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組成蛋白質的氨基酸及其種類
1、組成蛋白質的氨基酸具有相似的結構：
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，生物體內的氨基酸主要約20種
Eg：根據人體能否自身合成，氨基酸可分為必需氨基酸和非必需氨基酸。
2.2.2蛋白質是由氨基酸連接而成具有一定空間結構的生物大分子
1、蛋白質的基本單位(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構的有生物活性的蛋白質
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=肽鍵數+1
③如蛋白質由多條肽鏈構成，則：
氨基酸數=肽鍵數+肽鏈數
(②可看作是③的特例)
Eg:如人胰島素由2條肽鏈構成，含有51個氨基酸，具有49個肽鍵。血紅蛋白由4條肽鏈構成，含有574個氨基酸，具有570個肽鍵。
4、蛋白質的結構具有多樣性，這是因為：構成蛋白質的氨基酸的種類、數目和排列次序可以不同，多肽鏈折疊盤曲形成的空間結構也多種多樣。
2.2.3蛋白質因結構的多樣性而具有多種多樣的功能
1、蛋白質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(有些蛋白質是生物催化劑——酶);
結構功能(角蛋白等屬于結構蛋白);
運輸功能(血紅蛋白可運輸氧氣，屬于運輸蛋白);
調節(jié)功能(有些可以調節(jié)機體生命活動的激素是蛋白質，如胰島素);
免疫功能(抗體是蛋白質)。
2、蛋白質的生物活性依賴特定的空間結構。
變性會破壞蛋白質的空間結構，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的空間結構發(fā)生改變，這屬于蛋白質的變性，通常劇烈的變性難以逆轉。
§2.3 遺傳信息的攜帶者(更多詳細內容參見必修二)
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、核酸是細胞內攜帶遺傳信息的物質，在生物體的遺傳、變異和蛋白質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結合吡啰紅顯紅色，DNA結合甲基綠顯綠色。
?、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和蛋白質分離，有利于DNA與染色劑結合。
材料、儀器與用具
?、?、人口腔上皮細胞
Ⅱ、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，火柴，酒精燈，吸水紙，顯微鏡
?、?、質量分數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
實驗結果
細胞核主要呈現(xiàn)綠色，細胞質主要呈現(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。
2.3.3 核酸的結構——核酸是由核苷酸連接而成的長鏈
1、構成核酸的基本單位(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
?、?、核糖核酸的單體是核糖核苷酸，其五碳糖為核糖。依據堿基不同，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構
§2.4 細胞中的糖類和脂肪
2.4.1糖類是主要的能源物質
1、糖類可分為還原糖和非還原糖;也可依據水解情況分為單糖、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。
Ⅰ、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;纖維素是植物細胞壁的成分，還具有支持、保護作用
2.4.2脂質可分為脂肪、類脂(如磷脂)和固醇等
1、細胞中的脂質包括脂肪、磷脂和固醇
?、?、脂肪是主要的儲能物質(因為單位質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。
Ⅲ、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內還參與血液中脂質的運輸。
?、谛约に啬艽龠M人和動物生殖器官的發(fā)育以及生殖細胞的形成。
③維生素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縮合而成的多聚體
2、多糖、蛋白質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、生物體內的水可分為自由水(游離形式存在自由流動)和結合水(與細胞內其他物質結合)
2、自由水的功能和新陳代謝密切相關，代謝強時，自由水/結合水的比值高
?、?、良好的溶劑
?、?、參與重要的生物化學反應
Ⅲ、多細胞生物的絕大多數細胞生存在以水為基礎的液體環(huán)境中
?、?、運輸營養(yǎng)物質和代謝廢物
3、結合水是細胞結構的重要組成部分。結合水丟失意味著細胞結構的破壞，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、生物體內無機鹽具有重要的作用：
?、?、參與構成細胞內某些復雜的化合物
Eg：Fe2+參與構成血紅蛋白，Mg2+參與構成葉綠素等。
?、?、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 細胞的基本結構
§3.1 細胞膜——系統(tǒng)的邊界
3.1.1 細胞膜主要由脂質和蛋白質構成
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，釋放細胞內容物得到細胞膜。
2、細胞膜主要由脂質(其中以磷脂為主)和蛋白質構成，還含有少量糖類。
3、功能越復雜的膜，其蛋白質的種類和數量越多。
4、蛋白質是生命活動的主要承擔者，膜的功能越多，膜上蛋白質的種類就越多。
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：精子和卵細胞的結合;靶細胞膜上的受體結合其他細胞分泌的激素;植物細胞中的胞間連絲。以上過程或結構均涉及細胞膜執(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)線粒體的結構模式圖：
(2)線粒體是細胞有氧呼吸的主要場所
2、葉綠體
(1)葉綠體結構模式圖：
(2)葉綠體是光合作用的場所
3、內質網
(1)內質網是由單層膜圍成的不規(guī)則網狀結構
(2)可分為粗糙內質網(附著大量核糖體)和光滑內質網(極少附著核糖體)
(3)內質網是蛋白質合成(實際上是粗面內質網上的核糖體執(zhí)行肽鏈合成的功能)和加工的場所;也是脂質合成的車間
Eg：性激素在內質網上合成。
4、高爾基體
(1)高爾基體是由單層膜構成的扁平囊狀和囊泡狀結構
(2)高爾基體主要對來自內質網的蛋白質進行加工、分類、包裝和發(fā)送，是細胞內物質運輸的樞紐
(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(僅為應付會考而補充此內容)。
5、核糖體
(1)核糖體由RNA(rRNA)和蛋白質構成，不具有膜結構
(2)核糖體是蛋白質合成(生成肽鍵)的場所
6、液泡
(1)液泡是由單層膜構成的泡狀結構，成熟植物細胞中含有一個占據細胞絕大部分體積的中央大液泡
(2)液泡內有細胞液，內含無機鹽、糖類、蛋白質、色素等，可調節(jié)植物細胞內的環(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
8、溶酶體
(1)溶酶體具有單層膜結構
(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)調配合
1、分泌蛋白的合成、加工、運輸與分泌
?、?內質網上的)核糖體合成分泌蛋白;
②內質網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;
④各細胞器執(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，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、核膜等結構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)在結構上相互聯(lián)系
Eg：內質網膜內連核膜，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)定的內部環(huán)境，同時在細胞與外界環(huán)境進行物質交換、能量轉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)細胞內的生物膜把各種細胞器分隔開，使得細胞內能夠同時進行多種化學反應而不互相干擾，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 細胞質基質是細胞代謝的主要場所
1、細胞質基質是細胞質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、細胞質基質中含有細胞骨架，可以維持細胞形態(tài)、保持細胞內部結構的有序。
3、細胞質基質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(染色體)等結構組成
1、染色質在細胞分裂過程中螺旋化成為染色體。
染色質和染色體是同一種物質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)
2、動植物細胞亞顯微結構的比較
(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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