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一、细胞的分子组成
1、组成细胞的主要元素: D、H、O、N
2、水在细胞中的作用:
①作为溶剂②是生物体内物质运输的主要介质3、无机盐的存在形式与生理作用:
1)对于维持生物体的生命活动有着重要的作用
2)无机盐还是某些复杂化合物的重要组成成分
4、糖类
种类
定义
举例
分子式
单糖
不能水
五碳糖:核糖、
CHO
5
10
5
解成更
简单的
CHO
糖
脱氧核糖
5
10
4
六碳糖:半乳
CHO
6
12
6
糖(动物)、
葡萄糖(植
物)、果糖(植
物)
二糖
能水解
蔗糖、麦芽糖
CHO
12
22
11
成两个
(植物)
单糖
乳糖(动物)
多糖
能水解
糖元(动物)(C6H10O5)n
成多个
淀粉(植物)
单糖
纤维素(植物)
③调节体温
生理功能
组成核糖核酸( RNA)
组成脱氧核糖核酸( DNA)
重要的能源物质
能源物质
贮能物质
植物细胞壁的成分,保护细胞
还原糖的检验:本尼迪特,加热,变红黄色
5、脂质
种类 生理作用
油脂 组成细胞的必要成分,贮能物质,储能,保温,缓冲
C,H的含量较高,氧化分解师耗能较多,产生的水也多,富含油脂的种子播种时应浅播
磷脂 细胞内各种膜结构的必要成分
植物蜡 对植物细胞起保护作用
胆固醇 人体所必需的,但过多会导致心脑血管疾病
固醇:胆固醇,维生素 D(促进钙和磷的吸收),性激素(促进***官发育和生殖细胞产
生)
油脂的检验:
①制片 ②染色(用吸水纸吸去表面的水, 再用滴管将苏丹Ⅲ染液滴在切片上, 静置2~3min。
用吸水纸吸去多余的染液,再在切片上滴加 1~2滴50%的乙醇溶液,洗去多余的染料)③制
片(用吸水纸吸去多余的染液,再在切片上滴加 1~2滴水,盖上盖玻片)④观察(脂肪颗粒
被染成橙黄色 低倍镜→高倍镜)
6、蛋白质
(一)生理功能
、构成细胞和生物体结构的重要组成成分。比喻为“建筑材料”。
、有推动化学反应的作用。即生物催化剂——酶。
、与免疫有关,负责与疾病作斗争。如抗体。
、具有运输作用。如帮助物质运输细胞:细胞膜上的载体。
(二)蛋白质分子的结构
、基本组成单位——氨基酸
1)、组成蛋白质的氨基酸有20多种
2)、通式:
3)、结构特点:
:至少含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH);
都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上;
c :不同的氨基酸分子,具有不同的 R基.
2 、蛋白质分子的结构
结合方式:脱水缩合
(三)、多样性原因
。肽键数
=脱水数
=氨基酸数
-肽链条数
氨基酸分子数目、种类、排列顺序,蛋白质分子的空间结构不同。
多肽种类多样
蛋白质分子多样
由于氨基酸的种类、数目、排列顺序、肽键的空间结构的差异,使蛋白质分子结构及其多样蛋白质的检验:双缩尿试剂A和B(变紫色)
7、核酸 元素组成:C、H、O、N、P
(一)、分子结构
基本组成单位:核苷酸
--- 磷酸+五碳糖
+含氮碱基
脱氧核糖
核糖
?
脱氧核苷酸 核糖核苷酸
(A、T、C、G)(A、U、C、G)
?
化学结构
脱氧核苷酸链
核糖核苷酸链
?
(
空间结构
脱氧核糖核酸(双螺旋结构
)
DNA)
核糖核酸((单链)
RNA)
(二)、种类
名称
核糖核酸
简称
DNA
RNA
五碳糖
核糖
检验
派洛宁
存在部位
主要在细胞质内
(三)、生理功能
DNA:贮藏遗传信息,控制细胞的所有活动。决定细胞的整个生物体的遗传特性RNA:在合成蛋白质时是必需的。
二、细胞结构
1、细胞学说基本观点:①、所有生物都是有一个或多个细胞组成的 ;
②、细胞是所有生物的结构和功能单位;
③、所有的细胞必定是有别的细胞产生的。
2、细胞大小、数目和种类:
(1)大小:最小的:细菌类的支原体细胞 最大的:鸵鸟蛋的卵黄
2)数目:生物体积越大,细胞数目越多
3)种类:原核细胞:细菌、蓝藻、放线菌、支原体
真核细胞 :植物、动物、真菌(酵母菌、霉菌、食用菌)
细胞不能无限长大的原因:①受细胞 面积/体积 的限制②受细胞核控制范围的限制
3、细胞膜和细胞壁
一、细胞膜——质膜
(一)、结构特点:质膜具有选择透性
(二)、质膜的结构模型——流动镶嵌模型
、质膜的化学成分:磷脂分子和蛋白质分子,还有少量的多糖。
、质膜的结构
1)、脂双层(2)、磷脂分子的透性:头部亲水,尾部亲脂疏水。磷脂双分子层------细胞膜的基本支架
结构 蛋白质分子 露在膜表面
嵌插或贯穿
胆固醇:刚性,限制运动
多糖:与蛋白质或磷脂结合成细胞外被(糖蛋白)
结构特点:流动性。 功能特性:选择透性
(三)、质膜中各种成分的功能
、脂双层:使许多分子和离子不能随意出入细胞。
、膜蛋白的作用:
1)、控制某些分子、离子的出入;(2)、生物催化剂;(3)、细胞标志物(识别来自
细胞外的化学物质,识别其他细胞,与病原体做斗争有关)。
二、细胞壁
(一)、分布:植物(纤维素和果糖)、真菌(壳多糖)、细菌(肽聚糖,支原体无细胞壁)
(二)、植物细胞壁
功能:保护细胞,支撑植物体
4、细胞质
核糖体——最小的细胞器
分布:真核、原核细胞中、一部分附着在粗面内质网上,一部分游离在细胞质基质。
形态:椭球形颗粒状小体(无膜结构)成分:RNA和蛋白质
功能:合成蛋白质的场所
2、内质网
1)形态结构:由一系列单位膜构成的囊腔和细管组成,向内与细胞核膜相连,向外与质膜相连
2)种类及功能:蛋白质运输通道,与多种重要化合物的合成有关,如:糖类和脂质合成。
形态结构:单位膜构成的扁小囊和有小囊产生的小泡组成。
主要功能:是物质运输系统,承担着物质运输的任务
植物细胞分裂时与细胞壁的形成有关
动物细胞中与细胞分泌物的形成有关
(消化车间):
结构:由单层膜包围的小泡,是高尔基体断裂后形成的。
溶酶体中有六十多种水解酶,
能催
化多糖、蛋白质、脂质、 DNA和RNA等的降解
功能:消化细胞从外界吞入的颗粒和细胞自身产生的碎渣。
分布:植物细胞 结构:单位膜
细胞液:水、无机盐、色素、糖类、氨基酸等
主要功能:调节细胞内环境;与渗透吸水有关。
中心体
分布:主要在动物细胞,有的低等植物细胞中
结构:两个互相垂直的中心粒组成(中心粒有微管构成)功能:在有丝分裂过程中起作用
线粒体
分布:动植物细胞中 , 代谢旺盛的细胞中含量较多 .
形态: 呈颗粒状或短杆状
结构:外膜:使线粒体与周围的细胞质分开
内膜:向内折叠形成嵴(意义:增大膜面积有利于生化反应地进行)
基质:含少量 DNA、核糖体和有关酶
功能:细胞呼吸和能量代谢的中心
线粒体的数量与细胞新陈代谢的强弱有关(一般在细胞代谢旺盛的部位比较集中)
质体——植物和藻类细胞特有
种类:白色体:分布在不见光的部分,储存脂质和淀粉
有色体:含有色素,最重要的是叶绿体
叶绿体
1)分布:能进行光合作用的真核细胞。
2)形态:一般呈扁平的椭球形或球形(比线粒体稍大)
(3)结构
双层膜
基粒由类囊体重叠而成,膜上有色素,
有与光合作用有关的
酶
可吸收、传递、转化光能
基质
液态,含少量DNA、核糖体
定义:细胞质中除细胞器以外的液体部分
功能:细胞溶胶中有多种酶,是多种代谢活动的场所。
5、细胞核
细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心
核被膜 定义:指包被细胞核的双层膜 (有选择透性),外层与粗面内质网膜
相连。
核孔:内外膜在一些位点上融合形成的环状开口,是蛋白质、 RNA
等大分子出入细胞的通道。
细胞核结构 染色质:细胞核中或粗或细的长丝,由 DNA和蛋白质组成。携带着细胞的遗
传信息。在细胞核内易被碱性染料染成深色物质。
核仁:细胞核中呈圆形或椭圆形的结构,由某些染色体的片段构成。与核糖
体的形成有关,在细胞分类过程中能周期性的消失和重建。
核基质:细胞核内的液体部分 。
6、原核细胞
三、细胞代谢
1、细胞与能量
(1)生命活动直接能源—— ATP
(一)、ATP结构
、组成:C、O、H、N、P
、全称:腺苷三磷酸
、结构:腺嘌呤—核糖—磷酸基团~磷酸基团~磷酸基团
腺苷
A - P ~P ~ P
普通化学键 高能磷酸键
结构简式:A—P~P~P
、ATP的结构特点:每分子ATP含两个高能磷酸键,ATP水解指远离A的那个“~”断裂,释放大量能量
(二)ATP的来源:光合作用
呼吸作用等
2、物质出入细胞的方式
(1)渗透定义:水分子通过膜的扩散方向:低浓度→高浓度条件:①有半透膜存在②半透膜两边存在浓度差
2)细胞的吸水和失水:①细胞外浓度高→失水→质壁分离②细胞外浓度低→吸水→质壁分离复原
3)被动转运和主动转运
(4)小结
被动运转
扩散(渗透)
易化扩散
离子或分子
方式
主动运转
大分子或颗粒
胞吞
胞吐
3、酶
(1)酶的概念:活细胞内产生的具有生物催化作用的
化学本质:多数蛋白质 少数RNA(核酶)
合成场所:核糖体或细胞核
有机物。
作用场所:细胞内细胞外均可
2)酶的催化特性①高效性
②专一性:一种酶只能催化一种底物或少数几种相似底物的反应。试验: (必修一 P64)
3)影响酶作用的因素
探究PH值对酶活性的影响
、酶种酶都有最适PH值,在最适PH值下,酶的活性最高;
、高于或低于最适PH值酶的活性都会降低,甚至失活;
3 、不同酶最适 PH值不同。(胃蛋白酶: 2左右 胰蛋白酶:8左右)
本质:过酸过碱的条件下,都会使酶的空间结构遭到破坏而失去活性。
探究温度对酶活性的影响
、每种酶都有最适温度,高于或低于最适温度酶的活性都降低;
、不同种酶的最适温度不同。
本质:较高温度使酶的空间结构遭到破坏而失去活性,
低温度使酶的活性降低,
在适宜温
度下,酶的活性可以恢复。
酶的来源:活细胞
酶的催化机理:降低反应所需的活化能
酶的作用机理:
钥匙--锁学说
诱导契合学说
4、细胞呼吸
(1)概念:细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或者小分子有机物
,并且释放出能量
的过程。
酶
(2)需氧呼吸:C6H12O6+6O2+6H2O6CO
2
+12H2O+能量
需氧
场所
反应物
产物
ATP
与氧的
呼吸
关系
糖酵解
细胞溶胶
1个
2个***酸
能量[
2个
不消耗
葡萄糖
2个【H】热量(多)]
柠檬酸
线粒体基
2个***酸和
6个CO和能量[22
个
2个
不消耗
2
循环
质
6个水
【H】和热量]
电子传
线粒体内
24个还原性
12个H2O和能量(热
26个
消耗6
递链
膜
氢和氧气
量多)
个O2
(3)厌氧呼吸
(一)概念:无氧条件下细胞内在
酶的催化下进行的将糖类等有机物分解成有机小分子化合
物的过程
场所:细胞溶胶
(二)类型①乳酸发酵:
生物种类:人、动物、甜菜的块根、乳酸细菌、玉米的胚、马铃薯的块茎
总反应:
酶
3CHOHCOOH+能量
C6H12O62CH
②乙醇发酵:
生物类型:酵母菌,高等植物
总反应C6H12O6
酶
2C
2H5OH+2CO2+能量
5、光合作用:
酶
6CO2+6H2O 6O 2+C6H12O6
1)生物种类:绿色植物、藻类、光合细菌(蓝藻)
自养生物:能利用无机物合成有机物,为其自身生长、发育和繁殖提供物质和能量异样生物:不能利用无机物合成有机物,需要从环境中摄取现成的有机物
2)色素
种类(在滤纸条上从上到下)
元素组成
色素本身的
选择吸收光
功能
颜色
能
类胡萝卜素
胡萝卜素
C、H、O
橙黄色
蓝紫光
1/4
叶黄素
C、H、O
黄色
吸收
叶绿素a
C、H、O、N、
蓝绿色
传递
叶绿素3/4
Mg
红光和蓝紫
转化
叶绿素b
C、H、O、N、
黄绿色
光
光能
Mg
(3)光合色素的提取与分离
注意事项:
取新鲜的菠菜叶,加入少许二氧化硅和碳酸钙,再加入适量
95%的乙醇,充分,迅速研磨成
浆(二氧化硅:使研磨充分。碳酸钙:防止细胞内的酸性物质破坏叶绿素)
。
点样:用毛细吸管吸取少量滤液,
沿铅笔画的横线均匀地划出一条细而直的滤液细线,
待滤
液干后再画一次,共画三四次)
4)过程光反应阶段:场所:类囊体膜上
2
+2
++
、合成ATP:ADP+Pi→ATP
过程:a、水光解:HO→H+O
H+NADP→NADPHb
能量变化
光能→ATP,NADPH中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
(二)碳反应阶段:
1、场所:叶绿体基质
2、物质变化:
CO2的固定:CO2+RuBP(C5)→2三碳分子(C3)
C3的还原:C3+NADPH→C3(糖)+C5
光合作用碳反应的产物三碳糖,在叶绿体内能作为合成淀粉、蛋白质和脂质的原料而被利用,但大部分是运至叶绿体外,并且转变为蔗糖,供植物体内所有细胞利用。
4)环境因素影响光合速率
内因:酶的种类和数量,色素含量
外因:光(强度,光质),二氧化碳浓度,温度,矿质元素,水分总光合速率=净光合速率+呼吸速率
6、细胞增殖与分化
1)细胞周期:连续分裂的细胞从一次分裂结束到下次分裂结束所经历的整个过程。
(2)动物细胞有丝分裂的过程
3)连续增殖的细胞:根尖分生区细胞,茎形成层细胞,造血干细胞,癌细胞,皮肤生发层细胞等。
永不增殖的细胞:成熟的细胞。如:哺乳动物成熟的红细胞,洋葱表皮细胞,神经细胞,人体各上皮细胞。
4)观察细胞的有丝分裂
方法步骤:1、取材(窃取洋葱根尖 2~3mm)
2、解离(质量分数为 10%的盐酸溶液,解离 10~15min)
3、漂洗
4、染色(龙胆紫,染色 1~2min)
5、制片(压片)
观察细胞时细胞重叠严重
(5)动植物有丝分裂
原因:解离不充分或未压片
(6)细胞分化
实质:不同的细胞中遗传信息的执行情况不同(基因选择性表达的结果,即细胞中的奢侈基因的表达)。
①概念:已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能
结果:细胞产生不同种类的蛋白质(细胞中的遗传物质没变)
(奢侈基因:在细胞中选择性表达的特异性基因。 管家基因:所有细胞均要表达的基因)
②癌细胞的特征: 无限增值;癌细胞的形态结构发生显著变化, 细胞表面缺少粘连蛋白。
细胞癌变的原因:原癌基因,抑癌基因发生突变
致癌因子:物理致癌因子;化学致癌因子;病毒致癌因子
(7)干细胞的种类
8)细胞的衰老和凋亡
①衰老细胞的特征:细胞水分减少,体积减小;细胞内的酶活性降低;
细胞内色素的累积;细胞膜通透性功能改变。
②细胞衰老与人体健康的关系
1)正常的细胞衰老有利于实现机体的自我更新。
2)细胞异常衰老威胁人体健康(如儿童早衰症)。
9)细胞的衰老和凋亡——编程性细胞死亡
细胞凋亡---主动死亡细胞坏死---被动死亡