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必修一 分子与细胞
复习
生命系统的结构层次
①细胞:最基本的生命系统，是生物体结构和功能的基本单位。
②组织 ③器官 ④系统：植物没有系统
⑤个体:单细胞生物既是一个细胞，又是一个个体（没有组织、器官、系统三个层次）
⑥种群:在一定的区域内，同种生物的所有个体的总和。
⑦群落：同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合。
⑧生态系统:生物群落与它的无机环境相互作用形成的统一整体。
⑨生物圈：最大的生态系统。
第一章 从生物圈到细胞
DNA病毒
RNA病毒
遗传物质为DNA
寄生在活细胞中
烟草花叶病毒，SARS，HIV
生物
非细胞生物：
细胞生物：
病毒
原核生物：
真核生物：
蛋白质和核酸
只含一种核酸，DNA或RNA
动植物、真菌（酵母菌）
蓝细菌
有无以核膜为界限的细胞核
细菌
含藻蓝素、叶绿素，能进行光合作用，自养生物
球、杆、螺旋菌
颤藻、念珠藻
发菜、蓝球藻
比较项目 原核细胞 真核细胞
本质区别 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 细菌有细胞壁 植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素和果胶
细胞器 核糖体 核糖体，其他细胞器
细胞核 有拟核， 无核膜、核仁和染色质 有核膜、核仁和染色质
核中DNA存在形式 环状、裸露 和蛋白质形成染色质
相同点 均含有细胞膜、细胞质、核糖体, 遗传物质均为DNA
细胞学说
建立者：施莱登，施旺
意义：揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性
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。
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。
新细胞可以从老细胞中产生。
罗伯特 胡克：细胞的发现者和命名者
低倍镜换高倍镜的步骤：
①“找”：在低倍镜下找到要观察的对象
②“移”：将要观察的对象移到视野中央
③“转”：转动转换器，将低倍镜换成高倍镜
④“调”：先调节反光镜或光圈，再调细准焦螺旋
元素
化合物
生物界与非生物界
组成
统一性：元素种类大体相同
差异性：元素含量不同
种类：
O > C > H > N
C > O > N > H
含量：
鲜重：
干重：
存在形式：
大多以化合物的形式存在
无机化合物
水
无机盐
有机化合物
糖类和核酸
脂质
蛋白质
细胞内含量最多的（无机）化合物
占细胞鲜重含量最多的化合物
组成细胞的元素和化合物
最基本元素：C 基本元素：C、H、O、N
主要元素：C、H、O、N、P、S
大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg；
微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu
细胞内含量最多的有机化合物
占细胞干重含量最多的化合物
鉴定
还原糖
鉴定
蛋白质
鉴定脂肪：
1、还原糖：
2、实验材料：
3、
4、试剂配制：
5、注意事项：
葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖 、半乳糖
含还原糖较多，且组织颜色较浅，或接近于白色。
斐林试剂+还原糖——砖红色沉淀
甲液：质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液；
乙液：质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液
等量混合、水浴加热，现配现用
蛋白质+双缩脲试剂——紫色
A液：质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液
B液：质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液
先A后B；不需水浴加热
苏丹Ⅲ染液——橘黄色；苏丹Ⅳ染液——红色；
淀粉遇碘液变蓝色
1、
2、试剂配制：
3、注意事项：
1、基本单位氨基酸（C、H、O、N、S）：
组成蛋白质的氨基酸大约有21种（必需氨基酸、非必需氨基酸）；
蛋白质
C
H
R1
NH2
OH
C
O
C
H
COOH
R2
H
N
H
C
H
R1
NH2
C
O
C
H
COOH
R2
H
N
肽键
二肽
+
H2O
+
2、蛋白质分子结构具有多样性的特点，其原因是：
构成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序及多肽链的空间结构不同。
3、蛋白质的结构多样性决定了功能的多样性，其功能主要如下:
（1）构成细胞和生物体：结构蛋白
（2）催化作用：（绝大多数）酶
（3）免疫作用：抗体
（4）运输作用：载体、血红蛋白
（5）调节作用：蛋白质类激素
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
1、核酸是遗传信息的载体，是一切生物的遗传物质，对于生物体的遗传和变异、蛋白质的生物合成有极其重要作用。
2、核酸包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。
3、基本组成单位是核苷酸，由一分子含氮碱基 ﹑一分子五碳糖和一分子磷酸 组成。
核酸
C、H、O、N、P
五碳糖
磷酸
含氮碱基
名称
简称
基本组成单位
成 分 五碳糖
磷酸 碱基
结构
分布
脱氧核糖核酸
核糖核酸
脱氧核糖核苷酸
核糖核苷酸
DNA
RNA
仅一种
脱氧核糖
核糖
A、G、C、T
A、G、C、U
双链
单链
主要在细胞核，少量在线粒体、叶绿体
主要在细胞质，少量在线粒体、叶绿体
种类 分布 功能
单糖 五碳糖
六碳糖
二糖 多糖
核糖
脱氧核糖
葡萄糖
果糖
半乳糖
麦芽糖（葡+葡）
蔗糖（果+葡）
乳糖（葡+半乳）
淀粉
纤维素（植物细胞壁）
糖原
植物细胞
植物细胞
植物细胞
动物细胞
动物细胞
动物细胞
所有细胞
提供能量
储能物质
储能物质
组成RNA
组成DNA
支持保护
动植物细胞
脂质种类 作 用
良好的储能物质，保温，缓冲和减压
细胞膜、细胞器膜的重要成分
动物细胞膜的重要成分，参与血液中脂质的运输
促进动物生殖器官发育
以及生殖细胞形成
促进肠道对Ca 和 P的吸收
脂 肪
（C、H、O)
磷 脂
（C、H、O、N、P）
固醇
（C、H、O)
胆固醇
性激素
维生素D
1、水是活细胞中含量最多的化合物。
水
结合水与其他物质相结合。细胞结构的重要组成成分；
自由水以游离的形式存在。
2、细胞中水的存在形式：
①自由水相对含量高：
良好溶剂，
为细胞提供液体环境，
参与生物化学反应，
运输营养物质和废物。
自由水、结合水
新陈代谢旺盛，抗逆性弱；
新陈代谢缓慢，抗逆性强。
②结合水相对含量高：
无机盐
1、存在形式：
大多数无机盐以离子形式存在
2、生理功能：
例：Mg2+：叶绿素，Fe2+：血红蛋白，I- ：甲状腺激素
②对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用。
例：血钙过高：肌无力，血钙过低：抽搐
③维持渗透压
④维持细胞的酸碱平衡
①细胞和生物体内某些复杂化合物的重要组成成分。
第3章 细胞的基本结构
一、细胞壁（全透性）
1、主要成分：纤维素和果胶。
2、作用：支持和保护。
二、细胞膜
制备细胞膜：
1、原理：细胞在清水中吸水涨破
2、选材：哺乳动物成熟的红细胞
理由：①细胞内无细胞核和众多的细胞
②动物细胞无细胞壁
1、成分：脂质(磷脂)、蛋白质、少量糖类。
功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。
2、组成元素：C、H、O、N、P。
3、功能：①将细胞与外界环境分隔开 ②控制物质进出细胞（相对）
③进行细胞间的信息交流
细胞膜
激素
靶细胞
靶细胞
信号分子
受体
化学信号传导
接触传递
胞间连丝（高等植物）
膜 种类 分 布 主要功能
叶绿体 植物
线粒体 动植物
内质网 动植物
溶酶体 动植物
高尔基体 动植物
液泡 植物
核糖体 动植物
中心体
光合作用的场所
有氧呼吸主要场所
粗面:合成加工蛋白质 滑面:合成脂质
合成蛋白质，含RNA
对蛋白质加工分类包装,与植物细胞壁形成有关
与细胞有丝分裂有关
分解衰老损伤细胞器，吞噬杀死侵入的病菌
调节细胞内环境,使植物细胞保持坚挺
双层膜
单层膜
无膜
动物
低等植物
三、细胞质（包括细胞质基质[代谢中心]和细胞器）
线粒体
细胞壁
叶绿体
核糖体
核糖体
内质网
内质网
高尔基体
高尔基体
线粒体
液泡
溶酶体
溶酶体
中心体
1、生物膜系统包括细胞器膜、核膜、细胞膜
2、原核生物无生物膜系统。
3、生物膜系统间的联系：
①成分上的联系：成分基本相似，但每种成分所占的比例不同。
②结构上的联系:
③功能上的联系:分泌蛋白的合成和运输
内质网
细胞膜
核膜
高尔基体
囊泡
内质网
囊泡
细胞膜
生物膜系统
肽链
较成熟蛋白质
成熟的蛋白质
核糖体
细胞膜
合成
内质网
加工
分泌
高尔基体
囊泡
（出芽）
囊泡
（出芽）
线粒体（提供能量）
分泌蛋白的合成和运输
进一步加工
分泌蛋白
（氨基酸）
（同位素示踪法）
分泌蛋白：消化酶、抗体、部分激素
细胞核结构模式图
核膜：
核仁：
染色质：
核孔：
把核内物质与细胞质分开
实现核质间的物质交换和信息交流
与某种RNA的合成和核糖体的形成有关
与染色体是同一物质在不同时期的两种形态
由DNA和蛋白质组成
四、细胞核
遗传信息库、代谢和遗传的控制中心
2、动物细胞：
①细胞膜相当于半透膜；
②细胞质与外界溶液有浓度差
当细胞质浓度>外界溶液：
细胞吸水膨胀
细胞失水皱缩
当细胞质浓度<外界溶液：
当细胞质浓度=外界溶液：
水分进出平衡，细胞维持原形
浓度差越大，吸水和失水越多
物质跨膜运输实例
1、渗透作用发生条件：①具有半透膜
②半透膜两侧的溶液有浓度差
细胞液浓度>外界溶液：
细胞吸水，液泡变大
细胞失水，液泡变小，质壁分离
细胞液浓度<外界溶液：
成熟、有液泡、活的植物细胞：原生质层相当于半透膜
外界溶液浓度＞细胞液浓度
细胞壁的伸缩性比原生质层小；
质壁分离的原因：
内因：
原生质层相当于一层半透膜。
外因：
3、植物细胞吸水失水
对生物膜结构的探索历程
1、19世纪末欧文顿:膜是由脂质组成的。
2、20世纪初:膜的主要成分是脂质和蛋白质。
3、1925年:细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。（用丙酮提取脂质）
4、1959年罗伯特森:生物膜由蛋白质一脂质一蛋白质（暗-亮-暗）三层结构构成。他把生物膜描述为静态的统一结构
5、1970年弗雷和埃迪登:细胞膜具有流动性。（荧光标记法）
6、1972年桑格和尼克森:提出流动镶嵌模型。
流动镶嵌模型
1、基本支架：
2、蛋白质分子：
磷脂双分子层
镶在表面或嵌入、横跨磷脂双分子层
3、膜的结构特点：
流动性
4、膜的功能特点：
选择透过性
5、细胞膜的外表,有糖蛋白
有保护和润滑、细胞识别的作用
小分子物质、离子 大分子物质
运输方式 被动运输 主动运输 胞吞胞吐
自由扩散 协助扩散 运输方向
蛋白质
能量
实例
不需要
转运蛋白
载体蛋白
不消耗
不消耗
消耗
气体、水、脂溶性物质等
葡萄糖进入红细胞
葡萄糖、氨基酸进入小肠上皮细胞、离子的运输
不需要
消耗
蛋白质等大分子
与浓度无关
高浓度 低浓度
低浓度 高浓度
①影响自由扩散的因素？
a.细胞膜内外物质的浓度差；
b.细胞膜上载体的种类和数量
a.载体种类和数量
b.能量
细胞膜内外浓度差
③影响主动运输的因素？
②影响协助扩散的因素？
1、作用：催化
2、作用原理：降低化学反应的活化能
3、
酶
化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA
合成原料 氨基酸 核糖核苷酸
来源 活细胞 作用场所 细胞内、外或生物体外都可以 4、特性:
①高效性：催化效率比无机催化剂高
②专一性：一种酶只能催化一种或一类反应。
③作用条件温和：高温、过酸、过碱破坏酶的空间结构,使酶失活；
低温降低酶活性
1、组成元素：
2、结构简式：
ATP
C、H、O、N、P
腺苷三磷酸
A-P~P~P
A：
~：
P：
腺苷
高能磷酸键
磷酸基团
水解酶
ATP
能量
Pi +
ADP +
合成酶
大脑思考
生物发电、发光
主动运输
胞吞胞吐
吸能反应
肌细胞收缩
3、ATP的功能：
直接能源物质
光合作用+呼吸作用
有氧呼吸
C6H12O6
酶
2C3H4O3 + 4 [H] + 少量能量
①细胞质基质
酶
6CO2 +20 [H] +少量能量
②线粒体基质
2C3H4O3
丙酮酸
酶
12H2O + 大量能量
③线粒体内膜
24[H] + 6O2
+ 6H2O
葡萄糖
还原氢
C6H12O6
6H2O
6O2
酶
6CO2
+
+
+
12H2O
+
能量
O
无氧呼吸：细胞质基质
C6H12O6
酶
2C2H5OH
2CO2
+
+
少量能量
例：大多数植物、酵母菌
C6H12O6
酶
+
少量能量
例：大多数动物、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚
2C3H6O3
发酵——
微生物的无氧呼吸
（酒精发酵、乳酸发酵）
二氧化硅：使研磨更加充分；
碳酸钙：防止色素被破坏。
无水乙醇：提取色素。
绿叶中的色素都能溶解于无水乙醇中
提取：
色素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得快；反之则慢。
分离：
叶绿素
类胡萝卜素
叶绿素a
叶绿素b
胡萝卜素
叶黄素
（橙黄色）
（黄色）
（蓝绿色）
（黄绿色）
色素
类囊体薄膜
蓝紫光
蓝紫光、红光
最多
最少
光能
类囊体薄膜上的色素
H2O
O2
H+
ATP
ADP+Pi
NADP+
NADPH
2C3
CO2
多种酶
固 定
还 原
(CH2O)
C5
糖类
暗反应
光反应
光反应是暗反应的基础，为暗反应提供NADPH和ATP，暗反应为光反应提供NADP+、ADP和Pi。
光能
类囊体薄膜上的色素
H2O
O2
ATP
ADP+Pi
NADP+
NADPH
2C3
CO2
多种酶
固 定
还 原
(CH2O)
C5
糖类
暗反应
光反应
光反应为暗反应提供NADPH和ATP，暗反应为光反应提供NADP+、ADP和Pi。
类囊体薄膜
叶绿体基质
ATP和NADPH中活跃化学能
光能
糖类中稳定化学能
(CH2O)
CO2
H2O
光能
水在光下分解
光反应阶段
暗反应阶段
固 定
还 原
多种酶
参加催化
O2
ADP+Pi
ATP
H+、NADP+
NADPH
C5
2C3
3. 根据光合作用的基本过程填充下图：
细胞周期
1.概念：
连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。
物质准备
分裂间期
分裂期
2.阶段
在前，时间长
在后，时间短
有丝分裂
有丝分裂之前：分裂间期
着丝粒
姐妹染色单体
复制
着丝粒数=染色体数；DNA数=条形结构的数
①DNA复制；蛋白质合成；细胞适度生长。
②形成染色单体，DNA数目加倍。
核膜
核仁
染色质
（以高等植物为例）
（散乱分布）
纺锤丝
着丝粒
染色体
膜仁消失现两体
1、前期
①核膜消失、核仁解体；
②形成纺锤体
染色体
③染色质
姐妹染色单体
复制
着丝粒
间期
前期
②染色体形态固定，数目清晰，最利于观察
染色体
形定数清赤道齐
①着丝粒排列在赤道板上 (实际不存在)
2、中期
子染色体
粒裂数增均两极
① 着丝粒分裂，姐妹染色单体分开；
② 染色单体消失，染色体数目加倍；
平均分配到细胞两极。
3、后期
细胞板
核膜
两消两现壁新建
①染色体，纺锤体消失
②核膜，核仁出现；
③赤道板位置出现细胞板，形成新细胞壁。
4、末期
子细胞的染色体数与亲代细胞相等
核膜
核仁
染色质
形成两个子细胞
无中心粒复制
有中心粒复制
纺锤丝形成纺锤体
星射线形成纺锤体
细胞板扩展形成新细胞壁
细胞膜中部凹陷使细胞缢裂
前期
中期
后期
末期
间期
2.制作装片
①解离：
②漂洗：
③染色：
④制片：
剪2-3mm根尖放入盐酸+酒精1：1混合液中3-5min
放入清水，约10min
碱性染料（甲紫/醋酸洋红溶液）
滴清水，碎根尖，压片
使组织中的细胞相互分离开来
洗去药液，防止解离过度
使染色体着色
使细胞分散开来，利于观察
1.洋葱根尖的培养
3.观察分生区细胞（正方形，排列紧密）
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
间期细胞最多，因为间期持续时间最长。
细胞不能无限长大
2.细胞核的控制范围有限
1.细胞V越大，（相对表面积）越小，物质运输效率越低。
6.2 细胞分化
2、分化的结果：
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、生理功能上发生稳定性差异的过程。
细胞种类增加
1、概念：
3、特点：
①持久性
②普遍性
③稳定性、
不可逆性
4、实质:
基因的选择性表达
（遗传物质不变）
细胞的全能性
1.定义：
细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。
2.原因：
含有本物种全套遗传信息
3.植物细胞、动物细胞的细胞核具有全能性
4.全能性大小：
分化程度越高，全能性越低
受精卵＞生殖细胞＞体细胞（植>动）
分化程度大小：
受精卵<生殖细胞<体细胞
高度分化的细胞失去分裂能力
6.3细胞的衰老和凋亡
单细胞生物：
个体衰老＝细胞衰老
多细胞生物：
个体衰老＝细胞普遍衰老
一、细胞的衰老
1.衰老细胞的特征：
②水分减少，细胞体积变小，新陈代谢减慢
④多种酶活性降低；
③细胞内色素积累
①细胞呼吸速率减慢，细胞核体积增大，核膜内折，染色质固缩，染色加深
⑤细胞膜通透性改变，物质运输功能降低
一大：
一小：
两低：
一多：
2.细胞衰老的原因：
端粒学说、自由基学说
二、细胞凋亡
1.定义：
由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
（细胞编程性死亡）
细胞凋亡是一种自然的生理过程
2.类型：
细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除
细胞死亡
细胞凋亡：
细胞坏死：
基因控制、
外界因素引起、
3.细胞坏死：指在不利因素影响下，由于细胞的正常 代谢活动受损或中断引起的细胞的损伤 和死亡。(细胞病理性死亡)
对机体有害
对机体有利

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