湖南省株洲市第四中学高考生物 知识点复习 分子与细胞 新人教版必修1

1 湖南省株洲市第四中学高考生物湖南省株洲市第四中学高考生物 知识点复习知识点复习 分子与细胞分子与细胞 新人教版新人教版 必修必修 1 1 一 组成细胞的元素和化合物一 组成细胞的元素和化合物 1 无机化合物 包括水和无机盐 1 水是含量最高的化合物 不同生物的细胞含水量不同 同种生物在不同生长发育期 含水量也不同 细胞中的水包括结合水和自由水 其中结合水是细胞结构的重要组成成分 自由水是细胞内良好溶剂 运输养料和废物 许多生化反应有水的参与 2 细胞中大多数无机盐以离子的形式存在 无机盐的作用有 4 点 细胞中许多有机 物的重要组成成分 维持细胞和生物体的生命活动有重要作用 维持细胞的酸碱平衡 维持细胞的渗透压 2 有机化合物 包括糖类 脂质 蛋白质和核酸 1 糖类是主要的能源物质 2 蛋白质是干重中含量最高的化合物 是生命活动的主要承担者 基本单位是氨基酸 每种氨基酸都至少含有一个氨基 NH2 和一个羧基 一 COOH 并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上 氨基酸的种类由 R 基 侧链基团 决 定 蛋白质分子多样性的原因是构成蛋白质的氨基酸的种类 数目 排列顺序 以及肽 链的空间结构 蛋白质结构多样性导致蛋白质的功能的多样性 蛋白质的功能 构成细胞和生物体结构的重要物质 肌肉毛发 催化细胞内的生理 生化反应 多数酶 运输载体 血红蛋白 传递信息并调节机体的生命活动 蛋白质类激素 免疫功能 抗体 3 核酸是细胞中含量最稳定的 化学元素组成 C H O N P 核酸 分为 DNA 和 RNA DNA 主要分布在细胞核中 此外 在线粒体和叶绿体中也有 少量的分布 RNA 主要存在于细胞质中 少量存在于细胞核中 核苷酸是核酸的基本组成单位 核苷酸由一分子五碳糖 一分子磷酸 一分子含氮 碱基组成 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 4 脂质 脂肪是主要的储能物质 动物和人体内的脂肪还有保温 减小摩擦 缓冲压力 等作用 磷脂是构成细胞膜和细胞器膜的重要成分 胆固醇是构成细胞膜的重要成分 在人体内还参与血液中脂质运输 性激素能促进 人和动物生殖器官的发育及生殖细胞的形成 维生素 D 促进动物和人肠道对钙和磷的吸收 二 细胞的基本结构二 细胞的基本结构 1 细胞膜主要成分 脂质和蛋白质 还有少量糖类 而脂质中磷脂最丰富 功能越 复杂的细胞膜 蛋白质种类和数量越多 细胞膜功能 将细胞与环境分隔开 保证细胞 内部环境的相对稳定 控制物质出入细胞 进行细胞间信息交流 2 细胞器 分为双层膜 单层膜和无膜的细胞器 1 双层膜有叶绿体 线粒体 叶绿体存在于绿色植物细胞中 是绿色植物进行光合作 用的场所 但不能说叶绿体是一切生物体进行光合作用的场所 因为原核细胞蓝藻没有叶绿 体 但是它可以进行光合作用 线粒体是有氧呼吸主要场所 同理不能说线粒体是进行有 2 氧呼吸的唯一场所 2 单层膜的细胞器有内质网 高尔基体 液泡和溶酶体等 其中内质网是细胞内蛋白质 合成和加工 脂质合成的场所 高尔基体能够对蛋白质进行加工 分类 包装 液泡是植 物细胞特有 调节细胞内部环境 维持细胞形态 与质壁分离有关 溶酶体 分解衰老 损伤细胞器 吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌 3 无膜的细胞器有核糖体和中心体 核糖体是合成蛋白质的主要场所 即翻译的场所 中心体是动物和低等植物细胞所特有 与细胞有丝分裂有关 3 细胞器的分工合作 以分泌蛋白的合成和运输为例来说明问题 核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜 合成肽链 加工成蛋白质 进一步加工 囊泡与细胞膜融合 蛋白质释放 4 生物膜系统的概念 细胞膜 核膜 各种细胞器的膜共同组成的生物膜系统 生 物膜系统的作用 细胞膜使细胞具有相对稳定的内部环境 在细胞与外界环境进行物质运 输 能量转换 信息传递的过程中起着决定性作用 为各种酶提供大量的附着位点 是许 多生化反应的场所 把各种细胞器分隔开 保证生命活动高效 有序进行 5 细胞核控制着细胞的代谢和遗传 是遗传信息库 细胞代谢和遗传的控制中心 6 细胞既是生物体结构的基本单位 也是生物体代谢和遗传的基本单位 7 生命活动离不开细胞 即使像病毒那样没有细胞结构的生物 也只有依赖活细胞 才能生活 对于单细胞生物而言 单个细胞就能完成各种生命活动 多细胞生物依赖各种 分化的细胞密切合作 共同完成一系列复杂的生命活动 8 真核细胞和原核细胞的统一性 具有相似的细胞膜和细胞质 遗传物质都是 DNA 9 细胞学说提示了细胞统一性和生物体结构的统一性 三 细胞的物质输入和输出三 细胞的物质输入和输出 1 植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液 细胞膜和液泡膜以及两层膜之 间的细胞质原生质层 它相当于一层半透膜 当外界溶液浓度 细胞液浓度时 细胞失水 当外界溶液浓度细胞液浓度 2 对矿质元素的吸收 逆相对含量梯度 主动运输 对物质是否吸收以及吸收多少 都是由细胞膜上载体的种类和数量决定 3 细胞膜是一层选择透过性膜 水分子可以自由通过 一些离子和小分子也可以通过 而 其他的离子 小分子和大分子则不能通过 4 流动镶嵌模型的基本内容 磷脂双分子层构成了膜的基本支架 蛋白质分子有的 镶嵌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 有的横跨整个磷脂分子 层 磷脂双分子层和大多数蛋白质分子可以运动 糖蛋白 糖被 组成 由细胞膜上的蛋 白质与糖类结合形成 作用 细胞识别 免疫反应 血型鉴定 保护润滑等 5 物质跨膜运输的方式包括被动运输和主动 运输 被动运输又包括自由扩散和协助扩散 物质进出细胞 顺浓度梯度的扩散 称为被 动运输 自由扩散 物质通过简单的扩散作用进出细胞 协助扩散 进出细胞的物质借助 载体蛋白的扩散 主动运输 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 这种方式叫做主动运输 四 细胞的能量供应和利用四 细胞的能量供应和利用 1 细胞代谢 1 细胞内每时每刻进行着许多化学反应 统称为细胞代谢 2 细胞代谢 3 是细胞生命活动的基础 2 酶 1 活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物 2 大多数酶是蛋白质 少数是 RNA 3 酶催化作用的实质是降低反应的活化能 3 酶具有高效性 专一性 每一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应 酶的催化作 用需要适宜的条件 温度和 pH 偏高或偏低 酶的活性都会明显降低 过酸 过碱和高温都 能使酶的分子结构遭到破坏而失去活性 高温使酶失活 低温只是降低酶的活性 在适宜 温度下酶活性可以恢复 4 ATP 是生物体生命活动的直接能源 糖类是细胞的主要能源物质 脂肪是生物体的储能 物质 这些物质中的能量最终是由 ATP 转化而来的并最终转化成为 ATP 中活跃的化学能而 用于各项生命活动 5 ATP 普遍存在于活细胞中 ATP 在活细胞中的含量很少 但是 ATP 在细胞内的转化是十 分迅速的 细胞内 ATP 的含量总是处于动态平衡中 这对于生物体的生命活动具有重要意 义 能量通过 ATP 分子在吸能反应和放能反应之间循环流通 细胞内 ATP 与 ADP 相互转化 的能量供应机制 是生物界的共性 6 细胞呼吸 有机物在细胞内经过一系列的氧化分解 生成 C02或其他产物 释放出能 量并生成 ATP 的过程 1 有氧呼吸 是细胞呼吸的主要形式 此过程必须有氧参与 主要场所是线粒体 总反应式 第一阶段 细胞质基质 第二阶段 线粒体基质 第三阶段 线粒体内膜 有氧呼吸不同于有机物在体外燃烧的特点 有氧呼吸是在温和的条件下进行的 有机物中 的能量是经过一系列的化学反应逐步释放的 这些能量有相当一部分储存在 ATP 中 2 无氧呼吸 场所 细胞质基质 产生酒精 发生生物 大部分植物 酵母菌 无氧呼吸产生乳酸 发生生物 动物 乳酸菌 有氧呼吸的能量去路 有氧呼吸所释放的能量 2876 kJ 一部分用于生成 ATP 1161 kJ 大部分以热能形式散失了 无氧呼吸 能量 196 65 kJ 小部分用于生成 ATP 61 08KJ 大部分储存于乳酸或酒精中 7 能量之源 光与光合作用 1 捕获光能的色素 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 白光下光合作用最强 其次 是红光和蓝紫光 绿光下最弱 实验 绿叶中色素的提取和分离实验原理 绿叶中的色素都能溶解在层析液中 且他 们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 绿叶中的色素随着 层析液在滤纸上的扩散而分离开 2 捕获光能的结构 一叶绿体的结构 与光合作用有关的酶分布于基粒的类囊体及基质 中 光合作用色素分布于类囊体薄膜上 3 光合作用的意义主要有 为自然界提供有机物和 02 维持大气中 02和 CO2含量的相对 稳定 此外 对生物进化具有重要作用 8 光合作用的过程 1 光合作用是指绿色植物通过叶绿体 利用光能 把二氧化碳和水转化成储存着能量 的有机物 并且释放出氧气的过程 4 2 光合作用分为光反应和暗反应两个阶段 光反应阶段 必须有光才能进行 场所为 类囊体薄膜 包括水的光解和 ATP 形成 光反应中 光能转化为 ATP 中活跃的化学能 暗 反应阶段 有光无光都能进行 场所 叶绿体基质 包括 C02的固定和 C3的还原 暗反应 中 ATP 中活跃的化学能转化为 CH20 中稳定的化学能 光反应和暗反应的联系 光反应 为暗反应提供 ATP 和 H 暗反应为光反应提供合成 ATP 的原料 ADP 和 Pi 9 影响光合作用的因素及在生产实践中的应用 1 光对光合作用的影响 叶绿体中色素的吸收光波主要是红光和蓝紫光 植物的光 合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加 但光照强度达到一定时 光作用的 强度不再随着光照强度的增加而增加 光照时间长 光合作用时间长 有利于植物的生 长发育 2 温度 温度 酶的活性 光合作用速率 温度低 光合速率低 随着温度升高 光合 速率加快 温度过高时会影响酶的活性 光合速率降低 生产上白天升温 增强光合作用 晚上降低室温 抑制呼吸作用 以积累有机物 3 C02浓度 在一定范围内 植物光合作用强度随着 CO2浓度的增加而增加 但达到一定 浓度后 光合作用强度不再增加 生产上使田间通风良好 供应充足的 C02 4 水 当植物叶片缺水时 气孔会关闭 减少水分的散失 同时影响 CO2进入叶内 暗 反应受阻 光合作用下降 生产上应适时灌溉 保证植物生长所需要的水分 五 细胞的生命历程五 细胞的生命历程 1 限制细胞长大的原因包括细胞表面积与体积的比和细胞的核质比 细胞体积越大 其相对表面积越小 细胞的物质运输的效率就越低 细胞核是细胞的控制中心 一般说 细胞核中的 DNA 是不会随着细胞体积的扩大而增加的 2 细胞增殖的意义 生物体生长 发育 繁殖和遗传的基础 1 真核细胞分裂的 方式包括有丝分裂 无丝分裂 减数分裂 2 细胞周期的概念 指连续分裂的细胞 从 一次分裂完成时开始 到下一次分裂完成时为止 3 细胞周期分分裂间期和分裂期两个阶 段 分裂间期 是指从细胞在一次分裂结束之后到下一次分裂之前 分裂间期分裂期进行 活跃的物质准备 完成 DNA 分子的复制和有关蛋白质的合成 3 植物细胞有丝分裂各期的主要特点 1 分裂间期特点是完成 DNA 的复制和有关蛋白质的合成 结果是每个染色体都形成 两个姐妹染色单体 呈染色质形态 2 前期特点 出现染色体 纺锤体 核膜 核仁消失 染色体散乱地分布在细 胞中心附近且每个染色体都有两条姐妹染色单体 3 中期特点 所有染色体的着丝点都排列在赤道板上且染色体的形态和数目最清 晰 染色体特点 染色体的形态比较固定 数目比较清晰 故中期是进行染色体观察及 计数的最佳时机 4 后期特点 着丝点一分为二 姐妹染色单体分开 成为两条子染色体 纺锤丝 牵引着子染色体分别向细胞的两极移动 这时细胞核内的全部染色体就平均分配到了细胞 两极 染色体特点 染色单体消失 染色体数目加倍 5 末期特点 染色体变成染色质 纺锤体消失 核膜 核仁重现 在赤道板位置出 现细胞板 并扩展成分隔两个子细胞的细胞壁 4 有丝分裂的意义 将亲代细胞的染色体经过复制以后 精确地平均分配到两个子 细胞中去 从而保持生物的亲代和子代之间的遗传性状的稳定性 5 无丝分裂特点 在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化 6 细胞分化 在个体发育中 由一个或一种细胞增殖产生的后代 在形态 结构和 生理功能上发生的稳定性差异的过程 叫做细胞分化 5 1 细胞分化发生时期 是一种持久性变化 它发生在生物体的整个生命活动进程中 胚胎时期达到最大限度 2 细胞分化的特性 稳定性 持久性 不可逆性 全能性 3 意义 细胞分化是生物个体发育的基础 细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向 专门化 利于提高各种生理功能的效率 7 细胞的全能性 是指已经分化的细胞 仍然具有发育成完整个体的潜能 从理论 上讲 生物体的每一个活细胞都应该具有全能性 8 在生物体内 细胞并没有表现出全能性 而是分化成为不同的细胞 器官 这是 基因在特定的时间 空间条件下选择性表达的结