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分子与细胞(1)
生物必修一，整理了走进细胞、组成细胞的分子、细胞的基本结构、细胞的物质输入和输出、细胞的能量供应和利用、细胞的生命历程的内容，有兴趣的可以看看哟。
编辑于2023-03-05 10:14:17 广东- 必修一
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分子与细胞
走进细胞
细胞是生命活动的基本单位
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 。
新细胞是由老细胞分裂产生的
细胞学说揭示了动物和植物的统一性。从而阐明了生物界的统一性。
归纳法
完全归纳法
不完全归纳法
细胞是有生命的，是最基本的生命系统
病毒无细胞结构，是生命，不是生命系统
不同层次的生命系统
细胞
组织
器官
系统(植物没有）
个体
种群
群落
生态系统
生物圈
细胞多样性和统一性
有无以核膜为界限的细胞核
真核细胞
例：动物、植物、真菌、原生生物(草履虫）
原核细胞
例：支原体、衣原体、立克次氏体、放线菌、细菌（球、杆、弧、螺旋）蓝细菌（发菜）
蓝细菌（旧称：蓝藻）
淡水水域污染后富营养化，与绿藻（真核）等大量繁殖，形成水华
含有藻蓝素和叶绿素，是能进行光合作用的自养生物
没有由核膜包被的细胞核，也没有染色体(染色质），但有环状的DNA分子位于拟核。
都有细胞膜和细胞质，核糖体（唯一细胞器）
组成细胞的分子
细胞中的元素和化合物
元素
大量元素(基本元素、主要元素）：C、H、O、N、P、S。
微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu（铁门碰新木桶）
化合物
有机物：1⃣️蛋白质（含有大量N）2⃣️糖类和核酸3⃣️脂质
无机物：1⃣️水（最多）2⃣️无机盐
实验
检测还原糖
斐林试剂：0.1g/ml的NaOH溶液和0.05g/ml的CuSO4 溶液
等量混合、现配现用
蓝色➡️ 棕色➡️砖红色（Cu2O）
检测脂肪
苏丹lll溶液➡️橙黄色
苏丹lV 溶液➡️红色
滴加酒精作用：洗去浮色
检测蛋白质
双缩尿试剂:0.1g/mL的NaOH溶液和0.01g/mL的CuSO4溶液
蓝色➡️紫色
细胞中的无机物
水
作用
1⃣️良好的溶剂
2⃣️参与化学反应
3⃣️细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中
4⃣️运送营养物质
自由水
呈游离状态可以自由流动
所占比例越大，代谢越旺盛
结合水
与细胞内其他物质相结合
结合水越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强
无机盐
大部分以离子形式存在
作用
1⃣️细胞必不可少的许多化合物的成分
2⃣️对于生命活动也是必不可少的
3⃣️维持细胞的酸碱平衡
细胞中的糖类和脂质
糖类
是主要的能源物质
单糖
葡萄糖（C6H12O6）
果糖
植物特有 提供能量
半乳糖
动物的乳汁中 提供能量
核糖（C5H10O5）和脱氧核糖(C5H10O4）
动植物均有
二糖
麦芽糖
麦芽糖×2
蔗糖（白糖、红糖等）
葡萄糖➕果糖
乳糖（动物乳汁中）
半乳糖➕葡萄糖
多糖
淀粉
存在于植物细胞中
吸收需分解成葡萄糖
糖原
分布在人和动物的肝脏（肝糖原）和肌肉中
是人和动物细胞的储能物质
纤维素
构成植物细胞的细胞壁
不溶于水，难被消化
几丁质（壳多糖）
存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中
作用
1⃣️废水处理
2⃣️用于制作食品的包装纸和食品添加剂
3⃣️制作人造皮肤
脂质
化学元素： C、H、O（P、N）
脂质分子中氧的含量远远低于糖类,而氢的含量更高
脂肪
作用
1⃣️是细胞内良好的（最理想）储能物质
2⃣️绝热体（保温）
3⃣️具有缓冲和减压的作用
饱和脂肪酸（固态）
动物
不饱和脂肪酸(液态）
植物
磷脂
化学元素：C、H、O（P、N）
固醇
胆固醇
1⃣️构成动物细胞膜
2⃣️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
脂肪不能大量转化为糖类
蛋白质是生命活动的主要承担者
功能
1⃣️构成细胞和生物体结构的重要物质，如：肌肉、羽毛等
2⃣️调节机体的生命活动（信息传递），如：胰岛素(激素）
3⃣️催化，如：胃蛋白酶
4⃣️防御（免疫），如：抗体
基本组成单位—氨基酸
化学元素：C、H、O、N（S）
氨基酸结构通式书p29
在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种
必须氨基酸：甲携来一本亮色书
非必需氨基酸
结构
脱水缩合
肽键：-CO-NH-
二硫键：含有两个氢
肽键数🟰脱水数🟰氨基酸数-肽链数
多样性
数目、排列顺序、空间结构不同
结构决定功能
补充
变性（失活）
因素：高温、强酸强碱、重金属盐、酒精
盐析：没有发生变性
水解：破坏肽键，不能与双缩尿试剂生成紫色物质
核酸是遗传信息的携带者
核酸
DNA（脱氧核糖核酸）
脱氧核糖核苷酸 （两条）
含氮碱基
腺嘌呤( A）
鸟嘌呤(G）
胞嘧啶(C）
胸腺嘧啶( T）
脱氧核糖
磷酸
排列顺序储存着生物的遗传信息
基本骨架：脱氧核糖与磷酸胶体排列
RNA（核糖核酸）
核糖核苷酸（一条）
含氮碱基
腺嘌呤( A）
鸟嘌呤(G）
胞嘧啶( C）
尿嘧啶( U）
核糖
磷酸
多样性、特异性
生物大分子（多糖、蛋白质、核酸）以碳链为骨架
细胞的基本结构
细胞膜的结构和功能
鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液
功能
1⃣️将细胞与外界环境分隔开
2⃣️控制物质进出细胞（相对的）
3⃣️进行细胞间的信息交流
1⃣️分泌物质间接交流
激素与靶细胞（目的细胞）表面的受体（蛋白质）结合
2⃣️细胞膜直接接触
例：精子和卵细胞之间的识别和结合
3⃣️细胞通道
高等植物细胞之间通过胞间连丝
结构
脂质约占总质量的50%，蛋白质约占40%。
流动镶嵌模型
基本支架：磷脂双分子层
屏障作用原因：磷脂分子具有疏水端
结构特性：具有流动性
磷脂分子和大多蛋白质可以运动
结构基础：蛋白质
生理意义：完成物质运输、生长、分裂、运动等功能
糖被
糖蛋白🟰受体：糖类分子+蛋白质分子
糖脂：糖类分子+脂质
细胞器之间的分工合作
细胞质（呈溶胶状） ：新陈代谢的主要场所
细胞质基质（水、无机盐等）
细胞器
分离方法：差速离心法
内质网（单层膜）
功能：蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道（合成脂质）
光面内质网：无核糖体 粗面内质网：有核糖体
线粒体 （双层膜）
功能：细胞进行有氧呼吸的主要场所（不是必要）
叶绿体(双层膜）
功能：绿色植物细胞（仅部分）进行光合作用的场所（不是必要）
高尔基体(单层膜）
功能：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”
核糖体(无膜）
附着于粗面内质网上或游离在细胞质基质中
功能：是“生产蛋白质的机器”（合成过程中产生了水-脱水缩合）
液泡（单层膜）
功能：消化衰老损伤的细胞器
含色素（花青素）
易溶于水，在有机溶剂中溶解度低，提取液中几乎不含
中心体(无膜）
两个互相垂直排列的中心体及周围物质组成
分布在动物与低等植物细胞(藻类、水绵等） 中
功能：与细胞的有丝分裂有关
溶酶体（单层膜）
功能：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
大部分是蛋白质
细胞壁
具有全透性，对细胞起支持与保护作用
主要由纤维素和果胶构成
细胞骨架：由蛋白质纤维（纤维状的蛋白质）组成的网架结构
协调与配合
分泌蛋白：合成后分泌到细胞外，如：消化酶、抗体和一部分激素等
同位素标记法
生物膜系统：细胞器膜和细胞膜、核膜等结构共同构成（病毒、原核❌）
细胞膜具有不对称性，不同部位的化学成分和功能有差异
细胞核的结构和功能
功能：细胞核控制着细胞的代谢和遗传
细胞只有保证结构的完整性，才能完成正常的生命活动
结构
核膜（双层膜）
核仁（原核❌）：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关（蛋白质合成旺盛的细胞核仁大）
染色体（由DNA和蛋白质组成）
染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态
核孔：实现核质（具有选择性）之间频繁的物质交换和信息交流（代谢旺盛，核孔多） DNA不能出⭐️⭐️
建构模型
物理模型：照片❌、绘图☑️
概念模型：文字、符号➡️示意图
数字模型：数字、图表（可以定量描述）
细胞的物质输入和输出
被动运输（顺浓度梯度，不消耗能量）
水进出细胞的原理
渗透作用：相对质量高流向相对质量低
浓度：外界<细胞质，细胞吸水膨胀 （植物不会涨破）
浓度：外界=细胞质，细胞形态不变
浓度：外界>细胞质，细胞失水皱缩
植物
细胞壁有全透性，伸缩性小
原生质层（半透膜）：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质
质壁分离
失水：浓度内<外
质壁分离复原（自由扩散）
内>外
自动复原（细胞主动吸收）：葡萄糖、KNO3、尿素（含N）、甘油、乙醇
发生条件：1⃣️具有半透膜 2⃣️半透膜两侧溶液存在浓度差
自由扩散（简单扩散）
物质：氧、二氧化碳、甘油、乙醇、苯等脂溶性小分子有机物
影响因素：1⃣️膜两侧物质的浓度差 2⃣️温度
协助扩散（易化扩散）
物质：离子和一些小分子有机物如葡萄糖、氨基酸等
转运蛋白
载体蛋白
通道蛋白
水通道蛋白具有专一性
影响因素：1⃣️膜两侧内外浓度差 2⃣️膜上转运蛋白的（种类）和数量 3⃣️温度
细胞膜具有选择性的结构基础是转运蛋白的种类和数量或空间结构的变化来实现的
主动运输
物质：绝大多数离子（无机盐）
判断：1⃣️需要载体蛋白 2⃣️需要消耗能量 3⃣️逆浓度梯度
影响因素：1⃣️转运蛋白数量限制 2⃣️O2浓度 3⃣️温度
胞吞与胞吐
例：分泌蛋白、胰岛素、消化酶、抗体
蛋白☑️ 载体蛋白❌
影响因素：1⃣️能量 2⃣️温度
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
细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应
是细胞生命活动的基础。
活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量
加热过氧化氢→提供能量 Fe³+和过氧化氢酶→降低活化能
酶的本质
大多数是蛋白质，少数DNA
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物。
酶的特性
①高效性
②专一性
无机催化剂催化的化学反应范围比较广泛。 每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
检验
①同酶不同底物（斐林✔️）
②同底物不同酶（碘液✔️）
③酶的作用条件较温和。
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。（低温可恢复）
细胞的能量“货币”ATP
合成场所：叶绿体、线粒体、细胞质基质
是驱动细胞生命活动的直接能源物质。
ATP（腺苷三磷酸）结构式：A—P～P～P
ATP与ADP的相互转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡中的。
放能反应：ATP的合成
光合作用
呼吸作用
……
吸能反应：ATP的水解
大脑思考
肌肉收缩
物质运输/合成
……
磷酸化：ATP分子的末端磷酸基团脱离下来（Pi)与载体蛋白结合
细胞呼吸
实质：有机物氧化分解释放能量
有氧呼吸：C6H12O6+6H2O+6o2酶→6CO2+12H2O+能量
第一阶段：C6H12O6酶→2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量（细胞质基质）
第二阶段：2C3H4O3+6H2O酶→6CO2+20[H]+少量能量（线粒体基质）
第三阶段：24[H]+6O2]酶→12H2O+大量能量（线粒体内膜）
无氧呼吸
细胞质基质
①C6H12O6酶→2C3H6O3（乳酸）+少量能量
②C6H12O6酶→2C2H5OH(酒精）+2CO2+少量能量
光合作用与能量转化
捕获光能的色素和结构
实验原理
①绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。
②层析液中不同的色素溶解度不同。（纸层析法）
作用
①无水乙醇：提取色素
②层析液：分离色素
③二氧化硅：有助于研磨更充分。
④碳酸钙：防止研磨中色素（叶绿素）被破坏。
叶绿体（双层膜）
类囊体：基粒堆叠而成
扩展了受光面积。
分布着光合色素和光合作用酶。
存在意义：保证光合作用高效、有序进行。
光合作用的原理和应用
细胞的生命历程
细胞的增殖
是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
细胞周期
分裂间期（大部分时间）
有适度生长
完成DNA分子的复制（S）和有关蛋白质的合成（G₁、G₂）。
分裂期
有丝分裂
植物
前期：膜仁消两体现
中期：形定数晰赤道（赤道板：一个位置）齐
后期：粒裂数（染色体）增均两极
末期：两消两现新壁（细胞板）建
动物
①中心体之间的星射线形成纺锤体。
②无细胞板，细胞膜从中间凹陷，将细胞缢裂成两部分。
意义：在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。
无丝分裂
没有纺锤丝和染色体的变化。
细胞的分化
定义：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。
是生物个体发育的基础。
将多细胞生命体中的细胞趋向专门化：细胞中的基因选择性表达的结果，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。
细胞的全能性：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。
动物→细胞核
干细胞：动物和人体内保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。
分化程度↑全能性↓
细胞的衰老
一大（细胞核），一小（细胞），一多（色素），一少（水分），两低（①物质运输②酶活性），两慢（①呼吸②代谢）
原因
自由基学说
子主题
个体衰老的过程＝组成个体的细胞普遍衰老的过程
意义：有利于机体更好的实现自我更新。
细胞的死亡
凋亡（有利）
由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。（主动）
坏死（有害）
在种种不利因素影响下，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。（被动）
细胞自噬
①获得维持生存所需的物质和能量。
②清除受损或损伤的细胞器。
③免疫（有害物质）
书p124
基因表达书p119
书p103
表格书p99
图书p84
注意：酶可以催化酶
书p69
无核多核书p 56
核糖体➡️内质网➡️高尔基体（作用：交通枢纽）➡细胞膜（分泌）书p51
RNA和蛋白质
特点：选择透过性
转运蛋白
专一性
控制物质进出细胞
特点：流动性
靶向性🟰定向
多聚体与单体书p35
书p31
R基带横线！例：— CH3
无机盐⬇️ 补充生理盐水
Mg➡️叶绿素 Fe➡️血红素
种子烘干和晒干书P 21
实验材料选取原则书P 18
书p17
“C”：最基本元素
统一性和差异性书P 16
电子显微镜书p10
细胞壁（书p11）
真核
几丁质（真菌）
纤维素（植物）
原核
肽聚糖