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第一章走进细胞
1. .
无细胞结构的病毒必需寄生在活细胞中才能生存.
单细胞生物(如:草履虫),单个细胞即能完成整个的生物体全部生命活动.
多细胞生物的个体,以人为例,起源于一个单细胞:受精卵,经过细胞的不断分裂与分化,形成一个多细胞共同维系的生物个体.
2. :生物圈。
生命系统的结构层次:
细胞→组织→器官→系统(植物没有此系统)→个体→种群和群落→生态系统→生物圈
细胞:是生物体结构和功能的基本单位。除了病毒以外,所有生物都是由细胞构成的。细胞是地球上最基本的生命系统
★3、细胞种类:
根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核,把细胞分为原核细胞和真核细胞
这两类细胞分别构成了两大类生物:原核生物和真核生物.
类别
原核细胞
真核细胞
细胞大小
较小
较大
细胞核(本质)
无成形细胞核,
有成形的细胞核,
细胞质
有核糖体
有核糖体、线粒体等,
生物类群
衣原体,支原体,蓝藻,细菌,放线菌(一支蓝细线)
动物,植物,真菌
l常见的细菌有:乳酸菌,大肠杆菌,根瘤菌,霍乱杆菌,炭疽杆菌.
l常见的蓝藻有:颤藻,发菜,念珠藻,蓝球藻.
l常见的真菌有:
原核生物:由原核细胞构成的生物。如:蓝藻、细菌(如硝化细菌、乳酸菌、大肠杆菌、肺炎双球菌)、放线菌、支原体等都属于原核生物。
真核生物:由真核细胞构成的生物。如动物(草履虫、变形虫)、植物、真菌(酵母菌、霉菌、粘菌)等。
补:病毒的相关知识:
1、病毒(Virus)是一类没有细胞结构的生物体,病毒既不是真核也不是原核生物。
主要特征:①、个体微小,一般在10~30nm之间,大多数必须用电子显微镜才能看见;
②、仅具有一种类型的核酸,DNA或RNA,没有含两种核酸的病毒;
③、专营细胞内寄生生活;
④、结构简单,一般由核酸(DNA或RNA)和蛋白质外壳所构成。
2、根据寄生的宿主不同,病毒可分为动物病毒、植物病毒和细菌病毒(即噬菌体)三大类。根据病毒所含核酸
种类的不同分为DNA病毒和RNA病毒。
3、常见的病毒有:人类流感病毒(引起流行性感冒)、SARS病毒、人类免疫缺陷病毒(HIV)[引起艾滋病(AIDS)]、禽流感病毒、乙肝病毒、人类天花病毒、狂犬病毒、烟草花叶病毒等。
4、蓝藻是原核生物,蓝藻细胞内含有藻蓝素和叶绿素,是能进行光合作用的自养生物。
5、真核细胞与原核细胞统一性体现在二者均有细胞膜和细胞质
6、虎克既是细胞的发现者也是细胞的命名者;
7、细胞学说建立者是施莱登和施旺,细胞学说内容:1、一切动植物都是由细胞构成的。2、细胞是一个相对独立的单位3、新细胞可以从老细胞产生。(细胞通过分裂产生新细胞)
细胞学说建立揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性。细胞学说建立过程,是一个在科学探究中开拓、继承、修正和发展的过程。
:细胞膜,细胞质,.
:大小,细胞核,细胞质中的细胞器,包含的生物类群等均不同.
第二章:组成细胞的分子
一:元素
1、组成细胞的元素:
组成细胞的元素常见的有20多种,根据含量的不同分为:大量元素和微量元素.
①大量无素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg②微量无素:Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu
③组成细胞的主要元素是:CHONPS④基本元素:CHON最基本元素:C
⑤细胞干重中,含量最多元素为C,鲜重中含最最多元素为O
:构成生物体的元素在无机自然界都可以找到,没有一种是生物所特有的。生物界与非生物界的差异性:组成生物体的元素在生物体体内和无机自然界中的含量相差很大。
★(如沙漠中仙人掌)鲜重中,含量最多化合物为水,干重中含量最多的化合物为蛋白质。
二:组成细胞的化合物:
见课本第17页的表
化合物的鉴定:
鉴定原理:某些化学试剂能与生物组织中的有关有机化合物发生特定的颜色反应.
还原性糖:、.(葡萄糖,果糖,麦芽糖)注:蔗糖是典型的非还原性糖,不能用于该实验。
蛋白质:/。
脂肪:苏丹Ⅲ(橘黄色)苏丹Ⅳ(红色)
生命活动的主要承担者-蛋白质
一:组成蛋白质的基本单位:氨基酸
氨基酸的结构特点:一个氨基酸分子至少含有一个氨基和一个羧基,,(R基)的不同
生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种,
分为必需氨基酸(8)和非必需氨基酸(12)
二:氨基酸形成蛋白质
:在蛋白质的形成过程中,一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基相连接,同时脱去一分子水,这种结合方式叫做脱水缩合.
.
连接两个AA分子的化学健叫肽键.
.
假设一个蛋白质分子中含有的AA数为n
若蛋白质只有一条肽链,则脱去水分子数等于形成的肽键数等于n-1
若蛋白质含有m条肽链,则脱去水分子数等于形成的肽键数等于n-m
,含有的AA数为n则,
形成的蛋白质的分子量为:a×n-18(n-m)
即:氨基酸的总分子量减去脱去的水分子总量
蛋白质多样性原因:构成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序千变万化,多肽链盘曲折叠方式千差万别。
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,即结构蛋白,如羽毛、头发、蛛丝、肌动蛋白;
②催化作用:如绝大多数酶;③传递信息,即调节作用:如胰岛素、生长激素;
④免疫作用:如免疫球蛋白(抗体);⑤运输作用:如红细胞中的血红蛋白。
遗传信息的携带者-核酸
一、DNA与RNA的比较(表)
 
DNA(脱氧核糖核酸)
RNA(核糖核酸)
基本单位
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
化学组成
磷酸(P)+脱氧核糖+碱基()
磷酸(P)+核糖+碱基()
存在场所
主要分布于细胞核中
主要分布在细胞质中
主要功能
在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中有极其重要的作用。
二、核酸的种类及功能
核酸分为两大类:脱氧核糖核酸(简称DNA)和核糖核酸(简称RNA)
核酸的功能:核酸是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有极其重要的作用。
三、核酸在细胞中的分布
(1)实验原理:根据甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同,用甲基绿和吡罗红的混合液对细胞进行染色。
(2)水解时使用的是8%的盐酸,它的作用是:改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,同时使染色体中的DNA和蛋白质分离,有利于DNA与染色剂结合。
四、核酸的组成
(1)基本组成单位是核苷酸,其组成成分中的五碳糖有两种:核糖、脱氧核糖
(2)一个核苷酸是由一分子磷酸基团、一分子五碳糖和一分子含氮碱基组成
(3)核酸中含有的碱基总数为:有5种A、T、C、G、U核苷酸数为8
(4)DNA与RNA的比较
DNA
RNA
★全称
脱氧核糖核酸
核糖核酸
★分布
细胞核、线粒体、叶绿体
主要存在细胞质
染色剂
甲基绿
吡罗红
链数
双链
单链
碱基
ATCG
AUCG
五碳糖
脱氧核糖
核糖
组成单位
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
代表生物
原核生物、真核生物、噬菌体
HIV、SARS病毒
:甲基绿+DNA=绿色吡罗红+RNA=红色
8%盐酸的作用: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和染色剂结合
%的NaCl的作用:保持动物细胞的细胞形态
实验步骤:①制片②水解③冲洗④染色⑤观察
结论:DNA主要存在于细胞核中,RNA主要存在于细胞质中
少量DNA存在于线粒体,叶绿体中。原核细胞中DNA主要存在于拟核中,RNA主要存在于细胞质中
六、核酸分子的多样性:绝大多数生物的遗传信息就储存在DNA分子中,组成DNA分子的核苷酸虽然只有4种,但是核苷酸的排列顺序却是千变万化的。核苷酸的排列顺序就代表了遗传信息。生物的遗传物质是核酸(DNA或RNA)其中,主要遗传物质是DNA。
多糖,蛋白质,核酸等都是生物大分子,基本组成单位依次为:单糖、氨基酸、核苷酸。
生物大分子以碳链为基本骨架,所以碳是生命的核心元素。
第四节细胞中的糖类和脂质
1、糖类的化学元素组成及特点:元素组成(C,),特点:大多数糖H:O=2:1
2,糖类的分类,分布及功能:
种类
分布
功能
单糖
五碳糖
核糖
(C5H10O4)
细胞中都有
组成RNA的成分
脱氧核糖(C5H10O5)
细胞中都有
组成DNA的成分
六碳糖
(C6H12O6)
葡萄糖
细胞中都有
主要的能源物质
果糖
植物细胞中
提供能量
半乳糖
动物细胞中
提供能量
二糖
(C12H22O11)
麦芽糖
发芽的小麦、谷控中含量丰富
都能提供能量
蔗糖
甘蔗、甜菜中含量丰富
乳糖
人和动物的乳汁中含量丰富
多糖
(C6H10O5)n
淀粉
植物粮食作物的种子、变态根或茎等储藏器官中
储存能量
纤维素
植物细胞的细胞壁中
支持保护细胞
肝糖原
糖原
肌糖原
动物的肝脏中
储存能量调节血糖
动物的肌肉组织中
储存能量
3、单糖:不能水解的糖,可被细胞直接吸收。
二糖:由两分子的单糖脱水缩合而成。如麦芽糖由两个葡萄糖分子脱水缩合而成,蔗糖可以水解为一分子果糖和一分子葡萄糖,乳糖可以水解为一分子葡萄糖和一分子半乳糖.(展示课本P312-11〉
多糖:由许多的葡萄糖分子连接而成。如淀粉、纤维素、糖原,构成它们的基本单位都是葡萄糖。(P31)可溶性还原性糖:葡萄糖、果糖、麦芽糖等
4、脂质的比较:
分类
元素
常见种类
功能
脂质
脂肪
C、H、O
∕
储能;保温;缓冲;减压
磷脂
C、H、O
(N、P)
∕
构成生物膜(细胞膜、液泡膜、线粒体膜等)重要成分
固醇
胆固醇
与细胞膜流动性有关
性激素
维持生物第二性征,促进生殖器官发育及生殖细胞形成
维生素D
促进人和动物肠道对Ca和P的吸收
四大能源: ①重要能源:葡萄糖  ②主要能源:糖类 ③直接能源:ATP 
 ④根本能源:阳光
第五节细胞中的无机物
一、有关水的知识要点
存在形式
含量
功能
联系
水
自由水
约95%
1、良好溶剂
2、参与多种化学反应
3、运送养料和代谢废物
它们可相互转化;代谢旺盛时自由水含量增多,反之,含量减少。
结合水
%
细胞结构的重要组成成分
二、(绝大多数以离子形式存在)功能:
①、构成某些重要的化合物,如:叶绿素、血红蛋白等
②、维持生物体的生命活动(如动物缺钙会抽搐)
③、维持酸碱平衡,调节渗透压。

缺碘:地方性甲状腺肿大(大脖子病)、呆小症
缺钙:抽搐、软骨病,儿童缺钙会得佝偻病,老年人会骨质疏松
缺铁:缺铁性贫血Fe是人体血红蛋白的主要成分
Mg是组成叶绿素的主要成分
+过低,会出现抽搐症状;患急性肠炎的病人脱水时要补充输入葡萄糖盐水;高温作业大量出汗的工人要多喝淡盐水。
第三章细胞的基本结构
第一节细胞膜------系统的边界
:
主要是脂质(约50%)和蛋白质(约40%),还有少量糖类(约2%--10%)
,蛋白质种类和数量越多;细胞膜基本支架是磷脂双分子层;
将细胞与外界环境分隔开
控制物质进出细胞
进行细胞间信息交流

(1)蛋白质在脂双层中的分布是不对称和不均匀的。
(2)膜结构具有流动性。膜的结构成分不是静止的,而是动态的,生物膜是流动的脂质双分子层与镶嵌着的球蛋白按二维排列组成。
(3)膜的功能是由蛋白与蛋白、蛋白与脂质、脂质与脂质之间复杂的相互作用实现的。
:具有流动性细胞膜的功能特点:具有选择透过性
,具有支持和保护作用,是全透性的。
制取细胞膜利用哺乳动物成熟红细胞,因为无核膜和细胞器膜。(但是这个细胞仍然是真核细胞)
第二节细胞器----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:几种细胞器的结构和功能
★⑴、线粒体:真核细胞主要细胞器(动植物都有),机能旺盛的含量多。呈粒状、棒状,具有双膜结构,内膜向内突起形成“嵴”,内膜基质和基粒上有与有氧呼吸有关的酶,是有氧呼吸第二、三阶段的场所,生物体95%的能量来自线粒体,又叫“动力工厂”。含少量的DNA、RNA。
★⑵、叶绿体:只存在于植物的绿色细胞中。扁平的椭球形或球形,双层膜结构。基粒上有色素,基质和基粒中含有与光合作用有关的酶,是光合作用的场所。含少量的DNA、RNA。
注:①叶绿体的外膜②叶绿体的内膜③叶绿体的基粒(类囊体堆叠形成)④叶绿体的基质
⑤线粒体的外膜⑥线粒体的内膜⑦线粒体的基质⑧嵴
⑶.内质网:单层膜折叠体,是有机物的合成“车间”,蛋白质运输的通道。
⑷. 高尔基体:单膜囊状结构,动物细胞中与细胞分泌物的形成有关,植物细胞中与细胞壁的形成有关。
⑸.液泡:单膜囊泡,成熟的植物有大液泡。功能:贮藏(营养、色素等)、保持细胞形态,调节渗透吸水。
⑹.核糖体:无膜的结构,椭球形粒状小体,将氨基酸脱水缩合成蛋白质。蛋白质的“装配机器”
⑺.中心体:无膜结构,由垂直的两个中心粒构成,存在于动物和低等植物细胞中,与动物细胞有丝分裂有关。
二、八大细胞器的比较:
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。
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。
维持细胞内环境相对稳定
生物膜系统功能 许多重要化学反应的位点
把各种细胞器分开,提高生命活动效率
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,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。
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
一、渗透作用:水分子(或其它溶剂分子)通过半透膜的扩散作用。
二、原生质层:细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。成熟植物细胞原生质层相当于一层半透膜;当植物细胞失水时,发生质壁分离,其中的质指原生质层,壁为细胞壁
三、发生渗透作用的条件:
1、具有半透膜
2、膜两侧有浓度差
四、细胞的吸水和失水:
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
第二节生物膜的流动镶嵌模型
细胞膜结构:磷脂蛋白质糖类
↓↓↓
磷脂双分子层“镶嵌蛋白”糖被(与细胞识别有关)
(膜基本支架)
结构特点:具有一定的流动性
细胞膜
(生物膜)功能特点:选择透过性
第三节物质跨膜运输的方式
一、相关概念:
自由扩散:物质通过简单的扩散作用进出细胞。
协助扩散:进出细胞的物质要借助载体蛋白的扩散。
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。
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
葡萄糖进入红细胞等
主动运输
低浓度→高浓度
需要
消耗
氨基酸、各种离子等
三、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。
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
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。
二、酶的发现:略
三、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。
四、酶的特性:
①、高效性:催化效率比无机催化剂高许多。
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。
ATP在细胞内含量很少,但在细胞内的转化速度很快,用掉多少马上形成多少。
第二节细胞的能量“通货”-----ATP
一、ATP的结构简式:ATP是三磷酸腺苷的英文缩写,结构简式:A-P~P~P,其中:A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表高能磷酸键,-代表普通化学键。
注意:ATP的分子中的高能磷酸键中储存着大量的能量,所以ATP被称为高能化合物。这种高能化合物化学性质不稳定,在水解时,由于高能磷酸键的断裂,释放出大量的能量。
二、ATP与ADP的转化:
ATPADP+Pi+能量
ADP+Pi+能量ATP
ATP和ADP相互转化的过程和意义:
这个过程储存能量(放能反应)这个过程释放能量(吸能反应)
ATP与ADP的相互转化   
   方程从左到右代表释放的能量,用于一切生命活动。
   方程从右到左代表转移的能量,动物中为呼吸作用转移的能量。植物中来自光合作用和呼吸作用。
意义:能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通,ATP是细胞里的能量流通的能量“通货”
第三节ATP的主要来源------细胞呼吸
一、相关概念:1、呼吸作用(也叫细胞呼吸):指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧
化碳或其它产物,释放出能量并生成ATP的过程。根据是否有氧参与,分为:有氧呼吸和无氧呼吸
2、有氧呼吸:指细胞在有氧的参与下,通过多种酶的催化作用下,把葡萄糖等有机物彻底
氧化分解,产生二氧化碳和水,释放出大量能量,生成ATP的过程。
3、无氧呼吸:一般是指细胞在无氧的条件下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物分解
为不彻底的氧化产物(酒精、CO2或乳酸),同时释放出少量能量的过程。
4、发酵:微生物(如:酵母菌、乳酸菌)的无氧呼吸。
酶
二、有氧呼吸的总反应式:
C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量
酶
三、无氧呼吸的总反应式: