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及時(shí)部分學(xué)科知識

本部分內(nèi)容共分為兩章，及時(shí)章為初中生物學(xué)基礎(chǔ)知識，包含十個(gè)主題：科學(xué)探究，生物體的結(jié)構(gòu)層次，生物與環(huán)境，生物圈中的綠色植物，生物圈中的人，生物圈中的動(dòng)物，生物的生殖、發(fā)育與遺傳，生物的多樣性，生物技術(shù)，健康地生活。第二章講述的是生物學(xué)科學(xué)研究方法及生物學(xué)科發(fā)展。

本部分內(nèi)容是中學(xué)生物教師必須掌握的基礎(chǔ)知識。在歷年考試中，都會(huì)重點(diǎn)考查，考生應(yīng)著重掌握。

掌握與初中生物學(xué)課程相關(guān)的植物學(xué)、動(dòng)物學(xué)、植物生理學(xué)、動(dòng)物生理學(xué)、微生物學(xué)、遺傳學(xué)、生態(tài)學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)和生物進(jìn)化等領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識和基本原理及相關(guān)的生物技術(shù)。

及時(shí)節(jié)科學(xué)探究

一、概念精要

科學(xué)探究需要通過觀察和實(shí)驗(yàn)等多種途徑來獲得事實(shí)和證據(jù)。設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)，控制單一變量，增加重復(fù)次數(shù)等是提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果性的重要途徑。

二、概念內(nèi)涵

實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證假說和解決問題的最終途徑。實(shí)驗(yàn)是指在人為控制的條件下研究事物的變化的一種方法。實(shí)驗(yàn)變量，也稱自變量，是指實(shí)驗(yàn)中由操作者所控制的因素或條件。反應(yīng)變量，也稱因變量，是實(shí)驗(yàn)過程中由于實(shí)驗(yàn)變量而引起的變化或結(jié)果。實(shí)驗(yàn)變量和反應(yīng)變量二者具有因果關(guān)系。在科學(xué)探究中，常常要注意以下原則：

1.對照原則

對照原則是指對照實(shí)驗(yàn)只有一個(gè)變量，按對照的內(nèi)容和形式的不同，一般有以下幾種類型：

(1)空白對照：指不做任何實(shí)驗(yàn)處理的對象組。

(2)自身對照：指實(shí)驗(yàn)與對照在同一對象上進(jìn)行，即不另設(shè)對照組。

(3)條件對照：指雖給對象施以某種實(shí)驗(yàn)處理，但這種處理是作為對照意義的，或者說這種處理不是實(shí)驗(yàn)假設(shè)所給定的實(shí)驗(yàn)變量意義的。

(4)相互對照：指不另設(shè)對照組，而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組相互對比，在等組實(shí)驗(yàn)法中，大都是運(yùn)用相互對照的方法，如"植物的向性"的等組實(shí)驗(yàn)中，5個(gè)實(shí)驗(yàn)組所采用的就是相互對照，較好地平衡了無關(guān)變量的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也更具有說服力。

2.重復(fù)原則

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中必須遵循的又一個(gè)重要原則是重復(fù)原則。一般認(rèn)為重復(fù)5次以上的實(shí)驗(yàn)才具有較高的可信度。

3.隨機(jī)原則

除了對照和重復(fù)之外，在實(shí)驗(yàn)研究中，還要求各組間除了處理因素外，其他可能產(chǎn)生混雜效應(yīng)的非處理因素盡可能保持一致。貫徹隨機(jī)原則是提高組間均衡性的一個(gè)重要手段，也是資料統(tǒng)計(jì)分析時(shí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)推斷的前提。

三、科學(xué)探究的過程

科學(xué)探究的過程見下圖：

提出問題→作出假設(shè)→制訂計(jì)劃→實(shí)施計(jì)劃

→得出結(jié)論→表達(dá)交流

某小組在探究"蚯蚓的運(yùn)動(dòng)"中，作出的假設(shè)是：蚯蚓在玻璃板上比在糙紙上運(yùn)動(dòng)速度更快，可是實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻相反。對此該小組應(yīng)()。

A.放棄自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

B.進(jìn)一步查找資料重新作出假設(shè)

C.適當(dāng)修改實(shí)驗(yàn)結(jié)果以保持與原有假設(shè)一致

D.不管實(shí)驗(yàn)結(jié)果，直接根據(jù)假設(shè)得出結(jié)論

[答案]B。解析：科學(xué)探究往往要經(jīng)歷失敗，因此要具有不怕失敗、反復(fù)探索、不斷改進(jìn)探究方法的科學(xué)精神。該實(shí)驗(yàn)小組應(yīng)該做的是進(jìn)一步查找資料重新作出假設(shè)。

第二節(jié)生物體的結(jié)構(gòu)層次

一、細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位

細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位，一切有機(jī)體(除病毒外)都是由細(xì)胞構(gòu)成的，細(xì)胞是構(gòu)成生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。

病毒主要由核酸和衣殼兩部分構(gòu)成。核酸位于病毒的內(nèi)部，構(gòu)成病毒的核心，四周由蛋白質(zhì)構(gòu)成的衣殼包圍。一種病毒只含有一種核酸：DNA或RNA。

細(xì)胞生物相對于病毒，其結(jié)構(gòu)及功能要復(fù)雜得多。根據(jù)細(xì)胞內(nèi)有無成形的細(xì)胞核，分為真核細(xì)胞和原核細(xì)胞。細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)包括：

1.細(xì)胞壁

細(xì)胞壁位于細(xì)胞的最外層，是一層透明的薄膜。植物細(xì)胞壁主要是由纖維素和果膠組成的，孔隙較大，物質(zhì)分子可以自由透過。細(xì)胞壁對細(xì)胞起著支持和保護(hù)的作用。

2.細(xì)胞膜

細(xì)胞膜主要由磷脂雙分子層(基本骨架)和蛋白質(zhì)組成，另有糖蛋白(在膜的外側(cè))。

(1)細(xì)胞膜的化學(xué)組成

細(xì)胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成。此外，還有少量的糖類。其中脂質(zhì)約占細(xì)胞膜總量的50％，蛋白質(zhì)約占40％，糖類占2％～10％。在組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)中，磷脂最豐富。蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜行使功能時(shí)起重要作用，因此，功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。

(2)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)

由于磷脂和蛋白質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，細(xì)胞膜在結(jié)構(gòu)上具有一定的流動(dòng)性；其功能特點(diǎn)是具有選擇透過性。

(3)細(xì)胞膜的功能

①將細(xì)胞與外界分隔開，保持了內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定；

②控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞；

③進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流。

[2014年下半年真題]變形蟲可吞噬整個(gè)細(xì)菌，這一事實(shí)說明細(xì)胞膜具有()。

A.選擇透過性

B.一定流動(dòng)性

C.小分子物質(zhì)通過的通道

D.大分子物質(zhì)通過的通道

[答案]B。解析：變形蟲吞噬整個(gè)細(xì)菌是通過胞吞方式，其原理是細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性。因此答案選B。

3.細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞質(zhì)是生命活動(dòng)的主要場所。細(xì)胞質(zhì)包括細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞器，在生活狀態(tài)下為透明膠狀物。

(1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)指細(xì)胞質(zhì)內(nèi)呈液態(tài)的部分，是細(xì)胞質(zhì)的基本成分，主要含有多種可溶性酶、糖、無機(jī)鹽和水等。

(2)細(xì)胞器

細(xì)胞器是分布于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)、具有一定形態(tài)、在細(xì)胞生理活動(dòng)中起重要作用的結(jié)構(gòu)。它包括：線粒體、葉綠體、質(zhì)體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、液泡系(溶酶體、液泡)、中心體等。

●線粒體(雙層膜)：內(nèi)膜向內(nèi)突起形成"嵴"，細(xì)胞有氧呼吸的主要場所(第二、三階段)，含少量DNA。

●葉綠體(雙層膜)：只存在于植物的綠色部分的細(xì)胞中。類囊體上有色素，類囊體和基質(zhì)中含有與光合作用有關(guān)的酶，是光合作用的場所。含少量的DNA。

●內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(單層膜)：是有機(jī)物的合成"車間"，蛋白質(zhì)運(yùn)輸?shù)耐ǖ馈?/p>

●高爾基體(單層膜)：動(dòng)物細(xì)胞中與分泌物的形成有關(guān)，植物細(xì)胞中與有絲分裂、細(xì)胞壁的形成有關(guān)。

●液泡(單層膜)：泡狀結(jié)構(gòu)，成熟的植物有大液泡。功能是貯藏(營養(yǎng)、色素等)、保持細(xì)胞形態(tài)，調(diào)節(jié)滲透吸水。

●核糖體(無膜結(jié)構(gòu))：合成蛋白質(zhì)的場所。

●中心體(無膜結(jié)構(gòu))：由垂直的兩個(gè)中心粒構(gòu)成，與動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂有關(guān)。

[2016年上半年真題]下列細(xì)胞器不參與胰島素合成的是()。

A.溶酶體B.核糖體

C.高爾基體D.粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

[答案]A。解析：胰島素是分泌蛋白。蛋白在核糖體上合成，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行加工，經(jīng)高爾基體小泡運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞膜，以胞吐方式排出細(xì)胞。整個(gè)過程需要線粒體提供能量，故只有溶酶體沒有參與該過程，答案選A。

小結(jié)：

(1)動(dòng)物細(xì)胞和低等植物細(xì)胞中有中心體；高等植物細(xì)胞中有細(xì)胞壁、葉綠體、液泡。

(2)含有少量DNA的細(xì)胞器：線粒體、葉綠體。

(3)含有色素的細(xì)胞器：葉綠體、液泡。

(4)能產(chǎn)生水的細(xì)胞結(jié)構(gòu)：線粒體、葉綠體、核糖體、高爾基體、細(xì)胞核(復(fù)制、轉(zhuǎn)錄時(shí))。

(5)與分泌蛋白的合成、分泌相關(guān)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)：核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體和細(xì)胞膜。

(6)產(chǎn)生ATP的細(xì)胞結(jié)構(gòu)：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體。

(7)能進(jìn)行堿基互補(bǔ)配對的細(xì)胞結(jié)構(gòu)：細(xì)胞核、葉綠體、線粒體、核糖體。

4.細(xì)胞核

小結(jié)：

(1)mRNA、蛋白質(zhì)進(jìn)出核膜穿過0層膜0層磷脂分子。

(2)核孔的數(shù)目與細(xì)胞代謝有關(guān)，核孔越多的細(xì)胞其代謝越旺盛。

(3)核仁的大小與細(xì)胞合成蛋白質(zhì)的多少有關(guān)。蛋白質(zhì)合成旺盛的細(xì)胞，核糖體多，核仁大。

(4)遺傳信息的主要載體是DNA，遺傳物質(zhì)(DNA)的主要載體是染色體。

5.顯微鏡的使用和制作臨時(shí)裝片

(1)顯微鏡的使用

①正確的取鏡操作：右手握住鏡臂，左手托住鏡座。

②需要強(qiáng)光時(shí)，可選擇凹面鏡和遮光器上的大光圈；視野中需弱光時(shí)，可選擇平面鏡和遮光器上的小光圈。

③用顯微鏡觀察玻片標(biāo)本，轉(zhuǎn)動(dòng)粗準(zhǔn)焦螺旋使鏡筒下降時(shí)，眼睛一定要看著物鏡，以免物鏡壓破玻片；眼睛注視目鏡時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋使物像更清晰。

④從顯微鏡目鏡內(nèi)看到的物像是倒像。

⑤顯微鏡放大倍數(shù)=目鏡的放大倍數(shù)物鏡的放大倍數(shù)。

⑥觀察材料必須是薄而透明的。

⑦目鏡特點(diǎn)：上端齊平、無螺紋，鏡頭越長，放大倍數(shù)越小。

高倍鏡與低倍鏡的比較

顯微鏡的成像特點(diǎn)：

顯微鏡對物體所成的像是倒立的虛像，即上下左右均是顛倒的。細(xì)胞在顯微鏡下的像偏右上方，實(shí)際在載玻片上是偏左下方，要將其移至視野中央，應(yīng)將載玻片向右上方移動(dòng)，即同向移動(dòng)原則，但研究細(xì)胞質(zhì)環(huán)流方向時(shí)，顯微鏡下觀察到的方向與實(shí)際環(huán)流方向一致。

(2)臨時(shí)裝片的制作

①擦：用干凈的紗布把載玻片和蓋玻片擦拭干凈；

②滴：把載玻片放在實(shí)驗(yàn)臺上，用滴管在載玻片的中央滴一滴清水；

③撕：用鑷子撕取實(shí)驗(yàn)材料中薄的一片；

④展：把撕取的薄膜放在載玻片中央的水滴中，用解剖針輕輕地把水滴中的薄膜展平；

⑤蓋：用鑷子夾起蓋玻片，使它的一端先接觸載玻片上的液滴，然后緩緩放平；

⑥染：在蓋玻片的一側(cè)滴加碘液，另一側(cè)用吸水紙吸引，重復(fù)2～3次，使染液浸潤到標(biāo)本的全部。

[2014年上半年真題]某同學(xué)用顯微鏡觀察水中微小生物，圖甲的箭頭表示顯微鏡視野中微小生物的游走方向，為了不使該生物從視野中消失，則載玻片的移動(dòng)方向(圖乙)是()。

A.AB.B

C.CD.D

[答案]D。解析：根據(jù)顯微鏡的成像特點(diǎn)，物像的移動(dòng)方向和實(shí)際的移動(dòng)方向相反。顯微鏡視野中微生物向右下方游走，實(shí)際微生物是向左上方游走。為了不使該微生物從視野中消失，則載玻片應(yīng)向右下方移動(dòng)。即圖乙中的D方向。故本題選D。