生物競賽輔導(dǎo)1-細(xì)胞生物學(xué)

第一章：細(xì)胞生物學(xué)教師：周瑜細(xì)胞生物學(xué)局部競賽考試綱要細(xì)目1、化學(xué)成分-

單糖、雙糖、多糖-

脂類-

蛋白質(zhì)：-

酶類：化學(xué)結(jié)構(gòu)、酶作用的模型、變性、命名-

核酸：DNA,RNA-

其他重要化合物:ADP和ATP、NAD+和NADH、NADP+和NADPH2、細(xì)胞器細(xì)胞核：核膜、核基質(zhì)〔核透明質(zhì)〕、染色體、核仁細(xì)胞質(zhì)：細(xì)胞膜、透明質(zhì)、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體、溶酶體、液泡、微體、質(zhì)體〔葉綠體·有色體·白色體〕細(xì)胞壁細(xì)胞骨架3、細(xì)胞代謝-

碳水化合物的異化無氧呼吸：糖酵解有氧呼吸：糖酵解檸檬酸循環(huán)氧化磷酸化-

脂肪和蛋白質(zhì)的異化-

同化作用：光合作用〔光反響暗反響/卡爾文循環(huán)〕4、DNA、RNA和蛋白質(zhì)合成〔轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯、遺傳密碼〕5、通過膜的轉(zhuǎn)運(yùn)〔擴(kuò)散、滲透，質(zhì)壁別離、主動轉(zhuǎn)運(yùn)〕6、有絲分裂和減數(shù)分裂7、微生物學(xué)和生物工程學(xué)第一節(jié)細(xì)胞的化學(xué)成分

糖類、脂類、蛋白質(zhì)、核酸、酶等一、糖類的結(jié)構(gòu)與功能最初，糖類化合物用Cn(H2O)m表示，統(tǒng)稱碳水化合物。糖類概述二、糖的分類單糖寡糖多糖：不能水解的最簡單糖類，是多羥基的醛或酮的衍生物〔醛糖或酮糖〕：有2~20個分子單糖縮合而成，水解后產(chǎn)生單糖：由多分子單糖或其衍生物所組成，水解后產(chǎn)生原來的單糖或其衍生物。同多糖雜多糖糖綴合物〔二〕寡糖自然界中最常見的寡糖是雙糖。麥芽糖、蔗糖、乳糖、纖維二糖α-1,4-糖苷鍵α-1,2-糖苷鍵α-1,4-糖苷鍵β-1,4-糖苷鍵〔三〕多糖多糖是由多個單糖基以糖苷鍵相連而形成的高聚物。多糖沒有復(fù)原性和變旋現(xiàn)象，無甜味，大多不溶于水。多糖的功能：1.貯藏和結(jié)構(gòu)支持物質(zhì)。2.抗原性〔莢膜多糖〕。3.抗凝血作用〔肝素〕。4.為細(xì)胞間粘合劑〔透明質(zhì)酸〕。5.攜帶生物信息〔糖鏈〕。幾種常見的多糖：〔一〕淀粉與糖原淀粉與碘的呈色反響與淀粉糖苷鏈的長度有關(guān)：鏈長小于6個葡萄糖基，不能呈色。鏈長為20個葡萄糖基，呈紅色。鏈長大于60個葡萄糖基，呈藍(lán)色。糖原又稱動物淀粉，與支鏈淀粉相似，與碘反響呈紅紫色?！捕忱w維素與半纖維素〔三〕殼多糖〔幾丁質(zhì)〕脂類概述是一類不溶于水，但能溶于非極性有機(jī)溶劑的生物有機(jī)分子。大多數(shù)脂質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)是脂肪酸和醇所形成的酯類及其衍生物?！惨弧持尽踩８视汀?分子甘油和3分子脂肪酸結(jié)合而成的酯。脂肪酸飽和脂肪酸：軟脂酸〔16C〕、硬脂酸〔18C〕固態(tài)不飽和脂肪酸液態(tài)含1個雙鍵〔油酸〕含2個雙鍵〔亞油酸〕含3個雙鍵〔亞麻酸〕含4個雙鍵〔花生四烯酸〕CH2OCOR1R2OCOCHCH2OCOR3非極性尾非極性尾極性頭磷脂在水相中自發(fā)形成脂質(zhì)雙分子層?！捕掣视土姿狨ヮ悺踩城手悺?分子脂肪酸，1分子鞘氨醇或其衍生物，以及1分子極性頭基團(tuán)組成。鞘脂類鞘磷脂類腦苷脂類〔糖鞘脂〕神經(jīng)節(jié)苷脂類〔四〕固醇〔甾醇〕類固醇類都是環(huán)戊烷多氫菲的衍生物。D五、萜類：由不同數(shù)目的異戊二烯連接而成的分子。維生素A〔視黃醇〕、維生素E、維生素K、類胡蘿卜素都是萜類。β-類胡蘿卜素裂解就成2個維生素A，維生素A可氧化成視黃醛，對動物感光活動有重要作用。六、蠟：由高碳脂肪酸和高碳醇或固醇所形成的脂，它存在于皮膚、毛皮、羽毛、樹葉、昆蟲外骨骼中，起保護(hù)作用。蛋白質(zhì)是由許多不同的α-氨基酸按一定的序列通過酰胺鍵〔肽鍵〕縮合而成的，具有較穩(wěn)定的構(gòu)象并具有一定生物功能的大分子。蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)1.膠體性質(zhì)2.兩性電解質(zhì)3.沉淀反響4.變性5.紫外吸收〔280nm)6.變構(gòu)作用7.呈色反響(雙縮脲反響〕一、酶的概念酶是生物細(xì)胞產(chǎn)生的、具有催化能力的生物催化劑。定義：酶是生物體內(nèi)進(jìn)行新陳代謝不可缺少的受多種因素調(diào)節(jié)控制的具有催化能力的生物催化劑。酶具有一般催化劑的特征：1.只能進(jìn)行熱力學(xué)上允許進(jìn)行的反響；2.可以縮短化學(xué)反響到達(dá)平衡的時間，而不改變反響的平衡點(diǎn)；3.通過降低活化能加快化學(xué)反響速度。酶二、酶的催化特點(diǎn)1.高效性：通常要高出非生物催化劑催化活性的106~1013倍。2.專一性：酶對底物具有嚴(yán)格的選擇性。3.敏感性：對環(huán)境條件極為敏感。4.可調(diào)性：酶活性的調(diào)節(jié)和酶合成速度的調(diào)節(jié)。三、酶的作用機(jī)理〔一〕酶的催化作用與分子活化能酶和一般催化劑的作用就是降低化學(xué)反響所需的活化能，從而使活化分子數(shù)增多，反響速度加快。〔二〕中間產(chǎn)物學(xué)說E+SESE+P〔三〕誘導(dǎo)嵌合學(xué)說“鎖鑰學(xué)說〞〔Fischer，1890〕：酶的活性中心結(jié)構(gòu)與底物的結(jié)構(gòu)互相吻合，緊密結(jié)合成中間絡(luò)合物。四、影響酶促反響速度的因素酶濃度對酶作用的影響底物濃度對酶作用的影響pH對酶作用的影響溫度對酶作用的影響激活劑對酶作用的影響抑制劑對酶作用的影響核酸的化學(xué)核酸的性質(zhì)〔一〕一般理化性質(zhì)1.為兩性電解質(zhì)，通常表現(xiàn)為酸性。2.DNA為白色纖維狀固體，RNA為白色粉末，不溶于有機(jī)溶劑。3.DNA溶液的粘度極高，而RNA溶液要小得多。4.RNA能在室溫條件下被稀堿水解而DNA對堿穩(wěn)定。5.利用核糖和脫氧核糖不同的顯色反響鑒定DNA與RNA?！捕澈怂岬淖贤馕招再|(zhì)核酸的堿基具有共扼雙鍵，因而有紫外吸收性質(zhì)，吸收峰在260nm〔蛋白質(zhì)的紫外吸收峰在280nm〕。第2節(jié)細(xì)胞器

細(xì)胞質(zhì)：細(xì)胞膜、透明質(zhì)、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體、溶酶體、液泡、微體、質(zhì)體〔葉綠體·有色體·白色體〕

細(xì)胞核：核膜、核基質(zhì)〔核透明質(zhì)〕、染色體、核仁

細(xì)胞壁：略

細(xì)胞骨架一、細(xì)胞質(zhì)1．細(xì)胞膜〔1〕化學(xué)組成：主要由脂類和蛋白質(zhì)組成，多糖主要以糖蛋白和糖脂存在。〔2〕分子結(jié)構(gòu)模型：流動鑲嵌模型〔3〕細(xì)胞膜與細(xì)胞連接：在多細(xì)胞生物體內(nèi)，細(xì)胞與細(xì)胞之間通過細(xì)胞膜相互聯(lián)系，形成一個密切相關(guān)，彼此協(xié)調(diào)一致的統(tǒng)一體，稱為細(xì)胞連接。動物細(xì)胞間的連接方式有緊密連接、橋粒、粘合帶以及間隙連接等〔見以下圖〕。植物細(xì)胞間那么通過胞間連絲連接。緊密連接：亦稱結(jié)合小帶，這是指兩個相鄰細(xì)胞的質(zhì)股緊靠在一起，中間沒有空隙，而且兩個質(zhì)膜的外側(cè)電子密度高的局部互相融合，成一單層，這類連接多見于胃腸道上皮細(xì)胞之間的連接部位。間隙連接：是兩個細(xì)胞的質(zhì)膜之間有20?～40?的間隙的一種連接方式。在間隙與兩層質(zhì)腹中含有許多顆粒。這些顆粒的直徑大約有80?左右，它們互相以90?的距離規(guī)那么排列。間隙連接的區(qū)域比連接大得多，以斷面看長得多。間隙連接為細(xì)胞間的物質(zhì)交換?；瘜W(xué)信息的傳遞提供了直接通道。間隙連接主要分布于上皮、平滑肌及心肌等組織細(xì)胞間。粘合帶：是相鄰細(xì)胞膜之間有較大間隙的一種連接方式，連接處相鄰細(xì)胞膜間存在著15nm～20nm的間隙。在這局部細(xì)胞膜下方的細(xì)胞質(zhì)增濃，由肌動蛋白組成的環(huán)形微絲穿行其中。粘合帶一般位于緊密連接的下方，又稱中間連接，具有機(jī)械支持作用。見于上皮細(xì)胞間。橋粒：格相鄰細(xì)胞間的紐扣樣連接方式。在橋位處兩個細(xì)胞質(zhì)腹之間隔有寬約250?的間隙，其中有一層電子密度稍高的接觸層，將間隙等分為二。在橋粒處內(nèi)側(cè)的細(xì)胞質(zhì)呈板樣結(jié)構(gòu)，聚集很多微絲。這種結(jié)構(gòu)和加強(qiáng)橋粒的堅(jiān)韌性有關(guān)。橋拉多見于上皮，尤以皮膚、口腔、食管、陰道等處的復(fù)層扁平上皮細(xì)胞間較多。橋粒能被胰蛋白酶、膠原酶及透明質(zhì)酸酶所破壞，故其化學(xué)成分中可能含有很多蛋白質(zhì)。胞間連絲：植物細(xì)胞間特有的連接方式，在胞間連絲連接處的細(xì)胞壁不連續(xù)，相鄰細(xì)胞的細(xì)胞膜形成直徑約20nm～40nm的管狀結(jié)構(gòu)，使相鄰細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)互相連通。胞間連絲是植物細(xì)胞物質(zhì)與信息交流的通道，對于調(diào)節(jié)植物體的生長與發(fā)育具有重要作用。總的來講，細(xì)胞間連接的主要作用在于加強(qiáng)細(xì)胞間的機(jī)械連接。此外對細(xì)胞間的物質(zhì)交換起重要作用。一般認(rèn)為，間隙連接在細(xì)胞間物質(zhì)交換中起明顯的作用；中間連接局部也是相鄰細(xì)胞間易于物質(zhì)交流的場所；緊密連接是不易進(jìn)行細(xì)胞間物質(zhì)交換的局部；橋粒的作用看來也只是在于細(xì)胞間的粘著。2．細(xì)胞質(zhì)真核細(xì)胞質(zhì)膜以內(nèi)核膜以外的結(jié)構(gòu)稱為細(xì)胞質(zhì)。細(xì)胞質(zhì)主要包括細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞器?！?〕細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)亦稱透明質(zhì)，是細(xì)胞質(zhì)中除去所有細(xì)胞器和各種顆粒以外的局部。其中包含了許多物質(zhì)，如小分子的水、無機(jī)離子，中等分子的脂類、氨基酸、核苷酸，大分子的蛋白質(zhì)、核酸、脂蛋白、多糖。細(xì)胞質(zhì)的基質(zhì)主要有兩個方面的功能：一是含有大量的酶，生物代謝的中間代謝過程大多是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中完成，如糖酵解途徑、磷酸戊糖途徑、脂肪酸合成等；二是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)作為細(xì)胞器的微環(huán)境，為維護(hù)細(xì)胞器正常結(jié)構(gòu)和生理活動提供所需的環(huán)境，也為細(xì)胞器的功能活動提供底物?！?〕細(xì)胞器①線粒體“動力工廠〞。〔半自主細(xì)胞器〕在細(xì)胞進(jìn)化過程中，最早的線粒體是如何形成的？這就是線粒體的起源問題。目前，有兩種不同的假說，即內(nèi)共生假說和分化假說。內(nèi)共生假說認(rèn)為線粒體是來源于細(xì)菌，是被原始的前真核生物吞噬的細(xì)菌。這種細(xì)菌與前真核生物共生，在長期的共生過程中通過演化變成了線粒體。另一種假說，即分化假說那么認(rèn)為線粒體在進(jìn)化過程中的發(fā)生是由于質(zhì)膜的內(nèi)陷，再經(jīng)過分化后形成的。②質(zhì)體，植物細(xì)胞所特有的。它可分為具色素的葉綠體、有色體〔如西紅柿含番茄紅素的有色體〕和不具色素的白色體〔造粉體，造油體等〕。葉綠體〔半自主細(xì)胞器〕是綠色植物進(jìn)行光合作用的場所。關(guān)于葉綠體的起源和線粒體一樣也有兩種互相對立的假說，即內(nèi)共生說和分化說。按內(nèi)共生假說，葉綠體的祖先是蘭藻或光合細(xì)菌。③內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)〔外側(cè)有核糖體附著〕與各種分泌蛋白質(zhì)〔如血漿蛋白、血漿清蛋白、免疫球蛋白、胰島素等〕合成有關(guān)?；鎯?nèi)質(zhì)網(wǎng)〔無核糖體顆粒附著〕主要存在于類固醇合成旺盛的細(xì)胞中。功能包括以下幾點(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〕；＊脂類代謝與糖類代謝〔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核糖體核糖體是無膜的細(xì)胞器，主要成分是蛋白質(zhì)與RNA。核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所。⑤高爾基復(fù)合體其主要成分是脂類、蛋白質(zhì)及多糖物質(zhì)組成。其標(biāo)志酶為糖基轉(zhuǎn)移酶。典型的高爾基體表現(xiàn)一定的極性。它的形狀猶如一個圓盤，盤底向著核膜或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)一側(cè)凸出，而凹面向著質(zhì)膜一側(cè)。凸面稱形成面，凹面稱成熟面。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。功能：運(yùn)輸系統(tǒng)；能合成和運(yùn)輸多糖，與植物細(xì)胞壁的形成有關(guān)；糖基化作用：加工、修飾蛋白質(zhì)和脂類物質(zhì)。

⑥溶酶體溶酶體是由一個單位膜圍成的球狀體。酸性磷酸酶為溶酶體的標(biāo)志酶。溶酶體可分成兩種類型：一是初級溶酶體，它是由高爾基囊的邊緣膨大而出來的泡狀結(jié)構(gòu)，因此它本質(zhì)上是分泌泡的一種，其中含有多種水解酶。這些酶是在租面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的核糖體上合成并轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基囊的。初級溶酶體的各種酶還沒有開始消化作用，處于潛伏狀態(tài)。二是次級溶酶體，它是吞噬泡和初級溶酶體融合的產(chǎn)物，是正在進(jìn)行或已經(jīng)進(jìn)行消化作用的液泡。有時亦稱消化泡。在次級溶酶體中把吞噬泡中的物質(zhì)消化后剩余物質(zhì)排出細(xì)胞外。吞噬泡有兩種，異體吞噬泡和自體吞噬泡，前者吞噬的是外源物質(zhì)，后者吞噬的是細(xì)胞本身的成分。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。第二個方面的作用是自體吞噬作用，可以消化細(xì)胞內(nèi)衰老的細(xì)胞器。第三個作用是自溶作用，如無尾兩棲類尾巴的消失等。⑧微體微體也是一種由單位膜圍成的細(xì)胞器。它呈圓球狀、橢圓形、卵圓形或啞鈴形。根據(jù)酶活性的差異可分為兩種類型：過氧化物酶體：是具有過氧化氫酶活性的小體，內(nèi)含許多氧化酶、過氧化氫酶，能將對細(xì)胞有害的的H2O2轉(zhuǎn)化為H2O和O2。在植物葉肉細(xì)胞中，過氧化物酶體執(zhí)行光呼吸的功能。乙醛酸循環(huán)體：除含過氧化物酶體有關(guān)的酶系外，還含有乙醛酸循環(huán)有關(guān)的酶系，如異檸檬酸裂合酶、蘋果酸合成酶等。乙醛酸循環(huán)體除了具有分解過氧化物的作用，還參與糖異生作用等過程⑨液泡與液泡系占細(xì)胞體積的90%，它是由許多小液泡合并成的。動物細(xì)胞中的液泡較小，差異也不顯著。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。其次是貯藏各種物質(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，液泡中含有水解酶，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。植物有些衰老退化的細(xì)胞通過自溶被消化掉。這時液泡破壞，其中的水解酶被釋放出來，導(dǎo)致細(xì)胞成分的分解和細(xì)胞的死亡。例如蠶豆子葉中約80%的RNA是在種子萌發(fā)的最初30天內(nèi)逐漸被分解的。但如果把液泡破壞，其中的核糖核酸酶釋放出來的話，可在幾小時內(nèi)使核糖體RNA分解完。這說明一旦液泡破壞，水解酶釋放出來，可以很快使細(xì)胞自溶。二、細(xì)胞核在電鏡下真核細(xì)胞的核主要包括核膜、染色質(zhì)、核仁和核基質(zhì)四局部?！?〕核膜：兩層膜，內(nèi)膜平滑，內(nèi)外兩膜在很多地方愈合形成小孔，稱為核膜孔?！?〕染色質(zhì)〔3〕核仁：1個或多個，核仁是核糖體RNA〔tRNA〕合成及核糖體亞單位前體組裝的場所〔4〕核基質(zhì)：間期核內(nèi)非染色或染色很淡的基質(zhì)稱核內(nèi)基質(zhì)。染色質(zhì)和核仁懸浮于其中，它含有蛋白質(zhì)、RNA、酶等。核內(nèi)基質(zhì)亦稱核液。三．細(xì)胞骨架包括細(xì)胞膜骨架、細(xì)胞質(zhì)骨架和細(xì)胞核骨架三局部。細(xì)胞骨架對于細(xì)胞形態(tài)的維持、細(xì)胞運(yùn)動、物質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞增殖及分化等具有重要作用。〔1〕細(xì)胞膜骨架：膜骨架直接與膜蛋白結(jié)合又能與細(xì)胞質(zhì)骨架相連，主要參與維持細(xì)胞質(zhì)膜的形態(tài)，并協(xié)助細(xì)胞膜完成某些生理功能?！?〕細(xì)胞質(zhì)骨架指存在于細(xì)胞質(zhì)中的三類成分：微管、微絲和中間纖維。它們都是與細(xì)胞運(yùn)動有關(guān)的結(jié)構(gòu)?！?〕細(xì)胞核骨架〔4〕鞭毛和纖毛：具有運(yùn)動功能。第三節(jié)、細(xì)胞代謝新陳代謝的概念新陳代謝合成代謝〔同化作用〕分解代謝〔異化作用〕生物小分子合成為生物大分子需要能量釋放能量生物大分子分解為生物小分子能量代謝物質(zhì)代謝細(xì)胞呼吸①糖酵解：己糖分解成丙酮酸的過程，細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行，不需要氧氣參與，特定的酶催化②丙酮酸氧化脫羧③檸檬酸循環(huán)(TCA循環(huán)、三羧酸循環(huán)〕④電子傳遞鏈糖代謝糖酵解〔EMP途徑〕COOHC=OCH3+NADH+H+

乳酸脫氫酶COOHCHOHCH3+NAD+PyrLacCOOHC=OCH3丙酮酸脫羧酶CHOCH3+CO2CH2OHCH3+NADH+H+

乙醇脫氫酶CHOCH3+NAD+〔一〕糖的無氧酵解：生成乳酸或乙醇。起點(diǎn)己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶具有調(diào)節(jié)糖酵解的作用。〔二〕糖的有氧分解G→→→Pyr→→Acetyl-CoA→→→CO2+H2OLac〔——————〕酵解CytosolMitochondria〔—————————————————————〕有氧分解②丙酮酸氧化脫羧③檸檬酸循環(huán)(TCA循環(huán)、三羧酸循環(huán)〕④電子傳遞鏈TCA的總反響式CH3COSCoA+2H2O+3NAD++FAD+ADP+Pi2CO2+3NADH+3H++FADH2+CoASH+ATPTCA的生物學(xué)意義：1.是生物利用糖或其他物質(zhì)氧化而獲得能量的最有效方式。2.是三大有機(jī)物質(zhì)〔糖類、脂類、蛋白質(zhì)〕轉(zhuǎn)化的樞紐。3.提供多種化合物的碳骨架。一、脂肪的分解代謝1.脂肪的水解乳化脂肪的消化主要在腸中進(jìn)行，胰液和膽汁經(jīng)胰管和膽管分泌到十二指腸，水解局部脂肪成為甘油及游離脂肪酸。脂類代謝2.脂肪酸的氧化分解〔β-氧化〕脂肪酸的活化——脂酰CoA的生成長鏈脂肪酸氧化前必須進(jìn)行活化，活化在線粒體外進(jìn)行。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體外膜上的脂酰CoA合成酶在ATP、CoASH、Mg2+存在條件下，催化脂肪酸活化，生成脂酰CoA。1.脂肪酸的生物合成生物機(jī)體內(nèi)脂類的合成是十分活潑的，特別是在高等動物的肝臟、脂肪組織和乳腺中占優(yōu)勢。脂肪酸合成的碳源主要來自糖酵解產(chǎn)生的乙酰CoA。脂肪酸合成步驟與氧化降解步驟完全不同。脂肪酸的生物合成是在細(xì)胞液中進(jìn)行，需要CO2和檸檬酸參加；而氧化降解是在線粒體中進(jìn)行的。二、脂肪的生物合成光合作用第四節(jié)：DNA、RNA和蛋白質(zhì)的生物合成第5節(jié)、物質(zhì)通過膜的轉(zhuǎn)運(yùn)自由擴(kuò)散指物質(zhì)順濃度梯度直接穿過脂雙層進(jìn)行運(yùn)輸?shù)姆绞?。既不需要?xì)胞提供能量也不需要膜蛋白協(xié)助。促進(jìn)擴(kuò)散(協(xié)助〕這也是一種順濃度梯度的運(yùn)動，但擴(kuò)散是通過鑲嵌在質(zhì)膜上的蛋白質(zhì)的協(xié)助來進(jìn)行的。葡萄糖過紅細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞的過程也是以這種促進(jìn)擴(kuò)散的方式進(jìn)行的。但葡萄糖通過膜進(jìn)入細(xì)胞的過程，特別是在小腸上皮細(xì)胞，往往是以主動運(yùn)輸方式進(jìn)行的。主動運(yùn)輸物質(zhì)由低濃度向高濃度〔逆濃度梯度〕進(jìn)行的物質(zhì)運(yùn)輸。主動運(yùn)輸過程中，需要細(xì)胞提供能量。伴隨運(yùn)輸也是物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)入細(xì)胞的過程，又叫協(xié)同運(yùn)輸。并不直接需要ATP，而是借助其他物質(zhì)的濃度梯度為動力進(jìn)行的。后一種物質(zhì)是通過載體和前一種物質(zhì)相伴隨運(yùn)動的。比方動物細(xì)胞對氨基酸和葡萄糖的主動運(yùn)輸，就是伴隨Na＋的協(xié)同運(yùn)輸。內(nèi)吞作用和外排作用第6節(jié)有絲分裂和減數(shù)分裂1．有絲分裂〔1〕分裂間期G1期：細(xì)胞生長、體積擴(kuò)大，細(xì)胞器增殖。S期：從G1期進(jìn)入S期是細(xì)胞增殖的關(guān)鍵時刻。S期最主要的特征是DNA的合成。DNA分子的復(fù)制就是在這個時期進(jìn)行的。通常只要DNA的合成一開始，細(xì)胞增殖活動就會進(jìn)行下去，直到分成兩個子細(xì)胞。G2期：這個時期又叫做“有絲分裂準(zhǔn)備期〞，還有RNA和蛋白質(zhì)的合成，為分裂期紡錘體微管的組裝提供原料?！?〕分裂期〔M期〕可以人為地將它分成前、中、后、末四個時期。2．減數(shù)分裂減數(shù)分裂是一種特殊的有絲分裂，細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，而染色體只復(fù)制一次，形成的四個子細(xì)胞中的染色體數(shù)目比母細(xì)胞減少一半。在進(jìn)行減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞前要經(jīng)過一個較長的生長期，稱為減數(shù)分裂前間期，也包括G1、S、G2三個時期。但S期較長?！?〕第一次分裂減數(shù)分裂的一些重要過程主要發(fā)生在第一次分裂中，特別是前期Ⅰ。①前期Ⅰ：時間較長，又分為五個時期。細(xì)線期是減數(shù)分裂過程的開始時期。染色體已經(jīng)進(jìn)行了復(fù)制，一條染色體應(yīng)由兩條染色單體組成。但一般看不出兩條染色單體。偶線期是同源染色體配對的時期。粗線期染色體明顯縮短變粗。聯(lián)會的同源染色體緊密結(jié)合，同源染色體的非姊妹染色單體間發(fā)生局部交換。雙線期聯(lián)會的兩條同源染色體開始別離，但在交叉點(diǎn)上它們還保持連在一起，所以兩條染色體并不完全分開。終變期一般核仁開始消失、核膜開始解體。②中期Ⅰ配對的同源染色體〔二價體〕排列于赤道面中，形成赤道板。這時二價體因長短的不同和交叉數(shù)目的多少和有無而呈不同形態(tài)，比方環(huán)狀、棒狀、C字型、十字型等。③后期Ⅰ二價體中兩條同源染色體分開，分別向兩極移動。但這時的每條染色體是由兩條染色單體組成的。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，二價體由哪條染色體移向哪一極完全是隨機(jī)的。④末期Ⅰ染色體到達(dá)兩極后開始末期過程。局部細(xì)胞進(jìn)入末期后染色體解螺旋，核膜、核仁重現(xiàn)，通過胞質(zhì)分裂形成兩個子細(xì)胞。但也有的細(xì)胞只形成兩個子核，不進(jìn)行胞質(zhì)分裂。減數(shù)分裂間期：在減數(shù)分裂Ⅰ和減數(shù)分裂Ⅱ之間的間期很短，且并不進(jìn)行DNA合成。因而也不進(jìn)行染色體的復(fù)制。在有些生物甚至沒有這個間期，而由末期Ⅰ直接轉(zhuǎn)為前期Ⅱ?！?〕第二次分裂第二次減數(shù)分裂根本上與普通有絲分裂相同3．無絲分裂無絲分裂是最早發(fā)現(xiàn)的一種細(xì)胞分裂方式，早在1841年就在雞胚的血細(xì)胞中看到了。因?yàn)榉至褧r沒有紡錘絲出現(xiàn)，所以叫做無絲分裂。又因?yàn)檫@種分裂方式是細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的直接分裂，所以又叫做直接分裂。關(guān)于無絲分裂，有不同的看法：有人認(rèn)為無絲分裂不是正常細(xì)胞的增殖方式，而是一種異常分裂現(xiàn)象；另一些人那么主張無絲分裂是正常細(xì)胞的增殖方式之一，主要見于高度分化的細(xì)胞，如肝細(xì)胞、腎小管上皮細(xì)胞、腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞等。無絲分裂的早期，球形的細(xì)胞核和核仁都伸長。然后細(xì)胞核進(jìn)一步伸長呈啞鈴形，中央局部狹細(xì)。最后細(xì)胞核分裂，這時細(xì)胞質(zhì)也隨著分裂，并且在滑面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的參與下形成細(xì)胞膜。在無絲分裂中，核膜和核仁都不消失，沒有染色體的出現(xiàn)，當(dāng)然也就看不到染色體的規(guī)律性變化。但是，這并不說明染色質(zhì)沒有變化，實(shí)際上染色質(zhì)也要進(jìn)行復(fù)制，并且細(xì)胞要增大。當(dāng)細(xì)胞核體積增大一倍時，細(xì)胞核就發(fā)生分裂，核中的遺傳物質(zhì)就分配到子細(xì)胞中去。至于核中的遺傳物質(zhì)DNA是如何分配的，還待進(jìn)一步研究。第7節(jié)微生物學(xué)和生物技術(shù)細(xì)胞型微生物非細(xì)胞型微生物——病毒原核微生物真核微