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必修1分子与细胞第1章 走近细胞1.病毒没有细胞结构，既不是真核也不是原核，生活方式是寄生，离不开活细胞。2.生命系统的层次：细胞组织器官系统个体种群群落生态系统生物圈，最基本的生命系统是细胞。3.高倍镜在使用时，须先在低倍镜下找到要观察的物像，并移到视野中央，转动转换器换用高倍镜，调节细准焦螺旋，直到物像清晰为止。放大倍数是指线性放大，放大的是长或宽。放大倍数=目镜放大倍数物镜放大倍数。长度是1的线段放大10倍长度变为10，面积是1的正方形放大10倍面积变为100。物镜有螺纹，目镜没有。目镜越短，放大倍数越大；物镜相反。显微镜看到的物像是放大倒立的，如dP。看到的图像在视野的右上角只要将装片向右上角移动即可将物像移到视野中央。低倍镜下看到的细胞小、数目多、视野亮，高倍镜相反。4.原核与真核最大的区别是有无核膜包被的细胞核。常见的原核生物有细菌、蓝藻、放线菌、支原体、衣原体。细菌通常带有“杆”“球”“螺旋”“弧”等字眼，如大肠杆菌，原核生物只有核糖体一种细胞器，无染色体、核仁。蓝藻含有叶绿素和藻蓝素，可以进行光合作用，属于生产者。5.细胞学说是施莱登和施旺提出的，主要内容：一切动植物都由细胞发育而来，细胞是一个相对独立的单位，新细胞可以从老细胞中产生。揭示了细胞统一性和生物体结构的统一性。第2章 组成细胞的分子1.细胞中的大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等，基本元素有C、H、O、N，最基本元素是C。2.占细胞鲜重最多的是O元素（水最多），占细胞干重最多的是C元素（有机物最多）。3.细胞中的化合物有主要有水、无机盐、蛋白质CHON(S)、糖类（CHO）、脂质CHO(NP)、核酸（CHONP）。最多的无机物是水，最多的有机物是蛋白质，活细胞中最多的是水，细胞干重中最多的是蛋白质。生物大分子以碳链为骨架。4.还原糖有单糖（如葡萄糖、果糖）、麦芽糖、乳糖。可以用斐林试剂鉴定，该试剂配方是0.1g/mLNaOH、0.05g/mLCuSO4，使用时等量混合均匀加入，水浴加热。出现砖红色沉淀（淡蓝色棕红色砖红色）。甘蔗中的蔗糖不是还原糖，西红柿汁、西瓜汁本身就带有颜色会干扰现象观察（最好选择含糖量高、白色或近乎白色的材料）。5.脂肪可以被苏丹III（或IV）染液染成橘黄色（红色）。观察组织样液时不需要用到显微镜，观察花生子叶切片时需要用到显微镜。该试验中的酒精的作用是洗去浮色。6.淀粉可以与碘液显蓝色。7.蛋白质用双缩脲试剂鉴定，该试剂配方是0.1g/mLNaOH、0.01g/mLCuSO4，使用时先加NaOH1mL，摇匀（创设碱性环境），再加CuSO434滴，出现紫色反应。8.蛋白质的基本单位是氨基酸，有20种，种类取决于R基。构成蛋白质的氨基酸都至少有一个氨基（-NH2）和一个羧基（-COOH）连接在同一个碳原子上。9.脱水缩合过程是一个氨基（-NH2）和一个羧基（-COOH）反应脱掉一分子H2O，形成一个肽键（-NH-CO-）的过程。肽键数=脱水数=氨基酸数肽链条数。一条肽链至少有1个氨基和1个羧基。两条肽链至少有2个氨基和2个羧基。10.蛋白质种类多样的原因有：氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，肽链的条数、空间结构不同。11.蛋白质功能有：结构蛋白：如羽毛、头发、肌肉等；催化：绝大多数酶；运输：如血红蛋白；信息传递：如胰岛素；免疫：如抗体。12.核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。DNA主要分布在细胞核（线粒体、叶绿体中也有少量），RNA主要分布在细胞质（线粒体、叶绿体、核糖体中也有）。13.核酸的基本单位是核苷酸，由五碳糖、磷酸、含氮碱基3种组分构成。DNA中的五碳糖是脱氧核糖，特有碱基是T（胸腺嘧啶）；RNA中的五碳糖是核糖，特有的碱基是U（尿嘧啶）。14.细胞生物（真核和原核）同时含DNA和RNA，遗传物质是DNA。非细胞生物（病毒）只有一种核酸，遗传物质是DNA或RNA。细菌是原核生物，遗传物质是DNA。15.人体内有2种核酸，有8种核苷酸，有5种碱基。病毒有1种核酸，有4种核苷酸，有4种碱基。16.植物中常见的单糖有葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖，二糖有麦芽糖、蔗糖。动物中常见的单糖有葡萄糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖，二糖有乳糖。植物中的多糖有淀粉（储能物质）、纤维素（构成细胞壁），动物中的多糖是糖原（储能物质）。多糖的基本单位是葡萄糖。17.常见的脂质有：脂肪：储能、保温、缓冲减压；磷脂：构成生物膜的成分；固醇：胆固醇（构成细胞膜重要成分）、性激素（促进生殖器官发育和生殖细胞形成）、维生素D（促进肠道对钙磷的吸收）18.细胞中的水存在形式有自由水和结合水。结合水是细胞结构的重要组成成分。自由水是细胞内良好的溶剂，可以参与细胞内的化学反应，可以作为反应介质，还可以运输营养和代谢废物。代谢旺盛的细胞中自由水多。结合水多的时候植物的抗逆性（如抗旱、抗冻、抗盐碱等）会增强。19.无机盐大多以离子状态存在。20.无机盐的功能有：构成细胞中重要的化合物，如镁参与构成叶绿素，铁参与构成血红蛋白。维持细胞和生物体的生命活动，如血钙含量太低会抽搐，血钙过高会肌无力。维持细胞的酸碱平衡，如血浆的pH维持就跟HCO3-和HPO42-等离子有关。第3章 细胞的基本结构1.制备细胞膜一般选用哺乳动物成熟的红细胞，因为人和其他哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和众多的细胞器，也没有细胞壁。将红细胞吸水胀破，再经离心即可得到细胞膜。2.细胞膜的主要成分是脂质（磷脂）和蛋白质（还有少量糖类）。功能越复杂的细胞膜蛋白质的种类和数量越多。3.细胞膜的功能有：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（受体并不是必需的，如胞间连丝）。细胞膜在功能上具有选择透过性，在结构上具有一定的流动性。4.植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，对植物细胞有支持和保护的作用。5.分离各种细胞器通常用差速离心法6.根据膜可以将细胞器分为3类：双层膜：线粒体、叶绿体；单层膜：内质网、高尔基体、液泡、溶酶体；无膜：核糖体、中心体。7.8种细胞器的结构与功能：线粒体：双层膜，内膜向内凹陷形成“嵴”增大膜面积，含少量DNA和RNA，有氧呼吸的主要场所，“动力车间”。叶绿体：双层膜，类囊体堆叠形成基粒增大膜面积，含少量DNA和RNA，光合作用的场所，“养料制造车间”（把无机物合成有机物）和“能量转换站”（把光能转化为化学能），根尖不含叶绿体。内质网：单层膜，是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”。高尔基体：单层膜，主要是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，在动物细胞中与分泌物形成有关，在植物细胞中与细胞壁形成有关。液泡：单层膜，成熟的植物细胞中有大液泡，内有细胞液，含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质，可以调节植物内的环境，可以使植物细胞保持坚挺。溶酶体：单层膜，内含多种水解酶，是“消化车间”，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。核糖体：无膜，是“生产蛋白质的机器”，翻译的场所，由RNA和蛋白质构成，是真核和原核共有的细胞器。中心体：无膜，由两个互相垂直的中心粒构成，与细胞有丝分裂有关，低等植物和动物细胞中含有。8.动物细胞特有的结构是中心体（低等植物细胞也有），无细胞壁、叶绿体、液泡。植物细胞特有的结构是细胞壁、叶绿体、液泡。9.健那绿染液是将活细胞中的线粒体染色的专一性染料，可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色。10.分泌蛋白是指在细胞内合成而分泌到细胞外起作用的蛋白质。分泌蛋白的合成和分泌过程涉及核糖体（合成）、内质网（继续合成，并初步加工）、高尔基体（进一步加工）、线粒体（供能）。分泌出细胞的过程体现了细胞膜的流动性。溶酶体中的蛋白质、细胞膜上的蛋白质也要经过内质网和高尔基体的加工。11.细胞的生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜构成。线粒体靠内膜向内凹陷形成嵴来增大膜面积，叶绿体靠类囊体堆叠形成基粒来增大膜面积。生物膜系统有3大功能：物质运输、能量转换和信息传递。12.细胞核的结构：核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开；染色质：主要由DNA和蛋白质构成；核仁：与rRNA的合成以及核糖体的形成有关；核孔：大分子如mRNA、蛋白质进出的通道（小分子和离子也能通过），物质进出具有选择性。13.染色体与染色质是同样的物质在细胞不同时期的两种状态，类似于冰和水的关系。染色体可以被碱性染料着色，如龙胆紫、醋酸洋红、改良的苯酚品红染液等。14.细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。第4章 细胞的物质输入和输出1.当外界溶液浓度高于细胞质浓度时，动物细胞会失水皱缩；当外界溶液浓度低于细胞质浓度时，动物细胞会吸水膨胀，甚至涨破；当外界溶液浓度与细胞质浓度相同时，细胞保持原有形态。2.当外界溶液浓度高于细胞液浓度时，植物细胞会失水而发生质壁分离；当外界溶液浓度低于细胞液浓度时，植物细胞会吸水膨胀，但不会涨破。3.质壁分离中的“质”是指原生质层（细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质），“壁”是指细胞壁。质壁分离的条件：具有大液泡（活细胞）；外界溶液浓度高于细胞液浓度。观察质壁分离现象通常选择紫色洋葱鳞片叶的外表皮，液泡呈紫色便于观察。将质壁分离的细胞置于浓度较低的溶液中，细胞吸水复原，称为质壁分离复原。观察质壁分离实验要用显微镜观察3次，第一次是观察初始状态（对照），第二次是观察质壁分离过程，第三次是观察质壁分离复原过程。材料的处理：在盖玻片的一侧滴加溶液（或清水），在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引，重复几次。4.细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。5.细胞膜的流动镶嵌模型：由桑格和尼克森提出，该模型认为磷脂双分子层构成了膜的基本支架，蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。磷脂是轻油般的流体，大多数蛋白质分子也是可以运动的，这就是膜具有流动性的原因。6.糖蛋白一般分布在细胞膜外，也叫糖被，具有识别、保护、润滑的功能。7.物质顺浓度梯度的扩散称为被动运输，逆浓度梯度的运输称为主动运输。8.自由扩散是物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，如H2O、O2、CO2、乙醇、甘油、苯等9.进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫做协助扩散，如红细胞吸收葡萄糖、钠钾离子通过离子通道的扩散。10.从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，叫做主动运输，如小肠上皮细胞吸收葡萄糖和氨基酸、钠-钾泵等。11.大分子物质进出细胞一般通过胞吞（如吞噬细胞吞噬病菌）或胞吐（如分泌蛋白的分泌、神经递质的释放）的方式。体现了细胞膜的流动性。第5章 细胞的能量供应和利用1.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质、少数是RNA，其组成单位是氨基酸或核糖核苷酸，合成场所是核糖体或细胞核。2.同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高，具有高效性。3.一种酶只能催化一种或一类化学反应，这就是酶的专一性（特异性），如淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。4.在一定温度范围内，随温度升高，酶活性逐渐增强，超过某一温度（最适温度）酶活性逐渐降低。低温不会使酶失活（温度低，分子运动慢，影响酶与底物的结合，因而酶活性低），低温适合保存酶。高温会使酶永久失活（空间结构被破坏，不能恢复）。5.在一定pH范围内，随pH升高，酶活性逐渐增强，超过某一pH（最适pH）酶活性逐渐降低。过酸过碱都会使酶永久失活（空间结构被破坏，不能恢复）。6.酶失活后，空间结构被破坏，活性不能恢复，是永久失活。7.ATP的中文名称是三磷酸腺苷，结构简式：A-PPP，其中A代表腺苷（腺嘌呤核苷）、T代表三、P代表磷酸基团，有2个高能磷酸键。ADP的中文名称二磷酸腺苷，结构简式：A-PP，有1个高能磷酸键。ATPADP+Pi+能量（条件：酶），ADP+Pi+能量ATP（条件：酶）。8.对于动物和人来说合成ATP的能量来源是呼吸作用，合成场所是细胞质基质和线粒体；对于绿色植物来说合成ATP的能量来源是光合作用和呼吸作用，合成场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体。9.细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的，ATP是直接能源物质。10.有氧呼吸：I：C6H12O62C3H4O3+4H+少量能量（条件：酶，场所：细胞质基质）；II：2C3H4O3+6H2O6CO2+20H+少量能量（条件：酶，场所：线粒体基质）；III：24H+6O212H2O+大量能量（条件：酶，场所：线粒体内膜）；总反应式：C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O +能量（条件：酶）11.无氧呼吸：C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量（条件：酶,场所：细胞质基质），如酵母菌、植物。C6H12O62C3H6O3+能量（条件：酶，场所：细胞质基质），如人和动物、乳酸菌。无论是分解成酒精和二氧化碳或者是转化成乳酸，无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量能量，生成少量ATP。12.酵母菌的呼吸类型是兼性厌氧型。在有氧的时候，产物是二氧化碳和水；无氧时，产物是酒精和二氧化碳。橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色。CO2可使澄清的石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。13.贮藏水果、蔬菜应该选择低氧、湿润、低温环境。贮藏种子应该选择低氧、干燥、低温环境。14.叶绿体中的色素可以用无水乙醇（或丙酮）来提取。色素在滤纸条上分离的原理是各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快。提取色素应该选择新鲜的绿叶（如菠菜的绿叶）。研磨时加二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙的作用是防止研磨中色素被破坏。过滤时用的是单层尼龙布。画滤液细线时重复2到3次的目的是增加滤纸条上的色素含量，使实验现象更明显。分离色素时滤液细线不能触及或没入层析液中。分离的结果是从上到下依次是（胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，“胡爷爱币”）。扩散最快、溶解度最大的是胡萝卜素，含量最高的是叶绿素a。15.叶绿体中的色素有叶绿素（含量约占3/4，包括蓝绿色的叶绿素a，黄绿色的叶绿素b）和类胡萝卜素（含量约占1/4，包括橙黄色的胡萝卜素，黄色的叶黄素）两类。一般叶片中叶绿素含量高，因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。秋天，叶绿素分解，类胡萝卜素比例升高，因而叶片会变黄。枫叶变红是因为液泡中的花青素含量高导致。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。16.光合作用的发现过程：1771年，普利斯特利证明植物可以更新空气。1779年，英根豪斯证明植物更新空气需要光，只有绿叶才能更新空气。1845年，梅耶证明光合作用把光能转化为化学能储存起来。1864年，萨克斯证明植物光合作用能产生淀粉。1941年，鲁宾和卡门证明光合作用释放的氧气来自水。20世纪40年代，卡尔文探明了暗反应中C转移的途径。17.光合作用的反应式：CO2+H2O(CH2O)+O2（条件：光能、叶绿体），生成物O2的氧是来自H2O。6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O（条件：光能、叶绿体）。18.光反应阶段：场所：类囊体薄膜（叶绿体基粒）；条件：光照、色素、酶；物质变化：水的光解、ATP的合成；能量变化：光能转化为ATP中活跃的化学能。暗反应阶段：场所：叶绿体基质；条件：多种酶、H、ATP；物质变化：CO2的固定、C3的还原、ATP的水解；能量变化：ATP中活跃的化学能转化为糖类等有机物中的稳定的化学能。光反应为暗反应提供H、ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi。光合作用的实质是将无机物合成有机物，将光能转化为化学能。19.若停止光照，C3、C5、H、ATP；若气孔关闭（CO2减少），C3、C5、H、ATP。20.在农业生产中，可以通过以下措施提高光合作用的效率：适当提高光照强度、延长光照时间；适当提高CO2浓度；适当提高温度；适当增加植物体内的含水量；适当增加矿质元素的含量。21.自然界中少数种类的细菌，能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用叫做化能合成作用。代表生物有硝化细菌、铁细菌、硫细菌等，是自养生物，属于生产者。第6章 细胞的生命历程1.细胞表面积与体积的比的关系限制了细胞的长大（细胞体积越大，物质运输的效率就越低）；细胞核所控制的范围限制了细胞的长大。2.真核细胞的增殖方式有：有丝分裂、无丝分裂、减数分裂3种。体细胞一般以有丝分裂的方式增殖。生殖细胞的增殖方式是减数分裂。无丝分裂是指在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化，如蛙的红细胞、口腔上皮细胞等。3.连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。一个细胞周期包括分裂间期（约占90%-95%）和分裂期。4.有丝分裂各时期特点：间期：完成DNA的复制（加倍）和有关蛋白质的合成。动物细胞还要进行中心体的复制。前期：膜仁消失两体现；中期：形定数晰赤道齐（观察计数的最佳时期）；后期：点裂数加均两极（染色体加倍）；末期：两体消失膜仁现。5.动植物细胞有丝分裂的区别：前期：纺锤体形成方式不同，动物细胞靠中心体发出星射线形成纺锤体，植物细胞靠细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体；末期：子细胞形成方式不同，动物细胞靠细胞膜从中央向内凹陷将细胞缢裂成两个子细胞，植物细胞在赤道板位置形成细胞板，细胞板向四周扩展形成细胞壁将细胞一分为二。6.细胞通过有丝分裂将亲代细胞的染色体经过复制（实质是DNA的复制）之后，精确地平均分配到两个子细胞中，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。7.染色体计数时数着丝点，一条染色体上可能有1个或2个DNA分子。有丝分裂过程中：DNA加倍是因为间期复制，减半是因为平均分配到两个子细胞；染色体加倍是因为着丝点分裂，姐妹染色单体成为染色体，染色体减半是因为平均分配到两个子