第二章生命的物質基礎生物體都具有以下基本特性：生物體具有共同的物質基礎和結構基礎,都有新陳代謝作用，都有應激性，都有生長、發育和生殖的現象，都有遺傳和變異的特性,都能適應一定的環境。第一節組成生物體的化學元素及化合物【知識概要】生物體的生命活動都有共同的物質基礎,重要是指組成生物體的化學元素和化合物是大體相同的。一、組成生物體的化學元素組成生物體的化學元素有二十多種，它們在生物體內的含量不同。含量占生物體總質量的萬分之一以上的元素，稱大量元素,如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。生物生活所必需，但是需要量卻很少的一些元素，稱微量元素,如Fe、Ｍn、Zn、Cｕ、B、Mo等。這些化學元素對生物體都有重要作用。組成生物體的二十多種化學元素,在無機自然界都可以找到，沒有一種化學元素是生物所特有的。這個事實說明,生物界和非生物界具有統一性。二、組成生物體的化合物（-)糖類１.生物學功能糖類參與細胞組成，是生命活動的重要能源物質。2.組成元素及種類糖類的組成元素為Ｃ、H、O，分單糖、寡糖、多糖三類。單糖是不能水解的最簡樸的糖類，其分類中只具有一個多羥基醛或一個多羥基酮,如葡萄糖、果糖、核糖、脫氧核糖。葡萄糖和果糖都是含6個碳原子的己糖,分子式都是C6H１2O6,但結構式不同，在化學上叫做同分異構體。如下圖所示：葡萄糖果糖葡萄糖果糖環狀結構鏈狀結構核糖(C5H10O５)和脫氧核糖（C5H10O４)都是具有5個碳原子的戊糖,兩者都是構成生物遺傳物質（ＤNＡ或RNA）的重要組成成分。結構式如下圖所示:核糖脫氧核糖寡糖(低聚糖)是由少數幾個(1個以內）單糖分子脫水縮合而得的糖。常見的是具有２個單糖單位的雙糖，如植物細胞內的蔗糖、麥芽糖，動物細胞內的乳糖,存在于藻類細菌、真菌和某些昆蟲細胞內的海藻糖等。蔗糖的形成見下圖。葡萄糖果糖蔗糖多糖是由多個單糖縮聚而成鏈狀大分子,與單糖、雙糖不同，一般不溶于水，從而構成貯藏形式的糖,如高等植物細胞內的淀粉，高等動物細胞內的糖元。纖維素是植物中最普遍的結構多糖。（二）蛋白質１．生物學功能蛋白質具有催化作用、運送作用和貯存作用、結構和機械支持作用、收縮或運動功能、免疫防護功能、調節作用。2．組成元素和基本組成單位蛋白質重要由C、Ｈ、O、Ｎ四種元素組成,多數還具有S。基本組成單位是氨基酸,其通式為。組整天然蛋白質的氨基酸約有20種,都是L型的α氨基酸。氨基酸與氨基酸之間可以發生縮合反映，形成的鍵為肽鍵。肽是兩個以上氨基酸連接起來的化合物。兩個氨基酸連接起來的肽叫二肽,三個氨基酸連接起來的肽叫三肽,多個氨基酸連接起來的肽叫多肽。多肽都有鏈狀排列的結構，叫多肽鏈。蛋白質就是由一條多肽鏈或幾條多肽鏈集合而成的復雜的大分子。3.結構蛋白質結構分一、二、三、四級結構。在蛋白質分子中，不同氨基酸以一定數目和排列順序編合形成的多肽鏈是蛋白質的一級結構。蛋白質分子的高級結構決定于它的一級結構，其天然構象(四級結構)是在一定條件下的熱力學上最穩定的結構。4．變性蛋白質受到某些物理或化學因素作用時引起生物活性的喪失、溶解度減少以及其他物理化學因素的改變，這種變化稱為蛋白質的變性。變性的實質是由于維持高級結構的次級鍵遭到破壞而導致的天然構象的解體，但未涉及共價鍵的破壞。有些變性是可逆的(能復性),有些則不可逆。（三)核酸１．生物學功能核酸是遺傳信息的載體，存在于每一個細胞中。核酸也是一切生物的遺傳物質,對于生物體的遺傳性、變異性和蛋白質的生物合成有極其重要的作用。2.種類核酸分DNA和RＮA兩大類。所有生物細胞都具有這兩大類核酸(病毒只具有DNA或RNA)。3．組成元素及基本組成單位核酸是由C、H、O、N、P等元素組成的高分子化合物。其基本組成單位是核苷酸。每個核酸分子是由幾百個到幾千個核苷酸互相連接而成的。每個核苷酸含一分子堿基、一分子戊糖（核糖或脫氧核糖)及一分子的磷酸組成。如下圖所示:5’﹣腺瞟吟核苷酸（５’﹣AMP）3’﹣胞嘧啶脫氧核苷酸(DNA的堿基有四種（A、T、Ｇ、C)，RNA的堿基也有四種(A、U、G、C)。這五種堿基的結構式如下圖所示:DＮA中堿基的百分含量一定是A=Ｔ、Ｇ＝Ｃ,不同種生物的堿基含量不同。RNＡ中A﹣U、G﹣C之間并沒有等當量的關系。腺嘌呤（A）鳥嘌呤(Ｇ)胸腺嘧啶（T)尿嘧啶(U）胞嘧啶（C）4.結構ＤNＡ一級結構中核苷酸之間唯一的連接方式是３’、5’（四）脂類脂類是生物體內一大類重要的有機化合物,由Ｃ、Ｈ、O三種元素組成,有的(如卵磷脂）具有N、P等元素,不溶于水,但溶于乙醚、苯、氯仿和石油醚等有機溶劑。1.生物學功能脂類是構成生物膜的重要成分;是動植物的貯能物質；在機體表面的脂類有防止機械損傷和水分過度散失的作用；脂類與其他物質相結合,構成了細胞之間的辨認物質和細胞免疫的成分；某些脂類具有很強的生物活性。２.種類(l）脂肪也叫中性脂,一種脂肪分子是由一個甘油分子中的三個羥基分別與三個脂肪酸的末端羥基脫水連成酯鍵形成的。脂肪是動植物細胞中的貯能物質，當動物體內直接能源過剩時，一方面轉化成糖元，然后轉化成脂肪。在植物體內就重要轉化成淀粉,有的也能轉化成脂肪。(２）類脂涉及磷脂和糖脂,這兩者除了包含醇、脂肪酸外,還包含磷酸、糖類等非脂性成分。含磷酸的脂類衍生物叫做磷酯,含糖的脂類衍生物叫做糖脂。磷脂和糖脂都參與細胞結構特別是膜結構的形成，是脂類中的結構大分子。(３）固醇又叫甾醇,是具有四個碳環和一個羥基的烴類衍生物,是合成膽汁及某些激素的前體，如腎上腺皮質激素、性激素。有的固醇類化合物在紫外線作用下會變成維生素D。在人和動物體內常見的固醇為膽固醇。(五)水和無機鹽1.水水是細胞的重要成分，一般發育旺盛的幼小細胞中含水量較大,生命活力差的細胞組織中含水量較小，休眠的種子和孢子中含水量一般低于10％。水的作用有:水是代謝物質的良好溶劑,水是促進代謝反映的物質，水參與原生質結構的形成，水有調節各種生理作用的功能。2．無機鹽它在體內通常以離子狀態存在，常見的陽離子有Ｋ＋、Na+、Ｃa２＋、Mg2+、Fe2＋、Fe3+等；常見的陰離子有Cｌ-、ＳO４2－、PO43－、HPＯ42－、H2PO４－、HＣO３-等。各種無機鹽離子在體液中的濃度是相對穩定的,其重要作用有：維持滲透壓,維持酸堿平衡，特異作用等。第二節其他重要化合物【知識概要】一、細胞內能合流通的物質——ATP1.ATP的結構ＡTP（三磷酸腺苷)是各種活細胞內普遍存在的一種高磷酸化合物（水解時釋放的能量在20~92kJ／moｌ的磷酸化合物)。ＡＴP的分子簡寫成A-P~P~Ｐ，A代表由腺嘌呤和核糖組成的腺苷,Ｐ代表磷酸基團,～代表高能磷酸鍵。ＡTＰ中大量化學能就貯存在高能磷酸鍵中。ＡTＰ結構中的3個磷酸（Pi)可依次移去而生成二磷酸腺苷（ADP)和一磷酸腺苷（AMＰ)，如下圖：2.AＴP的作用ＡＴＰ水解時釋放出的能量,是生物體維持細胞分裂、根吸取礦質元素離子和肌肉收縮等生命活動所需能量的直接來源，是細胞內能量代謝的“流通貨幣”。在動物肌肉或其他興奮性組織中，尚有一種高能磷酸化合物即磷酸肌酸，它也是高能磷酸基的貯存者，其中的能量要兌換成“流通貨幣”才干發揮作用。如圖下圖所示磷酸肌酸與ＡTP關系。磷酸肌酸肌酸二、NAD+和NADP＋NAＤ＋又叫輔酶Ⅰ,全稱煙酰胺腺嘌呤二核苷酸;NADP+又叫輔酶Ⅱ，全稱煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸。它們都是遞氫體,能從底物里取得電子和氫。ＮAD＋和NADＰ+都是以分子中的煙酰胺部分來接受電子的，所以煙酰胺是它們的作用中心。接受電子的過程如下圖所示：這里雖然從底物脫下來的兩個電子都被接受了，但脫下來的兩個氫原子卻只有一個被接受,剩下的一個質子H暫時被細胞的緩沖能力接納下來，留待參與其他反映。因此，NＡD+和NAＤP＋的還原形式被寫作NＡDＨ和NADＰH。第三章生命的基本單位——細胞第一節細胞的形態和類別【知識概要】一、細胞的概念及形態細胞是由原生質小團所組成的基本單位，其中具有一個核(或擬核）,四周被膜包圍著。細胞的大小千差萬別。最大的直徑近１０cm,如駝鳥卵；小的需用電子顯微鏡才干看到,如支原體,其細胞直徑只有０.1um。一般細胞的直徑都在10～1０0ｕm之間,觀測需要借助光學顯微鏡。細胞的形狀多樣。有球狀、多面體、紡錘體和柱狀體等。由于細胞內在的結構、自身的表面張力以及外部的機械壓力的作用，各種細胞總是保持其一定的形態。細胞的形狀與功能之間有著密切關系,如運動神經元細胞質伸展長達幾米，用以傳導外界刺激產生的興奮。二、原核細胞原核細胞外部由質膜所包圍，質膜之外是堅固的細胞壁。細胞壁重要是由一種叫胞壁質的蛋白多糖組成。在原核細胞內具有DNA的區域，沒有核膜包圍,這個區域為擬核，其中只有一條ＤNA。原核細胞中沒有內質網、高爾基體、線粒體和質體等，但具有核糖核蛋白體、間體、粒狀物、類囊體和藍色體等。原核細胞細胞質中的內含物有氣泡。多磷酸顆粒、脂肪滴和蛋白粒等。由原核細胞構成的生物稱原核生物,如支原體、細菌、藍藻和放線菌等。三、真核細胞真核細胞的細胞質與細胞核之間有核膜把它們分開,細胞質中的細胞器與結構都比原核細胞復雜。真核細胞內具有的物質，大體可分為四類:①原生質,它是細胞質與細胞核所組成的生活物質的整體。細胞質涉及質膜、內質網、高爾基體、中心體、線粒體、質體等。②后成質,由細胞分化出來具有一定機能的細胞衍生物，如纖毛、鞭毛等。③異質，由原生質高度特化的物質，如角質、木質、木柱質、纖維素等。④副質，細胞質中的內含物，都是新陳代謝的產物，如淀粉粒、糖元粒、油滴、乳液等。四、真核細胞和原核細胞的重要區分見下表真核細胞和原核細胞的重要區別特性原核細胞真核細胞細胞大小較小（１～１0um）較大(10～100uｍ)染色體一個細胞只有一條DNA，與RＮA、蛋白質不聯結在一起一個細胞有幾條染色體，DNＡ與RNＡ、蛋白質聯結在一起細胞核無核膜和核仁有核膜和核仁細胞器無有線粒體、葉綠體、內質網、高爾基體等內膜系統簡樸復雜微梁系統無有微管和微絲細胞分裂二分體、出芽，無有絲分裂具有絲分裂器，能進行有絲分裂轉錄與轉譯出現在同一時間與地點出現在不同時間與地點(轉錄在核內，轉譯在細胞質內）五、動物細胞和植物細胞的區別植物細胞的外面有細胞壁,它由纖維素和果膠質構成。細胞壁分為三層：中膠層、初生壁和次生壁。中膠層（胞間層）把相鄰細胞粘合在一起，初生壁在中膠層的兩側，所有植物細胞都具有。次生壁在初生壁里面，又分為外、中、內三層，厚而硬，不是所有植物細胞都有的。在兩個相鄰細胞之間的壁上,有胞間連絲聯結兩個相鄰細胞的原生質體,使細胞之間互相流通。此外，植物細胞的細胞器中有液泡和葉綠體。動物細胞表面由質膜包著,它控制著細胞內物質的運送。兩個相鄰細胞之間的質膜也可變形,形成聯結或橋粒，使兩個相鄰細胞“焊接”在一起，便于通訊。動物細胞質膜外無細胞壁，動物細胞內的微管對細胞的形態起著支持作用;動物細胞質內也無明顯的液泡和葉綠體。在核附近有中心體，細胞有絲分裂時，中心體能發出星狀細絲,分裂時稱為星體。第二節真核細胞的結構和功能【知識概要】一、細胞膜1.細胞膜的化學組成細胞膜重要由脂類和蛋白質組成，其中脂類以磷脂為主，它既有親水的極性部分(一般稱頭部）,又有疏水的非極性部分(一般稱尾部）。構成膜的蛋白質按其在膜中與磷脂互相作用方式及排列部位不同,可以分為外在性蛋白和內在性蛋白兩大類,外在性蛋白與膜的內外表面相連，內在性蛋白嵌在脂質的內部,有的穿過膜的內外表面。2．細胞膜的結構關于細胞膜的結構有很多假說和模型，其中廣泛被接受的是“液態鑲嵌模型”。它有兩個重要特點：一是膜的結構不是靜止的,而是具有一定的流動性；二是膜蛋白質分布的不對稱性，即有的鑲嵌在脂質中,有的附在脂質表面。３．細胞膜的功能細胞膜的基本功能是：物質運送、細胞膜受體作用、代謝的調節控制、細胞辨認、信息傳遞、保護細胞等。物質運送方面。細胞膜對物質的通過有高度的選擇性。物質出入細胞的三種方式見下表：物質出入細胞的方式自由擴散協助擴散積極運送濃度高→低高→低低→高載體不需要需要載體協助需要載體協助能量不消耗不消耗消耗類例水、脂溶性物質葡萄糖進入紅細胞無機離子、氨基酸進入細胞此外，一些大分子物質或物質團塊,還可以通過內吞和外吐的方式進出細胞。如白細胞吞噬侵入人體的病菌，屬內吞方式;腺細胞所分泌的酶的過程,屬外吐方式。內吞和外吐也需消耗能量。二、細胞質1．基質細胞基質呈膠體狀，除具有小分子和離子外,還具有脂類、糖、氨基酸、蛋白質、RＮＡ等。在基質中存在著幾千種酶,大多數中間代謝，如糖酵解、氨基酸合成等都在這里進行。在基質內分散著具一定結構和功能的小“器官”叫細胞器，如線粒體、質體。中心體、內質網、核糖體、溶酶體以及微管和微絲等。2.線粒體（１）線粒體形狀、大小和數目線粒體一般呈線狀或顆粒狀，線粒體的直徑約0.５～1uｍ，長2～10uｍ。線粒體數目因細胞類型和生理狀況而不同，每個細胞中線粒體的數量可以從1到50萬個，在生理活動旺盛的細胞中，線粒體數目多;在衰老或休眠的細胞中線粒體較少。（2）線粒體結構電鏡下觀測線粒體由內外兩層膜所包圍。外膜磷脂含量較高，透性較強，有助于線粒體內外物質互換。內膜透性較差,在不同部位向內折疊形成嵴。嵴之間的內部空隙叫嵴間腔,里面充滿基質,基質中具有蛋白質和少量DＮＡ。內外膜之間的間隙叫膜間腔。里面充滿液體。線粒體的內外膜上都附有酶系顆粒，在外膜上牢固附著的是檸檬酸循環所必需的酶系顆粒。檸檬酸循環所產生的NADＰH通過膜進入線粒體,使ADP轉變成AＴＰ。在內膜內側附著有許多帶柄小顆粒,這種顆粒就是可溶性三磷酸腺苷。（3)線粒體功能線粒體是細胞呼吸中心。它通過有呼吸作用的多種酶系顆粒，能將細胞質中的糖酵解,產生丙酮酸,再進一步氧化產生能量,并將能量貯藏在AＴP高能磷酸鍵中。ＡTP通過膜上的小孔向外擴散到細胞質中,供細胞其他生理活動時能量的需要。３．質體質體是綠色植物細胞所特有的細胞器。根據顏色和功能的不同，成熟的質體分白色體、有色體和葉綠體三類。（1)白色體（也叫無色體）因所在的組織和功能的不同可分為造粉質體、造蛋白質體和造油體。（2）有色體有色體內具有葉黃素和胡蘿卜素，呈紅色或橙黃色。它存在于花瓣和果實中，其重要功能是積累淀粉和脂類。(3）葉綠體重要存在于葉肉細胞和幼莖皮層細胞內,是光合作用的場合。葉綠體由內外兩層膜包圍，葉綠體膜能控制代謝物質進出葉綠體。膜內淡黃色、半流動狀態的物質叫基質，重要是可溶性蛋白質（酶）和其他代謝物質。基質中懸浮著濃綠色圓柱狀顆粒叫基粒。每個基粒由兩個以上類囊體重疊而成基粒片層,類囊體由自身閉合的雙層薄膜組成。有些類囊體和基粒中的基粒片層橫向連接,使基粒跟基粒相連,這種類囊體叫做基質片層。葉綠體的光合色素重要集中在基粒中，類囊體的內膜和外膜上分別附有幾十種與光合作用有關的酶。光合作用的光反映在類囊體膜上進行，合成有機物的暗反映，在葉綠體基質中進行。４.內質網和高爾基體內質網是由單層膜組成,有兩種類型：粗糙內質網和光滑內質網。粗糙內質網呈扁平囊狀,內質網膜的外面附有核糖核蛋白體顆粒,是細胞內合成蛋白質的重要部位。粗糙內質網常與核膜的外膜相連。光滑內質網呈管狀,膜上沒有顆粒，常與有分泌功能的高爾基體相連。光滑內質網與脂類物質的合成、糖元等的代謝有關。高爾基體是由雙層膜、表面光滑的大扁囊和小囊泡構成,多數扁囊和囊泡集合在一起,又叫高爾基復合體。在植物細胞內，有高爾基體合成的果膠、半纖維和木質素等物質,這些物質參與細胞壁的形成。在動物細胞內,高爾基體參與蛋白質的分泌。在細胞生物學中,把核被膜、內質網、高爾基體、小泡和液泡等當作是在功能上連續統一的細胞內膜,被稱為內膜系統。5．液泡系液泡系是指由內膜所包圍的小泡和液泡，除線粒體和質體外,都屬于液泡系。液泡的類型可分為以下幾種:①高爾基液泡,由高爾基體成熟面高爾基地邊沿形成的小泡，其中具有水解酶等。②溶酶體，由內質網形成，其中具有水解酶。③圓球體,為植物細胞所特有,相稱于溶酶體，也是由內質網形成。④微體，按其中所含的酶來擬定它們的性質。⑤自噬小體,由一層膜將一小部分細胞質包圍而成，其中被消化的物質是細胞質內具有的各種組成,如線粒體、內質網的碎片等。⑥吞噬泡,由質膜的內陷作用吞噬了營養顆粒而成。⑦胞飲液泡，由質膜的內陷作用吞噬了一些溶液或營養液而成。⑧糊粉粒，在植物的種子中產生的一種特異的液泡,其中貯有蛋白質(多數是酶），起源于內質網。⑨收縮泡,為原生動物所具有的液泡，具有伸縮性，收縮時可把廢液和過量的水分排出體外。動、植物液泡都是由一層單位膜包圍而成。植物細胞中的液泡是植物細胞顯著特性之一。液泡里有細胞液，細胞液重要成分是水，此外具有糖類、丹寧、有機酸、植物堿、色素、鹽類等。植物細胞的液泡既是細胞營養物質的貯藏器,也是廢物的排泄器。溶酶體是溶解或消化小體,內含各種水解酶,在動植物細胞中都具有這類細胞器。細菌內沒有發現溶酶體。溶酶體的功能有三個方面:正常消化作用、自體吞噬、細胞自溶作用。微體有兩種類型：過氧化物酶體和乙醛酸循環體。前者存在于動、植物細胞內，而后者僅存在于植物細胞內。植物細胞內的圓球體和糊粉粒都具有水解酶，具有動物溶酶體同樣的功能。6.核糖核蛋白體核糖體顆粒存在于所有類型的活細胞內,游離在細胞質中或附著在粗糙型內質網上，快速增殖的細胞中含量更多。根據核糖體的沉降系數，把不同來源的核糖體分為7０S型(具有30Ｓ和5０Ｓ兩個亞單位)和80S型(具有４0S和60S兩個亞單位）兩大類。80S分布在真核細胞的細胞質中,而70S則存在于原核細胞與葉綠體內。聚核糖體是蛋白質合成的重要場合。7.中心體中心體是動物細胞和低等植物細胞特有的細胞器。它涉及兩部分:中央部分有中心粒，周邊的致密物質叫中心球。它存在的位置比較接近細胞中央,在核的一側,所以叫中心體。在電鏡下看到，中心粒由2７條很短的微管組成,從橫切面看到是由9個三體微管盤繞成的環狀結構。三體微管之間和它的周邊有質地比較致密的細粒狀物質。中心粒對細胞分裂期紡錘絲的排列方向和染色體的移動方向,起著重要作用。8．微管和微絲微管是細胞的骨骼,而微絲則是細胞的肌肉系統。微管具有微管蛋白,微絲具有的分子與肌肉中的肌動蛋白、肌球蛋白和原肌球蛋白相同,也有像肌肉同樣的收縮功能。微管的功能有：支架作用、細胞的運動、細胞分裂、細胞內運送、細胞壁的結構等。微管可以單體到多聚體集合成完整的管子,但經低溫、高壓、秋水仙素和長春花堿等解決后就會破壞,使細胞變形,也不能運動。微絲擔負著細胞內運送、細胞質運動、細胞的移動和肌肉的收縮等功能。三、細胞核細胞核是細胞內儲存、復制和轉錄遺傳信息的重要場合。在真核細胞中,除高等植物成熟的篩管以及哺乳類成熟的紅細胞外,都有細胞核。細胞核的核膜由兩層膜組成,包在核之外。核膜上有許多穿孔，稱核孔,所有核孔占膜面積的8％以上。核孔是細胞核和細胞質進行物質互換的通道。核液充滿在核膜內,是以核蛋白為主的膠態物質，染色質和核仁懸浮在其中。當這些基質呈液體狀態（溶膠）時叫核液,呈半固體狀態(凝膠)時叫核質。核仁重要由蛋白質和ＲＮA組成，它與合成核糖體ＲNA有關。染色質是細胞核的重要成分,是真核細胞間期核中DNＡ、組蛋白、非組蛋白性蛋白質以及少量ＲNＡ所組成的一串念珠狀的復合體,是能被堿性染料染色的物質。第三節細胞周期和細胞分裂【知識概要】一、細胞周期1．概念細胞周期是指細胞一次分裂結束開始生長，到下一次分裂完畢所經歷的過程。2．細胞周期分四個時期①從有絲分裂完畢到DNＡ復制前的這段間隙時間叫Ｇ1期。②DNA復制的時期叫S期。在S期，ＤNA的含量增長一倍。③從ＤNA復制完畢到有絲分裂開始，這段時間叫G2期,細胞分裂期的開始，標志著G2期的結束。④從細胞分裂開始到結束,也就是染色體的凝縮、分離到平均分派到兩個子細胞為止，叫M期。M期涉及前、中、后、末四個時期。在細胞生長繁殖過程中，有的細胞在前一周期結束后，不再進入下一周期,而是退出了細胞周期,細胞這時所處的時期叫G０期。G0期的細胞不合成DNA,也不發生分裂，而處在靜止狀態。二、細胞分致細胞分裂有三種方式:即無絲分裂、有絲分裂和減數分裂。無絲分裂又稱直接分裂。分裂時無染色體出現,不形成紡錘體，也無核膜、核仁的消失。無絲分裂過程簡樸,遺傳物質也不能平均分派,但能保持親代個體的遺傳性。有絲分裂是真核生物細胞分裂的基本形式,也稱間接分裂。在分裂過程中出現由許多級錘絲構成的紡錘體，經復制后的染色質集縮成棒狀的染色體,并平均分派到子細胞中。細胞有絲分裂是一個連續的過程，為研究方便,按照各時期的特點，人們將有絲分裂分為間期和分裂期。分裂期又涉及前期、中期、后期和末期。減數分裂是以有性方式繁殖的動、植物，在形成生殖細胞時發生的分裂。減數分裂有三種類型：合子減數分裂、配子減數分裂、居間減數分裂。有絲分裂和減數分裂的區別比較有絲分裂減數分裂形成體細胞分裂的方式形成生殖細胞分裂的方式分裂過程是一次細胞分裂分裂過程是兩次連續的細胞分裂同源染色體不發生配對聯會同源染色體配對、聯會、交叉和互換，形成四分體染色體數目不減半(２ｎ→2n）第一次分裂染色體數目減半（２n→ｎ）分裂結果形成兩個體細胞分裂結果形成四個生殖細胞第四節細胞的分化及其他【知識概要】一、細胞的分化與衰老細胞通過度裂在形態、功能和蛋白質合成等方面發生穩定差異的過程叫細胞分化。細胞分化的基礎是核基因的選擇性表達,它需要有細胞質的協調作用。細胞質的不均勻分布,決定著后代細胞的分化方向，也決定著成體細胞的分化方向。衰老的細胞一般特性是：①原生質減少；②水分減少；③核外染色物質減少；④細胞核與細胞質的比率縮小；⑤細胞核固縮;⑥色素生成；⑦酶的活性變化;⑧核酸與蛋白質的變化。二、細胞的全能性細胞全能性包含以下兩方面的含義：①有些動物細胞的胚胎初期分裂球（2—４細胞期)，經人工分離后，能各自單獨發育為完整的,但體積相應減小的胚胎;②植物的體細胞在離體培養下能再生成完整的植株。三、細胞的癌變由生物體正常細胞轉變成的不受控制而惡性增殖的細胞叫做癌細胞。癌細胞具有無限分裂的能力,細胞癌變后，細胞膜表面的抗原會發生變化。誘導正常細胞癌變的因素有化學的、物理的和生物的多方面因素。突變理論認為:癌是由體細胞突變而來。由于:①癌是由一個單細胞增殖的克隆引起的;②致癌劑多為突變劑;③生物年齡越大，自發癌的頻率越高；④癌細胞的改變和細胞群體中細胞的進化同樣。四、細胞工程應用細胞生物學的方法,按照人們預先的設計,有計劃地改變或發明細胞遺傳物質的技術,以及發展這種技術的研究領域,叫做細胞工程。細胞工程學可分為五個部分：基因工程學,染色體工程學,染色體組工程學,細胞質工程學,細胞并合工程學。第四章生物的新陳代謝第一節酶【知識概要】一、酶的概念1．酶是生物催化劑酶是由生物體活細胞所產生的一類具有生物催化作用的有機物。生物體內的新陳代謝過程包含著許多復雜而有規律的物質變化和能量變化,其中的許多化學反映都是在酶的催化作用下進行的。2.酶的化學本質是蛋白質酶具有一般蛋白質的理化性質。從酶的化學組成來看，有簡樸蛋白和復合蛋白兩類。屬于簡樸蛋白的酶，只具有蛋白質；屬于復合蛋白的酶分子中，除了蛋白質外,尚有非蛋白質的小分子物質，前者稱酶蛋白，后者稱輔助因子,可分為輔酶和輔基兩類。近些年來發現,絕大多數酶是蛋白質，有的酶是RＮA。二、酶催化作用的特點酶與一般催化劑同樣,能減少化學反映所需的活化能，使反映速度加快,反映完畢時,酶自身的化學性質并不發生變化。酶與一般非生物催化劑不同的特點是:1.高效性;２.專一性;3.需要適宜的條件。三、酶催化作用的機理現在認為，酶進行催化作用時,一方面要和底物結合,形成一中間絡合物，它很容易轉變為產物和酶；該過程可表達為：S（底物）+E（酶)→SE（中間絡合物）Ｅ（酶）＋Ｐ（反映產物）。酶分子中直接與底物結合并與酶催化作用直接有關的部位稱為“活性(力）中心’。一般認為，酶的活性中心有兩個功能部位：結合部位和催化部位。四、影響酶催化作用的因素影響酶催化作用的因素有底物濃度、溫度、pH、酶濃度、激活劑和克制劑等。第二節植物的營養器官【知識概要】一、根根據發生的部位，根提成主根、側根和不定根三種。植物地下部分所有根的總和叫做根系,分為直根系和須根系兩種。從根的頂端到著生根毛的部分叫做根尖，它是根生長、分化、吸取最活躍的部位。從根尖的頂端起,依次提成根冠、分生區（生長點)、伸長區和成熟區(根毛區）四部分。根的初生結構由外向內提成表皮、皮層和維管柱(中柱）。皮層的最內層細胞叫做內皮層,這層細胞的徑向壁和橫壁上形成栓質化的帶狀加厚結構，叫做凱氏帶，它具有加強控制根的物質轉移的作用。維管柱由中柱鞘、初生木質部和初生韌皮部三部分組成。雙子葉植物的根可以進行次生生長，由形成層細胞進行細胞分裂，向內形成次生木質部,向外形成次生韌皮部。根的生理功能是吸取、支持、合成和貯藏,有些植物的根尚有營養繁殖的作用。二、莖莖的形態特性是有節和節間，有芽,落葉后節上有葉痕。莖因生長習性的不同，可以分為直立莖、攀援莖、纏繞莖和匍匐莖四類。莖的主干由種子的胚芽發育而成,側枝由主干上的芽發育而成。因此,芽是一個枝條的雛型,將植物的葉芽縱切，從上到下依次為生長點、葉原基、幼葉、腋芽原基。雙子葉植物莖的初生結構分為表皮、皮層和維管柱。維管柱由維管束、髓和髓射線三部分組成。維管束是初生韌皮部、形成層和初生木質部組成的束狀結構。雙子葉植物莖的維管束常排列成筒狀。莖的次生結構是由形成層的活動而加粗的部分。由于形成層的活動受四季氣候影響而在數年生木質部橫切面上出現年輪。一般單子葉植物的莖只有初生結構，由表皮、維管束和薄壁組織組成。表皮下有機械組織，起支持作用,其細胞常含葉綠體。維管束是分散的,有的植物莖中空成髓腔。莖的生理功能重要是運送水分、無機鹽類和有機營養物質，同時又能支持技、葉、花和果實展向空中。此外尚有貯藏和營養繁殖的作用。三、葉植物的葉一般由葉片、葉柄和托葉三部分組成。葉片內分布著葉脈，葉脈有網狀脈和平行脈之分。葉柄有支持和輸導作用。葉片的結構通常分三部分：表皮、葉肉和葉脈。表在分為上表皮和下表皮。表皮細胞之間有許多氣孔，由兩個保衛細胞圍成，保衛細胞控制著氣孔的開閉。氣孔是葉蒸騰水分和氣體進出的通道。葉肉由含許多葉綠體的薄壁細胞組成,分為柵欄和海綿組織,大中型葉脈由維管束和機械組織構成,木質部在上,韌皮部在下。葉脈越細，結構越簡樸。四、根、莖、葉的變態根的變態涉及貯藏根(有肉質直根、塊根）、氣生根(有支柱根、呼吸根、攀援根等)、寄生根(吸器);莖的變態涉及地下莖的變態(有塊莖、鱗莖、球莖、根狀莖等)、地上莖的變態(有莖卷須、枝刺、葉狀枝、肉質莖等)；葉的變態，有苞葉、葉卷須、鱗葉、葉刺、捕蟲葉等。第三節植物的光合作用【知識概要】一、光合作用的概念及其重要意義光合作用是指綠色植物通過葉綠體，運用光能,把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物,并且釋放出氧的過程。光合作用的重要意義是把無機物轉變成有機物，轉化并儲存太陽能,使大氣中的氧和二氧化碳的含量相對穩定等。總之,光合作用是地球上幾乎一切生物的生存、繁榮和發展的主線源泉。二、光合作用的場合和光合色素葉片是植物進行光合作用的重要器官，葉綠體是光合作用的重要細胞器。葉綠體的類囊體薄膜上分布有光合色素,在類囊體膜和間質中存在許多種光合作用需要的酶。葉綠體中的色素有三類:①葉綠素,重要是葉綠素a和葉綠素ｂ。絕大多數葉綠素a分子和所有葉綠素ｂ分子具有收集光能的作用，少數不同狀態的葉綠素a分子有將光能轉換為電能的作用。②類胡蘿卜素,涉及胡蘿卜素和葉黃素。它們除有收集光能的作用之外,尚有防止光照傷害葉綠素的功能。③藻膽素,是藻類進行光合作用的重要色素。三、光合作用的過程光合作用的總反映式概括為:CO2＋Ｈ2Ｏ(CH2Ｏ)＋O21.光反映階段是由光引起的光化反映,在葉綠體的類囊體上進行,涉及兩個環節：①光能的吸取、傳遞和轉換,是通過原初反映完畢的。這個過程使光能轉換為電能。②電能轉換為活躍化學能過程,是通過電子傳達和光合磷酸化完畢的。結果使電能轉變成的活躍化學能貯存于AＴP和NAＤＰH2中。2.暗反映階段是由若干酶所催化的化學反映,不需要光,在葉綠體的間質中進行。暗反映是活躍的化學能轉變為穩定化學能的過程,通過碳同化來完畢。碳同化的途徑有卡爾文循環(C3途徑)、C4途徑和景天科酸代謝(ＣAＭ)。卡爾文循環是碳同化的重要形式,大體分三個階段：①羧化階段(CO2的固定）。②還原階段。③更新階段。根據碳同化的最初光合產物的不同，把高等植物分為C3植物和C4植物兩類。四、外界條件對光合作用的影響影響光合作用的外界條件重要有光照強度、二氧化碳濃度、溫度和水含量等。第四節植物對水分的吸取和運用【知識概要】一、植物細胞對水分的吸取細胞吸水的重要方式是滲透吸水。細胞的滲透吸水取決于水勢。純水的水勢最高,定為零值,則其他溶液的水勢就成負值,溶液越濃,水勢越低,水勢總是從水勢高的系統通過半透膜向水勢低的系統移動。成熟的植物細胞是一個滲透系統，細胞的水勢表達為：水勢＝滲透勢＋壓力勢+襯質勢當細胞處在不同濃度的溶液中時，在細胞內外就會有水勢差,從而發生滲透作用。可以用“植物細胞的質壁分離和復原”實驗來證明植物細胞的滲透作用。植物細胞在形成液泡之前依靠吸脹作用吸水。吸脹作用是親水膠體吸水膨脹的現象。二、植物根系對水分的吸取根系吸水有兩種動力：(l)根壓:即根系的生理活動使液流從根部上升的動力。從土壤到根內通常存在一個由高到低的水勢梯度。使水分由土壤溶液進入根的表皮、皮層，進而到達木質部導管。此外水分還可以通過成熟區表皮細胞壁以及根內層層細胞之間的間隙向里滲入,最終也達成導管。(2）蒸騰拉力:這種吸水是依靠蒸騰失水而產生的蒸騰拉力,由枝葉形成的力量使到根部而引起的被動吸水。影響根系吸水的外界條件有土壤中可用水分、土壤通氣狀況、土壤溫度、土壤溶液濃度等。三、蒸騰作用水分以氣體狀態從植物體表面(重要是葉)散失到體外的現象叫做蒸騰作用。蒸騰作用對植物體有重要生理意義。蒸騰作用是植物對水分吸取和運送的重要動力，蒸騰作用能促進礦質養料在體內的運送，蒸騰作用能減少葉片的溫度。植物成長以后，蒸騰作用重要通過葉面進行。葉面蒸騰分為角質蒸騰和氣孔蒸騰,后者是最重要形式。外界條件影響蒸騰作用的最重要因素是光照，此外尚有空氣相對濕度、溫度、風等。生產實踐上,一方面要促使根系生長健壯，增強吸水能力；另一方面要減少蒸騰，這在干旱環境中更為重要。四、植物體內水分的運送水分被根系吸取進入木質部的導管和管胞后，沿著木質部向上運送到莖或葉的木質部,而到達植物體的各部。水分子在導管內上有蒸騰拉力,下有根壓,中間有水分子自身的內聚力，使水分形成連續的水柱源源而上。第五節植物的礦質營養【知識概要】一、植物必需的礦質元素及其重要生理作用植物生長發育必需的元素有C、H、O、N、P、Ｋ、S、Ca、Mg、Fe、Ｍn、B、Ｚn、Cu、Ｍｏ和Ｃｌ等16種,除C、H、O以外的１3種元素重要由根系從土壤中吸取,叫做礦質元素。植物對前9種元素需要量相對較大，屬于大量元素;對后7種元素需要量極微,屬于微量元素。礦質元素的生理作用：一是細胞結構物質的組成成分;二是植物生命活動的調節者,參與酶的活動；三是起電化學作用，即離子濃度的平衡。膠體的穩定和電荷中和等。二、植物體對礦質元素的吸取根吸取土壤中礦質離子的過程,一方面通過互換吸附把離子吸附在根部表皮細胞表面;然后靠擴散作用,通過非質體運送進入皮層內部，同時,也靠呼吸供應的能量做功，通過共質體積極運送進入根細胞內部;最后進入導管。根吸取礦質元素的重要特點表現在：根吸取礦質元素和吸取水分是相對獨立的,根對離子的吸取有選擇性。三、生物固氮某些微生物把空氣中的游離氮固定轉化為含氮化合物的過程稱為生物固氮。固氮微生物依靠固氮酶,消耗能量，把氮還原成氨,供植物運用。其總反映式為N2＋8e－＋8H＋+16AＴP2NH3+H2+16AＤＰ＋16Pi四、礦質元素在植物體內的運送和運用吸取到根內的礦質元素，多數同化為有機物,有一些仍呈離子狀態。它們進入導管后，隨蒸騰作用流經木質部一起上升到地上各部，有些物質可從木質部橫向運送到韌皮部。在植物體內,參與循環的元素大多分布于代謝較旺盛的幼嫩部分，Cａ、Ｆe等不參與循環的礦質元素在越老的器官含量越多。第六節高等動物和人體內的重要代謝系統【知識概要】一、消化系統１．消化系統的組成高等動物和人體的消化系統分為消化管和消化腺兩部分。消化管一般分為口腔、咽、食道、胃、小腸（十二指腸、空腸和回腸)、大腸（盲腸、結腸和直腸）和肛門。小腸是消化和吸取的重要場合,是消化管中最長的部分。消化腺分為兩類,一類是位于消化道外的大消化腺,如唾液腺、肝、胰；一類是位于消化道壁、粘膜層的大量小消化腺，如胃腺、腸腺。消化腺分泌的消化液里含多種消化酶。肝臟是體內最大的消化腺，具有分泌膽汁、物質代謝、參與血細胞生成和破壞、解毒、產生體熱等作用。2.食物的營養成分組成食物的營養成分分為糖類、脂類、蛋白質、維生素、無機鹽和水六大類。其中蛋白質、水、脂類等是構成機體的重要原料;糖類、脂類、蛋白質等有機物是機體生命活動的能源物質；維生素和無機鹽對生命活動起調節作用。3．食物的消化消化是指食物通過消化管的運動和其在消化液的作用下被分解為可吸取成分的過程。消化的方式有細胞內消化和細胞外消化兩種。消化的過程分為機械性消化和化學性消化。機械性消化是通過牙齒的咀嚼和胃腸的蠕動，將食物磨碎、攪拌和消化液混合、輸送排出殘渣等一系列消化管的運動機能。化學性消化是在生物體內把蛋白質、脂類和糖類等高分子物質分解成結構簡樸、能被吸取的小分子物質的過程，它是依靠消化液中各種消化酶來完畢的。4.營養物質的吸取各種營養物質的消化產物以及水、無機鹽和維生素等，通過消化管壁粘膜上皮細胞進入血液和淋巴的過程叫做吸取。小腸是吸取的重要部位，胃只能吸取少量酒精和水分,大腦能吸取水、無機鹽和部分維生素,小腸上皮細胞吸取營養物質時,水、甘油、膽固醇等是通過滲透、擴散等作用來吸取的，葡萄糖、氨基酸、無機鹽離子等是通過積極運送來吸取的。甘油和脂肪酸被吸取到小腸上皮細胞后重新合成脂肪、再外包卵磷脂和蛋白質形成的膜，形成乳糜微粒。脂肪的重要轉運途徑是淋巴，經淋巴轉入血液，其余營養物質的轉運途徑是通過血液循環。二、循環系統１.循環系統的組成循環系統涉及心血管系統和淋巴系統兩部分。血液循環是在由心臟和血管組成的密閉的心血管系統中進行的。其中，心臟是血液循環的動力器官,血管是血液循環的管道,瓣膜是使血液向一定方向流動的特殊結構。2．血液循環途徑血液循環分為體循環和肺循環。體循環和肺循環的大體途徑歸納如下。3.血液血液由血漿和血細胞組成。血漿是血液的液體部分，有運送血細胞、營養物質和代謝產物的作用。血細胞涉及紅細胞、白細胞和血小板三種。紅細胞有運送O2和CO2的功能，白細胞起防御和免疫作用，血小板能促進止血和加速凝血。4．心臟心臟為一中空的肌性器官。哺乳類和人的心臟有左、右心房和左、右心室四腔室，由中隔分為不相通的兩半。同側心房和心室之間有房室口相通,左房室四有二尖瓣,右房室口有三尖瓣，它們都朝心室方向開放，使血液只能從心房流入心室。右心房與上、下腔靜脈相連通，右心室與肺動脈相連通,左心房與四條肺靜脈相連通,左心室與積極脈相連通。在肺動脈和積極脈起始部位的里面,各有三個半月形的瓣膜，分別稱為肺動脈辯和積極脈瓣,它們都朝動脈方向啟動，能阻止血液由動脈返回心室。心臟有一套傳導系統,能自動地、節律地發生興奮。心臟有心動周期,心搏頻率和心輸出量等生理指標。5.血管根據結構、功能和血流方向不同,血管分為動脈、靜脈和毛細血管。動脈是把血液從心臟輸送到身體各部分去的血管,動脈的管壁厚。彈性大、管內血流的速度快,心臟搏動所引起的積極脈管壁發生搏動,這搏動沿動脈管壁向外周傳遞,就是脈搏。靜脈是把血液從身體各部分送回心臟的血管，與伴行的動脈相比,靜脈管壁薄,彈性小，管腔大,管內血流的速度慢。四肢靜脈的內表面通常有防止血液倒流的靜脈瓣。毛細血管是連通于最小的動脈與最小的靜脈之間的血管，毛細血管數量大,分布廣,管壁由一層扁平細胞構成，管內血流的速度極慢,是血液和組織液進行物質互換的部位。6．淋巴系統淋巴系統是心血管系統的輔助部分。它由淋巴管、淋巴結、脾等組成。淋巴循環是未被毛細血管吸取的、可流動的少量組織液進入組織間隙的毛細淋巴管成為淋巴,逐級匯合進入較大的淋巴管，通過淋巴結,最后經左側胸導管和右側淋巴管進入左、右鎖骨下靜脈的過程。7.循環系統的作用循環系統能運送代謝原料和代謝廢物,保證機體新陳代謝的進行；把內分泌腺分泌的激素運送到機體各部，執行體液調節作用;運送白細胞和淋巴細胞,有免疫功能;維持機體內環境的恒定，為生命活動提供最適宜的條件。三、呼吸系統1.呼吸系統的組成和結構呼吸系統由輸送空氣的呼吸道和進行氣體互換的肺組成。呼吸道涉及鼻、咽、喉、氣管和支氣管，通常把鼻、咽、喉劃為上呼吸道,氣管、支氣管劃為下呼吸道。鼻腔提成嗅部和呼吸部；喉是呼吸道的一部分，也是發聲器官;氣管反復分支為各級支氣管和細支氣管,再由終末細支氣管分支為呼吸性細支氣管,后者再經分支連接肺泡管、肺泡囊和肺泡。肺是呼吸系統的重要器官，是氣體互換的場合,肺內最小的呼吸單位是肺泡,肺泡由單層上皮細胞構成,被毛細血管網包繞,保證了肺泡內充足的氣體互換,肺泡外有豐富的彈性纖維,有助于吸氣后肺泡的彈性回縮。2.呼吸的過程與原理呼吸過程涉及三個連續的環節：（1)外呼吸(肺呼吸），指外界環境的氣體在肺部和體內的氣體互換,涉及肺的通氣和肺泡內的氣體互換;(2）氣體在血液中的運送,氧由肺通過血液循環運送到組織,同時二氧化碳由組織運送到肺;（３)內呼吸（組織呼吸)，指血液與組織細胞之間的氣體互換。肺的通氣與呼吸運動密切相關。胸部有節律地擴大與縮小稱為呼吸運動。它涉及吸氣和呼氣兩個過程。呼吸運動是由呼吸肌的舒縮活動引起的,人體重要的呼吸肌有隔肌和肋間肌。由于呼吸運動形成了肺內氣壓與大氣壓之間的壓力差,才使氣體可以進出肺泡,實現肺的通氣。肺泡內的氣體互換和組織里的氣體互換都通過擴散作用來實現。氣體互換的動力是氣體壓力差，肺泡氣、動脈血、靜脈血液、組織內的氧氣分壓和二氧化碳分壓各不相同,彼此存在分壓差。于是氣體就從分壓高處向分壓低處擴散。總之，肺循環中毛細血管的血液不斷從肺泡獲得氧氣，放出二氧化碳;而體循環中毛細血管的血液則供應組織氧氣和接受來自組織的二氧化碳，從而不斷滿足細胞新陳代謝的需要。四、泌尿系統1.排泄的概念與途徑人和動物把新陳代謝的最終產物，多余的水和無機鹽，以及其他機體不需要或對機體有害的物質排出體外的過程,叫做排泄。人體的重要排泄器官是腎臟,此外尚有皮膚的汗腺、肺和大腸。尿在腎臟里形成，經輸尿管到達貯尿的膀就，最后由尿道排出體外。腎、輸尿管、膀胱和尿道組成泌尿系統。2．腎臟的結構腎臟是泌尿系統的重要器官。從腎臟的縱剖面看,腎實質可以分為皮質和髓質兩部分。髓質與漏斗狀的腎盂相連通。每個腎約由一百多萬個腎單位以及集合管和少量結締組織組成。腎單位是腎臟的結構和功能的基本單位，腎單位的組成與分布歸納如下。腎單位涉及腎小體、腎小管；腎小體位于皮質，由腎小球、腎小囊組成;腎小管位于皮質和髓質,由近曲小管、髓袢細段、遠曲小管組成。腎小管最終通入集合管,后者伸入腎盂,再由腎盂連接輸尿管。3．尿的形成尿是由流經腎單位的血液形成的,它涉及三個環節：（1）腎小球的濾過作用。血液流經腎小球時,血液里除血細胞和大分子蛋白質外,其余成分都可以濾過到腎小囊腔中，生成原尿。（２)腎小管和集合管的重吸取作用。原尿中的葡萄糖、氨基酸、小分子蛋白質等營養物質幾乎被所有積極重吸取，水和Nａ+、Cｌ－、Ｃa2＋等大部分被重吸取,少量尿素也隨之被重吸取,肌酐則完全不被重吸取。（3）腎小管和集合管的分泌和排泄作用。腎小管上皮細胞可以把代謝產物的某些物質如H+、ＮH３等分泌到管腔中,或把血液中某些物質轉運到腎小管管腔中去。通過上述三個過程,最終形成終尿。五、內環境的穩態人體內具有的大量液體,稱為體液。體液分為細胞內液和細胞外液。人體內的細胞外液構成了人體內細胞生活的液體環境，這個液體環境叫做人體的內環境。人體內的細胞可以通過內環境，與外界環境之間間接地進行物質互換。循環、消化、呼吸和泌尿系統與體內細胞的物質互換有密切的關系,神經和內分泌系統則起著重要的調節作用。生理學家把正常機體在神經和體液調節下，通過各個器官、系統的協調活動,共同維持內環境的相對穩定狀態，叫做內環境穩態。內環境穩態是機體進行正常生命活動的必要條件。第七節人和動物體內有機物的代謝【知識概要】一、糖類代謝糖類是動物和人生命活動的重要能源。食物中的糖類重要是淀粉。淀粉通過消化分解成葡萄糖，被小腸吸取進人血液循環,運送到全身各個器官和組織中。糖類在體內重要有三個變化：氧化分解、合成糖元和轉變成脂肪等。1.氧化分解氧氣供應局限性時，葡萄糖通過酵解生成乳酸；在充足供應氧氣的條件下,葡萄糖通過三核酸循環和呼吸鏈等途徑，徹底分解成二氧化碳和水。葡萄糖的有氧氧化是細胞內產生能量最重要的方式，它比無氧酵解過程釋放的能量多，但后者為組織細胞在氧氣供應局限性時提供機體急需的能量。２．合成糖元血液中的葡萄糖除了供細胞運用外,多余的部分在肝臟或肌肉等組織細胞中合成糖元儲備起來。肝糖元是能量的暫時儲備,當血糖含量減少時,又可以分解成葡萄糖釋放到血糖中,使血糖含量得以維持在相對穩定的水平。3.轉變成脂肪若經上述變化后，尚有多余的葡萄糖，則可以轉變成脂肪，作為能源物質儲備起來。此外，葡萄糖代謝的中間產物如丙酮酸、a–酮戊二酸、草酸乙酸經轉氨作用可以產生相應的丙氨酸、谷氨酸、天冬氨酸。二、脂類代謝食物中的脂類重要是脂肪,尚有少量的磷脂和膽固醇。脂肪消化的產物是甘油和脂肪酸,它們被吸取到小腸上皮細胞以后，大部分重新合成脂肪,經淋巴循環進入血液循環被運送到脂肪組織貯存起來。脂肪也可以再水解成甘油和脂肪酸,甘油經轉化后，通過酵解途徑進入三羧酸循環而徹底氧化；脂肪酸經β–氧化作用逐步氧化,釋放出的乙酰輔酶A通過三核酸循環徹底氧化。所以脂肪的重要功能是貯存和供應能量。此外,脂肪尚有緩沖機械沖擊，保護和固定內臟器官，以及保持體溫的作用。磷脂重要參與構成機體的組織,也可以氧化分解,釋放能量,或轉變成脂肪。膽固醇重要是構成機體的組織，也可以轉變成一些重要的化合物,如某些類固醇激素和膽汁酸等。三、蛋白質代謝食物中的蛋白質在消化道內被消化分解成氨基酸，氨基酸被小腸吸取后,通過血液循環輸送到全身各器官組織，重要發生四方面變化１．合成各種組織蛋白質，如血紅蛋白、肌球蛋白、肌動蛋白等。２.合成具有一定生理功能的特殊蛋白質，如蛋白質類激素等。3．氨基轉換作用,也稱轉氨基作用在轉氨酶作用下,氨基酸上的氨基轉移到a一酮酸上,使后者變成相應的氨基酸,本來的氨基酸失去氨基變為相應的酮酸。可用下式表達:＋＋氨基酸α–酮酸酮酸氨基酸在人和動物體內可以合成的氨基酸，稱為非必需氨基酸,如丙氨酸、甘氨酸、谷氨酸等十幾種。不能在人和動物體的細胞內合成，必須從食物中獲得的氨基酸，稱為必需氨基酸，人體的必需氨基酸有8種:甲硫氨酸、賴氨酸、色氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、異亮氨酸。4.脫氨基作用氨基酸在氨基酸氧化酶的作用下，進行氧化脫氨作用生成酮酸(不含氮部分）和氨(含氮部分）。氨在肝臟中經鳥氨酸循環轉變成尿素而排出體外,酮酸經三核酸循環氧化分解為二氧化碳和水,釋放能量,也可以合成糖類和脂肪。四、三大有機物代謝的關系糖類可以轉變成非必需氨基酸,氨基酸都可以轉變成糖類和脂肪，糖類和脂肪可以互相轉化。關于糖類、蛋白質和脂肪在動物體內的轉化關系可以概括如下:表達精尖轉彎成非必需氨某酸第八節生物的呼吸作用【知識概要】一、呼吸作用的概念、類型和生理意義生物的呼吸涉及外呼吸和內呼吸兩個環節。外呼吸是指機體與外界環境之間的氣體互換。動物通過呼吸器官、植物通過葉的氣孔與外界進行氣體互換。內呼吸是指細胞的呼吸,即呼吸作用。生物體內的有機物在細胞內通過一系列的氧化分解,最終生成二氧化碳和水或其他產物,并且釋放出能量的過程叫做呼吸作用。生物的呼吸作用涉及有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型,有氧呼吸是由無氧呼吸進化而來的。有氧呼吸是高等動植物進行呼吸作用的重要形式。呼吸作用的生理意義重要表現在：呼吸作用為生物體的生命活動提供能量，還為體內其他化合物的合成提供原料。二、呼吸作用的過程1.有氧呼吸的過程有氧呼吸最常運用的物質是葡萄糖。有氧呼吸的反映式:C6H１2O6＋6O２6CO2+6H2O+能量有氧呼吸的全過程分為三個階段：(1）糖酵解,葡萄糖在無氧條件下分解為丙酮酸的過程。該階段在細胞質基質中進行，可概括如下:C6Ｈ12O6＋2NAＤ+2ADP+2Pi２CH3COCＯOH+２ＮADＨ2＋2ＡTP(2)三羧酸循環，在有氧條件丙酮酸徹底分解的過程。該階段在線粒體中進行。三羧酸循環是糖、脂肪、蛋白質和核酸及其他物質的共同代謝過程。總式可概括為：→(３)呼吸鏈和氧化磷酸化(生物氧化），前兩階段脫下的氫經呼吸鏈的一系列電子傳遞體和氫傳遞體而逐步氧化,最后氫被氧接受，形成水。同時,呼吸鏈上氧化作用釋放的能量和ADP的磷酸化作用偶聯起來，形成大量ATP。該階段也在線粒體中進行,和概括為:2．無氧呼吸的過程細胞無氧呼吸的場合是細胞質基質。無氧呼吸全過程分為兩個階段：（１）與有氧呼吸的第一階段相同。（２)在缺氧條件下，丙酮酸在不同酶的催化作用下，或脫羧形成乙醛，再被還原成乙醇；或直接被還原生成乳酸。總反映式為：C6H１2O6＋２ADＰ+2Pi→２Ｃ2H5ＯH＋2CO2＋２AＴPC６H12O6+2ADP＋２Ｐi→2C3H6Ｏ３＋2AＴP高等植物無氧呼吸的重要形式是產生酒精，酵母菌和其他一些微生物能進行酒精發酵。馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、胡蘿卜和玉米胚的無氧呼吸也可以產生乳酸,乳酸細菌能進行乳酸發酵。高等動物和人體劇烈運動時，骨骼肌組織出現無氧呼吸,產生乳酸。三、影響呼吸作用的因素一般來說,凡是生長迅速的植物種類、器官組織和細胞，其呼吸均較旺盛，如幼根動葉的呼吸強于老根老葉，生殖器官的呼吸強于營養器官。影響呼吸作用的外界條件重要有溫度、氧氣和二氧化碳含量。四、呼吸作用的原理在生產實踐中的應用由于呼吸是新陳代謝的中心,在栽培過程中，應使呼吸過程正常進行,還要注意調節與光合作用的關系。由于呼吸作用消耗有機物和放熱，所以,貯藏糧食和水果蔬菜時，又應當控制一定條件，減少呼吸作用，以利安全貯存。第九節微生物的新陳代謝【知識概要】一、微生物的營養類型根據微生物所需要的能源、碳源的不同,可分為四大類。見下表。微生物的營養類型比較營養類型能源碳源供氫體實例光能自養微生物光能CO2無機物藻類、紅硫細菌、綠硫細菌光能異養做生物光能ＣO2有機化合物紅螺細菌化能自養微生物無機物氧化產生的化學能CO２或碳酸鹽硫細菌、硝化細菌、氫細菌、鐵細菌化能異養微生物有機物氧化產生的化學能重要是有機物,來自有機質(腐生)或有機體（寄生)絕大多數細菌、放線菌，幾乎所有的真菌二、微生物的呼吸類型微生物有不同的產能代謝途徑。以分子氧作為最終電子受體的生物氧化過程，稱為有氧呼吸；以有機物(基質未徹底氧化的產物如丙酮酸)作為最終電子受體的,稱為發酵;以無機氧化物(如ＮO3-、SＯ４2－、ＣO2）作為最終電子受體的，稱為無氧呼吸。據此,微生物分為不同呼吸類型，見下表。微生物的呼吸類型比較呼吸類型生活環境生物氧化方式實例好氧性微生物有氧有氧呼吸很多常見的細菌、放線菌、真菌厭氧性微生物缺氧無氧呼吸或發酵梭狀芽孢桿菌、產甲烷桿菌，乳酸菌等兼性厭氧微生物有氧缺氧均可有氧時，進行有氧呼吸；缺氧時,進行發酵或無氧呼吸酵母菌,硝酸鹽還原細菌等三、微生物的發酵類型1．乙醇發酵如酵母菌,在缺氧條件下將葡萄糖經糖酵解途徑分解成丙酮酸,丙酮酸脫羧生成乙醛,乙醛被還原成乙醇。工業上用于釀酒和生產酒精。２.乳酸發酵進行乳酸發酵的重要是細菌。它們運用糖經糖酵解途徑生成丙酮酸,丙酮酸還原產生乳酸。用于制泡菜、青貯飼料及乳酪、酸牛奶等乳酸發酵制品。3．丙酸發酵葡萄糖經糖酵解途徑生成的丙酮酸可羧化形成草酸乙酸,后者還原成琥珀酸,再脫羧產生丙酸。丙酸細菌多見于動物腸道及乳制品中。４．混合酸發酵是大多數腸桿菌的特性,如大腸桿菌的發酵產物中有甲酸、乙酸、乳酸、琥珀酸、二氧化碳和氫氣等。5.丁酸發酵如專營厭氧的梭狀芽抱桿菌,丁酸是其特性性的發酵產物。用于工業上產生丙酮、丁醇。四、生物新陳代謝的基本類型新陳代謝是生物體最基本的生命活動過程，是活細胞中所有化學反映的總稱。它涉及同化作用和異化作用兩方面。按照自然界中生物體同化作用和異化作用方式的不同,新陳代謝的基本類型可分為以下幾種類型。同化作用類型有自養型和異養型兩種。自養型就是攝取無機物轉變為自身組成物質并儲存能量的同化作用類型,涉及光能自養型、化能自養型；異養型就是攝取現成有機物轉變為自身組成物質并儲存能量的同化作用類型。異化作用類型有需氧型（有氧呼吸型)和厭氧型(無氧呼吸型）。需氧型即要攝取氧，徹底氧化分解有機物并釋放大量能量的異化作用類型;厭氧型即在缺氧條件下,將有機物不徹底分解并釋放少量能量的異化作用類型。第五章生命活動的調節第一節植物的激素調節【知識概要】一、植物的感性運動和向性運動感性運動是植物體受到不定向的外界刺激(如光暗轉變、觸摸等）而引起的局部運動。外界刺激方向與感性運動的方向無關。感性運動有些是生長運動，不可逆的細胞伸長；有些是緊張性運動,由葉枕膨壓變化產生,是可逆性變化。向性運動是植物體受到一定方向的外界刺激(如光、重力等）而引起的局部運動,它的方向取決于外界刺激的方向。向性運動是生長引起的、不可逆的運動。依外界因素的不同,向性運動又可分為向光性、向重力性、向化性和向水性等。二、植物激素植物激素是指一些在植物體內合成的，從產生部位運送到作用部位，并且對植物體的生命活動產生顯著的調節作用的微量有機物。植物激素共有五類：生長素類、赤霉素類、細胞分裂素類、脫落酸和乙烯。1.生長素類(1)生長素的產生。分布和運送生長素在植物體內的合成部位重要是葉原基、嫩葉和發育中的種子。生長素的分布大多集中在生長旺盛的部位。生長素具有極性運送的特性，只能從植物體的形態學上端向下端運送,而不能倒轉。(2）生長素的生理作用生長素是吲哚乙酸,它具有促進植物生長的作用。生長素能引起細胞壁松弛軟化,促進ＲNA和蛋白質的合成。生長素對植物生長的作用品有兩重性。一般地，低濃度的生長素可以促進植物生長，而高濃度的生長素則克制植物生長。植物的不同器官對不同濃度生長素的敏感限度不同,根最敏感，莖最不敏感,芽居中。（3)生長素在農業生產上的應用人工合成的生長素類似物有萘乙酸、2,4–D等。它們在生產上的應用重要有:（１）促進扦插的枝條生根;(2)促進果實發育；（3)防止落花落果。2.赤霉素類赤霉素是在水稻惡苗病的研究中發現的，引起該病的病菌叫赤霉菌,它能分泌促進稻苗徒長的物質,取名叫赤霉素。植物體合成赤霉素的部位一般在幼芽、幼根、未成熟的種子等幼嫩的組織和器官里。赤霉素的生理作用是促進細胞伸長，從而引起莖稈伸長和植物增高。此外，它尚有促進麥芽糖化,促進營養生長,防止器官脫落和解除種子、塊莖休眠促進萌發等作用。3．細胞分裂素類細胞分裂素在根尖合成，在進行細胞分裂的器官中含量較高,細胞分裂素的重要作用是促進細胞分裂和擴大，此外尚有誘導芽的分化，延緩葉片衰老的作用。4．脫落酸脫落酸在根冠和萎蔫的葉片中合成較多,在將要脫落和進入休眠期的器官和組織中含量較多。脫落酸是植物生長克制劑,它可以克制細胞的分裂和種子的萌發,尚有促進葉和果實的衰老和脫落，促進休眠和提高抗逆能力等作用。5．乙烯乙烯是一種氣體激素，它廣泛存在于植物各種組織和器官中,在正在成熟的果實中含量更多，乙烯的重要作用是促進果實成熟，此外，尚有促進老葉等器官脫落的作用。6．植物激素的互相作用五大類植物激素的生理作用大體分為兩方面:促進植物的生長發育和克制植物的生長發育。植物的生長發育過程,不是受單一激素的調節,而是由多種激素互相協調，共同調節的。第二節動物的激素調節【知識概要】一、人和高等動物的體液調節體液調節是指某些化學物質（如激素、CO2)通過體液的傳送，對人和動物體的生理活動所進行的調節。體液調節的重要內容是激素調節,此外,參與體液調節的化學物質尚有CO２和H+等。1．激素的概念和化學成分激素是由內分泌腺(或具有內分泌功能的細胞)分泌的活性物質。它在血液中的含量很少,但是對動物和人體的新陳代謝、生長發育和生殖等生理活動起著重要的調節作用。激素按其化學結構分為兩類。一類是含氮類激素，涉及多肽及蛋白質、氨基酸衍生物和脂肪酸衍生物;另一類是類固醇激素。２.激素的種類和生理作用關于激素的種類、分泌器官和生理作用歸納如下表。激素的種類、分泌器官和生理作用性質內分泌腺激素重要生理作用氨基酸衍生物甲狀腺腎上腺髓質甲狀腺激素腎上腺素和去甲腎上腺素促進新陳代謝,促進生長發育，提高神經系統興奮性增強心臟活動,使血管收縮,血壓升高，促進糖元和脂肪分解，使血糖升高類固醇類物質睪丸卵巢腎上腺皮質睪丸酮雌激素孕激素鹽皮質激素糖皮質激素促進男性生殖器官發育和精子生成,激發維持男性第二性征；促進女性生殖器官發育和卵子生成,激發維持女性第二性征;促進卵植入和乳腺成熟,維持妊娠;調節水、無機鹽代謝，有“保鈉排鉀”和保水作用;調節糖類、脂肪、蛋白質代謝,應激反映和抗炎作用肽和蛋白質衍生物甲狀旁腺;甲狀腺(C細胞）；胰島（α細胞)（β細胞）甲狀旁腺激素降鈣素胰高血糖素胰島素調節鈣、磷代謝、使血鈣濃度升高調節鈣、磷代謝，使血鈣濃度減少促進肝糖元分解和糖元異生作用，使血糖濃度升高調節糖類、蛋白質和脂肪代謝，使血糖濃度減少垂?體腺垂體生長激素促甲狀腺激素促腎上腺?皮質激素促性腺激素促進生長，重要是促進蛋白質的合成和骨的生長維持甲狀腺正常發育,促進甲狀腺激素的合成和分泌維持腎上腺皮質正常發育,促進糖皮質激素的合成和分泌維持性腺正常發育，促進性激素的合成和分泌神經垂體催產素抗利尿激素刺激子宮收縮，乳腺排乳促進腎小管對水的重吸取,使血壓升高3．激素間的互相作用（1）對某一生理活動的調節,都是由多種激素互相協調、互相作用共同完畢的。激素的作用有的是互相增強作用，有的則是互相拮抗。(2)垂體分泌的多種促激素具有調節、管理相應的內分泌腺的作用,垂體的這種調節作用又是在下丘腦的控制下進行的。下丘腦的一些神經分泌細胞所分泌的“釋放激素（因子）”和“釋放克制激素（因子）”對垂體的分泌具有特異性刺激作用或克制作用；另一方面,靶腺激素對下丘腦——垂體的分泌也起反饋性調節作用，按反饋作用性質，可分為負反饋調節和正反饋調節兩種類型。（3）血糖調節正常健康成人上午空腹時的血糖濃度為80~１20ｍg／10０mＬ全血。在正常情況下,由于神經和體液因素的調節，血糖的運用和補充保持著動態平衡，血糖濃度得以保持在相對穩定的水平。在體液調節方面，生長激素、甲狀腺激素、腎上腺素,胰高血糖素和糖皮質激素都作用于糖代謝,共同使血糖升高,相反地，胰島素對糖代謝的重要作用是減少血糖濃度。二、昆蟲的激素調節昆蟲激素分為兩類:內激素和外激素。關于昆蟲激素的種類、分泌部位和特性、作用等內容的總結見下表。昆蟲激素的比較種類名稱分泌部位與特性作用內?激?素腦激素腦的神經分泌細胞作用于咽側體和前胸腺等對昆蟲的生長發育等生命活動起調節作用蛻皮激素前胸腺調節昆蟲的蛻皮保幼激素咽側體使昆蟲保持幼蟲性狀,克制成蟲性狀的出現外激素(信息激素)性外激素昆蟲體表的腺體分泌到體外的一類揮發性的化學物質引誘同種異性個體來交尾作為化學信號影響和控制同種的其他個體,使它們發生反映聚集外激素營群體生活的昆蟲個體間的信息聯絡告警外激素營群體生活的昆蟲受到動物襲擊時用來告警同類個體追蹤外激素營群體生活的昆蟲離巢外出時再歸巢第三節人和高等動物的神經調節【知識概要】一、神經調節的結構基礎1．神經系統的功能和組成神經系統是人和動物體的生命活動的調節者和控制者，它能保證體內各器官、系統的活動協調統一,使機體成為一個統一的整體;同時,通過神經系統的調節作用，使機體對環境變化各種刺激做出相應的反映,達成機體與環境的統一。神經系統的組成簡要概括如下：2．神經元神經元是神經系統的結構和功能的基本單位。神經元就是神經細胞。有關神經元的知識概括如下：二、神經調節的基本方式1．反射和反射弧反射是在中樞神經系統的參與下，人和動物體對體內和外界環境的各種刺激所發生的規律性的反映。反射是神經調節的基本方式。反射分為非條件反射和條件反射兩類。反射活動的結構基礎是反射弧。反射弧涉及五部分：感受器、傳入神經、神經中樞、傳出神經、效應器。2.興奮的傳導（1）神經纖維上興奮的傳導神經在靜息狀態下存在靜息電位。當神經纖維某一點受到刺激產生興奮時形成動作膜電位,進而產生局部電流,沿著神經纖維傳導,興奮沿神經纖維傳導時，具有雙向傳導、絕緣傳導、不衰減傳導和沿有髓鞘神經纖維的跳躍傳導等特點。（２)神經元之間興奮的傳遞一個神經元與另一個神經元相接觸的部位叫做突觸。突觸由突觸前膜、突觸間隙和突觸后膜三部分構成。因所含遞質的不同,突觸分為興奮性突觸和克制性突觸。當興奮沿軸突傳到突觸前膜引起去極化，促使遞質釋放到突觸間隙,引起突觸后膜的電位變化，而使另一個神經元產生興奮或克制。神經元之間興奮的傳遞具有單向性，中樞延擱和總和等特點。神經元之間的重要聯接方式有輻散原則、聚合原則。３．反射活動的協調（ｌ）交互克制這種機能表現為協同的神經元的興奮，拮抗的神經元的克制。(2)擴散指某一個中樞的興奮或克制，通過突觸的聯系擴散到其他中樞的過程。（３)反饋當一個神經元軸突的側支，通過若干個互相銜接的中間神經元,最后又返回到本來發出側支的那個神經元的胞體,形成環式結構,構成反饋的回路結構基礎。反饋有正反饋和負反饋之分。三、脊髓和脊神經脊髓位于椎管里，上端連接延髓，下端終止于第一腰椎下緣。脊髓的內部結構由灰質和白質構成。在脊髓的橫切面上,灰質呈蝴蝶形，是神經元細胞體集中的地方，兩側灰質向前后形成前角和后角，在胸腰節段的前后角之間外突形成側角。白質在灰質周邊,由神經纖維集合而成。脊髓正中有中央管，里面充滿腦脊液。脊髓的功能有兩方面：①傳導功能，脊髓白質的許多上下行神經束,是脊髓和腦之間上行下達的傳導通路。②反射功能，脊髓能完畢一些低檔的反射活動。脊神經連于脊髓，每一對脊神經由前根和后根在椎間孔處合成。前根由脊髓前角運動神經元的軸突及側角的交感神經元或副交感神經的軸突組成，傳導運動沖動到有關的效應器；后根由脊神經節內感覺神經元的軸突組成，傳導感覺沖動到脊髓。所以脊神經是混合神經。人類的脊神經共31對，其中頸神經８對，胸神經１２對，腰神經5對,骰神經５對和尾神經1對。脊神經出椎間孔后分為前支和后支,分布到頸部、軀干、四肢的皮膚和肌肉。四、腦和腦神經1．腦腦位于顱腔內，由大腦、間腦、中腦、腦橋、延髓和小腦等六部分組成,通常把間腦、中腦、腦橋和延髓合稱為腦干。腦干的灰質是一些特定功能的神經核,它們斷續地存在于白質中。在腦子中央有一個廣泛網狀結構。腦子的功能很復雜,與第3～12對腦神經分別發生聯系，大腦、小腦、脊髓之間必須通過腦干進行聯系。此外,腦子中尚有許多與生命活動有關的重要神經中樞。間腦中的丘腦是皮層下較高級的感覺中樞，下丘腦是植物性神經的皮層以下的較高級中樞。小腦由小腦半球和中間的蚓部構成，小腦表面為小腦皮層，內部為小腦髓質。小腦的功能是協調隨意運動，維持和調節肌張力,維持身體的平衡。大腦是中樞神經系統最高級部分。大腦半球表面為大腦皮層，內部為髓質。左右大腦半球之間由胼胝體相連結。大腦半球由三個溝裂(中央溝、大腦外側裂和頂枕裂)而提成四個葉(額葉、頂葉、枕葉和顳時）和一個腦島。在大腦半球一定區域分別有軀體感覺中樞、軀體運動中樞、視覺中樞、聽覺中樞、嗅覺中樞以及人類特有的語言中樞。2.腦神經腦神經共12對,重要分布于頭面部,迷走神經還分布到胸腹腔內臟器官。五、植物性神經調節植物性神經系統是指調節內臟功能的神經系統,習慣上植物性神經指支配內臟器官的傳出神經，分布于全身的平滑肌、心肌和腺體，調節機體的營養、呼吸、分泌、生長和繁殖等各種生理機能。植物性神經從中樞到效應器之間興奮傳遞是由兩個神經元完畢的，兩者之間有一個神經節。植物性神經分為交感神經和副交感神經。兩者的結構特點歸納如下表。交感神經和副交感神經的結構特點比較交感神經副交感神經中樞部位脊髓胸腰段側角腦干副交感神經核、脊髓骶段側角換神經元部位脊柱兩側的交感干器官旁或器官內的副交感神經節節前纖維較短較長節后纖維較長較短交感神經與副交感神經對效應器官的作用既互相拮抗又協調統一。交感神經的作用重要是保證人體在緊張狀態時的生理需要，而副交感神經的作用重要是維持安靜時的生理功能。六、神經系統的高級功能1．條件反射學說條件反射是機體在非條件反射的基礎上,在后天的生活過程中，通過一定條件形成的,是一種高級神經活動。條件反射提高了動物和人適應環境的能力。一般認為,高等動物必須有大腦皮層參與才干實現各種條件反射。建立條件反射時,無關刺激與非條件刺激在時間上的多次結合，使大腦皮層中兩個興奮灶之間在功能上暫時接通，就發生了功能上的暫時聯系。條件反射建立后，假如反復應用條件刺激而得不到非條件刺激的強化時,會引起條件反射的消退。2.人類的語言功能人類有了語言和思維,就在大腦皮層相應地發現了語言中樞。大腦皮層最基本的活動是信號活動，即條件反射,信號從本質上分為兩類：現實的具體信號稱為第一信號;現實的抽象信號,即詞語，是在具體信號的基礎上建立起來的，是具體信號的信號,稱為第二信號。對第一信號發生反映的皮層功能系統叫做第一信號系統,這是動物和人共有的;對第二信號發生反映的皮層功能系統叫做第二信號系統，這是人類所特有的。第二信號系統的活動是與人類的語言功能密切聯系的神經活動。3.睡眠和覺醒睡眠是大腦維持正常功能的自律克制狀態,可以消除疲勞，恢復體力和精力。覺醒是大腦正常工作的生理條件。覺醒和睡眠隨晝夜周期而互相交替,使機體保持與外環境的平衡，并保持內環境的穩定。根據睡眠中腦電圖的變化特點,把睡眠提成慢波睡眠和異相睡眠(快波睡眠),在睡眠過程中兩種狀態反復交替。異相睡眠是深睡狀態。做夢是在異相睡眠時出現的一種正常現象。七、感受器和感覺器官感受器是具有感覺神經末梢的特殊感覺裝置，感覺器官常指除了具有感受器外尚有一些輔助裝置或附屬結構的器官，如眼、耳等。感受器分為外感受器和內感受器兩類。視、聽、嗅、昧和皮膚的痛、溫、觸、壓感受器位于體表或接近體表，都屬于外感受器。內感受器位于身體的內部，存在于血管、內臟、骨骼肌、肌腱、關節、內耳前庭器官等處。感受器具有適宜刺激、適應等生理特性,感受器能把各種刺激變成神經沖動，經感覺神經傳到大腦皮層，產生相應的感覺,建立機體與內、外環境之間的聯系。八、神經調節和體液調節的聯系與區別神經調節是動物和人體最重要的調節方式,神經和體液的調節是互相聯系的,一方面內分泌腺受中樞神經系統的控制,另一方面激素也和影響神經系統的功能。神經調節和體液調節各有其不同特點。體液調節作用范圍較廣泛、彌散，作用較緩慢而持久；而神經調節作用迅速而精確，且范圍較局限。第四節傳染病和免疫【知識概要】一、傳染病傳染病是指由病原體引起的,能在人與人之間或人與動物之間傳播的疾病。傳染病具有傳染性、流行性等特點。1．傳染病的流行環節傳染病在人群中流行，必須同時具有傳染源、傳播途徑和易感人群三個基本環節。傳染源是指可以散播病原體的人或動物。傳播途徑是指病原體離開傳染源到達健康人所通過的途徑。易感人群是指對某種傳染病缺少免疫力而容易感染該病的人群。三者的關系可表達為；傳染源（攜帶病原體）易感人群。2.防止傳染病的一般措施傳染病的防止措施是針對流行環節而采用的，涉及控制傳染源,切斷傳播途徑和保護易感者。3.人類傳染病的種類按照傳播途徑的不同,人類傳染病可以分為四大類。見下表。四類人類傳染病的比較種類病原體原始寄生部位傳播途徑常見傳染病呼吸道傳染病呼吸道粘膜和肺飛沫、空氣流感、白喉、百日咳、猩紅熱、肺結核、流行性腮腺炎、麻疹、流行性腦脊髓膜炎消化道傳染病消化道及其附屬器官飲水、食物細菌性痢疾、病毒性肝炎、傷寒、脊髓灰質炎、蛔蟲病、蟯蟲病血液傳染病血液、淋巴吸血的節肢動物瘧疾、流行性乙型腦炎、黑熱病、絲蟲病、出血熱體表傳染病皮膚及體表粘膜接觸狂犬病、炭疽、破傷風、血吸蟲病、沙眼、疥瘡、癬、急性出血性結膜炎二、免疫免疫是機體辨認和排斥異己物質的機能。機體的免疫反映在維持內環境平衡中,重要起防衛、自穩態