有哪些基本的生物学常识
生物科学专业
生物科学是从分子、细胞、机体乃至生态系统等不同层次研究生命现象的本质、生物的起源进化、遗传变异、生长发育等生命活动规律的科学。本专业学生主要学习生物科学方面的基本理论、基本知识,接受基础研究和应用基础研究方面的科学思维和科学研究训练,具有较好的科学素养及一定的教学和科研能力。培养具有扎实的生物科学理论基础,掌握本学科的基本理论和基本技能,具有一定的科学研究能力和创新精神的专门人才。
主要专业课程有:动物生物学、植物生物学、生物化学、细胞生物学、微生物学、遗传学、分子生物学、生态学、生理学、植物生理学、基因组学、生物信息学、生物统计学、发育生物学、神经生物学、结构生物学等。
生物技术专业:
生物技术是一门包括基因工程、细胞工程、微生物工程、酶工程、生化工程等领域的综合性学科。这一学科强调应用生物学的现代知识和技术,以获得产品或服务为目的,进行各种生物资源包括生物分子资源的开发、利用、研究,发展可能产业化的生物工艺。这一学科在医药、农牧渔、化工、环境、能源及军事上都展现了广阔的应用前景。
该专业坚持基础理论与开发应用研究并重,结合华南地区特点,着重向医药生物技术、微生物工程与资源微生物学以及农业生物技术方向发展。
该专业特别注重学生能力和素质的培养,使学生具有较好的外语和计算机基础,并且具备广泛、坚实的生物化学鱼与分子生物学、微生物学、细胞生物学、遗传学、现代生物技术等方面的基本理论知识和实验技能,能够适应新世纪科学及经济建设发展的需要。
学生毕业后相当一部分能进入国内外的研究生院攻读硕士和博士学位课程,其他可从事基因工程、细胞工程、酶工程、微生物工程、生化制备、环保工程及食品饮料、氨基酸、抗生素、有机酸、酶制剂等产品的研究开发工作,也能从事生化分析和微生物分析监测等工作。
生态学专业:
生态学是一门涉及生物与环境、生态规划与工程、环境评价、自然资源管理、生态与经济发展等领域的 该专业培养基础扎实、知识面广,具有从事基础与应用研究或管理能力的高层次人才。学生毕业后处课在国内外攻读硕士、博士学位外,还适合在高等学校、科研部门、政府机关、企业等单位和部门从事教学、科研或环境保护、城市规划、资源管理、商品检疫、食品、医药卫生等方面的管理或科技开发工作。
一、必修本 绪 论 1.生物体具有共同的物质基础和结构基础。
2. 从结构上说,除病毒以外,生物体都是由细胞构成的。细胞是生物体的结构和功能的基本单位。
3.新陈代谢是活细胞中全部的序的化学变化总称,是生物体进行一切生命活动的基础。 4.生物体具应激性,因而能适应周围环境。
5.生物体都有生长、发育和生殖的现象。 6.生物遗传和变异的特征,使各物种既能基本上保持稳定,又能不断地进化。
7.生物体都能适应一定的环境,也能影响环境。 第一章 生命的物质基础 8.组成生物体的化学元素,在无机自然界都可以找到,没有一种化学元素是生物界所特有的,这个事实说明生物界和非生物界具统一性。
9.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,这个事实说明生物界与非生物界还具有差异性。 10.各种生物体的一切生命活动,绝对不能离开水。
11.糖类是构成生物体的重要成分,是细胞的主要能源物质,是生物体进行生命活动的主要能源物质。 12.脂类包括脂肪、类脂和固醇等,这些物质普遍存在于生物体内。
13.蛋白质是细胞中重要的有机化合物,一切生命活动都离不开蛋白质。 14.核酸是一切生物的遗传物质,对于生物体的遗传变异和蛋白质的生物合成有极重要作用。
15.组成生物体的任何一种化合物都不能够单独地完成某一种生命活动,而只有按照一定的方式有机地组织起来,才能表现出细胞和生物体的生命现象。细胞就是这些物质最基本的结构形式。
第二章 生命的基本单位——细胞 16.活细胞中的各种代谢活动,都与细胞膜的结构和功能有密切关系。细胞膜具一定的流动性这一结构特点,具选择透过性这一功能特性。
17.细胞壁对植物细胞有支持和保护作用。 18.细胞质基质是活细胞进行新陈代谢的主要场所,为新陈代谢的进行,提供所需要的物质和一定的环境条件。
19.线粒体是活细胞进行有氧呼吸的主要场所。 20.叶绿体是绿色植物叶肉细胞中进行光合作用的细胞器。
21.内质网与蛋白质、脂类和糖类的合成有关,也是蛋白质等的运输通道。 22.核糖体是细胞内合成为蛋白质的场所。
23.细胞中的高尔基体与细胞分泌物的形成有关,主要是对蛋白质进行加工和转运;植物细胞分裂时,高尔基体与细胞壁的形成有关。 24.染色质和染色体是细胞中同一种物质在不同时期的两种形态。
25.细胞核是遗传物质储存和复制的场所,是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。 26.构成细胞的各部分结构并不是彼此孤立的,而是互相紧密联系、协调一致的,一个细胞是一个有机的统一整体,细胞只有保持完整性,才能够正常地完成各项生命活动。
27.细胞以分裂是方式进行增殖,细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。 28.细胞有丝分裂的重要意义(特征),是将亲代细胞的染色体经过复制以后,精确地平均分配到两个子细胞中去,因而在生物的亲代和子代间保持了遗传性状的稳定性,对生物的遗传具重要意义。
29.细胞分化是一种持久性的变化,它发生在生物体的整个生命进程中,但在胚胎时期达到最大限度。 30.高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力,也就是保持着细胞全能性。
第三章 生物的新陈代谢 31.新陈代谢是生物最基本的特征,是生物与非生物的最本质的区别。 32.酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。
33.酶的催化作用具有高效性和专一性;并且需要适宜的温度和pH值等条件。 34.ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。
35.光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物,并且释放出氧的过程。光合作用释放的氧全部来自水。
36.渗透作用的产生必须具备两个条件:一是具有一层半透膜,二是这层半透膜两侧的溶液具有浓度差。 37.植物根的成熟区表皮细胞吸收矿质元素和渗透吸水是两个相对独立的过程。
38.糖类、脂类和蛋白质之间是可以转化的,并且是有条件的、互相制约着的。 39.高等多细胞动物的体细胞只有通过内环境,才能与外界环境进行物质交换。
40.正常机体在神经系统和体液的调节下,通过各个器官、系统的协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态,叫稳态。稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
41.对生物体来说,呼吸作用的生理意义表现在两个方面:一是为生物体的生命活动提供能量,二是为体内其它化合物的合成提供原料。 第四章 生命活动的调节 42.向光性实验发现:感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端,而向光弯曲的部位在尖端下面的一段。
43.生长素对植物生长的影响往往具有两重性。这与生长素的浓度高低和植物器官的种类等有关。
一般来说,低浓度促进生长,高浓度抑制生长。 44.在没有受粉的番茄(黄瓜、辣椒等)雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素溶液可获得无子果实。
45.植物的生长发育过程,不是受单一激素的调节,而是由多种激素相互协调、共同调节的。 46.下丘脑是机体调节内分泌活动的枢纽。
47.相关激素间具有协同作用和拮抗作用。 48.神经系统调节动物体各种活动的基本方式是反射。
反射活动的结构基础是反射弧。49.神经元受到刺激后能够产生兴奋并。
1. 生物学科知识与能力
掌握生物学科的基本事实、概念、原理和规律等基础知识,具备生物学科的基本研究方法和实验技能;了解生物学科发展的历史和现状,关注生物学科的最新进展;能举例说出这些知识与现实生活的联系。
2.生物学教学知识与能力
掌握生物学课程与教学的基本理论,准确理解《普通高中生物课程标准(实验)》,并能用其指导高中生物学教学。
3.生物学教学设计能力
根据生物学科的特点,针对高中学生的认知特征、知识水平及学习需要选择教学内容,依据课程标准和教材确定恰当可行的教学目标,确定教学重点和难点,选择合适的教学策略和方法,合理利用课程资源,设计多样化的学习活动,形成完整的教学方案。了解生物学教学评价的基本类型和方法。
考试内容模块与要求
(一)生物学科知识
1.掌握与普通高中生物学课程相关的植物学、动物学、植物生理学、动物生理学、微生物学、遗传学、生态学、生物化学和分子生物学、细胞生物学和生物进化等领域的基础知识和基本原理及相关的生物技术;了解生物学科发展的历史和现状,关注生物学科的最新进展。
2.掌握生物科学研究的一般方法,如观察法、调查法、实验法等,运用生物学基本原理和基本研究方法,分析生活、生产、科学技术发展以及环境保护等方面的问题。
(二)生物学教学知识
1. 理解高中生物学课程的性质、基本理念、设计思路和课程目标;熟悉高中生物学课程3个必修模块的内容标准;知道课程资源的类型及其适用范围。
有哪些基本的生物学常识生物科学专业 生物科学是从分子、细胞、机体乃至生态系统等不同层次研究生命现象的本质、生物的起源进化、遗传变异、生长发育等生命活动规律的科学。
本专业学生主要学习生物科学方面的基本理论、基本知识,接受基础研究和应用基础研究方面的科学思维和科学研究训练,具有较好的科学素养及一定的教学和科研能力。培养具有扎实的生物科学理论基础,掌握本学科的基本理论和基本技能,具有一定的科学研究能力和创新精神的专门人才。
主要专业课程有:动物生物学、植物生物学、生物化学、细胞生物学、微生物学、遗传学、分子生物学、生态学、生理学、植物生理学、基因组学、生物信息学、生物统计学、发育生物学、神经生物学、结构生物学等。 生物技术专业: 生物技术是一门包括基因工程、细胞工程、微生物工程、酶工程、生化工程等领域的综合性学科。
这一学科强调应用生物学的现代知识和技术,以获得产品或服务为目的,进行各种生物资源包括生物分子资源的开发、利用、研究,发展可能产业化的生物工艺。这一学科在医药、农牧渔、化工、环境、能源及军事上都展现了广阔的应用前景。
该专业坚持基础理论与开发应用研究并重,结合华南地区特点,着重向医药生物技术、微生物工程与资源微生物学以及农业生物技术方向发展。 该专业特别注重学生能力和素质的培养,使学生具有较好的外语和计算机基础,并且具备广泛、坚实的生物化学鱼与分子生物学、微生物学、细胞生物学、遗传学、现代生物技术等方面的基本理论知识和实验技能,能够适应新世纪科学及经济建设发展的需要。
学生毕业后相当一部分能进入国内外的研究生院攻读硕士和博士学位课程,其他可从事基因工程、细胞工程、酶工程、微生物工程、生化制备、环保工程及食品饮料、氨基酸、抗生素、有机酸、酶制剂等产品的研究开发工作,也能从事生化分析和微生物分析监测等工作。 生态学专业: 生态学是一门涉及生物与环境、生态规划与工程、环境评价、自然资源管理、生态与经济发展等领域的 该专业培养基础扎实、知识面广,具有从事基础与应用研究或管理能力的高层次人才。
学生毕业后处课在国内外攻读硕士、博士学位外,还适合在高等学校、科研部门、政府机关、企业等单位和部门从事教学、科研或环境保护、城市规划、资源管理、商品检疫、食品、医药卫生等方面的管理或科技开发工作。
生物学 即生命科学(life science/biology),概括地说,生物是研究生命现象和生命活动规律的科学。
作为继物理、化学之后又一高速发展的学科,正朝着宏观和微观两个方向发展。宏观观方面已经发展到全球生态系统的研究;微观方面则向着分子方向发展。
生物学与众多科学结合形成了种类繁多的边缘科学,呈辐射状发展。 生物学从最开始就有2个学派,一个叫博物学派,一个是实验学派。
博物学派以生态学为代表,实验学派以遗传学和分子生物学为代表。 目前国内外尚无明确一致的生命科学的定义。
特别是对生命科学的范畴,即生命科学包括哪些学科没有明确一致的说法。但一般认为,生命科学是将生命世界(living world)作为一个整体来研究的一个科学分支,研究活着的生物(living organisms)和生命过程(life processes),包括生物科学(biological science)--即生物学(biology)及其分支即医药学、农林牧渔业、人类学、社会学等。
生物学的分支有动物学、植物学、微生物学、解剖学、生理学、生物物理学、生物化学、细胞生物学、分子生物学、神经生物学、发育生物学、社会生物学等。生命科学中生物学及其分支是生物科学的基础科学(basic science)或纯科学(pure science),医药学和农林牧渔业等是生物科学的应用科学(applied science);很显然,生物科学属于自然科学,而人类学和社会学则属于人文社会科学。
所以生命科学的范畴是比较大的,包括了自然科学和社会科学两大科学领域。但是,我国教育部1998年颁布的新的高等学校本科专业目录的理工科部分中与上述生命科学自然科学部分有关的专业有生物学、生物学技术、医学、药学、农学等等,分别属于基础生物科学或应用生物科学范畴。
生物学是研究生物各个层次的种类、结构、功能、行为、发育和起源进化以及生物与周围环境的关系的科学。人也是生物的一种,也是生物学的研究对象。
20世纪40年代以来,生物学吸收了数学、物理学和化学的成就,逐渐发展成一门精确的、定量的、深入到分子层次的科学。 人们已经认识的生命是物质的一种运动状态。
生命的基本单位是细胞,它是由蛋白质、核酸、脂类等生物大分子组成的物质系统。生命现象就是这一复杂系统中物质、能和信息三个量综合运动与传递的表现。
生命有许多无生命物质所不具备的特性。比如:生命能够在常温常压下合成多种有机化合物;能够以远远超出机器的效率来利用环境中的物质和制造体内的各种物质;能以极高的效率储存信息和传递信息;具有自我调节功能和自我复制能力;以不可逆的方式进行着个体发育和物种的演化等等。
揭示生命过程中的机制具有巨大的理论和实践意义。生物学的研究对象 地球上现存的生物估计有200万~450万种;已经灭绝的种类更多,估计至少也有1500万种。
从北极到南极,从高山到深海,从冰雪覆盖的冻原到高温的矿泉,都有生物的存在。它们具有多种多样的形态结构,它们的生活方式也变化多端。
从生物的基本结构单位——细胞的水平来考察,有的生物还不具备细胞形态;在已经具有细胞形态的生物中,有原核细胞构成的、有由真核细胞构成的;从组织结构看,有单细胞生物、多细胞生物。而多细胞生物又根据组织器官的分化和发展而分为多种类型;从营养方式来看,有光和自养、吸收异养、腐蚀性异养、吞食异养;从生物在生态系统的作用看,有生产者、消费者、分解者等等。
生物学家根据生物的发展历史、形态结构特征、营养方式以及它们在生态系统中的作用等,将生物分成若干界。现在比较通行的认识是将地球上的生物界划分为五界:细菌、蓝菌等原核生物是原核生物界;单细胞的真核生物是原生生物界;光和自养的植物界;吸收异养的真菌界;吞食异养的动物界。
病毒是一种非细胞生命形态,它由一个核酸长链和蛋白质外壳构成,病毒没有自己的代谢机构,没有酶系统。因此病毒离开了宿主细胞,就成了没有任何生命活动、也不能独立自我繁殖的化学物质。
一旦进入宿主细胞后,它就可以利用细胞中的物质和能量以及复制、转录和转译的能力,按照它自己的核酸所包含的遗传信息产生和它一样的新一代病毒。 病毒基因同其他生物的基因一样,也可以发生突变和重组,因此也是可以演化的。
因为病毒没有独立的代谢机构,不能独立的繁殖,因此被认为是一种不完整的生命形态。近年来发现了比病毒还要简单的类病毒,它是小的RNA分子,没有蛋白质外壳,但它可以在动物身上造成疾病。
这些不完整的生命形态的存在说明无生命与有生命之间没有不可逾越的鸿沟。 原核细胞和真核细胞是细胞的两大基本形态,它们反映了细胞进化的两个阶段。
把具有细胞形态的生物划分原核生物和真核生物,是现代生物学的一大进展。原核细胞的主要特征是没有线粒体、质体等模细胞器,染色体只是一个环状的DNA分子,不含组蛋白及其它蛋白质,没有核膜。
原和生物主要是细菌。 真核细胞是结构更为复杂的细胞。
它有线粒体等膜细胞器,有包以双层膜的细胞核把核内的遗传物质与细胞质分开。DNA是长链分子,狱卒蛋白以及其他蛋白合成染色体。
这核细胞可以进行有丝分裂。
细胞生物学是研究细胞结构、功能及生活史的一门科学。细胞生物学由细胞学发展而来,细胞学是关于细胞结构与功能(特别是染色体)的研究。现代细胞生物学从显微水平,超微水平和分子水平等不同层次研究细胞的结构、功能及生命活动。在我国基础学科发展规划中,细胞生物学与分子生物学,神经生物学和生态学并列为生命科学的四大基础学科。
细胞生物学以细胞为研究对象,从细胞的整体水平、亚显微水平、分子水平等三个层次,以动态的观点,研究细胞和细胞器的结构和功能、细胞的生活史和各种生命活动规律的学科。细胞生物学是现代生命科学的前沿分支学科之一,主要是从细胞的不同结构层次来研究细胞的生命活动的基本规律。从生命结构层次看,细胞生物学位于分子生物学与发育生物学之间,同它们相互衔接,互相渗透。
运用近代物理学和化学的技术成就和分子生物学的方法、概念,在细胞水平上研究生命活动的科学,其核心问题是遗传与发育的问题。
第一章 走近细胞第一节 从生物圈到细胞一、相关概念、 细 胞:是生物体结构和功能的基本单位。
除了病毒以外,所有生物都是由细胞构成的。细胞是地球上最基本的生命系统 生命系统的结构层次: 细胞→组织→器官→系统(植物没有系统)→个体→种群→群落→生态系统→生物圈二、病毒的相关知识: 1、病毒(Virus)是一类没有细胞结构的生物体。
主要特征:①、个体微小,一般在10~30nm之间,大多数必须用电子显微镜才能看见;②、仅具有一种类型的核酸,DNA或RNA,没有含两种核酸的病毒;③、专营细胞内寄生生活;④、结构简单,一般由核酸(DNA或RNA)和蛋白质外壳所构成。 2、根据寄生的宿主不同,病毒可分为动物病毒、植物病毒和细菌病毒(即噬菌体)三大类。
根据病毒所含核酸种类的不同分为DNA病毒和RNA病毒。 3、常见的病毒有:人类流感病毒(引起流行性感冒)、SARS病毒、人类免疫缺陷病毒(HIV)[引起艾滋病(AIDS)]、禽流感病毒、乙肝病毒、人类天花病毒、狂犬病毒、烟草花叶病毒等。
第二节 细胞的多样性和统一性一、细胞种类:根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核,把细胞分为原核细胞和真核细胞二、原核细胞和真核细胞的比较: 1、原核细胞:细胞较小,无核膜、无核仁,没有成形的细胞核;遗传物质(一个环状DNA分子)集中的区域称为拟核;没有染色体,DNA 不与蛋白质结合,;细胞器只有核糖体;有细胞壁,成分与真核细胞不同。 2、真核细胞:细胞较大,有核膜、有核仁、有真正的细胞核;有一定数目的染色体(DNA与蛋白质结合而成);一般有多种细胞器。
3、原核生物:由原核细胞构成的生物。如:蓝藻、细菌(如硝化细菌、乳酸菌、大肠杆菌、肺炎双球菌)、放线菌、支原体等都属于原核生物。
4、真核生物:由真核细胞构成的生物。如动物(草履虫、变形虫)、植物、真菌(酵母菌、霉菌、粘菌)等。
三、细胞学说的建立: 1、1665 英国人虎克(Robert Hooke)用自己设计与制造的显微镜(放大倍数为40-140倍)观察了软木的薄片,第一次描述了植物细胞的构造,并首次用拉丁文cella(小室)这个词来对细胞命名。 2、1680 荷兰人列文虎克(A. van Leeuwenhoek),首次观察到活细胞,观察过原生动物、人类精子、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌等。
3、19世纪30年代德国人施莱登(Matthias Jacob Schleiden) 、施旺(Theodar Schwann)提出:一切植物、动物都是由细胞组成的,细胞是一切动植物的基本单位。这一学说即“细胞学说(Cell Theory)”,它揭示了生物体结构的统一性。
第二章 组成细胞的分子第一节 细胞中的元素和化合物一、1、生物界与非生物界具有统一性:组成细胞的化学元素在非生物界都可以找到 2、生物界与非生物界存在差异性:组成生物体的化学元素在细胞内的含量与在非生物界中的含量明显不同二、组成生物体的化学元素有20多种:三、在活细胞中含量最多的化合物是水(85%-90%);含量最多的有机物是蛋白质(7%-10%);占细胞鲜重比例最大的化学元素是O、占细胞干重比例最大的化学元素是C。第二节 生命活动的主要承担者------蛋白质一、相关概念:氨 基 酸:蛋白质的基本组成单位 ,组成蛋白质的氨基酸约有20种。
脱水缩合:一个氨基酸分子的氨基(—NH2)与另一个氨基酸分子的羧基(—COOH)相连接,同时失去一分子水。肽 键:肽链中连接两个氨基酸分子的化学键(—NH—CO—)。
二 肽:由两个氨基酸分子缩合而成的化合物,只含有一个肽键。多 肽:由三个或三个以上的氨基酸分子缩合而成的链状结构。
肽 链:多肽通常呈链状结构,叫肽链。二、氨基酸分子通式: NH2—(R — C H —COOH)三、氨基酸结构的特点:每种氨基酸分子至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上(如:有—NH2和—COOH但不是连在同一个碳原子上不叫氨基酸);R基的不同导致氨基酸的种类不同。
四、蛋白质多样性的原因是:组成蛋白质的氨基酸数目、种类、排列顺序不同,多肽链空间结构千变万化。五、蛋白质的主要功能(生命活动的主要承担者):① 构成细胞和生物体的重要物质,如肌动蛋白;② 催化作用:如酶;③ 调节作用:如胰岛素、生长激素;④ 免疫作用:如抗体,抗原;⑤ 运输作用:如红细胞中的血红蛋白。
六、有关计算: ① 肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数目 — 肽链数 ② 至少含有的羧基(—COOH)或氨基数(—NH2) = 肽链数第三节 遗传信息的携带者------核酸一、核酸的种类:脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)二、核 酸:是细胞内携带遗传信息的物质,对于生物的遗传、变异和蛋白质的合成具有重要作用。三、组成核酸的基本单位是:核苷酸,是由一分子磷酸、一分子五碳糖(DNA为脱氧核糖、RNA为核糖)和一分子含氮碱基组成 ;组成DNA的核苷酸叫做脱氧核苷酸,组成RNA的核苷酸叫做核糖核苷酸。
四、DNA所含碱基有:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)RNA所含碱基有:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、尿。
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