【正文】 . . . .. .緒論一、概念生物學是研究生命的科學，也稱生命科學，是研究生命現象本質、探討生物發(fā)生和發(fā)展規(guī)律的一門科學。生物技術是以生命科學為基礎，利用生物體系和工程學原理生產生物制品和創(chuàng)造新物種的技術。主要包含：基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程四個領域。二、發(fā)展史三、應用 生物的基本特征生命物質是由蛋白質、核酸、糖類、脂類等物質以特定的方式構成的，所有的生命從最簡單的原核生物如細菌到復雜的人都有以下基本特征第一,生物體具有嚴整的結構。除病毒等少數生物以外,生物體都是由細胞構成的,細胞是生物體的結構和功能的基本單位,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)境之間物質和能量的交換,以及生物體內物質和能量代謝的轉變過程叫做新陳代謝。在新陳代謝過程中生物體把從外界環(huán)境中攝取的營養(yǎng)物質,轉變成自身的組成物質并儲存能量,這叫同化作用。生物體把組成自身的物質加以分解,釋放出其中的能量,并把分解的終產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方面。同化作用為異化作用提供物質基礎,異化作用為同化作用提供能量來源。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,生物體都有生長和發(fā)育現象。生物體在進行新陳代謝的過程中,當同化作用超過異化作用時,生物體由小長大的過程,稱為生長。在生長的基礎上,生物體結構和功能經 一系列復雜的變化，形成一個成熟個體的過程,稱為發(fā)育。第四,生物體都有應激性。生物體對內外環(huán)境變化的刺激產生相應反應的特性,稱為應激性。第五,生物體都能生殖。生物體生長發(fā)育到一定階段,能以一定的方式產生與自身相似的子代個體,這個過程叫生殖。生物通過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穩(wěn)定。子代與親代之間、子代各個體之間的差異,稱為變異。變異增加了生物對環(huán)境的適應性和物種的多樣性,為生物進化提供了選擇的材料。第七,生物能進化。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系,這種聯系使生物種群不斷變化和發(fā)展。生物種群的變化發(fā)展,叫做進化。現存的生物在進化過程中,生物種群適應著生存環(huán)境,同時又在改變著其生存環(huán)境,生物與環(huán)境之間形成統一協調關系。細胞第一節(jié) 概述細胞是生物體形態(tài)結構和生命動的基本單位。細胞各都分形態(tài)結構和功能的變化在一定程度上反映了機體的生理、病理變化。細胞學是研究細胞的結構,功能和生活史的科學,研究對象是細胞。根據生物有無細胞結構分為：前細胞生物和細胞生物。細胞生物根據細胞的復雜程度分原核細胞生物和真核細胞。多細胞生物是從前細胞生物→原核細胞生物→真核細胞生物低等的多細胞生物→高等植物、動物一、 前細胞生物構造簡單僅由蛋白外殼和殼內核酸構成。病毒分DNA病毒和RNA病毒兩大類；二、 原核細胞原核細胞最主要的特點是沒有膜包圍的細胞核。原核組胞直徑為110μm,由細胞層、細胞質、核糖體、擬核組成,擬核由一環(huán)狀DNA分 構成,無核膜。 細胞膜三、 真核細胞 細胞質 細胞核真核細胞結構比較復雜,除細胞膜外還有多種膜結構的細胞器(如線粒體、內質網、質體等)和非膜結構的細胞器(核糖體、微管、微絲)。有具核膜的真正細胞核,細胞核由核膜、核仁、染色質和核基質四部分組成。其中植物細胞有細胞壁。真核細胞分為植物細胞和動物細胞。第二節(jié) 細胞膜 一、細胞膜的概念.細胞膜——是細胞質和外界相隔的一層薄膜。又稱質膜。細胞膜的三層結構作為一個單位,稱單位膜。細胞的所有膜統稱為生物膜。二、細胞膜的分子結構化學成份: 類脂50% 蛋白質40% 糖類2～10%分子結構“液態(tài)鑲嵌模型”認為：1）是液態(tài)可活動的類脂雙分子層構成了細胞膜的基本骨架。2)類脂分子排列整齊,親水的頭端分別朝向內外表面,疏水的尾部朝向膜的中央。3)蛋白質分子以球狀形式鑲嵌在類脂雙分子層中(鑲嵌蛋白質)或附著其表面(稱附著蛋白質)。 細胞膜與外界物質交換三、細胞膜的功能： 細胞膜抗原 細胞膜受體 （一）細胞膜與內外的物質交換 細胞膜是一種半透膜。簡單擴散——物質分子從高濃度一側向低濃度一側擴散的方式，稱為簡單擴散。如：CO2 、O2特點：1）物質的通透性；2）細胞的內外濃度差（順濃度梯度）；從高→低 3）不需要消耗代謝能。 溶液牽引——物質依靠溶劑(如類脂)的幫助而運動,稱溶液牽引。如：磺胺嘧啶特點:1)脂溶性物質；2)細胞的內外濃度差(順濃度梯度)；（從高到低）3)不需要消耗代謝能。幫助擴散——一些水溶性物質在細胞膜上的載體物質幫助下,由高濃度一側低經過細胞膜向低濃度一側移動,不需要消耗代謝能的方式,稱幫助擴散。如:葡萄糖、氨基酸特點:1)水溶性物質) 2)需載體物質幫助3）細胞物質的內外濃度差(順濃度梯度)4)不需要消耗代謝能主動運輸——物質分子通過細胞膜由低濃度一側向高濃度一側移動(逆濃度梯度),需細胞中的ATP提供能量的物質運輸方式,稱主動運輸。如:NaK泵特點：1)需載體物質幫助。2)由低濃度一側向高濃度一側移動(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——指細胞將大分子物質和團塊以吞噬和胞飲的形式吞入細胞。細胞將固體物質吞入,稱為吞噬。 細胞將液體物質吞入,稱為胞飲。出胞作用——指物質由細胞排出的過程。特點:1)細胞膜的幫助 2)需要消耗代謝能(二)細胞膜抗原 (三)細胞膜受體第三節(jié) 細胞質細胞質是指細胞膜以內核膜以外的原生質部分。 包含:細胞基質和各種細胞器。細胞器——指具有一定化學組成和形態(tài)并表現某些特殊功能的結構。（內質網、高爾基復合體、線粒體、溶酶體、核糖體、過氧化酶體及中心粒)細胞基質——是透明的膠狀物質。一、 內質網結構特點:由單層膜圍成的管狀、泡狀和扁平囊狀結構,在細胞基質內形成的立體網絡結構分兩類:(粗)糙面內質網——管腔膜的外表面有核糖體附著。合成并運輸蛋白質。光面內質網——管腔膜的外表面無核糖體附著。脂類物質的合成、糖原和其它糖類的代謝有關。功能:1)對細胞質起著支持和分隔作用。 2)物質交換 3)蛋白質的合成與運輸 4)與脂類、脂蛋白、糖原、激素的合成和分泌有關。除原核細胞和哺乳動物的成熟紅細胞外,所有動植物細胞都有內質網。二、線粒體線粒體是胞質中一種體積較大的細胞器。結構: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構 。功能1)線粒體是細胞進行有氧呼吸和供能的場所。2)線粒體是細胞的供能中心,有“動力工廠”之稱。三、高爾基復合體位于細胞核附近的細胞質中。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）內質網合成并轉運來的分泌蛋白質和脂類進行加工、濃縮后,運輸出胞。2)能合成和運輸多糖、糖脂和糖蛋白,故有人把高爾基復合體比喻為工廠的“加工、包裝車間”。3)在細胞分裂時,對新的細胞膜和細胞壁的形成起一定的作用。四、溶酶體.結構:光鏡下為顆粒狀小體。電鏡下一般為球狀,由單位膜包圍著。內含40多種酸性水解酶,能分解蛋白質、脂類、糖類、核酸等大分子物質。功能:在細胞內具有消化、防御和保護作用,可視為細胞內的消化裝置。根據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進入細胞內的吞噬小泡或吞飲小泡進行消化和分解,稱為溶酶體的異溶作用。(二)溶酶體的自體吞噬溶酶體對細胞內的物質或一部分結構進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胞內溶酶體膜破裂,使整個細胞或組織被釋放出來的酶消化分解的過程稱溶酶體的自溶作用。五、核糖體核糖體為非膜相結構,是由核糖體核糖核酸(rRNA)和蛋白質所構成的橢圓小體。由大亞基、小亞基兩個亞單位構成。核糖體是細胞內蛋白質合成的基地。固著在糙面內質網膜上的核糖體稱為附著核糖體。游離于細胞質中的核糖體稱游離核糖體。六、中心粒中心粒是成對出現于動物細胞和低等植物細胞中的細胞器,包括中心粒及中心球。功能:中心粒與細胞的分裂和運動有關。細胞有絲分裂時,中心粒移向細胞兩極,與紡鍾體的形成和染色體的行動方向有關。中心粒還能形成鞭毛和纖毛,與細胞運動相關聯。七、過氧化物酶體過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。內含多種氧化酶和過氧化氫酶,氧化酶能催化一些物質形成H2O,對細胞有保護作用。八、細胞基質 是細胞的內環(huán)境；也是某些物質代謝的場所。第四節(jié)細胞核細胞核的出現是細胞進化的重要標志之一。細胞核的主要功能是貯存和復制遺傳信息，在很大程度上控制著細胞的代謝、生長、發(fā)育、繁殖和分化等活動,細胞在兩次分裂之間的時期稱為間期,存在于間期的細胞核叫做間期核。一、核膜:又稱核被膜,是圍繞在核表面的膜。主要作用:對核物質起保護作用,也控制細胞核內外物質的交換。二、核仁：細胞分裂時,核仁消失,分裂完成后,子細胞中分別產生新的核仁。在電鏡下看到核仁由顆粒成分、纖維狀成分、無定形基質、核仁染色質和核仁液泡組成。核仁的功能是合成rRNA和組裝核糖體的亞單位。核仁的大小與該細胞合成蛋白質能力有明顯的關系核基質:核基質呈纖維狀的網,分布于細胞核中,網孔中充滿液體,網的成分是蛋白質。三、染色質和染色體是同一物質在細胞周期的不同時期的兩種表現。其成分主要是DNA、組蛋白以及非組蛋白。異染色質螺旋緊密的部分,染色較深,功能不活躍,處于抑制狀態(tài)；常染色質螺旋疏松的部分,染色較淺,是功能活躍區(qū),能進行RNA的轉錄和DN的復制。染色體的數目和形態(tài)有種的特異性。四、核基質 是核內透明的液態(tài)膠狀物質,又稱核液。第五節(jié)細胞增殖與配子發(fā)生細胞增殖是生物的基本特征之一。一、細胞增殖的方式：原核細胞的裂殖無絲分裂有絲分裂 這是真核細胞增殖的基本方式。在分裂過程中出現染色體的變化,分裂結果是將母細胞的物質平均分配給兩個子細胞也出現由微管組成的紡錘絲,故稱為有絲分裂。減數分裂 減數分裂是進行有性生殖的生物體形成性細胞的分裂方式。最基本的特征是染色體復制一次,而細胞連續(xù)分裂兩次,結果所生成的性細胞中染色體數只有原來的一半。故稱為減數分裂)二、細胞增殖周期細胞結束一次有絲分裂后到下一次有絲分裂結束所經歷的過程稱為細胞增殖周期,簡稱細胞周期。(一)分裂間期 在這一時期內遺傳物質進行了復制,DNA的含量倍增,為分裂期作充分的物質準備。G1期 (DNA合成前期) 細胞內物質代謝活躍。為DNA的復制作準備。細胞較快地生長S期（DNA合成期) 此期的特點是DNA的復制G2期(DNA合成后期) 特點是DNA的合成終止。為細胞分裂期作準備。細胞分裂間期為形成染色體、進行細胞分裂打下了物質基礎(二)分裂期(M期)前期 中心體內兩個中心粒復制成兩對,兩個星體分別移向細胞的兩極,紡錘體。細胞核膨大,染色質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,染色體逐漸移向細胞中央,排列在赤道面上。后期 染色體上的著絲?？v裂,一分為二,在紡錘絲的牽引下分別移向細胞的兩極,這樣就形成了數目完全相等的兩組染色體,最后分別集中于細胞的兩極。末期 染色體解旋,恢復成染色質,紡錘體和星體消失,核仁、核膜重新出現；核膜將染色質、核仁包圍起來形成兩個新的子核。細胞膜在中央赤道面處橫縊,將細胞質分割成兩等分,形成兩個子細胞第六節(jié)細胞的整體性細胞是具有高度組織性的統一整體,各個細胞器之間是密切聯系的。如果在構造上缺少某一部分,將對細胞的整個生命活動產生影響。脫離了細胞質的細胞核不能生存,同樣,脫離了細胞核的細胞質也不能生存。只有保持構造上的完整,才能保證功能的正常。一、結構上的整體性二、功能上的整體性遺傳*減數分裂與配子發(fā)生減數分裂是所有能進行有性生殖的生物體在性細胞形成過程中發(fā)生的一種特殊分裂方式,結果形成的生殖細胞染色體數目減少了一半,故叫做減數分裂。生殖細胞發(fā)生過程包括：增殖期、生長期、成熟期和變態(tài)期；因為減數分裂發(fā)生在成熟期故又稱做成熟分裂。減數分裂由兩次分裂組成,分別稱為第一次減數分裂或減數分裂Ⅰ和第二次減數分裂或減數分裂Ⅱ。在兩次分裂之間,一般有一短暫的間期。在此間期中不進行DNA合成。由于細胞分裂兩次,而染色體只復制一次,所以經過減數分裂后細胞中的染色體數目減半,變成單倍體。減數分裂的特殊過程,主要發(fā)生在減數分裂Ⅰ,尤其是它的前期。(一)減數分裂Ⅰ。 前期I的過程很復雜。根據染色體的形態(tài)變化可分為五個不同時期:細線期、偶線期(合線期)、粗線期、雙線期和終變期(濃縮期)。(1)細線期:染色體開始螺旋化變成細線狀,細線期核的體積增大,核仁也較大。(2)偶線期:又稱合線期,是同源染色體配對的時期。同源染色體是一對形態(tài)、大小相同,上面載有等位基因,一條來自父方、一條來自母方