走近生物：修订间差异

'''生物学'''（Biology）是探索生命现象和生命活动规律的科学，是自然科学中的一门基础学科。其研究对象是生物的结构、功能、发生和发展规律。其目的在于阐明和控制生命活动，改造自然，为农业、工业和医学等实践服务。

==本文参考==

 

==分支==

*动物学领域：动物生理学、解剖学、胚胎学、神经生物学、发育生物学、昆虫学、动物行为学、组织学。

*生物和信息领域：生物信息学、生物数学、仿生学、系统生物学。

*环境和生物学领域：大气生物学、生物地理学、海洋生物学、淡水生物学。

== 生物必修 ==

=== 分子与细胞 ===

==== 走进细胞 ====

悠悠300余年，关于'''细胞'''的研究硕果累累；近50年来更进入了'''分子水平'''，老树又绽新花。许多研究成果已经或将要走进我们的生活：植物细胞在培养瓶中悄然长出幼苗；动物体细胞核'''移植'''生成了'''克隆动物'''；不同生物细胞间'''DNA转移'''创造出了新的生物类型及其产品；病危的生命期盼着'''干细胞移植'''的救助……

{{q|'''每一个生物科学问题的答案都必须在细胞中寻找。|'''埃德蒙·比彻·威尔逊'''（'''Edmund Beecher Wilson'''，1856.10.19 - 1939.3.3）}}

===== 从生物圈到细胞 =====

'''细胞'''（Cell）是生物体结构和功能的基本单位。

* '''生命活动离不开细胞'''<br />单细胞生物具有生命的基本特征。

 

* '''生命系统（Life system）的结构层次'''<br />细胞是地球上最基本的生命系统。

===== 细胞的多样性和统一性 =====

* '''观察细胞'''

** '''实验'''：使用高倍显微镜观察几种细胞<br/>制作细胞装片一般有如下几种方法：

3. 新细胞可以从老细胞中产生。

</pre>

1543年，'''安德雷亚斯·维萨里（Andreas Vesalius'''<ref>也称André Vésale。</ref>'''，1514.12.31 - 1564.10.15）'''发表了《人体构造<ref>''De humani corporis fabrica''</ref>》，揭露了人体在器官水平的构造。'''马里·弗朗索瓦·沙维尔·比夏（Marie François Xavier Bichat，1771.11.14 - 1802.7.22）'''指出器官由低一层次的结构——组织（Tissue<ref>法文：Tissu。</ref>）组成。

 

 

植物学家'''马蒂亚斯·雅各布·施莱登（Matthias Jakob Schleiden，1804.4.5 - 1881.6.23）'''和动物学家'''特奥多尔·施旺（Theodor Schwann，1810.12.7 - 1882.1.11）'''分别于1838年和1839年'''提出了细胞学说'''。

{{q|'''现在，我们已经推倒了分隔动植物界的巨大屏障。'''}}

'''卡尔·威廉·冯·耐格里（Carl Wilhelm von Nägeli，1817.3.26/27 - 1891.5.10）'''发现新细胞的产生是细胞分裂的结果。1858年，'''鲁道夫·路德维希·卡尔·魏尔肖（Rudolf Ludwig Carl Virchow，1821.10.13 - 1902.9.5）'''总结出“细胞分裂产生新细胞”：

{{q|{{ruby|'''所有的细胞都来源于先前存在的细胞。'''|''Omnis cellula e cellula.''}}}}

1995年，'''约翰·克莱格·文特尔（John Craig Venter，1946.10.14 - ）'''领导团队开始了组装细胞的尝试。

==== 组成细胞的分子 ====

同自然界的许多物体一样，细胞也是由分子组成的。细胞为什么能表现出生命的特征？是组成它的分子有什么特殊之处吗？这些分子在非生命物体中能不能找到？组成这些分子的元素，在非生命物体中能不能找到？这些分子又是怎样构成细胞的呢？

 

'''邹承鲁（1923.5.17-2006.11.23）'''：

{{q|'''阐明生命现象的规律，必须建立在阐明生物大分子结构的基础上。'''}}

===== 细胞中的元素和化合物 =====

* '''组成细胞的元素'''

*: 在细胞中，氢原子数量最多。

 

** '''实验：'''检验生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质<ref>若用大豆作为实验对象，则需提前浸泡；若用蛋清，则需先稀释。</ref>

** '''实验原理：还原性糖'''<ref>这里的'''还原性糖'''指的是蔗糖除外的单糖和二糖。</ref>可与'''斐林试剂'''（Fehling's solution）<ref>0.1g/mL的NaOH溶液与0.05g/mL的CuSO₄溶液'''等量混合'''的混合物，使用时要'''现配现用、水浴加热'''。</ref>先'''生成'''棕色的混合物，再'''生成'''砖红色沉淀<ref>Cu₂O，即氧化亚铜，也称“赤铜”。</ref>；<br />苏丹III（或苏丹IV）可将脂肪染<ref>需用体积分数为50%的乙醇溶液洗去浮色。</ref>成橘黄色（苏丹IV染成'''红色'''）；<br />'''双缩脲试剂'''（Biuret Reagent）<ref>0.1g/mL的NaOH溶液与0.01g/mL的CuSO₄溶液的混合物。</ref>可与蛋白质<ref>不可用于检验二肽。</ref>生成紫色络合物。

===== 生命活动的主要承担者——蛋白质 =====

组成细胞的有机物含量最多的是蛋白质。

* '''氨基酸（Amino acid）及其种类'''<br />氨基酸是组成蛋白质的基本单位。<br />每种氨基酸分子至少都含有一个氨基（——NH₂<ref>也可写成“H₂N——”。</ref>）和一个羧基（——COOH<ref>也可写成“HOOC——”。</ref>）。<br />在评价蛋白质食品的营养价值时，主要依据是其所含必需氨基酸的种类与数量。

 

*** 免疫

*** 传递信息，调节生命活动

===== 遗传信息的携带者——核酸 =====

核酸包括两大类：'''脱氧核糖核酸（Deoxyribonucleic acid，DNA）'''和'''核糖核酸（Ribonucleic acid，RNA）'''

 

'''核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。'''

*: '''实验：'''观察DNA和RNA在细胞中的分布

*:: '''实验原理：'''甲基绿（Methyl Green，CI 42585）使DNA呈现'''绿色'''，{{ruby|吡|bì}}罗红使RNA呈现'''红色'''<ref>'''实验准备注意：'''由于甲基绿和吡罗红均为竞争性染色剂，所以一般不分开使用，且现配现用，放入'''棕色瓶'''中保存。</ref>；<br>盐酸（即氢氯酸，HCl水溶液）能改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，且使染色体中的DNA与蛋白质分离。

 

* '''核酸是由核苷酸（Nucleotide）连接而成的长链'''<br/>一个核苷酸是由一分子的'''含氮碱基'''、一分子'''五碳糖'''和一分子'''磷酸'''组成的。<br/>根据五碳糖的不同，可以将核苷酸分为'''脱氧核糖核苷酸（脱氧核苷酸）'''和'''核糖核苷酸'''。<br/>DNA由两条脱氧核苷酸链构成，RNA由一条核糖核苷酸链构成。<br/>DNA与RNA各有4种碱基。<br />DNA碱基为'''腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（C）、胞嘧啶（G）'''。<br/>RNA碱基为'''腺嘌呤（A）、尿嘧啶（U）、鸟嘌呤（C）、胞嘧啶（G）'''。<br>其中共用的碱基为ACG。<br/>DNA具有特异性、多样性。

===== 细胞中的糖类和脂质 =====

'''糖类是主要的能源物质。'''

* '''细胞中的糖类'''<br />糖类分子都是由'''C、H、O'''三种元素构成的，又称“碳水化合物”。

** '''单糖'''<br />单糖是不能水解的糖类，包括五碳糖<ref>即脱氧核糖与核糖。</ref>和六碳糖<ref>包括葡萄糖（Glucose）、果糖（Fructose）和半乳糖（Galactose）。</ref>两个大类。

 

* '''生物大分子以碳链为骨架'''<br />每一个小分子单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。

===== 细胞中的无机物 =====

* '''细胞中的水'''<br />水是构成细胞的重要化合物。在生物体中含量最多，一般在70%到90%左右。<br />水生生物含水量高于陆生生物；同一物种中，幼小个体含水量高于成年个体；同一个体中，幼嫩细胞含水量高于成熟细胞。<br />'''水在细胞中以两种形式存在：'''

** '''结合水'''<br />结合水是少数被纤维素、淀粉、蛋白质、葡萄糖、氨基酸等清水分子及其离子物质以氢键、静电引力吸附的水。大约占细胞内全部水分的4.5%。

 

* '''细胞中的无机盐'''<br />'''细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。'''<br />无机盐可以维持细胞渗透压平衡以及酸碱平衡。

细胞是多种元素和化合物构成的生命系统。C、H、O、N等化学元素在细胞内含量丰富，是构成细胞内主要化合物的基础；以碳链为骨架的糖类、脂质、蛋白质、核酸等有机化合物，构成了细胞大厦的基本框架；糖类和脂质提供了生命活动的重要能源；水和无机盐与其他物质一道，共同承担起构建细胞、参与细胞生命活动等重要功能。

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