1.2 核心讲义
一、生物学科发展的历史
（一）描述生物学阶段
19世纪中叶以前为描述生物学阶段,取得的成就主要有：
1．动植物分类及“双名法”的提出
（1）分类
20世纪前，瑞典博物学家林耐采用阶梯等级分类法，将自然界分为“三界”，即动物界、植物界和矿物界。以下依次是纲、目、属、种，实现了分类范畴的统一。
①植物：他以种为分类的最小单位，再根据花的数量、形状和位置分成属，并以雌蕊的数目决定某一植物应归的目，以雄蕊的数目确立应归入的纲，另总括隐花植物为一纲，构成所谓“林氏24纲”。
②动物：分为6个纲，即哺乳纲、鸟纲、两栖纲、鱼纲、昆虫纲和蠕虫纲。
（2）“双名法”
林耐早在1753年出版的《植物的种》和1758年出版的《自然系统》已初步建立了对生物的“双名制命名法”，即用两个拉丁字（或拉丁化形式）构成生物某一物种的名称。第一个字是属名，第二个字是种名，二者组成一个学名，后面还附有定名人的姓名。
2．细胞的发现
1665年英国物理学家罗伯特·虎克发明了显微镜，首次观察到植物细胞，提出细胞的概念，为从细胞水平研究生物奠定了基础。
3．微生物的发现
荷兰的列文虎克用自制的显微镜发现了原虫和细菌，他从桶底的积水、胡椒水以及口腔、齿石、有机腐败物中均发现有微生物，并画出了球形、杆形和螺旋形的微生物。
4．细胞学说的建立
（1）创立：19世纪30年代后期，德国科学家施莱登和施旺创立了细胞学说。
（2）研究成果要点
①细胞是一个有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成；
②细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对其他细胞共同组成的整体的生命起作用；
③新细胞可以由老细胞中产生。
（3）意义：细胞学说的建立揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性，为细胞生物学的发展奠定了基础，也为进化论的创立奠定了唯物主义基础。
5．达尔文和《物种起源》
达尔文是英国动物学家，进化论的奠基人。1859年达尔文出版了震惊当时学术界的论著《论借助自然选择（即在生存斗争中保存优良族）的方法的物种起源》，简称《物种起源》。该书从变异性、遗传性、生存竞争和适应性等方面论证了生物界进化的现象，提出了以自然选择、适者生存为基础的进化学说，不仅说明了物种是可变的，而且对生物适应性也做出了解释。
（二）实验生物学阶段
19世纪中叶至20世纪中叶，科学家利用各种仪器、工具通过实验过程探索生命活动的内在规律。主要成就有：
1．巴斯德曲颈瓶实验
1862年，巴斯德设计出一个巧妙的曲颈瓶实验。他给烧瓶安装了S形状的长颈，当把烧瓶中的肉汤煮沸时，不仅瓶中的微生物被杀死了，水蒸气把瓶颈中的微生物也杀死了。等到汤放凉时，新鲜的空气就可以通过瓶颈自由进到瓶子中，而带菌的灰尘由于比空气重，在长颈向下弯曲处就被拦截住了。
2．遗传定律的发现
孟德尔于1865年在自然科学学会杂志发表《植物杂交试验》论文。文中提出遗传单位“因子”（现在称为“基因”）的概念，阐明了关于生物遗传的基本规律，即分离定律和自由组合定律（亦称独立分配定律）。
3．摩尔根果蝇杂交实验
他通过果蝇杂交实验，发现基因在染色体上是按直线排列的。1926年，摩尔根发表了著名的《基因论》，提出了“连锁互换定律”。这个定律成为当代遗传学的经典规律。
4．光合作用过程原理的揭示
1939年美国科学家鲁宾（S．Ruben）和卡门（M．Kamen）用同位素标记法对植物进行分组实验，成功地证明了光合作用释放的氧气全部来自水。1948年美国卡尔文（M．Calvin）用同样的方法对小球藻进行实验，探明了光合作用中有机物碳的来源，使光合作用的原理逐渐清晰。
（三）分子生物学阶段
19世纪30年代以来，生物学研究综合运用物理、化学和生物技术，将研究目标主要逐渐集中到与生命本质密切相关的生物大分子——蛋白质和核酸上，取得了一系列重大成果。
1．遗传物质的证明
肺炎双球菌的转化实验
（1）1944年，美国生物学家艾弗里用小鼠作了肺炎双球菌的转化实验，第一次证明了遗传的物质基础是脱氧核糖核酸。
（2）1952年，赫尔希和蔡斯以大肠杆菌T2噬菌体作实验材料，应用放射性同位素标记法进行系列实验，直接证明了DNA是遗传物质。
2.DNA双螺旋结构模型的构建
1953年，美国科学家沃森和英国科学家克里克根据维尔肯DNA的x线衍射资料，提出DNA一级双螺旋的分子结构模型，揭示了世界上千差万别的生命种群和个体在分子结构和遗传机制上的统一性，并为以DNA重组为主要手段的基因工程奠定了基础。
3．遗传密码的破译
1967年Har Khorana，Robert Holley和Marshall Nirenber9成功破译遗传密码，科学地解释了DNA翻译成蛋白质的机制。
4．人工合成生物大分子
（1）1965年，我国科学家在世界上首次用人工方法合成了一种蛋白质——结晶牛胰岛素。人工牛胰岛素的合成，标志着人类在认识生命、探索生命奥秘的征途上迈出了重要的一步。
（2）1981年，我国在世界上用人工方法合成了一种核酸－酵母丙氨酸转移核糖核酸，对生命起源的研究作出了重大贡献。
5．分子生物技术的开发
从1972年到l986年间产生的分子生物学的技术开发，被称为科学史上最伟大的事业。在基因工程、转基因技术方面的成果如雨后春笋不断出现，对人类的生产和生活、人体健康和疫病防治具有重大意义。
二、生物学科发展的现状与趋势
（一）现代生物学发展状况
1．生物工程方面
生物工程又叫做生物技术，属于高新技术，是生物学与工程技术有机结合的一门综合性科学技术。
（1）克隆研究的重要成果
①多莉的诞生：克隆羊“多莉”的诞生在全世界掀起了克隆研究热潮。
②各国克隆成果
a．1998年7月至l999年4月，日本东京农业大学、近畿大学、家畜改良事业团、地方纷纷报道了他们采用牛耳部、臀部肌肉、卵丘细胞以及初乳中提取的乳腺细胞克隆牛的成果。
b．1999年，美国夏威夷大学利用成年鼠的体细胞克隆出第一只雄性老鼠。
c．2000年美国科学家宣布克隆猴子成功。
d．2002年，我国科学家成功克隆出牛和山羊。
e．2003年，美国、意大利等国科学家分别培育出世界上第一匹克隆骡子和克隆马。
③克隆技术的应用前景
a．培育优良畜种和生产实验动物。
b．生产转基因动物。
c．生产人胚胎干细胞用于细胞和组织替代疗法。
d．复制濒危的动物物种，保存和传播动物物种资源。
（2）植物细胞工程方面
植物细胞和组织培养不但使许多稀有植物（如武夷山的大红袍茶树）可借助无性繁殖而快速繁衍，它还提供了生产植物次生代谢产物的新来源。
（3）基因工程
基因工程又称DNA重组技术，进入21世纪，基因工程技术对人类生产和生活的各个方面产生巨大影响。转基因植物对病毒抗性、对细菌真菌抗性、对不良环境的抗性大大提高了作物产量。
（4）人类基因组研究
①1988年，由美国科学家首先提出，由英国、法国、德国、日本和中国共同实施“人类基因组计划”。
②2000年，美国、英国等6国科学家合作完成了人类基因组工作草图绘制工作，基本上测定了人类基因组上的碱基序列。
③2001年，“人类基因组计划”和美国塞莱拉公司同时公布进一步完善后的人类基因组图，提前完成人类基因组测序计划，人类基因组“中国卷”率先绘制完成。
④2003年，6国科学家共同绘制完成了人类基因组序列图。
⑤2008年，首个中国人基因组序列研究成果发表。
（5）生物工程中各分支领域的特点及综合利用
人们能利用基因工程有目的地从分子水平上改造生物的基因，从而改变生物的性状。
2．有关人类健康与疾病的治疗方面
生命科学研究越来越关注人类健康与疾病的治疗。科学家初步揭开人类细胞衰老之谜。
①抗击“非典”科研取得阶段性重大成果；能在血管中通行的“药物分子运输车”研制成功；治疗性乙肝疫苗研究获重大进展。
②2000年，科学家在激素受体的多种作用方面取得新发现，加深了对胆固醇的代谢、脂肪酸的产生以及糖尿病和癌症发生过程的理解。
③2001年，科学家在发育中的神经系统里发现了分子信号如何诱导和压制神经轴突的生长，这将有助于科学家找到修复受损成年神经的方法。
④2005年，发现大脑回路与疾病之问的联系。马歇尔（澳大利亚）和沃伦（澳大利亚），发现了导致人类罹患胃炎、胃溃疡和十二指肠溃疡的罪魁——幽门螺旋杆菌。
⑤2006年，法尔（美国）和梅洛（美国），发现了RNA干扰机制，RNA干扰已被广泛用作研究基因功能的一种手段，利用RNA干扰技术可以让致病基因“沉默”，以便有效地治疗某些疾病。
3．生态学研究方面
20世纪60年代以来，生物学在宏观领域的研究有了重大进展。在世界性的粮食短缺、人口膨胀、能源危机、资源锐减的现实促进下，生态学、环境科学的发展为人类控制人口、节约资源、保护环境和实施可持续发展战略，奠定了科学理论的基础。
（二）生物学发展趋势
未来生命科学发展的大趋势是对生命现象的研究不断深入和扩大，向微观和宏观、最基本的和最复杂的两极发展。
1．分子生物学在微观层次上对核酸、蛋白质生物大分子以及其他生物分子如受体、离子通道、问隙、连接和光合中心等的结构与功能，特别是在基因研究上取得突破后，又深入到分子水平对细胞、发育和进化以及脑功能的探索。
2．生态学又向研究具有复杂功能的生态系统，乃至生物圈方向发展，最后，必将把微观和宏观整体地联系起来。
三、植物学与植物生理学基础知识
（一）绿色开花植物体的结构层次
1．植物细胞的基本结构
（1）植物细胞的形状多种多样，这是由于植物的种类以及存在的部位和功能不同所致
①细胞的大小：植物细胞的大小差异很大，单细胞植物细胞较小，常只有几个微米，种子植物的薄壁细胞的直径在20～100cm之间，贮藏组织细胞的直径可达1mm，麻纤维细胞一般长达200mm，有的甚至可达550mm，最长的细胞是无节乳汁管，长达数米至数十米不等，如图1-1-1：
图1-1-1 植物细胞的形状和大小
②功能：细胞大小的不同与细胞的功能有关，一般代谢活动强的细胞常常较小，而代谢活动弱的细胞，则往往较大。
（2）细胞的遗传性、生理功能和对环境条件的适应是决定细胞形状和大小的主要因素
虽然细胞的形状和大小差异很大，但是基本结构相同。
①细胞的结构：植物细胞属真核细胞，由细胞壁和原生质体组成，原生质体包括细胞膜、细胞核等结构。组成原生质体的有生命的物质称为原生质，植物细胞中还常有一些贮藏物质或代谢产物，称后含物。
用光学显微镜可以观察到植物细胞的细胞壁、细胞质、细胞核、液泡等结构，细胞膜无色透明，一般情况下紧贴细胞壁，不易观察到（图1-1-2）。细胞质中的质体易于观察。电子显微镜下可以观察到的细胞结构如图1-1-3所示：
（3）植物细胞的基本结构
2．植物组织
（1）细胞分化形成植物组织
植物的个体发育过程就是细胞分裂与分化的过程。
细胞分化是指在有机体内，细胞由一种比较均匀一致的情况，变为在结构和功能上特化的情况，是一种逐渐累进的变化。分化的本质是不同细胞中有不同的遗传信息的表达，即基因选择性表达。
（2）显微镜下观察植物组织
①分生组织：位于特定部分、能持续或周期性进行分裂的细胞群。
②成熟组织：分生组织衍生的大部分细胞，逐渐丧失分裂能力，经生长和分化，形成的其他各种组织。
从功能上可将成熟组织分为：
a．保护组织：位于植物体表面，由一层或数层细胞构成，主要起保护作用，可防止水分过度蒸腾，控制植物与环境的气体交换，抵抗机械损伤和其他生物的侵害，维护植物体内正常的生理活动。
b．营养组织：广泛存在于植物根、茎、叶、花、果实中，担负吸收、同化、贮藏、通气、传递等基本生理功能。
c．机械组织：对植物起支持作用的组织，该类组织最大特点是细胞壁发生了不同程度的加厚，具有抗压、抗张和抗折的能力。
d．输导组织：植物体内长距离运输水分和溶于水中的各种物质的组织。
e．分泌结构：指能生产分泌物质（植物在新陈代谢中细胞能合成的一些特殊的有机物或无机物称为分泌物）的细胞或特化的细胞组合）。
3．植物的器官
（1）根
①功能：根构成植物地下部分的主体，根的主要生理功能是吸收、疏导、支持、合成和储存。
②分类：根据根的发育时间和部位，可以分为定根和不定根。定根是指发生于特定位置的主根和侧根。
③根尖的组成
a．根冠：位于根尖的最前端，像帽子一样套在分生区的外面，保护其内组织。
b．分生区：全部由顶端分生组织细胞构成，分裂能力强。
c．伸长区：细胞多已经停止分裂，突出的特点是细胞显著伸长，液泡化程度加强，体积增大并显著开始分化。
d．成熟区：各部分细胞停止伸长，分化出各种成熟组织。
（2）茎
①功能：茎的主要功能是疏导和支持。
②双子叶植物的茎结构包括表皮、皮层、中柱三个部分（图1-1-4）。
图1-1-4 双子叶植物茎横切示意图
（3）叶
①功能：叶是制造有机物的营养器官，是植物进行光合作用的场所，其主要功能是光合作用、蒸腾作用，还有一定的吸收作用，少数植物的叶还具有繁殖功能。
②组成：植物的叶一般由叶片、叶柄和托叶组成。
③排列：叶在茎或枝条上排列的方式称叶序。常见的有互生、对生、轮生、簇生、基生。
（4）花
①花是适应于生殖的变态短枝。
②组成：被子植物的完全花通常由花柄、花托、花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊群等几部分组成。
③分类：根据花中雌蕊、雄蕊的具备与否，可把花分为3类：两性花（兼有雄、雌蕊的花）、单性花（仅有雄蕊或雌蕊的花）和无性花（既无雄蕊又无雌蕊的花）。
（5）果实
受精后，胚珠发育为种子时，能合成吲哚乙酸等植物激素，子房内新陈代谢活跃。
①真果：整个子房迅速生长，发育为果实。如水稻、小麦、玉米、棉花、花生、柑橘和桃等的果实，是由子房发育而成的。
②假果：有些植物的果实，除子房以外，大部分是花托、花萼、花冠，甚至是整个花序参与发育而成的，如梨、苹果、瓜类、菠萝等的果实。
（6）种子
种子在大小、形状和颜色等方面，因植物的种类不同而有较大的差异。
①胚：构成种子最重要的部分，它是由胚芽、胚根、胚轴和子叶四部分组成。
②胚乳：种子内贮藏营养物质的组织。种子萌发时，其营养物质被胚吸收和利用。
③种皮；种子外面的保护层。
（二）绿色开花植物的一生
1．种子的萌发
（1）种子萌发的条件
①种子萌发需要充足的水分。
②种子萌发需要足够的氧气。
③种子萌发需要适宜的温度。
（2）种子萌发的过程
①通常是胚根先突破种皮向下生长，形成主根。
②胚芽突出种皮向上生长，伸出土面而形成茎和叶，逐渐形成幼苗。
2．芽的发育
按芽将形成的器官，可将其分为：枝芽（发育为枝的芽，有时也被不恰当地称为叶芽），花芽（产生花或花序的芽），混合芽（同时产生枝和花或花序的芽），所以芽是处于幼态而未伸展的枝条、叶或花。
3．根的生长
植物根的生长由根尖部分完成，从根的顶端起，根尖部分依次分为根冠、分生区、伸长区、成熟区。
4．开花和结果的过程
（1）概念
开花：当雄蕊中的花粉粒和雌蕊中的胚囊（或二者之一）已经成熟时，花萼和花冠即行开放，露出雄蕊和雌蕊。
传粉：成熟的花粉粒借外力传到雌蕊柱头上的过程，称为传粉。
受精：雌、雄生殖细胞即精子与卵细胞相互融合的过程。
（2）花粉粒的萌发和花粉管的生长
花粉粒的萌发：花粉粒与柱头间相互识别，如是亲和的，则花粉粒从柱头上吸水。
花粉管的生长：吸水导致内部压力增加，使内壁在萌发孔处向外突出，逐渐形成花粉管。在角质酶和果胶酶的作用下，花粉管穿过柱头乳突的已被侵蚀的角质膜，进入柱头组织。花粉管吸收花柱中的营养，经花柱道或引导组织不断生长深达胚珠。
（3）双受精过程
多数植物的花粉管经珠孔进入胚囊后，释放其中的两个精子。两个精子分别移动到卵和中央细胞附近，并分别与卵细胞、极核接触。一个精子进入卵细胞内，与卵细胞融合，形成合子，以后发育成胚。另一个精子与两个极核融合，或两个极核先融合成一个次生极核后再与精核融合形成受精极核，将来发育成胚乳。
（4）果实的形成
受精作用完成以后，花瓣、雄蕊、柱头和花柱将凋落，子房发育为果实，其中子房壁发育成果皮，胚珠发育成种子，珠被发育成种皮，受精卵发育成胚，受精极核发育成胚乳。
（三）绿色植物的水分代谢
1．植物根系对水分的吸收
根系是吸收水分的主要器官。根系吸水的部位主要是根尖，其中根毛区吸水能力最强。
（1）根系吸水的方式
根系吸水的方式包括主动吸水和被动吸水。
①被动吸水：植物根系以蒸腾拉力为动力的吸水过程。
②主动吸水：根系代谢活动而引起的根系从环境吸水的过程。
（2）水分在根系中的运输
水分在根系中运输的具体途径是：土壤-根毛-皮层-内皮层-中柱鞘-根的导管或管胞。
（3）影响根系吸水的外界条件
①土壤可利用水分状况与植物吸水有密切关系。
②土壤温度直接影响根系的生理活动和根系的生长，所以对根系吸水影响很大。
③土壤通气状况根系通气良好，代谢活动正常，吸水旺盛。
2．植物的蒸腾作用
植物通过地上部分的组织（主要是叶）以水蒸气状态散失水分的过程称为蒸腾作用，蒸腾作用是植物适应陆地生存的必然结果。
（1）蒸腾作用的意义
①植物吸收和运转水分的主要动力。
②蒸腾流作为盐类和其他物质在植物体内运输的载体。
③降低植物体和叶面温度，使植物免受灼伤。
（2）影响蒸腾作用的内、外因素
①内部因素：细胞的充水程度、质膜的透性、叶肉细胞壁的形状。
②外部因素：光照、大气湿度、温度等。
3．植物体内水分的运输
（1）水分运输的途径
水分在植物体内通过导管进行长距离运输，细胞之间进行短距离的水分运输。
（2）水分沿导管上升的动力
水分沿导管上升的动力既有蒸腾拉力，也有根吸水产生的向上的推力。
4．绿色植物在生物圈水循环中的作用
绿色植物稳定了水循环，如绿色植物截留水有利于将降水转成地下水，倘若大面积砍伐森林或破坏草原将引发水土流失、导致下游泥沙淤积，植物从土壤中吸收水分，通过蒸腾作用，水变成水蒸气进入大气，再通过降水回到海洋或地面，因此绿色植物在生物圈水循环中起着重要作用。
（四）绿色植物的矿质营养
1．植物必需的矿质元素及其作用
（1）矿物元素
目前公认的植物必需元素有l7种，它们是：C、H、0、N、P、S、K、Ca、Mg、Cu、Zn、Mn、Fe、Mo、B、Cl和Ni。其中前9种元素的含量分别占植物体干重的0．01％以上，称大量元素，后8种元素的含量分别占植物体干重的0．01％以下，称微量元素。
（2）作用
①作为植物体结构物质的组成成分。
②作为植物生命活动的调节剂，参与酶的活动，影响植物的代谢。
③调节渗透压和酸碱平衡等。
2．植物对矿质元素的吸收
植物必需的矿质元素主要以离子状态存在于土壤溶液，吸附在土壤胶体表面或以土壤难溶盐形式存在。
（1）根吸收矿质元素的部位
根尖（根毛区）是根吸收矿质元素的主要部位。
（2）根吸收矿质元素的过程
①把离子吸附在根部细胞表面阳离子同根部细胞质膜表面的H+交换，阴离子同根部细胞质膜表面的HC03交换。
②离子进入根细胞内部吸附在根细胞表面的离子既可被根细胞吸收后通过共质体途径进入木质部，也可以通过质外体途径扩散进入根的内皮层以外的质外体部分。
③离子进入导管离子经共质体途径最终进入木质部后，通过主动的或被动的方式由木质薄壁细胞进入导管。
3．矿质元素在植物体内的运输
由根系吸收的矿质元素，有些在根部被同化成有机物后再运往地上部分，有些仍以离子形式运往地上部分。
4．矿质元素的再利用
矿质元素被吸收后，分为可再利用和不可再利用两大类。
（1）可再利用：可根据存在形式分为以离子状态存在，如钾；以不稳定化合物状态存在，如镁；一旦土壤中缺乏，这些矿质元素可运输到生命活动旺盛的新叶中，导致老叶受损，新叶正常。
（2）不可再利用：矿质元素在体内以稳定化合物状态存在，如钙、铁，一旦土壤中缺乏，这些矿质元素不能移动，导致老叶正常，新叶受损。
5．合理施肥
要做到因土施肥、看地定量，根据各类作物需肥要求，合理施用。
（五）绿色植物的光合作用和呼吸作用
1．光合作用
（1）光合作用的场所
叶绿体是具有双层膜的细胞器。
内部有类囊体膜垛叠形成的基粒，类囊体膜上有光合作用需要的色素和光反应所需要的酶。叶绿体基质中有暗反应所需要的酶、少量的DNA和RNA。
（2）光合作用的基本过程
①光反应：叶绿体中色素吸收光能传递给少数特殊状态叶绿素a，使其中的电子激发到高能态，然后通过一系列能量传递过程（电子传递链）产生暗反应必需的ATP和NADPH。这一过程还裂解水产生了氧气。
②暗反应（碳反应）：将来自于外界的C0，还原成有机物，主要是糖类，这一过程又称固碳反应，它所需的能量来自光合作用光反应阶段产生的ATP和NADPH。
（3）光合作用原理在生产上的应用
①扩大间作套种面积，提高单位面积产量间作套种是在前茬作物还未发展到最大叶面积或成熟前，就套进后茬作物，充分利用了前茬作物所不能利用的光，进行有机物生产。
②增施二氧化碳“气肥”，增加光合作用原料。
③延长光合作用时间，增加光合产物的积累改革耕作制度，提高复种指数，在温度允许的范围内，使一年中尽可能多的时间在农田里生长作物。
④培育高光效作物品种，减少呼吸消耗。
⑤选育有利于光合作用进行的株型，充分利用光能制造光合产物。
⑥避免或减轻农作物“午休”期的影响，增加光合产物积累。
⑦利用不同色光，改善光合产物品质。
（4）光合作用的意义
①生物圈中的绿色植物为许多生物提供食物和能量植物通过光合作用制造有机物。
②生物圈中的绿色植物有助于维持生物圈中的碳一氧平衡大气中的氧气大多数是绿色植物光合作用放出的，因此，进行有氧呼吸的生物，也只有地球上出现光合作用以后才能得到产生和发展。光合作用是地球上一切生命的存在、繁荣和发展的基础。
2．呼吸作用
（1）类型
呼吸作用分为有氧呼吸和无氧呼吸。
（2）场所
①有氧呼吸的场所：细胞质基质和线粒体。
②无氧呼吸的场所：细胞质基质。
（3）有氧呼吸的主要过程
在呼吸作用的过程中，葡萄糖分子并不像燃烧那样直接氧化成二氧化碳和水，而是要经过一系列复杂的化学反应。
①糖酵解将1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，同时产生少量的[H]，并生成少量能量。
②三羧酸循环丙酮酸彻底分解为C02：和[H]，同时生成少量能量。
③氧化磷酸化[H]被传递给氧并生成水，同时放出大量能量。
总反应式：C6H12O6+602+6H2O
6C02+12H2O+能量
（4）无氧呼吸的主要过程
无氧呼吸一般是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，在细胞质基质中，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。
①第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。
②第二个阶段丙酮酸在不同酶的催化下，分解成乙醇和C0，，或转化成乳酸。
（六）植物的繁殖
1．无性生殖
凡是不经过生殖细胞的两两结合，由单一亲本直接产生同种新个体的生殖方式统称为无性生殖。
2．有性生殖
有性生殖是通过两性细胞的结合，由合子发育成新个体的一种繁殖方式。
（1）同配生殖。
（2）异配生殖。
（3）卵式生殖。
（七）植物的类群
1．藻类植物
藻类植物体具有多样类型，有单细胞、群体（各细胞形态构造相同，没有分工）和多细胞个体。
2．苔藓植物
苔藓植物是一类结构比较简单的高等植物。一般生于阴湿地方，是植物从水生到陆生过渡形式的代表。
3．蕨类植物
蕨类植物有维管系统，既是高等的孢子植物，又是原始的维管植物。
4．种子植物
（1）裸子植物
裸子植物是介于蕨类植物和被子植物之间的一类维管植物。它和苔藓、蕨类植物相同之处为都具有颈卵器，最大特征为产生种子，但种子裸露，没有被果皮包被。
（2）被子植物
被子植物是植物界最高级的一类植物。最主要的特征是种子或胚珠包被在果皮或心皮中。种子在成熟前，果皮对种子起保护作用，种子成熟后，则以各种方式散布种子，或继续保护种子。
四、动物学与动物生理学基础知识
（一）动物的类群
按照界、门、纲、目、科、属、种分类阶元，动物界可分为34门，中学教材涉及的无脊椎动物主要有原生动物门、腔肠动物门、扁形动物门、环节动物门、软体动物门和节肢动物门。
1．原生动物门
原生动物是动物界中最原始、最低等的类群，原生动物主要由单细胞构成，也称单细胞动物。草履虫结构见图1-1-5。
2．腔肠动物门
腔肠动物身体为辐射对称，具内外胚层和原始的消化循环腔，分化出简单的组织，特别是具有原始的上皮肌肉组织，有原始的神经网。代表动物是水螅。
3．扁形动物门
扁形动物身体为两侧对称，身体有明显的前、后、背、腹之分，各种器官及功能有明显的分化。出现中胚层，身体为真正的三胚层。代表动物为涡虫。
4．线形动物门
线形动物也称圆虫，自由生活和寄生生活均有。体表有角质膜，有蜕皮现象。
5．环节动物门
环节动物身体具同律分节现象，在体壁和消化管之间形成真体腔。
6．软体动物门
软体动物身体外具贝壳，大约有l0万种，身体柔软不分节，分为头、足、内脏团三部分，具外套膜。
7．节肢动物门
节肢动物进化出了坚硬的外骨骼，气管，开管式循环系统，横纹肌发达，感官和神经系统较为发达，具有以马氏管为代表的排泄系统以适应陆栖生活。
8．脊索动物门
脊索动物身体出现脊柱，神经系统发达，脑分化出大脑、小脑、中脑、间脑和延髓，感官也进一步发达。
（1）鱼纲
鱼类适应水中生活，体表具鳞，可分泌黏液，用鳃呼吸，用鳍游泳，身体呈纺锤形，分为头胸腹三部分，上下颌可以活动，体内出现脊柱，体温不恒定。
（2）两栖纲
两栖动物适应水陆两栖生活。主要特征有：身体分为头、躯干、尾、四肢，颈部不明显。皮肤裸露而薄，有黏液，可辅助呼吸，并具一定的角质化，以适应陆地干燥环境。
（3）爬行纲
爬行动物完全适应了陆地生活，特别是出现羊膜卵繁殖方式，彻底摆脱了水的限制。
（4）鸟纲
鸟类由爬行动物进化而来，高度适应飞行生活，其主要特征有：身体纺锤形，体表被羽。骨骼部分愈合，中空，具龙骨突，前肢特化为翼。
（5）哺乳纲
哺乳动物是进化等级最高的生物类群，约4600种，其主要特征有：胎生哺乳，其受精卵进入子宫发育，通过胎盘吸收母体营养，同时排出废物，极大提高了后代成活率。
（二）高等动物的结构与功能
由多个器官按照一定次序有机地结合在一起、共同完成一种完整生理功能的结构称为系统。
人体的8个系统：
1．运动系统
（1）骨和骨骼
以人类为例，人体由206块骨组成，形状各异，可分为长骨、短骨、扁骨、不规则骨等。全身的骨通过骨连结构成人体的骨骼，分为颅骨、躯干骨、四肢骨。
（2）肌肉
与运动有关的肌肉为骨骼肌，人体有600多块骨骼肌。
（3）关节
关节的类型有3种：纤维关节，也称不活动连接；软骨关节，也称半活动连接；滑液关节，即活动连接。
2．消化系统
（1）消化系统的组成
人体的消化系统包括消化管和消化腺。人体主要的消化腺及分泌的消化液中所含的消化酶对应总结见下表：
人体主要的消化腺及其分泌的消化液
（2）消化和吸收
食物的消化包括物理性消化和化学性消化。
①物理性消化：牙齿的切割、撕碎、咀嚼肌的咀嚼、肠壁肌肉的蠕动等；
②化学性消化：由消化腺分泌的消化液完成的。
（3）营养健康
中国营养学会1997年发布了《中国居民膳食指南》，绘制出了每天应吃食物的“平衡膳食宝塔”（图1-1-6）。
3．循环系统
循环系统由一系列连续的密闭式管道和管道内液体所组成，主要功能是运送血液和淋巴。循环系统包括血液循环系统和淋巴系统。
（1）血液
血液由血浆和血细胞组成。血细胞包括红细胞、白细胞和血小板。
①红细胞：数量最多，可随年龄、性别、生理状态和生活环境等因素而改变。
②白细胞：体积比红细胞大，但数量少，圆球形，是无色有核的细胞，能以变形运动穿过血管内皮周围组织。
③血小板：血液中最小的有形成分，由巨核细胞的胞质脱落而成，没有完整的细胞结构，无核。
（2）血管
血管是一系列复杂分支的管道。
根据血管内的血流方向及管壁的结构特点，可把血管分为动脉、毛细血管和静脉。
①动脉；将血液从心脏运送到身体各部位的血管。动脉血管的管壁较厚，富含弹性，具有明显的可扩张性和弹性。
②静脉：血液从全身各处流回心脏的管道，它的管壁薄，弹性小，
③毛细血管：小动脉和小静脉之间的微血管，管壁仅由单层内皮细胞构成，外面有一层基膜，通透性很高，是血液和血管外组织液进行物质交换的场所。
（3）心脏
①人的心脏位于胸腔中部偏左，在两肺之间。它是血液循环的枢纽和动力。心脏的壁是由心肌构成，能够自动地、有节律地收缩和舒张。
②人的心脏有4个腔：左心房、左心室、右心房、右心室。
③心脏内的血流方向是：静脉一心房一心室一动脉。
（4）血液的循环
人体的血液循环有体循环和肺循环两条循环途径。
①体循环是血液由左心室进入主动脉，再流经全身的各级动脉，毛细血管网，各级静脉，最后汇集到上、下腔静脉，流回右心房的过程。
②肺循环是血液从右心室压入肺动脉，流经肺部的毛细血管网，再由肺静脉流回左心房的过程。
4．呼吸系统
呼吸系统是人和其他动物与环境之间进行气体交换的系统。
（1）气体交换原理
根据物理学原理，各种气体无论处于气体状态还是溶解在液体中，当各处气体分子压力不等时，通过分子运动，气体分子总是从压力高处向压力低处净移动，直至各处压力相等。
（2）人的呼吸系统
人的呼吸系统包括呼吸道和肺。
①呼吸道由鼻腔、咽、喉、气管和支气管组成。
②肺是气体交换的场所。
（3）呼吸的全过程
高等动物和人体的呼吸过程由3个相互衔接并且同时进行的环节来完成：外呼吸（或肺呼吸）包括肺通气（外界空气与肺之间的气体交换过程）和肺换气（肺泡与肺毛细血管之间的气体交换过程）。
①发生在肺内的气体交换：肺泡壁和毛细血管之问的距离很短，允许气体分子自由通过。肺内的大量肺泡为气体交换提供了非常大的交换场所。
②组织中的气体交换：在组织处，由于细胞的新陈代谢，不断消耗氧气产生二氧化碳，所以组织中的氧压比动脉中的氧压低，而二氧化碳的压强高于动脉中二氧化碳的气压。
5．泌尿系统
（1）人体的排泄
排泄是指机体将代谢过程中产生而不为机体所利用或有害的一些代谢终产物、多余的水和无机盐以及进入机体的异物等排出体外的过程。
（2）泌尿系统
泌尿系统是排泄废物的主要途径，人体在新陈代谢过程中所产生的废物，如尿素、尿酸和多余的水分等，绝大部分以尿的形式排出体外。
（3）尿的形成与排出
尿的形成过程经过3个环节——肾小球的滤过作用，肾小管和集合管的重吸收作用，肾小管和集合管的分泌作用，最后形成终尿。
6．生殖系统
（1）生殖系统的组成
①男性生殖系统：男性生殖系统分为内生殖器和外生殖器。
②女性生殖系统：女性生殖系统也分为内生殖器和外生殖器。
（2）人体的胚胎发育
①精子与卵子的形成
a．精子的形成：男性睾丸的曲细精管中有大量的精原细胞。当男性进入性成熟时期，睾丸里的一部分精原细胞就开始进行减数分裂。经过两次连续的细胞分裂，再经过精细胞的变形，就形成成熟的精子。
b．卵子的形成：卵子的产生起源于卵原细胞。卵原细胞染色体经过复制，成为初级卵母细胞，初级卵母细胞外面包有一层扁平卵泡细胞，形成原始卵泡。
②受精卵。受精卵细胞成熟后，由卵巢排出，进入输卵管。在输卵管里，如果卵细胞遇到从阴道逆流而上的精子就会与精子结合形成受精卵。
③胚胎发育与分娩：精子和卵子结合形成受精卵，受精卵不断进行细胞分裂，逐渐发育成胚泡。胚泡缓慢地移动到子宫，最终植入到子宫内膜，这就是怀孕。
从受精卵开始，大约经过280天，胎儿发育成熟，从母体子宫经阴道生产出来，这个过程即为分娩。
（3）其他动物的生殖和发育
①昆虫的生殖和发育：昆虫大多数行有性生殖、体内受精。其发育过程从卵孵化开始，经过生长、蜕皮，随着躯体的不断增大，形态和生理也发生剧烈变化。
②两栖动物的生殖和发育：生殖和发育过程都在水中进行。体外受精，幼体（蝌蚪）在水中生活，蝌蚪经过逐渐长出外鳃、形成肺芽、长出四肢的变态发育过程最后发育为成蛙。
③鸟的生殖和发育：鸟的繁殖具有明显的季节性，一般要经历求偶、交配、筑巢、产卵、孵化和育雏几个阶段，每个阶段都伴随着复杂的繁殖行为。
7．神经系统
（1）神经系统的组成
神经系统包括中枢神经系统和周围神经系统两部分。中枢神经系统包括脑和脊髓。周围神经系统包括脑神经和脊神经。
（2）神经系统的调节功能
神经调节的基本方式是反射，它是指在神经系统的参与下，动物体或人体对内外环境变化作出的有规律性应答。
①从反射的形式看，可以把反射分为条件反射和非条件反射。
②完成反射的结构基础——反射弧：反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器组成。
③兴奋是指动物体或人体内的某些组织（如神经组织）或细胞感受外界刺激后，由相对静止状态变为显著活跃状态。
（3）脑
人脑位于颅腔内，包括延髓、脑桥、小脑、中脑、间脑和大脑。
（4）感官
①视觉
a．眼球的结构：眼球包括眼球壁和内容物两部分。
b．视觉的形成：光线通过眼球的折光系统（角膜、房水、晶状体、玻璃体）折射，在视网膜形成倒立、缩小的实像，刺激视网膜上的感光细胞引起感光细胞兴奋，兴奋通过视神经传到大脑皮质的视觉中枢，产生视觉。
②听觉：人耳包括外耳（耳郭和外耳道）、中耳（鼓膜、鼓室、听小骨）、内耳（耳蜗、前庭、半规管）。
③嗅觉：嗅觉是对气态物质产生的感觉。人的嗅觉器官是鼻，在鼻腔上部的黏膜内分布有嗅细胞，能够接受气态物质刺激，产生的兴奋经嗅神经传到大脑质层的嗅觉中枢，产生嗅觉。
④味觉：味觉靠舌产生。舌体上面分布有许多味蕾，味蕾中有味觉细胞，能够感受液态物质的刺激，产生神经兴奋，并经过味神经传递到味觉中枢，从而形成味觉。
8．内分泌系统
（1）内分泌腺与激素
内分泌系统的信息传递者是内分泌腺产生的高效有机物质-激素（见下表）。
人体的主要内分泌腺及其分泌的激素
（2）激素调节
激素调节的特点：
①微量和高效；
②通过体液运输；
③作用于靶器官和靶细胞。
（3）免疫
①免疫系统的组成包括
a．免疫器官：包括脾、骨髓、胸腺、淋巴结和扁桃体等。
b．免疫细胞：包括淋巴细胞，吞噬细胞（淋巴细胞包括T淋巴细胞和B淋巴细胞，淋巴细胞均在骨髓中发育，T淋巴细胞转移到胸腺中成熟，B淋巴细胞在骨髓中成熟）。
c．免疫活性物质：包括淋巴因子、抗体、溶菌酶。
（4）免疫的类型包括
①非特异性免疫：非特异性免疫指对一切病原体都起作用的防御功能。
②特异性免疫：特异性免疫指人体只对特定的病原体起防御作用的免疫功能。
（三）动物的行为
1．动物的先天性行为
动物的先天性行为是动物生下来就有的，由动物体内遗传物质所决定的行为。
2．动物的学习行为
动物的学习行为是在遗传因素的基础上，通过环境因素的作用，由生活经验和学习而获得的行为。
3．动物的社会行为
社会行为是群居性动物（例如，蜜蜂、白蚁、大雁、狼和狒狒等）表现出的行为，群体内部的各个成员往往具有明确的不同职能，彼此之间分工合作，组成一个大家庭。
五、微生物学基础知识
（一）微生物的类群与形态结构
在生物学上，一般把形体微小、结构简单的生物称为微生物。
1．病毒
病毒在自然界分布广泛，其基本形态为球状、杆状、蝌蚪状。病毒大小的测量单位是纳米（nm），大小一般在20～450nm之间。
（1）病毒的结构
病毒主要由核酸和衣壳两部分构成。
（2）病毒的增殖
病毒缺乏增殖所需的酶，增殖只能在宿主的活细胞内进行。
①首先噬菌体以尾部顶端和尾丝吸附于细菌表面，尾管收缩，头部的核酸分子被注入细菌中去，衣壳则留在细胞外。
②噬菌体的核酸进入细菌后，控制并利用细菌的复制、转录、翻译机制，复制噬菌体的DNA，并合成构成子代噬菌体衣壳的蛋白质。
③这些蛋白质和核酸进一步装配成子代噬菌体。装配完成的噬菌体，在细胞裂解后释放出来，再入侵新的细菌。
④病毒增殖全部过程所需的能量、酶、核苷酸、氨基酸等都由细菌供给。
（3）病毒与人类生活的关系
病毒与人类的关系非常密切。
①由病毒引起的疾病可给人类健康、畜牧业、种植业等带来不利影响。
②可利用病毒生产疫苗，进行生物防治，作为实验材料及基因工程的载体等。
2．细菌
细菌是自然界所有生物中数量最多的一类，分布极广。
（1）细菌的形态与大小
①大小：细菌的个体十分微小，度量细菌大小常用的单位是微米（1zm）。
②形态：常见的细菌有3种基本形态，分别为扦状、球状、螺旋状。
（2）细菌的结构
细菌是单细胞的原核生物，主要由细胞壁、细胞膜、细胞质和拟核等部分构成。有些细菌除上述基本结构外，还具有鞭毛、荚膜、芽孢等特殊结构，如图1-1-7所示：
（3）细菌的繁殖
细菌以二分裂的方式繁殖，分裂能力异常强大，如果条件适宜，每20min就可分裂一次。
（4）细菌与人类的关系
在人类已知的1400种细菌中，除一部分致病菌外，大部分细菌对人类是无害甚至是有益的。
3．放线菌
（1）内涵：放线菌是介于细菌和丝状真菌之间的单细胞微生物，因菌落呈放射状而得名。
（2）分类
①以伸入培养基中吸取养分为主的菌丝，称为营养菌丝；
②长在空气中的菌丝，称为气生菌丝；
③气生菌丝生长到一定阶段后分化出的可形成孢子的菌丝是孢子丝。
4．蓝藻
（1）蓝藻又称蓝细菌或蓝绿藻，是一大类群多数情况下营光合作用的古老的原核微生物。
（2）蓝藻是光能自养型生物，含有叶绿素a、类胡萝卜素、藻蓝素、藻红素等光合作用色素。
5．酵母菌
（1）内涵：酵母菌是一群单细胞的真核微生物，一般呈卵圆形、圆形或圆柱形。
（2）繁殖方式：通常分为有性繁殖和无性繁殖两类。
（3）与人类生产生活的关系：酵母菌属腐生生物，与人类生活有密切关系，用于制作面包、酿酒等方面已有数千年的历史。
6．霉菌
（1）霉菌是一些“丝状真菌”的总称。凡生长在营养基质上形成绒毛状、网状、絮状菌丝体的小型真菌，除少数外都称为霉菌。
（2）霉菌的菌丝有营养菌丝和气生菌丝两种。
（二）微生物的营养与培养基
能够满足机体生长、繁殖和完成各种生理活动所需要的物质称为微生物的营养物质。
1．微生物的营养物质及功能
根据营养物质在机体中生理功能的不同，可将它们分为碳源、能源、氮源、生长因子、无机盐和水六大类。
（1）碳源：凡是能为微生物提供生长繁殖所需碳元素的营养物质。
（2）能源：提供微生物生命活动所需能量的物质。
（3）氮源：凡是能为微生物提供氮元素的营养物质。
（4）生长因子：许多微生物除了所需的碳源、能源、氮源、水和无机盐外，还必须在培养基中补充微量的有机营养物质才能生长或生长良好，这些微生物生长不可缺少的微量有机物就是生长因子。
2．微生物的营养类型
通常根据微生物所用的能源和碳源的性质对微生物的营养类型进行分类：
微生物的营养类型
（三）微生物在自然界中的作用
1．微生物在物质循环中的作用
各种化学元素不断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物质循环过程。
2．微生物与食品变质
能引起食品发生腐败变质的微生物主要有细菌、酵母和霉菌等。
（四）人类对微生物的利用
1．微生物与环境保护
环境污染物的降解可通过物理过程、化学过程和生物降解作用，其中微生物的生物降解和转化过程占首要地位。
2．微生物与发酵
根据发酵产品的不同，微生物发酵有乙醇发酵、有机酸发酵、氨基酸发酵和酶制剂发酵等几种类型。
3．微生物与医学
已发现的抗生素有8000多种。产生抗生素的生物主要是微生物，产生菌主要有链霉菌、青霉菌、芽孢杆菌等。
4．微生物与农业
利用微生物的生命活动来增加土壤中的氮素或有效磷、钾的含量，或将土壤中一些作物不能直接利用的物质，转换成可被吸收利用的营养物质，改善作物的营养条件，提高作物产量。
六、遗传与进化基础知识
（一）生物生殖的方式
1．无性生殖
无性生殖是指不经过生殖细胞的结合，由亲体直接产生子代的生殖方式，包括裂殖、出芽生殖、孢子生殖和营养生殖等。
（1）裂殖
裂殖是由亲体（亲代细胞）细胞分裂直接形成形态、结构基本相似的两个子代个体的生殖方式。
（2）出芽生殖
有些生物能在亲体的一定部位长出小芽体，芽体逐渐长大，最后脱离母体而成为独立个体。
（3）孢子生殖
孢子生殖是无性生殖中比较高级的生殖方式，通常是由亲体的某些特定的部位产生许多孢子，孢子不经两两结合，直接发育成为新的个体。
（4）营养生殖
高等植物的营养器官如根、茎、叶脱离母体后，重新长成一个完整的植株的繁殖方式通常称为营养生殖。
2．有性生殖
有性生殖是通过两性细胞（配子）结合形成合子（受精卵），合子进而发育成新的个体的生殖方式。
3．单性生殖
单性生殖是指配子不经结合直接发育成新个体的生殖方式，这是一类特殊的有性生殖方式。
（二）生物的遗传
1．遗传的基本规律
最先通过科学实验揭示奥秘的是遗传学的奠基者——孟德尔。他的学术论点也经整理称为孟德尔定律，为遗传学的诞生和发展奠定了基础。
（1）一对相对性状的杂交实验
相对性状，就是同一性状的相对差异，例如豌豆花色的红色与白色，种子形状的圆形与皱缩等。孟德尔通过对一对相对性状的遗传现象的研究，揭示了遗传的第一个规律——分离定律。
孟德尔以高株（2m）豌豆与矮株（0.2m）豌豆为亲本（P）进行杂交实验，用遗传图解表示杂交结果如下：
①分离定律的实质及解释为了解释这些遗传现象，孟德尔提出了遗传因子假说：
a．相对性状是受细胞中相对的遗传因子所控制。
b．在体细胞中遗传因子成对存在，一个来自父方，另一个来自母方；配子中的遗传因子是单个存在的。
c．杂种在形成配子时，成对的遗传因子分离到不同的配子中去，产生数目相等的两种类型。
d．雌雄配子之间的结合是随机的，且机会相等。
纯合体与杂合体
②等位基因分离的验证
a．花粉直接检查法（图1-1-1O）。
b．测交法
（2）两对相对性状的杂交实验
孟德尔进一步研究了两对和两对______以上相对性状之间的遗传关系，揭示了遗传的第二个基本规律——自由组合定律。
①自由组合定律的实质及解释孟德尔认为，两对相对性状受两对等位基因的控制，以R与r分别代表种子的圆形和皱形，以Y与y分别代表子叶的黄色和绿色，这样，种子圆形子叶黄色亲本的基因型为RRYY，种子皱形子叶绿色亲本的基因型为rryy。
②自由组合定律的验证用双隐性纯合亲本与F．杂交，按照自由组合定律，F1可产生4种配子，即YR，Yr，yR和yr，比例为1：1：1：1。
2．遗传的分子基础
（1）遗传物质的发现
关于DNA是遗传物质的主要证据来自肺炎双球菌的转化实验和噬菌体感染实验。
①著名的肺炎双球菌实验。肺炎双球菌有两种不同的类型，一种是有荚膜保护，具有毒性的光滑型（s型），另一种是没有荚膜和毒性的粗糙型（R型）。
②噬菌体感染实验于1952年。
③烟草花叶病毒侵染实验于1956年。
DNA是生物的主要遗传物质，而在缺少DNA的生物中，RNA是遗传物质。
（2）基因的本质
所谓基因就是具有遗传效应的DNA片段。
①DNA的结构
a．一级结构：构成DNA的脱氧核苷酸之间。DNA的一级结构就是指脱氧核苷酸链中脱氧核苷酸的排列顺序。
b．二级结构：1953年Watson和Crick提出了DNA的双螺旋结构模型（如下图）。
c．三级结构：DNA的三级结构是指双螺旋DNA的扭曲或再螺旋、超螺旋。
②DNA的复制在细胞分裂期间，DNA能进行复制。DNA以两条母链为“模板”，按照碱基互补配对的原则，在酶的催化下，利用细胞内的4种脱氧核糖核酸，形成两条对应的子链，形成两个新的DNA分子。
（3）染色体（质）——遗传物质的主要载体
①概念
染色质：指间期细胞核内易被洋红、龙胆紫、苏木精等碱性染料着色的细丝状结构，是间期细胞遗传物质存在的形式。
②化学组成
染色质的主要成分是DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA，DNA和组蛋白是染色质的稳定成分，非组蛋白与RNA的含量则随着生理状态而变化。
③染色质和染色体的结构
a．染色体：染色质在分裂期紧密卷曲凝缩的结构形式。
b．结构：有丝分裂中期的染色体达到了最大收缩，形态最典型，且比较稳定。它由两条相同的姐妹染色单体构成，彼此以着丝粒相连。
（4）性别决定与伴性遗传
①性别决定：性别同其他性状一样，也受遗传物质的控制。在生物许多成对的染色体中，直接与性别决定有关的一个或一对染色体，称为性染色体，其余各对染色体则统称为常染色体，通常以A表示。
②伴性遗传：摩尔根等通过对果蝇眼色遗传的研究，不仅揭示了性连锁遗传的机制，更重要的是把孟德尔遗传规律直接与细胞学结合起来，创立了细胞遗传学。
（5）基因控制蛋白质的合成
蛋白质的合成是以DNA为基础，通过mRNA、tRNA和核糖体协同作用的结果，包含着遗传信息的转录和翻译两个过程。
①中心法则蛋白质的合成过程就是遗传信息从DNA→RNA→蛋白质的转录和翻译过程，以及遗传信息从DNA→DNA的复制过程，这就是分子生物学中的中心法则。
中心法则及其补充
②遗传密码DNA链由4种不同碱基的核苷酸排列而成。
③蛋白质的合成过程
a．转录：以DNA双链中的一条单链为模板（该单链称为转录链或信息链），在RNA聚合酶的作用下根据碱基互补配对的原则，把遗传信息转录到mRNA的酶促过程。
b．翻译：mRNA链上特定的遗传密码序列转变为多肽链上特定的氨基酸序列的过程称为翻译。
（三）生物的变异
1．可遗传的变异
可遗传的变异分为基因突变、基因重组和染色体变异。
（1）基因突变
一个基因内部结构发生细微改变，而且这种变化可以遗传下去，称为基因突变。
①基因突变的特性
a．随机性：摩尔根在饲养的许多红色复眼果蝇中偶然发现了一只白色复眼果蝇。这一事实说明基因突变在发生的时间上，在发生突变的个体上，在发生突变的基因上都是随机的。
b．突变的多方向性和复等位基因：一个基因可以向不同的方向发生突变，即可以突变为多种等位基因。染色体座位上有两种以上的基因存在，即复等位基因。
c．稀有性：基因突变是极为稀有的，也就是说野生型基因以极低的突变频率发生突变。
d．可逆性：野生型基因经过突变成为突变型基因的过程称为正向突变。正向突变的稀有性说明野生型基因是一个比较稳定的结构。
②基因突变的类型
a．碱基置换突变
b．移码突变
③基因突变发生的时期
基因突变可以发生在生殖细胞中，这样的突变可以遗传给下一代；也可以发生在体细胞中，即细胞突变，这种突变可以引起当代生物在形态或生理上的变化，一般不遗传给下一代。
④突变的诱发因素
a．物理性诱变剂：宇宙射线可能是自然界中引起突变的主要因素，x线、吖射线、中子流、紫外线等均可引起基因突变。
b．化学诱变剂：化学诱变剂种类很多。
c．生物诱变剂：某些病毒由于其DNA结构简单，也可导致基因突变。
（2）染色体变异
染色体变异（畸变）是指生物细胞的染色体结构和数目发生改变，从而引起生物的变异。①染色体结构变异
a．缺失：一个染色体一臂发生两处断裂，中问部分丢失，然后断裂处愈合，形成缺失。
b．重复：重复是指一个染色体，除了正常的组成之外，还多了一些额外的染色体片段。
c．倒位：倒位是指染色体中断裂的某一片段倒转了位置又重新愈合的情况。
d．易位：易位是指一个染色体的片段接到另一个非同源染色体上，其中常见的是两个非同源染色体相互交换了片段，产生相互易位。
②染色体数目的变异：一般地，遗传上把一个配子含有的染色体数称为一个染色体组或基因组。
a．整倍体：含有一个染色体组和两个染色体组的细胞或个体，分别称为单倍体和二倍体。
b．非整倍体：丢失一条染色体的二倍体生物称为单体。
（3）基因重组
基因重组是通过有性生殖过程来实现的。
①自由组合：由它所形成的重组是不同对染色体的随机组合。
②连锁互换；这类重组是同源染色体基因相互交换所发生的重新组合。
a．果蝇的性状连锁遗传。
b．基因的连锁和互换：摩尔根等人用基因的连锁互换理论解释性状连锁遗传现象。
c．完全连锁。
2．人类遗传病与优生
染色体遗传病是指染色体的数目或结构发生变化而引起的疾病。根据染色体的不同，又可分为常染色体病和性染色体病。
遗传病具有先天性、终生性和遗传性等特点。遗传病的预防十分重要。
（四）生物的进化
生命自从在地球上诞生以后，就开始了漫长的生物进化历程，低级、简单的生物类型逐渐发展为高级、复杂的生物类型。
1．生物进化的证据
（1）古生物学：直接论述生物进化的最可靠的证据。
（2）比较解剖学：利用比较的方法来研究生物组织、器官的结构和功能的科学。比较解剖学为生物进化论提供的最重要的证据是同源器官。
（3）生物学：在生物化学方面，通过分析生物的化学组成和分子结构可以阐明不同生物之间的亲缘关系。
2．生物进化的理论
1809年法国拉马克出版了《动物学哲学》一书，第一次系统阐述了关于生物进化的理论，创立了用进废退学说。英国达尔文继承先辈的进化论思想，综合当时自然科学的研究成果，于l859年出版了《物种起源》这部轰动世界的著作。自然选择学说的核心论点：
（1）过度繁殖。
（2）生存竞争。
（3）遗传和变异。
（4）适者生存。
七、细胞生物学基础知识
（一）显微镜的发明和细胞学说的建立
1．显微镜的发明
最早的一架显微镜是由荷兰一位眼镜商发明的，其放大倍数为10余倍。
2．细胞学说的建立
由于显微镜制作技术的进一步改善，l9世纪30年代显微镜的分辨率达到了1µm以内，细胞学的研究取得了长足的进步。3条原理构成了著名的细胞学说。
（二）细胞的形态和类别
1．细胞的形态
细胞具有多种多样的形态，有球形、杆状、星形、多角形、梭形和圆柱形等。
2．细胞的类别
（1）原核细胞
原核细胞缺乏真正的细胞核，通常比真核细胞小，一般是单细胞的生物体，主要包括细菌和蓝细菌（蓝藻）等。
（2）真核细胞
除了原核生物界外，其他各界生物的细胞都是真核细胞。真核细胞具有真正的细胞核，其遗传物质DNA包被在双层膜的特殊结构中。
下表比较了原核细胞和真核细胞的一些主要区别：
（3）植物细胞与动物细胞最主要的差别
①植物细胞的质膜被较坚硬的细胞壁所包围，动物细胞没有细胞壁。
②植物细胞含有质体，质体具有双层膜结构，动物细胞不含质体。
③大多数植物细胞都含有一个或几个液泡，液泡中充满了细胞液。动物细胞一般没有大的中央液泡。
（三）细胞的结构
1．细胞膜
细胞膜又称质膜，厚度一般为7～8nm，是脂质双分子层膜，任何物质出入细胞都要通过细胞膜。细胞膜属于生物膜，生物膜的结构与功能是现代生命科学重要的研究领域之一。
2．细胞核
细胞核是细胞内最大的细胞器，它含有全部基因组的染色体，是生命活动的控制中心。细胞核主要由核膜、核基质、染色质和核仁组成。
（1）核膜
核膜是细胞核的界膜，由内外两层平行的单位膜组成。
（2）核基质
核基质为问期核内不能染色或染色很浅的透明黏稠的液体，主要成分是蛋白质和少量的RNA。
（3）核仁
核仁的主要功能是rRNA的合成、加工和核糖体亚基的装配。
3．细胞器
（1）线粒体
线粒体是由内膜和外膜包裹的囊状结构，在磷脂双分子层上还有一些特殊的蛋白质。
（2）叶绿体
叶绿体是另一类重要的有色体，是进行光合作用的细胞器。
（3）内质网
内质网是由一层单位膜构成的形状大小不同的扁平囊、小囊及小管组成，并连成一个连续网状管道系统。
（4）核糖体
核糖体是呈椭圆形的粒状结构，普遍存在于原核细胞和真核细胞中。
（5）高尔基体
高尔基体是由扁平膜囊堆叠而成。
（6）溶酶体
从高尔基体上脱离出的小泡并不是全部被分泌出细胞外，也有一些小泡留在细胞中。这些小泡中含有许多的水解酶，称为溶酶体。溶酶体起着细胞内部消化器官的功能。
（7）液泡
液泡是植物细胞中单层膜包被的充满水溶液的泡，未成熟的植物细胞通常有许多小液泡。
（8）中心体
中心体见于动物和某些低等植物的细胞，由两个相互垂直排列的中心粒以及周围物质组成，与细胞的有丝分裂有关。
4．细胞质基质（透明质）
细胞质基质是细胞质中除去所有细胞器和各种颗粒以外的部分。在光学显微镜下呈均质半透明的胶体状，包含了水、无机离子、脂质、氨基酸、核苷酸、蛋白质、RNA、脂蛋白和多糖等。
（四）细胞的增殖、分化、衰亡和癌变
1．细胞的增殖
真核细胞的分裂方式有有丝分裂、无丝分裂、减数分裂3种。
（1）有丝分裂
高等生物的细胞分裂主要是以有丝分裂方式进行的。它包括两个紧密相连的过程：先是细胞核分裂，即核分裂为两个；后是细胞质分裂，即细胞分裂为二，各含一个核。
①间期：间期的细胞处于一种高度活跃的生理、生化代谢状态，在为细胞的分裂准备各项条件。
②前期：间期的染色质经过不断浓缩、螺旋化、折叠，逐渐形成了在光学显微镜下能够看到的染色体，标志着细胞分裂的开始。
③中期：细胞中出现由纺锤丝构成的纺锤体，染色体在中期达到最大程度的盘绕，因而也表现得比其他时期粗短，其形态特征也最为典型。
④后期：每条染色体在着丝粒处几乎同时分裂，分开后的每条染色体都有了各自独立的着丝粒，因而可称为染色体。
⑤末期：当染色体到达细胞两极后，在每组染色体周围重新形成核膜，核仁也相继出现。重组细胞核后，原来凝缩的染色体又失去螺旋化，逐渐伸展，分散在细胞核内。，
（2）无丝分裂
无丝分裂过程中没有染色体出现，也不出现纺锤体，核膜、核仁也不消失。无丝分裂中染色质通过复制，细胞体积增大。随后细胞核拉长成哑铃形，中部断裂，细胞质也缢裂，形成两个子细胞。
（3）减数分裂
减数分裂是一种特殊的有丝分裂，其特点是DNA复制一次，细胞分裂两次，结果染色体数目减少一半。
①第一次分裂细胞核内出现细长、线状染色体，细胞核和核仁体积增大。
②第二次分裂在分裂前，核不再进行DNA的复制。
2．细胞的分化
多细胞有机体在个体发育过程中，由同一种相同的细胞类型经细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能上形成稳定性差异，产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化。
3．细胞的衰亡
生物体内的绝大多数细胞，都经过分化、衰老、凋亡这几个阶段。细胞的衰老和凋亡是正常的生命现象。在生物体内，细胞在不断地衰老与凋亡，同时又有新增殖的细胞来代替它们。
4．细胞的癌变
癌症主要是由携带遗传信息的DNA的病理变化而引起的疾病。与遗传病不同，癌症主要是体细胞DNA突变。
（五）细胞的代谢
细胞的生命活动是靠新陈代谢来维持的，代谢是生物体内发生的所有化学反应的总称。细胞内进行的化学反应有两个显著的特点：伴随能量的变换，由酶催化。
1．细胞的能量通货——ATP
（1）腺苷三磷酸（ATP）是活细胞中的能量通货。细胞分解淀粉、脂肪等有机分子所释放的能量，一部分用于反应，剩余部分以ATP的形式储存；细胞需要能量时，可方便地使用。
（2）ATP是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸基团组成的核苷酸
2．生物反应的催化剂——酶
酶是一种由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。
（1）酶的作用——降低细胞反应的活化能
酶在生物系统的代谢反应中，具有降低起始反应活化能的作用。酶作为催化剂，仅能使反应速率加快，并不能改变反应的方向。
（2）酶的作用机制和特性
①作用机制：酶在催化反应时，必须与作用物即底物形成酶一底物复合物，当复合物破裂时释放出产物，而酶本身没有任何改变，并可反复利用。
②特性：细胞中酶的催化作用有特异性，有些酶可催化相关的一类反应，有些酶甚至只催化某一特定的生化代谢反应。
（3）影响酶活性的因素
①酶的催化受反应温度影响。
②pH对酶的活性有很大影响。
（六）细胞的化学组成
1．细胞中的无机物
（1）水在细胞内以结合水和自由水两种状态存在。
（2）无机盐在细胞中一般都是以离子状态存在的。
2．细胞中的有机物
（1）糖类
糖类是细胞中很重要的有机化合物，由C、H、0种元素组成。糖类一般可分为单糖、二糖、多糖三类。
①单糖：易溶于水，有甜味。单糖包括核糖、脱氧核糖、葡萄糖、半乳糖和果糖等。
②二糖
③多糖：自然界数量最大的糖类是多糖。它是由多个单糖分子缩合、失水而形成的，没有甜味。
（2）脂质
脂质包括的范围很广，具有重要的生物学功能。磷脂、脂肪、类固醇都是脂质。
（3）蛋白质
蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质，占细胞干重的一倍以上。
（4）核酸
核酸是重要的生物大分子，包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）两大类。
①核酸的组成成分
a．碱基。
b．核苷。
②核酸的结构
a．DNA的结构：DNA具有独特的双螺旋结构。
b．RNA的结构：核糖体RNA（rRNA），占RNA总量的80％以上，是核糖体的主要成分；转运tRNA（tRNA），占总量的15％，在蛋白质的合成中搬运氨基酸；信使RNA（mRNA）。
（七）生物膜
各种细胞器的膜和核膜、质膜在分子结构上都是类似的，它们统称为生物膜。生物膜的厚度一般为7～8nm，生物膜主要由脂质和蛋白质分子以非共价键组合而成。
（八）跨膜运输
1．在细胞体系中，许多物质的转换和能量的交换都要通过生物膜来进行，特别是物质在膜内外的交换都要涉及物质的跨膜运输。
2．形式
（1）被动运输。
（2）主动运输。
（九）细胞工程
1．内涵：指在细胞水平上的生物工程，是当今生物技术的重要组成部分。
2．分类
（1）植物细胞工程。
（2）动物细胞工程。
八、生态学基础知识
（一）生物与环境
对于每个生物来说，它周围的一切都属于它的环境。
1．非生物因素
（1）光
日光是地球上一切生物的最终能源（除极少数化能合成的生物外）。不同波长的光对生物的作用不同。绿色植物的光合作用主要吸收可见光中的蓝紫光及红光。
光对动、植物的生活和生长发育都有影响。
（2）温度
生物的生存都需要一定的温度范围。
动物的行为随温度的变化而不同。
（3）水
水是生物体的重要组成部分，是生物生存必不可少的条件。一般高等植物体含有60％～80％的水分，有的在90％以上。一株玉米每天耗水2kg。
（4）土壤因素
土壤是由地壳表面的风化层和其中的生物以及生物死亡分解而产生的腐殖质所构成。土壤为陆生植物提供了固着的基地，也提供了矿物质和水，为很多细菌、真菌、多种地下动物（如原生动物、线虫）、各种地下昆虫（如蚂蚁）等提供了栖息地。
2．生物因素
（1）种内关系
种内关系主要有：种内斗争和种内互助。
（2）种间关系
种间关系主要包括：捕食、竞争、寄生、互利共生。
①捕食：一种生物以另一种生物为食的现象。
②竞争：两种不同种的生物个体之间因争夺同一食物或同一栖息地等共同资源而发生的相互关系。
捕食关系的种群变动曲线
③寄生：两种生物生活在一起，一种生物消耗另一种生物体内的有机物质，前者（寄生物）受益，后者（寄主）受损。
④互利共生：如果两种生物共同生活，互相有利，彼此都要依靠对方才能生活，分开后双方的生活都要受到很大影响，甚至不能生活而死亡。
（二）种群
种群是一定的时间和空间范围内的，占有一定地域（空间）的同种所有个体的自然组合。
1．种群密度
（1）内涵：一个种群在单位面积或单位体积的个体数目，叫做种群密度，用于显示种群的大小。
（2）影响因素：种群密度与出生率、死亡率、迁移率有关。
2．种群增长
在有充分的食物供应，并且没有其他生物与之竞争的适宜环境中，种群的增长是呈直线上升的，这种增长方式称为指数增长。
种群的指数增长可用下式表示：
=rN
种群增长曲线
3．影响种群密度的因素
（1）密度制约因素
有些因素的作用是随种群密度的变化而变化，这种因素称为密度制约因素。
（2）非密度制约因素
有些因素虽对种群数量起限制作用，但其作用强度与种群密度无关，如气候因素就是这样，刮风、下雨、降雪、气温都会对种群的数量产生影响，但这种因素起多大作用与种群密度是无关的，这类因素称为非密度制约因素。
（三）生物群落
1．基本概念
群落是指在一定时问内，居住在一定地区中的各种有直接或间接关系的所有动、植物和微生物种群的集合体。
2．群落的基本特征
（1）多样性
生物多样性是指生物中的多样化和变异性以及物种生境的复杂性，包括3个层次：遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。
（2）优势种
在不同群落中，由于结构及组成不同，优势种也是不同的。
3．群落结构
群落中各种生物所占据的空间及时问各不相同，因而各种群落都有一定的结构，包括垂直结构与水平结构。
（1）垂直结构
群落的垂直结构是指由于不同物种的遗传特性及其对光、温度、水、营养等的不同要求，不同物种处在群落的不同高度上，群落的这种在垂直方向上的分布，就形成了群落的垂直结构。
（2）水平结构
由于生态因素分布的不均匀性，群落内部环境的不一致性及植物种类本身的生态生物学特点，导致在一个群落的某一地点，植物的分布是不均匀的，从而群落内部形成小群落。这就是群落的水平结构。
4．群落演替
在群落发展的过程中，群落中一些种群兴起了，另一些种群衰落以至消失了。环境条件也同时在发生着变化。群落的这种随着时间的推移而发生的有规律性的变化称为演替。
（1）初生演替
从一个未被生物占领过的原始裸地或湖泊开始的演替称为初生演替。
（2）次生演替
次生演替是指在原来存在的生态系统被破坏后重新发生演替的过程。
（3）顶极群落
群落演替的最终阶段是顶极群落。
（4）群落演替的特征
群落演替的结果使不稳定的、生产量低的群落逐步达到物种丰富、能高效率地利用日光能的稳定的顶级群落。
（四）生态系统
1．生态系统的概念
生态系统是在一定时间和空间范围内，由生物群落与其无机环境相互作用的一个自然系统。
2．生态系统的结构
（1）生态系统的组成成分
生态系统除了非生物环境以外，还包括生物成分。
（2）生态系统的营养结构
生态系统的营养结构是一种以营养为纽带，把生物和非生物紧密结合起来，包括以生产者、消费者、分解者为中心的三大功能类群。它们与环境之间发生密切的物质循环，如下图：
3．食物链和食物网
（1）食物链
植物所固定的太阳能通过一系列的取食和被取食的关系在生态系统中传递，我们把生物之间的这种传递关系称为食物链。
（2）食物网
生态系统中有许多食物链，这些食物链彼此并不孤立，而是纵横交织，紧密结合在一起，形成复杂的多方向的网状结构，我们称之为食物网。
4．生态金字塔
（1）能量金字塔
（2）数量金字塔
（3）生物量金字塔
5．生态系统的功能
（1）物质循环
①水的循环：水的循环是物质循环中最重要的一个。
②碳的循环：碳的循环过程
③氮的循环：氮的循环过程
④富集现象：除了生物所需的物质参与上述循环之外，某些并非生物所必需的物质有时也进入循环。
（2）能量流动
在能量流动过程中，能量的利用效率就叫做生态效率。
（五）生物圈和人
1．生物圈
生物圈是地球上的生物和它们所生活的环境的总称。
2．污染
生态系统都有一定的自动调节能力，但这个能力是有限度的，如生活废水、工业废水、废气和废渣等排入量超过了生态系统自动调节的能力，就将造成污染。
（1）水污染
水的污染主要来自生活污水和工业废水。
（2）空气污染
①温室效应。
②酸雨。
③臭氧层。
（3）农药污染
为了防治害虫、消除杂草、防治细菌，人们使用了杀菌剂等，这些都是生物毒剂。
3．人口问题
人类必须用控制出生率的方法把人口控制在环境负载量之下，只有这样才能与环境和谐共存，创造光明的未来。
九、生物化学基础知识
（一）糖类及糖代谢
1．糖类的基本概念及分类
糖类属于生物大分子物质，广泛存在于生物界。绝大多数糖类物质由碳、氢、氧3种元素组成。
2．糖的重要的生化反应
（1）异构化：单糖的异构化是室温下碱催化的烯醇化作用的结果。
（2）单糖的氧化：很多单糖含有游离醛基，具有很好的还原性，能在弱碱性环境中将金属离子还原。
（3）单糖的还原：其羰基在适当还原条件下能被还原成多元醇。
3．与糖类旋光异构现象相关的重要概念
（1）变旋现象：在溶液中，糖的链状结构和环状结构之问可以相互转变，最后达到一个动态平衡。
（2）构象：由于分子中的某个原子绕碳碳单键旋转形成的不同的空间结构形式，其中势能最低、最稳定的构象是优势构象。
（3）构型：分子中原子或基团特有的空间排列方式呈现的立体结构，如D型和L型。
（4）不对称：碳原子与碳相连的4个原子或基团不同造成，又称手性碳原子、不对称中心。
（5）同分异构：存在两个或多个具有相同数目和种类的原子并因而具有相同相对分子质量的化合物的现象。
4．糖类的生物学意义
（1）提供能量植物的淀粉和动物的糖原都是能量的储存形式。
（2）物质代谢的碳骨架为蛋白质、核酸、脂质的合成提供碳骨架。
（3）细胞的骨架纤维素、半纤维素、木质素是植物细胞壁的主要成分，肽聚糖是细菌细胞壁的主要成分。
（4）细胞间识别和生物分子间的识别，细胞膜表面糖蛋白的寡糖链参与细胞间的识别。
5．细胞内重要的糖类代谢过程
（1）糖酵解作用：指酵解酶系统将葡萄糖降解为丙酮酸，并生成ATP的过程。
（2）柠檬酸循环：乙酰辅酶A经一系列的氧化、脱羧，最终生成C02和H20，并释放能量的过程，又称三羧酸循环。
（3）生物氧化：糖、脂、蛋白质等有机物在细胞中进行氧化分解，生成二氧化碳和水并释放能量的过程。
（4）糖异生；指从非糖物质合成葡萄糖的过程，比如植物利用光、二氧化碳和水合成糖；动物可将丙酮酸、甘油、乳酸及某些氨基酸等非糖物质转化成糖。
（5）糖原合成：以葡萄糖为原料，在葡萄糖焦磷酸化酶、糖原合酶和糖原分支酶的作用下逐步合成糖原的过程。
（二）脂质
1．脂质的概念及分类
（1）概念：脂质是一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的生物有机分子。
（2）分类
①化学组成：单纯脂质、复合脂质和衍生脂质；
②皂化性质：可皂化脂质和不可皂化脂质；
③极性：极性脂质和非极性脂质；
④生物学功能：储存脂质、结构脂质和活性脂质。
2．脂蛋白与糖脂的相关知识
（1）脂蛋白：由脂质和蛋白质以非共价键结合而成的复合物。
（2）糖脂：糖通过其半缩醛羟基以糖苷键与脂质连接的化合物。
（三）氨基酸和蛋白质
1．认识氨基酸
氨基酸是蛋白质的基本组成单位和功能单位。
（1）氨基酸的结构
蛋白质水解后得到常见的20种氨基酸。氨基酸结构的基本组成包括碳原子上连有一个羧基、一个氨基、一个氢和一个R基，R基团不是固定不变的，随着R基的不同氨基酸的种类也不同。
（2）氨基酸的连接
从氨基酸的通式可以看出，氨基酸同时含有羧基和氨基，两基团可以通过缩合反应相连，所以氨基酸能以首尾相连的方式进行聚合反应，形成的化学键称为肽键，肽键是共价键。
（3）20种常见氨基酸
2．蛋白质含量的测定
要测定蛋白质的含量，主要采用测定该物质中的氮的量来估测蛋白质含量。
最常用的方法就是凯式定氮法：粗蛋白质含量=蛋白氮×6.25
3．与蛋白质的四级结构相关的重要概念
蛋白质是具有特定而复杂空间结构的生物大分子。
（1）肽（一级结构）：肽是由一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基脱水缩合而成的化合物。
（2）肽键：氨基酸间脱水后形成的共价键称肽键（酰胺键），其中的氨基酸单位称氨基酸残基。
（3）二级结构：指氨基酸序列发生的局部的卷曲和折叠。
（4）超二级结构：由若于个相邻的二级结构单元组合在一起，彼此相互作用，形成有规则的、在空间上能够辨认的二级结构组合体，在多种蛋白质中充当三级结构的构件。
（5）结构域：又称模块，在二级结构或超二级结构的基础上，多肽链进一步卷曲折叠，装配成几个相对独立、近似球形的三维实体。
（6）三级结构：整个多肽链在二级结构、超二级结构和结构域的基础上盘旋、折叠，形成的特定的整个空间结构。
4．蛋白质的变性与复性
（1）变性：蛋白质在受到强烈的理化因素（强酸强碱等）影响下，空间结构发生改变，生物活性丧失，溶解度下降，不对称性增大及其他理化常数改变。
（2）复性：当变性因素去除时，变性蛋白质又可重新回复到天然构象，并恢复一定程度的生物活性，这一现象称为蛋白质的复性。
5．蛋白质的分离
测定蛋白质的相对分子质量首先需要将蛋白质按照其相对分子质量的大小进行分离。常用方法：
（1）凝胶过滤法
（2）SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法。
（四）酶及酶活性的调节
酶是一类具有高效率、高度专一性、活性可调节的高分子生物催化剂。
1．酶的特性
（1）酶易失活，反应条件温和。
（2）酶具有很高的催化效率。
（3）高度专一性。
（4）活性可调节。
（5）酶的催化活性离不开辅酶、辅基、金属离子等。
2．酶的化学本质
绝大部分酶的化学本质是蛋白质，但也有极小部分酶是核酸。
3．影响酶促反应速率的因素
绝大多数的酶都是蛋白质，影响蛋白质活性的因素都能影响由酶催化的生化反应的活性。
（1）温度。
（2）酶与底物浓度的比例。
（3）PH。
（4）激活剂与抑制剂。
（五）核酸
1．核酸的物理化学性质
（1）物理性质：核酸中含有碱基，碱基具有共轭双键，使碱基、核苷、核苷酸和核酸在240～290nm的紫外波段有强烈的光吸收，最大值在260nm处。
（2）化学性质：DNA在某些物化因素的影响下也会发生变性，变性的实质就是核酸双螺旋区的氢键断裂，变成单链，不涉及共价键断裂，后者称为降解。
2．最重要的核酸扩增方法——PCR（聚合酶链式反应）
PCR技术的原理就是在准备好要扩增的DNA片段（模板）和底物（4种脱氧核苷酸）后，在DNA聚合酶的催化作用下，由预先设计好的引物引导合成大量DNA片段的过程。