高中生物竞赛辅导资料：第一章细胞生物学
细胞生物学是研究细胞的结构、功能、生活史以及生命活动本质和规律的科学，是生物科学的主要分支之一，也是生命科学和分子生物学研究的基础。本章包括细胞的化学成分，细胞器，细胞代谢，DNA、RNA和蛋白质的生物合成，物质通过膜的运输，有丝分裂和减数分裂，微生物学和生物技术等部分。根据1BO考纲细目和近几年来试题的要求，以下从知识条目和能力要求两方面定出具体目标
第一节细胞的化学成分
尽管自然界细胞形态多样，功能各异，但其化学成分基本相似，主要包括：糖类、脂类、蛋白质、核酸、酶类等。
一、糖类
糖类是多羟基醛、多羟基酮的总称，一般可用Cm(H20)n化学通式表示。由于一些糖分子中氢和氧原子数之比往往是2：1，与水结构相似，故又把糖类称为碳水化合物。糖是生命活动的主要能源，又是重要的中间代谢物，还有些糖是构成生物大分子，如核酸和糖蛋白的成分，因而具有重要意义。糖类化合物按其组成可分为单糖、寡糖、多糖。如果糖类化合物中尚含有非糖物质部分，则称为糖复合物，例如糖蛋白、蛋白多糖、糖脂和脂多糖等。
(一)单糖
单糖是最简单的糖，不能被水解为更小的单位。单糖通常含有3—7个碳原子，分别称为丙糖、丁糖、戊糖、己糖和庚糖。天然存在的单糖一般都是D-构型。单糖分子既可以开链形式存在，也可以环式结构形式存在。在环式结构中如果第一位碳原子上的羟基与第二位
碳原子的羟基在环的伺一面，称为α-型；如果羟基是在环的两面，称β-型。
重要的单糖有以下几种：
1．丙糖如甘油醛(醛糖)和二羟丙酮(酮糖)。它们的磷酸酯是细胞呼吸和光合作用中重要的中间代谢物。
2．戊糖戊糖中最重要的有核糖(醛糖)、脱氧核糖(醛糖)和核酮糖(酮糖)。核糖和脱氧核糖是核酸的重要成分，核酮糖是重要的中间代谢物。
3．己糖葡萄糖、果糖和半乳糖等都是己糖。所有己糖的分子式为C6H1206，但结构式不同，互为同分异构体。葡萄糖是植物光合作用的产物，也是细胞的重要能源物质之一。
(二)寡糖
由少数几个(2—6个)单糖缩合而成的糖称为寡糖。最多的寡糖是双糖，如麦芽糖、蔗糖、纤维二糖、乳糖。
1．麦芽糖麦芽糖是由一个α—D-葡萄糖半缩醛羟基与另一分子α-D-葡萄糖C4上的醇羟基缩合脱去一分子水，通过α-1，4-糖苷键结合而成。麦芽糖是淀粉的基本单位，淀粉水解即产生麦芽糖，所以麦芽糖通常只存在于淀粉水解的组织，如麦芽中。
2．蔗糖一分子α-D—葡萄糖和一分子β-D-果糖缩合脱水即成蔗糖。甘蔗、甜菜、胡萝卜以及香蕉、菠萝等水果中都富含蔗糖。
3.乳糖乳糖由一分子β-D-半乳糖和一分子α-D-葡萄糖通过β-1，4-糖苷键结合而成。乳糖主要存在于哺乳动物乳汁中。
4．纤维二糖纤维二糖是纤维素的基本结构单位，由2分子的p-D-葡萄糖通过β-1，4-糖苷键结合而成。
(三)多糖
自然界数量最大的糖类是多糖。多糖是由很多单糖分子缩合脱水而成的分支或不分支的长链分子。常见的多糖有：淀粉、纤维素、糖原、几丁质和黏多糖等。
1．淀粉天然淀粉由直链淀粉与支链淀粉组成。直链淀粉是α-D-葡萄糖基以α-1，4-糖苷键连接的多糖链。支链淀粉分子中除有α—1，4-糖苷键的糖链外，还有α-1，6-糖苷键连接的分支。淀粉与碘有呈色反应，直链淀粉为蓝色，支链淀粉为紫红色。在稀酸或酶的作用下，淀粉水解：淀粉→糊精→麦芽糖→α-D—葡萄糖。糊精是淀粉水解的最初产物，随着水解，糖分子逐渐变小，它与碘作用分别呈红色、黄色、无色。这个反应可用于淀粉水解
过程的检验。
2．糖原糖原是动物组织中贮存的多糖，又称动物淀粉。糖原也是α-D-葡萄糖基以α-1，4-糖苷键连接而成的，但糖原的分支比支链淀粉多。糖原遇碘作用呈红褐色。
3．纤维素，纤维素是一种线性的由β-D-葡萄糖基以β-1，4-糖苷键连接的没有分支的同多糖。纤维素是植物细胞壁的主要组成成分。
4．几丁质(甲壳素) 昆虫和甲壳类外骨骼的主要成分为几丁质，是N-乙酰—D-氨基葡萄糖以β-1，4-糖苷键缩合成的同多糖。
二、脂类
脂类是生物体内一类重要的有机化合物。它们有一个共同的物理性质，就是不溶于水，但能溶于非极性有机溶剂(如氯仿、乙醚、丙酮等)。脂类的组成元素主要有C、H、0，但0元素含量低，C、H元素含量高，彻底氧化后可以放出更多能量。此外，有的脂类还含有P 和N。生物体内常见的具有重要生理功能的脂类主要有三酰甘油、磷脂、类固醇、萜类、蜡等。
1．三酰甘油
三酰甘油也称脂肪，是由1分子甘油和3分子脂肪酸结合而成的酯。
右边结构式中Rl、R2、凡是脂肪酸的烃基链，构成三酰甘油的脂肪酸可分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。饱和脂肪酸碳氢链上没有双键，如软脂酸、硬脂酸，其熔点高。不饱和脂肪酸的碳氢链上含有不饱和双键，如油酸含1个双键，亚油酸含2个双键，亚麻酸含3个双键，因此熔点较低。动物脂肪大多富含饱和脂肪酸，在室温下为固态，植物油含大量油酸和亚油酸，在室温下为液态。对于哺乳动物和人，亚油酸和亚麻酸不能自己合成，只能从外界摄取，称为必需脂肪酸。
2．磷脂
磷脂又称甘油磷脂，此类化合物是甘油的第三个羟基被磷酸所酯化，而其他两个羟基被脂肪酸酯化。磷脂酸是最简单的磷脂，是其他复杂磷脂的中间产物。若磷脂酸分子中的H 为胆碱、胆胺、丝氨酸所取代，则分别成为卵磷脂、脑磷脂、丝氨酸磷脂等。磷脂分子由于有磷酸及与之相连的含氮化合物，因而是有极性的分子：它的有磷酸一端为极性的头，是亲水的，它的2个脂肪酸链为非极性的尾，是疏水的。如将磷脂放在水面上，磷脂分子都将以亲水的头和水面相接，而倒立在水面上，成一单分子层。如将磷脂放入水中，磷脂分子则会形成单分子微团，各分子的极性头位于微团的表面而与水接触，非极性的疏水端则藏在微团中心。
3．类固醇
类固醇分子的基本结构是环戊烷多氢菲。最熟知的类固醇是在环戊烷多氢菲上连有一个碳氢链的胆固醇。胆固醇是动物膜和神经髓鞘的主要成分，与膜的透性有关。性激素、维生素D和肾上腺皮质激素都属于类固醇。
4．萜类
萜类是由不同数目的异戊二烯连接而成的分子。维生素A(视黄醇)、维生素E、维生素K、类胡萝卜素都是萜类。β-类胡萝卜素裂解就成2个维生素A，维生素A可氧化成视黄醛，对动物感光活动有重要作用。
5．蜡
蜡是由高碳脂肪酸和高碳醇或固醇所形成的脂，它存在于皮肤、毛皮、羽毛、树叶、昆虫外骨骼中，起保护作用。
三、蛋白质
蛋白质是细胞和生物体的重要组成成分，通常占细胞干重的一半以上。蛋白质主要由C、H、0、N四种元素组成，其中氮的含量在各种蛋白质中比较接近，平均为16％，因此用凯氏(KJelahl)法定氮测定蛋白质含量时，受检物质中含蛋白质量为氮含量的6．25倍。蛋白质是高分子化合物，其基本组成单位是氨基酸。
(一)氨基酸
1．氨基酸的结构
天然存在于蛋白质中的氨基酸共有20种，各种氨基酸(除脯氨酸)在结构上的一个共同特点是，在与羧基相连的碳原子(α-碳原子)上都有一个氨基，因而称为α-氨基酸，它们的不同之处在于侧链，即R基的不同。除甘氨酸外，所有氨基酸分子中的α-碳原子都是不对称的，有L-型和D-型之分。在天然蛋白质中存在的氨基酸都是L-α-氨基酸。
2．氨基酸的分类
根据R基团极性不同，氨基酸可分为：非极性氨基酸(9种)；极性不带电荷氨基酸(6种)；极性带负电荷氨基酸(2种)；极性带正电荷氨基酸(3种)。如表1-1-1所示。
根据成年人的营养需求，20种氨基酸又可分为必需氨基酸和非必需氨基酸。必需氨基酸足指成年人体内不能合成而必须山食物提供的一类氨基酸，包括亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、另；氨酸、蛋氨酸、色氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸等8种。精氨酸和组氨酸，在幼儿时期体内合成量满足不了生长需要，需食物补充，称为半必需氨基酸。
3．氨基酸的主要理化性质
(1)一般的物理性质 α-氨基酸呈无色结晶，在水中溶解度各不相同，易溶于酸、碱，但不溶于有机溶剂、
(2)两性解离和等电点 α-氨基酸在中性水溶液中或固体状态下主要是以两性离子的形式存在，即在同一个氨基酸分子上带有能放出质子的-NH3+正离子和能接受质子的
@一C00-负离子。因此，氨基酸是两性电解质。当两性离子氨基酸溶解于水时，其正负离子都能解离，但解离度与溶液的pH 值有关。向氨基酸溶液加酸时，其两性离子的-COO-负离子接受质子，自身成为正离子，在电场中向阴极移动 加入碱时，其两性离子的一NH3+正离子解离放出质子(与一OH-合成水)，其自身成为负离子，在电场中向阳极移动。当凋节
氨基酸溶液的pH值，使氨基酸分子上的一NH3+和一C00-的解离度完全相等时，即氨基酸所带净电荷为零，在电场中既不向阳极移动也不向阴极移动，此时氨基酸所处溶液的pH值称为该氨基酸的等电点，以符号pI表示。在等电点时，氨基酸的溶解度最小，容易沉淀，利用这一性质可以分离制备各种氨基酸。
(3)紫外吸收光谱各种氨基酸在可见光区都没有光吸收，在远紫外区均有光吸收，而在近紫外光区仅色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸有吸收能力。其中色氨酸最大吸收波长为279nm，酪氨酸最大吸收波长278nm，苯丙氨酸最大吸收波长为259nm。利用紫外光法可以测定这些氨基酸的含量。
(4)重要的化学反应氨基酸不但α-氨基、α-羧基能参加反应，而且有的侧链R基团也能参加化学反应，因此可以发生的反应很多。如：α-氨基能与茚三酮反应产生蓝紫色沉淀(脯氨酸和羟脯氨酸则产生黄色沉淀)；α-氨基可与亚硝酸反应产生氮气，在标准条件下测定氮气体积，即可计算出氨基酸的量；一些氨基酸的R基团能与特殊的试剂发生呈色反应。
(二)蛋白质的结构
已确认的蛋白质结构有不同层次，人们为了认识的方便通常将其分为一级结构、二级结构，超二级结构、结构域、三级结构及四级结构。
l，一级结构
蛋白质的一级结构又称为初级结构或化学结构，是指蛋白质分子内氨基酸的排列顺序。蛋白质分子中氨基酸主要通过肽键相互连接。肽键是由一个氨基酸分子中的α-氨基与相邻另一个氨基酸分子中的α-羧基，通过缩水而成，这样连起来的氨基酸聚合物叫做肽。多肽链上各个氨基酸由于在相互连接过程中丢失了α-氨基上的H和α-羧基上的OH，被称为氨基酸残基。在多肽链的一端氨基酸含有一个未反应的游离氨基(一NH2)，称为肽链的氨基末端氨基酸或N末端氨基酸，另一端的氨基酸含有一个尚未反应的游离羧基(一COOH)，称为肽链的羧基末端氨基酸或C末端氨基酸。一般表示多肽时，总是N末端：写在左边，C末端写在右边。肽链中除肽键外还有二硫键，它是由肽链中相应部位上两个半胱氨酸脱氢连接而成，是肽链内和肽链间的主要桥键。
2，二级结构
二级结构是指多肽链本身绕曲折叠成的有规律的结构或构象。这种结构是以肽链内或肽链间的氢键来维持的。常见的二级结构有α-螺旋、β-折叠、β-转角、自由绕曲等四种。
(1)α-螺旋α-螺旋模型是Pauling和Corey等研究羊毛、马鬃，猪毛、鸟毛等α-角蛋白时提出的。如图l-1-1所示，其特征是：多肽链中氨基酸残基以100°的角度围绕螺旋轴心盘旋上升，每3．6个残基就旋转一圈，螺距为0．54nm，即每个残、基沿螺旋体中心轴上、升0．15nm；右手旋转；多肽链内的氢键由肽链中一个肽键的一CO的氧原子与第四个肽键的一NH的氢原子组成，每个氢键所形成的环内共有13个原子，这种螺旋称为3．613.一条多肽链能否形成α-螺旋以及形成的螺旋体的稳定程度与R基团大小、带电状况等有关。如多聚赖氨酸在pH 7．0时，R基团带正电相互排斥，破坏螺旋形成，而在pH 12时则能自发形成α-螺旋。又如肽链内相邻残基是异亮氨酸、缬氨酸、亮氨酸等时，由于R基团较大，会阻碍α-螺旋形成。多聚脯氨酸则由于肽键上不具有亚氨基氢，无法形成氢键，因此多肽链中只要有脯氨酸残基，α-螺旋即被中断，使多肽主链产生一个“结节”。
(2)β-折叠分两种类型，一是平行式，即所有肽链N端都在同一端，另一类是反平行式，即肽链的N端一顺一反地排列。β-折叠结构的肽链几乎是完全伸展的，邻近两链以相反或相同方向平行排列成片层状。两个氨基酸残基之间的轴心距离为0．35nm，β-折叠结构的氢键是由两条肽链中一条的一C0基与另一条的一NH基形成。丝蛋白的二级结构主要是β-折叠。如图1-1-2所示。
(3)β-转角蛋白质分子的多肽链上经常出现180°的回折，在这种肽链的回折角上就是β-转角结构，由第一个氨基酸残基的一CO与第四个氨基酸残基的一NH形成氢键。
(4)自由绕曲是指没有一定规律的松散结构，酶的功能部位常常处于这种构象区域中。
3．超二级结构与结构域
近年在研究蛋白质构象、功能与进化时，引进了超二级结构和结构域(图1-1-3)的结构层次。它们是二级结构与三级结构的过渡型构象。超二级结构是指若干相邻的二级结构中的构象单元彼此相互作用，形成有规则的、在空间上能辨认的二级结构组合体。通常有βαβ、βββ、αα、ββ等。如肌球蛋白、原肌球蛋白和纤维蛋白原中有一种αα超二级结构，是由两股或三股右手α-螺旋彼此缠绕而成的左手螺旋构象。结构域是指多肽链在超二级结构基础上进一步绕曲折叠成紧密的球状结构，在空伺上彼此分隔的各自具有部分生物功能的亚结构。一般情况下，酶的活性部位位于两个结构域之间的裂缝中。
4.三级结构
纤维状蛋白质一般只有二级结构，而球状，蛋白质在二级结构的基础上，经过超二级结构和结构域，进一步组装成三级结构(图1-1-4)。维持三级结构的作用力主要是一些次级键，包括氢键、盐键、疏水键和范德华力等。其中疏水键在维持蛋白质的三级结构上有突出作用。
5.四级结构
四级结构(图1-l-5)是指蛋白质分子内具有三级结构的亚单位通过氢键、盐键、疏水键和范德华力等弱作用力聚合而成的特定构象。所谓亚单位，又称亚基，是指那些在化学上相互独立但自身又具有特定构象的共同构成同一蛋白质的肽链。如血红蛋白有四个不同的亚基，这4个亚基以一定形式结合在一起，形成特定的构象，即是四级结构。
(三)蛋白质的理化性质
1．胶体性质蛋白质相对分子质量很大，在水溶液中所形成的颗粒具有胶体溶液的特征，如布朗运动、丁达尔现象、不能通过半透膜等。溶液中，蛋白质胶体颗粒带有相同电荷，彼此排斥；而且颗粒表面极性分子能与水分子形成一层水膜，将蛋白质颗粒相互隔开，因此蛋白质颗粒比较稳定，不易沉淀。
2，两性电解质蛋白质分子除了肽链两端有自由的α-氨基和α-羧基外，许多氨基酸残基的侧链上存有不少可解离的基团，所以蛋白质是两性电解质。在酸性溶液中蛋白质带正电，在碱性淀液中蛋白质带负电。当溶液达到某一pH值时，蛋白质所带正负电荷相等，这时溶液的pH值叫做蛋白质的等电点(pI)。一般含酸性氨基酸较多的蛋白质，等电点偏酸；含碱性氨基酸较多的蛋白质，等电点偏碱。可以根据不同的蛋白质的等电点，用电泳法分离蛋白质。
3．沉淀反应如果在蛋白质溶液小加入适当试剂，破坏了蛋白质的水膜或中和蛋白质的电荷，则蛋白质胶体溶液就不稳定而出现沉淀现象.可引起沉淀反应的试剂有高浓度盐类(如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等，称为盐析)，有机溶剂(如酒精、丙酮)，重金属盐(如硝酸银、醋酸铅、三氯化铁等)，某些生物碱试剂(如苦味酸、单宁酸等).
4．变性蛋白质因受物理或化学因素的影响，其分子的空间结构改变，导致其理化性质、生物活性都发生改变，这种现象称为蛋白质的变性。能使蛋白质变性的化学因素有强酸、强碱、重金属离子、尿素、酒精、丙酮等；能使蛋白质变性的物理因素有加热震荡或搅拌、超声波、紫外线及X射线照射等。蛋白质生物活性的丧失是蛋白质变性的主要特征，变性后的蛋白质最明显的理化性质改变是溶解度降低。变性过程中不发生肽键断裂和二硫键的破坏，因而不发生一级结构的破坏；而主要发生氢键、疏水键的破坏，使肽链的有序的卷曲、折叠状态变为松散无序。
5．紫外吸收蛋白质在280nm的紫外光下，有最大吸收峰。这主要是由于肽链中酪氨酸和色氨酸的R基团引起的。因此可以用紫外线分光光度法测定蛋白质在280nm的光吸收值来测定蛋白质的含量。
6．变构作用含2个以上亚基的蛋白质分子，如果其中一个亚基与小分子物质结合，那么不但该亚基的构象发生改变，而且其他亚基的构象受影响也发生变化，结果整个蛋白质分子的构象乃至活性均会改变，这一现象称为变构作用(或别构作用)。例如，血红蛋白有4个亚基，当02与其中一个亚基结合后，即引起该亚基的构象的改变，进而又会引起另外三个亚基构象发生变化，结果整个分子构象改变，使所有亚基更易于与氧结合，大大加快血红蛋白与氧结合的速度。
7．呈色反应蛋白质分子中因含有某些特殊的结构或某些特殊氨基酸残基，能与多种化合物发生颜色反应。重要的颜色反应如表l-1-2所示。
(四)蛋白质的分类
1．蛋白质的化学分类根据蛋白质的分子组成可将蛋白质分为简单蛋白质和结合蛋白质两大类。简单蛋白质完全水解的产物为α-氨基酸，即只由α-氨基酸组成。因此，简单蛋白，质又称单纯蛋白质，如球蛋白、白蛋白、组蛋白等。结合蛋白质由简单蛋白质和非蛋白质物质两部分组成。非蛋白质部分通常称为辅基。辅基可以是核酸、糖类、脂类、色素、磷酸，由此组成的结合蛋白质分别称为核蛋白、糖蛋白、脂蛋白、色蛋白、磷蛋白。
2．蛋白质的功能分类根据蛋白质的功能大体分为结构蛋白和酶两大类，结构蛋白参与细胞结构的组成。酶是活细胞产生的具极高催化效率的一类蛋白质，生物体内的绝大多数化学反应都需要在酶的催化作用下才能进行。
四、酶类
酶是由活细胞产生的，能在体内或体外起同样催化作用的一类具有活性中心和特殊构象的生物大分子，包括蛋白质和核酸。生物体和细胞内错综复杂的彳弋谢反应必须具有酶才能按一定规律有条不紊地进行。酶缺陷或者酶活性被抑制会引起生物体和细胞的病变。在这里
主要讨论蛋白质属性的酶。
(一)酶的化学结构
绝大多数的酶是蛋白质，根据酶的化学组成．可以把酶分成单纯酶和结合酶，单纯酶分子完全由蛋白质组成，不含其他成分。结合酶分子由简单的蛋白质(称为酶蛋白)和辅助因子两部分组成，辅助因子可以是金属离子或小分子有机物。通常把这些小分子有机物称为辅酶或辅基。辅酶指与酶蛋白结合比较松，用透析法可以除去的小分子有机物；而辅基则指与酶蛋白结合比较紧，用透析法不易除去的小分子有机物；两者没有本质区别。酶的催化反应的专一性和高效性主要决定于酶蛋白。
酶分子中有很多化学基团，但并不是所有的基团都与酶的活性有关。酶的活性仅与一部分基团有直接关系，这些基团称为酶的必需基团。如果对这些基团进行取代或修饰，则酶的活性丧失。酶的必需基团在一级结构上可能相距很远，甚至可能不在一条肽链上，但由于肽链盘绕折叠使它们在空间上彼此靠近，形成具有一定空间结构的区域，而直接与酶的催化功能有关，这种区域称为酶的活性中心。酶活性中心包括两个功能部位：一个是结合部位，一定的底物靠此部位结合到酶分子上；一个是催化部位，底物分子中的化学键在此处被打断或形成新的化学键，从而发生一定的化学反应。
(二)酶的作用机制
1．酶的催化作用——降低活化能
在一个反应体系中，任何反应物分子都有进行化学反应的可能，但并非全部反应物分子都进行反应。因为在反应体系中各反应物分子所含的能量高低不同，只有那些所含能量达到或超过一定限度(称为能阈)的活化分子(处于过渡态的分子)才能在碰撞中发生化学反应。显然，活化分子越多，反应速度越快。将分子由常态转变到活化状态(过渡态)所需的能量，称为活化能。
酶的催化作用就是降低化学反应的活化能，由于在酶催化反应中只需较低的能量就可使反应物进入“过渡态”，所以同非酶催化反应相比，活化分子的数量大大增加，从而加快反应的速度。如图1-1-6所示。
2．中间产物学说
酶为什么能降低反应的活化能?中间产物学说能比较好地解释这个问题。该学说认为：在催化某一反应的时候，酶首先与底物形成不稳定的中间产物，然后中间产物再分解，释放
出酶及产生的反应产物。可用公式表示为：
这样，把原来无酶参加的一步反应分成了两步进行。这两步反应所需要的活化能比原来一步反应的低，从而加快反应速度。显然，酶之所以降低反应活化能是由于酶与底物生成了中间产物从而改变了反应途径所致。
3．“钥匙-锁”学说和“诱导契合”学说
酶和底物是如何结合成中间产物的?又如何完成其催化作用?1890年。E.Fischer提出“钥匙-锁”学说，认为酶和底物结合时，底物的结构必须和酶活性部位的结构非常吻合，就像锁和钥匙一样，这样才能紧密结合形成中间产物。这在一定程度上解释了酶促反应的特性，如专一性；但该学说把酶的结构看成是固定不变的，这是不切实际的，并且该模型不能解释可逆反应。1958年，D．E．Koshland提出了“诱导契合”学说，克服了“钥匙-锁”模型的缺点，认为酶与底物结合时，底物能诱导酶分子的构象变化，使酶能与分子很好地结合，从而发生催化作用。如图1-1-7所示。
4．使酶具有高催化效率的因素
酶为什么比一般催化剂具有更高催化效率?主要有以下因素：
(1)邻近定向效应指底物和酶活性部位的邻近，对于双分子反应来说也包含酶活性部位上底物分子之间的靠近，而互相靠近的底物分子之间，以及底物分子与酶活性部位的基团之间还要有严格的定向(正确的立体化学排列)。这样就大大提高了活性部位上底物的有效浓度，使分子间反应近似于分子内的反应，同时还为分子轨道交叉提供了有利条件；使底物进行反应的活化能降低，从而大大地增加了酶-底物中间产物进入过渡态的几率。
(2)“张力”和”形变”底物结合可以诱导酶分子构象的变化，而变化的酶分子又使底物分子的敏感键产生“张力”甚至“形变”，从而促进酶-底物中，间产物进入过渡态。
(3)酸碱催化酶活性部位上的某些基团可以作为良好的质子供体或受体对底物进行酸碱催化。
（4)共价催化某些酶可以和底物生成不稳定的共价中间物，这种共价中间物进一步生成产物要比非催化反应容易得多。
(三)影响酶催化反应的因素
1.酶浓度的影响
在酶促反应中，如果底物浓度大到足以使酶饱和，则反应速度与酶浓度成正比(图
1-1-8)：V=k [E]。
2．底物浓度的影响
(1)底物浓度对酶促反应速度的影响
在酶浓度等条件恒定，反应系统中没有不利于酶发挥作用的因素存在时，用反应速度对底物浓度作图得一直角双曲线(图1-1-9)。由曲线可以看出：当底物浓度[S]较低时，反应速度和底物浓度几乎成正比。当底物浓度较高时，反应速度也随浓度的增加而升高，但不显著。当浓度大大增加时，反应速度趋近一个最大值即最大速度Vmax，此时的反应速度与底物浓度无关。
3.PH值的影响
酶常常限于某一pH值范围内才表现出最大的活力，这种表现出酶的最大活力的pH值就是酶的最适pH值。当pH高于或低于这个最适值时，酶活性就会降低。通常典型的最适pH 曲线为钟型曲线(图1-1-10)。pH值对酶活性影响的原因，除了由于过酸或过碱使酶变性失活外，主要是由于影响了酶分子活性中心上有关基团的解离或底物的解离，这样就影响了酶与底物的结合，从而影响了酶的活力。
4，温度的影响
各种酶在一定条件下都有一个最适温度，在最适温度两侧，反应速度都较低，呈钟罩形曲线(图1-l-11)。温度对酶促反应的影响有两个方面：一方面是温度升高，反应速度加快，与一般化学反应相似；另一方面，随着温度升高，酶蛋白变性也随之增加，减少有活性的酶的数量，降低了酶促反应速度。酶促反应最适温度就是两种过程的平衡。在低于最适温度时，前一种效应为主，在高于最适温度时，后一种效应为主。
5，激活剂的影响
能提高酶活性的物质称为激活剂。按分子大小可分为3类：第一类为无机离子，如Mg2+是各种激酶的激活剂，C1-能激活唾液α-淀粉酶；第二类为中等大小的有机化合物，一种是还原剂，如半胱氨酸、还原型谷胱甘肽等，另一种是金属螯合剂，能除去酶中重金属杂质，从而解除重金属对酶的抑制，如乙二氨四乙酸(EDTA)；第三类为蛋白质性的大分子化合物，这类激活剂用于酶原激活，使无活性酶原变成有活性的酶。
6．抑制剂的影响
某些物质，不引起酶蛋白变性，但能使酶分子上某些必需基团发生变化，因而引起酶活性下降，甚至丧失。这种作用称为抑制作用，起抑制作用的物质称为抑制剂。酶的抑制作用分为不可逆抑制作用和可逆抑制作用两类。
(四)酶的分类和命名
1．酶的国际系统分类法
国际生物化学联合会酶学委员会提出的酶的国际系统分类法的分类原则是：将所有已知酶按其催化的反应类型分为六大类，即氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂解酶类、异构酶类、合成酶类，分别用1，2，3，4，5．6的编号来表示；根据底物分子中被作用的基团或键的性质，再将每一大类分为若干亚类，每一亚类又分为若干亚亚类；然后再把属于这一亚亚类的酶按顺序排好。这样就把已知的酶分门别类地排成一个表，称为酶表。每一种酶在这个表中的位置可用一个统一的编号来表示。每个编号由四个数字组成：如催化乳酸脱氢转变为丙酮酸的乳酸脱氢酶，编号为ECl．1.1.27。EC指国际酶学委员会的缩写；第一个1，代表该酶属于氧化还原酶类；第二个1，代表该酶属于氧化还原酶类中的第一亚类，催化醇的氧化；第三个1，代表该酶属于氧化还原酶类中第一亚类的第一亚亚类；第四个数字表明该酶在一定的亚亚类中的排号。
2．酶的命名
根据国际酶学委员会的建议，每一种酶都给以两个名称。二个是系统名，一个是惯用名。
(1)系统命名法包括两部分，即底物名称及反应类型。若酶反应中有两种底物起反应，则这两种底物均需表明，当中用“：”分开。例如，草酸氧化酶其系统名称为草酸：氧化酶。
(2)习惯命名法通常依据酶作用的底物及反应类型来命名如催化乳酸脱氢变成丙酮酸的酶称为乳酸脱氢酶催化草酰乙酸脱去CO2变为丙酮酸的酶称草酰乙酸脱羧酶对于催化水解作用的酶，一般在酶的名，字上省去反应类型，如水解蛋白的酶称蛋白酶，水解淀粉的酶称淀粉酶。有时为了区别同一类酶，还可以在酶的名称前面标上来源。如胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶等。
五、核酸
天然的核酸可分为两大类：核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。真核细胞中，RNA 主要分布在细胞质内，在细胞核内仅有少量存在，线粒体、叶绿体内也有分布；DNA主要分布在细胞核内，线粒体、叶绿体内也有少量存在。
(一)核酸的组成成分
将核酸水解可以得到核酸的基本组成单位——核苷酸，而核苷酸还可以进一步分解成核苷和磷酸。核苷又可进一步分解成碱基和戊糖。
1．戊糖
组成核酸的戊糖有两种：β-D-核糖和β-D-2-脱氧核糖。前者存在于RNA，后者存在于
DNA。
2．碱基
碱基分为两类：一类是嘌呤，为双环分子，一般有腺嘌呤(A)、鸟嘌吟(G)两种；另一类
是嘧啶，为单环分子，一般有胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)、尿嘧啶(U)三种。DNA中含有A、G、C、T，RNA中含有A、G、C、U。凡含有酮基的嘧啶碱或膘吟碱，在溶液中可以发生酮式和烯醇式的互变异构现象。结晶状态时，为这种异构体的等量混合物。在生物体内则以
酮式占优势，这对核酸分子中氢键结构的形成非常重要。
在核酸中还存在少量其他修饰碱基。核酸中的修饰碱基多是4种主要碱基的衍生物，大多是甲基化碱基，都是在核酸生物合成后，酶促加工修饰而成。这些修饰碱基对核酸的生物功能具有重要的作用。tRNA 的修饰碱基种类较多，如次黄瞟吟。二氢尿呼唤、4一硫尿嘧啶、5一甲基胞嘧啶。
3．核苷
戊糖C－l’的羟基与嘧啶碱N－l或瞟吟碱N－9上的氢缩合连接成共价的β-N-糖苷键。形成核苷。由核糖组成的核苷为核糖核苷，用单符号（A、G、C、U）表示，由脱氧核糖构成的核苷，称脱氧核苷，则在单个符号前加一个小写的d（dA、dG、dC、dT）。在tRNA 中存在少量5-核糖尿嘧啶，是一种碳苷，其C－1’是与尿嘧啶的第5个碳原子相连，因为戊糖与碱基连接方式比较特殊．也称假尿苷苦．用符号Ψ表示。
4．核苷酸
核苷酸是核苷的磷酸酯。核糖核苷酸的核糖有3个自由的羟基，因此磷酸酯化分别可生成2′-、3′-和5′-核苷酸。脱氧核苷酸的糖上只有两个自由羟基，只能生成3′-和5’-脱氧核苷酸。生物体内的游离核苷酸多为5′-核苷酸。
(二)核酸的结构
1.DNA的结构
（1）一级结构
构成DNA的脱氧核苷酸之间，由前一个残基的脱氧核糖3′-羟基与后一个残基脱氧核糖的5′-磷酸形成：3′，5′-磷酸二酯键，彼此相连而形成多脱氧核苷酸长链(图1-1-12)。整个长链有两个游离的末端：脱氧核糖5'-OH末端(称5′-末端)和脱氧核糖3′-OH末端(称3′-末端)，长链由5′-末端向3′-末端的延伸(5′-末端→3′-末端)。
DNA的一级结构就是指脱氧核苷酸链中脱氧核苷酸的排列顺序。不同的DNA分子具有不同的一级结构，即含有的脱氧核苷酸数目不同，四种碱基的比例不同，排列顺序也不同。
（2)二级结构
根据Chargaff发现的A=T、G=C的碱基组成规律以及Wilkins和Franklin的DNA晶体
的X光衍射实验数据，1953年Watson和Crick提出了DNA的双螺旋结构模型(如图1-1-13)。
该模型认为：①DNA分子由两条多脱氧核苷酸链反向平行(一条链是3′→5′，另一条链为5’一3′)，围绕着同一个轴，右手盘旋成一个右平行螺旋结构，螺旋的直径为2．0nm；
②磷酸和脱氧核糖在螺旋体的外侧，通过磷酸二酯键连结形成DNA分子的骨架；③碱基对位于螺旋体内侧，按A与T，C与G配对，A-T对有2个氢键，C-G对有3个氢键，碱基平面与纵轴垂直，每个碱基对间相隔0．34nm，旋转方向相差360°，因此绕中心轴每旋转一圈有10个核苷酸，每隔3．4nm重复出现同一结构；④螺旋表面有一条大沟和一条小沟，这两条沟对DNA和蛋白质的相互识别是很重要的。
DAN双螺旋结构很稳定，有3种化学键维持：互补碱基之间的氢键，碱基对之间的碱基堆集力，以及主链上带负电的磷酸与溶液阳离子之间的离子键，其中碱基堆集力起主要作用。
进一步研究发现，在不同湿度条件下，含不同盐离子的DNA结晶，其X光衍射图谱也不同，说明有不同的双螺旋构象。据此，又可将DNA分为A型、B型、C型、D型和Z型等多种构象。
(3)三级结构
DNA的三级结构是指双螺旋DNA的扭曲或再螺旋、超螺旋是DNA三级结构的基本形式。
绝大多数原核生物以及线粒体和叶绿体的DNA是共价环双链DNA，这种环状双螺旋DNA分子，如果通过细胞内拓扑异构酶的作用，即可在环形分子的内部引起张力，这种新产生的张力不能释放到分子外部，而只能在DNA分子内部促使原子的位置重排，造成双螺旋的再螺旋，形状似麻花，即产生超螺旋结构。
真核细胞染色质和有些病毒DNA是双螺旋线形分子，当线形DNA分子的两端均固定时也可形成超螺旋结构。染色质DNA中双螺旋DNA分子先盘绕组蛋白形成核小体，许多核小体由DNA链连在一起构成念珠状结构，念珠状结构可进一步盘绕压缩成更高层次的结构-据估汁，人的DNA分子在染色质中反复折叠盘绕，共压缩8000～10000倍。
2．RNA的结构
RNA主要有三大类，分别是：核糖体RNA(rRNA)，占RNA总量的80％以上，是核糖体的主要成分；转运RNA(1RNA)，占总量的15％，在蛋白质的合成中搬运氨基酸；信使
RNA(mRNA)，占总量的5％，是合成蛋白质的模板。不同种类的RNA结构各不相同，为了
细胞生物学教案 （来自https://www.doczj.com/doc/7f7137694.html,）目录 前言 第一章绪论 第二章细胞结构概观 第三章研究方法 第四章细胞膜 第五章物质运输与信号传递 第六章基质与内膜 第七章线粒体与叶绿体 第八章核与染色体 第九章核糖体 第十章细胞骨架 第十一章细胞增殖及调控 第十二章细胞分化 第十三章细胞衰老与凋亡
前言 依照高等师范院校生物学教学计划，我们开设细胞生物学。 一、学科本身的重要性 要最终阐明生命现象，必须在细胞水平上。细胞是生命有机体最基本的结构和功能单位，生命寓于细胞之中，只有把各种生命活动同细胞结构相联系，才能在细胞水平上阐明各种生命现象。世界著名生物学家Wilson（德国人）曾说过：“一切生物学问题的答案最终要到细胞中去寻找”。 二、学科发展特点 细胞生物学涉及知识面广、内容浩繁且更新迅速。它同生物化学、遗传学形成生命科学的鼎立三足，既是当代生命科学发展的前沿，又是生命科学赖以发展的基础。 三、欲达到的目的 通过系统地学习细胞生物学，丰富细胞学知识，以适应当代人类社会知识结构发展的需求，也是为考研做准备。 本课程讲授51学时，实验21学时，共72学时。 参考资料 1 De.Robertis，《细胞生物学》，1965年（第四版）；1980年（第七版）《细胞和分子生物学》 2 Avers，“Molecular Cell Biology”， 1986年 3 Alberts，《细胞的分子生物学》，“Molecular biology of the cell”，1989年 4 Darnell，《分子细胞生物学》，1986年（第一版）；1990年（第二版）“Molecular Cell Biology”5郑国錩，细胞生物学，1980年，高教出版社；1992年，再版 6 郝水，细胞生物学教程，1983年，高教出版社 7 翟中和，细胞生物学基础，1987年，北京大学出版社 8 韩贻仁，分子细胞生物学，1988年，高等教育出版社；2000年由科学出版社再版 9 汪堃仁等，细胞生物学，1990年，北京师范大学出版社 10 翟中和，细胞生物学，1995年，高等教育出版社，2000年再版 11 郑国錩、翟中和主编《细胞生物学进展》， 12翟中和主编《细胞生物学动态》，从1997年起（1—3卷），北师大出版社 13徐承水等，《分子细胞生物学手册》1992，中国农业大学出版社 14徐承水等，《现代细胞生物学技术》1995，中国海洋大学出版社 15徐承水，《细胞超微结构研究》2000，中国国际教育出版社 学术期刊、杂志 国外：Cell、Science、Nature、J.Cell Biol.、J.Mol. Biol. 国内：中国科学、科学通报、实验生物学报、细胞生物学杂志等
高中生物竞赛辅导书有哪些 高中是学习生物的重要时期，此时接触生物辅导书的相关资料有助于我们在高中生物竞赛中脱颖而出。下面是我为大家整理的高中生物竞赛辅导资料，希望对大家有所帮助! 高中生物竞赛考纲 首先，要知道什么是生物联赛。我们通常所说的中学生物学奥赛是分为以下五个赛程的：各省的初赛、全国中学生生物学联赛、全国中学生生物学竞赛、全国中学生生物学冬令营、国际中学生生物学奥林匹克竞赛(即IBO)。就是通过这层层的严格选拔，在全国范围内发掘出高手中的高手作为国家对选手参加IBO，为国争光。而当下由于很多高校都把学科竞赛省赛成绩作为自主招生申请条件之一，所以作为第二阶段的全国中学生生物学联赛也就获得更多的关注了。 其次，要知道生物联赛的考核内容。我们都知道该考试以高中生物学为基础，并会扩展至高校普通生物学内容，具体考核点与分值分布是这样的： 1.细胞生物学、生物化学、微生物学、生物信息学 (25%) 2.植物和动物的解剖、生理、组织和器官的结构与功能 (30%) 3.动物行为学、生态学 (20%) 4.遗传学与进化生物学、生物系统学 (25%) 最后回归主题吧，到底该准备些什么备考资料呢? 高中生物竞赛辅导书
吴相钰著《陈阅增普通生物学》——高等教育出版社(看过之后对生物有个大致的概念) 尹长明著《生物奥林匹克竞赛教程》——湖南师范大学出版社 北京大学生物学家编著《精英教案》基础生物教程(上、中、下册)——军事谊文出版社 北京大学生物学家编著《精英教案》生物习题专集——军事谊文出版社高中生物竞赛辅导书资料 刘凌云著《细胞生物学》——高等教育出版社 刘凌云、郑光美著《普通动物学》——高等教育出版社 王玢、左明雪著《人体及动物生理学》——高等教育出版社 陆时万著《植物学》(上、下册)——高等教育出版社 潘瑞炽《植物生理学》——高等教育出版社 尚玉昌著《动物行为学》——北京大学出版社 尚玉昌著《普通生态学》——北京大学出版社 余瑞元著《生物化学》——高等教育出版社 刘祖洞著《遗传学》——高等教育出版社 苏宏鑫著《高中生物奥赛讲义》——浙江大学出版社 北京大学生物学家编著《精英教案》生物赛题分析——军事谊文出版社方淳、叶建伟著《冲刺——全国高中生物联赛》——浙江大学出版社高中生物竞赛辅导真题 北京大学生物学家编著《精英教案》生物试题解析——军事谊文出版社奥狐教育天科学堂研究院主编《2016版高中生物学联赛历年真题及解析
细胞生物学及生物化学练习题 1.下列细胞器，光学显微镜下能看到的是( )。 A．核糖体 B.内质网 C.叶绿体 D.A、B、C都不是 2.将小麦种子浸在红墨水中10 min，然后取出。将种子洗净纵向剖开，发现胚白色，而胚乳红色。这说明( )。 A.胚成活、胚乳失去活性 B.胚、胚乳都成活 C.胚死亡、胚乳成活 D.不能判断是否成活 3.生物膜的脂类分子是靠什么键聚集在一起形成磷脂双分子层结构的( )。. A.氢键 B.二硫键 C.疏水键 D.离子键 4.下列关于动物细胞膜上Na+-K+泵的描述正确的是( )。 A.具有ATP酶的活性 B.消耗1分子ATP向胞外泵出2钠离子，向胞内泵入2个钾离子 C.消耗1分子ATP向胞外泵出3个钠离子，向胞内泵入2个钾离子 D. Na+-K+泵在动物细胞膜上可形成离子通道，钠离子和钾离子可选择性地透过 5.线粒体内膜上具有什么酶系统( ) 。 A.糖酵解 B.过氧化氢 C.三羧酸循环 D.电子传递链 6.肝细胞的解毒作用主要是通过什么结构中的氧化酶系进行的()。 A.线粒体 B.叶绿体 C.细胞质膜 D.光面内质网 7.下列对溶酶体功能的描述不正确的是( )。 A.分解消化来自细胞外的物质 B.溶解细胞内由于生理或病理原因破损的细胞器 C.自身膜破裂，导致细胞自溶而死亡 D.使毒性物质失活 8.下列哪一类动物细胞中高尔基体最为丰富( )。 A.随意肌细胞 B.腺细胞 C.红细胞 D.白细胞 9.真核细胞细胞质中的核糖体( )。 A.与细菌的核糖体大小、组成相同 B.较细菌的核糖体大，但组成相似 C.较细菌的核糖体小，组成不同 D.与细菌的核糖体大小相同，但组成完全不同 10. (2007年全国联赛题)在真核细胞中具有半自主性的细胞器为( )。 A.高尔基体 B.内质网 C.线粒体 D.质体 E.溶酶体 11.(2007年全国联赛题)巴氏小体是( )。 A.端粒 B.凝集的X染色体 C.随体 D.巨大染色体 12.端粒的作用是()。 A.它们保护染色体使其免于核酸酶的降解 B.它们能防止染色体之间的末端融合 C.它们是细胞分裂“计时器” D.以上都正确 13.下列四对名词中，哪一对的表述是合适的( )。 A.叶绿体—贮藏酶 B.过氧化(酶)体—细胞中的转运作用 C.核仁—核糖体亚基的组装部位 D.溶酶体—细胞 中的发电站 14.（2007年全国联赛题)减数分裂时，等位基因的DNA片段的交换和重组通常发生在( )。 A.偶线期 B.粗线期 C.双线期 D.终变期 15.机体中寿命最长的细胞是( )。 A.红细胞 B.神经细胞 C.表皮细胞 D.上皮细胞 16.动物细胞间信息的传递主要是通过( )。 A.紧密连接 B.间隙连接 C.桥粒 D.胞间连丝 17.以下哪项不属于第二信使( )。 A, cAMP B. cGMP C. Ach D. DG 18.用某种影响细胞骨架的药水处理体外培养的细胞，群体中出现双核细胞，最可能的原因是( )。 A.微丝被破坏 B.微管被破坏 C.染色体畸变 D.细胞发生融合
生物知识竞赛题（二十七中） 一、选择题 1、最早提出基因一词的人是（ A ） A. 威廉路德维希约翰逊 B 孟德尔 C 克里克 2、一对夫妇第一个和第二个孩子同时都是女儿的概率是（ C ） A.1/8 B.1/16 C.1/4 3、下列有关冰毒的说法正确的有（ A ） A.冰毒的化学名称是甲基苯丙胺 B.冰毒能用来制造海洛因 C.吸食冰毒者血压降低 4、以下和摩尔根有关的是（ B ） A.三倍体西瓜 B.果蝇的遗传行为 C.稳态概念的提出 5、下列有关艾滋病的说法正确的是（ C ） A.其致病病毒只能侵入T细胞 D.属于自身免疫病 C.属于获得性免疫缺陷病 6、峨眉山山顶海拔3047 米，西藏拉萨海拔3658 米，两地都种植小麦其结果是（ C ） A.两地都能成熟 B.峨眉山顶成熟、拉萨不能成熟 C.拉萨能成熟、峨眉山顶不能成熟 7、人们通常所说的大米经加工后仅保留了稻谷的（ C ） A.胚 B.糊粉层 C.胚乳 8、经常食用以下哪种食物容易引起铅中毒？（ B ） A.油条 B.松花蛋 C.豆腐 9、俗称"四不象"的动物是（ A ） A.麋鹿 B.羚羊 C.骡子 10、世界上最好的咖啡产于（ B ） A.南非 B.牙买加 C.巴西 11、生命活动的基本特征是（ C ） A.运动 B.氧化反应 C.新陈代谢 12、蛋白质是由氨基酸组成的，组成蛋白质的天然氨基酸约有( )种: （ B ） A 18 B 20 C 25 13、生长激素的作用不包括（ C ） A.促进蛋白质的合成 B.促进骨的生长 C.促进幼小动物体的发育 14、下列有关沙漠之舟--骆驼的驼峰的说法正确的是（ B ）
细胞生物学复习资料 第一章绪论 一、细胞生物学定义及其主要研究内容（名词解释） 细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，它是在不同层次（显微、亚显微 / 超微与分子水平）上以研究细胞结构与功能、细胞增殖、分化、衰老与凋亡、细胞信号传递、真核细胞基因表达与调控、细胞起源与进化等为主要内容。核心问题是将遗传与发育在细胞水平上结合起来。 二、细胞生物学的发展史（代表人物及其发现） 1、细胞的发现。胡克利用自制显微镜发现了细胞。 2、细胞学说的建立及其意义。施莱登和施旺共同提出细胞学说 3、细胞学的经典时期 4、实验细胞学时期。摩尔根建立基因学说。 5、细胞生物学学科的形成与发展 第二章 一、细胞是生命活动的基本单位 （一）一切有机体都由细胞构成（除病毒是非细胞形态生命体外），细胞是构成有机体的基本单位（二）细胞具有独立的、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位。细胞生命活动以物质代谢为基础；以能量代谢（ATP）为动力；以信息调控为机制。 （三）细胞是有机体生长与发育的基础 （四）细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性 （五）没有细胞就没有完整的生命（病毒也适合）。结构破坏的细胞不能生存；单独的细胞器不能长期培养。 二、细胞的基本共性 1、所有的细胞都有相似的化学组成 2）所有细胞表面均有细胞膜（磷脂双分子层 + 镶嵌蛋白质） 3）均含有 DNA 与 RNA 作为遗传信息复制与转录的载体 4）均含有核糖体（合成蛋白质） 5）所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂 三、原核细胞的基本特征 1、遗传的信息量小，一个环状 DNA 构成； 2、细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门结构与功能的细胞器和细胞核膜。 原核生物的代表： 支原体、衣原体、立克次氏体、细菌、放线菌、蓝藻等
第一章生物学的学习策略和解题技巧 一、树立正确的生物学观点 树立正确的生物学观点是学习生物的重要目标之一，正确的生物学观点又是学习、研究生物学的有力武器，有了正确的生物学观点，就可以更迅速更准确地学到生物学知识。所以在生物学学习中，要注意树立生命物质性、结构与功能相统一、生物的整体性、生命活动对立统一、生物进化和生态学等观点。 1．生命物质性观点 生物是由物质组成，一切生命活动都有其物质基础。从万物之灵的人类到单细胞的细菌,以及无细胞结构的病毒等,所有生物都是由碳、氢、氧、氮、硫、磷、钙、铁、铜等几十种化学元素组成的,并且这几十种化学元素在无机自然界都是可以找到的。生物体能够完成各种各样的生命活动，而一切生命活动都是通过一定的生命物质来实现的，如果没有生命物质也就没有生命活动。 2．结构与功能相统一的观点 结构与功能相统一的观点包括两层意思:一是有一定的结构就必然有与之相对应功能的存在;二是任何功能都需要一定的结构来完成。例如叶的表皮是无色透明的,表皮细胞排列紧密，向外一面的细胞壁上有透明而不易透水的角质层。表皮的这种结构的存在，就既利于阳光透过，又能防止叶内水分过多地散失，还能保护叶内部不受外来的伤害;而阳光透入,防止水分散失,保护叶内组织,又需要一定的结构来完成，这就是表皮。 3.生物的整体性观点 系统论有一个重要的思想，就是整体大于各部分之和，这一思想也完全适合生物领域。不论是细胞水平、组织水平、器官水平,还是个体水平，甚至包括种群水平和群落水平，都体现出整体性的特点。例如,细胞膜、线粒体、内质网、核糖体、高尔基体、中心体、质体、液泡等细胞器都有其特有的功能,但是只有在它们组成一个整体——细胞的时候才能完成新陈代谢的功能，如果离开了细胞的整体,单独的一个细胞器是无法完成它的功能的。 ４．生命活动对立统一的观点 生物的诸多生命活动之间，都有一定的关系,有的甚至具有对立统一的关系,例如,植物的光合作用和呼吸作用就是对立统一的一对生命活动。光合作用的实质是合成有机物,储存能量;呼吸作用的实质是分解有机物,释放能量。很明显,两者之间是相互对立的。呼吸作用所分解的有机物正是光合作用的产物,可以说，如果没有光合作用，呼吸作用就无法进行；另一方面,光合作用过程中,原料和产物的运输所需要的能量，也正是呼吸作用释放出来的，如果没有呼吸作用,光合作用也无法进行。因此说,呼吸作用和光合作用又是相互联系、相互依存的。只有光合作用和呼吸作用的共同存在，才能使植物体的生命活动正常进行。 ５．生物进化的观点 辩证法认为，一切事物都处在不断地运动变化之中,任何事物都有一个产生、发展和灭亡的过程。生物界也不例外，也有一个产生和发展的过程,所谓产生就是生命的起源,所谓发展就是生物的进化。生命的起源经历了从无机小分子物质生成有机小分子物质，再形成有机高分子物质，进而组成多分子体系，最后演变为原始生命的变化过程;生物的进化遵循从简单到复杂，从水生到陆生、从低等到高等的规律。 6.生态学观点 生态学观点的基本内容是生物与环境之间是相互影响、相互作用的，也是相互依赖、相互制约的。生物与环境是一个不可分割的统一整体。人类社会的发展进程中产生了环境问题，人类与环境的矛盾，处于不断变化之中，永无止境。人类必须依靠科技进步和教育发展，逐步更新人口观念,提高人口素质，合理开发资源，高效利用资源，保护生态，治理环境，走生存与发展的新路。 二、掌握科学的学习方法 学习方法的优劣是学习成败的关键，要想取得理想的学习效果,必须掌握科学、高效的学习方法。与学习生物学关系比较密切的学习方法有观察方法、做笔记的方法、思维方法和记忆方法等。 1．观察方法 学习过程从本质上说是一种认识过程。认识过程是从感性认识开始的，而感性认识主要靠观察来获得,所以观察方法就是首要的学习方法。观察方法主要包括顺序观察、对比观察、动态观察和边思考边观察。 （１）顺序观察 顺序观察包括两层意思。从观察方式上来说,一般是先用肉眼、再用放大镜、最后用显微镜。用显微镜观察也是先低倍,后高倍。例如，对植物根尖的观察，就是先用肉眼观察幼根，根据颜色和透明程度区分根尖的四部分,然后再用放大镜观察报尖的根毛，最后用显微镜观察根尖的纵切片,认识根尖各区的细胞特点。从观察方位上来说，一般采取先整体后局部,从外到内,从左到右等顺序。例如对一朵花的观察,就要先从整体上观察花形、花色,然后从外到内依次观察花等、花冠、雄蕊、雌蕊。 （2)对比观察 对比观察有利于迅速抓住事物的共性和个性，从而把握住事物的本质。如观察线粒体和叶绿体的结构时,就要先异中
2019年全国中学生生物学联赛试题 注意事项：1.所有试题使用2B铅笔在机读卡上作答； 2.试题按学科分类，单选和多选题混排。单选题每题1分，多选题每题2分，多选题 答案完全正确才可得分 3.试卷116题，共计143分，答题时间120分钟。 一、细胞生物学、生物化学、微生物学、生物信息学、生物技术30题35分 1.以下植物细胞中无膜结构、具有单层膜结构以及具有双层膜结构的细胞器的描述，正确的是： A.纺锤体、液泡和高尔基体、叶绿体 B.核糖体、叶绿体、线粒体 C.核糖体、内质网和高尔基体、叶绿体 D.纺锤体、内质网和液泡、线粒体 2.构成生物体的细胞大小差异很大，大部分细胞直径10-100微米，一般肉眼看不到，必须借助显微镜才能进行观察，但有些细胞则特别大，肉眼可见。下面哪些细胞需要用显微镜才能观察 A.鸟类卵细胞 B.棉花纤维 C.苎麻茎的韧皮纤维细胞 D.人的精细胞 3.褪黑素是人体分泌的一种重要激素，与昼夜节律密切相关，对其化学特性的分析发现：褪黑素是色氨酸的一种衍生物，其内分泌细胞的所在部位是： A.下丘脑 B.垂体C松果体 D.胰岛 4.下列关于体外细胞培养的叙述，正确的是： A.除神经细胞外，其它所有细胞可以长期无限制传代培养 B.淋巴细胞可以长期传代培养，并可用来生产单克隆抗体 C.诱导多能干细胞(IPS)可以体外长时间培养 D.只有在培养过程中发生恶化的细胞才可以无限培养 5.不能通过非共价作用与G蛋白偶联受体直接结合的分子是： A.肾上腺素等信号分子 B.细胞膜上的磷脂分子 C. C AMP D.G蛋白 6.离子通道是离子跨细胞膜运输的重要通道。离子通过开放的离子通道的方式是 A.自由扩散 B.由跨膜的电化学势梯度所驱动 C.通过消耗ATP的能量来驱动 D.由跨膜的糖蛋白浓度梯度所驱动 7.布雷非德菌素A( Brefeldin)是一种目前研究得较为透彻的药物，可以阻碍细胞的分泌途径以及囊泡循环转运的过程。用这种药物处理细胞时，细胞内有哪类结构不会在短期内发生变化： A.溶酶体 B.液泡 C.细胞核 D.质膜 8.真核细胞及其细胞器在用超声波处理破裂以后，经离心得到可溶性的和不溶性的部分。蛋白质X 出现在可溶性部分之中。你认为蛋白质X最有可能是一种 A.细胞质膜的内在膜蛋白 B.细胞器膜的内在膜蛋白 C.外在膜蛋白 D.可溶性的细胞质基质蛋白 E.可溶性的核蛋白 9.植物细胞壁是植物细胞特有的一种结构，也是人类社会生活中非常重要的可再生资源，目前对细胞壁组分以及细胞壁合成机制的研究表明：(多选) A.细胞壁的主要成分有纤维素、半纤维素、果胶以及木质素等 B.纤维素是在质膜上由纤维素合成酶合成 C.半纤维素和果胶在高尔基体上合成 D.在制备植物原生质体时需要用到纤维素酶裂解细胞壁，因为纤维素在细胞壁中的含量最高 10.细胞自噬是真核细胞对细胞内成分进行降解和周转的重要过程。日本科学家大隅良典因发现细胞自噬的机制获得2016诺贝尔生理学或医学奖，在细胞自噬过程中，细胞组分的降解发生在 A.溶酶体 B.内质网 C.高尔基体 D.自噬体 11.下列关于酶活性部位特点的描述，错误的是 A.活性部位在整个酶分子中只占很小的一部分 B.活性部位具有三维立体结构 C.活性部位具有与底物完全互补的结构 D.活性部位对酶的整体构象具有依赖性12.DNA和蛋白质变性后，他们之间的一个区别是变性蛋白质 A.一级结构被破坏 B.氢键被破坏 C.理化性质不变 D.复性较难 13.人类肝脏组织中储存的糖原是 A.主要的能源物质 B.主要的结构物质 C.为了维持血糖的稳定 D.跟淀粉具有相同的结构，被称为“动物淀粉” 14.在用于蛋白质合成的氨基酸的“活化”中: A.需要两种不同的酶，一种形成氨酰基腺苷酸，另一种将氨基酸连接到RNA上 B.甲硫氨酸首先被甲酰化，然后附着于特定的tRNA C.氨基酸通过磷酸二酯键连接到tRNA的5’末端 D.每种氨基酸至少有一种特异性激活酶和一种特异性tRNA E.亮氨酸可以通过对亮氨酸特异的氨酰基RNA合成酶与tRNA Phe连接 15.染色质重塑是一种重要的生物学现象，指染色质的立体空间结构发生变化从面导致一些转录调控蛋白可以和DNA序列结合，下列描述，不属于染色质重塑机制的是 A.组蛋白上的氨基酸发生磷酸化 B.组蛋白上的氨基酸发生甲基化 C.DNA的C和G碱基上添加甲基基团 D.DNA序列中部分碱基发生突变 16,类固醇激素对基因表达的调节是通过： A.自身直接作用在基因调控序列上 B.激活酪氨酸蛋白激酶 C.以cAMP作为第二信使 D.与受体结合进入细胞核作用在调节元件上 17.下列哪种分子或代谢过程为肌肉收缩提供了最大的ATP产生率(mmol/sec) A.肌糖原转化为CO2 B.肌糖原转化为乳酸 C.脂肪酸转化为CO2 D.磷酸肌酸 18.研究人员分离线粒体电子传递链的各组分，包括电子传递复合物I、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳv等。如果试管中放入琥珀酸、CoQ、细胞色素C.复合物Ⅱ和复合物Ⅲ各组分，并提供氧气；或者在同样的体系中再加入抗霉素A,最终电子受体将分别是： A.细胞色素C，C0Q B.细胞色素C，氧气 C.复合物Ⅲ，C0Q D.复合物Ⅲ，氧气 19.聚丙烯酰氨凝胶电泳分离蛋白质的依据是：(多选) A.蛋白质所带电荷数量 B.蛋白质的分子形状 C.蛋白质的分子大小 D.蛋白质的亲水性 20.阿尔茨海默症是一种主要与衰老相关的神经退行性疾病，与健康脑相比，阿尔茨海默症患者大脑中存在类淀粉样蛋白质堆积以及Tau蛋白质过度磷酸化，最新的研究发现，向阿尔茨海默症模型小鼠施加40Hz的闪光或者声音刺激会使小鼠的认知能力提高。基于这项工作，以下说法不正确的是: A.脑部类淀粉样蛋白质大量堆积往往伴随着脑电波异常现象 B电磁波的异常可能是导致阿尔茨海默症的原因 C.阿尔茨海默症会引起患者大脑电磁波异常 D.施加40Hz的闪光或者声音刺激，可以降低小鼠脑部类淀粉样蛋白质堆积 21.假设在有氧条件下，给葡萄糖氧化的肝细胞中加入了一种非常有效的特异性线粒体ATP合酶抑制剂，完全抑制这种酶。下列关于该抑制剂效果的陈述，哪些是错误的：(多选) A.细胞中的ATP产量将迅速降至零 B.该细胞的葡萄糖消耗率将急剧下降 C.氧气消耗率将增加 D.柠檬酸循环将加速补偿 E.细胞将转换为脂肪酸氧化作为葡萄糖氧化的替代物，因此抑制剂对ATP产生没有影响 22.以下哪一项不是革兰氏阴性菌 A.大肠杆菌 B.肺炎杆菌 C.痢疾杆菌 D.乳酸菌 23.以下关于质粒的描述，错误的是 A.多数以双链DNA的形式存在 B.只能随基因组一同复制 C.不同类型的质粒在细胞中可能存在不同的拷贝 D. 多数以环状形式存在
2020年全国中学生生物知识竞赛题库及答案 1、食物的主体是（A） A.糖类、蛋白质和脂肪； B.维生素、蛋白质和微量元素； C.维生素、无机物和微量元素； D.糖类、无机物和微量元素。 2.有一种元素能抑制脑神经的异常兴奋，使人在正常情况下能承受较为严重的精神刺激，青少年缺乏这一元素，则发育不良，易得佝偻病。这一元素是(D) A.铁； B.铜； C.碘； D.钙。 3.对钙和磷的吸收起帮助作用的一种维生素是（C） A.维生素A； B.生维素C； C. 素生素D； D.维生素E 4.下列甜味剂中，营养价值最高的是（B） A.白糖； B.蜂蜜； C.红糖； D.糖精。 5.抗坏血酸是指缺（C） A. 维生素A； B. 维生素B12； C. 维生素C； D. 维生素K。 6.“脑黄金”是指（B） A.DNA； B.DHA； C.RNA； D.ATP。 7.长期饮浓茶，会减弱胃肠对一种元素的吸收，这种元素是（D） A.铜； B.锌； C.锰； D.铁。 8、素有“植物中的熊猫”美称的植物是指什么？B A、银杏 B、水杉 C、银杉 9、下列哪种方式不是艾滋病的传播方式？C A、性行为 B、血液和血制品接触 C、空气呼吸 D、母婴传
播 10、细胞是由哪位科学家发现并命名的？A A、虎克 B、施莱登 C、施旺 11、非典的潜伏期一般为多长时间？B A、二十一天以上 B、二到十二天 C、无潜伏期 12、现在不属于非典病毒传播途径的是哪种方式？C A、短距离飞沫传播 B、密切接触传播 C、空气传播 13、引起非典型肺炎的元凶是什么？C A衣原体病毒 B、流感病毒 C、冠状病毒 14、预防非典的个人良好卫生习惯有（ A） Ａ.保持双手清洁，正确洗手Ｂ.使用公用毛巾擦手Ｃ.多吸烟，预防非典 15、下列哪种人类疾病与蚊子有关系D A．昏睡病 B．血吸虫病 C．痢疾 D．疟疾 16、人的腋下正常体温是（C ）℃ A、50 B、25～28 C、36～37 D、38～39 17、下列哪种血型的人在需要输血时原则上可以接受任何ABO型血？C A、A型血 B、B型血 C、AB型血 D、O型血 18、为预防红眼病，下列（ B ）措施是错误的 A、常洗手 B、眼痛时用手轻揉眼睛 C、不与他人合用一条毛巾
第一章绪论 一、名词解释 1.细胞生物学 (cell biology) 2.细胞学说(cell theory) 3.医学细胞生物学( medical cell biology) 4.蛋白质组(proteome) 5.表观遗传学(epigenetics) 6.组蛋白密码(histone code) 二、单项选择题 1.发现细胞的时间和科学家分别是 A.1665，R.Hooke B.1673，A.Van Leeuwenhoek C.1831，R.Brown D.1855，R.Virchow E.1864, H. Von Mohl 2.生物体结构和功能的基本单位是 A.细胞 B.基因组 C.蛋白质组 D.染色体 E.基因 3.细胞生物学发展过程的实验细胞学阶段的主要标志是 A.研制成功第一台光学显微镜 B.观察到活体细胞 C.利用各种实验手段研究细胞的生化代谢过程及生理功能 D.研制成功第一台电子显微镜 E.明确了遗传信息流向的“中心法则 4.发表了“中心法则”的是 A.F.Crick B. G.Gamow C. J.Watson D.M.J.Schleiden E. T.Schwan 5.细胞学说的建立发生于 A.16世纪 B.17世纪 C.18世纪 D.19世纪 E.20世纪 6.使细胞生物学研究深入到亚细胞水平的是 A.光学显微镜 B.电子显微镜技术 C.DNA重组技术 D.DNA序列分析技术 E.体细胞克隆技术 7.下列与细胞骨架网状结构的发现有关的技术是 A.光学显微镜 B.原子力显微镜 C.扫描隧道显微镜 D.分子生物学技术 E.超高压电子显微镜 8.细胞生物学学科形成于
专题五：光合作用 [竞赛要求] 1.光合作用的概念及其重大意义 2.光合作用的场所和光合色素 3.光合作用的全过程（光系统I和光系统II） 4.C3和C4植物的比较（光呼吸） 5.外界条件对光合作用的影响（饱和点、补偿点） 6.光合作用的原理在农业生产中的应用 [知识梳理] 一、光合作用概述 光合作用是指绿色植物吸收阳光的能量，同化二氧化碳和水，制造有机物质并释放氧气的过程。 1．光合作用的重要性可以概括为把无机物变成有机物、蓄积太阳能量和环境保护为三方面。 2．叶绿体和光合色素 应注意吸收光谱只说明光合色素吸收的光段，不能进一步说明这些被吸收的光段在光合作用中的效率，要了解各被吸收光段的效率还需研究光合作用的作用光谱，即不同波长光作用下的光合效率称为作用光谱。 荧光现象：叶绿素溶液在透射光下呈绿色，而在反射光下呈红色的现象。 磷光现象：叶绿素在去掉光源后，还能继续辐射出极微弱的红光（用精密仪器测知）的现象。 3．光合作用的发现
● 17世纪，van Helmont ，将2.3kg 的小柳树种在90.8kg 干土中，雨水浇5年后，小柳树重76.7kg ，而土仅减少57g 。因此，他认为植物是从水中取得所需的物质。 ● 1771年，Joseph Priestley ，密闭容器中蜡烛燃烧污染了空气，使放于其中的小鼠窒 息；若在密闭容器中放入一支薄荷，小鼠生命就可得到挽救。他的结论是，植物能净 化空气。 ● 1779年，Jan Ingenhousz ，确定植物净化空气是依赖于光的。 ● 1782年，J.Senebier ，证明植物在照光时吸收CO 2并释放O 2。 ● 1804年，N.T.De Saussure 发现，植物光合作用后增加的重量大于吸收CO 2和释放O 2所 引起的重量变化，他认为是由于水参与了光合作用。 ● 1864年，J.Sachs 观察到照光的叶绿体中有淀粉的积累，显然这是由光合作用产生的 葡萄糖合成的。 ● 20世纪30年代，von Niel 提出光合作用的通式： ● 1937年，R. Hill 用离体叶绿体 培养证明，光合作用放出的O 2， 来自H 2O 。将光合作用分为两个阶段：第一阶段为光诱导的电子传递以及水的光解和O 2的释放（又称希尔反应）；这一阶段之后才是CO 2的还原和有机物的合成。 ● 1940年代，Ruben 等用18O 同位素示踪，更进一步证明光合作用放出的O 2，来自H 2O 二、光合作用的过程 1．光反应和暗反应 根据需光与否，可笼统的将光合作用分为两个反应――光反应和暗反应。光反应发生水的光解、O 2的释放和ATP 及NADPH （还原辅酶II ）的生成。反应场所是叶绿体的类囊体膜中，需要光。暗反应利用光反应形成的ATP 和NADPH ，将CO 2还原为糖。反应场所是叶绿体基质中，不需光。从能量转变角度来看，光合作用可分为下列3大步骤：光能的吸收、传递和转换过程（通过原初反应完成）；电能转化为活跃的化学能过程（通过电子传递和光合磷酸化完成）；活跃的化学能转变为稳定的化学能过程（通过碳同化完成）。前两个步骤属于光反应，第三个步骤属于暗反应。 （1）光能的吸收、传递和转换 ①原初反应：为光合作用最初的反应，它包括光合色素对光能的吸收、传递以及将光 能转换为电能的具体过程（图5-1）。 H 2O+A AH 2+1/2O 2 6CO 2+2H 2O (C 6H 12O 6)+ 6H 2O +6O 2 6CO 2+6H 2O C 6H 12O 6+6O 2 光 绿色细胞 CO 2+2H 2A (CH 2O)+2A+H 2O
高中生物竞赛试题_高中生物竞赛试 题 【--高中生入党申请书】 细胞生物学、生物化学、微生物学 1．关于膜蛋白，下列描述错误的是 A．膜蛋白是生物膜最为重要的组成部分 B．外在膜蛋白比内在膜蛋白更易分离 C．根据膜蛋白分离的难易及在膜中分布的位置，分为外在膜蛋白和内在膜蛋白 D．膜蛋白含量和种类与膜的功能密切相关 E．内在膜蛋白露在膜外的部分含较多的非极性氨基酸，属疏水性 2．根据信号假说，错误的是 A．胞浆中存在信号肽识别粒子，B．SRP可识别并结合信号肽 C．SRP不需与对接蛋白结合D．信号肽带动蛋白质进入内质网膜 E．借助转运系统完成蛋白质分泌 3．关于线粒体的叙述，下列哪些是正确的
A．内膜对各种物质的通过具有严格的选择性B．外膜通透性低 C．有内、外两层膜结构D．线粒体大小、形状和数目因细胞而异 4．有关高尔基体是极性细胞器的描述，哪项是正确的A．高尔基对糖蛋白的加工过程是随机不是有序地进行B．小囊泡位于高尔基体的顺面，大囊泡位于高尔基体的反面 C．膜脂介于细胞膜和内质网膜之间，反面膜较顺膜含酶的种类不同 D．反面的膜类似于细胞膜，顺面的膜类似于内质网 E．扁平囊顺面的膜较薄，厚约6nm，随着顺面向反面过渡，膜也逐渐加厚，至反面膜厚约8nm 5．在细胞中，微管的功能之一是 A．组成肌纤维的主要成分B．在有丝分裂中使染色体移向两级 C．参与细胞间的锚定连接而形成桥粒D．在细胞分裂末期形成胞质分裂环而使细胞分裂X是一种激素，而Y是一种细胞生长因子，当X或Y与在特定细胞细胞膜上的专一受体(receptor，R)结合后，会分别引起一连串细胞内反应如下： X→X-R1→G蛋白质1→腺苷环化酶(aderlyl cyclase)→
2021年全国生物知识竞赛试题库含答案 （精华版） 1．显微镜观察时，光线较暗，应使用： A、大光圈、平面镜 B、小光圈、凹面镜 C、小光圈、平面镜 D、大光圈、凹面镜 2．什么被人们称其为“地球的肾”： A、热带雨林 B、湿地 C、海洋 D、陆地 3．世界艾滋病日是：( ) A、10月4日 B、10月29日 C、12月1日 D、12月26日 4．我国明代医学家李时珍编写医学巨著是： A、《齐民要术》 B、《物种起源》 C、《本草纲目》 D、《扁鹊经》 5．柑橘主要分布在南方，苹果主要分布在北方，造成这一分布差异的主要原因：( ) A、湿度 B、阳光 C、温度 D、水分6．动物体内各种类型的细胞中，具有最高全能性的细胞是：A、体细胞B、生殖细胞C、受精卵D、
肝细胞 7．人在发烧时食欲较差，其病理是：( ) A、胃不能及时排空 B、摄入的食物未能被消化 C、消化酶活性受影响 D、完全抑制了消化酶的分泌 8．由环境因素刺激动物所引起的最简单定向反应叫做：（） A、向性运动 B、感性运动 C、趋性 D、生物钟 9．每次呼吸运动不能把肺中气体全部更新的原因是：（） A、每次呼吸时吸入的气体不能全部进入肺泡 B、缺少体育锻炼，肺活量小 C、每次呼吸时，即使尽力呼气，肺内仍存留一定的余气量 D、呼吸深度不够 10．在动物饥饿或冬眠时，能量物质消耗的顺序是：（）A、脂肪→蛋白质→糖类B、脂肪→糖类→蛋白质C、糖类→脂肪→蛋白质D、蛋白质→糖类→脂肪11．在下列生产措施中与激素效应无关的生产活动是：（）A．果树修剪B．培育无籽西瓜C．培育无籽番茄D．将一熟苹果放入未熟苹果箱中 12．用某人的血清，分别与四个不同血型（ABO血型）人的红细胞进行血型配合实验，其中三个人的红细胞均发生凝集反应，可知该人的血型是：( )
细胞生物学教案 . 第一章绪论 教学目的 1 掌握本学科的研究对象及内容； 2 了解本学科的来龙去脉（发展史及发展前景）； 3 掌握与本学科有关的重大事件和名词。 教学重点本学科的研究对象及内容 第一节细胞生物学研究内容与现状 一、细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科 1.细胞学（Cytology）：是研究细胞的结构、功能和生活史的科学 2.细胞生物学（Cell Biology）：运用近代物理学和化学的技术成就以及分子生物学的概念与方法，从显微水平、亚显微水平和分子水平三个层次上，研究细胞的结构、功能及各种生命活动规律。 二、细胞生物学的主要研究内容 1. 细胞核、染色体及基因表达基因表达与调控是目前细胞生物学、遗传学和发育生物学在细胞和分子水平相结合的最活跃领域。 2.生物膜与细胞器的研究膜及细胞器的结构与功能问题（“膜学”）。 3. 细胞骨架体系的研究胞质骨架、核骨架的装配调节问题和对细胞行使多种功能的重要.性。 4. 细胞增殖及调控控制生物生长和发育的机理是研究癌变发生和逆转的重要途径（“再教育细胞”）。 5. 细胞分化及调控一个受精卵如何发育为完整个体的问题。（细胞全能性） 6 .细胞衰老、凋亡及寿命问题。 7. 细胞的起源与进化。 8. 细胞工程改造利用细胞的技术。生物技术是信息社会的四大技术之一，而细胞工程又是生物技术的一大领域。目前已利用该技术取得了重大成就（培育新品种，单克隆抗体等），所谓21世纪是生物学时代，将主要体现在细胞工程方面。 三、当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域 1. 染色体DNA与蛋白质相互作用关系； 2. 细胞增殖、分化、凋亡的相互关系及其调控； 3 .细胞信号转导的研究； 4 .细胞结构体系的装配。 第二节细胞生物学发展简史 一细胞生物学研究简史1.细胞学创立时期 19世纪以及更前的时期（1665—1875），是以形态描述为主的生物科学时期； 2. 细胞学经典时期20世纪前半世纪（1875—1900），主要是实验细胞学时期； 3. 实验细胞学时期（1900—1953）； 4. 分子细胞学时期（1953至今）。
高中生物竞赛“细胞生物学”复习讲义 细胞生物学是研究细胞的结构、功能、生活史以及生命活动本质和规律的科学，是生物科学的主要分支之一，也是生命科学和分子生物学研究的基础。本章包括细胞的化学成分，细胞器，细胞代谢，DNA、RNA和蛋白质的生物合成，物质通过膜的运输，有丝分裂和减数分裂，微生物学和生物技术等部分。根据1BO考纲细目和近几年来试题的要求，以下从知识条目和能力要求两方面定出具体目标
第一节细胞的化学成分 尽管自然界细胞形态多样，功能各异，但其化学成分基本相似，主要包括：糖类、脂类、蛋白质、核酸、酶类等。 一、糖类 糖类是多羟基醛、多羟基酮的总称，一般可用Cm(H20)n化学通式表示。由于一些糖分子中氢和氧原子数之比往往是2：1，与水结构相似，故又把糖类称为碳水化合物。糖是生命活动的主要能源，又是重要的中间代谢物，还有些糖是构成生物大分子，如核酸和糖蛋白的成分，因而具有重要意义。糖类化合物按其组成可分为单糖、寡糖、多糖。如果糖类化合物中尚含有非糖物质部分，则称为糖复合物，例如糖蛋白、蛋白多糖、糖脂和脂多糖等。 (一)单糖 单糖是最简单的糖，不能被水解为更小的单位。单糖通常含有3—7个碳原子，分别称为丙糖、丁糖、戊糖、己糖和庚糖。天然存在的单糖一般都是D-构型。单糖分子既可以开链形式存在，也可以环式结构形式存在。在环式结构中如果第一位碳原子上的羟基与第二位碳原子的羟基在环的伺一面，称为α-型；如果羟基是在环的两面，称β-型。 重要的单糖有以下几种： 1．丙糖如甘油醛(醛糖)和二羟丙酮(酮糖)。它们的磷酸酯是细胞呼吸和光合作用中重
要的中间代谢物。 2．戊糖戊糖中最重要的有核糖(醛糖)、脱氧核糖(醛糖)和核酮糖(酮糖)。核糖和脱氧核糖是核酸的重要成分，核酮糖是重要的中间代谢物。 3．己糖葡萄糖、果糖和半乳糖等都是己糖。所有己糖的分子式为C6H1206，但结构式不同，互为同分异构体。葡萄糖是植物光合作用的产物，也是细胞的重要能源物质之一。 (二)寡糖 由少数几个(2—6个)单糖缩合而成的糖称为寡糖。最多的寡糖是双糖，如麦芽糖、蔗糖、纤维二糖、乳糖。 1．麦芽糖麦芽糖是由一个α—D-葡萄糖半缩醛羟基与另一分子α-D-葡萄糖C4上的醇羟基缩合脱去一分子水，通过α-1，4-糖苷键结合而成。麦芽糖是淀粉的基本单位，淀粉水解即产生麦芽糖，所以麦芽糖通常只存在于淀粉水解的组织，如麦芽中。 2．蔗糖一分子α-D—葡萄糖和一分子β-D-果糖缩合脱水即成蔗糖。甘蔗、甜菜、胡萝卜以及香蕉、菠萝等水果中都富含蔗糖。 3.乳糖乳糖由一分子β-D-半乳糖和一分子α-D-葡萄糖通过β-1，4-糖苷键结合而成。乳糖主要存在于哺乳动物乳汁中。 4．纤维二糖纤维二糖是纤维素的基本结构单位，由2分子的p-D-葡萄糖通过β-1，4-糖苷键结合而成。 (三)多糖 自然界数量最大的糖类是多糖。多糖是由很多单糖分子缩合脱水而成的分支或不分支的长链分子。常见的多糖有：淀粉、纤维素、糖原、几丁质和黏多糖等。 1．淀粉天然淀粉由直链淀粉与支链淀粉组成。直链淀粉是α-D-葡萄糖基以α-1，4-糖苷键连接的多糖链。支链淀粉分子中除有α—1，4-糖苷键的糖链外，还有α-1，6-糖苷键连接的分支。淀粉与碘有呈色反应，直链淀粉为蓝色，支链淀粉为紫红色。在稀酸或酶的作用下，淀粉水解：淀粉→糊精→麦芽糖→α-D—葡萄糖。糊精是淀粉水解的最初产物，随着水解，糖分子逐渐变小，它与碘作用分别呈红色、黄色、无色。这个反应可用于淀粉水解过程的检验。 2．糖原糖原是动物组织中贮存的多糖，又称动物淀粉。糖原也是α-D-葡萄糖基以α-1，4-糖苷键连接而成的，但糖原的分支比支链淀粉多。糖原遇碘作用呈红褐色。
范文 2020年初中生物知识竞赛精选题库及答案(共80 1/ 7
题) 2020 年初中生物知识竞赛精选题库及答案（共 80 题） 1、大鲵又叫娃娃鱼，产于我国西南地区，终生生活在水中，是我国二级重点保护动物，它属于脊椎动物中的（ B ） A. 鱼类 B. 两栖类 C. 爬行类 D. 哺乳类 2、用照蛋灯照射可以识别能孵出小鸡的鸡蛋，下列观察到的结果中能孵出小鸡的是（ C ） A. 有不透光的红色斑点 B. 有透光的亮点 C. 有不透光的黑色斑点 D. 没有任何异样 3、位于大西洋周围的一个小岛上经常有大风，生长在那里的菊科植物仅 1 米左右高，其余的植物都很矮小或粘地蔓生，按照达尔文的观点来解释，这是（ D ） A. 植物发生突然变化的结果 B. 一种不正常的自然现象 C. 人工栽培的结果 D. 自然选择的结果 4、下面所举的实例中，不是生物性状的是（ C ） A. 麻雀体表覆盖羽毛 B. 青蛙后肢有蹼 C. 鲫鱼生活在水中 D. 仙人掌的叶特化为刺
5、青蛙的发育称作（ B ） A. 完全变态发育 B. 变态发育 C. 不完全变态发育 D. 胚后发育 6、冬天，教室长时间不开窗户，课间学生也不出去活动，许多同学会感到头晕，注意力不集中，其原因是（ D ） A、室内温度太高 B、温暖的环境适于细菌的繁殖 C、众人的呼吸造成室内空气异味引起不舒服 D、二氧化碳浓度过高，缺氧造成 7、无论是花丛中忙碌的蜜蜂、海水中游动的龙虾、荷尖上小憩的蜻蜓、墙角处结网的蜘蛛，还是啃咬农作物的蝗虫，它们都是我们常常见到的（C） A.环节动物 B.软体动物 C.节肢动物 D.棘皮动物 8、如果你仔细观察过鱼缸中的鱼，你一定见过这种情景：如果你长时间没有换水或鱼缸里的鱼比较多时，它们就会不时地浮到水面上层用口“透气”。 这是因为（ B ） A.此时水中有很多杂质 B.此时水中氧的含量比较低 C.此时水缸周围无人干扰 D.原因不能确定 9、当你拨打“120”求救时，你需要做到（ D ） 3/ 7
第一章绪论 第一节细胞生物学研究的内容与现状 一、细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科 生命体是多层次、非线性、多侧面的复杂结构体系，而细胞是生命体的结构与生命活动的基本单位，有了细胞才有完整的生命活动。 研究的主要任务是以细胞作为生命活动的基本单位为出发点，探索生命活动基本规律，阐明生物生命活动的基本规律，阐明细胞生命活动的结构基础。 细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，它是在不同层次（显微、亚显微与分子水平）上以研究细胞结构与功能、细胞增殖、分化、代谢、运动、衰老与凋亡、细胞信号传递、真核细胞基因表达与调控、细胞起源与进化等重大生命过程。核心问题是将遗传与发育在细胞水平上结合起来。 细胞生物学研究的课题归纳起来包括3个根本性的问题： 1.基因组是如何在时间与空间上有序表达的？ 2.基因表达的产物是如何逐级组装成能行使生命活动的基本结构体系及各种细胞器的？这种自组装过程的调控顺序与调控机制是什么？ 3.基因及其表达的产物，特别是各种信号分子与活性因子，是如何调节诸如细胞的增殖、分化、衰老与凋亡等细胞最重要的生命活动过程的？ 二、细胞生物学的主要研究内容 1、生物膜与细胞器的研究 2、细胞信号转导的研究 3、细胞骨架体系的研究 4、细胞核、染色体以及基因表达的研究 5、细胞增殖及其调控 6、细胞分化及干细胞生物学 7、细胞凋亡 8、细胞衰老 9、细胞工程 10、细胞的起源与进化 第二节细胞学与细胞生物学发展简史 一、生物科学发展的三个阶段: 1.形态描述生物学时期，19世纪以前； 2.实验生物学时期，20世纪前半世纪； 3.精细定性与定量的现代生物学时期，20世纪50-60年代至今。 二、细胞生物学发展简史 1. 细胞的发现 英国学者胡克，1665年第一次描述植物细胞的构造。 荷兰学者列文虎克观察了动植物活细胞与原生动物 2. 细胞学说的建立其意义 Matthias Jacob Schleiden（1804~1881)，德国植物学教授，1838年发表“植物发生论”(Beitr?ge zur Phytogenesis)，认为无论怎样复杂的植物都有形形色色的细胞构成。 Theodor Schwann（1810~1882)，德国解剖学教授，一开始就研究Schleiden的细胞形成学说，并于1838年提出了“细胞学说”（Cell Theory)这个术语；1939年发表了“关于动植物结构和生长一致性的显微研究”