【必背知识】细胞的分子组成和结构、细胞代谢
一、细胞的分子组成和结构
必读：
1．糖类、脂质、蛋白质和核酸共有的元素是C、H、O，除此之外，蛋白质中还含有N等元素，核酸中还含有N、P元素。
2．在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种，不同氨基酸理化性质差异的原因在于R基不同。
3．DNA和RNA在分子组成上的差异表现为DNA中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶，而RNA中含有核糖和尿嘧啶。
4．DNA多样性的原因主要是碱基(脱氧核苷酸)的排列顺序不同；而蛋白质多样性的原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链的空间结构不同。
5．乳糖和糖原只分布于动物(动物、植物)细胞；蔗糖、麦芽糖、淀粉和纤维素只分布于植物(动物、植物)细胞。
6．脂质主要包括脂肪、磷脂和固醇，其中固醇又包括胆固醇、性激素和维生素D等。
7．脂肪的含氢量高于糖类，因此氧化分解时，耗O2多，释放能量也多。
8．自由水/结合水的比值越大，生物新陈代谢越旺盛，但其抗逆性相对较低。
9．相关实验中的颜色反应
(1)蛋白质＋双缩脲试剂→紫色；
(2)DNA＋甲基绿染液→绿色；
(3)RNA＋吡罗红(派洛宁)染液→红色；
(4)还原糖＋斐林试剂加热砖红色；
(5)脂肪＋苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液→橘黄色(红色)；
(6)线粒体＋健那绿染液→蓝绿色。
10．细胞学说的建立过程
(1)虎克：细胞发现者。
(2)施莱登：所有植物都是由细胞构成的。
(3)施旺：所有动物也是由细胞构成的。
(4)魏尔肖：所有的细胞都必定来源于先前存在的细胞。
11．各种生物膜都主要由脂质、蛋白质组成，有的还含有少量糖类。功能越复杂的膜中，蛋白质的种类和数量越多。
12．生物膜的结构特点是具有一定的流动性，功能特性是具有选择透过性。
13．生物膜系统包括细胞膜、核膜及细胞器膜等。核糖体、中心体(细胞器)不是生物膜系统的组成成分。
14．内质网膜与核膜、细胞膜能直接转化，高尔基体膜与内质网膜、细胞膜通过囊泡发生间接转化。
15．根尖分生区细胞没有叶绿体和大液泡，低等植物细胞有中心体(细胞器)。
16．没有线粒体和叶绿体(细胞器)的细胞也可进行有氧呼吸和光合作用，如蓝藻。
17．核仁与rRNA的合成及核糖体的形成有关，代谢旺盛的细胞中，核孔数目多，核仁较大。
18．原核细胞没有核膜、核仁、染色体，以及除核糖体以外的细胞器。
19.RNA并非都是单链,tRNA中有部分双链,双链部分有氢键。DNA单链中连接两个脱氧核苷酸的是磷酸二酯键。
20.原核细胞3大特点
(1)无线粒体,也可能进行有氧呼吸。
(2)无叶绿体,也可能进行光合作用(在细胞质中)。
(3)无染色体,只能在DNA水平上产生可遗传变异。
21.线粒体和叶绿体增大膜面积的方式不同
线粒体:内膜向内折叠形成嵴。
叶绿体:类囊体堆叠成基粒。
22.细胞内物质与产生场所的对应关系
蛋白质——核糖体;核酸——细胞核;性激素(脂质)——内质网;纤维素——高尔基体;乳酸、乙醇、丙酮酸——细胞质基质。
23.分泌蛋白合成与分泌过程中核糖体、内质网和高尔基体的功能不同
核糖体是细胞内将氨基酸合成蛋白质的场所。内质网是细胞内蛋白质合成和加工,以及脂质合成的“车间”。高尔基体是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”。
24.原生质层和原生质体
原生质层是指细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。原生质体是指脱去细胞壁的细胞,如脱去细胞壁的植物细胞,一个动物细胞相当于一个原生质体。
25.区分物质跨膜运输的方式
大分子物质的运输方式是胞吞和胞吐。需要载体的是协助扩散和主动运输。需要能量的是主动运输和胞吞、胞吐。
26.辨析神经细胞产生动作电位时物质跨膜运输的方式
(1)Na+进入细胞、K+排出细胞的方式是通过通道蛋白的协助扩散;由高浓度一侧到低浓度一侧。
(2)Na+排出细胞、K+进入细胞的方式是主动运输;由低浓度一侧到高浓度一侧。
必背：
1.生物界和非生物界具有统一性的理由是组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到,没有一种化学元素是生物界所特有的。
2.无机盐的作用体现在对于维持正常生命活动、血浆正常渗透压、酸碱平衡具有重要作用。
3.不同蛋白质的结构不同的原因是氨基酸的种类、数目和排列顺序不同,肽链的空间结构不同。
4.核酸是细胞内携带遗传信息的物质,在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
5.脂质包括脂肪、磷脂和固醇等。脂肪是细胞内良好的储能物质;磷脂是构成细胞膜的重要成分;固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D等,胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液中脂质的运输。
6.真核细胞和原核细胞的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核。原核细胞和真核细胞的统一性体现在:都有细胞膜和核糖体,且遗传物质均为DNA。
7.组成细胞膜的主要成分有磷脂、糖类和蛋白质。细胞膜功能的复杂程度主要取决于膜上蛋白质的种类和数量。
8.细胞膜的三大功能:将细胞与外界环境分隔开;控制物质进出细胞;进行细胞间的信息交流。
9.哺乳动物成熟红细胞可成为病毒陷阱的原因是哺乳动物成熟红细胞没有细胞核而且寿命短,没有核糖体等众多细胞器,不能合成蛋白质。
10.分离各种细胞器的方法是差速离心法,电子显微镜下看到的结构称为亚显微结构。
11.溶酶体的功能是含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死外来病菌或病毒。被溶酶体分解后的产物去路是:对细胞有用的物质,细胞再利用,废物则被排出细胞外。
12.生物膜系统是指细胞器膜、细胞膜和核膜等结构共同构成的统一体系。
13.细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。
14.破坏核仁会影响蛋白质的合成,原因是核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关,核仁被破坏,不能形成核糖体,致使蛋白质的合成不能正常进行。
15.植物细胞质壁分离后自动复原的原因是植物细胞首先因外界溶液浓度较高而失水,发生质壁分离,又因为外界溶液的溶质分子被细胞吸收,使细胞内外浓度差逆转,当细胞液浓度高于外界溶液浓度时,细胞通过吸水而复原。
16.动物细胞的重要储能物质是糖原,植物细胞的重要储能物质是淀粉,细胞中的主要储能物质是脂肪。
17.构成细胞的最基本元素是C,活细胞含量最多的元素是O。
18.蛋白质在强酸强碱或高温等理化因素的影响下变性后,空间结构改变,功能丧失。蛋白质盐析后,溶解度降低,但空间结构不变,功能不变。蛋白质变性和盐析后都能与双缩脲试剂反应产生紫色物质。
二、细胞代谢
必读：
1．发生渗透作用必须具备两个条件，即：具有半透膜；膜两侧溶液具有浓度差。
2．质壁分离与复原、细胞融合、胞吞和胞吐等都与膜的流动性有关。
3．协助扩散和主动运输都需要载体蛋白，但前者不消耗能量；主动运输和胞吞都消耗能量，但后者不需要载体蛋白。
4．与主动运输有关的细胞器是线粒体、核糖体。
5．酶并非都是蛋白质，少数酶是RNA。
6．酶具有催化作用，其原理是降低化学反应的活化能。
7．酶的作用具有高效性、专一性和作用条件温和等特性。
8．ATP的结构简式是A－P～P～P，其中A表示腺苷，P代表磷酸基团。
9．ATP的合成部位有细胞质基质、线粒体、叶绿体。
10．叶绿体中色素共有4类，在滤纸条上从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。
11．类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。
18．H2O既是有氧呼吸的原料，也是有氧呼吸的产物。
19.低温、高温、强酸和强碱等因素对酶活性(酶促反应速率)的影响
(1)低温:降低酶活性,不会使酶失活,条件适宜时,酶活性恢复。
(2)高温、强酸、强碱:破坏酶的空间结构,使酶失活,不能恢复活性。
(3)温度和pH通过影响酶活性影响酶促反应速率。
(4)底物浓度和酶浓度通过影响酶与底物的接触来影响酶促反应速率,并不影响酶的活性。
20.有关酶的实验设计的易错点
(1)验证酶的专一性实验中的注意事项:淀粉或蔗糖+淀粉酶,应用斐林试剂检测反应物,不能选用碘液,因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。
(2)在探究温度对酶活性的影响实验中的注意事项:
①不宜选用斐林试剂鉴定,因为温度是干扰条件;②实验步骤不能颠倒,否则会使实验出现较大误差。
21.吸能反应与放能反应的辨析
吸能反应一般与ATP水解反应相联系,由ATP水解供能;放能反应一般与ATP合成相联系,释放的能量用于将ADP转化为ATP。
22.光合作用和细胞呼吸产生ATP的去向不同
(1)呼吸作用产生的ATP用于生命活动中各种吸能反应。
(2)光反应产生的ATP只能用于叶绿体中的活动,主要用于暗反应中有机物的合成。
23.清除细胞呼吸的5个失分点盲点
(1)细胞呼吸的底物是有机物,而不只是糖类,糖类是主要的能源物质。
(2)线粒体只能利用丙酮酸,不能吸收利用葡萄糖。
(3)细胞呼吸释放的能量包括ATP中的能量和热能。
(4)有H2O生成的一定是有氧呼吸,有CO2生成时不能确定呼吸方式。
(5)真核细胞并非都能进行有氧呼吸,如蛔虫细胞、哺乳动物成熟红细胞只进行无氧呼吸。
24.(净)光合速率的表示方法是单位时间内“CO2吸收量”“O2释放量”“有机物积累量”。总光合速率的表示方法是单位时间内“消耗的CO2量”“O2的产生量”“有机物的产生量”。
25.光合作用所需的CO2的来源有两个:光合作用会优先利用自身细胞呼吸作用产生的CO2,不足时从周围空气中吸收(水生植物从水中吸收)。
26.光合作用释放的O2的去路:首先被自身线粒体利用,多余的释放到周围空气中。
必背：
1.细胞代谢是指细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应。
2.活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
3.酶的高效性是指同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高。
4.ATP的中文名称是三磷酸腺苷,ATP的功能是细胞生命活动的直接能源物质。
5.ATP可以与ADP转化的理论基础是在有关酶的催化作用下,ATP中远离腺苷的高能磷酸键容易水解也容易形成。
6.细胞内ATP的含量很少,但细胞对ATP的需要量很大,如何解决这一矛盾?依赖于ATP与ADP的相互转化,这种转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。
7.有氧呼吸和无氧呼吸的共同点是在酶的催化作用下,分解有机物,释放能量。所不同的是有氧呼吸需要氧和线粒体参与,有机物彻底氧化释放的能量比后者多。
8.不同生物无氧呼吸产物不同的直接原因是催化反应的酶不同,根本原因是遗传物质不同。
9.细胞呼吸的意义是为生命活动提供能量;为体内其他化合物的合成提供原料;维持恒温动物的体温。
10.纸层析法分离色素的原理是色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸条上扩散得快;反之则慢。
11.温室大棚中补充光源常补充红光或蓝紫光,原因是叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
12.在黑暗中培养的幼苗叶片黄化的原因是黑暗中叶绿素无法合成而且逐渐分解,最终剩下较稳定的黄色类胡萝卜素。
13.光反应发生在叶绿体类囊体薄膜上,产物是O2、ATP和[H](NADPH)。暗反应发生在叶绿体基质中,C的转化途径是CO2→C3→(CH2O)。
14.将幼苗突然由光下移到黑暗处:C3、C5、[H]、ATP含量变化情况是光反应停止,[H]、ATP含量减少,C3还原减慢,C5合成减少,但CO2供应不变,C5仍在和CO2合成C3,故C3含量增加,C5含量减少。
15.突然减少CO2供应,C3和C5的变化情况及原因是暗反应中C5固定减少,导致C3合成减少,当光照不变,C3还原成C5仍在进行,故C3含量减少,C5含量增加。
16.光下培养的密闭容器中的植物,容器中CO2浓度先下降后不变的原因是开始时,光合作用吸收CO2量大于呼吸作用释放CO2量,随着容器中CO2浓度降低,光合作用逐渐减弱,直到光合作用吸收的CO2量与呼吸作用释放的CO2量相等时达到动态平衡。
17.酶和载体蛋白都通过与物质特异性结合发挥作用,发挥作用后,结构与性质不变,可再次发挥作用。
18.人为改变的变量称为自变量;随着自变量的变化而变化的变量称为因变量;除自变量外,实验过程中可能还会存在一些可变因素,对实验结果产生影响,这些变量称为无关变量。
19．有氧呼吸的三个阶段都产生ATP，产生ATP最多的是第三阶段。