高二生物下册知识点总结.pdf
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1、高二生物下册知识点总结必修一分子与细胞1.1 细胞的分子组成蛋白质的结构与功能1)氨基酸的结构P21图 2-3脱水缩合P22图 2-52)蛋白质的结构:由多个氨基酸分子缩合而成的,含有多个肽键的化 合 物,叫多肽。多肽通常成链状结构,叫做肽链。肽链能盘曲、折 叠,形成有一定空间结构的蛋白质分子。蛋白质种类繁多的原因:在细胞内,每种氨基酸的数目成千上百;氨基酸形成多肽链时,不同种类氨基酸的排列顺序千变万化;多肽链的空间结构千差万别。3)蛋白质的功能:蛋白质是生命活动的主要承担者。许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质,称为结构蛋白。细胞内的化学反应离不开酶的催化,绝大多数的酶是蛋白质。有些蛋
2、白质具有运输载体的功能(血红蛋白)。有些蛋白质起信息传递作用,能够调节机体的生命活动(胰岛 素)。有些蛋白质有免疫功能,人体内的抗体是蛋白质。核酸的结构与功能结 构:核酸是由核昔酸连接而成的长链。核甘酸是核酸的基本组成单位。在绝大多数的生物体的细胞中,D N A由两条脱氧核甘酸链构成。RNA由一条核糖核甘酸链构成。组 成 DNA的脱氧核甘酸虽然只有4 种,但若数量不限,在连成长链时,排列顺序就是极其多样化的。部分病毒的遗传信息直接贮存在RNA中,如 HIV、SARS病毒等。核酸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糖类的种类与作用糖类是主要的能
3、源物质。(70%)单 糖:葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质,常被形容为 生命 的 燃 料 。它不能水解,可直接被细胞吸收。常见的单糖还有果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等。二 糖:由两分子单糖脱水缩合而成,二糖必须水解成单糖,才能被细胞吸收。常见的二糖是蔗糖(植 物)、乳 糖(人和动物乳汁)。多 糖:生物体内的糖类绝大多数以多糖的形式存在。淀粉是最常见的多糖。植物通过光合作用产生淀粉,作为植物体内的储能物质存在于植物细胞中。淀粉不易溶于水,人们食用的淀粉,必须经过消化分解成葡萄糖,才能被细胞吸收利用。这些葡萄糖成为人和动物体合成动物多糖糖原的原料。糖原主要分布在人和动物的肝脏和肌肉中,是人
4、和动物细胞的储能物质。植物茎秆和枝叶中的纤维,以及所有植物细胞的细胞壁的主要成分都是纤维素,它也是多糖,不溶于水,由许多葡萄糖连接而成。脂质的种类与作用脂质组成元素主要是C、H、。,有些脂质还含有P、N。脂肪是最常见的脂质。脂肪是细胞内良好的储能物质。磷脂是构成细胞膜的重要成分,也是构成多种细胞器膜的重要成分。固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D等。生物大分子以碳链为骨架1)组成生物体的主要化学元素种类和其重要作用细胞中常见的化学元素有二十多种,其中有些含量较多,如C、H、0、N、P、S、K、Ca、M g等,称为大量元素。有些含量很少,如Fe、Mn、Zn、Cu、B、M。等,被称为微量元素。无
5、论是鲜重还是干重,组成细胞的元素中C、H、0、N这四种元素的含量最多。在干重中C的含量达到48.4%O这表明C是构成细胞的基本元素。是含量最多的元素2)碳链是生物构成生物大分子的基本骨架多糖、蛋白质、核酸都是生物大分子,都是由许多基本的组成单位连接而成的,这些基本单位称为单体,这些生物大分子又称为单体的多聚体。组成多糖的单体是单糖,组成蛋白质的单体是氨基酸,组成核酸的单体是核甘酸。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,由许多单体连接成多聚体。正是由于C原子在组成生物大分子的重要作用,科 学 家 才 说C是生命的核心元素,没有C,就没有生命。水和无机盐的作用1)水在细胞中的存在形
6、式与作用一般地说,水在细胞的各种化学成分中含量最多。水在细胞中以两种形式存在。一部分水与细胞内的其他物质相结合,叫做结合水。结合水是细胞结构中的重要组成成分。细胞中绝大部分的水以游离的形式存在,可以自由流动,叫做自由水。自由水是细胞内的良好溶剂。2)无机盐在细胞中的存在形式与作用细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。例 如,哺乳动物的血液中,必须含有一定量的钙离子,若含量太低,会出现抽搐等症状。生物体内的无机盐离子,必须保持一定的 量,这对维持细胞的酸碱平衡非常重要。(了 解P36页第二段)1.2细胞的结构细胞学说建立的过程由施莱登和施旺建立于19世纪的细
7、胞学说,是自然科学史上的一座丰碑。他们提出:一、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。二、细胞是一个相对独立的单位,既有他自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。三、新细胞可以从老细胞中产生。细胞学说主要是阐明了生物界的统一性。细胞膜系统的结构和功能1)生 物 膜(细胞膜)的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型认为,磷脂双分子层构成了膜的基本支架,这个支架不是静止的。磷脂双分子层是轻油般的流体,具有流动性。蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子中,有的横跨整个磷脂双分子层。大多数蛋白质分子也是可以运动的。2)细胞膜的成分和功
8、能细胞膜主要由脂质和蛋白质组成。此外还有少量的糖类。功 能:将细胞与外界环境分隔开。控制物质进出细胞。进行细胞间的信息交流。3)细胞膜系统的结构在细胞中,许多细胞器都有膜,如内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等,这些细胞器膜和细胞膜、核膜等结构,共同构成细胞的生物膜系统4)细胞膜系统的功能首 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附着位点。第 三,细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,如同一个个小的区室,
9、这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应,而不会互相干扰,保证细胞的生命活动高效有序的进行。几种细胞器的结构和功能1)叶绿体、线粒体的结构与功能叶绿体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。在电子显微镜下观察可以看到叶绿体的外表有双层膜,内部有许多基粒,基粒与基粒之间充满了基质。每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成。(P99图5-11)。这些囊状结构称为内囊体。吸收光能的四种色素就分布在它的薄膜上。叶绿体是进行光合作用的场所。它的内部巨大膜表面上,不仅分布着许多吸收光能的色素分子,还有许多进行光合作用所必须的酶。线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所
10、,是 细 胞 的“动 力 车 间 。细胞生命活动所需要的能量大约95%来自线粒体。线粒体具有内、外两层膜(P93图5-8),内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠成崎,崎使内膜的表面积大大增加。崎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)其他几中细胞器的功能内质网是由膜连接而成的网状结构,是细胞内蛋白质的加工和合成,以及脂质合成的“车 间 。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 。核糖体有的附着在内质网上,有的游离分布在细胞质中,是 生产蛋白质的机器。溶 酶 体 是“消 化 车 间 ,内部含有许多种水解酶,能分解衰老、损
11、伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。液泡主要存在于植物细胞中,内有细胞液,含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质,可以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。中心体见于动物和某些低等植物的细胞,有两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成,与细胞的有丝分裂有关。在细胞质基质中也进行着多种化学反应。细胞核的结构与功能1)细胞核的结构与功能结构模式图(P53图3-10)功 能:细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。2)原核细胞与真核细胞的区别与联系区 别:科学家根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核,把细胞分为真核细胞和原核细胞两大类。联 系:原核细胞具有与真核细胞相似的细
12、胞膜和细胞质,没有由核膜包被的细胞核,也没有染色体,但有一个环状的DNA分 子,位于无明显边界的区域,这个区域叫做拟核。真核细胞染色体的主要成分也是DNA。D N A与细胞的遗传和代谢关系十分密切。显示了真核细胞和原核细胞的统一性。3)细胞是一个有机的统一整体细胞作为基本的生命系统,其结构复杂而精巧;各组分之间分工合作成为一个整体,使生命活动能够在变化的环境中自我调控、高度有序地进行。这是几十亿年进化的产物。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。1.3细胞的代谢物质进出细胞的方式1)物质跨膜运输方式的类型及特点物质进出细胞既有顺浓度梯度的扩散,统称为被动运输;也有逆浓度
13、梯度的运输,称为主动运输。物质通过简单的扩散作用进出细胞,叫做自由扩散(水,氧 气,二氧化 碳)。进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散,叫做协助扩散(葡萄糖进入红细胞)。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所释放的能量,这种方式叫做主动运输。P72 了解胞吞胞吐2)细胞是选择透过性膜细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜,这种膜可以让水分子自由通过,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。3)大分子物质进出细胞的方式胞吞胞吐酶在代谢中的作用1)酶的本质、特性、作用本 质:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数是蛋白质。少 数
14、RNA也具有生物催化功能特 性:高效性、专一性、作用条件较温和。(见 书P85图5-35-4及小字部分)作 用:同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高。2)影响酶活性的因素温 度pH值ATP在能量代谢中的作用1)ATP化学组成和结构特点ATP是三磷酸腺苜的英文缩写。ATP分子的结构式可以简写APPP,其 中 A 代表腺首,P代表磷酸基团,代表一种特殊的化学键,叫做高能磷酸键,ATP分子中大量的能量就储存在高能磷酸键中。ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。2)ATP与 ADP相互转化的过程及意义在有关酶的催化作用下,ATP分子中远离A 的那个高能磷酸键很容易水 解,于 是,
15、远 离 A 的那个P就脱离开来,形成游离的Pi(磷 酸),同 时,储存在这个高能磷酸键中的能量释放出来,ATP就转化成ADP(二磷酸腺昔)o 在有关酶的催化作用下,A D P 可以接受能量,同时与一个游离的Pi结 合,重新形成ATP(P89图 5-5)。细胞内ATP与 ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性。细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的光合作用以及对它的认识过程1)光合作用的认识过程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。一、18世纪中期前,人们认为土壤中的水分是植物建造自身的原料,未考虑到空气。
16、二、17 71年,英国科学家普利斯特利证明,植物可以更新空气。三、1779年,荷兰科学家英格豪斯证明上述实验只有在阳光照射下才能成功。1785年,由于发现了空气的组成,人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气,吸收的是二氧化碳。四、1864年,德国植物学家萨克斯证明光合作用的产物除氧气外还有淀粉。五、因人们发现放射性同位 素,1939年美国科学家鲁宾和卡门证明光合作用释放的氧气来自于水(P106页 第 6 题)。六、20世 纪 4 0 年代美国科学家卡尔文用14c标记的 14CO2,最终证明产物CO2中 的 C 在光合作用中转化成有机物中C 的途 径,称为卡尔文途径。2)光合作用的过程CO2+H2
17、O 叶绿体光能(CH20)+02光反应阶段:光合作用的第一阶段中的化学反应,必须有光才能进行,这个阶段叫做光反应阶段。光反应阶段的化学反应是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素吸收的光能,有两方面用途:一是将水分解成氧和 H,氧直接以分子形式释放出去,川则被传递到叶绿体内的基质中,作为活泼的还原剂,参与到暗反应阶段的化学反应中去;二是在有关酶的催化作用下 促 成 ADP与 Pi发生化学反应 形 成 ATP。光能就转变为储存在ATP中的化学能。暗反应阶段:光合作用第二阶段中的化学反应,有没有光都能进行,这个阶段,叫做暗反应阶段。暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的。在暗反应阶段中,绿
18、叶通过气孔从外界吸收进来的二氧化碳,不能直接被 H 还 原,它必须首先与植物体内的C5(一种五碳化合物)结 合,这个过程叫做二氧化碳的固定。一个二氧化碳分子被一个C 5分子固定以后,很快形成两个C3(一种三碳化合物)分子。在有关酶的催化作用下,C3接 受 ATP释放的能量并且被 H 还原。随 后,一些接受能量并被还原的C 3 经过一系列变化,形成糖类;另一些接受能量并被还原的C.3则经过一系列的化学变化,又 形 成 C5,从而使暗反应阶段的化学反应持续的进行下去。影响光合作用的速率的环境因素1)环境因素对光合作用的速率的影响光照的强弱,温度的高低,C 02的浓度2)农业生产以及温室中提高农作物
19、产量的方法同上细胞呼吸1)有氧呼吸和无氧呼吸过程及异同有氧呼吸对于绝大多数生物来说,有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式,这一过程必须有氧的参与。有氧呼吸的主要场所是线粒体。有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖。C6H12O6+6O2 酶 6co2+6H2O+能量有氧呼吸第一阶段是,一分子的葡萄糖分解成二分子的丙酮酸,产生少量的H,并释放出少量的能量。这一阶段不需要氧的参与,是在细胞质的基质中进行的。第二阶段是丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和H,并释放出少量的能量。这一阶段不需要氧的参与,是在线粒体基质中进行的。第三个阶段是,上述两个阶段产生的H,经过一系列的反应,与氧结合形成水,同时释放出大量的能量。这一阶
20、段需要氧的参与,是在线粒体内膜上进行的。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氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成许多ATP的过程。无氧呼吸除酵母菌以外,还有许多种细菌和真菌能够进行无氧呼吸。马铃薯块茎、苹果果实等植物器官的细胞以及动物骨骼肌的肌细胞等,除了能够进行有氧呼吸,在缺氧条件下也能进行无氧呼吸。一般地说,无氧呼吸最常利用的物质也是葡萄糖。无氧呼吸分成两个阶段,需要不同酶的催化,但都是在细胞质基质进行的。第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同。第二阶段是丙酮酸在不同酶的催化下,分解成酒精和二氧化碳,或者转化成乳酸。C6H12O6酶2c3H603(乳
21、酸)+少量能量C6H12O6 酶 2C2H5OH(酒 精)+2CO2+少量能量2)细胞呼吸的意义及其在生产和生活中的应用意 义:ATP分子高能磷酸键中能量的主要来源是呼吸作用。应 用:(P95-96资料分析)1.4细胞的增殖细胞的生长和增殖的周期性多细胞生物体体积的增大,即生物体的生长,既靠细胞生长增大细胞的 体 积,还要靠细胞分裂增加细胞的数量。细胞进行有丝分裂具有周期性。即连续分裂的细胞,从一次分裂完成时 开 始,到下一次分裂完成时为止,为一个细胞周期。一个细胞周期包括两个阶段:分裂间期和分裂期。(P112 图 6-1)细胞的无丝分裂及其特点在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化,所以叫
22、做无丝分裂。例 如,蛙的红细胞的无丝分裂。细胞的有丝分裂1)动、植物细胞有丝分裂的过程及异同以高等植物细胞为例的有丝分裂期的过程:前 期:间期染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗,成为染色体。每条染色体包括两条并列的姐妹染色单体,这两条染色单体由一个共同的着丝点连接着(P U 2图6-2)。核仁逐渐解体,核膜逐渐消失。从细胞的两极发出纺锤 丝,形成一个梭形的纺锤体。染色体散乱地分布在纺锤体的中央。中 期:每条染色体的着丝点的两侧,都有纺锤丝附着在上面,纺锤丝牵引着染色体运动,使每条染色体的着丝点排列在细胞中央的一个平面上。这个平面与纺锤体的中轴相垂直,称为赤道板。中期染色体的形态比较 稳 定,数目比较清
23、晰,便于观察。后 期:每个着丝点分裂成两个,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体,由纺锤丝牵引着分别向细胞的两极移动。这时细胞核中的染色体就平均分配到了细胞的两极,使细胞的两极各有一套染色体。这两套染色体的形态和数目完全相同,每一套染色体与分裂前亲代细胞中的染色体的形态和数目也相同。末 期:当这两套染色体分别到达细胞的两极以后,每条染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝。同 时,纺锤丝逐渐消失,出现了新的核膜和核仁。核膜把染色体包围起来,形成了两个新的细胞核。此 时,在赤道板的位置出现了一个细胞板,细胞板由细胞的中央向四周扩散,逐渐形成了新的细胞壁。最 后,一个细胞分裂成为两个子细胞。大多数子细胞进
24、入下一个细胞周期的分裂间期状态。动物细胞有丝分裂期的过程的不同点:第 一:动物细胞有由一对中心粒构成的中心体,中心粒在间期倍增,成为两组。进入分裂期后,两组中心粒分别移向细胞两极。在这两组中心粒的周围,发出无数条放射状的星射线,两组中心粒之间的星射线形成了纺锤体。第 二:动物细胞分裂的末期不形成细胞板,而是细胞膜从细胞的中部向内凹陷,最后把细胞缢裂成两部分,每部分都含有一个细胞核。这 样,一个细胞就分裂成了两个子细胞。2)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(实 质 为 D N A 的复制)之 后,精确的平均分配到两个子细胞中。意 义:由于染色体上有遗传物质DNA,因而在细胞
25、的亲代和子代中保持了遗传形状的稳定性,对生物遗传有重要意义。1.5细胞的分化、衰老和调亡细胞的分化1)细胞分化的特点、意义及实例特 点:细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象,是生物个体发育的基础。意 义:细胞分化使许多生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高各种生物生理功能的效率。实 例:多细胞生物体从小长大,不仅有细胞数量的增加,还有细胞在结构和功能上的分化(受精卵发育成个体)。即使在成熟的个体中,仍然有一些细胞具有产生不同种类的新细胞的能力(造血干细胞)。2)细胞分化的过程及原因过 程: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稳定性差异的过程,叫做细胞分化。原
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