文档介绍：该【高中生物必修一知识点总结(荐) 】是由【莫比乌斯】上传分享，文档一共【13】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【高中生物必修一知识点总结(荐) 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。必修一
第一章走近细胞
第一节从生物圈到细胞
病毒是无细胞结构的生物,寄生在活细胞中,利用细胞里的物质结构基础生活,繁殖。
细胞是生物体结构和功能的基本单位。
生命活动离不开细胞
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。Eg:以细胞代谢为基础的生物与环境之间物质和能量的交换;以细胞增殖、分化为基础的生长发育;以细胞内基因的传递和变化为基础的遗传与变异。
生命系统的结构层次
生命系统:能独立完成生命活动的整体。
系统:指彼此间相互作用、相互依赖的组分有规律地结合而形成的整体。
细胞→组织→器官→系统→个体→种群/群落
PS:单细胞生物无组织、器官、系统,单细胞生物是个体;植物没有系统。
生态系统包括所有生物和无机生物。
生物圈是最大的生态系统。
细胞是最基本的生物系统。
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)。
使用高倍显微镜:
转动反光镜使视野明亮。(对光)
在低倍镜下观察清楚后,把放大观察的物象移至视野中央。
转动转换器,换成高倍物镜。(视野变暗:调遮光器使光圈变大或把反光镜换成凹面镜)
观察并用细准焦螺旋调焦。
原核细胞和真核细胞
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:细菌(球、杆、螺旋、弧菌、乳酸菌)、衣原体、蓝藻、支原体(没有细胞壁,最小的细胞生物)、放线菌
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: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。
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。
建立者:施莱登(德国),施旺(德国)
。
组成细胞的分子
细胞中的元素和化合物
生物体总是和外界环境进行着物质交换,归根结底是有选择的从无机自然界获取各种物质来组成自身。
生物与非生物界具有统一性(元素种类)和差异性(元素含量)。
组成细胞的元素(常见20多种)
种类:大量元素:CHONPSKCaMg
微量元素:FeMnCuZnBMo
含量最多的4种(基本元素):CHON
C是构成细胞的最基本的元素
组成细胞的化合物
无机化合物:水,无机盐
有机化合物:糖类,脂质,蛋白质,核酸
(可以提供能量)
实验:检测生物组织中的糖类、脂质和蛋白质
实验原理:某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。
糖类中的还原糖(如葡萄糖、果糖、麦芽糖)与斐林试剂发生作用,生成砖红色沉淀。脂肪可以被苏丹红Ⅲ染成橘黄色(或被苏丹红Ⅳ染液染成红色)。淀粉遇碘变蓝色。蛋白质与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应。
生命活动的主要承担着——蛋白质(生物大分子)
蛋白质是组成细胞的有机物中含量最多的。
元素组成:CHON(有的含NPSFe等)
基本单位:氨基酸
氨基酸及其种类
氨基酸是组成蛋白质的基本单位。
种类: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。
另外12种氨基酸是人体能够合成的,叫非必需氨基酸。
蛋白质的结构极其多样性
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。
公式:肽键数=失去H2O数=aa数-肽链数(不包括环状)
肽链能盘曲、折叠、形成有一定空间结构的蛋白质分子。
每种氨基酸的数目成百上千,氨基酸形成肽链时,不同种类氨基酸的排列顺序千变万化,肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别,因此,蛋白质分子的结构是极其多样的。这就是细胞中蛋白质种类繁多的原因。
蛋白质分子的空间结构遭到破坏,引起变性。
蛋白质的功能
构成细胞核生物体结构的重要物质,称为结构蛋白。
催化。绝大多数酶都是蛋白质。
运输载体。
信息传递,调节机体的生命活动。
免疫功能。人体内的抗体是蛋白质。
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。
遗传信息的携带者——核酸
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;一类是核糖核酸。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。
实验:观察DNA和RNA在细胞中的分布
DNA主要分布在细胞核内,RNA大部分存在于细胞质中。***绿使DNA呈绿色,吡罗红使RNA呈现红色。盐酸能够改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,同时使染色质中的DNA与蛋白质分离。
结论:真核细胞的DNA主要分布在细胞核中。线粒体、叶绿体内含有少量的DNA。RNA主要分布在细胞质中。
(CHONP)
核酸初步水解成许多核苷酸。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。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。
DNA由两条脱氧核苷酸链构成。RNA由一条核糖核苷酸连构成。
DNA:胸腺嘧啶(T)腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)胞嘧啶(C)
RNA:尿嘧啶(U)腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)胞嘧啶(C)
细胞中的糖类和脂质
糖类是主要的能源物质。
细胞中的糖类(CHO)
单糖:葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质。葡萄糖不能水解,可直接被细胞吸收。
二糖:由两分子单糖脱水缩合而成,二糖必须水解成单糖才能被细胞吸收。
Eg:麦芽糖(植物)蔗糖(植物)乳糖(人和动物)
多糖:淀粉:植物通过光合作用产生淀粉,作为植物体内的储能物质存在与植物细胞中。
糖原:分布在人和动物的肝脏和肌肉中。
纤维素:植物细胞的细胞壁。
构成他们的基本单位都是葡萄糖分子。
细胞中的脂质(CHO有的还含有PN)
通常不溶于水,溶于脂性有机溶剂。
脂肪:只含有CHO,是细胞内良好的储能物质,还是一种很好的绝热体。还具有缓冲减压的作用,可以保护内脏器官。
磷脂:是构成细胞膜的重要成分,也是构成多种细胞器膜的重要成分。
固醇:包括胆固醇,性激素和维生素D等。胆固醇是构成细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液中脂质的运输;性激素能促进人和动物***官的发育以及生殖细胞的形成;维生素D能有效地促进人和动物倡导对钙和磷的吸收。
生物大分子以碳链为骨架
每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架,由许多单体连接成多聚体。
细胞中的无机物
细胞中的水
自由水与结合水的关系:①在一定条件下可以相互转化②两者的相对含量(自由水/结合水)影响生物组织细胞的代谢速率→代谢旺盛:结合水转换为自由水;代谢缓慢:自由水转换成结合水。
自由水是细胞体内的良好溶剂;细胞内的许多生物化学反应也都需要水的参与;多细胞生物体的绝大多数细胞,必须浸润在以水为基础的液体环境中;可以把营养物质运送到各个细胞,同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物,运送到排泄器官或者直接排出体外。一切生命活动都离不开水。
细胞中的无机盐
细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。
无机盐对于维持细胞核生物体的生命活动有重要作用。维持细胞的酸碱平衡。
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。活细胞中的这些化合物,含量和比例处在不断变化之中,但又保持相对稳定,以保证细胞生命活动的正常进行。
细胞的基本结构
细胞膜——系统的边界
细胞膜的成分
实验:体验制备细胞膜的方法
动物细胞没有细胞壁。
把细胞放在清水里,水会进入细胞,把细胞涨破,细胞内的物质流出来,这样就可以得到细胞膜了。
怎样把细胞膜与细胞器膜分开?用人和其他哺乳动物成熟的红细胞。
怎样得到较纯的细胞膜?差速离心法
细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。还有少量糖类。磷脂最丰富。功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。
细胞膜的功能
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。
控制物质的进出细胞
进行细胞间的信息交流:
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。
植物细胞在细胞膜的外面还有一层细胞壁,它的化学成分主要是纤维素和果胶。细胞壁对植物细胞有支持和保护作用。
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
细胞器之间的分工
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。
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。
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。
核糖体:生产蛋白质,无膜。
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。
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。
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,还有呈胶质状态的细胞质基质。
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
细胞器之间的协调配合
实验:分泌蛋白的合成和运输:(同位素标记法)
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)
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
PS: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。
细胞的生物膜系统
细胞器膜和细胞膜、核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统。
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;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,广阔的膜的面积为多种酶提供了大量的附着位点;细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,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、有序的进行。
细胞核——系统的控制中心
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。
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)
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。
细胞核具有控制细胞代谢的功能。
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。
细胞的物质输入和输出
物质跨膜运输的实例
渗透作用条件:①半透膜②浓度差
细胞的吸水和失水
当外界溶液的浓度比细胞质的浓度低时,细胞吸水张破
当外界溶液的浓度比细胞质的浓度高时,细胞失水皱缩
当外界溶液的浓度与细胞质的浓度相同时,水分进出细胞处于动态平衡。
细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。
细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质成为原生质层。
植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。
由于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。
物质跨膜运输的其他实例
细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量的梯度跨膜运输过程。物质跨膜运输并不都是顺向对含量梯度的,而且细胞对于物质的输入和输出有选择性。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。
生物膜的流动镶嵌模型
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。
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,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。
细胞膜的外表有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白,叫做糖被。有保护和润滑的作用;糖被与细胞表面的识别有密切关系。
细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的糖脂。
物质跨膜运输的方式
物质进出细胞顺浓度梯度扩散统称为被动运输;逆浓度梯度的运输称为主动运输。
被动运输(高→低,不需要消耗能量)
物质通过简单的扩散作用进出细胞,叫做自由扩散。(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)
进出细胞的物质借住载体蛋白的扩散,叫做协助扩散。(葡萄糖进入红细胞)
主动运输(更重要,低→高)
低→高,需要载体蛋白的协助,同时需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,叫做主动运输。
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。
大分子的运输(eg蛋白质):胞吞胞吐(体现膜的流动性,需要消耗能量)
细胞的能量供应和利用
降低化学反应活化能的酶
一..酶的本质和作用
细胞中每时每刻都在进行着许多化学反应,统称为细胞代谢。
酶在细胞代谢中的作用
细胞代谢是细胞生命活动的基础
控制变量的原则:①对照②单一变量
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称为活化能。
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。
酶与一般催化剂的共同点:
改变化学反应速率,本身不被消耗。
只能催化已存在的化学反应。
降低活化能,使反应速率加快。
加快化学反应速率,缩短达到平衡的时间,但不改变平衡点。
酶的本质
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。
①高效性②专一性③作用条件温和(最适温度,最适pH)
细胞的能量“通货”——ATP
直接给细胞的生命活动提供能量的有机物——ATP
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)。
ATP和ADP可以相互转化(酶的作用)
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。
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。
1mol葡萄糖彻底氧化分解后,释放出2870kj的能量。
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。
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***钾溶液,在酸性条件下与乙醇发生化学反应,变成灰绿色。
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:
第一阶段C6H12O6酶→细胞质基质=2***酸(C3H4O3)+4[H]+能量(2ATP)
第二阶段2***酸(C3H4O3)+6H2O酶→线粒体基质=6CO2+20[H]+能量(2ATP)
第三阶段24[H]+6O2酶→线粒体内膜=12H2O+能量(34ATP)
总反应式C6H12O6+6H2O+6O2酶→6CO2+12H2O+大量能量(38ATP)
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。
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。
C6H12O6(酶)→2C3H6O3(乳酸)+少量能量
C6H12O6(酶)→2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量
细胞呼吸的原理的应用
能量之源——光与光合作用
捕获光能的色素和结构
捕获光能的色素
实验:绿叶中色素的提取和分离
提取色素的原理“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的快;反之则慢。色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中,可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。
二氧化硅有助于研磨的充分,碳酸钙可防止研磨中的色素被破坏。
不能让滤液细线触及层析液。
绿叶中的色素有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。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。
叶绿体的结构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。
光合作用的原理和应用
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。
光合作用的探究历程(同位素标记法)
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。
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。
光合作用的过程
CO2+H2O(光照、酶、叶绿体)==(CH2O)+O2
光反应阶段必须有光才能进行,在类囊体薄膜上进行的。
暗反应阶段有没有光都可以进行,在叶绿体内的基质中进行的。
实质:物质变化:无机物→有机物
能量变化:光能→糖类等有机物中的化学能
光合作用原理的应用
实验:环境因素对光合作用强度的影响
影响因素:空气中二氧化碳的浓度,土壤中水分的多少,光照的长短与强弱,光的成分以及温度的高低