1、第一章 走近生命科学 第一节 走进生命科学的世纪 1、生命科学发展简史： 古代生命科学成就： 17 世纪显微镜的发明，使生命科学的研究进入细胞水平； 18 世纪瑞典博物学家林耐创立了“生物分类法则” ； 1838 年德国科学家施莱登和施旺提出了细胞学说； 1859 年英国科学家达尔文发表了物种起源一书，提出了进化论； 1900 奥地利遗传学奠基人孟德尔用豌豆作为实验材料提出了遗传的两个规律得到承 认。 1910 年美国遗传学家摩尔根提出了遗传的第三个规律：基因的连锁和互换定律 近代和现代生命科学发展： 主要成就：1953 年美国沃森和英国克里克提出 DNA 双螺旋结构分子模型， 1965 年我
2、国科学家成功合成了结晶牛胰岛素， 1981 年我国科学家人工合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸， 1990 年人类基因组计划启动 1997 年英国科学家成功的培育出了克隆羊“多利” 1999 年成功分离人体胚胎干细胞（万能细胞）世界十大科学成就之首 2000 年 6 月 26 日人类基因组草图绘制成功 2002 年中国科学家绘制完成了全世界第一张籼稻全基因组框架序列图 2003 年 4 月 14 日人类基因组计划全部目标达成 (4)研究方法：在生命科学发展的早期，主要采用了描述法和比较法，近代和现代主要 是实验法 注意点：1、科学史的考核： 注意记忆相关的年代、国籍、贡献，经常出现排序题 2、生命科
3、学进入细胞水平和分子水平的标志。 3、酵母丙氨酸转移核糖核酸的实质是 tRNA，组成单位为核糖核苷酸，彻底水解 的产物为一分子磷酸、一分子核糖、一分子含氮碱基。 4、人类基因组计划：被誉为生命科学“阿波罗登月计划” 参与国：美、英、日、德、法、中六国 涉及的染色体：22 条常染色体和两条性染色体（X 染色体和 Y 染色体） 目标：测定人类 DNA 的 30 亿碱基对的序列，识别人类基因及其 在染色体上的位置 我国加入时间 1999 年 9 月，任务 1%，即 3 号染色体 3000 万个碱 基对的测序工作。 第 2 节 走进生命科学实验室 1、生命科学探究的基本步骤 学习或生活实践 提出疑问
4、提出假设 设计实验 实施实验 分析数据 得出结论 解答疑问 新的疑问 进一步探究 2、生命科学实验设计的基本原则 对照原则：设立对照组和实验组（注意实验组可能不止一组，例如探究温度对酶活性的 影响实验等） 单一变量原则：根据影响因素确定，注意表述用语：适量的，等量的 可行性原则 科学性原则 3、细胞的观察和测量 3.1 显微镜 结构： 1、镜座 2、镜柱 3、镜臂 4、镜筒 5、目镜 6、转换器 7、物镜 8、粗调节器 9、细调节器 10、弹簧夹片 11、通光孔 12、光圈和聚光器 13、载物台 14、反光镜 使用方法及步骤： 1、 转动转换器，使低倍镜正对通光孔； 2、 调节反光镜，左眼注视
5、目镜，使视野变明亮 3、 把装片放在载物台上，使标本位于低倍镜的下方； 4、 眼睛从侧面注视物镜，转动粗调节器，使镜筒下降至物镜接近装片； 5、 用左眼观察，同时转动粗调节器，上升镜筒，直到看清物像，再用细调节器，使视野 中物像清晰； 6、 将要观察的物体移到视野中央； 7、 转动转换器，使用高倍镜到位； 8、 转动细调节器，直到物像最后清晰。 注意点：1、显微镜下成立的倒向，物象的移动方向和载玻片的移动方向相反。 2、由低倍镜转化到高倍镜时不应该出现转动粗调节器的操作。 3、物像放大倍数的计算为：目镜放大倍数 X 物镜放大倍数；显微镜下放大的倍 数就观察物体的长度和宽度而言。 4、显微镜下放
6、大的倍数越大，视野中观察到的细胞数目越少、细胞越大、视野越 小，视野越暗，此时应先调节聚光器和光圈使视野明亮。 5、目镜和物镜的区别：目镜无螺纹，物镜有螺纹；目镜越长放大倍数越小，物镜 越长放大倍数越大。 6、观察到物像时，物镜镜头离装片越近说明，物镜放大倍数越大。 7、不同放大倍数下细胞数目的变化：关键看是直径上，还是整个视野，如果位于 直径上则乘以或除以前后放大倍数的比值，如果位于整个视野中，则乘以或除以 前后放大倍数的比值的平方。 8、显微镜视野中污物位置的判断：移动相应的结构，观察污物是否移动 9、视野中亮度不均匀的原因判断：未放置装片，可能是反光镜未调好。 放置好装片，则可能是切片是
7、否均匀 9、 视野亮度的选择：若观察部分与周围环境色差明显可考虑视野适当明亮，此时用较大 的光圈和凹面反光镜，有助于光线的汇聚；若观察部分与周围环境色差不明显可考虑 视野适当暗一些以便于观察，此时应用较小的光圈和平面反光镜。 例 1：下列目镜和物镜的使用组合中，能够使视野中看到细胞数目最多的是（） ，细胞 体积最大的是（） ，视野最明亮的是（） ，视野最暗的是（） A.目镜 10x，物镜 10 x B. 目镜 16x，物镜 10 x C. 目镜 10x，物镜 40 x D. 目镜 16x，物镜 40 x 例 2：在将显微镜的低倍物镜转换成高倍物镜并寻找物像的过程中，不应出现的操作 （） A.转
8、动细调节器 B.转动粗调节器 C.转动物镜转换器 D.调节反光镜和光圈 例 3：使用显微镜观察装片，在 10 倍物镜下观察到的图像清晰、柔和，再直接转换至 40 倍物镜观察。此时，除调节细调节器外，还需调节反光镜（或亮度调节钮）和光圈。正 确的操作是 A用平面镜（或调低亮度） 、光圈缩小 B用平面镜（或调低亮度） 、光圈放大 C用凹面镜（或调高亮度） 、光圈放大 D用凹面镜（或调高亮度） 、光圈缩小 例 4：用显微镜观察标本时，已知目镜的放大倍数为 10 x，物镜的放大倍数为 40 x ，则物象的放大倍数为（） A.长度和宽度均放大了 400 倍 B.面积放大了 400 倍 C.长度或宽度放大
9、了 400 倍 D.体积放大了 400 倍 例 5：在目镜 15 x，物镜 10 x 的显微镜下，视野中被相连的 30 个分生组织细胞所充满， 若将目镜换为 5 x 时，则在视野中可看到的分生组织细胞数为（） A.10 B.90 C.180 D.270 3.2 视野中异物的位置判断 只有三种可能：载玻片上、在目镜上、在物镜上。 判断方法如下：1、移动玻片：污点随载玻片移动而移动，则其位于载玻片的标本上， 用纱布擦去。 2、换目镜：污点不随载玻片移动，换目镜消失，则其位于目镜上，擦镜纸擦去。 3、换物镜：污点不 随载玻片移动，换目镜后不消失，但换物镜后消失，则其位于物 镜上，擦镜纸擦去。 3.3
10、 显微测微尺 显微测微尺的种类：目镜测微尺和物镜测微尺。 目镜测微尺：安放部位 目镜镜筒的光阑上，注意平放,每一刻度值为：0.1mm 功能 测量物像的大小 物镜测微尺：安放部位 载物台上, 每一刻度值为：0.01mm 功能 标定目镜测微尺每小格的长度。 计算公式：目微尺每一小格的长度=台尺重叠格数 x10/目尺重叠格数 例如：目镜尺上的第五小格与测微台尺上的第八格重叠得：目镜测微尺上的每小格=8x10/5 注意：1、显微测微尺使用时应先用物镜测微尺分别在低倍镜和高倍镜下标定目镜测微尺 每小格的长度，实际测量时只使用目镜测微尺。 2、视野中目镜测微尺每小格代表的长度低倍镜下要高于高倍镜下。 3、
11、无论处于何种状态下，物体的实际长度都是不变的 例：安装于 10x 目镜中的目镜测微尺，在低倍物镜 10x 视野中央的每小格长度为 7um。目镜不变，换用物镜后，视野中每小格长度为 1.75。如果在 10x 目镜和 10x 物镜构成的视野中，一个酵母菌细胞在目镜测微尺的测量下，测得其细胞 长度是 5 格，则 X 物镜的放大倍数与其测得的酵母菌长度依次是（） A.40x；20 格 B.40x; 1.25 格 C.25x; 15 格 D.5x;25 格 生命的物质基础 一知识网络 生命的物质基础 元 素 基本元素C H O N P S K Ca Mg Fe Mn B Zn Cu Mo 主要元素 大量
12、元素 微量元素 统一性与差异性 非生物界 无机化合物 水 新 陈 代 谢组成 影 响 二、细胞中的无机化合物：水和无机盐 1、水：（1）含量：占细胞总重量的 60%-90%，是活细胞中含量是最多的物质。 （2）形式：自由水、结合水 自由水：是以游离形式存在，可以自由流动的水。作用有良好的溶剂；参与细胞 内生化反应；物质运输；维持细胞的形态；体温调节 （在代谢旺盛的细胞中，自由水的含量一般较多） 结合水：是与其他物质相结合的水。作用是组成细胞结构的重要成分。 （结合水的含量增多，可以使植物的抗逆性增强） 2、无机盐 （1）存在形式：离子 （2）作用：与蛋白质等物质结合成复杂的化合物。 （如 Mg
13、2+是构成叶绿素的成分、Fe 2+是构成血红蛋白的成分、I -是构成甲状腺激素的成分。 参与细胞的各种生命活动。 （如钙离子浓度过低肌肉抽搐、过高肌肉乏力） 第二节 细胞中的生物大分子 一、糖类 1、元素组成：由 C、H、O 3 种元素组成。 2、分类 概 念 种 类 分 布 主 要 功 能 核糖 脱氧核糖 组成核酸的物质 单糖 不能水解的糖 葡萄糖 动植物细胞 细胞的重要能源物质 蔗糖 麦芽糖 植物细胞二糖 水解后能够生成二分 子单糖的糖 乳糖 动物细胞 淀粉 植物细胞中的储能物质 纤维素 植物细胞 植物细胞壁的基本组成成分多糖 水解后能够生成许多 个单糖分子的糖 糖原 动物细胞 动物细胞中
14、的储能物质 附：二糖与多糖的水解产物： 蔗糖1 葡萄糖+1 果糖 麦芽糖2 葡萄糖 化合物 有机化合物 无机盐 糖类 脂质 蛋白质 核酸 生 命 活 动 调 节 遗传与变异 有机化合物的鉴定 乳糖1 葡萄糖+ 1 半乳糖 淀粉麦芽糖葡萄糖 纤维素纤维二糖葡萄糖 糖原葡萄糖 3、功能：糖类是生物体维持生命活动的主要能量来源。 （另：能参与细胞识别，细胞间物质运输和免疫功能的调节等生命活动。 ） 4糖的鉴定： (1)淀粉遇碘液变蓝色，这是淀粉特有的颜色反应。 (2)还原性糖(单糖 、麦芽糖和 乳糖)与斐林试剂在隔水加热条件下，能够生成砖红色沉淀。 斐林试剂： 配制：0.1g/mL的 NaOH溶液（
15、2mL）+ 0.05g/mL CuSO4溶液（4-5 滴） 使用：混合后使用，且现配现用。 二、脂质 1、元素组成：主要由C、H、O 组成（C/H 比例高于糖类） ，有些还含N 、P 2、分类：脂肪、类脂（如磷脂） 、固醇（如胆固醇、性激素、维生素D等） 3功能：脂肪：细胞代谢所需能量的主要储存形式。 类脂中的磷脂：是构成生物膜的重要物质。 固醇：在细胞的营养、调节、和代谢中具有重要作用。 4、 脂肪的鉴定：脂肪可以被苏丹染液染成橘黄色。 （在实验中用 50%酒精洗去浮色显微镜观察橘黄色脂肪颗粒） 三、蛋白质 1、元素组成：除C、H、O、 N外，大多数蛋白质还含有S 2、基本组成单位：氨基酸（
16、组成蛋白质的氨基酸约20种） 氨基酸结构通式： ： 氨基酸的判断： 同时有氨基和羧基 至少有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。 （组成蛋白质的20种氨基酸的区别：R 基的不同） 3形成：许多氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键（-CO-NH-）相连而成肽链，多条肽链盘 曲折叠形成有功能的蛋白质 二肽：由2个氨基酸分子组成的肽链。 多肽：由n（n3）个氨基酸分子以肽键相连形成的肽链。 蛋白质结构的多样性的原因：组成蛋白质多肽链的氨基酸的种类、数目、排列顺序的不 同； 构成蛋白质的多肽链的数目、空间结构不同 4计算： 一个蛋白质分子中肽键数（脱去的水分子数）氨基酸数 肽链条数。 一个蛋白质分子中至少
17、含有氨基数（或羧基数）=肽链条数 5功能：生命活动的主要承担者。 （注意有关蛋白质的功能及举例） 6蛋白质鉴定：与双缩脲试剂产生紫色的颜色反应 双缩脲试剂：配制：0.1g/mL 的NaOH 溶液（2mL）和0.01g/mL CuSO4溶液（3-4滴） 使用：分开使用，先加NaOH溶液，再加CuSO4溶液。 四、核酸 1、元素组成：由C、H、O、 N、P 5种元素构成 2、基本单位：核苷酸（由1分子磷酸+1分子五碳糖+1分子含氮碱基组成） 1分子磷酸 脱氧核苷酸 1分子脱氧核糖 （4种） 1分子含氮碱基（A 、T、G、C ） 1分子磷酸 核糖核苷酸 1分子核糖 （4种） 1分子含氮碱基（A 、U 、G、C） 3、种类：脱氧核糖核酸（DNA）和 核糖核酸（RNA） 种类 英文缩 写 基本组成单位 存在场所 脱氧核糖核酸 DNA 脱氧核苷酸（4 种） 主要在细胞核中 （在叶绿体和线粒体中有少量存在） 核糖核酸 RNA 核糖核苷酸（4 种） 主要存在细胞质中 4、生理功能：储存遗传信息，控制蛋白质的合成。 （原核、真核生物遗传物质都是 DNA，病毒的遗传物质是 DNA 或 RNA。 ）
