1、 第一章 走近细胞第一节 从生物圈到细胞1、病毒(没有细胞)结构,仅有(蛋白质和遗传物质)组成,必须依赖活细胞才能生存。必须寄生在活细胞中,利用寄主细胞里的物质生活、繁殖。2、生命活动离不开细胞, (细胞是生物体结构和功能的基本单位) 。3、生命系统的结构层次:(细胞) 、 (组织) 、 (器官) 、 (系统) 、 (个体) 、 (种群) 、 (群落) 、(生态系统) 、 (生物圈) 。4、血液属于(组织)层次,皮肤属于(器官)层次。种子是(器官)层次,由受精卵发育而来。5、植物没有(系统)层次,单细胞生物既可化做(个体)层次,又可化做(细胞)层次。6、地球上最基本的生命系统是(细胞) ,最大
2、的生态系统是(生物圈) 。7、种群:在一定的区域内同种生物个体的总和。例:一个池塘中所有的鲤鱼。8、群落:在一定的区域内所有生物的总和。例:一个池塘中所有的生物(不是所有的鱼) 。9、生态系统:生物群落和它生存的无机环境相互作用而形成的统一整体。10、生物圈中存在着众多的单细胞生物,单个细胞就能完成各种生命活动。如:蓝藻、变形虫、绿眼虫、草履虫、细菌。许多植物和动物是多细胞生物,他们依赖各种分化的细胞密切合作,共同完成一系列复杂的生命活动。地球上最早出现的生命形式,也是具有细胞形态的(单细胞生物) 。第二节 细胞的多样性和统一性细胞的统一性:细胞基本相似结构,都具有细胞膜、细胞质、DNA、核糖
3、体。细胞的多样性:细胞的形态、结构、功能有差异。一、高倍镜的使用步骤:“一移二转三调”1 在低倍镜下找到物象,将物象移至(视野中央) ,2 转动(转换器) ,换上高倍镜。3 调节(光圈)和(反光镜) ,使视野亮度适宜。4 调节(细准焦螺旋) ,使物象清晰。二、显微镜使用常识1 调亮视野的两种方法(放大光圈) 、 (使用凹面镜) 。2 高倍镜:物象(大) ,视野亮度(暗) ,视野小,看到细胞数目(少) 。低倍镜:物象(小) ,视野亮度(亮) ,视野大,看到的细胞数目(多) 。3 物镜:(有)螺纹,镜筒越(长) ,放大倍数越大。目镜:(无)螺纹,镜筒越(短) ,放大倍数越大。放大倍数越大 视野范围
4、越小 视野越暗 视野中细胞数目越少 每个细胞越大放大倍数越小 视野范围越大 视野越亮 视野中细胞数目越多 每个细胞越小4 放大倍数=物镜的放大倍数 目镜的放大倍数5 放大倍数的实质:指放大的长宽,不是指面积或体积。6 成像的特点:上下颠倒、左右颠倒,即旋转 180 度。视野中的物象在左下角,实际在右上角。7 判断污物的位置:先移动装片,污物移动则在装片上。污物不动,则转动目镜,若污物移动则在目镜上,不动则在物镜上(不可能在反光镜上) 。7 一行细胞高倍镜下细胞数量与低倍镜下细胞数量之比等于放大倍数的倒数计算方法:个数放大倍数的比例倒数=最后看到的细胞数如: 在目镜 10物镜 10的视野中有一行
5、细胞 ,数目是 20 个,在目镜不换物镜换成 40,那么在视野中能看见多少个细胞? 201/4=58 圆行视野(充满细胞)高倍镜下细胞数量与低倍镜下细胞数量之比等于放大倍数之比的倒数的平方如: 在目镜为 10物镜为 10的视野中看见布满的细胞数为 20 个,在目镜不换物镜换成20,那么在视野中我们还能看见多少个细胞? 20(1/2)2=53、 原核生物与真核生物:1 科学家根据细胞内有无核膜为界限的细胞核,把细胞分为真核细胞和原核细胞两大类。2 原核生物:蓝藻(蓝球藻、念珠藻、颤藻、发菜) 、放线菌、衣原体、支原体、细菌(球、杆、螺旋、弧菌、乳酸菌)真核生物:大多数植物、动物、真菌(蘑菇、酵母
6、菌、霉菌、大型真菌) 、霉菌、其余藻类(绿藻、红藻)3 蓝藻细胞质:含藻蓝素和叶绿素,能进行光合作用(自养生物) ;细菌中的绝大多数种类是营腐生或寄生生活的异养生物。 (光合细菌、硝化细菌是自养)4 原核细胞具有与真核细胞相似的细胞膜和细胞质,没有有核膜包被的细胞核,也没有染色体,但有一个环状的 DNA 分子,位于细胞内特定的区域,这个区域叫拟核。真核细胞染色体的主要成分是:DNA 和蛋白质5 原生生物是简单的真核生物,草履虫等四、细胞学说1 创立者:(施莱登,施旺)对动植物细胞的研究而揭示细胞的统一性和生物体结构统一性。2 细胞的发现者及命名者:英国科学家 虎克 3 内容要点:共三点。第二章
7、组成细胞的元素和化合物第一节细胞中的元素和化合物知识梳理:1、 生物界与非生物界 统一性:元素种类大体相同 差异性:元素含量有差异2、组成细胞的元素(常见 20 多种)大量元素:C H O N P S K Ca Mg主要元素:C、H、O、N、P、S基本元素:C、H、O、N最基本元素:C(干重下含量最高)微量元素: Zn 、Mo、Cu、B、Fe 、Mn (口诀:铁门碰新木桶)质量分数最大的元素:O(鲜重下含量最多的是水)数量最多的元素:H细胞鲜重:OCHN 细胞干重 :CONH3 组成细胞的化合物 鲜重下含量最多的化合物:水鲜重下含量最多的有机化合物:干重中含量最高的化合物:蛋白质4 检测生物组
8、织中糖类、脂肪和蛋白质实验原理:某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的(颜色反应) 。糖类中的还原糖(如葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖)与斐林试剂发生作用,生成砖红色沉淀。脂肪可以被苏丹红染成橘黄色(或被苏丹红染液染成红色) 。淀粉遇碘变蓝色。蛋白质与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应。(1 )还原糖的检测和观察常用材料:苹果和梨试剂:斐林试剂(甲液:0.1g/ml 的 NaOH 乙液:0.05g/ml 的 CuSO4)注意事项:西瓜汁不能用 甲乙液必须等量混合均匀后再加入样液中,现配现用,混合使用 必须用 5065 摄氏度水浴加热颜色变化:浅蓝色 棕色 砖红色(2 )脂肪的
9、鉴定常用材料:花生子叶或花生油试剂:苏丹或苏丹染液注意事项:切片要薄,如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰,有的地方模糊。50%酒精的作用是:洗去浮色需使用显微镜观察使用不同的染色剂染色时间不同颜色变化:橘黄色或红色(3 )蛋白质的鉴定常用材料:鸡蛋清,黄豆组织样液,牛奶试剂:双缩脲试剂(A 液:0.1g/ml 的 NaOH B 液: 0.01g/ml 的 CuSO4 )注意事项:双缩脲试剂与菲林试剂浓度的相同点和不同点先加 A 液 1ml,再加 B 液 4 滴鉴定前,留出一部分组织样液,以便对比A 液作用:提供碱性环境;B 液不能过多,否则会产生蓝色絮状沉淀,遮蔽紫色。颜色变化:产生紫色反应
10、(4 )淀粉的检测和观察常用材料:马铃薯试剂:碘液颜色变化:变蓝第二节 生命活动的主要承担者蛋白质1 蛋白质是组成细胞的有机物中含量最多的。是生命活动的主要承担者。2 氨基酸 元素组成:C H O N S 等基本单位:氨基酸氨基酸及其种类 氨基酸是组成蛋白质的基本单位(或单体) 。种类:约 20 种通式:结构要点:每种氨基酸都至少含有一个氨基(-NH 2)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。氨基酸的种类由 R 基(侧链基团)决定。3 最小的氨基酸是甘氨酸,其 R 基为 H4 有 8 种氨基酸是人体细胞不能合成的(婴儿有 9 种) ,必须从外界环境中直接获
11、取,叫必需氨基酸。另外 12 种氨基酸是人体能够合成的,叫非必需氨基酸。5 蛋白质的结构氨基酸分子相互结合的方式是:一个氨基酸分子的羧基(COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(NH2)相连接,同时脱去一分子水,这种结合方式叫做脱水缩合。连接两个氨基酸分子的化学键(NHCO)叫做肽键。有两个氨基酸分子缩合而成的化合物,叫做二肽。肽链能盘曲、折叠、形成有一定空间结构的蛋白质分子。6 蛋白质分子多样性的原因构成蛋白质的氨基酸的种类,数目,排列顺序不同肽链盘区折叠方式不同使蛋白质的空间结构不同导致蛋白质结构多样性7 蛋白质的功能构成细胞和生物体结构的重要物质(肌肉毛发)催化细胞内的生理生化反应(酶,大部
12、分是蛋白质)运输载体(血红蛋白、细胞膜载体蛋白)传递信息,调节机体的生命活动(某些激素)免疫功能( 抗体)8 蛋白质、多肽链都可使双缩脲发生紫色反应,双缩脲可以和其中的肽键发生反应。蛋白质的变性是改变其空间结构,没有使肽键断裂。 9 蛋白质的有关计算: 公式:肽键数= 失去水分子的数目= 氨基酸数肽链数(不包括环状)n 个氨基酸脱水缩合形成 m 条多肽链时,共脱去(nm)个水分子,形成(nm)个肽键。至少存在 m 个NH 2 和 m 个COOH,具体还要加上 R 基上的氨(羧)基数。蛋白质总的分子量= 组成蛋白质的氨基酸总分子量-脱水缩合反应脱去的水的总分子量环状肽链:氨基酸数目= 脱水数目=
13、 肽键数目链接两条肽链之间的键为二硫键(大多数) ,有些为肽键,连接位置为两个氨基酸的 R 基。-SH SH- 转变-S-S- (二硫键)去掉两个 H每条多肽链上至少有一个游离的氨基,至少有一个游离的羧基肽键 (NHCO)有一个 O 一个 N 元素 设氨基酸的平均相对分子质量为 a肽链数目 氨基酸数目 肽键数目 脱去水分子数目多肽的相对分子质量氨基数目 羧基数目1 m m-1 m-1 ma-18(m-1) 至少 1 个 至少 1 个n m m-n m-n ma-18(m-n) 至少 n 个 至少 n 个第三节遗传信息的携带者核酸一、核酸的分类 细胞生物含两种核酸:DNA 和 RNA病毒只含有一
14、种核酸:DNA 或 RNA核酸包括两大类:一类是脱氧核糖核酸(DNA) ;一类是核糖核酸(RNA) 。真核生物和原核生物的遗传物质都是 DNA,DNA 病毒遗传物质为 DNA,RNA 病毒遗传物质为 RNA。二、实验核酸在细胞中的分布观察核酸在细胞中的分布:原理:DNA 主要分布在细胞核内,RNA 大部分存在于细胞质中。甲基绿使 DNA 呈绿色,吡罗红使 RNA 呈现红色。盐酸作用:能够改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,同时使染色质中的 DNA 与蛋白质分离材料:人的口腔上皮细胞(不可用洋葱紫色鳞片叶、叶肉细胞、成熟哺乳动物红细胞)试剂:0.9%生理盐水(保持细胞形态) ,甲基绿吡罗红染
15、液现用现配步骤:制片-水解-冲洗-染色-观察结论:真核细胞的 DNA 主要分布在细胞核中。线粒体、叶绿体内含有少量的 DNA。RNA 主要分布在细胞质中。三、核酸的结构1、核酸是由核苷酸连接而成的长链(组成元素 C H O N P) 。DNA 的基本单位脱氧核糖核苷酸,RNA 的基本单位核糖核苷酸。核酸初步水解成许多核苷酸。基本组成单位核苷酸(核苷酸由一分子五碳糖、一分子磷酸、一分子含氮碱基组成) 。根据五碳糖的不同,可以将核苷酸分为脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸。2、 DNA 由一般由两条脱氧核苷酸链构成。RNA 一般由一条核糖核苷酸连构成。3、核酸中的相关计算:(1 )若是在含有 DNA 和
16、RNA 的生物体中,则碱基种类为 5 种;核苷酸种类为 8 种。(2 ) DNA 的碱基种类为 4 种;脱氧核糖核苷酸种类为 4 种。(3 ) RNA 的碱基种类为 4 种;核糖核苷酸种类为 4 种。类别 DNA RNA基本单位 脱氧核糖核苷酸(4 种) 核糖核苷酸(4 种)腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 胞嘧啶核糖核苷酸 尿嘧啶核糖核苷酸碱基 腺嘌呤(A) 、鸟嘌呤(G ) 腺嘌呤(A ) 、 鸟嘌呤(G )胞嘧啶(C) 、胸腺嘧啶(T) 胞嘧啶(C) 、尿嘧啶(U)五碳糖 脱氧核糖 核糖磷酸 磷酸4、 遗传信息多样
17、化的原因:脱氧核苷酸的数量和排列顺序不同。5、 常见的 RNA 病毒:HIV 病毒、SARS 病毒、烟草花叶病毒常见的 DNA 病毒:噬菌体病毒第四节细胞中的糖类和脂质一、细胞中的糖类主要的能源物质糖类的分类,分布及功能:种类 分布 功能单糖 五碳糖 核糖 (C5H10O5) 细胞中都有 组成 RNA 的成分脱氧核糖(C 5H10O4) 细胞中都有 组成 DNA 的成分六碳糖 (C6H12O6) 葡萄糖 细胞中都有 主要的能源物质果糖 植物细胞中 提供能量半乳糖 动物细胞中 提供能量二糖 (C12H22O11)麦芽糖 发芽的小麦、谷控中含量丰富 都能提供能量蔗糖 甘蔗、甜菜中含量丰富乳糖 人和
18、动物的乳汁中含量丰富多糖 (C6H10O5)n 淀粉 植物粮食作物的种子、变态根或茎等储藏器官中 储存能量纤维素 植物细胞的细胞壁中 支持保护细胞糖原 肝糖原 动物的肝脏中 储存能量调节血糖肌糖原 动物的肌肉组织中 储存能量2、 一分子麦芽糖分解为:两分子的葡萄糖一分子蔗糖分解为:一分子果糖、一份子葡萄糖一分子乳糖分解为:一分子半乳糖、一份子葡萄糖淀粉、纤维素、糖原分解的单体都是葡萄糖三、还原性糖:葡萄糖、果糖、半乳糖、麦芽糖、乳糖动物特有的糖:半乳糖、乳糖、糖原植物特有的糖:果糖、麦芽糖、蔗糖、淀粉、纤维素动植物共有的糖:核糖、脱氧核糖、葡萄糖4、 细胞中的脂质脂质存在于所有细胞中,与糖相似
19、,组成脂质的主要元素为:C H O,有些还有 N P。脂质分子氧元素含量远远少于糖类,H 的含量更多。脂质的分类 、分布及功能:1 脂肪(组成元素 C、H、O)存在人和动物体内的皮下,大网膜和肠系膜等部位。动物细胞中良好的储能物质,与糖类相同质量的脂肪储存能量是糖类的 2 倍(脂肪含 H 较多,燃烧等质量的脂肪和糖,脂肪消耗的氧更多) 。脂肪可以水解为脂肪酸和甘油,是由葡萄糖经过复杂化学反应合成的。功能:保温减少内部器官之间摩擦缓冲外界压力,可以保护内脏器官。2 磷脂(组成元素 C H O N P)是构成细胞膜以及各种细胞器膜重要成分。分布:人和动物的脑、卵细胞、肝脏、大豆的种子中含量丰富。
20、3 固醇包括:胆固醇-构成细胞膜重要成分;参与人体血液中脂质的运输。性激素-促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成,激发并维持第二性征。维生素 D-促进人和动物肠道对 Ca 和 P 的吸收。5、 单体和多聚体的概念:生物大分子如蛋白质是由许多氨基酸连接而成的。核酸是由许多核苷酸连接而成的。 氨基酸、核苷酸、单糖分别是蛋白质、核酸和多糖的单体,而这些大分子分别是单体的多聚体。脂质相对分子质量较小,都不是大分子物质,也没有单体组成,不是多聚体。第五节 细胞中的无机物1、细胞中的水包括结合水:细胞结构的重要组成成分自由水:细胞内良好溶剂 ;许多生化反应有水的参与;提供液体环境;运输养料和废物。 自由水与结合水的关系:自由水和结合水可在一定条件下可以相互转化。