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第一篇细胞与生物大分子第一章绪论：生物圈与生物一、生物学（Biology）----又称生命科学。是研究生命的科学。是研究生命现象的本质、探讨生物的发生、发展和生命活动的规律的科学，是自然科学中的基础学科之一。二、生物圈------第一节生命的特征一、生命的基本特征：1、化学成分的同一性：2、严整有序的结构：3、新陈代谢：4、应激性5、稳态6、生长发育7、遗传变异和进化8、适应第二节、生物学发展概况一、17世纪以前二、17和18世纪：描述生物学阶段（19世纪中叶以前）三、19世纪--实验生物学阶段（19世纪中到20世纪中）四、20世纪--创造生物学阶段（20世纪中叶以后）第三节生物的分类一、分类学二、分类系统1、人为分类法2、自然分类系统三、分类依据更为可靠的、更为全面的分类依据来自形态解剖学、比较胚胎学、生物化学、免疫学、遗传学、分子遗传学等学科的技术方法进行分类研究的成果。一切具有种间差异的特征均可作为分类的依据。四、生物的分界二界系统：三界系统：五界系统1959年魏泰克（惠特克）(R.H.Whittaker)提出五界系统：三原界系统：1990年沃斯（C.R.Woese)根据分子生物学的研究资料，对生物分类提出新的建议，认为：整个生物界可以区分为三个独立起源的大类群，它们是从共同祖先沿三条路线进化发展的。三个原界：五、生物分类的等级界(Kingdom[英]，regnum[拉])门(division,phylum或divisio)纲(class,classis)目(order,ordo）科(family,familia)属(genus,genus)种(species,species)这种分类等级是最基本的，有时会在上述每一级之下插入一个亚级（sub-），或每一级之上加超级（super-)，如亚纲或超纲。物种、亚种、变种、品种1）物种---是可以相互交配产生正常后代的自然居群组成的、并占有一定的生态空间的繁殖群体。物种是分类的最基本的单元。拥有一定的基因型和表现型，是生物进化和自然选择的产物，它相对稳定，但又是发展变化的。2）亚种—指某种生物分布在不同地区的种群，它们的形态结构或生理机能上发生某些变化，这种群体称为某物种的亚种。3）变种----在同一生态环境中的同一群体内，某些个体组成的小种群在形态结构、生态和分布等发生稳定的遗传的变异，这个小群体称为原来种的变种。4）品种---指经过人工选择而形成的有经济价值的变异群称为品种。品种不属于自然分类系统的分类单位，但在生产实际中广泛应用该名词。人的分类的等级：六、生物的命名学名（sciencename）—双名法：（种的名称）该法规定：每种生物学名由两个拉丁词组成，，前一词为该种所在的属的属名，常用名词，首位字母要大写；第二个词是种名，常用形容词，表示该种生物的主要特征或产地，首位字母用小写。双名后可附定名人的姓氏或缩写。属名和种名在印刷时要用斜体字，定名人姓氏不用斜体字。三名法：（亚种的名称）对于种下分亚种或变种的，要使用三名法。亚种的缩写用spp.或subsp.，再加上一个亚种名，首位小写，用斜体，名后附定名人的姓氏。变种则用缩写var,其他与亚种三名法一样。第四节生物学的分科第五节生物学的研究方法：科学观察：假说和实验：模型实验：第六节生物科学与人类第七节学习的目的与方法第二章生命的化学基础一、生命物质的元素组成92种天然存在的元素总有25种是生命必需的。生物体中最重要的元素是：C、H、O、N二、生物体的无机物1、水是细胞中不可缺少的物质水的特点：水是极性分子、水分子之间会形成氢键、液态水中的水分子具有内聚力、水分子之间的氢键使水能缓和温度的变化、冰比水轻、水是极好的溶剂、水能够电离（水是生命的介质：生命的最重要的组成成分、溶剂、光合作用的原料）2、无机盐三、有机物：糖类、蛋白质、核酸、脂类、维生素（一）、糖类（碳水化合物）单糖、双糖、多糖1）、单糖类：如葡萄糖、果糖2）、双糖类：蔗糖麦芽糖3）、多糖类：淀粉、糖原、纤维素和粘多糖。纤维素不能被动物消化管中的酶所水解。牛、马或白蚁能消化纤维素是因为其消化管中寄生着能水解纤维素的微生物。（二）、脂质：共同的特性是：非极性。不溶于水，溶于非极性有机溶剂（三）、维生素（四）、蛋白质1、蛋白质为生命活动所必需：是生物体的结构组分，也是每种生命活动都离不开的生物大分子。没有蛋白质就没有生命。蛋白质的功能为七大类：结构蛋白、收缩蛋白、贮藏蛋白、防御蛋白、转运蛋白、信号蛋白、酶。2、蛋白质仅由20种氨基酸组成。1）组成蛋白质常见的氨基酸有20种，通式：2）氨基酸分类：疏水的和亲水的3）肽键、肽和多肽肽键：一个氨基酸分子中的α羧基与另一氨基酸的α氨基缩合脱水形成的酰胺键也称肽键。肽和多肽：是氨基酸通过肽键连接起来的链条。3、蛋白质的结构确定其功能1）蛋白质的一级结构--2）、蛋白质的二级结构：3）、蛋白质的三级结构：4）、蛋白质的四级结构：4、蛋白质的性质1）两性电解质和等电点2）亲水胶体性质3）蛋白质的变性作用（1）变性定义与变性因素蛋白质分子受某些物理或化学因素影响后，高级结构发生了异常变化（化学组成和一级结构不变），从而去天然蛋白质的特性。这种现象称蛋白质的变性。（2）蛋白质变性后表现出的特性：（3）变性分为可逆的和不可逆的：（4）应用：灭菌、煮熟鸡蛋、分离蛋白质（可逆的变性）（五）、核酸脱氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)第三章细胞的基本形态结构与功能第一节细胞学简介和细胞的基本结构和功能细胞的形态多种多样，细胞的形态与功能是统一的。细胞一般很小，测量细胞的常用单位是微米（µm）、纳米（nm）。最小的细胞是支原体；最大的是鸵鸟蛋单细胞、多细胞第二章真核细胞的基本结构和功能：一、细胞的基本结构与功能1、细胞膜和细胞壁1）细胞膜最重要的特性是半透性或称选择性透性。2）基本功能为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境。同时是在细胞的繁殖、物质能量代谢、信息传导等等方面有重要意义3）细胞壁：植物细胞壁2、细胞核(nucleus)1）、核被膜和核纤层2）、染色质染色质:染色质的基本结构单位—核小体----染色体——染色体的数目：以2n表示，性细胞的染色体是成单存在的，以n表示。3）、核仁4）、核基质3、细胞质与细胞器1、细胞基质2、细胞器—指具有某些特殊功能、具有一定的化学组成和特有形态学特点、细胞内特有结构分化的结构I、内质网和核糖体II、高尔基体III、溶酶体IV、线粒体线粒体主要功能是进行氧化磷酸化，合成ATP，为细胞生命活动提供直接能量，是细胞进行氧化呼吸产生能量的场所。V、质体是植物特有的细胞器。叶绿体的形态、结构和功能VI、微体VII、液泡VIII、细胞骨架：微管、肌动蛋白丝和中间纤维IX、鞭毛、纤毛和中心粒X、细胞溶胶第三节生物膜------流动镶嵌模型（fluidmosaicmodel)一、生物膜系统（biomembranesystem）：真核生物中围绕在细胞表面的质膜、各种细胞器的膜和核膜总称生物膜或生物膜系统二、生物膜的结构模型：流动镶嵌模型（fluidmosaicmodel)脂双层膜蛋白：糖与糖萼最重要的特性是半透性或称选择性透性、流动性和膜的不对称性三、物质的跨膜运输被动运输（passivetransport)—主动运输（activetransport)——内吞作用（endocytosis）——吞噬作用和胞饮作用外排作用(exocytosis)---四、细胞连接脊椎动物的细胞连接主要有三种：桥粒、紧密连接、间隙连接植物细胞的连接主要是胞间连丝第四节细胞的代谢代谢或新陈代谢(metabolism)——是维持生物体一切生命活动过程中化学变化的总称。包括同化作用和异化作用。同化作用：机体从外界吸收营养，将其转化为自身物质并贮存能量的过程，也称合成代谢；异化作用：机体通过呼吸作用，不断将自身组成物质分解以释放能量，并将分解产生的废物排出体外的过程，也称分解代谢。两者相互依存，对立统一地构成了新陈代谢。一、代谢的类型二、酶1、酶降低反应活化能：（酶的化学本质：蛋白质和RNA）。作为生物催化剂的特性的特点：同功酶——2、影响酶作用的因素：1）酶浓度：2）底物浓度：3）pH：4）温度：5）酶激活剂：6）酶的抑制剂：三、细胞呼吸1、细胞呼吸引论：生物氧化（细胞呼吸）——2、.EMP（糖酵解）途径：3.三羧酸循环亦称柠檬酸循环：4、电子传递链（呼吸链）和氧化磷酸化呼吸链又称电子传递链：氧化磷酸化：ATP合酶催化ATP合成的机制：5、发酵作用：1）酒精发酵：2）乳酸发酵：6、各种分子的分解和合成：四、光合作用光合作用的通式：光合作用的场所：叶绿体光合作用的三大步骤：1）光合原初反应2）电子传递和光合磷酸化3）CO2的固定和还原第五节细胞的分裂和分化一、细胞分裂和细胞周期(cellcycle)1、概念：2、细胞周期时相组成及其主要事件间期:G1phase（DNA合成前期），Sphase（DNA合成期），G2phase（DNA合成后期）·细胞分裂期（Mphase）:有丝分裂期(Mitosis),胞质分裂期二、细胞分裂（celldivision)形式主要是三种：无丝分裂、有丝分裂、减数分裂。（一）、无丝分裂（amitosis)：（二）、有丝分裂(mitosis)：全过程：前期、前中期、中期、后期、末期、细胞质分裂期期间发生重要变化的细节：核膜、纺锤体、染色体分裂间期与细胞周期的控制机制：（三）、减数分裂(Meiosis)三、染色体：结构，性染色体和常染色体、染色体的数目、染色体组型、染色体带型四、细胞分化(Celldifferentiation）1、细胞分化——2、管家基因和组织特异性基因3、细胞分化的机制：基因、组合调控、影响细胞分化的因素：激素类信号和旁泌素（细胞生长分化因子）4、干细胞和细胞全能性：5、癌细胞：五、细胞衰老与细胞凋亡1、细胞衰老：结构和功能的变化、细胞衰老的机制：有丝分裂钟、氧化性损伤、调节蛋白2、细胞凋亡：概念、形态学和生物化学特征（与坏死细胞进行比较）、重要生物学意义。第二篇遗传学第一章遗传的基本规律第一节孟德尔定律一、分离定律分离定律定义：分离定律的验证1、自交法：2、测交法：。二、独立分配定律（自由组合定律）的概念：独立分配定律的验证：1、自交法2、测交法第二节性别决定和伴性遗传一、性染色体和常染色体三、性别决定（一）、雄性异配型１、ＸＹ型性决定２、ＸＯ型（二）、雌性异配型１、ＺＷ型性决定：２、ＺＯ型性决定：（三）、蜜蜂的性别决定染色体的倍数决定性别。四、伴性遗传:第三节连锁遗传与遗传图一、连锁：二、交换1交换—2、交换的证据和解释3、重组率的计算三、遗传学第三定律：连锁交换定律（246页）：四、遗传图几个概念：基因组、连锁群、连锁图或遗传图五、人类基因组计划：基因组、基因组学295页第二章遗传的物质基础一、核酸是重要的遗传物质核酸是重要的遗传物质：肺炎链球菌的转化实验、同位素标记的噬菌体的感染实验DNA双螺旋结构模型：DNA的复制的特点：1、DNA双螺旋半保留式复制：2、DNA复制的半不连续性六、基因表达1、遗传密码2遗传密码的特点三联密码子：无分隔号：不能重读：统一性：兼并性：含有蛋白质合成的起始和终止信号：4、转录（260页图21.14）5、翻译（262页图21.15）6、中心法则：263页第三章生物的变异突变--一、基因突变基因突变--点突变—诱变剂--诱发突变--自发突变1、基因突变的类型：1）碱基对替换突变—2）移码突变--2、突变的原因：1）自发突变2）诱发突变原因：二、染色体结构变异1、染色体结构变异--类型：1）缺失—2）重复—3）易位---4）倒位——2、染色体数目变异类型：非整倍性、单倍性、多倍性产生原因：分裂过程中染色单体丢失或不分离造成的。第四章基因工程简介：第三篇生物的进化第一章生命的起源进化——，生物进化论——第一节生命的起源一、地球上生命起源的条件1）必须具备一定的物质组成，如碳、氢、氧、氮等；2）地球上的生命是在水中发生的，水是不可缺少的物质；3）