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文檔簡介

1、人教2019版高中生物學必修一知識點整理第一章 走近細胞第一節 細胞是生命活動的基本單位一、細胞學說及其建立過程:1、細胞學說的建立者是德國的施萊登和施旺。2、細胞學說的內容:(1)細胞是一個有機體,一切動植物都是由細胞發育而來,并由細胞和細胞產物所構成; 說明細胞是構成生物體的基本單位。(2)細胞是一個相對獨立的單位,既有它自己的生命,又對與其他細胞共同組成的整體的生命起作用; 強調細胞具有相對獨立性,無論單、多細胞生物,細胞都是其基本功能的單位。(3)新細胞是由老細胞分裂產生的。從細胞起源的角度說明細胞對生命活動的重要性,細胞的生命歷程必須建立在細胞分裂的基礎上。注意:新細胞也可由老細胞融

2、合而來,如精細胞和卵細胞形成受精卵的過程。3、細胞學說未涉及原核細胞、真菌、病毒,以及生物或細胞間的“差異性”。4、細胞的發現者和命名者是羅伯特·虎克,活細胞發現者是列文虎克。5、細胞學說揭示了動物和植物的統一性,從而闡明生物界的統一性。二、細胞是基本的生命系統:1、單細胞生物(草履蟲、變形蟲、衣藻、酵母菌等)依賴單個細胞完成各種生命活動。2、多細胞生物依賴各種分化的細胞密切合作,完成復雜的生命活動。例如,以細胞代謝為基礎的生物與環境之間物質和能量的交換;以細胞增殖、分化為基礎的生長發育;以細胞內基因的傳遞和變化為基礎的遺傳和變異等。3、除病毒之外,其它生物都是由細胞構成的。病毒不具

3、有細胞結構,由蛋白質外殼和內部遺傳物質組成,寄生在活細胞中,利用活細胞中的物質生活和繁殖。(所以培養病毒要用活細胞)。4、 生活方式:寄生在活細胞病毒 分類:DNA病毒、RNA病毒 遺傳物質:DNA或RNA(一種病毒只含一種核酸)DNA病毒:噬菌體、乙肝病毒、天花病毒;結構較穩定RNA病毒:煙草花葉病毒、HIV、SARS病毒、禽流感病毒 結構不穩定病毒的增殖過程:吸附-注入-合成-組裝-釋放作用:動物細胞融合融合機 基因工程運載體 免疫制作疫苗等抗原 非選擇性必修學習5、生命系統的結構層次: (1)以多細胞動物為例的生命系統九級層次:(層層相依、緊密聯系)細胞組織器官系統個體種群群落生態系統生

4、物圈 植物的四大組織:保護、營養、輸導、分生組織植物的六大器官:根、莖、葉、花、果實、種子動物的四大組織:上皮、肌肉、神經、結締組織人的八大系統:消化、泌尿、內分泌、循環、運動、呼吸、神經、生殖系統注意: a、最基本的結構層次是細胞,最高級的層次是生物圈。b、單細胞生物:既是細胞層次,又是個體層次,無組織、器官、系統層次(易錯點)。c、松樹等所有植物缺少系統層次。d、蛋白質、核酸等分子雖是組成生命系統的物質,但不屬于生命系統結構層次。再比如一個分子或一個原子是一個系統,但不屬于生命系統,因為生命系統能完成一定的生命活動,而分子或原子不能完成。(2)種群是指一定區域內,同種生物所有個體。eg:一

5、片湖泊里所有的魚,是種群層次嗎?不是,魚有很多種,既非種群,也非群落。(3)群落是一定區域內所有的生物。(4)生態系統包括一定區域內所有生物和無機環境,如:一根枯木、一片池塘。(5)生物圈包括地球上所有生物以及所有生物所生存的無機環境,是最大的生態系統,地球上只有一個生物圈。補充:病毒屬于生物,但在生命系統的結構層次中無地位,在生態系統中屬于消費者。第二節 細胞的多樣性和統一性一、觀察細胞:1、顯微鏡的放大倍數等于目鏡倍數×物鏡倍數放大倍數指的是放大長度和寬度,而不是面積或體積。目鏡和物鏡的區別:物鏡(有螺紋),越長放大倍數越大(正比),距離載玻片的距離越近;目鏡(無螺紋)恰好相反,

6、越長放大倍數越小(反比)。2、低倍鏡換高倍鏡使用步驟:低倍鏡目標移至中央(偏哪移哪)轉換為高倍鏡調光(增大光圈,反光鏡改為凹面鏡)調細準焦螺旋【找移換調】 常考!用高倍鏡時,不準動粗(即只允許用細準焦螺旋調焦)低倍鏡觀察調節粗準焦螺旋使鏡筒下降時,側面觀察物鏡與裝片的距離,以免壓破玻片,損壞物鏡。轉動轉換器換物鏡,不能用手掰物鏡。3、放大倍數與視野內細胞數量的關系:規律:當一行細胞時,細胞數與放大倍數呈反比當細胞充滿視野時,細胞數與放大倍數的平方呈反比4、高倍鏡與低倍鏡觀察情況比較:物像大小看到細胞數目視野亮度物像與裝片的距離視野范圍高倍鏡大少暗近小低倍鏡小多亮遠大5、顯微鏡成像與標本實物位置

7、關系辨析:(1)顯微鏡成的是倒立放大的虛像,若將觀察者看到的像平面旋轉1800,則與標本的實際位置相吻合。如觀察“b”,則顯微鏡中看到的應為“q”。(2)觀察到的細胞質環流方向與實際運動方向相同。 如何判斷?(3)“二看法”判斷視野中異物存在的位置(其實就是三個位置的排除法)判斷依據:在判斷顯微鏡視野中異物可能存在的位置時,可以遵循“異物跟誰移動,就在誰上面”的原則。判斷方法:視野中的異物可能存在于物鏡、目鏡或玻片上。一看:在不調換目鏡、物鏡的情況下,移動玻片,異物若隨著玻片移動,則異物在玻片上;若異物不移動,則進行二看。二看:旋轉目鏡鏡頭,若異物隨著轉動,則異物在目鏡上;若異物不隨目鏡轉動,

8、說明異物在物鏡上。 一般不會在反光鏡上,如在反光鏡會改變視野中的亮度。二、原核細胞和真核細胞:1、定義:細胞內含有以核膜為界的細胞核,稱為真核細胞,由真核細胞構成的生物叫做真核生物。細胞內不含有以核膜為界的細胞核,稱為原核細胞,由原核細胞構成的生物叫做原核生物。2、原核生物和真核生物的類型: 細菌:帶有球、桿、螺旋、弧的字樣,以及一類重要的細菌藍細菌原核生物其他:支原體、衣原體、立克次氏體、放線菌草履蟲、變形蟲真核生物 真菌:酵母菌、青霉菌、蘑菇等 動物、植物3、真核細胞有染色質(主要由DNA和蛋白質組成),原核細胞有一條大型環狀的裸露的DNA分子,位于細胞內特定的位置,這個區域被叫做擬核(擬

9、核不是結構,只是一個位置),所以原核細胞沒有染色質,需要注意的是原核細胞除了擬核處裸露的大型環狀DNA分子,還有一些小型的環狀DNA分子(質粒)。 大環和小環4、關于藍細菌:藍細菌(舊稱藍藻)無葉綠體,但在細胞質中有藻藍素和葉綠素,因而能進行光合作用,在生態系統的成分中屬于生產者,常見的有色球藍細菌、念珠藍細菌、顫藍細菌、發菜。5、病毒、原核細胞和真核細胞的比較原核細胞真核細胞病毒大小較小較大最小本質區別無以核膜為界限的細胞核有以核膜為界限的細胞核無細胞結構細胞壁主要成分是肽聚糖植物:纖維素和果膠;真菌:幾丁質;動物細胞無細胞壁無細胞核有擬核,無核膜、核仁,DNA不與蛋白質結合有核膜和核仁,D

10、NA與蛋白質結合成染色質(體)無細胞質僅有核糖體,無其他細胞器有核糖體、線粒體等其他復雜的細胞器無遺傳物質只要有細胞結構,遺傳物質就是DNADNA或RNA舉例藍細菌、細菌等真菌,動、植物HIV、H1N1注:原核細胞中除支原體外都有細胞壁6、原核細胞與真核細胞相同點:都具有細胞膜、細胞質、核糖體等結構,都以DNA為遺傳物質。7、真、原核細胞的不同點有很多,但最本質區別是:有無以核膜為界限的細胞核。8、水華現象:通常是指池塘、河流、湖泊、水庫等淡水水域受到污染,水中N、P等元素增多致使水體富營養化,在適宜的溫度、光照等條件下,藍細菌和綠藻等大量繁殖,并在水面形成或薄或厚的漂浮物的現象。發生在海水中

11、的這種現象,通常稱為“赤潮”。危害嚴重,具體表現為以下幾個方面:(1)造成水體缺氧,引起水生動物窒息死亡。(2)產生毒素、產生異味(3)影響自來水工廠的生產和自來水的質量9、關于哺乳動物成熟紅細胞的補充:哺乳動物的成熟紅細胞無細胞核,但屬于真核細胞。由造血干細胞分化而來,成熟過程中細胞核和各種細胞器退化消失,其內含血紅蛋白運輸氧氣,進行無氧呼吸產生乳酸。三、細胞的多樣性和統一性:1、細胞多樣性:(1)表現:細胞的形態、大小、種類、結構等各不相同。(2)直接原因:構成細胞的蛋白質分子不同。(3)根本原因:DNA的多樣性及基因的選擇性表達。2、細胞的統一性:(1)化學組成:組成不同細胞的元素和化合

12、物種類基本一致。(2)結構:都具有細胞膜、細胞質、核糖體(3)遺傳物質:都以DNA為遺傳物質,且遺傳密碼相同。(4)能源物質:以ATP為直接能源物質。(5)增殖:都是通過細胞分裂等進行增殖。第二章 組成細胞的分子第一節 細胞中的元素和化合物一、組成細胞的化學元素:1、組成細胞的元素種類:微量元素與大量元素只是在細胞內含量的不同,而非重不重要。2、組成細胞的元素含量:細胞鮮重含量百分比占前四位的元素是:O>C>H>N但是,不同細胞中干重百分比有差異:人體細胞干重含量百分比占前四位的元素是:C>O>N>H玉米細胞干重含量百分比占前四位的元素是:O>C>

13、;H>N解釋:人體細胞和玉米細胞干重前四位元素不同,是因為人體細胞中含蛋白質較多,而玉米細胞中淀粉較多。不同生物體的細胞中,元素種類大體相同,但同種元素的含量相差較大。ps:只要是活細胞指的都是“鮮重”,“干重”不含水。注意:細胞中的元素大多以化合物的形式存在。3、生物界與非生物界的統一性和差異性:(1)統一性:組成生物體的化學元素種類在無機環境中都能找到,沒有一種是生物體所特有的。(2)差異性:組成生物體的化學元素含量在生物界與非生物界相比含量上相差很多。二、組成細胞的化合物:1、組成細胞的各種元素大多以化合物的形式存在,如水、蛋白質、核酸、糖類、脂質等細胞內含量最多的前四位化合物:水

14、>蛋白質>無機鹽>脂質2、細胞內含量最多的化合物是水,含量最多的有機化合物是蛋白質。eg:生活在沙漠中的仙人掌細胞中化合物含量最多的是 三、實驗檢測生物組織中糖類、脂肪和蛋白質:(1)還原糖的鑒定:1、常用材料:蘋果和梨 觀察現象明顯2、試劑: 斐林試劑(甲液: 0.1g/ml的NaOH 、乙液: 0.05g/ml的CuSO4 )3、注意事項:還原糖有葡萄糖、果糖、麥芽糖、乳糖、半乳糖(單、二除蔗)甲乙液必須等量混合均勻后再加入樣液中(現配現用)。 必須用水浴加熱(5065)4、顏色變化:淺藍色Cu(OH)2 棕色 磚紅色沉淀Cu2O(2)脂肪的鑒定:1、常用材料:花生子葉或

15、向日葵種子2、試劑: 蘇丹染液 或 蘇丹染液 3、注意事項:切片要薄且均勻,如厚薄不均就會導致觀察時有的地方清晰,有的地方模糊。染色時間不易過長,體積分數50%酒精的作用是洗去浮色 。 蘇丹易溶于酒精需使用顯微鏡觀察(是否使用顯微鏡,要看實驗材料,如將材料制成勻漿則不用)使用不同的染色劑染色時間不同。4、顏色變化: 橘黃色 或 紅色 (3)蛋白質的鑒定:1、常用材料:雞蛋清、黃豆組織樣液、牛奶2、試劑:雙縮脲試劑( A液: 0.1g/ml的NaOH 、B液: 0.01g/ml的CuSO4 )3、注意事項:先加A液1ml,再加B液3-4滴;鑒定前留出一部分組織樣液以便對比;用蛋清時一定要稀釋,若

16、稀釋不夠,與雙縮脲試劑反應時,會黏在試管內壁,使得反應不夠徹底,且試管不易清洗;加入雙縮脲試劑的順序不能顛倒,先用A液造成堿性環境后再加入B液。4、顏色變化: 紫色 注意:雙縮脲試劑只是檢驗物質中是否存在肽鍵,存在肽鍵的不一定是蛋白質。第二節 細胞中的無機物一、細胞中的水:1、生物含水量特點:(1)水是構成細胞的重要成分,也是活細胞中含量最多的物質。(2)含水量: 水生>陸生 幼年>成年>老年 代謝旺盛>代謝緩慢 幼嫩細胞>衰老細胞2、分類、及生理作用: 自由水與結合水聯想到拖布含量概念生理作用結合水4.5%與其他物質結合在一起細胞重要組成成分自由水95.5%能夠

17、自由流動、以游離狀態存在良好溶劑 參與反應 物質運輸3、細胞含水量與代謝之間的關系:自由水越多,新陳代謝越旺盛,生長發育越迅速,抗逆性越弱。自由水越少,新陳代謝越緩慢,生長發育越遲緩,抗逆性越強。常考形式:種子由休眠轉變為萌發狀態中,其細胞內自由水/結合水的比值如何變化?二、無機化合物-無機鹽:1、無機鹽存在的形式及含量:區別于細胞中元素的存在形式!(1)含量:很少,約占細胞鮮重的1%1.5%(2)存在形式:大多數無機鹽以離子的形式存在于細胞中,少數與化合物的相結合。2、無機鹽的生理作用:(1)有些無機鹽是細胞內某些復雜的化合物的重要組成部分。 (2)有許多種無機鹽的離子對于維持生物體的生命活

18、動有重要作用。 (3)生物體內的無機鹽離子,必須保持一定的比例,這對維持細胞內的滲透壓和酸堿平衡非常重要,這是生物進行正常生命活動的必要條件。 非選擇性必修學習總結:常見無機鹽的作用與缺乏癥種類作用缺乏引起的癥狀Fe構成血紅素的元素缺鐵性貧血Ca骨骼、牙齒的重要組成成分骨骼畸形、抽搐Mg構成葉綠素的元素植物葉綠素合成受阻,影響光合作用Na維持動物細胞滲透壓動物細胞滲透壓降低;過低時不能維持正常的細胞形態I甲狀腺激素的重要組成成分地方性甲狀腺腫;呆小癥B促進花粉的萌發和花粉管的伸長油菜缺B時,“花兒不實”第三節 細胞中的糖類和脂質一、細胞中的糖類:1、組成元素:C、H、O三種元素2、分類:糖類大

19、致可以分為單糖、二糖、多糖。(1)單糖:不能被水解,可被細胞直接吸收的糖。最常見的是葡萄糖,是細胞生命活動所需主要能源物質。(2)二糖:由兩分子單糖脫水縮合而成的,必須經過水解為單糖才能被細胞吸收。最常見的二糖是蔗糖,還有麥芽糖以及人和動物乳汁中的乳糖。(3)多糖:由多個單糖脫水縮合而成的糖,是生物體內絕大多數糖存在的形式,必須水解為單糖才能被細胞吸收,最常見的是淀粉,作為植物細胞的儲能物質存在于細胞中。另外還有糖原作為動物細胞的儲能物質存在于動物細胞中。幾丁質也是一種多糖,又稱為殼多糖,廣泛存在于甲殼類動物和昆蟲的外骨骼中。纖維素是構成植物細胞壁的主要成分,多糖的基本單位都是葡萄糖。還原性糖

20、有葡萄糖、果糖、麥芽糖、乳糖、半乳糖(單糖、二糖中除了蔗糖,多糖都不是)3、種類、分布及功能:種類分布功能單糖五碳糖核糖(C5H10O5)植物、動物細胞中組成RNA的成分脫氧核糖(C5H10O4)植物、動物細胞中組成DNA的成分六碳糖葡萄糖細胞中都有主要的能源物質果糖植物細胞中提供能量半乳糖動物細胞中提供能量二糖(C12H22O11)麥芽糖植物細胞,發芽的小麥、谷物中含量豐富水解成單糖而供能蔗糖植物細胞,甘蔗、甜菜中含量豐富乳糖人和動物的乳汁中多糖(C6H10O5)n淀粉植物糧食作物的種子、變態根或莖等儲藏器官中植物的儲能物質纖維素植物細胞中構成細胞壁的主要成分,支持保護細胞。糖原肌糖原動物的

21、肌肉組織中人和動物細胞的儲能物質肝糖原動物的肝臟中幾丁質甲殼類動物和昆蟲的外骨骼廢水處理;制作人造皮膚注意:格外要注意二糖的組成麥芽糖是由兩分子的葡萄糖脫水縮合形成的;蔗糖是由一分子的果糖和一分子的葡萄糖脫水縮合形成;乳糖是由一分子的半乳糖和一分子的葡萄糖脫水縮合形成的。二、細胞中的脂質:1、元素組成:C、H、O,有的還含有P和N。 脂質的組成元素比較復雜,格外要注意。2、種類和功能: 脂肪(C、H、O):儲能物質,維持體溫恒定緩沖和減壓減少摩擦的作用。 磷脂(C、H、O、N、P):構成細胞膜、細胞器膜和細胞核膜的重要成分。 固醇(C、H、O):生物膜系統膽固醇:構成動物細胞膜的成分,參與血液

22、中脂質的運輸。性激素:促進人和動物生殖器官的發育和生殖細胞的形成。維生素D:促進人和動物腸道對鈣磷的吸收。注意:糖類是主要的能源物質,ATP是細胞內的直接能源物質,蛋白質是生命活動的主要承擔者,脂肪是細胞內的良好儲能物質。原因:相同質量的脂肪和糖類相比,脂肪的碳氫比例高,含有的氧少,脂肪徹底氧化分解消耗的氧氣更多,產生的水更多,釋放的能量就更多。第四節 蛋白質是生命活動的主要承擔者一、蛋白質分子的功能:1、運輸作用(血紅蛋白)2、免疫作用(抗體)3、催化作用(酶絕大多數都是蛋白質,少數是RNA)4、調節功能(某些激素的化學本質是蛋白質,如生長激素和胰島素)5、結構蛋白(構成細胞和生物體的結構,

23、如頭發和肌肉)二、氨基酸是構成蛋白質的基本單位:1、氨基酸的種類和分類:自然界中氨基酸已發現有300多種,但構成蛋白質的氨基酸種類大約有21種,包括必須氨基酸和非必需氨基酸。 非必須氨基酸:人體自身能夠合成,可以通過其他化合物轉化而來。 氨基轉換作用 必須氨基酸:人體內有8種(嬰兒9種組氨酸),必須從食物中獲取。2、氨基酸的特點:氨基酸分子中至少有一個氨基和一個羧基,且氨基和羧基要連在同一個碳原子上。這也就是判斷一個有機物是不是構成蛋白質的氨基酸的條件。eg:H2N-CH2-CH2-COOH 這就不是構成蛋白質的氨基酸氨基酸的結構通式:不同的氨基酸分子有不同的R基,這就是區分不同氨基酸的關鍵。

24、有些氨基酸含多個氨基或羧基,多的氨基和羧基在R基團中,但是R基本身不能是氨基或羧基。注意不同基團的書寫:三、蛋白質的結構及其多樣性:1、化學結構:用約21種氨基酸作原料,根據“基因”信息指令,在細胞質的核糖體中,按特定的方式和順序將氨基酸分子互相連結合。胞內蛋白游離的核糖體 分泌蛋白內質網上附著的核糖體2、氨基酸分子結合方式:一個氨基酸分子的羧基和另一個氨基酸分子的氨基,脫去一分子水而連接起來,這種結合方式叫脫水縮合。 + H2O3、肽鍵:在CONH結構中的CN共價鍵4、二肽:由兩個氨基酸分子縮合而成的化合物,只含有一個肽鍵的叫做二肽。推廣 幾個氨基酸脫水縮合就叫幾肽肽鍵數=氨基酸數肽鏈數 若

25、是環狀多肽,則將肽鏈數視為零。5、肽鏈:是由多個氨基酸相互連接在一起所形成的鏈狀結構。6、蛋白質分子具有多樣性的原因 :(1)組成肽鏈的氨基酸種類、數目、排列順序不同,所形成的肽鏈結構不同。構成肽鏈的氨基酸角度(2)肽鏈的盤曲、折疊方式及其形成的空間結構千差萬別。 從空間結構角度7、蛋白質的化學組成和相關計算:蛋白質的化學組成:C、H、O、N、有的還有S,從氨基酸的結構通式出發,蛋白質應含有C、H、O、N元素,但蛋白質的空間結構中肽鏈之間的連接和固定需要“二硫鍵”,所以蛋白質中有的還含有S,S元素應該存在于某些氨基酸的R基中(-SH巰基)。有些蛋白質還含有其他一些元素,比如血紅蛋白中還有Fe。

26、蛋白質相關的計算蛋白質中氨(羧)基數=肽鏈數+R基上的氨(羧)基數=各氨基酸中氨(羧)基總數肽鍵數蛋白質中各原子的計算C原子=氨基酸分子數×2 + R基上的C原子數H原子=各氨基酸中H原子總數 脫水的水分子數×2 二硫鍵數量×2N原子=肽鏈數 + 肽鍵數 + R基中N原子數O原子=肽鏈數×2+肽鍵數 + R基中O原子數如果問至少有多少個,則認為R基中不存在氨基(羧基)。蛋白質相對分子質量的計算:假設n個氨基酸形成m條肽鏈,設氨基酸的平均相對分子質量為a,那么由這些氨基酸形成的蛋白質的相對分子質量為n×a(nm)×此外,蛋白質相對分子質

27、量計算中還需考慮二硫鍵,具體問題具體分析。假設有n(0n21)種、m個氨基酸,任意排列構成多肽的種類數計算:a若每種氨基酸數目無限(允許重復)的情況下,可形成肽類化合物的種類:有nm種b若每種氨基酸只有一個(不允許重復)的情況下,可形成肽類化合物的種類:有n×(n-1)×(n-2)種補充:1、蛋白質的鹽析、變形和水解的區別:鹽析:蛋白質鹽析是由溶解度的變化引起的,蛋白質的空間結構沒有發生變化。變性:蛋白質變性是指蛋白質在某些物理或化學因素作用下其特定的空間構象被破壞,從而導致其理化性質的改變和生物活性喪失的現象。變性的蛋白質的空間結構發生了不可逆的變化,肽鏈變得松散,喪失了

28、生物活性,但是肽鍵一般不斷裂。蛋白質分子的空間結構變得伸展、松散,容易被蛋白酶水解,因此熟雞蛋、熟肉容易被消化。變性的蛋白質加入雙縮脲試劑仍然可以產生紫色反應。水解:在蛋白酶的作用下,肽鍵斷裂,蛋白質分解為短肽和氨基酸。水解和脫水縮合的過程是相反的。2、高中生物中常見的化學本質為蛋白質的物質的分類:第五節 核酸是遺傳信息的攜帶者一、核酸的種類及其分布:1、種類: 核酸分為這一種和那一種脫氧核糖核酸既DNA, 核糖核酸既RNA。2、核酸的分布:DNA主要存在于細胞核內,另外線粒體、葉綠體、也含有少量的DNA,原核細胞主要存在于擬核中。 RNA主要存在于細胞質中,例如核糖體、線粒體、和葉綠體,細胞

29、核中也有少量分布。觀察DNA和RNA在細胞中的分布實驗:利用甲基綠和吡羅紅兩種染色劑,甲基綠使DNA呈現綠色,吡羅紅使RNA呈現紅色,從而顯示DNA和RNA在細胞中的分布。二、核酸是由核苷酸連接而成的長鏈:1、核酸的結構:(1)組成核酸的化學元素:C、H、O、N、P(2)單體:核苷酸,由一分子五碳糖、一分子含氮堿基和一分子磷脂分子組成。(3)核苷酸鏈:若干個核苷酸脫水縮合形成磷酸二酯鍵。(4)組成DNA的四種脫氧核苷酸:(5)組成RNA的四種核糖核苷酸:(5)DNA一般由兩條脫氧核苷酸鏈組成,且呈現雙螺旋的結構。RNA一般由一條核糖核苷酸鏈組成。(6)“258”與“144”:具有細胞結構的生物

30、體內核酸既有DNA又有RNA,所以其體內共有2種五碳糖、5種含氮堿基、8種核苷酸沒有細胞結構的生物病毒體內核酸只有一種:DNA或RNA,所以體內只有1種五碳糖、4種含氮堿基、4種核苷酸2、核酸的功能:核酸是遺傳信息的攜帶者,在生物體的遺傳變異和蛋白質的合成中具有重要的作用。3、細胞中重要有機物的初級水解、徹底水解、氧化分解:ps:巧妙記憶DNA結構:54321三、生物大分子以碳鏈為骨架:1、細胞中生物大分子的種類:多糖、蛋白質、核酸。2、結構:每一個單體都以若干個相連的碳鏈為基本骨架,生物大分子是由許多單體連接成的多聚體。3、生物大分子的組成特點及多樣性的原因:第三章 細胞的基本結構第一節 細

31、胞膜的結構和功能一、細胞膜的功能:(1)將細胞與外界環境分隔開,為細胞的生命活動提供相對穩定的內環境;(2)控制物質進出細胞,包括代謝底物的輸入與代謝產物的排除,其中伴隨著能量的傳遞;細胞膜的控制作用是相對的,一些有害的物質也可能進入細胞。 細胞膜功能特點:選擇透過性(3)進行細胞間的信息交流,三種方式:間接交流方式:激素、神經遞質直接交流方式:細胞膜的直接接觸,如精卵細胞的結合通道方式:植物細胞的胞間連絲二、細胞膜成分的探索:1、1895年,歐文頓發現溶于脂質的物質,容易穿過細胞膜;不溶于脂質的物質,不容易穿過細胞膜。推測:細胞膜是由脂質組成的。相似相溶原理:溶質與溶劑在結構上相似,能彼此相

32、溶,例如同為脂質的物質可以相溶。2、通過一定的方法制備出純凈的細胞膜,進行化學分析,得知組成細胞膜的脂質有磷脂和膽固醇,其中磷脂含量最多。3、純凈的細胞膜制備方法:選材:哺乳動物成熟的紅細胞原因:a動物細胞沒有細胞壁。b哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核和細胞器,易用差速離心法得到不摻雜細胞內膜系統的純凈的細胞膜。c紅細胞數量多,材料易得。原理:細胞內的物質有一定濃度。把紅細胞放入清水中,水會進入紅細胞,導致紅細胞吸水漲破,使細胞膜內的物質流出來,除去細胞內的其他物質得到細胞膜。(其實就是發生滲透作用吸水)過程:a將紅細胞稀釋液制成裝片。(用生理鹽水進行稀釋) 等滲溶液b在高倍鏡下觀察,蓋玻片一側

33、滴加蒸餾水,在另一側用吸水紙吸引。(引流法)c紅細胞凹陷消失,體積增大,最后導致細胞破裂,內容物流出。利用差速離心法將細胞內容物與細胞膜相分離,獲得純凈的細胞膜。思考:用大腸桿菌制備細胞膜可行性?4、磷脂的一端為親水的頭,兩個脂肪酸一端為疏水的尾,多個磷脂分子在水中總是自發地形成雙分子層。5、1925年戈特和格倫德爾用丙酮從人的紅細胞中提取脂質,在空氣-水界面上鋪展為單分子層,測得單層分子的面積恰為紅細胞表面積的2倍。推測:細胞膜中的磷脂分子必然排列為連續的兩層。 磷脂的其他排列方式6、1935年,丹尼利和戴維森推測細胞膜除脂質分子外,可能還附有蛋白質。7、細胞膜的成分是脂質、蛋白質和糖類,主

34、要成分是脂質和蛋白質注意:不同種類的細胞,細胞膜的成分及各成分的含量不完全相同,如動物細胞膜中還有一定量的膽固醇,而植物細胞膜中膽固醇的含量幾乎沒有。8、與細胞膜功能復雜程度有關的是蛋白質的種類和數量。三、對細胞膜結構的探索:1、1959年,羅伯特森在電鏡下看到了細胞膜清晰的暗-亮-暗的三層結構,提出假說:所有的細胞膜都由蛋白質-脂質-蛋白質三層結構構成,把細胞膜描述為靜態的統一結構。解釋:暗帶是因為電子穿透得較少,明帶是因為電子穿透得較多。蛋白質對電子的阻擋作用很大,穿透樣品的電子較少,所以是暗帶;而脂雙層對電子的阻擋作用小,透過樣品的電子較多,所以是明帶。2、20世紀60年代,對細胞膜靜態

35、的觀點提出質疑:細胞膜的復雜功能難以實現,就連細胞的生長、變形蟲的變形運動這樣的現象都難以解釋。3、1970年,用綠色熒光染料標記小鼠細胞表面的蛋白質,再用紅色熒光染料標記人細胞表面的蛋白質分子,將小鼠細胞和人細胞融合。在37環境40分鐘后,兩種顏色的熒光均勻分布。這一實驗及相關其他實驗表明:細胞膜具有流動性。4、1972年,辛格和尼克爾森提出流動鑲嵌模型。四、流動鑲嵌模型的基本內容:1、細胞膜主要是由磷脂分子和蛋白質分子構成。2、磷脂雙分子層是細胞膜的基本支架。3、蛋白質的存在形式:鑲嵌或貫穿在磷脂雙分子層中。4、細胞膜具有一定的流動性(原因:膜結構中的磷脂分子和大多數蛋白質分子都是可以運動

36、的) 細胞膜的結構特點eg:神經細胞外排鉀離子,吸收鈉離子體現了 細胞膜的哪種功能? 控制物質進出的功能做題時一定要注意審題 細胞膜的哪種功能特點? 選擇透過性5、細胞膜的外表面還有糖類分子,它和蛋白質分子結合形成的糖蛋白,或與脂質結合形成的糖脂,這些糖類分子叫作糖被。糖被與細胞表面識別、細胞間的信息傳遞等功能有密切關系。五、細胞壁(全透性):1、細胞壁的成分:植物纖維素和果膠 細菌肽聚糖 真菌幾丁質。2、主要功能:保護、支持,植物細胞壁對于植物體起著骨架的作用,以維持細胞正常的形態。注意:細胞膜是細胞的邊界,而非細胞壁! 第二節 細胞器之間的分工合作一、相關概念:細胞質:在細胞膜以內、細胞核

37、以外的結構,叫做細胞質。細胞質主要包括細胞質基質和細胞器。細胞質基質:由水、無機鹽、脂質、糖類、氨基酸、核苷酸和多種酶等組成,呈膠質狀態。其中進行著多種化學反應,是細胞進行新陳代謝的主要場所。細胞器:細胞質中具有特定功能的各種亞細胞結構的總稱。細胞骨架:由蛋白質纖維組成的網架結構,維持著細胞形態,錨定并支撐著許多細胞器,與細胞運動、能量轉化、信息傳遞等生命活動密切相關。二、細胞器之間的分工: 雙層膜細胞器1、線粒體:(呈粒狀、棒狀,具有雙層膜,普遍存在于動、植物細胞中,內有少量DNA和RNA及核糖體,內膜突起形成嵴增加內膜的表面積,內膜、基質和基粒中有許多種與有氧呼吸有關的酶),線粒體是細胞進

38、行有氧呼吸的主要場所,生命活動所需要的能量,大約95%來自線粒體,是細胞的“動力車間”。2、葉綠體:(呈扁平的橢球形或球形,具有雙層膜,主要存在綠色植物葉肉細胞里),葉綠體是植物進行光合作用的細胞器,(含有葉綠素和類胡蘿卜素,還有少量DNA和RNA及核糖體,類囊體薄膜上有與光合作用有關的光合色素和光反應的酶,葉綠體基質中有暗反應有關的酶)。單層膜細胞器3、內質網:由膜結構連接而成的網狀物,是細胞內蛋白質合成和加工,以及脂質合成的“車間”,分為:滑面內質網(脂質、糖類)和粗面內質網(分泌蛋白)。4、液泡:成熟的中央大液泡主要存在于成熟植物細胞中,液泡內有細胞液。化學成分:有機酸、生物堿、糖類、蛋

39、白質、無機鹽、色素等。有維持細胞形態、儲存養料、調節細胞滲透吸水的作用。注意:液泡中的色素是花青素,與花和果實的顏色有關;葉綠體中的色素主要是葉綠素,與光合作用有關。5、高爾基體:蛋白質加工植物細胞壁的形成突觸小泡的形成溶酶體的形成精子變形過程中形成頂體。6、溶酶體:有“消化車間”之稱,內含多種水解酶,能分解衰老、損傷的細胞器,吞噬并殺死侵入細胞的病毒或病菌。易錯點:溶酶體只是儲存水解酶的場所,而不是合成水解酶。無膜細胞器7、核糖體:橢球形粒狀小體,由rRNA和蛋白質組成。是細胞內將氨基酸合成蛋白質的場所。分為游離的核糖體(合成胞內蛋白)和附著在內質網上的核糖體(合成分泌蛋白)8、中心體:每個

40、中心體含兩個中心粒,呈空間垂直狀態,存在于動物細胞和低等植物細胞,與細胞有絲分裂有關。原核細胞具有的細胞器只有:核糖體 病毒無任何細胞器三、細胞器之間的協調配合:1、研究方法:同為素標記法2、分泌蛋白的合成、加工及運輸過程:附著在內質網上的核糖體(合成肽鏈)內質網(加工車間)囊泡高爾基體(加工和包裝)囊泡細胞膜細胞外注意:該過程涉及到的細胞器:核糖體、內質網、高爾基體、線粒體。如果問“涉及到的具膜細胞器”“涉及到的細胞結構”“直接相關的細胞器”該如何回答?3、關于分泌蛋白的合成和運輸圖示類題型的總結: 、a、d內質網膜 、b、f高爾基體膜 、c、e細胞膜四、細胞的生物膜系統:1、定義:細胞膜、

41、核膜以及細胞器膜,在結構和功能上都是緊密聯系的統一整體,它們形成的結構體系,叫做細胞的生物膜系統。錯誤說法:生物體所有的膜結構構成了生物膜系統 ×2、功能:(1)細胞膜不僅使細胞具有一個相對穩定的內部環境,同時在細胞與外部環境進行物質運輸、能量轉換和信息傳遞的過程中起著決定性作用。(2)許多重要的化學反應都在生物膜上進行,細胞內廣闊的膜面積提供了大量的附著位點,有利于化學反應的順利進行。(3)各種生物膜把細胞分割成一個個小的區室,使得細胞內能夠同時進行多種化學反應,而不會互相干擾,保證了細胞生命活動高效、有序地進行。3、聯系:原核細胞內存在生物膜,但不存在生物膜系統;而病毒無任何膜結

42、構。第三節 細胞核的結構和功能一、細胞核的功能:是遺傳信息庫(遺傳物質儲存和復制的場所),是細胞代謝和遺傳的控制中心。二、細胞核的結構:染色質:由DNA和蛋白質組成,染色質和染色體是同一物質在細胞不同時期的兩種存在狀態。(分裂期染色體,除分裂期外染色質) 易被堿性染料染色(甲紫溶液)注意:DNA的主要載體是染色質,除此之外線粒體和葉綠體還有少量DNA。核膜:雙層膜,把核內物質與細胞質分開。 雙層膜細胞結構核仁:與某種RNA(rRNA)的合成以及核糖體的形成有關。核孔:實現細胞核與細胞質之間的物質交換和信息交流,如細胞核中轉錄產生的mRNA通過核孔到細胞質中進行翻譯。核孔具有選擇性,注意不同于細

43、胞膜的選擇透過性注意:核孔的數量、核仁的大小與細胞代謝強弱有關;大分子物質是通過核孔進出細胞核,所以穿過膜的層數為零。第四章 細胞的物質輸入和輸出 第一節 被動運輸一、水進出細胞的原理:1、滲透作用:(1)概念:指水分子(或其他溶劑分子)通過半透膜的擴散。(2)發生滲透作用的條件: 具有一層半透膜 半透膜兩側具有濃度差 半透膜:指某些物質可以透過而另一些物質不能透過的多孔性薄膜,物質能夠通過半透膜取決于物質分子的大小。(3)滲透的方向:水分子從水的相對含量高的一側向相對含量低的一側滲透。(從溶液的濃度來看就是低濃度溶液中的水向高濃度溶液中滲透的過程)滲透壓:指溶液中溶質微粒對水的吸引力。溶液滲

44、透壓的大小,取決于單位體積溶液中溶質微粒的數目:溶質微粒越多,即溶液濃度越高,對水的吸引力越大,溶液滲透壓越高。2、動物細胞的吸水和失水: 任何狀態都有水分子既有進又有出(1)動物細胞與外界溶液可以構成一個滲透系統:細胞膜相當于一層半透膜;細胞質有一定的濃度,與外界溶液能形成一定的濃度差。(2)細胞吸水或失水的多少取決于細胞膜兩側的濃度差。 水往高處流高指的是高濃度、高滲透壓外界溶液濃度 < 細胞質濃度時 細胞吸水膨脹 外界溶液濃度 > 細胞質濃度時 細胞失水皺縮 外界溶液濃度 = 細胞質濃度時 水分進出細胞處于動態平衡 3、植物細胞的吸水和失水:(1)成熟的植物細胞與外界溶液可以

45、構成一個滲透系統:成熟的植物細胞中的液體環境主要指的是液泡里的細胞液,細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質成為原生質層,它相當于一層半透膜。 與原生質體區別液泡中的細胞液與外界溶液之間存在濃度差。外界溶液濃度 > 細胞液濃度時 細胞失水發生質壁分離 外界溶液濃度 < 細胞液濃度時 細胞吸水發生質壁分離復原 外界溶液濃度 = 細胞液濃度時 水分進出細胞處于動態平衡 (植物細胞在發生質壁分離或質壁分離復原的過程中細胞的大小基本不變)注意:滲透系統的溶液濃度指物質的量濃度而非質量濃度,實質是指滲透壓,如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的質量濃度相等,但10%蔗糖溶液的滲透壓小,故水可以通

46、過半透膜由蔗糖向葡萄糖溶液移動。探究:植物細胞的吸水和失水1、實驗原理:當外界溶液濃度大于細胞液濃度時,細胞將失水,原生質層和細胞壁都會收縮。但原生質層的伸縮性比細胞壁大,所以原生質層就會與細胞壁分開,發生質壁分離。反之,當外界溶液濃度小于細胞液濃度時,細胞將吸水,原生質層會慢慢恢復原來的狀態,使細胞發生質壁分離復原。2、材料用具:紫色洋蔥外表皮、0.3g/ml的蔗糖溶液、清水、載玻片、鑷子、滴管、顯微鏡等。 對于植物細胞的選擇:一是成熟的植物細胞,保證具有中央大液泡和原生質層;二是細胞液最好具有顏色,易于觀察。常用紫色洋蔥鱗片葉作實驗材料,其成熟的外表皮細胞的液泡非常大,呈紫色。 化學試劑的

47、選擇:一是對細胞無毒害;二是濃度適當。3、方法步驟:(1)制作洋蔥表皮臨時裝片。(2)低倍鏡下觀察原生質層位置。(3)在蓋玻片一側滴一滴蔗糖溶液,另一側用吸水紙吸(引流法),重復幾次,讓洋蔥表皮浸潤在蔗糖溶液中。(4)低倍鏡下觀察原生質層位置及細胞大小變化(基本不變),觀察到細胞中央液泡逐漸減小(顏色加深),原生質層與細胞壁分離。(5)在蓋玻片一側滴12滴清水,另一側用吸水紙吸,重復幾次,讓洋蔥表皮浸潤在清水中。(6)低倍鏡下觀察原生質層位置、細胞大小變化(基本不變),觀察到細胞中央液泡逐漸恢復原來大小,原生質層逐漸貼近細胞壁。 注意:總體來說,本實驗至少要觀察植物細胞三次,第一次看正常細胞的

48、形態,第二次看植物細胞的質壁分離,第三次看植物細胞的復原。所以該時間存在兩次自身對照,第一次是自然狀態與質壁分離狀態的細胞對照,第二次是復原后狀態與質壁分離狀態的細胞對照。觀察質壁分離的時間不宜過長,以免細胞因長時間處于失水狀態而死亡,影響對質壁分離復原現象的觀察。4、實驗結果:細胞液濃度 外界溶液濃度 細胞失水(質壁分離)細胞液濃度 外界溶液濃度 細胞吸水(質壁分離復原)5、質壁分離產生的原因:內因: 原生質層的伸縮性大于細胞壁的伸縮性 外因: 外界溶液濃度 > 細胞液濃度 6、植物體的兩種吸水方式: 吸脹吸水(未形成大液泡)如:干種子和根尖分生區細胞 滲透吸水(具有中央大液泡)如:根

49、尖成熟區細胞 注意:質壁分離能說明的問題:判斷細胞的死活、測定細胞內外的濃度以及細胞膜的伸縮性。7、質壁分離后的三種“復原”情況分析: 不能復原:所用外界溶液濃度過大或有毒性,使細胞在實驗過程中因過度失水而死亡;或質壁分離時間過長,使細胞長時間缺水而死亡。 需將外界溶液置換成清水(或低濃度溶液)才能復原:因為質壁分離實驗所用外界溶液的溶質分子不被植物細胞吸收,如蔗糖。 可以自動復原:因為外界溶液的溶質分子可被植物細胞主動吸收,如一定濃度的KNO3溶液、葡萄糖溶液、尿素溶液等。(自動復原的原因可分為兩方面,一是植物細胞在失水的過程中,細胞液濃度升高;另一方面是植物細胞可主動吸收外界溶液中的溶質分

50、子,使細胞液濃度進一步升高,當細胞液濃度大于外界溶液濃度時,進入細胞的水分子多于從細胞出去的水分子,所以發生自動復原)。8、質壁分離實驗的拓展應用: 判斷成熟植物細胞是否具有生物活性。 測定細胞液濃度范圍。 比較不同植物細胞的細胞液濃度。 比較未知濃度溶液的濃度大小。 驗證原生質層和細胞壁伸縮性大小。二、自由擴散和協助擴散:1、被動運輸:物質進出細胞順濃度梯度(由高濃度到低濃度)的擴散,稱為被動運輸。自由擴散:物質通過簡單的擴散方式進出細胞。協助擴散:進出細胞的物質需借助細胞膜上的轉運蛋白的擴散方式。2、轉運蛋白分為載體蛋白和通道蛋白:載體蛋白:只容許與自身結合部位相適應的分子或離子通過,而且

51、每次轉運時都發生自身構象的改變。通道蛋白:只容許與自身通道的直徑和形狀相適配、大小和電荷相適宜的分子或離子通過。3、自由擴散與協助擴散的比較:強調:水分進入細胞有協助擴散(主要)和自由擴散(次要)兩種方式。第二節 主動運輸和胞吞、胞吐一、主動運輸:1、概念:物質逆濃度梯度跨膜運輸,需要載體蛋白的協助,同時還需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量,這種方式叫做主動運輸。關于載體蛋白的補充:(1)具有特異性:不同物質分子的運輸所需的載體蛋白不同,一種載體蛋白通常只能轉運一類分子或離子。不同生物細胞膜上的載體蛋白的種類和數量不同。(2)具有飽和現象:當細胞膜上載體蛋白已經全部參與運輸時,細胞通過該載體蛋

52、白運輸物質的速率不再隨細胞外物質濃度的增大而增大。 2、意義:主動運輸普遍存在于動植物和微生物細胞中,通過主動運輸來選擇吸收所需要的物質,排出代謝廢物和對細胞有害的物質,從而保證細胞和個體生命活動的需要。3、過程:某些離子先與載體蛋白結合,ATP水解釋放能量的過程中所產生的磷酸基團與載體蛋白結合,使其磷酸化,載體蛋白磷酸化后空間構象發生改變,離子通過載體蛋白進入細胞膜內測。 注意先后順序,如上圖。二、胞吞與胞吐:1、胞吞:當細胞攝取大分子時,首先大分子與膜上蛋白質結合,從而引起這部分細胞膜內陷形成小囊,包圍著大分子。然后,小囊從細胞膜上分離下來,形成囊泡,進入細胞內部,這種現象叫胞吞。(需消耗

53、能量,不需要載體)2、胞吐:當細胞外排大分子時,先在細胞內形成囊泡,囊泡移動到細胞膜處,與細胞膜融合,將大分子排出細胞,這種現象叫胞吐。(需消耗能量,不需要載體)3、細胞進行胞吞、胞吐作用依賴于細胞膜具有一定的流動性。注意:1、能進行胞吞和胞吐運輸方式的物質并不一定是大分子,特例是小分子神經遞質!2、大分子通過核孔進出細胞核屬于細胞核與細胞質之間的物質運輸,而胞吞、胞吐屬于細胞與外界進行的物質運輸。 核孔運輸物質具有選擇性三、物質出入細胞的方式的影響因素:1、被轉運物質的濃度對物質跨膜運輸的影響:(1)被轉運物質的濃度主要影響自由擴散和協助擴散。自由擴散中,被轉運物質的濃度越大,運輸速率越大。(2)協助擴散或主動運輸中,當被轉運物質的濃度較小時,隨被轉運物質的濃度的增大,運輸速率也逐漸增大;被轉運物質的濃度達到一定程度后,運輸速率不再繼續增大,原因是受轉運蛋白數量的限制。2、轉運蛋白數量對跨膜運輸的影響:(1)自由擴散不受轉運蛋白數量的影響。(2)轉運蛋白主要影響協助擴散和主動運輸。在其他條件適宜的情況下,轉運蛋白數

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