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高一生物必修一 学问点整理第一章走近细胞 第一节 从生物圈到细胞一、相关概念、细胞：是生物体构造和功能的根本单位。除了病毒以外，全部生物都是由细胞构成的。细胞是地球上最根本的生命系统生命系统的构造层次： 细胞组织器官系统植物没有系统个体种群群落生态系统生物圈二、病毒的相关学问：1、病毒Virus是一类没有细胞构造的生物体。主要特征：、个体微小，一般在 1030nm 之间，大多数必需用电子显微镜才能观察；、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；、构造简洁，一般由核酸DNA 或RNA和蛋白质外壳所构成。2、依据寄生的宿主不同，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。依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、禽流感病毒、乙肝病毒、人类天花病毒、狂犬病毒、烟草花叶病毒等。其次节 细胞的多样性和统一性一、细胞种类：依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二、原核细胞和真核细胞的比较：1、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，成分与真核细胞不同。2、真核细胞：细胞较大，有核膜、有核仁、有真正的细胞核；有肯定数目的染色体DNA 与蛋白质结合而成；一般有多种细胞器。3、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。4、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、粘菌等。三、细胞学说的建立：1、1665 英国人虎克(Robert Hooke)用自己设计与制造的显微镜放大倍数为 40-140 倍)观看了软木的薄片，第一次描述了植物细胞的构造，并首次用拉丁文cella小室)这个词来对细胞命名。2、1680 荷兰人列文虎克A. van Leeuwenhoek，首次观看到活细胞，观看过原生动物、人类精子、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌等。3、19 世纪 30 年月德国人施莱登Matthias Jacob Schleiden 、施旺Theodar Schwann提出：一切植物、动物都是由细胞组成的，细胞是一切动植物的根本单位。这一学说即“细胞学说Cell Theory)”，它提醒了生物体构造的统一性。其次章 组成细胞的分子第一节 细胞中的元素和化合物一、1、生物界与非生物界具有统一性：组成细胞的化学元素在非生物界都可以找到2、生物界与非生物界存在差异性：组成生物体的化学元素在细胞内的含量与在非生物界中的含量明显不同二、组成生物体的化学元素有 20 多种：大量元素：C、 O、H、N、S、P、Ca、Mg、K 等； 微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo；根本元素：C；主要元素；C、 O、H、N、S、P；细胞含量最多 4 种元素：C、 O、H、N； 水无机物 无机盐组成细胞的化合物蛋白质脂质有机物糖类核酸三、在活细胞中含量最多的化合物是水85-90；含量最多的有机物是蛋白质7-10；占细胞鲜重比例最大的化学元素是O、占细胞干重比例最大的化学元素是C。其次节 生命活动的主要担当者蛋白质一、相关概念：氨 基 酸：蛋白质的根本组成单位 ，组成蛋白质的氨基酸约有20 种。脱水缩合：一个氨基酸分子的氨基NH 与另一个氨基酸分子2的羧基COOH相连接，同时失去一分子水。肽键：肽链中连接两个氨基酸分子的化学键NHCO。二肽：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物，只含有一个肽键。多肽：由三个或三个以上的氨基酸分子缩合而成的链状构造。肽链：多肽通常呈链状构造，叫肽链。二、氨基酸分子通式：NH2R C H COOH三、 氨基酸构造的特点：每种氨基酸分子至少含有一个氨基NH 2和一个羧基COOH，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上如：有NH2和COOH 但不是连在同一个碳原子上不叫氨基酸；R 基的不同导致氨基酸的种类不同。四、蛋白质多样性的缘由是：组成蛋白质的氨基酸数目、种类、排列挨次不同，多肽链空间构造千变万化。五、蛋白质的主要功能生命活动的主要担当者： 构成细胞和生物体的重要物质，如肌动蛋白； 催化作用：如酶； 调整作用：如胰岛素、生长激素； 免疫作用：如抗体，抗原； 运输作用：如红细胞中的血红蛋白。六、有关计算： 肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数目 肽链数 至少含有的羧基COOH或氨基数NH = 肽链数2第三节遗传信息的携带者核酸一、核酸的种类：脱氧核糖核酸DNA和核糖核酸RNA二、核 酸：是细胞内携带遗传信息的物质，对于生物的遗传、变异和蛋白质的合成具有重要作用。三、组成核酸的根本单位是：核苷酸，是由一分子磷酸、一分子五碳糖DNA 为脱氧核糖、RNA 为核糖和一分子含氮碱基组成 ；组成 DNA 的核苷酸叫做脱氧核苷酸，组成 RNA 的核苷酸叫做核糖核苷酸。四、DNA 所含碱基有：腺嘌呤A、鸟嘌呤G和胞嘧啶C、胸腺嘧啶TRNA 所含碱基有：腺嘌呤A、鸟嘌呤G和胞嘧啶C、尿 嘧啶U五、核酸的分布：真核细胞的DNA 主要分布在细胞核中；线粒体、叶绿体内也含有少量的 DNA；RNA 主要分布在细胞质中。第四节 细胞中的糖类和脂质一、相关概念：糖类：是主要的能源物质；主要分为单糖、二糖和多糖等单糖：是不能再水解的糖。如葡萄糖。二糖：是水解后能生成两分子单糖的糖。多糖：是水解后能生成很多单糖的糖。多糖的根本组成单位都是葡萄糖。可溶性复原性糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖等二、糖类的比较：分元常见种类分布主要功能类素核糖组成核酸单脱氧核糖动植糖葡萄糖、果糖、半乳物C重要能源物质糖蔗糖二H植物麦芽糖糖乳糖动物O淀粉植物贮能物质多植物纤维素细胞壁主要成分糖糖原肝糖原、肌糖 动物动物贮能物质原三、脂质的比较：常见种分类元素功能类1、主要储能物质2、保温脂肪C、H、O3、削减摩擦，缓冲和减压磷脂细胞膜的主要成分脂质与细胞膜流淌性有胆固醇关C、H、O维持生物其次性征，固醇N、P 性激素促进生殖器官发育维生素有利于Ca、P 吸取D第五节 细胞中的无机物一、有关水的学问要点存在形含量功能联系式1、良好溶剂它们可相互2、参与多种化学反约转化；代谢自由水应95旺盛时自由水3、运送养料和代谢水 含 量 增废物多，反之，约细胞构造的重要组结合水含量削减。4.5成成分二、无机盐绝大多数以离子形式存在功能：、构成某些重要的化合物，如：叶绿素、血红蛋白等、维持生物体的生命活动如动物缺钙会抽搐、维持酸碱平衡，调整渗透压。第三章细胞的根本构造第一节 细胞膜系统的边界一、细胞膜的成分：主要是脂质约50和蛋白质约40，还有少量糖类约 2-10 二、细胞膜的功能：、将细胞与外界环境分隔开、把握物质进出细胞、进展细胞间的信息沟通三、植物细胞还有细胞壁，主要成分是纤维素和果胶，对细胞有支持和保护作用；其性质是全透性的。其次节 细胞器系统内的分工合作一、相关概念：细 胞 质：在细胞膜以内、细胞核以外的原生质，叫做细胞质。细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。细胞质基质：细胞质内呈液态的局部是基质。是细胞进展陈代谢的主要场所。细 胞 器：细胞质中具有特定功能的各种亚细胞构造的总称。二、八大细胞器的比较：1、线粒体：呈粒状、棒状，具有双层膜，普遍存在于动、植物细胞中，内有少量DNA 和RNA 内膜突起形成嵴，内膜、基质和基粒中有很多种与有氧呼吸有关的酶， 线粒体是细胞进展有氧呼吸的主要场所，生命活动所需要的能量，大约 95%来自线粒体，是细胞的“动力车间”2、叶绿体：呈扁平的椭球形或球形，具有双层膜，主要存在绿色植物叶肉细胞里，叶绿体是植物进展光合作用的细胞器，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”，含有叶绿素和类胡萝卜素，还有少量 DNA和 RNA，叶绿素分布在基粒片层的膜上。在片层构造的膜上和叶绿体内的基质中，含有光合作用需要的 酶。3、核糖体：椭球形粒状小体，有些附着在内质网上，有些游离在细胞质基质中。是细胞内将氨基酸合成蛋白质的场所。4、内质网：由膜构造连接而成的网状物。是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”5、高尔基体：在植物细胞中与细胞壁的形成有关，在动物细胞中与蛋白质分泌蛋白的加工、分类运输有关。6、中心体：每个中心体含两个中心粒，呈垂直排列，存在于动物细胞和低等植物细胞，与细胞的有丝分裂有关。7、液泡：主要存在于成熟植物细胞中，液泡内有细胞液。化 学成分：有机酸、生物碱、糖类、蛋白质、无机盐、色素等。有维持细胞形态、储存养料、调整细胞渗 透吸水的作用。8、溶酶体：有“消化车间”之称，内含多种水解酶，能分解年轻、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。三、分泌蛋白的合成和运输：核糖体合成肽链内质网加工成具有肯定空间构造的蛋白质高尔基体进一步修饰加工囊泡细胞膜细胞外四、生物膜系统的组成：包括细胞器膜、细胞膜和核膜等。第三节 细胞核系统的把握中心一、细胞核的功能：是遗传信息库遗传物质储存和复制的场所，是细胞代谢和遗传的把握中心； 二、细胞核的构造：1、染色质：由 DNA 和蛋白质组成，染色质和染色体是同样物质在细胞不同时期的两种存在状态。2、核 膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开。3、核 仁：与某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关。4、核 孔：实现细胞核与细胞质之间的物质交换和信息沟通。第四章细胞的物质输入和输出第一节 物质跨膜运输的实例一、渗透作用：水分子溶剂分子通过半透膜的集中作用。二、原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。三、发生渗透作用的条件：1、具有半透膜2、膜两侧有浓度差四、细胞的吸水和失水：外界溶液浓度细胞内溶液浓度细胞失水外界溶液浓度细胞内溶液浓度细胞吸水其次节生物膜的流淌镶嵌模型一、细胞膜构造：磷脂蛋白质糖类识别有关磷脂双分子层膜根本支架“镶嵌蛋白”糖被与细胞二、构造特点：具有肯定的流淌性细胞膜生物膜 功能特点：选择透过性第三节物质跨膜运输的方式一、相关概念：自由集中：物质通过简洁的集中作用进出细胞。帮助集中：进出细胞的物质要借助载体蛋白的集中。主动运输：物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的帮助，同时还需要消耗细胞内化学反响所释放的能量。二、 自由集中、帮助集中和主动运输的比较：比较项目 自由扩运输方向高浓度低是否要载体 不需要是否消耗能量 不消耗代表例子O 、CO 、H O、乙222散浓度醇、甘油等帮助扩高浓度低需要不消耗葡萄糖进入红散浓度细胞等主动运低浓度高需要消耗氨基酸、各种离输浓度子等三、离子和小分子物质主要以被动运输自由集中、帮助集中和主动运输的方式进出细胞；大分子和颗粒物质进出细胞的主要方式是胞吞作用和胞吐作用。第五章细胞的能量供给和利用第一节 降低化学反响活化能的酶一、相关概念：陈代谢：是活细胞中全部化学反响的总称，是生物与非生物最根本的区分，是生物体进展一切生命活动的根底。细胞代谢：细胞中每时每刻都进展着的很多化学反响。酶：是活细胞(来源)所产生的具有催化作用(功能：降低化学反响活化能，提高化学反响速率 )的一类有机物。活 化 能：分子从常态转变为简洁发生化学反响的活泼状态所需要的能量。二、酶的觉察：、1783 年，意大利科学家斯巴兰让尼用试验证明：胃具有化学性消化的作用；、1836 年，德国科学家施旺从胃液中提取了胃蛋白酶；、1926 年，美国科学家萨姆纳通过化学试验证明脲酶是一种蛋白质；、20 世纪 80 年月，美国科学家切赫和奥特曼觉察少数RNA 也具有生物催化作用。三、酶的本质：大多数酶的化学本质是蛋白质合成酶的场所主要是核糖体，水解酶的酶是蛋白酶，也有少数是 RNA。四、酶的特性：、高效性：催化效率比无机催化剂高很多。、专一性：每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反响。、酶需要较温存的作用条件：在最适宜的温度和 pH 下，酶的活性最高。温度和 pH 偏高和偏低，酶的活性都会明显降低。其次节 细胞的能量“通货”ATP一、ATP 的构造简式：ATP 是三磷酸腺苷的英文缩写，构造简式：，其中：A 代表腺苷，P 代表磷酸基团，代表高能磷酸键，代表一般化学键。留意：ATP 的分子中的高能磷酸键中储存着大量的能量， 所以ATP 被称为高能化合物。这种高能化合物化学性质不稳定， 在水解时，由于高能磷酸键的断裂，释放出大量的能量。二、ATP 与ADP 的转化：酶ATPADP + Pi +能量第三节 ATP 的主要来源细胞呼吸一、相关概念：1、呼吸作用也叫细胞呼吸：指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成 二氧化碳或其它产物，释放出能量并生成ATP 的过程。依据是否有氧参与， 分为：有氧呼吸和无氧呼吸2、有氧呼吸：指细胞在有氧的参与下，通过多种酶的催化作用下，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放出大量能量，生成ATP 的过程。3、无氧呼吸：一般是指细胞在无氧的条件下，通过酶的催化作用， 把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物酒精、CO2 或乳酸，同时释放出少量能量的过程。4、发酵：微生物如：酵母菌、乳酸菌的无氧呼吸。二、有氧呼吸的总反响式：C H O6 12 6+ 6O2酶6CO2+ 6HO + 能量2三、无氧呼吸的总反响式：C H O6 12 6酶2CH OH酒精+ 2CO2 52+ 少量能量或C H O6 12 6酶2CH O 乳酸+ 少量能量3 6 3四、有氧呼吸过程主要在线粒体中进展：场所发生反响产物丙酮酸、H、释第一阶细胞质葡萄糖 酶 2丙酮酸+H+少量能量放少量能量，形成段基质少量 ATP其次阶线粒体 2丙酮酸+6H O酶26CO +2少量H+能量CO 、H、释放少2量能量，形成少量段基质ATP线粒体第三阶H + O2酶H O2+ 大量能量生成 H O、释放大2内膜量能量，形成大量段ATP五、有氧呼吸与无氧呼吸的比较：呼吸方式有氧呼吸无氧呼吸场所细胞质基质，线粒体基细胞质基质不质、内膜同条件氧气、多种酶无氧气参与、多种点酶葡萄糖彻底分解，产葡萄糖分解不彻物质变化生底，生成乳酸或酒CO 和 H O22精等释放大量能量1161kJ释放少量能量，形能量变化被利用，其余以热能散成少量ATP失，形成大量 ATP六、影响呼吸速率的外界因素：1、温度：温度通过影响细胞内与呼吸作用有关的酶的活性来影响细胞的呼吸作用。温度过低或过高都会影响细胞正常的呼吸作用。在肯定温度范围内，温度越低，细胞呼吸越弱；温度越高，细胞呼吸越强。2、氧气：氧气充分，则无氧呼吸将受抑制；氧气缺乏，则有氧呼吸将会减弱或受抑制。3、水分：一般来说，细胞水分充分，呼吸作用将增加。但陆生植物根部如长时间受水浸没，根部缺氧，进展无氧呼吸， 产生过多酒精，可使根部细胞坏死。4、CO：环境 CO22浓度提高，将抑制细胞呼吸，可用此原理来贮藏水果和蔬菜。七、呼吸作用在生产上的应用：1、作物栽培时，要有适当措施保证根的正常呼吸，如疏松土壤等。2、粮油种子贮藏时，要风干、降温，降低氧气含量，则能抑制呼吸作用，削减有机物消耗。3、水果、蔬菜保鲜时，要低温或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度，抑制呼吸作用。第四节 能量之源光与光合作用一、相关概念：1、光合作用：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，并释放出氧气的过程二、光合色素在类囊体的薄膜上：叶绿素a(蓝绿色叶绿素主要吸取红光和蓝紫光叶绿素b (黄绿色色素胡萝卜素 橙黄色类胡萝卜素主要吸取蓝紫光叶黄素黄色三、光合作用的探究历程：、1648 年海尔蒙脱(比利时)，把一棵 2.3kg 的柳树苗种植在一桶 90.8kg 的土壤中，然后只用雨水浇灌而不供给任何其他物质，5 年后柳树增重到 76.7kg，而土壤只减轻了 57g。指出： 植物的物质积存来自水、1771 年英国科学家普里斯特利觉察，将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内，蜡烛不简洁熄灭；将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小鼠不简洁窒息而死，证明： 植物可以更空气。、1785 年，由于空气组成的觉察，人们明确了绿叶在光下放出的气体是氧气，吸取的是二氧化碳。1845 年，德国科学家梅耶指出，植物进展光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。、1864 年,德国科学家把绿叶放在暗处理的绿色叶片一半暴光， 另一半遮光。过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，觉察遮光的那一半叶片没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片则呈深蓝色。证明：绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。、1880 年，德国科学家思吉尔曼用水绵进展光合作用的试验。证明：叶绿体是绿色植物进展光合作用的场所，氧是叶绿体释放出来的。、20 世纪 30 年月美国科学家鲁宾卡门承受同位素标记法争辩了光合作用。第一组相植物供给 H 18O 和 CO ，释放的是 18O ；第222二组供给 H O 和 C18O，释放的是 O。光合作用释放的氧全部22来自来水。四、叶绿体的功能：叶绿体是进展光合作用的场所。在类囊体的薄膜上分布着具有吸取光能的光合色素，在类囊体的薄膜上和叶绿体的基质中含有很多光合作用所必需的酶。五、影响光合作用的外界因素主要有：1、光照强度：在肯定范围内，光合速率随光照强度的增加而加快， 超过光饱合点，光合速率反而会下降。2、温度：温度可影响酶的活性。3、二氧化碳浓度：在肯定范围内，光合速率随二氧化碳浓度的增加而加快，到达肯定程度后，光合速率维持在肯定的水平，不再增加。4、水：光合作用的原料之一，缺少时间合速率下降。六、光合作用的应用：1、适当提高光照强度。2、延长光合作用的时间。3、增加光合作用的面积合理密植，间作套种。4、温室大棚用无色透亮玻璃。5、温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温。6、温室栽培多施有机肥或放置干冰，提高二氧化碳浓度。七、光合作用的过程：条件光、色素、酶光场所在类囊体的薄膜上反光酶物质变应水的分解：H O H + O ATP 的生成：ADP + Pi化22阶 ATP段能量变光能ATP 中的活泼化学能化条件酶、ATP、H暗场所叶绿体基质反物质变CO 的固定：CO +酶C 应2252C3化阶C 的复原： C + H 酶 CH O33ATP2能量变ATP 中的活泼化学能CH O中的稳定化学能段光能2化总反响式叶绿体CO+2H O2O + CH O22