分类： AQA教材

间期（Interphase）：

• 细胞周期（Cell Cycle）：
  • 真核细胞的分裂是一个受控的过程，称为细胞周期。
  • 细胞周期包括三个阶段：
    1. 间期（Interphase）：
       • 细胞进行生长和DNA复制。
    2. 核分裂（Nuclear Division, Mitosis）：
       • DNA分为两个相同的核。
    3. 细胞质分裂（Cytokinesis）：
       • 细胞分裂为两个子细胞。
  • 不同细胞的分裂周期长短不同：
    • 洋葱根尖细胞约每20小时分裂一次。
    • 人类肠上皮细胞约每10小时分裂一次。
• 间期的特点：
  • 细胞不处于分裂状态。
  • DNA复制（S期）和细胞器增殖发生。
  • 化学信号（如Cyclins）触发细胞周期的不同阶段。

有丝分裂（Mitosis）：

• 有丝分裂是细胞周期的一部分，用于产生两个基因组相同的子细胞。
• 有丝分裂的阶段（Stages of Mitosis）：
  1. 前期（Prophase）：
     • 染色质凝缩为染色体。
     • 核膜开始分解。
     • 中心体移动到细胞两极，形成纺锤体。
  2. 中期（Metaphase）：
     • 染色体排列在细胞中央（赤道板）。
     • 纺锤丝附着在染色体的着丝点。
  3. 后期（Anaphase）：
     • 着丝点分裂，染色单体被纺锤丝拉向细胞两极。
  4. 末期（Telophase）：
     • 染色体解螺旋，重新形成染色质。
     • 核膜重新出现。
• 细胞质分裂（Cytokinesis）：
  • 在末期之后，细胞质分裂形成两个子细胞。

识别有丝分裂的阶段（Recognising the Stages of Mitosis）：

• 通过显微镜观察细胞分裂的不同阶段。
• 洋葱根尖细胞常用于实验，因为它们分裂活跃。

癌症与不受控细胞分裂（Uncontrolled Cell Division & Cancer）：

• 癌症是细胞分裂失控的结果。
• 癌细胞不遵循正常的细胞周期，导致肿瘤形成。
• 诱因：
  • DNA突变。
  • 环境因素（如辐射、化学物质）。

二分裂（Binary Fission）：

• 原核细胞通过二分裂进行分裂。
• 步骤：
  1. 环状DNA复制。
  2. 细胞膜向内收缩，分离DNA。
  3. 细胞分裂为两个子细胞。

病毒颗粒复制（Viral Particle Replication）：

• 病毒不是细胞，它们通过感染宿主细胞复制。
• 步骤：
  1. 病毒附着并注入遗传物质到宿主细胞。
  2. 宿主细胞复制病毒的遗传物质和蛋白质。
  3. 病毒颗粒组装并释放。

显微镜研究细胞的方法（Methods of Studying Cells）：

• 显微镜是分析细胞成分和观察细胞器的重要工具。
• 放大倍数（Magnification）与分辨率（Resolution）：
  • 放大倍数：表示显微镜生成的图像比实际物体大多少倍。
  • 分辨率：表示显微镜区分两个靠近的结构为独立结构的能力。
• 显微镜的两种主要类型：
  • 光学显微镜（Optical Microscopes）：
    • 使用可见光和透镜。
    • 分辨率较低（约 200 nm），无法观察细胞器的详细结构。
    • 优势：便宜、易于使用，可观察活细胞。
  • 电子显微镜（Electron Microscopes）：
    • 使用电子束和电磁透镜。
    • 分辨率高（约 0.1 nm），可观察细胞器的详细结构。
    • 分为两种：透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）。

显微镜与科学图的绘制（Microscopy & Drawing Scientific Diagrams）：

• 在显微镜下观察细胞时，需要绘制科学图：
  • 图像应清晰、标注明确。
  • 使用比例尺表示细胞器的大小。

碘液检测淀粉颗粒（Iodine Detects Starch Grains）：

• 碘液（Iodine solution）是常用染色剂，用于检测植物细胞中的淀粉颗粒。
• 淀粉颗粒在碘液中呈蓝黑色。

分辨率与放大倍数（Resolution & Magnification）：

• 公式：
  Magnification=Image sizeActual sizeMagnification=Actual sizeImage size​
• 学生需要熟练应用公式计算显微镜放大倍数。

放大倍数计算（Magnification Calculations）：

• 学习如何通过已知图像尺寸和实际尺寸计算放大倍数。
• 练习单位转换（如毫米到纳米）。

细胞分级分离与超速离心技术（Cell Fractionation & Ultracentrifugation）：

• 细胞分级分离是分离细胞器的方法，分为以下步骤：
  1. 匀浆（Homogenisation）：
     • 使用匀浆器打碎细胞，释放细胞器。
  2. 过滤（Filtration）：
     • 去除大块碎片（如细胞膜和细胞壁）。
  3. 超速离心（Ultracentrifugation）：
     • 根据密度分离细胞器。
     • 低速离心：分离出较大的细胞器（如细胞核）。
     • 高速离心：分离出较小的细胞器（如线粒体、内质网）。
• 超速离心的应用：
  • 分离细胞器后，可进一步研究其功能（如线粒体的 ATP 生成）。

科学研究揭示细胞器功能（Scientific Research into Cell Organelles）：

• 通过显微镜和分离技术，科学家能够研究细胞器的功能。
• 例如：
  • 线粒体的功能通过 ATP 测试确认。
  • 溶酶体的功能通过酶活性测试确认。

细胞理论（The Cell Theory）：

• 历史背景：
  • 在显微镜发明之前，人们并不知道生物体由细胞组成。
  • 罗伯特·胡克（Robert Hooke） 是第一个观察到细胞的人，他在显微镜下观察软木时提出了“细胞（cells）”这一术语。
  • 施莱登（Matthias Schleiden） 和 施旺（Theodor Schwann） 在 1837 年提出了细胞理论。
• 细胞理论的核心观点：
  1. 所有生物体都由一个或多个细胞组成。
  2. 细胞是生物体结构和功能的基本单位。
  3. 所有细胞都来源于已有细胞。

真核细胞的结构（Structure of Eukaryotic Cells）：

• 真核细胞具有复杂的结构和多种膜结合细胞器，包括：
  • 细胞核（Nucleus）：包含遗传物质（DNA），控制细胞活动。
  • 线粒体（Mitochondria）：进行有氧呼吸，产生 ATP。
  • 内质网（Endoplasmic Reticulum, ER）：
    • 粗面内质网（RER）：有核糖体附着，负责蛋白质合成。
    • 光面内质网（SER）：负责脂质和类固醇的合成。
  • 高尔基体（Golgi Apparatus）：对蛋白质进行修饰、包装和运输。
  • 溶酶体（Lysosomes）：含有水解酶，分解废物和细胞碎片。
  • 细胞膜（Cell Membrane）：由磷脂双分子层组成，控制物质进出细胞。
  • 细胞质（Cytoplasm）：细胞器悬浮其中，进行代谢反应。

真核细胞的特化（Specialisation of Eukaryotic Cells）：

• 真核细胞可以特化以执行特定功能，例如：
  • 红细胞（RBCs）：无细胞核，携带氧气。
  • 神经细胞：长轴突，有助于传递神经信号。
  • 叶绿体细胞：含叶绿体，进行光合作用。

原核细胞的结构（Structure of Prokaryotic Cells）：

• 原核细胞的特点：
  • 没有膜结合细胞器。
  • 遗传物质以环状 DNA 的形式存在于细胞质中。
  • 具有核糖体（较小，70S）和细胞壁（由肽聚糖组成）。
  • 有些原核细胞具有荚膜、鞭毛或质粒。

真核细胞与原核细胞的比较（Prokaryotic vs Eukaryotic Cells）：

• 相似点：
  • 都有细胞膜、细胞质和核糖体。
• 不同点：
  • 真核细胞：有核膜包裹的细胞核，细胞器复杂。
  • 原核细胞：无核膜，细胞器简单。

病毒的基本特性（Viruses）：

• 病毒不是细胞，而是非细胞结构。
• 病毒由蛋白质外壳（衣壳）和遗传物质（DNA 或 RNA）组成。
• 病毒是寄生生物体，必须依赖宿主细胞进行复制。