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北京市育才学校 必修1 学案 2011-5高中生物必修一基础知识第一章 细胞的分子组成组成细胞的物质无机物有机物1、 水作为溶剂，是生物体内物质运输的主要介质。2、 无机盐多数以 离子 状态存在，哺乳动物血液中 Ca 含量过低，会发生抽搐， Mg是叶绿素的必需成分， Fe 是血红蛋白的必要成分。3、 糖类 分类元素常见种类分布主要功能单糖CHO核糖动植物组成核酸脱氧核糖葡萄糖、果糖、半乳糖重要能源物质二糖蔗糖植物麦芽糖乳糖动物多糖淀粉植物植物贮能物质纤维素细胞壁主要成分糖原（肝糖原、肌糖原）动物动物贮能物质注：三大能源物质：糖类、脂肪、蛋白质主要能源：糖类直接能源：ATP 根本能源：阳光4、脂类 分类元素常见种类功能脂质脂肪C、H、O储能；保温；缓冲；减压磷脂C、H、O（N、P）构成生物膜（细胞膜、液泡膜、线粒体膜等）重要成分固醇胆固醇与细胞膜流动性有关性激素维持生物第二性征，促进生殖器官发育及生殖细胞形成维生素D促进人和动物肠道对Ca和P的吸收5、蛋白质 （1）元素组成：C、H、O、N、S等（2）基本单位：氨基酸约20种，各种氨基酸的区别在于R基的不同。 （3）结合方式：脱水缩合 肽键 （4）蛋白质多样性原因：氨基酸的种类，数量，排列顺序，肽链的空间结构（5）相关计算： n个氨基酸构成m个肽链，氨基酸平均分子量为x 肽链（脱水数）n-m个 至少有-NH2或-COOH m个 蛋白质分子量 nx-(n-m)18 mRNA上碱基数 n*3 3n DNA上碱基数 n*3*2 6n（6）蛋白质的主要功能（生命活动的主要承担者）： 构成细胞和生物体的重要物质，即结构蛋白，如羽毛、头发、蛛丝、肌动蛋白； 催化作用：如绝大多数酶；调节作用：如胰岛素、生长激素； 免疫作用：如免疫球蛋白（抗体）； 运输作用：如红细胞中的血红蛋白。6、核酸：由C、H、O、N、P 5种元素构成（1）基本单位：核苷酸(8种) 核苷酸的结构：一分子磷酸、一分子五碳糖（脱氧核糖或核糖）、一分子含氮碱基（有5种）A、T、C、G、U 构成DNA的核苷酸：（4种）构成RNA的核苷酸：（4种）（2）功能 核酸是细胞内携带遗传信息的载体，在生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用，是一切生物的遗传物质。（3）核酸包括两大类：一类是脱氧核糖核酸，简称DNA；一类是核糖核酸，简称RNA。 DNARNA全称脱氧核糖核酸核糖核酸分布细胞核、线粒体、叶绿体主要存在细胞质染色剂甲基绿吡罗红链数双链单链碱基ATCGAUCG五碳糖脱氧核糖核糖组成单位脱氧核苷酸核糖核苷酸注：DNA所含碱基有：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）RNA所含碱基有：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）、尿 嘧 啶（U）7、多糖，蛋白质，核酸等都是生物大分子，基本组成单位依次为：单糖、氨基酸、核苷酸。生物大分子以碳链为基本骨架，所以碳是生命的核心元素。8、（1）还原糖（葡萄糖、果糖、麦芽糖）可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀；脂肪可与苏丹III染成橘黄色（或被苏丹IV染成红色）；淀粉（多糖）遇碘变蓝色；蛋白质与双缩脲试剂产生紫色反应。（2）还原糖鉴定材料不能选用西瓜、甘蔗（3）斐林试剂必须现配现用。（4）与双缩脲试剂不同，双缩脲试剂先加A液，再加B液。 9、光学显微镜的操作步骤：对光低倍物镜观察移动视野中央（偏哪移哪）高倍物镜观察：只能调节细准焦螺旋；调节大光圈、凹面镜第二章 细胞的结构1、 细胞：是生物体结构和功能的基本单位。除了病毒以外，所有生物都是由细胞构成的。细胞是地球上最基本的生命系统。2、细胞种类：根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核，把细胞分为原核细胞和真核细胞注、原核细胞和真核细胞的比较： 、原核细胞：细胞较小，无核膜、无核仁，没有成形的细胞核；遗传物质（一个环状DNA分子）集中的区域称为拟核；没有染色体（DNA 不与蛋白质结合）；细胞器只有核糖体；有细胞壁（主要成分是肽聚糖），成分与真核细胞不同。 、真核细胞：细胞较大，有核膜、有核仁、有真正的细胞核；有一定数目的染色体（DNA与蛋白质结合而成）；一般有多种细胞器。、原核生物：由原核细胞构成的生物。如：蓝藻、细菌（如硝化细菌、乳酸菌、大肠杆菌、肺炎双球菌）、放线菌、支原体等都属于原核生物。、真核生物：由真核细胞构成的生物。如动物(草履虫、变形虫)、植物、真菌（酵母菌、霉菌、蘑菇）等。3、病毒的相关知识： （1）病毒（是一类没有细胞结构的生物体，病毒既不是真核也不是原核生物。主要特征：、个体微小；、仅具有一种类型的核酸，DNA或RNA，没有含两种核酸的病毒；、专营细胞内寄生生活；、结构简单，一般由核酸（DNA或RNA）和蛋白质外壳所构成。 （2）根据寄生的宿主不同，病毒可分为动物病毒、植物病毒和细菌病毒（即噬菌体）三大类。根据病毒所含核酸种类的不同分为DNA病毒和RNA病毒。 （3）常见的病毒有：人类流感病毒（引起流行性感冒）、SARS病毒、人类免疫缺陷病毒（HIV）引起艾滋病（AIDS）、烟草花叶病毒等。4、细胞学说建立者是施莱登和施旺，细胞学说内容：（1）一切动植物都是由细胞构成的。 （2）细胞是一个相对独立的单位 （3）新细胞可以从老细胞产生。细胞学说建立揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性。 5、细胞膜主要由磷脂、蛋白质和胆固醇组成，功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多；细胞膜基本支架是磷脂双分子层； 将细胞与外界环境分隔开6、细胞膜的功能 控制物质进出细胞 进行细胞间信息交流7、 生物膜的流动镶嵌模型（1）蛋白质在脂双层中的分布是不对称和不均匀的。（2）膜结构具有流动性。膜的结构成分不是静止的，而是动态的，生物膜是流动的脂质双分子层与镶嵌着的蛋白质排列组成。8、细胞膜的结构特点：具有流动性细胞膜的功能特点：具有选择透过性9、植物细胞的细胞壁成分为纤维素和果胶，具有支持和保护作用。 10、制取细胞膜利用哺乳动物成熟红细胞，因为无核膜和细胞器膜。（但是这个细胞仍然是真核细胞）11、线粒体：真核细胞主要细胞器（动植物都有），代谢旺盛的细胞中含量多。呈粒状、 棒状，具有双膜结构，内膜向内突起形成“嵴”，内膜基质和基粒上 有与有氧呼吸有关的酶，是有氧呼吸第二、三阶段的场所，生物体所需的能量大多来自线粒体。含少量的DNA、RNA。 12、叶绿体：只存在于植物的绿色细胞中。扁平的椭球形或球形，双层膜结构。基粒上有光合色素，基质和基粒中含有与光合作用有关的酶，是光合作用的场所。含少量的DNA、RNA。13.内质网：单层膜折叠体，是有机物的合成“车间”，蛋白质运输的通道。 14.高尔基体：单膜囊状结构，动物细胞中与细胞分泌物的形成有关，植物细胞中与细胞壁的形成有关。 15.液泡：单膜囊泡，成熟的植物细胞有大液泡，液泡中的液体称为细胞液。功能：贮藏（营养、色素等）、保持细胞形态，调节渗透吸水。16.核糖体：无膜的结构，椭球形粒状小体，将氨基酸脱水缩合成蛋白质。蛋白质的“装配机器” 17.中心体：无膜结构，由垂直的两个中心粒构成，存在于动物和低等植物细胞中，与动物细胞有丝分裂有关。18溶酶体：存在于动物、真菌和某些植物细胞中，由膜包被的小泡，是高尔基体断裂后形成的。内有多种水解酶。功能是消化细胞从外界吞入的颗粒和细胞自身产生的碎渣。若没有溶酶体，水解酶可破坏整个细胞。19、消化酶、抗体等分泌蛋白合成需要四种细胞器：核糖体，内质网、高尔基体、线粒体。核糖体（合成肽链）内质网（加工成具有一定空间结构的蛋白质）高尔基体（进一步修饰加工）囊泡细胞膜细胞外20、细胞溶胶（细胞质基质）：细胞质中除细胞器以外的液体部分，内含多种酶、mRNA、tRNA、氨基酸、丙酮酸等多种物质，是多种代谢活动的场所。21、细胞质：包括细胞溶胶和细胞器。核膜：双层膜，其上有核孔，可供蛋白质和mRNA通过结构核仁22、细胞核由DNA及蛋白质构成，与染色体是同种物质在 染色质 不同时期的两种状态容易被碱性染料染成深色功能：是遗传物质贮存和复制的场所，是细胞代谢和遗传的控制中心24、原核细胞：各种细菌都是原核生物，其细胞就是原核细胞。硝化细菌等原核细胞虽然没有线粒体，但可以进行有氧呼吸，蓝藻没有叶绿体，但具有光合色素，可以进行光合作用。25、小结：（1）与主动运输有关的细胞器：线粒体、核糖体（2）蛋白类分泌物（消化酶、胰岛素、生长激素、抗体）合成分泌有关的：核糖体、粗面型内质网、高尔基体、线粒体（3）非蛋白类分泌物（性激素、肾上腺激素、皮脂）滑面型内质网、高尔基体、线粒体叶绿体（光反应）线粒体（有氧呼吸）细胞质基质（呼吸作用）（4）合成ATP： （5）细胞分裂时活跃的结构：细胞核（DNA的复制，一系列动态变化）、线粒体、核糖体、中心体、高尔基体第三章 新陈代谢一 代谢含义物质代谢 同化作用相伴随 新陈代谢 互为条件能量代谢 异化作用代谢本质：生物体内全部有序化学反应的总和。代谢的主要场所是在细胞内。二 代谢类型同化（获取有机物（贮能）方式）异化（分解有机物（放能）方式）自养 需氧同化 异化异养 厌氧自养需氧型：绿色植物、蓝藻、硝化细菌等异养需氧型：多数动物、寄生植物、固氮菌异养厌氧型：体内寄生生物（蛔虫、破伤风杆菌）、乳酸菌、反硝化细菌等。异养兼氧型：酵母菌、大肠杆菌第一节 能量与细胞 ATP直接能量来源（贮能物质水解能源物质呼吸ATP使用）1 分子的构成 2 ATP的形成：叶绿体中光反应， 光能（电能） 线粒体中有氧呼吸二、三步， 能源物质化学能细胞质基质中糖酵解、无氧呼吸， 能源物质化学能3 转化 酶ATP + H2O ADP+Pi+能量物质可逆，能量不可逆，酶不同方程从左到右代表释放的能量，用于一切生命活动。 方程从右到左代表转移的能量，动物中为细胞呼吸转移的能量。植物中来自光合作用和细胞呼吸。ATP在细胞内含量很少，但在细胞内的转化速度很快。第二节 物质进出细胞的方式细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，这种膜可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他离子，小分子和大分子则不能通过。自由扩散：高浓度低浓度，如H2O，O2，CO2，甘油，乙醇、苯协助扩散（易化扩散）：载体蛋白协助，高浓度低浓度，如葡萄糖进入红细胞 （即借助于浓度差所形成的势能）主动运输：需要能量；载体蛋白协助；低浓度高浓度，如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸，葡萄糖，K+，Na+离子胞吞、胞吐：如抗体等大分子质壁分离实验： 材料：有大液泡的活植物细胞，尽量有色素（如紫色洋葱表皮细胞） 条件：细胞外溶液浓度大于细胞液浓度 应用：鉴定细胞是否为活细胞；鉴定植物体细胞杂交技术再生细胞壁是否成功；测定细胞液的浓度 常用试剂：30%的蔗糖溶液；高浓度盐溶液（如硝酸钾，能发生质壁分离并自动复原）等三 酶生物催化剂1 本质：绝大多数为蛋白质，少数为RNA。2 特征：1）高效性（与无机催化剂相比，107-1013倍） 2）专一性（只催化一种或一类反应） 3）条件性 温度：动物35-37，植物25-27pH：大多数近中性微碱，胃蛋白酶pH2.03相关实验：1）高效性比较过氧化氢酶和Fe离子的催化效率实验：反应物+酶（过氧化氢溶液和过氧化氢酶）相同适宜条件对照：反应物+无机催化剂（过氧化氢溶液和Fe离子）2）专一性探究淀粉酶和蔗糖酶对淀粉和蔗糖的作用方案一实验：反应物+适宜酶（淀粉和淀粉酶）相同适宜条件对照：反应物+其他酶（淀粉和蔗糖酶）方案二实验：相应反应物+酶（淀粉和淀粉酶）相同适宜条件对照：其他反应物+酶（蔗糖和淀粉酶）3）条件探究温度或酸碱性对酶活性的影响实验：反应物+酶适宜条件对照：反应物+酶单一不适宜条件第三节 光合作用一 意义为生物界提供有机物、化学能、氧气是无机环境中能量和物质进入生物界的重要方式是一切其他代谢的基础（物质和能量的准备）二 场所叶绿体、蓝藻细胞外膜、内膜 物质进出叶 叶绿体基粒 光和色素 光反应条件绿 光反应酶体 少部分暗反应酶 暗反应条件叶绿体基质 大部分暗反应酶三 过程光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化成储存能量的有机物，并且释放出O2的过程。叶绿体CO2+ H2180 （CH2O）+18O2 注意：光合作用释放的氧气全部来自水。 光能6CO2+12H20 C6H12O6+6O2+6H2O叶绿体 6CO212H20 6O2 6C5 12C324NADPH光能ATP 光合色素 ADP+Pi C6H12O66H2O 光反应 碳反应 （光能的吸收、初步转化、水的光解） （CO2的固定，CO2的还原）光能 电能 ATP.NADPH化学能 C(H2O)化学能 条件：一定需要光光反应阶段场所：类囊体薄膜，产物：H、O2和能量光合作用的过程过程：（1）水的光解，水在光下分解成H和O2； 2H2O4H+O2（2）形成ATP：ADP+Pi+光能ATP能量变化：光能变为ATP中活跃的化学能条件：有没有光都可以进行 场所：叶绿体基质 碳反应阶段 产物：糖类等有机物和五碳化合物过程：（1）CO2的固定：1分子C5和CO2生成2分子C3 （2）C3的还原：C3在H和ATP作用下，部分还原成糖类，部分又形成C5能量变化：ATP活跃的化学能转变成化合物中稳定的化学能联系：光反应阶段与暗反应阶段既有区别又紧密联系，是缺一不可的整体，光反应为暗反应提供H和ATP，暗反应为光反应提供ADP+Pi，没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成。四 光合色素 色素：包括叶绿素3/4和类胡萝卜素1/4色素分布图： 叶绿素 叶绿素a（蓝绿） 吸收红光、蓝紫光叶绿素b（黄绿） 类胡萝卜素 胡萝卜素（橙黄） 吸收蓝紫光叶黄素（黄）色素提取实验：乙醇（丙酮）提取色素； 二氧化硅使研磨更充分，碳酸钙防止色素受到破坏色素的分离实验：原理（不同色素在层析液中的溶解度不同）五 环境因素对光合作用速率的影响 大气中C02浓度 温度高低 光照强度 光照长短 光的成分六 农业生产以及温室中提高农作物产量的方法 、控制光照强度的强弱 、控制温度的高低 、适当的增加作物环境中二氧化碳的浓度 、延长光合作用的时间。 、增加光合作用的面积-合理密植，间作套种。 、温室大棚用无色透明玻璃。 、温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温。、温室栽培多施有机肥或放置干冰，提高二氧化碳浓度。第四节 细胞呼吸细胞呼吸：有机物在细胞内经过一系列氧化分解，生成CO2或其他产物，释放能量并生成ATP过程。一 有氧呼吸与无氧呼吸比较有氧呼吸无氧呼吸场所细胞质基质、线粒体（主要）细胞质基质产物CO2，H2OCO2，酒精（或乳酸）反应式C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量C6H12O62C3H6O3+能量C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量过程第一阶段：1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸和少量H，释放少量能量，细胞质基质第二阶段：丙酮酸和水彻底分解成CO2和H，释放少量能量，线粒体基质第三阶段：H和O2结合生成水，大量能量，线粒体内膜第一阶段：同有氧呼吸第二阶段：丙酮酸在不同酶催化作用下，分解成酒精和CO2或转化成乳酸能量大量少量细胞呼吸是ATP分子高能磷酸键中能量的主要来源注：细胞呼吸的意义及其在生产和生活中的应用细胞呼吸的意义：为生命活动提供能量为其他化合物的合成提供原料细胞呼吸的应用：包扎伤口，选用透气消毒纱布，抑制细菌无氧呼吸 酵母菌酿酒：选通气，后密封。先让酵母菌有氧呼吸，大量繁殖，再无氧呼吸产生酒精醋酸杆菌酿醋：通空气，进行有氧呼吸花盆经常松土：促进根部有氧呼吸，吸收无机盐等稻田定期排水：抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡提倡慢跑：防止剧烈运动，肌细胞无氧呼吸产生乳酸破伤风杆菌感染伤口：须及时清洗伤口，以防无氧呼吸细胞呼吸的结构基础线粒体（有氧呼吸二、三步）、细胞质基质（无氧呼吸）外膜线粒体 内膜（嵴）：内表面具呼吸酶线粒体基粒：呼吸酶 有氧呼吸的条件线粒体基质：具呼吸酶三 植物光合呼吸相关性白天CO2吸收量=CO2消耗量CO2产生量O2放出量=O2产生量O2消耗量有机物积累量=有机物产生量有机物消耗量可测现象=光合相关量呼吸相关量（如下图二）四 影响细胞呼吸的因素1温度2 O2浓度（如右图）3 植物含水量第四章 细胞的增殖与分化 有丝分裂：体细胞增殖1、真核细胞的分裂方式 减数分裂：生殖细胞（精子，卵细胞）增殖无丝分裂：蛙的红细胞2、细胞周期：连续分裂的细胞从上一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的整个过程。包括分裂间期和分裂期3、有丝分裂：目的：产生新的体细胞 要求：遗传性不变（染色体数、基因型不变） 大体过程：复制一次，分裂一次；分染色单体 具体过程：（1）间期（分裂前的物质准备）单线染色体双线染色体（具姐妹染色单体）DNA复制（核）相关蛋白的合成（质）（2） 分裂期前期（进入分裂状态）染色体染色质；核仁消失核膜消失 无本质变化（遗传物质状态、位置改变）无量变纺锤丝构成纺锤体 中期（准备平分）着丝点至赤道板后期（平分遗传物质）染色单体分开 染色体数暂时加倍末期（分细胞质，退出分裂状态）分细胞质 ：动物细胞：从中间缢裂植物细胞：细胞板形成新细胞壁染色体解旋恢复为染色质；核仁重建，核膜出现，纺锤丝消失。间期前期中期后期末期子细胞染色体2n2n2n4n2n2nDNA2n4n4n4n4n2n2n染色单体04n4n4n0004、 减数分裂目的：产生生殖细胞要求：染色体数目减半，基因分离与自由组合。大体过程：复制一次，分裂两次；减数第一次分裂：分同源染色体（染色体、DNA数目均减半、同源染色体分离、非同源染色体自由组合）；减数第二次分裂：分染色单体（似有丝分裂）具体过程：1 间期：性原细胞初级性母细胞 同有丝分裂间期2 减：1个初级精母细胞2个次级精母细胞 2nn 1个初级卵母细胞1个次级精母细胞+1个第一极体 2nn1）前： 同源染色体联会形成四分体2）中：每对