分子与细胞

高中生物笔记分享！这份思维导图整理了高中人教版生物必修一《分子与细胞》专题的内容，包括走进细胞、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、细胞的生命历程六个方面。如果对你有帮助的话，就赶紧收藏学起来吧！

分子与细胞

细胞基本介绍

细胞是个啥

细胞是生物体结构和功能的基本单位

细胞具有多样性和统一性

多样性

根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核

真核细胞

动物

植物

真菌

原核细胞

细菌

蓝藻

衣原体，支原体，放线菌

统一性

细胞学说（施莱登和施旺）

内容

细胞是有机体，一切 动植物 都是由细胞发育而来，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生命起作用。

新细胞可以从老细胞中产生

意义

揭示了细胞统一性和生物体结构的统一性

细胞里有啥

微观

元素

大量元素

C,H,O,N,P,S,K,Ca,Mg

基本元素：C,H,O,N

鲜重

OCHN

干重

CONH

最基本元素：C（生命的核心元素）

微量元素

铁硼铜钼锰锌 即Fe,B ,Cu ,Mo,Mn ,Zn

分子

水，无机盐，蛋白质，脂质，糖类和核酸

检验常考

糖类（还原糖）水浴加热

斐林试剂（NaOH0.1g\mol CuOH0.05g\mol）——砖红色沉淀

脂肪（酒精洗浮色）

苏丹3——橘黄色

苏丹4——红色

蛋白质（先加1再加2）

双缩脲试剂（NaOH CuOH0.1g\mol）——紫色反应

蛋白质

分类

必需氨基酸8种（婴儿多一种组氨酸）

非必需氨基酸12种

功能

构成细胞和生物体的重要组成成分

作为酶催化细胞内的化学反应

运输载体

信息传递，能够调节机体的生命活动

免疫功能

核酸

DNA

RNA

实验：观察DNA，RNA在细胞中的分布

糖类

单糖

葡萄糖

果糖

半乳糖

核糖

脱氧核糖

二塘

蔗糖（红糖，白糖，冰糖，甘蔗，甜菜）

果糖

葡萄糖

麦芽糖

葡萄糖

乳糖

半乳糖

葡萄糖

多糖

淀粉

纤维素

糖原

脂质

脂肪

功能

储能，保温，缓冲，减压

磷脂

功能

构成细胞膜的重要成分

构成多种细胞器膜的重要成分

人和动物的脑，卵细胞，肝脏以及大豆的种子中含量丰富

固醇

胆固醇

功能

构成动物细胞膜的重要成分

在人体内参与血液中的脂质运输

性激素

功能

促进人和动物生殖细胞的形成和生殖器官的发育

维生素 D （不溶于水）

功能

有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收

水

自由水（以游离形式存在，可以自由流动）

作用

细胞内的良好溶剂

起运输作用

参与生物化学反应

为多细胞生物提供细胞生活的液体环境

结合水（细胞结构的重要组成成分）

无机盐

作用

构成化合物

维持细胞核生物体的生命活动

维持酸碱平衡和渗透压

宏观

细胞膜

实验：制备细胞膜

成分

脂质（磷脂最丰富）

蛋白质（功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多）

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

细胞分泌化学物质，随血液到达全身各处，与靶细胞表面的受体结合，将信息传递给靶细胞

激素

相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞

精子与卵细胞之间的识别和结合

相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞

高等植物细胞之间胞间连丝

细胞器

线粒体

细胞进行有氧呼吸的主要场所。又称”动力车间”。细胞生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体。

叶绿体

叶绿体是绿色植物能进行光合作用的细胞含有的细胞器，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。

内质网

内质网是由膜连接而成的网状结构，是细胞内蛋白质的合成和加工，以及脂质（胆固醇）合成的“车间”。

高尔基体

高尔基体对来自内质网的蛋白质加工，分类和包装的“车间”及“发送站”。

液泡

液泡是调节细胞内的环境，是植物细胞保持坚挺的细胞器。含有色素（花青素）.

核糖体

核糖体是“生产蛋白质的机器”，有的依附在内质网上称为附着核糖体，有的游离分布在细胞质中称为游离核糖体。

溶酶体

溶酶体分解衰老，损伤的细胞器， 吞噬并杀死入侵的病毒或细菌。

吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶，而硅尘能破坏溶酶体膜，使其中的水解酶释放出来，破坏细胞结构，使细胞死亡，最终导致肺功能受损引起。

中心体

中心体与低等植物细胞、动物细胞有丝分裂有关。由两个相互垂直的中心粒构成.

实验：用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体

细胞核

作用

细胞的代谢和遗传的控制中心

遗传信息库

结构

核膜（双层膜）

把核内物质与细胞质分开

染色质

核仁

与rRNA的合成以及核糖体的形成有关

核孔

实现核质之间频繁的物质交换和信息交流

DNA通不过，mRNA通得过

细胞壁

成分

植物细胞

纤维素

果胶

真菌

几丁质

细菌

肽聚糖

功能

支持和保护植物细胞

生物膜系统

组成

细胞膜

细胞器膜

作用

细胞膜使细胞具有一个相对稳定的内部环境

在细胞与外部环境进行物质运输，能量转换和信息传递过程中起决定性作用

广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点

细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开 ，使细胞内能够同时进行多种化学反应， 保证各细胞生命活动高效，有序地进行

细胞的基本功能

细胞与物质之间的关系

生物膜的流动镶嵌模型

科学史

欧文顿：膜是由脂质构成的

两位荷兰科学家：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层

罗伯特森：所有的生物膜都由蛋白质-脂质-蛋白质三结构构成

科学家用绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子 用红色荧光染料标记人细胞表面的蛋白质分子将两细胞融合 提出：细胞膜具有流动性

桑格和尼克森：流动镶嵌模型

基本内容

磷脂双分子层构成膜的基本支架

磷脂双分子层具有流动性

大多数蛋白质分子可以运动

其他

糖蛋白

保护

润滑

识别

糖脂

物质运输

细胞的吸水与失水

原因

细胞膜相当于半透膜

细胞质与外界溶液形成浓度差

相关结构

原生质层

细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质

原生质体

去掉细胞壁的植物细胞

细胞内的液体环境

液泡里面的细胞液

实验：探究植物细胞是吸水和失水

运输方式

被动运输

自由扩散

协助扩散

主动运输

胞吞胞吐

细胞与能量之间的关系

酶

细胞代谢：细胞每时每刻都进行着许多化学反应，统称为 细胞代谢

实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解

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称为 活化能

科学史

巴斯德提出酿酒中的发酵是由于酵母细胞的存在

李比希坚持认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质 但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用

毕希纳将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶

萨姆纳证明脲酶是蛋白质

切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化功能

定义

活细胞产生

具有催化作用的有机物

特性

高效性

与无机催化剂相比

专一性

一种酶只能催化一种或一类化学反应

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

酶制剂适于在零上低温（0-4℃）下保存

酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解

唾液pH6.2-7.4 胃液pH0.9-1.5 小肠液pH7.6

ATP

元素组成：C、H、O、N、P

结构

1分子腺嘌呤

腺苷

+1个磷酸 AMP

+2个磷酸 ADP

+3个磷酸 ATP

1分子核糖

3分子磷酸基团

结构简式A﹣P～P～P

普通磷酸键“﹣”

高能磷酸键“～”

功能

是细胞代谢所需能量的直接来源

与ADP相互转化

特点：时刻不停，且处于动态平衡

意义：保证细胞内能量的供应

水解（吸能反应）

产物

1分子腺嘌呤，1分子五碳糖，3分子磷酸

特点

远离ATP的高能磷酸键断裂，释放大量能量，30.54KJ/mol

场所

细胞质

ATP—酶（水解酶）—ADP+Pi+能量

能量去向：用于各项生命活动

合成（放能反应）

能量去向：释放的能量以高能磷酸键的形式储存在ATP中

ADP+Pi+能量—（合成酶）—ATP

ATP与ADP转化特点

时刻不停的转化且处于动态平衡

能量来源

呼吸作用

稳定化学能→活化能

场所

细胞质基质

线粒体

基质

内膜

光合作用

场所

类囊体薄膜

光能→化学能

产生的ATP专用于暗反应C3的还原

细胞呼吸

定义

有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物释放能量并生成ATP的过程

实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式

无氧呼吸

第一阶段（细胞质基质）

C6H12O6酶→2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量 (2ATP)

第二阶段（细胞质基质）

2丙酮酸（C3H4O3)+4[H]→2C3H6O3（乳酸）

人和其他的动物、马铃薯的块茎、玉米的胚、乳酸菌等

2丙酮酸（C3H4O3)+4[H]→2C2H5OH（酒精）+2CO2

植物的大部分细胞

有氧呼吸

过程

第一阶段（细胞质基质）

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（线粒体内膜）

24[H]+6O2酶→12H2O+大量能量(34ATP)

总反应

C6H12O6+6H2O+6O2酶→6CO2+12H2O+大量能量

光合作用

实验：绿叶中色素的提取和分离

科学史

恩格尔曼 把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境中，然后用极细的光束照射水绵。他发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中；如果临时装片暴露在光下，细菌则分布在叶绿体所有受光的部位。

普利斯特利发现植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得污浊的空气

英格豪斯确定在光照下普利斯特利的研究才能成功

由于发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的才是二氧化碳

梅耶根据能量转化与守恒定律明确指出，植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来

萨克斯将绿叶黑暗处理几个小时，让叶片一半曝光，一半遮光，一段时间后用碘蒸气处理，发现曝光一边呈蓝色，证明了光合作用的产物除氧气外还有淀粉

鲁宾和卡门用同位素标记法标记H2O和CO2中的氧原子证明了光合作用释放的氧气来自水

卡尔文标记C探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳的途径，这一途径为卡尔文循环

过程

光反应（叶绿体类囊体薄膜）

暗反应（叶绿体基质）

图解

探究环境因素对光合强度的影响

化能合成作用

除了绿色植物，自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但是能够利用体外环境中的某些无机物氧化时释放的能量来制造有机物

硝化细菌

生命历程

增殖

靠细胞生长增大细胞的体积，靠细胞分裂增加细胞的数量

实验：细胞大小与物质运输的关系

细胞的表面积和体积的关系限制了细胞的长大

有丝分裂

过程

物质准备（分裂间期）

动物细胞中心粒倍增

G1

合成DAN复制所需要的酶和底物

S

DNA合成复制

G2

合成纺锤体和星体的蛋白质

细胞适度生长

细胞分裂（分裂期）

前期

出现纺锤体；核仁、核膜逐渐消失

动物细胞两组中心粒分别移向细胞两极。在两组中心粒之间的星射线形成纺锤体

中期

染色体在赤道板上排成一列，纺锤丝与染色着丝粒相连

后期

从每个染色体的两个染色单体分开向两极移动

末期

核膜核仁重现，细胞质发生分裂，逐渐分裂成两个细胞

动物细胞不形成细胞板，细胞膜从中部向内凹陷，最后把细胞溢裂为两个细胞

作用

在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性

无丝分裂

特点

分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化

蛙的红细胞

实验：观察根尖分生组织细胞的有丝分裂

分化

定义

在个体发育中，有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

特性

持久性

不可逆性

普遍性

作用

生物个体发育的基础

使多细胞生物体中的细胞趋向专门化

有利于提高各种生理功能的效率

细胞的全能性

定义

是指 已经分化的细胞 ，仍然具有发育成 完整个体 的潜能

理论基础

含有本物种全套遗传物质

实例

植物的组织培养

克隆技术体现的是：已经分化的动物体细胞的细胞核具有全能性

衰老

特征

细胞内水分减少，体积变小，新陈代谢速度减慢

细胞内酶的活性降低

细胞内的色素会积累

细胞内呼吸速度减慢，细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，颜色加深。线粒体数量减少，体积增大

细胞膜通透性功能改变，使物质运输功能降低

原因

自由基学说

端粒学说

凋亡

定义

由 基因决定的 细胞 自动 结束生命的过程，由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，故也称为 细胞编程性死亡

作用

对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用

坏死

定义

由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡

癌变

癌细胞

定义

有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的，连续进行分裂的恶性增殖细胞

分类

环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使 原癌基因和抑癌基因 发生突变， 导致正常的生长和分裂失控而变成癌细胞

原癌基因

负责调节细胞周期

抑癌基因

阻止细胞的不正常增殖

特征

在适宜条件，癌细胞能够无限增殖

癌细胞的形态结构发生显著变化

癌细胞的表面发生了变化

如：细胞膜表面的糖蛋白等物质减少细胞粘着性降低，容易在体内分散和转移