导图社区 高中生物·人教版·关于细胞的各式操作
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关于细胞的各式操作
细胞生命历程
生长
卵细胞较大是由于富含营养物质,为受精卵提供营养
不能无限长大
细胞体积越大,相对表面积越小,物质运输效率越低
细胞核控制范围有限
增殖
定义
包括物质准备、细胞分裂整个连续的过程
方式
真核
体细胞
有丝分裂(主要)
相关概念
细胞周期
连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始, 到下一次分裂完成时为止,为一个细胞周期
分段
分裂间期90%-95%
G1
制造S期所需蛋白质
S
DNA复制
G2
制造组织蛋白包裹DNA形成新染色体
分裂期
前期
中期
后期
末期
Summary
复制1次分裂1次
过程及各数值变化
见附页⑥
染色质、染色体
染色质
间期、末期
染色体
前、中、后期
观察实验
材料
质量分数15%盐酸
体积分数95%酒精
龙胆紫溶液(龙胆紫溶于醋酸)/醋酸洋红液
给染色体着色
观察对象
类型
细胞周期短、分裂期占比较大
部位
分裂旺盛(根尖、茎尖分生区)
时间
分裂旺盛
步骤及作用
培养根尖
解离
盐酸、酒精1:1 3-5min
盐酸破坏细胞间蛋白纤维 ,酒精溶解,分离各个细胞
漂洗
清水 10min
防止解离过度;便于染色
染色
染色剂 3-5min
便于观察
制片
放于载玻片上,一滴清水,镊子尖 弄碎,盖盖玻片、载玻片,拇指按压
分散细胞,便于观察识别
观察
先低倍镜
分生区细胞呈正方形,排列紧密
后高倍镜
找到前、中、后、末、间期的各种细胞
绘图
各时期简图
注意事项
太快
细胞间质未被完全溶解,压片时细胞不易分散
太慢
解离过度,材料酥软,影响染色、制片
太快
着色不完全
太慢
其他部分也被染色,不易分辨
过轻
细胞未分散
过重
组织压烂
无丝分裂(低级)
过程
细胞核延长
核中部凹进、缢裂
细胞中部缢裂
例
蛙的红细胞
生殖细胞
减数分裂
原核
二分裂
前提
具有分裂能力(高度分化的细胞一般不再分裂)
例
真皮层补充皮肤
分化
定义
个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代, 在形态、结构、生理功能上发生稳定性差异的过程
性质
普遍性
位于个体发育的整个时期
不可逆性
分化后稳定
分化细胞后代相同
特例
高度分化的植物细胞在离体 人工培养条件下能脱分化
条件
离体
激素
营养
相关概念
愈伤组织
一个未分化的细胞团块
排列疏松无规则,高度液泡化,无定形
可诱导再分化,形成完整植株
胚状体
植物组织培养中由植物体细胞诱导分化 形成的胚状结构,能发育成完整植株
过程
离体细胞、组织、器官--脱分化--愈伤组 织--再分化--胚状体----幼体----新植株
实质
基因的选择性表达
意义
细胞专门化,提高效率
相关概念
全能性
定义
已经分化的细胞,仍然具有发育为完整个体的潜在能力
注意
具有该物种整套遗传信息
可产生线粒体、叶绿体
比较
受精卵>配子>胚胎>胎儿>干细胞>体细胞
植物>动物
例
雄峰由一个未受精的卵子发育而来
工蜂也为雌性
蚂蚁蜜蜂
孤雌生殖
胰腺泡细胞分泌胰液
胚乳细胞为死细胞(营养细胞),无全能性
成熟的红细胞无全能性
干细胞
定义
具有自我更新和分化潜能的细胞
分类
全能干细胞
具有无限分化潜能
如胚胎干细胞
多能干细胞
能分化出多种组织细胞
多能骨髓造血干细胞
专能干细胞
由多能干细胞分化而来,只能分化成某一类型
神经干细胞
注意
并非所有干细胞都要分化
基础生命活动
代谢
相关物质
酶
研究
1857法巴斯德;糖-酵母活细胞-酒精
德李比希;糖-酵母死亡裂解-酒精
德毕希纳;酵母+石英砂+水-加压-提取液→葡萄糖
1917美萨姆纳;刀豆+丙酮-结晶-脲酶(并证明为蛋白质)
1980s美切赫、奥特曼;少数RNA→生物催化
定义
活细胞产生的具有催化作用的有机物
特性
高效
抑制剂
竞争性
非竞争性
专一
温和
最适pH
例
动物6.5-8.0
唾液6.2-7.4
胃液0.9-1.5
小肠液7.6
植物4.5-6.5
最适温度
例
动物35-40℃
植物40-50℃
探究
淀粉酶-温度(不可用斐林,水浴限制温度)
过氧化氢酶-pH
相关概念
酶活性
酶对化学反应的催化效率
ATP
定义
三磷酸腺苷,是细胞内的一种高能磷酸化合物
组成
腺嘌呤、核糖(腺苷)、磷酸分子*3
表示
A-P~P~P
A代表腺苷
P代表磷酸基团
~为高能磷酸键,由磷酸分子脱水形成
相关物质
ADP
AMP
RNA结构单位之一
Pi
相关进程
呼吸作用
探究酵母菌呼吸方式实验
原理
二氧化碳使溴麝香草酚蓝水溶液蓝→绿→黄
乙醇使酸化重铬酸钾溶液橙→灰绿
分类
有氧呼吸
过程
;细胞质基质
;线粒体基质
;线粒体内膜
注意
丙酮酸进入线粒体为主动运输
生物膜上均有载体
总式
无氧呼吸
细胞质基质
①生成乳酸
动物细胞
部分植物的特殊器官(马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚)
乳酸菌
②生成酒精和二氧化碳
几乎所有植物细胞
酵母菌
注意
人体仅骨骼肌细胞、成熟红细胞无氧呼吸
总式
影响因素
内因
不同种类植物
旱生小于水生、阴生小于阳生
同一植物不同时期
幼苗、开花期呼吸速率高,成熟期下降
同一植物不同器官
生殖器官大于营养器官
外因
应用
去除作物变黄的叶片
干种子萌发前浸泡处理
光合作用
绿叶色素提取、分离实验
原理
见附页②
毛细作用
溶解度与运动速率的关系
材料
新鲜的绿叶如菠菜
防止色素氧化分解,且菠菜呈深绿色,色素多
无水乙醇
从叶中提取色素
层析液(石油醚、丙酮、苯)
丙酮易挥发,有毒
二氧化硅
研磨更充分
碳酸钙
中和溶酶体中的氢离子及酸性水解酶,保护色素
步骤及作用
提取色素
称绿叶,剪碎于研钵中
加入二氧化硅与碳酸钙、无水乙醇,迅速而充分地研磨
防止乙醇挥发,且充分溶解色素
液倒入玻璃漏斗(基部放一单层尼龙布)过滤
因滤纸会吸附色素
滤液集于试管中,棉塞塞严
防挥发、防氧化
制备滤纸条
将干燥的定性滤纸剪为略小于试管长及直径的条
一端剪去两角
避免边缘效应
距这段1cm处用铅笔画一细直横线
画滤液细线
毛细吸管吸取滤液,沿横线画两三次
分离色素
向另一试管中倒入层析液
滤纸条操作端朝下插入层析液中
再用棉塞塞紧
防止有毒物质挥发
注意事项
材料
无水乙醇也可由体积分数95%的乙醇加适量无水碳酸钠制得
92号汽油可替代层析液
操作
待上次画线干后再画
可用小烧杯代替试管,用培养皿作盖
不可让滤液细线接触层析液
结论
见附页②
探究
1771英普利斯特利;植物可更新空气;蜡烛、小白鼠
1779荷兰英格豪斯;绿叶可更新
1785明确吸收二氧化碳放出氧气
1845德梅耶;能量守恒认为光能→化学能
1864德萨克斯;半叶法证明淀粉
1941美鲁宾、卡门;同位素标记法证明氧气来自水
1940s美卡尔文;探明二氧化碳的碳在光合作 用中转化为有机物的碳的途径,即卡尔文循环
总式
过程
光反应
类囊体薄膜
暗反应
卡尔文循环
二氧化碳的固定
碳三的还原
叶绿体基质
图像
面积代表累积量
图一ab段应会有上升、下降 原因为夜间温度先下降后上升
A(纵):细胞呼吸强度 B:光补偿点 C(纵):净光合速率 D:光饱和点 A(纵)+C(纵):真光合速率
注意植株个体的光补偿点与单片叶的不同
研究装置
黑暗下液滴1左移,速率表示有氧呼吸速率 光照下液滴2右移,速率表示净光合速率
注意
[H]:还原性辅酶Ⅱ
平衡时碳三较多
碳酸氢钠为缓冲液,维持二氧化碳浓度
化能合成
环境
常见于深海热泉生态系统
例
硝化细菌将氨氧化为亚硝酸、硝酸
硫细菌
铁细菌
转录翻译基因
物质交换
跨膜运输
实例
植物细胞质壁分离
相关概念
原生质层
细胞膜
细胞质
液泡膜
相当于一层半透膜
应用
判断细胞活性
测定细胞液浓度范围
镜检
比较细胞液浓度
比较未知溶液浓度
验证原生质层与细胞壁伸缩性
鉴别溶液(硝酸钾与蔗糖)
注意
细胞器同样收缩、胀大
实验材料
紫色洋葱鳞片叶,即洋葱外表皮 (洋葱鳞片叶包括无色内表皮与紫色外表皮)
含紫色花青素
必须存活、有大液泡
溶液液面高低变化
条件
浓度差
半透膜
限制
不会无限上升,P=ρgh
动态平衡
原理
溶液中的水向溶质浓度/渗透压高的地方移动
方式
主动运输
逆浓度梯度
需载体
需能量
协助扩散
顺浓度梯度
需载体
无能量
葡萄糖进红细胞
自由扩散
顺浓度梯度
无载体
无能量
小分子
胞吞
胞吐
大概是
概念区分
膜
半透膜
多孔性薄膜[膀胱、肠衣、玻璃纸/赛璐玢(水√蔗糖×)]
选择性透过膜
生物膜,吸收对象及吸收量取决于膜成分
扩散与渗透
扩散
物质分子从高浓度区域向低浓度区域的运动
渗透
溶剂分子通过半透膜的扩散
扩散与自由扩散
扩散
物理现象
自由扩散
跨膜运输的一种方式
衰老
特征
水分减少,细胞萎缩,体积变小,代谢速率减慢
酶活性降低
水(尤其自由水)减少
细胞器数量减少
酶活性降低
酪氨酸酶活性降低-黑色素合成减少-头发变白
细胞膜通透性改变,物质运输功能减弱
吸收能力下降
载体活性降低
细胞核体积增大(耗氧增多),核 膜内折,染色体收缩,染色加深
染色体伸展时易解旋指导形成RNA并合成 蛋白质,收缩时减少或停止蛋白质的合成
细胞内呼吸速率减慢
细胞内色素积累,妨碍物质交流与传递,影响生理功能
老年斑(脂褐素)
原因
自由基
异常活泼的带电分子或基团,具有氧化作用
502强氧化性
SOD超氧化物歧化酶
还原性-消耗自由基
端粒
每条染色体两端的特殊序列的DNA
分裂后缩短
凋亡
定义
由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。又叫细胞编程性死亡
例
人胚胎期的尾、蹼
蝌蚪尾的消失
意义
清除多余、无用的细胞
清除完成正常使命的衰老细胞
维持器官、组织中细胞数目的相对稳定
清除体内的有害细胞
过程
细胞皱缩,细胞间接触消失,内质 网膨胀,染色质固缩并沿核膜分布
核膜破裂,染色质断裂成大小不等的片段,与一些细 胞器聚集后被一些内陷的细胞膜保卫,形成凋亡小体
凋亡小体逐渐与细胞分离,脱落至细胞间质,最终被周围细胞吞噬
坏死
在不利因素影响下,由于细胞代谢 受损或中断引起的细胞损伤和死亡
癌变
定义
受到致癌因子的作用,遗传物质发生 变化,不受机体控制,连续恶性增殖
相关概念
肿瘤
机体某些组织的细胞与其他组织生长不协调, 表现为病理性异常增生的一个不正常的组织块
主要特征
无限增殖
形态结构显著变化
糖蛋白等物质减少
黏着性降低
逃避机体的免疫监视
膜上AFP、CEA含量变化
没有接触性抑制现象
原因
外因
物理致癌因子
辐射
化学致癌因子
砷化物(砒霜等)、亚硝酸盐(亚硝胺等)、黄曲霉素
病毒致癌因子
病毒将癌相关基因整合进人的基因组中
内因
原癌基因
调节细胞周期,控制生长、分裂进程
抑癌基因
阻止不正常的增殖
实验研究
流程
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
模型方法
物理模型
以实物或图画直观反映对 象的形态结构或三维结构
概念模型
以图示、文字、符号等组成的流程图形 式,对生命活动规律、机理描述、阐明
数学模型
用来表达生命活动规律、机理的计算公式、 函数式、曲线图,依实验数据绘制的图表等
控制变量
变量
定义
实验中可以变化的因素
分类
自变量
人为改变的变量
因变量
随自变量变化而变化的量
无关变量
除自变量外的影响结果的变量
对照实验法
定义
除一个因素外,其余因素不变的实验
相关
实验组
人为改变实验条件的
对照组
不进行操作
对比实验
设置2+实验组,通过对结果的比较 分析探究变量与实验对象的关系
细胞结构及其功能
细胞壁
成分
植物-纤维素、果胶
细菌-肽聚糖
真菌-多糖(主)、蛋白质、脂质
仅起支持、保护作用
细胞膜
成分
脂质50%
磷脂
组成
甘油
脂肪酸
磷酸等
结构
亲水磷酸基团头
疏水烃腿;C链越长,溶解性越低
胆固醇(动物)
糖脂
其他
蛋白质40%
糖类2%-10%
糖蛋白
甲胎蛋白AFP、癌胚抗原CEA
结构
流动镶嵌模型
磷脂双分子层为基本支架
糖蛋白附着在膜外,又称糖被
保护
润滑
识别
主要以受体形式与信号分子结合
蛋白类激素不进入细胞,而脂质类激素进入细胞内部(受体同)
黏着力
糖脂附着在膜外
识别
润滑
蛋白质在膜上位置多样
探究历程
19世纪欧文顿认为膜是由脂质组成的;植物;相似相溶
20世纪科学家发现膜主要成分为脂质、蛋白质;哺乳动物红细胞
1925荷兰科学家发现膜中脂质分子必然排列为连续 的两层;丙酮;空气-水界面;单分子层;表面积2倍
1959罗伯特森;暗-亮-暗→蛋-脂-蛋(静态)三明治;电镜
1970荧光标记实验→流动性
1972桑格、尼克森;流动镶嵌模型
性质
流动性
选择透过性
功能
决定因素
蛋白质种类、数量
分类
将细胞与外界环境分隔开
控制物质进出细胞
并不严格
进行细胞间的信息交流
间接
直接
相邻细胞接触
特殊通道
高等植物细胞间通过胞间连丝(细胞膜透过细胞壁互相连通)相互连接
制备实验
制片-观察-滴蒸馏水(引流法:一侧滴另一侧吸水纸吸引;载物台)-观察
细胞质
细胞器
分类、功能
见附页⑤
分离
差速离心
相关材料
健那绿染液
将活细胞中线粒体染色的专一性染料
蓝绿色
新鲜藓类
叶绿体较多
藓叶较薄,叶绿体较大
细胞质基质
细胞代谢的主要场所
细胞核
结构
核膜
双层膜
外膜有核糖体
内膜光滑
分隔
核孔
功能
大分子物质的进出通道
部分小分子物质(水、气体)可进出
选择透过性
相关性
代谢频繁→核孔较多
染色质
组成
DNA
遗传信息载体
蛋白质
极细的丝状物
染色体
核仁
功能
rRNA的合成
核糖体的形成
相关性
代谢频繁→核仁变大
功能
遗传信息库
细胞代谢和遗传的控制中心
特例
人与其他哺乳动物成熟的红细胞
无细胞核及大多细胞器
高等植物筛管细胞
无细胞核
人体骨骼细胞
多个细胞核
双小核草履虫
两个细胞核
相关性
细胞衰老→自由水减少→细胞核变大
细胞骨架
真核细胞
蛋白质纤维
网架结构
细胞的生物膜系统
组成
细胞器膜
细胞膜
核膜
作用
稳定的内部环境
物质运输
能量转换
信息传递
酶的附着
空间区域化
完整的细胞结构是正常生命活动的前提
细胞基本特征及其研究
见附页①②③
细胞组分及其功能
见附页④