第一部分 生命的物质基础和结构基础 下载本文

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或排除某些物质。主动运输与物质在膜两侧的浓度差没有太大的关系,其基础是:①、膜上的载体的种类和数量(决定能进行运输的物质的种类和数量);②、能量的供应(由ATP 直接提供能量,能量供应的多少在一定范围内影响物质运输的数量)。常见的进行主动运输的物质有:葡萄糖(进入红细胞时为协助扩散);氨基酸;各种矿质元素和无机盐;水溶性维生素(维生素B、C等)等。

内吞作用:是指大分子物质或颗粒状物质通过细胞膜进入细胞的运输方式。如果运输的物

质是固态,称作?吞噬?;如果运输的物质是液态,则称作?胞饮?。内吞作用之所以能进行的结构基础是?细胞膜具有一定的流动性?,整个过程物质不进行跨膜运输(即穿过膜的层数为0层)。

外排作用:是指大分子物质或颗粒状物质通过细胞膜排出细胞的方式。如分泌蛋白、抗体、

神经递质等排出细胞都是通过此方式。外排作用能进行的结构基础也是?细胞膜具有一定的流动性?,物质不进行跨膜运输(即穿过膜的层数为0层)。

糖蛋白:是多糖和蛋白质所组成的一种存在于细胞膜外侧的蛋白质,在信息传递、细胞识

别、免疫等方面具有重要作用。其一般不存在于细胞内的膜结构中。癌细胞之所以容易扩散,就是因为其膜上的糖蛋白含量的减少,降低了细胞间的黏着性。

染色体(质):是真核细胞的细胞核中所具有的一种容易被碱性染料(龙胆紫液、醋酸洋

红液等)染成深色的结构。构成染色体的主要化学成分是蛋白质和DNA(还含有少量RNA)。其一般情况下呈细丝状(称为?染色质?);只有在细胞分裂的分裂期时,染色质高度螺旋化,缩短变粗成为在光学显微镜下可见的形态——?染色体?。同种生物的体细胞内染色体的数目一般是相同的。在每条染色体中一般都只有一个DNA分子,只有在细胞分裂的过程中(间期染色体复制后;有丝分裂的前期、中期;减数分裂的第一次分裂、第二次分裂的前期和中期)每条染色体中含有两个DNA分子。在有丝分裂的后期,每种生物的体细胞中的染色体数目达到最多,是一般体细胞的二倍。染色体是遗传物质的主要载体(其本身不是遗传物质),基因在其上呈线性排列。

着丝点:是染色体上不容易被碱性染料染成深色的部分,它是细胞分裂过程中纺锤丝(或

星射线)在染色体上的附着点,在不同的染色体上存在的位置可能不同,可以此作为染色体的划分依据。每条染色体都只有一个着丝点,所以,着丝点的数目可代表细胞内染色体的数目。

细胞核:是细胞内遗传物质集中的地方,是遗传物质储存、复制和转录的主要场所。其结

构包括:核膜(双层膜,上有小孔——核孔)、核仁、核质(即核液)、染色质。核膜使细胞核内的部分与细胞质分隔开来,使细胞核能保持相对的独立性。核孔是核膜上大分子物质(如蛋白质分子、RNA等)出入细胞核的通道。核仁是细胞核内合成RNA的场所。核质为细胞核内各种生理活动提供物质条件。生物的生命活动主要是由细胞核控制的,但是,细胞核的生命活动又必须由细胞质为其提供物质和能量。细胞

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核对细胞的生命活动的控制总有一定的范围限度,因此,当细胞体积增大到一定程度时,细胞通过细胞分裂减小体积,达到细胞核能顺利控制的结果。

细胞分裂:是增加细胞数量,产生子代细胞的方式。?细胞增殖?就是通过细胞分裂实现的。

细胞分裂发生的生理基础是:新陈代谢过程中,同化作用大于异化作用,当细胞生长使细胞体积增大到细胞核不能控制时,细胞就将发生分裂。细胞分裂的主要方式有:①、有丝分裂:真核细胞分裂的主要方式,通过有丝分裂增加体细胞的数量;单细胞生物通过有丝分裂进行繁殖——分裂生殖。②、减数分裂:进行有性生殖的生物在形成有性生殖细胞时所进行的细胞分裂方式。③、无丝分裂:是分裂过程中没有纺锤丝和染色体出现的细胞分裂,如蛙红细胞的分裂、人的部分肝细胞和上皮细胞的分裂。原核生物细胞分裂的方式是:二分裂。

细胞周期:是指进行连续分裂的细胞,从上一次分裂结束时开始,到下一次分裂结束时为

止的过程。一个细胞周期可分为:分裂间期和分裂期。分裂间期是一个细胞周期中持续时间最长的时期,该时期细胞体积增大,主要进行蛋白质的合成、RNA的合成和染色体的复制等,为细胞周期的分裂期准备条件。细胞的分裂期的特点主要是细胞核内的染色体的规律性变化,这些规律性变化包括:①、染色体形态变化——染色质和染色体之间的相互转化(前期质变体,有末期、减二末期体变质);②、染色体数目变化:染色体数目的加倍(有后期、减二后期)和减半(末期);③、染色体结构变化:从不含染色单体到含有染色单体(间期染色体复制后),再到不含染色单体(有后期、减二后期着丝点分裂后);④、染色体位置变化:从散乱排列到着丝点位于赤道板上(中期),到平分至细胞两极(后期),再恢复散乱排列(有末期、减二末期)。减数分裂由于不是一种连续的细胞分裂,因此它没有细胞周期。

染色单体:是指经过复制后的一条染色体内所含有的由同一个着丝点连接在一起的两部

分。同一条染色体内的两个染色单体叫?姐妹染色单体?,后期着丝点分裂后,姐妹染色单体所变成的染色体可称作?姐妹染色体?。不同的染色体内的染色单体叫做?非姐妹染色单体?。在真核细胞的分裂过程中,染色单体存在于染色体复制后,着丝点分裂前的各个时期(即有丝分裂的前期和中期;减数第一次分裂各时期和减数第二次分裂的前期和中期)。

纺锤体:是在细胞分裂的分裂期的前期,植物细胞两极的细胞质基质发出的纺锤丝(或动

物细胞的正在移向两极的中心体发出的星射线)在细胞的中央所形成的纺锤状结构。如果在细胞分裂的前期,由于某种原因(如秋水仙素)的作用纺锤体不能形成时,将形成多核细胞或多倍体细胞。

赤道板:是在细胞有丝分裂期的中期,每条染色体的着丝点在细胞的中央所形成的一个平

面位置。赤道板不是一个实实在在的细胞结构,而是细胞内的一个位置——细胞中央平面(相当于地球的赤道,故名)。

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细胞板:是在植物细胞有丝分裂的末期(或植物细胞减数分裂的两个末期),在细胞的中

央(赤道板位置)所形成的一个将细胞质一分为二的结构。细胞板将来成为植物细胞的细胞壁的一部分。细胞板的形成离不开高尔基体,另外还需线粒体提供能量。

细胞分化:是指在个体发育过程中,相同细胞的后代在形态、结构、生理功能等方面发生

稳定差异的过程。细胞分化是多细胞生物个体发育的细胞学基础。细胞分化是一种持久的变化,一般是不可逆的(离体时除外),其发生在生物体的整个生命进程中,但在胚胎发育时期达到最大限度。细胞分化的实质是:细胞内控制各种性状的基因的选择性表达。高度分化的各种细胞,它们虽然在形态、结构、生理功能等方面发生了变化,但是,每个细胞内的遗传物质依然是完全相同的(因为它们是由同一个细胞——受精卵分裂、分化而来的),仍具有全能性。分化细胞间的实质差异是RNA(mRNA)不同。

细胞的全能性:是指高度分化的动、植物细胞所具有的能形成完整的生物个体的潜能。实

验证明:高度分化的植物细胞仍保持有全能性,而高度分化的动物细胞的全能性则受到限制,但是,其细胞核仍保持着全能性。存在于生物体内的细胞不能表现出全能性(但是,具有全能性),细胞只有在离体(离开原来的生物体、器官或组织)时,在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下,才能表现出全能性。不同的细胞表现出全能性的能力不同,受精卵、生殖细胞 、分裂细胞、分化细胞的全能性依次降低。细胞的全能性的基础是:每个高度分化的细胞内都有一套和受精卵完全相同的能发育成一个完整的生物体所需要的全部基因的遗传物质(因为所有的细胞都是受精卵经过有丝分裂产生的)。生殖细胞虽只有本物种体细胞一半的染色体,但其已具有该物种的全部基因,所以也具有全能性。细胞的全能性是植物组织培养、植物体细胞杂交、动物克隆技术等的理论基础(原理)。没有细胞核的细胞是不具有全能性的(如哺乳动物的成熟的红细胞、植物的筛管细胞等)。

植物组织培养:是一种将植物细胞、组织或器官从生物体内取出(离体),接种到特制的

培养容器中,给予必要的生长条件,使之在体外继续生长和繁殖的生物技术。组织培养取得成功的关键因素是:①、营养:包括小分子有机物(如糖、氨基酸等)、生命活动调节物质(如维生素、激素等)、无机物(如水、无机盐)等;②生长环境,如培养温度、光照等;③、培养的各个环节无菌等。④、培养基为固态。植物组织培养的结果是获得完整的植株。组织培养的原理是:细胞的全能性。其全过程为:

脱分化:是指已经分化的植物器官、组织或细胞,当受到创伤或进行离体(也受到了创伤)

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培养时,已停止分裂的细胞改变原有的分化状态,失去原有结构和功能,成为具有未分化特性的细胞,重新恢复细胞分裂的过程。

愈伤组织:是由高度分化的细胞、组织等经脱分化过程而形成的一种排列疏松而无规则、高度

液泡化、呈无定形状态的薄壁细胞团。构成愈伤组织的细胞具有细胞分裂能力。如果只需要获得植物细胞产生的物质(如紫草素),则只需获得愈伤组织的细胞即可。

再分化:是指愈伤组织细胞在外界因素的作用下重新进行细胞分化,从而形成具有根、芽

(或有生根发芽能力)的幼苗或胚状结构(即胚状体)的过程。在再分化的过程中,培养基中细胞分裂素/生长素的比例影响根芽的分化(比例高时有利于芽的产生;比例低时有利于根的产生)。

胚状体:由愈伤组织中的薄壁细胞不经过有性生殖过程,直接产生的具有生根发芽能力的类似

于植物胚的结构。可用胚状体生产人工种子。

人工种子:是指通过植物组织培养技术获得

根、胚轴等结构的胚状体,并且用适当皮)将胚状体包裹起来,用以代替天然的一种结构。人工种子由胚状体、作为

具有胚芽、胚方法(人工种种子进行繁殖保护性外壳的

人工种皮和提供发育所需营养的人工胚乳(相当于双子叶植物种子的子叶或单子叶植物种子的胚乳)三部分组成。人工种子有许多优点。首先,它解决了有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。第二,人工种子可以工业化生产,提高农业的自动化程度。第三,人工胚乳中除含有胚状体发育所需的营养物质外,还可以添加各种附加成分,如固氮细菌、防病虫农药、除草剂和植物激素类似物等,有利于幼苗茁壮成长,提高作物产量。第四,用人工种子播种可以节约粮食。

细胞癌变:是指在细胞分化的过程中,有的细胞由于受到致癌因子的作用,不能进行正常

的分化(畸形分化),而变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞的过程。这些恶性增殖细胞就是癌细胞。可以说细胞的癌变就是细胞畸形分化的结果。引起癌变的致癌因子有:①、物理致癌因子(主要是辐射致癌,如电离辐射、X射线、紫外线等);②、化学致癌因子(如苯、砷、煤焦油等);③、病毒致癌因子(即肿瘤病毒或致癌病毒,目前已发现约150多种)。细胞癌变的实质是:致癌因子使人和动物细胞内的染色体上的原癌基因从抑制状态转变成激活状态,导致原癌基因表达的结果。癌变的细胞具有:①、无限增殖;②、形态结构发生改变;③、表面发生变化(如糖蛋白的减少,是癌细胞易分散和转移)等特点。

细胞衰老:是细胞新陈代谢过程中所经历的未分化、分化、衰老、死亡这几个阶段中的一

个正常的生理过程,是细胞新陈代谢的体现。衰老细胞具有的特征有:①、水分减少(自由水),细胞萎缩,代谢速度减慢;②、酶活性降低;③、色素积累,影响正常生理功能的进行;④、呼吸速度减慢,核体积增大,染色质固缩,染色加深;⑤、细胞膜

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