普通生物学-细胞部分要点

1、生物学要点细胞分子组成生命所需的化学元素约25种。常量元素至少占99.99%，其中C、H、O、N四种元素含量最多，共占约96%. 微量元素仅占0.01%，有Fe, Cu, Zn, I等。基本概念：同位素示踪：利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析技术必需元素：在生物的生活中，不可替代，不能缺少的元素生物大分子：在生命活动中起重要作用的分子其相对分子质量通常都十分巨大，因此称为生物大分子，包括四类：糖类、脂质、蛋白质和核酸多聚体：由许多相同或相似的小分子组成的长链结构，组成多聚体的小分子称为单体。糖类、蛋白质和核酸都是多聚体。水水的结构组成、特点及对生命的意义：水分子由一个氧原子和

2、两个氢原子组成，氢和氧争夺电子，但氢原子和氧原子的电负性不同，形成极性共价键，氢原子略带正电荷，氧原子略带负电荷，水是一极性分子。地球上的生命起源于水，陆生生物体的细胞也生活在水环境中，水在生物体中的含量在60%以上，任何生物离开水都不能生存。水在生命活动起着不可替代的作用，是因为水有许多特性：1) 水是极性分子，氢原子略带正电荷，氧原子略带负电荷；水分子和相邻的水分子之间可以形成氢键，这使得水有较强的内聚力和表面张力2) 水是极好的溶剂，是生命系统中各种化学反应的理想介质，对物质的运输、生命化学反应的进行、正常的新陈代谢具有重要意义3) 高比热、高蒸发热，有利于维持体温的恒定，保证代谢速率4

3、) 固态水的密度比液态水低，形成水面绝缘层，有利于水生生物的存活5) 水还有一个重要特性，就是能够电离糖类糖类：含有多个羟基的醛类或酮类化合物单糖：不能用水解的方法再进一步分解成更小分子的糖，是组成多糖的单体寡糖：由2-6个相同或不同的单糖分子脱水缩合形成的多糖，又叫低聚糖，包括二糖、三糖等单糖有葡萄糖、果糖、半乳糖、戊糖（核糖和脱氧核糖）、甘露糖（六碳糖），分为醛糖和酮糖，葡萄糖是醛糖，果糖是酮糖，葡萄糖和果糖互为异构体；单糖的化学通式是Cn(H2O)n, 多糖为Cn(H2O)m, 即碳水化合物。重要二糖：麦芽糖=葡萄糖+葡萄糖 蔗糖=葡萄糖+果糖 乳糖=葡萄糖+半乳糖重要多糖：葡萄糖的三种

4、多聚体淀粉：淀粉主要分布于植物的种子、根或其他组织中，是生物的营养贮存成分。由于连接葡萄糖分子的糖苷键形成一定的角度，使得长链淀粉分子卷曲成螺旋状。根据淀粉的螺旋有无分支，可分为支链淀粉和直链淀粉。糖原：糖原是人和动物体内储存的多糖，常被称为动物淀粉，它与淀粉的组成基本一样，但糖原的支链比支链淀粉的更多且长度更短，可以分为肌糖原和肝糖原。纤维素是植物细胞壁的主要结构成分，是自然界中分布最广，含量最多的一种多糖。它与淀粉、糖原的区别在于连接葡萄糖单体的键的方向不同，形成不分支的链，也不发生卷曲，而是长链分子互相平行排列，彼此之间以氢键相连，使之具有相当的强度和韧性。数千条合在一起，像电缆一样，形

5、成原纤维的一部分。淀粉和糖原以-1,4糖苷键相连，纤维素以-1,4糖苷键相连糖类的功能：1) 生命活动的主要能量来源2) 重要的中间代谢产物3) 作为结构物质，构成生物大分子，形成糖脂、糖蛋白等4) 参与细胞识别脂质饱和脂肪酸：碳链上没有双键的脂肪酸，分子可以伸直，相连的链之间紧密排列，需要较多的热才能散开，熔点高，常温下呈固态不饱和脂肪酸：碳链上至少含有一个双键的脂肪酸，由于双键的存在使得碳链弯曲，相连的链之间不能紧密排列，容易散开，熔点较低，常温下呈液态反式脂肪酸：被称为“餐桌上的定时炸弹”，主要来源是部分氢化处理的植物油。部分氢化植物油具有耐高温，不易变质，易存放等优点，在饼干、蛋糕、爆

6、米花、薯片等食品中普遍使用。摄入过多的反式脂肪酸会导致血液中的胆固醇升高，增加心血管疾病的风险。脂质：脂质中最常见的是脂肪，是甘油和脂肪酸的化合物，又称为甘油三酯。此外，还包括磷脂、类固醇和蜡。为什么海水鱼类中的不饱和脂肪酸含量较恒温动物高得多？海洋中藻类等浮游生物能够合成不饱和脂肪酸，鱼类以这些浮游生物为食，通过食物链的富集作用，就在体内积累了大量不饱和脂肪酸。此外，脂肪是鱼类主要的能量来源，而且能提高蛋白质的利用效率，所以脂质的功能1) 主要的储能物质；2) 构成生物膜的基本骨架；3) 保护身体或器官，起缓冲作用；4) 信号传递；5) 参与细胞识别与免疫反应。蛋白质一、氨基酸氨基酸是至少含

7、有一个氨基和一个羧基的化合物，组成蛋白质的氨基酸有20种。氨基酸的通式必需氨基酸：指动物细胞不能合成，必须从食物中获取的氨基酸。成人的必需氨基酸有8种，分别是亮氨酸(Leu)、异亮氨酸(Ile)、蛋氨酸(Met)、缬氨酸(Val)、赖氨酸(Lys)、苯丙氨酸(Phe)、苏氨酸(Thr)、色氨酸(Trp)。婴儿的必需氨基酸是9种，还有组氨酸(His)。非极性氨基酸：（除甘氨酸外，其他的都是疏水的）10种，分别是甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)、亮氨酸(Leu)、异亮氨酸Ile、缬氨酸Val、脯氨酸Pro、半胱氨酸Cys、苯丙氨酸Phe、色氨酸Trp、酪氨酸Tyr；Gly的R基是一个H原子，所以

8、碳原子对称；Ala的R基是一个甲基CH3.芳香族氨基酸：Phe, Trp, Tyr，含有苯环。极性氨基酸：有10种，分别是丝氨酸Ser、苏氨酸Thr、蛋氨酸Met、天冬酰胺Asn、谷氨酰胺Gln、赖氨酸Lys、精氨酸Arg、组氨酸His、谷氨酸Glu、天冬氨酸Asp.其中碱性氨基酸是Lys, Arg, His, 侧链基团含有氨基；酸性氨基酸是Glu, Asp，侧链基团含有羧基。含有S的氨基酸是Met和Cys。谷氨酸钠盐是味精。二、肽链肽键：一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基脱水缩合形成的共价酰胺键(-NH-CO-)。肽和多肽：不同数目的氨基酸以肽键相互连接形成的长链结构。通常分子量在1500

9、以下的称为肽，1500以上的称为多肽。三、蛋白质的结构蛋白质的一级结构：多肽链中氨基酸的排列顺序。一级结构是蛋白质的基本结构，是蛋白质最重要的特征。一级结构中某一个氨基酸残基的改变，可以导致蛋白质空间结构的改变，形成结构异常的蛋白质。如镰刀形细胞贫血症。蛋白质的二级结构：在蛋白质分子中，多肽链向单一方向卷曲、折叠形成的有周期性重复的构象。这种周期性重复结构是靠肽链内或肽键间的氢键维持的，包括螺旋和折叠。螺旋：指多肽链围绕一个中心轴卷曲形成的构象，螺旋的形成和维系是靠链内氢键维系的，氢键的方向与中心轴几乎平行。人和其他哺乳动物的毛发中的角蛋白，几乎全由螺旋组成；折叠：指多肽链来回平行折叠形成的锯

10、齿状构象，折叠是靠平行链之间的氢键维系的，氢键的方向几乎与折叠的长轴垂直。免疫球蛋白的轻链，蚕丝的丝心蛋白几乎全由折叠组成。蛋白质的三级结构：在二级结构的基础上，多肽链进一步盘曲、折叠就形成了蛋白质的三级结构，一般呈球形或纤维状，如球蛋白，纤维蛋白等。蛋白质必须在三级结构的基础上才能表现出生物活性。蛋白质的四级结构：有2条或多条肽链折叠，相互之间以弱键相连形成的构象。每条肽链都有其独立的三级结构，称为亚基。组成过氧化氢酶的四个亚基相同，组成血红蛋白的四个亚基不同，由两个亚基和两个亚基组成。蛋白质的变性：在物理或化学因素的作用下，蛋白质天然的空间结构发生了改变或破坏，从而丧失了生物学活性的现象。

11、变性过程中不发生肽键的断裂或二硫键的破坏，因而不发生蛋白质一级结构的改变，通常只发生氢键或疏水键的破坏，使肽链有序地卷曲、折叠变为松散无序，原来包含在分子内部的疏水基团暴露到分子外部，导致溶解度降低，失去结晶能力，并形成沉淀。四、实验相关等电点：当介质的酸碱度达到一定的pH使，蛋白质就以中性电解质的状态存在，此时它既不向负极移动，也不向正极移动。当pH小于等电点时，蛋白质带正电，向负极移动。氨基酸的判别：1) FNB法或者DNFB法处理肽链得到的是N端的第一个氨基酸；2) Carboxy-peptidase法，得到羧基端的第一个氨基酸；3) 胰凝乳蛋白酶可水解芳香族氨基酸的羧基端肽键，芳香族氨

12、基酸在280nm处有最大的紫外吸收峰；4) CNBr断裂Met的羧基肽键；5) 胰蛋白酶断裂Lys或者Arg的羧基肽键。五、蛋白质的功能1) 结构蛋白，如哺乳动物的毛发、肌腱、韧带，蚕和蜘蛛的丝等都是由专门的蛋白质组成的；2) 收缩蛋白，收缩蛋白需要与结构蛋白共同起作用，如肌肉的运动；3) 贮藏蛋白，如卵清蛋白是动物的贮藏蛋白，为胚胎的发育提供必需的氨基酸；植物的种子中含有丰富的贮藏蛋白，提供种子萌发时的各种养料；4) 防御蛋白，如抗体，就是一种防御蛋白，是存在血液中的负责与病原体作斗争的蛋白质；5) 转运蛋白，负责物质转运的蛋白质，如血红蛋白；6) 信号蛋白，将信号从一个细胞传送到另一个细胞

13、的蛋白质，如激素；7) 酶，酶是生物体内最重要的蛋白质，它们是生物催化剂，催化生物体内每一个化学反应。酶促进反应的发生，但本身并不在反应中发生变化。细胞内所有的化学反应都是由酶促进和调节的。核酸一、核苷酸核苷酸：是DNA和RNA的结构单体，由磷酸、戊糖和含氮碱基组成。戊糖：核糖与脱氧核糖，区别在于第二位碳原子上的羟基OH, 脱去了氧。碱基：4种，嘌呤：腺嘌呤A、鸟嘌呤G；嘧啶：胞嘧啶C、胸腺嘧啶T。核苷：由戊糖的第一位碳原子与碱基缩合而成。ATP：三磷酸腺苷的简称。在AMP的磷酸一侧，以高能磷酸键再顺序连接两个磷酸，就得到ATP。ATP水解时，释放大量能量，是细胞中的能量通货。这些能量可以被转

14、移到其他分子，也可以用于各种耗能活动，如主动运输、运动等。ATP水解时，通常只有最后一个高能磷酸键断裂，形成ADP。AMP：是游离的核苷酸，由腺嘌呤A与核糖相连形成核糖核苷，第5位碳原子再连接磷酸形成核糖核苷酸，即一磷酸腺苷。二、核酸核酸：由许多核苷酸通过3, 5-磷酸二酯键连接而成的多聚体。有方向性。DNA双螺旋：1953年由Watson和Crick提出的DNA是由两条脱氧核苷酸链以碱基互补配对连接而成的双螺旋结构。三、DNA的结构特点:1) 多核苷酸链的两个螺旋围绕一个共同的中心轴旋转，为右手螺旋；2) 多核苷酸链通过磷酸与戊糖的3,5碳相连而成；3) 碱基位于螺旋内部，磷酸和戊糖位于外部

15、；4) 螺旋的直径是2nm，相邻的两个碱基之间的距离是0.34nm并沿轴旋转36度；5) 两条多核苷酸链由碱基对之间的氢键连在一起，A与T配对，G与C配对，AT之间有2个氢键，GC之间有3个氢键；6) 多核苷酸链中碱基的序列不受任何限制，碱基对的准确序列携带着遗传信息。为什么核酸能成为遗传信息的载体，其他的生物大分子不能？核酸分子含有很多的碱基对，碱基对的排列方式可以达到4n种，核酸的多样性使它能够存储无穷的遗传信息，其性质相对稳定；而其他生物大分子的多样性不如核酸分子丰富，性质也相对不稳定，故不能担负起遗传信息载体的任务。简述DNA分子的组成和分子结构。列出DNA和RNA分子组成的三个区别：

16、1) DNA分子通常是双链，而RNA一般是以单链的形式存在；2) DNA分子中的戊糖是脱氧核糖，而RNA是核糖；3) DNA的碱基中含有T，RNA中没有，但RNA含有U。DNA和RNA在组成、结构、分布和功能上有何主要区别？组成：DNA分子中的戊糖是脱氧核糖，而RNA的是核糖；RNA的碱基中不含T，但含有U，与A配对。结构：DNA分子是由两条平行而方向相反的多核苷酸链组成，两条链围绕同一中心轴，都以右手螺旋的方式盘绕成双螺旋；而RNA是单链分子，但单链的局部区域可能会形成配对结构而成环状、发夹状等局部的双螺旋结构。分布：DNA主要存在于真核生物细胞核内的染色质中，或原核生物的拟核中，线粒体和叶

17、绿体中有少量DNA。RNA在细胞核中合成，然后进入细胞质，由DNA分子转录而来。功能：DNA是遗传物质，是遗传信息的载体。RNA根据其功能的不同，可以分为三类：信使RNA，转运RNA和核糖体RNA。结构细胞膜细胞膜：又称质膜，是细胞表面的膜，厚度为7-8nm，是由磷脂双分子层和蛋白质构成的界膜，是细胞内外物质进出的门户，具有选择通透性，控制着所有物质的进出。生物膜：质膜及细胞内膜系统的统称，厚7-8nm，具有选择通透性。细胞膜的结构与功能：细胞膜是细胞表面的膜，厚7-8nm。细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层，脂双层中有以不同方式镶嵌其中的蛋白质，细胞膜的表面还有糖类分子，称为膜糖。细胞膜具有流动

18、性，大多数脂质和一部分蛋白质可以在膜中侧向移动，即在膜的平面内移动；细胞膜还具有选择通透性，即有选择地允许物质通过扩散、主动运输等方式进出细胞，保证细胞正常代谢活动的进行；细胞膜上还有激素受体、抗原结合位点以及其他与细胞识别有关的位点，在激素作用、免疫反应和细胞识别中发挥着重要作用。简述流动镶嵌模型的主要内容：1972年，美国科学家辛格和尼克尔森提出流动镶嵌模型，认为膜是一个具有流动的磷脂双分子层，蛋白质以不同的方式插入其中。脂双层的表面是磷脂分子的亲水端，内部是磷脂分子的疏水脂肪酸链。膜蛋白可以分为两类：膜内在蛋白和膜周边蛋白（或外在蛋白）。内在蛋白穿过脂双层的疏水核心，许多都是整个地穿过膜

19、。内在蛋白的疏水区是由一连串或数连串的非极性氨基酸组成的，通常是螺旋。亲水区域则暴露在膜两侧的水溶液中。周边蛋白完全不埋在脂双层中，它们像附属物一样与内在蛋白发生疏松的结合，常常是附在内在蛋白暴露在膜外的部分。膜具有流动、镶嵌的特点。磷脂是细胞膜的重要成分，纤维素是细胞壁的重要成分，它们的物理结构和化学性质是怎样与各自行使的生物功能相关联的？磷脂是一类含有磷酸基团的脂质，其结构特点是具有由磷酸与含氮碱基或醇相连构成的亲水头，和由脂肪酸链构成的疏水尾。磷酸的两亲性质，使其极易在水溶液中形成双分子层，疏水尾被包含在内部，亲水头朝向外表面。这样形成的脂双层具有屏障作用，便于将细胞与外界环境分隔开，使

20、水溶性物质不能自由的进出细胞，对细胞膜的物质运输功能具有重要意义。脂类、小分子以及非极性颗粒进出细胞相对容易，由此我们认识到细胞膜有什么特征？细胞核核膜：包在核的外面的双层膜，两膜之间为核周腔。外膜通常延伸与糙面内质网相连，膜的内表面具有由纤维状蛋白构成的核纤层。膜上有小孔，称为核孔，核孔与核纤层紧密结合，形成核孔复合体。核纤层：在核膜的内表面由纤维状蛋白组成的网络结构，组成核纤层的蛋白质为核纤层蛋白。染色质：细胞间期，细胞核内能够被碱性燃料着色的物质，主要成分是DNA和组蛋白。常染色质：在有丝分裂完成后，能够转变为间期松散状态的染色质。常染色质在分裂期染色深，在间期染色浅，呈细丝状，大多具有

21、转录活性。异染色质：在有丝分裂完成后，约有10%的染色质在整个间期仍然处于压缩状态，称为异染色质。异染色质在间期和分裂期着色力相同，通常没有转录活性。染色体：在有丝分裂或减数分裂的过程中，染色质丝螺旋缠绕而形成的在光学显微镜下可见的棒状结构，称为染色体。染色体和染色质没有本质差别，是遗传物质在细胞周期不同阶段的不同表现形式。组蛋白：与DNA结合组成染色质丝的蛋白质，是一类碱性蛋白质，富含带正电荷的碱性氨基酸，能与DNA分子中带负电荷的磷酸基团相互作用。有5种类型：H1，H2A，H2B，H3，H4，分别由不同的基因编码。核仁：是细胞核内的球形或椭球形结构，是产生核糖体的细胞器。真核细胞中rRNA

22、的合成都是在核仁中完成的，其过程包括由rDNA转录形成rRNA，rRNA与来自细胞质的蛋白质结合，进而加工、改造成核糖体的前体，再被输出到细胞质。核仁的组成成分包括rRNA，rDNA以及核糖核蛋白。核仁是细胞内rRNA基因存储、rRNA合成以及核糖体亚单位的装配场所。核仁组织者：编码核糖体RNA的rDNA区段。核基质：是由含蛋白质的细纤维组成的网架结构，不是无结构的液体，与细胞骨架类似又称核骨架。是核的支架，维持细胞核的形态，为DNA复制、基因表达等染色质的代谢活动提供附着的场所。叙述细胞核的功能及意义细胞核的主要功能有两个：一、通过遗传物质的复制和细胞分裂保持细胞世代间的连续性；二、通过基因

23、的选择性表达，控制细胞的活动。所以可以说细胞核是细胞的控制中心。细胞核是由哪几个部分组成的，其生物学功能是什么？为什么真核细胞中细胞核处于中心位置？简述核孔的作用？核孔是核质大分子交换的通道。蛋白质分子都是在细胞质中的核糖体上合成的，这些蛋白质包括DNA和RNA所需的聚合酶以及染色体中的组蛋白和核糖体蛋白等。它们必须由细胞质运入细胞核。核内生成的各种RNA，以及组装好的核糖体亚基等大分子又必须从核内运至细胞质。所有这些大分子都是通过核孔复合体进出细胞核的。比较染色质和染色体的异同点。染色体是在细胞进入分裂期时由染色质高度螺旋、折叠浓缩形成的，分裂结束后染色体又会解螺旋成为松散的染色质。染色体和

24、染色质没有本质上的区别，主要成分都是组蛋白和DNA，只是遗传物质在细胞周期不同阶段的不同表现形式。形式上的区别在于：染色体是光学显微镜下可见的短棒状结构；而染色质在光镜下不可见，在电镜下呈串珠状的细丝。如何理解常染色质和异染色质。常染色质是在细胞分裂完成后，能够转变为间期松散状态的染色质，而异染色质指的是在间期仍然保持压缩状态的染色质。常染色质一般具有转录活性，在转录活跃的细胞中，常染色质的比例较大；RNA的转录首先需要DNA解螺旋，而异染色质一直处于压缩状态，说明它在转录中不活跃，即它含有的可能是结构DNA序列，或者其他的不需要表达的DNA序列。细胞器内质网：内质网是细胞质中以膜结构为基础形

25、成的囊状，泡状和管状结构。根据有无核糖体附着可分为光面内质网和糙面内质网。光面内质网通常为小囊或分支管状，无核糖体附着，具有脂质合成、糖类代谢、药物和毒物解毒等重要功能，还能将内质网合成的蛋白质、脂质等送往高尔基体。糙面内质网一般为平行排列的扁平囊状，上面有核糖体的附着，通常与核膜的外膜相连，主要功能是合成并转运外输性蛋白质，同时还是制造膜的工厂。糙面内质网和光面内质网是相通的，囊腔中的各种分泌物都逐步被运送到光面内质网，然后再由内质网包裹这些物质，由出芽的方式形成小泡，移向高尔基体。高尔基体：由意大利生物学家高尔基于1898年首先发现，广泛存在于动植物细胞中。由一系列的扁平囊和小泡组成，是细

26、胞内蛋白质加工、贮存、分拣和转运的中心，还具有合成多糖的功能。通常靠近细胞核一侧的囊泡形成凸面，称为顺面，面向质膜的一侧形成凹面，称为反面。来自内质网的转运小泡移至顺面，并与其融合，小泡中的物质在这里被精加工，然后被送往反面，在反面暂时贮存，最终由反面出芽形成分泌小泡，包裹该物质，并移向质膜，直至与质膜融合，将分泌物排出细胞外。溶酶体：是由单层膜包裹的细胞器，一般有高尔基体出芽断裂形成，内含60种以上的酸性水解酶，最适pH在5左右，可催化蛋白质、多糖、脂质，以及DNA和RNA等大分子的降解，同时可消化细胞从外界吞入的颗粒以及细胞本身产生的废弃成分。核糖体：是由rRNA和蛋白质组成的颗粒，是进行

27、蛋白质合成的细胞器。每个核糖体均有大小两个亚基组成。核糖体在细胞中有两种存在方式：一是悬浮在细胞溶胶中，二是附着在内质网或核膜上。游离的核糖体主要合成内源性蛋白质，合成的蛋白质就在细胞溶胶中起作用（催化糖酵解的蛋白质）。结合的核糖体主要合成外输性蛋白质，其合成的蛋白质要被运送到指定的地点才能起作用，如被运送到某种细胞器（溶酶体），或者分泌到细胞外。中心粒：一类由微管组成的细胞器，存在于大部分真核生物中，但种子植物和某些原生动物中没有中心粒。通常一个细胞中有两个中心粒，彼此成直角排列。每个中心粒都是有排列成圆筒状的9束三联体微管组成，没有中央微管。中心粒埋藏在一团特殊的细胞质中，即中心体之中。中

28、心体又称微管组织中心。线粒体：光镜下的线粒体呈颗粒状或短杆状，是由内外两层膜包被的囊状结构。囊内充满液态的基质，内外两膜之间有腔，外膜平整无折叠，内膜向内折叠形成嵴，嵴使内膜表面积大大增加，有利于生化反应的进行。同时内膜表面上排列有许多带柄的，直径约为10nm的小球，即是ATP合酶。线粒体是细胞的“动力工厂”，主要功能是将糖类等分子中的化学能转变为细胞可直接利用的ATP中的能量。质体：是植物细胞特有的由双层膜包裹的细胞器。分为白色体和有色体。白色体主要存在于植物的分生组织或不见光的细胞中，含有淀粉、油脂或蛋白质，起着贮存库的作用。有色体中含有各种色素，如类胡萝卜素或番茄红素。最重要的有色体是叶

29、绿体。叶绿体：是由两层膜围成的囊状结构，由内膜围成的封闭空间为基质，主要是电子密度较低的物质，基质内有许多有由膜构成的扁平囊状结构，称为类囊体，有些类囊体有规则地堆叠成垛，形成基粒。叶绿素及其他色素，以及将光能转变为化学能的一整套蛋白质复合体都存在于类囊体膜上，类囊体膜又被称为光合膜。类囊体膜上也有ATP合酶。叶绿体是进行光合作用的场所。线粒体和叶绿体中基质中都含有裸露的环状DNA和核糖体，有独立进行复制、转录和翻译的能力，具有一定的自主性，称为半自主性细胞器。液泡：是由单层膜包被的内部充满稀溶液的囊泡，普遍存在于植物细胞中。液泡中的液体称为细胞液，细胞液中无机盐、氨基酸、糖类以及各种色素，特

30、别是花青素。细胞液的高浓度使得细胞经常处于充分吸胀饱满的状态，液泡中的色素与花、叶、果实的颜色有关。液泡还是植物贮存代谢废物的场所，这些废物有时以晶体的形式存在于液泡中。有些动物和原生动物细胞也含有液泡。论述内质网、高尔基体和溶酶体的结构功能及相互联系。比较线粒体和叶绿体结构和功能的异同点。相同点：都由双层膜包被，都能够产生ATP，都含有DNA和核糖体，是半自主性细胞器。不同点：线粒体广泛存在于真核细胞中，而叶绿体只存在于绿色植物细胞中；线粒体呈短棒状或粒状，叶绿体通常为球形或椭球形；线粒体内膜向内折叠形成嵴，叶绿体内膜包裹的基质中，含有扁平囊结构的类囊体，和由类囊体堆叠形成的基粒，类囊体膜上

31、含有叶绿素等多种色素；线粒体是细胞呼吸的场所，主要功能是产生ATP，叶绿体是进行光合作用的场所，主要功能是合成糖类等有机物。细胞骨架细胞骨架：真核细胞中由蛋白质构成的纤维网架体系，是一种贯穿在整个细胞质中的网状结构，由3类蛋白质纤维组成，主要功能是维持细胞的形态结构及内部结构的有序性，控制细胞运动，同时在物质运输、信息传递、细胞分裂和分化等方面起重要作用。微管：微管存在于所有真核细胞的细胞质中，呈中空的棒状，是3类纤维蛋白中最粗的一类。由、两种微管蛋白组成，它们先结合成异二聚体，二聚体螺旋排列、盘绕形成空心棒的壁，主要功能是维持并改变细胞的形状，也是细胞器移动的轨道，还与胞内物质运输、有丝分裂

32、时纺锤体的形成等有关。微丝：微丝，又称肌动蛋白丝，是3类纤维中最细的实心纤维结构，主要成分是肌动蛋白，两列球形的肌动蛋白排成长链后，再相互缠绕，以右手螺旋形式扭缠成束，形成肌动蛋白丝。在动植物细胞中都有，主要作用是产生张力，它们常与其他蛋白质一起，在质膜内面形成三维的网以支持细胞的形状，此外还与胞质环流、肌肉收缩、变形运动、有丝分裂时收缩环的形成有关。细胞松弛素B是真菌的产物，可以使肌动蛋白丝解聚，而另一种产自真菌的鬼笔环肽能防止肌动蛋白丝解聚。二者都能是细胞骨架发生变化，而引起细胞变形。中间丝：中间丝的粗细介于微管和微丝之间，是中空的长而不分支的纤维结构。在不同的组织细胞中，中间丝的化学成分

33、是不同的，成分也极为复杂，但具有严格的组织特异性。一种细胞一般只含有一种类型的中间纤维，它可以作为细胞类型区分的特征性标志之一，广泛用于临床诊断。中间丝是比较固定的结构，而微管和微丝则经常发生组装和解组装。在维持细胞的形状和固定细胞器位置方面特别重要。鞭毛、纤毛、中心粒：这3种物质的主要成分都是微管。鞭毛与纤毛的拍打方式不同，鞭毛以波浪式向前推进，纤毛是来回摆动。鞭毛和纤毛都是9(2)+2型，由9束二联体微管组成，中央有两根微管。鞭毛和纤毛的基部与埋藏在细胞质中的基体相连。基体和中心粒相似，都是9(3)+0型，由9束三联体微管组成，没有中央微管。细胞连接细胞连接：细胞膜在相邻的细胞之间分化而成

34、的特定的连接，称为细胞连接。主要功能在于细胞间的机械连接，对细胞间的物质交换，信号传递具有重要作用，一般在电镜下才能看到，主要包括紧密连接、桥粒、间隙连接和胞间连丝。紧密连接：相邻的细胞之间细胞膜紧密靠拢，两膜之间不留间隙，完全封闭了细胞间的通道，可以阻止可溶性物质通过细胞间隙进入，称为紧密连接。锚定连接：相邻细胞之间通过细胞骨架系统形成的连接。两细胞间的这种结构在电镜下呈纽扣状的斑粒，称为桥粒。桥粒与细胞质中的中间丝相连，使细胞骨架间接地连成骨架网。通讯连接：包括间隙连接，神经细胞间的突触和植物细胞间的胞间连丝。间隙连接是动物细胞间最普遍的连接。因两细胞间有2-3nm的间隙而得名。间隙连接的

35、基本单位是连接子。每个连接子由6个相同或相似的跨膜亚单位环绕而成，其中心形成一个直径约1.5nm的小孔，为相邻的细胞之间提供了细胞质的通道，小分子物质可以通过该孔自由进出相邻细胞。胞间连丝是植物细胞之间的通讯连接，植物细胞壁上有小孔，相邻细胞的细胞质通过小孔相连，称为胞间连丝。细胞整体细胞的共同特征：1) 具有由脂双层和蛋白质构成的生物膜；2) 含有DNA和RNA两种核酸作为遗传信息存储、复制和转录的载体；3) 具有核糖体作为生产蛋白质的机器；4) 通过一分为二的分裂方式进行增殖。真核细胞与原核细胞的区别：真核 原核细胞壁 纤维素 肽聚糖细胞骨架 有 无细胞器 核糖体及其他 只有核糖体核糖体沉

36、降系数 80s 60s 40s 70s 50s 30s细胞核 有核膜、核仁，成形的细胞核 无核膜、核仁，只有拟核染色质 有，主要成分是DNA和组蛋白 无，裸露的环状DNA基因表达 转录在核内，翻译在核质 转录、翻译同时进行分裂 有丝分裂 无丝分裂结构 多细胞生物 单细胞生物区别病毒和细菌的特征是什么？病毒由蛋白质外壳和核酸组成。和细菌有如下区别：病毒只含有一种核酸（DNA或RNA），而细菌含有两种；病毒无膜结构；病毒无核糖体，无法独立复制，需入侵宿主细胞，使用宿主细胞中的各种物质进行复制增殖和自身蛋白质的合成。为什么低等动物不能单纯靠细胞体积的膨大而进化为高等动物？细胞的大小是和细胞的机能相适

37、应的。1) 细胞必须通过细胞膜与外界进行物质交换，如果细胞体积增大，其相对表面积就会减小，单位面积的细胞膜将无法进行足够量的物质交换来维持细胞正常代谢活动的进行；2) 细胞体积增大，胞内的物质分配速率就会降低，物质由一个部位转移到另一个部位将耗费更多的时间；3) 细胞核集中存储细胞的遗传物质，遗传物质不会随着细胞体积的增大而增多，细胞核从而也不会增大。这样核质之间就无法进行充分的化学交流，细胞核对细胞质的控制就会减弱。代谢代谢：生物体内发生的所有有序化学反应的总称。势能：物体由于其所在位置或本身的排列而具有的能量。热力学：研究所有物体中能量转化规律的科学。熵：热力学中指不能用于做功的、处于随机

38、无序状态的能。自由能：在一定的生化条件下，能被细胞用于做功的能。酶活化能：分子从常态转变为容易发生反应的活跃状态所需的能量。酶：是一种生物催化剂，可以通过降低反应的活化能来催化各种反应的进行。化学本质多是蛋白质。酶催化化学反应的进行，但本身并不在反应中发生变化。辅酶：是一类可以将化学基团从一个酶转移到另一个酶的有机小分子，与酶的结合较为松散。本身无催化作用，但对于特定酶的活性发挥是必要的。一般可以通过透析或超滤的方法除去。辅基：辅基与酶蛋白的结合较为紧密，不能通过透析或超滤的方法除去。辅酶接受底物的质子或基团后，离开酶蛋白，参与另一酶促反应并将其所携带的质子或基团转移出去。而辅基则不能离开酶蛋

39、白。如辅酶A（CoA），携带丙酮酸的CH3CO-基团，形成乙酰CoA，参与三羧酸循环。核酶：具有催化活性的RNA，目前发现的至少有两类：一类催化分子内部的反应，另一类催化分子间的反应。活性部位：酶分子的表面具有一些凹沟结构，是底物分子与酶分子相契合的部位。竞争性抑制剂：与酶的作用底物相似，可以与底物分子竞争结合酶的活性部位的化学试剂。非竞争性抑制剂：与酶除活性部位以外的其他部位结合，使酶的形状发生改变，不再适合接纳底物分子的化学试剂。马拉硫磷是乙酰胆碱酯酶的抑制剂，乙酰胆碱是一种神经递质。在马拉硫磷的作用下，神经细胞对信号的传递被抑制，造成昆虫的死亡。青霉素能抑制细菌细胞中合成细胞壁的酶，所以

40、能够阻止病菌的增殖。人体细胞没有细胞壁，所以对人体无害。酶促化学反应的特点：1) 只能催化热力学所允许的反应，可以加快反应速率，但不改变反应平衡点，对正逆反应催化效果相同；2) 酶的催化效率很高，是无极催化剂的106-1010倍；3) 酶具有高度的专一性，一种酶只能催化一种化学反应或一组密切相关的化学反应；4) 酶的活性可调，受温度和pH的影响；5) 酶促反应的速率受酶浓度、底物浓度、温度、pH、抑制剂等因素的影响。跨膜运输扩散：物质从相对高浓度的区域转移到低浓度区域的过程。渗透：水在溶液中从相对高浓度的区域转移到低浓度区域的过程。质壁分离：当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水皱缩，导致原

41、生质体与细胞壁分离的现象。被动运输：是顺浓度梯度的跨膜运输，不要消耗能量。包括简单扩散和协助扩散（或易化扩散）两种方式。简单扩散指对于一些相对分子质量小，或脂溶性强的物质，如笨、醇、氧气、二氧化碳、水等，可以直接顺浓度梯度穿过细胞膜。易化扩散：对于一些非脂溶性物质，或亲水物质，如葡萄糖、氨基酸、金属离子等需要借助膜上的载体蛋白才能顺浓度梯度进出细胞。主动运输：是逆浓度梯度的运输，需要载体，需要消耗能量。如Na+-K+泵，人红细胞中的K+浓度高于血浆浓度，Na+浓度低于血浆浓度，但K+仍然由血浆进入细胞，而Na+则由细胞进入血浆。每转运一次消耗1个ATP，泵出3个Na+，泵入2个K+。Na+K+

42、协同运输：有些物质逆浓度梯度进出细胞，并不直接消耗ATP，而是借助其他的物质的浓度梯度为动力进行的，称为协同运输。又分为反向协同和正向协同。如人小肠上皮细胞和肾小管上皮细胞吸收膜外低浓度的葡萄糖和氨基酸等有机物，就是伴随着高浓度的Na+从细胞外流入细胞内，虽然不直接消耗能量，但Na+的浓度梯度则需要Na+-K+泵消耗能量来维持。胞吐：细胞通过高尔基体形成分泌小泡，沿细胞骨架移动，直至与质膜融合，将泡内物质排出细胞外的过程。胞吞：是细胞从外界吸收大分子和颗粒的方式，通过形成内向的小泡来完成。包括三种类型：吞噬、胞饮和受体介导的胞吞。吞噬指细胞通过伪足将颗粒包裹，形成吞噬泡，小泡与溶酶体融合，利用

43、水解酶将颗粒消化的过程。胞饮指细胞将胞外液体小滴包在小泡内，吞入细胞的过程，液体中悬浮和溶解的任何物质都有可能被吞入，因此没有专一性。受体介导的胞吞指细胞通过膜上受体与膜外配体进行专一性的结合，并将其吞入细胞内的过程。请叙述物质跨膜运输的主要方式及其过程。细胞呼吸细胞呼吸：细胞在有氧条件下从食物分子（主要是葡萄糖）中获取能量，产生CO2和H2O的过程。可以分为糖酵解，柠檬酸循环、电子传递和氧化磷酸化三个阶段。糖酵解：葡萄糖在细胞质中经过一系列酶促化学反应转变为丙酮酸的过程。一分子葡萄糖最终被分解为两分子丙酮酸，并产生2分子ATP和2分子NADH。在该阶段产生ATP的过程称为底物水平的磷酸化。柠

44、檬酸循环：在糖酵解中产生的丙酮酸并不直接参与柠檬酸循环。丙酮酸首先要进入线粒体基质中，在丙酮酸脱氢酶和辅酶A的作用下，释放一分子CO2,形成乙酰CoA，并产生1分子ATP和1分子NADH。乙酰CoA参与柠檬酸循环。循环由含有2个碳原子的乙酰CoA与含有4个碳原子的草酰乙酸结合形成含有3个羧基的柠檬酸开始，经过一系列脱氢和脱羧反应由此草酰乙酸的再生结束。在这一阶段丙酮酸被彻底氧化，产生2分子CO2，3分子NADH, 和1分子FADH2，以及1分子的ATP。电子传递和氧化磷酸化：前两个阶段形成的两种高能化合物NADH和FADH2在这一阶段被O2氧化。通过位于线粒体内膜上的电子传递链和ATP合酶，氧

45、化过程和磷酸化过程相偶联，生成了ATP和H2O。化学渗透假说：英国生化学家Mitchell于1961年提出，解释了氧化磷酸化的偶联机制。该假说认为，在电子传递的过程中伴随着氢离子从线粒体内膜的里侧移向外侧，在内膜两侧形成了氢离子的浓度梯度，这种势能驱动了氧化磷酸化反应，生成了ATP。电子传递链：又称呼吸链，位于线粒体内膜上的一组酶的复合体，主要功能是进行电子传递、H+的传递及氧的利用，产生ATP和水。氧化磷酸化：发生在线粒体内膜上的，通过电子传递链和ATP合酶，将氧化过程和磷酸化过程相偶联生成ATP和水的过程。ATP的计算：糖酵解：1C6H12O6产生2CH3COCOOH，2ATP，2NADH

46、；丙酮酸形成乙酰CoA：1 CH3COCOOH生成1分子乙酰CoA，1ATP和1NADH；柠檬酸循环：1分子乙酰CoA生成3NADH，1FADH2，1ATP。相当于1 C6H12O6产生了6ATP, 10NADH，2FADH2；每个NADH最多产生2.5ATP，每个FADH2最多产生2ATP，实际产生28个ATP，再加6等于32个ATP；有些细胞需要消耗糖酵解的2ATP把2NADH转移进线粒体，所以为30个。实际情况是肝32个，肌肉和大脑30个。柠檬酸循环的重要意义：动物主要通过将食物中的多糖、脂质和蛋白质等大分子分解成小分子，然后再将小分子彻底氧化为二氧化碳和水，获取能量。这个过程中，三类物

47、质首先都要经过一系列酶促化学反应转变为乙酰CoA，然后再参与柠檬酸循环，才能被彻底氧化分解释放能量。此外，动物还需要利用食物中的各种物质来合成自身的各种物质，但有些物质并无法从食物中直接获得，这时就需要利用柠檬酸循环的中间产物作为原料进行合成。无氧呼吸酒精发酵和乳酸发酵：有些生物在无氧的条件下，只能进行糖酵解，糖酵解除了产生2分子ATP外，还生成2分子NADH，但细胞中的NAD+有限，要维持糖酵解的进行，就需要再把NADH氧化为NAD+。有些生物利用丙酮酸氧化NADH，生成CO2和乙醇，称为酒精发酵；有些生物利用丙酮酸氧化NADH生成乳酸，称为乳酸发酵。光合作用光合作用：绿色植物细胞在光照的条

48、件下，利用二氧化碳和水合成有机物并释放氧气的过程，分为光反应和碳反应两个阶段。一、光反应光反应：光合作用中需要光的反应。为发生在类囊体膜上的光能的吸收、电子传递和光合磷酸化等反应的总称。光合膜：组成类囊体的膜，叶绿素与其他色素，以及能将光能转变为化学能的一整套蛋白质复合体都位于光合膜中。色素：具有特定化学基团的化合物，这些化学基团能够吸收可见光光谱中特定波长的光。光系统：光反应中吸收光能的基本单位，由作用中心、捕光色素和几种电子载体组成（包括原初电子受体）。作用中心：每个光系统中都含有200到300个色素分子，但其中只有一个叶绿素a分子能够将激发的电子传递给原初电子受体。这个叶绿素a分子和原初

49、电子受体以及少数蛋白质分子就是作用中心。天线色素：又称捕光色素。除作用中心色素分子外，光系统中的其他色素的作用都是将吸收的光能传递给作用中心色素分子。光合电子传递链：位于类囊体膜上，由一系列的电子载体所构成，与电子传递链类似，主要功能是进行电子传递，H+的传递，以及水的利用，产生ATP、NADPH和氧气。光合电子传递链和呼吸链的区别：呼吸链位于线粒体的内膜上，将来自NADH和FADH2的电子传递给氧气，生成水，释放的能量用于合成ATP；而光合电子传递链位于类囊体膜上，主要是将来自水的电子传递给NADP+，生成氧气，这一过程可分为两个阶段，第一阶段释放的能量用于合成ATP，而第二个阶段从光能中获

50、得的大部分能量都被储存在NADPH中。光合磷酸化：在光合电子传递链运行过程中产生ATP的过程。光反应的过程：光能的吸收：色素分子吸收光能，并传递给作用中心叶绿素a分子，该分子被光激发后产生高能电子并将其传递给原初电子受体；电子传递：两个阶段，第一阶段是从光系统二到光系统一，这一阶段生成氧气，发生光合磷酸化，生成ATP。光系统二获得的部分光能被转移到ATP中；第二阶段的结果是生成NADPH，光系统一获得的光能以及光系统二余下的光能被转移到NADPH中。二、碳反应：碳反应：光合作用中发生在叶绿体基质中的同化二氧化碳的反应总称。卡尔文循环及其过程：卡尔文循环的三个阶段：二氧化碳的固定（羧化）、还原反应、RuBP的再生。二氧化碳的固定：在RuBP羧化酶（rubisco）的作用下，以含有五个碳原子的RuBP作为二氧化碳受体，首先被固定形成羧基，然后再裂解成两分子的3-磷酸甘油酸（3-PGA）。这一阶段3个CO2与3个RuBP反应，形成6个3-PGA。还原反应：3-PGA被还原成三碳糖，即甘油醛-3-磷酸（G3P）。这是一个吸能反应，在光反应中合成的ATP和NADPH主要在这一阶段被利用。还原反应是光反应和碳反应的连接点，一