- 阿啵呲嘚
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(一)走近细胞
一、 比较原核与真核细胞(多样性)
原核细胞 真核细胞
细胞 较小(1—10um) 较大(10--100 um)
细胞核 无成形的细胞核,核物质集中在核区。无核膜,无核仁。DNA不和蛋白质结合 有成形的真正的细胞核。有核膜,有核仁。DNA不和蛋白质结合成染色体
细胞质 除核糖体外,无其他细胞器 有各种细胞器
细胞壁 有。但成分和真核不同,主要是肽聚糖 植物细胞、真菌细胞有,动物细胞无
代表 放线菌、细菌、蓝藻、支原体 真菌、植物、动物
二、生命系统的层次性
植:营养、保护、机械、输导 植:根、茎、叶
细胞 组织 分泌 器官 花、果、种
动:上皮、结缔、肌肉、神经 动:心、肝……
运动、循环
消化、呼吸 病毒
系统(动) 个体 单细胞 种群 群落
泌尿、生殖 多细胞
神经、内分泌
非生物因素 Ⅰ号
生态系统 生产者 生物圈
生物因素 消费者 Ⅱ号
分解者
三、细胞学说内容(统一性)
○从人体的解剖和观察入手:维萨里、比夏
○显微镜下的重要发明:虎克、列文虎克
○理论思维和科学实验的结合:施来登、施旺
1. 细胞是一个有机体,一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成。
2. 细胞是一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。
3. 新细胞可以从老细胞中产生。
○在修正中前进:细胞通过分裂产生新的细胞。
注:现代生物学的三大基石
1.1838—1839年 细胞学说 2.1859年 达尔文 进化论 3.1866年 孟德尔 遗传学
四、结论
除病毒以外,细胞是生物体结构和功能的基本单位,也是地球上最基本的生命系统。
(二)组成细胞的分子
基本:C、H、O、N (90%)
大量:C、H、O、N、P、S、(97%)K、Ca、Mg
元素 微量:Fe、Mo、Zn、Cu、B、Mo等
(20种) 最基本:C,占干重的48.4%,生物大分子以碳链为骨架
物质 说明生物界与非生物界的统一性和差异性。
基础 水:主要组成成分;一切生命活动离不开水
无机物 无机盐:对维持生物体的生命活动有重要作用
化合物 蛋白质:生命活动(或性状)的主要承担者/体现者
核酸:携带遗传信息
有机物 糖类:主要的能源物质
脂质:主要的储能物质
一、蛋白质 (占鲜重7-10%,干重50%)
结构 元素组成 C、H、O、N,有的还有P、S、Fe、Zn、Cu、B、Mn、I等
单体 氨基酸 (约20种,必需8种,非必需12种)
化学结构 由多个氨基酸分子脱水缩合而成,含有多个肽键的化合物,叫多肽。
多肽呈链状结构,叫肽链。一个蛋白质分子含有一条或几条肽链。
高级结构 多肽链形成不同的空间结构,分二、三、四级。
结构特点 由于组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列次序不同,于是肽链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。
功能 ○蛋白质的结构多样性决定了它的特异性/功能多样性。
1. 构成细胞和生物体的重要物质:如细胞膜、染色体、肌肉中的蛋白质;
2. 有些蛋白质有催化作用:如各种酶;
3. 有些蛋白质有运输作用:如血红蛋白、载体蛋白;
4. 有些蛋白质有调节作用:如胰岛素、生长激素等;
5. 有些蛋白质有免疫作用:如抗体。
备注 ○连接两个氨基酸分子的键(—NH—CO—)叫肽键。
○各种蛋白质在结构上所具有的共同特点(通式):
1. 每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基连同一碳原子上;
2. 各种氨基酸的区别在于R基的不同。
○ 变性(熟鸡蛋)&盐析&凝固(豆腐)
计算 ○由N个aa形成的一条肽链围成环状蛋白质时,产生水/肽键 N 个;
○N个aa形成一条肽链时,产生水/肽键 N-1 个;
○N个aa形成M条肽链时,产生水/肽键 N-M 个;
○N个aa形成M条肽链时,每个aa的平均分子量为α,那么由此形成的蛋白质
的分子量为 N×α-(N-M)×18 ;
二、核酸
一切生物的遗传物质,是遗传信息的载体,是生命活动的控制者。
元素组成 C、H、O、N、P等
分类 脱氧核糖核酸(DNA双链) 核糖核酸(RNA单链)
单体
成分 磷酸 H3PO4
五碳糖 脱氧核糖 核糖
含氮
碱基 A、G、C、T A、G、C、U
功能 主要的遗传物质,编码、复制遗
传信息,并决定蛋白质的合成 将遗传信息从DNA传递给
蛋白质。
存在 主要存在于细胞核,少量在线粒
体和叶绿体中。甲基绿 主要存在于细胞质中。吡罗红
△ 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,由许多单体连接成多聚体。
三、糖类和脂质
元素 类别 存在 生理功能
糖类 C、H、O 单糖 核糖C5H10O5 主细胞质 核糖核酸的组成成分;
脱氧核糖C4H10O5 主细胞核 脱氧核糖核酸的组成成分;
六碳糖:葡萄糖
C6H12O6、果糖等 主细胞质 是生物体进行生命活动的重要能源物质(70%以上);
二糖
C12H22O11 麦芽糖、蔗糖 植物
乳糖 动物
多糖 淀粉、纤维素 植物 (细胞壁的组成成分),
重要的储存能量的物质;
糖原(肝、肌) 动物
脂质 C、H、O
有的 还有N、P 脂肪 动、植物 储存能量、维持体温恒定;
类脂/磷脂 脑、豆 构成生物膜的重要成分;
固醇 胆固醇 动物 动物的重要成分;
性激素 促性器官发育和第二性征;
维生素D 促进钙、磷的吸收和利用;
△ 组成生物体的任何一种化合物都不能够单独地完成某一种生命活动,而只有按照一定的方式有机地组织起来,才能表现出细胞和生物体的生命现象。细胞就是这些物质最基本的结构形式。
四、鉴别实验
试剂 成分 实验现象 常用材料
蛋白质 双缩脲 A: 0.1g/mL NaOH 紫色 大豆
鸡蛋
B: 0.01g/mL CuSO4
脂肪 苏丹Ⅲ 橘黄色 花生
还原糖 班氏(加热) 砖红色沉淀 苹果、梨、白萝卜
淀粉 碘液 I2 蓝色 马铃薯
○具有还原性的糖:葡萄糖、麦芽糖、果糖
五、无机物
存在方式 生理作用
水
结合水4.5%
自由水95% 部分水和细胞中
其他物质结合。 细胞结构的组成成分。
绝大部分的水以
游离形式存在,可以自由流动。 1.细胞内的良好溶剂;
2.参与细胞内许多生物化学反应;
3.水是细胞生活的液态环境;
4.水的流动,把营养物质运送到细胞,并把废物运送到排泄器官或直接排出;
无机盐 多数以离子状态存,如K+、
Ca2+、Mg2+、Cl--、PO2+等 1.细胞内某些复杂化合物的重要组成部分,如Fe2+是血红蛋白的主要成分;
2.持生物体的生命活动,细胞的形态和功能;
3.维持细胞的渗透压和酸碱平衡;
六、小结
化合 有机组合 分化
化学元素 化合物 原生质 细胞
○原生质 1.泛指细胞内的全部生命物质,但并不包括细胞内的所有物质,如细胞壁;
2.包括细胞膜、细胞质和细胞核三部分;其主要成分为核酸、蛋白质(和脂类);
3.动物细胞可以看作一团原生质。
○细胞质 : 指细胞中细胞膜以内、细胞核以外的全部原生质。
○原生质层:成熟的植物细胞的细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质,为一层半透膜。
(三)细胞的基本结构
细胞壁(植物特有): 纤维素+果胶,支持和保护作用
成分:脂质(主磷脂)50%、蛋白质约40%、糖类2%-10%
细胞膜
作用:隔开细胞和环境;控制物质进出;细胞间信息交流;
真核 基质: 有水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等
细胞 细胞质 是活细胞进行新陈代谢的主要场所。
分工:线、内、高、核、溶、中、叶、液、
细胞器
协调配合:分泌蛋白的合成与分泌;生物膜系统
核膜:双层膜,分开核内物质和细胞质
核孔:实现核质之间频繁的物质交流和信息交流
细胞核 核仁:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关
染色质:由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的载体
一、 细胞器 差速离心:美国 克劳德
线粒体 叶绿体 高尔基体 内质网 液泡 核糖体 中心体
分布 动植物 植物 动植物 动植物 植物和某
些原生动物 动植物 动物
低等植物
形态 椭球形、棒形 扁平的球形或椭球形 大小囊泡、扁平囊 网状 椭球形粒状小体
结构 双层膜,有少量DNA 单层膜,形成囊泡状和管状,内有腔 没有膜结构
嵴(TP酶复合体)、基粒、基质 基粒(类体)、基质(片层结构)、酶 外连细胞膜,内连核膜 液泡膜、细胞液 蛋白质、RNA、和酶 两个互相垂直的中心粒
功能 有氧呼吸的主场所 进行光合作用的场所 细胞分泌,
成细胞壁 提供合成、运输条件 贮存物质,调节内环境 蛋白质合成的场所 与有丝分裂有关
备注 在核仁
形成
△ 细胞器是指在细胞质中具有一定形态结构和执行一定生理功能的结构单位,
三、协调配合 分泌蛋白 放射性同位素示踪法:罗马尼亚 帕拉德
有机物、O2
叶绿体 线粒体
能量、CO2
基因调控 初步合成 加工 修饰
细胞核 核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜 胞外
氨基酸 肽链 一定空间结构
○生物膜系统:细胞器膜 + 细胞膜 + 核膜等形成的结构体系
四、细胞核 = 核膜(双层) + 核仁 + 染色质 + 核液
美西螈实验、蝾螈横缢实验、变形虫实验、伞藻嫁接与移植实验
细胞核是遗传信息储存和复制的场所,是代谢活动和遗传特性的控制中心。
○ 染色质和染色体是同一物质在细胞周期不同阶段相互转变的形态结构。
DNA 螺旋
○ + = 核小体(串珠结构) 染色质 30nm纤维
组蛋白 非组蛋白
螺旋化
0.4um超螺旋管(圆筒形) 2-10um染色单体(圆柱状、杆状)
二、树立观点(基本思想)
1.有一定的结构就必然有与之相对应功能的存在;
○结构和功能相统一
2.任何功能都需要一定的结构来完成
1.各种细胞器既有形态结构和功能上的差异,又相互联系,相互依存;
○分工合作
2.细胞的生物膜系统体现细胞各结构之间的协调配合。
○生物的整体性:整体大于各部分之和;只有在各部分组成一个整体的时才能体现出生命现象。
1.结构:细胞的各个部分是相互联系的。如分布在细胞质的内质网内连核膜,外接细胞膜。
2.功能:细胞的不同结构有不同的生理功能,但却是协调配合的。如分泌蛋白的合成与分泌。
3.调控:细胞核是代谢的调控中心。其DNA通过控制蛋白质类物质的合成调控生命活动。
4.与外界的关系上:每个细胞都要与相邻细胞、而与外界环境直接接触的细胞都要和外界环境进行物质交换和能量转换。
六、总结
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。
(四)细胞物质的运输
○科学家研究细胞膜结构的历程是从物质跨膜运输的现象开始的,分析成分是了解结构的基础,现象和功能又提供了探究结构的线索。人们在实验观察的基础上提出假说,又通过进一步的实验来修正假说,其中方法与技术的进步起到关键的作用
成分:磷脂和蛋白质和糖类
结构:单位膜(三明治)→ 流动镶嵌模型
细胞膜 特性 结构特点:具有相对的流动性
生理特性:选择透过性(对离子和小分子物质具选择性)
保护作用
功能 控制细胞内外物质交换
细胞识别、分泌、排泄、免疫等
一、物质跨膜运输的实例
1.水分
条件 浓度 外液 > 细胞质/液 外液 < 细胞质/液
现象 动物 失水皱缩 吸水膨胀甚至涨破
植物 质壁分离 质壁分离复原
原理 外因 水分的渗透作用
内因 原生质层与细胞壁的伸缩性不同造成收缩幅度不同
结论 细胞的吸水和失水是水分顺相对含量梯度跨膜运输的过程
○ 渗透现象发生的条件:半透膜、细胞内外浓度差
○ 渗透作用:水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。
○ 半透膜:指一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称。
○ 质壁分离与复原实验可拓展应用于:(指的是原生质层与细胞壁)
①证明成熟植物细胞发生渗透作用; ②证明细胞是否是活的;
③作为光学显微镜下观察细胞膜的方法; ④初步测定细胞液浓度的大小;
2. 无机盐等其他物质
① 不同生物吸收无机盐的种类和数量不同。
② 物质跨膜运输既有顺浓度梯度的,也有逆浓度梯度的。
3. 选择透过性膜
可以让水分子自由通过,一些离子和小分子也可以通过,而其他离子、小分子和大分子则不能通过的膜。
□ 生物膜是一种选择透过性膜,是严格的半透膜。
二、流动镶嵌模型
1.要点
①磷脂双分子层 构成生物膜的基本支架,但这个支架不是静止的,它具有流动性。
②蛋白质 镶嵌、贯穿、覆盖在磷脂双分子层上,大多数蛋白质也是可以流动的。
③天然糖蛋白 蛋白质和糖类结合成天然糖蛋白,形成糖被具有保护、润滑和细胞识别等
2.与单位膜的异同
相同点:组成细胞膜的主要物质是脂质和蛋白质
不同点:①流:蛋白质的分布有不均匀和不对称性;强调组成膜的分子是运动的。
②单:蛋白质均匀分布在脂双层的两侧;认为生物膜是静止结构。
三、跨膜运输的方式
例子 方式 浓度梯度 载体 能量 作用
水、甘油、气体、乙醇、苯 自由扩散 顺 × × 被选择吸收的物质从高浓度的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运
葡萄糖进入红细胞 协助扩散 顺 √ ×
进入红细胞的钾离子 主动运输 逆 √ √ 能保证活细胞按照生命活动的需要,主动地选择吸收所需要
的物质,排出新陈代谢产生的废物和对细胞要害的物质。
○大分子或颗粒:胞吞、胞吐
四、小结
组成 决定
磷脂分子+蛋白质分子 结构 功能(物质交换)
具有
导致 保证 体现
运动性 流动性 物质交换正常 选择透过性
成分组成结构,结构决定功能。构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以流动的,因此决定了由它们构成的细胞膜的结构具有一定的流动性。结构的流动性保证了载体蛋白能把相应的物质从细胞膜的一侧转运到到另一侧。由于细胞膜上不同载体的数量不同,所以,当物质进出细胞时能体现出不同的物质进出细胞膜的数量、速度及难易程度的不同,即反映出物质交换过程中的选择透过性。可见,流动性是细胞膜结构的固有属性,无论细胞是否与外界发生物质交换关系,流动性总是存在的,而选择透过性是细胞膜生理特性的描述,这一特性,只有在流动性基础上,完成物质交换功能方能体现出来。
(五)细胞的能量供应和利用
H2O 外界
水
H2O O2 矿质元素
[H]
光 ATP 原生质
ADP+PI 热能
ATP
ADP+PI
CO2+H2O C3H6O3 C2H5OH+CO2
一、 酶——降低反应活化能
◎ 新陈/细胞代谢:活细胞内全部有序化学反应的总称。
◎ 活化能:分子从常态转变成容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
1. 发现
①巴斯德之前:发酵是纯化学反应,与生命活动无关。
②巴斯德(法、微生物学家):发酵与活细胞有关;发酵是整个细胞。
③利比希(德、化学家):引起发酵的是细胞中的某些物质,但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。
④比希纳(德、化学家):酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用,就像在活酵母细胞中一样。
⑤萨姆纳(美、科学家):从刀豆种子提纯出来的脲酶是一种蛋白质。
⑥许多酶是蛋白质。
⑦切赫与奥特曼(美、科学家):少数RNA具有生物催化功能。
2.定义
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质。
注:
①由活细胞产生(与核糖体有关)
②催化性质:A.比无机催化剂更能减低化学反应的活化能,提高化学反应速度。
B.反应前后酶的性质和数量没有变化。
③成分:绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。
3.特性
① 高效性:催化效率很高,使反应速度很快,是一般无机催化集的107——1013倍。
② 专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 → 多样性 。
③ 需要合适的条件(温度和pH值) → 温和性 → 易变性 。
酶的催化作用需要适宜的温度、pH值等,过酸、过碱、高温都会破坏酶分子结构。低温也会影响酶的活性,但不破坏酶的分子结构。
解析 在底物足够,其他因素固定的条件下,酶促反应的速度与酶浓度成正比。 1.在S较低时,V随S增加而加快,近乎成正比;
2.在S较低时,V随S增加而加快,但不显著;
3.当S很大且达到一定限度时,V也达到一个最大值,此时即使再增加S,反应也几乎不再改变。
1.在一定T内V随T的
升高而加快;
2.在一定条件下,每一种酶在某一T时活力最大,称最适温度;
3.当T升高到一定限度时,V反而随温度的升高而降低。
◎动物T:35—40℃
PH : 6.5—8.0
◎ 酶工程
生产提取 制成 酶制剂 应用 治疗疾病;加工和生产一些产品;
和分离纯化 固定化酶 化验诊断和水质检测;其他分支。
二、ATP(三磷酸腺苷)
◎ ATP是生物体细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物,是生物体进行各项生命活动的直接
能源,它的水解与合成存在着能量的释放与贮存。
1.结构简式
A — P ~ P ~ P
腺苷 普通化学键13.8KJ/mol 高能磷酸键 30.54 KJ/mol 磷酸基团
2.ATP与ADP的转化
ATP
呼吸作用
(线粒体) 吸 Pi
(细胞质基质) 能 吸收分泌(渗透能)
(叶绿体) 放 肌肉收缩(机械能)
光合作用 Pi 能 神经传导、生物电(电能)
ADP (每个活细胞) 合成代谢(化学能)
体温(热能)
萤火虫(光能)
◎ 糖类—主要能源物质 热能 散失
太阳光能 脂肪—主要储能物质 氧化
(直接能源) 蛋白质—能源物质之一 分解 化学能 ATP
水解酶、放
◎ ATP ADP + Pi + 能量
合成酶、吸
3.能产生ATP: 线粒体、叶绿体、细胞质基质
能产生水: 线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核
能碱基互补配对: 线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核
三、ATP的主要来源——细胞呼吸
◎呼吸是通过呼吸运动吸进氧气,排出二氧化碳的过程。
◎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。分为:
有氧呼吸 无氧呼吸
概念 指细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成许多ATP的过程。 指细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物分解成不彻底的氧化产物,同时释放出少量能量的过程。
过程 ① C6H12O6 → 2丙酮酸 + [H] + 2ATP
② 2丙酮酸+ 6H2O → 6CO2 + [H]+ 2ATP
③ [H] + 6O2 → 12H2O + 34ATP ① C6H12O6 → 2丙酮酸 + [H] + 2ATP
→ 2C3H6O3
② 2丙酮酸 → 2C2H5OH + 2CO2
反应式 C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2 + 12H2O + 38ATP C6H12O6 → 2C3H6O3 + 2ATP
→ 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP
不同点 场所 : ①②线粒体基质 ③内膜 始终在细胞质基质
条件 : 除①外,需分子氧、酶 不需分子氧、需酶
产物 : CO2 、H2O 酒精和CO2或乳酸
能量 : 大量、合成38ATP(1161KJ) 少量、合成2ATP(61.08KJ)
相同点 联系 : 从葡萄糖分解成丙酮酸阶段相同,以后阶段不同
实质 : 分解有机物,释放能量,合成ATP
意义 : 为生物体的各项生命活动提供能量;为体内其他化合物合成提供原料
◎比较
光合作用 呼吸作用
反应场所 绿色植物(在叶绿体中进行) 所有生物(主要在线粒体中进行)
反应条件 光、色素、酶 酶(时刻进行)
物质转变 把无机物CO2和H2O合成有机物(CH2O) 分解有机物产生CO2和H2O
能量转变 把光能转变成化学能储存在有机物中 释放有机物的能量,部分转移ATP
实质 合成有机物、储存能量 分解有机物、释放能量、产生ATP
联系 有机物、氧气
光合作用 呼吸作用
能量、二氧化碳
◎ 光合作用的实质
通过光反应把光能转变成活跃的化学能,通过暗反应把二氧化碳和水合成有机物,同时把活跃的化学能转变成稳定的化学能贮存在有机物中。
四、光和光合作用
◎光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的
有机物,并释放出氧气的过程。影响因素有:光、温度、CO2浓度、水分、矿质元素等。
1.发现
内容 时间 过程 结论
普里斯特 1771年 蜡烛、小鼠、绿色植物实验 植物可以更新空气
萨克斯 1864年 叶片遮光实验 绿色植物在光合作用中产生淀粉
恩格尔曼 1880年 水绵光合作用实验 叶绿体是光合作用的场所释放出氧。
鲁宾与卡门 1939年 同位素标记法 光合作用释放的氧全来自水
2.场所
双层膜
叶绿体 基质
基粒 多个类囊体(片层)堆叠而成
胡萝卜素(橙黄色)1/3
类胡萝卜素 叶黄素(黄色) 2/3 吸蓝紫光
色素 (1/4) 叶绿素A(蓝绿色)3/4
叶绿素(3/4) 叶绿素B(黄绿色)1/4 吸红橙和蓝紫光
3.过程
光反应 暗反应
条件 光、色素、酶 CO2、[H]、ATP、酶
时间 短促 较缓慢
场所 内囊体的薄膜 叶绿体的基质
过程 ① 水的光解
2H2O → 4[H] + O2
② ATP的合成/光合磷酸化
ADP + Pi + 光能 → ATP ① CO2的固定
CO2 + C5 → 2C3
② C3/ CO2的还原
2C3 + [H] →(CH2O)
实质 光能 → 化学能,释放O2 同化CO2,形成(CH2O)
总式 CO2 + H2O → (CH2O)+ O2
或 CO2 + 12H2O → (CH2O)6 + 6O2 + 6H2O
物变 无机物CO2、H2O → 有机物(CH2O)
能变 光能 → ATP中活跃的化学能 → 有机物中稳定的化学能
◎ 同位素示踪
14C 光反应 2C 3 暗反应 (14CH2O)
3H2O 固定 [3H] 还原 (C3H2O)
H218O 光 18O2
◎ 人为创设条件,看物质变化:
1. 光照 → [H]和ATP → 暗反应 → (CH2O)
↓ ↓ ↓ ↓
切断 → 不能生成 → 不能进行 → 不能生成
2. CO2 → C5 → C3 → (CH2O)
↓ ↓ ↓ ↓
- 瑞瑞爱吃桃
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《分子与细胞》
元素 细胞膜 基质
化学成分 结构与功能 细胞质
化合物 细胞核 细胞器
细胞 生物膜系统
有丝分裂
无丝分裂 细胞分裂 细胞分化 细胞工程
减数分裂
高一生物内容构成
(一)走近细胞
一、 比较原核与真核细胞(多样性)
原核细胞 真核细胞
细胞 较小(1—10um) 较大(10--100 um)
细胞核 无成形的细胞核,核物质集中在核区。无核膜,无核仁。DNA不和蛋白质结合 有成形的真正的细胞核。有核膜,有核仁。DNA不和蛋白质结合成染色体
细胞质 除核糖体外,无其他细胞器 有各种细胞器
细胞壁 有。但成分和真核不同,主要是肽聚糖 植物细胞、真菌细胞有,动物细胞无
代表 放线菌、细菌、蓝藻、支原体 真菌、植物、动物
二、生命系统的层次性
植:营养、保护、机械、输导 植:根、茎、叶
细胞 组织 分泌 器官 花、果、种
动:上皮、结缔、肌肉、神经 动:心、肝……
运动、循环
消化、呼吸 病毒
系统(动) 个体 单细胞 种群 群落
泌尿、生殖 多细胞
神经、内分泌
非生物因素 Ⅰ号
生态系统 生产者 生物圈
生物因素 消费者 Ⅱ号
分解者
三、细胞学说内容(统一性)
○从人体的解剖和观察入手:维萨里、比夏
○显微镜下的重要发明:虎克、列文虎克
○理论思维和科学实验的结合:施来登、施旺
1. 细胞是一个有机体,一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成。
2. 细胞是一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。
3. 新细胞可以从老细胞中产生。
○在修正中前进:细胞通过分裂产生新的细胞。
注:现代生物学的三大基石
1.1838—1839年 细胞学说 2.1859年 达尔文 进化论 3.1866年 孟德尔 遗传学
四、结论
除病毒以外,细胞是生物体结构和功能的基本单位,也是地球上最基本的生命系统。
(二)组成细胞的分子
基本:C、H、O、N (90%)
大量:C、H、O、N、P、S、(97%)K、Ca、Mg
元素 微量:Fe、Mo、Zn、Cu、B、Mo等
(20种) 最基本:C,占干重的48.4%,生物大分子以碳链为骨架
物质 说明生物界与非生物界的统一性和差异性。
基础 水:主要组成成分;一切生命活动离不开水
无机物 无机盐:对维持生物体的生命活动有重要作用
化合物 蛋白质:生命活动(或性状)的主要承担者/体现者
核酸:携带遗传信息
有机物 糖类:主要的能源物质
脂质:主要的储能物质
一、蛋白质 (占鲜重7-10%,干重50%)
结构 元素组成 C、H、O、N,有的还有P、S、Fe、Zn、Cu、B、Mn、I等
单体 氨基酸 (约20种,必需8种,非必需12种)
化学结构 由多个氨基酸分子脱水缩合而成,含有多个肽键的化合物,叫多肽。
多肽呈链状结构,叫肽链。一个蛋白质分子含有一条或几条肽链。
高级结构 多肽链形成不同的空间结构,分二、三、四级。
结构特点 由于组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列次序不同,于是肽链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。
功能 ○蛋白质的结构多样性决定了它的特异性/功能多样性。
1. 构成细胞和生物体的重要物质:如细胞膜、染色体、肌肉中的蛋白质;
2. 有些蛋白质有催化作用:如各种酶;
3. 有些蛋白质有运输作用:如血红蛋白、载体蛋白;
4. 有些蛋白质有调节作用:如胰岛素、生长激素等;
5. 有些蛋白质有免疫作用:如抗体。
备注 ○连接两个氨基酸分子的键(—NH—CO—)叫肽键。
○各种蛋白质在结构上所具有的共同特点(通式):
1. 每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基连同一碳原子上;
2. 各种氨基酸的区别在于R基的不同。
○ 变性(熟鸡蛋)&盐析&凝固(豆腐)
计算 ○由N个aa形成的一条肽链围成环状蛋白质时,产生水/肽键 N 个;
○N个aa形成一条肽链时,产生水/肽键 N-1 个;
○N个aa形成M条肽链时,产生水/肽键 N-M 个;
○N个aa形成M条肽链时,每个aa的平均分子量为α,那么由此形成的蛋白质
的分子量为 N×α-(N-M)×18 ;
二、核酸
一切生物的遗传物质,是遗传信息的载体,是生命活动的控制者。
元素组成 C、H、O、N、P等
分类 脱氧核糖核酸(DNA双链) 核糖核酸(RNA单链)
单体
成分 磷酸 H3PO4
五碳糖 脱氧核糖 核糖
含氮
碱基 A、G、C、T A、G、C、U
功能 主要的遗传物质,编码、复制遗
传信息,并决定蛋白质的合成 将遗传信息从DNA传递给
蛋白质。
存在 主要存在于细胞核,少量在线粒
体和叶绿体中。甲基绿 主要存在于细胞质中。吡罗红
△ 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,由许多单体连接成多聚体。
三、糖类和脂质
元素 类别 存在 生理功能
糖类 C、H、O 单糖 核糖C5H10O5 主细胞质 核糖核酸的组成成分;
脱氧核糖C4H10O5 主细胞核 脱氧核糖核酸的组成成分;
六碳糖:葡萄糖
C6H12O6、果糖等 主细胞质 是生物体进行生命活动的重要能源物质(70%以上);
二糖
C12H22O11 麦芽糖、蔗糖 植物
乳糖 动物
多糖 淀粉、纤维素 植物 (细胞壁的组成成分),
重要的储存能量的物质;
糖原(肝、肌) 动物
脂质 C、H、O
有的 还有N、P 脂肪 动、植物 储存能量、维持体温恒定;
类脂/磷脂 脑、豆 构成生物膜的重要成分;
固醇 胆固醇 动物 动物的重要成分;
性激素 促性器官发育和第二性征;
维生素D 促进钙、磷的吸收和利用;
△ 组成生物体的任何一种化合物都不能够单独地完成某一种生命活动,而只有按照一定的方式有机地组织起来,才能表现出细胞和生物体的生命现象。细胞就是这些物质最基本的结构形式。
四、鉴别实验
试剂 成分 实验现象 常用材料
蛋白质 双缩脲 A: 0.1g/mL NaOH 紫色 大豆
鸡蛋
B: 0.01g/mL CuSO4
脂肪 苏丹Ⅲ 橘黄色 花生
还原糖 班氏(加热) 砖红色沉淀 苹果、梨、白萝卜
淀粉 碘液 I2 蓝色 马铃薯
○具有还原性的糖:葡萄糖、麦芽糖、果糖
五、无机物
存在方式 生理作用
水
结合水4.5%
自由水95% 部分水和细胞中
其他物质结合。 细胞结构的组成成分。
绝大部分的水以
游离形式存在,可以自由流动。 1.细胞内的良好溶剂;
2.参与细胞内许多生物化学反应;
3.水是细胞生活的液态环境;
4.水的流动,把营养物质运送到细胞,并把废物运送到排泄器官或直接排出;
无机盐 多数以离子状态存,如K+、
Ca2+、Mg2+、Cl--、PO2+等 1.细胞内某些复杂化合物的重要组成部分,如Fe2+是血红蛋白的主要成分;
2.持生物体的生命活动,细胞的形态和功能;
3.维持细胞的渗透压和酸碱平衡;
六、小结
化合 有机组合 分化
化学元素 化合物 原生质 细胞
○原生质 1.泛指细胞内的全部生命物质,但并不包括细胞内的所有物质,如细胞壁;
2.包括细胞膜、细胞质和细胞核三部分;其主要成分为核酸、蛋白质(和脂类);
3.动物细胞可以看作一团原生质。
○细胞质 : 指细胞中细胞膜以内、细胞核以外的全部原生质。
○原生质层:成熟的植物细胞的细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质,为一层半透膜。
(三)细胞的基本结构
细胞壁(植物特有): 纤维素+果胶,支持和保护作用
成分:脂质(主磷脂)50%、蛋白质约40%、糖类2%-10%
细胞膜
作用:隔开细胞和环境;控制物质进出;细胞间信息交流;
真核 基质: 有水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等
细胞 细胞质 是活细胞进行新陈代谢的主要场所。
分工:线、内、高、核、溶、中、叶、液、
细胞器
协调配合:分泌蛋白的合成与分泌;生物膜系统
核膜:双层膜,分开核内物质和细胞质
核孔:实现核质之间频繁的物质交流和信息交流
细胞核 核仁:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关
染色质:由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的载体
一、 细胞器 差速离心:美国 克劳德
线粒体 叶绿体 高尔基体 内质网 液泡 核糖体 中心体
分布 动植物 植物 动植物 动植物 植物和某
些原生动物 动植物 动物
低等植物
形态 椭球形、棒形 扁平的球形或椭球形 大小囊泡、扁平囊 网状 椭球形粒状小体
结构 双层膜,有少量DNA 单层膜,形成囊泡状和管状,内有腔 没有膜结构
嵴(TP酶复合体)、基粒、基质 基粒(类体)、基质(片层结构)、酶 外连细胞膜,内连核膜 液泡膜、细胞液 蛋白质、RNA、和酶 两个互相垂直的中心粒
功能 有氧呼吸的主场所 进行光合作用的场所 细胞分泌,
成细胞壁 提供合成、运输条件 贮存物质,调节内环境 蛋白质合成的场所 与有丝分裂有关
备注 在核仁
形成
△ 细胞器是指在细胞质中具有一定形态结构和执行一定生理功能的结构单位,
三、协调配合 分泌蛋白 放射性同位素示踪法:罗马尼亚 帕拉德
有机物、O2
叶绿体 线粒体
能量、CO2
基因调控 初步合成 加工 修饰
细胞核 核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜 胞外
氨基酸 肽链 一定空间结构
○生物膜系统:细胞器膜 + 细胞膜 + 核膜等形成的结构体系
四、细胞核 = 核膜(双层) + 核仁 + 染色质 + 核液
美西螈实验、蝾螈横缢实验、变形虫实验、伞藻嫁接与移植实验
细胞核是遗传信息储存和复制的场所,是代谢活动和遗传特性的控制中心。
○ 染色质和染色体是同一物质在细胞周期不同阶段相互转变的形态结构。
DNA 螺旋
○ + = 核小体(串珠结构) 染色质 30nm纤维
组蛋白 非组蛋白
螺旋化
0.4um超螺旋管(圆筒形) 2-10um染色单体(圆柱状、杆状)
二、树立观点(基本思想)
1.有一定的结构就必然有与之相对应功能的存在;
○结构和功能相统一
2.任何功能都需要一定的结构来完成
1.各种细胞器既有形态结构和功能上的差异,又相互联系,相互依存;
○分工合作
2.细胞的生物膜系统体现细胞各结构之间的协调配合。
○生物的整体性:整体大于各部分之和;只有在各部分组成一个整体的时才能体现出生命现象。
1.结构:细胞的各个部分是相互联系的。如分布在细胞质的内质网内连核膜,外接细胞膜。
2.功能:细胞的不同结构有不同的生理功能,但却是协调配合的。如分泌蛋白的合成与分泌。
3.调控:细胞核是代谢的调控中心。其DNA通过控制蛋白质类物质的合成调控生命活动。
4.与外界的关系上:每个细胞都要与相邻细胞、而与外界环境直接接触的细胞都要和外界环境进行物质交换和能量转换。
六、总结
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。
(四)细胞物质的运输
○科学家研究细胞膜结构的历程是从物质跨膜运输的现象开始的,分析成分是了解结构的基础,现象和功能又提供了探究结构的线索。人们在实验观察的基础上提出假说,又通过进一步的实验来修正假说,其中方法与技术的进步起到关键的作用
成分:磷脂和蛋白质和糖类
结构:单位膜(三明治)→ 流动镶嵌模型
细胞膜 特性 结构特点:具有相对的流动性
生理特性:选择透过性(对离子和小分子物质具选择性)
保护作用
功能 控制细胞内外物质交换
细胞识别、分泌、排泄、免疫等
一、物质跨膜运输的实例
1.水分
条件 浓度 外液 > 细胞质/液 外液 < 细胞质/液
现象 动物 失水皱缩 吸水膨胀甚至涨破
植物 质壁分离 质壁分离复原
原理 外因 水分的渗透作用
内因 原生质层与细胞壁的伸缩性不同造成收缩幅度不同
结论 细胞的吸水和失水是水分顺相对含量梯度跨膜运输的过程
○ 渗透现象发生的条件:半透膜、细胞内外浓度差
○ 渗透作用:水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。
○ 半透膜:指一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称。
○ 质壁分离与复原实验可拓展应用于:(指的是原生质层与细胞壁)
①证明成熟植物细胞发生渗透作用; ②证明细胞是否是活的;
③作为光学显微镜下观察细胞膜的方法; ④初步测定细胞液浓度的大小;
2. 无机盐等其他物质
① 不同生物吸收无机盐的种类和数量不同。
② 物质跨膜运输既有顺浓度梯度的,也有逆浓度梯度的。
3. 选择透过性膜
可以让水分子自由通过,一些离子和小分子也可以通过,而其他离子、小分子和大分子则不能通过的膜。
□ 生物膜是一种选择透过性膜,是严格的半透膜。
二、流动镶嵌模型
1.要点
①磷脂双分子层 构成生物膜的基本支架,但这个支架不是静止的,它具有流动性。
②蛋白质 镶嵌、贯穿、覆盖在磷脂双分子层上,大多数蛋白质也是可以流动的。
③天然糖蛋白 蛋白质和糖类结合成天然糖蛋白,形成糖被具有保护、润滑和细胞识别等
2.与单位膜的异同
相同点:组成细胞膜的主要物质是脂质和蛋白质
不同点:①流:蛋白质的分布有不均匀和不对称性;强调组成膜的分子是运动的。
②单:蛋白质均匀分布在脂双层的两侧;认为生物膜是静止结构。
三、跨膜运输的方式
例子 方式 浓度梯度 载体 能量 作用
水、甘油、气体、乙醇、苯 自由扩散 顺 × × 被选择吸收的物质从高浓度的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运
葡萄糖进入红细胞 协助扩散 顺 √ ×
进入红细胞的钾离子 主动运输 逆 √ √ 能保证活细胞按照生命活动的需要,主动地选择吸收所需要
的物质,排出新陈代谢产生的废物和对细胞要害的物质。
○大分子或颗粒:胞吞、胞吐
四、小结
组成 决定
磷脂分子+蛋白质分子 结构 功能(物质交换)
具有
导致 保证 体现
运动性 流动性 物质交换正常 选择透过性
成分组成结构,结构决定功能。构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以流动的,因此决定了由它们构成的细胞膜的结构具有一定的流动性。结构的流动性保证了载体蛋白能把相应的物质从细胞膜的一侧转运到到另一侧。由于细胞膜上不同载体的数量不同,所以,当物质进出细胞时能体现出不同的物质进出细胞膜的数量、速度及难易程度的不同,即反映出物质交换过程中的选择透过性。可见,流动性是细胞膜结构的固有属性,无论细胞是否与外界发生物质交换关系,流动性总是存在的,而选择透过性是细胞膜生理特性的描述,这一特性,只有在流动性基础上,完成物质交换功能方能体现出来。
(五)细胞的能量供应和利用
H2O 外界
水
H2O O2 矿质元素
[H]
光 ATP 原生质
ADP+PI 热能
ATP
ADP+PI
CO2+H2O C3H6O3 C2H5OH+CO2
一、 酶——降低反应活化能
◎ 新陈/细胞代谢:活细胞内全部有序化学反应的总称。
◎ 活化能:分子从常态转变成容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
1. 发现
①巴斯德之前:发酵是纯化学反应,与生命活动无关。
②巴斯德(法、微生物学家):发酵与活细胞有关;发酵是整个细胞。
③利比希(德、化学家):引起发酵的是细胞中的某些物质,但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。
④比希纳(德、化学家):酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用,就像在活酵母细胞中一样。
⑤萨姆纳(美、科学家):从刀豆种子提纯出来的脲酶是一种蛋白质。
⑥许多酶是蛋白质。
⑦切赫与奥特曼(美、科学家):少数RNA具有生物催化功能。
2.定义
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质。
注:
①由活细胞产生(与核糖体有关)
②催化性质:A.比无机催化剂更能减低化学反应的活化能,提高化学反应速度。
B.反应前后酶的性质和数量没有变化。
③成分:绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。
3.特性
① 高效性:催化效率很高,使反应速度很快,是一般无机催化集的107——1013倍。
② 专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 → 多样性 。
③ 需要合适的条件(温度和pH值) → 温和性 → 易变性 。
酶的催化作用需要适宜的温度、pH值等,过酸、过碱、高温都会破坏酶分子结构。低温也会影响酶的活性,但不破坏酶的分子结构。
图例
解析 在底物足够,其他因素固定的条件下,酶促反应的速度与酶浓度成正比。 1.在S较低时,V随S增加而加快,近乎成正比;
2.在S较低时,V随S增加而加快,但不显著;
3.当S很大且达到一定限度时,V也达到一个最大值,此时即使再增加S,反应也几乎不再改变。
1.在一定T内V随T的
升高而加快;
2.在一定条件下,每一种酶在某一T时活力最大,称最适温度;
3.当T升高到一定限度时,V反而随温度的升高而降低。
◎动物T:35—40℃
PH : 6.5—8.0
◎ 酶工程
生产提取 制成 酶制剂 应用 治疗疾病;加工和生产一些产品;
和分离纯化 固定化酶 化验诊断和水质检测;其他分支。
二、ATP(三磷酸腺苷)
◎ ATP是生物体细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物,是生物体进行各项生命活动的直接
能源,它的水解与合成存在着能量的释放与贮存。
1.结构简式
A — P ~ P ~ P
腺苷 普通化学键13.8KJ/mol 高能磷酸键 30.54 KJ/mol 磷酸基团
2.ATP与ADP的转化
ATP
呼吸作用
(线粒体) 吸 Pi
(细胞质基质) 能 吸收分泌(渗透能)
(叶绿体) 放 肌肉收缩(机械能)
光合作用 Pi 能 神经传导、生物电(电能)
ADP (每个活细胞) 合成代谢(化学能)
体温(热能)
萤火虫(光能)
◎ 糖类—主要能源物质 热能 散失
太阳光能 脂肪—主要储能物质 氧化
(直接能源) 蛋白质—能源物质之一 分解 化学能 ATP
水解酶、放
◎ ATP ADP + Pi + 能量
合成酶、吸
3.能产生ATP: 线粒体、叶绿体、细胞质基质
能产生水: 线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核
能碱基互补配对: 线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核
三、ATP的主要来源——细胞呼吸
◎呼吸是通过呼吸运动吸进氧气,排出二氧化碳的过程。
◎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。分为:
有氧呼吸 无氧呼吸
概念 指细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成许多ATP的过程。 指细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物分解成不彻底的氧化产物,同时释放出少量能量的过程。
过程 ① C6H12O6 → 2丙酮酸 + [H] + 2ATP
② 2丙酮酸+ 6H2O → 6CO2 + [H]+ 2ATP
③ [H] + 6O2 → 12H2O + 34ATP ① C6H12O6 → 2丙酮酸 + [H] + 2ATP
→ 2C3H6O3
② 2丙酮酸 → 2C2H5OH + 2CO2
反应式 C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2 + 12H2O + 38ATP C6H12O6 → 2C3H6O3 + 2ATP
→ 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP
不同点 场所 : ①②线粒体基质 ③内膜 始终在细胞质基质
条件 : 除①外,需分子氧、酶 不需分子氧、需酶
产物 : CO2 、H2O 酒精和CO2或乳酸
能量 : 大量、合成38ATP(1161KJ) 少量、合成2ATP(61.08KJ)
相同点 联系 : 从葡萄糖分解成丙酮酸阶段相同,以后阶段不同
实质 : 分解有机物,释放能量,合成ATP
意义 : 为生物体的各项生命活动提供能量;为体内其他化合物合成提供原料
◎比较
光合作用 呼吸作用
反应场所 绿色植物(在叶绿体中进行) 所有生物(主要在线粒体中进行)
反应条件 光、色素、酶 酶(时刻进行)
物质转变 把无机物CO2和H2O合成有机物(CH2O) 分解有机物产生CO2和H2O
能量转变 把光能转变成化学能储存在有机物中 释放有机物的能量,部分转移ATP
实质 合成有机物、储存能量 分解有机物、释放能量、产生ATP
联系 有机物、氧气
光合作用 呼吸作用
能量、二氧化碳
◎ 光合作用的实质
通过光反应把光能转变成活跃的化学能,通过暗反应把二氧化碳和水合成有机物,同时把活跃的化学能转变成稳定的化学能贮存在有机物中。
四、光和光合作用
◎光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的
有机物,并释放出氧气的过程。影响因素有:光、温度、CO2浓度、水分、矿质元素等。
1.发现
内容 时间 过程 结论
普里斯特 1771年 蜡烛、小鼠、绿色植物实验 植物可以更新空气
萨克斯 1864年 叶片遮光实验 绿色植物在光合作用中产生淀粉
恩格尔曼 1880年 水绵光合作用实验 叶绿体是光合作用的场所释放出氧。
鲁宾与卡门 1939年 同位素标记法 光合作用释放的氧全来自水
2.场所
双层膜
叶绿体 基质
基粒 多个类囊体(片层)堆叠而成
胡萝卜素(橙黄色)1/3
类胡萝卜素 叶黄素(黄色) 2/3 吸蓝紫光
色素 (1/4) 叶绿素A(蓝绿色)3/4
叶绿素(3/4) 叶绿素B(黄绿色)1/4 吸红橙和蓝紫光
3.过程
光反应 暗反应
条件 光、色素、酶 CO2、[H]、ATP、酶
时间 短促 较缓慢
场所 内囊体的薄膜 叶绿体的基质
过程 ① 水的光解
2H2O → 4[H] + O2
② ATP的合成/光合磷酸化
ADP + Pi + 光能 → ATP ① CO2的固定
CO2 + C5 → 2C3
② C3/ CO2的还原
2C3 + [H] →(CH2O)
实质 光能 → 化学能,释放O2 同化CO2,形成(CH2O)
总式 CO2 + H2O → (CH2O)+ O2
或 CO2 + 12H2O → (CH2O)6 + 6O2 + 6H2O
物变 无机物CO2、H2O → 有机物(CH2O)
能变 光能 → ATP中活跃的化学能 → 有机物中稳定的化学能
◎ 同位素示踪
14C 光反应 2C 3 暗反应 (14CH2O)
3H2O 固定 [3H] 还原 (C3H2O)
H218O 光 18O2
◎ 人为创设条件,看物质变化:
1. 光照 → [H]和ATP → 暗反应 → (CH2O)
↓ ↓ ↓ ↓
切断 → 不能生成 → 不能进行 → 不能生成
2. CO2 → C5 → C3 → (CH2O)
↓ ↓ ↓ ↓
- 莫妮卡住了
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高一生物必修1复习提纲(苏教版)
第一章 生物科学和我们
一、 基因治疗的原理
二、 “自然发生说”:四个科学家的实验以及观点(支持还是反对?)
第二章 细胞的化学组成
1. 水:存在形式,生理功能
2. 无机盐:存在形式,生理功能
3. 生物大分子的基本骨架:碳骨架
4. 糖类:组成元素、种类(植物细胞,动物细胞)、功能
5. 脂质:组成元素、种类、功能
6. 蛋白质:组成元素、基本单位(结构通式,书写)、肽键(书写)、功能,计算题(肽键和脱去水分子数、蛋白质分子量)
7. 核酸:组成元素、基本单位(哪三部分构成?)、分类、功能
8. 实验部分:糖类、脂肪、蛋白质鉴定的试剂、步骤、现象。
第三章 细胞的结构和功能
1. 细胞学说的创立者以及内容
2. 了解显微镜的发展史
3. 原核细胞和真核细胞的区别
4. 植物细胞和动物细胞的区别
5. 细胞膜的结构、结构特性(流动性)、功能特性(选择透过性)、功能
6. 细胞壁的主要成分及功能
7. 细胞质的构成及成分
8. 细胞器的分布、结构及功能:
双层膜:叶绿体、线粒体
单层膜:内质网、高尔基体、液泡
无 膜:核糖体、中心体
9.细胞核的结构与功能
10.被动运输的特点及通过此运输方式的分子有哪些?
11.简单扩散与易化扩散的区别
12.主动运输的特点及通过此运输方式的分子有哪些?
13.被动运输与主动运输的区别?
第四章 光合作用与呼吸作用
1. ATP与ADP的转化过程及ATP在代谢中的作用
2. 酶的概念及特性(三个),酶促反应的过程
3. 影响酶活性的因素:温度、pH值、底物浓度、酶浓度?都分别有什么影响?
4. 叶绿体色素的种类及作用
5. 光合作用的认识过程(注意每个科学家所做实验的方法及结论)
6. 光合作用的概念?两个阶段?每个阶段场所、所需条件、物质转化、能量转化、反应式以及两阶段的联系。
7. 影响光合作用速率的环境因素?光照、CO2浓度、温度?都如何影响?
8. 细胞呼吸的类型?(有氧、无氧)每种类型的阶段?每一阶段的场所、条件、物质转化、能量转化、反应式?有氧呼吸和无氧呼吸的区别?
9. 细胞呼吸原理的应用:农业生产上提高细胞呼吸;蔬菜水果保鲜,抑制细胞呼吸。(了解实例)
10. 实验:叶绿体色素的提取和分离
丙酮、层析液、石英砂、碳酸钙的用途及实验结果
第五章 细胞增殖、分化、衰老和凋亡
1. 细胞周期概念?真核细胞的分裂方式有几种?
2. 有丝分裂各个时期的特点:间期、前期、中期、后期、末期
3. 各个时期染色体数、染色单体数及DNA含量的变化
4. 植物细胞有丝分裂与动物细胞有丝分裂的区别
5. 无丝分裂的特点?无“丝”指什么?哪些细胞通过无丝分裂的方式形成新细胞?
6. 细胞分化的概念
7. 细胞全能性的概念,举例说明?
8. 个体衰老与细胞衰老的关系?
9. 细胞衰老的特征及原因?
10. 细胞凋亡的含义?细胞凋亡与细胞坏死的区别?
11. 癌细胞的特征?
12. 常见的致癌因子有哪些?恶性肿瘤的预防与健康的生活方式的关系?
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绪论
1.生物体具有共同的物质基础和结构基础。
2.细胞是生物体的结构和功能的基本单位;细胞是一切动植物结构的基本单位。病毒没有细胞结构。
3.新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础。
4.生物体具应激性,因而能适应周围环境。
5.生物遗传和变异的特征,使各物种既能基本上保持稳定,又能不断地进化。
6.生物体都能适应一定的环境,也能影响环境。
第一和第二章 生命的物质基础和结构基础
7.组成生物体的化学元素,在无机自然界都可以找到,没有一种化学元素是生物界所特有的,这个事实说明生物界和非生物界具统一性。
8.组成生物体的化学元素,在生物体内和在无机自然界中的含量相差很大,这个事实说明生物界与非生物界具有差异性。
9.糖类是细胞的主要能源物质,是生物体进行生命活动的主要能源物质。
10.蛋白质是细胞中重要的有机高分子化合物,占细胞干重的50%以上,其基本元素为C、H、O、N,基本单位是约20种氨基酸(2个氨基酸之间通过脱水缩合形成肽键从而依次连接为肽链)。蛋白质分子结构上具有多样性(由于组成蛋白质分子的氨基酸种类不同,数目不同,排列次序不同,空间结构不同),决定了其功能上的多样性(如:结构物质,催化,运输,调节,免疫等),所以一切生命活动都离不开蛋白质。
11.核酸是一切生物的遗传物质,对于生物体的遗传变异和蛋白质的生物合成有极重要作用。
12.组成生物体的任何一种化合物都不能够单独地完成某一种生命活动,而只有这些化合物按照一定的方式有机地组织起来,才能表现出细胞和生物体的生命现象。细胞就是这些物质最基本的结构形式。
13.地球上的生物,除了病毒以外,所有的生物体都是由细胞构成的。
14.活细胞中的各种代谢活动,都与细胞膜的结构(基本支架为磷脂双分子层,蛋白质分子,细胞膜外表还有糖被)和功能(物质交换,如自由扩散、主动运输等;细胞识别;分泌,内吞和外排;排泄;免疫等)有密切关系。细胞膜具一定的流动性(结构特点)和选择透过性(功能特性)。
15.细胞壁的化学成分主要是纤维素和果胶,对植物细胞有支持和保护作用。
16.细胞质基质是活细胞进行新陈代谢的主要场所,为新陈代谢的进行,提供所需要的物质和一定的环境条件。
17.线粒体有双层膜,内膜向内折叠形成嵴,含少量的DNA,线粒体是活细胞进行有氧呼吸的主要场所。
18.叶绿体有双层膜,内部含由囊状结构堆叠成的基粒(囊状结构的薄膜上含光合作用的色素和光反应的酶系,基粒间的基质中含暗反应的酶系和少量的DNA和RNA),是绿色植物细胞中进行光合作用的细胞器。
19.内质网增大了膜面积,与蛋白质、脂类和糖类的合成有关,也是蛋白质等的运输通道。
20.核糖体是细胞内将氨基酸合成为蛋白质的场所。
21.细胞中的高尔基体与细胞分泌物的形成有关,主要是对蛋白质进行加工和转运;植物细胞分裂时,高尔基体与细胞壁(细胞板)的形成有关。
22.染色质和染色体是细胞中同一种物质在不同时期的两种形态。
23.细胞核(核膜为双层膜,上有核孔)是遗传物质储存和复制的场所,是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。
24.构成细胞的各部分结构并不是彼此孤立的,而是互相紧密联系、协调一致的,一个细胞是一个有机的统一整体,细胞只有保持完整性,才能够正常地完成各项生命活动。
25.细胞以分裂的方式进行增殖,细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。
26.细胞有丝分裂的重要意义(特征),是将亲代细胞的染色体经过复制以后,精确地平均分配到两个子细胞中去,因而在生物的亲代和子代间保持了遗传性状的稳定性,对生物的遗传具重要意义。
27.细胞分化是一种持久性的变化,它发生在生物体的整个生命进程中,但在胚胎时期达到最大限度,一般具有不可逆的特点。
28.高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力,也就是保持着细胞全能
第三章 新陈代谢
29.新陈代谢是生物最基本的特征,是生物与非生物的最本质的区别。
30.酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物,绝大多数酶都是蛋白质,只有少数酶是RNA。
31.酶的催化作用具有高效性和专一性。酶的催化作用需要适宜的温度和pH值等
32.ATP是新陈代谢所需要能量的直接来源。
33.光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物,并且释放出氧的过程。根据是否需要光能,光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段。光合作用释放的氧全部来自水。
34.渗透作用的产生必须具备两个条件:一是具有一层半透膜,二是这层半透膜两侧的溶液具有浓度差。
35.植物成熟区表皮细胞吸收矿质元素(主动运输)和渗透吸水是两个相对独立的过程。
36.高等的多细胞动物,它们的体细胞只有通过内环境,才能与外界环境进行物质交换。
37.糖类、脂类和蛋白质之间是可以转化的,并且是有条件的、互相制约着的。糖类可以大量转化成脂质.而脂肪却不能大量转化成糖类.
38.稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
39.正常机体在神经系统和体液的调节下,通过各个器官、系统的协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态,叫稳态。稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
40.细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。反应式:
C6H12O6+6H2O+6O2——→6CO2+12H2O+能量(大多数生物)
C6H12O6——→2C2H5OH+2CO2+能量(多数高等植物无氧呼吸的方式,酵母菌等)C6H12O6——→2C3H6O3+能量(动物、乳酸菌,马铃薯的块茎、甜菜的块根、玉米的胚等)
41对生物体来说,呼吸作用的生理意义表现在两个方面:一是为生物体的生命活动提供能量,二是为体内其它化合物的合成提供原料。
第四章 生命活动的调节
42.向光性实验发现:感受光刺激的部位在胚芽鞘尖端,而向光弯曲的部位在尖端下面的一段,向光的一侧生长素分布的少,生长的慢;背光的一侧生长素分布的多,生长的快。
43.生长素对植物生长的影响往往具有两重性。这与生长素的浓度高低和植物器官的种类等有关。一般说,低浓度促进生长,高浓度抑制生长。如顶端优势就是顶芽产生的生长素向下运输,大量地积累在侧芽部位,使侧芽的生长受到抑制的缘故。
44.在没有受粉的番茄(黄瓜、辣椒等)雌蕊柱头上涂一定浓度的生长素溶液可获得无籽果实。(注意:此方法仅对以果实作为收获对象的植物有效,对以种子为收获对象的植物,如水稻、小麦、油菜、大豆、向日葵等,则无效。)
45.植物的生长发育过程,不是受单一激素的调节,而是由多种激素(生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯)相互协调、共同调节的。
46.垂体除了分泌生长激素促进动物体的生长外,还能分泌一类促激素调节其他内分泌腺的分泌活动。
47.下丘脑是机体调节内分泌活动和内环境稳态(水盐平衡、体温平衡、血糖平衡)的枢纽。
48.相关激素间具有协同作用(生长激素和甲状腺激素;肾上腺素和胰高血糖素)和拮抗作用(胰岛素和胰高血糖素;肾上腺素和胰岛素)。
49.(多细胞)动物神经活动的基本方式是反射,基本结构是反射弧(即:反射活动的结构基础是反射弧)。
50.神经元受到刺激后能够产生兴奋并传导兴奋;兴奋在神经元与神经元之间是通过突触释放递质来传递的,神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
51.动物建立后天性行为的主要方式是条件反射。
52.判断和推理是动物后天性行为发展的最高级形式,是大脑皮层的功能活动,也是通过学习获得的。
53.动物行为中,激素调节与神经调节是相互协调作用的,但神经调节仍处于主导的地位。
54.动物行为是在神经系统、内分泌系统和运动器官共同协调下形成的。
第五章 生物的生殖和发育
55.有性生殖产生的后代具双亲的遗传特性,具有更大的生活能力和变异性,因此对生物的生存和进化具重要意义。
56.营养生殖能使后代保持亲本的性状。
57.减数分裂的结果是,产生的生殖细胞中的染色体数目比精(卵)原细胞减少了一半。
58.减数分裂过程中联会的同源染色体彼此分开,说明染色体具一定的独立性;同源的两条染色体移向哪极是随机的,不同源的染色体(非同源染色体)间可进行自由组合。
59.减数分裂过程中染色体数目的减半发生在减数第一次分裂中。
60.一个卵原细胞经过减数分裂,只形成一个卵细胞(一种基因型)。一个精原细胞经过减数分裂,形成四个精子(两种基因型)。
60.对于有性生殖的生物来说,减数分裂和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞染色体数目的恒定,对于生物的遗传和变异,都是十分重要的
62.对于有性生殖的生物来说,个体发育的起点是受精卵。
63.很多双子叶植物成熟种子中无胚乳(如豆科植物、花生、油菜、荠菜等),是因为在胚和胚乳发育的过程中胚乳被子叶吸收了,营养贮藏在子叶里,供以后种子萌发时所需。单子叶植物有胚乳(如水稻、小麦、玉米等)
64.植物花芽的形成标志着生殖生长的开始。
65.高等动物的个体发育包括胚的发育和胚后发育。胚的发育是指受精卵发育成为幼体,胚后发育是指幼体从卵膜内孵化出来或从母体内生出来并发育成为性成熟的个体。
66.胚的发育包括:受精卵→卵裂→囊胚→原肠胚→三个胚层细胞分化→组织、器官、系统的形成→动物幼体
第六章 遗传和变异
67.DNA是使R型细菌产生稳定的遗传变化(即R型细菌转化为S型细菌)的物质,而噬菌体的各种性状也是通过DNA传递给后代的,这两个实验证明了DNA 是遗传物质。
68.现代科学研究证明,遗传物质除DNA以外还有RNA。因为绝大多数生物(如所有的原核生物、真核生物及部分病毒)的遗传物质是DNA,只有少数生物(如部分病毒等)的遗传物质是RNA,所以说DNA是主要的遗传物质。所有细胞生物的遗传物质是DNA.病毒的遗传物质是DNA或RNA.
69.碱基对排列顺序的多样性,构成了DNA分子的多样性,而碱基对的特定的排列顺序,又构成了每个DNA分子的特异性,这从分子水平说明了生物体具有多样性和特异性的根本原因。
70.遗传信息的传递是通过DNA分子的复制(注意其半保留复制和边解旋边复制的特点)来完成的。
71.DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板;通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。
72.子代与亲代在性状上相似,是由于子代获得了亲代复制的一份DNA的缘故。
73.基因是有遗传效应的DNA片段,基因在染色体上呈直线排列,染色体是基因的主要载体。
74.基因的表达是通过DNA控制蛋白质的合成(即转录和翻译过程)来实现的。
75.生物的一切遗传性状都是受基因控制的,一些基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而控制性状的,一些基因是通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状的.
76.由于不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序(碱基顺序)不同,因此,不同的基因含有不同的遗传信息。(即:基因的脱氧核苷酸的排列顺序就代表遗传信息)。
77.DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序决定了mRNA中核糖核苷酸的排列顺序,mRNA中核糖核苷酸的排列顺序又决定了蛋白质中氨基酸的排列顺序,氨基酸的排列顺序最终决定了蛋白质的结构和功能的特异性,从而使生物体表现出各种遗传特性。所以,生物的一切性状都是由基因决定,并由蛋白质分子直接体现的。
78.基因分离定律:具有一对相对性状的两个纯合亲本杂交时,子一代只表现出显性性状;子二代出现了性状分离现象,并且显性性状与隐性性状的数量比接近于3:1。
79.基因分离定律的实质是:在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性,生物体在进行减数分裂形成配子时,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入到两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
80.基因型是性状表现的内在因素,而表现型则是基因型的表现形式。基因型相同,表现型不一定相同;表现型相同,基因型也不一定相同.表现型是基因型与环境相互作用的结果.
81.基因自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。在进行减数分裂形成配子的过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离,同时非同源染色体上的非等位基因自由组合。
82.生物的性别决定方式主要有两种:一种是XY型(即雄性有一对异型的性染色体XY,雌性有一对同型的性染色体XX,后代性别由父本决定),另一种是ZW型(即雄性有一对同型的性染色体ZZ,雌性有一对异型的性染色体ZW,后代性别由母本决定)。
83.可遗传的变异有三种来源:基因突变,基因重组,染色体变异。
84.基因突变能产生新的基因;染色体不会产生新的基因,但使染色体上的基因数目和排列顺序发生改变;基因重组不改变基因数目和排列顺序,也不会产生新的基因,但可以引起基因的重新组合.这三者都会产生新的基因型.
85.基因突变在生物进化中具有重要意义。它是生物变异的根本来源,为生物进化提供了最初的原材料。
86.基因重组的两种方式:一是减数第一次分裂后期时,非同源染色体上的非等位基因自由组合;二是减数第一次分裂联会时,同源染色体中的非姐妹染色单体交叉互换。所以,通常只有有性生殖才具有基因重组的过程。而细菌等一般进行无性生殖的生物的基因重组只能通过基因工程来实现(可看出:基因工程可实现基因重组,产生定向变异).
87.通过有性生殖过程实现的基因重组,为生物变异提供了极其丰富的来源。这是形成生物多样性的重要原因之一,对于生物进化具有十分重要的意义。
88. 自然界中的多倍体植物,主要是受外界条件剧烈变化的影响而形成的。人工形成的多倍体植物是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,使有丝分裂前期不能形成纺锤体。
89. 利用单倍体植株培育新品种,可以明显地缩短育种年限。
第七章 生物的进化
90.自然选择学说包括:过度繁殖、生存斗争、遗传和变异、适者生存。
91. 凡是生存下来的生物都是对环境能适应的,而被淘汰的生物都是对环境不适应的。适者生存,不适者被淘汰的过程,称为自然选择。 适应是自然选择的结果。
92.以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的基本观点是:种群是生物进化的基本单位;生物进化的实质在于种群基因频率的改变;突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种的形成。
93. 突变(包括基因突变和染色体变异)和基因重组是产生进化的原材料;自然选择使种群基因频率定向改变并决定生物进化的方向。隔离是新物种形成的必要条件.
94.物种是指分布在一定的自然区域,具有一定的形态结构和生理功能,而且在自然状态下能够相互交配和繁殖,并能够生出可育后代的一群生物个体.
95. 按照达尔文的自然选择学说,可以知道生物的变异一般是不定向的,而自然选择则是定向的(定在与生存环境相适应的方向上)。当生物产生了变异以后,由自然选择来决定其生存或淘汰。
96. 遗传和变异是生物进化的内在因素,生存斗争推动着生物的进化,它是生物进化的动力。定向的自然选择决定着生物进化的方向。
97. 种内斗争,对于失败的个体来说是有害的,甚至会造成死亡,但是,对于整个种群的生存是有利的。
第八章 生物与环境
98. 生物与生存环境的关系是:适应环境,受到环境因素的影响,同时也在改变环
99. 生物对环境的适应只是一定程度上的适应,并不是绝对的,完全的适应。
100. 光对植物的生理和分布起着决定性的作用。温度影响生物的分布、生长和发育。在一定的地区,一年中的降水总量和雨季的分布,是决定陆生生物分布的重要因素。
101.生物的生存受到很多种生态因素的影响,这些生态因素共同构成了生物的生存环境。生物只有适应环境才能生存。
102.生物与环境之间是相互依赖、相互制约的,也是相互影响、相互作用的。生物与环境是一个不可分割的统一整体。
103.在一定区域内的生物,同种的个体形成种群,不同的种群形成群落。种群的各种特征、种群数量的变化和生物群落的结构,都与环境中的各种生态因素有着密切的关系。
104.种群是指在一定空间和时间内的同种生物个体的总和。种群的特征包括:种群密度、年龄组成、性别比例、出生率和死亡率| 迁入和迁出等.
105.在各种类型的生态系统中,生活着各种类型的生物群落。在不同的生态系统中,生物的种类和群落的结构都有差别。但是,各种类型的生态系统在结构和功能上都是统一的整体。
106.生态系统中能量的源头是阳光。生产者固定的太阳能的总量便是流经这个生态系统的总能量。这些能量是沿着食物链(网)单向逐级递减流动的。
107.研究生态系统的能量流动,可以帮助人们合理地调整生态系统的能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
108.地球上所有的植物、动物和微生物所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统共同构成了生物的多样性,包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。
109.保护生物多样性就是在基因物种生态系统三个层次上采取保护战略和措施.
110.生物多样性的保护,包括就地保护迁地保护以及加强教育和法制管理等.就在保护主要指建立自然保护区.
111.生物群落是指生活在一定的自然区域内,相互之间具有直接或间接关系的各种生物种群的总和。群落具有垂直结构(具有明显的分层现象)和水平结构
112. 所有的生态系统都有一个共同的特点就是既有大量的生物,还有赖以生存的无机环境,二者是缺一不可的。
113. 食物链和食物网是通过食物关系而构成生态系统中的物质和能量的流动渠道。
114. 能量流动和物质循环是生态系统的主要功能,二者是同时进行了的,彼此相互依存,不可分割。
115.能量的固定储存转移和释放,离不开物质的合成和分解等过程.物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动; 能量作为动力,使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返.生态系统中的各种组成成分,正是通过能量流动和物质循环,才能紧密地联系在一起,形成一个统一的整体.
116. 生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性,二者的关系是相反的,即抵抗力稳定性大,则恢复力稳定性就小,反之亦是。
117. 可持续发展的生态农业的生产模式由传统的"原料-产品-废料"改变为现代的"原料-产品-原料-产品"。
118. 我们强调自然保护,并不意味着禁止开发和利用。而是反对无计划地开发和利用。
119. 只有遵循生态系统的客观规律,从长远观点和整体观点出发来综合考虑问题,才能有效地保护自然,才能使自然环境更好地为人类服务。
120.生物圈的形成是地球的理化环境与生物长期相互作用的结果.是地球上生物与环境共同进化的产物,是生物与无机环境相互作用而形成的统一整体.
121.生态系统发展到一定阶段,它的结构和功能能够保持相对稳定.生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力,叫生态系统的稳定性.其包括:抵抗力稳定性和恢复为稳定性.
122.生态系统之所以具有抵抗力稳定性,是因为生态系统内部具有一定的自动调节能力.一般地说,生态系统的成分越单纯,营养结构越简单,自动调节能力越小,抵抗力稳定性就越低
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