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必修一 分子与细胞
第一章 走近细胞
第1节 从生物圈到细胞
一、 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）
1.单细胞生物，一个细胞就是一个完整的个体，能完成相应的各项生命活动，如运动、摄食繁殖、应激性等。
变形虫
酵母菌的出芽生殖
草履虫
2.多细胞生物，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。如缩手反射的结构基础、人的生
殖和发育等。
缩手反射
所以，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.病毒的生命活动离不开细胞
（1） 病毒无细胞结构：主要由蛋白质(外壳)和核酸（DNA 或 RNA） 构成
（2） 病毒营寄生生活，在活细胞内才有生命现象，因此只能用活细胞 （如鸡胚） 培养病毒。不能用普通培养基培养。例如 ： 噬菌体——用大肠 杆菌培养。
（3） 病毒分类：根据寄生的宿主不同，病毒可分为动物病毒、植物病 毒和细菌病毒（即噬菌体） 三大类。根据病毒所含核酸种类的不同分为 DNA 病毒和 RNA 病毒。
（4） 繁殖方式--复制（增殖） ：吸附→注入→合成→组装→释放（见 下页图）
病毒的繁衍过程中 病毒只提供模板 。氨基酸原料，核苷酸原料， 核糖体，酶，tRNA 都由宿主提供。
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高中生物知识点总结
（5） 变异类型：只有基因突变一种方式，因为病毒无染色体， 也不能有性生殖，所以无染色体变异和基因重组。
（6） 应用： 基因工程中作运载体；动物细胞工程中诱导细胞融 合； 特异性免疫反应中作为疫苗。
（7)病毒破坏的细胞类型举例：
①SARS 病毒破坏人的肺部等处的细胞
②乙肝病毒破坏肝细胞
③脊髓灰质病毒破坏脊髓灰质前角的运动神经元，导致小儿麻痹 ④HIV 破坏人的 T 细胞，使人丧失免疫力。
(8)常见病毒的遗传物质
DNA 类病毒： 噬菌体、天花病毒、乙肝病毒等
RNA 类病毒： 烟草花叶病毒、HIV、SARS、禽流感病毒等
有关病毒知识小结如下： （理解下图）
二、生命系统的结构层次
1.生命系统的结构层次（ 以龟为例）
结构层次 大小 举例
细胞 小|↓ 大 心肌细胞
组织 心肌组织
器官 心脏
系统 血液循环系统
个体 龟
种群 该区域内同种龟的所有个体
群落 该区域内的所有生物
生态系统 该区域内的所有生物和无机环境
生物圈 地球上全部生物及其无机环境的总和
2.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
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说明： ①分子、原子属于系统，但不属于生命系统结构层次
②一个单细胞生物，既是细胞，又是个体。
③植物没有系统层次
④最基本的生命系统------细胞； 最大的生命系统--------生物圈
⑤地球之肾--湿地生态系统； 地球之肺--雨林生态系统
第 2 节 细胞的多样性和统一性
一、列表比较真核细胞和原核细胞区别
真核细胞和原核细胞的最根本区别在于： 有无核膜包被的细胞核
细胞 原核细胞 真核细胞
大小 较小 较大
本质 无以核膜为界限的细胞核 有以核膜为界限的细胞核
细胞壁 有，细菌细胞壁主要成分是糖类和蛋白质（肽聚糖） 植物细胞有，主要成分是纤维素和果胶
细胞质 有核糖体，无其他细胞器 有核糖体和其他细胞器
细胞核 拟核，无核膜和核仁 有核膜和核仁
DNA 存在形式 拟核中： 大型环状、裸露质粒中： 小型环状、裸露 细胞核中： 和蛋白质形成染色体细胞质中： 在线粒体、叶绿体中裸露存在
可遗传变异来源 基因突变 基因突变、基因重组、染色体变异
生物举例 细菌、蓝藻、放线菌、支原体、衣原体 动物、植物、真菌
增殖方式 二分裂 无丝分裂、有丝分裂、减数分裂
统一性 都有细胞膜和细胞质； 遗传物质都是 DNA
1.原核细胞核只含有唯一 一种无膜的细胞器——核糖体。 原核细胞无染色体。
2.原核生物的种类: 细菌、蓝藻、支原体、衣原体、立克次氏体、放线菌（记住） 。
如何判断细菌：凡“菌”字前面有“杆”字(如乳酸杆菌) 、“球”字(如链球菌) 、“螺旋”字及“弧”字(如霍乱弧菌) 一般都是细菌。带“菌”字和“藻”字的不一定都是原核生物，如酵母菌、霉菌、绿藻、褐藻、红藻都是真核生物。
3.原核生物生理特性
a.原核生物的遗传不遵循孟德尔定律，因为原核生物没有染色体结构，只进行无性生殖。
b.原核生物可遗传变异的来源只有基因突变，没有基因重组和染色体变异，因为原核生物没有染色体，基因重组 又发生在减数分裂过程中。
c. 用纤维素酶处理蓝藻、细菌的细胞壁不能将其破坏，因为上述细胞壁的成分主要是肽聚糖。
二、细胞学说
（一） 建立过程
1、1665 年，英国科学家虎克用显微镜观察植物的木栓组织，发现并将其命名为“细胞”
2、19 世纪 30 年代，德国的两位科学家施旺和施莱登创立了细胞学说
3、1858 年，德国的魏尔肖提出了细胞通过分裂产生新细胞的观点，作为对细胞学说的修正和补充
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（二） 细胞学说内容
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。
（三） 意义
1、揭示了细胞统一性和生物体结构的统一性；
2、揭示了生物间存在着一定的亲缘关系。
附： 生物的简单分类
非细胞生物:HIV、SARS、噬菌体、类病毒、朊病毒
细菌： 球菌、杆菌、螺旋菌
物 放线菌、支原体、衣原体、立克次氏体
物 生物 植物：衣藻、眼虫
真核 动物：草履虫、变形虫
真菌： 霉类、菇类、
多细胞 植物：藻类、苔藓、
动物：无脊椎动物、
木耳、灵芝
蕨类、种子
脊椎动物
三、高倍显微镜的使用
（一） 重要结构
1、光学结构
（1）镜头： 目镜—— 目镜长，放大倍数小； 物镜——物镜长，
放大倍数大。物镜上端有螺纹，而 目镜无； 目镜放大倍数与长度成反
比，物镜放大倍数与长度成正比。
（2）反光镜： 平面——调暗视野； 凹面——调亮视野。
2、机械结构
（1）准焦螺旋（有粗、细之分） ——使镜筒上升或下降。
（2）转换器——转换物镜。
（3）光圈（有大、小之分） ——调节视野亮度。
（二） 显微镜的使用方法
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①取镜与安放：一手握住镜臂，一手托住镜座。一般将显微镜放在距桌边 5～6cm 处。
②对光：打开光源，用镜头转换器换成低倍物镜对准通光孔，选择遮光器上的较大光圈。 （眼 睛注视目镜） 调节反光镜，直至看到一个明亮的视野。
③低倍镜观察：先将镜筒降至距离载物台很近的位置（约 1cm） ，眼睛注视目镜，缓慢地调节粗 准焦螺旋升高镜筒（注意不能反向操作） ，直至看到物象（ 一次不成功，就重复上述操作） 。看到
物象后可以调节细准焦螺旋使物象清晰，然后将最理想的观察部位移至视野中央。 说明： 将观察对象移至视野中央时，遵循偏向何处就往何处移动。
④高倍镜观察：首先在低倍镜下观察，找到物像，移至视野中央。然后转动转换器，换成高倍 物镜观察，转动细准焦螺旋，直到看清为止。
高倍镜观察步骤
⑴移动装片，在低倍镜下使需要放大观察的部分移至视野正中央。
⑵转动转换器，换上高倍物镜。
⑶调节光圈或反光镜，使视野亮度适宜。
⑷调节细准焦螺旋，使物像清晰。
（三） 注意事项
1、调节粗准焦螺旋使镜筒下降时，双眼要注视物镜与玻片标本之间的距离，到快接近时（距离 约为 0.5cm） 停止下降。
2、必须先用低倍镜观察，找到要观察的物像，移到视野中央，然后换用高倍物镜。（先低倍后 高倍原则）
3、换用高倍物镜后，只能用细准焦螺旋来调焦。
（四） 补充显微镜基础知识
⑴ 目镜与物镜长短与放大倍数之间的关系
物镜越长放大倍数越大，距装片距离越近，如 H1； 目镜越长放大倍
数越小。
（2） 显微镜放大倍数的含义
①显微镜放大倍数是指物像长和宽，而非面积；
②物像放大倍数是指目镜与物镜放大倍数的乘积。
（3） 高倍镜与低倍镜的比较
物像 大小 看到细 胞数目 视野 亮度 物镜与玻片的距离 视野 范围
高倍镜 大 少 暗 近 小
低倍镜 小 多 亮 远 大
（4） 视野中细胞数目的相关计算
①若视野中细胞成单行，计算时只考虑长度，可根据看到的细胞数目与放大倍数成反比的规律进行计算。
②若视野中细胞均匀分布在整个视野，可根据看到的细胞数目与放大倍数的平方成反比的规律进行计算。
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第二章 组成细胞的分子
第 1 节 细胞中的元素和化合物
一．生物界与非生物界具有统一性和差异性
1.统一性： 组成生物体的化学元素，在无机自然界都可以找到，没有一种元素是生物界特有的。 2.差异性： 组成生物体的化学元素在生物体和自然界中含量相差很大。
二．细胞中的化学元素
1.按含量是否超过万分之一，分为大量元素和微量元素。
⑴.大量元素主要是指： C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
⑵.微量元素有 :FeMnZnCuBMo等,缺乏必需元素可能导致疾病。如： 克山病（缺硒）
2.占细胞鲜重比例最大的化学元素是 O
3.占细胞干重比例最大的化学元素是 C
4.在组成细胞的元素中，占鲜重百分比前四位的依次是 O>C>H>N；占干重百分比前四位的依次是 C>O>N>H。 5.谐音巧记组成细胞的微量元素
三. 构成细胞的化合物
1.组成细胞的化合物可分为有机化合物和无机化合物
2.元素与化合物的含量排序
(1)鲜重含量最多的化合物： 水。
(2)鲜重含量最多的有机物： 蛋白质。
(3)占细胞干重最多的化合物： 蛋白质。
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(5)在组成细胞的化合物中，占鲜重百分比前四位的依次是水>蛋白质>脂质>糖类。
四、细胞中的无机物：
（一） 细胞中的水：
1、存在形式： 自由水和结合水。
2、含量： 在构成细胞的各种化合物中，水的含量最多。
（1） 不同的生物体内水的含量差别很大；
（2） 同一生物体不同的生长发育阶段水的含量不同，幼儿期＞成年期，幼嫩部分＞老熟部分。
（3） 同一生物不同器官水的含量也不同。
3、功能：
（1） 运送营养物质和代谢废物
（2） 是细胞内的良好溶剂
（3） 参与许多生物化学反应，如光合作用、呼吸作用等
（4） 为细胞提供液体环境
4、水的含量与代谢的关系：
（1） 当自由水比例增加时，生物体代谢活跃，生长迅速。
（2） 当自由水向结合水转化较多时，代谢强度就会下降，（结合水的含量增多，可以使植物的 抗逆性 (抗寒、
抗热、抗旱)提高。
（二） 细胞中的无机盐：
1、存在形式： 绝大多数以离子的形式存在，少部分是细胞内化合物的组成成分。
2、功能:
（1） 参与构成细胞内某些复杂的化合物:如 Fe2＋参与构成血红蛋白，Mg2＋参与构成叶绿素等。
（2） 参与并维持生物体的代谢活动:如哺乳动物血液中钙盐含量过低就会出现抽搐；
（3） 维持生物体内的平衡：渗透压平衡（Na＋、C l－维持细胞外液渗透压，K＋维持细胞内液渗透压） 和酸碱平衡（如 人血浆中 HCO3－、HPO42－等的调节） 。
【思考感悟】 为什么碳是最基本元素？
碳原子本身的化学性质使它能够通过化学键连接成链或环，从而形成各种生物大分子，使地球上的生命建立在
碳元素的基础上。
第 2 节 生命活动的主要承担者-------蛋白质（细胞中含量最多的有机物）
一、蛋白质组成元素和基本单位
1. 组成元素：C、H、O、N，有的还含 S
2. 蛋白质的基本单位：氨基酸(组成蛋白质的氨基酸约 20 种)
3. 结构通式
4.特点： 每种氨基酸至少有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连在同一碳原子上。
5.种类和分类： 组成生物体蛋白质的氨基酸约有 20 种。根据是否能在体内合成分为必需氨基酸和非必需氨基 酸。
6.对通式的分析（组成蛋白质的 20 种氨基酸的区别： R 基 的不同）
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二、聚焦蛋白质的结构，功能，及其多样性
1.脱水缩合：一个氨基酸分子的氨基（—NH2 ）与另一个氨基酸分子
的羧基（ —COOH） 相连接，同时失去一分子水。 （此过程消耗能量）
(1)其场所是： 核糖体（翻译）
(2)形成物质名称： 二肽。
(3)氨基酸之间连接化学键名称： 肽键
①肽键的结构式可表示如下：
不要将氨基(—NH2 )错写为 NH2 或—
NH3；不要将羧基（ —COOH） 误写为 COOH； 也不要将肽键（ —CO—NH— ）误写为 CO—NH 或 CONH。
(4)H2O 中 H 的来源： 一个来自氨基，一个来自羧基。而 O 则只来自于—COOH
⑸肽的名称： 一条多肽链由几个氨基酸分
子构成就称为几肽(三个或三个以上的称为
多肽)，如： 由六个氨基酸分子构成一条链，
则其名称是六肽，也可称为多肽。通常核糖
体合成的多肽没有活性，需要经过盘曲、折
叠（在内质网、高尔基体上完成） 形成有一
定空间的蛋白质，才能发挥作用。
2.蛋白质结构的多样性
（1） 氨基酸的种类不同，构成的肽链不同。
（2） 氨基酸的数目不同，构成的肽链不同。
（3） 氨基酸的排列顺序不同，构成的肽链不同。
（4） 肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同。
3.蛋白质功能
功能 举例
催化 大多数酶
运输 血红蛋白运输氧气
运动 肌肉中的一些蛋白质
防御 抗体
调控 胰岛素
结构 细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成
4.归纳蛋白质合成过程的有关计算
①失去水分子数＝肽键数＝ 氨基酸数— 肽链数
②蛋白质相对分子质量＝ 氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数量－失去水分子数×水的相对分子质量.例如： 氨基 酸的平均相对分子质量为a，数目为n，肽链数为m，则蛋白质的相对分子质量为： a ·n－18 · (n－m)。
③一个肽链中至少有 1 个游离的氨基和 1 个游离的羧基，在 R 基中可能也有氨基和羧基。
④n 个氨基酸分子缩合成 m 条肽链，至少有 m 个氨基和 m 个羧基； 至少含有的羧基（—COOH） 或氨基数（—NH2）= 肽 链数
⑤n 个氨基酸分子缩合成环状肽时，失去的水分子数＝肽键数＝ n，氨基和羧基数与 R 基团有关
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5.蛋白质变性:蛋白质的结构易受高温、过酸、过碱的影响而变性，改变其空间结构，从而失去生物活性但肽键并 未断裂。肽键的断裂需要蛋白酶或肽酶水解。盐析不破坏空间结构。
6. 教材中常见蛋白质
蛋白质成分 解释
大多数酶 大多酶是蛋白质，少数是 RNA
部分激素（如生长激素、胰岛素） 大多数激素是蛋白质，少部分激 素是氨基酸衍生物或脂质
抗体（抗毒素、凝聚素） 抗体是浆细胞分泌的分泌蛋白 （免疫球蛋白）
抗原（外毒素、凝聚原） 大多数抗原是糖蛋白（蛋白质）
受体 （激素受体、递质受体、抗原识别受体） 受体大多数是糖蛋白，少数是蛋 白质
载体蛋白 生物膜上参与协助扩散、主动运 输的蛋白质； 载体蛋白 运载体
三、蛋白质鉴定： 与双缩脲试剂产生紫色的颜色反应
双缩脲试剂： 配制： 0.1g/mL的NaOH溶液（2mL） 和0.01g/mL CuSO4溶液（3-4滴）
使用： 分开使用，先加NaOH溶液，再加CuSO4溶液。
附:氨基酸的排列与多肽种类的计算
假若有 A、B、C 三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分为如下两种情形分析：
(1)A、B、C 三种氨基酸，在每种氨基酸数目无限的情况下，可形成肽类化合物的种类：
形成三肽的种类：
(33 ＝27 种)
形成 二 肽 的种 类 ：
(32＝9 种)
(2)A、B、C 三种氨基酸，且在每种氨基酸只有一个的情况下，形成肽类化合物的种类：
形成三肽的种类： (3×2×1＝6 种)
形成二肽的种类： (3×2＝6 种)
第 3 节 遗传信息的携带者—核酸
1、元素组成： 由 C、 H、O、 N、 P 5种元素构成
2、基本单位： 核苷酸（由 1分子磷酸 + 1分子五碳糖 + 1分子含氮碱基 组成）
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脱氧核苷酸（4种）核糖核苷酸（4种） 高中生物知识点总结1分子磷酸1分子 脱氧核糖1分子含氮碱基（A、 T 、G、C）1分子磷酸1分子 核糖1分子含氮碱基（A、 U 、G、C）
组成核酸的碱基有5 种，五碳糖有2种，核苷酸有8种。 ⑴.核酸的初步水解产物（图 1）
图 1
⑵.核苷酸可彻底水解成一分子五碳糖、一分子含氮碱基和一 分子磷酸（图 2）
⑶.核糖核酸的单体是核糖核苷酸，其五碳糖为核糖。依据碱
基不同，核糖核苷酸可分四种，分别是腺嘌呤核糖核苷酸(含 碱基 A)、鸟嘌呤核糖核苷酸(含碱基 G)、胞嘧啶核糖核苷酸(含 碱基 C)和尿嘧啶核糖核苷酸(含碱基 U) 4 种。（图 3）
图 2
（4） .脱氧核糖核酸的单体是脱氧核苷酸，其五碳糖为脱氧核糖。依据碱基不同，脱氧核苷酸可分四种，分别是腺 嘌呤脱氧核苷酸(含碱基 A)、鸟嘌呤脱氧核苷酸(含碱基 G)、胞嘧啶脱氧核苷酸(含碱基 C)和胸腺嘧啶脱氧核苷酸(含 碱基 T)。 （图 4）
图 3
（5） 核苷酸之间通过磷酸二酯键连接形成核苷酸链
3、种类： 脱氧核糖核酸 （DNA） 和 核糖核酸 （RNA）
图 4
种类 英文缩 写 基本组成单位 结构 存在场所
脱氧核糖 核酸 DNA 脱氧核苷酸（4 种） 一般为双链 主要在 细胞核 中（在叶绿体和线粒体中有少量存在）
核糖核酸 RNA 核糖核苷酸（4 种） 一般为单链 主要存在 细胞质 中
4、生理功能： 核酸是细胞中 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 有十分重要的作用。 5.有细胞结构的生物的核酸为 DNA和 RNA，遗传物质为 DNA， 无细胞结构的生物（病毒） 的核酸为 DNA 或RNA，遗传 物质为 DNA 或 RNA
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小结如下图
原核生物
★观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布★
（一） 实验原理
1、甲基绿和吡啰红与两种核酸的亲和力不同，RNA 结合吡啰红显红色，DNA 结合甲基绿显绿色。
2、、盐酸能改变膜的通透性，加速染色剂进入细胞； 同时使染色体中 DNA 和蛋白质分离，有利于 DNA 与染色剂 结合。
（二） 实验材料、仪器与用具 Ⅰ 、人口腔上皮细胞
Ⅱ 、烧杯，小烧杯，温度计，滴管，消毒牙签，载玻片，盖玻片，铁架台，石棉网，火柴，酒精灯，吸水纸， 显微镜
Ⅲ 、质量分数 0.9%的 NaC l 溶液，8%的盐酸，吡啰红甲基绿染色剂（现配现用） ，蒸馏水 （三） 实验结果
细胞核主要呈现绿色，细胞质主要呈现红色。说明
DNA 主要位于细胞核（线粒体和叶绿体也有少量 DNA） ，
RNA 主要位于细胞质。
（四） 观察 DNA 和 RNA 在细胞分布实验中的 4 个注意问 题
(1)选材： 口腔上皮细胞、无色的洋葱鳞片叶内表皮细
胞，不能用紫色洋葱表皮细胞或叶肉细胞，以防止颜色的干扰。
(2)缓水流冲洗目的： 防止载玻片上的细胞被冲走。
(3)几种试剂在实验中的作用
①0.9%的 NaCl 溶液(生理盐水)： 保持口腔上皮细胞正常形态。
②8%的盐酸作用： a.改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；
b.使染色质中 DNA 与蛋白质分离，有利于 DNA 与染色剂结合。
③蒸馏水作用： a.配制染色剂； b.冲洗载玻片。
④吡罗红甲基绿染液： 混合使用，且现用现配。
(4)DNA 和 RNA 在细胞核和细胞质中均有分布，只是量的不同，故结论中强调“主要”而不能说“只”存在于细胞核 ．． ．
或细胞质中。
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（五） 不同生物的核酸、核苷酸及碱基的情况
生物类别 核酸 核苷酸 碱基 遗传物质 举例
原核生物和真 核生物 含有 DNA和RNA 两种核 酸 8 5 DNA 细菌、人等
病毒 只含 DNA 4 4 DNA 噬菌体
只含 RNA 4 4 RNA 烟草花叶病毒
（六） 注意下面 A 的含义
第 4 节 细胞中的糖类和脂质
一. 细胞中的糖类
1．化学元素组成： 只有 C H O ， 多数糖类分子
中 H 和 O 之比是 2:1
2. 糖类的种类
I . 依据水解情况分为单糖、二糖和多糖
①单糖（不能水解的糖） 五碳糖（核酸、脱氧核糖）
单糖 六碳糖（葡萄糖、果糖、半乳糖） 同分异构体（C6H12O6 ）
②糖类只有水解成单糖，才能被人体吸收。
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③多糖的基本组成单位（单体） 都是葡萄糖。
④二糖 ： 二糖由两分子单糖缩合而成
麦芽糖=2 葡萄糖
动物特有： 乳糖＝ 葡萄糖＋半乳糖
⑤多糖 ：基本组成单位是葡萄糖
植物特有
分，支持保护细胞（不提供能量）
动物特有： 糖原——动物细胞的储能物质（肝糖原和肌糖原）
II 根据还原性： 糖类可分为还原糖和非还原糖
※葡萄糖、果糖，半乳糖等单糖以及麦芽糖都属于还原糖。※鉴定可溶性还原糖用斐林试剂
※蔗糖、淀粉、糖原是非还原糖※
3．糖类的功能
(1)组成生物的重要成分。
(2)生物体的主要能源物质。
※并非所有的糖都是能源物质，如如核糖、脱氧核糖、纤维素为结构糖，构成结构，不提供能量。 ※糖类的合成场所（或细胞） ：叶绿体（葡萄糖、淀粉） 、内质网（加上糖基团） 、高尔基体（纤维
素） 、 肝脏（肝糖原） 、肌肉（肌糖原）
※不是所有糖都是甜的，如纤维素、淀粉不甜（淀粉水解成麦芽糖才会有甜味）
※纤维素不能被动物消化，被称为膳食纤维。反刍动物（如牛） 消化纤维素是因为某些微生物的作用。
二. 组成细胞的脂质
1.组成元素： C H O 有的含有 N 和 P
2.种类
脂质
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脂肪（C H O） ：良好的储能物质，含有能量是相同的质量糖类的两倍
原因是脂肪含 H 多，含 O 少。
功能 ②保温作用
磷脂（C H O N P） ：构成细胞膜及各种细胞器膜的重要成分（核膜也有）
胆固醇： 构成细胞膜（主要是动物） 的重要成分，参与血液中脂质的运输，在阳光下可转 化为维生素 D
性激素： 促进生殖器官的发育和生殖细胞的形成，激发并维持第二性征，维持生理周期
维生素 D： 促进肠道对钙、磷的吸收（晒太阳预防佝偻病）
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固醇类： 人体所必需的。对于维持生物体内正常新陈代谢和生殖过程起着重要的调节作用。但血液中胆固醇过多，
可能引起心脑血管疾病
※细胞内的能源物质种类及其分解放能情况※
1．主要能源物质： 糖类。
2．主要储能物质： 脂肪。
除此之外，动物细胞中的糖原和植物细胞中的淀粉也是重要的储能物质。
3.直接能源物质： ATP。 (糖类、脂肪、蛋白质中的能量只有转移到 ATP 中，才能被生命活动利用。)
4．细胞中的能源物质为糖类、脂肪、蛋白质，三者供能顺序是： 糖类→脂肪→蛋白质。
．．．．
糖类是主要的能源物质； 当外界摄入能量不足时(如饥饿)，由脂肪分解供能； 蛋白质作为生物体重要 的结构物质，一般不提供能量，但在营养不良、疾病、衰老等状态下也可分解提供能量。
5.※糖的“水解”与“氧化分解” ※
多糖和二糖水解的终产物是其单体，如淀粉水解的产物是葡萄糖，蔗糖水解的产物是葡萄糖和果
糖； 糖氧化分解的终产物是 CO2 和 H2O，即糖参与有氧呼吸后的最终产物。
三、生物大分子以碳链为基本骨架
生物大分子是由单体经缩合而成的多聚体。多糖、蛋白质和核酸等生物大分子都是由单体聚合而成的
多聚体，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。
正是由于碳原子在组成生物大分子中的重要作用，所以碳是生命的核心元素
第 5 节 细胞中的无机物
一. 细胞中的水（水是活细胞中含量最多的化合物）
1.含量： 是活细胞中含量是 最多 的物质。
2.形式：
⑴ 自由水：是可以 自由流动 的水。 （在代谢 旺盛 的细胞中， 自由水的含量一般较多）
作用： ① 良好的溶剂；
② 参与细胞内生化反应；
③ 物质运输；
④ 维持细胞的形态
⑵结合水： 是与其他物质相 结合 的水。
作用； 是组成 细胞结构 的重要成分。 （结合水的含量增多，可以使植物的 抗逆性 增强）
3.影响细胞含水量的因素
(1)生物种类： 水生生物含水量>陆生生物含水量。
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(2)生长发育阶段： 幼儿>成年； 幼嫩部分>成熟部分。
(3)组织器官种类与代谢程度： 如牙齿<骨骼<血液。
4、自由水和结合水在一定条件下可相互转化： 自由水/结合水的比值越大，生物新陈代谢越旺盛，该生物的抗 逆性(如抗寒性、抗旱性)越差； 反之，该比值越小，生物新陈代谢越缓慢，其抗逆性则越强。
5、在生产实际中的应用
(1)种子的贮存： 晒干种子是为减少自由水含量，降低种子的代谢，延长种子寿命。
(2)低温环境下减少花卉浇水，可提高花卉对低温的抗性。
6、图解生物体内水的变化（如下图）
二. 细胞中无机盐
1、细胞中无机盐的存在形式及其功能
(1)细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。少数构成细胞内某些复杂化合物。
(2)无机盐的生理功能
①有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的 重要组成成分（如 Mg2+是构成 叶绿素 的成分、Fe2+是构成 血红蛋白 的 成分、 I-是构成 甲状腺激素 的成分。 ）
②许多无机盐离子对于 维持细胞和生物体的生命活动 有重要作用。（如动物 Ca2+浓度过低 肌肉抽搐、过高 肌肉乏力。 ）
③维持酸碱平衡(如缓冲对)和渗透压平衡(K＋、Na＋)。
2.部分无机盐离子的具体功能分析
无 机盐 功 能 含量异常
－ 甲状腺激素的组成成分 缺碘时患地方性甲状腺肿大
Fe2＋ 血红蛋白的组成成分 缺铁时患贫血
（ 续表）
高中生物知识点总结
Ca2＋ 降低神经系统的兴奋性 血钙过低时，会出现抽搐现象； 血钙过高时，会患肌无力
B 促进花粉的萌发和花粉管 的伸长 油菜缺硼时，会出现“花 而不实”
K+ 促进植 物体 内淀粉 的运输； 动物细胞内液渗透压的维 持 缺乏 时植物抗逆 能力减弱，易受病害侵袭
Na+ 维持细胞外液的渗透压 缺乏会导致细胞外液渗透 压下降
★探究镁是否属于植物生长发育所必需的元素★
(1)实验思路： 利用缺镁培养液和完全培养液的培养作对照并得出结论。
(2)实验步骤：
培养液的配制： 配制完全培养液和缺镁培养液 。
②取材： 选取长势相同的两组植物。
③培养： 将两组植物分别培养在盛有上述两种培养液的容器中，培养条件要相同且适宜。
④观察： 两组植物的生长状况
(3)预测可能的结果及结论。如下表：
缺镁培养液 完全培养液 结论
生长状况 正常 正常 ①
异常 正常 ②
①镁不是植物生长发育所必需的元素。
②镁是植物生长发育所必需的元素。
★检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质★
1．糖的鉴定：
原理：
(1)淀粉： 遇碘液变蓝色，这是淀粉特有的颜色反应。
(2)还原性糖(单糖、麦芽糖和乳糖)： 与斐林试剂反应，可以产生砖红色沉淀。 材料用具：
（1） 实验材料： 苹果或梨匀浆，马铃薯匀浆
（2） 配制： 甲液： 0.1g/mL的NaOH溶液+ 乙液： 0.05g/mL CuSO4溶液 使用： 混合后使用，且现配现用。
条件： 水浴加热
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高中生物知识点总结
实验步骤： 选材→制备组织样液→加斐林试剂→水浴加热→显色（砖红色沉淀）
实验结果分析：
（1） 淀粉： 如果出现蓝色，则待测样品中含有淀粉； 反之，则没有。
(2） 还原性糖： 如果出现砖红色沉淀，则待测样品中含有还原糖，反之； 则没有。
2．脂肪的鉴定：
原理： 脂肪可以被苏丹 Ⅲ染液染成橘黄色。
（在实验中用 50%酒精洗去浮色→显微镜观察→橘黄色脂肪颗粒）
材料用具：
（1） 实验材料： 花生种子，花生匀浆
（2） 试剂： 苏丹 III 染液、苏丹 IV 染液
实验步骤； 选材→制片→加苏丹 III(或苏丹 IV)染液染色→漂洗→镜鉴（橘红色或红色)
实验结果分析： 如果观察到橘黄色（红色） ，则待测样品中含有脂肪； 反之，则没有。
动物细胞脂肪滴
3．蛋白质鉴定：
原理： 蛋白质与双缩脲试剂产生紫色的颜色反应
材料用具：
（1） 实验材料： 豆浆、鲜肝提取液
（2） 双缩脲试剂：
配制： A液： 0.1g/mL的NaOH溶液（2mL） 和B液： 0.01g/mL CuSO4溶液（3-4滴）
使用： 分开使用，先加NaOH溶液，再加CuSO4溶液。
实验步骤
实验结果分析： 如果出现紫色，则待测样品中含有蛋白质； 反之，则没有。
4、 注意事项：
（1） 还原性糖植物组织取材条件？
答： ①浅色： 不能用绿色叶片、西瓜、血液等材料，防止颜色的干扰。
②还原糖含量高： 不能用马铃薯(含淀粉)、甘蔗、甜菜(含蔗糖)。
含糖量较高、颜色为白色或近于白色，如： 苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝 卜等。
（2） 花生种子切片为何要薄？ 答： 只有很薄的切片，才能透光，而用于显微镜的观察。
（3） 唯一需要加热— 还原糖鉴定，且必需水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热则无砖红色沉淀出现。 唯一需要显微镜—— 脂肪鉴定。
（4） 若用大豆做材料，必须提前浸泡；
若用蛋清作材料，必须稀释，防止其粘在试管壁上不易涮洗； 且该实验应预留部分组织样液做对比。
高中生物知识点总结
斐林试剂和双缩脲试剂
斐林试剂和双缩脲试剂都由溶液和溶液组成，但二者有如下三点不同：
（1） 溶液浓度不同
斐林试剂中NaOH溶液称为斐林试剂甲，其浓度为0.1g/mL。CuSO4溶液称为斐林试剂乙，其浓度为0.05g/mL ； 双缩脲试剂中NaOH溶液（双缩脲试剂A） 的浓度为0.1g/mL，CuSO4溶液（双缩脲试剂B） 的浓度为0.01g/mL。
（2） 使用原理不同
斐林试剂是新配制的溶液，它在加热条件下与醛基反应，被还原成砖红色的沉淀，可用于鉴定可溶性还原 糖的存在。用斐林试剂鉴定可溶性还原糖时，溶液的颜色变化过程为： 浅蓝色→棕色→砖红色（沉淀） 。
鉴定生物组织中是否含有蛋白质时，常用双缩脲法，使用的是双缩脲试剂，发生的是双缩脲反应。双缩脲 反应实质是在碱性环境下的与双缩脲试剂发生的紫色反应。而蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的肽 键，所以蛋白质都能与双缩脲试剂发生颜色反应，可以用双缩脲试剂鉴定蛋白质的存在。
（3） 使用方法不同
斐林试剂使用时，先反溶液和溶液混合（将滴溶液滴入溶液中） ，而后立即使用： 双缩脲试剂使用时，先 加入溶液（2mL） ，振荡摇匀，造成碱性的反应环境，然后再加入3～4滴溶液，振荡摇匀后观察现象。
高中大纲范围颜色反应总结
待鉴物 质 使用试 剂 颜色反应 待鉴物质 使用试剂 颜色反应
淀粉 碘 蓝色 DNA 甲基绿 绿色
还原糖 斐林试剂班氏试剂 砖红色沉淀 RNA 吡罗红 红色
脂肪 苏丹Ⅲ 苏丹Ⅳ 橘黄色红色 CO2 澄清 Ca（OH） 2溴麝香草汾蓝水溶液 变浑浊 蓝变绿 再变黄
蛋白质 双缩脲 紫色 酒精 酸性重铬酸钾溶液 灰绿色
线粒体 健那绿 蓝绿色 染色体 碱性染料 深色
第三章
第 1 节
一、细胞膜的成分及制备：
高中生物知识点总结
细胞的基本结构
细胞膜—— 系统的边界
细胞是最基本的生命系统，其边界是细胞膜。
（一） 细胞膜的成分
1、主要成分是脂质和蛋白质，另外还有少量
的糖类。
2、细胞膜成分中含量最多的是脂质(含量最丰
富的是磷脂,动物细胞膜还含有少量胆固醇)。
（二） ※磷脂分子及其性质※
1.组成磷脂分子的元素有： C、H、O、N、P。
植物细胞
动物细胞
2.若单层磷脂分子层水界面排列如下图，搅拌后的图。
单层磷脂分子层水界面排列 搅拌后形成脂质体
（三） 与细胞膜功能复杂程度有关的是蛋白质。
1.蛋白质是生命活动的主要承担者，功能越复杂的细胞，蛋白质的种类和数量越多。 2.细胞在不同时期，细胞膜的成分及含量也会发生变化，如癌细胞的糖蛋白减少。
（四） 细胞膜的制备
1、选材： 哺乳动物成熟的红细胞。原因： 没有细胞核及众多细胞器
2、原理： 红细胞放入清水中，水会进入红细胞，导致红细胞吸水胀破，
使细胞内物质流出，从而得到细胞膜。
3、过程
（1） 将红细胞稀释液制成临时装片。
（2） 在高倍镜下观察，待观察清晰时，在盖玻片一侧滴加蒸馏水，另
一侧用吸水纸吸引（引流法） 。
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高中生物知识点总结
（3） 红细胞凹陷消失，细胞体积增大，最后导致细胞破裂。
（4） 利用差速离心法，获得较纯的细胞膜。
红细胞吸水涨破 离心机
二、细胞膜的功能
（一） 将细胞与外界环境分隔开，保障了细胞内部环境的相对稳定。
（二） 控制物质进出细胞
（三） 进行细胞间的信息交流
1、细胞间的信息交流，大多与细胞膜的糖蛋白有关。
①细胞识别和信息交流的物质基础是细胞膜上的糖蛋白。
②结构基础是特异性受体。
2、细胞间信息交流的方式
①动物细胞信息交流方式（2 种）
a. 通过细胞分泌的化学物质（如激素） 间接传递信息。（信息分子如： 激素，神经递质，淋巴因子，CO2）
b. 相邻两个细胞间的细胞膜直接接触，如图（实例： 受精过程）
②植物细胞间的识别主要是通过胞间连丝来实现。如图
．．．．
高中生物知识点总结
三、植物细胞壁的成分和作用
（一） 化学成分： 主要是纤维素和果胶。
（二） 作用： 对植物细胞有支持和保护作用。
【思考感悟】 植物细胞等有细胞壁，在细胞最外层，为什么说细胞膜是边界呢？
由细胞膜的屏障功能所决定，细胞膜不仅有保护作用还具有选择透过性，而细胞壁是全透性的。
〖生物膜的流动性镶嵌模型〗
一、生物膜的探索历程：
（一） 19 世纪末，欧文顿根据脂溶性物质更容易通过细胞膜，提出膜是由脂质组成的。 （二） 20 世纪初，化
学分析表明，膜的主要成分是脂质和蛋白质。
（三） 1925 年，荷兰科学家得出结论： 细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。
（四） 20 世纪 40 年代，科学家推测脂质两边各覆盖着蛋白质。
（五） 1959 年，罗伯特森认为生物膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成。
（六） 1970 年，人鼠细胞杂交实验表明，细胞膜具有流动性。
实验： 采用荧光标记法，标记小鼠细胞与人细胞做如图实验。
上述实验现象可说明： 细胞膜具有一定的流动性。
．．．．．．
（七） 1972 年，桑格和尼克森提出的生物膜的流动镶嵌模型为大多数人所接受。
二、生物膜流动镶嵌模型：
（一） 基本内容：
1、磷脂双分子层构成膜的基本支架，其结构特点是具有流动性。
2、蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层的表面，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；大多数蛋白质分子是可以运动的。
3、细胞膜表面的糖类可以和蛋白质结合形成糖蛋白，也可以和脂质结合形成糖脂。
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（二） 结构特点： 流动性：
1、原因： 膜结构中的蛋白质分子和脂质分子是可以运动的。
2、表现： 变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、胞吐及载体对相应物质的转运等。
3、影响因素： 主要受温度影响，适当温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性增强，但温度高出一定 范围，则导致膜的破坏。
4、流动性实例：
（1） 质壁分离和复原实验； （2） 变形虫捕食和运动时伪足的形成； （3） 白细胞吞噬细菌； （4） 胞吞与 胞吐； （5） 受精时细胞的融合过程； （6） 动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程； （7） 细胞杂交时的细胞融合 （如人鼠细胞融合） 。
（三） 功能特点： 选择透过性：
1、表现： 植物根对矿质元素的选择性吸收，神经细胞对 K＋的吸收和对 Na＋的排出，肾小管的重吸收和分
泌，小肠的吸收等。
2、原因： 遗传性决定载体的种类和数量，从而也决定了选择性。
验证细胞膜的选择透过性的实验(红色玫瑰花瓣)
甲浸泡在清水中 → 花
瓣颜色不变，清水无色
第 2 节 细胞器—细胞内的分工合作
一、用差速离心法获取各种细胞器 （差速离心法及应用）
．．．．．
1.差速离心法： 通过交替使用低速和高速离心，用不同速度的离心力使具有不同质量的物质分级分离的方法。 2.应用： ①用于细胞器的分离
②用于 DNA 复制方式的探索实验。
二、细胞器之间的分工
1. 叶绿体
①亚显微结构模式图
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②功能： （能量转换站） ：光合作用的场所
2.线粒体
①亚显微结构模式图
②线粒体功能（动力车间） ：有氧呼吸的主要场所（有氧呼吸第二（基质） 、第三阶段（薄膜） ）有氧 呼吸第一阶段在细胞质基质中。
叶绿体与线粒体的比较：
（一） 共性：
1、均具有能量转换功能：
叶绿体将光能→ATP 中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能；
线粒体则将有机物中稳定的化学能→ATP 中活跃的化学能，为各项生命活动提供动力。
2、均具有双层膜结构。
3、均含有少量的 DNA，具有自主遗传特性，参与细胞质遗传。
4、均参与碳循环过程。
5、均既消耗水又产生水。
（二） 差异性
1、膜面积增大的方式不同
线粒体: 内膜向内折叠形成嵴 2、完成生理过程不同
线粒体:有氧呼吸第二、三阶段 3. 形成的 ATP 用途
叶绿体: 囊状结构堆叠形成基粒
叶绿体:光合作用
线粒体产生的 ATP ---------- 用于除光合作用暗反应外的各项生命活动
叶绿体产生的 ATP---------- 用于暗反应中 C3 的还原
3.内质网
①内质网是由单层膜围成的不规则网状结构
②可分为粗面内质网（附着大量核糖体） 和滑面内质网
③ 功能 （合成车间） ：
a.单糖、脂质合成的场所；
b.蛋白质加工的场所（增大了细胞的膜面积，膜上附着参与化学反应的酶。）
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4.核糖体：
①成分： 核糖体由 RNA（rRNA） 和蛋白质构成，不具有膜结构
②分类： 附着核糖体： 分泌蛋白（胰岛素、胰高血糖类） 游离核糖体： 组织蛋白（呼吸酶）
③功能： 蛋白质合成的场所
5.高尔基体（发送站） ：
①与动物细胞分泌物（分泌蛋白） 的形成有关
②与植物细胞壁的形成有关（合成纤维素）
③是蛋白质加工、转运、分类、包装的场所 ④形成突触小泡（突触小泡中有神经递质） ⑤形成溶酶体
6.溶酶体（消化车间） ：内有多种水解酶，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，靶细胞内的溶酶体酶被激
活，会改变靶细胞内的渗透压，导致靶细胞裂解，释放抗原。
7. 液泡
①单层膜构成的泡状结构，成熟植物细胞中含有一个占据细胞绝
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大部分体积的中央大液泡。
②液泡内有细胞液，内含无机盐、糖类、蛋白质、色素等。紫色洋葱鳞茎
叶外表皮因含有紫色的色素而呈现紫色。
③可调节植物细胞内的环境； 充盈的液泡还可使植物坚挺功能。
8. 中心体
①分布动物细胞和低等植物细胞中
②由两个互相垂直的中心粒及周围物质组成
③与细胞的有丝分裂有关
三、 细胞器知识小结
1.含有色素的细胞器：
叶绿体【叶绿素、类胡萝 卜素（都只溶于有机溶剂） 】
液泡【花青素（水溶性色素） 】
联系生活实际： [秋天红叶(花青素)、绿叶(叶绿素)、秋天黄叶(类胡萝 卜素的颜色、叶绿素分解)]
2.与主动运输有关的细胞器： 核糖体（合成载体） 、线粒体（提供能量）
3 代谢过程中可产生水的细胞器： 叶绿体、线粒体、核糖体、高尔基体
4 细胞器的膜
①双层膜结构： 线粒体、叶绿体
②单层膜结构： 内质网、高尔基体、液泡（色素、糖类、蛋白质类） 、溶酶体
③无膜结构： 核糖体、中心体（蛋白质）
5 细胞器与遗传变异
（1） .含有 DNA 的细胞器： 线粒体、叶绿体
（2） .含有 RNA 的细胞器： 线粒体、叶绿体、核糖体=rRNA+蛋白质
（3） .能自我复制的细胞器： 线粒体、叶绿体、中心体（间期复制）
（4） .能发生碱基互补配对的细胞器： 线粒体、叶绿体（半自主细胞器） 、核糖体 6.细胞器与动植物分类
(1).高等植物特有的细胞器（结构） ：叶绿体、液泡（根尖分生区没有） 、 （细胞壁）
高中生物知识点总结
(2).高等动物细胞特有的细胞器： 中心体（低等植物细胞也有） 低等植物： 衣藻、水绵等绿藻； 褐藻（海带） ；红藻（紫菜） 注： 黑藻是高等植物
※与分泌蛋白的合成、运输和分泌有关细胞器： 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
实验 用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
1．实验原理
(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球形或球形，不需染色，制片后直接观察。
．．． ．．．．
(2)健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞 质接近于无色。（材料： 口腔上皮细胞）
2．材料： 新鲜藓类叶、黑藻叶或菠菜叶，口腔上皮细胞临时装
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3．步骤
步骤 操作方法 目的与作用
（1） 取材 ①新鲜的藓类的叶②菠菜叶下表皮略带一些叶肉 ①藓类叶为单层细胞②下表皮容易撕取，要略带些叶 肉
（2） 制片 注意叶片不能太干了，保持有水的状态 以免影响细胞活性
（3） 观察 叶绿体呈椭圆形，可随细胞质的流动而流动。叶绿体在弱光下以最大面积（长轴） 转向光源，在 强光下以最小面积（短轴） 转向光源。
（1） 取材 漱口，口腔内侧壁上轻刮几下 要漱净口腔，防止杂质对观 察物像的干扰。
（2） 染色 将口腔细胞放在健那绿液滴上
（3） 观察 盖上盖玻片，显微镜下观察，线粒体被染成蓝绿色
问题 1．为什么不用植物细胞来观察线粒体？植物线粒体相对较少，叶绿体颜色易掩盖线粒体被染成的蓝绿色。2．如果观察发现染色不足，如何补色？在盖玻片一侧滴加健那绿液，另一侧用吸水纸吸。
三、细胞器之间的协调配合与生物膜系统
（一） 、细胞器之间的协调配合--------分泌蛋白的合成、加工、运输与分泌
1.分泌蛋白概念： 细胞内附着在内质网上的核糖体合成，分泌到细胞外起作用的蛋白质。包括： 消化酶（如 唾液淀粉酶） 、抗体、一部分激素（胰岛素、胰高血糖素、生长激素） 注意（甲状腺激素是氨基酸的衍生物， 不是分泌蛋白，抗利尿激素是多肽）
2.方法： 同位素标记法： 追踪物质的运行和变化规律（标记亮氨酸中的 3H）
3.生产过程： （内质网上的） 核糖体合成分泌蛋白→内质网对分泌蛋白进行初步加工→高尔基体对分泌 蛋白进行深加工和分选→高尔基体包裹分泌蛋白以囊泡的形式与细胞膜融合→将分泌蛋白分泌出去。
各细胞器执行功能所需的能量主要由线粒体提供。
（二） 、分泌蛋白知识小结：
1.研究方法： 同位素标记法，但获取某细胞结构时采用差
．．．．．． ．
速离心法。
．．．．
2.与分泌蛋白合成运输有关的细胞结构： 线粒体、核糖
体、内质网、高尔基体和细胞膜。而与分泌蛋白合成运输有关
的细胞器不包括细胞膜。
3.运输的方向： 核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜。
4.分泌蛋白经过细胞膜的运输方式为胞吐，需消耗能量，
．．
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体现了细胞膜具有流动性的结构特点。
．．．．
5.多肽是在核糖体上形成的，空间结构是在内质网上形成的，成熟蛋白质是在高尔基体中形成的。
6.真核细胞有内膜系统，原核细胞没有，具膜的细胞器(如线粒体)属于生物膜系统，原核生物的 生物膜只有细胞膜。
7.内质网外连细胞膜，内连核膜，体现了内质网是细胞内分布最广的细胞器，也体现了内质网的
．．．．
运输作用； 内质网是细胞内生物膜系统的中心。
（三） 、细胞的生物膜系统
1.概念： 细胞膜、核膜及各种细胞器膜共同组成生物膜系统。
※生物膜在结构上的联系（具有一定的连续性）
(实线表示直接相连，虚线表示间接联系（通过囊泡联系） )
※生物膜在功能上的联系(如蛋白质的合成、分泌)，多种细胞器相互协调，共同完成生命活动。
2、生物膜系统的功能
①细胞膜使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞与外界环境进行物质交换、能量转换和信息
传递的过程中起决定性作用；
②、许多重要的化学反应都在生物膜上进行，广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点；
③ 、细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使得细胞内能够同时进行多种化学反应而不互相干扰，保证
了细胞生命活动有序高效地进行。
(经典高考题)如图表示用 3H－亮氨酸标记细胞内的分泌蛋白，追踪不同时间具有放射性的分泌蛋白颗 粒在细胞内的分布情况和运输过程。其中正确的是( )。
解析 本题考查分泌蛋白的形成，正确理解细胞各结构的分工合作，熟悉分泌蛋白的形成过程及 转移过程是解题的关键。3H－亮氨酸首先在附着在内质网上的核糖体上合成蛋白质，经内质网初步加 工后，再转移到高尔基体中，最后形成分泌小泡与细胞膜融合后排出细胞。所以放射性颗粒数依次增 加的顺序为附有核糖体的内质网→高尔基体→分泌小泡。
答案 C
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第 3 节 细胞核的结构功能
一.细胞核的结构
1.核膜:双层膜,有核孔,有多种酶
．．．
2.核孔:是大分子物质(如mRNA、蛋白质)进
出细胞核的通道，核孔越多，代谢越旺盛（ 口腔上
皮细胞很少）（注意： DNA 不能通过核孔进入细胞质）
．．．．．．．．．．．．．．．．．
3.核仁： 与某种 RNA（rRNA） 的合成及核糖
．．
体的形成有关
．．．．
4.染色质=染色体=DNA+蛋白质
（间期)（分裂期）
染色质呈酸性,碱性染料： 龙胆紫染液，醋酸洋红染液，改良苯酚品红染液
染色质与染色体
染色质 染色体
同 种 物 质 成分相同 主要成分是蛋白质和 DNA
特性相同 易被龙胆紫溶液等碱性染料染成深色
功能相同 遗传物质的主要载体
不同时期 分裂间期 分裂期
不同形态 细长的丝状 圆柱状或杆状
相互转化 染色质染色体(间期、末期) (前期、中期、后期)
小结： 核孔虽然可以允许大分子物质通过，但仍然
是具有选择性的，如细胞核中的DNA 就不能通过核
孔进入细胞质。并非所有的真核细胞都有细胞核，
如高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细
胞等没有细胞核。核孔的数量、核仁的大小与细胞
代谢有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，
核孔数多，核仁较大。细胞核是细胞代谢的控制中
心，但不是细胞代谢的中心，因为细胞代谢的主要
场所是细胞质基质。
二. 细胞核的功能： 是遗传信息库，细胞代谢和遗传的控制中心
※遗传信息： DNA 上脱氧核苷酸（碱基） 的排列顺序
高中生物知识点总结
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.渗透作用概念： 指水分子（或其他溶剂分子） 通过半透膜的扩散。 （低 高）
．．．．．
扩散作用： 溶质、气体分子、溶剂分子的移动，可以通过半透膜，也可以不通过半透膜 。例如： 把红墨 水滴入烧杯内清水，最好清水变红色
2.渗透作用发生的条件实验验证
①具有半透膜:
②半透膜两侧存在浓度差
水扩散的方向： 低浓度溶液
通过半透膜
高浓度溶液
溶液浓度指摩尔浓度而非质量浓度，如 10%葡萄糖溶液和 10%蔗糖溶液的质量浓度相等，但 10%蔗糖溶液的物质 的量浓度小，故水可通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动。
3 动物细胞的吸水和失水（ 以红细胞为例： 红细胞膜相当于一层半透膜）：
当外界溶液浓度＜细胞质浓度时，细胞吸水。
当外界溶液浓度＞细胞质浓度时，细胞失水。
当外界溶液浓度＝ 细胞质浓度时，水分进出平衡。
4.植物细胞的吸水和失水： 植物细胞未形成液泡时靠吸胀作用吸水，利用蛋白质、淀粉和纤维素的亲水性，
三者的亲水性依次递减。植物分生区细胞和干种子细胞因无大液泡不能发生渗透作用，只能依靠吸胀作用吸水。成 熟的植物细胞形成大液泡后，靠渗透作用吸水和失水。
高中生物知识点总结
※在成熟的植物细胞中，原生质层（细胞膜＋液泡膜＋二者之间的细胞质） 相当于一层半透膜。 细胞液浓度>细胞外液浓度，细胞吸水；
细胞液浓度<细胞外液浓度，细胞失水。
细胞吸水或失水的多少取决于半透膜两侧浓度差。
细胞壁 具有全透性（伸缩性小）
细胞膜
细胞质 液泡膜
原生质层→具有选择透过性（伸缩性大）
（相当于半透膜）
5. 细胞的吸水和失水原理的应用
①作物的合理灌溉
②盐碱地中植物不易成活或一次施肥过多造成烧苗现象，都是因为土壤溶液浓度过高，超过根细胞液浓度，导 致根吸细胞不易水甚至失水造成的。
③糖渍、盐渍食品不宜变质的原因是在食品外面和内部形成高浓度溶液，使微生物不能在其中生存和繁殖。
二.物质跨膜运输其他实例
细胞吸水或失水时，水分子是顺相对含量的梯度跨膜运输的（低浓度一侧的水分子相对含量多，而高浓度一侧 的水分子相对含量少）
1.植物对无机盐离子的吸收：
①不同植物(如西红柿、水稻)对同一离子的吸收能力不同。
②同种植物对不同离子的吸收能力不同。
2.人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是逆浓度梯度进行的。
3.结论： 细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程。
4.※原生质、原生质层
(1)原生质是细胞内生命物质的总称，包括细胞膜、细胞质和细胞核。一个动物细胞就是一小团原生质。植物 细胞去掉细胞壁剩下就是原生质。
(2)原生质层在成熟的植物细胞内相当于半透膜。由细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质,组成，不包括细 胞核和液泡内的细胞液两部分，且仅存在于成熟的植物细胞中。
5.※半透膜和选择透过性膜的辨析
(1) 区别： ①半透膜是无生命活性的物理性膜，是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜， 物质能否通过取决于分子的大小。②选择透过性膜是具有生命活性的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质 是否吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。
⑵共性： 都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。
高中生物知识点总结
人工肾原理： 利用细胞膜的选择透过性
实验 观察植物细胞的质壁分离及复原
1．实验原理： 成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。
2、实验材料： 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞
条件： 有大液泡、有颜色、成熟的植物细胞[根尖分生区细胞（无大液泡） 不能用于该实验] 实验材料的选择
①一般不选择细菌细胞，它能发生质壁分离，但现象不明显。
②不能选择动物细胞，它无细胞壁，不能发生质壁分离现象。 实验试剂使用
本实验用 30%（0.3g/ml） 的蔗糖溶液（既明显出现质壁分离，又不会杀死细胞）
使用浓度过高的蔗糖溶液(质量浓度为 0.5 g/mL)，质壁分离现象明显，但不能复原，因为溶液 浓度过高，细胞过度失水而死亡。
使用质量浓度为 1 mol ·L－1 的 KNO3 溶液，因为 K＋和 NO3-可被细胞吸收，使细胞液浓度增大，所 以细胞先发生质壁分离后又 自动复原。 (尿素、甘油、乙二醇等现象同上)
3、本实验有设置对照实验，实验前后自身对照
高中生物知识点总结
４ 、加一定量的 KNO3 、尿素、NaCl、乙二醇溶液，可观察到质壁分离和质壁分离复原。 原因： ①自由扩散发生质壁分离②主动运输吸收 Ｋ ＋ 、 Ｎ Ｏ ３ －③自由扩散吸水
3．质壁分离的原因
正常细胞
发生质壁分离的细胞
（1） 外因： 外界溶液浓度＞细胞液浓度
原生质层相当于一层半透膜
渗透失水
质壁
分离
发生质壁分离时在细胞壁和细胞膜之间充满的是外界溶液，原因是细胞壁具有全透性。
4.质壁分离实验的拓展应用及方法：
①判断植物细胞的死活
②证明原生质层具有选择透过性
③观察植物细胞的细胞膜 ④测定细胞液的浓度的大小:细胞液的浓度大
小介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的溶液
浓度之间。
⑤证明原生质层的伸缩性>细胞壁的伸缩
⑥细胞膜具有流动性
⑦鉴别不同种类的溶液（如 KNO3 和蔗糖溶液）
蔗糖溶液： 只发生质壁分离； KNO3 先发生质壁分离后自动复原。
【思考感悟】在实验过程中我们选择紫色洋葱鳞片叶作实验材料的原因是什么？ 还能举出其他的 例子吗？ 紫色洋葱鳞片叶中有紫色的液泡，便于实验观察。另如紫色鸭趾草叶等。
第 3 节 物质跨膜运输的方式
一. 自由扩散、协助扩散和主动运输的比较
高中生物知识点总结
物质出入细胞的方式 被动运输 主动运输
自由扩散 协助扩散
运输方向 高浓度→低浓度 高浓度→低浓度 低浓度→高浓度
是否需要载体 不需要 需要 需要
是否消耗能量 不消耗 不消耗 消耗
图例
举例 O2、CO2、H2O 甘 油、乙醇、苯等出入细胞 红细胞吸收葡萄糖 小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机 盐等
表示曲线(一定浓度 范围内)
影响因素 细胞膜内外物质的浓度差 细胞膜内外物质的浓度差；膜载 体的种类和数量 膜载体的种类和数量；能量(温 度、氧浓度)
二、 自由扩散和协助扩散：
1.影响自由扩散的因素： 物质的运输速度与物质浓度差成正比关系， 自由扩散过程只受膜内外浓度差影响
2.影响协助扩散的因素
高中生物知识点总结
①细胞膜内外物质的浓度差。
②膜载体的种类和数量
a．载体是一类蛋白质，具有特异性，不同物质的载体不同，不同生 ．．．
物细胞膜上的载体的种类和数目也不同。
b．载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体全部参与物质的运输时， ．．．．
细胞吸收该载体运输的物质的速度不再随物质浓度的增大而增大。
三、主动运输
1. 主动运输的意义是： 保证活细胞按照生命活动需要，主动吸收营养物质，排出代谢废物和有害物质。
2、影响主动运输的因素分析（能量、载体）
①内因： 载体的种类和数量 根本原因： 遗传物质（DNA 不同→载体不同）
②外因： 影响呼吸作用的因素 ：O2 、温度、pH 都能影响细胞内产生能量，都能影响主动运输。
四、胞吞和胞吐（适用于大分子物质的运输）
1.原理： 膜的流动性
2.胞吞： 大分子附着在细胞膜的表面，这部分细胞膜内陷形成小囊，包围
着大分子，然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部，这种
现象叫胞吞。
实例： 吞噬细胞、吞噬抗原
3.胞吐： 细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动
到细胞膜上，与细胞膜融合，将大分子排出细胞，这种现象叫胞吐。
实例： 胰岛素、消化酶、抗体的分泌
胞吞胞吞的条件： 需要消耗能量，如果 ATP 的合成受阻，胞吞胞吐不能
进行。通过胞吞胞吞运输并未穿膜（0 层膜） 。
插图解析：
右图中 A： 蛋白质 B： 磷脂双分子层 C 糖链
a 物质通过主动运输方式进入细胞(如 K+)
b 物质通过自由扩散进入细胞(如 O2)
c 物质通过蛋白质通道进入细胞（协助扩散如神经细胞上
Na+ 内流 ）
d通过载体蛋白协助扩散进入细胞（葡萄糖进入红细胞）
e 物质通过主动运输运出细胞（Na+ ）
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第五章 细胞的能量供应和利用
第 1 节 降低化学反应活化能的酶
一、酶的作用与本质
1、酶的化学本质： 绝大多是酶是蛋白质，少数酶是
RNA；
（ 酶合成原料为氨基酸或核糖核苷酸酸）
2.酶的来源： 活细胞（合成场所： 核糖体或细胞核）
3.生理功能： 具有催化作用（酶发挥作用场所： 细胞内、
细胞外或体外）
4.作用原理： 降低化学反应的活化能（使反应在温和条
件下快速进行 ）
二.酶的特性
1. 酶具有高效性：与无机催化剂相比，酶能更显著地降低
反应的活化能（而不是提供能量） 。催化效率是无机催化剂的
107 ～1013 倍
由曲线可知： 酶比无机催化剂的催化效率更高； 酶只能缩
短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。因此，
酶不能改变最终生成物的量。
2.酶具有专一性：每种酶只催化一种或一类化学反应
①表示酶专一性的图像（锁--钥学说 如右图）
②表示酶专一性的曲线：
a.在反应物中加入酶 A，反应速率较未加酶时的变化是明显加快，说明酶 A 能催化该反应。 b.在反应物中加入酶 B，反应速率和未加酶时相同，说明酶 B 不能催该反应。
3. 温和性
(1)在最适宜的温度和pH 条件下，酶的活性最高。温度和 pH 偏高或偏低，酶活性都会明显降低。
(2)强酸、强碱和高温能使酶永久失活，其原因是能破坏蛋白质的空间结构，引起蛋白质变性
高中生物知识点总结
（3） 低温仅是降低酶的活性，由低温恢复至适宜温度时，酶活性可以恢复。
4.底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响：
(1)、在其他条件适宜、酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达 到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。
(2)、在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。
影响酶活性的几个相关曲线
①酶浓度对酶促反应的影响： 在底物足够，其它条件固定的条件下，反应系统中不含有抑制酶活性的物质 及其它不利于酶发挥作用的因素时，酶促反应的速度与酶浓度成正比，如下图①所示。 ②底物浓度对酶促反应的影响： 在底物浓度较低时，反应速度随底物浓度增加而加快，反应速度与底物浓度近 乎： 成正比，在底物浓度较高时，底物浓度增加，反应速度也随之加快，但不显著； 当底物浓度很大且达到一 定限度时，反应速度就达到一个最大值，此时即使再增加底物浓度，反应也几乎不再改变。如下图②所示。③
pH对酶促反应的影响 ④温度对酶促反应的影响
① ②
③
④
总结： 酶的催化效率受多种因素影响； 其中过酸过碱，高温能够使酶的空间结构遭到破坏，从而使酶失活。
酶与激素的比较
项目 酶 激素
来 源 及 作用 场所 活细胞产生； 细胞内或细胞外 专门的内分泌腺或特定部位细胞产生； 细胞 外发挥作用
化学本质 绝大多数是蛋白质，少数是 RNA 固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物、脂 质等
生物功能 催化作用 调节作用
共性 在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少
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设计实验
1． 实验设计概述 实验题按能力要求可划分为四大题型：
（1） 实验分析题型——根据提供的实验方案，分析其中的步骤、现象、结果，作出解答。（2） 实验方案 的纠错或完善题型——对实验方案中的错误或不完善处，进行改正、补充，使实验方案趋于完善。
（3） 实验设计题型（验证性实验； 探究性实验） ——根据题目提供的条件， 自行设计实验方案。
（4） 实验有关的综合类题型—— 以实验为背景，主要涉及代谢、遗传和生态相关知识。
所有实验设计的主要问题就是“六依托”， 即细心审题、原理分析、材料分析、变量分析、结果分析和正 确表达。
不管哪种类型的实验都不同程度上涉及到对照原则，这要求遵循：
（1） 单因子变量原则： 即控制其他因素不变，只改变其中某一因素，观察其对实验结果的影响，不论一 个实验有几个因子都应做到一个实验因子对应观察一个反应因子。
（2） 设立对照原则： 通过设立对照可消除无关因子对结果的影响，增加实验的可信 度。在实验过程中要设立实验组和对照组。
实验组： 是接受实验变量处理的对象组。
对照组： 亦称控制组，对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组。
至于哪个作为实验组，哪个作为对照组，一般是随机决定的。这样，从理论上说，由于实验组与对照组的 无关变量的影响是相等的、被平衡了的，故实验组与对照组两者之差异，则可认定为是来自实验变量的效果， 这样的实验结果是可信的。按对照的内容和形式上的不同，通常有以下对照类型：
（1） 空白对照 指不做任何实验处理的对象组。例如在“生物组织中可溶性糖的鉴定”的实验中，假如用 两个试管，向甲试管溶液加入试剂，而乙试管溶液不加试剂，一起进行沸水浴，比较它们的变化。这样，甲为 实验组，乙为对照组，且乙为典型的空白对照。空白对照能明白地对比和衬托出实验组的变化和结果，增加了 说服力。
（2） 自身对照 指实验与对照在同一对象上进行，即不另设对照。如“植物细胞质壁分离和复原”实验， 则是典型的自身对照。自身对照，方法简便，关键是要看清楚实验处理前后现象变化的差异，实验处理前的对 象状况为对照组，实验处理后的对象变化则为实验组。
（3） 条件对照 指虽给对象施以某种实验处理，但这种处理作为对照意义的，或者说这种处理不是实验假 设所给定的实验变量意义的，或不是所要研究的处理因素。例如，“动物激素饲喂小动物”实验，其实验设计 方案是： 甲组： 饲喂甲状腺激素(实验组);乙组： 饲喂甲状腺抑制剂(条件对照组);丙组： 不饲喂药剂(空白对 照组)。显然，乙组为条件对照。该实验既设置了条件对照，又设置了空白对照，通过比较．对照，更能充分 说明实验变量---甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育。
（4） 相互对照 指不另设对照组，而是几个实验组相互对比对照。如“植物激素与向光性向重力性实验” 和“温度对唾液淀粉酶活性的影响的实验”中，所采用的都是相互对照，较好地平衡和抵消了无关变量的影响， 使实验结果具有说服力。
2．实验设计的具体方法
实验设计往往是解答实验题的难点，但只要理清思路，找准方法和突破口，也能化难为易。实验的设计 可遵循以下思路和方法进行。
（1） 首先确定实验目的，并对其去粗取精，提炼要点，确定是验证性实验还是探究性实验。
（2） 运用所学知识，找准实验原理，并要做到对原理理解透彻，这是实验设计的依据。理解实验原理对 实验设计的重要作用，每一个生物实验材料的选择、实验装置的确定、实验步骤和实验方法的安排都不是随意 的、盲目的，而是有其实验原理作为依据的。实验现象和实验结果的预期也是依据实验原理而作出的。
（3） 根据实验原理，对照实验目的，通过初步分析，在头脑中搜寻教材上或曾做过的实验模型，初步形 成大致方案，实验设计大多与单因子变量和对照实验有关。
（4） 结合实验所给的条件，选取适当的方法（简便性原则） ，开始草拟具体步骤方案，设计具体步骤后， 要顺藤摸瓜，通过实验结果（现象） 的判断，分析综合得出实验结论。
（5） 回归检验
看看自己设的实验是否存在科学性原则，紧扣实验原理来进行分析； 是否有遗漏的地方； 是否还有其它可 能性存在，即检验实验的严密性、科学性问题。实验设计的检验过程最终应该对照实验原理，回归实验目的。
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（6） 实验设计中反应变量的确定和控制
生物实验设计中，反应变量的确定非常重要，因为任何一个科学实验的结论都是从反应变量所表现出的 数量、质量或状态的事实中推导或分析出来的。生物实验中很多反应变量就是实验条件。设计实验时，应该根 据实验目的和实验原理来确定对实验结果有影响的反应变量。
同时，对其他无关变量或非研究变量应进行控制。对变量的控制所要遵循的原则是对照原则，即控制其 他因素不变，而只改变其中一个因素（反应变量） ，观察其对实验结果的影响。通过对照的建立，达到对变量 的控制，这是生物实验设计的灵魂。
第 2 节 细胞的能量“通货”——ATP
一、细胞的能量“通货”——ATP
1.组成元素有 C、H、O、N、P
2.ATP 的结构简式和简式中 A、P 所代表的含义。
(1)结构简式： A—P～P～P。
(2)A： 腺苷； P： 磷酸基团。
3. ATP 功能： 是生命活动的直接能源物质
4． ATP 与 ADP 的相互转化
⑴ATP 中远离腺苷的高能磷酸键特别容易水解和重新生成
⑵ATP 和 ADP 之间的相互转化不是可逆反应
①反应条件不同： ATP 分解是一种水解反应，催化该反
应的酶属于水解酶； 而 ATP 合成是一种合成反应，催化该
反应的酶属于合成酶。
②能量来源不同： ATP 水解释放的能量是储存在高能磷
酸键内的化学能，供代谢消耗， 这个能量不能再反过来用于合成 ATP，而合成 ATP 的能量主要有
化学能和太阳能。
高中生物知识点总结
③反应场所不同:ATP 合成的场所是细胞质基质、线粒体
和叶绿体，而 ATP 分解的场所较多，凡是生命活动需要能量
的地方都有 ATP 的分解。
5.ATP 的形成途径(ATP 在生物体内的含量较少但含量相对稳定)
(1)动物和人： 呼吸作用。
(2)绿色植物： 呼吸作用和光合作用。
6.能源物质为生命活动供能的过程（如下图） ：
6. ATP 产生速率与 O2 供给量之间的关系(如右图）
① A 点表示在无氧条件下，细胞可通过进行无氧呼吸分解有机物，
产生少量 ATP。
② AB 段表示随 O2 供应量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分
解有机物释放的能量增多，ATP 的产生速率随之增加。
③ BC 段表示 O2 供应量超过一定范围后，ATP 的产生速率不再加快，
此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。
【思考感悟】 归纳一下与能量有关的知识。
分类 内容
主要能源物质 糖类(提供 70%左右的能量)
直接能源物质 ATP
最终能源 太阳能
储能物质 脂肪、淀粉(植物)、糖原(动物)
主要储能物质 脂肪
一般不供能的能 源物质 蛋白质
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第 3 节 ATP 的主要来源----细胞呼吸
一、细胞呼吸的方式
1.细胞呼吸概念： 是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放 出能量并生成 ATP 的过程。
2、实质： 分解有机物，释放能量
（一） 有氧呼吸
1、反应式： C6H12O6＋6H2O＋6O2
6CO2 ＋12H2O＋能量。
2、过程：
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 丙酮酸和水 [H]和氧气
生成物 丙酮酸、[H]、ATP CO2 、[H]、ATP H2O、ATP
能量 少量 少量 大量
3． 在有氧呼吸总反应式中标出氧元素的来源和去路
（二） 无氧呼吸
1.场所： 细胞质基质。
2.条件： 无氧和多种酶。
3.过程： 第一阶段与有氧呼吸第一阶段相同。
第二阶段的产物是酒精和二氧化碳或乳酸。
其全过程都在细胞质基质中进行。
注意： 无氧呼吸第二阶段生成的能量较少，不足以 ATP 的生成； 只有第一阶段释放能量，生成少 量 ATP
4.反应式：
（1） 转化成乳酸的反应式： C6H12O6
2C3H6O3＋能量。
（动物，马铃薯块茎，玉米胚，甜菜块根，乳酸菌）
（2） 分解成酒精的反应式： C6H12O6 2C2H5OH＋2CO2＋能量。
(植物、酵母菌)
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不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的 基因不同。无氧呼吸只释放少量能量，其余能量储存在分解不彻底的氧化产物——酒精或乳酸中。水 稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。玉米种子烂胚的原因是无 氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。
实验 ： 探究酵母菌细胞的呼吸方式（对比实验，没有对照组，只有实验组）
一、实验原理
1．酵母菌是单细胞真菌 兼性厌氧型（可在成熟的葡萄皮上寻找）
2、CO2 的检测：
①澄清石灰水变浑浊
②溴麝香草酚蓝水溶液（BTB 试剂） 蓝→绿→黄
3、酒精的检测： 橙色的重铬酸钾酸性溶液与乙醇反应变灰绿色
二、实验装置（盛 NaOH 的锥形瓶作用，洗除空气中的 CO2）
三、实验结论
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳 和水； 在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳。
【思考感悟】 参与有氧呼吸的酶分布场所有哪些？
细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。
四. 比较有氧呼吸和无氧呼吸
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高中生物知识点总结
项目 有氧呼吸 无氧呼吸
不 同 点 场所 细胞质基质和线粒体 细胞质基质
条件 需 O2 、酶 不需 O2 、需酶
产物 CO2 、H2O 酒精和 CO2 或乳酸
能量 大量 少量
特点 有机物彻底分解，能量完全释放 有机物没有彻底分解，能量没 有完全释放
相 同 点 联系 葡萄糖分解为丙酮酸阶段完全相同
实质 分解有机物，释放能量，合成 ATP
意义 为生物体的各项生命活动提供能量
影响细胞呼吸的环境因素及应用
1． 温度
(1)曲线模型： 如右图。
(2)解读： 温度通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率。
①最适温度时，细胞呼吸最强。
②超过最适温度时，呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。
③低于最适温度呼吸酶活性下降，细胞呼吸受抑制。
(3)应用： ①低温下贮存蔬菜水果。
②温室栽培中增大昼夜温差(降低夜间温度)，以减少夜间呼吸消耗有机物，增加产量。
2．O2 浓度
(1)曲线模型： 如右图。
(2)解读:
①O2 浓度低时，无氧呼吸占优势。
②随 O2 浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。
③当 O2 浓度达到一定值后，随 O2 浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸 酶数量等因素的影响)。
（3)应用：
I:贮藏水果、蔬菜、种子时，降低 O2 浓度，以减少有机物消耗，但不能无 O2 ，否则产生酒精 过多，导致腐烂。
II: 作物栽培需中耕松土，防止土壤板结，促进根细胞有氧呼吸，保证能量供应，促进矿质 元素的吸收。
III:“创可贴”包扎伤口，为伤口创造疏松透气的环境，从而防止厌氧菌繁殖。
IV;工业发酵罐酿酒，先通气让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，后密封让酵母菌进行无氧呼 吸产生酒精。
V:提倡慢跑，防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。
O2 浓度为零时，细胞呼吸强度并不为零，因为细胞可进行无氧呼吸。
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3.疑难点： 多数考生对本曲线的分析存在盲点，也很容易出错，现总结如下：
(1)点的含义
R 点： 只进行无氧呼吸；
P 点之前： 有氧呼吸与无氧呼吸共存，CO2 释放总量＝有氧呼吸释
放量＋无氧呼吸释放量； P 点及其以后： 只进行有氧呼吸。
Q 点： 释放的 CO2 量最少，细胞总体呼吸最弱，为种子、蔬菜、水
果贮存的最佳点。
B 点： 有氧呼吸吸收的 O2 量(或释放的 CO2 量)等于无氧呼吸释放的
CO2 量。
(2)线的含义
两种呼吸方式同时存在的区段是 RQP； RQ 区段 CO2 生成量急剧减少的原因是随着 O2 浓度增加，无 氧呼吸受到抑制； 区域 ORP 的面积表示无氧呼吸产生的 CO2 量。
4.ATP 产生量与 O2 供应量的关系图示（如右图） ：
解读： (1)AB 段表示在一定范围内，ATP 产生量随 O2 供应量的增大而增多。
(2)BC 段： 当 O2 供应量达到一定值时，ATP 产生量不再增加，这是由于细
胞中 ATP 的量很少，且处于一种动态平衡中。(因酶、有机物、ADP、磷酸有限)
(3)A 点表示： 无 O2 条件下，细胞进行无氧呼吸也能产生少量 ATP。
(4)若横坐标为呼吸强度，ATP 产生量曲线应从原点开始。
5.含水量
(1)曲线如图:
(2)解读： 在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。当含 水量过多时，呼吸速率减慢，甚至死亡。
(3)应用： a:作物栽培中，合理灌溉。 b:种子晾晒后再储存。
C:稻田需要定期排水，促进根细胞有氧呼吸，防止无氧呼吸产生的酒精毒害细胞。
4． CO2 浓度
(1)曲线如右图。
(2)解读： CO2 是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸具有抑制作用。
(3)应用： ①在蔬菜、水果保鲜中，增加 CO2 浓度(或充入 N2)可抑制细
胞呼吸，减少有机物的消耗。
②粮食种子保存： 零上低温、低氧、干燥
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③果蔬贮藏： 零上低温、低氧、中等湿度。
第 4 节 能量之源——光与光合作用
一、捕获光能的色素（“绿叶中色素的提取和分离”的实验分析）
（一） 原理解读：
1、色素的提取： 可以用无水乙醇（或丙酮） 作溶剂提取绿叶中的色素，而不能用水，因为叶绿 体中的色素不能溶于水。
2、色素的分离： 利用色素在层析液中的溶解度不同进行分离，溶解度大的在滤纸上扩散得快， 反之则慢。
（二） 实验流程图示：
1、提取色素：（1） 称取绿叶； （2） 剪碎； （3） 研磨： 加入少许 SiO2 、CaCO3 和 10mL 无水乙醇；
（4） 过滤： 漏斗基部放一块单层尼龙布； （5） 收集滤液。
选材： 应选取鲜嫩、颜色深绿的叶片，以保证含有较多的色素。
2、制备滤纸条：（1） 长与宽略小于试管，在一端剪去两角； （2） 在距剪去两角的一端 1cm 处
画铅笔线。
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3、画滤液细线：（1） 沿铅笔线画一条直且均匀的滤液细线(滤液细线要细、直使各色素扩散的
起点相同)
（2） 干燥后，再画一两次。 (干燥后重复画一两次，使滤液细线既有较多的色素)
4、色素分离：将滤液条插入有 3mL 层析液的试管中，有滤液细线的一端朝下。
(滤液细线不要触及层析液，否则滤液细线中的色素分子将溶解到层析液中，滤纸条上得不到色
素带)
5、观察结果：滤纸条上色素带有四条，如图
6.结果分析：
①从色素带的宽度可知色素含量的多少依次为： 叶绿素a ＞叶绿素b ＞叶黄素 ＞ 胡萝 卜素
②从色素带的位置可知色素在层析夜中溶解度大小依次是： 胡萝 卜素 ＞ 叶黄素 ＞ 叶绿素a ＞ 叶绿素b
③在滤纸上距离最近的两条色素带是叶绿素a 与叶绿素b ，距离最远的两条色素带是胡萝 卜素与叶黄素。
7.实验创新： 在本实验中在圆形滤纸中央点上叶绿体色素的提取液进行层析，会得到近似同心的四个色素环，由内到 外依次是黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色。
【核心考点】 叶绿体中色素的提取与分离试验有关事项
(1） 色素分离和提取的原理经常考察，易混淆。
(2） 在研磨时加入碳酸钙的作用是防止色素被破坏，加入二氧化硅的作用是有助于研磨。过滤时用的是单 层尼龙布。
(3） 画滤液细线时，用力要均匀，速度要适中。
(4） 研磨要迅速、充分。 a．因为丙酮容易挥发； b．为了使叶绿体完全破裂，从而能提取较多的色素；
c．叶绿素极不稳定，能被活细胞中的叶绿素酶水解而被破坏。
(5） 制备滤纸条时，要将滤纸条的一端剪去两角，这样可以使色素在滤纸条上扩散均匀，便于观察实验结。
（6） 放置滤纸时，滤液细线必须在层析液上面。
※叶绿体色素的功能： 吸收，传递（4 种色素） ，转化光能（只有少量的叶绿素a 把光能转为
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电能）
（三） 色素的吸收光谱： 叶绿素a 和叶绿素b 主要吸收红光和蓝紫光，胡萝 卜素和叶黄素主要吸 收蓝紫光。
（四） 实验中几种化学试剂的作用：
1、无水乙醇用于提取绿叶中的色素。
2、层析液用于分离绿叶中的色素。
3、二氧化硅使研磨充分。
4、碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。
（五） 色素提取液呈淡黄绿色的原因分析：
1、研磨不充分，色素未能充分提取出来。
2、称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小。
3、未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。
4. 使用放置数天的菠菜叶
（六） 不同颜色温室大棚的光合速率：
1、无色透明大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以用 无色透明的大棚光合效率最高。
2、叶绿素对绿光吸收量少，因此绿色塑料大棚光合速率最低。
（七） 影响叶绿素合成的因素：
1、光照： 光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。 （例如韭黄，蒜黄）
2、温度： 温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温（秋末） 时， 叶绿素分子易被破坏，而使叶子变黄。
3、必需元素： 叶绿素中含 N、Mg 等必需元素，缺乏 N、Mg 将导致叶绿素无法合成，叶变黄。另
外，Fe 是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺 Fe 也将导致叶绿素合成受阻，叶变黄。 二．叶绿体的结构和功能
(1)结构示意图.
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叶绿体： 叶绿体有两层膜，与光反应有关的酶分布在类囊体上，与暗反应有关的酶在基质中； 捕 获光能的色素位于类囊体的薄膜上。叶绿体内含有 DNA ,RNA，核糖体等，是半自主性细胞器。
⑵叶绿体功能： 光合作用的场所
色素与叶片的颜色
正常 绿色 正常叶片的叶绿素和类胡萝 卜素的比例约为 3 ∶1，且对绿 光吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色
叶色 变黄 寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝 卜素较稳定，显示出 类胡萝 卜素的颜色，叶子变黄
叶色 变红 秋天降温时，植物体为适应寒冷，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶子 呈现红色
光合作用的探索历程 光合作用发现史中的经典实验分析
一、探究历程:
1、1771 英国，普利斯特利： 植物可以更新空气。（限于当时的科学水平限制，没有明确植物更新气体的成分）
2、1779 荷兰，英格豪斯： 植物只有绿叶才能更新空气； 并且需要阳光才能更新空气。
3、1864 德国萨克斯的实验： 叶片在光下能产生淀粉； 还证明了光是光合作用的必要条件。
黑暗中饥饿处理的绿叶
一半曝光 碘蒸气 变蓝
一半遮光 碘蒸气 不变蓝
在加碘蒸气之前加热酒精对叶片脱绿，使细胞膜，叶绿体膜破坏，另色素溶解在酒精中。
(1)自身对照， 自变量为照光和遮光（2） 实验关键是饥饿处理
4、1880 美国，恩吉(格)尔曼： 光合作用的场所在叶绿体。光合作用主要吸收红光和蓝紫光
实验材料： 水绵（叶绿体呈带状，易观察） ，好氧细菌
自身对照（光照和黑暗）
结论： 光合作用的场所是叶绿体
5、1940 美国，鲁宾和卡门（用放射性同位素标记法）：光合作用释放的氧全部来自参加反应的水。（糖类中
的氢也来自水）。
H218O+CO2→植物→18O2
H2O+C18O2→植物→O2 设置了对照实验， 自变量是标记物（H2O 和 CO2 ）,因变量是 O2 的放射性
6、1948 美国卡尔文： 用标 14C 标记的 CO2 追踪了光合作用过程中碳元素的行踪，进一步了解到光合作用中复 杂的化学反应。 （同位素标记法） （用小球藻）
14CO2→14C3→ (14CH2O) (卡尔文循环)
结论： CO2 中的碳转化为有机物中的碳
二 、光合作用
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1、概念：
指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转变成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。
2、过程：
（1） 光反应
条件： 有光 、色素、酶
场所： 叶绿体类囊体薄膜
过程： ① 水的光解：
② ATP 的合成： （光能→ATP 中活跃的化学能）
（2） 暗反应
条件： 有光和无光 、酶
场所： 叶绿体基质
过程： ①CO2 的固定：
② C3 的还原： （ATP 中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能）
3、总反应式：
CO2 + H2O 光能 （CH2O） + O2
叶绿体
4、实质：把无机物转变成有机物，把光能转变成有机物中的化学能
三、光照和二氧化碳浓度改变引起的 C3 ， C5 和［H］ ，ATP 的变化
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光照强→弱 1、
CO2 供应不变
光反应减弱
[H]减少 ATP 减少 暗反应
O2 产生减少
C3 还原减弱
CO2 固定 仍正常进行
C3 含量上升
C5 含量下降
C6H12O6 合
成量减少
仍正常进行
光照弱→强 2、
CO2 供应不变
光反应增强
[H]增多 ATP 增多 暗反应
O2 产生增多
C3 还原增强
CO2 固定 仍正常进行
C3 含量下降 C5 含量上升
C6H12O6 合
成量增加
仍正常进行
光照不变
3、
减少 CO2 供应
暗反应
CO2 固定减弱
C3 还原 仍正常进行
C3 含量下降 C5 含量上升
[H]相对增加 ATP 相对增加 上述两种物质 转化速度变慢， C6H12O6 合 成量减少仍正常进行
O2 产生减少
光照不变
4、
增加 CO2 供应
暗反应
CO2 固定增强
C3 还原 仍正常进行
C3 含量上升
C5 含量下降
[H]相对减少
ATP 相对减少 C6H12O6 合
上述两种物质 成量增加
转化速度变快， 仍正常进行
O2 产生增加
四、农业生产中提高光能利用率采取的方法:
延长光照时间
增加光照面积
增强光合作用效率
五、化能合成作用
如： 补充人工光照、多季种植（轮作）
如： 合理密植、套种（间作）
光照强弱的控制： 阳生植物（强光），阴生植物（弱光）
适当提高CO2浓度： 施农家肥
适当提高白天温度（降低夜间温度）
必需矿质元素的供应
（一） 概念： 某些细菌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的合成作用。
（二） 实例： 硝化细菌能利用 NH3 氧化成 HNO2 和 HNO3 时所释放的化学能，将二氧化碳和水合成为糖类。 土壤中硝化细菌的化能合成作用
（三） 自养生物和异养生物
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1、 自养生物： 绿色植物和硝化细菌都能将无机物转化为自身组成物质，因此属于自养生物。
2、异养生物： 人、动物、真菌以及大多数细菌只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命
活动，属于异养生物。
【思考感悟】 绿色植物和硝化细菌在代谢方面的异同点是什么？
相同点： 都能将无机物合成有机物，即都是自养生物。不同点： 在合成有机物时利用的能量不同，
绿色植物利用光能，硝化细菌利用无机物氧化时释放的化学能。
环境因素对光合作用强度的影响及及其在生产上的应用
实验 探究光照强度对光合作用强度的影响及应用
（一） 实验流程
1、打出小圆形叶片（30 片） ：用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出（直径＝ 1cm）。
2、抽出叶片内气体： 用注射器（内有清水、小圆形叶片） 抽出叶片内气体（O2
等） 。
3、小圆形叶片沉水底： 将内部气体逸出的小圆形叶片放入黑暗处盛清水的烧杯
中，小圆形叶片全部沉到水底。
4、对照实验及结果
小圆形叶片 加富含 CO2 的清水 光照强 度 叶片浮起数量
10 片 20mL 强 多
10 片 20mL 中 中
10 片 20mL 弱 少
（二） 实验结论： 在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强（小圆形叶片中 产生的 O2 多，浮起的多） 。
一.光照强度与光合作用速率的影响分析
（一） 、原理分析： 光照强度影响光合速率的原理是通过影响光反应阶段，制约 ATP 和[H]的产
生，进而制约暗反应阶段。
（二） 、曲线分析：
A 点： 光照强度为 0，此时只进行细胞呼吸，释放的 CO2 量可表
示此时细胞呼吸的强度。
AB 段： 随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2 释放
量逐渐减少，这是因为细胞呼吸释放的 CO2 有一部分用于光合作用，
此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。
B 点： 细胞呼吸释放的 CO2 全部用于光合作用，即光合作用强度
等于细胞呼吸强度（光照强度只有在 B 点以上时，植物才能正常生
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长） ，B 点所示光照强度称为光补偿点。
BC 段： 表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到 C 点以上不再加强了，C 点所示 光照强度称为光饱和点。
（三） 、应用： 阴生植物的 B 点前移，C 点降低，如图中虚线所示，间作套种农作物的种类搭配， 林带树种的配置，可合理利用光能； 适当提高光照强度可增加大棚作物产量。
二、CO2 浓度对光合作用强度的影响
（一） 原理分析： CO2 浓度影响光合作用的原理是通过影响暗反应阶段，制约 C3 生成。
（二） 曲线分析：
图 1 和图 2 都表示在一定范围内，光合作用速率随
CO2 浓度的增大而增大，但当 CO2 浓度增加到一定范围后，
光合作用速率不再增加。
图 1 中 A 点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时
的 CO2 浓度，即 CO2 补偿点；图 2 中的 A′点表示进行光
合作用所需 CO2 的最低浓度。
图 1 和图 2 中的 B 和 B′点都表示 CO2 饱和点。
（三） 应用： 在农业生产上可以通过“正其行、通其风” ，增施农家肥等增大 CO2 浓度，提高光
能利用率。
三、温度对光合作用速率的影响
（一） 曲线分析： 温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而 影响光合作用速率。
（二） 应用： 冬天，温室栽培可适当提高温度，也可适当降低 温度。 白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用； 晚上适当降 低温室温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物的积累。
四、必需元素供应对光合速率的影响
（一） 曲线分析： 在一定浓度范围内，增大必需元素的供应，可 提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而 导致植物渗透失水而萎蔫。
（二） 应用： 根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可 提高农作物产量。
五、水分的供应对光合作用速率的影响
（一） 影响： 水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制 CO2 进入叶片，从而间接影响光合作用。
（二） 应用： 根据作物的需水规律合理灌溉。
六、光照面积
（一） 图像分析： OA 段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际
量不断增大，A 点为光合作用面积的饱和点。随叶面积的增大，光
合作用强度不再增加，原因是有很多叶被遮挡，光照不足。
OB 段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于 A 点以后光合
作用强度不再增加，但叶片随叶面积的不断增加，呼吸量(OC 段)
不断增加，所以干物质积累量不断降低(BC 段)。
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（二） 应用分析： 适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。封行过早，使中下层叶子所受的光
照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。
七、内部因素对光合作用速率的影响
（一） 同一植物的不同生长发育阶段
1.曲线分析： 在外界条件相同的情况下，光合作用速率由弱
到强依次是幼苗期、营养生长期、开花期。
2.应用： 根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同，
适时、适量地提供水肥及其他环境条件，以使植物茁壮成长。
（二） 同一叶片的不同生长发育时期
1.曲线分析： 随幼叶发育为壮叶，叶面积增大，叶绿体不断增
多，叶绿素含量不断增加，光合速率增大； 老叶内叶绿素被破坏，
光合速率随之下降。
2.应用： 农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬
菜及时换新叶，都是根据其原理，可降低其细胞呼吸消耗的有机物。
八、多因子变量对光合作用速率影响的分析(外界因素)
(一)曲线分析： P 点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随其因子的不断加强， 光合速率不断提高。当到 Q 点时，横坐标所表示的因子不再是影响光合速率的因素，要想提高光合速 率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。
(二)应用： 温室栽培时，在一定光照强度下，白天适

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