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编辑于2024-06-13 19:51:32生物
稳态与环境
动物体调节
内环境稳态
体液
细胞内液,2/3
细胞内液也存在血浆淋巴双向交换
细胞外液1/3 (内环境)
组织液⇔血浆←淋巴←组织液
理化性质
渗透压
细胞外液主要,钠离子,氯离子
血浆(无机盐蛋白质)
酸碱度7.35-7.45(碳酸氢根,磷酸氢根)
温度37度
循环系统
消化系统,呼吸系统,泌尿系统,皮肤
不是所有多细胞动物都必须通过内环境与外界交换
组织水肿 (组织液渗透压高)
营养物质不良,肾小球肾炎(血浆蛋白减少)
过敏反应淋巴循环受阻(组织液蛋白增多)
局部组织细胞代谢旺盛
内环境稳态 (有一定限度)
化学成分,理化性质动态平衡
调节机制
神经体液免疫调节网络
内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件
稳态也可能患病如遗传病
被破坏
外界环境变化剧烈
自身调节功能出现障碍
内环境失调引起问题
血糖失调
糖尿病,低血糖
体温失调
失温,中暑
渗透压失调
呕吐
Ph失调
酸中毒,碱中毒
血浆蛋白异常
组织水肿
代谢废物积累
尿毒症
缺钙/过高
抽搐/肌无力
缺氧
乳酸中毒
内/非内环境
内环境
调节营养代谢
非内环境
生殖道,呼吸道,消化道
与外界相连,胞内物,细胞膜,不能直接吸收物
血液
血细胞(血红蛋白)
血浆(血浆蛋白) (蛋白质多)
神经调节
神经元
细胞体,树突(接收),轴突(传送),神经末梢
传出神经末梢及所支配的肌肉或腺体
神经系统结构功能的基本单位
反射
神经调节的基本方式
在中枢神经系统参与下,机体对内外环境做出规律应答
非条件反射(先天性,不经过大脑皮层)
条件性反射(后天性,经过大脑皮层)
反射弧完整,适应刺激(超过阈值),有中枢神经多细胞动物
感受器,传入神经(神经节),神经中枢(小进大出),传出神经,效应器
反射≠反应≠感受
感觉(大脑皮层,无完整反射弧)
神经系统分级调节
中枢神经系统
下丘脑
体温,水平衡调节中枢
大脑皮层
最高级调节中枢
小脑
呼吸中枢
脑干
维持生命必要中枢,身体平衡,心血管运动中枢
人脑高级功能异常
W区写
V区视
S区说
H区听
记忆
短期
海马区
长期
新突触建立
兴奋产生,传导传递
兴奋在神经纤维上传导 (单向)
静息电位
钾离子,内>外
钾离子外流
动作电位
钠离子,内<外
钠离子内流
局部电流
双向
内同外反
体液调节
化学物质通过体液运输对动物的生理活动调节
激素调节(信号分子)
内分泌器官或细胞分泌经过体液传送,对组织细胞发挥调节作用后迅速失活
外分泌腺
导管排出体外
内分泌腺
血液循环或组织液扩散
激素运输
远距分泌,血液循环
自分泌
短距分泌,组织液扩散
作用机制
激素与靶器官或靶细胞膜上(pr类,多肽类)/ 内受体(类固醇类,氨基酸衍生物)识别结合
调节特点
不组成细胞,不供能,不催化
微量而高效
体液运输(无定向性)
作用,特定靶细胞/器官(定向性)
免疫调节
免疫器官
免疫细胞产生(骨髓)成熟(T胸腺),集中分布场所(脾淋巴结扁桃体)
免疫细胞 (源于骨髓造血干细胞)
淋巴细胞
T细胞
胸腺中成熟
从吞噬细胞呈递抗原至b细胞(体液免疫)
分化效应T细胞
B细胞
浆细胞
记忆细胞
吞噬细胞
分布各组织细胞,吞噬消化,抗原处理呈递
参与特异性免疫和非特异性免疫
非特异性免疫,但参与特异性免疫
免疫活性物质
由免疫细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用物质
抗体(pr)
浆细胞产生与抗原特异性结合
淋巴因子
白细胞介素
激活B细胞(体液免疫)
干扰素
抑制病毒在宿主细胞增殖(细胞免疫)
穿孔素
破坏靶细胞细胞膜(细胞免疫)
溶菌酶
唾液腺泪液等合成(其他细胞)
抗原
能引起机体产生特异性免疫反应
异物性(一般外来,特(癌细胞))
大分子性
特异性(表面不同)
侵害性(特器官移植)
抗体
机体浆细胞产生发挥免疫作用物质
一种浆细胞/抗体针对一种抗原
一种抗原可由,多种抗体/效应T细胞
三道防线
一体表
皮肤黏膜体表分泌物(溶菌酶)(外环境)
二体液
溶菌酶吞噬细胞(内环境)
三 体液免疫,细胞免疫 (特异性免疫)
抗原抗体特异性结合
效应t接触靶细胞,使其裂解死亡
免疫系统功能
免疫防护(对外)
抵御外来病原体入侵
免疫消除(对内)
清除机体衰老衰变或癌细胞
免疫监控(对内)
监控机体异常细胞
二次免疫
反应快,抗体浓度高,免疫程度强
迅速增殖分化快速产生大量抗体
免疫学应用
免疫预防(抗原)
免疫检测(标抗体查抗原)
免疫治疗(抗体淋巴因子血清)
器官移植(排异反应,抑制T细胞)
疫苗
全病毒
减毒活疫苗
灭活死疫苗(蛋白外壳)
基因工程
DNA
mRNA
亚单位(pr)
主动免疫
灭毒/减毒抗原(疫苗)
被动免疫
抗体(免疫血清)
免疫失调
过敏反应(过强)
迅速反应强消退快
不破坏组织
明显遗传倾向和个体差异
自身免疫病(过强)
自身组织和器官损伤 (类风湿性关节炎,系统性红斑狼疮)
免疫缺陷病(过弱)
先天性(先天性胸腺发育不良)
获得性(HIV)
攻击T细胞/辅助T
体液免疫大部分受损,细胞免疫完全丧失
性接触血液,母婴
特异性免疫
体液免疫
细胞免疫 (有宿主细胞)
植物激素调节
生长素
发现
赤霉素
细胞分裂素
乙烯
脱落酸
种群与群落
种群
在一定自然区域,同种生物的全部个体
基本特征
数量特征
种群密度
种群占单位面积和单位体积个数
年龄组成
增长型稳定型衰退型
预测种群数量变化方向
环境,植物空间,天敌
直接
迁入迁出,死亡出生
间接
迁入率,迁出率,死亡率,出生率,性别比例
空间特征
集群分布,均匀分布,随机分布
种群密度调查
逐个计数法
范围小,个体大
样方法
植物,活动能力弱,范围小,动物或虫卵
五点取样法,等距取样法
随机取样,求平均值,植物多为双子叶
记上不记下,记左不记右
误差小,准度高,操作便捷,避免资源浪费
线上全记偏大,线上全不记偏小
抽样检测法
培养微生物
显微镜计数,血细胞计数板
酵母菌未摇均匀且取沉淀(偏大)
未摇均匀且取上层清液(偏小)
黑光灯诱捕法
诱捕趋光性昆虫
标志重捕法
活动能力强,活动范围大的动物
初次标记/总数=重不标记数/重捕数
总数=两次捕相乘(大)/标记数(小)
标记易脱落,被标难捕,被标被天敌灭偏大
被标易捕(偏小)
取样器取样法
土壤中小动物身体微小活动力强
记名计数法(大型)目测估计法
种群数量变化(J,S)
S
现实状态:有制约资源和空间限制。有天敌气候制约
K值,环境容纳量,出生率等于死亡率, 与实际数不等与环境有关
J
理想状态:无制约,食物,空间充足,气温适宜无天敌
两线差异
环境阻力不同
差值,环境阻力,生存斗争被淘汰的个体
K与K/2
野生生物保护:减少阻力增k
资源开发和利用
持续K/2
有害防治
增加阻力,减k
小于k/2越早越好
群落
同一时间聚在一定区域,各种生物种群的集合
内源性调节理论
社群行为
外来性调节理论
密度制约因素
随种群变化影响种群数量
食物传染病种类斗争种间关系
非密度制约因素
不随种群密度变化影响种群数量
气候自然灾害
关系
互利共生
原始合作
寄生竞争捕食
生态位
一个物种在群落中的地位或作用
空间位置,占用资源情况
与其他物种关系
生态位分化
完全重置
优势种完全排除竞争对手
部分重置
优势占据重叠的生态位空间
群落空间结构
各种生物占据空间不同,使群落形成一定空间结构
垂直结构
分层现象
影响
植物光照温度
动物
栖息环境食物
水平结构
镶嵌分布
影响
地形土地光强
自身特点,人为影响
演替
初生演替
没植被或有植被没被彻底消灭
长,慢,自然因素,冰川火山,冰川泥土
地衣苔藓草本灌木森林
次生演替
没有职务不存在
短快自然与人类活动,火灾后草原,过量砍伐森林
完全破坏或火烧后森林弃耕农田,草本灌木森林
最终不一定是深林
人类改变速度和方向
不同群落重要特征 (特征指数)
群落物种数多少(丰富度)
生态系统 (最大生物圈)
一定空间生物种群和无机环境互相作用形成整体
组成成分
非生物物质和能量
生产者
硝化细菌蓝藻
生态系统基石
把无机物合成有机物太阳能转化为化学能
为消费者提供食物和栖息环境
消费者
菟丝子寄生细菌
生态系统最活跃
加速生态系统物质循环 ,帮助植物传花,授粉,种子传播
分解者
腐生细菌真菌,腐蚀动物(秃鹫蚯蚓蜣螂)
生态系统关键成分,必要成分
将动植物遗体和动物牌遗物分解成无机物 ,供生产者利用
营养结构
食物链
只有生产者消费者
营养级=消费级+1
食物链某环节各种生物总和
食物网
同一消费者在不同食物链中占不同营养级
生态物质循环能量流动渠道
物质循环,能量流动,信息传递
生产者,初级消费者,次级消费者,三级消费者 (第一营养级)
关系
双线箭头
生产者无机环境
其他箭头,只出
生产者
多入单出
分解者
剩余全是消费者
功能
能量流动
输入
光合作用太阳能
传递
食物链,食物网有机物
转化
太阳能,化学能,热能
散失
热能呼吸作用
能量需外补充
农业生态系统需补充矿质元素
特点
单向流动逐级递减
能量传递效率10%-20% (相邻两个营养之间同化量之比)
意义
能量多级利用,提高能量利用率,使能量持续高效流向对人类有利的方向
摄入量→消费者同化量
多次
提高能量利用率(非能量传递效率)
生态系统的物质循环
组成生物的CHONPS,不断从无机环境到生物群落,又从生物群落到无机环境的循环过程
碳循环
存在形式
环境
碳酸盐,二氧化碳
群落
有机物
循环形式
生物群落与无机环境(二氧化碳)
生物群落间(含碳有机物)
循环途径
生产者光合作用化能合成作用
生产者,消费者呼吸作用,分解者分解作用,化石燃料燃烧
生物富集 (全球性)
生物从环境吸收积蓄某元素难以降解化合物使机体浓度超过环境浓度
信息传递 (个体间,个体与无机环境间)
物理信息
光声温度,湿度,磁场
无机环境生物体
化学信息
生物碱有机酸代谢产物动物性外激素
生物在生命过程中产生
行为信息
蜜蜂跳舞
生物行为特征
传递作用
个体
个体生命活动正常进行
蝙蝠回声定位
种群
种群繁衍离不开传递作用
昆虫交尾性激素
生态系统
信息调节种间关系维持生态系统稳定
狼用兔子气味捕猎
防治
机械防治
生物防治
性引诱剂诱杀
化学防治
生态系统稳定
生态系统有保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力
抵抗力稳定性
生态系统的抗外界干扰,使自身结构和功能保持了相对稳定的能力
物种丰富度大,营养结构复杂,抵抗力稳定性越强
恢复力稳定性
生态系统受外界干扰因素破坏后恢复原状的能力
自我调节能力
基础是负反馈调节
苔原二者都低
生物多样性
生物圈所有植物动物微生物,拥有全部基因及全部各种各样生态系统,共同成为生态多样性
基因多样性
分子水平
DNA多样性
基因突变
细胞水平
染色体多样性
染色体变异
个体水平
表现型多样性
基因重组
物种多样性
生物多样性直观表现
生态系统多样性
生物多样的宏观表现
价值
潜在价值
未知
直接价值
与人有关
有研究价值
间接价值(最大)
与环境有关
保护措施
就地保护,易地保护
利用生物技术保护,加强立法执法,宣传教育
技术实践
发酵技术
果酒 18-25℃,10-12d(酸性)
酵母菌
异养兼性厌氧型, 出芽(主)孢子生殖 (葡萄皮上野生酵母菌)
挑选葡萄-冲洗-去梗-榨汁
无氧呼吸产生大量酒精,导致细胞死亡
果醋 30-35℃,7-8d(酸性)
醋酸菌
异养需氧型,二分裂
乙醇-乙醛-醋酸
腐乳 15-18℃,6月
毛霉(真菌) (曲霉,根菌,酵母菌)
异养需氧型, 孢子生殖(空中毛霉孢子)
蛋白质→(蛋白酶)小分子肽+氨基酸 脂肪→(脂肪酶)甘油+脂肪酸
盐腌制
逐层加盐,接近瓶口铺厚
①析出水分②抑制微生物生长③调味
过低,不足以抑制微生物生长 过高,影响腐乳口味
卤汤
12%酒
抑制微生物生长,赋予哺乳独特香味
过高成熟期延长, 过低不足以抑制微生物生长
香辛料
调味,防腐杀菌,
红方(红曲),槽方(酒槽),青方(不加辅料)
白毛(毛霉白色菌丝),致密的皮(匍匐菌丝)
泡菜
乳酸菌 (乳酸链球菌,乳酸杆菌)
异养厌氧,二分裂
温度,食盐用量1:10,腌制时间,豆腐含水量,发酵条件
亚硝酸盐与对氨基苯磺酸在盐酸酸化下发生重氮化反应, 与N-1-萘基乙二胺盐酸盐结合 形成玫瑰红色与标准显色液比较(比色法)
亚硝胺
微生物培养
实验室培养
培养基
水,无机盐,碳源,氮源 PH,氧气,特殊营养物质
(液体-固体)(琼脂) (选择-鉴别)
细菌(中碱性) 霉菌(酸性) 乳酸杆菌(维生素)
无菌
消毒 (不含芽孢和孢子)
煮沸消毒
化学药剂消毒
紫外线消毒
巴氏消毒
灭菌
灼烧灭菌法
高压蒸汽灭菌法 (高压蒸汽灭菌锅)
培养基
干热灭菌法 (干热灭菌箱)
培养皿 (会使培养基水分蒸发)
牛肉膏蛋白胨固体培养基 (氮源碳源维生素)
计算-称量-溶化-灭菌-倒平板
纯化培养
菌落:由一个细胞繁殖而来肉眼可见的细胞群体 (形状,大小,颜色,隆起度)
接种
稀释涂布平板法(涂布器)
真菌稀释倍数最小234 放线菌345 细菌456
平板划线法(接种环)
到平板
防止冷却水滴滴入, 对培养基造成污染
将聚集菌落逐步稀释分散到培养基表面
斜面接种(增大接种面积),穿刺接种
检查培养基合格
空白平板培养一段时间
因培养时间不足导致遗漏菌落数目
震荡(溶氧量)
菌种保藏
临时保藏发法(固体斜面培养基4℃)
甘油管藏法(-20℃)
分离(选择培养基)
计数
显微镜直接计数法(不能区分活菌)
稀释涂布平板法 (30-300)
菌株数/g=C/V×M(稀释倍数)
统计数<实际数 (两个或多个细胞连在一起, 平板只观察到一个菌落)
尿素分解菌 (脲酶)
CO(NH₂)₂+H₂O→CO₂+2NH₃(酚红指示剂变红)
纤维素分解菌
纤维素酶 (C1酶,Cx酶,葡萄糖苷酶)
纤维素+刚果红(红色复合物)
纤维二糖-葡萄糖
大肠杆菌
伊红美蓝变黑
酶
果胶酶
果胶 (半乳糖醛酸)
细胞壁及胞间层主要成分
出汁率,澄清度
多聚半乳糖醛酸酶,果胶分解酶,果胶脂酶
纤维素酶
使纤维素结构变蓬松
棉织物(纤维素)能用纤维素酶
固定化
包埋法,化学结合法,物理吸附法
固定化酶
将酶用物理化学方法固定在介质上时,使酶不溶于水
酶分子小,容易从包埋材料露出
不利催化一系列酶促反应
既能与反应物接触又能与反应物分离
可反复利用,提高酶稳定性
固定化细胞(需能量) (只能小分子)
固定在一定空间能进行生命活动活细胞
活化
配CaCl₂
使胶珠沉聚
海藻酸钠
小火或间接加热
过高,难形成凝胶珠(非球形)
过低,形成胶珠包埋细胞数少
混合固定冲洗发酵
体积大难以被吸附或结合
成本低,操作简单
不易于反应物接触效率低
固定化方法介质,固定化量,反应温度,ph
血红蛋白
蛋白质分离
形状大小所带电荷
凝胶色谱法(分配色谱法)
相对分子质量
m小内长慢后
m大外短快先
电泳法
琼脂糖凝胶电泳
聚丙烯酰胺凝胶电泳
SDS
使蛋白质完全变性
消除蛋白质所带电荷对迁移率影响
纯化
凝胶色谱法去大杂质
粗分离
透析法去质量小物体
洗脱
排进空气
甲苯
溶解细胞膜
蒸馏水
红细胞吸水涨破
带电性质大小形状
样品处理
生理盐水洗涤三次
去除杂蛋白
收集下层暗红红细胞液
植物提取
玫瑰精油(蒸馏)
水蒸气蒸馏法(挥发性,不与水反应)
用水蒸气将挥发性强的植物精油携带出来,形成油水混合物,冷却后重新分出油层和水层
氯化钠
有利于水油分层
无水硫酸钠
干燥
橘皮精油(压榨)
石灰水浸泡→漂洗,压榨→过滤,静置,过滤,成品
不用蒸馏
使原料焦糊有效成分水解
石灰水
防止橘皮压榨时滑脱
碳酸氢钠,硫酸钠
便于水油分离
胡萝卜素(萃取)
萃取法
粉碎干燥萃取,过滤浓缩
石油醚易挥发
主
萃取剂性质用量
次
时间温度
萃取前有机溶剂先精制
纸层析法
在层析液溶解度越高,在滤纸上扩散越快
ABCD
AD标准样点
BC提取样点
β-胡萝卜素
能在人体分解成维生素A
遗传与进化
遗传规律
子主题
DNA
基因表达
生物变异
现代生物进化理论
实验
还原糖检测
原理:还原糖+Cu(OH)2
伞藻嫁接不能充分证明细胞核控制伞帽形状
变异,育种,进化
DNA
肺炎链球菌转化 (基因重组, 少量R菌转化为S菌后大量增值) S菌(有多糖荚膜光滑)R菌(粗糙)
格里菲斯(转化因子)
艾弗里(DNA是蛋白质不是)
赫尔希,蔡司 (T₂噬菌体浸染实验) (DNA是, 没证明蛋白质不是)
搅拌:使蛋白质脱离 离心:让上层清液析出轻噬菌体
³²P
保温时间
适宜,上无下有 不适宜(短/长),都有
³⁵S
搅拌
充分,上有下无 不充分,都有
结构
沃森,克里克
DNA反向平行,双螺旋
稳定性,特异性,多样性
C≡G,A=T(环境越差C≡G越多)
A+G=C+T=A+C=T+G=(A+C+G+T)/2
互补碱基之和/之和占比相同(单双链)
A+T,C+G
不互补的碱基之比在单链互为倒数
A1+C1/T1+G1=N T2+G2/A2+C2=N
在双链A+C/T+G=1
基因表达
信使DNA(mRNA) 密码子
AUG,GUC起(有) UAA,UCA,UAG终(无)
转运NDA(tRNA) 反密码子
长臂氨基酸断臂反密码子
核糖体RNA(rRNA)
简并性:一种氨基酸有一种或多种密码子
变异
不可遗传变异(环境)
可遗传变异 (不一定遗传后代)
基因突变 主要DNA复制
DNA中碱基对替换,增添,缺少,引起基因结构改变
影响:替换,增添,缺失
产生原基因等位基因
诱导
内因
DNA复制出错
外因
物理,化学,生物因素
特点:普遍性,随机性,不定向性,低频性,多害少利性
基因突变未改变性状
隐形突变
位于内含子(剪切掉的)
非编码区影响基因表达
密码子有简并性
基因重组 非等位基因自由组合
自由组合
交叉互换
非有性生殖
基因工程
染色体变异 显微镜观察
结构
重复,缺失,倒位,易位
缺失环,重复环, 倒位环,十字交叉环
数目
单条染色体(单体)
21三体综合症
染色体组 (全基因)
单倍体多倍体
形态大小功能各不同(非同源染色体)
发育起点
生殖细胞,配子,花粉
单倍体,高度不育
受精卵(体细胞)
染色体组数
育种(纯合子)
杂交育种 (基因重组)
操作简便,把优良性状集中
育种时间长
诱变育种(基因突变)
提高基因突变频率改良性状
有利变异时耗材多盲目性大
单倍体育种(染色体数目变异)
花药离体培养
秋水仙素处理幼苗
明显缩短育种年限
多倍体育种(染色体数目变异)
秋水仙素处理种子或幼苗
减数分裂染色体联会紊乱不能产生正常配子
基因工程育种 (基因重组)
进化
拉马克
用进废退获得性遗传
达尔文自然选择学说
过度繁殖,生存斗争,遗传变异,适者生存
未说明遗传变异本质,个体水平,不能解释物种大爆发
现代生物进化理论
种群是生物进化的单位
实质
种群基因频率改变
突变,基因重组为进化提供原料
自然选择决定进化方向
隔离导致物种形成
地理隔离
自然选择
生殖隔离
不能基因交流产生可育后代
共同进化
不同物种间生物与无机环境间互相影响不断进化
种间互助,寄生,捕食,种间竞争
生物多样性
基因,物种,生态系统
DNA多样性(根本),蛋白质(直接),生物性状
分子与细胞
细胞
病毒
细菌
T2噬菌体(大肠杆菌)
动物
天花,乙肝(DNA) HIV,SARS,新冠,禽流感,埃博拉(RNA)
植物
烟草花叶(RNA)
生命层次
细胞-组织-器官-系统(植物无)-个体-种群-群落-生态系统-生物圈
原核生物 (翻译转录同时进行) 拟核(DNA)
无以核膜为界的细胞核,有核糖,无众多细胞器
蓝藻
有叶绿素,能有氧呼吸(无线粒体,有蓝藻素)
蓝球藻,念珠藻,颤藻,发菜,螺旋藻
拟核大型环状 质粒小型环状
二分裂
蓝藻,硝化细菌能有氧呼吸(无线粒体),支原体
细菌
杆,球,弧,螺旋
真核生物
原生生物:低等细胞真核生物
细胞学说
统一性(无差异性)
元素
分类
大量C,H,O,N,P,S,Ca,Mg(叶绿素),K
微量Zn,Fe(血红蛋白),B,Cu,Mo,Mn
主要C,H,O,N,P,S
CONH OCHN
统一性和差异性
功能
影响机体活动
I,B,Ca,Mg,K
重要化合物
C,H,O,N
蛋白质(S,Fe)
尿素
C,H,O
糖类
脂肪 释放(H₂O,CO₂多)
固醇
C,H,O,N,P
核酸,ATP,磷脂
[H](NADPH(光合),NADH(呼吸))
化合物
水
自由水
细胞良好的溶剂
参与细胞生化反应
为细胞提供液态环境
运输营养物质和新陈代谢
结合水
细胞结构重要组成成分
产生\利用
代谢过程
暗反应\光反应
有氧呼吸 第三阶段\第二阶段
物质合成 (脱水缩合\水解)
ATP(ADP+Pi)
多糖
蛋白质
核酸
无机盐
存在形式(多离子少化合)
复杂化合物重要组成
维持生命活动
Fe血红蛋白,Mg叶绿素, Ca高肌无力,低抽搐, Na内流,K外流/植物光合作用, B促进花粉管萌发
调节渗透压和酸碱度
糖类
单糖
C5(脱氧核糖,核糖)
C6(葡萄糖〈生命燃料〉,果糖,半乳糖)
二糖(葡萄糖+)
麦芽糖(葡萄糖)
蔗糖(果糖)
乳糖(半乳糖)
多糖(大)
淀粉,纤维素,糖原(葡萄糖), 几丁质(含N)真菌细胞壁, (昆虫外壳)壳多糖
储能物质:淀粉/糖原
功能
能源物质
葡萄糖 淀粉,糖原
物质结构
纤维素,几丁质, 肽聚糖(细菌细胞壁)
细胞识别
糖蛋白
还原糖 (斐林试剂)
单糖, 麦芽糖, 乳糖
50-60℃(水浴加热) 砖红色沉淀 现配NaOH,CuSO₄
非还原糖
蔗糖,多糖
脂质
磷脂
甘油,磷酸,脂肪酸
脂肪
固醇
胆固醇
动物细胞膜重要成分 参与血液中脂质运输
性激素
维生素D
促进钙磷吸收 预防佝偻病,骨质疏松
苏丹三(橘黄色),苏丹四(红色),5%酒精洗去浮色
蛋白质((大)
多样性
种类,数目 ,排列顺序 空间结构
功能性
细胞结构重要物质(结构蛋白)
催化作用(酶)
运输作用(血红蛋白〈胞内蛋白,无需胞吐〉)
识别/信息传递(胰岛素)
免疫(抗体)
计算
脱水缩合(氨基去H,羧基去OH) R基有二硫键(-SH-SH-→-S-S-) (构成一个-s-s-减2)
脱水数=肽键数=水解时需水数
(链状)肽键数=氨基酸-肽链数 (环状)肽键数=氨基酸数 游离氨基和羧基肽链数+R基携带
盐析(可逆)变性(不可逆)
双缩脲试剂(紫色)先NaOH后CuSO₄
肽键
-CO-NH-
核酸(大)
磷酸(无机)五碳糖,碱基(有机)
DNA,RNA在细胞核线粒体叶绿体合成
不遵循孟德尔遗传定律
核苷酸间磷酸二酯键连接
RNA
tRNA(氢键),mRNA,rRNA,酶
DNA
线粒体,叶绿体DNA环状
DNA线粒体基质
(二苯胺试剂水浴加热变蓝)
酶
DNA聚合酶
单个
DNA酶
水解DNA
解旋酶
DNA连接酶
片段
甲基绿(DNA),吡罗红(RNA) 现配现用 HCl改变细胞通透性,使DNA与蛋白质分离
代谢-氧化还原(分解成无机物CO₂,H₂O,尿素,磷酸盐)
结构
细胞膜
成分
脂质(主)
磷脂(在水环境下自发形成双层结构), 胆固醇(动物特有)
蛋白质(主)
种类数量越多细胞膜功能复杂
转运蛋白 (跨膜运输)
连接蛋白
受体蛋白 (特异性,信息交流)
酶(能量转换)
糖蛋白
糖类
糖蛋白(只在外侧),糖脂(细胞识别,粘黏)
结构
头外亲水,脚内疏水 磷脂双分子层
磷脂双分子层(贯穿,镶嵌)
一定的流动性 (磷脂,大多数蛋白质可动) (荧光标记)
蛋白质-脂质-蛋白质(暗亮暗)
功能
将细胞与外界隔开,保证内环境稳定
控制物质进出(台盼蓝)
进行细胞间信息交流
直接接触(精子卵细胞)
远距接触(激素)
高等植物胞间连丝(无受体)
选择透过性(功能特性)
细胞器 (差速离心法) (能相互信息交流)
线粒体,叶绿体(紫色洋葱鳞片叶无) (不遵循孟德尔遗传定律)(产水)
线粒体+健那绿→蓝绿色
高尔基体(产水,有丝)
蛋白质加工分类包装 ,植物细胞壁合成有关 (交通枢纽) 囊泡(需能)细胞板
内质网(产水)(粗面-细面)
蛋白质合成加工,脂质合成
液泡(分生区无)(不在中央)
调节细胞内环境,主要色素花青素
溶酶体
分解衰老损伤细胞器,吞噬杀死病菌病毒 (膜蛋白高度糖基化保护自身不被水解) 不能自身合成酶,大多数在酸性条件下有用
核糖体(无膜,产水)
中心体(无膜)
动物低等植物,有丝分裂间期,能复制
细胞壁
原核细胞(胶聚糖)
植物细胞(纤维素,果胶)
真菌(几丁质)(溶解酶无效)
细胞核
核仁
rRNA,核糖体,合成有关
核孔
mRNA出,蛋白质进
耗能(选择透过性)
核膜(双)
小分子进出
染色质
代谢和遗传控制中心,遗传信息库
细胞骨架
蛋白质纤维 维持细胞形态锚定支撑许多细胞器 细胞运动分裂分化,物质运输,能量转换,信息传递
亚显微结构
叶绿体和线粒体结构,细胞膜,高尔基体,内质网,核糖体,细胞骨架
显微结构
线粒体,叶绿体,液泡,染色体,细胞壁,细胞核
生物膜系统
内质网,高尔基体,线粒体,叶绿体,溶酶体的膜和细胞膜,核膜
细胞膜(物质运输,能量转换,信息传递)
其他膜(酶附着的支架,使细胞区域化)
物质运输
渗透 (半透膜)
水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散现象 (玻璃膜),膜两侧浓度不同
原生质体(植物细胞去壁)
质壁分离 (大液泡)
原生质层
细胞膜,细胞质,液泡膜
高浓度使细胞死亡
根尖细胞无大液泡 洋葱外表皮成熟不分裂
自由扩散
水,气体,脂溶性物质
协助扩散 (通道蛋白)
葡萄糖进入红细胞,离子通道(K+,Na+,H+)水通道 协同转运
主动运输(泵) (载体蛋白) 离子梯度驱动
小肠吸收葡萄糖,无机盐,氨基酸,核甘酸 势能供能(H+,Na+)
胞吞胞吐 (不需转运蛋白) (大分子,小分子)
胞吐跨0层膜
代谢
能量
酶
活细胞产生有催化作用的(多蛋白少RNA)
作用机理:降低化学反应活化能
特性(PH,温度)
高效性,专一性
ATP(A-P~P~P三磷腺苷)
腺嘌呤-核糖(腺苷)-P~P~(高能磷酸键)P
直接能源物质(GTP,UTP,CTP)
ADP+Pi+能量=ATP
吸能反应ATP水解 放能反应ATP合成
呼吸
有氧呼吸
主线粒体,原核细胞细胞质基质,细胞膜
一(细胞质基质):C₆H₁₂O₆→(酶)2CHO+4〔H〕+2ATP 少热能
二(线粒体基质):2CHO+6HO→(酶)6CO₂+20〔H〕+2ATP 少热能
三(线粒体内膜):24〔H〕+6O₂→(酶)12H₂O+多ATP 多热能
总:CHO+6O₂+6H₂O→(酶)6CO₂+12H₂O 能量
无氧呼吸
一(细胞质基质):C₆H₁₂O₆→(酶)2CHO+4〔H〕+2ATP 少热能
2CHO+少[H]→(酶)2CHO(乳酸)(马铃薯块茎,甜菜根,玉米胚)
2CHO+少[H]→(酶)CHOH(酒精)+CO
CO₂+C
光合
色素提取分离 (色素溶于有机溶剂)
无水乙醇(提取)sio₂(研磨充分)CaCO₃(保护色素,叶绿素)
分离
色素在层析液溶解度不同(石油醚等)
胡萝卜素(扩散快),叶黄素,叶绿素a(含量大),叶绿素b
无色素带
未加无水乙醇
滤液线没入层析液
生命历程
增殖
有丝分裂
间期G1:蛋白质RNA合成 S:DNAF复制 G2:蛋白质合成中心体复制
分裂期
前:染色质螺旋化,核仁解体,核膜消失 动物中心体发出新射线形成纺锤体 植物纺锤丝形成纺锤体
中:赤道板(植物)
后:着丝点断裂与纺锤丝无关(植物细胞板)
末:染色体变染色质,核仁核膜重新出现
维持遗传性状稳定性
无丝分裂
无染色体纺锤体形态变化(蛙红细胞)
减数分裂 (无细胞周期)
同源染色体
(联会,形态,大小相同, 一半来自父方,一半来自母方) 未必都相同
交叉互换:同源染色体非姐妹染色单体
四分体:一对同源染色体,两条染色体, 四条染色单体,四DNA分子
精子(变形),卵细胞(不变形) 卵原精原细胞(DNA未复制)
减一同源染色体分离,减二着丝点分离(与纺锤体无关)
受精作用
卵细胞和精子 相互识别(信息交流) 融合(流动性)成受精卵
1个精原细胞产生4个种类2, 1个卵原细胞产生1个种类2 交叉互换1个精原细胞产生4种, 一种精卵细胞(2的n次方)种(n同源染色体对数)
精细胞>卵细胞数
受精:维持生物染色体数恒定
图像判断
相同来自同一次级细胞(ab=ab) 互补来自同一初级细胞(aB互补Ab)
有同源,联会(减一)不联会(有丝) 无同源,减二(减二后期与体细胞数一致)
斜线:有(DNA)无(染色体) 升1降1有丝,升1降2减速 可有可无为单体,DNA:染色体=2:1 粒裂体增单体减,全数减半为末期
除中心体外,其他细胞起随机分配
分化
全能性 (全套基因)
已分化的细胞仍然有发育成整个个体的潜能
植物组织培养,动物克隆(细胞核)
离体,适宜营养,激素,适应温度
受精卵(未分化)>生殖细胞(高度分化)>体细胞 植物>动物)
干细胞,全能干细胞(胚胎), 多功能干细胞(成体),专能干细胞(诱导多能)
种子未体现,生殖细胞高度分化但全能性高
由一个或一种细胞增殖后代,在形态,结构,功能上发生稳定性差异
实验(分生区)碱性染料(龙胆紫醋酸洋红)
解离15%的盐酸,95%的酒精 使组织中的细胞分开
漂洗:防止解离过度
普遍性,不可逆性,持久性,稳定性
DNA相同RNA蛋白质不同
管家基因(全)奢侈基因
衰老
细胞不能无限长大
S/V越小,物质运输效率越低 核内DNA控制范围有限
实验(NaOH)在琼脂快扩散速度相同
体小核大色素多水分少 酶(非所以)活性低,运输功能低
凋亡 (编程性死亡)
基因决定细胞自动结束生命
细胞自然更新,病原体消除
自由基学说
辐射,有害物质,氧化反应产生自由基, 攻击磷脂产生更多自由基,攻击蛋白质DNA
端粒学说
DNA复制端粒缩短
癌变 (DNA改变)
无限增值,形态结构改变 糖蛋白减少,黏性降低易扩散
物理,化学,病毒致癌因子
原癌基因,调节细胞周期 抑癌基因,阻止细胞不正常增殖
植物多无性别
改变性状
直接~结构
间接~酶
原因
直接蛋白质 根本DNA