1. 試述細胞的物質基礎
第四節 細胞的化學成分
組成細胞的基本元素是：O、C、H、N、Si、K、Ca、P、Mg，其中O、C、H、N四種元素佔90%以上。細胞化學物質可分為兩大類：無機物和有機物。在無機物中水是最主要的成分，約占細胞物質總含量的75％—80％。
一、水與無機鹽
（一）水是原生質最基本的物質
水在細胞中不僅含量最大，而且由於它具有一些特有的物理化學屬性，使其在生命起源和形成細胞有序結構方面起著關鍵的作用。可以說，沒有水，就不會有生命。水在細胞中以兩種形式存在：一種是游離水，約佔95％；另一種是結合水，通過氫鍵或其他鍵同蛋白質結合，約佔4％~5％。隨著細胞的生長和衰老，細胞的含水量逐漸下降，但是活細胞的含水量不會低於75％。
水在細胞中的主要作用是，溶解無機物、調節溫度、參加酶反應、參與物質代謝和形成細胞有序結構。水之所以具有這么多的重要功能是和水的特有屬性分不開的。
1．水分子是偶極子
從化學結構上看，水分子似乎很簡單，僅是由2個氫原子和1個氧原子構成（H2O）。然而水分子中的電荷分布是不對稱的，一側顯正電性，另一側顯負電性，從而表現出電極性，是一個典型的偶極子（圖3-31）。正由於水分子具有這一特性，它既可以同蛋白質中的正電荷結合，也可以同負電荷結合。蛋白質中每一個氨基酸平均可結合2.6個水分子。
由於水分子具有極性，產生靜電作用，因而它是一些離子物質（如無機鹽）的良好溶劑。
圖3-31 水分子結構模型
2．水分子間可形成氫鍵
由於水分子是偶極子，因而在水分子之間和水分子與其他極性分子間可建立弱作用力的氫鍵。在水中每一氧原子可與另兩個水分子的氫原子形成兩個氫鍵。氫鍵作用力很弱，因此分子間的氫鍵經常處於斷開和重建的過程中。
3．水分子可解離為離子
水分子可解離為氫氧離子（OH－）和氫離子（H+）。在標准狀況下總有少量水分子解離為離子，大約有107mol/L水分子解離，相當於每109個水分子中就有2個解離。但是水分子的電解並不穩定，總是處於分子與離子相互轉化的動態平衡之中。
（二）無機鹽
細胞中無機鹽的含量很少，約占細胞總重的1％。鹽在細胞中解離為離子，離子的濃度除了具有調節滲透壓和維持酸鹼平衡的作用外，還有許多重要的作用。
主要的陰離子有Cl—、PO4—和HCO3—，其中磷酸根離子在細胞代謝活動中最為重要：①在各類細胞的能量代謝中起著關鍵作用；②是核苷酸、磷脂、磷蛋白和磷酸化糖的組成成分；③調節酸鹼平衡，對血液和組織液pH起緩沖作用。
主要的陽離子有：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Mo2+。
表3-4 陽離子在細胞中的作用
離子種類
在細胞中的作用
Fe2+或Fe3+
血紅蛋白、細胞色素、過氧化物酶和鐵蛋白的組成成分
Na+
維持膜電位
K+
參與蛋白質合成和某些酶促合成
Mg2+
葉綠素、磷酸酶、Na』—K『泵
Mn2+
肽酶
Cu2+
酪氨酸酶、抗壞血酸氧化酶
Co2+
肽酶
Mo2+
硝酸還原酶、黃嘌呤氧化酶
Ca2+
鈣調素、肌動球蛋白、ATP酶
二、細胞的有機分子
細胞中有機物達幾千種之多，約占細胞乾重的90％以上，它們主要由碳、氫、氧、氮等元素組成。有機物中主要由四大類分子所組成，即蛋白質、核酸、脂類和糖，這些分子約占細胞乾重的90%以上。
（一）蛋白質
在生命活動中，蛋白質是一類極為重要的大分子，幾乎各種生命活動無不與蛋白質的存在有關。蛋白質不僅是細胞的主要結構成分，而且更重要的是，生物專有的催化劑——酶是蛋白質，因此細胞的代謝活動離不開蛋白質。一個細胞中約含有104種蛋白質，分子的數量達1011個。
圖3-32 蛋白質的結構
（二）核酸
核酸是生物遺傳信息的載體分子，所有生物均含有核酸。核酸是由核苷酸單體聚合而成的大分子。核酸可分為核糖核酸RNA和脫氧核糖核酸兩大類DNA。當溫度上升到一定高度時，DNA雙鏈即解離為單鏈，稱為變性（denaturation）或熔解（melting），這一溫度稱為熔解溫度（melting temperature，Tm）。鹼基組成不同的DNA，熔解溫度不一樣，含G—C對（3條氫鍵）多的DNA，Tm高；含A—T對（2條氫鍵）多的，Tm低。當溫度下降到一定溫度以下，變性DNA的互補單鏈又可通過在配對鹼基間形成氫鍵，恢復DNA的雙螺旋結構，這一過程稱為復性（renaturation）或退火（annealing）。
圖3-33 DNA的結構
DNA有三種主要構象（圖3-35）：
B-DNA：為Watson&Click提出的右手螺旋模型，每圈螺旋10個鹼基，螺旋扭角為36度，螺距34A，每個鹼基對的螺旋上升值為3.4A，鹼基傾角為-2度。
A-DNA：為右手螺旋，每圈螺旋10.9個鹼基，螺旋扭角為33度，螺距32A，每個鹼基對的螺旋上升值為2.9A，鹼基傾角為13度。
Z-DNA：為左手螺旋，每圈螺旋12個鹼基，螺旋扭角為-51度（G—C）和-9度（C—G），螺距46A，每個鹼基對的螺旋上升值為3.5A（G—C）和4.1A（C—G），鹼基傾角為9度。
圖3-34 DNA的三種主要構象
（三）糖類
細胞中的糖類既有單糖，也有多糖。細胞中的單糖是作為能源以及與糖有關的化合物的原料存在。重要的單糖為五碳糖（戊糖）和六碳糖（己糖），其中最主要的五碳糖為核糖，最重要的六碳糖為葡萄糖。葡萄糖不僅是能量代謝的關鍵單糖，而且是構成多糖的主要單體。
多糖在細胞結構成分中佔有主要的地位。細胞中的多糖基本上可分為兩類：一類是營養儲備多糖；另一類是結構多糖。作為食物儲備的多糖主要有兩種，在植物細胞中為澱粉（starch），在動物細胞中為糖原（glycogen）。在真核細胞中結構多糖主要有纖維素（cellulose）和幾丁質（chitin）。
（四）脂類
脂類包括：脂肪酸、中性脂肪、類固醇、蠟、磷酸甘油酯、鞘脂、糖脂、類胡蘿卜素等。脂類化合物難溶於水，而易溶於非極性有機溶劑。
1、中性脂肪（neutral fat）
①甘油酯：它是脂肪酸的羧基同甘油的羥基結合形成的甘油三酯（triglyceride）。甘油酯是動物和植物體內脂肪的主要貯存形式。當體內碳水化合物、蛋白質或脂類過剩時，即可轉變成甘油酯貯存起來。甘油酯為能源物質，氧化時可比糖或蛋白質釋放出高兩倍的能量。營養缺乏時，就要動用甘油酯提供能量。
②蠟：脂肪酸同乙醇酯化形成蠟（如蜂蠟）。蠟的碳氫鏈很長，熔點要高於甘油酯。細胞中不含蠟質，但有的細胞可分泌蠟質。如：植物表皮細胞分泌的蠟膜；同翅目昆蟲的蠟腺、如高等動物外耳道的耵聹腺。
2、磷脂
磷脂對細胞的結構和代謝至關重要，它是構成生物膜的基本成分，也是許多代謝途徑的參與者。分為甘油磷脂和鞘磷脂兩大類。
3、糖脂
糖脂也是構成細胞膜的成分，與細胞的識別和表面抗原性有關。
4、萜類和類固醇類
這兩類化合物都是異戊二烯（isoptene）的衍生物，都不含脂肪酸。
生物中主要的萜類化合物有胡蘿卜素和維生素A、E、K等。還有一種多萜醇磷酸酯，它是細胞質中糖基轉移酶的載體。
類固醇類（steroids）化合物又稱甾類化合物，其中膽固醇是構成膜的成分。另一些甾類化合物是激素類，如雌性激素、雄性激素、腎上腺激素等。
三、酶與生物催化劑
（一）酶
酶是蛋白質性的催化劑，主要作用是降低化學反應的活化能，增加了反應物分子越過活化能屏障和完成反應的概率。酶的作用機制是，在反應中酶與底物暫時結合，形成了酶——底物活化復合物。這種復合物對活化能的需求量低，因而在單位時間內復合物分子越過活化能屏障的數量就比單純分子要多。反應完成後，酶分子迅即從酶——底物復合物中解脫出來。
酶的主要特點是：具有高效催化能力、高度特異性和可調性；要求適宜的pH和溫度；只催化熱力學允許的反應，對正負反應的均具有催化能力，實質上是能加速反應達到平衡的速度。
某些酶需要有一種非蛋白質性的輔因子（cofactor）結合才能具有活性。輔因子可以是一種復雜的有機分子，也可以是一種金屬離子，或者二者兼有。完全的蛋白質——輔因子復合物稱為全酶（holoenzyme）。全酶去掉輔因子，剩下的蛋白質部分稱為脫輔基酶蛋白（apoenzyme）。
（二）RNA催化劑
T.Cech 1982發現四膜蟲（Tetrahymena）rRNA的前體物能在沒有任何蛋白質參與下進行自我加工，產生成熟的rRNA產物。這種加工方式稱為自我剪接（self splicing）。後來又發現，這種剪下來的RNA內含子序列像酶一樣，也具有催化活性。此RNA序列長約400個核苷酸，可褶疊成表面復雜的結構。它也能與另一RNA分子結合，將其在一定位點切割開，因而將這種具有催化活性的RNA序列稱為核酶Ribozyme。後來陸續發現，具有催化活性的RNA不只存在於四膜蟲，而是普遍存在於原核和真核生物中。一個典型的例子核糖體的肽基轉移酶，過去一直認為催化肽鏈合成的是核糖體中蛋白質的作用，但事實上具有肽基轉移酶活性和催化形成肽鍵的成分是RNA，而不是蛋白質，核糖體中的蛋白質只起支架作用。
2. 體外培養細胞時需要提供哪些物質
體外培養細胞時需要提供物質包括：營養物質、生長環境以及必要的生長因子。
1. 營養物質：這是細胞生存和生長的基礎。主要包括葡萄糖、氨基酸和脂肪酸等，這些都是細胞進行代謝活動所必需的。此外，還需要一些維生素、礦物質和微量元素，它們參與細胞內的多種生化反應，對細胞的正常生理功能至關重要。
2. 生長環境：這主要包括適宜的溫度和pH值。細胞培養需要在恆定的溫度和特定的pH值環境下進行，以保證細胞的正常生理活動和代謝過程。同時，還需要維持適當的滲透壓，這對於細胞的穩定性也是非常重要的。
3. 必要的生長因子：這些因子對細胞的生長和分化具有重要影響。它們通常是一些蛋白質或多肽，通過與細胞表面的受體結合來調控細胞內的信號傳導途徑，從而影響細胞的生長、分裂和分化。不同種類的細胞可能需要不同的生長因子或其組合，以滿足其特定的生長需求。
總的來說，這些物質共同構成了體外培養細胞的基本條件，對於維持細胞的正常功能和促進細胞的生長都是至關重要的。
3. 高一生物知識點總結
有絲分裂，
又稱為間接分裂，由W.
Fleming
(1882)年首次發現於動物及E.
Strasburger（1880）年發現於植物。特點是有紡錘體染色體出現，子染色體被平均分配到子細胞，這種分裂方式普遍見於高等動植物(動物和高等植物)。是真核細胞分裂產生體細胞的過程。
動植物的不同:
動物細胞有絲分裂的過程,與植物細胞的基本相同.不同的特點是:
1.動物細胞有中心體,在細胞分裂的間期,中心體的兩個中心粒各自產生了一個新的中心粒,因而細胞中有兩組中心粒.在細胞分裂的過程中,兩組中心粒分別移向細胞的兩極.在這兩組中心粒的周圍,發出無數條放射線,兩組中心粒之間的星射線形成了紡錘絲.
2.動物細胞分裂末期,細胞的中部並不形成細胞板,而是細胞膜從細胞的中部向內凹陷,最後把細胞縊裂成兩部分,每部分都含有一個細胞核.這樣,一個細胞就分裂成了兩個子細胞
動植物的相同動物細胞有絲分裂的過程與植物細胞的分裂過程存在兩個個十分重要的相同點：
無論是動物細胞分裂過程還是植物細胞分裂過程都會有染色體的出現和紡錘體的形成。（植物：無星射線紡錘體；動物：星射線紡錘體）。
編輯本段意義有絲分裂的重要意義:是將親代細胞的染色體經過復制（實質為DNA的復制）以後，精確地平均分配到兩個子細胞中去。由於染色體上有遺傳物質DNA，因而在生物的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩定性。可見，細胞的有絲分裂對於生物的遺傳有重要意義。
詳情請到
http://ke..com/view/8888.htm
4. 什麼是構成人體細胞的基本物質
構成人體細胞的基本物質是：碳水化合物、蛋白質、礦物質和水。
人體機構基本單位：
細胞膜、細胞質和細胞核。細胞膜主要由蛋白質、脂類和糖類構成，有保護細胞，維持細胞內部的穩定性，控制細胞內外的物質交換的作用。細胞質是細啟大穗胞新陳代謝的中心，主要由水、蛋白質、核糖核酸、酶、電解質等組成。細胞質中還懸浮有各種細胞器。
主要的細胞器有線粒體、內質網、溶酶體、中心體等。細胞核由核膜圍成，其內有核仁和染色質。染色質含有核酸和蛋白質。核酸是控制生物遺傳的物質。
神經組織由神經元和神經膠質細胞構成，具有高度的感應性和傳導性。神經元由細胞體、樹突和軸突構成。樹突較短，像樹枝一樣分支，其功能是將沖動傳向細胞體；軸突較長，其末端為神經末梢，其功能是將沖動由胞體向外傳出。
肌組織由肌細胞構成。肌細胞有收悄卜縮的功能。肌組織按形態和功能可分為骨骼肌、平滑肌和心肌三類。
結締組織由細胞、細胞間質和纖維構成。其特點是細胞分布鬆散，細胞間質較多。結締組織主要包括：疏鬆結締組織、緻密結締組織，脂肪組織、軟骨、骨、血液和淋巴等等。它們分別具有支仿羨持、聯結、營養、防衛、修復等功能。