生物必修一知识纲要

中山市广东外语外贸大学附设外语学校高中生物必修一知识点整理第一章 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（植物没有系统）个体种群群落生态系统生物圈二、病毒的相关知识： 1、病毒（Virus）是一类没有细胞结构的生物体。专营细胞内寄生生活；结构简单，一般由核酸（DNA或RNA）和蛋白质外壳所构成。 2、根据寄生的宿主不同，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。根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）、烟草花叶病毒、禽流感病毒等（以上只含RNA）；乙肝病毒、狂犬病毒、噬菌体等（只含DNA）。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： 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。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：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： 19世纪30年代德国人施莱登、施旺提出：一切植物、动物都是由细胞组成的，细胞是一切动植物的基本单位。这一学说即“细胞学说（Cell Theory)”，它揭示了生物体结构的统一性。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； 最基本元素：C；主要元素；C、 O、H、N、S、P；基本元素：C、 O、H、N；水无机物无机盐组成细胞蛋白质的化合物脂质 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。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（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结构。肽 链：多肽通常呈链状结构，叫肽链。 二、氨基酸分子通式： NH2R C H COOH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（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、蛋白质多样性的原因是：组成蛋白质的氨基酸数目、种类、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）： 构成细胞和生物体的重要物质，如肌动蛋白； 催化作用：如酶； 调节作用：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（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：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：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）RNA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：是水解后能生成许多单糖的糖。多糖的基本组成单位都是葡萄糖。可溶性还原性糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖等二、糖类的比较：分类元素常见种类分布主要功能单糖CHO核糖动植物组成核酸脱氧核糖葡萄糖、果糖、半乳糖重要能源物质二糖蔗糖植物麦芽糖乳糖动物多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：分类元素常见种类功能脂质脂肪C、H、O1、主要储能物质2、保温3、减少摩擦，缓冲和减压磷脂C、H、O（N、P）细胞膜的主要成分固醇胆固醇与细胞膜流动性有关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951、良好溶剂2、参与多种化学反应3、运送养料和代谢废物它们可相互转化；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：、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，调节渗透压。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（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 、控制物质进出、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；其性质是全透性的。第二节 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、八大细胞器的比较：1、线粒体：进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”2、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”， 3、核糖体：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：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：与植物细胞壁的形成有关，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：与细胞的有丝分裂有关。7、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。 三、分泌蛋白的合成和运输： 核糖体（合成肽链）内质网（加工成具有一定空间结构的蛋白质）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-系统的控制中心一、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控制中心；二、细胞核的结构： 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交流。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、 细胞吸水和失水当外界溶液的浓度小于细胞质的浓度，细胞吸水膨胀当外界溶液的浓度大于细胞质的浓度，细胞失水皱缩当外界溶液的浓度等于细胞质的浓度，水分进出细胞处于动态平衡质壁分离：由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，也就发生了质壁分离。反之，则会发生质壁分离的复原。二、 物质跨膜运输的其他实例细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜（是活细胞的重要特征），水分子和一些离子和小分子可以自由通过，其他不能通过。第2节 生物膜的流动镶嵌模型一、 对生物膜的探索历程1 1972年，桑格提出了流动镶嵌模型二、流动镶嵌模型的基本内容磷脂双分子层构成了膜的基本支架，具有流动性；蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层的表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层；大多数蛋白质分子可以运动。第3节 物质跨膜运输的方式物质跨膜运输的方式分为被动运输和主动运输；被动运输又分为自由扩散和协助扩散。三者的区别如下表。代表例子是否消耗能量是否需要载体蛋白运输方向主动运输协助扩散自由扩散项 目顺浓度梯度顺浓度梯度逆浓度梯度不需要需要需要不消耗不消耗需要消耗氧气、水、二氧化碳等葡萄糖通过红细胞葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞膜；离子通过细胞膜等第五章 细胞的能量供应和利用第1节 降低化学反应活化能的酶一、酶的作用和本质细胞代谢：细胞每时每刻都进行着许多化学反应。酶在细胞代谢中的作用活化能：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。催化效率：同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，效率更高。酶的本质酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA等。酶本质的探索历程：巴斯德：发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用。李比希：引起发酵的是细胞中的某些物质，但是这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。毕希纳：酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样。萨姆纳：酶是蛋白质。二、酶的特性酶具有高效性 酶具有专一性 酶的作用条件较温和酶的催化活性的强弱以单位时间（每分）内底物减少量或产物生成量来表示。在一定条件下，每一种酶在某一个pH时活力最大，这个pH称为这种酶的最适pH。在一定条件下，每一种酶在某一温度时活力最大，这个温度称为这种酶的最适温度。第2节 细胞的能量“通货”ATP一、ATP分子中具有高能磷酸键ATP也叫做三磷酸腺苷是细胞内的一种高能磷酸化合物。ATP：APPP A：腺苷 P：磷酸基团 ：高能磷酸键ATP分子既可以水解一个磷酸基团，而形成二磷酸腺苷（ADP）和磷酸（Pi），30.5 kJ/mol。ATP：APPP APP30.5 kJ/mol二、ATP与ADP可以相互转化酶1酶2APPP APP30.5 kJ/mol（物质可逆，能量和酶不可逆）三、ATP的利用吸能反应：需要消耗能量，是吸能反应。（如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反应，）这一反应所需要的能量是由ATP水解为ADP时释放能量来提供的。放能反应：能够释放能量，是放能反应。（如丙酮酸的氧化分解，）这一反应所释放的能量除以热能形式散失外，用于ADP转化为ATP的反应，储存在ATP中。ATP中的能量可以直接转化成其他各种形式的能量，用于各项生命活动。如：渗透能机械能电能化学能光能热能第3节 ATP的主要来源细胞呼吸细胞呼吸：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳户其他产物，释放出能量并产生ATP的过程。一、细胞呼吸的方式有氧呼吸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地氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成许多ATP的过程。可分为三个连续的阶段：第一阶段是在细胞质的基质中进行，产生丙酮酸和H并可释放少量能量；第二阶段在线粒体中进行，丙酮酸和H2O脱H产生CO2也可释放少量能量；第三阶段在线粒体中进行，第一、二阶段产生的H与O2反应产生H2O并可释放大量的能量。酶酶无氧呼吸无氧呼吸是细胞在缺氧的条件下进行的，有机物的氧化分解不彻底，产生的能量较少。微生物的无氧呼吸通常称为发酵，有两种类型：酒精发酵和乳酸发酵。酶C6H12O6 + 2ADP+2Pi2C2H5OH（酒精） + 2CO2+2ATP酶C6H12O6 + 2ADP+2Pi2C3H6O3（乳酸） + 2ATP 有氧呼吸与无氧呼吸的关系如下表有氧呼吸无氧呼吸不同点反应条件需要O2、酶和适宜的温度不需要O2，需要酶和适宜的温度呼吸场所第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段在线粒体内全过程都在细胞质基质内分解产物CO2和H2OCO2、酒精或乳酸释放能量较多，1 mol葡萄释放能量2870 kJ，其中1161 kJ转移至ATP中1 mol葡萄糖释放能量19665 kJ(生成乳酸)或222 kJ(生成酒精)，其中均有6108 kJ转移至ATP中相同点其实质都是：分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动需要相互联系第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同，之后在不同条件下，在不同的场所沿不同的途径，在不同的酶作用下形成不同的产物：第4节 能量之源光与光合作用一、捕获光能的色素和结构捕获光能的色素1.滤纸条上有4条不同颜色的色带，从上往下依次为：叶绿素类胡萝卜素胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色） 绿叶中的色素叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色） 叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。(二)、叶绿体的结构见P99叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，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需的酶。二、光合作用的原理和应用光合作用的探究历程光合作用的过程CO2 + H2O (CH2O) + O2（1）写出各标号的名称：_ _ _ _ _ _ _（2）光反应为暗反应提供了 和 （只填序号）。（3）光反应和暗反应的场所分别是叶绿体的_和_。答案：（1） H ATP ADPPi（2）34（3）片层结构的薄膜 基质光反应阶段暗反应阶段所需条件必须有光有光无光均可进行场所类囊体的薄膜上叶绿体内的基质中物质变化H2O分解成O2和H；形成ATP二氧化碳被固定；C3被H还原，最终形成糖类；ATP转化成ADP和Pi能量转换光能转变为化学能，储存在ATP中ATP中的化学能转化为糖类中储存的化学能联系2.物质联系：光反应阶段产生的H，在暗反应阶段用于还原C3；能量联系：光反应阶段生成的ATP，在暗反应阶段中将其储存的化学能释放出来，帮助C3形成糖类，ATP中的化学能则转化为储存在糖类中的化学能。三、光合作用原理的应用四、化能合成作用某些微生物能利用体外环境中某些无机物氧化分解所释放的能量，将二氧化碳转化为有机物，这种合成作用叫化能合成作用。第6章 细胞的生命历程第一节 细胞的增殖生物体的生长，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目不同生物同类器官或组织的细胞大小一般无明显差异，器官大小主要决定于细胞数量的多少。一细胞不能无限长大，因为1 细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大：细胞体积越大，相对表面积越小，细胞物质运输的效率就越低。2 细胞核的大小一定，作为控制中心也限制了细胞的长大。二细胞通过分裂进行增殖意义：细胞增殖是生物体生长，发育，繁殖和遗传的基础。过程：物质准备和细胞分裂方式：有丝分裂，无丝分裂和减数分裂三有丝分裂：真核生物进行细胞分裂的主要方式。1细胞周期：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。1. 有丝分裂各时期的特点2.时期植物细胞示意图动物细胞示意图主要特点记忆歌诀分裂间期完成组成染色体的DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。复制的结果，每个染色体都形成两个完全一样的姐妹染色单体。复制合成分裂期前期出现染色体；核膜解体，核仁消失； 从细胞两极发生许多纺锤丝，进而形成纺锤体； 染色体着丝点散乱分布在纺锤体上。膜仁消失显两体中期染色体的着丝点排列在赤道板上，染色体形态稳定，数目清晰。（计数好时机）形数清晰赤道齐后期每个着丝点分裂为二，每个染色体的两个姐妹染色单体分开，成为两个染色体；纺锤丝收缩牵引染色体向两极移动，形成两套数目和形态完全相同的染色体点裂数增均两极末期两组染色体分别到达两极后，又变成细长盘曲的染色质丝；核膜、核仁重新出现；（植物细胞）在赤道板位置上出现的细纺锤丝消失；细胞板（植物细胞才有）进而形成新的细胞壁，最后一个细胞分裂成两个子细胞。两体消失膜仁现3. 有丝分裂过程染色体、染色单体、DNA分子的数目变化曲线4.有丝分裂过程染色体、染色单体、DNA分子以及着丝点数目变化（假设体细胞是染色体总数为2n的二倍体生物细胞）分裂间期分裂期前期中期后期末期着丝点2n2n2n4n2n染色体2n2n2n4n2n染色单体04n4n2n00DNA分子2n4n4n4n4n2n染色体形态丝状丝状棒状棒状（形态最明显）棒状棒状丝状5.动植物细胞的有丝分裂的两点区别前期末期纺锤体的形成方式细胞质分裂的方式动物由两极直接发出的纺锤丝形成纺锤体在赤道板附近形成细胞板，细胞板向四周扩展将细胞割裂成两个细胞植物有中心体发出的星射线形成纺锤体细胞膜在赤道板附近向内凹陷，将细胞缢裂为两个子细胞