第一章 走近细胞.doc

第一章 走近细胞
第一节 从生物圈到细胞
一．生命活动离不开细胞
生物
生物类型
生命活动
说明
艾滋病病毒
非细胞形态的生物
繁殖
病毒在活细胞中繁殖
草履虫
单细胞生物
繁殖和运动
单细胞生物具有生命的基本特征
人
多细胞生物
缩手反射
反射等神经活动需要多种细胞的参与
繁殖、生长
和发育
多细胞生物的生命活动是从一个细胞开始的，其生长和发育也是建立在细胞分裂和分化的基础上
1.一切生命活动都离不开细胞，都是在细胞或细胞参与下完成的。
2. 除病毒之外，其它生物都是由细胞构成的。病毒不具有细胞结构，由蛋白质外壳和内部遗传物质组成，寄生在活细胞中，利用活细胞中的物质生活和繁殖。
二．生命系统的层次
结构
层次
特点（概念）
举例
细胞
细胞是生物体结构和功能的基本单位
神经，心肌，上皮细胞
组织
由形态、结构、功能相同的细胞联合在一起
神经、肌肉、上皮组织
器官
几种不同组织结合成的能完成某一生理功能的结构
脑、脊髓、小肠
系统
能共同完成一种或几种生理功能的多种器官的组合
神经、循环、消化系统
个体
由若干个器官和系统协同完成复杂生命活动的单个生物。单细胞生物由一个细胞构成一个个体
人、龟、草履虫
种群
一定自然区域内 ，同种生物所有个体的总和
某区域内同种龟的所有个体
群落
一定自然区域内，所有种群构成一个群落
某区域内的所有种群
生态系统
群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体
龟生活的水体生态系统
生物圈
由地球上所有生物及其生活环境构成
地球上只有一个生物圈
1.池塘中的所有鲤鱼是一个种群，池塘中的所有生物是一个群落，一个池塘是一个生态系统，一个池塘中的所有鱼是由多个种群组成。
2.植物的生命系统中没有系统这一层次；单细胞生物只没有系统、器官、组织这三个层次。
生命活动
基础
生物与环境之间的物质和能量的交换
细胞代谢
生长发育
细胞增殖、分化
遗传与变异
细胞内基因的传递与变化
3.植物的六大器官：根、茎、叶、花、果实、种子
4.人的八大系统：消化、泌尿、内分泌、循环、运动、呼吸、神经、生殖系统
第二节 细胞的多样性和统一性
一．显微镜的结构与使用
1.显微镜的放大倍数
①放大倍数是指物像的大小对物体大小的比例
②放大倍数=目镜放大倍数×物镜放大倍数，这里放大的只是长度和宽度，不是面积或体积
2.显微镜下所成的像是倒像，所以想要移动的方向与物像的方向应一致（偏哪移哪），但显微镜下的物像不改变物体转动的时针方向
3.各类镜头特征比较
镜头种类
长度
放大倍数
视野大小、明暗
物镜
长
大
小而暗
短
小
大而亮
目镜
长
小
大而亮
短
大
小而暗
所以，显微镜放大倍数与视野大小、明暗成反比
4.使用高倍显微镜的步骤
先在低倍显微镜下寻找视野
取镜与安放
1.右手握住镜臂，左手托住镜底
2.显微镜放在实验台的前方偏左
对光
1.转动转换器，使用低倍镜对准通光孔中央
2.选一较大的光圈，左眼注视目镜，转动反光镜，使光线通过通光孔反射到镜筒内，通过目镜的观察到明亮的视野
低倍镜下观察
1.把所要观察的装片放在载物台上，用压片夹夹住，标本要正对通光孔中央（装片的制作程序：擦拭载玻片→滴清水或生理盐水→取材→展平或涂匀→盖片→染色<滴入，吸水纸吸引>→观察）
2.转动粗准焦螺旋使镜筒缓缓下降，直到接近装片为止（约0.5~1cm），眼睛应注视装片与物镜之间，以免压坏装片
3.左眼观察目镜，同时反向转动粗准焦螺旋使镜筒缓缓上升，直到看到物像为止
4.稍稍转动细准焦螺旋，使看到物像清晰
高倍镜下观察
1.移动装片将要观察的部分移到视野中央
2转动转换器换成高倍物镜
3.调节光圈（较大的光圈、使用凹面镜）增加视野亮度
4.缓缓调节细准焦螺旋使物像清晰（禁止调节粗准焦螺旋）
5.放大倍数变化与视野范围内细胞数量变化的关系
①一行细胞数量----反比→放大倍数
②圆形视野范围内的细胞数量---反比-→ 放大倍数的平方
二．.真核细胞和原核细胞
1细胞内含有以核膜为界的细胞核，称为真核细胞，由真核细胞构成的生物叫做真核生物
2.细胞内不含有以核膜为界的细胞核，称为原核细胞，由原核细胞构成的生物叫做原核生物
3.真核细胞有染色体（主要由DNA和蛋白质组成），原核细胞只有一条环状的DNA分子，位于细胞内特定的位置，这个区域被叫做拟核，所以原核细胞没有染色体
4.细菌：杆、球、螺旋、弧（乳酸菌全称为乳酸杆菌，所以它也属于细菌）
真菌：食用菌（蘑菇、木耳等）、酵母菌、霉菌（青霉菌、曲霉菌等）
蓝藻：蓝球藻、颤藻、念球藻
5.蓝藻是一种原核生物，细胞质内含有藻蓝素和叶绿素可进行光合作用，是一种自养生物，宏
观状态以水华和发菜的形式呈现
6.真核细胞与原核细胞的异同点
比较项目
原核细胞
真核细胞
本质区分
无以核膜为界限的细胞核
有以核膜为界限的细胞核
不
同
点
大小
较小（1μm～10μm）
较大（10μm～100μm）
细胞质
有核糖体
有核糖体、线粒体、叶绿素、液泡等
细胞核
无染色体，有环状DNA分子，称为拟核
有以DNA分子为主要成分的染色体
细胞壁
有
植物细胞有，动物细胞无
举例
蓝藻、细菌、放线菌、支原体、衣原体、立克氏体等
动物、植物、真菌等
相同点
1．都具有细胞器——核糖体以及相似的细胞膜、细胞质
2．都有与遗传关系密切的DNA分子
注：原核细胞除了支原体都由细胞壁，但高中一般不做要求，所以看见类似问题的答案以“有细胞壁”为准
7.病毒等非细胞生物，既不是原核生物，也不是真核生物
二．细胞学的建立
1.细胞学建立过程主要的科学家及成就
时间
科学家
重要发展
1543年
比利时的维萨里，法国的比夏
揭示了人体在器官和组织水平的结构
1665年
英国的虎克
用显微镜观察植物的木栓组织，并命名为细胞
19世纪
德国的施莱登、施旺
细胞是构成动植物体的基本单位
1858年
德国的魏尔肖
细胞通过分裂产生新细胞

2.细胞学的主要内容：

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构成

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

3.细胞学建立的意义：说明了细胞的统一性及生物体结构的统一性

第二章组成细胞的元素和化合物
第一节细胞中的元素和化合物 知识梳理：

差异性，元素含量有差异
1、 生物界与非生物界
统一性：元素种类大体相同
2、组成细胞的元素
大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
微量元素：Zn 、Mo、Cu、B、Fe、Mn（口诀：新木桶碰铁门）
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：C（干重下含量最高）
质量分数最大的元素：O（鲜重下含量最高）
3组成细胞的化合物
水（含量最高的化合物）
无机化合物
无机盐

蛋白质（干重中含量最高的化合物）
有机化合物 核酸
糖类
4检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质
（1）还原糖的检测和观察
常用材料：苹果和梨试剂：斐林试剂（甲液：0.1g/ml的NaOH 乙液：0.05g/ml的CuSO4）
注意事项：①还原糖有葡萄糖，果糖，麦芽糖②甲乙液必须等量混合均匀后再加入样液中，现配现用③必须用水浴加热
颜色变化：浅蓝色 → 棕色 → 砖红色
（2）脂肪的鉴定
常用材料：花生子叶或向日葵种子
试剂：苏丹或苏丹Ⅳ染液
注意事项：
①切片要薄，如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰，有的地方模糊。
②酒精的作用是：洗去浮色
③需使用显微镜观察
④使用不同的染色剂染色时间不同
颜色变化：橘黄色（苏丹Ⅲ）或红色（苏丹IV）
（3）蛋白质的鉴定
常用材料：鸡蛋清，黄豆组织样液，牛奶
试剂：双缩脲试剂（A液：0.1g/ml的NaOH B液： 0.01g/ml的CuSO4 ）
注意事项：
①先加A液1ml，再加B液4滴
②鉴定前，留出一部分组织样液，以便对比
颜色变化：变成紫色
（4）淀粉的检测和观察
常用材料：马铃薯
试剂：碘液颜色变化：变蓝
第二节 生命活动的主要承担者——蛋白质
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）。
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→二肽→ 三肽→多肽→ （多肽链→ 一条或若干条多肽链盘曲折叠）→蛋白质
氨基酸分子相互结合的方式：脱水缩合一个氨基酸分子的氨基和另一个氨基酸分子的羧基相连接，同时失去一分子的水。
连接两个氨基酸分子的化学键叫做肽键
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（酶）
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）
5. 免疫功能（ 抗体）
四 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。
规律方法
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、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，形成的蛋白质的分子量为n•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
第三节遗传信息的携带者——核酸
）
一 核酸的分类 DNA（脱氧核糖核酸RNA（核糖核酸
DNA与RNA组成成分比较
类别
DNA
RNA
基本单位

脱氧核糖核苷酸

核糖核苷酸

核苷酸
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
腺嘌呤核糖核苷酸
鸟嘌呤核糖核苷酸
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
磷酸
磷酸
二、核酸的结构
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）
化学元素组成：C、H、O、N、P
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。
三、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。
核酸在细胞中的分布观察核酸在细胞中的分布：
材料：人的口腔上皮细胞
试剂：甲基绿、吡罗红混合染色剂注意事项：
盐酸的作用：•改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。
现象：甲基绿将细胞核中的DNA染成绿色，
吡罗红将细胞质中的RNA染成红色。
DNA是细胞核中的遗传物质，此外，在线粒体和叶绿体中也有少量的分布。
RNA主要存在于细胞质中，少量存在于细胞核中。
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
糖类的分类，分布及功能：
单糖 五碳糖 核糖(C5H10O4) 细胞中都有 组成RNA的成分
脱氧核糖(C5H10O5) 细胞中都有 组成DNA的成分
六碳糖 (C6H12O6) 葡萄糖 细胞中都有 主要的能源物质
果糖 植物细胞中 提供能量
半乳糖 动物细胞中 提供能量
二糖(C12H22O11)
麦芽糖 发芽的小麦、谷控中含量丰富 都能提供能量
蔗糖 甘蔗、甜菜中含量丰富
乳糖 人和动物的乳汁中含量丰富
多糖(C6H10O5)n
淀粉 植物粮食作物的种子、变态根或茎等储藏器官中 储存能量
纤维素 植物细胞的细胞壁中 支持保护细胞
糖原 肝糖原 动物的肝脏中 储存能量调节血糖
肌糖原 动物的肌肉组织中 储存能量
细胞中的脂质脂质的分类
脂肪：储能，保温，缓冲减压
磷脂：构成细胞膜和细胞器膜的主要成分
胆固醇
固醇 性激素
维生素D
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
2磷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
第五节细胞中的无机物
细胞中的水包括 结合水（：细胞结构的重要组成成分）
自由水：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
自由水与结合水的关系：自由水和结合水可相互转化
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。
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