生物必修一知识资料点归纳.doc
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1、第一章绪论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 地球上最基本的生命系统是细胞第二章 细胞的化学组成 第一节 细胞中的原子和分子 一、组成细胞的化学元素 1、种类:组成生物体的元素中,C、H、O、N、P 等元素的质量占全部元素的 98%。人教版大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 等 微量元素:Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 等 注意:(1)细胞组成中最多的四种元素是 C、O、H、N,其中基本元素是 C。(2)人体细胞组成中的主要元素,鲜重:OCHN;干重:CONH (3)无论是大量元素还是微量元素,都是生物体必需的元素,对于维持生物体的生命活动起
2、着非常重要的作用。 2、作用组成多种多样的化合物进而构成细胞,如核酸、蛋白质等。影响生物体的生命活动,如缺硒导致患克山病。 3、研究意义(课标要求) (1)生物界与非生物界的统一性 组成生物体的化学元素,在无机自然界都可以找到,没有一种元素是生物体特有的。 生命起源于非生物界; 生物界和非生物界都是由化学元素组成的; 组成生物体的化学元素是从无机自然界中获取的; 组成生物体的基本元素可以在生物界和非生物界之间反复出现,循环流动; 生物界和非生物界都遵循能量守恒和转化定律。 (2)生物界与非生物界的差异性: 组成生物体的化学元素在生物体和自然界中含量相差很大; 生物体有选择地从无机自然界中获取组
3、成自身的物质; 无机自然界中的各种化学元素不能表现出生命现象,只有在活的有机体中,各种化学元素有机地 结合在一起,才能表现出生命现象。 二、细胞中的无机化合物:包括水和无机盐(一)水: 1、含量:占细胞总重量的 60%-90%,(人教版是 60%-95%)是活细胞中含量 最多的物质。2、存在形式:自由水和结合水 自由水:细胞中绝大部分的水以游离形式存在,可以自由流动,叫做自由水。 结合水:与细胞内其他物质相结合的水。3、功能 自由水: 细胞内的良好溶剂; 参与细胞内的许多生化反应;运送营养物质和代谢废物; 维持细胞的形态,保证代谢的正常进行。从生物体的水平上阐述: 为细胞生活提供液体环境; 具
4、有较大的比热和汽化热,是生物体的温度调节剂。结合水:是细胞结构的重要组成成分。4、转化: (1)自由水 结合水在代谢旺盛的细胞中,自由水的含量一般较多;在环境条件恶劣(如低温、干旱、盐渍)时,结合水的含量增多,使植物的抗逆性增强,以适应不良环境。 (2)应用:种子的贮存:晒干种子是为了减少自由水含量,降低种子的代谢,延长种子寿命。低温环境下减少(填增加或减少)花卉浇水,可以提高花卉对低温的抗性。(二)无机盐 1、存在形式:主要以离子形式存在。 2、含量:占细胞鲜重 1%-1.5%。(人教版) 3、功能:合成有机物及某些特殊生理功能物质的原料。如:Mg2+是合成叶绿素的原料、PO43-是合成 A
5、TP、磷脂和核苷酸的原料、Fe2+是合成血红蛋白的原料、I-是合成甲状腺激素的原料。维持细胞和生物体的生命活动。如:哺乳动物血液中 Ca2+浓度过低会出现肌肉抽搐(人教版)、过高会出现肌肉乏力现象等;缺少 Ca2+时,番茄果实顶端呈现暗绿色或灰白色;缺少 K2+时,番茄植株的老叶尖端和边缘会失去绿色直至干枯坏死。维持细胞的酸碱平衡。如:酸性(HCO-3、PO43-等)、碱性(Ca2+、Mg2+等)离子的适当配合等具有缓冲作用。调节渗透压,维持细胞的形态和功能。(必修 3)如:K+维持细胞内液的渗透压,Na+维持细胞外液的渗透压。注:渗透压是指溶液中溶质微粒对水的吸引力,单位体积中溶质微粒的数目
6、越多,渗透压越大。 第二节 细胞中的生物大分子 一、生物大分子的基本骨架 碳原子之间可以以单键、双键或三键相结合,形成不同长度的链状、分支链状或环状结构,这些结构称为有机物的碳骨架。生物大分子以碳链为骨架。多糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子,都是由许多基本组成单位(单 体)连接而成的,这些生物大分子又称为单体的多聚体。每个单体都是由若干个相连的碳原子构成的碳 链为基本骨架,由许多单体连接成多聚体。正是由于碳原子在组成生物大分子中的作用,科学家才说“碳 是生命的核心元素”,“没有碳,就没有生命”。 二、细胞中重要的有机化合物 (一)糖类 1、元素组成:由 C、H、O 3 种元素组成。2、种类 概
7、 念种 类分 布主 要 功 能 核糖 C5H10O5五碳糖脱氧核糖 C5H10O4组成核酸的物质单糖不能水解的糖六碳糖 C6H12O6葡萄糖、 果糖、半 乳糖核糖、脱氧核糖、 葡萄糖动植物细 胞都有葡萄糖是细胞生命活动 所需要的主要能源物质蔗糖 麦芽糖植物细胞二糖 C12H22O11水解后能够生成 二分子单糖的糖乳糖动物细胞 淀粉植物细胞中的储能物质 多糖水解后能够生成 许多个单糖分子 的糖纤维素植物细胞植物细胞壁的基本组成 成分糖原动物细胞动物细胞中的储能物质 3:转化关系: 二糖或多糖 单糖1 蔗糖1 葡萄糖+1 果糖 1 麦芽糖2 葡萄糖 1 乳糖1 葡萄糖+ 1 半乳糖 1 淀粉麦芽糖
8、葡萄糖 1 纤维素纤维二糖葡萄糖 1 糖原葡萄糖 4、功能: 主要功能:是生物体维持生命活动的主要能量来源。是生物体重要的结构物质。其他功能:糖类与蛋白质等物质结合形成的复杂化合物能参与细胞识别,细胞间物质运输和免疫功能的调节等生命活动。 5【实验】糖类的鉴定: (1)淀粉的鉴定:淀粉 + 碘液 蓝色 (2)生物组织中还原糖的鉴定 原理 还原性糖 + 斐林试剂 砖红色沉淀 (单糖、麦芽糖和乳糖) 注:斐林试剂的使用: 成分:0.1g/mL NaOH 溶液(甲液)、 0.05g/mL CuSO4 溶液(乙液) 使用:混合(甲液 2mL,乙液 4-5 滴)(人教版:等量)后使用,且现配现用。条件:
9、隔水加热(人教版:50-60水浴加热) 过程选材:含糖量(还原糖)较高、白色或近于白色的植物组织制备组织样液:制浆过滤(用一层纱布)取液呈色反应:取 2mL 组织样液,向试管中加入 1mL 刚配制的斐林试剂,并放入盛有 50-65温水的大 烧杯中加热约 2min。结果与结论:试管中出现砖红色沉淀,说明组织样液中有可溶性还原糖(溶液颜色的变化过程为:浅蓝色棕色砖红色) (二)脂质 1、元素组成:主要由 C、H、O 组成,有些还含 N、P 等 2、分类:脂肪、类脂(如磷脂)、固醇(如胆固醇、性激素、维生素 D 等)。不同的脂质在化学组成和 化学结构上有很大差异,但共同的特性是通常都不溶于水,而溶于
10、脂溶性有机溶剂,如丙酮、氯仿、乙 醚等。 3、功能: 脂肪:细胞代谢所需能量的主要储存形式。 类脂中的磷脂:是构成生物膜的重要物质,所有细胞都含有磷脂。 固醇类:在细胞的营养、调节和代谢中具有重要功能。胆固醇:构成细胞膜的重要物质,在人体内还参与血液中脂质的运输。 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。 维生素 D:能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。 肾上腺皮质激素:控制糖类和无机盐的代谢,增强机体的防御功能。(必修 3) 醛固酮:吸 Na+排 K+。(必修 3) 4、【实验】脂肪的鉴定 原理: 脂肪 + 苏丹染液 橘黄色 脂肪 + 苏丹染液 红色过程:(人教版)水解脱水
11、缩合50-65水浴加热方法一:花生种子匀浆 + 3 滴苏丹染液橘黄色 方法二: 取材:花生种子(浸泡),去掉种皮 切片:用刀片在花生子叶横断面上平行切下若干薄片制片:选取最薄的切片在切片上滴 2-3 滴苏丹染液(染色 3min)去浮色(1-2 滴体积分数 50%的酒精溶液) 制成临时装片(吸去酒精,加 1 滴蒸馏水,盖上盖玻片)观察:先用低倍镜观察,再用高倍镜观察结果与结论:视野中有被染成橘黄色的脂肪颗粒,说明有脂肪存在。(三)蛋白质 1、元素组成:除 C、H、O、N 外,大多数蛋白质还含有 S 2、含量:细胞中含量最多的有机物。 3、基本组成单位:氨基酸 (1)氨基酸的种类:组成蛋白质的氨基
12、酸约 20 种。(2)氨基酸的结构通式:。(3)氨基酸的判断: 同时有氨基和羧基至少有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。(组成蛋白质的 20 种氨基酸的区别:R 基的不同) 4形成:许多氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键(-CO-NH-)相连而成肽链,多条肽链盘曲折叠形成有 具有一定空间结构的蛋白质 二肽:由 2 个氨基酸分子组成的肽链。 多肽:由 n(n3)个氨基酸分子以肽键相连形成的肽链。 蛋白质结构的多样性的原因:组成蛋白质多肽链的氨基酸的种类、数目、排列顺序的不同; 构成蛋白质的多肽链的数目、空间结构不同 5计算: (1)有关氨基酸脱水缩合反应的计算 一个蛋白质分子中肽键数(脱去的水分
13、子数)氨基酸数 肽链条数。一个蛋白质分子中至少含有氨基数(或羧基数)=肽链条数蛋白质分子量 = 氨基酸数氨基酸平均分子量脱去的水分子数18 (注意:有时还要考虑肽链之间形成化学键导致的分子量的减少) (2)氨基酸数目与相应的 DNA 和 mRNA 片段中碱基数目的关系DNA(基因)碱基数mRNA 碱基数蛋白质中氨基酸数 = 6 3 1 注意:以上方法算出的 DNA 中碱基数是“至少”数目,原因是DNA 中有的片段是无效片段,不能转录出 mRNA;在基因片段中,有的片段起调控作用,不转录;转录出的 mRNA 中有终止密码子,终止密码子不决定氨基酸。 所以,DNA 或基因上碱基数比蛋白质中氨基酸
14、6 倍多。 6功能: (1)结构功能:细胞膜主要由蛋白质和磷脂构成,还有各种结构蛋白质。(人教版:许多蛋白质是构成 细胞和生物体结构的重要物质,如羽毛、头发、肌肉、蛛丝等的成分主要是蛋白质。) (2)调控(节)功能:如激素等能调节、控制细胞的生长、分化、遗传信息的表达。 (3)催化功能:如酶。 (4)运输(载体)功能:如载体蛋白,血红蛋白运输氧气,脂蛋白将脂质从肝运输到身体其他部位。 (5)信息传递功能:(人教版)如胰岛素与细胞表面的受体结合,调节细胞的糖代谢等。 (6)免疫功能:如抗体。小结:蛋白质的功能还有很多。可以说,一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要 承担者。 7蛋白质
15、研究的新进展: 8、【实验】蛋白质鉴定 原理:蛋白质 + 双缩脲试剂紫色 注:双缩脲试剂的使用: 成分:0.1g/mL NaOH 溶液、0.01g/mL CuSO4 溶液、(A 液) (B 液) 使用:分开使用,先加 1mL 0.1g/mL NaOH 溶液,再加 4 滴 0.01g/mL CuSO4 溶液。 条件:(不需要隔水加热) 过程 选材与制备:鲜肝提取液或黄豆浆滤液 呈色反应:取 2mL 组织样液,向试管中加入 1mL 双缩脲试剂 A 液 1ml 并摇匀,再加入双缩脲试剂 B 液 4 滴并摇匀,组织样液变成紫色。 结论:组织样液中存在蛋白质。 (四)核酸 1、元素组成:由 C、H、O、
16、N、P 5 种元素构成 2、基本单位:核苷酸(由一分子磷酸、一分子五碳糖、一分子含氮碱基组成)1 分子磷酸 脱氧核苷酸 1 分子脱氧核糖 (4 种) 1 分子含氮碱基(A、T、G、C) 1 分子磷酸 核糖核苷酸 1 分子核糖 (4 种) 1 分子含氮碱基(A、U、G、C)3、种类:脱氧核糖核酸(DNA)和 核糖核酸(RNA) 核酸类别DNA(脱氧核糖核酸)RNA(核糖核酸) 核苷酸基本单位脱氧核糖核苷酸(4 种)核糖核苷酸(4 种) A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)碱基T(胸腺嘧啶)U(尿嘧啶) 五碳糖脱氧核糖核糖化学 成分 磷酸磷酸分布主要分布在细胞核中(在线粒体和 叶绿体中有少量存
17、在)主要分布在细胞质中(在线粒体和叶绿体 中有少量存在) 结构一般由两条脱氧核苷酸长链盘旋成 双螺旋结构一般是一条核糖核苷酸长链 (单链 RNA 不稳定,易发生突变)功能绝大多数生物的遗传物质某些病毒的遗传物质4、生理功能: DNA 分子的 4 种核苷酸分子不同的组合或序列构成了成千上万种基因,这些基因编码着不同的遗传信息,指导和控制着生物体的形态、生理和行为等多种性状的表达和变化。同时,DNA 分子也通过精细准确的自我复制,为生物将其遗传特性传递给下一代提供了最基本的分子基础。核酸是细胞内携带遗传信息的物质,在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的 作用。 5、生物体中 DNA
18、 和 RNA 比较:细胞生物(真核、原核)非细胞生物(病毒)核酸DNA 和 RNA只有 DNA只有 RNA遗传物质DNADNARNA举例细菌、真菌、动物、植物等大多数噬菌体烟草花叶病毒、SARS 病毒、 艾滋病病毒(HIV)、流感病毒 等 6、【实验】观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布 原理:甲基绿使 DNA 呈现绿色,吡罗红(苏教称派洛宁)使 RNA 呈现红色。过程: 1、制片:在洁净的载玻片上滴一滴质量分数为 0.9%的 NaCl 溶液。用消毒牙签在自己漱净的口腔内侧壁上轻轻地刮几下,把牙签上附有碎屑的一端,放在上述载 玻片上的液滴中涂抹几下。点燃酒精灯,将涂有口腔上皮细胞的载玻片烘
19、干。 2、水解在小烧杯中加入 30ml 质量分数为 8%的盐酸,将烘干的载玻片放入小烧杯中。在大烧杯中加入 30温水。将盛有盐酸和载玻片的小烧杯放在大烧杯中保温 5min。 3、冲洗涂片用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片 10s。 4、染色用吸水纸吸去载玻片上水分。将甲基绿吡罗红染色剂滴两滴在载玻片上,染色 5min。吸去多余染色剂,盖上盖玻片。 5、观察低倍镜观察:选择染色均匀,色泽浅的区域,移至视野中央,将物象像调节清晰。换用高倍镜观察:调节细准焦螺旋,观察细胞核和细胞质的染色情况。 结果:绿色明显集中分布于细胞中央,红色广泛分布于绿色的周围。 结论:DNA 主要分布在细胞核中,RNA 主要分布在
20、细胞质中。 三、常用染色剂及其作用 染色剂或指示剂作用对象颜色变化 斐林试剂(或班氏试剂)还原糖砖红色(50-65水浴加热)苏丹(苏丹)脂肪橘黄色(红色) 双缩脲试剂蛋白质紫色 甲基绿DNA绿色 吡罗红RNA红色健那绿线粒体蓝绿色 重铬酸钾乙醇灰绿色 溴麝香草酚蓝CO2由蓝变绿再变黄 二苯胺试剂提取的 DNA蓝色(沸水浴加热)第三章 细胞的结构和功能 第一节 生命活动的基本单位细胞 一、细胞学说的建立和发展 1、建立: 细胞的发现者、命名者是英国的科学家胡克;细胞学说的建立者是德国的科学家施莱登和施旺。施旺、施莱登提出“一切动物和植物都是由细胞构成的,细胞是一切动植物的基本单位”。在此基础上德
21、国的魏尔肖总结出:“细胞只能来自细胞”,细胞是一个相对独立的生命活动的基本单位。这被认为是对细胞学说的重要补充。 (人教版:对细胞学说的阐述:细胞是一个有机体,一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成。 细胞是一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。 新细胞可以从老细胞中产生。 细胞学说的建立过程,是一个在科学探究中开拓、继承、修正和发展的过程,具体建立过程如 下: 从人体的解剖和观察入手:比利时维萨里人体构造揭示人体在器官水平的结构; 法国比夏指出器官由组织构成,把组织分为 21 种。 显微镜下的重大发现:英国科学家虎克;荷兰磨镜技师列文虎
22、克用自制显微镜观察了细菌、红细胞和精子等; 理论思维和科学实验的结合:施莱登和施旺细胞学说在修正中前进:魏尔肖)2、意义: 它使动物和植物统一到细胞的基础上,对现代生物科学的发展具有重要意义。 二、光学显微镜的使用 1、方法: 先对光:一转转换器;二调光圈;三调反光镜 再观察:一放标本孔中央;二降物镜片上方;三升镜筒仔细看 2、注意: (1)放大倍数物镜的放大倍数目镜的放大倍数 (2)物镜越长,放大倍数越大目镜越短,放大倍数越大“物镜玻片标本”距离越短,放大倍数越大 (3)物像与实际材料上下、左右都是颠倒的 (4)高倍物镜使用顺序: 低倍镜标本移至中央高倍镜大光圈,凹面镜细准焦螺旋 (5)污点
23、位置的判断:移动或转动法 三、【实验】用显微镜观察多种多样的细胞 结果:1、不同的细胞形态、大小千差万别。2、不同的细胞有共同的结构:细胞膜、细胞质、(细胞核)。 结论:细胞既具有多样性,又具有统一性。第二节 细胞的类型和结构一、显微结构与亚显微结构 显微结构:光学显微镜下观察到的细胞结构。 亚显微结构:电子显微镜下观察到的细胞结构。 二、细胞的类型 原核细胞真核细胞 本质区别无由核膜包被的细胞核有由核膜包被的细胞核 大小较小较大细胞壁有,主要成分是糖类和蛋白质植物细胞有,主要成分是纤维素和果胶 (动物细胞无细胞壁) 细胞质有唯一细胞器核糖体有核糖体和其他细胞器细胞核拟核,无核膜、核仁,DNA
24、 不 与蛋白质结合有核膜、核仁,DNA 与蛋白质结合成染色 体不 同 点举例细菌、蓝藻、放线菌、支原体 (无细胞壁)动物、植物、真菌相同点都有相似的细胞膜和细胞质 都有与遗传关系密切的 DNA 分子 人教版: 蓝藻也称蓝细菌,颤藻、发菜等都是蓝藻。蓝藻细胞含藻蓝素和叶绿素,是能进行光合作用的自养 生物。水域污染、富营养化,会长出水华,影响水质和水中动物的生活,其中有多种蓝藻。细菌中的绝 大多数是营腐生或寄生的异养生物。 三、细胞的结构 (一)细胞膜系统的边界系统(人教版) 1、成分:主要是脂质(约占 50%)和蛋白质(约占 40%),还有少量的糖类(约占 2%-10%) 2、结构:(流动镶嵌模
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