高中生物（必修一，分子与细胞）

细胞呼吸是指有机物在细胞内经历一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他物质，释放能量形成ATP的过程。

高中生物（必修一，分子与细胞）

• 4.细胞的物质输入与输出
  • 物质跨膜运输的实例
    • 细胞的吸水和失水
      • 细胞膜和其他生物膜是选择透过性膜
      • 当细胞失水（外界浓度＞细胞液的浓度）时候，因为渗透压的改变，以至于（细胞壁与原生质层发生分离）细胞就发生了质壁分离，有根据（外界浓度＜细胞液的浓度时候）又发生吸水，逐渐恢复原样（可以理解为浓度大的加水然后被稀释了）
      • 生物的原生质层（细胞膜，液泡膜，以及两层膜之间的细胞质）
  • 生物膜的流动镶嵌模型
    • 细胞膜根据实验发现主要成分是脂质和蛋白质（磷脂双分子层-磷脂分子的磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的）
    • 罗伯特森发现了：“细胞膜清洗的暗-亮-暗的三层结构也就是蛋白质-脂质-蛋白质三层结构
    • 根据荧光标记法我们最后得出，细胞膜是流动镶嵌模型，蛋白质可以横穿磷脂双分子层也可以镶嵌在其中，蛋白质会和糖结合形成糖蛋白（有识别作用）也叫做糖被，糖和脂质分子相结合形成糖脂
  • 物质跨膜运输的方式
    • 物质运输分为：被动运输，主动运输，胞吞胞吐
      • 被动运输：1.物质通过简单的扩散作用进出细胞叫做自由扩散2.离子等一些较大的分子如葡萄糖等不能自由的通过细胞膜通过一些载体蛋白再顺应浓度梯度跨膜运输，进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散叫做协助扩散
        • 浓度梯度就是（由高浓度向低浓度流）
      • 主动运输：不顺应浓度梯度，他们从低浓度向高浓度流，不仅需要载体蛋白还需要能量来协助叫做主动运输
        • 消耗的能量为ATP→ADP+Pi
      • 胞吞胞吐：大分子附着在细胞膜表面这部分，小囊从细胞膜上分离下来形成囊泡进入细胞内部叫做胞吞，与细胞膜相融合叫做胞吐
• 5.细胞的能量供应和利用
  • 降低化学反应活化能的酶
    • 细胞中一直在进行各种化学反应叫做（细胞代谢)
    • 实验：用不同的催化剂对H2O2进行催化，比较效果
      • 引入了控制变量的概念
    • 分子从常态变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量成为活化能，同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更加显著，因而催化效率更高
      • 酶绝大部分都是蛋白质：1.酶有高效性（催化的效果更强）2.酶有专一性，一种酶只能催化一种或者一类反应，酶不能再高温，高压，强酸或者强碱条件下催化化学反应
      • 酶的催化一般是在比较吻合的条件下进行的，低于0℃不会使得酶（蛋白质）变质，而是低温保存，到了合适温度还是可以发挥作用，高温会使得蛋白质变质失去活性
  • 细胞的能量“通货”—ATP
    • ATP是能量的通货，叫做三磷酸腺苷，A-P~P~P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，~叫做高能磷酸键，距离A最远的高能磷酸键最容易断裂（发生水解）从而形成ADP（二磷酸腺苷）＋pi，这一过程释放能量，反之则是吸收能量
  • ATP的主要来源—细胞呼吸
    • 细胞呼吸是指有机物在细胞内经历一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他物质，释放能量形成ATP的过程
    • 实验：重铬酸钾（橙色）在酸性条件下雨乙醇发生化学反应，变成灰绿色。溴麝香草蓝水溶液与二氧化碳结合变绿再变黄
    • 酵母菌在有氧和无氧的条件下都能进行细胞呼吸
      • 有氧呼吸
        • 第一阶段：细胞质的基质 C6H12O6酶→2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量 (2ATP) 第二阶段：线粒体基质 2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O酶→20[H]+6CO2+少量能量 (2ATP) 第三阶段：线粒体的内膜 24[H]+6O2酶→12H2O+大量能量(34ATP)
      • 无氧呼吸
        • 第一阶段 C6H12O6酶→（场所：细胞质基质）=2丙酮酸+4[H]+能量（2ATP）；第二阶段 丙酮酸→（场所：细胞质基质）= 2C2H5OH+2CO2+少量能量 或2C3H6O3(乳酸）+能量；总反应式：C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+少量能量
  • 能量之源-光与光合作用
    • 实验：SIO2-研磨充分，CaCO3-防止色素被破坏
    • 绿叶中的色素：1.叶绿素3/4：叶绿素a（蓝绿色），叶绿素b（黄绿色）2.类胡萝卜素1/4：胡萝卜素（橙黄色），叶黄素（黄色）
      • 叶绿素a与叶绿素b吸收蓝紫色光与红光，胡萝卜素和叶黄素主要是吸收蓝紫光
    • 叶绿体的结构：这些囊状结构称为类囊体，吸收光能的四种色素，就分布在类囊体的薄膜上。
      • 叶绿体是进行光合作用的场所，它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必须的酶
      • 12H2O +阳光→ 12H2 + 6O2 [光反应] 12H2 (来自光反应) + 6CO2 → C6H12O6 (葡萄糖) + 6H2O [碳反应] C5+CO2=2C3（二氧化碳的固定）
        • 除了叶绿体以外还有硝化细菌也可以产生有机物
• 6.细胞的生命历程
  • 细胞的增值
    • 1.细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大2.细胞在分裂之前必须进行一定的物质准备。细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。细胞周期有（分裂间期和分裂期）
  • 细胞的分化
    • 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。细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍有发育成完整个体的潜能，除此之外还有（多能干细胞，专能干细胞）
  • 细胞的衰老和凋零
    • 特点：1.细胞内的顺分减少，结果使得细胞萎缩，体积减小，细胞新陈代谢速率减慢2.细胞内酶的活性降低，络氨酸酶活性降低，黑色素合成减少。3.细胞内的色素随着细胞衰老二逐渐积累，会妨碍细胞内物质的交流和传递4.细胞膜的通透性改变，物质运输降低。细胞的凋零指的是（由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，叫做细胞凋亡-为主动的。细胞坏死为细胞被动死亡的行为，是在种种不利影响下形成的
  • 细胞的癌变：有的细胞收到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生改变，就变成不收集体控制的，连续进行分裂的恶性增值细胞，这种细胞就是癌细胞
• 3.细胞的基本结构
  • 细胞是细胞的边界（不是细胞壁）易错点
    • 实验：哺乳动物的成熟红细胞（无细胞器和细胞核）加蒸馏水使得细胞被稀释从而破裂，细胞膜主要由脂质和蛋白质构成，磷脂嘴丰富，蛋白质行驶细胞功能，不同细胞膜蛋白质种类与数量不同，细胞膜的成分发生改变：有的产生甲胎蛋白，有的产生癌陪抗原
    • 细胞膜的功能：1.将细胞与外界环境隔开2.控制物质进出细胞（选择透过性）3.进行细胞间的信息交流，方法1.细胞分泌的化学物质通过血液到达全身各处，信号分子与细胞膜表面的受体相结合将信息传递给靶细胞2.相邻两个膜直接接触，信息从一个细胞传递给另外一个细胞（eg:精子与卵细胞）3.两个细胞之间形成通道（胞间连丝）只有部分高等植物细胞之间这样
  • 细胞器
    • 差速离心法可以将各种细胞器分开
    • 细胞器之间的分工：1.半自主细胞器：①线粒体：是细胞进行有氧呼吸的主要场所（无氧呼吸在细胞质中）②叶绿体：植物进行光合作用的主要场所（形状为类囊体，其中由基粒构成）2.内质网：由膜连接而成的网状结构，是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的车间（膜面积最大，外到细胞膜，内到核膜）3.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。
    • 动物细胞：有高尔基体，核糖体（生产蛋白质的机器），内质网，中心体，细胞质，细胞核，核仁，线粒体，细胞膜，溶酶体（内部含有多种溶菌酶），细胞质（内部还有呈胶质状的细胞质基质）。植物细胞：叶绿体，液泡，细胞壁，细胞膜，高尔基体，核糖体，内质网，细胞质，细胞核，核仁，线粒体，细胞膜，溶酶体，细胞质
      • 细胞膜系统：细胞器膜和细胞膜，核膜结构，共同构成细胞的生物膜系统；生物膜的作用：稳定的内部环境，为酶提供大量附着点，分隔开各细胞器提高效率
      • 双膜：线粒体，叶绿体；单膜：内质网，高尔基体，液泡，溶酶体；无膜：中心体和核糖体
    • 用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体：用健那绿（活细胞中的线粒体染成蓝色）
  • 细胞核
    • 除了高等植物成熟的筛管细胞核哺乳动物的成熟红细胞以外真核生物都有细胞核；细胞核控制着细胞的代谢和遗传
    • 细胞核的结构：由外到内：核膜（双层膜，吧核内物质和细胞质分开），核孔（实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，RNA＋蛋白质，DNA不行），染色质(主要有DNA和蛋白质构成，DNA是遗传信息的载体，核仁（与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关）
• 2.组成细胞的分子
  • 细胞中的元素和化合物
    • 细胞组成的元素：大量的为1/10000以上的，微量的为1/10000以下的，常见的大量有20种C,H,O,N,P,S,K,Ca,Mg等，微量的为Fe,MnZn，Cu,B,Mo(微量口诀：铁锰硼锌木铜）2.细胞鲜重元素占比（O,C,H,N)细胞干重元素占比（C,O,N,H)
    • 构成细胞的化合物（水，无机盐，维生素，糖，蛋白质，脂质）
    • 实验：检验糖（不能是蔗糖其他都可以）用斐林试剂（0.1%g/ml＋0.05％g/ml)可以使得溶液出现砖红色沉淀，检验脂质用苏丹III使得溶液变成橘黄色用苏丹IV使得溶液成红色，检验蛋白质用双缩脲，溶液成紫色）
  • 蛋白质
    • 蛋白质及其种类：蛋白质是由氨基酸构成的，氨基酸是由NH2-C(H,R)-COOH具体写法建议看课本，两个氨基酸通过脱水缩合（失去一个H2O)构成肽键形成二肽，三个构成三肽，多肽形成链状肽链，氨基的H与羧基的OH结合生成H2O，两两肽链之间有二硫键（H2S)将它们连接起来，n排（n-1)/(n-m)＝肽键数目
      • 蛋白质的功能（因为氨基酸的数目，种类，顺序，方式的不同，从而形成的蛋白质不同）：结构蛋白，酶，运输载体的作用，信息传递的作用，免疫作用
  • 核酸
    • 有两类：1.脱氧核糖核苷酸DNA2.核糖核苷酸RNA；核酸的构成：由磷酸＋脱氧核糖(DNA）/核糖（RNA)（五碳糖）＋碱基（DNA有A,T,C,G；RNA为AUCG)构成
      • A为腺嘌呤，T为胸腺嘧啶，C为胞嘧啶，G为鸟嘌呤，U为尿嘧啶
    • 实验：盐酸能增加细胞的通透性，吡罗红可以使得RNA变绿，DNA变红，真核生物的DNA主要在细胞核中，半自主细胞器（线粒体，叶绿体）也有少量的DNA，RNA主要在细胞质中
  • 糖类和脂质
    • 糖：单糖C6H12O6（葡萄糖，半乳糖，果糖）二糖C12H22O11(乳糖，蔗糖，麦芽糖）多糖(C6H10O5)n(淀粉，纤维素，糖原），人体能量消耗时候先消耗肝糖原再消耗肌糖原
    • 脂质由脂肪（脂肪是细胞内很好的储能物质，可以缓冲减压也可以保温）和固醇（由胆固醇（动物细胞膜的重要组成成分），性激素和维生素D（促进人体内钙磷的吸收）构成）磷脂（构成生物器膜的重要成分）
  • 生物中的无机物
    • 水：有自由水（以游离的形式存在，是良好溶剂，能形成水环境，能运输废物，可以发生生化反应）和结合水（水和细胞中一些物质相结合）。自由水/结合水如果↑则代谢功能增强，若↓则抗逆性增强。eg:鲜终止晒干→自由水蒸发，烘干→结合水蒸发
    • 无机盐：大部分是由离子构成主要是由化合物的形式存在
• 1.走进细胞
  • 从生物圈到细胞
    • 细胞是生物体结构和功能的基本单位
      • 补充（生命活动离不开细胞）：单细胞生物（主要有蓝藻，衣藻，变形虫，眼虫），缩手反射的基本结构以反射的方式以反射弧的形式（感受器→传入神经（电信号的形式，必修三会接着补充）→神经中枢（高级的为大脑，下来是脊髓）→传出神经（传出神经末梢是控制肌肉和腺体）→效应器
    • 生命系统的层次
      • 判断是否为生物：1.看是否由碳元素构成2.看是否有能量流动3.看是否能对外界刺激做出反应（病毒不是生物）
      • 动物（细胞→组织→器官→系统→个体→种群（一定时间一片区域内同一个体的全部个体）→群落（一定时间一片区域内所有的种群）→生态系统(一定时间一片区域的全部生物和无机环境）→生物圈）植物：没有系统，其他都有
  • 细胞的多样性和统一
    • 实验：观察细胞，目镜的长度和倍数成反比，物镜和倍数成正比，显微镜的倍数为目镜倍数×物镜倍数。操作步骤：先用反光镜使得视野明亮→在低倍镜下把待观察物放到视野中央（调整粗准焦螺旋，粗调）→转动转换器使得高倍镜对准待观察物→观察用细准焦螺旋调控（微调）不常考
    • 原核与真核生物
      • 定义：判断生物是原核还是真核是看（生物是否有以核膜为界限的细胞核），有核膜为真核生物，无核膜为原核生物
        • 原核生物：1.藻类（蓝藻，衣藻，念珠藻...)2.,细菌（所有形状的细菌）3.支原体，衣原体，立克次氏体，乳酸菌，醋酸菌（口诀：立克用蓝细线支毛衣） 真核生物：1.单细胞原生生物（主要有蓝藻，衣藻，变形虫，眼虫）2.真菌（乳酸菌*）3.霉菌4.动植物
      • 细菌从外到里依次是（鞭毛→细胞壁→细胞膜→细胞质→核糖体和拟核） 蓝藻细胞从外到里依次是（细胞壁→细胞膜→细胞质→核糖体和拟核）— （因为有藻蓝素和叶绿素所以可以通过光合作用产生有机物为异养生物）
        • 自养生物和异养生物的标准是看是否能产生有机物供自己发育
        • 细胞壁：植物-纤维素，细菌-肽聚糖，真菌-壳多糖
    • 细胞学说：主要是讲细胞的统一性（考的不难）