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细胞的吸水和失水
1、原理:发生了渗透作用,该作用必须具备两个条件:具有半透膜。膜两侧溶液具有浓度差。
2、动物细胞的吸水和失水(以红细胞为例:红细胞膜相当于一层半透膜):
①当外界溶液浓度<细胞质浓度时,细胞吸水。
②当外界溶液浓度>细胞质浓度时,细胞失水。
③当外界溶液浓度=细胞质浓度时,水分进出平衡。
3、植物细胞的吸水和失水:
①在成熟的植物细胞中,原生质层(细胞膜+液泡膜+二者之间的细胞质)相当于一层半透膜。
②成熟植物细胞发生质壁分离的条件是外界溶液浓度>细胞液浓度,发生质壁分离复原的条件是外界溶液浓度<细胞液浓度。
细胞的分化
1、概念:由同一种类型的细胞经细胞_后,逐渐在形态结构和生理功能上形成稳定性的差异,产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化。
2、细胞分化的原因:是基因选择性表达的结果(注:细胞分化过程中基因没有改变)
3、细胞分化和细胞_的区别:
细胞_的结果是:细胞数目的增加;
细胞分化的结果是:细胞种类的增加
细胞核
(1)组成:核膜、核仁、染色质
(2)核膜:双层膜,有核孔(细胞核与细胞质之间的物质交换通道,RNA、蛋白质等大分子进出必须通过核孔。)
(3)核仁:在细胞有丝_中周期性的消失(前期)和重建(末期)
(4)染色质:被碱性染料染成深色的物质,主要由DNA和蛋白质组成
染色质和染色体的关系:细胞中同一种物质在不同时期的两种表现形态
(5)功能:是遗传物质DNA的储存和复制的主要场所,是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。
(6)原核细胞与真核细胞根本区别:是否具有成形的细胞核(是否具有核膜)
脂质
1、元素组成:主要由C、H、O组成(C/H比例高于糖类),有些还含N、P
2、分类:脂肪、类脂(如磷脂)、固醇(如胆固醇、性激素、维生素D等)
3、功能:
脂肪:细胞代谢所需能量的主要储存形式。
类脂中的磷脂:是构成生物膜的重要物质。
固醇:在细胞的营养、调节、和代谢中具有重要作用。
4、脂肪的鉴定:脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。
(在实验中用50%酒精洗去浮色→显微镜观察→橘黄色脂肪颗粒)
1.什么是活化能?
在一个化学反应体系中,反应开始时,反应物分子的平均能量水平较低,为“初态”。在反应的任何一瞬间反应物中都有一部分分子具有了比初态更高一些的能量,高出的这一部分能量称为“活化能”。活化能的定义是,在一定温度下一摩尔底物全部进入活化态所需要的自由能,单位是焦/摩尔,单位符号是J/mol。
2.酶催化作用的特点
生物体内的各种化学反应,几乎都是由酶催化的。酶所催化的反应叫酶促反应。酶促反应中被酶作用的物质叫做底物。经反应生成的物质叫做产物。酶作为生物催化剂,与一般催化剂有相同之处,也有其自身的特点。
相同点:
(1)改变化学反应速率,本身不被消耗;
(2)只能催化热力学允许进行的反应;
(3)加快化学反应速率,缩短达到平衡时间,但不改变平衡点;
(4)降低活化能,使速率加快。
不同点:
(1)高效性,指催化效率很高,使得反应速率很快;
(2)专一性,任何一种酶只作用于一种或几种相关的化合物,这就是酶对底物的专一性;
(3)多样性,指生物体内具有种类繁多的酶;
(4)易变性,由于大多数酶是蛋白质,因而会被高温、强酸、强碱等破坏;
(5)反应条件的温和性,酶促反应在常温、常压、生理pH条件下进行;
(6)酶的催化活性受到调节、控制;
(7)有些酶的催化活性与辅因子有关。
3.影响酶作用的因素
酶的催化活性的强弱以单位时间(每分)内底物减少量或产物生成量来表示。研究某一因素对酶促反应速率的影响时,应在保持其他因素不变的情况下,单独改变研究的因素。
影响酶促反应的因素常有:酶的浓度、底物浓度、pH值、温度、抑制剂、激活剂等。其变化规律有以下特点。
(1)酶浓度对酶促反应的影响在底物足够,其他条件固定的条件下,反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时,酶促反应的速率与酶浓度成正比。
(2)底物浓度对酶促反应的影响在底物浓度较低时,反应速率随底物浓度增加而加快,反应速率与底物浓度近乎成正比;在底物浓度较高时,底物浓度增加,反应速率也随之加快,但不显著;当底物浓度很大,且达到一定限度时,反应速率就达到一个值,此时即使再增加底物浓度,反应速率几乎不再改变。
(3)pH对酶促反应的影响每一种酶只能在一定限度的pH范围内才表现活性,超过这个范围酶就会失去活性。在一定条件下,每一种酶在某一个pH时活力,这个pH称为这种酶的最适pH。
(4)温度对酶促反应的影响酶促反应在一定温度范围内反应速率随温度的升高而加快;但当温度升高到一定限度时,酶促反应速率不仅不再加快反而随着温度的升高而下降。在一定条件下,每一种酶在某一温度时活力,这个温度称为这种酶的最适温度。
(5)激活剂对酶促反应的影响激活剂可以提高酶活性,但不是酶活性所必需的。激活剂大致分两类:无机离子和小分子化合物。
(6)抑制剂对酶促反应的影响抑制剂使酶活性下降,但不使酶变性。抑制剂作用机制分两种:可逆的抑制作用和不可逆的抑制作用。
1、分离定律:在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合;在形成配子时,成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。
2、自由组合定律:控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的;在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。
3、两条遗传基本规律的精髓是:遗传的不是性状的本身,而是控制性状的遗传因子。
4、孟德尔成功的原因:正确的选用实验材料;现研究一对相对性状的遗传,再研究两对或多对性状的遗传;应用统计学方法对实验结果进行分析;基于对大量数据的分析而提出假说,再设计新的实验来验证。
5、孟德尔对分离现象的原因提出如下假说:生物的性状是由遗传因子决定的;体细胞中遗传因子是成对存在的;生物体再形成生殖细胞—配子时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中;受精时,雌雄配子的结合是随机的。
6、减数是进行有性生殖的生物,在产生成熟的生殖细胞时进行的染色体数目减半的细胞。在减数的过程中,染色体只复制一次,而细胞两次。减数的结果是,成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。
7、配对的两条染色体,形状大小一般相同,一条来自父方,一条来自母方,叫做同源染色体。同源染色体两两配对的现象叫做联会。联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,叫做四分体。
8、减数过程中染色体数目减半发生在减数第一次。
9、受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目,其中有一半的染色体来自精子(父方),另一半来自卵细胞(母方)。
10、基因分离的实质是:在杂合体的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性;在减数形成配子的过程中,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立的随着配子遗传给后代。
11、基因的自由组合定律的实质是:位于非同源染色体上的非等位基因的分离和自由组合是互不干扰的;在减数过程中,在同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
12、红绿色盲、抗维生素D佝偻病等,它们的基因位于性染色体上,所以遗传上总是和性别相关联,这种现象叫做伴性遗传。
13、因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,只有少数生物(如HIV病毒)的遗传物质是RNA,所以说DNA是主要的遗传物质。
14、DNA分子双螺旋结构的主要特点:DNA分子是由两条链组成的,这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构;DNA分子中的脱氧核苷酸和磷酸交替连接,排列在外侧,构成基本骨架,碱基排列在内侧;两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对,并且碱基配对有一定的规律。
15、碱基之间的这种一一对应的关系,叫做碱基互补配对原则。
16、DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程,复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件。DNA分子独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板,通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。
17、遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中,碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA分子的多样性,而碱基的特定的排列顺序,又构成了每一个DNA分子的特异性。
18、基因是有遗传效应的DNA分子片断。
19、RNA是在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成的,这一过程称为转录。
20、游离在细胞质中的各种氨基酸,就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质,这一过程叫做翻译。
细胞器——系统内的分工合作
一、细胞器之间分工
(1)双层膜
叶绿体:存在于绿色植物细胞,光合作用场所
线粒体:有氧呼吸主要场所
(2)单层膜
内质网:细胞内蛋白质合成和加工,脂质合成的场所
高尔基体:对蛋白质进行加工、分类、包装
液泡:植物细胞特有,调节细胞内环境,维持细胞形态
溶酶体:分解衰老、损伤细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌
(3)无膜
核糖体:合成蛋白质的主要场所
中心体:与细胞有丝_有关
二、分泌蛋白的合成和运输
核糖体内质网高尔基体细胞膜
(合成肽链)(加工成蛋白质)(进一步加工)(囊泡与细胞膜融合,蛋白质释放)
三、生物膜系统
1、概念:细胞膜、核膜,各种细胞器的膜共同组成的生物膜系统
2、作用:使细胞具有稳定内部环境物质运输、能量转换、信息传递
为各种酶提供大量附着位点,是许多生化反应的场所,把各种细胞器分隔开,保证生命活动高效、有序进行。
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。
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。
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。
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。
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
生命的物质基础
1.生物体具有共同的物质基础和结构基础。
2.从结构上说,除病毒以外,生物体都是由细胞构成的。细胞是生物体的结构和功能的基本单位。
3.新陈代谢是活细胞中全部的序的化学变化总称,是生物体进行一切生命活动的基础。
4.生物体具应激性,因而能适应周围环境。
5.生物体都有生长、发育和生殖的现象。
6.生物遗传和变异的特征,使各物种既能基本上保持稳定,又能不断地进化。
7.生物体都能适应一定的环境,也能影响环境。
8.组成生物体的化学元素,在无机自然界都可以找到,没有一种化学元素是生物界所特有的,这个事实说明生物界和非生物界具统一性。
9.组成生物体的化学元素,在生物体内和在无机自然界中的含量相差很大,这个事实说明生物界与非生物界还具有差异性。
10.各种生物体的一切生命活动,绝对不能离开水。
11.糖类是构成生物体的重要成分,是细胞的主要能源物质,是生物体进行生命活动的主要能源物质。
12.脂类包括脂肪、类脂和固醇等,这些物质普遍存在于生物体内。
13.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。
14.核酸是一切生物的遗传物质,对于生物体的遗传变异和蛋白质的生物合成有极重要作用。
15.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。
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。
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