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生物学必修一分子与细胞 (3)
这是一个关于生物学必修一分子与细胞 (3)的思维导图，主要内容有第一章走进细胞、第二章组成细胞的分子、第三章细胞的基本结构、第六章细胞的生命历程等。
编辑于2022-06-19 22:03:14- 生物必修一知识点
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生物学 分子与细胞
第一章 走进细胞
第一节
细胞学说及其建立
建立者：施莱登，施旺
内容:
细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而来，并有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生命起作用
新细胞是由老细胞分裂产生的
过程：
法国 比夏
器官由组织构成
罗伯特。胡克
首次发现细胞
列文。虎克
首次发现细菌
魏尔肖
所有的细胞都来源于先前存在的细胞
结论：细胞学说揭示了植物和动物的统一性，从而阐明了生物界的统一性
细胞是基本的生命系统
单细胞生物能够独立自主完成生命活动（个体），没有组织、器官、系统，细胞即个体
细胞是基本的生命系统
生物圈是最大的生命系统
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
植物没有系统
第二节
高倍镜的使用
转动反光镜使视野明亮
用低倍镜观察，把要放大的物体移至视野中央
换成高倍镜
用细准焦螺旋调之清晰
真核细胞和原核细胞
根本区别：是否具有核膜为界限的·细胞核
其他区别：
大小：原核细胞<真核细胞
细胞质：原核细胞只有核糖体一个细胞器， 真核细胞有多种
DNA：原核细胞DNA是环状裸露的， 真核细胞DNA会和蛋白质结合形成染色质(染色体)
相同点：细胞膜，细胞质，细胞质中的遗传物质都是DNA
常见的原核细胞和真核细胞
原核细胞：
细菌：描述形状的词，乳酸菌
衣原体
支原体(最小的生物 单细胞)
真核细胞：
动物
植物
真菌，酵母菌
例外：成熟的动物红细胞没有细胞核
蓝细菌
种类：色球蓝细菌，颤蓝细菌，念珠蓝细菌，发菜蓝细菌
含叶绿素和藻蓝素，可以进行光合作用(没有叶绿体)
自养生物
第二章 组成细胞的分子
第一节 细胞中的元素和化合物
组成细胞的元素
微量元素：B Mo zn Fe Cu Mn
大量元素：C H O N P S K Mg Ca
细胞中不存在无机自然界没有的特殊元素
不同种类的细胞组成元素和化合物种类基本相同， 这体现了细胞的统一性和多样性
组成生物体的元素在无机自然界也能找到， 体现了生物界与无机自然界具有统一性
组成细胞的化合物
细胞内含量最多的化合物：水
最多的有机化合物是蛋白质
检测生物组织中的糖类，脂肪和蛋白质
还原糖的检测
常见的还原糖：葡萄糖，果糖，麦芽糖
试剂：斐林试剂，甲液乙液混合均匀，水浴加热
实验现象：出现砖红色沉淀
脂肪的检测
不一定需要显微镜观察
试剂：苏丹三染液。酒精作用：洗去浮色
实验现象：脂肪被染成橘黄色
蛋白质的检测
向试管内分别加入双缩脲试剂A液B液
试剂：双缩脲试剂
实验现象：双缩脲试剂与蛋白质(肽键）反应呈紫色
第二节 细胞中的无机物
细胞中的水
水在细胞中以两种形式存在
自由水 功能
细胞内良好的溶剂
参与化学反应
为细胞提供液体环境
运输营养物质和废物
结合水 功能
细胞结构的重要组成部分
与细胞中的大分子相结合
自由水的比例大，代谢旺盛;结合水比例大代谢，抗逆行越强👍🏻
种子晒干失去的是自由水，种子烘烤失去的是结合水
细胞中的无机盐
存在形式：细胞中大多数无机盐以离子的形式存在
无机盐的功能
某些复杂化合物的组成成分
维持细胞和生物体的正常生命活动
Fe是构成血红素的元素
Mg是构成叶绿素的元素
缺Na离子会引起神经，肌肉细胞的兴奋性降低，引发肌肉酸痛和无力
缺Ca离子，会发生抽搐
维持细胞的酸碱平衡
第三节 细胞中的糖类和脂质
细胞中的糖类(糖类是主要的能源物质，C、H、O)
单糖 不能水解，可直接被细胞吸收
五碳糖
核糖 RNA的基本组成成分
脱氧核糖 DNA的基本组成成分
六碳糖
果糖 植物特有
半乳糖 主要分布在哺乳动物乳汁中
葡萄糖 生命活动所需要的主要能源物质
二糖 由两分子单糖脱水缩合
蔗糖 植物细胞内运输的主要物质
麦芽糖 植物细胞内
乳糖 主要分布在动物乳汁中
多糖
淀粉 植物细胞内的储能物质
纤维素，植物细胞壁的主要成分
糖原 动物细胞内的储能物质
几丁质 昆虫，甲壳动物的结构材料
细胞中的脂质(C、H、O)
脂肪(细胞内良好的储能物质)
功能：绝热体、保温作用、缓冲减压作用
磷脂(N、P)(构成细胞膜的重要成分，也是构成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，在人体内还参与血液中脂质的运输
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
维生素D 促进人和动物肠道对钙和磷的吸收
糖类和脂质可以相互转化
第四节 蛋白质是生命活动的主要承担者(C、H、O、N)
蛋白质的功能
参与组成细胞结构，催化，运输，信息传递，防御，免疫
蛋白质的基本组成单位—_氨基酸
种类：组成蛋白质的氨基酸有21种
特点：每种氨基酸至少有一个氨基(NH₂）和一个羧基(COOH)， 并且都连接在同一个碳原子上， 这个碳原子还连接一个氢原子和一个R基
各种氨基酸的区别：R基的不同
蛋白质的结构及其多样性
一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基相连接， 脱去一分子的水叫做脱水缩合，连接两个氨基酸分子的化学键叫做肽键， 几个氨基酸缩合就是几肽，
蛋白质结构多样化原因：1.氨基酸的种类，数目，排列顺序多种多样 2.蛋白质空间结构多种多样
有关计算
蛋白质的变性：高温，过酸，过碱会破坏蛋白质的空间结构，但不会破坏肽键
第五节 核酸(C、H、O、N、P）是遗传信息的携带者
核酸的种类及其分布
脱氧核糖核酸(DNA具有特异性和多样性)
分布：真核细胞的DNA主要分布在细胞核，线粒体，叶绿体 原核细胞的DNA在拟核中
核糖核酸RNA
分布主要分布在细胞质中
核酸是由核苷酸连接而成的长链
核苷酸是核酸的基本组成单位
一个核苷酸是由一分子含氮的碱基，一分子五碳糖和一分子磷酸组成的
DNA和RNA各含四种碱基
脱氧核糖：胸腺嘧啶T，腺嘌呤A，鸟嘌呤G，胞嘧啶C
核糖：尿嘧啶U，腺嘌呤，鸟嘌呤，胞嘧啶
RNA基本单链，DNA是规则双螺旋双链
人有五种碱基，八种核苷酸
病毒只含一种核酸RNA或DNA，五种碱基，四种核苷酸
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
生物大分子以肽链为骨架
多糖，蛋白质，核酸都是生物大分子
组成生物大分子的基本单位称为单体，单体→多聚体
生物大分子是以太链为基本骨架
第三章 细胞的基本结构
第一节 细胞膜的基本结构
细胞膜的功能
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
远距离交流
近距离交流
胞间连丝
对细胞膜结构的探索
细胞膜主要是由纸质和蛋白质组成的
静态：罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗(蛋白质）-亮(脂质）-暗三层结构
荧光标记法，证明细胞膜具有流动性
辛格和尼科尔森提出的流动镶嵌模型
流动镶嵌模型的基本内容
细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的
磷脂双分子层是膜的基本支架
因为膜的磷脂分子可以侧向自由移动，蛋白质大多也能运动，所以细胞膜具有流动性
糖蛋白位于细胞外侧，用于信息交流和细胞识别
第二节 细胞器之间的分工合作
细胞之间的分工
分离细胞器的方法-差速离心法
双层膜结构
线粒体：细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的动力车间
叶绿体：植物进行光合作用，是植物细胞的养料制造车间和能量转换站
单层膜结构
内质网：蛋白质等大分子物质的合成，加工场所和运输通道
高尔基体：对来自内质网的蛋白质进行加工，分类和包装的车间及发送站，细胞壁的形成与高尔基体有关
溶酶体：主要分布在动物细胞中，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
液泡：内有细胞液，含糖类，无机盐，色素和蛋白质，调节植物细胞内的环境
无膜结构
核糖体：生产蛋白质的机器
中心体：主要分布在动物和低等植物中，与细胞的有丝分裂有关
细胞质
细胞器
细胞质基质
细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构
细胞器之间的协调配合
分泌蛋白的合成和运输(在细胞内合成，分泌到细胞外起作用)
方法：同位素标记法
路径：核糖体→内质网→高尔基体→分泌颗粒(线粒体提供能量)
蛋白质的种类和数量决定膜的功能
细胞的生物膜结构
组成：细胞器膜和细胞膜，核膜等结构
作用：
细胞膜使细胞具有一个相对稳定的内部环境
广阔的膜面积为多种酶提供了附着点
细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开同时进行多种化学反应 ，保证了细胞生命活动
核膜和内质网膜是直接相连的
第三节 细胞核的结构和功能
细胞核的功能
蝾螈受精卵横溢实验：细胞核是细胞分裂，分化的控制中心
伞藻嫁接实验：细胞核是遗传的控制中心
伞藻的伞帽形态与甲跟有关，与伞柄无关
细胞核控制着细胞的代谢和遗传
哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，高等植物的筛管细胞也没有细胞核
细胞核的结构
核膜，双层膜(四层磷脂双分子层）把核内物质与细胞质分开
核仁，与某种RNA的形成以及核糖体的形成有关
染色质，由DNA和蛋白质组成，是遗传信息的载体
染色质和染色体是同一物质 在细胞不同时期的两种存在形式
染色质容易被碱性染料染成深色
DNA上储存着遗传信息
核孔，实现核质之间频繁的物质交换和信息交流， 贯穿膜的蛋白质是大分子物质进入细胞核的通道
细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心
构建模型
物理模型：实物
概念模型：veen图
数学模型：公式，坐标图
第六章 细胞的生命历程
第一节 细胞的增殖
细胞增殖
细胞增殖是重要的细胞生命活动， 是生物体生长发育繁殖遗传
细胞增殖包括物质准备和细胞分裂两个相连续的过程
单细胞 -个体增殖
细胞周期
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没一次细胞周期
细胞周期包括两个阶段
分裂间期(较长)
分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备， 完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成
分裂期
有丝分裂
高等植物的有丝分裂
分裂间期
DNA分子的复制和有关蛋白质的合成
前期
染色质变成染色体🧬，核膜、核仁消失，纺锤体形成
中期(最适观察)
着丝粒排在赤道板上
后期
着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条染色体移向两极
末期
核膜核仁形成，纺锤体消失，染色体变成染色质
123
动物细胞的有丝分裂与植物细胞的不同点
中心力粒构成的中心体(植物细胞的着丝粒)
星射线(植物细胞中的纺锤丝）
末期不形成细胞板，而是细胞膜从细胞的中部向内凹陷， 最后把细胞溢裂成两部分，每部分都含一个细胞核
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
过程：解离，漂洗，染色，制片
分生区细胞呈正方形，排列紧密
第二节 细胞的分化
细胞分化及其意义
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，
特点：
普遍性：多细胞都有分化
持久性：胚胎发育时期分化比例最大
稳定性：分化的不可逆性，保持生物特征稳定
各细胞具有完全相同的遗传信息，但形态结构和功能却有很大差异， 这是细胞中的基因选择性表达的结果，在个体发育过程中， 不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同，
根本原因：遗传物质不同
直接原因：蛋白质种类和数量及排列顺序不同
细胞的全能性
细胞的全能性是指细胞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
没有分化的细胞，如精卵，动物和人体的早期胚胎细胞 ，植物体的分生组织细胞也具有全能性
细胞分化程度越高，全能性越低
第三节 细胞的衰老和死亡
细胞衰老的特征
细胞膜通透性改变使物质运输功能降低
细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深
细胞内的水分减少，细胞为萎缩，体积变小
细胞内多种酶的活性降低，呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢
细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递
细胞衰老的原因
自由基学说
端粒学说
细胞衰老与个体衰老的关系
对于单细胞生物来说，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡
多细胞生物体内的细胞总是在不断更新着 ，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态
细胞的死亡
凋亡(自杀）
坏死(他杀）
第五章 细胞的能量供应和利用
第一节 降低化学反应化合能的酶
一 酶的作用和本质
酶在细胞代谢中的作用
来源：活细胞产生
功能：在细胞内外起催化作用
比较过氧化氢在不同条件下的分解(对照实验)
①肝脏研磨液
气泡很多
点燃的卫生香燃烧很猛烈
过氧化氢酶有催化过氧化氢分解的作用且催化效率高
降低过氧化氢分解反应的活化能
②FeCl₃溶液
气泡较多
点燃的卫生香燃烧较猛烈
铁离子能催化过氧化氢的分解
降低过氧化氢分解反应的活化能
③90°水浴加热
气泡很少
别人的卫生香，燃烧不猛烈
加热能促进过氧化氢分解
人为控制的因素叫做自变量(温度和催化剂)
因自变量改变而改变的变量叫因变量(过氧化氢分解速率)
对实验结果造成影响的可变因素叫做无关变量(反应物浓度和反应时间）
除为自变量因素以外，其余因素(无关变量）都保持一致 并将结果进行比较的实验叫做对照实验
与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高
酶的本质
化学本质：蛋白质或RNA
基本单位：氨基酸或核糖核苷酸
二 酶的特性
酶具有高效性
比较过氧化氢在不同条件下的分解实验
酶具有专一性
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用实验
每一种酶只能催化一种或一类化学反应
酶的作用条件较温和
酶所催化的化学反应，一般是在比较温和的条件下进行的
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
过酸，过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏， 使酶永久失活，不可恢复
酶剂适宜在低温下保存
第二节 细胞的能量货币ATP(C,H,O,N,P)
ATP是一种高能磷酸化合物
ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质
ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写
结构简式：A-p～p～p
ATP与ADP可以相互转化
ATP水解后转化为ADP(腺苷二磷酸)
ATP在细胞内含量很少，但转化是十分迅速的
ATP的利用
ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化, 这些分子被磷酸化后可以参与各种化学反应
吸能反应
吸收能量
蛋白质的合成
放能反应
释放能量
葡萄糖的分解
第三节 细胞呼吸的原理和应用
细胞呼吸的方式
实质：细胞内的有机物氧化分解，并释放能量
探究酵母菌细胞(兼性厌氧菌）呼吸的方式
自变量：有氧/无氧条件
因变量：产物的种类
图式
CO₂可以使澄清石灰水变浑浊 ;使溴麝香酚蓝溶液由蓝变绿再变黄
橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色
对比实验：设置两个或两个以上的实验组， 通过对结果的比较分析来探究某种因素对实验对象的影响
所有生物的生存，都离不开细胞呼吸释放的能量
有氧呼吸
必须有氧的参与
主要场所：线粒体
内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶
C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂→6CO₂+12H₂O
第一阶段：不需要氧的参与，在细胞质基质中进行
一份子葡萄糖分解成两分子的丙酮酸， 产生少量的[H]并释放少量的能量
第二阶段：不需要氧的直接参与，在线粒体基质中进行
丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H]， 并释放出少量的能量
第三阶段：需要氧的参与，在线粒体内膜上进行
前两个阶段产生的[H]与氧结合形成水，同时释放大量能量
无氧呼吸
第一个阶段与有氧呼吸完全相同
第二阶段
动物和乳酸菌
C₆H₁₂O₆→2
植物和酵母菌
只在第一阶段产生能量
无氧呼吸产生乳酸的植物， 其余植物都是生成酒精
玉米的胚
土豆的块茎
甜菜的块根
有机物不完全分解
细胞呼吸原理的应用
包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或创可贴
利用麦芽，葡萄，粮食和酵母菌以及发酵罐等 ，在控制通气的情况下，可以生产酒
花盆里的土壤需要及时松土透气
储存水果粮食需要降低温度，降低含氧量
破伤风芽孢杆菌只能进行无氧呼吸， 皮肤损伤较深或被铁钉扎伤后，需要及时就医
慢跑无氧呼吸会产生大量乳酸，大量堆积后会使肌肉酸胀乏力
第四节 光合作用与能量转化
捕获光能的色素和结构
绿叶中色素的提取和分离
绿叶中的色素能够溶解 在有机溶液无水乙醇中
色素溶解在层析液中
分离原理：溶解度高的随层析液在 滤纸上扩散的快，反之则慢
层析液延边缘速度快
二氧化硅有助于研磨的充分， 碳酸钙可防止研磨中色素被破坏
速度：胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b
叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光
胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光
叶绿体的结构适于进行光合作用
叶绿体内部有基粒，每个基粒都有类囊体堆叠而成
色素在类囊体膜上
广阔的膜面积为没酶提供了附着点
在内囊体膜上和叶绿体基质中，有许多进行光合作用所必需的酶
光合作用的原理和应用
光合作用的原理
光反应
必须有光
场所：类囊体薄膜上进行
图示
暗反应(卡尔文循环🔁)
有没有光都可进行
场所：叶绿体基质中
图示
光合作用原理的应用
总光合速率＝净光合速率➕呼吸速率
子主题
图示
第四章 细胞的物质输入和输出
第一节 被动运输
水进出细胞的原理
渗透作用条件
半透膜
膜两侧有浓度差
水进出哺乳动物红细胞
外界溶液浓度小于细胞质的浓度，细胞吸水膨胀
外界溶液浓度等于细胞质浓度，细胞形态不变
外界浓度大于细胞质浓度，细胞系失水皱缩
原理：渗透作用，半透膜是细胞膜
水进出植物细胞
细胞壁是全透性的， 作用是保护和支持细胞，伸缩性比较小
细胞膜和液泡膜以及两层膜之间 的细胞质称为原生质层，原生质层是半透膜
外浓＞内浓，细胞失水发生质壁分离 (原生质层和细胞壁逐渐分离）
外浓＜内浓，细胞吸水，发生质壁分离的复原
质壁分离条件：植物活细胞(具有大液泡）
正在分裂的细胞无液泡
自由扩散和协助扩散(被动运输，不需要消耗能量)
甘油，乙醇，苯等脂溶性的小分子有机物和气体通过自由扩散进出细胞
离子和一些小分子有机物(葡萄糖，氨基酸）通过转运蛋白进出细胞-协助扩散
转运蛋白
载体蛋白
只允许与自身结合部位相适应的分子或离子通过， 每次转运时都会发生自身构象的改变
通道蛋白
只允许以自身通道的直径和形状相适配， 大小和电荷相适应的分子或离子通过 ，通过通道蛋白时不需要与通道蛋白结合
水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白 以协助扩散方式进出细胞
影响自由扩散因素：温度，浓度差
影响协助扩散因素：温度，浓度差，转运蛋白数量
第二节主动运输与胞吞，胞吐(都消耗能量)
主动运输(逆浓度运输）小分子
需要载体蛋白运输同时耗能
水，葡萄糖，无机盐离子
胞吞与胞吐(与浓度无关）大分子
原理：细胞的流动性
胞吞
当细胞摄取大分子时，大分子与膜上的蛋白质结合，引起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
胞吐
细胞需要外排的大分子先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞