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:
生物知识点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"
生物知识点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)。
生物知识点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。
生物知识点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"
生物知识点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。
生物知识点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。
生物知识点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。
生物知识点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。
第一节 细胞膜——系统的边界知识网络
1、研究细胞膜的常用材料:人或哺乳动物成熟红细胞
2、细胞膜主要成分:脂质和蛋白质,还有少量糖类
细胞膜成分特点:脂质中磷脂最丰富,功能越复杂的细胞膜,蛋白质种类和数量越多
3、细胞膜功能:
①将细胞与环境分隔开,保证细胞内部环境的相对稳定
②控制物质出入细胞(选择透过性膜)
③进行细胞间信息交流
一、制备细胞膜的方法(实验)
原理:渗透作用(将细胞放在清水中,水会进入细胞,细胞涨破,内容物流出,得到细胞膜)
选材:人或其它哺乳动物成熟红细胞,动物细胞没有细胞壁,没有细胞核和众多细胞器。
提纯方法:差速离心法
细节:取材用的是新鲜红细胞稀释液(血液加适量生理盐水)
二、与生活联系:
细胞癌变过程中,细胞膜成分改变,产生甲胎蛋白(AFP),癌胚抗原(CEA)
三、细胞壁
植物:纤维素和果胶(原核生物:肽聚糖) 作用:支持和保护
四、细胞膜特性: 结构特性:流动性 举例:(变形虫变形运动、白细胞吞噬细菌)
五、功能特性:选择透过性 举例:(腌制糖醋蒜,红墨水测定种子发芽率,判断种子胚、胚乳是否成活)
六、细胞膜其它功能:维持细胞内环境稳定、分泌、吸收、识别、免疫
第二节 细胞器——系统内的分工合作
分离各种细胞器的方法:差速离心法
一、细胞器之间分工
(1)双层膜
叶绿体:进行光合作用,“能量转换站”,双层膜,分布在植物的叶肉细胞。
线粒体:细胞进行有氧呼吸的主要场所。双层膜(内膜向内折叠形成脊),分布在动植物细胞体内。
(2)单层膜
内质网:蛋白质合成和加工,以及脂质合成的“车间”,单层膜,动植物都有。
高尔基体:对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装,单层膜,动植物都有,参与了植物细胞壁的形成。
液泡:主要存在与植物细胞中,内有细胞液,含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质,可以调节植物细胞内的环境,充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。单层膜。
溶酶体:内含有多种水解酶,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,单层膜。
(3)无膜
核糖体:无膜,合成蛋白质的主要场所。
中心体:动物和某些低等植物的细胞,由两个相互垂直排列的中心粒及周围物质组成,与细胞的有丝分裂有关,无膜。
八大细胞器:内质网,液泡,线粒体,高尔基体,核糖体,溶酶体,叶绿体,中心体
光镜能看到:细胞质,线粒体,叶绿体,液泡,细胞壁
在细胞质中,除了细胞器外,还有呈胶质状态的细胞质基质。
实验:用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
健那绿染液是将活细胞中线粒体染色的专一性染料,可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色。
材料:新鲜的藓类的叶
二、分泌蛋白的合成和运输
有些蛋白质是在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用,这类蛋白叫分泌蛋白。如消化酶(催化作用)、抗体(免疫)和一部分激素(信息传递)
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)
分泌蛋白从合成至分泌到细胞外,经过了哪些细胞器活细胞结构?
答:附和在内质网的核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
内质网鼓出由膜形成的囊泡,包裹着要运输的蛋白质,离开内质网到达高尔基体,与高尔基体膜融合,成为高尔基体膜的一部分。
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。
第三节细胞核——系统的控制中心
除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外,真核细胞都有细胞核。绝大多数只有一个核。
细胞核控制着细胞的代谢和遗传。细胞核控制细胞的分裂、分化。
细胞核的结构
核膜(双层膜,把核内物质与细胞质分开)
染色质(主要由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的载体)
核仁(与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关)
核孔(实现核质之间频繁的物质交换和信息交流)
细胞分裂时,细胞核解体,染色质高度螺旋化,缩短变粗,成为光学显微镜下清晰可见的圆柱状或杆状的染色体。分裂结束时,染色体解螺旋,重新成为细丝状的染色质。染色质(分裂间期)和染色体(分裂时)是同样的物质在细胞不同时期的两种存在状态。
细胞核具有控制细胞代谢的功能。
细胞既是生物体结构的基本单位,又是生物体代谢和遗传的基本单位。
第四章 基因的表达
第一节 基因指导蛋白质的合成
1转录
定义:在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。
场所:细胞核 模板:DNA的一条链
信息的传递方向:DNA->mRNA
原料:含A、U、C、G的4种核糖核苷酸
产物:mRNA
2翻译
定义:游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质,这一过程叫做翻译。
场所:核糖体
条件:ATP、酶、原料(AA)、模板(mRNA)
搬运工: 转运RNA(tRNA)
信息传递方向:mRNA->蛋白质
密码子:mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸,每3个这样的碱基又称为1个密码子.
翻译位点:一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA的结合位点。(一种tRNA携带相应的氨基酸进入相应的位点).
3、RNA的类型
信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)、核糖体RNA(rRNA)
4、RNA与DNA的不同点是:五碳糖是 核糖而不是脱氧核糖 ,碱基组成中有 碱基U(尿嘧啶)而没有T(胸腺嘧啶);从结构上看,RNA一般是 单链 ,而且比DNA短。
每种tRNA只能转运并识别 1 种氨基酸,其一端是 携带氨基酸 的部位,另一端有3个碱基,称为 反密码子 。
tRNA种类为:61种
5基因控制蛋白质的合成时:基因的碱基数:mRNA上的碱基数:氨基酸数=6:3:1
第2节 基因对性状的控制
1、中心法则:遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的自我复制;也可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译。但是,遗传信息不能从蛋白质流向蛋白质,也不能从蛋白质流向DNA或RNA。近些年还发现有遗传信息从RNA到RNA(即RNA的自我复制)也可以从RNA流向DNA(即逆转录)。
2、基因、蛋白质与性状的关系:
(1)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状,如白化病等。
(2)基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,如镰刀型细胞贫血等。
基因与基因;基因与基因产物;与环境之间多种因素存在复杂的相互作用,共同地精细的调控生物体的性状。
显微结构:光学显微镜下看到的结构;
亚显微结构:电子显微镜下看到的直径小于微米的细微结构
细胞膜的主要成分:蛋白质、脂质(和少量的糖类)
(各种膜所含蛋白质、脂质的比例与膜的功能有关,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多)
细胞膜的功能:①将细胞与外界环境隔开(以保障细胞内部环境的相对稳定);
②控制物质进出细胞(物质能否通过细胞膜,并不是取决于分子的大小,而是根据细胞生命活动的需要);③进行细胞间的信息交流。
细胞间信息交流的方式多种多样,常见的3种方式:①细胞分泌的化学物质如激素,随血液运输到达全身各处,与靶细胞的细胞膜表面的受体结合,将信息传递给靶细胞;②相邻两个细胞的细胞膜接触,信息从一个细胞传递给另一个细胞(如精子和卵细胞之间的识别和结合);③相邻两个细胞之间形成通道,携带信息的物质通过通道进入另一个细胞(如高等绿色植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,也有信息交流的作用)
细胞间的信息交流,大多与细胞膜的结构和功能有关。
制备纯净的细胞膜常用的材料:应选用人和哺乳动物成熟的红细胞,原因是:因为人和其他哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和众多的细胞器;制备的方法:将选取的材料放入清水中,由于细胞内的浓度大于外界溶液浓度,细胞将吸水涨破,再用离心的方法获得纯净的细胞膜。
癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关。
细胞癌变的指标之一是细胞膜成分发生改变,产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质超过正常值
植物细胞壁的主要成分:纤维素和果胶;功能:对植物细胞有支持和保护的作用。
细胞质包括细胞器和细胞质基质。
细胞质基质的成分:水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸和核苷酸等,还有很多酶。
功能:细胞质基质是活细胞进行新陈代谢的主要场所,细胞质基质为新陈代谢的进行提供所需要的物质和一定的环境条件,如提供ATP、核苷酸、氨基酸等。
分离各种细胞器的方法:差速离心法。
线粒体内膜向内折叠形成“嵴”,增大细胞内膜面积;在线粒体的内膜、基质中含有与有氧呼吸有关的酶,分别是有氧呼吸第三、二阶段的场所,生物体95%的能量来自线粒体,又叫“动力车间”。
叶绿体只存在于植物的绿色细胞中。扁平的椭球形或球形,双层膜结构。含少量的DNA、RNA。在类囊体薄膜(基粒)上有色素和与光合作用光反应有关的酶,是光反应场所;在基质中含有与光合作用暗反应有关的酶,是暗反应场所。由圆饼状的囊状结构堆叠而成基粒,增大膜面积。
线粒体和叶绿体的相同点:①具有双层膜结构②都含少量的DNA和RNA,具有遗传的相对独立性
③都能产生ATP,都属于能量转换器。
内质网:在结构上内连核膜,外连细胞膜;功能:①增大细胞内的膜面积②是细胞内蛋白质合成和加工,以及脂质合成的车间(内质网是蛋白质空间结构形成的场所)
核糖体:无膜结构,是合成蛋白质的场所。
附着在内质网上的核糖体合成的是胞外蛋白(即分泌蛋白如消化酶、胰岛素、生长激素、抗体等);游离的核糖体合成的是胞内蛋白(如呼吸氧化酶、血红蛋白等)。
高尔基体:主要是对来自内质网的蛋白质进行加工,分类,包装,运输。(动植物细胞共有的细胞器,但功能不同:植物:与细胞壁的形成有关;动物:与细胞分泌物的形成有关)
中心体:存在于动物和某些低等植物(如衣藻、团藻等)中。
无膜结构,由垂直的两个中心粒及周围物质组成,与细胞的有丝分裂有关。
液泡:单层膜,成熟的植物有中央大液泡。功能:贮藏(营养、色素等)、保持细胞形态
溶酶体:消化车间,内含许多水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒病菌。
与分泌蛋白合成有关的细胞器有:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体;
与分泌蛋白合成有关的膜性细胞器有:内质网、高尔基体、线粒体;
与分泌蛋白的合成和分泌有关的结构有:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜
植物细胞特有的结构:细胞壁、叶绿体、液泡(植物根尖分生区细胞不含有的细胞器:叶绿体、大液泡)
判断低等植物细胞的依据:既有细胞壁、叶绿体或液泡,又有中心体
具双层膜的结构:线粒体、叶绿体、核膜(具双层膜的细胞器:线粒体、叶绿体)
单层膜的细胞器:内质网、高尔基体、液泡、溶酶体
无膜结构(不含磷脂分子)的细胞器:中心体、核糖体
产生ATP的结构:叶绿体、线粒体、细胞质基质(产生ATP的细胞器:叶绿体、线粒体)
植物根尖(分生区)细胞产生ATP的场所:线粒体、细胞质基质
产生水的细胞器:线粒体、叶绿体、核糖体(有水参与反应的细胞器:线粒体、叶绿体等)
含有核酸的细胞器:线粒体、叶绿体、核糖体(核糖体中只有RNA,且含RNA最多)
与主动运输有关的细胞器:核糖体(合成载体)、线粒体(产生能量)
与细胞分裂有关的细胞器:核糖体、中心体、高尔基体、线粒体
能发生碱基互补配对的结构:线粒体、叶绿体、核糖体、(细胞核)
含有色素的细胞器:叶绿体、液泡、(有色体中只含类胡萝卜素)储藏细胞营养物质的细胞器:液泡
与细胞壁的形成有关的细胞器:高尔基体;可合成糖类的细胞器:叶绿体、高尔基体
在光镜下可见的细胞结构:细胞壁、细胞膜、叶绿体、线粒体、液泡、细胞板、染色体
(核糖体的结构太小,光镜下看不见)
细胞功能的差异,主要是由细胞器的种类和数量决定的。
蛋白质合成场所是核糖体;蛋白质空间结构的形成场所是内质网;成熟蛋白质的形成场所是高尔基体。
分泌蛋白合成和运输的途径:核糖体—→内质网—→高尔基体—→细胞膜
生物膜的转化中心是内质网。
可直接转化的膜:内质网膜和核膜、内质网膜和细胞膜、内质网膜和线粒体膜;
可间接转化的膜(以囊泡形式转化的膜):内质网膜和高尔基体膜、高尔基体膜和细胞膜。
生物膜系统的组成:细胞膜、核膜、细胞器膜等共同构成(也包括分泌蛋白形成过程中的囊泡)
生物膜在组成成分和结构相似,在结构和功能上紧密联系。
生物膜系统的功能:①细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境,同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用②广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点③细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,使得细胞内能同时进行多种反应,而不会互相干扰,保证了细胞生命活动高效、有序地进行。
研究生物膜的意义:①在工业上,模拟生物膜进行海水淡化、污水处理②在医学上,用人工合成的膜材料代替病变器官(如用于治疗尿毒症的透析型人工肾,当病人的血液流经人工肾时,血液透析膜能把病人血液中的代谢废物透析掉,让干净的血液返回病人体内)③在农业上,研究生物膜寻找改善农作物品质的新途径。(运用的原理都是细胞膜的选择透过性)
将海水稀释用于无土栽培的设想变为现实的重要意义:节约淡水资源(或利用海水资源);如用这种稀释的海水栽培植物,应考虑的主要问题有:①稀释的比例②稀释后所含离子的种类和数量是否满足蔬菜生长的需要。
健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料,可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色。
细胞核的结构:包括核膜(双层膜)、核仁(与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关)、染色质。
(细胞核是细胞结构中最重要的部分)细胞核功能:是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心
核孔的作用:实现核质之间频繁的物质交换和信息交流(通过核孔进入细胞质的物质:mRNA;通过核孔进入细胞核的物质:DNA聚合酶、解旋酶等。通过核孔进行物质交换时经过的膜结构为0层
而葡萄糖和氨基酸等物质进出细胞核必须通过核膜,运输方式是主动运输,需经过2层膜)
染色体的主要成分:DNA和蛋白质;染色质是容易被碱性染料(龙胆紫溶液、醋酸洋红液、甲基绿等)染成深色的物质。染色体与染色质的关系是同样的物质在细胞不同时期的两种存在状态。
除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外,真核细胞都有细胞核。
哺乳动物成熟的红细胞、植物的筛管细胞中没有细胞核;
有些细胞不至一个细胞核,如双小核草履虫2个核、人的骨骼肌细胞中多达数百个核
显微结构:光学显微镜下看到的结构;
亚显微结构:电子显微镜下看到的直径小于微米的细微结构
细胞膜的主要成分:蛋白质、脂质(和少量的糖类)
(各种膜所含蛋白质、脂质的比例与膜的功能有关,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多)
细胞膜的功能:①将细胞与外界环境隔开(以保障细胞内部环境的相对稳定);
②控制物质进出细胞(物质能否通过细胞膜,并不是取决于分子的大小,而是根据细胞生命活动的需要);③进行细胞间的信息交流。
细胞间信息交流的方式多种多样,常见的3种方式:①细胞分泌的化学物质如激素,随血液运输到达全身各处,与靶细胞的细胞膜表面的受体结合,将信息传递给靶细胞;②相邻两个细胞的细胞膜接触,信息从一个细胞传递给另一个细胞(如精子和卵细胞之间的识别和结合);③相邻两个细胞之间形成通道,携带信息的物质通过通道进入另一个细胞(如高等绿色植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,也有信息交流的作用)
细胞间的信息交流,大多与细胞膜的结构和功能有关。
制备纯净的细胞膜常用的材料:应选用人和哺乳动物成熟的红细胞,原因是:因为人和其他哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和众多的细胞器;制备的方法:将选取的材料放入清水中,由于细胞内的浓度大于外界溶液浓度,细胞将吸水涨破,再用离心的方法获得纯净的细胞膜。
癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关。
细胞癌变的指标之一是细胞膜成分发生改变,产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质超过正常值
植物细胞壁的主要成分:纤维素和果胶;功能:对植物细胞有支持和保护的作用。
细胞质包括细胞器和细胞质基质。
细胞质基质的成分:水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸和核苷酸等,还有很多酶。
功能:细胞质基质是活细胞进行新陈代谢的主要场所,细胞质基质为新陈代谢的进行提供所需要的物质和一定的环境条件,如提供ATP、核苷酸、氨基酸等。
分离各种细胞器的方法:差速离心法。
线粒体内膜向内折叠形成“嵴”,增大细胞内膜面积;在线粒体的内膜、基质中含有与有氧呼吸有关的酶,分别是有氧呼吸第三、二阶段的场所,生物体95%的能量来自线粒体,又叫“动力车间”。
叶绿体只存在于植物的绿色细胞中。扁平的椭球形或球形,双层膜结构。含少量的DNA、RNA。在类囊体薄膜(基粒)上有色素和与光合作用光反应有关的酶,是光反应场所;在基质中含有与光合作用暗反应有关的酶,是暗反应场所。由圆饼状的囊状结构堆叠而成基粒,增大膜面积。
线粒体和叶绿体的相同点:①具有双层膜结构②都含少量的DNA和RNA,具有遗传的相对独立性
③都能产生ATP,都属于能量转换器。
内质网:在结构上内连核膜,外连细胞膜;功能:①增大细胞内的膜面积②是细胞内蛋白质合成和加工,以及脂质合成的车间(内质网是蛋白质空间结构形成的场所)
核糖体:无膜结构,是合成蛋白质的场所。
附着在内质网上的核糖体合成的是胞外蛋白(即分泌蛋白如消化酶、胰岛素、生长激素、抗体等);游离的核糖体合成的是胞内蛋白(如呼吸氧化酶、血红蛋白等)。
高尔基体:主要是对来自内质网的蛋白质进行加工,分类,包装,运输。(动植物细胞共有的细胞器,但功能不同:植物:与细胞壁的形成有关;动物:与细胞分泌物的形成有关)
中心体:存在于动物和某些低等植物(如衣藻、团藻等)中。
无膜结构,由垂直的两个中心粒及周围物质组成,与细胞的有丝分裂有关。
液泡:单层膜,成熟的植物有中央大液泡。功能:贮藏(营养、色素等)、保持细胞形态
溶酶体:消化车间,内含许多水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒病菌。
与分泌蛋白合成有关的细胞器有:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体;
与分泌蛋白合成有关的膜性细胞器有:内质网、高尔基体、线粒体;
与分泌蛋白的合成和分泌有关的结构有:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜
植物细胞特有的结构:细胞壁、叶绿体、液泡(植物根尖分生区细胞不含有的细胞器:叶绿体、大液泡)
判断低等植物细胞的依据:既有细胞壁、叶绿体或液泡,又有中心体
具双层膜的结构:线粒体、叶绿体、核膜(具双层膜的细胞器:线粒体、叶绿体)
单层膜的细胞器:内质网、高尔基体、液泡、溶酶体
无膜结构(不含磷脂分子)的细胞器:中心体、核糖体
产生ATP的结构:叶绿体、线粒体、细胞质基质(产生ATP的细胞器:叶绿体、线粒体)
植物根尖(分生区)细胞产生ATP的场所:线粒体、细胞质基质
产生水的细胞器:线粒体、叶绿体、核糖体(有水参与反应的细胞器:线粒体、叶绿体等)
含有核酸的细胞器:线粒体、叶绿体、核糖体(核糖体中只有RNA,且含RNA最多)
与主动运输有关的细胞器:核糖体(合成载体)、线粒体(产生能量)
与细胞分裂有关的细胞器:核糖体、中心体、高尔基体、线粒体
能发生碱基互补配对的结构:线粒体、叶绿体、核糖体、(细胞核)
含有色素的细胞器:叶绿体、液泡、(有色体中只含类胡萝卜素)储藏细胞营养物质的细胞器:液泡
与细胞壁的形成有关的细胞器:高尔基体;可合成糖类的细胞器:叶绿体、高尔基体
在光镜下可见的细胞结构:细胞壁、细胞膜、叶绿体、线粒体、液泡、细胞板、染色体
(核糖体的结构太小,光镜下看不见)
细胞功能的差异,主要是由细胞器的种类和数量决定的。
蛋白质合成场所是核糖体;蛋白质空间结构的形成场所是内质网;成熟蛋白质的形成场所是高尔基体。
分泌蛋白合成和运输的途径:核糖体—→内质网—→高尔基体—→细胞膜
生物膜的转化中心是内质网。
可直接转化的膜:内质网膜和核膜、内质网膜和细胞膜、内质网膜和线粒体膜;
可间接转化的膜(以囊泡形式转化的膜):内质网膜和高尔基体膜、高尔基体膜和细胞膜。
生物膜系统的组成:细胞膜、核膜、细胞器膜等共同构成(也包括分泌蛋白形成过程中的囊泡)
生物膜在组成成分和结构相似,在结构和功能上紧密联系。
生物膜系统的功能:①细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境,同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用②广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点③细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,使得细胞内能同时进行多种反应,而不会互相干扰,保证了细胞生命活动高效、有序地进行。
研究生物膜的意义:①在工业上,模拟生物膜进行海水淡化、污水处理②在医学上,用人工合成的膜材料代替病变器官(如用于治疗尿毒症的透析型人工肾,当病人的血液流经人工肾时,血液透析膜能把病人血液中的代谢废物透析掉,让干净的血液返回病人体内)③在农业上,研究生物膜寻找改善农作物品质的新途径。(运用的原理都是细胞膜的选择透过性)
将海水稀释用于无土栽培的设想变为现实的重要意义:节约淡水资源(或利用海水资源);如用这种稀释的海水栽培植物,应考虑的主要问题有:①稀释的比例②稀释后所含离子的种类和数量是否满足蔬菜生长的需要。
健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料,可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色。
细胞核的结构:包括核膜(双层膜)、核仁(与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关)、染色质。
(细胞核是细胞结构中最重要的部分)细胞核功能:是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心
核孔的作用:实现核质之间频繁的物质交换和信息交流(通过核孔进入细胞质的物质:mRNA;通过核孔进入细胞核的物质:DNA聚合酶、解旋酶等。通过核孔进行物质交换时经过的膜结构为0层
而葡萄糖和氨基酸等物质进出细胞核必须通过核膜,运输方式是主动运输,需经过2层膜)
染色体的主要成分:DNA和蛋白质;染色质是容易被碱性染料(龙胆紫溶液、醋酸洋红液、甲基绿等)染成深色的物质。染色体与染色质的关系是同样的物质在细胞不同时期的两种存在状态。
除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外,真核细胞都有细胞核。
哺乳动物成熟的红细胞、植物的筛管细胞中没有细胞核;
有些细胞不至一个细胞核,如双小核草履虫2个核、人的骨骼肌细胞中多达数百个核
第四章 基因的表达
第一节 基因指导蛋白质的合成
1转录
定义:在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。
场所:细胞核 模板:DNA的一条链
信息的传递方向:DNA->mRNA
原料:含A、U、C、G的4种核糖核苷酸
产物:mRNA
2翻译
定义:游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸排列顺序的蛋白质,这一过程叫做翻译。
场所:核糖体
条件:ATP、酶、原料(AA)、模板(mRNA)
搬运工: 转运RNA(tRNA)
信息传递方向:mRNA->蛋白质
密码子:mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸,每3个这样的碱基又称为1个密码子.
翻译位点:一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA的结合位点。(一种tRNA携带相应的氨基酸进入相应的位点).
3、RNA的类型
信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)、核糖体RNA(rRNA)
4、RNA与DNA的不同点是:五碳糖是 核糖而不是脱氧核糖 ,碱基组成中有 碱基U(尿嘧啶)而没有T(胸腺嘧啶);从结构上看,RNA一般是 单链 ,而且比DNA短。
每种tRNA只能转运并识别 1 种氨基酸,其一端是 携带氨基酸 的部位,另一端有3个碱基,称为 反密码子 。
tRNA种类为:61种
5基因控制蛋白质的合成时:基因的碱基数:mRNA上的碱基数:氨基酸数=6:3:1
第2节 基因对性状的控制
1、中心法则:遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的自我复制;也可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译。但是,遗传信息不能从蛋白质流向蛋白质,也不能从蛋白质流向DNA或RNA。近些年还发现有遗传信息从RNA到RNA(即RNA的自我复制)也可以从RNA流向DNA(即逆转录)。
2、基因、蛋白质与性状的关系:
(1)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状,如白化病等。
(2)基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,如镰刀型细胞贫血等。
基因与基因;基因与基因产物;与环境之间多种因素存在复杂的相互作用,共同地精细的调控生物体的性状。
第一节 细胞膜——系统的边界知识网络
1、研究细胞膜的常用材料:人或哺乳动物成熟红细胞
2、细胞膜主要成分:脂质和蛋白质,还有少量糖类
细胞膜成分特点:脂质中磷脂最丰富,功能越复杂的细胞膜,蛋白质种类和数量越多
3、细胞膜功能:
①将细胞与环境分隔开,保证细胞内部环境的相对稳定
②控制物质出入细胞(选择透过性膜)
③进行细胞间信息交流
一、制备细胞膜的方法(实验)
原理:渗透作用(将细胞放在清水中,水会进入细胞,细胞涨破,内容物流出,得到细胞膜)
选材:人或其它哺乳动物成熟红细胞,动物细胞没有细胞壁,没有细胞核和众多细胞器。
提纯方法:差速离心法
细节:取材用的是新鲜红细胞稀释液(血液加适量生理盐水)
二、与生活联系:
细胞癌变过程中,细胞膜成分改变,产生甲胎蛋白(AFP),癌胚抗原(CEA)
三、细胞壁
植物:纤维素和果胶(原核生物:肽聚糖) 作用:支持和保护
四、细胞膜特性: 结构特性:流动性 举例:(变形虫变形运动、白细胞吞噬细菌)
五、功能特性:选择透过性 举例:(腌制糖醋蒜,红墨水测定种子发芽率,判断种子胚、胚乳是否成活)
六、细胞膜其它功能:维持细胞内环境稳定、分泌、吸收、识别、免疫
第二节 细胞器——系统内的分工合作
分离各种细胞器的方法:差速离心法
一、细胞器之间分工
(1)双层膜
叶绿体:进行光合作用,“能量转换站”,双层膜,分布在植物的叶肉细胞。
线粒体:细胞进行有氧呼吸的主要场所。双层膜(内膜向内折叠形成脊),分布在动植物细胞体内。
(2)单层膜
内质网:蛋白质合成和加工,以及脂质合成的“车间”,单层膜,动植物都有。
高尔基体:对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装,单层膜,动植物都有,参与了植物细胞壁的形成。
液泡:主要存在与植物细胞中,内有细胞液,含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质,可以调节植物细胞内的环境,充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。单层膜。
溶酶体:内含有多种水解酶,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,单层膜。
(3)无膜
核糖体:无膜,合成蛋白质的主要场所。
中心体:动物和某些低等植物的细胞,由两个相互垂直排列的中心粒及周围物质组成,与细胞的有丝分裂有关,无膜。
八大细胞器:内质网,液泡,线粒体,高尔基体,核糖体,溶酶体,叶绿体,中心体
光镜能看到:细胞质,线粒体,叶绿体,液泡,细胞壁
在细胞质中,除了细胞器外,还有呈胶质状态的细胞质基质。
实验:用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
健那绿染液是将活细胞中线粒体染色的专一性染料,可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色。
材料:新鲜的藓类的叶
二、分泌蛋白的合成和运输
有些蛋白质是在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用,这类蛋白叫分泌蛋白。如消化酶(催化作用)、抗体(免疫)和一部分激素(信息传递)
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)
分泌蛋白从合成至分泌到细胞外,经过了哪些细胞器活细胞结构?
答:附和在内质网的核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
内质网鼓出由膜形成的囊泡,包裹着要运输的蛋白质,离开内质网到达高尔基体,与高尔基体膜融合,成为高尔基体膜的一部分。
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。
第三节细胞核——系统的控制中心
除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外,真核细胞都有细胞核。绝大多数只有一个核。
细胞核控制着细胞的代谢和遗传。细胞核控制细胞的分裂、分化。
细胞核的结构
核膜(双层膜,把核内物质与细胞质分开)
染色质(主要由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的载体)
核仁(与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关)
核孔(实现核质之间频繁的物质交换和信息交流)
细胞分裂时,细胞核解体,染色质高度螺旋化,缩短变粗,成为光学显微镜下清晰可见的圆柱状或杆状的染色体。分裂结束时,染色体解螺旋,重新成为细丝状的染色质。染色质(分裂间期)和染色体(分裂时)是同样的物质在细胞不同时期的两种存在状态。
细胞核具有控制细胞代谢的功能。
细胞既是生物体结构的基本单位,又是生物体代谢和遗传的基本单位。
#p#副标题#e#高一生物学习方法和经验总结
找到并利用规律
作为高中一门基础学科,生物学的学习有它自身的规律,我们只需要找到其中的规律并加以利用其中的规律就能达到事半功倍的效果,轻松学好生物学这门学科。在生物学的学习中有一些常识性的规律是我们必须掌握并能熟练运用的,例如生物进化论中涉及的生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生等的一系列规律。掌握了这些规律之后你就能在遇见相关问题的时候从容熟练的加以利用去分析其他相关问题。除此之外,规律的掌握和利用还有利于促进知识的深入理解,比如你掌握了结构与功能相适应的规律后就能很容易地理解“为什么线粒体有双层膜、内膜向内折叠形成脊的益处何在”等相关问题了。
培养观察和比较的能力
观察和比较在学习任何学科的学习中都起着至关重要的作用,因为观察可以让我们发现新事物,而比较能让我们发现新事物与旧事物的不同所在,能有助于我们理解并掌握新的东西,故而,在生物学的学习中我们一定要学会好好利用这两项本领。我们知道在生物学的学习中经常会做一些生物实验去获取或是验证一些结论,由此可见在生物实验中观察能力是必不可少的能力。高中生物学学习中需要记住许多公式概念等知识,这些知识中有些存在很大的相似性如果不仔细很可能就混淆了两者,在这种情况下比较就是显得十分重要了。运用比较的方法能让你在弄清楚两者的差异的同时对知识掌握得更加牢固,理解得更加透彻。
学会归纳总结
我们知道,为了把一个知识讲得很透彻,老师们在讲课的时候往往是将课程分成一块块进行讲授的,这样有利于学生对知识进行消化理解。但这样做也存在一个明显的缺点那就是知识缺乏整体性,显得零散。这就需要我们在学习之后对知识进行归纳总结找到各部分知识之间的联系,再像用线穿珠子一样将知识连贯起来形成一个完整的系统。这样做有利于我们对整个生物学科知识有一个全面的把握。比如,神经细胞、脑与脊髓灰质各自有他们的知识点,但是他们也有共通点,这个共通点就是把他们串起来的线索所在。
正确利用所学
我们学习各学科知识的目的在于运用,生物学也不例外。一门知识或是技能只有在实践应用中才能真正被掌握,才能体现出它的价值所在。我们学习生物学的目的在于指导我们的生活与发展,这就需要我们有一双善于发现的眼睛和敢于动手事件的勇气。正确的利用所学的知识造福于社会发展,造福于人类发展应该是我们青年的所应有的理念。
总结
“温故而知新”对一段时间内的知识,或者对某一部分的知识进行及时的整理,复习是实现学习效果良好的有效方式。通过对知识结构的归纳梳理形成相关的知识网络可以极大地提高对知识的记忆程度,实现对知识的更好掌握。
第一节 细胞膜——系统的边界知识网络
1、研究细胞膜的常用材料:人或哺乳动物成熟红细胞
2、细胞膜主要成分:脂质和蛋白质,还有少量糖类
细胞膜成分特点:脂质中磷脂最丰富,功能越复杂的细胞膜,蛋白质种类和数量越多
3、细胞膜功能:
①将细胞与环境分隔开,保证细胞内部环境的相对稳定
②控制物质出入细胞(选择透过性膜)
③进行细胞间信息交流
一、制备细胞膜的方法(实验)
原理:渗透作用(将细胞放在清水中,水会进入细胞,细胞涨破,内容物流出,得到细胞膜)
选材:人或其它哺乳动物成熟红细胞,动物细胞没有细胞壁,没有细胞核和众多细胞器。
提纯方法:差速离心法
细节:取材用的是新鲜红细胞稀释液(血液加适量生理盐水)
二、与生活联系:
细胞癌变过程中,细胞膜成分改变,产生甲胎蛋白(AFP),癌胚抗原(CEA)
三、细胞壁
植物:纤维素和果胶(原核生物:肽聚糖) 作用:支持和保护
四、细胞膜特性: 结构特性:流动性 举例:(变形虫变形运动、白细胞吞噬细菌)
五、功能特性:选择透过性 举例:(腌制糖醋蒜,红墨水测定种子发芽率,判断种子胚、胚乳是否成活)
六、细胞膜其它功能:维持细胞内环境稳定、分泌、吸收、识别、免疫
第二节 细胞器——系统内的分工合作
分离各种细胞器的方法:差速离心法
一、细胞器之间分工
(1)双层膜
叶绿体:进行光合作用,“能量转换站”,双层膜,分布在植物的叶肉细胞。
线粒体:细胞进行有氧呼吸的主要场所。双层膜(内膜向内折叠形成脊),分布在动植物细胞体内。
(2)单层膜
内质网:蛋白质合成和加工,以及脂质合成的“车间”,单层膜,动植物都有。
高尔基体:对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装,单层膜,动植物都有,参与了植物细胞壁的形成。
液泡:主要存在与植物细胞中,内有细胞液,含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质,可以调节植物细胞内的环境,充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。单层膜。
溶酶体:内含有多种水解酶,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,单层膜。
(3)无膜
核糖体:无膜,合成蛋白质的主要场所。
中心体:动物和某些低等植物的细胞,由两个相互垂直排列的中心粒及周围物质组成,与细胞的有丝分裂有关,无膜。
八大细胞器:内质网,液泡,线粒体,高尔基体,核糖体,溶酶体,叶绿体,中心体
光镜能看到:细胞质,线粒体,叶绿体,液泡,细胞壁
在细胞质中,除了细胞器外,还有呈胶质状态的细胞质基质。
实验:用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
健那绿染液是将活细胞中线粒体染色的专一性染料,可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色。
材料:新鲜的藓类的叶
二、分泌蛋白的合成和运输
有些蛋白质是在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用,这类蛋白叫分泌蛋白。如消化酶(催化作用)、抗体(免疫)和一部分激素(信息传递)
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)
分泌蛋白从合成至分泌到细胞外,经过了哪些细胞器活细胞结构?
答:附和在内质网的核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
内质网鼓出由膜形成的囊泡,包裹着要运输的蛋白质,离开内质网到达高尔基体,与高尔基体膜融合,成为高尔基体膜的一部分。
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。
第三节细胞核——系统的控制中心
除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外,真核细胞都有细胞核。绝大多数只有一个核。
细胞核控制着细胞的代谢和遗传。细胞核控制细胞的分裂、分化。
细胞核的结构
核膜(双层膜,把核内物质与细胞质分开)
染色质(主要由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的载体)
核仁(与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关)
核孔(实现核质之间频繁的物质交换和信息交流)
细胞分裂时,细胞核解体,染色质高度螺旋化,缩短变粗,成为光学显微镜下清晰可见的圆柱状或杆状的染色体。分裂结束时,染色体解螺旋,重新成为细丝状的染色质。染色质(分裂间期)和染色体(分裂时)是同样的物质在细胞不同时期的两种存在状态。
细胞核具有控制细胞代谢的功能。
细胞既是生物体结构的基本单位,又是生物体代谢和遗传的基本单位。
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:
生物知识点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"
生物知识点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)。
生物知识点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。
生物知识点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"
生物知识点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。
生物知识点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。
生物知识点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。
生物知识点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。
【微语】人不要太任性,因为你是活给未来的你,不要让未来的你讨厌现在的你。