第一部分 生命的物质基础和结构基础 下载本文

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合后自身发生变构,从而将离子由低浓度转运到高浓度处,这样ATP的化学能转变成离子的电化学梯度能。目前已知的离子泵有多种,每种离子泵只转运专一的离子。如“Na—K泵”、“Ca泵”等。

细胞质基质:是细胞质除开细胞器后剩下的溶胶状物质,是细胞内进行生物化学反应的主

要场所,很多重要的反应(如糖酵解、无氧呼吸等)都是在此进行的。细胞质基质中有糖类、蛋白质、氨基酸、核苷酸、RNA、酶等多种物质存在。细胞质基质是流动的,通过这种流动可以为细胞内的多种结构的生命活动提供物质条件。细胞质基质的流动可以在显微镜下以一定的结构(如叶绿体)作为参照物而观察到。

细胞器:是细胞质中具有一定结构和功能的结构,相当于构成生物体的器官,所以叫做细胞器

(即细胞的器官)。细胞器的存在保证了细胞内很多重要生理过程能够互不干扰,独立、迅速地进行。生物细胞内的细胞器主要有:内质网、线粒体(普遍存在于动、植物细胞中)、核糖体(所有细胞均有)、高尔基体(动、植物细胞均有,但功能不同)、质体、液泡(仅存在于植物细胞中)、中心体(仅存在于动物细胞和低等植物细胞中)等。

内质网:是真核细胞普遍具有的一种细胞

器,其外为单层膜结构,其内为内质网 腔。内质网广泛地分布在细胞质中,增 大了细胞内的膜面积,增大了细胞内进 行生物化学反应的场所。内质网外与细

胞膜相连,内与核膜相通,起着物质运输通道的作用。根据其外是否 有颗粒状结构(核糖体)附着,内质网分为:①、粗面型内质网:有 核糖体附着,其作用是在分泌蛋白的合成过程中,对分泌物进行初步 的加工和运输。②、滑面型内质网:没有核糖体附着,其作用主要与 糖类、脂类物质的合成有关。内质网在生物膜系统的结构和功能的联 系中起着联系枢纽的作用。

质体:是植物细胞特有的一类细胞器。根据其是否含有色素以及所含色素的种类的不同,

质体可分为:①、白色体:不含色素的质体。主要存在于植物的不见光部分,主要作用是储存淀粉和油滴;②、有色体:只含类胡萝卜素(包括胡萝卜素和叶黄素两种色素,基本颜色为黄色)的质体。主要存在于叶片、花瓣、果实和种子的细胞中,使这些部分体现出一定的颜色;③、叶绿体:是含叶绿素的质体,主要色素是叶绿素(叶绿素a和叶绿素b,基本颜色是绿色)和类胡萝卜素。叶绿体主要分布在绿色植物的叶肉细胞和幼茎的皮层细胞等可见光部分,它是绿色植物进行光合作用的场所。叶绿体的形状为扁平的椭球形,可随细胞质流动而以不同的侧面正对光源,既保证光合作用的正常进行,又保护自身不被强烈光照所损伤。叶绿体的结构一般包括:双层膜(平滑的内、外膜)、叶绿体腔、叶绿体基粒(由囊状结构的薄膜重叠而成,叶绿体色素

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存在于薄膜上,是进行光反应的场所)、叶绿体基质(是进行暗反应的场所)。在叶绿体基质中存在少量的DNA和RNA,因此叶绿体具有一定的自主性,是有遗传物质的细胞器。

白色体、有色体、叶绿体这三种质体是可以相互转变的:

线粒体:是几乎所有的进行有氧呼吸的真核细胞都有的一种细胞器,其形状为棒状或粒状,

结构包括:双层膜(外膜平滑;内膜从不同部位向内折叠形成嵴,增大了线粒体的内膜面积)、线粒体腔、线粒体基粒、线粒体基质。线粒体是进行有氧呼吸的主要场所(有氧呼吸的第二、三两个阶段都是在线粒体内进行的)。在线粒体基质中存在少量的DNA和RNA,因此线粒体也是有遗传物质的细胞器。(哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫的体细胞等都没有线粒体,只能进无氧呼吸)。

核糖体:是所有细胞都有的一种没有膜结构的细胞器,是细胞内合成蛋白质的场所。其由

蛋白质(包括酶)和RNA构成(是含RNA最多的细胞器)。根据其存在位置可分为:①、附着核糖体:附着在内质网上,所合成的蛋白质主要分泌到细胞外成为分泌蛋白发挥作用(如各种消化酶、蛋白质类的激素、抗体、细胞膜上的部分蛋白质等)。②、

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游离核糖体:游离地存在于细胞质基质中,所合成的蛋白质主要存在于细胞内发挥作用(如参与细胞内各种反应的酶——有氧呼吸酶等、构成细胞内各种结构的蛋白质——膜蛋白、构成染色体的蛋白质等)。

高尔基体:是动、植物细胞都有的一种单层膜细胞器,由扁平囊状结构(大囊泡、小囊泡)

重叠而成。高尔基体在动、植物细胞中的作用不同:①、在动物细胞中,主要参与形成细胞分泌物(对分泌物进行进一步的加工和浓缩,并形成分泌小泡)。②、在植物细胞中,主要与植物细胞分裂末期细胞壁的形成有关(合成纤维素,形成细胞板,进而形成细胞壁),参与植物细胞的分裂。植物体内分裂细胞中高尔基体较多,动物体内分泌细胞中高尔基体较多,动物细胞一般比植物细胞高尔基体多。

中心体:是高等动物细胞和低等植物细胞中所具有的一种没有膜结构的细胞器。其作用是:

在细胞分裂的前期发出星射线,形成纺锤体,与细胞分裂有关。中心体的复制发生在细胞分裂的间期,其分开则发生在前期。在一定因素(如秋水仙素)的作用下,纺锤体不能形成,会导致细胞分裂不能正常进行,出现多核细胞或多倍体细胞。

液泡(中央大液泡):是成熟的高等植物细胞(高度

胞)所具有的一种细胞器。其外为单层的液泡膜,胞液中含有大量诸如有机酸、生物碱、单宁、花红,遇碱变蓝)等物质,液泡中的细胞液所具有细胞能进行渗透吸水的基础之一。

分化的植物细内为细胞液。细青素(遇酸变的浓度是植物

原生质体:是指植物细胞去除细胞壁后剩下的部分。

体就是植物细胞的生活部分。一个动物细胞可以看作一个原生质体。

实际上,原生质

原生质层:是植物细胞的细胞膜、液泡膜和两膜之间的细胞质共同组成的结构(不包括细

胞核和细胞液)。原生质层是具有中央大液泡的植物细胞作为一个典型的渗透装置的结构基础,其内侧的液体部分是细胞液(液泡内的液体)。原生质层的伸缩性大于其外的细胞壁的伸缩性,这是植物细胞在外界溶液浓度大于细胞液浓度时发生质壁分离的结构基础。原生质层比原生质体少了细胞核和细胞液。

生物膜:是指细胞内的各种膜,包括细胞膜、核膜和各种细胞器的膜。各种生物膜均主要

由蛋白质和磷脂组成,结构模型与细胞膜相同,与细胞膜具有相同的结构特点和功能特点。在组成物质的含量上,细胞内的膜蛋白质含量较细胞膜多,因为它们的功能更复杂。

生物膜系统:是指细胞内由细胞膜、核膜以及细胞内有膜结构的细胞器共同构成的系统。

生物膜系统中的各部分既相互独立,又相互联系。独立表现在能互不干扰地、高效地完成各自的生理功能。联系表现在膜系统在结构和功能上具有连续性。膜系统在结构上的连续性是指各种生物膜在结构上具有直接和间接的联系,表现为:①、直接联系:指不同的膜结构的膜之间直接相连(如细胞膜与内质网,内质网与核膜,内质网与线

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粒体等);②、间接联系:指不同的膜结构之间通过小泡发生膜的转化(如内质网与高尔基体,高尔基体与细胞膜等)。液泡、叶绿体的膜与其他有膜结构也有一定的联系。在膜系统的联系中,内质网处于中心地位。生物膜系统在功能上的连续性是指生物膜在共同完成某些生理活动(如共同参与细胞分泌物的形成和分泌)时,既有明确的分工,又有紧密的联系。

膜融合:膜的融合现象是一种重要的生命现象,它是指两个不同的膜相互接触和融合的过

程。膜融合导致两膜的脂类和蛋白质相互混合,以及两膜包围的内含物的混合。膜融合在细胞融合(如高等生物的受精过程)中起关键作用。此外,膜融合还与细胞的内吞和外排,细胞内的物质运输等过程密切相关。膜融合的结构基础是“膜的流动性”。“膜的流动性”是动物细胞融合和植物原生质体融合的理论基础。细胞膜的融合需要进行诱导,常用的方法有:物理法和化学法。植物细胞融合常用PEG(聚乙二醇)诱导,动物细胞融合常用灭活的病毒诱导。

酶解法:是利用酶的专一性的特点,使组成某细胞结构的一些化学成分分解,从而达到:

①、破坏某细胞结构而不损害其他细胞结构(如用纤维素酶和果胶酶破坏植物细胞的细胞壁,制备原生质体);②、分析某细胞结构的组成成分(如用蛋白酶或DNA分解酶处理染色体,分析染色体的化学组成)的研究方法。

载体:是存在于膜结构中对某些物质出入细胞(或有膜细胞器)起运载作用的蛋白质。其

具有专一性的特点。载体的种类和数量决定了膜的选择透过性(不同的膜结构能通过的物质的种类和数量不同)——①、载体种类决定能通过膜结构的物质的种类;②、载体数量决定能通过膜结构的物质的数量。

离心技术:是根据不同的结构或物质所存在的质量上的差异,利用离心机,用不同的离心

速度将它们分离开来的研究方法。如用于分离各种细胞器;用于?噬菌体侵染细菌的实验?的分析;?DNA粗提取和鉴定?实验中制备鸡血细胞液等。

自由扩散:是小分子物质通过细胞膜进行运输的一种方式,物质以这种方式通过细胞膜时只与

该种物质在膜两侧的浓度差有关(浓度差决定运输的方向和运输的数量。溶质分子从高浓度溶液向低浓度溶液扩散;溶剂分子从低浓度溶液向高浓度溶液扩散)。常见的能以自由扩散方式进行运输的物质有:水(一般作溶剂);气体分子(如CO2、O2等);脂类物质(甘油、脂肪酸等);脂溶性维生素(如维生素A、D、E、K等);酒精;尿素等。

主动运输:是物质通过细胞膜的一种运输方式,能保证按细胞生命活动的需要主动地吸收

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