| Core | Supplement |
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| 1 Describe the characteristics of living organisms by describing: (a) movement as an action by an organism or part of an organism causing a change of position or place (b) respiration as the chemical reactions in cells that break down nutrient molecules and release energy for metabolism (c) sensitivity as the ability to detect and respond to changes in the internal or external environment (d) growth as a permanent increase in size and dry mass (e) reproduction as the processes that make more of the same kind of organism (f) excretion as the removal of the waste products of metabolism and substances in excess of requirements (g) nutrition as the taking in of materials for energy, growth and development |
IGCSE 生物
剑桥 IGCSE 生物(0610)从生物的特征与细胞结构出发,依次展开酶、营养、植物与动物的运输、 疾病与免疫、气体交换、呼吸作用、排泄、协调、生殖、遗传、选择、生态学,以及人类对生态系统 的影响。试卷共六个卷种,按 Core 与 Extended 分流。
生物看起来像一门"读一读就能复习"的学科,这正是陷阱所在。分数给的是精确的术语——扩散不是 渗透;"食物进入细胞"不会得分,而"葡萄糖被吸收进入血液"可以。指令词和内容同样重要: describe 和 explain 是两种不同的任务,评分方式也不同。
其中两个卷种是实验卷,考查实验方法与数据处理。本站笔记按考纲主题逐页编写,全程配有带标注的 图示——请凭记忆默画,而不是反复阅读,因为考试要求的正是前者。
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1
生物的特征与分类
1.1
生物的特征
大纲
来源:剑桥国际大纲
每个生物都共享同样的七个特征(characteristics)——所有生物体(organisms)都执行的七个生命过程(life processes)。你可以用字母 MRS GREN 记住它们。考官为确切的措辞给分,所以学好每个定义。
七个生命过程拼出 MRS GREN - 运动(Movement)——一个生物体、或生物体的一部分,改变它的位置或地方的一个动作。
- 呼吸作用(Respiration)——细胞(cells)中分解营养物质(nutrient molecules)并为新陈代谢(metabolism)释放能量(energy)的化学反应。
- 应激性(Sensitivity)——检测并响应内部或外部环境(environment)变化的能力。
- 生长(Growth)——大小和干重(dry mass)的一个永久增加。
- 生殖(Reproduction)——制造更多同种生物体的过程。
- 排泄(Excretion)——移除新陈代谢的废物(waste products),以及身体过量拥有(多于它所需)的物质。
- 营养(Nutrition)——摄入用于能量、生长和发育的材料。
新陈代谢意味着一个生物体细胞内部发生的所有化学反应。
探索Characteristics of life lab
Classify real observations by the life process they show.
词汇表 训练英文 中文 拼音 characteristics 特征 tè zhēng life processes 生命过程 shēng mìng guò chéng organisms 生物体 shēng wù tǐ movement 运动 yùn dòng respiration 呼吸作用 hū xī zuò yòng cells 细胞 xì bāo nutrient molecules 营养物质 yíng yǎng wù zhì energy 能量 néng liàng metabolism 新陈代谢 xīn chén dài xiè sensitivity 应激性 yīng jī xìng environment 环境 huán jìng growth 生长 shēng zhǎng dry mass 干重 gàn zhòng reproduction 生殖 shēng zhí excretion 排泄 pái xiè waste products 废物 fèi wù nutrition 营养 yíng yǎng 1.2
分类系统的概念与用途
大纲
Core Supplement 1 State that organisms can be classified into groups by the features that they share 5 Explain that classification systems aim to reflect evolutionary relationships 2 Describe a species as a group of organisms that can reproduce to produce fertile offspring 3 Describe the binomial system of naming species as an internationally agreed system in which the scientific name of an organism is made up of two parts showing the genus and species 4 Construct and use dichotomous keys based on identifiable features 6 Explain that the sequences of bases in DNA are used as a means of classification 7 Explain that groups of organisms which share a more recent ancestor (are more closely related) have base sequences in DNA that are more similar than those that share only a distant ancestor 来源:剑桥国际大纲
有数百万种生物。为了研究它们,科学家分类(classify)它们——他们按它们共享的特征把它们分成组。同一组中的生物体彼此共享的特征比与其他组中的生物体共享的更多。
Species and the binomial system
最小的共同组是物种(species)。一个物种是能生殖以制造可育后代(fertile offspring)的一组生物体("可育"意味着后代能自己继续生育)。
一个学名:一个大写字母的属和一个小写字母的物种 每个物种有一个两部分的学名(scientific name)。这种命名方式是双名法(binomial system)——一个全世界都同意的系统,所以每个科学家用同样的名称。
- 第一部分是属(genus,物种所属的一个更大的组)。它以一个大写字母开始。
- 第二部分是物种。它以一个小写字母开始。
整个名称用斜体书写,例如 Homo sapiens(人类)。两只名为 Rattus norvegicus 和 Rattus rattus 的鼠属于同一个属,但是不同的物种。
Dichotomous keys
一个二歧检索表(dichotomous key)是一个帮助你识别一个未知生物体的工具。"二歧"意味着"分裂成两个"。在每一步检索表给你关于一个特征的两个选择。你挑选适合你生物体的那个,而那个选择把你送到下一对选择。你重复这个直到你到达生物体的名称。
一个二歧检索表:每一步给出两个选择直到你到达生物体 当你构建一个检索表时,选择你能看到的清晰特征——例如"有翅膀 / 没有翅膀"——而不是改变的特征,如大小。
例题。 一个检索表这样写:第 1 步,有翅,转到 2;无翅,转到 3。第 2 步,一对翅,是家蝇;两对翅,是蝴蝶。现有一只不认识的昆虫,有两对翅。第 1 步只问"有翅还是无翅",所以"有翅"把你送到第 2 步。在第 2 步,"两对"给出蝴蝶。按检索表给出的路线一步一步走 - 不要直接跳到那个看起来像的名字。
Classification and DNA (Supplement)
现代分类试图显示进化关系(evolutionary relationships)——不同的生物体关系有多近。关系更近的生物体共享一个更晚近的祖先(ancestor)。
要测量这个,科学家比较 DNA 的碱基序列(base sequence,构成一个生物体基因(genes)的化学"字母"的顺序)。规则很简单:
- 共享一个更晚近祖先(关系更近)的生物体有更相似的 DNA 碱基序列。
- 只共享一个遥远祖先的生物体有较不相似的碱基序列。
所以一个 DNA 碱基序列既能被用来给生物体分类,又能算出两个物种关系有多近。
探索Classification rank lab
Place examples at the right level in the biological hierarchy.
词汇表 训练英文 中文 拼音 classify 分类 fēn lèi species 物种 wù zhǒng fertile offspring 可育后代 kě yù hòu dài scientific name 学名 xué míng binomial system 双名法 shuāng míng fǎ genus 属 shǔ dichotomous key 二歧检索表 èr qí jiǎn suǒ biǎo evolutionary relationships 进化关系 jìn huà guān xì ancestor 祖先 zǔ xiān base sequence 碱基序列 jiǎn jī xù liè genes 基因 jī yīn 1.3
生物类群的特征
大纲
Core Supplement 1 State the main features used to place animals and plants into the appropriate kingdoms 4 State the main features used to place all organisms into one of the five kingdoms: animal, plant, fungus, prokaryote, protoctist 2 State the main features used to place organisms into groups within the animal kingdom, limited to: (a) the main groups of vertebrates: mammals, birds, reptiles, amphibians, fish (b) the main groups of arthropods: myriapods, insects, arachnids, crustaceans 5 State the main features used to place organisms into groups within the plant kingdom, limited to ferns and flowering plants (dicotyledons and monocotyledons) 3 Classify organisms using the features identified in 1.3.1 and 1.3.2 6 Classify organisms using the features identified in 1.3.4 and 1.3.5 7 State the features of viruses, limited to a protein coat and genetic material 来源:剑桥国际大纲
生物体被分入的最大的组叫界(kingdoms)。在核心级别你把生物体放入下面头两个界;对于补充你需要全部五个界。你通过看一个生物体的主要特征来决定它属于哪里。
生物按它们的主要特征被分入五个界 界 主要特征 动物(Animal) 由许多细胞构成;细胞没有细胞壁(cell wall);不能制造它们自己的食物,所以它们以其他生物体为食;大多数能移动它们整个身体 植物(Plant) 由许多细胞构成;细胞有一个细胞壁;通过光合作用(photosynthesis)制造它们自己的食物,所以许多细胞含有叶绿体(chloroplasts) 真菌(Fungus) 例如霉菌(moulds)、蘑菇(mushrooms)和酵母(yeast);有细胞壁;不能进行光合作用;以死的或活的物质为食 原核生物(Prokaryote) 例如细菌(bacteria);单细胞(single-celled);细胞没有细胞核(nucleus) 原生生物(Protoctist) 例如阿米巴和藻类(algae);通常单细胞;细胞确实有一个细胞核 真菌、原核生物和原生生物界只属于补充。
一个真菌:毒蝇伞,一个蘑菇 
一个原核生物(细菌):电子显微镜下看到的大肠杆菌 Grouping the animal kingdom
动物界首先分成两个:有脊柱的动物和没有脊柱的动物。
动物界分裂成脊椎动物(有脊柱)和节肢动物(没有脊柱),每个带它的主要组 脊椎动物(Vertebrates)是有一根脊柱(backbone)的动物。有五个主要组。
组 主要特征 哺乳动物(Mammals) 有毛发(fur)或毛;用奶喂养它们的幼崽 鸟类(Birds) 有羽毛(feathers)和一个喙(beak);产带硬壳的蛋 爬行动物(Reptiles) 有覆盖着鳞片(scales)的干皮肤;在陆地上产带革质壳的蛋 两栖动物(Amphibians) 有湿润的皮肤;在水中产蛋;幼体生活在水中 鱼类(Fish) 有湿的鳞片和鳍(fins);用鳃(gills)呼吸;在水中产蛋 节肢动物(Arthropods)是没有脊柱的动物。它们有一个硬的外骨骼(一个外骨骼(exoskeleton))和在关节(joints)处弯曲的腿。有四个主要组。
组 主要特征 昆虫(Insects) 身体分 3 部分;3 对腿;通常 2 对翅膀;1 对触角(antennae) 蛛形类(Arachnids) 身体分 2 部分;4 对腿;没有翅膀;没有触角 甲壳类(Crustaceans) 许多对腿;2 对触角;大多数生活在水中 多足类(Myriapods) 由许多体节(segments)构成的长身体;每个体节上一对或两对腿 Grouping the plant kingdom (Supplement)
植物也被放入组。你需要其中两个。
- 蕨类植物(Ferns)——有根、茎和叶,但不制造花或种子。它们用微小的孢子(spores)生殖。
- 开花植物(Flowering plants)——制造花,并在花里面形成种子(seeds)。它们按它们的子叶(种子里面的第一片叶,叫子叶(cotyledons))分成两个组:
组 特征 单子叶植物(Monocotyledons) 种子有一片子叶;长而窄的叶;叶脉(veins)并排(平行)运行 双子叶植物(Dicotyledons) 种子有两片子叶;宽叶;叶脉构成一个分支的网 
单子叶叶有平行叶脉;双子叶叶有一个分支叶脉的网 Viruses (Supplement)
病毒(Viruses)不被放入任何界。它们不是由细胞构成的,所以许多科学家不把它们算作有生命。一个病毒非常简单,只有两部分:
- 一个外蛋白质外壳(protein coat),以及
- 里面的遗传物质(genetic material,它的基因)。
一个病毒只是围绕它遗传物质的一个蛋白质外壳 一个病毒不能自己执行生命过程。它只能在一个宿主(host,它感染的生物体)的活细胞里面生殖。
探索Groups of organisms lab
Compare organism groups by the feature that identifies them.
词汇表 训练英文 中文 拼音 kingdoms 界 jiè animal 动物 dòng wù cell wall 细胞壁 xì bāo bì plant 植物 zhí wù photosynthesis 光合作用 guāng hé zuò yòng chloroplasts 叶绿体 yè lǜ tǐ fungus 真菌 zhēn jūn moulds 霉菌 méi jūn mushrooms 蘑菇 mó gū yeast 酵母 jiào mǔ prokaryote 原核生物 yuán hé shēng wù bacteria 细菌 xì jūn single-celled 单细胞 dān xì bāo nucleus 细胞核 xì bāo hé protoctist 原生生物 yuán shēng shēng wù algae 藻类 zǎo lèi vertebrates 脊椎动物 jǐ zhuī dòng wù backbone 脊柱 jí zhù mammals 哺乳动物 bǔ rǔ dòng wù fur 毛发 máo fà birds 鸟类 niǎo lèi feathers 羽毛 yǔ máo beak 喙 huì reptiles 爬行动物 pá xíng dòng wù scales 鳞片 lín piàn amphibians 两栖动物 liǎng qī dòng wù fish 鱼类 yú lèi fins 鳍 qí gills 鳃 sāi arthropods 节肢动物 jié zhī dòng wù exoskeleton 外骨骼 wài gǔ gé joints 关节 guān jié insects 昆虫 kūn chóng antennae 触角 chù jiǎo arachnids 蛛形类 zhū xíng lèi crustaceans 甲壳类 jiǎ qiào lèi myriapods 多足类 duō zú lèi segments 体节 tǐ jié ferns 蕨类植物 jué lèi zhí wù spores 孢子 bāo zǐ flowering plants 开花植物 kāi huā zhí wù seeds 种子 zhǒng zi cotyledons 子叶 zǐ yè monocotyledons 单子叶植物 dān zi yè zhí wù leaf veins 叶脉 yè mài dicotyledons 双子叶植物 shuāng zǐ yè zhí wù viruses 病毒 bìng dú protein coat 蛋白质外壳 dàn bái zhì wài ké genetic material 遗传物质 yí chuán wù zhì host 宿主 sù zhǔ 1.3
考试技巧
- 熟记七个特征及它们确切的定义。把它们写成清晰、完整的句子。
- 消化(Digestion)不是七个特征之一——它只是营养的一部分。"呼吸"也不是七个之一。
- 在一个学名中,属以一个大写字母开始、物种以一个小写字母开始,而且两者都是斜体。
- 要用一个二歧检索表,从第一对选择开始并一步步跟随路线。不要向前跳。
- 更相似的 DNA 碱基序列 → 生物体关系更近(它们共享一个更晚近的祖先)。
词汇表 训练英文 中文 拼音 digestion 消化 xiāo huà -
2
生物体的组成
2.1
细胞结构
大纲
Core Supplement 1 Describe and compare the structure of a plant cell with an animal cell, limited to: cell wall, cell membrane, nucleus, cytoplasm, chloroplasts, ribosomes, mitochondria, vacuoles 2 Describe the structure of a bacterial cell, limited to: cell wall, cell membrane, cytoplasm, ribosomes, circular DNA, plasmids 3 Identify the cell structures listed in 2.1.1 and 2.1.2 in diagrams and images of plant, animal and bacterial cells 4 Describe the functions of the structures listed in 2.1.1 and 2.1.2 in plant, animal and bacterial cells 5 State that new cells are produced by division of existing cells 6 State that specialised cells have specific functions, limited to: (a) ciliated cells – movement of mucus in the trachea and bronchi (b) root hair cells – absorption (c) palisade mesophyll cells – photosynthesis (d) neurones – conduction of electrical impulses (e) red blood cells – transport of oxygen (f) sperm and egg cells (gametes) – reproduction 7 Describe the meaning of the terms: cell, tissue, organ, organ system and organism as illustrated by examples given in the syllabus 来源:剑桥国际大纲
每个生物都由细胞(cells)构成。一个细胞是能执行生命过程的最小部分。在这个主题中你比较一个植物(plant)细胞、一个动物(animal)细胞和一个细菌(bacterium)的细胞。所有新细胞都由已经存在的细胞的分裂(division)制造。
Which structures are in each cell?
结构 动物细胞 植物细胞 细菌细胞 细胞膜(cell membrane) 有 有 有 细胞质(cytoplasm) 有 有 有 核糖体(ribosomes) 有 有 有 细胞核(nucleus) 有 有 无——而是有一个 DNA 环 线粒体(mitochondria) 有 有 无 细胞壁(cell wall) 无 有 有(不同的材料) 叶绿体(chloroplasts) 无 有(只在绿色部分) 无 大液泡(vacuole) 无 有 无 质粒 无 无 有 所以植物和动物细胞共享五个结构:细胞膜、细胞质、核糖体、细胞核和线粒体。一个植物细胞有三个额外的结构:一个细胞壁、一个大液泡和(在绿色部分)叶绿体。
一个动物细胞:细胞膜、细胞质、细胞核、线粒体和核糖体 
一个植物细胞也有一个细胞壁、一个大液泡和叶绿体 
光学显微镜下的洋葱表皮细胞——每个细胞有一个清晰的细胞壁 What each structure does
- 细胞膜——控制哪些物质进入和离开细胞。
- 细胞质——一种果冻状的液体,许多化学反应在那里发生。
- 细胞核——控制细胞的活动并容纳遗传物质(genetic material)。
- 核糖体——蛋白质(proteins)被制造的地方。
- 线粒体——呼吸作用(respiration)发生以释放能量(energy)的地方。
- 细胞壁——由纤维素(cellulose)构成;它给一个植物细胞强度和一个固定的形状。
- 叶绿体——含有叶绿素(chlorophyll),一种为光合作用(photosynthesis)捕光的绿色物质。
- 大液泡——充满细胞液(cell sap);它帮助保持植物细胞坚挺。
Bacterial cells
一个细菌是一个原核生物(prokaryote)——它的细胞没有细胞核。而是它的 DNA 是一个单一的环(一个圈),松散在细胞质中。细菌也有小的额外 DNA 环,叫质粒(plasmids)。一个细菌细胞有一个细胞壁和细胞膜、细胞质和核糖体,但没有线粒体、没有叶绿体。
一个细菌细胞没有细胞核——它的 DNA 是一个单一的环,加上小质粒 探索Explore the parts of a cell
Tap each part of the cell to see what it does. Some parts (cell wall, chloroplast, vacuole) are found only in plant cells.
词汇表 训练英文 中文 拼音 cells 细胞 xì bāo plant 植物 zhí wù animal 动物 dòng wù bacterium 细菌 xì jūn division 分裂 fēn liè cell membrane 细胞膜 xì bāo mó cytoplasm 细胞质 xì bāo zhì ribosomes 核糖体 hé táng tǐ nucleus 细胞核 xì bāo hé mitochondria 线粒体 xiàn lì tǐ cell wall 细胞壁 xì bāo bì chloroplasts 叶绿体 yè lǜ tǐ vacuole 液泡 yè pào genetic material 遗传物质 yí chuán wù zhì proteins 蛋白质 dàn bái zhì respiration 呼吸作用 hū xī zuò yòng energy 能量 néng liàng cellulose 纤维素 xiān wéi sù chlorophyll 叶绿素 yè lǜ sù photosynthesis 光合作用 guāng hé zuò yòng cell sap 细胞液 xì bāo yè prokaryote 原核生物 yuán hé shēng wù plasmids 质粒 zhì lì 2.1
特化细胞
大多数细胞是特化细胞(specialised cells)——它们的形状和部件适合一件特殊的工作。
特化细胞有适合它们工作的形状 细胞 工作 它的形状如何帮助 纤毛细胞(ciliated cells) 沿气管(trachea)和支气管(bronchi)移动黏液(mucus) 顶上微小的毛(纤毛)把黏液扫走 根毛细胞(root hair cells) 从土壤吸收(absorption)水和矿物质 一个长而细的"毛"给一个大表面 栅栏叶肉细胞(palisade mesophyll cells) 光合作用 塞满叶绿体,靠近叶的顶部 神经元(neurones) 携带电脉冲(electrical impulses) 非常长,以到达身体远处 红细胞(red blood cells) 运输氧气(oxygen) 没有细胞核和一个盘形,以携带更多的氧气 精子(sperm)和卵细胞(egg cells) 生殖 精子能游泳;卵细胞储存食物 精子和卵细胞是性细胞,叫配子(gametes)。
词汇表 训练英文 中文 拼音 specialised cells 特化细胞 tè huà xì bāo ciliated cells 纤毛细胞 xiān máo xì bāo mucus 黏液 nián yè trachea 气管 qì guǎn bronchi 支气管 zhī qì guǎn root hair cells 根毛细胞 gēn máo xì bāo absorption 吸收 xī shōu palisade mesophyll cells 栅栏叶肉细胞 zhà lán yè ròu xì bāo neurones 神经元 shén jīng yuán electrical impulses 电脉冲 diàn mài chōng red blood cells 红细胞 hóng xì bāo oxygen 氧气 yǎng qì sperm 精子 jīng zi egg cells 卵细胞 luǎn xì bāo gametes 配子 pèi zi 2.1
组织层次
一个由许多细胞构成的生物体(organism)以层次建立起来,从小到大:
- 细胞——生命的最小单位(例如一个红细胞)。
- 组织(tissue)——一起工作的一组相似的细胞(例如肌肉(muscle))。
- 器官(organ)——一起工作做一件工作的几个不同的组织(例如心脏,或一片叶)。
- 器官系统(organ system)——一起工作的几个器官(例如消化系统(digestive system),它分解食物)。
- 生物体——所有器官系统一起构成一个整个生物。
从一个单一细胞一直到整个生物体 探索Cell organisation lab
See how cells build tissues, organs and systems.
词汇表 训练英文 中文 拼音 organism 生物体 shēng wù tǐ tissue 组织 zǔ zhī muscle 肌肉 jī ròu organ 器官 qì guān organ system 器官系统 qì guān xì tǒng digestive system 消化系统 xiāo huà xì tǒng 2.2
标本的大小
大纲
Core Supplement 1 State and use the formula: magnification = image size ÷ actual size 2 Calculate magnification and size of biological specimens using millimetres as units 3 Convert measurements between millimetres (mm) and micrometres (μm) 来源:剑桥国际大纲
细胞很小,所以你在一台显微镜(microscope)下看它们,它使它们显得大得多。图像大多少倍,叫放大倍数(magnification)。
一台光学显微镜,用来看细胞 $$\text{magnification} = \frac{\text{image size}}{\text{actual size}}$$
盖住三角形里你想要的量以读出它的公式 - image size = 图或照片中的大小。
- actual size = 标本(specimen)的真实大小。
放大倍数没有单位——它只是一个数,例如 ×250。你可以重排这个公式:
$$\text{actual size} = \frac{\text{image size}}{\text{magnification}}, \qquad \text{image size} = \text{actual size} \times \text{magnification}$$例题。 一个结构以 250 的放大倍数显示。它的图像大小是 5.00 mm。所以实际大小 = 5.00 ÷ 250 = 0.02 mm。在你相除之前,总是把两个大小放在同样的单位。
Changing units (Supplement)
细胞常常以微米(micrometres,μm)测量,它比毫米(mm)小:
$$1\ \text{mm} = 1000\ \mu\text{m}, \qquad 1\ \mu\text{m} = 0.001\ \text{mm}$$所以 0.02 mm = 20 μm。要把 mm 变成 μm,乘以 1000。要把 μm 变成 mm,除以 1000。
例题。 一个细胞被画成 60 mm 宽,而它的真实宽度是 30 μm。求放大倍数。首先使单位匹配:图像大小 = 60 mm = 60 × 1000 = 60,000 μm。然后放大倍数 = 图像 ÷ 实际 = 60,000 ÷ 30 = ×2000。若你忘记转换而除 60 ÷ 30,你得到 ×2——小了一千倍。这是整个主题中最常见的错误。
探索Magnification lab
magnification = image size / actual size
Change actual size and see how image size links to magnification.
词汇表 训练英文 中文 拼音 microscope 显微镜 xiǎn wēi jìng magnification 放大倍数 fàng dà bèi shù specimen 标本 biāo běn micrometres 微米 wēi mǐ 2.2
考试技巧
- 一个植物细胞有一个细胞壁、一个大液泡和叶绿体;一个动物细胞没有这些。两者都有一个细胞核、细胞质、细胞膜、线粒体和核糖体。
- 一个没有细胞核但有质粒和一个 DNA 环的细胞是一个细菌。
- 对于放大倍数,盖住你想要的量:放大倍数 = 图像 ÷ 实际;实际 = 图像 ÷ 放大倍数。
- 在你计算之前总是转换到同样的单位。记住 1 mm = 1000 μm。
- 对于一个特化细胞,把它的工作与适合它的那一个特征联系起来(例如一个红细胞没有细胞核,所以它能容纳更多的氧气)。
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3
物质进出细胞
3.1
扩散
大纲
Core Supplement 1 Describe diffusion as the net movement of particles from a region of their higher concentration to a region of their lower concentration (i.e. down a concentration gradient), as a result of their random movement 2 State that the energy for diffusion comes from the kinetic energy of random movement of molecules and ions 3 State that some substances move into and out of cells by diffusion through the cell membrane 4 Describe the importance of diffusion of gases and solutes in living organisms 5 Investigate the factors that influence diffusion, limited to: surface area, temperature, concentration gradient and distance 来源:剑桥国际大纲
扩散:随机运动,单向流动 扩散(diffusion)是粒子(particles)从它们较高浓度(concentration)的区域到它们较低浓度的区域的净移动(net movement)。我们说粒子沿浓度梯度(concentration gradient)向下移动。
粒子因它们自己的随机运动(random movement)而铺开。扩散的能量(energy)来自分子(molecules)和离子(ions)随机运动的动能(kinetic energy)——所以扩散不需要额外的能量。
一些物质通过细胞膜(cell membrane)的扩散进出细胞。
扩散:粒子从较高到较低浓度、沿梯度向下移动 为什么扩散重要。 许多气体(gases)和溶解的物质(溶质(solutes))在生物中通过扩散移动。例如,氧气(oxygen)扩散进细胞用于呼吸作用,而二氧化碳(carbon dioxide)扩散出去。
扩散速率随四个因素改变:
因素 扩散在……时更快 表面积(surface area) 表面更大 温度(temperature) 更热(粒子移动更快) 浓度梯度 浓度的差更大 距离 要行进的距离更短(一个更薄的屏障) 探索Diffusion and osmosis
Set the concentration on each side and watch particles spread from high to low until balanced.
词汇表 训练英文 中文 拼音 diffusion 扩散 kuò sàn net movement 净移动 jìng yí dòng particles 粒子 lì zi concentration 浓度 nóng dù concentration gradient 浓度梯度 nóng dù tī dù random movement 随机运动 suí jī yùn dòng energy 能量 néng liàng kinetic energy 动能 dòng néng molecules 分子 fèn zǐ ions 离子 lí zi cell membrane 细胞膜 xì bāo mó gases 气体 qì tǐ solutes 溶质 róng zhì oxygen 氧气 yǎng qì carbon dioxide 二氧化碳 èr yǎng huà tàn surface area 表面积 biǎo miàn jī temperature 温度 wēn dù 3.2
渗透
大纲
Core Supplement 1 Describe the role of water as a solvent in organisms with reference to digestion, excretion and transport 7 Describe osmosis as the net movement of water molecules from a region of higher water potential (dilute solution) to a region of lower water potential (concentrated solution), through a partially permeable membrane 2 State that water diffuses through partially permeable membranes by osmosis 3 State that water moves into and out of cells by osmosis through the cell membrane 4 Investigate osmosis using materials such as dialysis tubing 5 Investigate and describe the effects on plant tissues of immersing them in solutions of different concentrations 8 Explain the effects on plant cells of immersing them in solutions of different concentrations by using the terms: turgid, turgor pressure, plasmolysis, flaccid 9 Explain the importance of water potential and osmosis in the uptake and loss of water by organisms 6 State that plants are supported by the pressure of water inside the cells pressing outwards on the cell wall 来源:剑桥国际大纲
渗透:水穿过膜 红细胞:水通过渗透进出细胞。 Water as a solvent
水是一个非常好的溶剂(solvent)——许多物质溶解(dissolve)在它里面以构成一个溶液(solution)。这对消化(digestion,食物必须先溶解才能被使用)、排泄(excretion,废物溶解在水中被带走)和运输(transport,物质溶解在血液和汁液中在身体里行进)很重要。
What osmosis is
渗透(osmosis)是一种特殊的扩散:水穿过一个半透膜(partially permeable membrane)的净移动。这种膜有微小的孔,让小的水分子通过但挡住较大的溶质粒子。水通过细胞膜的渗透进出细胞。
一个浓的溶液有很多溶解的溶质和很少的水。一个稀的溶液有很少的溶质和很多的水。
渗透:水穿过半透膜;溶质不能 (补充) 渗透是水分子从一个较高水势(higher water potential,一个稀溶液——更多水)的区域到一个较低水势(一个浓溶液——更少水)的区域,穿过一个半透膜的净移动。
Osmosis and plant cells
当你把植物组织放入不同的溶液时,水通过渗透移动:
- 在纯水或一个稀溶液中,水移动进细胞。细胞膨胀并变得坚挺,或膨胀(turgid)。水向外压细胞壁;这个向外的推是膨压(turgor pressure)。膨胀的细胞使一株植物笔直站立——这就是植物如何被支撑。
- 在一个浓溶液中,水移动出细胞。细胞失去它们的坚挺并变软,或松软(flaccid)。
- (补充) 若甚至更多的水离开,细胞膜从细胞壁拉开。这是质壁分离(plasmolysis)。
水进入或离开一个植物细胞使它膨胀、松软或质壁分离 
质壁分离的红洋葱细胞:紫色的内容物已从细胞壁拉开 你可以用透析管(dialysis tubing,一个人工的半透膜),或用从一个土豆切下的圆柱来研究渗透。在浸泡前后测量它们的长度或质量。纯水或一个稀溶液中的圆柱增加长度和质量;一个浓溶液中的圆柱失去长度和质量;在一个浓度相等的溶液中没有变化。
例题。 一个土豆圆柱在浸泡前有 5.0 g 的质量,在一个稀溶液中浸泡后有 5.6 g。求质量的百分变化。
- 质量变化 = 5.6 - 5.0 = 0.6 g(一个增加)。
- 百分变化 = 变化 ÷ 起始质量 × 100 = 0.6 ÷ 5.0 × 100 = +12%。
一个正的答案意味着圆柱获得了水,所以溶液比细胞内容物更稀。总是算出百分变化,而不只是以克计的变化——它让你公平地比较从不同质量开始的圆柱。
探索Osmosis
net movement down the gradient
A difference in concentration drives net movement until both sides are equal.
词汇表 训练英文 中文 拼音 solvent 溶剂 róng jì dissolve 溶解 róng jiě solution 溶液 róng yè digestion 消化 xiāo huà excretion 排泄 pái xiè transport 运输 yùn shū osmosis 渗透 shèn tòu partially permeable membrane 半透膜 bàn tòu mó water potential 水势 shuǐ shì turgid 膨胀 péng zhàng turgor pressure 膨压 péng yā flaccid 松软 sōng ruǎn plasmolysis 质壁分离 zhì bì fēn lí dialysis tubing 透析管 tòu xī guǎn 3.3
主动运输
大纲
Core Supplement 1 Describe active transport as the movement of particles through a cell membrane from a region of lower concentration to a region of higher concentration (i.e. against a concentration gradient), using energy from respiration 2 Explain the importance of active transport as a process for movement of molecules or ions across membranes, including ion uptake by root hairs 3 State that protein carriers move molecules or ions across a membrane during active transport 来源:剑桥国际大纲
主动运输对扩散 主动运输(active transport)是粒子通过一个细胞膜从一个较低浓度的区域到一个较高浓度的区域的移动——也就是,逆浓度梯度。因为这是"上坡",它需要来自呼吸作用(respiration)的能量。
主动运输用能量和一个载体蛋白逆梯度移动粒子 (补充) 主动运输让一个细胞吸收有用的分子或离子,即使它们在细胞内部已经更浓。例如,根毛(root hairs)通过主动运输从土壤吸收矿物离子。膜中的载体蛋白(protein carriers)拾起分子或离子并把它们运过去,用能量。
探索Active transport step by step
Step the carrier protein through its cycle: it uses energy from ATP to move a particle against the gradient, from low to high.
探索Active transport — pumping uphill
Unlike diffusion, active transport moves substances AGAINST the concentration gradient, so it needs energy.
词汇表 训练英文 中文 拼音 active transport 主动运输 zhǔ dòng yùn shū respiration 呼吸作用 hū xī zuò yòng root hairs 根毛 gēn máo protein carriers 载体蛋白 zài tǐ dàn bái 3.3
比较这三个过程
过程 方向 来自呼吸作用的能量? 什么移动 扩散 高 → 低浓度 否 粒子、气体、溶质 渗透 高 → 低水势 否 只有水 主动运输 低 → 高浓度(逆梯度) 是 分子和离子 3.3
考试技巧
- 总是写净移动:粒子双向移动,但整体流动是沿梯度向下的(对于扩散和渗透)。
- 渗透只移动水,而且只通过一个半透膜。扩散能移动许多种粒子。
- 只有主动运输用来自呼吸作用的能量,而且只有它逆梯度而行。
- 对于土豆或植物实验:水进入 → 膨胀、更长、更重;水离开 → 松软、更短、更轻;浓度相等 → 没有变化。
- 一个更大的表面积、更高的温度、更陡的浓度梯度和更短的距离都使扩散更快。
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4
生物分子
4.1
生物分子
大纲
Core Supplement 1 List the chemical elements that make up: carbohydrates, fats and proteins 2 State that large molecules are made from smaller molecules, limited to: (a) starch, glycogen and cellulose from glucose (b) proteins from amino acids (c) fats and oils from fatty acids and glycerol 3 Describe the use of: (a) iodine solution test for starch (b) Benedict’s solution test for reducing sugars (c) biuret test for proteins (d) ethanol emulsion test for fats and oils (e) DCPIP test for vitamin C 4 Describe the structure of a DNA molecule: (a) two strands coiled together to form a double helix (b) each strand contains chemicals called bases (c) bonds between pairs of bases hold the strands together (d) the bases always pair up in the same way: A with T, and C with G (full names are not required) 来源:剑桥国际大纲
面包富含碳水化合物,主要食物组之一。 
碳水化合物和脂肪含有 C、H 和 O;蛋白质也含有氮 生物由几种分子(molecule)构成。最重要的是碳水化合物、脂肪和蛋白质。每个由少数几种化学元素(elements)构成。
- 碳水化合物(Carbohydrates)和脂肪(fats)含有三种元素:碳(carbon,C)、氢(hydrogen,H)和氧(O)。
- 蛋白质(Proteins)也含有碳、氢和氧,加上氮(nitrogen,N)。(一些蛋白质也含有硫,S。)
探索Biological molecules lab
Classify food molecules by their main job in cells.
词汇表 训练英文 中文 拼音 molecule 分子 fèn zǐ elements 元素 yuán sù carbohydrates 碳水化合物 tàn shuǐ huà hé wù fats 脂肪 zhī fáng carbon 碳 tàn hydrogen 氢 qīng proteins 蛋白质 dàn bái zhì nitrogen 氮 dàn 4.1
由小分子构建大分子
大分子通过把许多小分子连接在一起制造,像一根线上的珠子。
大分子 从……构建 淀粉(starch)、糖原(glycogen)和纤维素(cellulose) 许多葡萄糖(glucose)单元 蛋白质 氨基酸(amino acids) 脂肪和油 脂肪酸(fatty acids)和甘油(glycerol) 淀粉和糖原是能量储存;纤维素构成植物细胞壁。蛋白质由约 20 种连接成一条链的不同氨基酸构建。一个脂肪分子由三个连接到一个甘油的脂肪酸构成。
大分子通过连接许多小单元构建,像一根线上的珠子 
来自一个土豆的淀粉粒,在显微镜下看到——每个粒由许多葡萄糖单元构建 词汇表 训练英文 中文 拼音 starch 淀粉 diàn fěn glycogen 糖原 táng yuán cellulose 纤维素 xiān wéi sù glucose 葡萄糖 pú táo táng amino acids 氨基酸 ān jī suān fatty acids 脂肪酸 zhī fáng suān glycerol 甘油 gān yóu 4.1
食物检验
你可以测试一块食物以查出它含有哪些物质。加上测试化学物并观察一个颜色变化。
食物物质 测试 阳性结果 淀粉 加碘液(iodine solution) 橙棕色 → 蓝黑色 还原糖(reducing sugars,如葡萄糖) 加本尼迪特试剂(Benedict's solution)并加热 蓝 → 砖红 / 橙 蛋白质 加双缩脲(biuret)溶液 蓝 → 紫 脂肪和油 乙醇(ethanol)乳浊液(emulsion)测试 一个浑浊的白层形成 维生素(vitamin)C 加到蓝色 DCPIP 蓝 → 无色 要记住两件事:只有本尼迪特测试需要热;而 DCPIP 失去它的颜色(变无色),而其他测试获得一个新颜色。
每个食物测试为一个阳性结果给出它自己的颜色变化 例题。 一名学生检验一种未知食物。碘液保持橙棕色。本尼迪特试剂加热后变成砖红色。双缩脲溶液变成紫色。这种食物含有什么?碘液保持橙棕色是阴性结果,所以没有淀粉。砖红色是阳性的本尼迪特结果,所以含有还原糖。紫色是阳性的双缩脲结果,所以含有蛋白质。这种食物含还原糖和蛋白质,但不含淀粉。"没有颜色变化"也是一个真实的结果 - 它告诉你该物质不存在。
探索Food test lab
Follow how the test result reveals the nutrient in a sample.
词汇表 训练英文 中文 拼音 iodine solution 碘液 diǎn yè reducing sugars 还原糖 huán yuán táng Benedict's solution 本尼迪特试剂 běn ní dí tè shì jì biuret 双缩脲 shuāng suō niào ethanol 乙醇 yǐ chún emulsion 乳浊液 rǔ zhuó yè vitamin 维生素 wéi shēng sù 4.1
DNA 的结构(拓展)
DNA 是遗传物质(genetic material)——它携带构建和运行一个生物体的指令。它的结构有四个关键点:
- 两条链(strands)盘绕在一起以构成一个双螺旋(double helix,像一个扭曲的梯子)。
- 每条链携带叫碱基(bases)的化学物。
- 碱基对之间的化学键(bonds)把两条链保持在一起。
- 碱基总是以同样的方式配对:A 与 T,以及 C 与 G。
DNA 是一个双螺旋;碱基总是配对 A–T 和 C–G 词汇表 训练英文 中文 拼音 genetic material 遗传物质 yí chuán wù zhì strands 链 liàn double helix 双螺旋 shuāng luó xuán bases 碱基 jiǎn jī bonds 化学键 huà xué jiàn 4.1
考试技巧
- 碳水化合物和脂肪由 C、H 和 O 构成。蛋白质也含有 N(氮)。
- 学习每个食物测试及它的颜色变化。对于还原糖你必须加热本尼迪特试剂。
- DCPIP 从蓝变到无色;其他四个测试各给出一个新颜色。
- 在 DNA 中,碱基只配对 A–T 和 C–G。所以若你知道一条链上的碱基,你能算出另一条。
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5
酶
5.1
酶
大纲
Core Supplement 1 Describe a catalyst as a substance that increases the rate of a chemical reaction and is not changed by the reaction 2 Describe enzymes as proteins that are involved in all metabolic reactions, where they function as biological catalysts 3 Describe why enzymes are important in all living organisms in terms of a reaction rate necessary to sustain life 4 Describe enzyme action with reference to the shape of the active site of an enzyme being complementary to its substrate and the formation of products 6 Explain enzyme action with reference to: active site, enzyme-substrate complex, substrate and product 7 Explain the specificity of enzymes in terms of the complementary shape and fit of the active site with the substrate 5 Investigate and describe the effect of changes in temperature and pH on enzyme activity with reference to optimum temperature and denaturation 8 Explain the effect of changes in temperature on enzyme activity in terms of kinetic energy, shape and fit, frequency of effective collisions and denaturation 9 Explain the effect of changes in pH on enzyme activity in terms of shape and fit and denaturation 来源:剑桥国际大纲
酶的作用:锁与钥匙 生物洗衣粉含有分解污渍的酶。 一个催化剂(catalyst)是一种加速一个化学反应(chemical reaction)的速率(rate)但不被反应消耗或改变的物质。同一个催化剂能一遍又一遍地使用。
酶(Enzymes)是生物催化剂——由活细胞制造的催化剂。它们是蛋白质(proteins)。酶参与新陈代谢(metabolism)的所有反应,所以它们控制一个生物中几乎每个化学反应。
酶至关重要。没有它们,使你活着的反应会太慢。酶把反应速率提高得足以使生物体活着。
探索What enzymes do
rate rises then plateaus
More substrate means a faster reaction — until the enzymes can't keep up.
词汇表 训练英文 中文 拼音 catalyst 催化剂 cuī huà jì rate 速率 sù lǜ chemical reaction 化学反应 huà xué fǎn yìng enzymes 酶 méi proteins 蛋白质 dàn bái zhì metabolism 新陈代谢 xīn chén dài xiè 5.1
酶如何起作用
猕猴桃含有一种分解蛋白质的蛋白酶。 每个酶有一个叫它活性位点(active site)的特殊口袋。它作用的分子(molecule)叫底物(substrate)。
- 活性位点的形状与底物的形状互补(complementary)——它们像一把钥匙在一把锁里契合在一起。
- 底物插入活性位点。(补充) 这构成一个酶底物复合物(enzyme-substrate complex)。
- 反应发生,而底物被变成一个或多个产物(products)。
- 产物离开活性位点,它随即腾出来再次被使用。
底物像一把钥匙在一把锁里契合活性位点,然后作为产物离开 Why enzymes are specific (Supplement)
每个酶是专一(specific)的——它只作用于一种底物。这是因为只有那个底物有正确的形状来契合活性位点。一个不同形状的底物不会契合,正如错误的钥匙不会打开一把锁。
只有匹配的底物契合活性位点 词汇表 训练英文 中文 拼音 active site 活性位点 huó xìng wèi diǎn molecule 分子 fèn zǐ substrate 底物 dǐ wù complementary 互补 hù bǔ enzyme-substrate complex 酶底物复合物 méi dǐ wù fù hé wù products 产物 chǎn wù specific 专一 zhuān yī 5.1
温度与 pH 的影响
一个酶的活性取决于温度(temperature)和 pH。你可以通过测量反应在不同的温度或 pH 值进行得多快来研究这个。
Temperature
- 随着温度从冷上升,酶活性加速。酶和底物分子有更多的动能(kinetic energy),所以它们移动更快、更频繁地相遇。(补充) 每秒有更多有用的碰撞(collisions)。
- 活性在最适温度(optimum temperature,人体中约 37 °C)最高。
- 在最适温度之上,活性快速下降。热改变活性位点的形状,所以底物不再契合。酶被变性(denatured)。变性是永久的——酶不能恢复。
活性在最适温度达到峰值,然后随着酶变性急剧下降 例题。 一个反应在 20 °C 时 50 s 完成,在 37 °C 时 20 s 完成。哪个温度更快?快多少?更短的时间意味着更快的速率,所以用 速率 = 1000 ÷ 时间 求出速率。在 20 °C,速率是 1000 ÷ 50 = 20 个单位;在 37 °C,是 1000 ÷ 20 = 50 个单位。所以 37 °C 快 50 ÷ 20 = 2.5 倍。不要说速率"上升了 30 s" - 时间不是速率。先把时间换成速率,并记住:速率越大,时间总是越小。
pH
- 每个酶在一个特定的 pH 工作得最好。
- 若 pH 太高或太低,活性位点的形状改变,底物停止契合,而酶被变性。
每个酶有一个最适 pH;远离它酶就被变性 探索Temperature and enzyme activity
Drag the temperature. Activity rises to an optimum, then falls as the enzyme denatures.
词汇表 训练英文 中文 拼音 temperature 温度 wēn dù kinetic energy 动能 dòng néng collisions 碰撞 pèng zhuàng optimum temperature 最适温度 zuì shì wēn dù denatured 变性 biàn xìng 5.1
考试技巧
- 一个酶既是一个蛋白质又是一个生物催化剂:它加速一个反应而不被消耗。
- 描述形状:活性位点与底物互补(锁钥思想)。每个酶对一种底物专一。
- 低温 → 慢(太少的动能)。最适 → 最快。太热 → 变性(活性位点永久地失去它的形状)。
- 错误的 pH 也通过改变活性位点的形状使酶变性。
- "变性"不意味着"被杀死"——酶不是活的。说活性位点的形状已改变,所以底物不再契合。
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6
植物的营养
6.1
光合作用
大纲
Core Supplement 1 Describe photosynthesis as the process by which plants synthesise carbohydrates from raw materials using energy from light 2 State the word equation for photosynthesis as: carbon dioxide + water $\rightarrow$ glucose + oxygen in the presence of light and chlorophyll 10 State the balanced chemical equation for photosynthesis as: $6\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\text{O}_2$ 3 State that chlorophyll is a green pigment that is found in chloroplasts 4 State that chlorophyll transfers energy from light into energy in chemicals, for the synthesis of carbohydrates 5 Outline the subsequent use and storage of the carbohydrates made in photosynthesis, limited to: (a) starch as an energy store (b) cellulose to build cell walls (c) glucose used in respiration to provide energy (d) sucrose for transport in the phloem (e) nectar to attract insects for pollination 6 Explain the importance of: (a) nitrate ions for making amino acids (b) magnesium ions for making chlorophyll 7 Investigate the need for chlorophyll, light and carbon dioxide for photosynthesis, using appropriate controls 8 Investigate and describe the effects of varying light intensity, carbon dioxide concentration and temperature on the rate of photosynthesis 9 Investigate and describe the effect of light and dark conditions on gas exchange in an aquatic plant using hydrogencarbonate indicator solution 11 Identify and explain the limiting factors of photosynthesis in different environmental conditions 来源:剑桥国际大纲
光合作用:输入和输出 绿叶为光合作用捕获阳光。 光合作用(photosynthesis)是植物用来自光的能量(energy)从简单的原料(raw materials)制造碳水化合物(carbohydrates)的过程。它是植物如何喂养自己。
The word equation
$$\text{carbon dioxide} + \text{water} \rightarrow \text{glucose} + \text{oxygen}$$用文字:植物吸入二氧化碳(carbon dioxide)和水,并制造葡萄糖(glucose)和氧气(oxygen)。这个反应只能在光中发生,而且只在有叶绿素(chlorophyll)的地方。
(补充) 配平的化学方程是:
$$6\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\text{O}_2$$
光合作用吸入二氧化碳和水,并用光制造葡萄糖和氧气 What chlorophyll does
叶绿素是叶绿体(chloroplasts)中找到的一种绿色色素(pigment)。它捕光并把来自光的能量转移成储存在化学物中的能量。那种化学能随即被用来建造碳水化合物。
What the plant does with the glucose
用途 发生什么 储存 变成淀粉(starch),一种不溶解的能量储存 建造 制成纤维素(cellulose)以建造细胞壁(cell walls) 释放能量 在呼吸作用(respiration)中分解以释放能量 运输 变成蔗糖(sucrose)并在韧皮部(phloem)中在植物周围移动 吸引动物 制成花蜜(nectar)以吸引昆虫(insects)进行传粉(pollination) 
一株植物用它制造的葡萄糖做什么 Minerals from the soil
植物也通过它们的根从土壤吸收矿物离子(ions):
- 硝酸根离子(nitrate ions)——制造氨基酸(amino acids,以及蛋白质)所需。
- 镁离子(magnesium ions)——制造叶绿素所需。
一株缺硝酸盐的植物长得差、茎弱;一株缺镁的植物有黄叶(它不能制造足够的叶绿素)。
一株缺硝酸盐的植物长得差;一株缺镁的植物有黄叶 The rate of photosynthesis
光合作用的速率(rate)取决于三样东西:
- 光照强度(light intensity)——更多的光给一个更快的速率,到某一点为止。
- 二氧化碳浓度(concentration)——更多的二氧化碳给一个更快的速率。
- 温度(temperature)——一个更暖的温度更快,直到它变得如此热以至于酶被变性。
(补充) 在任何时刻,供应最短缺的那一个因素拖住速率。这叫限制因素(limiting factor)。例如,在一个阴天光照强度通常是限制因素;在一个明亮的天二氧化碳可能是。
更多的光加速光合作用,直到另一个因素变成限制 例题。 在一张速率对光照强度的图上,曲线先陡峭上升,然后趋平成一条水平线。每一段的限制因素分别是什么?在上升段,增加光会提高速率,所以光照强度是那里的限制因素。在水平段,再加光也没有任何变化,所以光不再是限制因素 - 别的因素才是,通常是二氧化碳浓度或温度。判断方法始终一样:如果增加某个因素能让反应加快,那么这个因素就是原来拖住它的那个。
Investigating photosynthesis
要证明一株植物需要光、叶绿素和二氧化碳,你在拿走其中之一后测试一片叶的淀粉。一个对照(control)保持每个其他条件相同,所以测试是公平的。(首先把植物放在黑暗中以用尽它的淀粉。)一片有绿色和白色部分的叶只在绿色部分显示淀粉,绿色部分有叶绿素。
你也可以用碳酸氢盐指示剂(indicator)观察一株水生植物中的气体交换(gas exchange),它随着二氧化碳水平改变而变色。在光中植物吸入二氧化碳用于光合作用;在黑暗中它从呼吸作用放出二氧化碳。
探索What limits photosynthesis
Change light and CO₂. The slowest factor — the limiting factor — sets the rate.
词汇表 训练英文 中文 拼音 photosynthesis 光合作用 guāng hé zuò yòng carbohydrates 碳水化合物 tàn shuǐ huà hé wù raw materials 原料 yuán liào energy 能量 néng liàng carbon dioxide 二氧化碳 èr yǎng huà tàn glucose 葡萄糖 pú táo táng oxygen 氧气 yǎng qì chlorophyll 叶绿素 yè lǜ sù pigment 色素 sè sù chloroplasts 叶绿体 yè lǜ tǐ starch 淀粉 diàn fěn cellulose 纤维素 xiān wéi sù cell walls 细胞壁 xì bāo bì respiration 呼吸作用 hū xī zuò yòng sucrose 蔗糖 zhè táng phloem 韧皮部 rèn pí bù nectar 花蜜 huā mì insects 昆虫 kūn chóng pollination 传粉 chuán fěn ions 离子 lí zi nitrate ions 硝酸根离子 xiāo suān gēn lí zi amino acids 氨基酸 ān jī suān magnesium ions 镁离子 měi lí zi rate 速率 sù lǜ light intensity 光照强度 guāng zhào qiáng dù concentration 浓度 nóng dù temperature 温度 wēn dù limiting factor 限制因素 xiàn zhì yīn sù control 对照 duì zhào gas exchange 气体交换 qì tǐ jiāo huàn indicator 指示剂 zhǐ shì jì 6.2
叶的结构
大纲
Core Supplement 1 State that most leaves have a large surface area and are thin, and explain how these features are adaptations for photosynthesis 2 Identify in diagrams and images the following structures in the leaf of a dicotyledonous plant: chloroplasts, cuticle, guard cells and stomata, upper and lower epidermis, palisade mesophyll, spongy mesophyll, air spaces, vascular bundles, xylem and phloem 3 Explain how the structures listed in 6.2.2 adapt leaves for photosynthesis 来源:剑桥国际大纲
一片叶为光合作用很好地适应(adapted)。大多数叶宽,带一个大表面积(surface area)以捕获大量的光,并薄,使气体和光快速到达所有的细胞。
叶的中间,叶肉(mesophyll),是大多数光合作用发生的地方。这些是一片叶的主要部分:
结构 工作 / 它如何帮助光合作用 角质层(cuticle) 顶上一个透明的蜡质层;它减少水分流失但仍让光通过 上表皮(epidermis) 一个没有叶绿体的透明细胞层;它让光通过到下面的细胞 栅栏叶肉(palisade mesophyll) 塞满叶绿体的高的、柱形的细胞,靠近顶部;它们做大多数的光合作用 海绵叶肉(spongy mesophyll) 圆形细胞,它们之间有气腔(air spaces),所以气体能容易地移动 气孔(stomata) 微小的孔,大多在下表面,让二氧化碳进、氧气出 保卫细胞(guard cells) 每个气孔周围一对细胞;它们打开和关闭它 下表皮 一个容纳气孔的薄层 维管束(vascular bundles) 含有木质部(xylem,把水带到叶)和韧皮部(把糖带走) 横切面中的一片叶:每个组织为光合作用和气体交换而适应 
一片叶下表面的真实气孔——每个孔有两个保卫细胞(比例尺 20 μm) 探索Inside a leaf
Tap each layer of a leaf cross-section to see how its structure is built for photosynthesis and gas exchange.
词汇表 训练英文 中文 拼音 adapted 适应 shì yìng surface area 表面积 biǎo miàn jī cuticle 角质层 jiǎo zhì céng epidermis 表皮 biǎo pí mesophyll 叶肉 yè ròu palisade mesophyll 栅栏叶肉 zhà lán yè ròu spongy mesophyll 海绵叶肉 hǎi mián yè ròu air spaces 气腔 qì qiāng stomata 气孔 qì kǒng guard cells 保卫细胞 bǎo wèi xì bāo vascular bundles 维管束 wéi guǎn shù xylem 木质部 mù zhì bù 6.2
考试技巧
- 精确地学习文字方程:二氧化碳 + 水 → 葡萄糖 + 氧气(在光中,带叶绿素)。
- 叶绿素在叶绿体中;它不被消耗——它转移光能。
- 把每个因素与速率联系起来:更多的光、更多的二氧化碳、更暖(但不太热)→ 更快,直到一个限制因素阻止进一步增加。
- 对于叶结构,总是把部件与它的工作联系起来:宽而薄以捕光;栅栏细胞充满叶绿体;气孔和气腔用于气体交换。
- 硝酸根离子 → 氨基酸;镁离子 → 叶绿素。
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7
人体的营养
7.1
膳食
大纲
Core Supplement 1 Describe what is meant by a balanced diet 2 State the principal dietary sources and describe the importance of: (a) carbohydrates (b) fats and oils (c) proteins (d) vitamins, limited to C and D (e) mineral ions, limited to calcium and iron (f) fibre (roughage) (g) water 3 State the causes of scurvy and rickets 来源:剑桥国际大纲
一份均衡饮食包括大量的水果和蔬菜。 一份均衡饮食(balanced diet)以正确的量给你所有你需要的物质。有七个部分。
均衡饮食的七个部分以及每个所做的工作 饮食部分 好的来源 为什么你需要它 碳水化合物(carbohydrates) 米饭、面包、土豆 能量(energy)的主要来源 脂肪(fats)和油 黄油、油、坚果 一个能量储存;帮助保持你温暖 蛋白质(proteins) 肉、鱼、蛋、豆 细胞的生长和修复 维生素(vitamin)C 新鲜水果、蔬菜 保持皮肤和牙龈健康 维生素 D 阳光、油性鱼、蛋 帮助身体吸收钙(calcium) 矿物质离子(mineral ions)——钙 牛奶、奶酪 强壮的骨和牙 矿物质离子——铁(iron) 红肉、绿叶蔬菜 制造血红蛋白(haemoglobin,红细胞中携带氧气的红色色素)所需 膳食纤维(fibre,粗粮) 蔬菜、全谷物 保持食物通过肠道移动 水 饮料和食物 所有反应所需;身体的大部分是水 两种疾病来自缺少一种维生素:
- 太少的维生素 C → 坏血病(scurvy,牙龈出血、愈合缓慢)。
- 太少的维生素 D → 佝偻病(rickets,软的、弯的骨),因为身体不能吸收足够的钙。
例题。 一个孩子几乎不吃新鲜水果和蔬菜。他的牙龈出血,小伤口愈合缓慢。饮食中缺少哪一部分?为什么这能解释这些症状?新鲜水果和蔬菜是维生素 C 的主要来源,而维生素 C 太少会导致坏血病 - 它的表现正是牙龈出血和愈合缓慢。所以缺少的是维生素 C。要分别写出物质和疾病:只写"缺乏某种维生素"是拿不到分的。
探索Balanced diet lab
Match dietary needs to the nutrient that solves the problem.
词汇表 训练英文 中文 拼音 balanced diet 均衡饮食 jūn héng yǐn shí carbohydrates 碳水化合物 tàn shuǐ huà hé wù energy 能量 néng liàng fats 脂肪 zhī fáng proteins 蛋白质 dàn bái zhì vitamin 维生素 wéi shēng sù calcium 钙 gài mineral ions 矿物质离子 kuàng wù zhì lí zi iron 铁 tiě haemoglobin 血红蛋白 xuè hóng dàn bái fibre 膳食纤维 shàn shí xiān wéi scurvy 坏血病 huài xuè bìng rickets 佝偻病 gōu lóu bìng 7.2
消化系统
大纲
Core Supplement 1 Identify in diagrams and images the main organs of the digestive system, limited to: (a) alimentary canal: mouth, oesophagus, stomach, small intestine (duodenum and ileum) and large intestine (colon, rectum, anus) (b) associated organs: salivary glands, pancreas, liver and gall bladder 2 Describe the functions of the organs of the digestive system listed in 7.2.1, in relation to: (a) ingestion – the taking of substances, e.g. food and drink, into the body (b) digestion – the breakdown of food (c) absorption – the movement of nutrients from the intestines into the blood (d) assimilation – uptake and use of nutrients by cells (e) egestion – the removal of undigested food from the body as faeces 来源:剑桥国际大纲
消化系统(digestive system)分解食物。食物沿一根长管,消化道(alimentary canal)通过:
嘴 → 食道(oesophagus)→ 胃(stomach)→ 小肠(small intestine,十二指肠(duodenum)然后回肠(ileum))→ 大肠(large intestine,结肠(colon)、直肠(rectum)和肛门(anus))。
一些器官帮助消化但食物不通过它们:嘴里的唾液腺(salivary glands)、胰腺(pancreas)、肝脏(liver)和胆囊(gall bladder)。
食物通过的消化道,加上加入消化汁液的器官 食物按顺序发生五件事:
过程 它意味着什么 摄入(ingestion) 通过嘴把食物和饮料带进身体 消化(digestion) 把食物分解成小分子 吸收(absorption) 营养物质(nutrients)从肠道移入血液 同化(assimilation) 细胞吸收并使用营养物质 排遗(egestion) 未消化的食物作为粪便(faeces)离开身体 探索Through the digestive system
Food travels along the gut; each part does a different job to break it down and absorb it.
词汇表 训练英文 中文 拼音 digestive system 消化系统 xiāo huà xì tǒng alimentary canal 消化道 xiāo huà dào oesophagus 食道 shí dào small intestine 小肠 xiǎo cháng duodenum 十二指肠 shí èr zhǐ cháng ileum 回肠 huí cháng large intestine 大肠 dà cháng colon 结肠 jié cháng rectum 直肠 zhí cháng anus 肛门 gāng mén salivary glands 唾液腺 tuò yè xiàn pancreas 胰腺 yí xiàn liver 肝脏 gān zàng gall bladder 胆囊 dǎn náng ingestion 摄入 shè rù digestion 消化 xiāo huà nutrients 营养物质 yíng yǎng wù zhì absorption 吸收 xī shōu assimilation 同化 tóng huà egestion 排遗 pái yí faeces 粪便 fèn biàn 7.3
物理消化
大纲
Core Supplement 1 Describe physical digestion as the breakdown of food into smaller pieces without chemical change to the food molecules 2 State that physical digestion increases the surface area of food for the action of enzymes in chemical digestion 3 Identify in diagrams and images the types of human teeth: incisors, canines, premolars and molars 4 Describe the structure of human teeth, limited to: enamel, dentine, pulp, nerves, blood vessels and cement, and understand that teeth are embedded in bone and the gums 5 Describe the functions of the types of human teeth in physical digestion of food 6 Describe the function of the stomach in physical digestion 7 Outline the role of bile in emulsifying fats and oils to increase the surface area for chemical digestion 来源:剑桥国际大纲
物理消化把食物分成更小的片,不改变食物分子。这给一个更大的表面积(surface area)供酶(enzymes)以后作用。
Teeth
你有四种牙齿(teeth):
牙齿 工作 门齿(incisors) 用于咬和切的锋利的前牙 犬齿(canines) 用于撕的尖牙 前臼齿(premolars) 用于咀嚼和研磨的平牙 臼齿(molars) 用于咀嚼和研磨的平的后牙 四种牙齿:前面的门齿和犬齿,后面的前臼齿和臼齿 一颗牙齿由这些部分构建:
部分 描述 牙釉质(enamel) 硬的白色外层;身体中最硬的材料 牙本质(dentine) 牙釉质下更软的、骨状的层 牙髓(pulp) 软的中心,带神经(nerves)和血管(blood vessels) 牙骨质(cement) 把牙根固定进颚 牙齿嵌进颚的骨中,由牙龈(gums)固定稳固。
一颗牙齿的切面:硬牙釉质在牙本质之上、一个软牙髓,以及一个嵌在颚里的牙根 The stomach
胃壁由挤压和混合食物的肌肉(muscle)构成,把它分成更小的片。
Bile (Supplement)
胆汁(bile)在肝脏中制造并储存在胆囊中。它乳化(emulsifies)脂肪和油——它把大的脂肪滴分成许多微小的液滴。这给一个大得多的表面积供酶脂肪酶(lipase)消化脂肪。胆汁本身不含酶。
探索Physical (mechanical) digestion
Physical digestion breaks food into smaller pieces WITHOUT changing it chemically — it just increases the surface area for enzymes.
词汇表 训练英文 中文 拼音 stomach 胃 wèi surface area 表面积 biǎo miàn jī enzymes 酶 méi teeth 牙齿 yá chǐ incisors 门齿 mén chǐ canines 犬齿 quǎn chǐ premolars 前臼齿 qián jiù chǐ molars 臼齿 jiù chǐ enamel 牙釉质 yá yòu zhì dentine 牙本质 yá běn zhì pulp 牙髓 yá suǐ nerves 神经 shén jīng blood vessels 血管 xuè guǎn cement 牙骨质 yá gǔ zhì gums 牙龈 yá yín muscle 肌肉 jī ròu bile 胆汁 dǎn zhī emulsifies 乳化 rǔ huà lipase 脂肪酶 zhī fáng méi 7.4
化学消化
大纲
Core Supplement 1 Describe chemical digestion as the breakdown of large insoluble molecules into small soluble molecules 2 State the role of chemical digestion in producing small soluble molecules that can be absorbed 3 Describe the functions of enzymes as follows: (a) amylase breaks down starch to simple reducing sugars (b) proteases break down protein to amino acids (c) lipase breaks down fats and oils to fatty acids and glycerol 6 Describe the digestion of starch in the digestive system: (a) amylase breaks down starch to maltose (b) maltase breaks down maltose to glucose on the membranes of the epithelium lining the small intestine 4 State where, in the digestive system, amylase, protease and lipase are secreted and where they act 7 Describe the digestion of protein by proteases in the digestive system: (a) pepsin breaks down protein in the acidic conditions of the stomach (b) trypsin breaks down protein in the alkaline conditions of the small intestine 5 Describe the functions of hydrochloric acid in gastric juice, limited to killing harmful microorganisms in food and providing an acidic pH for optimum enzyme activity 8 Explain that bile is an alkaline mixture that neutralises the acidic mixture of food and gastric juices entering the duodenum from the stomach, to provide a suitable pH for enzyme action 来源:剑桥国际大纲
化学消化把大的不溶性(insoluble)分子分解成小的可溶性(soluble)分子。只有小的可溶性分子能被吸收进血液。酶执行这个工作。
酶 分解 成为 制造于 淀粉酶(amylase) 淀粉(starch) 还原糖(reducing sugars) 唾液腺、胰腺 蛋白酶(protease) 蛋白质 氨基酸(amino acids) 胃、胰腺 脂肪酶 脂肪和油 脂肪酸(fatty acids)和甘油(glycerol) 胰腺 消化酶把大的不溶性分子分解成小的可溶性分子 Acid in the stomach
胃制造盐酸(hydrochloric acid),它是胃液(gastric juice)的一部分。这种酸:
- 杀死食物中有害的微生物(microorganisms),以及
- 给一个酸性(acidic)pH,胃的蛋白酶工作的最佳 pH。
Digesting starch and protein (Supplement)
淀粉分两步消化:
- 淀粉酶把淀粉分解成麦芽糖(maltose)。
- 麦芽糖酶(maltase),在衬着小肠的上皮(epithelium)的膜上,把麦芽糖分解成葡萄糖(glucose)。
蛋白质由两种蛋白酶消化:
- 胃蛋白酶(pepsin)在酸性的胃中分解蛋白质。
- 胰蛋白酶(trypsin)在碱性(alkaline)的小肠中分解蛋白质。
胆汁是碱性的。它在酸性食物和胃液进入十二指肠时中和(neutralises)它们,给那里的酶一个合适的 pH。
探索How fast a digestive enzyme works
Add more substrate and the reaction rate climbs, then levels off as every enzyme is busy — the same way amylase, protease and lipase break down food.
词汇表 训练英文 中文 拼音 insoluble 不溶性 bù róng xìng soluble 可溶性 kě róng xìng amylase 淀粉酶 diàn fěn méi starch 淀粉 diàn fěn reducing sugars 还原糖 huán yuán táng protease 蛋白酶 dàn bái méi amino acids 氨基酸 ān jī suān fatty acids 脂肪酸 zhī fáng suān glycerol 甘油 gān yóu hydrochloric acid 盐酸 yán suān gastric juice 胃液 wèi yè microorganisms 微生物 wēi shēng wù acidic 酸性 suān xìng maltose 麦芽糖 mài yá táng maltase 麦芽糖酶 mài yá táng méi epithelium 上皮 shàng pí glucose 葡萄糖 pú táo táng pepsin 胃蛋白酶 wèi dàn bái méi trypsin 胰蛋白酶 yí dàn bái méi alkaline 碱性 jiǎn xìng neutralises 中和 zhōng hé 7.5
吸收
大纲
Core Supplement 1 State that the small intestine is the region where nutrients are absorbed 3 Explain the significance of villi and microvilli in increasing the internal surface area of the small intestine 4 Describe the structure of a villus 5 Describe the roles of capillaries and lacteals in villi 2 State that most water is absorbed from the small intestine but that some is also absorbed from the colon 来源:剑桥国际大纲
消化的营养物质在小肠被吸收进血液。大多数水也在这里被吸收;结肠吸收其余的,留下固体粪便。
Villi (Supplement)
小肠的内部覆盖着数百万微小的手指形绒毛(villi)。每个绒毛本身覆盖着小得多的微绒毛(microvilli)。这些一起给一个巨大的表面积,所以吸收很快。
一个绒毛为快速吸收而适应:微绒毛、一个薄壁、一个丰富的血液供应和一个乳糜管 一个单一绒毛有:
- 一个只有一个细胞厚的壁,所以分子只有一个短距离要行进。
- 一个毛细血管(capillaries)网络,把吸收的葡萄糖和氨基酸带走。
- 中心一个乳糜管(lacteal),把吸收的脂肪酸和甘油带走。
一个绒毛有一个薄壁、一个毛细血管网络和一个乳糜管,用于快速吸收 探索Absorption at the villi
The small intestine is lined with millions of villi that give a huge surface area for absorbing digested food.
词汇表 训练英文 中文 拼音 villi 绒毛 róng máo microvilli 微绒毛 wēi róng máo capillaries 毛细血管 máo xì xuè guǎn lacteal 乳糜管 rǔ mí guǎn 7.5
考试技巧
- 一份均衡饮食有每个部分的正确的量。学习每个的一个来源和一个用途。
- 维生素 C ↔ 坏血病;维生素 D ↔ 佝偻病。
- 按顺序的五个过程:摄入 → 消化 → 吸收 → 同化 → 排遗。排遗(粪便)不是排泄。
- 物理消化使片更小(更多的表面积);化学消化用酶使分子更小、可溶。
- 淀粉酶 → 糖、蛋白酶 → 氨基酸、脂肪酶 → 脂肪酸 + 甘油。胃酸杀死微生物并设定一个低 pH。
- 绒毛和微绒毛给一个大表面积,而一个薄壁给一个短距离——两者都使吸收更快。
-
8
植物体内的运输
8.1
木质部与韧皮部
大纲
Core Supplement 1 State the functions of xylem and phloem: (a) xylem – transport of water and mineral ions, and support (b) phloem – transport of sucrose and amino acids 3 Relate the structure of xylem vessels to their function, limited to: (a) thick walls with lignin (details of lignification are not required) (b) no cell contents (c) cells joined end to end with no cross walls to form a long continuous tube 2 Identify in diagrams and images the position of xylem and phloem as seen in sections of roots, stems and leaves of non-woody dicotyledonous plants 来源:剑桥国际大纲
一棵树通过木质部导管把水从它的根往上运。 植物有两种贯穿根、茎和叶的运输组织:
- 木质部(xylem)——把水和矿物质离子(mineral ions)从根往上运,并给植物支撑(support)。
- 韧皮部(phloem)——把蔗糖(sucrose)和氨基酸(amino acids)运到任何需要它们的地方。
在一个根、茎或叶中,木质部和韧皮部并排位于维管束(vascular bundles)中。
Xylem structure (Supplement)
木质部由叫导管(vessels)的长管构成,很适合运水:
- 它们的壁厚,并用木质素(lignin)加强,它也帮助支撑植物。
- 细胞是死的、空的(它们没有细胞内容物),所以水自由地流过。
- 细胞端端相连,管内没有壁横跨,构成一根长的、连续的管道。
木质部在死的木质化的管中把水往上运;韧皮部在活细胞中运蔗糖 
横切面中的一根茎:红色染色的木质部位于靠近边缘的维管束里 探索Xylem and phloem route
Watch water and sugar move through different plant transport tissues.
词汇表 训练英文 中文 拼音 xylem 木质部 mù zhì bù mineral ions 矿物质离子 kuàng wù zhì lí zi support 支撑 zhī chēng phloem 韧皮部 rèn pí bù sucrose 蔗糖 zhè táng amino acids 氨基酸 ān jī suān vascular bundles 维管束 wéi guǎn shù vessels 导管 dǎo guǎn lignin 木质素 mù zhì sù 8.2
水分的吸收
大纲
Core Supplement 1 Identify in diagrams and images root hair cells and state their functions 2 State that the large surface area of root hairs increases the uptake of water and mineral ions 3 Outline the pathway taken by water through the root, stem and leaf as: root hair cells, root cortex cells, xylem, mesophyll cells 4 Investigate, using a suitable stain, the pathway of water through the above-ground parts of a plant 来源:剑桥国际大纲
水和矿物质离子通过根毛细胞(root hair cells)进入植物。巨大数量的根毛(root hairs)给一个非常大的表面积(surface area),它加速水和矿物质离子的吸收。
水随即跟随这条途径:
根毛细胞 → 根皮层(cortex)细胞 → 木质部 → 叶中的叶肉(mesophyll)细胞。
你可以通过把一株植物或一朵白花立在含有一种有色染色剂(stain)的水中来显示这条途径。染色剂被沿木质部往上运并给叶脉着色。
水被根毛吸收、沿木质部往上运,并从叶失去 探索Water uptake by root hairs
Root hair cells take in water by osmosis — water moves from the dilute soil into the more concentrated cell.
词汇表 训练英文 中文 拼音 root hair cells 根毛细胞 gēn máo xì bāo root hairs 根毛 gēn máo surface area 表面积 biǎo miàn jī cortex 皮层 pí céng mesophyll 叶肉 yè ròu stain 染色剂 rǎn sè jì 8.3
蒸腾作用
大纲
Core Supplement 1 Describe transpiration as the loss of water vapour from leaves 2 State that water evaporates from the surfaces of the mesophyll cells into the air spaces and then diffuses out of the leaves through the stomata as water vapour 4 Explain how water vapour loss is related to: the large internal surface area provided by the interconnecting air spaces between mesophyll cells and the size and number of stomata 5 Explain the mechanism by which water moves upwards in the xylem in terms of a transpiration pull that draws up a column of water molecules, held together by forces of attraction between water molecules 3 Investigate and describe the effects of variation of temperature and wind speed on transpiration rate 6 Explain the effects on the rate of transpiration of varying the following factors: temperature, wind speed and humidity 7 Explain how and why wilting occurs 来源:剑桥国际大纲
蒸腾作用(transpiration)是水蒸气(water vapour)从叶的流失。
- 水从叶肉细胞的湿表面蒸发(evaporates)到叶内部的气腔(air spaces)中。
- 水蒸气随即通过气孔(stomata)扩散(diffuses)出叶。
水从叶肉蒸发并作为水蒸气从气孔扩散出去 What changes the rate of transpiration
因素 蒸腾在……时更快 为什么 温度(temperature) 更热 水蒸发更快 风速(wind speed) 更有风 风把水蒸气带走 湿度(humidity,补充) 空气更干 一个更大的差使水扩散出去更快 例题。 在一个蒸腾计中,气泡在 5 分钟内移动了 60 mm。求水分吸收的速率,并说明打开风扇后会怎样。速率 = 距离 ÷ 时间 = 60 ÷ 5 = 每分钟 12 mm。速率一定要写完整的单位"每分钟 mm",不能只写"12"。风扇提高风速,把水蒸气从叶片带走,所以蒸腾加快,同样 5 分钟内气泡移动得更远。
How water rises up the xylem (Supplement)
当水蒸气离开叶时,它把更多的水拉上来跟在它后面。这个拉叫蒸腾拉力(transpiration pull)。水分子通过吸引力(forces of attraction)互相粘连,所以它们作为一根长的水水柱(column)一起被沿木质部拉上来。
Wilting (Supplement)
若一株植物失去水比它能吸收的更快,它的细胞变软,而植物萎蔫(wilts)——叶和茎下垂。这往往在一个炎热、干燥、有风的天发生。
探索The transpiration stream
Water is pulled up the plant in a continuous stream, from the roots to the leaves where it evaporates.
词汇表 训练英文 中文 拼音 transpiration 蒸腾作用 zhēng téng zuò yòng water vapour 水蒸气 shuǐ zhēng qì evaporates 蒸发 zhēng fā air spaces 气腔 qì qiāng diffuses 扩散 kuò sàn stomata 气孔 qì kǒng temperature 温度 wēn dù wind speed 风速 fēng sù humidity 湿度 shī dù transpiration pull 蒸腾拉力 zhēng téng lā lì forces of attraction 吸引力 xī yǐn lì column 水柱 shuǐ zhù wilts 萎蔫 wēi niān 8.4
有机物的运输
大纲
Core Supplement 1 Describe translocation as the movement of sucrose and amino acids in phloem from sources to sinks 2 Describe: (a) sources as the parts of plants that release sucrose or amino acids (b) sinks as the parts of plants that use or store sucrose or amino acids 3 Explain why some parts of a plant may act as a source and a sink at different times 来源:剑桥国际大纲
转运(translocation)是蔗糖和氨基酸在韧皮部中的移动,从源(sources)到库(sinks)。
- 源是释放蔗糖或氨基酸的部分——例如叶,它通过光合作用制造糖。
- 库是使用或储存它们的部分——例如生长的根,或一个储存器官。
韧皮部把蔗糖从一个源移到一个库;方向能改变 探索Translocation in the phloem
Phloem carries dissolved sugars from where they are made (the source) to where they are used or stored (the sink).
词汇表 训练英文 中文 拼音 translocation 转运 zhuǎn yùn sources 源 yuán sinks 库 kù 8.4
考试技巧
- 木质部:水和矿物质离子,只向上,加上支撑——它的细胞是死的,带厚木质素壁。韧皮部:蔗糖和氨基酸,在活细胞中。
- 学习水的途径:根毛细胞 → 皮层 → 木质部 → 叶肉。
- 蒸腾 = 从叶肉蒸发,然后从气孔扩散出去。它在更热、更有风或更干时更快。
- 水通过蒸腾拉力上升;水分子作为一根水柱保持在一起。
- 转运从一个源(糖被制造或储存的地方)到一个库(它被使用的地方)。方向能随季节改变。
-
9
动物体内的运输
9.1
循环系统
大纲
Core Supplement 1 Describe the circulatory system as a system of blood vessels with a pump and valves to ensure one-way flow of blood 2 Describe the single circulation of a fish 3 Describe the double circulation of a mammal 4 Explain the advantages of a double circulation 来源:剑桥国际大纲
循环系统(circulatory system)把血液运送到全身。它有三部分:一个泵(pump,心脏(heart))、一个血管(blood vessels)网络,以及使血液只往一个方向流的瓣膜(valves)。
Single and double circulation (Supplement)
- 一条鱼有一个单循环(single circulation):血液每绕身体一趟通过心脏一次。
- 一只哺乳动物(mammal)有一个双循环(double circulation):血液每完整一趟通过心脏两次——一次在去肺的路上,一次在去身体其余部分的路上。
- 双循环的优点:血液能在去身体之前以高压(high pressure)再次被泵,所以它行进更快并快速递送氧气(oxygen)。
在一个双循环中,血液每绕身体一趟通过心脏两次 探索Double circulation
Mammals have a double circulation — blood passes through the heart TWICE on each full trip round the body.
词汇表 训练英文 中文 拼音 circulatory system 循环系统 xún huán xì tǒng heart 心脏 xīn zàng pump 泵 bèng blood vessels 血管 xuè guǎn valves 瓣膜 bàn mó single circulation 单循环 dān xún huán mammal 哺乳动物 bǔ rǔ dòng wù double circulation 双循环 shuāng xún huán pressure 压力 yā lì oxygen 氧气 yǎng qì 9.2
心脏
大纲
Core Supplement 1 Identify in diagrams and images the structures of the mammalian heart, limited to: muscular wall, septum, left and right ventricles, left and right atria, one-way valves and coronary arteries 7 Identify in diagrams and images the atrioventricular and semilunar valves in the mammalian heart 8 Explain the relative thickness of: (a) the muscle walls of the left and right ventricles (b) the muscle walls of the atria compared to those of the ventricles 9 Explain the importance of the septum in separating oxygenated and deoxygenated blood 10 Describe the functioning of the heart in terms of the contraction of muscles of the atria and ventricles and the action of the valves 2 State that blood is pumped away from the heart in arteries and returns to the heart in veins 3 State that the activity of the heart may be monitored by: ECG, pulse rate and listening to sounds of valves closing 4 Investigate and describe the effect of physical activity on the heart rate 11 Explain the effect of physical activity on the heart rate 5 Describe coronary heart disease in terms of the blockage of coronary arteries and state the possible risk factors including: diet, lack of exercise, stress, smoking, genetic predisposition, age and sex 6 Discuss the roles of diet and exercise in reducing the risk of coronary heart disease 来源:剑桥国际大纲
心脏由肌肉(muscle)构成。一堵叫隔膜(septum)的墙把它分成一个左侧和一个右侧。每一侧有一个上腔,心房(atrium),和一个下腔,心室(ventricle)。腔之间的瓣膜阻止血液倒流。心肌由冠状动脉(coronary arteries)用血液喂养。
(补充) 左心室的壁比右的厚,因为它必须把血液泵绕全身;右侧只把血液泵到附近的肺。心房有薄壁,因为它们只把血液推入正好在它们下面的心室。
隔膜把左侧的含氧血(oxygenated blood)与右侧的缺氧血(deoxygenated blood)分开,所以两者从不混合。
(补充) 每个心房和心室之间的瓣膜是房室瓣(atrioventricular valves)。每个心室出口的瓣膜是半月瓣(semilunar valves)。
心脏的四个腔;左心室有最厚的壁,以泵到全身 How the heart beats (Supplement)
- 心房收缩(contract)并把血液往下推入心室。
- 心室收缩并把血液挤出到动脉;瓣膜猛地关闭,所以血液不能倒流。
- 肌肉放松,而心脏再次充满血液。
血液在动脉中被从心脏泵走,并在静脉中返回心脏。
Heart rate and exercise
你可以用一个 ECG、通过感觉一条动脉里的脉搏(pulse),或通过听瓣膜关闭来检查心脏的活动。运动期间心率(heart rate)上升,所以血液更快到达肌肉,带来它们需要的额外氧气和葡萄糖。
运动期间心率上升,所以血液更快到达肌肉 例题。 一名学生在静息时 15 秒内数到 18 次脉搏,运动后立即 15 秒内数到 33 次。求两种情况下每分钟的心率。一分钟里有 60 ÷ 15 = 4 个 15 秒,所以乘以 4。静息:18 × 4 = 每分钟 72 次。运动后:33 × 4 = 每分钟 132 次。心率上升是为了给肌肉输送更多氧气和葡萄糖。把 15 秒数到的数直接当作心率写下去是最常见的错误 - 一定要换算成整整一分钟。
Coronary heart disease
冠心病(coronary heart disease)在冠状动脉变窄或阻塞、所以心肌不能得到足够氧气时发生。风险因素(risk factors)包括高脂肪饮食、缺乏运动、压力、吸烟、家族史(遗传)、年龄较大和是男性。一份健康的饮食和规律的运动降低风险。
冠心病使动脉变窄;几个风险因素提高它,而一个健康的生活方式降低它 探索Blood flow through the heart
The four chambers and their valves keep blood moving one way — deoxygenated to the lungs, oxygenated to the body.
探索The heart (double circulation)
Follow the blood: blue comes back from the body, the right side pumps it to the lungs (it turns red), and the left side pumps it out to the body — a double circulation.
词汇表 训练英文 中文 拼音 muscle 肌肉 jī ròu septum 隔膜 gé mó atrium 心房 xīn fáng ventricle 心室 xīn shì coronary arteries 冠状动脉 guān zhuàng dòng mài oxygenated blood 含氧血 hán yǎng xuè deoxygenated blood 缺氧血 quē yǎng xuè atrioventricular valves 房室瓣 fáng shì bàn semilunar valves 半月瓣 bàn yuè bàn contract 收缩 shōu suō pulse 脉搏 mài bó heart rate 心率 xīn lǜ coronary heart disease 冠心病 guān xīn bìng risk factors 风险因素 fēng xiǎn yīn sù arteries 动脉 dòng mài 9.3
血管
大纲
Core Supplement 1 Describe the structure of arteries, veins and capillaries, limited to: relative thickness of wall, diameter of the lumen and the presence of valves in veins 4 Explain how the structure of arteries and veins is related to the pressure of the blood that they transport 2 State the functions of capillaries 5 Explain how the structure of capillaries is related to their functions 3 Identify in diagrams and images the main blood vessels to and from the: (a) heart, limited to: vena cava, aorta, pulmonary artery and pulmonary vein (b) lungs, limited to: pulmonary artery and pulmonary vein (c) kidney, limited to: renal artery and renal vein 6 Identify, in diagrams and images, the main blood vessels to and from the liver as: hepatic artery, hepatic veins and hepatic portal vein 来源:剑桥国际大纲
有三种血管。一根血管内部的空间是它的管腔(lumen)。
血管 壁 管腔 瓣膜? 工作 动脉(arteries) 厚、肌肉性、弹性 窄 无 以高压把血液从心脏运走 静脉(veins) 薄 宽 有 以低压把血液运回心脏 毛细血管(capillaries) 一个细胞厚 非常窄 无 让氧气、葡萄糖和废物在血液和细胞之间通过 (补充) 动脉有厚的弹性壁以应对来自心脏的高压。静脉有瓣膜,因为它们的血液处于低压,否则可能倒流。毛细血管非常薄(一个细胞厚)且非常窄,给一个大表面积(surface area)和一个短距离以快速交换。
动脉、静脉和毛细血管各为它们的工作而构建 Main blood vessels
连接 动脉(把血液运出) 静脉(把血液运入) 心脏 ↔ 身体 主动脉(aorta) 腔静脉(vena cava) 心脏 ↔ 肺 肺动脉(pulmonary artery) 肺静脉(pulmonary vein) ↔ 肾脏 肾动脉(renal artery) 肾静脉(renal vein) (补充) 肝脏由肝动脉(hepatic artery)、肝静脉(hepatic vein),以及肝门静脉(hepatic portal vein,它把血液从肠道带到肝脏)服务。
探索The three blood vessels
Compare an artery, a vein and a capillary — their walls and lumens suit the pressure and job of each.
词汇表 训练英文 中文 拼音 lumen 管腔 guǎn qiāng veins 静脉 jìng mài capillaries 毛细血管 máo xì xuè guǎn surface area 表面积 biǎo miàn jī aorta 主动脉 zhǔ dòng mài vena cava 腔静脉 qiāng jìng mài pulmonary artery 肺动脉 fèi dòng mài pulmonary vein 肺静脉 fèi jìng mài renal artery 肾动脉 shèn dòng mài renal vein 肾静脉 shèn jìng mài hepatic artery 肝动脉 gān dòng mài hepatic vein 肝静脉 gān jìng mài hepatic portal vein 肝门静脉 gān mén jìng mài 9.4
血液
大纲
Core Supplement 1 List the components of blood as: red blood cells, white blood cells, platelets and plasma 2 Identify red and white blood cells in photomicrographs and diagrams 5 Identify lymphocytes and phagocytes in photomicrographs and diagrams 3 State the functions of the following components of blood: (a) red blood cells in transporting oxygen, including the role of haemoglobin (b) white blood cells in phagocytosis and antibody production (c) platelets in clotting (details are not required) (d) plasma in the transport of blood cells, ions, nutrients, urea, hormones and carbon dioxide 6 State the functions of: (a) lymphocytes – antibody production (b) phagocytes – engulfing pathogens by phagocytosis 4 State the roles of blood clotting as preventing blood loss and the entry of pathogens 7 Describe the process of clotting as the conversion of fibrinogen to fibrin to form a mesh 来源:剑桥国际大纲
血液有四部分:
部分 功能 红细胞(red blood cells) 携带氧气,用红色色素(pigment)血红蛋白(haemoglobin) 白细胞(white blood cells) 保卫身体抵抗疾病 血小板(platelets) 帮助血液凝血(clot) 血浆(plasma) 一种携带血细胞、离子(ions)、营养物质(nutrients)、尿素(urea)、激素(hormones)和二氧化碳(carbon dioxide)的液体 血液是携带在液体血浆中的红细胞、白细胞和血小板 
电子显微镜下的真实血细胞:红细胞(盘)、白细胞和血小板 Defending the body, and clotting
白细胞以两种方式对抗病原体(pathogens,引起疾病的微生物):
- 吞噬细胞(phagocytes)执行吞噬作用(phagocytosis)——它们围住并消化病原体。
- 淋巴细胞(lymphocytes)制造抗体(antibodies),它们粘到病原体上并摧毁它们。
当你割伤自己时,血液凝血以封住伤口。这阻止血液流失并阻止病原体进入。(补充) 凝血期间,一种叫纤维蛋白原(fibrinogen)的可溶蛋白被变成纤维蛋白(fibrin)的线。这些线构成一个困住血细胞并造出一个固体血块的网。
探索Blood component lab
Classify blood components by the job they do.
词汇表 训练英文 中文 拼音 red blood cells 红细胞 hóng xì bāo pigment 色素 sè sù haemoglobin 血红蛋白 xuè hóng dàn bái white blood cells 白细胞 bái xì bāo platelets 血小板 xuè xiǎo bǎn clot 凝血 níng xuè plasma 血浆 xuè jiāng ions 离子 lí zi nutrients 营养物质 yíng yǎng wù zhì urea 尿素 niào sù hormones 激素 jī sù carbon dioxide 二氧化碳 èr yǎng huà tàn pathogens 病原体 bìng yuán tǐ phagocytes 吞噬细胞 tūn shì xì bāo phagocytosis 吞噬作用 tūn shì zuò yòng lymphocytes 淋巴细胞 lín bā xì bāo antibodies 抗体 kàng tǐ fibrinogen 纤维蛋白原 xiān wéi dàn bái yuán fibrin 纤维蛋白 xiān wéi dàn bái 9.4
考试技巧
- 循环系统 = 泵(心脏)+ 血管 + 用于单向流动的瓣膜。
- 双循环(哺乳动物):血液通过心脏两次。左心室壁最厚,因为它泵到全身。
- 动脉把血液运走(厚、高压);静脉把它运回(瓣膜、低压);毛细血管用于交换(一个细胞厚)。
- 血液 = 红细胞(氧气、血红蛋白)+ 白细胞(防御)+ 血小板(凝血)+ 血浆(运输)。
- 吞噬细胞吞入病原体;淋巴细胞制造抗体。
-
10
疾病与免疫
10.1
疾病与免疫
大纲
Core Supplement 1 Describe a pathogen as a disease-causing organism 2 Describe a transmissible disease as a disease in which the pathogen can be passed from one host to another 3 State that a pathogen is transmitted: (a) by direct contact, including through blood and other body fluids (b) indirectly, including from contaminated surfaces, food, animals and air 4 Describe the body defences, limited to: skin, hairs in the nose, mucus, stomach acid and white blood cells 6 Describe active immunity as defence against a pathogen by antibody production in the body 5 Explain the importance of the following in controlling the spread of disease: (a) a clean water supply (b) hygienic food preparation (c) good personal hygiene (d) waste disposal (e) sewage treatment (details of the stages of sewage treatment are not required) 7 State that each pathogen has its own antigens, which have specific shapes 8 Describe antibodies as proteins that bind to antigens leading to direct destruction of pathogens or marking of pathogens for destruction by phagocytes 9 State that specific antibodies have complementary shapes which fit specific antigens 10 Explain that active immunity is gained after an infection by a pathogen or by vaccination 11 Outline the process of vaccination: (a) weakened pathogens or their antigens are put into the body (b) the antigens stimulate an immune response by lymphocytes which produce antibodies (c) memory cells are produced that give long-term immunity 12 Explain the role of vaccination in controlling the spread of diseases 13 Explain that passive immunity is a short-term defence against a pathogen by antibodies acquired from another individual, including across the placenta and in breast milk 14 Explain the importance of breast-feeding for the development of passive immunity in infants 15 State that memory cells are not produced in passive immunity 16 Describe cholera as a disease caused by a bacterium which is transmitted in contaminated water 17 Explain that the cholera bacterium produces a toxin that causes secretion of chloride ions into the small intestine, causing osmotic movement of water into the gut, causing diarrhoea, dehydration and loss of ions from the blood 来源:剑桥国际大纲
一个病原体(pathogen)是一个引起疾病(disease)的生物。一种传染病(transmissible disease)是病原体能从一个宿主(host)传到另一个的疾病。
词汇表 训练英文 中文 拼音 pathogen 病原体 bìng yuán tǐ disease 疾病 jí bìng transmissible disease 传染病 chuán rǎn bìng host 宿主 sù zhǔ 10.1
病原体如何传播
一只蚊子在它叮咬时能把病原体从一个人传到另一个人。 
病原体通过直接接触或间接地传播 一个病原体以两种主要方式传播(transmitted):
- 通过直接接触(direct contact)——例如通过血液和其他体液(body fluids)。
- 间接地——例如从污染(contaminated)的表面、食物、动物或空气。
词汇表 训练英文 中文 拼音 transmitted 传播 chuán bō direct contact 直接接触 zhí jiē jiē chù body fluids 体液 tǐ yè contaminated 污染 wū rǎn 10.1
身体的防御
你的身体有几个把病原体挡在外面或摧毁它们的防御(defences):
- 皮肤——一个覆盖并保护身体的屏障。
- 鼻子里的毛——困住你吸入的空气中的尘埃和病原体。
- 黏液(mucus)——气道中困住病原体的黏性液体。
- 胃酸(stomach acid)——杀死你食物中大多数的病原体。
- 白细胞(white blood cells)——找到并摧毁任何进入内部的病原体。
身体把大多数病原体挡在外面;白细胞处理任何进入的 
一个白细胞(绿色)吞入圆形细菌(紫色),一个关键的身体防御 探索Pathogen defence route
Follow how the body blocks, detects and removes pathogens.
词汇表 训练英文 中文 拼音 defences 防御 fáng yù mucus 黏液 nián yè stomach acid 胃酸 wèi suān white blood cells 白细胞 bái xì bāo 10.1
控制疾病传播
好的公共卫生阻止疾病传播:
- 一个干净的水供应,所以饮用水不携带病原体。
- 卫生的(hygienic)食物准备和好的个人卫生,如洗你的手。
- 适当的废物处理和污水处理(sewage treatment),所以废物不污染水或食物。
词汇表 训练英文 中文 拼音 hygienic 卫生 wèi shēng sewage treatment 污水处理 wū shuǐ chǔ lǐ 10.1
免疫(拓展)
Antigens and antibodies
每个病原体在它的表面携带抗原(antigens),而每种抗原有它自己的特殊形状。
抗体(antibodies)是淋巴细胞(lymphocytes,一种白细胞)制造的蛋白质(proteins)。一个抗体有一个与一个抗原互补(complementary)的形状,所以它只契合那个抗原。当抗体结合到一个病原体的抗原时,它们要么直接摧毁病原体,要么标记它,使吞噬细胞(phagocytes)摧毁它。
一个抗体的形状与一个抗原互补,所以它只契合那个病原体 Active immunity and vaccination
主动免疫(active immunity)是你自己的身体产生抗体制造的保护。你在一次感染后,或在疫苗接种(vaccination)后获得它。
疫苗接种像这样工作:
- 减弱的病原体,或只是它们的抗原,被放进身体;它们不能使你生病。
- 抗原使你的淋巴细胞产生抗体。
- 身体也制造停留多年的记忆细胞(memory cells)。
若真实的病原体后来进入,记忆细胞非常快地制造抗体,所以你不会生病。这给长期保护。若一个群里的大多数人被接种,疾病就不能容易地传播。
疫苗接种后,若真实的病原体到达,记忆细胞给一个快速、大的响应 例题。 第一次接种疫苗后,抗体水平缓慢上升并保持在低位。第二次接种同一疫苗后,抗体上升更快,并达到高得多的水平。请解释。第一次接种时,身体没有针对该抗原的记忆细胞,要花时间找到合适的淋巴细胞并让它增殖 - 所以反应又慢又小。第二次接种遇到的是第一次留下的记忆细胞,它们立刻识别该抗原,所以抗体产生得更早、数量多得多。得分点是记忆细胞:写"身体已经习惯了"得不到分。
Passive immunity
被动免疫(passive immunity)是来自另一个身体、不是你自己的身体制造的抗体的保护。例如,一个婴儿跨胎盘(placenta)和在母乳(breast milk)中从它的母亲接收抗体。这就是为什么母乳喂养(breast-feeding)帮助保护婴儿(infants)。被动免疫只是短期的,因为没有记忆细胞被制造。
词汇表 训练英文 中文 拼音 antigens 抗原 kàng yuán antibodies 抗体 kàng tǐ proteins 蛋白质 dàn bái zhì lymphocytes 淋巴细胞 lín bā xì bāo complementary 互补 hù bǔ phagocytes 吞噬细胞 tūn shì xì bāo active immunity 主动免疫 zhǔ dòng miǎn yì vaccination 疫苗接种 yì miáo jiē zhǒng memory cells 记忆细胞 jì yì xì bāo passive immunity 被动免疫 bèi dòng miǎn yì placenta 胎盘 tāi pán breast milk 母乳 mǔ rǔ breast-feeding 母乳喂养 mǔ rǔ wèi yǎng infants 婴儿 yīng ér 10.1
霍乱(拓展)
霍乱(cholera)是一种由在污染的水中传播的一个细菌(bacterium)引起的疾病。霍乱细菌制造一个毒素(toxin)。这个毒素使氯离子(chloride ions)被泵入小肠(small intestine)。水随即通过渗透(osmosis)移入肠道。结果是腹泻(diarrhoea)、脱水(dehydration,水的流失)和血液中离子(ions)的流失。
霍乱毒素通过渗透把水拉入肠道,引起腹泻和脱水 词汇表 训练英文 中文 拼音 cholera 霍乱 huò luàn bacterium 细菌 xì jūn toxin 毒素 dú sù chloride ions 氯离子 lǜ lí zi small intestine 小肠 xiǎo cháng osmosis 渗透 shèn tòu diarrhoea 腹泻 fù xiè dehydration 脱水 tuō shuǐ ions 离子 lí zi 10.1
考试技巧
- 病原体 = 引起疾病的生物。传染性 = 能通过直接接触或间接地在宿主之间传递。
- 学习五个身体防御:皮肤、鼻毛、黏液、胃酸、白细胞。
- 一个抗体的形状与一个抗原互补(像一个酶和它的底物)。
- 主动免疫(来自感染或疫苗接种)制造记忆细胞 → 长期。被动免疫(胎盘、母乳)制造没有记忆细胞 → 短期。
- 霍乱:毒素 → 氯离子进入肠道 → 水通过渗透进入 → 腹泻和脱水。
-
11
人体的气体交换
11.1
人体的气体交换
大纲
Core Supplement 1 Describe the features of gas exchange surfaces in humans, limited to: large surface area, thin surface, good blood supply and good ventilation with air 2 Identify in diagrams and images the following parts of the breathing system: lungs, diaphragm, ribs, intercostal muscles, larynx, trachea, bronchi, bronchioles, alveoli and associated capillaries 6 Identify in diagrams and images the internal and external intercostal muscles 7 State the function of cartilage in the trachea 8 Explain the role of the ribs, the internal and external intercostal muscles and the diaphragm in producing volume and pressure changes in the thorax leading to the ventilation of the lungs 3 Investigate the differences in composition between inspired and expired air using limewater as a test for carbon dioxide 9 Explain the differences in composition between inspired and expired air 4 Describe the differences in composition between inspired and expired air, limited to: oxygen, carbon dioxide and water vapour 5 Investigate and describe the effects of physical activity on the rate and depth of breathing 10 Explain the link between physical activity and the rate and depth of breathing in terms of: an increased carbon dioxide concentration in the blood, which is detected by the brain, leading to an increased rate and greater depth of breathing 11 Explain the role of goblet cells, mucus and ciliated cells in protecting the breathing system from pathogens and particles 来源:剑桥国际大纲
气体交换跨肺的巨大表面进行。 气体交换(gas exchange)是氧气(oxygen)如何进入血液、二氧化碳(carbon dioxide)如何出去,通过扩散(diffusion)。一个好的气体交换表面有四个特征:
- 一个大表面积(surface area)——所以更多的气体能一次穿过。
- 一个薄的表面——所以气体只有一个短距离要扩散。
- 一个好的血液供应——以保持一个陡的浓度差。
- 与空气的好通气(ventilation)——新鲜空气保持差陡峭。
探索A good gas-exchange surface
Tap the alveolus to see the four features that make it ideal for exchange: a huge surface area, a thin wall, a moist lining and a good blood supply.
词汇表 训练英文 中文 拼音 gas exchange 气体交换 qì tǐ jiāo huàn oxygen 氧气 yǎng qì carbon dioxide 二氧化碳 èr yǎng huà tàn diffusion 扩散 kuò sàn surface area 表面积 biǎo miàn jī ventilation 通气 tōng qì 11.1
呼吸系统
肺是人体的气体交换器官。 空气通过这些部分进出:
部分 工作 喉(larynx) 声匣,在气管的顶部 气管(trachea) 气道;把空气运向肺 支气管(bronchi) 两根管,每个肺一根 细支气管(bronchioles) 肺内部更小的分支管 肺泡(alveoli) 气体交换发生的微小气囊;每个被毛细血管(capillaries)包裹 肺泡构成极好的气体交换表面:它们有数百万个(一个巨大的表面积),每个有一个只有一个细胞厚的壁(一个短距离),而每个被毛细血管围绕(一个好的血液供应)。
在一个肺泡处,氧气扩散进血液,而二氧化碳扩散出去 肺坐在胸中,被肋骨(ribs)保护。它们下面是一片肌肉,膈肌(diaphragm)。肋骨之间是肋间肌(intercostal muscles)。(补充) 气管被软骨(cartilage)环撑开,所以它在你吸气时不能塌陷。
空气从气管通过支气管和细支气管到肺泡 词汇表 训练英文 中文 拼音 larynx 喉 hóu trachea 气管 qì guǎn bronchi 支气管 zhī qì guǎn bronchioles 细支气管 xì zhī qì guǎn alveoli 肺泡 fèi pào capillaries 毛细血管 máo xì xuè guǎn ribs 肋骨 lèi gǔ diaphragm 膈肌 gé jī intercostal muscles 肋间肌 lē jiān jī cartilage 软骨 ruǎn gǔ 11.1
你如何呼吸(拓展)
呼吸改变胸(胸腔(thorax))内部的体积和压力(pressure)。
吸气(inhaling):
- 外肋间肌收缩,把肋骨往上和往外拉。
- 膈肌收缩并变平(往下移)。
- 胸腔变大,所以里面的压力降到外部空气压力之下。
- 空气被推入。
呼气(exhaling)是相反的:肌肉放松(而内肋间肌可能收缩),胸腔变小,压力上升,而空气被推出。
吸气使胸腔更大(更低的压力);呼气使它更小 探索Breathing in and out
Breathing changes the volume of the chest, which changes the pressure and makes air flow in or out.
探索Breathing mechanism
Watch a breath — the diaphragm flattens and ribs lift, the chest grows, the pressure drops, and air flows in. Relax and it pushes back out.
词汇表 训练英文 中文 拼音 pressure 压力 yā lì thorax 胸腔 xiōng qiāng inhaling 吸气 xī qì exhaling 呼气 hū qì 11.1
吸入与呼出的气体
气体 吸入的空气(吸进的) 呼出的空气(呼出的) 氧气 约 21% 约 16%(更少) 二氧化碳 约 0.04% 约 4%(更多) 水蒸气(water vapour) 一点点 很多(更多) 呼出的空气比吸入的空气有更少的氧气和多得多的二氧化碳 你可以用石灰水(limewater)测试二氧化碳,它变浑浊。呼出的空气使石灰水变浑浊比吸入的空气快得多,显示它含有更多的二氧化碳。
词汇表 训练英文 中文 拼音 water vapour 水蒸气 shuǐ zhēng qì limewater 石灰水 shí huī shuǐ 11.1
呼吸与运动
运动期间你的肌肉呼吸更快并制造更多的二氧化碳。这提高血液中二氧化碳的浓度(concentration)。(补充) 你的大脑(brain)检测到这个上升并使你以一个更快的速率(rate)和一个更大的深度呼吸。这吸入更多的氧气并快速移除额外的二氧化碳。
例题。 静息时一个人每分钟呼吸 12 次,每次 500 cm³ 空气。运动时变成每分钟 20 次,每次 900 cm³。两种情况下每分钟通过肺的空气各是多少?把频率乘以深度。静息:12 × 500 = 每分钟 6000 cm³。运动时:20 × 900 = 每分钟 18 000 cm³,是静息的三倍。运动会同时提高呼吸的频率和深度 - 只改频率的答案会丢掉一半的分。
词汇表 训练英文 中文 拼音 concentration 浓度 nóng dù brain 大脑 dà nǎo rate 速率 sù lǜ 11.1
保持呼吸道清洁(拓展)
气道衬着两种困住并移除脏物的细胞:
- 杯状细胞(goblet cells)制造黏液(mucus),它困住病原体(pathogens)和尘埃粒子(particles)。
- 纤毛细胞(ciliated cells)有微小的毛,把黏液连同困住的脏物扫到喉咙,在那里它被吞下。
词汇表 训练英文 中文 拼音 goblet cells 杯状细胞 bēi zhuàng xì bāo mucus 黏液 nián yè pathogens 病原体 bìng yuán tǐ particles 粒子 lì zi ciliated cells 纤毛细胞 xiān máo xì bāo 11.1
考试技巧
- 一个气体交换表面大、薄,带一个好的血液供应和好的通气。
- 空气路径:喉 → 气管 → 支气管 → 细支气管 → 肺泡。
- 吸气:外肋间肌和膈肌收缩 → 胸腔更大 → 压力更低 → 空气进入。呼气是相反的。
- 呼出的空气有更少的氧气、更多的二氧化碳和更多的水蒸气。石灰水测试二氧化碳。
- 运动 → 血液中更多的二氧化碳 → 大脑 → 更快、更深的呼吸。
-
12
呼吸作用
12.1
呼吸作用
大纲
Core Supplement 1 State the uses of energy in living organisms, including: muscle contraction, protein synthesis, cell division, active transport, growth, the passage of nerve impulses and the maintenance of a constant body temperature 2 Investigate and describe the effect of temperature on respiration in yeast 来源:剑桥国际大纲
有氧呼吸 呼吸作用(respiration)是从食物释放能量(energy),它在每个活细胞中一直发生。(它与呼吸不相同。)细胞把这个能量用于许多工作:
- 肌肉(muscle)收缩(运动)。
- 蛋白质合成(protein synthesis,构建蛋白质)。
- 细胞分裂(division,制造新细胞)。
- 主动运输(active transport)。
- 生长。
- 神经冲动(nerve impulses)的传递。
- 保持一个恒定的体温度(temperature)。
细胞把来自呼吸作用的能量用于许多不同的工作 你可以在酵母(yeast)中研究呼吸作用:更暖的酵母呼吸更快(到它的最佳温度为止),放出二氧化碳(carbon dioxide)的气泡。
探索Respiration releases energy
Every living cell respires to release energy from glucose for its life processes.
词汇表 训练英文 中文 拼音 respiration 呼吸作用 hū xī zuò yòng energy 能量 néng liàng muscle 肌肉 jī ròu protein synthesis 蛋白质合成 dàn bái zhì hé chéng division 分裂 fēn liè active transport 主动运输 zhǔ dòng yùn shū nerve impulses 神经冲动 shén jīng chōng dòng temperature 温度 wēn dù yeast 酵母 jiào mǔ carbon dioxide 二氧化碳 èr yǎng huà tàn 12.2
有氧呼吸
大纲
Core Supplement 1 Describe aerobic respiration as the chemical reactions in cells that use oxygen to break down nutrient molecules to release energy 2 State the word equation for aerobic respiration as: glucose + oxygen → carbon dioxide + water 3 State the balanced chemical equation for aerobic respiration as: $\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\text{O}_2 \rightarrow 6\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O}$ 来源:剑桥国际大纲
有氧呼吸为持续的运动稳定地释放能量。 有氧呼吸(aerobic respiration)用氧气(oxygen)分解营养物质(nutrient molecules,主要是葡萄糖(glucose))并释放能量。
文字方程:
$$\text{glucose} + \text{oxygen} \rightarrow \text{carbon dioxide} + \text{water}$$(补充) 配平的化学方程:
$$\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\text{O}_2 \rightarrow 6\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O}$$有氧呼吸从每个葡萄糖分子释放很多能量。
探索Aerobic respiration
Aerobic respiration releases a LOT of energy from glucose using oxygen.
词汇表 训练英文 中文 拼音 aerobic respiration 有氧呼吸 yǒu yǎng hū xī oxygen 氧气 yǎng qì nutrient molecules 营养物质 yíng yǎng wù zhì glucose 葡萄糖 pú táo táng 12.3
无氧呼吸
大纲
Core Supplement 1 Describe anaerobic respiration as the chemical reactions in cells that break down nutrient molecules to release energy without using oxygen 2 State that anaerobic respiration releases much less energy per glucose molecule than aerobic respiration 3 State the word equation for anaerobic respiration in yeast as: glucose → alcohol + carbon dioxide 5 State the balanced chemical equation for anaerobic respiration in yeast as: $\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 \rightarrow 2\text{C}_2\text{H}_5\text{OH} + 2\text{CO}_2$ 4 State the word equation for anaerobic respiration in muscles during vigorous exercise as: glucose → lactic acid 6 State that lactic acid builds up in muscles and blood during vigorous exercise causing an oxygen debt 7 Outline how the oxygen debt is removed after exercise, limited to: (a) continuation of fast heart rate to transport lactic acid in the blood from the muscles to the liver (b) continuation of deeper and faster breathing to supply oxygen for aerobic respiration of lactic acid (c) aerobic respiration of lactic acid in the liver 来源:剑桥国际大纲
一次艰苦的冲刺依赖无氧呼吸,积累乳酸。 无氧呼吸(anaerobic respiration)不用氧气分解葡萄糖以释放能量。它从每个葡萄糖分子释放的能量比有氧呼吸少得多,因为葡萄糖没有被完全分解。
有氧呼吸需要氧气并给很多能量;无氧给少得多 In yeast
$$\text{glucose} \rightarrow \text{alcohol} + \text{carbon dioxide}$$酵母制造的酒精(alcohol)被用来使面包发起并酿造饮料。
In muscles (Supplement)
在艰苦运动期间你的肌肉不能得到足够的氧气,所以它们无氧地呼吸:
$$\text{glucose} \rightarrow \text{lactic acid}$$乳酸(lactic acid)在肌肉和血液中积累。这创造一个氧债(oxygen debt)——身体以后需要用来分解那个乳酸的额外氧气。
在你停止运动之后,氧债被偿还:
- 你的心率(heart rate)保持高,把血液中的乳酸从肌肉运到肝脏(liver)。
- 你继续深而快地呼吸,吸入额外的氧气。
- 肝脏用这个氧气通过有氧呼吸分解乳酸。
来自无氧呼吸的乳酸以后被分解,用额外的氧气 例题。 一名跑步者全力冲刺 20 秒,停下来后仍然深呼吸好几分钟。请解释原因。冲刺时肌肉得不到足够快的氧气供应,所以进行无氧呼吸,乳酸积累起来,形成氧债。之后的深呼吸吸入额外的氧气,供肝脏通过有氧呼吸把乳酸分解掉,同时较高的心率把乳酸从肌肉带到肝脏。这种呼吸是在偿还冲刺期间欠下的债 - 而不是简单地"因为肌肉还在工作"。
探索Anaerobic respiration
Without oxygen, glucose is only partly broken down — far less energy, and a different waste product.
词汇表 训练英文 中文 拼音 anaerobic respiration 无氧呼吸 wú yǎng hū xī alcohol 酒精 jiǔ jīng lactic acid 乳酸 rǔ suān oxygen debt 氧债 yǎng zhài heart rate 心率 xīn lǜ liver 肝脏 gān zàng 12.3
考试技巧
- 呼吸作用在所有活细胞中一直释放能量——它不是呼吸。
- 有氧:葡萄糖 + 氧气 → 二氧化碳 + 水,而且它给很多能量。也学习配平的方程。
- 无氧(没有氧气)给少得多的能量。在酵母中:葡萄糖 → 酒精 + 二氧化碳。在肌肉中:葡萄糖 → 乳酸。
- 乳酸引起一个氧债,由一个快心率和深呼吸偿还,肝脏分解乳酸。
-
13
人体的排泄
13.1
人体的排泄
大纲
Core Supplement 1 State that carbon dioxide is excreted through the lungs 2 State that the kidneys excrete urea and excess water and ions 3 Identify in diagrams and images the kidneys, ureters, bladder and urethra 4 Identify in diagrams and images the structure of the kidney, limited to the cortex and medulla 5 Outline the structure and function of a nephron and its associated blood vessels, limited to: (a) the role of the glomerulus in the filtration from the blood of water, glucose, urea and ions (b) the role of the nephron in the reabsorption of all of the glucose, some of the ions and most of the water back into the blood (c) the formation of urine containing urea, excess water and excess ions (details of these processes are not required) 6 Describe the role of the liver in the assimilation of amino acids by converting them to proteins 7 State that urea is formed in the liver from excess amino acids 8 Describe deamination as the removal of the nitrogen-containing part of amino acids to form urea 9 Explain the importance of excretion, limited to toxicity of urea 来源:剑桥国际大纲
排泄(excretion)是移除新陈代谢的废物,以及身体过量拥有的物质。两个主要的废物被移除:
- 二氧化碳(carbon dioxide)——在呼吸作用期间制造,通过肺呼出。
- 尿素(urea)——在肝脏(liver)中制造,由肾脏连同多余的水和离子(ions)移除。
探索Excretion and the kidneys
The kidneys clean the blood, removing urea and adjusting water, and make urine.
词汇表 训练英文 中文 拼音 excretion 排泄 pái xiè carbon dioxide 二氧化碳 èr yǎng huà tàn urea 尿素 niào sù liver 肝脏 gān zàng ions 离子 lí zi 13.1
泌尿系统
肾脏过滤血液并制造尿液。 肾脏(kidneys)清洁血液并制造尿液(urine)。尿液随即通过:
- 输尿管(ureters)——从肾脏到膀胱的管。
- 膀胱(bladder)——储存尿液。
- 尿道(urethra)——把尿液运出身体。
肾脏制造尿液,它沿输尿管流到膀胱并从尿道出去 若肾脏停止工作,一台透析(dialysis)机能做它们的工作。患者的血液流过机器,那里废物和多余的水跨一个薄膜排出,而干净的血液返回身体。
当肾脏停止工作时,一台透析机清洁血液 词汇表 训练英文 中文 拼音 kidneys 肾脏 shèn zàng urine 尿液 niào yè ureters 输尿管 shū niào guǎn bladder 膀胱 páng guāng urethra 尿道 niào dào dialysis 透析 tòu xī renal cortex 皮质 pí zhì 13.1
肾脏内部(拓展)
一个肾脏有两个区域:一个外皮质(cortex)和一个内髓质(medulla)。
The nephron
每个肾脏容纳数百万个叫肾单位(nephrons)的微小管。一个肾单位分两步清洁血液:
- 过滤(filtration):在肾小球(glomerulus,一团毛细血管)处,高压把水、葡萄糖(glucose)、尿素和离子从血液中挤出到肾单位中。
- 重吸收(reabsorption):随着液体沿肾单位流动,血液取回所有的葡萄糖、一些离子,以及大多数水。
留下的——尿素、多余的水和多余的离子——变成尿液。
一个肾单位过滤血液,然后重吸收有用的物质;留下的是尿液 例题。 一个健康人的尿液中含有尿素和离子,但没有葡萄糖 - 尽管葡萄糖在肾小球处被压出了血液。请解释。过滤并不作选择:高压把水、葡萄糖、尿素和离子一起压进肾单位。作选择的是下一步 - 在重吸收过程中,血液把全部葡萄糖收了回去,所以没有葡萄糖能到达尿液。未经治疗的糖尿病人尿中确实会出现葡萄糖,因为葡萄糖多到超过了肾单位能重吸收的量。过滤负责移出,重吸收负责挑选。
词汇表 训练英文 中文 拼音 medulla 髓质 suǐ zhì nephrons 肾单位 shèn dān wèi filtration 过滤 guò lǜ glomerulus 肾小球 shèn xiǎo qiú glucose 葡萄糖 pú táo táng reabsorption 重吸收 zhòng xī shōu 13.1
肝脏、氨基酸与尿素(拓展)
肝脏执行氨基酸(amino acids)的同化(assimilation):它把它们连接成身体需要的蛋白质(proteins)。
身体不能储存多余的氨基酸。肝脏通过脱氨基作用(deamination)分解多余的——它移除每个氨基酸含氮(nitrogen)的部分。这个部分随即被变成尿素。
肝脏从多余的氨基酸制造尿素;肾脏排泄它 尿素必须被排泄,因为若它被允许在血液中积累,它是有毒(toxic)的。
词汇表 训练英文 中文 拼音 assimilation 同化 tóng huà amino acids 氨基酸 ān jī suān proteins 蛋白质 dàn bái zhì deamination 脱氨基作用 tuō ān jī zuò yòng nitrogen 氮 dàn toxic 有毒 yǒu dú 13.1
考试技巧
- 排泄移除代谢废物。二氧化碳通过肺离开;尿素、多余的水和多余的离子通过肾脏离开。
- 尿液路径:肾脏 → 输尿管 → 膀胱 → 尿道。
- 肾单位:肾小球过滤血液;肾单位重吸收所有的葡萄糖、一些离子和大多数的水。留下的是尿液。
- 尿素在肝脏中由多余的氨基酸通过脱氨基作用制造。
- 我们必须排泄尿素,因为它对身体有毒。
-
14
协调与反应
14.1
协调与反应
大纲
Core Supplement 1 State that electrical impulses travel along neurones 2 Describe the mammalian nervous system in terms of: (a) the central nervous system (CNS) consisting of the brain and the spinal cord (b) the peripheral nervous system (PNS) consisting of the nerves outside of the brain and spinal cord 3 Describe the role of the nervous system as coordination and regulation of body functions 4 Identify in diagrams and images sensory, relay and motor neurones 5 Describe a simple reflex arc in terms of: receptor, sensory neurone, relay neurone, motor neurone and effector 6 Describe a reflex action as a means of automatically and rapidly integrating and coordinating stimuli with the responses of effectors (muscles and glands) 7 Describe a synapse as a junction between two neurones 8 Describe the structure of a synapse, including the presence of vesicles containing neurotransmitter molecules, the synaptic gap and receptor proteins 9 Describe the events at a synapse as: (a) an impulse stimulates the release of neurotransmitter molecules from vesicles into the synaptic gap (b) the neurotransmitter molecules diffuse across the gap (c) neurotransmitter molecules bind with receptor proteins on the next neurone (d) an impulse is then stimulated in the next neurone 10 State that synapses ensure that impulses travel in one direction only 来源:剑桥国际大纲
反射弧 大脑通过神经系统协调身体。 你的身体必须协调(coordinate)它所有的部分并对变化作出反应。神经系统(nervous system)用沿神经元(neurones,神经细胞)行进的快速电脉冲(electrical impulses)做这个。它有两部分:
- 中枢神经系统(central nervous system,CNS)——大脑(brain)和脊髓(spinal cord)。
- 周围神经系统(peripheral nervous system,PNS)——大脑和脊髓之外的所有神经。
神经系统协调并调节(regulates)身体的功能。
词汇表 训练英文 中文 拼音 coordinate 协调 xié tiáo nervous system 神经系统 shén jīng xì tǒng electrical impulses 电脉冲 diàn mài chōng neurones 神经元 shén jīng yuán central nervous system 中枢神经系统 zhōng shū shén jīng xì tǒng brain 大脑 dà nǎo spinal cord 脊髓 jí suǐ peripheral nervous system 周围神经系统 zhōu wéi shén jīng xì tǒng regulates 调节 tiáo jié reflex arc 反射弧 fǎn shè hú 14.1
神经元与反射弧
一个神经元(神经细胞)在身体周围携带电脉冲。 有三种神经元:
- 感觉神经元(sensory neurones)——把冲动从感受器运到 CNS。
- 中间神经元(relay neurones)——在 CNS 内部传递冲动。
- 运动神经元(motor neurones)——把冲动从 CNS 运到效应器。
一个反射(reflex)动作是对一个刺激(stimulus,一个变化)的一个快速、自动的反应(response)。它遵循一条固定的路径,反射弧(reflex arc):
感受器(receptor)→ 感觉神经元 → 中间神经元 → 运动神经元 → 效应器(effector,一块肌肉(muscle)或腺体(gland))
在一个反射弧中冲动从感受器 → 感觉 → 中间 → 运动神经元 → 效应器传递 探索The reflex arc
A reflex is a fast, automatic response — the signal takes a short cut through the spinal cord.
词汇表 训练英文 中文 拼音 sensory neurones 感觉神经元 gǎn jué shén jīng yuán relay neurones 中间神经元 zhōng jiān shén jīng yuán motor neurones 运动神经元 yùn dòng shén jīng yuán response 反应 fǎn yìng stimulus 刺激 cì jī receptor 感受器 gǎn shòu qì effector 效应器 xiào yìng qì muscle 肌肉 jī ròu gland 腺体 xiàn tǐ 14.1
突触(拓展)
一个突触(synapse)是两个神经元之间的一个接点(一个微小的间隙)。在一个神经元的末端是容纳神经递质(neurotransmitter)分子的囊泡(vesicles)。跨突触间隙(synaptic gap),下一个神经元有受体蛋白(receptor proteins)。
一个突触处的事件:
- 一个冲动到达并使囊泡把神经递质释放到突触间隙中。
- 神经递质分子跨间隙扩散(diffuse)。
- 它们结合到下一个神经元上的受体蛋白。
- 这在下一个神经元中启动一个新冲动。
突触使冲动只往一个方向行进。
在一个突触处,神经递质跨间隙扩散,所以冲动只往一个方向行进 探索Across the synapse
Neurons don't touch — the impulse crosses the tiny gap using a chemical messenger.
词汇表 训练英文 中文 拼音 synapse 突触 tū chù vesicles 囊泡 náng pào neurotransmitter 神经递质 shén jīng dì zhì synaptic gap 突触间隙 tū chù jiàn xì receptor proteins 受体蛋白 shòu tǐ dàn bái diffuse 扩散 kuò sàn 14.2
感觉器官
大纲
Core Supplement 1 Describe sense organs as groups of receptor cells responding to specific stimuli: light, sound, touch, temperature and chemicals 2 Identify in diagrams and images the structures of the eye, limited to: cornea, iris, pupil, lens, retina, optic nerve and blind spot 3 Describe the function of each part of the eye, limited to: (a) cornea – refracts light (b) iris – controls how much light enters the pupil (c) lens – focuses light on to the retina (d) retina – contains light receptors, some sensitive to light of different colours (e) optic nerve – carries impulses to the brain 4 Explain the pupil reflex, limited to changes in light intensity and pupil diameter 5 Explain the pupil reflex in terms of the antagonistic action of circular and radial muscles in the iris 6 Explain accommodation to view near and distant objects in terms of the contraction and relaxation of the ciliary muscles, tension in the suspensory ligaments, shape of the lens and refraction of light 7 Describe the distribution of rods and cones in the retina of a human 8 Outline the function of rods and cones, limited to: (a) greater sensitivity of rods for night vision (b) three different kinds of cones, absorbing light of different colours, for colour vision 9 Identify in diagrams and images the position of the fovea and state its function 来源:剑桥国际大纲
感觉器官(sense organs)是响应一种刺激——光、声音、触摸、温度或化学物——的感受器细胞群。眼睛响应光。
Parts of the eye
部分 功能 角膜(cornea) 在光进入时折射(refracts,弯曲)光 虹膜(iris) 控制多少光进入瞳孔(pupil) 晶状体(lens) 把光聚焦到视网膜上 视网膜(retina) 含有光感受器,一些对不同颜色敏感 视神经(optic nerve) 把冲动运到大脑 盲点(blind spot) 视神经离开眼睛的地方;它没有感受器 光被角膜和晶状体聚焦到视网膜上;冲动经视神经离开 The pupil reflex
在明亮的光中瞳孔变小,以保护视网膜。在昏暗的光中它变宽,以让更多的光进入。(补充) 这由虹膜中两组拮抗(antagonistic)肌肉完成:环肌(circular muscles)和辐射肌(radial muscles)。在明亮的光中环肌收缩而瞳孔变窄;在昏暗的光中辐射肌收缩而瞳孔变宽。
Accommodation (Supplement)
视觉调节(accommodation)是改变晶状体的形状以聚焦于近或远的物体,用睫状肌(ciliary muscles)和悬韧带(suspensory ligaments):
- 近物体:睫状肌收缩,韧带松弛,而晶状体变胖——更多的折射。
- 远物体:睫状肌放松,韧带拉紧,而晶状体变薄——较少的折射。
Rods and cones (Supplement)
视网膜有两种光感受器:
- 视杆细胞(rods)——非常敏感,适合昏暗光中的视觉(vision,夜视);它们不检测颜色。
- 视锥细胞(cones)——三种,每种吸收一种不同的颜色,给出彩色视觉;它们在明亮的光中工作得最好。
视锥细胞在中央凹(fovea)最密集地聚集,中央凹是视网膜给出最清晰图像的部分。
探索Explore the eye
Tap each part to follow light through the eye — from the cornea and lens that focus it to the retina that detects it.
探索Accommodation — focusing the eye
The eye changes the shape of its lens to focus on near or far objects.
词汇表 训练英文 中文 拼音 reflex 反射 fǎn shè sense organs 感觉器官 gǎn jué qì guān cornea 角膜 jiǎo mó refracts 折射 zhé shè iris 虹膜 hóng mó pupil 瞳孔 tóng kǒng lens 晶状体 jīng zhuàng tǐ retina 视网膜 shì wǎng mó optic nerve 视神经 shì shén jīng blind spot 盲点 máng diǎn antagonistic 拮抗 jié kàng circular muscles 环肌 huán jī radial muscles 辐射肌 fú shè jī accommodation 视觉调节 shì jué tiáo jié ciliary muscles 睫状肌 jié zhuàng jī suspensory ligaments 悬韧带 xuán rèn dài rods 视杆细胞 shì gān xì bāo vision 视觉 shì jué cones 视锥细胞 shì zhuī xì bāo fovea 中央凹 zhōng yāng āo 14.3
激素
大纲
Core Supplement 1 Describe a hormone as a chemical substance, produced by a gland and carried by the blood, which alters the activity of one or more specific target organs 2 Identify in diagrams and images specific endocrine glands and state the hormones they secrete, limited to: (a) adrenal glands and adrenaline (b) pancreas and insulin (c) testes and testosterone (d) ovaries and oestrogen 5 State that glucagon is secreted by the pancreas 3 Describe adrenaline as the hormone secreted in ‘fight or flight’ situations and its effects, limited to: (a) increased breathing rate (b) increased heart rate (c) increased pupil diameter 6 Describe the role of adrenaline in the control of metabolic activity, limited to: (a) increasing the blood glucose concentration (b) increasing heart rate 4 Compare nervous and hormonal control, limited to speed of action and duration of effect 来源:剑桥国际大纲
一个激素(hormone)是一种化学物,由一个腺体制造并在血液中携带,它改变一个或多个靶器官(target organs)的活动。激素由内分泌腺(endocrine glands)制造,它们把它们直接释放到血液中。
腺体 激素 主要效果 肾上腺(adrenal glands) 肾上腺素(adrenaline) 为行动准备身体 胰腺(pancreas) 胰岛素(insulin,以及胰高血糖素(glucagon)) 控制血葡萄糖(glucose) 睾丸(testes) 睾酮(testosterone) 男性发育 卵巢(ovaries) 雌激素(oestrogen) 女性发育 肾上腺素在"战斗或逃跑"情况下被释放,如恐惧或危险。它增加呼吸速率、心率(heart rate)、血葡萄糖浓度(concentration)和瞳孔直径,使身体准备好行动。
肾上腺素通过作用于几个靶器官为行动准备身体 探索How hormones work
Hormones are chemical messengers carried in the blood — slower than nerves, but longer-lasting.
词汇表 训练英文 中文 拼音 hormone 激素 jī sù target organs 靶器官 bǎ qì guān endocrine glands 内分泌腺 nèi fēn mì xiàn adrenal glands 肾上腺 shèn shàng xiàn adrenaline 肾上腺素 shèn shàng xiàn sù pancreas 胰腺 yí xiàn insulin 胰岛素 yí dǎo sù glucagon 胰高血糖素 yí gāo xuè táng sù glucose 葡萄糖 pú táo táng testes 睾丸 gāo wán testosterone 睾酮 gāo tóng ovaries 卵巢 luǎn cháo oestrogen 雌激素 cí jī sù heart rate 心率 xīn lǜ concentration 浓度 nóng dù 14.3
神经调节与激素调节
神经控制 激素控制 速度 非常快 较慢 持续时间(duration) 短暂 更持久 它如何行进 沿神经元的电脉冲 血液中的化学物 神经控制快但短暂;激素控制较慢但更持久 词汇表 训练英文 中文 拼音 duration 持续时间 chí xù shí jiān 14.4
稳态
大纲
Core Supplement 1 Describe homeostasis as the maintenance of a constant internal environment 3 Explain the concept of homeostatic control by negative feedback with reference to a set point 2 State that insulin decreases blood glucose concentration 4 Describe the control of blood glucose concentration by the liver and the roles of insulin and glucagon 5 Outline the treatment of Type 1 diabetes 6 Identify in diagrams and images of the skin: hairs, hair erector muscles, sweat glands, receptors, sensory neurones, blood vessels and fatty tissue 7 Describe the maintenance of a constant internal body temperature in mammals in terms of: insulation, sweating, shivering and the role of the brain 8 Describe the maintenance of a constant internal body temperature in mammals in terms of vasodilation and vasoconstriction of arterioles supplying skin surface capillaries 来源:剑桥国际大纲
负反馈:血糖 稳态(homeostasis)是保持身体内部一个恒定的内环境(environment)——例如一个稳定的温度和一个稳定的血糖水平。
(补充) 稳态通过负反馈(negative feedback)工作:当一个值偏离它的设定点(set point)时,身体行动以把它带回来。变化本身触发纠正。
Controlling blood glucose
肝脏(liver)和胰腺保持血糖稳定:
- 胰岛素在一餐后降低血糖——肝脏把葡萄糖储存为糖原(glycogen)。
- (补充)胰高血糖素在两餐之间提高血糖——肝脏释放葡萄糖。
胰岛素降低血糖而胰高血糖素提高它,把它保持在一个正常水平附近 在 1 型糖尿病(Type 1 diabetes)中,胰腺不能制造胰岛素,所以血糖升得太高。它用胰岛素注射和一份仔细规划的饮食治疗。
例题。 血糖在饭后急剧上升,然后在接下来两小时内回落到正常。说出涉及的器官和激素,以及它们各做什么。胰腺察觉到上升并释放胰岛素。胰岛素让肝脏把葡萄糖从血液中取走,以糖原的形式储存起来,所以血糖回落到正常。两餐之间运行的是相反的回路:胰腺释放胰高血糖素,肝脏重新释放葡萄糖。要把两个词分清 - 胰岛素是激素,糖原是储存物。把它们弄混是最经典的错误。
Controlling body temperature (Supplement)
大脑检测体温度(temperature)并保持它稳定。皮肤帮助:
结构 作用 汗腺(sweat glands) 制造汗;当它蒸发时它使皮肤降温(出汗(sweating)) 立毛肌(hair erector muscles) 竖起毛以困住一层空气 血管(blood vessels) 改变多少血液在皮肤表面附近流动 脂肪组织(fatty tissue) 给隔热(insulation)以减少热量流失 当你太热时:你出汗,而小动脉(arterioles)变宽(血管舒张(vasodilation)),所以更多的血液流到皮肤毛细血管(capillaries)并失去热量。
当你太冷时:你颤抖(shiver,肌肉制造热),而小动脉变窄(血管收缩(vasoconstriction)),所以较少的血液到达表面,把热量留住。
负反馈:一个偏离约 37 °C 的变化触发逆转它的反应,把身体带回正常。 探索Negative feedback
Push body temperature away from its set point and watch negative feedback bring it back to normal.
词汇表 训练英文 中文 拼音 homeostasis 稳态 wěn tài environment 环境 huán jìng negative feedback 负反馈 fù fǎn kuì set point 设定点 shè dìng diǎn liver 肝脏 gān zàng glycogen 糖原 táng yuán diabetes 糖尿病 táng niào bìng temperature 温度 wēn dù sweat glands 汗腺 hàn xiàn sweating 出汗 chū hàn hair erector muscles 立毛肌 lì máo jī blood vessels 血管 xuè guǎn fatty tissue 脂肪组织 zhī fáng zǔ zhī insulation 隔热 gé rè arterioles 小动脉 xiǎo dòng mài vasodilation 血管舒张 xuè guǎn shū zhāng capillaries 毛细血管 máo xì xuè guǎn shiver 颤抖 chàn dǒu vasoconstriction 血管收缩 xuè guǎn shōu suō 14.5
向性反应
大纲
Core Supplement 1 Describe gravitropism as a response in which parts of a plant grow towards or away from gravity 4 Explain phototropism and gravitropism of a shoot as examples of the chemical control of plant growth 2 Describe phototropism as a response in which parts of a plant grow towards or away from the direction of the light source 5 Explain the role of auxin in controlling shoot growth, limited to: (a) auxin is made in the shoot tip (b) auxin diffuses through the plant from the shoot tip (c) auxin is unequally distributed in response to light and gravity (d) auxin stimulates cell elongation 3 Investigate and describe gravitropism and phototropism in shoots and roots 来源:剑桥国际大纲
一个向性(tropism)是一株植物对一个方向的生长反应:
- 向地性(gravitropism)——响应重力(gravity)的生长(根往下长,芽往上长)。
- 向光性(phototropism)——响应光的方向的生长(芽朝光长)。
(补充) 这些反应由一种叫生长素(auxin)的化学物控制:
- 生长素在嫩枝(shoot)尖制造。
- 它往下扩散穿过植物。
- 光或重力使生长素不均匀地铺到一侧。
- 生长素使细胞伸长(elongate,长得更长)。生长素更多的一侧长得更快,所以芽弯曲。
生长素聚集在阴影侧并使那些细胞长得更长,把芽弯向光 探索Phototropism — bending to light
A shoot grows towards light because a hormone makes one side grow faster than the other.
词汇表 训练英文 中文 拼音 tropism 向性 xiàng xìng gravitropism 向地性 xiàng dì xìng gravity 重力 zhòng lì phototropism 向光性 xiàng guāng xìng auxin 生长素 shēng zhǎng sù shoot 嫩枝 nèn zhī elongate 伸长 shēn cháng 14.5
考试技巧
- 神经系统:CNS(大脑 + 脊髓)和 PNS(神经)。冲动沿神经元行进。
- 按顺序学习反射弧:感受器 → 感觉 → 中间 → 运动 → 效应器。
- 在一个突触处,神经递质跨间隙扩散——这使冲动只往一个方向走。
- 眼睛:角膜和晶状体折射光;晶状体改变形状(视觉调节);视杆细胞用于昏暗光,视锥细胞用于颜色。
- 激素比神经更慢但更持久。胰岛素降低血糖;胰高血糖素提高它。
- 太热 → 出汗和血管舒张;太冷 → 颤抖和血管收缩。
- 来自嫩枝尖的生长素通过使细胞伸长来控制向光性和向地性。
-
15
药物
15.1
药物
大纲
Core Supplement 1 Describe a drug as any substance taken into the body that modifies or affects chemical reactions in the body 2 Describe the use of antibiotics for the treatment of bacterial infections 3 State that some bacteria are resistant to antibiotics which reduces the effectiveness of antibiotics 5 Explain how using antibiotics only when essential can limit the development of resistant bacteria such as MRSA 4 State that antibiotics kill bacteria but do not affect viruses 来源:剑桥国际大纲
香烟含有尼古丁,一种成瘾的药物。 一个药物(drug)是任何被带进身体、改变或影响身体中化学反应(chemical reactions)的物质。许多药物是帮助治疗疾病的药品。
词汇表 训练英文 中文 拼音 drug 药物 yào wù chemical reactions 化学反应 huà xué fǎn yìng 15.1
抗生素
抗生素(antibiotics)是用来治疗细菌感染(infections)的药物。它们杀死细菌(bacteria),或阻止它们生长,但它们不影响病毒(viruses)。这就是为什么抗生素不能治愈由病毒引起的感冒或流感。
抗生素杀死细菌但对病毒没有效果 要测试哪种抗生素工作得最好,浸在不同抗生素中的小纸片被放在一个覆盖细菌的培养皿上。在一个抗生素杀死细菌的地方,一个没有生长的清晰环围绕纸片出现。一个更大的环意味着抗生素更有效。
清晰的环显示抗生素在培养皿上杀死了细菌的地方 探索Drug and antibiotic lab
Sort medical examples by what the drug can and cannot do.
词汇表 训练英文 中文 拼音 antibiotics 抗生素 kàng shēng sù infections 感染 gǎn rǎn bacteria 细菌 xì jūn viruses 病毒 bìng dú 15.1
抗生素耐药性
一些细菌对一种抗生素耐药(resistant)——抗生素不再杀死它们。这些细菌存活并繁殖,所以抗生素慢慢对每个人变得较无效。
(补充) 要减慢这个,抗生素应当只在真正需要时使用,而且整个疗程应当总是被完成。太频繁地使用抗生素让耐药细菌,如 MRSA,传播。
耐药细菌在抗生素中存活并繁殖,所以种群变得耐药 例题。 一位病人一感觉好转就停了抗生素,结果感染复发得更严重。请用耐药性解释。在最初的菌群中,少数细菌本来就是耐药的,这是偶然出现的。抗生素杀死了不耐药的那些,于是这少数存活下来、大量繁殖,最终占据菌群的大部分 - 抗生素对它就不再有效了。提前停药,留下的正是最难杀死的那些细菌。要写耐药细菌本来就存在并存活了下来:写抗生素"使它们变得耐药"是错的,会丢掉全部的分。
词汇表 训练英文 中文 拼音 resistant 耐药 nài yào 15.1
考试技巧
- 一个药物是任何改变身体化学反应的物质——不只是非法药物。
- 抗生素只杀死细菌;它们对病毒****不起作用(所以它们对感冒和流感无用)。
- 过度使用抗生素导致像 MRSA 的耐药细菌。只在需要时使用它们,并完成整个疗程。
-
16
生殖
16.1 16.2
无性生殖
大纲
Core Supplement 1 Describe asexual reproduction as a process resulting in the production of genetically identical offspring from one parent 2 Identify examples of asexual reproduction in diagrams, images and information provided 3 Discuss the advantages and disadvantages of asexual reproduction: (a) to a population of a species in the wild (b) to crop production Core Supplement 1 Describe sexual reproduction as a process involving the fusion of the nuclei of two gametes to form a zygote and the production of offspring that are genetically different from each other 3 State that nuclei of gametes are haploid and that the nucleus of a zygote is diploid 2 Describe fertilisation as the fusion of the nuclei of gametes 4 Discuss the advantages and disadvantages of sexual reproduction: (a) to a population of a species in the wild (b) to crop production 来源:剑桥国际大纲
生殖(reproduction)制造同种的新生物。有两种类型。
无性生殖需要一个亲本并给出相同的克隆;有性生殖需要两个并给出多样的后代 Asexual reproduction
无性生殖(asexual reproduction)只需要一个****亲本(parent)。后代(offspring)有与亲本完全相同的基因(genes)——它们遗传上相同(克隆)。
- 优点:它快而且只需要一个亲本——当条件好而稳定时有用。
- 缺点:所有后代都相同,所以若环境(environment)改变(例如一种新疾病)它们可能全部死亡。(在作物中,相同的植物给一个均匀的收成,但一种疾病能消灭整个作物。)
无性生殖快但不给变异,所以一种疾病能杀死每个相同的后代 Sexual reproduction
有性生殖(sexual reproduction)需要两个亲本。它涉及两个配子(gametes,性细胞)的细胞核(nuclei)的融合(fusion,结合)以制造一个合子(zygote)。这种结合叫受精(fertilisation)。后代从两个亲本得到基因的一个混合,所以它们显示变异(variation,它们遗传上不同)。
- 优点:变异意味着若环境改变,一些后代可能存活。
- 缺点:它更慢而且需要两个亲本。
(补充) 配子的细胞核是单倍体(haploid,一套染色体(chromosomes));合子的细胞核是二倍体(diploid,两套)。
探索Asexual reproduction
One parent makes genetically identical offspring (clones) by mitosis — no gametes needed.
词汇表 训练英文 中文 拼音 reproduction 生殖 shēng zhí asexual reproduction 无性生殖 wú xìng shēng zhí parent 亲本 qīn běn offspring 后代 hòu dài genes 基因 jī yīn environment 环境 huán jìng sexual reproduction 有性生殖 yǒu xìng shēng zhí fusion 融合 róng hé nuclei 细胞核 xì bāo hé gametes 配子 pèi zi zygote 合子 hé zǐ variation 变异 biàn yì haploid 单倍体 dān bèi tǐ chromosomes 染色体 rǎn sè tǐ diploid 二倍体 èr bèi tǐ 16.3
植物的有性生殖
大纲
Core Supplement 1 Identify in diagrams and images and draw the following parts of an insect-pollinated flower: sepals, petals, stamens, filaments, anthers, carpels, style, stigma, ovary and ovules 2 State the functions of the structures listed in 16.3.1 3 Identify in diagrams and images and describe the anthers and stigmas of a wind-pollinated flower 4 Distinguish between the pollen grains of insect-pollinated and wind-pollinated flowers 5 Describe pollination as the transfer of pollen grains from an anther to a stigma 9 Describe self-pollination as the transfer of pollen grains from the anther of a flower to the stigma of the same flower or a different flower on the same plant 10 Describe cross-pollination as the transfer of pollen grains from the anther of a flower to the stigma of a flower on a different plant of the same species 11 Discuss the potential effects of self-pollination and cross-pollination on a population, in terms of variation, capacity to respond to changes in the environment and reliance on pollinators 6 State that fertilisation occurs when a pollen nucleus fuses with a nucleus in an ovule 12 Describe the growth of the pollen tube and its entry into the ovule followed by fertilisation (details of production of endosperm and development are not required) 7 Describe the structural adaptations of insect-pollinated and wind-pollinated flowers 8 Investigate and describe the environmental conditions that affect germination of seeds, limited to the requirement for: water, oxygen and a suitable temperature 来源:剑桥国际大纲
Parts of an insect-pollinated flower
部分 功能 萼片(sepals) 在花蕾打开之前保护它 花瓣(petals) 大而色彩鲜艳,以吸引昆虫(insects) 雄蕊(stamens) 雄性部分;每个是一根托起一个花药(anther)的花丝(filament) 花药 制造花粉粒(pollen grains) 雌蕊(carpel) 雌性部分;由一个柱头(stigma)、一个花柱(style)和一个子房(ovary)构成 柱头 接住花粉粒 子房 容纳胚珠(ovules),它们变成种子 一朵虫媒花:雄性雄蕊和雌性雌蕊 
一朵真实的百合:长雄蕊制造花粉而中央柱头接收它 Pollination
传粉(pollination)是花粉粒从一个花药到一个柱头的转移。
- 虫媒花有鲜艳的花瓣、香味和花蜜,以及黏性或带刺的花粉,以吸引昆虫并粘到它们身上。
- 风媒花有小的暗淡花瓣、悬在外面的花药和柱头,以及轻的、光滑的、在风中吹的花粉。
虫媒花艳丽;风媒花小,部件悬在外面 
电子显微镜下看到的花粉粒(加了颜色);每种植物有它自己的图案 (补充) 自花传粉(self-pollination)是花粉落在同一朵花(或同一植物上另一朵花)的柱头上。异花传粉(cross-pollination)是花粉被运到同种不同植物上的一朵花。异花传粉给出更多的变异,帮助种群应对变化,但它依赖传粉者(pollinators)或风。自花传粉更可靠但给较少的变异。
Fertilisation and germination
受精在一个花粉核与一个胚珠中的核融合时发生。(补充) 首先一根花粉管(pollen tube)往下长过花柱进入子房,把花粉核运到胚珠。
一颗种子(seed)只在它有水、氧气(oxygen)和一个合适的温度(temperature)时才会萌发(germinate,开始生长)。
探索Sexual reproduction
Two parents each contribute a gamete; fertilisation combines them, creating variation.
词汇表 训练英文 中文 拼音 sepals 萼片 è piàn petals 花瓣 huā bàn insects 昆虫 kūn chóng stamens 雄蕊 xióng ruǐ filament 花丝 huā sī anther 花药 huā yào pollen grains 花粉粒 huā fěn lì carpel 雌蕊 cí ruǐ stigma 柱头 zhù tóu style 花柱 huā zhù ovary 子房 zi fáng ovules 胚珠 pēi zhū pollination 传粉 chuán fěn self-pollination 自花传粉 zì huā chuán fěn cross-pollination 异花传粉 yì huā chuán fěn pollinators 传粉者 chuán fěn zhě pollen tube 花粉管 huā fěn guǎn seed 种子 zhǒng zi germinate 萌发 méng fā oxygen 氧气 yǎng qì temperature 温度 wēn dù 16.4
人类的有性生殖
大纲
Core Supplement 1 Identify on diagrams and state the functions of the following parts of the male reproductive system: testes, scrotum, sperm ducts, prostate gland, urethra and penis 2 Identify on diagrams and state the functions of the following parts of the female reproductive system: ovaries, oviducts, uterus, cervix and vagina 3 Describe fertilisation as the fusion of the nuclei from a male gamete (sperm) and a female gamete (egg cell) 4 Explain the adaptive features of sperm, limited to: flagellum, mitochondria and enzymes in the acrosome 5 Explain the adaptive features of egg cells, limited to: energy stores and the jelly coat that changes at fertilisation 6 Compare male and female gametes in terms of: size, structure, motility and numbers 7 State that in early development, the zygote forms an embryo which is a ball of cells that implants into the lining of the uterus 8 Identify on diagrams and state the functions of the following in the development of the fetus: umbilical cord, placenta, amniotic sac and amniotic fluid 9 Describe the function of the placenta and umbilical cord in relation to the exchange of dissolved nutrients, gases and excretory products between the blood of the mother and the blood of the fetus 10 State that some pathogens and toxins can pass across the placenta and affect the fetus 来源:剑桥国际大纲
The male reproductive system
部分 功能 睾丸(testes) 制造精子(sperm)和睾酮(testosterone) 阴囊(scrotum) 把睾丸容纳在身体外面,保持略凉 输精管(sperm ducts) 把精子从睾丸运走 前列腺(prostate gland) 加入液体以制造精液 尿道(urethra) 把精液(和尿液)通过阴茎运出 阴茎(penis) 把精子传入雌性 The female reproductive system
部分 功能 卵巢(ovaries) 制造卵细胞(egg cells)和雌激素(oestrogen) 输卵管(oviducts) 把卵运向子宫;受精在这里发生 子宫(uterus) 婴儿在那里发育 子宫颈(cervix) 子宫底部的肌肉环 阴道(vagina) 接收阴茎;也是产道 Gametes and fertilisation
受精是一个雄配子(精子)和一个雌配子(卵细胞)的细胞核的融合。这两个配子适应它们的工作:
精子 卵细胞 大小 非常小 大 数目 数百万 少(约一个月一个) 它能移动吗? 能——用一根鞭毛(flagellum)游泳 不能——它被带着走 特殊特征 许多线粒体(mitochondria)供能;顶体(acrosome)中的酶(enzymes)以钻进卵 一个食物储存;一个胶质层(jelly coat),它在受精后改变以把其他精子挡在外面 精子小而游泳;卵细胞大而储存食物 Pregnancy and the fetus
受精之后合子分裂以构成一个胚胎(embryo)——一个植入(implants)子宫内膜的细胞球。随着它生长,它变成一个胎儿(fetus)。这些结构支持它:
- 胎盘(placenta)——溶解的营养物质、气体和废物在母亲的血液和胎儿的血液之间交换的地方(两者从不混合)。
- 脐带(umbilical cord)——把胎儿连到胎盘。
- 羊膜囊(amniotic sac)——胎儿周围的一个囊,充满缓冲它的羊水(amniotic fluid)。
胎儿在子宫中发育,由胎盘、脐带和羊膜囊支持 (补充) 一些病原体(pathogens)和毒素(toxins)能穿过胎盘并伤害胎儿。
探索Reproductive organ lab
Match each organ to its role in human reproduction.
探索Fertilisation to pregnancy
Follow the route from gametes to implantation.
词汇表 训练英文 中文 拼音 fertilisation 受精 shòu jīng testes 睾丸 gāo wán sperm 精子 jīng zi testosterone 睾酮 gāo tóng scrotum 阴囊 yīn náng sperm ducts 输精管 shū jīng guǎn prostate gland 前列腺 qián liè xiàn urethra 尿道 niào dào penis 阴茎 yīn jīng ovaries 卵巢 luǎn cháo egg cells 卵细胞 luǎn xì bāo oestrogen 雌激素 cí jī sù oviducts 输卵管 shū luǎn guǎn uterus 子宫 zi gōng cervix 子宫颈 zi gōng jǐng vagina 阴道 yīn dào flagellum 鞭毛 biān máo mitochondria 线粒体 xiàn lì tǐ enzymes 酶 méi acrosome 顶体 dǐng tǐ jelly coat 胶质层 jiāo zhì céng embryo 胚胎 pēi tāi implants 植入 zhí rù fetus 胎儿 tāi ér placenta 胎盘 tāi pán umbilical cord 脐带 qí dài amniotic sac 羊膜囊 yáng mó náng amniotic fluid 羊水 yáng shuǐ pathogens 病原体 bìng yuán tǐ toxins 毒素 dú sù pregnancy 怀孕 huái yùn 16.5
人类的性激素
大纲
Core Supplement 1 Describe the roles of testosterone and oestrogen in the development and regulation of secondary sexual characteristics during puberty 2 Describe the menstrual cycle in terms of changes in the ovaries and in the lining of the uterus 3 Describe the sites of production of oestrogen and progesterone in the menstrual cycle and in pregnancy 4 Explain the role of hormones in controlling the menstrual cycle and pregnancy, limited to FSH, LH, progesterone and oestrogen 来源:剑桥国际大纲
Puberty
在青春期(puberty),性激素(hormones)使身体发育第二性征(secondary sexual characteristics)——如体毛、男孩更深的声音,和女孩的乳房。睾酮在男孩中做这个;雌激素在女孩中做它。
The menstrual cycle
月经周期(menstrual cycle,约 28 天)为一个可能的怀孕准备子宫:
- 子宫内膜增厚。
- 约第 14 天一个卵巢释放一个卵(排卵(ovulation))。
- 若卵没有受精,内膜分解并离开身体(一次月经),而周期再次开始。
内膜增厚,一个卵在第 14 天被释放,若没有怀孕则一次月经随之而来 (补充) 四种激素控制周期:FSH(使一个卵成熟并使卵巢释放雌激素)、LH(触发排卵)、雌激素(修复并增厚内膜),和孕酮(progesterone,保持内膜厚)。雌激素和孕酮在卵巢中制造;怀孕(pregnancy)期间,孕酮把内膜保持在原位。
例题。 一位女性的月经周期规律,为 28 天,她的月经在本月 1 日开始。她最可能受孕的大约是哪一天?排卵大约发生在第 14 天,所以从月经开始那天往后数 14 天,指向本月大约 14 日,它前后几天受孕机会最大。第 1 天是月经开始的那天,不是月经结束的那天 - 从错误的那天开始数,正是大多数周期题目出错的原因。
探索The menstrual cycle
Hormones control a roughly monthly cycle that prepares the uterus for a possible pregnancy.
词汇表 训练英文 中文 拼音 puberty 青春期 qīng chūn qī hormones 激素 jī sù secondary sexual characteristics 第二性征 dì èr xìng zhēng menstrual cycle 月经周期 yuè jīng zhōu qī ovulation 排卵 pái luǎn progesterone 孕酮 yùn tóng 16.6
性传播感染
大纲
Core Supplement 1 Describe a sexually transmitted infection (STI) as an infection that is transmitted through sexual contact 2 State that human immunodeficiency virus (HIV) is a pathogen that causes an STI 3 State that HIV infection may lead to AIDS 4 Describe the methods of transmission of HIV 5 Explain how the spread of STIs is controlled 来源:剑桥国际大纲
一种性传播感染(sexually transmitted infection,STI)是一种通过性接触传播的感染(infection)。
HIV 是一种引起一种 STI 的病毒(virus),而它能导致 AIDS,在其中免疫系统停止正常工作。HIV 在受感染的体液中传递——例如通过共用针头、在性行为期间,或从母亲到婴儿(跨胎盘或在母乳中)。
STI 的传播通过使用避孕套、有更少的伴侣、检测和治疗受感染的人,以及不共用针头来控制。
探索STI prevention chain
See where prevention breaks transmission.
词汇表 训练英文 中文 拼音 sexually transmitted infection 性传播感染 xìng chuán bō gǎn rǎn infection 感染 gǎn rǎn virus 病毒 bìng dú 16.6
考试技巧
- 无性:一个亲本,相同的后代(没有变异)。有性:两个亲本,配子融合,后代显示变异。
- 受精 = 两个配子核的融合 → 合子。(补充:配子单倍体,合子二倍体。)
- 学习花的部分以及哪些是雄性(雄蕊)和雌性(雌蕊)。比较虫媒和风媒花。
- 精子:小、多、移动(鞭毛)。卵:大、少,带一个食物储存。
- 月经周期:内膜增厚 → 排卵(第 14 天)→ 若没有受精则月经。(补充:FSH、LH、雌激素、孕酮。)
- HIV 是一种引起一种 STI 并能导致 AIDS 的病毒;它通过体液传播。
-
17
遗传
17.1
染色体、基因与蛋白质
大纲
Core Supplement 1 State that chromosomes are made of DNA, which contains genetic information in the form of genes 2 Define a gene as a length of DNA that codes for a protein 3 Define an allele as an alternative form of a gene 4 Describe the inheritance of sex in humans with reference to X and Y chromosomes 5 State that the sequence of bases in a gene determines the sequence of amino acids used to make a specific protein (knowledge of the details of nucleotide structure is not required) 6 Explain that different sequences of amino acids give different shapes to protein molecules 7 Explain that DNA controls cell function by controlling the production of proteins, including enzymes, membrane carriers and receptors for neurotransmitters 8 Explain how a protein is made, limited to: • the gene coding for the protein remains in the nucleus • messenger RNA (mRNA) is a copy of a gene • mRNA molecules are made in the nucleus and move to the cytoplasm • the mRNA passes through ribosomes • the ribosome assembles amino acids into protein molecules • the specific sequence of amino acids is determined by the sequence of bases in the mRNA (knowledge of the details of transcription or translation is not required) 9 Explain that most body cells in an organism contain the same genes, but many genes in a particular cell are not expressed because the cell only makes the specific proteins it needs 10 Describe a haploid nucleus as a nucleus containing a single set of chromosomes 11 Describe a diploid nucleus as a nucleus containing two sets of chromosomes 12 State that in a diploid cell, there is a pair of each type of chromosome and in a human diploid cell there are 23 pairs 来源:剑桥国际大纲
DNA 在它的双螺旋结构中携带遗传信息。 染色体(chromosomes)由 DNA 构成,它在叫基因(genes)的单元中携带遗传信息。
- 一个基因是一段为一个蛋白质(protein)编码(codes)的 DNA。
- 一个等位基因(allele)是一个基因的一个替代形式。例如,一个眼睛颜色的基因可能有一个棕色等位基因和一个蓝色等位基因。
一个染色体由 DNA 构成并携带基因;一个基因是 DNA 的一段 Sex chromosomes
性别通过性染色体(sex chromosomes)遗传。女性是 XX 而男性是 XY。一个卵总是携带一个 X;一个精子携带一个 X 或一个 Y,所以精子决定婴儿的性别。这给出女孩对男孩 1:1 的比例(ratio)。
XX × XY 给出女孩对男孩 1:1 的比例;精子决定性别 词汇表 训练英文 中文 拼音 chromosomes 染色体 rǎn sè tǐ genes 基因 jī yīn codes 编码 biān mǎ allele 等位基因 děng wèi jī yīn sex chromosomes 性染色体 xìng rǎn sè tǐ ratio 比例 bǐ lì 17.1
DNA 如何调控细胞(拓展)
一个基因的碱基序列(base sequence)设定一个蛋白质中氨基酸(amino acids)的顺序。一个不同的氨基酸顺序把蛋白质折叠成一个不同的形状,而形状决定它的工作。所以 DNA 通过控制哪些蛋白质被制造来控制细胞——包括酶(enzymes)、膜载体和神经递质(neurotransmitters)的受体蛋白(receptor proteins)。
大多数体细胞容纳相同的基因,但每个细胞只表达(expresses,开启)它需要的基因,所以它只制造用于它自己工作的蛋白质。
词汇表 训练英文 中文 拼音 proteins 蛋白质 dàn bái zhì base sequence 碱基序列 jiǎn jī xù liè amino acids 氨基酸 ān jī suān enzymes 酶 méi receptor proteins 受体蛋白 shòu tǐ dàn bái neurotransmitters 神经递质 shén jīng dì zhì expresses 表达 biǎo dá 17.1
合成蛋白质(拓展)
一个基因待在细胞核(nucleus)中,但蛋白质在细胞质(cytoplasm)中制造。它们之间的联系是信使(messenger)RNA(mRNA):
- mRNA 在细胞核中作为基因的一个副本被制造。
- mRNA 移出到细胞质并通过一个核糖体(ribosome)。
- 核糖体读 mRNA 的碱基(bases)并按匹配的顺序连接氨基酸以构建蛋白质。
mRNA 复制一个基因,然后一个核糖体读它以从氨基酸构建一个蛋白质 探索From gene to protein
Step along the DNA template: each base pairs to an mRNA base, and every three bases (a codon) codes for one amino acid in the protein.
词汇表 训练英文 中文 拼音 nucleus 细胞核 xì bāo hé cytoplasm 细胞质 xì bāo zhì messenger 信使 xìn shǐ ribosome 核糖体 hé táng tǐ bases 碱基 jiǎn jī 17.2 17.3
有丝分裂
大纲
Core Supplement 1 Describe mitosis as nuclear division giving rise to genetically identical cells (details of the stages of mitosis are not required) 2 State the role of mitosis in growth, repair of damaged tissues, replacement of cells and asexual reproduction 3 State that the exact replication of chromosomes occurs before mitosis 4 State that during mitosis, the copies of chromosomes separate, maintaining the chromosome number in each daughter cell 5 Describe stem cells as unspecialised cells that divide by mitosis to produce daughter cells that can become specialised for specific functions Core Supplement 1 State that meiosis is involved in the production of gametes 2 Describe meiosis as a reduction division in which the chromosome number is halved from diploid to haploid resulting in genetically different cells (details of the stages of meiosis are not required) 来源:剑桥国际大纲
有丝分裂:一个细胞变成两个 一个核型显示一个人类细胞中的全套染色体。 体细胞是二倍体(diploid,两套染色体;人类有 23 对)。配子是单倍体(haploid,一套)。细胞通过细胞核分裂(division)制造新细胞,有两种。
有丝分裂(mitosis):
- 制造两个与亲代细胞遗传上相同的细胞。
- 染色体在分裂之前被精确地复制(复制(replication)),所以每个子细胞(daughter cell)保留完整的染色体数目。
- 它被用于生长、组织修复、替换旧细胞和无性生殖(asexual reproduction)。
- 干细胞(stem cells)是通过有丝分裂分裂的未特化细胞;它们的子细胞随即能变得特化。
减数分裂(meiosis):
- 制造配子(gametes)。
- 它是一个减数分裂:染色体数目被减半,从二倍体到单倍体。
- 它制造的细胞彼此遗传上不同。
有丝分裂制造两个相同的二倍体细胞;减数分裂制造四个不同的单倍体配子 探索Mitosis
Mitosis makes two genetically identical cells — for growth, repair and asexual reproduction.
词汇表 训练英文 中文 拼音 division 分裂 fēn liè diploid 二倍体 èr bèi tǐ haploid 单倍体 dān bèi tǐ mitosis 有丝分裂 yǒu sī fēn liè replication 复制 fù zhì daughter cell 子细胞 zi xì bāo asexual reproduction 无性生殖 wú xìng shēng zhí stem cells 干细胞 gàn xì bāo meiosis 减数分裂 jiǎn shù fēn liè gametes 配子 pèi zi 17.4
单基因遗传
大纲
Core Supplement 1 Describe inheritance as the transmission of genetic information from generation to generation 2 Describe genotype as the genetic make-up of an organism and in terms of the alleles present 3 Describe phenotype as the observable features of an organism 4 Describe homozygous as having two identical alleles of a particular gene 5 State that two identical homozygous individuals that breed together will be pure-breeding 6 Describe heterozygous as having two different alleles of a particular gene 7 State that a heterozygous individual will not be pure-breeding 8 Describe a dominant allele as an allele that is expressed if it is present in the genotype 9 Describe a recessive allele as an allele that is only expressed when there is no dominant allele of the gene present in the genotype 10 Interpret pedigree diagrams for the inheritance of a given characteristic 11 Use genetic diagrams to predict the results of monohybrid crosses and calculate phenotypic ratios, limited to 1:1 and 3:1 ratios 13 Explain how to use a test cross to identify an unknown genotype 12 Use Punnett squares in crosses which result in more than one genotype to work out and show the possible different genotypes 14 Describe codominance as a situation in which both alleles in heterozygous organisms contribute to the phenotype 15 Explain the inheritance of ABO blood groups: phenotypes are A, B, AB and O blood groups and alleles are $I^A$, $I^B$ and $I^o$ 16 Describe a sex-linked characteristic as a feature in which the gene responsible is located on a sex chromosome and that this makes the characteristic more common in one sex than in the other 17 Describe red-green colour blindness as an example of sex linkage 18 Use genetic diagrams to predict the results of monohybrid crosses involving codominance or sex linkage and calculate phenotypic ratios 来源:剑桥国际大纲
遗传(inheritance)是遗传信息从一代到下一代的传递。学习这些词:
一个显性等位基因用一个副本就显示;一个隐性的需要两个 词 意义 基因型(genotype) 一个生物体拥有的等位基因(它的遗传构成) 表现型(phenotype) 你能观察到的特征 显性(dominant)等位基因 即使只有一个副本存在也在表现型中显示(写成一个大写字母,例如 B) 隐性(recessive)等位基因 只在没有显性等位基因存在时才显示(小写字母,例如 b) 纯合子(homozygous) 两个相同的等位基因(BB 或 bb);这些真实繁殖,或纯种(pure-breeding) 杂合子(heterozygous) 两个不同的等位基因(Bb);不是纯种繁殖 词汇表 训练英文 中文 拼音 inheritance 遗传 yí chuán genotype 基因型 jī yīn xíng phenotype 表现型 biǎo xiàn xíng dominant 显性 xiǎn xìng recessive 隐性 yǐn xìng homozygous 纯合子 chún hé zǐ pure-breeding 纯种 chún zhǒng heterozygous 杂合子 zá hé zǐ 17.4
单基因杂交
要预测一个涉及一个基因的杂交(cross)的后代,用一个遗传图或一个庞纳特方格(Punnett square):
- 写每个亲代的基因型,然后配子(每个配子携带一个等位基因)。
- 在一个网格中组合它们以找到可能的后代基因型和表现型。
两个杂合子亲代(Bb × Bb)给出显性对隐性 3:1 的比例。一个杂合子与一个纯合隐性杂交(Bb × bb)给出 1:1 的比例。你也可以读一个系谱图(pedigree diagram,一个家谱)以跟踪一个特征并算出基因型。
一个 Bb × Bb 的庞纳特方格给出显性对隐性 3:1 的比例 (补充) 一个测交(test cross)找到一个未知的基因型:把未知的与一个纯合隐性杂交。若任何后代显示隐性特征,未知的一定曾是杂合子。
例题。 棕色眼睛(B)对蓝色眼睛(b)是显性。一对棕眼父母生了一个蓝眼孩子。写出父母的基因型,以及他们下一个孩子是蓝眼的概率。从孩子入手:蓝色是隐性,所以孩子必定是 bb,他从父母各得到一个 b。所以父母各自都带有一个 b。但父母都表现为棕眼,所以各自还必定带有一个 B:父母都是 Bb。Bb × Bb 的庞纳特方格给出 BB、Bb、Bb 和 bb,所以孩子是蓝眼的概率是 1/4(25%)。永远从隐性个体倒推 - 隐性表现型能精确锁定基因型,其余的都能顺着推出来。25% 对每一个孩子单独成立:前三个是棕眼,并不会让第四个变成蓝眼。
探索Predicting a genetic cross
A Punnett square shows the possible combinations of alleles offspring can inherit from two parents.
探索A monohybrid cross
Set each parent's genotype and read the offspring. Two heterozygotes (Aa × Aa) give a 3 : 1 ratio.
词汇表 训练英文 中文 拼音 cross 杂交 zá jiāo Punnett square 庞纳特方格 páng nà tè fāng gé pedigree diagram 系谱图 xì pǔ tú test cross 测交 cè jiāo 17.4
共显性与血型(拓展)
在共显性(codominance)中,一个杂合子生物体中的两个等位基因都在表现型中显示。
ABO 血型(blood groups)是一个例子。等位基因是 $I^A$、$I^B$ 和 $I^o$。等位基因 $I^A$ 和 $I^B$ 是共显性的,而 $I^o$ 是隐性的:
- $I^A I^A$ 或 $I^A I^o$ → A 型
- $I^B I^B$ 或 $I^B I^o$ → B 型
- $I^A I^B$ → AB 型(两个等位基因都显示)
- $I^o I^o$ → O 型
探索Codominance cross
When both alleles show in the phenotype (codominance), the heterozygote shows BOTH features — work it out with a Punnett square.
词汇表 训练英文 中文 拼音 codominance 共显性 gòng xiǎn xìng blood groups 血型 xuè xíng 17.4
伴性遗传(拓展)
一个伴性遗传(sex-linked)特征由一个性染色体(通常是 X)上的一个基因控制。因为男性只有一个 X 染色体,它上面的一个隐性等位基因总是在男性中显示,所以这个特征在男性中比在女性中更常见。
红绿色盲(red-green colour blindness)是一个例子:隐性等位基因在 X 染色体上,所以它在男孩中比在女孩中常见得多。
词汇表 训练英文 中文 拼音 sex-linked 伴性遗传 bàn xìng yí chuán colour blindness 色盲 sè máng 17.4
考试技巧
- 基因 = 一段为一个蛋白质编码的 DNA。等位基因 = 一个基因的一个形式。
- 基因型 = 存在的等位基因;表现型 = 你看到的。纯合子 = 两个相同;杂合子 = 两个不同。
- 显性用一个副本就显示;隐性需要两个副本。
- 学习画一个庞纳特方格。Bb × Bb → 3:1;Bb × bb → 1:1。
- (补充)共显性:两个等位基因都显示(血型 AB)。伴性遗传:X 上的一个基因,在男孩中更常见(色盲)。
-
18
变异与选择
18.1
变异
大纲
Core Supplement 1 Describe variation as differences between individuals of the same species 2 State that continuous variation results in a range of phenotypes between two extremes; examples include body length and body mass 3 State that discontinuous variation results in a limited number of phenotypes with no intermediates; examples include ABO blood groups, seed shape in peas and seed colour in peas 4 State that discontinuous variation is usually caused by genes only and continuous variation is caused by both genes and the environment 5 Investigate and describe examples of continuous and discontinuous variation 6 Describe mutation as genetic change 9 Describe gene mutation as a random change in the base sequence of DNA 7 State that mutation is the way in which new alleles are formed 10 State that mutation, meiosis, random mating and random fertilisation are sources of genetic variation in populations 8 State that ionising radiation and some chemicals increase the rate of mutation 来源:剑桥国际大纲
人们在许多遗传特征上显示广泛的变异。 变异(variation)意味着同一物种(species)个体之间的差异。有两种类型:
- 连续变异(continuous variation)——两个极端之间表现型(phenotypes)的一个平滑范围(例如身长和体重)。
- 不连续变异(discontinuous variation)——几个分开的表现型,中间什么都没有(例如 ABO 血型(ABO blood groups),或豌豆的种子形状)。
不连续变异通常只由基因(genes)引起。连续变异由基因和环境(environment)两者引起——例如,你的身高取决于你的基因,也取决于你的饮食。
连续变异是一个平滑的范围;不连续变异落入分开的组 Mutation
一个突变(mutation)是一个遗传改变。突变是新****等位基因(alleles)被制造的方式,所以它们是所有变异的原始来源。(补充) 一个基因突变(gene mutation)是 DNA 的碱基序列(base sequence)中的一个随机改变。
一个突变改变 DNA 碱基,制造一个新等位基因 电离辐射(ionising radiation,如 X 射线)和一些化学物提高突变的速率(rate)。(补充) 遗传变异的其他来源是减数分裂(meiosis)、随机交配和随机受精(fertilisation)。
探索Variation lab
Classify examples of variation by pattern and cause.
词汇表 训练英文 中文 拼音 variation 变异 biàn yì species 物种 wù zhǒng continuous variation 连续变异 lián xù biàn yì phenotypes 表现型 biǎo xiàn xíng discontinuous variation 不连续变异 bù lián xù biàn yì ABO blood groups 血型 xuè xíng genes 基因 jī yīn environment 环境 huán jìng mutation 突变 tū biàn alleles 等位基因 děng wèi jī yīn gene mutation 基因突变 jī yīn tū biàn base sequence 碱基序列 jiǎn jī xù liè ionising radiation 电离辐射 diàn lí fú shè rate 速率 sù lǜ meiosis 减数分裂 jiǎn shù fēn liè fertilisation 受精 shòu jīng 18.2
适应性特征
大纲
Core Supplement 1 Describe an adaptive feature as an inherited feature that helps an organism to survive and reproduce in its environment 2 Interpret images or other information about a species to describe its adaptive features 3 Explain the adaptive features of hydrophytes and xerophytes to their environments 来源:剑桥国际大纲
一个适应特征(adaptive feature)是一个帮助一个生物体在它环境中生存(survive)和生殖(reproduce)的遗传(inherited)特征。
(补充)
- 水生植物(hydrophytes,水生植物)有像气腔的特征以帮助它们浮起,以及叶上表面的气孔。
- 旱生植物(xerophytes,沙漠植物)有像厚蜡质角质层、少而小的气孔,以及储存水的能力的特征——都是为了减少水分流失。
探索Selection shapes adaptations
On a dark, sooty tree the better-camouflaged moths survive and breed, so the population shifts — adaptive features arise by natural selection.
词汇表 训练英文 中文 拼音 adaptive feature 适应特征 shì yìng tè zhēng inherited 遗传 yí chuán survive 生存 shēng cún reproduce 生殖 shēng zhí hydrophytes 水生植物 shuǐ shēng zhí wù xerophytes 旱生植物 hàn shēng zhí wù 18.3
选择
大纲
Core Supplement 1 Describe natural selection with reference to: (a) genetic variation within populations (b) production of many offspring (c) struggle for survival, including competition for resources (d) a greater chance of reproduction by individuals that are better adapted to the environment than others (e) these individuals pass on their alleles to the next generation 4 Describe adaptation as the process, resulting from natural selection, by which populations become more suited to their environment over many generations 5 Describe the development of strains of antibiotic resistant bacteria as an example of natural selection 2 Describe selective breeding with reference to: (a) selection by humans of individuals with desirable features (b) crossing these individuals to produce the next generation (c) selection of offspring showing the desirable features 3 Outline how selective breeding by artificial selection is carried out over many generations to improve crop plants and domesticated animals and apply this to given contexts 6 Outline the differences between natural and artificial selection 来源:剑桥国际大纲
自然选择:桦尺蛾 自然选择(natural selection)解释一个物种如何变得更适合它的环境:
- 一个种群中有遗传变异(由突变引起)。
- 生物体产生许多后代(offspring)——多于能存活的。
- 有一个生存斗争,为食物和空间等资源(resources)竞争(competition)。
- 更好适应(adapted)的个体更可能存活和生殖。
- 它们传递它们的等位基因,所以有益的等位基因在下一代变得更常见。
自然选择:最好适应的存活、生殖并传递它们的等位基因 
桦尺蛾的深色(黑化)型——在被烟熏黑的树皮上受青睐的型 (补充) 经过许多代这使种群更适合它的环境;这个过程叫适应。一个清晰的例子是抗生素(antibiotic)耐药细菌(bacteria):少数细菌携带一个耐药(resistant)等位基因并在抗生素中存活,然后繁殖,直到整个种群耐药。
例题。 某种蛾大多是浅色的。煤烟把它们停歇的树干熏黑,几十年内大多数蛾都变成了深色。请用自然选择解释。变异本来就存在:偶然地有少数深色蛾,由突变引起。在被熏黑的树皮上,深色蛾伪装得更好,所以鸟吃掉的更少,它们更可能存活。存活者繁殖,把深色的等位基因传给后代,所以它每一代都变得更常见,直到大多数蛾都是深色。按这条链来写:变异、存活、繁殖、等位基因变得更常见。蛾不是为了躲藏才变黑的 - 只是深色的那些存活得更多。
探索Natural selection
Individuals best suited to their environment survive and pass on their genes — so the population changes over time.
探索Natural selection
Run the generations: birds eat the moths that stand out, so the camouflaged ones survive and breed — the population shifts to match the forest.
词汇表 训练英文 中文 拼音 natural selection 自然选择 zì rán xuǎn zé many offspring 后代 hòu dài competition 竞争 jìng zhēng resources 资源 zī yuán adapted 适应 shì yìng antibiotic 抗生素 kàng shēng sù bacteria 细菌 xì jūn resistant 耐药 nài yào 18.3
选择育种
在选择育种(selective breeding,也叫人工选择(artificial selection))中,人类选择哪些生物体繁殖:
- 选择有你想要特征的个体。
- 把它们杂交以产生下一代。
- 选择显示那些特征的后代,并经过许多代重复。
在选择育种中,人类经过许多代选择哪些生物体繁殖 这被用来改良农作物(crops,例如一个更高的产量)和农场动物(例如给更多奶的奶牛)。
(补充) 关键的区别:在自然选择中环境决定哪些个体存活;在人工选择中人类决定。
探索Selective breeding
Humans choose which organisms breed, to develop a useful feature over many generations.
词汇表 训练英文 中文 拼音 selective breeding 选择育种 xuǎn zé yù zhǒng artificial selection 人工选择 rén gōng xuǎn zé crops 农作物 nóng zuò wù 18.3
考试技巧
- 连续变异 = 一个范围(基因 + 环境);不连续 = 分开的组(只有基因)。
- 突变制造新等位基因——所有变异的来源。辐射和一些化学物提高突变速率。
- 自然选择:变异 → 太多的后代 → 斗争和竞争 → 最好适应的存活和生殖 → 它们传递它们的等位基因。
- 细菌中的抗生素耐药性是自然选择在行动。
- 选择育种(人工选择):人类挑选亲代;在自然选择中,环境"挑选"。
-
19
生物与环境
19.1
能量流动
大纲
Core Supplement 1 State that the Sun is the principal source of energy input to biological systems 2 Describe the flow of energy through living organisms, including light energy from the Sun and chemical energy in organisms, and its eventual transfer to the environment 来源:剑桥国际大纲
太阳是几乎所有生命的能量(energy)的主要来源。植物通过光合作用(photosynthesis)捕获光能并把它作为化学能储存在食物中。这个能量随即随着生物取食从一个生物传到另一个。在每一步,一些能量被损失(大多作为来自呼吸作用(respiration)的热)到环境(environment)中。能量单向流动——它不被回收。
探索Energy flow through a food chain
Energy from the Sun enters living things through plants, then passes along the food chain — losing a lot at each step.
词汇表 训练英文 中文 拼音 energy 能量 néng liàng photosynthesis 光合作用 guāng hé zuò yòng respiration 呼吸作用 hū xī zuò yòng environment 环境 huán jìng 19.2
食物链与食物网
大纲
Core Supplement 1 Describe a food chain as showing the transfer of energy from one organism to the next, beginning with a producer 2 Construct and interpret simple food chains 3 Describe a food web as a network of interconnected food chains and interpret food webs 4 Describe a producer as an organism that makes its own organic nutrients, usually using energy from sunlight, through photosynthesis 5 Describe a consumer as an organism that gets its energy by feeding on other organisms 6 State that consumers may be classed as primary, secondary, tertiary and quaternary according to their position in a food chain 7 Describe a herbivore as an animal that gets its energy by eating plants 8 Describe a carnivore as an animal that gets its energy by eating other animals 9 Describe a decomposer as an organism that gets its energy from dead or waste organic material 10 Use food chains and food webs to describe the impact humans have through overharvesting of food species and through introducing foreign species to a habitat 11 Draw, describe and interpret pyramids of numbers and pyramids of biomass 15 Draw, describe and interpret pyramids of energy 12 Discuss the advantages of using a pyramid of biomass rather than a pyramid of numbers to represent a food chain 16 Discuss the advantages of using a pyramid of energy rather than pyramids of numbers or biomass to represent a food chain 13 Describe a trophic level as the position of an organism in a food chain, food web or ecological pyramid 14 Identify the following as the trophic levels in food webs, food chains and ecological pyramids: producers, primary consumers, secondary consumers, tertiary consumers and quaternary consumers 17 Explain why the transfer of energy from one trophic level to another is often not efficient 18 Explain, in terms of energy loss, why food chains usually have fewer than five trophic levels 19 Explain why it is more energy efficient for humans to eat crop plants than to eat livestock that have been fed on crop plants 来源:剑桥国际大纲
一个稀树草原生态系统:由取食关系连接的生物。 一个食物链(food chain)显示能量从一个生物到下一个的转移,以一个生产者开始。每个箭头指向能量流动的方向:
草 → 兔子 → 狐狸
一个食物链:箭头显示能量从生产者传给消费者 一个食物网(food web)是许多食物链连接在一起。
一个食物网是几个食物链连接在一起 Producers, consumers and decomposers
类型 意义 生产者(producer) 制造它自己的食物(有机营养物质(nutrients)),通常通过光合作用 消费者(consumer) 通过取食其他生物得到它的能量 食草动物(herbivore) 一个吃植物的消费者 食肉动物(carnivore) 一个吃其他动物的消费者 分解者(decomposer) 从死的或废物材料得到它的能量,引起分解(decomposition) 消费者按它们的位置命名:一个初级消费者吃生产者;一个次级消费者吃初级消费者;然后是三级和四级消费者。
Trophic levels and pyramids
一个营养级(trophic level)是一个生物在一个食物链中的位置(生产者第一,然后初级消费者,如此等等)。你可以把一个食物链显示为一个金字塔(pyramid):
- 一个数量金字塔数每一级的生物。
- 一个生物量金字塔(pyramid of biomass)显示每一级的总质量——通常是一个更好的图景,因为它不取决于生物有多大。
- (补充) 一个能量金字塔显示每一级的能量——所有中最有用的图景。
只有约 10% 的能量往每一级上传,所以各级变小 Energy loss along a chain (Supplement)
只有约 10% 的一个营养级的能量传到下一个。其余的作为热(来自呼吸作用)、在运动中和在废物中损失。因为损失了这么多能量,食物链通常有少于五个营养级。人们直接吃农作物(crop plants)比吃被那些作物喂养的动物更节能,因为每个额外的级浪费能量。
例题。 一片田地里的生产者固定了 40 000 kJ 的能量。大约有多少能到达次级消费者?为什么食物链都很短?每一步大约只有 10% 传递下去。初级消费者得到 40 000 的 10% = 4000 kJ。次级消费者得到 4000 的 10% = 400 kJ - 只有植物所固定能量的 1%。经过几个营养级之后,剩下的能量已经少到无法再支撑一级,所以食物链很少超过五级。10% 要在每一步都再用一次,而不是整条链只用一次。
Human impact
人类能通过以下损害食物网:
- 过度捕捞(overharvesting)——取太多的一个物种(如过度捕鱼),所以它的数目崩溃。
- 引入一个外来物种(foreign species)——一个新物种可能没有捕食者,并可能挤走本地物种。
探索Food web energy route
Move energy from producer to consumers and see why each link loses energy.
探索Build the pyramid of energy
Drag the energy the plants capture and watch only a tenth pass up each level — so the top predator is left with almost nothing.
词汇表 训练英文 中文 拼音 food chain 食物链 shí wù liàn food web 食物网 shí wù wǎng producer 生产者 shēng chǎn zhě nutrients 营养物质 yíng yǎng wù zhì consumer 消费者 xiāo fèi zhě herbivore 食草动物 shí cǎo dòng wù carnivore 食肉动物 shí ròu dòng wù decomposer 分解者 fēn jiě zhě decomposition 分解 fēn jiě trophic level 营养级 yíng yǎng jí pyramid 金字塔 jīn zì tǎ biomass 生物量 shēng wù liàng crop plants 农作物 nóng zuò wù overharvesting 过度捕捞 guò dù bǔ lāo foreign species 外来物种 wài lái wù zhǒng species 物种 wù zhǒng ecosystem 生态系统 shēng tài xì tǒng 19.3
营养物质循环
大纲
Core Supplement 1 Describe the carbon cycle, limited to: photosynthesis, respiration, feeding, decomposition, formation of fossil fuels and combustion 2 Describe the nitrogen cycle with reference to: • decomposition of plant and animal protein to ammonium ions • nitrification • nitrogen fixation by lightning and bacteria • absorption of nitrate ions by plants • production of amino acids and proteins • feeding and digestion of proteins • deamination • denitrification 3 State the roles of microorganisms in the nitrogen cycle, limited to: decomposition, nitrification, nitrogen fixation and denitrification (generic names of individual bacteria, e.g. Rhizobium, are not required) 来源:剑桥国际大纲
不像能量,营养物质被回收——一遍又一遍地使用。
The carbon cycle
在碳循环(carbon cycle)中:
- 光合作用从空气中移除二氧化碳(carbon dioxide)。
- 呼吸作用和燃烧(combustion,烧)把二氧化碳还给空气。
- 取食把碳从一个生物传给下一个。
- 分解把碳还给空气和土壤。
- 经过数百万年,死的生物能构成化石燃料(fossil fuels,煤和油),它们在被烧时释放二氧化碳。
碳循环:光合作用移除 CO₂;呼吸作用、燃烧和腐烂把它还回 The nitrogen cycle (Supplement)
氮循环(nitrogen cycle)回收氮以制造蛋白质(proteins)。微生物(microorganisms)做大多数工作:
- 分解:分解者把死的蛋白质分解成铵离子(ammonium ions)。
- 硝化作用(nitrification):细菌把铵离子变成硝酸根离子(nitrate ions)。
- 固氮作用(nitrogen fixation):闪电和一些细菌(bacteria)把氮气变成植物能用的化合物。
- 植物吸收硝酸根离子以制造氨基酸(amino acids)和蛋白质;动物通过取食和消化(digestion)得到它们。
- 脱氨基作用(deamination,在肝脏中)和分解再次释放氮化合物。
- 反硝化作用(denitrification):一些细菌把硝酸根离子变回氮气。
氮循环:微生物在空气、土壤和生物之间移动氮 探索The carbon cycle
Carbon moves between the air, living things and the ground in a never-ending cycle.
词汇表 训练英文 中文 拼音 carbon cycle 碳循环 tàn xún huán carbon dioxide 二氧化碳 èr yǎng huà tàn combustion 燃烧 rán shāo fossil fuels 化石燃料 huà shí rán liào nitrogen cycle 氮循环 dàn xún huán proteins 蛋白质 dàn bái zhì microorganisms 微生物 wēi shēng wù ammonium ions 铵离子 ǎn lí zi nitrification 硝化作用 xiāo huà zuò yòng nitrate ions 硝酸根离子 xiāo suān gēn lí zi nitrogen fixation 固氮作用 gù dàn zuò yòng bacteria 细菌 xì jūn amino acids 氨基酸 ān jī suān digestion 消化 xiāo huà deamination 脱氨基作用 tuō ān jī zuò yòng denitrification 反硝化作用 fǎn xiāo huà zuò yòng 19.4
种群
大纲
Core Supplement 1 Describe a population as a group of organisms of one species, living in the same area, at the same time 2 Describe a community as all of the populations of different species in an ecosystem 3 Describe an ecosystem as a unit containing the community of organisms and their environment, interacting together 4 Identify and state the factors affecting the rate of population growth for a population of an organism, limited to food supply, competition, predation and disease 5 Identify the lag, exponential (log), stationary and death phases in the sigmoid curve of population growth for a population growing in an environment with limited resources 6 Interpret graphs and diagrams of population growth 7 Explain the factors that lead to each phase in the sigmoid curve of population growth, making reference, where appropriate, to the role of limiting factors 来源:剑桥国际大纲
一个珊瑚礁是一个支持许多相互依赖物种的丰富生态系统。 - 一个种群(population)是一个物种(species)的一组生物,在同一个时间生活在同一个区域。
- 一个群落(community)是一个地方所有不同物种的所有种群。
- 一个生态系统(ecosystem)是群落连同它的环境,全部相互作用。
Population growth
一个种群的增长取决于食物供应、竞争(competition)、捕食(predation,被吃)和疾病。
当一个种群在一个资源有限的地方增长时,它的增长遵循一条 S 形曲线,带四个阶段:
阶段 发生什么 延迟期(lag phase) 起初缓慢的增长,当数目还小时 对数期(exponential phase) 非常快的增长,有大量的食物和空间 稳定期(stationary phase) 增长停止;出生 ≈ 死亡(一个限制因素(limiting factor)如食物拖住它) 衰亡期(death phase) 随着食物用尽、废物积累,或疾病传播,数目下降 
一个有限空间中的种群分四个阶段增长:延迟、对数、稳定、衰亡 探索How a population grows
Change the growth rate and the carrying capacity. Growth is fast at first, then levels off as resources run short.
词汇表 训练英文 中文 拼音 population 种群 zhǒng qún community 群落 qún luò competition 竞争 jìng zhēng predation 捕食 bǔ shí resources 资源 zī yuán lag phase 延迟期 yán chí qī exponential phase 对数期 duì shù qī stationary phase 稳定期 wěn dìng qī limiting factor 限制因素 xiàn zhì yīn sù death phase 衰亡期 shuāi wáng qī 19.4
考试技巧
- 能量从太阳进入、沿链单向流动,并在每一步作为热损失。营养物质被回收。
- 食物链以一个生产者开始;箭头显示能量流动。学习生产者、消费者、食草动物、食肉动物、分解者。
- 只有 ~10% 的能量往每个营养级上传,所以链短,而吃植物更高效。
- 碳循环:光合作用 ↔ 呼吸作用和燃烧;氮循环(补充):微生物的固氮、硝化、反硝化。
- 种群:一个物种、一个区域、一个时间。学习 S 形增长曲线的四个阶段。
-
20
人类对生态系统的影响
20.1
食物供应
大纲
Core Supplement 1 Describe how humans have increased food production, limited to: (a) agricultural machinery to use larger areas of land and improve efficiency (b) chemical fertilisers to improve yields (c) insecticides to improve quality and yield (d) herbicides to reduce competition with weeds (e) selective breeding to improve production by crop plants and livestock 2 Describe the advantages and disadvantages of large-scale monocultures of crop plants 3 Describe the advantages and disadvantages of intensive livestock production 来源:剑桥国际大纲
要种更多的食物,人类使用:
农民增加食物生产的方式 - 农业机械以快速耕作更大面积的土地。
- 化学化肥(fertilisers)以改善产量(yields)。
- 杀虫剂(insecticides)以杀死昆虫害虫。
- 除草剂(herbicides)以杀死与作物竞争的杂草(weeds)。
- 选择育种(selective breeding)以改良农作物(crop plants)和牲畜(livestock)。
一个单一栽培(monoculture,在一大片区域种一种作物)给一个大的、容易的收成,但一种害虫或疾病能摧毁整个作物,而且它降低生物多样性(biodiversity)。集约化牲畜养殖(许多动物在一个小空间)给便宜的肉,但引发关于动物福利和疾病传播的担忧。
探索Food supply pressure lab
Follow how demand, farming and waste affect food supply.
词汇表 训练英文 中文 拼音 fertilisers 化肥 huà féi yields 产量 chǎn liàng insecticides 杀虫剂 shā chóng jì herbicides 除草剂 chú cǎo jì weeds 杂草 zá cǎo selective breeding 选择育种 xuǎn zé yù zhǒng crop plants 农作物 nóng zuò wù livestock 牲畜 shēng chù monoculture 单一栽培 dān yī zāi péi biodiversity 生物多样性 shēng wù duō yàng xìng 20.2
栖息地破坏
大纲
Core Supplement 1 Describe biodiversity as the number of different species that live in an area 2 Describe the reasons for habitat destruction, including: (a) increased area for housing, crop plant production and livestock production (b) extraction of natural resources (c) freshwater and marine pollution 3 State that through altering food webs and food chains, humans can have a negative impact on habitats 4 Explain the undesirable effects of deforestation as an example of habitat destruction, to include: reducing biodiversity, extinction, loss of soil, flooding and increase of carbon dioxide in the atmosphere 来源:剑桥国际大纲
清理森林摧毁栖息地并减少生物多样性。 生物多样性是生活在一个区域的不同物种(species)的数目。人类通过以下摧毁栖息地(habitats,生物生活的地方):
- 为住房、作物和牲畜清理土地。
- 提取自然资源(resources),如通过采矿。
- 淡水和海洋的污染(pollution)。
通过改变食物网(food webs)和食物链(food chains),人类损害栖息地。
森林砍伐(deforestation,砍倒森林)是一个主要例子。它引起:
- 更低的生物多样性和物种的灭绝(extinction)。
- 土壤的流失(没有根来固定它,所以它被冲走)。
- 更多的洪水。
- 空气中更多的二氧化碳(carbon dioxide),因为有更少的树来吸收它。
森林砍伐降低生物多样性、冲走土壤、引起洪水并增加 CO₂ 探索Habitat destruction chain
See how removing habitat causes a chain of ecological effects.
词汇表 训练英文 中文 拼音 habitats 栖息地 qī xī dì food webs 食物网 shí wù wǎng food chains 食物链 shí wù liàn deforestation 森林砍伐 sēn lín kǎn fá extinction 灭绝 miè jué carbon dioxide 二氧化碳 èr yǎng huà tàn 20.3
污染
大纲
Core Supplement 1 Describe the effects of untreated sewage and excess fertiliser on aquatic ecosystems 4 Explain the process of eutrophication of water, limited to: • increased availability of nitrate and other ions • increased growth of producers • increased decomposition after death of producers • increased aerobic respiration by decomposers • reduction in dissolved oxygen • death of organisms requiring dissolved oxygen in water 2 Describe the effects of non-biodegradable plastics, in both aquatic and terrestrial ecosystems 3 Describe the sources and effects of pollution of the air by methane and carbon dioxide, limited to: the enhanced greenhouse effect and climate change 来源:剑桥国际大纲
塑料污染是人类对生态系统的一个主要影响。 Water pollution
未处理的污水(sewage)和被冲进河流和湖泊的多余化肥损害水生态系统(ecosystems)。
(补充) 多余的化肥引起富营养化(eutrophication):
- 化肥把硝酸根离子(nitrate ions)和其他离子加到水中。
- 藻类等生产者(producers)长得非常快。
- 它们很快死亡,而分解(decomposition)增加。
- 分解者(decomposers)在有氧呼吸(aerobic respiration)中用尽氧气(oxygen)。
- 溶解的氧气下降,所以鱼和其他生物死亡。
富营养化:额外的化肥使藻类大量繁殖,然后水失去它的氧气而鱼死亡 例题。 一位农民给田地施肥;几周后附近河里的鱼死了。请按顺序写出各步并解释。雨水把硝酸根离子从田里冲进河中。多余的硝酸盐让藻类疯长,覆盖水面。藻类挡住光线,所以下面的植物死亡。分解者以死掉的藻类和植物为食而大量繁殖,它们的有氧呼吸耗尽了水中溶解的氧气。剩下的氧气太少,鱼就死了。鱼不是被化肥毒死的 - 它们是窒息而死,而真正消耗掉氧气的是分解者。
Plastics and air pollution
不可降解(non-biodegradable)的塑料(plastics)不腐烂掉。它们在海洋和陆地上积累,伤害野生动物——动物可能吃它们或被困住。
甲烷(methane)和二氧化碳是温室气体。它们太多加强温室效应(greenhouse effect,增强的温室效应),它引起气候变化(climate change)。
温室气体困住离开地球的热,所以地球变得更暖 探索Eutrophication sequence
Follow fertiliser runoff from nutrient input to fish death.
词汇表 训练英文 中文 拼音 pollution 污染 wū rǎn sewage 污水 wū shuǐ ecosystems 生态系统 shēng tài xì tǒng eutrophication 富营养化 fù yíng yǎng huà nitrate ions 硝酸根离子 xiāo suān gēn lí zi producers 生产者 shēng chǎn zhě decomposition 分解 fēn jiě decomposers 分解者 fēn jiě zhě oxygen 氧气 yǎng qì aerobic respiration 有氧呼吸 yǒu yǎng hū xī non-biodegradable 不可降解 bù kě jiàng jiě plastics 塑料 sù liào methane 甲烷 jiǎ wán greenhouse effect 温室效应 wēn shì xiào yìng climate change 气候变化 qì hòu biàn huà 20.4
保护
大纲
Core Supplement 1 Describe a sustainable resource as one which is produced as rapidly as it is removed from the environment so that it does not run out 2 State that some resources can be conserved and managed sustainably, limited to forests and fish stocks 5 Explain how forests can be conserved using: education, protected areas, quotas and replanting 6 Explain how fish stocks can be conserved using: education, closed seasons, protected areas, controlled net types and mesh size, quotas and monitoring 3 Explain why organisms become endangered or extinct, including: climate change, habitat destruction, hunting, overharvesting, pollution and introduced species 4 Describe how endangered species can be conserved, limited to: (a) monitoring and protecting species and habitats (b) education (c) captive breeding programmes (d) seed banks 7 Describe the reasons for conservation programmes, limited to: (a) maintaining or increasing biodiversity (b) reducing extinction (c) protecting vulnerable ecosystems (d) maintaining ecosystem functions, limited to nutrient cycling and resource provision, including food, drugs, fuel and genes 8 Describe the use of artificial insemination (AI) and in vitro fertilisation (IVF) in captive breeding programmes 9 Explain the risks to a species if its population size decreases, reducing genetic variation (knowledge of genetic drift is not required) 来源:剑桥国际大纲
Sustainable resources
一个可持续(sustainable)资源被生产得和它被用尽一样快,所以它从不用完。森林和鱼类(fish)存量都能以这种方式管理。
(补充) 森林通过教育、保护区、配额(quotas,对取多少的限制)和重新种植而被保护(conserved)。鱼类存量通过禁渔期(closed seasons)、保护区、受控的网眼大小(所以幼鱼能逃脱)、配额和监测而被保护。
Saving endangered species
一个物种在它的数目下降时变得濒危(endangered)或灭绝,因为气候变化、栖息地摧毁、狩猎(hunting)、过度捕捞(overharvesting)、污染和外来物种(introduced species)。
濒危物种能通过以下被拯救:
- 监测并保护物种及它的栖息地。
- 教育。
- 圈养繁殖(captive breeding)计划,它在动物园中繁育动物。(补充) 这些可能用人工授精(artificial insemination,AI)或体外受精(in vitro fertilisation,IVF)。
- 种子库(seed banks),它安全地储存种子。
(补充) 我们保护自然以维持生物多样性、减少灭绝、保护生态系统,并保持生态系统功能运转——如回收营养物质和提供食物、药物(drugs)、燃料和有用的基因(genes)。若一个种群变得太小,它失去遗传变异(genetic variation),这使物种更难存活未来的变化。
探索Conservation action lab
Follow how conservation protects a threatened population.
词汇表 训练英文 中文 拼音 species 物种 wù zhǒng resources 资源 zī yuán sustainable 可持续 kě chí xù fish 鱼类 yú lèi conserved 保护 bǎo hù quotas 配额 pèi é closed seasons 禁渔期 jìn yú qī endangered 濒危 bīn wēi hunting 狩猎 shòu liè overharvesting 过度捕捞 guò dù bǔ lāo introduced species 外来物种 wài lái wù zhǒng captive breeding 圈养繁殖 quān yǎng fán zhí artificial insemination 人工授精 rén gōng shòu jīng in vitro fertilisation 体外受精 tǐ wài shòu jīng seed banks 种子库 zhǒng zi kù drugs 药物 yào wù genes 基因 jī yīn genetic variation 变异 biàn yì 20.4
考试技巧
- 更多的食物:机械、化肥、杀虫剂、除草剂、选择育种。单一栽培和集约化养殖各有优点和缺点。
- 森林砍伐:更少的生物多样性、灭绝、土壤流失、洪水、更多的二氧化碳。
- 富营养化(补充):化肥 → 更多的生产者 → 更多的分解者 → 更少的溶解氧气 → 生物死亡。
- 温室气体(二氧化碳、甲烷)→ 增强的温室效应 → 气候变化。
- 保护:可持续使用、保护区、配额、圈养繁殖和种子库。小种群失去遗传变异。
-
21
生物技术与基因改造
21.1
生物技术与基因改造
大纲
Core Supplement 1 State that bacteria are useful in biotechnology and genetic modification due to their rapid reproduction rate and their ability to make complex molecules 2 Discuss why bacteria are useful in biotechnology and genetic modification, limited to: (a) few ethical concerns over their manipulation and growth (b) the presence of plasmids 来源:剑桥国际大纲
生物技术(biotechnology)使用生物(或它们的酶(enzymes))来制造有用的产品。细菌(bacteria)特别有用,因为:
- 它们繁殖得非常快(一个高的繁殖速率(rate))。
- 它们能制造复杂的分子(molecules)。
- (补充) 关于培养它们几乎没有伦理(ethical)顾虑,而且它们含有质粒(plasmids,容易操作的小 DNA 环)。
词汇表 训练英文 中文 拼音 biotechnology 生物技术 shēng wù jì shù enzymes 酶 méi bacteria 细菌 xì jūn rate 速率 sù lǜ molecules 分子 fèn zǐ ethical 伦理 lún lǐ plasmids 质粒 zhì lì 21.2
生物技术
大纲
Core Supplement 1 Describe the role of anaerobic respiration in yeast during the production of ethanol for biofuels 2 Describe the role of anaerobic respiration in yeast during bread-making 3 Describe the use of pectinase in fruit juice production 4 Investigate and describe the use of biological washing powders that contain enzymes 5 Explain the use of lactase to produce lactose-free milk 6 Describe how fermenters can be used for the large-scale production of useful products by bacteria and fungi, including insulin, penicillin and mycoprotein 7 Describe and explain the conditions that need to be controlled in a fermenter, including: temperature, pH, oxygen, nutrient supply and waste products 来源:剑桥国际大纲
发酵罐:微生物在生物技术中大规模培养。 Yeast: biofuels and bread
酵母(yeast)执行无氧呼吸(anaerobic respiration,没有氧气),制造乙醇(ethanol)和二氧化碳。
- 乙醇能被用作一种生物燃料(biofuel)。
- 在制作面包中,二氧化碳使面团发起。
酵母制造乙醇(一种生物燃料)和二氧化碳(它使面包发起) Enzymes in industry
- 果胶酶(pectinase)分解细胞壁以从水果释放更多的汁,给更多、更清澈的汁。
- 生物洗衣粉(washing powders)含有消化污渍的酶(如蛋白酶和脂肪酶),甚至在较低的温度下。
- (补充) 乳糖酶(lactase)分解乳糖(lactose)以制造无乳糖牛奶,给不能消化乳糖的人。
工业中使用的酶 Fermenters (Supplement)
一个发酵罐(fermenter)是一个用来培养细菌或真菌以制造有用产品的大罐,如胰岛素(insulin)、青霉素(penicillin)和真菌蛋白(mycoprotein)。里面的条件必须被仔细地控制:温度(temperature)、pH、氧气(oxygen)、营养物质的供应,以及废物的移除。
一个发酵罐培养微生物,温度、pH、氧气和营养物质全部被控制 探索Biotechnology application lab
Classify biotechnology examples by the problem they solve.
探索Fermenter control loop
Watch how a fermenter keeps microbes growing at the best rate.
词汇表 训练英文 中文 拼音 yeast 酵母 jiào mǔ anaerobic respiration 无氧呼吸 wú yǎng hū xī ethanol 乙醇 yǐ chún biofuel 生物燃料 shēng wù rán liào pectinase 果胶酶 guǒ jiāo méi washing powders 洗衣粉 xǐ yī fěn lactase 乳糖酶 rǔ táng méi lactose 乳糖 rǔ táng fermenter 发酵罐 fā jiào guàn insulin 胰岛素 yí dǎo sù penicillin 青霉素 qīng méi sù mycoprotein 真菌蛋白 zhēn jūn dàn bái temperature 温度 wēn dù oxygen 氧气 yǎng qì protein 蛋白质 dàn bái zhì 21.3
基因改造
大纲
Core Supplement 1 Describe genetic modification as changing the genetic material of an organism by removing, changing or inserting individual genes 3 Outline the process of genetic modification using bacterial production of a human protein as an example, limited to: (a) isolation of the DNA making up a human gene using restriction enzymes, forming sticky ends (b) cutting of bacterial plasmid DNA with the same restriction enzymes, forming complementary sticky ends (c) insertion of human DNA into bacterial plasmid DNA using DNA ligase to form a recombinant plasmid (d) insertion of recombinant plasmids into bacteria (specific details are not required) (e) multiplication of bacteria containing recombinant plasmids (f) expression in bacteria of the human gene to make the human protein 2 Outline examples of genetic modification: (a) the insertion of human genes into bacteria to produce human proteins (b) the insertion of genes into crop plants to confer resistance to herbicides (c) the insertion of genes into crop plants to confer resistance to insect pests (d) the insertion of genes into crop plants to improve nutritional qualities 4 Discuss the advantages and disadvantages of genetically modifying crops, including soya, maize and rice 来源:剑桥国际大纲
基因改造(genetic modification)意味着通过移除、改变或插入单个基因(genes)来改变一个生物体的遗传物质(genetic material)。
被凝胶电泳按大小分离的 DNA 片段显现为发光的条带 Making a human protein in bacteria (Supplement)
例如,要在细菌中制造一个人类蛋白质(protein,如胰岛素):
- 用限制酶(restriction enzymes)把人类基因从人类 DNA 中切出,它留下黏性末端(sticky ends)。
- 用同样的限制酶切开一个细菌质粒,给出匹配的黏性末端。
- 用 DNA 连接酶(ligase)把人类基因连接进质粒,制造一个重组质粒(recombinant plasmid)。
- 把重组质粒放进一个细菌。
- 细菌繁殖并表达(express)人类基因,制造人类蛋白质。
一个人类基因被连接进一个质粒,然后细菌制造人类蛋白质 例题。 把在细菌中生产人胰岛素的步骤按顺序排好。限制酶把人胰岛素基因从人的 DNA 中切下来,留下黏性末端。同一种限制酶切开细菌的质粒,使它的黏性末端与基因的相匹配。连接酶把基因接进质粒,形成重组质粒。把质粒放进细菌,细菌在发酵罐中大量繁殖,每一个都表达这个基因并生产人胰岛素。有两个得分点靠的是准确:必须用同一种酶去切基因和质粒,这才使黏性末端能配上;而连接酶是连接 - 它不切割。
Examples of genetic modification
基因改造被用来:
- 把人类基因放进细菌以制造人类蛋白质(如胰岛素)。
- 把基因放进农作物(crop plants)以给对除草剂(herbicides)的抗性(resistance)。
- 把基因放进作物以给对昆虫害虫的抗性。
- 把基因放进作物以改善它们的食物价值。
(补充) 大豆、玉米和水稻等 GM 作物能给更高的产量和更好的营养,但一些人担忧对健康、对野生物种的影响,以及 GM 种子的成本。
探索Genetic modification route
Follow the main steps from useful gene to modified organism.
词汇表 训练英文 中文 拼音 genetic modification 基因改造 jī yīn gǎi zào genetic material 遗传物质 yí chuán wù zhì genes 基因 jī yīn restriction enzymes 限制酶 xiàn zhì méi sticky ends 黏性末端 nián xìng mò duān ligase 连接酶 lián jiē méi recombinant plasmid 重组质粒 chóng zǔ zhì lì express 表达 biǎo dá crop plants 农作物 nóng zuò wù resistance 抗性 kàng xìng herbicides 除草剂 chú cǎo jì 21.3
考试技巧
- 细菌被使用,因为它们繁殖快、制造复杂的分子,并含有质粒。
- 酵母(无氧呼吸)→ 乙醇(生物燃料)和二氧化碳(面包)。酶:果胶酶(果汁)、蛋白酶和脂肪酶(洗衣粉)、乳糖酶(无乳糖牛奶)。
- 发酵罐制造胰岛素、青霉素和真菌蛋白;控制温度、pH、氧气、营养物质和废物。
- 基因改造:用限制酶切一个基因(黏性末端)→ 用连接酶把它连接进一个质粒(一个重组质粒)→ 放进细菌 → 表达基因以制造蛋白质。
- GM 作物能抵抗除草剂或昆虫害虫,或有更好的营养。