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1、1一、细胞的分子组成1组成生物体的元素 (1)大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg。 (2)微量元素:Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo(Cl)。 (3)根据特征元素推测化合物种类:S(Fe)蛋白质(血红蛋白),Mg叶绿素,I甲状 腺激素,P核酸(ATP、磷脂)。 (4)几种重要化合物的元素组成:糖类仅含 C、H、O,脂肪和固醇均含 C、H、O,磷 脂含 C、H、O、N、P,蛋白质含 C、H、O、N 等,核酸含 C、H、O、N、P 等。 2蛋白质 (1)组成蛋白质的氨基酸约有 20 种,每种氨基酸分子都至少含有一个氨基(NH2)和一 个羧基(COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接
2、在同一个碳原子上。不同氨基酸理化 性质差异的原因在于 R 基不同。 (2)R 基上的氨基和羧基不参与肽键的形成。肽键:CONH。 (3)蛋白质的相关计算 氨基(羧基)数肽链数R 基上的氨基(羧基)数;N 原子数各氨基酸中 N 原子的总数肽键数肽链数R 基上的 N 原子数; O 原子数各氨基酸中 O 原子的总数脱去的水分子数肽键数2肽链数R 基上的 O 原子数; 肽键数脱水数氨基酸数肽链数水解需水数。 (4)蛋白质的多样性 结构多样性的原因:a.氨基酸层面:氨基酸的种类、数目、排列顺序不同;b.多肽层 面:肽链盘曲折叠形成的空间结构不同。 功能多样性:酶催化作用;血红蛋白、载体运输功能;胰岛素、
3、生长激素 调节作用;抗体、干扰素免疫功能;糖蛋白识别作用;结构蛋白构成细 胞和生物体结构的重要物质,如羽毛、头发、肌肉等。 3核酸 (1)遗传物质:具有细胞结构的生物的遗传物质是 DNA,无细胞结构的生物的遗传物 质是 DNA 或 RNA。 (2)DNA 和 RNA 在组成上的差异:DNA 含脱氧核糖和胸腺嘧啶,RNA 含核糖和尿嘧 啶。 4糖类 糖类的主要功能是提供能量。重要的多糖有纤维素(构成细胞壁)和糖原(主要存在于动 物肝脏和肌肉细胞中,肝糖原易被酶水解成葡萄糖,维持血糖平衡)。 5脂质 脂质包括脂肪(细胞内良好的储能物质)、磷脂(构成细胞膜的重要成分)和固醇(如性激 素)。 6水 (
4、1)自由水/结合水的值与代谢速率、生物抗逆性有关:值越大,生物代谢越旺盛,但其 抗逆性越弱。 (2)细胞内产生水的细胞器:核糖体(氨基酸脱水缩合)、线粒体(呼吸作用)、高尔基体 (合成多糖)等。 7无机盐 (1)细胞的成分:Mg2是组成叶绿素分子必需的成分,Fe2是血红蛋白的主要成分,2PO是组成 ATP、NADPH 必需的成分。34(2)参与并维持生命活动:血钙过高会造成肌无力,血钙过低会引起肌肉抽搐;植物缺 硼会造成“花而不实” 。 (3)Na对维持细胞外液渗透压起重要作用,K则对维持细胞内液渗透压起决定作用, HCO、HPO主要用来维持内环境的 pH 平衡。 324二、细胞的结构1细胞膜
5、 (1)基本骨架是磷脂双分子层,蛋白质以覆盖、贯穿、镶嵌三种方式与双层磷脂分子相 结合。蛋白质的种类和数量越多,膜的功能越复杂。 (2)结构特点是具有一定的流动性,功能特性是选择透过性。 (3)物质进出细胞的方式 自由扩散:不需载体,不需能量,从高浓度到低浓度,例如:H2O、O2、CO2、乙 醇等。 协助扩散:需载体,不需能量,从高浓度到低浓度,例如:葡萄糖进入红细胞。 主动运输:需载体,需能量,从低浓度到高浓度,例如:葡萄糖、氨基酸、无机盐 离子。 胞吐和胞吞:依赖于膜的流动性,需消耗 ATP,如大分子或颗粒物质。 (4)渗透作用:指水分子(或者其他溶剂分子)通过半透膜从低浓度一侧向高浓度一
6、侧扩 散的现象。渗透作用发生的条件:一是有半透膜;二是膜的两侧有浓度差。 2生物膜系统(1)在化学成分上各种生物膜的组成成分相似,都是由磷脂、蛋白质和少量糖类组成的, 但各种成分所占的比例不同。 (2)在结构上 直接联系:在真核细胞中,内质网外连细胞膜,内连核膜,中间还与许多细胞器膜 相连。 间接联系:内质网膜、高尔基体膜和细胞膜可以通过“小泡”实现相互转化。 (3)在功能上的联系(如分泌蛋白的合成和分泌过程):核糖体内质网高尔基体细 胞膜(线粒体供能)。 3细胞结构中相关知识总结 (1)动植物细胞的区别和联系 动植物细胞均有的细胞器:高尔基体、线粒体、核糖体、内质网等。 高等动物和低等植物细
7、胞特有的细胞器是中心体;植物细胞特有的结构是细胞壁、 液泡、叶绿体。 动植物细胞都有但功能不同的细胞器是高尔基体。植物能合成多糖的细胞器有叶绿 体、高尔基体。 (2)不具膜结构的细胞器:核糖体、中心体;具单层膜结构的细胞器:内质网、液泡、 高尔基体、溶酶体;具双层膜结构的细胞器:线粒体、叶绿体。 (3)细胞器参与的一些生命活动 与主动运输有关的细胞器:线粒体(供能)、核糖体(合成载体蛋白)。 产生 ATP 的细胞器:叶绿体、线粒体。 含有核酸的细胞器:线粒体、叶绿体、核糖体;含遗传物质的细胞器:线粒体、叶3绿体。 参与细胞分裂的细胞器:核糖体(间期蛋白质合成)、中心体(发出星射线构成纺锤体)、
8、 高尔基体(与植物细胞分裂时细胞壁的形成有关)、线粒体(供能)。 (4)光学显微镜下可见的结构:细胞壁、细胞质、细胞核、染色体、叶绿体、线粒体、 液泡、中心体等。 4细胞核 (1)核孔:是 mRNA、蛋白质等进出的通道,但 DNA 不能通过核孔,即具有选择性。 代谢旺盛、蛋白质合成量多的细胞,核孔多,核仁大。 (2)核仁:在细胞周期中有规律地消失(分裂前期)和出现(分裂末期),判断细胞分裂时期 的典型标志。 (3)染色质:主要由 DNA 和蛋白质构成,易被碱性染料(龙胆紫溶液、醋酸洋红溶液)着 色。染色质和染色体是同一物质在不同时期的细胞中的两种不同形态。 (4)功能:遗传物质储存和复制的场所
9、;细胞代谢和遗传的控制中心。三、酶和 ATP1酶 (1)酶并非都是蛋白质,少数酶是 RNA。 (2)酶具有催化作用,其原理是降低反应的活化能。 (3)酶的作用具有高效性、专一性和作用条件温和等特性。 温度和 pH 通过影响酶的活性来影响酶促反应速率,而底物浓度、酶浓度也能影响 酶促反应速率,但并不改变酶的活性。 在探究酶的最适温度(pH)时,底物和酶应达到相同的预设温度(pH)后再混合。 不同酶的最适温度不同:如唾液淀粉酶的为 37 ,淀粉酶的为 60 。 不同部位消化液的最适 pH 不同,进而使不同酶的最适 pH 不同:唾液的为 6.27.4, 胃液的为 0.91.5,小肠液的为 7.6。
10、2ATP (1)结构简式:APPP(“A”表示腺苷, “P”代表磷酸基团, “”表示高能磷酸键,“”表示普通化学键)。 (2)结构特点:远离 A 的高能磷酸键易断裂,也易形成(伴随能量的释放和贮存)。 (3)生物体内 ATP 含量不多,但转化迅速,保证持续供能。 (4)植物产生 ATP 的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体,而动物产生 ATP 的场所是 细胞质基质和线粒体。 (5)光合作用的光反应产生的 ATP 只用于暗反应中 C3的还原,而细胞呼吸产生的 ATP 用于除 C3还原之外的各项生命活动。 (6)生理作用:直接能源物质。四、细胞呼吸和光合作用1细胞呼吸 (1)场所:有氧呼吸的场所细胞
11、质基质和线粒体。 无氧呼吸的场所细胞质基质。 (2) 产物:有氧呼吸的产物:水、二氧化碳。4无氧呼吸的产物:高等植物无氧呼吸产生酒精(如水稻、苹果、梨等);高等植物某 些器官无氧呼吸产生乳酸(如马铃薯块茎、甜菜块根等);高等动物和人无氧呼吸的产物是 乳酸。 有氧呼吸释放大量能量,无氧呼吸释放少量能量。 (3)呼吸作用方式的判断:如果某生物产生的二氧化碳量和消耗的氧气量相等,则该生 物只进行有氧呼吸;如果某生物不消耗氧气,只产生二氧化碳,则只进行无氧呼吸;如果 某生物释放的二氧化碳量比吸收的氧气量多,则两种呼吸方式都有(以葡萄糖为底物)。 (4)反应式: 有氧呼吸总反应式:C6H12O66O26
12、H2O6CO212H2O能量酶无氧呼吸反应式:aC6H12O62C2H5OH2CO2少量能量酶bC6H12O62C3H6O3少量能量酶2光合作用 (1)叶绿体中色素的分布和种类 分布:类囊体薄膜上。 色素的种类:叶绿素 a(蓝绿色)、叶绿素 b(黄绿色)、胡萝卜素(橙黄色)和叶黄素(黄 色),前两种主要吸收红光和蓝紫光,后两种主要吸收蓝紫光。 (2)光反应与暗反应的区别与联系 场所:光反应在叶绿体类囊体薄膜上,暗反应在叶绿体的基质中。 条件:光反应需要光、叶绿素、酶,暗反应需要许多有关的酶。 物质变化:光反应发生水的光解和 ATP 的形成,暗反应发生 CO2的固定和 C3的还 原。 能量变化:
13、在光反应中,光能ATP 中活跃的化学能,在暗反应中,ATP 中活跃的 化学能(CH2O)中稳定的化学能。 联系:光反应的产物H是暗反应中 C3的还原剂,ATP 为暗反应的进行提供了能量, 暗反应产生的 ADP 和 Pi 为光反应形成 ATP 提供了原料。(3)光合作用总反应式:CO2H2O(CH2O)O2光能叶绿体五、细胞的生命历程1有丝分裂 (1)细胞周期 条件:只有连续分裂的细胞才具有细胞周期。 持续时间:从一次细胞分裂完成时开始到下一次细胞分裂完成时为止。 (2)分裂间期的物质变化 完成 DNA 复制每条染色体上一个 DNA 复制为两个 DNA,且两个 DNA 位于两 条染色单体上,两条
14、染色单体由一个着丝点连在一起。 合成蛋白质主要是用于形成纺锤丝(星射线)。 (3)有丝分裂图像及各时期特征 有丝分裂图像51细胞壁 2染色体 3纺锤体 4细胞板 分裂期各时期的特点 a前期:膜仁消失现两体(核膜、核仁消失,染色质变成染色体,纺锤丝变成纺锤体, 形态散乱)。 b中期:形定数晰赤道齐(染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上,染色体形态 固定、数目清晰,便于观察)。 c后期:点裂数加均两极(着丝点一分为二,染色体数目加倍,染色体平均分配并向 两极移动)。 d末期:两消两现重开始染色体变成染色质,纺锤体变成纺锤丝,核膜、核仁出现, 细胞壁重建(植物细胞)。 2减数分裂 (1)精子的形成
15、过程(2)卵细胞的形成过程(3)减数分裂的主要特点 特有染色体行为:同源染色体联会,形成四分体;同源染色体分离,非同源染色体 自由组合。 基因重组的表现类型 a减数第一次分裂四分体时期,同源染色体上的非姐妹染色单体之间可能发生交叉互 换。 b减数第一次分裂后期,同源染色体分开的同时,非同源染色体自由组合。 遗传物质减半发生时期 a染色体数目减半发生在减数第一次分裂过程中。 b与体细胞相比 DNA 数目减半发生在减数第二次分裂过程中。 3细胞的分化 (1)实质:基因选择性表达的结果。 (2)细胞分化的特性:稳定性、持久性、不可逆性、全能性。 (3)意义:形成各种不同的细胞和组织。 4细胞衰老的主
16、要特征6一大(核大)一小(细胞体积小);一多(色素积累)一少(水分减少);两低:酶活性降低 代谢速率减慢,细胞膜通透性改变物质运输功能降低。 5细胞凋亡:指由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,也称细胞编程性(程序性) 死亡。 6细胞的癌变 (1)癌细胞的特征:能够无限增殖;形态结构发生了变化;癌细胞表面糖蛋白减少,易 扩散和转移。 (2)致癌因子:物理致癌因子,主要是辐射致癌;化学致癌因子,如苯、砷、煤焦油等; 病毒致癌因子,能使细胞癌变的病毒叫肿瘤病毒或致癌病毒。 (3)机理:原癌基因和抑癌基因突变导致细胞异常分裂。 六、遗传的物质基础1生物的遗传物质 (1)证明 DNA 是遗传物质的实验关键是设法把 DNA 与蛋白质分开,单独地、