生命科学第一册知识手册1.1走近生命科学的世纪一、生命科学发展简史1．著作：贾思勰《齐民要素》、李时珍《本草纲目》、达尔文《物种起源》2．显微镜发明：生物研究进入细胞水平DNA双螺旋结构分子模型建立：研究进入分子水平（微观领域）我国成就：合成结晶牛胰岛素、酵母丙氨酸转移核糖核酸（核酸领域）3．林耐——生物分类法则施莱登、施旺——提出细胞学说孟德尔——遗传学奠基人摩尔根进一步揭示遗传机制（伴性遗传）4．生命科学研究手段：描述法、比较法、实验法5．人类基因组计划——生命科学的“阿波罗登月计划”（用于人类疾病的基因诊断、治疗）二、展望生命科学新世纪1．后基因组学、转基因技术、基因治疗、生物多样性保护、脑科学2．生命科学定义：以生命为研究对象的科学和技术的总称1.2走近生命科学实验室一、生命科学探究的基本步骤：提出疑问——提出假设——设计实验——实施实验——分析数据——得出结论——新的疑问——进一步探究二、光学显微镜的使用1．使用显微镜的操作步骤2．放大倍数（1）放大倍数和长短的关系①物镜越长，放大倍数越大；②目镜越长，放大倍数越小（2）显微镜放大倍数的含义①显微镜放大倍数是指物象长或宽的放大倍数；②总的放大倍数=目镜放大倍数×物镜放大倍数3．显微镜成像特点显微镜下所成的像为放大的倒立的虚像。
移动规律：物像偏哪向哪移（或同向移动）。
4．目镜测微尺和物镜测微尺①目镜测微尺实际长度不变，但所代表的长度会变。
②物镜测微尺安装于载物台上，用于标定目镜测微尺每小格的长度。
2.1生物体中的无机化合物无机化合物：水、无机盐有机化合物：糖类、脂质、蛋白质、核酸细胞中含量最多的化合物或无机化合物：水细胞中含量最多的有机化合物或细胞中干重含量最多的化合物：蛋白质（一）水在细胞中的存在形式与作用存在形式含量功能联系水自由水约95.5％良好溶剂、参与多种化学反应、运送养料和代谢废物、为细胞提供液体环境它们可相互转化；代谢旺盛时自由水/结合水比值增加结合水约4.5％细胞结构的重要组成成分（二）无机盐（1）存在形式：绝大多数以离子形式存在（2）功能：①构成某些重要的化合物如：镁是构成叶绿素的重要元素，铁是构成血红蛋白的重要元素等②维持生物体的生命活动（如动物缺钙会抽搐）③维持酸碱平衡，调节渗透压。
（3）部分无机盐的作用缺碘：地方性甲状腺肿大（大脖子病）、呆小症缺钙：抽搐、软骨病，儿童缺钙会得佝偻病，老年人会骨质疏松缺铁：缺铁性贫血缺镁：叶片变黄，变白2.2生物体中的有机化合物一、有机化合物的鉴定:鉴定原理：某些化学试剂能与生物组织中的有关有机化合物发生特定的反应.I 、糖类淀粉+碘液蓝色还原性糖:1.鉴定试剂：班氏试剂2.原理：还原糖(葡萄糖，果糖，麦芽糖等)+班氏试剂红黄色3．注意事项：（1）选择材料应选还原糖量较高、颜色为白色或近于白色的植物组织器官（2）苹果或梨组织液必须临时制备（3）蔗糖是典型的非还原性糖，不能用于该实验。
Ⅱ、蛋白质1、鉴定试剂：双缩脲试剂（A 液：0.1g/ml NaOH B 液：0.01g/ml CuSO 4）先加入A 液再加入B 液.成紫色反应。
2、原理：蛋白质+CuSO 4紫色络合物3、注意事项：A 液和B 液也要分开配制，储存。
鉴定时先加A 液后加B 液。
Ⅲ、脂肪:苏丹Ⅲ（橘黄色）苏丹Ⅳ（红色）注意问题：（1）染色时间不宜过长。
（2）酒精用于洗去浮色，不洗去浮色，会影响对橘黄色脂肪滴的观察。
二、细胞中的糖类1、糖类的化学元素组成及特点：(1)元素组成：C 、H 、O（2）特点：大多数糖H:O=2:12、糖类的分类，分布及功能：加热NaOH3、单糖、二糖、多糖的区分单糖：不能水解的最简单的糖，可被细胞直接吸收。
二糖：由两分子的单糖脱水缩合而成。
如麦芽糖由两个葡萄糖分子脱水缩合而成,蔗糖可以水解为一分子果糖和一分子葡萄糖,乳糖可以水解为一分子葡萄糖和一分子半乳糖。
多糖：由许多的葡萄糖分子经脱水缩合连在一起形成的结构复杂的糖类。
如淀粉、纤维素、糖原,构成它们的基本单位都是葡萄糖。
三、脂质脂质，俗称脂类物质，其共同的特性是不溶于水，而易溶于乙醚、氯仿、苯等有机溶剂。
四、蛋白质1、组成蛋白质的基本单位:氨基酸（1）氨基酸的结构特点:一个氨基酸分子至少含有一个氨基和一个羧基，且连接在同一个碳原子上。
除此之外，该碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团。
（2）氨基酸的结构通式注：①生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种，各种氨基酸的区别在于侧链基团(R 基)的不同。
②R 基中也可能存在—ＮＨ２或—ＣＯＯＨ2、氨基酸形成蛋白质（1）形成方式:脱水缩合脱水缩合：在蛋白质的形成过程中,一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基相连接，同时脱去一分子水，这种结合方式叫做脱水缩合。
由2个氨基酸分子缩合而成的化合物叫二肽。
习惯上把由三个以上的氨基酸连成的肽链称为多肽。
连接两个氨基酸分子的化学健叫肽键。
即—CO —NH —（2）蛋白质分子中的数量关系脱去水分子数=形成的肽键数=氨基酸数—肽链数假设一个蛋白质分子中含有的氨基酸数为n若蛋白质只有一条肽链，则脱去水分子数等于形成的肽键数等于n－1若蛋白质含有m条肽链，则脱去水分子数等于形成的肽键数等于n－m（3）蛋白质分子量的计算。
假设氨基酸的平均分子量为a，含有的氨基酸数为n则，形成的蛋白质的分子量为：a×n－18(n－m)即：氨基酸的总分子量减去脱去的水分子总量（4）一个蛋白质可以由多条肽链构成一条肽链至少含有的氨基和羧基各1个n条肽链至少含有的氨基和羧基至少为n个3、蛋白质结构（1）结构层次：脱水缩合折叠、盘曲氨基酸肽链蛋白质（2）原因:①组成蛋白质的氨基酸种类,数目,排列顺序不同②肽链的折叠，盘曲及蛋白质的空间结构千差万别4、蛋白质的功能蛋白质结构的多样性决定了它的功能多样性：催化功能：绝大多数酶是蛋白质结构功能：羽毛、肌肉、蛛丝、毛发等含有结构蛋白运输功能：血红蛋白能运输氧气信息传递功能：胰岛素等蛋白质类激素免疫功能：抗体可抵御抗原的侵害运动功能：肌动蛋白收缩引起运动五、遗传物质的携带者——核酸1、种类：DNA与RNA比较DNA（脱氧核糖核酸）RNA（核糖核酸）基本单位脱氧核苷酸核糖核苷酸化学组成磷酸＋脱氧核糖＋碱基（A.T.G.C）磷酸＋核糖＋碱基（A.UG.C）存在场所主要分布于细胞核中主要分布在细胞质中主要功能在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中有极其重要的作用。
六、维生素按照溶解特性，可以分为脂溶性和水溶性两类脂溶性维生素:维A、D、E、K水溶性维生素：维B、维C、维PP、叶酸等3.1细胞膜一、细胞膜的结构1、细胞膜的组成：磷脂双分子层+蛋白质+多糖（蛋白质加多糖——糖蛋白，作用：细胞识别；磷脂加多糖——糖脂）注意：有多糖的一侧为细胞外侧。
2、结构特点：一定的流动性3、功能特点：选择透过性二、物质通过细胞膜的方式物质的跨膜运输方式——离子和小分子运输方式自由扩散协助运输主动运输跨膜方向高→低高→低一般：低→高载体协助不需要需要需要消耗能量不需要不需要需要物质举例氧气、二氧化碳、氮气、苯等小分子（苯还是脂溶性的）水、甘油、乙醇等较小的分子氨基酸、葡萄糖等较大的有机分子K+、Mg2+、Na+、Cl－等－带电荷的离子小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐非跨膜运输——大分子（如分泌蛋白等）胞吞和胞吐通过囊泡不需载体需要能量三、细胞的吸水和失水1.渗透——动物细胞——外界浓度高于细胞质浓度，失水皱缩；外界浓度低于细胞质浓度，吸收膨胀；中央液泡大小原生质层的位置细胞大小蔗糖溶液变小原生质层脱离细胞壁基本不变清水逐渐恢复原来大小原生质层恢复原来位置基本不变失水：细胞外液的浓度＜细胞内液的浓度（质壁分离）吸水：细胞外液的浓度＞细胞内液的浓度（质壁分离复原）2.质壁分离与复原——植物细胞（指原生质层与细胞壁的分离与复原）1）紫色洋葱鳞片叶的外表皮，因为有紫色大液泡，方便观察。
2）原生质层：细胞膜以内，液泡以外的细胞质（包括细胞膜和液泡膜）；原生质层的伸缩性大于细胞壁；细胞膜是选择透过膜，原生质层相当于半透膜，细胞壁是全透膜。
3）质壁分离与复原必须发生在活细胞里。
死细胞的原生质层是全透性。
四、细胞膜对信息的接受（细胞膜上的受体可以接受信息）如：肾上腺素是生物体内的一种激素，肾上腺素不能进入心肌细胞，但是它可以与心肌细胞膜上的一种特殊蛋白质-受体结合，由此引起细胞内的一系列化学反应，使心肌细胞收缩力增强。
3.2细胞核与细胞器一、细胞核----系统的控制中心1、细胞核的功能：是储存遗传物质的场所，是细胞生长、发育、分离增殖的调控中心；2、细胞核的结构：（1）核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开。
（2）染色质：由DNA和蛋白质组成，细胞核内的细丝状物质，容易被苏木精、洋红等碱性染料染色（3）核仁：与核糖体的形成有关（4）核孔：实现细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流。
（5）核基质；含有丰富的蛋白质、酶、无机盐、水等营养物质，细胞核内进行各种代谢的场所。
二、八大细胞器：分布形态结构特点功能线粒体动植物细胞。
双层膜，内膜向内折叠成嵴，扩大了内膜面积，基质和内膜上有许多种与有氧呼吸有关的酶，含有少量DNA。
有氧呼吸的主要场所叶绿体绿色植物叶肉细胞等双层膜，内有许多类囊体，叶绿素等色素分布在类囊体上。
类囊体和基质中有许多进行光合作用所需的酶，含有少量DNA。
光合作用的场所内质网动植物细胞单层膜，形成囊泡状和管状结构，内有腔。
细胞内蛋白质合成、加工以及脂质合成的场所。
高尔基体动植物细胞与动物细胞分泌物的形成及植物细胞壁的形成有关。
液泡植物细胞，高等动物细胞中不明显储存物质，使植物细胞保持坚挺。
溶酶体动植物细胞消化车间。
核糖体动植物细胞附着在内质网或游离在细胞质基质中。
不具有膜结构，椭球形颗粒小体把氨基酸合成蛋白质的场所(生产蛋白质的机器)中心体动物细胞和低等植物细胞。
不具有膜结构，由两个互相垂直的中心粒构成。
与动物细胞有丝分裂有关。
三、原核细胞和真核细胞的比较项目原核细胞真核细胞大小较小，直径一般为1～10um较大，直径一般为10～50um本质区别无成形的细胞核（细胞核无核膜包被）有成形的细胞核（细胞核有核膜包被）细胞核无核膜和核仁，无染色体，DNA所在区域称拟核有核膜和核仁，有染色体，有真正的细胞核细胞壁大多数有（主要成分是肽聚糖）植物细胞和真菌有（成分主要是纤维素和果胶）细胞器只有核糖体，无其他细胞器有核糖体等多种细胞器举例细菌、蓝藻、放线菌、衣原体、支原体、立克次氏体动物、植物、真菌联系①化学组成相似（组成元素和化合物种类）；②结构上都有细胞膜、细胞质、核糖体；③遗传物质都是DNA；3.3非细胞形态的生物—病毒一、病毒的形态和结构非细胞结构的生物体，绝大多数病毒大小在150nm以下，必须用电子显微镜才能看到成分：核酸（核心）；蛋白质（外壳）特征：寄生性（只能寄生在某种特定的活细胞内才能生活，并利用宿主细胞的代谢装备和原料快速复制增殖，非寄生时，呈结晶状态，不能独立生活）分类：动物病毒、植物病毒、细菌病毒（按照宿主细胞）DNA病毒、RNA病毒（按照遗传物质）4.1生物体内的化学反应同化作用：在自我更新的过程中，生物体不断地从外界摄取营养物质，将它们转变为自身的物质，并储存能量的过程，称为同化作用。