猩猩生物
第一章 走近细胞
一、细胞学说的建立过程
1.法国比夏指出，器官由低一层次的结构——组织构成。
2.1665年，英国科学家罗伯特·虎克用显微镜观察植物的木栓组织（死细胞），发现并命名了细胞。
3.何兰列文虎克用自制显微镜观察了细菌、红细胞、精子等，与虎克相比其进步点在于所观察的细胞为活细胞。
4.德国科学家施莱登和施旺建立了细胞学说，阐明了生物界的统一性。
细胞是一个有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成；
细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用；
新细胞可以从老细胞中产生。
5. 德国魏尔肖提出，细胞通过分裂产生新细胞。
6. 归纳法是指由一系列具体事实推出一般结论的思维方法。归纳法分为完全归纳法和不完全归纳法。根据部分事实得出结论称为不完全归纳法，根据所有的事实得出结论称为完全归纳法。科学研究中常用的是不完全归纳法。
二、生命活动离不开细胞
1.病毒没有细胞结构，只能依赖活细胞才能生存。
2.生物大分子如蛋白质氨基酸等，虽然结构复杂，但是没有生命。细胞是生物体结构和功能的基本单位。细胞和生命难解难分。
3.病毒根据寄主的不同分为植物病毒，动物病毒，噬菌体（细菌病毒）。也可以根据遗传物质的不同分为DNA病毒和RNA病毒。常见的RNA病毒有烟草花叶病毒、HIV病毒（逆转录病毒）、SARS病毒等。
病毒有蛋白质外壳和内部的遗传物质组成。
朊病毒只有蛋白质，是一种具有感染性的蛋白质。
三、生命系统的结构层次
1.细胞—组织—器官—系统—个体—种群—群落—生态系统—生物圈。
2.系统是指彼此间相互作用、相互依赖的组分有规律的结合而形成的整体。
2. 植物没有系统这一层次。
种群：在一定区域内同种生物的全部个体。（大明湖里全部的鱼 ，大明湖全部的锦鲤 。“填是或不是”）
群落：一定区域内的全部生物。（大明湖里全部的生物 “填是或不是”）
病毒、蛋白质等不属于生命系统的结构层次。阳光、土壤等属于生态系统的非生物成分，所以属于生命系统的结构层次。
四、显微镜的使用
1.物镜越长，观察到的视野越暗，与载玻片的距离越近，放大倍数越大；目镜越长，放大倍数越小；。显微镜的放大倍数等于目镜与物镜放大倍数的乘积。注意：显微镜的放大倍数指的是长度的放大。
例：在10×10的放大倍数下看到的64个细胞，而且在视野的直径上排成一行，则转换为10×40的放大倍数后，看到的一行细胞数为_____个；若这64个细胞充满视野，则转换高倍镜后看到的细胞数为______个。
2.低倍镜转换为高倍镜的操作步骤：
移动玻片至视野中央（向反方向移动）—转动转换器—调节光圈和反光镜—调节细准焦螺旋。
3.关于污物的位置判断：
移动装片不消失→在目镜上(消失→在物镜上)
4.显微镜的成像特点和物像移动规律
(1)成像特点：显微镜成放大倒立的虚像，实物与像之间的关系是实物旋转180°就是像。如实物为字母“b”，则视野中观察到的为“q”。
(2)移动规律：在视野中物像偏向哪个方向，则应向哪个方向移动(或同向移动)装片。如物像在偏左上方，则装片应向左上方移动。
五、真核生物与原核生物
1.真核生物与原核生物的本质区别是有无以核膜为界的细胞核。
2.常见的原核生物主要是细菌。细菌的种类主要有：
(1)蓝细菌（旧教材称为蓝藻）：颤蓝细菌（旧称颤藻）、色球蓝细菌（旧称蓝球藻）、念珠蓝细菌（旧称念珠藻）、发菜等。
水体富营养化，蓝细菌与绿藻（一种低等植物）等大量繁殖可以引起水华或者是赤潮。
蓝细菌细胞内无叶绿体，但是含有藻蓝素和叶绿素，因此可以进行光合作用，属于自养生物。
(2)乳酸菌。
(2)球菌：金黄色葡萄球菌、肺炎双球菌等。
(3)弧菌。
(4)螺旋菌。
(2)杆菌：大肠杆菌、枯草杆菌等。
3.其它原核生物：支原体（唯一不具有细胞壁的原核生物）、衣原体等。
4.结构上的区别：
细胞壁成分：原核—肽聚糖，真核—纤维素和果胶，真菌：几丁质。
细胞器种类：原核生物只有核糖体。
细胞核有无：原核生物只有一个DNA集中的区域，没有核膜包裹，该区域称为拟核。DNA一般为环状DNA。（原核生物在拟核之外还有以质粒形式存在的DNA）真核生物有以核膜包裹的真正的细胞核。
5.相同点：都具有相似的细胞膜与细胞质；都以DNA作为遗传物质。
六、生物界常见类群的划分
第二章 组成细胞的分子
一、细胞中的元素和化合物
1.生物界和非生物界存在统一性（组成生物体的元素在自然界中都能够找到）和差异性（元素的含量大不相同）。
2.大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu（口诀：铁猛碰新木桶）
细胞中最基本的元素为C元素。（生物大分子以碳链为基本骨架）。
细胞中的元素主要以化合物的形式存在。
3.细胞鲜重中含量最高的元素排序：O、C、H、N（鲜重中含有大量的水）；化合物排序：水、蛋白质。
细胞干重中含量最高的元素：C、O、N、H；含量最高的化合物：蛋白质。
二、还原糖、脂肪、蛋白质的检测
1.还原糖的检测
选材：浅色组织（防止影响观察）、含糖量高（苹果、梨等）。还原糖：除蔗糖和多糖外所有的糖，常考：葡萄糖、果糖、麦芽糖等。
原理：新制Cu（OH）2与还原糖的醛基反应生成砖红色的Cu2O沉淀。
斐林试剂：甲液：质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，乙液：质量浓度为0.05 g/mL 的CuSO4溶液。
使用方法：等量混合，现配现用，水浴加热。
2.蛋白质的检测
原理：在碱性条件下，Cu2 与肽键反应发生紫色反应。
双缩脲试剂：A液：质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，B液：质量浓度为0.01g/mL 的CuSO4溶液。
使用方法：先加A液1 mL，再加B液4滴。
3.脂肪的检测
原理：脂肪与苏丹Ⅲ反应，颜色变为橘黄色。
使用方法：①制作子叶临时切片，用显微镜观察。
切片，制片，苏丹Ⅲ染色，然后用50%的酒精洗去浮色。
三、水和无机盐
1.水是构成生物体含量最高的化合物。一般为60%-95%。
2.细胞中水的存在形式：
结合水—约占4.5%，构成细胞结构；自由水—良好溶剂、参与化学反应、提供液体环境、物质运输。
3.相互转化：
自由水和结合水的比例一般保持稳定，自由水含量升高时，细胞代谢旺盛，结合水含量升高时，抗逆性强。
4.细胞中的绝大多数无机盐主要以离子的形式存在。
5.无机盐离子的作用：
①许多有机物的组成成分，例如叶绿素（镁）、血红蛋白（铁）等；
②维持生命活动，例如Ca2 过高会肌无力，过低会抽搐，缺碘会患大脖子病，缺铁会贫血等；
③维持酸碱平衡和渗透压。
四、糖类
1.元素组成：C、H、O（H与O原子的比为2：1，故称碳水化合物）
2.糖类是主要的能源物质。
3.分类（按分子量）
单糖：葡萄糖、果糖、半乳糖（动物糖）、核糖和脱氧核糖等。
二塘：麦芽糖、蔗糖、乳糖（动物糖）。
多糖：淀粉、纤维素、糖原（动物糖）、几丁质（甲壳类动物和昆虫的外骨骼）。构成淀粉、纤维素、糖原的基本单位都是葡萄糖。
五、脂质
1.构成元素：C、H、O（N、P）
2.分类：
脂肪（CHO）：又称三酰甘油或甘油三酯，由一分子甘油与三分子脂肪酸反应而成的酯，是良好的储能物质，氧化分解释放的能量与消耗的氧气大于相同质量的葡萄糖。
植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸，室温下呈现液态，动物脂肪多含有饱和脂肪酸，室温下呈现固态。
磷脂（CHONP）：构成细胞膜与细胞器膜的重要成分。
固醇（CHO）：胆固醇-动物细胞膜的重要成分；性激素，维生素D（促进钙和磷的吸收）。
3.细胞中的糖类与脂质是可以相互转化的。血液中的糖除供细胞利用外，多余的糖可以合成糖原储存起来，再多余的会转变成脂肪和某些氨基酸。
六、蛋白质
1.元素组成：C、H、O、N、（S）
2.蛋白质的功能
结构蛋白：毛发、肌肉等；
催化作用：绝大多数的酶都是蛋白质；
调节作用：激素如胰岛素等；
免疫作用：抗体都是蛋白质；
运输作用：血红蛋白等。
3. 蛋白质的结构
(1)基本单位：氨基酸
至少含有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH），而且必须连接在同一个C原子上。（补充α、β氨基酸）
各氨基酸的不同在于R基的不同。根据R基的不同可以将氨基酸分为21种。其中有8种氨基酸为人类所不能合成的，必须从外界环境中直接获得，称为必需氨基酸；其余为人体能合成的，称为非必需氨基酸。
(2)脱水缩合
①一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基结合，同时脱去一分子水，这种结合方式①叫做脱水缩合，连接两个氨基酸的化学键③叫做肽键（旧教材肽键为—CO—NH—），形成的化合物②叫做二肽。以此类推，在二肽两端的氨基和羧基上还可以再连接氨基酸，形成多肽，多肽呈链状，叫做肽链。
脱去的H2O中的O元素来源于羧基，H元素来源于羧基和氨基。
②有关多肽链的相关计算
肽链数目 氨基酸数 肽键数目 脱去水分子数 多肽链相对分子量 氨基数目 羧基数目
1条 m m－1 m－1 am－18(m－1) 至少1个 至少1个
n条 m m－n m－n am－18(m－n) 至少n个 至少n个
注：氨基酸平均相对分子质量为a。
(3)多肽链的空间结构
多肽链因氨基酸之间的氢键而弯曲，形成一定的空间结构；不同的多肽链之间又通过诸如二硫键等化学键连接，形成更为复杂的蛋白质空间结构。
(4)蛋白质结构的多样性与功能多样性
蛋白质结构多样性的原因：氨基酸的种类、数目、排列顺序，多肽链的空间结构。
每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，故而蛋白质结构的多样性决定了蛋白质功能的多样性。
蛋白质的变性指的是其特定空间结构的破坏。加热以及重金属等会引起蛋白质变性，但变性后的蛋白质依然具有肽键，可以与双缩脲试剂反应呈现紫色。
蛋白质的盐析和盐溶没有改变其空间结构。
七、核酸
1.元素组成：C、H、O、N、P
2.核酸的功能
核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异与蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。3.核酸的结构
(1)
基本单位—核苷酸
脱氧核糖核苷酸与核糖核苷酸的区别：
脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸
碱基组成 A（腺嘌呤）T（胸腺嘧啶） A（腺嘌呤）U（尿嘧啶）
C（胞嘧啶）G（鸟嘌呤） C（胞嘧啶）G（鸟嘌呤）
五碳糖 脱氧核糖 核糖
磷酸 磷酸 磷酸
种类 4种 4种
种类组成的大分子 DNA RNA
(2)空间结构—由核苷酸连接而成的长链
①DNA（脱氧核糖核酸），双链。贮存遗传信息。
②RNA（核糖核酸），单链，传递遗传信息。
4.相关计算
DNA中共有碱基4种，五碳糖1种，核苷酸4种；
RNA中共有碱基4种，五碳糖1种，核苷酸4种；
对于病毒来讲，只有DNA或RNA，所以其体内含有碱基4种，五碳糖1种，核苷酸4种；
对于细胞生物来讲，有DNA和RNA，所以其体内含有碱基5种，五碳糖2种，核苷酸8种。
第三章 细胞的基本结构
一、细胞壁
1.组成成分：真核生物—纤维素和果胶；原核生物—肽聚糖；真菌：几丁质。
2.功能：植物细胞壁主要起支持和保护的作用。
二、细胞膜
1.细胞膜的功能：
(1)将细胞与外界环境分隔开：原始生命的起源；
(2)控制物质进出细胞：其控制作用是相对的；（台盼蓝染色法鉴别活细胞与死细胞）
(3)进行细胞间的信息交流：通过血液循环交流，通过细胞之间的直接接触交流，通过胞间连丝交流。
2. 关于细胞膜的成分与结构的探索
(1) 对细胞膜成分的探索：
① 欧文顿运用相似相溶原理发现膜由脂质构成；
②制备纯净的细胞膜并进行化学分析，得知组成细胞的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂的含量最多。
③何兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，实验并推断细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。
④英国学者丹尼利和戴维森通过研究细胞膜的表面张力发现细胞膜中还可能存在蛋白质。
综上探究过程，细胞膜主要有：
脂质（主要是磷脂，动物细胞还有胆固醇），约占50%；
蛋白质（功能复杂的细胞，蛋白质的种类和数量越多），约占40%；
糖类等。
(2) 对细胞膜结构的探索：
①罗伯特森通过电镜观察提出生物膜由蛋白质—脂质—蛋白质构成，且为静态结构；（不能解释细胞的生长、变形虫的远动等）
②荧光标记人鼠细胞融合实验证明细胞膜具有流动性。
3.生物膜的流动镶嵌模型：
磷脂双分子层构成膜的基本支架，可以侧向自由移动；
蛋白质分子镶嵌、贯穿整个磷脂双分子层，在物质运输等方面发挥重要作用，大多数蛋白质分子也是可以运动的；
糖被，包括糖蛋白和糖脂，起识别、信息交流的作用。（有糖蛋白的一侧为细胞膜的外侧）
三、细胞质
1.细胞质基质：呈溶胶状，其内分布在各种各样的细胞器。细胞中有由蛋白质纤维组成的细胞骨架，能够维持细胞形态、锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动有关。
2.细胞器：
①叶绿体：双层膜，其增大膜面积的方式为类囊体堆叠形成基粒，光合作用的场所；
②线粒体：双层膜，其增大膜面积的方式为内膜向内折叠形成嵴，呼吸作用的主要场所；
③内质网：单层膜，细胞内膜面积最大的细胞器，分粗面内质网（合成蛋白质）和光面内质网（合成脂质）；
④高尔基体：单层膜，对来自内质网的蛋白质的加工分类和包装，在植物体内与细胞分裂中细胞壁的形成有关；
⑤溶酶体：单层膜，含多种水解酶，分解衰老损伤的细胞器，吞噬并*死侵入细胞的细菌或病毒；
⑥液泡：单层膜，内含细胞液，调节植物细胞内环境，使植物细胞保持坚挺；
⑦核糖体：无膜，合成蛋白质的场所，游离核糖体合成胞内蛋白，附着在粗面内质网上的核糖体合成分泌蛋白；
⑧中心体：无膜，低等植物与动物细胞含有，与细胞分裂纺锤体的形成有关。
注意：细胞的显微结构：指在光学显微镜下看到的结构，包括细胞核、叶绿体等；
细胞的亚显微结构：指在电子显微镜下看到的结构，包括线粒体叶绿体的微观结构、内质网膜细胞膜等。
3.细胞器的分离—差速离心法：在不同的离心速率下沉淀出不同质量大小的颗粒。
4.高倍镜观察叶绿体和线粒体的流动
实验原理：叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形，可以在高倍镜下观察；
活细胞的细胞质处于不断流动的状态，可以用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。
实验目的：使用高倍镜观察叶绿体的形态与分布；观察细胞质流动，理解细胞质流动是一种生命现象。
实验步骤：(1)观察叶绿体：制片—低倍镜找到叶绿体—高倍镜观察。
(2)观察细胞质流动：黑藻事先光照—制片—低倍镜找到要观察的细胞—高倍镜观察。
实验结果：
实验结论：细胞质围绕液泡逆时针流动，其流动与细胞骨架有关。细胞通过流动分配各种营养物质和代谢废物，使其在细胞内均匀分布。
5细胞器之间的协调配合—分泌蛋白的合成
四、细胞核
1.除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外，其他真核细胞都有细胞核。
2.细胞核的功能：
①美西螈胚胎细胞核移植实验
②蝾螈受精卵横缢实验
③变形虫切割实验
④伞藻嫁接与核移植实验
证明：细胞核是遗传信息库，细胞代谢和遗传的控制中心。
3.细胞核的结构：
①核膜：双层膜，核质分开；
②核孔：大分子物质进出的通道，分泌功能旺盛的细胞核孔比较多；
③染色质：易被碱性染料染成深色，DNA和蛋白质组成，携带遗传信息，与染色体是同一物质不同时期的两种存在状态；
④核仁：与核糖体的形成有关，分泌功能旺盛的细胞核仁比较大。
五、生物膜系统
1、组成：细胞膜、细胞器膜、核膜共同组成细胞的生物膜系统。
2、意义：
①与外界进行物质运输、能量转换、信息传递；
②提供酶的附着位点；
③使细胞区域化，提高效率。
细胞是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位。
