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必修一
第一章:走进细胞
: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→组织→器官→系统→个体→种群群落→生态系统→生物圈
(植物没有系统)其中最基本的生命系统:细胞最大的生命系统:生物圈
3..病毒是一类没有细胞结构的生物体。主要特征:
①、个体微小,一般在10~30nm之间,大多数必须用电子显微镜才能看见;
②、仅具有一种类型的核酸,DNA或RNA;(分为DNA病毒和RNA病毒)
③、专营细胞内寄生生活;(有动物病毒、植物病毒和细菌病毒——噬菌体三大类)
④、结构简单,一般由核酸(DNA或RNA)和蛋白质外壳(衣壳)所构成。
: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
两者均有细胞膜、细胞质、细胞核,且细胞膜结构相同
①原核细胞:细胞较小,无核膜、无核仁,无成形的细胞核;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;细胞器只有核糖体;有细胞壁,成分为肽聚糖。
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。植物细胞壁(支持和保护),成分为纤维素和果胶。
原核生物:蓝藻、细菌(如硝化细菌、乳酸菌、大肠杆菌等)、放线菌、支原体等
真核生物:动物(草履虫、变形虫)、植物(衣藻)、真菌(酵母菌、霉菌、大型真菌)等。
:
细胞学说是由德国的植物学家施莱登和动物学家施旺所提出,
①细胞是有机体,生物是由细胞和细胞的产物所组成;
②所有细胞在结构和组成上基本相似;
③新细胞是由已存在的细胞分裂而来
细胞学说的建立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;也为生物的进化提供了依据,凡是具有细胞结构的生物,它们之间都存在着或近或远的亲缘关系。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:组成细胞的分子
:组成细胞的化学元素在非生物界都可以找到
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
:不同生物所含元素种类基本相同,但含量不同
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(干重最多):C②鲜重最多:O
③含量最多4种元素:C、O、H、N④主要元素;C、O、H、N、S、P
水:含量最多的化合物(鲜重,85%-90%)
无机物无机盐
3..组成细胞蛋白质:含量最多的有机物(干重,7%-10%)
的化合物元素C、H、O、N(有的含P、S)
脂质:元素C、H、O(有的含N、P)
有机物糖类:元素C、H、O
核酸:元素C、H、O、N、P
4..蛋白质(生命活动的主要承担者)NH2
元素——C、H、O、N(P、S)︱
R—CH—COOH
基本单位——氨基酸(20种)特点:至少含有一个氨基(—NH2)和一
脱水缩合个羧基(—COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上
多肽(链)肽键:─CO─NH─
盘曲、折叠几个氨基酸就叫几肽
空间结构——蛋白质①氨基酸种类、数量、排列顺序不同
(结构多样性)②肽链的空间结构千变万化
决定
功能——结构蛋白与功能蛋白—催化、运输、免疫、调节
(功能多样性)(酶、载体、抗体、胰岛素)
相关计算
肽键个数(脱水数)=氨基酸个数(N)─肽链条数(M)
几条肽链至少几个氨基和几个羧基(至少两头有)
蛋白质分子量=N×a-18×(N─M)
基因(DNA)中碱基:mRNA中碱基:氨基酸个数=6:3:1
(遗传信息的携带者)
一分子磷酸(1种)
①基本单位是:核苷酸一分子五碳糖(2种)
(8种)一分子含氮碱基(5种)
②核酸功能: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。
③核酸的种类:脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)
用吡咯红和***绿染液染色——DNA变绿(细胞核)、RNA变红(细胞质)
:是主要的能源物质;主要分为单糖、二糖和多糖等
①单糖:是不能再水解的糖。如葡萄糖、核糖、脱氧核糖(动植物都有)
②二糖:是水解后能生成两分子单糖的糖。
植物二糖:蔗糖(水解为葡萄糖和果糖)、麦芽糖(水解为葡萄糖)
动物二糖:乳糖
③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。
植物多糖:淀粉(贮能)、纤维素(细胞壁主要成分,不提供能源)
动物多糖:糖元(贮能)(如肝糖元、肌糖元——提供肌肉能源)
④可溶性还原性糖:葡萄糖、果糖、麦芽糖等
脂肪(C、H、O):储能、保温、减少摩擦,缓冲和减压
:磷脂(膜结构基本骨架,脑、卵、大豆中磷脂较多)
固醇类:胆固醇、性激素(维持生殖)、VD(有利于Ca、P吸收)
(O含量相对少、H比例高,氧化分解释放能量多,耗氧多)
存在形式
含量
功能
联系
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;随结合水增加,抗逆性增强。
结合水
%
细胞结构的重要组成成分
(绝大多数以离子形式存在)
功能:1构成某些重要的化合物:Mg→组成叶绿素、Fe→血红蛋白、I→甲状腺激素
2维持生物体的生命活动(如动物缺钙会抽搐、血钙高会肌无力)
3维持酸碱平衡(如NaHCO3/H2CO3)
4节渗透压(随无机盐与蛋白质含量增加而增大,维持细胞形态和功能
植物必需无机盐的验证(溶液培养法,注意对照)
第三章:细胞的基本结构
第四章:细胞的物质输入和输出
组成成分:主要是脂质和蛋白质,还有少量糖类
基本骨架——磷脂双分子层
基本结构镶、嵌、贯穿——蛋白质分子
——糖蛋白(与细胞识别有关)
结构特点:一定的流动性
功能特点:选择透过性(取决于载体蛋白的种类和数量)
主要功能:①将细胞与外界环境分隔开
②控制物质进出细胞(自由扩散、协助扩散和主动运输)
③进行细胞间的信息交流
:
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
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
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。
:水分子(溶剂分子)通过半透膜的扩散作用。
①发生渗透作用的条件:
a、具有半透膜b、膜两侧有浓度差
②成熟植物细胞的结构:
③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
④质壁分离(原生质层与细胞壁分离)和复原
:原生质层伸缩程度比细胞壁要大
:外界溶液浓度(如30%的蔗糖)>细胞内溶液浓度(浓度差越大,失水越快)
:活细胞、有壁、大液泡、浓度差
:外界溶液浓度(如蒸馏水)<细胞内溶液浓度(浓度差越大,吸水越快)
(如50%的蔗糖)时,细胞会因死亡而不能复原
:乙二醇、KNO3、甘油、尿素等溶液
:胶状物质,是细胞进行新陈代谢的主要场所。
细胞器:具有特定功能的各种亚细胞结构的总称。(差速离心法)
结构特点
细胞器
细胞器形状
细胞功能
注意问题
双层膜结构
叶绿体
扁平椭球形
光合作用
色素、酶、少量DNA/RNA
线粒体
椭球形
有氧呼吸
酶、少量DNA/RNA
单层膜结构
内质网
网状
运输、加工
粗面、滑面
高尔基体
扁平囊状
加工、分泌
动植物中功能不同
液泡
泡状
水分、颜色
色素、有机酸、单宁
溶酶体
椭球形
含多种水解酶,消化
能分解衰老、损伤的细胞,吞噬侵入细胞的病毒或病菌
无膜结构
核糖体
粒状小体
蛋白质合成
(附着、游离)rRNA、蛋白质
中心体
两个⊥中心粒
有丝分裂
动物有、低等植物也有
能产生水(碱基互补配对)的细胞器:叶绿体、线粒体、核糖体
能产生ATP的结构:叶绿体、线粒体、细胞质基质
含色素的细胞器:叶绿体、液泡
高等植物根中无中心体、无叶绿体
体内寄生动物无线粒体,如蛔虫(进行无氧呼吸)
:如分泌蛋白的合成和运输
①分泌蛋白:抗体、蛋白质类激素、胞外酶(消化酶)等分泌到细胞外
②过程:核糖体内质网囊泡高尔基体囊泡细胞膜胞外
(合成肽链)(加工、运输)(加工为成熟蛋白质)
以上过程由线粒体提供能量
:
由内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶
体等细胞器膜和细胞膜和核膜等共同构成的,
组成成分和结构很相似,在结构和功能上
是紧密联系的统一整体。
: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中心;
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。
8..新陈代谢:是活细胞中全部化学反应的总称,是生物与非生物最根本的区别,是生物体进行一切生命活动的基础。
细胞代谢:细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应。
第五章:细胞的能量供应和利用
——降低化学反应的活化能
①概念:是活细胞(来源)所产生的具有催化作用(降低化学反应活化能,提高化学反应
速率)的一类有机物。(大多数酶的化学本质是蛋白质,也有少数是RNA)
②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。
③酶的特性:
:催化效率比无机催化剂高许多。
:每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。
:在最适宜的温度和pH下,酶的活性最高。
温度和pH偏高和偏低,酶的活性都会明显降低。
过酸、过碱或温度过高,酶的活性因结构破坏而丧失。
(三磷酸腺苷)——细胞的能量“通货”(生命活动的直接能源物质)
①结构简式:A-P~P~P
(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)
特点:ATP的分子中的高能磷酸键中储存着大量的能量;化学性质不稳定,远离腺苷的高能磷酸键易水解,释放出大量能量(),也很容易重新形成而储存能量。
②ATP与ADP的相互转化:(时刻发生、动态平衡)
酶
主动运输
酶
,释放能量:ATP→ADP+Pi+能量——生命活动的直接能源细胞分裂
肌肉收缩
,储存能量:ADP+Pi+能量→ATP兴奋传导
(细胞呼吸)(细胞呼吸)
(光合作用)
动物和人等绿色植物等
③吸能反应由ATP水解提供能量。放能反应释放的能量储存在ATP中。
(也叫细胞呼吸)——ATP的主要来源
①细胞呼吸概念:指有机物在细胞内经过一系列的氧化解,
最终生成二氧化碳或其它产物,释放出能量并生成ATP的过程。
②有氧呼吸过程:
阶段项目
第一阶段
第二阶段
第三阶段
场所
细胞质基质
线粒体
线粒体
反应物
葡萄糖
***酸和H2O
[H]+O2
生成物
***酸、[H]
CO2、[H]
水
产生ATP的数量
少量
少量
大量
1mol的葡萄糖彻底氧化分解后,可使1161kJ左右的能量储存在ATP(38个)中,其余的能量则以的热能的形式散失掉了
③相关反应式:
有氧呼吸的总反应式:
无氧呼吸(酒精发酵):
无氧呼吸(乳酸发酵)
④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,生成乳酸或酒精和CO2
能量变化
释放大量能量(大量ATP)
释放少量能量(少量ATP)
相同点
第一阶段相同,均生成***酸;均能释放能量,形成ATP
⑤影响呼吸速率的外界因素:
⑥呼吸作用在生产上的应用:
、蔬菜保鲜时:要低温(0℃以上)或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度。
:要风干、降温,降低氧气含量。
:松土、排涝
、包扎伤口时:应控制通气(或透气)
——能量之源
①光合作用概念:绿色植物通过叶绿体(场所),利用光能(条件),把二氧化碳和水(原料)转化成储存着能量的有机物(产物),并释放出氧气(产物)的过程
②光合色素(在类囊体的薄膜上)——吸收、传递、转化光能
胡萝卜素:橙黄色(最窄)
类胡萝卜素叶黄素:黄色
色素的分类叶绿素a:蓝绿色(最宽)
叶绿素叶绿素b:黄绿色
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
提取色素的试剂为无水酒精,分离色素的试剂为层析液,分离色素的方法是纸层析法
(原理:不同色素在层析液中的溶解度不同,随滤纸扩散的速度不同)