能量货币 ATP  

  1）ATP：腺苷三磷酸, 是一种核苷酸, 由一个戊糖, 一个含氮碱基(腺嘌呤)， 3 个磷酸根组成。两个磷酸基团之间形成的是高能磷酸键。     细胞内 ATP 的形成方式：底物水平磷酸化、氧化磷酸化（与电子传递系统 偶联） 生物体的一切活动所利用的都是 ATP 水解所产生的能量。 2）底物水平磷酸化：在酶的作用下，ADP 分子直接从一个磷酸化的分子， 接受一个磷酸基团，产生 ATP 的方法。 在生物氧化过程中，只有少量的 ATP 是以底物水平磷酸化方式形成的，大 量的 ATP 是通过氧化磷酸化的方式形成的。

糖酵解与柠檬酸循环

1）糖酵解： 糖酵解终产物：丙酮酸和能量。1 分子葡萄糖产生：2 丙酮酸+2ATP+2NADH ATP 磷酸化方式：通过底物水平磷酸化。细胞只获得了其中 20%的能量，

发生在细胞质基质，不需要 O2。

 2）柠檬酸循环：在细胞线粒体基质中进行，需 O2反应过程，细胞内物质代 谢的最终共同途径。 丙酮酸经过扩散进入线粒体,丙酮酸在丙酮酸脱氢酶的作用下，经多步反应， 生成乙酰 CoA。乙酰 CoA 是一种高能化合物，它直接参与了柠檬酸循环真核细 胞内代谢过程的枢纽。乙酰CoA经过一轮循环，会产生3NADH，1GTP,  1FADH2， 并释放 2CO2。由于 1 个葡萄糖分子产生 2 乙酰 CoA，所以，1 个葡萄糖分子经 过柠檬酸循环，会产生 6NADH，2GTP, 2FADH2 和 4CO2。

电子传递与氧化磷酸化

 1）电子传递链(Electron Transport Chain)：线粒体内膜上由一系列能可逆地 接受和释放电子或 H+的化学物质所组成，它们相互关联有序排列成的传递链， 是多酶体系。线粒体内膜三种蛋白复合物起着电子传递和质子泵的作用。可移动 的电子载体: 泛醌（Q）,细胞色素 C（C）。电子供体：NADH，FADH2，最终的 电子受体：O2。 电子传递链的作用: 传递有氧呼吸获得的电子、形成质子电化学梯度、以化 学渗透方式合成 ATP。 跨越线粒体内膜的电化学质子梯度组成：质子浓度梯度、膜电位差。

 2）氧化磷酸化：在电子传递过程所释放的能量导致质子的跨膜移动，从而 形成质子驱动力，质子经 ATP 合酶回流驱动 ATP 的合成。 3）经过糖酵解、丙酮酸氧化、柠檬酸循环、电子传递和氧化磷酸化过程， 葡萄糖分子被彻底氧化成了 CO2和 H2O。共形成 32 ATP。 由于2分子NADH是糖酵解过程中产生的, 位于细胞质中, 2分子NADH从 胞浆运至线粒体基质需消耗 2 分子 ATP。 所以, 一个葡萄糖分子经过细胞呼吸（生物氧化）全过程净产生: 30 个 ATP 

 1）乙醇发酵：酵母菌利用丙酮酸来氧化 NADH，补充 NAD+。丙酮酸首先 被还原为乙醛，释放出 CO2, 接着再被还原成乙醇。在乙醛被还原成乙醇的过程 中，NADH 被氧化，失去 H+成为了氧化型的 NAD+，这样 NAD+就得到了补充，

糖酵解过程也就能够持续进行了。因此，这种代谢途径，ATP 的产量与糖酵解是 一样的，丙酮酸最终转变成了 CO2和乙醇，发酵的产物是乙醇。

 2）乳酸发酵：在缺氧条件下，丙酮酸被还原成乳酸，NADH 被氧化，成为 氧化型的 NAD+，使细胞内的 NAD+得到补充，保证糖酵解过程持续进行，从而 获得能量。

叶绿体

 叶绿体的结构：类囊体—>基粒、类囊体膜、类囊体腔、叶绿体基质。 光合色素：叶绿素 a、叶绿素 b、类胡萝卜素。

光系统 光系统：光合作用的功能单位。由 200～300 个叶绿素分子与蛋白质形成复 合物, 位于叶绿体的类囊体膜上。 在高等植物叶绿体中存在两类光系统，分别命名为光系统 I 和光系统 II。 光系统主要由反应中心和天线复合体组成。传递原则:能量传递的方向是从 吸收短波长的向吸收长波长光波的天线分子传递，反应中心的叶绿素分子是吸收 最长光波的色素，这样，就保证光能的传递方向是由天线色素传向反应中心色素。  

光反应

 1)光反应

光反应：也称为光依赖的反应，发生在叶绿体的类囊体膜上，主要完成的是 能量的转换, 反应中心的叶绿素将光能转变成了活跃的化学能，合成了 ATP 和 NADPH，同时水分子分解，释放氧气。 2）光反应也是分两步完成：1）原初反应  2）电子传递与光合磷酸化  1）原初反应：光合色素分子从被光激发至引起第一个光化学反应的过程， 包括光能的吸收、传递和转换，这步反应是在光系统中完成的。  2）电子传递与光合磷酸化：被激活的电子在电子传递体之间传递，最终形 成 ATP 和 NADPH ，电能转变成活跃的化学能。包括：水的裂解，电子传递和 NADP+的还原。 3）光合磷酸化：由光能驱动的电子传递与磷酸化作用相耦联而生成 ATP 的 过程。 光合磷酸化的类型：非循环光合磷酸化、循环光合磷酸化。 循环光合磷酸化：PSI 单独完成；仅形成 ATP，不形成 NADPH；不释放 O2。 当植物缺乏 NADP+时，启动循环光合磷酸化，以调节 ATP 与 NADPH 的比例 （3:2）。 4）光系统 ² 光系统 I：吸收光子，激发一个高能电子，用来推动 NADPH 的合成, 在 叶绿体基质中形成。     原初电子供体：H2O，最终电子受体: NADP+ ² 光系统 II: 光解水和放氧，并将释放的电子送入电子传递链，驱 ATP 的 生成。     植物中两个光系统的反应中心相继作用，催化光驱动的电子从 H2O 到  NADP+的流动。

 固碳反应

 1）固碳反应：叶绿体利用光反应中产生的 ATP 和 NADPH，将 CO2 还原， 生成 CH2O 的过程。在叶绿体的基质中完成的。将活跃的化学能转化成稳定的化 学能的过程。 只有在有光存在的条件下，才能进行固碳反应。  2）卡尔文循环的三个阶段:

1、羧化阶段 2、还原阶段 3、RuBP（核酮糖-1,5 二磷酸）的再生 光合作用就是叶绿体吸收并利用光能，将 CO2 和 H2O 合成葡萄糖，并释放 氧气，将光能转化为化学能的过程。

1.4.10 C4 与 CAM 途径  1）C4 途径：CO2的固定分两步，在两类细胞中完成, 两种酶参与。 C4 植物：CO2固定生成的第一个产物是 C4 酸,草酰乙酸。 1）叶肉细胞：CO2被固定在 C4 化合物中，PEP 羧化酶。 2）维管束鞘细胞：C4 化合物释放出 CO2，参加 Calvin 循环，RuBP 羧化酶。 C4 植物的特点： 1）CO2的捕获与卡尔文循环在空间上分隔  2）叶肉细胞：捕获 CO2 3）维管束鞘细胞：完成卡尔文循环  2）CAM 途径 景天酸代谢（CAM）特点： 1）CO2的捕获与卡尔文循环在时间上分离； 2）生长于季节性水分充足，极端干旱的环境； 3）气孔夜间张开，白天关闭； 4）景天酸代谢与 C4 途径类似，也是先生成草酰乙酸。 3）CAM 途径与 C4 途径的比较： 1、共同点：都是先通过 C4 途径固定 CO2，生成草酰乙酸，进一步被还原成 苹果酸，然后再通过脱羧反应，释放出 CO2，进入 Calvin 循环。 2、不同点： 1）C4 植物是通过空间分隔，在两种细胞中完成，在叶肉细胞固定 CO2， 在维管束细胞进行 Calvin 循环。 2）CAM 植物是通过时间间隔将这两个过程分来，在夜晚固定 CO2，在 白天进行 Calvin 循环，两个过程都是在叶肉细胞中进行

细胞周期：

是指细胞从第一次分裂结束到下一次分裂结束 所经历的全过程。包括分裂间期(Interphase)和有丝分裂期 (Mitosis)。

 1）细胞周期的检控点：存在于 G1 期、G2 期和 M 期。 l G1 期：评判细胞大小 l G2 期：DNA 是否成功复制 l M 期：纺锤体是否成功组装

 2）MPF

有丝分裂过程中的一些标志性事件

①前期：主要发生了两个事件

一是染色质凝缩成染色体，二是细胞分裂极的确立和纺锤体的装配

②前中期：主要发生了三个事件 Ø 第一、核被膜发生有规律的解体和重建

l 核纤层由核纤层蛋白组成，参与核膜重建，保持核膜完整。

l 在前中期时，核纤层蛋白被磷酸化首先解体，随后核膜解体；

l 在末期时，核纤层蛋白去磷酸化，核膜小泡和核纤层蛋白在染色质周围 组成核纤层结构，核膜小泡彼此融合，形成完整的核膜。核膜孔主动转运。 Ø 第二、纺锤体装配完成，形成有丝分裂器

纺锤体是细胞分裂过程中形成的一种与染色单体的分离直接相关细胞装置， 主要由成束的微管和微管结合蛋白组成。

纺锤体（Spindle）：细胞分裂过程中与染色体分裂直接相关的一种细胞装置。 高等细胞的纺锤体呈纺锤状，主要由成束的微管和微管结合蛋白组成，两端为星 体。 构成纺锤体的微管：星体微管、动粒微管和极微管。 Ø 第三、完成了染色体的整列过程

③中期：所有染色体排列在赤道面上

④后期：排列在赤道板上的染色体，两条姊妹染色单体分别移向两极。

染色单体移动的机制：后期Ａ和后期Ｂ两个阶段假说

⑤末期：染色体去浓缩，新核膜形成

⑥ 胞质分裂

动物细胞进行胞质分裂时，先在赤道板周围形成分裂沟，再在分裂沟下方形 成一个环形的致密层——中体，接着，由肌动蛋白丝和肌球蛋白形成的收缩环收 缩，将一个细胞分裂为二。

减数分裂和有丝分裂的区别： 1) 减数分裂 DNA 复制一次，细胞却连续分裂了两次；而有丝分裂 DNA 复

制一次，细胞只分裂一次。 2）染色体在赤道板上的排列时配对与否。有丝分裂中，染色体随机地排列 在中期赤道板上，减数分裂中，同源染色体配对之后排列在中期赤道板上。

2）减数分裂的分类： Ø 配子减数分裂 Ø 孢子减数分裂 Ø 合子减数分裂 3）减数分裂的生物学意义： Ø 有效地获得了双亲的遗传物质，保持了后代的遗传的稳定性。 Ø 产生具有丰富基因组合的不同配子,增加更多的变异，确保生物的多样 性，增强生物适应环境的能力。 Ø 减数分裂是有性生殖的基础，是生物遗传、进化和生物多样性的重要保 证。