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: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→组织→器官→系统→个体→种群群落→生态系统→生物圈
(植物没有系统_)其中最基本的生命系统:细胞最大的生命系统:生物圈
3..病毒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;(分为DNA病毒和RNA病毒)
③、专营细胞内寄生生活;(有动物病毒、植物病毒和细菌病毒——噬菌体三大类)
④、结构简单,一般由核酸(DNA或RNA)和蛋白质外壳(衣壳)所构成。
: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
两者均有细胞膜、细胞质、细胞核,且细胞膜结构相同
①原核细胞:细胞较小,无核膜、无核仁,无成形的细胞核;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;细胞器只有核糖体;有细胞壁,成分为肽聚糖。
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。植物细胞壁(支持和保护),成分为纤维素和果胶。
原核生物:蓝藻、细菌(如硝化细菌、乳酸菌、大肠杆菌等)、放线菌、支原体等
真核生物:动物(草履虫、变形虫)、植物(衣藻)、真菌(酵母菌、霉菌、大型真菌)等。
:
细胞学说是由德国的植物学家施莱登和动物学家施旺所提出,
①细胞是有机体,生物是由细胞和细胞的产物所组成;
②所有细胞在结构和组成上基本相似;
③新细胞是由已存在的细胞分裂而来
细胞学说的建立揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性,使人们认识到各种生物之间存在共同的结构基础;也为生物的进化提供了依据,凡是具有细胞结构的生物,它们之间都存在着或近或远的亲缘关系。细胞学说的建立标志着生物学的研究进入到细胞水平,极大地促进了生物学的研究进程。
:组成细胞的化学元素在非生物界都可以找到
生物界与非生物界存在差异性:组成生物体的化学元素在细胞内的含量与在非生物界中的含量明显不同
:不同生物所含元素种类基本相同,但含量不同
大量元素:C、O、H、N、S、P、Ca、Mg、K等;
微量元素:Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo;
①最基本元素(干重最多):C②鲜重最多:O
③含量最多4种元素:C、O、H、N④主要元素;C、O、H、N、S、P
水:含量最多的化合物(鲜重,85%-90%)
无机物 无机盐
8..组成细胞蛋白质:含量最多的有机物(干重,7%-10%)
的化合物 元素C、H、O、N(有的含P、S)
脂质:元素C、H、O(有的含N、P)
有机物 糖类:元素C、H、O
核酸:元素C、H、O、N、P
9..蛋白质(生命活动的主要承担者)NH2
元素——C、H、O、N(P、S)︱
R—C—COOH
︱
H
基本单位——氨基酸(20种)特点:至少含有一个氨基(—NH2)和一
脱水缩合个羧基(—COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上
多肽(链)肽键:─CO─NH─
盘曲、折叠几个氨基酸就叫几肽
空间结构——蛋白质①氨基酸种类、数量、排列顺序不同
(结构多样性)②肽链的空间结构千变万化
决定
功能——结构蛋白与功能蛋白—催化、运输、免疫、调节
(功能多样性)(酶、载体、抗体、胰岛素)
相关计算
肽键个数(脱水数)=氨基酸个数(N)─肽链条数(M)
几条肽链至少几个氨基和几个羧基(至少两头有)
蛋白质分子量=N×a-18×(N─M)
基因(DNA)中碱基:mRNA中碱基:氨基酸个数=6:3:1
(遗传信息的携带者)
一分子磷酸(1种)
①基本单位是:核苷酸一分子五碳糖(2种)
(8种)一分子含氮碱基(5种)
②核酸功能: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核酸的种类:脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)
用吡咯红和***绿染液染色——DNA变绿(细胞核)、RNA变红(细胞质)
:是主要的能源物质;主要分为单糖、二糖和多糖等
①单糖:是不能再水解的糖。如葡萄糖、核糖、脱氧核糖(动植物都有)
②二糖:是水解后能生成两分子单糖的糖。
植物二糖:蔗糖(水解为葡萄糖和果糖)、麦芽糖(水解为葡萄糖)
动物二糖:乳糖
③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。
植物多糖:淀粉(贮能)、纤维素(细胞壁主要成分,不提供能源)
动物多糖:糖元(贮能)(如肝糖元、肌糖元——提供肌肉能源)
④可溶性还原性糖:葡萄糖、果糖、麦芽糖等
脂肪(C、H、O):储能、保温、减少摩擦,缓冲和减压
:磷脂(膜结构基本骨架,脑、卵、大豆中磷脂较多)
固醇类:胆固醇、性激素(维持生殖)、VD(有利于Ca、P吸收)
(O含量相对少、H比例高,氧化分解释放能量多,耗氧多)
存在形式
含量
功能
联系
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;随结合水增加,抗逆性增强。
结合水
%
细胞结构的重要组成成分
(绝大多数以离子形式存在)
功能:①构成某些重要的化合物:Mg→组成叶绿素、Fe→血红蛋白、I→甲状腺激素
②维持生物体的生命活动(如动物缺钙会抽搐、血钙高会肌无力)
③维持酸碱平衡(如NaHCO3/H2CO3)
④调节渗透压(随无机盐与蛋白质含量增加而增大,维持细胞形态和功能
植物必需无机盐的验证(溶液培养法,注意对照)
组成成分:主要是脂质和蛋白质,还有少量糖类
基本骨架——磷脂双分子层
基本结构镶、嵌、贯穿——蛋白质分子
——糖蛋白(与细胞识别有关)
结构特点:一定的流动性
功能特点:选择透过性(取决于载体蛋白的种类和数量)
主要功能:①将细胞与外界环境分隔开
②控制物质进出细胞(自由扩散、协助扩散和主动运输)
③进行细胞间的信息交流
:
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
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。
:水分子(溶剂分子)通过半透膜的扩散作用。
①发生渗透作用的条件:
a、具有半透膜b、膜两侧有浓度差
②成熟植物细胞的结构:
③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
④质壁分离(原生质层与细胞壁分离)和复原
:原生质层伸缩程度比细胞壁要大
:外界溶液浓度(如30%的蔗糖)>细胞内溶液浓度(浓度差越大,失水越快)
:活细胞、有壁、大液泡、浓度差
:外界溶液浓度(如蒸馏水)<细胞内溶液浓度(浓度差越大,吸水越快)
(如50%的蔗糖)时,细胞会因死亡而不能复原
:乙二醇、KNO3、甘油、尿素等溶液
:胶状物质,是细胞进行新陈代谢的主要场所。
细胞器:具有特定功能的各种亚细胞结构的总称。(差速离心法)
结构特点
细胞器
细胞器形状
细胞功能
注意问题
双层膜结构
叶绿体
扁平椭球形
光合作用
色素、酶、少量DNA/RNA
线粒体
椭球形
有氧呼吸
酶、少量DNA/RNA
单层膜结构
内质网
网状
运输、加工
粗面、滑面
高尔基体
扁平囊状
加工、分泌
动植物中功能不同
液泡
泡状
水分、颜色
色素、有机酸、单宁
溶酶体
椭球形
含多种水解酶,消化
能分解衰老、损伤的细胞,吞噬侵入细胞的病毒或病菌
无膜结构
核糖体
粒状小体
蛋白质合成
(附着、游离)rRNA、蛋白质
中心体
两个⊥中心粒
有丝分裂
动物有、低等植物也有
能产生水(碱基互补配对)的细胞器:叶绿体、线粒体、核糖体
能产生ATP的结构:叶绿体、线粒体、细胞质基质
含色素的细胞器:叶绿体、液泡
高等植物根中无中心体、无叶绿体
体内寄生动物无线粒体,如蛔虫(进行无氧呼吸)
:如分泌蛋白的合成和运输
①分泌蛋白:抗体、蛋白质类激素、胞外酶(消化酶)等分泌到细胞外
②过程:核糖体内质网囊泡高尔基体囊泡细胞膜胞外
(合成肽链)(加工、运输)(加工为成熟蛋白质)
以上过程由线粒体提供能量
:
由内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶
体等细胞器膜和细胞膜和核膜等共同构成的,
组成成分和结构很相似,在结构和功能上
是紧密联系的统一整体。
: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;
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。
22..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。
——降低化学反应的活化能
①概念:是活细胞(来源)所产生的具有催化作用(降低化学反应活化能,提高化学反应
速率)的一类有机物。(大多数酶的化学本质是蛋白质,也有少数是RNA)
②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。
③酶的特性:
:催化效率比无机催化剂高许多。
:每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。
: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。
过酸、过碱或温度过高,酶的活性因结构破坏而丧失。
(三磷酸腺苷)——细胞的能量“通货”(生命活动的直接能源物质)
①结构简式:A-P~P~P
(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)
特点:ATP的分子中的高能磷酸键中储存着大量的能量;化学性质不稳定,远离腺苷的高能磷酸键易水解,释放出大量能量(),也很容易重新形成而储存能量。
②ATP与ADP的相互转化:(时刻发生、动态平衡)
酶
主动运输
酶
,释放能量:ATP→ADP+Pi+能量——生命活动的直接能源细胞分裂
肌肉收缩
,储存能量:ADP+Pi+能量→ATP兴奋传导
(细胞呼吸)(细胞呼吸)(光合作用)
动物和人等绿色植物等
③吸能反应由ATP水解提供能量。放能反应释放的能量储存在ATP中。
(也叫细胞呼吸)——ATP的主要来源
①细胞呼吸概念: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。
②有氧呼吸过程:
阶段项目
第一阶段
第二阶段
第三阶段
场所
细胞质基质
线粒体
线粒体
反应物
葡萄糖
***酸和H2O
[H]+O2
生成物
***酸、[H]
CO2、[H]
水
产生ATP的数量
少量
少量
大量
1mol的葡萄糖彻底氧化分解后,可使1161kJ左右的能量储存在ATP(38个)中,其余的能量则以的热能的形式散失掉了
③相关反应式:
有氧呼吸的总反应式:
无氧呼吸(酒精发酵):
无氧呼吸(乳酸发酵)
④比较:
呼吸方式
有氧呼吸
无氧呼吸
不
同
点
场所
细胞质基质,线粒体基质、内膜
细胞质基质
条件
氧气、多种酶
无氧气参与、多种酶
物质变化
葡萄糖彻底分解,产生
CO2和H2O
葡萄糖分解不彻底,生成乳酸或酒精和CO2
能量变化
释放大量能量(大量ATP)
释放少量能量(少量ATP)
相同点
第一阶段相同,均生成***酸;均能释放能量,形成ATP
⑤影响呼吸速率的外界因素:
⑥呼吸作用在生产上的应用:
、蔬菜保鲜时:要低温(0℃以上)或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度。
:要风干、降温,降低氧气含量。
:松土、排涝
、包扎伤口时:应控制通气(或透气)
——能量之源
①光合作用概念:绿色植物通过叶绿体(场所),利用光能(条件),把二氧化碳和水(原料)转化成储存着能量的有机物(产物),并释放出氧气(产物)的过程
②光合色素(在类囊体的薄膜上)——吸收、传递、转化光能
胡萝卜素:橙黄色(最窄)
类胡萝卜素叶黄素:黄色
色素的分类叶绿素a:蓝绿色(最宽)
叶绿素叶绿素b:黄绿色
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
提取色素的试剂为无水酒精,分离色素的试剂为层析液,分离色素的方法是纸层析法(原理:不同色素在层析液中的溶解度不同,随滤纸扩散的速度不同)
③光合作用的探究历程中的重要实验:
普里斯特利“小鼠与绿色植物”——植物可以更新空气。
萨克斯“植物半遮光”——绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。
思吉尔曼用“水绵与好氧菌”——叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所,
氧是叶绿体释放出来的。
鲁宾卡门“H218O、CO2”——光合作用释放的氧全部来自来水。
卡尔文“14C标记CO2”——探明CO2转化成有机物的途径
④光合作用的过程
比较项目
光反应阶段
暗反应阶段
场所
在类囊体的薄膜上
叶绿体基质
条件
光、色素、光反应酶
暗反应酶、ATP、[H]
物质变化(用反应式表示)
能量变化
光能→ATP中的活跃化学能
ATP→(CH2O)中的稳定化学能
总反应式
相互联系
光反应为暗反应提供[H]和ATP;暗反应为光反应提供ADP和Pi
(光反应产物ATP、[H]移动方向,囊状薄膜→叶绿体基质,而ADP、Pi则相反)
C3、C5的变化规律:CO2减少时C3↓C5↑(解释少的原因角度:
光照变弱时C3↑C5↓消耗的多;生成的少)
⑤影响光合作用的外界因素主要有:
⑥光合作用的应用:
。
。
------合理密植,间作套种。
。
温室栽培植物时,白天适当提高温度,晚上适当降温。
,提高二氧化碳浓度。
⑦光合作用与呼吸作用的关系:实际(总)光合作用量=净(表)光合作用量+呼吸消耗量
实质:利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物,如硝化细菌。
生物体的生长,既靠细胞生长增大细胞的体积,还要靠细胞分裂增加细胞的数量。
①细胞不能无限长大的原因:体积越大,其相对表面积越小,细胞的物质运输的效率就越低。细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。细胞核中的DNA一般不会随细胞体积的扩大而增加,这一因素也限制了细胞的长大。
②细胞增殖是重要的细胞生命活动,是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
③真核细胞的分裂方式有:无丝分裂、有丝分裂、减数分裂
①概念:指连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,为一个细胞周期。它有可分为两个阶段,即分裂间期和分裂期。
②连续分裂的细胞:分生区、形成层、受精卵
暂不分裂的细胞:
不分裂的细胞:人的红细胞、神经细胞
:体细胞增殖的主要方式
①过程
分裂间期:DNA复制和有关蛋白质合成,体积增大。时间长(90%—95%)、起点。
前期:“膜仁”消失现“两体”(最明显的变化:出现染色体)
中期:着丝点整齐排列在赤道板上,染色体形态数目清晰,观察的最佳时期
分裂期后期:着丝点分裂,姐妹染色单体分离,成为两条相同的子染色体,由纺锤
丝牵拉分别移向两极;染色体数目加倍
末期:“膜仁”再现“两体”失(植物:高尔基体→细胞板→细胞壁)
②主要特征:染色体复制和精确地平均分配,(子细胞中染色体数与亲代细胞相同)
③动植物细胞有丝分裂的区别
间期:(动物)中心体复制,前期分开
前期:纺锤体的形成方式不同(动物:中心体→星射线→纺锤体)
末期:细胞质的分裂方式不同(动物:中部向内凹陷,缢裂成两半)
(核内染色体变化相同分裂过程及时期相同)
④与有丝分裂有关的细胞器:
核糖体(间期:合成蛋白质)
线粒体(提供能量)
高尔基体(植物末期:形成细胞板→细胞壁)
中心体(动物前期:发出星射线,形成纺缍体)
⑤有丝分裂中,染色体及DNA数目变化规律
:染色体数目不增加,DNA加倍
、中期:每条染色体上含2个姐妹染色单体,染色单体数=DNA数=2染色体数
、末期:无染色单体,即单体为0,DNA数=染色体数
:染色体数翻倍,同源染色体对数翻倍
⑥有丝分裂(洋葱根尖)临时装片的制作步骤是:
解离→漂洗→染色→制片
根尖分生区细胞的特征是:细胞呈正方形,排列紧密。
:无染色体与纺锤体的变化,
如蛙的红细胞分裂
①概念:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性的差异的过程叫做细胞分化。
②细胞分化的特点:持久性、不可逆、遗传物质不改变(手术时也不改变)
③细胞分化的结果及意义:形成形态、结构和功能都不相同的细胞群,使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。是生物个体发育的基础
④细胞分化的原因(实质):基因选择性表达
(同一个体,各种细胞具有相同的遗传信息,但不同细胞的RNA和蛋白质有差别)
,仍然具有发育成完整植物体的潜能。
生物体的每个细胞中,都含有保持本物种遗传性所需要的全套遗传物质。
全能性高低:受精卵﹥卵细胞﹥体细胞
动物细胞核移植实验说明,已分化的动物体细胞的细胞核是具有全能性的。
动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞,这些细胞叫做干细胞
细胞会随着分裂次数的增多而衰老。主要具有以下特征:
①水分减少体积减小细胞萎缩代谢变慢
②酶活性降低(如老年白发,其酪氨酸酶活性降低,影响酪氨酸→黑色素)
③色素逐渐积累(如老年斑,其脂褐素积累)
④细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深
⑤细胞膜通透性改变,物质运输功能降低
由基因所决定的细胞自动结束生命的过程(细胞编程式死亡)。如花瓣凋零、蝌蚪尾消失、被病原体感染的细胞的清除。
是在种种不利因素的影响下,由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
①概念:生物体内有的细胞受到致癌因子的作用,细胞中的遗传物质发生变化,就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞,这种细胞就是癌细胞。
②特征:
在适宜条件下,癌细胞能够无限增殖。(一般人体细胞能够分裂50—60次)
癌细胞的形态结构发生变化发生显著变化。
癌细胞的表面发生了变化(糖蛋白减少,易移动)
③致癌因子大致分为三类:物理致癌因子、化学致癌因子、病毒致癌因子
④原因:环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子,使这原癌基因和抑癌基因发生基因突变,导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。(累积效应)