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高中生物必修高中生物必修 1 知识点知识点 第一章第一章 走近细胞走近细胞 第一节 从生物圈到细胞 1、病毒（没有细胞）结构，仅有（蛋白质和遗传物质）组成，必须依赖活细胞才能生存。 必须寄生在活细胞中，利用寄主细胞里的物质生活、繁殖。 2、生命活动离不开细胞， （细胞是生物体结构和功能的基本单位） 。 3、生命系统的结构层次： （细胞） 、 （组织） 、 （器官） 、 （系统） 、 （个体） 、 （种群） 、 （群落） 、（生态系统） 、 （生物圈） 。 4、血液属于（组织）层次，皮肤属于（器官）层次。 种子是（器官）层次，由受精卵发育而来。 5、植物没有（系统）层次，单细胞生物既可化做（个体）层次，又可化做（细胞）层次。 6、地球上最基本的生命系统是（细胞） ，最大的生态系统是（生物圈） 。 7、种群：在一定的区域内同种生物个体的总和。例：一个池塘中所有的鲤鱼。 8、群落：在一定的区域内所有生物的总和。例：一个池塘中所有的生物（不是所有的鱼） 。 9、生态系统：生物群落和它生存的无机环境相互作用而形成的统一整体。 10、生物圈中存在着众多的单细胞生物，单个细胞就能完成各种生命活动。如：蓝藻、变形虫、绿眼虫、草履虫、细菌。 许多植物和动物是多细胞生物， 他们依赖各种分化的细胞密切合作， 共同完成一系列复杂的生命活动。 地球上最早出现的生命形式，也是具有细胞形态的（单细胞生物） 。 第二节 细胞的多样性和统一性 细胞的统一性：细胞基本相似结构，都具有细胞膜、细胞质、DNA、核糖体。 细胞的多样性：细胞的形态、结构、功能有差异。 一、高倍镜的使用步骤： “一移二转三调” 1 在低倍镜下找到物象，将物象移至（视野中央） ， 2 转动（转换器） ，换上高倍镜。 3 调节（光圈）和（反光镜） ，使视野亮度适宜。 4 调节（细准焦螺旋） ，使物象清晰。 二、显微镜使用常识 1 调亮视野的两种方法（放大光圈） 、 （使用凹面镜） 。 2 高倍镜：物象（大） ，视野亮度（暗） ，视野小，看到细胞数目（少） 。 低倍镜：物象（小） ，视野亮度（亮） ，视野大，看到的细胞数目（多） 。 3 物镜： （有）螺纹，镜筒越（长） ，放大倍数越大。 目镜： （无）螺纹，镜筒越（短） ，放大倍数越大。 放大倍数越大 视野范围越小 视野越暗 视野中细胞数目越少 每个细胞越大 放大倍数越小 视野范围越大 视野越亮 视野中细胞数目越多 每个细胞越小 4 放大倍数=物镜的放大倍数目镜的放大倍数 5 放大倍数的实质：指放大的长宽，不是指面积或体积。 6 成像的特点：上下颠倒、左右颠倒，即旋转 180 度。 视野中的物象在左下角，实际在右上角。 7 判断污物的位置：先移动装片，污物移动则在装片上。污物不动，则转动目镜，若污物移动则在目镜上，不动则在物镜上（不可能在反光镜上） 。 7 一行细胞高倍镜下细胞数量与低倍镜下细胞数量之比等于放大倍数的倒数 计算方法：个数放大倍数的比例倒数=最后看到的细胞数 如:在目镜 10物镜 10的视野中有一行细胞,数目是 20 个,在目镜不换物镜换成 40,那么在视野中能看见多少个细胞? 201/4=5 8 圆行视野（充满细胞）高倍镜下细胞数量与低倍镜下细胞数量之比等于放大倍数之比的倒数的平方 如:在目镜为 10物镜为 10的视野中看见布满的细胞数为 20 个,在目镜不换物镜换成 20,那么在视野中我们还能看见多少个细胞? 20(1/2)2=5 三、原核生物与真核生物： 1 科学家根据细胞内有无核膜为界限的细胞核，把细胞分为真核细胞和原核细胞两大类。 2 原核生物：蓝藻（蓝球藻、念珠藻、颤藻、发菜） 、放线菌、衣原体、支原体、细菌（球、杆、螺旋、弧菌、乳酸菌） 真核生物：大多数植物、动物、真菌（蘑菇、酵母菌、霉菌、大型真菌） 、霉菌、其余藻类（绿藻、红藻） 3 蓝藻细胞质：含藻蓝素和叶绿素，能进行光合作用（自养生物） ； 细菌中的绝大多数种类是营腐生或寄生生活的异养生物。 （光合细菌、硝化细菌是自养） 4 原核细胞具有与真核细胞相似的细胞膜和细胞质，没有有核膜包被的细胞核，也没有染色体，但有一个环状的 DNA 分子，位于细胞内特定的区域，这个区域叫拟核。 真核细胞染色体的主要成分是：DNA 和蛋白质 5 原生生物是简单的真核生物，草履虫等 四、细胞学说 1 创立者： （施莱登， 施旺） 对动植物细胞的研究而揭示细胞的统一性和生物体结构统一性。 2 细胞的发现者及命名者：英国科学家 虎克 3 内容要点：共三点。 第二章组成细胞的第二章组成细胞的分子分子 第一节细胞中的元素和化合物 知识梳理： 1、 生物界与非生物界 统一性：元素种类大体相同 差异性：元素含量有差异 2、组成细胞的元素（常见 20 多种） 大量元素：C H O N P S K Ca Mg 主要元素：C、H、O、N、P、S 基本元素：C、H、O、N 最基本元素：C（干重下含量最高） 微量元素： Zn 、Mo、Cu、B、Fe、Mn（口诀：铁门碰新木桶） 质量分数最大的元素：O（鲜重下含量最多的是水） 数量最多的元素：H 细胞鲜重：OCHN 细胞干重:CONH 3 组成细胞的化合物 鲜重下含量最多的化合物：水 鲜重下含量最多的有机化合物： 干重中含量最高的化合物：蛋白质 4 检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质 实验原理：某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的（颜色反应） 。 糖类中的还原糖（如葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖）与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀。脂肪可以被苏丹红染成橘黄色（或被苏丹红染液染成红色） 。淀粉遇碘变蓝色。蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。 （1）还原糖的检测和观察 常用材料：苹果和梨 试剂：斐林试剂（甲液：0.1g/ml 的 NaOH 乙液：0.05g/ml 的 CuSO4） 注意事项：西瓜汁不能用 甲乙液必须等量混合均匀后再加入样液中，现配现用，混合使用 必须用 5065 摄氏度水浴加热 颜色变化：浅蓝色 棕色 砖红色 （2）脂肪的鉴定 常用材料：花生子叶或花生油 试剂：苏丹或苏丹染液 注意事项： 切片要薄，如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰，有的地方模糊。 50%酒精的作用是：洗去浮色 需使用显微镜观察 使用不同的染色剂染色时间不同 颜色变化：橘黄色或红色 （3）蛋白质的鉴定 常用材料：鸡蛋清，黄豆组织样液，牛奶 试剂：双缩脲试剂（A 液：0.1g/ml 的 NaOH B 液： 0.01g/ml 的 CuSO4 ） 注意事项： 双缩脲试剂与菲林试剂浓度的相同点和不同点 先加 A 液 1ml，再加 B 液 4 滴 鉴定前，留出一部分组织样液，以便对比 A 液作用：提供碱性环境；B 液不能过多，否则会产生蓝色絮状沉淀，遮蔽紫色。 颜色变化：产生紫色反应 （4）淀粉的检测和观察 常用材料：马铃薯 试剂：碘液颜色变化：变蓝 第二节 生命活动的主要承担者蛋白质 1 蛋白质是组成细胞的有机物中含量最多的。是生命活动的主要承担者。 2 氨基酸 元素组成：C H O N S 等 基本单位：氨基酸 氨基酸及其种类 氨基酸是组成蛋白质的基本单位（或单体） 。 种类：约 20 种 通式： 结构要点：每种氨基酸都至少含有一个氨基（-NH2）和一个羧基（-COOH） ，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。氨基酸的种类由 R 基（侧链基团）决定。 3 最小的氨基酸是甘氨酸，其 R 基为 H 4 有 8 种氨基酸是人体细胞不能合成的（婴儿有 9 种） ，必须从外界环境中直接获取，叫必需氨基酸。另外 12 种氨基酸是人体能够合成的，叫非必需氨基酸。 5 蛋白质的结构 氨基酸分子相互结合的方式是：一个氨基酸分子的羧基（COOH）和另一个氨基酸分子的氨基（NH2）相连接，同时脱去一分子水，这种结合方式叫做脱水缩合。连接两个氨基酸分子的化学键 （NHCO） 叫做肽键。 有两个氨基酸分子缩合而成的化合物， 叫做二肽。 肽链能盘曲、折叠、形成有一定空间结构的蛋白质分子。 6 蛋白质分子多样性的原因 构成蛋白质的氨基酸的种类，数目，排列顺序不同 肽链盘区折叠方式不同使蛋白质的空间结构不同导致蛋白质结构多样性 7 蛋白质的功能 构成细胞和生物体结构的重要物质（肌肉毛发） 催化细胞内的生理生化反应（酶，大部分是蛋白质） 运输载体（血红蛋白、细胞膜载体蛋白） 传递信息，调节机体的生命活动（某些激素） 免疫功能（ 抗体） 8 蛋白质、多肽链都可使双缩脲发生紫色反应，双缩脲可以和其中的肽键发生反应。 蛋白质的变性是改变其空间结构，没有使肽键断裂。 9 蛋白质的有关计算： 公式：肽键数=失去水分子的数目=氨基酸数肽链数（不包括环状） n 个氨基酸脱水缩合形成 m 条多肽链时，共脱去(nm)个水分子，形成(nm)个肽键。 至少存在 m 个NH2和 m 个COOH，具体还要加上 R 基上的氨（羧）基数。 蛋白质总的分子量=组成蛋白质的氨基酸总分子量-脱水缩合反应脱去的水的总分子量 环状肽链：氨基酸数目=脱水数目=肽键数目 链接两条肽链之间的键为二硫键 （大多数） ， 有些为肽键， 连接位置为两个氨基酸的 R 基。 -SH SH- 转变-S-S- （二硫键）去掉两个 H 每条多肽链上至少有一个游离的氨基，至少有一个游离的羧基 肽键 （NHCO）有一个 O 一个 N 元素 设氨基酸的平均相对分子质量为 a 肽链数目 氨基酸数目 肽键数目 脱去水分子数目 多肽的相对分子质量 氨基数目 羧基数目 1 m m-1 m-1 ma-18(m-1) 至少 1 个 至少 1 个 n m m-n m-n ma-18(m-n) 至少 n 个 至少 n 个 第三节遗传信息的携带者核酸 一、核酸的分类 细胞生物含两种核酸：DNA 和 RNA 病毒只含有一种核酸：DNA 或 RNA 核酸包括两大类：一类是脱氧核糖核酸（DNA） ；一类是核糖核酸（RNA） 。 真核生物和原核生物的遗传物质都是 DNA，DNA 病毒遗传物质为 DNA，RNA 病毒遗传物质为 RNA。 二、实验核酸在细胞中的分布观察核酸在细胞中的分布： 原理：DNA 主要分布在细胞核内，RNA 大部分存在于细胞质中。甲基绿使 DNA 呈绿色，吡罗红使 RNA 呈现红色。 盐酸作用：能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色质中的 DNA 与蛋白质分离 材料：人的口腔上皮细胞（不可用洋葱紫色鳞片叶、叶肉细胞、成熟哺乳动物红细胞） 试剂：0.9%生理盐水（保持细胞形态） ，甲基绿吡罗红染液现用现配 步骤：制片-水解-冲洗-染色-观察 结论：真核细胞的 DNA 主要分布在细胞核中。线粒体、叶绿体内含有少量的 DNA。RNA 主要分布在细胞质中。 三、核酸的结构 1、核酸是由核苷酸连接而成的长链（组成元素 C H O N P） 。 DNA 的基本单位脱氧核糖核苷酸，RNA 的基本单位核糖核苷酸。 核酸初步水解成许多核苷酸。 基本组成单位核苷酸（核苷酸由一分子五碳糖、一分子磷酸、一分子含氮碱基组成） 。 根据五碳糖的不同，可以将核苷酸分为脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸。 2、DNA 由一般由两条脱氧核苷酸链构成。RNA 一般由一条核糖核苷酸连构成。 3、核酸中的相关计算： （1）若是在含有 DNA 和 RNA 的生物体中，则碱基种类为 5 种；核苷酸种类为 8 种。 （2）DNA 的碱基种类为 4 种；脱氧核糖核苷酸种类为 4 种。 （3）RNA 的碱基种类为 4 种；核糖核苷酸种类为 4 种。 类别 DNA RNA 基本单位 脱氧核糖核苷酸（4 种） 核糖核苷酸（4 种） 腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤核糖核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 胞嘧啶核糖核苷酸 尿嘧啶核糖核苷酸 碱基 腺嘌呤（A） 、鸟嘌呤（G） 腺嘌呤（A） 、 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C） 、胸腺嘧啶（T） 胞嘧啶（C） 、尿嘧啶（U） 五碳糖 脱氧核糖 核糖 磷酸 磷酸 四、遗传信息多样化的原因：脱氧核苷酸的数量和排列顺序不同。 五、常见的 RNA 病毒：HIV 病毒、SARS 病毒、烟草花叶病毒 常见的 DNA 病毒：噬菌体病毒 第四节细胞中的糖类和脂质 一、细胞中的糖类主要的能源物质 糖类的分类，分布及功能： 种类 分布 功能 单糖 五碳糖 核糖 (C5H10O5) 细胞中都有 组成 RNA 的成分 脱氧核糖(C5H10O4) 细胞中都有 组成 DNA 的成分 六碳糖 (C6H12O6) 葡萄糖 细胞中都有 主要的能源物质 果糖 植物细胞中 提供能量 半乳糖 动物细胞中 提供能量 二糖 (C12H22O11)麦芽糖 发芽的小麦、谷控中含量丰富 都能提供能量 蔗糖 甘蔗、甜菜中含量丰富 乳糖 人和动物的乳汁中含量丰富 多糖 (C6H10O5)n 淀粉 植物粮食作物的种子、变态根或茎等储藏器官中 储存能量 纤维素 植物细胞的细胞壁中 支持保护细胞 糖原 肝糖原 动物的肝脏中 储存能量调节血糖 肌糖原 动物的肌肉组织中 储存能量 二、一分子麦芽糖分解为：两分子的葡萄糖 一分子蔗糖分解为：一分子果糖、一份子葡萄糖 一分子乳糖分解为：一分子半乳糖、一份子葡萄糖 淀粉、纤维素、糖原分解的单体都是葡萄糖 三、还原性糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、麦芽糖、乳糖 动物特有的糖：半乳糖、乳糖、糖原 植物特有的糖：果糖、麦芽糖、蔗糖、淀粉、纤维素 动植物共有的糖：核糖、脱氧核糖、葡萄糖 四、细胞中的脂质 脂质存在于所有细胞中，与糖相似，组成脂质的主要元素为：C H O，有些还有 N P。 脂质分子氧元素含量远远少于糖类，H 的含量更多。 脂质的分类 、分布及功能: 1 脂肪（组成元素 C、H、O）存在人和动物体内的皮下，大网膜和肠系膜等部位。 动物细胞中良好的储能物质，与糖类相同质量的脂肪储存能量是糖类的 2 倍（脂肪含 H 较多，燃烧等质量的脂肪和糖，脂肪消耗的氧更多） 。 脂肪可以水解为脂肪酸和甘油，是由葡萄糖经过复杂化学反应合成的。 功能：保温减少内部器官之间摩擦缓冲外界压力，可以保护内脏器官。 2 磷脂（组成元素 C H O N P）是构成细胞膜以及各种细胞器膜重要成分。 分布：人和动物的脑、卵细胞、肝脏、大豆的种子中含量丰富。 3 固醇包括：胆固醇-构成细胞膜重要成分；参与人体血液中脂质的运输。 性激素-促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成， 激发并维持第二性征。 维生素 D-促进人和动物肠道对 Ca 和 P 的吸收。 五、单体和多聚体的概念： 生物大分子如蛋白质是由许多氨基酸连接而成的。 核酸是由许多核苷酸连接而成的。 氨基酸、核苷酸、单糖分别是蛋白质、核酸和多糖的单体，而这些大分子分别是单体的多聚体。 脂质相对分子质量较小，都不是大分子物质，也没有单体组成，不是多聚体。 第五节 细胞中的无机物 1、细胞中的水包括 结合水：细胞结构的重要组成成分 自由水：细胞内良好溶剂 ；许多生化反应有水的参与；提供液体环境；运输养料和废物。 自由水与结合水的关系：自由水和结合水可在一定条件下可以相互转化。 自由水水含量高，代谢活动旺盛，抗逆性差；结合水水含量高，代谢活动下降，抗逆性强。 2、细胞中的无机盐 细胞中大多数无机盐以离子的形式存在 3 无机盐的作用： 细胞中许多有机物的重要组成成分 （缺碘：地方性甲状腺肿大；缺铁：缺铁性贫血；植物却 Mg，不能合成叶绿素。 维持细胞和生物体的生命活动有重要作用 （缺钙：抽搐、软骨病，儿童缺钙会得佝偻病，老年人会骨质疏松；钙多：肌无力） 维持细胞的酸碱平衡和渗透压 第第三三章细胞的基本结构章细胞的基本结构 第一节 细胞膜系统的边界知识网络： 一、制备细胞膜的方法（实验） 原理： 渗透作用 （将细胞放在清水中， 水会进入细胞， 细胞涨破， 内容物流出， 得到细胞膜） 选材：人或其它哺乳动物成熟红细胞，没有细胞壁，没有细胞核和众多细胞器。 提纯方法：差速离心法 细节：取材用的是新鲜红细胞稀释液（血液加适量生理盐水） 二、细胞膜主要成分：脂质和蛋白质，还有少量糖类 细胞膜成分特点：脂质中磷脂最丰富（还有胆固醇） ，功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多，不同细胞的细胞膜的差别主要是膜上蛋白质种类数量不同。 与生活联系： 细胞癌变过程中，细胞膜成分改变，产生甲胎蛋白（AFP） ，癌胚抗原（CEA） ，糖蛋白减少。 三、细胞膜功能： 将细胞与环境分隔开，保证细胞内部环境的相对稳定 控制物质出入细胞（选择透过性膜，只有活细胞有此特性） 进行细胞间信息交流 方式一：间接交流。如内分泌细胞产生激素，随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。 方式二：直接交流。相邻的两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。例如，精子和卵细胞之间的识别和结合。 方式三：通道交流。相邻的两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。例如，高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用。 前两种方式一般需要受体。 三、细胞壁 植物：纤维素和果胶（原核生物：肽聚糖） 作用：支持和保护 第二节 细胞器系统内的分工合作 分离各种细胞器的方法：差速离心法 细胞膜、细胞壁、细胞核、细胞质均不是细胞器。 一、细胞器之间分工 1 线粒体：细胞进行有氧呼吸的主要场所。双层膜（内膜向内折叠形成脊） ，分布在动植物细胞体内。 2 叶绿体：进行光合作用， “能量转换站” ，双层膜，分布在植物的叶肉细胞。 3 内质网：蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间” ，单层膜，动植物都有。 分为光面内质网和粗面内质网（上有核糖体附着） 4 高尔基体：对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装，单层膜，动植物都有，植物细胞中参与了细胞壁的形成。 5 核糖体：无膜，合成蛋白质的主要场所。生产蛋白质的机器。 包括游离的核糖体（合成胞内蛋白）和附着在内质网上的核糖体（合成分泌蛋白） 6 溶酶体：内含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌，单层膜。 溶酶体吞噬过程体现生物膜的流动性。溶酶体起源于高尔基体。 7 液泡：主要存在与植物细胞中，内有细胞液，含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质，可以调节植物细胞内的环境， 充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。 与植物细胞的渗透吸水有关。 8 中心体：动物和某些低等植物的细胞，由两个相互垂直排列的中心粒及周围物质组成，与细胞的有丝分裂有关，无膜。一个中心体有两个中心粒组成。 二、分类比较： 1 双层膜：叶绿体、线粒体（细胞核膜） 单层膜：内质网、高尔基体、液泡、溶酶体（细胞膜、类囊体薄膜） 无膜：中心体、核糖体 2 植物特有：叶绿体、液泡 动物特有（低等植物） ：中心体 3 含核酸的细胞器：线粒体、叶绿体（DNA） 线粒体、叶绿体、核糖体（RNA） 4 增大膜面积的细胞器：线粒体、内质网、叶绿体 5 含色素：叶绿体、液泡 6 能产生 ATP 的：线粒体、叶绿体（细胞质基质） 7 能自主复制的细胞器：线粒体、叶绿体、中心体 8 与有丝分裂有关的细胞器：核糖体、线粒体、高尔基体（形成细胞壁） 、中心体 9 发生碱基互补配对：线粒体、叶绿体、核糖体 10 与主动运输有关：核糖体、线粒体 三、在细胞质中，除了细胞器外，还有呈胶质状态的细胞质基质。 细胞质：包括细胞器和细胞质基质 四、电子显微镜下看到的是亚显微结构，普通显微镜下看到显微结构。 光镜能看到：细胞质，线粒体，叶绿体，液泡，细胞壁 实验：用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体 健那绿染液是将活细胞中线粒体染色的专一性染料，可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色。 材料：新鲜的藓类的叶（叶片薄，直接观察） 菠菜叶稍带叶肉的下表皮（上表皮起保护作用，几乎无叶绿体；下表皮海绵组织，有气孔保卫细胞，有叶绿体） 二、分泌蛋白的合成和运输 有些蛋白质是在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用，这类蛋白叫分泌蛋白。如消化酶（催化作用） 、抗体（免疫）和一部分激素（信息传递） 核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜 （合成肽链） （加工成蛋白质） （进一步加工） （囊泡与细胞膜融合，蛋白质释放） 分泌蛋白从合成至分泌到细胞外利用到的细胞器？ 答：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 分泌蛋白从合成至分泌到细胞外利用到的结构？ 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞核、囊泡、细胞膜 三、生物膜系统 1、概念：细胞膜、核膜，各种细胞器的膜共同组成的生物膜系统 2、作用：使细胞具有稳定内部环境物质运输、能量转换、信息传递；为各种酶提供大量附着位点，是许多生化反应的场所；把各种细胞器分隔开，保证生命活动高效、有序进行。 3、内质网膜 内连核膜 外连细胞膜还和线粒体膜直接相连。 经过囊泡与高尔基体膜间接相连。 第三节 细胞核系统的控制中心 一、 除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外， 真核细胞都有细胞核。植物的导管细胞是死细胞（主要运输水分、无机盐） ，筛管主要运输有机物。 二、细胞核控制着细胞的代谢和遗传。 三、细胞核的结构 1 核膜（双层膜，把核内物质与细胞质分开）在有丝分裂时，前期核膜消失，末期核膜重建 2 染色质（主要由 DNA 和蛋白质组成，DNA 是遗传信息的载体 3 核仁（某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关）合成 rRNA 和核糖体，与蛋白质合成有关 4 核孔（实现核质之间频繁的物质交换和信息交流）核孔有选择透过性，上面有载体，大分子物质（蛋白质和 mRNA）出入细胞需要能量和载体，细胞代谢越旺盛，核孔越多，核仁体积越大。 四、细胞分裂时，细胞核解体，染色质高度螺旋化，缩短变粗，成为光学显微镜下清晰可见的圆柱状或杆状的染色体。分裂结束时，染色体解螺旋，重新成为细丝状的染色质。染色质（分裂间期）和染色体（分裂时）是同样的物质在细胞不同时期的两种存在状态。 五、细胞既是生物体结构的基本单位，又是生物体代谢和遗传的基本单位。 第四章第四章 细胞的物质输入和输出细胞的物质输入和输出 第一节 物质跨膜运输的实例 一、半透膜（人工膜） ：某些物质可以通过而另一些物质不能通过的多孔薄膜，能否通过取决于物质分子的直径大小。 （1）渗透作用：指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜从相对浓度高一侧向相对浓度低的一侧扩散。 （2）发生渗透作用的条件：是具有半透膜 是半透膜两侧具有浓度差。 二、细胞的吸水和失水（原理：渗透作用） 1、动物细胞的吸水和失水 外界溶液浓度细胞质浓度时,细胞失水皱缩 外界溶液浓度=细胞质浓度时,水分进出细胞处于动态平衡 2、植物细胞的吸水和失水 细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。 原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。 探究植物细胞的吸水和失水 实验原理： 植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。 细胞液有一定的浓度，能渗透吸水、失水 原生质层比细胞壁的伸缩性大 注意：不是所有的植物细胞都能渗透吸水，要有中央大液泡 需要质量浓度 0.3g/ml 的蔗糖溶液，不能太大也不能太小 在观察过程中原生质层被液泡挤压，几乎看不到 质壁分离过程不能太长，细胞长时间处于高渗溶液会失水死亡 3、根：成熟区（成熟） 、伸长区（不成熟） 、分生区（不成熟） 、根冠（成熟） 没有液泡的不成熟植物细胞靠吸胀作用吸水：细胞中的亲水物质吸水 4、细胞吸水能力大小与细胞液浓度成正比 5、质壁分离的自动复原：细胞发生质壁分离后，由于外界溶液中物质自动进入细胞内，使细胞液浓度升高，发生质壁分离的自动复原，如：硝酸钾、甘油、尿素、乙二醇等。 三、物质跨膜运输的其他实例 1、同一种植物对不同的离子吸水量不同 2、不同植物对相同离子吸水量也不同 3、植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有选择性 4、细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜 第二节 生物膜的流动镶嵌模型 一、对生物膜结构的探索历程 膜是由脂质组成的（相似相溶） 。 膜的主要成分是脂质和蛋白质。 细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。 磷脂分子组成：磷酸头部亲水，脂肪酸尾部疏水（形成磷脂双分子层排列的原因） 。 罗伯特森暗亮暗蛋白质脂质蛋白质静态统一结构 桑格和尼克森提出流动镶嵌模型。细胞膜具有流动性。 二、流动镶嵌模型的基本内容 磷脂双分子层构成了膜的基本支架 蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面， 有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中， 有的贯穿整个磷脂双分子层 磷脂双分子层和大多数蛋白质分子可以运动。轻油般的流体，具有流动性。 三、细胞膜特性： 结构特性：流动性 功能特性：选择透过性 四、细胞膜的外表有一层糖蛋白（糖被） 。有糖蛋白的一侧为细胞膜的外部。 作用：保护和润滑、与细胞表面的识别有关。 五、细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的糖脂。 第三节 物质跨膜运输的方式 一、被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散，称为被动运输。 1、自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞 (1)自由扩散 方向：高低 能量：不需要 载体：不需要 举例：水、CO2、O2、N2、乙醇、甘油、苯、脂肪酸、胆固醇，性激素 (2)影响因素（细胞内外浓度差）曲线： 2、协助扩散：进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散 (1)协助扩散 方向：高低 能量：不需要 载体：需要 举例：葡萄糖进入红细胞 (2)影响因素（细胞内外浓度差、载体蛋白）曲线： 二、主动运输：从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。 1、逆浓度梯度的运输，保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排除代谢废物和有害物质。 2、主动运输 方向：低高 载体：需要 能量：需要 3、举例：K+、Na+、Ca+等离子的运输、氨基酸、葡萄糖进入小肠上皮细胞 4、影响因素（载体蛋白、氧气浓度、温度、pH、细胞内外浓度差）曲线： 载体蛋白：有特异性、饱和性 氧气浓度 温度： 三、大分子物质进出细胞的方式：胞吞、胞吐 1、需要消耗能量 2、不需要载体蛋白 3、依赖细胞膜的流动性，并有选择性 4、不属于跨膜运输 第五章细胞的能量供应和利用第五章细胞的能量供应和利用 第一节降低反应活化能的酶 一、细胞代谢的概念：细胞内每时每刻进行着许多化学反应，统称为细胞代谢. 特点：1、一般都需要酶的催化 2、在水环境中进行 3、反应条件温和 4、一般伴随着能量的释放和储存 二、实验：比较过氧化氢酶在不同条件下的分解 无机催化剂：三价铁离子（生锈的铁钉） 有机催化剂：过氧化氢酶（肝脏研磨液、土豆浸出液） 1 号试管：2ml 过氧化氢溶液 2 号试管：2ml 过氧化氢溶液水浴加热到 90 摄氏度 3 号试管：2ml 过氧化氢溶液+三价铁离子 4 号试管：2ml 过氧化氢溶液+过氧化氢酶 实验结论：1、加热促使过氧化氢分解，是因为加热使过氧化氢分子得到能量，从常态转化为容易分解的活跃状态。2、Fe3+和过氧化氢酶促使过氧化氢分解，是降低了过氧化氢分解的活化能。3 酶具有催化作用，并且催化效率要比无机催化剂 Fe3+高得多 活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。 没有酶催化的反应曲线是 b 有酶催化的反应曲线是 a AC 段的含义是在无机催化剂的条件下，反应所需要的活化能 BC 段的含义是酶降低的活化能 若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则 B 点在纵轴上将向上移动 三、控制变量法：变量、自变量（人为改变的变量） 、因变量（随着自变量的变化而变化的变量） 、无关变量的定义。 对照实验：除一个因素外，其余因素都保持不变的实验。 原则：对照原则，单一变量的原则。 四、 酶的概念： 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物， 绝大多数是蛋白质， 少数是 RNA。 1、酶的特性：专一性（脲酶分解尿素成氨和二氧化碳、蛋白质分解蛋白质） 高效性（酶的催化效率高于无机催化剂） 作用条件较温和（最适温度，最适 pH） 2、 影响酶活性的条件（要求用控制变量法，自己设计实验） 建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究 PH 对酶活性的影响。探究温度对唾液淀粉酶活性的影响 探究 pH 对过氧化氢酶活性的影响 注意：不能用过氧化氢酶探究温度对酶的影响，因为过氧化氢高温分解 探究温度对酶的影响不能用斐林试剂，斐林试剂检测还原糖需要加热 斐林试剂和碘液不可检测 pH，斐林试剂和酸反应，碘液和碱反应 五、影响酶促反应的因素 1、温度：高温使酶失活。低温降低酶的活性，在适宜温度下酶活性可以恢复。 2、PH 值：过酸、过碱使酶失活 3、底物浓度 4、酶浓度 5、激活剂和抑制剂 注：酶制剂适合在低温（14 摄氏度保存） 第二节 细胞的能量“通货”ATP 一、ATP 直接给细胞的生命活动提供能量的有机物（直接能源物质） 糖类（主要能源物质）脂肪（主要储能物质） 、最终能量来源（太阳光） 二、ATP 分子中具有高能磷酸键 ATP 是三磷酸腺苷的缩写，结构式可简写成 APPP，A 代表腺苷，P 代表磷酸集团，代表高能磷酸键。 A 腺苷由腺嘌呤和核糖组成 三、ATP 和 ADP 可以相互转化 ATP 可以水解（高能磷酸键水解） ，远离 A 的易断裂（释放能量） ；易形成（储存能量） 。反应须水 ATP ADP + Pi+ 能量 在有关酶催化下，ADP 和 Pi 重新形成 ATP（有水生成） ADP + Pi+ 能量 ATP ATP 和 ADP 的相互转化时时刻不停的发生并且处于动态平衡之中。 四、ATP 和 ADP 能量转化 1、ATP 水解时的能量用于各种生命活动。 2、ADP 转化为 ATP 所需能量来源： 动物和人：呼吸作用 绿色植物：呼吸作用、光合作用 场所：细胞质基质、线粒体、叶绿体 3、ATP 的利用 吸能反应一般与 ATP 水解相联系，由 ATP 的水解提供能量。 放能反应一般与 ATP 的合成有关，释放的能量用于 ADP 合成 ATP 储存在 ATP 中。 第三节 ATP 的主要来源细胞呼吸 一、细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化塘或其他产物，释放能量并生成 ATP 的过程。 呼吸作用的实质：细胞内有机物的氧化分解，并释放能量。 二、实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式 材料： 新鲜的食用酵母菌 （单细胞真菌， 在有氧和无氧条件下都可以生存， 属于兼性厌氧菌） 检测二氧化碳的产生：澄清石灰水变浑浊，溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。 检测酒精的产生：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。 实验注意： 1、培养液的配制：5%的葡萄糖溶液要煮沸再冷却使用。 （杀死其他微生物） 2、无氧呼吸的酵母菌培养瓶，应该先封口一段时间再连接澄清石灰水的锥形瓶（使瓶内的原有氧气消耗完） 三、有氧呼吸 1、有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。 线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。 2、一般地说，线粒体均匀的分布在细胞质中，但是活细胞中的线粒体可以定向的运动到代谢比较旺盛的部位。如：鸟类的胸肌，动物的心肌线粒体较多。 3、有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，反应方程式可以简写成： 总反应式：C6H12O6 +6O2+6H2O 6CO2 +12H2O +大量能量（38ATP） 第一阶段：细胞质基质 C6H12O6 2 丙酮酸+4H+少量能量（2ATP） 第二阶段：线粒体基质 2 丙酮酸+6H2O 6CO2+20H +少量能量（2ATP） 第三阶段：线粒体内膜 24H+6O2 12H2O+大量能量（34ATP） 概括的说，有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量 ATP 的过程。 这里的H是简化的表示，H是还原型的辅酶即 NADH，是由氧化型辅酶NAD+ 4、1mol 葡萄糖彻底氧化分解产生大约 2870kJ 能量，其中 1161 左右转化到 ATP 中，剩余均以热能形式散发出去。 四、无氧呼吸 1、无氧呼吸的全过程可以概括为两个阶段，需要不同酶的催化，都在细胞质基质中进行。 2、无氧呼吸产生酒精：C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量 第一阶段：细胞质基质 C6H12O6 2 丙酮酸+4H+少量能量（2ATP） 第二阶段：细胞质基质 2 丙酮酸+4H 2C2H5OH+2CO2 发生生物：大部分植物，酵母菌 3、无氧呼吸产生乳酸：C6H12O6 2 乳酸+少量能量 第一阶段：细胞质基质 C6H12O6 2 丙酮酸+4H+少量能量（2ATP） 第二阶段：细胞质基质 2 丙酮酸+4H 2C3H6O3 发生生物：高等动物、乳酸菌、甜菜块根、马铃薯块茎、玉米胚（蛔虫和哺乳动物成熟红细胞只能无氧呼吸产生乳酸） 注意：微生物的无氧呼吸也叫发酵，生成乳酸的叫乳酸发酵，生成酒精的叫酒精发酵 五、有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路 有氧呼吸：所释放的能量大部分以热能形式散失了，一部分用于生成 ATP。 无氧呼吸：能量大部分储存于乳酸或酒精中，小部分用于生成 ATP 和热能。 六、有氧呼吸过程中氧的去路：水中的 O 都来自于氧气，二氧化碳和丙酮酸中的 O 来自葡萄糖 七、细胞呼吸的影响因素（外因） ： 1、温度：通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。 2、氧气浓度：绿色植物或酵母菌在完全缺氧条件下进行无氧呼吸，在低氧条件下通常无氧呼吸与有氧呼吸并存，O2 的存在对无氧呼吸起抑制作用。在一定范围内，有氧呼吸强度随氧浓度的增加而增强。 当氧气浓度为 0 时，细胞只进行无氧呼吸，Q 点对应的纵坐标大小表示无氧呼吸的强度。 氧气浓度在 010%之间，有氧呼吸与无氧呼吸并存，随着氧气浓度增加，无氧呼吸强度减弱，有氧呼吸强度增强。 当氧气浓度大于或等于 10%时，无氧呼吸消失，此后只进行有氧呼吸。但当氧气浓度达到一定值后，有氧呼吸强度不再随氧气浓度的增大而增强。 当氧气浓度为 C 时，有机物消耗量相对较少，在该氧气浓度下保存瓜果蔬菜效果较好。 氧气吸收量也可以表示有氧呼吸产生 CO2 的量，所以，两条实线间的距离可表示无氧呼吸的强度，当两曲线重合时(距离为 0)，无氧呼吸强度为 0。 3、二氧化碳浓度：CO2是呼吸作用产生的，从化学平衡角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降。在密闭的地窖中，氧气浓度低，CO2 浓度较高，抑制细胞的呼吸作用，使整个器官的代谢水平降低，有利于保存蔬菜水果。 4、含水量：呼吸作用的各种化学反应都是在水中进行的，自由水含量增加，代谢加强。粮油种子的贮藏，必须降低含水量，使种子处于风干状态，从而使呼吸作用降至最低，以减少有机物消耗。如果种子含水量过高，呼吸作用加强，使贮藏的种子堆中温度上升，反过来又进一步促进种子的呼吸作用，使种子的品质变坏。 八、细胞呼吸的影响因素（内因） ： 受遗传因素影响， 不同植物呼吸速率不同， 相同植物的不同时期和不同部位植物呼吸速率也不相同。 第四节 能量之源光与光合作用 一、对于绝大多数生物来说，活细胞中所需能量的最终源头是来自太阳的光能。将光能转化为细胞能利用的化学能就是光合作用。 二、实验绿叶中色素的提取和分离 1、实验原理：绿叶中的色素都能溶解在有机溶剂如无水乙醇中，且都可溶解在层析液中，它们在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快。 2、方法步骤中需要注意的问题： （步骤要记准确） （1）称取新鲜的绿叶，叶子中叶绿素容易分解，不新鲜叶子中叶绿素减少。 （2）研磨时加入二氧化硅有助于研磨得充分，加入碳酸钙可防止研磨中的色素被破坏。 （3）在滤纸条一端剪去两角，防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快而形成弧形色素带。 （4）滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液？防止细线中的色素被层析液溶解。 （5）滤液细线干燥后再画一两次，增加色素含量使分离出的色素带清晰分明 2.试分析分离（6）色素时色素带颜色过浅的原因。 叶片颜色太浅；叶片放置时间太久；研磨不充分；未加 CaCO3 粉末；加入提取液量太多。 3、实验结果： 叶绿体中的色素有 4 种，他们可以归纳为两大类： 叶绿素（约占 3/4） ：叶绿素 a（蓝绿色） 叶绿素 b（黄绿色） 类胡萝卜素（约占 1/4） ：胡萝卜素（橙黄色） 叶黄素（黄色） 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，