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文档简介
第一章走进细胞
第一节、从生物圈到细胞
1、细胞是生物体结构和功能的基本单位。
2、生命系统的结构层次:细胞一组织一器官一系统一个体一种群一群落一生态系统一生物
圈。
3、细胞是地球上最基本的生命系统。
4、生命系统是指能够独立完成生命活动的系统。
其次节、细胞的多样性和统一性
1、科学家依据细胞内有无以核膜为界的细胞核,把细胞分为真核细胞和原核细胞。
2、蓝藻细胞内含有蓝藻素和叶绿素,是能进行光合作用的自养生物。
细胞壁
细胞膜
细胞质
拟核
核糖体
3、细菌中的绝大多数种类是营腐生或寄生生活得异养生物。
4、原核细胞具有和真核细胞相像的细胞膜和细胞质,没有由核膜包被的细胞核,也没有染
色体,但有环状的DNA分子,位于拟核区域内。
5、细胞学说是由德国科学家施莱登和施旺建立的。细胞学说揭示了细胞统一性和生物体结
构统一性。
其次章组成细胞的分子
第一节、细胞中的元素和化合物
1、细胞中常见的化学元素有20多种,其中有些含量较多,如C,H,O,N,P,S,K,Ca,Mg等,称
为大量元素;微量元素:Fe,Mn,Zn,Cu,B,Mo等。
2、①最基本元素(干重最多):C
②鲜重最多:O
③含量最多4种元素:C、0、H、N
④主要元素;C、0、H、N、S、P
3、构成细胞的化合物。
无机化合物:水、无机盐。
有机化合物:糖类、脂质、蛋白质。
4、糖类及斐林试剂发生作用,生成砖红色沉淀;脂肪可以被苏丹III染液染成橘黄色;淀粉
遇碘变蓝色;蛋白质及双缩JR试剂发生作用,产生紫色反应。
其次节、生命活动的主要担当者一蛋白质
1、氨基酸是组成蛋白质的基本单位,在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20多种。
2、氨基酸分子结构通式:NH2
I
R—CH—COOH
3、必需氨基酸:有8种氨基酸是人体细胞不能合成的,必需从外界环境中干脆获得。非必
需氨基酸:另外12种氨基酸是人体细胞能够合成的。
4、蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子,生物界的蛋白质种类多达l(r10-10
F2种。
5、脱水缩合:一个氨基酸分子的竣基(-COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(-NH2)相连
接,通式脱去一分子水的结合方式。连接两个氨基酸分子的化学键(-NH-CO-)叫做肽键。
由两个氨基酸分子缩合而成的化合物,叫做二肽。由多个氨基酸分子缩合而成的,含有多个
肽键的化合物,叫做多肽。多肽通常呈链状结构,叫做肽链。
6、相关公式:
①肽键个数(脱水数)=氨基酸个数(N)一肽链条数(M)
②几条肽链至少几个氨基和几个竣基(至少两头有)
③蛋白质分子量=NXaT8x(N—M)
④基因(DNA)中解量:mRNA中破莘:氨基联个数=6:3:1
7、细胞中蛋白质种类繁多的缘由:每种氨基酸的数目成百上千,氨基酸形成肽链时,不同
种类氨基酸的排列依次千变万化,肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别,因
此,蛋白质分子的结构是极其多样的。
8、蛋白质的功能:
a、结构蛋白,羽毛、肌肉、头发等的成分。
b、催化作用,细胞内的化学反应离不开酶的催化。
c、运输载体,血红蛋白运输氧。
d、调整作用,胰岛素。
e、免疫功能,人体内的抗体。
9、一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要担当者。
10、蛋白质的形成和相关结构功能图
盘曲、折叠
空间结构||蛋白质
(结构至样性)
丽_|结构置百阂花嬴5雁而运输、免疫、调整
'”…7功能多样性一)(酶、载体、抗体、胰岛素)
第三节、遗传信息的携带者一核酸
1、核酸包括两大类:一类是脱氧核糖核甘酸,简称DNA;一类是核糖核甘酸,简称RNA。
2、核酸是细胞内携带遗传信息的物质,在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极
其重要的作用。
3、DNA主要分布在细胞核中,RNA大部分存在于细胞之中,甲基绿使DNA呈现绿色,毗
罗红使RNA呈现红色。真核细胞的DNA主要分布在细胞核中,线粒体、叶绿体内也含有少
量的DNA;RNA主要分布在细胞质中。
「一分子磷酸(1种)
4、核酸基本单位是:核甘酸《分子五碳糖(2种)
(8种)[分子含氮碱基(5种)
5、DNA是由脱氧核甘酸连接而成的长链,RNA由核糖核甘酸连接而成。在绝大多数生物
体内,DNA是由两条脱氧核甘酸链构成。RNA是由一条核糖核甘酸链构成。
6、DNA碱基:A、T、G、C;RNA碱基:A、U、G、C。
7、部分病毒的遗传信息,干脆贮存在RNA中,如HIV、SARS病毒等。
第四节、细胞中的糖类和脂质
1、糖类分子都是由C,H,O,三种元素构成的。
糖类:是主要的能源物质;主要分为单糖、二糖和多糖等
①单糖:是不能再水解的糖。如葡萄糖、核糖、脱氧核糖(动植物都有)
②二糖:是水解后能生成两分子单糖的糖。
植物二糖:蔗糖(水解为葡萄糖和果糖)、麦芽糖(水解为葡萄糖)
动物二糖:乳糖
③多糖:是水解后能生成很多单糖的糖。多糖的基本组成单位都是葡萄糖。
植物多糖:淀粉(贮能)、纤维素(细胞壁主要成分,不供应能源)
动物多糖:糖元(贮能)(如肝糖元、肌糖元——供应肌肉能源)
④可溶性还原性糖:葡萄糖、果糖、麦芽糖等
2、组成脂质的化学元素主要有:C,H,0还含有P,N,脂质分子中氧的含量少于糖类,氢的
含量较多。常见脂质有脂肪、磷脂和固醇
脂肪(C、,、0):储能、保温、削减摩擦,缓冲和减压
3、脂质分类、脂:磷脂(膜结构基本骨架,脑、卵、大豆中磷脂较多)
固醇类:胆固亳、性激素(维持生殖)、VD(有利于Ca、P汲取)
4、多糖、蛋白质、核酸都是生物大分子,都是有很多基本的组成单位连接而成的,这些基
本单位称为单体,这些生物大分子又称为单体的多聚体。
5、每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架,由很多单体连接成多聚体。
第五节、细胞中的无机物
1、人体老化的特征之一是身体细胞的含水量明显下降。水是构成细胞的重要无机化合物。
2、水在细胞中以两种形式存在。一部分水及细胞内的其他物质结合,叫结合水。结合水是
细胞结构的重要组成成分,占4.5%。细胞中绝大多数的水以游离的形式存在,可以自由流淌,
叫做自由水,是细胞内的良好溶剂。
3、细胞中大多数无机盐以离子形式存在,含量较多的阳离子有钠离子,钙离子,钾离子,
镁离子,亚铁离子等,阴离子有氯离子,硫酸根离子,磷酸根离子等。无机盐是细胞中含量
很少的无机物,仅占细胞鲜重的1%~1.5%。
无机盐(绝大多数以离子形式存在)
功能:①构成某些重要的化合物:Mg一组成叶绿素、Fe-血红蛋白、I一甲状腺激素
②维持生物体的生命活动(如动物缺钙会抽搐、血钙高会肌无力)
③维持酸碱平衡(如NaHCCh/H2co3)
④调整渗透压(随无机盐及蛋白质含量增加而增大,维持细胞形态和功能。
4、细胞的主要化合物的基础:C,H,0,N等化学元素。
基本框架:糖类、脂质、核酸等有机化合物。
重要能源:糖类和脂肪。
第三章细胞的基本结构
第一节、细胞膜一系统的边界
1、人和其他哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和众多的细胞器。
2、,且成成分:主要是脂质(占细胞膜总质量的50%)和蛋白质(占细胞膜总质量
的40%),还有少量糖类(占细胞膜总质量的2%-10%)
基本骨架—磷脂冲分子层
I基本结构*、嵌、贯穿——蛋白质分子
细胞膜彳卜侧——糖或白(及细胞识别有关)
结构特点:肯定的流淌性
功能特点:举择透过性(取决于载体蛋白的种类和数量)
主要功能:心将细胞及外界环境分隔开
②限制物质进出细胞(自由扩散、帮助扩散和主动运输)
③进行细胞间的信息沟通
5、生命起源于原始海洋。膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。
6、细胞壁的主要成分是:纤维素和果胶。细胞壁对植物细胞有支持和爱护的作用。
其次节、细胞器一系统内的分工合作
1、分别细胞器为差离心法。
2、细胞的结构特点:
中心体
图3-7动物细胞(左)和植物细胞(右)亚显微结构模式图
结构特点细胞器细胞器形态细胞功能留意问题
叶绿体扁平椭球形光合作用色素、酶、少量DNA/RNA
双层膜结构
线粒体椭球形有氧呼吸酶、少量DNA/RNA
内质网网状运输、加工粗面、滑面
高尔基体扁平囊状加工、分泌动植物中功能不同
单层膜结构液泡泡状水分、颜色色素、有机酸、单宁
含多种水解能分解苍老、损伤的细胞,吞
溶酶体椭球形
酶,消化噬侵入细胞的病毒或病菌
核糖体粒状小体蛋白质合成(附着、游离)rRNA、蛋白质
无膜结构
中心体两个_L中心粒有丝分裂动物有、低等植物也有
3、分泌蛋白:在细胞内合成,分泌到细胞外起作用的的蛋白质,如抗体、消化酶和一部分
激素。
4、分泌蛋白合成及运输过程:内置网上的核糖体中一氨基酸形成肽链一肽链在内质网上加
工一蛋白质一囊泡到达高尔基体一进一步的加工一囊泡移动到细胞膜一分泌到细胞外。线粒
体供应能量。
图3-8合成的分泌蛋白运输到细
5、细胞器膜和细胞膜、核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统。线粒体和叶绿体、细胞
核膜都是双层膜结构,核糖体和中心体无膜结构。
6、生物膜系统的作用:
a、增大膜面积,
b、分隔细胞器,
c、供应化学反应场所。
第三节、细胞核一系统的限制中心
1、除了高等植物成熟的筛管细胞核步入动物成熟的红细胞等极少数细胞外,真核细胞都有
细胞核。
2、细胞核是遗传信息库(遗传物质储存和复制的场所),是细胞代谢和遗传的限制中心。
3、细胞核的结构及其功能:
核膜(双层膜,把核内物质与细胞质分开)
染色质(主要由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的载体)
核仁(与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关)
核孔(实现核质之间频繁的物质交换和信息交流)
图3-10细胞核结构模式图
4、细胞核中有DNA,DNA和蛋白质紧密结合成染色质,染色质是极细的丝状物,易被深
色染料染色。染色体常为圆柱状或杆状。
5、模型方法:物理模型、概念模型、数学模型等。
6、细胞既是生物体结构的基本单位,也是生物体代谢和遗传的基本单位。
第四章细胞的物质输入和输出
第一节、物质跨膜运输的实例
1、细胞的吸水和失水:
①当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时,细胞吸水膨胀。
②当外界溶液的浓度比细胞质浓度高时,细胞失水皱缩。
③当外界浓度及细胞质浓度相同时,水分进出细胞处于动态平衡。
2、细成熟植物细胞模式图:
①细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。
②原生质层:细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
3、质壁分别:植物细胞的原生质层就相当于一层半透膜。当细胞液的浓度小于外界溶液的
浓度时,细胞液中的水分就会透过原生质层进入外界溶液中,使细胞壁和原生质层都出现肯
定程度的收缩。(质壁分别复原)。
4、细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。
其次节、生物膜的流淌镶嵌模型
1、欧文顿:膜是由脂质组成的;
罗伯特森:全部的生物膜都是由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成。
荧光标记小鼠和人的细胞:细胞膜具有流淌性。
1972年桑格和尼克森:提出流淌镶嵌模型。
2、生物膜的结构模型图:
①膜的基本支架:磷脂双分子层;
②结构特点:肯定的流淌性;
③功能特点:选择透过性。
第三节、物质跨膜运输的方式
1、被动运输;物质通过简洁的扩散作用进出细胞叫做自由扩散(氧气、二氧化碳)。进出细
胞的物质借助载体蛋白的扩散,叫做帮助扩散(葡萄糖进入红细胞)。
2、主动运输;从低浓度一侧运输到高浓度一侧,须要载体蛋白的帮助,通式还须要消耗细
胞内化学反应所释放的能量(钠、钾钙离子)。
第五章细胞的能量供应和利用
第一节、降低化学反应活化能的酶
1、细胞中每时每刻都进行着很多化学反应,统称为细胞代谢。
2、活化能:分子从常态转变为简洁发生化学反应的活跃状态所须要的能量。
3、同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高。
4、大多数酶的化学本质是蛋白质,也有少数是RNA。20世纪80年头美国科学家切赫和奥特
曼发觉少数RNA也具有生物催化功能。
5、酶的特性:
①高效性:催化效率比无机催化剂高很多。
②专一性:每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。
③酶须要较温柔的作用条件:在最相宜的温度和pH下,酶的活性最高。
温度和pH偏高和偏低,酶的活性都会明显降低。
过酸、过碱或温度过高,酶的活性因结构破坏而丢失。
其次节、细胞的能量“通货”一ATP
1、干脆给细胞的生命活动供应能量的是ATP。
2、ATP是三磷酸腺昔的英文名称缩写。ATP分子的结构式可以简写为A-P-P-P,其中A代
表腺昔,P代表磷酸基团,代表一种特别的化学键,叫做高能磷酸键,ATP可以水解是指ATP
分子中高能磷酸键的水解。ATP是细胞中的一种高能磷酸化合物。
3、在酶的的催化作用下,ATP可以转化成ADP(二磷酸腺昔)在有关酶的催化作用下,
ADP可以接受能量,及一个游离的Pi结合,重新形成ATP。ATP和ADP的相互转化,是时
刻不停的发生并且处于动态平衡之中的。
4、ATP及ADP的相互转化:(时刻发生、动态平衡)
住动运输
酶
①ATP水解,释放能量:ATP-ADP+Pi+能量——|生命活动的干脆能源胞分裂
酶肌肉收缩
②合成TP,储存能量:ADP+Pi+能关;^传导
(细胞呼吸)(细胞呼吸)
(光合作用)
动物和人等绿色植物等
5、吸能及ATP的水解有关,放能反应及ATP的合成有关,能量通过ATP分子在吸能反应
和放能反应之间循环流通。
第三节、ATP的主要来源一细胞呼吸
1、ATP分子高能磷酸键中能量的主要来源是呼吸作用。
2、细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放
出能量并生成ATP的过程。
3、酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产
生大量的二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌通过下拨呼吸产生酒精和少量的二氧化碳。
4、细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸两种。
5、有氧呼吸图解和过程:
葡荷糖
啊
丙胡酸
陶^=(H7O
[H]
H2OCO,
图5-9有氧呼吸过程的图解
阶段
第一阶段其次阶段第三阶段
项目
场所细胞质基质线粒体线粒体
反应物葡萄糖丙酮酸和
H2O[H]+02
生成物丙酮酸、[H]CO2、[H]水
产生ATP的数量少量少量大量
6、有氧呼吸及无氧呼吸的比较:
呼吸方式有氧呼吸无氧呼吸
不场所细胞质基质,线粒体基质、内膜细胞质基质
同条件氧气、多种酶无氧气参及、多种酶
点葡萄糖彻底分解,产生葡萄糖分解不彻底,生成乳酸或
物质变更
CO2和H2O酒精和CO2
释放少量能量(少量ATP)
能量变更释放大量能量(大量ATP)
相同点
第一阶段相同,均生成丙酮酸;均能释放能量,形成ATP
7、酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫做发酵。产生酒精的焦酒精发酵;产生乳酸的焦
乳酸发酵。
8、相关的反应方程式:
有氧呼吸的总反应式:GJH12O6+6O2+6H2。马+6CO2+12H2O+能量
无氧呼吸(酒精发酵):C6Hl2。6」£»2C2H5OH(酒精)+2CC>2+少量能量
C6Hl2。64LA2C3H(乳酸)+少量能量
第四节、能量之源一一光及光合作用
1、活细胞所需能量的最终源头是来自太阳的光能。
2、胡萝卜素:橙黄色(最窄)
.类胡萝卜素加黄素:黄色
色素的分类叶E素a:蓝象色(最宽)
叶绿素叶绿素:黄绿色
3、叶绿素a和叶绿素b主要汲取蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要汲取蓝紫光。因为
叶绿素对绿光汲取最少,绿光被反射出来,所以叶片呈现绿色。
4、叶绿体的结构图和功能:
图5-11叶绿体立体结构示意图
①呈扁平的椭球型或球形;叶绿体的外表有双层膜,内部有很多基粒,基粒之间充溢基质,
基粒由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成,囊状结构称为类囊提,汲取光能的四种色素分布
在类囊体的薄膜上。
②叶绿体是进行光和作用的场所。
比较项目光反应阶段暗反应阶段
场所在类囊体的薄膜上叶绿体基质
条件光、色素、光反应酶暗反应酶、ATP、[H]
的固定:
物质变更光CO2co2+C5f2c3
水的分解:HjO->[H]+02t
(用反应式
表示)C3的还原:Cj+JH]
ATP的生麻ADP+PifATP
能量变更光能一ATP中的活跃化学能ATP-(CH2O)中的稳定化学能
总反应式C02+H^O-^*o2+(CHjO)
相互联系光反应为暗反应供应[H]和ATP;暗反应为光反应供应ADP和Pi
6、绿色植物属于自养生物,人、动物、真菌以及大多数细菌,细胞中没有叶绿素,不能进行
光合作用,只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动,属于异养生物。
第六章细胞的生命历程
第一节、细胞的增殖
1、生物体的生长,既靠细胞生长增大细胞体积,还要靠细胞分裂增加细胞数量。器官大小
主要确定于细胞
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