生物人教版必修一笔记
必修一、分子与细胞 第一章、 细胞概论
1、 生命活动与细胞的关系:细胞是生物体结构和功能基本单位
cf: a细胞 生命结构基础 b蛋白质 生命物质基础 生命活动离不开细胞体现:
a病毒有 核酸 蛋白质 组成,No细胞结构,只有依赖细胞生活(专一性) cf: 1)病毒组成(一种病毒一种核酸DNA或RNA):
噬菌体(all DNA)、乙肝病毒(DNA),疯牛病(阮病毒、蛋白质)
HIV SARS 禽流感 烟草花叶病毒(RNA)单链结构不稳定易变异
注意:感染HIV病毒的人不一定是艾滋病(AIDS)的患者,因为艾滋病有潜伏期
2)病毒是生物原因:能在寄主(细胞)体内繁(增)殖 3)病毒营寄生生活
标记病毒方法:用放射性元素培养大肠杆菌(细菌),再用噬菌体侵染带有
放射性的大肠杆菌
4)病毒应用:灭活病毒诱导动物细胞融合(细胞工程)
作为运载体将目的基因导入受体细胞(基因工程)
b 单细胞生物依赖细胞完成各种生命活动
c多细胞生物以来各种细胞密切合作,完成复杂生命活动
2、 细胞——最基本的生命系统
生物圈——最大生命系统 1)生命系统的结构层次:
细胞—组织—器官—系统—个体—种群—群落—生态系统—生物圈 生命系统其它层次均建立在细胞基础上
由细胞到个体体现了生命进化历程:由单细胞生物进化到多细胞生物 由简单到复杂
生命系统的结构层次
细胞 组织
概念
生物体结构和功能的基本单位
举例 心肌细胞
由形态相似、结构、功能相同的细胞联合在心肌组织 一起
器官 系统
不同的组织按照一定的次序结合在一起 心脏、皮肤;根
能够共同完成一种或几种生理功能的多个器循环系统 官按照一定的次序组合在一起
个体 由各种器官或系统协调配合共同完成复杂的龟;草履虫 生命活动的生物。(单细胞生物)
种群 群落
在一定的自然区域内,同种生物的所有个体 同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合
生态系统 生物群落与它的无机环境相互作用而形成的一段朽木,一片森
统一整体
生物圈
由地球上所有的生物和这些生物生活的无机环境共同组成
从生命系统的结构层次分析,生物与环境之间物质和能量交换基础:细胞代谢 Cf: 皮肤(器官)、骨骼肌(器官)、血小板(细胞碎片)、某城市中全部人口(种群)、
植物(无系统)六大器官 根茎叶花果实(种子不是,由分生组织分化而来)、
林
一个单细胞生物既可属于细胞层次,又可属于个体层次
3、细胞根据结构分类:原核细胞/真核细胞 1)主要区别:细胞内有无核膜为界限
2)原核细胞:一支细线很难找 衣原体(无细胞壁)、支原体、细菌、放线菌、蓝藻 结构特点:无成形细胞核、无染色体、无核膜、无核仁、拟核中有裸露环状DNA 可遗传变异原因:只有基因突变
增殖:原核生物不能进行有丝分裂,如细菌进行特殊的二分裂,进行无性生殖, 不遵循孟德尔遗传定律
Cf: A蓝藻(a蓝球藻b念珠藻c颤藻d发菜)上有光合片层内有藻蓝素和叶绿素
B细菌有氧呼吸作用在细胞膜上的嵴上
固氮菌、乳酸菌、醋酸菌、炭疽杆菌(all细菌)有质粒
细菌分球、杆、螺旋三类
细胞壁由肽聚糖组成
C蓝藻没有叶绿体,原核生物没有线粒体
D原核细胞转录和翻译出现在同一时间和地点(拟核附近),
而真核转录(前、核内),翻译(后、质内)
3)真核细胞(有染色体):动植物、真菌(酵母菌、根瘤菌、地衣、霉菌、蘑菇、灵芝、木耳 Cf:A酵母菌有质粒(小型环状DNA)
B植物细胞的细胞壁由纤维素和果胶组成 真菌有细胞壁(成分多样)
C真核细胞的DNA在 染色体(质);线粒体、叶绿体(均裸露) D烟草是被子植物
E带“藻”字的生物:衣藻、绿藻、黑藻(水绵)——真核细胞
蓝藻(颤藻、念珠藻、蓝球藻、螺旋藻、发菜)——原核细胞
4)细胞统一性;
原真核结构上:细胞膜、细胞质、核糖体、均以DNA为遗传物质 原核结构上:细胞膜、细胞质、拟核、核糖体 组成:组成细胞元素和化合物种类基本相同 能源:以ATP为直接能源 遗传:遗传密码具有通用性 增值:都以分裂方式 5)细胞多样性
真核和原核之间,真核和真核之间,原核和原核之间细胞形态和结构差异 4、显微镜使用
物镜:物镜越长,放大倍数越大
镜头
光学结构
反光镜
目镜:目镜越长,放大倍数越小 平面——调暗视野 凹面——调亮视野
显微镜
机械结构
准焦螺旋(粗/细)——使镜筒上升或下降 转换器——转换物镜
光圈(有大小之分)——调节视野亮度
调节细准焦螺旋——调节视野中物象焦距
注意:①镜中看见的像为倒像,上下颠倒、左右颠倒(旋转180度)
②转换器与载物台距离一定,物镜与载物台的距离越近说明物镜越长,放大倍数越
大
③首先用低倍镜寻找细胞(目标),然后移至视野中央,再转换高倍镜 1)使用方法:
A. 取镜和安放
右手握镜臂,左手托镜座
把显微镜放在实验台偏左(5-7cm)
B.对光
转动转换器,使低倍物镜对准通光孔 选一较大光圈(遮光器)
左眼注视目镜,转动反光镜,光线暗凹面,光线强平面,至视野明亮,均匀止 C.低倍镜观察
放玻片,标本正对通光孔中心 转粗准焦螺旋,从侧观察,物镜接近
接触玻片
左眼看目镜,用粗准焦螺旋慢升镜筒,像止,再转动细准焦螺旋至物像清晰
D.高倍镜观察
移动装片至标本在视野中央 转动转换器,让高倍镜对准通光孔 调节光圈,至亮度适宜
调节细准焦螺旋(不可以用粗、只可细)
E.复原和放回
用绸布或擦镜纸清洁显微镜上的污物 转动转换器,把物镜转离光轴
转动粗准焦螺旋,使镜筒下降到最低点
目镜
但不
粗准焦螺旋
至看清物
转换器
用
物镜
通光孔
转动反光镜,让其竖立中央,将显微镜放回镜箱 2)目镜和物镜的区别:目镜无螺纹,物镜有螺纹光圈 目镜越长放大倍数越小 物镜越长放大倍数越大 3)显微镜放大倍数含义:
显微镜放大倍数是指物象边长的放大倍数 是目镜放大倍数和物镜放大倍数之乘积
4)低倍镜和高倍镜(物镜)的区别
玻璃透镜头长看到视看到物细胞数镜大小
短
野亮度
象大小
量
低倍镜 高倍镜
反光镜
大 小
短 长
亮 暗
小 大
多 少
5)判断视野中污点来源
污点来源:物镜、目镜、装片 A.先动目镜,污点动则在目镜上 B.换物镜,污点消失则在物镜上 C.移动装片,污点动在装片上
6)制作临时装片步骤
擦拭玻片—滴清水(或生理盐水)—取材—展平(或涂抹均匀)—盖片—染色—观察 Cf:视野内细胞数目变化,为实物范围与放大倍数的平方成反比 高倍镜的视野比低倍镜暗,观察到的细胞少
7)其他问题
视野较暗:A用凹面镜 B调大光圈(使通过通光孔的光亮增大)
需要调视野亮度的情况:A低倍转高倍(调亮) B观察未染色的细胞(调暗) 明暗不均原因:反光镜没对准通光孔;材料厚薄不均 材料清晰度不均匀原因:材料厚薄不均
5、19世纪细胞学说的建立
最终建立者:施莱登、施旺(德)
内容:A.细胞是一个有机体,一切动植物都由细胞发育而来,并有细胞和细胞产物所构
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
修正(发展)者:魏尔肖(德)针对3得出:细胞通过分裂产生新细胞 意义:细胞学说揭示了生物的统一性,证明了生物彼此之间存在亲缘关系
6细胞发现
英 虎克 Hooke 命名细胞 细胞发现者 (通过植物木栓组织) 荷兰 列文虎克 Leeuwenhock 真正发现细胞的第一人
细胞学说建立过程体现科学发现的特点:科学性、规律性、创造性
第二章、 组成细胞分子 1、 组成细胞的元素
1)种类
A大量元素——占生物总重量万分之一以上的元素:
C、H、O、N、P、S、Ka、Ca、Mg(9) B微量元素—生物生活必需但需要量却很少的元素:
铁 桶 猛 过 新 木 棚 (新铁臂阿童木)Fe半微量元素 Fe Cu Mn Zn Mo B C碳(C)是构成细胞的最基本元素 是所有生物大分子的基础 D基本元素:C、H、O、N E主要元素:C、H、O、N、S、P F矿质元素:除C、H、O、 2)元素作用:
①组成化合物,影响生物体的生命活动,如:蛋白质、核酸 ②构成细胞
③调节生物体的生命作用,如:K、Na、 Mg(镁) 构成叶绿素成分 Fe(铁) 构成血红蛋白成分 I(碘) 构成甲状腺激素 Ca(钙) 多:肌无力
少:抽搐、佝偻病(青少年时期);骨质软化(成年)骨质疏松(老年)
可以调节肌肉收缩和血液凝固 K(钾) 调节细胞内液渗透压
在植物体内可以促进光合作用中糖类的合成和运输
Na(钠)/Cl(氯)调节血浆渗透压(主要有钠/氯/血浆蛋白);兴奋(只有钠) B(硼) 促进花粉萌发和花粉管生长or花而不实
Cf:各元素在不同生物体内种类大体相同,含量差异大,因生物从环境中吸收各种
物质具有一定选择性,说明细胞多样性,细胞膜的选择透过性
3)生物界与非生物界的关系
组成生物界的化学元素在无机自然环境中都可以找到(因生物体与外界物质交流) ——说明两者具有统一性
组成生物体化学元素,生物体内和无机自然环境含量差异很大——说明两者具差异
性
2、 化合物
组成细胞的元素大多以化合物形式存在
水
无机化合物
无机盐
组成细胞的化合物
糖类
蛋白质
有机化合物
C、H、O
C、H、O、N、(S、金属元素) 磷脂 C、H、O、N、P 脂肪 固醇
核酸
C、H、O C、H、O、N、P
脂质
C、H、O、N、
P
与糖类相比,脂肪含H多,含O少,氧化分解时消耗的O2多
组成人体细胞的主要元素中占细胞干重的比例:O>C>H>N 组成人体细胞的主要元素中占细胞鲜重的比例:C>O>N>H 组成细胞化合物占细胞鲜重的比例:1.水 2.蛋白质 组成细胞化合物占细胞干重的比例:1.蛋白质
注意:某些蛋白质含有P的原因:蛋白质被磷酸化了
1) 生物组织中部分有机物的检测
成分 检测试剂
还原糖
脂质
蛋白质
淀粉
斐林试剂苏丹Ⅲ或双缩脲试碘液 或班氏试苏丹Ⅳ 剂
剂
颜色反应 砖红色沉橘黄色/红紫色 淀
色
蓝紫色
实验过程
① 还原糖的鉴定
原理:还原糖上有醛基,可以与Cu(OH)2反应生成氧化亚铜(Cu2O)砖红色沉淀 Ⅰ.向试管内注入2ml待测组织溶液(苹果或梨的匀浆)
Ⅱ.向试管内注入1ml斐林试剂(甲液:0.1g/ml NaOH,乙液:0.05g/mlCuSO4,甲乙液等量混合均匀后再注入)
Ⅲ.将试管放入盛有50—65℃温水的大烧杯中加热约2min(水浴) Ⅳ.观察试管中出现的颜色变化
注意: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接近于白色的植物,如苹果、梨、白萝卜
② 脂肪的鉴定
方法一:向待测组织样液(花生油)中滴3滴苏丹Ⅲ染液,观测样液被染色
情况
方法二:制作子叶临时切片,用显微镜观察子叶细胞的染色情况(以花生为例)
Ⅰ.取材:花生种子浸泡去除种皮
Ⅱ.切片:用刀片在花生子叶横断面上平行切下若干薄片放于盛清水培养皿中备用 Ⅲ.制片:
A选最薄的几片切片置于洁净载玻片中央(用毛笔) B染色:滴2—3滴苏丹Ⅲ染液,染色3min C去浮色:体积分数为50%的酒精1—2滴 D制临时装片:滴一滴蒸馏水,加盖玻片
Ⅳ.镜检观察:先用低倍镜找子叶最薄处,移到视野中央,调清物像;换高倍镜观察
Ⅴ.结论:视野中有橘黄色颗粒,说明组织中有脂肪
注意:鉴定脂肪材料时,最好选用富含脂肪的种子,如花生种子,取其子叶,但
必须提前浸泡3—4h
③ 蛋白质鉴定:
原理:蛋白质中的肽键与双缩脲的结构类似,可以在碱性环境中,与CuSO4反应
生成紫色的络合物
Ⅰ.向试管内注入2ml待测组织样液(豆浆或稀释的鸡蛋清—一般10倍以上) Ⅱ.向试管内注入双缩脲试剂A液1ml(0.1g/ml NaOH溶液 提供碱性环境)摇匀 Ⅲ.向试管内注入双缩脲试剂B液4滴(0.01g/mlCuSO4溶液)摇匀 Ⅳ.观察试管中出现的颜色变化
注意:a鉴定蛋白质实验材料时,最好选用富含蛋白质的生物组织(或器官),如
大豆、鸡蛋。鸡蛋要用鸡蛋清,一般稀释十倍以上,否则,实验后蛋白或反应产物易粘附试管璧,不易清洗
b在鉴定蛋白质的实验中,双缩脲试剂B液不能加的太多,OR CuSO4的蓝
色会遮蔽紫色
c若A、B液使用顺序调转,则易生成蓝色Cu(OH)2沉淀,对实验有遮蔽作
用
④ 淀粉的鉴定
Ⅰ.取材:马铃薯匀浆
Ⅱ.检测: 向试管内注入2ml待测溶液,再加2滴碘液,摇匀 Ⅲ.结论:溶液变成蓝色,说明组织中有淀粉 检测方法在疾病诊断中的应用: 糖尿病(葡萄糖),某些肾炎(蛋白尿) Cf:还原糖种类:全部单糖(含核糖)、麦芽糖
3、 蛋白质
地位:蛋白质是生命活动的主要承担着 A基本元素: C、H、O、N( S ) B基本组成单位: 氨基酸(aa)20种 Cf:人类氨基酸代谢最终产物:水、
尿素
C构成:多个氨基酸分子经过脱水缩合形成含有多
氨基
羧基
二氧化碳、
个肽键的多肽的化合物 D氨基酸的结构通式: —OH(羟基)
每种氨基酸特异性的原因
1)注意:aa的氨基和羧基至少1个,R基上也可能有 至少一个氨基和一个羧基连在同一个碳
2)必需氨基酸:人体不能合成,必需来自食物
携(缬氨酸)一(异亮氨酸)两(亮氨酸)本(苯丙氨酸)单(蛋氨酸,即甲硫氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)来(赖氨酸)。 携一两本单色书来。
婴儿比成人多一种——组氨酸
3) 非必需氨基酸:可由人体内其它物质转化
E氨基酸形成蛋白质的方式:脱水缩合,形成肽键(需要能量)
注意:氨基酸分子脱水缩合后,生成的若干分子水,这若干分子水中的氢离子来自于氨
基,氢氧根(—OH)来自于羧基
游离的氨基
二肽
游离的羧基
H2O
1)命名:五肽由五个氨基酸缩合而成
2)双缩脲试剂不能检测氨基酸,因为它没有肽键
3)多肽与蛋白质的区别:多肽通常呈链状结构(不是直线型,不同一平面)
,蛋白质有一
定的空间结构
4)蛋白质的合成场所:核糖体
5)蛋白质的合成(形成)过程:转录、翻译
6)蛋白质与核酸之间的联系:核酸通过转录和翻译控制蛋白质的合成和构型(种类/性状)
7)糖蛋白的合成场所:核糖体,(高尔基体) F蛋白质结构多样性的原因:
① 氨基酸的种类、数目、排列顺序多样
② 肽链(蛋白质)的空间结构多样,肽链数目不同 G生物多样性的直接原因:蛋白质多样性 生物多样性的根本原因:基因多样性 H蛋白质的初步水解产物:肽链 蛋白质的彻底水解产物:氨基酸 Cf:蛋白质水解不耗能,合成耗能
I 蛋白质变性后,失去生物学功能,是因为其空间结构被破坏了,肽链没有被破坏
J 蛋白质变性的原因:遇到,强酸、强碱、高温、重金属(盐) K蛋白质的功能:
1) 结构物质:血浆蛋白、肌肉、头发 2) 催化功能:大多数酶(有少量是RNA)
3) 调节功能:某些激素(胰岛素、生长激素),(有些激素是固醇类) 4) 运输功能:载体、血红蛋白 5) 免疫功能:抗体,干扰素 6) 细胞间的信息传递:糖蛋白、激素 Cf:某些物质、结构的化学本质:
一定是蛋白质的:载体、抗体、受体 不一定是蛋白质的:抗原、激素、酶
L蛋白质的计算
1) 肽键数=脱去水分子数 (n—1)=(n—1)
注意肽键数不一定是(n—1),有可能是n(若该条多肽是环状) 2) 氨基酸数=肽链数+肽键数 (n)—(m)=(n—m) 3) M条肽链至少有m个羧基,m个氨基 4) 脱去水分子数=18×肽键数 18×(n—m)
5) 氨基酸的平均分子量×氨基酸数≈蛋白质相对分子质量(aa个数很多时可以用等号)
(a)×(n) ≈M
6) 蛋白质相对分子质量=氨基酸的平均分子量×氨基酸数—脱去水分子数 M=an—18×(n—m)
Cf:R基中若有其它基团参与反应,要考虑是否脱去其它基团(形成二硫键—S—S—),脱去了两个H
7) (游离的)氨基数=肽链数+R基上的氨基数=各氨基酸中氨基总数—肽键数 8) (游离的)羧基数=肽链数+R基上的羧基数=各氨基酸中羧基总数—肽键数 9) 氮原子(N)数=肽键数+肽链数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子总数 10) 氧原子(O)数=肽键数+肽链数×2+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子总数—脱去水分子数
11) 氢原子(H)数=各氨基酸中氢原子总数—脱去水分子数
M控制蛋白质合成的基因的碱基数:至少6n;碱基对数:至少3n
控制蛋白质合成的mRNA的碱基数:至少3n DNA:mRNA:aa=6:3:1
N蛋白质多样性的分析:n种氨基酸,它们能形成的m肽种类:n的m次方 4、 核酸
1) 组成元素:C H O N P 2) 基本组成单位:核苷酸 注意:核苷=五碳糖+含氮碱基
3) 核苷酸的分子结构:
核糖(五碳糖)
4) 核酸的种类(两种):
A:DNA(脱氧核糖核酸)
分布:主要分布在细胞核,线粒体、叶绿体内也含少量DNA
原核细胞的裸露的环状DNA位于拟核,少量位于质粒 可以用染色剂甲基绿(绿色),苏木精(深紫色)显示其分布
Cf:碱性染液:龙胆紫溶液、醋酸洋红溶液、二苯胺溶液、甲基绿溶液、苏
木精溶液、改良苯酚品红溶液
结构:两条脱氧核苷酸长链盘旋而成DNA双螺旋结构 功能:遗传物质
核糖核苷酸
B:RNA(核糖核酸)
分布:主要分布在细胞质中,染色剂吡罗红使其呈红色 结构:一条核糖核苷酸长(单)链
功能:遗传物质(某些病毒),mRNA(信使RNA)——传递遗传信息,tRNA(转
运RNA)——把氨基酸搬运到核糖体上/分子最小的RNA,rRNA(核糖体RNA)——组成核糖体的主要成分,酶(催化作用)
总功能:遗传信息的携带者——在生物体遗传变异和蛋白质生物合成中具有极重要作用 注意:生物遗传物质主要是DNA
5) 核酸的主要功能:
A生物的遗传物质,遗传信息的复制与传递 B遗传信息的表达,从而合成蛋白质 C遗传信息的变异,提供进化的材料 6) 核苷酸的种类(八种):
核糖核苷酸(4种):A U G C+核糖+磷酸 脱氧核糖核苷酸(4种):A T G C+脱氧核糖+磷酸 7) 碱基的种类(五种):
A/腺嘌呤 、T/胸腺嘧啶(脱氧核糖核酸特有)、G/鸟嘌呤、C/胞嘧啶、 U/尿嘧啶(核糖核酸特有) Cf:A细菌细胞的核苷酸有8种
B HIV病毒的碱基有4种;五碳糖有1种 C豌豆根毛细胞的核苷酸有5种 D酵母菌(真菌)的核苷酸有8种
碱基 核苷酸 核酸
病毒 4 4
原核细胞
5 8
真核细胞
5 8
1 2 2
(DNA或RNA) (DNA和RNA) DNA和RNA)
8) 核酸的水解产物 A初步水解后产物:核苷酸
B彻底水解后产物:碱基、磷酸、五碳糖
C核酸水解成核苷酸需要破坏 磷酸二酯键(化学键)
D破坏磷酸二酯键的酶:DNA酶、RNA酶;限制酶(限制性核酸内切酶) E形成磷酸二酯键的酶:DNA聚合酶、RNA聚合酶(冈崎片段), DNA连接酶
注意:细菌的遗传物质只是DNA
“人的遗传物质主要是DNA”,这句话是错的应该是“人的遗传物质是DNA”
9) 蛋白质和核酸之间的关系:
化学元素 CHON
氨基酸 肽链 翻
蛋白质
核糖核苷酸
化学元素 CHONP
mRNA 转录
染色体
脱氧核苷酸 DNA
结论:基因指导蛋白质的合成
联系:DNA复制转录翻译过程需要有酶的参与,蛋白质(酶)影响核酸代谢 10) 实验《观察DNA和RNA在细胞中的分布》 1)
实验原理:(甲基绿和吡罗红对DNA/RNA亲和力不同)
A甲基绿+ DNA === 呈现绿色 B吡罗红+RNA ===呈现红色
注意:两种染色剂不是单独使用,而是混合使用 2)
实验步骤:
一、 取口腔上皮细胞(洋葱鳞片叶内表皮细胞)
A载玻片上,滴1滴质量分数0.9%的NaCl溶液 B消毒牙签刮漱净的口腔内侧壁后涂液滴上 C载玻片在酒精灯上烘干 二、 水解
A载玻片放入盛有30ml质量分数为8%的盐酸的小烧杯中 B大烧杯中加30℃温水
C小烧杯放入大烧杯中保温5min(目的:均匀受热;时间过长:水解过度不易制片观察,过短:蛋白质与DNA分离不彻底,染色不充分) 三、 冲洗涂片
用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片10s 四、 染色
A用吸水纸吸去载玻片上的水分 B用吡罗红、甲基绿染色剂2滴5min C吸去多余染色剂,盖上盖玻片
五、 观察
A低倍镜观察:选染色均匀、色浅区域,移中央,调清晰 B高倍镜观察:调细准焦螺旋,观察细胞核、细胞质的染色情况
3) 4) 5)
现象:绿色区域明显集中于细胞中央;红色分布与绿色周边,范围较广 结论:DNA主要分布在细胞核中;RNA主要分布在细胞质中 几种液体在实验中的作用
A质量分数0.9%的NaCl溶液——保持口腔上皮细胞正常形态
B质量分数为8%的盐酸—— a.改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞 b.使染色体中DNA与蛋白质分离,利于DNA与染色剂
结合
(因为盐酸能够水解蛋白质) C蒸馏水——a.配制染色剂;b.冲洗载玻片,or会干扰染色剂染色 11) 用放射性同位素标记 DNA,用胸腺嘧啶(T) RNA,用尿嘧啶(U)
便可以研究DNA和RNA在细胞内的变化,因为其他碱基DNA和RNA都相同 11)核酸与蛋白质在不同生物体中具有特异性,因而可从分子水平上,By分析核酸与蛋白质的相似程度来推断物种亲缘关系 5、 糖类
1) 组成元素:C H O 2) 种类:单糖、二糖、多糖
糖类 水解产物
植物细胞特
有
类别 动物细胞特
有 半乳糖 C6H12O6
动植物细胞兼
有 葡萄糖C6H12O6 核糖C5H10O4 脱氧核糖
C5H10O5
/
单糖
不能水解
果糖 C6H12O6
二糖 C12H22O11
2分子单糖
蔗糖 麦芽糖 纤维二糖
乳糖
多糖 (C6H10O5)n
多分子单糖
淀粉 纤维素
糖原
/
Cf:噬菌体,细菌,植物细胞一定都具有的糖——脱氧核糖 注意:只有单糖可直接被细胞吸收、利用
A蔗糖的化学式:C12H22O11
蔗糖是由一分子葡萄糖(多羟基醛)和一分子果糖(多羟基酮)缩合而成,
并脱去一分子水。
(蔗糖的结构式)
B麦芽糖的化学式:C12H22O11
麦芽糖是由二分子葡萄糖(多羟基醛)缩合而成,并脱去一分子水。
(麦芽糖的结构式)
注意:A种子内含丰富淀粉,发芽的种子内淀粉酶活跃,将淀粉分解为麦芽糖,
所以发芽的种子含有丰富的麦芽糖
B麦芽糖只能被淀粉水解而成
C糖原主要分为肝糖原(可以转化为葡萄糖)、肌糖原两种(不可以转化为葡
萄糖)
D果糖和肝糖原可以同葡萄糖相互转化 3) 功能:主要的能源物质 Cf:有关能源物质描述 一、 直接能源物质是ATP 二、 储能物质是脂肪、淀粉、糖原 三、 纤维素不是储能物质
四、 可作为能源物质的是糖类、脂肪、蛋白质
五、 不是所有的糖类都可作为能源物质,eg:核糖、脱氧核糖、纤维素
6、 脂质
1) 组成元素、脂质的种类和功能: 种类 脂肪
组成元素 C、H、O
功能
储能、保温、缓冲、减压
磷脂 、H、O、N、
P
构成生物膜的主要成分(基本骨架)
固醇 、H、O、N、 促人和动物肠道对钙、磷的吸收
P
构成细胞膜的重要成分(在磷酸分子之间,促,在血管中参与脂质(血脂)运
促人和动物生殖器官发育、生殖细胞形成,
脂肪的地位:细胞内良好的储能物质
注意:脂肪与糖类相比,含H多,含O少,氧化分解时需氧O2多,放出能量较多,产水也多
脂肪的水解产物—— A甘油;B脂肪酸 脂肪的最终产物——A.H2O;B.CO2
7、 生物大分子和基本组成单位的关系
单体
水解
多聚体
生物大分子 蛋白质 核酸
基本组成单位 氨基酸 核苷酸 单糖
多糖(淀粉、纤维素)
每个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架,有许多单体连接成多聚体
8、 细胞中的水的存在形式
水是生物体、细胞内含量最多的化合物(沙漠植物、精瘦肉
1) 结合水(占4.5%)
A概念:在细胞中内与其他物质相结合的水 B生理作用:是细胞结构的重要组成成分
C存在位置:与细胞中的某些物质结合在一起存在 2) 自由水(占95.5%)
A概念:细胞内以游离的形式存在,可以自由流动的水 B生理作用:
① 细胞内的良好溶剂
② 参与细胞内的许多生物化学反应 ③ 为细胞提供液体环境 ④ 运送营养物质和代谢废物
C存在位置:主要存在于细胞液、细胞质基质及某些细胞器基质中
3) 细胞中自由水和结合水的含量的变化
自由水
代谢旺盛、温度升高
结合水
自由水/结合水的比值越大(结合水转化为自由水),新陈代谢越旺盛,抗性越弱 自由水/结合水的比值越小,新陈代谢越缓慢,抗性越大,但有限度 人(哺乳动物)在寒冷环境下代谢增强,自由水和结合水的比值变大 Cf:抗性:指植物抵抗不利条件(寒冷、干旱)的能力 4) 多 5)
含水量:新陈代谢越旺盛,含水量越
晒干的种子失去的是自由水,还有活
性;烤干的种子失去的不仅是自由水还有结合水,失去活性 6)
蛋白质>淀粉>脂肪
大豆 >玉米>花生 (吸水时的膨胀程度) 7)
不同种生物中,水的含量不同,
同种生物,幼年时含水量高于老年时,(人,男的比女的含水量高) 8)水与其它生理活动的关系:
消耗水:光合作用 (水的光解)/叶绿体 呼吸作用 (第二阶段)/线粒体 生成水:蛋白质合成 /核糖体 核酸的合成 /细胞核 淀粉合成 /叶绿体
9、
1) 2)
无机盐
存在形式:细胞中大多数无机盐以离子的形式存在 功能:
不同种子的亲水力不同:
① 细胞的重要组成成分
② 维持细胞和生物体的生命活动 ③ 维持细胞内渗透压、酸碱平衡 ④ 维持细胞的形态
Cf:内环境酸碱平衡: HCO3-(H2CO3);HPO42- ( H2PO4-)
Cf:调节生命活动的物质:无机盐,激素(固醇,蛋白质) 总结:
细胞主要能源物质——糖类 细胞良好储能物质——脂肪 细胞结构物质——蛋白质 生物遗传物质——核酸
细胞调节、维持平衡物质——水、无机盐
第三章、 细胞基本结构
真核细胞的基本结构:
细胞膜 细胞质 细胞核
细胞器 细胞质基质
Ps:细胞质基质不包括细胞器基质
1、 细胞膜—系统的边界
1) 组成成分:
脂质(磷酸、固醇,含量分列一二) 蛋白质 糖类
约占50% 约占40% 约占2—10%
细胞膜主要有脂质和蛋白质组成
Cf: 生物膜的功能与蛋白质的含量和种类有关(载体、受体、酶)功能越复杂的细胞膜
(生物膜),蛋白质的种类和数量就越多
生物膜的成分与细胞膜类似,含有磷脂和蛋白质 大部分的酶都附着在生物膜上
2) 细胞膜的结构:
磷脂双分子层 蛋白质
注意:糖蛋白(糖被)上的糖链是在细胞膜的外侧 糖被的功能:
① 保护和润滑作用 (如消化道、呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白,一般与外环境相连) ② 识别作用 (动物细胞表面糖蛋白,接触抑制)
Cf:细胞癌变后,膜表面某些物质减少( 糖蛋白 );产生某些物质(甲胎蛋白、癌胚抗原)
——可以作为细胞是否癌变指标之一
癌细胞特点:A无限增值B容易转移C细胞形态发生显著变化
Cf:细胞膜表面还有糖类和脂质结合成的糖脂
3) 细胞膜的功能:
A将细胞与外界分开(保障内环境相对稳定) B控制物质进出细胞
一、细胞需要的营养物质 二、细胞产生的废物排到细胞外
三、控制物质进出作用是相对的 C进行细胞间的信息交流
一、 细胞间的信息交流,大多数与细胞膜的结构和功能有关 二、 细胞间信息交流的三种方式及其实例
a细胞分泌的化学物质(如激素/递质)与靶细胞细胞膜表面受体(蛋白)结合(通
过体液的作用),间接传递信息
b通过相邻两细胞细胞膜直接接触传递信息(如精卵识别)
c通过相邻两细胞间形成通道进行信息交流(如高等植物细胞的胞间连丝)
注意:A细胞合成 激素、抗体、消化酶后将其分泌(通过胞吐)到细胞外 B细胞吸收大分子物质、吞噬细胞吞噬病菌需要通过胞吞进入到细胞内 Cf:植物细胞在细胞膜的外面还有一层细胞壁,化学成分主要是纤维素、果胶
细胞壁的作用:对植物细胞 A支持 B保护
用台盼蓝染色鉴定细胞死活(死细胞被染蓝/活细胞不着色)原理:活细胞细胞膜能阻止染色剂进入
4) 细胞膜的制备
A选材:哺乳动物的成熟的红细胞
原因:哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和具有膜结构的细胞器 B原理:渗透作用,吸水涨破
C步骤:法一:加入清水——离心——收集沉淀
法二:制临时装片——高倍镜观察——一侧滴蒸馏水另一侧吸水 D现象:法二:凹陷消失,细胞体积增大,很快细胞破裂,内容物流出 Cf:哺乳动物成熟红细胞的特性:
一、 没有细胞核、细胞器、DNA 二、 细胞质中含有大量的血红蛋白 ——代谢类型:无氧呼吸 (无线粒体)
三、 细胞分裂:成熟红细胞不能再分裂 (无细胞周期);cf:制血干细胞有
解释:为了给予血红蛋白更多的空间以便其运输氧气,所以细胞核和大部分细胞器都消失Cf:红细胞吸收葡萄糖——协助扩散 蛙的红细胞——无丝分裂、缢裂
Eg:许多有关细胞膜化学组成的资料都来自于对哺乳动物红细胞的研究
2、 细胞器——系统内地分工合作
1) 比较动、植物细胞的结构 不 同 点
植物细胞 有
有,大液泡 绝大多数 低等植物有 高等植物无
相同点
(线粒体、高尔基体、核糖体、内) 注意:
A不是所有的植物细胞都有叶绿体(如根尖、叶表皮细胞没有,种子;绿色组织才有,包括保卫细胞)
B不是所有的植物细胞都有中央大液泡(成熟的植物细胞才有);刚分裂形成的细胞无液泡 C不是所有的植物细胞都没有中心体(低等植物有)
D判断某一细胞图像是动物还是植物细胞最根本看有无细胞壁 E不是所有的真核细胞都有线粒体(人成熟红细胞、蛔虫)
15
动物细胞 无
有时有,小、分散,一般不考虑 无 有
动物细胞结构图
植物细胞结构图
1— 细胞膜
2— 细胞壁 3— 细胞质基质
4— 叶绿体(椭球型,两层膜均光滑) 5— 高尔基体 6— 核仁
7— 细胞核基质 8— 内质网 9— 线粒体() 10—核孔
11—游离的核糖体和糙面内质网上核糖体
12—染色质(染色体;蛋白质+DNA+少量RNA) 13—中心体 14—核膜 15—液泡
还有溶酶体未标出
注意:光学显微镜——显微结构
电子显微镜——亚显微结构
在光学显微镜下可以看见的细胞结构:线粒体、叶绿体、液泡、细胞壁、细胞核
2) 细胞器之间的分工
分离各种细胞器的方法——差速离心法(要先将细胞膜破坏)
“细胞的结构决定其功能”的原则——(细胞器的种类、数量决定其功能)
Eg:腺细胞(分泌蛋白)——线粒体、核糖体、内质网、高尔基体活跃
肌细胞(耗能)——线粒体活跃
吞噬细胞,衰老、损坏细胞——溶酶体丰富
种类 线粒体
层
DNA
RNA,相对
叶绿体
结构特点 有少量
和
功能
有氧呼吸的产生能量的主要场都
与所,动力车间;内膜上有与有氧能量呼吸有关的酶
光合作用的场所;机制+基粒
转换有关
独立遗传
内质网
层
形成囊泡状和管状
粗面型是分泌蛋白质合成、加工、运输糙面型是糖类和脂质合成场所
动物分泌蛋白的加工、分类、包装、运输;植物细胞壁的形成有关,参与运输多糖
储存物质(糖、色素、盐、生物碱);维持细胞形态,调节细胞内环境
高尔基体 结构,内有腔
液泡
溶酶体 含水解酶,消化车间,(细胞自溶、水解酶)
核糖体 中心体
主要是由结蛋白质形
成的
合成蛋白质的场所(机器)
细胞的有丝分裂有关(放出星射线,构成纺锤体),由两个相互垂直的中心粒及其周围物质构成
Cf:细胞骨架
位置:真核细胞
作用:维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性 组成成分及形态:是由蛋白质纤维组成的网架结构
现实联系:细胞运动、分裂、分化;物质运输、能量转换、信息传递 注意:
A线粒体和叶绿体是半自主细胞器
B线粒体和叶绿体直接参与能量流动和物质循环 C液泡(液泡膜+)含水溶性色素:花青素 叶绿体含脂溶性色素:叶绿素、类胡萝卜素
D游离核糖体的功能:直接合成细胞所需(完整)蛋白质(血红蛋白、载体、呼吸酶) 内质网上核糖体的功能:形成肽链,合成在细胞外使用的蛋白质(蛋白类、激素、抗体、消化酶、血浆蛋白)
E植物有丝分裂由细胞质两极放出纺锤丝 3) 细胞的生物膜系统
1. 生物膜的种类:细胞膜、核膜、细胞器膜(叶绿体、线粒体内外膜,内质网膜、高尔基体膜、溶酶体膜)
2. 生物膜的化学成分:各种生物膜组成成分相似,由磷酸、胆固醇、蛋白质、少量糖类组成,但每种成分所占比例不同 3. 生物膜在结构上的联系:
①直接相连 内质网膜
细胞膜
②间接相连 内质网
线粒体膜
高尔基体 细胞膜
4. 生物膜在功能上的联系——分泌蛋白质的合成、加工、分泌过程(同位素标记法)
线粒体(供能)
高尔基体 (加工、运输(分泌)) (翻译合成) (加工)
(折叠 组装 糖基化 运输)
细胞膜
(分泌/胞吐)
体现了细胞各结构之间的协调配合,会产生膜的转化(更新) 5. 生物膜系统的功能
细胞膜——①使细胞内环境相对稳定
(对物质运输、能量转化、信息传递决定性作用)
其他生物膜——②为多种酶提供附着位点(许多生化反应的场所) (核膜/细胞器膜)③分隔细胞器(保证细胞生命活动高效、有序进行) Cf:线粒体内膜、叶绿体的类囊体膜上也发生能量转换
在膜上进行
的反应:光反应,有氧呼吸第三阶段
在基质中进行的反应:游离核糖体脱水缩合,暗反应,有氧呼吸第一阶段,无氧呼吸
6. 实验:用高倍镜观察叶绿体和线粒体
1) 实验原理
① 叶绿体呈绿色,不用染色
② 线粒体需要健那绿(活细胞染料)染色,呈蓝绿色
原理:线粒体中细胞色素氧化酶使染料保持氧化状态(即有色状态)呈蓝
绿色,而在周围的细胞质中染料被还原,成为无色状态.
2) 取材
① 叶绿体—黑藻叶,藓类的叶,菠菜叶带叶肉下表皮(因其叶绿体大、量少) ② 线粒体口腔上皮细胞 3) 实验步骤
取材 制片 观察(先低后高)
显微镜的操作
注意:观察叶绿体实验过程要始终保持有水状态(防止细胞内叶绿体失水,
若其失水便会缩成一团,无法观察其形态和分布)
4) 实验现象
叶绿体——呈绿色、椭球型;随细胞质流动而流动 线粒体——被染成蓝绿色;染色质接近无色
注意:
1. 本实验观察的是 活 细胞 2. 叶绿体的分布会随光照而改变
3. 有时能观察到叶绿体的运动(细胞代谢强度越大越活跃)
Cf:
A叶绿体形状(椭球型)——可减少运动阻力,有利于叶绿体的运动 B叶绿体的分布——细胞质中散乱分布,互不重叠,有利于接受更多的阳光 C叶绿体的运动——有利于叶绿体充分接受光照和避免强光灼伤(强时侧对光源)
D一般叶子,向光面颜色较深——向光面叶肉细胞排列整齐紧密,且含较多叶绿体
3、 细胞核—系统的控制系统
1) 细胞核的结构和功能
主要由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息载体
合成rRNA和与核糖体形成有关
具有双层膜,把之内物质与细胞质分开(保护核内环境)
核孔是核质间大分子物质(mRNA、蛋白质)运输通道(物质交换),实现核质间频繁的物质交流
一、核膜和核仁
A核膜结构——双层膜,内膜与染色质纤丝相连,外膜与内质网相连通,上附有核糖体 B核膜的组成成分——磷脂、胆固醇、蛋白质
C核膜和核仁在细胞周期中周期性地出现(末期、间期)和消失(前期) D代谢旺盛的细胞,核仁较大,核孔数量较多 二、染色体(质)
A染色质与染色体的关系,在细胞周期中周期性地出现(染色质与核仁出现时间相同) 实质:同一物质的不同表现形式
Cf:肯定看不到核仁——有丝分裂中后期 肯定看得到核仁——有丝分裂间期 B染色体的数量始终与着丝点的数量一致
C染色质(体)易被甲基绿、龙胆紫、醋酸洋红、二苯胺等这些碱性染料染色 D染色体和DNA分子的功能:
DNA是遗传物质;染色体是遗传物质的主要载体
E染色质由DNA和蛋白质,还有少量RNA所组成 Cf:真核细胞的染色质在光学显微镜上观察不到
2) 细胞核的功能:(1库2中心)
遗传信息库,是细胞代谢与遗传的控制中心 注意:
A细胞核是遗传物质储存的主要场所 B细胞核是DNA复制和转录的主要场所 C细胞核不属于细胞器
D细胞是统一的整体(体现细胞核、细胞质相互依存关系的实例)
Cf:细胞膜为生命活动的进行提供保障 细胞质是代谢中心
细胞任何一部分缺失都将使生命活动无法进行 3) 细胞核和细胞质的关系——相互依存
核对质:主要体现在核内DNA控制细胞质中蛋白质的合成,从而控制各项生命活动 质对核:核生命活动中所需各种原料、酶、能量都来自蛋白质
4) 代谢旺盛: ① 含水量多 ② 自由水多 ③ 线粒体多
④ 核仁大和多、核孔多 ⑤ RNA多 ⑥ 蛋白质多 4、 模型构建
种类 物理模型 数学模型
以一套反映其内部因素数量关系的数学公式、逻辑准则和具体算法表
达认识对象特征
1)公式(准确);2)曲线图(直观反映种群数量的增长趋势)
概念模型
特点
以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征
以语言描述来表达认识对象的特征
第四章、 细胞物质运输 1、 物质跨膜运输
1)渗透作用和渗透系统的组成分析
1. 渗透作用:水分子或其他溶剂分子通过半透膜扩散 2. 渗透作用的模型: A
装
烧杯(清水)
漏斗(蔗糖) 玻璃纸(半透膜)
置:
B现象:
(原因:半透膜可使水分子通过,
不可使蔗糖分子通过)
注意:漏斗内的溶液浓度永远大于烧杯内的溶液浓度
C水分子的流动方向:
①溶液
摩尔浓度
) ②水的 ③溶液 注意:干燥的蚕豆种子投入水中后逐渐膨胀,主要是其细胞质内的吸水物质吸水所致 吸水性:蛋白质 > 淀粉 > 纤维素 Cf:半透膜:玻璃纸、原生质体/生物膜,鱼鳔
2)细胞的吸收和失水
1.原理:主要通过渗透作用
条件:①具有半透膜(生物性/物理性) ②膜两侧溶液的浓度差
溶液间水分子进行双向运动,液面改变只因双向水分子运动差别所致 2.动物细胞的吸水和失水
A 实质:水分子顺相对相对含量的梯度跨膜运输的过程 B 细胞膜相当于一层半透膜 C 膜两侧的溶液
外界溶液浓度
外界溶液浓度 > 细胞质浓度 ——细胞失水
外界溶液浓度 =细胞质浓度 ——水分子进出平衡 外界溶液相当于动物细胞生存的内环境
注意:溶液浓度指摩尔浓度而非质量浓度
而10%葡萄糖溶液——质量分数为10%的葡萄糖溶液 具体观察某一细胞需要用到带刻度的载玻片 3.植物细胞的吸水和失水 知识准备:
A半透膜:(细胞膜+液泡膜+两者之间的细胞质——原生质层,具有选择透过性)
B膜两侧的溶液:
膜内:细胞液(具有一定得浓度) 膜外:外界溶液
C条件:活的成熟植物细胞具有中央大液泡 D验证(原理):
植物细胞失水(质壁分离) ——细胞液浓度外界溶液浓度 E发生质壁分离的原因:
内因:①原生质层具有选择透过性 ②原生质层的伸缩性比细胞壁大 外因:细胞液的浓度小于外界溶液浓度
注意:
细胞壁(全透性)
细胞膜
(高渗)
液泡膜
(低渗)
细胞液
细胞质
a原生质体:细胞除了细胞壁的部分
原生质层:细胞膜+液泡膜+两者之间的细胞质
b半透膜:是无生命的物理性膜,物质能否通过取决于分子的大小;
选择透过性膜:是具有生命的生物膜,载体决定了对不同物质的选择吸收,当细胞
死亡、膜蛋白失活,则选择透过性丧失, 膜就变成全透性。
c成熟的植物细胞(具有大液泡)相当于一个渗透系统,主要通过渗透作用吸(失)水
d分生区细胞和干种子细胞还没有形成大液泡,不能渗透吸水 e植物细胞因为具有细胞壁,吸(失)水时细胞体积变化不大 f注意植物失水和吸水宏观上的表现、体积变化 g绿藻细胞细胞质因为充满叶绿体呈绿色
h与细胞液(植物)或细胞质(动物)浓度相等的溶液叫等渗溶液 i每一种细胞的等渗溶液都不一样(即使是同为哺乳动物细胞) Cf:
A 给农作物施肥不当,易引起“烧苗”
——因为施肥不当会使外界溶液浓度过高,使细胞失水,细胞失水过度便会死亡 B 腌制的肉类不容易变质
——因为腌制的肉类盐分含量高,微生物在其周围生活容易会因失水过多致死 C 判断细胞液的浓度:
——设置不同的浓度梯度的溶液,并分别将细胞置于溶液中,细胞刚刚发生质壁分离的溶液浓度即是细胞液的等渗溶液,其浓度即是细胞液的浓度
实验:
A探究问题的一般过程:
提出问题——作出假设——设计实验——进行实验——分析结果——得出结论—— 表达交流——进一步探究
B选材: 洋葱的外表皮(具有便于观察的紫色大液泡) C质壁分离和复原过程中的现象 a植物细胞的失水情况(质壁分离)
宏观上:植物由坚挺到萎蔫
细胞的变化
微观上:质壁分离
液泡(由大变小)
细胞液的颜色(由浅变深) 原生质层逐渐与细胞壁分离
注意:①细胞壁是全通透的,细胞壁与原生质层之间充满了外界溶液(蔗糖) ②质壁分离实验并不能鉴定水分子进出细胞的方式 CF:
a用50%蔗糖溶液做实验,植物细胞质壁分离,同时也因失水过多死去,不会发生质壁分离复
原
b用尿素、葡萄糖、乙二醇、KNO3、NaCl等细胞可吸收物质做实验,会出现自动复原现象 ——细胞吸收这些物质以后,细胞液浓度上升,浓度差减少
植物细胞“质壁分离和复原”的应用
A判断细胞的死活(只有活细胞的细胞膜才具有选择透过性)
B测定细胞液浓度的范围
C比较不同植物细胞的细胞液浓 D验证原生质层与细胞壁伸缩性 E验证原生质层具有选择透过性
4. 物质跨膜运输的其他实例 ①. 不同作物对Mg2+的吸收的
不同, 原因在于:植物的细胞膜对无机盐 离子的吸收具有选择性
②. 培养液中的Ca2+和Mg2+浓度增加,原因在于:植物吸收Ca2+ Mg2+离子的速率比吸水的速率小
③. 培养后期,植物出现萎蔫,原因在于:外界溶液浓度大于根细胞液浓度,细胞失水 5. 洋葱用途:
① 鳞片叶外表皮(紫色)——质壁分离 ② 鳞片叶内表皮——线粒体;DNA或RNA ③ 洋葱浸水生根——有丝分裂 ④ 洋葱叶片——提取叶绿素
⑤ 洋葱幼苗——光合作用/呼吸作用强度测定 6. 成熟细胞:表皮cell、叶肉(海绵)cell、神经cell 幼嫩细胞:分生区cell、形成层、干cell
7.洋葱根尖 注意:
A伸长区中没有大液泡
度 的大小
B成熟区又叫根毛区上面有根毛(根毛由一个细胞组成) C根毛区上的细胞都有大液泡,没有叶绿体
2、 生物膜的流动镶嵌模型
1) 生物膜结构的探索
A脂溶性物质容易优先通过细胞膜——膜是由脂质组成的 B哺乳动物红细胞分离出膜——膜的主要成分是蛋白质和脂质
C磷脂在空气—水界面铺成单分子层——生物膜都是磷脂双分子层构成基本支架
D1959罗伯特森 电镜 暗-亮-暗三层结构——蛋白质-脂质-蛋白质三层结构(静态的统一结构)
E1960s后 有的蛋白质镶嵌磷脂双分子层中/细胞膜的流动性—— 1972 桑格 尼克森 提出 流动镶嵌模型 2) 流动镶嵌模型的基本内容 ① 脂双分子层构成了膜的基本支架
② 蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层的表面,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
③ 基本骨架和大多数蛋白质分子是可以运动的,而不是静止的 3) 流动镶嵌模型的模式图
① 糖蛋白
② 磷脂双分子层 ③ 蛋白质
注意:糖蛋白只分布在细胞膜外侧
Cf:细胞膜表面还有糖类和脂质结合成的糖脂
4) 糖被的作用
① 润滑、保护细胞(消化道、呼吸道上皮细胞) ② 细胞的表面识别(精卵识别;受体) 5) 生物膜特性
功能特性:选择透过性
生物膜特性
结构特性:流动性
A结构特性:流动性 ①原因:
膜中的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动,因而膜的整体结构也具有流动性。 ②影响因素: 主要受温度影响
在适当温度范围内,膜的流动性随温度升高而增强,但其高出一定范围,则导致膜的破坏
③证明膜流动性(细胞形态改变)实例(生理活动) 1.变形虫(精细胞)的变形运动 2.白细胞吞噬细菌(胞吞、胞吐) 3.细胞的融合(膜融合) 4.质壁分离和复原实验 B功能特性: ①表现:
1.水分子可以自由通过
2.一些离子和小分子(O2、葡萄糖、氨基酸等)也可以通过。
3.其它的不被选择的离子、小分子、大分子则不能通过。
4.细胞对物质的选择性是通过细胞膜实现的,可高浓度。
5.某些实验可以体现细胞膜的选择透过性
以从低浓度
Eg:植物根对矿质元素选择性吸收;神经细胞保K排Na;肾小管重吸收和分泌,小吸收
②原因:
遗传性
载体种类、数量 选择性
③验证细胞膜具有选择透过性 材料:白色花瓣、盐酸、蓝墨水 步骤: 1.将白色花瓣分A、B两组
2.往A组加盐酸,B组不作任何处置 3.分别往A、B两组加蓝墨水
4.一段时间后取出,用蒸馏水稍微冲洗后观察花瓣颜色 现象:A组为白色;B组为蓝色 总结:
蛋白质分子+糖类
糖被
功能(细胞识别) (信息交流)
(物质交换)
具有
保证
选择透过性
——用蛋白酶处理细胞膜,会改变通透性
3、 物质跨膜运输的方式
注意:
A 判断某物质以何种方式运输
三种跨膜方式中,从低浓度→高浓度的方式OR要消耗ATP的一定——主动运输 B中耕松土能促进矿质离子的吸收的原因:
K+的运输 ——→ O2(氧分压)
主动运输——→ ATP ——→细胞呼吸(有氧呼吸) ——→ O2
C 缺氧时,仍可以进行主动运输(无氧呼吸第一阶段也会产生少许能量) D ①自由扩散、协助扩散只能顺着相对含量梯度进行运输,
②主动运输既可以顺着也可以逆着相对含量梯度进行运输,都要消耗能量 E 跨膜运输的方式只有自由扩散、协助扩散、主动运输三种
胞吐、胞吐不属于跨膜运输方式,eg大分子物质(eg蛋白质/神经递质等),属物质进出细胞方式;体现了细胞膜的流动性
F 胞吞、胞吐不需要载体,需要能量,需要受体识别
G 载体蛋白具有特异性,eg:运载葡萄糖的载体不能运载氨基酸 Cf:
细胞排泄废物和摄取养分的基本方式——直接通过细胞膜以主动OR被动运输进行
第五章、 细胞能量供应和利用
1. 降低化学反应活化能的酶 一、酶在细胞代谢中的作用
细胞中每时每刻都进行许多化学反应,统称细胞代谢 1.酶的发现:
A. 1783年,意大利科学家斯帕兰札尼
……将放肉的小金属笼(目的:阻止物理性影响)使鹰吞下,肉块消失 ……说明:消化不只是物理反应 B. 1836年,德国科学家施旺 ……
C. 20世纪80年代,美国科学家切赫和奥特曼 D. 1926年,美国科学家萨姆纳
……人类首次提取脲酶,且证明脲酶是一种蛋白质 2.酶的功能:生物催化剂
3.作用机理:降低化学反应的活化能
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
非催化过程的活化能
催化过程的活化能
4.酶的化学本质:大多数是蛋白质,少数是RNA
5.酶的分布:细胞内(呼吸酶等)、细胞外(消化酶等)
注意:
① 酶不只是由分泌功能的细胞产生 ② 是活细胞,都能产生酶 ③ 酶只是起催化作用
二、酶的功能特性 1.高效性 2.专一性
3.需要适宜的条件:温度、PH值
三、影响酶活性的因素 1.温度 2.PH值
温度
PH值
3.酶浓度 4.底物浓度 注意:
① 高温破坏酶蛋白空间结构,使变性失活,降温后活性不能恢复
② 低温仅降酶活性,不破坏结构/失活,升温后酶活性增加(可恢复)(生物材料常低温保存)
③ 在过酸、过碱环境中酶丧失活性,并不能再恢复
④ 不同酶的最适条件(温度、pH值)有差异,通常与酶分布的环境条件一致 eg:胃蛋白酶最适PH值1.5 ,胰蛋白酶最适PH值约 8.0 ⑤ 可据酶的名称分析酶所催化的反应
四、酶的催化作用和高效性的验证实验 A比较过氧化氢在不同条件下的分解 1. 实验原理: 2. 实验步骤:
1)该实验设置了几组?第1组有什么用?
2)该实验的自变量是什么?因变量是什么?无关变量有哪些? 3)怎样判断反应速度的快、慢? 3. 实验结论:
B探究温度(PH值)对酶活性的影响 自变量: 因变量:
无关变量:只改变研究的因素,其它因素保持不变(控制“单一变量原则”) 注意:
1探究温度、pH对酶活性影响,应将酶和反应物分别调至实验条件,以保证反应一开始便达到预设条件
2可检测反应物的减少;或产物的增加 3检测方法不能影响反应结果
4设置对照组(排除干扰,减小误差)“对照原则” 5选择恰当的检测反应速率的方法
问:
A探究“温度对酶活性的影响”时,能否选用过氧化氢酶? B探究“PH值对酶活性的影响”时,能否选用淀粉酶 2. 细胞的能量“通货” ——ATP 一、ATP的生理功能:
ATP是新陈代谢所需能量的直接来源 a生物体的主要能源物质:糖类
b生物体的贮能物质:脂肪、淀粉(植)、糖原(动) c生物体的能源物质:糖类、脂肪、蛋白质 d生物体的直接能源物质:ATP(不是唯一的) e生物体能量的根本来源:光能 二、ATP的结构:A—P~P~P
A——腺苷 最易断裂的高能磷酸键 P——磷酸基
~——高能磷酸键(3个) 三、ATP和ADP的相互转化 :
1.反应不是可逆反应 2.反应向右进行
——细胞需要消耗ATP的生理活动 3.反应向左进行
——细胞合成ATP的途径(来源) 注意:
A蛋白质→氨基酸,不耗ATP
四、ATP 的形成途径和场所:
a ATP 的形成途径:
1动物——呼吸作用;
2植物——光合作用,呼吸作用
b ATP形成场所:
1动物——细胞质基质, 线粒体
2植物——叶绿体, 细胞质基质, 线粒体
c ATP能量来源:
1动物——化学能
2植物——光能,化学能
dATP的合成与O2浓度的关系:
注意:
1无氧气时,细胞也能产生ATP(无氧呼吸)
2人成熟红细胞虽然没有线粒体,但可以通过无氧呼吸产生ATP 3原核细胞虽然没有线粒体,有的能通过有氧呼吸产生ATP 4生命活动中能量转移的图解:
①
②
③
④ 光合作用的光反应 光合作用的暗反应 呼吸作用 若发生在高等动物体内,则主要在肝脏和骨
骼肌中进行
⑤ 去向用于各种生命活动
3. ATP的主要来源——细胞呼吸
辨析
1)呼吸作用与呼吸?
51