【正文】 . . . .. .緒論一、概念生物學(xué)是研究生命的科學(xué)，也稱生命科學(xué)，是研究生命現(xiàn)象本質(zhì)、探討生物發(fā)生和發(fā)展規(guī)律的一門科學(xué)。生物技術(shù)是以生命科學(xué)為基礎(chǔ)，利用生物體系和工程學(xué)原理生產(chǎn)生物制品和創(chuàng)造新物種的技術(shù)。主要包含：基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程四個(gè)領(lǐng)域。二、發(fā)展史三、應(yīng)用 生物的基本特征生命物質(zhì)是由蛋白質(zhì)、核酸、糖類、脂類等物質(zhì)以特定的方式構(gòu)成的，所有的生命從最簡(jiǎn)單的原核生物如細(xì)菌到復(fù)雜的人都有以下基本特征第一,生物體具有嚴(yán)整的結(jié)構(gòu)。除病毒等少數(shù)生物以外,生物體都是由細(xì)胞構(gòu)成的,細(xì)胞是生物體的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位,也是遺傳和發(fā)育的基本單位。第二,生物體都有新陳代謝作用。生物體與外界環(huán)境之間物質(zhì)和能量的交換,以及生物體內(nèi)物質(zhì)和能量代謝的轉(zhuǎn)變過(guò)程叫做新陳代謝。在新陳代謝過(guò)程中生物體把從外界環(huán)境中攝取的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì)并儲(chǔ)存能量,這叫同化作用。生物體把組成自身的物質(zhì)加以分解,釋放出其中的能量,并把分解的終產(chǎn)物如二氧化碳尿素等排出體外,這叫異化作用。同化作用和異化作用是新陳代謝的兩個(gè)方面。同化作用為異化作用提供物質(zhì)基礎(chǔ),異化作用為同化作用提供能量來(lái)源。新陳代謝是生命最基本的特征,是生物與非生物最基本的區(qū)別。第三,生物體都有生長(zhǎng)和發(fā)育現(xiàn)象。生物體在進(jìn)行新陳代謝的過(guò)程中,當(dāng)同化作用超過(guò)異化作用時(shí),生物體由小長(zhǎng)大的過(guò)程,稱為生長(zhǎng)。在生長(zhǎng)的基礎(chǔ)上,生物體結(jié)構(gòu)和功能經(jīng) 一系列復(fù)雜的變化，形成一個(gè)成熟個(gè)體的過(guò)程,稱為發(fā)育。第四,生物體都有應(yīng)激性。生物體對(duì)內(nèi)外環(huán)境變化的刺激產(chǎn)生相應(yīng)反應(yīng)的特性,稱為應(yīng)激性。第五,生物體都能生殖。生物體生長(zhǎng)發(fā)育到一定階段,能以一定的方式產(chǎn)生與自身相似的子代個(gè)體,這個(gè)過(guò)程叫生殖。生物通過(guò)生殖使物種得以延續(xù)。第六,生物體都有遺傳和變異的特性。子代與親代之間性狀特征相似,稱為遺傳。遺傳使物種能保持相對(duì)穩(wěn)定。子代與親代之間、子代各個(gè)體之間的差異,稱為變異。變異增加了生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性和物種的多樣性,為生物進(jìn)化提供了選擇的材料。第七,生物能進(jìn)化。生物通常以群體方式生活在一定環(huán)境中,生物和生物之間、生物和環(huán)境之間形成一定的聯(lián)系,這種聯(lián)系使生物種群不斷變化和發(fā)展。生物種群的變化發(fā)展,叫做進(jìn)化?，F(xiàn)存的生物在進(jìn)化過(guò)程中,生物種群適應(yīng)著生存環(huán)境,同時(shí)又在改變著其生存環(huán)境,生物與環(huán)境之間形成統(tǒng)一協(xié)調(diào)關(guān)系。細(xì)胞第一節(jié) 概述細(xì)胞是生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)和生命動(dòng)的基本單位。細(xì)胞各都分形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的變化在一定程度上反映了機(jī)體的生理、病理變化。細(xì)胞學(xué)是研究細(xì)胞的結(jié)構(gòu),功能和生活史的科學(xué),研究對(duì)象是細(xì)胞。根據(jù)生物有無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)分為：前細(xì)胞生物和細(xì)胞生物。細(xì)胞生物根據(jù)細(xì)胞的復(fù)雜程度分原核細(xì)胞生物和真核細(xì)胞。多細(xì)胞生物是從前細(xì)胞生物→原核細(xì)胞生物→真核細(xì)胞生物低等的多細(xì)胞生物→高等植物、動(dòng)物一、 前細(xì)胞生物構(gòu)造簡(jiǎn)單僅由蛋白外殼和殼內(nèi)核酸構(gòu)成。病毒分DNA病毒和RNA病毒兩大類；二、 原核細(xì)胞原核細(xì)胞最主要的特點(diǎn)是沒(méi)有膜包圍的細(xì)胞核。原核組胞直徑為110μm,由細(xì)胞層、細(xì)胞質(zhì)、核糖體、擬核組成,擬核由一環(huán)狀DNA分 構(gòu)成,無(wú)核膜。 細(xì)胞膜三、 真核細(xì)胞 細(xì)胞質(zhì) 細(xì)胞核真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,除細(xì)胞膜外還有多種膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器(如線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、質(zhì)體等)和非膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器(核糖體、微管、微絲)。有具核膜的真正細(xì)胞核,細(xì)胞核由核膜、核仁、染色質(zhì)和核基質(zhì)四部分組成。其中植物細(xì)胞有細(xì)胞壁。真核細(xì)胞分為植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞。第二節(jié) 細(xì)胞膜 一、細(xì)胞膜的概念.細(xì)胞膜——是細(xì)胞質(zhì)和外界相隔的一層薄膜。又稱質(zhì)膜。細(xì)胞膜的三層結(jié)構(gòu)作為一個(gè)單位,稱單位膜。細(xì)胞的所有膜統(tǒng)稱為生物膜。二、細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)化學(xué)成份: 類脂50% 蛋白質(zhì)40% 糖類2～10%分子結(jié)構(gòu)“液態(tài)鑲嵌模型”認(rèn)為：1）是液態(tài)可活動(dòng)的類脂雙分子層構(gòu)成了細(xì)胞膜的基本骨架。2)類脂分子排列整齊,親水的頭端分別朝向內(nèi)外表面,疏水的尾部朝向膜的中央。3)蛋白質(zhì)分子以球狀形式鑲嵌在類脂雙分子層中(鑲嵌蛋白質(zhì))或附著其表面(稱附著蛋白質(zhì))。 細(xì)胞膜與外界物質(zhì)交換三、細(xì)胞膜的功能： 細(xì)胞膜抗原 細(xì)胞膜受體 （一）細(xì)胞膜與內(nèi)外的物質(zhì)交換 細(xì)胞膜是一種半透膜。簡(jiǎn)單擴(kuò)散——物質(zhì)分子從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)擴(kuò)散的方式，稱為簡(jiǎn)單擴(kuò)散。如：CO2 、O2特點(diǎn)：1）物質(zhì)的通透性；2）細(xì)胞的內(nèi)外濃度差（順濃度梯度）；從高→低 3）不需要消耗代謝能。 溶液牽引——物質(zhì)依靠溶劑(如類脂)的幫助而運(yùn)動(dòng),稱溶液牽引。如：磺胺嘧啶特點(diǎn):1)脂溶性物質(zhì)；2)細(xì)胞的內(nèi)外濃度差(順濃度梯度)；（從高到低）3)不需要消耗代謝能。幫助擴(kuò)散——一些水溶性物質(zhì)在細(xì)胞膜上的載體物質(zhì)幫助下,由高濃度一側(cè)低經(jīng)過(guò)細(xì)胞膜向低濃度一側(cè)移動(dòng),不需要消耗代謝能的方式,稱幫助擴(kuò)散。如:葡萄糖、氨基酸特點(diǎn):1)水溶性物質(zhì)) 2)需載體物質(zhì)幫助3）細(xì)胞物質(zhì)的內(nèi)外濃度差(順濃度梯度)4)不需要消耗代謝能主動(dòng)運(yùn)輸——物質(zhì)分子通過(guò)細(xì)胞膜由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)移動(dòng)(逆濃度梯度),需細(xì)胞中的ATP提供能量的物質(zhì)運(yùn)輸方式,稱主動(dòng)運(yùn)輸。如:NaK泵特點(diǎn)：1)需載體物質(zhì)幫助。2)由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)移動(dòng)(逆濃度梯度)（低→高）3)需要消耗代謝能 。入胞作用和出胞作用入胞作用——指細(xì)胞將大分子物質(zhì)和團(tuán)塊以吞噬和胞飲的形式吞入細(xì)胞。細(xì)胞將固體物質(zhì)吞入,稱為吞噬。 細(xì)胞將液體物質(zhì)吞入,稱為胞飲。出胞作用——指物質(zhì)由細(xì)胞排出的過(guò)程。特點(diǎn):1)細(xì)胞膜的幫助 2)需要消耗代謝能(二)細(xì)胞膜抗原 (三)細(xì)胞膜受體第三節(jié) 細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)是指細(xì)胞膜以內(nèi)核膜以外的原生質(zhì)部分。 包含:細(xì)胞基質(zhì)和各種細(xì)胞器。細(xì)胞器——指具有一定化學(xué)組成和形態(tài)并表現(xiàn)某些特殊功能的結(jié)構(gòu)。（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、線粒體、溶酶體、核糖體、過(guò)氧化酶體及中心粒)細(xì)胞基質(zhì)——是透明的膠狀物質(zhì)。一、 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn):由單層膜圍成的管狀、泡狀和扁平囊狀結(jié)構(gòu),在細(xì)胞基質(zhì)內(nèi)形成的立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分兩類:(粗)糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)——管腔膜的外表面有核糖體附著。合成并運(yùn)輸?shù)鞍踪|(zhì)。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)——管腔膜的外表面無(wú)核糖體附著。脂類物質(zhì)的合成、糖原和其它糖類的代謝有關(guān)。功能:1)對(duì)細(xì)胞質(zhì)起著支持和分隔作用。 2)物質(zhì)交換 3)蛋白質(zhì)的合成與運(yùn)輸 4)與脂類、脂蛋白、糖原、激素的合成和分泌有關(guān)。除原核細(xì)胞和哺乳動(dòng)物的成熟紅細(xì)胞外,所有動(dòng)植物細(xì)胞都有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。二、線粒體線粒體是胞質(zhì)中一種體積較大的細(xì)胞器。結(jié)構(gòu):光鏡下:線粒體一般呈線狀、粒狀或桿狀。電鏡下:線粒體是由兩層單位膜包圍而成的囊狀結(jié)構(gòu) 。功能1)線粒體是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸和供能的場(chǎng)所。2)線粒體是細(xì)胞的供能中心,有“動(dòng)力工廠”之稱。三、高爾基復(fù)合體位于細(xì)胞核附近的細(xì)胞質(zhì)中。電鏡下:是由膜形成的小管、小泡、扁平囊和大泡(濃縮泡)組成的。主要功能:1）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成并轉(zhuǎn)運(yùn)來(lái)的分泌蛋白質(zhì)和脂類進(jìn)行加工、濃縮后,運(yùn)輸出胞。2)能合成和運(yùn)輸多糖、糖脂和糖蛋白,故有人把高爾基復(fù)合體比喻為工廠的“加工、包裝車間”。3)在細(xì)胞分裂時(shí),對(duì)新的細(xì)胞膜和細(xì)胞壁的形成起一定的作用。四、溶酶體.結(jié)構(gòu):光鏡下為顆粒狀小體。電鏡下一般為球狀,由單位膜包圍著。內(nèi)含40多種酸性水解酶,能分解蛋白質(zhì)、脂類、糖類、核酸等大分子物質(zhì)。功能:在細(xì)胞內(nèi)具有消化、防御和保護(hù)作用,可視為細(xì)胞內(nèi)的消化裝置。根據(jù)溶酶體不同的消化作用分為:(一)溶酶體的異溶作用溶酶體對(duì)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的吞噬小泡或吞飲小泡進(jìn)行消化和分解,稱為溶酶體的異溶作用。(二)溶酶體的自體吞噬溶酶體對(duì)細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)或一部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行消化和分解的作用,稱為溶酶體的自體噬。(三)溶酶體的自溶作用細(xì)胞內(nèi)溶酶體膜破裂,使整個(gè)細(xì)胞或組織被釋放出來(lái)的酶消化分解的過(guò)程稱溶酶體的自溶作用。五、核糖體核糖體為非膜相結(jié)構(gòu),是由核糖體核糖核酸(rRNA)和蛋白質(zhì)所構(gòu)成的橢圓小體。由大亞基、小亞基兩個(gè)亞單位構(gòu)成。核糖體是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成的基地。固著在糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的核糖體稱為附著核糖體。游離于細(xì)胞質(zhì)中的核糖體稱游離核糖體。六、中心粒中心粒是成對(duì)出現(xiàn)于動(dòng)物細(xì)胞和低等植物細(xì)胞中的細(xì)胞器,包括中心粒及中心球。功能:中心粒與細(xì)胞的分裂和運(yùn)動(dòng)有關(guān)。細(xì)胞有絲分裂時(shí),中心粒移向細(xì)胞兩極,與紡鍾體的形成和染色體的行動(dòng)方向有關(guān)。中心粒還能形成鞭毛和纖毛,與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)。七、過(guò)氧化物酶體過(guò)氧化物酶體又稱微體,它是由一層單位膜圍成的圓形或卵圓形小體。內(nèi)含多種氧化酶和過(guò)氧化氫酶,氧化酶能催化一些物質(zhì)形成H2O,對(duì)細(xì)胞有保護(hù)作用。八、細(xì)胞基質(zhì) 是細(xì)胞的內(nèi)環(huán)境；也是某些物質(zhì)代謝的場(chǎng)所。第四節(jié)細(xì)胞核細(xì)胞核的出現(xiàn)是細(xì)胞進(jìn)化的重要標(biāo)志之一。細(xì)胞核的主要功能是貯存和復(fù)制遺傳信息，在很大程度上控制著細(xì)胞的代謝、生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖和分化等活動(dòng),細(xì)胞在兩次分裂之間的時(shí)期稱為間期,存在于間期的細(xì)胞核叫做間期核。一、核膜:又稱核被膜,是圍繞在核表面的膜。主要作用:對(duì)核物質(zhì)起保護(hù)作用,也控制細(xì)胞核內(nèi)外物質(zhì)的交換。二、核仁：細(xì)胞分裂時(shí),核仁消失,分裂完成后,子細(xì)胞中分別產(chǎn)生新的核仁。在電鏡下看到核仁由顆粒成分、纖維狀成分、無(wú)定形基質(zhì)、核仁染色質(zhì)和核仁液泡組成。核仁的功能是合成rRNA和組裝核糖體的亞單位。核仁的大小與該細(xì)胞合成蛋白質(zhì)能力有明顯的關(guān)系核基質(zhì):核基質(zhì)呈纖維狀的網(wǎng),分布于細(xì)胞核中,網(wǎng)孔中充滿液體,網(wǎng)的成分是蛋白質(zhì)。三、染色質(zhì)和染色體是同一物質(zhì)在細(xì)胞周期的不同時(shí)期的兩種表現(xiàn)。其成分主要是DNA、組蛋白以及非組蛋白。異染色質(zhì)螺旋緊密的部分,染色較深,功能不活躍,處于抑制狀態(tài)；常染色質(zhì)螺旋疏松的部分,染色較淺,是功能活躍區(qū),能進(jìn)行RNA的轉(zhuǎn)錄和DN的復(fù)制。染色體的數(shù)目和形態(tài)有種的特異性。四、核基質(zhì) 是核內(nèi)透明的液態(tài)膠狀物質(zhì),又稱核液。第五節(jié)細(xì)胞增殖與配子發(fā)生細(xì)胞增殖是生物的基本特征之一。一、細(xì)胞增殖的方式：原核細(xì)胞的裂殖無(wú)絲分裂有絲分裂 這是真核細(xì)胞增殖的基本方式。在分裂過(guò)程中出現(xiàn)染色體的變化,分裂結(jié)果是將母細(xì)胞的物質(zhì)平均分配給兩個(gè)子細(xì)胞也出現(xiàn)由微管組成的紡錘絲,故稱為有絲分裂。減數(shù)分裂 減數(shù)分裂是進(jìn)行有性生殖的生物體形成性細(xì)胞的分裂方式。最基本的特征是染色體復(fù)制一次,而細(xì)胞連續(xù)分裂兩次,結(jié)果所生成的性細(xì)胞中染色體數(shù)只有原來(lái)的一半。故稱為減數(shù)分裂)二、細(xì)胞增殖周期細(xì)胞結(jié)束一次有絲分裂后到下一次有絲分裂結(jié)束所經(jīng)歷的過(guò)程稱為細(xì)胞增殖周期,簡(jiǎn)稱細(xì)胞周期。(一)分裂間期 在這一時(shí)期內(nèi)遺傳物質(zhì)進(jìn)行了復(fù)制,DNA的含量倍增,為分裂期作充分的物質(zhì)準(zhǔn)備。G1期 (DNA合成前期) 細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)代謝活躍。為DNA的復(fù)制作準(zhǔn)備。細(xì)胞較快地生長(zhǎng)S期（DNA合成期) 此期的特點(diǎn)是DNA的復(fù)制G2期(DNA合成后期) 特點(diǎn)是DNA的合成終止。為細(xì)胞分裂期作準(zhǔn)備。細(xì)胞分裂間期為形成染色體、進(jìn)行細(xì)胞分裂打下了物質(zhì)基礎(chǔ)(二)分裂期(M期)前期 中心體內(nèi)兩個(gè)中心粒復(fù)制成兩對(duì),兩個(gè)星體分別移向細(xì)胞的兩極,紡錘體。細(xì)胞核膨大,染色質(zhì)螺旋化濃縮變短變粗,形成染色體,核仁、核膜也逐漸溶解消失。中期 每條染色體縱裂成兩條染色單體,在紡錘絲的作用下,染色體逐漸移向細(xì)胞中央,排列在赤道面上。后期 染色體上的著絲粒縱裂,一分為二,在紡錘絲的牽引下分別移向細(xì)胞的兩極,這樣就形成了數(shù)目完全相等的兩組染色體,最后分別集中于細(xì)胞的兩極。末期 染色體解旋,恢復(fù)成染色質(zhì),紡錘體和星體消失,核仁、核膜重新出現(xiàn)；核膜將染色質(zhì)、核仁包圍起來(lái)形成兩個(gè)新的子核。細(xì)胞膜在中央赤道面處橫縊,將細(xì)胞質(zhì)分割成兩等分,形成兩個(gè)子細(xì)胞第六節(jié)細(xì)胞的整體性細(xì)胞是具有高度組織性的統(tǒng)一整體,各個(gè)細(xì)胞器之間是密切聯(lián)系的。如果在構(gòu)造上缺少某一部分,將對(duì)細(xì)胞的整個(gè)生命活動(dòng)產(chǎn)生影響。脫離了細(xì)胞質(zhì)的細(xì)胞核不能生存,同樣,脫離了細(xì)胞核的細(xì)胞質(zhì)也不能生存。只有保持構(gòu)造上的完整,才能保證功能的正常。一、結(jié)構(gòu)上的整體性二、功能上的整體性遺傳*減數(shù)分裂與配子發(fā)生減數(shù)分裂是所有能進(jìn)行有性生殖的生物體在性細(xì)胞形成過(guò)程中發(fā)生的一種特殊分裂方式,結(jié)果形成的生殖細(xì)胞染色體數(shù)目減少了一半,故叫做減數(shù)分裂。生殖細(xì)胞發(fā)生過(guò)程包括：增殖期、生長(zhǎng)期、成熟期和變態(tài)期；因?yàn)闇p數(shù)分裂發(fā)生在成熟期故又稱做成熟分裂。減數(shù)分裂由兩次分裂組成,分別稱為第一次減數(shù)分裂或減數(shù)分裂Ⅰ和第二次減數(shù)分裂或減數(shù)分裂Ⅱ。在兩次分裂之間,一般有一短暫的間期。在此間期中不進(jìn)行DNA合成。由于細(xì)胞分裂兩次,而染色體只復(fù)制一次,所以經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂后細(xì)胞中的染色體數(shù)目減半,變成單倍體。減數(shù)分裂的特殊過(guò)程,主要發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅰ,尤其是它的前期。(一)減數(shù)分裂Ⅰ。 前期I的過(guò)程很復(fù)雜。根據(jù)染色體的形態(tài)變化可分為五個(gè)不同時(shí)期:細(xì)線期、偶線期(合線期)、粗線期、雙線期和終變期(濃縮期)。(1)細(xì)線期:染色體開(kāi)始螺旋化變成細(xì)線狀,細(xì)線期核的體積增大,核仁也較大。(2)偶線期:又稱合線期,是同源染色體配對(duì)的時(shí)期。同源染色體是一對(duì)形態(tài)、大小相同,上面載有等位基因,一條來(lái)自父方、一條來(lái)自母方