1-必修1：分子与细胞

必修1：分子与细胞单元内容标准与认知层次具体内容细胞的分子组成生命(物)基本特征以细胞为基本结构和功能单位 相同化学成分 新陈代谢 稳态 应激性 生殖与遗传 进化生命结构层次：细胞-组织-器官-系统-个体-种群-群落-生态系统-生物圈生物学研究方法 主要是：观察和实验说出水和无机盐的作用水的主要生理功能(a)生物体中含量最多的化合物（一般60%-90%），分自由水/结合水水的作用：水作为良好溶剂 参与反应水是生物体内物质运输的主要介质水具有调节温度的作用。无机盐存在形式及其主要生理功能(a)大多数以离子状态存在，其主要生理作用是维持正常生命活动、某些复杂化合物的重要成分Mg2+是叶绿素的必需成分，Fe2+是血红蛋白的主要成分 概述糖类的种类和作用糖类的元素组成(a) C、H、O糖类的种类及生物体内重要的糖(b) 单糖：葡萄糖(重要能源物质)、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖 二糖：蔗糖(葡萄糖+果糖)、麦芽糖(葡萄糖+葡萄糖)、乳糖 多糖：纤维素、淀粉和糖元（植物和动物内的重要储能物质） 还原糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖糖类的生理功能(b)（1）主要能源物质 （2）细胞的组成成分（核糖、脱氧核糖）举例说出脂质的 种类和作用脂质的元素组成(a)C、H、O生物体内重要的脂质及其生理作用(a)包括油脂（主要储能物质）、磷脂（细胞内膜结构的重要成分）、胆固醇（人体必需，过多可能引发心脑血管疾病）、植物蜡等概述蛋白质的结构和功能蛋白质的元素组成(a) C、H、O、N（有的含S、Fe等），细胞中仅比水少，占干重50%以上，是含量最多的有机物蛋白质的基本单位(b)基本单位：氨基酸（约20种，R基不同），结构通式是蛋白质的化学结构、空间结构及其特点(b) 化学结构：氨基酸发生脱水缩合反应，通过肽键连接成肽链 肽键数=水分子数= 氨基酸分子数 - 肽链条数 一条肽链至少有一个氨基（-NH2）和一个羧基（-COOH） 蛋白质分子量=氨基酸总分子量-脱去的水的总分子量空间结构：一条或多条肽链构成蛋白质结构的多样性(b)氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，肽链的空间结构不同蛋白质的生理功能(b)组成蛋白(如肌蛋白)、催化作用(酶)、运输作用(血红蛋白)、调节作用(激素)、免疫作用(球蛋白)、运载作用(载体蛋白)等简述核酸的机构和功能核酸的元素组成(a)C、H、O、N、P核酸的基本单位(a) 核苷酸（一分子五碳糖、一分子磷酸基团、一分子含氮碱基） 包括：脱氧核糖核苷酸、核糖核苷酸（根据五碳糖不同）核酸的种类和分布(a) 脱氧核糖核酸(DNA)：主要细胞核，少量细胞质(线粒体和叶绿体) 核糖核酸(RNA)：主要在细胞质，少量在细胞核核酸的结构和功能(a) DNA：双螺旋结构，是绝大多数生物的遗传物质，储存的遗传信息控制着细胞的所有活动，并决定细胞和整个生物体的遗传特性 RNA：一般是单链结构，在蛋白质合成时是必需的说明生物大分子以碳链为基本骨架生物大分子以碳链为基本骨架(b)碳元素是所有生命系统中的核心元素。构成细胞的物质主要是有机物，有机物的种类繁多主要是由于碳骨架具有多样性（碳原子既可以与碳原子、也可以与其它原子共用电子对而连接；碳原子既可以形成长链，也可以形成环状结构）实验：生物组织的鉴定 还原糖本尼迪特试剂砖红色沉淀（沸水浴中） 蛋白质双缩脲试剂（先NaOH，后CuSO4）紫色 脂肪（油脂）苏丹染液橙黄色（显微镜观察） 淀粉碘液（碘-碘化钾）蓝色 DNA二苯胺（沸水浴或隔水煮沸）蓝色了解：DNA甲基绿蓝绿色 RNA派洛宁（吡罗红）红色单元内容标准与认知层次具体内容细胞的结构分析细胞学说建立的过程细胞学说的建立 过程及其意义(b)细胞的发现者及命名者：英国科学家 罗伯特胡克细胞学说的创立者：施莱登，施旺, 菲尔肖细胞学说是现代生物学的基础，被誉为19世纪的三大发现之一（还有能量守恒与转化定律、进化论）细胞学说的 基本观点(c)所有的生物都是由一个或多个细胞及细胞产物组成的；细胞是所有生物的结构和功能的单位；所有的细胞必定是有别的细胞产生的。用显微镜观察 多种细胞细胞形态和功能的多样性(a)最小细胞：原核生物支原体，最大细胞：鸵鸟蛋的卵黄。观察细胞形态需要使用显微镜：1.在低倍镜下找到物象，将物象移至（视野中央，移动方法？），然后转动（转换器），换上高倍镜观察。调节（光圈）和（反光镜），使视野亮度适宜。调节（细准焦螺旋），使物象清晰。2.高倍镜：物象（大），视野（暗），看到细胞数目（少）。低倍镜：物象（小），视野（亮），看到的细胞数目（多）。3.物镜：（有）螺纹，镜筒越（长），放大倍数越大。目镜：（无）螺纹，镜筒越（短），放大倍数越大。4.放大倍数=目镜的放大倍数物镜的放大倍数 5.污物判断：转目镜动玻片？细胞体积微小的原因：(1)受细胞核所能控制范围的制约 (2)体积小，表面积/体积值大，有利于物质迅速交换真核细胞与原核 细胞的比较(a) 原核细胞 真核细胞大小 较小 较大细胞壁 肽聚糖(细菌) 纤维素和果胶细胞膜 基本相同细胞质 除核糖体外无其他复杂细胞器 有复杂细胞器分化细胞核 拟核(无核膜)、无染色体 真正细胞核(有核膜)，有染色体代表生物 细菌、放线菌、蓝藻、支原体 动物、植物、真菌 注：病毒没有细胞结构，既不是真核生物也不是原核生物简述细胞膜系统的结构和功能细胞膜组成(a)磷脂、蛋白质、多糖细胞膜流动镶嵌 模型的基本内容(a)内容：基本骨架磷脂双分子层(脂双层) 蛋白质贯穿、插、镶在磷脂双分子层 多糖连在胞外蛋白质上，合称糖蛋白，构成糖被结构特点：具有一定的流动性（与胞吞胞吐、细胞融合等有关）细胞膜的 主要功能(a) 功能：控制物质进出、细胞免疫、信息交流（细胞识别）等 功能特性：选择透过性举例说出几种细胞器的结构和功能细胞器的形态、分布、结构和主要功能，包括线粒体、叶绿体、内质网、核糖体、高尔基体、中心体、液泡和溶酶体(a)细胞器 结构特点 分布 功能线粒体双层膜真核细胞 有氧呼吸的主要场所叶绿体双层膜植物叶肉细胞光合作用的场所内质网单层膜真核细胞 扩大膜面积、蛋白质运输通道、与多种有机物合成有关核糖体无膜结构所有细胞 合成蛋白质的场所高尔基体单层膜真核细胞 与细胞分泌物和植物细胞壁形成有关中心体无膜结构 动物细胞 有丝分裂时形成纺锤体液泡 单层膜成熟植物细胞 细胞液、内含色素等溶酶体单层膜动物细胞 溶解内吞物、细胞自溶细胞器之间的 分工协作关系(a)分泌蛋白的合成与分泌过程：核糖体-内质网-小泡-高尔基体-小泡-细胞膜(线粒体)植物细胞分裂：高尔基体、线粒体 动物物细胞分裂：中心体、线粒体阐明细胞核的结构和功能细胞核的结构 与功能(b)结构：核膜(双层膜，核孔大分子物质运输通道)、染色质(体)、核仁、核基质功能：是遗传物质贮存和复制的场所，是细胞的控制中心染色质(体)的化学组成与功能(b)化学组成：DNA和蛋白质，是同种物质不同时期的两种形态功能：遗传物质DNA的主要载体建立真核细胞的模型细胞质基质(细胞溶胶)成分功能(a)细胞质中除细胞器以外的液体部分称为细胞质基质(细胞溶胶)含有蛋白质等，是多种代谢活动的场所细胞质与细胞核之间相互关联和协调一致(b)核质分离，都不能存活，说明细胞只有保持完整性，才能保持生命活性。伞藻的切除、嫁接实验，说明细胞核决定细胞性状，是细胞的控制中心。蛋白质的合成等生理活动是核、质共同协调作用的结果。细胞骨架包围着各种细胞器的由蛋白质纤维（包括微丝、微管）构成的支架，称为细胞骨架。功能：决定、维持细胞形状；微丝与细胞运动有关。动植物细胞的区别相同的结构：细胞膜、核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞核不同的结构：通常植物细胞特有叶绿体、液泡、细胞壁， 动物细胞特有中心体、溶酶体单元内容标准与认知层次具体内容细胞的代谢上说出物质进出细胞的方式扩散、渗透(b)扩散是分子从高浓度处向低浓度处运动的现象。水（或其他溶剂）分子通过膜(半透膜)的扩散叫渗透。发生渗透作用的条件：半透膜；半透膜两侧具有浓度差。细胞吸水和失水(b)满足渗透作用的条件：半透膜(成熟植物细胞-原生质层，动物细胞-细胞膜) 原生质层细胞膜、液泡膜及之间的细胞质 两侧溶液(土壤或周围溶液；植物-细胞液，动物-细胞质)失水：植物细胞液浓度 土壤溶液浓度质壁分离复原 植物细胞液浓度 = 土壤溶液浓度水分进出细胞处于动态平衡离子和小分子的跨膜转运方式(b)自由扩散：高浓度运向低浓度，不需载体和能量。进行自由扩散的主要有三类：水，气体分子(CO2/O2)，脂溶性小分子(如/乙醇/甘油/苯/脂肪酸/维生素/尿素)易化扩散：高浓度运向低浓度，需要载体，不需能量（如葡萄糖进入红细胞）主动转运(主动运输)：低浓度运向高浓度，需要载体和能量。常考的主要有两类：无机盐离子和有机小分子（氨基酸、葡萄糖）细胞膜结构与物质进出细胞方式的关系(b)细胞膜在结构上具有一定的流动性，使得需要的大分子物质可以胞吞、胞吐的方式进出细胞；细胞膜在功能上具有选择透过性，水分子可以自由通过，细胞所需要的离子、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。说明酶在代谢中的作用酶的发现过程(a)斯帕兰扎尼：鹰、肉、小笼子胃液中有消化肉的物质酒精发酵：酵母代谢活动？化学反应？酶的概念(b)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。酶的作用及其特性(b)酶的作用：降低反应活化能，起催化作用，使细胞代谢在温和条件下快速地进行。酶的特性：高效性：新鲜鸡肝匀浆、FeCl3溶液催化过氧化氢分解的比较专一性：淀粉酶催化淀粉、蔗糖分解的比较；蔗糖酶分解蔗糖、麦芽糖比较受多种因素影响(温度、PH等)：温度、pH因素对酶活性的影响(b)影响酶活性的因素绘出相关曲线：温度：低温抑制酶的活性，最适温度，然后，高温使酶失活pH：低pH使酶失活，最适pH，然后，高pH使酶失活酶的浓度：随酶浓度升高，反应速率上升（同时受底物浓度的影响）底物的浓度：随底物浓度升高，反应速率上升（同时受酶浓度的影响）解释ATP在能量代谢中的作用ATP的分子结构与高能磷酸键(a)中文名称：腺苷三磷酸（或三磷酸腺苷）结构简式：APPP 其中A代表腺苷，T代表三个，P代表磷酸基团代表普通磷酸键，代表高能磷酸键。 一个腺苷由1个核糖、1个腺嘌呤组成ATP与ADP相互转化(b)ATP-ADP循环？能写出反应方程式吗？ATP的水解释放能量用于主动转运、肌肉收缩、神经细胞活动、分泌等生命活动ATP的生成途径：动物是细胞呼吸，植物有细胞呼吸和光合作用。生成ATP的细胞器：线粒体和叶绿体。生成ATP的场所： 线粒体、细胞溶胶(细胞质基质)、叶绿体ATP的功能(b)生物体生命活动所需的能量直接来源是ATP。细胞内最主要的能量形式是化学能，ATP不仅是吸能反应和放能反应的纽带，更是细胞中的 能量通货单元内容标准与认知层次具体内容细胞的代谢下说明光合作用以及对它的认识过程光合作用的研究历史(a)反应物：玻璃钟罩(植物，-清水，-NaOH)，光合作用情况，需要CO2产物：产生O2、合成淀粉(天竺葵饥饿24小时，-曝光-遮光，酒精褪色，碘检验)条件：需要光场所：叶绿体(水绵，没有空气，极细光束照射，好氧性细菌聚集位置)叶绿体中光合色素及其作用(a)分布：叶绿体基粒囊状结构（类囊体）的薄膜上类胡萝卜素 胡萝卜素橙黄色种类： 叶黄素黄色吸收蓝紫光和红橙光吸收蓝紫光叶绿素b黄绿色叶绿素 叶绿素a蓝绿色功能：吸收、传递和转化光能提取：研钵、丙酮、二氧化硅、碳酸钙，迅速研磨，过滤分离：纸层析法(原理、制备滤纸条、画滤液细线、纸层析装置、层析结果)叶绿体结构与光合作用的关系(b)双层膜：基粒（囊状结构薄膜）：含有光合色素和有关酶，光反应的场所基质：含有光合作用有关的酶，暗(碳)反应的场所 另外含有少量DNA光合作用概念(b)以CO2和水为原料，通过叶绿体，利用光能合成糖类等有机物并储存能量的过程总反应式：6CO2+12H2O(叶绿体、光能)C6H12O6+6H2O+6O2 （同位素示踪）光合作用的过程、实质和意义(b)过程： 光反应 碳(暗)反应与光的关系必须在光下进行 有光无光都能进行场所 基粒（类囊体膜） 基质必要条件 光、色素、酶、水 多种酶、CO2、NADPH、ATP物质变化 水的光解 CO2的固定 (卡尔文循环)ATP、NADPH形成 C3的还原、C5的再生能量变化 光能电能活泼的化学能活泼的化学能有机物中稳定化学能联系 光反应为暗反应提供物质和能量，碳反应保证光反应的正常进行实质： 利用光能，把无机物合成有机物意义： 制造有机物（自养生物），是所有异养生物食物的根本来源 将太阳能转化成化学能，贮存在有机物中，是能量流动的源头 制造氧气，维持大气中O2、CO2含量相对稳定，对生物进化有重要作用研究影响光合作用速率的环境因素影响光合作用速率的环境因素(c)光合速率：单位叶面积的某种植物在单位时间内进行多少光合作用(O2、CO2指标) 真光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率影响因素：【光、温度、CO2浓度对光合作用的影响是综合性的】(1)光：光强，光合速率，达到光饱和点后不再增加(2)温度：温度，光合速率;达最适温度,不再增加；随后温度,光合速率(3)CO2浓度：浓度，光合速率，达到CO2饱和点后不再增加光合作用原理在生产实践中的应用(c)提高农作物的产量的措施： 延长光合作用的时间：小麦地里套种玉米；大棚内延长光照 增加光合作用面积：合理密植 提高光合速率：大豆和玉米间种，大棚适当提温，正其行通其风，施农家肥说明细胞呼吸，探讨其原理的应用细胞呼吸概念(b)细胞内进行的将糖类等有机物分解，释放能量并生成ATP的过程线粒体结构与细胞呼吸的关系(b)需氧呼吸、厌氧呼吸的第一阶段的反应相同，场所都在细胞质基质(细胞溶胶)需氧呼吸的第二、第三阶段在线粒体内（有氧呼吸的主要场所）进行厌氧呼吸的第二阶段也在细胞质基质(细胞溶胶)中进行细胞呼吸的实质、类型、过程和意义(b)实质：分解有机物，释放能量类型： 需(有)氧呼吸 厌(无)氧呼吸。过程： 第一阶段相同 酒精：大部分植物、酵母菌 乳酸：动物，乳酸菌，马铃总反应式： 薯块茎,甜菜块根,玉米胚意义：为生物体的生命活动提供能量，为其他化合物的合成提供原料(碳骨架)细胞呼吸原理在生产生活应用(b)粮食的储存：干燥、低温、低氧（或充入氮气、二氧化碳）蔬菜水果的保鲜：湿度适中，低温，低氧自养生物和异养生物划分的依据：能否将无机物二氧化碳和水合成有机物。自养生物：植物、某些细菌、蓝藻（蓝细菌）等 异养生物：人、动物、真菌和大部分细菌单元内容标准与认知层次具体内容细胞的增殖简述细胞的生长和增殖细胞生长及意义多细胞生物的生长，主要靠细胞数目的增多，也靠细胞体积的增大。细胞增殖及意义细胞数目增多是细胞增殖的结果单细胞生物通过细胞增殖繁殖后代，多细胞生物通过细胞增殖而生长。真核细胞增殖的主要方式：有丝分裂（体细胞增殖主要方式）、无丝分裂、减数分裂（产生生殖细胞-精子和卵细胞的方式）细胞分裂包括的过程：细胞核的分裂，细胞质的分裂描述细胞无丝分裂无丝分裂的过程细胞核内DNA复制核延长从中部缢裂成两个细胞从中部缢裂成两子细胞举例：蛙红细胞进行无丝分裂分析细胞的有丝分裂并概述其过程细胞周期的概念连续分裂的细胞从一次分裂结束时开始，到下一次分裂结束时为止的过程包括：分裂间期（G1、S、G2）和分裂期（M），间期总是长于M期有丝分裂间期和分裂期的特点分裂间期：完成DNA的复制和有关蛋白质的合成其中：G1期完成合成DNA所需的蛋白质的合成和核糖体的增生S期完成DNA的复制G2期完成一些蛋白质的合成 前期：膜仁消失两体现分 中期：形定数晰赤道板裂 后期：点分为二分两极期 末期：两消两现赤道板 染色体和DNA含量变化曲线染色体上没有单体时，染色体：DNA：单体1：1：0；染色体上有单体时，染色体：DNA：单体1：2：2动植物有丝分裂区别： 植物 动物纺锤体形成细胞两极发出纺锤丝 中心体(间期复制)发出星射线细胞质分裂高尔基体形成囊泡聚集成细胞板 细胞向内凹陷缢裂成两个后发展成为新的细胞壁有丝分裂的特征 和意义特征：将亲代细胞的染色体经过复制之后，精确地平均分配到两个子细胞中。(染色体变化：间期复制形成单体，前期染色体出现，中期着丝点排赤道板，后期着丝点分裂，染色单体分开染色体数目加倍，末期染色体解旋成染色质)意义：由于染色体上有遗传物质