A. 有一種果子 綠色 半透 西瓜紋 小球狀的 小時候經常采 記得當時有黑悠悠 托盤兒 就是忘了那個小綠
龍葵(學名:Solanum nigrumL. ):一年生草本植物,全草高30-120厘米;莖直立,多分枝;卵形或心型葉子互生,近全緣;夏季開白色小花,4-10朵成聚傘花序;球形漿果,成熟後為黑紫色。漿果和葉子均可食用,但葉子含有大量生物鹼,須經煮熟後方可解毒。全株入葯,可散瘀消腫,清熱解毒。
B. 高一生物知識點以及相關例題解答
第一章 走近細胞
第一節 從生物圈到細胞
一、相關概念、
細 胞:是生物體結構和功能的基本單位。除了病毒以外,所有生物都是由細胞構成的。細胞是地球上最基本的生命系統
生命系統的結構層次: 細胞→組織→器官→系統(植物沒有系統)→個體→種群
→群落→生態系統→生物圈
二、病毒的相關知識:
1、病毒(Virus)是一類沒有細胞結構的生物體。主要特徵:
①、個體微小,一般在10~30nm之間,大多數必須用電子顯微鏡才能看見;
②、僅具有一種類型的核酸,DNA或RNA,沒有含兩種核酸的病毒;
③、專營細胞內寄生生活;
④、結構簡單,一般由核酸(DNA或RNA)和蛋白質外殼所構成。
2、根據寄生的宿主不同,病毒可分為動物病毒、植物病毒和細菌病毒(即噬菌體)三大類。根據病毒所含核酸種類的不同分為DNA病毒和RNA病毒。
3、常見的病毒有:人類流感病毒(引起流行性感冒)、SARS病毒、人類免疫缺陷病毒(HIV)[引起艾滋病(AIDS)]、禽流感病毒、乙肝病毒、人類天花病毒、狂犬病毒、煙草花葉病毒等。
第二節 細胞的多樣性和統一性
一、細胞種類:根據細胞內有無以核膜為界限的細胞核,把細胞分為原核細胞和真核細胞
二、原核細胞和真核細胞的比較:
1、原核細胞:細胞較小,無核膜、無核仁,沒有成形的細胞核;遺傳物質(一個環狀DNA分子)集中的區域稱為擬核;沒有染色體,DNA 不與蛋白質結合,;細胞器只有核糖體;有細胞壁,成分與真核細胞不同。
2、真核細胞:細胞較大,有核膜、有核仁、有真正的細胞核;有一定數目的染色體(DNA與蛋白質結合而成);一般有多種細胞器。
3、原核生物:由原核細胞構成的生物。如:藍藻、細菌(如硝化細菌、乳酸菌、大腸桿菌、肺炎雙球菌)、放線菌、支原體等都屬於原核生物。
4、真核生物:由真核細胞構成的生物。如動物(草履蟲、變形蟲)、植物、真菌(酵母菌、黴菌、粘菌)等。
三、細胞學說的建立:
1、1665 英國人虎克(Robert Hooke)用自己設計與製造的顯微鏡(放大倍數為40-140倍)觀察了軟木的薄片,第一次描述了植物細胞的構造,並首次用拉丁文cella(小室)這個詞來對細胞命名。
2、1680 荷蘭人列文虎克(A. van Leeuwenhoek),首次觀察到活細胞,觀察過原生動物、人類精子、鮭魚的紅細胞、牙垢中的細菌等。
3、19世紀30年代德國人施萊登(Matthias Jacob Schleiden) 、施旺(Theodar Schwann)提出:一切植物、動物都是由細胞組成的,細胞是一切動植物的基本單位。這一學說即「細胞學說(Cell Theory)」,它揭示了生物體結構的統一性。
第二章 組成細胞的分子
第一節 細胞中的元素和化合物
一、1、生物界與非生物界具有統一性:組成細胞的化學元素在非生物界都可以找到
2、生物界與非生物界存在差異性:組成生物體的化學元素在細胞內的含量與在非生物界中的含量明顯不同
二、組成生物體的化學元素有20多種:
三、在活細胞中含量最多的化合物是水(85%-90%);含量最多的有機物是蛋白質(7%-
10%);占細胞鮮重比例最大的化學元素是O、占細胞乾重比例最大的化學元素是C。
第二節 生命活動的主要承擔者------蛋白質
一、相關概念:
氨 基 酸:蛋白質的基本組成單位 ,組成蛋白質的氨基酸約有20種。
脫水縮合:一個氨基酸分子的氨基(—NH2)與另一個氨基酸分子的羧基(—COOH)相連接,同時失去一分子水。
肽 鍵:肽鏈中連接兩個氨基酸分子的化學鍵(—NH—CO—)。
二 肽:由兩個氨基酸分子縮合而成的化合物,只含有一個肽鍵。
多 肽:由三個或三個以上的氨基酸分子縮合而成的鏈狀結構。
肽 鏈:多肽通常呈鏈狀結構,叫肽鏈。
二、氨基酸分子通式:
NH2—(R — C H —COOH)
三、 氨基酸結構的特點:每種氨基酸分子至少含有一個氨基(—NH2)和一個羧基(—COOH),並且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上(如:有—NH2和—COOH但不是連在同一個碳原子上不叫氨基酸);R基的不同導致氨基酸的種類不同。
四、蛋白質多樣性的原因是:組成蛋白質的氨基酸數目、種類、排列順序不同,多肽鏈空間結構千變萬化。
五、蛋白質的主要功能(生命活動的主要承擔者):
① 構成細胞和生物體的重要物質,如肌動蛋白;
② 催化作用:如酶;
③ 調節作用:如胰島素、生長激素;
④ 免疫作用:如抗體,抗原;
⑤ 運輸作用:如紅細胞中的血紅蛋白。
六、有關計算:
① 肽鍵數 = 脫去水分子數 = 氨基酸數目 — 肽鏈數
② 至少含有的羧基(—COOH)或氨基數(—NH2) = 肽鏈數
第三節 遺傳信息的攜帶者------核酸
一、核酸的種類:脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)
二、核 酸:是細胞內攜帶遺傳信息的物質,對於生物的遺傳、變異和蛋白質的合成具有重要作用。
三、組成核酸的基本單位是:核苷酸,是由一分子磷酸、一分子五碳糖(DNA為脫氧核糖、RNA為核糖)和一分子含氮鹼基組成 ;組成DNA的核苷酸叫做脫氧核苷酸,組成RNA的核苷酸叫做核糖核苷酸。
四、DNA所含鹼基有:腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)
RNA所含鹼基有:腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、尿 嘧 啶(U)
五、核酸的分布:真核細胞的DNA主要分布在細胞核中;線粒體、葉綠體內也含有少量的DNA;RNA主要分布在細胞質中。
第四節 細胞中的糖類和脂質
一、相關概念:
糖類:是主要的能源物質;主要分為單糖、二糖和多糖等
單糖:是不能再水解的糖。如葡萄糖。
二糖:是水解後能生成兩分子單糖的糖。
多糖:是水解後能生成許多單糖的糖。多糖的基本組成單位都是葡萄糖。
可溶性還原性糖:葡萄糖、果糖、麥芽糖等
二、糖類的比較:
分類 元素 常見種類 分布 主要功能
單糖 C
H
O 核糖 動植物 組成核酸
脫氧核糖
葡萄糖、果糖、半乳糖 重要能源物質
二糖 蔗糖 植物 ∕
麥芽糖
乳糖 動物
多糖 澱粉 植物 植物貯能物質
纖維素 細胞壁主要成分
糖原(肝糖原、肌糖原) 動物 動物貯能物質
三、脂質的比較:
分類 元素 常見種類 功能
脂質 脂肪 C、H、O ∕ 1、主要儲能物質
2、保溫
3、減少摩擦,緩沖和減壓
磷脂 C、H、O
(N、P) ∕ 細胞膜的主要成分
固醇 膽固醇 與細胞膜流動性有關
性激素 維持生物第二性徵,促進生殖器官發育
維生素D 有利於Ca、P吸收
第五節 細胞中的無機物
一、有關水的知識要點
存在形式 含量 功能 聯系
水 自由水 約95% 1、良好溶劑
2、參與多種化學反應
3、運送養料和代謝廢物 它們可相互轉化;代謝旺盛時自由水含量增多,反之,含量減少。
結合水 約4.5% 細胞結構的重要組成成分
二、無機鹽(絕大多數以離子形式存在)功能:
①、構成某些重要的化合物,如:葉綠素、血紅蛋白等
②、維持生物體的生命活動(如動物缺鈣會抽搐)
③、維持酸鹼平衡,調節滲透壓。
第三章 細胞的基本結構
第一節 細胞膜------系統的邊界
一、細胞膜的成分:主要是脂質(約50%)和蛋白質(約40%),還有少量糖類
(約2%--10%)
二、細胞膜的功能:
①、將細胞與外界環境分隔開
②、控制物質進出細胞
③、進行細胞間的信息交流
三、植物細胞還有細胞壁,主要成分是纖維素和果膠,對細胞有支持和保護作用;其性質是全透性的。
第二節 細胞器----系統內的分工合作
一、相關概念:
細 胞 質:在細胞膜以內、細胞核以外的原生質,叫做細胞質。細胞質主要包括細胞質基質和細胞器。
細胞質基質:細胞質內呈液態的部分是基質。是細胞進行新陳代謝的主要場所。
細 胞 器:細胞質中具有特定功能的各種亞細胞結構的總稱。
二、八大細胞器的比較:
1、線粒體:(呈粒狀、棒狀,具有雙層膜,普遍存在於動、植物細胞中,內有少量DNA和RNA內膜突起形成嵴,內膜、基質和基粒中有許多種與有氧呼吸有關的酶),線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所,生命活動所需要的能量,大約95%來自線粒體,是細胞的「動力車間」
2、葉綠體:(呈扁平的橢球形或球形,具有雙層膜,主要存在綠色植物葉肉細胞里),葉綠體是植物進行光合作用的細胞器,是植物細胞的「養料製造車間」和「能量轉換站」,(含有葉綠素和類胡蘿卜素,還有少量DNA和RNA,葉綠素分布在基粒片層的膜上。在片層結構的膜上和葉綠體內的基質中,含有光合作用需要的酶)。
3、核糖體:橢球形粒狀小體,有些附著在內質網上,有些游離在細胞質基質中。是細胞內將氨基酸合成蛋白質的場所。
4、內質網:由膜結構連接而成的網狀物。是細胞內蛋白質合成和加工,以及脂質合成的「車間」
5、高爾基體:在植物細胞中與細胞壁的形成有關,在動物細胞中與蛋白質(分泌蛋白)的加工、分類運輸有關。
6、中心體:每個中心體含兩個中心粒,呈垂直排列,存在於動物細胞和低等植物細胞,與細胞的有絲分裂有關。
7、液泡:主要存在於成熟植物細胞中,液泡內有細胞液。化學成分:有機酸、生物鹼、糖類、蛋白質、無機鹽、色素等。有維持細胞形態、儲存養料、調節細胞滲透吸水的作用。
8、溶酶體:有「消化車間」之稱,內含多種水解酶,能分解衰老、損傷的細胞器,吞噬並殺死侵入細胞的病毒或病菌。
三、分泌蛋白的合成和運輸:
核糖體(合成肽鏈)→內質網(加工成具有一定空間結構的蛋白質)→
高爾基體(進一步修飾加工)→囊泡→細胞膜→細胞外
四、生物膜系統的組成:包括細胞器膜、細胞膜和核膜等。
第三節 細胞核----系統的控制中心
一、細胞核的功能:是遺傳信息庫(遺傳物質儲存和復制的場所),是細胞代謝和遺傳的控制中心;
二、細胞核的結構:
1、染色質:由DNA和蛋白質組成,染色質和染色體是同樣物質在細胞不同時期的兩種存在狀態。
2、核 膜:雙層膜,把核內物質與細胞質分開。
3、核 仁:與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關。
4、核 孔:實現細胞核與細胞質之間的物質交換和信息交流。
第四章 細胞的物質輸入和輸出
第一節 物質跨膜運輸的實例
一、滲透作用:水分子(溶劑分子)通過半透膜的擴散作用。
二、原生質層:細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質。
三、發生滲透作用的條件:
1、具有半透膜
2、膜兩側有濃度差
四、細胞的吸水和失水:
外界溶液濃度>細胞內溶液濃度→細胞失水
外界溶液濃度<細胞內溶液濃度→細胞吸水
第二節 生物膜的流動鑲嵌模型
一、細胞膜結構: 磷脂 蛋白質 糖類
↓ ↓ ↓
磷脂雙分子層 「鑲嵌蛋白」 糖被(與細胞識別有關)
(膜基本支架)
二、
結構特點:具有一定的流動性
細胞膜
(生物膜) 功能特點:選擇透過性
第三節 物質跨膜運輸的方式
一、相關概念:
自由擴散:物質通過簡單的擴散作用進出細胞。
協助擴散:進出細胞的物質要藉助載體蛋白的擴散。
主動運輸:物質從低濃度一側運輸到高濃度一側,需要載體蛋白的協助,同時還需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量。
二、 自由擴散、協助擴散和主動運輸的比較:
比較項目 運輸方向 是否要載體 是否消耗能量 代表例子
自由擴散 高濃度→低濃度 不需要 不消耗 O2、CO2、H2O、乙醇、甘油等
協助擴散 高濃度→低濃度 需要 不消耗 葡萄糖進入紅細胞等
主動運輸 低濃度→高濃度 需要 消耗 氨基酸、各種離子等
三、離子和小分子物質主要以被動運輸(自由擴散、協助擴散)和主動運輸的方式進出細胞;大分子和顆粒物質進出細胞的主要方式是胞吞作用和胞吐作用。
第五章 細胞的能量供應和利用
第一節 降低化學反應活化能的酶
一、相關概念:
新陳代謝:是活細胞中全部化學反應的總稱,是生物與非生物最根本的區別,是生物體進行一切生命活動的基礎。
細胞代謝:細胞中每時每刻都進行著的許多化學反應。
酶:是活細胞(來源)所產生的具有催化作用(功能:降低化學反應活化能,提高化學反應速率)的一類有機物。
活 化 能:分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量。
二、酶的發現:
①、1783年,義大利科學家斯巴蘭讓尼用實驗證明:胃具有化學性消化的作用;
②、1836年,德國科學家施旺從胃液中提取了胃蛋白酶;
③、1926年,美國科學家薩姆納通過化學實驗證明脲酶是一種蛋白質;
④、20世紀80年代,美國科學家切赫和奧特曼發現少數RNA也具有生物催化作用。
三、酶的本質:大多數酶的化學本質是蛋白質(合成酶的場所主要是核糖體,水解酶的酶是蛋白酶),也有少數是RNA。
四、酶的特性:
①、高效性:催化效率比無機催化劑高許多。
②、專一性:每種酶只能催化一種或一類化合物的化學反應。
③、酶需要較溫和的作用條件:在最適宜的溫度和pH下,酶的活性最高。溫度和pH偏高和偏低,酶的活性都會明顯降低。
第二節 細胞的能量「通貨」-----ATP
一、ATP的結構簡式:ATP是三磷酸腺苷的英文縮寫,結構簡式:A-P~P~P,其中:A代表腺苷,P代表磷酸基團,~代表高能磷酸鍵,-代表普通化學鍵。
注意:ATP的分子中的高能磷酸鍵中儲存著大量的能量,所以ATP被稱為高能化合物。這種高能化合物化學性質不穩定,在水解時,由於高能磷酸鍵的斷裂,釋放出大量的能量。
二、ATP與ADP的轉化:
第三節ATP的主要來源------細胞呼吸
一、相關概念:
1、呼吸作用(也叫細胞呼吸):指有機物在細胞內經過一系列的氧化分解,最終生成 二氧化碳或其它產物,釋放出能量並生成ATP的過程。根據是否有氧參與,分為:有氧呼吸和無氧呼吸
2、有氧呼吸:指細胞在有氧的參與下,通過多種酶的催化作用下,把葡萄糖等有機物徹底氧化分解,產生二氧化碳和水,釋放出大量能量,生成ATP的過程。
3、無氧呼吸:一般是指細胞在無氧的條件下,通過酶的催化作用,把葡萄糖等有機物分解為不徹底的氧化產物(酒精、CO2或乳酸),同時釋放出少量能量的過程。
4、發酵:微生物(如:酵母菌、乳酸菌)的無氧呼吸。
二、有氧呼吸的總反應式:
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O +能量
三、無氧呼吸的總反應式:
C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+ 2CO2+少量能量
或
C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)+少量能量
四、有氧呼吸過程(主要在線粒體中進行):
場所 發生反應 產物
第一階段 細胞質
基質
丙酮酸、[H]、釋放少量能量,形成少量ATP
第二階段 線粒體
基質
CO2、[H]、釋放少量能量,形成少量ATP
第三階段 線粒體
內膜
生成H2O、釋放大量能量,形成大量ATP
五、有氧呼吸與無氧呼吸的比較:
呼吸方式 有氧呼吸 無氧呼吸
不
同
點 場所 細胞質基質,線粒體基質、內膜 細胞質基質
條件 氧氣、多種酶 無氧氣參與、多種酶
物質變化 葡萄糖徹底分解,產生
CO2和H2O 葡萄糖分解不徹底,生成乳酸或酒精等
能量變化 釋放大量能量(1161kJ被利用,其餘以熱能散失),形成大量ATP 釋放少量能量,形成少量ATP
六、影響呼吸速率的外界因素:
1、溫度:溫度通過影響細胞內與呼吸作用有關的酶的活性來影響細胞的呼吸作用。
溫度過低或過高都會影響細胞正常的呼吸作用。在一定溫度范圍內,溫度越低,,細胞呼吸越弱;溫度越高,細胞呼吸越強。
2、氧氣:氧氣充足,則無氧呼吸將受抑制;氧氣不足,則有氧呼吸將會減弱或受抑制。
3、水分:一般來說,細胞水分充足,呼吸作用將增強。但陸生植物根部如長時間受水浸沒,根部缺氧,進行無氧呼吸,產生過多酒精,可使根部細胞壞死。
4、CO2:環境CO2濃度提高,將抑制細胞呼吸,可用此原理來貯藏水果和蔬菜。
七、呼吸作用在生產上的應用:
1、作物栽培時,要有適當措施保證根的正常呼吸,如疏鬆土壤等。
2、糧油種子貯藏時,要風干、降溫,降低氧氣含量,則能抑制呼吸作用,減少有機物消耗。
3、水果、蔬菜保鮮時,要低溫或降低氧氣含量及增加二氧化碳濃度,抑制呼吸作用。
第四節 能量之源----光與光合作用
一、相關概念:
1、光合作用:綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物,並釋放出氧氣的過程
二、光合色素(在類囊體的薄膜上):
三、光合作用的探究歷程:
①、1648年海爾蒙脫(比利時),把一棵2.3kg的柳樹苗種植在一桶90.8kg的土壤中,然後只用雨水澆灌而不供給任何其他物質,5年後柳樹增重到76.7kg,而土壤只減輕了57g。指出:植物的物質積累來自水
②、1771年英國科學家普里斯特利發現,將點燃的蠟燭與綠色植物一起放在密閉的玻璃罩內,蠟燭不容易熄滅;將小鼠與綠色植物一起放在玻璃罩內,小鼠不容易窒息而死,證明:植物可以更新空氣。
③、1785年,由於空氣組成的發現,人們明確了綠葉在光下放出的氣體是氧氣,吸收的是二氧化碳。
1845年,德國科學家梅耶指出,植物進行光合作用時,把光能轉換成化學能儲存 起來。
④、1864年,德國科學家把綠葉放在暗處理的綠色葉片一半暴光,另一半遮光。過一段時間後,用碘蒸氣處理葉片,發現遮光的那一半葉片沒有發生顏色變化,曝光的那一半葉片則呈深藍色。證明:綠色葉片在光合作用中產生了澱粉。
⑤、1880年,德國科學家思吉爾曼用水綿進行光合作用的實驗。證明:葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所,氧是葉綠體釋放出來的。
⑥、20世紀30年代美國科學家魯賓卡門採用同位素標記法研究了光合作用。第一組相植物提供H218O和CO2,釋放的是18O2;第二組提供H2 O和C18O,釋放的是O2。光合作用釋放的氧全部來自來水。
四、葉綠體的功能:
葉綠體是進行光合作用的場所。在類囊體的薄膜上分布著具有吸收光能的光合色素,在類囊體的薄膜上和葉綠體的基質中含有許多光合作用所必需的酶。
五、影響光合作用的外界因素主要有:
1、光照強度:在一定范圍內,光合速率隨光照強度的增強而加快,超過光飽合點,光合速率反而會下降。
2、溫度:溫度可影響酶的活性。
3、二氧化碳濃度:在一定范圍內,光合速率隨二氧化碳濃度的增加而加快,達到一定程度後,光合速率維持在一定的水平,不再增加。
4、水:光合作用的原料之一,缺少時光合速率下降。
六、光合作用的應用:
1、適當提高光照強度。
2、延長光合作用的時間。
3、增加光合作用的面積------合理密植,間作套種。
4、溫室大棚用無色透明玻璃。
5、溫室栽培植物時,白天適當提高溫度,晚上適當降溫。
6、溫室栽培多施有機肥或放置乾冰,提高二氧化碳濃度。
七、光合作用的過程:
光
反
應
階
段 條件 光、色素、酶
場所 在類囊體的薄膜上
物質變化
水的分解:H2O → [H] + O2↑ ATP的生成:ADP + Pi → ATP
能量變化 光能→ATP中的活躍化學能
暗
反
應
階
段 條件 酶、ATP、[H]
場所 葉綠體基質
物質變化 CO2的固定:CO2 + C5 → 2C3
C3的還原: C3 + [H] → (CH2O)
能量變化 ATP中的活躍化學能→(CH2O)中的穩定化學能
總反應式
CO2 + H2O O2 + (CH2O)
第6章 細胞的生命歷程
第1節 細胞的增殖
限制細胞長大的原因
細胞表面積與體積的比。
細胞的核質比
細胞增殖
1.細胞增殖的意義:生物體生長、發育、繁殖和遺傳的基礎
2.真核細胞分裂的方式:有絲分裂、無絲分裂、減數分裂
(一)細胞周期
(1)概念:
指連續分裂的細胞,從一次分裂完成時開始,到下一次分裂完成時為止。
(2)兩個階段:
分裂間期:從細胞在一次分裂結束之後到下一次分裂之前
分裂期:分為前期、中期、後期、末期
(3)特點:分裂間期所佔時間長。
(二)植物細胞有絲分裂各期的主要特點:
1.分裂間期
特點:完成DNA的復制和有關蛋白質的合成
結果:每個染色體都形成兩個姐妹染色單體,呈染色質形態
2.前期
特點:①出現染色體、出現紡錘體②核膜、核仁消失
染色體特點:1、染色體散亂地分布在細胞中心附近。 2、每個染色體都有兩條姐妹染色單體
3.中期
特點:①所有染色體的著絲點都排列在赤道板上 ②染色體的形態和數目最清晰
染色體特點:染色體的形態比較固定,數目比較清晰。故中期是進行染色體觀察及計數的最佳時機。
4.後期
特點:①著絲點一分為二,姐妹染色單體分開,成為兩條子染色體。並分別向兩極移動。②紡錘絲牽引著子染色體分別向細胞的兩極移動。這時細胞核內的全部染色體就平均分配到了細胞兩極
染色體特點:染色單體消失,染色體數目加倍。
5.末期
特點:①染色體變成染色質,紡錘體消失。②核膜、核仁重現。③在赤道板位置出現細胞板,並擴展成分隔兩個子細胞的細胞壁
前期:膜仁消失顯兩體。中期:形定數晰赤道齊。
後期:點裂數加均兩極。末期:膜仁重現失兩體。
四、植物與動物細胞的有絲分裂的比較
相同點:1、都有間期和分裂期。分裂期都有前、中、後、末四個階段。
2、分裂產生的兩個子細胞的染色體數目和組成完全相同且與母細胞完全相同。染色體在各期的變化也完全相同。
3、有絲分裂過程中染色體、DNA分子數目的變化規律。動物細胞和植物細胞完全相同。
不同點:
植物細胞 動物細胞
前期紡錘體的來源 由兩極發出的紡錘絲直接產生 由中心體周圍產生的星射線形成。
末期細胞質的分裂 細胞中部出現細胞板形成新細胞壁將細胞隔開。 細胞中部的細胞膜向內凹陷使細胞縊裂
五、有絲分裂的意義:
將親代細胞的染色體經過復制以後,精確地平均分配到兩個子細胞中去。從而保持生物的親代和子代之間的遺傳性狀的穩定性。
六、無絲分裂:
特點:在分裂過程中沒有出現紡錘絲和染色體的變化。
第二節 細胞的分化
一、細胞的分化
(1)概念:在個體發育中,相同細胞的後代,在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異的過程。
(2)過程:受精卵 增殖為多細胞 分化為組織、器官、系統 發育為生物體
(3)特點:持久性、穩定不可逆轉性
二、細胞全能性:
(1)體細胞具有全能性的原因
由於體細胞一般是通過有絲分裂增殖而來的,一般已分化的細胞都有一整套和受精卵相同的DNA分子,因此,分化的細胞具有發育成完整新個體的潛能。
(2)植物細胞全能性
高度分化的植物細胞仍然具有全能性。
例如:胡蘿卜跟根組織的細胞可以發育成完整的新植株
(3)動物細胞全能性
高度特化的動物細胞,從整個細胞來說,全能性受到限制。但是,細胞核仍然保持著全能性。例如:克隆羊多莉
(4)全能性大小:受精卵>生殖細胞>體細胞
第三節 細胞的衰老和凋亡
細胞的衰老
1、個體衰老與細胞衰老的關系
單細胞生物體,細胞的衰老或死亡就是個體的衰老或死亡。
多細胞生物體,個體衰老的過程就是組成個體的細胞普遍衰老的過程。
2、衰老細胞的主要特徵:
1)在衰老的細胞內水分 。
2)衰老的細胞內有些酶的活性 。
3)細胞內的 會隨著細胞的衰老而逐漸積累。
4)衰老的細胞內 速度減慢,細胞核體積增大, 固縮,染色加深。
5) 通透性功能改變,使物質運輸功能降低。
3、細胞衰老的原因:
(1)自由基學說(2)端粒學說
二、細胞的凋亡
1、概念:由基因所決定的細胞自動結束生命的過程。
由於細胞凋亡受到嚴格的由遺傳機制決定的程序性調控,所以也常常被稱為細胞編程性死亡
2、意義:完成正常發育,維持內部環境的穩定,抵禦外界各種因素的干擾。
3、與細胞壞死的區別:細胞壞死是在種種不利因素影響下,由於細胞正常代謝活動受損或中斷引起的細胞損傷和死亡。
細胞凋亡是一種正常的自然現象。
第4節 細胞的癌變
1. 癌細胞:細胞由於受到 的作用,不能正常地完成細胞分化,而形成了不受 有機體控制的、連續進行分裂的 細胞,這種細胞就是癌細胞。
2. 癌細胞的特徵:
(1)能夠無限 。
(2)癌細胞的 發生了變化。
(3)癌細胞的表面也發生了變化。癌細胞容易在有機體內分散轉移的原因____________________________________
3. 致癌因子的種類有三類: 、 、 。
4. 細胞癌變的原因:致癌因子使細胞的原癌基因從 狀態變為 狀態。正常細胞轉化為 。
C. 論述細胞的結構
在光學顯微鏡下觀察植物的細胞,可以看到它的結構分為下列四個部分
細胞結構圖
1.細胞壁(Cell Wall)
位於植物細胞的最外層,是一層透明的薄壁。它主要是由纖維素和果膠組成的,孔隙較大,物質分子可以自由透過。細胞壁對細胞起著支持和保護的作用。
2.細胞膜(Cell Membrane)
細胞壁的內側緊貼著一層極薄的膜,叫做細胞膜。這層由蛋白質分子和磷脂雙分子層組成的薄膜,水和氧氣等小分子物質能夠自由通過,而某些離子和大分子物質則不能自由通過。因此,它除了起著保護細胞內部的作用以外,還具有控制物質進出細胞的作用:既不讓有用物質任意地滲出細胞,也不讓有害物質輕易地進入細胞。
細胞膜在光學顯微鏡下不易分辨。用電子顯微鏡觀察,可以知道細胞膜主要由蛋白質分子和脂類分子構成。在細胞膜的中間,是磷脂雙分子層,這是細胞膜的基本骨架。在磷脂雙分子層的外側和內側,有許多球形的蛋白質分子,它們以不同深度鑲嵌在磷脂分子層中,或者覆蓋在磷脂分子層的表面。這些磷脂分子和蛋白質分子大都是可以流動的,可以說,細胞膜具有一定的流動性。細胞膜的這種結構特點,對於它完成各種生理功能是非常重要的。
主動運輸
物質跨膜運輸的方式分為被動運輸和主動運輸兩種。
(1)被動運輸,是順著膜兩側濃度梯度擴散,即由高濃度向低濃度。分為自由擴散和協助擴散。
①自由擴散:物質通過簡單的擴散作用進入細胞。細胞膜兩側的濃度差以及擴散的物質的性質(如根據相似相溶原理,脂溶性物質更容易進出細胞)對自由擴散的速率有影響,常見的能進行自由擴散的物質有氧氣、二氧化碳、甘油、乙醇、苯、尿素、膽固醇、水、氨等。
②協助擴散:進出細胞的物質藉助載體蛋白擴散。細胞膜兩側的濃度差以及載體的種類和數目對協助擴散的速率有影響。紅細胞吸收葡萄糖是依靠協助擴散。
(2)主動運輸:物質從低濃度一側運輸到高濃度一側,需要載體蛋白的協助,同時還需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量。主動運輸保證了活細胞能夠按照生命活動的需要,主動選擇吸收所需要的營養物質,排出代謝廢物和對細胞有害的物質。各種離子由低濃度到高濃度過膜都是依靠主動運輸。
能進行跨膜運輸的都是離子和小分子,當大分子進出細胞時,包裹大分子物質的囊泡從細胞膜上分離或者與細胞膜融合(胞吞和胞吐),大分子不需跨膜便可進出細胞。
胞吞和胞吐
細胞膜的基本結構:
(1)脂雙層:磷脂、膽固醇、糖脂,每個動物細胞質膜上約有109個脂分子,即每平方微米的質膜上約有5x106個脂分子。
(2)膜蛋白,分內在蛋白和外在蛋白兩種。內在蛋白以疏水的部分直接與磷脂的疏水部分共價結合,兩端帶有極性,貫穿膜的內外;外在蛋白以非共價鍵結合在固有蛋白的外端上,或結合在磷脂分子的親水頭上。如載體、特異受體、酶、表面抗原。
(3)膜糖和糖衣:糖蛋白、糖脂
細胞膜的特性:
(1)結構特性:以磷脂雙分子層作為基本骨架--流動性;
(2)功能特性:載體蛋白在一定程度上決定了細胞內生命活動的豐富程度--選擇透過性。
細胞膜的生物電現象:
(1)靜息電位及其產生機制:靜息電位是指細胞膜處於安靜狀態下存在於膜內外兩側的電位差。採用細胞內電位記錄地方法所記錄到的電位是以細胞外為零電位的膜內電位,絕大多數細胞的靜息電位是穩定的負電位。靜息電位產生的機制:安靜時細胞這種數值比較穩定的內負外正的狀態稱為極化;(是靜息狀態的標志) 以靜息電位為准若膜內電位向負值增大的方向變化稱為超極化;若膜內電位向負值減少的方向變化稱為去極化;細胞發生去極化後向原先的極化方向恢復稱為復極化。
(2)動作電位及其產生機制:當細胞膜受刺激時在靜息電位的基礎上可發生電位變化。動作電位產生機制:分為上升支和下降支。包括鋒電位、去極化、反極化、超射、復極化和後電位。
3.細胞質(Cytoplasm)
細胞膜包著的黏稠透明的物質,叫做細胞質。在細胞質中還可看到一些帶折光性的顆粒,這些顆粒多數具有一定的結構和功能,類似生物體的各種器官,因此叫做細胞器。例如,在綠色植物的葉肉細胞中,能看到許多綠色的顆粒,這就是一種細胞器,叫做葉綠體。綠色植物的光合作用就是在葉綠體中進行的。在細胞質中,往往還能看到一個或幾個液泡,其中充滿著液體,叫做細胞液。在成熟的植物細胞中,液泡合並為一個中央大液泡,其體積佔去整個細胞的大半。細胞質被擠壓為一層。細胞膜以及液泡膜和
原生質層
兩層膜之間的細胞質稱為原生質層。
植物細胞的原生質層相當於一層半透膜。當細胞液濃度小於外界濃度時,細胞液中的水分就透過原生質層進入外界溶液中,使細胞壁和原生質層都出現一定程度的收縮。由於原生質層比細胞壁的伸縮性大,當細胞不斷失水時,原生質層與細胞壁分離,也就是發生了質壁分離。當細胞液濃度大於外界溶液濃度時,外界溶液中的水分透過原生質層進入細胞液中使原生質層復原,逐漸發生質壁分離的復原。
細胞質不是凝固靜止的,而是緩緩地運動著的。在只具有一個中央液泡的細胞內,細胞質往往圍繞液泡循環流動,這樣便促進了細胞內物質的轉運,也加強了細胞器之間的相互聯系。細胞質運動是一種消耗能量的生命現象。細胞的生命活動越旺盛,細胞質流動越快,反之,則越慢。細胞死亡後,其細胞質的流動也就停止了。
已發生質壁分離的細胞
除葉綠體外,植物細胞中還有一些細胞器,它們具有不同的結構,執行著不同的功能,共同完成細胞的生命活動。這些細胞器的結構需用電子顯微鏡觀察。在電鏡下觀察到的細胞結構稱為亞顯微結構。
①線粒體
線粒體(Mitochondrium)線粒體是一些線狀、小桿狀或顆粒狀的結構。在活細胞中可用詹納斯綠(Janus green)【Anus Green B 別名:健那綠化學式:C30H31N6Cl 詹納斯綠B是一種活體染色劑,專一用於線粒體的染色。它可以和線粒體中的細胞色素C氧化酶結合,從而出現藍綠色。】染成藍綠色。在電子顯微鏡下觀察,線粒體表面是由雙層膜構成的。內膜向內形成一些隔,稱為線粒體嵴(Cristae)。在線粒體內有豐富的酶系統。線粒體是細胞呼吸的中心,它是生物有機體借氧化作用產生能量的一個主要機構,它能將營養物質(如葡萄糖、脂肪酸、氨基酸等)氧化產生能量,儲存在ATP(三磷酸腺苷)的高能磷酸鍵上,供給
紫色洋蔥鱗片葉
細胞其他生理活動的需要,因此有人說線粒體是細胞的「動力工廠」。根據對線粒體機能的了解,近些年來試驗用「線粒體互補法」進行育種工作,即將兩個親本的線粒體從細胞中分離出來並加以混合,如果測出混合後呼吸率比兩親本的都高,證明雜交後代的雜種優勢強,應用這種育種方法,能增強育種工作的預見性,縮短育種年限。
②葉綠體
葉綠體(Chloroplasts)是綠色植物細胞中重要的細胞器,其主要功能是進行光合作用。葉綠體由雙層膜、基粒(類囊體)和基質三部分構成。類囊體是一種扁平的小囊狀結構,在類囊體薄膜上,有進行光合作用必需的色素和酶。許多類囊體疊合而成基粒。基粒之間充滿著基質,其中含有與光合作用有關的酶。基質中還含有DNA。
③內質網
內質網(Endoplasmic Reticulum)是細胞質中由膜構成的網狀管道系統廣泛的分布在細胞質基質內。它與細胞膜及核膜相通連,對細胞內蛋白質及脂質等物質的合成和運輸起著重要作用。
內質網根據其表面有無附著核糖體可分為粗面內質網和滑面內質網。粗面內質網表面有附著核糖體,具有運輸蛋白質的功能,滑面內質網內含許多酶,與糖脂類和固醇類激素的合成與分泌有關。
④高爾基復合體
位於細胞核附近的網狀囊泡,是細胞內的運輸和加工系統。能將粗面內質網運輸的蛋白質進行加工、濃縮和包裝成分泌泡和溶酶體。
⑤核糖體
核糖體(Ribosomes)是橢球形的粒狀小體,有些附著在內質網膜的外表面(供給膜上及膜外蛋白質),有些游離在細胞質基質中(供給膜內蛋白質,不經過高爾基體,直接在細胞質基質內的酶的作用下形成空間構形),是合成蛋白質的重要基地。
⑥中心體
中心體(Centrosome)存在於動物細胞和某些低等植物細胞中,因為它的位置靠近細胞核,所以叫中心體。每個中心體由兩個互相垂直排列的中心粒及其周圍的物質組成。動
顯微鏡下的細胞
物細胞的中心體與有絲分裂有密切關系..中心粒(Centriole)這種細胞器的位置是固定的,具有極性的結構。在間期細胞中,經固定、染色後所顯示的中心粒僅僅是1或2個小顆粒。而在電子顯微鏡下觀察,中心粒是一個柱狀體,長度約為0.3μm~0.5μm,直徑約為0.15μm,它是由9組小管狀的亞單位組成的,每個亞單位一般由3個微管構成。這些管的排列方向與柱狀體的縱軸平行。中心粒通常是成對存在,2個中心粒的位置常成直角。中心粒在有絲分裂時有重要作用
⑦液泡
液泡(Vacuole)是植物細胞中的泡狀結構。成熟的植物細胞中的液泡很大,可占整個細胞體積的90%。液泡的表面有液泡膜。液泡內有細胞液,其中含有糖類、無機鹽、色素和蛋白質等物質,可以達到很高的濃度。因此,它對細胞內的環境起著調節作用,可以使細胞保持一定的滲透壓,保持膨脹的狀態。動物細胞也同樣有小液泡。
⑧溶酶體
囊狀小體或小泡,內含多種水解酶,具有自溶和異溶作用。自溶作用是指溶酶體消化分解細胞內損壞和衰老的細胞器的過程,異溶作用是指消化和分解被細胞吞噬的病原微生物及其細胞碎片的過程。溶酶體是細胞內具有單層膜囊狀結構的細胞器。其內含有很多種水解酶類,能夠分解很多物質。
⑨微絲及微管
在細胞質內除上述結構外,還有微絲(Microfilament)和微管(Microtubule)等結構,它們的主要機能不只是對細胞起骨架支持作用,以維持細胞的形狀,如在紅血細胞微管成束平行排列於盤形細胞的周緣,又如上皮細胞微絨毛中的微絲;它們也參加細胞的運動,如有絲分裂的紡錘絲,以及纖毛、鞭毛的微管。此外,細胞質內還有各種內含物,如糖原、脂類、結晶、色素等。
4.細胞核
細胞質里含有一個近似球形的細胞核(Nucleus),是由更加黏稠的物質構成的。細胞核通常位於細胞的中央,成熟的植物細胞的細胞核,往往被中央液泡推擠到細胞的邊緣。細胞核中有一種物質,易被洋紅、蘇木精、甲基綠等鹼性染料染成深色,叫做染色質(Chromatin)。生物體用於傳種接代的物質即遺傳物質,就在染色質上。當細胞進行有絲分裂時,染色質在分裂間期螺旋纏繞成染色體。
多數細胞只有一個細胞核,有些細胞含有兩個或多個細胞核,如肌細胞、肝細胞等。細胞核可分為核膜、染色質、核液和核仁四部分。核膜與內質網相通連,染色質位於核膜與核仁之間。染色質主要由蛋白質和DNA組成。DNA是一種有機物大分子,又叫脫氧核糖核酸,是生物的遺傳物質。在有絲分裂時,染色體復制,DNA也隨之復制為兩份,平均分配到兩個子細胞中,使得後代細胞染色體數目恆定,從而保證了後代遺傳特性的穩定。還有RNA,RNA是DNA在復制時形成的單鏈,它傳遞信息,控制合成蛋白質,其中有轉移核糖核酸(tRNA)、信使核糖核酸(mRNA)和核糖體核糖核酸(rRNA)。細胞核的機能是保存遺傳物質,控制生化合成和細胞代謝,決定細胞或機體的性狀表現,把遺傳物質從細胞(或個體)一代一代傳下去。但細胞核不是孤立的起作用,而是和細胞質相互作用、相互依存而表現出細胞統一的生命過程。細胞核控制細胞質;細胞質對細胞的分化、發育和遺傳也有重要的作用。
動物細胞與植物細胞比較
動物細胞與植物細胞相比較,具有很多相似的地方,如動物細胞也具有細胞膜、細胞質、細胞核等結構。但是動物細胞與植物細胞又有一些重要的區別,如動物細胞的最外面是細胞膜,沒有細胞壁;動物細胞的細胞質中不含葉綠體,也不形成中央液泡。
總之,不論是植物還是動物,都是由細胞構成的。細胞是生物體結構和功能的基本單位。
5.細胞骨架(Cytoskeleton)
細胞骨架是指真核細胞中蛋白纖維的網路結構。
細胞骨架由位於細胞質中的微絲、微管和中間纖維構成。微絲確定細胞表面特徵,使細胞能夠運動和收縮。微管確定膜性細胞器的位置和作為膜泡運輸的軌道。中間纖維使細胞具有張力和抗剪切力。
細胞骨架不僅在維持細胞形態、承受外力、保持細胞內部結構有序性方面起重要作用,而且還參與許多重要的生命活動,如:在細胞分裂中細胞骨架牽引染色體分離;在細胞物質運輸中,各類小泡和細胞器可沿著細胞骨架定向運轉。
細胞骨架在20世紀60年代後期才被發現。主要因為早期電鏡制樣採用低溫(0-4℃)固定,而細胞骨架會在低溫下解聚。直到採用戊二醛常溫固定,人們才逐漸認識到細胞骨架的客觀存在。
註:有部分教材把細胞核作為細胞器之一。
D. 硅膠的作用是什麼
硅膠不僅作為航空、尖端技術、軍事技術部門的特種材料使用,而且也用於國民經濟各部門,其應用范圍已擴到:建築、電子電氣、紡織、汽車、機械、皮革造紙、化工輕工、金屬和油漆、醫葯醫療等
1、泡沫硅橡膠由於具有較高的熱穩定性,良好的絕熱性、絕緣性、防潮性、抗震性,尤其是在高頻下的抗震性好,因此是一種理想的輕質封裝材料。用於各種電子元件、儀器、儀表、飛行體儀器輪等可起到"防潮、防震、防腐蝕的"三防"保護作用。此外還可做絕熱夾層的填充材料及鹽霧氣氛中的漂浮材料以及密封材料。泡沫硅橡膠在醫學上還可做為矯形外科的填充、修補及膺服材料。
2、熱硫化型硅橡膠
可製成不同硬度的產品,是臨床最常用的一種,可預先雕刻成所形。如:鼻假體、人工下頜、顱骨補片、乳房假體、耳廓或支架下頜面部贗復材料、人工關節、人工睾丸等。
3、室溫硫化型硅橡膠
為硅油單位再室溫下,通過催化劑的作用完成硫化過程,在其尚為液態未硬化前注射入所需部位,按局部缺陷形態進行填充塑形。但此種用法並發症較多,已被停止使用。
(4)球形半透膜擴展閱讀:
硅膠製品根據成型工藝的不同可以分為:
1、模壓硅膠製品
模壓硅膠製品通常是通過高溫模具在放入添加硫化劑的固體硅膠原料後通過硫化機台施加壓力,高溫硫成固體化成型的,模壓硅膠的硬度通常在30°C-70°C。原料配合色膏按照潘通色卡號調出顏色,模具的形狀決定了模壓硅膠製品的形狀,模壓硅膠製品是硅膠行業中運用最廣泛的一種。
2、擠出硅膠製品
擠出硅膠製品通常是通過擠出機器擠壓硅膠成型的,一般擠出硅膠形狀是長條的,管狀的可隨意裁剪,但是擠出硅膠的形狀有局限性,在醫療器械,食品機械中廣泛使用。
3、液態硅膠製品
液態硅膠製品是通過硅膠注塑噴射成型的,產品柔軟,硬度可以達到10°C-40°C,因其柔軟的特性,在模擬人體器官,醫療硅膠胸墊,等廣泛運用。
4、特種硅膠製品
特種硅膠製品是根據硅膠的化學特性或者一些輔助原料的添加,特種硅膠製品還可具有耐高溫(最高可達330度),食品級(完全符合美國FDA,LFGB標准),醫療級,阻燃級,通過添加輔助原料還可以具有,夜光,負離子,變色,等特性。
E. 高中生物知識點總結
生物的基本特性 生物體具有共同的物質基礎和結構基礎
新陳代謝作用
應激性
生長、發育、生殖
遺傳和變異
生物體都能適應一定的環境和影響環境 生物體的基本組成物質中都有蛋白質和核酸。
蛋白質是生命活動的主要承擔者。
核酸是遺傳信息的攜帶者。
細胞是生物體的結構和功能的基本單位。
新陳代謝是活細中全部有序的化學變化的總稱。
新陳代謝是生物體進行一切生命活動的基礎。
生物學發展 三階段:
描述性生物學、實驗生物學、分子生物學 《細胞學說》——為研究生物的結構、生理、生殖和發育奠定了基礎;
《物種起源》——推動現代生物學的發展方面起了巨大作用;
孟德爾;DNA雙螺旋結構;
生物科學發展 生物工程、醫葯、農業、能源開發與環保 疫苗製造——核心:基因工程
抗蟲棉;石油草;超級菌
生命的物質基礎
生物體的生命活動都有共同的物質基礎
化學元素 在不同的生物體內,各種化學元素的含量相差很大。
分類:大量元素、微量元素
化合物是生物體生命活動的物質基礎。
化學元素能夠影響生物體的生命活動。
生物界和非生物界具有統一性和差異性
化合物 水、無機鹽、糖類、脂類、蛋白質、核酸。
水——自由水、結合水
無機鹽的離子對於維持生物體的生命活動有重要作用。
糖類——單糖、二糖、多糖。
脂質——脂肪、類脂、固醇
自由水是細胞內的良好溶劑,可以把營養物質運送到各個細胞。
維持細胞的滲透壓和酸鹼平衡,細胞形態、功能。
糖類是構成生物體的重要成分,也是細胞的主要能源物質。
脂肪是生物體內儲存能量的物質;減少身體熱量散失,維持體溫恆定,減少內臟摩擦,緩沖外界壓力。
磷脂是構成細胞膜的重要成分。
固醇——膽固醇、維生素D、性激素;維持正常新陳代謝和生殖過程。
蛋白質與核酸 蛋白質和核酸都是高分子物質。
蛋白質是細胞中重要的有機化合物,一切生命活動都離不開蛋白質。
核酸是遺傳信息的載體。
蛋白質結構:氨基酸的種類、數目、排列和肽鏈的空間結構。
蛋白質功能:催化、運輸、調節、免疫、識別
染色體是遺傳物質的主要載體。
生命的基本單位——細胞
細胞是生物體的結構和功能的基本單位。
細胞結構與功能 細胞分類:真核生物、原核生物
細胞具有非常精細的結構和復雜的自控功能。 細胞只有保持完整性,才能夠正常地完成各項生命活動。
細胞膜 結構:流動鑲嵌模型——磷脂、蛋白質。
基本骨架:磷脂雙分子層
糖被的結構:蛋白質+多糖。
細胞壁:纖維素、果膠 功能:流動性、選擇透過性
選擇透過性:自由擴散(苯)、主動運輸
主動運輸:能保證活細胞按照生命活動的需要,選擇吸收所需要的營養物質,排除新陳代謝產生的廢物和有害物質。
糖被功能:保護和潤滑、識別
細胞質 基質——營養物質
細胞質基質是活細胞進行新陳代謝的主要場所。
各種細胞器是完成其功能的結構基礎和單位。
線粒體是活細胞進行有氧呼吸的主要場所。
葉綠體是細胞光合作用的場所。
內質網——光面:脂類、糖類合成與運輸
粗面:糖蛋白的加工合成
核糖體
高爾基體
液泡對細胞的內環境起著調節作用,可以使細胞保持一定的滲透壓和膨脹狀態。
細胞核 結構:核膜、核仁、染色質
核膜——是選擇透過性膜,但不是半透膜
染色質——DNA+蛋白質
染色質和染色體是細胞中同一種物質和不同時期的兩種形態 功能:
核孔——核質之間進行物質交換的孔道。
細胞核是遺傳物質儲存和復制的場所,是細胞遺傳特性和細胞代謝活動的控制中心。
細胞核在生命活動中起著決定作用。
原核細胞 主要特點是沒有由核膜包圍的典型細胞核。
其細胞壁不含纖維素,而主要是糖類和蛋白質。
沒有復雜的細胞器,但有分散的核糖體。
擬核 裸露DNA
細胞相對較小
細胞增殖 方式:有絲分裂、無絲分裂,減數分裂。 細胞增殖是生物體生長、發育、繁殖、遺傳的基礎。
有絲分裂
細胞周期 有絲分裂是真核生物進行細胞分裂的主要方式。
體細胞進行有絲分裂是有周期性的,也就有細胞周期
動物與植物有絲分裂區別:前期、末期 不同種類的細胞,一個細胞周期的時間不同。
分裂間期最大特點:完成DNA分子復制和有關蛋白質的合成。
意義:保持了遺傳性狀的穩定性。
細胞分化 僅有細胞的增殖,而沒有細胞分化,生物體不能進行正常的生長發育。
細胞分化是一種持久性的變化,發生在生物體的整個生命進程中,胚胎時期達最大限度。
細胞穩定性變異是不可逆轉的。
細胞全能性:高度分化的植物細胞仍然具有發育成完整植株的潛在能力。 全能性表現最強的細胞是已啟動分裂的幹細胞;
受精卵具有最高全能性。
細胞癌變 細胞畸形分化。
致癌因子:物理、化學、病毒。
癌細胞由於原癌基因從抑制變成激活狀態,使細胞發生轉化而引起的。 特徵:無限增殖;形態結構變化;細胞膜變化。
細胞衰老 是細胞生理和生化發生復雜變化的過程,最終反映在細胞的形態、結構、功能上發生了變化。 特徵:水分減少,新陳代謝減弱;酶的活性降低;
色素積累,阻礙了細胞內物質交流和信息傳遞;
呼吸速度減慢,體積增大,染色質固縮、染色加深,物質運輸功能降低。
第三章 生物新陳代謝
在新陳代謝基礎上,生物體才能表現(生長發育遺傳變異)生命的基本特徵。 新陳代謝是生物最基本的特徵,是生物與非生物最本質的區別。
酶 酶是活細胞的一類具有生物催化作用的有機物(蛋白質、核酸) 特徵:高效性、專一性。
需要的適宜條件:適宜溫度和PH
ATP ATP是新陳代謝所需能量的直接來源。
形成途徑:動物——呼吸作用
植物——光合作用、呼吸作用
形成方式:ADP+Pi ATP在細胞內含量很少,但轉化十分迅速,總是處於動態平衡。
光合作用 意義:除了將太陽能轉化成化學能,並貯存在光合作用製造的糖類等有機物中,以及維持大氣中氧和二氧化碳含量的相對穩定外,還對生物的進化具有重要作用。 藍藻在地球上出現以後,地球大氣中才逐漸含有氧。
水分代謝 滲透作用必備條件:
具有半透膜;兩側溶液具有濃度差。
原生質層:細胞膜、液泡膜和這兩層膜之間的細胞質。 蒸騰作用是水分吸收和礦質元素運輸的動力。
礦質代謝 礦質元素以離子形式被根尖吸收。
植物對水分的吸收和對礦質元素的吸收是相對獨立的過程。 礦質元素的利用形式:N、P、Mg
Ca、Fe
營養物質代謝 三大營養物質的基本來源是食物。
糖類:食物中的糖類絕大部分是澱粉。
脂類:食物中的脂類絕大部分是脂肪。
蛋白質:合成;氨基轉換;脫氨基
關註:血糖調節、肥胖問題、飲食搭配。
只有合理選擇和搭配食物,養成良好飲食習慣,才能維持健康,保證人體新陳代謝、生長發育等生命活動的正常進行。
甘油&脂肪酸大部分再度合成為脂肪。
動物性食物所含氨基酸種類比植物性食物齊全。
三大營養物質之間相互聯系,相互制約。他們之間可以轉化,但是有條件,而且轉化程度有明顯差異。
內環境與穩態 內環境相關系統:循環、呼吸、消化、泌尿。
包括:細胞外液(組織液、血漿、淋巴)
內環境是體內細胞生存的直接環境。
內環境理化性質包括:溫度、PH、滲透壓等
穩態:機體在神經系統和體液的調節下,通過各器官、系統的協調活動,共同維持內環境的相對穩定狀態。 體內細胞只有通過內環境,才能與外界環境進行物質交換。
穩態意義:機體新陳代謝是由細胞內很多復雜的酶促反應組成的,而酶促反應的進行需要溫和的外界條件,必須保持在適宜的范圍內,酶促反應才能正常進行。
呼吸作用 分類:有氧呼吸、無氧呼吸
有氧和無氧呼吸的第一階段都在細胞質基質中進行。
無氧呼吸的場所是細胞質基質
生物體生命活動都需要呼吸作用供能 意義:呼吸作用能為生物體生命活動供能;呼吸過程能為體內其他化合物的合成提供原料。
新陳代謝類型 同化作用
異化作用 自養型:光能自養、化能自養
異養型
需氧型
厭氧型
第四章 生命活動的調節
植物生命活動調節基本形式激素調節
動物生命活動調節基本形式神經調節和體液調節。神經調節佔主導地位。
植物 向性運動是植物受單一方向的外界刺激引起定向運動。
植物的向性運動是對外界環境的適應性。
其他激素:赤黴素、細胞分裂素;脫落酸、乙烯。
植物的生長發育過程,不是受單一激素調節,而是由多種激素相互協調、共同調節。 生長素是最早發現的一種植物激素。
生長素的生理作用具有兩重性,這與生長素濃度和植物器官種類等有關。
生長素的運輸是從形態學的上端向下端運輸。
應用:促扦插枝條生根;促果實發育;防落花果。
動物——體液 體液調節:某些化學物質通過體液傳送,對人和動物體的生理活動所進行的調節。
激素調節是體液調節的主要內容。
反饋調節:協同作用、拮抗作用。
通過反饋調節作用,血液中的激素經常維持在正常的相對穩定的水平。 下丘腦是機體調節內分泌活動的樞紐。
激素調節是通過改變細胞代謝而發揮作用。
生長激素與甲狀腺激素;血糖調節。
動物——神經 生命活動調節主要是由神經調節來完成。
神經調節基本方式——反射。
反射活動結構基礎——反射弧
興奮傳導形式——神經沖動。
興奮傳導:神經纖維上傳導;細胞間傳遞
神經調節以反射方式實現;體液調節是激素隨血液循環輸送到全身來調節。體內大多數內分泌腺受中樞神經系統控制,分泌的激素可以影響神經系統的功能。 反射活動——非條件反射、條件反射。
條件反射大大地提高了動物適應復雜環境變化的能力。
神經中樞功能——分析和綜合
神經纖維上傳導——電位變化、雙向
細胞間傳遞——突觸、單向
動物——行為 動物行為是在神經系統、內分泌系統、運動器官共同調節作用下形成的。
行為受激素、神經調節控制。
先天性行為:趨性、本能、非條件反射
後天性行為:印隨、模仿、條件反射
動物建立後天性行為主要方式:條件反射
動物後天性行為最高級形式:判斷、推理
高等動物的復雜行為主要通過學習形成。 神經系統的調節作用處主導地位。
性激素與性行為之間有直接聯系。
垂體分泌的促性腺激素能促進性腺發育和性激素分泌,進而影響動物性行為。
大多數本能行為比反射行為復雜。(遷徙、織網、哺乳)
生活體驗和學習對行為的形成起決定作用。
判斷、推理是通過學習獲得。
學習主要是與大腦皮層有關。
生物的生殖和發育
生殖 無性生殖、有性生殖
有性生殖使產生的後代具備了雙親的遺傳特性,具有更強的生活能力和變異性,對生物的生存和進化具有重要意義。 單子葉:玉米、小麥、水稻
雙子葉:豆類(花生、大豆)、黃瓜、薺菜
減數分裂和受精作用維持每種生物前後代體細胞中染色體數目的恆定,具有遺傳和變異作用。
個體發育 從受精卵開始發育到性成熟個體的過程。
植物個體發育 花芽形成標志生殖生長的開始。 受精卵經過短暫休眠;受精極核不經休眠。
胚柄產生激素類物質,促進胚體發育。
動物個體發育 胚胎發育、胚後發育
含色素的動物極總是朝上,保證胚胎發育所需的溫度條件。
生物的個體發育是系統發育短暫而迅速的重演。 爬行類、鳥類、哺乳類的胚胎發育早期具有羊膜結構,保證了胚胎發育所需的水環境,具有防震和保護作用,增強了對陸地環境的適應能力。
遺傳和變異
遺傳物質基礎 DNA的探索:
轉化因子的發現→轉化因子是DNA→DNA是遺傳物質→DNA是主要遺傳物質
DNA復制是邊解旋邊復制的過程。
復制方式——半保留復制。
基因的本質是具有遺傳效應的DNA片段
基因是決定生物性狀的基本單位。
基因對性狀的控制:
1 通過控制酶的合成來控制代謝過程;
2 通過控制蛋白質分子結構來直接影響 脫氧核苷酸是構成DNA的基本單位。
染色體是遺傳物質的主要載體。
DNA分子結構:DNA雙螺旋結構
鹼基互補配對原則
鹼基不同排列構成了DNA的多樣性,也說明了生物體具有多樣性和特異性的原因。
DNA雙螺旋結構和鹼基互補配對原則保證了復制能夠精確、准確地進行,保持了遺傳的連續性。
各種生物都公用同一套遺傳密碼。
中心法則的書寫。
一個性狀可由多個基因控制。
生物變異 不可遺傳:不引起體內遺傳物質變化
可遺傳:基因突變、基因重組、染色體變異
多倍體產生原因,是體細胞在有絲分裂過程中,染色體完成了復制,但受外界影響,使紡錘體形成受破壞,從而染色體加倍。 基因突變是生物變異的根本來源,為生物進化提供了最初的原材料。
通過有性生殖過程實現的基因重組,為生物變異提供了極其豐富的來源,是形成生物多樣性的 重要原因之一。
多倍體育種營養物質增加,但發育延遲、結實少。
單倍體育種可以在短時間內得到一個穩定的純系品種,明顯縮短了育種年限。
優生措施 禁止近親結婚;遺傳咨詢;適齡生育;產前診斷。
生物進化
進化基本單位---——種群
進化實質——種群基因頻率的改變
突變和基因重組只是產生生物進化的原材料,不能決定生物進化方向。
生物進化方向由自然選擇決定。
不同種群之間一旦產生生殖隔離,就不會有基因交流。 突變和基因重組是生物進化的原材料;
自然選擇決定生物進化方向;
隔離是新物種形成必要條件。
生物與環境
生態因素 非生物因素
光:光對植物的生理和分布起著決定性作用。
光對動物的影響很明顯。(繁殖活動)
溫度:溫度對生物分布、生長、發育的影響
水:決定陸地生物分布的重要因素。 生物因素
種內關系:種內互助、種內斗爭
種間關系:互利共生、寄生、競爭、捕食
種群 特徵:種群密度、出生率和死亡率、年齡組成、性別比例。
數量變化:「J」曲線、「S」曲線。
研究數量變化意義:在野生生物資源的合理利用和保護、害蟲防治方面。 影響種群變化因素:氣候、食物、被捕食、傳染病。
人類活動對自然界中種群數量變化的影響越來越大。
生物群落 垂直結構、水平結構
生態系統 結構
成分:非生物的物質和能量;生產者;消費者;分解者。
成分間聯系——食物鏈、食物網
生產者固定的太陽能的總量是流經該系統的總能量。
能量流動特點:單向流動、逐級遞減
物質循環和能量流動沿著食物鏈、網進行的。
據此實現對能量的多極利用,從而大大提高能量利用效率。
能量流動和物質循環是生態系統的主要功能。
生態系統穩定性 生態系統的自動調節能力是有一定限度。
一個生態系統,抵抗力穩定性與恢復力穩定性之間往往存在相反的關系。 生態系統成分越單純,營養結構越簡單,自動調節能力越低,抵抗力穩定性越低
F. 高一生物
《分子與細胞》
元素 細胞膜 基質
化學成分 結構與功能 細胞質
化合物 細胞核 細胞器
細胞 生物膜系統
有絲分裂
無絲分裂 細胞分裂 細胞分化 細胞工程
減數分裂
高一生物內容構成
(一)走近細胞
一、 比較原核與真核細胞(多樣性)
原核細胞 真核細胞
細胞 較小(1—10um) 較大(10--100 um)
細胞核 無成形的細胞核,核物質集中在核區。無核膜,無核仁。DNA不和蛋白質結合 有成形的真正的細胞核。有核膜,有核仁。DNA不和蛋白質結合成染色體
細胞質 除核糖體外,無其他細胞器 有各種細胞器
細胞壁 有。但成分和真核不同,主要是肽聚糖 植物細胞、真菌細胞有,動物細胞無
代表 放線菌、細菌、藍藻、支原體 真菌、植物、動物
二、生命系統的層次性
植:營養、保護、機械、輸導 植:根、莖、葉
細胞 組織 分泌 器官 花、果、種
動:上皮、結締、肌肉、神經 動:心、肝……
運動、循環
消化、呼吸 病毒
系統(動) 個體 單細胞 種群 群落
泌尿、生殖 多細胞
神經、內分泌
非生物因素 Ⅰ號
生態系統 生產者 生物圈
生物因素 消費者 Ⅱ號
分解者
三、細胞學說內容(統一性)
○從人體的解剖和觀察入手:維薩里、比夏
○顯微鏡下的重要發明:虎克、列文虎克
○理論思維和科學實驗的結合:施來登、施旺
1. 細胞是一個有機體,一切動植物都由細胞發育而來,並由細胞和細胞產物所構成。
2. 細胞是一個相對獨立的單位,既有它自己的生命,又對與其他細胞共同組成的整體的生命起作用。
3. 新細胞可以從老細胞中產生。
○在修正中前進:細胞通過分裂產生新的細胞。
註:現代生物學的三大基石
1.1838—1839年 細胞學說 2.1859年 達爾文 進化論 3.1866年 孟德爾 遺傳學
四、結論
除病毒以外,細胞是生物體結構和功能的基本單位,也是地球上最基本的生命系統。
(二)組成細胞的分子
基本:C、H、O、N (90%)
大量:C、H、O、N、P、S、(97%)K、Ca、Mg
元素 微量:Fe、Mo、Zn、Cu、B、Mo等
(20種) 最基本:C,占乾重的48.4%,生物大分子以碳鏈為骨架
物質 說明生物界與非生物界的統一性和差異性。
基礎 水:主要組成成分;一切生命活動離不開水
無機物 無機鹽:對維持生物體的生命活動有重要作用
化合物 蛋白質:生命活動(或性狀)的主要承擔者/體現者
核酸:攜帶遺傳信息
有機物 糖類:主要的能源物質
脂質:主要的儲能物質
一、蛋白質 (占鮮重7-10%,乾重50%)
結構 元素組成 C、H、O、N,有的還有P、S、Fe、Zn、Cu、B、Mn、I等
單體 氨基酸 (約20種,必需8種,非必需12種)
化學結構 由多個氨基酸分子脫水縮合而成,含有多個肽鍵的化合物,叫多肽。
多肽呈鏈狀結構,叫肽鏈。一個蛋白質分子含有一條或幾條肽鏈。
高級結構 多肽鏈形成不同的空間結構,分二、三、四級。
結構特點 由於組成蛋白質的氨基酸的種類、數目、排列次序不同,於是肽鏈的空間結構千差萬別,因此蛋白質分子的結構是極其多樣的。
功能 ○蛋白質的結構多樣性決定了它的特異性/功能多樣性。
1. 構成細胞和生物體的重要物質:如細胞膜、染色體、肌肉中的蛋白質;
2. 有些蛋白質有催化作用:如各種酶;
3. 有些蛋白質有運輸作用:如血紅蛋白、載體蛋白;
4. 有些蛋白質有調節作用:如胰島素、生長激素等;
5. 有些蛋白質有免疫作用:如抗體。
備注 ○連接兩個氨基酸分子的鍵(—NH—CO—)叫肽鍵。
○各種蛋白質在結構上所具有的共同特點(通式):
1. 每種氨基酸至少都含有一個氨基和一個羧基連同一碳原子上;
2. 各種氨基酸的區別在於R基的不同。
○ 變性(熟雞蛋)&鹽析&凝固(豆腐)
計算 ○由N個aa形成的一條肽鏈圍成環狀蛋白質時,產生水/肽鍵 N 個;
○N個aa形成一條肽鏈時,產生水/肽鍵 N-1 個;
○N個aa形成M條肽鏈時,產生水/肽鍵 N-M 個;
○N個aa形成M條肽鏈時,每個aa的平均分子量為α,那麼由此形成的蛋白質
的分子量為 N×α-(N-M)×18 ;
二、核酸
一切生物的遺傳物質,是遺傳信息的載體,是生命活動的控制者。
元素組成 C、H、O、N、P等
分類 脫氧核糖核酸(DNA雙鏈) 核糖核酸(RNA單鏈)
單體
成分 磷酸 H3PO4
五碳糖 脫氧核糖 核糖
含氮
鹼基 A、G、C、T A、G、C、U
功能 主要的遺傳物質,編碼、復制遺
傳信息,並決定蛋白質的合成 將遺傳信息從DNA傳遞給
蛋白質。
存在 主要存在於細胞核,少量在線粒
體和葉綠體中。甲基綠 主要存在於細胞質中。吡羅紅
△ 每一個單體都以若干個相連的碳原子構成的碳鏈為基本骨架,由許多單體連接成多聚體。
三、糖類和脂質
元素 類別 存在 生理功能
糖類 C、H、O 單糖 核糖C5H10O5 主細胞質 核糖核酸的組成成分;
脫氧核糖C4H10O5 主細胞核 脫氧核糖核酸的組成成分;
六碳糖:葡萄糖
C6H12O6、果糖等 主細胞質 是生物體進行生命活動的重要能源物質(70%以上);
二糖
C12H22O11 麥芽糖、蔗糖 植物
乳糖 動物
多糖 澱粉、纖維素 植物 (細胞壁的組成成分),
重要的儲存能量的物質;
糖原(肝、肌) 動物
脂質 C、H、O
有的 還有N、P 脂肪 動、植物 儲存能量、維持體溫恆定;
類脂/磷脂 腦、豆 構成生物膜的重要成分;
固醇 膽固醇 動物 動物的重要成分;
性激素 促性器官發育和第二性徵;
維生素D 促進鈣、磷的吸收和利用;
△ 組成生物體的任何一種化合物都不能夠單獨地完成某一種生命活動,而只有按照一定的方式有機地組織起來,才能表現出細胞和生物體的生命現象。細胞就是這些物質最基本的結構形式。
四、鑒別實驗
試劑 成分 實驗現象 常用材料
蛋白質 雙縮脲 A: 0.1g/mL NaOH 紫色 大豆
雞蛋
B: 0.01g/mL CuSO4
脂肪 蘇丹Ⅲ 橘黃色 花生
還原糖 班氏(加熱) 磚紅色沉澱 蘋果、梨、白蘿卜
澱粉 碘液 I2 藍色 馬鈴薯
○具有還原性的糖:葡萄糖、麥芽糖、果糖
五、無機物
存在方式 生理作用
水
結合水4.5%
自由水95% 部分水和細胞中
其他物質結合。 細胞結構的組成成分。
絕大部分的水以
游離形式存在,可以自由流動。 1.細胞內的良好溶劑;
2.參與細胞內許多生物化學反應;
3.水是細胞生活的液態環境;
4.水的流動,把營養物質運送到細胞,並把廢物運送到排泄器官或直接排出;
無機鹽 多數以離子狀態存,如K+、
Ca2+、Mg2+、Cl--、PO2+等 1.細胞內某些復雜化合物的重要組成部分,如Fe2+是血紅蛋白的主要成分;
2.持生物體的生命活動,細胞的形態和功能;
3.維持細胞的滲透壓和酸鹼平衡;
六、小結
化合 有機組合 分化
化學元素 化合物 原生質 細胞
○原生質 1.泛指細胞內的全部生命物質,但並不包括細胞內的所有物質,如細胞壁;
2.包括細胞膜、細胞質和細胞核三部分;其主要成分為核酸、蛋白質(和脂類);
3.動物細胞可以看作一團原生質。
○細胞質 : 指細胞中細胞膜以內、細胞核以外的全部原生質。
○原生質層:成熟的植物細胞的細胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細胞質,為一層半透膜。
(三)細胞的基本結構
細胞壁(植物特有): 纖維素+果膠,支持和保護作用
成分:脂質(主磷脂)50%、蛋白質約40%、糖類2%-10%
細胞膜
作用:隔開細胞和環境;控制物質進出;細胞間信息交流;
真核 基質: 有水、無機鹽、脂質、糖類、氨基酸、核苷酸和多種酶等
細胞 細胞質 是活細胞進行新陳代謝的主要場所。
分工:線、內、高、核、溶、中、葉、液、
細胞器
協調配合:分泌蛋白的合成與分泌;生物膜系統
核膜:雙層膜,分開核內物質和細胞質
核孔:實現核質之間頻繁的物質交流和信息交流
細胞核 核仁:與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關
染色質:由DNA和蛋白質組成,DNA是遺傳信息的載體
一、 細胞器 差速離心:美國 克勞德
線粒體 葉綠體 高爾基體 內質網 液泡 核糖體 中心體
分布 動植物 植物 動植物 動植物 植物和某
些原生動物 動植物 動物
低等植物
形態 橢球形、棒形 扁平的球形或橢球形 大小囊泡、扁平囊 網狀 橢球形粒狀小體
結構 雙層膜,有少量DNA 單層膜,形成囊泡狀和管狀,內有腔 沒有膜結構
嵴(TP酶復合體)、基粒、基質 基粒(類體)、基質(片層結構)、酶 外連細胞膜,內連核膜 液泡膜、細胞液 蛋白質、RNA、和酶 兩個互相垂直的中心粒
功能 有氧呼吸的主場所 進行光合作用的場所 細胞分泌,
成細胞壁 提供合成、運輸條件 貯存物質,調節內環境 蛋白質合成的場所 與有絲分裂有關
備注 在核仁
形成
△ 細胞器是指在細胞質中具有一定形態結構和執行一定生理功能的結構單位,
三、協調配合 分泌蛋白 放射性同位素示蹤法:羅馬尼亞 帕拉德
有機物、O2
葉綠體 線粒體
能量、CO2
基因調控 初步合成 加工 修飾
細胞核 核糖體 內質網 高爾基體 細胞膜 胞外
氨基酸 肽鏈 一定空間結構
○生物膜系統:細胞器膜 + 細胞膜 + 核膜等形成的結構體系
四、細胞核 = 核膜(雙層) + 核仁 + 染色質 + 核液
美西螈實驗、蠑螈橫縊實驗、變形蟲實驗、傘藻嫁接與移植實驗
細胞核是遺傳信息儲存和復制的場所,是代謝活動和遺傳特性的控制中心。
○ 染色質和染色體是同一物質在細胞周期不同階段相互轉變的形態結構。
DNA 螺旋
○ + = 核小體(串珠結構) 染色質 30nm纖維
組蛋白 非組蛋白
螺旋化
0.4um超螺旋管(圓筒形) 2-10um染色單體(圓柱狀、桿狀)
二、樹立觀點(基本思想)
1.有一定的結構就必然有與之相對應功能的存在;
○結構和功能相統一
2.任何功能都需要一定的結構來完成
1.各種細胞器既有形態結構和功能上的差異,又相互聯系,相互依存;
○分工合作
2.細胞的生物膜系統體現細胞各結構之間的協調配合。
○生物的整體性:整體大於各部分之和;只有在各部分組成一個整體的時才能體現出生命現象。
1.結構:細胞的各個部分是相互聯系的。如分布在細胞質的內質網內連核膜,外接細胞膜。
2.功能:細胞的不同結構有不同的生理功能,但卻是協調配合的。如分泌蛋白的合成與分泌。
3.調控:細胞核是代謝的調控中心。其DNA通過控制蛋白質類物質的合成調控生命活動。
4.與外界的關繫上:每個細胞都要與相鄰細胞、而與外界環境直接接觸的細胞都要和外界環境進行物質交換和能量轉換。
六、總結
細胞既是生物體結構的基本單位,也是生物體代謝和遺傳的基本單位。
(四)細胞物質的運輸
○科學家研究細胞膜結構的歷程是從物質跨膜運輸的現象開始的,分析成分是了解結構的基礎,現象和功能又提供了探究結構的線索。人們在實驗觀察的基礎上提出假說,又通過進一步的實驗來修正假說,其中方法與技術的進步起到關鍵的作用
成分:磷脂和蛋白質和糖類
結構:單位膜(三明治)→ 流動鑲嵌模型
細胞膜 特性 結構特點:具有相對的流動性
生理特性:選擇透過性(對離子和小分子物質具選擇性)
保護作用
功能 控制細胞內外物質交換
細胞識別、分泌、排泄、免疫等
一、物質跨膜運輸的實例
1.水分
條件 濃度 外液 > 細胞質/液 外液 < 細胞質/液
現象 動物 失水皺縮 吸水膨脹甚至漲破
植物 質壁分離 質壁分離復原
原理 外因 水分的滲透作用
內因 原生質層與細胞壁的伸縮性不同造成收縮幅度不同
結論 細胞的吸水和失水是水分順相對含量梯度跨膜運輸的過程
○ 滲透現象發生的條件:半透膜、細胞內外濃度差
○ 滲透作用:水分從水勢高的系統通過半透膜向水勢低的系統移動的現象。
○ 半透膜:指一類可以讓小分子物質通過而大分子物質不能通過的一類薄膜的總稱。
○ 質壁分離與復原實驗可拓展應用於:(指的是原生質層與細胞壁)
①證明成熟植物細胞發生滲透作用; ②證明細胞是否是活的;
③作為光學顯微鏡下觀察細胞膜的方法; ④初步測定細胞液濃度的大小;
2. 無機鹽等其他物質
① 不同生物吸收無機鹽的種類和數量不同。
② 物質跨膜運輸既有順濃度梯度的,也有逆濃度梯度的。
3. 選擇透過性膜
可以讓水分子自由通過,一些離子和小分子也可以通過,而其他離子、小分子和大分子則不能通過的膜。
□ 生物膜是一種選擇透過性膜,是嚴格的半透膜。
二、流動鑲嵌模型
1.要點
①磷脂雙分子層 構成生物膜的基本支架,但這個支架不是靜止的,它具有流動性。
②蛋白質 鑲嵌、貫穿、覆蓋在磷脂雙分子層上,大多數蛋白質也是可以流動的。
③天然糖蛋白 蛋白質和糖類結合成天然糖蛋白,形成糖被具有保護、潤滑和細胞識別等
2.與單位膜的異同
相同點:組成細胞膜的主要物質是脂質和蛋白質
不同點:①流:蛋白質的分布有不均勻和不對稱性;強調組成膜的分子是運動的。
②單:蛋白質均勻分布在脂雙層的兩側;認為生物膜是靜止結構。
三、跨膜運輸的方式
例子 方式 濃度梯度 載體 能量 作用
水、甘油、氣體、乙醇、苯 自由擴散 順 × × 被選擇吸收的物質從高濃度的一側通過細胞膜向濃度低的一側轉運
葡萄糖進入紅細胞 協助擴散 順 √ ×
進入紅細胞的鉀離子 主動運輸 逆 √ √ 能保證活細胞按照生命活動的需要,主動地選擇吸收所需要
的物質,排出新陳代謝產生的廢物和對細胞要害的物質。
○大分子或顆粒:胞吞、胞吐
四、小結
組成 決定
磷脂分子+蛋白質分子 結構 功能(物質交換)
具有
導致 保證 體現
運動性 流動性 物質交換正常 選擇透過性
成分組成結構,結構決定功能。構成細胞膜的磷脂分子和蛋白質分子大都是可以流動的,因此決定了由它們構成的細胞膜的結構具有一定的流動性。結構的流動性保證了載體蛋白能把相應的物質從細胞膜的一側轉運到到另一側。由於細胞膜上不同載體的數量不同,所以,當物質進出細胞時能體現出不同的物質進出細胞膜的數量、速度及難易程度的不同,即反映出物質交換過程中的選擇透過性。可見,流動性是細胞膜結構的固有屬性,無論細胞是否與外界發生物質交換關系,流動性總是存在的,而選擇透過性是細胞膜生理特性的描述,這一特性,只有在流動性基礎上,完成物質交換功能方能體現出來。
(五)細胞的能量供應和利用
H2O 外界
水
H2O O2 礦質元素
[H]
光 ATP 原生質
ADP+PI 熱能
ATP
ADP+PI
CO2+H2O C3H6O3 C2H5OH+CO2
一、 酶——降低反應活化能
◎ 新陳/細胞代謝:活細胞內全部有序化學反應的總稱。
◎ 活化能:分子從常態轉變成容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量。
1. 發現
①巴斯德之前:發酵是純化學反應,與生命活動無關。
②巴斯德(法、微生物學家):發酵與活細胞有關;發酵是整個細胞。
③利比希(德、化學家):引起發酵的是細胞中的某些物質,但這些物質只有在酵母細胞死亡並裂解後才能發揮作用。
④比希納(德、化學家):酵母細胞中的某些物質能夠在酵母細胞破碎後繼續起催化作用,就像在活酵母細胞中一樣。
⑤薩姆納(美、科學家):從刀豆種子提純出來的脲酶是一種蛋白質。
⑥許多酶是蛋白質。
⑦切赫與奧特曼(美、科學家):少數RNA具有生物催化功能。
2.定義
酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物,其中絕大多數酶是蛋白質。
註:
①由活細胞產生(與核糖體有關)
②催化性質:A.比無機催化劑更能減低化學反應的活化能,提高化學反應速度。
B.反應前後酶的性質和數量沒有變化。
③成分:絕大多數酶是蛋白質,少數酶是RNA。
3.特性
① 高效性:催化效率很高,使反應速度很快,是一般無機催化集的107——1013倍。
② 專一性:每一種酶只能催化一種或一類化學反應。 → 多樣性 。
③ 需要合適的條件(溫度和pH值) → 溫和性 → 易變性 。
酶的催化作用需要適宜的溫度、pH值等,過酸、過鹼、高溫都會破壞酶分子結構。低溫也會影響酶的活性,但不破壞酶的分子結構。
圖例
解析 在底物足夠,其他因素固定的條件下,酶促反應的速度與酶濃度成正比。 1.在S較低時,V隨S增加而加快,近乎成正比;
2.在S較低時,V隨S增加而加快,但不顯著;
3.當S很大且達到一定限度時,V也達到一個最大值,此時即使再增加S,反應也幾乎不再改變。
1.在一定T內V隨T的
升高而加快;
2.在一定條件下,每一種酶在某一T時活力最大,稱最適溫度;
3.當T升高到一定限度時,V反而隨溫度的升高而降低。
◎動物T:35—40℃
PH : 6.5—8.0
◎ 酶工程
生產提取 製成 酶制劑 應用 治療疾病;加工和生產一些產品;
和分離純化 固定化酶 化驗診斷和水質檢測;其他分支。
二、ATP(三磷酸腺苷)
◎ ATP是生物體細胞內普遍存在的一種高能磷酸化合物,是生物體進行各項生命活動的直接
能源,它的水解與合成存在著能量的釋放與貯存。
1.結構簡式
A — P ~ P ~ P
腺苷 普通化學鍵13.8KJ/mol 高能磷酸鍵 30.54 KJ/mol 磷酸基團
2.ATP與ADP的轉化
ATP
呼吸作用
(線粒體) 吸 Pi
(細胞質基質) 能 吸收分泌(滲透能)
(葉綠體) 放 肌肉收縮(機械能)
光合作用 Pi 能 神經傳導、生物電(電能)
ADP (每個活細胞) 合成代謝(化學能)
體溫(熱能)
螢火蟲(光能)
◎ 糖類—主要能源物質 熱能 散失
太陽光能 脂肪—主要儲能物質 氧化
(直接能源) 蛋白質—能源物質之一 分解 化學能 ATP
水解酶、放
◎ ATP ADP + Pi + 能量
合成酶、吸
3.能產生ATP: 線粒體、葉綠體、細胞質基質
能產生水: 線粒體、葉綠體、核糖體、細胞核
能鹼基互補配對: 線粒體、葉綠體、核糖體、細胞核
三、ATP的主要來源——細胞呼吸
◎呼吸是通過呼吸運動吸進氧氣,排出二氧化碳的過程。
◎細胞呼吸是指有機物在細胞內經過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產物,釋放出能量並生成ATP的過程。分為:
有氧呼吸 無氧呼吸
概念 指細胞在氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機物徹底氧化分解,產生二氧化碳和水,釋放能量,生成許多ATP的過程。 指細胞在氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機物分解成不徹底的氧化產物,同時釋放出少量能量的過程。
過程 ① C6H12O6 → 2丙酮酸 + [H] + 2ATP
② 2丙酮酸+ 6H2O → 6CO2 + [H]+ 2ATP
③ [H] + 6O2 → 12H2O + 34ATP ① C6H12O6 → 2丙酮酸 + [H] + 2ATP
→ 2C3H6O3
② 2丙酮酸 → 2C2H5OH + 2CO2
反應式 C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2 + 12H2O + 38ATP C6H12O6 → 2C3H6O3 + 2ATP
→ 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP
不同點 場所 : ①②線粒體基質 ③內膜 始終在細胞質基質
條件 : 除①外,需分子氧、酶 不需分子氧、需酶
產物 : CO2 、H2O 酒精和CO2或乳酸
能量 : 大量、合成38ATP(1161KJ) 少量、合成2ATP(61.08KJ)
相同點 聯系 : 從葡萄糖分解成丙酮酸階段相同,以後階段不同
實質 : 分解有機物,釋放能量,合成ATP
意義 : 為生物體的各項生命活動提供能量;為體內其他化合物合成提供原料
◎比較
光合作用 呼吸作用
反應場所 綠色植物(在葉綠體中進行) 所有生物(主要在線粒體中進行)
反應條件 光、色素、酶 酶(時刻進行)
物質轉變 把無機物CO2和H2O合成有機物(CH2O) 分解有機物產生CO2和H2O
能量轉變 把光能轉變成化學能儲存在有機物中 釋放有機物的能量,部分轉移ATP
實質 合成有機物、儲存能量 分解有機物、釋放能量、產生ATP
聯系 有機物、氧氣
光合作用 呼吸作用
能量、二氧化碳
◎ 光合作用的實質
通過光反應把光能轉變成活躍的化學能,通過暗反應把二氧化碳和水合成有機物,同時把活躍的化學能轉變成穩定的化學能貯存在有機物中。
四、光和光合作用
◎光合作用是指綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的
有機物,並釋放出氧氣的過程。影響因素有:光、溫度、CO2濃度、水分、礦質元素等。
1.發現
內容 時間 過程 結論
普里斯特 1771年 蠟燭、小鼠、綠色植物實驗 植物可以更新空氣
薩克斯 1864年 葉片遮光實驗 綠色植物在光合作用中產生澱粉
恩格爾曼 1880年 水綿光合作用實驗 葉綠體是光合作用的場所釋放出氧。
魯賓與卡門 1939年 同位素標記法 光合作用釋放的氧全來自水
2.場所
雙層膜
葉綠體 基質
基粒 多個類囊體(片層)堆疊而成
胡蘿卜素(橙黃色)1/3
類胡蘿卜素 葉黃素(黃色) 2/3 吸藍紫光
色素 (1/4) 葉綠素A(藍綠色)3/4
葉綠素(3/4) 葉綠素B(黃綠色)1/4 吸紅橙和藍紫光
3.過程
光反應 暗反應
條件 光、色素、酶 CO2、[H]、ATP、酶
時間 短促 較緩慢
場所 內囊體的薄膜 葉綠體的基質
過程 ① 水的光解
2H2O → 4[H] + O2
② ATP的合成/光合磷酸化
ADP + Pi + 光能 → ATP ① CO2的固定
CO2 + C5 → 2C3
② C3/ CO2的還原
2C3 + [H] →(CH2O)
實質 光能 → 化學能,釋放O2 同化CO2,形成(CH2O)
總式 CO2 + H2O → (CH2O)+ O2
或 CO2 + 12H2O → (CH2O)6 + 6O2 + 6H2O
物變 無機物CO2、H2O → 有機物(CH2O)
能變 光能 → ATP中活躍的化學能 → 有機物中穩定的化學能
◎ 同位素示蹤
14C 光反應 2C 3 暗反應 (14CH2O)
3H2O 固定 [3H] 還原 (C3H2O)
H218O 光 18O2
◎ 人為創設條件,看物質變化:
1. 光照 → [H]和ATP → 暗反應 → (CH2O)
↓ ↓ ↓ ↓
切斷 → 不能生成 → 不能進行 → 不能生成
2. CO2 → C5 → C3 → (CH2O)
G. 高中生物必修一知識點
(一) 走近細胞
一、 比較原核與真核細胞(多樣性)
原核細胞 真核細胞
細胞 較小(1—10um) 較大(10--100 um)
細胞核 無成形的細胞核,核物質集中在核區。無核膜,無核仁。DNA不和蛋白質結合 有成形的真正的細胞核。有核膜,有核仁。DNA不和蛋白質結合成染色體
細胞質 除核糖體外,無其他細胞器 有各種細胞器
細胞壁 有。但成分和真核不同,主要是肽聚糖 植物細胞、真菌細胞有,動物細胞無
代表 放線菌、細菌、藍藻、支原體 真菌、植物、動物
二、生命系統的層次性
植:營養、保護、機械、輸導 植:根、莖、葉
細胞 組織 分泌 器官 花、果、種
動:上皮、結締、肌肉、神經 動:心、肝……
運動、循環
消化、呼吸 病毒
系統(動) 個體 單細胞 種群 群落
泌尿、生殖 多細胞
神經、內分泌
非生物因素 Ⅰ號
生態系統 生產者 生物圈
生物因素 消費者 Ⅱ號
分解者
三、細胞學說內容(統一性)
○從人體的解剖和觀察入手:維薩里、比夏
○顯微鏡下的重要發明:虎克、列文虎克
○理論思維和科學實驗的結合:施來登、施旺
1. 細胞是一個有機體,一切動植物都由細胞發育而來,並由細胞和細胞產物所構成。
2. 細胞是一個相對獨立的單位,既有它自己的生命,又對與其他細胞共同組成的整體的生命起作用。
3. 新細胞可以從老細胞中產生。
○在修正中前進:細胞通過分裂產生新的細胞。
註:現代生物學的三大基石
1.1838—1839年 細胞學說 2.1859年 達爾文 進化論 3.1866年 孟德爾 遺傳學
四、結論
除病毒以外,細胞是生物體結構和功能的基本單位,也是地球上最基本的生命系統。
(二)組成細胞的分子
基本:C、H、O、N (90%)
大量:C、H、O、N、P、S、(97%)K、Ca、Mg
元素 微量:Fe、Mo、Zn、Cu、B、Mo等
(20種) 最基本:C,占乾重的48.4%,生物大分子以碳鏈為骨架
物質 說明生物界與非生物界的統一性和差異性。
基礎 水:主要組成成分;一切生命活動離不開水
無機物 無機鹽:對維持生物體的生命活動有重要作用
化合物 蛋白質:生命活動(或性狀)的主要承擔者/體現者
核酸:攜帶遺傳信息
有機物 糖類:主要的能源物質
脂質:主要的儲能物質
一、蛋白質 (占鮮重7-10%,乾重50%)
結構 元素組成 C、H、O、N,有的還有P、S、Fe、Zn、Cu、B、Mn、I等
單體 氨基酸 (約20種,必需8種,非必需12種)
化學結構 由多個氨基酸分子脫水縮合而成,含有多個肽鍵的化合物,叫多肽。
(二) 多肽呈鏈狀結構,叫肽鏈。一個蛋白質分子含有一條或幾條肽鏈。
高級結構 多肽鏈形成不同的空間結構,分二、三、四級。
結構特點 由於組成蛋白質的氨基酸的種類、數目、排列次序不同,於是肽鏈的空間結構千差萬別,因此蛋白質分子的結構是極其多樣的。
功能 ○蛋白質的結構多樣性決定了它的特異性/功能多樣性。
1. 構成細胞和生物體的重要物質:如細胞膜、染色體、肌肉中的蛋白質;
2. 有些蛋白質有催化作用:如各種酶;
3. 有些蛋白質有運輸作用:如血紅蛋白、載體蛋白;
4. 有些蛋白質有調節作用:如胰島素、生長激素等;
5. 有些蛋白質有免疫作用:如抗體。
備注 ○連接兩個氨基酸分子的鍵(—NH—CO—)叫肽鍵。
○各種蛋白質在結構上所具有的共同特點(通式):
1. 每種氨基酸至少都含有一個氨基和一個羧基連同一碳原子上;
2. 各種氨基酸的區別在於R基的不同。
○ 變性(熟雞蛋)&鹽析&凝固(豆腐)
計算 ○由N個aa形成的一條肽鏈圍成環狀蛋白質時,產生水/肽鍵 N 個;
○N個aa形成一條肽鏈時,產生水/肽鍵 N-1 個;
○N個aa形成M條肽鏈時,產生水/肽鍵 N-M 個;
○N個aa形成M條肽鏈時,每個aa的平均分子量為α,那麼由此形成的蛋白質
的分子量為 N×α-(N-M)×18 ;
二、核酸
一切生物的遺傳物質,是遺傳信息的載體,是生命活動的控制者。
元素組成 C、H、O、N、P等
分類 脫氧核糖核酸(DNA雙鏈) 核糖核酸(RNA單鏈)
單體
成分 磷酸 H3PO4
五碳糖 脫氧核糖 核糖
含氮
鹼基 A、G、C、T A、G、C、U
功能 主要的遺傳物質,編碼、復制遺
傳信息,並決定蛋白質的合成 將遺傳信息從DNA傳遞給
蛋白質。
存在 主要存在於細胞核,少量在線粒
體和葉綠體中。甲基綠 主要存在於細胞質中。吡羅紅
△ 每一個單體都以若干個相連的碳原子構成的碳鏈為基本骨架,由許多單體連接成多聚體。
三、糖類和脂質
元素 類別 存在 生理功能
糖類 C、H、O 單糖 核糖C5H10O5 主細胞質 核糖核酸的組成成分;
脫氧核糖C4H10O5 主細胞核 脫氧核糖核酸的組成成分;
六碳糖:葡萄糖
C6H12O6、果糖等 主細胞質 是生物體進行生命活動的重要能源物質(70%以上);
二糖
C12H22O11 麥芽糖、蔗糖 植物
乳糖 動物
多糖 澱粉、纖維素 植物 (細胞壁的組成成分),
重要的儲存能量的物質;
糖原(肝、肌) 動物
脂質 C、H、O
有的 還有N、P 脂肪 動、植物 儲存能量、維持體溫恆定;
類脂/磷脂 腦、豆 構成生物膜的重要成分;
固醇 膽固醇 動物 動物的重要成分;
性激素 促性器官發育和第二性徵;
維生素D 促進鈣、磷的吸收和利用;
△ 組成生物體的任何一種化合物都不能夠單獨地完成某一種生命活動,而只有按照一定的方式有機地組織起來,才能表現出細胞和生物體的生命現象。細胞就是這些物質最基本的結構形式。
四、鑒別實驗
試劑 成分 實驗現象 常用材料
蛋白質 雙縮脲 A: 0.1g/mL NaOH 紫色 大豆
雞蛋
B: 0.01g/mL CuSO4
脂肪 蘇丹Ⅲ 橘黃色 花生
還原糖 班氏(加熱) 磚紅色沉澱 蘋果、梨、白蘿卜
澱粉 碘液 I2 藍色 馬鈴薯
○具有還原性的糖:葡萄糖、麥芽糖、果糖
五、無機物
存在方式 生理作用
水
結合水4.5%
自由水95% 部分水和細胞中
其他物質結合。 細胞結構的組成成分。
絕大部分的水以
游離形式存在,可以自由流動。 1.細胞內的良好溶劑;
2.參與細胞內許多生物化學反應;
3.水是細胞生活的液態環境;
4.水的流動,把營養物質運送到細胞,並把廢物運送到排泄器官或直接排出;
無機鹽 多數以離子狀態存,如K+、
Ca2+、Mg2+、Cl--、PO2+等 1.細胞內某些復雜化合物的重要組成部分,如Fe2+是血紅蛋白的主要成分;
2.持生物體的生命活動,細胞的形態和功能;
3.維持細胞的滲透壓和酸鹼平衡;
六、小結
化合 有機組合 分化
化學元素 化合物 原生質 細胞
○原生質 1.泛指細胞內的全部生命物質,但並不包括細胞內的所有物質,如細胞壁;
2.包括細胞膜、細胞質和細胞核三部分;其主要成分為核酸、蛋白質(和脂類);
3.動物細胞可以看作一團原生質。
○細胞質 : 指細胞中細胞膜以內、細胞核以外的全部原生質。
○原生質層:成熟的植物細胞的細胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細胞質,為一層半透膜。
(三)細胞的基本結構
細胞壁(植物特有): 纖維素+果膠,支持和保護作用
成分:脂質(主磷脂)50%、蛋白質約40%、糖類2%-10%
細胞膜
作用:隔開細胞和環境;控制物質進出;細胞間信息交流;
真核 基質: 有水、無機鹽、脂質、糖類、氨基酸、核苷酸和多種酶等
細胞 細胞質 是活細胞進行新陳代謝的主要場所。
分工:線、內、高、核、溶、中、葉、液、
細胞器
協調配合:分泌蛋白的合成與分泌;生物膜系統
核膜:雙層膜,分開核內物質和細胞質
核孔:實現核質之間頻繁的物質交流和信息交流
細胞核 核仁:與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關
染色質:由DNA和蛋白質組成,DNA是遺傳信息的載體
一、 細胞器 差速離心:美國 克勞德
線粒體 葉綠體 高爾基體 內質網 液泡 核糖體 中心體
分布 動植物 植物 動植物 動植物 植物和某
些原生動物 動植物 動物
低等植物
形態 橢球形、棒形 扁平的球形或橢球形 大小囊泡、扁平囊 網狀 橢球形粒狀小體
結構 雙層膜,有少量DNA 單層膜,形成囊泡狀和管狀,內有腔 沒有膜結構
嵴(TP酶復合體)、基粒、基質 基粒(類體)、基質(片層結構)、酶 外連細胞膜,內連核膜 液泡膜、細胞液 蛋白質、RNA、和酶 兩個互相垂直的中心粒
功能 有氧呼吸的主場所 進行光合作用的場所 細胞分泌,
成細胞壁 提供合成、運輸條件 貯存物質,調節內環境 蛋白質合成的場所 與有絲分裂有關
備注 在核仁
形成
△ 細胞器是指在細胞質中具有一定形態結構和執行一定生理功能的結構單位,
三、協調配合 分泌蛋白 放射性同位素示蹤法:羅馬尼亞 帕拉德
有機物、O2
葉綠體 線粒體
能量、CO2
基因調控 初步合成 加工 修飾
細胞核 核糖體 內質網 高爾基體 細胞膜 胞外
氨基酸 肽鏈 一定空間結構
○生物膜系統:細胞器膜 + 細胞膜 + 核膜等形成的結構體系
四、細胞核 = 核膜(雙層) + 核仁 + 染色質 + 核液
美西螈實驗、蠑螈橫縊實驗、變形蟲實驗、傘藻嫁接與移植實驗
細胞核是遺傳信息儲存和復制的場所,是代謝活動和遺傳特性的控制中心。
○ 染色質和染色體是同一物質在細胞周期不同階段相互轉變的形態結構。
DNA 螺旋
○ + = 核小體(串珠結構) 染色質 30nm纖維
組蛋白 非組蛋白
螺旋化
0.4um超螺旋管(圓筒形) 2-10um染色單體(圓柱狀、桿狀)
二、樹立觀點(基本思想)
1.有一定的結構就必然有與之相對應功能的存在;
○結構和功能相統一
2.任何功能都需要一定的結構來完成
1.各種細胞器既有形態結構和功能上的差異,又相互聯系,相互依存;
○分工合作
2.細胞的生物膜系統體現細胞各結構之間的協調配合。
○生物的整體性:整體大於各部分之和;只有在各部分組成一個整體的時才能體現出生命現象。
1.結構:細胞的各個部分是相互聯系的。如分布在細胞質的內質網內連核膜,外接細胞膜。
2.功能:細胞的不同結構有不同的生理功能,但卻是協調配合的。如分泌蛋白的合成與分泌。
3.調控:細胞核是代謝的調控中心。其DNA通過控制蛋白質類物質的合成調控生命活動。
4.與外界的關繫上:每個細胞都要與相鄰細胞、而與外界環境直接接觸的細胞都要和外界環境進行物質交換和能量轉換。
六、總結
細胞既是生物體結構的基本單位,也是生物體代謝和遺傳的基本單位。
(四)細胞物質的運輸
○科學家研究細胞膜結構的歷程是從物質跨膜運輸的現象開始的,分析成分是了解結構的基礎,現象和功能又提供了探究結構的線索。人們在實驗觀察的基礎上提出假說,又通過進一步的實驗來修正假說,其中方法與技術的進步起到關鍵的作用
成分:磷脂和蛋白質和糖類
結構:單位膜(三明治)→ 流動鑲嵌模型
細胞膜 特性 結構特點:具有相對的流動性
生理特性:選擇透過性(對離子和小分子物質具選擇性)
保護作用
功能 控制細胞內外物質交換
細胞識別、分泌、排泄、免疫等
一、物質跨膜運輸的實例
1.水分
條件 濃度 外液 > 細胞質/液 外液 < 細胞質/液
現象 動物 失水皺縮 吸水膨脹甚至漲破
植物 質壁分離 質壁分離復原
原理 外因 水分的滲透作用
內因 原生質層與細胞壁的伸縮性不同造成收縮幅度不同
結論 細胞的吸水和失水是水分順相對含量梯度跨膜運輸的過程
○ 滲透現象發生的條件:半透膜、細胞內外濃度差
○ 滲透作用:水分從水勢高的系統通過半透膜向水勢低的系統移動的現象。
○ 半透膜:指一類可以讓小分子物質通過而大分子物質不能通過的一類薄膜的總稱。
○ 質壁分離與復原實驗可拓展應用於:(指的是原生質層與細胞壁)
①證明成熟植物細胞發生滲透作用; ②證明細胞是否是活的;
③作為光學顯微鏡下觀察細胞膜的方法; ④初步測定細胞液濃度的大小;
2. 無機鹽等其他物質
① 不同生物吸收無機鹽的種類和數量不同。
② 物質跨膜運輸既有順濃度梯度的,也有逆濃度梯度的。
3. 選擇透過性膜
可以讓水分子自由通過,一些離子和小分子也可以通過,而其他離子、小分子和大分子則不能通過的膜。
□ 生物膜是一種選擇透過性膜,是嚴格的半透膜。
二、流動鑲嵌模型
1.要點
①磷脂雙分子層 構成生物膜的基本支架,但這個支架不是靜止的,它具有流動性。
②蛋白質 鑲嵌、貫穿、覆蓋在磷脂雙分子層上,大多數蛋白質也是可以流動的。
③天然糖蛋白 蛋白質和糖類結合成天然糖蛋白,形成糖被具有保護、潤滑和細胞識別等
2.與單位膜的異同
相同點:組成細胞膜的主要物質是脂質和蛋白質
不同點:①流:蛋白質的分布有不均勻和不對稱性;強調組成膜的分子是運動的。
②單:蛋白質均勻分布在脂雙層的兩側;認為生物膜是靜止結構。
三、跨膜運輸的方式
例子|方式| 濃度梯度| 載體| 能量| 作用
水、甘油、氣體、乙醇、苯| 自由擴散| 順 ×| ×| 被選擇吸收的物質從高濃度的一側通過細胞膜向濃度低的一側轉運
葡萄糖進入紅細胞| 協助擴散| 順| √| ×
進入紅細胞的鉀離子 |主動運輸| 逆| √| √| 能保證活細胞按照生命活動的需要,主動地選擇吸收所需要
的物質,排出新陳代謝產生的廢物和對細胞要害的物質。
○大分子或顆粒:胞吞、胞吐
四、小結
組成 決定
磷脂分子+蛋白質分子 結構 功能(物質交換)
具有
導致 保證 體現
運動性 流動性 物質交換正常 選擇透過性
成分組成結構,結構決定功能。構成細胞膜的磷脂分子和蛋白質分子大都是可以流動的,因此決定了由它們構成的細胞膜的結構具有一定的流動性。結構的流動性保證了載體蛋白能把相應的物質從細胞膜的一側轉運到到另一側。由於細胞膜上不同載體的數量不同,所以,當物質進出細胞時能體現出不同的物質進出細胞膜的數量、速度及難易程度的不同,即反映出物質交換過程中的選擇透過性。可見,流動性是細胞膜結構的固有屬性,無論細胞是否與外界發生物質交換關系,流動性總是存在的,而選擇透過性是細胞膜生理特性的描述,這一特性,只有在流動性基礎上,完成物質交換功能方能體現出來。
五)細胞的能量供應和利用
H2O 外界
水
H2O O2 礦質元素
[H]
光 ATP 原生質
ADP+PI 熱能
ATP
ADP+PI
CO2+H2O C3H6O3 C2H5OH+CO2
一、 酶——降低反應活化能
◎ 新陳/細胞代謝:活細胞內全部有序化學反應的總稱。
◎ 活化能:分子從常態轉變成容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量。
1. 發現
①巴斯德之前:發酵是純化學反應,與生命活動無關。
②巴斯德(法、微生物學家):發酵與活細胞有關;發酵是整個細胞。
③利比希(德、化學家):引起發酵的是細胞中的某些物質,但這些物質只有在酵母細胞死亡並裂解後才能發揮作用。
④比希納(德、化學家):酵母細胞中的某些物質能夠在酵母細胞破碎後繼續起催化作用,就像在活酵母細胞中一樣。
⑤薩姆納(美、科學家):從刀豆種子提純出來的脲酶是一種蛋白質。
⑥許多酶是蛋白質。
⑦切赫與奧特曼(美、科學家):少數RNA具有生物催化功能。
2.定義
酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物,其中絕大多數酶是蛋白質。
註:
①由活細胞產生(與核糖體有關)
②催化性質:A.比無機催化劑更能減低化學反應的活化能,提高化學反應速度。
B.反應前後酶的性質和數量沒有變化。
③成分:絕大多數酶是蛋白質,少數酶是RNA。
3.特性
① 高效性:催化效率很高,使反應速度很快,是一般無機催化集的107——1013倍。
② 專一性:每一種酶只能催化一種或一類化學反應。 → 多樣性 。
③ 需要合適的條件(溫度和pH值) → 溫和性 → 易變性 。
酶的催化作用需要適宜的溫度、pH值等,過酸、過鹼、高溫都會破壞酶分子結構。低溫也會影響酶的活性,但不破壞酶的分子結構。
圖例
解析 在底物足夠,其他因素固定的條件下,酶促反應的速度與酶濃度成正比。 1.在S較低時,V隨S增加而加快,近乎成正比;
2.在S較低時,V隨S增加而加快,但不顯著;
3.當S很大且達到一定限度時,V也達到一個最大值,此時即使再增加S,反應也幾乎不再改變。
1.在一定T內V隨T的
升高而加快;
2.在一定條件下,每一種酶在某一T時活力最大,稱最適溫度;
3.當T升高到一定限度時,V反而隨溫度的升高而降低。
◎動物T:35—40℃
PH : 6.5—8.0
◎ 酶工程
生產提取 製成 酶制劑 應用 治療疾病;加工和生產一些產品;
和分離純化 固定化酶 化驗診斷和水質檢測;其他分支。
二、ATP(三磷酸腺苷)
◎ ATP是生物體細胞內普遍存在的一種高能磷酸化合物,是生物體進行各項生命活動的直接
能源,它的水解與合成存在著能量的釋放與貯存。
1.結構簡式
A — P ~ P ~ P
腺苷 普通化學鍵13.8KJ/mol 高能磷酸鍵 30.54 KJ/mol 磷酸基團
2.ATP與ADP的轉化
ATP
呼吸作用
(線粒體) 吸 Pi
(細胞質基質) 能 吸收分泌(滲透能)
(葉綠體) 放 肌肉收縮(機械能)
光合作用 Pi 能 神經傳導、生物電(電能)
ADP (每個活細胞) 合成代謝(化學能)
體溫(熱能)
螢火蟲(光能)
◎ 糖類—主要能源物質 熱能 散失
太陽光能 脂肪—主要儲能物質 氧化
(直接能源) 蛋白質—能源物質之一 分解 化學能 ATP
水解酶、放
◎ ATP ADP + Pi + 能量
合成酶、吸
3.能產生ATP: 線粒體、葉綠體、細胞質基質
能產生水: 線粒體、葉綠體、核糖體、細胞核
能鹼基互補配對: 線粒體、葉綠體、核糖體、細胞核
三、ATP的主要來源——細胞呼吸
◎呼吸是通過呼吸運動吸進氧氣,排出二氧化碳的過程。
◎細胞呼吸是指有機物在細胞內經過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產物,釋放出能量並生成ATP的過程。分為:
有氧呼吸 無氧呼吸
概念 指細胞在氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機物徹底氧化分解,產生二氧化碳和水,釋放能量,生成許多ATP的過程。 指細胞在氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機物分解成不徹底的氧化產物,同時釋放出少量能量的過程。
過程 ① C6H12O6 → 2丙酮酸 + [H] + 2ATP
② 2丙酮酸+ 6H2O → 6CO2 + [H]+ 2ATP
③ [H] + 6O2 → 12H2O + 34ATP ① C6H12O6 → 2丙酮酸 + [H] + 2ATP
→ 2C3H6O3
② 2丙酮酸 → 2C2H5OH + 2CO2
反應式 C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2 + 12H2O + 38ATP C6H12O6 → 2C3H6O3 + 2ATP
→ 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP
不同點 場所 : ①②線粒體基質 ③內膜 始終在細胞質基質
條件 : 除①外,需分子氧、酶 不需分子氧、需酶
產物 : CO2 、H2O 酒精和CO2或乳酸
能量 : 大量、合成38ATP(1161KJ) 少量、合成2ATP(61.08KJ)
相同點 聯系 : 從葡萄糖分解成丙酮酸階段相同,以後階段不同
實質 : 分解有機物,釋放能量,合成ATP
意義 : 為生物體的各項生命活動提供能量;為體內其他化合物合成提供原料
◎比較
光合作用 呼吸作用
反應場所 綠色植物(在葉綠體中進行) 所有生物(主要在線粒體中進行)
反應條件 光、色素、酶 酶(時刻進行)
物質轉變 把無機物CO2和H2O合成有機物(CH2O) 分解有機物產生CO2和H2O
能量轉變 把光能轉變成化學能儲存在有機物中 釋放有機物的能量,部分轉移ATP
實質 合成有機物、儲存能量 分解有機物、釋放能量、產生ATP
聯系 有機物、氧氣
光合作用 呼吸作用
能量、二氧化碳
◎ 光合作用的實質
通過光反應把光能轉變成活躍的化學能,通過暗反應把二氧化碳和水合成有機物,同時把活躍的化學能轉變成穩定的化學能貯存在有機物中。
四、光和光合作用
◎光合作用是指綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的
有機物,並釋放出氧氣的過程。影響因素有:光、溫度、CO2濃度、水分、礦質元素等。
1.發現
內容 時間 過程 結論
普里斯特 1771年 蠟燭、小鼠、綠色植物實驗 植物可以更新空氣
薩克斯 1864年 葉片遮光實驗 綠色植物在光合作用中產生澱粉
恩格爾曼 1880年 水綿光合作用實驗 葉綠體是光合作用的場所釋放出氧。
魯賓與卡門 1939年 同位素標記法 光合作用釋放的氧全來自水
2.場所
雙層膜
葉綠體 基質
基粒 多個類囊體(片層)堆疊而成
胡蘿卜素(橙黃色)1/3
類胡蘿卜素 葉黃素(黃色) 2/3 吸藍紫光
色素 (1/4) 葉綠素A(藍綠色)3/4
葉綠素(3/4) 葉綠素B(黃綠色)1/4 吸紅橙和藍紫光
3.過程
光反應 暗反應
條件 光、色素、酶 CO2、[H]、ATP、酶
時間 短促 較緩慢
場所 內囊體的薄膜 葉綠體的基質
過程 ① 水的光解
2H2O → 4[H] + O2
② ATP的合成/光合磷酸化
ADP + Pi + 光能 → ATP ① CO2的固定
CO2 + C5 → 2C3
② C3/ CO2的還原
2C3 + [H] →(CH2O)
實質 光能 → 化學能,釋放O2 同化CO2,形成(CH2O)
總式 CO2 + H2O → (CH2O)+ O2
或 CO2 + 12H2O → (CH2O)6 + 6O2 + 6H2O
物變 無機物CO2、H2O → 有機物(CH2O)
能變 光能 → ATP中活躍的化學能 → 有機物中穩定的化學能
◎ 同位素示蹤
14C 光反應 2C 3 暗反應 (14CH2O)
3H2O 固定 [3H] 還原 (C3H2O)
H218O 光 18O2
◎ 人為創設條件,看物質變化:
1. 光照 → [H]和ATP → 暗反應 → (CH2O)
↓ ↓ ↓ ↓
切斷 → 不能生成 → 不能進行 → 不能生成
2. CO2 → C5 → C3 → (CH2O)
H. 紅細胞為什麼不是球形的而是雙凹,機制是什麼
鈉泵,1分子ATP,3個Na+,2個K+,低滲
I. 高中生物實驗集錦
你可以到「易下載」「www.3633.com.cn」裡面去下載。一般的實驗都有圖,所以很難給你在這里列舉完全。
7.(08寧夏卷•29)(23分)回答下列Ⅱ題
Ⅱ、已知蛋白質混合液中硫酸銨濃度的不同可以使不同種類的蛋白質析出(或沉澱),隨著硫酸銨濃度增加,混合液中蛋白質析出的種類和總量增加。下表是某蛋白質混合液中的不同蛋白質從開始析出到完全析出所需要的蛋白質混合液中的硫酸銨濃度范圍。
蛋白質混合液中的硫酸銨濃度(%) 析出的蛋白質
15~20 甲蛋白質
23~30 乙蛋白質
25~35 丙蛋白質
38~40 丁蛋白質
請據表回答:
⑴若只完全析出甲蛋白,混合液中最合適的硫酸銨濃度應為 。
⑵向該蛋白質混合液中加入硫酸銨溶液(或硫酸銨),使混合液中的硫酸銨濃度達到30%,會析出若干種蛋白質,它們分別是 。
⑶通過改變混合液中硫酸銨的濃度 (能、不能)從混合液中得到所有的、不含有其他蛋白質的乙蛋白,原因是 。
⑷簡要寫出從該蛋白質混合液中分離出全部丁蛋白的實驗設計思路。
⑸如果蛋白質析出物中還含有一定量的硫酸銨,可用半透膜除去析出物中的硫酸銨。用半透膜能除去析出物中硫酸銨的原理是 。
9.(08全國卷II.30)(25分)回答下列Ⅰ、Ⅱ小題
Ⅰ.香蕉果實成熟過程中,果實中的貯藏物不斷代謝轉化,香蕉逐漸變甜。圖A中Ⅰ、Ⅱ兩條曲線分別表示香蕉果實成熟過程中兩種物質含量的變化趨勢,
請回答:
取成熟到第X天和第Y天的等量香蕉果肉,分別加等量的蒸餾水製成提取液,然後在a、b試管中各加5mL第X天的提取液,在c、d試管中各加5mL第Y天的提取液。如圖B
(1)在a、c試管中各加入等量碘液後,a管呈藍色,與a管相比c管的顏色更____________,兩管中被檢測的物質是____________,圖A中標示這種物質含量變化趨勢的曲線是____________。
(2)在b、d試管中加入等量的斐林試劑,煮沸後,b管呈磚紅色,與b管相比d管的顏色更____________,兩管中被檢測的物質是____________,圖A中表示這種物質含量變化趨勢的曲線是____________。
(3)已知乙烯利能增加細胞內乙烯的含量,如果在第X天噴施乙烯利,從第X天開始,曲線I將呈現出___________(加快、減慢)下降的趨勢,曲線Ⅱ將呈現出_________(加快、減慢)上升的趨勢。
10. (2008重慶理綜.30)
Ⅰ.為了研究在大豆種子萌發和生長過程中糖類和蛋白質的相互關系,某研究小組在25℃、黑暗、無菌、濕潤的條件下萌發種子,然後測定在不同時間種子和幼苗中相關物質的含量,結果如圖所示:
(1)在觀察時間內,圖中可溶性糖含量的變化是 ,萌發前營養物質主要儲存在大豆種子的 中,此結構最初由 發育而來.
(2)上圖表明:糖類和蛋白質之間的關系是 ,糖類在 過程中產生一些中間產物,可以通過 作用生成相對應的 。
(3)如果在同樣條件下繼續培養,預測上圖曲線的最終變化趨勢是 ,其原因是 .
Ⅱ.在上述定量測定之前,進行了蛋白質含量變化的預測實驗,請填充實驗原理;判斷實驗步驟中劃線部分是否正確,並更正錯誤之處;寫出實驗結果.
(1)實驗原理:蛋白質 其顏色深淺與蛋白質含量成正比
(2)實驗步驟:
①將三份等量大豆種子分別萌發1、5、9天後取出,各加入適量蒸餾水,研碎、提取、定容後離心得到蛋白質制備液;
②取3支試管,編號1、2、3,分別加入等量的萌發1、5、9天的蛋白質制備液;
③在上述試管中各加入等量的雙縮脲試劑A和B(按比例配製)的混合液,(a)振盪均勻後,
在沸水浴中加熱觀察顏色變化(b).
a:
b:
(3)實驗結果: .
(08江蘇卷•33)(6分)某同學進行實驗,甲圖為實驗開始狀態,乙圖為實驗結束狀態。請在乙圖所示實驗結果的基礎 上繼續實驗,探究蔗糖的水解產物能否通過半透膜。
增添的實驗材料:蔗糖酶溶液、斐林試劑、試管、滴管、水浴鍋等。
(1)設計出繼續實驗的簡要步驟:① ;② .
(2)預測實驗現象並作出結論: .
(08廣東理基•43)提取光合色素,進行紙層析分離,對該實驗中各種現象的解釋,正確的是( )
A.未見色素帶,說明材料可能為黃化葉片
B.色素始終在濾紙上,是因為色素不溶於層析液
C.提取液呈綠色是由於含有葉綠素a和葉綠素b
D.胡蘿卜素牌濾紙最前方,是因為其在提取液中的溶解度最高
9. (2008四川理綜.2)分別取適宜條件下和低溫低光照強度條件下生長的玉米植株葉片,徒手切片後,立即用碘液染色,置於顯微鏡下觀察,發現前者維管束鞘細胞有藍色顆粒,而後者維管束鞘細胞沒有藍色顆粒,後者沒有的原因是
A.維管束鞘細胞不含葉綠體,不能進行光合作用
B.維管束鞘細胞能進行光反應,不能進行暗反應
C.葉片光合作用強度低,沒有光合作用產物積累
D.葉片光合作用強度高,呼吸耗盡光合作用產
11.(08寧夏卷•28)(16分)回答下列Ⅰ、Ⅱ題
Ⅰ將長勢相同、數量相等的甲、乙兩個品種的大豆幼苗分別置於兩個相同的密閉透明玻璃罩內,在光照、溫度等相同且適宜的條件下培養,定時測定玻璃罩內CO2的含量,結果如圖。據圖回答:
⑴0~25min期間,影響甲品種大豆幼苗光合作用強度的主要因素是 含量。
⑵乙植株比甲植株固定CO2的能力 。
⑶0~15min期間植株釋放O2速率的變化趨勢是 。
⑷30~45min期間兩個玻璃罩內CO2含量相對穩定的原因是 。
12.(08江蘇卷•30)(7分)某班學生選取了江蘇一水體中的4種生物:柵藻(單細胞綠藻),水綿(多細胞綠藻),菹草(高等植物)和顫藻(藍藻),用其生長旺盛的新鮮材料在人工控制的條件下,A、B兩組同時開展平行實驗,進行有關光合作用的研究。請分析回答下列問題。
(1)這4種生物中,含有葉綠體的有
(2)A組的實驗結果如上圖所示。椐圖推測,一年中最早出現生長高峰的生物可能是 ;夏季高溫階段最具生長優勢的生物可能是 。
(3)B組測得的柵藻凈光合放氧率明顯低於A組。仔細對比發現,兩組實驗條件的唯一差別是B組接種柵藻的濃度明顯高於A組。實驗在短時間內完成,水中也不缺乏各種營養,造成B組柵藻凈光合放氧率低的主要原因是 。
(4)在富營養化水體中,浮游藻類的大量增殖常常會引起魚類缺氧死亡。這種情形下,導致水體缺氧的主要原因有 和 。
(08江蘇卷•34)選做題(6分)
A題:為探究洗衣粉加酶後的洗滌效果,將一種無酶洗衣粉分成3等份,進行3組實驗。甲、乙組在洗衣粉中加入1種或2種酶,丙組不加酶,在不同溫度下清洗同種化纖布上的2種污漬,其他實驗條件均相同,下表為實驗記錄。請回答下列問題。
水溫/℃ 10 20 30 40 50
組別 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙
清除血漬時間/min 67 66 88 52 51 83 36 34 77 11 12 68 9 11 67
清除油漬時間/min 93 78 95 87 63 91 82 46 85 75 27 77 69 8 68
⑴提高洗衣粉去污能力的方法有 。甲組在洗衣粉中加入了 。乙組在洗衣粉中加入了 。
⑵甲、乙組洗滌效果的差異,說明酶的作用具有 。
⑶如果甲、乙和丙組3組均在水溫為80℃時洗滌同一種污漬,請比較這3組洗滌效果之間的差異並說明理由。
⑷加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化學物質包裹的,遇水後包裹層很快溶解,釋放出來的酶迅速發揮催化作用。請說明這是否運用了酶的固定化技術及其理由。
(2008 四川理綜30)Ⅱ.為確定人體在運動時呼出氣體中CO2濃度是否比靜止時高,某同學進行了如下探究:
作出假設:人體在運動時呼出氣體中CO2的濃度比靜止時高。
實驗過程:
①在3個燒杯中,分別注入100mL蒸餾水,測定其pH。
②實驗者在安靜狀態(靜坐2min)、中等運動(步行2min)以及劇烈運動(跳繩2min)後,立即分別向上述3個燒杯的水中吹入等量氣體,測定pH。經多次重復實驗,所得平均數據如下表:
運動狀態 安靜 中度運動 劇烈運動
實驗前pH 6.1 6.1 6.1
實驗後pH 5.9 5.6 5.3
請回答:
(1)作出上述假設的依據是 。
(2)該實驗的原理是 。
(3)從表中數據可以看出: 越大, 下降幅度越大,由此可得出結論: 從而驗證以上假設。
(4)人體代謝產生的CO2,正常情況下來自三大類有機物的分解,這三大類物質是 。人體細胞糖代謝產生二氧化碳的細胞器是 。
15.(08廣東卷•31)(9分)
用乙烯利催熟香蕉的過程中,會出現下列生理現象:①出現一個呼吸速率迅速上升的階段;②香蕉果皮由綠色逐漸變為黃色;③果肉甜味逐漸增加。請回答下列問題:
(1)如果通風不良,催熟的香蕉會產生酒昧,請解釋原因。
(2)在催熟的過程中每日取樣,提取果皮中光合色素進行紙層析,色素帶會出現什麼變化?出現該變化的原因是什麼?
(3)果肉變甜是因為——(A.果膠;B.多糖;C.可溶性糖)積累的結果,這種(類)物質是由什麼物質轉化而來的?是如何轉化的?
16.(08廣東卷•37)(11分)
生產中使用的普通澱粉酶的最適溫度在40—60℃之間,而極端耐熱澱粉酶在100℃仍能保持較高的活性,因此具有更為廣泛的應用前景。某同學正在設計一個實驗以探究溫度對兩種澱粉酶活性的影響,其中有些問題需要你的幫助。
(1)此實驗中除自變數和因變數外,還需要考慮 、 及 等因素。
(2)在此實驗中,因變數可以用碘液和斐林試劑檢測,兩種試劑各與何種物質反應生色?檢測的是底物還是產物?
(3)假設實驗結果如下表,請在給出的坐標紙上繪圖反映實驗結果。
溫度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
普通澱粉酶相對活性/% 6 25 43 67 83 65 22 2 O 0
耐熱澱粉酶相對活性/% 6 15 25 48 76 92 100 98 82 65
(2008山東卷.4)通過特定方法,科學家將小鼠和人已分化的體細胞成功地轉變成了類胚胎幹細胞。有關分化的體細胞和類胚胎幹細胞的描述,正確的是
A、類胚胎幹細胞能夠分化成多種細胞 B、分化的體細胞丟失了某些基因
C、二者功能有差異,但形態沒有差異 C、二者基因組相同,且表達的基因相同
(2008江蘇卷•13)人類Rh血型有Rh+和Rh—兩種,分別由常染色體上顯性基因R和隱性基因r控制。Rh+的人有Rh抗原,Rh—的人無Rh抗原。若Rh+胎兒的進入Rh—母親體內且使母體產生Rh抗體,隨後抗體進入胎兒體內則引起胎兒血液凝集和溶血;若這位Rh—母親又懷一Rh+胎兒,下列對這兩胎兒的相關基因型及血液凝集和溶血程度的分析中,正確的是( )
①相關基因型與父親的一定相同 ②相關基因型與父親的不一定相同
③兩胎兒血液凝集和溶血程度相同 ④第二胎兒血液凝集和溶血程度比第一胎兒嚴重
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
6、(2008廣東卷•33)玉米植株的性別決定受兩對基因(B—b,T—t)的支配,這兩對基因位於非同源染色體上。玉米植株的性別和基因型的對應關系如下表,請回答下列問題:
基因型 B和T同時存在
(B T ) T存在,B不存在
(bbT ) T不存在
(B tt或bbtt)
性別 雌雄同株異花 雄株 雌株
(1)基因型為bbTt的雄株與BBtt的雌株雜交,F1的基因型為 ,表現型為 ;F1自交,F2的性別為 ,分離比為 。
(2)基因型為 的雄株與基因型為 的雌株雜交,後代全為雄株。
(3)基因型為 的雄株與基因型為 的雌株雜交,後代的性別有雄株和雌株,且分離比為1:1。
(2008寧夏卷29I)某植物的花色由兩對自由組合的基因決定。顯性基因A和B同時存在時,植株開紫花,其他情況開白花。請回答:
開紫花植株的基因型有 種,其中基因型是 的紫花植株自交,子代表現為紫花植株:白花植株=9:7。基因型為 和 的紫花植株各自自交,子代表現為紫花植株:白花植株=3:1。基因型為 的紫花植株自交,子代全部表現為紫花植株。
(08全國一•31)某自花傳粉植物的紫苗(A)對綠苗(a)為顯性,緊穗(B)對松穗(b)為顯性,黃種皮(D)對白種皮(d)為顯性,各由一對等位基因控制。假設這三對基因是自由組合的。現以綠苗緊穗白種皮的純合品種作母本,以紫苗松穗黃種皮的純合品種作父本進行雜交實驗,結果F1表現為紫苗緊穗黃種皮。請回答:
(1)如果生產上要求長出的植株一致表現為紫苗緊穗黃種皮,那麼播種F1植株所結的全部種子後,長出的全部植株是否都表現為紫苗緊穗黃種皮?為什麼?
(2)如果需要選育綠苗松穗白種皮的品種,那麼能否從播種F1植株所結種子長出的植株中選到?為什麼?
(3)如果只考慮穗型和種皮色這兩對性狀,請寫出F2代的表現型及其比例。
(4)如果雜交失敗,導致自花受粉,則子代植株的表現型為,基因型為 ;如果雜交正常,但親本發生基因突變,導致F1植株群體中出現個別紫苗松穗黃種皮的植株,該植株最可能的基因型為。發生基因突變的親本是本。
(08山東卷•26)番茄(2n=24)的正常植株(A)對矮生植株(a)為顯性,紅果(B)對黃果(b)為顯性。兩對基因獨立遺傳。請回答下列問題:
(1)現有基因型AaBB與aaBb的番茄雜交,其後代的基因型有種,基因型的植株自交產生的矮生黃果植株比例最高,自交後代的表現型及比例為。
(2)在♀AA×♂aa雜交中,若A基因所在的同源染色體在減數第一次分裂時不分離,產生的雌配子染色體數目為,這種情況下,雜交後代的株高表現型可能是
(3)假設兩種純合突變體X和Y都是由控制株高的A基因突變產生的,檢測突變基因轉錄的mRNA,發現X第二個密碼子中的第二個鹼基由C變為U,Y在第二個密碼子的第二個鹼基前多了一個U。與正常植株相比,突變體的株高變化可能更大,試從蛋白質水平分析原因。
(4)轉基因技術可以使某基因在植物體內過量表達,也可以抑制某基因表達。假設A基因通過控制赤黴素的合成來控制番茄的株高,請完成如下實驗設計,已驗證假設是否成立。
①實驗設計:(藉助轉基因技術,但不要求轉基因的具體步驟)
a.分別測定正常與矮生植株的赤黴素含量和株高。
b.
c.
②支持上述假設的預期結果:
③若假設成立,據此說明基因控制性狀的方式:
10、(08四川卷•31)(18分)已知某植物的胚乳非糯(H)對糯(h)為顯性,植株抗病(R)對感病(r)為顯性。某同學以純合的非糯感病品種為母本,純合的糯性抗病品種為父本進行雜交實驗,在母本植株上獲得的F1種子都表現為非糯。在無相應病原體的生長環境中,播種所有的F1種子,長出許多F1植株,然後嚴格自交得到F2種子,以株為單位保存F2種子,發現絕大多數F1植株所結的F2種子都出現糯與非糯的分離,而只有一株F1植株(A)所結的F2種子全部表現為非糯,可見,這株F1植株(A)控制非糯的基因是純合的。
請回答:
(1)從理論上說,在考慮兩對相對性狀的情況下,上述絕大多數F1正常自交得到的F2植株的基因型有種,表現型有種。
(2)據分析,導致A植株非糯基因純合的原因有兩個:一是母本自交,二是父本的一對等位基因中有一個基因發生突變。為了確定是哪一種原因,可以分析F2植株的抗病性狀,因此需要對F2植株進行處理,這種處理是。如果是由於母本自交,F2植株的表現型為,其基因型是;如果是由於父本控制糯的一對等位基因中有一個基因發生突變,F2植株的表現型為,其基因型是;
(3)如果該同學以純合的糯抗病品種為母本,純合的非糯感病品種為父本,進行同樣的實驗,出現同樣的結果,即F1中有一株植株所結的F2種子全部表現為非糯,則這株植株非糯基因純合的原因是,其最可能的基因型為。
(2008江蘇卷•8)某研究人員模擬肺炎雙球菌轉化實驗,進行了以下4個實驗:
①S型菌的DNA + DNA酶 → 加入R型菌 → 注射入小鼠
②R型菌的DNA + DNA酶 → 加入S型菌 → 注射入小鼠
③R型菌 + DNA酶 → 高溫加熱後冷卻 → 加入S型菌的DNA → 注射入小鼠
④S型菌 + DNA酶 → 高溫加熱後冷卻 → 加入R型菌的DNA → 注射入小鼠
以上4個實驗中小鼠存活的情況依次是( )
A.存活,存活,存活,死亡 B.存活,死亡,存活,死亡
C.死亡,死亡,存活,存活 D.存活,死亡,存活,存活
4(2008廣東卷•10)正常雙親產下一頭矮生雄性牛犢,以下解釋不可能的是( )
A.雄犢營養不良 B.雄犢攜帶了X染色體
C.發生了基因突變 D.雙親都是矮生基因的攜帶者
(2008廣東卷•8)改良缺乏某種抗病性的水稻品種,不宜採用的方法是( )
A.誘變育種 B.單倍體育種 C.基因工程育種 D.雜交育種
3、(08全國一•4)已知某種限制性內切酶在一線性DNA分子上有3個酶切位點,如圖中箭頭所指。如果該線性DNA分子上有3個酶切位點都被該酶切斷,則會產生四個不同長度的DNA片段。現有多個上述線性DNA分子,若在每個DNA分子上至少有1個酶切位點被該酶切斷,則從理論上講,經該酶切割後,這些線性DNA分子最多能產生長度不同的DNA片段種類數是( )
A.3 B.4 C.9 D.12
4、(08天津卷•4)為獲得純和高蔓抗病番茄植株,採用了下圖所示的方法:
圖中兩對相對性狀獨立遺傳。據圖分析,不正確的是( )
A、過程①的自交代數越多,純合高蔓抗病植株的比例越高
B、過程②可以任取一植株的適宜花葯作培養材料
C、過程③包括脫分化和再分化兩個過程 D、圖中篩選過程不改變抗病基因頻率
(08重慶卷•31)(21分)2007年我國科學家率先完成了家蠶基因組精細圖譜的繪制,將13000多個基因定位於家蠶染色體DNA上.請回答以下有關家蠶遺傳變異的問題:
(l)在家蠶的基因工程實驗中,分離基因的做法包括用對DNA進行切割然後將DNA片段與結合成重組DNA,再將重組DNA轉入大腸桿菌進行擴增等.
(2)家蠶的體細胞共有56條染色體,對家蠶基因組進行分析(參照人類基因組計劃要求),應測定家蠶條雙鏈DNA分子的核苷酸序列.
(3)決定家蠶絲心蛋白H鏈的基因編碼區有16000個鹼基對,其中有1000個鹼基對的序列不編碼蛋白質,該序列叫;剩下的序列最多能編碼個氨基酸(不考慮終止密碼子),該序列叫.
(4)為了提高蠶絲的產量和品質,可以通過家蠶遺傳物質改變引起變異和進一步的選育來完成.這些變異的來源有:.
(5)在家蠶遺傳中,黑色(B)與淡赤色(b)是有關蟻蠶(剛孵化的蠶)體色的相對性狀,黃繭(D)與白繭(d)是有關繭色的相對性狀,假設這兩對性狀自由組合,雜交後得到的子代數量比如下表:
親本子代 黑蟻黃繭 黑蟻白繭 淡赤蟻黃繭 淡赤蟻白繭
組合一 9 3 3 1
組合二 0 1 0 1
組合三 3 0 1 0
①請寫出各組合中親本可能的基因型
組合一
組合二
組合三
②讓組合一雜交子代中的黑蟻白繭類型自由交配,其後代中黑蟻白繭的概率是.
(08天津卷•30Ⅰ)(10分)下圖為人β-珠蛋白基因與其mRNA雜交的示意圖,①~⑦表示基因的不同功能區。
據圖回答:
⑴上述分子雜交的原理是;細胞中β-珠蛋白基因編碼區不能翻譯的序列是(填寫圖中序號)。
⑵細胞中β-珠蛋白基因開始轉錄時,能識別和結合①中調控序列的酶是。
⑶若一個卵原細胞的一條染色體上,β-珠蛋白基因編碼區中一個A替換成T,則由該卵原細胞產生的卵細胞攜帶該突變基因的概率是。
⑷上述突變基因的兩個攜帶者婚配,其後代中含該突變基因的概率是。
(08全國二•31)某植物塊根的顏色由兩對自由組合的基因共同決定,只要基因R存在,塊根必為紅色,rrYY或rrYy為黃色,rryy為白色;在基因M存在時果實為復果型,mm為單果型。現要獲得白色塊根、單果型的三倍體種子。
(1)請寫出以二倍體黃色塊根、復果型(rrYyMm)植株為原始材料,用雜交育種的方法得到白色塊根、單果型三倍體種子的主要步驟。
(2)如果原始材料為二倍體紅色塊根復果型的植株,你能否通過雜交育種方法獲得白色塊根、單果型的三倍體種子?為什麼?
(08北京卷•29)白菜、甘藍均為二倍體,體細胞染色體數目分別為20、18.以白菜為母本,甘藍為父本,經人工授粉後,將雌蕊離體培養,可得到「白菜—甘藍」雜種幼苗。
請回答問題:
(1)白菜和甘藍是兩個不同的物種,存在隔離。自然條件下,這兩個物種間不能通過的方式產生後代。雌蕊離體培養獲得「白菜-甘藍」雜種幼苗,所依據的理論基礎的植物細胞具有。
(2)為觀察「白菜—甘藍」染色體的數目和形態,通常取幼苗的做臨時裝片,用染料染色。觀察、計數染色體的最佳時期是。
(3)二倍體「白菜—甘藍」的染色體數為。這種植株通常不育,原因是減數分裂過程中。為使其可育,可通過人工誘導產生四倍體「白菜-甘藍」這種變異屬於。
J. 張力與滲透壓的概念
張力概念:受到拉力作用時,物體內部任一截面兩側存在的相互牽引力。
請一定要注意張力和液體表面張力並非同一概念。『水的表面張力』是分子間的引力,這個引力試圖使液體的表面積保持最小,而所有形狀中,只有球形的表面積最小。所以,失重狀態下的液體呈球形。
滲透壓概念:用半透膜把兩種不同濃度的溶液隔開時發生滲透現象,到達平衡時半透膜兩側溶液產生的位能差。
滲透壓定義2:水從低滲溶液穿過半透膜進入高滲溶液時產生的壓力。