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高中生物必修一总结分析超详细.doc

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高中生物 必修 总结 分析 详细
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.高一生物考试重要知识点第1章 走近细胞第一节从生物圈到细胞1病毒没有细胞结构,但必须依赖(活细胞)才能生存,寄生在活细胞中,利用细胞里的物质结构基础生活,繁殖。 2生命活动离不开细胞,细胞是生物体结构和功能的(基本单位)。3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)、(生物圈)。 4血液属于(组织)层次,皮肤属于(器官)层次。 5植物没有(系统)层次,单细胞生物既可化做(个体)层次,又可化做(细胞)层次。 6地球上最基本的生命系统是(细胞)。生物圈是最大的生态系统。 7种群:在一定的区域内同种生物个体的总和。例:一个池塘中所有的鲤鱼。 8群落:在一定的区域内所有生物的总和。例:一个池塘中所有的生物。(不是所有的鱼) 9生态系统:生物群落和它生存的无机环境相互作用而形成的统一整体。 10生物圈中存在着众多的单细胞生物,单个细胞就能完成各种生命活动。许多植物和动物是多细胞生物,他们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。以细胞代谢为基础的生物与环境之间的物质和能量的交换;以细胞增殖、分化为基础的生长与发育;以细胞内基因的传递和变化为基础的遗传与变异。 第二节细胞的多样性和统一性细胞的统一性:动植物细胞基本相似结构,都具有细胞膜、细胞质、细胞核(哺乳动物、成熟的红细胞没有细胞核)。 1、 高倍镜的使用步骤:四字诀“找移转调” 1 在低倍镜下找到物象,将物象移至(视野中央), 2 转动(转换器),换上高倍镜。 3 调节(光圈)和(反光镜),使视野亮度适宜。 4 调节(细准焦螺旋),使物象清晰。2、 显微镜使用常识 1调亮视野的两种方法(放大光圈)、(使用凹面镜)。 2 高倍镜:物象(大),视野(暗),看到细胞数目(少)。 低倍镜:物象(小),视野(亮),看到的细胞数目(多)。 3 物镜:(有)螺纹,镜筒越(长),放大倍数越大。 目镜:(无)螺纹,镜筒越(短),放大倍数越大。放大倍数越大 视野范围越小 视野越暗 视野中细胞数目越少 每个细胞越大 放大倍数越小 视野范围越大 视野越亮 视野中细胞数目越多 每个细胞越小 4放大倍数=物镜的放大倍数х目镜的放大倍数 5一行细胞的数目变化可根据视野范围与放大倍数成反比 计算方法:个数×放大倍数的比例倒数=最后看到的细胞数 如:在目镜10×物镜10×的视野中有一行细胞,数目是20个,在目镜不换物镜换成40×,那么在视野中能看见多少个细胞? 20×1/4=5 6圆行视野范围细胞的数量的变化可根据视野范围与放大倍数的平方成反比计算 如:在目镜为10×物镜为10×的视野中看见布满的细胞数为20个,在目镜不换物镜换成20×,那么在视野中我们还能看见多少个细胞? 20×(1/2)2=5 污物位置的判断:首先轻微移动载玻片,而目镜不要动(不要转动目镜),此时假如污物动了,那说明污物在装片上。 假如此时污物没有动,那再轻轻转动目镜,这时假如污物动了,那肯定在目镜上。而这时假如污物还是没有动,那说明污物肯定是在物镜上了。三、原核生物与真核生物:科学家根据细胞内有无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。 原核生物:蓝藻、细菌(球、杆、螺旋、弧菌、乳酸菌)、放线菌、衣原体、支原体(没有细胞壁, 最小的细胞生物)、立克次氏体 (一藻二菌三体)真核生物:植物、动物、真菌(蘑菇、酵母菌、霉菌、大型真菌)病毒非真非原。 蓝藻:发菜、颤藻、念珠藻、蓝球藻。蓝藻没有成型的细胞核,有拟核——环状DNA分子。 蓝藻细胞质:含蓝藻素和叶绿素(物质基础),能进行光合作用(自养生物);核糖体。 细菌中的绝大多数种类是营腐生或寄生生活的异氧生物。 原核细胞具有与真核细胞相似的细胞膜和细胞质,没有有核膜包被的细胞核,也没有染色体,但有一个环状的DNA分子,位于细胞内特定的区域,这个区域叫拟核。 比较项目原核细胞真核细胞细胞大小一般较小一般较大细胞核无核膜、核仁和染色体,有大型环状DNA(拟核)有成形的细胞核,有核膜、核仁和染色体细胞壁主要成份为肽聚糖植物细胞:纤维素和果胶 真菌细胞:几丁质细胞器只有核糖体有各种细胞器细胞分裂二分裂主要为有丝分裂实例细菌、放线菌、蓝藻、支原体、衣原体、立克次氏体。动物、植物 、真菌、原生生物。注意:原核生物和真核生物的本质区别是:有无核膜包被的细胞核。细胞学说1创立者:(施莱登,施旺)对动植物细胞的研究而揭示细胞的统一性和生物体结构统一性。2细胞的发现者及命名者:英国科学家 罗伯特.虎克 3内容要点: (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所组成。 (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。魏尔肖补充:新细胞可以从老细胞中产生应改为细胞通过分裂产生新细胞。 细胞学说的意义: 1、揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性,使人们认识到各种生物之间存在共同的结构基础。 2、揭示了生物间存在着一定的亲缘关系。3、细胞学说的建立标志着生物学的研究进入到细胞水平,极大地促进了生物学的研究进程。 第二章组成细胞的元素和化合物第1节 细胞中的元素和化合物 1、 生物界与非生物界 统一性:元素种类大体相同 差异性:元素含量有差异 2、 组成细胞的元素(常见20多种) 无论是大量元素还是微量元素,都是生物体所必须的。对于维持生物体生命活动都有重要的作用。生物体的元素全部来源于无机自然界。生物体中的元素都能在自然界找到,自然界中的元素不一定能在生物体中找到。大量元素:C H O N P S K Ca Mg (口诀:他请杨丹留人盖美家)。微量元素: Zn 、Mo、Cu、B、Fe、Mn(口诀:铁猛碰新木桶) 主要元素:C、H、O、N、P、S 含量最高的四种元素:C、H、O、N(基本元素) 最基本元素:C(干重下含量最高) 质量分数最大的元素:O(鲜重下含量最多的是水) 数量最多的元素:H 3组成细胞的化合物 无机化合物:水(鲜重下含量最多),无机盐 有机化合物:糖类,脂质,蛋白质(干重中含量最高的化合物),核酸 高中生物物质检测的试剂总结待检测物质检测试剂颜色反应注意事项还原糖 (葡萄糖、果糖、麦芽糖)斐林试剂砖红色沉淀甲液(NaOH)与乙液(CuSO4)等量混合后再注入试管,与待测物混合,并水浴50-65度加热。脂肪苏丹Ⅲ橘黄色将待测物染色后,需用5%的酒精洗去浮色,以免影响检测效果。苏丹Ⅳ红色蛋白质双缩脲紫色先在试管中加入A液(NaOH)与样品充分混合,再注入B液(CuSO4),不需要加热。染色体染色质龙胆紫紫色统称为碱性染料醋酸洋红红色DNA甲基绿绿色需在显微镜下观察 ,本试剂用于寻找DNA的位置。二苯胺蓝色试剂与带检物混合后需沸水浴加热,本试剂用于判断DNA的有无。RNA吡罗红红色本试剂用于寻找RNA的位置。淀粉碘液蓝色线粒体健那绿蓝绿色活体染色剂二氧化碳溴麝香草酚蓝由蓝变绿再 变黄酸碱指示剂氢氧化钙溶液(澄清石灰水)溶液变浑浊酒精(乙醇)重铬酸钾橙色变灰绿色酸性条件 第二节 生命活动的主要承担者——蛋白质蛋白质是组成细胞的有机物中含量最多的。元素组成:C H O N(有的含N P S Fe等) 基本单位:氨基酸 一 氨基酸及其种类 氨基酸是组成蛋白质的基本单位(或单体)。 种类:在生物体中组成蛋白质的氨基酸约20种 通式: 有8种氨基酸是人体细胞不能合成的(婴儿有9种),必须从外界环境中直接获取,叫必需氨基酸。八种必需氨基酸为:缬氨酸,异亮氨酸,甲硫氨酸,色氨酸,苏氨酸,赖氨酸,苯丙氨酸,亮氨酸。口诀:甲携来一本亮色书。另外12种氨基酸是人体能够合成的,叫非必需氨基酸。 结构要点:每种氨基酸都至少含有一个氨基(-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。氨基酸的种类由R基(侧链基团)决定。 二 蛋白质的结构 氨基酸分子相互结合的方式是:一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接,同时脱去一分子水,这种结合方式叫做脱水缩合。连接两个氨基酸分子的化学键(—NH—CO—)叫做肽键。有两个氨基酸分子缩合而成的化合物,叫做二肽。有三个氨基酸分子缩合而成的化合物,叫做三肽。有多个氨基酸分子缩合而成的化合物,叫做多肽。肽链能盘曲、折叠、形成有一定空间结构的蛋白质分子。三 蛋白质分子多样性的原因 构成蛋白质的氨基酸的种类,数目,排列顺序,以及蛋白质的空间结构不同导致蛋白质结构多样性。蛋白质结构多样性导致蛋白质的功能的多样性。 四 蛋白质的功能 1. 构成细胞和生物体结构的重要物质(肌肉毛发)2. 催化细胞内的生理生化反应) 3. 运输载体(血红蛋白) 4. 传递信息,调节机体的生命活动(胰岛素) 免疫功能( 抗体) 物 相关计算规律方法三大类计算:(1) 蛋白质的相对分子质量、氨基酸数、氨基数、羧基数、肽链数、肽键数、脱水数的计算。(2) 多肽中各原子数的计算。(3) 多肽种类的计算。1、 构成生物体的蛋白质的20种氨基酸的结构通式为: 根据R基的不同分为不同的氨基酸。 氨基酸分子中,至少含有一个-NH2和一个-COOH位于同一个C原子上,由此可以判断是否属于构成蛋白质的氨基酸。 2、 公式:肽键数=失去H2O数=aa数-肽链数(不包括环状)n个氨基酸脱水缩合形成m条多肽链时,共脱去(n-m)个水分子,形成(n-m)个肽键。 至少存在m个-NH2和m个-COOH,具体还要加上R基上的氨(羧)基数。 形成的蛋白质的分子量为nx氨基酸的平均分子量-18(n-m) 3、 氨基酸数=肽键数+肽链数 4、 蛋白质总的分子量=组成蛋白质的氨基酸总分子量-脱水缩合反应脱去的水的总分子量 第3节 遗传信息的携带者——核酸 一 核酸的分类 细胞生物含两种核酸:DNA和RNA 病毒只含有一种核酸:DNA或RNA 核酸包括两大类:一类是脱氧核糖核酸(DNA);一类是核糖核酸(RNA)。 2、 核酸的结构 1、 核酸是由核苷酸连接而成的长链(C H O N P)。DNA的基本单位脱氧核糖核苷酸,RNA的基本单位核糖核苷酸。核酸初步水解成许多核苷酸。2、 基本组成单位:核苷酸(核苷酸由一分子五碳糖、一分子磷酸、一分子含氮碱基组成)。根据五碳糖的不同,可以将核苷酸分为脱氧核糖核苷酸(简称脱氧核苷酸)和核糖核苷酸。 3、 DNA由两条脱氧核苷酸链构成。RNA由一条核糖核苷酸连构成。 4、 核酸中的相关计算: (1) 若是在含有DNA和RNA的生物体中,则碱基种类为5种;核苷酸种类为8种。 (2) DNA的碱基种类为4种;脱氧核糖核苷酸种类为4种。 (3) RNA的碱基种类为4种;核糖核苷酸种类为4种。 类别DNARNA名称脱氧核糖核酸核糖核酸基本单位脱氧核糖核苷酸(4种) 腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸核糖核苷酸(4种)鸟嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸碱基腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)腺嘌呤(A)、 鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)五碳糖脱氧核糖核糖磷酸相同3、 核酸的功能: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。 观察DNA和RNA在细胞中分布实验原理: 1. 甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同,甲基绿使DNA呈现绿色,吡罗红使RNA呈现红色。利用甲基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染色,可以显示DNA和RNA在细胞中的分布。 2. 盐酸能够改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,同时使染色休中的DNA和蛋白质分离,有利于DNA与染色剂结合。;②30℃水浴保温5min,作用为配合盐酸水解,盐酸浓度,水浴温度和保温时间都会影响水解效果,如水解度过低会影响后面染色效果,解度过高则会严重破坏细胞结构,干扰DNA和RNA观察;盐酸水解的作用是"加速"和"有利于",该步骤可以省略,但会增加染色环节时间. 水解当中,主要是质量分数为8%的盐酸起作用。 盐酸的作用:1.使染色体中的蛋白质和DNA分离,易于染色(主)。 2.使细胞膜的通透性改变,染色剂更易进入细胞,进而加快 染色速度。 烘干的作用:利于细胞贴在载玻片上,而不至于在水解和冲洗装片的过程 中滑入溶液中(杀死细胞并不是烘干的本质意图)。 1、 1、原理与解析 (1)真核细胞的DNA主要分布在细胞核内,RNA主要分布在细胞质中。 2)甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同,甲基绿对DNA亲和力强,使DNA显现出绿色,而吡罗红对RNA的亲和力强,使RNA呈现出红色。用甲基绿、吡罗红的混合染色剂将细胞染色,可同时显示DNA和RNA在细胞中的分布。 3)盐酸的作用 ① 盐酸能改变细胞膜的通透性,加速染色剂的跨膜运输; ② 盐酸使染色体中的DNA与蛋白质分离,便于DNA与染色剂的结合。 2、 注意事项 1.材料的选择 ① 选用的实验材料既要容易获得,又要便于观察; ② 常用的观察材料由人的口腔上皮细胞、洋葱鳞片叶表皮细胞(为避免原有颜色的干扰,不可使用紫色表皮细胞) 2. 取材要点 ① 取口腔上皮细胞之前,应先漱口,以避免装片中出现太多的杂质; ② 取洋葱表皮细胞时,尽量避免材料上带有叶肉组织细胞。 3. 冲洗载玻片时用缓水流,切忌直接用水龙头冲洗。 4. 安全要点 ① 用酒精灯烘烤载玻片时,不要只集中于材料处,而应将载玻片在火焰上来回移动,使载玻片均匀受热,以免破裂; ② 烘烤后的载玻片不要马上放入盛有稀盐酸的烧杯中,最好先自然冷却1分钟。 5. 换用高倍镜观察材料时,只能用细准焦螺旋进行调焦,切不可动粗准焦螺旋。 主要步骤(以观察口腔上皮细胞为例) 1. 取材 ① 滴: 在洁净的载玻片上滴一滴质量分数为0.9%的NaCl溶液; ② 刮: 用消毒牙签在口腔内侧壁上轻轻地刮几下; ③ 涂: 将牙签上的碎屑涂抹在载玻片的生理盐水中; ④ 烘: 将涂有口腔上皮细胞的载玻片在酒精灯的火焰上烘干。 2. 水解 ① 解: 将烘干的载玻片放入装有30ml质量分数为8%的盐酸的小烧杯中,进行材料的水解; ② 保: 将小烧杯放入装有30℃温水的大烧杯中保温5分钟。 3. 3.冲洗涂片 ① 冲: 用缓缓的蒸馏水冲洗载玻片10秒钟; ② 吸: 用吸水纸吸去载玻片上的水分。 4. 4.染色 ① 染:用2滴吡罗红甲基绿混合染色剂滴在载玻片上,染色5分钟; ② 吸: 吸去多余染色剂; ③ 盖: 盖上盖玻片。 5. 观察 ① 低: 在低倍物镜下,寻找染色均匀,色泽浅的区域,移至视野中央,将物像调节清晰; ② 高: 转到高倍物镜,调节细准焦螺旋,观察细胞核和细胞质的染色情况。4、 核酸分子的多样性和特异性多样性:核苷酸的数量,排列顺序不同。特异性:特定的核苷酸排列顺序代表了特定的遗传信息。第四节细胞中的糖类和脂质细胞中的糖类——主要的能源物质 组成元素C、H、O。1、 (1)糖类的分类,分布及功能:(2)糖类物质的分类:1、按糖类物质的归属分:植物特所的糖类:淀粉、纤维素、果糖、蔗糖、麦芽糖。动物特有的糖类:乳糖、糖原。动植物共有的糖类:葡萄糖、核糖、脱氧核糖。2. 按糖类物质的功能分类:主要能源物质:葡萄糖。储能物质:淀粉、糖原。参与细胞构成的物质:核糖、脱氧核糖、纤维素。注意:并非所有糖类都是能源物质,比如核糖、脱氧核糖。二、细胞中的脂质 脂质的分类 、分布及功能: 1脂肪(C、H、O)存在人和动物体内的皮下,大网膜和肠系膜等部位。动物细胞中良好的储能物质,与糖类相同质量的脂肪储存能量是糖类的2倍。 功能:①保温②减少内部器官之间摩擦③缓冲外界压力,可以保护内脏器官。 2磷脂(内脂)构成细胞膜以及各种细胞器膜重要成分。 分布:人和动物的脑、卵细胞、肝脏、大豆的种子中含量丰富。 3固醇包括:①胆固醇------构成细胞膜重要成分;参与人体血液中脂质的运输。 ②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,激发并维持第二性征。 ③维生素D------促进人和动物肠道对Ca和P的吸收。 单体和多聚体的概念:生物大分子如蛋白质是由许多氨基酸连接而成的。核酸是由许多核苷酸连接而成的。 氨基酸、核苷酸、单糖分别是蛋白质、核酸和多糖的单体,而这些大分子分别是单体的多聚体。 生物大分子的形成:C形成4个化学键 → 成千上万原子形成 → 碳链 → 单体 → 生物大分子 第5节 细胞中的无机盐1、 细胞中的水有两种存在形式,自由水和结合水,二者比较如下:比较项目自由水结合水概念细胞中绝大部分的水以游离的形式存在,可以自由流动。一部分水与细胞内的其他物质相结合。含量约占细胞内全部水分的95.5%约占细胞内全部水分的4.5%功能是细胞内良好溶剂 ;运输养料和废物;许多生化反应有水的参与;提供液体环境。是细胞结构的重要组成成分特点可以自由流动含量较稳定,不易散失。 自由水与结合水的关系:自由水和结合水可在一定条件下可以相互转化。细胞含水量与代谢的关系:代谢活动旺盛,细胞内自由水水含量高;代谢活动下降,细胞中结合水水含量高。 2、 细胞中的无机盐 细胞中大多数无机盐以离子的形式存在,少数与其他化合物相结合。 无机盐的作用: 1.细胞中许多有机物的重要组成成分2. 维持细胞和生物体的生命活动有重要作用 3. 维持细胞的酸碱平衡 4.维持细胞的渗透压 部分无机盐的作用 缺碘:地方性甲状腺肿大(大脖子病)、呆小症 缺钙:抽搐、软骨病,儿童缺钙会得佝偻病,老年人会骨质疏松 缺铁:缺铁性贫血 细胞是多种元素和化合物构成的生命系统。C、H、O、N等化学元素在细胞内含量丰富,是构成细胞中主要化合物的基础;以碳链为骨架的糖类、脂质、蛋白质、核酸等有机化合物,构成细胞生命大厦的基本框架;糖类和脂质提供了生命活动的重要能源;水和无机盐与其他物质一道,共同承担起构建细胞、参与细胞生命活动等重要功能。物质比较:蛋白质、核酸、糖类、脂肪。第3章 细胞的基本结构第一节 细胞膜——系统的边界 1、 研究细胞膜的常用材料:人或哺乳动物成熟红细胞选材原因:没有细胞壁 没有细胞核和众多具膜细胞器 材料易得 2、 细胞膜主要成分:脂质 约50%脂质中磷脂最丰富,蛋白质 约40% 功能越复杂的细胞膜,蛋白质种类和数量越多糖类 约2%-10% 糖脂和糖蛋白 3、 细胞膜功能: ①将细胞与环境分隔开,保证细胞内部环境的相对稳定②控制物质出入细胞(选择透过性膜)③进行细胞间信息交流 方式一:内分泌细胞产生激素,随血液到达全身各处,与靶细胞的细胞膜表面的受体结合,将信息传递给靶细胞。 方式二:相邻的两个细胞的细胞膜接触,信息从一个细胞传递给另一个细胞。例如,精子和卵细胞之间的识别和结合。 方式三:相邻的两个细胞之间形成通道,携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。例如,高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,也有信息交流的作用。 1、 制备细胞膜的方法(实验) 原理:渗透作用(将细胞放在清水中,水会进入细胞,细胞涨破,内容物流出,得到细胞膜) 选材:人或其它哺乳动物成熟红细胞,动物细胞没有细胞壁,没有细胞核和众多细胞器。 细节:取材用的是新鲜红细胞稀释液(血液加适量生理盐水) 2、 与生活联系: 细胞癌变过程中,细胞膜成分改变,产生甲胎蛋白(AFP),癌胚抗原(CEA) 3、 细胞壁 支持和保护作用植物:纤维素和果胶(原核生物:肽聚糖) 作用:支持和保护 4、 细胞膜特性: 结构特性:流动性 举例:(变形虫变形运动、白细胞吞噬细菌) 功能特性:选择透过性 举例:(腌制糖醋蒜,红墨水测定种子发芽率,判断种子胚、胚乳是否成活) 5、 细胞膜其它功能:维持细胞内环境稳定、分泌、吸收、识别、免疫 第二节 细胞器——系统内的分工合作分离各种细胞器的方法:差速离心法 1、 细胞器之间分工 (1) 双层膜 叶绿体:进行光合作用,“能量转换站”,双层膜,分布在植物的叶肉细胞。增大膜面积:很多个类囊体堆叠成基粒线粒体:细胞进行有氧呼吸的主要场所。双层膜(内膜向内折叠形成脊),分布在动植物细胞体内。增大膜面积:内膜向内折叠形成脊(2)单层膜 内质网:蛋白质合成和加工,以及脂质合成的“车间”,单层膜,动植物都有。 高尔基体:对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装,单层膜,动植物都有,参与了植物细胞壁的形成。 液泡:主要存在与植物细胞中,内有细胞液,含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质,可以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。单层膜。 溶酶体:内含有多种水解酶,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,单层膜。 (3) 无膜 核糖体:无膜,合成蛋白质的主要场所。 中心体:动物和某些低等植物的细胞,由两个相互垂直排列的中心粒及周围物质组成,与细胞的有丝分裂有关,无膜。 八大细胞器:内质网,液泡,线粒体,高尔基体,核糖体,溶酶体,叶绿体,中心体 光镜能看到:细胞质,线粒体,叶绿体,液泡,细胞壁 在细胞质中,除了细胞器外,还有呈胶质状的细胞质基质。 实验:用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体 健那绿染液是将活细胞中线粒体染色的专一性染料,可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色。 材料:新鲜的藓类的叶 2、 分泌蛋白的合成和运输 有些蛋白质是在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用,这类蛋白叫分泌蛋白。如消化酶(催化作用)、抗体(免疫)和一部分激素(信息传递) 核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜 (合成肽链) (加工成蛋白质) (进一步加工) (囊泡与细胞膜融合,蛋白质释放) 分泌蛋白从合成至分泌到细胞外,经过了哪些细胞器活细胞结构? 答:附和在内质网的核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜 内质网鼓出由膜形成的囊泡,包裹着要运输的蛋白质,离开内质网到达高尔基体,与高尔基体膜融合,成为高尔基体膜的一部分。 3、 生物膜系统 1、概念:细胞膜、核膜,各种细胞器的膜共同组成的生物膜系统 2、作用:使细胞具有稳定内部环境物质运输、能量转换、信息传递;为各种酶提供大量附着位点,是许多生化反应的场所;把各种细胞器分隔开,保证生命活动高效、有序进行。 4、 动植物细胞结构的比较项目动物细胞植物细胞不同点没有细胞壁、叶绿体,有中心体,某些低等动物有液泡有细胞壁、叶绿体、液泡,某些低等动物有中心体。相同点都有细胞膜、细胞质、细胞核。细胞质中共有的细胞器是线粒体、内质网、高尔基体、核糖体等。第三节 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。绝大多数只有一个核。 2、细胞核控制着细胞的代谢和遗传。细胞核控制细胞的分裂、分化。 细胞核的结构 核膜(双层膜,把核内物质与细胞质分开) 染色质(主要由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的载体) 核仁(与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关) 核孔(实现核质之间频繁的物质交换和信息交流) 3、细胞分裂时,细胞核解体,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。分裂结束时,染色体解螺旋,重新成为细丝状的染色质。染色质(分裂间期)和染色体(分裂时)是同样的物质在细胞不同时期的两种存在状态。 4、细胞既是生物体结构的基本单位,又是生物体代谢和遗传的基本单位。5、细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。(1)细胞核是遗传物质储存盒复制的场所(2)细胞核控制物质的合成、能量转换和信息交流,使生物体能够进行正常的细胞代谢。DNA控制蛋白质的合成,从而决定生物体的性状。 第四章细胞的物质输入和输出第一节物质跨膜运输的实例 一、渗透作用(1)渗透作用:指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。 (2)发生渗透作用的条件:①是具有半透膜 ②是半透膜两侧具有浓度差。 二、细胞的吸水和失水(原理:渗透作用) 1、动物细胞的吸水和失水 外界溶液浓度<细胞质浓度时,细胞吸水膨胀 外界溶液浓度>细胞质浓度时,细胞失水皱缩 外界溶液浓度=细胞质浓度时,水分进出细胞处于动态平衡 2、植物细胞的吸水和失水 细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。原生质层:细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。 外界溶液浓度>细胞液浓度时,细胞质壁分离。原生质层比细胞壁的伸缩性大,当细胞不断失水时,原生质层就会与细胞壁逐渐分离下来,也就是逐渐发生了质壁分离。 外界溶液浓度<细胞液浓度时,细胞质壁分离复原 外界溶液浓度=细胞液浓度时就,水分进出细胞处于动态平衡 中央液泡大小原生质层位置细胞大小蔗糖溶液变小脱离细胞壁基本不变清水逐渐恢复原来大小恢复原位基本不变 1、 质壁分离产生的条件: (1)具有大液泡 (2)具有细胞壁 (3)外界溶液浓度>细胞液浓度 2、质壁分离产生的原因: 内因:原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性 外因:外界溶液浓度>细胞液浓度 1、植物吸水方式有两种: (1)吸帐作用(未形成液泡)如:干种子、根尖分生区 (2)渗透作用(形成液泡) 二、物质跨膜运输的其他实例 1、对矿质元素的吸收 逆相对含量梯度——主动运输 对物质是否吸收以及吸收多少,都是由细胞膜上载体的种类和数量决定。2、比较几组概念 扩散:物质从高浓度到低浓度的运动叫做扩散(扩散与过膜与否无关)(如:O2从浓度高的地方向浓度低的地方运动) 渗透:水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散又称为渗透 (如:细胞的吸水和失水,原生质层相当于半透膜) 半透膜:物质的透过与否取决于半透膜孔隙直径的大小 (如:动物膀胱、玻璃纸、肠衣、鸡蛋的卵壳膜等) 选择透过性膜:细胞膜上具有载体,且不同生物的细胞膜上载体种类和数量不同,构成了对不同物质吸收与否和吸收多少的选择性。可以说细胞膜和其他生物膜都是选择性透过性膜,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、小分子和大分子不能通过。 第二节 生物膜的流动镶嵌模型 一、对生物膜结构的探索历程 膜是由脂质组成的。膜的主要成分是脂质和蛋白质。 磷酸头部亲水,脂肪酸尾部疏水。 罗伯特森→暗亮暗→蛋白质—脂质—蛋白质→静态统一结构 桑格和尼克森提出流动镶嵌模型。细胞膜具有流动性。 二、 流动镶嵌模型的基本内容 ▲磷脂双分子层构成了膜的基本支架 ▲蛋白质分子有的镶嵌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,有的横跨整个磷脂双分子层 ▲磷脂双分子层和大多数蛋白质分子可以运动。轻油般的流体,具有流动性。 细胞膜的外表有一层糖蛋白(糖被)。细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的糖脂。 组成:由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成。 作用:细胞识别、免疫反应、血型鉴定、保护润滑等。 第三节 物质跨膜运输的方式一、被动运输:物质进出细胞,顺浓度梯度的扩散,称为被动运输。 (1)自由扩散:物质通过简单的扩散作用进出细胞 (2)协助扩散:进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散 二、主动运输: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。逆浓度梯度的运输。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,排除代谢废物和有害物质。 方向 载体能量举例自由扩散高→低不需要不需要水、CO2、O2、N2、乙醇、甘油、苯、脂肪酸、维生素(水,气体小分子,脂溶性有机小分子,脂肪酸,胆固醇,性激素,维D)协助扩散高→低需要不需要葡萄糖进入红细胞主动运输低→高需要需要氨基酸、K+、Na+、Ca+等离子、葡萄糖进入小肠上皮细胞 三、大分子物质进出细胞的方式:胞吞、胞吐(如蛋白质,体现膜的流动性,需要消耗能量)四.物质运输的影响因素。第五章细胞的能量供应和利用第一节降低反应活化能的酶 一、细胞代谢与酶 1、细胞代谢的概念:细胞内每时每刻进行着许多化学反应,统称为细胞代谢.3、酶的概念:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数是蛋白质,少数是RNA。4、酶的特性:专一性,高效性,作用条件较温和(最适温度,最适pH) 5、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。机理:降低活化能。实质:降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高。 二、影响酶促反应的因素 1、 底物浓度。2、 酶浓度。3、 PH值:过酸、过碱使酶失活 4、 温度:高温使酶失活。低温降低酶的活性,在适宜温度下酶活性可以恢复。 三、实验 1、 比较过氧化氢酶在不同条件下的分解(过程见课本P79) 实验结论:酶具有催化作用,并且催化效率要比无机催化剂Fe3+高得多 控制变量法:变量、自变量因变量无关变量对照实验:除一个因素外,其余因素都保持不变的实验。 原则:对照原则,单一变量的原则。2、 影响酶活性的条件(要求用控制变量法,自己设计实验) 建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响,用过氧化氢酶探究PH对酶活性的影响。 第二节细胞的能量“通货”——ATP1、 直接给细胞的生命活动提供能量的有机物——ATP(是细胞内的一种高能磷酸化合物,中文名称叫做三磷酸腺苷) 2、ATP分子中具有高能磷酸键 ATP是三磷酸腺苷的缩写,结构式可简写成A—P~P~P,A代表腺苷,P代表磷酸集团,~代表高能磷酸键。ATP可以水解(高能磷酸键水解),远离A的~易断裂(释放能量);易形成(储存能量)。 3、ATP和ADP可以相互转化(酶的作用) ADP + Pi+ 能量 ATP ATP ADP + Pi+ 能量 ATP和ADP的相互转化时时刻不停的发生并且处于动态平衡之中。4、ATP水解时的能量用于各种生命活动。 ADP转化为ATP所需能量来源: 动物和人:呼吸作用 绿色植物:呼吸作用、光合作用 ATP的利用 吸能反应一般与ATP水解相联系;放能反应一般与ATP的合成有关。 第三节ATP 的主要来源——细胞呼吸呼吸作用的实质:细胞内有机物的氧化分解,并释放能量。 细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化塘或其他产物,释放能量并生成ATP的过程。 a. 细胞呼吸的方式 实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式 材料:新鲜的食用酵母菌(生殖快,细胞代谢旺盛,实验效果明显。) 检测酒精的产生: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。b. 有氧呼吸 有氧呼吸的主要场所是线粒体。 线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶,少量的DNA。 一般地说,线粒体均匀的分布在细胞质中,肌质体是由大量变性的线粒体组成的。 有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖,反应方程式可以简写成: 总反应式:第一阶段:细胞质基质 第二阶段:线粒体基质 第三阶段:线粒体内膜 概括的说,有氧呼吸是指细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,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。 c. 无氧呼吸 无氧呼吸的全过程可以概括为两个阶段,需要不同酶的催化,都在细胞质基质中进行。第一阶段:第二阶段:3、无氧呼吸产生酒精的生物:大部分植物,酵母菌 产生乳酸的生物:动物,乳酸菌,马铃薯块茎,玉米胚 反应场所:细胞质基质 注意:微生物的无氧呼吸也叫发酵,生成乳酸的叫乳酸发酵,生成酒精的叫酒精发酵 有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路 有氧呼吸:所释放的能量一部分用于生成ATP,大部分以热能形式散失了。 无氧呼吸:能量小部分用于生成ATP,大部分储存于乳酸或酒精中 2 有氧呼吸过程中氧气的去路:氧气用于和[H]生成水第四节能量之源——光与光合作用 一、 捕获光能的色素 叶绿体中的色素有4种,他们可以归纳为两大类: 叶绿素(约占3/4):叶绿素a(蓝绿色) 叶绿素b(黄绿色) 类胡萝卜素(约占1/4):胡萝卜素(橙黄色) 叶黄素(黄色) 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。白光下光合作用最强,其次是红光和蓝紫光,绿光下最弱。因为叶绿素对绿光吸收最少,绿光被反射出来,所以叶片呈绿色。 二、实验——绿叶中色素的提取和分离 1 实验原理:绿叶中的色素都能溶解在层析液(有机溶剂如无水乙醇和丙酮)中,且他们在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,绿叶中的色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。 2 方法步骤中需要注意的问题:(步骤要记准确) (1)研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么?二氧化硅有助于研磨得充分,碳酸钙可防止研磨中的色素被破坏。(3)滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液?防止细线中的色素被层析液溶解。(4)滤纸条上有几条不同颜色的色带?其排序怎样?宽窄如何?有四条色带,自上而下依次是橙黄色的胡萝卜素,黄色的叶黄素,蓝绿色的叶绿素a,黄绿色的叶绿素b。最宽的是叶绿素a,最窄的是胡萝卜素。 三、捕获光能的结构——叶绿体 结构:外膜,内膜,基质,基粒(由类囊体构成)。与光合作用有关的酶分布于基粒的类囊体及基质中。光合作用色素分布于类囊体的薄膜上。吸收光能的四种色素和光合作用有关的酶,就分布在类囊体的薄膜上。类囊体在基粒上。 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须的酶。四、光合作用的原理 1、光合作用的探究历程: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。 植物更新空气。 植物进行光合作用时,把光能转化成化学能储存起来。光合作用的产物除氧气外还有淀粉。 光合作用释放的氧气来自水。(同位素标记法) CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳的途径,这一途径称为卡尔文循环。3、 光合作用的过程: 总反应式:其中(CH2O)表示糖类。 根据是否需要光能,可将其分为光反应和暗反应两个阶段。 (1) 光反应阶段:必须有光才能进行 场所:类囊体薄膜上 反应式: 水的光解: ATP形成:光反应中,光能转化为ATP中活跃的化学能 (2) 暗反应阶段:有光无光都能进行 (3) 场所:叶绿体基质 CO2的固定:C3的还原:暗反应中,ATP中活跃的化学能转化为(CH2O)中稳定的化学能 五、影响光合作用的因素的应用 (1)光对光合作用的影响 ①光的波长 叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。 ②光照强度 植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加,但光照强度达到一定时,光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加 ③光照时间 光照时间长,光合作用时间长,有利于植物的生长发育。 (2)温度 温度低,光合速率低。随着温度升高,光合速率加快,温度过高时会影响酶的活性,光合速率降低。 生产上白天升温,增强光合作用,晚上降低室温,抑制呼吸作用,以积累有机物。 (3)CO2浓度 在一定范围内,植物光合作用强度随着CO2浓度的增加而增加,但达到一定浓度后,光合作用强度不再增加。 生产上使田间通风良好,供应充足的CO2 (4)水分的供应当植物叶片缺水时,气孔会关闭,减少水分的散失,同时影响CO2进入叶内,暗反应受阻,光合作用下降。 生产上应适时灌溉,保证植物生长所需要的水分。 六、化能合成作用 概念:自然界中少数种类的细菌,虽然细胞内没有叶绿素,不能进行光合作用,但是能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物,这种合成作用,叫做化能合成作用,这些细菌也属于自养生物。 如:硝化细菌,不能利用光能,但能将土壤中的NH3氧化成HNO2,进而将HNO2氧化成HNO3。硝化细菌能利用这两个化学反应中释放出来的化学能,将CO2和水合成为糖类,这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动. 举例:硝化细菌、硫细菌、铁细菌、氢细菌 自养型生物:绿色植物、光合细菌、化能合成性细菌 异养型生物:动物、人、大多数细菌、真菌 第6章细胞的生命历程 第1节细胞的增殖一、限制细胞长大的原因: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。细胞核控制范围(核质比)大→cell小。 二、细胞增殖 1.细胞增殖的意义:生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础 2.真核细胞分裂的方式:有丝分裂、无丝分裂、减数分裂。有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式。 (一)细胞周期 (1)概念:指连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止。 (2)两个阶段: 分裂间期:从细胞在一次分裂结束之后到下一次分裂之前 分裂期:分为前期、中期、后期、末期 (二)植物细胞有丝分裂各期的主要特点: 1.分裂间期 特点:分裂间期所占时间长。完成DNA的复制和有关蛋白质的合成。 结果:每个染色体都形成两个姐妹染色单体,呈染色质形态 2.前期 特点:①出现染色体、出现纺锤体②核膜、核仁消失 染色体特点:1、染色体散乱地分布在细胞中心附近。2、每个染色体都有两条姐妹染色单体 3.中期 特点:①所有染色体的着丝点都排列在赤道板上 ②染色体的形态和数目最清晰 染色体特点:染色体的形态比较固定,数目比较清晰。故中期是进行染色体观察及计数的最佳时机。 4.后期特点:①着丝点一分为二,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体。并分别向两极移动。②纺锤丝牵引着子染色体分别向细胞的两极移动。这时细胞核内的全部染色体就平均分配到了细胞两极 染色体特点:染色单体消失,染色体数目加倍。 4. 末期 特点:①染色体变成染色质,纺锤体消失。②核膜、核仁重现。③在赤道板位置出现细胞板,并扩展成分隔两个子细胞的细胞壁 参与有丝分裂的细胞器: 间期:核糖体,中心体 前期:中心体(复制形成纺锤体) 末期:高尔基体(细胞壁的合成)线粒体全过程。 有单体出现时,DNA与染色体数目相同,单体消失时,DNA数目为染色体的2倍。三、植物与动物细胞的有丝分裂的比较植物动物前期纺锤体的来源植物细胞由两极发出的纺锤丝直接产生由中心体周围产生的星射线形成。末期细胞质的分裂细胞中部出现细胞板形成新细胞壁将细胞隔开细胞中部的细胞膜向内凹陷使细胞缢裂相同点:1、都有间期和分裂期。分裂期都有前、中、后、末四个阶段。 2、分裂产生的两个子细胞的染色体数目和组成完全相同且与母细胞完全相同。染色体在各期的变化也完全相同。 3、有丝分裂过程中染色体、DNA分子数目的变化规律。动物细胞和植物细胞完全相同。 五、有丝分裂的意义: 将亲代细胞的染色体经过复制以后,精确地平均分配到两个子细胞中去。从而保持生物的亲代和子代之间的遗传性状的稳定性。六、无丝分裂: 特点:在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化。但是有遗传物质的复制和平均分配。例:蛙的红细胞 第二节细胞的分化 一、细胞的分化 (1)概念:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态,结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,叫做细胞分化。 (2)过程:受精卵 增殖为多细胞 分化为组织、器官、系统 发育为生物体 (3)特点:持久性、稳定不可逆转性、普遍性 分裂结果:增加细胞的数目 分化结果:增加细胞的种类 细胞分化是生物个体发育的基础。使多种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。基因进行选择性表达。 二、细胞全能性: (1)体细胞具有全能性的原因 由于体细胞一般是通过有丝分裂增殖而来的,一般已分化的细胞都有一整套和受精卵相同的DNA分子,因此,分化的细胞具有发育成完整新个体的潜能。 (2)植物细胞全能性:高度分化的植物细胞仍然具有全能性。特点:①高度分化 ②基因没改变 例如:胡萝卜跟根组织的细胞可以发育成完整的新植株 (3)动物细胞全能性 高度特化的动物细胞,从整个细胞来说,全能性受到限制。但是,细胞核仍然保持着全能性。例如:克隆羊多莉 (4)全能性大小:受精卵>生殖细胞>体细胞 第三节细胞的衰老和凋亡 一、细胞的衰老 1、个体衰老与细胞衰老的关系 单细胞生物体,细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。 多细胞生物体,个体衰老的过程就是组成个体的细胞普遍衰老的过程。 2、衰老细胞的主要特征: 1)在衰老的细胞内水分 减少2)衰老的细胞内有些酶的活性 降低。 3)细胞内的 某些色素 会随着细胞的衰老而逐渐积累。 4)衰老的细胞内呼吸速度减慢,细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深。 5)细胞膜的通透性功能改变,使物质运输功能降低。 3、细胞衰老的学说:(1)自由基学说(2)端粒学说 二、细胞的凋亡 1、概念:由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。 由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,所以也常常被称为细胞编程性死亡2、意义: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。完成正常发育,维持内部环境的稳定,抵御外界各种因素的干扰。 3、与细胞坏死的区别:细胞坏死是在种种不利因素影响下,由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。 细胞凋亡是一种正常的自然现象。 第4节细胞的癌变 1、癌细胞的概念: 外因:致癌因子 内因:遗传物质发生变化 不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞叫癌细胞。2、癌细胞的主要特征 适宜的条件下,无限增殖;形态结构发生显著变化;表面发生变化,糖蛋白等物质减少,黏着性显著降低,容易在体内分散和转移;游离核糖体增多。 3、致癌因子分三类:物理致癌因子、化学致癌因子、病毒致癌因子 原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程。 抑癌细胞主要是阻止细胞不正常的增殖。 4. 细胞癌变的原因:致癌因子使细胞的原癌基因和抑癌细胞发生突变,导致正常细胞转化为癌细胞。
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