普通生物学复习笔记

绪论一、 生命的特征1、化学成分的同一性，遗传密码的统一性2、严整有序的结构3、新陈代谢生物是开放系统，新陈代谢也是严整有序的过程，是由一系列酶促化学反应所组成的反映网络。各种生物的基本代谢过程一般都是同一类型的，无论是动物还是植物的细胞呼吸，都要经过不需氧的糖酵解和需氧的三羧酸循环过程。在代谢过程中，生物体内的能量总是不断地转化。4、生长发育5、繁殖和遗传：遗传是相对和保守的，变异是绝对和前进的。6、应激性和运动7、适应：生物的结构都适合于一定的功能 生物的结构和功能适合于该生物在一定环境条件下的生存和延续。8、演变和进化：简单到复杂，水生到陆生，低级到高级，这说明生命的存在有时间性，是一种不可逆转的物质运动现象。第一章 细胞的化学基础第一节：细胞的元素组成1、生命元素：地球上 100 多种元素中在生命体内已检测出了 81 种。2、人体必需元素为 27 种，再加上硼，生物体必需 28 种。3、占生物体质量 0.01%以上的元素为常量元素：C、 H、O、N、P、S、Cl、K、Ca 、Mg 、Na，0.01%以下的是微量元素。4、人体必需元素：C、 H、O、N、P、S、Cl、K、Ca 、Mg 、Na、F 、Fe、Zn、Cu、Br、As、Se、Mo、Mn、Cr、Si、V、Sn、Ni、I、Co。5、钙还有生物信息传递的功能，铬可以协助胰岛素起作用。第二节：细胞的分子组成1、水：通常含量为 60%95%，细胞中水以游离水和结合水的形式存在。水的理化性质：比热容大，可以保持机体的体温。较大的表面张力。一定的极性。2、无机盐：一种以游离态离子形式存在，一种则与有机物结合，以结合态存在，组成具有特殊性质的蛋白质或作为酶的辅助因子。3、糖类：单糖、双糖、多糖常见双糖有蔗糖、乳糖、麦芽糖等，在细胞内成为糖类贮藏形式。半纤维素和几丁质都是多糖。多糖在细胞中用途广泛，可以作为贮存物质或结构物质。几丁质是许多真菌细胞壁以及昆虫等节肢动物外骨骼的主要成分之一。4、脂质：主要由 C、H、O 、N、P 组成，细胞内脂质分为贮存脂质、结构脂质和功能脂质。贮存脂质如甘油脂，包括常温下呈固态的脂肪和呈液态的油等。结构脂质如蜡和磷脂等，蜡主要是构成生物体表面的保护层。功能脂质（萜类和固醇类）如 VA、VD、各种类固醇激素等生理活性物质，它们对机体的正常代谢起调节作用。5、蛋白质：分为结合蛋白、酶蛋白和贮藏蛋白三类（按功能分）蛋白质还参与基因表达的调节，以及细胞中氧化还原反应、电子传递、神经传递乃至学习和记忆等多种生命活动过程。6、核酸7、生理活性物质：活性多肽、维生素、激素、抗生素等，量少、分子量小但具有重要的生理功能。8、1 7 的成分在细胞中构成了原生质，原生质是一种无色、半透明、半流动的亲水性胶体，具有新陈代谢的能力，有溶胶和凝胶之间的互相变化。第二章、细胞的基本结构和功能第一节 细胞的形态和类型一、 细胞的大小和形状：1 大小：直径大多在 10100 之间，高等动物细胞一般比植物细胞小，支原体是最小的细胞，0.1m2 形状：千姿百态，形状与其所执行的生理功能和所处的环境条件有关。二、细胞类型：原核与真核第二节 真核细胞的结构和功能一、 细胞表面1 细胞膜（或称质膜）1、 电镜下，细胞膜切面图呈暗（电子密度高）明（电子密度低）暗三层结构。2、 有“单位膜”模型和“流动镶嵌”模型，后者被广泛采用。3、 “流动镶嵌”模型指出细胞膜具有流动性和不对称性。蛋白质在膜上的分布也是不对称的，有的附在磷脂分子层的内外表面，称外在蛋白或膜周边蛋白，有的则横穿膜层，称膜内在蛋白。嵌入的蛋白质分子可以进行侧向扩散运动或垂直上下运动。4、 在细胞膜下，具有与各种免疫活性蛋白相连的，由纤维蛋白组成的网架结构，称为膜骨架。膜骨架参与了维持质膜的形状以及协助质膜完成多种生理功能。5、 细胞膜的功能：1 物质运输：被动运输，不耗能，分为自由扩散（不要载体）和促进扩散（要载体）膜动运输，耗能，分为主动运输、胞吐、内吞内吞和外排：大分子物质不能渗透的以形成小泡的方式进出细胞。内吞的物质为固体的称为吞噬，为液体的称为胞饮。2 信息传递3 细胞识别及免疫。2 细胞壁：植物细胞存在质壁分离现象1、 细胞壁的分层：1 胞间层：位于两相邻细胞之间，主要由果胶质组成，是细胞分裂中最早形成的。2 初生壁：位于胞间层的内侧，主要由纤维素和果胶质组成。薄而有弹性，是在细胞初期形成的。3 次生壁：位于初生壁的内侧，主要由木质素和纤维素组成。厚而硬，无伸缩性，是在细胞停止生长后形成的。一般植物细胞都具有胞间层和初生壁，而只有那些在生理上分化成熟原生质体消失的细胞才在分化过程中产生次生壁，如植物的纤维、导管、管胞等。2、 细胞壁的特化：细胞壁形成过程中渗入其他特殊物质，改变细胞壁的性质的现象1 木质化：渗入了木质素，增加了细胞壁的硬度2 角化：渗入了角质素，使细胞壁不透水、不透气3 栓化：渗入了木栓质，使细胞壁具有了水光气三不透的性质，细胞壁的保护作用更强4 矿化：渗入了矿物质，增加了细胞壁的硬度，如果渗入的是二氧化硅则成为硅化5 粘液化：细胞壁中的果胶质和纤维素发生了水解。3、 初生纹孔场：初生壁上未增厚的区域纹孔：次生壁上未增厚的区域胞间连丝和纹孔的存在使植物细胞可以进行物质交换，形成一个完整统一的有机体。二、细胞器和细胞质骨架细胞质包括细胞器、细胞质骨架和细胞质基质，细胞质基质是细胞质没有特化的部分，细胞器是由原生质特化而来。1 内膜系统：内质网、高尔基体和核膜有序地连接沟通，在细胞内形成一个内膜系统。1、 内质网（ER）：是细胞质中由单层生物膜围成的管状或扁囊状结构，互相连通成网，构成细胞质中的扁平囊状系统。在内质网的周边常可看到小泡，它是一种由内质网分离出的结构。粗面内质网（rER）:又称颗粒型内质网，是蛋白质合成的场所和运输通道。滑面内质网（sER）：又称无颗粒型内质网，具有脂肪和胆固醇的合成、代谢，糖原的合成分解，某些毒物的解毒等功能。不同细胞内其功能不同。2、 高尔基体：由滑面膜围成的扁平囊泡状和泡状结构组成的。由 57 个称为高尔基囊的扁平囊重叠而成，囊中充满液体，囊间有孔相通，在扁平囊泡周围伸出许多小管或小泡。高尔基体是一个动态的结构，表现有极性，凸出的面是形成面，凹入的面是成熟面。植物细胞中呈分散状，动物细胞中聚在一起。高尔基体与细胞内某些物质的积累、加工和分泌颗粒的形成、转运有关。在植物细胞分裂时对细胞板的形成有一定的作用。3、 核糖体：由核糖体核糖核酸（rRNA）和蛋白质构成的略呈球形的颗粒状小体。每个核糖体由大小两个亚基组成，依照核糖体的沉降系数不同，分为 70S型（原核细胞）和 80S 型（真核细胞） 。2 液泡系统1、 溶酶体：一种单层膜的球形小泡。1 内含多种酸性水解酶，能水解蛋白质、核酸和多糖，起溶解和消化作用。2 溶酶体破裂后，其内的酶可以溶解细胞内的物质，故称为“自杀袋” 。3 分为初级溶酶体和次级溶酶体，后者的酶具有消化作用。2、 微体：一种由单位膜围成的圆形或卵圆形的细胞器。1 含有过氧化氢酶、乙醇酸氧化酶和尿酸酶。2 主要有过氧化酶体和乙醛酸循环体（仅发现于植物细胞） 。3、 液泡：1 液泡膜也具有选择透过性，一般高于质膜。2 具有渗透调节、贮藏和消化的功能。3 液泡的内含物有些还有保护作用。3 能量转换器：1、 质体：1 叶绿体：含有叶绿素、叶黄素和胡萝卜素。叶绿体中的类囊体分为基粒类囊体和基质类囊体。2 白色体：为球形或纺锤形的无色质体，不含可见色素，常存在于植物的幼嫩部位，其主要功能与物质的贮藏有关，包括贮藏淀粉的造粉体，贮藏脂肪的造油体和贮藏蛋白质的造蛋白体等。3 有色体：含有叶黄素和类胡萝卜素。以上三种质体均可以由前质体发育而来。在一定条件下，这几种质体还可以相互转化。2、 线粒体：1 线粒体受高温、低渗溶液、酸、碱的作用很容易变形。2 线粒体嵴上有很多小的球形小体（ATP 酶复合体）称线粒体基粒。4 细胞骨架：原核细胞没有。在真核细胞的细胞质中普遍存在由蛋白质纤维组成的三维网架结构。蛋白质纤维包括微管、微丝和中间纤维。它们通过磷酸化和去磷酸化而具有自装配和去装配的功能，这也是一个信息传递的过程。细胞质中各种细胞器、酶和很多蛋白都是固定在细胞质骨架上，使之能有条不紊地执行各自的功能，互不干扰。细胞骨架网络系统对于细胞形态构建、细胞运动、物质运输、能量转换、信息传递、细胞分化和细胞转化等都起着重要作用。1、 微管：中空的圆筒状结构，筒壁由 13 条原纤维围成，组成原纤维的结构单位是微管蛋白。微管蛋白有 和 两个亚基。微管有单管、二联管和三联管三种形式。微管对细胞起一种骨架作用，细胞有丝分裂时所出现的纺锤丝也是由许多微管聚集而成的。2、 微丝：主要成分是肌动蛋白和肌球蛋白。主要与细胞运动有关，如胞质环流、变形运动和肌肉收缩等，细胞分裂时细胞中央的横缢也是由微丝收缩产生的。秋水仙素只破坏微管，但不影响微丝。而细胞松弛素 B 只破坏微丝，而对微管不起作用。3、 中间纤维：其组成成分比微管和微丝复杂。按其组织来源及免疫原性可分为 5 类：角蛋白纤维、波形纤维、结蛋白纤维、神经元纤维和神经胶质纤维。三、细胞核：主要由核被膜、核仁、染色质和核骨架构成。1、核被膜：有两层膜组成，两层膜之间有一 1030nm 的间隙和核周腔。内膜光滑，外膜靠细胞质一侧附有许多核糖体。核膜上的核孔是由 RNA 和蛋白质组成的丝状网架结构封在其上，这是一种兼具被动扩散和主动运输的特殊跨膜运输蛋白复合体，成为核孔复合体。2、核纤层：是紧贴内核膜的一层厚度为 2050nm 的纤维蛋白片层或纤维网格，由核纤层蛋白组成。3、核仁：细胞核内周期性出现的致密团，核仁分为内外两个区域，内区呈丝团状，外周为颗粒区，都是有核糖核酸和蛋白质结合而成。4、染色质和染色体：间期核的染色质经固定染色后呈现出深浅不同的两种区域，着色较深，处于螺旋紧缩态，在光镜下呈深蓝色颗粒状或块状的称异染色质；着色浅的，染色质处于松开状态的称常染色质。常染色质为功能活跃的部分，可进行复制和依赖 DNA 的 RNA 合成，而异染色质是功能不活跃的部分。5、核质：间期核内非染色的活染色很浅的基质，核质是胶状液体。6、核骨架：是存在于真核细胞核内的以蛋白成分为主的纤维网架体系。四：细胞间的连接：植物细胞靠胞间连丝，动物细胞有三种连接方式：紧密连接、锚定连接和通讯连接。第三节 细胞的增殖一、 细胞周期：1 间期：1、 DNA 合成前期（G1 期）：主要进行 RNA、蛋白质和酶的合成，为 S 期的DNA 合成做准备，特别是能量的储备，DNA 前身物质及 DNA 聚合酶等的合成。2、 DNA 合成期或 DNA 复制期（S 期）：DNA 复制加倍，为细胞分裂做准备的时期，是细胞增殖周期中最关键的一个时期。3、 DNA 合成后期（G2 期）：比较短暂，其主要活动是为分裂期做好准备。2 分裂期（M 期）：二、细胞分裂：无丝分裂：最简单的分裂方式，常见的有：横缢、二分裂、出芽分裂、碎裂、劈裂等。不出现纺锤体、纺锤丝，速度快、耗能少。如：胚乳的形成、愈伤组织的细胞分裂、原核细胞分裂等。有丝分裂：1、 前期：染色体的浓缩、分裂极的确立，核仁的解体和核膜的消失。2、 中期：纺锤体的形成和染色体排列在赤道面上。此时期是研究染色体的最好时期。3、 后期：染色体从着丝粒分开，并分别从赤道面移向两级。4、 末期：形成两个子核，母细胞分裂为两个子细胞。3 数分裂：1、 减数分裂：1 前期：分为细线期、偶线期（此时期出现联会） 、粗线期、双线期（此时期出现同源染色体非姐妹染色单体的交叉互换，即基因重组）和终变期（此时期是观察染色体构型的适宜时期） 。2 中期：形成纺锤体，排列在赤道面上，此时期也是观察和研究染色体的适宜时期。3 后期：两条同源染色体分开，移向两级，每个分离的染色体均含有两条染色单体。4 末期2、 减数分裂：存在前期、中期、后期和末期。减后有一个很短的分裂间期，在此间期仍可以看到染色体的图像。三、细胞增殖的调控与癌变紫外线、高剂量的电离辐射等能控制间期细胞的 DNA 合成，抗菌素能抑制蛋白质的合成，放线菌素 D 可抑制以 DNA 为模板的 RNA 的合成，秋水仙碱能抑制纺锤体形成并促其解体等。第四节 细胞的生长和分化一、 细胞的生长：细胞生长时细胞增大而不增数，细胞的体积增大和重量增加。二、细胞的分化：具有普遍性、稳定性、可逆性（脱分化） 。三、细胞的全能性：在一个有机体内每一个生活细胞均具有同样的或基本相同的成套的遗传物质，而且具有发育成完整有机体或分化为任何细胞所必需的全部基因。水螅、鱼类和两栖类的孤雌生殖说明了低等动物的细胞也具有细胞全能性。高等动物则一般仅早期胚胎细胞具有全能性。第五节 细胞的衰老与死亡一、 细胞的衰老：表现为：细胞核的增大、核膜内折、染色质固缩、粗面内质网减少、线粒体变大且数量减少、膜渗透增加、细胞骨架体系改变、产生致密体、膜常处于凝胶相或固相、细胞间间隙连接减少、组成间隙连接的膜内颗粒聚集体变小等。二、细胞死亡：一种是意外性死亡或坏死性死亡，另一种是编程性死亡，即凋亡。细胞坏死：表现：细胞膜的通透性增加、细胞吸水膨胀、细胞外形发生不规则变化、内质网扩张、细胞核染色质不规则的位移、线粒体及细胞核肿胀、溶酶体破坏、细胞膜破裂、细胞内容物外溢。最显著特点：引发炎症反应。3 细胞凋亡：是一种自然的生理学过程，是一个主动的由基因决定的自动结束的生命过程。细胞凋亡在形态学上分三个阶段：1、凋亡的开始 2、凋亡小体的形成 3、凋亡小体的消失。细胞凋亡的过程中不会导致机体的炎症反应。第四章 孟德尔遗传定律第一节 分离定律（遗传学第一定律）一、 所选实验材料的优点：1、豌豆是严格的自花授粉植物，其雄蕊被花瓣所包围，外来花粉不容易混杂进来，使杂交试验的结果不致因有他钟花粉而受到干扰。2、不同品系的豌豆常具有对比鲜明、易于区分的相对性状。3、不同品系的