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專(zhuān)題一生命的物質(zhì)基礎(chǔ)[知識(shí)梳理]一、組成生物體的化合物(一)無(wú)機(jī)化合物1.水是生命之源水是細(xì)胞的重要成分,一般發(fā)育旺盛的幼小細(xì)胞中含水量較大,生命活力差的細(xì)胞組織中含水量較小,休眠的種子和孢子中含水量一般低于10%。水分子具有極性,每個(gè)水分子均可與其它四個(gè)水分子之間形成氫鍵。水分子的極性及氫鍵的形成使水分子具有特殊的性質(zhì),如水分子具有較強(qiáng)的黏滯性。黏滯性使水分子較其它液體均具有較強(qiáng)的表面張力,這有助于水從根運(yùn)送到莖再到葉;水從葉片的氣孔蒸發(fā),對(duì)導(dǎo)管中的水產(chǎn)生蒸騰拉力,水的黏滯性使這種拉力一直延伸到根部。表面張力使水分子可以水生昆蟲(chóng)在水面上跳動(dòng)。自由水的功能:代謝物質(zhì)的良好溶劑,水是促進(jìn)代謝反映的物質(zhì),水參與原生質(zhì)結(jié)構(gòu)的形成,水有調(diào)節(jié)各種生理作用的功能。2.無(wú)機(jī)鹽它在體內(nèi)通常以離子狀態(tài)存在,常見(jiàn)的陽(yáng)離子有K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等;常見(jiàn)的陰離子有Cl-、SO42-、PO43-、HPO42-、H2PO4-、HCO3-等。各種無(wú)機(jī)鹽離子在體液中的濃度是相對(duì)穩(wěn)定的,其重要作用有:對(duì)細(xì)胞的滲透壓和pH起著重要的調(diào)節(jié)作用。有些離子是酶的活化因子,如Mg+、Ca2+;有些離子是合成有機(jī)物的原料,如PO4+可用于合成磷酸、核苷酸等,F(xiàn)e2+可用于合成血紅蛋白等。生物生存環(huán)境的PH范圍為3~8.5。細(xì)胞中的各種離子有一定的緩沖能力,使細(xì)胞內(nèi)的PH保持相對(duì)恒定,以利細(xì)胞維持正常的生命活動(dòng)。細(xì)胞內(nèi)某些無(wú)機(jī)鹽的功能及缺少癥礦質(zhì)元素功能是否可再運(yùn)用缺少時(shí),病癥部位N合成光合作用過(guò)程中各種酶、ATP、NADPH及葉綠素的成分是衰老組織PATP、NADPH的重要組成成分,對(duì)維持葉綠體膜的結(jié)構(gòu)和功能有重要作用是衰老組織K促進(jìn)有機(jī)物的合成與運(yùn)送是衰老組織Mg葉綠素的組成成分是衰老組織B促進(jìn)花粉的萌發(fā)和花粉管伸長(zhǎng)是衰老組織Ca否幼嫩組織Fe一般作為酶的活化中心否幼嫩組織動(dòng)物體內(nèi)無(wú)機(jī)鹽及其作用一覽表KNaCa維持細(xì)胞內(nèi)液滲透壓的決定性作用;維持心肌舒張、保持心肌正常興奮性維持細(xì)胞外液滲透壓的重要物質(zhì)骨骼和牙齒的成分調(diào)節(jié)生命活動(dòng)缺少時(shí),心律失常缺少進(jìn),血壓下降、心率加快、四肢發(fā)冷缺少時(shí):佝僂病、骨質(zhì)軟化、骨質(zhì)疏松血鈣減少時(shí):骨肉抽搐血鈣增多時(shí):肌無(wú)力(二)、有機(jī)化合物1.碳是組成生物體的最基本元素碳原子核最外層有四個(gè)價(jià)電子,可與碳、氫、氧及氮原子形成四個(gè)強(qiáng)共價(jià)鍵。碳原子與碳原子之間可以單鍵相結(jié)合,可也以雙鍵或三鍵相結(jié)合。碳原子能互相連接成鏈或環(huán),從而生成各種大分子,這些結(jié)構(gòu)稱(chēng)為有機(jī)物的碳鏈骨架。碳鏈骨架結(jié)構(gòu)的排列方式和長(zhǎng)短,決定了有機(jī)化合物的基本性質(zhì)。2.糖類(lèi)(1).生物學(xué)功能糖類(lèi)的重要功能有:構(gòu)成生物體的重要成分,如糖被、(植物、細(xì)菌、真菌等的)細(xì)胞壁的成分;是細(xì)胞的重要能源物質(zhì)。(2).組成元素及種類(lèi)糖類(lèi)是多羥基的醛或酮及其縮聚物和某些衍生物。其組成元素只有C、H、O,分單糖、寡糖、多糖三類(lèi)。單糖的分子通式是(CH2O)n,是不能水解的最簡(jiǎn)樸的糖類(lèi)。根據(jù)碳原子數(shù),單糖又可分為三碳—六碳糖。葡萄糖和果糖六碳糖,分子式都是C6H12O6,但結(jié)構(gòu)式不同,在化學(xué)上叫做同分異構(gòu)體(如圖)。核糖(C5H10O5)和脫氧核糖(C5H10O4)都是五碳糖,分別是構(gòu)成RNA和DNA的重要成分(如圖)。葡萄糖、果糖、麥芽糖等有還原性,為還原糖;淀粉、蔗糖等為非還原性糖。寡糖(低聚糖):是由少數(shù)幾個(gè)單糖分子脫水縮合而得的糖。常見(jiàn)的是具有2個(gè)單糖單位的雙糖,如植物細(xì)胞內(nèi)的蔗糖、麥芽糖,動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的乳糖,存在于藻類(lèi)細(xì)菌、真菌和某些昆蟲(chóng)細(xì)胞內(nèi)的海藻糖等。多糖是由多個(gè)單糖縮聚而成鏈狀大分子,與單糖、雙糖不同,一般不溶于水,從而構(gòu)成貯藏形式的糖,如高等植物細(xì)胞內(nèi)的淀粉,高等動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的糖元。纖維素是植物中最普遍的結(jié)構(gòu)多糖。糖類(lèi)的復(fù)合物:重要是糖蛋白質(zhì)和糖脂。3.蛋白質(zhì)(1).種類(lèi)及功能如按功能劃分,可將蛋白質(zhì)分為活性蛋白質(zhì)和非活性蛋白質(zhì)兩大類(lèi)?;钚缘鞍踪|(zhì)指在生命活動(dòng)過(guò)程中具有活性的蛋白質(zhì)。重要種類(lèi)有:作用為催化生物體內(nèi)各種化學(xué)反映,如酶。激素蛋白其作用是調(diào)節(jié)機(jī)體各種代謝過(guò)程,如:胰島素、促性腺激素等。運(yùn)送和貯存蛋白重要運(yùn)送、貯存各種小分子物質(zhì)、離子、電子等,如血紅蛋白、載體蛋白。運(yùn)動(dòng)蛋白它與生物體運(yùn)動(dòng)有關(guān),如細(xì)菌的纖毛蛋白、動(dòng)物的肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白等。防御蛋白防御異物侵入機(jī)體,如免疫球蛋白、干擾素等。膜蛋白分布在細(xì)胞膜上,與膜的生物學(xué)功能密切相關(guān)。受體蛋白其作用為接受和傳遞信息??刂粕L(zhǎng)分化的蛋白控制生物的生長(zhǎng)和組織分化,如組蛋白、各種生長(zhǎng)因子。非活性蛋白涉及一大類(lèi)對(duì)生物體起保護(hù)或支持作用的蛋白質(zhì)。重要種類(lèi)有:膠原是哺乳動(dòng)物皮膚的重要成分。角蛋白其作用是保護(hù)或加強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度。彈性蛋白存在于韌帶、血管壁等處,其支持與潤(rùn)滑作用。(2).組成元素和基本組成單位蛋白質(zhì)重要由C、H、O、N四種元素組成,多數(shù)還具有S。氮是蛋白質(zhì)的標(biāo)志性元素,含量約占16%。蛋白質(zhì)的基本組成單位是氨基酸,其通式為。組整天然蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種,都是L型的α氨基酸。氨基酸與氨基酸之間可以發(fā)生縮合反映,形成的鍵為肽鍵。肽又可劃分為二肽、三肽及多肽(三肽以上)。多肽都有鏈狀排列的結(jié)構(gòu),叫多肽鏈。蛋白質(zhì)就是由一條多肽鏈或幾條多肽鏈通過(guò)盤(pán)曲折疊形成的復(fù)雜的大分子。(3).結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分一、二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)(見(jiàn)下圖)。在蛋白質(zhì)分子中,不同氨基酸以一定數(shù)目和排列順序組合形成的多肽鏈?zhǔn)堑鞍踪|(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)分子的高級(jí)結(jié)構(gòu)決定于它的一級(jí)結(jié)構(gòu),其天然構(gòu)象(四級(jí)結(jié)構(gòu))是在一定條件下的熱力學(xué)上最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。(4).變性蛋白質(zhì)受到某些物理或化學(xué)因素作用時(shí)引起生物活性的喪失、溶解度減少以及其他物理化學(xué)因素的改變,這種變化稱(chēng)為蛋白質(zhì)的變性。變性的實(shí)質(zhì)是由于維持高級(jí)結(jié)構(gòu)的次級(jí)鍵遭到破壞而導(dǎo)致的天然構(gòu)象的解體,但未涉及共價(jià)鍵的破壞。有些變性是可逆的(能復(fù)性),有些則不可逆。4.核酸(1).生物學(xué)功能核酸是遺傳信息的載體,存在于每一個(gè)細(xì)胞中。核酸也是一切生物的遺傳物質(zhì),對(duì)于生物體的遺傳性、變異性和蛋白質(zhì)的生物合成有極其重要的作用。(2).種類(lèi)核酸分DNA和RNA兩大類(lèi)。所有生物細(xì)胞都具有這兩大類(lèi)核酸(病毒只具有DNA或RNA)。(3).組成元素及基本組成單位核酸是由C、H、O、N、P等元素組成的高分子化合物。其基本組成單位是核苷酸。每個(gè)核酸分子是由幾百個(gè)到幾千個(gè)核苷酸互相連接而成的。每個(gè)核苷酸含一分子堿基、一分子戊糖(核糖或脫氧核糖)及一分子的磷酸組成。如下圖所示:5’﹣腺瞟吟核苷酸(5’﹣AMP)3’﹣胞嘧啶脫氧核苷酸(DNA的堿基有四種(A、T、G、C),RNA的堿基也有四種(A、U、G、C)。這五種堿基的結(jié)構(gòu)式如下圖所示:DNA中堿基的百分含量一定是A=T、G=C,不同種生物的堿基含量不同。RNA中A﹣U、G﹣C之間并沒(méi)有等當(dāng)量的關(guān)系。(4).結(jié)構(gòu)DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)中核苷酸之間唯一的連接方式是3’、5’5.脂類(lèi)脂類(lèi)是生物體內(nèi)一大類(lèi)重要的有機(jī)化合物,由C、H、O三種元素組成,有的(如卵磷脂)具有N、P等元素,不溶于水,但溶于乙醚、苯、氯仿和石油醚等有機(jī)溶劑。(1).生物學(xué)功能脂類(lèi)是構(gòu)成生物膜的重要成分;是動(dòng)植物的貯能物質(zhì);在機(jī)體表面的脂類(lèi)有防止機(jī)械損傷和水分過(guò)度散失的作用;脂類(lèi)與其他物質(zhì)相結(jié)合,構(gòu)成了細(xì)胞之間的辨認(rèn)物質(zhì)和細(xì)胞免疫的成分;某些脂類(lèi)具有很強(qiáng)的生物活性。(2).種類(lèi)①脂肪:也叫中性脂,一種脂肪分子是由一個(gè)甘油分子中的三個(gè)羥基分別與三個(gè)脂肪酸的末端羥基脫水連成酯鍵形成的。脂肪是動(dòng)植物細(xì)胞中的貯能物質(zhì),當(dāng)動(dòng)物體內(nèi)直接能源過(guò)剩時(shí),一方面轉(zhuǎn)化成糖元,然后轉(zhuǎn)化成脂肪。在植物體內(nèi)就重要轉(zhuǎn)化成淀粉,有的也能轉(zhuǎn)化成脂肪。②類(lèi)脂:涉及磷脂和糖脂,這兩者除了包含醇、脂肪酸外,還包含磷酸、糖類(lèi)等非脂性成分。磷脂的這一結(jié)構(gòu)使它成為一種兼性分子。它的磷酸和含氮堿基一段是極性的,易與水相吸,構(gòu)成磷脂分子的親水性頭部,而它的脂肪酸一端是非極性的,不與水相吸,構(gòu)成磷脂分子的疏水性尾部。當(dāng)磷脂分子被水分子包圍時(shí),便會(huì)自動(dòng)排成雙分子層。磷脂是構(gòu)成細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的重要成分。細(xì)胞各種膜結(jié)構(gòu)的形成和特性,都與磷脂分子的雙性質(zhì)密切相關(guān)。③固醇:又叫甾醇,是具有四個(gè)碳環(huán)和一個(gè)羥基的烴類(lèi)衍生物,是合成膽汁及某些激素的前體,如腎上腺皮質(zhì)激素、性激素。有的固醇類(lèi)化合物在紫外線(xiàn)作用下會(huì)變成維生素D。在人和動(dòng)物體內(nèi)常見(jiàn)的固醇為膽固醇。生理功能:是構(gòu)成細(xì)胞組織的結(jié)構(gòu)大分子,如有些固醇類(lèi)化合物是構(gòu)成神經(jīng)鞘的重要成分。由于它有良好的絕緣性,對(duì)神經(jīng)沖動(dòng)的傳遞十分重要。某些固醇類(lèi)化合物可轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素D。固醇類(lèi)化合物也是某些激素的前體。例如:調(diào)節(jié)水分和鹽類(lèi)代謝的腎上腺皮質(zhì)激素、促進(jìn)性器官和第二性征發(fā)育的性激素都是固醇類(lèi)化合物的衍生物。含磷酸的脂類(lèi)衍生物叫做磷酯,含糖的脂類(lèi)衍生物叫做糖脂。磷脂和糖脂都參與細(xì)胞結(jié)構(gòu)特別是膜結(jié)構(gòu)的形成,是脂類(lèi)中的結(jié)構(gòu)大分子。二、其他重要化合物一、細(xì)胞內(nèi)能合流通的物質(zhì)——ATP1.ATP的結(jié)構(gòu)ATP(三磷酸腺苷)是各種活細(xì)胞內(nèi)普遍存在的一種高磷酸化合物(水解時(shí)釋放的能量在20~92kJ/mol的磷酸化合物)。ATP的分子簡(jiǎn)寫(xiě)成A-P~P~P,A代表由腺嘌呤和核糖組成的腺苷,P代表磷酸基團(tuán),~代表高能磷酸鍵。ATP中大量化學(xué)能就貯存在高能磷酸鍵中。ATP結(jié)構(gòu)中的3個(gè)磷酸(Pi)可依次移去而生成二磷酸腺苷(ADP)和一磷酸腺苷(AMP),ATP的作用ATP水解時(shí)釋放出的能量,是生物體維持細(xì)胞分裂、根吸取礦質(zhì)元素離子和肌肉收縮等生命活動(dòng)所需能量的直接來(lái)源,是細(xì)胞內(nèi)能量代謝的“流通貨幣”。在動(dòng)物肌肉或其他興奮性組織中,尚有一種高能磷酸化合物即磷酸肌酸,它也是高能磷酸基的貯存者,其中的能量要兌換成“流通貨幣”2.NAD+和NADP+NAD+又叫輔酶Ⅰ,全稱(chēng)煙酰胺腺嘌呤二核苷酸;NADP+又叫輔酶Ⅱ,全稱(chēng)煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸。它們都是遞氫體,能從底物里取得電子和氫。NAD+和NADP+都是以分子中的煙酰胺部分來(lái)接受電子的,所以煙酰胺是它們的作用中心。接受電子的過(guò)程如下圖所示:這里雖然從底物脫下來(lái)的兩個(gè)電子都被接受了,但脫下來(lái)的兩個(gè)氫原子卻只有一個(gè)被接受,剩下的一個(gè)質(zhì)子H暫時(shí)被細(xì)胞的緩沖能力接納下來(lái),留待參與其他反映。因此,NAD+和NADP+的還原形式被寫(xiě)作NADH和NADPH。[典型例題]例1.當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液的pH值與蛋白質(zhì)等電點(diǎn)相同時(shí),蛋白質(zhì)的BA.溶解度最大B.溶解度最小C.溶解度與溶液pH無(wú)關(guān)D.蛋白質(zhì)變性解析:蛋白質(zhì)溶液的pH值與蛋白質(zhì)等電點(diǎn)相同時(shí),蛋白質(zhì)所帶的凈電荷為零,蛋白質(zhì)會(huì)發(fā)生集聚作用,故溶解度最小。答案:B。例2.組成蛋白質(zhì)的氨基酸的α--碳原子是不對(duì)稱(chēng)的,但除外。A.丙氨酸B.組氨酸C.甘氨酸D.谷氨酸解析:在組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸中,除甘氨酸外,各種氨基酸的α--碳原子都是不對(duì)稱(chēng)的,它們都和4個(gè)不同的基團(tuán)相連。答案:C。例3.組成DNA的核苷酸涉及三個(gè)部分,以下哪些描述是對(duì)的的(多選)?A.堿基相同B.磷酸基團(tuán)相同C.脫氧核糖相同D.以上三種物質(zhì)都不同解析:組成DNA核苷酸中,堿基共有4種類(lèi)型,磷酸均相同,脫氧核糖均相同。答案:BC例4.氨基酸與蛋白質(zhì)共有的特性是:A.膠體性質(zhì)B.沉淀反映C.兩性性質(zhì)D.雙縮脲反映解析:氨基酸為兼性分子,由氨基酸組成的蛋白質(zhì)也為兩性分子。只有蛋白質(zhì)才具有膠體性質(zhì)、沉淀反映和雙縮脲反映。答案:C。例5.DNA與RNA分類(lèi)的重要依據(jù)是:()A.空間結(jié)構(gòu)的不同B.所含堿基不同C.所含戊糖不同D.在細(xì)胞中存在的部位不同解析:DNA與RNA分類(lèi)的重要依據(jù)是所含的五碳糖的差異。答案:C。例6.下列哪個(gè)糖是非還原糖:()
A.D一果糖B.D一半乳糖C.乳糖D.蔗糖解析:具有游離半縮醛基團(tuán)的糖都具有還原性,蔗糖不具有還原性。答案:D。例7.免疫球蛋白是一種:()
A.鐵蛋白B.糖蛋白C.核蛋白D.銅蛋白解析:免疫球蛋白是糖蛋白。答案:B。例8.一個(gè)蛋白質(zhì)分子有5條肽鏈,由1998個(gè)氨基酸組成,那么形成該蛋白質(zhì)分子過(guò)程中生成的水分子個(gè)數(shù)和具有的肽鍵數(shù)分別是多少?解析:氨基酸通過(guò)脫水縮合形成多肽,在一條由n個(gè)氨基酸組成的多肽鏈中,形成的肽鍵個(gè)數(shù)=生成的水分子個(gè)數(shù)=n-l。同理,在由多條肽鏈組成的蛋白質(zhì)中,形成肽鍵數(shù)目=組成該蛋白質(zhì)分子的氨基酸數(shù)目-該蛋白質(zhì)分子中肽鏈條數(shù)。所以,此題中生成水分子數(shù)和具有的肽鍵數(shù)都應(yīng)是1998-5=1993。例9.腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生的激素其結(jié)構(gòu)與以下哪一種物質(zhì)結(jié)構(gòu)相似?()A.血紅蛋白B.膽固醇C.酪氨酸D.腎上腺素解析:激素依化學(xué)成分提成兩類(lèi),一類(lèi)是由腎上腺皮質(zhì)分泌的激素統(tǒng)稱(chēng)腎上腺皮質(zhì)激素,屬于類(lèi)固醇激素;另一類(lèi)屬于含氮物質(zhì)激素,涉及蛋白質(zhì)、多肽(胰島素、甲狀分腺素)和胺類(lèi)(腎上腺素、甲狀腺激素)。上題中膽固醇是一種固醇類(lèi)化合物,所以腎上腺皮質(zhì)分泌的激素與膽固醇的結(jié)構(gòu)相似。答案選B。例10.假如說(shuō)光合作用中光反映的產(chǎn)物只有ATP、氧氣和氫,是否對(duì)的?為什么?解析:不對(duì)的。由于在光反映中水分子被分解,產(chǎn)生的氧原子結(jié)合成氧氣被釋放,而氫則與NADP+結(jié)合生成NADPH,NADP+和ATP共同為暗反映所必需的還原劑。[智能訓(xùn)練]1.關(guān)于病毒遺傳物質(zhì)的敘述,對(duì)的的一項(xiàng)是:(D)A.都是脫氧核糖核酸B.都是核糖核酸C.同時(shí)存在脫氧核糖核酸和核糖核酸D.有的是脫氧核糖核酸,有的是核糖核酸2.構(gòu)成細(xì)胞內(nèi)生命物質(zhì)的重要有機(jī)成分是:(A)A.蛋白質(zhì)和核酸B.水和蛋白質(zhì)C.蛋白質(zhì)和無(wú)機(jī)鹽D.水和核酸3.組成核酸和核糖核酸的核酸的種類(lèi)分別有:(D)A.8種和2種B.4種和4種C.5種和4種D.8種和4種4.一個(gè)具有6個(gè)肽鍵的多肽,組成它的氨基酸以及至少應(yīng)有的氨基和羧基的數(shù)目分別是:(B)A.6、1、1B.7、1、1C.6、6、6D.7、6、65.當(dāng)動(dòng)物體內(nèi)直接能源物質(zhì)過(guò)剩時(shí),一般情況下,一方面轉(zhuǎn)化為:(D)A.葡萄糖B.麥芽糖C.脂肪D.糖元6.在ATP轉(zhuǎn)變成ADP的過(guò)程中,(釋放)能量;在ADP轉(zhuǎn)變成ATP的過(guò)程中,ADP(儲(chǔ)存)物質(zhì)代謝釋放的能量,貯藏備用。這些轉(zhuǎn)變都必須有(酶)參與。7.關(guān)于人體細(xì)胞內(nèi)ATP的描述,對(duì)的的是:(A)A.ATP重要在線(xiàn)粒體中生成B.它具有三個(gè)高能磷酸鍵C.ATP轉(zhuǎn)變?yōu)锳DP的反映是不可逆的D.細(xì)胞內(nèi)貯有大量ATP,以滿(mǎn)足生理活動(dòng)需要8.光合作用光反映的產(chǎn)物是:(D)A.CO2、ATP、NADH+H+B.淀粉、CO2、NADPH+H+C.蔗糖、O2、CO2D.ATP、O2、NADPH+H+9.下列三組物質(zhì)中,光合碳循環(huán)所必需的一組是:(B)A.葉綠素、類(lèi)胡蘿卜素、CO2B.CO2、NADPH、ATPC.CO2、H2O、ATPD.葉綠素、NAD+、ATP10.生物和非生物最主線(xiàn)的區(qū)別在于生物體:(C)A.具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)構(gòu)B.通過(guò)一定的調(diào)節(jié)機(jī)制對(duì)刺激發(fā)生反映C.通過(guò)新陳代謝進(jìn)行自我更新D.具有生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)生后代的特性11.若組成蛋白質(zhì)的氨基酸分子的平均相對(duì)分子質(zhì)量為130,則一條由160個(gè)氨基酸形成的多肽,其相對(duì)分子質(zhì)量為:(A)A.17938B.19423C.24501D.2801812.某一多肽鏈內(nèi)共有肽健109個(gè),則此分子中具有的-NH2和COOH的數(shù)目至少為:(D)A.110、110B.109、109C.9、9D.1、113.生物界在基本組成上的高度一致性表現(xiàn)在:(B)①組成生物體的化學(xué)元素基本一致②各種生物體的核酸都相同③構(gòu)成核酸的堿基都相同④各種生物體的蛋白質(zhì)都相同⑤構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸都相同A.①②④B.①③⑤C.③④⑤D.①②③14.以上的核酸鏈?zhǔn)牵海ˋ)A.DNAB.rnRNAC.tRNAD.dZNrx16.假如將上題中的三種氨基酸縮合成化合物,那么該化合物具有的氨基、羧基、肽鍵的數(shù)目依次是:(A)A.2、2、2B.2、3、2C.3、4、3D.4、3、317.血紅蛋白分子中具有四條多肽鏈,共由574個(gè)氨基酸構(gòu)成,那么該分子中具有的肽鍵數(shù)應(yīng)是:(A)A.570B.573C.574D.57818.下列各項(xiàng)不屬于脂類(lèi)物質(zhì)的是:(A)A.生長(zhǎng)激素B.維生素DC.性激素D.腎上腺皮質(zhì)激素19.活細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行生命活動(dòng)所需要的能量直接來(lái)自:(A)A.ATP的水解B.葡萄糖的水解C.淀粉的水解D.脂肪的水解20.在下列化合物中,構(gòu)成蛋白質(zhì)的堿性氨基酸是:(A)ABCDNH2—CH2-CH2-COOH21.當(dāng)生物體新陳代謝旺盛,生長(zhǎng)迅速時(shí),生物體內(nèi):(C)A.結(jié)合水/自由水的比值與此無(wú)關(guān)B.結(jié)合水/自由水的比值會(huì)升高C.結(jié)合水/自由水的比值會(huì)減少D.結(jié)合水/自由水的比值會(huì)不變22.下列物質(zhì)中,對(duì)維持人體體液平衡,物質(zhì)運(yùn)送,出血時(shí)血液凝固等生理功能都有重要作用的是:(A)A.蛋白質(zhì)B.維生素C.葡萄糖D.脂肪23.人和動(dòng)物乳汁中特有的二糖水解后的產(chǎn)物是:(C)A.一分子葡萄糖和一分子果糖B.一分子果糖和一分子半乳糖C.一分子半乳糖和一分子葡萄糖D.二分子葡萄糖24.氨基酸在等電點(diǎn)時(shí)具有的特點(diǎn)是:(D)A.不具正電荷B.不具負(fù)電荷C.溶解度最大D.在電場(chǎng)中不泳動(dòng)專(zhuān)題二生命的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)[知識(shí)梳理]一、細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)與細(xì)胞學(xué)說(shuō)1.細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)1665年英國(guó)物理學(xué)家羅伯特·虎克初次觀測(cè)到細(xì)胞,是植物細(xì)胞死亡后留下死細(xì)胞的細(xì)胞壁。1667年,列文虎克初次觀測(cè)到了活細(xì)胞。2.細(xì)胞學(xué)說(shuō)的建立德國(guó)植物學(xué)家施萊登于1838年提出了細(xì)胞學(xué)說(shuō)的重要論點(diǎn),1939年德國(guó)動(dòng)物學(xué)家施旺加以充實(shí),最終創(chuàng)建了細(xì)胞學(xué)說(shuō)。細(xì)胞學(xué)說(shuō)的重要內(nèi)容是:細(xì)胞是動(dòng)、植物有機(jī)體的基本結(jié)構(gòu)單位,也是生命活動(dòng)的基本單位。二、細(xì)胞的形態(tài)與大小1.細(xì)胞的形狀游離細(xì)胞常呈球形或近于球形。動(dòng)物的卵細(xì)胞、植物的花粉母細(xì)胞是球狀或近于球狀的細(xì)胞,人的紅細(xì)胞呈扁圓狀,某些細(xì)菌呈螺旋狀,精子和許多原生動(dòng)物具有鞭毛或纖毛,變形蟲(chóng)和白血球等為不定形細(xì)胞。2.細(xì)胞的大小細(xì)胞的直徑多在10μm~100μm之間。有的很小,如枝原體,其直徑為0.1μm~0.2μm,是最小的細(xì)胞。細(xì)菌的直徑一般只有1μm~2μm。有的細(xì)胞較大,如番茄、西瓜的果肉細(xì)胞直徑可達(dá)1mm;棉花纖維細(xì)胞長(zhǎng)約1cm~5cm;最大的細(xì)胞是鳥(niǎo)類(lèi)的卵(鳥(niǎo)類(lèi)的蛋只有其中的蛋黃才是它的細(xì)胞,卵白是供發(fā)育用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),不屑于細(xì)胞部分),如鴕鳥(niǎo)蛋卵黃的直徑可達(dá)5cm。細(xì)胞的大小受細(xì)胞核所能控制的范圍制約,較小的細(xì)胞有相對(duì)較大的表面積,較大的細(xì)胞則相反。三、原核細(xì)胞和真核細(xì)胞構(gòu)成生物體的細(xì)胞可以提成兩類(lèi):原核細(xì)胞和真核細(xì)胞。原核細(xì)胞如細(xì)菌、藍(lán)藻、放線(xiàn)菌、枝原體等是由原核細(xì)胞構(gòu)成的。真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)復(fù)雜,大多數(shù)生物都是由真核細(xì)胞所構(gòu)成。1.原核細(xì)胞原核細(xì)胞壁的化學(xué)組成重要由是蛋白多糖(肽聚糖)所組成,少數(shù)原核細(xì)胞的壁還具有其他多糖和類(lèi)脂,有的原核細(xì)胞壁外尚有膠質(zhì)層。藻細(xì)胞模式圖11藻細(xì)胞模式圖11.DNA2.核糖體3.細(xì)胞壁4.細(xì)胞膜2.真核細(xì)胞真核細(xì)胞中,動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞也有重要區(qū)別。動(dòng)物細(xì)胞質(zhì)膜外無(wú)細(xì)胞壁,無(wú)明顯的液泡。此外,在細(xì)胞核的附近有中心粒,在細(xì)胞有絲分裂時(shí),發(fā)出星狀細(xì)絲,稱(chēng)為星體。植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞的重要區(qū)別是:植物細(xì)胞具有質(zhì)體;另一方面,植物細(xì)胞的質(zhì)膜外被細(xì)胞壁,相鄰細(xì)胞間有一層膠狀物粘合作用,稱(chēng)中層或胞間層。在兩個(gè)相鄰細(xì)胞間的壁上,有原生質(zhì)絲相連,稱(chēng)胞間連絲,使細(xì)胞間互相溝通。最后在植物的分化細(xì)胞中往往有大液泡。原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的重要區(qū)別比較如下:原核細(xì)胞與真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要區(qū)別原核細(xì)胞真核細(xì)胞細(xì)胞大小很小(1~10微米)較大(10~100微米)細(xì)胞核無(wú)膜(稱(chēng)“類(lèi)核”)有膜遺傳系統(tǒng)DNA不與蛋白質(zhì)結(jié)合一個(gè)細(xì)胞只有一條DNA核內(nèi)的DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合,形成染色質(zhì)(染色體)一個(gè)細(xì)胞有兩條以上染色體細(xì)胞質(zhì)無(wú)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)無(wú)高爾基體無(wú)溶酶體無(wú)線(xiàn)粒體僅有功能上相近的中間體無(wú)葉綠體,但有的原核細(xì)胞有類(lèi)囊體一般無(wú)微管、無(wú)微絲無(wú)中心粒有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有高爾基體有溶酸體有線(xiàn)粒體有葉綠體(植物細(xì)胞)有微管、微絲在中心粒(動(dòng)物細(xì)胞)細(xì)胞壁重要由胞壁質(zhì)組成重要由纖維素組成四、真核細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu)光鏡下看到的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為細(xì)胞的顯微結(jié)構(gòu)。電子顯微鏡下看到的結(jié)構(gòu),一般稱(chēng)為亞顯微結(jié)構(gòu)。亞顯微結(jié)構(gòu)水平能將分辨率提高到甚至幾個(gè)埃,放大倍數(shù)可達(dá)成幾十萬(wàn)倍。1.細(xì)胞膜(1)質(zhì)膜的化學(xué)組成細(xì)胞膜重要由脂類(lèi)和蛋白質(zhì)組成,蛋白質(zhì)約占膜干重的20%~70%,脂類(lèi)約占30%~80%,此外尚有少量的糖類(lèi)。(2)質(zhì)膜的分子結(jié)構(gòu)模型“流動(dòng)鑲嵌模型”重要特點(diǎn):一是強(qiáng)調(diào)了膜的流動(dòng)性,二是顯示了膜脂和膜蛋白分布的不對(duì)稱(chēng)性。多糖只分布于膜和外側(cè),表現(xiàn)出不對(duì)稱(chēng)性。脂質(zhì)在膜中的分布也是不完全對(duì)稱(chēng)的。流動(dòng)鑲嵌模型認(rèn)為質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)成分不是靜止的,而是可以流動(dòng)的。一般認(rèn)為膜脂所含脂肪酸的碳鏈愈長(zhǎng)或不飽和度愈高,流動(dòng)性愈大。環(huán)境溫度下降膜脂的流動(dòng)性減弱,相反,在一定限度內(nèi)溫度升高則脂質(zhì)的流動(dòng)性增長(zhǎng)。(3)物質(zhì)通過(guò)質(zhì)膜進(jìn)出細(xì)胞物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞必須通過(guò)質(zhì)膜,質(zhì)膜對(duì)物質(zhì)的通透有高度選擇性。通透過(guò)程可分5種類(lèi)型:自由擴(kuò)散、促進(jìn)擴(kuò)散、隨著運(yùn)送、積極運(yùn)送和內(nèi)吞外排作用(見(jiàn)下圖)。通過(guò)細(xì)胞膜物質(zhì)運(yùn)送的五種形式(1)簡(jiǎn)樸擴(kuò)散;(2)促進(jìn)擴(kuò)散;(3)隨著運(yùn)送;(4)積極運(yùn)送;(5)內(nèi)吞外排作用自由擴(kuò)散:順濃度梯度直接穿過(guò)脂雙層進(jìn)行運(yùn)送。既不需要細(xì)胞提供能量也不需要膜蛋白協(xié)助。一般來(lái)說(shuō),影響物質(zhì)進(jìn)行自由擴(kuò)散速度的因素重要是物質(zhì)自身分子大小、物質(zhì)極性大小、膜兩側(cè)物質(zhì)的濃度差及環(huán)境溫度等。協(xié)助擴(kuò)散:順濃度梯度的運(yùn)送,但擴(kuò)散是通過(guò)鑲嵌在質(zhì)膜上的蛋白質(zhì)的協(xié)助來(lái)進(jìn)行的。如葡萄糖過(guò)紅細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞的過(guò)程。但葡萄糖通過(guò)膜進(jìn)入細(xì)胞的過(guò)程,特別是在小腸上皮細(xì)胞,往往是以積極運(yùn)送方式進(jìn)行的。積極運(yùn)送:一般逆濃度梯度進(jìn)行的物質(zhì)運(yùn)送。積極運(yùn)送過(guò)程中,需要細(xì)胞提供能量及細(xì)胞膜上的載體蛋白協(xié)助。如鈉-鉀泵。隨著運(yùn)送(又叫協(xié)同運(yùn)送):逆濃度梯度進(jìn)入細(xì)胞。在此過(guò)程中物質(zhì)運(yùn)動(dòng)并不直接需要ATP,而是借助其他物質(zhì)的濃度梯度為動(dòng)力進(jìn)行的。后一種物質(zhì)是通過(guò)載體和前一種物質(zhì)相隨著運(yùn)動(dòng)的。比如動(dòng)物細(xì)胞對(duì)氨基酸和葡萄糖的積極運(yùn)送,就是隨著Na+的協(xié)同運(yùn)送。內(nèi)吞作用和外排作用:大分子物質(zhì)要以形成小泡的方式才干進(jìn)入細(xì)胞。它們先與膜上某種蛋白質(zhì)進(jìn)行特異性結(jié)合,然后這部分質(zhì)膜內(nèi)陷形成小囊,將該物質(zhì)包在里面。隨后從質(zhì)膜上分離下來(lái)形成小泡,進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部。這個(gè)過(guò)程稱(chēng)作內(nèi)吞作用。內(nèi)吞的物質(zhì)為固體者稱(chēng)為吞噬作用,若為液體則稱(chēng)為胞飲作用。與內(nèi)吞作用相反,有些物質(zhì)通過(guò)形成小泡從細(xì)胞內(nèi)部逐步移到細(xì)胞表面,與質(zhì)膜融合而把物質(zhì)向外排出。這種運(yùn)送方式稱(chēng)為外排作用。內(nèi)吞作用和外排作用與其他積極運(yùn)送同樣也需要能量供應(yīng)。(4)細(xì)胞膜與細(xì)胞的辨認(rèn)細(xì)胞辨認(rèn)的功能是和細(xì)胞膜分不開(kāi)的。由于細(xì)胞膜是細(xì)胞的外表面,自然對(duì)外界因素的辨認(rèn)過(guò)程發(fā)生在細(xì)胞膜。如哺乳動(dòng)物和人類(lèi)的細(xì)胞辨認(rèn):當(dāng)外來(lái)物質(zhì)(例如大分子、細(xì)菌或病毒,在免疫學(xué)上稱(chēng)它們?yōu)榭乖┻M(jìn)入動(dòng)物和人體,免疫系統(tǒng)以?xún)煞N方式發(fā)生反映,一是制造抗體,一是產(chǎn)生敏感細(xì)胞??贵w和敏感細(xì)胞與抗原相結(jié)合,通過(guò)一系列反摧毀抗原,把抗原從體內(nèi)消除掉。抗原與抗體的辨認(rèn),重要取決于細(xì)胞膜上表面的某些受體。2.細(xì)胞質(zhì)(1)細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)其中包含了許多物質(zhì),如小分子的水、無(wú)機(jī)離子,中檔分子的脂類(lèi)、氨基酸、核苷酸,大分子的蛋白質(zhì)、核酸、脂蛋白、多糖。(2)細(xì)胞器①線(xiàn)粒體線(xiàn)粒體是一種普遍存在于真核細(xì)胞中的細(xì)胞器,各種生命活動(dòng)所需的能量大部分都是靠線(xiàn)粒體中合成的ATP提供的,因此有細(xì)胞的“動(dòng)力工廠(chǎng)”之稱(chēng)。②葉綠體葉綠體是質(zhì)體的一種,是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)合。質(zhì)體是植物細(xì)胞所特有的。它可分為具色素的葉綠體、有色體和不具色素的白色體。蘭藻和光合細(xì)菌等原核生物沒(méi)有葉綠體。蘭藻的類(lèi)囊體是分布在細(xì)胞內(nèi),特別是分散在細(xì)胞的周邊部位。光合細(xì)菌的光合作用是在具有光合色素的細(xì)胞內(nèi)膜進(jìn)行的。這種內(nèi)膜呈小泡狀或扁囊狀,分布于細(xì)胞周邊,稱(chēng)為載色體。③內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細(xì)胞質(zhì)中由膜圍成的管狀或扁乎囊狀的結(jié)構(gòu),互相連通成網(wǎng),構(gòu)成細(xì)胞質(zhì)中的扁平囊狀系統(tǒng)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)根據(jù)不同的形態(tài)結(jié)構(gòu),可分為兩種類(lèi)型:一種是粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由扁平囊狀結(jié)構(gòu)組成,膜的外側(cè)有核糖體附著?,F(xiàn)在有大量實(shí)驗(yàn)證明,各種分泌蛋白質(zhì)(如血漿蛋白、血漿清蛋白、免疫球蛋白、胰島素等)都重要是在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)合核糖體上合成的。尚有種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),多由小管與小囊構(gòu)成不規(guī)則的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),膜表面光滑,無(wú)核糖體顆粒附著。重要存在于類(lèi)固醇合成旺盛的細(xì)胞中。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能涉及以下幾點(diǎn):蛋白質(zhì)的合成與轉(zhuǎn)運(yùn)(粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng));蛋白質(zhì)的加工(如糖基化);脂類(lèi)代謝與糖類(lèi)代謝(滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng));解毒作用(滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上有分解毒物的酶)。④核糖體核糖體是無(wú)膜的細(xì)胞器,重要成分是蛋白質(zhì)與RNA。核糖體的RNA稱(chēng)為rRNA,約占60%,蛋白質(zhì)約占40%,蛋白質(zhì)分子重要分布在核糖體的表面,而rRNA則位于內(nèi)部,兩者靠非共價(jià)鍵結(jié)合在一起。核糖體附有附著核糖體和游離核糖體兩種類(lèi)型,附著核糖體與內(nèi)質(zhì)同形成復(fù)合細(xì)胞器,即粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的核糖體與游離核糖體所合成的蛋白質(zhì)種類(lèi)不同,但核糖體的結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成是完全相同的。核糖體由大、小兩個(gè)亞單位組成。由于沉降系數(shù)不同,核糖體又分為70S型和80S型。70S型核糖體重要存在于原核細(xì)胞及葉綠體、線(xiàn)粒體基質(zhì)中,其小亞單位為30S,大亞單位為50S;80S型核糖體重要存在于真核細(xì)胞質(zhì)中,其小亞單位為40S,大亞單位60S。核糖體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)合。因此核糖體是細(xì)胞不可缺少的基本結(jié)構(gòu),存在于所有細(xì)胞中。核糖體往往并不是單個(gè)獨(dú)立地執(zhí)行功能,而是由多個(gè)核糖體串連在一條mRNA分子上高效地進(jìn)行肽鍵的合成。這種具有特殊功能與形態(tài)的核糖體與mRNA的聚合體稱(chēng)為多聚核糖體。⑤高爾基復(fù)合體,高爾基體是由滑面膜圍成的扁囊狀和泡狀結(jié)構(gòu)組成的。典型的高爾基體表現(xiàn)一定的極性,凸面稱(chēng)形成面,凹面稱(chēng)成熟面。形成面的膜較薄,與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜相似,成熟面的膜較厚,與質(zhì)膜相似。高爾基器的第一個(gè)重要功能是為細(xì)胞提供一個(gè)內(nèi)部的運(yùn)送系統(tǒng),它把由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成并轉(zhuǎn)運(yùn)來(lái)的分泌蛋白質(zhì)加工濃縮,通過(guò)高爾基小泡運(yùn)出細(xì)胞,這與動(dòng)物分泌物形成有關(guān)。高爾基體對(duì)脂質(zhì)的運(yùn)送也起一定的作用。高爾基體的第二個(gè)重要功能是能合成和運(yùn)送多糖,這也許與植物細(xì)胞壁的形成有關(guān)。第三個(gè)方面就是糖基化作用,即高爾基體中具有多種精基轉(zhuǎn)移酶,能進(jìn)一步加工、修飾蛋白質(zhì)和脂類(lèi)物質(zhì)。⑥溶酶體溶酶體是由一個(gè)單位膜圍成的球狀體。重要化學(xué)成分為脂類(lèi)和蛋白質(zhì)。溶酶體內(nèi)富含水解酶,由于這些酶的最適pH值為酸性,因而稱(chēng)為酸性水解酶。其中酸性磷酸酶為溶酶體的標(biāo)志酶。溶酶體可提成兩種類(lèi)型:一是初級(jí)溶酶體,它是由高爾基囊的邊沿膨大而出來(lái)的泡狀結(jié)構(gòu),因此它本質(zhì)上是分泌泡的一種,其中具有各種水解酶,各種酶還沒(méi)有開(kāi)始消化作用,處在潛伏狀態(tài)。二是次級(jí)溶酶體,它是吞噬泡和初級(jí)溶酶體融合的產(chǎn)物,是正在進(jìn)行或已經(jīng)進(jìn)行消化作用的液泡。有時(shí)亦稱(chēng)消化泡。溶酶體第一方面的功能是參與細(xì)胞內(nèi)的正常消化作用。第二個(gè)方面的作用是自體吞噬作用。溶酶體可以消化細(xì)胞內(nèi)衰老的細(xì)胞器,其降解的產(chǎn)物重新被細(xì)胞運(yùn)用。第三個(gè)作用是自溶作用。如無(wú)尾兩棲類(lèi)尾巴的消失等。⑦圓球體和糊粉粒植物細(xì)胞有具水解酶活性的結(jié)構(gòu),如圓球體。它們都是由一個(gè)單位膜圍成的球狀體。圓球體具有消化作用及貯存脂肪功能;糊粉粒也具消化作用,并且為蛋白質(zhì)的貯存場(chǎng)合。⑧微體微體也是一種由單位膜圍成的細(xì)胞器。根據(jù)酶活性的差別可分為兩種類(lèi)型:過(guò)氧物體和乙醛酸循環(huán)體。過(guò)氧化物酶體:是具有過(guò)氧化氫酶活性的小體,內(nèi)含許多氧化酶、過(guò)氧化氫酶,能將對(duì)細(xì)胞有害的H2O2轉(zhuǎn)化為H2O和O2。在植物葉肉細(xì)胞中,過(guò)氧化物酶體執(zhí)行光呼吸的功能。乙醛酸循環(huán)體:除含過(guò)氧化物酶體有關(guān)的酶系外,還具有乙醛酸循環(huán)有關(guān)的酶系,如異檸檬酸裂合酶、蘋(píng)果酸合成酶等。乙醛酸循環(huán)體除了具有分解過(guò)氧化物的作用,還參與糖異生作用等過(guò)程⑨液泡與液泡系在植物細(xì)胞中有大小不同的液泡。成熟的植物細(xì)胞有一個(gè)很大的中央液泡,也許占細(xì)胞體積的90%,它是由許多小液泡合并成的。動(dòng)物細(xì)胞中的液泡較小,差別也不顯著。液泡由一層單位膜圍成。其中重要成分是水。不同種類(lèi)細(xì)胞的液泡中具有不同的物質(zhì),如無(wú)機(jī)鹽、糖類(lèi)、脂類(lèi)、蛋白質(zhì)、酶、樹(shù)膠、丹寧、生物堿等。液泡的功能是多方面的,強(qiáng)維持細(xì)胞的緊張度是它所起的明顯作用。另一方面是貯藏各種物質(zhì),例如甜菜中的蔗糖就是貯藏在液泡中,而許多種花的顏色就是由于色素在花瓣細(xì)胞的液泡中濃縮的結(jié)果。第三,液泡中具有水解酶,它可以吞噬消化細(xì)胞內(nèi)破壞的成分。最后,液泡在植物細(xì)胞的自溶中也起一定的作用。3.細(xì)胞核真核細(xì)胞具有細(xì)胞核。除了哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞及高等植物的篩管細(xì)胞等少數(shù)幾種細(xì)胞能在無(wú)核狀態(tài)下進(jìn)行生命活動(dòng)外,多數(shù)真核細(xì)胞都具有細(xì)胞核。細(xì)胞核是遺傳信息的貯存場(chǎng)合,對(duì)于細(xì)胞結(jié)構(gòu)及生命活動(dòng)具有重要的調(diào)控作用。(1)核膜在電鏡下真核細(xì)胞的核重要涉及核膜、染色質(zhì)、核仁和核基質(zhì)四部分。真核細(xì)胞具有核膜,核膜亦稱(chēng)核被膜,使遺傳物質(zhì)DNA與細(xì)胞質(zhì)分開(kāi)。原核生物,如細(xì)菌、蘭藻等不具核膜,即DNA和細(xì)胞質(zhì)之間沒(méi)有膜隔開(kāi)。核膜由內(nèi)外兩層膜組成。內(nèi)膜平滑,外膜靠細(xì)胞質(zhì)的一側(cè)有時(shí)附著有核糖體,并且??煽吹酵饽づc粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是連續(xù)的,所以?xún)?nèi)外膜之間的核周腔通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)似乎也許和細(xì)胞處相通。內(nèi)外兩膜在很多地方愈合形成小孔,稱(chēng)為核膜孔。離子、比較小的分子可以通透核膜。但像球蛋白、清蛋白等高分子則不能原樣通過(guò)核膜。高分子的進(jìn)出核要由核膜孔通過(guò)。(2)染色質(zhì)染色質(zhì)是間期細(xì)胞核中易被堿性染料染色的物質(zhì),由DNA與蛋白質(zhì)為主組成的復(fù)合結(jié)構(gòu),是遺傳物質(zhì)的存在形式。染色體與染色質(zhì)是化學(xué)組成一致、而在細(xì)胞周期的不同時(shí)期出現(xiàn)的兩種不同構(gòu)型結(jié)構(gòu)。在真核細(xì)胞中,核小體是構(gòu)成染色質(zhì)的基本單位,核小體是DNA與組蛋白結(jié)合形成的。此外,染色質(zhì)的成分還涉及少量的RNA和非組蛋白。在間期核中,染色質(zhì)的形態(tài)不均勻。根據(jù)其形態(tài)及染色特點(diǎn)可分為常染色質(zhì)和異染色質(zhì)兩種類(lèi)型。常染色質(zhì)折疊疏松、凝縮限度低,處在伸展?fàn)顟B(tài),堿性染料染色時(shí)著色淺,具有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)一般為常染色質(zhì)。異染色質(zhì)折疊壓縮限度高,處在凝集狀態(tài),經(jīng)堿性染料染色著色深,其DNA中反復(fù)序列多,復(fù)制較常染色質(zhì)晚。(3)核仁光學(xué)顯微鏡下觀測(cè),真核細(xì)胞的間期核中可見(jiàn)到1個(gè)或多個(gè)球狀小體稱(chēng)為核仁。核仁是核糖體RNA(rRNA)合成及核糖體亞單位前體組裝的場(chǎng)合,與核糖體的生物發(fā)生密切相關(guān)。核糖體RNA是在核仁合成的。如組成80S型核糖體的rRNA共有四種:5S、5.8S、18S、28S,其中后三種是在核仁中合成的。(4)核基質(zhì)間期核內(nèi)非染色或染色很淡的基質(zhì)稱(chēng)核內(nèi)基質(zhì)。染色質(zhì)和核仁懸浮于其中,它具有蛋白質(zhì)、RNA、酶等。核內(nèi)基質(zhì)亦稱(chēng)核液。4.細(xì)胞骨架細(xì)胞骨架普遍存在于真核細(xì)胞中,蛋白質(zhì)纖維構(gòu)成的網(wǎng)架體系。重要涉及細(xì)胞膜骨架、細(xì)胞質(zhì)骨架和細(xì)胞核骨架三部分。細(xì)胞骨架對(duì)于細(xì)胞形態(tài)的維持、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、物質(zhì)運(yùn)送、細(xì)胞增殖及分化等具有重要作用。(1)細(xì)胞膜骨架指細(xì)胞膜下由蛋白質(zhì)纖維組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),稱(chēng)為細(xì)胞膜骨架。膜骨架一方面直接與膜蛋白結(jié)合,另一方面又能與細(xì)胞質(zhì)骨架相連,重要參與維持細(xì)胞質(zhì)膜的形態(tài),并協(xié)助細(xì)胞膜完畢某些生理功能。(2)細(xì)胞質(zhì)骨架要指存在于細(xì)胞質(zhì)中的三類(lèi)成分:微管、微絲和中間纖維。它們都是與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)有關(guān)的結(jié)構(gòu)。微管:它是中空的圓筒狀結(jié)構(gòu),直徑為18nm~25nm,長(zhǎng)度變化很大,可達(dá)數(shù)微米以上。構(gòu)成微管的重要成分是微管蛋白。此外,纖毛、鞭毛、中心粒等基本上也是由許多微管聚集而成,細(xì)胞分裂時(shí)出現(xiàn)的紡錘絲也是由微管組成。組成纖毛、鞭毛的微管重要與運(yùn)動(dòng)有關(guān),而神經(jīng)細(xì)胞中的微管也許與支持和神經(jīng)遞質(zhì)的運(yùn)送有關(guān)。微管經(jīng)低溫、高壓、秋水仙素和長(zhǎng)春花堿等解決后就會(huì)破壞,使細(xì)胞變形,也不能運(yùn)動(dòng)。微絲:微絲是原生質(zhì)中一種細(xì)小的纖絲,直徑約為50?~60?,常呈網(wǎng)狀排列在細(xì)胞膜之下。微絲的成分是肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白,這是肌纖維的運(yùn)動(dòng)蛋白。細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)、變形運(yùn)動(dòng)等都和微絲的活動(dòng)有關(guān)。動(dòng)物細(xì)胞在進(jìn)行分裂時(shí),細(xì)胞中央發(fā)生橫縊,將細(xì)胞提成兩個(gè),也必須由微絲收縮而產(chǎn)生。有的微絲重要起支架作用,與維持細(xì)胞的形狀有關(guān)。中間纖維:其粗細(xì)介于微管和微絲之間,也是由蛋白質(zhì)組成。不同組織中,中間纖維的蛋白質(zhì)成分有明顯的差異。中間纖維與微管、微絲一起形成一個(gè)完整的骨架體系,細(xì)胞起支撐作用。同時(shí)參與橋粒的形成。它外連細(xì)胞膜,內(nèi)與核內(nèi)的核纖層相通,它在細(xì)胞內(nèi)信息傳遞過(guò)程中也許起重要作用。(3)細(xì)胞核骨架真核細(xì)胞核中也存在著一個(gè)以蛋白質(zhì)為重要結(jié)構(gòu)成分的網(wǎng)架體系,稱(chēng)為核骨架。狹義地講,核骨架就是指核基質(zhì),廣義地講,核骨架則涉及了核基質(zhì)、核纖層和核孔復(fù)合體等。核基質(zhì)為DNA復(fù)制提供空間支架,對(duì)DNA超螺旋化的穩(wěn)定起重要作用。核纖層為核被膜及染色質(zhì)提供結(jié)構(gòu)支架。(5)鞭毛和纖毛鞭毛和纖毛是動(dòng)物細(xì)胞及某些低等植物細(xì)胞表面的特化結(jié)構(gòu),具有運(yùn)動(dòng)功能。纖毛與鞭毛結(jié)構(gòu)基本相同,涉及兩部分:鞭桿、基體。鞭桿軸心是由“9+2”排列的一束微管構(gòu)成(涉及一對(duì)平行單管微管的組成的中央微管及圍繞中央微管外周的9個(gè)二聯(lián)體微管)?;w則無(wú)中央微管,外周由9個(gè)三聯(lián)體微管組成,呈“9+0”結(jié)構(gòu)。這與中心粒的相同。五、細(xì)胞分化細(xì)胞分化,簡(jiǎn)樸說(shuō)是在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中細(xì)胞之間產(chǎn)生穩(wěn)定差異的過(guò)程。1.細(xì)胞分化的原理(1)細(xì)胞核的全能性受精卵具有分化出各種組織和細(xì)胞,并建立一個(gè)完整個(gè)體的潛在能力,稱(chēng)為全能細(xì)胞。囊胚細(xì)胞和原腸胚細(xì)胞具有分化出多種組織的也許,但卻不能發(fā)育成完整的個(gè)體,為多能細(xì)胞。成體中儲(chǔ)存著保持增殖能力的細(xì)胞,它們產(chǎn)生的細(xì)胞后代有的也許分化為多種組織,有的也許只分化出一種細(xì)胞。只能分化出一種細(xì)胞的類(lèi)型叫做單能細(xì)胞。隨著動(dòng)物細(xì)胞分化限度提高,細(xì)胞分化潛能越來(lái)越窄,但它們的細(xì)胞核仍保持著全能性。高度分化的植物組織具有發(fā)育成完整植物的潛能,保持著發(fā)育的全能性。(2)基因的選擇表達(dá)細(xì)胞分化與基因選擇表達(dá)有關(guān)。細(xì)胞的編碼基因分為兩類(lèi):管家基因和奢侈基因。管家基因是維持細(xì)胞生存必需的一類(lèi)基因,在各類(lèi)細(xì)胞中都處在活動(dòng)狀態(tài)。奢侈基因是在不同組織細(xì)胞中選擇表達(dá)的基因,與分化細(xì)胞的特殊性狀直接相關(guān)。目前一般認(rèn)為,細(xì)胞分化重要是奢侈基因中某些特定基因有選擇地表達(dá)的結(jié)果。2.細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核及外界環(huán)境對(duì)細(xì)胞分化的影響(1)細(xì)胞質(zhì)在細(xì)胞分化中的決定作用受精卵的分裂稱(chēng)卵裂。卵裂過(guò)程的每次分裂,從核物質(zhì)的角度看都是均勻分派到子細(xì)胞中,但是細(xì)胞質(zhì)中物質(zhì)的分布是不均勻的。也許正是由于胞質(zhì)分裂時(shí)的不均等分派,在一定限度上決定了細(xì)胞的初期分化。(2)細(xì)胞核在細(xì)胞分化中的作用細(xì)胞核是真核細(xì)胞遺傳信息的貯存場(chǎng)合。因此,在細(xì)胞分化過(guò)程中,細(xì)胞核對(duì)于細(xì)胞分化也肯定有重要的影響,它也許通過(guò)控制細(xì)胞質(zhì)的生理代謝活動(dòng)從而控制分化。(3)外界環(huán)境對(duì)細(xì)胞分化的影響細(xì)胞對(duì)鄰近細(xì)胞的形態(tài)發(fā)生會(huì)產(chǎn)生影響,并決定其分化方向。此外,在多細(xì)胞生物幼體發(fā)育過(guò)程中,環(huán)境中的激素作用能引發(fā)和促進(jìn)細(xì)胞分化。3.癌細(xì)胞不受調(diào)節(jié)的惡性增殖細(xì)胞,這種細(xì)胞即稱(chēng)為癌細(xì)胞。(1)癌細(xì)胞的重要特性癌細(xì)胞的重要特性表現(xiàn)在無(wú)限增殖;接觸克制現(xiàn)象喪失;細(xì)胞間的粘著性減少,易分散和轉(zhuǎn)移;易于被凝集素凝集;粘壁性下降;細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)紊亂;產(chǎn)生新的膜抗原;對(duì)生長(zhǎng)因子需要量減少等方面。(2)致癌因子及癌基因?qū)W說(shuō)凡能引起細(xì)胞發(fā)生癌變的因子稱(chēng)為致因子。重要涉及三類(lèi):化學(xué)致癌因子,物理致癌因子,病毒致癌因子。一些學(xué)者對(duì)細(xì)胞癌變的機(jī)理提出了“癌基因?qū)W說(shuō)”:認(rèn)為病毒對(duì)細(xì)胞的致癌作用是由于病毒基因組中的癌基因引起,而正常細(xì)胞中存在的癌基因是在初期進(jìn)化過(guò)程中通過(guò)病毒感染而從病毒基因組中獲得。假如細(xì)胞癌基因受阻,則細(xì)胞能正常發(fā)育;在各種致癌因子作用下,細(xì)胞癌基因被活化而使細(xì)胞發(fā)生癌變。
[典型例題]例1.原核生物:A.具有細(xì)胞器,但不具有細(xì)胞核B.能產(chǎn)生ATP,能獨(dú)立進(jìn)行生命過(guò)程C.細(xì)胞壁含幾丁質(zhì)D.大多具有環(huán)狀DNAE.都是厭氧生物解析:原核細(xì)胞中沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線(xiàn)粒體和質(zhì)體等,但有核糖體和中間體。細(xì)胞壁成分重要為肽聚糖,擬核內(nèi)遺傳物質(zhì)為環(huán)狀DNA分子。能獨(dú)立代謝,但有需氧型的,也有厭氧型的。答案BD。例2.癌細(xì)胞的特性有(多選):A.可以遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移B.僅在人類(lèi)和靈長(zhǎng)類(lèi)發(fā)現(xiàn)C.其所有的癌基因表達(dá)上升D.不存在細(xì)胞凋亡解析:癌細(xì)胞的重要特性表現(xiàn)在無(wú)限增殖;接觸克制現(xiàn)象喪失;細(xì)胞間的粘著性減少,易分散和轉(zhuǎn)移;易于被凝集素凝集;粘壁性下降;細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)紊亂;產(chǎn)生新的膜抗原;對(duì)生長(zhǎng)因子需要量減少等方面。答案:AD。例3.以下哪個(gè)有關(guān)核仁的說(shuō)法是錯(cuò)誤的:A.核仁在有絲分裂中消失B.rRNA合成在核仁進(jìn)行C.tRNA合成在核仁進(jìn)行D.小核仁可融合成大核仁解析:核仁是核糖體RNA(rRNA)合成及核糖體亞單位前體組裝的場(chǎng)合,與核糖體的生物發(fā)生密切相關(guān)。核仁可融合形成大核仁。答案:C例4.鞭毛擺動(dòng)和細(xì)胞分裂收縮環(huán)的作用重要分別涉及細(xì)胞骨架:A.微管與微絲B.中間纖維與微管C.中間纖維與微絲D.都是微管解析:組成纖毛、鞭毛的微管重要與運(yùn)動(dòng)有關(guān);動(dòng)物細(xì)胞在進(jìn)行分裂時(shí),細(xì)胞中央發(fā)生橫縊,將細(xì)胞提成兩個(gè),也必須由微絲收縮而產(chǎn)生。答案:A。例5:自然界最小的細(xì)胞是A.病毒B.支原體C.血小板D.細(xì)菌解析:最小的細(xì)胞是支原體。病毒無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu),血小板無(wú)細(xì)胞核,不能算作真正的生命體。答案:B。例6:在下列關(guān)于細(xì)胞基本共性的描述中,哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的:A.所有細(xì)胞表面均具有脂蛋白體系構(gòu)成的細(xì)胞膜B.C.所有的細(xì)胞都有線(xiàn)粒體,作為產(chǎn)能細(xì)胞器D.所有的細(xì)胞都具有核糖體作為蛋白質(zhì)合成的機(jī)器解析:凡細(xì)胞結(jié)構(gòu)(涉及原核細(xì)胞和真核細(xì)胞)均具有質(zhì)膜,質(zhì)膜的均以磷脂雙分子層為基本支架,蛋白質(zhì)為運(yùn)送載體。細(xì)胞中均具有兩種核酸。但細(xì)胞中不均具有細(xì)胞器,厭氧呼吸的細(xì)胞中均無(wú)線(xiàn)粒體。細(xì)胞中均具核糖體,用于蛋白質(zhì)的合成。答案:C。例7:細(xì)胞膜脂質(zhì)雙分子層中,鑲嵌蛋白質(zhì)分子分布在:
A.僅在內(nèi)表面B.僅在兩層之間C.僅在內(nèi)表面與外表面D.兩層之間、內(nèi)表面與外表面都有解析:根據(jù)細(xì)胞膜的流體鑲嵌模型,鑲嵌蛋白質(zhì)分子分布在兩層之間、內(nèi)表面與外表面。答案:D。例8:甜菜肉質(zhì)貯藏根液泡中的花青素使塊根呈紅色,將此根切成小塊,放入蒸餾水中,水的顏色無(wú)明顯變化;若先用鹽酸解決此根,再放入蒸餾水中,則水變?yōu)榧t色,因素是:A.鹽酸破壞了細(xì)胞壁B.鹽酸破壞了細(xì)胞膜
C.鹽酸破壞了原生質(zhì)層D.花青素溶于鹽酸而不溶于水解析:鹽酸破壞了原生質(zhì)層,即細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)及液泡膜,使細(xì)胞的選擇透過(guò)性被破壞,細(xì)胞液外流。答案:C。例9:導(dǎo)致動(dòng)植物細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型不同的重要因素是動(dòng)物細(xì)胞:A.無(wú)細(xì)胞壁B.無(wú)中央液泡C.無(wú)質(zhì)體D.無(wú)中心體解析:動(dòng)植物細(xì)胞代謝類(lèi)型不同,植物一般為自養(yǎng)型,動(dòng)物一般為異養(yǎng)型,重要因素是動(dòng)物細(xì)胞無(wú)質(zhì)體,而植物細(xì)胞有。質(zhì)體中的葉綠體可進(jìn)行光合作用,制造有機(jī)物。例10:下列結(jié)構(gòu)中,必需用電子顯微鏡才干看得到的結(jié)構(gòu)是:A.液泡和葉綠體B.基粒和核孔C.細(xì)胞核和染色體D.細(xì)胞壁和細(xì)胞膜解析:光鏡下可見(jiàn)的結(jié)構(gòu)為顯微結(jié)構(gòu),如細(xì)胞壁、細(xì)胞核、核仁、染色體、紡錘體、葉綠體等;電鏡下分辨率達(dá)0.25um以下的結(jié)構(gòu)為亞顯微結(jié)構(gòu),如基粒和核孔。[智能訓(xùn)練]1.下列生物中屬于原核生物的一組是:(B)A.藍(lán)藻和酵母菌B.藍(lán)藻和硝化細(xì)菌C.綠藻和根瘤菌D.水綿和紫菜2.下列各種特性中,屬于細(xì)菌共有的是A①原核細(xì)胞②堅(jiān)硬的細(xì)胞壁和肽葡聚糖③真核細(xì)菌④裂殖繁殖⑤具有纖維素的堅(jiān)硬細(xì)胞壁A.①②④B.②③④C.③④⑤D.①②⑤3.細(xì)菌的芽孢是:(A)A.休眠體B.營(yíng)養(yǎng)繁殖體C.孢子D.營(yíng)養(yǎng)體4.根據(jù)內(nèi)共生起源學(xué)說(shuō),線(xiàn)粒體和葉綠體分別起源于:(D)①原細(xì)菌②原始真核細(xì)胞內(nèi)細(xì)菌狀共生體③紫色硫細(xì)菌④反硝化細(xì)菌⑤原始真核細(xì)胞內(nèi)藍(lán)藻狀共生體A.①③B.②④C.③⑤D.②⑤5.動(dòng)物細(xì)胞在細(xì)胞膜外缺少堅(jiān)硬的細(xì)胞壁,但許多細(xì)胞仍然保持細(xì)胞的非球體狀態(tài),其因素是:(B)A.細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)分子可以流動(dòng)B.微管起著支持作用C.基質(zhì)充滿(mǎn)細(xì)胞維持著形態(tài)D.磷脂雙分子層的骨架作用6.是細(xì)菌具有的結(jié)構(gòu)和重要的生理活動(dòng)的是:(D)①自養(yǎng)②異養(yǎng)③不能運(yùn)動(dòng)④有葉綠體⑤有線(xiàn)粒體⑥有細(xì)胞核⑦沒(méi)細(xì)胞核⑧有細(xì)胞膜⑨有細(xì)胞壁⑩可以運(yùn)動(dòng)A.②⑤⑥⑧⑩B.①③④⑤⑥⑧⑨C.②③⑤⑥⑧⑨D.①②③⑦⑧⑨⑩7.下列物質(zhì)中,不能橫穿細(xì)胞膜進(jìn)出細(xì)胞的是:(D)A.維生素D和性激素B.水和尿素C.氨基酸和葡萄糖D.酶和胰島素8.關(guān)于細(xì)胞核膜上的核孔,以下敘述不對(duì)的的是:(C)A.核孔在核膜上均勻分布B.核孔由內(nèi)、外核膜融合而成C.核孔數(shù)目多少與細(xì)胞核體積大小正相關(guān)D.核孔是某些大分子物質(zhì)的運(yùn)送孔道9.在某一類(lèi)型的血細(xì)胞中,一種中性物質(zhì)的濃度比周邊血漿中的濃度高得多,然而此物質(zhì)仍能繼續(xù)不斷地進(jìn)入細(xì)胞。該物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的這一方式是:(D)A.滲透作用B.簡(jiǎn)樸擴(kuò)散作用C.易化擴(kuò)散,即進(jìn)行得較快的擴(kuò)散作用D.積極運(yùn)送10.真核細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中的核糖體:(B)A.與細(xì)菌的核糖體大小、組成相同B.較細(xì)菌的核糖體大,但組成相似C.較細(xì)菌的核糖體小,組成不同D.與細(xì)菌核糖體大小相同,但組成完全不同11.在真核細(xì)胞中,產(chǎn)生初級(jí)溶酶體的是:(C)A.細(xì)胞質(zhì)液B.細(xì)胞核C.高爾基體D.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)12.粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成的蛋白質(zhì)需經(jīng)下列哪種結(jié)構(gòu)加工解決后才具有生物活性?(D)A.溶酶體B.線(xiàn)粒體C.質(zhì)體D.高爾基體13.睪丸間質(zhì)細(xì)胞合成的雄性激素,是在下列哪種細(xì)胞器中合成的?(D)A.高爾基體B.細(xì)胞質(zhì)C.核糖體D.滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)14.用某種影響細(xì)胞骨架的藥水解決體外培養(yǎng)的細(xì)胞,群體中出現(xiàn)雙核細(xì)胞,最也許的因素是:(D)A.微絲破壞B.微管破壞C.染色體畸變D.細(xì)胞發(fā)生融合15.下列四對(duì)名詞中,合適的是:(C)A.葉綠體一酶的貯藏處B.過(guò)氧化(酶)體一細(xì)胞中的轉(zhuǎn)運(yùn)作用C.核仁一核糖體亞基的組裝部位D.溶酶體一細(xì)胞中的發(fā)電站16.假如以下的說(shuō)法對(duì)葉綠體和線(xiàn)粒體來(lái)說(shuō)都對(duì)的,在括號(hào)上標(biāo)“+”,假如不對(duì)的則標(biāo)“-”A.具有蛋白質(zhì)(+)B.具有可結(jié)合氫離子的輔酶(+)C.具有鉀離子(+)D.缺少DNA(—)E.能產(chǎn)生ATP(+)F.能產(chǎn)生氧氣(—)17.請(qǐng)參考下面資料,回答以下兩個(gè)問(wèn)題:①直徑25nm;②直徑8~10nm;③直徑7nm;④管狀;⑤由各種蛋白質(zhì)組成;⑥由4~5條原絲組成的管;⑦由微管蛋白組成,是一種蛋白質(zhì);⑧重要由肌動(dòng)蛋白組成;⑨死亡細(xì)胞形成角質(zhì)保護(hù)層;⑩構(gòu)成中心粒、紡錘體、纖毛的基本單位。(1)真核細(xì)胞具有微管和微絲結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)稱(chēng)為細(xì)胞骨架。對(duì)的描述微管的是:(A)A.①④⑦⑩B.③⑥⑧C.②⑤⑥⑨D.③⑧(2)能描述微絲特點(diǎn)的是:(D)A.①④⑦⑩B.③⑥⑧C.②⑤⑥⑨D.③⑧18.高等植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞之間,在細(xì)胞分裂的機(jī)制上的不同點(diǎn)是:(C)①著絲點(diǎn)分裂②細(xì)胞質(zhì)分裂③紡錘絲的功能④中心粒存在A.①②B.①④C.②④D.③④19.“一些細(xì)菌的單個(gè)細(xì)胞也許涉及不同數(shù)量的質(zhì)粒分子?!边@句話(huà):(D)A.不對(duì),每個(gè)細(xì)胞中只有一個(gè)質(zhì)粒分子B.對(duì),但僅當(dāng)細(xì)菌菌株不同時(shí)C.對(duì),但只是當(dāng)細(xì)菌在不同條件下培養(yǎng)時(shí)D.對(duì),由于大多數(shù)質(zhì)粒的復(fù)制并不是嚴(yán)格控制的20.核糖體RNA的基因位于染色體上的位置是:(D)A.端粒B.主隘痕C.著絲粒D.副隘痕21.決定核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)之間的聯(lián)系的是:(B)A.碳水化合物B.蛋白質(zhì)氨基末端序列C.蛋白質(zhì)羧基末端序列D.脂肪22.支持葉綠體的內(nèi)共生起源假說(shuō)的特性是:(D)①它為單層膜的細(xì)胞器②它為雙層膜的細(xì)胞器③它具有自己獨(dú)立的遺傳系統(tǒng),涉及環(huán)狀DNA④它沒(méi)有自己的遺傳系統(tǒng)⑤它具有與細(xì)胞質(zhì)核糖體不同的核糖體⑥它具有與細(xì)胞質(zhì)核糖體相同的核糖體A.①④⑤B.②④⑥C.①③⑥D(zhuǎn).②③⑤23.一個(gè)分子自葉綠體類(lèi)囊體內(nèi)到達(dá)線(xiàn)粒體基質(zhì)必須穿過(guò)的層膜數(shù)是:(B)A.3B.5C.7D.924.下圖中Ⅰ—Ⅳ說(shuō)明了物質(zhì)和離子通過(guò)細(xì)胞膜的轉(zhuǎn)運(yùn),下列陳述中對(duì)的的是:()DA.所有圖中均有積極運(yùn)送B.在圖Ⅱ和圖Ⅲ中有積極轉(zhuǎn)運(yùn),在圖Ⅰ和圖Ⅳ中有被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)C.在圖Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ中有滲透作用D.在Ⅲ圖中有積極轉(zhuǎn)運(yùn),而在圖Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ中有被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)25.高等植物細(xì)胞之間的物質(zhì)互換和通訊重要通過(guò)的途徑是:(D)A.胞隙連結(jié)B.吞噬C.外排D.胞間連絲26.白細(xì)胞能吞噬綠膿桿菌,與這一現(xiàn)象有關(guān)的是:(D)A.積極運(yùn)送B.協(xié)助擴(kuò)散C.自由擴(kuò)散D.胞膜一定的流動(dòng)性27.溶酶體內(nèi)腔液:(A)A.較細(xì)胞質(zhì)更具酸性B.較細(xì)胞質(zhì)更為堿性C.同細(xì)胞質(zhì)的pH同樣D.時(shí)而更酸,時(shí)而更堿28.下列對(duì)克隆羊敘述對(duì)的的是(多選):(ABC)A.克隆羊是無(wú)性生殖產(chǎn)生的B.克隆綿羊“多莉”采用的是母體乳腺上皮細(xì)胞C.克隆綿羊“多莉”的產(chǎn)生過(guò)程運(yùn)用了三只綿羊D.克隆“多莉”用的是16細(xì)胞“胚”植入代孕母羊29.病毒的特點(diǎn)是(多選):(BDE)A.可采用光學(xué)顯微鏡觀測(cè)病毒的形態(tài)特性B.病毒不能產(chǎn)生ATP,不能獨(dú)立進(jìn)行各種生命過(guò)程C.病毒毒粒內(nèi)具有DNA和RNAD.病毒能通過(guò)細(xì)菌濾器E.沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)30.對(duì)法囊藻(一種海藻)的細(xì)胞中各種離子濃度的分析表白,細(xì)胞液的成分與海水的成分很不相同(見(jiàn)右圖)。(1)K+和Cl-的細(xì)胞內(nèi)積累,而Na+、Ca2+等在細(xì)胞液中的含量低于海水中的含量。這表白此海藻對(duì)于礦質(zhì)離子的吸取具有選擇性。(2)K+和Cl-進(jìn)入細(xì)胞的轉(zhuǎn)運(yùn)方向是從低濃度到高濃度,這種吸取方式叫做積極運(yùn)送,這種吸取方式需要的兩個(gè)基本條件是載體能量。(3)Na+和Ca2+進(jìn)入細(xì)胞的轉(zhuǎn)運(yùn)方向高濃度到低濃度,它們的吸取方式屬于積極運(yùn)送。(4)法囊藻細(xì)胞液中的各種離子濃度與海水中各種離子濃度不成比例,其結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是細(xì)胞膜上不同離子的載體的數(shù)量不同。31.右下圖是某種生物的細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)示意圖,試據(jù)圖回答:(1)與圖中⑥的形成有關(guān)的結(jié)構(gòu)是2(2)與細(xì)胞滲透吸水能力直接有關(guān)的結(jié)構(gòu)是3。(3)對(duì)細(xì)胞各種生理活動(dòng)起催化作用的物質(zhì)是在7處會(huì)成。(4)圖中能將水分解的場(chǎng)合是5。(5)CO2重要由圖中的4釋放,所釋放的CO2在充足的光照條件下擴(kuò)散到5處被運(yùn)用。(6)非生物界的能量通過(guò)圖中結(jié)構(gòu)5的生理活動(dòng)后,才干進(jìn)入生物界。(7)既是細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)貯藏器,又是細(xì)胞廢物的排泄器是圖中的3。32.右圖為某動(dòng)物細(xì)胞結(jié)構(gòu)示意圖,假如在一定期間內(nèi),讓該細(xì)胞吸取放射性同位素標(biāo)記的氨基酸。請(qǐng)回答問(wèn)題:(1)⑤部位的物質(zhì)(圖上方的黑點(diǎn)),一方面是附著在(2)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的(1)核糖體合成的蛋白質(zhì)物質(zhì)。(2)它是由(3)高爾基體。加工后形成的。(3)此動(dòng)物細(xì)胞對(duì)該物質(zhì)還具有分泌功能。33.閱讀下文,并回答以下各問(wèn)題:把菠菜葉放進(jìn)適當(dāng)?shù)娜芤褐?,進(jìn)行研磨。將研磨液用紗布過(guò)濾后,除去未磨碎的組織,得到一種綠色的液體。把其倒入離心管中,進(jìn)行適當(dāng)強(qiáng)度的離心分離,得到沉淀(沉淀A)。將此沉淀用電子顯微鏡進(jìn)行觀測(cè)時(shí),可發(fā)現(xiàn)細(xì)胞壁的碎片和(甲)膜上具有許多小孔的球狀結(jié)構(gòu)。將其上清液的綠色部分進(jìn)行較強(qiáng)力的離心分離時(shí),綠色部分幾乎所有沉淀(沉淀B)。用電子顯微鏡觀測(cè)此沉淀,發(fā)現(xiàn)有許多(乙)直徑為幾微米的細(xì)胞器。又把幾乎透明的上清液,用更強(qiáng)的離心力進(jìn)行分離時(shí),可得沉淀(沉淀C)。用電子顯微鏡觀測(cè)此沉淀,則發(fā)現(xiàn)(丙)許多直徑約0.5um的球狀或短棒狀,內(nèi)外包著兩層膜且向內(nèi)折疊的細(xì)胞器。如繼續(xù)進(jìn)行強(qiáng)力離心時(shí),可使上部的澄清部分中的小微粒都沉淀,此沉淀(沉淀D)其中具有許多(?。┲睆郊s0.02um的致密小顆粒和(戊)由該顆粒所附著的膜構(gòu)成的細(xì)胞器。(1):上述文章中劃線(xiàn)處(甲)~(戊)所示的細(xì)胞結(jié)構(gòu)名稱(chēng)分別是C甲乙丙丁戊A細(xì)胞核——葉綠體——線(xiàn)粒體——內(nèi)質(zhì)網(wǎng)——核糖體B線(xiàn)粒體——葉綠體——細(xì)胞核——內(nèi)質(zhì)網(wǎng)——核糖體C細(xì)胞核——葉綠體——線(xiàn)粒體——核糖體——內(nèi)質(zhì)網(wǎng)D線(xiàn)粒體——葉綠體——細(xì)胞核——核糖體——內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(2):下文①~⑨是對(duì)上述沉淀A~D所具有關(guān)細(xì)胞器的敘述。請(qǐng)從①~⑨中找出對(duì)的答案填入各自的括號(hào)內(nèi)。沉淀A(24),沉淀B(68),沉淀(57),沉淀D39)。①與CO2的產(chǎn)生和ATP的生成有②具有全透的性質(zhì),對(duì)植物細(xì)胞的形態(tài)具有維持作用③是蛋白質(zhì)合成的重要場(chǎng)合④具有大量的DNA⑤具有與糖酵解有關(guān)的酶⑥與氧的產(chǎn)生和ATP的生成有關(guān)⑦具有與三羧酸循環(huán)和電子傳遞系統(tǒng)有關(guān)的酶⑧具有CO2合成葡萄糖或淀粉有關(guān)的酶⑨是合成某些專(zhuān)供輸送到細(xì)胞外的蛋白質(zhì)的細(xì)胞器專(zhuān)題三細(xì)胞代謝的基礎(chǔ)[知識(shí)梳理]一、細(xì)胞代謝與能量1.細(xì)胞代謝與能量生物的新陳代謝,或稱(chēng)代謝,是生物體內(nèi)所進(jìn)行的所有物質(zhì)和能量變化的總稱(chēng),它是最基本的生命活動(dòng)過(guò)程。生活的細(xì)胞通過(guò)代謝活動(dòng),不斷從環(huán)境中取得各種必需的物質(zhì),來(lái)維持自身高度復(fù)雜的有序結(jié)構(gòu),并保證細(xì)胞生長(zhǎng)、發(fā)育和分裂等活動(dòng)的正常進(jìn)行。細(xì)胞中能的轉(zhuǎn)換類(lèi)型是多種多樣的。由于細(xì)胞成分中的蛋白質(zhì)、核酸等分子相稱(chēng)脆弱,碰到高溫就要變性失活,所以細(xì)胞內(nèi)不能運(yùn)用熱能來(lái)做功。在細(xì)胞和生物體的能量轉(zhuǎn)換中起重要作用的是化學(xué)能。三磷酸腺苷(ATP)經(jīng)常充當(dāng)各種類(lèi)型的能量互相轉(zhuǎn)換的媒介物。許多放能反映總是和ATP的合成相耦聯(lián),將放出的能貯存在ATP中;許多需能反映總是和ATP分解相耦聯(lián),從ATP中獲得自由能(在壓力和溫度都恒定的條件下可以做功的能稱(chēng)為自由能)。2.三磷酸腺苷(ATP)(1)ATP的結(jié)構(gòu)特性三磷酸腺苷(ATP)也叫做腺苷三磷酸、是高能磷酸化合物的典型代表。ATP是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三個(gè)相連的磷酸基團(tuán)構(gòu)成的。這三個(gè)磷酸基團(tuán)從與分子中腺苷基團(tuán)連接處算起,依次分別稱(chēng)為α、β、γ磷酸基團(tuán)。ATP的結(jié)構(gòu)式是:ATP分子中的γ磷酸基團(tuán)水解時(shí)(有關(guān)酶的催化下),能釋放30.5kJ/mol的能量。ATP分子既可以水解一個(gè)磷酸基團(tuán)(γ磷酸基團(tuán)),而形成二磷酸腺苷(ADP)和磷酸(Pi);也可以同時(shí)水解兩個(gè)磷酸基團(tuán)(β磷酸基團(tuán)和γ磷酸基團(tuán)),而形成一磷酸腺苷(AMP)和焦磷酸(PPi)。后一種水解方式在某些生物合成中具有特殊意義。AMP可以在腺苷酸激酶的作用下,由ATP提供一個(gè)磷酸基團(tuán)而形成ADP,ADP又可以迅速地接受此外的磷酸基團(tuán)而形成ATP。(2)ATP系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡ATP是活細(xì)胞內(nèi)一種特殊的能量載體,在細(xì)胞核、線(xiàn)粒體、葉綠體以及細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中廣泛存在著,但是ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量是很少的。ATP與ADP在細(xì)胞內(nèi)的互相轉(zhuǎn)化卻是十分迅速的。在活細(xì)胞中,ATP末端磷酸基團(tuán)的周轉(zhuǎn)是極其迅速的,其消耗與再生的速度是相對(duì)平衡的,ATP的含量因而維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的、動(dòng)態(tài)平衡的水平。這對(duì)于構(gòu)成細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定的供能環(huán)境具有十分重要的意義。(3)ATP的生成動(dòng)物和人等:呼吸作用綠色植物:光合作用;呼吸作用(4)ATP的運(yùn)用ATP中的能量可以直接轉(zhuǎn)化成其他各種形式的能量,用于各項(xiàng)生命活動(dòng)。這些能量的形式重要有以下6種。滲透能:細(xì)胞的積極運(yùn)送是逆濃度梯度進(jìn)行的,物質(zhì)跨膜移動(dòng)所做的功消耗了能量,這些能量叫做滲透能。機(jī)械能:細(xì)胞內(nèi)各種結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)都是在做機(jī)械功,所消耗的就是機(jī)械能。例如,肌細(xì)胞的收縮,草履蟲(chóng)纖毛的擺動(dòng),精子鞭毛的擺動(dòng),有絲分裂期間染色體的運(yùn)動(dòng),腺細(xì)胞對(duì)分泌物的分泌等。電能:大腦的思考──神經(jīng)沖動(dòng)在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo),以及電鰩、電鰻等動(dòng)物體內(nèi)產(chǎn)生的生物電等,它們所做的電功消耗的就是電能?;瘜W(xué)能:細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的合成需要化學(xué)能,如小分子物質(zhì)合成為大分子物質(zhì)時(shí),必須有直接或間接的能量供應(yīng)。此外,細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)在分解的開(kāi)始階段,也需要化學(xué)能來(lái)活化,成為能量較高的物質(zhì)(如葡萄糖活化成磷酸葡萄糖)??梢哉f(shuō)在細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)代謝中,到處都需要由ATP轉(zhuǎn)化而來(lái)的化學(xué)能做功。光能:目前關(guān)于生物發(fā)光的生理機(jī)制還沒(méi)有完全弄清楚,但是已經(jīng)知道,生物體用于發(fā)光的能量直接來(lái)自ATP,如螢火蟲(chóng)的發(fā)光。熱能:有機(jī)物的氧化分解釋放的能量,一部分用于生成ATP,大部分轉(zhuǎn)化為熱能通過(guò)各種途徑向外界環(huán)境散發(fā),其中一小部分熱能作用于體溫。通常情況下,熱能的形成往往是細(xì)胞能量轉(zhuǎn)化和傳遞過(guò)程中的副產(chǎn)品。此外,ATP釋放的能量中,一部分能量也能用于動(dòng)物的體溫的提高和維持。(4)其他高能磷酸化合物除ATP外,由其他有機(jī)堿構(gòu)成的核苷酸也有重要的生物學(xué)功能,如三磷酸鳥(niǎo)苷(GTP)是蛋白質(zhì)合成過(guò)程所需要的,三磷酸尿苷(UTP)參與糖原的合成,三磷酸胞苷(CTP)是脂肪和磷脂合成所必需的。在動(dòng)物和人體細(xì)胞(特別是肌細(xì)胞)內(nèi),除了ATP外,其他的高能磷酸化合物尚有磷酸肌酸(可用C~P代表)。磷酸肌酸的結(jié)構(gòu)式是:
當(dāng)動(dòng)物和人體細(xì)胞由于能量大量消耗而使細(xì)胞內(nèi)的ATP含量過(guò)度減少時(shí),在有關(guān)酶的催化作用下,磷酸肌酸中的磷酸基團(tuán)連同能量一起轉(zhuǎn)移給ADP,從而生成ATP和肌酸(可用C代表);當(dāng)ATP含量比較多時(shí),在有關(guān)酶的催化作用下,ATP可以將磷酸基團(tuán)連同能量一起轉(zhuǎn)移給肌酸,使肌酸轉(zhuǎn)變成磷酸肌酸。對(duì)于動(dòng)物和人體細(xì)胞來(lái)說(shuō),磷酸肌酸只是能量的一種儲(chǔ)存形式,而不能直接被運(yùn)用。由此可見(jiàn),對(duì)于動(dòng)物和人體細(xì)胞來(lái)說(shuō),磷酸肌酸在能量釋放、轉(zhuǎn)移和運(yùn)用之間起著緩沖的作用,從而使細(xì)胞內(nèi)ATP的含量可以保持相對(duì)的穩(wěn)定,ATP系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡得以維持。二、酶及其功能新陳代謝是生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。而構(gòu)成新陳代謝的許多復(fù)雜而有規(guī)律的物質(zhì)變化和能量變化,都是在酶催化下進(jìn)行的??梢哉f(shuō),沒(méi)有酶的參與,生命活動(dòng)一刻也不能進(jìn)行。(一)酶的化學(xué)本質(zhì)1.絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),某些RNA也具有催化活性。20世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)某些RNA有催化活性,尚有一些抗體也有催化活性,甚至有些DNA也有催化活性,使酶是蛋白質(zhì)的傳統(tǒng)概念受到很大沖擊。(二)酶是生物催化劑1.酶與一般催化劑的共同點(diǎn)(1)用量少而催化效率高。(2)能加快化學(xué)反映的速度,但不改變平衡點(diǎn),反映前后自身不發(fā)生變化。(3)酶減少反映所需的活化能。分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反映的活躍狀態(tài)所需要的能量稱(chēng)為活化能。例2H2O2→2H2O+O2反映活化能非催化反映75.24kJ/mol鈀催化反映48.9kJ/molH2O2酶催化8.36kJ/mol2.酶作為生物催化劑的特點(diǎn)(1)高效性:指催化效率很高,使得反映速率不久(酶減少活化能更顯著)。(2)高度的專(zhuān)一性:任何一種酶只作用于一種或幾種相關(guān)的化合物,這就是酶對(duì)底物的專(zhuān)一性。(3)溫和的反映條件:酶促反映在常溫、常壓、生理pH條件下進(jìn)行。(4)酶在體內(nèi)受到嚴(yán)格的調(diào)節(jié)、控制。(5)酶的催化活力與輔酶、輔基和金屬離子有關(guān)。(三)酶的分類(lèi)按照酶的化學(xué)組成可以將酶分為以下兩類(lèi):(1)單純蛋白質(zhì)酶:有些酶只是多肽鏈,除了氨基酸不含任何其他化學(xué)物質(zhì),也就是說(shuō)有些酶是單純蛋白質(zhì),如胰臟的核糖核酸酶、淀粉酶等。(2)結(jié)合蛋白質(zhì)酶:有些酶除了蛋白質(zhì)外,還具有一些對(duì)熱穩(wěn)定的非蛋白質(zhì)類(lèi)小分子物質(zhì)或金屬離子,即由蛋白質(zhì)部分和非蛋白質(zhì)部分組成。結(jié)合蛋白質(zhì)酶的蛋白質(zhì)部分稱(chēng)為脫輔酶,非蛋白質(zhì)部分稱(chēng)為輔因子。脫輔酶與輔因子結(jié)合后所形成的復(fù)合物稱(chēng)為“全酶”,即全酶=脫輔酶+輔因子。在酶催化時(shí),一定要有脫輔酶和輔因子同時(shí)存在才起作用,兩者各自單獨(dú)存在時(shí),均無(wú)催化作用。脫輔酶部分決定酶催化的專(zhuān)一性,輔酶(輔基)在酶催化中通常是起著電子、原子或某些化學(xué)基團(tuán)的傳遞作用,大部分輔酶是維生素或維生素的衍生物。(四)影響酶作用的因素酶的催化活性的強(qiáng)弱以單位時(shí)間(每分)內(nèi)底物減少量或產(chǎn)物生成量來(lái)表達(dá)。研究某一因素對(duì)酶促反映速率的影響時(shí),應(yīng)在保持其他因素不變的情況下,單獨(dú)改變研究的因素。影響酶促反映的因素常有:酶的濃度、底物濃度、pH值、溫度、克制劑、激活劑等。其變化規(guī)律有以下特點(diǎn)。(1)酶濃度對(duì)酶促反映的影響在底物足夠,其他條件固定的條件下,反映系統(tǒng)中不具有克制酶活性的物質(zhì)及其他不利于酶發(fā)揮作用的因素時(shí),酶促反映的速率與酶濃度成正比。(2)底物濃度對(duì)酶促反映的影響在底物濃度較低時(shí),反映速率隨底物濃度增長(zhǎng)而加快,反映速率與底物濃度近乎成正比;在底物濃度較高時(shí),底物濃度增長(zhǎng),反映速率也隨之加快,但不顯著;當(dāng)?shù)孜餄舛群艽?,且達(dá)成一定限度時(shí),反映速率就達(dá)成一個(gè)最大值,此時(shí)即使再增長(zhǎng)底物濃度,反映速率幾乎不再改變。(3)pH對(duì)酶促反映的影響每一種酶只能在一定限度的pH范圍內(nèi)才表現(xiàn)活性,超過(guò)這個(gè)范圍酶就會(huì)失去活性。在一定條件下,每一種酶在某一個(gè)pH時(shí)活力最大,這個(gè)pH稱(chēng)為這種酶的最適pH。(4)溫度對(duì)酶促反映的影響酶促反映在一定溫度范圍內(nèi)反映速率隨溫度的升高而加快;但當(dāng)溫度升高到一定限度時(shí),酶促反映速率不僅不再加快反而隨著溫度的升高而下降。在一定條件下,每一種酶在某一溫度時(shí)活力最大,這個(gè)溫度稱(chēng)為這種酶的最適溫度。(5)激活劑對(duì)酶促反映的影響激活劑可以提高酶活性,但不是酶活性所必需的。激活劑大體分兩類(lèi):無(wú)機(jī)離子和小分子化合物。(6)克制劑對(duì)酶促反映的影響克制劑使酶活性下降,但不使酶變性??酥苿┳饔脵C(jī)制分兩種:可逆的克制作用和不可逆的克制作用。二、生物膜及功能(一)生物膜的化學(xué)構(gòu)成生物膜是指構(gòu)成細(xì)胞的所有膜的總稱(chēng)。按其所處位置可分為兩種:一種處在細(xì)胞質(zhì)外面的一層膜叫細(xì)胞膜,也可叫質(zhì)膜;另一種是處在細(xì)胞由膜圍繞而成的細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu),叫內(nèi)膜。細(xì)胞的內(nèi)膜系統(tǒng)是指真核細(xì)胞內(nèi),在結(jié)構(gòu)、功能或發(fā)生上相關(guān)的,如核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線(xiàn)粒體、葉綠體、溶酶體,等等。細(xì)胞內(nèi)膜是相對(duì)于包圍在細(xì)胞外面的細(xì)胞膜而言的。細(xì)胞膜可由內(nèi)膜轉(zhuǎn)化而來(lái)(如子細(xì)胞的質(zhì)膜由高爾基體小泡融合而成)。生物膜是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的基本形式,它對(duì)酶催化反映的有序進(jìn)行和整個(gè)細(xì)胞的區(qū)域化都提供了一個(gè)必要的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。當(dāng)然,生物膜的功能是多種多樣的,如細(xì)胞的物質(zhì)代謝、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞等都與生物膜有關(guān)。在真核細(xì)胞中,膜結(jié)構(gòu)占整個(gè)細(xì)胞干重的70%~80%。生物膜由蛋白質(zhì)、脂類(lèi)、糖、水和無(wú)機(jī)離子等組成。蛋白質(zhì)約占60%~65%,脂類(lèi)占25%~40%,糖占5%。這些組分,特別是脂類(lèi)與蛋白質(zhì)的比例,因不同細(xì)胞、細(xì)胞器或膜層而相差很大。生物膜結(jié)構(gòu)上,就是脂類(lèi)以雙分子層構(gòu)成生物膜的基本結(jié)構(gòu),而蛋白質(zhì)分子則“鑲嵌”于其中。1.膜蛋白生物膜中的蛋白質(zhì)約占細(xì)胞蛋白總量的20%~30%,它們或是單純的蛋白質(zhì),或是與糖、脂結(jié)合形成的結(jié)合蛋白。根據(jù)它們與膜脂互相作用的方式及其在膜中的排列部位,可以大體地將膜蛋白分為兩類(lèi):外在蛋白與內(nèi)在蛋白(圖1-7)。外在蛋白為水溶性球狀蛋白質(zhì),通過(guò)靜電作用及離子鍵等非共價(jià)鍵與膜脂相連,分布在膜的內(nèi)外表面。內(nèi)在蛋白占膜蛋白總量的70%~80%,又叫嵌入蛋白或整合蛋白,其重要特性是水不溶性,分布在脂質(zhì)雙分子層中,有的橫跨全膜也稱(chēng)跨膜蛋白,有的所有埋入疏水區(qū),有的與外在蛋白結(jié)合以多酶復(fù)合體形式與膜脂結(jié)合。膜蛋白執(zhí)行著生物膜的重要功能。不同生物膜所具有的不同生物學(xué)功能重要是由于所含膜蛋白的種類(lèi)和數(shù)量的不同。2.膜脂在植物細(xì)胞中,構(gòu)成生物膜的脂類(lèi)重要是復(fù)合脂類(lèi),涉及磷脂、糖脂、硫脂等。磷脂是含磷酸基的復(fù)合脂。在植物細(xì)胞膜中重要的磷脂屬甘油磷脂,它們是磷脂酰膽堿(卵磷脂)和磷脂酰乙醇胺(腦磷脂)。此外,尚有磷脂酰絲氨酸,磷脂酰甘油,磷脂酰肌醇等。磷脂分子結(jié)構(gòu)既有疏水基團(tuán),又有親水基團(tuán)。如圖所示,分子中有一個(gè)極性的“頭部”和一個(gè)疏水的“尾部”。磷脂的這種特性使之在生物膜形成中起著獨(dú)特的作用。糖脂是指甘油脂中甘油分子上有一個(gè)羥基以糖苷鍵與一分子六碳糖相結(jié)合的產(chǎn)物。硫脂則是糖脂分子中的六碳糖上又帶一個(gè)硫酸根基團(tuán)。糖脂和硫脂也具有極性的“頭部”和疏水的“尾部”,這兩種脂類(lèi)在葉綠體膜中特別多,其含量甚至超過(guò)了磷脂。由上可知,膜上的脂類(lèi)幾乎都是兩性分子,在水相中可自發(fā)地形成脂雙層,即脂類(lèi)分子呈兩層排列,親水的頭部處在水相,疏水的尾部朝向中央。這種自發(fā)的排列過(guò)程稱(chēng)作脂類(lèi)的
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