2026年高考生物一轮复习：必修1《分子与细胞》知识点考点提纲

专题一：细胞的组成成分考点一：细胞学说及其建立过程1、细胞学说的建立者：施莱登和施旺2、细胞学说的主要内容：后人根据他们发表的研究结果进行整理并加以修正，综合为以下要点：①细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成；②细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体生命起作用；③新细胞是由老细胞分裂产生的。3、建立过程：①维萨里通过大量尸体解剖，揭示人体器官结构；比夏指出器官由组织构成；②罗伯特·虎克用显微镜观察木栓组织(死细胞),命名小室为“细胞”;列文虎克(第一个观察到活细胞)和马尔比基显微观察资料逐渐积累；③施莱登和施旺通过科学观察和归纳概括，形成理论。④耐格里观察发现，新细胞产生是老细胞分裂的结果。⑤魏尔肖总结：细胞通过分裂产生新细胞。名言：所有的细胞都来源于先前存在的细胞。4、细胞学说的意义：细胞学说揭示了动物和植物的统一性，从而阐明了生物界的统一性。理解：①使人们认识到动物和植物有共同的结构基础，促使学科融通和统一，催生生物学的问世；②生物学的研究由器官、组织水平进入细胞水平，为后来进入分子水平打下基础；③解释了个体发育，为后来的生物进化论的确立埋下伏笔。5、方法：归纳法概念：是指由一系列具体事实推出一般结论的思维方法。分为：完全归纳法和不完全归纳法注意：不完全归纳法得出的结论很可能是可信的，可以用来预测和判断，但也存在例外的可能。注：教材必修1P4“思考·讨论”(节选)科学家是如何通过获得证据来说明动植物体是由细胞构成这一结论的?通过对动植物体的解剖和显微观察获得证据，通过归纳概括形成结论。考点二：生命系统的结构层次结构层次举例动的最小层次。组织由形态相似结构功能相同的细胞联合在一起形成的细胞群动：上皮、结缔、肌肉、神经组织；器官几种不同组织结合形成能完成某一生理功能的结动：心脏、脑、消化器官等；构植：营养器官根茎叶，生殖器官花果实种子。系统而形成的整体(区分系统与生命系统、生态系统)人体系统：运动、呼吸、消化、循环、泌尿、由各种器官或系统协调配合共同完成复杂生命活人、草履虫、青蛙、一株番茄和进化的基本单位是种群。一个池塘所有的鲤鱼同一时间内在一定区域中所有种群的集合一个池塘中所有生物，包括动物、植物、微生物的统一整体生物圈地球上全部生物及其无机环境的总和和水圈的大部)1.从生物圈到细胞，生命系统层层相依，又各自有特定的命系统，越高等的生物其生命系统越复杂。2.地球上最早出现的生命形式：单细胞生物。它没有组织、器官、系统这三个结构层次。3.病毒不能独立完成生命活动，不属于生命系统。4.草履虫等单细胞生物既属于细胞层次，又属于个体层次。5.生命系统的结构层次可含“非生物成分”,如生态系统、生物圈包含无机环境。6.一个分子或原子是系统还是生命系统?为什么?分子、原子是系统，因为系统是指彼此间相互作用、相互依赖的组分有规律地结合而形成的整体，但不是生命系统，因为一个分子或原子不能完成一定的生命活动。考点三：细胞多样性和统一性：一、生物分类生物类型举例结论无细胞结构生物遗传物质：核酸)只有依赖于活细胞才能生活单细胞生物细菌、单细胞藻类、单细单细胞生物能够独立完成各项生命活动多细胞生物大多动物和植物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生命活动1.一切生物的生命活动离不开细胞。细胞是生物体结构和功能基本单位。2.病毒，不能独立进行新陈代谢。病毒和动植物相比，最大的特点是没有细胞结构，不能独立地进行代谢，单独存在时不具备生物活性。病毒被认作生物的主要原因是病毒能进行增殖。病毒不能用一般的培养基培养，其原因是病毒营寄生生活，只能用活细胞来培养。3.如图分别表示新冠病毒和T2噬菌体的结构，请据图回答：刺突蛋白刺突蛋白—核衣壳蛋白·新冠病毒(1)新冠病毒和T2噬菌体由什么成分组成?这些成分的合成场所在哪里?新冠病毒主要由RNA和蛋白质构成。T2噬菌体主要由DNA和蛋白质构成。其中RNA、D蛋白质是在宿主细胞的核糖体上合成的。(2)新冠病毒比T2噬菌体的变异性更大，原因是什么?自然状态下能发生的变异类型是?新冠病毒的遗传物质是RNA,RNA是单链结构，不稳定，容易发生变异；基因突变。(3)新冠病毒的最外层有脂质的囊膜包被，且有多种蛋白质，据此推测新冠病毒进入宿主细胞的方式是什么?依靠脂质膜和细胞膜的融合，以类似胞吞的方式进入宿主细胞。(4)T2噬菌体是专一侵染大肠杆菌的病毒，如果想用放射性同位素标记T2噬菌体，该如何操作?请写出基本思路。先用含有放射性同位素的培养基培养大肠杆菌，再用标记后的大肠杆菌培养T2噬菌体。二、原核细胞和真核细胞科学家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。核糖体核糖体拟核▲图1-6大肠杆菌(左)和蓝细菌(右)细胞模式图一拟核1、由真核细胞构成的生物叫做真核生物，如植物、动物、真菌等。2、原核生物主要是分布广泛的各种细菌。蓝细菌(旧称：蓝藻),细胞比其他细菌大，一般来说，肉眼分辨不清；但当它们以细胞群体的形式存在时，可见。如淡水水域污染后富营养化，导致蓝细菌和绿藻大量繁殖，形成水华。蓝细菌细胞内含有藻蓝素和叶绿素(无叶绿体，有光合作用相关酶),是能进行光合作用的自养生物(生产者)。的区域叫拟核。3、总结原核细胞和真核细胞的异同点常见举例1、细菌(杆、球、弧、螺旋)2、蓝细菌3、放线菌克次氏体1、动物细胞2、植物细胞3、真菌(酵母、霉菌、可食用)细胞大小小大细胞核无细胞核，有拟核有细胞核遗传物质拟核，裸露的环状DNA分子染色质/体，细胞质基因细胞质只有核糖体一种细胞器多种细胞器变异类型基因突变，基因重组，染色体变异是否遵循孟德尔遗否先转录后翻译联系化学组成相似，结构上都有细胞膜、细胞质、核糖体①病毒属于真核细胞还是原核细胞?都不属于。②细胞多样性的直接原因是?其根本原因是?直接原因：构成细胞的蛋白质分子不同；同一生物不同细胞间：基因的选择性表达。④细胞结构和功能相统一的实例：于扩散和转移基体含量较多分化，不分裂细胞等结构与功能相统一⑤你如何解读“原核细胞”和“真核细胞”中的“原”字和“真”字?据此推测原核生物和真核生物在进化上的联“原核细胞”的“原”字指“原始”的含义；“真核细胞”中的“真”字指“真正”的含义；从进化的视角看，真核生物是由原核生物进化来的。⑥原核生物中既有自养生物又有异养生物?原核生物都是单细胞生物吗?是，蓝细菌和大多数细菌；是⑦乳酸菌、衣藻、蘑菇和蓝细菌都具有结构有哪些?细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体(统一性+都以DNA作遗传物质)⑧没有细胞核的细胞不一定都是原核细胞，如哺乳动物成熟的红细胞、高等植物成熟筛管细胞。⑨能进行有氧呼吸的细胞不一定都含有线粒体，如蓝细菌和硝化细菌。【考点四：显微镜的使用】实验：使用高倍显微镜观察几种细胞1、选材真菌(酵母菌)、低等植物细胞(水绵)、高等植物细胞(叶的保卫细胞)、动物细胞(鱼的红细胞)、人体上皮组织、结缔组织、神经组织的切片、血涂片、植物叶片结构永久切片。2、制作临时装片擦拭玻片→滴清水→取材→展平(或涂匀)→盖上盖玻片→染色(滴入，吸水纸吸引)→观察。3、使用显微镜观察3、使用显微镜观察①取镜与安放：左手托镜座，右手握镜臂；平稳放在实验台的前方稍偏左。②对光：转动转换器，使低倍物镜对准通光孔。然后选一较大的光圈对准通光孔，左眼注视目镜，转动反光镜，使光线通过通光孔反射到镜筒内，通过目镜，可以看到亮白的视野。③制片：制作临时装片.如果细胞与背景色相同或相近，则需要将细胞染色。目镜一目镜一其长短与放大粗准焦螺旋细准焦螺旋镜臂压片夹④低倍镜观察：把所要观察的玻片标本放在载物台上，用压片夹压住，标本要正对通光孔的中心。转动粗准焦螺旋，使镜筒缓缓下降，直到物镜接近玻片标本为止(此时实验者的眼睛应当看物镜镜头与标本之间，以免物镜与标本相撞)。左眼看目镜内，同时反向缓缓转动粗准焦螺旋，使镜筒上升，直到看到物像为止，再稍稍转动细准焦螺旋，使看到的物像更加清晰。⑤高倍镜观察A转动反光镜，使视野明亮。B在低倍镜下观察清楚后，把要放大观察的物像移至视野中央。C转动转换器，换成高倍物镜。D用细准焦螺旋调焦并观察。4、常见问题：①放大倍数的计算：显微镜的放大倍数等于目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。②放大倍数的实质：显微镜的放大倍数是指长度或宽度的放大，不是指面积或体积。图1③显微镜成像特点：“像在哪往哪移”“动起来方向相同”④污点可能存在的位置：装片、物镜、目镜。⑤显微镜观察异常情况分析(1)视野模糊原因分析整个视野模糊——视野一半清晰，一半模糊——有异物存在。元素元素(2)调节视野亮度的操作观察染色标本或高倍镜观察——光线宜。(强、弱)观察无色或未染色标本或低倍镜观察——光线宜。(强、弱)视野一半暗一半亮——应调o甲乙丙①②③④答案：细准焦螺旋未调好可能是切片厚薄不均匀强弱反光镜(可能是反光镜的调节角度)5、结论：观察细胞图片发现细胞形态的多样性，同时也看到细胞都具有相似的基本结构，如细胞膜、细胞质和细胞核，这反映了细胞的统一性。【考点五：组成细胞的元素】生物界和非生物界在元素组成上的统一性和差异性：①组成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到，没有一种元素为细胞所特有，体现生物界和非生物界在元素种类上具有统一性。②但是细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同，体现生物界和非生物界在元素相对含量上具有差异性。1.组成细胞中的化学元素常见的有20多种：来源一有选择地从无机自然界吸收MgMg等①组成多种多样的化合物②影响生物体的生命活动①组成多种多样的化合物②影响生物体的生命活动大多以化合物的形式存在大多以化合物的形式存在2.玉米和人体细胞鲜重和干重中主要的元素含量：及含量(干重，质量分数)CH0NKPS总计小于3%【考点六：组成细胞的无机物】一、组成细胞的各种元素大多以化合物形式存在。水(70%~90%)无机盐(1%~1.5%)-脂质(1%~2%)—蛋白质(7%~10%)-糖类和核酸(1%~1.5%)无机化合物有机化合物不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是有差异的。二、实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质(1)还原糖的检测和观察实验原理：还原性糖类与斐林试剂作用，生成砖红色沉淀；(甲液：质量浓度为0.1g/ml的NaOH溶液；乙液质量浓度为0.05g/ml的CuSO₄溶液)取材要求：白色或接近无色(梨、葡萄或者白萝卜匀浆)不宜选用甘蔗、甜菜、马铃薯，也不宜选用带颜色的材料。颜色变化：(白色→浅蓝色→棕色→砖红色)实验步骤：向试管当中注入2ml待测组织样液，再注入1ml斐林试剂(注意要甲液和乙液等量混合均匀后再注入);然后将试管放入盛有50-65℃温水的大烧杯中加热约2min。(2)蛋白质的检测和观察实验原理：蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。(A液：质量浓度为0.1g/ml的NaOH溶液；B液：质量浓度为0.01g/ml的CuSO₄溶液)实验材料：豆浆，鲜肝提取液，鸡蛋清稀释液实验步骤：向试管当中注入2ml待测组织样液，再注入双缩脲试剂A液1ml,摇匀，再注入B液4滴，摇匀。注意：蛋白质检测时，为什么先加A液再加B液?B液为什么不能过量?蛋白质中的肽键在碱性条件下能与Cu²+生成紫色络合物，所以先加A液营造碱性环境，后加B液提供Cu²+。其中双缩脲试剂B液的量不能过多，因为过多的双缩脲试剂B液会与双缩脲试剂A液反应生成Cu(OH)₂,使溶液呈蓝色进而掩盖实验生成的紫色。(3)脂肪的检测和观察实验原理：脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色或者被苏丹IV染液染成红色；实验步骤：制作花生子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况。取材：取一粒浸泡过的花生种子去掉种皮。注意：因为浸泡时间短，不易切片；浸泡时间过长，组织较软，切片不易成形。切片要尽可能薄些，便于观察。切片：用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片，放入盛有清水的培养皿中待用。制片：从培养皿中选取最薄的切片，用毛笔蘸取放在载玻片中央；在花生子叶薄片上滴2-3滴苏丹Ⅲ染液，染色3min;用吸水纸吸取染液，再滴加1-2滴体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色；用吸水纸吸取花生子叶周围的酒精，滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片。注意：染色时间不宜太短，染色不充分，脂肪颗粒染色过浅不宜观察；时间不宜过长，样品中的脂肪可能溶解，洗浮色时被洗掉，且会使其他部位着色，观察不到被染色的脂肪颗粒。观察：低倍镜下找到最薄处，移到视野中央，换高倍镜观察。如果含有脂肪会观察到橘黄色或者红色圆形脂肪颗粒。三、细胞中的水1、水的含量(1)水是活细胞中含量最多的化合物。(2)影响细胞内含水量影响因素①生物体种类不同，含水量不同：水生生物含水量>陆生生物含水量。男人>女人；(填“<”“>”“=)”②生物体的发育阶段，含水量也不同：幼儿>成年人；植物幼嫩部分>成熟部分；种子萌发时>种子休眠时③生物体的不同组织、器官含水量也不同。血液>骨骼>牙齿2、水的存在形式大多数水呈游离状态，可以自由流动，叫做自由水，约占细胞内全部水分的95.5%;一部分水与细胞内的其它物质相结合，叫做结合水，约占细胞内全部水分的4.5%。3、水的作用易形成分布极性分子水(2)自由水是细胞内的良好溶剂；细胞内许多生物化学反应都需要水的参与；为细胞提供液体环境；水具有运输作用(在生物体内流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物运送到排泄器官或直接排出体外)。4、自由水和结合水的关系①自由水和结合水可以相互转化；②自由水和结合水与新陈代谢的关系：自由水含量越高，新陈代谢越旺盛；结合水含量越高，抗性越强。种子与水种子与水 【例题】①刚刚收获的小麦种子经曝晒，失去了大量的水分，这些水属于自由水；再将晒干的种子放在试管内用酒精灯加热，试管壁上将出现小水珠，这些水属于结合水。②将种子晒干就是减少其中自由水的量使其代谢水平降低，便于储藏；北方冬小麦在冬天来临前，自由水的比例会逐渐降低，而结合水的比例会逐渐上升，以避免气温下降时自由水过多导致结冰而损害自身。散或协吸收方式产产生⑤ADP形成ATP利用利用四、细胞中的无机盐1、无机盐在细胞中大多以离子形式存在，在细胞中含量很少，仅占细胞鲜重的1-1.5%。2、无机盐的作用(1)某些无机盐是细胞内复杂化合物的重要组成成分；①Fe²是构成血红素的元素，人体缺少它，将导致缺铁性贫血。②Mg²是构成叶绿素的元素，植物缺少它，光合作用将受影响。③I是构成甲状腺激素的元素，成人缺少容易患地方性甲状腺肿大，孕妇或者儿童缺少容易使儿童患呆小症；多易患甲亢。(2)许多无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用；例如：人体内Na缺乏会引起神经和肌肉细胞兴奋性降低，引发肌肉酸痛、无力等。血液中缺乏Ca²,会抽搐。(3)某些无机盐例子参与维持细胞的酸碱平衡和渗透压。人的血浆PH值约为7.35-7.45,无机盐如HPO²/H₂PO₄和H₂CO₃/HCO₃等缓冲系统来调节并维持PH平衡。人体PH降低0.5个单位，立即引发酸中毒。1.为什么在患急性肠胃炎时不能直接喝大量水?急性肠胃炎丢失大量水和无机盐，导致体内渗透压平衡出现障碍，如果只补充水，渗透压会变小，所以应该喝淡盐水，严重的应该去医院挂吊瓶补充葡萄糖和淡盐水。N、Mg是组成叶绿素的成分，N、P是组成叶绿体类囊体膜和ATP的成分，N也是组成光合酶的成分，因此植物缺少N、Mg、P会影响植物的光合作用。3.植物根系既能从土壤中吸收水分也能吸收无机盐，但是不能吸收有机物。NPP无机盐无机盐叶绿素(与光反应有关)甲状腺激甲状腺激素(幼年时缺乏引发与Na+共同维持细胞外液渗透压SNat血红素(人体缺发乳酸中毒)甲硫氨酸等组成成分不开“Na+内流”维持细胞内液渗透压，静息电位的恢复和维持离不开“K+外流”可调节肌肉收缩Ca²+和血液凝固五、验证某种矿质元素的生理功能(1)实验设计：减法原理①对照组：植物+完全培养液→正常生长②实验组植物+只缺X的培养液正常生长→X不是必需元素生长不正常生长正常X是必需元素(2)实验成功关键点①实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况应一致等。②实验组用只缺X的培养液，对照组用完全培养液，不能用蒸馏水作对照。③实验组加入X的目的是二次对照，使实验组前后对照，以增强说服力。【考点七：组成细胞的有机物】一、细胞中的糖类1、功能：糖类是主要的能源物质。3、主要种类和作用构成特点作用 (不能水五碳糖2号碳上脱氧构成DNA的组成物质一切生物除了RNA病毒构成RNA的组成物质一切生物除了DNA病毒同分异构体物质，“生命的燃料”一切生物果糖半乳糖二糖葡萄糖+果糖两分子单糖脱水缩合形成，化学式C₁₂H₂₂O11,水解成单糖被细胞吸收，进而被氧化分解供能果蔬菜葡萄糖+葡萄糖发芽的小麦等谷粒中葡萄糖+半乳糖人和动物乳汁多糖 (单体均为葡萄糖)植物体内储能物质或根以及一些植物果实糖原动物体内储能物质中纤维素所有植物细胞细胞壁主要成分，秆枝叶几丁质(又称壳多真菌细胞壁主要成分；含N多糖；用于废水处理；制作食品包装纸虫的外骨骼①多数糖类分子中氢原子和氧原子之比为2:1,所以糖类也叫碳水化合物，简写为(CH₂O)。②单糖可不经消化直接被吸收，而二糖、多糖必须经消化水解成单糖后才能被吸收。③纤维素在人和动物体内很难被消化，草食类动物借助某些微生物才能分解。④构成淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖分子，但是葡萄糖的数量和连接方式不同。⑤根据化学性质不同，糖类又可以分为还原糖和非还原糖，其中还原糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖，非还原糖蔗糖和⑥植物体内特有的糖类有果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素，动物特有的糖类半乳糖、乳糖、糖原，动植物共有的糖类有五碳糖，葡萄糖。⑦RNA、DNA、ATP中的糖依次为核糖、脱氧核糖、核糖。⑧区别：水解和氧化分解物质蛋白质淀粉初步水彻底水解产物解产物>脱氧核苷酸核糖核苷酸多肽麦芽糖氨基酸—葡萄糖甘油和脂肪酸代谢终产物(氧化分解)磷酸盐及含氮物质含氮物质二、细胞中的脂质1、脂质存在于所有细胞中，是组成细胞和生物体的重要有机化合物。2、组成脂质的元素主要是C、H、0,有些脂质还含有N、P。脂质分子中氧的含量远远低于糖类，而氢的含量更高，所以在氧化时耗氧更多。3、脂质各种类分子结构差异很大，通常不溶于水，而溶于脂溶性有机溶剂，如丙酮、氯仿、乙醚等。组成元素结构分布功能植物大多含有不饱和脂肪酸(室温液态)酸(室温固态)P在动物脑、卵细胞、中含量丰富构成细胞膜和多种细胞器膜的重要成分。固醇内还参与血液中脂质的运输；性激素能促进人和动物生殖器官的发育以能有效地促进肠道对钙、磷的吸收。注意：①细胞中糖类和脂质是可以相互转化的。血液中葡萄糖除供细胞利用外，多余部分可以合成糖原储存起来，如果还有富余，可以转变为脂肪和某些氨基酸。但是糖类和脂质之间转化程度是有差异的。糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪；而脂肪一般只有在糖类代谢发生障碍，引起功能不足时，才会分解供能，而且不能大量转化为糖类。②相比于淀粉类作物种子，种植油料作物种子时要播种的浅一些，为什么?脂肪中氧的含量远远低于糖类，而氢的含量更高。等质量的脂肪与糖类氧化分解时，脂肪释放的能量更多，需要的0₂多，产生的H₂O多。③呼吸熵是物质氧化分解时释放CO₂与消耗O₂的比值，糖类的呼吸熵等于1,而脂肪的呼吸熵却小于1,请从糖类和脂肪的元素组成方面分析原因?脂肪和糖类均由C、H、0三种元素组成，但脂肪中“C”“H”含量高，而“0”含量低，故脂肪氧化分解释放的能量多，需要0₂多，产生的H₂O多。④哺乳动物体内胆固醇并非有害无益，原因是?胆固醇是动物细胞膜的重要组成成分，在人体内还参与血液中脂质的运输。⑤构建种子萌发时吸水和呼吸方式变化曲线ⅡI(1)在种子吸水的第I阶段，由于(吸胀)吸水，呼吸速率上升。(2)在种子吸水的第Ⅱ阶段，细胞呼吸CO₂的产生量要比02的消耗量大得多，说明此期间主要进行无氧呼吸。(3)在胚根长出后，由于胚根突破种皮，增加了O2的吸收量，种子以有氧呼吸为主，同时胚根大量吸水(渗透吸水)。(4)种子萌发后期，O₂吸收量大于CO2释放量，说明除了糖类参与氧化分解外，还有其他物质参与氧化分解，如脂肪。(5)油料作物和非油料作物种子萌发过程中鲜重和干重怎么变化?种子形成时，光合作用产物的输入导致其干重增加。种子萌发时，吸收水分导致其鲜重增加，非油料作物的种子由于只进行细胞呼吸导致干重减少，油料作物种子萌发初期干重有所增加(是因为脂肪转化为糖类的过程中增加了氧元素),然后再减少。种子类型非油料作物种子(如小麦)油料作物种子(如大豆)种子形成时种子萌发时淀粉→可溶性糖(还原糖)三、蛋白质是生命活动的主要承担者1、地位：组成细胞中的有机化合物中含量最多的；目前已知的结构最复杂、功能最多样的分子2、蛋白质的功能①构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白，例如：肌肉、头发、羽毛、蛛丝等；②对细胞内的化学反应有催化作用，例如：酶；③具有运输功能，如血红蛋白运输氧；④具有免疫功能，如抗体帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害；⑤调节机体的生命活动，如胰岛素；总结：蛋白质是细胞的基本组成成分，具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御等功能，细胞的各项生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。3、蛋白质的结构(1)蛋白质的基本组成单位--氨基酸(2)种类：人体中组成蛋白质的氨基酸有21种。①必需氨基酸：人体细胞不能合成的，必须从外界环境中获取的氨基酸，有8种，包括：蛋(甲硫)氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸；②非必需氨基酸：人体细胞能够合成的，有13种。注意：长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而导致疾病，请分析原因?赖氨酸为必需氨基酸，人体不能合成，只能从食物中摄取才能保证正常的生命活动，玉米中不含赖氨酸，因此长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而患病。(3)结构：氨基酸结构通式：结构特点：①至少含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上；②此碳原子上还连接着一个氢原子，和一个侧链基团(R基)。其中R基决定氨基酸种类。(4)蛋白质的形成过程：①一个氨基酸分子羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子的水，这种结合方式叫做脱水缩合。②连接两个氨基酸分子的化学键(-CO-NH-)叫做肽键。③由两个氨基酸分子缩合而成的化合物，叫做二肽。由三个氨基酸分子缩合而成的化合物，叫做三肽。由多个(n个)氨基酸分子缩合而成的化合物，叫做多肽，通常呈链状结构，叫做肽链。④氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。⑤多条肽链之间可以通过化学键如二硫键相互结合在一起，形成更为复杂的空间结构。氨基酸一条肽链之间脱氨基酸一条肽链之间脱的特定区水缩合域进行有特定空具有生物活性等元素氨基酸蛋白质多肽(5)蛋白质多样性的原因：在细胞内，组成一种蛋白质的氨基酸的数目可能成千上万，氨基酸形成肽链时，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别，因此蛋白质分子的结构及其多样。(6)结构和功能相适应：每一种蛋白质分子都有与它所承担的功能相适应的独特结构。如果氨基酸序列和蛋白质空间结构改变，就可能会影响其功能。蛋白质变性：蛋白质在某些物理和化学因素(高温、紫外线、强酸、强碱、酒精、甲醛、重金属盐等)作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。变性是不可逆的。区别于盐析和水解。【专题：蛋白质相关计算】:1、氨基酸排列与多肽种类M种氨基酸形成n肽化合物种类有2、氨基酸缩合反应相关：至少有多少游离的氨基或者羧基数目第17页共72页3、求蛋白质分子量已知21种氨基酸平均相对分子质量为a,则由n个氨基酸分子组成的含有m条肽链的蛋白质分子质量是4、求原子个数5、有的氨基酸分子中含有巯基(-SH),在形成蛋白质分子过程中会有两个巯基脱去两个氢原子，形成二硫键(-S-S-),即形成一个二硫键，相对分子质量减少单链或者环状肽彻底水解：四、核酸是遗传信息的携带者1、种类对比全名组成物质均相同五碳糖胞嘧啶、鸟嘌呤、腺嘌呤、胸腺嘧啶胞嘧啶、鸟嘌呤、腺嘌呤、尿嘧啶结构一般为双链(双螺旋结构模型)一般为单链分布真核：主要在细胞核中，少量在线粒体、叶绿体细胞器中原核：主要在拟核，少量存在质粒中主要在细胞质中第18页共72页①DNA分子是由两条单链组成的，按反向平②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成②配对的碱基中，A与T之间形成两个氢键，C与G之间形成三个氢键，氢键越多，DNA结构越稳定。②多样性：遗传信息蕴藏在碱基对排列顺序中，碱基排列顺序千变万化，如某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4"种。③特异性：每对碱基对排列顺序特定，比例在不同DNA分子中不同。DNA没有空间结构多样性，DNA双链结构均连接形成双螺旋结构。而蛋白质分子可以由多肽链进行盘曲折叠。①生物的主要遗传物质：大多数生物的遗传物质是DNA,少数病毒遗传物质是RNA。②参与遗传信息的传递和表达(中心法则)人类的遗传信息储存在DNA分子中，而且每个个体的DNA的脱氧核苷酸序列各有特点。5、不同生物的核酸、核苷酸及碱基的情况：举例马铃薯、杨树细菌、真菌大肠杆菌、酵母菌不具有细胞结构生物DNA病毒RNA病毒流感、烟草花叶病毒6.DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系多样性质多体现样性多样性多样性量、排列顺序不同碱基对数量及排列顺序的不同蛋白质的空间结构千生物多样性生态系统多样性在哪儿?环境多样性决定蛋白质的“相同”与“不完全相同”同一生物个体不同的体细胞中，核由于基因的选择性表达，同一生物不全同个体的不同体细胞中的mRNA和蛋白质不完全相同7.常见的核酸—蛋白质复合体RNA数目加倍DNA聚合酶RNA聚合酶RNA复制酶第20页共72页五、生物大分子以碳链为骨架细胞是由多种元素和化合物构成的，在构成细胞的化合物中，多糖、蛋白质、核酸都是大分子。多糖蛋白质这些大分子的基本单位称为单体。每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架。生物大分子是由许多单体连接成的多聚体。生物大分子也是以碳链为基本骨架的。“碳是生命的核心元素”,“没有碳就没有生命。”细胞中的这些化合物，含量和比例处在不断变化之中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动的正常进行。六、化合物判断主要能源物质主要能源物质—→糖类生命活动的主要承担者—→蛋白质遗传信息的携带者—→核酸化合物功能糖类0专题二：细胞的基本结构考点一：细胞壁1、作用：支持和保护2、成分：植物：主要由纤维素和果胶构成细菌：主要成分肽聚糖(唯一没有细胞壁的细菌：支原体)真菌：主要成分几丁质3、特点：全透性，伸缩性差考点二：细胞膜：真正系统的边界，也叫质膜。(1)将细胞与外界环境分隔开将生命物质与外界坏境分隔开，使细胞成为相对独立的系统，细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。(2)控制物质进出细胞一般来说，细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞；细胞不需要的物质不容易进入细胞。抗体、激素等物质在细胞内合成后，分泌到细胞外，细胞产生的废物也要排到细胞外；但是细胞内有用的成分却不会轻易流失到细胞外。细胞膜的控制作用是相对的，环境中一些对细胞有害的物质有可能进入；有些病毒、病菌也能侵入细胞，使生物体患病。鉴定动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色。(3)进行细胞间的信息交流在多细胞生物体内，各个细胞都不是孤立存在的，而是相互协调的，这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换，也依赖于信息的交流。交流的方式：A①内分泌细胞分泌的激素(如胰岛素),随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面受体结合，将信息传递给②相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。例如精子和卵细胞之间的识别和结合；③相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。例如高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用。2.成分：脂质(约占细胞膜总质量的50%):其中：磷脂最丰富，还有少量的胆固醇。蛋白质(约占40%):在细胞膜行使功能方面起着重要作用。糖类(约占2-10%):糖链通常以糖被的形式存在与膜外侧。①各种膜所含的蛋白质与脂质的比例同膜的功能有关：功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量就多。②细胞在癌变的过程中，细胞膜的成分发生改变，有的产生甲胎蛋白、癌胚抗原等物质，可用来检测癌细胞。膜上糖蛋白的数量会减少，细胞间的黏着性降低，所以癌细胞非常容易扩散和转移。3.对细胞膜成分和结构的探索①19世纪末，欧文顿发现细胞膜对不同的物质的通透性不一样：凡是可以溶于脂质的物质，比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。提出膜是由脂质组成的。②科学家利用动物的卵细胞、红细胞神经细胞等进一步制备纯净的细胞膜，进行化学成分分析，得知：细胞膜的脂质主要有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量更多。③两位荷兰科学家戈特、格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气-—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面的2倍。推断：细胞膜的中的磷脂分子必然排列为连续的两层。④英国学者丹尼利和戴维森推测，细胞膜外还可能附有蛋白质。⑤20世纪50年代，电子显微镜诞生。罗伯特森在电镜下看到了细胞膜的清晰的暗-亮一暗的三层结构，并提出假说：所有的细胞膜都由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成，他把细胞膜描述为静态的统一结构。小鼠细胞小鼠细胞染料标记的膜蛋白细胞融合37℃的膜蛋白人细胞正在融合的细胞融合细胞▲图3-4荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图⑥60年代以后，科学家对细胞膜是静态的观点提出了质疑。1970年，科学家用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用发红色荧光的染料标记人细胞表面的蛋白质分子，将小鼠细胞和人的细胞融合。刚融合时，融合细胞一般发绿色荧光，一半发红色荧光。在37下经过40分钟，两种颜色的荧光均匀分布。这一实验及相关的其他实验证据表明细胞膜具有流动性。⑦在新的观察和实验的基础上提出了新的生物模型，现在为大多数人所接受的模型是1972年辛格和尼科尔森提注意：脂质体是人工合成的对水溶性和脂溶性药物均有较好包载能力的类细胞膜结构(如下图所示),可实现靶向给药。能在水中结晶的药物和脂溶性药物分别放置的位置是?4.流动镶嵌模型的基本内容流动镶嵌模型认为：①细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成，磷脂双分子层是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，具有屏障作用。②蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中，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，有的贯穿于整个磷脂双分子层(不对称分布),具有物质运输等作用。③细胞膜不是静止不动的，而是具有流动性，主要表现为构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动。④细胞膜外表面还有糖类分子，和蛋白质分子结合形成糖蛋白，或与脂质分子结合形成糖脂，这些糖类分子叫糖被。其与细胞表面识别、细胞间信息传递等功能有密切关系。细胞膜的结构特性是具有一定的流动性，功能特性是具有选择透过性。第25页共72页考点三：细胞核半有核→分裂发正常胚胎一半无核一不分裂细胞核分裂发育髂变形虫变形虫②实验结论：变形虫的分裂、生长、再生、对刺激的反应等生命活动受细胞核控制。2.结构①核膜由两层膜组成，把核内物质与细胞质分开。②核膜上的核孔是大分子物质进出细胞核的通道，实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。通过核孔进入细胞核。穿膜层数是0。③核仁的功能：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。代谢越旺盛的细胞，核仁与核孔的数目越多，核仁的体积越大。如口腔上皮细胞与胰岛B细胞相比，核孔与核仁的数目少，核仁体积小。④染色质：主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。染色质是细胞核内容易被碱性染料染成深色的物质，是极细的丝状物。细胞分裂时细胞核解体，染色质高度螺旋化，缩短变粗，成为光学显微镜下清晰可见的圆柱状或杆状的染色体。细胞分裂结束时，染色体解螺旋，重新成为细丝状的染色质，被包围在新形成的细胞核里。染色质和染色体是同种物质不同时期的两种存在形式。①除了高等植物成熟筛管细胞的和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核。有些细胞不只具有一个细胞核，如双小核草履虫有两个细胞核，人的骨骼肌细胞中有多个细胞核。②核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性地消失和重建。③核膜和核孔都具有选择透过性，核孔虽然可以允许大分子物质通过，但仍然具有选择性，如细胞核中的DNA就不能通过核孔进入细胞质中。④核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞中，核孔数量多，核仁较大。⑤细胞衰老时，细胞萎缩体积变小，细胞核体积变大，核膜收缩，染色质内折，染色加深。3.功能细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。4.模型方法①模型分为物理模型(如DNA双螺旋结构的挂图或实物模型)、概念模型(如种群的概念)和数学模型(如“J”型曲线、“S”型曲线，公式、表格等)。(P54模型方法)②在设计并制作细胞模型时，科学性、准确性是第一位的，其次才是美观与否。(P5模型建构)③洋葱鳞片叶表皮细胞的显微照片不是物理模型(模型是简化的、概括的)。(P56课后习题)考点四：真核细胞细胞器之间的分工合作细胞器：细胞质中具有特定功能的各种亚显微结构的总称。细胞质基质：细胞质内呈胶质状态，是细胞进行新陈代谢的主要场所。1.分离各种细胞器的方法常用的方法是差速离心法。将细胞膜破坏后，形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆，将匀浆放入离心管中，采取逐渐提高离心速率的方法分离不同大小的细胞器。2.细胞器的结构和功能①线粒体结构：双层膜，内膜向内折叠形成嵴，增加膜面积。基质中含有DNA、RNA、核糖体等。功能：线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”。细胞生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体。(代谢越旺盛的细胞，嵴一线粒体数目越多)分布：几乎所有的真核细胞(哺乳动物成熟红细胞没有线粒体)注意：线粒体内膜的蛋白质种类和数量比外膜高，请从结构与功能观角度分析原因?功能复杂的膜中，蛋白质的种类和数量多。线粒体内膜中进行着有氧呼吸的第三阶段。②叶绿体结构：双层膜，类囊体薄膜堆叠形成②叶绿体结构：双层膜，类囊体薄膜堆叠形成基粒，增加膜面积。基质中含有叶绿基粒一内膜膜间隙功能：是绿色植物能进行光合作用的细胞含有的细胞器，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。分布：绿色植物的叶肉细胞、保卫细胞以及幼嫩茎的表皮细胞。(叶绿体在植物向光一侧分布集中)注意：线粒体、叶绿体中含有DNA、RNA和核糖体，能独立地进行基因表达合成部分蛋白质，但其绝大多数蛋白质由核基因编码，在细胞质核糖体上合成后转移至线粒体或叶绿体内，因此二者被称为半自主性细胞器。但是不遵循孟德尔遗传规律。结构：没有膜，主要由rRNA和蛋白质构成。功能：合成蛋白质的场所，是“生产蛋白质的机器”。(进行翻译过程，没有加工功能)(蛋白质合成旺盛的部位核糖体多)分布：所有真核和原核细胞中(除哺乳动物成熟红细胞)注意：真核细胞中的核糖体有两类：附着核糖体主要合成分泌蛋白(如抗体等);游离核糖体主要合成细胞自身所需要的蛋白质。结构：单层膜，是由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成一个连续的内腔相通的膜性管道系统。增大细胞内的膜面积，膜上附着有多种酶，为各种生化反应创造有利条件。功能：粗面内质网：有核糖体附着，是蛋白质合成加工场所和运输通道。光面内质网：没有核糖体，是脂质合成的场所。分布：大多数动植物细胞中⑤高尔基体：结构：单层膜，有扁平囊状结构和大小囊泡。功能：高尔基体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”。在植物细胞中，与细胞壁的形成有关；在动物细胞中，与分泌蛋白的形成有关，是各种膜成分相互转化中的“枢纽”。分布：大多数动植物细胞中(在分泌功能强的细胞中高尔基体的数量较多)⑥溶酶体结构：单层膜功能：是细胞的“消化车间”,内部含有多种水解酶。能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。分布：主要分布在动物细胞中。a硅肺的成因：肺部吸入硅尘(SiO₂)后，硅尘破坏溶酶体膜导致水解酶释放，破坏细胞结构，导致肺的功能受损。b溶酶体内水解酶不分解溶酶体膜的可能原因：溶酶体膜经过修饰，不会被这些水解酶识别；溶酶体内的酶只有在酸性条件下才能发挥作用，而溶酶体膜介于酸性和中性之间且不断地运动着，分解它们的酶难以起作用。(P50拓展题)⑦液泡结构：单层膜，内有细胞液，含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质。功能：调节植物细胞内的环境，充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。分布：主要存在于成熟的植物细胞中。注意：液泡中的色素是花青素，与花和果实的颜色有关；叶绿体中的色素是叶绿素等，与光合作用有关。⑧中心体：结构：没有膜，由两个互相垂直排列的中心粒及周围的物质组成。功能：与细胞的有丝分裂有关。分裂间期复制成两个中心体，前期向细胞两极移动，发出星射线形成纺锤体。分布：某些低等植物和动物细胞。3.细胞的骨架细胞器并非漂浮于细胞质中的，真核细胞细胞质中存在支持他们的结构--细胞骨架。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构。功能：维持细胞形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。总结：细胞器的不同分类无膜的细胞器无膜的细胞器双层膜的细胞器单层膜的细胞器植物特有的细胞器中心体、核糖体线粒体、叶绿体内质网、高尔基体、液泡、溶酶体动物和低等植物特有的细胞器含DNA的细胞器含RNA的细胞器含色素的细胞器能产生ATP的细胞器能产水的细胞器能复制的细胞器与有丝分裂有关的细与蛋白质合成、分泌相关的细胞器能发生碱基互补配对与主动运输有关的细中心体核糖体中心体核糖体藤按分布按成分按功能流动性。②在结构上具有一定的连续性，图示如下：囊泡(间接联系)细胞合成并分泌的消化酶。①研究手段——放射性同位素标记法在豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射H标记的亮氨酸，检测放射性依次出现的部位。□先在游离的核糖体中合成一段肽链，后与核糖体一起转移到□先在游离的核糖体中合成一段肽链，后与核糖体一起转移到粗面内质网上再继续合成，且边合成边转移到内质网腔。线粒体细胞核.核糖体.(转录)(翻译)β折叠较成熟成熟分泌蛋白质蛋白质蛋白基体工分泌胞吐细胞膜内质网囊泡氨基酸囊泡运输运输加工α螺旋②实验结果放射性最先出现在附着在内质网上的核糖体中，然后依次出现在内质网、高尔基体和细胞膜等结构上。oo时间核糖体内质网高尔基体③图解分泌蛋白依次经过图中①②③④⑤⑥⑦,依次表示核糖体、内质网、囊泡、高尔基体、囊泡、细胞膜、细胞外，⑧是线粒体，为该过程提供能量。□内质网膜□内质网膜口细胞膜前后时间0④分泌过程中内质网、高尔基体和细胞膜膜面积的变化A、B、C依次为内质网膜、细胞膜、高尔基体膜。5.细胞的生物膜系统①概念：在细胞中，细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。这些生物膜的组成成分和结构很相似，在结构和功能上紧密联系，进一步体现细胞内各种结构之间的协调配合。注意：原核生物没有生物膜系统。像视网膜、小肠黏膜等也不属于细胞的生物膜系统②生物膜系统的作用首先，细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转化和信息传递的过程中起着决定性作用。第二，许多重要的化学反应都在生物膜上进行，这些化学反应需要酶的参与，广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点。第三，细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。6.实验：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动①原理：叶肉细胞中的叶绿体散布于细胞质中，呈绿色、扁平的椭球或球形。活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察细胞质的流动，可用细胞质基质中叶绿体的运动作为标志。②实验材料：藓类叶或菠菜叶、番薯叶等，新鲜的黑藻。③方法步骤：(1)制作藓类叶片临时装片并观察叶绿体的形态和分布：用镊子取下一片藓类小叶或者取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮，放入盛有清水的培养皿；取载玻片，上滴一滴清水，用镊子夹住所取的叶，放入水滴中，盖上盖玻片。注意不能把叶片放干，要随时保持有水状态。显微镜低倍到高倍观察叶绿体的形态和分布情况。(2)制作黑藻叶片临时装片并观察细胞质流动：黑藻事先放在光照、室温条件下培养；将黑藻从水中取出，用镊子从新鲜的枝上取一片幼嫩小叶，将小叶放在载玻片的水滴中，盖上盖玻片，观察即可。注意观察叶绿体随着细胞质流动的情况，每个细胞中细胞质流动方向是否一致。加速细胞质流动的三种方法①进行光照，即在阳光或灯光下放置15～20分钟。②提高盛放黑藻的水温，可加入热水将水温调至25℃左右。③切伤一小部分叶片，因为切口处细胞内的一些物质向外扩散加快，由于保护性适应，伤口周围细胞代谢加快，细胞质流动加快。专题三：物质的输入输出考点一：渗透作用1.概念：水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜，从相对含量高的一侧向相对含量低的一侧的扩散过程。发生渗透作用必须具备的两个条件：①半透膜；②膜两侧具有浓度差。实例一：哺乳动物红细胞的吸水与失水①当外界溶液的浓度<红细胞的细胞质浓度时，细胞吸水膨胀；②当外界溶液的浓度>红细胞的细胞质浓度时，细胞失水皱缩；③当外界溶液的浓度=红细胞的细胞质浓度时，细胞形态不变。水分子进出细胞处于动态平衡；活细胞是否吸水或失水取决于是否有浓度差，吸水或试水的多少取决于膜两侧浓度差大小。实例二：植物细胞吸水与失水细胞壁：全透性细胞壁：全透性细胞膜]液泡膜原生质层——相当于半透膜细胞质细胞液：和外界溶液存在浓度差当细胞液溶质的浓度小于外界溶液浓度时，细胞通过渗透作用失水，细胞壁和原生质层都有一定程度的收缩。由于原生质层伸缩性更大，原生质层和细胞壁发生分离，此现象称为质壁分离。已经发生质壁分离的细胞，当细胞液溶质浓度小于外界溶液浓度时，细胞通过渗透作用吸水，细胞壁和原生质层慢慢地恢复成原来的状态，此现象称为质壁分离复原。2.物质跨膜运输的其他实例(1)植物对无机盐离子的吸收①不同植物对同种无机盐离子的吸收有差异。②同种植物对不同无机盐离子的吸收也有差异。(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是逆(填“逆”或“顺”)浓度梯度进行的。(3)不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异性。3.渗透作用实验装置的拓展应用第34页共72页互△互△半透膜△半透膜△纱布一段一段例1.(2019·四川成都石室中学高三入学考)下图为研究渗透作用的实验装置，漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，水分子可以透过半透膜，而蔗糖分子则不能。当渗透达到平衡时，液面差为m。下列有关叙述正确的是()七mA.渗透平衡时S₁溶液的浓度等于S₂溶液的浓度B.若向漏斗中加入蔗糖分子，则平衡时m变小C.当漏斗内外的高度差达到平衡时，没有水分子进出半透膜D.若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，再次平衡时m将变小例2.如图为一个渗透装置，假设溶质分子或离子不能通过半透膜，实验开始时，液面a和b平齐。下列判断正确的是()A.如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的浓度低于乙，则液面a会下降，液面b会上升B.如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液，两者的质量分数相同，则液面a下降，液面b上升C.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的浓度相等D.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的渗透压一定相等例3.科学家将番茄和水稻分别放在含有Ca²+、Mg²+和Si0⁴的培养液中培养，结果如图所示，据图分析：0(1)由实验结果可以看出：三种离子中，水稻主要吸收SiO₄⁴-,番茄主要吸收Mg²+、Ca²+。(2)解释水稻培养液中Mg²+、Ca²+浓度升高的原因：水稻吸收水分的量多于吸收Mg²+、Ca²+的量。(3)实验结果说明植物细胞对无机盐离子的吸收具有选择性(特点),这一特性与细胞膜上的载体蛋白直接相关。2.步骤：制作紫色洋葱鳞片叶外表皮的临时装片用低倍显微镜观察①有一个紫色的中央大液泡②原生质层紧贴细胞壁盖玻片吸水纸吸引吸水纸吸引①中央液泡逐渐变小，颜色变深用低倍显微镜观察{②原生质层与细胞壁逐渐分离盖玻片①中央液泡逐渐变大，颜色变浅②原生质层逐渐贴近细胞壁①中央液泡逐渐变大，颜色变浅②原生质层逐渐贴近细胞壁细胞液细胞液细胞液细胞液(1)本实验不需要空白对照，植物细胞实验前后的变化形成自身对照；(2)质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的是浓度降低的外界溶液。这是因为细胞壁是全透性的，且有水分子通过原生质层渗出来；(3)当在显微镜下观察到细胞处于质壁分离状态时，细胞可能正在失水，可能正在吸水，可能处于平衡状态，也可能已死亡。(4)若用一定浓度的KNO₃溶液代替蔗糖溶液，会观察到发生质壁分离自动复原现象，其原因是外界溶液中的K和NO₃被细胞主动选择吸收，细胞液浓度升高，植物细胞吸水发生质壁分离自动复原。(其他：甘油、乙二醇、尿素、脂肪酸等也同样有此现象)(5)将成熟植物的细胞依次浸于蒸馏水、物质的量浓度为0.3mol/L的蔗糖溶液和0.5mol/L的尿素溶液中，原①A曲线表示细胞在蒸馏水中：细胞略膨胀，但是由于细胞壁的存在，原生质体的体积不能无限膨胀。②B曲线表示细胞在0.5mol/L的尿素溶液中：细胞先因渗透失水而发生质壁分离，后第36页共72页乙二醇等溶液中也可发生质壁分离后自动复原现象。5.应用(1)判断成熟植物细胞的死活(2)测定细胞液浓度范围镜检→和脚发生质壁分发禹魔裕液(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO₃溶液和蔗糖溶液)考点三：物质出入细胞的方式物质出入细胞的自由扩散图例细胞外载体B蛋白细胞内自由协助协助外内蛋白运输方向顺浓度梯度一般为逆浓度梯度胞外→胞内胞内→胞外是否需要载体否是是否否否是是(1)被动运输：概念：物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量的物质跨②协助扩散：进出细胞的物质借助膜上转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，也叫易化扩散。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，每通道蛋白只允许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过均为蛋白质；均分布在细胞的膜结构中；均控制特定物质的跨膜运输，具有特异性均为蛋白质；均分布在细胞的膜结构中；均控制特定物质的跨膜运输，具有特异性参与的运输方式子的关系否发生改变协助扩散或主动运输与被运输分子结合不与被运输分子结合不改变P72练习和应用：淡水中生活的原生动物，如草履虫，能通过伸缩泡排出细胞内将草履虫放入蒸馏水或海水中，推测其伸缩泡的伸缩情况，分别会发生什么变化?(2)主动运输：概念：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要CaCa+泵是一种能促使ATP水解的酶结构发生变化，放到膜外水解载体蛋白举例：甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘；小肠上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖；红细胞从血浆中吸收K;轮藻细胞从周围水环境中吸收K,钠钾泵转运离子，生长素的极性运输。注意：主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。能量可以来自①协同运输中的离子梯度动力；②ATP驱动的泵通过水解ATP获得能量；③光驱动的泵利用光能运(3)胞吞：大分子与细胞膜上蛋白质结合，引起细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部。例如：白细胞吞噬病菌，变形虫吞噬食物颗粒。(4)胞吐：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处与之融合，将大分子排出细胞。例如：乳腺细胞合成蛋白质，内分泌腺分泌细胞合成的蛋白质类激素如胰岛素，消化腺细胞分泌的消化酶，及抗体等的分泌。①同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同，如红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式则是主动运输。②RNA和蛋白质等大分子物质通过核孔进出细胞核，而不是通过胞吞、胞吐作用。③通过胞吐运输的不一定都是大分子物质，如某些神经递质的释放。2.影响物质跨膜运输的因素(1)浓度差对物质跨膜运输的影响Q浓度差浓度差主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，浓度差越大，运输速率越大；协助扩散中，浓度差达到一定程度后运输速率不再继续增加，原因是受载体蛋白数量的限制。(2)载体蛋白数量对跨膜运输的影响第39页共72页协助扩散载体蛋白主要影响协助扩散和主动运输。其他条件适宜的情主动运输中载体蛋白数量达到一定程度后运输速率不再增加，可能原因是受能量供②PQ段：随着氧气含量的增加，有氧呼吸产生的能量越多，主动运输的速率越大。③Q点以后：当氧气含量达到一定程度后，受载体蛋白数量以及其他限制因素的影响，运输速率不再增加。生物膜的流动性温度一影响物质运酶活性影响呼吸速率输速率第40页共72页专题四：细胞代谢考点一：酶1、1773年意大利斯帕兰扎尼：食物在胃中的消化不是物理作用而是化学作用。1835年德国科学家施旺发现胃蛋白酶。2、19世纪之前，人们已知酿酒即糖类通过发酵变成酒精和二氧化碳。德国化学家李比希：酵母细胞中某种化学物质在细胞死亡裂解后释放出3、结束争论：德国化学家毕希纳：不含酵母菌细胞的提取液，也能产生酒精，即4、美国萨姆那：用丙酮做溶剂的提取液在刀豆种子中提取出脲酶结晶(脲酶能使尿素分解成氨和二氧化碳),并5、20世纪80年代(美国切赫和奥特尔曼),发现少数RNA也具有生物催化功能。“产生激素的细胞一定产生酶，但是产生酶的细胞不一定产生激素。”是的。(正确、错误)2、作用机理：降低化学反应活化能。【活化能】:分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。3、与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著,催化效率更高。②酶可以加快化学反应速率，但并不改变化学反应的方向和平衡点。反应前后酶的数量和性质均③用加热的方法不能降低化学反应的活化能，但可以增加反应物分(1)高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的10²-10¹³倍。注意：无机催化剂催化的化学反应范围比较广。例如，酸既能催化蛋白质水解，也能催化脂肪水解，还能催化淀粉水解。(2)专一性：每一种酶只能催化一种或者一类化学反应。反应速率5反应物浓度(3)作用条件较温和过酸过碱，温度过高或者重金属盐等，会使酶空间结构遭破坏，使其永久性失活，且不可逆。低温、盐析只会抑制蛋白质功能，不会破坏结构，可逆。①最适温度：一般动物内酶的最适温度在35-40℃之间。植物40-50℃;细菌与真菌差别较大，有的酶最适温度可高达70℃。0℃酶的活性很低但结构稳定，所以酶制剂一般在低温下保存。动物体内最适PH大多在6.5-8.0。特别地，胃蛋白酶1.5。植物体内最适PH大多为4.5-6.5。【典型例题1】如图表示A、B两种酶用蛋白酶处理后酶活性与处理时间的关系，据图分析：(1)A、B两种酶的化学本质是否相同?请说明理由：(2)B酶活性改变的原因是：(3)欲让A、B两种酶的变化趋势换位，应用酶处理。四、酶特性的探究实验(一)酶的高效性：比较过氧化氢在不同条件下的分解1、实验原理：水浴加热，氯化铁中Fe³,新鲜肝脏研磨液中的过氧化氢酶均可影响过氧化氢分解为水和氧气的速率。2、实验设计：第42页共72页试管编号1234新鲜配制的底物H₂O₂实验处理自然分解加热滴加质量分数为3.5%的FeCl₃溶液2滴的肝脏研磨液2滴现象气泡多少很少较多很多卫生香复燃程度——发亮复燃3、实验分析：无关变量：4、实验结论：与无机催化剂相比，酶具有高效性。(二)酶的专一性：淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用1、实验原理：淀粉和蔗糖是非还原糖，在酶的催化作用下都能水解成还原糖，能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀。2、实验设计：3456注入底物2ml淀粉溶液淀粉溶液淀粉溶液蒸馏水蒸馏水反应条件160℃保温5分钟反应条件2每个试管加入斐林试剂2ml,50-65℃水浴加热1分钟3、实验分析：①1、2、3组进行对照：同一底物不同酶，碘液和斐林试剂检验均可。②1、4组进行对照：不同底物同一酶，斐林试剂检验。4、实验结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，蔗糖酶只能催化蔗糖水解，酶具有专一性。(三)探究影响酶活性的条件细胞中几乎所有的化学反应都是由酶催化的。酶催化特定化学反应的能力称为酶活性，用在一定条件下酶所催化的某一化学反应的速率表示。1.探究温度对酶活性的影响：试管编号12233注入反应物2ml实验处理实验分析：①实验过程中一定要先让反应物在各自所需温度下保温一段时间，再进行混合。②检测试剂不能用斐林试剂代替碘液。如果用，需要加入其他物质使整个反应体系完全终止。③本实验不宜用过氧化氢做反应物。实验结论：酶发挥催化作用需要适宜的温度条件，温度过高或过低都将影响酶的活性。2.探究PH对酶活性的影响：123注入等量H₂O₂酶溶液2滴2滴1ml蒸馏水1ml盐酸1mlNaOH溶液注入等量H₂O₂溶液实验分析：①做实验时，需要先调节PH,再将反应物与酶混合。②不能用斐林试剂作指示剂，因为盐酸会与斐林试剂发生反应。③不宜采用淀粉和淀粉酶做实验，酸会作无机催化剂直接催化淀粉水解。④如果采用胃蛋白酶做实验，相应的PH梯度要调节到1.5左右。教材中具有“专一性”或“特异性”的物质归纳酶每种tRNA只能识别并转运一种等的受体(糖蛋白)一般具有特异性；分子抗原特异性物质生活中常见的酶：溶菌酶：能够溶解细菌细胞壁，具有抗菌消炎的作用，在临床上和抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效。果胶酶：能够分解果肉细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得清亮。多酶片：中含有多种消化酶，可治疗消化不良。胰蛋白酶：可用于促进伤口愈合和溶解血凝块，还可用于去除坏死组织，抑制污染微生物的繁殖。青霉素酰化酶：能将易形成抗药性的青霉素改造成杀菌力更强的氨苄青霉素。五、影响酶促反应速率的因素酶促反应速率表示方法：单位时间内底物的减少量或产物的生成量1、温度和pH(通过影响酶活性而影响酶促反应速率的)反应物剩余量(相对量)反应物剩余量(相对量)pH反应物剩余量802、底物浓度和酶浓度(通过影响底物与酶的接触而影响酶促反应的速率，并不影响酶的活性)a、酶量一定的条件下，在一定的范围内随着底物浓度的增加，反应速率也增加，但达到一定浓度后不再增加，原因是受酶数量和酶活性的限制。b、在底物充足、其它条件适宜且固定的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正相关。【教材课后题】下图表示在最适温度下反应物浓度对酶所催化的化学反应速率的影响。升高10℃时曲线的变化如a曲线。B点时向反应混合物中加入少量同样的酶时如c曲线表示。第45页共72页若横轴为时间，纵轴为产物的量，若适当升高温度或增考点二：细胞的能量“货币”ATPHH腺苷三磷酸HH腺苷三磷酸 A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表一种特殊的化学键(高能磷酸键),一代表普通化学键。**ATP与DNA、RNA、核苷酸的结构中都有“A”,但表示的意义不同，如图所示：2、供能原理：由于两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，末端磷酸基团有一种离开ATP和其他分子结合的趋势，具有较高的转移势能，当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，进而为其提供能量。3、1molATP水解释放的能量高达30.54kJ,ATP是一种高能磷酸化合物。ADP是腺苷二磷酸的英文缩写。脱离下来的磷酸基团如果未转移给其他分子，就成为游离的磷酸Pi。在有关酶的作用下，ADP可以接受能量，与Pi结合，重新形成ATP。酶④ADP比ATP稳定。ATP与ADP的相互转化，并不是简单的可逆反应。从物质方面来看是可逆的，从酶、反应进行的场所，能量等方面来看是不可逆的。⑤ATP与ADP的相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，体现了生物界的统一性。“人成熟红细胞无细胞核和众多的细胞器，所以不能合成ATP。”是的。(正确、错误)⑥ATP与ADP的相互转化，是时刻不停的发生，并且处于动态平衡之中。所以ATP、ADP在体内不能大量储存。“人剧烈运动时，细胞中ATP的含量会明显降低。”是的。(正确、错误)二、ATP的利用1、ADP转化为ATP的能量来源：对于绿色植物：光能，呼吸作用所释放的能量对于动物、人、真菌和大多数细菌：均来自呼吸作用有机物分解所释放的能量。ATP产生量ATP产生量A点在无氧条件下，细胞可通过无氧呼吸分解有机物，产生少量ATPA0₂供给量哺乳动物成熟红细胞(只进行无氧呼吸)O₂供给量02、细胞内吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应一般与ATP合成的反应相联系，释放的能量储存在ATP合成中。能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。3、ATP中的能量可以用于满足细胞各项生命活动对能量的需求。①用于细胞的主动运输：举例：参与Ca²+主动运输的载体蛋白是一种能催化ATP水解的酶，当膜内侧的Ca²与其相应位点结合时，酶被激活，ATP末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，即载体蛋白磷酸化，导致其空间结构发生变化，使Ca²的结合位点转向膜外侧，将Ca²释放到膜外。②用于生物发电、发光：中的能量被激活，在荧光素酶的催化下，与氧发生反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。③用于肌肉收缩：ATP中的能量可以使运动蛋白发生移动，导致肌肉收缩。④用于大脑思考⑤用于物质合成等细胞中的吸能反应。基体考点三：细胞呼吸的原理和应用一、新陈代谢：生物体内进行的一系列的生物化学反应。(区别于细胞代谢)生物代谢的类型举例同化自养型生物光能自养型绿色植物，光合细菌化能自养型硝化细菌，硫细菌异养型生物需氧型生物动物，植物，醋酸菌乳酸菌，大肠杆菌兼性厌氧型生物酵母菌同化作用：指把生物体从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质或能量储存的过程。异化作用：指机体将来自环境的或细胞自己储存的有机小分子，释放能量的过程→主要指细胞呼吸二、细胞呼吸(一)概念：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。所有生物的生存，都离不开细胞呼吸释放的能量。注意：有氧呼吸和有机物的燃烧都是分解有机物释放能量的过程，二者有何不同?有机物的燃烧是有机物剧烈的氧化分解释放热能的过程；有氧呼吸是在温和的条件下进行的，有机物中的能量是逐步释放的，有一部分能量储存在ATP中。1.有氧呼吸：(1)概念：有氧呼吸是指细胞在氧的参与.下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底的氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。(2)总反应式：物质变化(反应式):物质变化(反应式):注意：①有氧呼吸的主要场所是线粒体，线粒体具有内外两层膜，内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嶝，它使内膜表面积大大增加，嵴的周围充满了液态的基质。线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。②线粒体不是有氧呼吸的必要条件，需氧型生物可在细胞质基质与细胞膜上发生有氧呼吸。③线粒体不会吸收葡萄糖，但会吸收丙酮酸。④有氧呼吸的底物主要是葡萄糖，但是脂肪、蛋白质等也可以作为底物进行细胞呼吸，底物是葡萄糖时，有氧呼吸消耗氧气量等于二氧化碳产生量，当底物是脂肪时，由于C、H比例高，单位质量的耗氧量大于产生二氧化碳量。⑤[H]:还原型辅酶I,NADH。反应时由氧化型辅酶I,NAD转化成NADH.⑥元素走向：0:O₂———→H₂O;C₆H₁₂0₆、H₂O→CO₂⑦能量变化：有机物中稳定的化学能转变为ATP中的活跃的化学能及热能。1mol葡萄糖彻底氧化分解后，释放2870kJ能量，其中977.28kJ(34%)能量储存在32molATP中，其余大部分均以热能形式散失。⑧线粒体的起源：内共生假说：真核细胞吞噬了原始的需氧细菌，细菌没有被分解而是生存下来了，需氧细菌从宿主细胞那里获取丙酮酸，宿主细胞从需氧细菌那里得到丙酮酸氧化分解释放的能量，共同生存繁衍的过程中，需氧细菌进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。分化假说：线粒体由细胞膜或内质网膜等生物膜系统中的膜结构演变而来。2.无氧呼吸(1)概念：无氧呼吸一般是指细胞在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。在微生物中也可称为发酵。2C₂H₅OH(酒精)+2CO₂2C₃H₆O₃(乳酸)能量(少量2ATP)酶注意：①无氧呼吸第一阶段产生的[H]并没有积累，而是用于无氧呼吸第二阶段还原丙酮酸。②能量变化：葡萄糖中的稳定的化学能转变为热能(大部分)和ATP中活跃的化学能。无氧呼吸释放的能量少，因为