必修1 分子與細胞 晨讀版
一、組成細胞的元素和化合物
1、無機化合物包括水和無機鹽,其中水是含量最高的化合物.有機化合物包括糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸；其中,糖類是主要能源物質(zhì),化學元素組成：C、H、O.蛋白質(zhì)是干重中含量最高的化合物,是生命活動的主要承擔者,化學元素組成：C、H、O、N、“S”.核酸是細胞中含量最穩(wěn)定的,化學元素組成：C、H、O、N、P.
2、（1）還原糖的檢測和觀察的注意事項：①還原糖有葡萄糖,果糖,麥芽糖②斐林試劑中的甲乙液必須等量混合均勻后再加入樣液中,現(xiàn)配現(xiàn)用③必須用水浴加熱 顏色變化：淺藍色棕色 磚紅色沉淀.
（2）脂肪的鑒定 常用材料：花生子葉或向日葵種子 試劑用蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ染液,現(xiàn)象是橘黃色或紅色.注意事項：①切片要薄,如厚薄不均就會導致觀察時有的地方清晰,有的地方模糊.②酒精的作用是：洗去浮色③需使用顯微鏡觀察④使用不同的染色劑染色時間不同
（3）蛋白質(zhì)的鑒定 常用材料：雞蛋清,黃豆組織樣液,牛奶 試劑：雙縮脲試劑注意事項：①先加A液1ml,再加B液4滴②鑒定前,留出一部分組織樣液,以便對比顏色變化：變成紫色
3、氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位.每種氨基酸都至少含有一個氨基（-NH2）和一個羧基（-COOH）,并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上.氨基酸的種類由R基（側(cè)鏈基團）決定.
4、蛋白質(zhì)的功能有5點,①構(gòu)成細胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)（肌肉毛發(fā)）② 催化細胞內(nèi)的生理生化反應③ 運輸載體（血紅蛋白）④ 傳遞信息,調(diào)節(jié)機體的生命活動（胰島素）⑤免疫功能（ 抗體）
5、蛋白質(zhì)分子多樣性的原因是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類,數(shù)目,排列順序,以及空間結(jié)構(gòu)不同導致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性導致蛋白質(zhì)的功能的多樣性.

6、構(gòu)成生物體的蛋白質(zhì)的20種氨基酸的結(jié)構(gòu)通式為： NH2-C-COOH

7、n個氨基酸脫水縮合形成m條多肽鏈時,共脫去(n－m)個水分子,形成(n－m)個肽鍵,至少存在m個NH2和COOH,形成的蛋白質(zhì)的分子量為：n×氨基酸的平均分子量－18（n－m）
8、核酸分為DNA和RNA,DNA的中文名稱是脫氧核糖核酸, RNA的中文名稱是核糖核酸.核苷酸是核酸的基本組成單位,核苷酸由一分子五碳糖、一分子磷酸、一分子含氮堿基組成.
9、核酸的功能是細胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì),在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成中具有極其重要的作用.觀察核酸在細胞中的分布應該注意事項：鹽酸的作用是改變細胞膜的通透性,加速染色劑進入細胞,同時使染色體中的DNA與蛋白質(zhì)分離,有利于DNA與染色劑結(jié)合.現(xiàn)象：甲基綠將細胞核中的DNA染成綠色,吡羅紅將細胞質(zhì)中的RNA染成紅色.DNA是細胞核中的遺傳物質(zhì),此外,在線粒體和葉綠體中也有少量的分布.RNA主要存在于細胞質(zhì)中,少量存在于細胞核中.
10、細胞中的水包括結(jié)合水和自由水,其中結(jié)合水是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分；自由水是細胞內(nèi)良好溶劑,運輸養(yǎng)料和廢物,許多生化反應有水的參與.
11、細胞中大多數(shù)無機鹽以離子的形式存在,無機鹽的作用有4點,①細胞中許多有機物的重要組成成分②維持細胞和生物體的生命活動有重要作用③維持細胞的酸堿平衡④維持細胞的滲透壓.
二、細胞的基本結(jié)構(gòu)
1、細胞膜主要成分：脂質(zhì)和蛋白質(zhì),還有少量糖類.而脂質(zhì)中磷脂最豐富,功能越復雜的細胞膜,蛋白質(zhì)種類和數(shù)量越多.所以細胞膜功能有3點,①將細胞與環(huán)境分隔開,保證細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定；②控制物質(zhì)出入細胞；③進行細胞間信息交流.
2、細胞器根據(jù)膜的情況,可以分為雙層膜、單層膜和無膜的細胞器.（1）雙層膜有葉綠體、線粒體：葉綠體存在于綠色植物細胞,是綠色植物進行光合作用的場所,但不能說葉綠體是一切生物體進行光合作用的場所,因為原核細胞藍藻沒有葉綠體,但是它可以進行光合作用.線粒體是有氧呼吸主要場所,同理不能說線粒體是進行有氧呼吸的唯一場所.（2）單層膜的細胞器有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、液泡和溶酶體等：其中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是細胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成和加工,脂質(zhì)合成的場所；高爾基體能夠?qū)Φ鞍踪|(zhì)進行加工、分類、包裝；液泡是植物細胞特有,調(diào)節(jié)細胞內(nèi)部環(huán)境,維持細胞形態(tài),與質(zhì)壁分離有關(guān)；溶酶體：分解衰老、損傷細胞器,吞噬并殺死侵入細胞的病毒或病菌.（3）無膜的細胞器有核糖體和中心體：核糖體是合成蛋白質(zhì)的主要場所,也就是翻譯的場所；中心體是動物和低等植物細胞所特有,與細胞有絲分裂有關(guān).
3、細胞器的分工合作,以分泌蛋白的合成和運輸為例來說明問題：
核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體 細胞膜
（合成肽鏈）（加工成蛋白質(zhì)） （進一步加工）（囊泡與細胞膜融合,蛋白質(zhì)釋放）
4、生物膜系統(tǒng)的概念：細胞膜、核膜,各種細胞器的膜共同組成的生物膜系統(tǒng).生物膜系統(tǒng)的作用：使細胞具有穩(wěn)定內(nèi)部環(huán)境物質(zhì)運輸、能量轉(zhuǎn)換、信息傳遞；為各種酶提供大量附著位點,是許多生化反應的場所；把各種細胞器分隔開,保證生命活動高效、有序進行.
三、細胞的物質(zhì)輸入和輸出
1、細胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指的是液泡里面的細胞液.原生質(zhì)層：細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質(zhì)
外界溶液濃度>細胞液濃度時,細胞質(zhì)壁分離；外界溶液濃度細胞液濃度
2、對礦質(zhì)元素的吸收：逆相對含量梯度——主動運輸；對物質(zhì)是否吸收以及吸收多少,都是由細胞膜上載體的種類和數(shù)量決定.
3、細胞膜是一層選擇透過性膜,水分子可以自由通過,一些離子和小分子也可以通過,而其他的離子、小分子和大分子則不能通過.
4、流動鑲嵌模型的基本內(nèi)容①磷脂雙分子層構(gòu)成了膜的基本支架②蛋白質(zhì)分子有的鑲嵌在磷脂雙分子層表面,有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中,有的橫跨整個磷脂雙分子層③磷脂雙分子層和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子可以運動.糖蛋白（糖被）組成：由細胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合形成.作用：細胞識別、免疫反應、血型鑒定、保護潤滑等.
5、物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞桨ū粍舆\輸和主動運輸.被動運輸又包括自由擴散和協(xié)助擴散.物質(zhì)進出細胞,順濃度梯度的擴散,稱為被動運輸.自由擴散：物質(zhì)通過簡單的擴散作用進出細胞；協(xié)助擴散：進出細胞的物質(zhì)借助載體蛋白的擴散.主動運輸：從低濃度一側(cè)運輸?shù)礁邼舛纫粋?cè),需要載體蛋白的協(xié)助,同時還需要消耗細胞內(nèi)化學反應所釋放的能量,這種方式叫做主動運輸.
方向 載體 能量 舉例
自由擴散 高→低 不需要 不需要 水、CO2、O2、N2、乙醇、甘油、苯、脂肪酸、維生素等
協(xié)助擴散 高→低 需要 不需要 葡萄糖進入紅細胞
主動運輸 低→高 需要 需要 氨基酸、K+、Na+、Ca+等離子、葡萄糖進入小腸上皮細胞
四、細胞的能量供應和利用
1、細胞代謝的概念：細胞內(nèi)每時每刻進行著許多化學反應,統(tǒng)稱為細胞代謝.
2、酶是活細胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的_有機物_.酶大多數(shù)是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA.
3、酶具有高效性；酶具有專一性：每一種酶只能催化一種或一類化合物的化學反應；酶的催化作用需要適宜的條件：溫度和PH偏高或偏低,酶的活性都會明顯降低.實際上,過酸、過堿和高溫都能使酶的分子結(jié)構(gòu)遭到破壞而失去活性.高溫使酶失活；低溫降低酶的活性,在適宜溫度下酶活性可以恢復.
4、ATP的中文名稱是三磷酸腺苷,它是生物體新陳代謝的直接能源.糖類是細胞的能源物質(zhì),脂肪是生物體的儲能物質(zhì).這些物質(zhì)中的能量最終是由ATP轉(zhuǎn)化而來的.
5、ATP普遍存在于活細胞中,分子簡式寫成A－P～P～P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基團,—代表一般的共價鍵,～代表高能磷酸鍵.ATP在活細胞中的含量很少,但是ATP在細胞內(nèi)的轉(zhuǎn)化是十分迅速的.細胞內(nèi)ATP的含量總是處于動態(tài)平衡中,這對于生物體的生命活動具有重要意義.ATP 的主要來源——細胞呼吸的概念：有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,釋放出能量并生成ATP的過程.
ADP＋Pi＋能量 ATP是不可逆的： (1)當反應向右進行時,對高等動物來說,能量來自呼吸作用,主要場所是線粒體；對植物來說,能量來自呼吸作用和光合作用.場所分別是線粒體和葉綠體. (2)當反應向左進行時,對高等動物來說,能量用于營養(yǎng)物質(zhì)的吸收、神經(jīng)興奮的傳導、細胞分裂和蛋白質(zhì)合成,對植物來說,能量用于礦質(zhì)離子的吸收、光合作用暗反應、蛋白質(zhì)合成和細胞分裂的生命活動.
ADP和ATP轉(zhuǎn)化的意義可總結(jié)為：（1）對于構(gòu)成生物體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的功能有重要意義.（2）是生物體進行一切生命活動所需能量的直接能源.（3）ATP是生物體的細胞內(nèi)流通的“能量貨幣”.
6、有氧呼吸
總反應式：C6H12O6 +6O26CO2 +6H2O +能量
第一階段：細胞質(zhì)基質(zhì) C6H12O6 2丙酮酸+少量[H]+少量能量
第二階段：線粒體基質(zhì) 2丙酮酸+6H2O 6CO2+大量[H] +少量能量
第三階段：線粒體內(nèi)膜 24[H]+6O212H2O+大量能量
無氧呼吸產(chǎn)生酒精：C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量
發(fā)生生物：大部分植物,酵母菌
無氧呼吸產(chǎn)生乳酸：C6H12O6 2乳酸+少量能量
發(fā)生生物：動物,乳酸菌
有氧呼吸的能量去路：有氧呼吸所釋放的能量一部分用于生成ATP,大部分以熱能形式散失了.無氧呼吸：能量小部分用于生成ATP,大部分儲存于乳酸或酒精中.有氧呼吸過程中氧氣的去路：氧氣用于和[H]生成水
7、能量之源——光與光合作用
捕獲光能的色素
葉綠素a（藍綠色）
葉綠素葉綠素b （黃綠色）
綠葉中的色素胡蘿卜素 （橙黃色）
類胡蘿卜素
葉黃素 （黃色）
葉綠素主要吸收紅光和藍紫光,類胡蘿卜素主要吸收藍紫光.白光下光合作用最強,其次是紅光和藍紫光,綠光下最弱.
實驗——綠葉中色素的提取和分離 實驗原理：綠葉中的色素都能溶解在層析液中,且他們在層析液中的溶解度不同,溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快,綠葉中的色素隨著層析液在濾紙上的擴散而分離開.
捕獲光能的結(jié)構(gòu)——葉綠體的結(jié)構(gòu)：外膜,內(nèi)膜,基質(zhì),基粒（由類囊體構(gòu)成）,與光合作用有關(guān)的酶分布于基粒的類囊體及基質(zhì)中.光合作用色素分布于類囊體薄膜上.
光合作用的意義主要有：為自然界提供_有機物和_O2：維持大氣中_O2和CO2 _含量的相對穩(wěn)定：此外,對_生物進化_具有重要作用.
8、光合作用的過程：（熟練掌握課本P103下方的圖）
總反應式：CO2+H2O （CH2O）+O2其中,（CH2O）表示糖類等有機物.
根據(jù)是否需要光能,可將其分為光反應和暗反應兩個階段.光反應階段：必須有光才能進行 場所：類囊體薄膜上,包括水的光解和ATP形成.光反應中,光能轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學能.暗反應階段：有光無光都能進行,場所：葉綠體基質(zhì),包括CO2的固定和C3的還原.暗反應中,ATP中活躍的化學能轉(zhuǎn)化為（CH2O）中穩(wěn)定的化學能.光反應和暗反應的聯(lián)系：光反應為暗反應提供ATP和[H],暗反應為光反應提供合成ATP的原料ADP和Pi
9、影響光合作用的因素及在生產(chǎn)實踐中的應用：
光對光合作用的影響①葉綠體中色素的吸收光波主要在紅光和藍紫光.②植物的光合作用強度在一定范圍內(nèi)隨著光照強度的增加而增加,但光照強度達到一定時,光合作用的強度不再隨著光照強度的增加而增加③光照時間長,光合作用時間長,有利于植物的生長發(fā)育.（2）溫度低,光合速率低.隨著溫度升高,光合速率加快,溫度過高時會影響酶的活性,光合速率降低.生產(chǎn)上白天升溫,增強光合作用,晚上降低室溫,抑制呼吸作用,以積累有機物.（3）在一定范圍內(nèi),植物光合作用強度隨著CO2濃度的增加而增加,但達到一定濃度后,光合作用強度不再增加.生產(chǎn)上使田間通風良好,供應充足的CO2（4）水分的供應當植物葉片缺水時,氣孔會關(guān)閉,減少水分的散失,同時影響CO2進入葉內(nèi),暗反應受阻,光合作用下降.生產(chǎn)上應適時灌溉,保證植物生長所需要的水分.
五、細胞的生命歷程
一1、限制細胞長大的原因包括細胞表面積與體積的比和細胞的核質(zhì)比.細胞增殖的意義：生物體生長、發(fā)育、繁殖和遺傳的基礎(chǔ),真核細胞分裂的方式包括有絲分裂、無絲分裂、減數(shù)分裂.細胞周期的概念：指連續(xù)分裂的細胞,從一次分裂完成時開始,到下一次分裂完成時為止.細胞周期分分裂間期和分裂期兩個階段.分裂間期：是指從細胞在一次分裂結(jié)束之后到下一次分裂之前；分裂間期所占時間長.分裂期：可以分為前期、中期、后期、末期.
二植物細胞有絲分裂各期的主要特點：1.分裂間期特點是完成DNA的復制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成；結(jié)果是每個染色體都形成兩個姐妹染色單體,呈染色質(zhì)形態(tài)2.前期特點：①出現(xiàn)染色體、出現(xiàn)紡錘體②核膜、核仁消失.前期染色體特點：①染色體散亂地分布在細胞中心附近.②每個染色體都有兩條姐妹染色單體3.中期特點：①所有染色體的著絲點都排列在赤道板上 ②染色體的形態(tài)和數(shù)目最清晰.染色體特點：染色體的形態(tài)比較固定,數(shù)目比較清晰.故中期是進行染色體觀察及計數(shù)的最佳時機.4.后期特點：①著絲點一分為二,姐妹染色單體分開,成為兩條子染色體.并分別向兩極移動.②紡錘絲牽引著子染色體分別向細胞的兩極移動.這時細胞核內(nèi)的全部染色體就平均分配到了細胞兩極.染色體特點：染色單體消失,染色體數(shù)目加倍.5.末期特點：①染色體變成染色質(zhì),紡錘體消失.②核膜、核仁重現(xiàn).③在赤道板位置出現(xiàn)細胞板,并擴展成分隔兩個子細胞的細胞壁
〖口訣〗：前期：兩失兩現(xiàn)一散亂.中期：著絲點一平面,形態(tài)數(shù)目清晰見.
后期：著絲點一分為二,數(shù)目加倍兩移開.末期：兩現(xiàn)兩失一構(gòu)造.
三有絲分裂的意義：將親代細胞的染色體經(jīng)過復制以后,精確地平均分配到兩個子細胞中去.從而保持生物的親代和子代之間的遺傳性狀的穩(wěn)定性.
無絲分裂特點：在分裂過程中沒有出現(xiàn)紡錘絲和染色體的變化.
四細胞分化：在個體發(fā)育中,由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代,在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生的穩(wěn)定性差異的過程,叫做細胞分化.1、細胞分化發(fā)生時期：是一種持久性變化,它發(fā)生在生物體的整個生命活動進程中,胚胎時期達到最大限度.2、細胞分化的特性：穩(wěn)定性、持久性、不可逆性、全能性.3、意義：經(jīng)過細胞分化,在多細胞生物體內(nèi)就會形成各種不同的細胞和組織；多細胞生物體是由一個受精卵通過細胞增殖和分化發(fā)育而成,如果僅有細胞增殖,沒有細胞分化,生物體是不能正常生長發(fā)育的.細胞的全能性是指已經(jīng)分化的細胞,仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能.從理論上講,生物體的每一個活細胞都應該具有全能性.在生物體內(nèi),細胞并沒有表現(xiàn)出全能性,而是分化成為不同的細胞、器官,這是基因在特定的時間、空間條件下選擇性表達的結(jié)果,當植物細胞脫離了原來所在植物體的器官或組織而處于離體狀態(tài)時,在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界的作用條件下,就可能表現(xiàn)出全能性,發(fā)育成完整的植株.
五細胞衰老的主要特征：水分減少,細胞萎縮,體積變小,代謝減慢；有些酶活性降低（細胞中酪氨酸酶活性降低會導致頭發(fā)變白）；色素積累（如：老年斑）；呼吸減慢,細胞核增大,染色質(zhì)固縮,染色加深；細胞膜通透功能改變,物質(zhì)運輸能力降低.
六癌細胞的特征：能夠無限增殖；形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化；癌細胞表面糖蛋白減少.致癌因子有物理致癌因子；化學致癌因子；病毒致癌因子.細胞癌變的機理是由于原癌基因激活,細胞發(fā)生轉(zhuǎn)化引起的.