【正文】 大類(lèi)，外在性蛋白與膜的內(nèi)外表面相連，內(nèi)在性蛋白嵌在脂質(zhì)的內(nèi)部，有的穿過(guò)膜的內(nèi)外表面。兩個(gè)相鄰細(xì)胞之間的質(zhì)膜也可變形，形成聯(lián)結(jié)或橋粒，使兩個(gè)相鄰細(xì)胞“焊接”在一起，便于通訊。次生壁在初生壁里面，又分為外、中、內(nèi)三層，厚而硬，不是所有植物細(xì)胞都有的。④副質(zhì)，細(xì)胞質(zhì)中的內(nèi)含物，都是新陳代謝的產(chǎn)物，如淀粉粒、糖元粒、油滴、乳液等。真核細(xì)胞內(nèi)含有的物質(zhì)，大致可分為四類(lèi)：①原生質(zhì)，它是細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞核所組成的生活物質(zhì)的整體。原核細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中的內(nèi)含物有氣泡。二、原核細(xì)胞原核細(xì)胞外部由質(zhì)膜所包圍，質(zhì)膜之外是堅(jiān)固的細(xì)胞壁。細(xì)胞的形狀多樣。第二章 生命的基本單位——細(xì)胞第一節(jié) 細(xì)胞的形態(tài)和類(lèi)別【知識(shí)概要】一、細(xì)胞的概念及形態(tài)細(xì)胞是由原生質(zhì)小團(tuán)所組成的基本單位，其中含有一個(gè)核（或擬核），四周被膜包圍著。在人和動(dòng)物體內(nèi)常見(jiàn)的固醇為膽固醇。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。2．種類(lèi)（l）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。DNA復(fù)性后，許多物理、化學(xué)性質(zhì)又得到恢復(fù)，生物活性也可以得到部分恢復(fù)。（3）核酸的變性和復(fù)性①核酸的變性：是指核酸雙螺旋區(qū)的氫鍵斷裂，堿基有規(guī)律的堆積被破壞，雙螺旋松散，發(fā)生從螺旋到單鍵線團(tuán)的轉(zhuǎn)變，并分離成兩條纏繞的無(wú)定形的多核苷酸單鍵的過(guò)程。常用乙醇從溶液中沉淀核酸。5．性質(zhì) （1）一般性質(zhì)核酸和核苷酸既有磷酸基，又有堿性基團(tuán)，為兩性電解質(zhì)，因磷酸的酸性強(qiáng)，通常表現(xiàn)為酸性。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’﹣磷酸二酯鍵（5’端為磷酸）。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。所有生物細(xì)胞都含有這兩大類(lèi)核酸（病毒只含有DNA或RNA）。這種變化不可逆。（2）變構(gòu)作用：含2個(gè)以上亞基的蛋白質(zhì)分子，如果其中一個(gè)亞基與小分子物質(zhì)結(jié)合，那就不但該亞基的空間結(jié)構(gòu)要發(fā)生變化，其他亞基的構(gòu)象也將發(fā)生變化，結(jié)果整個(gè)蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象乃至活性均將發(fā)生變化，這一現(xiàn)象稱為變構(gòu)或別構(gòu)作用。如：血紅蛋白是由4個(gè)不同的亞基（2個(gè)α肽鏈，2個(gè)β鏈）構(gòu)成的，每個(gè)鏈都是一個(gè)具三級(jí)結(jié)構(gòu)的球蛋白。β–折疊片是并列的比α–螺旋更為伸展的肽鏈，互相以氫鑄連接起來(lái)而成為片層狀，如蠶絲、蛛絲中的β–角蛋白。天然蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)有α–螺旋、β–折疊、β–轉(zhuǎn)角和自由回折四種。按R基的極性分為極性和非極性氨基酸。蛋白質(zhì)就是由一條多肽鏈或幾條多肽鏈集合而成的復(fù)雜的大分子。氨基酸與氨基酸之間可以發(fā)生縮合反應(yīng)，形成的鍵為肽鍵?；窘M成單位是氨基酸。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。葡萄糖和果糖都是含6個(gè)碳原子的己糖，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。生物生活所必需，但是需要量卻很少的一些元素，稱微量元素，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。二、組成生物體的化合物（－）糖類(lèi)1．生物學(xué)功能 參與細(xì)胞組成，是生命活動(dòng)的主要能源物質(zhì)。 核糖（C5H10O5）和脫氧核糖（C5H10O4）都是含有5個(gè)碳原子的戊糖，兩者都是構(gòu)成生物遺傳物質(zhì)（DNA或RNA）的重要組成成分。纖維素是植物中最普遍的結(jié)構(gòu)多糖。除甘氨酸外，蛋白質(zhì)中的氨基酸都具有不對(duì)稱碳原子，都有L—型與D一型之分，為區(qū)別兩種構(gòu)型，通過(guò)與甘油醛的構(gòu)型相比較，人為地規(guī)定一種為L(zhǎng)型，另種為D一型。肽是兩個(gè)以上氨基酸連接起來(lái)的化合物。20種基本氨基酸中，有許多是能在生物體內(nèi)從其他化合物合成的。3．結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分一、二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)。例如動(dòng)物的各種纖維蛋白，它們的分子圍繞一個(gè)縱軸纏繞成螺旋狀，稱為α–螺旋。三級(jí)結(jié)構(gòu)：是指在二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步卷曲折疊，構(gòu)成一個(gè)很不規(guī)則的具有特定構(gòu)象的蛋白質(zhì)分子。4．特點(diǎn)（1）膠體性質(zhì)：蛋白質(zhì)分子量很大，容易在水中形成膠體粒，具有膠體性質(zhì)。例如，某些酶分子可以和它所催化的最終產(chǎn)物結(jié)合，引起變構(gòu)效應(yīng)，使酶的活力降低，從而起到反饋抑制的效果。（三）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。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。 DNA的堿基有四種（A、G、C、T），RNA的堿基也有四種（A、G、C、U）。所以DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)是直線形或環(huán)形的結(jié)構(gòu)。核酸可被酸、堿或酶水解成為各種組分，其水解程度因水解條件而異。（2）核酸的紫外吸收性質(zhì)核酸中的嘌呤堿和嘧啶堿均具有共軛雙鍵，使堿基、核苷、核苷酸和核酸在240～290nm的紫外波段有一個(gè)強(qiáng)烈的吸收峰，最大吸收值在260nm附近。變性主要是由二級(jí)結(jié)構(gòu)的改變引起的，因不涉及共價(jià)鍵的斷裂，故一級(jí)結(jié)構(gòu)并不發(fā)生破壞。DNA的片段越大，復(fù)性越慢；DNA的濃度越高，復(fù)性越快。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)，首先轉(zhuǎn)化成糖元，然后轉(zhuǎn)化成脂肪。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。（五）水和無(wú)機(jī)鹽 1．水水是細(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％。細(xì)胞的大小千差萬(wàn)別。有球狀、多面體、紡錘體和柱狀體等。細(xì)胞壁主要是由一種叫胞壁質(zhì)的蛋白多糖組成。多磷酸顆粒、脂肪滴和蛋白粒等。細(xì)胞質(zhì)包括質(zhì)膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、中心體、線粒體、質(zhì)體等。四、真核細(xì)胞和原核細(xì)胞的主要區(qū)分見(jiàn)下表真核細(xì)胞和原核細(xì)胞的主要區(qū)別特性原核細(xì)胞真核細(xì)胞細(xì)胞大小較?。?～10um）較大（10～100um）染色體一個(gè)細(xì)胞只有一條DNA，與RNA、蛋白質(zhì)不聯(lián)結(jié)在一起一個(gè)細(xì)胞有幾條染色體，DNA與RNA、蛋白質(zhì)聯(lián)結(jié)在一起細(xì)胞核無(wú)核膜和核仁有核膜和核仁細(xì)胞器無(wú)有線粒體、葉綠體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等內(nèi)膜系統(tǒng)簡(jiǎn)單復(fù)雜微梁系統(tǒng)無(wú)有微管和微絲細(xì)胞分裂二分體、出芽，無(wú)有絲分裂具有絲分裂器，能進(jìn)行有絲分裂轉(zhuǎn)錄與轉(zhuǎn)譯出現(xiàn)在同一時(shí)間與地點(diǎn)出現(xiàn)在不同時(shí)間與地點(diǎn)（轉(zhuǎn)錄在核內(nèi)，轉(zhuǎn)譯在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)）五、動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞的區(qū)別植物細(xì)胞的外面有細(xì)胞壁，它由纖維素和果膠質(zhì)構(gòu)成。在兩個(gè)相鄰細(xì)胞之間的壁上，有胞間連絲聯(lián)結(jié)兩個(gè)相鄰細(xì)胞的原生質(zhì)體，使細(xì)胞之間互相流通。動(dòng)物細(xì)胞質(zhì)膜外無(wú)細(xì)胞壁，動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的微管對(duì)細(xì)胞的形態(tài)起著支持作用；動(dòng)物細(xì)胞質(zhì)內(nèi)也無(wú)明顯的液泡和葉綠體。2．細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)關(guān)于細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)有很多假說(shuō)和模型，其中廣泛被接受的是“液態(tài)鑲嵌模型”。細(xì)胞膜對(duì)物質(zhì)的通過(guò)有高度的選擇性。二、細(xì)胞質(zhì)1．基質(zhì)細(xì)胞基質(zhì)呈膠體狀，除含有小分子和離子外，還含有脂類(lèi)、糖、氨基酸、蛋白質(zhì)、RNA等。2．線粒體（1）線粒體形狀、大小和數(shù)目線粒體一般呈線狀或顆粒狀，～1um，長(zhǎng)2～10um。內(nèi)膜透性較差，在不同部位向內(nèi)折疊形成嵴。線粒體的內(nèi)外膜上都附有酶系顆粒，在外膜上牢固附著的是檸檬酸循環(huán)所必需的酶系顆粒。它通過(guò)有呼吸作用的多種酶系顆粒，能將細(xì)胞質(zhì)中的糖酵解，產(chǎn)生丙酮酸，再進(jìn)一步氧化產(chǎn)生能量，并將能量貯藏在ATP高能磷酸鍵中。（1）白色體（也叫無(wú)色體） 因所在的組織和功能的不同可分為造粉質(zhì)體、造蛋白質(zhì)體和造油體。葉綠體由內(nèi)外兩層膜包圍，葉綠體膜能控制代謝物質(zhì)進(jìn)出葉綠體。有些類(lèi)囊體和基粒中的基粒片層橫向連接，使基粒跟基粒相連，這種類(lèi)囊體叫做基質(zhì)片層。粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)呈扁平囊狀，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的外面附有核糖核蛋白體顆粒，是細(xì)胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的主要部位。高爾基體是由雙層膜、表面光滑的大扁囊和小囊泡構(gòu)成，多數(shù)扁囊和囊泡集合在一起，又叫高爾基復(fù)合體。5．液泡系液泡系是指由內(nèi)膜所包圍的小泡和液泡，除線粒體和質(zhì)體外，都屬于液泡系。④微體，按其中所含的酶來(lái)確定它們的性質(zhì)。⑧糊粉粒，在植物的種子中產(chǎn)生的一種特異的液泡，其中貯有蛋白質(zhì)（多數(shù)是酶），起源于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。液泡里有細(xì)胞液，細(xì)胞液主要成分是水，另外含有糖類(lèi)、丹寧、有機(jī)酸、植物堿、色素、鹽類(lèi)等。溶酶體的功能有三個(gè)方面：正常消化作用、自體吞噬、細(xì)胞自溶作用。6．核糖體核糖體顆粒存在于所有類(lèi)型的活細(xì)胞內(nèi)，游離在細(xì)胞質(zhì)中或附著在粗糙型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，快速增殖的細(xì)胞中含量更多。7．中心體中心體是動(dòng)物細(xì)胞和低等植物細(xì)胞特有的細(xì)胞器。三體微管之間和它的周?chē)匈|(zhì)地比較致密的細(xì)粒狀物質(zhì)。微管的功能有：支架作用、細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞分裂、細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸、細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)等。在真核細(xì)胞中，除高等植物成熟的篩管以及哺乳類(lèi)成熟的紅細(xì)胞外，都有細(xì)胞核。核液充滿在核膜內(nèi)，是以核蛋白為主的膠態(tài)物質(zhì)，染色質(zhì)和核仁懸浮在其中。第三節(jié) 細(xì)胞周期和細(xì)胞分裂【知識(shí)概要】一、細(xì)胞周期1．概念細(xì)胞周期是指細(xì)胞一次分裂結(jié)束開(kāi)始生長(zhǎng)，到下一次分裂完成所經(jīng)歷的過(guò)程。③從DNA復(fù)制完成到有絲分裂開(kāi)始，這段時(shí)間叫G2期，細(xì)胞分裂期的開(kāi)始，標(biāo)志著G2期的結(jié)束。G0期的細(xì)胞不合成DNA，也不發(fā)生分裂，而處于靜止?fàn)顟B(tài)。無(wú)絲分裂過(guò)程簡(jiǎn)單，遺傳物質(zhì)也不能平均分配，但能保持親代個(gè)體的遺傳性。分裂期又包括前期、中期、后期和末期。在動(dòng)物長(zhǎng)成后，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)胞后代有的可能分化為多種組織，有的可能只分化出一種細(xì)胞。（2）基因的選擇表達(dá)細(xì)胞分化并非由于某些遺傳物質(zhì)丟失造成的，而是與基因選擇表達(dá)有關(guān)。目前一般認(rèn)為，細(xì)胞分化主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)所。二．癌細(xì)胞在個(gè)體正常發(fā)育過(guò)程中，細(xì)胞有控制地通過(guò)有絲分裂增殖，有秩序地發(fā)生分化，執(zhí)行特定的功能。主要包括三類(lèi)：化學(xué)致癌因子，物理致癌因子，病毒致癌因子。細(xì)胞工程學(xué)可分為五個(gè)部分：基因工程學(xué)，染色體工程學(xué)，染色體組工程學(xué)，細(xì)胞質(zhì)工程學(xué)，細(xì)胞并合工程學(xué)。從酶的化學(xué)組成來(lái)看，有簡(jiǎn)單蛋白和復(fù)合蛋白兩類(lèi)。酶與一般非生物催化劑不同的特點(diǎn)是：1．高效性；2．專(zhuān)一性；3．需要適宜的條件。四、影響酶催化作用的因素影響酶催化作用的因素有底物濃度、溫度、pH、酶濃度、激活劑和抑制劑等。從根尖的頂端起，依次分成根冠、分生區(qū)（生長(zhǎng)點(diǎn)）、伸長(zhǎng)區(qū)和成熟區(qū)（根毛區(qū)）四部分。雙子葉植物的根可以進(jìn)行次生生長(zhǎng)，由形成層細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞分裂，向內(nèi)形成次生木質(zhì)部，向外形成次生韌皮部。莖的主干由種子的胚芽發(fā)育而成，側(cè)枝由主干上的芽發(fā)育而成。維管束是初生韌皮部、形成層和初生木質(zhì)部組成的束狀結(jié)構(gòu)。一般單子葉植物的莖只有初生結(jié)構(gòu)，由表皮、維管束和薄壁組織組成。此外還有貯藏和營(yíng)養(yǎng)繁殖的作用。葉片的結(jié)構(gòu)通常分三部分：表皮、葉肉和葉脈。葉肉由含許多葉綠體的薄壁細(xì)胞組成，分為柵欄和海綿組織，大中型葉脈由維管束和機(jī)械組織構(gòu)成，木質(zhì)部在上，韌皮部在下。光合作用的重要意義是把無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物，轉(zhuǎn)化并儲(chǔ)存太陽(yáng)能，使大氣中的氧和二氧化碳的含量相對(duì)穩(wěn)定等。葉綠體中的色素有三類(lèi)：①葉綠素，主要是葉綠素a和葉綠素b。③藻膽素，是藻類(lèi)進(jìn)行光合作用的主要色素。結(jié)果使電能轉(zhuǎn)變成的活躍化學(xué)能貯存于ATP和NADPH2中?？栁难h(huán)是碳同化的主要形式，大體分三個(gè)階段：①羧化階段（CO2的固定）。四、外界條件對(duì)光合作用的影響影響光合作用的外界條件主要有光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度、溫度和水含量等。成熟的植物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)，細(xì)胞的水勢(shì)表示為：水勢(shì)＝滲透勢(shì)＋壓力勢(shì)＋襯質(zhì)勢(shì)當(dāng)細(xì)胞處于不同濃度的溶液中時(shí)，在細(xì)胞內(nèi)外就會(huì)有水勢(shì)差，從而發(fā)生滲透作用。二、植物根系對(duì)水分的吸收根系吸水有兩種動(dòng)力：（l）根壓：即根系的生理活動(dòng)使液流從根部上升的動(dòng)力。（2）蒸騰拉力：這種吸水是依靠蒸騰失水而產(chǎn)生的蒸騰拉力，由枝葉形成的力量使到根部而引起的被動(dòng)吸水。蒸騰作用是植物對(duì)水分吸收和運(yùn)輸?shù)闹饕獎(jiǎng)恿?，蒸騰作用能促進(jìn)礦質(zhì)養(yǎng)料在體內(nèi)的運(yùn)輸，蒸騰作用能降低葉片的溫度。生產(chǎn)實(shí)踐上，一方面要促使根系生長(zhǎng)健壯，增強(qiáng)吸水能力；另一方面要減少蒸騰，這在干旱環(huán)境中更為重要。植物對(duì)前9種元素需要量相對(duì)較大，屬于大量元素；對(duì)后7種元素需要量極微，屬于微量元素。根吸收礦質(zhì)元素的主要特點(diǎn)表現(xiàn)在：根吸收礦質(zhì)元素和吸收水分是相對(duì)獨(dú)立的，根對(duì)離子的吸收有選擇性。它們進(jìn)入導(dǎo)管后，隨蒸騰作用流經(jīng)木質(zhì)部一起上升到地上各部，有些物質(zhì)可從木質(zhì)部橫向運(yùn)輸?shù)巾g皮部。小腸是消化和吸收的主要場(chǎng)所，是消化管中最長(zhǎng)的部分。2．食物的營(yíng)養(yǎng)成分組成食物的營(yíng)養(yǎng)成分分為糖類(lèi)、脂類(lèi)、蛋白質(zhì)、維生素、無(wú)機(jī)鹽和水六大類(lèi)。消化的過(guò)程分為機(jī)械性消化和化學(xué)性消化。小腸是吸收的主要部位，胃只能吸收少量酒精和水分，大腦能吸收水、無(wú)機(jī)鹽和部分維生素，小腸上皮細(xì)胞吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)時(shí)，水、甘油、膽固醇等是通過(guò)滲透、擴(kuò)散等作用來(lái)吸收的，葡萄糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽離子等是通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸來(lái)吸收的。血液循環(huán)是在由心臟和血管組成的密閉的心血管系統(tǒng)中進(jìn)行的。3．血液血液由血漿和血細(xì)胞組成。4．心臟心臟為一中空的肌性器官。在肺動(dòng)脈和主動(dòng)脈起始部位的里面，各有三個(gè)半月形的瓣膜，分別稱為肺動(dòng)脈辯和主動(dòng)脈瓣，它們都朝動(dòng)脈方向開(kāi)啟，能阻止血液由動(dòng)脈返回心室。動(dòng)脈是把血液從心臟輸送到身體各部分去的血管，動(dòng)脈的管壁厚。毛細(xì)血管是連通于最小的動(dòng)脈與最小的靜脈之間的血管，毛細(xì)血管數(shù)量大，分布廣，管壁由一層扁平細(xì)胞構(gòu)成，管內(nèi)血流的速度極慢，是血液和組織液進(jìn)行物質(zhì)交換的部位。7．循環(huán)系統(tǒng)的作用循環(huán)系統(tǒng)能運(yùn)輸代謝原料和代謝廢物，保證機(jī)體新陳代謝的進(jìn)行；把內(nèi)分泌腺分泌的激素運(yùn)輸?shù)綑C(jī)體各部，執(zhí)行體液調(diào)節(jié)作用；運(yùn)輸白細(xì)胞和淋巴細(xì)胞，有免疫功能；維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的恒定，為生命活動(dòng)提供最適宜的條件。肺是呼吸系統(tǒng)的主要器官，是氣體交換的場(chǎng)所，肺內(nèi)最小的呼吸單位是肺泡，肺泡由單層上皮細(xì)胞構(gòu)成，被毛細(xì)血管網(wǎng)包繞，保證了肺泡內(nèi)充分的氣體交換，肺泡外有豐富的彈性纖維，有助于吸氣后肺泡的彈性回縮。它包括吸氣和呼氣兩個(gè)過(guò)程。氣體交換的動(dòng)力是氣體壓力差，肺泡氣、動(dòng)脈血、靜脈血液、組織內(nèi)的氧氣分壓和二氧化碳分壓各不相同，彼此存在分壓差。人體的主要排泄器官是腎臟，此外還有皮膚的汗腺、肺和大腸。從腎臟的縱剖面看，腎實(shí)質(zhì)可以分為皮質(zhì)和髓質(zhì)