高中生物（人教版必修一）学霸笔记精编

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生物必修一

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生物必修一

第一章 走进细胞

第1节 从生物圈到细胞

1、细胞是生物体结构和功能的基本单位。

一、生命活动离不开细胞

1、病毒没有细胞结构,但病毒必须寄生在活细胞内。所以病毒的生命活动离不开细胞。

2、单细胞生物(一个细胞=一个生物体,如草履虫、衣藻、眼虫、变形虫、细菌等,单个细胞就能完成各种生命活动。

3、多细胞生物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。

例:人的生殖发育

4、能够将亲代的遗传物质传给子代的细胞是生殖细胞(精子和卵细胞。

二、生命系统的结构层次

1、细胞是最基本的生命系统结构层次。

2、生命系统的结构层次:细胞→组织→器官→系统(植物没有→个体→种群→群落→生态系统→生物圈。

3、生物圈是最大的生命系统结构层次。

4、种群:在一定区域内,同种生物的全部个体。

5、群落:同一时间,聚集在同一区域内所有种群的集合。

6、从个体到群落的结构层次中,体现了生物与生物的关系(种内、种间。

7、一定范围内所有生物与它们所生活的环境相互作用形成生态系统。

8、生物圈是最大的生态系统。

9、病毒不具有细胞结构,不具备最基本的生命系统结构层次——细胞,所以尽管它是一个个体,但病毒不属于任何生命系统结构层次。

第2节 细胞的多样性和统一性

1、动、植物细胞的差异,体现了细胞的多样性;它们的相同结构,体现了细胞的统一性。

父→精子

母→卵细胞

(生殖细胞

受精卵

(体细胞 相同的多个细胞 形态、机构、功能改变 胚胎

胎儿 个体

受精作用 分裂 分化

第一章走进细胞

一、观察细胞

1、光学显微镜的结构:

(1光学结构:反光镜(平面镜:光线发散凹面镜:光线汇聚,物镜(低倍镜、高倍镜,目镜(低倍镜、高倍镜

(2机械结构:准焦螺旋(粗准焦螺旋、细准焦螺旋,镜座,镜柱,镜臂,光圈,通光孔,载物台,压片夹,转换器,镜筒。

2、长度越长的物镜放大倍数越大,长度越长的目镜放大倍数越小。

3、光学显微镜的成像:光源→反光镜→光圈→通光孔→物体→物镜→在镜筒里形成一个放大的像→目镜→物象进一步放大。

4、光学显微镜的放大倍数=目镜放大倍数×物镜放大倍数。

5、放大倍数越大,物象越大,视野范围越小,光线越暗,细胞数目越少。

6、光学显微镜放大的是物象的长和宽,不是面积、体积。

7、光学显微镜成的是倒立放大的像,像的位置和物体的位置上下颠倒,左右相反。

8、使用高倍镜观察的操作步骤:在低倍镜下观察清楚后,把要放大观察的物像移至视野中央。转动转换器,换成高倍物镜。观察并用细准焦螺旋调焦。

二、原核细胞和真核细胞

1、科学家根据细胞内有无以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、由真核细胞构成的生物叫做真核生物,如植物、动物、真菌等。由原核细胞构成的生物叫做原核生物。

3、原核细胞核真核细胞分类的最主要依据:有无核膜包围的细胞核。(有无成形的细胞核

4、原核细胞的细胞质中只有核糖体,没有其他细胞器,真核细胞的细胞质中有核糖体,也有其他细胞器。

5、真正的细胞核的结构:核膜(包含核孔、核仁、染色体。

6、原核细胞没有真正的细胞核,其遗传物质分布的区域称为拟核。

7、原核生物:一藻二菌三体

①一藻:蓝藻(念珠藻、螺旋藻、发藻……

②二菌:细菌、放线菌

③三体:衣原体、支原体、立克次氏体(支原体是最小的原核生物。

三、细胞学说建立的过程

1、细胞学说的建立者主要是两位德国科学家施莱登和施旺。

2、他的研究成果(细胞学说综合为以下要点:

①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构成。

②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。

③新细胞可以从老细胞中产生。

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生物必修一第二章组成细胞的分子

第1节细胞中的元素和化合物

一、组成细胞的元素

1、构成细胞的最基本的元素:C元素

2、构成细胞的基本元素:C、H、O、N

3、细胞中的大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg

4、细胞中的微量元素:Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo

5、人体细胞鲜重中含量最多的元素:O元素;其次,C元素。

6、人体细胞干重中含量最多的元素:C元素。

二、组成细胞的化合物

1、组成细胞的元素,大多以化合物的形式存在。

2、组成细胞的化合物:

①无机化合物:水

无机盐

②有机化合物:糖类

脂质

蛋白质

核酸

三、实验:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质

1、糖类:

(1原理:可溶性还原糖(葡萄糖、果糖、麦芽糖、半乳糖,与斐林试剂发生作用,生成砖红色沉淀。

(2试剂:斐林试剂甲液:0.1g/mL的NaOH溶液

乙液:0.05g/mL的CuSO4溶液

(3步骤:①向试管内注入2mL待测组织样液。

②向试管内注入1mL斐林试剂(甲液和乙液等量混合均匀后再注入。

③将试管放入盛有50~65℃温水的大烧杯中加热约2min。

④观察试管中的颜色变化。

2、蛋白质

(1原理:蛋白质与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应。

(2试剂:双缩脲试剂A液:0.1g/mL的NaOH溶液

B液:0.01g/mL的CuSO4溶液

(3步骤:①向试管内注入2mL待测组织样液。

②向试管内注入双缩脲试剂A液1mL,B液4滴,摇匀。

③观察试管内的颜色变化。

3、脂肪:

(1方法一:向待测组织样液中滴加3滴苏丹Ⅲ染液,观察样液被染色的情况。

方法二:制作子叶临时切片,用显微镜观察子叶细胞的着色情况。

(2原理:脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色(或被苏丹Ⅳ染液染成红色。

(3试剂:苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液

体积分数为50%的酒精溶液

3

第二章 组成细胞的分子

4 (4步骤:①取材:一粒浸泡过的花生种子,去掉种皮。

②切片:在子叶横断面上切下若干薄片。

③制片:选取最薄的切片放在载玻片中央,滴上1~2滴苏丹Ⅲ染液,染色3min ,吸去染液,滴加酒精,洗去浮色,吸去酒精,滴蒸馏水盖上盖玻片。

④观察:被染成橘黄色的脂肪颗粒。

第2节 生命活动的主要承担者——蛋白质

一、氨基酸及其种类

1、组成蛋白质的主要元素:C 、H 、O 、N (还含有少量P 、S ,少量的Fe 、Cu 、Mn 、I 、Zn

2、氨基酸是组成蛋白质的基本单位。

3、氨基酸主要由C 、H 、O 、N 元素组成。

4、构成蛋白质的氨基酸有20种,根据人体细胞能否自己合成,分为必需氨基酸和非必需氨基酸。

5、必需氨基酸需从外界摄取,成人有8种,婴儿有9种;非必需氨基酸可由人体细胞合成。

6、8种必需氨基酸:异亮氨酸、甲硫氨酸、缬氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸。

7、氨基酸的分子结构通式:

氨基也可写作—NH 2,羧基也可写作—COOH 。

由一个—NH 2,一个—COOH 组成主链基团,R 基是侧链基团,R 基可以是任何不同的基团。

8、氨基酸结构的特点:

①在氨基酸分子中,至少有一个—NH 2,一个—COOH 。其余的—NH 2,—COOH 可能来自R 基。

②都有一个—NH 2、一个—COOH 连在同一个中心C 原子上。(判断是否是构成蛋白质的氨基酸的依据

③R 基的不同,是区别20种氨基酸的依据。

二、蛋白质的结构及其多样性

1、氨基酸的脱水缩合:一个氨基酸中心C 原子相连的—NH 2,与另一个氨基酸中心C 原子相连的—COOH ,共同脱去一个分子的H 2O ,形成一个肽键。

2、脱去的H 2O 中元素的来源:

3、脱水缩合过程示意图:

H 2O H :—NH 2,—COOH

O :—COOH

4、肽键的写法:①上图所示肽键;②—CO—NH—;③—NH—CO—

5、相关计算:

①1条肽链中,肽键数=脱去的分子数=氨基酸数-1

②m条肽链中,共有n个氨基酸,肽键数=脱去H2O分子数=n-m

③—NH2数=肽链数+R基中的—NH2数

④—COOH数=肽链数+R基中的—COOH数

⑤O原子数=肽链数×2+肽键数+R基中的O原子数

⑥N原子数=肽链数+肽键数+R基中的N原子数

⑦多肽的相对分子质量=氨基酸的相对分子质量之和-脱去的H2O分子的相对分子质量之和.

6、蛋白质的结构层次:C、H、O、N→氨基酸→二肽……多肽→蛋白质。

7、蛋白质种类繁多的(多样性的原因:

(1氨基酸:①氨基酸的种类繁多

②每种氨基酸的数目成百上千。

③氨基酸形成肽链时,不同种类氨基酸的排列顺序千变万化。

(2肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。

三、蛋白质的功能

1、许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质,称为结构蛋白。

2、功能蛋白:①运输(血红蛋白②催化(大多酶③调节(胰岛素④免疫(抗体⑤识别(糖蛋白

3、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。

第3节遗传信息的携带者——核酸

1、核酸的分类:

①脱氧核糖核酸,简称DNA

②核糖核酸,简称RNA

2、核算的功能:

①核酸是细胞内携带遗传信息的物质。

②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。

一、核酸在细胞中的分布

1、实验原理:

(1混合染色剂对DNA,RNA的亲和力不同。

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甲基绿+DNA→绿色

混合染色剂

吡罗红+RNA→红色

(2盐酸的作用:

①改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞。

②使染色质中的蛋白质与DNA分离,有利于DNA与染色剂结合。

2、在实验选材中,不应选择植物叶肉细胞等深色细胞,防止染色后的DNA与叶绿体分辨不清。也不应该选择哺乳动物成熟红细胞,因为该细胞中没有细胞核。

3、实验步骤:

(1取口腔上皮细胞制片:

①在洁净的载玻片上,滴一滴质量分数为0.9%的NaCl溶液。(保护细胞正常形态

②用消毒牙签在自己漱净的口腔内侧壁上轻轻刮几下,把牙签上附有碎屑的一端,放在上述载玻片上的滴液中涂抹几下。(漱净:除去食物碎屑

③点燃酒精灯,将涂有口腔上皮细胞的载玻片烘干。(固定细胞,迅速杀死细胞,防止细胞死亡时溶酶体破坏核酸

(2水解:

①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。

②在大烧杯中加入30℃的温水。

③将盛有盐酸和载玻片的小烧杯放在大烧杯中保温5min。(能使盐酸充分发挥作用

(3冲洗涂片:用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片10s。(缓水流:防止冲走细胞

(4染色:

①用吸水纸吸去载玻片上的水分。

②将吡罗红甲基绿染色剂滴2滴在载玻片上,染色5min。

③吸去多余的染色剂,盖上盖玻片。

(5观察:

①用低倍显微镜观察:选择染色均匀、色泽浅的区域,移至视野中央,将物像调节清晰。

②换用高倍显微镜观察。

4、结论:真核细胞的DNA主要分布在细胞核中。线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA。RNA主要分布在细胞质中。

5、原核细胞的DNA分布在拟核中,RNA分布在细胞质中。

二、核酸是由核苷酸连接而成的长链

1、组成核酸的元素:C、H、O、N、P

2、核酸水解后得到许多核苷酸,核苷酸是核酸的基本组成单位,即组成核酸分子的单体。

3、一个核苷酸是由一分子含氮的碱基,一分子五碳糖和一分子磷酸组成的。

4、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。脱氧核糖核苷酸是组成DNA的基本单位,其中的五碳糖叫做脱氧核糖;核糖核苷酸是组成RNA的基本单位,其中的五碳糖叫做核糖。

5、脱氧核糖核苷酸、核糖核苷酸图:(见下一页图

6、含氮碱基:(见下一页图

7、脱氧核糖核苷酸、核糖核苷酸中含氮碱基的种类:(见下一页图

脱氧核糖核苷酸中的含氮碱基可能是A、G、C、T四种,其中,胸腺嘧啶(T是脱氧核糖核苷酸中特有的。

核糖核苷酸中的含氮碱基可能是A、G、C、U四种,其中,尿嘧啶(U是核糖核苷酸中特有的。

腺嘌呤(A、鸟嘌呤(G、胞嘧啶(C是脱氧核糖核苷酸、核糖核苷酸中共有的含氮碱基。

6

7

8、核苷酸种类的确定:

(1若五碳糖为脱氧核糖或核糖,则可确定核苷酸是脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸; (2若含氮碱基为胸腺嘧啶(T 或尿嘧啶(U ,则可确定核苷酸是脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸;

(3若含氮碱基为腺嘌呤(A ,鸟嘌呤(G ,胞嘧啶(C 任意一种,则核苷酸可能是脱氧核糖核苷酸,也可能是核糖核苷酸。

9、核酸的形成:两个核苷酸通过脱水缩合连接在一起,脱去水分子,形成磷酸二酯键。 10、在绝大多数生物体中,DNA 由两条脱氧核糖核苷酸链构成,RNA 由一条核糖核苷酸链构成。 11、核酸的多样性:核苷酸的排列顺序多种多样。

第4节 细胞中的糖类和脂质

1、糖类是主要的能源物质。

一、细胞中的糖类

1、糖类的元素组成:C 、H 、O

2、因为多数糖类分子中氢原子与氧原子之比为2∶1,类似水分子,因而糖类又称为“碳水化合

含氮碱基

嘌呤

腺嘌呤 A

鸟嘌呤 G

嘧啶

胞嘧啶 C

胸腺嘧啶 T 尿嘧啶 U

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物”。

3、糖类按照能否再水解,可分为单糖、二糖和多糖等几类。

4、单糖:

5、二糖:(C 12H 22O 11

(1蔗糖:分布在甘蔗、甜菜等植物细胞中。组成:葡萄糖、果糖。 (2麦芽糖:分布在发芽小麦中。组成:葡萄糖、葡萄糖。 (3乳糖:分布在动物细胞中。组成:葡萄糖、半乳糖。 6、二糖水解成单糖,被细胞吸收,为细胞供能。 7、二糖组成示意图:

8、多糖:((C 6H 10O 5n :由多个单糖脱水缩合而成。

(1淀粉:植物中最重要的储能物质,分布在植物细胞中。 (2糖原:肝糖原、肌糖原,动物细胞中的储能物质。 (3纤维素:是植物细胞壁的成分。 9、多糖水解的产物是葡萄糖。

二、细胞中的脂质

1、脂质的元素组成:主要是C 、H 、O ,有的脂质还含有少量P 和N 。

2、脂质分子中氧的含量远远小于糖类,而氢的含量更多。

3、脂质分为脂肪、磷脂和固醇。

4、脂肪:

(1作用:脂肪是细胞内良好的储能物质。 (2水解产物:甘油、脂肪酸。

(3等量的糖类、脂肪,供能时脂肪消耗更多的氧,提供更多的能量。 (4其他作用:①很好的绝热体

单糖

六碳糖

C 6H 12O 6

葡萄糖

分布在动、植物细胞中

是主要的能源物质

果糖 分布在植物细胞中 转化成葡萄糖供能 半乳糖 分布在动物细胞中 转化成葡萄糖供能

五碳糖

脱氧核糖

C 5H 10O 4

分布在所有细胞中 核糖 C 5H 10O 5

分布在所有细胞中

②具有缓冲和减压的作用,可以保护内脏器官。

5、磷脂:

(1元素组成:C、H、O、N、P

(2功能:构成细胞膜和多种细胞器膜的重要成分。

6、固醇:

(1包括胆固醇、性激素和维生素D。

(2胆固醇:是构成动物细胞膜的重要成分,在人体内参与血液中脂质的运输。

(3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,维持人体第二性征。

(4维生素D:有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。

三、生物大分子以碳链为骨架

1、多糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子。

2、生物大分子都是由许多基本单位连接而成的,这些基本单位称为单体,生物大分子又称为单体的多聚体。

3、每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为骨架,由许多单体连接成多聚体。

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第三章细胞的基本结构

第1节细胞膜——系统的边界

一、细胞膜的成分

1、实验原理:细胞吸水涨破,内容物流出,得到细胞膜。

2、选材:哺乳动物成熟的红细胞,因为该细胞中没有细胞核和众多的细胞器。

3、在实验之前,选用的血液应加适量生理盐水稀释,以维持细胞的正常形态。

4、红细胞发生变化:凹陷消失,细胞体积增大,很快细胞破裂,内容物(主要是血红蛋白流出。

5、细胞膜的元素组成:C、H、O、N、P

6、细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。此外,还有少量的糖类。

7、脂质约占细胞膜总量的50%,其中主要是磷脂,构成细胞膜的基本骨架。有些动物细胞膜中含有少量胆固醇。

8、蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用,因此,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。

9、糖类和蛋白质结合(糖蛋白,与磷脂结合(糖脂,分布在细胞膜外表面,有识别功能。

二、细胞膜的功能

1、将细胞与外界环境分隔开。细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。

2、控制物质进出细胞。(细胞膜的控制作用是相对的

可进:营养物质

进

不易进:不需要的,病毒,病菌控制物质进出

可出:代谢废物、抗体、激素、酶

出

不易出:细胞内的重要成分

3、进行细胞间的信息交流。

①交流的方式:间接交流、直接交流、形成通道。

②信号分子与靶细胞表面的受体发生特异性结合。

4、植物细胞壁不能控制物质进出,具有全透性。

5、细胞壁的成分:

①植物:纤维素、果胶

②细菌:肽聚糖

③真菌:几丁质

第2节细胞器——系统内的分工合作

一、细胞器之间的分工

1、细胞质的组成:①细胞质基质(呈胶质状,可以流动

②细胞器(6体+1网+1泡

2、分离各种细胞器的方法:差速离心法。

3、线粒体:细胞的“动力车间”

(1分布:动、植物细胞内

(2形态:短棒状、圆球状、线形、哑铃形等

(3结构:两层膜(外膜、内膜

线粒体基质(分布有呼吸酶

内膜向内凸起,形成“嵴”,增大膜面积,嵴上分布有大量与呼吸作用有关的酶

少量DNA,RNA

(4功能:进行有氧呼吸的主要场所

4、叶绿体:植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”

(1分布:能进行光合作用的植物叶肉细胞和植物幼茎皮层细胞

(2形态:绿色,扁平的椭球形或球形

(3结构:双层膜(外膜、内膜

叶绿体基质

叶绿体基粒,由片层结构薄膜类囊体堆积而成

基粒上有与光合作用有关的色素、酶

基质中由与光合作用有关的酶

少量DNA,RNA

(4功能:植物进行光合作用的场所

5、线粒体、叶绿体是细胞内的能量转换器。

6、内质网:

(1分布:动、植物细胞中

(2形态:由膜连接而成的网,膜面积最大的细胞器。

(3结构:单层膜

粗面内置网上附着有核糖体,能对来自核糖体的多肽进行初加工,出芽形成小泡运往高尔基体

滑面内质网主要参与脂质的合成

(4功能:蛋白质的加工和脂质的合成

7、高尔基体:

(1分布:动、植物细胞中

(2形态:扁平囊结构,大小囊泡

(3结构:单层膜

(4功能:对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装、运输

在植物细胞中参与细胞壁的形成

在动物细胞中与分泌物的形成有关(腺细胞中含量多

8、液泡:

(1分布:植物细胞中

(2形态:泡状,成熟植物细胞中有中央大液泡

(3结构:单层膜(液泡膜,细胞液

细胞液:糖类、无机盐、色素、蛋白质。具有一定浓度,容易从细胞质中吸水

(4功能: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。

9、溶酶体:

(1分布:动、植物细胞

(2形态:球状小体

(3结构:单层膜,内含水解酶

(4功能:是“消化车间”,内部含有多种水解酶,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。被溶酶体分解后的产物,如果是对细胞有用的物质,细胞可以再利用,废物则被排出细胞。

10:核糖体:

(1分布:所有细胞中

(2形态:粒状小体

(3结构:无膜

(4功能:合成蛋白质

①附着内质网:合成分泌蛋白

②游离:合成胞内蛋白

11、中心体:

(1分布:动物细胞,低等植物细胞

(2形态:由两个互相垂直的中心粒及周围物质组成

(3结构:无膜

(4功能:参与细胞有丝分裂

12、在光学显微镜下看到的结构叫显微结构,在电子显微镜下看到的结构叫亚显微结构。

13、细胞质基质的成分:水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等。

14、动、植物细胞亚显微结构模式图:

二、细胞器之间的协调配合

1、研究方法:同位素标记法(示踪法

2、亮氨酸的顺序:核糖体→内质网→高尔基体→囊泡→细胞膜→细胞外。

3、参与的细胞器:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体

4、蛋白质形成过程:核糖体(氨基酸脱水缩合成肽链→内质网(对肽链初步加工成糖基→出芽成囊泡(包裹蛋白质→囊泡与高尔基体膜融合→高尔基体加工→囊泡(成熟蛋白质→囊泡和细胞膜融合→细胞外。

5、许多由膜构成的囊泡就像深海中的潜艇,在细胞中穿梭往来,繁忙地运输着“货物”,而高尔基体在其中起重要的交通枢纽作用。

三、细胞的生物膜系统

1、细胞的生物膜系统:细胞器膜、细胞膜、核膜

2、这些生物膜组成成分和结构很相似,在结构和功能上紧密联系。

3、膜与膜的联系:

①直接联系(接触:如核膜、内质网、细胞膜

②间接联系:如内质网膜、高尔基体、细胞膜

4、生物膜系统的作用:

(1首先,细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境,同时在细胞与外部环境进行物质运输,能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用。

(2第二,许多重要的化学反应都在生物膜上进行,这些化学反应需要酶的参与,广阔的膜面积为多种酶提供了大量附着位点。

(3第三,细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,如同一个个小的区室,这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应,而不会互相干扰,保证了细胞生命活动高效、有序地进行。

第3节细胞核——系统的控制中心

1、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。

一、细胞核的功能

1、实例一:黑色美西螈的细胞核+白色美西螈的去核卵细胞→黑色美西螈

结论:细胞核决定生物的性状。

2、实例二:

对照:相互对照、自身前后对照

结论:细胞分裂、分化受细胞核控制。

3、实例三:

有核变形虫→正常活动→去核→活动消失→植入核→活动恢复正常

无核变形虫→失去摄食能力、应激性

对照:相互对照、自身前后对照

结论:变形虫的摄食、应激性等生命活动受细胞核控制。

4、实例四:

结论:伞藻的生长是受细胞核控制的。

5、大量事实表明:细胞核控制着细胞的代谢和遗传。

二、细胞核的结构

1、核膜:有核孔,双层膜,附着有大量的核糖体,常与内质网相连,主要由磷脂和蛋白质组成。

作用:①分隔作用②控制离子、小分子的进出③核孔是大分子的通道

2、核仁:在细胞分裂间期是最明显的结构,折光性强,易区分,在细胞分裂中会周期性消失和重建。

功能:参与rRNA与核糖体的合成,蛋白质合成旺盛的细胞核,核仁体积大、数目多。

3、染色质:

①组成:蛋白质、DNA

②易被碱性染料染成深色(醋酸洋红、龙胆紫

③功能:遗传信息的主要载体

④染色质呈丝状,染色体呈棒状,是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。

4、细胞分裂时,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。

5、细胞核是遗传信息库,是遗传物质储存和复制的主要场所,是细胞代谢和遗传的控制中心。

6、模型方法:包括物理模型、概念模型、数学模型等。

7、物理模型:以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征,这种模型就是物理模型。

8、细胞既是生物体结构和功能的基本单位,也是生物体代谢和遗传的基本单位。

生物必修一第四章细胞的物质输入和输出

第1节物质跨膜运输的实例

1、渗透装置:

(1半透膜:允许某些物质通过,其他物质不能通过的多孔薄膜。如:动物膀胱、肠衣。

(2现象:宏观:液面上升;微观:水分子双向扩散

2、渗透作用:水分子等溶剂分子通过半透膜由低浓度到高浓度进行扩散。

3、渗透作用发生的条件:①有半透膜②半透膜两侧溶液有浓度差

一、细胞的吸水和失水

1、动物细胞的吸水和失水:

(1当外界溶液浓度小于细胞质的浓度时,细胞吸水膨胀。

(2当外界溶液浓度等于细胞质的浓度时,细胞保持正常形态。

(3当外界溶液浓度大于细胞质的浓度时,细胞失水皱缩。

2、其他动物细胞的吸水和失水的原理与红细胞是一样的。

3、动物细胞的细胞膜相当于半透膜,可以通过渗透吸水的方式吸水或失水。

4、细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。

5、探究植物细胞的吸水和失水时,蔗糖溶液的浓度不可太高或太低。目的:既有明显的质壁分离现象,又不会杀死细胞。

6、实验:制片→观察(中央大液泡、质壁紧贴→引流(蔗糖溶液→观察(液泡变小,质壁分离→引流(清水→观察(液泡变大,质壁分离复原

7、植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。

8、植物细胞的吸水和失水:

(1当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中,使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩,由于原生质层的伸缩性比细胞壁大,当细胞不断失水时,即发生质壁分离。

(2当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,植物细胞逐渐发生质壁分离的复原。

9、未成熟的植物细胞无中央大液泡,通过吸胀吸水的方式吸水。

二、物质跨膜运输的其他实例

1、细胞的失水和失水是水分子顺相对含量梯度跨膜运输的过程。

2、实例一:细胞对物质的吸收具有选择性。

3、实例二:物质的运输也可以逆浓度梯度进行。

4、细胞对于物质的输入和输出具有选择性。

5、细胞和其他生物膜都是选择透过性膜,这种膜可以让水分子自由通过,一些离子和小分子也可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。

6、半透膜不一定是选择透过性膜,选择透过性膜一定是半透膜。

第2节生物膜的流动镶嵌模型

一、对生物膜的探索历程

1、19世纪末,欧文顿提出,膜是由脂质组成的。

2、实验证明,膜的成分是脂质与蛋白质。

3、磷脂分子的排列为磷脂双分子层。

第四章细胞的物质输入和输出

4、50年代,提出蛋白质—脂质—蛋白质结构

5、人鼠细胞融合:细胞膜是流动的。

二、流动镶嵌模型的基本内容

1、生物膜的流动镶嵌模型认为,磷脂双分子层构成了膜的基本支架,这个支架不是静止的,磷脂双分子层是轻油般的流体,具有流动性。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,有的贯穿于整个磷脂双分子层。大多数蛋白质分子也是可以运动的。

第3节物质跨膜运输的方式

一、被动运输

1、自由扩散:物质通过简单的扩散作用进出细胞,叫做自由扩散。

(1例:水、O2、CO2、N2、甘油、乙醇、脂肪酸、苯、尿素。

(2条件:高浓度→低浓度

(3动力:浓度差

(4特点:不需要消耗能量,载体蛋白。

2、协助扩散:进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散,叫做协助扩散。

(1例:葡萄糖进入红细胞

(2条件:高浓度→低浓度

(3动力:浓度差

(4特点:不消耗能量

二、主动运输

1、物质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。

2、主动运输的意义: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,排出代谢废物和对细胞有害的物质。

3、主动运输例:离子、小分子(葡萄糖、氨基酸

条件:有载体蛋白、能量(ATP

特点:既可以高浓度→低浓度,又可以低浓度→高浓度。

4、不跨膜进出细胞的方式:

(1对象:大分子

(2原理:细胞膜的流动性

(3方式:胞吞、胞吐

生物必修一第五章细胞的能量供应和利用

第1节降低化学反应活化能的酶

一、酶的作用和本质

1、细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称为细胞代谢。

一、酶在细胞代谢中的作用

1、实验过程中可以变化的因素称为变量。其中人为改变的变量称为自变量,随着自变量的变化而变化的变量称为因变量。

2、除了一个因素以外,其余因素都保持不变的实验叫做对照实验,对照实验一般要设置对照组和实验组。

3、分子从常态转变为易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。

4、同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高。

二、酶的本质

大多数酶的本质是蛋白质,少数酶是RNA。

二、酶的特性

1、酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质。

2、所有活细胞均可产生酶。

一、酶具有高效性

二、酶具有专一性

1、每一种酶只能催化一种或一类化学反应。

三、酶的作用条件比较温和

1、酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。

2、高温会破坏酶的分子结构,使酶失活。低温只会降低酶的活性,但不会使酶失活。

3、过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。

第2节细胞的能量“通货”——ATP

1、ATP的生理功能:直接供能物质。

一、ATP分子中具有高能磷酸键

1、ATP中文全称:三磷酸腺苷A:腺苷P:磷酸基团

2、ATP结构简式:A—P~P~P ~:高能磷酸键

3、ATP是细胞中的一种高能磷酸化合物。

第五章细胞的能量供应和利用

二、ATP和ADP可以互相转化

→ ADP+Pi+能量

1、ATP水解:ATP水解酶

→ ATP

2、ATP合成:ADP+Pi+能量合成酶

3、细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制,是生物界的共性。

4、ATP合成时的能量来源:

(1植物:呼吸作用、光合作用

(2动物、真菌、大多数细菌:呼吸作用

5、反应不可逆的原因:

(1酶的种类不同

(2能量不同:ATP水解释放各种生命活动所需能量,ATP合成需糖类、脂肪氧化分解释放能量。

(3场所不同

6、ATP合成场所:线粒体、叶绿体、细胞质基质。

7、ATP在细胞中含量少,但转化快。

三、ATP的利用

1、吸能反应一般与ATP水解的反应相联系,放能反应一般与ATP的合成相联系。

第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸

1、细胞呼吸:细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放出能量并生成ATP的过程。

一、细胞呼吸的方式

1、酵母菌是一种单细胞真菌,在有氧和无氧的条件下都能生存,属于兼性厌氧菌。

2、CO2可使澄清的石灰水变混浊,也可使溴麝香草酚兰水溶液由蓝变绿再变黄。

3、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。

4、细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。

二、有氧呼吸

1、对绝大多数生物来说,有氧呼吸是细胞呼吸的主要方式。

2、线粒体内膜向内折叠形成嵴,嵴使内膜的表面积大大增加。

3、有氧呼吸可概括分为三个阶段:

(1第一阶段:1分子葡萄糖分解成2分子的丙酮酸,产生少量的[H],并释放出少量的能量。

场所:细胞质基质。

→2C3H4O3+4[H]+少量ATP(2mol

C6H12O6酶

(2第二阶段:丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H],并释放出少量的能量。

场所:线粒体基质。

→6CO2+20[H]+少量ATP(2mol

2C3H4O3+H2O酶

(3第三阶段:上述两个阶段产生的[H],经过一系列的化学反应,与氧结合形成水,同时释放出大量的能量。

生物必修一

场所:线粒体内膜。

24[H ]+6O 2 酶

→ 12H 2O +大量能量(34mol ATP

4、[H]:简化的表示方法,还原态的氢。

5、有氧呼吸的总反应式:

C 6H 12O 6+6H 2O +6O 2 酶

→ 6CO 2+12H 2O +能量

概括地说,有氧呼吸是指细胞在氧的参与下,通过各种酶的催化作用,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。

6、1mol C 6H 12O 6参加有氧呼吸反应,产生大约2870kJ 能量,其中大部分以热能形式散失,1161kJ 能量生成38mol ATP 。

三、无氧呼吸

1、无氧呼吸可概括地分为两个阶段,都在细胞质基质中进行。 (1第一阶段和有氧呼吸的第一阶段完全相同。

(2第二阶段:丙酮酸在不同酶的催化作用下,分解成酒精和二氧化碳,或者转化成乳酸。 2、无氧呼吸的总反应式:

C 6H 12O 6 酶

→ 2C 3H 6O 3(乳酸+少量能量

或

C 6H 12O 6 酶

→ 2C 2H 5OH (酒精+2CO 2+少量能量

3、无论分解成酒精酒精和二氧化碳或者是转化成乳酸,无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的

能量,生成少量ATP 。

四、细胞呼吸原理的应用

1、影响细胞呼吸速率的环境因素: (1呼吸速率的表示方法: ①单位时间C 6H 12O 6的分解量 ②单位时间O 2的消耗量 ③单位时间CO 2的释放量 (2温度对呼吸速率的影响:

温度通过影响酶的活性来影响呼吸速率。 (3O 2浓度:

当O 2浓度为0时,细胞只进行无氧呼吸。 C 点:既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,呼 吸效率最低。

B 点:有氧呼吸,无氧呼吸消失。 (4CO2浓度:

从化学平衡角度分析,CO2浓度增加,呼吸 速率下降。

(5含水量:

在一定范围内,呼吸作用强弱随含水量的增加 而增加。

CO 2 释放量

CO 2 释放量

A

B

C

第五章 细胞的能量供应和利用

第4节 能量之源——光与光合作用

一、捕获光能的色素和结构

1、光合作用:将光能转换成细胞能够利用的化学能的是光合作用。

一、捕获光能的色素

1、捕获光能的色素:

2、色素的作用:吸收、转化光能。

3、不同色素对光波的吸收情况:叶绿素a 和叶绿素b 主要吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。

4、因为叶绿素对绿光吸收最少,绿光被反射出来,所以叶片呈现绿色。(叶片呈现绿色的原因

5、叶绿体的结构: ①基质:液态,有酶

②基粒:由囊状结构薄膜类囊体堆叠而成,有酶、色素 6、色素的分布:叶绿体类囊体薄膜上。

二、叶绿体的结构

叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上,不仅分布着许多吸收光能的色素分子,还有许多进行光合作用所必需的酶。

二、光合作用的原理和应用

1、光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。

一、光合作用的探究历程

1、1771年,英国科学家普利斯特利通过实验证实,植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得污浊的空气。并归因于植物的生长。

2、1779年,荷兰科学家:普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功;植物体只有绿叶才能更新空气。

3、1785年,明确绿叶在光下放出的气体是氧气,吸收的是二氧化碳。

4、1845年,德国科学家梅耶:植物在进行光合作用时,把光能转换成化学能储存起来。

5、1864年,德国植物学家萨克斯:证明光合作用的产物除了氧气外还有淀粉。

6、1941年,美国科学家鲁宾和卡门:证明光合作用释放的氧气来自水。

绿叶中的色素

叶绿素 (含量约占3/4

叶绿素a (蓝绿色

叶绿素b (黄绿色 类胡萝卜素

(含量约占1/4

胡萝卜素(橙黄色 叶黄素(黄色

生物必修一

二、光合作用的过程

1、光合作用可以概括地分为光反应和暗反应两个阶段。

2、光合作用过程图示:

3、光反应阶段:

(1光合作用第一个阶段的化学反应,必须有光才能进行,这个阶段叫做光反应阶段。 (2场所:类囊体薄膜

(3过程:水在光下分解为O 2和[H],同时生成ATP 。 (4能量转化:光能→ATP 中活跃的化学能。 4、暗反应阶段:

(1光合作用第二个阶段中的化学反应,有没有光都可以进行,这个阶段叫做暗反应阶段。 (2场所:叶绿体基质

(3CO 2与C 5(五碳化合物结合(二氧化碳的固定,生成两个C 3,后接受ATP 释放的能量,被[H]还原,生成糖类,还原成C 5。

(4能量转化:ATP 中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能。 5、光合作用总反应式:

CO 2+H 2O 光能、叶绿体

→ (CH 2O +O 2

6CO 2+12H 2O 光能、叶绿体

→ C 6H 12O 6+6O 2+6H 2O

三、光合作用原理的应用

1、光合作用强弱的表示方法: ①单位时间内CO 2吸收量;(常用 ②单位时间内O 2释放量; ③单位时间内糖类生成量。 以上为真光合速率(总光合速率

2、真光合速率=净光合速率+呼吸速率

CO 2吸收量=净吸收量+呼吸作用产生量 O 2释放量=净释放量+呼吸作用消耗量 糖类生成量=积累量+呼吸作用消耗量 3、影响光合作用强度的环境因素: (1光照强度:

分析:①趋势:在一定范围内光合作用强度 随光照强度增加。

②A :只进行呼吸作用

AB :呼吸作用>光合作用

CO 2 吸收量

A

B

C

第五章细胞的能量供应和利用

B:光合作用=呼吸作用(光补偿点

BC:光合作用>呼吸作用

C:光合作用最强(光饱和点

应用:①应适当增加光照强度,有利于生产

②农业生产中光照强度至少应大于光补偿点。

(2CO2浓度:

分析:B:光合作用=呼吸作用(CO2补偿点 C:光合速率最大(CO2饱和点应用:①在生产过程中应适当增加CO2浓度,施农家肥,有机肥

②CO2浓度至少在CO2补偿点以上。

(3

“午休”现象:中午气温高,植物气孔关闭,导致CO2吸收量减少,影响光合作用速率。

(4水分:通过影响CO2的吸收,影响光合作用速率。

(5矿质元素:Mg、N、P等

四、化能合成作用

1、自养型生物:能自己将无机物转变成有机物的生物。

2、绿色植物:光能自养型生物。

3、化能自养型生物:硝化细菌

CO

CO

2

吸收量

B

C

生物必修一第六章细胞的生命历程

第1节细胞的增殖

1、不同动(植物同类器官或组织的细胞大小一般无明显差异,器官大小主要取决于细胞数量的多少。

一、细胞不能无限长大

1、细胞体积越大,其相对表面积越小,细胞的物质运输的效率就越低。细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。

2、核内DNA的控制范围有限。

二、细胞通过分裂进行增殖

1、细胞增殖是重要的细胞生命活动,是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。

2、细胞在分裂之前,必须进行一定的物质准备。细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。

3、真核细胞的分裂方式有三种:有丝分裂、无丝分裂、减数分裂。

三、有丝分裂

1、有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式。

2、细胞周期:连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,为一个细胞周期。

3、一个细胞周期包括两个阶段:分裂间期和分裂期。

4、分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备,完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。

5、分裂期分为四个时期:前期、中期、后期、末期。

6、以高等植物细胞为例,了解有丝分裂过程:

(1前期:两核消失两体现

间期的染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗,成为染色体。每条染色体包括两条并列的姐妹染色单体,这两条染色单体由一个共同的着丝点连接着。核仁逐渐解体,核膜逐渐消失。从细胞的两极发出纺锤丝,形成一个梭形的纺锤体。

(2中期:丝牵点集赤道板

每条染色体的着丝点的两侧,都有纺锤丝附着在上面,纺锤丝牵引着染色体运动,使每条染色体的着丝点排列在细胞中央的一个平面上。这个平面与纺锤体的中轴相垂直,称为赤道板。

中期染色体的形态比较稳定,数目比较清晰,便于观察。

(3后期:点裂姐妹两极走

着丝点分裂,姐妹染色单体分开,有纺锤丝牵引着分别向细胞的两极移动。这时细胞的两极各有一套染色体,两套染色体的形态和数目完全相同,与分裂前亲代细胞中的染色体的形态和数目也相同。

(4末期:两体消失两核现

染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝。纺锤丝消失,出现新的核膜和核仁。形成两个新的细胞

第六章细胞的生命历程

核。赤道板的位置出现细胞板,逐渐形成了新的细胞壁。一个细胞分裂成两个子细胞,大多数子细胞进入下一个细胞周期的分裂间期状态。

7、动物细胞有丝分裂过程与植物细胞的不同点:

(1动物细胞有由一对中心粒构成的中心体,中心粒在间期倍增,成为两组。进入分裂期后,两组中心粒分别移向细胞两极。在这两组中心里的周围,发出无数条放射状的星射线,形成纺锤体。

(2动物细胞分裂的末期,不形成细胞板,而是细胞膜从细胞的中部向内凹陷,最后把细胞缢裂成两部分,每部分都含有一个细胞核。

8、有丝分裂的意义:在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。

9、有丝分裂间期分为三个时期:

①G1期:蛋白质的合成

②S期:DNA的复制

③G2期:蛋白质的合成

10、有丝分裂染色体和DNA的数量变化曲线:

四、无丝分裂

1、无丝分裂过程:一般是细胞核先延长,核的中部向内凹陷,缢裂成两个细胞核;接着,整个细胞从中部缢裂成两部分,形成两个子细胞。

2、因为分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化,所以叫做无丝分裂。

3、例:蛙的红细胞的无丝分裂。

第2节细胞的分化

一、细胞分化及其意义

1、细胞分化:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上

生物必修一 发生稳定性差异的过程，叫做细胞分化。 2、细胞分化的特征： ①普遍性：发生于所有的多细胞动、植物。 ②稳定性：不可逆性。 ③持久性：贯穿整个生命历程，胚胎时期最大。 3、细胞分化的意义：细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能 的效率。 4、细胞分化的原因 （实质） 遗传信息的执行情况不同； ： 基因的选择性表达（遗传物质不改变） 。 二、细胞的全能性 1、细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。 2、原因：已经分化的细胞内仍然拥有全套的遗传物质。 3、植物细胞具有全能性，动物细胞核具有全能性。 4、动物和人体内仍保留着少数具有分裂能力和分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。 5、细胞分化程度越低，全能性越高。 第 3 节 细胞的衰老和凋亡 一、个体衰老与细胞衰老的关系 1、对于单细胞生物体来说，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老和死亡。 2、从总体上看，个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。 二、细胞衰老的特征 1、细胞内的水分减少，结果使细胞萎缩，体积变小，细胞新陈代谢的速率减慢。 2、细胞内多种酶的活性降低。 3、细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累，它们会妨碍细胞内物质的交流和传递，影响细胞 正常的生理功能。 4、细胞内呼吸速率减慢，细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。 5、细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。 三、细胞的凋亡 1、由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡，也成为编程性死亡。 2、在成熟的生物体中，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，也是通过细胞凋亡完成 的。 3、细胞凋亡的意义：细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，以及抵 御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。 第 4 节 细胞的癌变 1、有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进 行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。 一、癌细胞的主要特征 1、在适宜的条件下，癌细胞能够无限增殖。 25

第六章 细胞的生命历程 2、癌细胞的形态结构发生显著变化。 3、癌细胞的表面发生了变化。 二、致癌因子 1、物理致癌因子：主要指辐射，如紫外线，X 射线等。 2、化学致癌因子：无机化合物如石棉、砷化物、铬化物、镉化物等；有机化合物如联苯胺、烯 环烃、亚硝胺、黄曲霉素等。 3、病毒致癌因子：它们通过感染人的细胞后，将其基因组整合进人的基因组中，从而诱发人的 细胞癌变。 4、人和动物细胞的染色体上本来就存在着与癌有关的基因：原癌基因和抑癌基因。 26

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