高中生物笔记第一册讲义.docx

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高中生物笔记第一册讲义

第一章走进生命科学

第一节走进生命科学的世纪

一、生命科学简史

A.古代

我国

最早研究动植物和真菌的国家

6世纪贾思勰《齐民要术》

16世纪李时珍《本草纲目》

西方

亚里士多德动植物的广泛观察

盖伦内部器官解剖

描述法，比较法

B.17~20世纪

17世纪

显微镜发明开始进入细胞水平

18世纪

林耐

生物分类法则

19世纪1838-1839

1859

施莱登&施旺

细胞学说

达尔文

《物种起源》

20世纪1865

1910

孟德尔

植物杂交（遗传第一、第二规律，即基因分离定律和基因的自由组合定律）

摩尔根

遗传第三规律和基因位于染色体上

实验法

C.20世纪（前中）

宏观——生态学

微观——分子水平

1953

沃森&克里克DNA双螺旋分子模型

我国

结晶牛胰岛素&酵母丙氨酸转移核糖核酸

多种方法共用，多学科渗透

D.20世纪末

1997

克隆羊“多利”

（证明高度分化后的体细胞依然具有全能性）

1999

人体胚胎干细胞（全能性最强）被成功分离

该成就被列为世界十大科学成就之首

1990-2003

人类基因组计划（由美国提出，共有六个国家参与，分别为美、中、日、英、法和德，中国负责1%）：

测碱基对序列，识别基因在染色体上的位置。

生命科学的“阿波罗登月计划”

生物学科中的几个1%：

●人类基因组计划中，中国负责1%

●太阳照射到地球上，仅1%的太阳能用于光合作用

●植物从土壤吸收的水分中，仅1%用于光合作用，99%用于蒸腾作用

●人体内的原尿中只有1%最终生成终尿，其余99%都被重吸收

第二节走进生命科学实验室

一、生命科学探究的基本步骤

学习或生活实践→提出疑问（可参考文献）→假设（可参考文献）→设计实验（可参考文献）→实施实验→分析数据→得出结论→（也可进入进一步假设）解答疑问（可参考文献）→新的疑问→进一步探究

实验设计三原则

1、单因子变量：

尽可能避免其他变量

a.材料本身差异（比如书上柳条鱼的实验还应考虑鱼的生长状况，成熟和健康程度等）

b.所用试剂的总量和浓度一致或控制好

c.试剂添加顺序（研究酶的活性实验）

d.处理时间的长短

2、对照原则：

a.空白对照（还原性糖的鉴定）

b.自身对照（避免变量）（质壁分离）

c.条件对照

3、重复平行原则（消除前一次实验的影响）（比如证明植物的光合作用产生淀粉，重复实验操作时可以通过呼吸作用将之前光合作用产生的氧气消除干净）

二、实验设计的一般步骤

1、通过审题明确实验目的

2、看清仪器、试剂

（1）仪器：

a.提供的可不用，用的一定是被提供的b.边看边确定装置和所需仪器

（2）试剂：

a.同上b.关注所需浓度是否提供到位

3、实验步骤

（1）配制溶液（可无）

（2）选取材料并分组编号材料：

控制无关变量（可能引起实验结果变化的变量）

分组：

随机，给其编号（整个实验组别名称统一）

（3）施加变量：

描述试剂浓度、用量；其他条件相同且适宜；培养时间要关注

（4）观察实验结果（具体）并记录

三、生命科学实验基本要求

【实验1.1】

1、显微镜的结构第一册p.11图1-7

目镜&物镜：

放大物象

转换器：

更换物镜

聚光器和光圈：

通过光线的多少，调节亮度

反光镜：

调节亮度（平面镜：

暗凹面镜：

亮）,通常高倍镜下视野较暗，要用凹面镜

粗调节器&细调节器：

聚焦，使物象清晰（高倍镜下只能使用细调节器）

2、显微镜的结构

光学系统

镜头

物镜

物镜的长度与放大倍数成正比

目镜

目镜的长度与放大倍数成反比

反光镜

平面镜

暗

凹面镜

亮（聚光）

机械系统

粗、细调节器

光圈（聚光器）

转换器

注意：

被观察标本透明度越高，使用显微镜的亮度越小

3、显微镜的使用

（1）使用方法

a.镜筒向前，镜臂朝向自己，放在桌面离自己偏左的位置，方便右手记录

b.对光：

使低倍镜到位，调节反光镜和光圈，至均匀、明亮的圆形视野

c.安放标本

d.对焦：

低倍镜下降到距离标本约5厘米处（从侧面观察显微镜），然后看目镜的同时缓缓上升镜筒，直到看到一个清晰的物象

e.将需要观察的物象放在视野中央

f.换高倍镜：

转动转换器，使高倍镜到位（侧面注视，避免碰到）

*如果高倍镜碰到载玻片：

①低倍镜没到位，重新调焦距②显微镜坏了

*切勿在高倍镜下粗调！

（2）亮度

●低倍镜时：

调节光圈和反光镜

●高倍镜时：

调节光圈或聚光器

●需要亮暗光线的原因：

亮

外界暗

物体的透明度低

暗

外界亮

物体的透明度高

（3）放大倍数=目镜×物镜

●放大倍数是指宽度和长度各自的放大倍数，非面积

●显微镜放大倍数越大，视野范围越小，物象越大，视野越暗，离载玻片越近，物镜越长，目镜越短。

4、显微测微尺的使用

目镜测微尺

可以量细胞大小

安装于目镜镜筒的光阑上，目镜放大倍数不同，每一格代表的长度不同

物镜测微尺

长度固定，总长1mm，分成10个大格，100个小格。

每一小格长10um，每一大格长100um

物镜测微尺置于载物台上，用以标定目镜测微尺每小格的长度

目镜每格长度=（物镜每格长度×物镜格数）/目镜格数um

细胞实际长度=目镜格数×目镜每格长度

5、成像：

倒立的，放大的虚像（做题时试卷转180度）

6、观察范围：

具体参考第一册p.14

1m~1cm~1mm~100um肉眼观察范围

100um~10um~1um~100nm光学显微镜观察范围（显微结构）

100nm~10nm~1nm~0.1nm电子显微镜观察范围（亚显微结构）

●知道模式图和显微照像图（显微&亚显微）的区别

第二章生命的物质基础

第一节生物体内无机化合物

一、化学元素

化学元素→化合物→结构→细胞→器官→系统（高等动物的八大系统：

运动系统，呼吸系统，消化系统，循环系统，泌尿系统，生殖系统，神经系统，内分泌系统）→生物体

1、碳

2、生物体中的元素在自然界普遍存在（种类上统一性）含量上差异很大。

3、大量元素和微量元素

●大量元素：

C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S（根系元素，也称矿质元素，除了C、H、O）

●微量元素

●

拓展：

植物根部（从上至下）

根毛区（成熟区）

特点是表皮细胞的外壁向外突出形成根毛。

吸收水分和矿质元素，该区域的植物细胞有大型液泡，细胞通过渗透作用吸水

伸长区

靠近分生区的细胞还有分裂能力，距离分生区较远的细胞，分裂活动逐渐减弱，细胞伸长、生长和分化

生长点（分生区）

细胞分裂最旺盛。

这里的细胞小，呈正方形，排列紧密，细胞核较大，细胞正在分裂，无液泡。

细胞通过吸胀作用吸水。

根冠

细胞死亡

●吸胀作用&渗透作用的区别

细胞有无液泡

吸收的是

吸水方式

吸胀作用

无

结合水

依赖于亲水性物质进行。

（亲水性物质主要为蛋白质和糖类，且蛋白质的亲水性大于糖类，如大豆种子发芽能把石头崩裂）

渗透作用

有

自由水

通过浓度差进行。

二、水

1、含量

●生物代谢越旺盛的器官含水量越高P.18表2-1

●生物体中晒干的种子含水量最小。

含水量减小，代谢强度弱，减弱呼吸作用，（呼吸作用产生热量和水，容易使其发生霉变）易于储存。

P.18表2-2

2、作用（自由水）

①水是一种良好的溶剂

②水是绝大多数生物化学反应的介质，并能帮助运送物质

③水的比热容大，对调节体温、保持体温恒定有重要作用

④有利于维持生物形态

⑤分子极性强，能使溶解于其中的物质呈离子状态，利于反应

*定时定量喝水，起床时最好先喝一杯水。

3、水的存在形式

作用

去掉方式

状态

吸水方式

自由水

跟细胞代谢程度有关

晒

活着

使用前浸在水中，通过吸胀作用恢复。

产生液泡后渗透作用

结合水

抵抗不利环境，有利于储存

烤

死亡

吸胀作用（细胞中无液泡）

●无液泡：

①分生组织（产生生长素的地方，但不代表生长素分布越多）：

茎、芽的尖端，幼叶，生长点，形成层（位于茎，形成年轮）等②干种子

三、无机盐

1、含量很少1%

2、存在形式：

离子状态

3、作用

①构成生物体的化合物

Fe2+

血红蛋白（红细胞的里面），血红蛋白的功能：

运送氧气，二氧化碳，缺乏血红蛋白会导致贫血。

Ca2+

构成骨骼和牙齿，缺乏会导致佝偻病（年轻）和骨质疏松（年老）

胆固醇（通过紫外线）→维生素D（促进钙质吸收）

Mg2+

合成叶绿素的原料。

缺乏会使植物无法进行光合作用导致植物死亡。

I-

甲状腺激素原料。

缺乏甲状腺激素会导致呆小症（幼儿）和大脖子病（成年）（正反馈，腺体肿大）。

P

ATP（生命活动直接能源物质），磷脂（构成细胞膜），核酸（遗传物质DNA,RNA）

N

蛋白质（氨基酸），核酸（含氮碱基），胆固醇

S

蛋白质

Zn

200多种酶的组成元素。

不足会造成生长发育不良、认知能力缺陷、精神发育迟缓、行为障碍等。

超过会引发贫血，免疫功能低下。

②调节内环境稳定（多对缓冲液）

HCO3-&CO32-

使血液PH值大约维持在7.35~7.45（偏碱性）

H2PO4-&HPO42-

③参与生物体的代谢活动

植物

Mg2+

缺乏：

叶脉缺绿，叶片变黄变白。

Zn2+

缺乏：

幼叶和茎生长受到抑制，叶边缘常撕裂或皱缩。

Mn2+

缺乏：

叶片叶脉间缺绿、坏死

动物

Ca2+

肌肉抽搐

Na+←→K+

神经系统静息电位&动作电位

四、植物矿质元素的确定方法——水培法

1、定义

2、原理：

通过加入或除去某些元素，观察植物生长或生理状况的变化，以判断是否为植物必需。

3、常用试剂：

完全培养液，缺XX元素的完全培养液

4、注意点

①持续通入空气（缺乏氧气会使植物进行无氧呼吸产生酒精而烂根）

②缺素追加（如实验完毕后再加Mg元素看是否恢复）

③如果时间过长需定期更换营养液

第二节生物体内有机化合物

一、生物体中有机化合物的分类

1、分类：

糖类、脂质、蛋白质、核酸、维生素

1糖类、脂质：

生物体的主要能源物质

2糖类：

维持生命活动所需能量的主要来源

3葡萄糖：

细胞中的主要能源物质

4脂肪：

更好的储能物质（相较于糖类而言：

脂肪含C、H的比例高，氧化分解需要的氧气多，氧化分解产生的能量就比糖类多）

5供能顺序：

糖类→脂肪→蛋白质

6主要储能物质——动物：

糖原；植物：

淀粉

2、骨架：

碳原子相连构成环状、链状

【实验2.1】食物中主要营养成分的鉴定

原理：

每一种生物分子都有其特定的化学结构，它们与相应化学试剂的反应会分别显示出可以鉴别的特征。

1该实验鉴别特征：

颜色变化

2选择的材料颜色本身必须颜色淡，便于观察

3鉴定蛋白质时先加NaOH再加CuSO4，NaOH必须过量

4鉴定葡萄糖时砖红色呈现之前为黄色的CuOH

被检成分

试剂

实验要点

呈现颜色

2ml1%可溶性淀粉溶液

碘液2~4滴

逐滴滴加，摇匀

棕黄→蓝紫

2ml1%葡萄糖溶液

班氏试剂2~4滴

摇匀，加热至沸腾

蓝色→砖红色

2ml10%鸡蛋清溶液

双缩脲试剂

NaOH5%1ml

CuSO41%2~3滴

淡蓝色→紫色

2ml植物油

苏丹Ⅲ染液

逐滴滴加，摇匀

棕红色→橘红色

1非还原性糖：

多糖、蔗糖不能用上述方法检验

2砖红色：

是Cu2O的颜色

3淀粉：

直链为蓝色，支链为紫色

4双缩脲试剂：

所有氨基酸不能发生双缩脲反应。

含有两个或两个以上肽键的蛋白质或多肽就能生成紫色络合物

5蛋白质还可以由碘液检验，显棕黄色

6DNA检验可以用龙胆紫（显紫色），醋酸洋红（显红色）和甲基绿（显蓝绿色）

二、糖类

通式：

C（H2O）n碳水化合物

种类

分子式

分布

功能

单糖

五碳糖戊

脱氧核糖

C5H10O4

动植物中广泛分布

组成DNA

核糖

C5H10O5

组成RNA

六碳糖己

G（葡萄糖）

C6H12O6

细胞的主要能源物质，光合作用的直接产物

果糖

植物

一种能源物质

双糖

蔗糖

C12H22O11

植物

G+果糖供能

乳糖

动物

G+半乳糖供能

麦芽糖

植物

2份G供能

多糖

淀粉

多个G脱水缩合

植物

储能多糖

纤维素

构成细胞壁的成分

糖原

肝糖原

动物

补充血糖，储能多糖

肌糖原

储能多糖，为肌肉收缩提供能量

1.蔗糖是从甘蔗和甜菜中提炼出来的，红糖白糖都是蔗糖

2.淀粉是人类主要的糖类来源

3.多糖水解后多为G

4.纤维素无法被人类利用

5.甜味：

单糖与双糖都具有甜味，多糖不具有甜味。

（如何让刚采摘下的玉米保持甜味：

烫一烫，使酶失去活性）有些化合物具有甜味但不是糖类

6.多糖和脂质结合→糖脂

7.多糖和蛋白质结合→糖蛋白（糖蛋白与细胞识别有关）

三、脂质

元素组成

种类

生理功能

C

H

O

N

P

脂肪（构成的基本成分：

甘油+脂肪酸）

C、H、O

饱和脂肪酸（C-C单键），常温下固态，存在于动物体内

①细胞（脂肪细胞）内更好的储能物质（脂肪层位于皮下内脏器官表面）②减少热量散失，维持体温③烘托内部器官④减少内脏器官的摩擦，缓冲外界的作用力

不饱和脂肪酸（C=C双键），常温下液态，存在于植物体内

磷脂（还含有N、P）

一个亲水性头部：

甘油+磷酸+含氮碱基

两个疏水性尾部：

两个脂肪酸

①构成细胞膜骨架（双分子层）②微团状

胆固醇（还含有N）：

激素和维生素D

合成性激素、肾上腺皮质激素、维生素D的原料

①构成细胞膜的重要成分，调节细胞膜的流动性②调节人体生长发育和代谢③与性器官发育和生殖细胞形成有关④帮助钙质吸收

摄入过多：

脂肪导致肥胖、脂肪肝、动脉粥样硬化、高血压等；胆固醇导致心血管疾病、动脉粥样硬化、心肌梗死、中风等

四、蛋白质（C、H、O、N、）（可能存在S，比如噬菌体）

1、结构单位：

aa（氨基酸）

（1）种类：

20种（组成蛋白质的氨基酸），自然界中有300多种氨基酸，不能构成蛋白质

（2）分类

●非必需aa：

12种，能从其他物质转化而来

●必需aa：

8种，从食物中来

●对成人来说，必需aa有8种，包括赖氨酸、甲硫氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸和苯丙氨酸。

对婴儿来说，组氨酸和精氨酸也是必需氨基酸。

R

|

NH2—C—COOH

|

H

（3）结构通式

2、连接

HR1OHR2O

||||||||

H—N—C—C—OHH—N—C—C—OH

|↓|

HH2OH

●—NH2，—COOH肽链的头尾一定有，R上可能有

●橙色部分的一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基脱去一分子水缩合形成蓝色部分的肽键

3、计算（游离—NH2和—COOH数为肽链数）不考虑R集团上的—NH2和—COOH。

（1）直线型：

水分子数=肽键数=氨基酸数-肽链数

环状：

水分子数=肽键数=氨基酸数

（2）蛋白质的分子量：

氨基酸的平均分子量×氨基酸数－脱去水分子数×18

*为常态O、H，如用放射性同位素标记时要改

（3）注意放射性同位素

DNA

蛋白质

12C

1H

16O

14N

31P

32S

14C

2H、3H

18O

15N

32P

35S

光合

呼吸

CO2

O2

C6H12O6

44

32

180

14C

46

32

192

18O

48

36

192

4、空间结构

（1）定义：

一条或者几条通过化学键连接在一起（往往是双硫键—S—S—）

●形成一个—S—S—要脱两份H

●aa→（脱水缩合+肽键）多肽链→（空间盘绕）蛋白质

aa←（肠肽酶+H2O）多肽链←（胃、胰蛋白酶）蛋白质

解开肽键解开双硫键等空间结构键

（2）变性：

高温、强酸、强碱等环境下改变蛋白质的空间结构（不是肽键）而造成蛋白质变性（不可逆）

T’为最适温度

5、蛋白质的多样性

（1）肽链层面：

氨基酸的种类、数目、排列顺序不同

（2）蛋白质层面：

空间结构多样

6、主要生物学功能

（1）催化剂：

酶（酶可以是蛋白质和RNA）

（2）运输：

载体（如水通道蛋白、血红蛋白、脂蛋白，脂蛋白和胆固醇的运输有关）

（3）收缩和运动：

肌肉中的蛋白（肌球蛋白，肌动蛋白）

（4）构成结构物质：

受体

（5）免疫：

抗体（Y型，四条链组成，参看空间结构第一张图）

（6）调节：

激素（激素可以是蛋白质或胆固醇）

胆固醇类（可口服）：

肾上腺皮质激素、雄性激素、雌性激素

蛋白质类：

生长素、胰岛素、促甲状腺激素

多肽类：

抗利尿素（9肽）、胰高血糖素（29肽）

氨基酸类（可口服）：

甲状腺激素、肾上腺素

7、蛋白质与糖类之间的关系（脱氨作用和转氨基作用都主要在肝脏中）

1蛋白质可经脱氨作用转化为糖类和脂质

—NH2→尿素（增加肾负担）

脱氨基CO2、H2O

另一部分→

糖类、脂质

空腹喝牛奶的后果!

2糖类和脂质的代谢中间产物经转氨基作用转化成非必需氨基酸

8、蛋白质和DNA

DNA→（转录）mRNA→（翻译）多肽链加工成为蛋白质

6：

3：

1

五、核酸（C、H、O、N、P）

1、DNA和RNA的比较

分类

脱氧核糖核酸（DNA）

核糖核酸（RNA）

组成单位

脱氧核苷酸

核糖核苷酸

成分

磷酸

1分子磷酸

1分子磷酸

五碳糖

脱氧核糖

核糖

含氮碱基

A、G、C、T

A、G、C、U

功能

主要遗传物质（自然界中大多数生物，有细胞的的生物遗传物质均为DNA）

通过控制mRNA的合成决定蛋白质的合成

某些酶；一些病毒的遗传物质

控制蛋白质的合成：

mRNA，蛋白质合成的直接模板；tRNA，携带氨基酸；rRNA，核糖的组成成分

存在

主要存在于细胞核中，（有部分存在于细胞之中的线粒体和叶绿体）

主要存在于细胞质

2、染色：

龙胆紫（0.3%，1%等），醋酸洋红，甲基绿，苏木精

3、水解产物

DNA

RNA

初步水解（产物）

脱氧核苷酸

核糖核苷酸

完全水解（产物）

磷酸+脱氧核糖+A/G/C/T

磷酸+核糖+A/G/C/U

4、核酸的分布

生物类别

核酸

遗传物质

说明

举例

原核生物

DNA

RNA

DNA

RNA是非遗传物质，但在遗传信息的表达和传递上起重要作用

所有细菌，颤藻

真核生物

水绵

病毒

只含DNA

DNA

噬菌体

只含RNA

RNA

艾滋病病毒

无（朊病毒）

蛋白质

疯牛病，库鲁病

5、核酸的功能

1）遗传信息的载体

2）在生物体的遗传和变异中以及蛋白质的合成中起重要作用

六、维生素

1、定义：

生物的生长和代谢所必须的微量有机化合物

2、分类：

脂溶性和水溶性

维生素

脂溶性维生素

维生素A

缺乏：

夜盲症

维生素D

缺乏：

佝偻症，骨质疏松

维生素E

维生素K

水溶性维生素

维生素B1、维生素B2、维生素B3、维生素B12

缺乏维生素B1：

脚气病

维生素C

缺乏：

坏血症

维生素PP

叶酸

七、能源物质

1、糖类、脂肪、蛋白质

2、供能顺序：

糖类→脂肪→蛋白质

3、主要能源物质：

动物——糖原；植物——淀粉

4、主要储能物质：

动物——糖原，脂肪；植物——淀粉，脂肪

5、直接能源物质：

ATP

6、最初能源：

光能

八、生物体内水分的产生和利用

水分产生

水分利用

结构

生理过程

结构

生理过程

线粒体

有氧呼吸第二阶段，H、O结合成水

线粒体

有氧呼吸第二阶段，三羧酸循环

核糖体

氨基酸脱水缩合

消化道、细胞质基质

大分子→小分子

叶绿体（基质）

光合作用（暗反应，C的还原）

叶绿体（类囊体）

光合作用（光反应，水解反应）

肝脏，肌肉

合成糖原

耗能部位（肝脏，肌肉）

分解糖原，ATP水解

细胞核

DNA复制、转录

高尔基体

合成纤维素时脱水缩合

第三章生命的结构基础

第一节细胞膜

一、细胞的结构与功能

1、病毒（非细胞结构）与细菌（原核生物）的比较

病毒

细菌（基本上有细胞壁）

结构

非细胞结构

原核细胞结构

成分

蛋白质、核酸

蛋白质、核酸、脂质、糖类、水、无机盐

遗传物质

DNA或RNA

DNA

生活方式

寄生于活的细胞内

可寄生，共生（相互有利，分开不可活），自养

繁殖方式

利用寄主成分，合成自身物质、组装（拿来主义）

分裂生殖

2、原核细胞和真核细胞的比较

原核细胞

真核细胞

细胞壁

肽聚糖等

纤维素、果胶（用纤维素酶和果胶酶可以分离细胞壁而不影响其他物质）

细胞膜

有

有

细胞器

只有核糖体

有多种细胞器

细胞核

无成形细胞核，有拟核（仅有DNA）

有成形细胞核，染色质（由DNA和蛋白质组成）

核外DNA

质粒（分子运输车）

线粒体，叶绿体

光合作用

能，在细胞质中进行

如蓝藻：

蓝绿色素在光合层片中，游离于细胞质

细菌：

菌色素

能，叶绿体

分裂方式

二均分裂

有丝分裂、减数分裂

转录、翻译

同一时间，同一地点，拟核周围

细胞核（转录），核糖体（翻译）

二、细胞膜

1、成分、结构

2、结构特点：

半流动性

3、功能

1完成细胞与外界环境的物质交换（选择透过性）

2完成细胞与外界环境的信息交流

3保护细胞

4维持细胞内部环境的相对稳定

4、功能特点：

选择透过性

三、物质通过细胞膜的方式

1、小分子物质

被动运输：

自由扩散（通过磷脂分子的间隙），协助扩散（需要蛋白质作载体或通道）

主动运输（主要方式）

物质进出细胞的方式

被动运输

主动运输

自由扩散

协助扩散

蛋白质通道

转运通道

运输方向

高→低

低→高

载体

不需要

需要

需要

耗能

不耗能

耗能

图例

A

B

C

D

举例

O2、CO2（小分子气体），甘油、乙醇、苯（脂溶性）

H2O

无机盐，小分子有机物

曲线

同右

OA：

浓度差限制速度

AB：

载体数量限制速度

OA：

取决于细胞是否需要

AB：

取决于载体数量

2、大分子物质

胞吞——白细胞

胞吐——高尔基体的小囊泡分泌蛋白质

特点：

半流动性，需要能量

四、细胞的吸水和失水

1、区分两个概念

半透膜

选择性透过膜

不同点

概念

某些物质可以通过

有选择性

通过依据

“筛子”，取决于物质大小

细胞是否需要

相同点