人教版（2019）高中生物必修1《分子与细胞》知识点考点复习提纲

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 人教版（2019） 高中生物必修1《分子与细胞》知识点考点复习提纲第1章 走近细胞第1节 细胞是生命活动的基本单位细胞学说及其建立过程细胞是一个有机体，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。（1）细胞学说主要内容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的生命起作用。新细胞是由老细胞分裂产生的。揭示了动物和植物的统一性，从而阐明了生物界的统一性。（2）细胞学说主要意义 使生物学的研究进入到细胞水平，并为进入分子水平打下基础。 不仅解释了个体发育，也为生物进化论的确定埋下伏笔。（3）细胞学说及其建立过程2.细胞是基本的生命系统活细胞(1)生命活动离不开细胞病毒无细胞结构，必须寄生在活细胞中才能生活单个原因单细胞生物依靠_____细胞完成生命活动。各种分化的细胞 依赖________________ 共同完成生命活动。多细胞生物(2)生命系统的结构层次蛋白质核酸 1.成分：主要由 和 组成 2.生活方式： （必须依赖 才能生存）3.分类： 病毒： 按遗传物质分 病毒： 病毒 ②按宿主类型分 病毒 （ 病毒）寄生 活细胞噬菌体 DNA流感、SARS、HIV、烟草花叶病毒、新冠肺炎病毒等RNA3.分类动物病毒植物噬菌体细菌基因突变4.变异方式： 动物细胞融合①促进 （灭活病毒）②作为 ，将目的基因导入受体细胞 （λ噬菌体的衍生物、动植物病毒）③制备 （提供抗原蛋白）5.应用载体疫苗注：遗传物质是DNA的病毒有：T2噬菌体 、 水痘病毒 、 天花病毒 。 遗传物质是RNA的病毒有： 流感病毒 、 HIV 、 烟草花叶病毒 。 （5）病毒增值过程：（以T2噬菌体为例） 吸附 注入 合成自身物质 组装 释放注意：①用放射性元素标记病毒时，应先用含放射性元素的培养基培养 细胞 ，再该细胞培养病毒。 ②病毒在增殖时，所需要的 场所 、 原料 、 能量 都是 宿主细胞提供的，病毒只提供自身 核酸 作为模板和指导自身的蛋白质的合成。第二节 细胞的多样性和统一性1.【实验】显微镜的使用 （1）显微镜的实验原理①显微镜下所成的像是倒立的放大的虚像。 ►倒立是指上下、左右均是颠倒的，相当于将观察物水平旋转了180度。如：P → d ►放大是指 长度 或 宽度 的放大，不是指面积或体积的放大。视野的大小与放大倍数成 反比 ，即放大的倍数越大视野 越大 ，看到的标本范围 越小 。光学显微镜利用光学原理，把人眼所不能分辨的微小物体放大成像，放大倍数低。电子显微镜用电子束代替了可见光用电磁透镜代替了光学透镜，并使用荧光屏将肉眼不可见的电子束成像，电子显微镜放大倍数为几万到上百万倍。（光学显微镜观察到的是显微结构，电子显微镜观察到的是亚显微结构。）光学显微镜 电子显微镜②显微镜放大倍数=目镜放大倍数 × 物镜放大倍数③目镜越长，放大倍数越小。(无螺纹)④物镜越长，放大倍数 越大，工作距离（镜头距标本的距离）越近，视野越小。( 有 螺纹)⑤换上高倍镜后，只能使用 细 准焦螺旋调焦。 ⑥使视野变亮的方法除换用 大光圈 外，还可以将反光镜由 平 面镜换为 凹 面镜 。 目镜 物镜（3）、操作步骤 取镜：从镜箱中取出，右手握镜臂，左手托镜座。 安放：置于试验台自己的左胸前。 对光：转动转换器使低倍物镜对准通光孔，转到遮光器使较大的光圈对准通光孔，转动 反光镜 使光线经通光孔,进入镜筒，使 视野明亮 。调焦：将玻片标本置于载物台上，先在注视下降下镜筒，然后用眼注视目镜，并转动 粗 准焦螺旋缓慢升起镜筒，至看到物象时，将物象移到视野中央 。并调节 细 准焦螺旋使物象清晰，并找好最佳观察点移至视野中央。 换用高倍镜：转动 转换器 ，移走低倍镜，换上高倍镜。 观察与调焦：若换上高倍镜后物象清晰，可直接观察，若不清晰，则用 细 准焦螺旋调焦。若视野变暗，可用较大 通光孔 或调节反光镜是视野变亮。 复原：使用完毕后，将显微镜恢复原装。（4）基本技术要求 ①镜检观察方法：姿势要端正，一般用 左 眼观察， 右 眼便于绘图或记录，两眼必须同时睁开，以减小疲劳。选择光源：对光时应避免 直射 光源，因直射光源影响物象的清晰，并刺激眼睛。 ►凡是检测染色标本时，光线应 较强 ；检查未染色标本时，光线不宜 较强 ，可通过扩大或缩小 通光孔 、升降聚光器、旋转 反光镜 调节光线。►观察透明标本时，一般视野要 暗 ，以增大明暗反差。观察透光不佳的标本时，视野要亮。（5）视野中细胞数目的计算 ①若视野中的细胞呈单行，看到的细胞数目与放大倍数成反比。10×10 看见8个 10×40 将看见 2 个②若视野中的细胞均匀分布在视野中，看到的细胞数目与放大倍数的平方成反比。 10×10 看见64个 10×40 将看见 4 个2. 原核细胞和真核细胞1、真核细胞和原核细胞（1）分类依据：细胞内有无以_核膜为界限的_的细胞核。（2）举例： ①原核细胞：“三菌”： 蓝细菌 、 放线菌 、 其他细菌 。 “三体”：支原体、衣原体、立克次氏体 动物、植物（被子植物；裸子植物；藻类植物）、真核细胞： 真菌（ 食用菌 、 霉菌 、 酵母菌 ）、原生生物（ 草履虫 、 变形虫 ）细菌在生态系统中可分为生产者（硝化细菌）、消费者（寄生细菌）、分解者（腐生细菌：大肠杆菌）。有些是需氧的（硝化细菌）、有些厌氧（破伤风杆菌）。蓝细菌无叶绿体，含叶绿素和藻蓝素，也能进行光合作用，是自养生物，属于生产者。蓝细菌也无线粒体，但能进行有氧呼吸。水华：淡水水域污染后富营养化，含N、P无机盐增多，超出环境容量和自净能力，导致蓝细菌和绿藻（真核）等大量增殖。2、病毒、真核细胞和原核细胞的区别6、细胞的多样性和统一性 （1）细胞的多样性表现及两个原因： 新人教版生物学必修1《分子与细胞》知识梳理第2章 组成细胞的分子第1节 细胞中的元素和化合物1. 生物界与非生物界的统一性与差异性（1）组成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到，体现了生物界与非生物界的 统一 性。（2）细胞与非生物相比，各种元素的相对含量大不相同，体现了生物界与非生物界的 差异 性。2. 组成细胞的元素（1）元素分类①大量元素：如 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 等。②微量元素：含量少，但不可缺少，和大量元素一样重要，如 Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 等。③主要元素： C、H、O、N、P、S 6种。④基本元素(细胞中含量最多的元素)： C、H、O、N 4种。鲜重下含量高低依次为： O＞C＞H＞N ；干重下含量高低依次为： C＞O＞N＞H 。⑤最基本元素： C ，因为生物大分子都以 碳链 为基本骨架。（2）特点：不同生物体内化学元素的种类 基本相同 ，但含量 相差很大 。3. 组成细胞的化合物（1）组成细胞的元素大多以 化合物 的形式存在。（2）占细胞鲜重最多的化合物是 水 ；占细胞鲜重最多的有机化合物是 蛋白质 ； 占细胞干重最多的化合物是 蛋白质 。4.【实验】检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质（1）原理①还原糖(葡萄糖、果糖、麦芽糖等)＋ 斐林 试剂→ 砖红 色沉淀②淀粉＋ 碘液 → 蓝 色③脂肪＋ 苏丹Ⅲ (苏丹Ⅳ)eq \o(──────→,\s\up7(切片法需镜检)) 橘黄 色( 红 色)(染色后要用 50%酒精 洗掉浮色)④蛋白质(多肽)＋ 双缩脲 试剂→ 紫 色（2）材料选择（要求组织颜色 浅或近白色 ，目的是 避免材料颜色对反应后颜色造成干扰 ）①苹果、梨匀浆可用作 还原糖 待检样品。西瓜 不能 (能/不能)作为还原糖检测材料，因为西瓜汁呈 红色 ，会掩盖实验现象；甘蔗 不能 (能/不能)作为还原糖检测材料，因为甘蔗中的蔗糖 是非还原糖 。②马铃薯匀浆可用作 淀粉 待检样品。③花生种子、花生种子匀浆可用作 脂肪 待检样品。④豆浆、鲜肝提取液、蛋清可用作 蛋白质 待检样品。若用蛋清需要 稀释 。（3）试剂组成及使用方法①斐林试剂 组成：甲液： 0.1g/mL的NaOH溶液 ；乙液： 0.05g/mL的CuSO4溶液 。使用方法： 等量混合 使用， 现配现用 ； 水浴 加热。②双缩脲试剂：组成：A液： 0.1g/mL的NaOH溶液 ；B液： 0.01g/mL的CuSO4溶液 。使用方法：先加 双缩脲试剂A液 ，摇匀，再加少量 双缩脲试剂B液 ，摇匀。 不需要 (需要/不需要)加热。若B液过量，反应液会呈 蓝 色，遮盖反应后的颜色。实质： 碱性 条件下 肽键 与双缩脲试剂中的Cu2＋反应生成紫色络合物。第2节 细胞中的无机物1. 细胞中的无机物包括 水 和 无机盐 。2. 水的含量（1）一般来说， 水 在细胞的各种化学成分中含量最多。生物体的含水量一般为60%～95%。（2）不同种类生物含水量不同，如水生生物含水量 高于 陆生生物。（3）生物体在不同的生长发育时期，含水量不同，如幼儿身体的含水量 高于 成体人身体的含水量，植物幼嫩部分含水量 高于 老熟部分含水量，代谢旺盛的组织中含水量 高于 代谢弱的组织。（4）同一生物不同组织、器官内水的含量 不同 。3. 水的存在形式：水在细胞中以 结合水 和 自由水 两种形式存在。（1）结合水：与细胞中的某些物质结合，是 细胞结构 的重要组成成分，约占细胞内全部水分的4.5%。（2）自由水：以 游离 的形式存在，可以自由流动，约占细胞内全部水分的95.5%。自由水作用：①细胞内的 良好溶剂 ；②参与 生化反应 ；③提供 液体 环境；④运送 营养物质 和 代谢废物 。实例：刚收获的玉米种子在阳光下晒干，重量减轻，这个过程损失的主要是 自由水 ，这样的种子在条件适宜时，仍能萌发成幼苗；把晒干后的种子放在一洁净的试管中加热，试管壁上有水珠出现，这些水主要是 结合水 ，这样的种子将不能萌发。代谢旺盛的细胞内 自由水 的含量相对高些。4. 自由水与结合水的比例与细胞代谢、抗性的关系比值大：代谢 旺盛 ，抗性 弱 比值小：代谢 缓慢 ，抗性 强 →代谢与抗性呈 相反 关系eq \f(自由水,结合水) 实例：种子萌发或幼苗，新陈代谢旺盛、生长迅速时， 自由水 的含量增多，但抗性 减弱 ；种子晒干后， 自由水 大量减少，代谢 减弱 ，但抗性 增强 ，易于保存。5. 细胞中大多数无机盐以 离子 的形式存在，更易吸收,少数以化合物形成存在(如CaCO3)。6. 无机盐的作用（1）某些复杂化合物的重要组成成分。如 Mg 是叶绿素的组成元素， Fe 是血红蛋白的组成元素， I 是甲状腺激素的组成元素， CaCO3 是动物骨和牙齿的重要成分。（2）维持细胞和生物体正常的生命活动。如哺乳动物血Ca2＋低会 抽搐 ，血Ca2＋高会 肌无力 。（3）维持细胞的 渗透压 和 酸碱 平衡。0.9%NaCl溶液(生理盐水)能维持动物细胞正常的 形态和生理功能 。第3节 细胞中的糖类和脂质1. 生物体进行生命活动的主要能源物质是 糖类 。2. 糖类的组成元素是 C、H、O 。3. 糖类分为(据水解情况)： 单糖 、 二糖 和 多糖 。（1）单糖①特点： 不能 (能/不能)水解， 能 (能/不能)被细胞直接吸收。②常见种类：五碳糖 核糖(C5H10O5)：分布于 动植物 细胞中，是组成 RNA 的成分。 脱氧核糖(C5H10O4)：分布于 动植物 细胞中，是组成 DNA 的成分。 葡萄糖(C6H12O6)：分布于 动植物 细胞中，是细胞中主要的 能源物质 。 六碳糖 果糖：分布于 植物 细胞中。 半乳糖：分布于 动物 细胞中。（2）二糖①特点：水解后能生成 2 分子单糖，必须水解成 单糖 才能被细胞吸收。 麦芽糖：分布于 植物 细胞中，麦芽糖eq \o(──→,\s\up7(水解)) 葡萄糖 ＋ 葡萄糖 。②常见种类：蔗糖：分布于 植物 细胞中，蔗糖eq \o(──→,\s\up7(水解)) 果糖 ＋ 葡萄糖 。 乳糖：分布于 动物 细胞中，乳糖eq \o(──→,\s\up7(水解)) 半乳糖 ＋ 葡萄糖 。（3）多糖①特点：水解后能生成 许多 单糖，必须水解成 单糖 才能被细胞吸收，自然界中含量最多。 淀粉：分布于 植物 细胞中，是植物细胞中的 储能 物质。②常见种类：纤维素：分布于 植物 细胞中，是 植物细胞壁 的组成成分。 糖原：分为 肝糖原 和 肌糖原 ，主要存在于人和动物的 肝脏 和 肌肉 中，是动物细胞中的 储能 物质。③淀粉、糖原、纤维素的组成单位都是 葡萄糖 。4. 糖类分为(据化学性质)（1）还原糖：如 麦芽糖、葡萄糖、果糖 ，与 斐林 试剂在 水浴 加热的条件下产生 砖红色 沉淀。（2）非还原糖：如 蔗糖、淀粉、糖原、纤维素 等。5. 并不是所有糖类都是能源物质，如 核糖 、 脱氧核糖 、 纤维素 6. 脂质的组成元素主要是 C、H、O ，有的含N、P。7. 脂质分为 脂肪 、 磷脂 和 固醇 。（1）脂肪：①组成： 甘油 ＋ 脂肪酸 →脂肪；组成元素为 C、H、O 。 ②功能：是细胞内良好的 储能物质 [(与糖类相比，体积 小 ，储能 多 )很好的绝热体，有 保温 作用；能 减压和缓冲 ，可以保护内脏器官。（2）磷脂：是 细胞膜 、 细胞器膜 等生物膜的重要成分[结构脂质]，组成元素是 CHONP 。（3）固醇[调节脂质]：又包括 胆固醇 、 性激素 和 维生素D 等①胆固醇：构成 动物细胞膜 的重要成分，参与血液中 脂质 的运输。②性激素：能促进人和动物 生殖器官 的发育以及 生殖细胞 的形成。③维生素D：能有效促进肠道对 钙和磷 的吸收。8. 等质量的脂肪与糖类相比， 脂肪 氧化分解耗氧多，产能多，产H2O多，因为 与糖类相比，脂肪中C、H多，O少 。9. 多糖、蛋白质、核酸等生物大分子的基本骨架是 碳链 。10. 糖类、脂质、蛋白质和核酸四大有机物都有的元素是 C、H、O 。第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者1. 生命活动的主要承担者是 蛋白质 。2. 蛋白质的基本组成单位是 氨基酸 。3. 氨基酸分子的结构通式： 。（1）特点：每种氨基酸分子至少都含有一个 氨基(－NH2) 和一个 羧基(－COOH) ；且都有一个氨基(－NH2)和一个羧基(－COOH)连接在 同一个碳原子 上。(注：多余的氨基或羧基位于 R基 中)（2）种类：组成蛋白质的氨基酸(常见)约有 20 种，它们的区别在于 R基 的不同。（3）氨基酸(蛋白质)的组成元素主要是 C、H、O、N ，有的含有P、S、Fe等元素。4. 必需氨基酸：人体细胞 不能 (能/不能)合成，必须从外界环境中直接获取的氨基酸，成人有8种。 非必需氨基酸：人体细胞 能 (能/不能)合成，也能从外界环境中获取的氨基酸，有12种。5. 蛋白质的结构层次：氨基酸eq \o(─────────────────→,\s\up7( 脱水缩合 反应，由 肽键 连接))肽链(链状)eq \o(──────→,\s\up7(盘曲、折叠))蛋白质(空间结构)。（1）氨基酸分子之间的结合方式叫做 脱水缩合 ：一个氨基酸分子的 羧基(－COOH) 和另一个氨基酸分子的 氨基(－NH2) 相连接，同时脱去一分子 水 的过程。R基中的氨基和羧基 不参与 脱水缩合。（2）连接两个氨基酸分子的化学键叫做 肽键 （3）脱水缩合产生的H2O中的H来自 羧基和氨基 ，O来自 羧基 。（4）命名：由几个氨基酸脱水缩合就称为几肽 6. 相关计算（1）链状肽：氨基酸数＝ 肽键 数＋ 肽链 数；水分子数＝ 肽键 数。 环状肽：氨基酸数＝ 肽键 数＝ 水分子 数。（2）每条肽链中至少含有 1 个游离的—NH2和 1 个游离的—COOH，分别位于肽链的 两端 。（3）蛋白质相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量－水分子数×18－二硫键数×2。7. 蛋白质分子结构多样性原因：氨基酸的种类 、 数目 和 排列顺序 不同，以及肽链的 盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。8. 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 ，如肌肉、羽毛、头发等。（2）绝大多数酶是 蛋白质 ，有 催化 作用。（3）红细胞中的血红蛋白、细胞膜上的载体蛋白有 运输 功能。（4）胰岛素起 信息传递 作用，能够调节机体的生命活动。 （5）抗体有 免疫 功能。 （6）糖蛋白有 信息识别 功能。9. 盐析：在鸡蛋清中加入一些 食盐 ，会看到白色絮状物(蛋白质)的现象。兑水稀释后，白色絮状物又消失，这一过程中蛋白质结构 没有发生 变化，因此可用 盐析 的方法提取分离蛋白质。10. 高温、过酸、过碱 等因素能破坏蛋白质的 空间结构 (变得伸展、松散)，使蛋白质变性失活，但 肽键 并未断裂，能与 双缩脲 试剂呈紫色反应。第5节 核酸是遗传信息的携带者1. 核酸的分类和功能（1）分类：核酸分为脱氧核糖核酸(简称 DNA )和 核糖核酸 (简称RNA)。（2）功能：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 的生物合成中具有重要作用。2.【实验】观察DNA和RNA在细胞中的分布（1）原理①利用甲基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布。DNA＋ 甲基绿 → 绿 色； RNA＋ 吡罗红 → 红 色。②盐酸的作用：改变 细胞膜 的通透性，加速 染色剂 进入细胞；使染色质中的 DNA 和 蛋白质 分离，有利于 DNA 与染色剂结合。（2）实验材料：人的口腔上皮细胞、洋葱鳞片叶 内表皮细胞 。（3）实验步骤：制片(0.9%NaCl)→ 水解 (8%HCl)→冲洗(蒸馏水)→ 染色 →观察。（4）实验现象(结果)：细胞核被染成 绿 色，细胞质被染成 红 色。（5）实验结论：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。（注：原核细胞中的DNA主要分布在 拟核 区域）3. 核酸的分子结构（1）核酸的基本组成单位—— 核苷酸 ①分子组成：一个核苷酸是由一分子 磷酸 、一分子 五碳糖 和一分子 含氮碱基 组成的。核苷酸的结构简图表示为 。注：核苷酸(核酸)组成元素是 C、H、O、N、P 。②分类（共 8 种）据五碳糖不同，核苷酸可分为 脱氧核糖核苷酸 (简称 脱氧核苷酸 )和 核糖核苷酸 两种：脱氧核糖核苷酸的分子组成： 磷酸 ＋ 脱氧核糖 ＋ 含氮碱基 (有 A、G、C、T 4种碱基)。核糖核苷酸的分子组成： 磷酸 ＋ 核糖 ＋ 含氮碱基 (有 A、G、C、U 4种碱基)。据 含氮碱基 的不同，脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸又分别分为4种：脱氧核糖核苷酸：含A的叫： 腺嘌呤脱氧核糖核苷酸 ；含G的叫： 鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸 ；含C的叫： 胞嘧啶脱氧核糖核苷酸 ；含T的叫： 胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸 。核糖核苷酸：含A的叫： 腺嘌呤核糖核苷酸 ；含G的叫： 鸟嘌呤核糖核苷酸 ； 含C的叫： 胞嘧啶核糖核苷酸 ；含U的叫： 尿嘧啶核糖核苷酸 。（2）核酸的结构层次①DNA： 脱氧核糖核苷酸 eq \o(─────→,\s\up7(磷酸二酯键))脱氧核糖核苷酸链eq \o(───→,\s\up7(2条链)) 脱氧核糖核酸 (DNA)②RNA： 核糖核苷酸 eq \o(─────→,\s\up7(磷酸二酯键))核糖核苷酸链eq \o(───→,\s\up7(1条链)) 核糖核酸 (RNA)4. 核酸分子的 多样性：构成核酸的核苷酸 数目 成千上万， 排列顺序 千变万化。 特异性：每个核酸中核苷酸的 数目 和 排列顺序 是特定的。5. DNA和RNA共有的化学组分是 磷酸 、腺嘌呤( A )、 鸟嘌呤 ( G )、 胞嘧啶 ( C )； DNA特有的组分是 脱氧核糖 、 胸腺嘧啶 ( T )，RNA特有的组分是 核糖 、 尿嘧啶 ( U )。6. DNA初步水解产物是 4种脱氧核糖核苷酸 ，RNA初步水解产物是 4种核糖核苷酸 。 DNA彻底水解产物是 磷酸、脱氧核糖、4种碱基 ，RNA彻底水解产物是 磷酸、核糖、4种碱基 。7. 真核细胞和原核细胞中都有 2 种核酸， 8 种核苷酸， 5 种碱基。 真核细胞和原核细胞的遗传物质都是 DNA ，其组成中有 4 种核苷酸， 4 种碱基。 病毒中只有 1 种核酸( DNA 或 RNA )， 4 种核苷酸， 4 种碱基。新人教版生物学必修1《分子与细胞》知识梳理第3章 细胞的基本结构第1节 细胞膜的结构和功能1. 细胞膜的主要成分是 脂质 和 蛋白质 ，另外还有少量的 糖类 。脂质中最丰富的是 磷脂 。 细胞膜的组成元素有 C、H、O、N、P 。2. 蛋白质 在细胞膜行使功能时起重要作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的 种类 和 数量 越多。3. 细胞膜的功能（1）将细胞与 外界环境 分隔开，使细胞成为 相对独立 的系统，保障了细胞内部环境的 相对稳定 。（2）控制 物质 进出细胞。①细胞需要的营养物质 可以 进入；②细胞不需要的或有害的物质 不容易 进入；③环境中的一些有害物质 有可能 进入；④有些病毒、病菌也 可能 侵入。⑤细胞将其产生的代谢废物 排到 细胞外；⑥细胞产生的抗体、激素等物质 分泌到 细胞外；⑦细胞内的核酸等重要物质 不会流失 到细胞外。（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，他们之间必须保持功能的协调，才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于 物质 和 能量 交换，也有赖于 信息 的交流。细胞间信息交流的方式多种多样，主要有以下三种方式：①通过化学物质传递信息：细胞分泌的 化学物质 (如激素、递质)进入血液，随 血液 到达全身各处，与 靶细胞 的细胞膜表面的 受体 结合，从而将信息传递给 靶细胞 ，引起靶细胞的生理反应。②通过细胞膜直接接触传递信息：相邻两个细胞的 细胞膜 直接接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞，引起靶细胞的生理反应。如 精子 和 卵细胞 之间的识别和结合。③通过细胞通道传递信息：相邻两个细胞之间形成 通道 ，使细胞质相互沟通，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。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。注意：该种信息交流方式没有受体参与。4. 植物细胞壁（1）主要成分： 纤维素 和 果胶 。（2）作用：对植物细胞有 支持 和 保护 作用。（3）去壁方法： 酶解法 ，用 纤维素酶 和 果胶酶 处理。（4）特性： 全透性，伸缩性小 。5. 细菌细胞壁成分： 肽聚糖 ；真菌细胞壁成分： 几丁质 。6. 细胞活性判断：科研上鉴别死细胞和活细胞，常用“染色排除法”。例如，用 台盼蓝 染色，死的动物细胞会被染成 蓝 色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。生物膜的流动镶嵌模型1. 流动镶嵌模型（如图）（1）识图①A表示 磷脂 分子，是一种由 甘油 、 脂肪酸 和 磷酸 等所组成的分子；B表示 磷脂双分子层 ，其构成了细胞膜(生物膜)的 基本支架 ；物质A 亲水 性的“头部”排在外侧， 疏水 性的“尾部”排在内侧。②C表示 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 磷脂双分子层中，有的 贯穿 于整个磷脂双分子层，说明C在磷脂双分子层中的分布是 不对称 (对称/不对称)的。③D表示 糖蛋白 ，又叫 糖被 ，是由细胞膜上的 蛋白质 与 糖类 结合形成，只分布于细胞膜的 外表 ，由此可知图中 甲 (甲/乙)侧是细胞的外侧。D在细胞生命活动中具有重要的功能，如具有 保护、润滑、识别 等功能。 ④除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的 糖脂 。（2）生物膜的结构特点：具有 一定的流动性 ，是因为构成生物膜的 磷脂 分子和 蛋白质 分子是运动的。（3）生物膜的功能特点：具有 选择透过性 ，这一特性主要与膜上的 蛋白质 分子有关。第2节 细胞器之间的分工合作1. 分离细胞器的方法： 差速离心法 。2. 细胞器之间的分工：各种细胞器的形态、结构不同，在功能上也各有分工。硅肺：当肺部吸入硅尘(SiO2)后，硅尘被吞噬细胞吞噬，吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶，而硅尘却能破坏溶酶体膜，使其中的水解酶释放，破坏细胞结构，使细胞死亡，最终导致肺的功能受损。 4. 细胞骨架：由 蛋白质纤维 组成的网架结构，能维持 细胞形态 、保持 细胞内部结构 有序性，与细胞 运动 、 分裂 、 分化 以及 物质运输 、 能量转换 、 信息传递 等生命活动密切相关。5.【实验】用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体（1）观察叶绿体：材料是 藓类叶 或 黑藻叶 或 菠菜叶稍带些叶肉的下表皮 ，不需要染色。（2）观察线粒体：材料是 人口腔上皮细胞 。用染色剂 健那绿 将线粒体染成 蓝绿 色，线粒体可保持活性数小时。6. 细胞器之间的协调配合（1）分泌蛋白：在 细胞内 合成后，分泌到 细胞外 起作用的蛋白质，如 消化酶、抗体和蛋白质类激素 等。（2）分泌蛋白形成过程研究方法： 同位素标记法 。（3）分泌蛋白的形成过程 线粒体 (提供能量) ↓ ↓ ↓ ↓ 核糖体 → 内质网 eq \o(──→,\s\up7(囊泡)) 高尔基体 eq \o(──→,\s\up7(囊泡)) 细胞膜 ↓合成 ↓初加工 ↓再加工 ↓ 胞吐 (方式)肽链 较成熟蛋白质 成熟蛋白质 分泌蛋白（4）分泌蛋白形成过程中：内质网膜面积 减小 ，高尔基体膜面积 先增大后减小(基本不变) ，细胞膜膜面积 增大 。7. 细胞的生物膜系统（1）组成： 细胞膜 、 细胞器膜 和 核膜 等膜结构共同构成细胞的生物膜系统。(注：小肠黏膜、胃黏膜等不属于生物膜系统)（2）特点：各种生物膜的组成成分和结构 相似 ，在结构和功能上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的 协调配合 。内质网膜内连核膜，外连细胞膜，在结构上 直接 联系。（3）功能① 细胞膜 在维持细胞内部环境的相对稳定，在细胞与外部环境进行 物质运输 、 能量转换 和 信息传递 的过程中起决定性作用。②许多化学反应在 生物膜 上进行，广阔的膜面积为 多种酶 提供附着位点。③细胞内的生物膜将细胞 区域化 ，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。第3节 细胞核的结构和功能1. 除了高等植物 成熟的筛管细胞 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。2. 核移植实验(克隆技术)中，后代的性别、颜色等性状与提供 细胞核 (细胞质/细胞核)的个体相同。3. 细胞核的结构和功能（1）核膜： 双 层膜，把核内物质与细胞质分开，对物质进出具有 选择透过 性。（2）染色质：主要由 DNA 和 蛋白质 组成，其中 DNA 是遗传信息的载体。（3）核仁：与真核细胞某种 RNA 的合成以及 核糖体 的形成有关。蛋白质合成旺盛的细胞中，核仁的体积相对 较大 。[注：原核细胞中核糖体的形成与核仁 无 (有/无)关]（4）核孔：实现核质之间频繁的 物质交换 和 信息交流 ，是 大分子 物质(如蛋白质、RNA)进出细胞核的通道，离子和小分子可穿过核膜，核孔对物质进入具有 选择透过 性。代谢旺盛的细胞中，核孔数目 较多 。4. 染色质和染色体（1）特性：染色质(体)是细胞核内易被 碱性 染料染成深色的物质。（甲紫或醋酸洋红）（2）成分：染色质和染色体的形态结构 不同 ，组成成分主要是 DNA 和 蛋白质 。（3）关系：染色质(细丝状)和染色体(杆状)是 同种 物质在细胞 不同 时期的 两种 存在状态。（4）分布：染色质(体)只存在于 真核 细胞中。5. 细胞核功能：细胞核是 遗传信息 库，是细胞 代谢 和 遗传 的控制中心，是遗传物质DNA复制和储存的主要场所。6. 原核细胞的细胞代谢和遗传的控制中心，遗传物质贮存和复制的主要场所是 拟核 。新人教版生物学必修1《分子与细胞》知识梳理细胞的物质输入和输出物质跨膜运输的方式1. 小分子、离子的跨膜运输方式（体现了膜的 选择透过 性）2. 大分子、颗粒性物质的非跨膜运输方式（体现了膜的 流动 性）（1）胞吞：细胞外→细胞内， 消耗 (消耗/不消耗)能量，如白细胞吞噬病菌、变形虫摄食等。（2）胞吐：细胞内→细胞外， 消耗 (消耗/不消耗)能量，如 消化酶、抗体、蛋白质类激素 等分泌蛋白的分泌。3. 载体(蛋白)的特性（1）特异性：一种载体只能转运 一 种特定结构的物质，不同细胞膜上载体的种类 不同 。（2）饱和性：当细胞膜上的载体全部参与物质运输后，细胞运输该物质的速率达 最大值 ，不再随物质浓度的增大而增大。细胞的能量供应和利用第1节 降低化学反应活化能的酶1.【实验】比较过氧化氢在不同条件下的分解（重在理解）反应式：2H2O2eq \o(──────────────→,\s\up7(常温、加热、Fe3＋、过氧化氢酶))2H2O＋ O2 ↑（1）变量分析（自变量、因变量、无关变量）①实验条件常温、加热、氯化铁溶液、肝脏研磨液属于 自变量 。②H2O2分解速率(指标：气泡产生数量、速度，卫生香燃烧情况)属于 因变量 。③试管中H2O2溶液的性质、浓度和用量、FeCl3和肝脏的新鲜程度、加入试剂的量等属于 无关变量 。（2）对照实验①对照实验一般要设置对照组和 实验组 ，对照组起 对照 作用。本实验对照组是 1 组，实验组是 2、3、4 组。②在对照实验中，除了要观察的变量(自变量)外，其他变量(无关变量)都应当始终 保持相同 。无关变量要始终 相同且适宜 。③实验设计原则： 单一变量原则 、 对照性原则 、 等量适宜原则 、 可观测性原则 等。（3）实验分析①4组和1组对照，说明酶具有 催化 作用。②4组和3组对照，自变量是 催化剂种类 ，说明H2O2酶 加快H2O2分解的速率 更显著，即酶的催化作用具有 高效 性。（4）加热、Fe3＋、H2O2酶促进H2O2分解的原理①加热能促进H2O2分解是因为提供了 能量 。②Fe3＋、H2O2酶能促进H2O2分解是因为 降低了化学反应的活化能 。2. 酶的本质（1）概念：酶是由 活细胞 产生的具有 催化 作用的有机物，其中绝大多数酶是 蛋白质 ，少数酶是 RNA 。（2）酶的作用： 催化 作用；酶的作用机理： 降低化学反应的活化能 。酶在催化学反应前后自身性质和数量 不变 (改变/不变)。（3）合成酶的原料： 氨基酸 或 核糖核苷酸 。（4）合成酶的主要场所： 核糖体 。（注：还有细胞核、线粒体、叶绿体）（5）酶的作用场所：可以在 细胞内、细胞外、体外 发挥催化作用。3. 酶的特性（1）高效性：酶的催化效率大约是 无机催化剂 的107～1013倍。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）专一性：一种酶只能催化 一种 或 一类 化学反应，因为酶只能催化与其 结构互补 的底物。（3）作用条件较温和(温和性)：酶需要适宜的 温度 和 pH 。4. 实验分析（1）酶本质的鉴定①方法一：颜色反应法：蛋白质类酶可用 双缩脲 试剂鉴定，反应后呈 紫 色；RNA类酶可用 吡罗红 鉴定，反应后呈 红 色。②方法二：酶解法：据酶的专一性：蛋白质类酶能被 蛋白酶 水解；RNA类酶能被 RNA酶 水解。第2节 细胞的能量“货币”ATP1. ATP的功能： ATP 是细胞生命活动的直接能源物质。ATP并不是唯一的直接能源物质2. ATP的结构（1）ATP中文名称： 腺苷三磷酸 ，是细胞内的一种高能磷酸化合物。（2）ATP的结构简式： A—P～P～P ，其中“A”代表 腺苷 (由 腺嘌呤 和 核糖 组成)，“T”代表三，“P”代表 磷酸基团 ，“—”代表 普通磷酸键 ，“～”代表 高能磷酸键 。（3）ATP去掉1个磷酸基团后叫 ADP(二磷酸腺苷) ；ATP去掉2个磷酸基团后叫 AMP(一磷酸腺苷/腺嘌呤核糖核苷酸) ，是组成 RNA 的基本单位之一。（4）ATP的组成元素： C、H、O、N、P 。（5）特点：ATP在细胞中含量 少 ，化学性质 不稳定 ， 远离A 的高能磷酸键容易水解。3. ATP和ADP可以相互转化： （不可逆）。（1）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量eq \o(───→,\s\up7(合成酶))ATP。能量来自 太阳能 或物质氧化分解释放的 化学能 ，能量去向是储存于ATP的 高能磷酸键 中。（2）ATP的水解：ATPeq \o(───→,\s\up7(水解酶))ADP＋Pi＋能量。能量来自ATP 远离A的高能磷酸键 的水解，能量去向是用于 各项生命活动 。4. ATP的利用吸能反应一般与 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的合成 相联系，释放的能量储存在ATP中。5. 能源相关知识归纳（1）能量的最终来源： 太阳能 。 （2）细胞中的三大能源物质： 糖类、脂肪、蛋白质 。（3）生物体生命活动的主要能源物质： 糖类 。 （4）细胞生命活动的主要能源物质： 葡萄糖 。（5）植物细胞中的储能物质： 淀粉 ；动物细胞中的储能物质： 糖原 。（6）细胞内良好(主要)的储能物质： 脂肪 。 （7）细胞生命活动的直接能源物质： ATP 。第3节 细胞呼吸的原理和应用1.【探究】探究酵母菌细胞呼吸的方式（1）酵母菌是一种单细胞 真菌 ，属于 真核 (真核/原核)生物。在有氧和无氧条件下都能生存，属于 兼性厌氧 菌。①CO2可使澄清 石灰水 变浑浊，也可使 溴麝香草酚蓝 水溶液由 蓝 变 绿 再变 黄 。②酒精在 酸 性条件下与 橙 色的 重铬酸钾 反应变成 灰绿 色。（3）配制酵母菌培养液的葡萄糖溶液要 煮沸冷却 ，煮沸的目的是 杀菌除氧 ，冷却是为了防止 高温杀死酵母菌 。（4）在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的 二氧化碳 和 水 。 在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生 酒精 和少量的 二氧化碳 。2. 有氧呼吸（彻底氧化分解）（1）概念：细胞在 O2 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 大量ATP 的过程。（2）有氧呼吸场所： 细胞质基质 和 线粒体 (主要)。（3）与有氧呼吸有关的酶分布于线粒体的 基质 中和 内膜 上。（4）有氧呼吸过程（5）有氧呼吸总反应式： C6H12O6＋6H2O＋6O2eq \o(──→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋大量能量 。（6）有氧呼吸各元素去向： 。①研究元素去向的方法： 同位素标记法 。3. 无氧呼吸(不彻底氧化分解)（1）无氧呼吸两个阶段都在 细胞质基质 中进行。无氧呼吸 第一 阶段与有氧呼吸完全相同，都产生了共同的中间产物 丙酮酸 ；第二阶段在不同酶的催化下生成 酒精和CO2 或 乳酸 。（2）无氧呼吸总反应式①产生酒精： C6H12O6eq \o(──→,\s\up7(酶))2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量 。②产生乳酸： C6H12O6eq \o(──→,\s\up7(酶))2C3H6O3(乳酸)＋少量能量 。注：不同生物无氧呼吸的产物不同，是因为 酶的种类 不同（3）无氧呼吸只在 第一 阶段释放出 少量 能量，合成 少量 ATP。4. 细胞呼吸原理的运用（1）用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”包扎伤口，是为了抑制伤口处 厌氧菌 的繁殖。（2）疏松土壤、稻田定期排水，促进根系的 有氧 呼吸，防止根系无氧呼吸而引起 酒精 中毒。（3）酿酒过程中，前期通入无菌空气让酵母菌进行 有氧 呼吸，大量繁殖；后期封闭发酵罐，让酵母菌进行 无氧 呼吸，产生酒精。（4）向发酵罐通入无菌空气，利用醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌的 有氧 呼吸生产味精。（5）提倡慢跑等有氧运动，避免肌细胞 无氧 呼吸产生大量 乳酸 ，而使肌肉酸胀乏力。（6）食品真空包装、充加CO2能抑制 细胞 呼吸，延长保存期。注：破伤风芽胞杆菌为 原核 生物，只能进行 无氧 呼吸。第4节 光合作用与能量转化1.【实验】绿叶中色素的提取和分离（1）色素的提取：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂 无水乙醇(体积分数100%酒精) 中。（2）色素的分离：不同色素在 层析液 中的溶解度不同， 溶解度高 的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢，这样，色素就会随着 层析液 在滤纸上的扩散而分离开。分离方法： 纸层析法 。（3）试剂及药品作用①无水乙醇： 溶解、提取色素 ； ②层析液： 分离色素 ；③SiO2作用：破坏细胞结构，使叶片研磨更充分；④CaCO3作用：保护叶绿素/防止研磨中叶绿素被破坏。（4）分离过程中不能让滤液细线触及层析液，原因是 避免滤液细线中的色素直接溶于层析液中 。（5）色素分离结果滤纸条上观察到 4 条色素带，自上而下依次是 胡萝卜素 、 叶黄素 、 叶绿素a 和 叶绿素b 。可知 胡萝卜素 的溶解度最高， 叶绿素b 的溶解度最低； 叶绿素a 的含量最多。（6）提取和分离现象异常原因分析Ⅰ.收集到的滤液绿色过浅原因：①未加 SiO2 ，研磨不充分；②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)含量 较低 ；③一次加入大量的 无水乙醇 ，提取浓度太低；④未加 CaCO3 或加入过少，色素分子被破坏。Ⅱ.滤纸条看不见色素带原因：①忘记画 滤液细线 ；②滤液细线接触到 层析液 ，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。Ⅲ.滤纸条色素带重叠原因：①滤液细线画的 过粗 。2. 捕获光能的色素（1）绿叶中的色素包括 叶绿素 和 类胡萝卜素 两大类，其中 叶绿素 含量最多(约占3/4)。叶绿素分为 叶绿素a 和 叶绿素b ，类胡萝卜素分为 胡萝卜素 和 叶黄素 。（2）叶绿素分子中含有 Mg 元素；叶绿素的合成需要 光照 条件，黑暗中植物幼苗会长成黄化苗；低温会破坏 叶绿素 分子，而 类胡萝卜素 分子稳定，因此秋冬季多数绿色植物叶片变黄。（3）叶绿素主要吸收 蓝紫光 和 红光 ，类胡萝卜素主要吸收 蓝紫光 。色素只能吸收 可见光 进行光合作用3. 捕获光能的结构（1）光合作用的场所是 叶绿体 。叶绿体增大膜面积方式： 类囊体堆叠形成基粒 。（2）吸收光能的四种色素分布在 类囊体薄膜 上；与光合作用有关的酶分布在 类囊体薄膜 上和 叶绿体基质 中。（3）叶绿体功能验证试验——恩格尔曼实验①过程：水绵＋好氧菌eq \o(──────→,\s\up7(黑暗、无空气)) 极细光束照射→好氧菌集中于叶绿体 被光束照射 的部位 完全曝光→好氧菌分布于叶绿体 所有受光 的部位②结论：叶绿体是绿色植物 光合作用 的场所，氧气是由 叶绿体 释放的。③评价：a.该实验设置 极细光束 和 黑暗 、 完全曝光 和 黑暗 两组对照。b.自变量是 光照的有无 ，因变量是 好氧细菌 的分布位置。4. 光合作用的过程（1）概念：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 转化成储存能量的 有机物 ，并且释放出 氧气 的过程。光能叶绿体（2）总反应式(产物为葡萄糖)： CO2＋12H2O C6H12O6＋6H2O＋6O2 。（3）过程分析①图中阶段Ⅰ是 光反应 阶段，在 叶绿体类囊体薄膜 上进行；阶段Ⅱ是 暗反应 阶段，在 叶绿体基质 中进行。②A是 H2O ，B是 O2 ，C是 [H] ，D是 ATP ，E是 CO2 ，F是 C3 ，G是 (CH2O) 。③光反应阶段物质转化：水的光解：2H2Oeq \o(──→,\s\up7(光能))4[H]＋O2；ATP的合成：ADP＋Pi＋光能eq \o(─→,\s\up7(酶))ATP。能量转换： 光能 → ATP中活跃的化学能 。 [H]的实质是 NADPH(还原型辅酶Ⅱ) 。④暗反应阶段物质转化：CO2固定：CO2＋C5eq \o(─→,\s\up7(酶))2C3；C3的还原：C3eq \o(──────→,\s\up7([H]、ATP、酶))(CH2O)＋C5＋H2O。能量转换： ATP中活跃的化学能 → 有机物中稳定的化学能 。 ⑤光合作用过程中的能量转换过程是 光能 → ATP中活跃的化学能 → 有机物中稳定的化学能 。⑥光反应为暗反应提供大量的 [H[和ATP ；暗反应为光反应提供 ADP、Pi 。⑦[H]和ATP的移动方向 类囊体薄膜→叶绿体基质 。⑧光合作用的 光 反应合成ATP， 暗 反应消耗ATP，且光反应产生的ATP只能用于 暗反应 。⑨暗反应生成的(CH2O)中的能量直接来源于 ATP 。⑩正午光照强烈，蒸腾作用旺盛，导致叶片部分气孔关闭， CO2 供应不足，则短时间内C3含量 减少 ，C5含量 增多 ，[H]和ATP含量 增多 。（增多/减少/不变） eq \o\ac(○,11)假如对正常进行光合作用的植物突然停止光照，CO2供应正常，则短时间内[H]和ATP含量 减少 ，C3含量 增多 ，C5含量 减少 。（增多/减少/不变） eq \o\ac(○,12)假如将正常进行光合作用的植物突然移到低浓度CO2环境中，而光照正常，则短时间内C3含量 减少 ，C5含量 增多 ，[H]和ATP含量 增多 。（增多/减少/不变） eq \o\ac(○,13)影响光合作用强度的环境因素：空气中 CO2 的浓度、土壤中 水分 的多少、光照的 强弱 、光的 成分 、 温度 的高低、矿质元素等。 CO2 是暗反应的原料，温度会影响 酶的活性 。（4）光合作用各元素去向： 。①研究元素去向的方法： 同位素标记法 。②14CO2中14C的转移途径：CO2→C3→(CH2O)；C18O2中18O的转移途径：CO2→C3→(CH2O)、H2O； H218O中18O的转移途径： H2O→O2 ；3H2O中3H的转移途径：H2O→[H]→(CH2O)、H2O。6. 植物体光合速率与光照强度的关系（1）原理：影响 光反应 阶段，制约 [H]和ATP 的产生，进而制约 暗反应 阶段。（2）曲线分析在一定范围内，光合速率随光照强度的升高而加快，超过这一范围后，光合速率达最大值并保持不变。①A点： 黑暗 环境，植物只进行 呼吸 作用消耗有机物。此时，细胞从外界吸收 O2 ，并放出 CO2 。A点叶肉细胞中合成ATP的场所有 细胞质基质 、 线粒体 。A点后有光照，植物光合作用和呼吸作用都进行，叶肉细胞中合成ATP的场所有 细胞质基质 、 线粒体 、 叶绿体 。②AB段：弱光，植物光合速率 小于 呼吸速率，即植物光合作用有机物制造量 小于 呼吸作用有机物消化量，植物体不能积累有机物。细胞呼吸产生的CO2：一部分进入 叶绿体 中用于 光合 作用，一部分释放到 空气中 ；细胞呼吸消耗的O2：一部分由 叶绿体 的 光合 作用提供，一部分从 空气中 吸收，总体表现为植物从外界吸收 O2 ，并放出 CO2 。③B点：对应光照强度称为 光补偿点 ，植物光合速率 等于 呼吸速率，即植物光合作用有机物制造量 等于 呼吸作用有机物消化量，植物体有机物总量保持不变。此时，细胞呼吸产生的CO2全部用于 光合 作用，光合作用产生的O2全部用于 呼吸 作用，植物不与外界进行气体交换。④B点后：强光，光合速率 大于 呼吸速率，即植物光合作用有机物制造量 大于 呼吸作用有机物消化量，植物体能积累有机物。光合作用固定的CO2：一部分由 线粒体 的 呼吸 作用提供，一部分从 空气中 吸收；光合作用产生的O2：一部分进入 线粒体 中用于 呼吸 作用，一部分释放到 空气中 ，总体表现为植物从外界吸收 CO2 ，并放出 O2 。⑤E点：称为 光饱和点 ，含义是 光合速率达最大值时的最小光照强度 。⑥限制光合速率的环境因素(外因)：AB段： 光照强度 ；C点后：主要是 CO2浓度、温度 。⑦阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物的 低 。（3）当条件变化时，光(CO2)补偿点和光饱和点的移动规律①若改变某一因素(如光照、CO2浓度)，使光合作用增强，而呼吸作用不受影响，则光补偿点(B点) 左 移，光饱和点(E点) 右 移，D点 上 移。②若改变某一因素(如温度)，使呼吸作用速率增大，则光补偿点(B点) 右 移，A点 下 移。7. 化能合成作用（1）化能合成作用①概念：利用体外环境中的某些 无机物氧化 时所释放出的能量(化学能)来制造 有机物 。②实例：生活在土壤中的硝化细菌，能将土壤中的 氨(NH3) 氧化成亚硝酸(HNO2)，进而将亚硝酸(HNO2)氧化成 硝酸(HNO3) 。硝化细菌能够利用这两个化学反应中释放出的 化学能 ，将 二氧化碳和水 合成为糖类，维持自身生命活动。（2）自养生物和异养生物①自养生物：能将无机环境中的无机物 二氧化碳和水 转化为 有机物 的生物。光能自养生物：利用 光能 进行 光合 作用的生物，如 绿色植物、蓝藻 。化能自养生物：利用 化学能 进行 化能合成 作用的生物，如 硝化细菌 等。②异养生物：只能利用环境中现成的 有机物 来维持自身的生命活动，如人、动物、腐生生物、寄生生物 。新人教版生物学必修1《分子与细胞》知识梳理第6章 细胞的生命历程第1节 细胞的增殖1. 多细胞生物体的生长，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 。2. 细胞不能无限长大的原因 （1）细胞体积越大，其相对表面积(表面积与体积的比) 越小 ，细胞物质运输的效率就 越低 。（2）通常，细胞核中的 DNA 不会随着细胞体积的扩大而增加。细胞核是细胞 代谢 和 遗传 的控制中心，因此，细胞过大会增加细胞核的“负担”。3. 细胞增殖（1）单细胞生物体通过 细胞增殖 而繁衍。多细胞生物体从 受精卵 开始，要经过细胞的 增殖 和 分化 逐渐发育为成体。生物体内，也不断地有细胞衰老死亡，需要通过 细胞增殖 加以补充。因此， 细胞增殖 是重要的细胞生命活动，是生物体 生长、发育、繁殖、遗传 的基础。（2）真核细胞分裂方式有： 有丝分裂 、 无丝分裂 和 减数分裂 三种。受精卵、干细胞、癌细胞、分生区细胞、体细胞、原始生殖细胞进行 有丝 分裂，蛙的红细胞进行 无丝 分裂， 减数 分裂产生生殖细胞。原核细胞以 二 分裂方式进行增殖。4. 细胞周期（1）概念： 连续进行有丝分裂 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。（2）条件： 连续分裂 的细胞才具有细胞周期，高度分化的细胞 没有 细胞周期，如叶肉细胞、表皮细胞、卵细胞、等。生物体内 部分 细胞能不断进行细胞分裂。（3）一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期：在 前 ，用时 长 ； 分裂期：在 后 ，用时 短 。不同细胞的细胞周期一般 不同 ，分裂间期与分裂期所占比例也 不同 。 5. 高等植物细胞有丝分裂各时期特点（1）分裂间期：①主要特点是完成 DNA的复制和有关蛋白质的合成 ；②细胞有适度生长； ③核膜核仁可见。（2）前期：①(细丝状)染色质eq \o(───────→,\s\up7(螺旋、缩短变粗)) 染色体 (杆状)，染色体 散乱 分布于纺锤体中；②核仁逐渐 解体 ，核膜逐渐 消失 ； ③细胞两极eq \o(──→,\s\up7(发出)) 纺锤丝 eq \o(──→,\s\up7(形成)) 纺锤体 。（3）中期：①染色体着丝点整齐排列在细胞中央的 赤道板 上；②染色体形态 稳定 ，数目 清晰 ，便于观察。（4）后期：着丝点断裂， 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移向细胞两极。（5）末期：①(杆状)染色体eq \o(───→,\s\up7(解螺旋)) 染色质 (细丝状)；② 纺锤体 消失；③核膜、核仁重新 出现 ，形成 2 个新的细胞核；④赤道板处eq \o(──→,\s\up7(出现)) 细胞板 eq \o(────→,\s\up7(四周扩展))新的 细胞壁 。一个细胞分裂成两个子细胞，子细胞中染色体数目与母细胞的 相同 (相同/不同)。6. 动物、植物细胞有丝分裂的比较7. 有丝分裂的意义（1）特征：将亲代细胞的 染色体 经过复制(实质为 DNA 的复制)之后，精确地 平均分配 到两个子细胞中。（2）意义：由于染色体上有遗传物质 DNA ，因而在细胞的亲代和子代间保持了 遗传性状 的稳定性。8. 无丝分裂的特点：分裂过程中没有出现 纺锤丝 和 染色体 的变化，如 蛙红细胞 的分裂。9.观察根尖分生组织细胞的有丝分裂（1）实验原理①在高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、芽尖等 分生区 细胞，在适宜条件下有丝分裂旺盛，易观察到有丝分裂各个时期的细胞。选材时，应选择细胞周期 短 ，分裂期占细胞周期比例相对较大的材料，这样比较容易观察到处于不同分裂期的细胞图像。②各个细胞的分裂是 独立 进行的，因此在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。③高倍显微镜下观察细胞内染色体的 存在状态 ，就可以判断细胞处于有丝分裂的哪个时期。④细胞核内的染色体(质)容易被 碱性 染料(如龙胆紫溶液、醋酸洋红液)染成深色。（2）实验步骤洋葱根尖的培养装片制作（流程： 解离 → 漂洗 → 染色 → 制片 ）解离的目的： 使组织中的细胞相互分离开来 。漂洗的目的： 洗去药液，防止解离过度，便于染色 。染色的目的：用 龙胆紫 溶液或 醋酸洋红 液使 染色体 着色，便于观察。制片的目的： 使细胞分散开来，有利于观察 。③观察：先放在低倍镜下观察找到 分生 区的细胞(特点：细胞呈 正方 形，排列 紧密 )；再转换成高倍镜观察。（3）结果分析①显微镜视野中大部分细胞处于 分裂间 期，因为 间期用时长 。②视野中观察到的细胞都是 死细胞 (活细胞/死细胞)，因此不能连续观察一个细胞从前期到末期的动态变化。第2节 细胞的分化1. 细胞分化（1）概念：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。（2）特点① 普遍性 ：细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象。② 持久性 ：发生于整个 生命进程 ，在 胚胎 期达到最大限度。③ 稳定性和不可逆性 ：一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。④遗传物质 不变性 ：就一个个体来说，各种细胞的遗传信息 相同 (相同/不相同)。（3）意义：是多细胞生物 个体发育 的基础，使多细胞生物体中的细胞趋向 专门化 ，有利于提高各种生理功能的效率。（4）原因：在个体发育过程中，不同细胞中 遗传信息的执行情况 不同。 实质： 基因的选择性表达 。（5）结果：细胞层面：形成 形态、结构和功能不同的细胞 分子层面：合成了某种细胞的 特有蛋白质 ，如胰岛素、血红蛋白等（6）细胞分裂与细胞分化的关系：细胞 分裂 是细胞 分化 的基础，细胞分裂使细胞 数目 增多，细胞分化使细胞 种类 增多。细胞分裂和细胞分化 不会 (会/不会)使细胞中遗传物质发生改变。2. 细胞的全能性（1）概念：指 已经分化 的细胞，仍然具有发育成 完整个体 的潜能。（2）原因： 细胞中含有本物种的全套遗传物质 。（3）实例①植物组织培养②克隆(核移植) （4）全能性高低比较（填＞ ＜）①受精卵(最高) ＞ 生殖细胞 ＞ 体细胞 ②已分化植物细胞 ＞ 已分化动物细胞③分化程度高的细胞 ＜ 分化程度低的细胞④分裂能力强的细胞 ＞ 分裂能力弱的细胞（5）干细胞：动物和人体内仍保留着少数具有 分裂和分化 能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。如人骨髓中的造血干细胞，能通过 增殖 和 分化 ，不断产生红细胞、白细胞和血小板等。第3节 细胞的衰老和凋亡1. 细胞衰老与个体衰老的关系（1）单细胞生物：细胞的衰老或死亡就是 个体 的衰老或死亡。（2）多细胞生物：细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡不是一回事。年轻人体内也有 衰老 的细胞，老年人体内也有 幼嫩 的细胞。个体衰老的过程是组成个体的细胞 普遍衰老 的过程。2. 衰老细胞的主要特征（1）细胞内的 水分 减少，导致细胞萎缩，体积 减小 ，新陈代谢 减慢 ，如老年人皮肤皱缩。（2）细胞内多种酶的活性 降低 ，如老年人白发是由于头发基部细胞中 酪氨酸酶 活性降低，黑色素合成减少所致。提醒：不是所有酶的活性都降低，与细胞衰老有关的酶活性升高。（3） 褐色素 积累，如老年人的“老年斑”。（4）呼吸速率 减慢 ；细胞核体积 增大 ，核膜 内折 ，染色质 收缩 、染色 加深 。提醒：哺乳动物成熟的红细胞无细胞核（5）细胞膜 通透性 改变，物质运输功能 降低 。3. 细胞衰老的原因（1）自由基学说我们通常把异常活跃的带电分子或基团称为自由基。自由基含有未配对电子，表现出高度的反应活泼性。在生命活动中，细胞不断进行各种氧化反应，在这些反应中很容易产生自由基。此外，辐射以及有害物质入侵也会刺激细胞产生自由基。例如，水在电离辐射下便会产生自由基。自由基产生后，即攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。最为严重的是，当自由基攻击生物膜的组成成分 磷脂 分子时，产物同样是自由基。这些新产生的自由基又会去攻击别的分子，由此引发雪崩式的反应，对生物膜损伤比较大。此外，自由基还会攻击DNA，可能引起 基因突变 ；攻击蛋白质，使蛋白质 活性下降 ，致使细胞衰老。（2）端粒学说每条染色体的 两端 都有一段特殊序列的 DNA ，称为端粒。端粒DNA序列在每次细胞分裂后会短一截。随着细胞分裂次数的增加，截短的部分会逐渐 向内延伸 。在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧的正常基因的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。4. 细胞凋亡：指由 基因 所决定的细胞自动结束生命的过程。由于细胞凋亡受到严格的由 遗传机制 决定的程序性调控，所以也常常被称为 细胞编程性死亡 。如胎儿手的发育、蝌蚪尾的消失等。5. 在成熟的生物体内，细胞的 自然更新 、被 病原体 感染的细胞的清除，也是通过细胞凋亡完成的。提醒：在细胞免疫中，效应T细胞与靶细胞接触并使之裂解死亡的过程属于细胞凋亡。6. 细胞凋亡对于多细胞生物体完成 正常发育 ，维持 内部环境 的稳定，以及抵御外界各种因素的 干扰 都起着非常关键的作用。7. 细胞坏死：在种种 不利 因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞 损伤 和 死亡 。8. 细胞死亡包括 细胞凋亡 和 细胞坏死 ，二者区别如下：（1）细胞凋亡： 受 基因控制，是细胞 主动 (主动/被动)发生的，对生物体 有利 。（2）细胞坏死： 不受 基因控制，是细胞 被动 (主动/被动)发生的，对生物体 有害 )。拓展：细胞的癌变1. 癌细胞概念：细胞受到 致癌因子 的作用，细胞中的遗传物质 发生变化 ，就变成了不受机体控制的、连续进行分裂的 恶性增殖 细胞，这种细胞就是癌细胞。2. 癌细胞的主要特征（1）适宜条件下，能够 无限增殖 。癌细胞代谢 快 ，细胞周期变 短 (长/短)。（2） 形态结构 发生显著变化，变成了 球 形。（3）细胞的表面发生了变化。由于细胞膜上的 糖蛋白 等物质减少，使得癌细胞彼此之间的 黏着性 显著降低，容易在体内分散和转移。甲胎蛋白和癌胚抗原含量 增多 。3. 致癌因子（1）物理致癌因子：主要指 辐射 ，如 紫外线 、 X射线 等。（2） 化学 致癌因子：如有机化合物中的联苯胺、烯环烃、亚硝胺、黄曲霉毒素等，无机化合物中的石棉、砷化物、铬化物、镉化物等。吸烟是人体摄入化学致癌因子的主要途径之一。（3） 病毒 致癌因子：致癌病毒能够引起细胞发生癌变，主要是因为它们含有 病毒癌基因 以及 与致癌有关的核酸序列 。它们通过感染人的细胞后，将其基因组整合进入人的基因组中，从而诱发人的细胞癌变，如 Rous肉瘤病毒 等。4. 人和动物细胞的染色体上本来就存在着与癌有关的基因： 原癌基因 和 抑癌基因 。（1）原癌基因：主要负责调节 细胞周期 ，控制细胞 生长 和 分裂 的进程。（2）抑癌基因：主要是阻止细胞 不正常 的增殖。5. 癌变原因：环境中的致癌因子会损伤细胞中的 DNA分子 ，使 原癌基因 和 抑癌基因 发生 突变 ，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。6. 癌症的发生并不是单一基因突变的结果，至少在一个细胞中发生5～6个基因突变，才能赋予癌细胞所有的特征，这是一种 累积 效应。比较项目病毒原核细胞真核细胞本质区别无细胞结构无细胞核有细胞核细胞大小最小较小较大细胞壁无有，主要成分是 糖 和 蛋白质 （肽聚糖）支原体无细胞壁①植物细胞：有，主要成分是 纤维素 和 果胶 ②动物细胞：无③真菌细胞：有，主要成分为几丁质(多糖)细胞质无有 核糖体 ，无其他细胞器有核糖体和其他细胞器细胞核无无细胞核，无染色体，裸露的DNA集中分布区域叫拟核有成形的细胞核，染色体DNA存在形式DNA或RNA 拟核 中：大型环状、裸露 质粒 中：小型环状、裸露细胞核中：DNA和蛋白质形成 染色体 细胞质中：在 线粒体 、 叶绿体 中裸露存在模式图解相同点DNA和蛋白质都有细胞膜、细胞质和与遗传有关的 DNA 分子，共有的细胞器是 核糖体图例名称分布结构功能线粒体 动植物 细胞 双 层膜是细胞进行 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%来自线粒体叶绿体 绿色植物 细胞(主要是叶肉细胞) 双 层膜是绿色植物进行 光合作用 的场所，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”内质网 动植物 细胞 单 层膜是细胞内蛋白质合成和加工，以及 脂质 合成的“车间”；内连核膜，外连细胞膜，扩大了细胞内的 膜面积 ；分为粗面内质网(附着有核糖体)和滑面内质网两类高尔基体 动植物 细胞 单 层膜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”；②动植物细胞中都有但功能不同，在植物细胞中与植物细胞 细胞壁 的形成有关，在动物细胞中与 分泌物 的形成有关溶酶体 动植物 细胞 单 层膜是细胞内的“消化车间”，内含多种 水解酶 ，能分解 衰老 、 损伤 的 细胞器 和细胞，吞噬并杀死侵入细胞的 病毒 或 病菌 液泡 植物 细胞(成熟植物细 胞有大液泡) 单 层膜内有 细胞液 ，含糖类、无机盐、色素(与花、果实的颜色有关)和蛋白质等物质，充盈的液泡可以使植物细胞保持坚挺，与植物细胞的吸水和失水有关核糖体 动植物 细胞 无 膜组成成分是 RNA 和 蛋白质 ；是细胞内“生产 蛋白质 的机器”；分为附着核糖体和游离核糖体两类中心体 动物 细胞和 低等植物 细胞 无 膜由两个相互垂直的 中心粒 及周围物质组成，组成成分是 蛋白质 ；与细胞的 有丝分裂 有关线粒体① 外膜 ：使线粒体与细胞质基质分隔开 双 层膜② 内膜 ：向内腔折叠形成③ 嵴 ，扩大了线粒体内的膜面积；附着有与 有氧呼吸 有关的酶④ 线粒体基质 ：呈胶质状态，分布在嵴的周围，含少量 DNA、RNA 及核糖体，分布有与 有氧呼吸 有关的酶叶绿体① 外膜 ：使叶绿体与细胞质基质分隔开 双 层膜② 内膜 ③ 基粒 ：由囊状结构的 类囊体 堆叠而成，扩大了叶绿体内的膜面积；分布有能吸收光能的 色素 及与 光合作用 有关的酶④ 叶绿体基质 ：呈胶质状态，分布在基粒的周围，含少量 DNA、RNA及核糖体，分布有与 光合作用 有关的酶方式方向(?浓度→?浓度)载体(需要/不需要)能量(消耗/不消耗)举例被动运输自由扩散高→低不需要不消耗H2O、O2、CO2、甘油、脂肪酸、乙醇、苯、尿素协助扩散高→低需要不消耗葡萄糖进入红细胞主动运输低→高需要消耗小肠吸收 葡萄糖、氨基酸、核苷酸、无机盐离子 等阶段场所物质变化能量变化第一阶段细胞质基质1葡萄糖(C6H12O6)→2丙酮酸(C3H4O3)＋4[H]少量能量第二阶段线粒体基质2丙酮酸(C3H4O3)＋6H2O→6CO2＋20[H] 少量能量第三阶段线粒体内膜24[H]＋6O2→12H2O 大量能量项目植物细胞有丝分裂动物细胞有丝分裂相同点①分裂间期都完成 DNA 的复制和有关 蛋白质 的合成②分裂期染色体形态、数目、行为的变化规律相同， 染色体 平均分配到两个子细胞中去不同点间期(中心粒的复制) 无 (有/无)中心粒的复制（ 低等植物 细胞除外） 有 (有/无)中心粒的复制前期(纺锤体形成机制)细胞 两极 eq \o(──→,\s\up7(发出)) 纺锤丝 eq \o(──→,\s\up7(形成))纺锤体 中心体 eq \o(──→,\s\up7(发出)) 星射线 eq \o(──→,\s\up7(形成))纺锤体末期(细胞质分裂方式)赤道板处eq \o(──→,\s\up7(形成)) 细胞板 eq \o(────→,\s\up7(扩展形成)) 细胞壁 ，分割细胞质细胞膜从中部 向内凹陷 ，缢裂细胞质