.PAGE.v必修一1-1細胞的分子組成1、水和無機鹽的作用I(1)水的作用：=1\*GB3①良好的溶劑；②運輸營養物質和代謝廢物；=3\*GB3③代謝的原料（如光合作用和細胞呼吸）；④維持細胞的正常形態；⑤細胞結構的組成成分(2)元素(2)參與構成的相關化合物或作用P參與構成ATP、ADP、磷脂、核酸等CaCa2+與肌肉的收縮有關（抽搐與肌無力）。K與神經的興奮傳導有關。Na與神經的興奮傳導有關。Fe亞鐵離子參與構成血紅蛋白，與氧氣的輸送有關。Mg參與構成葉綠素I參與構成甲狀腺激素(3)C、H、O、N在生物體內含量達95%以上,其中C是生物體核心元素,O是活細胞中含量最多的元素;水是活細胞中含量最多的化合物，蛋白質是干細胞中含量最多的化合物。2、糖類的種類和作用II種類單糖二糖多糖主要分布動植物細胞：葡萄糖、核糖、脫氧核糖植物細胞：蔗糖、麥芽糖；動物細胞：乳糖植物細胞：淀粉、纖維素；動物細胞：糖原合成部位葉綠體、內質網、高爾基體、肝臟和肌肉功能①主要能源物質②細胞結構成分③核酸的組成成分3、脂質的種類和作用I包括：油脂、磷脂、固醇、植物蠟等油脂：細胞內良好的儲能物質；①組成元素：C、H、O（C、H比例高，燃燒時耗氧多，產能多）；②功能：儲能、保溫等；磷脂：細胞膜及細胞器膜的基本骨架；固醇：組成元素：C、H、O；小分子物質①膽固醇：動物細胞膜的成分；②性激素：促進人和動物生殖器官的發育及生殖細胞的形成（化學本質是脂質）；植物蠟：對植物細胞起保護作用。4、蛋白質的種類和功能II(1）蛋白質的基本單位是氨基酸。每種氨基酸分子至少含有一個氨基和一個羧基，并且一個氨基和一個羧基連接在同一碳原子上。R基的不同決定了氨基酸的種類不同。(2)兩個氨基酸發生脫水縮合形成二肽，形成肽鍵，見下圖：氨基：-NH2；羧基：-COOH；肽鍵：-CO-NH-(3)蛋白質分子結構的多樣性：①組成蛋白質的氨基酸種類不同；②組成蛋白質的氨基酸數目不同；③組成蛋白質的氨基酸排列順序不同；④蛋白質的空間結構不同(4)蛋白質功能：①組成功能:肌肉；②催化功能:酶；③運輸功能:血紅蛋白；④調節功能:生長激素；⑤免疫功能:抗體(5)蛋白質的變性：變性不可逆；變性的本質是破壞了蛋白質的空間結構（強酸、強堿、重金屬鹽等）(6)假設有m個氨基酸脫水縮合形成n條鏈，則：=1\*GB3①肽鍵數=失去的水分子數=氨基酸總數-肽鏈條數=m-n；=2\*GB3②至少有n個氨基，n個羧基游離；=3\*GB3③蛋白質分子量=氨基酸平均分子量×總數-18×（m-n)氨基酸數目名稱肽鍵數脫去水分子數2二肽113三肽22nN肽n-1n-15、核酸的種類和功能I核酸是細胞內攜帶遺傳信息的物質。核酸的分類：脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）核酸的分布：①脫氧核糖核酸（DNA）主要分布在細胞核中，線粒體和葉綠體中含有少量的DNA②核糖核酸（RNA）主要分布在細胞質中。核酸基本組成單位：核苷酸（包括一分子含氮堿基、一分子五碳糖、一分子磷酸）幾種有機物的元素組成及基本結構單位，見下表：名稱元素基本結構單位糖類C、H、O單糖（葡萄糖、果糖等）油脂C、H、O甘油和脂肪酸蛋白質C、H、O、N、（S）氨基酸核酸C、H、O、N、P核苷酸：脫氧核糖核苷酸（DNA的單體）、核糖核苷酸（RNA的單體）檢測生物組織中糖類、油脂和蛋白質①還原性糖的鑒定原理：還原性糖（麥芽糖、葡萄糖、果糖等）與本尼迪特試劑在加熱條件下生成紅黃色沉淀。②油脂的鑒定原理：油脂可以被蘇丹Ⅲ染液染成橙黃色。③蛋白質鑒定原理：蛋白質與雙縮脲試劑發生作用，生成紫色的絡合物1-2細胞的結構1、細胞學說的建立過程I細胞學說的建立者主要是施萊登、施旺、菲爾肖。內容：①細胞是生物體(除病毒)結構和功能的基本單位②細胞是一個相對獨立的單位③新細胞可以從老細胞中產生意義：揭示細胞統一性和生物體結構統一性。2、細胞膜及細胞的膜系統的結構和功能I細胞膜的功能是：①將細胞與外界環境分隔開。②控制物質進出細胞。③進行細胞間的信息交流。生物膜系統的結構和功能：結構：①磷脂雙分子層（脂雙層）構成膜的基本支架流動鑲嵌模型：②蛋白質分子鑲嵌、覆蓋、貫穿于脂雙層中。在細胞膜的外表面有一層糖蛋白，叫糖被。結構特點：具有一定的流動性。即構成細胞膜的磷脂分子和蛋白質分子是可以運動。功能特點：細胞膜和其它生物膜都具有選擇透過性。細胞識別的物質基礎是細胞膜上的化學成分糖蛋白或結構:糖被。研究分泌蛋白的合成、運輸、分泌所用的實驗方法為同位素示蹤法:分泌蛋白的轉移方向為核糖體→內質網→高爾基體→細胞膜，為此過程提供能量的細胞器為線粒體。小泡的結構為單層膜結構，其功能為運輸作用。轉化中心為高爾基體。分泌蛋白的合成、運輸過程證明各種細胞器在結構上密切聯系，在功能上既有分工，又密切聯系。在不同結構的膜之間相互轉化時，以“膜泡”或“囊泡”形式轉化的是間接相連的生物膜。3、主要細胞器的結構和功能I(1)線粒體：細胞呼吸和能量代謝的中心①分布：動植物細胞，代謝旺盛的細胞含量多（如：心肌細胞）；②結構：雙層膜，內膜向內折疊形成嵴，含呼吸酶和少量DNA；③功能：需氧呼吸的主要場所（注意：蛔蟲的體細胞內不含線粒體）。(2)葉綠體：①分布：植物綠色部位；②結構：雙層膜，內含基粒、基質、色素、酶和少量DNA③功能：光合作用的場所；（注：植物的根尖細胞不含葉綠體）(3)內質網：能增加細胞內的膜面積，分為粗面內質網（是細胞內蛋白質加工和運輸的通道）和光面內質網（參與糖類和脂質的合成，運輸）。①分布：動植物細胞；②結構：單層膜連接而成的網狀結構；③功能：和物質的合成和運輸有關。(4)高爾基體：細胞中的物質轉運系統，承擔物質運輸。對蛋白質進行加工、分揀和發送。①分布：動植物細胞；②結構：單層膜，由扁平囊和囊泡構成（其中扁平囊是判斷高爾基體的依據）③功能：和細胞分泌物的形成有關；和植物有絲分裂中細胞壁的形成有關。(5)核糖體：細胞內生產蛋白質（多肽鏈）的機器。①分布：動植物細胞；②結構：不具膜，呈顆粒狀；③功能：蛋白質合成的場所。(6)中心體：①分布：動物細胞和低等植物細胞；②結構：不具膜結構，由兩個互相垂直的中心粒組成③功能：細胞有絲分裂前期發出星射線形成紡錘體。(7)液泡：①分布：主要在成熟的植物細胞內；②結構：單層膜（液泡膜），內含細胞液（細胞液中含有色素，無機鹽，糖類，蛋白質等）；③功能：與細胞滲透吸水相關，使花、果實和葉呈顏色。*植物細胞特有細胞器是葉綠體、液泡。動物細胞特有細胞器是中心體，但少數低等植物也會有中心體。如果一種生物同時有葉綠體、液泡、中心體等結構，則為低等植物細胞。*掌握細胞的亞顯微結構圖，分辨細胞器并了解各細胞器的功能。1.細胞膜2.細胞壁3.細胞溶膠1.細胞膜2.細胞壁3.細胞溶膠4.葉綠體5.高爾基體6.核仁7.核基質8.核膜9.染色質10.核孔11.線粒體12.光面內質網13.核糖體14.液泡15.粗面內質網1.細胞膜2.細胞溶膠3.高爾基體4.核基質5.染色質6.核仁7.核膜8.光面內質網9.線粒體10.核孔11.粗面內質網12.核糖體13.中心體4、細胞核的結構和功能II(1)細胞核的結構：①核膜（雙層）：將核內物質和細胞質分開；核孔：大分子物質進出細胞核的通道；②核仁：核糖體的形成有關；③染色質：由DNA和蛋白質組成，分裂間期呈細絲狀，分裂期縮短，變粗而形成染色體。④核基質：核內代謝場所。(2)細胞核的功能：是遺傳物質貯存和復制的場所，是細胞代謝和遺傳的控制中心。哺乳動物紅細胞和維管植物的篩管細胞無細胞核。(3)細胞是生物體結構、功能、代謝和遺傳的基本單位，其行使各項功能的前提是保持細胞結構的完整性(4)根據細胞核有無核膜包被,可分為真核細胞和原核細胞。原核細胞主要是細菌，如藍細菌（藍藻）、乳酸菌、大腸桿菌、支原體等。真核細胞包括植物、動物和真菌（霉菌、食用菌、酵母菌)等。原核細胞沒有細胞核，只有擬核，只有一種細胞器：核糖體。具有細胞壁，但化學成分與植物細胞壁不同。原核細胞雖然沒有線粒體、葉綠體等，但質膜上有多種酶，能進行需氧呼吸和光合作用。1-3細胞的代謝1、ATP在能量代謝中的作用II(1)ATP的結構簡式：A—P～P～P（A：腺苷；P：磷酸；～：高能磷酸鍵）；(2)1個ATP分子中含有：A:1個；P：3個；～：2個；(3)ATP中遠離腺苷（A）的高能磷酸鍵容易斷裂，發生ATP的水解，形成ADP和Pi，同時釋放出大量的能量；ATP在細胞內的含量很少，但和ADP之間的轉化非常的迅速，其含量處于動態平衡之中；(4)ADP轉化成ATP時所需能量的主要來源：在動物、人、真菌和大多數細菌細胞內主要來自呼吸作用；在綠色植物細胞內來自光合作用和呼吸作用；(5)ATP斷裂高能磷酸鍵釋放的化學能能迅速轉化為光能，電能，滲透能，熱能，機械能供細胞代謝直接利用（即供各項生命活動）；(6)生物體內與能量有關的物質總結如下：a.主要能源物質：糖類b.儲能物質：油脂（動物還有糖元，植物還有淀粉）c.直接能源物質：ATPd.最終能源物質：光能2、物質出入細胞的方式II(1)簡單擴散①特點：從高濃度向低濃度順濃度梯度擴散；不需要載體蛋白協助；不消耗能量；②實例：O2、CO2、水、乙醇、、尿素、脂質；(2)易化擴散①特點：從高濃度向低濃度順濃度梯度擴散；需要細胞膜上的載體蛋白協助；不消耗能量；②實例：葡萄糖進入紅細胞；(3)被動轉運：自由擴散和協助擴散統稱為被動轉運；(4)主動轉運①特點：從低濃度向低高濃度逆濃度梯度運輸；需要細胞膜上的載體蛋白協助；消耗能量；②實例：葡萄糖，氨基酸，核苷酸，無機鹽離子等；③意義：保證了活細胞能夠按照生命活動的需要，主動選擇吸收所需要的營養物質，排出代謝廢物和對細胞有害的物質；(5)胞吞或胞吐：大分子或顆粒狀物質進出細胞的方式（依賴于細胞膜的流動性，消耗能量）；(6)質壁分離是指植物細胞因滲透失水導致質膜連同以內的部分收縮而發生質壁分離的現象。將已發生質壁分離的細胞重新放入清水中,會發生質壁分離復原,此過程中細胞吸水能力逐漸減弱。如右圖為發生質壁分離的植物細胞3、酶在代謝中的作用II(1)酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數酶是蛋白質，少量的酶是RNA；(2）酶的特性:①高效性（酶的催化效率比無機催化劑高。②專一性（每種酶只能催化一種或一類化學反應）；③酶的作用條件較溫和：在最適溫度和pH條件下，酶的活性最高。溫度和pH偏高或偏低，酶活性都會明顯降低；④高溫，強酸，強堿均會使酶變性失活（蛋白質的空間結構破壞）而失去催化活性；（低溫只是降低酶的活性）。4、細胞呼吸II(1)細胞呼吸：有機物在細胞內經過一系列氧化分解，生成CO2或其他產物，釋放能量并生成ATP過程。(2)細胞呼吸的本質：分解有機物，釋放能量。細胞呼吸的類型：需氧呼吸和厭氧呼吸。(3)需氧呼吸：①需氧呼吸是高等動植物細胞呼吸的主要形式；②主要場所：線粒體；③最常利用的物質：葡萄糖；酶④過程：酶酶第一階段糖酵解：C6H12O6—→2丙酮酸+4[H]+少量能量（細胞溶膠）酶酶第二階段檸檬酸循環：2丙酮酸+6H2O—→6CO2+20[H]+少量能量（線粒體）酶酶第三階段電子傳遞鏈：24[H]+6O2—→12H2O+大量能量（線粒體）酶⑤總反應式：C6H12O6+6*O2+6H2O—→6CO2+12H2*O+能量[注意：產物H2O中的O全部來自O2，H來自C6H12O6和H2O；CO2中的O來自C6H12O6和H2O，C來自C6H12O6；]⑥相關小結：①需氧呼吸CO2的生成在第二階段，O2參與反應在第三階段；②需氧呼吸大量能量的釋放在第三階段；③需氧呼吸H2O參與反應在第二階段，H2O的生成在第三階段。(4)厭氧呼吸①場所：細胞溶膠；最常利用的物質：葡萄糖；酶②過程：第一階段：與需氧呼吸第一階段相同；酶酶第二階段：2丙酮酸—→2C3H6O3+少量能量酶酶2丙酮酸—→2C2H5OH+2CO2+少量能量酶酶③總反應式：C6H12O6—→2C2H5OH+2CO2+能量酶或C6H12O6—→2C3H6O3+能量(5)厭氧呼吸產生酒精的典型生物類群：酵母菌和綠色植物；(6)厭氧呼吸產生乳酸的典型生物類群：人和高等動物及馬鈴薯的塊莖，甜菜的塊根等；(7)需氧呼吸和厭氧呼吸的異同.需氧呼吸厭氧呼吸呼吸場所第一階段：細胞溶膠第二、三階段：線粒體細胞溶膠是否需氧需要不需要有機物分解程度徹底不徹底分解產物CO2、H2O酒精和CO2或乳酸釋放能量較多較少相同點兩者的第一階段完全相同(8)細胞呼吸的意義及其在生產和生活中的應用意義：為細胞的生命活動提供能量。應用：例如：=1\*GB3①農業生產中適時的露田、疏松土壤等措施的實質就是為了改善土壤通氣條件以增強根系的細胞呼吸，促進根系對礦質離子的吸收。=2\*GB3②糧食儲藏時，要注意降低溫度和保持干燥；果蔬儲藏時，采用降低氧濃度、充氮氣或降低溫度等方法，以抑制細胞呼吸，減少有機物的消耗，延長保存期限。=3\*GB3③包扎傷口，選用透氣消毒紗布，抑制細菌有氧呼吸。=4\*GB3④酵母菌釀酒：先通氣，后密封。先讓酵田菌有氧呼吸，大量繁殖，再厭氧呼吸產生酒精。=5\*GB3⑤稻田定期排水：抑制厭氧呼吸產生酒精，防止酒精中毒，爛根死亡。(9)綜合不消耗O2，釋放CO2只進行厭氧呼吸酒精量等于CO2量只進行厭氧呼吸CO2釋放量等于O2的吸收量只進行有氧呼吸CO2釋放量大于O2的吸收量既有氧呼吸，又厭氧呼吸；多余CO2來自厭氧呼吸酒精量小于CO2量既有氧呼吸，又厭氧呼吸，多余的CO2來自有有氧呼吸(10).酵母菌是兼性生物，即可進行需氧呼吸也可進行厭氧呼吸。如圖：從B到A隨O2濃度降低，酵母菌進行乙醇發酵越旺盛。從B到C隨O2濃度升高，酵母菌進行需氧呼吸越旺盛。要儲存農產品，最好將氧氣濃度調節至B點。5、光合作用的基本過程II(1) 葉綠素a（類囊體薄膜）葉綠素 葉綠素b 主要吸收紅橙光和藍紫光葉綠體中色素 胡蘿卜素類胡蘿卜素葉黃素 主要吸收藍紫光色素的功能：吸收、傳遞和轉化光能。(2)條件：需要光場所：類囊體薄膜光能 產物：NADPH、ATP和O2光能光合作用的過程光反應階段過程：H2O——→2e——→光系統Ⅱ（光使低能電子激發到高能電子，隨后從水中補充；高能電子＋ADP＋Pi—→ATP＋低能電子）—→光系統Ⅰ（光使低能電子激發到高能電子，隨后從光系統Ⅱ中補充；2e—＋H+＋NADP+—→NADPH。）該過程中最初電子供體是H2O，最終電子受體是NADP+。光合作用的過程條件：有沒有光都可以進行碳反應階段場所：葉綠體基質 產物：糖類等有機物和五碳化合物 過程：（1）CO2的固定：1分子C5和CO2生成2分子C3（2）C3的還原：C3在NADPH和ATP作用下，生成三碳糖，一部分三碳糖繼續合成淀粉、蛋白質、脂質，一部分三碳糖又形成C5，一部分三碳糖運出葉綠體，合成蔗糖，供所有細胞利用。光光反應階段與碳反應階段既區別又緊密聯系，是缺一不可的整體，光反應為碳反應提供[H]和ATP，碳反應為光反應提供ADP、Pi、NADP+。光葉綠體(3)光合作用總反應式：6CO2+12H2O*——→葉綠體C6H12O6+6H2O+6O2*(4)葉綠體色素的提取和分離：層析的結果：四條色素帶從上往下依次為：橙黃色（胡蘿卜素）→黃色（葉黃素）→藍綠色（葉綠素a）→黃綠色（葉綠素b）；擴散最快胡蘿卜素；擴散最慢葉綠素b；含量最多葉綠素a；含量最少胡蘿卜素；研磨時加入二氧化硅和碳酸鈣的作用是：二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸鈣可防止研磨時色素被破壞。用培養皿蓋住小燒杯和用棉塞塞緊試管口的原因是因為層析液中的丙酮是一種有揮發性的有毒物質。濾紙上的濾液細線不能觸及層析液的原因：防止濾液細線中的色素被層析液溶解。6、影響光合作用速率的環境因素II光照強度、CO2濃度、溫度、土壤中的礦物質、水等，都是影響光合作用強度的外界因素。可通過適當增強光照強度、增加CO2濃度等提高產量。(1)光照強度：在一定的光強范圍內，植物的光合作用速率隨光照強度的增強而增強，當光照強度上升到某一數值后，光合作用速率不再繼續提高時，稱為光飽和點。如圖：Q為光飽和點，P表示此時光合作用量=呼吸作用量。(2)CO2濃度：在一定CO2濃度范圍內，植物的光合作用速率隨CO2濃度的增加而增強，當CO2濃度超過某一數值后，光合作用速率不再繼續提高。(3)溫度：在一定溫度范圍內，植物的光合作用速率隨溫度的升高而增強，當溫度超過某一數值后，光合作用速率反而降低。(4)自養生物：可將CO2、H2O等無機物合成葡萄糖等有機物，如綠色植物，硝化細菌、藍藻。異養生物：不能將CO2、H2O等無機物合成葡萄糖等有機物，只能利用現成有機物來維持自身生命活動，如許多動物、真菌、大部分細菌（如大腸桿菌）等。1-4細胞的增殖與分化1、細胞的生長和增殖的周期性I細胞周期指連續分裂的細胞從上一次分裂結束到下一次分裂結束所經歷的整個過程，包括分裂間期和分裂期（M期）。間期又包括G1、S（發生DNA的復制）、G2。如圖：從乙到乙代表一個細胞周期。細胞周期的特點：只有連續分裂的細胞才有細胞周期；先間期后分裂期；分裂間期長，分裂期短。連續有絲分裂有細胞周期的細胞：分生區、形成層、受精卵、癌細胞、部分干細胞、生發層。2、細胞的有絲分裂II分裂間期：完成DNA分子復制及有關蛋白質合成，染色體數目不增加，DNA加倍。一條染色體含有兩個姐妹染色單體。前期：核膜核仁逐漸消失，出現紡綞體及染色體，染色體散亂排列在細胞質中。有絲分裂 中期：染色體著絲點排列在赤道板上，染色體形態比較穩定，數目比較清晰便于觀察。分裂期后期：著絲點分裂，姐妹染色單體分離并拉向兩極，染色體數目加倍。末期：核膜，核仁重新出現，紡綞體，染色體逐漸消失。一個細胞分裂成兩個子細胞。(1)動植物細胞有絲分裂區別植物細胞動物細胞間期DNA復制，蛋白質合成（染色體復制）染色體復制，中心粒復制前期細胞兩極發生紡綞絲構成紡綞體中心體發出星射線，構成紡綞體末期赤道板位置形成細胞板，向四周擴散形成細胞壁不形成細胞板，細胞從中央向內凹陷，縊裂成兩子細胞(2)有