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必修（1）分子与细胞第一章走近细胞第一节从生物圈到细胞一、相关概念、细胞：是生物体结构和功能的基本单位。除了病毒以外，所有生物都是由细胞构成的。细胞是地球上最基本的生命系统生命系统的结构层次：细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈二、病毒的相关知识：1、病毒是一类没有细胞结构的生物体。主要特征：①、仅具有一种类型的核酸，DNA或RNA，没有含两种核酸的病毒；②、结构简单，一般由核酸（DNA或RNA）和蛋白质外壳所构成。③、专营细胞内寄生生活；2、根据病毒所含核酸种类的不同分为DNA病毒和RNA病毒（常见的RNA病毒有：SARS病毒、（HIV）[引起艾滋病（AIDS）]、烟草花叶病毒等。第二节细胞的多样性和统一性一、细胞种类：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二、原核细胞和真核细胞的比较：（P8）1、原核细胞：细胞较小，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（支原体除外），成分与真核细胞不同。2、真核细胞：细胞较大，有核膜、有核仁、有成形的细胞核；有一定数目的染色体（DNA与蛋白质结合而成）；一般有多种细胞器（如线粒体、叶绿体，内质网等）。3、原核生物：由原核细胞构成的生物。如：蓝藻（包括蓝球藻、颤藻和、念珠藻及发菜）、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、磨菇等）等。蓝藻是细胞内含有藻蓝素和叶绿素，是能进行光合作用的自养生物。细菌中的绝大多数种类是营腐生或寄生生活的异养生物，但也有硝化细菌等少数种类的细菌是自养型生物。（P9）三、细胞学说的建立：1、细胞学说的主要建立者：德国科学家施莱登和施旺2、细胞学说的要点：（1）细胞是一个有机体，一切植物、动物都是由细胞发育而来（2）细胞是一个相对独立的单位（3）新细胞可以从老细胞中产生。3、这一学说揭示了生物体结构的统一性，生物界的统一性；第二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大量元素：C、O、H、N、S、P、Ca、Mg、K等；微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo；二、最基本元素：C；主要元素；C、O、H、N、S、P；（含量占细胞鲜重97%以上）细胞含量最多4种元素（也称基本元素）：C、O、H、N；组成细胞的化合物：无机物（水和无机盐）和有机物（蛋白质、脂质、糖类和核酸）三、在活细胞中含量最多的化合物是水V；含量最多的有机物是蛋白质；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。第二节生命活动的主要承担者------蛋白质一、相关概念：氨基酸：蛋白质的基本组成单位，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（—NH2）与另一个氨基酸分子的羧基（—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（—NH—CO—）。)))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结构。肽链：多肽通常呈链状结构，叫肽链。二、氨基酸分子通式：三、氨基酸结构的特点：每种氨基酸分子至少含有一个氨基（—NH2）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；R基的不同导致氨基酸的种类不同。四、蛋白质多样性的原因是：组成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序不同，多肽链空间结构千变万化。五、蛋白质的主要功能（生命活动的主要承担者）：①构成细胞和生物体的重要物质，如肌动蛋白；②催化作用：绝大多数的酶；③调节作用：一些激素如胰岛素、生长激素；④免疫作用：如抗体，抗原；⑤运输作用：如红细胞中的血红蛋白。细胞膜上的载体六、有关计算：①肽键数=脱去水分子数=氨基酸数目—肽链数②至少含有的羧基（—COOH）或氨基数（—NH2）=肽链数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、核酸的作用：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、组成核酸的基本单位是：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：ATGCRNA所含碱基有：AUGC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：是生物体的主要能源物质；主要分为单糖、二糖和多糖等二、糖类的比较：分类元素常见种类分布主要功能单糖C核糖动植物组成核酸（是不能再水解的糖）HO脱氧核糖葡萄糖、果糖、半乳糖重要能源物质二糖（是水解后能生成两分子单糖的糖）蔗糖植物∕麦芽糖乳糖动物多糖（是水解后能生成许多单糖的糖，基本组成单位都是葡萄糖）淀粉植物植物贮能物质纤维素细胞壁主要成分糖原（肝糖原、肌糖原）动物动物贮能物质三、脂质的比较：分类常见种类功能脂质脂肪∕1、主要储能物质2、保温3、减少摩擦，缓冲和减压磷脂∕细胞膜的主要成分固醇胆固醇性激素维持生物第二性征，促进生殖器官发育维生素D有利于Ca、P吸收第五节细胞中的无机物一、有关水的知识要点存在形式含量功能联系水自由水约95％1、良好溶剂2、参与反应3、运送养料它们可相互转化；代谢旺盛时自由水含量增多，反之，含量减少。结合水约4.5％细胞结构的重要组成成分二、无机盐（绝大多数以离子形式存在）功能：①、构成某些重要的化合物，如：叶绿素中含Mg、血红蛋白中含Fe等②、维持生物体的生命活动（如动物缺钙会抽搐）第三章细胞的基本结构第一节细胞膜------系统的边界一、细胞膜的成分：主要是脂质（主要是磷脂）和蛋白质，还有糖类二、细胞膜的功能：P42①、将细胞与外界环境分隔开②、控制物质进出细胞③、进行细胞间的信息交流三、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第二节细胞器----系统内的分工合作一、相关概念：细胞质：细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。细胞质基质：细胞质内呈液态的部分是基质。是细胞进行新陈代谢的主要场所。细胞器：细胞质中具有特定功能的各种亚细胞结构的总称。二、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，），线粒体是细胞进行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），叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，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，）。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：由膜结构连接而成的网状物。参与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，在动物细胞与蛋白质（分泌蛋白）的加工、分类运输有关。6、中心体：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、调节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，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。归纳：1、具有双层膜结构的细胞器：线粒体和叶绿体（细胞核具有双层膜但不是细胞器）；无膜结构的细胞器是核糖体和中心体；其它细胞器（包括内质网、高尔基体、液泡、溶酶体）具有单层膜。（细胞膜具有单层膜也不属细胞器）2、与能量转化有关并含有少量DNA和RNA的细胞器：线粒体和叶绿体。3、含有色素的细胞器：叶绿体和液泡三、分泌蛋白的合成和运输：核糖体（合成肽链）→内质网（加工）→高尔基体（加工）→细胞膜→细胞外与这一过程间接有关的细胞器还有线粒体（提供能量）四、生物膜系统：P49组成：包括细胞器膜、细胞膜和核膜等。作用：（1）使细胞具有一个相对稳定的内部环境，并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着决定性的作用。（2）广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点。（3）将细胞器分开，使细胞内同时进行的多种化学反应互不干扰，使生命活动高效、有序地进行。第三节细胞核----系统的控制中心一、细胞核的功能：是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心；二、细胞核的结构：1、染色质：主要由DNA和蛋白质组成，染色质和染色体是同一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：与核糖体的形成有关。4、核孔：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）通过半透膜的扩散作用。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、半透膜两侧有浓度差四、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→细胞吸水第二节生物膜的流动镶嵌模型一、细胞膜结构：磷脂蛋白质糖类↓↓↓磷脂双分子层“镶嵌，贯穿蛋白”糖被二、1972年，桑格和尼克森提出生物膜的流动镶嵌模型。结构特点：具有一定的流动性细胞膜（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、自由扩散、协助扩散和主动运输的比较：比较项目运输方向是否要载体是否消耗能量代表例子自由扩散高浓度→低浓度不需要不消耗O2、CO2、H2O、乙醇、甘油等协助扩散高浓度→低浓度需要不消耗葡萄糖进入红细胞等主动运输低浓度→高浓度需要消耗葡萄糖、氨基酸、各种离子等三、离子和小分子物质主要以被动运输（自由扩散、协助扩散）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应和利用第一节降低化学反应活化能的酶一、相关概念：酶：是活细胞(来源)所产生的具有催化作用(功能：降低化学反应活化能，提高化学反应速率)的一类有机物。其中绝大多数是蛋白质，少数种类是RNA。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。二、酶的特性：①、高效性：催化效率比无机催化剂高许多。②、专一性：每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。例如脂肪酶水解脂肪③、酶需要较温和的作用条件：在最适宜的温度和pH下，酶的活性最高。温度过高、PH过高或过低会使酶变性；但低温只会使酶的活性降低，酶不会变性，当温度升高时酶的活性会逐渐恢复。第二节细胞的能量“通货”-----ATP一、ATP的结构简式：ATP是三磷酸腺苷的英文缩写，结构简式：Ａ－Ｐ～Ｐ～Ｐ，其中：“A”代表腺苷，“P”代表磷酸基团，“～”代表高能磷酸键，“－”代表普通化学键。注：在ATP和ADP转化过程中物质是可逆，能量是不可逆的第三节ATP的主要来源------细胞呼吸一、相关概念：1、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。根据是否有氧参与，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：一般是指细胞在缺氧的条件下，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。二、有氧呼吸的总反应式：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量三、无氧呼吸的总反应式：C6H12O62C2H5OH