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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调节体温
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
生理功能
单糖
不能水解成更简单的糖
五碳糖:核糖、
脱氧核糖
C5H10O5
组成核糖核酸(RNA)
组成脱氧核糖核酸(DNA)
C5H10O4
六碳糖:半乳糖(动物)、葡萄糖(植物)、果糖(植物)
C6H12O6
重要的能源物质
二糖
能水解成两个单糖
蔗糖、麦芽糖(植物)
C12H22O11
能源物质
乳糖(动物)
多糖
能水解成多个单糖
糖元(动物)
(C6H10O5)n
贮能物质
淀粉(植物)
纤维素(植物)
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
1、构成细胞和生物体结构的重要组成成分。比喻为“建筑材料”。
2、有推动化学反应的作用。即生物催化剂——酶。
3、与免疫有关,负责与疾病作斗争。如抗体。
4、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
1、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:
a:至少含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH);
b: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。肽键数=脱水数=氨基酸数-肽链条数
(三)、多样性原因
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(DNA)核糖核酸(RNA)
(双螺旋结构)(单链)
(二)、种类
名称
简称
五碳糖
检验
存在部位
脱氧核糖核酸
DNA
脱氧核糖
***绿
主要在细胞核内
核糖核酸
RNA
核糖
派洛宁
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
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
1、质膜的化学成分:磷脂分子和蛋白质分子,还有少量的多糖。
2、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
1、脂双层:使许多分子和离子不能随意出入细胞。
2、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
——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。
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
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)
——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)
双层膜
由类囊体重叠而成,膜上有色素,可吸收、传递、转化光能
基粒
有与光合作用有关的酶
(3)结构
液态,含少量DNA、核糖体
基质
: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
1、组成:C、O、H、N、P
2、全称:腺苷三磷酸
3、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
4、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)小结扩散(渗透)
被动运转易化扩散
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有机物。
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
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
1、酶种酶都有最适PH值,在最适PH值下,酶的活性最高;
2、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
1、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;
2、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+6H2O6CO2+12H2O+能量
需氧
呼吸
场所
反应物
产物
ATP
与氧的关系
糖酵解
细胞溶胶
1个
葡萄糖
2个***酸能量[
2个【H】热量(多)]
2个
不消耗
柠檬酸循环
线粒体基质
2个***酸和6个水
6个CO2和能量[22个【H】和热量]
2个
不消耗
电子传递链
线粒体内膜
24个还原性氢和氧气
12个H2O和能量(热量多)
26个
消耗6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
酶
总反应:
C6H12O62CH3CHOHCOOH+能量
②乙醇发酵:
生物类型:酵母菌,高等植物
总反应C6H12O6酶2C2H5OH+2CO2+能量
5、光合作用:
酶
6CO2+6H2O6O2+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
色素本身的颜色
选择吸收光能
功能
类胡萝卜素1/4
胡萝卜素
C、H、O
橙黄色
蓝紫光
吸收
传递
转化
光能
叶黄素
C、H、O
黄色
叶绿素3/4
叶绿素a
C、H、O、N、Mg
蓝绿色
红光和蓝紫光
叶绿素b
C、H、O、N、Mg
黄绿色
(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
过程:a、水光解:H2O→H++O2H++NADP+→NADPHb、合成ATP:ADP+Pi→ATP
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原因:解离不充分或未压片
(5)动植物有丝分裂
(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