高一必修一生物筆記(2)
§2.2 生命活動的主要承擔者
2.2.1組成蛋白質(zhì)的氨基酸及其種類
1、組成蛋白質(zhì)的氨基酸具有相似的結(jié)構(gòu)：
一個氨基(-NH2)和一個羧基(-COOH)連接在同一個碳原子上
不同的氨基酸具有不同的R基，生物體內(nèi)的氨基酸主要約20種
Eg：根據(jù)人體能否自身合成，氨基酸可分為必需氨基酸和非必需氨基酸。
2.2.2蛋白質(zhì)是由氨基酸連接而成具有一定空間結(jié)構(gòu)的生物大分子
1、蛋白質(zhì)的基本單位(或單體)是氨基酸
2、氨基酸通過脫水縮合形成肽鍵的方式連接成二肽，依次再形成三肽、四肽等多肽……
3、多肽通常呈鏈狀，也叫多肽鏈。一條或多條多肽鏈可折疊盤曲形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的有生物活性的蛋白質(zhì)
說明：
?、倜織l多肽鏈至少含有一個游離氨基和一個游離羧基(至少是因為R基上也可能含有氨基或羧基)
?、谠谝粭l肽鏈中有：
氨基酸數(shù)=肽鍵數(shù)+1
③如蛋白質(zhì)由多條肽鏈構(gòu)成，則：
氨基酸數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)
(②可看作是③的特例)
Eg:如人胰島素由2條肽鏈構(gòu)成，含有51個氨基酸，具有49個肽鍵。血紅蛋白由4條肽鏈構(gòu)成，含有574個氨基酸，具有570個肽鍵。
4、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)具有多樣性，這是因為：構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目和排列次序可以不同，多肽鏈折疊盤曲形成的空間結(jié)構(gòu)也多種多樣。
2.2.3蛋白質(zhì)因結(jié)構(gòu)的多樣性而具有多種多樣的功能
1、蛋白質(zhì)具有多種多樣的功能，是生命活動的主要承擔者。
Eg：
催化作用(有些蛋白質(zhì)是生物催化劑——酶);
結(jié)構(gòu)功能(角蛋白等屬于結(jié)構(gòu)蛋白);
運輸功能(血紅蛋白可運輸氧氣，屬于運輸?shù)鞍?;
調(diào)節(jié)功能(有些可以調(diào)節(jié)機體生命活動的激素是蛋白質(zhì)，如胰島素);
免疫功能(抗體是蛋白質(zhì))。
2、蛋白質(zhì)的生物活性依賴特定的空間結(jié)構(gòu)。
變性會破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，從而失去生物活性
Eg：高溫、過酸過堿或重金屬離子等可以使蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，這屬于蛋白質(zhì)的變性，通常劇烈的變性難以逆轉(zhuǎn)。
§2.3 遺傳信息的攜帶者(更多詳細內(nèi)容參見必修二)
2.3.1核酸是遺傳信息的攜帶者
1、核酸可分為兩種：脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)
注意：單獨存在的病毒含有一種核酸(DNA或RNA)，而細胞同時含有兩種核酸(DNA和RNA)。
2、核酸是細胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)，在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)合成中具有極其重要的作用
2.3.2核酸在細胞中的分布——觀察DNA和RNA在細胞中的分布
實驗原理
?、?、甲基綠和吡啰紅與兩種核酸的親和力不同，RNA結(jié)合吡啰紅顯紅色，DNA結(jié)合甲基綠顯綠色。
?、颉Ⅺ}酸能改變膜的通透性，加速染色劑進入細胞;同時使染色體中DNA和蛋白質(zhì)分離，有利于DNA與染色劑結(jié)合。
材料、儀器與用具
?、瘛⑷丝谇簧掀ぜ毎?/p>
?、?、燒杯，小燒杯，溫度計，滴管，消毒牙簽，載玻片，蓋玻片，鐵架臺，石棉網(wǎng)，火柴，酒精燈，吸水紙，顯微鏡
?、蟆①|(zhì)量分數(shù)0.9%的NaCl溶液，8%的鹽酸，吡啰紅甲基綠染色劑(現(xiàn)配現(xiàn)用)，蒸餾水
實驗結(jié)果
細胞核主要呈現(xiàn)綠色，細胞質(zhì)主要呈現(xiàn)紅色。說明DNA主要位于細胞核(線粒體和葉綠體也有少量DNA)，RNA主要位于細胞質(zhì)。
2.3.3 核酸的結(jié)構(gòu)——核酸是由核苷酸連接而成的長鏈
1、構(gòu)成核酸的基本單位(或單體)是核苷酸
?、瘛⒑塑账峥伤獬梢环肿游逄继?、一分子含氮堿基和一分子磷酸
Ⅱ、核糖核酸的單體是核糖核苷酸，其五碳糖為核糖。依據(jù)堿基不同，核糖核苷酸可分四種，分別是腺嘌呤核糖核苷酸(含堿基A)、鳥嘌呤核糖核苷酸(含堿基G)、胞嘧啶核糖核苷酸(含堿基C)和尿嘧啶核糖核苷酸(含堿基U)。
?、?、脫氧核糖核酸的單體是脫氧核苷酸，其五碳糖為脫氧核糖。依據(jù)堿基不同，脫氧核苷酸可分四種，分別是腺嘌呤脫氧核苷酸(含堿基A)、鳥嘌呤脫氧核苷酸(含堿基G)、胞嘧啶脫氧核苷酸(含堿基C)和胸腺嘧啶脫氧核苷酸(含堿基T)。
2、核苷酸之間通過磷酸二酯鍵連接形成核苷酸鏈
3、RNA通常是單鏈。DNA通常由雙鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)
§2.4 細胞中的糖類和脂肪
2.4.1糖類是主要的能源物質(zhì)
1、糖類可分為還原糖和非還原糖;也可依據(jù)水解情況分為單糖、二糖和多糖
Eg：葡萄糖、果糖等單糖以及麥芽糖都屬于還原糖。蔗糖和多糖是非還原糖。
?、?、單糖不能再被水解。其中核糖、脫氧核糖和葡萄糖極其重要。只有單糖才能被直接吸收利用
說明：核糖和脫氧核糖參與構(gòu)成RNA和DNA，葡萄糖是最常利用的呼吸作用底物。
Ⅱ、二糖由兩分子單糖縮合而成，常見的二糖包括乳糖、蔗糖和麥芽糖等
Eg：乳糖=葡萄糖+半乳糖;
蔗糖=葡萄糖+果糖;
麥芽糖=葡萄糖+葡萄糖
?、?、纖維素、淀粉和糖原(肝糖原和肌糖原)等多糖的單體都是葡萄糖
2、糖類是主要的能源物質(zhì);纖維素是植物細胞壁的成分，還具有支持、保護作用
2.4.2脂質(zhì)可分為脂肪、類脂(如磷脂)和固醇等
1、細胞中的脂質(zhì)包括脂肪、磷脂和固醇
?、?、脂肪是主要的儲能物質(zhì)(因為單位質(zhì)量的脂肪氧化分解釋放的能量比糖類多)，還具有保溫、緩沖和減壓等作用
?、?、磷脂是細胞膜和細胞器膜的重要成分
注意：磷脂(含膽堿因而)含有N元素。
?、?、固醇包括膽固醇、性激素和維生素D等
?、倌懝檀际羌毎さ闹匾煞郑谌梭w內(nèi)還參與血液中脂質(zhì)的運輸。
②性激素能促進人和動物生殖器官的發(fā)育以及生殖細胞的形成。
?、劬S生素D能促進人和動物腸道對Ca和P的吸收。
2.4.3生物大分子以碳鏈為骨架
1、生物大分子是由單體經(jīng)縮合而成的多聚體
2、多糖、蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子都是由單體聚合而成的多聚體，每一個單體都以若干個相連的碳原子構(gòu)成的碳鏈為基本骨架。
3、正是由于碳原子在組成生物大分子中的重要作用，所以碳是生命的核心元素
§2.5 細胞中的無機物
2.5.1沒有水就沒有生命
1、生物體內(nèi)的水可分為自由水(游離形式存在自由流動)和結(jié)合水(與細胞內(nèi)其他物質(zhì)結(jié)合)
2、自由水的功能和新陳代謝密切相關(guān)，代謝強時，自由水/結(jié)合水的比值高
?、瘛⒘己玫娜軇?/p>
?、颉⑴c重要的生物化學反應(yīng)
?、?、多細胞生物的絕大多數(shù)細胞生存在以水為基礎(chǔ)的液體環(huán)境中
Ⅳ、運輸營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物
3、結(jié)合水是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成部分。結(jié)合水丟失意味著細胞結(jié)構(gòu)的破壞，可導致細胞死亡
Eg：生長旺盛的植株比種子的自由水含量高，其新陳代謝也更加旺盛;而種子的結(jié)合水含量比生長旺盛的植株高，其抗性(抵抗逆境，如干旱等)則更強。
2.5.2無機鹽主要以離子形式存在，對維持機體正常生命活動有重要作用
1、生物體中的無機鹽主要以離子形式存在
2、生物體內(nèi)無機鹽具有重要的作用：
Ⅰ、參與構(gòu)成細胞內(nèi)某些復雜的化合物
Eg：Fe2+參與構(gòu)成血紅蛋白，Mg2+參與構(gòu)成葉綠素等。
?、?、維持細胞和生物體的生命活動
Eg：缺Ca會引起肌肉抽搐，血鈣過高會導致肌無力。無機鹽對于維持酸堿平衡(必修三學習)維持滲透壓平衡(必修三學習)等具有重要作用
Chap3 細胞的基本結(jié)構(gòu)
§3.1 細胞膜——系統(tǒng)的邊界
3.1.1 細胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)構(gòu)成
1、體驗細胞膜的制備方法
(1)植物細胞有細胞壁→選擇動物細胞。
(2)動物細胞內(nèi)部有各種膜包被的細胞器，不易和細胞膜相區(qū)分→選擇失去各種細胞器的哺乳動物成熟紅細胞。
(3)將人成熟紅細胞置于清水中吸水漲破，釋放細胞內(nèi)容物得到細胞膜。
2、細胞膜主要由脂質(zhì)(其中以磷脂為主)和蛋白質(zhì)構(gòu)成，還含有少量糖類。
3、功能越復雜的膜，其蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。
4、蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者，膜的功能越多，膜上蛋白質(zhì)的種類就越多。
3.1.2 細胞膜具有多種多樣的功能
(1)將細胞與外界環(huán)境分開
(2)控制物質(zhì)進出細胞
(3)進行細胞間的信息交流
(4)Eg：精子和卵細胞的結(jié)合;靶細胞膜上的受體結(jié)合其他細胞分泌的激素;植物細胞中的胞間連絲。以上過程或結(jié)構(gòu)均涉及細胞膜執(zhí)行細胞間的信息交流功能。
3.1.3 植物細胞的細胞膜外還有一層細胞壁
1、植物細胞和大多數(shù)原核細胞在細胞膜外還有一層細胞壁
2、植物細胞細胞壁主要由纖維素和果膠構(gòu)成
3、細菌細胞壁的主要成分是肽聚糖，而不是纖維素和果膠。
4、植物細胞壁主要具有支持和保護作用
§3.2 細胞器——系統(tǒng)內(nèi)的分工協(xié)作
3.2.1 分離各種細胞器的方法——差速離心法
1、差速離心法
()當細胞器的密度比周圍介質(zhì)大時，大小、形狀不同的顆粒在離心作用下以不同速率向離心管底部運動。從而實現(xiàn)細胞器的分離。
3.2.2 細胞器之間的分工
1、線粒體
(1)線粒體的結(jié)構(gòu)模式圖：
(2)線粒體是細胞有氧呼吸的主要場所
2、葉綠體
(1)葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖：
(2)葉綠體是光合作用的場所
3、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)
(1)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是由單層膜圍成的不規(guī)則網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)
(2)可分為粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(附著大量核糖體)和光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(極少附著核糖體)
(3)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是蛋白質(zhì)合成(實際上是粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體執(zhí)行肽鏈合成的功能)和加工的場所;也是脂質(zhì)合成的車間
Eg：性激素在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成。
4、高爾基體
(1)高爾基體是由單層膜構(gòu)成的扁平囊狀和囊泡狀結(jié)構(gòu)
(2)高爾基體主要對來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進行加工、分類、包裝和發(fā)送，是細胞內(nèi)物質(zhì)運輸?shù)臉屑~
(3)膜蛋白、分泌蛋白以及溶酶體中的酶等都要在高爾基體中進行分選和發(fā)送。
(4)在植物細胞中，高爾基體與細胞壁的形成有關(guān)(僅為應(yīng)付會考而補充此內(nèi)容)。
5、核糖體
(1)核糖體由RNA(rRNA)和蛋白質(zhì)構(gòu)成，不具有膜結(jié)構(gòu)
(2)核糖體是蛋白質(zhì)合成(生成肽鍵)的場所
6、液泡
(1)液泡是由單層膜構(gòu)成的泡狀結(jié)構(gòu)，成熟植物細胞中含有一個占據(jù)細胞絕大部分體積的中央大液泡
(2)液泡內(nèi)有細胞液，內(nèi)含無機鹽、糖類、蛋白質(zhì)、色素等，可調(diào)節(jié)植物細胞內(nèi)的環(huán)境;充盈的液泡還可使植物堅挺
(3)紫色洋蔥鱗莖外表皮因含有紫色的色素而呈現(xiàn)紫色。
7、中心體
(1)中心體由兩組互相垂直的中心粒構(gòu)成，無膜包被
(2)中心體主要存在于動物細胞中，也存在于低等植物(如團藻等)細胞中
(3)一般認為中心體與細胞分裂時紡錘體的形成有關(guān)
8、溶酶體
(1)溶酶體具有單層膜結(jié)構(gòu)
(2)溶酶體中含消化酶，能分解衰老、損傷的細胞器，吞噬并殺死入侵細胞的病毒或病菌
3.2.3 細胞器之間的協(xié)調(diào)配合
1、分泌蛋白的合成、加工、運輸與分泌
?、?內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的)核糖體合成分泌蛋白;
②內(nèi)質(zhì)網(wǎng)對分泌蛋白進行初步加工，高爾基體對分泌蛋白進行深加工和分選;
?、鄹郀柣w包裹分泌蛋白以囊泡的形式與細胞膜融合，將分泌蛋白分泌出去;
?、芨骷毎鲌?zhí)行功能所需的能量主要由線粒體提供。
2、說明：分泌蛋白是指分泌到細胞外發(fā)揮作用的蛋白質(zhì)，如胰島素、抗體等。
3.2.4 細胞的生物膜系統(tǒng)
1、細胞器膜和細胞膜、核膜等結(jié)構(gòu)共同組成細胞的生物膜系統(tǒng)
2、生物膜≠生物膜系統(tǒng)。
3、生物膜系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上相互聯(lián)系
Eg：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜內(nèi)連核膜，外連細胞膜。
4、生物膜系統(tǒng)在功能上緊密聯(lián)系
Eg：分泌蛋白的加工、運輸和分泌。
5、生物膜系統(tǒng)的功能
(1)細胞膜使細胞具有一個相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境，同時在細胞與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞的過程中起決定性作用
(2)許多重要的化學反應(yīng)都在生物膜上進行，廣闊的膜面積為多種酶提供了附著位點
(3)細胞內(nèi)的生物膜把各種細胞器分隔開，使得細胞內(nèi)能夠同時進行多種化學反應(yīng)而不互相干擾，保證了細胞生命活動有序高效地進行
3.2.5 用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體
1、實驗原理
(1)葉綠體呈綠色，可在顯微鏡下直接觀察其形態(tài)和分布
(2)線粒體無色，活體的線粒體可被健那綠染液染成藍綠色(死的不可以染色)，在高倍顯微鏡下進行觀察
2、儀器與用具
(1)新鮮的蘚類葉(或菠菜葉等，菠菜葉需要用鑷子撕取稍帶葉肉的下表皮)
(2)健那綠染液
(3)顯微鏡，載玻片，蓋玻片，滴管，鑷子，消毒牙簽(取人口腔上皮細胞用)
3.2.6 細胞質(zhì)基質(zhì)是細胞代謝的主要場所
1、細胞質(zhì)基質(zhì)是細胞質(zhì)中除細胞器以外的組成部分，呈現(xiàn)膠體狀態(tài)，含有各種離子和組成細胞的各種化合物
2、細胞質(zhì)基質(zhì)中含有細胞骨架，可以維持細胞形態(tài)、保持細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有序。
3、細胞質(zhì)基質(zhì)是活細胞進行代謝活動的主要場所
§3.3 細胞核——系統(tǒng)的控制中心
3.3.1 細胞核是遺傳和代謝的控制中心
1、細胞核是遺傳信息庫;是細胞代謝與遺傳的控制中心
3.3.2 細胞核由核膜、核仁、染色質(zhì)(染色體)等結(jié)構(gòu)組成
1、染色質(zhì)在細胞分裂過程中螺旋化成為染色體。
染色質(zhì)和染色體是同一種物質(zhì)在不同時期的兩種存在形式。
(分裂期——染色體;非分裂期——染色質(zhì))
2、動植物細胞亞顯微結(jié)構(gòu)的比較
(1)動物細胞不含有葉綠體、中央液泡和細胞壁，通常含有中心體
(2)植物細胞通常含有細胞壁、葉綠體和中央大液泡;一般不含有中心體
(3)注意：
?、僦参镏挥芯G色組織部分含葉綠體。
?、谥挥谐墒斓闹参锛毎藕兄醒氪笠号?。如植物的根尖分生區(qū)細胞不含有葉綠體也不含有中央大液泡。
?、鄣偷戎参锛毎兄行捏w。如水棉、衣藻等低等植物細胞中含有中心體。
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