高中·生物

细胞是生命的最小'完整单位'——离开细胞,病毒也活不成。真核细胞有核膜包着的细胞核(像有独立办公室),原核细胞(如细菌)没有核膜,DNA裸露在细胞里。

细胞里含量最多的是水(约占70%),它既是'溶剂'又直接参与反应。无机盐虽少却很关键,比如钙离子、钾离子管着神经和肌肉的正常工作。

蛋白质是细胞里的'万能工人'。由氨基酸像串珠子一样连成长链,再折叠成特定形状。形状决定功能——酶、抗体、血红蛋白全是蛋白质,干着完全不同的活。

细胞膜是'会流动的智能门'。它的基本骨架是磷脂双分子层,上面镶着能识别、能搬运的蛋白质。有的物质自由进出,有的要蛋白质帮忙,有的还得耗能'逆流而上'。

细胞内部像一座分工明确的工厂:线粒体是'动力车间'(供能),核糖体是'装配台'(造蛋白),内质网和高尔基体负责加工、打包、运输,各司其职又流水线配合。

ATP是细胞里通用的'零钱'。它末端有个高能磷酸键,断开就放能供生命活动用,合上就储能。细胞不囤大额'存款',而是ATP和ADP飞快地循环周转、随用随造。

酶是生物催化剂,能把反应速度提高成千上万倍,自己却不被消耗。它有三大脾气:高效性、专一性(一把钥匙一把锁),以及娇气——温度、pH过高过低都会让它失活。

细胞呼吸是把有机物里的能量'慢慢烧出来'装进ATP。有氧呼吸在线粒体里彻底分解葡萄糖,产能多;缺氧时只能无氧呼吸(发酵),产能少还留下酒精或乳酸。

光合作用分两幕。光反应在类囊体薄膜上,靠光把水分解、放出O₂,并造出ATP和[H];暗反应在叶绿体基质,用这些ATP和[H]把CO₂'固定'成有机物。光反应给暗反应供'能量和还原剂'。

白天植物同时在光合和呼吸,我们测到的是'净'的结果。真正的总光合=表观(净)光合+呼吸消耗。光照、温度、CO₂浓度任何一个不够,都会成为限制产量的'短板'。

减数分裂是产生精子卵细胞的'特殊分裂',染色体只复制一次却分裂两次,结果染色体数目减半。这样受精后代才能恢复正常数目,一半来自爸、一半来自妈。

一对相对性状由一对等位基因控制。形成配子时,成对的基因彼此分开,分别进入不同配子。这就是为什么Aa自交,后代会出现3:1的性状分离。

管两对(或多对)不同性状的基因,在形成配子时各走各的、自由搭配。所以AaBb自交,后代会出现9:3:3:1这样的比例——每一对性状仍各自遵守3:1。

DNA是记录遗传信息的'密码本'。它是双螺旋,两条链靠碱基配对(A配T、G配C)像拉链一样咬合。复制时拉链解开,各自当模板复制出一模一样的新链(半保留复制)。

基因'干活'分两步:转录是照着DNA抄一份RNA'工单'(在细胞核),翻译是核糖体照着RNA工单把氨基酸串成蛋白质(在细胞质)。DNA→RNA→蛋白质,这就是中心法则。

可遗传变异有三种来源:基因突变(改字)、基因重组(重排)、染色体变异(改结构或数目)。它们是进化的原材料,也是育种的工具,还可能带来遗传病。

细胞不能直接泡在外界环境里,它们生活在'内环境'(血浆、组织液、淋巴)中。稳态就是让内环境的温度、pH、渗透压等保持相对稳定,是细胞正常工作的前提。

神经调节靠'电信号'快速传递。一次反射要走完整条反射弧:感受器→传入神经→神经中枢→传出神经→效应器。信号在神经纤维上是电信号,到突触则变成化学信号(神经递质)接力。

体液调节靠激素这种'化学信使',随血液送到全身,作用慢但持久。血糖平衡是拮抗调节的典范:胰岛素降血糖、胰高血糖素升血糖,一降一升把血糖稳在正常范围。

免疫系统是身体的'国防军'。第一、二道防线是天生的(皮肤、炎症),第三道是特异性免疫:体液免疫靠抗体在体液中'点名'病原体,细胞免疫靠效应T细胞干掉被感染的细胞。

种群数量增长有两种理想模型:资源无限时呈'J'形无限增长;资源有限时呈'S'形,增到环境容纳量K就停下。真实自然界大多是'S'形。

群落是同一区域里各种生物的总和。它有垂直分层(高矮错落利用光)和水平分布(斑块状)。随时间推移,群落会一步步演替,如裸岩→地衣→草→灌木→森林。

能量沿食物链单向流动、逐级递减。每一营养级同化的能量,大部分被自己呼吸消耗掉,只有一小部分(约10%~20%)能传给下一级,所以食物链一般不超过四五级。

物质(如碳)在生物与无机环境间循环往复、可反复利用,而能量单向流动、不能循环。生态系统还靠信息传递(如季节、气味)协调,并有一定自我调节能力保持稳定。

很多美食都是微生物的'作品'。酵母菌无氧发酵产酒精酿酒、乳酸菌发酵产乳酸做酸奶泡菜、醋酸菌有氧发酵酿醋,关键是控制好菌种、温度和是否需要氧气。

基因工程就是给生物做'基因移植'——把想要的基因(比如抗虫基因)剪下来,接到另一种生物体内,让它表现出新性状。像用'分子剪刀'和'分子针线'定向改造生命。

细胞工程在细胞水平改造生物。植物组织培养利用细胞的全能性,用一小块组织培育出完整植株;动物克隆(如多利羊)则靠核移植,把体细胞核放进去核卵细胞培育出后代。