引子
新型冠状病毒肆虐，已经在家猫了一个月了，期间病毒肆虐，瘟疫四起，然后，很想了解一下病毒究竟何物，倒是看了不少的科普视频，李永乐老师、妈咪说、毕导、回形针啥的，大致理解了病毒的机理，但是涉及到很多很多基础概念，让自己摸不清头脑，于是，又找来高中的生物课，把细胞、遗传中涉及到的基础概念学习学习，便有了此篇博客。学习这玩意纯粹是好奇心和兴趣，也完全是和生活同步，应个景。
科普视频
一直想把最近看的各种不错的科普视频整理一下，终于坐下来开始捋一捋了：
- 回形针：首推的是回形针的这个关于新冠的一切，讲的通俗易懂，条例很清晰，一如既往的冷静冷酷，把很多细节交代的很清楚，其中计算致死率的算法也帮我改进了了一下我的计算方法。另外，回形针这类科普节目的流行，极大满足了我这种好奇心比较强的人，必须给他们这个团队点赞。
- 李永乐老师：都是就着那块熟悉的黑板进行，讲的超级清楚，必须要推荐，三个系列:细菌,给我们讲了细菌的本质，了解了这个，才可以进一步解锁病毒；然后是病毒，让我们了解病毒是如何侵入细胞的；最后是埃博拉病毒，让我们了解病毒的可怕和防止。
- 妈咪说：真的高产，一口气就做了6期，关于微生物、病毒和防止的视频，真的是一网打尽啊，和前2个比，妈咪说的清晰易懂一点不输给他们，那么就来挨个看看微生物、冠状病毒、预防传染病、治疗冠状病毒、天花和狂犬、预测拐点。顺道说一下，妈咪说UP大神，是我非常非常喜欢的科学博主，人家主职是数学和物理，其中的复杂科学系列，最近刚刷完，讲的超级赞。
- 毕导：超逗比的清华帅宅男，也贡献了2篇：科学家光写论文不抗疫情？几分钟带你看完新冠病毒的所有论文,和病毒传播感染模型。
- 回到2049：人不大，老气横秋的2049，也贡献了几篇：关于冠状病毒,人体卫士：免疫力与免疫系统,瘟疫公司：传染病的特征、传播与防控
- 张文宏教授：良心教授，专业教授，这次疫情让我们认识了他：华山医院张文宏医生科普传染病知识，张文宏主任为你讲解新冠肺炎是怎么回事 。
- 果壳网也贡献了一系列的科普：一个重症患者从感染新冠病毒到发病的全过程 、成功治愈一名新冠肺炎患者的ECMO是如何工作的、100年前伦敦的梦魇-霍乱，教会了人类什么？、冠状病毒是如何通过粪便传播的、猫狗是否会传染新型冠状病毒？、人类很少关心野生动物的命运，直到病毒把我们连在一起。
- 还有思维实验室，也提供了一系列的内容：你的免疫系统可能会杀死你！细胞炎症因子风暴！、新型冠状病毒有多狡猾？、2000亿细菌在你那里做什么？居然在保护你、历史上传染病有多可怕？了解下当年的疫情黑死病。
B站上的一些其他科普视频，也值得去浏览一遍，增厚自己对病毒、人体的理解：
- 新冠病毒的自我修养：如何统治全人类
- 放弃无趣生殖能力的病毒有多恐怖？屠杀一亿人只是下酒菜
- 病毒为何致病
- 各类病毒的对比
- 噬菌体
- 杀死超级耐药细菌的病毒
- 各类病毒纪录片推荐
- 当你患上冠状病毒后身体会发生什么？
- 人类为什么无法抵抗艾滋病病毒？
- 十分钟了解冠状病毒：从SARS到MERS到新型冠状病毒肺炎
- 新冠病毒基础知识点2.0
- 【鬼谷闲谈】病毒：生于三界之外 不灭六道之中
- 【混乱博物馆】病毒是如何欺骗你的
- 【纪录片】疫情大爆发
- 电子显微镜下的 50 幅人体微观世界（太震撼了） 还有一些纪录片，很赞，但是涉及到版权，只贴个名字，大家自行百度吧：
最值得推荐的是一部BBC的讲细胞和病毒的纪录片《人体的奥秘之细胞的暗战》，大片的既视感，讲的很生动，好在B站上有链接，我贴两个：1,2,3
文章
- 病菌，如何改写人类历史？捋了一遍整个人类历史经历过的病毒和细菌，以及他们如何改变了历史的进程。
生物学学习
由于前面提到，很多概念不是很了解，因此非常想找一门讲述这些基础概念的课，认真学习一下。
别说，还真找到了，就是有点长，居然是一门长达几十个小时的高中生物课，顺道吐槽一下，现在高中生物学习的内容真的是挺深的啊，我记得我高中的时候，没学过这么多生物知识啊。
这门课就是一个叫苏苏苏的B站UP主上传的课，看其本人就是一枚在读生物研究僧，这门课还是很赞的，建议对生物感兴趣的同学们，可以从头到尾听一遍，【UP主的space】，里面有3门课，分别是细胞、遗传和免疫。介老师讲的特别逗，也特别清晰，非常赞的一门课，还时不时地给孩子们灌点有毒鸡汤，非常接地气，一点不觉枯燥。
由此，也引出了我这篇博客的下篇，就是我的听课笔记。
记录这些，主要是对抗记忆的衰退，提纲挈领的写下听课的笔记，方便未来自己回忆。
分子生物
第一部分，主要讲细胞结构、细胞的有机生物构成等知识。
细胞中的元素和化学物
蛋白质
蛋白质的基本组成元素是氨基酸，氨基酸都是氨基+羧（suo）基+侧链基团，中心是一个碳原子，这种通用结构。羧基就是一个变的，不同的羧基，就是不同的蛋白质。
一般带羧基的都叫XX酸，再加上有个氨基，所以，这玩意叫$\color{red}{氨基酸}$。
生物中的氨基酸有20种，有一类是咱身体自身可以合成的，需要从外界摄取，叫必需氨基酸，有8种，谐音是“笨蛋来宿舍凉一凉鞋”，“苯、蛋、赖、苏、色、亮、异亮、缬”。
生物大分子：是指细胞内存在的蛋白质、核酸、多糖这些大个的分子，大概有几千到几十万个原子组成。但是，脂肪和葡萄糖不是大分子。生物大分子，都是以若干个碳原子构成的碳链作为基本骨架的。
两个氨基酸，的羧基，结合，脱掉一个水分子，然后他俩就结合到一起了，术语叫“脱水缩合”，这个结合叫$\color{red}{肽键}$，2个氨基酸结合叫二肽，10个叫十肽。
一个蛋白质分子，是由一条或者多条肽链，折叠而成。“蛋白质就是氨基酸脱水折叠而成”。
这样，不同的氨基酸组合，排列顺序，空间结构不同，所以，蛋白质种类无数。
蛋白质，会变性，就是“死了”，没有生化功能了，比如鸡蛋煮熟了，而且，是不可逆的。
蛋白质含氮量大概是16%，早起用含氮量来看蛋白质含量，所以，才会出现当年三聚氰胺添加到奶里增加蛋白质检验指标数的丑闻。
蛋白质：组成组织，催化（其实就是酶，酶就是蛋白质），激素也是蛋白质，还可以运输（马达蛋白、血红蛋白）。
不过酶和激素不一样，酶是细胞内用，是催化剂；激素是跑遍全身的，是有腺体产生的，他就是直接的生化参与元素，也不一定都是蛋白质，也可能是胺、脂类等。
第一个人工合成的蛋白质，是中国合成的人工胰岛素，1965年。
核酸
核糖核酸：RNA，主要在细胞质里面，是由核苷酸组成。
脱氧核糖核酸：DNA，主要在细胞核里面，是由脱氧核糖核苷酸组成。为啥叫脱氧呢，是五碳糖2号位置少了一个氧原子，所以叫“脱氧”。
核苷酸是由：磷酸基团 + 五碳糖 + 含氮碱基，组成。脱氧核糖是2号位少一个氧。
变化的就是含氮碱基，一共有5种：（所以有5种核苷酸、脱氧核苷酸）
- 腺嘌呤A
- 胞嘧啶C
- 鸟嘌呤G
- 胸腺嘧啶T
- 尿嘧啶U
RNA只有ACGU，DNA只有ACGT。
所谓DNA，其实就是由脱氧核糖核酸们双螺旋链接，并且包裹上蛋白质形成的一条长链。DNA是双链的，每个链都是由脱氧核糖核酸组成，通过3’-5’磷酸二酯键连接到一起。两条链中间是靠碱基之间的氢链链接。只能是AT，CG组合，AT是2对氢键，CG是3对氢键。
RNA是单链的。
糖和脂质
糖
有机糖，有五碳糖和六碳糖，五碳糖就是核糖和脱氧核糖；其他的糖是六碳糖（葡萄糖、果糖、半乳糖），他们都是一个糖类分子。
常见的糖：
蔗糖：二糖，是由葡萄糖和果糖，缩水而成。
乳糖、麦芽糖、阿斯巴甜（无糖可乐成本）、肝脏里的糖原。
糖的种类：单糖、二糖、多糖。
糖、蛋白质、脂肪可以别氧化功能，先消耗糖，不足之后是脂肪，最后是蛋白质。
二糖（两个一元糖组成）：麦芽糖（2个葡萄糖），蔗糖（果糖+葡萄糖），乳糖（葡萄糖+半乳糖）。
多糖：多个葡萄糖组合而成，组合结构不同，形成淀粉、糖原、纤维素。
脂质
脂质：有三种，a、脂肪，b、磷脂，c、固醇（胆固醇，性激素，维生素D）
脂肪：就是CHO3个元素组成。是由甘油，链接3条脂肪酸链，也叫“甘油三酯”。
饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸，都是脂肪，区别在于脂肪酸组成链的时候，链上的碳C是双链的是不饱和脂肪酸，如果是碳碳之间是单链的是饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸可以降低胆固醇，是好油。
橄榄油中不饱和脂肪含量高，不过别搞错，它还是含有很多饱和脂肪酸的，所以也不能多食。
磷脂：由CHONP5个元素组成。
它用来构成细胞膜，他是由甘油，链接2个脂肪酸链，第3个，链接磷酸基团和其他基团。
固醇：也是CHO3元素组成。有3类：
- 胆固醇：细胞膜组成成分，还参与血液中脂类运输，
- 性激素：促成生殖细胞形成，促进性器官发育。
- 维生素D：促进人和肠道对钙和磷的吸收。
血管内壁破损后，糖、脂肪就会沉积在破口处，堵塞血管，所以，要降低胆固醇，说白了就是少让他往那里搬运脂肪。
体检的时候，会查低密度脂蛋白和高密度脂蛋白。低密度脂蛋白，这种不好，他负责往血液里运胆固醇，他是“坏”指标；而另外一种高密度脂蛋白，他是负责把胆固醇运到肝脏里消化掉，是“好”指标。
细胞中的无机物
水
结合水：固化在细胞中的水。
自由水：可以自由流动，游离在体内。
无机盐
占身体的1%。
渗透压，就是溶质分子和水分子高低，导致的内外向水分子或者溶质分子的流动。
细胞膜
是由磷脂组成，但是还包含了一些蛋白质，可以通过浓度差，把一些小分子颗粒渗透进来，叫做被动传输；也可以由atp提供能量，做主动传输，可以把外面低浓度的东西，通过蛋白质当载体，运输到细胞内部来。
结构化学，极性分子
细胞内外的静息电位
差速离心法：分离各种细胞器。
细胞器
细胞膜（城墙）
细胞核（市政府）
细胞质（城市空地）
叶绿体（太阳能发电站）
线粒体（发电厂）：跟个大米粒一样，类似个供电站，动物植物细胞都有，里面有酶，细胞有氧呼吸产生能量，
内质网：糙内质网合成蛋白质，光内质网合成脂质
高尔基体：也可以造蛋白，和多糖。
核糖体（养殖场）：无模结构，内质网上附着的核糖体合成分泌蛋白（就是要排出细胞的蛋白），游离在细胞质中的核糖体合成细胞内蛋白
液泡（粮仓）：植物细胞中的一个大水泡，跟细胞质不是一码事，有渗透吸水有关，有机物无机物都有
溶酶体（垃圾场）：吞噬衰退老的细胞器，病毒和细菌
中心体：动物和低等植物有，跟有丝分裂油管
细胞骨架（城市框架）：蛋白质的纤维组成，支撑细胞，固定各个细胞器；细胞核里面也有细胞核骨架。
蛋白质加工过程：氨基酸首先通过包吞方式进入细胞内，然后在光华内质网上被合成成蛋白质，然后通过囊泡传输给高尔基体，高尔基体加工后，再形成囊泡，然后由细胞壁通过包吐方式，传给给细胞外。
细胞核
红细胞是没有细胞核的，退化了。
细胞核控制着细胞里面的新陈代谢，新陈代谢就是细胞内的各种生物化学反应，细胞核要是没有了，就没有上面的蛋白质生成了，细胞核是总指挥。
染色质：就是变成染色体之前的形态，在分离的时候，染色质会高度螺旋，变端变粗，成为杆、棒状，然后分裂完，解开螺旋，又变成一团麻一样的染色质。所以，染色体就是染色质，只是不同时期的时候名字不一样而已。本质上就是DNA+蛋白。
核仁：合成rRNA。
细胞中的生化反应 - 酶
胃蛋白酶，消化用的，胃里的。
活化能：从低能变成容易变成容易发生化学反应的高能、活跃状态所需要的能量，催化剂可以有效降低这种活化能，酶就是一种催化剂，它也可以降低活化能。
酶的化学本质就是蛋白质， 他催化了有机化学的反应，叫“酶促反应”，他的能力叫酶的活性。
酶的催化效率非常高，远超一般的无机催化剂。
一种酶只能催化特定的一种或一类的化学反应，酶具备专一性。
ATP（三磷酸腺苷）
ATP是个蓄电池，
脂类、蛋白和糖，可以在氧化后供能，但是太慢了，直接能源物质ATP可以直接供能，更高效，
放能过程是水解后，3个磷酸变2个（ADP），并释放大量能量，
ATP←→ADP，不停循环，吸能就是ADP变成ATP，放能就是ATP变成ADP，跟个蓄电池一样。
他的能量是来自于上面提到的脂类、蛋白和糖水解，细胞可以是ATP供能，也可以是自己水解这三类物质获得，本质上，能量是来自于太阳。
所以细胞呼吸，就是有机物在细胞内进过氧化分解，生成二氧化碳或者其他产物，并且释放能量，合成ATP的过程。
有氧无氧呼吸
就是细胞在氧气和酶的作用下，把糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，并释放大量能量，40%的命令都转换到ATP中，剩下的变成了热量释放了。（很高了，内燃机转化率才25%）
$ C_6H_{12}O_6+6H_2O+6O_2=6CO_2+12H_2O+energy[32 ATPs]$
解释：葡萄糖+水+氧气⇒二氧化碳+水+能量（这些能量可以合成32个ATP分子）
这个过程分为3个阶段，第2、3个阶段发生在线粒体里面，所以上面说过，线粒体是细胞的发电厂， 而且放能最多的就是在第三个阶段，是离子H和氧结合产生水的过程（细节得看老师讲的3个详细阶段，涉及到葡萄糖⇒丙酮酸⇒氢离子的那个化学反应过程）
无氧呼吸，不需要氧，不同催化剂产生酒精或者乳酸：大多数植物、酵母菌产生酒精；动物和乳酸菌、高等植物（土豆，甜菜根）产生乳酸。无氧呼吸能量产生的少。无氧转化效率是30%，70%变成热量。
锻炼减肥的时候，无氧运动，转成atp少，更多的变成热量。
B站演示动画：细胞有氧呼吸作用
光合作用
叶绿素、胡萝卜素、叶黄素，在叶子上，吸收光能，绿色是因为叶绿素不太吸收绿色，绿色都放射了，所以叶子是绿色的。
光合作用是二氧化碳+水，生成氧气，和有机物的过程。
$CO_2+H_2O^* = (CH_2O) + O^*_2$
分为2个过程：一个是在叶绿体上，需要光，主要是分解水，ATP生成；第二个阶段不需要光，也叫暗反应，在叶绿体基质中，很复杂，是一个叫华尔文过程，就是C3，C5在酶的作用下不停的转化，变成有机物的一个反复过程。
这里有个概念，植物既做光合作用，也做有氧呼吸，也就是他自己产生的氧气，自己会耗掉，所以，当光强足够强的时候，植物才对外释放额外的氧气，但是也有个光强也有个饱和点，再多的光强也不会产生额外的氧气了。
B站演示动画：光合作用
细胞增殖
有丝分裂，它先准备，时间比较长，然后再分裂，分裂很快，但是准备很久。红细胞、横纹肌细胞、神经细胞，已经分化完成，永远不会再分裂。
早期的胚胎细胞分裂走起是30分钟-75分钟，是很快的。
$\color{red}{有丝分裂}$:
DNA要严格复制，不能出错。
- 最开始DNA还是染色质，一团乱麻，但是慢慢地，就高度螺旋化，成染色体（就是有形状了），中间有个凹陷的“着丝点”，就是连接处。
- 然后，螺旋更强烈，然后细胞核膜分解消失，然后染色体的两头形成一种纺锤状的物质叫“纺锤丝”，就是未来的核膜，他就是细胞质中的蛋白质形成的。
- 然后，这些”纺锤丝”拉着染色体，很整齐的形成一个“赤道板”，就是未来2个细胞的分割线。
- 然后，“着丝点”断裂，染色体
- 然后，然后纺锤丝逐渐消失，核膜、核仁重新形成，染色体去螺旋化然后变成乱麻状的染色质，然后再形成一个分割他们两个细胞核的细胞壁，细胞分裂完成。
上面见的是植物有丝分裂，动物的略有不同：
- 动物细胞有一个叫中心粒的东西，他先复制一下
- 纺锤丝是由这分裂出来的2个中心粒来形成纺锤丝的两极的
无丝分裂：低等生物，没有出现纺锤丝和染色体变化（螺旋），就是一个细胞核，拉伸断裂成2个而已。
可以去B站围观有丝分化的动画演示：
细胞分化
就是形成不同组织、器官。分化很稳定，不可逆。就是你变成啥器官细胞，肯定会持续变成，而且，肺细胞不可能再演变成胃细胞了。
胚胎期，他们的分化潜能最大，一旦慢慢长大，具有分化潜能的细胞会越来越少，能力也越来越差，比如后期的干细胞只能分裂成10种左右的器官细胞，但是早期的胚胎细胞（比如原肠胚细胞）可以分裂成200多种器官。
一旦分化了，就不可能再变成其他细胞了，定型了。但是，可以通过人为的干扰，可以让这个特性失效，让某些定型细胞重 新具备分化潜能。
不同细胞的基因表达不同了，所谓表达，就是生成不同的蛋白，我理解。
所有细胞都有的表达的基因叫“管家基因”，比如核糖体蛋白基因；特定细胞才表达的基因叫“奢侈基因”，比如血红蛋白基因，只在红细胞里面表达。
干细胞：就是那些潜能细胞，未充分分化，尚不成熟，可再生多种器官细胞，也叫“万能细胞”。
把人的体细胞核引入卵细胞，分裂出来的就是很强分化能力的细胞，进行人工干预后，可以形成各种器官，但是各国都禁止，因为伦理上认为卵细胞分化出来的就是胚胎了。然后，2006年，日本科学家，不用卵细胞了，而用普通体细胞，通过转录因子来实现，这个技术叫：IPS：诱导功能干细胞。
细胞的衰老和凋亡
细胞衰老的原因，一种是“端粒学说”，端粒是细胞DNA末端的那一段结构，每次分类，这个端粒就变少，少了以后，DAN复制就容易出错，所以细胞分裂40-50代就完蛋了。还有一种是“自由基”学说，说是带电的活跃分子，他越来越多的缘故，自由基太多容易一起癌变。
细胞凋亡是自杀，细胞器会变成小颗粒，被吞噬细胞吃掉；细胞坏死是他杀，细胞质散落，会引起炎症。
细胞的癌变：
1951年去世的好莱坞明星海拉的宫颈癌细胞，被实验室实验使用，一直用到现在，对比一般的细胞也就是50来代，不超过2个月。
癌细胞表面的糖蛋白少，不容易相互黏着，所以容易游走，也就是容易扩散。
影响癌症的有两种基因：原癌基因，是负责细胞分裂的，调节细胞周期，控制生长；抑癌基因，是抑制不正常增殖的。
遗传
孟德尔杂交实验
孟德尔第一定律：
大概意思就是说，有两种遗传因子，也就是基因，一种叫显式基因，就是可以表现出来的，一种是隐形基因，是与之相反的表现。每种都是成对出现。举个例子，显式是AA，隐式是aa，当然还有Aa这种。在形成配子的时候，就是下一代的时候，基因会分离，然后随机组合。比如AA+aa，可以成Aa。而AA+Aa，可能能AA，Aa。而Aa+Aa，可能成AA，aa和Aa。
其中AA，aa叫纯合子，Aa叫杂合子。
AA和Aa，它们表现的出来的都是A特征，a会被隐藏。当然aa肯定是表现成a。
特征是啥，其实就是高矮、胖瘦、蓝黄眼睛，成对出现的。
这玩意其实是一个排列组合的过程，AA，aa，Aa，彼此间排列组合的过程，很简单。
孟德尔就就假设了一种表征分2种。
分离定律，啥意思？就是说Aa，这样的基因，自交（啥叫自交，就是自己和自己杂交，只有植物可以，它们雌雄同体，动物做不到），然后你就发现AA，aa，Aa，各占1/3，”分离“啦。直接观察到了就是变异（也就是aa）的，占1/3。
多种性状在一起
上面讨论的都是一个性状，那多个性状在一起呢？
孟德尔研究告诉我们，一堆性状在一起的时候，各个性状对之间，互不干扰。
AABB+aabb ⇒ AaBb
AaBb + AaBb⇒
AABB() 、AaBB()、aaBB()、
AABb() 、AaBb()、aaBb()、
AAbb() 、Aabb()、aabb()
由于隐形性状ab和显性性状AB在一起的时候不表现，所以最后就会是：
AB, Ab, aB,ab 4个组合样子，比例就是9:3:3:1
这里需要说明一下，算比例不能用上面的9个算，得画一个4x4的表格，来组合AB,Ab,aB,ab他们，4x4=16=9+3+3+1
挺简单的，
这里有个细节要再说一下，我的基因是AaBb，我分裂的时候，我遗传出去的每个基因要分离（就是减半），所以，我可能分离出来4中基因，AB,Ab,aB,ab，去和另外一个性细胞他的一半去组合。
对，时刻牢记，我分裂的时候，我的基因也分为一半。
一些概念：
- 基因型：就是究竟可以组合出几种基因，AABB,AaBB….aabb，是9种
- 表现型：就是只看显性的，那么只有A和B
- 配子：就是分离后的基因组合，就是AB,Ab,aB,ab，是4种
- 分离比：就是表现形式的后代的比例
然后，就可以做数据归纳法了，就是3种基因混在一起，4种，5种…..
不过，真实世界比这个要复杂，
有的时候，Aa不是和AA一样，可能是一种新的特征，是A和a两种的融合，比如老师说的那个啥花，A是白色，a是红色，而Aa就是粉色。
也可能是A和a的组合，才一起决定一个性状等。
减数分裂
减数分裂是生殖细胞特有的，染色体复制1次，但是细胞分裂2次，整个过程是：
1、先复制染色体，1个DNA变2个
2、然后第一次分类，整个时候没有着丝点，就是简单的分开DNA，一边一个，做一次分裂
3、每个分开的细胞，再分裂一次，着丝点把一个DNA分成了一半，变成1/2的DNA了
看，分裂了2次。
卵子分裂自己的，精子分裂自己的，只有生殖细胞这样，其他细胞不这样。
母体细胞，就是完备的DNA的细胞，叫做”精原细胞“或者”卵原细胞“，
减数分裂的，1/2的DAN细胞，叫做精子、卵子。
男的精原细胞，可以不断地有丝分裂增殖，然后某一些精原细胞做减数分裂，变成精子；
而女的卵原细胞，在胚胎形成期就完成了有丝分裂，发育好后只进行减数分裂了；
所以，女人的卵子一生就定了；男人的精子可以源源不断。
同源染色体，我理解就是控制同一性状的染色体，他们俩必须要分开到配子里，
怎么控制同源染色体分开呢？说是有个”联会“的概念，就是让这些同源染色体，先两两配对，有这么一个过程。
所以，1个精原细胞，先复制染色体，（变胖了，变胖的叫四分体）然后有丝分裂，也叫第一次减数分裂，变成跟之前基因数相同，但是染色体是一半的次级精母细胞，然后它在做第二次减数分裂，变成2个精子。
所以，1个精原细胞，可以变成4个精子。
四分体的时候，会发生交叉互换，就是同源染色体会在同样位置上进行互换，交换了DNA片段。
上面是精子，那卵子呢？
卵子跟他差不多，但是，四分体第一次分裂后，会变成1个大的细胞，1个小的细胞，小的叫极体，然后极体再分裂成2个极体，而那个大的细胞，再分裂之后，变成1个小的极体，和1 个真正的卵细胞。最终那3个极体细胞会退化消失掉。
总结一下，1个卵原细胞，最终分裂成3个极体，和1个卵细胞。
B站动画演示：减数分裂全过程
受精过程
只有1个精子可以和卵子结合，这个精子识别了糖蛋白受体以后，释放出酸性水解酶（溶酶体分泌出来的），溶解掉卵细胞表面，钻入结合。
细胞核来自父母双方，但是细胞质大部分是来自于母方。
B站动画演示：女性的受精过程
遗传
萨顿假说：（他只是觉得染色体和基因相关，基因是啥，是个抽象概念，就是保持和传递性状的玩意，萨顿认为，基因的载体是染色体，但是他只是猜想，摩尔根才给出了证明）
- 减数分裂，非同源染色体自由组合
- 基因和染色体有相关关系
摩尔根实验：
他用果蝇做实验，8个染色体，其中有2个是控制性别的，2个是同源的，4对同源。控制性别的XX是雌，XY是雄的。
卡文迪许实验室，和DNA螺旋体模型的构建故事，诺贝尔奖的恩怨。
DNA
DNA结构
他们之间3，5位置，结合，把他们一个个接到了一起。
碱基互补原则（沙加夫规则/查克夫规则），就是AT、GC配对
DNA复制
就是拧巴在一起的2条链，被解旋酶给分开，然后利用细胞核内游离的脱氧核糖核苷酸，各自配对结合，然后DNA聚合酶再把他们的3，5位置的磷酸分子焊接（形成3’5’磷酸二酯键）到一起，组成一个新链。
一个DNA上有很多碱基对，不是每个对就是一个基因，而是一组碱基对组成一个基因，而且是线性的，就是说，连续的一段，而不是花着来的。
比如大肠杆菌，470万个碱基对，但是只有4400个基因，每个基因是1000个碱基对左右。
人大约有2-3万个基因，分布在46个(23对同源)染色体上，大概有30亿个碱基对。最大的染色体约含有2亿5千万个碱基对，最小的则约有3800万个碱基对。在基因与基因之间，会有一段可能含有调控序列和非编码DNA的基因间区段，也就说，不是所有的碱基对都属于基因，可能是没用的，只有2%的碱基对构成了基因，98%的碱基对没用。
“基因是有遗传效应的遗传片段”
DNA指导合成蛋白质
细胞核，DNA出不去，那怎么指导，在细胞质中合成的蛋白质呢？
所以需要一个信使“mRNA”, message RNA，信使RNA。
通过mRNA把DNA的遗传信息传递出去，这个过程叫“$\color{red}{转录}$”。
转录过程：
- 首先是RNA聚合酶先找到对应的基因片段，这得费点功夫，比如人的只有2%的DNA上有遗传片段
- RNA聚合酶找到了那段后，就给那段包裹起来，然后在罩上的这里面，偷偷的解开了双螺旋链
- 然后在里面让RNA的组成，“核糖核酸”，注意，不是脱氧核糖核酸，而是核糖核酸，跟这些碱基对配对，不过犹豫RNA里没有T，所以T就变成了U了
- 然后，在把这些碱基一个个的穿起来，串成1个RNA串，然后就可以吐出来了
- 最后，RNA聚合酶，再把DNA链拉上，完好无损的
这个过程观看，观看老师课上的动画演示：16分钟开的动画演示，非常清楚。也可以观看这个转录翻译。
这些需要说明一些事情：
- 使用的是RNA聚合酶，上面DNA复制的时候是DNA聚合酶，注意区别
- 另外，解开DNA链，用的就是RNA聚合酶，而不是复制的时候的解旋酶了，RNA聚合酶就可以干解旋的事儿
- DNA解开后的两条链，用来吸引其他核糖核酸的那条，叫模板链。另外那条闲着的，叫编码链。
- DNA转录时时发生，但是DNA复制只发生在S期（间期）发生
好啦，转录完，一条RNA链就诞生了，上面可是有了DNA上的遗传密码的噢。
遗传密码
DAN合成的RNA上，是一堆的ACGU编码，这个编码可以指导合成蛋白质，可是，这一堆乱码怎么就表达合成啥蛋白质呢？这个就是所谓的遗传密码。
“克里克、马太、尼伦伯格”等科学家，一起努力，共同破解了这个神奇的编码世界。
我们知道，信使rRNA上的密码是一系列的ACGU，是一个长序列，基因编码实际上是3个一组，来进行蛋白表达的。3个碱基，对应1个密码子，3个有64种组合，但是对应20种氨基酸，所以就有一个对应密码表了，这种规则是固定的，所有生物共用这套密码本，太神奇了：
这个表里，可以看出有的是3-4种密码对1个氨基酸，有的1个密码就对一个氨基酸，
另外，密码子不重用，没有间隔，比如
| ACG | CGT | AAC | ….， |
这样持续下去，中间没有间隔。
3个碱基，对应1个密码子，3个有64种组合，但是只有61个用于编码，剩下的3个是终止密码子，是为了合成蛋白的时候，终止合成，让它成为一个独立的蛋白质多肽链。
朊病毒，是一种破坏蛋白质结构的病毒，比如疯牛病，他的机理是，他感染的蛋白质，会产生结构异常，一般蛋白质的折叠结构是固定的，这种病毒可以导致折叠结构异常，从而使得蛋白质失去效用。
2019年1月21日，西北农林科技大学的徐晓东教授和他媳妇、研究生共同发现了朊病毒，引起轰动，不过这哥们一直不太受重视，匮乏科研经费，研究生甚至出去打工替补实验室，不过功夫不负有心人，终于功德圆满。
【中心法则】
所谓中心法则，其实就是讲述DNA如何通过信使RNA来合成蛋白质；不过后来科学家发现，有的病毒RNA也可以合成自己；有的病毒RNA还可以先合成一个DNA单链，然后解开，然后用单链DAN复制成双链DNA，然后织入到宿主DAN中；还有最后这个朊病毒，可以直接合成蛋白质。所以，中心法则，就变成上图的模样。
基因改变
一种是基因突变，就是DNA中某个碱基对发生改变了，比如改变了，或者多了一对，少了一对，这就会导致他在转录的时候，影响蛋白质合成。
有可能是自发突变，比如收到X光照射，收到亚硝酸、碱基类影响，被病毒织入自身DNA。大概是$10^{-5} ~ 10^{-8}$的概率。基因突变大部分都是有害的。
当然，基因变异也可能带来好处，就是生物变异，变异后，适应大自然的性状就会保留下来，也即是有这个新技能的动植物存活下来了，从而促进了生物的进化。
一种是基因重组，就是有性繁殖的时候，在减数分裂的分裂的时候，会进行同源染色体的等位基因局部互换，然后还会和其他性细胞进行合体，从而带来新的性状。
稳态调节
人体内环境
人体的体液，2/3是细胞内页，1/3是细胞外液（包括血浆、组织液和淋巴液。细胞外液也叫“内环境”）。
血浆是由：白细胞、血小板、血浆、红细胞组成。血小板和白细胞很少，主要是红细胞。
淋巴，也叫淋巴液，是在淋巴管流动的液体，生活着淋巴细胞和吞噬细胞。
血管把运送营养物质，透过毛细血管壁，进入到组织液当中，然后再进入到细胞当中；同样，细胞的代谢的废物会排泄到组织液中，然后组织液再排到血管当中个，最终由血液带出；血液和组织液是双向交换的。
不过淋巴不是双向的，是单向的，组织液中把异常蛋白质（废物）排到淋巴液里，淋巴液再排到血液里。
血液，90%都是水，8%的蛋白质，1%是无机盐。
渗透压，说的就是对水分子的吸引力，$Na^+$（钠离子）维持细胞外液渗透压起决定作用；$K^+$（钾离子）维持细胞内液渗透压起决定作用。不均衡会导致组织液或者细胞吸水，比如水肿就是这个原因。
血液的PH只在7.35-7.45之间。
呼吸的时候，肺泡获得氧气，然后氧气进入肺部的毛细血管，然后找一个红细胞，氧气钻入红细胞，然后红细胞带着他到达身体的各个部分，到达后，氧气会从红细胞中钻出，进入到血浆中，然后穿越毛细血管壁进入到组织液当中，然后再到组织内的细胞内，细胞就可以利用氧气做有氧呼吸制造ATP了。
细胞代谢后，产生的代谢废物和二氧化碳，会进入到组织液中，然后进入血液，二氧化碳会回到肺中排出，而各种废物会通过血液进入肾，通过肾小球过滤成尿液排出。
葡萄糖是在我们的消化道中被吸收的，小肠绒毛上皮细胞，然后就进入了小肠中的毛细血管，然后随着血液循环，传输给身体各个部分，然后类似氧气一样，通过组织液，最终进入到细胞内。
谷草转氨酶（GOT）心脏中活力最大，其次是肝脏；谷丙转氨酶（GPT）肝脏中活力最大；如果有病变感染，GPT散落到血液中，就会检测到，所以临床用血液中的GPT含量来判断肝脏的健康程度。
肌酐是肌肉代谢，尿酸素也是，如果这两个指标高，就表明肾有问题了，肾是无痛觉的。
神经系统
神经分为中枢神经和外周神经。中枢神经包括大脑和脊髓。而他俩扩展出来的神经网络叫外周神经系统。类比一下，就如树干与树枝。
神经中枢：指的是中枢神经中，一片区域，完成某个特定功能，比如大脑皮层的一片区域是负责语言的，就叫做“语言中枢”。
脑神经有12对，其中的”迷走神经”，属于脑神经，他分布很广，控制着所有的内脏，包括呼吸、消化、心脏等。
脊神经，控制所有的肌体，躯干和四肢，一共有31对。
“自主神经系统”，就是控制内脏运动的神经，分为交感神经，和副交感神经。交感神经是兴奋的时候占优势，一般都是脊神经发出的；副交感神经是安静的时候占优势，一般都是从大脑发出的（迷走神经就是其中的一个）。
组成神经系统的细胞，有2种，一种是神经细胞（也叫神经元），一种是神经胶质细胞。他的结构：
- 树突：接受其他神经细胞信号的一端
- 轴突：发送信息到其他神经元的一端，一般比较长
- 髓鞘：就是轴突上的绝缘体，防止生物电短路。
- 神经纤维：轴突和髓鞘合起来叫神经纤维。
“神经末梢”，就是神经的末端，分为感觉神经末梢，就是感受外部刺激的；而运动神经末梢，是控制肌肉、腺体运动的。
“神经胶质细胞”，是帮助滋养、支撑神经元的，他是起辅助作用的。
外周神经细胞可以再生，有一种叫“施旺”细胞帮助修复它们。但是中枢神经细胞是不能再生的，虽然之前的研究说是大脑的神经元不会再生，但是最近的研究发现，学习、运动可以增加海马区（记忆相关的）的神经元会增多。
兴奋，是个专有词汇，是指感受到刺激后，从静止到活跃的过程。 生物收到刺激，会产生生物电信号，然后在神经纤维上传导，这个电信号也叫神经冲动，在神经两端加上电压表可以测到的。 原因是，刺激会导致神经细胞表面的“钠钾泵”蛋白开放，他是一个主动转运的蛋白，$N^+$钠离子就会内流，这样细胞膜内就产生正点，而细胞膜就带负电了，然后和神经纤维的另外一段就产生电位差，产生生物电。 传递过去后，到了神经末梢，然后传给另外一个神经细胞，传递下去了。
可以看一下B站的动画演示，加深理解：
神经元之间，靠“突触”相连，突触是左面的神经元的末梢的突触小体，和右面的神经元的树突的结合体。 突触是二者的合体，但是，其实没有合体，中间是有间隙的，叫突触间隙。 神经信号，也就是兴奋，传导的时候，左面的神经末梢的突触小体中的突触小泡，会释放神经递质到右面的神经元里，与受体结合，并释放出信号。
大脑结构
大脑皮层，就是脑外面薄薄得一层，凹进去的叫沟，凸出的叫回。最中间的那个沟，前面的叫中央前回，后面的中央后回。中央前回控制着躯体运动，而且左右交叉。手站的面积比较大，因为触觉以及控制要求的比较多。 大脑属于高级中枢，他来管理低级中枢，也就是脊髓。
可以去B站看一下大脑的结构，了解更多：
免疫系统
$\color{red}{抗原}$：是个不好的词，就是病原体表面上的那些可以和免疫细胞受体结合的物质，这些物质其实就是蛋白质。“抗原就是进入生物体的大分子异物”。
免疫系统组成：器官、细胞、活性物质。
免疫器官包括：中枢免疫器官、外周免疫器官。 中枢免疫器官，这里是免疫细胞产生的地方，包括骨髓、胸腺（主要是产生T细胞）。 外周免疫器官，脾、淋巴、扁桃体。
骨髓中的造血干细胞，会分化出红细胞、血小板和白细胞。其中白细胞就是免疫细胞。大部分的白细胞都是骨髓产生的。
胸腺会孵化T细胞，T细胞是在骨髓中产生，但是在胸腺中成熟的。胸腺在青春期达到发育高峰，随后就逐渐退化了。
脾脏是人的血库，可以储存血液，以备失血、缺氧、运动的时候提供补充，如果血液里有病菌、抗原、异物啥的，脾脏中的巨噬细胞就会吞掉它们。还会吞噬死亡衰老的细胞，比如衰老的红细胞、血小板。
免疫细胞：就是白细胞，全部来自于骨髓的免疫干细胞，一共有5种。
- 淋巴细胞：B细胞和T细胞
- 中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞：个大，内含颗粒状物质
- 单核细胞：巨噬细胞、树突状细胞
抗原呈递细胞：就是身体的异物首先被这些抗原呈递细胞（树突状细胞、巨噬细胞），检测，就相当于试纸一样，检测完的结果，会暴露在细胞的表面，然后传递给其他有杀灭能力的免疫细胞（B细胞、T细胞），这样的“检测”细胞，就是抗原呈递细胞。 他就是中介，是个检测员。
免疫活性物质：就是免疫细胞产生的，可以发挥免疫作用的物质，比如抗体、溶菌酶、细胞因子（干扰素、白细胞介素、肿瘤坏死因子）等。 其中抗体最重要，抗体是能与某种抗原结合的蛋白质，分布在全身的血清里。他和抗原一结合，就沉淀下来了，然后巨噬细胞就可以吃掉他们了。
人体本来有皮肤、粘膜，以及免疫器官的保护，但是如果人体免疫力低下，病原体继续扩散，就会触发免疫系统的第三道防线，就是免疫细胞的工作。
免疫细胞工作，一种是体液免疫，就是进入体液的病原体。过程是这样的：B细胞首先和病原接触，摸摸他的底；同事，吞噬细胞吞噬病原体，然后把病原体的抗体放到自己的表面，然后抗原呈递给辅助性T细胞，辅助性T细胞再传递给B细胞，B细胞double confirm了抗原，就开始增殖，准备大干一场了。他会分裂成，大量的浆细胞和少量的记忆B细胞，浆细胞完成病原杀灭后就消失了（消灭过程是分泌抗体，与病原结合沉淀，然后巨噬细胞吞噬），而记忆B细胞会在人体内存活很久，甚至是一辈子，这个也是你得过啥病痊愈后，就不会再轻易得的原因，因为记忆B细胞已经记住这些坏蛋了，下次再出现，立刻杀灭。
第二种，是细胞免疫，这种是病原体进入了体细胞了，而不是仅仅在体液里（血液、淋巴液），这个时候，就需要进行细胞免疫活动了。这个时候，这个细胞已经是完蛋了，叫“靶细胞”。基本过程跟体液细胞一样的，就是抗原呈递给辅助性T细胞，不过，一个额外的过程也出现，就是细胞毒性T细胞出场了，他会识别靶细胞的表面的蛋白变化，然后细胞毒性T细胞就开始活化分裂，分裂出记忆T细胞和细胞毒性T细胞，细胞毒性T细胞就开始随着身体血液扩散到全身，像警察一样，去找那些感染的细胞，然后消灭它。
过敏
有些人，在过敏原的刺激下，他们的B细胞会活化，分泌抗体，这些抗体就会吸附在消化道、呼吸道、细胞（致敏肥大细胞）表面。
内分泌
内分泌，就是内分泌腺，分泌出激素，然后进入血液循环，然后进入组织液，最终到达被作用的细胞，被作用的细胞叫靶细胞、靶器官。
内分泌，是由腺体分泌的，包括内分泌腺、外分泌腺。外分泌腺就是汗腺、胃腺、唾液腺，它们是不进入我们的身体内环境的。内分泌腺，包括垂体、甲状腺、肾上腺，它们分泌的激素，会从腺体的毛细血管出来进入血液，达到全身各处。这是用中“体液调节”。
“促胰液素”是人类发现的第一种激素，是小肠粘膜上分泌出来的促使胰腺分泌胰液的激素。
“班廷”发现了胰岛素，后来获得诺贝尔奖。
“睾酮”是睾丸内分泌的雄激素。
激素是由腺体分泌，但是一些器官表面的内分泌细胞，也可以分泌，如小肠表面。
下丘脑，有一些内分泌细胞，也可分分泌激素，促激素释放激素（催发垂体分泌垂体促激素）和抗利尿激素（促进肾小管对水的吸收，比如吃咸的时候分泌）。
垂体，分泌促激素（促发其他腺体分泌激素）；和生长激素（促进蛋白质合成和骨生长），侏儒症、巨人症都是因为这个分泌混乱的原因。
甲状腺，分泌甲状腺激素，促进新陈代谢、生长发育、促进中枢神经发育，提高兴奋度。所以甲亢，就是甲状腺分泌太多，会消化过快，过于亢奋。
肾上腺，在肾脏内侧上方，分泌肾上腺素，是一种神经递质，提高机体应激能力。
卵巢，分泌雌激素、孕激素，促进生殖器官生长，生殖细胞生长。
血糖调节
人体内有两种糖原：肝糖原分解可以得到葡萄糖，肌糖原分解得不到。 脂肪也可以转换成葡萄糖。
血糖的3个来源：食物中被消化道分解吸收的、肝糖原、脂肪。 血糖的3个去处：氧化分解（通过有氧呼吸变成能量），肝糖原、肌糖原，脂肪。
胰脏中分泌2种胰岛细胞，胰岛B细胞可以降血糖，促进血糖分解，抑制肝糖原转换等；胰岛A细胞，正好想法，是促血糖的，他促进肝糖原分解和促进合成葡萄糖。
糖尿病的原因就是，体内葡萄糖太多了，超过了肾小管的“肾糖阈”。I型糖尿病是先天性缺少胰岛B细胞导致；II型糖尿病是大部分得的，是因为他们的胰岛素无法和受体结合导致的。
发烧，其实是机体自我调节过程，下丘脑会把人体的温度从37度调节到39度，这个温度利于免疫细胞活性，不利于病原体存活。烧退的时候，人体需要降温，这个时候，毛孔会打开，汗腺分泌汗液，起到挥发作用，从而降低体温。所以烧退的时候，人会大汗一场。
尿液形成
血液经过肾小球，水分和有机物质就会积累在肾小球外面的肾小囊中，形成原尿，然后经过肾小管的时候，水分会被重新收回去部分，99%的水分、葡萄糖、无机盐会被重新收回静脉，剩下的就是真正的含氮的废物。
后记
终于完成了对生物、人体、细胞一个基础的学习和了解，澄清了很多过去不太懂的概念，至少再去看一些消息、传言或者文章，很多内容应该是有一定的理解能力了，很高兴。这个过程中，也惊叹于大自然的奇妙，人体的复杂，以及前赴后继的生物学、医学上这些先辈们孜孜不倦的研究和追求，也深感自己的无知和渺小，我们始终是大自然里卑微的一个个个体，常怀有敬畏之心，虚怀若谷的不断学习。