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走近细胞
生命系统的结构层次依次为:细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统
生物圈是最大的生态系统,地球上只有一个生物圈。
细胞是生物体结构和功能的基本单位;地球上最基本的生命系统是细胞
2、病毒(Virus)是一类没有细胞结构的生物体。
3、显微镜相关知识
目镜无螺纹,长度与放大倍数成反比(放大倍数越大,镜长越短)。
物镜有螺纹,长度与放大倍数成正比(放大倍数越大,镜长越长)。
显微镜放大倍数=物镜倍数乘以目镜倍数
显微镜放大的是物体的长度或者宽度
在低倍镜下看到的视野亮,看到的细胞数量多,细胞形态小。
在高倍镜下看到的视野暗,看到的细胞数量少,细胞形态大。
在显微镜下看到的象是倒像。
4、光学显微镜的操作步骤:对光→低倍物镜观察→移动视野中央(偏哪移哪)
高倍物镜观察:①只能调节细准焦螺旋;②调节大光圈、凹面镜
5、显微镜使用注意事项
a、在低倍镜观察时,降低镜筒时,试验者的眼睛应注意物镜与玻片之间的距离,以免物镜与玻片相撞。
b、高倍镜观察时,调焦只能用细准焦螺旋,不能用粗准焦螺旋。
c、转换物镜时,要用转换器转换,不能用手去掰物镜。
6、显微镜计算
a、一行细胞数量的变化,可根据放大倍数与视野范围成反比的规律计算。
b、圆形视野范围细胞数量的变化,可根据看到的实物范围与放大倍数的平方成反比的规律计算。
7、判断显微镜视野中污点来源,既有可能在物镜、目镜上,也有可能在玻片上,但不会在反光镜上。判断方法:先动目镜,污点动则在目镜上;换物镜,污点消失则在物镜上;动装片,若污点动则在装片上。
8、制作临时装片时注意盖片时候盖玻片的一侧先接触到液体在慢慢放下,这样保证不会产生气泡。
9、原核细胞与真核细胞根本区别为:有无核膜为界限的细胞核
原核细胞和真核细胞和统一性体现在具有相似的细胞膜,细胞质和核糖体,原核细胞核区有一个环状的DNA,真核细胞染色体是由蛋白质的DNA组成的。
10\病毒是非细胞生物,是由蛋白质和核酸组成的简单生命体。它既不属于原核生物也不属于真核生物。
原核细胞构成原核生物,细菌、蓝藻、衣原体、支原体、放线菌都是原核生物。
蓝藻体内没有叶绿体但是有叶绿素和藻蓝素,能进行光合作用,是自养生物,绝大多数细菌都是异养生物。
怎样辨别细菌:凡是菌字前面带有“杆”、“球”、“弧”、“螺旋”字样的都是细菌,乳酸菌是个特例,在菌字前面省略了一个“杆”字,防细菌也是细菌。
真核细胞构成真核生物,凡动物都是真核生物。
真核生物特例:单细胞生物如草履虫、疟原虫、变形虫都是真核生物;单细胞真菌如酵母菌是真核生物;霉菌也是真核生物,如青霉,曲霉都是真核生物;绿藻也叫小球藻,也是真核生物如衣藻。
10、细胞学说
主要建立者德国科学家施莱登和施旺。
主要内容:
a、细胞是一个有机体,一切动植物都是由细胞发育而来,并由细胞核细胞产物所构成。
b、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。
c、新细胞可以从老细胞中产生。
细胞学说建立意义:揭示细胞统一性和生物体结构统一性。
组成细胞的分子
生物界与非生物界既有统一性又有差异性。
2、组成细胞的元素
大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
微量元素:Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo
主要元素:C、H、O、N、P、S
基本元素:C、H、O、N
最基本元素:C
无论大量元素还是微量元素都是生命活动所必需的
Ca是人体牙齿和骨骼的主要成分
Mg是绿色植物叶绿素的组成成分
Fe又叫半微量元素,是血红蛋白的组成成分
油菜缺B就会“花而不实”
占细胞鲜重百分比最高的元素是O
占细胞干重百分比最高的元素是C
3、组成细胞的化合物
有机化合物和无机化合物的区别:是否含C(CO2除外)
细胞中含量最多的化合物是水
细胞干重状态下含量最多的化合物是蛋白质
4、实验:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
原理:某些化学试剂能够是生物组织中有关有机化合物产生特定的颜色反映
糖类中的还原糖(如葡萄糖、果糖、麦芽糖)与斐林试剂发生作用,生成砖红色沉淀。
脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色(或被苏丹Ⅳ染成红色)
淀粉遇碘变蓝色
蛋白质与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应。
5、特别提示
蔗糖不是还原糖。
还原糖的含量,生物组织中有无色素是影响实验结果和实验观察的重要因素,因此,要选择可溶性还原糖含量高、组织颜色较浅或近于白色的植物,如苹果、梨、白萝卜。
鉴定脂肪材料时,最好选择富含脂肪的种子,如花生种子,取其子叶,但必需提前浸泡3—4小时。
鉴定蛋白质的实验材料最好选用富含蛋白质的生物组织(或器官),如大豆、鸡蛋。如用大豆可直接用豆浆作为实验材料;如果用鸡蛋要用蛋白,并注意稀释,一般稀释10倍以上,否则,实验后蛋白或反应物易粘附试管壁,不易清洗。
在鉴定蛋白质的实验中,双缩脲试剂B液不能加得太多,否则CuSO4的蓝色会遮蔽紫色。
斐林试剂和双缩脲试剂区别:a、浓度不同
b、使用方法不同
需要加热的鉴定是还原糖的鉴定,加热时试管底部不要接触到烧杯底,也不要对着其他人。
需要用显微镜的鉴定是脂肪的鉴定。
细胞中的无机物
1、细胞中的水
含量a生物体的水含量随着生物种类的不同一所差别。
b同一生物体,不同的组织器官含水量不同。
C生物体在不同的生长发育期,含水量也不同。
存在形式及作用
a结合水:一部分水与细胞内的其他物质相结合叫做结合水。
作用:是细胞结构的重要组成成分。
b自由水:细胞中绝大部分的水以游离的形式存在,可以自由流动,叫做自由水。
作用:是细胞内的良好溶剂,许多种物质溶解在这部分水中,细胞内的许多生物化学反应也都需要有水的参与;多细胞生物体的绝大多数细胞,必需浸润在以水为基础的液体环境中;水在生物体种的流动,可以吧营养物质运送到各个细胞,同事也吧各个细胞在新陈代谢种产生的废物,运送到排泄器官或者直接排除体外,
自由水和结合水之间可以相互转化:
A生长旺盛的时候,自由水多,结合水向自由水转化,新陈代谢旺盛。
B处于休眠时,自由水向结合水转换,新陈代谢缓慢。
烘干小麦种子先失去自由水,再失去结合水。
2、细胞中的无机盐
存在形式:a细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。
b少数与其他化合物结合。
作用:a构成某些复杂化合物的重要组成成分。
b许多种无机盐离子对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。
c生物体内的无机盐离子,必需保持在一定的量,这对维持细胞的渗透压和酸碱平衡非常重要。
哺乳动物的血液中必须含有一定量的钙离子,如含量低,会出现抽搐的症状,含量过高,则出现肌无力。
碘是甲状腺激素的成分,缺碘会甲状腺肿大。
%。
生命活动的主要承担者-----蛋白质(重点)
1、组成元素:C、H、O、N有的含有S、P、Fe、I
合成场所:核糖体
含量:占细胞鲜重的7-10%,干重的50%以上。
氨基酸:蛋白质的基本组成单位,组成蛋白质的氨基酸约有20种。
脱水缩合:一个氨基酸分子的氨基(—NH2)与另一个氨基酸分子的羧基(—COOH)相连接,同时失去一分子水。
肽键:肽链中连接两个氨基酸分子的化学键(—NH—CO—)。
二肽:由两个氨基酸分子缩合而成的化合物,只含有一个肽键。
多肽:由三个或三个以上的氨基酸分子缩合而成的链状结构。
肽链:多肽通常呈链状结构,叫肽链。
2、氨基酸分子通式:
NH2
|
R—C—COOH
|
H
3、氨基酸结构的特点:每种氨基酸分子至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上(如:有—NH2和—COOH但不是连在同一个碳原子上不叫氨基酸);R基的不同导致氨基酸的种类不同。
4、蛋白质多样性的原因是:组成蛋白质的氨基酸数目、种类、排列顺序不同,多肽链空间结构千变万化。
5、蛋白质的主要功能(生命活动的主要承担者):
①构成细胞和生物体的重要物质,如肌动蛋白;
②催化作用:如酶;
③调节作用:如胰岛素、生长激素;
④免疫作用:如抗体,抗原;
⑤运输作用:如红细胞中的血红蛋白。
注意:1、不是所有的酶都是蛋白质,少数酶是RNA。
2、不是所有的激素都是蛋白质,性激素是脂质。
6、有关计算:
1、肽键数=脱去水分子数=氨基酸数目—肽链数
2、至少含有的羧基(—COOH)或氨基数(—NH2)=肽链数
3、两个氨基酸缩合,形成一个肽键,同时产生一分子的水。三个氨基酸缩合,形成两个肽键,同时产生两分子的水。
4、n个氨基酸缩合,形成(n-1)个肽键,同时产生(n-1)个水。
5、若n个氨基酸形成m条链,则形成(n-m)个肽键,脱掉(n-m)个水分子。
6、氨基酸分子数=肽键数+肽链数
7、n个氨基酸形成m条链中至少含有m个羧基m个氨基。
8、每个氨基酸的平均相对分子质量是a,n个氨基酸形成m条链的相对分子质量是na-(n-m)18。
9、若n个氨基酸脱水缩合形成的不是肽链而是环状多肽,则脱去的水分子数是n。
7、与生活的联系
1、必需氨基酸:8种氨基酸是人体细胞不能合成的,必须从外界环境中直接摄取,这些氨基酸叫做必需氨基酸。
2、非必需氨基酸:12种氨基酸是人体细胞能够合成的,叫做非必需氨基酸。
注意:非必须的意思不是人体不需要它,而是人体细胞能够合成的氨基酸。
3、鸡蛋煮熟原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散。
4、蛋白质变性的原因:高温、射线、酸、碱、重金属盐等。
5、蛋白质的变性有些是可逆的,有些是不可逆的。
遗传信息的携带者------核酸
1、核酸的种类:脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)
2、核酸的作用:是细胞内携带遗传信息的物质,对于生物的遗传、变异和蛋白质的合成具有重要作用。
3、组成核酸的基本单位是:核苷酸,是由一分子磷酸、一分子五碳糖(DNA为脱氧核糖、RNA为核糖)和一分子含氮碱基组成;
组成DNA的核苷酸叫做脱氧核苷酸,组成RNA的核苷酸叫做核糖核苷酸。
4、DNA所含碱基有:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)
RNA所含碱基有:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)
DNA所含核苷酸有:腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸和胞嘧啶脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸
RNA所含核苷酸有:腺嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸和胞嘧啶核糖核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸
5、核酸的分布: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。
①绿色植物根细胞内不存在叶绿体,细胞内的DNA分布在细胞核,线粒体内;②原核细胞的DNA主要分布在拟核中,原核细胞没有真正的细胞核;③人体细胞中的RNA主要分布在细胞质中,此外在细胞核中也有少量的RNA。
6、实验观察DNA和RNA在细胞中的分布
原理:甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同,甲基绿使DNA呈现绿色,吡罗红使RNA呈现红色。利用甲基绿吡罗红混合染色剂将细胞染色,可以显示DNA和RNA在细胞中的分布。
注意:1、盐酸作用:①改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞。
②使染色体中的DNA与蛋白质分离,有利于DNA与染色剂结合。
2、实验材料选用浅颜色的,防止深颜色遮蔽实验颜色。
3、%的NaCl溶液作用:保持口腔上皮细胞正常形态。
4、蒸馏水作用:①配制染色剂
②冲洗载玻片
5、漱净口腔是为了防止混杂食物碎屑。
6、烘干的目的是让细胞牢固的附着在载玻片上。
注意:玻片在酒精灯火焰上来回移动,防止受热不均而破裂。
7、30℃温水的目的加速水解。
8、缓水流的原因防止细胞被水流冲走。
9观察使选择染色均匀,色泽浅的区域
名称
基本组成单位
核酸
核苷酸(8种)
一分子磷酸(H3PO4)
一分子五碳糖
(核糖或脱氧核糖)
核苷
一分子含氮碱基
(5种:A、G、C、T、U)
DNA
脱氧核苷酸
(4种)
一分子磷酸
一分子脱氧核糖
脱氧核苷
一分子含氮碱基
(A、G、C、T)
RNA
核糖核苷酸
(4种)
一分子磷酸
一分子核糖
核糖核苷
一分子含氮碱基
(A、G、C、U)
细胞中的糖类和脂质
相关概念:
糖类:是主要的能源物质;主要分为单糖、二糖和多糖等
单糖:是不能再水解的糖。如葡萄糖。
二糖:是水解后能生成两分子单糖的糖。
多糖:是水解后能生成许多单糖的糖。
多糖的基本组成单位都是葡萄糖
可溶性还原性糖:葡萄糖、果糖、麦芽糖等
一、细胞中的糖类(碳水化合物)
1、元素组成:C、H、O
2、种类:单糖、二糖、多糖
3、碳水化合物仅是一种俗称,不是严格意义上糖类的称谓
总结
1、糖类物质按其归属分类
动植物细胞共有的糖:核糖、脱氧核糖、葡萄糖。
动物细胞特有的糖:糖原、乳糖。
植物细胞特有的糖:果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素
2、糖类物质按其功能分类
生物细胞生命活动的主要能源物质:葡萄糖。
生物细胞中的储能物质:淀粉、糖原。
参与生物细胞构成的物质:核糖、脱氧核糖、纤维素
二、细胞中的脂质
a、组成元素:主要是C、H、O有些还含有N、P
b、比例特点:O%比糖类少H%比糖类多
c、化学性质:通常不溶于水,溶于有机溶剂,如丙酮、氯仿,乙醚等。
d、种类:脂肪、磷脂、固醇
1、细胞中的脂肪
功能:贮存能量,保温,减少摩擦,缓冲压力
备注:贮备能源,贮存在皮下、肠系膜等处。1g糖原氧化分解约释放出17KJ的能量,而1g脂肪氧化分解约释放出39KJ的能量。
脂肪是细胞内良好的储能物质,当生命活动需要时可以分解利用。
脂肪是非极性化合物,,是高度的水合形式,“经济”的储备能源.
与糖类氧化相比,在生物细胞内脂肪的氧化速率比糖类慢,而且需要消耗大量氧气,此外,,糖类是生物体生命活动利用的主要能源物质.
当人过多的摄入脂肪类食物有缺少运动时,就有可能导致肥胖,体内脂肪过多将增加内脏器官尤其的心脏的负担。因此,脂肪类食物的摄入应适度。
2、细胞中的磷脂
组成元素:C、H、O、N、P
功能:组成细胞膜及各种细胞器膜的成分
备注:在人和动物的脑、卵细胞、肝脏中,大豆的种子中磷脂的含量较多。
3、固醇
①胆固醇是生物膜的组成成分之一,对维持膜的正常的流动性有重要作用
胆固醇在人体内有一个正常含量,过高会导致血管硬化、高血压等
②性激素促进生殖细胞的形成和生殖器官的发育,激发并维持第二性征
③维生素D促进小肠对钙和磷的吸收和利用,VD可预防和治疗佝偻病、骨质疏松症等
生物大分子以碳链为骨架
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。
正是由于碳原子在生物大分子中的重要作用,科学家才说“碳是生命的核心元素”,“没有碳就没有生命”
第三章、细胞的基本结构
细胞膜------系统的边界
一、细胞膜的成分:主要是脂质(约50%)和蛋白质(约40%),还有少量糖类(约2%--10%)
细胞膜的主要组成元素C、H、O、N、P
二、细胞膜的功能:
1、将细胞与外界环境分隔开
2、控制物质进出细胞
3、进行细胞间的信息交流
a细胞分泌的化学物质(如激素、抗体),随血液到达全身各处,与靶细胞,与靶细胞表面的受体结合(受体大多是蛋白质)将信息传递给靶细胞。
b相邻两个细胞的细胞膜接触,信息从一个细胞传递给另一个细胞。例如,精子和卵细胞之间的识别和结合。
c相邻两个细胞之间形成通道,携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。例如,高等植物细胞之间通过胞间连丝互相连接,也有信息交流的作用。
三、植物细胞还有细胞壁,主要成分是纤维素和果胶,对细胞有支持和保护作用;其性质是全透性的。
四、实验体验自备细胞膜的方法
原理:细胞内的物质是有一定浓度的,如果把细胞放在清水里,水会进入细胞,把细胞涨破,细胞内的物质流出来,这样就得到细胞膜了。
实验材料:哺乳动物成熟的红细胞
原因:哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核及众多的细胞器。
生理盐水的作用:1、使红细胞分散开。
2、使红细胞暂时维持原有的状态
细胞器----系统内的分工合作
一、相关概念:
细胞质:在细胞膜以内、细胞核以外的原生质,叫做细胞质。细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。
细胞质基质:细胞质内呈液态的部分是基质。是细胞进行新陈代谢的主要场所。
细胞器:细胞质中具有特定功能的各种亚细胞结构的总称。
二、细胞器的比较:
1、线粒体:(呈粒状、棒状,具有双层膜,普遍存在于动、植物细胞中,内有少量DNA和RNA内膜突起形成嵴,内膜、基质和基粒中有许多种与有氧呼吸有关的酶),线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,生命活动所需要的能量,大约95%来自线粒体,是细胞的“动力车间”
2、叶绿体:(呈扁平的椭球形或球形,具有双层膜,主要存在绿色植物叶肉细胞里),叶绿体是植物进行光合作用的细胞器,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”,(含有叶绿素和类胡萝卜素,还有少量DNA和RNA,叶绿素分布在基粒片层的膜上。在片层结构的膜上和叶绿体内的基质中,含有光合作用需要的酶)。
3、核糖体:椭球形粒状小体,有些附着在内质网上,有些游离在细胞质基质中。是细胞内将氨基酸合成蛋白质的场所。
4、内质网:由膜结构连接而成的网状物。是细胞内蛋白质合成和加工,以及脂质合成的“车间”
5、高尔基体:在植物细胞中与细胞壁的形成有关,在动物细胞中与蛋白质(分泌蛋白)的加工、分类运输有关。
6、中心体:每个中心体含两个中心粒,呈垂直排列,存在于动物细胞和低等植物细胞,与细胞的有丝分裂有关。
7、液泡:主要存在于成熟植物细胞中,液泡内有细胞液。化学成分:有机酸、生物碱、糖类、蛋白质、无机盐、色素等。有维持细胞形态、储存养料、调节细胞渗透吸水的作用。
8、溶酶体:有“消化车间”之称,内含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。
动物细胞亚显微模式图植物细胞亚显微模式图
1、 细胞膜8、 核膜
2、 细胞壁9、 细胞核
3、 细胞质10、核孔
4、 叶绿体11、线粒体
5、 高尔基体12、内质网
6、 核仁13、核糖体
7、 染色质14、液泡
15、液泡膜
三、分泌蛋白的合成和运输:
核糖体(合成肽链)→内质网(加工成具有一定空间结构的蛋白质)→高尔基体(进一步修饰加工)→囊泡→细胞膜→细胞外
四、生物膜系统的组成:包括细胞器膜、细胞膜和核膜等。
总结:
具有双层膜的细胞器:线粒体、叶绿体
具有单层膜的细胞器:内质网、高尔基体、液泡、溶酶体
没有膜结构的细胞器:中心体、核糖体
含有DNA的细胞器:线粒体、叶绿体
与能量有关的细胞器:线粒体、叶绿体
植物细胞特有的细胞器:叶绿体、液泡
1、线粒体2、内质网3、核膜4、高尔基体5、中心体
五、实验用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
原理:叶肉细胞的叶绿体,散布于细胞质中,呈绿色、扁平的椭球形或球形。可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。
线粒体普遍存在于植物细胞和动物细胞中。线粒体的形态多样,有短棒状,圆球形,线形,哑铃形等。健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料,可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色。
注意:临时装片中的叶片不能饭干了,要随时保持有水状态。
第三节细胞核----系统的控制中心
一、细胞核的功能: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控制中心;
二、细胞核的结构:
1、染色质:由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的载体。
染色质和染色体是同样物质在细胞不同时期的两种存在状态。
2、核膜:双层膜,把核内物质与细胞质分开。
3、核仁:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
4、核孔:实现细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流。
三、细胞一个统一的整体。
第四章细胞的物质输入和输出
物质跨膜运输的实例
1、渗透作用:
概念:水分子(溶剂分子)通过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。
发生渗透作用的条件:①具有半透膜
②、膜两侧有浓度差
2、细胞的吸水和失水
动物细胞
外界溶液浓度>细胞内溶液浓度→细胞失水
外界溶液浓度<细胞内溶液浓度→细胞吸水
外界溶液浓度=细胞内溶液浓度→水分进出细胞处于动态平衡
植物细胞
细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液
原生质层:细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
质壁分离及复原:
植物细胞是一个渗透系统。
当细胞液浓度﹥外界溶液浓度,细胞吸水,质壁分离;
当细胞液浓度﹤外界溶液浓度,细胞失水,质壁分离复原
应用:①用于测定细胞液的浓度
②用于判断细胞的死活
③观察植物细胞的细胞膜
识记:只有活的、成熟的植物细胞才能发生质壁分离和复原,动物细胞、没有液泡的植物细胞则不能发生质壁分离,死的植物细胞中的细胞膜由于失去了选择透过性所以不能发生质壁分离。已经发生了质壁分离的细胞,如果由于失水过度死亡,也不能发生质壁分离复原。
探究实验的一般步骤:1、提出问题2、作出假设3、设计实验4、进行实验5、分析结果,得出结论6、表达和交流7、进一步探究
生物膜的流动镶嵌模型
流动镶嵌模型的基本内容:
1、磷脂双分子层构成膜的基本支架。
其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧,疏水性的尾部朝向内侧
磷脂分子是可以运动的,具有流动性。
2、蛋白质分子
位置:有的镶嵌在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层。(体现了膜结构内外的不对称性)
种类:有的与糖类结合形成糖被有的起载体作用,参与物质运输的过程,载体具有专一性,在一定程度上决定了膜的选择透过性。
大多数的蛋白质分子也是可以运动的。(也体现了膜的流动性)
3、糖被
细胞膜外表,有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白,叫做糖被。
作用:消化道喝呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白又保护盒润滑作用;糖被与细胞识别有密切关系。
动物细胞表面糖蛋白的识别作用,好比是细胞与细胞之间,或者是细胞与其他大分子之间,相互联络用的文字或语言。
除了糖蛋白外,细胞膜表面还有糖类和脂质结合成的糖脂。
细胞膜的特点:具有流动性(结构特点)
具有选择透过性(功能特点)
物质跨膜运输的方式
一、相关概念:
1、自由扩散:物质通过简单的扩散作用进出细胞。
2、协助扩散:进出细胞的物质要借助载体蛋白的扩散。
3、主动运输:物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。
条件:载体、能量。
这也是判断主动运输的依据,是否逆浓度梯度不是判断主动运输的依据。因为一种物质的主动运输只需要载体和能量两个条件,与是否逆浓度梯度没有必然的联系。正确的观点应该是:逆浓度梯度的运输一定是主动运输,顺浓度梯度的运输三种方式都又可能,应进一步判断其他的条件。
意义:保证了活细胞能够按照生命活动的需要,主动选择吸收所需要的营养物质,排除代谢废物的对小有害的物质。
二、自由扩散、协助扩散和主动运输的比较:
比较项目
运输方向
是否要载体
是否消耗能量
代表例子
自由扩散
高浓度→低浓度
不需要
不消耗
O2、CO2、H2O、乙醇、甘油等
协助扩散
高浓度→低浓度
需要
不消耗
葡萄糖进入红细胞
主动运输
低浓度→高浓度
需要
消耗
氨基酸、各种离子等
三、影响物质运输的因素及曲线分析
1、影响因素
自由扩散:细胞内外物质的浓度差
协助扩散:①细胞内外物质的浓度差
②细胞膜上运载物质的载体数量
主动运输:①载体
②能量:凡是影响到细胞内产生能量的因素都能影响主动运输,如氧气浓度,温度等。
2、曲线分析
①物质浓度对物质运输速率的影响
自由扩散协助扩散、主动运输
物质浓度物质浓度
②氧气浓度对物质运输速率的影响
自由扩散、协助扩散主动运输
氧气浓度氧气浓度
注:纵轴均为物质运输速率
四、离子和小分子物质主要以被动运输(自由扩散、协助扩散)和主动运输的方式进出细胞;
大分子和颗粒物质进出细胞的主要方式是胞吞作用和胞吐作用。
胞吞和胞吐都需要能量。
第五章细胞的能量供应和利用
降低化学反应活化能的酶
一、相关概念:
新陈代谢:是活细胞中全部化学反应的总称,是生物与非生物最根本的区别,是生物体进行一切生命活动的基础。
细胞代谢:细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应。
酶:是活细胞(来源)所产生的具有催化作用(功能:降低化学反应活化能,提高化学反应速率)的一类有机物。
活化能:分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
变量:实验过程中可以变化的因素。
自变量:人为改变的变量
因变量:随着自变量的变化而变化的变量。
无关变量:除自变量外,实验过程中可能还会存在一些可变因素,对实验结果造成影响,这些变量成为无关变量。
对照实验:除了一个因素以外,其余因素都保持不变的实验。
二、酶的作用:通过降低活化能的作用,是催化生物化学反应的效率提高,使细胞代谢能在温和条件下快速进行。
三、酶的发现:
①、1783年,意大利科学家斯巴兰让尼用实验证明:胃具有化学性消化的作用;
②、1836年,德国科学家施旺从胃液中提取了胃蛋白酶;
③、1926年,美国科学家萨姆纳通过化学实验证明脲酶是一种蛋白质;
④、20世纪80年代,美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化作用。
四、酶的本质:大多数酶的化学本质是蛋白质(合成酶的场所主要是核糖体,水解酶的酶是蛋白酶),也有少数是RNA。
五、酶的特性:
本质:活细胞产生的有机物,绝大多数为蛋白质,少数为RNA
①、高效性:催化效率比无机催化剂高许多,使细胞内各种化学反应快速进行,与高效的细胞代谢相适应。
②、专一性:每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应,可以防止化学反应紊乱,使细胞代谢有条不紊的进行。
③、酶需要较温和的作用条件:在最适宜的温度和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。
六、酶是生物催化剂,具有于一般催化剂的特点:
1、改变化学反应速率,降低反应的活化能。
2、不改变化学反应的方向和平衡常数,反应前后本身并不发生变化。
酶不同于一般催化剂的特点:
1、酶的催化效率高,大约是无机催化剂的107-1013倍。
2、酶具有高度的专一性。