第一单元绪论及生命的物质基础

第一单元　 绪论及生命的物质基础

一、绪论

一、生物的基本特征

1、生物体具有共同的　　　　　　  和　　　　　　  。

蛋白质是一切生命活动的　　　　　　　　　　　　  ， 核酸是　　　　　　  的携带者，　　　　 是绝大多数生物的遗传物质。除了　　　　以外，生物体都是由　　　 构成的，细胞是生物体的　　　　　 和

　　　　  的基本单位。

2、生物体都有　　　　　  作用。

新陈代谢是生物体内全部　　　　 的化学变化的总称。生物体都不停地与周围环境进行　　　和　　　　

的交换。通过新陈代谢生物体不断地进行　　　　　  。　　　　　　  是生物体进行一切生命活动的基础。 在此基础上生物表现出生长、发育﹑　　　　　   ﹑遗传和变异﹑生殖﹑与环境相统一等特征。　　　　　　　　　

3、生物体都有应激性。

应激性是在　　　　   的基础上，生物体对外界　　  产生的反应，是生物体能　　　 周围环境的原因。

4、生物体都有　　　　﹑　　　　 和　　　　 的现象。

生物的生长从生物的结构上：表现为细胞数目的　　　　和细胞体积的　　　 ，其中细胞数目的增多靠的

是　　　　　  ；从代谢的角度上：是由于　　　　　　 超过了　　　　　　　 ，使物质能量在生物体内积累。生物体发育成熟后通过生殖产生后代，以保证种族的延续。

5、生物体都有　　　和　　　　的特性。

　　　　 使生物的各个物种基本上保持　　　　 ，　　　 　则使生物能够不断进化。

6、生物体都能　　　一定的环境，也能　　　 环境。

现存生物在　　　　　  和　　　　　  上都大体与环境想适应；生物的生命活动也会使　　　发生改变。

以上这些基本特征中，　　　　　 是生物与非生物最本质的区别；　　　　　  是生物种族延续所必需的；

　　　　　  是生物适应环境所必需的。

二、生物科学的发展

生物科学的发展经历了三个阶段：19世纪中期以前的生物科学研究属于　　　　　　　　 ；19世纪中后期至20世纪30年代，这一时期属于　　　　　　　　　 ；20世纪30年代以后属于　　　　　  。

生物科学大事记：

事件或著作	科学家	年代	主要内容	意义
细胞学说
物种起源
遗传规律
证明DNA是 遗传物质
DNA分子双 螺旋结构模型

三、当代生物科学的新进展

现在进行的＂人类基因组计划＂以及基因工程﹑蛋白质工程﹑酶工程等属于　　　　　  水平的研究；美国几年前进行的 ＂生物圈Ⅱ号＂ 的实验属于生物学　 　　　　　 方面的研究。

生物工程：运用先进的科学原理和工程技术手段来　　　　  或　　　　 生物材料，如DNA﹑蛋白质﹑染色体﹑细胞等，从而生产出人类所需要的生物或生物制品。

生态学；研究　　　　与其　　　　　　 之间相互关系的科学。解决人口爆炸﹑环境污染﹑资源匮乏﹑ 能源短缺和粮食危机等问题都离不开　　　　　 。

二、组成生物体的化学元素

一、组成生物体的化学元素

组成生物体的化学元素虽然大体相同，但是　　　　　　　　　　　  。根据组成生物体的化学元素，在生物体内含量的不同，可分为　　　　　　  和　　　　　　 。其中大量元素有　　　　　　　　　　　　  ；

微量元素有　　　　　　　　　　　　　 。

二、组成生物体的化学元素的重要作用

大量元素中，　　　 是最基本的元素；　　　　　　　　　　　　 是组成细胞的主要元素，约占细胞总量的97％。生物体的大部分有机化合物是由上述6种元素组成的。微量元素在生物体内的含量虽然极少，却是维持正常　　　　  不可缺少的。

三、生物界与非生物界的统一性和差异性

组成生物体的化学元素，在　　　　　　　  中都可以找到，没有一种是生物界所特有的。这个事实说明

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；组成生物体的化学元素，在生物体内和在无机自然界中的含量相差很大。这个事实说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  。

三、组成生物体的化合物

一、构成细胞的化合物 　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　无机化合物　　　 　　　　　 

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　 ：葡萄糖﹑脱氧核糖﹑糖元等；

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　 ：卵磷脂﹑性激素﹑胆固醇等；

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　 ：胰岛素﹑抗体﹑血红蛋白等；

　　　　　　　　　　　　 有机化合物　　　　　　　　 ：　　　　  ﹑　　　　 。

二、水

水是活细胞中含量　　 的化合物。不同种类的生物体中，水的含量　　　　　 ；不同的组织﹑器官中，水的含量　　　　　　 。

细胞中水的存在形式有　　　 和　　　 两种，　　　　  与其他物质相结合，是细胞结构的　　　　　 ，约占　　　；自由水以　　　　  的形式存在，是细胞内的　　　　　 ，也可以直接参与　　　　　　  ，还可以运输　　　　　　　　　　 。总而言之，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

　　三、无机盐

细胞内无机盐大多数以　　　　 状态存在，其含量虽然很　　，但却有多方面的重要作用：有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的　　　　　　　 ，如　　 是血红蛋白的主要成分，　　 是叶绿素分子必需的成分；许多无机盐离子　　　　　　　　　　　　　　　 有重要作用，如血液中　　　 含量太低就会出现抽搐现象；无机盐对于维持细胞的　　　　  也很重要。

四、糖类

糖类是　　　　　　　 的重要成分，也是细胞的　　　　　　　 。糖类可分为　　　　　 ﹑　　　　  和　　　　　 等几类。　　　　  和　　　　　 属于单糖，　　　　　  是细胞的重要能源物质，　　　　　  一般不作为能源物质，它们是核酸的组成成分；二糖中　　　　 和　　　　　 是植物糖，　　　　  是动物糖；多糖中　　　　　 是动物糖 ，　　　　　 和 　　　　　 是植物糖 ，　　　　和　　　　  是细胞中重要的储能物质。总而言之，糖类是生物体进行生命活动的　　　　　　　  。

五、脂质

脂质是由　　　　　  3种化学元素组成，有些还含有　　　　 。脂质包括　　　　 、　　　　　  、和　　　　。脂肪主要是生物体内的　　　　 物质。 除此以外，脂肪还有　　　　　　　　 ﹑　　　　　

　　　　　　 ﹑　　　　　　　　　  和　　　　　　　　　  的作用；类脂中的磷脂是构成包括细胞膜在内的　　　　　  重要成分；固醇类物质主要包括　　　　  ﹑　　　　　 和维生素D等，这些物质对于生物体维持正常的　　　　　  和　　　　　　 ，起着重要的调节作用。

六、蛋白质

蛋白质在细胞中的含量只比　 　 少，占细胞干重的　　  以上。它是细胞中　　　　　　 的重要成分。

除了C﹑H﹑O﹑N以外，还可含有　　　　　　　　　　　 等元素，是一种　　　　化合物。其基本组成单位是　　　　　 ，大约有　　种，在结构上都符合结构通式　　　　　　　　　 。蛋白质的形成过程可分为两个阶段：（1）　　　　　　　　　　　　　　　 ；（2）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　 。氨基酸分子间以　　　　　　  的方式互相结合。由多个氨基酸分子缩合而成的化合物称为　　　　  ，其通常呈　　　 结构，称为　　　 。一个蛋白质分子可以含有　　　　　　　　　  肽链，通过盘曲﹑折叠形成

　　　　  的空间结构。蛋白质分子结构具有　　　　  的特点，其原因是（1）　　　　　　　　　　　 

（2）　　　　　　　　　　　　　　　 （3）　　　　　　  　　　　　（4）　　　　　　　　　　　　　　 。

由于结构的多样性，蛋白质在功能上也具有　　　　  的特点，其功能主要如下：（1）　　　　　　　　  ，

如　　　　　 ；（2）　　　　　　 ，如　　 （3）　　　　　　　  ，如　　　　　  ；（4）　　　　　 

如　　　　　　　  （5）　　　　　  ，如　　　　　 。总而言之，　　　　　 　　　　　　　　　　　　　。

七、核酸

核酸是　　　　 的载体，是一切生物的　　　　　  ，对于生物体的　　　　　　　　 和　　　　　 

有极其重要作用。核酸包括　　　 和　　　　 两类，基本组成单位是　　　　 ，由一分子　　　　　 ﹑一分子 　　　　　 和一分子　　　　　 组成。脱氧核糖核酸简称　　　　 ，是　　　　的主要组成成分，是　　　 中的　　　物质，细胞质中的　　　　 和　　　　也是它的载体，其分子的结构特点是　　　　　　　　  。

核糖核酸简称　　　　 ，主要存在于　　　　 中。总而言之，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  。

 

需鉴定的有机物	用于鉴定的试剂	试剂步骤	反应产生的颜色（现象）
还原糖（葡萄糖、果糖）
蛋白质
淀　粉
脂　肪
DNA

任何一种化合物都不能够单独地完成某一种生命活动，而只有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，才能表现出　　　　　　　　　　　　 。　　　　就是这些物质最基本的　　　　　  。

第二单元　生命的基本单位——细胞和细胞工程

除了　　　　等少数生物之外，所有的生物体都是　　　　由构成的。细胞不仅是生物体的　　　　  和

　　　　的基本单位。

一、细胞的结构和功能

绝大多数细胞只有在　　　　下才能观察到，其精细结构的观察必须借助于　　　　  　　。根据细胞的结构特点和复杂程度，可将细胞分为　　　　和　　　　。前者构成原核生物，常见的有　　　　、　　　　、

　　　　、　　　　。绝大多数生物是由　　　　  构成。

一、真核细胞的结构和功能

　（一）细胞壁

植物细胞的细胞壁为　　  层结构，主要成分为　 　　　和　　　　，可用　 　 酶和　　 　 酶来除去。细胞壁作用为　　　　  和 　　　　 。

（二）细胞膜

1、结构

对细胞膜进行化学分析得知，细胞膜主要由　　　　和　　　　构成。在膜的中间是　　　　　，这是膜的　　　　  ；蛋白质分子有的　　　　　  膜表面，有的　　　在磷脂双分子层中，有的　　  在整个磷脂双分子层中。在膜的表面有一层由　　　和　　  结合形成的　　　又称为　　  　　　　　　，它与细胞表面的　 　　　　 等生命活动有关。由于　　  　　 分子和　　  分子大多可以流动，所以细胞膜的结构具有

　　　　　 的特点，这对于细胞完成其功能非常重要。

2、功能 

细胞膜与　　 　　　　 、　　　　、　　　　、　　　　、　　　　都有密切关系。在细胞通过细胞膜与外界的物质交换中，离子、小分子物质进出主要以　　　　　 、　　　　　 等方式进行，大分子物质和颗粒性物质以　　　　  方式进行。

运输方式	运输方向	是否需要载体	是否消耗能量	示例
自由扩散
主动运输

 

　　　　  能够保证活细胞按照生命活动的需要，主动地选择吸收所需要的营养物质，排出　　　　　 

产生的废物和对　　　 有害的物质。

由此可见，细胞膜是一种　　　　　  ，它可以让　　　自由通过，　　  　　　　　　　　　　　　也可以通过，而其他离子、小分子和大分子则不能通过。

（三）细胞质

在　　　以内，　　　　以外的部分叫细胞质。活细胞的细胞质处于不断　　  的状态，可以细胞质中　　　　的运动作为标志进行观察。`细胞质主要包括　　　　　　　 和　　　　　 。

1、细胞质基质

细胞质基质含有　　　　、　　　　、　　　　、　　 　　、　　 　和　　　 等，还含有　　 　，它是　　　　　　　　　 　　　　　　　主要场所，为新陈代谢的进行提供 　　　　　　 和　　　　　　　 。

2、细胞器

在细胞质基质中存在多种细胞器。

（1）线粒体

线粒体广泛存在于　　　　　　 中，它是　　　　　　　　　　　　 主要场所，被喻为　　　　　　　　

　　　　　　 。

光镜下线粒体为　　　形，电镜下观察，它是由　　　　　　 构成的。　　　使它与周围的细胞质基质分开，　　  的某些部位向内折叠形成　　　 ，这种结构使　　 　　　　　　　增加。在线粒体内有许多种与

　　　　　 有关的酶，还含有少量的　　　 ，与　　　　  遗传有关。

（2）叶绿体

叶绿体属于质体，是　　　　细胞特有的细胞器。叶绿体是绿色植物　　　　细胞中，进行　　　　　　 的细胞器，被称为　　　　　　　 和　　　　　　　 。在电镜下可以看到叶绿体外面有　　　　  ，内部含有几个到几十个由囊状的结构堆叠成的　　　　   ，其间充满了　　　　。囊状结构的薄膜上含　　　　　  ，其可以　　　　 、　　　　 、　 　　光能。在叶绿体的　　  、　　　 中含有许多酶，　　　　中含有少量DNA，与　　　　　  遗传有关。

（3）内质网　

内质网有两种，一种表面　　　　  ，一种表面附有颗粒状的　　　。内质网是由　　　　　  连接而成的　　　　　  ，大大增加了细胞内　　　　　　　 ，内质网膜上有多种　　　。内质网与　　　 、　　

　　　　的合成有关，也是　　　　　　　　　  ，因此有人称之为　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）核糖体

细胞中的核糖体是　　　　　　  小体，它除了一部分附着在　　　　 之外，还有一部分游离在　　　　

　　　 中。核糖体是细胞内　　　　　　　　　　　 的场所，被称为　　　　　　　　　　  。

（5）高尔基体

一般认为，高尔基体与　　　　　　  有关，它本身　　合成蛋白质，但可以对蛋白质进行　　  　　 ，被称为　　　　　 。植物细胞分裂过程中，高尔基体与　　　　　　 有关。

（6）液泡

　　　　　　  细胞都有液泡。液泡表面有　　　　  ，内有　　　 ，其中含有　　　　  、　　　　  、

　　　　  和　　　　 ，它对细胞内的环境起着　　　　　　  ，可以使细胞保持一定的　　　　  ，保持膨胀状态。这与植物细胞的　　　　吸水有关。

(7)中心体

 　　　　细胞和　　　　　 细胞中有中心体，通常位于　　　　  附近。每个中心体由两个互相垂直排列的　　　　 及其周围物质组成。动物细胞的中心体与　　　　　　　 有关。

（8）溶酶体

溶酶体是细胞内具有 　　　　　结构的细胞器，它含有多种　　　　，能分解多种物质，例如　　　　 免疫中　　　细胞的解体与之有关。

综上所述，细胞质基质是　　　　　　　　　　　 的主要场所，它和细胞器之间　　　　，细胞器与细胞器之间　　　　  的。

（四）细胞核

每个真核细胞通常只有　　　　细胞核，而有的细胞有两个以上的细胞核，如人的　　　　 细胞，有的细胞却没有细胞核，如哺乳动物的　　　　　 细胞。

1、结构

在电镜下观察经过固定、染色的有丝分裂间期的真核细胞可知其细胞核主要结构有　　 　　、　　　　、

　　　　。

核膜由　　　　构成，膜上有　　　　，是细胞核和细胞质之间　　　　　　　　　　 的孔道。膜上还有多种　　 。

核仁是　　　　  很强的匀质　　形小体，在细胞分裂过程中周期性地　　　　　　　 。

染色质主要由　　　　和　　　　组成，能被　　　 　　　染成　　　。在细胞有丝分裂间期，染色质呈　　状，并交织成网，这是细胞间期　　　　　　　　 　　；在分裂期染色质　　　　化，缩短变粗，变成一条　　　　　　　　　　　　，这是细胞分裂期 　　　　　　　　　　　　　　，因此，　　 　和　　 　

是细胞中　　物质在　 　时期的 　种形态。

2、功能

细胞核是遗传物质　　　　和　　　的主要场所，是细胞　　　　　　和细胞　　　　　的控制中心，因此，细胞核是细胞中最重要的部分。

二、原核细胞的结构

原核细胞的结构比较简单，与真核细胞相比，最主要的特点是没有　　　　　　　　　　　　　 细胞核。

大多数原核细胞的体积较 　　　 ，　　　　  是原核生物中最小的生物体，它还没有细胞　　。一般原核细胞的表面有一层坚固的　　　　 ，其主要成分是由　　　　和　　　　　　  结合而成的化合物。原核细胞的细胞膜的化学组成和结构与真核细胞的　　　。原核细胞的细胞质只有分散的　　　　  这种细胞器。在原核细胞的一个区域内有　　　 的DNA分子，这DNA分子不含　　　　 成分，不是真核细胞所具有的染色体。

综上所述，细胞内的各部分不是孤立的，而是　　　　　  ，实际上，细胞就是一个　　　　　  。细胞只有保持 　　　　　　　　　才能正常的完成各种生命活动。

二、　　　　　　　　　　　　  细胞的生物膜系统

在上述细胞结构和细胞器中，具有双层膜有　　 　、　　 　　、　　　　　，具有单层膜的有　　　　  、

　　　 、　　　 、　　　　、　　　 。它们都由　　构成，这些膜的化学组成　　　　，基本结构　　  ，

统称为　　　　  。

　  一、各种生物膜在结构上的联系

细胞内的各种生物膜在结构上存在着直接或间接的　　 。内质网膜与外层　　 相连，内质网腔与内、外两层核膜之间的腔相通，外层核膜上附着有大量的　　 。内质网与核膜的连通，使细胞质和核内物质的联系更为紧密。在有的细胞中，还可以看到内质网膜与　　相连。在合成旺盛的细胞里，内质网总是与线粒体紧密相依，有的细胞的内质网膜甚至与　　　 的外膜相连。

高尔基体膜在厚度和化学组成上介于　　　　和　　　　 之间。在活细胞中，这三种膜是可以互相　　 的。内质网膜通过“出芽”的形式，形成具有膜的　　 ，小泡离开内质网，移动到　　 ，与高尔基体膜融合，小泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体膜又可以突起，形成　　 ，小泡离开高尔基体，移动到　　，与细胞膜融合，成为细胞膜的一部分。细胞膜也可以内陷形成小泡，小泡离开细胞膜，回到细胞质中。由此可以看出，细胞内的生物膜在结构上具有一定的　　　 。

二、各种生物膜在功能上的联系

科学家在研究分泌蛋白的合成和分泌的实验说明分泌蛋白在附着于　　　　上的核糖体中合成之后，是按照　　　→　　　 → 　　　的方向运输的。

在核糖体上合成的分泌蛋白，进入内质网腔后，还要经过一些　　，如折叠、组装、加上一些　　　 等，才能成为比较　　　 的蛋白质。然后，由内质网腔膨大、出芽形成具膜的小泡，包裹着蛋白质转移到　　 ，把蛋白质输送到高尔基体腔内，做进一步的　　 。接着，高尔基体边缘突起形成小泡，把蛋白质包裹在小泡里，运输到细胞膜，小泡与细胞膜融合，把蛋白质释放到细胞外(如图)。在分泌蛋白的合成、加工和运输的过程中，需要大量的能量，这些能量的供给，来自于细胞内的线粒体，线粒体　　 上含有大量的与有氧呼吸有关的酶。

由此可见，细胞内的各种生物膜不仅在结构上有一定的联系，在功能上也是既有明确的分工，又有紧密的联系。各种生物膜相互配合，协同工作，才使得细胞这台高度精密的生命机器能够持续、高效地运转。

三、生物膜系统的概念

细胞中的这些生物膜在 　　　　 和　　　 　 上是紧密联系的统一整体，它们形成的结构体系，叫细胞的　　　　　　。

细胞的生物膜系统在细胞的生命活动中起着极其重要的作用。首先，细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内环境，同时在细胞与环境之间进行　　　　、　　　　　 和　　　　 的过程中也起着决定性的作用。第二，细胞的许多重要的化学反应都在生物膜内或者　　　进行。细胞内的广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点，为各种化学反应的顺利进行创造了有利条件。第三，细胞内的生物膜把细胞分隔成一个个小的区室，如各种　　 ，这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会相互干扰，保证了细胞的生命活动高效、有序地进行。

三、　　　　　　　　　　　　  细胞增殖

细胞增殖是生物的重要生命特征。细胞以 　　 方式增殖，通过它，单细胞生物能产生后代，多细胞生物则可以由一个　　　  经过　　 和　　　  ，最终发育为一个多细胞个体。在增殖过程中可以将复制的遗传物质分配到两个　　细胞中去，可见，细胞增殖是　　　　　　　　　　　　　　　　　 的基础。

真核细胞的分裂方式有　　　　　  、无丝分裂和　　　 　 。

一、有丝分裂

体细胞的有丝分裂具有细胞周期，它是指　　　　分裂的细胞从一次分裂　　　 时开始，到下一次分裂

　　　 时为此，　包括　　　 期和　　　期。

1、 分裂间期

分裂间期最大特征是　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　 ，对于细胞分裂来说，它是整个周期中　　　　　　　　　　　　 阶段。

2、 分裂期

（1）前期

最明显的变化是　　　　　　　　　　　  ，此时每条染色体都含有两条　　　　 ，由一个着丝点相连，称为　　　　　　 。同时，　　　　 解体，　　　 消失，纺锤丝形成　　　　　　　。

（2）中期

　　　　清晰可见，每条染色体的着丝点都排列在细胞中央的　　平面上，染色体的形态　　　　　  ，

数目　　　　　　　 ，便于观察。

（3）后期

每个　　　 一分为二，　　　　  随之分离，形成两条　　　　，在　　　　　  牵引下向　　　　运动。

（4）末期

染色体到达两极后，逐渐变成丝状的　　　　 ，同时　　　　消失，　　　　　　 重新出现，将染色质包围起来，形成两个新的　　　　  ，然后细胞一分为二。

（5）动植物细胞有丝分裂比较

	植物	动物
纺锤体形成方式
细胞一分为二方式
意义

二、 无丝分裂

无丝分裂比较简单，一般是　 　　延长，从　　　　 向内凹进，分裂为两个　　　 ，接着整个细胞从中间分裂为两个细胞。此过程中没有出现　　　　 和　　　　   ，故名无丝分裂，如　　  　　　　的分裂。

四、　　　　　　　　　　　　  细胞的分化、癌变、衰老

一、细胞分化

细胞分化是指在　　　　 中，　　　 　 的后代在　　　　、　　　　 和　　　　 上发生　　　 差异的过程。它是一种　　　　的变化，发生在生物体的　　　　　　　　　 中，但在　　　 时期达到最大限度。经过细胞分化，生物体内会形成各种不同的　　　 和　　　　，这种稳定性的差异是　　　　　　　 。

但科学研究证实，高度分化的植物细胞仍然具有发育成　　　　　　  的能力，即保持着　　　 　　　  。细胞全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞形成　　　 个体的　　 的特性。生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的　　　　　　　 ，都有发育成为　　　　 所必需的　　　　　  。理论上，生物体的每一个活细胞都应该具有　　　 。在生物体的各种细胞中，　　　　的全能性最高，体细胞的全能性比生殖细胞　　 。

通常情况下，生物体内细胞并没有表现出全能性，而是分化成为不同的　　   、　　  ，这是基因在特定的时间和空间条件下　　　　　　　  的结果。

二、细胞的癌变

在个体发育过程中，大多数细胞能够正常分化。但是有些细胞在　　　 因子的作用下，不能正常分化，而变成不受有机体控制的、 　　 进行分裂的　　　　 细胞，这种细胞就是　　　 ，这种细胞的产生与细胞的

　　　　 直接相关。

癌细胞与正常细胞相比，具有以下特点：（1）　　　　  　　　　 ；（2）  　　　　　　　　　　　 ；（3）　　　　　 　　　　　　　。由于细胞膜上的　　　　 等物质减少，使得细胞彼此之间的　　　　减小，导致癌细胞容易在有机体内　　 和　　　　。

目前认为引起癌变的因子主要有三类：第一类　　　　  　 ，如辐射致癌；第二类是　　　　　　　  ，如砷、苯、煤焦油等；再一类是　　　　  　　，引起癌变的病毒叫做　　　　  。另外，科学家已证实，癌细胞是由于　　　　 激活，细胞发生　　　而引起的。

三、 细胞的衰老

生物体内的细胞多数要经过未分化、　　　 、　　　　和死亡这几个阶段。因此，细胞的衰老和死亡是一种　　 的生命现象。衰老细胞具有的主要特征有以下几点：（1）　　　　　　　　　，结果使细胞　　 ，体积变小，　　　　　　　　　　　  ；（2）衰老细胞内，　　　　　　　　　　　　 ，如人的头发变白是由于黑色素细胞衰老时，　　　　  的活性降低；（3）　　　　 　　　　　　　　　，由于　　　　占的面积增大，影响细胞的物质交流和信息传递等正常的生理功能，最终导致细胞死亡；（4）　　 　　　　　　 ，细胞核体积　　  ，染色质　　　 ，染色　　　　  ；（5）　　　　　　　　　　　　，物质运输能力降低。

五、　　　　　　　　　　　　  细胞工程

细胞工程是指应用　　　　　　  和　　　　　　　 的原理和方法，通过某种工程学手段，在　　　　

　　　 或上，按照人们的意愿来　　  细胞内的　 　　　或获得　　　　  的一门综合科学技术。包括植物细胞工程和动物细胞工程。前者理论基础是　　 　　　　　，其技术手段包括　　　　　  和植物体细胞杂交；动物细胞工程的技术手段有：动物细胞　　　、动物细胞　　 、　　　　　　　 、　　　　移植、　　　　移植等，其中，　 　　　是其他技术的基础。动物细胞融合技术最重要的用途是制备　　　　 。

　　一、植物细胞工程

科学研究表明，当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于　　  状态时，在一定的　　　　、

　　　 和　　　　　　 的作用下，就可能表现出　　　　，发育成　　　　 。科学家们用植物　　　 的方法，已经把许多种植物的离体的器官、组织或细胞，培养成了完整的植物体。

1、植物组织培养

离体的植物器官、组织或细胞，在培养了一段时间以后，会通过细胞　　　　，形成　　　　 。愈伤组织的细胞排列　　　　  ，是一种高度　　　　  的呈无定形状态的　　 细胞。由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的　　　 或　　　　 。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成　　 　　等器官，这个过程叫做　　　　。再分化形成的试管苗，移栽到地里，可以发育成完整的植物体。植物组织培养的过程可以简要归纳为：

离体的植物器官、组织或细胞---→（　　　 ）---→（　　　 ）---→（　　　）

植物组织培养技术的应用范围是很广的，除快速繁殖、培育无病毒植物外（其过程是：无菌条件下将　　　的植物的不含　　 茎尖、根尖进行组织培养），还可以通过大规模的植物细胞培养来生产药物、食品添加剂、香料、色素和杀虫剂等。用植物组织培养的方法，诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的　　 结构，包裹上人造种皮，制成　　　 ，可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。此外，　　　

植物的培育，也要用到植物组织培养的方法。

2、植物体细胞杂交

植物体细胞杂交是用两个来自于　　 植物的　　　 融合成一个杂种细胞，并且把它培育成新的　　　的方法。

植物细胞的外面有一层　　　 ，这层细胞壁阻碍了植物体细胞的杂交。因此，植物体细胞杂交的第一步就是去掉细胞壁，分离出有活力的　　　　。去细胞壁的方法是　　 法，在温和的条件下用　　　 、　　　等分解植物细胞的细胞壁。获得原生质体后，将不同植物的原生质体放在一起后，必须通过一定的技术手段进行人工诱导，才能实现原生质体的　　。人工诱导原生质体融合的方法有物理法和化学法两大类：物理法是利用显微操作、离心、振动、电刺激等促使原生质体融合；化学法是用聚乙二醇(PEG)等试剂作为诱导剂诱导融合。经过诱导融合得到的杂种细胞，用植物组织培养的方法进行培育，可以得到杂种植株。

科学家们用植物体细胞杂交的方法，这项研究在克服　　　　　　　　  的障碍、培育作物新品种方面所取得的重大突破，大大扩展了可用于杂交的　　　　　 范围。

二、动物细胞工程

1、动物细胞培养

动物细胞培养所用的培养液(　　 培养基)与植物组织培养所用的培养基的成分是不同的。动物细胞培养液中通常含有　　　、　　　　 、　　　　、　　　 和　　　 等。培养的动物细胞大都取自动物　　或出生不久的　　动物的器官或组织。将组织取出来后，先用　　　　 酶等使组织分散成　　细胞，然后配制成一定浓度的细胞悬浮液，再将该悬浮液放入培养瓶中，在培养箱中培养，这个过程称为　 培养。细胞在培养瓶中贴壁生长。随着细胞的生长和增殖，培养瓶中的细胞越来越多，需要　　 地用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离下来，配制成细胞悬浮液，分装到两个或两个以上的培养瓶中培养，这称为　　培养。

原代培养的细胞一般传至10代左右就不容易传下去了，细胞的生长就会出现停滞，　　细胞衰老死亡。但是有极少数的细胞能够度过“危机”而继续传下去，这些存活的细胞一般能够传到　　 代，这种传代细胞叫做细胞　 。细胞株细胞的遗传物质　　发生改变。当细胞株传至50代以后又会出现“危机”，不能再传下去。但是有部分细胞的遗传物质发生了　　，并且带有　　 的特点，有可能在培养条件下　　 地传代下去，这种传代细胞称为细胞　 。

动物细胞培养技术的应用是多方面的。许多有重要价值的　　生物制品，如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等，都可以借助于动物细胞的大规模培养来生产。

2、动物细胞融合

动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理是　　的，诱导融合的方法也相类似，动物细胞的融合还常常用到　　　　　  作为诱导剂。很多不同种类的动物细胞之间或动物与人的细胞之间都能进行融合，形成杂种细胞，例如人—鼠、、鼠—鸡、等的细胞都能进行融合。动物细胞融合技术最重要的用途，是制备　　　　　　 。

3、单克隆抗体

在动物发生免疫反应的过程中，体内的B淋巴细胞可以产生多达　　种以上的特异性抗体，但是每一个B淋巴细胞只分泌　　特异性抗体。因此，要想获得大量的单一抗体，必须用　　 B淋巴细胞进行无性繁殖，也就是通过克隆，形成细胞　　，这样的细胞群就有可能产生出化学性质　　 、特异性强的抗体——单克隆抗体。遗憾的是，在体外培养的条件下，一个B淋巴细胞是不可能　　　　增殖的。

单克隆抗体的制备的过程为：首先将　　注射入小鼠体内，然后从小鼠脾脏中获得能够产生　　的B淋巴细胞，与小鼠骨髓瘤细胞在灭活的仙台病毒或聚乙二醇的诱导下　　 ，再在特定的　　　　 培养基中筛选出　　

　　　　  。由于杂交瘤细胞继承了　　  细胞的遗传物质，因此，它不仅具有B淋巴细胞　　特异性抗体的能力，还有骨髓瘤细胞在体外培养条件下　　　　增殖的本领。他们培养杂交瘤细胞，从中挑选出能够产生所需抗体的细胞群，继续培养，以获得足够数量的细胞，在体外条件下做大规模培养或注射到小鼠腹腔内增殖。这样，从细胞培养液或小鼠的腹水中，就可以提取出大量的　　　　　　  。

单克隆抗体的实验成功，不仅在生物学基础理论的研究中具有重要意义，而且在实践上也有很高的实用价值。单克隆抗体在疾病的诊断、治疗和预防方面，与常规抗体相比，特异性强，灵敏度高，优越性非常明显。人们正在研究用单克隆抗体治疗癌症，就是在单抗上连接抗癌药物，制成“生物导弹”，将药物　　  带到癌细胞所在部位，既消灭了癌细胞，又不会伤害健康细胞。

4、哺乳动物的胚胎移植

胚胎移植的过程是这样的：以优良种牛的繁殖为例，科学家们首先用激素促进良种母牛多排卵，然后把卵细胞从母牛体内取出，在试管内与人工采集的精子进行　　　　　 ，培育成　　 ，再把胚胎送入经过激素处理、可以接受胚胎植入的母牛　　  ，孕育成小牛产出。用这种方法得到的小牛叫做　　。利用胚胎移植技术可以使每头良种母牛一年繁殖牛犊上百头。

5、核移植技术

鲫鱼和鲤鱼是两种常见的鱼。鲫鱼和鲤鱼在分类学上分别属于不同的属，有性杂交很难获得成功，偶然得到的杂种鱼，雄鱼也没有生育能力，无法繁衍后代。我国科学家运用核移植技术，成功地解决了这一难题。他们用极细的玻璃管，从鲫鱼的未受精的卵细胞中吸出细胞　　，再用同样的方法，从鲤鱼的　　 细胞中吸出细胞　 ，然后把鲤鱼囊胚细胞的核移植入　　的鲫鱼未受精卵中。经过精心培育，这种特殊的组装细胞，终于长成了能在水中游动的小鱼。鲤鲫移核鱼兼有鲫鱼和鲤鱼的特点，并且具有正常的生殖能力。

克隆动物不仅可以作为生物学和医学研究的实验动物，而且对于改良动物品种、治疗人类疾病、保护濒危动物等，都有重要的应用价值。核移植技术的发展前景是十分广阔的。

第三单元　生物的新陈代谢

生物体内时时刻刻都进行着　　　　　　 。新陈代谢一旦停止，生命也就结束了。　　　　是生物最基本的特征，是生物与非生物　　　　  的区别。

一、新陈代谢与酶

新陈代谢是生物体内全部　　　　 的化学变化的总称，其中的每一个化学变化都是在____作用下进行的。

一、酶的发现

美国科学家萨姆纳通过实验证实酶是一类具有________________________，科学家切赫和奥特曼发现少数____也具有生物催化作用。总之，酶是_______产生的一类_______________　 ___的_________，胃蛋白酶、唾液淀粉酶等绝大多数的酶是______，少数的酶是RNA。

二、酶的特性

科学研究表明，所有的酶在一定的条件下，都能使生物体内复杂的化学反应迅速地进行，而酶本身______

　　　　。实验说明，过氧化氢酶和Fe³⁺的催化效率不同，一般地说酶的催化效率是无机催化剂的______倍，说明酶的催化作用具有_____性的特点。

实验说明，淀粉酶只能催化________，对蔗糖则不起作用，确切地说每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。酶的催化作用具有________的特点。

实验说明，________、________以及________和________，都影响淀粉酶的活性，_______、_______和_______，都能使酶分子结构遭到破坏而_______。除上述原因外，影响酶促反应的因素还有______、__　__等。

二、新陈代谢与ATP

新陈代谢不仅需要酶，而且需要______。______是细胞的主要能源物质，_____是生物体内储存能量的物质。但是，这些有机物中的能量都不能直接被生物体利用，只有在细胞中随着这些有机物逐步氧化分解而释放出来，并且储存在______中才能被生物利用。_______是新陈代谢所需能量的___________。

一、ATP的结构简式

ATP是_____________的英文缩写符号，高能磷酸化合物是指水解时释放的能量在________以上的磷酸化合物，ATP水解时释放的能量高达_______。

ATP的结构式可以简写成_______________。简式中的____代表腺苷，腺苷由________和__________组成，

如果腺苷上加上一个磷酸基就是　　　　　　  核苷酸。

二、ATP与ADP的相互转化

ATP分子中______A的那个高能磷酸键，在一定的条件下很容易水解，也很容易重新形成。

在ATP与ADP的转化中，ATP的第____个高能磷酸键位于末端，能很快地水解断裂，释放能量，同样，在提供能量的条件下，也容易加上第_____个磷酸使ADP又转化为ATP，转化式可表示为_______________________，其中ATP的水解酶与合成酶____同一种酶。ATP在细胞内的含量是_____的。ATP在细胞内的转化是十分迅速的。细胞内ATP的含量总是处在___________之中，对于构成生物内部稳定的供能环境，具有重要意义。

三、ATP的形成途径

对于动物和人来说，ADP转化成ATP时所需要的能量，来自______________________，对于绿色植物来说，ADP转化成ATP时所需要的能量，来自___________和__________。

2．构成生物体的活细胞，内部时刻进行着ATP与ADP的相互转化，同时也就伴随有能量的_____和______。故把ATP比喻成细胞内流通着的“_________”。

三、光合作用

光合作用是指绿色植物通过______，利用______，把______和_____转化成储存着能量的_________，并且释放出__　 __的过程。

一、光合作用的发现

年代	创新发 现人	创新实验设计思路及现象	实验结论
1771年	普里斯 特利	点燃的蜡烛与绿色植物放在密闭玻璃罩内，现象是__________　　　　  __ 小鼠与绿色植物放在密闭的玻璃罩内，现象是________________
1864年	萨克斯	把绿色叶片放在暗处几小时，目的是_________　　　_____，然后一半曝光，另一半遮光一段时间后，用碘蒸气处理叶片，发现____________
1880年	恩吉 尔曼	水　　绵　黑暗、没有空气　极细光束照射叶绿体→现象_______　　　 __ 好氧细菌　 显微镜观察　　 完全曝光→现象_________________
20世纪 30年代	鲁宾 和卡门	实验方法是______________________________　　　　　　　　　　　　　 即向植物提供   　　　　　　　 H218O，CO2→现象_____________________ 　　　　　　　 H2O，C18O2→现象_____________________

二、叶绿体中的色素

叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂______中，而层析液是一种脂溶性很强的有机溶剂。层析液可由_________、_________和_________ 混合而成。由于提取的色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸上扩散速度不同，从而将色素分离开来。上述实验，可以看到滤纸条上出现4条色素带，它们的颜色从上到下依次是________、_______、_________和________。从上到下依次叫做_______、________、_______和________。叶绿体中的色素能够吸收、　　　、　　  光能的作用。叶绿体中的色素存在与叶绿体的　　　　（填结构名称）。

三、光合作用的过程

光合作用的过程可以用总反应可概括为_______________________________________。

光合作用过程大体上说根据是否需要光能，可分为　 反应阶段和　 反应阶段。前者必须有____才能进行，其化学反应是在__________上进行的，物质变化有：

①水分子分解的反应式（要求写出电子得失）：_____________　　　　　　　 _________；

②还原写辅酶II的形成：___________　　 ____　　　　　  ；

③ATP的形成：_______　 ___________。

后者有光无光都能进行，其化学反应是在_________中进行的。物质变化有：

①CO₂的固定：_________________________；

②C₃被还原成糖：___________________。

光合作用过程中的能量转换包括三个步骤即_________　　　　　　　　 ；_______　　　　　　　　　

和______________________________________。光能在叶绿体内的转换顺序是_________　　　_________　_，

光反应阶段包括____步，暗反应阶段包括____步。由此可见，__________和____　___是一个整体，在光合作用过程中，二者是__________________________。

四、C₃植物和C₄植物

对于小麦、水稻等大多数绿色植物来说，在暗反应阶段中，一个CO₂被一个C₅固定以后，形成的是两个　 ，但是，科学家在研究玉米、甘蔗等原产在热带地区绿色植物的光合作用时发现， CO₂中的C首先转移到　　 中，然后才转移到C₃中。将这类具有C₄的植物叫做C₄植物；将仅有C₃的植物叫做C₃植物。C₃植物和C₄植物不仅固定CO₂的途径不同，而且叶片结构也具有各自的特点。

绿色植物的叶片中有由　　　和　　　 等构成的维管束，围绕着维管束的一圈薄壁细胞叫做　　细胞。C₃植物叶片中的维管束鞘细胞　　叶绿体，维管束鞘以外的叶肉细胞排列疏松，但都　　 叶绿体。C₄植物的叶片中，围绕着维管束的是呈“　　 ”的两圈细胞：里面的一圈是　　 细胞，外面的一圈是一部分叶肉细胞。C₄植物中构成维管束鞘的细胞比较大，里面含有　　　的叶绿体，这种叶绿体不仅数量比较多，而且个体比较大，叶肉细胞则含有　　 的叶绿体。C₄植物进行光合作用时，叶片中只有　　　　　 内出现淀粉粒，叶肉细胞中没有淀粉粒；C₃植物的情况正好相反。C₄植物进行CO₂固定时的特点是　　　　 　发生在叶肉细胞的叶绿体内，

　　　 发生在维管束鞘细胞的叶绿体内，两者共同完成二氧化碳的固定。

同C₃植物相比，C₄植物大大提高了固定CO₂的能力。在干旱、　　　　和　　　 的条件下，绿色植物的气孔　　。这时，C₄植物能够利用叶片内细胞间隙中含量　　的CO₂进行光合作用，而C₃植物则不能。这就是C₄植物比C₃植物具有较强光合作用的原因之一。

五、光合作用的重要意义

光合作用为包括人类在内的几乎所有_____的生存提供了_________和______ __。光合作用除了制造数量巨大的有机物，将太阳能转化成化学能，并贮存在光合作用制造的有机物中，以及维持大气中___和________含量的相对稳定外，还对生物的　　  具有重要作用。大气中的一部分氧会转化成_____。在大气上层形成的______，能够有效地滤去太阳辐射中对生物具有强烈破坏作用的紫外线，从而使______生物开始逐渐在______上生活。经过长期的____________，最后才出现广泛分布在自然界的各种动植物。

六、提高农作物的光能的利用率

提高农作物产量的重要条件之一，是提高农作物对光能的利用率。光能的利用率是　　　　　　　　　　　 

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  。要提高农作物的光能的利用率的方法有：

1、延长光合作用的时间

延长　　 内单位土地面积上绿色植物进行光合作用的　　　　 ，例如，　　作。

2、增加光合作用的面积

　　　　　  是增加光合作用的面积的一项重要措施。

3、光照强弱的控制

光照是光合作用的条件之一，直接影响农作物的光能的利用率的提高。不同的农作物，对光照强弱的需求，阳生植物只要在　　　才能生长发育良好，才能提高光能的利用率；阴生植物应当种植在　　  的地方。

4、CO₂的供应

CO₂的含量很低时，绿色植物不能制造有机物，随CO₂的含量的提高，光合作用逐渐　　 ；当CO₂的含量提高到一定程度时，光合作用的强度不再随CO₂的含量的提高而　　 。可见，绿色植物周围空气中二氧化碳的含量，　　 影响绿色植物的光能的利用率。对于农田里的农作物来说，确保良好的　　 ，既有利于充分利用光能，又可以使空气不断地流过叶面，有助于提供较多的二氧化碳，从而提高光能的利用率。对于温室里的农作物来说，通过增施　　　 或使用二氧化碳　　　等措施，可以增加温室中二氧化碳的含量，同样可以提高农作物的光能的利用率。

5、必需矿质元素的供应

绿色植物进行光合作用时，需要多种必需的矿质元素。例如，氮是催化光合作用过程中各种　　以及　　  和　　　 的重要组成成分，磷也是　　　 和　　　的重要组成成分。磷在维持叶绿体膜的　　  和　　 上起着重要的作用。绿色植物通过光合作用　　 糖类，以及将糖类　　到块根、块茎和种子等器官中，都需要钾。镁是叶绿素的重要 　　。可见，只有保证植物必需矿质元素的供应，才能使光合作用顺利地进行下去。需要指出的是，必需矿质元素的供应过量时，也会给农作物的生长发育带来危害，例如氮肥施用过多时，会造成农作物倒伏，从而影响农作物光能的利用率的提高。

四、植物对水分的吸收和利用

植物的光合作用等生命活动需要大量的水分，这些水分主要是靠　　从_______中吸收的。根吸收水分最活跃的部位是根尖________的表皮细胞，这些细胞主要靠________吸收水分。

一、渗透作用的原理

未成熟的植物细胞中主要靠细胞内的_____________________等亲水性物质吸收水分，这叫做__________。干燥的种子和根尖________的细胞，主要靠______　___吸收水分。

实验表明，渗透作用的产生必须具备两个条件：一是具有_________；二是__________　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　  。

水和溶质都可以____　_细胞壁。从整个植物细胞来看，把原生质层（主要包括　　　　　　　　　　　

________________________的细胞　　 ）看做是一层半透膜,将液泡里面的_________与__________隔离开来。

实验表明：当外界溶液的浓度______细胞液的浓度时，植物细胞就通过渗透作用____水，逐渐表现出________的现象；当外界溶液的浓度_____细胞液的浓度时，植物细胞就通过渗透作用____水，逐渐表现出________________的现象。

通常情况下，土壤溶液的浓度比较低，成熟区表皮细胞细胞液的浓度比较高。这样，土壤溶液中的水分，就通过　　　　 进入到成熟区　　细胞中，并且通过成熟区表皮细胞　　　 的层层细胞向里渗入，最终也进入_______。土壤溶液中的水分，还可以通过成熟区表皮细胞的______以及成熟区表皮细胞以内层层细胞之间的________向里渗入，最终也进入_______。

二、水分的运输、利用和散失

根吸收的水分，通过根、茎、叶中的　　，运输到植株的地上部分，一般只有_______的水分保留在植物体内，参与________和_________等生命活动，其余的水分几乎都通过__　 ____散失掉了。植物通过蒸腾作用散失水分，是植物___________和促使水分在体内________的重要动力。

三、合理灌溉

合理灌溉就是指根据植物的需水规律__________、_________灌溉，以便使植物体茁壮成长，并且用最少的水获取最大的效益。

五、植物的矿质营养

植物的矿质营养是指植物对矿质元素的_______、________和________。

一、植物必需的矿质元素

矿质元素是指除了____________以外，主要由根系从_____中吸收的元素。科学确定植物必需的矿质元素有14种，其中_______________　　　　　　　　　 _____属于大量元素；___________________属于微量元素。

二、根对矿质元素的吸收

矿质元素一般存在于土壤中的_______里。_______只有溶解在水中形成___　___，才能被植物的根尖吸收。

研究发现，土壤溶液中的矿质元素透过根尖________的表皮细胞的细胞膜进入细胞内部的过程，不仅需要细胞膜上____________的协助，而且需要消耗细胞呼吸作用释放的________，成熟区表皮细胞吸收矿质元素和渗透吸水是两个__________的过程。

植物除了根以外，_______是植物地上部分吸收矿质元素的主要部位。

三、矿质元素的运输和利用

有些矿质元素（______）进入植物体以后，仍然呈____状态，因此容易转移，能够被植物体再度利用。有些矿质元素（_________）进入植物体以后，形成________的化合物，分解释放出来的矿质元素又可以转移到其他部位，被植物体______利用。有些矿质元素（_______）进入植物体以后，形成______的化合物，不能被植物体再度利用，只能利用____次。

四、合理施肥

合理施肥就是指根据植物的需肥规律，适　地、适　 地施肥，以便使植物体茁壮生长，并且________结果。

五、无土栽培

无土栽培是利用　　　　　　　　 的原理，把植物体生长发育中所需要的　　　 ，按照一定的　　　　配制成　　　　  ，并用这种　　　　 来栽培植物的技术。

六、人和动物体内三大营养物质的代谢

一、糖类代谢

食物中的糖类绝大部分是_______，此外还有少量的_______、______等。食物中的淀粉经_____　_成葡萄糖，葡萄糖被__________细胞吸收以后，有以下三种变化：一部分葡萄糖随__________运往全身各处，在____中氧化分解，最终生成___　_和_____，同时释放出_______，供生命活动的需要。血糖除了供细胞利用外，多余的部分可以被______和_____等组织合成______而储存起来。当血糖含量由于消耗而逐渐降低时，肝脏中的______可以分解成葡萄糖，陆续释放到血液中，以便维持________的相对稳定。若还有多余的葡萄糖，可以转变成________和______________等。

二、脂质代谢

食物中的脂质主要是_________________，同时还有少量的_____　__（主要是卵磷脂和脑磷脂）和胆固醇。食物中的脂肪在人和动物体内经过消化，以_____和_______的形式被吸收以后，大部分再度合成为_______，随着血液运输到全身各组织器官中。在各组织器官中发生两种变化：第一，在　　　　　　　  、　　　　　　 、

　　　　 等处以　　　　  的形式储存起来。第二，在　　　 和　　  等处在分解成为　　　 和　　　 等，然后直接氧化分解，生成_______和_______，同时释放出_____　____；或者转变为　　　　等。

三、蛋白质代谢

蛋白质在人和动物的消化道内被分解成各种_________。该物质被吸收后直接被用来合成各种__________，如红细胞中的___________等。

此外，还能合成具有一定生理功能的特殊_______，如具催化功能的_____，具有运输作用（如氧的运输）的是________，具有调节作用的蛋白质类_____，具有免疫作用的________。

该物质可以通过__________作用，把氨基转移给其他化合物而形成新的氨基酸，在人和动物体内能够合成的氨基酸称为____________。

该物质可以通过________作用，将其分解为含氮部分和不含氮部分，其中氨基在____（器官）中可以转变成为_____而排出体外，不含氮部分可以氧化分解成____和____，同时释放____，也可以合成为　　 和_____ 。

四、三大营养物质代谢的关系

糖类、脂类和蛋白质之间是可以转化的，但它们之间的转化是_____　 ___，并且________　 ___。

三大营养物质代谢关系的转化可表示为

　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　 蛋白质

五、三大营养物质代谢与人体健康

______是合成______的重要原料。如果肝脏功能不好，或　　  的合成减少时，　　　的合成受阻，易形成脂肪肝合理膳食，适当的休息和活动，并注意吃一些含________较多的食物，是防治脂肪肝的有效措施。

处于生长发育旺盛时期的__________、_______、_______________，食物中更应该含有较多的蛋白质。动物性食物中的蛋白质，所含氨基酸的种类_________；有些植物性食物中的蛋白质，缺少人体的某些必需氨基酸。如果食物种类过与单一，体内就因缺乏某些必需氨基酸导致蛋白质合成受阻出现营养不良。

人体健康的维持除与上述三大营养物质有关外，还与_______、________、________和_______等密切相关。

七 、细胞呼吸

生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放出能量的总过程，叫做___________（又叫生物氧化）。

一、有氧呼吸

有氧呼吸是指细胞在_____的参与下，通过_______　___作用，把糖类等有机物______________，产生出____和_____，同时释放出___________的过程。细胞进行有氧呼吸的主要场所是________。一般说来，______是细胞进行有氧呼吸时最常利用的物质。

有氧呼吸全过程分为　　 阶段；1、一个分子的　　　　　 分解成　　分子的　　　　 　，产生　 量的　　　 ，同时释放　 量的　　   ，这个阶段是在　　　　　　　  中进行；2、　　　　和　　彻底分解成　　　　和　　  ，同时释放　 量的　　　 ，这个阶段是在　　　　　　　  中进行；3、前两个阶段产生的　　　，经过一系列的反应，与　　  结合而形成　　 ，同时释放　 量的　　   ，这个阶段是在　　　　　　　  中进行，以上三个阶段中的各个化学反应是由　　 同酶来催化的。

在生物体内，1摩尔的葡萄糖在彻底分解以后，共释放出　　　　 的能量，其中有　　　　左右的能量储存在　　　 中，其余的能量都以　　　　的形式散失了。

有氧呼吸的过程可以表示为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  。

二、无氧呼吸

无氧呼吸一般是指细胞在________条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物质分解成为___________产物，同时释放出_____量　　　的过程。细胞进行无氧呼吸的场所是_________________。

无氧呼吸的过程可以表示为　　　　　　　　　　　　　　　 或　　　　　　　　　　　　　　　　 。

高等动物和人体的无氧呼吸产生________。还有一些高等植物的某些器官在进行无氧呼吸时也可以产生乳酸，如_____________、_____________等。

无氧呼吸全过程分为　　 阶段；1、与有氧呼吸的第一阶段完全　　　 ，2、　　　　在不同的　 的催化下，分解成　　　　 和 　　　　 ，或转化成　　　　  。细胞进行无氧呼吸的场所是_________________。

在无氧呼吸中，葡萄糖氧化分解时释放出的能量，比有氧呼吸的释放出的能量要　　得多。1摩尔的葡萄糖分解成乳酸以后，共释放出　　　　 的能量，其中有　　　　左右的能量储存在　　　 中，其余的能量都以　　　　的形式散失了。

三、有氧呼吸和无氧呼吸的区别

呼吸类型 比较项目	有氧呼吸	无氧呼吸
呼吸场所
是否需氧
分解产物
释放能量

四、细胞呼吸的意义

细胞呼吸具有非常重要的生理意义，这主要表现在第一，细胞呼吸能够为生物体的生命活动提供_____，细胞呼吸释放出的能量，一部分转变为　　　  而散失，另一部分储存在　　 中；第二，细胞呼吸能为体内其他化合物的合成提供______，例如：葡萄糖分解时的中间产物　　　　是合成　　　　 的原料。

八、新陈代谢的基本类型

一、新陈代谢的概念

新陈代谢是____________________________________的总称，包括___________和_____________两个方面。物质代谢是指生物体与_____________________的交换和生物体内_______________过程。能量代谢是指生物体与_________________________的交换和生物体内__________________过程。

在新陈代谢过程中，既有_____________，又有_____________。同化作用（又叫做合成代谢）是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成　　　　　　　  ，并且储存　　的变化过程。异化作用（又叫做分解代谢）是指生物体能够把自身的一部分组成物质加以　　  ，释放出其中的　　 ，并且把分解的　　　　 排出体外的变化过程。

二、新陈代谢的基本类型

根据生物体在同化作用过程中能不能利用___________制造有机物，可分为 　　 型和　　 型两种。

生物体在同化作用过程中，能够把从外界环境中摄取的_________转变成为自身的组成物质，并且储存能量，这种新陈代谢类型叫做自养型。例如：　　　　　　 。

生物体在同化作用过程中，把从外界环境中摄取的___________________转变成为自身的组成物质，并且储存能量，这种新陈代谢类型叫做异养型。例如：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  。

根据生物体在异化作用过程中______的需求情况，新陈代谢的基本类型可以分为________和________两种。绝大多数的动物和植物是　　　　 ，酵母菌是　　　　  。

第四单元　生命活动的调节

植物生命活动调节的基本形式是　　　　 ；人和动物生命活动调节的基本形式包括　　　　和　　　　，其中　　　　 的作用处于主导地位。

一、　　　　　　　　　　　　  植物的激素调节

一、植物的向性运动

向性运动指植物体受到　　　　 的外界刺激而引起的　　　　 。它的运动方向随　　　　的方向而定。例如：植物茎叶的　　　　生长﹑植物根的　　　　　 生长。向性运动是植物对于外界环境的　　　　　 。向性运动与植物体内　　　　 的调节作用有关。

由于　　　　能改变生长素的分布，　　　　的一面分布得少，　　　 的一面分布得多，因此，　　　的一面细胞生长得慢，　　　　的一面细胞生长得快。结果茎向生长得　　的一侧弯曲，即向　　弯曲生长。

二、生长素的产生﹑分布和运输

生长素又名　　　　  ，主要在　　　　　　　　　　　　　　  中产生。生长素大多集中在　　　 的部位。如：胚芽鞘、芽﹑根尖的　　　　﹑茎的　　　　 ﹑受精后的子房和　　　　的种子。生长素的极性运输：总是从植物体　　　　 的上端向　　 运输；生长素的横向运输与植物受到外界　　 光刺激有关。

三．生长素的生理作用及特点

1、促进植物生长

生长素能够促进细胞的　　　伸长，从而促进植物的　　　 。但其作用往往具有　　　　　  。一般来说，

　　　　浓度下促进生长﹑　　 浓度下则抑制生长。同一植物的根﹑茎﹑芽中，根的生长素最适浓度在　　　　左右，芽的生长素最适浓度在　　　　　 左右，茎的生长素最适浓度在　　　　　 左右。

顶端优势是指植物的　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。原因是　　　产生的生长素向　　运输，大量积累在　　  部位，使　　　的生长受到抑制的缘故。解除顶端优势的方法是　　　　　　　  。

2、促进果实的发育

实验证明：果实发育是由于　　　　　　 里合成了大量　　　　  ，这种物质促进　　 发育成果实。如果摘除发育着的果实中的种子，则果实的发育将会　　　　；同理，在未授粉的雌蕊柱头上涂上　　　　的生长素类似物溶液（如　　　　 ﹑　　　　  ），子房就能够发育成　　　 ，而且这种果实里　　　　　　  ，例如无子番茄﹑无子黄瓜、无子。

3、　　促进扦插枝条生根

对于不易生根的植物，可以先用　　　　  的生长素类似物处理，使扦插枝条易于生根成活。在扦插枝条上保留　　　　 ，插枝的基部很容易长出　　　 ，原因是芽产生的　　　　 通过积累在插枝的基部，诱导

　　的形成。

4、　　防止落花落果

农业生产上用　　　　 的生长素类似物溶液喷洒棉株，可以达到　　　　　  的效果。

四、其他植物激素

除了生长素以外，植物激素还包括　　　　﹑　　　　　　 ﹑　　　 ﹑　　　　 。植物的生长发育过程是由多种激素　　　　　　 ﹑　　　　　　  的。

二、人和高等动物生命活动的调节

一、体液调节

体液调节是指某些化学物质（如　　　 ﹑　　　　  ）通过　　　　的传送，对人和动物体的生理活动所进行的调节，其主要内容是激素调节。

1、动物激素的种类和生理作用

内分泌腺		激素的名称	激素的主要生理作用	分泌失常的结果
		甲状腺 激素	促进新陈代谢﹑生长　　　　﹑ 提高　　　　　　　　　　　　  。	过多：　　　　；成年 过少：　　　　　　　 ； 婴幼儿期过少：　　　 。
胰　 岛			促进血糖合成　　　，加速糖　　 。	过多：　　 　；过少：　　  。
			加速肝糖元　　  ，提高　　　　 。
肾 上 腺	皮 质 部	多种肾上 腺皮质激素	调节水﹑盐和糖的代谢
	髓 质 部	肾上腺素	使心跳加快﹑心输出量增加﹑血压 升高﹑呼吸加快，血糖含量增加。
性 腺	睾 丸	激素	促进雄性　　　　 发育和精子的形成， 激发并维持雄性的　　　　。	不 育 症
	卵 巢	激素	促进雌性　　　　发育和卵细胞的形成，激 发并维持雌性的　　　  和正常的　　　。	不 育 症
		生长激素	促进生长，调节　　  ﹑脂肪﹑　　　的代谢	年幼时过多：　　　 ； 年幼时过少：　　　 ； 成年时过多：　　　 。
		其他脑 垂体激素	调节相关的内分泌腺的生长发育和生理活动。如：　　　　　  ﹑　　　　　　 等。

垂体具有　　　　 ﹑　　　　 其他某些内分泌腺的作用。垂体分泌激素的多少是受　　　　 的支配的。

下丘脑中有一些细胞不仅能够　　　　  ，而且能够　　　　  。　　　　 是机体调节　　　　　　  的枢纽。

2、激素分泌的调节及相关激素间的关系

　　激素在血液中的含量　　　 ，但都是　　　　　　 的。在大脑皮层的影响下，　　　　可以通过垂体，调节和控制某些　　　　　  中激素的合成和分泌；而激素进入血液后，又可以反过来调节　　　 和　　 中有关激素的合成和分泌，这种调节作用称为　　　　  。它使血液中的激素经常维持在正常的　　　　 的水平。

某一生命活动的调节是由多种激素　　　　 ﹑　　　　共同完成的。对于同一生理效应，有的相关激素表现为　　　　 ，如　　　　和　　　 对血糖含量的调节；有的相关激素则表现为　　　　，如　　　　 和

　　　　  对机体生长发育的调节。

3、其他化学物质的调节作用

　　参与体液调节的化学物质除了激素以外，还有　　　 和　　　等，它们对机体的生理活动也有调节作用。

二、神经调节

1、神经调节的结构基础和基本方式

神经系统由　　　﹑　　　　和它们发出的神经组成。脑和脊髓是神经系统的中枢部分，叫做中枢神经系统，由脑发出的脑神经和脊髓发出的脊神经是神经系统的周围部分，叫做周围神经系统。

神经系统的结构和功能的基本单位是　　　　　　　 。神经元的基本结构包括　　　　  和　　　　  两个部分，后者一般包括一条长而分枝少的　　　　　 和数条短而树状分枝的　　　　  。轴突以及套到外面的髓鞘，叫神经纤维，神经纤维末端的细小分枝叫神经末梢，其分布在全身各处。神经元受到刺激后能产生　　 ，并且能把兴奋传导到其他的神经元，这种能够传导的兴奋，叫做　　　　  。神经元的细胞体主要集中在　　和

　　　 里。功能相同的神经元的细胞体汇集在一起，调节人体的某一项相应的生理活动，这部分结构就叫神经中枢。 　　　 是神经调节的基本方式，是指在　　　　　　　 的参与下对体内和外界环境的各种刺激所发生的　　　　  的反应。大致可以分为　　　　　　 和　　　　　　 两类。前者是指动物通过　　 而获得的　　　　　 ；后者则是指动物在生活过程中通过　　　逐渐形成的　　　　　　 。

反射的结构基础是　　　　，通常包括　　　　﹑　　　　 ﹑　　　　  ﹑　　　 和　　　 五个部分。

2、兴奋的传导

神经纤维上的传导：

（1）接受刺激前，膜外　　电位﹑膜内　　电位。

（2）接受刺激后，兴奋部位膜外　　电位﹑膜内　　电位。

（3）细胞膜外的兴奋部位与相邻未兴奋部位之间形成　　　　 ，就有了电荷的移动；细胞膜内的兴奋部位与相邻未兴奋部位之间也形成　　　  ，也有了电荷的移动，这样就形成了　　　　  ，如此依次进行下去，兴奋不断地向前传导。

细胞间的传递；

当兴奋通过　　　　 传导到　　　　　  时，该结构内的　　　　　 将　　　 释放到突触间隙里，使另一个神经元产生兴奋或抑制。兴奋就从一个神经元通过　　　　传递给了另一个神经元。这种化学传导只能由

　　　　 向　　　　传递。兴奋只能从一个神经元的　　　 传递给另一个神经元的　　　　或　　　 ，故其传导是　　　　 。

3、高级神经中枢的调节

在中枢神经系统中，调节人和高等动物生理活动的高级神经中枢是　　　　  ，　　　　　  的调节在机体活动的调节中起着主导的作用。

刺激大脑皮层的　　　　　　　　 ，可以引起下肢的运动；刺激　　　　　　　　 ，则会出现头部的运动；刺激中央前回的其他部位，则会出现其他相应器官的运动。这说明躯体各部分的运动机能在皮层第一运动区都有它的代表区，皮层代表区的位置与躯体各部分的关系是　　　  的。

当皮层　　　　　　　 （S区）受到损伤时，病人会出现　　　　　　　 （能看懂文字和听懂谈话，却不会讲话）；当皮层　　　　　　　　 （H区）受到损伤时，病人会出现　　　　　　　 （会讲话会书写，也能看懂文字，却听不懂谈话）。可见，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  。 

神经系统是人和高等动物体主要的 　　　　　　　。神经系统﹑　　　 器官﹑内分泌腺等相互配合﹑协调，成为一个统一的整体，以适应机体内部和外界环境的变化。

4、神经调节与体液调节的区别和联系

神经调节和体液调节都是机体调节生命活动的基本形式。神经调节主要是以　　　的方式来实现的，它的结构基础是　　。体液调节主要是激素随着　　　　　 输送到全身各处而发挥调节作用的。两者　　　　   、　　

　　　　　　  。

　　三、动物行为产生的生理基础

动物行为的产生，不仅需要　　　　　的参与，而且需要　　  系统和　　　　系统的调节与控制。

1、激素调节与行为

激素调节对动物行为的影响，表现最显著的是在性行为和对幼仔的照顾方面。

影响性行为的激素主要是由性腺（指　　　和　　　 ）分泌的　　　激素。许多动物性腺的发育程度是随　　　　而变化的。在　　 季节性腺发达，繁殖期结束后，性腺退化缩小。动物的性行为活动与性腺的大小有关，性腺最小时，缺乏　　  活动，只有当性腺增大到一定程度后，才开始出现性行为活动。科学研究表明性激素与性行为之间有着　　 的联系。

除了性激素以外，垂体分泌的一些激素也能直接　　 动物的行为。在一些动物中，垂体分泌的催乳素不仅能够调控某些动物对幼仔的照顾行为，而且能够促进某些合成食物的器官发育和生理机能的完成。垂体分泌的　　　　激素能够促进性腺的发育和性激素的分泌，进而影响动物的性行为。

2、神经调节与行为

动物的行为，无论是先天性行为（包括　　　 、　　　　 、　　　 ）还是后天性行为（包括　　  、模仿、条件反射等），都与神经系统的调节作用有着直接的联系。

趋性是动物对环境因素刺激最简单的　　 反应，如某些昆虫和鱼类的　　  性，臭虫的趋热性，寄生昆虫的趋化性等，它们都与神经调节有关。一切具有神经系统的动物都具有　　 行为，反射必须要通过完整的反射弧才能实现。反射一般只是动物身体　　　　 的运动反应，如膝跳反射，搔扒反射，吮吸反射，眨眼反射等。本能则是由一系列　　　　　　 按一定顺序　　 发生构成的，大多数本能行为比反射行为　　得多，如蜜蜂采蜜，蚂蚁做巢，蜘蛛织网，鸟类迁徙，哺乳动物哺育后代等都是动物的　　 行为。

在动物的后天性行为中，生活体验和学习对行为的形成起到　　 性的作用。刚孵化的动物有　　  学习，幼年动物则主要是通过对年长者的行为进行模仿来学习的。动物建立后天性行为的主要方式是　　 反射。动物在从幼年到成年的生活过程中，不断适应外界环境的变化，通过学习和体验新事物，建立新的条件反射。　　

和　　　是动物后天性行为发展的最高级形式，是大脑皮层的功能活动。动物的判断和推理能力也是通过　　

获得的。

总之，动物的行为离不开神经系统的调节作用。低等动物的神经系统比较简单，它们的行为大都是简单的趋性、反射和本能。神经系统越发达的动物，运动的能力就越强，行为的表现也就越复杂。高等动物的复杂行为主要是通过　　　　 形成的。学习是高等动物通过神经系统不断接受环境的变化而形成新行为的过程。学习主要是与神经系统中的　　　　 有关，大脑皮层越发达的动物，学习的能力就越强，也就能够更好地适应环境的变化。

在动物的行为中，激素调节与神经调节是相互协调作用的，但是神经系统的调节作用仍处于　　  的地位。动物的行为就是神经系统、内分泌系统和运动器官共同协调作用下形成的。

三、人体内环境与稳态

一、内环境

人体内含有大量的液体，统称为_______，分细胞内液和细胞外液。细胞外液主要包括_______、_________、__________等。人体内的_________构成了体内细胞生活的液体环境，叫做人体的___________。具体地说，就是由呼吸系统吸进的_____和消化系统吸收的___________先进入______然后再通过______　_进入体内细胞；同时，体内细胞新陈代谢所产生的废物和二氧化碳，也要先进入__________，然后再进入________而被运送到泌尿系统和呼吸系统，排出体外。可见，体内的细胞只有通过__________，才能与__________进行物质交换。

二、稳态的概念

__________是体内细胞存在的直接环境。细胞的代谢活动和外界环境不断变化，会影响内环境的理化性质，如　　 、　　  、　　　　。

________是内环境的重要组织部分。正常人血液的pH通常在_____________之间，变化范围是很小的。由于血液中_______　__的调节作用，可以使血液的酸碱度不会发生很大的变化，从而维持在相对稳定的状态。

生理学家把正常机体在神经系统和体液的调节下，通过各个________、______的协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态，叫做_______。

三、水和无机盐平衡的调节

1、水的平衡

人体内所需水的主要来源是_________________________，人体内排出水的最主要途径是_______________。机体能够通过调节____________，使水的排出量与摄入量相适应，以保持________________。

2、无机盐的平衡

人每天都要通过__________摄取一定量的无机盐，同时也要排出一定的无机盐。其中钠（Na^＋）的主要来源是_______，每天从_______中摄取__　___g ，Na^＋的主要排出途径_____________　　　 _，其排出特点是多吃多排，少吃　　排，不吃　 排。钾（K^＋）每天从________中摄取____　 _g，其排出特点是多吃　 排，少吃少排，不吃　　排。据其排出特点，长期不能进食的病人应注意___________。

3、水和无机盐平衡的调节

正常成年人每天滤过肾小球的水、Na⁺和K⁺等有99％以上被　　 管和　　管重吸收。肾小管和集合管对水的重吸收，是随着体内水的出入情况而变化的。当人饮水不足，体内失水过多或吃的食物过咸时，都会引起__________　_渗透压升高，使_______中的渗透压感受器受到刺激。这时，它一方面产生兴奋并传至__________，通过产生渴觉来直接调节___的摄入量；另一方面使由　　　　　　  分泌、并由　 ___ _释放的_________　_增加，从而促进了__________、_________对水分的重吸收，减少了___________，保留了体内的水分，从而使____________的渗透压趋向于恢复正常。

当血钾含量升高或血钠含量降低是时，可以直接刺激　　　　 ，使___________的分泌量增加，从而促进了_______、________对　　 的重吸收和　　 的分泌，维持血钾和血钠含量的平衡。

由此可见，人体内的水和无机盐的平衡，是在　　　　  和　　　　共同作用下，主要通过　　来完成的。

4、水和无机盐平衡的意义

当人在高温条件下工作、剧烈运动或是患某些疾病(如剧烈呕吐、严重腹泻)时，都会丢失大量的水和无机盐(主要是钠盐)。这时如果不及时补充水和食盐，就会导致机体的细胞　　液渗透压　　并出现血压下降、心率加快、四肢发冷等症状，严重的甚至昏迷等。这时只要及时补充　　盐水，就可以缓解上述症状。

人在大量　　 、剧烈　　  或腹泻时，除了丢失水和Na⁺外，还会丢失K⁺。K⁺不仅在维持细胞　 液的渗透压上起到决定作用，而且还具有维持心肌舒张、保持心肌正常兴奋性的重要作用。当血钾含量过低时，会使心肌的自动节律异常，导致心律失常。蔬菜和水果中含有丰富的K⁺，只要保持合理膳食，就能满足机体的需要。

另外，人体每昼夜有35～50g的代谢废物必须要随　　 排出体外，而溶解这些代谢废物的最低尿量应在500mL以上。如果排出的尿量过少，代谢废物不能及时随尿液排出体外，就会引起中毒而损害健康。因此，人每天都要保证饮水，尤其是在大量出汗等情况下，更应当多喝水。

因此，______和______的平衡，对维持人体的_____起着非常重要的作用，是各种生命活动正常进行的_________。

四、血糖的调节

1、血糖的平衡及其意义

血糖是指______中的葡萄糖。血糖随　　　　　　  全身，为机体各种组织细胞的代谢活动提供　　 。血糖的来源有　　  　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　 、　　　　　　　　　　 ，血糖的去路有　　　　　　　　　　  、　　　　　　　 、　　　　　　　 、　　　　　　　　　   。在正常情况下，血糖的来源和去路能够保持动态平衡，从而使血糖含量在　　  mg/dL的范围内保持相对稳定其含量过低时，会引起　　、心慌、四肢无力等，严重的甚至会导致死亡，其含量过高时，会使葡萄糖从　　 排出，形成________造成体内营养物质　　　，同样有损健康。

2、血糖平衡的调节

人体内有多种激素能够调节血糖的含量，但以___________和___________的作用为主。______是唯一能够降低血糖含量的激素，它一方面能　　血糖进入肝脏、肌肉、脂肪等组织细胞，并在这些细胞中合成　　 、氧化　　或

转变成　　 ；另一方面又能够　　 肝糖元的分解和非糖物质转化为　　。总的结果是既增加了血糖的去路，又减少了血糖的来源，从而使血糖含量　　。当血糖含量降低时，就使胰岛　　细胞的活动增强并分泌胰高血糖素。胰高血糖素主要作用于　　　 ，它能够强烈地促进肝糖元的　　 ，促进非糖物质转化为葡萄糖，从而使血糖含量升高。

调节血糖的含量，还接受神经系统的控制，间接发挥调节作用。当血糖的含量降低时，　　　 通过有关神经的作用，使肾上腺和胰岛A细胞分别分泌　　  和胰高血糖素，从而使血糖含量　　。当血糖含量升高时，下丘脑的另一区域通过有关神经，使胰岛　　 细胞分泌胰岛素，从而使血糖含量降低。

3、糖尿病及其防治

血糖的含量在　　　　　　  的范围内为正常水平，空腹时血糖的含量超过　　　　叫做高血糖，血糖的含量在　　　　　　　 的范围内为低血糖，血糖的含量超过　　　　的范围时，一部分葡萄糖随尿排出，这叫做　　　　。糖尿病病因为病人的胰岛B细胞　　 ，导致胰岛素分泌　 ，这样就使得葡萄糖进入组织细胞和在细胞内的氧化利用发生　 ，而此时肝脏释放的和由非糖物质转化来的葡萄糖则　　 ，因而出现高血糖。由于细胞内能量供应　　，患者总感觉饥饿而　　 ；多食又进一步使血糖来源　　，从而使血糖含量　　升高，当血糖含量高于160～180mg/dL时，糖就从肾脏排出而出现糖尿。糖尿病病人在排出大量糖的同时，也带走了大量水分，于是会出现　　 、口渴、　　 的现象。又由于糖氧化供能发生障碍，使得体内脂肪和蛋白质的分解　　，导致机体逐渐消瘦，体重减轻等。

　　对于糖尿病，可根据患者的具体情况，采用调节和控制　　结合药物的方法进行治疗。对于较轻的糖尿病患者，通过调节和控制饮食、配合口服　　 药物，就可以达到治疗的目的。对于较重的糖尿病患者，除了控制饮食外，还需要按照医生的要求　　 胰岛素进行治疗。对于肥胖的糖尿病患者，除了上述治疗外，还应该限制能量物质的摄入，加强体育锻炼。

五、人的体温及其调节

人的体温是指_____________________，与_______温度最接近。人的体温来源于体内的　　　 过程中所释放出来的_____。调节体温的主要中枢在__________ _。在人体的　　  、　　　　、和　　　　　 中分布着　　　 和　　　　感受器。

当人处于寒冷环境中时，寒冷刺激了皮肤里的　 感受器，冷觉感受器产生兴奋并将兴奋传入　　　的体温调节中枢，通过中枢的分析、综合，再使有关神经兴奋，进而引起皮肤血管　　 ，　　皮肤的血流量，从而使皮肤的散热量减少。与此同时，皮肤的立毛肌　　，产生“鸡皮疙瘩”；骨骼肌也产生不自主　 ，使产热量增加。在上述过程中，有关神经的兴奋还可促进肾上腺的分泌活动，使　　　　  的分泌增加，导致体内代谢活动增强，产热量增加。

六、稳态的生理意义

_________是机体进行正常生命活动的必要条件。当稳态遭到破坏时，就会引起细胞____________紊乱，并导致疾病。例如：骨软化病是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，佝偻病是　　　　　　　　　　 

　　　　　　　　  ，肌无力是　　　　　　　　　　　　　　　　  ，抽搐是　　　　　　　　　　　　 

　　　　　　　　　　　　　　　 。

四、免疫

一、免疫的概念和类型

免疫是机体的一种特殊的保护性生理功能。通过免疫，机体能够　　 “自己”、　　 “非己”，以维持内环境的平衡和稳定。免疫可以分为　　　免疫和特异性免疫。非特异性免疫是人类在长期进化过程中逐渐建立起来的一种天然　　 功能。其特点是人人　　 就有，不针对某一种特定的病原体，而是对　 病原体都有一定的防御作用。非特异性免疫包括人体的　　  、　　等组成的第　　道防线，以及　　中的杀菌物质和　　细胞组成的第二道防线。多数情况下，这两道防线可以防止病原体对机体的侵袭。如果这两道防线被突破，人体的第三道防线——特异性免疫就发挥作用了。

二、特异性免疫

1、特异性免疫的物质基础

在特异性免疫中发挥免疫作用的主要是　　　　　　  ，它由骨髓中的　　　　　　  分化﹑发育而来。随血流进入胸腺并在其中发育成的淋巴细胞称为　　　　　　　 ，留在骨髓中发育成的淋巴细胞称为　　　　　　　　 。两者中的少部分随血液转移到　　　　 ﹑　　　 和　　　　 等部位，并随　　　　

和　　　　　 在体内流动。当这些淋巴细胞受到　　　　刺激时能够增殖分化成具有免疫效应的细胞——

　　　　  或　　　 　　 ，进而发挥　　　　　　 。

　　  、　　　、　　　 、　　　　等免疫器官，　　　　   、　　　　　　  等免疫细胞以及体液中

　　　　　  和 　　　　　等，共同组成了人体的　　　　　　 ，这是构成特异性免疫的　　　　　　　  。

2、特异性免疫的类型

特异性免疫包括　　　　　 和　　　　 。两者都大致包括三个阶段，即　　　　　　　﹑　　　　　 

和　 　　　　 。不同点主要在于体液免疫的效应阶段　　　　 细胞产生　　　 与抗原特异性结合发挥免疫效应；细胞免疫的效应阶段　　　　细胞与被抗原入侵的　　　　细胞(即靶细胞)密切接触，激活靶细胞内的溶酶体酶，使靶细胞的通透性　　  ，　　　　发生变化，最终导致靶细胞　　 死亡。细胞内的　　　 也因失去藏身之所而为　　　　消灭。同时，效应T细胞还能释放出可溶性免疫活性物质——　　　　　　  （如

　　　　　　  、　　 　　　　等），其作用大多是通过　　 各种有关细胞的作用来发挥免疫效应的。

3、体液免疫和细胞免疫的关系

在特异性免疫反应中，体液免疫与细胞免疫之间，既各自有其独特的作用，又可以相互配合，共同发挥免疫效应。如，进入体内的细菌　　　 ，需要有特异的抗毒素与它结合，才能使它丧失毒性，因此主要是　　

免疫发挥作用；结核杆菌、麻风杆菌等是　　 寄生菌，也就是寄生在　　 细胞内，而抗体是不能进入宿主细胞内的，这就需要通过　　 免疫的作用才能将这些病菌消灭；而在　　感染中，则往往是先通过体液免疫的作用来阻止病毒通过　　 循环而播散，再通过　　免疫的作用来予以　　　 。

　　三、免疫失调引起的疾病

　　　当免疫功能失调时可引起　　　　　　 ﹑　　　　　　 和　　　　　　  等疾病。

过敏反应是指　　　　的机体在　　　　接受　　　　　  的刺激时所发生的反应，反应的特点是反应的特点是发作　　　 、反应强烈、消退　　  ；一般不会破坏组织细胞，也不会引起组织损伤，有明显的遗传倾向和个体差异。一般不会产生大的危害，但严重的过敏反应可因　　　　 ﹑　　　　 或　　　　　  而死亡。

　　　自身免疫病是指免疫反应对　　　　　　　　　 造成了损伤并出现了症状。例如　　　　　　　　　 、

　　　　　　　  和　　　　　　　　　　 。

免疫缺陷病是指由于机体　　　　　　　　　　  而引发的疾病。该病分为两类：先天性免疫缺陷病和　　　　　　　　  。后者中包括如今在全世界蔓延迅速的　　　　　  ，是　　　　　　　　　　  综合症的简称，它由“　　　　　　　　　　 ”引起的。HIV是一种　　　生物，其遗传物质是　　  。HIV存在于艾滋病患者和带病毒者的　　  、精液、唾液、泪液、尿液和乳汁中，主要是通过性滥交、毒品注射、输血、输入血液制品或使用未消毒的、病人用过的注射器而传染的。HIV能够攻击人体的　　　 系统，特别是能够侵入　　 细胞，使T细胞大量死亡，导致患者丧失　　　免疫功能，各种传染病则乘虚而入。人体感染HIV后，经过2～10年的潜伏期，可发展成艾滋病。艾滋病患者一般在二年内死亡。

在器官移植过程中，为了使植入的器官长期存活需要减轻移植后的　　　　　　 ，病人要长期使用　　　　　　　　　 ，使免疫系统变得“迟钝”。

第五单元 生物的生殖和发育

地球上生物的延续和发展是通过　　　　　 实现的。大多数多细胞生物体从　　 开始，经过细胞分裂、

　　　　　 和　　　　　 直到发育为　　　　　　　　  的过程，就叫做个体发育。

一、　　　　　　　　　　　　  生物的生殖

一、生殖的类型

生物的生殖可分为　　　　　 和　　　　　 两大类。

1、几种常见的无性生殖方式

生殖方式	概　　　　　　　　　  念	举　　　 例
	由一个生物直接分裂成两个新个体，新个体的大小和形状基本　　　　　 。	变形虫、草履 虫、
出芽生殖	在母体的一定部位长出　　　　　  ，长大后与母体脱离，成为与母体　　　　  的新个体。	、
	，能够产生一种　　　 的生殖细胞——孢子。孢子在适宜的条件下能够萌发并长成新个体。	、 　　　 、 铁线蕨
	植物的　　　　　　  （　　　　　　　 ）的一部分，在与母体脱离后能够发育为新个体。	草莓的匍匐茎

上述生殖方式，都是由生物的身体或身体的一部分产生出新个体，像这样，不经过　　　 的结合，由母体　　 产生新个体的生殖方式叫做　　　　　  。在这些生殖方式中，新个体所含的　　　　　 与母体相同，因而新个体基本上保持母体的　　　　  。为保持优良性状，常采用　　　 、　　　　等　　　　的方法繁殖花卉和果树。

近年来，发展起来的无性繁殖技术——植物组织培养技术，其过程是：无菌条件下将　　 的植物器官或组织（如芽、茎尖、根尖、花药，而且茎尖、根尖中不含　　　 ）放在适宜的　　　　 上进行培养，使之脱分化形成　　　　  ，然后在适宜的温度、光照和一定的营养物质与激素等条件下，　　　　　　形成植物的各种组织和器官，继而发育为一棵完整植物。该技术的理论依据是　　　　　　　　  。

2、有性生殖

自然界中大多数种类的生物是进行　　　　 生殖，例如被子植物。被子植物的有性生殖是在　　中进行的。其花的主要结构包括　　　　和　　　　  。前者的花药中形成精子，一般情况下，一个花粉粒中含有　 个精子；后者的　　　中产生一个卵细胞和两个极核。花开后，通过传粉，一个精子与卵细胞结合形成　　　 ；另外一个精子和　　　　结合形成受精极核。这种受精方式称为　　　　　　  。受精卵将来发育为　　　 ，它是一个新个体的　　　　；受精极核将来发育为　　　　　　 。像这样，由亲本产生有性生殖细胞（也叫做　　　 ），经过两性生殖细胞（如　　　　 和　　　　）的结合，成为　　　 （如受精卵），再由　　 发育为新个体的生殖方式，叫做　　　　　　 。这种生殖方式产生的后代具备双亲的　　　　　　 ，具有更强的生活能力和变异性，这对于生物的生存与进化具有重要意义。

另外有些进行有性生殖的生物，有时它们的卵细胞不经过受精作用也能够单独发育成新个体，这种生殖方式叫做单性生殖。蜂类能够进行单性生殖。例如，蜜蜂蜂王产的卵有受精的，有不受精的。受精卵发育成雌性蜂——蜂王和工蜂；未受精的卵发育成雄蜂（单倍体）。像这样，卵细胞未经受精就发育成新个体的生殖方式，也叫孤雌生殖。

二、减数分裂和有性生殖细胞的形成

1、减数分裂的概念

凡是进行有性生殖的生物，在　　　　　　　　　　 发展成为　　　　　　　  （精子或卵细胞）的过程中都要进行　　　　　。在此过程中，染色体只复制　　次，而细胞却连续分裂　 次，结果是，新产生的生殖细胞中　　　数目比原始生殖细胞　　 ，这种特殊的分裂方式称为　　　　　　 。

2、精子和卵细胞的形成过程

哺乳动物的精子是在　　　 中形成的，其曲细精管中含有大量的原始生殖细胞叫做　　　　  ，这种细胞中的染色体数目与体细胞　　　 。当　 性动物性成熟后，上述细胞就进行减数分裂。

在减数分裂第一次分裂前的　　　 ，该细胞的体积　　　　　　　 ，　　  进行复制，成为　　　　

　　　 。复制后每条染色体都含有两条　　　　　  ，由一个着丝点相连。分裂开始后，初级精母细胞最显著的变化是原来分散存在的染色体进行　　　，配对的两条染色体，形态和大小　　　　　　  ，一条来自于　　，一条来自于　　　，称为　　　　　　  。同源染色体的配对行为称为　　　　，此时每对同源染色体含有　　条　　　　  ，叫做　　　 。（四分体中的　　　　　　 之间常常发生交叉，并　　　　一部分的染色体。）随后，各对同源染色体排列在细胞的　　　　上，不久，在纺锤体的牵引下，　　　　　　　　　 彼此分离，分别向细胞两极移动，这样，细胞的每一极只得到原来同源染色体中的　　 ，在两组染色体到达细胞两极的同时，细胞一分为二，也就是说，一个　　　　　  细胞分裂成　　　　　　　 细胞，第一次分裂结束。在此次分裂中，染色体数目　　　。随后进行第二次分裂，这时，在细胞中，每条染色体的　　　 分开，　　　　　　 随之分离，成为　　　　　　　 ，在纺锤体的牵引下，这两条染色体移向两极并随细胞的分裂进入　　　　　  。这样，在减数分裂第一次分裂中形成的两个　　　　　　　　  ，经过第二次分裂，就形成　　　　　　　 。与初级精母细胞相比，每个精细胞中含有　　　　　  的染色体。精细胞经过一系列的变形形成　　　，精子的头部含有　　　 ，尾部很长可游动。

　　哺乳动物的卵细胞在　　　 中形成。卵细胞的形成与精子不同的是：初级卵母细胞经过第一次分裂形成一个大的细胞——　　　　　　　  和一个小细胞——　　　　。接着次级卵母细胞进行第二次分裂，形成一个　　　　　  和一个　　　　  ，同时第一极体分裂为两个　　　　  ，这样，一个初级卵母细胞经过减数分裂后形成　　个卵细胞和　 个极体（一般都退化消失）。

3、理解减数分裂各个阶段细胞内的变化，找出染色体、DNA的变化规律及其原因

特别要注意的是尽管减数分裂包括两次连续的分裂过程，但染色体数目减半却只发生在　　　　　　　

　　 中，直接原因是减数第一次分裂后期发生了同源染色体分向两极这一变化，这就意味着细胞中的染色体在没有加倍的情况下，就进行了平均分配。因此，减数第一次形成的次级性母细胞染色体数自然就减半。存在状态也由初级性母细胞的同源染色体成对存在而变为无同源染色体存在了。而减数第二次分裂由于染色体的平均分配是在减数第二次分裂后期着丝点一分为二，染色体数目暂时加倍后发生的，所以第二次分裂形成的子细胞中染色体数目相对于第二次分裂开始时不变。另外，还要注意理解减数分裂的概念：包括两次连续的细胞分裂，但只复制一次的细胞分裂方式，精子细胞变形成精子的过程不属于减数分裂范畴。

减数分裂中相关数目变化表

	第　 一　 次　 分　裂					第　二次　分　裂
	间期	前期	中期	后期	末期	前期	中期	后期	末期
DNA		4a
染色体	2N
染色 单体

4、减数分裂与遗传规律

减数分裂是生物遗传规律的基础，基因分离、组合定律都是在减数分裂过程中随着染色体的规律变化，其上的基因也随之变化的结果。在减数分裂第一次分裂过程中，前期的主要特点是同源染色体两两配对叫联会（只有联会的染色体才是真正意义上的同源染色体），当同源染色体移到细胞中央（中期），并成对地排列在细胞中央，随后被纺锤体牵拉移向两极（后期），此时，如果考虑一对同源染色体上的一对等位基因，则随着同源染色体分开而分离，这是基因分离定律的基础。如果考虑两对（或以上）同源染色体上的两对（或以上）等位基因，在等位基因分离的同时，非同源染色体上非等位基因表现为自由组合，这便是基因的自由组合定律的基础。

5、有丝分裂与减数分裂的比较　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 

󰀡

比较	有丝分裂	减数分裂
分裂细胞类型	体细胞（从受精卵开始）	精（卵）巢中的原始生殖细胞
细胞分裂次数	一次	二次
同源染色体行为	无联会，始终在一个细胞中	有联会形成四分体，彼此分离
子细胞数目	二个	雄为四个，雌为（1＋3）个
子细胞类型	体细胞	成熟的生殖细胞
最终子细胞染色体数	与亲代细胞相同	比亲代细胞减少一半
子细胞间遗传物质	一般相同（无基因突变、染色体变异）	一般两两相同（无基因突变、染色体变异）
相同点	染色体都复制一次，减数第二次分裂和有丝分裂相似
意义	使生物亲代和子代细胞间维持了遗传性状的稳定性，对生物的遗传有重要意义	减数分裂和受精作用使生物的亲代和子代维持了染色体数目的恒定，对遗传和变异有十分重要的

（1）比较减数分裂和有丝分裂过程中染色体和DNA的数量变化

（2）通过图象判断细胞分裂时期

判断依据：①细胞中染色体数目；②细胞中染色体的行为，具体如下：

　　无同源染色体 →一般为减数第二次分裂

且有同源染色体联会、四分体、分离等→减数第一次分裂前、中、后期

　　有同源染色体

无以上染色体特殊行为→有丝分裂某时期

6、受精作用

在生物体的有性生殖的过程中，精子与卵细胞结合成为合子的过程，叫做　　　　 。受精作用进行时，精子的　　 进入卵细胞，尾部留在外面。精子头部穿进卵细胞以后，它的细胞核与卵细胞的细胞核结合在一起。因此在合子中，从精子来的染色体与从卵细胞来的染色体又会合在一起，其中一半来自　　　　，一半来自

（母方）。这样，合子中的染色体又恢复到体细胞的数目。可见，对于进行有性生殖的生物来说，减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体　　　　  ，对于生物的　　　　　 ，都是十分重要的。

二、生物的个体发育

一、被子植物的个体发育

1、种子的形成

有性生殖的生物，个体发育的起点是　　　 。被子植物的双受精完成以后，一般来说，花被和雄蕊首先凋谢，柱头和花柱也随着萎缩，只有子房继续生长发育。在子房的胚珠里面，受精卵逐渐发育成　　　 ，受精的极核逐渐发育成　　　　。

（1）胚的发育　 受精卵经过一段时间的休眠后，就进行有丝分裂。在第一次分裂形成两个细胞中，靠近珠孔的一个为　　　　　 ，另一个为　　　　  。顶细胞经过多次分裂，形成　　　　　 ；基细胞经过几次分裂形成一列细胞，构成　　　 ，它可以从周围的组织中吸收并运送营养物质，供　　　　 发育，同时它还能产生一些　　　 类物质，促进　　　　的发育。在胚体发育完成后，胚柄退化消失。球状胚体在发育过程中，形成　　　　、　　　　 、　　　　  和　　　　 构成胚。

（2）胚乳发育　 在精子与卵细胞结合形成　　　　 的同时，两个极核融合之后，再与另一个　　　　 

结合形成　　　　 。与受精卵的发育不同，受精极核不经过休眠就进行分裂，经过多次分裂，形成大量的　　　　 ，构成胚乳。

2、种子的结构与萌发

　　　　　　　　　　　

子叶（1片）　　　　　　　　　　　　　 子叶（2片）

　　　　　　　　　　　  胚　 胚芽　　　　　　　　　　　　　　 胚　　胚芽

　　　　　 玉米种子　　　　  胚轴　　　　　　　  菜豆种子　　　　　 胚轴

　　　　（单子叶植物）　　　 胚根　　　　　　 （双子叶植物）　　　　胚根

胚乳　　　　　　　　　　　　　　　　  种皮

种皮

多数双子叶植物在胚和胚乳发育的过程中，　　 逐渐被胚吸收，营养物质储存在　　  里，这样就形成了　　　 种子，如大豆、花生和黄瓜等。多数单子叶植物在胚和胚乳发育的过程中，胚乳不被胚吸收，这样就形成了　　　　 种子，如小麦和玉米等。在胚和胚乳发育的同时，　　　　发育成种皮。这样，整个　　　　  就发育成种子。与此同时，　　　　 发育成果皮，整个　　　　就发育成果实。果实和种子成熟以后，便从母体上脱落下来。如果遇到合适的环境条件，种子就会萌发并长成幼苗。

3、植株的生长和发育

幼苗经过一段时间的生长，成为具有根、茎、叶三种营养器官的植株，植株的生长发育到一定阶段，就开始形成　　　 ，接着就　　　　、　　　　。　　　　　　  标志着生殖生长的开始。

对于一、二年生植物来说，在植株长出生殖器官以后，　　　 生长就逐渐减慢到停止。对于多年生植物来说，当达到开花年龄以后，每年　　  器官和　　　器官仍然生长发育。其中营养器官的生长发育包括　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。与此同时，由于茎和根的　　　　 的活动，使茎和根不断长粗，这样，多年生植物就逐年长大。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 

4、被子植物的双受精与个体发育过程图解

胚和胚乳是在双受精基础上在胚珠中发育而来，包含着双亲的遗传物质。种皮、果皮都是母方部分结构变化而来，其遗传物质完全由母方提供。所以种皮、果皮及胚的染色体数目虽都为2N，但来源不同。胚乳的染色体数目3N（母方提供的两份的遗传物质完全相同，父方提供另一份）。

　　

二、高等动物的个体发育

高等动物的个体发育可分为　　　　  和　　　　　 两个阶段，前者是指受精卵发育成　　　　，后者是指幼体从　　　　  出来或从　　　　　　 以后，发育为　　　　　　　　 。

1、胚胎发育

受精后不久，受精卵便进行细胞分裂，称为　　　 。卵裂使细胞数目增多，形成一个内部有空腔的球状胚，叫做　　　　　 ，里面的空腔叫　　　　　  。由于含卵黄　　的　 物极细胞分裂较快，新产生的细胞向　　　 推移，使得细胞向囊胚腔内陷入，这些陷入的细胞不仅构成了　　　　　  ，而且围城一个新腔，叫　　　　  。接着，在内外胚层间分化出一个新的细胞层——　　　　　　　  。此时胚胎具有三个胚层：　　　　　 、　　　　  以及　　　　　　 ，此时的胚胎称为　　　　　 。原肠胚的三个胚层的细胞继续发育，经过　　　　  、　　　　　 ，最终形成一个完整的　　　　　  。

　　　　 、　　　　 、　　　 等动物，在胚胎发育的早期，会形成胚膜，其内层叫做　　　　，内充满了　　　　　 。羊膜和羊水不仅保证了胚胎发育所需的　　环境，还具备　　　　和　　　　 作用，使这些动物增强了对　　　 环境的适应能力。

2、胚后发育

胚后发育主要是指身体的　　  和　　　　　  的逐渐成熟。在胚后发育过程中，有些动物的成体与幼体在形态结构和生活习性上有很大差异，并在短期内完成的，这种现象称为　　　　　　 。

第六单元　生物的遗传变异与进化

一、遗传的物质基础

生物体的性状之所以能够传给后代，是由于生物体内具有对遗传起决定作用的物质----　　　　  。

一、DNA是主要的遗传物质

生物学家通过对细胞的有丝分裂、减数分裂和受精作用的研究，认识到　　　　 在生物的遗传中具有重要的作用，它是由　　　　 和　　　组成的。生物学家通过许多实验证明，生物体内主要的遗传物质是　　   ，而不是　　　  ，蛋白质是一切生命活动的　　　 。证明　　　是遗传物质的实验要设法将　　  和　　　分开，单独地、直接地去观察　　  的作用。比较著名的实验有肺炎双球菌的转化实验和　　　　　　　 的实验。

1、肺炎双球菌的转化实验

R型细菌的菌落粗糙，菌体　　多糖类的荚膜，是　　  性的球形菌；S型细菌的菌落　　　 ，菌体　　多糖类的荚膜，是　　　 性的球形菌，可以使人患肺炎或小鼠患败血症。

实验过程如下：

①、将无毒性的R型活细菌注射到小鼠体内，小鼠　　　　　  ；

②、将有毒性的S型活细菌注射到小鼠体内，小鼠　　　　　　　   ；

③、将加热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内，小鼠　　　　　　　   ；

④、将无毒性的R型活细菌与加热杀死后的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠　　　　　　　　　  ，从小鼠的尸体上可以分离出　　　　　  活细菌，这表明无毒性的R型活细菌与加热杀死后的S型细菌混合后，转化为　　　　　　　  ，而且S型细菌的后代是　　毒性的S型细菌，可见这种性状的转化是可以遗传的。

后来，有人将从S型活细菌中提取的　　　　、　　　　、　　　　等物质分别加入到培养R型细菌的培养基中，结果发现只有加入　　 ，R型细菌才能转化为S型细菌，并且DNA 的纯度　　  ，转化就　　　　 ；如果用DNA酶处理从S型活细菌中提取出的DNA，使　　 分解，就不能使R型细菌　　　　。

上述实验过程表明：　　才是使R型细菌产生稳定的遗传变化的物质，也就是说　　　　　　　  。

2、噬菌体侵染细菌的实验

T₂噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的　　　　，T₂噬菌体侵染细菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用　　　体内物质来合成自身的组成成分，从而进行　　　　　  。T₂噬菌体头部和尾部的外壳是由　　 构成的，在它的头部含有　　　　　　  。

实验过程如下：用放射性同位素　　 标记一部分T₂噬菌体的蛋白质，并用放射性同位素　　标记另一部分噬菌体的DNA，然后，用被标记T₂噬菌体侵染细菌。当噬菌体在　　 体内大量繁殖时，生物学家对标记的物质进行测试，结果表明，噬菌体的　　　　  并未进入细菌内部，而是留在细菌的外部，噬菌体的　　　却进入细菌的体内。可见，T₂噬菌体在细菌内的增殖是在　　　　DNA的作用下完成的。该实验结果表明：在T₂噬菌体中，亲代和子代之间具有连续性的物质是　　　　  ，而不能说明蛋白质　　 遗传物质或　　 遗传物质。

如果结合上述两实验过程，可以说明DNA是　　　　  ，而蛋白质不是　　　　  。

现代科学研究证明，有些病毒只含有RNA和蛋白质，如烟草花叶病毒。从烟草花叶病毒中提出的　　　 ，不能使烟草感染病毒，但从这些病毒中提出的　　　，却能使烟草感染病毒。因此，在这些病毒中，　　 是遗传物质。因为绝大多数生物的遗传物质是　　　　  ，所以说DNA是　　　　的遗传物质。

二、DNA分子的结构和复制与RNA分子

1、DNA分子的结构

　  1953年，美国科学家　　　　和英国科学家　　　 共同提出了DNA分子的　　　　　　　  。

DNA分子的基本单位是　　　　　 。一分子脱氧核苷酸由一分子　　　 、一分子　　　 和一分子　　　。

由于组成脱氧核苷酸的碱基只有4种：　　　　 （A）、　　　　 （T）、　　　　　 （G）和　　　　　 （C），

因此，脱氧核苷酸有4种：　　　　　 脱氧核苷酸、　　　　　 脱氧核苷酸、 　　　　　　脱氧核苷酸和

　　　　脱氧核苷酸。很多个脱氧核苷酸　　　　成为　　　　　　　　　　 。

DNA分子的立体结构是　　　　　　　　　 。这种结构的特点是：①DNA分子是由　　　　组成的，并按

　　　　   方式盘旋成　　　　　  。②DNA分子中的　　　　 和　　　  交替连接，排列

在　　  ，构成　　　　  ；　　　排列在　　  。③DNA分子两条链上的碱基通过　　 连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：　　　　（A）一定与　　　　（T）配对，　　　　（G）一定与　　　　（C）配对。碱基之间的这种一一对应关系，叫做　　　　　　　　　　 原则。

　　组成DNA分子的碱基只有4种，但碱基对的排列顺序却是千变万化的。碱基对的排列顺序代表了　　　　  。由此可见，DNA分子是能够储存大量的　　　　 的。碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的　　　　，而碱基对的　　　　排列顺序，又构成了每一个DNA分子的　　　　　　 ，这就从　　　 上说明了生物体具有　　　　  和　　　　的原因。

2、DNA分子的复制

　　DNA分子的结构不仅使DNA分子能够　　　大量的遗传信息，还使DNA分子能够　　　遗传信息。遗传信息的　　　　是通过DNA分子的复制来完成的。

　　DNA分子的复制是指以　　　　　　  为模板合成　　　　 的过程。DNA分子的复制是在细胞　　　　 

和　　　　　　　　　　　　  ，随着　　　　　　  而完成的。

　　DNA分子的复制是一个　　　　　　　  的过程。DNA分子的复制开始时，DNA分子利用细胞提供的　　　 ，在　　　　　  的作用下，把两条　　　　　　　  后，以解开的　　　　　　　　 为　　　 ，以周围环境中　　　　　　　　　　　　　 为原料，按照　　　　　　　　 ，在有关酶的作用下，各自合成与母链　　　 的　　　　 ，随着　　　　　 的进行，新合成的子链也不断地延伸，同时，每条子链与其对应的　　　 盘绕成　　　　　　 ，从而各形成一个新的 　　　。

这样，复制完成后，一个DNA分子就形成　　　　　　 的DNA分子（在没有发生基因突变的情况下）。新复制出的两个子代DNA分子，通过　　　　  分配到子细胞中去。

　　由于新复制出的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子的　　　　 ，因此，这种复制方式叫　　　　　 。

　　DNA分子的复制需要　　　　、　　　 、　　　 和　　  等基本条件。DNA分子的独特的　　　　　 ，为复制提供了　　　　　　  　 ，通过　　　　　　　 ，保证了复制能够准确地进行。

　　DNA分子通过复制，使　　　　  从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的　　　　。

3、RNA分子

　　RNA分子的基本单位是　　　　　 。一分子核糖核苷酸由一分子　　　 、一分子　　　 和一分子　　　。由于组成核糖核苷酸的碱基只有4种：　　　　（A）、　　　　（U）、　　　　（G）和　　　　 （C），因此，核糖核苷酸有4种：　　　　　 核糖核苷酸、　　　　　 核糖核苷酸、 　　　　　核糖核苷酸和　　　　核糖核苷酸。

由于RNA没有碱基T（　　　　），而有U（　　　　），因此，　　　　（A）一定与　　　　（U）配对，

　　　　（G）一定与　　　　（C）配对。

　　RNA主要存在于　　　　 中，通常是　　链结构，我们所学的RNA有　　　 、　　　 等类型。

三、基因的结构与表达

1、基因----有遗传效应的DNA片段

　　基因是决定生物 　 的基本单位。基因存在与　　　　　 上，并在　　　　　 上呈　　 排列，　　　

是基因的载体。

　　每一条染色体含有一个DNA分子（不是处于细胞分裂阶段时），每个DNA分子上有　　  基因，每个基因中又可以含有　　　　　　　　　　　　　 。由于不同的基因的　　　　　　 （或　　　　 、　　　　 ）的排列顺序不同，因此，不同的基因就含有不同的　　　　　 。

基因的复制是通过　　　　  的复制来完成的。基因不仅可以通过　　　把　　　　 传递给下一代，还可以使　　　　  以一定的方式反映到　　　　的分子结构上来，从而使后代表现出与亲代相似的　　　　 ，这一过程叫基因的　　　　。

2、基因的结构

（1）原核细胞的基因结构

原核细胞的基因是成百上千个　　　　　  组成的。组成基因的核苷酸序列可以分为不同的区段。能够转录为相应的信使RNA（mRNA），进而指导　　　　的合成，即能够　　　　　　　的区段叫　　　　　。不能够转录为信使RNA，即不能　　　　　　　的区段叫　　　　　。

原核细胞的基因的非编码区是由编码区　　　和编码区　　　的DNA序列组成的。非编码区虽然不能编码蛋白质，但对于遗传信息的表达是不可缺少的。这是因为在非编码区上，有　　  遗传信息表达的核苷酸序列。在该调控序列中，最重要的是位于　　　　　　　　　　　  结合位点。RNA聚合酶是由　　　　　　　　　 ，它的作用是催化　　　　　　　  。RNA聚合酶能够识别　　　　　　　　　　　 ，并与其结合。转录开始后，RNA聚合酶沿DNA分子移动，并以DNA分子的一条链为　　 合成RNA。转录完毕后，RNA链释放出来，紧接着RNA聚合酶也从　　　　　　 上脱落下来。

（2）真核细胞的基因结构

真核细胞的基因结构也是由　　　　 和　　　　组成的。与原核细胞比较，真核细胞基因结构的主要特点是：编码区是　　　　、　　　 。能够编码蛋白质的序列（叫　　　　　  ）被不能够编码蛋白质的序列（叫　　　　　  ）分隔开来，成为一种断裂的形式。

　　在真核细胞中，不同种类的蛋白质的基因所含的　　　　 和　　　　 的数目是不同的，长度也有差别，每一个能够编码蛋白质的基因都含有一定的　　　　 和　　　　。

（3）人类基因组研究

　　人类基因组是指人体DNA分子　　　　　　　　　　　　 。人的单倍体基因组是由　　 条双链的　　

分子组成（包括　　　　  号染色体DNA与　 、　 染色体DNA）。人类基因组计划就是分析测定人类基因组的　　　　　  。其主要内容包括绘制人类基因组的四张图，即　　　　 、　　　 、　　  和　　　　  。

　　人类基因组研究的理论与技术上的进展，对于　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  意义。

3、基因控制蛋白质的合成

基因的表达是通过DNA　　　　　　　　 合成来实现的。基因控制蛋白质合成的过程包括两个阶段-----转录和翻译

（1）转录　　 转录是在　　　 内进行的。它是指以　　　　　　　　　　 ，按照　　　　　　　　  ，

合成　　　的过程。

（2）翻译　　 翻译是在　　　 内进行的。它是指以　　　　　　　　　  ，合成 　　　　　　　　　 

　　　　的过程。

图 解	1复制　　　　　　　　　　　　　　　 2控制蛋白质的合成
DNA 控制 蛋白 质合 成的 过程	以DNA分子的一条链（蛋白质合成有意义的链）为模板，按照碱基互补配对原则，合成信使RNA的过程。 信使RNA是合成蛋白质的直接模板。在它的单链结构中，每三个相邻的碱基——“密码子”决定一个氨基酸。 这样DNA上的遗传信息就以遗传密码的形式转录在mRNA上。mRNA通过核孔进入细胞质。	以信使RNA为模板，合成有一定氨基酸顺序的蛋白质过程。全过程是由信使RNA、核糖体和转运RNA三者协同作用，共同完成的。 转运RNA（tRNA）是蛋白质合成过程中的运载工具。在细胞质中有许多种tRNA，每一种tRNA的一端有三个碱基是反密码子，它可以根据碱基互补配对原则去识别密码子，（A-U，G-C）， tRNA另一端是携带氨基酸的部位，一种tRNA只能转运一种特定的氨基酸。 这样，核糖体每移动一个密码子的位置，转运RNA就可以将一种氨基酸转运到相应的位置上去。这些氨基酸经缩合，形成具有一定氨基酸顺序的蛋白质。

由上述过程可以看出：DNA分子的脱氧核苷酸的排列顺序决定了　　　　　　　　　 的排列顺序，信使RNA中核糖核苷酸排列顺序又决定了　　　　 的排列顺序，氨基酸的排列顺序最终决定了　　　　　　 特异性，从而使生物体表现出各种遗传性状。

4、中心法则

（1）、RNA复制　　 一些植物RNA病毒如烟草花叶病毒TMV，动物RNA病毒如脊髓灰质炎病毒，以及RNA噬菌体等在侵入细胞后，可以产生RNA复制酶，然后自己为模板，复制出互补的RNA，再由这些RNA复制出和原来一样的RNA。

（2）、逆转录　　　RNA致癌病毒中发现的。致癌RNA首先依靠逆转录酶形成DNA，而形成的DNA再以转录的方式产生病毒RNA，这些DNA 在寄主细胞中被整合到染色体的DNA中，结果细胞不仅合成自身的蛋白质，还同时合成病毒特异的某些蛋白质，这就造成了细胞的恶性转化。

（3）概念　　 这种遗传信息从DNA传递给　　　 ，再从RNA传递给蛋白质　　　　　　 的过程，以及遗传信息从DNA传递给DNA的　　　 过程，就叫“中心法则”。

5、基因对性状的控制

　  生物的一切遗传性状都是受基因控制的，但是，基因对性状的控制，往往要一系列的代谢过程，而代谢过程中的每一步化学反应都需要　　 来催化。因此，一些基因就是通过控制　　的合成来控制　 　 过程，从而控制　　　　的。

　　在生物体中，基因控制性状的另一种情况，是通过控制　　　　　　　　　 来直接影响性状。

6、基因表达的有关计算问题

先看例题，人的血红蛋白分子由4条肽链组成，在合成该蛋白质的过程中，脱下了570分子水，问控制合成该蛋白质基因中有多少个碱基（对）？

解决这类问题，关键搞清以下几点：　　　　是构成蛋白质的基本单位，有关氨基酸缩合的知识在前面已讲过，在本节中，蛋白质的合成受基因控制，信使RNA上三个相邻的碱基决定一个氨基酸，因此蛋白质中氨基酸的数目与信使RNA上的碱基数目存在1：　　的对应关系。而信使RNA又是通过基因中的信息链转录而来，由于基因是　　链，所以基因中的碱基数目与信使RNA上的碱基数目存在着　　：1的对应关系。因此，蛋白质中的氨基酸数目与基因中的碱基数目存在着1：　　的对应关系，在合成蛋白质时，需要转运RNA作为运载工具，每个转运RNA每次只能运载一个特定的氨基酸，因此，一个蛋白质中有多少个氨基酸，就有多少个转运RNA参加了转运。

综上所述，可把上面有关的知识总结成如下的关系式：蛋白质中肽链的条数十肽键数（或脱下的水分子数）=蛋白质中氨基酸数=转运RNA数=1/3信使RNA碱基数=1/6基因（ DNA）中碱基数（注意有时，题目告诉的是基因的碱基对数，答案就不一样），本例中肽链条数为4，水分子数为570,蛋白质中氨基酸数为574，基因中的碱基数为（574×6）个或基因中的碱基对数为（574×3）。

二、细胞核遗传的基本规律

一、基本概念

真核生物的许多性状是由细胞核内的染色体上含有的遗传物质（　　　　 ）控制的。这种遗传方式叫做细胞核遗传。真核生物的还有一些性状是由细胞质内的遗传物质（　　　　 ）控制的。这种遗传方式叫做细胞质遗传。生物的遗传是细胞核和细胞质共同作用的结果。

杂交：基因型　　　的生物体间相互交配的过程，一般用×表示（广义的杂交指生物体间的交配行为）。

自交：基因型　　　的生物体间相互交配；植物体中指雌雄同花的植株自花受粉和雌雄异花的同株受粉，自交是获得纯系的有效方法。一般用×表示。

测交：就是让杂种子一代与　　 个体相交，用来测定F₁的基因型。

性状：生物体的形态、特征和生理特性的总称。

相对性状：同种生物同一性状的　　 表现类型。

显性性状：具有相对性状的亲本杂交，F₁　　　出来的那个亲本性状。

隐性性状：具有相对性状的亲本杂交，F₁　　　出来的那个亲本性状。

性状分离：杂种的自交后代中，同时显现出　　 性状和　　  性状的现象。

显性基因：控制　　性状的基因，一般用大写英文字母表示，如D。

隐性基因：控制　　性状的基因，一般用小写英文字母表示，如d。

等位基因：在一对同源染色体的　　位置上，控制　　性状的基因，一般用英文字母的大写和小写表示，如D、d。

非等位基因：位于同源染色体的　　位置上或非同源染色体上的基因。

表现型：是指生物个体所　　　 的性状。

基因型：是指与　　　　有关的基因组成。生物个体的基因型在很大程度上决定了生物个体的

　　　 。基因型是性状表现的　　　　  ，而表现型则是基因型的　　　　　  。生物体在整个发育过程中，不仅要受到内在因素　　 的控制，还要受到　　　　　　  的影响。即表现型=基因型＋环境作用。

纯合体（子）：是由含有　　 基因的配子结合成的合子发育而成的个体。

杂合体（子）：是由含有　　 基因的配子结合成的合子发育而成的个体。

二、基因的分离定律

1、一对相对性状的遗传实验

过程：P（亲本）：纯种高茎×纯种矮茎--→F₁　　 茎--×-→F₂　　茎∶　 茎=3∶1

特点：F₁只表现　　性亲本的性状；F₂出现　　 分离，分离比为显∶隐=3∶1

2、对分离现象的解释

①在生物的体细胞中，控制性状的基因　　 存在，纯种高茎豌豆的体细胞中含有成对的DD基因，纯种矮茎豌豆的体细胞中含有成对的dd基因。

②生物体在形成生殖细胞-----　　　时，成对的基因彼此　　 ，分别进入不同的　　  。因此，纯种高茎豌豆的配子只含有一个　　 基因　　 ，纯种矮茎豌豆的配子只含有一个　　 基因　　 。受精时，雌雄配子结合，合子中的基因又恢复　　 。杂交产生的F₁体细胞中，D和d的配子结合成Dd（一对等位基因）。因基因D对基因d有　　性作用，故F₁（Dd）只表现为　 茎。

③F₁（Dd）自交通过减数分裂产生配子时，基因D和基因d 随同源染色体的分开而分离，最终产生含有基因D 和含有基因d的两种配子，比例1∶1。（雄配子D∶雄配子d=1∶1，雌配子D∶雌配子d=1∶1， 植物的雄配子数目一般　 于雌配子数目）。　　　　　　　　　 

④受精时，两种雌配子与两种雄配子　　  结合，因此，F₂便有了　　、　 、　 三种基因组合，它们之间的比例近于1∶2∶1，因基因D对基因d有　　性作用，F₂在性状表现型上比例则近于　　∶　　=3∶1。

3、对分离现象解释的验证

孟德尔为了验证对分离现象的解释是否正确，又设计了另一个试验-----测交实验。测交就是让杂种子一代（F₁）与　　　　  杂交，用来测定F₁的基因型。按照对分离现象的解释，杂种子一代F₁（Dd）在与　　　　  杂交时，F₁（Dd）应该产生会含有基因　 和　 的两种配子，并且两者的数量相等；而隐性纯合子（dd）只能产生一种含有基因　　的配子。所以测交的后代一半是高茎（Dd），一半是矮茎（dd），即显隐性状的数量比应该接近　　  。孟德尔用子一代高茎豌豆（Dd）与矮茎豌豆（dd）相交，得到的后代共64株，其中高茎30株，矮茎34株，即性状分离比接近1∶1。实验结果符合预期设想。就是说，测交证实了F₁是　　 。在F₁的配子形成时，　　基因发生了分离，分离后的基因分别进入到两种不同的配子中。

4、基因分离定律的实质

在杂合体的细胞中，位于一对同源染色体上的　　  基因，具有一定的　　　性，生物体在进行　　  分裂形成配子的过程中，等位基因会随着　　　　　　 的分开而分离，分别进入到两种不同的配子中，独立地随着　　　遗传给后代。

5、知识点拔

①基因的分离定律指　　　基因的分离，DD或dd这些相同基因（广义的等位基因）的分开只形成D或d 一种配子。

②基因的分离定律发生是由于在减数分裂　　　 分裂　　 染色体分开时，导致等位基因的分离。

③同源染色体是指细胞减数分裂刚开始不久，　　  的两个染色体的形态、大小和功能一般都相同，并且是一个来自父方（精子），另一个来自母方（卵细胞）（这里是指二倍体生物）。

④等位基因是指位于同源染色体的同一位置上，控制着相对性状的基因，如Aa 、Dd、Ee都是等位基因。非等位基因一般指不同对的等位基因之间的关系，互为非等位基因。非等位基因在体细胞内有两种存在方式，一是非同源染色体上的基因，互为非等位基因，如A和E或与e，E与A或与a等，其遗传方式遵循基因自由组合定律；二是位于同源染色体上不同位置（座位）上的基因，互为非等位基因，如A与B或C与d，B与a或与A等，其遗传方式不遵循基因自由组合定律，其遗传方式遵循基因连锁定律（该遗传定律不作要求）。

三、基因的自由组合定律

1、两对相对性状的遗传实验

过程：P：黄色圆粒（纯合）×绿色皱粒（纯合）---→F₁　 色　　粒（杂合）----×→F₂　 圆∶绿圆∶黄　 ∶绿　　=9∶3∶3∶1

特点：F₁均为黄圆，F₂产生两种新的性状组合类型　　 和　　 ，这是基因重新组合（　　　　）的结果。

2、对自由组合现象的解释

①黄色和绿色是一对　　 性状，圆粒和皱粒是另一对　　 性状，且两对相对性状分别由两对同源染色体上的两对　　　 基因分别控制。②亲本基因型为YYRR和yyrr，分别产生　　 、　　  的配子。③F₁的基因型为　　 ，Y对　 呈显性，R对　　呈显性，F₁表现型为　　　（杂合）。④F₁自交通过减数分裂产生配子时，根据基因的分离定律，每对等位基因（Y与y，R与r）随着同源染色体分离而分开，即Y与　 分离，R与　 分离。与此同时，非等位基因（Y与R，Y与r，y与R，y与r）随着非同源染色体的自由组合而组合（Y与　 或　　，y与　 或　　），这里的等位基因分离和非等位基因的自由组合是彼此　　 ，互不干扰，这样，F₁产生的雌、雄配子就各有四种：YR、Yr、yR、yr，且数目比接近1∶1∶1∶1。

⑤F₂形成16种配子结合方式，有9种基因型，4种表现型，如下表：

YYRR　　　YYrr　　　　 yyRR　　　　   yyrr　 　 （双纯，4种，各为1/16）　　

YYRr  YyRR　　Yyrr　　　 　yyRr　　　　　　　　　（一纯一杂，4种，各为2/16）

　　 YyRr　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （双杂，1种，为4/16）

　 Y R 　　　 Y rr　　　　  yyR 　　　　　yyrr

黄色圆粒　 黄色皱粒　　　 绿色圆粒　　  绿色皱粒

9　　 ∶　 3　　 ∶　　  3　　　 ∶　　1

亲本性状类型 　重组性状类型　 重组性状类型　 亲本性状类型

3、对自由组合现象解释的验证

孟德尔为了验证对自由组合现象的解释是否正确，又设计了另一个试验-----测交实验。测交就是让杂种子一代F₁（YyRr）与　　　　　  （yyrr）杂交，用来测定F₁的基因型。按照孟德尔提出的假设，F₁（YyRr）能够产生四种类型的配子，即YR、Yr、yR、yr，且数目相等；而隐性纯合子（yyrr）只产生含有隐性基因的配子yr。所以，测交的结果应当产生四种类型的后代：黄色圆粒（YyRr）、黄色皱粒（Yyrr）、绿色圆粒（yyRr）、绿色皱粒（yyrr），且它们的数量应该接近相等。

孟德尔用杂种子一代与隐性纯合体相交，无论是以F₁作为母本还是作为父本，实验结果显示，F₂产生四种表现型，且性状分离比接近1∶1∶1∶1，符合预期设想。就是说，测交证实了F₁是两对基因的　　  体。在F₁产生配子时，在同源染色体上的　　 基因分离的同时，非同源染色体上的　　　 基因进行了重新组合，并且进入不同的配子中。

4、基因自由组合定律的实质

位于非同源染色体上的　　　基因的　　或　　 互不干扰。在进行减数分裂形成配子的过程中，同源染色体上的　　  基因彼此分离的同时，非同源染色体上的　　　 基因自由组合。

5、基因自由组合定律在实践中的应用

理论上，是生物变异的来源之一（基因重组）；实践上利用基因重组进行杂交育种。

四、孟德尔获得成功的原因

1、选用豌豆作试验材料：严格的　 花受粉；有一些稳定的、易区分的相对性状。2、先针对一对相对性状的传递情况进行研究，再对两对、三对甚至多对相对性状的传递情况进行研究（由单因素到多因素）。3、对实验结果记载，并应用　　　 方法对实验结果进行分析。4、科学地设计了试验的　　 。

三、性别决定和伴性遗传

一、性别决定

生物体细胞中的染色体可以分为两类：一类是雌性（女性）个体和雄性（男性）个体　 同的染色体，叫性染色体，例如人的　 染色体和　　 染色体，另一类是雌性（女性）个体和雄性（男性）个体　　同的染色体，叫常染色体，例如人的　　 号染色体。

生物的性别通常就是由　　 染色体决定的。生物性别的决定，主要是由遗传物质的载体（染色体）来控制的。生物的种类不同，性别决定的方式也不相同。但是性别主要由性染色体决定的，受精卵的染色体组成是决定性别的物质基础。根据生物体细胞中性染色体的差异，生物的性别决定方式主要有两种：

①XY型：该性别决定的生物，雌性的性染色体是　　，雄性的性染色体是　　 。生物界中绝大多数生物的性别决定属于XY型。雄性（男性）个体的精原细胞在经过减数分裂形成精子时，可以同时产生含有　 染色体和　 染色体的精子，并且这两种精子的数目是　　　 的，而雌性（女性）个体的卵原细胞在经过减数分裂形成卵细胞时，只能够产生　 种含有　 染色体的卵细胞。受精时，由于两种精子和卵细胞结合的机会　　  ，因此，在XY型性别决定的生物所产生的后代中，雌性（女性）个体和雄性（男性）个体的数量比为　　　　 。

②ZW型：该性别决定的生物，雌性的性染色体是ZW，雄性的是ZZ。蛾类、鸟类的性别决定属于ZW型。

　　另外，其他的特例，了解一点，如蜜蜂的受精卵发育成雌蜂，未受精的卵发育成雄蜂；有些生物的性别决定受环境的影响，如后螠。

二、伴性遗传

性染色体上的基因，它的遗传方式是与性别相联系的，这种遗传方式叫伴性遗传。以人的红绿色盲为例：

特点：①男性患者　　 于女性患者；②一般由男性将色盲基因通过他的　　 遗传给他的外孙（隔代交叉遗传）；③　　性患者的父亲和儿子一定是患者。

四、细胞质遗传

一、细胞质遗传的物质基础

　　科学家用生物化学的方法，证明了真核细胞的　　　　 和　　　　 含有DNA，并且都能够进行自我　　　，并通过转录和翻译控制某些　　　　的合成。

二、细胞质遗传的特点

1、母系遗传

　　细胞学的研究表明：卵细胞中含有大量的细胞质，而精子中只含有　　　 的细胞质，这就是说，受精卵中的细胞质几乎全部来自　　　 。这样，受细胞质内遗传物质控制的性状实际上是由　　  传给了子代，因此，子代总是表现出　　本的性状。

2、杂交后代不出现性状分离比

由于生殖细胞在进行减数分裂时，细胞质内的遗传物质不能像细胞核内的遗传物质那样进行有　　　 的分离，而是　　　　、　　　　  分配到子细胞中去，因此，两个亲本杂交的后代的都不会像细胞核遗传那样出现　　　　　　　　　　　  。

五、生物的变异

　　由于环境因素的影响造成的，并　　  引起生物体内的遗传物质的变化，因而不能够遗传下去，属于不遗传的变异。由于　　　内的遗传物质的改变引起的，因而能够遗传给后代，属于可遗传的变异。可遗传的变异有三种来源：　　　　　　 、　　　　　  、　　　　　 。

一、基因突变

1、基因突变的概念

由于DNA分子中发生碱基对的　　　、　　  或　　　，而引起的基因分子　　的改变，就叫基因突变。它在　　 显微镜下是看不见的。

基因突变发生在DNA　　 阶段。即体细胞发生基因突变在　　 分裂的间期；由原始的生殖细胞到成熟的生殖细胞过程中发生基因突变是在　　　　　 间期。

基因突变是染色体的某一个位点上　　　的改变。基因突变使一个基因变成它的　　 基因，并且通常会引起一定的　　  变化。

基因突变在生物　　 中具有重要意义。它是生物变异的　　　　　  ，为生物的进化提供了　　　　　 。

2、基因突变的特点

（1）基因突变在生物界中普遍存在的

无论是低等生物，还是高等的动植物以及人类，都可能发生　　　　　 。基因突变在自然界的物种中　　　　。自然条件下发生的基因突变叫做　　　　  ，如正常绵羊突变产生短腿安康羊。在人为条件下诱发产生的基因突变叫做　　　　  。

（2）基因突变是随机发生的

　　基因突变可以发生在生物个体发育的　　　　　 。一般来说，在生物个体发育的过程中，基因突变发生的时期越迟，生物体表现突变的部分越　 。例如：植物的叶芽如果在发育的早期发生基因突变，那么由这个叶芽长成的枝条，上面着生的叶、花和果实都有可能与其他枝条　 同。如果基因突变发生在花芽分化时，那么，将来可能只在一朵　 或一个　　上表现出变异。

基因突变可以发生在　　　　 中，也可以发生在　　　 中。发生在体细胞中的突变所产生突变性状可能在当代表现出来，一般是　 能传递给后代的；如果发生基因突变的体细胞后来可分化为原始的生殖细胞时有可能通过有性生殖传给下一代；发生在生殖细胞中的突变，可以通过　　　　传给后代的。

（3）在自然状态下，对一种生物来说，基因突变的频率很低的

　　据估计，在高等生物中，大约10⁵～10⁸个生殖细胞中，才会有1个生殖细胞发生基因突变。

（4）大多数基因突变对生物体是有害的　　　　

　　由于任何一种生物都是长期　　　 过程的产物，它们与环境条件已经取得了高度的　　　。如果发生基因突变，就可能破坏这种　　  关系。因此，基因突变对于生物的生存往往是　　　的。但是，也有少数基因突变是有利的。例如：植物的抗病性突变、耐旱性突变、微生物的抗药性突变等，都是有利于生物的生存的。

（5）基因突变是不定向的

　　一个基因可以向不同的方向发生突变，产生　　　　  的等位基因。

3、人工诱变在育种上的应用

人工诱变是指利用物理或化学因素来处理生物，使它发生基因突变。用这种方法可以提高　　　 ，创造人类需要的变异类型，从中　　 、　　　 出优良生物品种。

诱变方式：①物理方式，　射线、　射线、中子、　　 线、　　   ；②化学方式，使用化学试剂（秋水仙素、硫酸二乙酯、　　　　 ）。

二、基因重组

1、基因重组概念

生物体在进行　　　生殖过程中，控制　　  性状的基因　　　　　 。

2、基因重组产生的原因

　　在生物体通过　　　分裂产生配子时，同源染色体上的　　　 基因彼此分离的同时，非同源染色体上的　　　 基因自由组合，这样，由雌雄配子结合形成的　　　 ，就可能具有与亲代不同的基因型。因此，基因重组是通过　　　 生殖过程实现的。

3、基因重组特点

任何生物，特别是高等动植物，控制其性状的基因的数量是极其巨大的，它们的基因型大多数又呈杂合状态，两个亲本的　　  性越高，遗传物质基础相差越大，因此在有性生殖的过程中，基因重组产生变异的可能性就越　　 ，产生的杂交后代的表现型种类就越　　 。例如：当具有10对相对性状（控制这10对相对性状的等位基因分别位于10对同源染色体上）的豌豆亲本进行杂交时，F₂可能出现的表现型就有2¹⁰=1024种。

4、基因重组的意义

　　通过　　生殖过程实现的基因重组，为生物变异提供　　　 的来源。这是形成生物　　　　 的重要原因之一，对于生物　　　具有十分重要的意义。

三、染色体变异

　　染色体变异可以用显微镜　　  观察到的比较明显的染色体的变化，例如染色体结构的　　　、染色体数目的　　  等。

1、染色体结构的变异

　　在自然条件或人为因素的影响下，染色体发生的结构变异主要4种：①染色体中某一片段的　　　　，②染色体中　　了某一片段，③染色体中某一片段的的　　 颠倒180^0，，④染色体中某一片段　　 到另一条非同源染色体上。

　　这些染色体结构的改变，都会使排列在染色体上的　　 的数目和　　　　  发生改变，从而导致　　 的变异。大多数染色体结构变异对生物体是　　　 的，有的甚至会导致生物体死亡。

2、染色体数目的变异

一般来说，每一种生物的染色体数目都是　　 的，但是，在某些特定的环境条件下，生物体的染色体数目会发生改变，从而产生　　　 的变异。染色体数目的变异有两种：细胞内　　 染色体增加或减少和细胞内的染色体数目以　　　　  的形式成倍地增加或减少。

（1）染色体组

细胞中的一组　　　染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的　　　　，这样的一组染色体，叫做一个染色体组。

（2）二倍体

由　　　发育而成的个体，体细胞中含有　　个染色体组的个体叫做二倍体。几乎全部动物，过半数的高等植物都是　　　 。

（3）多倍体

由　　　　 发育而成，体细胞中含有　　　　　  以上染色体组的个体叫做多倍体。1/3的被子植物、65%帕米尔高原的高山植物是多倍体，在动物中比较　　　。

多倍体产生的主要原因是体细胞在有丝分裂的过程中，染色体完成了复制，但是细胞受到外界环境条件（如　　　　　　  ）或生物　　　　　 的干扰，　　　　 的形成受到破坏，以致　　　　不能被拉向　　  ，细胞也不能分裂成　　　　细胞，于是就形成染色体　　　　的细胞。如果这样的细胞继续进行正常的　　 分裂，就可以发育成染色体　　　　　 的　　 或　　 。另外，染色体数目加倍也可以发生在　　 形成的　　　　 过程中，这样就会产生染色体数目加倍的　　 ，染色体数目加倍的配子在　　  以后也会发育成　　　　　  。

与二倍体植株相比，多倍体植株的茎杆　　  ，叶片、果实、种子比较　　，　　　　  等营养物质含量　　　　　　 。

（4）人工诱导多倍体在育种上的应用

方法：最常用而且最有效的方法是用　　　 处理萌发的　　或　　 ，从而得到多倍体。

成因：秋水仙素作用于正在　　 的细胞时，能够抑制　　　 形成，导致　　　 不分离，从而引起细胞内染色体数目加倍。染色体数目加倍的细胞继续进行正常的　　 分裂，将来就可以发育成多倍体植株。实例：三倍体无籽西瓜的培育（见课本图解）。

（5）单倍体

体细胞中含有本物种　　 染色体数目的个体（可能含有一到　　个染色体组），叫做单倍体。

产生的原因主要是由于配子未经　　 作用，直接发育而成一个生物体。例如：蜜蜂中的雄蜂；在自然条件下的玉米、高梁、水稻、番茄等高等植物偶尔也会出现　　倍体植株。与正常的植株相比，单倍体植株长得　　 ，而且高度　　。

（6）单倍体育种

方法：采用　　　　　　  培养的方法先得到　　倍体植株，再经过人工　　 （一般使用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗），使它的染色体数目　　 。这样，它的体细胞中不仅含有正常植株体细胞中的染色体数，而且每对染色体上的成对的基因都　　　的。（花药离体培养法与单倍体育种的区别）。利用单倍体植株培育新品种，只需要　 年时间，就可以得到一个稳定的　　品种。与常规的杂交育种方法相比明显　　  了育种年限。

六、基因工程简介

一、基因工程的基本内容

基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。这种技术是在生物体外，通过对DNA分子进行人工　　　 和　　　 ，对生物的基因进行　　　 和　　　 ，然后导入　　细胞内进行　　繁殖，使重组基因在　　细胞内　　 ，产生出人类所需要的基因产物。也就是按照人们的意愿，把一种生物的个别基因　　出来，加以　　　　 ，然后放到另一种生物的细胞里，定向地　　　 生物的遗传性状。基因工程是在DNA　　　水平上进行设计施工。

1、基因操作的工具

（1）基因的剪刀——限制性内切酶

　　基因的剪刀指的是DNA限制性　　　　　  （以下简称限制酶）。限制酶主要存在于　　　中。一种限制酶只能识别一种特定的　　　 序列，并且能在特定的切点上切割　　　　 。

（2）基因的针线—— DNA连接酶

被限制酶切开的DN A两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，它们之间正好互补配对，这样的切口叫做　　　 末端。可以设想，如果把两种来源不同的DNA用同一种限制酶来切割，然后让两者的　　 末端黏合起来，似乎就可以合成重组的DNA分子了。但是，实际上仅仅这样做是不够的，互补的碱基处虽然连接起来，但是这种连接只相当于把断成两截的梯子中间的　　连接起来，两边的　　的断口处还没有连接起来。要把扶手的断口处连接起来，也就是把两条DNA 末端之间的缝隙“缝合”起来，还要靠另一种极其重要的工具一—DNA连接酶。

（3）基因的运输工具一—运载体

要将一个外源基因，送入　　 细胞，还需要有运输工具，这就是　　　 。作为运载体必须具备以下条件：能够在　　　细胞中复制并稳定地保存；具有多个限制酶　　，以便与外源基因连接；具有某些　  基因，便于进行筛选。目前，符合上述条件并经常使用的运载体有　　 、　　　　和　　　　　　　  等。

　　质粒是基因工程最常用的　　 ，它存在于许多　　 以及　　　 等生物中，是细胞染色体外能够自主复制的很小的环状　　 分子，最常用的质粒是　　　的质粒。大肠杆菌的质粒中常含有　　 基因，如抗四环素的标记基因。细菌质粒的大小只有普通细菌染色体DNA的百分之一左右。质粒能够“友好”地“借居”在　　　细胞中。一般来说，质粒的存在与否对宿主细胞　　 没有决定性的作用。但是，质粒的复制则只能在　　　 细胞内完成。

2、基因操作的基本步骤

（1）提取目的基因

　　基因操作的第一步是取得人们所需要的特定基因（目的基因），其主要的途径有：一条是从供体细胞的DNA中直接　　 基因；另一条是人工　　 基因。

　　直接分离基因最常用的方法是“鸟枪法”，又叫“散弹射击会”。这种方法犹如用猎枪发射的散弹打鸟，无论哪一颗弹粒击中目标，都能把鸟打下来。鸟枪法的具体做法是：用限制酶将　　细胞中的DNA切成许多片段，将这些片段分别载入运载体，然后通过运载体分别转入不同的　　细胞，让供体细胞所提供的DNA（外源DNA）的所有片段分别在各个　　细胞中大量复制（在遗传学中叫做扩增），从中找出含有　　基因的细胞，再用一定的方法把带有目的基因的　　片段分离出来。

用“鸟枪法”获取目的基因的优点是操作　　，缺点是工作量大，具有一定的　　 性。又由于真核细胞的基因含有　　表达的DNA片段，不能直接用于基因的扩增和表达，因此，在获取真核细胞中的目的基因时，一般是用　　　　基因的方法。

目前人工合成基因的方法主要有两条途径。一条途径是以　　　基因转录成的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成　　链DNA，从而获得所需要的基因。另一条途径是根据已知的蛋白质的　　　序列，推测出相应的　　　　　 序列，然后按照碱基互补配对原则，推测出它的结构基因的　　　序列，再通过化学方法，以单核苷酸为原料合成目的基因。

（2）目的基因与运载体结合

将目的基因与运载体结合的过程，实际上是不同来源的DNA　　　 的过程。如果以质粒作为运载体，首先要用一定的限制酶切割质粒，使质粒出现一个切口，露出黏性末端。然后用　 一种限制酶切断目的基因，使其产生相同的黏性末端。将切下的目的基因的片段插入　　的切口处，再加入适量DNA连接酶，质粒的黏性末端与目的基因DNA片段的黏性末端就会因碱基　　配对而结合，形成了一个重组DNA分子（也叫重组质粒）。

（3）将目的基因导人受体细胞

目的基因的片段与运载体在生物体外连接形成重组DNA分子后，下一步是将重组DNA分子引入　　 细胞中进行扩增。基因工程中常用的受体细胞有大肠杆菌、枯草杆菌、土壤农杆菌、酵母菌和动植物细胞等。

　　用人工的方法使体外重组的DNA分子转移到受体细胞，主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。例如，如果运载体是质粒，受体细胞是细菌一般是将细菌用　　　处理，以增大细菌细胞　　的通透性，使含有目的基因的重组质粒进入　　细胞。目的基因导入受体细胞后，就可以随着受体细胞的繁殖而　　，由于细菌繁殖的速度非常快，在很短的时间内就能够获得　　 的目的基因。

（4）目的基因的检测和表达

以上步骤完成以后，在全部受体细胞中，真正能够摄入重组DNA分子的受体细胞是　　　的。因此，必须通过一定的手段对受体细胞中是否导入了目的基因进行　　　。检测的方法有很多种，例如，大肠杆菌的某种质粒具有青霉素抗性基因，当这种质粒与外源DNA组合在一起形成重组质粒，并被转入受体细胞后就可以根据受体细胞是否具有青霉素抗性来判断　　　细胞是否获得了目的基因。

　　重组的DNA分子进入受体细胞后，受体细胞必须表现出特定的　　 ，才能说明目的基因完成了　　过程。

二、基因工程的成果与发展前景

1、基因工程与医药卫生

（1）生产基因工程药品

用基因工程方法制造的“工程菌”，可以高效率地生产出各种高质量、低成本的药品。如　　　　　　　、

　　　　　 、　　　　  等。

（2）用于基因诊断与基因治疗

基因诊断是用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA 分子做　　 ，利用DNA分子　　原理，鉴定被检测标本上的　　　 ，达到检测　　 目的。

基因治疗是把健康的外源基因导入有基因　　 的细胞中，达到治疗疾病的目的。

2、基因工程与农牧业、食品工业

（1）基因工程与农业

　　基因工程在农业方面的应用主要表现在两个方面。一方面，通过基因工程技术获得高产、稳产和具有优良品质的　　　　。另一方面，用基因工程的方法培育出具有各种　　 的作物新品种。

（2）基因工程与畜牧业

　　将某些特定的外源基因导入哺乳动物体内并表达，从这些动物的相应部位获得人类所要的各种物质。

（3）基因工程与食品工业

　　基因工程可以为人类开辟新的食物来源。

3、基因工程与环境保护

　　基因工程的方法可以用于环境监测。基因工程还可以用于被污染的环境净化。

七、人类遗传病与优生

一、人类遗传病概述

　　人类遗传病通常是指由于　　　　 改变而引起的人类疾病。

1、单基因遗传病

单基因遗传病是指受　　 等位基因控制的人类遗传病。一类是由显性致病基因引起的。例如，　　　　、

　　　　　　　 、　　　　　　　　　　  等，另一类是由隐性致病基因引起的。例如，　　　　、　　　 、

　　　　　　　　　　　  等。

2、多基因遗传病

多基因遗传病是指受　　　 等位基因控制的人类遗传病。多基因遗传病不仅表现出　　　　 现象，还比较容易受到　　　　  的影响。这些病主要包括一些　　　 性发育异常和一些 　　　。例如：　　　　　 、

 　　　　、　　　　　　　　　　　  、　　　　　　　　　　　　　　　　 等。多基因遗传病在　　　 中发病率比较高。

3、染色体异常遗传病

如果人的染色体发生　　 ，也可以引起许多种遗传病，这就叫做染色体异常遗传病（简称染色体病）。由于染色体变异可以引起遗传物质较大的　　 ，因此染色体异常遗传病往往造成较严重的后果，甚至在　　  期就引起自然流产。

染色体异常遗传病可以分为常染色体病和性染色体病。常染色体病是指由于　 染色体变异而引起的遗传病。例如：　　　　　　　　　　  。性染色体病是指由于　 染色体变异而引起的遗传病。例如：　　　　　　 。

二、遗传病对人类的危害

　　就遗传病的发生率来看，我国大约有20%～25%的人患有各种遗传病。

　　随着环境污染等问题的出现，也使遗传病和其他先天性疾病的发病率不断增高，尤其是江、河、湖泊等　　　 污染严重的地区，这些疾病的发病率增高的趋势更为　　　。面对这种现状，除了必须重视对人类生存环境和医疗卫生条件的改善外，一个最为有效的方法就是　　　　　　　  。

三、优生的概念

优生就是让每一个家庭生育出　　　 的孩子。优生学就是应用　　　　  改善人类　　　素质的科学。提倡　　  ，开展　　　 的研究已经成为我国人口政策中的一项重要内容。

四、 优生的措施

1、禁止近亲结婚

我国的婚姻法规定“直系血亲和三代以内的旁系血亲禁止结婚”。所谓直系血亲就是指从　　 算起，向上推数　　代和向下推数　　代。如父母、　　　　　　 、　　　 、　　　　　　　  等。所谓三代以内的旁系血亲是指与　　　　　　　　　　 同源而生的、除直系亲属以外的其他亲属，如同胞　　　 、　　　　　 、

　　　　  、　　　　  、　　　　　  等。

　　在近亲结婚的情况下，双方从共同祖先那里继承同一种致病基因的机会大大　　 ，双方很可能是同一种致病基因的　　　　 。这样，他们所生的孩子患隐性遗传病的机会大大　　　。因此，禁止近亲结婚是预防遗传性疾病发生的　　　　　　　　 的方法。

2、进行遗传咨询

　　主要包括以下内容和步骤：①医生对咨询对象和有关的家庭成员进行身体检查，并详细了解家庭病史，作出诊断，如咨询对象和有关的家庭　　  患某种遗传病。②分析遗传病的传递方式。③推算出后代的再发　　　 。④向咨询对象提出防治这种遗传病的对策、方法和建议，如　　　　 、进行产前诊断等。由于通过遗传咨询可以让咨询对象预先了解如何避免　　　　和　　　　　　 的出生，因此，它是预防遗传性疾病发生的　　　　　　 之一。

3、提倡“适龄生育”

　　女子最适于生育的年龄一般是24～29岁。过早生育对母子健康不利，过晚生育也利于优生。由此可见，适龄生育对于预防遗传病和防止先天性疾病患儿的产出具有重要意义。

4、产前诊断

　　产前诊断又叫出生前诊断，这是指在胎儿出生前，医生用专门的检测手段对孕妇进行检查，以便确定胎儿是否患有某种　　　　或　　　　　　 。这种方法的优点是在妊娠早期就可以将有严重遗传病和严重畸形的胎儿及时检查出来，避免这种胎儿的出生，因此，这种方法已经成为优生的重要措施之一。

八、现代生物进化理论简介

大约在40亿年前，地球上出现了原始的生命。从那时起，经过漫长的生物进化历程，由简单而低等的生物种类逐步发展成为复杂而高等的生物种类。那么，地球上的生物为什么会不断进化呢？为了回答这个问题，生物学家们提出了各种各样的理论，其中被人们普遍接受的是达尔文的自然选择学说。

一、达尔文的自然选择学说

1、主要内容

生物的繁殖能力很　　 ，能够产生大量的后代（即过度繁殖），但是环境条件（如生存　　 和　　 ）是有限的，因此，必然要有一部分个体被　　 。这是通过　　　　 来实现的。在自然界中，生物个体既能保持亲本的　　　　 ，又会出现　　。出现有利变异的个体就容易在　　　　 中获胜，并将这些变异遗传下去；出现不利变异的个体则容易被　　 。达尔文把这种在生存斗争中，适者生存，不适者被淘汰的过程，叫做　　　　。经过长期的　　　　　  ，微小的有利变异得到　　　而成为显著的　　变异，从而产生了适应特定环境的生物　　　　 。

2、主要意义和不足

达尔文的自然选择学说，能够科学地解释　　　　  的原因，以及生物的　　　　和　　　 ，对于人们正确地认识生物界具有重要意义。但由于受到当时科学发展水平的限制，该学说对　　　和　　 的本质，达尔文还不能做出科学的解释。他对生物进化的解释也局限于　　  水平，而实际上，如果个体出现可遗传的有利变异，相应基因必须在　　 里扩散并　　　 原有的基因，这样新的生物类型才能逐渐形成。

随着遗传学和生态学等学科的发展，关于生物进化过程中遗传和变异的研究已经从　　 水平深入到　　 

水平。关于自然选择的作用等问题的研究，已经从以　　　　  为单位发展到以　　　为基本单位。这样就形成了以　　　　　　 为基础的现代生物进化理论，从而极大地丰富和发展了达尔文的自然选择学说。

二、种群是生物进化的单位

所谓种群是指生活在同一地点的　　　 生物的一群个体。例如，一个池塘中的全部鲤鱼是一个种群，一片草地的所有蒲公英也是一个种群。种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传递给后代。因此，种群也是生物　　　的基本单位。一个种群的全部个体所含有的全部基因．叫做这个种群　　 。每一个种群都有它自己的基因库，种群中的个体一代一代地死亡，但基因库却在代代相传的过程中　　　　 。

种群中每个个体所含有的基因，只是种群基因库的一个　　 部分。不同的基因在种群基因库中所占的比例是不同的。某种基因在某个种群中出现的比例，叫做基因　　 。怎样才能知道某种基因的基因频率呢？这往往要通过抽样调查的方法来获得。例如，从某个种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。就这对等位基因来说，每个个体可以看做含有2个基因。那么，这100个个体共有200个基因．其中，A基因有2×30＋60＝120个，a基因有2×10＋60＝80个。于是，在这个种群中，A基因的基因频率为：120÷200＝60％，a基因的基因频率为：80÷200＝40％。

在自然界中，由于存在基因　　　、基因　　　和自然　　　 等因素，种群的基因频率总是在不断变化的。生物进化的过程实质上就是种群　　　　发生变化的过程。

三、突变和基因重组产生进化的原材料

从达尔文的自然选择学说可以看出，生物在繁衍后代的过程中，会产生各种各样　　　的变异，这些可遗传的变异为生物进化提供了　　　。现代遗传学的研究表明，可遗传的变异来源于 　　　　　 、　　　　 

　　　　　　　　　  。其中，基因突变和染色体变异常统称　　　 。

我们知道，生物自发突变的频率很　　，而且一般对生物体是有害的，那么，它为什么还能够作为生物进化的原材料呢？这是因为虽然对于每一个基因来说，突变率是很低的，但是种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞中都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的　　。例如，果蝇约有10⁴对基因，假定每个基因的突变率都是10^－5，对于一个中等数量的果蝇种群（约有10⁸个个体）来说，每一代出现的基因突变数将是：2×10⁴×10^－5×10⁸＝2×10⁷（个）。

此外，突变的有害和有利并不是绝对的，它取决于生物的　　　 。例如，有翅的昆虫中有时会出现残翅和无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去。但是在经常刮大风的海岛上，昆虫的这种突变性状反而是有利的，这是因为这类昆虫不能飞行，避免了被风吹到海里淹死。

在突变过程产生的等位基因，通过　　　　　 中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使中群出现大量　　　  变异。由于这些变异的产生是不定向的，因此，突变和基因重组只是产生了生物进化的原材料，不能决定生物进化的　　　 。

四、自然选择决定生物进化的方向

通过用桦尺鹱在工业区体色变黑的例子来说明自然选择在生物进化中的重要作用。种群中产生的变异是不定向的，经过长期的　　　　  ，其中的不利变异被不断　　  ，有利变异则逐渐　　  ，从而使种群的　　

　　发生　　 改变，导致生物朝着一定的方向进化。可见 ，生物进化的方向是由　　　　　　  决定的。

五、隔离导致物种形成

1、物种的概念

物种是指分布在一定的自然区域，具有一定的形态结构和生理功能，而且在自然状态下能够相互　　　

和　　　 ，并能够产生出　　　　　　 的一群生物个体。这就是说，不同物种之间一般是不能　　　的，即使交配成功，也不能产生　　 的后代。

2、隔离

　　在自然界中，新物种的形成往往还要有隔离发生。隔离是指同一物种不同种群间的个体，在自然条件下基因不能　　　　　 的现象。常见有地理隔离和生殖隔离。

　　地理隔离是指分布在不同自然区域的种群，由于高山、河流、沙漠等地理上的障碍，使彼此间无法相遇而不能　　　。经过长期的地理隔离，这两个种群之间产生了明显的差异，成为两个不同的亚种。

　　生殖隔离是指种群间的个体不能自由　　 ，或者交配后不能产生　　 的后代。不同种群之间一旦产生生殖隔离，就不会有　　 交流了。

3、物种的形成

　　自然界中物种形成的方式有多种，经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是比较常见的一种方式。

　　由于各个岛上的地雀被海洋隔开，这样，不同的种群就可能会出现不同的突变和基因重组，而一个种群的突变和基因重组对另一个种群的基因频率　　　　  ，因此，不同种群的基因频率就会向　　 的方向发展。另外，由于每个岛上的食物和栖息条件等互不相同，自然选择对不同种群的基因频率的改变所起的作用就有　　。这种物种形成的过程进行得十分　　 ，往往需要成千上万代，甚至几百万代才能实现。

　　上述以自然选择学说为核心的现代生物进化理论，其基本观点是：种群是　　　　  的基本单位，生物进化的实质在于种群　　　　  的改变。　　　　　　　  、　　　　　　 和　　　　 是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致　　　的形成。在这个过程中，　　　　　　　　　 产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率　　　改变并决定生物进化的　　 ，　　　 是新物种形成的必要条件。

第七单元　生物与环境、人与生物圈

　　在地球上生活着数以亿计的人类，还有人类已知的150多万种动物，30多万种植物，以及大量的微生物。地球上所有的生物及其无机环境构成了　　　　　　 。

　　研究生物与　　  之间、生物与　　　　　　 之间的相互关系的科学叫做生态学。研究生物圈中生物与　　　之间、生物与　　　　　　 之间的相互关系，维持生物圈的相对稳定状态，对于人类的生存和发展是非常重要的。人类社会出现了全球性的　　　 、　　　 、　　　 、　　　 、和　　　 五大危机。

一、　　　　　　　　　　　　  生态因素

一、生态因素的概念

环境中影响生物的　　　、　　 和　　  等的因素，叫做生态因素。生态因素包括　　　　和　　　　　 。

二、非生物因素

　　非生物因素有很多种。

1、　　 光　

只有在光照条件下，植物才能进行　　　 ，制造有机物，并储存能量。动物则直接或间接地依赖　　 而生存。

　　光对植物的　　　和　　　起着决定性作用。有些植物只有在　　光下才能生长得好，如松、小麦、玉米等。有些植物只有在　　　　　　　　　　　　  才能生长得好，如三七、人参等。

　　光对动物的影响也很明显。　　 时间的长短能够影响动物的繁殖活动。光与动物的活动　　也有关系。

2、温度　

生物体的　　　　 需要在适宜的温度范围内进行，因此，温度是一种重要的生态因素。

温度对生物的　　 有重要影响。苹果、梨等果树不宜在　　　地区栽种，香蕉、菠萝不宜在　　　地区栽种，这些都是受到　　 限制的缘故。

温度影响生物的　　和　　 。生物的生长和发育只能在一定的　　　范围内进行。

3、水　

一切生物的生活都离不开　　 ，因此，水是一种重要的生态因素。

水分过　 或过　 都会对生物的生长和发育有明显的影响。对动物来说，缺水比缺少食物的后果更为　　 。

在一定地区，一年中的降水总量和雨季的分布是决定　　 生物分布的重要因素。

三、生物因素

1、种内关系

　　同种生物的　　　　　 或　　　　之间的关系，叫做种内关系。生物在种内关系上，既有　　　　　   ，

也有　　　　  。

种内互助的现象是常见的。例如，蚂蚁、　　　 等营群体生活的昆虫，在群体内部分工合作。这样，有利于取食、御敌、生存。

种内斗争是由于　　　种生物个体之间，因争夺食物、空间或配偶等其它生活条件的矛盾而发生的斗争。

2、种间关系

　　种间关系是指　　 种生物之间的关系，包括　　　　  、　　　、　　　 、　　　等。

互利共生　　 两种生物共同生活在一起，相互依赖、彼此有利，这种关系叫做互利共生。例如，

　　　　和根瘤菌之间有着密切的互利共生关系。　　　　　  供给根瘤菌　　　 ，根瘤菌则通过生物固　　制造的氨，供给　　植物。

寄生　　一种生物寄居在另一种生物的体表或体内，从那里吸取营养来维持生活。例如，蛔虫、猪肉绦虫和血吸虫等寄生在人和其他动物的体　 。

竞争　 两种生物生活在一起，相互争夺　　 和空间的现象，这种现象叫做竞争。

捕食　 捕食关系指的是一种生物以另一种生物作为　　 的现象。

四、生态因素的综合作用

环境中的各种生态因素，对生物体是同时共同起作用，而不是单独地、孤立地起作用。即生物的生存和繁衍，是受各种生态因素的综合影响。

强调生态因素的综合影响，并不是把各种生态因素的作用等量齐观。在任何具体的生态关系中，在某种情况下某个生态因素可能起的作用最大，这时，生物体的生存和发展主要受这一关键因素的限制。例如，在干旱地区，水是关键因素；在寒冷地区，温度是限制因素；在海洋的深处，光是关键因素，但在光能到达的海洋部分，矿质养分是关键因素等。

二、种群、生物群落

一、种群的特征

种群研究的核心问题是　　　 （种群内的个体数）的变化规律，而种群数量的变化是与种群的特征分不开的，种群具有　　　　　 、　　　　  、　　　　　　　  、　　　　  等特征。

1、种群密度　

种群密度是指单位空间内某种群的个体　　 。不同物种的种群密度在同样的环境条件下往往差异很　　。同一物种的种群密度在不同的时间、空间环境条件下也　　 。

2、出生率和死亡率

出生率是指种群中单位数量的个体在单位时间内　　产生的个体数目。死亡率是指种群中单位数量的个体在单位时间内　　的个体数目。出生率和死亡率也是决定种群　　  和种群　　 的重要因素。

3、年龄组成 　

种群的年龄组成是指一个种群中各年龄期个体数目的　　。种群的年龄组成大致可以分为三种类型：

①增长型：种群中　　的个体非常多，　　 的个体很少。该种群正处于　　 时期，种群密度会越来越　　。

②稳定型：种群中各年龄期的个体数目比例　　　，这样的种群正处于　　时期，种群密度在一段时间内会保持　　 。

③衰退型：种群中　　的个体较少，而　　 的个体较多，该种群正处于　　 时期，种群密度会越来越　 。

4、性别比例　

种群的性别比例是指　　 个体数目在种群中所占的　　。性别比例在一定程度上　 着种群密度。例如，利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的　　 个体，破坏了害虫种群正常的　　  ，就会使很多雌性个体不能完成交配，从而使害虫的种群密度明显　　 。

二、种群数量的变化

种群中的个体有出生和死亡，迁入和迁出，因此，种群的数量是经常变化的。种群数量的变化包括　　  、

　　　 、　　　　  和　　　 等。

1、种群增长的“J”型曲线

　　在食物（养料）和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等　　 条件下，种群的数量往往会连续　　  。

　　例如，假定某种动物的起始数量为N₀，每年的增长率都为λ，则t年后该种群的数量为Nt=　　如果用横轴表示时间，纵轴表示种群数量，那么，种群的增长就会呈现“J”型曲线。种群迁入　　的环境后，常常在一定时期内出现“J”型增长。

2、种群增长的“S”型曲线

在自然界中，环境条件是有限的，因此，种群不可能按照“J”型曲线无限增长。当种群在一个有限的环境中增长时，随着种群密度的上升，个体间对有限的　　 、　　  和其他生活条件的种内斗争必将加剧，以该种群生物为食的捕食者的数量会　　，这就会使这个种群的出生率　　 和死亡率　　  ，从而使种群数量的增长率　　 。当种群数量达到环境条件所允许的　　 时，种群数量将停止增长，有时会在K值左右保持相对稳定。假定种群的增长率随着种群密度的增加而按一定的比例下降，种群数量达到K值以后保持相对稳定，那么，将种群的这种增长方式用坐标图表示出来，就会呈现“　 ”型曲线。

3、影响种群数量变化的因素

种群的数量是由　　　　　　 、　　　　　　　　  决定的。因此，凡是影响种群的出生率和死亡率、迁入和迁出的因素，都会引起种群数量的变化，如　　  、　　　　、　　  、　　　 。

三、研究种群数量变化的意义

　　研究种群数量变化的规律，在野生生物资源的　　　 利用和保护、害虫的　　　等方面有着重要意义。

四、生物群落的概念

在自然界中，任何一个种群都不是单独存在的，而是与其他种群通过　　 关系紧密联系的。在一定自然区域内，相互之间具有直接或间接关系的各种　　 的总和，叫做生物群落，简称群落。例如一片由多种不同的乔木、灌木和草本植物组成的森林，与生活在森林里的许多动物和大量微生物，共同构成一个　　　　  ；一根腐烂的木头，上面生活着多种真菌和昆虫，是一个生物群落。

五、生物群落的结构

在生物群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间上，使群落具有一定的结构。生物群落的结构包括

　　　结构和　　　结构等方面。

1、垂直结构

在　　　方向上，生物群落具有明显的分层现象。例如，在森林中，高大的　 占据森林的上层，往下依次是　　层和　　　 层。植物的垂直分层为动物创造了特有的环境条件，因此动物在群落中的　　分布也表现出类似的分层现象，不同种群出现于不同层次。

2、水平结构

在水平方向上，由于地形的　　，光照的　　 、湿度的　　　 等因素的影响，不同地段往往分布着不同的　　 ，种群的　　 也有差别。例如，在森林中，在乔木的基部和其他被树冠阻挡住光线的地方，适于苔藓植物和其他喜阴植物生存，而树冠下的间隙或其他光照较充足的地方，则有较多的灌木和草丛。

综上所述，在一定区域内的生物，同种的个体形成　　　，不同的种群形成　　。种群的各种　　　 、种群　　 的变化和是生物　　 的结构，都与环境中的各种　　　　有着密切的关系。

三、生态系统

一、生态系统的类型

生物群落及其　　 环境相互作用而形成的统一整体，叫生态系统。生态系统的范围有大有小，地球上最大的生态系统是　　　 ，它包括地球上的全部　　 及其　　　　 。生物圈还可以分出很多个　　　　 。

1、 森林生态系统

森林生态系统分布在　　  或　　　 的地区，其主要特点是动植物种类　　  ，群落的结构　　 ，种群的密度和群落的结构能够　　期处于较　　  的状态。

森林中的植物以　　 为主，也有少量　　 和　　 植物。森林中还有种类繁多的动物。森林中的动物由于在树上容易找到丰富的食物和栖息场所，因而营树栖和攀缘生活的种类特别多。

森林不仅能够为人类提供大量木材和多种林副业产品，还能在维持生物圈的　　　、改善生态环境等方面的巨大作用。森林能够　　水源，　　 水土。

2、草原生态系统

草原生态系统分布在　　 地区，这里年降雨量很少．与森林生态系统相比，草原生态系统的动植物种类要少得多，群落的结构也不如前者复杂。在不同的季节或年份，降雨量很不均匀，因此，种群密度和群落的结构也常常发生剧烈变化。

草原上的植物以　　 植物为主，有的草原上有少量的灌木丛。由于降雨稀少，乔木非常少见。那里的动物与草原上的生活相适应，大都具有挖洞或快速奔跑的行为特点。草原上啮齿目动物特别多，它们几乎都过着地下穴居的生活。善于奔跑的动物，都生活在草原上。由于缺水，两栖类和水生动物非常少见。

草原生态系统在　　　　　 和　　　　  等方面起着重要作用。草原是人类的畜牧业基地。

3、海洋生态系统

海洋占地球表面积的71％。整个地球上的海洋是连成一体的，可以看做是一个巨大的生态系统。海洋中的生物种类与陆地上的大不相同。海洋中的植物绝大部分是微小的　　  植物。海洋中的动物种类很多，从单细胞的原生动物到动物中个体最大的蓝鲸，大都能够在水中游动。

海洋中的浮游植物个体很小，但是数量　　 ，它们是植食性动物的主要饵料。在浅海区还有很多大型藻类，如海带等。在水深不超过二百米的水层，光线较为充足，有大量的浮游植物，海洋动物的许多种类主要集中在这样的水层。在水深超过二百米的深层海域，植物难以生存，但是还有不少动物栖息，这些动物一般靠吃上层水域掉落下来的生物遗体、残屑生活。

海洋在调节　　　 气侯方面起着重要的作用。

4、湿地生态系统

人们通常将　　  和　　 称为湿地。按照《关于特别是作为水禽栖息地的国际重要湿地公约》的定义，沼泽地、泥炭地、河流、湖泊、红树林、沿海滩涂等，甚至包括在低潮时水深不超过6m的浅海水域，都属于湿地。

我国的湿地类型众多。海涂婉蜒，江河纵横。湖泊星罗棋布，沼泽散缀南北。此外，还有大量的人工湿地，如水库、池塘和稻田等。这众多的湿地不仅具有明显的经济效益，而且具有巨大的生态效益和社会效益。

湿地常常作为生活用水和工农业用水的水源，被人们直接利用。湿地还能够补充地下水。湿地中有着十分丰富的动植物资源。

5、农田生态系统

农田生态系统是人工建立的生态系统。其主要特点是　 的作用非常关键，人们种植的各种　　  是这一生态系统的主要成员。农田中的动植物种类　　 ，群落的结构　　  。人们必须不断地从事播种、施肥、灌溉、除草和治虫等活动，才能够使农田生态系统　　　　　　　 。因此，可以说农田生态系统是在一定程度上受　　 控制的生态系统。一旦人的作用消失，农田生态系统就会很快退化，占优势地位的　　 就会被杂草和其他植物所取代。

6、城市生态系统

城市生态系统是城市居民与周围生物和非生物环境相互作用而形成的生态系统，也是人类在改造自然环境的基础上建立起来的特殊的　　 生态系统。

城市中的一切设施都是人制造的，人类活动对城市生态系统的发展起着重要的支配作用。城市生态系统对其他生态系统具有高度的　　  性，同时会对其他生态系统产生强烈的干扰。城市化是人类社会发展不可避免的趋势。

二、生态系统的结构

1、生态系统的成分

（1）、非生物的物质和能量

生态系统中的非生物的物质和能量主要包括　　　 、　　   、　　  、　　  、　　 和部分有机物等。

（2）、生产者

　　绿色植物利用　　 ，通过　　　 ，把无机物转化成有机物，把光能转变成化学能，它们是主要的　　　 ，另外，能够进行化能合成作用的一些微生物也属于生产者，它们都是　　 生物，是生态系统的　　　　。

（3）、消费者

　　消费者是生存必须直接或间接地依赖与　　　 ，它们都是　　 生物。

（4）、分解者

　　在生态系统中，有一些微生物（细菌和真菌）能够将动植物的遗体、排出物和残落物中所含的　　　 ，逐渐分解成为　　　 ，归还到无机环境中，被绿色植物重新利用，这样的微生物就叫做　　　　。

（5）、生产者、消费者、分解者的关系

在生态系统中，生产者能够制造　　　 ，为消费者提供食物和　　　 场所，消费者对于植物的　　　、

　　　、　　　　 等方面有重要作用，分解者能够将动植物的遗体分解为　　　 。如果没有分解者，动植物的遗体残骸就会堆积如山，生态系统就会　　 。由此可见，生产者、消费者和分解者是紧密联系、缺一不可的。

2、营养结构———食物链和食物网

　　在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系，叫做　　　 。生产者（草类）为第　 营养级，初级消费者（草食动物）为第　　营养级，次级消费者（小型肉食动物）为第三营养级，大型肉食动物为第四营养级。但是各种肉食动物以及杂食动物所处的营养级的级别并不是一成不变的，它们可能同时占有　　 个营养级。一般地说，一条食物链的营养级不超过五个，但有的食物链可多达六、七级。教材中所讲的食物链为捕食链，各种生物之间由于捕食关系而形成的一种联系。一般讲是由生产者和消费者构成，由于生产者的存在，食物链才能保持相对稳定，　　者不进入食物链。

　　在生态系统中，生物的种类越复杂，个体数量越庞大，其中的食物链就越　  ，彼此之间的联系也就越复杂，从而使各种食物链彼此交错，形成　　　　。在一个生态系统中，许多食物链彼此相互交错连接的复杂的营养关系，叫做　　　　 。

　　食物链和食物网是生态系统的　　  结构，生态系统的　　　　 和　　　　　 就是沿着这种渠道进行的。

三、生态系统的能量流动

　　在生态系统中，各个营养级的生物都需要能量。生态系统中能量的　　  、　　 和　　  的过程，称为生态系统的能量流动。

1、能量流动的过程

　　除极少特殊的空间以外，地球上所有的生态系统所需要的能量都来自　　　 。生态系统的生产者通过光合作用，把太阳能固定在它们所制造的　　　　　  中，这样，太阳能就转变成化学能，输入生态系统的　　　 营养级。

　　输入第一营养级的能量，一部分在生产者的呼吸作用中以　　 的形式散失，一部分则用于生产者的　　  、　　　 和　　　 ，也就是储存在构成植物体的有机物中。在后一部分能量中，一部分能量随着植物遗体和残枝败叶等被　　  分解而释放出来，还有一部分能量被初级消费者------植食性动物摄入体内。被植食性动物摄入体内的能量，有一小部分存在与动物排出的　　 中，其余大部分则被动物体所　　 。这样，能量就从第一营养级流入第二营养级。

流入各级消费者总能量是指各级消费者在进行同化作用过程中所同化的物质中所含有的能量总量。需注意的是流入各级消费者的能量，并非是各级消费者摄入的食物中的总能量。因为摄入的食物并非全部被消费者所同化，有部分食物残渣就以粪便形式排出体外。

　　由此可见，生态系统中的能量的源头是　　  。　　　　固定的太阳能的总量便是流经这个生态系统的总能量，这些能量是沿着　　　　  逐级流动的。

2、能量流动的特点

（1）单向流动

　　单向流动是指生态系统的能量流动只能从第一营养级流向第二营养级，再依次流向后面的各个营养级，一般不能　　 流动，也不能　　  流动。

（2）逐级递减

　　逐级递减是指输入到一个营养级的能量不可能百分之百地流向下营养级，能量在沿着食物链流动的过程中是逐级减少的。

能量在传递过程中逐级递减，主要是由于每一营养级的生物都会因呼吸作用而消耗相当大的一部分能量，并且各个营养级的生物中总有一部分生物未被下一个营养级的生物所利用，还有少部分能量随着残枝、败叶或遗体等直接传给了分解者。

一般来说，能量在相邻的两个营养级间的传递效率为10%～20%。在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越　　 。

3、研究能量流动的意义

研究生态系统的能量流动，可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量　　高效地流向对人类最有益的部分。最有效的措施就是尽量减少能量流动的中间环节，缩短食物链，其次是增加物质的利用层次，实现对能量的多级利用，从而提高能量利用效率。

四、生态系统的物质循环

　　在生态系统中，组成生物体的C、H、O、N、P、S等　　　　　 化学元素，不断进行着从无机环境到　　　　  ，又从　　　　 回到　　　　　　 的循环过程，这就是生态系统的物质循环。这里所说的生态系统，指的是生物圈，其中的物质循环带有　　　 ，因此又叫　　　　　　　 。

1、碳循环

绿色植物通过光合作用，把大气中的　　　和水合成为糖类等有机物。生产者合成的含碳有机物被各级消费者所利用。生产者和消费者在生命活动过程中，通过　　  作用，又把二氧化碳释放到　　  中。生产者和消费者的遗体被　　  所利用，分解后产生的二氧化碳也返回到　　中。另外，由古代动植物遗体变成的　　和　　等，被人们开采出来后，通过燃烧把大量的二氧化碳排放到大气中，也加入到生态系统的碳循环中。由此可见，碳在生物群落与无机环境之间的主要以　　  的形式进行的。大气中的　　 能够随着大气　　  在全球范围内运动，因此，碳循环具有　　性。

由于现代工业的迅速发展，人类大量燃烧煤和石油等　　　，使地层中经过千百万年而积存的碳元素，在很短的时间内释放出来，打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中　　 的含量迅速增加，形成“温室效应”，导致气温　　。温室效应对生物圈和人类社会都有着不可忽视的影响，比如加快极地冰川的融化，导致海平面　　。进而对陆地生态系统和人类生存构成威胁。

因此，在生态系统的物质循环过程中，无机环境中的物质可以被　　　　反复利用；能量在流经生态系统的各个营养级的时候是　　　　　 的，运动是　　  的，不循环的。

2、硫循环（酸雨）

　 大气中　　 过多，是形成酸雨的主要原因。大气中SO₂主要有三个来源：　　　　　　　　　　　 、火山

爆发和　　　　　　　　　　 。在自然状态下，大气中的SO₂，一部分被　　　　 吸收；一部分则与大气中的水结合，形成　　　 ，随降水落入土壤或水体中，以　　　 盐的形式被植物的根系吸收，转变成　　　 等有机物，进而被各级消费者所利用。动植物的遗体被　　　　　　 后，又能将硫元素释放到　　 或　　 中，这样就形成一个完整的循环回路。但是，随着工业和城市化的发展，煤、石油等　　　 的大量燃烧，在短时间内将大量的SO₂排放到大气中，远远超出了生物圈的　　　　  能力，因而造成严重的大气污染，并使许多地区出现　　　。

酸雨素有“空中死神”之称。它可以使水体　　化，从而使鱼类的生殖和发育受到严重影响；它会直接伤害植物的　　 和　　，影响植物的生长，甚至使农作物和树木死亡。酸雨还使土壤、河流和湖泊酸化。湖泊酸化后威胁着湖内的植物以及鱼、虾的生存，从而破坏湖泊的食物链，最终使湖泊变成“死湖”。此外，酸雨还会腐蚀建筑物和金属材料等。

酸雨等全球性环境问题对生物圈的稳态造成严重威胁，并且影响到人类社会的可持续发展。

3、氮循环（生物固氮）

生物固氮是指固氮微生物将大气中的______还原成______的过程。

共生固氮微生物如根瘤菌其新陈代谢的类型是___________，根瘤内的根瘤菌与豆科植物的关系是______，豆科植物通过光合作用制造的________，一部分供给根瘤菌；根瘤菌通过生物_____________，则供给豆科植物。

自生固氮微生物是指________________________  ________________。如圆褐固氮菌具有较强的______能力，并且能够分泌_________，促进植株的___________________。

大气中的氮必须通过以______________为主的固氮作用，才能被植物吸收利用。此外还有__________固氮和__________固氮。

动物体内的　　　　　　　　　　　　　　　 以及　　　　　　　　　　   ，被土壤中的　　　　  作用，最终转化为　　　　 ，　　　　 可以被植物吸收利用。当氧气不足时，土壤中的　　　　 可以将　　　　 转化为　　　  ，最终转化为　　　　 ，氮气则返回到大气中。

　　生物固氮在自然界　　　　 中具有十分重要的意义。

4、能量流动和物质循环的关系

能量流动和物质循环是生态系统的主要功能，二者是同时　　 ，彼此相互依存，不可分割的。能量的固定、储存、转移和释放，离不开物质的　　 和　　 等过程。物质作为能量的　　，使能量沿着　　　　 流动；能量作为　　 ，使物质能够不断地在　　　　和　　　　之间循环往返。生态系统的各组成成分（非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者），正是通过　　　　 和　　　　 ，才能够紧密联系在一起，形成统一整体。

五、生态系统的稳定性

1、生态系统稳定性的概念

生态系统中的生物有出生和死亡，迁入和迁出；无机环境也在不断变化，因此，生态系统总是在发展变化的。生态系统发展到一定阶段，它的结构和功能能够保持相对稳定。生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的　　　　，叫做生态系统的稳定性。它包括　　  力稳定性和　　　力稳定性等方面。

2、抵抗力稳定性

抵抗力稳定性是指生态系统　　 外界干扰并使自身的结构和功能　　 原状的能力。生态系统之所以具有抵抗力稳定性，是因为生态系统内部具有一定的　　　　 能力。生态系统的自动调节能力有大有小，因此，抵抗力稳定性有高有低。一般地说，生态系统的成分越　　 ，营养结构越　　，自动调节能力就越　　，抵抗力稳定性就越　　 。相反，生态系统中各个营养级的生物种类越多，营养结构越复杂，自动调节能力就越大，抵抗力稳定性就越高。但是，一个生态系统的自动调节能力无论多么强，也总有一定的　　 ，如果外来干扰超过了这个限度，生态系统的相对稳定状态就会遭到破坏。

3、恢复力稳定性

恢复力稳定性是指生态系统在　　外界干扰因素的破坏以后　　到原状的能力。河流被严重污染后，导致水生生物大量死亡，使河流生态系统的结构和功能遭到破坏。如果停止污染物的排放，河流生态系统通过自身的净化作用，还会恢复到接近原来的状态。这说明河流生态系统具有恢复自身相对稳定状态的能力。

对一个生态系统来说，抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间往往存在着　　  的关系。抵抗力稳定性较高的生态系统，恢复力稳定性就较　　，反之亦然。例如，森林生态系统的抵抗力稳定性比草原生态系统的高，但是，它的恢复力稳定性要比草原生态系统低得多。热带雨林一旦遭到严重破坏，要想再恢复原状就非常困难了。

4、提高生态系统的稳定性

人类的活动正在改变着自然界中各种生态系统的稳定性，导致出现了全球性的环境危机。人类在发展经济的同时，应当针对各种生态系统的稳定性特点，采取相应的对策，保持各种生态系统的相对稳定，这样才能使人与自然协调发展，才能避免自毁家园的厄运。例如，草原生态系统的抵抗力稳定性较低，在草原上适当栽种　　  ，可以有效地防止风沙的侵蚀，提高草原生态系统的稳定性。再比如避免对森林过量砍伐，控制污染物的排放，等等，都是提高生态系统稳定性的有效措施。

四、生物圈的稳态

一、生物圈的概念

生命之所以能够在地球上诞生，是由地球的环境条件所决定的。在整个地球的表面分布着三个圈层：　　  、　　 和　　 。这三个圈层为生物的生存和发展提供了必要的物质基础和空间条件。

在大气圈的　 部、水圈的　 部和岩石圈的　 部（主要是土壤层，又叫土壤圈），是各种生物的生存场所。地球上由各种生物和它们的生活环境所组成的环绕地球表面的圈层，叫做生物圈。即生物圈就是指地球上的　　生物和它们的　　　　的总和。

生物圈的形成是地球的理化环境与　　 长期相互作用的结果。地球的气候变化和地壳变迁对生物的生存和进化有着巨大的影响，　　　　决定了生物与环境的和谐统一。生物的生命活动又不断改变着地球的理化环境，反过来又影响着生物的　　 。例如，原始大气中没有氧气，因此，地球上最初出现的生物都是　 氧型的。海洋中营光合作用的生物的出现，使大气圈中有了氧气。氧气的增多为生物进行需氧型代谢创造了条件，使需氧型生物的出现成为可能。由于需氧型代谢比厌氧型代谢能量利用效率　 ，因此，需氧型生物的出现使地球上的生命活动更趋活跃，生物进化的进程也随之加快。高等动物正是在这个基础上发展起来的。此外，由于大气圈中氧气增多，在平流层形成能够吸收大部分　 外线的臭氧层，使地球表面除海水对生物；起到庇护作用以外，又增加了一层保护层，从而为古生代植物的登陆创造了条件。由此可见，生物圈是地球上生物与环境共同　　的产物，是生物与无机环境相互作用而形成的统一整体。

二、生物圈稳态的自我维持

作为地球上最大的生态系统，生物圈的结构和功能能够长期　　相对稳定的　　 ，这一现象称为生物圈的稳态。那么，生物圈为什么能够维持自身的稳态呢？

首先，从能量角度来看，源源不断的　　　 是生物圈维持正常运转的动力。太阳能转变为生物能够利用的化学能是通过绿色植物的光合作用实现的。这是生物圈赖以存在的能量基础。

第二，从物质方面来看，大气圈、水圈和岩石圈为生物的生存提供了各种必需的物质。生物圈内生产者、消费者和分解者所形成的三极结构，接通了从无机物到有机物，经过各种生物的多级利用，再分解为无机物重新循环的完整　　 。生物圈可以说是一个在物质上　　  的生态系统，这是生物圈赖以存在的物质基础。

第三，生物圈具有多层次的　　　　 能力。例如，大气中二氧化碳含量增加时，会使植物加强光合作用，增加对二氧化碳的　　 ；一种生物绝灭后，生物圈中起相同作用的其他生物就会取代它的位置；某种植食性动物数量增加时，有关　　种群和　　种群的数量也随之变化，从而使这种动物种群的数量得到控制。

生物圈虽然具有自我维持稳态的能力，但是，这种能力是有限度的。人类活动在许多方面对生物圈造成的影响已经超过这种限度，对生物圈的稳态构成严重威胁。

五、生物多样性及其保护

一、生物多样性的概念

地球上所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的　　　　以及各种各样的　　　　 ，共同构成了生物多样性。生物多样性包括　　多样性、　　多样性和　　　　多样性。生物多样性是人类赖以生存和发展的基础，是人类及其子孙后代共有的宝贵财富。保护生物多样性就是在　　  、　　　 和　　　　　 三个层次上采取保护战略和保护措施。

二、生物多样性的价值

对于人类来说，生物多样性具有　　使用价值、　　使用价值和　　 使用价值。

1、直接使用价值

人们就发现许多野生植物具有药用价值。直到现在，野生植物仍然是重要的药物来源。许多野生动物也具有药用价值。许多野生生物是重要的工业原料。生物多样性具有科学研究价值。生物多样性是培育农作物、家畜和家禽新品种不可缺少的基因库。生物多样性还有美学价值，可以陶冶人们的情操，美化人们的生活。生物多样性还能激发人们文学艺术创作的灵感。

2、间接使用价值

间接使用价值是指生物多样性具有重要的生态功能。无论哪一种生态系统，野生生物都是其中不可缺少的组成成分。在生态系统中，野生生物之间具有相互依存和相互制约的关系，它们共同维系着生态系统的结构和功能。野生生物一旦减少了，生态系统的稳定性就要遭到破坏，人类的生存环境也就要受到影响。

3、潜在使用价值

野生生物种类繁多，人类对它们已经做过比较充分研究的只是极少数，大量野生生物的使用价值目前还不清楚。但是可以肯定，这些野生生物具有巨大的潜在使用价值。

三、我国生物多样性概况

我国幅员辽阔，自然条件复杂多样，从而孕育了极其丰富的物种和多种多样的生态系统。

1、我国生物多样性的特点

（1）物种丰富

我国是世界上野生生物物种最丰富的国家之一。据统计，我国的苔藓植物、蕨类植物和种子植物共有3万多种，居世界第三位。我国是裸子植物物种、鸟类种类最多的国家之一。我国脊椎动物的种类约占世界脊椎动物总种数的14％。

（2）特有的和古老的物种多

我国具有多种多样的地貌、气候和土壤，从而为野生生物提供了复杂多样的生存条件，再加上地质历史上第四纪冰川对我国的影响不大，所以我国野生生物不但有很多特有的种和属，而且有很多古老的物种。例如，大熊猫、白鳍豚、银杉都是我国举世闻名的特有物种，鹅掌揪、大叶木兰、扬子鳄等都是我国十分古老的物种。

（3）经济物种丰富

我国有悠久的农业开发史，我国栽培植物和家养动物的丰富程度在世界上是首屈一指的。

（4）生态系统多样

我国有广袤的陆地、辽阔的海洋、起伏的地势和复杂的气候，从而形成了森林、草原、荒漠、沼泽。淡水和海洋等种类繁多的生态系统。

2、我国的生物多样性面临着威胁

现在，全世界物种灭绝的速度加快了。物种多样性的减少，使自然界丧失了许多宝贵的基因。

我国的物种多样性和遗传多样性、生态系统多样性也面临着严重的威胁。

3、生物多样性面临威胁的原因

人为因素是生物多样性面临威胁的主要原因。这包括以下四个方面：

（1）生存环境的改变和破坏

这是我国生物多样性面临威胁的　　原因。我国人口的增长和经济的发展，对自然资源的需求越来越多。森林的超量砍伐、开垦草原、草原的过度放牧以及围湖造田等，都导致野生生物生存环境遭到破坏，从而使生物多样性面临威胁。

（2）掠夺式的开发利用

滥捕乱猎和　　　　 我国的生物多样性明显受到威胁。

（3）环境污染

例如我国不少河流和湖泊遭到了工业废水和生活污水的污染，导致这些河流和湖泊中药水生生物大量消失。

（4）外来物种的入侵

由于外来物种的入侵或引种到缺少天敌的地区，往往使这些地区原有物种的生存受到威胁。

四、生物多样性的保护

生物多样性的保护，包括就地保护、迁地保护以及加强教育和法制管理等。

1、就地保护

就地保护是指为了保护生物　　性，把包含保护对象在内的一定面积的陆地或水体划分出来，进行保护和管理。就地保护的对象，主要包括有代表性的自然生态系统和珍稀濒危动植物的天然集中分布区等。就地保护是保护生物多样性最为　　的措施。就地保护主要指建立　　　 。我国现已建成许多生态系统类型的自然保护区和珍稀动植物类型的自然保护区又例如，为了保护完整的温带森林生态系统，在吉林省建立了长白山自然保护区；为了保护斑头雁、棕头鸥等鸟类和它们的生存环境，在青海省建立了青海湖鸟岛自然保护区。到2000年初，我国已经有16个自然保护区加人到“世界生物圈保护区网”中。

自然保护区具有重要的功能：自然保护区是“天然基因库”，能够保存许多物种、各种类型的生物群落和它们赖以生存的环境；自然保护区是进行科学研究的“天然实验室”，为开展生物科学研究剧了良好的基地；自然保护区还是“活的自然博物馆”，是向人们普及生物学知识和宣传保护生物多样性的重要场所。

2、迁地保护

迁地保护是指为了保护生物多样性，把因生存条件不复存在，物种数量极少或难以找到配偶等原因，而生存和繁衍受到严重威胁的物种　 原地，移入动物园、植物园、水族馆和濒危动物繁育中心，进行特殊的保护和管理。迁地保护是就地保护的　　，它为既将灭绝的生物提供了生存的最后机会。

3、加强教育和法制管理

要做好生物多样性的保护工作，重要的在分是教育广大民众，使每一位公民都能从增强环境意识的高度，自觉地提高生物多样性保护的自觉性，积极参加生物多样性保护的各项活动。

为了保护生物多样性，我国相继颁布了一些法律和文件。这些法律和文件的颁布和实施，对于我国生物多样性的保护起到了重要作用。

我们强调保护生物多样性，并不意味着禁止开发和利用，只是反对盲目地、掠夺式地开发和利用。

第八单元、微生物与发酵工程

自然界中许多肉眼看不到的生物，这些形体　　　，结构简单，通常要用　　显微镜和　　 显微镜才能看清楚的生物，统称为微生物。微生物与人类的关系极为密切。虽然有些微生物能使人和动植物患病，但多数微生物对人类是有益的。

一、微生物的类群

微生物所包含的类群十分庞杂，既包括没有细胞结构的　　　等，又包括　　　生物界、　　界以及　　生物界的生物。

一、细菌

细菌是单细胞的　　核生物，主要由细胞　 、细胞　　、细胞质和　　 等部分构成。细菌的细胞壁坚韧而富有弹性，起保护细胞和　　 细胞形状等功能。在高分辨率的电镜下可以看到，细菌的核区由一个　　　

　　 DNA分子反复折叠缠绕而成，控制着细菌的　　　遗传性状。细菌的细胞质是无色透明的胶状物，里面含有　　　　 、　　　 和一些贮藏性颗粒(如淀粉粒、硫粒)。质粒上面一般含有几个到几百个　　 ，控制着细菌的抗药性、　　　、抗生素生成等性状。有些细菌除了上述基本结构以外，还具有特殊结构，如荚膜、鞭毛和芽孢。

细菌主要以　　　 的方式进行繁殖。分裂时，细胞增大，　　　　 复制，接着，细胞中部的细胞膜和细胞壁向内生长，形成　　　，将细胞质分成两半，形成两个子细胞。

单个细菌用肉眼是看不见的，但是，当单个或少数细菌在　　　培养基上大量繁殖时，便会形成一个肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群体，叫做　　　。不同种类的细菌所形成的菌落，在大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等方面具有一定的特征。每种细菌在一定条件下所形成的菌落，可以作为菌种鉴定的重要依据。

二、放线菌

同细菌一样，也是单细胞的　　核生物。放线菌的菌体一般由分枝状的　　 构成。放线菌的菌丝可以分为两类：伸入到培养基内部的菌丝称为　　　菌丝，主要功能是吸收　　　 ；伸展在空气中的菌丝称为　　菌丝。大多数放线菌都是靠　　　菌丝吸收　　 的营养物质，进行　　生活的。放线菌生长发育到一定阶段，一部分气生菌丝便分化成　　　 。孢子丝有杆形的、波浪形的、螺旋形的等，上面生有成串的孢子。在适宜的条件下，孢子萌发长出　　　。

放线菌主要分布在土壤、空气和水中，尤其在富含有机质的土壤中较多，多数抗生素都是由放线菌产生的。

三、病毒

病毒主要由　　 和　　 两部分构成。核酸位于病毒的内部，构成病毒的核心。核酸的四周由蛋白质构成的衣壳所包围。衣壳和核酸合称为　　　。有些病毒仅由核衣壳构成，如烟草花叶病毒；有些病毒的核衣壳的外面，还有一层由蛋白质、多糖和脂类构成的膜，叫做囊膜，囊膜上生有刺突，如流感病毒。

　　衣壳由许多结构相同的　　　组成。衣壳粒是电镜下能够看到的最小形态单位，通常由一到六个　　分子组成。衣壳具有　　　病毒核酸，决定　　　　　　　　  等功能。衣壳粒的排列方式不同，使病毒呈现出不同的形态。一种病毒只含有一种核酸：DNA　　 RNA。核酸 中贮存着病毒全部的遗传信息，控制着病毒的一切性状，如病毒的形态结构、致病性等。

病毒的繁殖过程只能在 　　的　　 细胞中进行，通常将病毒的繁殖过程称为　　 。

　　噬菌体在侵染宿主细胞时，首先是吸附在宿主细胞表面，将　　 注入到细胞内部，把衣壳留在外面。核酸进入宿主细胞以后，就利用　　　细胞内的物质，复制出子代噬菌体的　　　，并合成构成子代噬菌体衣壳的　　　。在细胞的一定部位，这些蛋白质和核酸装配成子一代噬菌体。装配完成的噬菌体，在细胞　　　以后，一齐被释放出来。

二、微生物的营养、代谢和生长

　　微生物在生命活动的过程中，需要不断地从外界吸收营养物质，通过新陈代谢(简称　　)，获取能量并合成自身的组成物质，以维持正常的生长和繁殖。

一、微生物的营养

　　1、微生物需要的营养物质及功能

　　微生物细胞的化学组成与其他生物的　　相同，也是由C、H、O、N、P、S以及其他元素组成，其中C、H、O、N占细胞干重的90％以上，这些元素最终来自外界环境中的各种无机和有机化合物。这里将这些化合物归纳成　　 、　　　 、　　　　 、无机盐和水这　　　大类营养要素物质。

碳源　凡是能为微生物提供所需碳元素的　　 物质，就叫做碳源。在自然界，从CO₂、NaHCO₃等含碳无机物，到糖类、脂肪酸等含碳有机物，甚至花生粉饼、石油等成分复杂的天然物质，都可以作为微生物的碳源。其中，　　　 是最常用的碳源，尤其是　　 。碳源主要用于　　 微生物的细胞物质和一些代谢产物，有些碳源还是异养微生物的主要　　　 物质，因此微生物对碳源的需要量最大。

　　氮源　凡是能为微生物提供所需氮元素的营养物质，就叫做氮源。可以作为微生物氮源的营养物质很多，有分子态氮、氨、铵盐、硝酸盐、尿素、牛肉膏和蛋白胨等。其中　　　、　　　等是最常用的氮源。氮源主要用于合成　　　　、　　　 以及含氮的代谢产物。对于　　　微生物来说，含C、H、O、N的化合物既是碳源，又是氮源。

生长因子 生长因子是指微生物生长不可缺少的　　　　  物，主要包括　　　　 、　　 和碱基等，它们一般是　　　、　　　等的组成成分。有些微生物　　　需要补充生长因子，如大肠杆菌；而有些微生物则必须补充生长因子才能　　　　生长，如乳酸杆菌就需要补充多种维生素和氨基酸。

2、培养基的配制原则

在配制培养基时，要注意以下几点：第一，目的明确。应当根据不同种类微生物的营养需要选择不同的原料配制培养基。第二，营养要协调。不同种类的微生物对各种营养物质的需要量不同，配制培养基时要注意各种营养物质的　　 和　　 。第三，pH要适宜。各种微生物所要求的最适pH不同，细菌的最适pH为　　　　，放线菌的最适pH为　　　　，真菌的最适pH为　　　　。

3、培养基的种类

根据物理性质的不同，可以将培养基分为　　　　 培养基、半固体培养基和　　　 培养基。固体和半固体培养基需加入凝固剂，如　　　。固体培养基主要用于　　　　　　　　　　  ，半固体培养基主要用于　　　　　　　　　　  ，液体培养基常用于　　　　　　　　　　  。

根据培养基的化学成分，可以将培养基分为　　　 培养基、　　 培养基。　　　 培养基的化学成分己知，常用于　　　　　　　　　　  ，　　 培养基用化学成分不明确的天然物质配成，常用于　　　　　　　 。

根据用途的不同，可以将培养基分为　　　 培养基、　　 培养基等。选择培养基是在培养基中加入某种化学物质，以　　　 不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物的生长。例如，当需要酵母菌和霉菌时，可以在培养基中加入　　　 ，以抑制细菌、放线菌的生长，从而分离到酵母菌和霉菌。又如，在培养基中加入高浓度的　　　　  可以抑制多种细菌的生长，但不影响金黄色葡萄球菌的生长，从而可以将该菌分离出来。鉴别培养基是根据微生物的代谢特点，在培养基中加入某种　　　或化学药品配制而成的，用以　　　不同种类的微生物。例如，在培养基中加入伊红和美蓝，可以用来鉴别饮用水和乳制品中是否存在　　　等细菌：如果有大肠杆菌，其代谢产物就与　　　　　　 结合，使菌落呈深紫色，并带有金属光泽。

二 微生物的代谢

　　微生物的个体虽小，但表面积与体积的比很大，这使微生物能够迅速与外界环境进行　　　　，也使它们的代谢活动异常　　　。

　　1、微生物的代谢产物

　　微生物在代谢过程中，会产生多种的代谢产物。根据代谢产物与微生物生长繁殖的关系，可以分为　　 代谢产物和　　 代谢产物两类。

　　初级代谢产物是指微生物生长和繁殖所　　　 的物质，如氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、　　等。在不同种类的微生物细胞中，初级代谢产物的种类　　　。此外，初级代谢产物的合成在　　　进行着，任何一种产物的合成发生障碍都会影响微生物正常的生命活动，甚至导致死亡。

次级代谢产物是指微生物生长到　　　　 才产生的化学结构十分复杂、对该微生物　　 生理功能，或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质，如　　　素、　 素、　 素、　 素等。不同种类的微生物所产生的次级代谢产物　　　，它们可能　　 在细胞内，也可能排到　 　中。其中，　　 是一类具有特异性　　菌和　

菌作用的有机化合物，种类很多，常用的有链霉素、青霉素、红霉素和四环素等。

2、微生物代谢的调节

　　酶合成的调节　微生物细胞内的酶可以分为　　 酶和　　酶两类。组成酶是微生物细胞内　　 存在的酶，它们的合成　 受遗传物质的控制，而诱导酶则是在环境中　　　 物质的情况下才能够合成的酶。例如，在用葡萄糖和乳糖作碳源的培养基上培养大肠杆菌，开始时，大肠杆菌只能利用葡萄糖而不能利用乳糖，只有当葡萄糖被消耗完毕以后，大肠杆菌才开始利用乳糖。这个实验表明，大肠杆菌分解葡萄糖的酶是　　　酶，分解乳糖的酶不是组成酶，而是在乳糖诱导下合成的　　 酶。这种调节既保证了代谢的需要，又避免了细胞内物质和能量的　　 ，增强了微生物对环境的　　　 。

　　酶活性的调节　微生物还能够通过　　 酶的催化　　 来调节代谢的　　。例如，谷氨酸棒状杆菌能够利用葡萄糖，经过复杂的代谢过程形成谷氨酸；但当终产物——谷氨酸的合成过量时，就会　　谷氨酸脱氢酶的活性，从而导致合成途径中断。当谷氨酸因消耗而浓度下降时，抑制作用就会被解除，该合成反应又重新启动。因此，酶活性的调节是一种　　 、　　 的调节方式。这种调节现象在　　、　　 的合成代谢中十分普遍。

　　上述两种调节方式是同时　　　，并且密切配合、协调起作用的。通过对代谢的调节，微生物细胞内一般不会　　　大量的代谢产物。但在工业生产中，人们总希望微生物能够最大限度地积累对人类有用的代谢产物，这就需要对微生物代谢的调节进行人工控制。

3、微生物代谢的人工控制

　　人工控制微生物代谢的措施包括改变微生物　　 特性、控制生产过程中的各种条件(即　　条件)等。

　　在生产实际中，人们将通过微生物的培养，大量生产各种代谢产物的过程叫做　　。发酵的种类很多。根据培养基的　　状态，可以分为固体发酵和液体发酵；根据所生成的　　 ，可以分为抗生素发酵、维生素发酵、氨基酸发酵等；根据发酵过程对　　　的需求情况，可以分为厌氧发酵(如酒精发酵、乳酸发酵)和需氧发酵(如抗生素发酵、氨基酸发酵)。

三、微生物的生长

　　在代谢的基础上，微生物的个体会由小到大不断地生长。但是，对于单细胞微生物来说，个体的生长很不明显，持续很短时间就开始繁殖，而且生长和繁殖交替进行，界限难以划清。因此，在实际工作中，常以微生物的　　　 为单位来研究微生物的生长。

1、微生物群体生长的规律

　　下面以细菌为例讲述微生物群体生长的规律。将少量的某种细菌接种到恒定容积的液体培养基中，定时取样测定培养基里的细菌数目。然后，以时间为横坐标，以细菌数目的对数为纵坐标作图，便可以得到反映细菌生长规律的曲线，叫做生长曲线。从图中可以看出，细菌群体从开始生长到死亡的动态变化可以分为以下四个主要时期。

　　调整期 刚刚接种到培养基上的细菌，对新环境有一个短暂的　　 或适应过程，因此，一般不立即开始　　　　 ，这段时间称为调整期。这时细菌的代谢　　 ，体积增长　　 ，大量合成细胞　　 所需的酶类、ATP以及其他细胞成分。调整期的长短与菌种、培养条件等因素有关。

　　对数期 这个时期的细菌进入　　分裂阶段，细胞数目以　　 数列的形式增加。一个细菌繁殖n代，可以产生2ⁿ个细菌。处于对数期的细菌，代谢　　　，个体的形态和　　　比较稳定，常作为生产用的　　　 (也叫种子)和科研的材料。

稳定期 经过一段时间的高速生长以后，随着营养物质的　　，有害代谢产物的　　，pH的变化等，细菌的分裂速率　　 ，死亡细胞的数目逐渐增加，整个培养基中新增加的细胞数和死亡的细胞数达到　　　，这个时期称为稳定期。在稳定期，活菌数目达到　　　，细胞内大量积累代谢产物，特别是　　　代谢产物，某些细菌的　　 也是在这个时期形成的。

　　衰亡期 随着培养的继续，细菌的死亡速率　　　繁殖速率，最终导致培养基中的活菌数目急剧下降，这个时期称为衰亡期。到了衰亡期，细胞会出现多种形态，甚至　　 ，有些细胞开始解体，　　 出代谢产物等。

　　认识和掌握微生物的生长曲线，具有重要的实践意义。例如，处于对数期的细菌，生长繁殖速率快，代谢旺盛，因此，生产上常用这个时期的细菌作为菌种，以缩短生产周期。又如，进入稳定期后，抗生素等代谢产物逐渐增多，这时如果适当补充营养物质，就有助于延长稳定期、提高代谢产物的产量。为此，人们经过长期的探索，总结出一种连续培养的方法，就是在一个流动装置中(如图)，以一定的速度不断地添加新的培养基，同时又以同样的速度不断地放出老的培养基，以保证微生物对营养物质的需要，并排出部分有害代谢产物，使微生物保持较长时间的高速生长。目前，这种方法已成功地应用于酒精、丙酮、丁醇等产品的生产中。连续培养缩短了培养周期，提高了设备利用率，并且便于自动化管理。

　　2、影响微生物生长的环境因素

　　环境中影响微生物生长的因素很多，主要的有温度、pH和氧。

　　温度 每种微生物只能在一定的温度范围内生长，其中，微生物生长　　　　时的温度叫最适生长温度，绝大多数微生物的最适生长温度为　　　　　 。在最适生长温度范围内，微生物的生长速率随温度的上升而　　　 。超过最适生长温度以后，微生物的生长速率会急剧下降，这是由于细胞内的　　 和　　 等发生了不　　　的破坏。

pH 每种微生物的最适pH不同，如多数细菌的最适pH为6.5～7.5，真菌的最适pH为5.0～6.0。超过最适pH范围以后，就会影响酶的　　 ，细胞　　　的稳定性等，从而影响微生物对营养物质的　　 等。

　　氧 有些种类的微生物只能生活在有氧的条件下，如多种细菌和大多数真菌等好氧型微生物。有些种类的微生物在生活过程中不需要氧气，属于厌氧型微生物，如某些链球菌等。有些厌氧型微生物甚至是严格厌氧的，它们即使短时间接触空气，也会造成生长停滞，甚至导致死亡，如某些产甲烷杆菌。在自然界中，还有一类兼性厌氧微生物，它们在有氧和无氧条件下，能以不同的代谢方式生长繁殖，如　　 。可见，环境中氧　　的状况，对不同代谢类型的微生物群体的生长，具有不同的影响。

三、发酵工程简介

1857年，法国微生物学家　　 发现了发酵原理，人们才认识到　　 是微生物活动的结果。

一、应用发酵工程的生产实例

　　　　　是鲜味剂味精的主要成分，以前用植物(如大豆)蛋白质水解法生产。1957年，日本率先用微生物发酵法生产成功。常用的谷氨酸产生菌有　　　棒状杆菌、黄色短杆菌等。培养基通常用豆饼(或马铃薯等)的水解液、玉米浆、尿素、磷酸氢二钾、氧化钾、硫酸镁、生物素等配制而成，呈　　状态，因此也称培养液。其中的　　　是生长因子。培养液配制完成以后，投放到发酵罐中，通入98kPa的蒸汽进行灭菌，冷却后，在无菌条件下加入菌种，即为　　 。

发酵罐是一种圆柱形的容器，容量从几升到几百万升不等，上面连接有　　、　　、接种、加料、冷却等装置；此外，还有对　　、　　 、通气量与转速等发酵条件进行检测和控制的装置。

　　谷氨酸棒状杆菌是　　 菌，因此，发酵过程要不断地通入　　空气，并通过　　，使空气形成细小的气泡，迅速溶解在培养液中(称　　)；同时，也能使菌种与培养液充分接触，提高它们对原料的　　。在温度为30～37℃、pH为7～8.0的条件下，经28～32h，培养液中就会生成大量的谷氨酸。最后，将谷氨酸从培养液中分离提取出来，通常每升培养液中能得到谷氨酸50～100g。提取出来的谷氨酸用适量的Na₂CO₃溶液中和后，再经过过滤、浓缩、离心分离等步骤，便制成了味精。

二、发酵工程的概念和内容

　　通过上面的实例可以看出，发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用　　　的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的　　、培养基的　　 、　　 、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。

　　菌种的选育 要想通过发酵工程获得在种类、产量和质量等方面符合人们要求的产品，首先要有性状优良的菌种。

微生物学家用　　　　 的方法育种，就是用紫外线、激光、化学诱变剂等处理菌种，使菌种产生突变，再从中　　 出符合要求的优良菌种，如不能合成高丝氨酸脱氢酶的黄色短杆菌就是用这种方法获得的。这种育种方法已在氨基酸、核苷酸、某些抗生素等的发酵生产中获得成功。

　　随着生物技术的发展，生物学家开始用　　 工程、　　 工程等方法，构建工程细胞或　　　，再用它们进行　　，就能生产出一般微生物所不能生产的产品。例如，将大肠杆菌的质粒取出，连接上人生长激素的基因以后，重新置入大肠杆菌细胞内，然后，用这种带有人生长激素基因的工程菌进行发酵，就能得到大量的人生长激素。

培养基的配制 在菌种确定之后，就要根据培养基的配制原则，选择原料制备培养基。由于培养基的组成对菌种有多方面的影响，因此，在生产实践中，培养基的配方要经过反复的　　 才能确定。

灭菌 发酵工程中所用的菌种大多是单一的　　　，整个发酵过程不能混入其他微生物(称杂菌)，一旦　　

杂菌，将导致产量大大　　　，甚至得不到产品。例如，如果青霉素生产过程中污染了杂菌，这些杂菌会分泌青霉素　　，将形成的青霉素分解掉。因此，培养基和发酵设备都必须经过严格的灭菌。

　　扩大培养和接种 在大规模的发酵生产中，需要将选育出的优良菌种经过多次　　　，让它们达到一定数量以后，再进行　　。

发酵过程 这是发酵的　 阶段。在这个阶段，除了要随时取样检测培养液中的细菌数目、产物浓度等，以了解发酵进程外，还要及时　　 必需的培养基组分，以满足菌种的营养需要。同时，要严格控制　　 、　 、溶氧、通气量与转速等发酵条件。这是因为环境条件的变化，不仅会影响菌种的生长繁殖，而且会影响菌种代谢产物的　　　。例如，在谷氨酸发酵过程中，当pH呈酸性时，谷氨酸棒状杆菌就会生成乙酰谷氨酰胺；当溶氧不足时，生成的代谢产物就会是乳酸或琥珀酸。因此，随时检测影响发酵过程的各种环境条件，并予以控制，才能保持发酵的正常进行。

分离提纯 这是制取发酵产品不可缺少的阶段。应用发酵工程生产的产品有两类：一类是代谢产物，另一类是　　　 ，如酵母菌和细菌等。产品不同，分离提纯的方法一般不同。如果产品是菌体，可采用过滤、沉淀等方法将菌体从培养液中分离出来；如果产品是代谢　　 ，可采用蒸馏、萃取、离子交换等方法进行提取。分离提纯后的产品，还要经过质量检查合格后，才能成为正式产品。

　　三、发酵工程的应用

　　发酵工程以其生产条件　　，原料来源　　 且价格低廉，产物　　，废弃物对环境的污染小或容易　　等特点，而在医药工业、食品工业、农业、冶金工业、环境保护等许多领域得到了广泛的应用，逐步形成了规模庞大的发酵工业。

在医药工业上的应用 发酵工程在医药工业上的应用，成效十分显著，生产出了种类繁多的药品，如抗生素、维生素、动物激素、药用氨基酸、核苷酸(如肌苷)等。其中，抗生素是人们使用最多的药物，也是制药工业利润最高的产品。 20世纪80年代，世界各地的抗生素年产量达2.5×10⁴t，产值超过40亿美元。目前，常用的抗生素已达一百多种，如青霉素类、头孢菌素类、红霉素类和四环素类。

　　有些药物如人生长激素、胰岛素，过去主要是靠从生物体器官、组织、细胞或尿液中提取，因受到原料的限制，无法推广使用。发酵工程对医药工业的一个重大贡献，就是使这类药物得以大量生产和使用。例如，生长激素释放抑制因子是一种　　 激素，能够抑制生长激素的不适宜分泌，用于治疗肢端肥大症。目前，应用发酵工程大量生产的基因工程药品，有人生长激素、重组乙肝疫苗、某些种类的单克隆抗体、白细胞介素-2、抗血友病因子等。

　　在食品工业上的应用 发酵工程在食品工业上的应用十分广泛，主要包括以下三方面。

第一，生产传统的发酵产品，如啤酒、果酒、食醋等，使产品的产量和质量得到明显的提高。第二，生产各种各样的食品添加剂，改善了食品的品质及色、香、味。例如，用发酵方法制得的L-苹果酸是国际食品界公认的安全型酸味剂，广泛用于果酱、果汁、饮料、罐头、糖果、人造奶油等的生产中。第三，随着人口的增长，粮食短缺已成为困扰人们的社会问题之一，而发酵工程的发展将为解决这一问题开辟新的途径。研究表明，微生物含有丰富的蛋白质，如细菌的蛋白质含量占细胞干重的60％～80％，酵母菌的占45％～65％，而且它们的生长繁殖速度很快。因此，许多国家就利用淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液、石化产品等为原料，通过发酵获得大量的微生物　　。这种微生物菌体就叫做　　　　 。

四、酶工程简介

　　酶作为一类具有生物催化作用的有机物，是在活细胞内产生的。酶工程是指将酶所具有的生物催化功能，借助工程学的手段，应用于生产、生活、医疗诊断和环境保护等方面的一门科学技术。概括地说，酶工程是由酶制剂的　　　和　　　两方面组成的。

　　基因工程离不开内切酶和连接酶。可以这样说，离开了这些酶，基因工程就无法进行下去。同样，在植物体细胞杂交过程中，为了制备原生质体，需要利用纤维素酶将细胞壁分解掉。正因为这些酶是基因工程等不可缺少的，所以，人们形象地把它们通称为生物工程的　　　。这些工具酶往往需要用酶工程的方法来生产。

　　在生物工程的研究、开发和产业化过程中，生物工程的各分支领域——基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程之间有着错综复杂的关联，是由彼此合作来实现的。人们按照自己的愿望　　　物种，往往要采用基因工程或细胞工程的方法。基因工程能够从　　水平上改造物种，细胞工程则是以　　 这个生命活动的基本单位为基础的，但是归根结底也是实现了　　的改变。基因工程和细胞工程的研究成果，目前大多需要通过　　工程和　　工程来实现产业化。因此，人们通常将基因工程和细胞工程看作生物工程的　 处理技术，将发酵工程和酶工程看作生物工程的　　处理技术。基因工程、细胞工程和发酵工程中所需要的　 ，往往通过酶工程来获得；酶工程中酶的生产，一般要通过微生物　　　的方法来进行。由此可见，生物工程各分支领域之间存在着交叉渗透的现象。随着生物工程的迅猛发展，生物工程各分支领域的界限趋于模糊，相互交叉渗透、高度综合的趋势越来越明显。

组编说明

本套资料以人教社2003年版生物必修第一册、2003年版生物必修第二册、2004年版生物选修全一册所讲述的知识为主，以人教社2002年版生物《教学大纲》的教学要求、2004年考试中心版《考试大纲》的考试范围为依据，将三本书的内容进行重新整合为八个单元，以填空题的形式呈现，旨在让同学们在第一轮复习时全面掌握所学的基础知识。

2002年版教学大纲教学内容

关于教学要求层次的说明：

 一、知识方面
　　从认知水平和该知识点在本学科教学内容中的地位和作用考虑，将对知识点的教学要求，从低到高依次划分为A、B、C、D四个层次。
　　A：知道。对所学知识有大致的印象。
　　B：识记。记住所学知识的要点，能够说出它们的大意，能够在有关情境中识别它们。
　　C：理解。在“B”基础上，能够解释和说明所学知识的含义，能够对不同知识采用适当的形式（文字、图、表）予以表达。
　　D：应用。在“C”基础上，能够分析知识的联系和区别，能够在新的情境中综合运用所学知识，解决一些与生物学有关的实际问题；能够运用所学知识，对有关的见解、实验方案和结果进行评价。
　　二、学生实验、实习方面
　　对学生实验、实习的教学要求，划分为I和II两类。
　　I：理解实验的目的、原理和方法步骤，初步学会有关的操作技能，进一步理解有关的生物学知识。
　　Ⅱ：能够独立完成实验或实习，理解探索性实验的基本过程，初步学会探索性实验的一般方法。
　　三、研究性学习的课题方面
　　对研究性学习的课题的教学要求，划分为小组合作完成和独立完成两个层次。
　　小组合作完成：同学间组成研究小组，共同商定课题研究计划和方案，分工协作，共同完成课题研究任务。
　　独立完成：独立制订课题研究计划和方案，按照计划和方案独立完成课题研究任务。

2004年高考生物科考试大纲（新教材）

范围一：生命活动的基本规律

（一）生命的物质基础

组成生物体的化学元素及其作用

组成生物体的六类化合物及其作用

（二）生物体的结构基础

1．细胞的结构和功能

细胞膜的分子结构

细胞膜的主要功能

细胞质基质

细胞器（线粒体、叶绿体、内质网、核糖体、高尔基体、中心体和液泡）的结构和功能

细胞核的结构和功能

原核细胞的基本结构

2．细胞增殖

有丝分裂（包括细胞周期）

无丝分裂

3．细胞的分化、衰老和癌变

（三）生物的新陈代谢

1．酶

酶的发现

酶的特性（高效性、专一性、酶需要适宜的条件）

2．ATP

高能磷酸化合物

ATP与ADP的互相转化

ATP的形成途径

3．植物对水分的吸收和利用

渗透作用的原理

植物细胞的吸水和失水

运输、利用和散失

合理灌溉

4．植物的矿质营养

植物必需的矿质元素

根对矿质元素的吸收

矿质元素的运输和利用

合理施肥

5．光合作用

光合作用的发现

叶绿体中的色素

光合作用的过程

光合作用的重要意义

C₃和C₄植物的概念

C₃和C₄植物叶片结构的特点

6．人和动物体内糖类、脂质和蛋白质的代谢

糖类代谢

脂质代谢

蛋白质代谢

三大营养物质代谢的关系

三大营养物质代谢与人体健康的关系

7．细胞呼吸

有氧呼吸

无氧呼吸

呼吸作用的意义

8．新陈代谢的基本类型

新陈代谢的概念

新陈代谢的基本类型

（四）生命活动的调节

1．植物的激素调节

植物的向性运动

植物生长素的发现和生理作用

生长素在农业生产中的应用

2．人和高等动物生命活动的调节

体液调节的概念

动物激素的种类、产生部位及生理作用（生长激素、促甲状腺激素、促性腺激素、甲状腺激素、胰岛素、雄激素、雌激素和孕激素）

激素分泌的调节

相关激素的协同作用和拮抗作用

二氧化碳的调节作用

神经调节的基本方式

兴奋的传导

高级神经中枢的调节

神经调节与体液调节的区别和联系

激素调节与行为

神经调节与行为

（五）生物的生殖和发育

1．生物的生殖

无性生殖及其意义（分裂生殖、出芽生殖、孢子生殖、营养生殖）

有性生殖及意义（被子植物有性生殖过程、双受精）

减数分裂的概念

精子和卵细胞的形成过程受精作用

2．生物的个体发育

被子植物的个体发育（种子的形成和萌发、植株的生长和发育）

高等动物的个体发育（胚胎发育和胚后发育）

（六）遗传、变异和进化

1．遗传的物质基础

DNA是主要的遗传物质（肺炎双球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌的实验）

DNA的分子结构和复制

基因的概念

基因控制蛋白质的合成（转录和翻译）

基因对性状的控制

2．基因的分离定律

孟德尔的豌豆杂交试验

一对相对性状的遗传试验

对分离现象的解释

对分离现象解释的验证

基因分离定律的实质

基因型和表现型

基因分离定律在实践中的应用

3．基因的自由组合定律

对自由组合现象的解释

对自由组合现象解释的验证

基因自由组合定律的实质

基因自由组合定律在实践中的应用

孟德尔获得成功的原因

4．性别决定与伴性遗传

性别决定（XY型）

伴性遗传

5．生物的变异

基因突变（概念、特点、人工诱变在育种上

的应用）

染色体变异

染色体结构的变异

染色体数目的变异（染色体组、二倍体和多倍体、人工诱导多倍体在育种上的应用、单倍体及其在育种上的应用）

6．人类遗传病与优生

单基因遗传病、多基因遗传病、染色体遗传病

遗传病对人类的危害

优生的概念

优生的措施（禁止近亲结婚、进行遗传咨询、适龄生育、产前诊断）

7．现代生物进化理论

自然选择学说的主要内容

种群是生物进化的单位

突变和基因重组是产生进化的原材料

自然选择决定生物进化的方向

隔离导致物种形成（物种的概念、隔离、物种形成）

（七）生物与环境

1．生态因素

非生物因素（光、温度、水）

生物因素（种内关系、种间关系）

生态因素的综合作用

2．种群和生物群落

种群的特征（种群密度、出生率和死亡率、年龄组成、性别比例）

种群数量的变化

种群增长的“J”型曲线、种群增长的“S”型曲线、影响种群数量变化的因素

研究种群数量变化的意义

生物群落的概念

3．生态系统

生态系统的概念

生态系统的类型（森林、草原、农田、湿地、海洋、城市生态系统）

生态系统的结构

生态系统的成分（非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者）

食物链和食物网

生态系统的能量流动

能量流动的过程和特点

研究能量流动的意义

生态系统的物质循环（碳循环）

能量流动和物质循环的关系

生态系统的稳定性

生态系统稳定性的概念

抵抗力稳定性

恢复力稳定性

提高生态系统的稳定性

4．人与生物圈

生物圈的概念

生物圈稳态的自我维持

全球性环境问题（酸雨）

生物多样性的概念

生物多样性的价值

我国生物多样性的特点

我国生物多样性面临的威胁及其原因

生物多样性的保护

范围二：生物科学技术及其与人类的关系

（八）人体生命活动的调节和免疫

1．内环境与稳态

内环境的概念和组成

稳态的概念和生理意义

2．水和无机盐的平衡

水平衡

水和无机盐平衡的意义

3．血糖的调节

血糖平衡及其意义

血糖平衡的调节

糖尿病及其防治

4．体温的调节

人的体温及其相对恒定的意义

体温的调节

5．特异性免疫

淋巴细胞的起源和分化

抗原和抗体

体液免疫

细胞免疫

体液免疫和细胞免疫的关系

6．免疫失调引起的疾病

过敏反应

自身免疫病

免疫缺陷病

（九）生物固氮

共生固氮微生物和自生固氮微生物

生物固氮的意义

生物固氮在农业生产中的应用

（十）微生物与发酵工程

1．微生物的类群

细菌的结构和繁殖

病毒的结构和增殖

2．微生物的营养

同生物需要的营养物质及功能（碳源、氮源、生长因子）

培养基的配制原则

培养基的种类

3．微生物的代谢

微生物的代谢产物

微生物代谢的调节（酶合成的调节、酶活性的调节）

微生物代谢的人工控制

4．微生物的生长

微生物群体的生长规律（调整期、对数期、稳定期、衰亡期）

影响微生物生长的环境因素（温度、pH、氧）

5．发酵工程简介

应用发酵工程的生产实例

发酵工程的概念和内容

菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和分离提纯

发酵工程的应用

（十一）细胞与细胞工程

1．细胞的生物膜系统

各种生物膜在结构上的联系

各种生物膜在功能上的联系

生物膜系统的概念

研究生物膜的重要意义

2．植物细胞工程

植物细胞的全能性

植物组织培养

植物体细胞杂交

3．动物细胞工程

动物细胞培养

动物细胞融合

单克隆抗体

（单克隆抗体的制备、单克隆抗体的应用）

（十二）遗传与遗传工程

1．细胞质遗传

细胞质遗传的特点

细胞质遗传的物质基础

2．基因的结构

原核细胞的基因结构

真核细胞的基因结构

人类基因组研究

3．基因工程简介

基因工程的基本内容

基因操作工具（限制性内切酶、DNA连接酶、运载体）

基因操作的基本步骤（提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与表达）

基因工程的成果与发展前景

范围三：实验

（十三）实验、实习和研究性课题

1．生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定

2．高倍显微镜的使用和观察叶绿体

3．细胞质流动的观察

4．观察植物细胞的有丝分裂

5．比较过氧化氢酶和Fe³+的催化效率

6．探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用

7．温度对酶活性的影响

8．叶绿体中色素的提取和分离

9．观察植物细胞的质壁分离与复原

10．植物向性运动的实验设计和观察

11．设计实验，观察生长素或生长素类似物对植物生长发育的影响

12．DNA的粗提取与鉴定

13．制作DNA双螺旋结构模型

14．性状分离比的模拟实验

15．调查人群中的遗传病

16．调查媒体对生物科学技术发展的报道

17．种群密度的取样调查

18．设计并制作小生态瓶，观察生态系统的稳定性

19．调查环境污染对生物的影响

20．观察SO₂对植物的影响

21．收集有关生态农业的信息，根据当地农业生产情况，设计一个农业生产系统

22．学习微生物培养的基本技术（培养基制备、接种培养等技术）

23．收集有关生物工程产业发展的信息，并做交流报告

24．调查生物工程制品在社会生活中的应用，并写出调查报告。