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第一章走近细胞
第一节从生物圈到细胞
一、相关概念、
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
生命系统的结构层次:细胞→组织→器官→系统(植物没有系统)→个体→种群
→群落→生态系统→生物圈
二、病毒的相关知识:
1、病毒(Virus)是一类没有细胞结构的生物体。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。
第二节细胞的多样性和统一性
一、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
二、原核细胞和真核细胞的比较:
1、原核细胞:细胞较小,无核膜、无核仁,没有成形的细胞核;遗传物质(一个环状DNA分子)集中的区域称为拟核;没有染色体,DNA不与蛋白质结合,;细胞器只有核糖体;有细胞壁,成分与真核细胞不同。
2、真核细胞:细胞较大,有核膜、有核仁、有真正的细胞核;有一定数目的染色体(DNA与蛋白质结合而成);一般有多种细胞器。
3、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。
4、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。
三、细胞学说的建立:
1、1665英国人虎克(RobertHooke)用自己设计与制造的显微镜(放大倍数为40-140倍)观察了软木的薄片,第一次描述了植物细胞的构造,并首次用拉丁文cella(小室)这个词来对细胞命名。
2、1680荷兰人列文虎克(),首次观察到活细胞,观察过原生动物、人类精子、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌等。
3、19世纪30年代德国人施莱登(MatthiasJacobSchleiden)、施旺(TheodarSchwann)提出:一切植物、动物都是由细胞组成的,细胞是一切动植物的基本单位。这一学说即“细胞学说(CellTheory)”,它揭示了生物体结构的统一性。
总结:
1、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
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、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
3、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
①原核细胞:无核膜,无染色体,如大肠杆菌等细菌、蓝藻
②真核细胞:有核膜,有染色体,如酵母菌,各种动物
注:病毒无细胞结构,但有DNA或RNA
4、蓝藻是原核生物,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、细胞学说建立者是施莱登和施旺,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,充满
耐人寻味的曲折
7、组成细胞(生物界)和无机自然界的化学元素种类大体相同,含量不同
8、组成细胞的元素
①大量无素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
②微量无素:Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu
③主要元素:C、H、O、N、P、S
④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
9、生物(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。
10、(1)还原糖(葡萄糖、果糖、麦芽糖)可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀;脂肪可苏丹III染成橘黄色(或被苏丹IV染成红色);淀粉(多糖)遇碘变蓝色;蛋白质与双缩脲试剂产生紫色反应。
(2)还原糖鉴定材料不能选用甘蔗
(3)斐林试剂必须现配现用(与双缩脲试剂不同,双缩脲试剂先加A液,再加B液)
R
11、蛋白质的基本组成单位是氨基酸,氨基酸结构通式为NH2—C—COOH,各种氨基酸的区
H
别在于R基的不同。
12、两个氨基酸脱水缩合形成二肽,连接两个氨基酸分子的化学键(—NH—CO—)叫肽键。
13、脱水缩合中,脱去水分子数=形成的肽键数=氨基酸数—肽链条数
14、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。
15、每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(—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,这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基因。
16、遗传信息的携带者是核酸,它在生物体的遗传变异和蛋白质合成中具有极其重要作用,核酸包括两大类:一类是脱氧核糖核酸,简称DNA;一类是核糖核酸,简称RNA,核酸基本组成单位核苷酸。
17、蛋白质功能:
①结构蛋白,如肌肉、羽毛、头发、蛛丝
②催化作用,如绝大多数酶
③运输载体,如血红蛋白
④传递信息,如胰岛素
⑤免疫功能,如抗体
18、氨基酸结合方式是脱水缩合:一个氨基酸分子的羧基(—COOH)与另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接,同时脱去一分子水,如图:
19、
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
细胞质
染色剂
***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
★20、主要能源物质:糖类
细胞内良好储能物质:脂肪人和动物细胞储能物:糖原
直接能源物质:ATP
21、糖类:
①单糖:葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖
②二糖:麦芽糖、蔗糖、乳糖
★③多糖:淀粉和纤维素(植物细胞)、糖原(动物细胞)
脂肪:储能;保温;缓冲;减压
22、脂质:磷脂:生物膜重要成分
胆固醇
固醇:性激素:促进人和动物***官的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
★23、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。
自由水(%):良好溶剂;参与生物化学反应;提供液体环境;运送
24、水存在形式营养物质及代谢废物
结合水(%)
★25、无机盐绝大多数以离子形式存在。哺乳动物血液中Ca2+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。
26、细胞膜主要由脂质和蛋白质,和少量糖类组成,脂质中磷脂最丰富,功能越复杂的细胞膜,蛋白质种类和数量越多;细胞膜基本支架是磷脂双分子层;细胞膜具有一定的流动性和选择透过性。
将细胞与外界环境分隔开
27、细胞膜的功能控制物质进出细胞
进行细胞间信息交流
28、植物细胞的细胞壁成分为纤维素和果胶,具有支持和保护作用。
★29、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。
30、★叶绿体:光合作用的细胞器;双层膜
★线粒体:有氧呼吸主要场所;双层膜
核糖体:生产蛋白质的细胞器;无膜
中心体:与动物细胞有丝分裂有关;无膜
液泡:调节植物细胞内的渗透压,内有细胞液
内质网:对蛋白质加工
高尔基体:对蛋白质加工,分泌
31、消化酶、抗体等分泌蛋白合成需要四种细胞器:核糖体,内质网、高尔基体、线粒体。
32、细胞膜、核膜、细胞器膜共同构成细胞的生物膜系统,它们在结构和功能上紧密联系,协调。
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
核膜:双层膜,其上有核孔,可供mRNA通过
结构核仁
33、细胞核由DNA及蛋白质构成,与染色体是同种物质在不同时期的
染色质两种状态
容易被碱性染料染成深色
功能:是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心
34、植物细胞内的液体环境,主要是指液泡中的细胞液。
原生质层指细胞膜,液泡膜及两层膜之间的细胞质
植物细胞原生质层相当于一层半透膜;质壁分离中质指原生质层,壁为细胞壁
35、细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜
自由扩散:高浓度→低浓度,如H2O,O2,CO2,甘油,乙醇、苯
协助扩散:载体蛋白质协助,高浓度→低浓度,如葡萄糖进入红细胞
36、物质跨膜运输方式主动运输:需要能量;载体蛋白协助;低浓度→高浓度,如无机盐
离子
胞吞、胞吐:如载体蛋白等大分子
37、细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜,这种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。
38、本质:活细胞产生的有机物,绝大多数为蛋白质,少数为RNA
高效性
特性专一性:每种酶只能催化一种成一类化学反应
酶作用条件温和:适宜的温度,pH,最适温度(pH值)下,酶活性最高,
温度和pH偏高或偏低,酶活性都会明显降低,甚至失
活(过高、过酸、过碱)
功能:催化作用,降低化学反应所需要的活化能