A. 有一种果子 绿色 半透 西瓜纹 小球状的 小时候经常采 记得当时有黑悠悠 托盘儿 就是忘了那个小绿
龙葵(学名:Solanum nigrumL. ):一年生草本植物,全草高30-120厘米;茎直立,多分枝;卵形或心型叶子互生,近全缘;夏季开白色小花,4-10朵成聚伞花序;球形浆果,成熟后为黑紫色。浆果和叶子均可食用,但叶子含有大量生物碱,须经煮熟后方可解毒。全株入药,可散瘀消肿,清热解毒。
B. 高一生物知识点以及相关例题解答
第一章 走近细胞
第一节 从生物圈到细胞
一、相关概念、
细 胞: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。细胞是地球上最基本的生命系统
生命系统的结构层次: 细胞→组织→器官→系统(植物没有系统)→个体→种群
→群落→生态系统→生物圈
二、病毒的相关知识:
1、病毒(Virus)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,没有含两种核酸的病毒;
③、专营细胞内寄生生活;
④、结构简单,一般由核酸(DNA或RNA)和蛋白质外壳所构成。
2、根据寄生的宿主不同,病毒可分为动物病毒、植物病毒和细菌病毒(即噬菌体)三大类。根据病毒所含核酸种类的不同分为DNA病毒和RNA病毒。
3、常见的病毒有:人类流感病毒(引起流行性感冒)、SARS病毒、人类免疫缺陷病毒(HIV)[引起艾滋病(AIDS)]、禽流感病毒、乙肝病毒、人类天花病毒、狂犬病毒、烟草花叶病毒等。
第二节 细胞的多样性和统一性
一、细胞种类: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
二、原核细胞和真核细胞的比较:
1、原核细胞:细胞较小,无核膜、无核仁,没有成形的细胞核;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,DNA 不与蛋白质结合,;细胞器只有核糖体;有细胞壁,成分与真核细胞不同。
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。
3、原核生物:由原核细胞构成的生物。如:蓝藻、细菌(如硝化细菌、乳酸菌、大肠杆菌、肺炎双球菌)、放线菌、支原体等都属于原核生物。
4、真核生物:由真核细胞构成的生物。如动物(草履虫、变形虫)、植物、真菌(酵母菌、霉菌、粘菌)等。
三、细胞学说的建立:
1、1665 英国人虎克(Robert Hooke)用自己设计与制造的显微镜(放大倍数为40-140倍)观察了软木的薄片,第一次描述了植物细胞的构造,并首次用拉丁文cella(小室)这个词来对细胞命名。
2、1680 荷兰人列文虎克(A. van Leeuwenhoek),首次观察到活细胞,观察过原生动物、人类精子、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌等。
3、19世纪30年代德国人施莱登(Matthias Jacob Schleiden) 、施旺(Theodar Schwann)提出:一切植物、动物都是由细胞组成的,细胞是一切动植物的基本单位。这一学说即“细胞学说(Cell Theory)”,它揭示了生物体结构的统一性。
第二章 组成细胞的分子
第一节 细胞中的元素和化合物
一、1、生物界与非生物界具有统一性:组成细胞的化学元素在非生物界都可以找到
2、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
二、组成生物体的化学元素有20多种:
三、在活细胞中含量最多的化合物是水(85%-90%);含量最多的有机物是蛋白质(7%-
10%);占细胞鲜重比例最大的化学元素是O、占细胞干重比例最大的化学元素是C。
第二节 生命活动的主要承担者------蛋白质
一、相关概念:
氨 基 酸:蛋白质的基本组成单位 ,组成蛋白质的氨基酸约有20种。
脱水缩合:一个氨基酸分子的氨基(—NH2)与另一个氨基酸分子的羧基(—COOH)相连接,同时失去一分子水。
肽 键:肽链中连接两个氨基酸分子的化学键(—NH—CO—)。
二 肽:由两个氨基酸分子缩合而成的化合物,只含有一个肽键。
多 肽:由三个或三个以上的氨基酸分子缩合而成的链状结构。
肽 链:多肽通常呈链状结构,叫肽链。
二、氨基酸分子通式:
NH2—(R — C H —COOH)
三、 氨基酸结构的特点:每种氨基酸分子至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上(如:有—NH2和—COOH但不是连在同一个碳原子上不叫氨基酸);R基的不同导致氨基酸的种类不同。
四、蛋白质多样性的原因是:组成蛋白质的氨基酸数目、种类、排列顺序不同,多肽链空间结构千变万化。
五、蛋白质的主要功能(生命活动的主要承担者):
① 构成细胞和生物体的重要物质,如肌动蛋白;
② 催化作用:如酶;
③ 调节作用:如胰岛素、生长激素;
④ 免疫作用:如抗体,抗原;
⑤ 运输作用:如红细胞中的血红蛋白。
六、有关计算:
① 肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数目 — 肽链数
② 至少含有的羧基(—COOH)或氨基数(—NH2) = 肽链数
第三节 遗传信息的携带者------核酸
一、核酸的种类:脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)
二、核 酸: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。
三、组成核酸的基本单位是:核苷酸,是由一分子磷酸、一分子五碳糖(DNA为脱氧核糖、RNA为核糖)和一分子含氮碱基组成 ;组成DNA的核苷酸叫做脱氧核苷酸,组成RNA的核苷酸叫做核糖核苷酸。
四、DNA所含碱基有:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)
RNA所含碱基有:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、尿 嘧 啶(U)
五、核酸的分布:真核细胞的DNA主要分布在细胞核中;线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA;RNA主要分布在细胞质中。
第四节 细胞中的糖类和脂质
一、相关概念:
糖类:是主要的能源物质;主要分为单糖、二糖和多糖等
单糖:是不能再水解的糖。如葡萄糖。
二糖:是水解后能生成两分子单糖的糖。
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。
可溶性还原性糖:葡萄糖、果糖、麦芽糖等
二、糖类的比较:
分类 元素 常见种类 分布 主要功能
单糖 C
H
O 核糖 动植物 组成核酸
脱氧核糖
葡萄糖、果糖、半乳糖 重要能源物质
二糖 蔗糖 植物 ∕
麦芽糖
乳糖 动物
多糖 淀粉 植物 植物贮能物质
纤维素 细胞壁主要成分
糖原(肝糖原、肌糖原) 动物 动物贮能物质
三、脂质的比较:
分类 元素 常见种类 功能
脂质 脂肪 C、H、O ∕ 1、主要储能物质
2、保温
3、减少摩擦,缓冲和减压
磷脂 C、H、O
(N、P) ∕ 细胞膜的主要成分
固醇 胆固醇 与细胞膜流动性有关
性激素 维持生物第二性征,促进生殖器官发育
维生素D 有利于Ca、P吸收
第五节 细胞中的无机物
一、有关水的知识要点
存在形式 含量 功能 联系
水 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,反之,含量减少。
结合水 约4.5% 细胞结构的重要组成成分
二、无机盐(绝大多数以离子形式存在)功能:
①、构成某些重要的化合物,如:叶绿素、血红蛋白等
②、维持生物体的生命活动(如动物缺钙会抽搐)
③、维持酸碱平衡,调节渗透压。
第三章 细胞的基本结构
第一节 细胞膜------系统的边界
一、细胞膜的成分:主要是脂质(约50%)和蛋白质(约40%),还有少量糖类
(约2%--10%)
二、细胞膜的功能:
①、将细胞与外界环境分隔开
②、控制物质进出细胞
③、进行细胞间的信息交流
三、植物细胞还有细胞壁,主要成分是纤维素和果胶,对细胞有支持和保护作用;其性质是全透性的。
第二节 细胞器----系统内的分工合作
一、相关概念:
细 胞 质:在细胞膜以内、细胞核以外的原生质,叫做细胞质。细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。
细胞质基质:细胞质内呈液态的部分是基质。是细胞进行新陈代谢的主要场所。
细 胞 器:细胞质中具有特定功能的各种亚细胞结构的总称。
二、八大细胞器的比较:
1、线粒体:(呈粒状、棒状,具有双层膜,普遍存在于动、植物细胞中,内有少量DNA和RNA内膜突起形成嵴,内膜、基质和基粒中有许多种与有氧呼吸有关的酶),线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,生命活动所需要的能量,大约95%来自线粒体,是细胞的“动力车间”
2、叶绿体:(呈扁平的椭球形或球形,具有双层膜,主要存在绿色植物叶肉细胞里),叶绿体是植物进行光合作用的细胞器,是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”,(含有叶绿素和类胡萝卜素,还有少量DNA和RNA,叶绿素分布在基粒片层的膜上。在片层结构的膜上和叶绿体内的基质中,含有光合作用需要的酶)。
3、核糖体:椭球形粒状小体,有些附着在内质网上,有些游离在细胞质基质中。是细胞内将氨基酸合成蛋白质的场所。
4、内质网:由膜结构连接而成的网状物。是细胞内蛋白质合成和加工,以及脂质合成的“车间”
5、高尔基体:在植物细胞中与细胞壁的形成有关,在动物细胞中与蛋白质(分泌蛋白)的加工、分类运输有关。
6、中心体:每个中心体含两个中心粒,呈垂直排列,存在于动物细胞和低等植物细胞,与细胞的有丝分裂有关。
7、液泡:主要存在于成熟植物细胞中,液泡内有细胞液。化学成分:有机酸、生物碱、糖类、蛋白质、无机盐、色素等。有维持细胞形态、储存养料、调节细胞渗透吸水的作用。
8、溶酶体:有“消化车间”之称,内含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。
三、分泌蛋白的合成和运输:
核糖体(合成肽链)→内质网(加工成具有一定空间结构的蛋白质)→
高尔基体(进一步修饰加工)→囊泡→细胞膜→细胞外
四、生物膜系统的组成:包括细胞器膜、细胞膜和核膜等。
第三节 细胞核----系统的控制中心
一、细胞核的功能: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;
二、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。
第四章 细胞的物质输入和输出
第一节 物质跨膜运输的实例
一、渗透作用:水分子(溶剂分子)通过半透膜的扩散作用。
二、原生质层:细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
三、发生渗透作用的条件:
1、具有半透膜
2、膜两侧有浓度差
四、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
第二节 生物膜的流动镶嵌模型
一、细胞膜结构: 磷脂 蛋白质 糖类
↓ ↓ ↓
磷脂双分子层 “镶嵌蛋白” 糖被(与细胞识别有关)
(膜基本支架)
二、
结构特点:具有一定的流动性
细胞膜
(生物膜) 功能特点:选择透过性
第三节 物质跨膜运输的方式
一、相关概念:
自由扩散:物质通过简单的扩散作用进出细胞。
协助扩散:进出细胞的物质要借助载体蛋白的扩散。
主动运输:物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。
二、 自由扩散、协助扩散和主动运输的比较:
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
三、离子和小分子物质主要以被动运输(自由扩散、协助扩散)和主动运输的方式进出细胞;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。
第五章 细胞的能量供应和利用
第一节 降低化学反应活化能的酶
一、相关概念:
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。
酶:是活细胞(来源)所产生的具有催化作用(功能:降低化学反应活化能,提高化学反应速率)的一类有机物。
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。
二、酶的发现:
①、1783年,意大利科学家斯巴兰让尼用实验证明:胃具有化学性消化的作用;
②、1836年,德国科学家施旺从胃液中提取了胃蛋白酶;
③、1926年,美国科学家萨姆纳通过化学实验证明脲酶是一种蛋白质;
④、20世纪80年代,美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化作用。
三、酶的本质:大多数酶的化学本质是蛋白质(合成酶的场所主要是核糖体,水解酶的酶是蛋白酶),也有少数是RNA。
四、酶的特性:
①、高效性:催化效率比无机催化剂高许多。
②、专一性:每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。
③、酶需要较温和的作用条件: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。
第二节 细胞的能量“通货”-----ATP
一、ATP的结构简式:ATP是三磷酸腺苷的英文缩写,结构简式:A-P~P~P,其中: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。
注意:ATP的分子中的高能磷酸键中储存着大量的能量,所以ATP被称为高能化合物。这种高能化合物化学性质不稳定,在水解时,由于高能磷酸键的断裂,释放出大量的能量。
二、ATP与ADP的转化:
第三节ATP的主要来源------细胞呼吸
一、相关概念:
1、呼吸作用(也叫细胞呼吸):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。根据是否有氧参与,分为:有氧呼吸和无氧呼吸
2、有氧呼吸:指细胞在有氧的参与下,通过多种酶的催化作用下,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放出大量能量,生成ATP的过程。
3、无氧呼吸:一般是指细胞在无氧的条件下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物(酒精、CO2或乳酸),同时释放出少量能量的过程。
4、发酵:微生物(如:酵母菌、乳酸菌)的无氧呼吸。
二、有氧呼吸的总反应式:
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O +能量
三、无氧呼吸的总反应式:
C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+ 2CO2+少量能量
或
C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)+少量能量
四、有氧呼吸过程(主要在线粒体中进行):
场所 发生反应 产物
第一阶段 细胞质
基质
丙酮酸、[H]、释放少量能量,形成少量ATP
第二阶段 线粒体
基质
CO2、[H]、释放少量能量,形成少量ATP
第三阶段 线粒体
内膜
生成H2O、释放大量能量,形成大量ATP
五、有氧呼吸与无氧呼吸的比较:
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,生成乳酸或酒精等
能量变化 释放大量能量(1161kJ被利用,其余以热能散失),形成大量ATP 释放少量能量,形成少量ATP
六、影响呼吸速率的外界因素:
1、温度:温度通过影响细胞内与呼吸作用有关的酶的活性来影响细胞的呼吸作用。
温度过低或过高都会影响细胞正常的呼吸作用。在一定温度范围内,温度越低,,细胞呼吸越弱;温度越高,细胞呼吸越强。
2、氧气:氧气充足,则无氧呼吸将受抑制;氧气不足,则有氧呼吸将会减弱或受抑制。
3、水分:一般来说,细胞水分充足,呼吸作用将增强。但陆生植物根部如长时间受水浸没,根部缺氧,进行无氧呼吸,产生过多酒精,可使根部细胞坏死。
4、CO2:环境CO2浓度提高,将抑制细胞呼吸,可用此原理来贮藏水果和蔬菜。
七、呼吸作用在生产上的应用:
1、作物栽培时,要有适当措施保证根的正常呼吸,如疏松土壤等。
2、粮油种子贮藏时,要风干、降温,降低氧气含量,则能抑制呼吸作用,减少有机物消耗。
3、水果、蔬菜保鲜时,要低温或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度,抑制呼吸作用。
第四节 能量之源----光与光合作用
一、相关概念:
1、光合作用:绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并释放出氧气的过程
二、光合色素(在类囊体的薄膜上):
三、光合作用的探究历程:
①、1648年海尔蒙脱(比利时),把一棵2.3kg的柳树苗种植在一桶90.8kg的土壤中,然后只用雨水浇灌而不供给任何其他物质,5年后柳树增重到76.7kg,而土壤只减轻了57g。指出:植物的物质积累来自水
②、1771年英国科学家普里斯特利发现,将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内,蜡烛不容易熄灭;将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内,小鼠不容易窒息而死,证明:植物可以更新空气。
③、1785年,由于空气组成的发现,人们明确了绿叶在光下放出的气体是氧气,吸收的是二氧化碳。
1845年,德国科学家梅耶指出,植物进行光合作用时,把光能转换成化学能储存 起来。
④、1864年,德国科学家把绿叶放在暗处理的绿色叶片一半暴光,另一半遮光。过一段时间后,用碘蒸气处理叶片,发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化,曝光的那一半叶片则呈深蓝色。证明:绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。
⑤、1880年,德国科学家思吉尔曼用水绵进行光合作用的实验。证明: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。
⑥、20世纪30年代美国科学家鲁宾卡门采用同位素标记法研究了光合作用。第一组相植物提供H218O和CO2,释放的是18O2;第二组提供H2 O和C18O,释放的是O2。光合作用释放的氧全部来自来水。
四、叶绿体的功能:
叶绿体是进行光合作用的场所。在类囊体的薄膜上分布着具有吸收光能的光合色素,在类囊体的薄膜上和叶绿体的基质中含有许多光合作用所必需的酶。
五、影响光合作用的外界因素主要有:
1、光照强度:在一定范围内,光合速率随光照强度的增强而加快,超过光饱合点,光合速率反而会下降。
2、温度:温度可影响酶的活性。
3、二氧化碳浓度:在一定范围内,光合速率随二氧化碳浓度的增加而加快,达到一定程度后,光合速率维持在一定的水平,不再增加。
4、水:光合作用的原料之一,缺少时光合速率下降。
六、光合作用的应用:
1、适当提高光照强度。
2、延长光合作用的时间。
3、增加光合作用的面积------合理密植,间作套种。
4、温室大棚用无色透明玻璃。
5、温室栽培植物时,白天适当提高温度,晚上适当降温。
6、温室栽培多施有机肥或放置干冰,提高二氧化碳浓度。
七、光合作用的过程:
光
反
应
阶
段 条件 光、色素、酶
场所 在类囊体的薄膜上
物质变化
水的分解:H2O → [H] + O2↑ ATP的生成:ADP + Pi → ATP
能量变化 光能→ATP中的活跃化学能
暗
反
应
阶
段 条件 酶、ATP、[H]
场所 叶绿体基质
物质变化 CO2的固定:CO2 + C5 → 2C3
C3的还原: C3 + [H] → (CH2O)
能量变化 ATP中的活跃化学能→(CH2O)中的稳定化学能
总反应式
CO2 + H2O O2 + (CH2O)
第6章 细胞的生命历程
第1节 细胞的增殖
限制细胞长大的原因
细胞表面积与体积的比。
细胞的核质比
细胞增殖
1.细胞增殖的意义:生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础
2.真核细胞分裂的方式:有丝分裂、无丝分裂、减数分裂
(一)细胞周期
(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。
(2)两个阶段:
分裂间期:从细胞在一次分裂结束之后到下一次分裂之前
分裂期:分为前期、中期、后期、末期
(3)特点:分裂间期所占时间长。
(二)植物细胞有丝分裂各期的主要特点:
1.分裂间期
特点:完成DNA的复制和有关蛋白质的合成
结果:每个染色体都形成两个姐妹染色单体,呈染色质形态
2.前期
特点:①出现染色体、出现纺锤体②核膜、核仁消失
染色体特点:1、染色体散乱地分布在细胞中心附近。 2、每个染色体都有两条姐妹染色单体
3.中期
特点:①所有染色体的着丝点都排列在赤道板上 ②染色体的形态和数目最清晰
染色体特点:染色体的形态比较固定,数目比较清晰。故中期是进行染色体观察及计数的最佳时机。
4.后期
特点:①着丝点一分为二,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体。并分别向两极移动。②纺锤丝牵引着子染色体分别向细胞的两极移动。这时细胞核内的全部染色体就平均分配到了细胞两极
染色体特点:染色单体消失,染色体数目加倍。
5.末期
特点:①染色体变成染色质,纺锤体消失。②核膜、核仁重现。③在赤道板位置出现细胞板,并扩展成分隔两个子细胞的细胞壁
前期:膜仁消失显两体。中期:形定数晰赤道齐。
后期:点裂数加均两极。末期:膜仁重现失两体。
四、植物与动物细胞的有丝分裂的比较
相同点:1、都有间期和分裂期。分裂期都有前、中、后、末四个阶段。
2、分裂产生的两个子细胞的染色体数目和组成完全相同且与母细胞完全相同。染色体在各期的变化也完全相同。
3、有丝分裂过程中染色体、DNA分子数目的变化规律。动物细胞和植物细胞完全相同。
不同点:
植物细胞 动物细胞
前期纺锤体的来源 由两极发出的纺锤丝直接产生 由中心体周围产生的星射线形成。
末期细胞质的分裂 细胞中部出现细胞板形成新细胞壁将细胞隔开。 细胞中部的细胞膜向内凹陷使细胞缢裂
五、有丝分裂的意义:
将亲代细胞的染色体经过复制以后,精确地平均分配到两个子细胞中去。从而保持生物的亲代和子代之间的遗传性状的稳定性。
六、无丝分裂:
特点:在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化。
第二节 细胞的分化
一、细胞的分化
(1)概念:在个体发育中,相同细胞的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
(2)过程:受精卵 增殖为多细胞 分化为组织、器官、系统 发育为生物体
(3)特点:持久性、稳定不可逆转性
二、细胞全能性:
(1)体细胞具有全能性的原因
由于体细胞一般是通过有丝分裂增殖而来的,一般已分化的细胞都有一整套和受精卵相同的DNA分子,因此,分化的细胞具有发育成完整新个体的潜能。
(2)植物细胞全能性
高度分化的植物细胞仍然具有全能性。
例如:胡萝卜跟根组织的细胞可以发育成完整的新植株
(3)动物细胞全能性
高度特化的动物细胞,从整个细胞来说,全能性受到限制。但是,细胞核仍然保持着全能性。例如:克隆羊多莉
(4)全能性大小:受精卵>生殖细胞>体细胞
第三节 细胞的衰老和凋亡
细胞的衰老
1、个体衰老与细胞衰老的关系
单细胞生物体,细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。
多细胞生物体,个体衰老的过程就是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
2、衰老细胞的主要特征:
1)在衰老的细胞内水分 。
2)衰老的细胞内有些酶的活性 。
3)细胞内的 会随着细胞的衰老而逐渐积累。
4)衰老的细胞内 速度减慢,细胞核体积增大, 固缩,染色加深。
5) 通透性功能改变,使物质运输功能降低。
3、细胞衰老的原因:
(1)自由基学说(2)端粒学说
二、细胞的凋亡
1、概念:由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以也常常被称为细胞编程性死亡
2、意义:完成正常发育,维持内部环境的稳定,抵御外界各种因素的干扰。
3、与细胞坏死的区别:细胞坏死是在种种不利因素影响下,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。
细胞凋亡是一种正常的自然现象。
第4节 细胞的癌变
1. 癌细胞:细胞由于受到 的作用,不能正常地完成细胞分化,而形成了不受 有机体控制的、连续进行分裂的 细胞,这种细胞就是癌细胞。
2. 癌细胞的特征:
(1)能够无限 。
(2)癌细胞的 发生了变化。
(3)癌细胞的表面也发生了变化。癌细胞容易在有机体内分散转移的原因____________________________________
3. 致癌因子的种类有三类: 、 、 。
4. 细胞癌变的原因:致癌因子使细胞的原癌基因从 状态变为 状态。正常细胞转化为 。
C. 论述细胞的结构
在光学显微镜下观察植物的细胞,可以看到它的结构分为下列四个部分
细胞结构图
1.细胞壁(Cell Wall)
位于植物细胞的最外层,是一层透明的薄壁。它主要是由纤维素和果胶组成的,孔隙较大,物质分子可以自由透过。细胞壁对细胞起着支持和保护的作用。
2.细胞膜(Cell Membrane)
细胞壁的内侧紧贴着一层极薄的膜,叫做细胞膜。这层由蛋白质分子和磷脂双分子层组成的薄膜,水和氧气等小分子物质能够自由通过,而某些离子和大分子物质则不能自由通过。因此,它除了起着保护细胞内部的作用以外,还具有控制物质进出细胞的作用:既不让有用物质任意地渗出细胞,也不让有害物质轻易地进入细胞。
细胞膜在光学显微镜下不易分辨。用电子显微镜观察,可以知道细胞膜主要由蛋白质分子和脂类分子构成。在细胞膜的中间,是磷脂双分子层,这是细胞膜的基本骨架。在磷脂双分子层的外侧和内侧,有许多球形的蛋白质分子,它们以不同深度镶嵌在磷脂分子层中,或者覆盖在磷脂分子层的表面。这些磷脂分子和蛋白质分子大都是可以流动的,可以说,细胞膜具有一定的流动性。细胞膜的这种结构特点,对于它完成各种生理功能是非常重要的。
主动运输
物质跨膜运输的方式分为被动运输和主动运输两种。
(1)被动运输,是顺着膜两侧浓度梯度扩散,即由高浓度向低浓度。分为自由扩散和协助扩散。
①自由扩散:物质通过简单的扩散作用进入细胞。细胞膜两侧的浓度差以及扩散的物质的性质(如根据相似相溶原理,脂溶性物质更容易进出细胞)对自由扩散的速率有影响,常见的能进行自由扩散的物质有氧气、二氧化碳、甘油、乙醇、苯、尿素、胆固醇、水、氨等。
②协助扩散:进出细胞的物质借助载体蛋白扩散。细胞膜两侧的浓度差以及载体的种类和数目对协助扩散的速率有影响。红细胞吸收葡萄糖是依靠协助扩散。
(2)主动运输:物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。主动运输保证了活细胞能够按照生命活动的需要,主动选择吸收所需要的营养物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质。各种离子由低浓度到高浓度过膜都是依靠主动运输。
能进行跨膜运输的都是离子和小分子,当大分子进出细胞时,包裹大分子物质的囊泡从细胞膜上分离或者与细胞膜融合(胞吞和胞吐),大分子不需跨膜便可进出细胞。
胞吞和胞吐
细胞膜的基本结构:
(1)脂双层:磷脂、胆固醇、糖脂,每个动物细胞质膜上约有109个脂分子,即每平方微米的质膜上约有5x106个脂分子。
(2)膜蛋白,分内在蛋白和外在蛋白两种。内在蛋白以疏水的部分直接与磷脂的疏水部分共价结合,两端带有极性,贯穿膜的内外;外在蛋白以非共价键结合在固有蛋白的外端上,或结合在磷脂分子的亲水头上。如载体、特异受体、酶、表面抗原。
(3)膜糖和糖衣:糖蛋白、糖脂
细胞膜的特性:
(1)结构特性:以磷脂双分子层作为基本骨架--流动性;
(2)功能特性:载体蛋白在一定程度上决定了细胞内生命活动的丰富程度--选择透过性。
细胞膜的生物电现象:
(1)静息电位及其产生机制:静息电位是指细胞膜处于安静状态下存在于膜内外两侧的电位差。采用细胞内电位记录地方法所记录到的电位是以细胞外为零电位的膜内电位,绝大多数细胞的静息电位是稳定的负电位。静息电位产生的机制:安静时细胞这种数值比较稳定的内负外正的状态称为极化;(是静息状态的标志) 以静息电位为准若膜内电位向负值增大的方向变化称为超极化;若膜内电位向负值减少的方向变化称为去极化;细胞发生去极化后向原先的极化方向恢复称为复极化。
(2)动作电位及其产生机制:当细胞膜受刺激时在静息电位的基础上可发生电位变化。动作电位产生机制:分为上升支和下降支。包括锋电位、去极化、反极化、超射、复极化和后电位。
3.细胞质(Cytoplasm)
细胞膜包着的黏稠透明的物质,叫做细胞质。在细胞质中还可看到一些带折光性的颗粒,这些颗粒多数具有一定的结构和功能,类似生物体的各种器官,因此叫做细胞器。例如,在绿色植物的叶肉细胞中,能看到许多绿色的颗粒,这就是一种细胞器,叫做叶绿体。绿色植物的光合作用就是在叶绿体中进行的。在细胞质中,往往还能看到一个或几个液泡,其中充满着液体,叫做细胞液。在成熟的植物细胞中,液泡合并为一个中央大液泡,其体积占去整个细胞的大半。细胞质被挤压为一层。细胞膜以及液泡膜和
原生质层
两层膜之间的细胞质称为原生质层。
植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。当细胞液浓度小于外界浓度时,细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的伸缩性大,当细胞不断失水时,原生质层与细胞壁分离,也就是发生了质壁分离。当细胞液浓度大于外界溶液浓度时,外界溶液中的水分透过原生质层进入细胞液中使原生质层复原,逐渐发生质壁分离的复原。
细胞质不是凝固静止的,而是缓缓地运动着的。在只具有一个中央液泡的细胞内,细胞质往往围绕液泡循环流动,这样便促进了细胞内物质的转运,也加强了细胞器之间的相互联系。细胞质运动是一种消耗能量的生命现象。细胞的生命活动越旺盛,细胞质流动越快,反之,则越慢。细胞死亡后,其细胞质的流动也就停止了。
已发生质壁分离的细胞
除叶绿体外,植物细胞中还有一些细胞器,它们具有不同的结构,执行着不同的功能,共同完成细胞的生命活动。这些细胞器的结构需用电子显微镜观察。在电镜下观察到的细胞结构称为亚显微结构。
①线粒体
线粒体(Mitochondrium)线粒体是一些线状、小杆状或颗粒状的结构。在活细胞中可用詹纳斯绿(Janus green)【Anus Green B 别名:健那绿化学式:C30H31N6Cl 詹纳斯绿B是一种活体染色剂,专一用于线粒体的染色。它可以和线粒体中的细胞色素C氧化酶结合,从而出现蓝绿色。】染成蓝绿色。在电子显微镜下观察,线粒体表面是由双层膜构成的。内膜向内形成一些隔,称为线粒体嵴(Cristae)。在线粒体内有丰富的酶系统。线粒体是细胞呼吸的中心,它是生物有机体借氧化作用产生能量的一个主要机构,它能将营养物质(如葡萄糖、脂肪酸、氨基酸等)氧化产生能量,储存在ATP(三磷酸腺苷)的高能磷酸键上,供给
紫色洋葱鳞片叶
细胞其他生理活动的需要,因此有人说线粒体是细胞的“动力工厂”。根据对线粒体机能的了解,近些年来试验用“线粒体互补法”进行育种工作,即将两个亲本的线粒体从细胞中分离出来并加以混合,如果测出混合后呼吸率比两亲本的都高,证明杂交后代的杂种优势强,应用这种育种方法,能增强育种工作的预见性,缩短育种年限。
②叶绿体
叶绿体(Chloroplasts)是绿色植物细胞中重要的细胞器,其主要功能是进行光合作用。叶绿体由双层膜、基粒(类囊体)和基质三部分构成。类囊体是一种扁平的小囊状结构,在类囊体薄膜上,有进行光合作用必需的色素和酶。许多类囊体叠合而成基粒。基粒之间充满着基质,其中含有与光合作用有关的酶。基质中还含有DNA。
③内质网
内质网(Endoplasmic Reticulum)是细胞质中由膜构成的网状管道系统广泛的分布在细胞质基质内。它与细胞膜及核膜相通连,对细胞内蛋白质及脂质等物质的合成和运输起着重要作用。
内质网根据其表面有无附着核糖体可分为粗面内质网和滑面内质网。粗面内质网表面有附着核糖体,具有运输蛋白质的功能,滑面内质网内含许多酶,与糖脂类和固醇类激素的合成与分泌有关。
④高尔基复合体
位于细胞核附近的网状囊泡,是细胞内的运输和加工系统。能将粗面内质网运输的蛋白质进行加工、浓缩和包装成分泌泡和溶酶体。
⑤核糖体
核糖体(Ribosomes)是椭球形的粒状小体,有些附着在内质网膜的外表面(供给膜上及膜外蛋白质),有些游离在细胞质基质中(供给膜内蛋白质,不经过高尔基体,直接在细胞质基质内的酶的作用下形成空间构形),是合成蛋白质的重要基地。
⑥中心体
中心体(Centrosome)存在于动物细胞和某些低等植物细胞中,因为它的位置靠近细胞核,所以叫中心体。每个中心体由两个互相垂直排列的中心粒及其周围的物质组成。动
显微镜下的细胞
物细胞的中心体与有丝分裂有密切关系..中心粒(Centriole)这种细胞器的位置是固定的,具有极性的结构。在间期细胞中,经固定、染色后所显示的中心粒仅仅是1或2个小颗粒。而在电子显微镜下观察,中心粒是一个柱状体,长度约为0.3μm~0.5μm,直径约为0.15μm,它是由9组小管状的亚单位组成的,每个亚单位一般由3个微管构成。这些管的排列方向与柱状体的纵轴平行。中心粒通常是成对存在,2个中心粒的位置常成直角。中心粒在有丝分裂时有重要作用
⑦液泡
液泡(Vacuole)是植物细胞中的泡状结构。成熟的植物细胞中的液泡很大,可占整个细胞体积的90%。液泡的表面有液泡膜。液泡内有细胞液,其中含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质,可以达到很高的浓度。因此,它对细胞内的环境起着调节作用,可以使细胞保持一定的渗透压,保持膨胀的状态。动物细胞也同样有小液泡。
⑧溶酶体
囊状小体或小泡,内含多种水解酶,具有自溶和异溶作用。自溶作用是指溶酶体消化分解细胞内损坏和衰老的细胞器的过程,异溶作用是指消化和分解被细胞吞噬的病原微生物及其细胞碎片的过程。溶酶体是细胞内具有单层膜囊状结构的细胞器。其内含有很多种水解酶类,能够分解很多物质。
⑨微丝及微管
在细胞质内除上述结构外,还有微丝(Microfilament)和微管(Microtubule)等结构,它们的主要机能不只是对细胞起骨架支持作用,以维持细胞的形状,如在红血细胞微管成束平行排列于盘形细胞的周缘,又如上皮细胞微绒毛中的微丝;它们也参加细胞的运动,如有丝分裂的纺锤丝,以及纤毛、鞭毛的微管。此外,细胞质内还有各种内含物,如糖原、脂类、结晶、色素等。
4.细胞核
细胞质里含有一个近似球形的细胞核(Nucleus),是由更加黏稠的物质构成的。细胞核通常位于细胞的中央,成熟的植物细胞的细胞核,往往被中央液泡推挤到细胞的边缘。细胞核中有一种物质,易被洋红、苏木精、甲基绿等碱性染料染成深色,叫做染色质(Chromatin)。生物体用于传种接代的物质即遗传物质,就在染色质上。当细胞进行有丝分裂时,染色质在分裂间期螺旋缠绕成染色体。
多数细胞只有一个细胞核,有些细胞含有两个或多个细胞核,如肌细胞、肝细胞等。细胞核可分为核膜、染色质、核液和核仁四部分。核膜与内质网相通连,染色质位于核膜与核仁之间。染色质主要由蛋白质和DNA组成。DNA是一种有机物大分子,又叫脱氧核糖核酸,是生物的遗传物质。在有丝分裂时,染色体复制,DNA也随之复制为两份,平均分配到两个子细胞中,使得后代细胞染色体数目恒定,从而保证了后代遗传特性的稳定。还有RNA,RNA是DNA在复制时形成的单链,它传递信息,控制合成蛋白质,其中有转移核糖核酸(tRNA)、信使核糖核酸(mRNA)和核糖体核糖核酸(rRNA)。细胞核的机能是保存遗传物质,控制生化合成和细胞代谢,决定细胞或机体的性状表现,把遗传物质从细胞(或个体)一代一代传下去。但细胞核不是孤立的起作用,而是和细胞质相互作用、相互依存而表现出细胞统一的生命过程。细胞核控制细胞质;细胞质对细胞的分化、发育和遗传也有重要的作用。
动物细胞与植物细胞比较
动物细胞与植物细胞相比较,具有很多相似的地方,如动物细胞也具有细胞膜、细胞质、细胞核等结构。但是动物细胞与植物细胞又有一些重要的区别,如动物细胞的最外面是细胞膜,没有细胞壁;动物细胞的细胞质中不含叶绿体,也不形成中央液泡。
总之,不论是植物还是动物,都是由细胞构成的。细胞是生物体结构和功能的基本单位。
5.细胞骨架(Cytoskeleton)
细胞骨架是指真核细胞中蛋白纤维的网络结构。
细胞骨架由位于细胞质中的微丝、微管和中间纤维构成。微丝确定细胞表面特征,使细胞能够运动和收缩。微管确定膜性细胞器的位置和作为膜泡运输的轨道。中间纤维使细胞具有张力和抗剪切力。
细胞骨架不仅在维持细胞形态、承受外力、保持细胞内部结构有序性方面起重要作用,而且还参与许多重要的生命活动,如:在细胞分裂中细胞骨架牵引染色体分离;在细胞物质运输中,各类小泡和细胞器可沿着细胞骨架定向运转。
细胞骨架在20世纪60年代后期才被发现。主要因为早期电镜制样采用低温(0-4℃)固定,而细胞骨架会在低温下解聚。直到采用戊二醛常温固定,人们才逐渐认识到细胞骨架的客观存在。
注:有部分教材把细胞核作为细胞器之一。
D. 硅胶的作用是什么
硅胶不仅作为航空、尖端技术、军事技术部门的特种材料使用,而且也用于国民经济各部门,其应用范围已扩到:建筑、电子电气、纺织、汽车、机械、皮革造纸、化工轻工、金属和油漆、医药医疗等
1、泡沫硅橡胶由于具有较高的热稳定性,良好的绝热性、绝缘性、防潮性、抗震性,尤其是在高频下的抗震性好,因此是一种理想的轻质封装材料。用于各种电子元件、仪器、仪表、飞行体仪器轮等可起到"防潮、防震、防腐蚀的"三防"保护作用。此外还可做绝热夹层的填充材料及盐雾气氛中的漂浮材料以及密封材料。泡沫硅橡胶在医学上还可做为矫形外科的填充、修补及膺服材料。
2、热硫化型硅橡胶
可制成不同硬度的产品,是临床最常用的一种,可预先雕刻成所形。如:鼻假体、人工下颌、颅骨补片、乳房假体、耳廓或支架下颌面部赝复材料、人工关节、人工睾丸等。
3、室温硫化型硅橡胶
为硅油单位再室温下,通过催化剂的作用完成硫化过程,在其尚为液态未硬化前注射入所需部位,按局部缺陷形态进行填充塑形。但此种用法并发症较多,已被停止使用。
(4)球形半透膜扩展阅读:
硅胶制品根据成型工艺的不同可以分为:
1、模压硅胶制品
模压硅胶制品通常是通过高温模具在放入添加硫化剂的固体硅胶原料后通过硫化机台施加压力,高温硫成固体化成型的,模压硅胶的硬度通常在30°C-70°C。原料配合色膏按照潘通色卡号调出颜色,模具的形状决定了模压硅胶制品的形状,模压硅胶制品是硅胶行业中运用最广泛的一种。
2、挤出硅胶制品
挤出硅胶制品通常是通过挤出机器挤压硅胶成型的,一般挤出硅胶形状是长条的,管状的可随意裁剪,但是挤出硅胶的形状有局限性,在医疗器械,食品机械中广泛使用。
3、液态硅胶制品
液态硅胶制品是通过硅胶注塑喷射成型的,产品柔软,硬度可以达到10°C-40°C,因其柔软的特性,在仿真人体器官,医疗硅胶胸垫,等广泛运用。
4、特种硅胶制品
特种硅胶制品是根据硅胶的化学特性或者一些辅助原料的添加,特种硅胶制品还可具有耐高温(最高可达330度),食品级(完全符合美国FDA,LFGB标准),医疗级,阻燃级,通过添加辅助原料还可以具有,夜光,负离子,变色,等特性。
E. 高中生物知识点总结
生物的基本特性 生物体具有共同的物质基础和结构基础
新陈代谢作用
应激性
生长、发育、生殖
遗传和变异
生物体都能适应一定的环境和影响环境 生物体的基本组成物质中都有蛋白质和核酸。
蛋白质是生命活动的主要承担者。
核酸是遗传信息的携带者。
细胞是生物体的结构和功能的基本单位。
新陈代谢是活细中全部有序的化学变化的总称。
新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础。
生物学发展 三阶段:
描述性生物学、实验生物学、分子生物学 《细胞学说》——为研究生物的结构、生理、生殖和发育奠定了基础;
《物种起源》——推动现代生物学的发展方面起了巨大作用;
孟德尔;DNA双螺旋结构;
生物科学发展 生物工程、医药、农业、能源开发与环保 疫苗制造——核心:基因工程
抗虫棉;石油草;超级菌
生命的物质基础
生物体的生命活动都有共同的物质基础
化学元素 在不同的生物体内,各种化学元素的含量相差很大。
分类:大量元素、微量元素
化合物是生物体生命活动的物质基础。
化学元素能够影响生物体的生命活动。
生物界和非生物界具有统一性和差异性
化合物 水、无机盐、糖类、脂类、蛋白质、核酸。
水——自由水、结合水
无机盐的离子对于维持生物体的生命活动有重要作用。
糖类——单糖、二糖、多糖。
脂质——脂肪、类脂、固醇
自由水是细胞内的良好溶剂,可以把营养物质运送到各个细胞。
维持细胞的渗透压和酸碱平衡,细胞形态、功能。
糖类是构成生物体的重要成分,也是细胞的主要能源物质。
脂肪是生物体内储存能量的物质;减少身体热量散失,维持体温恒定,减少内脏摩擦,缓冲外界压力。
磷脂是构成细胞膜的重要成分。
固醇——胆固醇、维生素D、性激素;维持正常新陈代谢和生殖过程。
蛋白质与核酸 蛋白质和核酸都是高分子物质。
蛋白质是细胞中重要的有机化合物,一切生命活动都离不开蛋白质。
核酸是遗传信息的载体。
蛋白质结构:氨基酸的种类、数目、排列和肽链的空间结构。
蛋白质功能:催化、运输、调节、免疫、识别
染色体是遗传物质的主要载体。
生命的基本单位——细胞
细胞是生物体的结构和功能的基本单位。
细胞结构与功能 细胞分类:真核生物、原核生物
细胞具有非常精细的结构和复杂的自控功能。 细胞只有保持完整性,才能够正常地完成各项生命活动。
细胞膜 结构:流动镶嵌模型——磷脂、蛋白质。
基本骨架:磷脂双分子层
糖被的结构:蛋白质+多糖。
细胞壁:纤维素、果胶 功能:流动性、选择透过性
选择透过性:自由扩散(苯)、主动运输
主动运输:能保证活细胞按照生命活动的需要,选择吸收所需要的营养物质,排除新陈代谢产生的废物和有害物质。
糖被功能:保护和润滑、识别
细胞质 基质——营养物质
细胞质基质是活细胞进行新陈代谢的主要场所。
各种细胞器是完成其功能的结构基础和单位。
线粒体是活细胞进行有氧呼吸的主要场所。
叶绿体是细胞光合作用的场所。
内质网——光面:脂类、糖类合成与运输
粗面:糖蛋白的加工合成
核糖体
高尔基体
液泡对细胞的内环境起着调节作用,可以使细胞保持一定的渗透压和膨胀状态。
细胞核 结构:核膜、核仁、染色质
核膜——是选择透过性膜,但不是半透膜
染色质——DNA+蛋白质
染色质和染色体是细胞中同一种物质和不同时期的两种形态 功能:
核孔——核质之间进行物质交换的孔道。
细胞核是遗传物质储存和复制的场所,是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。
细胞核在生命活动中起着决定作用。
原核细胞 主要特点是没有由核膜包围的典型细胞核。
其细胞壁不含纤维素,而主要是糖类和蛋白质。
没有复杂的细胞器,但有分散的核糖体。
拟核 裸露DNA
细胞相对较小
细胞增殖 方式:有丝分裂、无丝分裂,减数分裂。 细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
有丝分裂
细胞周期 有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式。
体细胞进行有丝分裂是有周期性的,也就有细胞周期
动物与植物有丝分裂区别:前期、末期 不同种类的细胞,一个细胞周期的时间不同。
分裂间期最大特点:完成DNA分子复制和有关蛋白质的合成。
意义:保持了遗传性状的稳定性。
细胞分化 仅有细胞的增殖,而没有细胞分化,生物体不能进行正常的生长发育。
细胞分化是一种持久性的变化,发生在生物体的整个生命进程中,胚胎时期达最大限度。
细胞稳定性变异是不可逆转的。
细胞全能性:高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的潜在能力。 全能性表现最强的细胞是已启动分裂的干细胞;
受精卵具有最高全能性。
细胞癌变 细胞畸形分化。
致癌因子:物理、化学、病毒。
癌细胞由于原癌基因从抑制变成激活状态,使细胞发生转化而引起的。 特征:无限增殖;形态结构变化;细胞膜变化。
细胞衰老 是细胞生理和生化发生复杂变化的过程,最终反映在细胞的形态、结构、功能上发生了变化。 特征:水分减少,新陈代谢减弱;酶的活性降低;
色素积累,阻碍了细胞内物质交流和信息传递;
呼吸速度减慢,体积增大,染色质固缩、染色加深,物质运输功能降低。
第三章 生物新陈代谢
在新陈代谢基础上,生物体才能表现(生长发育遗传变异)生命的基本特征。 新陈代谢是生物最基本的特征,是生物与非生物最本质的区别。
酶 酶是活细胞的一类具有生物催化作用的有机物(蛋白质、核酸) 特征:高效性、专一性。
需要的适宜条件:适宜温度和PH
ATP ATP是新陈代谢所需能量的直接来源。
形成途径:动物——呼吸作用
植物——光合作用、呼吸作用
形成方式:ADP+Pi ATP在细胞内含量很少,但转化十分迅速,总是处于动态平衡。
光合作用 意义:除了将太阳能转化成化学能,并贮存在光合作用制造的糖类等有机物中,以及维持大气中氧和二氧化碳含量的相对稳定外,还对生物的进化具有重要作用。 蓝藻在地球上出现以后,地球大气中才逐渐含有氧。
水分代谢 渗透作用必备条件:
具有半透膜;两侧溶液具有浓度差。
原生质层:细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质。 蒸腾作用是水分吸收和矿质元素运输的动力。
矿质代谢 矿质元素以离子形式被根尖吸收。
植物对水分的吸收和对矿质元素的吸收是相对独立的过程。 矿质元素的利用形式:N、P、Mg
Ca、Fe
营养物质代谢 三大营养物质的基本来源是食物。
糖类:食物中的糖类绝大部分是淀粉。
脂类:食物中的脂类绝大部分是脂肪。
蛋白质:合成;氨基转换;脱氨基
关注:血糖调节、肥胖问题、饮食搭配。
只有合理选择和搭配食物,养成良好饮食习惯,才能维持健康,保证人体新陈代谢、生长发育等生命活动的正常进行。
甘油&脂肪酸大部分再度合成为脂肪。
动物性食物所含氨基酸种类比植物性食物齐全。
三大营养物质之间相互联系,相互制约。他们之间可以转化,但是有条件,而且转化程度有明显差异。
内环境与稳态 内环境相关系统:循环、呼吸、消化、泌尿。
包括:细胞外液(组织液、血浆、淋巴)
内环境是体内细胞生存的直接环境。
内环境理化性质包括:温度、PH、渗透压等
稳态:机体在神经系统和体液的调节下,通过各器官、系统的协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态。 体内细胞只有通过内环境,才能与外界环境进行物质交换。
稳态意义:机体新陈代谢是由细胞内很多复杂的酶促反应组成的,而酶促反应的进行需要温和的外界条件,必须保持在适宜的范围内,酶促反应才能正常进行。
呼吸作用 分类:有氧呼吸、无氧呼吸
有氧和无氧呼吸的第一阶段都在细胞质基质中进行。
无氧呼吸的场所是细胞质基质
生物体生命活动都需要呼吸作用供能 意义:呼吸作用能为生物体生命活动供能;呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。
新陈代谢类型 同化作用
异化作用 自养型:光能自养、化能自养
异养型
需氧型
厌氧型
第四章 生命活动的调节
植物生命活动调节基本形式激素调节
动物生命活动调节基本形式神经调节和体液调节。神经调节占主导地位。
植物 向性运动是植物受单一方向的外界刺激引起定向运动。
植物的向性运动是对外界环境的适应性。
其他激素:赤霉素、细胞分裂素;脱落酸、乙烯。
植物的生长发育过程,不是受单一激素调节,而是由多种激素相互协调、共同调节。 生长素是最早发现的一种植物激素。
生长素的生理作用具有两重性,这与生长素浓度和植物器官种类等有关。
生长素的运输是从形态学的上端向下端运输。
应用:促扦插枝条生根;促果实发育;防落花果。
动物——体液 体液调节:某些化学物质通过体液传送,对人和动物体的生理活动所进行的调节。
激素调节是体液调节的主要内容。
反馈调节:协同作用、拮抗作用。
通过反馈调节作用,血液中的激素经常维持在正常的相对稳定的水平。 下丘脑是机体调节内分泌活动的枢纽。
激素调节是通过改变细胞代谢而发挥作用。
生长激素与甲状腺激素;血糖调节。
动物——神经 生命活动调节主要是由神经调节来完成。
神经调节基本方式——反射。
反射活动结构基础——反射弧
兴奋传导形式——神经冲动。
兴奋传导:神经纤维上传导;细胞间传递
神经调节以反射方式实现;体液调节是激素随血液循环输送到全身来调节。体内大多数内分泌腺受中枢神经系统控制,分泌的激素可以影响神经系统的功能。 反射活动——非条件反射、条件反射。
条件反射大大地提高了动物适应复杂环境变化的能力。
神经中枢功能——分析和综合
神经纤维上传导——电位变化、双向
细胞间传递——突触、单向
动物——行为 动物行为是在神经系统、内分泌系统、运动器官共同调节作用下形成的。
行为受激素、神经调节控制。
先天性行为:趋性、本能、非条件反射
后天性行为:印随、模仿、条件反射
动物建立后天性行为主要方式:条件反射
动物后天性行为最高级形式:判断、推理
高等动物的复杂行为主要通过学习形成。 神经系统的调节作用处主导地位。
性激素与性行为之间有直接联系。
垂体分泌的促性腺激素能促进性腺发育和性激素分泌,进而影响动物性行为。
大多数本能行为比反射行为复杂。(迁徙、织网、哺乳)
生活体验和学习对行为的形成起决定作用。
判断、推理是通过学习获得。
学习主要是与大脑皮层有关。
生物的生殖和发育
生殖 无性生殖、有性生殖
有性生殖使产生的后代具备了双亲的遗传特性,具有更强的生活能力和变异性,对生物的生存和进化具有重要意义。 单子叶:玉米、小麦、水稻
双子叶:豆类(花生、大豆)、黄瓜、荠菜
减数分裂和受精作用维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,具有遗传和变异作用。
个体发育 从受精卵开始发育到性成熟个体的过程。
植物个体发育 花芽形成标志生殖生长的开始。 受精卵经过短暂休眠;受精极核不经休眠。
胚柄产生激素类物质,促进胚体发育。
动物个体发育 胚胎发育、胚后发育
含色素的动物极总是朝上,保证胚胎发育所需的温度条件。
生物的个体发育是系统发育短暂而迅速的重演。 爬行类、鸟类、哺乳类的胚胎发育早期具有羊膜结构,保证了胚胎发育所需的水环境,具有防震和保护作用,增强了对陆地环境的适应能力。
遗传和变异
遗传物质基础 DNA的探索:
转化因子的发现→转化因子是DNA→DNA是遗传物质→DNA是主要遗传物质
DNA复制是边解旋边复制的过程。
复制方式——半保留复制。
基因的本质是具有遗传效应的DNA片段
基因是决定生物性状的基本单位。
基因对性状的控制:
1 通过控制酶的合成来控制代谢过程;
2 通过控制蛋白质分子结构来直接影响 脱氧核苷酸是构成DNA的基本单位。
染色体是遗传物质的主要载体。
DNA分子结构:DNA双螺旋结构
碱基互补配对原则
碱基不同排列构成了DNA的多样性,也说明了生物体具有多样性和特异性的原因。
DNA双螺旋结构和碱基互补配对原则保证了复制能够精确、准确地进行,保持了遗传的连续性。
各种生物都公用同一套遗传密码。
中心法则的书写。
一个性状可由多个基因控制。
生物变异 不可遗传:不引起体内遗传物质变化
可遗传:基因突变、基因重组、染色体变异
多倍体产生原因,是体细胞在有丝分裂过程中,染色体完成了复制,但受外界影响,使纺锤体形成受破坏,从而染色体加倍。 基因突变是生物变异的根本来源,为生物进化提供了最初的原材料。
通过有性生殖过程实现的基因重组,为生物变异提供了极其丰富的来源,是形成生物多样性的 重要原因之一。
多倍体育种营养物质增加,但发育延迟、结实少。
单倍体育种可以在短时间内得到一个稳定的纯系品种,明显缩短了育种年限。
优生措施 禁止近亲结婚;遗传咨询;适龄生育;产前诊断。
生物进化
进化基本单位---——种群
进化实质——种群基因频率的改变
突变和基因重组只是产生生物进化的原材料,不能决定生物进化方向。
生物进化方向由自然选择决定。
不同种群之间一旦产生生殖隔离,就不会有基因交流。 突变和基因重组是生物进化的原材料;
自然选择决定生物进化方向;
隔离是新物种形成必要条件。
生物与环境
生态因素 非生物因素
光:光对植物的生理和分布起着决定性作用。
光对动物的影响很明显。(繁殖活动)
温度:温度对生物分布、生长、发育的影响
水:决定陆地生物分布的重要因素。 生物因素
种内关系:种内互助、种内斗争
种间关系:互利共生、寄生、竞争、捕食
种群 特征:种群密度、出生率和死亡率、年龄组成、性别比例。
数量变化:“J”曲线、“S”曲线。
研究数量变化意义:在野生生物资源的合理利用和保护、害虫防治方面。 影响种群变化因素:气候、食物、被捕食、传染病。
人类活动对自然界中种群数量变化的影响越来越大。
生物群落 垂直结构、水平结构
生态系统 结构
成分:非生物的物质和能量;生产者;消费者;分解者。
成分间联系——食物链、食物网
生产者固定的太阳能的总量是流经该系统的总能量。
能量流动特点:单向流动、逐级递减
物质循环和能量流动沿着食物链、网进行的。
据此实现对能量的多极利用,从而大大提高能量利用效率。
能量流动和物质循环是生态系统的主要功能。
生态系统稳定性 生态系统的自动调节能力是有一定限度。
一个生态系统,抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间往往存在相反的关系。 生态系统成分越单纯,营养结构越简单,自动调节能力越低,抵抗力稳定性越低
F. 高一生物
《分子与细胞》
元素 细胞膜 基质
化学成分 结构与功能 细胞质
化合物 细胞核 细胞器
细胞 生物膜系统
有丝分裂
无丝分裂 细胞分裂 细胞分化 细胞工程
减数分裂
高一生物内容构成
(一)走近细胞
一、 比较原核与真核细胞(多样性)
原核细胞 真核细胞
细胞 较小(1—10um) 较大(10--100 um)
细胞核 无成形的细胞核,核物质集中在核区。无核膜,无核仁。DNA不和蛋白质结合 有成形的真正的细胞核。有核膜,有核仁。DNA不和蛋白质结合成染色体
细胞质 除核糖体外,无其他细胞器 有各种细胞器
细胞壁 有。但成分和真核不同,主要是肽聚糖 植物细胞、真菌细胞有,动物细胞无
代表 放线菌、细菌、蓝藻、支原体 真菌、植物、动物
二、生命系统的层次性
植:营养、保护、机械、输导 植:根、茎、叶
细胞 组织 分泌 器官 花、果、种
动:上皮、结缔、肌肉、神经 动:心、肝……
运动、循环
消化、呼吸 病毒
系统(动) 个体 单细胞 种群 群落
泌尿、生殖 多细胞
神经、内分泌
非生物因素 Ⅰ号
生态系统 生产者 生物圈
生物因素 消费者 Ⅱ号
分解者
三、细胞学说内容(统一性)
○从人体的解剖和观察入手:维萨里、比夏
○显微镜下的重要发明:虎克、列文虎克
○理论思维和科学实验的结合:施来登、施旺
1. 细胞是一个有机体,一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成。
2. 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。
3. 新细胞可以从老细胞中产生。
○在修正中前进:细胞通过分裂产生新的细胞。
注:现代生物学的三大基石
1.1838—1839年 细胞学说 2.1859年 达尔文 进化论 3.1866年 孟德尔 遗传学
四、结论
除病毒以外,细胞是生物体结构和功能的基本单位,也是地球上最基本的生命系统。
(二)组成细胞的分子
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种) 最基本:C,占干重的48.4%,生物大分子以碳链为骨架
物质 说明生物界与非生物界的统一性和差异性。
基础 水:主要组成成分;一切生命活动离不开水
无机物 无机盐:对维持生物体的生命活动有重要作用
化合物 蛋白质:生命活动(或性状)的主要承担者/体现者
核酸:携带遗传信息
有机物 糖类:主要的能源物质
脂质:主要的储能物质
一、蛋白质 (占鲜重7-10%,干重50%)
结构 元素组成 C、H、O、N,有的还有P、S、Fe、Zn、Cu、B、Mn、I等
单体 氨基酸 (约20种,必需8种,非必需12种)
化学结构 由多个氨基酸分子脱水缩合而成,含有多个肽键的化合物,叫多肽。
多肽呈链状结构,叫肽链。一个蛋白质分子含有一条或几条肽链。
高级结构 多肽链形成不同的空间结构,分二、三、四级。
结构特点 由于组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列次序不同,于是肽链的空间结构千差万别,因此蛋白质分子的结构是极其多样的。
功能 ○蛋白质的结构多样性决定了它的特异性/功能多样性。
1. 构成细胞和生物体的重要物质:如细胞膜、染色体、肌肉中的蛋白质;
2. 有些蛋白质有催化作用:如各种酶;
3. 有些蛋白质有运输作用:如血红蛋白、载体蛋白;
4. 有些蛋白质有调节作用:如胰岛素、生长激素等;
5. 有些蛋白质有免疫作用:如抗体。
备注 ○连接两个氨基酸分子的键(—NH—CO—)叫肽键。
○各种蛋白质在结构上所具有的共同特点(通式):
1. 每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基连同一碳原子上;
2. 各种氨基酸的区别在于R基的不同。
○ 变性(熟鸡蛋)&盐析&凝固(豆腐)
计算 ○由N个aa形成的一条肽链围成环状蛋白质时,产生水/肽键 N 个;
○N个aa形成一条肽链时,产生水/肽键 N-1 个;
○N个aa形成M条肽链时,产生水/肽键 N-M 个;
○N个aa形成M条肽链时,每个aa的平均分子量为α,那么由此形成的蛋白质
的分子量为 N×α-(N-M)×18 ;
二、核酸
一切生物的遗传物质,是遗传信息的载体,是生命活动的控制者。
元素组成 C、H、O、N、P等
分类 脱氧核糖核酸(DNA双链) 核糖核酸(RNA单链)
单体
成分 磷酸 H3PO4
五碳糖 脱氧核糖 核糖
含氮
碱基 A、G、C、T A、G、C、U
功能 主要的遗传物质,编码、复制遗
传信息,并决定蛋白质的合成 将遗传信息从DNA传递给
蛋白质。
存在 主要存在于细胞核,少量在线粒
体和叶绿体中。甲基绿 主要存在于细胞质中。吡罗红
△ 每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架,由许多单体连接成多聚体。
三、糖类和脂质
元素 类别 存在 生理功能
糖类 C、H、O 单糖 核糖C5H10O5 主细胞质 核糖核酸的组成成分;
脱氧核糖C4H10O5 主细胞核 脱氧核糖核酸的组成成分;
六碳糖:葡萄糖
C6H12O6、果糖等 主细胞质 是生物体进行生命活动的重要能源物质(70%以上);
二糖
C12H22O11 麦芽糖、蔗糖 植物
乳糖 动物
多糖 淀粉、纤维素 植物 (细胞壁的组成成分),
重要的储存能量的物质;
糖原(肝、肌) 动物
脂质 C、H、O
有的 还有N、P 脂肪 动、植物 储存能量、维持体温恒定;
类脂/磷脂 脑、豆 构成生物膜的重要成分;
固醇 胆固醇 动物 动物的重要成分;
性激素 促性器官发育和第二性征;
维生素D 促进钙、磷的吸收和利用;
△ 组成生物体的任何一种化合物都不能够单独地完成某一种生命活动,而只有按照一定的方式有机地组织起来,才能表现出细胞和生物体的生命现象。细胞就是这些物质最基本的结构形式。
四、鉴别实验
试剂 成分 实验现象 常用材料
蛋白质 双缩脲 A: 0.1g/mL NaOH 紫色 大豆
鸡蛋
B: 0.01g/mL CuSO4
脂肪 苏丹Ⅲ 橘黄色 花生
还原糖 班氏(加热) 砖红色沉淀 苹果、梨、白萝卜
淀粉 碘液 I2 蓝色 马铃薯
○具有还原性的糖:葡萄糖、麦芽糖、果糖
五、无机物
存在方式 生理作用
水
结合水4.5%
自由水95% 部分水和细胞中
其他物质结合。 细胞结构的组成成分。
绝大部分的水以
游离形式存在,可以自由流动。 1.细胞内的良好溶剂;
2.参与细胞内许多生物化学反应;
3.水是细胞生活的液态环境;
4.水的流动,把营养物质运送到细胞,并把废物运送到排泄器官或直接排出;
无机盐 多数以离子状态存,如K+、
Ca2+、Mg2+、Cl--、PO2+等 1.细胞内某些复杂化合物的重要组成部分,如Fe2+是血红蛋白的主要成分;
2.持生物体的生命活动,细胞的形态和功能;
3.维持细胞的渗透压和酸碱平衡;
六、小结
化合 有机组合 分化
化学元素 化合物 原生质 细胞
○原生质 1.泛指细胞内的全部生命物质,但并不包括细胞内的所有物质,如细胞壁;
2.包括细胞膜、细胞质和细胞核三部分;其主要成分为核酸、蛋白质(和脂类);
3.动物细胞可以看作一团原生质。
○细胞质 : 指细胞中细胞膜以内、细胞核以外的全部原生质。
○原生质层:成熟的植物细胞的细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质,为一层半透膜。
(三)细胞的基本结构
细胞壁(植物特有): 纤维素+果胶,支持和保护作用
成分:脂质(主磷脂)50%、蛋白质约40%、糖类2%-10%
细胞膜
作用:隔开细胞和环境;控制物质进出;细胞间信息交流;
真核 基质: 有水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等
细胞 细胞质 是活细胞进行新陈代谢的主要场所。
分工:线、内、高、核、溶、中、叶、液、
细胞器
协调配合:分泌蛋白的合成与分泌;生物膜系统
核膜:双层膜,分开核内物质和细胞质
核孔:实现核质之间频繁的物质交流和信息交流
细胞核 核仁:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关
染色质:由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的载体
一、 细胞器 差速离心:美国 克劳德
线粒体 叶绿体 高尔基体 内质网 液泡 核糖体 中心体
分布 动植物 植物 动植物 动植物 植物和某
些原生动物 动植物 动物
低等植物
形态 椭球形、棒形 扁平的球形或椭球形 大小囊泡、扁平囊 网状 椭球形粒状小体
结构 双层膜,有少量DNA 单层膜,形成囊泡状和管状,内有腔 没有膜结构
嵴(TP酶复合体)、基粒、基质 基粒(类体)、基质(片层结构)、酶 外连细胞膜,内连核膜 液泡膜、细胞液 蛋白质、RNA、和酶 两个互相垂直的中心粒
功能 有氧呼吸的主场所 进行光合作用的场所 细胞分泌,
成细胞壁 提供合成、运输条件 贮存物质,调节内环境 蛋白质合成的场所 与有丝分裂有关
备注 在核仁
形成
△ 细胞器是指在细胞质中具有一定形态结构和执行一定生理功能的结构单位,
三、协调配合 分泌蛋白 放射性同位素示踪法:罗马尼亚 帕拉德
有机物、O2
叶绿体 线粒体
能量、CO2
基因调控 初步合成 加工 修饰
细胞核 核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜 胞外
氨基酸 肽链 一定空间结构
○生物膜系统:细胞器膜 + 细胞膜 + 核膜等形成的结构体系
四、细胞核 = 核膜(双层) + 核仁 + 染色质 + 核液
美西螈实验、蝾螈横缢实验、变形虫实验、伞藻嫁接与移植实验
细胞核是遗传信息储存和复制的场所,是代谢活动和遗传特性的控制中心。
○ 染色质和染色体是同一物质在细胞周期不同阶段相互转变的形态结构。
DNA 螺旋
○ + = 核小体(串珠结构) 染色质 30nm纤维
组蛋白 非组蛋白
螺旋化
0.4um超螺旋管(圆筒形) 2-10um染色单体(圆柱状、杆状)
二、树立观点(基本思想)
1.有一定的结构就必然有与之相对应功能的存在;
○结构和功能相统一
2.任何功能都需要一定的结构来完成
1.各种细胞器既有形态结构和功能上的差异,又相互联系,相互依存;
○分工合作
2.细胞的生物膜系统体现细胞各结构之间的协调配合。
○生物的整体性:整体大于各部分之和;只有在各部分组成一个整体的时才能体现出生命现象。
1.结构:细胞的各个部分是相互联系的。如分布在细胞质的内质网内连核膜,外接细胞膜。
2.功能:细胞的不同结构有不同的生理功能,但却是协调配合的。如分泌蛋白的合成与分泌。
3.调控:细胞核是代谢的调控中心。其DNA通过控制蛋白质类物质的合成调控生命活动。
4.与外界的关系上:每个细胞都要与相邻细胞、而与外界环境直接接触的细胞都要和外界环境进行物质交换和能量转换。
六、总结
细胞既是生物体结构的基本单位,也是生物体代谢和遗传的基本单位。
(四)细胞物质的运输
○科学家研究细胞膜结构的历程是从物质跨膜运输的现象开始的,分析成分是了解结构的基础,现象和功能又提供了探究结构的线索。人们在实验观察的基础上提出假说,又通过进一步的实验来修正假说,其中方法与技术的进步起到关键的作用
成分:磷脂和蛋白质和糖类
结构:单位膜(三明治)→ 流动镶嵌模型
细胞膜 特性 结构特点:具有相对的流动性
生理特性:选择透过性(对离子和小分子物质具选择性)
保护作用
功能 控制细胞内外物质交换
细胞识别、分泌、排泄、免疫等
一、物质跨膜运输的实例
1.水分
条件 浓度 外液 > 细胞质/液 外液 < 细胞质/液
现象 动物 失水皱缩 吸水膨胀甚至涨破
植物 质壁分离 质壁分离复原
原理 外因 水分的渗透作用
内因 原生质层与细胞壁的伸缩性不同造成收缩幅度不同
结论 细胞的吸水和失水是水分顺相对含量梯度跨膜运输的过程
○ 渗透现象发生的条件:半透膜、细胞内外浓度差
○ 渗透作用:水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。
○ 半透膜:指一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称。
○ 质壁分离与复原实验可拓展应用于:(指的是原生质层与细胞壁)
①证明成熟植物细胞发生渗透作用; ②证明细胞是否是活的;
③作为光学显微镜下观察细胞膜的方法; ④初步测定细胞液浓度的大小;
2. 无机盐等其他物质
① 不同生物吸收无机盐的种类和数量不同。
② 物质跨膜运输既有顺浓度梯度的,也有逆浓度梯度的。
3. 选择透过性膜
可以让水分子自由通过,一些离子和小分子也可以通过,而其他离子、小分子和大分子则不能通过的膜。
□ 生物膜是一种选择透过性膜,是严格的半透膜。
二、流动镶嵌模型
1.要点
①磷脂双分子层 构成生物膜的基本支架,但这个支架不是静止的,它具有流动性。
②蛋白质 镶嵌、贯穿、覆盖在磷脂双分子层上,大多数蛋白质也是可以流动的。
③天然糖蛋白 蛋白质和糖类结合成天然糖蛋白,形成糖被具有保护、润滑和细胞识别等
2.与单位膜的异同
相同点:组成细胞膜的主要物质是脂质和蛋白质
不同点:①流:蛋白质的分布有不均匀和不对称性;强调组成膜的分子是运动的。
②单:蛋白质均匀分布在脂双层的两侧;认为生物膜是静止结构。
三、跨膜运输的方式
例子 方式 浓度梯度 载体 能量 作用
水、甘油、气体、乙醇、苯 自由扩散 顺 × × 被选择吸收的物质从高浓度的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运
葡萄糖进入红细胞 协助扩散 顺 √ ×
进入红细胞的钾离子 主动运输 逆 √ √ 能保证活细胞按照生命活动的需要,主动地选择吸收所需要
的物质,排出新陈代谢产生的废物和对细胞要害的物质。
○大分子或颗粒:胞吞、胞吐
四、小结
组成 决定
磷脂分子+蛋白质分子 结构 功能(物质交换)
具有
导致 保证 体现
运动性 流动性 物质交换正常 选择透过性
成分组成结构,结构决定功能。构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以流动的,因此决定了由它们构成的细胞膜的结构具有一定的流动性。结构的流动性保证了载体蛋白能把相应的物质从细胞膜的一侧转运到到另一侧。由于细胞膜上不同载体的数量不同,所以,当物质进出细胞时能体现出不同的物质进出细胞膜的数量、速度及难易程度的不同,即反映出物质交换过程中的选择透过性。可见,流动性是细胞膜结构的固有属性,无论细胞是否与外界发生物质交换关系,流动性总是存在的,而选择透过性是细胞膜生理特性的描述,这一特性,只有在流动性基础上,完成物质交换功能方能体现出来。
(五)细胞的能量供应和利用
H2O 外界
水
H2O O2 矿质元素
[H]
光 ATP 原生质
ADP+PI 热能
ATP
ADP+PI
CO2+H2O C3H6O3 C2H5OH+CO2
一、 酶——降低反应活化能
◎ 新陈/细胞代谢:活细胞内全部有序化学反应的总称。
◎ 活化能:分子从常态转变成容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
1. 发现
①巴斯德之前:发酵是纯化学反应,与生命活动无关。
②巴斯德(法、微生物学家):发酵与活细胞有关;发酵是整个细胞。
③利比希(德、化学家):引起发酵的是细胞中的某些物质,但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。
④比希纳(德、化学家):酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用,就像在活酵母细胞中一样。
⑤萨姆纳(美、科学家):从刀豆种子提纯出来的脲酶是一种蛋白质。
⑥许多酶是蛋白质。
⑦切赫与奥特曼(美、科学家):少数RNA具有生物催化功能。
2.定义
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质。
注:
①由活细胞产生(与核糖体有关)
②催化性质:A.比无机催化剂更能减低化学反应的活化能,提高化学反应速度。
B.反应前后酶的性质和数量没有变化。
③成分:绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。
3.特性
① 高效性:催化效率很高,使反应速度很快,是一般无机催化集的107——1013倍。
② 专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 → 多样性 。
③ 需要合适的条件(温度和pH值) → 温和性 → 易变性 。
酶的催化作用需要适宜的温度、pH值等,过酸、过碱、高温都会破坏酶分子结构。低温也会影响酶的活性,但不破坏酶的分子结构。
图例
解析 在底物足够,其他因素固定的条件下,酶促反应的速度与酶浓度成正比。 1.在S较低时,V随S增加而加快,近乎成正比;
2.在S较低时,V随S增加而加快,但不显著;
3.当S很大且达到一定限度时,V也达到一个最大值,此时即使再增加S,反应也几乎不再改变。
1.在一定T内V随T的
升高而加快;
2.在一定条件下,每一种酶在某一T时活力最大,称最适温度;
3.当T升高到一定限度时,V反而随温度的升高而降低。
◎动物T:35—40℃
PH : 6.5—8.0
◎ 酶工程
生产提取 制成 酶制剂 应用 治疗疾病;加工和生产一些产品;
和分离纯化 固定化酶 化验诊断和水质检测;其他分支。
二、ATP(三磷酸腺苷)
◎ ATP是生物体细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物,是生物体进行各项生命活动的直接
能源,它的水解与合成存在着能量的释放与贮存。
1.结构简式
A — P ~ P ~ P
腺苷 普通化学键13.8KJ/mol 高能磷酸键 30.54 KJ/mol 磷酸基团
2.ATP与ADP的转化
ATP
呼吸作用
(线粒体) 吸 Pi
(细胞质基质) 能 吸收分泌(渗透能)
(叶绿体) 放 肌肉收缩(机械能)
光合作用 Pi 能 神经传导、生物电(电能)
ADP (每个活细胞) 合成代谢(化学能)
体温(热能)
萤火虫(光能)
◎ 糖类—主要能源物质 热能 散失
太阳光能 脂肪—主要储能物质 氧化
(直接能源) 蛋白质—能源物质之一 分解 化学能 ATP
水解酶、放
◎ ATP ADP + Pi + 能量
合成酶、吸
3.能产生ATP: 线粒体、叶绿体、细胞质基质
能产生水: 线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核
能碱基互补配对: 线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核
三、ATP的主要来源——细胞呼吸
◎呼吸是通过呼吸运动吸进氧气,排出二氧化碳的过程。
◎细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放出能量并生成ATP的过程。分为:
有氧呼吸 无氧呼吸
概念 指细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成许多ATP的过程。 指细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物分解成不彻底的氧化产物,同时释放出少量能量的过程。
过程 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
反应式 C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2 + 12H2O + 38ATP C6H12O6 → 2C3H6O3 + 2ATP
→ 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP
不同点 场所 : ①②线粒体基质 ③内膜 始终在细胞质基质
条件 : 除①外,需分子氧、酶 不需分子氧、需酶
产物 : CO2 、H2O 酒精和CO2或乳酸
能量 : 大量、合成38ATP(1161KJ) 少量、合成2ATP(61.08KJ)
相同点 联系 : 从葡萄糖分解成丙酮酸阶段相同,以后阶段不同
实质 : 分解有机物,释放能量,合成ATP
意义 : 为生物体的各项生命活动提供能量;为体内其他化合物合成提供原料
◎比较
光合作用 呼吸作用
反应场所 绿色植物(在叶绿体中进行) 所有生物(主要在线粒体中进行)
反应条件 光、色素、酶 酶(时刻进行)
物质转变 把无机物CO2和H2O合成有机物(CH2O) 分解有机物产生CO2和H2O
能量转变 把光能转变成化学能储存在有机物中 释放有机物的能量,部分转移ATP
实质 合成有机物、储存能量 分解有机物、释放能量、产生ATP
联系 有机物、氧气
光合作用 呼吸作用
能量、二氧化碳
◎ 光合作用的实质
通过光反应把光能转变成活跃的化学能,通过暗反应把二氧化碳和水合成有机物,同时把活跃的化学能转变成稳定的化学能贮存在有机物中。
四、光和光合作用
◎光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的
有机物,并释放出氧气的过程。影响因素有:光、温度、CO2浓度、水分、矿质元素等。
1.发现
内容 时间 过程 结论
普里斯特 1771年 蜡烛、小鼠、绿色植物实验 植物可以更新空气
萨克斯 1864年 叶片遮光实验 绿色植物在光合作用中产生淀粉
恩格尔曼 1880年 水绵光合作用实验 叶绿体是光合作用的场所释放出氧。
鲁宾与卡门 1939年 同位素标记法 光合作用释放的氧全来自水
2.场所
双层膜
叶绿体 基质
基粒 多个类囊体(片层)堆叠而成
胡萝卜素(橙黄色)1/3
类胡萝卜素 叶黄素(黄色) 2/3 吸蓝紫光
色素 (1/4) 叶绿素A(蓝绿色)3/4
叶绿素(3/4) 叶绿素B(黄绿色)1/4 吸红橙和蓝紫光
3.过程
光反应 暗反应
条件 光、色素、酶 CO2、[H]、ATP、酶
时间 短促 较缓慢
场所 内囊体的薄膜 叶绿体的基质
过程 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的还原
2C3 + [H] →(CH2O)
实质 光能 → 化学能,释放O2 同化CO2,形成(CH2O)
总式 CO2 + H2O → (CH2O)+ O2
或 CO2 + 12H2O → (CH2O)6 + 6O2 + 6H2O
物变 无机物CO2、H2O → 有机物(CH2O)
能变 光能 → ATP中活跃的化学能 → 有机物中稳定的化学能
◎ 同位素示踪
14C 光反应 2C 3 暗反应 (14CH2O)
3H2O 固定 [3H] 还原 (C3H2O)
H218O 光 18O2
◎ 人为创设条件,看物质变化:
1. 光照 → [H]和ATP → 暗反应 → (CH2O)
↓ ↓ ↓ ↓
切断 → 不能生成 → 不能进行 → 不能生成
2. CO2 → C5 → C3 → (CH2O)
G. 高中生物必修一知识点
(一) 走近细胞
一、 比较原核与真核细胞(多样性)
原核细胞 真核细胞
细胞 较小(1—10um) 较大(10--100 um)
细胞核 无成形的细胞核,核物质集中在核区。无核膜,无核仁。DNA不和蛋白质结合 有成形的真正的细胞核。有核膜,有核仁。DNA不和蛋白质结合成染色体
细胞质 除核糖体外,无其他细胞器 有各种细胞器
细胞壁 有。但成分和真核不同,主要是肽聚糖 植物细胞、真菌细胞有,动物细胞无
代表 放线菌、细菌、蓝藻、支原体 真菌、植物、动物
二、生命系统的层次性
植:营养、保护、机械、输导 植:根、茎、叶
细胞 组织 分泌 器官 花、果、种
动:上皮、结缔、肌肉、神经 动:心、肝……
运动、循环
消化、呼吸 病毒
系统(动) 个体 单细胞 种群 群落
泌尿、生殖 多细胞
神经、内分泌
非生物因素 Ⅰ号
生态系统 生产者 生物圈
生物因素 消费者 Ⅱ号
分解者
三、细胞学说内容(统一性)
○从人体的解剖和观察入手:维萨里、比夏
○显微镜下的重要发明:虎克、列文虎克
○理论思维和科学实验的结合:施来登、施旺
1. 细胞是一个有机体,一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成。
2. 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。
3. 新细胞可以从老细胞中产生。
○在修正中前进:细胞通过分裂产生新的细胞。
注:现代生物学的三大基石
1.1838—1839年 细胞学说 2.1859年 达尔文 进化论 3.1866年 孟德尔 遗传学
四、结论
除病毒以外,细胞是生物体结构和功能的基本单位,也是地球上最基本的生命系统。
(二)组成细胞的分子
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种) 最基本:C,占干重的48.4%,生物大分子以碳链为骨架
物质 说明生物界与非生物界的统一性和差异性。
基础 水:主要组成成分;一切生命活动离不开水
无机物 无机盐:对维持生物体的生命活动有重要作用
化合物 蛋白质:生命活动(或性状)的主要承担者/体现者
核酸:携带遗传信息
有机物 糖类:主要的能源物质
脂质:主要的储能物质
一、蛋白质 (占鲜重7-10%,干重50%)
结构 元素组成 C、H、O、N,有的还有P、S、Fe、Zn、Cu、B、Mn、I等
单体 氨基酸 (约20种,必需8种,非必需12种)
化学结构 由多个氨基酸分子脱水缩合而成,含有多个肽键的化合物,叫多肽。
(二) 多肽呈链状结构,叫肽链。一个蛋白质分子含有一条或几条肽链。
高级结构 多肽链形成不同的空间结构,分二、三、四级。
结构特点 由于组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列次序不同,于是肽链的空间结构千差万别,因此蛋白质分子的结构是极其多样的。
功能 ○蛋白质的结构多样性决定了它的特异性/功能多样性。
1. 构成细胞和生物体的重要物质:如细胞膜、染色体、肌肉中的蛋白质;
2. 有些蛋白质有催化作用:如各种酶;
3. 有些蛋白质有运输作用:如血红蛋白、载体蛋白;
4. 有些蛋白质有调节作用:如胰岛素、生长激素等;
5. 有些蛋白质有免疫作用:如抗体。
备注 ○连接两个氨基酸分子的键(—NH—CO—)叫肽键。
○各种蛋白质在结构上所具有的共同特点(通式):
1. 每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基连同一碳原子上;
2. 各种氨基酸的区别在于R基的不同。
○ 变性(熟鸡蛋)&盐析&凝固(豆腐)
计算 ○由N个aa形成的一条肽链围成环状蛋白质时,产生水/肽键 N 个;
○N个aa形成一条肽链时,产生水/肽键 N-1 个;
○N个aa形成M条肽链时,产生水/肽键 N-M 个;
○N个aa形成M条肽链时,每个aa的平均分子量为α,那么由此形成的蛋白质
的分子量为 N×α-(N-M)×18 ;
二、核酸
一切生物的遗传物质,是遗传信息的载体,是生命活动的控制者。
元素组成 C、H、O、N、P等
分类 脱氧核糖核酸(DNA双链) 核糖核酸(RNA单链)
单体
成分 磷酸 H3PO4
五碳糖 脱氧核糖 核糖
含氮
碱基 A、G、C、T A、G、C、U
功能 主要的遗传物质,编码、复制遗
传信息,并决定蛋白质的合成 将遗传信息从DNA传递给
蛋白质。
存在 主要存在于细胞核,少量在线粒
体和叶绿体中。甲基绿 主要存在于细胞质中。吡罗红
△ 每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架,由许多单体连接成多聚体。
三、糖类和脂质
元素 类别 存在 生理功能
糖类 C、H、O 单糖 核糖C5H10O5 主细胞质 核糖核酸的组成成分;
脱氧核糖C4H10O5 主细胞核 脱氧核糖核酸的组成成分;
六碳糖:葡萄糖
C6H12O6、果糖等 主细胞质 是生物体进行生命活动的重要能源物质(70%以上);
二糖
C12H22O11 麦芽糖、蔗糖 植物
乳糖 动物
多糖 淀粉、纤维素 植物 (细胞壁的组成成分),
重要的储存能量的物质;
糖原(肝、肌) 动物
脂质 C、H、O
有的 还有N、P 脂肪 动、植物 储存能量、维持体温恒定;
类脂/磷脂 脑、豆 构成生物膜的重要成分;
固醇 胆固醇 动物 动物的重要成分;
性激素 促性器官发育和第二性征;
维生素D 促进钙、磷的吸收和利用;
△ 组成生物体的任何一种化合物都不能够单独地完成某一种生命活动,而只有按照一定的方式有机地组织起来,才能表现出细胞和生物体的生命现象。细胞就是这些物质最基本的结构形式。
四、鉴别实验
试剂 成分 实验现象 常用材料
蛋白质 双缩脲 A: 0.1g/mL NaOH 紫色 大豆
鸡蛋
B: 0.01g/mL CuSO4
脂肪 苏丹Ⅲ 橘黄色 花生
还原糖 班氏(加热) 砖红色沉淀 苹果、梨、白萝卜
淀粉 碘液 I2 蓝色 马铃薯
○具有还原性的糖:葡萄糖、麦芽糖、果糖
五、无机物
存在方式 生理作用
水
结合水4.5%
自由水95% 部分水和细胞中
其他物质结合。 细胞结构的组成成分。
绝大部分的水以
游离形式存在,可以自由流动。 1.细胞内的良好溶剂;
2.参与细胞内许多生物化学反应;
3.水是细胞生活的液态环境;
4.水的流动,把营养物质运送到细胞,并把废物运送到排泄器官或直接排出;
无机盐 多数以离子状态存,如K+、
Ca2+、Mg2+、Cl--、PO2+等 1.细胞内某些复杂化合物的重要组成部分,如Fe2+是血红蛋白的主要成分;
2.持生物体的生命活动,细胞的形态和功能;
3.维持细胞的渗透压和酸碱平衡;
六、小结
化合 有机组合 分化
化学元素 化合物 原生质 细胞
○原生质 1.泛指细胞内的全部生命物质,但并不包括细胞内的所有物质,如细胞壁;
2.包括细胞膜、细胞质和细胞核三部分;其主要成分为核酸、蛋白质(和脂类);
3.动物细胞可以看作一团原生质。
○细胞质 : 指细胞中细胞膜以内、细胞核以外的全部原生质。
○原生质层:成熟的植物细胞的细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质,为一层半透膜。
(三)细胞的基本结构
细胞壁(植物特有): 纤维素+果胶,支持和保护作用
成分:脂质(主磷脂)50%、蛋白质约40%、糖类2%-10%
细胞膜
作用:隔开细胞和环境;控制物质进出;细胞间信息交流;
真核 基质: 有水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等
细胞 细胞质 是活细胞进行新陈代谢的主要场所。
分工:线、内、高、核、溶、中、叶、液、
细胞器
协调配合:分泌蛋白的合成与分泌;生物膜系统
核膜:双层膜,分开核内物质和细胞质
核孔:实现核质之间频繁的物质交流和信息交流
细胞核 核仁:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关
染色质:由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的载体
一、 细胞器 差速离心:美国 克劳德
线粒体 叶绿体 高尔基体 内质网 液泡 核糖体 中心体
分布 动植物 植物 动植物 动植物 植物和某
些原生动物 动植物 动物
低等植物
形态 椭球形、棒形 扁平的球形或椭球形 大小囊泡、扁平囊 网状 椭球形粒状小体
结构 双层膜,有少量DNA 单层膜,形成囊泡状和管状,内有腔 没有膜结构
嵴(TP酶复合体)、基粒、基质 基粒(类体)、基质(片层结构)、酶 外连细胞膜,内连核膜 液泡膜、细胞液 蛋白质、RNA、和酶 两个互相垂直的中心粒
功能 有氧呼吸的主场所 进行光合作用的场所 细胞分泌,
成细胞壁 提供合成、运输条件 贮存物质,调节内环境 蛋白质合成的场所 与有丝分裂有关
备注 在核仁
形成
△ 细胞器是指在细胞质中具有一定形态结构和执行一定生理功能的结构单位,
三、协调配合 分泌蛋白 放射性同位素示踪法:罗马尼亚 帕拉德
有机物、O2
叶绿体 线粒体
能量、CO2
基因调控 初步合成 加工 修饰
细胞核 核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜 胞外
氨基酸 肽链 一定空间结构
○生物膜系统:细胞器膜 + 细胞膜 + 核膜等形成的结构体系
四、细胞核 = 核膜(双层) + 核仁 + 染色质 + 核液
美西螈实验、蝾螈横缢实验、变形虫实验、伞藻嫁接与移植实验
细胞核是遗传信息储存和复制的场所,是代谢活动和遗传特性的控制中心。
○ 染色质和染色体是同一物质在细胞周期不同阶段相互转变的形态结构。
DNA 螺旋
○ + = 核小体(串珠结构) 染色质 30nm纤维
组蛋白 非组蛋白
螺旋化
0.4um超螺旋管(圆筒形) 2-10um染色单体(圆柱状、杆状)
二、树立观点(基本思想)
1.有一定的结构就必然有与之相对应功能的存在;
○结构和功能相统一
2.任何功能都需要一定的结构来完成
1.各种细胞器既有形态结构和功能上的差异,又相互联系,相互依存;
○分工合作
2.细胞的生物膜系统体现细胞各结构之间的协调配合。
○生物的整体性:整体大于各部分之和;只有在各部分组成一个整体的时才能体现出生命现象。
1.结构:细胞的各个部分是相互联系的。如分布在细胞质的内质网内连核膜,外接细胞膜。
2.功能:细胞的不同结构有不同的生理功能,但却是协调配合的。如分泌蛋白的合成与分泌。
3.调控:细胞核是代谢的调控中心。其DNA通过控制蛋白质类物质的合成调控生命活动。
4.与外界的关系上:每个细胞都要与相邻细胞、而与外界环境直接接触的细胞都要和外界环境进行物质交换和能量转换。
六、总结
细胞既是生物体结构的基本单位,也是生物体代谢和遗传的基本单位。
(四)细胞物质的运输
○科学家研究细胞膜结构的历程是从物质跨膜运输的现象开始的,分析成分是了解结构的基础,现象和功能又提供了探究结构的线索。人们在实验观察的基础上提出假说,又通过进一步的实验来修正假说,其中方法与技术的进步起到关键的作用
成分:磷脂和蛋白质和糖类
结构:单位膜(三明治)→ 流动镶嵌模型
细胞膜 特性 结构特点:具有相对的流动性
生理特性:选择透过性(对离子和小分子物质具选择性)
保护作用
功能 控制细胞内外物质交换
细胞识别、分泌、排泄、免疫等
一、物质跨膜运输的实例
1.水分
条件 浓度 外液 > 细胞质/液 外液 < 细胞质/液
现象 动物 失水皱缩 吸水膨胀甚至涨破
植物 质壁分离 质壁分离复原
原理 外因 水分的渗透作用
内因 原生质层与细胞壁的伸缩性不同造成收缩幅度不同
结论 细胞的吸水和失水是水分顺相对含量梯度跨膜运输的过程
○ 渗透现象发生的条件:半透膜、细胞内外浓度差
○ 渗透作用:水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。
○ 半透膜:指一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称。
○ 质壁分离与复原实验可拓展应用于:(指的是原生质层与细胞壁)
①证明成熟植物细胞发生渗透作用; ②证明细胞是否是活的;
③作为光学显微镜下观察细胞膜的方法; ④初步测定细胞液浓度的大小;
2. 无机盐等其他物质
① 不同生物吸收无机盐的种类和数量不同。
② 物质跨膜运输既有顺浓度梯度的,也有逆浓度梯度的。
3. 选择透过性膜
可以让水分子自由通过,一些离子和小分子也可以通过,而其他离子、小分子和大分子则不能通过的膜。
□ 生物膜是一种选择透过性膜,是严格的半透膜。
二、流动镶嵌模型
1.要点
①磷脂双分子层 构成生物膜的基本支架,但这个支架不是静止的,它具有流动性。
②蛋白质 镶嵌、贯穿、覆盖在磷脂双分子层上,大多数蛋白质也是可以流动的。
③天然糖蛋白 蛋白质和糖类结合成天然糖蛋白,形成糖被具有保护、润滑和细胞识别等
2.与单位膜的异同
相同点:组成细胞膜的主要物质是脂质和蛋白质
不同点:①流:蛋白质的分布有不均匀和不对称性;强调组成膜的分子是运动的。
②单:蛋白质均匀分布在脂双层的两侧;认为生物膜是静止结构。
三、跨膜运输的方式
例子|方式| 浓度梯度| 载体| 能量| 作用
水、甘油、气体、乙醇、苯| 自由扩散| 顺 ×| ×| 被选择吸收的物质从高浓度的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运
葡萄糖进入红细胞| 协助扩散| 顺| √| ×
进入红细胞的钾离子 |主动运输| 逆| √| √| 能保证活细胞按照生命活动的需要,主动地选择吸收所需要
的物质,排出新陈代谢产生的废物和对细胞要害的物质。
○大分子或颗粒:胞吞、胞吐
四、小结
组成 决定
磷脂分子+蛋白质分子 结构 功能(物质交换)
具有
导致 保证 体现
运动性 流动性 物质交换正常 选择透过性
成分组成结构,结构决定功能。构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以流动的,因此决定了由它们构成的细胞膜的结构具有一定的流动性。结构的流动性保证了载体蛋白能把相应的物质从细胞膜的一侧转运到到另一侧。由于细胞膜上不同载体的数量不同,所以,当物质进出细胞时能体现出不同的物质进出细胞膜的数量、速度及难易程度的不同,即反映出物质交换过程中的选择透过性。可见,流动性是细胞膜结构的固有属性,无论细胞是否与外界发生物质交换关系,流动性总是存在的,而选择透过性是细胞膜生理特性的描述,这一特性,只有在流动性基础上,完成物质交换功能方能体现出来。
五)细胞的能量供应和利用
H2O 外界
水
H2O O2 矿质元素
[H]
光 ATP 原生质
ADP+PI 热能
ATP
ADP+PI
CO2+H2O C3H6O3 C2H5OH+CO2
一、 酶——降低反应活化能
◎ 新陈/细胞代谢:活细胞内全部有序化学反应的总称。
◎ 活化能:分子从常态转变成容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
1. 发现
①巴斯德之前:发酵是纯化学反应,与生命活动无关。
②巴斯德(法、微生物学家):发酵与活细胞有关;发酵是整个细胞。
③利比希(德、化学家):引起发酵的是细胞中的某些物质,但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。
④比希纳(德、化学家):酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用,就像在活酵母细胞中一样。
⑤萨姆纳(美、科学家):从刀豆种子提纯出来的脲酶是一种蛋白质。
⑥许多酶是蛋白质。
⑦切赫与奥特曼(美、科学家):少数RNA具有生物催化功能。
2.定义
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质。
注:
①由活细胞产生(与核糖体有关)
②催化性质:A.比无机催化剂更能减低化学反应的活化能,提高化学反应速度。
B.反应前后酶的性质和数量没有变化。
③成分:绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。
3.特性
① 高效性:催化效率很高,使反应速度很快,是一般无机催化集的107——1013倍。
② 专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 → 多样性 。
③ 需要合适的条件(温度和pH值) → 温和性 → 易变性 。
酶的催化作用需要适宜的温度、pH值等,过酸、过碱、高温都会破坏酶分子结构。低温也会影响酶的活性,但不破坏酶的分子结构。
图例
解析 在底物足够,其他因素固定的条件下,酶促反应的速度与酶浓度成正比。 1.在S较低时,V随S增加而加快,近乎成正比;
2.在S较低时,V随S增加而加快,但不显著;
3.当S很大且达到一定限度时,V也达到一个最大值,此时即使再增加S,反应也几乎不再改变。
1.在一定T内V随T的
升高而加快;
2.在一定条件下,每一种酶在某一T时活力最大,称最适温度;
3.当T升高到一定限度时,V反而随温度的升高而降低。
◎动物T:35—40℃
PH : 6.5—8.0
◎ 酶工程
生产提取 制成 酶制剂 应用 治疗疾病;加工和生产一些产品;
和分离纯化 固定化酶 化验诊断和水质检测;其他分支。
二、ATP(三磷酸腺苷)
◎ ATP是生物体细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物,是生物体进行各项生命活动的直接
能源,它的水解与合成存在着能量的释放与贮存。
1.结构简式
A — P ~ P ~ P
腺苷 普通化学键13.8KJ/mol 高能磷酸键 30.54 KJ/mol 磷酸基团
2.ATP与ADP的转化
ATP
呼吸作用
(线粒体) 吸 Pi
(细胞质基质) 能 吸收分泌(渗透能)
(叶绿体) 放 肌肉收缩(机械能)
光合作用 Pi 能 神经传导、生物电(电能)
ADP (每个活细胞) 合成代谢(化学能)
体温(热能)
萤火虫(光能)
◎ 糖类—主要能源物质 热能 散失
太阳光能 脂肪—主要储能物质 氧化
(直接能源) 蛋白质—能源物质之一 分解 化学能 ATP
水解酶、放
◎ ATP ADP + Pi + 能量
合成酶、吸
3.能产生ATP: 线粒体、叶绿体、细胞质基质
能产生水: 线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核
能碱基互补配对: 线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核
三、ATP的主要来源——细胞呼吸
◎呼吸是通过呼吸运动吸进氧气,排出二氧化碳的过程。
◎细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放出能量并生成ATP的过程。分为:
有氧呼吸 无氧呼吸
概念 指细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成许多ATP的过程。 指细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物分解成不彻底的氧化产物,同时释放出少量能量的过程。
过程 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
反应式 C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2 + 12H2O + 38ATP C6H12O6 → 2C3H6O3 + 2ATP
→ 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP
不同点 场所 : ①②线粒体基质 ③内膜 始终在细胞质基质
条件 : 除①外,需分子氧、酶 不需分子氧、需酶
产物 : CO2 、H2O 酒精和CO2或乳酸
能量 : 大量、合成38ATP(1161KJ) 少量、合成2ATP(61.08KJ)
相同点 联系 : 从葡萄糖分解成丙酮酸阶段相同,以后阶段不同
实质 : 分解有机物,释放能量,合成ATP
意义 : 为生物体的各项生命活动提供能量;为体内其他化合物合成提供原料
◎比较
光合作用 呼吸作用
反应场所 绿色植物(在叶绿体中进行) 所有生物(主要在线粒体中进行)
反应条件 光、色素、酶 酶(时刻进行)
物质转变 把无机物CO2和H2O合成有机物(CH2O) 分解有机物产生CO2和H2O
能量转变 把光能转变成化学能储存在有机物中 释放有机物的能量,部分转移ATP
实质 合成有机物、储存能量 分解有机物、释放能量、产生ATP
联系 有机物、氧气
光合作用 呼吸作用
能量、二氧化碳
◎ 光合作用的实质
通过光反应把光能转变成活跃的化学能,通过暗反应把二氧化碳和水合成有机物,同时把活跃的化学能转变成稳定的化学能贮存在有机物中。
四、光和光合作用
◎光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的
有机物,并释放出氧气的过程。影响因素有:光、温度、CO2浓度、水分、矿质元素等。
1.发现
内容 时间 过程 结论
普里斯特 1771年 蜡烛、小鼠、绿色植物实验 植物可以更新空气
萨克斯 1864年 叶片遮光实验 绿色植物在光合作用中产生淀粉
恩格尔曼 1880年 水绵光合作用实验 叶绿体是光合作用的场所释放出氧。
鲁宾与卡门 1939年 同位素标记法 光合作用释放的氧全来自水
2.场所
双层膜
叶绿体 基质
基粒 多个类囊体(片层)堆叠而成
胡萝卜素(橙黄色)1/3
类胡萝卜素 叶黄素(黄色) 2/3 吸蓝紫光
色素 (1/4) 叶绿素A(蓝绿色)3/4
叶绿素(3/4) 叶绿素B(黄绿色)1/4 吸红橙和蓝紫光
3.过程
光反应 暗反应
条件 光、色素、酶 CO2、[H]、ATP、酶
时间 短促 较缓慢
场所 内囊体的薄膜 叶绿体的基质
过程 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的还原
2C3 + [H] →(CH2O)
实质 光能 → 化学能,释放O2 同化CO2,形成(CH2O)
总式 CO2 + H2O → (CH2O)+ O2
或 CO2 + 12H2O → (CH2O)6 + 6O2 + 6H2O
物变 无机物CO2、H2O → 有机物(CH2O)
能变 光能 → ATP中活跃的化学能 → 有机物中稳定的化学能
◎ 同位素示踪
14C 光反应 2C 3 暗反应 (14CH2O)
3H2O 固定 [3H] 还原 (C3H2O)
H218O 光 18O2
◎ 人为创设条件,看物质变化:
1. 光照 → [H]和ATP → 暗反应 → (CH2O)
↓ ↓ ↓ ↓
切断 → 不能生成 → 不能进行 → 不能生成
2. CO2 → C5 → C3 → (CH2O)
H. 红细胞为什么不是球形的而是双凹,机制是什么
钠泵,1分子ATP,3个Na+,2个K+,低渗
I. 高中生物实验集锦
你可以到“易下载”“www.3633.com.cn”里面去下载。一般的实验都有图,所以很难给你在这里列举完全。
7.(08宁夏卷•29)(23分)回答下列Ⅱ题
Ⅱ、已知蛋白质混合液中硫酸铵浓度的不同可以使不同种类的蛋白质析出(或沉淀),随着硫酸铵浓度增加,混合液中蛋白质析出的种类和总量增加。下表是某蛋白质混合液中的不同蛋白质从开始析出到完全析出所需要的蛋白质混合液中的硫酸铵浓度范围。
蛋白质混合液中的硫酸铵浓度(%) 析出的蛋白质
15~20 甲蛋白质
23~30 乙蛋白质
25~35 丙蛋白质
38~40 丁蛋白质
请据表回答:
⑴若只完全析出甲蛋白,混合液中最合适的硫酸铵浓度应为 。
⑵向该蛋白质混合液中加入硫酸铵溶液(或硫酸铵),使混合液中的硫酸铵浓度达到30%,会析出若干种蛋白质,它们分别是 。
⑶通过改变混合液中硫酸铵的浓度 (能、不能)从混合液中得到所有的、不含有其他蛋白质的乙蛋白,原因是 。
⑷简要写出从该蛋白质混合液中分离出全部丁蛋白的实验设计思路。
⑸如果蛋白质析出物中还含有一定量的硫酸铵,可用半透膜除去析出物中的硫酸铵。用半透膜能除去析出物中硫酸铵的原理是 。
9.(08全国卷II.30)(25分)回答下列Ⅰ、Ⅱ小题
Ⅰ.香蕉果实成熟过程中,果实中的贮藏物不断代谢转化,香蕉逐渐变甜。图A中Ⅰ、Ⅱ两条曲线分别表示香蕉果实成熟过程中两种物质含量的变化趋势,
请回答:
取成熟到第X天和第Y天的等量香蕉果肉,分别加等量的蒸馏水制成提取液,然后在a、b试管中各加5mL第X天的提取液,在c、d试管中各加5mL第Y天的提取液。如图B
(1)在a、c试管中各加入等量碘液后,a管呈蓝色,与a管相比c管的颜色更____________,两管中被检测的物质是____________,图A中标示这种物质含量变化趋势的曲线是____________。
(2)在b、d试管中加入等量的斐林试剂,煮沸后,b管呈砖红色,与b管相比d管的颜色更____________,两管中被检测的物质是____________,图A中表示这种物质含量变化趋势的曲线是____________。
(3)已知乙烯利能增加细胞内乙烯的含量,如果在第X天喷施乙烯利,从第X天开始,曲线I将呈现出___________(加快、减慢)下降的趋势,曲线Ⅱ将呈现出_________(加快、减慢)上升的趋势。
10. (2008重庆理综.30)
Ⅰ.为了研究在大豆种子萌发和生长过程中糖类和蛋白质的相互关系,某研究小组在25℃、黑暗、无菌、湿润的条件下萌发种子,然后测定在不同时间种子和幼苗中相关物质的含量,结果如图所示:
(1)在观察时间内,图中可溶性糖含量的变化是 ,萌发前营养物质主要储存在大豆种子的 中,此结构最初由 发育而来.
(2)上图表明:糖类和蛋白质之间的关系是 ,糖类在 过程中产生一些中间产物,可以通过 作用生成相对应的 。
(3)如果在同样条件下继续培养,预测上图曲线的最终变化趋势是 ,其原因是 .
Ⅱ.在上述定量测定之前,进行了蛋白质含量变化的预测实验,请填充实验原理;判断实验步骤中划线部分是否正确,并更正错误之处;写出实验结果.
(1)实验原理:蛋白质 其颜色深浅与蛋白质含量成正比
(2)实验步骤:
①将三份等量大豆种子分别萌发1、5、9天后取出,各加入适量蒸馏水,研碎、提取、定容后离心得到蛋白质制备液;
②取3支试管,编号1、2、3,分别加入等量的萌发1、5、9天的蛋白质制备液;
③在上述试管中各加入等量的双缩脲试剂A和B(按比例配制)的混合液,(a)振荡均匀后,
在沸水浴中加热观察颜色变化(b).
a:
b:
(3)实验结果: .
(08江苏卷•33)(6分)某同学进行实验,甲图为实验开始状态,乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础 上继续实验,探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。
增添的实验材料:蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。
(1)设计出继续实验的简要步骤:① ;② .
(2)预测实验现象并作出结论: .
(08广东理基•43)提取光合色素,进行纸层析分离,对该实验中各种现象的解释,正确的是( )
A.未见色素带,说明材料可能为黄化叶片
B.色素始终在滤纸上,是因为色素不溶于层析液
C.提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b
D.胡萝卜素牌滤纸最前方,是因为其在提取液中的溶解度最高
9. (2008四川理综.2)分别取适宜条件下和低温低光照强度条件下生长的玉米植株叶片,徒手切片后,立即用碘液染色,置于显微镜下观察,发现前者维管束鞘细胞有蓝色颗粒,而后者维管束鞘细胞没有蓝色颗粒,后者没有的原因是
A.维管束鞘细胞不含叶绿体,不能进行光合作用
B.维管束鞘细胞能进行光反应,不能进行暗反应
C.叶片光合作用强度低,没有光合作用产物积累
D.叶片光合作用强度高,呼吸耗尽光合作用产
11.(08宁夏卷•28)(16分)回答下列Ⅰ、Ⅱ题
Ⅰ将长势相同、数量相等的甲、乙两个品种的大豆幼苗分别置于两个相同的密闭透明玻璃罩内,在光照、温度等相同且适宜的条件下培养,定时测定玻璃罩内CO2的含量,结果如图。据图回答:
⑴0~25min期间,影响甲品种大豆幼苗光合作用强度的主要因素是 含量。
⑵乙植株比甲植株固定CO2的能力 。
⑶0~15min期间植株释放O2速率的变化趋势是 。
⑷30~45min期间两个玻璃罩内CO2含量相对稳定的原因是 。
12.(08江苏卷•30)(7分)某班学生选取了江苏一水体中的4种生物:栅藻(单细胞绿藻),水绵(多细胞绿藻),菹草(高等植物)和颤藻(蓝藻),用其生长旺盛的新鲜材料在人工控制的条件下,A、B两组同时开展平行实验,进行有关光合作用的研究。请分析回答下列问题。
(1)这4种生物中,含有叶绿体的有
(2)A组的实验结果如上图所示。椐图推测,一年中最早出现生长高峰的生物可能是 ;夏季高温阶段最具生长优势的生物可能是 。
(3)B组测得的栅藻净光合放氧率明显低于A组。仔细对比发现,两组实验条件的唯一差别是B组接种栅藻的浓度明显高于A组。实验在短时间内完成,水中也不缺乏各种营养,造成B组栅藻净光合放氧率低的主要原因是 。
(4)在富营养化水体中,浮游藻类的大量增殖常常会引起鱼类缺氧死亡。这种情形下,导致水体缺氧的主要原因有 和 。
(08江苏卷•34)选做题(6分)
A题:为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果,将一种无酶洗衣粉分成3等份,进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶,丙组不加酶,在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍,其他实验条件均相同,下表为实验记录。请回答下列问题。
水温/℃ 10 20 30 40 50
组别 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙
清除血渍时间/min 67 66 88 52 51 83 36 34 77 11 12 68 9 11 67
清除油渍时间/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 。甲组在洗衣粉中加入了 。乙组在洗衣粉中加入了 。
⑵甲、乙组洗涤效果的差异,说明酶的作用具有 。
⑶如果甲、乙和丙组3组均在水温为80℃时洗涤同一种污渍,请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由。
⑷加酶洗衣粉中的酶是用特殊的化学物质包裹的,遇水后包裹层很快溶解,释放出来的酶迅速发挥催化作用。请说明这是否运用了酶的固定化技术及其理由。
(2008 四川理综30)Ⅱ.为确定人体在运动时呼出气体中CO2浓度是否比静止时高,某同学进行了如下探究:
作出假设:人体在运动时呼出气体中CO2的浓度比静止时高。
实验过程:
①在3个烧杯中,分别注入100mL蒸馏水,测定其pH。
②实验者在安静状态(静坐2min)、中等运动(步行2min)以及剧烈运动(跳绳2min)后,立即分别向上述3个烧杯的水中吹入等量气体,测定pH。经多次重复实验,所得平均数据如下表:
运动状态 安静 中度运动 剧烈运动
实验前pH 6.1 6.1 6.1
实验后pH 5.9 5.6 5.3
请回答:
(1)作出上述假设的依据是 。
(2)该实验的原理是 。
(3)从表中数据可以看出: 越大, 下降幅度越大,由此可得出结论: 从而验证以上假设。
(4)人体代谢产生的CO2,正常情况下来自三大类有机物的分解,这三大类物质是 。人体细胞糖代谢产生二氧化碳的细胞器是 。
15.(08广东卷•31)(9分)
用乙烯利催熟香蕉的过程中,会出现下列生理现象:①出现一个呼吸速率迅速上升的阶段;②香蕉果皮由绿色逐渐变为黄色;③果肉甜味逐渐增加。请回答下列问题:
(1)如果通风不良,催熟的香蕉会产生酒昧,请解释原因。
(2)在催熟的过程中每日取样,提取果皮中光合色素进行纸层析,色素带会出现什么变化?出现该变化的原因是什么?
(3)果肉变甜是因为——(A.果胶;B.多糖;C.可溶性糖)积累的结果,这种(类)物质是由什么物质转化而来的?是如何转化的?
16.(08广东卷•37)(11分)
生产中使用的普通淀粉酶的最适温度在40—60℃之间,而极端耐热淀粉酶在100℃仍能保持较高的活性,因此具有更为广泛的应用前景。某同学正在设计一个实验以探究温度对两种淀粉酶活性的影响,其中有些问题需要你的帮助。
(1)此实验中除自变量和因变量外,还需要考虑 、 及 等因素。
(2)在此实验中,因变量可以用碘液和斐林试剂检测,两种试剂各与何种物质反应生色?检测的是底物还是产物?
(3)假设实验结果如下表,请在给出的坐标纸上绘图反映实验结果。
温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
普通淀粉酶相对活性/% 6 25 43 67 83 65 22 2 O 0
耐热淀粉酶相对活性/% 6 15 25 48 76 92 100 98 82 65
(2008山东卷.4)通过特定方法,科学家将小鼠和人已分化的体细胞成功地转变成了类胚胎干细胞。有关分化的体细胞和类胚胎干细胞的描述,正确的是
A、类胚胎干细胞能够分化成多种细胞 B、分化的体细胞丢失了某些基因
C、二者功能有差异,但形态没有差异 C、二者基因组相同,且表达的基因相同
(2008江苏卷•13)人类Rh血型有Rh+和Rh—两种,分别由常染色体上显性基因R和隐性基因r控制。Rh+的人有Rh抗原,Rh—的人无Rh抗原。若Rh+胎儿的进入Rh—母亲体内且使母体产生Rh抗体,随后抗体进入胎儿体内则引起胎儿血液凝集和溶血;若这位Rh—母亲又怀一Rh+胎儿,下列对这两胎儿的相关基因型及血液凝集和溶血程度的分析中,正确的是( )
①相关基因型与父亲的一定相同 ②相关基因型与父亲的不一定相同
③两胎儿血液凝集和溶血程度相同 ④第二胎儿血液凝集和溶血程度比第一胎儿严重
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
6、(2008广东卷•33)玉米植株的性别决定受两对基因(B—b,T—t)的支配,这两对基因位于非同源染色体上。玉米植株的性别和基因型的对应关系如下表,请回答下列问题:
基因型 B和T同时存在
(B T ) T存在,B不存在
(bbT ) T不存在
(B tt或bbtt)
性别 雌雄同株异花 雄株 雌株
(1)基因型为bbTt的雄株与BBtt的雌株杂交,F1的基因型为 ,表现型为 ;F1自交,F2的性别为 ,分离比为 。
(2)基因型为 的雄株与基因型为 的雌株杂交,后代全为雄株。
(3)基因型为 的雄株与基因型为 的雌株杂交,后代的性别有雄株和雌株,且分离比为1:1。
(2008宁夏卷29I)某植物的花色由两对自由组合的基因决定。显性基因A和B同时存在时,植株开紫花,其他情况开白花。请回答:
开紫花植株的基因型有 种,其中基因型是 的紫花植株自交,子代表现为紫花植株:白花植株=9:7。基因型为 和 的紫花植株各自自交,子代表现为紫花植株:白花植株=3:1。基因型为 的紫花植株自交,子代全部表现为紫花植株。
(08全国一•31)某自花传粉植物的紫苗(A)对绿苗(a)为显性,紧穗(B)对松穗(b)为显性,黄种皮(D)对白种皮(d)为显性,各由一对等位基因控制。假设这三对基因是自由组合的。现以绿苗紧穗白种皮的纯合品种作母本,以紫苗松穗黄种皮的纯合品种作父本进行杂交实验,结果F1表现为紫苗紧穗黄种皮。请回答:
(1)如果生产上要求长出的植株一致表现为紫苗紧穗黄种皮,那么播种F1植株所结的全部种子后,长出的全部植株是否都表现为紫苗紧穗黄种皮?为什么?
(2)如果需要选育绿苗松穗白种皮的品种,那么能否从播种F1植株所结种子长出的植株中选到?为什么?
(3)如果只考虑穗型和种皮色这两对性状,请写出F2代的表现型及其比例。
(4)如果杂交失败,导致自花受粉,则子代植株的表现型为,基因型为 ;如果杂交正常,但亲本发生基因突变,导致F1植株群体中出现个别紫苗松穗黄种皮的植株,该植株最可能的基因型为。发生基因突变的亲本是本。
(08山东卷•26)番茄(2n=24)的正常植株(A)对矮生植株(a)为显性,红果(B)对黄果(b)为显性。两对基因独立遗传。请回答下列问题:
(1)现有基因型AaBB与aaBb的番茄杂交,其后代的基因型有种,基因型的植株自交产生的矮生黄果植株比例最高,自交后代的表现型及比例为。
(2)在♀AA×♂aa杂交中,若A基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不分离,产生的雌配子染色体数目为,这种情况下,杂交后代的株高表现型可能是
(3)假设两种纯合突变体X和Y都是由控制株高的A基因突变产生的,检测突变基因转录的mRNA,发现X第二个密码子中的第二个碱基由C变为U,Y在第二个密码子的第二个碱基前多了一个U。与正常植株相比,突变体的株高变化可能更大,试从蛋白质水平分析原因。
(4)转基因技术可以使某基因在植物体内过量表达,也可以抑制某基因表达。假设A基因通过控制赤霉素的合成来控制番茄的株高,请完成如下实验设计,已验证假设是否成立。
①实验设计:(借助转基因技术,但不要求转基因的具体步骤)
a.分别测定正常与矮生植株的赤霉素含量和株高。
b.
c.
②支持上述假设的预期结果:
③若假设成立,据此说明基因控制性状的方式:
10、(08四川卷•31)(18分)已知某植物的胚乳非糯(H)对糯(h)为显性,植株抗病(R)对感病(r)为显性。某同学以纯合的非糯感病品种为母本,纯合的糯性抗病品种为父本进行杂交实验,在母本植株上获得的F1种子都表现为非糯。在无相应病原体的生长环境中,播种所有的F1种子,长出许多F1植株,然后严格自交得到F2种子,以株为单位保存F2种子,发现绝大多数F1植株所结的F2种子都出现糯与非糯的分离,而只有一株F1植株(A)所结的F2种子全部表现为非糯,可见,这株F1植株(A)控制非糯的基因是纯合的。
请回答:
(1)从理论上说,在考虑两对相对性状的情况下,上述绝大多数F1正常自交得到的F2植株的基因型有种,表现型有种。
(2)据分析,导致A植株非糯基因纯合的原因有两个:一是母本自交,二是父本的一对等位基因中有一个基因发生突变。为了确定是哪一种原因,可以分析F2植株的抗病性状,因此需要对F2植株进行处理,这种处理是。如果是由于母本自交,F2植株的表现型为,其基因型是;如果是由于父本控制糯的一对等位基因中有一个基因发生突变,F2植株的表现型为,其基因型是;
(3)如果该同学以纯合的糯抗病品种为母本,纯合的非糯感病品种为父本,进行同样的实验,出现同样的结果,即F1中有一株植株所结的F2种子全部表现为非糯,则这株植株非糯基因纯合的原因是,其最可能的基因型为。
(2008江苏卷•8)某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验,进行了以下4个实验:
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 → 高温加热后冷却 → 加入S型菌的DNA → 注射入小鼠
④S型菌 + DNA酶 → 高温加热后冷却 → 加入R型菌的DNA → 注射入小鼠
以上4个实验中小鼠存活的情况依次是( )
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广东卷•10)正常双亲产下一头矮生雄性牛犊,以下解释不可能的是( )
A.雄犊营养不良 B.雄犊携带了X染色体
C.发生了基因突变 D.双亲都是矮生基因的携带者
(2008广东卷•8)改良缺乏某种抗病性的水稻品种,不宜采用的方法是( )
A.诱变育种 B.单倍体育种 C.基因工程育种 D.杂交育种
3、(08全国一•4)已知某种限制性内切酶在一线性DNA分子上有3个酶切位点,如图中箭头所指。如果该线性DNA分子上有3个酶切位点都被该酶切断,则会产生四个不同长度的DNA片段。现有多个上述线性DNA分子,若在每个DNA分子上至少有1个酶切位点被该酶切断,则从理论上讲,经该酶切割后,这些线性DNA分子最多能产生长度不同的DNA片段种类数是( )
A.3 B.4 C.9 D.12
4、(08天津卷•4)为获得纯和高蔓抗病番茄植株,采用了下图所示的方法:
图中两对相对性状独立遗传。据图分析,不正确的是( )
A、过程①的自交代数越多,纯合高蔓抗病植株的比例越高
B、过程②可以任取一植株的适宜花药作培养材料
C、过程③包括脱分化和再分化两个过程 D、图中筛选过程不改变抗病基因频率
(08重庆卷•31)(21分)2007年我国科学家率先完成了家蚕基因组精细图谱的绘制,将13000多个基因定位于家蚕染色体DNA上.请回答以下有关家蚕遗传变异的问题:
(l)在家蚕的基因工程实验中,分离基因的做法包括用对DNA进行切割然后将DNA片段与结合成重组DNA,再将重组DNA转入大肠杆菌进行扩增等.
(2)家蚕的体细胞共有56条染色体,对家蚕基因组进行分析(参照人类基因组计划要求),应测定家蚕条双链DNA分子的核苷酸序列.
(3)决定家蚕丝心蛋白H链的基因编码区有16000个碱基对,其中有1000个碱基对的序列不编码蛋白质,该序列叫;剩下的序列最多能编码个氨基酸(不考虑终止密码子),该序列叫.
(4)为了提高蚕丝的产量和品质,可以通过家蚕遗传物质改变引起变异和进一步的选育来完成.这些变异的来源有:.
(5)在家蚕遗传中,黑色(B)与淡赤色(b)是有关蚁蚕(刚孵化的蚕)体色的相对性状,黄茧(D)与白茧(d)是有关茧色的相对性状,假设这两对性状自由组合,杂交后得到的子代数量比如下表:
亲本子代 黑蚁黄茧 黑蚁白茧 淡赤蚁黄茧 淡赤蚁白茧
组合一 9 3 3 1
组合二 0 1 0 1
组合三 3 0 1 0
①请写出各组合中亲本可能的基因型
组合一
组合二
组合三
②让组合一杂交子代中的黑蚁白茧类型自由交配,其后代中黑蚁白茧的概率是.
(08天津卷•30Ⅰ)(10分)下图为人β-珠蛋白基因与其mRNA杂交的示意图,①~⑦表示基因的不同功能区。
据图回答:
⑴上述分子杂交的原理是;细胞中β-珠蛋白基因编码区不能翻译的序列是(填写图中序号)。
⑵细胞中β-珠蛋白基因开始转录时,能识别和结合①中调控序列的酶是。
⑶若一个卵原细胞的一条染色体上,β-珠蛋白基因编码区中一个A替换成T,则由该卵原细胞产生的卵细胞携带该突变基因的概率是。
⑷上述突变基因的两个携带者婚配,其后代中含该突变基因的概率是。
(08全国二•31)某植物块根的颜色由两对自由组合的基因共同决定,只要基因R存在,块根必为红色,rrYY或rrYy为黄色,rryy为白色;在基因M存在时果实为复果型,mm为单果型。现要获得白色块根、单果型的三倍体种子。
(1)请写出以二倍体黄色块根、复果型(rrYyMm)植株为原始材料,用杂交育种的方法得到白色块根、单果型三倍体种子的主要步骤。
(2)如果原始材料为二倍体红色块根复果型的植株,你能否通过杂交育种方法获得白色块根、单果型的三倍体种子?为什么?
(08北京卷•29)白菜、甘蓝均为二倍体,体细胞染色体数目分别为20、18.以白菜为母本,甘蓝为父本,经人工授粉后,将雌蕊离体培养,可得到“白菜—甘蓝”杂种幼苗。
请回答问题:
(1)白菜和甘蓝是两个不同的物种,存在隔离。自然条件下,这两个物种间不能通过的方式产生后代。雌蕊离体培养获得“白菜-甘蓝”杂种幼苗,所依据的理论基础的植物细胞具有。
(2)为观察“白菜—甘蓝”染色体的数目和形态,通常取幼苗的做临时装片,用染料染色。观察、计数染色体的最佳时期是。
(3)二倍体“白菜—甘蓝”的染色体数为。这种植株通常不育,原因是减数分裂过程中。为使其可育,可通过人工诱导产生四倍体“白菜-甘蓝”这种变异属于。
J. 张力与渗透压的概念
张力概念:受到拉力作用时,物体内部任一截面两侧存在的相互牵引力。
请一定要注意张力和液体表面张力并非同一概念。‘水的表面张力’是分子间的引力,这个引力试图使液体的表面积保持最小,而所有形状中,只有球形的表面积最小。所以,失重状态下的液体呈球形。
渗透压概念:用半透膜把两种不同浓度的溶液隔开时发生渗透现象,到达平衡时半透膜两侧溶液产生的位能差。
渗透压定义2:水从低渗溶液穿过半透膜进入高渗溶液时产生的压力。