细胞的组成和结构

第一章走近细胞第一节从生物圈到细胞一、细胞1、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2、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3、显微镜使用二、病毒1、病毒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原核细胞：细胞较小，无核膜、无核仁，无成形的细胞核；遗传物质（一个环状DNA分子）集中的区域称为拟核；无染色体，DNA不与蛋白质结合，；细胞器只有核糖体；有细胞壁，成分为肽聚糖或几丁质。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；细胞壁成分为纤维素和果胶。二、生物种类原核生物：蓝藻、细菌（如硝化细菌、乳酸菌、大肠杆菌、肺炎双球菌）、放线菌、支原体等真核生物：动物(草履虫、变形虫)、植物、真菌（酵母菌、霉菌、粘菌）等。三、细胞学说施莱登和施旺提出：1、细胞是一个有机体，一切动植物都有细胞发育而来，并有细胞和细胞产物构成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构成的整体的生命起作用3、新细胞可以从老细胞中产生第二章组成细胞的分子第一节细胞中的元素和化合物一、生物界与非生物界统一性：组成细胞的化学元素在非生物界都可以找到差异性：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、元素与化合物最基本元素：C基本元素：C、H、O、N元素主要元素：C、H、O、N、P、S大量元素：C、O、H、N、S、P、Ca、Mg、K等；微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu；(铁猛碰新木桶)水：自由水、结合水，二者之比无机物无机盐：植物干重化合物糖类蛋白质有机物脂质核酸三、活细胞中含量最多的无机物是水（85％-90％）；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1、基本单位：氨基酸（约20种）结构通式1、分为必需氨基酸（自身不可合成）和非必需氨基酸（自身可合成）2、结构特点每种氨基酸分子至少含有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH），都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上R基的不同导致氨基酸的种类不同。2、脱水缩合：一个氨基酸分子的氨基（—NH2）脱去--H,另一个氨基酸分子的羧基（—COOH脱去--OH，生成肽键（—NH—CO—），并生成一分子H2O3、二肽、多肽折叠盘曲形成空间结构4、蛋白质多样性：氨基酸数目、种类、排列顺序不同，多肽链空间结构千变万化。5、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。6、有关计算：①链状肽链肽键数=脱去水分子数=氨基酸数目—肽链数环状肽链肽键数=脱去水分子数=氨基酸数目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1、核酸的种类：脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）基本单位：核苷酸一分子磷酸、一分子五碳糖、一分子含氮碱基组成DNA：脱氧核苷酸，RNA：核糖核苷酸。2、碱基类型腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）、尿嘧啶（U）3、病毒内有1种核酸，4种核苷酸，4种碱基；细胞生物内有2种核酸，8种核苷酸，5种碱基4、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CHO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1、细胞质：细胞质基质、细胞器2、细胞器线粒体：（呈粒状、棒状，具有双层膜，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，有少量DNA和RNA含有光合作用需要的酶）。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。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。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”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。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。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。光学显微镜下可见的结构形式有：细胞壁、细胞质、细胞核、核仁、染色体、叶绿体、线粒体、液泡。3、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4、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，与新陈代谢旺盛程度成正相关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。双层无膜单层三、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。实验专题1、糖类原理：还原性糖的醛基与Cu（OH）2中的Cu2+形成Cu2O砖红色沉淀。取材：还原性糖（葡萄糖、果糖、麦芽糖）注：蔗糖为非还原性糖试剂：斐林试剂（班氏试剂）甲液：0.1g/mlNaOH乙液：0.05g/mlCuSO4使用方法:现用现配结果：砖红色沉淀2、蛋白质原理：在碱性条件下，肽键与Cu2+形成紫色络合物取材：肝脏组织提取液试剂：双缩脲试剂A液：0.1g/mlNaOHB液：0.01g/mlCuSO4使用方法:先A后B结果：出现紫色络合物3、脂肪原理：苏丹Ⅲ与脂肪结合显橘红色；苏丹Ⅳ与脂肪结合显红色。取材：花生子叶试剂：苏丹Ⅲ（Ⅳ）使用方法:注：50%酒精洗去浮色。结果：苏丹Ⅲ与脂肪结合显橘红色；苏丹Ⅳ与脂肪结合显红色。4、核酸原理：DNA与甲基绿结合显绿色；RNA与吡罗红结合显红色试剂：甲基绿吡罗红盐酸盐酸作用：改变细胞膜通透性，加速染剂进入细胞使DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合过程：取口腔上皮细胞制片水解：7%盐酸冲洗涂片染色：甲基绿和吡罗红混合溶液观察结果：细胞核呈现绿色，细胞质呈现红色5、质壁分离材料：洋葱外表皮细胞注：洋葱内表皮可用于核酸鉴定实验；洋葱根尖组织用于观察有丝分裂。溶液：0.3g/ml蔗糖（0.5g/ml的蔗糖，可发生质壁分离，但不可复原）6、细胞膜制备取材：哺乳动物成熟的红细胞原因：A无细胞壁B没有细胞核和具膜结构细胞器C单个存在，数量大易取材原理：细胞吸水胀破基础1.下列有关组成生物体的化学元素的叙述错误的是（）ABCD．组成生物体的最基本的元素是C2.当细胞内新陈代谢由微弱到旺盛时，自由水／结合水的比值一般会（）A．升高B．降低C．无变化D3、下列关于糖的叙述，正确的是A．葡萄糖和果糖分子均有还原性B．葡萄糖和麦芽糖可被水解C．构成纤维素的单体是葡萄糖和果糖D．乳糖可以被小肠上皮细胞直接吸收4、下列有关糖类生理作用的叙述中，不正确的是（）A．核糖和脱氧核糖是核酸的组成成分B．葡萄糖是重要的能源物质C．糖元是所有生物体储备的能源物质D．纤维素是植物细胞壁的主要成分5、某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是A．n-mB．n-2mC．n+mD．n+2m6、.某蛋白质由n条肽链组成，氨基酸的平均分子量为a，控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质的分子量约为（）A．nbab18632B．bab631C．18)31(abD．18)31(31