生物奥赛辅导之五细胞生物学

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，、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1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(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。

全国生物竞赛知识点全国生物竞赛知识点概述一、细胞生物学1. 细胞的结构与功能- 细胞膜的组成、性质和选择性通透性- 细胞核的结构和功能，包括染色质、核仁和核壳- 细胞器的种类、结构和功能，如线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体等- 细胞骨架的组成和功能2. 细胞的生命周期- 细胞的生长、分裂（有丝分裂和减数分裂）和死亡- 细胞周期的阶段和调控机制- 细胞衰老和凋亡的生物学意义3. 细胞的遗传与表达- DNA的结构、复制和修复- RNA的转录、加工和运输- 蛋白质的翻译、折叠和降解- 基因的表达调控和遗传变异二、生物化学1. 生物大分子- 蛋白质的氨基酸组成、肽键形成和四级结构- 核酸的核苷酸组成、互补配对和双螺旋结构- 糖类和脂类的分类、结构和生物学功能2. 酶学- 酶的分类、催化机制和动力学- 酶的抑制和激活，以及调节机制- 酶在代谢途径中的作用和调控3. 代谢途径- 糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化的流程和调控 - 脂肪酸的合成与分解- 氨基酸的代谢和氮平衡三、生物进化1. 进化论基础- 物种的概念和生物多样性- 达尔文的自然选择和进化的证据- 遗传学与进化的关系2. 生物的分类和系统发育- 生物分类的基本原则和方法- 分子系统发育学和基因组学在分类学中的应用 - 主要生物类群的特征和演化关系3. 生物地理学和生态学- 生物地理分布的模式和影响因素- 生态系统的结构、功能和稳定性- 物种多样性的保护和生物保护的重要性四、植物生物学1. 植物的结构和发育- 植物细胞和组织的特殊结构- 植物的生长点、分枝和次生生长- 植物的生殖结构和生殖过程2. 植物生理学- 光合作用的机制和效率- 植物的呼吸、水分吸收和运输- 植物激素的作用和植物的逆境生理3. 植物生态学- 植物群落的结构和动态- 植物与环境的相互作用- 植物在生态系统中的作用和价值五、动物生物学1. 动物的结构和功能- 动物体的结构层次和组织类型- 动物的感觉器官和神经系统- 动物的循环、呼吸和排泄系统2. 动物行为学- 动物的行为类型和功能- 社会行为和通讯方式- 迁徙和繁殖行为3. 动物生态学- 动物群落的组成和相互关系- 动物在生态系统中的作用- 人类活动对动物生态的影响六、人体生物学1. 人体的结构和功能- 人体的组织、器官和系统- 免疫系统的组成和功能- 人体的代谢和能量平衡2. 人类健康与疾病- 常见疾病的预防和治疗- 健康生活方式的推广- 遗传病和环境因素的影响3. 人类生殖与发育- 生殖系统的结构和功能- 胚胎发育的过程和调控- 遗传和表观遗传学的基本原理七、分子生物学与基因工程1. 分子生物学基础- 核酸的化学和物理性质- 蛋白质的结构和功能关系- 基因的克隆、测序和分析2. 基因工程技术- 基因工程的原理和应用- 转基因生物的安全性和伦理问题 - 生物信息学在基因工程中的应用3. 生物技术的应用- 生物制药和疫苗开发- 生物检测和诊断技术- 生物材料和组织工程八、生物伦理与社会1. 生物伦理学- 生物伦理的基本原则和问题- 生物技术的伦理挑战- 生物伦理决策的过程和方法2. 社会对生物学的影响- 生物学知识的社会传播和接受 - 生物科技政策和法规的制定。

竞赛普通生物学知识点总结生物学是研究生命的科学，包括生命的起源、进化、结构、功能、生态以及与环境的相互作用等内容。

在生物学的研究领域中，有许多基本的知识点是广泛被应用和考察的，这些知识点既包括基本的概念、原理，也包括最新的研究成果和进展。

在竞赛中，对这些基本的生物学知识点的理解和掌握，是能否取得好成绩的关键之一。

下面将对竞赛中常见的生物学知识点进行总结和归纳。

一、细胞生物学1. 细胞的基本结构细胞是生物体的基本单位，包括原核细胞和真核细胞两种。

细胞的结构包括细胞膜、细胞质、细胞核、细胞器等组成部分。

其中，细胞膜起着维持细胞内外环境稳定、物质交换等重要功能；细胞核是细胞的控制中心，负责细胞内的遗传信息的传递和表达；细胞器包括内质网、高尔基体、溶酶体、线粒体等，它们各自承担着不同的功能。

2. 细胞的代谢细胞的代谢是指细胞内发生的各种生化反应，包括物质的合成、降解、能量的产生等过程。

常见的代谢过程包括糖酵解、呼吸作用、光合作用等。

3. 细胞的分裂与增殖细胞的分裂是指一细胞分裂为两个或多个细胞的过程，包括有丝分裂和无丝分裂。

细胞的增殖是指细胞数量的增加，包括增殖素、细胞周期等相关知识点。

二、遗传学1. 遗传物质的结构和功能遗传物质是DNA或RNA，在真核细胞中主要是DNA。

DNA的结构包括双螺旋结构、碱基对、核苷酸序列等。

DNA的功能包括遗传信息的存储、传递、表达。

2. 遗传的规律遗传的规律包括孟德尔遗传规律、染色体遗传规律、连锁不连锁遗传规律、基因突变与的遗传规律等。

3. 遗传变异和进化遗传变异是种群中不同个体之间基因型和表现型的差异。

进化是一种物种遗传结构长期演进的过程，包括自然选择、遗传漂变、基因迁移和突变等。

三、生态学1. 生物圈的结构与功能生物圈是地球上包括生命的所有地方。

其中包括生物群落、生态系统、生物多样性和生态平衡等相关的知识点。

2. 人类与环境人类与环境的关系包括人类的生存环境、环境污染、环境保护等相关知识点。

第八章细胞生物学一、竞赛中涉及的问题细胞生物学是现代生物学的重要组成部分，这部分知识在国际IBO竞赛纲要中占据了比较大的比例。

现行的中学生物学教材对纲要中提及的很多概念都没有涉及到。

因此，有必要根据纲要的内容进行补充和深化。

同时也应当注意，还是要以基础知识为主，不可片面地拔高。

（一）细胞生物学的发展1．细胞的发现1665年英国物理学家罗伯特·虎克用他自制的显微镜观察栓皮栎的软木切片时，看到了一个个蜂窝状的小室。

他把这样的“小室”称为细胞。

其实，他所看到的是植物细胞死亡后留下来的细胞空腔，是一个死细胞。

尽管如此，虎克的工作还是使生物学的研究进入了微观领域。

此后，许多人在动、植物中都看到和记载了细胞构造的轮廓。

2．细胞学说的建立自虎克发现细胞之后约170年，到1839年创立了细胞学说。

在这期间内，人们对动物、植物细胞及其内含物进行了较为广泛的研究，积累了大量的资料。

直到19世纪30年代已有人注意到植物和动物在结构上存在某种一致性，它们都是由细胞所组成的。

在这一背景下，德国植物学家施莱登于1838年提出了细胞学说的主要论点，次年又经德国动物学家施旺加以充实，最终创立了细胞学说。

细胞学说的主要内容是：细胞是动、植物有机体的基本结构单位，也是生命活动的基本单位。

这样，就论证了整个生物界在结构上的统一性，细胞把生物界的所有物种都联系起来了，生物彼此之间存在着亲缘关系。

这是对生物进化论的一个巨大的支持。

细胞学说的建立有力地推动了生物学的发展，为辩证唯物论提供了重要的自然科学依据，恩格斯对此评价很高，把细胞学说誉为19世纪自然科学的三大发现之一。

3．细胞学的发展进入本世纪以来，染色方法的改进，高速离心机的应用，特别是电镜的问世和放射性同位素的应用等，已使细胞生物学发展进入了较高的层次。

从1953年开始，逐渐兴起在分子水平上探讨生命奥秘的分子生物学。

分子生物学取得的卓越成就对细胞学的发展是一个巨大的推动。

生物奥赛：细胞生物学典型例题例1 内质网内连着核膜，外连质膜的结构特点适于A 参与细胞内某些代谢反应B 提供核糖体附着的支架C 提供细胞内物质运输的通道D 扩展细胞内膜面积、有利于酶的附着分析选项中都是内质网的功能。

它的功能是多方面的，既与蛋白质、脂质的合成、加工、包装、运输有关，又与脂类胆固醇代谢、糖元的分解、脂溶性毒物（如苯巴比妥）的解毒作用有关。

但就题中涉及的结构特点看，主要是提供细胞内物质运输的通道。

例如细胞内合成的血浆蛋白、免疫蛋白、胰岛素、甲状腺球蛋白等各种分泌蛋白，正是从这些膜构成的管腔内通过而排出细胞的。

【参考答案】C。

例2 细胞中有许多具膜的细胞器在化学组成上很相似，其中与高尔基体的化学组成相似的是分析首先通过对大鼠肝细胞分离出的高尔基体进行分析，发现含有60%的蛋白质和40%的脂质。

此外，还含有一些多糖及酶。

另从高尔基体的形成上看，与内质网有关。

根据这两点，认为高尔基体在化学组成上与滑面内质网相似。

【参考答案】滑面型内质网。

例3 组成某蛋白质的氨基酸分子平均分子量为130。

一条由100个氨基酸缩合成多肽，其分子量应为。

分析多肽是由氨基酸通过脱水缩合成的，如果一条多链是由n个氨基酸缩合成的，那么它将脱水（n－1）个。

水的分子量是18。

100个氨基酸缩合成多肽，脱去（100－1）个，即99个水，已知每个氨基酸的平均分子量为130，故该多肽的分子量为：（130×100）－（18×99）＝11 218【参考答案】11 218。

例4 酵母菌在缺氧条件下繁殖和生长，细胞内线粒体一代比一代减少。

可是，当重新获得充足的氧气和养分供应时，线粒体数量迅速增加，其代谢和生长都旺盛，繁殖速度也加快。

请问：（1）从线粒体的自身结构特点看，线粒体数量迅速增加的原因在于。

（2）线粒体迅速增加，促进代谢生长和繁殖原因是。

分析酵母菌既能在缺氧环境下生存（进行无氧呼吸），也能在有氧条件下生存（进行有氧呼吸）。