2023年人教版高中生物必修1《分子与细胞》知识点归纳总结全面汇总归纳.pdf
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1、 1.无机物(1)水在细胞中的作用 a 作用:作为良好的溶剂;生物体内物质运输的主要介质;具有缓和温度变化的作用。(2)细胞内无机盐的存在形式与生理作用 a 存在形式:无机盐在细胞中多数以离子形式存在,少数以化合物形式存在。生理作用:维持细胞和生物体的生命活动;如血液中缺 Ca2+会发生抽搐现象,HCO3-维持细胞和生物体的酸碱平衡。构成细胞某些复杂化合物的重要组成成分。如 Mg2+是叶绿素的必需成分,Fe2+是血红蛋白的必要成分。2.有机化合物及生物大分子(1)糖类的种类、作用和分类依据 b 种类和分类依据:糖类由 C、H、O 三种元素组成。根据糖类是否能够水解及水解后的产物,糖类可分为单糖
2、、二糖和多糖。单糖:葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖 二糖:蔗糖和麦芽糖 多糖:纤维素、淀粉、糖元 作用:糖类是细胞的主要能源物质。葡萄糖是生物体内最重要的能源物质,淀粉和糖元都是生物体内重要的贮能物质,纤维素是构成植物细胞壁的主要成分。(2)脂质的种类和作用 a 脂质主要由 C、H、O 三种元素组成,包括:油脂:由甘油和脂肪酸组成,是生物体内主要的贮能物质。磷脂:磷脂是细胞内各种膜结构的重要成分。植物蜡:对植物细胞起保护作用。胆固醇:是人体所必需的,但血液中胆固醇过多可能引起心脑血管疾病。(3)蛋白质的功能 b 功能:通常不是生物体内的能源物质。其作用主要包括以下几个方面:细胞和生物体的结构物质
3、:如肌肉组织中的蛋白质 具有催化作用:如消化酶 具有免疫作用:如抗体 具有物质运输作用:如细胞膜上的载体 (4)氨基酸的结构和种类、氨基酸形成多肽及多肽形成蛋白质的过程 b 氨基酸的结构通式:每个氨基酸分子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。形成蛋白质的过程:形成方式:脱水缩合,形成的化学键叫做肽键,表示为CONH。命名:N 个氨基酸分子缩合而成的化合物称为 N 肽。氨基酸脱水缩合反应的计算:脱去的水分子数=肽键数=氨基酸数-肽链数(5)蛋白质分子结构多样性与功能复杂性的关系 b 蛋白质分子结构的多样性决定了蛋白质分子功能的多样性。蛋白质结构具有多样性的
4、原因:氨基酸的种类不同;氨基酸数目成百上千;氨基酸排列顺序千变万化;肽链空间结构千差万别。(6)核酸的种类和功能 a 元素组成:核酸由 C、H、O、N、P 等元素组成。种类:种类 英文缩写 基本组成单位 存在场所 脱氧核糖核酸 DNA 脱氧核苷酸 主要在细胞核 核糖核酸 RNA 核糖核苷酸 主要在细胞质 功能:核酸是细胞中控制其生命活动的大分子。DNA 中贮藏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。(7)活动:检测生物组织中的油脂、糖类和蛋白质 b 活动原理:各种生物组织和细胞中,有机化合物含量各不相同。对于某些有机化合物,可以使用指示剂染色后在显微镜下进行检查。苏丹
5、染液能使细胞中的油脂呈橙黄色。双缩脲试剂可与蛋白质发生紫色反应。本尼迪特试剂可与可溶性还原糖(葡萄糖、果糖等)发生作用生成红黄色沉淀。淀粉遇碘碘化钾溶液变蓝色。检测生物组织中的油脂:常用材料:花生种子、蚕豆种子或菜豆种子等。方法步骤:制片 徒手切片,将种子子叶切成12mm 厚的薄片,置于载玻片中央。染色 用吸水纸吸去材料表面的水,将苏丹染液滴在切片上,静置23min,使切片染色。用吸水纸吸去多余的染料,再在切片上滴加12滴50的乙醇溶液,洗去多余的染料。制片 用吸水纸吸去乙醇溶液,再在切片上滴加12滴水,盖上盖玻片,制成临时装片。观察 高倍显微镜下观察被染色(橙黄色)的脂肪颗粒。检测生物组织中
6、的淀粉:常用材料:马铃薯块茎 方法步骤:将生物组织材料剪碎后研磨、过滤。取2mL 样本上清液加入5滴碘碘化钾溶液,与样本上清液比较,观察颜色变化。结果:溶液颜色变成蓝色。检测生物组织中的还原糖:常用材料:梨和白萝卜 方法步骤:将生物组织材料剪碎后研磨、过滤。取2mL 样本上清液加入2mL 本尼迪特试剂,振荡试管,使样本与本尼迪特试剂混合均匀,将试管置于热水浴中加热23min,与样本上清液比较,观察颜色变化。结果:产生红黄色沉淀。检测生物组织中的蛋白质:常用材料:稀释的鸡蛋清,豆浆等。方法步骤:取2mL 样本上清液加入2mL 双缩脲试剂 A(NaOH),振荡试管,使样本与试剂 A 混合均匀,再加
7、入5滴双缩脲试剂 B(CuSO4),与样本上清液比较,观察颜色变化。结果:溶液颜色变成紫色。第二章 细胞的结构 3.细胞概述(1)细胞学说的基本观点 a 细胞学说主要揭示了生物结构的统一性,其内容主要有:所有的生物都是由一个或者多个细胞组成的;细胞是所有生物的结构和功能的基本单位;所有的细胞必定是由已存在的细胞产生的。(2)细胞的大小、数目和种类 a 细胞的种类很多,不同的细胞大小差别很大。生物体的长大,不是由于细胞体积的增大,而是由于细胞数目的增多。细胞的种类:原核细胞和真核细胞。原核细胞和真核细胞的主要区别在于:原核细胞没有核膜包被的细胞核。由原核细胞组成的生物称为原核生物,主要是各种细菌
8、。由真核细胞组成的生物称为真核生物,包括植物、动物和真菌等绝大多数生物。(3)活动:观察多种多样的细胞 b 显微镜的使用:显微镜使用的基本程序:取镜安放对光制片观察 显微镜放大倍数是指物像边长的放大倍数,而不是面积或体积的放大倍数。物镜越长,放大倍数越大,距离装片距离越近,目镜越长,放大倍数越小。总的放大倍数=目镜的放大倍数物镜的放大倍数。使用高倍镜观察细胞的实验操作过程:先在低倍镜下观察,找到要观察的物像;移动载玻片,将所要观察的细胞(物像)移动到视野中央;转动转换器,让高倍镜头正对通光孔;调节细准焦螺旋,使物像清晰。低倍物镜与高倍物镜比较:高倍物镜下视野亮度暗、物像大、细胞数量少。光学显微
9、镜观察标本时,标本被放大倍数是指放大标本的长度或宽度,显微镜观察到的物像是倒像,因此物像移动的方向与装片移动方向相反。4.细胞膜与细胞壁(1)质膜的选择透性 a 质膜有允许某些分子透过,而阻止另一些分子透过的特性,称为质膜的选择透性,选择透性属于质膜的功能特性。(2)质膜的“流动镶嵌模型”b 质膜的主要成分:磷脂和蛋白质,有些还含有少量的胆固醇和糖类。流动镶嵌模型:组成质膜的膜蛋白和磷脂大多都是可以移动的,由于膜中的各种组分都在不断地移动,像流体一样,而且又有各种蛋白质分子镶嵌在其中,所以这种模型称为流动镶嵌模型。因此,质膜的结构特点是具有一定的流动性。流动镶嵌模型中最基本的部分是脂双层,由脂
10、双层组成的膜称为单位膜。(3)质膜组成成分的生理作用 a 膜中各种组分的作用:脂双层是膜结构的基础,它使得许多分子和离子不能随意出入细胞。膜蛋白有许多功能:有些膜蛋白控制着某些分子和离子的出入;有些膜蛋白起着生物催化剂的作用;还有一些膜蛋白起着细胞标志物的作用,这些标志物中有的能识别来自细胞内外的化学物质(化学信号),有的能识别其他细胞,有的则与病原体作斗争。(4)植物细胞壁的组成和生理作用 a 植物和藻类的细胞壁主要是由纤维素组成的。作用:保护细胞和支撑植物体。(5)活动:验证活细胞吸收物质的选择性 b 步骤:将玉米籽粒放在温水(2025)中浸泡36小时,取4粒已经泡涨的籽粒,将其中2粒在沸
11、水中煮5min 后,冷却,作为对照的实验材料。分别取煮过和未煮过的玉米籽粒放在培养皿中,用刀片沿胚的中线纵向切开籽粒,用稀释20倍的红墨水染色(以淹没种子为宜)。2min 后,倒去红墨水,用水冲洗籽粒数次,直到冲洗液无色为止。观察籽粒中胚的颜色。结果:煮过的那一组种子的胚全都染上了红色,而没煮过的那一组种子的胚,仅表层带有浅浅的红色。结论:活细胞吸收物质具有选择透性。5.细胞质(1)内质网、核糖体、高尔基体、溶酶体、线粒体、质体、液泡和中心体的形态、结构和功能 a 内质网:形态、结构:是由一系列单位膜构成的囊腔和细管组成的细胞器,这些囊腔和细管彼此相通。内质网向内与细胞核膜相连,向外与质膜相连
12、。包括粗面内质网和光面内质网两种类型。功能:内质网主要功能是加工蛋白质和有机物的运输通道。核糖体:形态:颗粒状小体。结构:由 RNA和蛋白质组成,外表面没有膜结构。真核细胞中的核糖体一部分游离在细胞溶胶中,一部分连接在粗面内质网上。功能:合成蛋白质的场所。高尔基体:形态、结构:由一系列单位膜构成的扁平小囊和由这种小囊产生的小泡组成。功能:高尔基体是真核细胞中的物质转运系统,承担着物质运输的任务。如在分泌蛋白的形成过程中,高尔基体的作用就是把集中在高尔基体中的蛋白质进行分拣,并分别送到细胞内或细胞外的目的地。溶酶体:形态、结构:是由单位膜包被的小泡,是高尔基体 断裂后形成的。溶酶体中含有多种水解
13、酶。功能:消化细胞从外界吞入的颗粒和细胞自身产生的碎渣。线粒体:形态:呈颗粒状或短杆状。结构:由内、外两层膜构成的,膜的结构基础都是脂双层,内膜向内折叠形成嵴,两层膜之间以及嵴的周围都是液态的基质。线粒体中还有少量的 DNA 和核糖体,能合成一部分自己需要的蛋白质。功能:是细胞呼吸和能量代谢的中心,需氧呼吸的第二、第三阶段均在线粒体内进行。质体:质体存在于植物和藻类细胞中,分白色体和有色体两类。白色体不含色素,是贮存脂质和淀粉的,存在于不见光的细胞中。有色体含有色素,最重要的一类有色体是叶绿体。叶绿体:形态、结构:扁平的椭球形或球形。外面有双层膜,内部是液态的基质,浸在液态基质中的是一个复杂的
14、膜系统,与光合作用有关的色素就存在于这些膜系统中。功能:是光合作用的场所。液泡:形态、结构:是细胞中一种充满水溶液的、由单位膜包被的细胞器。液泡中的水溶液称为细胞液,其中含有无机盐类、糖类、氨基酸、色素等。功能:贮藏营养和色素等物质,其中液泡中的色素使得植物的花、果实和叶有各种颜色;此外还有有保持细胞形态,调节渗透吸水和失水的作用。中心体:形态、结构:由两个互相垂直的中心粒构成,无膜结构,每一个中心粒都是由一组微管排列成的筒状结构,存在于动物和低等植物中。功能:在动物细胞的增殖过程中起作用。(2)细胞溶胶的功能 a 细胞质中除细胞器以外的液体部分称为细胞溶胶。细胞溶胶中含有多种酶,是多种代谢活
15、动的场所。(3)活动:观察叶绿体的形态和分布 b 实验原理:在高倍显微镜下可以看到高等植物的叶绿体,以及液泡、细胞壁等结构。实验目的:观察黑藻叶肉细胞中叶绿体的形态和分布 观察黑藻细胞中的胞质环流现象。实验步骤:黑藻的培养 实验前将黑藻放在光照充足、温度适宜的条件下培养。取材:将黑藻从水中取出,用镊子从新鲜枝条上取一片幼嫩的小叶。制片:在载玻片中央滴一滴清水,将小叶放在载破片的水滴中,盖上盖玻片。制成临时装片。先用低倍镜找到黑藻叶肉细胞,再换用高倍物镜观察。6.细胞核(1)细胞核的结构和功能 b 细胞核的结构:染色质:是细胞核中或粗或细的长丝,由 DNA 和蛋白质组成。细胞核所携带的遗传信息就
16、在染色质中的 DNA 分子中。染色质染色体成分相同,只是凝聚程度不同,是细胞分裂不同时期形状各异的同一种物质。核被膜:是指包被细胞核的双层膜,其外层与粗面内质网膜相连。核被膜上有核孔复合体。核孔复合体:是蛋白质、RNA 等大分子出入细胞核的通道。核仁:是细胞核中呈圆形或椭圆形的结构,与核糖体的形成有关。核基质:细胞核中液态部分。细胞核的功能:细胞核是遗传物质贮存和复制的场所,是细胞的控制中心。(2)动、植物细胞结构的异同点 b 所有植物细胞都有细胞壁,动物细胞没有细胞壁。绿色植物细胞有叶绿体等质体,动物细胞没有。成熟植物细胞有大液泡,动物细胞 一般没有。动物细胞有中心体,大多数植物细胞中则没有
17、。7.原核细胞 真核细胞和原核细胞结构的异同点 b 类别 原核细胞 真核细胞 不同点 大小 较小 较大 细胞壁 多数有,但成分与植物细胞不同。植物细胞有,成分主要是纤维素。细胞质内的细胞器 只有核糖体一种细胞器。有各种复杂的细胞器 细胞核 染色质 无核膜包被的细胞核,只有拟核。无,只有丝状 DNA。有核膜包被的细胞核。有,由 DNA 和蛋白质构成染色质。共同点 具有细胞膜、细胞质、核糖体。注意:原核细胞虽然没有线粒体,但也能进行细胞呼吸,质膜就是原核细胞进行细胞呼吸的场所。蓝细菌没有叶绿体,但其质膜向内折叠,并含有光合色素,这些膜就是蓝细菌光合作用的场所,也成光合膜。三 细胞的代谢 8.细胞与
18、能量(1)细胞内的吸能反应和放能反应:a 吸能反应指产物分子中的势能比反应物分子中的势能高。如人体细胞中葡萄糖合成糖元就是一种吸能反应。放能反应指产物分子中的势能比反应物分子中的势能低。所有细胞中最重要的放能反应是糖的氧化,也称为细胞呼吸。(2)ATP的化学组成和特点:a ATP的化学组成:ATP由一个核糖、一个腺嘌呤和三个磷酸基团组成的。其中 A代表腺苷,由一个核糖和一个腺嘌呤组成,T代表3个,P代表磷酸基团。所以 ATP也叫做腺苷三磷酸。ATP的特点:一个 ATP含一个腺苷和三个磷酸基团,这是它的组成特点;同时 ATP还含有高能磷酸键,一分子 ATP中含有两个高能磷酸键,其中远离腺苷的高能
19、磷酸键易水解和重新形成。当远离腺苷的那个高能磷酸键水解时则 ATP就变成了 ADP,当 ADP得到能量时又能重新形成高能磷酸键形成 ATP。ATP 在细胞内含量很少,但在细胞内的转化速度很快。ATP 和 ADP 相互转化的过程和意义:这个过程储存能量 这个过程释放能量 ATP 与 ADP 的相互转化 ATP 酶 ADP+Pi+能量(1molATP 水解释放30.54KJ 能量)方程从左到右时能量代表释放的能量,用于一切生命活动。方程从右到左时能量代表转移的能量,动物中为呼吸作用转移的能量。植物中来自光合作用和呼吸作用。注:在 ATP 和 ADP 转化过程中物质是可逆,能量是不可逆的 意义:能量
20、通过 ATP 分子在吸能反应和放能反应之间循环流通,ATP 是细胞里的能量流通的能量“通货”9物质出入细胞的方式(1)扩散和渗透的过程:b 扩散是指分子或离子从高浓度处向低浓度处运动的现象。扩散达到平衡时,分子仍继续运动,且维持着平衡状态。渗透是指水分子通过膜的扩散称为渗透。水分子总是从分子数相对较多的一侧进入水分子相对较少的一侧。即水分子扩散总是从较低浓度较高浓度。扩散和渗透都是物理现象。渗透作用的条件:有半透膜存在 半透膜两边均为液态且存在浓度差 半透膜的特点:大分子物质不可以透过,小分子物质(如水)可以透过。渗透作用 扩散作用 区别 概念 水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散 物质从相对
21、动 条件 具有一层半透膜,半透膜两侧溶液存在浓度差 两处物质相结果 半透膜两侧的溶剂分子达到动态平衡 两处物质相联系 渗透作用是扩散作用的一种特殊方式 (2)红细胞吸水与失水的原因:b 红细胞失水和吸水的原因:红细胞的细胞膜相当于一层半透膜。因为细胞膜同样具有大分子不能透过,有些小分子物质(如水)可以透过的特点。所以红细胞具有发生渗透作用的条件:具有半透膜,又有浓度差。当外界溶液浓度大于红细胞内液体(细胞溶胶)的浓度时,红细胞就失水;红细胞发生皱缩现象。当外界溶液浓度小于红细胞内液体(细胞溶胶)的浓度时,红细胞就吸水。吸水到一定程度,由于细胞膜的伸缩性有一定限度,所以红细胞会发生破裂现象。(3
22、)植物细胞发生质壁分离及质壁分离复原的原因:b 植物细胞的质壁分离是指植物细胞因为渗透作用而失水,这时细胞膜(质膜)连同以内的部分收缩而发生与细胞壁的分离。下图示植物细胞发生质壁分离时的状态:图中的1代表细胞壁,由于细胞壁具有全透性,所以1和2之间充满外界高浓度的溶液。图中的2代表细胞膜,5代表液泡膜,3代表细胞质,2、5和3合称为原生质层,相当于植物细胞的半透膜,所以植物细胞具备了渗透吸水的条件;液泡内的液体叫细胞液,所以当半透膜(原生质层)两侧存在浓度差,即细胞液与外界溶液浓度之间有浓度差,就会发生植物细胞的渗透作用。植物细胞发生质壁分离的外因是外界溶液浓度高于细胞液的浓度,液泡内的水就会
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