高中生物奧林匹克競賽精品全套講義內(nèi)部輔導資料

生物奧賽輔導資料生物奧賽講義 第106頁共106頁 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(zhì)性、結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一、生物的整體性、生命活動對立統(tǒng)一、生物進化和生態(tài)學等觀點。1．生命物質(zhì)性觀點生物是由物質(zhì)組成，一切生命活動都有其物質(zhì)基礎。從萬物之靈的人類到單細胞的細菌，以及無細胞結(jié)構(gòu)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(zhì)來實現(xiàn)的，如果沒有生命物質(zhì)也就沒有生命活動。2．結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點包括兩層意思：一是有一定的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(zhì)層。表皮的這種結(jié)構(gòu)的存在，就既利于陽光透過，又能防止葉內(nèi)水分過多地散失，還能保護葉內(nèi)部不受外來的傷害；而陽光透入，防止水分散失，保護葉內(nèi)組織，又需要一定的結(jié)構(gòu)來完成，這就是表皮。3．生物的整體性觀點系統(tǒng)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(xiàn)出整體性的特點。例如，細胞膜、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體、中心體、質(zhì)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(tǒng)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(tǒng)一的關系，例如，植物的光合作用和呼吸作用就是對立統(tǒng)一的一對生命活動。光合作用的實質(zhì)是合成有機物，儲存能量；呼吸作用的實質(zhì)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(chǎn)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(chǎn)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(lián)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(chǎn)生、發(fā)展和滅亡的過程。生物界也不例外，也有一個產(chǎn)生和發(fā)展的過程，所謂產(chǎn)生就是生命的起源，所謂發(fā)展就是生物的進化。生命的起源經(jīng)歷了從無機小分子物質(zhì)生成有機小分子物質(zhì)，再形成有機高分子物質(zhì)，進而組成多分子體系，最后演變?yōu)樵忌淖兓^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(guī)律。6．生態(tài)學觀點生態(tài)學觀點的基本內(nèi)容是生物與環(huán)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(huán)境是一個不可分割的統(tǒng)一整體。人類社會的發(fā)展進程中產(chǎn)生了環(huán)境問題，人類與環(huán)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(fā)展，逐步更新人口觀念，提高人口素質(zhì)，合理開發(fā)資源，高效利用資源，保護生態(tài)，治理環(huán)境，走生存與發(fā)展的新路。二、掌握科學的學習方法學習方法的優(yōu)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(zhì)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(tài)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(jù)顏色和透明程度區(qū)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(qū)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(nèi)，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(nèi)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(zhì)。如觀察線粒體和葉綠體的結(jié)構(gòu)時，就要先異中求同：它們都有雙層膜，都含有基粒、基質(zhì)、酶、少量的DNA和RNA。然后再同中求異：線粒體的內(nèi)膜折疊成崎，葉綠體的內(nèi)膜不向內(nèi)折疊；線粒體有與呼吸作用有關的酶，且酶分布在內(nèi)膜、基粒、基質(zhì)中；而葉綠體內(nèi)有與光合作用有關的酶，而酶分布在基粒層和基質(zhì)中；葉綠體中有葉綠素，而線粒體中沒有。（3）動態(tài)觀察對生物生活習性、生長過程、生殖發(fā)育的觀察都屬于動態(tài)觀察。動態(tài)觀察的關鍵是把握觀察對象的發(fā)展變化。例如觀察根的生長，在幼根上等距畫墨線后的繼續(xù)培養(yǎng)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(jié)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(jié)構(gòu)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(nèi)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(xù)收集資料，積累十年，總可以成為一個學者。”總結(jié)中外許多學者的經(jīng)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(nèi)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(nèi)容。需要注意的是，每張卡片寫一個內(nèi)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(nèi)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(nèi)外對生物形態(tài)和生命現(xiàn)象進行觀察時所作的記錄。做這種筆記要注意細節(jié)，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(tǒng)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(lián)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(jīng)常使用的重要方法，兩者密切聯(lián)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(fā)，按照生物的本質(zhì)特性進行歸類；二是實用歸類法，即從實用性出發(fā)，按生物的非本質(zhì)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(jié)合起來。（3）系統(tǒng)化和具體化的方法系統(tǒng)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(tǒng)化不單純是知識的分門別類，而且是把知識加以系統(tǒng)整理，使其構(gòu)成一個比較完整的體系。在生物學學習過程中，經(jīng)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(tǒng)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(chǎn)實踐，分析和解釋一些生命現(xiàn)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(zhì)屬性或本質(zhì)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(zhì)屬性的抽象；二是本質(zhì)屬性的抽象。概括是將有關知識的非本質(zhì)屬性或本質(zhì)屬性聯(lián)系起來的一種思維方法，它也有兩種水平層次：一是非本質(zhì)屬性的概括，叫做感性概括；另一種是本質(zhì)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(chuàng)造的前提，所以學習中依據(jù)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(zhì)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(guī)律的幾個字來幫助記憶。例如DNA的分子結(jié)構(gòu)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(zhì)，很多單位形成兩條脫氧核酸鏈，成為一種規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。（2）聯(lián)想記憶法即根據(jù)教材內(nèi)容，巧妙地利用聯(lián)想幫助記憶。例如記血漿的成分，可以和廚房里的食品聯(lián)系起來，記住水、蛋、糖、鹽就可以了（水即水，蛋是蛋白質(zhì)，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(nèi)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(nèi)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(diào)節(jié)與神經(jīng)調(diào)節(jié)、物質(zhì)循環(huán)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(nèi)容不容易記憶?？蓪⑦@些知識的核心內(nèi)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(zhì)代謝就很復雜，但它也有一定規(guī)律可循，無論是哪一類有機物的代謝，一般都要經(jīng)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(fā)散過程，把與之有關的其他知識盡可能多地建立起聯(lián)系。這種方法多用于章節(jié)知識的總結(jié)或復習，也可用于將分散在各章節(jié)中的相關知識聯(lián)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(fā)現(xiàn)、細胞的學說、細胞的種類、細胞的成分、細胞的結(jié)構(gòu)、細胞的功能、細胞的分裂等知識。三、注重理論聯(lián)系實際生物學的理論知識與自然、生產(chǎn)、生活都有較密切的關系，在生物學學習中，要注意聯(lián)系這些實際。聯(lián)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(lián)系自然實際居住地附近的農(nóng)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(huán)境的知識時，更要想到保護當?shù)氐膭又参镔Y源和保護周圍的生態(tài)環(huán)境。2．聯(lián)系生產(chǎn)實際生物學中的許多原理都和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(chǎn)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?shù)氐慕?jīng)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(shù)，一個秋天就與家長一起嫁接了近萬枝桃、梨苗，為當?shù)氐耐ピ悍N植業(yè)作出了貢獻。3．聯(lián)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(lián)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(wèi)生教材的體溫調(diào)節(jié)一部分中，課本上寫著：“人體產(chǎn)熱的部位包括骨骼肌和內(nèi)臟，安靜時產(chǎn)生的熱量主要來自內(nèi)臟，劇烈運動時產(chǎn)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(chǎn)生的熱量比安靜時高出10～15倍?！睘楦玫乩斫膺@一內(nèi)容，可聯(lián)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(tài)，僅內(nèi)臟器官產(chǎn)熱，產(chǎn)生的熱量少，所以感到冷；參賽的運動員處于劇烈運動狀態(tài)，不僅內(nèi)臟產(chǎn)熱，而且全身的骨骼肌也產(chǎn)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(xiàn)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(lián)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(yǎng)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(lián)想、回憶、判斷和作答五個環(huán)節(jié)。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(jié)果發(fā)現(xiàn)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(jié)果發(fā)現(xiàn)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(jié)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(xiàn)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(lián)想聯(lián)想就是從問題的焦點出發(fā)，找出與所學知識的聯(lián)系，進而確定問題與知識的結(jié)合點。找準結(jié)合點是解題成功的關鍵一步，在上例中，問題與知識的結(jié)合點就是物質(zhì)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(jié)合點知識的具體內(nèi)容。對于上例，就是要回憶主動運輸?shù)脑?，即在提供能量且有載體協(xié)助的情況下，被選擇吸收的物質(zhì)從低濃度的一邊運輸?shù)礁邼舛鹊囊贿叀?．判斷判斷就是根據(jù)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(guī)范的生物學術(shù)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?shù)奶攸c是需要載體，消耗能量，物質(zhì)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(jù)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(xiàn)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。A1/4B1/8C1/16D1/9解白化病是常染色體隱性遺傳病，這一對表現(xiàn)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(fā)反過來推導，結(jié)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(chǎn)生表現(xiàn)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(xiàn)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(chǎn)生R和r兩種配子，RR可產(chǎn)生R一種配子，子代中可以出現(xiàn)RR、Rr兩種基因型的個體，且表現(xiàn)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(jié)論，然后由供選答案反推，結(jié)果與中間結(jié)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(xiàn)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(chǎn)生的后代性狀表現(xiàn)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。AFFEEBFFEeCFfEeDFfEE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(jù)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(chǎn)生一些ATP，但不是產(chǎn)生大量ATP；核糖體在合成蛋白質(zhì)的過程中不但不能產(chǎn)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(chǎn)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?shù)耐评?、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(jù)伴性遺傳的交叉遺傳特點，該男孩的色盲基因來自母親，據(jù)其母親色覺正常，可知母親的基因型為護XBXb，又根據(jù)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(xiàn)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(jié)種子的胚細胞的基因型是。AAaBAA和AaCAADAA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(chǎn)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(nèi)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(shù)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(tài)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(tài)平衡的基礎知識，破壞生態(tài)平衡的原因有兩大類：一是自然因素，如地震、火山爆發(fā)、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(fā)利用和環(huán)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(guī)律有些試題的解答是有一定規(guī)律的，掌握并應用好解答規(guī)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(guī)律。（1）某個體產(chǎn)生配子的類型數(shù)等于各對基因單獨形成的配子種數(shù)的乘積。例某基因型為AaBBCcDd的生物個體產(chǎn)生配子類型的計算。每對基因單獨產(chǎn)生配子種類數(shù)是：Aa→2種，BB→l種，Cc→2種，Dd→2種，則此個體產(chǎn)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(chǎn)生的子代基因型的種類數(shù)等于親本各對基因型單獨相交所產(chǎn)生基因型種類數(shù)的積。例AaBbCc×AaBbcc所產(chǎn)子代的基因型數(shù)的計算。因Aa×Aa所產(chǎn)子代基因型是3種，Bb×Bb所產(chǎn)子代的基因型也是3種，Cc×cc所產(chǎn)子代基因型是2種，所以AaBbCc×AaBbcc所產(chǎn)子代基因型種數(shù)為3×3×2＝18種。（3）任何兩種基因型的親本相交，產(chǎn)生的子代表現(xiàn)型的種類數(shù)等于親本各對基因單獨相交所產(chǎn)子代表現(xiàn)型種類數(shù)的積。例AaBbCc×AaBbcc所產(chǎn)于代的表現(xiàn)型數(shù)的計算。因Aa×Aa所產(chǎn)子代表現(xiàn)型是2種，Bb×Bb所產(chǎn)子代表現(xiàn)型是2種，Cc×cc所產(chǎn)子代表現(xiàn)型也是2種，所以AaBbCc×AaBbcc所產(chǎn)表現(xiàn)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(xiàn)概率的乘積。例AaBb×AaBB相交子代中基因型aaBB所占比例的計算。因為Aa×Aa相交子代中aa基因型個體占1/4，Bb×BB相交子代中BB基因型個體占1/2，所以aaBB基因型個體占所有子代的1/4×1/2＝1/8。（5）子代個別表現(xiàn)型所占比例等于該個別表現(xiàn)型中每對基因的表現(xiàn)型所占比例的積。例AaBb×AaBB所產(chǎn)子代中表現(xiàn)型aB所占比例的計算。因Aa×Aa相交所產(chǎn)子代中表現(xiàn)型a占1/4，Bb×BB相交所產(chǎn)子代中表現(xiàn)型B占4/4，所以表現(xiàn)型aB個體占所有子代的1/4×4/4＝1/4。第二章生命的物質(zhì)基礎生物體都具有以下基本特征：生物體具有共同的物質(zhì)基礎和結(jié)構(gòu)基礎，都有新陳代謝作用，都有應激性，都有生長、發(fā)育和生殖的現(xiàn)象，都有遺傳和變異的特性，都能適應一定的環(huán)境。第一節(jié)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(zhì)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(nèi)的含量不同。含量占生物體總質(zhì)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(tǒng)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(zhì)。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(jié)構(gòu)式不同，在化學上叫做同分異構(gòu)體。如下圖所示：葡萄糖果糖葡萄糖果糖環(huán)狀結(jié)構(gòu)鏈狀結(jié)構(gòu)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(gòu)成生物遺傳物質(zhì)（DNA或RNA）的重要組成成分。結(jié)構(gòu)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(shù)幾個（1個以內(nèi)）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(nèi)的蔗糖、麥芽糖，動物細胞內(nèi)的乳糖，存在于藻類細菌、真菌和某些昆蟲細胞內(nèi)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(gòu)成貯藏形式的糖，如高等植物細胞內(nèi)的淀粉，高等動物細胞內(nèi)的糖元。纖維素是植物中最普遍的結(jié)構(gòu)多糖。（二）蛋白質(zhì)1．生物學功能蛋白質(zhì)具有催化作用、運輸作用和貯存作用、結(jié)構(gòu)和機械支持作用、收縮或運動功能、免疫防護功能、調(diào)節(jié)作用。2．組成元素和基本組成單位蛋白質(zhì)主要由C、H、O、N四種元素組成，多數(shù)還含有S?；窘M成單位是氨基酸，其通式為。組成天然蛋白質(zhì)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(fā)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(jié)構(gòu)，叫多肽鏈。蛋白質(zhì)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(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分一、二、三、四級結(jié)構(gòu)。在蛋白質(zhì)分子中，不同氨基酸以一定數(shù)目和排列順序編合形成的多肽鏈是蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)分子的高級結(jié)構(gòu)決定于它的一級結(jié)構(gòu)，其天然構(gòu)象（四級結(jié)構(gòu)）是在一定條件下的熱力學上最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。4．變性蛋白質(zhì)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(zhì)的變性。變性的實質(zhì)是由于維持高級結(jié)構(gòu)的次級鍵遭到破壞而造成的天然構(gòu)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(zhì)，對于生物體的遺傳性、變異性和蛋白質(zhì)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)DNA一級結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)是直線形或環(huán)形的結(jié)構(gòu)。DNA的二級結(jié)構(gòu)是由兩條反向平行的多核音酸鏈繞同一中心軸構(gòu)成雙螺旋結(jié)構(gòu)。（四）脂類脂類是生物體內(nèi)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(gòu)成生物膜的重要成分；是動植物的貯能物質(zhì)；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(zhì)相結(jié)合，構(gòu)成了細胞之間的識別物質(zhì)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(zhì)，當動物體內(nèi)直接能源過剩時，首先轉(zhuǎn)化成糖元，然后轉(zhuǎn)化成脂肪。在植物體內(nèi)就主要轉(zhuǎn)化成淀粉，有的也能轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)特別是膜結(jié)構(gòu)的形成，是脂類中的結(jié)構(gòu)大分子。（3）固醇又叫甾醇，是含有四個碳環(huán)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(zhì)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(nèi)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(fā)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(zhì)的良好溶劑，水是促進代謝反應的物質(zhì)，水參與原生質(zhì)結(jié)構(gòu)的形成，水有調(diào)節(jié)各種生理作用的功能。2．無機鹽它在體內(nèi)通常以離子狀態(tài)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(wěn)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(jié)其他重要化合物【知識概要】一、細胞內(nèi)能合流通的物質(zhì)——ATP1．ATP的結(jié)構(gòu)ATP（三磷酸腺苷）是各種活細胞內(nèi)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(jié)構(gòu)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(zhì)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(nèi)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(fā)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(zhì)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(jié)細胞的形態(tài)和類別【知識概要】一、細胞的概念及形態(tài)細胞是由原生質(zhì)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(nèi)在的結(jié)構(gòu)、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(tài)。細胞的形狀與功能之間有著密切關系，如運動神經(jīng)元細胞質(zhì)伸展長達幾米，用以傳導外界刺激產(chǎn)生的興奮。二、原核細胞原核細胞外部由質(zhì)膜所包圍，質(zhì)膜之外是堅固的細胞壁。細胞壁主要是由一種叫胞壁質(zhì)的蛋白多糖組成。在原核細胞內(nèi)含有DNA的區(qū)域，沒有核膜包圍，這個區(qū)域為擬核，其中只有一條DNA。原核細胞中沒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體和質(zhì)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(zhì)中的內(nèi)含物有氣泡。多磷酸顆粒、脂肪滴和蛋白粒等。由原核細胞構(gòu)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(zhì)與細胞核之間有核膜把它們分開，細胞質(zhì)中的細胞器與結(jié)構(gòu)都比原核細胞復雜。真核細胞內(nèi)含有的物質(zhì)，大致可分為四類：①原生質(zhì)，它是細胞質(zhì)與細胞核所組成的生活物質(zhì)的整體。細胞質(zhì)包括質(zhì)膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、中心體、線粒體、質(zhì)體等。②后成質(zhì)，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(zhì)，由原生質(zhì)高度特化的物質(zhì)，如角質(zhì)、木質(zhì)、木柱質(zhì)、纖維素等。④副質(zhì)，細胞質(zhì)中的內(nèi)含物，都是新陳代謝的產(chǎn)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(qū)分見下表真核細胞和原核細胞的主要區(qū)別特性原核細胞真核細胞細胞大小較?。?～10um）較大（10～100um）染色體一個細胞只有一條DNA，與RNA、蛋白質(zhì)不聯(lián)結(jié)在一起一個細胞有幾條染色體，DNA與RNA、蛋白質(zhì)聯(lián)結(jié)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(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等內(nèi)膜系統(tǒng)簡單復雜微梁系統(tǒng)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(zhuǎn)錄與轉(zhuǎn)譯出現(xiàn)在同一時間與地點出現(xiàn)在不同時間與地點（轉(zhuǎn)錄在核內(nèi)，轉(zhuǎn)譯在細胞質(zhì)內(nèi)）五、動物細胞和植物細胞的區(qū)別植物細胞的外面有細胞壁，它由纖維素和果膠質(zhì)構(gòu)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(cè)，所有植物細胞都具有。次生壁在初生壁里面，又分為外、中、內(nèi)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(lián)結(jié)兩個相鄰細胞的原生質(zhì)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(zhì)膜包著，它控制著細胞內(nèi)物質(zhì)的運輸。兩個相鄰細胞之間的質(zhì)膜也可變形，形成聯(lián)結(jié)或橋粒，使兩個相鄰細胞“焊接”在一起，便于通訊。動物細胞質(zhì)膜外無細胞壁，動物細胞內(nèi)的微管對細胞的形態(tài)起著支持作用；動物細胞質(zhì)內(nèi)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(fā)出星狀細絲，分裂時稱為星體。第二節(jié)真核細胞的結(jié)構(gòu)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(zhì)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(gòu)成膜的蛋白質(zhì)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(nèi)在性蛋白兩大類，外在性蛋白與膜的內(nèi)外表面相連，內(nèi)在性蛋白嵌在脂質(zhì)的內(nèi)部，有的穿過膜的內(nèi)外表面。2．細胞膜的結(jié)構(gòu)關于細胞膜的結(jié)構(gòu)有很多假說和模型，其中廣泛被接受的是“液態(tài)鑲嵌模型”。它有兩個主要特點：一是膜的結(jié)構(gòu)不是靜止的，而是具有一定的流動性；二是膜蛋白質(zhì)分布的不對稱性，即有的鑲嵌在脂質(zhì)中，有的附在脂質(zhì)表面。3．細胞膜的功能細胞膜的基本功能是：物質(zhì)運輸、細胞膜受體作用、代謝的調(diào)節(jié)控制、細胞識別、信息傳遞、保護細胞等。物質(zhì)運輸方面。細胞膜對物質(zhì)的通過有高度的選擇性。物質(zhì)出入細胞的三種方式見下表：自由擴散協(xié)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(xié)助需要載體協(xié)助能量不消耗不消耗消耗類例水、脂溶性物質(zhì)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(zhì)或物質(zhì)團塊，還可以通過內(nèi)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(nèi)吞方式；腺細胞所分泌的酶的過程，屬外吐方式。內(nèi)吞和外吐也需消耗能量。二、細胞質(zhì)1．基質(zhì)細胞基質(zhì)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(zhì)、RNA等。在基質(zhì)中存在著幾千種酶，大多數(shù)中間代謝，如糖酵解、氨基酸合成等都在這里進行。在基質(zhì)內(nèi)分散著具一定結(jié)構(gòu)和功能的小“器官”叫細胞器，如線粒體、質(zhì)體。中心體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、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(shù)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(shù)目因細胞類型和生理狀況而不同，每個細胞中線粒體的數(shù)量可以從1到50萬個，在生理活動旺盛的細胞中，線粒體數(shù)目多；在衰老或休眠的細胞中線粒體較少。（2）線粒體結(jié)構(gòu)電鏡下觀察線粒體由內(nèi)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(nèi)外物質(zhì)交換。內(nèi)膜透性較差，在不同部位向內(nèi)折疊形成嵴。嵴之間的內(nèi)部空隙叫嵴間腔，里面充滿基質(zhì)，基質(zhì)中含有蛋白質(zhì)和少量DNA。內(nèi)外膜之間的間隙叫膜間腔。里面充滿液體。線粒體的內(nèi)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(huán)所必需的酶系顆粒。檸檬酸循環(huán)所產(chǎn)生的NADPH（還原性H）通過膜進入線粒體，使ADP轉(zhuǎn)變成ATP。在內(nèi)膜內(nèi)側(cè)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(zhì)中的糖酵解，產(chǎn)生丙酮酸，再進一步氧化產(chǎn)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(zhì)中，供細胞其他生理活動時能量的需要。3．質(zhì)體質(zhì)體是綠色植物細胞所特有的細胞器。根據(jù)顏色和功能的不同，成熟的質(zhì)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(zhì)體、造蛋白質(zhì)體和造油體。（2）有色體有色體內(nèi)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(nèi)，是光合作用的場所。葉綠體由內(nèi)外兩層膜包圍，葉綠體膜能控制代謝物質(zhì)進出葉綠體。膜內(nèi)淡黃色、半流動狀態(tài)的物質(zhì)叫基質(zhì)，主要是可溶性蛋白質(zhì)（酶）和其他代謝物質(zhì)?；|(zhì)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(zhì)片層。葉綠體的光合色素主要集中在基粒中，類囊體的內(nèi)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(zhì)中進行。4．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是由單層膜組成，有兩種類型：粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)呈扁平囊狀，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的外面附有核糖核蛋白體顆粒，是細胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的主要部位。粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)常與核膜的外膜相連。光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)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(nèi)質(zhì)網(wǎng)與脂類物質(zhì)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(gòu)成，多數(shù)扁囊和囊泡集合在一起，又叫高爾基復合體。在植物細胞內(nèi)，有高爾基體合成的果膠、半纖維和木質(zhì)素等物質(zhì)，這些物質(zhì)參與細胞壁的形成。在動物細胞內(nèi)，高爾基體參與蛋白質(zhì)的分泌。在細胞生物學中，把核被膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、小泡和液泡等看成是在功能上連續(xù)統(tǒng)一的細胞內(nèi)膜，被稱為內(nèi)膜系統(tǒng)。5．液泡系液泡系是指由內(nèi)膜所包圍的小泡和液泡，除線粒體和質(zhì)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(nèi)質(zhì)網(wǎng)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(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成。④微體，按其中所含的酶來確定它們的性質(zhì)。⑤自噬小體，由一層膜將一小部分細胞質(zhì)包圍而成，其中被消化的物質(zhì)是細胞質(zhì)內(nèi)含有的各種組成，如線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的碎片等。⑥吞噬泡，由質(zhì)膜的內(nèi)陷作用吞噬了營養(yǎng)顆粒而成。⑦胞飲液泡，由質(zhì)膜的內(nèi)陷作用吞噬了一些溶液或營養(yǎng)液而成。⑧糊粉粒，在植物的種子中產(chǎn)生的一種特異的液泡，其中貯有蛋白質(zhì)（多數(shù)是酶），起源于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。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(yǎng)物質(zhì)的貯藏器，也是廢物的排泄器。溶酶體是溶解或消化小體，內(nèi)含各種水解酶，在動植物細胞中都含有這類細胞器。細菌內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)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(huán)體。前者存在于動、植物細胞內(nèi)，而后者僅存在于植物細胞內(nèi)。植物細胞內(nèi)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(nèi)，游離在細胞質(zhì)中或附著在粗糙型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，快速增殖的細胞中含量更多。根據(jù)核糖體的沉降系數(shù)，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(zhì)中，而70S則存在于原核細胞與葉綠體內(nèi)。聚核糖體是蛋白質(zhì)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(zhì)叫中心球。它存在的位置比較接近細胞中央，在核的一側(cè)，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(huán)狀結(jié)構(gòu)。三體微管之間和它的周圍有質(zhì)地比較致密的細粒狀物質(zhì)。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(tǒng)。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(nèi)運輸、細胞壁的結(jié)構(gòu)等。微管可以單體到多聚體集合成完整的管子，但經(jīng)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(nèi)運輸、細胞質(zhì)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(nèi)儲存、復制和轉(zhuǎn)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(zhì)進行物質(zhì)交換的通道。核液充滿在核膜內(nèi)，是以核蛋白為主的膠態(tài)物質(zhì)，染色質(zhì)和核仁懸浮在其中。當這些基質(zhì)呈液體狀態(tài)（溶膠）時叫核液，呈半固體狀態(tài)（凝膠）時叫核質(zhì)。核仁主要由蛋白質(zhì)和RNA組成，它與合成核糖體RNA有關。染色質(zhì)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(zhì)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(zhì)。第三節(jié)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(jié)束開始生長，到下一次分裂完成所經(jīng)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(jié)束。④從細胞分裂開始到結(jié)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(jié)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(fā)生分裂，而處于靜止狀態(tài)。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(shù)分裂。無絲分裂又稱直接分裂。分裂時無染色體出現(xiàn)，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(zhì)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(xiàn)由許多級錘絲構(gòu)成的紡錘體，經(jīng)復制后的染色質(zhì)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(xù)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(shù)分裂是以有性方式繁殖的動、植物，在形成生殖細胞時發(fā)生的分裂。減數(shù)分裂有三種類型：合子減數(shù)分裂、配子減數(shù)分裂、居間減數(shù)分裂。有絲分裂和減數(shù)分裂的區(qū)別比較有絲分裂減數(shù)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(xù)的細胞分裂同源染色體不發(fā)生配對聯(lián)會同源染色體配對、聯(lián)會、交叉和交換，形成四分體染色體數(shù)目不減半（2n→2n）第一次分裂染色體數(shù)目減半（2n→n）分裂結(jié)果形成兩個體細胞分裂結(jié)果形成四個生殖細胞第四節(jié)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(tài)、功能和蛋白質(zhì)合成等方面發(fā)生穩(wěn)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(zhì)的協(xié)調(diào)作用。細胞質(zhì)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(zhì)減少；②水分減少；③核外染色物質(zhì)減少；④細胞核與細胞質(zhì)的比率縮??；⑤細胞核固縮；⑥色素生成；⑦酶的活性變化；⑧核酸與蛋白質(zhì)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(jīng)人工分離后，能各自單獨發(fā)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(yǎng)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(zhuǎn)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(fā)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(fā)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(chuàng)造細胞遺傳物質(zhì)的技術(shù)，以及發(fā)展這種技術(shù)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(zhì)工程學，細胞并合工程學。第四章生物的新陳代謝第一節(jié)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(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機物。生物體內(nèi)的新陳代謝過程包含著許多復雜而有規(guī)律的物質(zhì)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(zhì)是蛋白質(zhì)酶具有一般蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)。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(zhì)；屬于復合蛋白的酶分子中，除了蛋白質(zhì)外，還有非蛋白質(zhì)的小分子物質(zhì)，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(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，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(zhì)并不發(fā)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(xiàn)在認為，酶進行催化作用時，首先要和底物結(jié)合，形成一中間絡合物，它很容易轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)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(chǎn)物）。酶分子中直接與底物結(jié)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(jié)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(jié)植物的營養(yǎng)器官【知識概要】一、根根據(jù)發(fā)生的部位，根分成主根、側(cè)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(qū)（生長點）、伸長區(qū)和成熟區(qū)（根毛區(qū)）四部分。根的初生結(jié)構(gòu)由外向內(nèi)分成表皮、皮層和維管柱（中柱）。皮層的最內(nèi)層細胞叫做內(nèi)皮層，這層細胞的徑向壁和橫壁上形成栓質(zhì)化的帶狀加厚結(jié)構(gòu)，叫做凱氏帶，它具有加強控制根的物質(zhì)轉(zhuǎn)移的作用。維管柱由中柱鞘、初生木質(zhì)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(nèi)形成次生木質(zhì)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(yǎng)繁殖的作用。二、莖莖的形態(tài)特征是有節(jié)和節(jié)間，有芽，落葉后節(jié)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(fā)育而成，側(cè)枝由主干上的芽發(fā)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(jié)構(gòu)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(zhì)部組成的束狀結(jié)構(gòu)。雙子葉植物莖的維管束常排列成筒狀。莖的次生結(jié)構(gòu)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(zhì)部橫切面上出現(xiàn)年輪。一般單子葉植物的莖只有初生結(jié)構(gòu)，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(yǎng)物質(zhì)，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(yǎng)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(nèi)分布著葉脈，葉脈有網(wǎng)狀脈和平行脈之分。葉柄有支持和輸導作用。葉片的結(jié)構(gòu)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(wèi)細胞圍成，保衛(wèi)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(gòu)成，木質(zhì)部在上，韌皮部在下。葉脈越細，結(jié)構(gòu)越簡單。四、根、莖、葉的變態(tài)根的變態(tài)包括貯藏根（有肉質(zhì)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(tài)包括地下莖的變態(tài)（有塊莖、鱗莖、球莖、根狀莖等）、地上莖的變態(tài)（有莖卷須、枝刺、葉狀枝、肉質(zhì)莖等）；葉的變態(tài)，有苞葉、葉卷須、鱗葉、葉刺、捕蟲葉等。第三節(jié)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(zhuǎn)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(zhuǎn)變成有機物，轉(zhuǎn)化并儲存太陽能，使大氣中的氧和二氧化碳的含量相對穩(wěn)定等?？傊?，光合作用是地球上幾乎一切生物的生存、繁榮和發(fā)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(zhì)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(shù)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(shù)不同狀態(tài)的葉綠素a分子有將光能轉(zhuǎn)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）＋O21．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(zhuǎn)換，是通過原初反應完成的。這個過程使光能轉(zhuǎn)換為電能。②電能轉(zhuǎn)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(jié)果使電能轉(zhuǎn)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(zhì)中進行。暗反應是活躍的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)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(huán)（C3途徑）、C4途徑和景天科酸代謝（CAM）?？栁难h(huán)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(jù)碳同化的最初光合產(chǎn)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(jié)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(tǒng)通過半透膜向水勢低的系統(tǒng)移動。成熟的植物細胞是一個滲透系統(tǒng)，細胞的水勢表示為：水勢＝滲透勢＋壓力勢＋襯質(zhì)勢當細胞處于不同濃度的溶液中時，在細胞內(nèi)外就會有水勢差，從而發(fā)生滲透作用?？梢杂谩爸参锛毎馁|(zhì)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(xiàn)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(nèi)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(zhì)部導管。此外水分還可以通過成熟區(qū)表皮細胞壁以及根內(nèi)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(chǎn)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(tài)從植物體表面（主要是葉）散失到體外的現(xiàn)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?shù)闹饕獎恿?，蒸騰作用能促進礦質(zhì)養(yǎng)料在體內(nèi)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(zhì)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(chǎn)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(huán)境中更為重要。四、植物體內(nèi)水分的運輸水分被根系吸收進入木質(zhì)部的導管和管胞后，沿著木質(zhì)部向上運輸?shù)角o或葉的木質(zhì)部，而到達植物體的各部。水分子在導管內(nèi)上有蒸騰拉力，下有根壓，中間有水分子本身的內(nèi)聚力，使水分形成連續(xù)的水柱源源而上。第五節(jié)植物的礦質(zhì)營養(yǎng)【知識概要】一、植物必需的礦質(zhì)元素及其主要生理作用植物生長發(fā)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(zhì)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(zhì)元素的生理作用：一是細胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)的組成成分；二是植物生命活動的調(diào)節(jié)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(wěn)定和電荷中和等。二、植物體對礦質(zhì)元素的吸收根吸收土壤中礦質(zhì)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(zhì)體運輸進入皮層內(nèi)部，同時，也靠呼吸供給的能量做功，通過共質(zhì)體主動運輸進入根細胞內(nèi)部；最后進入導管。根吸收礦質(zhì)元素的主要特點表現(xiàn)在：根吸收礦質(zhì)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(zhuǎn)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(zhì)元素在植物體內(nèi)的運輸和利用吸收到根內(nèi)的礦質(zhì)元素，多數(shù)同化為有機物，有一些仍呈離子狀態(tài)。它們進入導管后，隨蒸騰作用流經(jīng)木質(zhì)部一起上升到地上各部，有些物質(zhì)可從木質(zhì)部橫向運輸?shù)巾g皮部。在植物體內(nèi)，參與循環(huán)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(huán)的礦質(zhì)元素在越老的器官含量越多。第六節(jié)高等動物和人體內(nèi)的主要代謝系統(tǒng)【知識概要】一、消化系統(tǒng)1．消化系統(tǒng)的組成高等動物和人體的消化系統(tǒng)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(jié)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(nèi)最大的消化腺，具有分泌膽汁、物質(zhì)代謝、參與血細胞生成和破壞、解毒、產(chǎn)生體熱等作用。2．食物的營養(yǎng)成分組成食物的營養(yǎng)成分分為糖類、脂類、蛋白質(zhì)、維生素、無機鹽和水六大類。其中蛋白質(zhì)、水、脂類等是構(gòu)成機體的重要原料；糖類、脂類、蛋白質(zhì)等有機物是機體生命活動的能源物質(zhì)；維生素和無機鹽對生命活動起調(diào)節(jié)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(nèi)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?；瘜W性消化是在生物體內(nèi)把蛋白質(zhì)、脂類和糖類等高分子物質(zhì)分解成結(jié)構(gòu)簡單、能被吸收的小分子物質(zhì)的過程，它是依靠消化液中各種消化酶來完成的。4．營養(yǎng)物質(zhì)的吸收各種營養(yǎng)物質(zhì)的消化產(chǎn)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(yǎng)物質(zhì)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(zhì)形成的膜，形成乳糜微粒。脂肪的主要轉(zhuǎn)運途徑是淋巴，經(jīng)淋巴轉(zhuǎn)入血液，其余營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運途徑是通過血液循環(huán)。二、循環(huán)系統(tǒng)1．循環(huán)系統(tǒng)的組成循環(huán)系統(tǒng)包括心血管系統(tǒng)和淋巴系統(tǒng)兩部分。血液循環(huán)是在由心臟和血管組成的密閉的心血管系統(tǒng)中進行的。其中，心臟是血液循環(huán)的動力器官，血管是血液循環(huán)的管道，瓣膜是使血液向一定方向流動的特殊結(jié)構(gòu)。2．血液循環(huán)途徑血液循環(huán)分為體循環(huán)和肺循環(huán)。體循環(huán)和肺循環(huán)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(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)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(cè)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(tǒng)，能自動地、節(jié)律地發(fā)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(jù)結(jié)構(gòu)、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(nèi)血流的速度快，心臟搏動所引起的主動脈管壁發(fā)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(nèi)血流的速度慢。四肢靜脈的內(nèi)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(shù)量大，分布廣，管壁由一層扁平細胞構(gòu)成，管內(nèi)血流的速度極慢，是血液和組織液進行物質(zhì)交換的部位。6．淋巴系統(tǒng)淋巴系統(tǒng)是心血管系統(tǒng)的輔助部分。它由淋巴管、淋巴結(jié)、脾等組成。淋巴循環(huán)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(jié)，最后經(jīng)左側(cè)胸導管和右側(cè)淋巴管進入左、右鎖骨下靜脈的過程。7．循環(huán)系統(tǒng)的作用循環(huán)系統(tǒng)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(nèi)分泌腺分泌的激素運輸?shù)綑C體各部，執(zhí)行體液調(diào)節(jié)作用；運輸白細胞和淋巴細胞，有免疫功能；維持機體內(nèi)環(huán)境的恒定，為生命活動提供最適宜的條件。三、呼吸系統(tǒng)1．呼吸系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)呼吸系統(tǒng)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(fā)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(jīng)分支連接肺泡管、肺泡囊和肺泡。肺是呼吸系統(tǒng)的主要器官，是氣體交換的場所，肺內(nèi)最小的呼吸單位是肺泡，肺泡由單層上皮細胞構(gòu)成，被毛細血管網(wǎng)包繞，保證了肺泡內(nèi)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(xù)的環(huán)節(jié)：（1）外呼吸（肺呼吸），指外界環(huán)境的氣體在肺部和體內(nèi)的氣體交換，包括肺的通氣和肺泡內(nèi)的氣體交換；（2）氣體在血液中的運輸，氧由肺經(jīng)過血液循環(huán)運送到組織，同時二氧化碳由組織運輸?shù)椒?；?）內(nèi)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(jié)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(nèi)氣壓與大氣壓之間的壓力差，才使氣體能夠進出肺泡，實現(xiàn)肺的通氣。肺泡內(nèi)的氣體交換和組織里的氣體交換都通過擴散作用來實現(xiàn)。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(nèi)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窝h(huán)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(huán)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(tǒng)1．排泄的概念與途徑人和動物把新陳代謝的最終產(chǎn)物，多余的水和無機鹽，以及其他機體不需要或?qū)C體有害的物質(zhì)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(jīng)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(tǒng)。2．腎臟的結(jié)構(gòu)腎臟是泌尿系統(tǒng)的主要器官。從腎臟的縱剖面看，腎實質(zhì)可以分為皮質(zhì)和髓質(zhì)兩部分。髓質(zhì)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(jié)締組織組成。腎單位是腎臟的結(jié)構(gòu)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(zhì)，由腎小球、腎小囊組成；腎小管位于皮質(zhì)和髓質(zhì)，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(jīng)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(jīng)腎小球時，血液里除血細胞和大分子蛋白質(zhì)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(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)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(chǎn)物的某些物質(zhì)如H＋、NH3等分泌到管腔中，或把血液中某些物質(zhì)轉(zhuǎn)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(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)人體內(nèi)含有的大量液體，稱為體液。體液分為細胞內(nèi)液和細胞外液。人體內(nèi)的細胞外液構(gòu)成了人體內(nèi)細胞生活的液體環(huán)境，這個液體環(huán)境叫做人體的內(nèi)環(huán)境。人體內(nèi)的細胞可以通過內(nèi)環(huán)境，與外界環(huán)境之間間接地進行物質(zhì)交換。循環(huán)、消化、呼吸和泌尿系統(tǒng)與體內(nèi)細胞的物質(zhì)交換有密切的關系，神經(jīng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)則起著重要的調(diào)節(jié)作用。生理學家把正常機體在神經(jīng)和體液調(diào)節(jié)下，通過各個器官、系統(tǒng)的協(xié)調(diào)活動，共同維持內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定狀態(tài)，叫做內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)。內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是機體進行正常生命活動的必要條件。第七節(jié)人和動物體內(nèi)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(jīng)過消化分解成葡萄糖，被小腸吸收進人血液循環(huán)，運輸?shù)饺砀鱾€器官和組織中。糖類在體內(nèi)主要有三個變化：氧化分解、合成糖元和轉(zhuǎn)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(jīng)過三核酸循環(huán)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(nèi)產(chǎn)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