生物必修一-分子与细胞

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生物必修一___ 分子与细胞

• 第一章 走进细胞
  • 从生物圈到细胞
    • 结构：细胞-组织-器官-系统-个体-种群和群落-生态系统-生物圈
  • 细胞多样性和统一性
    • 真核与原核：细胞内有无以核膜为界限的细胞核
      • 真核与原核的异同
        • 原核 真核 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 大小 较小 较大 细胞质 只有核糖体 多种复杂的细胞器 细胞核 无染色体，有DNA分子，拟核 有染色体 生物类群 细菌，支原体，衣原体，放线菌 动物，植物，真菌 统一性 都有细胞膜，细胞质，核物质，都有DNA，核糖体
    • 细胞学说
      • 虎克（英）用显微镜观察植物组织
      • 列文虎克（荷兰）自制显微镜
      • 魏尔肖（德）“细胞通过分裂产生新细胞”
• 第二章 组成细胞的分子
  • 细胞中的元素和化合物
    • 大量元素：C,H,O,N,P,S,,K,Ca,Mg
    • 微量元素：Fe,Mn,Zn,Cu,B,Mo
    • 主要元素：C（干重的百分比最大）,O（鲜重的百分比最大）,H，N,P,S
    • 组成细胞的化合物
      • 无机化合物
        • 水（85~90%）
        • 无机盐
      • 有机化合物
        • 糖类
        • 脂质
        • 蛋白质（7~10%）
        • 核酸
    • 检测生物组织中的糖类，脂肪，蛋白质
      • 还原糖—斐林试剂—砖红色沉淀（将试管放入盛有50~65摄氏度的温水）
        • 水浴加热
      • 脂肪—苏丹三/四—橘黄色/红色
      • 淀粉—碘—蓝色
      • 蛋白质—双缩脲—紫色
  • 生命活动的主要承担者—蛋白质
    • 基本单位：氨基酸
      • 氨基酸分子（一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH））
        • 侧链基团：R
          • 氨基酸区别：R基的不同
    • 氨基酸分子互相结合的方式：脱水缩合
      • 连接氨基酸分子的化学键：肽键（—NH—CO—）
        • 两个氨基酸分子缩合成的化合物：二肽
        • 含有多个肽键的化合物：多肽
          • 多肽呈链状结构：肽链
    • 多样性
      • 数目
      • 排列顺序
      • 空间结构
    • 功能
      • 运输载体
      • 信息传递
      • 免疫功能
    • 总结：一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的只要承担者
  • 遗传信息的携带者—核酸
    • 细胞内携带遗传信息的物质
    • 基本组成：核苷酸
      • 核苷酸：一分子含氮的碱基，一分子五碳糖，一分子磷酸
        • 五碳糖的不同
          • DNA
          • RNA
    • 真核：DNA：细胞核（主要），线粒体，叶绿体（少量）。 RNA：细胞质
    • DNA：A(腺嘌呤),G（鸟嘌呤）,C（胞嘧啶）,T（胸腺嘧啶）
    • RNA：A(腺嘌呤),G（鸟嘌呤）,C（胞嘧啶）,U（尿嘧啶）
  • 细胞中的糖类和脂质
    • 糖类（碳水化合物）是主要能源物质
      • 糖类分子构成：C,H,O
      • 糖原是人和动物细胞的储能物质
      • 单糖（不能水解的糖类）：葡萄糖（主要能源物质，称为“生命的燃料”）
        • 例如：果糖，半乳糖，核糖，脱氧糖
      • 二塘（由两分子单糖脱水缩合成，必须水解成单糖才能被吸收）：蔗糖
        • 例如：红糖，白糖，冰糖等都由蔗糖加工制成
      • 多糖：淀粉是最常见的
        • 淀粉不易溶于水，必须被分解成葡萄糖，才能被吸收
      • 细胞壁
        • 植物：纤维素（多糖），果胶
        • 原核：肽聚糖
      • 还原性：葡萄糖，果糖，半乳糖，麦芽糖，乳糖
      • 非还原性：多糖，蔗糖
    • 脂肪是脂质的一种，组成细胞核生物体的重要有机化合物
      • 脂质化学元素主要是：C,H,O 有些还含有P,N
      • 脂肪：细胞内良好的储能物质
      • 磷脂：构成细胞膜的重要成分，也是多种细胞器膜的重要成分
      • 固醇
        • 胆固醇：构成动物细胞膜的重要成分
        • 性激素：生殖器官的发育及生殖细胞的形成
        • 维生素D;促进人和动物肠道对钙和磷的吸收
    • 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，由许多单体连接成多聚体
      • 单 单糖 氨基酸 核苷酸，脂肪酸 甘油 多 多糖 蛋白质 核酸 脂肪 能源 结构 遗传 ————需完善
  • 细胞中的无机物
    • 水在细胞中存在形式
      • 结合水（5%）
      • 自由水（95%）
    • 细胞中大多数无机盐以离子形式存在
      • 阳离子：Na,K,Ca,Mg,Fe2,Fe3
      • 阴离子：Cl,SO4,PO4,HCO3
• 第三章 细胞的基本结构
  • 细胞膜—系统的边界
    • 主要由脂质和蛋白质组成
    • 将细胞与外界环境分隔开
    • 控制物质进出细胞
    • 进行细胞间的信息交流
      • 物质交流
      • 接触交流
      • 通道交流
  • 细胞器—系统内的分工合作
    • 线粒体（内，外膜）：有氧呼吸主要场所，“动力车间”
    • 叶绿体（内，外膜）：光合作用，“养料制造车间”，“能量转换站”
    • 内质网（根部，表皮没有叶绿体）：细胞内蛋白质合成和加工，脂质合成的“车间”
    • 高尔基体（单膜;植物细胞壁有关，动物分泌有关）：对来自内质网的蛋白质进行加工，分类，包装的“车间”及“发送站”
    • 核糖体：生产蛋白质的机器
    • 溶酶体：消化车间
    • 中心体：动物和某些低等植物的细胞，与细胞有丝分裂有关
    • 合成分泌蛋白运输到细胞外的过程：核糖体—内质网—高尔基体—细胞膜
    • 生物膜系统：C,H,O,N,P
      • 细胞器膜，细胞膜，核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统
  • 细胞核—系统的控制中心
    • 细胞核控制着细胞的代谢和遗传
    • 结构
      • 核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开
      • 染色质：由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体
      • 核仁·：与某种RNA的合成及核糖体的形成有关
      • 核孔：大分子物质进出的通道
    • 是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心
  • 细胞及既是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位
• 第六章 细胞的生命历程
  • 细胞的增值
    • 细胞不能无限长大
      • 表面积与体积的关系限制了细胞的长大
    • 分裂进行增值
      • 细胞增殖：物质准备和细胞分裂整个连续的过程
    • 有丝分裂
      • 从一次分裂完成开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期
      • 前期
        • 染色体出现
        • 纺锤体出现
        • 核膜消失
        • 染色体散乱排列
      • 中期
        • 形态稳定
        • 数目清晰
        • 所有染色体着丝点排列在赤道板上
      • 后期
        • 着丝点分裂
        • 染色单体分开
        • 染色体数目加倍
        • 两组染色体平均分配到两级
      • 末期
        • 染色体，纺锤体消失
        • 核膜，核仁出现
        • 细胞中央出现细胞板并扩展成细胞壁
    • 无丝分裂
      • 没有出现纺锤体和染色体的变化
  • 细胞的分化
    • 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
    • 全能性
      • 已分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能
    • 动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，干细胞
  • 细胞的衰老和凋亡
    • 水分减少，萎缩，体积变小，代谢速率慢
    • 酶活性降低
    • 呼吸速率减慢，细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深
    • 通透性改变，物质运输功能降低
  • 细胞的癌变
    • 特征
      • 适宜条件下，可以无限增值
      • 形态结构发生显著变化
    • 致癌因子
      • 物理致癌
      • 化学致癌
      • 病毒致癌
      • 原癌基因：调节周期，控制生长和分裂进程。
      • • 抑癌基因：阻止细胞不正常增值。
• 第五章 细胞的能量供应和利用
  • 降低化学反应活化能的酶
    • 酶的作用和本质
      • 作用
        • 活化能，从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需能量
        • 酶的作用更显著，催化效率更高
      • 本质
        • 巴斯德（法国）：没有活细胞的参与，糖类不可能变成酒精的
        • 李比希（德国）：只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用
        • 萨姆纳（美国）：脲酶是蛋白质
        • 切赫，奥特曼（美国）：少数RNA也具有生物催化功能
    • 酶的特性
      • 酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多酶是蛋白质
      • 高效性
      • 专一性
      • 条件较温和
        • 一般是在比较温和的条件下进行的
          • 动物，最适35~40度间
          • 植物，最适40~50度之间
          • 细菌，真菌差别较大，有些高达70度
          • 动物体内，PH大多在6.5~8.0间
          • 植物体内，PH大多在4.5~6.5间
          • 过酸，碱，温度过高，会使酶永久失活
  • 细胞的能量“通货”—ATP
    • ATP（~化合物）是三磷酸腺苷的缩写
      • 结构简式：A—P~P~P
      • A：腺苷
      • P：磷酸基团
      • ~：高能磷酸键
    • 相互转化
      • ADP+Pi+能量=ATP
    • ATP的利用
      • ATP水解提供能量
      • 细胞内流通的能量“通货”
  • ATP的主要来源—细胞呼吸
    • • 细胞呼吸：有机物在细胞内经过一系列氧化分解，生成CO2或其他产物，释放能量并生成ATP的过程
    • 实验
      • CO2可使澄清石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄
      • 橙色重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇反应变灰绿色
    • 有氧呼吸
      • 第一阶段，能量（少），还原H，无氧，细胞质基质
      • 第二阶段，CO2，还原H，少量能量，无氧，线粒体基质
      • 第三阶段，有一，二阶段产生的还原H，与氧结合形成水，能量（大），有氧，线粒体内膜
      • 总结：细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机无彻底氧化分解，产生CO2，H2O，释放能量，生成能量（大）的过程
    • 无氧呼吸
      • 细胞质基质
        • 第一阶段，与有氧第一阶段完全相同
        • 第二阶段，不同酶的催化，分解成酒精，CO2，或转化成乳酸
        • C6H12O6—2C3H6O3（乳酸）+能量（少）动物，马铃薯块茎，甜菜块根，玉米胚
        • C6H12O6—2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量（少）植物
  • 能量之源光与光合作用
    • 捕获光能的色素和结构
      • 实验
        • 无水乙醇提取绿叶中的色素
        • SiO2有助于研磨得充分，CaCO3可防止研磨中色素被破坏
      • 绿叶中的色素
        • 叶绿素（约占3/4）
          • a（蓝绿色）次底
          • b（黄绿色）最底
        • 类胡萝卜素（约占1/4）
          • 胡萝卜素（橙黄色）最高
          • 叶黄素（黄色）次高
      • 叶绿体结构
        • 类囊体。吸收光能的四种色素，就分布在类囊体薄膜上
        • 膜表面上，不仅分布着吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶
    • 光合作用的原理和应用
      • 通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程
      • 探究历程
        • 鲁宾，卡门：同位素标记法
          • 结果：光合作用释放的氧气来自水
      • 过程
        • 光反应，类囊体薄膜
        • 暗反应，叶绿体内基质
• 第四章 细胞的物质输入和输出
  • 物质跨膜运输的实例
    • 浓度
      • 外界<细胞质，则吸水膨胀
      • 外界>细胞质，则失水皱缩
      • 外界=细胞质，则动态平衡
    • 细胞膜和其他生物膜都是现则透过性膜
  • 生物膜的流动镶嵌模型
    • 欧文顿：膜是由脂质组成的
    • 罗伯特森：生物膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层构成
    • 流动性
    • 桑格，尼克森：流动镶嵌模型
    • 磷脂双分子层
    • 蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，糖被
  • 物质跨膜运输的方式
    • 被动运输
      • 简单扩散作用进出细胞，自由扩散
      • 进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，协助扩散
    • 主动运输
      • 低到高，需载体蛋白的协助，同时消耗细胞内化学反应所释放的能量
      • 动植物，微生物细胞中，主动选择吸收营养物质，排出代谢废物和对细胞有害物质