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高一生物必修（1）分子与细胞
diyi章 走近细胞
diyi节 从生物圈到细胞
一、相关概念、
细 胞：是生物体结构和功能的基本单位。除了病毒以外，所有生物都是由细胞构成的。细胞是地球上Z基本的生命系统
二、生命系统的结构层次： 细胞→组织→器官→系统（植物没有系统）→个体→种群
→群落→生态系统→生物圈
种群：一个区域中，同种生物全部个体的集合。如：一片草地中全部的车前草。注意：鱼、鸟、羊、杂草这些不是一种生物而是一类生物。
群落：一个区域中全部种群或全部生物的集合。群落应该包括动物、植物和各种微生物。如： 一块枯木上全部的生物。
生态系统：由群落以及它们生活的无机环境组成。如：一块枯木及枯木上生活的所有生物。
第二节 细胞的多样性和统一性
一、细胞种类：根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核，把细胞分为原核细胞和真核细胞
二、原核细胞和真核细胞的比较：
1、原核细胞：细胞较小，无核膜、无核仁，没有成形的细胞核；遗传物质（一个环状DNA分子）集中的区域称为拟核；没有染色体，DNA 不与蛋白质结合；只有核糖体一种细胞器；有细胞壁，成分与真核细胞不同。
2、真核细胞：细胞较大，有核膜、有核仁、有真正的细胞核；有一定数目的染色体（DNA与蛋白质结合而成）；一般有多种细胞器。
3、原核生物：由原核细胞构成的生物。如：蓝藻、细菌—菌字前面有“杆”“球”“螺、螺旋”“弧”字的都是原核生物。如硝化细菌、乳酸（杆）菌、大肠杆菌、肺炎双球菌、放线菌、支原体等都属于原核生物。
4、真核生物：由真核细胞构成的生物。如动物(草履虫、变形虫)、植物、真菌（酵母菌、霉菌、蘑菇）等。
三、细胞学说的建立：
1、1665 英国人虎克是diyi次描述了植物细胞的构造并用细胞命名。
2、19世纪30年代德国人施莱登、施旺提出：一切植物、动物都是由细胞组成的，细胞是一切动植物的基本单位。这一学说即“细胞学说”，它揭示了生物体结构的统一性。
四、显微镜的使用
1 目镜和物镜的区别：物镜有螺旋，目镜无；物镜是高倍长低倍短，目镜相反
2 低倍镜的视野大，通过的光多、视野光亮，放大的倍数小；高倍镜的视野小，通过的光少、视野黑暗，但放大的倍数高。
3 观察时候先低倍镜（视野大容易找目标），再高倍镜观察（放大倍数大，观察清晰）
4 转到高倍镜后不能再转动粗准焦螺旋
5 放大倍数=物镜的放大倍数×目镜的放大倍数
6 调节视野光暗主要是调节反光镜和光圈
第二章 组成细胞的分子
diyi节 细胞中的元素和化合物
一、1、生物界与非生物界具有统一性：组成细胞的化学元素在非生物界都可以找到
2、生物界与非生物界存在差异性：组成生物体的化学元素在细胞内的含量与在非生物界中的含量明显不同
二、组成生物体的化学元素有20多种：

大量元素：C、 O、H、N、S、P、Ca、Mg、K等；
微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo；
基本元素：C；
主要元素；C、 O、H、N、S、P；
细胞含量Z多4种元素：C、 O、H、N；
水
无机物 无机盐
组成细胞 蛋白质
的化合物 脂质
有机物 糖类
核酸
三、在活细胞中/鲜重含量Z多的化合物是水（85％-90％）；含量Z多的有机物是蛋白质（7％-10％）；或干重含量Z多的化合物也是蛋白质；占细胞鲜重比例Z大的化学元素是O、占细胞干重比例Z大的化学元素是C。
第二节 生命活动的主要承担者------蛋白质
一、相关概念：
氨 基 酸：蛋白质的基本组成单位 ，组成蛋白质的氨基酸约有20种。
脱水缩合：一个氨基酸分子的氨基（—NH2）与另一个氨基酸分子的羧基（—COOH）相连接，同时失去一分子水。
肽 键：肽链中连接两个氨基酸分子的化学键（—NH—CO—）。
二 肽：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物，只含有一个肽键。
多 肽：由三个或三个以上的氨基酸分子缩合而成的链状结构。
肽 链：多肽通常呈链状结构，叫肽链。
二、氨基酸分子通式：
　 NH2
︱
　　　　　　　　R — C H —COOH
三、 氨基酸结构的特点：每种氨基酸分子至少含有一个氨基（—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（如：有—NH2和—COOH但不是连在同一个碳原子上不叫氨基酸）；R基的不同导致氨基酸的种类不同。
四、蛋白质多样性的原因是：组成蛋白质的氨基酸数目、种类、排列顺序不同，多肽链空间结构千变万化。
五、蛋白质的主要功能（生命活动的主要承担者）：
① 构成细胞和生物体的重要物质，如肌动蛋白；
② 催化作用：如酶；
③ 调节作用：如胰岛素、生长激素；
④ 免疫作用：如抗体，抗原；
⑤ 运输作用：如红细胞中的血红蛋白。
六、有关计算：
① 肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数目 — 肽链数
② 至少含有的羧基（—COOH）或氨基数（—NH2） = 肽链数
统计羧基和氨基数的具体数目时应注意R基上有没羧基或氨基数有的话应加上该数目
第三节 遗传信息的携带者------核酸
一、核酸的种类：脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）
二、核 酸：是细胞内携带遗传信息的物质，对于生物的遗传、变异和蛋白质的合成具有重要作用。
三、组成核酸的基本单位是：核苷酸，是由一分子磷酸、一分子五碳糖（DNA为脱氧核糖、RNA为核糖）和一分子含氮碱基组成 ；组成DNA的核苷酸叫做脱氧核苷酸，组成RNA的核苷酸叫做核糖核苷酸。
四、DNA所含碱基有：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）
RNA所含碱基有：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）、尿 嘧 啶（U）
五、核酸的分布：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。
第四节 细胞中的糖类和脂质
一、相关概念：
糖类：是主要的能源物质；主要分为单糖、二糖和多糖等
单糖：是不能再水解的糖。如葡萄糖。
二糖：是水解后能生成两分子单糖的糖。
多糖：是水解后能生成许多单糖的糖。多糖的基本组成单位都是葡萄糖。
可溶性还原性糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖等
二、糖类的比较：
分类 元素 常见种类 分布 主要功能
单糖 C

H

O 核糖 动植物 组成核酸
脱氧核糖
葡萄糖 重要能源物质
二糖 蔗糖 植物 ∕
麦芽糖
乳糖 动物
多糖 淀粉 植物 植物贮能物质
纤维素 细胞壁主要成分
糖原（肝糖原、肌糖原） 动物 动物贮能物质

三、脂质的比较：
分类 元素 常见种类 功能
脂质 脂肪 C、H、O ∕ 1、主要储能物质
2、保温
3、减少摩擦，缓冲和减压
磷脂 C、H、O
（N、P） ∕ 细胞膜的主要成分
固醇 胆固醇 与细胞膜流动性有关
性激素 维持生物第二性征，促进生殖器官发育
维生素D 有利于Ca、P吸收
注意：脂质中的氧含量少于糖类，氢含量高于糖类，所以脂质氧化分解需要消耗更多的氧气放出的能量也比糖类多
细胞中三大能源物质的使用顺序：糖类——脂肪——蛋白质
第五节 细胞中的无机物
一、有关水的知识要点
存在形式 含量 功能 联系
水 自由水 约95％ 1、良好溶剂
2、参与多种化学反应
3、运送养料和代谢废物 它们可相互转化；代谢旺盛时自由水含量增多，反之，含量减少。
结合水 约4.5％ 细胞结构的重要组成成分
二、无机盐（绝大多数以离子形式存在）功能：
①、构成某些重要的化合物，如：叶绿素、血红蛋白等
②、维持生物体的生命活动（如动物缺钙会抽搐）
③、维持酸碱平衡，调节渗透压。
实验：
一 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1 斐林试剂：还原糖（葡萄糖、果糖、麦芽糖）加热反应生成砖红色沉淀
注意：蔗糖是非还原糖
2 脂肪：苏丹Ⅲ（橘黄色）或苏丹Ⅳ（红色）观察前需要用酒精洗去浮色
3 蛋白质：双缩脲试剂（紫色）
4 淀粉：碘液（蓝色）
注意：斐林试剂是甲液和乙液等量混合后再注入；双缩脲试剂是先加A液再加B液
二 观察DNA和RNA的分布
1 DNA—甲基绿—绿色； RNA—吡罗红—红色
2 实验中盐酸的作用：改变细胞膜的通透性加速染料进入细胞；使DNA和蛋白质分离
第三章 细胞的基本结构
diyi节 细胞膜------系统的边界
一、细胞膜的成分：脂质（主要是磷脂还有少量固醇）和蛋白质（与细胞的功能有关），还有少量糖类
二、细胞膜的功能：
①、将细胞与外界环境分隔开 ②、控制物质进出细胞 ③、进行细胞间的信息交流（糖蛋白与细胞的识别有关）
三、植物细胞还有细胞壁，主要成分是纤维素和果胶，对细胞有支持和保护作用；其性质是全透性的。
第二节 细胞器----系统内的分工合作
一、相关概念：
细 胞 质：在细胞膜以内、细胞核以外的原生质，叫做细胞质。细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。
细胞质基质：细胞质内呈液态的部分是基质。是细胞进行新陈代谢的主要场所。
细 胞 器：细胞质中具有特定功能的各种亚细胞结构的总称。
二、八大细胞器的比较：
1、线粒体：（呈粒状、棒状，具有双层膜，普遍存在于动、植物细胞中，内有少量DNA和RNA内膜突起形成嵴，内膜、基质和基粒中有许多种与有氧呼吸有关的酶），线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，生命活动所需要的能量，大约95%来自线粒体，是细胞的“动力车间”
2、叶绿体：（呈扁平的椭球形或球形，具有双层膜，主要存在绿色植物叶肉细胞里），叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”，（含有叶绿素和类胡萝卜素，还有少量DNA和RNA，叶绿素分布在基粒片层的膜上。在片层结构的膜上和叶绿体内的基质中，含有光合作用需要的酶）。
3、核糖体：椭球形粒状小体，有些附着在内质网上，有些游离在细胞质基质中。是细胞内将氨基酸合成蛋白质的场所。
4、内质网：由膜结构连接而成的网状物。是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”
5、高尔基体：在植物细胞中与细胞壁的形成有关，在动物细胞中与蛋白质（分泌蛋白）的加工、分类运输有关。
6、ZX体：每个ZX体含两个ZX粒，呈垂直排列，存在于动物细胞和低等植物细胞，与细胞的有丝分裂有关。
7、液泡：主要存在于成熟植物细胞中，液泡内有细胞液。化学成分：有机酸、生物碱、糖类、蛋白质、无机盐、色素等。有维持细胞形态、储存养料、调节细胞渗透吸水的作用。
8、溶酶体：有“消化车间”之称，内含多种水解酶，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。
双层膜的细胞器：线粒体、叶绿体
没有膜的细胞器：ZX体、核糖体
单层膜的细胞器：内质网、高尔基体、液泡、溶酶体
动植物细胞中都有：线粒体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体
植物细胞特有：叶绿体、液泡
动物细胞、某些低等植物细胞中有：ZX体
三、分泌蛋白的合成和运输：
核糖体（合成肽链）→内质网（加工成具有一定空间结构的蛋白质）→高尔基体（进一步修饰加工）
→囊泡→细胞膜→细胞外
四、生物膜系统的组成：包括细胞器膜、细胞膜和核膜等。强调膜与膜之间的联系
第三节 细胞核----系统的控制ZX
一、细胞核的功能：是遗传信息库（遗传物质储存和复制的场所），是细胞代谢和遗传的控制ZX；
二、细胞核的结构：
1、染色质：由DNA和蛋白质组成，染色质和染色体是同样物质在细胞不同时期的两种存在状态。
2、核 膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开。
3、核 仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
4、核 孔：实现细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流。
实验：
观察叶绿体和线粒体：叶绿体本身是绿色不需要染色
线粒体需要用健那绿（专一性染线粒体的活细胞染料）染成蓝绿色
提取细胞膜用的实验材料：哺乳动物成熟的红细胞（无核膜、细胞器膜的影响）
第四章 细胞的物质输入和输出
diyi节 物质跨膜运输的实例
一、渗透作用：水分子（溶剂分子）通过半透膜的扩散作用。
二、原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
三、发生渗透作用的条件：
1、具有半透膜
2、膜两侧有浓度差
四、细胞的吸水和失水：
外界溶液浓度＞细胞内溶液浓度→细胞失水
外界溶液浓度＜细胞内溶液浓度→细胞吸水
第二节 生物膜的流动镶嵌模型
一、散格和尼克森流动镶嵌模型： 磷脂 蛋白质 糖类
↓ ↓ ↓
磷脂双分子层 “镶嵌蛋白” 糖被（与细胞识别有关）
（膜基本支架）
二、
结构特点：具有一定的流动性
细胞膜
（生物膜） 功能特点：选择透过性

第三节 物质跨膜运输的方式
一、自由扩散、协助扩散和主动运输的比较：
比较项目 运输方向 是否要载体 是否消耗能量 代表例子
自由扩散 高浓度→低浓度 不需要 不消耗 O2、CO2、H2O、乙醇、甘油等脂溶性物质
协助扩散 高浓度→低浓度 需要 不消耗 葡萄糖进入红细胞等
主动运输 低浓度→高浓度 需要 消耗 氨基酸、各种离子等

二、离子和小分子物质主要以被动运输（自由扩散、协助扩散）和主动运输的方式进出细胞；大分子和颗粒物质进出细胞的主要方式是胞吞作用和胞吐作用。
第五章 细胞的能量供应和利用
diyi节 降低化学反应活化能的酶
一、相关概念：
酶：是活细胞所产生的具有催化作用的一类有机物。
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。
二、酶的来源和功能：
来源：活细胞所产生
功能：降低化学反应活化能，提高化学反应速率
三、酶的本质：大多数酶的化学本质是蛋白质（合成酶的场所主要是核糖体，水解酶的酶是蛋白酶），也有少数是RNA。
四、酶的特性：
①、GX性：催化效率比无机催化剂高许多。
②、专一性：每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。
③、酶需要较温和的作用条件：在Z适宜的温度和pH下，酶的活性Z高。温度和pH偏高和偏低，酶的活性都会明显降低。（高温、过酸、过碱都会使酶性失活，是一个不可逆的过程；低温只是降低酶的活性，恢复温度酶的活性能恢复）
第二节 细胞的能量“通货”-----ATP
一、ATP的结构简式：ATP是三磷酸腺苷的英文缩写，结构简式：A－P～P～P，其中：A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表高能磷酸键，－代表普通化学键。
注意：ATP的分子中的高能磷酸键中储存着大量的能量，所以ATP被称为高能化合物。这种高能化合物化学性质不稳定，在水解时，由于高能磷酸键的断裂，释放出大量的能量。
二、ATP与ADP的转化：
酶
这个反应是一个不可逆反应（能量是不可循环的）
三、ATP的来源：动物——呼吸作用 植物——呼吸作用和光合作用
四、能源物质的总结：
主要的能源物质：糖类
能源物质：糖类、脂肪、蛋白质
直接的能源物质：ATP
Z终的能量来源：光能
主要的储能物质：脂肪
第三节ATP的主要来源------细胞呼吸
一、相关概念：
1、呼吸作用（也叫细胞呼吸）：指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，Z终生成二氧化碳或其它产物，释放出能量并生成ATP的过程。根据是否有氧参与，分为：有氧呼吸和无氧呼吸
实质：分解有机物，释放能量。生成ATP
2、有氧呼吸：指细胞在有氧的参与下，通过多种酶的催化作用下，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放出大量能量，生成ATP的过程。
3、无氧呼吸：一般是指细胞在无氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物（酒精、CO2或乳酸），同时释放出少量能量的过程。
4、发酵：微生物（如：酵母菌、乳酸菌）的无氧呼吸。
二、有氧呼吸的总反应式：
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 能量
三、无氧呼吸的总反应式：
C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+ 2CO2 + 少量能量
或
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 少量能量
四、有氧呼吸过程（主要在线粒体中进行）：
场所 发生反应 产物
diyi阶段 细胞质
基质
丙酮酸、[H]、释放少量能量，形成少量ATP
第二阶段 线粒体
基质
CO2、[H]、释放少量能量，形成少量ATP
第三阶段 线粒体
内膜
生成H2O、释放大量能量，形成大量ATP
五、有氧呼吸与无氧呼吸的比较：
呼吸方式 有氧呼吸 无氧呼吸

不
同
点 场所 细胞质基质，线粒体基质、内膜 细胞质基质
条件 氧气、多种酶 无氧气参与、多种酶
物质变化 葡萄糖彻底分解，产生
CO2和H2O 葡萄糖分解不彻底，生成乳酸或酒精等
能量变化 释放大量能量（1161kJ被利用，其余以热能散失），形成大量ATP 释放少量能量，形成少量ATP
两种呼吸的原料都是葡萄糖
检测酒精的产生：在酸性条件下橙色的重铬酸钾和酒精反应变成灰绿色
六、影响呼吸速率的外界因素：
1、温度：温度通过影响细胞内与呼吸作用有关的酶的活性来影响细胞的呼吸作用。
温度过低或过高都会影响细胞正常的呼吸作用。在一定温度范围内，温度越低，
细胞呼吸越弱；温度越高，细胞呼吸越强。
2、氧气：氧气充足，则无氧呼吸将受YZ；氧气不足，则有氧呼吸将会减弱或受YZ。

3、水分：一般来说，细胞水分充足，呼吸作用将增强。但陆生植物根部如长时间受水浸没，
根部缺氧，进行无氧呼吸，产生过多酒精，可使根部细胞坏死。
4、CO2：环境CO2浓度提高，将YZ细胞呼吸，可用此原理来贮藏水果和蔬菜。
七、呼吸作用在生产上的应用：
1、作物栽培时，要有适当措施保证根的正常呼吸，如疏松土壤等。
2、粮油种子贮藏时，要风干、降温，降低氧气含量，则能YZ呼吸作用，减少有机物消耗。
3、水果、蔬菜保鲜时，要低温或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度，YZ呼吸作用。
实验：色素的提取和分离
二氧化硅的作用：帮助充分研磨
碳酸钙的作用：防止色素被破坏
滤纸上由上到下色素的顺序：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）
第四节 能量之源----光与光合作用
一、相关概念：
1、光合作用：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，并释放出氧气的过程
二、光合色素（在类囊体的薄膜上）：
叶绿素a (蓝绿色）
叶绿素 主要吸收红光和蓝紫光
叶绿素b (黄绿色）
色素
胡萝卜素 （橙黄色）
类胡萝卜素 主要吸收蓝紫光
叶黄素 （黄色）
三、产物中各物质的来源（同位素标记法研究）
C—CO2 H—H2O O—CO2 O2—H2O
四、叶绿体的功能：
叶绿体是进行光合作用的场所。在类囊体的薄膜上分布着具有吸收光能的光合色素，在类囊体的薄膜上和叶绿体的基质中含有许多光合作用所必需的酶。
五、影响光合作用的外界因素主要有：
1、光照强度：在一定范围内，光合速率随光照强度的增强而加快，超过光饱合点，光合速率反而会下降。
2、温度：温度可影响酶的活性。
3、二氧化碳浓度：在一定范围内，光合速率随二氧化碳浓度的增加而加快，达到一定程度后，光合速率维持在一定的水平，不再增加。
4、水：光合作用的原料之一，缺少时光合速率下降。
5、无机盐：缺N、Mg影响叶绿素的合成
六、光合作用的应用：
1、适当提高光照强度。
2、延长光合作用的时间。
3、增加光合作用的面积------合理密植，间作套种。
4、温室大棚用无色透明玻璃。
5、温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温。
6、温室栽培多施有机肥或放置干冰，提高二氧化碳浓度。
七、光合作用的过程：
光
反
应
阶
段 条件 光、色素、酶
场所 在类囊体的薄膜上

物质变化
水的分解：H2O → [H] + O2↑ ATP的生成：ADP + Pi → ATP
能量变化 光能→ATP中的活跃化学能
暗
反
应
阶
段 条件 酶、ATP、[H]
场所 叶绿体基质

物质变化 CO2的固定：CO2 + C5 → 2C3
C3的还原： C3 + [H] → （CH2O）

能量变化 ATP中的活跃化学能→（CH2O）中的稳定化学能

总反应式

CO2 + H2O O2 + （CH2O）

无丝分裂实例：蛙和鸟类等的红细胞
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂的制作流程：解离→漂洗→染色→制片

细胞分化的原因：基因选择性表达的结果
原癌基因和抑癌基因：原癌基因负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程；抑癌基因主要是左止细胞不正常的增殖