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1、普通生物学(一)绪论1.生命的基本特征(1)化学成分的同一性(2)严整有序的结构(3)新陈代谢(4)应激性(5)内稳态(6)生长发育(7)繁殖和遗传(8)适应性第一章 细胞的化学组成1.细胞学说主要内容:(1)、所有生物都由细胞和细胞产物所构成。(2)、新细胞只能由原来的细胞分裂产生。(3)、所有细胞都具有基本相同的化学组成和代谢活性。(4)、生物体总的活性可以看成是组成生物体的各相关细胞的相互作用和集体活动的总和。2. 水的存在形式游离水:以游离态存在,可作为溶剂。结合水:与Pr等物质紧密结合,参与生物体的构成。3.无机盐的作用维持细胞渗透压调节PH值作为酶的辅助因子是合成某些有机物的原料4

2、.链式G和环式G的区别与环式G稳定性 链式G和环式G的互换(P19):单糖分子中的醛基或羰基,与另一个C原子上的羟基反应,就形成半缩醛。(以环式为主)注:椅式构象更稳定船式构象:椅式构象:环式5.链式G和环式G的互换6.G的镜面异构D葡萄糖L葡萄糖CHOCHOHRCHOCHOHRD型L型天然葡萄糖都是D葡萄糖。7.寡糖的组成单糖及还原性(1)麦芽糖(C12H22O11)由2分子G脱水缩合而成,形成一个1,4糖苷键,具有还原性,是构成淀粉的基本单位。(2)蔗糖由1分子G和1分子果糖脱水缩合而成,无还原性。8. 淀粉的分类直链淀粉:G之间以1,4糖苷键相连,分子量从几千到50万不等,没有支链,整个

3、分子常呈螺旋形,能溶于热水,遇碘变蓝。支链淀粉:每条链中的G之间都以1,4糖苷键相连,但链与链的交接处以1,6糖苷键相连,分子量在20万以上,甚至可达100万,不溶于热水,遇碘呈棕红色。9. 糖原(1)概念是动物细胞中以贮存状态存在的多糖,又称动物淀粉,在肝脏和肌肉中含量最高,分别称肝糖原和肌糖原。(2)功能肝糖原与调节血糖浓度有关;肌糖原在肌肉剧烈运动时迅速水解成G,保证肌细胞有充足的能量。(3)特性糖原在结构上与支链淀粉相似,分支比支链淀粉多(有利于糖原的快速合成与分解),分子量也比支链淀粉大,遇碘呈红褐色。10.纤维素(1)概念是高等植物细胞壁的主要成分,也是自然界分布最广、数量最多的多

4、糖。(2)结构与化学键没有分支,由G脱水而成,但连接G的是1,4糖苷键。(人体淀粉酶只能水解1,4糖苷键,不能水解1,4糖苷键)11.中性脂肪和油两者是同类物质,在动物中叫脂肪,在植物中叫油,都由甘油和脂肪酸缩合而成,没有极性,高度疏水。12人体的必需脂肪酸对于哺乳动物和人,有2种脂肪酸不能自己合成,必须从外界摄取,即亚油酸和亚麻酸,为人体的必需脂肪酸。13.磷脂(卵磷脂、脑磷脂的形成)甘油的OH与磷酸结合成酯,另外2个OH与脂肪酸结合,这样就形成了最简单的磷脂磷脂酸。如果磷酸基团中的一个H再被胆碱取代,就形成卵磷脂,它是生物膜的主要成分。如果磷酸基团中的一个H被胆胺取代,就形成脑磷脂,与血液

5、凝固有关,同时也构成动物的膜结构。14. Pr的分类结构蛋白收缩蛋白贮藏蛋白防御蛋白转运蛋白信号蛋白酶15.Pr含N量各种Pr的含N量均接近16,可用于估算样品中的Pr含量。16.Pr单体(氨基酸)结构通式天然存在的Pr所包含的aa共20种,通式为:CRHCOOHNH2共性:一个碳原子同时与一个COOH、一个NH2 、一个H和一个R基相连,R是可变的侧链。17.20种天然aa的名称、缩写及归类归类疏水:甘氨酸:Gly、丙氨酸:Ala、缬氨酸:Val、亮氨酸:Leu、异亮氨酸:Ile甲硫氨酸:Met、苯丙氨酸:Phe、色氨酸:Trp、脯氨酸:Pro亲水:丝氨酸:Ser、苏氨酸:Thr、半胱氨酸:

6、Cys、酪氨酸:Tyr、天冬酰胺:Asn、谷氨酰胺:Gln、天冬氨酸:Asp、谷氨酸:Glu、赖氨酸:Lys、精氨酸:Arg、组氨酸:His芳香族aa:苯丙氨酸:Phe、色氨酸:Trp、酪氨酸:Tyr酸性aa:天冬氨酸:Asp、谷氨酸:Glu碱性aa:赖氨酸:Lys、精氨酸:Arg、组氨酸:His(2)名称、缩写甘氨酸:Gly、色氨酸:Trp、丝氨酸:Ser、天冬氨酸:Asp丙氨酸:Ala、苯丙氨酸:Phe、苏氨酸:Thr、谷氨酸:Glu缬氨酸:Val、酪氨酸:Tyr、半胱氨酸:Cys亮氨酸:Leu 甲硫氨酸:Met异亮氨酸:Ile 赖氨酸:Lys脯氨酸:Pro 天冬酰胺:Asn、精氨酸:Ar

7、g 谷氨酰胺:Gln、组氨酸:His18.Pr四级空间结构的概念及各自作用力(1)一级结构:指Pr分子中多肽链的数目、多肽链之间的连接方式和连接部位,二硫键的数目和位置,多肽链中aa的数目、种类和顺序等。(2)二级结构:指Pr分子中的肽链向单一方向卷曲而形成的有周期性重复的主体结构或构象。维持Pr 二级结构的作用力:H键(3)三级结构:Pr 分子在二级结构的基础上,通过H键、离子键、疏水作用力、范德华力等次级键的作用,进一步折叠卷曲而形成的空间结构。(4)四级结构:由2条以上肽链构成的Pr 中,各条肽链的三级结构在空间上的位置就是四级结构,即各条肽链以弱键相互连接所形成的特定构象。19. 二级

8、结构的种类 螺旋:肽链围绕一个纵轴形成螺旋状。: 折叠片:并行排列的几条肽链之间通过H键相互连接,形成片层结构。20.Pr的变构和变性概念及区别(1)变构作用概念:含两个以上亚单位的Pr分子,如果其中一个亚单位与其它小分子物质结合,使该亚单位和其它亚单位的构象发生变化,从而导致整个Pr的构象和活性发生改变,这种现象叫做变构作用或别构作用。(2) Pr的变性 概念:Pr 在某些物理或化学因素的作用下,其空间结构被破坏,失去生物学活性,这种现象叫Pr的变性。化学因素:重金属离子、酸、碱、有机溶剂等物理因素:X射线、紫外线、高温等Pr变性的表现 :肽链的构象从有序的卷曲、折叠状态变为松散无序;疏水基

9、团外露;溶解度降低;失去结晶能力等。21.核苷酸、核酸及核苷的区别核苷酸核糖脱氧核糖含N碱基:A、T、G、C、U磷酸核苷戊糖核苷酸是核酸的基本组成单位22核酸的组成核酸;由多个核苷酸通过3,5磷酸二酯键连接而成。 第二章 细胞形态结构1. 细胞识别细胞识别是指细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子选择性地相互作用,导致细胞内一系列生理生化反应,最终表现为细胞整体的生物学效应的过程,即细胞之间的认识和鉴别。2. 细胞膜功能 物质跨膜运输半透性(选择透过性)细胞膜可以通过扩散、渗透、主动运输、内吞、外排等方式,使细胞内外进行物质交换。 信息传递细胞膜上存在一些受体有些受体与其它细胞表面的特异性物质

10、结合,参与细胞识别。有些受体能与抗原结合,参与免疫反应;有些受体能与激素结合,参与激素的作用;3. 细胞壁结构 胞间层位于两个相邻细胞之间,主要成分是果胶,主要作用是把两个细胞粘合在一起,在细胞分裂中最早形成,幼稚期细胞的细胞壁中只有胞间层。 初生壁位于胞间层内侧,由原生质体所产生,主要成分是纤维素,同时也含有其它一些多糖和Pr 。初生壁薄而有弹性,能随细胞的生长而扩大。 次生壁位于初生壁内侧,主要成分是纤维素,有的还含有木质素或木栓质。纹孔、胞间连丝4细胞核结构包括核被膜、核仁、核质、染色质等5.核被膜核膜:双层膜,两层膜之间为核周腔,外膜与内质网相连,附有核糖体,核周腔与内质网腔相通,核膜

11、实际上是包围核物质的内质网的一部分,主要作用是把遗传物质集中于细胞内的特定区域。核纤层:位于核膜内侧,主要成分为核纤层蛋白,为核被膜和染色质提供结构支架。核孔、孔心粒6.染色质(体)概念染色质:是指间期细胞内由DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA组成的线性复合结构,是间期细胞遗传物质的存在形式。染色体:细胞在有丝分裂或减数分裂过程中,由染色质聚缩而成的结构。7.常异染色质的区别异染色质:指间期核内染色质折叠压缩程度较高,处于凝集状态,用碱性染料染色时着色较深的染色质(功能不活跃,没有在进行自我复制,螺旋化程度较高)常染色质:指间期核内染色质折叠压缩程度低,处于伸展状态,用碱性染料染色时着色较浅

12、的染色质。(功能活跃,正在进行自我复制,呈解螺旋状态)8.组蛋白和非组蛋白组蛋白:与DNA非特异性结合;富含Lys和Arg;包括H1、H2A、H2B、H3、H4这样5种,其中, H2A、H2B、H3、H4非常保守,尤其是H3、H4 ,是所有已知Pr 中最保守的。非组蛋白:与染色质上特定的DNA序列相结合的Pr ,又称序列特异性DNA结合蛋白。9.非组蛋白的特性具有多样性和异质性对DNA具有识别特异性具有多种功能10. 核小体结构要点每个核小体单位包括200个碱基对(bp)左右的DNA和一个组蛋白八聚体,以及1分子的H1组蛋白;组蛋白八聚体构成核小体的核心结构,分子量约为1×105,由

13、H2A、H2B、H3、H4各2分子所组成;146bp的DNA链围绕组蛋白八聚体1.75圈, H1组蛋白在核小体核心颗粒以外再结合20bp的DNA链,锁住核小体的进出端,起稳定核小体的作用,并促进各核小体的聚拢。这样,包括H1组蛋白和166bp的DNA链在内的核小体结构又称染色质小体;两个相邻核小体之间以连接DNA相连,不同物种变化值为080bp不等。11.核仁 结构A、纤维中心:含rDNA(合成rRNA的DNA片段)、RNA聚合酶(合成rRNA所需)、转录因子。是rRNA基因的存储位点。B、致密纤维组分:含高密度rRNA和一些特异性结合蛋白。是初始rRNA首先出现的位点。C、颗粒组分:是核仁的

14、主要结构,由核糖核蛋白颗粒构成。是核糖体亚单位成熟和存储的位点。功能核仁是rRNA合成、加工以及核糖体亚单位装配的场所。12.核基质(核骨架)概念:指细胞核内除核被膜、染色质和核仁以外的精细网架体系,主要成分是Pr ,也含有少量RNA。功能:A、真核细胞内的DNA复制可能要依靠核骨架作为空间支架,DNA复制起点永久性地结合在核骨架上。B、参与基因的选择性表达,某些正在活跃转录的基因优先与核骨架结合。13.光、糙面内质网区别光面内质网:没有核糖体附着,参与脂类合成,在与脂类代谢相关的细胞中含量较高,如脂肪细胞。糙面内质网:附有核糖体,参与Pr合成和运输,在Pr合成旺盛的细胞中含量较高,如胰腺细胞

15、。14. 核糖体每个核糖体由大、小2个亚基组成,原核细胞的核糖体为70S型,包括50S和30S两个亚基;真核细胞的核糖体为80S型,包括60S和40S两个亚基。15. 多聚核糖体的概念核糖体在进行Pr合成时,常常是几个核糖体聚集在mRNA上一起参加活动,这样的一个功能单位聚合体叫做多聚核糖体,有利于提高核糖体合成Pr的效率。16.核糖体合成Pr的“信号假说”认为所有Pr的合成最初都在游离核糖体上开始进行,但运输到细胞外的Pr在合成时,先形成一段由几个aa组成的疏水性“信号肽”,核糖体在信号肽引导下附着到糙面内质网上,信号肽进入内质网膜的脂双层中。此时,核糖体继续合成肽链,新合成的肽链在信号肽引

16、导下穿过内质网膜,进入内质网腔。然后信号肽在内质网腔内特异性酶的作用下被分解,合成的Pr分子就留在内质网腔中,并运送到光面内质网中,由内质网膜包围成小泡,移向高尔基体,并在高尔基体中进一步加工,最后通过高尔基体产生的分泌泡运输到细胞外。17高尔基体的功能高尔基体的功能与细胞内一些分泌物的储存、加工和运输出细胞有关,它是细胞分泌物最后加工和包装的场所。18.溶酶体溶酶体是由单层膜围成的、内含多种酸性水解酶的囊泡状细胞器,其主要功能是进行细胞内消化。19.线粒体(1)概念:由双层膜围成的囊状细胞器,是细胞内产生ATP的重要部位,被称为细胞内的动力工厂或能量转换器。外膜:(2)结构平滑只存在少数酶,

17、在代谢中不占重要地位。允许小分子和离子通过。内膜:内折形成嵴,存在与呼吸作用相关的酶和电子传递体,以及ATP合成酶复合体,后者是形成ATP的场所。内膜通透性差,包括H+在内的绝大多数离子和小分子都不能自由通过。基质:位于内膜以内,含有与TCA循环相关的酶以及少量DNA、RNA和核糖体,能编码并合成自身所需的10的Pr。结 构(3)功能:线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,其主要功能是提供TCA循环、电子传递以及能量转换的场所,把有机物氧化分解产生的能量转移到ATP中。20. 叶绿体叶绿体是有色体中最重要的一种,是绿色植物进行光合作用的场所。形态、数目、分布结构双层膜,内部是一个由扁平囊状结构,

18、即类囊体所形成的复杂膜系统。类囊体有规则地堆叠,形成基粒;基粒之间还有类囊体相互连接,称基质类囊体。类囊体上存在一系列与光合作用相关的色素和电子传递链。基质中含有少量DNA、RNA和核糖体,以及一些酶和光合作用产物淀粉粒,能自己合成某些Pr,但大部分Pr靠细胞质中的核糖体合成。线粒体和叶绿体都有自己的DNA、RNA和核糖体,具有相对独立的遗传功能,共同决定着细胞质的遗传。21.微体单层膜,结构与溶酶体相似。过氧化物酶体由糙面内质网芽生而来,含一些氧化酶和H2O2酶。乙醛酸循环体植物细胞所特有,常见于富含脂类的细胞中,能将脂类物质转化为糖,供植物早期生长所需。22.细胞骨架细胞质基质并非匀质液体

19、,它含有维管、微丝、中间纤维所组成的网络支架,称细胞骨架,有利于维持细胞形态。23.微丝由肌动蛋白所组成,也叫肌动蛋白丝,主要作用是参与细胞运动。细胞松弛素B可抑制微丝形成;鬼笔环肽可抑制微丝解体。24.鞭毛、纤毛和中心粒组成微管的排列鞭毛和纤毛为细胞表面的附属物,具运动功能,其基本结构相同,都由微管组成,微管排列方式为9(2)2型。区别在于:鞭毛长而少,纤毛短而多。鞭毛和纤毛的基部与细胞质中的基粒相连,基粒也由微管构成(9(3)0型) ,通过鞭毛和纤毛摆动,可实现细胞或周围物质的移动。中心粒存在于大多数真核细胞中(种子植物和某些原生动物细胞除外),一般一个细胞含2个中心粒,互成直角,微管排列

20、方式为9(3)0型。中心粒及其周围的一小团致密细胞质基质,合称中心体或微管组织中心,细胞分裂时的纺锤丝即从中心体发出。而中心粒对纺锤体的形成似乎不是必需的。25.流动镶嵌模型要点(1)磷脂排成双分子层,构成膜的骨架。双分子层中每个磷脂分子都可以自由地横向移动,从而使双分子层具有流动性。(2)膜Pr为球Pr,可从脂双层的两个侧面嵌入或穿透脂双层,或位于脂双层表面。膜Pr也可以在脂双层中横向移动。该模型强调了生物膜的流动性和膜Pr分布的不对称性。26.促进生物膜流动性的因素(1)磷脂分子中的不饱和脂肪酸。(2)存在短链脂肪酸。(3)动物细胞的膜上含有胆固醇。27.影响扩散的因素膜两侧的浓度梯度分子

21、大小溶解性和电性Pr载体的种类和数量28.扩散类型单纯扩散:不需载体,扩散速度相对较慢。易化扩散(协助扩散):需载体,扩散速度远大于单纯扩散。29.膨压的概念植物细胞吸水膨胀时,原生质体所产生的对细胞壁的压力,称膨压。30.质壁分离当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水,原生质体缩小并与细胞壁脱离,使细胞壁与质膜之间出现空隙,这就是质壁分离。31.细胞连接植物细胞之间通过细胞壁相互粘连,相邻细胞之间通过质膜形成胞间连丝,可使水和其它一些小分子物质从一个细胞进入另一个细胞。在动物体内,紧密排列的细胞之间也可以细胞膜分化,形成特定的连接,称细胞连接,主要包括3种类型:桥粒(锚定连接)由中间纤维或

22、微丝在细胞之间形成的一种细胞连接,在上皮细胞之间分布较多,电镜下呈钮扣状,起机械连接作用,允许物质从两细胞间的空隙通过。紧密连接相邻细胞之间通过特殊的跨膜蛋白成串排列,使细胞膜紧密靠拢,不留空隙,物质不能通过,这种坚固的细胞连接叫紧密连接。它使胞外物质只能通过细胞膜进行运输,而不能从细胞之间通过。间隙连接相邻细胞之间通过许多连接子相互连接,每个连接子由6个跨膜蛋白围成,中央形成一个通道。这种细胞连接称间隙连接。其功能与植物的胞间连丝相似,可使水和小分子物质在细胞之间流动。第三章 细胞代谢1.平衡常数概念及说明概念:当反应达到平衡时,生成物浓度的乘积与反应物浓度乘积之比叫做平衡常数。说明:若Ke

23、q等于或接近于1,则反应在正反两个方向上都能比较顺利地进行;若Keq的值远离1,则反应在某个方向上占优势。若Keq远小于1:正反应很难进行,逆反应容易进行若Keq远大于1:正反应很容易进行,逆反应很难进行自发反应往往Keq很大,同时释放自由能,即生成物的自由能小于反应物的自由能,反应中自由能的变化 G是个负值。一般 G越小, Keq就越大,正反应就越容易。2.酶促反应特点和作用机制(1)酶和一般催化剂的共性用量少而催化效率高 不改变化学反应的平衡点 能够降低反应的活化能(2)酶作为生物催化剂的特性 催化效率比一般催化剂高 具有高度的专一性 酶的活力受多种因素的影响 酶容易失活3.关于酶的专一性

24、的假说 “钥匙锁”模型(“锁钥”模型)如同“一把钥匙开一把锁”那样,一种酶的活性部位只能与具有某种特定构象的底物结合,而不能与具有其它构象的底物结合。 “诱导楔合”模型当酶和底物相互靠近但尚未接触时,底物就能诱导酶蛋白的构象朝着有利于和底物结合的方向变化,从而使底物和酶的活性部位结合。一种酶只能受一种或一类底物的诱导。4.抑制剂的类型不可逆抑制剂:可逆抑制剂:通过牢固的共价键与酶蛋白结合,从而使酶失活,不能用透析等物理方法除去抑制剂而恢复酶的活性。通过非共价键与酶蛋白结合,可用透析等物理方法被除去,从而恢复酶的活性。竞争性抑制剂:结构与底物相似,能和底物共同竞争酶活性中心的结合位点,使底物和酶

25、的结合率下降,从而减慢酶促反应的速度。非竞争性抑制剂:结构与底物不同,不与底物竞争酶活性中心的结合位点,但它与酶的其他部位结合后可使酶的构象发生改变,从而使酶不能再和底物结合。可逆抑制剂反竞争性抑制剂:酶只有在和底物结合后才能与抑制剂结合,从而使酶不能释放出终产物。5. 影响酶活力的因素(1)绝大多数酶属于Pr ,凡能影响Pr活性的因素都会影响酶的活力,如温度、PH、重金属离子等。(2)酶的活力还受激活剂、抑制剂的影响。辅酶、辅基和某些特定的离子(Mg 2+是多种激酶和合成酶的激活剂)激活剂,如:抑制剂,如:有机磷化合物抑制胆碱酯酶催化乙酰胆碱分解,导致神经中毒;有机汞、有机砷化合物抑制含巯基

26、的酶;氰化物抑制含铁卟啉的酶(如细胞色素氧化酶),从而抑制细胞呼吸。6.生物氧化过程中的电子传递氧化还原反应的实质是物质之间的电子转移过程。在生物氧化过程中,电子转移和H的转移相伴而生,其中涉及到一系列辅酶,主要有NAD+、NADP+、FMN、FAD、辅酶Q、细胞色素等。细胞色素又包括细胞色素a、a3、b、c、c1、f 等。其中,细胞色素c最容易分离,而细胞色素a、a3到目前还不能分离,有人将其统称为细胞色素aa3 ,细胞色素a3是细胞色素中唯一能直接被O2氧化的,又叫细胞色素氧化酶。细胞中能直接从底物获得电子和H的传递体叫初级电子受体,如NAD+、NADP+、FMN、FAD等,它们获得电子和

27、H之后,可分别转变成NADH、NADPH、FMNH2、FADH2,然后它们再把所获得的电子和H转移给其它电子传递体,如辅酶Q和细胞色素。7.葡萄糖的氧化分解步骤及部分葡萄糖(G)在细胞内的氧化分解大体包括4个步骤:糖酵解、丙酮酸氧化脱羧、柠檬酸循环、电子传递链。糖酵解(部位:细胞质基质)丙酮酸氧化脱羧(部位:线粒体基质)柠檬酸循环(部位:线粒体基质)电子传递链和氧化磷酸化(部位:线粒体内膜上)8. 糖酵解(1)3个限速步骤及关键酶 G磷酸化Mg2+GATP己糖激酶G6P ADP(糖酵解第一个限速步骤)磷酸果糖激酶果糖6磷酸ATPMg2+果糖1,6二磷酸ADP丙酮酸激酶(糖酵解的第二个限速步骤)

28、PEPADP丙酮酸ATPK+和Mg2+或Mn2+(第三个限速步骤;第二次产生ATP,底物水平磷酸化)底物水平磷酸化:指ATP的形成直接与一个代谢中间物上的磷酸基团转移相耦联的作用(2)ATP的变化第一阶段使G磷酸化并分裂形成2个3碳化合物,净消耗2个ATP。第二阶段第一次产生ATP,底物水平磷酸化产生2个ATP第三阶段第二次产生ATP,底物水平磷酸化产生2个ATP(3)糖酵解小结1分子G通过糖酵解分解成2分子丙酮酸,在第一阶段消耗2个ATP,在第二、第三阶段各产生2个ATP,因此,净增加2个ATP,同时还得到2分子NADH。糖酵解总反应式:G+2ADP+2Pi+2NAD+2丙酮酸2ATP+2N

29、ADH+2H+2H2O9.柠檬酸循环(1)共8步:柠檬酸合成酶柠檬酸 CoASH乙酰CoA草酰乙酸 H2O(柠檬酸合成酶是柠檬酸循环中第一个调节酶,也是最关键的调节酶)顺乌头酸酶柠檬酸顺乌头酸H2O顺乌头酸H2O顺乌头酸酶异柠檬酸异柠檬酸脱氢酶 酮戊二酸 NADH+H+ + CO2异柠檬酸NAD+ (柠檬酸循环中第一次氧化脱羧;异柠檬酸脱氢酶是柠檬酸循环中的第二个调节酶) 酮戊二酸 NAD+ CoASH 酮戊二酸脱氢酶系琥珀酰CoANADH+H+ + CO2(柠檬酸循环中第二个氧化脱羧反应)琥珀酰CoAGDP+Pi琥珀酰CoA合成酶琥珀酸GTP CoASHGTP+ADP二磷酸核苷激酶ATP+G

30、DP(柠檬酸循环中唯一的一次底物水平磷酸化)琥珀酸FAD琥珀酸脱氢酶延胡索酸FADH2(柠檬酸循环中第三个氧化反应;琥珀酸脱氢酶是柠檬酸循环中唯一一个以FAD为辅酶的酶,也是柠檬酸循环中唯一一个位于线粒体内膜上的酶,直接与线粒体内膜上的电子传递链相联系)延胡索酸酶延胡索酸 H2O苹果酸苹果酸 NAD+ 苹果酸脱氢酶草酰乙酸 NADH+H+ (柠檬酸循环中第4次氧化反应,也是最后一次)(2)柠檬酸循环小结:1分子G通过糖酵解和丙酮酸氧化脱羧形成的2分子乙酰CoA,经过柠檬酸循环,共形成2个ATP、6个NADH、2个FADH2,并放出4个CO2。一次柠檬酸循环包括2次脱羧反应、4次氧化作用,其中3

31、次氧化作用以NAD+ 为电子受体,1次以FAD为电子受体。ATP只在一步反应中产生。(3)柠檬酸循环的意义 柠檬酸循环的基本功能是分解代谢,将底物乙酰CoA氧化成CO2 ,伴随着将氧化的能量以还原辅酶并最终以ATP的形式储存起来,是生物分解代谢的一种方式。 它在生物需氧能量代谢中起中心作用,几乎所有分解代谢途径最终都是进入柠檬酸循环而被彻底氧化,是体内产生ATP的主要途径。 为合成代谢途径提供前体。10.电子传递链概念线粒体内膜上存在着由多种酶和辅酶所组成的递氢体、递电子体,它们按一定的顺序排列,将H和电子按顺序传递,使代谢物脱下的H最终形成水,这一系列递氢体和递电子体所组成的链叫电子传递链或

32、呼吸链。11.氧化磷酸化概念电子传递过程中耦联着ADP磷酸化的作用,就叫氧化磷酸化。12.氧化磷酸化耦联机制化学渗透学说位于线粒体内膜上的电子传递链可以看成是H+泵,电子传递所释放的能量将H+从线粒体基质移向膜间腔,也就是内膜外侧,造成内膜外侧H+浓度较大,从而形成H+跨膜电位梯度及跨膜电位差(外正内负),于是内膜外侧的H+顺着电化学梯度,通过线粒体内膜上ATP合成酶复合体所形成的通道,从膜间腔又流回H+浓度较低的线粒体基质中,这个过程中释放的能量促使ADP形成ATP。13.G氧化分解所产生的ATP统计注意:为何糖酵解产生的2个NADH通过电子传递链有时产生4个ATP,有时产生6个ATP?因为

33、糖酵解是在细胞质基质中进行的,而电子传递链和氧化磷酸化的部位是在线粒体内膜上,所以糖酵解产生的NADH必须穿过线粒体内膜进入线粒体,才能发生氧化磷酸化产生ATP。但线粒体内膜对NADH又是不通透的。糖酵解产生的NADH所携带的高能电子可通过2种途径进入线粒体:14.光合色素高等植物叶绿体的光合色素位于类囊体的膜上,包括叶绿素和类胡萝卜素。叶绿素是一类含镁的卟啉衍生物,包括叶绿素a和叶绿素b。吸收光谱叶绿素在吸收光谱中有2个吸收峰,分别位于红光区(640660nm)和蓝紫光区(430450nm),即主要吸收红光和蓝紫光,而对黄、橙、绿光吸收较少,对绿光吸收最少,因此叶绿素溶液呈绿色。类胡萝卜素包

34、括叶黄素和胡萝卜素,它们在吸收光谱中的最大吸收峰位于蓝紫光区。作用光谱指不同波长的光所引起的光合作用效率。叶绿素是高等植物的主要光合色素,而类胡萝卜素是辅助色素。15.光系统的概念及两个现象(1)概念:由光合色素装配成的、能够把吸收的光能聚集到光反应中心的系统,叫光系统。(2)两个现象虽然叶绿素在波长为680700nm时仍有较强的吸收,但光合作用效率在680nm以上时急剧下降,这种现象叫红降。当用波长为700nm和600nm的光同时照射时,光合作用的速度比分别用700nm或600nm的光照射时所产生的光合作用的总和还要大,这种现象叫双光增益效应或爱默生效应。这两个现象使人们设想,光合作用可能是

35、通过2个光系统接力完成的,分别叫光系统(PS)和光系统(PS),使两者发挥最大效能的光的波长不同。 16.两个光系统反应中心进一步研究表明, PS和PS都含有少数几个特化的叶绿素a,PS的特化叶绿素a在红光区的吸收峰位于700nm处,叫P700,是PS的反应中心; PS的特化叶绿素a在红光区的吸收峰位于680nm处,叫P680,是PS 的反应中心。17.原初反应光合作用中发生于最起始阶段的反应叫原初反应,它是光合作用中直接与光能利用联系着的反应,包括光能的吸收、传递和转换过程。18.光合磷酸化的概念由光照引起的电子传递与磷酸化作用相耦联而生成ATP的过程,叫光合磷酸化。19.暗反应光反应的电子

36、传递和光合磷酸化都发生在叶绿体的类囊体膜上,而暗反应发生在叶绿体基质中。暗反应的过程,也就是CO2被固定并还原的过程。20.卡尔文循环大多数绿色植物的暗反应是通过卡尔文循环来完成的。固定CO2的RuBP羧化酶,是CO2形成有机物的关键酶,占叶绿体Pr总量的50,也是生物界最丰富的Pr。卡尔文循环的最终产物是3磷酸甘油醛,它是一个三碳糖,固定CO2的第一个产物PGA也是一个三碳糖,因此,通过卡尔文循环来固定和还原CO2的植物叫C3植物在卡尔文循环中,每形成一个可用于合成G的3磷酸甘油醛,要消耗9个ATP和6个NADPH,它们都由光反应提供。21. 光呼吸概念及细胞器(1)概念:光呼吸是指植物的绿

37、色细胞依赖光照,吸收O2 、放出CO2的过程。(2)细胞器:光呼吸是在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体3种细胞器共同作用下完成的。第四章 细胞分裂和细胞周期1. 细胞周期概念细胞周期是指进行分裂的细胞,从第一次分裂开始到第二次分裂开始所经历的全过程,包括有丝分裂期和分裂间期。2. 有丝分裂期(M期)各时期主要特征(1)前期:染色体出现,分裂极确定,核仁解体,纺锤体开始形成,细胞质粘度降低,内质网破碎,线粒体集中在细胞中部和纺锤体边缘。(2)前中期:核膜与核纤层开始解体;纺锤体移动到细胞中央,占据原先细胞核所在的位置;动粒微管向细胞两极延伸,染色体开始向赤道面运动。(3)中期:染色体继续缩短变粗,动

38、粒微管继续向细胞两极延伸,在动粒微管牵引下,染色体排列到纺锤体的中央,着丝粒位于赤道面上。(4)后期:着丝粒一分为二,染色单体分开,并在动粒微管的牵引下,以相同的速度分别向两极移动。(5)末期:分离的两组染色体分别到达细胞两极,动粒微管消失,极微管进一步延伸;染色体解聚,重新形成染色质;核膜、核仁重建。3. 分裂间期分裂间期G1期(第一间隙期):前一次有丝分裂完成后到S期开始之间的时期(DNA合成前的准备时期)S期(合成期):DNA进行合成的时期G2期(第二间隙期):S期结束后到有丝分裂期开始之间的时期(有丝分裂前的准备时期)4. G1、S、G2期特点G1期特点(1)大量合成RNA和Pr 。(

39、2)细胞体积增加,核仁增大,细胞器数目增加,动物细胞中的中心粒开始复制。(3)合成特定的Pr ,控制G1期的开启和关闭。(若G1期开启,则为S期作准备,大量合成与DNA复制有关的酶;若G1期关闭,则细胞跳出细胞周期而进入G0期,细胞处于休止状态,不进行分裂。)(4) G1期持续时间变化很大,大多数细胞都休止在G1期。S期特点(1)完成DNA复制,每个染色体复制成2个染色单体。(2)合成组蛋白。(H1组蛋白除外)(3)S期持续时间较稳定,一般为78小时,细胞增殖不会停留在S期。G2期特点(1) 大量合成RNA和Pr ,主要是与染色体螺旋化有关的Pr 、组成纺锤体的微管蛋白以及组成细胞膜的膜蛋白。

40、(2)有丝分裂所需的能源物质主要在这一时期作准备。(3)有丝分裂所需的脂类物质主要在这一时期合成。(4)中心粒复制完成,染色体开始螺旋化,缩短变粗。(5)G2期持续时间较稳定,一般为34小时。5.细胞周期的时间S期、G2期、M期:持续时间相对比较稳定, S期78h, G2期34h, M期约1h。G1期:持续时间变化最大,细胞周期的长短主要取决于G1期。6. 细胞周期的控制机制 控制位点G2期和M期的交界处G1期和S期的交界处成熟促进因子( MPF、SPF )对细胞周期的控制成熟促进因子CDK(一种激酶)细胞周期蛋白(cyclin)S-cyclinM-cyclinG2期末:CDK与M-cycli

41、n结合,形成MPF,促使细胞从G2期进入M期。G1期末:CDK与S-cyclin结合,形成SPF,促使细胞从G1期进入S期。7. 细胞周期抑制剂Pr 合成抑制剂:细胞停留在G1期或G2期核酸合成抑制剂:细胞停留在S期(如5-酚尿嘧啶)纺锤体形成抑制剂:细胞停留在中期(如秋水仙素)细胞板形成抑制剂:使植物细胞停留在末期8.减数分裂过程及特点(1)减数分裂染色体开始缩短变粗,核膜、核仁逐渐解体,纺锤体开始形成。这些特点与有丝分裂相似。 前期:中期:同源染色体以二价体为单位,移动到赤道面上,每个染色体都与各自的纺锤丝相连。(2)减数分裂间期持续时间很短,没有S期,因此也就没有遗传物质的复制。末期:核

42、膜、核仁重建,一个母细胞分裂成两个子细胞,每个子细胞染色体数目减半。后期:组成二价体的2个同源染色体彼此分开,分别向细胞相反的两极移动。(不发生着丝粒的分裂)(3)减数分裂 本质上是一次有丝分裂,也包括前、中、后、末4个时期,分别叫做前期 、中期 、后期 、末期 ,只不过最后形成的是单倍体子细胞。通过减数分裂,一个精原细胞可形成4个精子,而一个卵原细胞形成1个卵细胞和3个极体。细胞体积增大,染色体开始浓缩,呈细线状。9.前期(分类、特点)染色体高度螺旋化,同源染色体的着丝点之间拉开一定距离,核膜、核仁开始解体,纺锤体形成。同源染色体略微分开,交叉更明显。染色体缩短变粗,同源染色体非姐妹染色单体

43、之间发生交叉和交换。染色体缩短变粗,同源染色体非姐妹染色单体之间发生交叉和交换。前 期 细线期:偶线期:粗线期:双线期:终变期:与有丝分裂前期不同之处:A、在减数分裂前期,会出现联会、二价体、四分体。在减数分裂前期,同源染色体并行排列,相互缠绕,这个过程叫联会。 同源染色体是指在联会时配对的2个外形相似的染色体,其中一个来自父本,另一个来自母本。由2个同源染色体组成的一个联会对,叫二价体。组成二价体的两个同源染色体各含两个染色单体,这样的结构叫四分体。B、在减数分裂前期,二价体中的两个非姐妹染色单体之间,往往在一个或几个点上发生交叉,从而产生非姐妹染色单体DNA之间的交换。10.前减数分裂间期

44、的概念出现在减数分裂之前,主要是为减数分裂作准备,也包括G1期、 S期、 G2期。11.前减数分裂S期特点: 时间长(约为有丝分裂间期S期的6倍) 只复制99.7的DNA,其余0.3的DNA在偶线期合成。12.偶线期DNA的概念在前减数分裂的S期,染色体中有些DNA片段不复制,从而把姐妹染色单体紧密连接在一起,这些片段在偶线期才以半保留方式进行复制,称偶线期DNA,其特点是G、C含量比较高。13.染色体组型的概念对单个个体或物种的体细胞染色体组,用照相的方法把中期染色体按照它们的形态标志和标准的顺序排列下来,这就是染色体组型。14. 染色体带的特点Q带和G带可以重叠,富含A、T;R带与Q带、G

45、带刚好相反,富含G、C。第五章 营养1.分生组织的概念及类型(1)概念:分生组织是植物体内能持续保持细胞分裂机能、不断分裂产生新细胞的细胞群。(2)类型顶端分生组织原分生组织按分生组织来源的性质分初生分生组织次生分生组织按在植物体内的位置分居间分生组织侧生分生组织2.永久组织的概念永久组织也叫成熟组织,是分生组织在器官生长和形成时衍生出来的大部分细胞,逐渐丧失分裂能力,通过进一步生长和高度分化、成熟,而形成的其它各种组织。3.维管组织(两部分)特点及运输方向(1)木质部:运输水和溶解在水中的矿物质,运输方向从根部向茎叶单向运输。除薄壁细胞和厚壁细胞外,还包括2种具有运输功能的长管状死细胞:管胞

46、导管分子(2)韧皮部:运输有机物,运输方向为双向运输。除薄壁细胞和厚壁细胞外,还含有:筛管分子伴胞4. 动物组织(1)上皮组织(2)结缔组织(3)肌肉组织(4)神经组织5. 影响气孔运动的因素光照:是影响气孔运动的主要因素。因为它促进G、苹果酸以及K+、Cl的积累。一般气孔在光照下张开,在黑暗中关闭。温度:气孔开度一般随温度上升而增大,到30左右达到最大气孔开度,35以上会使气孔开度变小,低温(如10以下),即使长时间光照,气孔仍不能很好地张开。CO2浓度:低浓度CO2促进气孔张开,高浓度CO2使气孔关闭。叶片含水量:如果白天蒸腾作用非常强烈,保卫细胞失水过多即使在光照下气孔仍然关闭。6.必需

47、矿质元素的条件(1)缺乏该元素,植物的生长发育和生殖发生障碍,不能完成生活史。(2)这种需要必须是专一的,不能被其它元素替代,缺乏时表现出专一的症状。(3)该元素在植物体内起直接作用,而不是因为土壤或培养基的理化性质或微生物条件的改变,而产生的间接效果。7.植物必需的矿质元素(16种)大量元素(7种):N、P、K、Ca、Mg、S、Si 微量元素(9种):Fe、B、Cu、Mn、Zn、Mo、Cl、Ni、Na 8.根的结构和功能(1)根系直根系:须根系:主根和侧根差异明显,从主根生出侧根。(多数木本植物和某些草本植物,如棉花、胡萝卜等)主根生出后很快退化,由胚轴和茎基部的节上生出的不定根所组成的根系

48、叫须根系。(禾本科植物的根系一般都是须根系,如小麦、水稻等)(2)根尖根冠 分生区 延长区 根毛区(3)初生结构表皮 位于根的最外层,细胞壁薄,含有中央大液泡,细胞排列整齐,没有细胞间隙,很多表皮细胞向外突起,形成根毛。皮层 位于表皮和中柱之间,主要由多层大型薄壁细胞组成,细胞排列疏松,细胞间隙较大。9.内皮层加厚方式(1)皮层的最内层紧贴中柱,叫内皮层,其细胞排列紧密,没有细胞间隙,细胞的径向壁和横向壁加厚,并且木质化和木栓化。这部分细胞壁围绕细胞一周,形成不透水的凯氏带。(2)内皮层中还有一些细胞,除径向壁和横向壁加厚外,内切向壁也加厚,这种细胞壁加厚方式称马蹄形加厚。在加厚的内切向壁上有

49、孔存在,以便内皮层细胞与中柱相通。10. 初生维管组织中柱鞘以内是初生维管组织,主要包括:初生木质部:初生韧皮部:一般位于中柱中心,有几个辐射棱,在横切面上呈星芒状,主要包括导管分子和管胞,可将水和无机盐从根部向上运输。发育方式为外始式。位于初生木质部的辐射棱之间,与初生木质部相间排列,主要包括筛管分子和伴胞。筛管分子形成的筛管可将糖类等有机物从叶运到根部。发育方式为外始式。11.根的次生结构12.矿质元素的吸收和运输过程 交换吸附 离子进入根内部 离子进入导管和管胞13.影响根吸收无机盐的因素 温度:在一定范围内,根对无机盐的吸收随土壤温度升高而增加;但温度过高则吸收速率下降。 土壤通气状况

50、:在一定范围内,O2供应越好,根对无机盐的吸收就越快。 土壤溶液浓度:在外界溶液浓度较低的情况下,根对离子的吸收速率随溶液浓度的升高而增加;但到一定程度时,即使外界溶液浓度再升高,吸收速率也不再增加。 H+浓度影响根细胞中的Pr 解离,进而影响离子吸附;土壤PH值会影响矿质元素的存在状态,从而间接影响根对矿质元素的吸收;土壤PH值还可通过影响微生物的活动来影响植物的矿质吸收。 离子间的相互作用如果2种离子都能与载体的同一个部位结合,则一种离子的存在会影响另一种离子的吸收。 根毛区的吸收面积14.人体必需aa人体有8大必需aa:Leu、Ile、Lys、Met、Phe、Thr、Trp、Val。半必

51、需:His、Arg15. 维生素的特点及缺乏症(1)水溶性维生素 Vc(抗坏血酸):人体不能自己合成,必须从食物中取得。缺乏症:坏血症 VB族VB1(硫胺素):缺乏症:脚气病VB2(核黄素):是FAD和FMN的组成部分。缺乏症:口舌发炎、角膜充血烟酸、烟酰胺(维生素PP):是NAD+、NADP+的组成成分。缺乏症:厚皮症VB12(钴胺素):与核酸代谢有关,并能促进红细胞成熟。缺乏症:恶性贫血叶酸:其活性形式是四氢叶酸,它是传递一碳单位的辅酶。长期使用磺胺类药物可造成缺乏症,引起贫血。(2)脂溶性维生素VA(视黄醇):是视紫红质的主要成分。缺乏症:干眼症(幼年);夜盲症(成年)VD 、VE 、V

52、K16动物的消化方式 细胞内消化:指细胞把食物颗粒通过内吞作用直接吞入细胞内,形成食物泡,并在溶酶体的作用下被消化,不能消化的食物残渣通过外排作用从细胞表面排出。 细胞外消化:指多细胞动物将食物在细胞外通过物理性消化和化学性消化,使之分解,以便把消化产物吸收到细胞内。17.消化系统的演化 单细胞动物的细胞内消化(草履虫) 腔肠动物、扁形动物的细胞内消化和细胞外消化腔肠动物:以细胞内消化为主(水螅)扁形动物:以细胞外消化为主(涡虫) 消化管的出现线形动物(蛔虫) 消化管和消化腺的分化脊椎动物18齿式19.唾液腺:取上下颌骨的右半,依次写出门齿、犬齿、前臼齿和臼齿的数目,中间划一横线为界。分泌唾液

53、,湿润口腔和食物,便于吞咽;水解淀粉;杀菌腮腺:位于耳的前下方颌下腺:位于下颌骨内侧舌下腺:位于口腔底部20.胃液主要成分胃壁上具有胃腺,能分泌胃液,主要成分是盐酸和胃蛋白酶。21.胃液中盐酸的作用A、激活胃蛋白酶原,形成胃蛋白酶,并提供胃蛋白酶所需的酸性环境。B、使食物中的Pr变性,易于水解。 C、杀死随食物进入胃内的部分细菌。D、盐酸进入小肠后,能促进胰液、小肠液的分泌和胆汁的排放。22胃蛋白酶的专一性:只水解芳香族aa氨基末端的肽键23.小肠适合消化吸收的特点适合消化吸收的特点消化道中最长的一段环形皱襞绒毛、微绒毛含有多种消化液和消化酶24.胰液中的消化酶胰淀粉酶:分解淀粉形成麦芽糖胰蛋白酶:专一性水解Lys和Arg的羧基端肽键(属肽链外切酶)脂酶:将脂肪水解成甘油和脂肪酸核酸酶:将DNA、RNA水解成各种核苷酸属肽链内切酶胰糜蛋白酶:专一性水解芳香族aa的羧基端肽键羧基肽酶:从肽链的羧基末端逐个水解aa25.小肠液中的消化酶羧基肽酶氨基肽酶:从肽链的氨基末端逐个水解aa(属肽链外切酶)二肽酶:将二肽水解成单个aa蔗糖酶:将蔗糖水解成葡萄糖和果糖乳糖酶:将乳糖水解成葡萄糖和半乳糖麦芽糖酶:将麦芽糖水

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