1、北京理工大學(xué)附屬中學(xué)北京理工大學(xué)附屬中學(xué) 秦偉峰秦偉峰2015.09.212015.09.21組成生物體的化學(xué)成分（15年考試說(shuō)明） 水和無(wú)機(jī)鹽離子的作用 I I 糖類(lèi)、脂質(zhì)的種類(lèi)和作用 II II 蛋白質(zhì)、核酸的結(jié)構(gòu)和功能 II II細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能（15年考試說(shuō)明） 細(xì)胞的類(lèi)型 I I 膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能 II II 細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能 II II細(xì)胞代謝（15年考試說(shuō)明） 物質(zhì)出入細(xì)胞的方式 II II 酶的特性和作用 II II ATP的特性和作用 II II和大家交流的內(nèi)容一.蛋白質(zhì)與核酸二.原核生物與真核生物三.物質(zhì)出入細(xì)胞的方式一.蛋白質(zhì)與核酸1.蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)2.蛋白質(zhì)的功能

2、3.核酸的空間結(jié)構(gòu)4.核酸的功能一.蛋白質(zhì)與核酸5.蛋白質(zhì)與核酸的關(guān)系6.核酸、蛋白質(zhì)與性狀1.蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)分子的多肽鏈蛋白質(zhì)分子的多肽鏈并非呈線形伸展，而是折疊和盤(pán)曲并非呈線形伸展，而是折疊和盤(pán)曲構(gòu)成特有的比較穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)。構(gòu)成特有的比較穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)就是指蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)就是指蛋白質(zhì)的二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)。二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的次級(jí)鍵蛋白質(zhì)的次級(jí)鍵：a a 氫鍵氫鍵 b b 鹽鍵鹽鍵 c c 疏水作用疏水作用 d d 范德華力范德華力蛋白質(zhì)的變性 蛋白質(zhì)在某些物理、化學(xué)因素作用下，其二級(jí)、三級(jí)空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，導(dǎo)致其理化和生物

3、學(xué)性質(zhì)上的變化，稱(chēng)蛋白質(zhì)變性。 物理因素：加熱、加壓；劇烈攪拌；紫外光照；X-光；超聲波等。 化學(xué)因素：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、尿素、重金屬鹽、乙醇、丙酮等?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)用脲和巰基乙醇處理RNA酶分子時(shí)，發(fā)現(xiàn)酶分子的多肽鏈伸展開(kāi)來(lái)，酶分子喪失了所有的酶活性。當(dāng)除去制備物中的脲和巰基乙醇時(shí)，RNA酶分子恢復(fù)了正常的酶活性，并且重新形成的蛋白質(zhì)在結(jié)構(gòu)和功能上與實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)正確折疊的天然蛋白質(zhì)不可區(qū)分。由該實(shí)驗(yàn)不能推測(cè)的是 A.折疊信息包含在氨基酸序列中B.天然構(gòu)象可能是其最穩(wěn)定構(gòu)象C.發(fā)生變性的蛋白質(zhì)也能夠復(fù)性D.折疊過(guò)程由某種分子協(xié)助完成【例題：2013-2014 海淀期中 31】-來(lái)自柳忠烈老師13-14學(xué)年

4、度期中試卷講評(píng)結(jié)果：酶活性恢復(fù)-來(lái)自柳忠烈老師13-14學(xué)年度期中試卷講評(píng)題目給出的信息和分析思路顯性信息顯性信息隱含信息隱含信息處理處理結(jié)果結(jié)果化學(xué)物質(zhì)處化學(xué)物質(zhì)處理蛋白質(zhì)理蛋白質(zhì)1. 1.多肽鏈伸展開(kāi)來(lái)多肽鏈伸展開(kāi)來(lái)2. 2.喪失酶活性喪失酶活性蛋白質(zhì)去折疊（變性），蛋白質(zhì)去折疊（變性），一級(jí)結(jié)構(gòu)未破壞一級(jí)結(jié)構(gòu)未破壞除去化學(xué)物除去化學(xué)物質(zhì)影響質(zhì)影響1. 1.恢復(fù)了正常的酶活性恢復(fù)了正常的酶活性2. 2.重新形成蛋白質(zhì)重新形成蛋白質(zhì)3. 3.與天然蛋白質(zhì)不可區(qū)分與天然蛋白質(zhì)不可區(qū)分蛋白質(zhì)復(fù)性（恢復(fù)原有蛋白質(zhì)復(fù)性（恢復(fù)原有結(jié)構(gòu)），與原蛋白質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)），與原蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能無(wú)明顯差異構(gòu)、功能無(wú)明顯

5、差異需思考：化學(xué)物質(zhì)的作用下蛋白質(zhì)發(fā)生了什么變化？去折疊的肽鏈為何能自動(dòng)折疊回去？從題目分析：維持高級(jí)結(jié)構(gòu)化學(xué)鍵（非共價(jià)鍵）被破壞，一級(jí)結(jié)構(gòu)未被破壞。熱力學(xué)角度講，自發(fā)的過(guò)程往往向最低能量狀態(tài)進(jìn)行。-來(lái)自柳忠烈老師13-14學(xué)年度期中試卷講評(píng)化學(xué)處理的作用：- 巰基乙醇可將二硫鍵還原成自由的巰基，如果再加入尿素，進(jìn)一步破壞已被還原的核糖核酸酶分子內(nèi)部的次級(jí)鍵，則該酶將去折疊轉(zhuǎn)變成無(wú)任何活性的無(wú)規(guī)則卷曲。實(shí)驗(yàn)的假設(shè)：考慮到被還原的核糖核酸酶要在已被還原的8個(gè)Cys殘基上重建4對(duì)二硫鍵共有105 種不同的組合，但只有一種是正確的形式，如果決定蛋白質(zhì)構(gòu)象的信息一直存在于氨基酸序列之中，那么，最后重折

6、疊得到的總是那種正確的形式。否則，重折疊將是隨機(jī)的，最后只能得到少量的正確形式。預(yù)期：顯然，第一種情形能完全恢復(fù)去折疊過(guò)程中喪生的酶活性，而后一種情況只能恢復(fù)很少的酶活性。-來(lái)自柳忠烈老師13-14學(xué)年度期中試卷講評(píng) Anfinsen提出了蛋白質(zhì)折疊的熱力學(xué)假說(shuō)。根據(jù)此假說(shuō)，一個(gè)蛋白質(zhì)的天然三維構(gòu)象對(duì)應(yīng)于在生理?xiàng)l件下其所處的熱力學(xué)最穩(wěn)定的狀態(tài)。熱力學(xué)穩(wěn)定性由組成的氨基酸殘基之間的相互作用決定，于是蛋白質(zhì)的三維構(gòu)象直接由它的一級(jí)結(jié)構(gòu)決定。-來(lái)自柳忠烈老師13-14學(xué)年度期中試卷講評(píng)維持蛋白質(zhì)構(gòu)象的化學(xué)鍵 蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象可分為二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)。 維持蛋白質(zhì)構(gòu)象的化學(xué)鍵：次級(jí)鍵（副鍵），由蛋白質(zhì)分

7、子的主鏈和側(cè)鏈上的極性、非極性和離子基團(tuán)等相互作用而形成的。 如：氫鍵、疏水鍵、離子鍵、范德華力、二硫鍵。-來(lái)自柳忠烈老師13-14學(xué)年度期中試卷講評(píng)來(lái)自2011年北京高考第4題2.蛋白質(zhì)的功能1)1)構(gòu)成細(xì)胞和生物體構(gòu)成細(xì)胞和生物體的重要物質(zhì)。的重要物質(zhì)。（肌肉）（肌肉）2)2)催化催化作用。作用。（酶）（酶）3)3)物質(zhì)物質(zhì)運(yùn)輸運(yùn)輸作用。作用。（膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白）（膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白）4)4)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)作用。作用。（胰島素）（胰島素）5)5)免疫免疫作用。作用。（抗體）（抗體） 每種酶蛋白分子表面每種酶蛋白分子表面有個(gè)有個(gè)活性部位活性部位， 其活性部位的結(jié)合基其活性部位的結(jié)合基團(tuán)團(tuán)只能與特定底物結(jié)只能與特

8、定底物結(jié)合合，生成酶，生成酶- -底物復(fù)底物復(fù)合物。合物。 酶與底物相互作用，酶與底物相互作用，降低反應(yīng)需要的活化降低反應(yīng)需要的活化能能，使化學(xué)反應(yīng)能在，使化學(xué)反應(yīng)能在常溫、常壓和近中性常溫、常壓和近中性條件下迅速地完成。條件下迅速地完成。2)2)催化作用。（酶）催化作用。（酶）由血液運(yùn)來(lái)的水溶性激素（如：由血液運(yùn)來(lái)的水溶性激素（如：胰島素）胰島素）（1 1）胰島素首先與靶細(xì)胞表）胰島素首先與靶細(xì)胞表面受體（靶細(xì)胞表面受體是面受體（靶細(xì)胞表面受體是一種糖蛋白）相結(jié)合，使一種糖蛋白）相結(jié)合，使G G蛋白活化。蛋白活化。（2 2）活化的）活化的G G蛋白活化腺苷酸蛋白活化腺苷酸環(huán)化酶，催化生成環(huán)化

9、酶，催化生成cAMPcAMP。（3 3）cAMPcAMP活化活化PKAPKA（蛋白激酶（蛋白激酶A A）。）。（4 4）PKAPKA進(jìn)入細(xì)胞核，催化進(jìn)入細(xì)胞核，催化CREBCREB（一種應(yīng)答（一種應(yīng)答cAMPcAMP的結(jié)合的結(jié)合蛋白）的磷酸化反應(yīng)。蛋白）的磷酸化反應(yīng)。（5 5）磷酸化的）磷酸化的CREBCREB調(diào)節(jié)基因調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄，合成新的轉(zhuǎn)錄，合成新的mRNAmRNA。（6 6）mRNAmRNA通過(guò)翻譯作用，指通過(guò)翻譯作用，指導(dǎo)合成某些酶，從而起到調(diào)導(dǎo)合成某些酶，從而起到調(diào)節(jié)生命體代謝的作用節(jié)生命體代謝的作用4 4) )調(diào)節(jié)作用。（胰島素）調(diào)節(jié)作用。（胰島素）使病毒類(lèi)抗原失去進(jìn)入寄主細(xì)使病毒

10、類(lèi)抗原失去進(jìn)入寄主細(xì)胞的能力胞的能力細(xì)菌細(xì)菌毒素毒素毒素毒素受體受體使細(xì)菌毒素被使細(xì)菌毒素被中和而失效中和而失效使抗原凝聚而被巨噬使抗原凝聚而被巨噬細(xì)胞吞噬細(xì)胞吞噬5)5)免疫作用。（抗體）免疫作用。（抗體）根據(jù)事實(shí)思考，蛋白質(zhì)正常的執(zhí)行功能的必要條件是什么？幾乎所有的蛋白質(zhì)必須與其他分子相結(jié)合,才能發(fā)揮其功能和作用領(lǐng)會(huì)學(xué)科觀點(diǎn)結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一3.核酸的空間結(jié)構(gòu)3.核酸的空間結(jié)構(gòu)4.核酸的功能 DNA：以基因的形式承載遺傳信息，并作為基因復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的模板。 mRNA傳遞遺傳信息（DNA蛋白質(zhì)） tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)特點(diǎn)的氨基酸至核糖體上適當(dāng)位置，參與肽鏈的延伸 rRNA構(gòu)建核糖體1.通過(guò)復(fù)制傳遞遺傳信

11、息2.參與蛋白質(zhì)的生物合成4.核酸的功能中心法則中心法則克里克于克里克于19761976年修正的年修正的中心法則圖解中心法則圖解 中心法則的中心法則的意義意義 揭示生物大分子揭示生物大分子之間之間遺傳信息轉(zhuǎn)移的遺傳信息轉(zhuǎn)移的規(guī)律規(guī)律 高度概括高度概括遺傳物遺傳物質(zhì)的作用原理質(zhì)的作用原理，即遺，即遺傳信息傳遞與表達(dá)傳信息傳遞與表達(dá) 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 翻翻譯譯復(fù)制復(fù)制DNADNA復(fù)復(fù)制制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄RNARNA逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)5.蛋白質(zhì)與核酸的關(guān)系5.蛋白質(zhì)與核酸的關(guān)系染色體核糖體病毒病毒的基本類(lèi)型6.核酸、蛋白質(zhì)與性狀 基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物體的性狀。6.核酸、蛋白質(zhì)與性狀

12、 基因通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)來(lái)直接控制生物體的性狀。-辯證地分析問(wèn)題-蛋白質(zhì)與核酸蛋白質(zhì)核酸結(jié)構(gòu)功能結(jié)構(gòu)功能決定影響生命活動(dòng)控制承擔(dān)二.原核生物與真核生物 1.生命物質(zhì)如何才能在地球上穩(wěn)定地存在下去？ 2.什么是細(xì)胞？ 3.原核細(xì)胞與真核細(xì)胞基本特征的比較 4.常用細(xì)胞及其組分的分析方法 5.真核細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)體系1.生命物質(zhì)如何才能在地球上穩(wěn)定地存在下去？ 生物大分子需要逐級(jí)裝配并最終形成細(xì)胞結(jié)構(gòu)。 生命物質(zhì)只有以細(xì)胞形式出現(xiàn)才能穩(wěn)定地在地球上存在下去。2.什么是細(xì)胞？ 細(xì)胞是有機(jī)體形態(tài)結(jié)構(gòu)的基本單位 細(xì)胞是形態(tài)與生理的基本單位 細(xì)胞是組成有機(jī)體的結(jié)構(gòu)與功能的單位 細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位細(xì)胞是

13、生命活動(dòng)的基本單位 一、一切有機(jī)體都由細(xì)胞構(gòu)成，細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位 二、細(xì)胞具有獨(dú)立的、有序的自控代謝體系，細(xì)胞是代謝與功能的基本單位 三、細(xì)胞是有機(jī)體生長(zhǎng)與發(fā)育的基礎(chǔ) 四、細(xì)胞是遺傳的基本單位，細(xì)胞具有遺傳的全能性 五、沒(méi)有細(xì)胞就沒(méi)有完整的生命3.原核細(xì)胞與真核細(xì)胞基本特征的比較一個(gè)細(xì)胞生存與增殖必須具備的結(jié)構(gòu)裝置與機(jī)能是？ 遺傳信息載體DNA與RNA 細(xì)胞膜 進(jìn)行蛋白質(zhì)合成的一定數(shù)量的核糖體 催化主要酶促反應(yīng)的酶病毒具備以上結(jié)構(gòu)裝置嗎？病毒的生命活動(dòng)離不開(kāi)活細(xì)胞病毒的生命活動(dòng)離不開(kāi)活細(xì)胞支原體細(xì)菌藍(lán)藻動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞都以細(xì)胞膜作為與周?chē)h(huán)境都以細(xì)胞膜作為與周?chē)h(huán)境( (進(jìn)行物質(zhì)交

14、換、進(jìn)行物質(zhì)交換、能量轉(zhuǎn)換、信息傳遞能量轉(zhuǎn)換、信息傳遞) )的屏障；的屏障；都以兩種核酸，即都以兩種核酸，即DNADNA與與RNARNA作為遺傳信息復(fù)作為遺傳信息復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的載體；制與轉(zhuǎn)錄的載體；都以核糖體作為蛋白質(zhì)合成的機(jī)器；都以核糖體作為蛋白質(zhì)合成的機(jī)器；都以分裂的方式進(jìn)行增殖。都以分裂的方式進(jìn)行增殖。 原核細(xì)胞原核細(xì)胞 擬核擬核 無(wú)核膜包被；無(wú)核膜包被； 遺傳信息量少；遺傳信息量少； 遺傳裝置簡(jiǎn)單；遺傳裝置簡(jiǎn)單； 細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì) 無(wú)膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞無(wú)膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器器 真核細(xì)胞真核細(xì)胞 細(xì)胞核細(xì)胞核 有核膜包被；有核膜包被； 遺傳信息量大；遺傳信息量大； 遺傳裝置復(fù)雜；遺傳裝置復(fù)雜； 細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞

15、質(zhì) 有膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器有膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器真核細(xì)胞與原核細(xì)胞的表現(xiàn)在哪些方面？2010 2010 北京北京2. 下列對(duì)生物細(xì)胞代謝活動(dòng)的描述，不正確的是A大腸桿菌在擬核區(qū)轉(zhuǎn)錄信使RNAB乳酸桿菌在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)乳酸C衣藻進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所是葉綠體D酵母菌的高爾基體負(fù)責(zé)合成蛋白質(zhì)20122012北京北京1.細(xì)胞中不能合成ATP的部位是 A.線粒體的內(nèi)膜B.葉綠體中進(jìn)行光反應(yīng)的膜結(jié)構(gòu) C.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的膜D.藍(lán)藻(藍(lán)細(xì)菌)中進(jìn)行光反應(yīng)的膜結(jié)構(gòu)20132013北京北京1.下列真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)與成分，對(duì)應(yīng)有誤的是 A.細(xì)胞膜：脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、糖類(lèi)B.染色體：核糖核酸、蛋白質(zhì) C.核糖體：蛋白質(zhì)、核糖核酸D.細(xì)胞骨架：蛋

16、白質(zhì)20142014北京北京1.藍(lán)細(xì)菌（藍(lán)藻）與酵母菌的相同之處是 A都有擬核B均能進(jìn)行需（有）氧呼吸 C都有線粒體D均能進(jìn)行光合作用2015 2015 北京北京2下列對(duì)各種生物大分子合成場(chǎng)所的敘述，正確的是 A酵母菌在高爾基體中合成膜蛋白 B肌細(xì)胞在細(xì)胞核中合成mRNA CT2噬菌體在細(xì)菌細(xì)胞核內(nèi)合成DNA D葉肉細(xì)胞在葉綠體外膜上合成淀粉原核細(xì)胞與真核細(xì)胞基本特征的比較特征特征原核細(xì)胞原核細(xì)胞真核細(xì)胞真核細(xì)胞代表生物代表生物細(xì)菌、藍(lán)藻和支原體 原生生物、真菌、植物和動(dòng)物細(xì)胞大小細(xì)胞大小較小(1-10m) 較大(一般5100m)細(xì)胞膜細(xì)胞膜有(多功能性) 有核糖體核糖體有 70S有 80S膜

17、質(zhì)膜質(zhì)細(xì)胞器細(xì)胞器無(wú)有細(xì)胞核細(xì)胞核無(wú)成型的細(xì)胞核（擬核） 有染色體、核膜和核仁DNADNA環(huán)狀，存在于細(xì)胞質(zhì)線狀，存在于細(xì)胞核、葉綠體、線粒體細(xì)胞壁細(xì)胞壁肽聚糖纖維素和果膠 幾丁質(zhì)細(xì)胞骨架細(xì)胞骨架無(wú)有細(xì)胞增殖（分裂）方式細(xì)胞增殖（分裂）方式二分裂有絲分裂 無(wú)絲分裂細(xì)菌細(xì)胞膜的多功能性？ 細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)含有電子傳遞與氧化磷酸化的酶系-線粒體的部分功能 含有一些酶與核糖體共同執(zhí)行合成向外分泌蛋白質(zhì)的功能-真核細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的部分功能。-進(jìn)化觀點(diǎn)-4.常用細(xì)胞及其組分的分析方法細(xì)胞研究的基本內(nèi)容是細(xì)胞生命活動(dòng)的基本規(guī)律具體包括：細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能細(xì)胞內(nèi)重要生命活動(dòng)三個(gè)層次：顯微、亞顯微、分子幾種顯微

18、鏡可觀察的樣品大小及其分辨能力分辨率：能區(qū)分開(kāi)兩個(gè)點(diǎn)間的最小距離 眼睛： 0.2 mm 光學(xué)顯微鏡：0.2m 電子顯微鏡：0.2 nm用差速離心法分離細(xì)胞勻漿中的各種細(xì)胞組分常用細(xì)胞及其組分的分析方法用密度梯度離心分離細(xì)胞組分流式細(xì)胞儀的工作原理 流式細(xì)胞術(shù)：用于核酸、蛋白質(zhì)、染色體和細(xì)胞等的定量分離和分選。（2015年北京卷生物試題-3）流式細(xì)胞儀可根據(jù)細(xì)胞中DNA含量的不同對(duì)細(xì)胞分別計(jì)數(shù)。研究者用某抗癌藥物處理體外培養(yǎng)的癌細(xì)胞，24小時(shí)后用流式細(xì)胞儀檢測(cè)，結(jié)果如圖。對(duì)檢測(cè)結(jié)果的分析不正確的是 Ab峰中細(xì)胞的DNA含量是a峰中的2倍 Ba峰和b峰之間的細(xì)胞正進(jìn)行DNA復(fù)制 C處于分裂期的細(xì)胞

19、均被計(jì)數(shù)在a峰中 D此抗癌藥物抑制了癌細(xì)胞DNA的復(fù)制酵母雙雜交技術(shù)：一種利用酵母基因表達(dá)系統(tǒng)在體內(nèi)分析蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用的技術(shù)。(2)構(gòu)建誘餌載體、轉(zhuǎn)化細(xì)胞(3)構(gòu)建含靶基因cDNA的載體(4)、（5）檢測(cè)蛋白的相互作用，觀察報(bào)告基因表達(dá)（6）蛋白作用的推測(cè)注：試題對(duì)“雙雜交”進(jìn)行了技術(shù)處理，以減少文字量和降低理解難度-來(lái)自柳忠烈老師14-15學(xué)年度一模試卷講評(píng)5.真核細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)體系 1.生物膜系統(tǒng) 2.遺傳信息表達(dá)結(jié)構(gòu)系統(tǒng) 3.細(xì)胞骨架系統(tǒng)細(xì)胞膜與生物膜 細(xì)胞膜 ：細(xì)胞與其外部環(huán)境之間的生物膜，構(gòu)成細(xì)胞的界膜和選擇性滲透屏障。在物質(zhì)運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞過(guò)程中起著重要作用。 生物膜

20、：細(xì)胞膜和細(xì)胞內(nèi)的膜系統(tǒng)（核膜和細(xì)胞器膜），統(tǒng)稱(chēng)為生物膜。細(xì)胞膜的主要成分是什么？細(xì)胞膜的主要成分是什么？糖蛋白糖蛋白磷脂磷脂膽固醇膽固醇蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)糖脂糖脂細(xì)胞膜細(xì)胞膜（質(zhì)膜）（質(zhì)膜）電鏡超薄切片技術(shù)顯示的細(xì)胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)病毒出芽過(guò)程中細(xì)胞質(zhì)膜的動(dòng)態(tài)變化磷脂分子極性頭部的空間占位對(duì)脂雙層彎曲度的影響 PC：磷脂酰膽堿（卵磷脂） PE：磷脂酰膽胺（腦磷脂）膜蛋白的基本類(lèi)型鑲嵌鑲嵌貫穿貫穿/跨膜跨膜鑲嵌鑲嵌鑲嵌鑲嵌細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特征一、膜的流動(dòng)性一、膜的流動(dòng)性二、膜的不對(duì)稱(chēng)性二、膜的不對(duì)稱(chēng)性膜脂的流動(dòng)性膜蛋白的流動(dòng)性膜脂的不對(duì)稱(chēng)性膜蛋白的不對(duì)稱(chēng)性流動(dòng)性和不對(duì)稱(chēng)性是生物膜的基本特征，也是完成其生理功能的

21、必要保證。磷脂在人紅細(xì)胞質(zhì)膜上分布的示意圖在外小葉中多者：SM：鞘磷脂 PC ： 卵磷脂在內(nèi)小葉中多者：PE ：腦磷脂 PS ： 磷脂酰絲氨酸 PI ：磷脂酰肌醇無(wú)偏重者：CI ：膽固醇細(xì)胞膜的功能 1.為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境 2.選擇性的物質(zhì)運(yùn)輸 3.提供細(xì)胞識(shí)別位點(diǎn)，完成細(xì)胞內(nèi)外信息跨膜傳遞 4.為多種酶提供結(jié)合位點(diǎn)，使酶促反應(yīng)高效有序進(jìn)行 5.介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞，細(xì)胞與基質(zhì)之間的連接 6.參與形成不同功能的細(xì)胞表面特化結(jié)構(gòu) 各種生物膜在功能上的差別可以用鑲嵌在類(lèi)各種生物膜在功能上的差別可以用鑲嵌在類(lèi)脂層中的脂層中的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的種類(lèi)和數(shù)量的不同得到解釋。的種類(lèi)和數(shù)量的不同得到解

22、釋。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)：在真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，除去可分辨的細(xì)胞器以外的液相內(nèi)容物（黏稠膠體），占據(jù)著細(xì)胞膜內(nèi)和細(xì)胞核膜外的細(xì)胞內(nèi)空間。 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)可能是一個(gè)高度有序且又不斷變化的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)體系。名稱(chēng)名稱(chēng)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)功能功能分布分布線粒體線粒體雙層膜雙層膜有氧呼吸主要場(chǎng)所有氧呼吸主要場(chǎng)所為細(xì)胞生命活動(dòng)提供能量為細(xì)胞生命活動(dòng)提供能量各種細(xì)胞各種細(xì)胞有所差異有所差異葉綠體葉綠體雙層膜雙層膜光合作用的場(chǎng)所光合作用的場(chǎng)所植物葉肉細(xì)胞等植物葉肉細(xì)胞等高爾基體高爾基體單層膜囊狀單層膜囊狀蛋白質(zhì)加工、分類(lèi)包裝、運(yùn)輸?shù)鞍踪|(zhì)加工、分類(lèi)包裝、運(yùn)輸各種細(xì)胞各種細(xì)胞分泌細(xì)胞尤為豐富分泌細(xì)胞尤為豐富內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

23、單層膜網(wǎng)狀單層膜網(wǎng)狀蛋白質(zhì)加工，脂質(zhì)合成的場(chǎng)所蛋白質(zhì)加工，脂質(zhì)合成的場(chǎng)所各種細(xì)胞各種細(xì)胞溶酶體溶酶體單層膜泡狀單層膜泡狀分解衰老損傷細(xì)胞或細(xì)胞器分解衰老損傷細(xì)胞或細(xì)胞器吞噬殺死入侵的病菌、病毒吞噬殺死入侵的病菌、病毒各種細(xì)胞各種細(xì)胞液泡液泡單層膜大泡單層膜大泡保持細(xì)胞堅(jiān)挺，儲(chǔ)存色素淀粉保持細(xì)胞堅(jiān)挺，儲(chǔ)存色素淀粉成熟植物細(xì)胞成熟植物細(xì)胞核糖體核糖體無(wú)膜的顆粒無(wú)膜的顆粒合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所各種細(xì)胞各種細(xì)胞包括原核細(xì)胞包括原核細(xì)胞中心體中心體無(wú)膜的垂直顆粒無(wú)膜的垂直顆粒動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂動(dòng)物細(xì)胞有絲分裂動(dòng)物細(xì)胞與低等植動(dòng)物細(xì)胞與低等植物細(xì)胞物細(xì)胞從不同角度對(duì)細(xì)胞器的分類(lèi)比較分布分布植物特有

24、的細(xì)胞器：植物特有的細(xì)胞器：葉綠體、液泡葉綠體、液泡動(dòng)物和低等植物特有的細(xì)胞器：動(dòng)物和低等植物特有的細(xì)胞器：中心體中心體動(dòng)植物細(xì)胞均有但動(dòng)植物細(xì)胞均有但作用不同的細(xì)胞器：作用不同的細(xì)胞器：高爾基體：高爾基體：植物細(xì)胞中與細(xì)胞壁形成有關(guān)；植物細(xì)胞中與細(xì)胞壁形成有關(guān)；動(dòng)物細(xì)胞中與細(xì)胞分泌物形成有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞中與細(xì)胞分泌物形成有關(guān)原核生物與真核生物共有的細(xì)胞器原核生物與真核生物共有的細(xì)胞器核糖體核糖體膜結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)具單層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器：具單層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、液泡、溶酶體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、液泡、溶酶體具雙層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器：具雙層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器：線粒體、葉綠體線粒體、葉綠體不具膜結(jié)構(gòu)或無(wú)磷

25、脂成分的細(xì)胞器：不具膜結(jié)構(gòu)或無(wú)磷脂成分的細(xì)胞器：核糖體、中心體核糖體、中心體特有成分特有成分含含DNADNA的細(xì)胞器的細(xì)胞器( (半自主性細(xì)胞器半自主性細(xì)胞器) )線粒體、葉綠體線粒體、葉綠體含含RNARNA的細(xì)胞器的細(xì)胞器線粒體、葉綠體、核糖體線粒體、葉綠體、核糖體含色素的細(xì)胞器含色素的細(xì)胞器葉綠體、液泡葉綠體、液泡人淋巴細(xì)胞 線粒體（A）的超微結(jié)構(gòu)擬南芥幼葉 線粒體（B）的超微結(jié)構(gòu)線粒體亞顯微結(jié)構(gòu)的模式圖（C）線粒體與線粒體與有氧呼吸有氧呼吸洋蔥表皮細(xì)胞內(nèi)線粒體在1min時(shí)間內(nèi)相繼發(fā)生融合與分裂頻繁的融合與分裂可能幫助線粒體共享遺傳信息發(fā)動(dòng)蛋白纖維組裝及分解驅(qū)動(dòng)線粒體分裂的模式圖線粒體產(chǎn)能

26、（ATP）的原理示意圖線粒體內(nèi)膜電子傳遞復(fù)合物的排列及電子和質(zhì)子傳遞示意圖A：擬南芥幼葉中的葉綠體 B：水稻幼芒中的葉綠體葉綠體與光合作用葉綠體與光合作用 細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)一、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)二、高爾基體二、高爾基體三、溶酶體三、溶酶體內(nèi)膜系統(tǒng)各區(qū)室之間，通過(guò)生物合成、蛋白質(zhì)修飾內(nèi)膜系統(tǒng)各區(qū)室之間，通過(guò)生物合成、蛋白質(zhì)修飾與分選、膜泡運(yùn)輸和各種質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制，維系其與分選、膜泡運(yùn)輸和各種質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制，維系其系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡。系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是蛋白質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是蛋白質(zhì)加工加工、折疊、組裝、運(yùn)輸、折疊、組裝、運(yùn)輸和參與脂質(zhì)代謝的重要場(chǎng)所，也是細(xì)胞和參與脂質(zhì)代謝的重要場(chǎng)所，也是細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存

27、內(nèi)儲(chǔ)存CaCa2+2+的主要場(chǎng)所。的主要場(chǎng)所。1.1.糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要功能是合成糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的主要功能是合成并加工以并加工以下三類(lèi)型的下三類(lèi)型的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)（1）向細(xì)胞外分泌的蛋白質(zhì)（2）膜的整合蛋白（3）細(xì)胞器中的可溶性駐留蛋白2.2.光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是脂質(zhì)合成的重要場(chǎng)所光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是脂質(zhì)合成的重要場(chǎng)所 合成磷脂和膽固醇等膜脂，睪丸間質(zhì)細(xì)胞的光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)可合成固醇類(lèi)激素。卵磷脂在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上合成過(guò)程高爾基體高爾基體結(jié)構(gòu)組織及膜囊間蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的膜泡運(yùn)輸模型（A）和膜囊成熟模型（B）發(fā)生在高爾基體TGN區(qū)的蛋白質(zhì)分選途徑高爾基體的功能 高爾基體在蛋白質(zhì)的加工、分選、包裝與轉(zhuǎn)運(yùn)起重要作用。 是細(xì)胞內(nèi)大分子轉(zhuǎn)運(yùn)的

28、樞紐或“集散地”。1.1.高爾基體與細(xì)胞的分泌活動(dòng)：高爾基體與細(xì)胞的分泌活動(dòng)：糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是同時(shí)合成多種蛋白質(zhì)（分泌蛋白、質(zhì)膜蛋白、溶酶體酶以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體等的駐留蛋白等）的主要場(chǎng)所2. 蛋白質(zhì)的糖基化及其修飾：3. 蛋白酶的水解和其它加工過(guò)程：溶酶體消化作用的3種途徑溶酶體單層膜的囊泡，含有多種酸性水解酶存存 在：在：形態(tài)結(jié)構(gòu)：形態(tài)結(jié)構(gòu)：主要功能：主要功能：附著在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上或游離在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中附著在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上或游離在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中橢球形的粒狀小體橢球形的粒狀小體由由rRNArRNA和蛋白質(zhì)組成，無(wú)膜結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)組成，無(wú)膜結(jié)構(gòu)細(xì)胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所細(xì)胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所核糖體液泡細(xì)胞核細(xì)胞

29、核細(xì)胞核 三.物質(zhì)出入細(xì)胞的方式 為什么說(shuō)“細(xì)胞膜是細(xì)胞與細(xì)胞外環(huán)境之間的一種選擇透過(guò)性屏障”? 從該角度理解，細(xì)胞膜的存在對(duì)細(xì)胞有何意義？物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞膜的轉(zhuǎn)運(yùn)是細(xì)胞維持正常生命活動(dòng)的基礎(chǔ)之一。 主要有以下途徑：被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸胞吞與胞吐跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)膜泡運(yùn)輸自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散（離子和小分子）（離子和小分子）（大分子和顆粒性物質(zhì)）（大分子和顆粒性物質(zhì)）不同性質(zhì)的分子通過(guò)無(wú)膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的人工脂雙層的情況 脂溶性越高通透性越大脂溶性越高通透性越大，水溶性越高通透性越小；，水溶性越高通透性越小； 非極性分子比極性容易透過(guò)非極性分子比極性容易透過(guò)，極性不帶電荷小分，極性不帶電荷小分子，如子，如H H2 2O O

30、、O O2 2等可以透過(guò)人工脂雙層，但速度較等可以透過(guò)人工脂雙層，但速度較慢；慢； 小分子比大分子容易透過(guò)小分子比大分子容易透過(guò)；分子量略大一點(diǎn)的葡；分子量略大一點(diǎn)的葡萄糖、蔗糖則很難透過(guò)；萄糖、蔗糖則很難透過(guò)； 人工膜對(duì)帶電荷的物質(zhì)，如人工膜對(duì)帶電荷的物質(zhì)，如各類(lèi)離子是高度不通各類(lèi)離子是高度不通透透的。的。物質(zhì)的通透性是由物質(zhì)本身的物質(zhì)的通透性是由物質(zhì)本身的性質(zhì)性質(zhì)( (分子的大小、分子的大小、疏水性、帶電性疏水性、帶電性) )和膜的結(jié)構(gòu)性質(zhì)共同決定的和膜的結(jié)構(gòu)性質(zhì)共同決定的 據(jù)估計(jì)細(xì)胞膜上與物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)的蛋白占核基因編核基因編碼蛋白的碼蛋白的1530%1530%，細(xì)胞用在物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)方面的能量

31、達(dá)細(xì)胞總消耗能量的總消耗能量的2/32/3。 細(xì)胞膜上存在兩類(lèi)主要的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，即：載體蛋白載體蛋白和通道蛋白通道蛋白。載體蛋白載體蛋白又稱(chēng)做載體、通透酶通透酶，有的需要能量驅(qū)動(dòng)，如：各類(lèi)ATP驅(qū)動(dòng)的離子泵；有的則不需要能量，如：纈氨酶素。通道蛋白通道蛋白能形成親水的通道，允許特定的溶質(zhì)通過(guò)，所有通道蛋白均以通道蛋白均以被動(dòng)運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞竭\(yùn)輸溶質(zhì)的方式運(yùn)輸溶質(zhì)。 跨膜運(yùn)輸類(lèi)型 不帶電荷的溶質(zhì)小分子以不帶電荷的溶質(zhì)小分子以自由擴(kuò)散自由擴(kuò)散方式穿過(guò)脂雙方式穿過(guò)脂雙層，層， 大多數(shù)溶質(zhì)分子或離子經(jīng)大多數(shù)溶質(zhì)分子或離子經(jīng)協(xié)助擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散或或主動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸通通過(guò)細(xì)胞膜。過(guò)細(xì)胞膜。自由擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散主動(dòng)

32、運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸（一）自由擴(kuò)散 也叫簡(jiǎn)單擴(kuò)散。 特點(diǎn)：沿濃度梯度（或電化學(xué)梯度）擴(kuò)散；不需要提供能量；沒(méi)有膜蛋白的協(xié)助。（二）協(xié)助擴(kuò)散 也稱(chēng)易化擴(kuò)散 特點(diǎn)： 比自由擴(kuò)散轉(zhuǎn)運(yùn)速率高； 運(yùn)輸速率同物質(zhì)濃度成非線性關(guān)系； 特異性；載體協(xié)助具有飽和性。 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白：離子載體和通道蛋白兩種類(lèi)型。 （20102010年山東卷）年山東卷）圖中曲線圖中曲線a a、b b表示物質(zhì)跨（穿）膜運(yùn)表示物質(zhì)跨（穿）膜運(yùn)輸?shù)膬煞N方式，下列表述正確的是輸?shù)膬煞N方式，下列表述正確的是 A A脂溶性小分子物質(zhì)不能通過(guò)方式脂溶性小分子物質(zhì)不能通過(guò)方式a a運(yùn)輸運(yùn)輸 B B與方式與方式a a有關(guān)的載體蛋白覆蓋于細(xì)胞膜表面有關(guān)的載體蛋白覆

33、蓋于細(xì)胞膜表面 C C方式方式b b的最大轉(zhuǎn)運(yùn)速率與載體蛋白數(shù)量有關(guān)的最大轉(zhuǎn)運(yùn)速率與載體蛋白數(shù)量有關(guān) D D抑制細(xì)胞呼吸對(duì)方式抑制細(xì)胞呼吸對(duì)方式a a和和b b的轉(zhuǎn)運(yùn)速率均有的轉(zhuǎn)運(yùn)速率均有影響影響99膜蛋白的基本類(lèi)型鑲嵌鑲嵌貫穿貫穿鑲嵌鑲嵌鑲嵌鑲嵌 （20092009年北京卷）年北京卷）細(xì)胞膜在細(xì)胞的生命活動(dòng)細(xì)胞膜在細(xì)胞的生命活動(dòng)中具有重要作用。下列相關(guān)敘述不正確的是中具有重要作用。下列相關(guān)敘述不正確的是 A. A. 細(xì)胞膜的糖被在細(xì)胞間具有識(shí)別作用細(xì)胞膜的糖被在細(xì)胞間具有識(shí)別作用 B. B. 細(xì)胞膜對(duì)膜兩側(cè)物質(zhì)的進(jìn)出具有選擇性細(xì)胞膜對(duì)膜兩側(cè)物質(zhì)的進(jìn)出具有選擇性 C. C. 細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)結(jié)合

34、的蛋白質(zhì)種類(lèi)有差異細(xì)胞膜內(nèi)外兩側(cè)結(jié)合的蛋白質(zhì)種類(lèi)有差異 D. D. 載體蛋白是鑲在細(xì)胞膜內(nèi)外表面的蛋白質(zhì)載體蛋白是鑲在細(xì)胞膜內(nèi)外表面的蛋白質(zhì)（三）膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1、載體蛋白：具有通透酶性質(zhì)；屬多次跨膜蛋白，介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸與主動(dòng)運(yùn)輸。有特異性結(jié)合位點(diǎn)，可同特異性溶質(zhì)結(jié)合。轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程具有類(lèi)似于酶與底物作用的飽和動(dòng)力學(xué)曲線。載體蛋白 載體蛋白：與特異的溶質(zhì)結(jié)合，通過(guò)自身空間結(jié)構(gòu)的改變介導(dǎo)物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。載體蛋白的舉例不同部位的生物膜含有與各自功能相關(guān)的載體蛋白。載體蛋白既可介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸，又可介導(dǎo)主動(dòng)運(yùn)輸。 2、通道蛋白是跨膜的親水性通道，允許適當(dāng)大小的離子順濃度梯度通過(guò)，故又稱(chēng)離子通道。只介導(dǎo)被動(dòng)運(yùn)輸，不需

35、與溶質(zhì)分子結(jié)合。具有離子選擇性，轉(zhuǎn)運(yùn)速率高；v 離子通道是門(mén)控的； 有些通道蛋白長(zhǎng)期開(kāi)放，如鉀泄漏通道；有些通道蛋白平時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，僅在特定刺激下才打開(kāi)，又稱(chēng)為門(mén)通道門(mén)通道。通道蛋白 A：電壓門(mén)通道 B、C：配體門(mén)通道 D：應(yīng)力激活通道水通道蛋白（AQP1）分布與結(jié)構(gòu)示意圖部分水通道蛋白舉例典型哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)外離子濃度的 比較 活細(xì)胞內(nèi)外離子濃度存在很大差異。 K+是細(xì)胞內(nèi)最豐富的陽(yáng)離子， Na+是細(xì)胞外最豐富的陽(yáng)離子。 細(xì)胞內(nèi)外的離子濃度差異對(duì)于細(xì)胞的存活和功能至關(guān)重要。二、主動(dòng)運(yùn)輸 是由載體蛋白所介導(dǎo)的物質(zhì)由濃度低的一側(cè)向高的一側(cè)（逆濃度梯度）進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的方式。 主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)是：逆濃度梯度運(yùn)輸；需要能量；都有載體蛋白。 主動(dòng)運(yùn)輸所需的能量來(lái)源主要有：ATP驅(qū)動(dòng)的泵通過(guò)水解ATP獲得能量；協(xié)同運(yùn)輸中的離子梯度動(dòng)力；光驅(qū)動(dòng)的泵利用光能運(yùn)輸物質(zhì)，見(jiàn)于細(xì)菌。主動(dòng)運(yùn)輸3種能量來(lái)源Na+-K+泵 Na+-K+泵：能水解ATP，將3個(gè)Na+泵出細(xì)胞，而將2個(gè)K+泵入細(xì)胞的膜轉(zhuǎn)運(yùn)載體蛋白。小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖的示意圖膜泡運(yùn)輸 真核細(xì)胞通過(guò)胞吞作用和胞吐作用完成大分子與顆粒性物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸。 在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中，脂