分子与细胞知识清单（3-5章）-高一上学期生物人教版必修1

第三章细胞的基本结构第1节细胞膜的结构和功能1.细胞膜的功能1）将细胞与外界环境分隔开——保障细胞内部的相对稳定2）控制物质进出细胞①细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞，细胞不需要的物质不容易进入细胞；②环境中有些有害的生物、物质由可能进入细胞，如病毒，体现细胞膜的控制能力具有相对性。3）进行细胞间的信息交流2.细胞膜的成分1）脂质（约50%）：在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富，此外动物细胞膜有少量的胆固醇2）蛋白质（约40%）：蛋白质在细胞膜行使功能方面起着重要的作用，因此功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量就越多；3）糖类（10%）：存在细胞的外表面，具有保护、识别、信息传递等功能；2.细胞膜的结构：流动镶嵌模型①细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质构成的，还有少量的糖；②磷脂双分子层是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，具有屏障作用。③蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：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。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。④糖蛋白：只分布在细胞膜的外侧（判断细胞膜内外侧的方法）功能：细胞识别、保护、润滑、免疫等3.细胞膜的特点1）细胞膜的结构特点：具有流动性①细胞膜具有流动性的原因：构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质大多可以运动的②证明细胞膜具有流动性的实验：人鼠细胞的融合实验（荧光标记法）③流动性的作用：对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等非常重要4.制备细胞膜的材料——哺乳动物成熟的红细胞（无众多细胞器膜和核膜）5.细胞膜的功能特点——选择透过性第2节细胞器之间的分工合作1.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。2.八大细胞器的知识点1）叶绿体①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；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含有叶绿素和类胡萝卜素，还有少量DNA和RNA，是一种半自主细胞器；④叶绿素分布在基粒片层的膜上，并含有光合作用需要的酶；2）线粒体①呈粒状、棒状，具有双层膜，普遍存在于动、植物细胞中；②内膜突起形成嵴，目的是增大膜面积，给酶提供附着点，增大酶的接触面积；内膜、基质和基粒中有许多种与有氧呼吸有关的酶，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”③内有少量DNA和RNA，是一种半自主细胞器3）核糖体①无膜结构；由rRNA和蛋白质组成；在原核细胞和真核细胞中均存在，是原核细胞唯一的细胞器；②是“生产蛋白质的机器”（氨基酸脱水缩合形成肽键的场所）③有些附着在内质网上，有些游离在细胞质基质中④核糖体的形成与细胞核中的核仁相关，蛋白质合成越旺盛的细胞，核仁的体积越大，核糖体的数目越多；4）内质网①单层膜结构，由膜结构连接而成的管状系统；②是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”；③有些内质网上有核糖体的附着称之为粗面内质网（作用对核糖体合成的蛋白质进行加工）；无核糖体附着的内质网称之为光面内质网（作用是脂质的合成）；④在细胞中内质网内连核膜外连细胞膜；5）高尔基体①呈囊泡状，单层膜结构，存在动植物细胞中；②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”；与植物细胞壁的形成和动物细胞分泌物的形成与分泌有关；6）溶酶体①单层膜，主要存在动物细胞中②其内部含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细胞，是细胞的“消化车间”。7）液泡①单层膜结构，主要存在植物细胞中②内有细胞液，含糖类、无机盐、色素和蛋白质等③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。8）中心体①无膜结构，主要分布在动物细胞和低等植物细胞中。②与细胞的有丝分裂有关。特殊细胞①根尖分生区细胞无叶绿体和大液泡，植物地下部分和其他不见光部位的细胞都无叶绿体；②肾小管、心肌、肝脏等部位的细胞因代谢旺盛，线粒体含量较多;肠腺等些合成消化酶或蛋白质类激素的细胞中核糖体、高尔基体含量较多；③原核细胞只有核糖体，无其他细胞器，无核膜和核仁；3.细胞骨架1）由蛋白质纤维组成的网状结构，维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器。4.细胞器之间的协调配合1）分泌蛋白的合成和运输①分泌蛋白的概念：有些蛋白质是在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质，如消化酶、抗体和一部分激素等②研究方法——同位素标记法③分泌蛋白的合成过程—在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成；—合成的肽链后会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续合成，边合成边转移到内质网腔内，再经过加工折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质；—内质网膜鼓出形成囊泡，包裹着蛋白质离开内质网，到达高尔基体，与高尔基体膜融合，囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。高尔基体对蛋白质做进一步的修饰加工，然后由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡；—囊泡转运到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外；—在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中，消耗的能量主要来自线粒体。5.细胞中的生物膜系统1）概念：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。2）生物膜系统的联系①化学成分上的联系各种膜组成成分相似，均由脂质、蛋白质组成，有的还有少量糖类，但每种成分在不同膜中所占的比例不同。均具有相应的结构特点——流动性以及功能特点——选择透过性②结构上的联系—直接联系：真核细胞中，内质网外连细胞膜，内连核膜，中间还有许多细胞器膜相连；内质网腔还与内外两层核膜之间的腔连通。—间接联系：内质网膜、高尔基体膜和细胞膜是可以相互转化的。③功能上的联系各种生物膜在功能上既有明确分工，又相互配合、协调工作，如分泌蛋白的合成、加工、分泌的过程。细胞内分泌蛋白的合成和运输过程，体现了生物膜在功能上的相互联系。3）生物膜系统在细胞生命活动中的作用—细胞膜不仅使细胞具有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、能量转换和信息传递的过程中起着决定性的作用。—许多重要的化学反应需要酶的参与，广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点—生物膜把细胞各种细胞器分隔开，使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会互相干扰，保证细胞生命活动高效、有序地进行。第3节细胞核的结构和功能1.细胞核的阐述1）用光学显微镜观察细胞，最容易注意到的一个结构就是细胞核。2）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没有细胞核，其余的真核细胞都有细胞核。3）地位：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。2.细胞核的结构1）核膜①双层膜，膜外附着许多核糖体，常与粗面内质网相连；②核膜是生物膜，主要由磷脂和蛋白质组成。③把核内物质与细胞质分隔开，同时控制离子和小分子物质进出细胞核；2）核孔①实现核质之间频繁的物质交换和信息交流；②核孔是大分子物质进出细胞核的通道。代谢旺盛的细胞有较多的核孔；3）核仁①核仁与某种RNA的合成及核糖体的形成有关；②蛋白质合成旺盛的细胞中，核仁体积相对较大；4）染色质和染色体①染色质：DNA和蛋白质结合成染色质，容易被碱性染料染成深色②染色体：细胞分裂时，细胞核解体，染色质高度螺旋化，缩短变粗，变成染色体。细胞分裂结束后，染色体解螺旋变成丝状的染色质。③二者关系：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第四章细胞的物质输入和输出第1节被动运输1.渗透作用1）概念：水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。2）方向：“水往高（浓度高）处流”3）发生渗透作用的条件：①半透膜、②具有浓度差2.动物细胞的吸水和失水1）外界溶液浓度＞细胞液浓度，细胞失水皱缩2）外界溶液浓度=细胞液浓度，细胞形态不变3）外界溶液浓度＜细胞液浓度，细胞吸水膨胀3.植物细胞的吸水和失水1）原生质层：植物细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质2）质壁分离：外界溶液浓度＞细胞液浓度，植物细胞不断失水，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，原生质层与细胞壁逐渐分离开来，发生质壁分离①外因：外界溶液浓度＞细胞液浓度，细胞失水②内因：原生质层比细胞壁的伸缩性大4.被动运输：物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称之为被动运输，可分为自由扩散和协助扩散1）自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式①特点：—顺浓度梯度运输（由高浓度运输至低浓度）—不需要转运蛋白的参与；—不需要消耗能量；②自由扩散的实例：—气体分子，如氧气、二氧化碳；—水分子—脂溶性小分子，如乙醇，甘油，苯等③影响自由扩散运输速率—浓度差2）协助扩散：需要借助转运蛋白进出细胞的物质的扩散方式①特点：—顺浓度梯度运输（由高浓度运输至低浓度）—需要转运蛋白的参与；—不需要消耗能量；②协助扩散的实例：—主要是离子和小分子—红细胞吸收葡萄糖③影响协助扩散运输速率—浓度差—转运蛋白的数量④转运蛋白分为通道蛋白和载体蛋白——载体蛋白：只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，同时所运输的分子或离子需要与载体蛋白结合，并且每次转运时都会发生自身构象的改变。——通道蛋白：只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，并不需要与通道蛋白结合第2节主动运输与胞吞、胞吐1.主动运输1）概念：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量2）特点：①逆浓度梯度（由低浓度运输至高浓度）②需要载体蛋白③需要消耗能量3）实例：小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等；植物吸收矿质元素；4）影响主动运输速率①载体蛋白的数量②能量5）意义：通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。2.胞吞、胞吐（运输大分子物质）1）胞吞：当细胞摄取大分子时，首先是大分子与膜上的蛋白质结合，从而引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子，然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部，这种现象叫做胞吞。2）类型：白细胞吞噬病菌、变形虫吞食食物颗粒等3）胞吐：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞的现象叫胞吐。4）类型：胰岛B细胞分泌胰岛素、浆细胞分泌抗体等5）胞吞和胞吐的特点①无需穿过膜结构②膜与膜融合时消耗能量。③体现流动性第五章细胞的能量供应和应用第1节降低化学反应活化能的酶1.细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢，细胞代谢离不开酶。2.实验设计相关内容1）实验中的变量①变量：实验过程中的变化因素称为变量。②自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量。③因变量：自变量改变而变化的变量叫作因变量。④无关变量：除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，叫作无关变量。为了确保实验的科学性和准确性，无关变量应保证相同，减少无关变量对实验造成干扰2）实验中的对照实验①对照实验：除作为自变量的因素外，其余因素（无关变量）都保持一致，并将结果进行比较的实验叫作对照实验，分为对照组和实验组②空白对照：本实验的对照组未作任何处理，这样的对照组叫作空白对照。设置空白对照的意义：进行对照实验，排除无关变量对实验的干扰，保证实验的科学性。3.酶1）酶的本质：绝大多数为蛋白质，少数为RNA2）酶的作用原理（为什么酶可以加快反应速度）：降低化学反应的活化能3）酶活性的表示方法：单位时间内底物的消耗量或产物的生成量4）