成信使RNA的过程。翻译：在核糖体中以信使RNA为模板，以转运RNA为运载工具合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质分子2、基因工程简介(1)基因工程的概念标准概念：在生物体外，通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”26 ，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组细胞在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物。通俗概念：按照人们的意愿，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。(2)基因操作的工具A．基因的剪刀——限制性内切酶（简称限制酶）。①分布：主要在微生物中。②作用特点：特异性，即识别特定核苷酸序列，切割特定切点。③结果：产生黏性未端（碱基互补配对）。B．基因的针线——DNA连接酶。①连接的部位：磷酸二酯键，不是氢键。②结果：两个相同的黏性未端的连接。C．基困的运输工具——运载体①作用：将外源基因送入受体细胞。②具备的条件：a、能在宿主细胞内复制并稳定地保存。b、具有多个限制酶切点。c、有某些标记基因。③种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。④质粒的特点：质粒是基因工程中最常用的运载体。(3)基因操作的基本步骤A．提取目的基因目的基因概念：人们所需要的特定基因，如人的胰岛素基因、抗虫基因、抗病基因、干扰素基因等。提取途径：①直接分离基因：从体细胞的DNA中直接分离基因。常用方法：“鸟枪法”或“散弹射击法”——用限制酶将供体细胞中的DNA切成许多片段，将这些片段载入运载体，通过运载体分别转入不同的受体细胞，使这些DNA片段大量扩增，找出含目的基因细胞，从中分离出目的基因。优点：操作简便。缺点：工作量大，具有一定的盲目性。②人工合成基因：适用于获取真核细胞中的目的基因。B．目的基因与运载体结合用同一种限制酶分别切割目的基因和质粒DNA（运载体），使其产生相同的黏性末端，将切割下的目的基因与切割后的质粒混合，并加入适量的DNA连接酶，使之形成重组DNA分子（重组质粒）C．将目的基因导入受体细胞常用方法：可以将受体细胞为细菌的用氯化钙处理，增大细菌细胞壁的通透性，使重组质粒导入细菌细胞中。常用的受体细胞：大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌、动植物细胞D．目的基因检测与表达检测方法如：质粒中有抗菌素抗性基因的大肠杆菌细胞放入到相应的抗菌素中，如果正常生长，说明细胞中含有重组质粒。表达：受体细胞表现出特定性状，说明目的基因完成了表达过程。如：抗虫棉基因导入棉细胞后，棉铃虫食用棉的叶片时被杀死；胰岛素基因导入大肠杆菌后能合成出胰岛素等。(4)基因工程的成果和发展前景A．基因工程与医药卫生26 B．基因工程与农牧业、食品工业C．基因工程与环境保护3、遗传的基本规律(1)基因的分离定律①豌豆做材料的优点：（1）豌豆能够严格进行自花授粉，而且是闭花授粉，自然条件下能保持纯种。（2）品种之间具有易区分的性状。②人工杂交试验过程：去雄（留下雌蕊）→套袋（防干扰）→人工传粉③一对相对性状的遗传现象：具有一对相对性状的纯合亲本杂交，后代表现为一种表现型，F1代自交，F2代中出现性状分离，分离比为3：1。④基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性，生物体在进行减数分裂时，等位基因会随同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。(2)基因的自由组合定律①两对等位基因控制的两对相对性状的遗传现象：具有两对相对性状的纯合子亲本杂交后，产生的F1自交，后代出现四种表现型，比例为9：3：3：1。四种表现型中各有一种纯合子，分别在子二代占1/16，共占4/16；双显性个体比例占9/16；双隐性个体比例占1/16；单杂合子占2/16×4=8/16；双杂合子占4/16；亲本类型比例各占9/16、1/16；重组类型比例各占3/16、3/16②基因的自由组合定律的实质：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。在进行减数分裂形成配子的过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离，同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。③运用基因的自由组合定律的原理培育新品种的方法：优良性状分别在不同的品种中，先进行杂交，从中选择出符合需要的，再进行连续自交即可获得纯合的优良品种。4、性别决定与伴性遗传(1)XY型的性别决定方式：雌性体内具有一对同型的性染色体（XX），雄性体内具有一对异型的性染色体（XY）。减数分裂形成精子时，产生了含有X染色体的精子和含有Y染色体的精子。雌性只产生了一种含X染色体的卵细胞。受精作用发生时，X精子和Y精子与卵细胞结合的机会均等，所以后代中出生雄性和雌性的机会均等，比例为1：1。(2)伴X隐性遗传的特点（如色盲、血友病、果蝇眼色、女娄菜叶形等遗传）①男性患者多于女性患者②属于交叉遗传（隔代遗传）即外公→女儿→外孙③女性患者，其父亲和儿子都是患者；男性患病，其母、女至少为携带者（3）X染色体上隐性遗传（如抗VD佝偻病、钟摆型眼球震颤）①女性患者多于男性患者。②具有世代连续现象。③男性患者，其母亲和女儿一定是患者。（4）Y染色体上遗传（如外耳道多毛症）致病基因为父传子、子传孙、具有世代连续性，也称限雄遗传。（5）伴性遗传与基因的分离定律之间的关系：伴性遗传的基因在性染色体上，性染色体也是一对同源染色体，伴性遗传从本质上说符合基因的分离定律。5、细胞质遗传①细胞质遗传的特点：母系遗传（原因：受精卵中的细胞质几乎全部来自母细胞）；后代没有一定的分离比（原因：生殖细胞在减数分裂时，细胞质中的遗传物质随机地、不均等地分配到子细胞中去）。②26 细胞质遗传的物质基础：在细胞质内存在着DNA分子，这些DNA分子主要位于线粒体和叶绿体中，可以控制一些性状。6、生物的变异(1)基因突变①基因突变的概念：由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，而引起的基因结构的改变。②基因突变的特点：a.基因突变在生物界中普遍存在b.基因突变是随机发生的c.基因突变的频率是很低的d.大多数基因突变对生物体是有害的e.基因突变是不定向的③基因突变的意义：生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初的原材料。④基因突变的类型：自然突变、诱发突变⑤人工诱变在育种中的应用：通过人工诱变可以提高变异的频率，可以大幅度地改良生物的性状。(2)染色体变异①染色体结构的变异：缺失、增添、倒位、易位。如：猫叫综合征。②染色体数目的变异：包括细胞内的个别染色体增加或减少和以染色体组的形式成倍地增加减少。③染色体组特点：a、一个染色体组中不含同源染色体b、一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同c、一个染色体组中含有控制生物性状的一整套基因④二倍体或多倍体：由受精卵发育成的个体，体细胞中含几个染色体组就是几倍体；由未受精的生殖细胞（精子或卵细胞）发育成的个体均为单倍体（可能有1个或多个染色体组）。⑤人工诱导多倍体的方法：用秋水仙素处理萌发的种子和幼苗。原理：当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体形成，导致染色体不分离，从而引起细胞内染色体数目加倍。⑥多倍体植株特征：茎杆粗壮，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。⑦单倍体植株特征：植株长得弱小而且高度不育。单倍体植株获得方法：花药离休培养。单倍体育种的意义：明显缩短育种年限（只需二年）。7、人类遗传病与优生（1）优生的措施：禁止近亲结婚、进行遗传咨询、提倡适龄生育、产前诊断。（2）禁止近亲结婚的原因：近亲结婚的夫妇从共同祖先那里继承同一种致病基因的机会大大增加，所生子女患隐性遗传病的概率大大增加。8、生物的进化（1）自然选择学说内容是：过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存。（2）物种：指分布在一定的自然区域，具有一定的形态结构和生理功能，而且在自然状态下能够相互交配和繁殖，并能产生出可育后代的一群个体。种群：是指生活在同一地点的同种生物的一群个体。种群的基因库：一个种群的全部个体所含有的全部基因。（3）现代生物进化理论的基本观点：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种的形成。26 （4）突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件（生殖隔离的形成标志着新物种的形成）。现代生物进化理论的基础：自然选择学说。26 六生命活动的调节和免疫1、植物生命活动的调节(1)植物的向性运动：是植物体受到单一方向的外界刺激而引起的一种定向运动。如植物幼苗的向光性生长，根的向重力性生长和茎的背重力性生长等。是植物对于外界环境的适应性。(2)胚芽鞘向光性实验中：产生生长素（吲哚乙酸）部位和接受光照刺激的部位都是胚芽鞘尖端，接受生长素并生长的部位是尖端下面部分。(3)生长素的产生、分布和运输①生长素的产生：植物体内的生长素主要在叶原基、嫩叶和正在发育着的种子中产生。成熟的叶片和根尖也产生少量生长素。②生长素在高等植物体内的分布：生长素主要集中在生长旺盛的部位（如胚芽鞘、芽和根尖的分生组织、形成层、受精后的子房和幼嫩的种子等），而在趋向衰老的组织和器官中则含量较少。③生长素的运输：方式：主动运输，方向：极性运输（在植物体内，生长素的运输主要是从植物体形态学的上端向下运输，而不能倒转过来运输）(4)生长素的生理功能①生长素的生理作用具有两重性：低浓度促进生长，高浓度抑制生长。一方面表现在不同植物对相同生长素浓度的反应不同，如高浓度时双子叶植物比单子叶植物敏感，甚至被杀死；另一方面表现在同一植株的不同器官对生长素的反应不一样，最适浓度是：根<芽<茎。②顶端优势：原因是顶芽产生的生长素在侧芽的大量积累造成的。如果去掉顶芽，侧芽所受的抑制作用被解除。（5）生长素类似物（萘乙酸、2,4-D）在农业生产中的应用①促进扦插的枝条生根。方法：用一定浓度的生长素类似物溶液浸泡插枝的下端。②促进果实的发育。获得无子果实的方法：在没有接受花粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素类似物溶液，子房就能发育成果实，如：番茄、黄瓜、辣椒等。③防止落花落果。（6）其它植物激素如：赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯等。细胞分裂素分布于正在进行细胞分裂部位，作用：促进细胞分裂和组织分化。乙烯作用是促进果实的成熟。2、人和高等动物生命活动的调节（1）体液调节的概念：体液调节是指某些化学物质（如激素、CO2、H+等）通过体液的传递，对人和动物的生理活动所进行的调节。在体液调节中，激素调节作用最为重要。（2）主要动物激素的种类及生理作用：　　①生长激素（蛋白质）：能促进生长，主要是促进蛋白质的合成和骨的生长。幼年时分泌过多会得巨人症；幼年时分泌过少会得侏儒症；成年人分泌过多会得肢端肥大症。　　②甲状腺激素（含碘的氨基酸）。促进新陈代谢和生长发育，尤其对中枢神经系统的发育和功能具有重要影响，提高神经系统的兴奋性。幼年时分泌不足或不分泌，会得呆小症；分泌过多会得甲亢。地方性甲状腺肿大（大脖子病）是由于地区性缺碘造成的。③胰岛素（蛋白质）：调节糖类代谢，降低血糖浓度，促进血糖合成糖元，抑制非糖物质转化为葡萄糖，从而使血糖含量降低。胰岛素分泌不足或不分泌，会得糖尿病。胰岛素分泌过多会得低血糖症，严重时会导致低血糖休克。④性激素（雄激素、雌激素、孕激素——固醇类）：雌、雄激素的作用是促进雌雄生殖器官的发育和生殖细胞的生成，激发和维持各自的第二性征，雌激素还能激发和维持雌性正常的性周期。孕激素的作用：促进子宫内膜和乳腺等的生长发育，为受精卵的着床和泌乳准备条件。⑤催乳素：垂体分泌，作用是调控某些动物对幼仔的照顾行为，而且能够促进某些合成食物的器官发育和生理机能的完成。（3）垂体和下丘脑在内分泌系统中的作用：垂体通过分泌促激素，具有调节和管理其他某些内分泌腺的作用。下丘脑通过分泌促激素释放激素来影响垂体的活动。内分泌系统的活动枢纽是下丘脑。（4）相关激素间的协同作用和拮抗作用26 ①协同作用：是指不同激素对同一生理效应都发挥作用，从而达到增强效应的结果。如：生长激素和甲状腺激素对生长发育的作用。　②拮抗作用：拮抗作用是指不同激素对某一生理效应发挥相反的作用。如胰岛素和胰高血糖素对血糖浓度的调节作用。（5）神经调节的基本方式—反射　①概念：是指在中枢神经系统的参与下，人和动物体对体内和外界环境的各种刺激所发生的规律性的反应,是长期自然选择的结果。②反射的神经结构－－反射弧：参与反射活动的神经结构称为反射弧，包括：感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器。③神经纤维膜内外电位未兴奋时是外正内负，兴奋时为外负内正。兴奋以局部电流形式在神经纤维上双向传导。④两个神经细胞间的传递过程是：当兴奋通过轴突传导到突触小体时，突触小体内的突触小泡就将递质释放到突触间隙里，使另一个神经元产生兴奋或抑制。⑤神经元之间兴奋的传递是单向的，其原因是：由于递质只存在于突触小体内，只能由突触前膜释放，然后作用于突触后膜上，使后一个神经元发生兴奋或抑制。⑥大脑皮层中央前回（第一运动区）与躯体运动有关：皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是倒置的；皮层代表区的范围大小与躯体运动的精细复杂程度有关。⑦大脑皮层中央前回底部之前是运动语言中枢（S区），损伤时会出现运动性失语症，能看懂文字和听懂文字，但不会讲话；大脑皮层颞上回后部是听觉语言中枢（H区），损伤时会出现听觉性失语症，会讲话会书写，也能看懂文字，但听不懂别人的谈话。（6）动物行为产生的生理基础①动物行为需要运动器官的参与，还需要神经系统和内分泌系统的调节与控制。激素调节和神经调节是相互作用的，神经系统的调节处于主导地位。②先天性行为包括趋性、非条件反射、本能；后天性行为包括印随、模仿、条件反射；判断和推理是动物后天性行为发展的最高级形式。3、内环境和稳态（1）内环境　①体液包括细胞内液和细胞外液。细胞外液主要包括组织液、血浆、淋巴，叫人体的内环境。　②正常人的血液pH范围是7.35~7.45，缓冲物质是H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4　③稳态的概念和生理意义　　A．稳态是指正常机体在神经系统的和体液的调节下，通过各个器官、系统的协调活动，共同维持内环境的相对稳定的状态。内环境的pH值、温度、渗透压、各种化学物质的含量等，在神经系统和体液的调节之下，都能够维持在一个相对稳定的状态。　　B．稳态的生理意义：是机体进行正常生命活动的必要条件。如内环境的稳态遭到破坏，就会引起代谢紊乱，并可导致疾病。4、水和无机盐的平衡（1）水的来源：饮水、食物中所含的水和物质代谢中产生的水。其中，饮水和食物中的水是人体所需水的主要来源。　水的去路：A.由皮肤排出：其中，皮肤的排出量是指没有明显出汗的情况下，由皮肤表层蒸发的水汽。汗液是通过汗腺排出，排出的目的是降低体温，而不是调节水分。B.由肺排出：肺主要是排出二氧化碳等气体，同时呼出水汽。C.由大肠排出：饮食中的水以及消化液在消化道被吸收后所余下的水。D.通过肾排出：肾脏排尿是人体排出水的最主要途径。只有通过肾脏排尿才能调节水平衡，使水的排出量与摄入量相适应。如：出汗少，排尿多；出汗多，排尿少。（2）Na＋来源：主要来源是食盐，主要由小肠从食物中吸收。Na＋去路（排出途径）：经肾脏随尿排出（多吃多排，少吃少排，不吃不排）；经皮肤随汗液排出；经肠道随粪便排出。其中，经肾脏随尿排出是主要排出途径，所以排出量几乎等于摄入量。26 （3）K＋来源：主要是食物。去路：经肠道由粪便排出；经肾脏由尿排出（多吃多排，少吃少排，不吃也排，长期不进食的病人易缺钾），是主要途径。（4）钠盐作用：维持细胞外液渗透压，与神经、肌肉兴奋有关。缺少时，细胞外液渗透压下降、血压下降、心率加快、四肢发冷、甚至昏迷。（5）钾盐作用：对维持细胞内液的渗透压起决定作用，对维持心肌舒张、保持心肌正常兴奋性等作用。缺少时，心肌自动节律异常、导致心律异常。5、血糖的调节（1）血糖的平衡　来源：消化、吸收；肝糖元分解；非糖物质转变为葡萄糖。去路：氧化分解；合成糖元；转变成脂肪和某些氨基酸。（2）血糖的调节：调节中枢——下丘脑；相关激素——胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素A、体液调节血糖含量升高时：胰岛B细胞分泌胰岛素增加，促进血糖进入肝脏、肌肉、脂肪等组织细胞，并在这些细胞中合成糖元、氧化分解或转变为脂肪（增加血糖去路）；同时抑制肝糖元分解和非糖物质转化为葡萄糖（减少来源）血糖含量降低时：胰岛A细胞分泌胰高血糖素增加，主要作用于肝脏，促进肝糖元分解和非糖物质转化为葡萄糖。B、神经体液调节6、体温的调节（1）人的体温：即人的体内温度。可用口腔、腋窝和直肠温度代表。用于维持体温的热量来源于体内物质代谢过程。体温的相对稳定，是机体产热量和散热量保持动态平衡的结果。（2）人体的体温调节中枢在下丘脑，温度感受器（分为温觉感受器和冷觉感受器）分布于皮肤、黏膜和内脏器官中。（3）寒冷和炎热环境下体温调节过程26 7、免疫（1）免疫是机体的一种特殊的保护性生理功能。　①非特异性免疫的第一道防线：皮肤、粘膜的屏障作用　②第二道防线：抗菌物质（溶菌酶等）、吞噬细胞的吞噬作用、炎症反应、淋巴结的“过滤”作用。③特异性免疫（第三道防线）包括体液免疫和细胞免疫。物质基础有免疫器官有：骨髓、胸腺、脾、淋巴结等；免疫细胞：淋巴细胞、吞噬细胞等；各种抗体和淋巴因子等。（2）特异性免疫中发挥免疫作用的主要是淋巴细胞；由骨髓中造血干细胞分化、发育而来的。（3）抗原：是可使机体产生特异性免疫反应的物质。抗原特性：　a.异物性　b.大分子性　c.特异性。抗原表面某些特定的化学基团叫抗原决定簇，病毒决定抗原特异性的结构是衣壳。（4）抗体：受抗原刺激后产生的，并且能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白，如抗毒素、凝集素等。分布：主要在血清中，也分布于组织液和外分泌液中。化学本质：球蛋白。功能：与特异性的抗原相结合（5）体液免疫与细胞免疫总结：特异性免疫三个阶段感应阶段：是抗原处理、呈递和识别阶段反应阶段：是B细胞、T细胞增殖分化，以及记忆细胞形成阶段效应阶段：是效应T细胞、抗体和淋巴因子发挥免疫效应的阶段（6）免疫失调引起的疾病：a过敏反应：已免疫的机体再次接受相同的物质的刺激时所发生的反应。特点是：①发作迅速，反应强烈，消退较快②一般不会破坏正常组织细胞，也不会引起组织损伤③有明显的遗传倾向和个体差异。过敏反应发生于过敏原再次进入机体与吸附在细胞表面的相应抗体结合，使上述细胞释放组织胺，引起毛细血管扩张、血管壁细胞通透性增强、平滑肌收缩和腺体分泌增多。过敏反应中的抗体分布于皮肤、呼吸道或消化道黏膜以及血液中某些细胞的表面。　b自身免疫病：自身免疫反应对自身的组织器官造成损伤并出现了症状，如风湿性心脏病、类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮。　c免疫缺陷病：机体免疫功能缺乏或不足所引起的疾病。如AIDS是获得性免疫缺陷综合症的简称。HIV是艾滋病病毒（人类免疫缺陷病毒）简称。它主要攻击T细胞，使人丧失一切免疫能力。26 七　微生物与发酵工程1、微生物的类群（1）微生物类型（2）细菌结构（3）繁殖方式：二分裂。分裂时，细胞增大，拟核及质粒复制，细胞壁和细胞膜向内生长，形成隔膜，将细胞质分成两半，形成子细胞。（4）菌落：单个或少数细菌在固体培养基上大量繁殖时，便会形成一个肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群体，叫菌落。不同种类的细菌的菌落特征不同，可用于菌种鉴定。如无鞭毛的球菌菌落：较小较厚、边缘较整齐；有鞭毛细菌的菌落：大而扁平、边缘呈波状或锯齿状。S型肺炎双球菌有荚膜，菌落表面光滑；R型肺炎双球菌无荚膜，菌落表面粗糙。（5）病毒：一种病毒只有一种核酸，贮存遗传信息，控制病毒的一切性状，如病毒的形态结构、致病性等。衣壳：由结构相同的衣壳粒组成，保护核酸，决定病毒的抗原特异性。囊膜：有些病毒如流感病毒具有，由蛋白质、多糖和脂质构成，囊膜上生有刺突。繁殖：称为增殖，只能在宿主的活细胞中进行。2、微生物的营养　（1）微生物需要的五大类营养要素物质是：碳源、氮源、生长因子、水、无机盐。A．常见碳源：CO2、NaHCO3、糖类、脂肪酸、花生粉饼、石油。作用：合成微生物的细胞物质及代谢产物，还可作为能源物质如糖类。B．常见氮源：分子氮、氨、铵盐、硝酸盐、尿素、牛肉膏和蛋白胨等。作用：主要用于合成蛋白质、核酸及含氮的代谢产物。C．常见生长因子：维生素、氨基酸、碱基。作用：酶和核酸的组成成分。补充生长因子的原因：有些微生物缺乏合成这些物质所需的酶或合成能力有限。提供生长因子的物质：酵母菌、蛋白胨、动植物组织提取液等。微生物碳源氮源能源生长因子营养类型蓝藻CO2、碳酸盐等铵盐、硝酸盐光能——光能自氧型硝化细菌CO2、碳酸盐等NH3NH3氧化——化能自氧型根瘤菌糖类等有机物N2有机物氧化——化能异氧型乳酸菌糖类等有机物铵盐、硝酸盐、含氮有机物有机物氧化多种维生素、氨基酸化能异氧型红螺菌CO2或有机物铵盐、硝酸盐、含氮有机物光能或有机物氧化——兼性营养型（2）微生物的培养基的配制原则：目的要明确、营养要协调、pH要适宜（3）培养基的种类：按物理性质分：液体培养基、半固体培养基；按化学成分分：天然培养基、合成培养基；按用途分：选择培养基（加青霉素）、鉴别培养基（加伊红—美蓝）26 3、微生物的代谢（1）微生物代谢的特点：异常旺盛（原因是微生物的表面积与体积的比很大）。（2）微生物的代谢产物A．初级代谢产物：微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质。常见物质：氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素。种的特异性：无。作用：生长、繁殖必需。产生时期：生长全过程。分布：细胞内。B．次级代谢产物：微生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂、对该微生物无明显生理功能，或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质。常见物质：抗生素、毒素、激素、色素等。种的特异性：有。作用：对自身无明显生理作用。产生时期：生长到一定阶段以后（生长后期）。存在部位：细胞内或外环境中。（3）酶的合成调节：合成酶：细胞内一直存在的酶，它们的合成只受遗传物质控制。诱导酶：环境中有某种物质诱导时才合成，受基因与诱导物共同控制（如大肠杆菌生存环境中无葡萄糖只有乳糖时，才合成分解乳糖的酶——半乳糖苷酶）。意义：保证代谢需要，避免细胞内物质和能量的浪费，增强了微生物对环境的适应的能力。（4）酶活性的调节对象：酶（组成酶和诱导酶）的催化能力。调节的结果是：酶的活性发生变化。酶活性调节的特点：快速、精确。酶活性调节的意义：避免代谢产物积累过多。（5）微生物代谢的人工控制：措施：1、改变微生物的遗传特性：①诱变处理，选择符合要求的菌种（酶合成调节），如：高产青霉菌株的获得、用黄色短杆菌生产赖氨酸过程中，诱变处理得到所需菌株。②改变细胞膜透性，使代谢产物排放到细胞外（酶活性调节），如：谷氨酸生产过程中，可以采取一定的方法改变细胞膜的透性，使谷氨酸能迅速排放到细胞外，从而解除谷氨酸脱氢酶的抑制作用，提高谷氨酸产量。2、控制生产过程中的各种条件：如温度（多数为25～37℃）、pH（细菌：6.5～7.5真菌：5.0～6.0、放线菌：7.5～8.5）、氧。4、微生物的生长（1）微生物群体生长的规律。测定：测细胞重量、测细胞数目。生长曲线：以微生物数目对数为纵坐标，以时间为横坐标所作曲线。（2）微生物群体生长的规律:时期调整期对数期稳定期衰亡期特点菌体不繁殖繁殖速度最快活菌数量最大，大量积累代谢产物死亡率大于繁殖率形成原因适应新环境（重新合成相应的诱导酶，过程缓慢）条件适宜（无种内斗争）营养物质消耗，代谢产物积累，pH变化（活菌数目达最高峰，种内斗争最激烈）生存条件极度恶劣菌体特征代谢活跃，体积增长较快代谢旺盛、个体的形态和生理特性比较稳定有些种类出现芽孢细胞出现多种形态，甚至畸形，有些解体。应用与控制缩短调整期方法：接入对数期的菌、加大接种量、接入与原微生物的培养基成分相同的培养基。作生产用菌和科研材料（形态和生理特性比较稳定）。获取代谢产物（特别是次级代谢产物）最佳时期。延长稳定期方法：补充营养物质、排出有害代谢产物。释放代谢产物。26 （3）影响微生物生长的环境因素：温度（超过最适温度后细胞内的蛋白质和核酸等发生不可逆转的破坏）、pH（超过最适pH后就会影响酶的活性，细胞膜的稳定性等，从而影响微生物对营养物质的吸收）、O25、发酵工程简介（1）发酵工程实例——谷氨酸发酵。常用菌种：谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌。培养基种类：液体培养基（培养液）。培养基成分：豆饼水解液、玉米浆（碳源）、尿素（氮源）、磷酸氢二钾、氧化钾、硫酸镁、生物素（生长因子）。发酵过程：用发酵罐连续培养。注意：通入无菌空气（谷氨酸棒状杆菌是好氧菌），搅拌（溶氧；使菌种与培养液充分接触，提高原料利用率），适宜温度（30～37℃）和pH（7～8）。（2）发酵工程①菌种的选育：自然界选种→诱变育种、基因工程、细胞工程等，其中基因工程和细胞工程是定向育种。②培养基的配制：根据培养基配制原则。C∶N为4∶1时有利于菌体繁殖，为3∶1时大量生产谷氨酸。③灭菌：培养基和发酵设备均需严格灭菌（杀死所有杂菌的细胞、芽孢和孢子）④扩大培养和接种：所需菌种经过多次扩大培养，达到一定数量后，再进行接种。⑤发酵过程：①随时检测培养液中的细菌数目、产物浓度，了解发酵进程。②及时添加必需的营养基组分，以满足菌种的营养需要。③严格控制温度、pH、溶氧、通气量与转速等条件。如：谷氨酸生产过程中，当pH呈酸性时，谷氨酸棒状杆菌就会生成乙酰谷氨酰胺；当溶氧不足时，生成乳酸或琥珀酸。⑥分离提纯：产品有两类：①代谢产物，如：谷氨酸、酒精、人生长激素等。提纯方法：蒸馏、萃取、离子交换等②菌体本身（单细胞蛋白），如酵母菌、细菌等，提纯方法：过滤、沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来。（3）发酵工程的应用①在医药工业上的应用：生产药品：抗生素、维生素、动物激素、药用氨基酸、核苷酸等。生产基因工程药品：人生长激素、胰岛素、生长激素释放抑制因子、重组乙肝疫苗、某些种类的单克隆抗体、白细胞介素—2、抗血友病因子等。②在食品工业上的应用：生产传统发酵产品：啤酒、果酒、食醋等。生产食品添加剂。生产单细胞蛋白，解决粮食短缺问题。26 八生物与环境1、生态因素（1）生态因素：环境中影响生物的形态、生理和分布等的因素，包括非生物因素和生物因素。海拔高度和水域深度等环境因素不属于生态因素，它们的作用是通过温度、光照、气压等生态因素间接体现出来。（2）非生物因素a.光照：对植物的生理和分布起着决定性作用，对动物的繁殖、生活习性等都有影响。如：松、杉、柳、槐、小麦、玉米等为阳生植物，人参、三七等为阴生植物。貂、鼬等动物在长日照条件下繁殖；鹿、山羊等在短日照条件下繁殖。黑光灯诱杀害虫、蛾类的趋光性、鸟类的迁徙等都与光照有关。b.温度：c.水：是决定陆生生物分布的重要因素。同一纬度上，限制陆生生物分布的主要因素是水。（3）种内关系（同种生物个体与个体、个体与群体、群体与群体之间）①种内互助特点：群聚生活。如：昆虫、鸟。鱼和哺乳动物等。意义：有利于捕食、御敌、抵抗不良环境、繁衍后代等。②种内斗争原因：争夺食物、空间、配偶等。意义：对失败者不利，但对种的生存是有利的。可以发生于同种动物或同种植物或同种其他生物之间。如鲈鱼食本特种幼鱼，蝌蚪排毒使幼小个体死亡（4）种间关系（不同种生物之间的关系）①互利共生（同生共死）：两种生物共同生活在一起，相互依赖、彼此有利，分开后双方或一方不能生存。如豆科植物与根瘤菌；人体中的有些细菌；地衣是真菌和藻类的共生体②寄生（寄生者不劳而获）：一种生物寄居在另一种生物体内或体表，从那里吸取营养物质来维持生活的现象（被寄生者叫宿主）。分开后：寄生者难以单独生存，而对宿主生存有利。如：体内寄生有人与蛔虫；猪与猪肉绦虫；体表寄生有小麦线虫寄生在小麦籽粒中；蚜虫寄生在绿色植物体表；虱和蚤寄生在动物的体表；菟丝子与大豆。胞内寄生：噬菌体与大肠杆菌等。③竞争（你死我活）：两种生物生活在一起，相互争夺资源和空间等。可发生于植物与植物之间或动物与动物之间等，分开后对双方都有利。如：大小草履虫；水稻与稗草等。④捕食（此长彼消、此消彼长）：一种生物以另一种生物为食物的现象。可以是动物捕食动物、动物捕食植物等，分开对被捕食者有利。如：兔以植物为食；狼以兔为食。2、种群和生物群落(1)种群的特征：种群是指生活在同一地点的同种生物的一群个体。它具有单个个体所不具备的一些特征：种群密度、出生率和死亡率、年龄组成、性别比例等。(2)种群数量的变化①理想条件（食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等）下，种群的增长呈“J”型曲线②自然条件（种群所需要的食物和空间有限、有天敌等）下，种群的增长呈“S”型曲线。种群数量达到最大值（K值）以后保持稳定。一般情况下，种群数量为1/2K时，增长率达最大值。③直接影响种群大小和密度的因素是出生率和死亡率，迁入率和迁出率。(3)研究种群数量变化的意义：在野生生物资源的合理利用和保护、害虫的防治等方面有重要意义。种群数量大于1/2K时，可猎取某野生生物资源。(4)生物群落的概念：在一定自然区域内，相互之间具有直接或间接关系的各种生物的总和，叫生物群落，简称群落。其结构包括垂直结构和水平结构。3、生态系统(1)生态系统的概念：生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。　　(2)生态系统的类型①森林生态系统26 分布：湿润或较湿润的地区。主要特点：动植物种类繁多，群落的结构复杂，种群的密度和群落的结构能够长期处于较稳定的状态。优势物种：植物以乔木为主，有少量灌木和草本植物；动物有营树栖和攀缘生活的特别多。生态作用：涵养水源、保持水土、调节气候、防风固沙、净化空气、释放氧气，吸收二氧化碳②草原生态系统分布：干旱地区，年降雨量少。主要特点：动植物种类少，群落结构较简单，种群密度和群落结构常常发生剧烈变化。优势物种：植物以草本植物为主，动物以啮齿目为最多，生活习性：挖洞、穴居、快速奔跑等。作用：提供畜牧业产品，保持水土，防风固沙。③海洋生态系统分布：占地球表面积的71%，是一个巨大的生态系统。特点：海洋植物以微小的浮游植物为主，主要分布在200米以上的水域，动物种类多。作用：调节全球气候，为人类提供丰富资源。④湿地生态系统种类：沼泽、泥炭地、河流、湖泊、红树林、沿海滩涂、浅海水域等分布：广作用：提供水源，补充地下水，调节雨水流量和控制洪水，丰富的动植物资源等。⑤农田生态系统特点：人工建立的生态系统，主要成分是人工种养的生物，动植物种类少，群落结构单一，人的作用非常关键。作用：为人类提供粮食、蔬菜、瓜果等。⑥城市生态系统特点：人工建立的生态系统，人起主导作用，所需物质和能量以及产生的废弃物依赖于其它生态系统，对其它生态系统有强烈的干扰。作用：人类生活和居住的场所。4、生态系统的结构（1）生态系统的结构包括生态系统的成分、食物链和食物网。生态系统的成分包括非生物物质和能量及生产者、消费者、分解者。生产者如藻类、绿色植物、硝化细菌、根瘤菌等，分解者如大多数细菌、真菌、蚯蚓、蜣螂等。（2）食物链：在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系。表示：草→兔→狐（注意：a.箭头方向b.第一环节一定是生产者）5、生态系统的能量流动（1）生态系统能量流动的概念：生态系统中能量的输入、传递和散失过程。（2）生态系统的能量源头是太阳能，流经生态系统的总能量就是生产者所固定的太阳能。（3）能量流动的渠道是沿食物链和食物网逐级流动（4）每一个营养级所获得的能量都有三个去向：呼吸消耗，被下一营养级获得，随遗体、残落物、排泄物被分解者分解。（5）能量流动的特点：A.单向流动（单向流动是指能量只能从上一个营养级流向下一个营养级，而不能反向流动。B.逐级递减（逐级递减是指输入到一个营养级的能量不能百分之百地流入下一营养级，能量在沿食物链流动过程中逐级减少的。一般传递效率大约是10%—20%）。（6）研究能量流动的意义：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。6、生态系统的物质循环（1）生态系统的物质循环的概念：是指在生态系统中，组成生物体的C、H、O、N、P、S等化学元素，不断在进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。物质循环带有全球性，故又称为生物生球化学循环。（2）碳循过程：a.碳在无机环境中的存在形式是碳酸盐和CO2b.在生物群落中的存在形式是含碳有机物c.在生物群落与无机环境之间循环是以CO2的形式进行的d.在生物群落内部的流动是以有机物的形式进行的e.CO2进入生物群落是通过自养型生物完成的f.生物群落中的有机碳是通过生物的呼吸作用和微生物的分解作用被彻底分解成CO2和H2O，归还到无机环境中。（3）温室效应：a.成因：人类大量燃烧化石燃料，使大气中的二氧化碳含量增加而形成b.缓解温室效应主要从两个方面加以考虑：一是减少CO2的释放;主要是减少化石燃料的作用，开发新能源（如太阳能、风能、核能等）替代化石能源；二是增加CO2的吸收量。主要是保护好森林和草原，大力提供植树造林。（4）26 能量流动和物质循环的关系：能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，二者是同时进行的，彼此相互依存，不可分割。能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的合成和分解等过程。物质是能量的载体，能量是推动物质循环的动力。7、生态系统的稳定性（1）生态系统的稳定性：是指生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。（2）生态系统具有抵抗力稳定性是因为生态系统内部具有一定的自动调节能力。生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力就越小，抵抗力稳定性越低，恢复力稳定性越高。（3）可以通过适当增加各个营养级的生物种类来提高生态系统的稳定性。8、人与生物圈(1)生物圈的概念：地球上各种生物和它们的生活环境所组成的环绕地球表面的圈层，包括大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部。(2)生物圈稳态的自我维持：太阳能是生物圈维持正常运转的动力，是生物圈赖以存在的能量基础；物质上自给自足；具有多层次的自我调节能力。(3)全球性环境问题：土地沙漠化、森林植被遭到破坏、生物多样性锐减、全球气温上升、臭氧层损耗、酸雨等。(4)酸雨成因：大气中SO2过多，我国为硫酸型酸雨。(5)硫循环a.大气中SO2进入生物群落的途径：生产者以SO2形式从大气中直接吸收或以硫酸盐形式从土壤、水体中吸收。b.硫在生物群落中的主要存在形式：蛋白质等c.大气中的SO2主要来源：化石燃料的燃烧、火山爆发、微生物的分解作用。d.土壤中的硫酸或硫酸盐来源：大气中的SO2随雨水降落或分解者分解有机物形成硫酸盐。9、生物多样性及保护26