2024新教材必修1《分子与细胞》提纲

黄伟编罗平三中高中生物基础知识梳理必修1《分子与细胞》必修1《分子与细胞》基础知识梳理【清单1】细胞是生命活动的基本单位1.细胞学说建立的过程（1）细胞学说的建立者主要是德国的施莱登和施旺。（2）细胞学说的主要内容①细胞是一个有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成。②细胞③新细胞可以从老细胞中产生。（3）意义：细胞学说揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性。2.细胞的发现者和命名者是英国科学家虎克；荷兰著名魔镜技师列文虎克用自制显微镜，观察到不同形态的细菌、红细胞和精子等；植物学家施莱登发现细胞有细胞核，首次提出植物细胞由细胞构成，细胞是植物体的基本单位，新细胞从老细胞中产生；动物学家施旺提出动物细胞也是由细胞构成的，一切动物的个体发育过程都是从受精卵这个单细胞开始的；德国的魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”，他的名言是“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”。3.生命活动离不开细胞。除病毒外，细胞是生物体结构和功能的基本单位。4.各类生物的生命活动与细胞的关系（1）单细胞生物：依靠单个细胞就能完成各种生命活动，如细菌、蓝细菌、草履虫、变形虫等。（2）多细胞生物：依赖各种分化的细胞密切合作，共同完成一系列复杂的生命活动，如绝大多数动物、植物和真菌。（3）病毒：不具有(具有/不具有)细胞结构，主要由蛋白质和核酸组成。不能(能/不能)独立进行生命活动，必须寄生在活细胞中，借助宿主细胞的物质和结构进行繁殖，表现出生命特征。如噬菌体专一寄生在大肠杆菌中，HIV主要寄生在人体的T淋巴细胞中。分类：按照宿主类型划分为：动物病毒、植物病毒和细菌病毒(噬菌体)，按照含有的核酸类型划分为DNA病毒和RNA病毒。生活方式：病毒有高度的寄生性，完全依赖宿主细胞的能量和代谢系统，获取生命活动所需的物质和能量，具有遗传、复制等生物特征。5.多细胞生物生命活动的基础（1）生物与环境之间物质和能量交换的基础：细胞代谢。（2）生物生长发育的基础：细胞的增殖、分化。（3）生物遗传与变异的基础：细胞内基因的传递、变化。6.生命系统的结构层次（1）多细胞动物生命系统结构层：细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈。（2）多细胞植物没有系统层次；单细胞生物没有组织、器官、系统层次；一个单细胞生物既是细胞层次，也是个体层次，如一个大肠杆菌、草履虫、变形虫等。3.（3）最基本的生命系统是细胞，最大的生命系统是生物圈。组成细胞的原子、分子，以及病毒不属于(属于/不属于)生命系统的结构层次。(4)从个体到生态系统：7.一切生物的生命活动是在细胞内或细胞的参与下完成的。8.地球上最早出现的生命形式是单细胞生物。【清单2】细胞的多样性和统一性1.原核细胞和真核细胞（1）原核细胞和真核细胞最明显的区别是：有无以核膜为界限的细胞核/有无核膜。①原核细胞没有(有/没有)由核膜包被的细胞核，没有(有/没有)染色体，拟核区域有个环状的裸露DNA分子。由原核细胞构成的生物叫原核生物，如蓝细菌、支原体、细菌、放线菌、衣原体。②真核细胞有(有/没有)由核膜包被的细胞核，有(有/没有)染色体，染色体的主要成分是DNA和蛋白质。由真核细胞构成的生物叫真核生物，如动物、植物、真菌(酵母菌、食用菌)、变形虫等。（2）生物分类①蓝细菌是原核(真核/原核)生物，常见的蓝细菌有蓝球细菌、念珠蓝细菌、颤蓝细菌、发菜。②细菌是原核(真核/原核)生物，如大肠杆菌、硝化细菌、肺炎双球菌、乳酸菌等。③动物、变形虫、草履虫、衣藻、小球藻、团藻、酵母菌、食用菌是真核(真核/原核)生物。（3）识图填图（在蓝细菌和细菌的细胞中，都没有(有/没有)成形的细胞核）细胞壁细胞膜细胞质拟核细胞壁细胞膜细胞质拟核核糖体核糖体拟核细胞质细胞质蓝细菌细胞模式图细胞壁蓝细菌细胞模式图细胞壁细胞膜蓝细菌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。③原核细胞中唯一的一种细胞器是核糖体。④原核细胞和真核细胞都有的结构和物质是：细胞膜、细胞质、核糖体、DNA。(4)原核细胞与真核细胞的统一性：具有相似的细胞膜、细胞质，都以DNA作为遗传物质。(5)原核细胞与真核细胞的比较【清单3】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。主要元素：C、H、O、N、P、S6种。④基本元素(细胞中含量最多的元素)：C、H、O、N4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；16.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。【清单4】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。(5)水的特性:a.水是极性分子，带正电荷与带负电荷的分子容易与水结合，因此，水是良好的溶剂。b.水分子之间形成氢键，氢键较弱，易断裂，易形成，使水在常温下保持液体状态，具有流动性。c.氢键的存在使水具有较高的比热容，使水的温度相对不易发生改变。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：（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。水的含量与细胞代谢和抗逆性的关系:①将收获的种子晒干，降低自由水的含量，使代谢减弱，有利于种子的长期保存；②干种子萌发前，需要吸收水分，增加自由水的含量，使代谢逐渐增强；③越冬作物减少灌溉，降低自由水含量，提高对低温的抗性5.细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，少数以化合物形成存在(如CaCO3)。6.无机盐的存在形式：大多数以离子的形式存在。含量：占细胞鲜重的1%～1.5%。eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(阳离子主要有：Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋等,阴离子主要有：Cl－、SO\o\al(2－,4)、PO\o\al(3－,4)、HCO\o\al(－,3)等))7.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。`【清单5】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。②常见种类：五碳糖脱氧核糖(C5H10O4)：分布于动植物细胞中，是组成DNA的成分。②常见种类：六碳糖葡萄糖(C6H12O6)：分布于动植物细胞中，是细胞中主要的能源物质。②常见种类：六碳糖果糖：分布于植物细胞中。②常见种类：六碳糖半乳糖：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。②常见种类：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。②常见种类：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。②常见种类：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。②常见种类：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。几丁质：也是一种多糖，又称为壳多糖，广泛分布于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中。③淀粉、糖原、纤维素的组成单位都是葡萄糖。（4）糖类的功能：生命活动的主要能源物质：葡萄糖。细胞中的储能物质：糖原、淀粉。参与构成细胞的物质：核糖、脱氧核糖、纤维素、几丁质等。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(三酰甘油\甘油三酯)：①组成：甘油＋脂肪酸→脂肪；组成元素为C、H、O。脂肪酸种类：饱和脂肪酸碳和碳之间有双键，固态，熔点较高，多数为动物；不饱和脂肪酸碳和碳之间靠单键连接，液态，熔点较低，大多数存在于植物中。（1）脂肪：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)储能脂质]；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。【清单6】生命活动的主要承担者——蛋白质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约有21种，它们的区别在于R基的不同。（3）由结构通式可知，氨基酸分子式可简写为C2H4O2N-R。（3）由结构通式可知，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。4.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13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(参与/不参与)参与脱水缩合。（2）连接两个氨基酸分子的化学键叫做肽键，表示为—NH—CO—。（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2个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物叫二肽，3个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物叫三肽，4个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物叫四肽，以此类推。由多个氨基酸分子缩合而成的，含有多个肽键的化合物统称多肽。（5）结构层次以及联系：6.氨基酸脱水缩合过程分析(1)参与脱水缩合的部位：一个氨基酸氨基中的—H和另一个氨基酸羧基中的—OH。(2)H2O中H和O的来源：H既来自氨基又来自羧基，O只来自羧基。(3)—NH2和—COOH的数量和位置：一条肽链中至少含有一个游离的—NH2和一个游离的—COOH，分别位于肽链的两端，其余的—NH2和—COOH位于R基中。7.蛋白质形成过程的有关计算规律（1）链状肽：氨基酸脱水缩合时脱去的水分子数=肽键数=氨基数-肽链数环状肽：氨基酸数＝肽键数＝水分子数。（2）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。（3）蛋白质中游离的氨（羧）基数=肽链数+R基上的氨（羧）基数=各氨基酸中氨（羧）基总数-肽键数。(4)假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链或环状多肽：形成的多肽形成肽键数脱去水分子数氨基数目羧基数目多肽相对分子质量1条肽链n－1n－1至少1个至少1个na－18(n－1)m条肽链n－mn－m至少m个至少m个na－18(n－m)环状多肽nn最少为0最少为0na－18n(5)若蛋白质中含有二硫键(—S—S—)时，要考虑脱去氢的质量，每形成1个二硫键，脱去2个H。(6)环状肽肽键数的计算方法环状多肽主链中无氨基和羧基，环状肽中氨基或羧基数目取决于构成环状肽的氨基酸R基中的氨基和羧基的数目，如图所示。(Aa表示氨基酸)由图示可知：肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数。即相当于环状肽中肽链数为零。8.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。9.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。10.蛋白质结构多样性与功能多样性的关系：11.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。【清单7】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.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、T4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、U4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；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；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)3.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。4.核酸分子的特异性：每个核酸中核苷酸的数目和排列顺序是特定的。4.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)；7.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)。5.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。6.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。6.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。7.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。7.病毒中只有1种核酸(DNA或RNA)，4种核苷酸，4种碱基。7.核酸的信息储存(1)绝大多数生物其遗传信息储存在DNA分子中。(2)部分病毒的遗传信息直接储存在RNA中。8．核酸的功能(1)核酸是细胞内携带遗传信息的物质。(2)核酸在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。9.生物大分子以碳链为骨架a．生物大分子：多糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子。b．单体：生物大分子的基本单位称为单体。c．多聚体：每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。[师说重难]1.核酸初步水解和彻底水解的产物分别是什么？物质初步水解彻底水解DNA脱氧核糖核苷酸磷酸、脱氧核糖和碱基RNA核糖核苷酸磷酸、核糖和碱基2.DNA、RNA和蛋白质的关系【清单8】细胞膜(质膜)——系统的边界1.【实验】体验制备细胞膜的方法（1）制备细胞膜的材料：哺乳动物成熟的红细胞，因为没有细胞核及各种具膜细胞器。（2）制备方法：放在清水中让其吸水涨破，然后通过离心、过滤获得较纯净的细胞膜。2.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。2.细胞膜的组成元素有C、H、O、N、P。3.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。4.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。5.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。6.细菌细胞壁成分：肽聚糖；真菌细胞壁成分：几丁质。生物膜的流动镶嵌模型1.对生物膜结构的探索历程（1）19世纪末，欧文顿对植物细胞的通透性进行实验，发现脂溶性物质能够优先通过细胞膜，并且细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解，说明组成细胞膜的物质中有脂质和蛋白质。（3）20世纪初，将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来进行化学分析，表明膜的主要成分是脂质和蛋白质。（2）1925年，两位荷兰科学家用丙酮将人红细胞中的脂质提取出来，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍，由此得出结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。（4）1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构，由此提出生物膜模型：所有的生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成。他把生物膜描述为静态的统一结构。（5）1970年，科学家将荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合，实验表明细胞膜具有流动性。（5）1972年，桑格和尼科尔森根据新的观察和实验证据，提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。2.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，是由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成。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。⑤分布于细胞膜外表面的糖类分子，也叫糖被，糖被，由此可知图中甲侧是细胞的外侧。（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可以侧向移动和蛋白质分子大多是运动的。（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。【清单9】细胞器之间的分工合作：细胞器：线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、液泡、核糖体、中心体。1.细胞质的组成：细胞质基质：存在状态：呈溶胶状态。在活细胞中，细胞质基质呈流动状态。3.细胞质的组成：细胞质基质：成分：含有水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等。3.细胞质的组成：细胞质基质：功能：多种化学反应进行的场所，活细胞进行新陈代谢的主要场所。分离细胞器的方法：差速离心法。3.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。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运输的通道，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)和光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主要动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主要植物细胞单层膜内有细胞液，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：呈溶胶状态，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。（1）动物、高等植物、低等植物细胞判断依据①高等植物细胞：具有细胞壁、叶绿体和液泡，而无中心体。②低等植物细胞：具有细胞壁、叶绿体、液泡和中心体。③动物细胞：具有中心体，而无细胞壁、叶绿体和液泡。（2）细胞器分类分布①动植物细胞共有的细胞器线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、核糖体②植物细胞特有的细胞器叶绿体、液泡③动物和低等植物细胞特有的细胞器中心体④原核细胞和真核细胞共有的细胞器核糖体结构⑤具有双层膜结构的细胞器线粒体、叶绿体（线叶双）⑥具有单层膜结构的细胞器内质网、高尔基体、溶酶体、液泡（溶液内高）⑦无膜结构的细胞器核糖体、中心体（无心糖）功能⑧与能量转换有关的细胞器线粒体、叶绿体⑨增大细胞内膜面积的细胞器线粒体、叶绿体、内质网⑩动植物细胞都有，但功能不同的细胞器高尔基体成分eq\o\ac(○,11)含有DNA的细胞器线粒体、叶绿体eq\o\ac(○,12)含有RNA的细胞器线粒体、叶绿体、核糖体eq\o\ac(○,13)含有色素的细胞器叶绿体、液泡（3）细胞器的数量与细胞的功能呈正相关①消耗能量多的细胞线粒体较多，如心肌细胞。②合成蛋白质旺盛的细胞核糖体较多，如癌细胞。③代谢旺盛的细胞中线粒体、核糖体的数量较多。④分泌功能旺盛的细胞高尔基体较多，如唾液腺细胞、肠腺细胞等。(注：汗液中不含蛋白质，故汗腺中高尔基体数量并不多)（4）细胞器与生物种类的关系①有叶绿体的细胞一定是植物细胞，但植物细胞不一定有叶绿体，如根细胞。②能进行光合作用的细胞中不一定有叶绿体，如蓝细菌。③能进行有氧呼吸的细胞中不一定有线粒体，如蓝细菌及硝化细菌、醋酸菌等需氧型细菌。④动物细胞中一定有中心体，但有中心体的细胞不一定是动物细胞，还可能是低等植物细胞。⑤没有大液泡的细胞也不一定就是动物细胞，如植物根尖分生区细胞就没有大液泡。⑥有中心体的细胞不一定就是动物细胞，如某些低等植物细胞就含有中心体。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.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。分泌蛋白形成过程研究方法：同位素标记法。(具有放射性：C、P、H、S；不具有放射性：N、O)（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a.分泌蛋白首先在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成，当合成了一段肽链后，这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程，再运输到高尔基体进行再加工，最后经细胞膜分泌到细胞外。b.内质网将多肽链加工、折叠成具有一定空间结构的蛋白质，高尔基体对来自内质网的蛋白质做进一步的修饰加工。c.分泌蛋白由内质网到高尔基体、由高尔基体到细胞膜是以囊泡的形式运输的。d.分泌蛋白的合成、加工和运输都需要线粒体提供能量。e.高尔基体是重要的交通枢纽。（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。6.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。①相似性：各种生物膜在组成成分的种类上基本相同，都主要由蛋白质和脂质组成。②差异性：各种生物膜在组成成分的含量上有显著差异，这与不同生物膜功能的复杂程度有关，功能越复杂的生物膜中，蛋白质的种类和数量越多。（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。【清单10】细胞核系统的控制中心1.分布：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.功能：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。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。（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(真核/原核)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。7.细胞在生命系统中的地位：细胞既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8.建构模型:(1)概念：模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。(2)类型eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(物理模型,概念模型,数学模型))(3)举例：沃森和克里克制作的著名的DNA双螺旋结构模型就是物理模型。(4)科学性是模型设计的第一位【清单11】物质跨膜运输的实例水进出细胞的原理（1）渗透作用概念：水分子等溶剂分子通过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。（2）发生条件：①具有半透膜；②膜两侧溶液有浓度差[提醒：指物质的量浓度]。（3）渗透作用装置渗透现象示意图渗透现象示意图蔗糖分子水分子半透膜水分子能通过半透膜、蔗糖分子不能通过半透膜分析：漏斗内蔗糖溶液浓度大于烧杯内清水浓度；半透膜允许水分子可透过，蔗糖分子不能透过。单位体积蔗糖溶液中水分子数少于单位体积清水中水分子数→多的一边eq\o(───→,\s\up7(水分子))少的一边。水分子数多水分子数少单位时间内：低浓度溶液高浓度溶液→漏斗颈内液面上升水分子数多水分子数少漏斗内液面不再上升(平衡后)，仍然是漏斗内蔗糖溶液浓度大于烧杯内溶液浓度。注：液面上升速度及高度差都取决于膜两侧溶液的浓度差。渗透作用中水分子运动方向是双向的。2.动物细胞的吸水和失水（1）条件：细胞膜相当于半透膜；细胞质与外界溶液有浓度差。（2）现象①图A：外界溶液浓度＜细胞质浓度→细胞吸水膨胀。②图B：外界溶液浓度＞细胞质浓度→细胞失水皱缩。③图C：外界溶液浓度＝细胞质浓度→水分进出细胞处于动态平衡，细胞维持正常的形态功能。注：动物细胞吸水和失水的速率和量取决于浓度差。3.成熟植物细胞的吸水和失水（1）成熟植物细胞的结构浓度选择透过半透膜大细胞膜液泡膜细胞质浓度选择透过半透膜大细胞膜液泡膜细胞质全透小（2）【实验】观察植物细胞的吸水和失水或检验“原生质层相当于一层半透膜”①实验原理内因：原生质层具有选择透过性，相当于一层半透膜；原生质层的伸缩性大于细胞壁的。外因：原生质层两侧的溶液具有浓度差。外界溶液浓度＞细胞液浓度→细胞失水(吸水/失水)→发生质壁分离现象。外界溶液浓度＜细胞液浓度→细胞吸水(吸水/失水)→发生质壁分离复原现象。②实验材料：活的(细胞有活性)成熟的(有大液泡)植物细胞(有细胞壁)，如洋葱鳞片叶外表皮或黑藻叶。采用紫色洋葱鳞片叶外表皮，是因为细胞中有一个紫色的中央大液泡，便于观察。③实验步骤a.制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片。b.用低倍显微镜观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色的中央液泡的大小，以及原生质层的位置。c.从盖玻片的一侧滴入0.3g/mL的蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引，重复几次。d.用低倍显微镜观察：因细胞渗透失水(吸水/失水)，所以可观察到：原生质层与细胞壁逐渐分离，发生质壁分离现象；此过程中液泡体积逐渐变小、颜色逐渐变深。另外可推测出细胞液浓度逐渐升高，渗透压逐渐升高，细胞吸水能力逐渐增强。此状态下细胞壁与原生质层间充满蔗糖溶液。e.从盖玻片的一侧滴入清水，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引，重复几次。f.用低倍显微镜观察：因细胞渗透吸水(吸水/失水)，所以可观察到：原生质层逐渐贴近细胞壁，发生质壁分离复原现象；此过程中液泡体积逐渐变大、颜色逐渐变浅。另外可推测出此过程中液泡浓度逐渐降低，细胞吸水能力逐渐减弱。蔗糖溶液蔗糖溶液质壁分离质壁分离复原注：植物细胞吸水和失水的速率和量取决于浓度差。质壁分离及复原过程中都有水分子进出细胞。4.渗透现象及原理的拓展分析（1）死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不能(能/不能)发生质壁分离。（2）在一定浓度、溶质(如蔗糖)不能穿膜的溶液中成熟植物细胞现象为：发生质壁分离。（3）在一定浓度、溶质(如葡萄糖溶液、KNO3溶液、尿素、乙二醇)可穿膜的溶液中成熟植物细胞现象为：发生质壁分离后又自动复原。（4）成熟植物细胞在高浓度的蔗糖溶液(如0.5g/mL)中能发生质壁分离现象，但不能复原，原因是外界溶液浓度过高，导致细胞失水过多而死亡。（5）当细胞处于平衡状态时，细胞吸水量等于失水量。(大于/小于/等于)（6）右图所示状态细胞，A浓度大于或小于或等于B浓度。(大于/小于/等于)（7）高浓度盐水可对伤口杀菌消毒，原因是高浓度盐水可使细菌渗透失水而死亡。【清单12】主动运输与胞吞、胞吐1.小分子、离子的跨膜运输方式（体现了膜的选择透过性）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→低不需要不消耗少数水、O2、CO2、甘油、脂肪酸、乙醇、苯、尿素（水、气体、脂溶性物质）协助扩散高→低需要不消耗葡萄糖进入红细胞,水（多数）通过水通道蛋白进行运输；钠离子进入神经细胞主动运输低→高需要消耗小肠吸收葡萄糖、氨基酸、核苷酸、无机盐离子等主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。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.模型图分析（1）图①表示：自由扩散图②表示：协助扩散图③表示：主动运输。（2）图④表示：自由扩散图⑤表示：协助扩散图⑥表示：主动运输。4.影响因素(1)被动运输的速率直接受膜内外物质浓度梯度大小的影响。①图A表示的运输方式是自由扩散，转运速率主要取决于膜两侧物质的浓度差。②图B表示的运输方式可能是协助扩散，ab段主要受膜两侧浓度差的影响，bc段受到载体蛋白数量的限制，运输速率不能再上升。③协助扩散的速率还与载体蛋白的数量有关。(2)影响主动运输的因素(1)物质浓度(2)O2浓度(3)温度5.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。6.膜上的两种转运蛋白比较名称转运对象特点载体蛋白与自身结合部位相适应的分子或离子每次转运时都会发生自身构象的改变通道蛋白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转运分子不需要与通道蛋白结合【清单13】降低化学反应活化能的酶1.细胞代谢(1)场所：活细胞内。(2)实质：各种化学反应的总称。(3)意义：细胞生命活动的基础。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。一般来说，保持原有状态的组作为对照组，人为改变条件的组作为实验组；或者是已知实验结果的组作为对照组，未知实验结果的组作为实验组。控制变量(1)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。(2)因变量：因自变量改变而变化的变量叫作因变量。(3)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。2.酶概念的理解（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（唯一作用）；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。（6）来源：一般活细胞均能产生。（7）意义：使细胞代谢在温和条件下快速有序进行。3.酶作用机理曲线分析（右图）（1）ac段表示无催化剂时反应进行所需要的活化能；（1）bc段表示酶催化时反应进行所需要的活化能；（1）ab段表示酶降低的活化能。（2）若将酶变成无机催化剂，则b点在纵轴向向上移动。4.酶的科学史概括5.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，使细胞代谢能够有条不紊地进行。因为酶只能催化与其结构互补的底物。据酶的专一性可知：能催化淀粉水解的酶是淀粉酶，能催化蔗糖水解的酶是蔗糖酶，能催化唾液淀粉酶水解的酶是蛋白酶，能催化植物细胞壁水解的酶是纤维素酶和果胶酶。0最适温度温度酶促反应速率0最适pHpH酶促反应速率（3）作用条件较温和(温和性)：酶需要适宜的温度0最适温度温度酶促反应速率0最适pHpH酶促反应速率酶促反应速率与温度(pH)的关系曲线都是抛物线，如下图所示：①在最适宜的温度和pH条件下，酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。②过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。③低温抑制酶的活性，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。④酶制剂适于在低温、最适pH下保存。⑤人体内酶的最适温度在37℃左右，胃液的最适pH范围为0.9-1.5(酸性环境)。6.曲线分析（影响酶促反应的因素：温度、pH、反应物浓度、酶浓度）（1）甲图①平衡点指生成物总量。②曲线a与c对照，说明酶具有催化作用。③曲线a与b对照，自变量是催化剂种类，说明酶具有高效性。④曲线a、b、c反应速率从快到慢依次是a＞b＞c，说明催化剂只能改变达到平衡点的时间，不能改变平衡点的高低。平衡点高低取决于反应物的数量，增加反应物，平衡点上移。（2）乙图：OP段限制因素是反应物浓度(数量)，P点后限制因素是酶的浓度(数量)。（3）丙图：在底物充足的前提下，反应速率与酶浓度呈正比。（4）丁图：表示酶的专一性，其中A代表酶，B代表反应物，C、D代表生成物。【清单14】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。（提醒：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，“～”代表特殊化学键。一个ATP分子中有1个A，2个特殊化学键，3个磷酸基团。（3）ATP去掉1个磷酸基团后叫ADP(腺苷二磷酸)；ATP去掉2个磷酸基团后叫AMP(腺苷一磷酸/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。(注：DNA、RNA、磷脂、ATP组成元素都是CHONP)（5）特点：ATP在细胞中含量少，化学性质不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。(6)高能量：ATP水解释放的能量高达30.54kJ/mol，是细胞内的一种高能磷酸化合物。3.ATP和ADP可以相互转化：。图5-5ATP与ADP相互转化示意图图5-5ATP与ADP相互转化示意图（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，能量去向是合成ATP。动物、人、真菌和大多数细菌合成ATP的生理过程是呼吸作用。①绿色植物叶肉细胞中合成ATP的生理过程是呼吸作用、光合作用。①绿色植物根尖细胞中合成ATP的生理过程是呼吸作用。（2）ATP的水解：ATPeq\o(───→,\s\up7(水解酶))ADP＋Pi＋能量。能量来自ATP的水解，能量去向是用于各项生命活动。（3）ATP与ADP的相互转化反应式不属于(属于/不属于)可逆反应，其中物质可逆，能量不可逆，酶不相同(相同/不相同)。4．相互转化的特点(1)ATP和ADP相互转化时刻不停地发生，且处于动态平衡之中。(2)ATP和ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，体现了生物界的统一性。5.ATP的利用（1）吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量。（1）放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。（2）主动运输、胞吞、胞吐、生物发电、生物发光、肌细胞收缩、物质合成、大脑思考所需能量的直接来源都是ATP。（3）ATP功能的原理ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。例如：ATP为主动运输供能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。【清单15】细胞呼吸的原理和应用呼吸作用：细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，也叫细胞呼吸。对比实验：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验称为对比实验。对比实验结果事先一般均未知。对比实验不设对照组，均为实验组(或互为实验组和对照组)，是对照实验的一种特殊形式，即相当于“相互对照实验”。2.有氧呼吸（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(CO2)和水(H2O)，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）线粒体增大膜面积方式：内膜向内腔折叠形成嵴。①外膜；②嵴；③内膜；④线粒体基质。⑤细胞质基质(2)与有氧呼吸有关的酶分布在：②、③、④。⑤（4）有氧呼吸过程阶段场所酶物质变化酶能量变化第一阶段细胞质基质酶1葡萄糖(C6H12O6)→2丙酮酸(C3H4O3)＋4[H]酶少量能量第二阶段线粒体基质酶2丙酮酸(C3H4O3)＋6H2O→6CO2＋20[H]酶少量能量第三阶段线粒体内膜24[H]＋6O2→12H2O大量能量（5）有氧呼吸总反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O2eq\o(──→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋大量能量。有氧呼吸产生的[H]实质是NADH(还原型辅酶Ⅰ)。（6）有氧呼吸各元素去向：。研究元素去向的方法：同位素标记法。3.无氧呼吸（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酵母菌、多数植物、苹果：C6H12O6eq\o(──→,\s\up7(酶))2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量。②乳酸菌、骨骼肌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚：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。无氧呼吸产生的[H]实质是NADH。（3）无氧呼吸只在第一阶段释放出少量能量，合成少量ATP。4.细胞呼吸拓展分析（1）细胞呼吸的实质是氧化分解有机物，释放能量，合成ATP，其中大部分能量以热能形式散失，只有少部分能量储存在ATP中，用于生物体的各项生命活动。（2）①有氧呼吸有机物彻底氧化分解，因此释放的能量多。共释放2870kJ能量，其中977.28kJ的能量储存在32ATP中，其余以热能形式散失。（3）②无氧呼吸有机物不彻底氧化分解，因此释放的能量少，大部分能量存留在酒精或乳酸中。释放的能量61.08储存在2ATP中，其余以热能形式散失。比较有氧呼吸和无氧呼吸的相同点和不同点项目有氧呼吸无氧呼吸不同点条件需氧不需氧场所细胞质基质和线粒体细胞质基质分解程度葡萄糖被彻底分解葡萄糖分解不彻底产物CO2、H2O乳酸或酒精和CO2释放能量大量少量相同点反应条件需酶和适宜温度本质氧化分解有机物，释放能量，合成ATP过程第一阶段完全相同意义为生物体的各项生命活动提供能量5.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。6.细胞呼吸方式的判断（以葡萄糖为底物）（1）消耗O2或产生H2O⇒存在有氧呼吸。（2）不消耗O2，只产生CO2⇒只进行无氧呼吸。（3）O2吸收量＝CO2产生量⇒只进行有氧呼吸。（3O2吸收量＜CO2产生量⇒有氧呼吸和无氧呼吸都进行，多于CO2来自无氧呼吸。（3O2吸收量＞CO2产生量⇒呼吸底物中存在脂肪，因为脂肪中H多O少，氧化分解时耗O2多。（4）酒精量＝CO2产生量⇒只进行无氧呼吸。酒精量＜CO2产生量⇒有氧呼吸和无氧呼吸都进行，多于CO2来自有氧呼吸。7.影响细胞呼吸的环境因素及应用（1）氧气曲线分析：由曲线可知，O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸有抑制作用。①O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸；②0＜O2浓度＜10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；③O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸；④O2浓度为5%时，有机物消耗最少，利于储存粮食、水果。应用eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①中耕松土促进植物根部有氧呼吸,②无氧发酵过程需要严格控制无氧环境,③低氧仓储藏粮食、水果和蔬菜))（2）温度温度主要通过影响呼吸酶的活性，进而影响呼吸作用。在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强；但超过一定的温度，酶的活性下降，甚至会变性失活，从而使呼吸作用减弱直至停止应用eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①低温储存食品,②大棚栽培在夜间和阴天适当降温,③温水和面发酵快))（3）二氧化碳CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行应用：适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜（4）水分在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。当含水量过多时，呼吸速率减慢，甚至停止。(2)应用eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①粮食在收仓前要进行晾晒处理,②干种子萌发前进行浸泡处理))8.设计实验探究细胞呼吸类型欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如图所示(以发芽种子为例)：2．实验结果预测和结论实验现象结论装置1液滴装置2液滴不动不动只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡不动右移只进行产生酒精的无氧呼吸左移右移进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸左移不动只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸【清单16】能量之源——光与光合作用1.捕获光能的色素(作用：吸收、传递、转化光能)（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。叶绿素对绿光吸收量最少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。色素只能吸收可见光进行光合作用，不能吸收红外光和紫外光。（见右图）2.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（1）过程：水绵＋好氧菌eq\o(──────→,\s\up7(黑暗、无空气))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。3.探索光合作用原理的部分实验科学家实验过程及现象实验结论希尔在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有水，没有二氧化碳)，在光照下可以释放出氧气光合作用释放的O2来自水；氧气的产生和糖类的合成不是(填“是”或“不是”)同一个化学反应鲁宾和卡门Heq\o\al(18,2)O＋CO2→植物→18O2_H2O＋C18O2→植物→O2光合作用释放的O2中的氧元素来自水阿尔农在光照下，叶绿体可合成ATP，且这一过程总是与水的光解相伴随水的光解可合成ATP卡尔文用14C标记的14CO2供小球藻(一种绿藻，真核生物)进行光合作用，然后追踪检测其放射性。实验探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径(即卡尔文循环)。归纳：分泌蛋白研究、鲁宾和卡门实验、卡尔文实验方法都是同位素标记法。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光能叶绿体存能量的有机物，并且释放出氧气光能叶绿体（2）总反应式：CO2＋H2O(CH2O)＋O2。（3）过程分析①NADPH(还原型辅酶Ⅱ)，②2C3，③ADP＋Pi，④O2，⑤(CH2O)(4)光反应与暗反应的比较项目光反应暗反应（卡尔文循环/碳反应）场所叶绿体类囊体的薄膜上叶绿体基质中条件需光、色素和酶不需要光[H]（NADPH）、ATP和多种酶物质变化①水的光解H2Oeq\o(→,\s\up7(光能))4H＋＋O2；NADP＋＋H＋＋+2e-能量→NADPH；②ATP的形成ADP＋Pi＋能量eq\o(→,\s\up7(酶))ATP①CO2的固定：CO2＋C5eq\o(→,\s\up7(酶))2C3；②C3的还原：2C3eq\o(→,\s\up6(NADPH、ATP),\s\do2(酶))(CH2O)＋C5能量变化光能→ATP中活跃的化学能和NADPH中的化学能ATP中活跃的化学能和NADPH中的化学能→(CH2O)中的化学能物质联系光反应为暗反应提供NADPH和ATP（暗反应），暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+能量联系光能→ATP中活跃的化学能和NADPH中的化学能→(CH2O)中稳定的化学能[H]和ATP的移动方向类囊体薄膜→叶绿体基质。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。标记18O：H218O→18O2→C18O2→C3→(CH218O)标记14C：14CO2→14C3→(14CH2O)。5.环境条件改变时相关物质含量的变化①CO2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。②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。注意：ATP、NADPH、C5变化一致，与C3相反6.光合作用原理的应用（1）概念：光合作用强度是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。(2)影响因素内因：叶龄、生长时期、叶面积指数、色素含量及酶的种类和数量等外因：①光照强度、光质（波长）、光照时间：提供能量；②CO2浓度：原料；③温度：影响酶的活性；④必需的矿质元素（无机盐）：如Mg2+合成叶绿素、N是酶和ATP的原料等；⑤水分：原料（还可影响气孔关闭从而影响CO2供应）①光照强度曲线模型模型分析：分析：影响光反应阶段，在一定范围内随着光照强度的增加光合作用强度（速率）也增加，但光照强度达到一定时，光合作用强度（速率）不再随光照强度的增加而增加。曲线对应点细胞生理活动ATP产生场所植物组织外观表现图示A点只进行细胞呼吸，不进行光合作用只在细胞质基质和线粒体从外界吸收O2，