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生物必修一知识整理一、 细胞的分子组成、蛋白质的结构与功能1、 元素组成：由C、H、O、N元素构成，有些含有P、S42、 基本单位：氨基酸，结构约20种结构特点：每种氨基酸都至少含有一个氨基和一个羧基，并且都是连接在同一个碳原子上。不同之处是每种氨基酸的R基团不同。 R O H N C C O H H H结构通式：肽键：氨基酸脱水缩合形成肽键(NHCO)计算：脱去水分子的个数=肽键个数=氨基酸个数-肽链条数3、 蛋白质多样性的原因：组成蛋白质的氨基酸的数目、种类、排列顺序不同，多肽空间结构千变万化。蛋白质分子具有多样性，决定蛋白质功能具有多样性。4、 功能：（1）有些蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质；（2）催化作用，即酶；（3）运输作用，如血红蛋白运输氧气；（4）调节作用，如胰岛素、生长激素；（5）免疫作用，如抗体。小结：一切生命活动离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。、核酸的结构和功能1、 元素组成：由C、H、O、N、P五种元素构成 磷酸五碳糖含氮碱基一分子磷酸一分子五碳糖（脱氧核糖或核糖）一分子含氮碱基2、 基本组成单位核苷酸3、 种类及分布种类英文缩写组成基本单位含有的碱基存在的场所脱氧核糖核酸DNA含氮碱基、磷酸、脱氧核糖A（腺嘌呤）、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）、T（胸腺嘧啶）主要存在于细胞核中，在叶绿体和线粒体中有少量存在核糖核酸RNA含氮碱基、磷酸、核糖A（腺嘌呤）、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）、U（尿嘧啶）主要存在于细胞质中4、 功能：核酸是细胞中储存遗传信息的物质，在生物的遗传、变异和蛋白质的合成中具有极其重要的作用。、糖类的种类与作用1、 元素组成：只有C、H、O2、 种类：单糖：葡萄糖（重要能源）、果糖、核糖和脱氧核糖、半乳糖 二糖：蔗糖、麦芽糖（植物）；乳糖（动物） 多糖：淀粉、纤维素（植物）；糖原（动物）3、 糖类是主要的能源物质四大能源：主要的能源物质：葡萄糖；主要能源：糖类；直接能源：ATP；根本能源：太阳能、脂质的种类和作用分类元素常见种类功能脂质脂肪C、H、O/ 主要储能物质 保温 减少摩擦，缓冲和减压磷脂C、H、O（N、P）/生物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的吸收、生物大分子以碳链为骨架1、 多糖、蛋白质、核酸是生物大分子2、 生物大分子是由多个基本单位（单体）组成的多聚体构成多糖（纤维素、淀粉、糖原）的单体是葡萄糖构成蛋白质的单体是氨基酸 生物大分子以碳链为骨架 构成核酸的单体是核苷酸、检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质检测种类试剂颜色反应注意事项还原糖斐林试剂砖红色沉淀（）1、 斐林试剂甲、乙液混合均匀后使用2、 需水浴加热3、 选用实验材料应颜色较浅或白色脂肪苏丹苏丹橘黄色红色可制作花生子叶临时切片染色后显微镜观察，也可将组织样液染色蛋白质双缩脲试剂紫色先向组织液中加入双缩脲A，混合均匀后在加入双缩脲B、水和无机盐的作用1、 水在细胞中存在的形式及水对生物的作用（1）结合水：与细胞内其它物质结合 生理功能：是细胞结构的重要组成部分（2）自由水：（占大多数）以游离态存在，可以自由流动。（幼嫩植物、代谢旺盛的细胞自由水含量高） 生理功能：良好的溶剂，细胞内许多生化反应需要水的参与；运送营养物质和代谢废物；多细胞生物体的绝大部分细胞都浸润在以水为基础的液体环境中。2、无机盐的存在形式和作用 存在形式：主要以离子形式存在 生理功能：细胞中某些复杂化合物的重要组成部分。如：是血红蛋白的重要组成部分； 是叶绿素的重要组成部分。维持细胞的生命活动（细胞形态、渗透压、酸碱平衡）。如血液中的含量过低会抽搐。维持细胞的酸碱度。二、 细胞的结构、分析细胞学说的建立过程1、 罗伯特虎克既是细胞的发现者又是细胞的命名者；细胞学说由德国植物学家施莱登和动物学家施旺提出。2、 内容：一切动植物都是由细胞发育而来的；细胞是一个相对独立的结构和功能单位；新细胞由老细胞产生。、使用显微镜观察多种多样的细胞1、 制作临时装片的方法：滴取浸盖2、 正确使用显微镜的步骤：取镜和安放对光观察 注意事项：（1） 先低倍后高倍。换高倍镜观察的方法：将所观察到的物象移至视野中央，用转换器转成高倍物镜，观察并用细准焦螺旋调节（2） 高倍镜与低倍镜相比，高倍镜下视野范围小，观察到的细胞数目少，细胞体积大。3、 原核细胞的基本结构：细胞较小，无核膜、核仁，没有成型的细胞核；遗传物质（一个环状DNA分子）集中的区域称为拟核；细胞器只有核糖体；一般有细胞壁，成分与真核细胞的不同4、 原核细胞与真核细胞的主要区别比较项目原核细胞真核细胞大小较小较大是否有成型的细胞核无成型的细胞核（无核膜、核仁、染色体），有拟核有成型的细胞核（有核膜、核仁、染色体）细胞器只有核糖体有多种细胞器主要类群细菌、蓝藻植物、动物、真菌（如酵母菌、真菌、蘑菇）注：病毒既不是真核也不是原核生物，原生动物（草履虫、变形虫等）是真核生物、细胞膜系统的结构和功能1、 研究细胞膜成分的方法及其成分提取细胞膜：材料：哺乳动物成熟的红细胞（无核膜及细胞器膜）方法：放在清水中，水进入细胞，细胞胀破，细胞内物质流出，得到细胞膜。细胞膜成分：脂质、蛋白质和少量糖类。2、 生物膜的流动镶嵌模型：要能识别右图磷脂：磷脂双分子层（膜基本支架）蛋白质：镶在磷脂分子表面，不同深度镶入或横跨 磷脂分子层糖类：与蛋白质分子共同构成糖蛋白（1） 蛋白质在磷脂双分子层中的分布是不对称和不均匀的。（2） 膜结构具有流动性。膜的结构成分不是静止的，而是动态的。3、 细胞膜的功能：将细胞与外界环境隔离开；控制物质进出细胞；进行细胞间的信息交流。细胞膜的结构特点：具有流动性。细胞膜的功能特点：具有选择透过性。4、 生物膜系统的功能在细胞中，许多细胞器都有膜，如内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等，这些细胞膜和细胞器膜、核膜等结构，共同构成生物膜结构。功能：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。 许多重要的生化反应都在生物膜上进行，广阔的膜面积为酶提供附着位点。 细胞膜内的生物膜把各种细胞器分离开，使细胞内能同时进行多种化学反应而不会相互干扰，保证了细胞生命活动高效、有序的进行。、举例说出几种细胞器的主要结构和功能1、 线粒体：真核细胞的主要细胞器（动植物都有），机能旺盛的细胞含量多。呈粒状、棒状，具有双层膜结构，内膜向内突起形成“脊”，内膜和基质中含有与有氧呼吸有关的酶，是有氧呼吸第二、三阶段的进行场所，生命体95%的能量来自线粒体，所以又叫“动力工厂”。含有少量的DNA、RNA。是有氧呼吸的主要场所，为生命活动提供能量。2、 叶绿体：只存在于植物的绿色细胞中。扁平的椭球形或球形，双层膜结构。基粒中含有色素，基粒和基质中含有与光合作用有关的酶，是光合作用的场所。含有少量的DNA、RNA。3、 内质网：单层膜，是细胞内蛋白质的合成及加工以及脂质合成的“车间”。4、 高尔基体：单膜囊状结构，对蛋白质进行加工、分类和转运；植物中还与有丝分裂和细胞壁的形成有关。5、 核糖体：无膜结构，椭球形粒状小体，将氨基酸缩合成蛋白质。蛋白质的“装配机器”，将氨基酸缩合成蛋白质的场所。6、 中心体：无膜结构，由垂直的两个中心粒构成，存在与动物和低等植物中，与细胞的有丝分裂有关。7、 液泡：单膜囊泡，成熟的植物细胞有大液泡。功能：贮藏（营养、色素等）、保持细胞形态、调节渗透吸水。8、 溶酶体：有“消化车间”之称，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细菌。、细胞核的结构和功能1、 细胞核的形态结构 染色体：主要成分是DNA和蛋白质。容易被碱性染料染成深色。染色体和染色质是同种物质在细胞不同时期的两种存在状态。 核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开。 核仁：与R-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。是蛋白质和RNA通过的地方。2、 细胞核的功能：细胞核是细胞的遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。、（理解）细胞是一个有机的统一整体 细胞具有严整的结构，完整的细胞结构是细胞完成正常生命活动的前提。、辨别动物、植物细胞亚显微模式图植物 动物溶酶体 三、 细胞的代谢、物质进出细胞的方式比较项目运输方式是否需要载体是否消耗能量典型例子自由扩散高浓度低浓度不需要不消耗、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主动运输低浓度高浓度需要消耗氨基酸、的运输等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和胞吐。细胞膜是一种选择透过性膜：细胞膜可以让水分子自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也能通过，而其它的离子、小分子和大分子则不能通过，因此细胞膜是一种选择透过性膜。磷脂双分子层和膜上的载体决定了细胞膜的选择透过性。、酶的本质和在细胞代谢中的作用1、 比较在不同环境下的分解序号底物温度催化剂现象10% 10ml常温2滴清水无明显现象10% 10ml90水浴2滴清水有较少气泡缓慢产生10% 10ml常温2滴5%溶液有较多气泡产生10% 10ml常温2滴新鲜肝脏碾磨液迅速产生大量气泡（1）、对照说明加热能促进过氧化氢的分解，即加热能提高反应速率。（2）、对照说明能提高反应速率，即有催化作用（3）、对照说明过氧化氢酶能提高反应速率，及过氧化氢酶有催化作用（4）、对照说明过氧化氢酶具有高效性2、酶的本质：酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物，其中大部分是蛋白质，少量是RNA3、酶的作用：酶在降低反应的活化能方面比无机催化剂更显着，因而催化效率更高4、酶的特性：酶具有高效性和专一性，酶的作用条件一般比较温和5、影响酶的活性的因素 温度和PH值偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。在最适宜的温度和PH条件下，酶的活性最高。过酸、过碱或温度过高，酶的空间结构遭到破坏，使蛋白质变性而失活；低温使酶的活性降低，但酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度条件下酶的活性可以恢复。、ATP的化学组成及其特点1、 关于ATP的常识：ATP的中文名称叫三磷酸腺苷，结构简式APPP，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，代表高能磷酸键。水解时远离A的高能磷酸键断裂释放能量。作用：新陈代谢所需能量的直接来源。 ATP在细胞内含量很少，但在细胞内的转化速度很快。2、 ATP和ADP（二磷酸腺苷）相互转化的过程和意义ATP的合成伴随着放能反应，合成ATP所需能量来自动物体呼吸作用释放的能量和植物体光合作用释放的能量。ATP的水解伴随着吸能反应，释放的能量用于一切生命活动注：在ADP和ATP转化过程中物质是可逆的，能量是不可逆的。意义：能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通循环，ATP是细胞里的能量流通的能量“通货”、细胞呼吸及其原理的应用1、 有氧呼吸和无氧呼吸的过程（1） 有氧呼吸的概念和过程（右图）概念：细胞在氧气的参与下，通过酶的催化作用把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出和，同时释放能量，生成许多ATP的过程。过程：第一阶段（在细胞质基质中） 第二阶段： (在线粒体基质中) 第三阶段： （在线粒体内膜上）（2） 无氧呼吸的概念与过程概念：指在无氧的条件下通过酶的催化作用，细胞把糖类等有机物不彻底的氧化分解，同时释放少量能量生成少量ATP的过程。过程： （3） 有氧呼吸和无氧呼吸的异同项目有氧呼吸无氧呼吸区别进行部位第一步在细胞质基质中，然后在线粒体始终在细胞质基质中是否需要需要不需要最终产物释放能量多少（未释放的除存在、里）联系第一阶段【】相同2、 细胞呼吸的概念指有机物在细胞内经过一系列的分解，生成二氧化碳或其它产物、释放能量并生成ATP的过程。3、 细胞呼吸的意义及其在生产生活中的应用意义：为生命活动提供能量 为其它化合物的合成提供原料、光合作用1、（了解）光合作用的认识过程 1771年，英国科学家普利斯特证明植物可以更新空气 1864年，德国科学家萨克斯证明了绿色叶片在光合作用中产生淀粉 1880年，恩吉尔证明叶绿体是进行光合作用的场所，并从叶绿体放出氧的实验 20世纪30年代美国科学家鲁宾和卡门用同位素表示法证明光合作用释放的氧气全部来自水 20世纪40年代，美国卡尔文证明2、 叶绿体中色素的种类、吸收光谱和作用吸收红光和蓝紫光叶绿素a叶绿素b作用：吸收、传递、转化光能吸收蓝紫光叶黄素胡萝卜素3、 光合作用的过程（自然界最本质的物质代谢和能量代谢）光 能概念：绿色植物通过叶绿体利用光能，把和转化成储存的有机物，并释放注意：光合作用释放的氧气全部来自水，光合作用的产物主要是糖过程：（识别下图）光反应和暗反应之间的区别与联系：项目光反应暗反应区别条件需要叶绿素、光、酶不需要叶绿素和光，需要多种酶场所叶绿体类囊体的薄膜上叶绿体基质中物质变化（1） 水的光解（2） ATP的形成ADP+Pi+能量ATP（1）（）（2）的还原能量变化叶绿素把光能转化为ATP中的活跃化学能ATP中的活跃化学能转化成糖类中稳定的化学能实质把和转变成有机物，同时把光能转变为化学能储存在有机物中联系光反应为暗反应提供H、ATP；暗反应为光反应提供ADP+Pi；没有光反应则暗反应无法进行，没有暗反应则有机物无法合成意义：制造有机物转化并储存太阳能使大气中的和的含量保持相对平衡4、 光合作用原理的运用 农业生产以及试问中提高农作物产量的方法 控制光照强度的强弱、控制温度的高低、适当增加作物环境中的浓度5、 环境因素对光合作用速率的影响 浓度、温度、光照强度四、 细胞的增殖、细胞生长和增殖的周期性1、 生物的生长主要是细胞体积的增大和细胞数量的增长2、 细胞不能无限长大的原因：细胞表面积和体积的关系限制了细胞的长大；细胞的核质比（细胞核是细胞的控制中心）3、 细胞增殖的意义：是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。 细胞以分裂的方式进行增殖 真核细胞的分裂方式有无丝分裂、有丝分裂和减数分裂4、 细胞周期的概念和特点 细胞周期：连续分裂的细胞，从一次分裂完成到下一次分裂完成时为止。 特点：分裂间期历时长占细胞周期的90%95%、有丝分裂1、 过程特点分裂间期：可见核膜、核仁，染色体的复制（即DNA的复制及蛋白质的合成）前期：纺锤体出现；染色体出现，散乱排布纺锤体中央；核膜、核仁消失。（两现两失）中期：染色体着丝点整齐的排在赤道板平面上。是观察最佳时期。后期：着丝点分裂，染色体数目暂时加倍。末期：染色体、纺锤体消失；核膜、核仁出现，染色体变成染色质。（两失两现）注意：有丝分裂中各时期始终有同源染色体，但无同源染色体联会和分离。2、染色体、染色单体、DNA的变化特点： （体细胞染色体为2N） 染色体变化：后期加倍（4N），平时不变（2N） DNA变化：间期加倍（2N4N），末期还原（2N） 染色单体变化：间期出现（04N），后期消失（4N0），存在时数目同DNA。3、动、植物细胞有丝分裂过程的异同：植物细胞动物细胞间期相同点染色体复制（蛋白质的合成和DNA的复制）前期相同点核仁、核膜消失，出现染色体和纺锤体不同点由细胞两极发纺锤丝形成纺锤体已复制的两个中心体分别移向两极，周围发出星射，形成纺锤体中期相同点染色体的着丝点连载两极的纺锤丝上，位于细胞中央，形成赤道板后期相同点染色体的着丝分裂，染色单体变为染色体，染色单体数目为0，染色体加倍末期相同点纺锤体、染色体消失，核仁、核膜重新出现不同点赤道板处出现细胞板，扩展形成新细胞壁，并把细胞分为两个细胞膜中部内陷，把细胞质隘裂为二，形成两个子细胞4、细胞有丝分裂的主要特征、意义特征：染色体和纺锤体的出现，然后染色体复制后平均分配到两个子细胞中去。意义：亲代细胞的染色体经复制以后，平均分配到两个子细胞中去，由于染色体上有遗传物质DNA，所以使前后代保持遗传性状的稳定性。5、 辨别动植物细胞有丝分裂过程各时期的图示用曲线描述一个细胞周期中DNA（实线）、染色体（虚线）的数量变化（AB：前期；BC：前期；CD：中期；DE：后期；EF末期）三、观察细胞有丝分裂1、实验材料：根尖分生区2、实验步骤：解离漂洗染色制片 解离：目的是用药液使组织中的细胞互相分离开来。 漂洗：目的是洗去药液，防止解离过度 染色：用龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液是染色体着色制片：使细胞分散开来，便于观察3、观察（1）低倍镜观察：把制成的洋葱根尖装片先放在低倍镜下观察，要求找到分生区的细胞。它的特点是：细胞呈正方形，排列紧密，有的细胞正在分裂。（2）高倍镜观察：找到分生区细胞后，把低倍镜移走，直接换上高倍镜，用细准焦螺旋和反光镜把视野调整的清晰、明亮，知道看清细胞物象为止。仔细观察，找到处于有丝分裂的前期、中期、后期、末期和间期的细胞。五、 细胞的分化、衰老和凋亡、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、 特点：分化是一中持久的稳定的渐变过程。3、 原因：细胞中基因选择性表现的结果4、 意义：细胞分化是生物个体发育的基础。细胞分化使多细胞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。、细胞全能性的概念和实例概念：已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能实例：通过植物组织培养的方法快速繁殖植物 动物克隆（多利的诞生） 注：已经分化的动物细胞的细胞核是具有全能性的基础（原因）：细胞中具有该物种的全部遗传物质、细胞的衰老和凋亡1、 细胞衰老的特征（1） 细胞内水分减少，结果是细胞萎缩，体积变小，细胞新陈代谢速率减慢（2） 细胞内多种酶的活性降低（3） 细胞色素随着细胞衰老逐渐累积（4） 细胞呼吸减慢，细胞核体积增大，染色质固缩，颜色加深（5） 细胞膜通透性功能改变，物质运输功能降低个体衰老和细胞衰老的关系：单细胞生物个体衰老=细胞衰老； 多细胞生物细胞衰老个体衰老、癌细胞的主要特征及恶性肿瘤的防治1、 癌细胞的特征：能够无限增殖；癌细胞的形态结构发生了变化；癌细胞的表面也发生了变化。癌细胞表面的糖蛋白减少，彼此之间的粘着性较小，导致在有机体内容易分散和转移。2、 致癌因素与癌症的预防：癌细胞的产生是内外因素共同作用的结果（1） 内因：人体细胞内有原癌基因和抑癌基因（2） 外因：物理致癌因子；化学致癌因子；病毒致癌因子3、 恶性肿瘤的防治：远离致癌因子，做到早发现早治疗治疗方式：切除、放疗、化疗12