生物必修一知识清单第一至五单元高一上学期生物人教版必修1

走进细胞1走进细胞1一.细胞是生命活动的基本单位（P27）细胞学说的建立者：主要是施莱登，施旺，魏尔肖也很重要。细胞学说的内容：①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；②细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，与其他细胞共同组成的整体生命起作用；③新细胞是由老细胞分裂产生的。（魏尔肖观点）要求熟记这三点细胞学说的意义：①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标志着生物学研究进入到细胞水平；③不仅解释了个体发育，也为后来生物进化论的确立埋下了伏笔。重要的科学家及成就：罗伯特.胡克（用显微镜发现细胞并命名细胞，观察的是死细胞）；列文虎克（用显微镜观察到了活细胞）。科学方法:不完全归纳法（很可能是可信的，可以用来预测和判断）。生命系统层次：细胞是最基本的生命系统层次（病毒不属于生命系统）。二.细胞的多样性和统一性（P912）切换高倍镜的步骤：先低倍镜、移至视野中央、转动转换器、调节反光镜或光圈、细准焦螺旋调焦。成像特点：倒立相反的虚像（旋转180°）。载玻片移动到视野中央原则：物像在哪儿往哪儿移。放大倍数及选择组合：目镜倍数×物镜倍数，目镜短放大倍数大；物镜长放大倍数大。原核细胞和真核细胞分类依据：有无以核膜为界限的细胞核。原核生物举例：细菌、放线菌、支原体（无细胞壁）、蓝细菌、衣原体、立克次氏体（谐音细线支蓝衣）蓝细菌举例：发菜、色球蓝细菌、念珠蓝细菌、颤蓝细菌。蓝细菌特点：光合作用、自养生物、藻蓝素和叶绿素、拟核。水华和赤潮成因：水体富营养化，蓝细菌和绿藻大量繁殖，淡水水域形成水华，海水水域形成赤潮。各种藻类区分：衣藻（有叶绿体）、红藻、黑藻、绿藻、褐藻（这些是真核）；蓝球藻、颤藻、念珠藻（这些是原核）。组成细胞的分子2组成细胞的分子2一.细胞中的元素和化合物（P1719）大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo分类依据：按含量区分，而非重要性。存在形式：化合物无机化合物：水（占70%90%）、无机盐（占1%1.5%）。有机化合物：蛋白质（占7%10%）、脂质（1%2%）、糖类和核酸（1%1.5%）。细胞中含量最多的化合物、有机物化合物是：水、蛋白质。细胞干重中，含量最多的化合物是：蛋白质细胞干重、鲜重中，含量最多的元素是：C、O探究.实践：检测糖类、脂肪和蛋白质检测试剂名称及成分：双缩脲试剂（检测至少2个肽键）、斐林试剂、苏丹Ⅲ染液。特殊的使用方法：斐林试剂（水浴加热，现配现用）、双缩脲试剂（先A后B，A多B少）。颜色变化：还原糖（蓝色→砖红色沉淀）、脂肪（橘黄色）、蛋白质（浅蓝色→紫色）洗去浮色：体积分数为50%的酒精（苏丹Ⅲ染液溶于酒精溶液）二.细胞中的无机物（P2022）水的作用：1.细胞内良好溶剂；2.参与细胞内许多的生物化学反应；3.构成多细胞生物体内以水为基础的液体环境；4.运送营养物质和代谢废物。概念理解：极性分子（空间结构及电子的不对称分布的分子）、氢键（分子间弱的引力）。自由水：游离状态，可以自由流动，自由水占比越大，细胞代谢越旺盛。结合水：一部分水与蛋白质、多糖等物质结合，失去流动性和溶解性，结合水越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。无机盐存在形式：大多数以离子形式存在，少数以化合物形式存在。无机盐作用：1.构成细胞内化合物的重要组成成分；2.维持细胞和生物体正常生命活动；3.维持细胞的渗透压平衡；4.维持细胞的酸碱平衡。其中常出现的例子：Fe（血红素）、Mg（叶绿素）Na+（缺乏会引起神经肌肉细胞兴奋性降低）、Ca+（血钙过高肌无力，血钙过低抽搐）。三.细胞中的糖类和脂质（P2327）糖类的种类及举例：单糖、二糖、多糖几种多糖的作用：1.淀粉（植物的储能物质）、2.糖原（人和动物的储能物质，肝糖原可以分解为葡萄糖补充血糖）、3.纤维素（植物细胞壁成分之一）、4.几丁质（含N，存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中，可结合重金属离子用于废水处理，制作食品包装纸和添加剂，制作人造皮肤）。还原糖及非还原糖：蔗糖、淀粉、纤维素（非还原糖）；葡萄糖、果糖、麦芽糖、半乳糖、乳糖（还原糖）。脂质的种类及举例：脂肪、磷脂、固醇几种脂质的作用：①脂肪（储能、保温、缓冲和减压）；②磷脂（含N和P、细胞膜重要成分、人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆的种子中含量丰富）；③固醇（分为胆固醇：运输血液中的脂质、动物细胞膜重要成分；维生素D：促进肠道对钙和磷的吸收；性激素：促进生殖器官的发育及生殖细胞的形成）。糖类是主要的能源物质，但(脱氧)核糖、纤维素、几丁质不是能源物质。糖类与脂质相互转化的条件：糖类在供应充足的情况下可以大量转化为脂肪。而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍引起供能不足时，才会分解供能，而且不能大量转化为糖类。等量的脂肪比糖类含能量多原因：脂肪和糖相比，脂肪中“C”、“H”含量高，“O”含量低，脂肪氧化分解释放的能量多，需要O2多，产生的H2O多。四.蛋白质是生命活动的主要承担者（P2832）蛋白质功能：组成细胞结构、催化（酶）、运输（血红蛋白）、信息传递/调节（胰岛素）、免疫（抗体）。蛋白质基本组成单位：氨基酸氨基酸结构通式：氨基酸结构特点：每种氨基酸分子中至少都有氨基(—NH2)和羧基(—COOH)；都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上；各种氨基酸的区别在于R基的不同。8种必需氨基酸：人体细胞不能合成的,必须从外界环境中获取。（甲携来一本亮色书）掌握脱水缩合、肽键、二肽、多肽的概念。(P30)蛋白质结构多样性原因：氨基酸的种类、数量和排列顺序不同（氨基酸层面）；多肽链盘曲、折叠的方式及其形成的空间结构千差万别（肽链层面）。蛋白质变性失活破坏空间结构，但不破坏肽键。五.核酸是遗传信息的携带者（P3436）核酸分类：DNA（脱氧核糖核酸，主要分布在细胞核）；RNA（核糖核酸，主要分布在细胞质）。核酸基本单位：核苷酸核苷酸结构简式：含氮碱基种类：A（腺嘌呤）、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）、T（胸腺嘧啶，DNA特有）、U（尿嘧啶，RNA特有）。核酸的功能：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。每个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，因此，生物大分子（多糖、蛋白质、核酸）也是以碳链为基本骨架的。一.细胞膜的结构和功能（P4045）细胞的基本结构3细胞的基本结构3细胞膜的功能：①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。细胞间信息交流的方式:①通过化学物质传递信息（激素）；②通过细胞膜直接接触传递信息（精卵细胞的识别与结合）；③通过细胞间通道传递信息（高等植物胞间连丝）。细胞膜成分：主要是脂质（磷脂）和蛋白质，还有少量糖类。动物细胞还有胆固醇。细胞膜结构探索：罗伯特森，电镜，暗亮暗结构（蛋白质脂质蛋白质）。辛格和尼科尔森：细胞膜的流动镶嵌模型。膜的基本支架:磷脂双分子层。蛋白质镶在表面，部分或全部嵌入其中，贯穿整个磷脂双分子层。糖被:细胞膜的外表面还有糖类分子，它和蛋白质分子结合形成的糖蛋白或与脂质结合形成的糖脂，这些糖类分子叫做糖被（识别，信息传递）。二.细胞膜的结构和功能（P4045）细胞质包括细胞质基质（溶胶状，新陈代谢的主要场所）和细胞器。分离细胞器的方法:差速离心法。线粒体：双层膜，内部有DNA、RNA、酶和核糖体；有氧呼吸主要场所，“动力车间”。叶绿体：双层膜，内部有DNA、RNA、酶和核糖体；光合作用场所，“养料制造车间”，“能量转换站”。内质网：单层膜，是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输的通道。高尔基体：单层膜，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。（与植物细胞细胞壁、溶酶体的形成有关）液泡：主要存在于植物细胞，单层膜，内有细胞液，含糖类、无机盐、色素和蛋白质等，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。溶酶体：主要分布于动物细胞，单层膜，是细胞的消化车间，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细菌。核糖体：无膜结构，由蛋白质和rRNA组成，合成蛋白质的场所。中心体：无膜结构，由两个互相垂直的中心粒及周围物质组成，与细胞的有丝分裂有关，存在于动物细胞和低等植物细胞中。细胞骨架：成分为蛋白质纤维，功能有①维持细胞形态，②锚定并支撑许多细胞器，③与细胞运动、分裂、分化及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动有关。光学显微镜下可见的结构称之为显微结构，电子显微镜下可见的结构称之为亚显微结构又称为超微结构。分泌蛋白的合成与运输研究方法：同位素标记法（18O、15N没有放射性）。分泌蛋白合成分泌过程：核糖体内质网高尔基体细胞膜细胞外。细胞的生物膜系统：由细胞器膜和细胞膜、核膜等结构共同构成。内质网与核膜、细胞膜直接相连；高尔基体与内质网、细胞膜以囊泡间接相连。三.细胞核的结构与功能（P5457）黑白美西螈核移植实验和伞藻嫁接与核移植实验得出结论：细胞核控制遗传；蝾螈受精卵横缢实验和变形虫切割与核移植实验得出结论：细胞核控制代谢。细胞核控制着细胞的代谢和遗传，是细胞代谢和遗传的控制中心。细胞核的结构：核膜、核孔、核仁、染色质。核膜：双层膜（外膜与内质网相连，且有核糖体附着），把核内物质与细胞质分开（具有选择透过性）。核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。（RNA、蛋白质等大分子物质进出细胞核的通道，具有选择性）。核仁：与某种RNA（rRNA，又称核糖体RNA）的合成以及核糖体的形成有关，代谢旺盛的细胞，核孔数量多，核仁较大。染色质：主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。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。细胞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。构建模型：物理模型、数学模型、概念模型。物理模型：以实物或图画的形式，直观地表达认识对象特征的模型。如细胞膜的流动镶嵌模型、动物亚显微结构模式图等，注意照片不属于物理模型。数学模型：用字母、数字及符号建立起来，描述事物特征及内在联系的数学表达式，常见形式：数学式、曲线图、柱状图等。概念模型：用文字、图线和符号等将有联系的名词或过程连接起来，将生命现象或活动规律阐明清楚的一种较为抽象的模型。细胞的物质输入和输出细胞的物质输入和输出44一.被动运输（P6267）渗透作用发生条件：①具有半透膜；②半透膜两侧溶液存在浓度差。渗透作用中水的运输方向：水分子从水的相对含量高（溶液浓度低）的一侧向相对含量低（溶液浓度高）的一侧渗透。水进出哺乳动物红细胞的原理：外界溶液浓度＞细胞质的浓度失水皱缩；外界溶液浓度＝细胞质的浓度保持原状；外界溶液浓度＜细胞质的浓度吸水膨胀。原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。植物细胞内的液体环境主要是指液泡里面的细胞液；水进出细胞，主要是指水经过原生质层进出液泡。实验：探究植物细胞的吸水和失水选材:紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞。质壁分离的“质”与“壁”分别指原生质层，细胞壁。质壁分离的原因：①内因：细胞壁伸缩性小，具有全透性；原生质层伸缩性大，具有选择透过性。②外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度。自动发生质壁分离复原的物质：KNO3、乙二醇、甘油、尿素等，因为这些溶液中的溶质可以进入细胞，使细胞液浓度升高到大于外界溶液浓度。被动运输：包括自由扩散和协助扩散。自由扩散：顺浓度梯度，不耗能，不需要转运蛋白。例如气体、水、脂溶性小分子（甘油、乙醇、苯等）。协助扩散：顺浓度梯度，不耗能，需要转运蛋白。例如葡萄糖进入红细胞。转运蛋白：包括载体蛋白和通道蛋白，载体蛋白要与被转运物质结合，空间构象改变；通道蛋白转运与自身通道的直径、形状相适配、大小和电荷相适宜的物质，不与其结合。水分子通过自由扩散和借助水通道蛋白的协助扩散（更多）的方式进出细胞。二.被动运输与胞吞、胞吐（P6972）主动运输：逆浓度梯度，耗能，需要载体蛋白。例如葡萄糖进入小肠上皮细胞、植物根部细胞吸收无机盐离子。胞吞/胞吐：不需要转运蛋白（但需要膜上蛋白质，识别作用），消耗能量，主要转运大分子物质，二者依赖于生物膜的流动性。胞吞实例：白细胞吞噬病菌、变形虫吞食食物颗粒；胞吐实例：分泌蛋白的分泌。细胞膜具有选择透过性的结构基础：细胞膜上转运蛋白的种类和数量，或转运蛋白空间结构的变化。细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用55一.降低化学反应活化能的酶（P7684）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。探究.实践：比较过氧化氢在不同条件下的分解自变量：温度；是否加催化剂、催化剂的种类。因变量：H2O2溶液的分解速率（气泡产生情况，带火星的卫生香复燃情况为观测指标）对照类型：空白对照、自身前后对照、相互对照（对比实验）、实验原则：单一变量原则，无关变量相同且适宜。酶的作用和作用原理：催化，降低化学反应的活化能。酶的本质：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是白质，少数酶是RNA。（酶在细胞内外、生物体内外都能起催化作用。）酶的特性：高效性（与无机催化剂相比）、专一性、酶的作用条件较温和。过酸、过碱、高温，会使酶的空间结构遭到破坏，甚至使酶永久失活；低温使酶的活性抑制，空间结构稳定，在适宜温度下酶的活性会升高。二.细胞的能量“货币”ATP（P8689）ATP（腺苷三磷酸）是驱动细胞生命活动的直接能源物质。ATP结构简式：A—P～P～P（A：腺苷；P：磷酸基团；—：普通的化学键；～：特殊的化学键）ATP中两个相邻的磷酸基团带有负电荷而相互排斥，使得这种化学键不稳定，末端的磷酸基团具有较高的转移势能。ATP与ADP可以互相转化，并且处于动态平衡中。ATP水解/合成的反应式：（该反应式中物质可逆，能量不可逆，酶不相同，所以不是可逆反应。）载体蛋白磷酸化：在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的末端磷酸基团脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随能量的转移，这就是载体蛋白磷酸化。三.细胞呼吸的原理和应用（P9096）酵母菌：单细胞真菌，兼性厌氧菌，有氧呼吸产生水和大量CO2；无氧呼吸产生酒精和CO2。探究.实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式检测CO2：使澄清石灰水变浑浊（根据浑浊程度检测CO2产生的多少）。溴麝香草酚蓝溶液：蓝→变绿→再变黄（根据其变黄色时间的长短，检测CO2产生的多少）。检测酒精：酒精+重铬酸钾溶液（浓硫酸溶液）：橙色→灰绿色提示：葡萄糖也能和酸性重铬酸钾溶液反应，故检测时需要等培养液中葡萄糖耗尽再进行。有氧呼吸和无氧呼吸两个实验组构成对比实验（无空白对照）。有氧呼吸：场所主要是线粒体，共分三个阶段：有氧呼吸概念：细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生CO2和H2O，释放能量，产生大量ATP的过程。有氧呼吸中葡萄糖分子能量去向：大部分以热能形式散失，少部分储存于ATP中。线粒体不能直接氧化分解葡萄糖原因：①线粒体膜上没有葡萄糖载体；②线粒体中没有氧化分解葡萄糖的酶。无氧呼吸：场所是细胞质基质，共分两个阶段：无氧呼吸中葡萄糖分子能量去向：大部分能量留存在酒精或乳酸中，释放出去的能量大部分以热能形式散失，少部