第一节 真核细胞一、质膜
细胞表面的一层单位膜,特称为质膜(plasmolemma;plasma membrane)。真核细胞除了具有质膜、核膜外,发达的细胞内膜形成了许多功能区隔。由膜围成的各种细胞器,如核膜、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等。在结构上形成了一个连续的体系,称为内膜系统(endomembrane system)。内膜系统将细胞质分隔成不同的区域,即所谓的区隔化(compartmentalization)。区隔化是细胞的高等性状,它不仅使细胞内表面积增加了数十倍,各种生化反应能够有条不紊地进行,而且细胞代谢能力也比原核细胞大为提高。
二、细胞核
细胞核(nucleus)是细胞内最重要的细胞器,核表面是由双层膜构成的核被膜(nuclear envelope),核内包含有由DNA和蛋白质构成的染色体(chromosome)。间期染色体结构疏松,称为染色质(chromatin);有丝分裂过程中染色体凝缩变短,称为染色体。其实染色质与染色体只是同一物质在不同细胞周期的表现。染色体的数目因物种而异,有的如蕨类植物Ophioglossum reticulum的染色体数多达1260个;有的如马蛔虫 Ascaris megalocephala 只有两条染色体。核内1至数个小球形结构,称为核仁(nucleolus)。
三、细胞质
存在于质膜与核被膜之间的原生质称为细胞质(cytoplasm),细胞之中具有可辨认形态和能够完成特定功能的结构叫做细胞器(organelles)。除细胞器外,细胞质的其余部分称为细胞质基质(cytoplasmic matrix)或胞质溶胶(cytosol),其体积约占细胞质的一半。细胞质基质并不是均一的溶胶结构,其中还含有由微管、微丝和中间纤维组成的细胞骨架结构。
(一)细胞质基质的功能:
1) 具有较大的缓冲容量,为细胞内各类生化反应的正常进行提供了相对稳定的离子环境。
2) 许多代谢过程是在细胞基质中完成的,如①蛋白质的合成、②核酸的合成、③脂肪酸合成、④糖酵解、⑤磷酸戊糖途径、⑥糖原代谢、⑦信号转导。
3) 供给细胞器行使其功能所需要的一切底物。
4) 细胞骨架参与维持细胞形态,做为细胞器和酶的附着点,并与细胞运动、物质运输和信号转导有关。
5) 控制基因的表达与细胞核一起参与细胞的分化,如卵母细胞中不同的mRNA定位于细胞质不同部位,卵裂是不均等的。
6) 参与蛋白质的合成、加工、运输、选择性降解。
(二)主要细胞器
1. 内质网(endoplasmic reticulum):由膜围成一个连续的管道系统。;粗面内质网(rough endoplasmic reticulum,RER),表面附有核糖体,参与蛋白质的合成和加工;光面内质网(smooth endoplasmic reticulum,SER)表面没有核糖体,参与脂类合成。
2. 高尔基体(Golgi body;Golgi apparatus):由成摞的扁囊和小泡组成,与细胞的分泌活动和溶酶体的形成有关。
3. 溶酶体(lysosome):动物细胞中行细胞内消化作用的细胞器,含有多种酸性水解酶。
4. 线粒体(mitochondrion):由双层膜围成的与能量代谢有关的细胞器,主要作用是通过氧化磷酸化合成ATP。
5. 叶绿体(chloroplast):植物细胞中与光合作用有关的细胞器,由双层膜围成。
6. 细胞骨架(cytoskeleton):由微管、微丝和中间丝构成与细胞运动和维持细胞形态有关。
7. 中心粒(centriole):位于动物细胞的中心部位,故名,由相互垂直的两组9+0三联微管组成。中心粒加中心粒周物质称为中心体(centrosome)。
8. 微体(microbody):由单层单位膜围成的小泡状结构,含有多种氧化酶,与分解过氧化氢和乙醛酸循环有关。
图3-1动物细胞的的结构 图片来自.au
高一生物内容构成 一、比较原核与真核细胞(多样性) 二、生命系统的层次性 细胞 组织 器官 系统 个体 (单细胞) 种群 群落 生态系统 生物圈 三、细胞学说内容(统一性) ○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。
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。 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。
细胞的基本结构 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 1.细胞壁 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 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脂类分子组成的薄膜,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. 3.细胞质 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液泡,其体积占去整个细胞的大半. 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. 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 呈线状、粒状,故名.在线粒体上,有很多种与呼吸作用有关的颗粒,即多种呼吸酶.它是细胞进行呼吸作用的场所,通过呼吸作用,将有机物氧化分解,并释放能量,供细胞的生命活动所需,所以有人称线粒体为细胞的“发电站”或“动力工厂”. ②叶绿体 叶绿体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、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.它与细胞膜相通连,对细胞内蛋白质等物质的合成和运输起着重要作用. 内质网有两种:一种是表面光滑的;另一种是上面附着许多小颗粒状的.内质网增大了细胞内的膜面积,膜上附着这许多酶,为细胞内各种化学反应的正常进行提供了有利条件. ④高尔基体 高尔基体普遍存在于植物细胞和动物细胞中.一般认为,细胞中的高尔基体与细胞分泌物的形成有关,高尔基体本身没有合成蛋白质的功能,但可以对蛋白质进行加工和转运.植物细胞分裂时,高尔基体与细胞壁的形成有关. ⑤核糖体 核糖体是椭球形的粒状小体,有些附着在内质网膜的外表面,有些游离在细胞质基质中,是合成蛋白质的重要基地. ⑥中心体 中心体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. 动物细胞的中心体与丝分裂有密切关系. ⑦液泡 液泡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. ⑧溶酶体 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. 4.细胞核 细胞质里含有一个近似球形的细胞核,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、苏木精等碱性染料染成深色,叫做染色质.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,染色质就变化成染色体. 由膜包围着含有细胞核(或拟核)的原生质所组成, 是生物体的结构和功能的基本单位, 也是生命活动的基本单位.细胞能够通过分裂而增殖,是生物体个体发育和系统发育的基础.细胞或是独立的作为生命单位, 或是多个细胞组成细胞群体或组织、或器官和机体;细胞还能够进行分裂和繁殖;细胞是遗传的基本单位,并具有遗传的全能性(植物),动物细胞核也有全能。
第一章:人体的内环境与稳态
1、体液:体内含有的大量以水为基础的物体。
细胞内液(2/3)
体液 细胞外液(1/3):包括:血浆、淋巴、组织液等
2、体液之间关系:
血浆
细胞内液 组织液 淋巴
3、内环境:由细胞外液构成的液体环境。
内环境作用:是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
4、组织液、淋巴的成分和含量与血浆的相近,但又不完全相同,最主要的差
别在于血浆中含有较多的蛋白质,而组织液和淋巴中蛋白质含量较少
5、细胞外液的理化性质:渗透压、酸碱度、温度。
6、血浆中酸碱度:7.35---7.45
调节的试剂:缓冲溶液: NaHCO3/H2CO3 Na2HPO4/ NaH2PO4
7、人体细胞外液正常的渗透压:770kPa、正常的温度:37度
8、稳态:正常机体通过调节作用,使各个器官、系统协调活动、共同维持内
环境的相对稳定的状态。
内环境稳态指的是内环境的成分和理化性质都处于动态平衡中
9、稳态的调节:神经 体液 免疫共同调节
内环境稳态的意义:内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件
第二章;动物和人体生命活动的调节
1、神经调节的基本方式:反射
神经调节的结构基础:反射弧
反射弧:感受器→传入神经(有神经节)→神经中枢→传出神经→效应器(还包括肌肉和腺体)
神经纤维上 双向传导 静息时外正内负
静息电位 → 刺激 → 动作电位→ 电位差→局部电流
2、兴奋传导
神经元之间(突触传导) 单向传导
突触小泡(递质)→ 突触前膜→突触间隙→ 突触后膜(有受体)→产生兴奋或抑制
3、人体的神经中枢:
下丘脑:体温调节中枢、水平衡调节中枢、生物的节律行为
脑干:呼吸中枢
小脑:维持身体平衡的作用
大脑:调节机体活动的最高级中枢
脊髓:调节机体活动的低级中枢
4、大脑的高级功能:除了对外界的感知及控制机体的反射活动外,还具有语言、学习、记忆、和思维等方面的高级功能。
大脑S区受损会得运动性失语症:患者可以看懂文字、听懂别人说话、但自己不会讲话
5、激素调节:由内分泌器官(或细胞)分泌的化学物质进行调节
激素调节是体液调节的主要内容,体液调节还有CO2的调节
6、人体正常血糖浓度;0.8—1.2g/L
低于0.8 g/L:低血糖症 高于1.2 g/L;高血糖症、严重时出现糖尿病。
7、人体血糖的三个来源:食物、肝糖原的分解、非糖物质的转化
三个去处:氧化分解、合成肝糖原肌糖原、转化成脂肪蛋白质等
8、血糖平衡的调节
血糖浓度升高
胰岛素 胰高血糖素
(胰岛B细胞分泌) (胰岛A细胞分泌)
血糖浓度降低
必修一的: 1组成生物体的物质基础: 化学元素:种类,作用 化合物:化学元素组成,分类,作用,重点是蛋白质的计算问题 2组成生物体的结构基础——细胞 细胞的结构和功能:物质跨膜运输,八种细胞器的分布结构成分功能 细胞的生命历程:有丝分裂各时期的特点,尤其是中期和后期,染色体及DNA数量变化曲线;细胞分化衰老凋亡癌变特征机理 3细胞内的能量变化 光合作用,呼吸作用,过程及影响因素,二者的联系,酶和ATP 4实验 高倍显微镜的使用,生物体内还原糖,脂肪,蛋白质的鉴定,遗传物质细胞器细胞质环流的观察,根尖分生区有丝分裂的观察,酶的高效性专一性,叶绿体色素的提取和分离。
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