1、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。水的作用：细胞内良好的溶剂（因为水是极性分子）生物体内运输物质的主要介质缓和温度变化（水温的降低会形成较多的氢键，而形成氢键又会释放能量）参与生化反应维持细胞形态提供反应场所无机盐（绝大多数以离子形式存在）功能：维持生物体的生命活动复杂化合物的重要组成部分（叶绿素中含Mg、血红蛋白中含Fe2+，香蕉中含K）维持细胞内外正常的渗透压维持细胞的酸碱平衡输液用0.9的生理盐水说明无机盐能维持血浆正常浓度某些离子的作用：K+对细胞内外渗透压有重要影响；植物缺B只开花不结果；血液中的Ca2+含量过低，会发生抽搐；PO43-构成核苷酸，I-与甲状腺
2、密切相关。l 生物大分子以碳链为骨架b、所有生物体内的生物大分子都是以碳链为骨架的，每一个单体都是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。组成多糖的单体是单糖；组成蛋白质的单体是氨基酸；组成核酸的单体是核苷酸。糖类的种类与作用作用：糖类（C、H、O组成；结构单位是单糖）是细胞里的主要的能源物质；构成生物重要成分（核酸、细胞壁）；供能，储能，细胞识别（糖蛋白） 单糖（不能水解）：葡萄糖（G是重要能源物质）、果糖、核糖（构成RNA）、脱氧核糖（构成DNA）、半乳糖 二糖：蔗糖（水解成葡萄糖+果糖）、麦芽糖（植物）（水解成两个葡萄糖）；乳糖（动物）（水解成葡萄糖+半乳糖）
3、多糖（能水解成多个葡萄糖）：淀粉（植物的储能物质）、纤维素（植物细胞壁的组成部分）；糖元（动物的储能物质） d、四大能源物质：生命的燃料：葡萄糖主要能源：糖类直接能源：ATP 根本能源：太阳能棉织品和麻织品的主要成分就是纤维素；淀粉是稻米、面粉等食物的主要成分。（真丝是蛋白质）糖类以糖元的形式储藏在动物的肝脏和肌肉（肝糖原能彻底水解成葡萄糖，肌糖原不能直接分解成葡萄糖）脂质（主要由C、H、O构成，有些含有N、P ）的种类与作用（C,H含量比糖类高，油脂的基本结构单位是甘油和脂肪酸）油脂（由两种基本结构单位即甘油和脂肪酸组成）：储能、维持体温、缓冲和减压的作用，可以保护内脏器官。磷脂（C、H、O
4、、N、P）：构成膜（细胞膜、液泡膜、线粒体膜等）结构的重要成分 植物蜡：保护作用固醇：分为胆固醇、性激素、维生素D ；维持新陈代谢和生殖起重要调节作用；胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人 体内还参与血液中脂质的运输，适量时可以减少心血管疾病，多则引起心血管疾病；性激素能促进人和动物生殖器官的发育及生殖细胞的形成；维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。（人的表皮上有胆固醇，在光照射下能转换为维生素D） 相同质量时糖类和油脂C,H所占比： 油脂高，糖类低；相同质量时彻底氧化释放的能量：油脂多蛋白质的结构与功能（生物体生命活动的主要承担者，生物性状的体现者）蛋白质（高分子化合物）的化学结构
5、、基本单位（氨基酸）及其功能 蛋白质（由C、H、O、N、S元素构成，有些含有P等）（如鸟的羽毛，人的毛发，指甲等）1、结构蛋白：有些蛋白是构成细胞和生物体的重要物质（肌动蛋白） 2、催化作用：即蛋白质酶，推动化学反应的进行功能 3.免疫作用：即抗体（如免疫球蛋白），与疾病作斗争 4.运输作用：帮助物质进出细胞（载体蛋白，如血红蛋白运输氧气） 5.调节作用：对生命体的生命活动具有重要的调节新陈代谢作用。（如胰岛素，降低血糖浓度）生物体的一切生命活动都与蛋白质有关，都是具有特定功能的蛋白质，蛋白质的每种特定功能都与特定的结构有关。基本单位：氨基酸（约20种）（决定20多种氨基酸的密码子有61种）结
6、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），并且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。肽键：氨基酸脱水缩合形成，-NH-CO-二 肽：由两个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物，只含有一个肽键。多 肽：由三个或三个以上的氨基酸分子脱水缩合而成的链状结构。有几个氨基酸就叫几肽。肽 链：多肽通常呈链状结构，叫肽链。一条肽链有至少有一个游离的氨基和羧基。 多肽链盘曲折叠形成蛋白质 高温破坏空间结构使蛋白质变性有关计算:脱水的个数=肽键个数氨基酸个数n链数m 蛋白质分子量氨基酸分子质量氨基酸个数脱去水分子的个数18 N种氨基酸形成m肽种类有n
7、m个蛋白质至少含有氨基数、羧基数与肽链数相同蛋白质多样性原因：氨基酸的种类、数目、排列顺序不同；构成蛋白质多肽链数目；空间结构不同。蛋白质的分子结构具有多样性，决定蛋白质的功能具有多样性。核酸的结构和功能核酸（由C、H、O、N、P素构成）的化学组成及基本单位 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。功能：核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具极其重要的作用，决定着生物体的遗传特性；RNA在合成蛋白质时是必须的核酸：只由
8、C、H、O、N、P组成，是一切生物的遗传物质，是遗传信息的载体。核酸的分布：真核细胞的DNA主要在细胞核中；线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA；RNA主要分布在细胞质中。一个人体中DNA一样，RNA不一样 基因（或DNA）的碱基：信使RNA的碱基：氨基酸个数=6:3:1l 实验：检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质1、 白梨汁与本尼迪特试剂（斐林试剂的改良液）（浅蓝色）混合均匀，在热水浴（60以上）中加热2-3分钟，可以观察到砖红色（或红黄色）沉淀（Cu20），只能检测还原糖。而不能鉴定非还原性糖。2、 还原糖：含有游离醛基或酮基的单糖和二糖，如葡萄糖、半乳糖、果糖、麦芽糖、核糖等。蔗糖不是还原
9、糖。3、 淀粉用碘-碘化钾溶液4、双缩脲试剂的成分是A（为B提供碱性环境）（质量浓度为0.1 gmL的氢氧化钠溶液）和B（质量浓度为0.01 gmL的硫酸铜溶液）。蛋白质（蛋清溶液，豆浆）可与双缩脲试剂产生紫色反应。主要指因为蛋白质中存在肽键。5、苏丹染液遇脂肪的颜色反应为橙黄色，苏丹染液遇脂肪的颜色反应为红色。（染色：用吸水纸吸去表面的水，再用滴管将苏丹染液滴在子叶切片上，静置，再在切片上滴加1-2滴50的乙醇溶液，用来固定颜色，并能洗去多余的染料）6.DNA 甲基绿（碱性染料，蓝绿色） 绿色 RNA 吡罗红/派洛宁 红色l 第二章 细胞的结构l 细胞学说的建立过程：胡克既是细胞的发现者也是
10、细胞的命名者细胞学说：德植物学家施莱登和动物学家施旺提出。 “所有的细胞都来源于先前存在的细胞”是魏尔肖的名言。内容：所有的生物都是由一个或多个细胞组成的；细胞是所有生物的结构和功能的单位；所有的细胞必定是有已存在的细胞组成的。（揭示了生物的统一性）最大的细胞是鸵鸟蛋的卵黄，最小的细胞是支原体。一般的细胞只能在显微镜中看到，但有特殊。多细胞生物细胞数目多少与生物体的大小成比例。细胞体积越小，相对表面积越大。如果体积与表面积之比过大，不利于各项生命活动的进行。细胞膜系统的结构和功能1、 生物膜的流动镶嵌模型（1）蛋白质在脂双层中的分布是不对称和不均匀的（覆盖，贯穿，镶嵌）。（2）膜结构具有流动性
11、。膜的结构成分不是静止的，而是动态的，生物膜是流动的脂质双分子层与镶嵌着的球蛋白排列组成。（3）膜的功能是由蛋白与蛋白、蛋白与脂质、脂质与脂质之间复杂的相互作用实现的。（4）单位膜就是由脂双层组成的膜。2、细胞膜的成分和功能 磷脂 ：磷脂双分子层即单位膜（膜基本支架）；磷脂分子头亲水尾亲脂 蛋白质 ：与细胞膜的功能有关 细胞膜组成 糖蛋白：在外面，对质膜有保护作用；在细胞识别过程中起重要作用。 膜蛋白（也可以移动）：细胞内各种膜结构中蛋白质成分。控制某些分子和离子的进出；起生物催化剂的作用；起细胞标志物的作用。3. 流动镶嵌模型的基本内容：1、膜结构的基础脂双层。（主要成分是磷脂分子，夹杂着胆
12、固醇（刚性成分）是可以运动的，具有流动性。）2、特殊功能的体现者：膜蛋白。蛋白质分子覆盖、镶嵌、贯穿在磷脂双分子层中。（膜蛋白可以移动）磷脂双分子层构成了细胞膜的基本骨架。细胞膜的功能：将细胞与外界环境分开 控制物质进出细胞 进行细胞间的物质交流控制细胞通讯细胞识别4、细胞膜的结构特点：具有一定的流动性 细胞膜的功能特点：具有选择透过性（允许某些物质通过）5、细胞的生物膜系统：在细胞中，许多细胞器都有膜，如内质网、高尔基体，线粒体、绿体、溶酶体等，这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。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
13、信息传递的过程中起着决定性作用。许多重要的化学反应都在生物膜上进行。细胞膜内的生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内能同时进行多种化学反应，而不会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。细胞壁（全透）：主要由纤维素、果胶组成。大多是死细胞。作用是保护细胞和支撑植物体。真菌的细胞壁由壳多糖组成 细菌的细胞壁主要由肽聚糖组成光学显微镜 显微结构 形状 电子显微镜 亚显微结构 结构l 几种细胞器的结构和功能 细 胞 质：细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。细 胞 器：细胞质中具有特定功能的各种亚细胞结构的总称。1、（B）线粒体：呈粒状、 棒状，具有双层膜结构，是真核细胞非常重要的细胞器，内膜向内突起
14、形成“嵴”，使表面积增大有利于生化反应的进行，内膜基质和基粒上有与有氧呼吸有关的酶，是有氧呼吸第二、三阶段的场所，生命体95%的能量来自线粒体，又叫“动力工厂”。有氧呼吸的主要场所，为生命活动供能，是细胞呼吸和能量代谢的中心。有少量的DNA、RNA和核糖体，是半自主细胞器。 代谢旺盛细胞中较多普遍存在于动植物细胞2、质体：植物和藻类细胞特有的。分为白色体和有色体。白色体储存脂质和淀粉，存在与不可见光的细胞中。有色体含有色素，最重要的一类有色体是叶绿体。叶绿体（主要在叶肉细胞中）:含有光合作用所需的叶绿素和其他色素。扁平的椭球形或球形，双层膜结构。基粒上有色素，基质（液体有光合酶）和基粒中含有与
15、光合作用有关的酶，是光合作用的场所。含少量的DNA、RNA。3、内质网（真核细胞有，原核细胞没有）：1层单位膜折叠体，是有机物的合成“车间”，核糖体合成的蛋白质的运输通道，送往高尔基体和细胞的其他部位，沟通了细胞膜，高尔基体和核膜；加工蛋白质。 内连核膜，外连质膜。粗面内质网上有核糖体，光面内质网能合成氧化酒精的酶，合成磷脂的酶4、核糖体（细菌也有，但病毒没有）：由RNA和蛋白质组成，无膜结构，将氨基酸缩合成蛋白质。将氨基酸合成蛋白质的场所。大部分在粗面内质网（形成分泌蛋白，膜蛋白，溶酶体），一部分游离在细胞溶胶中（合成结构蛋白主要合成留存在细胞质中的蛋白质，如呼吸氧化酶）5、高尔基体：1层单
16、位膜，有一系列单位膜构成的扁平小囊和。原核细胞没有。动物细胞中与分泌物的形成有关；植物中与有丝分裂中细胞壁的形成有关（在高等植物有丝分裂后期，高尔基体数量增加，合成纤维素和果胶）。高尔基体是真核细胞中的物质转运系统，承担着运输加工功能。（分泌细胞与高尔基体有关）6、中心体：无膜结构，由垂直的两个中心粒（由微管构成）构成，存在于动物和低等植物中，与动物细胞有丝分裂有关，形成纺锤体。7、液泡：1层单位膜，成熟的植物细胞有明显的大液泡。贮藏（营养、有机酸、生物碱、糖类、蛋白质、无机盐、色素等）、保持细胞形态，调节渗透吸水。8、溶酶体：是含有一些单位膜被的小泡。是高尔基体断裂后形成的。有“消化车间”之
17、称，内含60多种水解酶，能催化多糖，蛋白质，脂质，DNA和RNA等，能消化细胞从外界吞入的颗粒和细胞自身产生的碎渣，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。线粒体和叶绿体共同点1、具有双层膜结构2、进行能量转换3、含遗传物质DNA4、能独立地控制性状5、决定细胞质遗传6、内含核糖体7、有相对独立的转录翻译系统8、能自我分裂增殖9.能运动9.分泌蛋白的合成和运输：与这一过程间接有关的细胞器还有线粒体（提供能量） 核糖体（合成肽链）内质网（加工）（通过囊泡传递）高尔基体（加工、分拣）细胞膜细胞外10.细胞溶胶（即细胞质基质）：细胞质中除细胞器外的液体部分称为细胞溶胶。主要成分是水
18、，有无机盐、氨基酸等多种物质，与细胞器进行物质交换。细胞溶胶中有多种酶，是多种代谢活动的主要场所。光镜下能看到的细胞器：叶绿体、线粒体、液泡、细胞核细胞内的各种生物膜不仅在结构上相互联系，在功能上也是既有明确的分工，又协调统一。l 细胞核（最大的细胞器）的结构和功能细胞核的功能：细胞核是细胞的遗传信息库，是遗传物质储存和复制的场所，是细胞核代谢和遗传的控制中心。细胞核是细胞进行生命活动所必须的，例如变形虫去掉细胞核后就不能取食，只能存活几天，但重新植入后，变形虫又能恢复生命了。大多数细胞只有一个细胞核，但横纹肌细胞，白细胞有多个细胞核，哺乳动物成熟的红细胞（无细胞器，但是是真核细胞，能进行无氧
19、呼吸）和维管植物的筛管细胞没有细胞核。染色体：主要成分是DNA和蛋白质。存在于核膜内核仁外。容易被碱性染料染成深色。染色体和染色质是同样物质在细胞不同时期的两种存在状态。染色质（细长丝状）高度螺旋，缩短变粗，形成染色体。细胞核的 核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开。外膜与粗面内质网相连。形态结构 核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。 核孔复合体：大分子物质进出的通道。实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。是蛋白质和RNA通过的地方。数量与代谢水平成正比。蛋白质只进不出，RNA只出不进。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。l 原核细胞和真核细胞最主要的区别（
20、病毒不属于其中，它没有成形的细胞结构）原核细胞和真核细胞最主要的区别是：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。原核细胞没有由核膜包围的典型的细胞核.，无核膜和核孔，但是有拟核（有DNA）。只有一种细胞器-核糖体，遗传物质DNA呈环状，如果有细胞壁它的成分是肽聚糖而真核细胞有由核膜包围的典型的细胞核，有各种细胞器，有染色质，如果有细胞壁成分是纤维素和果胶共同点是：它们都有细胞膜和细胞质。它们的遗传物质都是DNA常考的真核生物：绿藻、衣藻（即除蓝藻外都是真核）、真菌（如酵母菌、霉菌、蘑菇）、原生动物（如草履虫、变形虫等）及动、植物。（有真正的细胞核） 常考的原核生物：大
21、部分蓝藻（包括蓝球藻、颤藻和、念珠藻及发菜）（自养型，能进行光合作用，有藻蓝素、叶绿素）、细菌（如硝化细菌、乳酸菌、大肠杆菌、肺炎双球菌）、放线菌、葡萄球菌、圆褐固氮菌、支原体、衣原体。（没有由核膜包围的典型细胞核） 注：病毒即不是真核也不是原核生物，原生动物（草履虫、变形虫）是真核生物1、原核细胞：细胞较小，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；大多数有细胞壁（支原体除外），成分与真核细胞不同，细胞呼吸和光合作用在质膜中完成（有呼吸酶）。2、真核细胞：细胞较大，有核膜、有核仁、有成形的细胞核；有一定数目的染
22、色体（DNA与蛋白质结合而成）；一般有多种细胞器（如线粒体、叶绿体，内质网等）。水绵是低等植物，只有中心体和叶绿体。（B）细胞是一个有机的统一整体 细胞具有严整的结构，完整的细胞结构是细胞完成正常生命活动的前提l 第三章 细胞的代谢l ATP的化学组成和结构特点元素组成：ATP 由C 、H、O、N、P五种元素组成ATP中文名称叫三磷酸腺苷，ATP的结构简式：，其中A代表腺苷（由一个核糖和1个腺嘌呤（含氮碱基）组成），P代表磷酸基团，“”代表高能磷酸键，“ ”代表普通化学键。水解时远离A的磷酸键线断裂，放出大量能量新陈代谢所需能量的直接来源ATP在细胞内含量很少，但在细胞内的转化速度很快。ATP
23、先使肌肉中的能量增加，改变形状，这就是吸能反应，然后肌肉做功，失去能量，恢复原状，这就是放能反应。产生ATP的场所：细胞质基质（厌氧呼吸）、叶绿体基粒（光反应）、线粒体（需氧呼吸的主要场所）消耗场所：细胞膜（主动运输，胞吞胞吐）细胞质基质（需能反应）、叶绿体（暗反应，DNA复制转录，蛋白质合成）线粒体（DNA复制转录，蛋白质合成），核糖体（蛋白质合成），细胞核（DNA复制转录）ATP和ADP相互转化的过程和意义：新陈代谢所需能量的直接来源。在ATP 和 ADP转化过程中物质是可逆，能量是不可逆的这个过程储存的能量来自：动物中为呼吸作用转移的能量，植物中来自光合作用和呼吸作用。 这个过程释放能量
24、，用于一切生命活动。O量能量和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444当但并非所有生命活动所需能量均有ATP提供ADP+Pi+能量 酶 ATPATP 酶 ADP+Pi+能量l 物质跨膜运输的方式和特点 （小分子物质）扩散是分子或离子从高浓度向低浓度处运动的现象渗透作用：水分子（溶剂分子）通过半透膜的扩散作用。 条件：1、具有半透膜 2、半透膜两侧有浓度差成熟的植物细胞会因渗透作用失水，质膜连
25、同以内部分收缩而发生质壁分离。即原生质层和细胞壁分离。中间含有水和外界溶液。能复原。原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。观察植物细胞的质壁分离和复原实验原理：成熟的植物细胞有一大液泡。当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，液泡逐渐缩小，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，既发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水分就透过原生质层进入到细胞液中，液泡逐渐变大，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，既发生了质壁分离复原。比较项目运输方向是否要载体是否消耗能量代表例子自
26、由扩散高浓度低浓度不需要不消耗O2、CO2、H2O、乙醇、甘油等亲水亲脂类物质协助扩散需要葡萄糖进入红细胞，K、Na进入红细胞等主动运输低浓度高浓度消耗氨基酸、葡萄糖、各种离子等，葡萄糖进入小肠上皮细胞胞吞胞吐大分子或颗粒物，不跨膜，消化酶。抗体等大分子和颗粒物质进出细胞的主要方式是胞吞和胞吐作用（要载体蛋白）。如变形虫的摄食过程，人体中消化酶的分泌。胞吞和胞吐说明细胞膜具有流动性。l 细胞膜是一种选择透过性膜半透膜选择透过性膜概念小分子、离子能透过，大分子不能透过水自由通过，被选择的离子和其它小分子可以通过，大分子和颗粒不能通过性质半透性（存在微孔，取决于孔的大小）选择透过性（生物分子组成，
27、取决于脂质、蛋白质和ATP）状态活或死活材料合成材料或生物材料生物膜（磷脂和蛋白质构成的膜）物质运动方向不由膜决定，取决于物质密度水和亲脂小分子：离子和其它小分子：膜上载体（蛋白质）决定功能渗透作用渗透作用和其它更多的生命活动功能共同点水自由通过，大分子和颗粒都不能通过细胞膜可以让水分子自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能过，因此细胞膜是一种选择透过性膜。磷脂双分子层和膜上的载体决定了细胞膜的选择透过性。l 酶的本质、特性和作用1、酶的本质：酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物（功能：降低化学反应活化能，提高化学反应速率），其中大部分是蛋白质、
28、少量是RNA。大多由核糖体合成2、酶的特性：1、酶具有高效性 2、酶具有专一性（每种酶只能催化一种或一类化合物） 3、酶的作用条件比较温和3、酶的作用：酶在降低反应的活化能方面比无机催化剂更显著，因而催化效率更高4.酶的作用过程本身不发生化学变化。酶分子有一定的形状能与一定的底物结合。如酶与两个氨基酸结合后，形成酶-底物复合物，使它们连接起来，形成二肽，然后脱落，同时酶恢复原状（性质不发生变化）。影响酶活性的因素 温度； PH值温度 和PH值偏高或偏低，酶活性都会明显降低。在最适宜的温度和PH值条件下，酶的活性最高。（不同的酶最适条件不同）过酸、过碱或温度过高，酶的空间结构遭到破坏，能使蛋白质变性失活，低温使酶活性
