必修一《分子与细胞》

（一）走近细胞

一、细胞的生命活动离不开细胞

1、无细胞结构的生物病毒的生命活动离不开细胞

生活方式：寄生在活细胞 病毒分类：DNA病毒、RNA病毒 遗传物质：或只是DNA，或只是RNA（一种病毒只含一种核酸）

2、单细胞生物依赖单个细胞完成各种生命活动。

3、多细胞生物依赖各种分化的细胞密切合作，完成复杂的生命活动。

二、 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

（种群 群落 生态系统三者实例的判断，看以前练习）

除病毒以外，细胞是生物体结构和功能的基本单位，是地球上最基本的生命系统。

三、高倍显微镜的使用

1、重要结构

目镜——长，放大倍数小

物镜——长，放大倍数大

平面——调暗视野

凹面——调亮视野

准焦螺旋——使镜筒上升或下降（有粗、细之分）

转换器——更换物镜

光圈——调节视野亮度（有大、小之分）

2、步骤：取镜使镜筒下降下调清晰， 并移动物像到视野中央缓缓调节细准焦螺旋，使物像清晰

2高倍镜：物象（大），视野（暗），看到细胞数目（少）。

低倍镜：物象（小），视野（亮），看到的细胞数目（多）。

3 物镜：（有）螺纹，镜筒越（长），放大倍数越大。

目镜：（无）螺纹，镜筒越（短），放大倍数越大。

放大倍数越大 视野范围越小 视野越暗 视野中细胞数目越少 每个细胞越大 放大倍数越小 视野范围越大 视野越亮 视野中细胞数目越多 每个细胞越小 注意事项：

（1）调节粗准焦螺旋使镜筒下降时，侧面观察物镜与装片的距离；

（2）首先用低倍镜观察，找到要放大观察的物像，将物像移到视野中央（粗准焦螺旋不动），然后换上高倍物镜；

(3) 换上高倍物镜后，“不准动粗”。(4) 物像移动的方向与装片移动的方向相反。

3、高倍镜与低倍镜观察情况比较

四、病毒、原核细胞和真核细胞的比较

是细菌。如破伤风杆菌、葡萄球菌等都是细菌。乳酸菌（原核生物）是一个特例，它本属杆菌但往往把“杆”字省略。青霉菌、酵母菌、曲霉菌及根霉菌等属于真菌，是真核生物。

（二）组成细胞的分子

元素C、H、O、N（90%）

20C、H、O、N、P、S（97%）K、Ca、Mg等

物质基础微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等

最基本元素：C，占细胞干重的48.8%，生物大分子以碳链为骨架 说明生物界与非生物界的统一性和差异性。

无机化合物水：主要组成成分，一切生命活动都离不开水。

蛋白质：生命活动（或性状）的主要承担者（体现者） 核酸：携带遗传信息

糖类：主要的能源物质

微量元素： Zn 、Mo、Cu、B、Fe、Mn（口诀：新木桶碰铁门）

主要元素：C、H、O、N、P、S

含量最高的四种元素：C、H、O、N

基本元素：C（干重下含量最高）

质量分数最大的元素：O（鲜重下含量最高）

二、核酸

材料：人的口腔上皮细胞

试剂：甲基绿、吡罗红混合染色剂注意事项：

盐酸的作用：?改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。 现象：

甲基绿将细胞核中的DNA染成绿色， 吡罗红将细胞质中的RNA染成红色。

DNA是细胞核中的遗传物质，此外，在线粒体和叶绿体中也有少量的分布。 RNA主要存在于细胞质中，少量存在于细胞核中。

三、糖类和脂质

○具有还原性的糖：葡萄糖、麦芽糖、果糖

细胞壁（植物）： 纤维素+果胶，支持和保护作用

细胞膜 成分：脂质（主磷脂）50%、蛋白质约40%、糖类2%-10%

作用：隔开细胞和环境；控制物质进出；细胞间信息交流；

细胞质 细胞质基质： 有水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等 是活细胞进行新陈代谢的主要场所。

细胞器 分工：线、 内、 高、核 、溶、中、叶、液 协调配合：分泌蛋白的合成与分泌；生物膜系统

细胞核 核膜：双层膜，分开核内物质和细胞质 核孔：实现核质之间频繁的物质交流 和信息交流 核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 染色质：由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体

△ 细胞器是指在细胞质中具有一定形态结构和执行一定生理功能的结构单位。 三、协调配合—— 分泌蛋白合成与分泌 放射性同位素示踪法：罗马尼亚 帕拉德

有机物、O2

加工 分泌

修饰

细胞核核糖体 高尔基体细胞膜

氨基酸肽链 一定空间结构

○生物膜系统：细胞器膜 + 细胞膜 + 核膜等形成的结构体系

四、细胞核 = 核膜（双层） + 核仁 + 染色质 + 核液

美西螈实验、蝾螈横缢实验、变形虫实验、伞藻嫁接与移植实验

细胞核功能：是遗传信息储存和复制的场所，是代谢活动和遗传特性的控制中心。

○ 染色质和染色体是同一物质在细胞周期不同阶段相互转变的形态结构。

（四）细胞物质的运输

一、物质跨膜运输的实例

○ 渗透作用：水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。

○ 半透膜：指一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称。

○ 质壁分离与复原实验可拓展应用于：（指的是原生质层与细胞壁）

①证明成熟植物细胞发生渗透作用； ②证明细胞是否是活的；

③作为光学显微镜下观察细胞膜的方法； ④初步测定细胞液浓度的大小；

2. 无机盐等其他物质

① 不同生物吸收无机盐的种类和数量不同，与膜上载体蛋白的数量有关。

② 物质跨膜运输既有顺浓度梯度的，也有逆浓度梯度的。

3. 选择透过性膜

可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他离子、小分子和大分子则不能通过的膜。

□ 生物膜是一种选择透过性膜，是严格的半透膜。

二、流动镶嵌模型

①磷脂双分子层：构成生物膜的基本支架，但这个支架不是静止的，它具有一定的流动性。 ②蛋白质：镶嵌、贯穿、覆盖在磷脂双分子层上，大多数蛋白质也是可以流动的。

③糖蛋白：蛋白质和糖类结合成天然糖蛋白，形成糖被具有保护、润滑和细胞识别等

三、跨膜运输的方式

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：

新陈代谢：是活细胞中全部化学反应的总称，是生物与非生物最根本的区别，是生物体

进行一切生命活动的基础。

细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应。

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。

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、酶的发现：略

三、酶的本质：大多数酶的化学本质是蛋白质（合成酶的场所主要是核糖体，水解酶的酶是

蛋白酶），也有少数是RNA。

四、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。

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。温度和

pH偏高和偏低，酶的活性都会明显降低。

第二节 细胞的能量“通货”-----ATP

二、ATP（三磷酸腺苷）

◎ ATP是生物体细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物，是生物体进行各项生命活动的直接能源，它的水解与合成存在着能量的释放与贮存。

1．结构简式 P ～ P

腺苷 普通化学键 高能磷酸键 磷酸基团

（13.8KJ/mol） （30.54 KJ/mol）

2．ATP与ADP的转化 合成酶 ◎ ADP + Pi + 能量

合 动 水 态 解 每一个细胞的生命活动 平酶（线粒体 衡

细胞质） Pi

Pi

第三节 ATP的主要来源------细胞呼吸

一、相关概念：1、呼吸作用（也叫细胞呼吸）：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：一般是指细胞在无氧的条件下，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。

4、发酵：微生物（如：酵母菌、乳酸菌）的无氧呼吸。

二、有氧呼吸的总反应式： 酶 C6H12O6 +

6CO2 + 6H2O

+ 能量

三、无氧呼吸的总反应式： 酶 C6H12O62C2H5OH（酒精）+ 2CO2 + 少量能量

或 酶 C6H12O62C3H6O3（乳酸）+ 少量能量

四、有氧呼吸过程（主要在线粒体中进行）：

五、有氧呼吸与无氧呼吸的比较： 1、温度：温度通过影响细胞内与呼吸作用有关的酶的活性来影响细胞的呼吸作用。

温度过低或过高都会影响细胞正常的呼吸作用。在一定温度范围内，温度越

低，，细胞呼吸越弱；温度越高，细胞呼吸越强。

2、氧气：氧气充足，则无氧呼吸将受抑制；氧气不足，则有氧呼吸将会减弱或受抑制。

3、水分：一般来说，细胞水分充足，呼吸作用将增强。但陆生植物根部如长时间受水

浸没，根部缺氧，进行无氧呼吸，产生过多酒精，可使根部细胞坏死。

4、CO2：环境CO2浓度提高，将抑制细胞呼吸，可用此原理来贮藏水果和蔬菜。

七、呼吸作用在生产上的应用：

1、作物栽培时，要有适当措施保证根的正常呼吸，如疏松土壤等。

2、粮油种子贮藏时，要风干、降温，降低氧气含量，则能抑制呼吸作用，减少有机物消耗。

3、水果、蔬菜保鲜时，要低温或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度，抑制呼吸作用。

第四节 能量之源----光与光合作用

一、相关概念：

1、光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有

机物，并释放出氧气的过程

二、光合色素（在类囊体的薄膜上）：

叶绿素a (蓝绿色）

叶绿素 主要吸收红光和蓝紫光

叶绿素b (黄绿色）

色素

胡萝卜素 （橙黄色） 主要吸收蓝紫光

叶黄素 （黄色）

三、光合作用的探究历程：略

四、叶绿体的功能：叶绿体是进行光合作用的场所。在类囊体的薄膜上分布着具有吸收光能

的光合色素，在类囊体的薄膜上和叶绿体的基质中含有许多光合作用所

必需的酶。

五、影响光合作用的外界因素主要有：

1、光照强度：在一定范围内，光合速率随光照强度的增强而加快，超过光饱合点，光合

速率反而会下降。

2、温度：温度可影响酶的活性。

3、二氧化碳浓度：在一定范围内，光合速率随二氧化碳浓度的增加而加快，达到一定程

度后，光合速率维持在一定的水平，不再增加。

4、水：光合作用的原料之一，缺少时光合速率下降。

六、光合作用的应用：1、适当提高光照强度。

2、延长光合作用的时间。

3、增加光合作用的面积------合理密植，间作套种。

4、温室大棚用无色透明玻璃。

5、温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温。

6、温室栽培多施有机肥或放置干冰，提高二氧化碳浓度。

七、光合作用的过程：

自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有色素，不能进行光合作用，但是能够利用体

外环境中某些无机物氧化时释放的能

量来制造有机物，这种合成作用叫做化能合成作用。例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌。下图为硝化细菌的化能合成作用

◎ 进行光合作用和化能合成作用的生物都是自养型生物；而只能利用环境中现成的有机物来维持自身生命活动的生物是异养型生物。

第六章 细胞的生命历程

一、细胞增殖

1、限制细胞长大的原因：包括细胞表面积与体积的关系和细胞的核质比。

2、细胞增殖的意义：细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。

3、真核细胞分裂的方式包括：有丝分裂、无丝分裂、减数分裂。

4、细胞周期的概念：指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。细胞周期分分裂间期和分裂期两个阶段。分裂间期所占时间长（大约占细胞周期的90%——95%）。分裂期可以分为前期、中期、后期、末期。

二、植物细胞有丝分裂各期的主要特点以及无丝分裂

1.分裂间期：特点是完成DNA的复制和有关蛋白质的合成；结果是每个染色体都形成两个姐妹染色单体，呈染色质形态。（复制合成数不变）

2.前期特点：（两消两现一散乱）①出现染色体、出现纺锤体②核膜、核仁消失。前期染色体特点：①染色体散乱地分布在细胞中心附近。②每个染色体都有两条姐妹染色单体

3.中期特点：（形定数晰点在板）①所有染色体的着丝点都排列在赤道板上 ②染色体的形态和数目最清晰。染色体特点：染色体的形态比较固定，数目比较清晰。故中期是进行染色体观察及计数的最佳时机。

4.后期特点：（点裂数加分两极）①着丝点一分为二，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体。并分别向两极移动。②纺锤丝牵引着子染色体分别向细胞的两极移动。这时细胞核内的全部染色体就平均分配到了细胞两极。染色体特点：染色单体消失，染色体数目加倍。

5.末期特点：（两消两现新壁建）①染色体变成染色质，纺锤体消失。②核膜、核仁重现。③在赤道板位置出现细胞板，并扩展成分隔两个子细胞的细胞壁，与高尔基体的活动有关。

6、动植物细胞有丝分裂的区别：第一、动物细胞有中心体，中心体发出星射线，形成纺锤体；第二、没有细胞板的形成，而是细胞膜直接内陷，最后把细胞缢裂成两个细胞。

7、有丝分裂意义：将亲代细胞的染色体经过复制以后，精确地平均分配到两个子细胞中去。从而保持生物的亲代和子代之间的遗传性状的稳定性。

8、无丝分裂特点：在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化。 9、无丝分裂的典例：蛙的红细胞

三、细胞分化：

1、定义：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生的稳定性差异的过程，叫做细胞分化。

2、结果：产生形态、结构、功能不同的细胞。

3、细胞分化发生时期：是一种持久性变化，它发生在生物体的整个生命活动进程中，胚胎时期达到最大限度。

4、细胞分化的特性：稳定性、持久性、不可逆性、全能性。

5、分化的实质：不同细胞中遗传信息的执行情况不同导致（基因的选择性表达）

6、意义：

1）细胞分化是个体发育的基础。能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官 2）细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有利于提高各种生理功能的效率。

7、细胞的全能性：

定义：细胞的全能性是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。 （2）①植物已分化的细胞具有全能性（植物组织培养） ②动物已分化的细胞细胞核具有全能性（克隆技术）

四、细胞衰老

1、个体衰老和细胞衰老的关系：

（1）个体衰老和细胞衰老都是生物体正常的生命现象。从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体细胞普遍衰老的过程。

（2）对单细胞生物体来说，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。 （3）对多细胞生物体来说，细胞的衰老或死亡不等于个体的衰老或死亡；（幼年个体每天都有细胞衰老、死亡）个体的衰老不等于细胞衰老（老年人个体中每天都有新细胞产生）

2、细胞衰老的特征

（1）.细胞内水分减少，结果使细胞萎缩，体积变小，细胞新陈代谢的速率减慢。

（2）.细胞内多种酶的活性降低。

（3）.细胞内的色素会随细胞衰老而逐渐积累，他们会妨碍细胞内物质的交流和传递。

（4）.细胞内呼吸速率减慢，细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深。

（5）.细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。 3、为什么老年人皮肤上会长“老年斑”？

由于细胞内的色素随细胞衰老而逐渐积累造成的。衰老细胞中出现色素聚集，主要是脂褐素的堆积。

五、细胞的凋亡

1 、本质：是一种自然的生理过程。

2、定义：由基因决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡; 3、机理：细胞内遗传信息程序性调控的结果

4、细胞凋亡的意义：完成正常发育，维持内部稳定环境，抵御外界干扰。 5、细胞凋亡和细胞坏死的区别

细胞凋亡也叫细胞编程性死亡，是由基因决定的细胞自动结束生命的过程。它属于一种正常的自然的生理过程

细胞坏死是指在种种不利因素影响下，由于细胞的正常代谢活动受损或中断引起细胞的损伤和死亡，它是细胞的一种病理性死亡。如：骨细胞坏死，神经细胞坏死等等??.

六、癌变

1、癌细胞：有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。

2、癌细胞的特征：

（1）在适宜的条件下，癌细胞能够无限增殖

（2）癌细胞的形态结构发生显著变化

（3）癌细胞的表面也发生了变化。由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使得癌细胞彼

此之间的黏着性显著降低，容易在体内扩散和转移。

3、致癌因子

（1）物理致癌因子：主要指辐射，如 紫外线、X射线等。

（2）化学致癌因子：无机物如石棉、砷化物、铬化物、镉化物等；有机物如黄曲霉

毒素、亚硝胺等。

（3）病毒致癌因子：如致癌病毒

4、原癌基因和抑癌基因：

原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的过程； 抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。