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2020年人教版高一生物必修一知識點(diǎn)歸納匯總 第一章緒論 生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次 細(xì)胞 組織 器官 系統(tǒng) 個體 種群 群落 生態(tài)系統(tǒng) 地球上最基本的生命系統(tǒng)是細(xì)胞 第二章 細(xì)胞的化學(xué)組成 第一節(jié) 細(xì)胞中的原子和分子 一、組成細(xì)胞的化學(xué)元素 1、種類：組成生物體的元素中，C、H、O、N、P等元素的質(zhì)量占全部元素的98%。 人教版 大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等 微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等 注意：（1）細(xì)胞組成中最多的四種元素是C、O、H、N，其中基本元素是C。 （2）人體細(xì)胞組成中的主要元素，鮮重：O>C>H>N；干重：C>O>N>H （3）無論是大量元素還是微量元素，都是生物體必需的元素，對于維持生物體的生命活動起著非常重要的作用。 2、作用 ①組成多種多樣的化合物進(jìn)而構(gòu)成細(xì)胞，如核酸、蛋白質(zhì)等。 ②影響生物體的生命活動，如缺硒導(dǎo)致患克山病。 3、研究意義（課標(biāo)要求） （1）生物界與非生物界的統(tǒng)一性 l 組成生物體的化學(xué)元素，在無機(jī)自然界都可以找到，沒有一種元素是生物體特有的。 l 生命起源于非生物界； l 生物界和非生物界都是由化學(xué)元素組成的； l 組成生物體的化學(xué)元素是從無機(jī)自然界中獲取的； l 組成生物體的基本元素可以在生物界和非生物界之間反復(fù)出現(xiàn)，循環(huán)流動； l 生物界和非生物界都遵循能量守恒和轉(zhuǎn)化定律。 （2）生物界與非生物界的差異性： l 組成生物體的化學(xué)元素在生物體和自然界中含量相差很大； l 生物體有選擇地從無機(jī)自然界中獲取組成自身的物質(zhì)； l 無機(jī)自然界中的各種化學(xué)元素不能表現(xiàn)出生命現(xiàn)象，只有在活的有機(jī)體中，各種化學(xué)元素有機(jī)地結(jié)合在一起，才能表現(xiàn)出生命現(xiàn)象。 二、細(xì)胞中的無機(jī)化合物：包括水和無機(jī)鹽 （一）水： 1、含量：占細(xì)胞總重量的60%-90%，（人教版是60%-95%）是活細(xì)胞中含量 最多的物質(zhì)。 2、存在形式：自由水和結(jié)合水 l 自由水：細(xì)胞中絕大部分的水以游離形式存在，可以自由流動，叫做自由水。 l 結(jié)合水：與細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)相結(jié)合的水。 3、功能 l 自由水： ①細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑； ②參與細(xì)胞內(nèi)的許多生化反應(yīng)； ③運(yùn)送營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物； ④維持細(xì)胞的形態(tài)，保證代謝的正常進(jìn)行。 從生物體的水平上闡述： ⑤為細(xì)胞生活提供液體環(huán)境； ⑥具有較大的比熱和汽化熱，是生物體的溫度調(diào)節(jié)劑。 l 結(jié)合水：是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分。 4、轉(zhuǎn)化： （1）自由水 結(jié)合水 l 在代謝旺盛的細(xì)胞中，自由水的含量一般較多； l 在環(huán)境條件惡劣（如低溫、干旱、鹽漬）時(shí)，結(jié)合水的含量增多，使植物的抗逆性增強(qiáng)，以適應(yīng)不良環(huán)境。 （2）應(yīng)用：①種子的貯存：曬干種子是為了減少自由水含量，降低種子的代謝，延長種子壽命。 ②低溫環(huán)境下減少（填增加或減少）花卉澆水，可以提高花卉對低溫的抗性。 （二）無機(jī)鹽 1、存在形式：主要以離子形式存在。 2、含量：占細(xì)胞鮮重1%-1.5%。（人教版） 3、功能：①合成有機(jī)物及某些特殊生理功能物質(zhì)的原料。 如：Mg2+是合成葉綠素的原料、PO43-是合成ATP、磷脂和核苷酸的原料、Fe2+是合成血紅蛋白的原料、I-是合成甲狀腺激素的原料。 ②維持細(xì)胞和生物體的生命活動。如：哺乳動物血液中Ca2+濃度過低會出現(xiàn)肌肉抽搐（人教版）、過高會出現(xiàn)肌肉乏力現(xiàn)象等；缺少Ca2+時(shí)，番茄果實(shí)頂端呈現(xiàn)暗綠色或灰白色；缺少K2+時(shí)，番茄植株的老葉尖端和邊緣會失去綠色直至干枯壞死。 ③維持細(xì)胞的酸堿平衡。如：酸性（HCO-3、PO43-等）、堿性（Ca2+、Mg2+等）離子的適當(dāng)配合等具有緩沖作用。 ④調(diào)節(jié)滲透壓，維持細(xì)胞的形態(tài)和功能。（必修3） 如：K+維持細(xì)胞內(nèi)液的滲透壓，Na+維持細(xì)胞外液的滲透壓。 注：滲透壓是指溶液中溶質(zhì)微粒對水的吸引力，單位體積中溶質(zhì)微粒的數(shù)目越多，滲透壓越大。 第二節(jié) 細(xì)胞中的生物大分子 一、生物大分子的基本骨架 碳原子之間可以以單鍵、雙鍵或三鍵相結(jié)合，形成不同長度的鏈狀、分支鏈狀或環(huán)狀結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)稱為有機(jī)物的碳骨架。 生物大分子以碳鏈為骨架。多糖、蛋白質(zhì)、核酸等都是生物大分子，都是由許多基本組成單位（單體）連接而成的，這些生物大分子又稱為單體的多聚體。每個單體都是由若干個相連的碳原子構(gòu)成的碳鏈為基本骨架，由許多單體連接成多聚體。正是由于碳原子在組成生物大分子中的作用，科學(xué)家才說“碳是生命的核心元素”，“沒有碳，就沒有生命”。 二、細(xì)胞中重要的有機(jī)化合物 （一）糖類 1、元素組成：由C、H、O 3種元素組成。 2、種類 概 念 種 類 分 布 主 要 功 能 單糖 不能水解的糖 五碳糖 核糖 C5H10O5 核糖、脫氧核糖、葡萄糖動植物細(xì)胞都有 組成核酸的物質(zhì) 脫氧核糖 C5H10O4 六碳糖 C6H12O6 葡萄糖、果糖、半乳糖 葡萄糖是細(xì)胞生命活動所需要的主要能源物質(zhì) 二糖 C12H22O11 水解后能夠生成二分子單糖的糖 蔗糖 植物細(xì)胞 麥芽糖 乳糖 動物細(xì)胞 多糖 水解后能夠生成許多個單糖分子的糖 淀粉 植物細(xì)胞 植物細(xì)胞中的儲能物質(zhì) 纖維素 植物細(xì)胞壁的基本組成成分 糖原 動物細(xì)胞 動物細(xì)胞中的儲能物質(zhì) 水解 3：轉(zhuǎn)化關(guān)系： 脫水縮合 二糖或多糖 單糖 1蔗糖→1葡萄糖+1果糖 1麥芽糖→2葡萄糖 1乳糖→1葡萄糖+ 1半乳糖 1淀粉→麥芽糖→葡萄糖 1纖維素→纖維二糖→葡萄糖 1糖原→葡萄糖 4、功能： 主要功能：是生物體維持生命活動的主要能量來源。是生物體重要的結(jié)構(gòu)物質(zhì)。 其他功能：糖類與蛋白質(zhì)等物質(zhì)結(jié)合形成的復(fù)雜化合物能參與細(xì)胞識別，細(xì)胞間物質(zhì)運(yùn)輸和免疫功能的調(diào)節(jié)等生命活動。 5．【實(shí)驗(yàn)】糖類的鑒定： （1）淀粉的鑒定：淀粉 + 碘液 藍(lán)色 （2）生物組織中還原糖的鑒定 l 原理 50-65℃水浴加熱 l l 還原性糖 + 斐林試劑 磚紅色沉淀 (單糖、麥芽糖和乳糖) 注：斐林試劑的使用： 成分：0.1g/mL NaOH溶液（甲液）、 0.05g/mL CuSO4溶液（乙液） 使用：混合（甲液2mL，乙液4-5滴）（人教版：等量）后使用，且現(xiàn)配現(xiàn)用。 條件：隔水加熱（人教版：50-60℃水浴加熱） l 過程 選材：含糖量（還原糖）較高、白色或近于白色的植物組織 制備組織樣液：制漿→過濾（用一層紗布）→取液 呈色反應(yīng)：取2mL組織樣液，向試管中加入1mL剛配制的斐林試劑，并放入盛有50-65℃溫水的大燒杯中加熱約2min。 結(jié)果與結(jié)論：試管中出現(xiàn)磚紅色沉淀，說明組織樣液中有可溶性還原糖 （溶液顏色的變化過程為：淺藍(lán)色→棕色→磚紅色） （二）脂質(zhì) 1、元素組成：主要由C、H、O組成，有些還含N、P等 2、分類：脂肪、類脂（如磷脂）、固醇（如膽固醇、性激素、維生素D等）。不同的脂質(zhì)在化學(xué)組成和化學(xué)結(jié)構(gòu)上有很大差異，但共同的特性是通常都不溶于水，而溶于脂溶性有機(jī)溶劑，如丙酮、氯仿、乙醚等。 3、功能： 脂肪：細(xì)胞代謝所需能量的主要儲存形式。 類脂中的磷脂：是構(gòu)成生物膜的重要物質(zhì)，所有細(xì)胞都含有磷脂。 固醇類：在細(xì)胞的營養(yǎng)、調(diào)節(jié)和代謝中具有重要功能。 膽固醇：構(gòu)成細(xì)胞膜的重要物質(zhì)，在人體內(nèi)還參與血液中脂質(zhì)的運(yùn)輸。 性激素：促進(jìn)人和動物生殖器官的發(fā)育以及生殖細(xì)胞的形成。 維生素D：能有效地促進(jìn)人和動物腸道對鈣和磷的吸收。 腎上腺皮質(zhì)激素：控制糖類和無機(jī)鹽的代謝，增強(qiáng)機(jī)體的防御功能。（必修3） 醛固酮：吸Na+排K+。（必修3） 4、【實(shí)驗(yàn)】脂肪的鑒定 l 原理： 脂肪 + 蘇丹Ⅲ染液 → 橘黃色 脂肪 + 蘇丹Ⅳ染液 → 紅色 l 過程：（人教版） 方法一：花生種子勻漿 + 3滴蘇丹Ⅲ染液→橘黃色 方法二： 取材：花生種子（浸泡），去掉種皮 切片：用刀片在花生子葉橫斷面上平行切下若干薄片 制片：①選取最薄的切片 ②在切片上滴2-3滴蘇丹Ⅲ染液（染色3min） ③去浮色（1-2滴體積分?jǐn)?shù)50%的酒精溶液） ④制成臨時(shí)裝片（吸去酒精，加1滴蒸餾水，蓋上蓋玻片） 觀察：先用低倍鏡觀察，再用高倍鏡觀察 結(jié)果與結(jié)論：視野中有被染成橘黃色的脂肪顆粒，說明有脂肪存在。 （三）蛋白質(zhì) 1、元素組成：除C、H、O、N外，大多數(shù)蛋白質(zhì)還含有S 2、含量：細(xì)胞中含量最多的有機(jī)物。 3、基本組成單位：氨基酸 （1）氨基酸的種類：組成蛋白質(zhì)的氨基酸約20種。 （2）氨基酸的結(jié)構(gòu)通式：。 （3）氨基酸的判斷： ①同時(shí)有氨基和羧基 ②至少有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上。 （組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸的區(qū)別：R基的不同） 4．形成：許多氨基酸分子通過脫水縮合形成肽鍵（-CO-NH-）相連而成肽鏈，多條肽鏈盤曲折疊形成有具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì) 二肽：由2個氨基酸分子組成的肽鏈。 多肽：由n（n≥3）個氨基酸分子以肽鍵相連形成的肽鏈。 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性的原因：組成蛋白質(zhì)多肽鏈的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序的不同； 構(gòu)成蛋白質(zhì)的多肽鏈的數(shù)目、空間結(jié)構(gòu)不同 5．計(jì)算： （1）有關(guān)氨基酸脫水縮合反應(yīng)的計(jì)算 一個蛋白質(zhì)分子中肽鍵數(shù)（脫去的水分子數(shù)）＝氨基酸數(shù) － 肽鏈條數(shù)。 一個蛋白質(zhì)分子中至少含有氨基數(shù)（或羧基數(shù)）=肽鏈條數(shù) 蛋白質(zhì)分子量 = 氨基酸數(shù)×氨基酸平均分子量－脫去的水分子數(shù)×18 （注意：有時(shí)還要考慮肽鏈之間形成化學(xué)鍵導(dǎo)致的分子量的減少） （2）氨基酸數(shù)目與相應(yīng)的DNA和mRNA片段中堿基數(shù)目的關(guān)系 DNA（基因）堿基數(shù)︰mRNA堿基數(shù)︰蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù) = 6 ︰ 3 ︰ 1 注意：以上方法算出的DNA中堿基數(shù)是“至少”數(shù)目，原因是 ①DNA中有的片段是無效片段，不能轉(zhuǎn)錄出mRNA； ②在基因片段中，有的片段起調(diào)控作用，不轉(zhuǎn)錄； ③轉(zhuǎn)錄出的mRNA中有終止密碼子，終止密碼子不決定氨基酸。 所以，DNA或基因上堿基數(shù)比蛋白質(zhì)中氨基酸6倍多。 6．功能： （1）結(jié)構(gòu)功能：細(xì)胞膜主要由蛋白質(zhì)和磷脂構(gòu)成，還有各種結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)。（人教版：許多蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)，如羽毛、頭發(fā)、肌肉、蛛絲等的成分主要是蛋白質(zhì)。） （2）調(diào)控（節(jié)）功能：如激素等能調(diào)節(jié)、控制細(xì)胞的生長、分化、遺傳信息的表達(dá)。 （3）催化功能：如酶。 （4）運(yùn)輸（載體）功能：如載體蛋白，血紅蛋白運(yùn)輸氧氣，脂蛋白將脂質(zhì)從肝運(yùn)輸?shù)缴眢w其他部位。 （5）信息傳遞功能：（人教版）如胰島素與細(xì)胞表面的受體結(jié)合，調(diào)節(jié)細(xì)胞的糖代謝等。 （6）免疫功能：如抗體。 小結(jié)：蛋白質(zhì)的功能還有很多?？梢哉f，一切生命活動都離不開蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者。 7．蛋白質(zhì)研究的新進(jìn)展： 8、【實(shí)驗(yàn)】蛋白質(zhì)鑒定 l 原理：蛋白質(zhì) + 雙縮脲試劑→紫色 注：雙縮脲試劑的使用： 成分：0.1g/mL NaOH溶液、0.01g/mL CuSO4溶液、 （A液） （B液） 使用：分開使用，先加1mL 0.1g/mL NaOH溶液，再加4滴0.01g/mL CuSO4溶液。 條件：（不需要隔水加熱） l 過程 選材與制備：鮮肝提取液或黃豆?jié){濾液 ↓ 呈色反應(yīng)：取2mL組織樣液，向試管中加入1mL雙縮脲試劑A液1ml并搖勻，再加入雙縮脲試劑B液4滴并搖勻，組織樣液變成紫色。 結(jié)論：組織樣液中存在蛋白質(zhì)。 （四）核酸 1、元素組成：由C、H、O、N、P 5種元素構(gòu)成? 2、基本單位：核苷酸（由一分子磷酸、一分子五碳糖、一分子含氮堿基組成） 1分子磷酸 脫氧核苷酸 1分子脫氧核糖 （4種） 1分子含氮堿基（A、T、G、C） 1分子磷酸 核糖核苷酸 1分子核糖 （4種） 1分子含氮堿基（A、U、G、C） 3、種類：脫氧核糖核酸（DNA）和 核糖核酸（RNA） 類別 核酸 DNA（脫氧核糖核酸） RNA（核糖核酸） 基本單位 核苷酸 脫氧核糖核苷酸（4種） 核糖核苷酸（4種） 化學(xué)成分 堿基 A（腺嘌呤）、G（鳥嘌呤）、C（胞嘧啶） T（胸腺嘧啶） U（尿嘧啶） 五碳糖 脫氧核糖 核糖 磷酸 磷酸 分布 主要分布在細(xì)胞核中（在線粒體和葉綠體中有少量存在） 主要分布在細(xì)胞質(zhì)中（在線粒體和葉綠體中有少量存在） 結(jié)構(gòu) 一般由兩條脫氧核苷酸長鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu) 一般是一條核糖核苷酸長鏈 （單鏈RNA不穩(wěn)定，易發(fā)生突變） 功能 絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì) 某些病毒的遺傳物質(zhì) 4、生理功能： DNA分子的4種核苷酸分子不同的組合或序列構(gòu)成了成千上萬種基因，這些基因編碼著不同的遺傳信息，指導(dǎo)和控制著生物體的形態(tài)、生理和行為等多種性狀的表達(dá)和變化。同時(shí)，DNA分子也通過精細(xì)準(zhǔn)確的自我復(fù)制，為生物將其遺傳特性傳遞給下一代提供了最基本的分子基礎(chǔ)。 核酸是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)，在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成中具有極其重要的作用。 5、生物體中DNA和RNA比較： 細(xì)胞生物（真核、原核） 非細(xì)胞生物（病毒） 核酸 DNA和RNA 只有DNA 只有RNA 遺傳物質(zhì) DNA DNA RNA 舉例 細(xì)菌、真菌、動物、植物等 大多數(shù)噬菌體 煙草花葉病毒、SARS病毒、 艾滋病病毒（HIV）、流感病毒等 6、【實(shí)驗(yàn)】觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布 l 原理：甲基綠使DNA呈現(xiàn)綠色，吡羅紅（蘇教稱派洛寧）使RNA呈現(xiàn)紅色。 l 過程： 1、制片： ①在潔凈的載玻片上滴一滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的NaCl溶液。 ②用消毒牙簽在自己漱凈的口腔內(nèi)側(cè)壁上輕輕地刮幾下，把牙簽上附有碎屑的一端，放在上述載玻片上的液滴中涂抹幾下。 ③點(diǎn)燃酒精燈，將涂有口腔上皮細(xì)胞的載玻片烘干。 2、水解 ①在小燒杯中加入30ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的鹽酸，將烘干的載玻片放入小燒杯中。 ②在大燒杯中加入30℃溫水。 ③將盛有鹽酸和載玻片的小燒杯放在大燒杯中保溫5min。 3、沖洗涂片 用蒸餾水的緩水流沖洗載玻片10s。 4、染色 ①用吸水紙吸去載玻片上水分。 ②將甲基綠吡羅紅染色劑滴兩滴在載玻片上，染色5min。 ③吸去多余染色劑，蓋上蓋玻片。 5、觀察 ①低倍鏡觀察：選擇染色均勻，色澤淺的區(qū)域，移至視野中央，將物象像調(diào)節(jié)清晰。 ②換用高倍鏡觀察：調(diào)節(jié)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋，觀察細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的染色情況。 l 結(jié)果：綠色明顯集中分布于細(xì)胞中央，紅色廣泛分布于綠色的周圍。 l 結(jié)論：DNA主要分布在細(xì)胞核中，RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。 三、常用染色劑及其作用 染色劑或指示劑 作用對象 顏色變化 斐林試劑（或班氏試劑） 還原糖 磚紅色（50-65℃水浴加熱） 蘇丹Ⅲ（蘇丹Ⅳ） 脂肪 橘黃色（紅色） 雙縮脲試劑 蛋白質(zhì) 紫色 甲基綠 DNA 綠色 吡羅紅 RNA 紅色 健那綠 線粒體 藍(lán)綠色 重鉻酸鉀 乙醇 灰綠色 溴麝香草酚藍(lán) CO2 由藍(lán)變綠再變黃 二苯胺試劑 提取的DNA 藍(lán)色（沸水浴加熱） 第三章 細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能 第一節(jié) 生命活動的基本單位——細(xì)胞 一、細(xì)胞學(xué)說的建立和發(fā)展 1、建立： l ；細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)者、命名者是英國的科學(xué)家胡克； l 細(xì)胞學(xué)說的建立者是德國的科學(xué)家施萊登和施旺。施旺、施萊登提出“一切動物和植物都是由細(xì)胞構(gòu)成的，細(xì)胞是一切動植物的基本單位”。 l 在此基礎(chǔ)上德國的魏爾肖總結(jié)出：“細(xì)胞只能來自細(xì)胞”，細(xì)胞是一個相對獨(dú)立的生命活動的基本單位。這被認(rèn)為是對細(xì)胞學(xué)說的重要補(bǔ)充。 （人教版：對細(xì)胞學(xué)說的闡述： l 細(xì)胞是一個有機(jī)體，一切動植物都由細(xì)胞發(fā)育而來，并由細(xì)胞和細(xì)胞產(chǎn)物所構(gòu)成。 l 細(xì)胞是一個相對獨(dú)立的單位，既有它自己的生命，又對與其他細(xì)胞共同組成的整體的生命起作用。 l 新細(xì)胞可以從老細(xì)胞中產(chǎn)生。 細(xì)胞學(xué)說的建立過程，是一個在科學(xué)探究中開拓、繼承、修正和發(fā)展的過程，具體建立過程如下： l 從人體的解剖和觀察入手：比利時(shí)維薩里——《人體構(gòu)造》揭示人體在器官水平的結(jié)構(gòu)； 法國比夏指出器官由組織構(gòu)成，把組織分為21種。 l 顯微鏡下的重大發(fā)現(xiàn)：英國科學(xué)家虎克；荷蘭磨鏡技師列文虎克用自制顯微鏡觀察了細(xì)菌、 紅細(xì)胞和精子等； l 理論思維和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)合：施萊登和施旺 l 細(xì)胞學(xué)說在修正中前進(jìn)：魏爾肖） 2、意義： 它使動物和植物統(tǒng)一到細(xì)胞的基礎(chǔ)上，對現(xiàn)代生物科學(xué)的發(fā)展具有重要意義。 二、光學(xué)顯微鏡的使用 1、方法： 先對光：一轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器；二調(diào)光圈；三調(diào)反光鏡 再觀察：一放標(biāo)本孔中央；二降物鏡片上方；三升鏡筒仔細(xì)看 2、注意： （1）放大倍數(shù)＝物鏡的放大倍數(shù)×目鏡的放大倍數(shù) （2）物鏡越長，放大倍數(shù)越大 目鏡越短，放大倍數(shù)越大 “物鏡—玻片標(biāo)本”距離越短，放大倍數(shù)越大 （3）物像與實(shí)際材料上下、左右都是顛倒的 （4）高倍物鏡使用順序： 低倍鏡→標(biāo)本移至中央→高倍鏡→大光圈，凹面鏡→細(xì)準(zhǔn)焦螺旋 （5）污點(diǎn)位置的判斷：移動或轉(zhuǎn)動法 三、【實(shí)驗(yàn)】用顯微鏡觀察多種多樣的細(xì)胞 結(jié)果： 1、不同的細(xì)胞形態(tài)、大小千差萬別。 2、不同的細(xì)胞有共同的結(jié)構(gòu)：細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、（細(xì)胞核）。 結(jié)論：細(xì)胞既具有多樣性，又具有統(tǒng)一性。 第二節(jié) 細(xì)胞的類型和結(jié)構(gòu) 一、顯微結(jié)構(gòu)與亞顯微結(jié)構(gòu) 顯微結(jié)構(gòu)：光學(xué)顯微鏡下觀察到的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。 亞顯微結(jié)構(gòu)：電子顯微鏡下觀察到的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。 二、細(xì)胞的類型 原核細(xì)胞 真核細(xì)胞 不 同 點(diǎn) 本質(zhì)區(qū)別 無由核膜包被的細(xì)胞核 有由核膜包被的細(xì)胞核 大小 較小 較大 細(xì)胞壁 有，主要成分是糖類和蛋白質(zhì) 植物細(xì)胞有，主要成分是纖維素和果膠（動物細(xì)胞無細(xì)胞壁） 細(xì)胞質(zhì) 有唯一細(xì)胞器核糖體 有核糖體和其他細(xì)胞器 細(xì)胞核 擬核，無核膜、核仁，DNA不與蛋白質(zhì)結(jié)合 有核膜、核仁，DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合成染色體 舉例 細(xì)菌、藍(lán)藻、放線菌、支原體（無細(xì)胞壁） 動物、植物、真菌 相同點(diǎn) ①都有相似的細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì) ②都有與遺傳關(guān)系密切的DNA分子 人教版： 藍(lán)藻也稱藍(lán)細(xì)菌，顫藻、發(fā)菜等都是藍(lán)藻。藍(lán)藻細(xì)胞含藻藍(lán)素和葉綠素，是能進(jìn)行光合作用的自養(yǎng)生物。水域污染、富營養(yǎng)化，會長出水華，影響水質(zhì)和水中動物的生活，其中有多種藍(lán)藻。細(xì)菌中的絕大多數(shù)是營腐生或寄生的異養(yǎng)生物。 三、細(xì)胞的結(jié)構(gòu) （一）細(xì)胞膜——系統(tǒng)的邊界系統(tǒng)（人教版） 1、成分：主要是脂質(zhì)（約占50%）和蛋白質(zhì)（約占40%），還有少量的糖類（約占2%-10%） 2、結(jié)構(gòu)：（流動鑲嵌模型） l 磷脂雙分子層：構(gòu)成細(xì)胞膜的基本骨架 。 （注：磷脂分子包括親水的頭部和疏水的尾部） l 蛋白質(zhì)：不同程度的嵌入、貫穿或附著在磷脂雙分子層的表面。 （注：功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多） l 外表面：糖分子與蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白。 （注：糖蛋白與細(xì)胞識別有關(guān)） 3、特點(diǎn)： （1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有一定的流動性（原因：構(gòu)成細(xì)胞膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大多數(shù)是可以運(yùn)動的）； （2）功能特點(diǎn)：具有選擇透過性。 4、功能：（人教版） ①將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開；保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定性。 ②控制物質(zhì)的進(jìn)出； 如：細(xì)胞需要的營養(yǎng)物質(zhì)可以可以進(jìn)入細(xì)胞，而細(xì)胞不需要或?qū)?xì)胞有害的物質(zhì)不容易進(jìn)入細(xì)胞；抗體、激素等物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)合成后，分泌到細(xì)胞外，細(xì)胞產(chǎn)生的廢物也要排到細(xì)胞外。 ③進(jìn)行細(xì)胞間信息交流 a.通過體液的作用來完成間接交流：如激素、遞質(zhì)（如圖A） b.相鄰細(xì)胞間直接接觸，通過與細(xì)胞膜結(jié)合的信號分子影響其他細(xì)胞：如免疫細(xì)胞間的識別、精子與卵細(xì)胞間的識別和結(jié)合（如圖B） c.相鄰細(xì)胞間形成通道使細(xì)胞相互溝通，通過攜帶信息的物質(zhì)來交流信息：如植物細(xì)胞間的胞間連絲（如圖C） 注：受體的化學(xué)本質(zhì)是細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)和糖類結(jié)合形成的糖蛋白。 附：細(xì)胞壁 植物細(xì)胞細(xì)胞膜外面還有一層細(xì)胞壁，其主要成分是纖維素和果膠，對植物細(xì)胞有支持和保護(hù)的功能。 5、【實(shí)驗(yàn)】體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法（人教版） （1）選材：哺乳動物成熟的紅細(xì)胞。原因是 ①哺乳動物成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核和具有膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器，可以得到純凈的細(xì)胞膜； ②動物細(xì)胞沒有細(xì)胞壁，省去了去除細(xì)胞壁的麻煩，且無細(xì)胞壁的支持、保護(hù)，細(xì)胞易吸水漲破； ③紅細(xì)胞數(shù)量大，材料易得。 （2）實(shí)驗(yàn)原理： 細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)具有一定的濃度。把細(xì)胞放入清水中，細(xì)胞由于吸水而漲破，除去細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì)，得到細(xì)胞膜。 （3）實(shí)驗(yàn)步驟： ①選材：豬（或牛、羊、人等哺乳動物）新鮮的紅細(xì)胞稀釋液（血液加適量的生理鹽水：a.使紅細(xì)胞分散開，不易凝集成塊；b.使紅細(xì)胞暫時(shí)維持原有形態(tài)。） ②制作裝片：用滴管取一滴紅細(xì)胞稀釋液滴在載玻片上，蓋上蓋玻片。 ③觀察：用顯微鏡觀察紅細(xì)胞的形態(tài)（低倍鏡→高倍鏡） ④滴清水：在蓋玻片的一側(cè)滴，在另一側(cè)用吸水紙吸引。 ⑤觀察：持續(xù)觀察細(xì)胞的變化。 (4)結(jié)果：凹陷消失，體積增大，細(xì)胞破裂，內(nèi)容物流出，獲得細(xì)胞膜。 （二）細(xì)胞質(zhì)： 是指細(xì)胞膜以內(nèi)，細(xì)胞核以外的部分，主要包括細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞器。 1、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)： 成分：水、無機(jī)鹽離子、脂質(zhì)、糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸、核苷酸等，許多蛋白質(zhì)類酶。 功能：為生命活動提供了重要的代謝反應(yīng)場所和所需的物質(zhì)物質(zhì)（如核苷酸、氨基酸等）及一定的環(huán)境條件，影響細(xì)胞的形狀、分裂、運(yùn)動及細(xì)胞器的轉(zhuǎn)運(yùn)等。 2、細(xì)胞器：——系統(tǒng)內(nèi)的分工合作。細(xì)胞器是指細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中一些具有特定形態(tài)結(jié)構(gòu)、功能的結(jié)構(gòu)。 （1）雙層膜細(xì)胞器 l 線粒體： 結(jié)構(gòu)：有內(nèi)外兩層膜，內(nèi)膜向內(nèi)突起形成“嵴”，內(nèi)膜以內(nèi)是線粒體基質(zhì)。 功能：是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場所（第二、三階段），在線粒體內(nèi)膜與基質(zhì)中有多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。細(xì)胞生命活動所需能量大約95%來自線粒體。 分布：動、植物細(xì)胞。 特點(diǎn)：含少量DNA和RNA l 葉綠體： 結(jié)構(gòu)：由雙層膜、類囊體、基質(zhì)構(gòu)成（許多類囊體疊合構(gòu)成基粒），在類囊體薄膜上有光合作用必需的色素和與光反應(yīng)有關(guān)的酶，基粒之間的基質(zhì)中含有與暗反應(yīng)有關(guān)的酶。 功能：進(jìn)行光合作用的場所。 分布：主要存在于植物的葉肉細(xì)胞中。 特點(diǎn)：含少量DNA和RNA l 【實(shí)驗(yàn)】用高倍鏡觀察葉綠體和線粒體（人教版） 1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私馊~綠體和線粒體的形態(tài)和分布。 2、實(shí)驗(yàn)材料選取 觀察葉綠體：常選用蘚類葉片（很薄，僅有一兩層細(xì)胞），或菠菜葉稍帶些葉肉的下表皮。 觀察線粒體：人的口腔上皮細(xì)胞。 3、染色劑： 觀察葉綠體時(shí)，由于葉綠體本身含有色素，呈綠色，所以不需要染色。觀察線粒體時(shí)，用健那綠染液染色。（健那綠是用于線粒體染色的專一性活細(xì)胞染料，能將線粒體染成藍(lán)綠色） 4、實(shí)驗(yàn)流程 （1）觀察葉綠體 ①制作臨時(shí)裝片：載玻片中央滴一滴清水→將蘚類小葉或菠菜葉稍帶些葉肉的下表皮放入水滴中并展平→蓋上蓋玻片。 ②觀察：先用低倍鏡觀察后再用高倍鏡觀察。 （2）觀察線粒體 ①制作臨時(shí)裝片：載玻片中央滴一滴健那綠染液→用消毒牙簽在漱凈的口腔內(nèi)側(cè)壁后涂于染液中→蓋上蓋玻片 ②觀察：先用低倍鏡觀察后再用高倍鏡觀察。高倍鏡下可見被染成藍(lán)綠色的線粒體。 （2）單層膜細(xì)胞器 l 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)： 結(jié)構(gòu)：由膜構(gòu)成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，廣泛分布在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與核膜相連，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔與內(nèi)、外兩層核膜之間的腔相通；有的細(xì)胞中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與細(xì)胞膜相連，有的細(xì)胞中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與線粒體外膜相連。 功能：①增大了細(xì)胞內(nèi)的膜面積，膜上有多種酶，有利于化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行； ②合成和加工蛋白質(zhì)（形成蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)）、與脂質(zhì)的合成有關(guān)。 分布：動、植物細(xì)胞。 l 高爾基體： 結(jié)構(gòu)：由扁平小囊和小泡組成。 功能：①與動物細(xì)胞分泌物的形成有關(guān)； ②與植物細(xì)胞細(xì)胞壁的形成有關(guān)； ③加工和轉(zhuǎn)運(yùn)來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)，形成成熟的蛋白質(zhì)。 分布：動、植物細(xì)胞。 l 液泡： 結(jié)構(gòu)：泡狀結(jié)構(gòu)，外面的膜稱液泡膜，里面的液體稱細(xì)胞液，其中含有糖類、無機(jī)鹽、色素和氨基酸等物質(zhì)。成熟的植物細(xì)胞中有大液泡。 功能：調(diào)節(jié)細(xì)胞的內(nèi)環(huán)境，使細(xì)胞維持一定的滲透壓，保持細(xì)胞的形態(tài)。 分布：普遍存在于植物細(xì)胞。 l 溶酶體（人教版） 結(jié)構(gòu)：單層膜構(gòu)成的囊狀結(jié)構(gòu)。 功能：含多種水解酶，是“消化車間”。能分解衰老、損傷的細(xì)胞器，吞噬并殺死侵入細(xì)胞的病毒、病菌。 分布：動、植物細(xì)胞。 （3）無膜細(xì)胞器 l 核糖體： 結(jié)構(gòu)：無膜結(jié)構(gòu)。含rRNA。 功能：合成蛋白質(zhì)的場所。 分布：動、植物細(xì)胞。（注：其他細(xì)胞，包括原核細(xì)胞也有） l 中心體： 結(jié)構(gòu)：無膜結(jié)構(gòu)，由兩個垂直排列的中心粒及其周圍物質(zhì)組成。 功能：與動物細(xì)胞的有絲分裂有關(guān)。 分布：動物細(xì)胞。（注：低等植物細(xì)胞中也有） 小結(jié)： 1、高等動、植物細(xì)胞區(qū)別：高等動物特有的結(jié)構(gòu)是中心體；高等植物特有的結(jié)構(gòu)有細(xì)胞壁、葉綠體、液泡。 2、具有雙層膜的細(xì)胞器有線粒體、葉綠體；具有單層膜的細(xì)胞器有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、液泡、溶酶體；沒有膜的細(xì)胞器有核糖體、中心體； 3、能產(chǎn)生水的細(xì)胞器有：線粒體、核糖體、葉綠體、高爾基體。 4、能產(chǎn)生ATP（與能量轉(zhuǎn)換有關(guān)）的結(jié)構(gòu)有：線粒體、核糖體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。 5、與主動運(yùn)輸有關(guān)的細(xì)胞器有：線粒體、核糖體。 6、生理互動中遵循堿基互補(bǔ)配對原則的結(jié)構(gòu)有：細(xì)胞核、核糖體、線粒體、葉綠體。 7、參與細(xì)胞分裂的細(xì)胞器有：線粒體、核糖體、中心體、高爾基體。 8、含色素的細(xì)胞器有：葉綠體、液泡、有色體。 9、與碳循環(huán)有關(guān)的細(xì)胞器有：葉綠體、線粒體。 10、核糖體在細(xì)胞中的分布和功能：有的附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上（合成分泌蛋白，如消化酶、抗體、部分激素等）；有的游離在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中（合成胞內(nèi)蛋白，如與有氧呼吸有關(guān)的酶） 細(xì)胞內(nèi)有許多條“生產(chǎn)線”。每條“生產(chǎn)線”都需要若干細(xì)胞器的相互配合。各種細(xì)胞器的形態(tài)、結(jié)構(gòu)不同，在功能上也各有分工。（人教版）體現(xiàn)了“結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一、局部與整體相統(tǒng)一”。 附：分離各種細(xì)胞器的方法（人教版） 分離各種細(xì)胞器常用的方法是差速離心法。將細(xì)胞膜破壞后，形成又各種細(xì)胞器和細(xì)胞中其他物質(zhì)組成的勻漿；將勻漿放入離心管中，用高速離心機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下進(jìn)行離心，利用不同的離心速度所產(chǎn)生的不同的離心力，就能將各種細(xì)胞器分離開。 （三）細(xì)胞核（真核細(xì)胞）——系統(tǒng)的控制中心 1、結(jié)構(gòu)：由核膜、核仁、染色質(zhì)等組成。 （1）核膜：雙層膜，膜上有核孔（細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間的物質(zhì)交換通道，RNA、蛋白質(zhì)等大分子進(jìn)出必須通過核孔），核膜上還有多種酶。 （2）核仁：細(xì)胞有絲分裂中，周期性的消失（前期）和重建（末期），核糖體中的RNA來自核仁。蛋白質(zhì)合成旺盛的細(xì)胞中，常有較大的核仁。 （3）染色質(zhì)：細(xì)胞核中容易被堿性染料染成深色的物質(zhì)，主要由DNA和蛋白質(zhì)組成。 （注：染色質(zhì)和染色體的關(guān)系：細(xì)胞中同一種物質(zhì)在不同時(shí)期的兩種表現(xiàn)形態(tài)） 2、功能： ü 是遺傳物質(zhì)DNA的儲存和復(fù)制的主要場所； ü 是細(xì)胞遺傳特性和細(xì)胞代謝活動的控制中心。 四、制作真核細(xì)胞模型 1、注意事項(xiàng) （1）注意植物細(xì)胞與動物細(xì)胞的區(qū)別。 （2）注意由膜構(gòu)成的結(jié)構(gòu)與無膜結(jié)構(gòu)在選材上的區(qū)別。 （3）注意各細(xì)胞器或結(jié)構(gòu)之間比例的大小。 2、模型 （1）概念：模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對認(rèn)識對象所作的一種簡化的、概括性的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的。 （2）類型： l 物理模型：以實(shí)物或圖畫形式直觀地表達(dá)認(rèn)識對象的特征。如“DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型” l 概念模型：以抽象文字或化學(xué)方程式表示一個實(shí)體的內(nèi)部關(guān)系。如光合作用的概念及表示式。 l 數(shù)學(xué)模型：以數(shù)學(xué)方程、圖表等形式表達(dá)一個實(shí)體的內(nèi)部功能。如種群數(shù)量增長的“J型曲線”、“S型曲線”，細(xì)胞分裂時(shí)染色體、DNA變化的坐標(biāo)曲線。 五、細(xì)胞的生物膜系統(tǒng) 1、概念：在真核細(xì)胞中，細(xì)胞膜、核膜以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體等由膜圍繞而成的細(xì)胞器，在結(jié)構(gòu)和功能上是緊密聯(lián)系的統(tǒng)一整體，它們形成的結(jié)構(gòu)體系，稱為細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)。 2、作用：（人教版） （1）細(xì)胞膜不僅使細(xì)胞具有一個相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境，同時(shí)在細(xì)胞與外部環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞的過程中起著決定性作用。 （2）許多重要的化學(xué)反應(yīng)都在生物膜上進(jìn)行，這些化學(xué)反應(yīng)需要酶的參與，廣闊的膜面積為多種酶提供了大量的附著位點(diǎn)。 （3）細(xì)胞內(nèi)的生物膜把各種細(xì)胞器分隔開，如同一個個小的區(qū)室，這樣就使得細(xì)胞內(nèi)能夠同時(shí)進(jìn)行多種化學(xué)反應(yīng)，而不會互相干擾，保證了細(xì)胞生命活動高效、有序地進(jìn)行。 3、生物膜系統(tǒng)之間的聯(lián)系 （1）生物膜在化學(xué)組成上的聯(lián)系 ①相似性：各種生物膜在組成成分的種類上基本相同，都主要由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組成。 ②差異性：各種生物膜在組成成分的含量上有顯著差異。功能越復(fù)雜的生物膜中，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多；具有識別功能的細(xì)胞膜中糖類含量較多。 （2）生物膜在結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系 線粒體供能 （3）生物膜在功能上的聯(lián)系（以分泌蛋白的合成、運(yùn)輸、加工為例） 細(xì)胞核：基因的轉(zhuǎn)錄，將遺傳信息傳遞到細(xì)胞質(zhì) ↓ 核糖體：利用氨基酸合成多肽。 ↓ 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：對多肽進(jìn)行初步加工，形成蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，再以囊泡的方式運(yùn)送到高爾基體。 ↓ 高爾基體：將多肽再加工為成熟的蛋白質(zhì)，再以囊泡的方式運(yùn)送到細(xì)胞膜并與之融合。 ↓ 細(xì)胞膜：通過外排作用，將蛋白質(zhì)分泌到細(xì)胞外成為分泌蛋白。 注：上述過程的發(fā)現(xiàn)所用的研究手段是同位素示蹤技術(shù)。 六、細(xì)胞的完整性： 細(xì)胞是一個有機(jī)的統(tǒng)一整體，細(xì)胞只有保持完整性，才能正常地完成各種生命活動。 第三節(jié) 物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸 一、物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式： （一）物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式的類型幾特點(diǎn) 1、小分子物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞剑? 方式 濃度 載體 能量 舉例 意義 被動運(yùn)輸 簡單 擴(kuò)散 高→低 × × O2、CO2、水、乙醇、甘油、小分子脂肪酸 只能從高到低被動地吸收或排出物質(zhì) 易化 擴(kuò)散 高→低 √ × 葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞 主動 運(yùn)輸 一般低→高 √ √ 各種離子，小腸吸收葡萄糖、氨基酸，腎小管重吸收葡萄糖 保證活細(xì)胞按照生命活動的需要，主動地選擇并吸收營養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物和對細(xì)胞有害的物質(zhì)。 2、大分子和顆粒性物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞剑? （1）內(nèi)吞作用： 過程：大分子或顆粒附著在細(xì)胞膜上，這部分細(xì)胞膜內(nèi)陷形成小囊，然后小囊從細(xì)胞膜上脫離下來，形成囊泡，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部。 實(shí)例：白細(xì)胞吞噬大腸桿菌，變形蟲吞噬有機(jī)顆粒。 （2）外排作用 過程：大分子先在細(xì)胞內(nèi)形成小囊泡，囊泡移到細(xì)胞膜處，與細(xì)胞膜融合，小囊泡逐漸移到細(xì)胞表面，并且向細(xì)胞外張開，將大分子排出。 實(shí)例：胰島B細(xì)胞分泌胰島素。 （二）生物膜的特點(diǎn)： 1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有一定的流動性 l 原因：構(gòu)成生物膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大多數(shù)是可以運(yùn)動的。 l 意義：物質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞識別、細(xì)胞融合、細(xì)胞表面受體接受信息的調(diào)節(jié)功能等均與之有關(guān)。 2、功能特點(diǎn)：具有選擇透過性。 決定 決定 l 表現(xiàn)：水分子可以自由通過，細(xì)胞要選擇吸收的離子或分子也可以通過，其他的離子或分子則不能通過。 l 原因：遺傳性 載體種類、數(shù)量 選擇性 3、流動性與選擇透過性的關(guān)系 ①區(qū)別：流動性是生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇透過性是生物膜的功能特點(diǎn)。 ②聯(lián)系：流動性是選擇透過性的基礎(chǔ)，只有膜具有流動性，才能表現(xiàn)出選擇透過性。 （三）生物膜的流動鑲嵌模型 1、生物膜的流動鑲嵌模型學(xué)說的基本內(nèi)容 磷脂雙分子層構(gòu)成了膜的基本骨架，這個支架不是靜止的，磷脂雙分子層是輕油般的流體，具有流動性。蛋白質(zhì)分子有的鑲在磷脂雙分子表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的橫跨整個磷脂雙分子層。大多數(shù)蛋白質(zhì)也是可以運(yùn)動的。 2、嘗試制作生物膜模型（略） （四）滲透實(shí)驗(yàn)： 1、發(fā)生滲透作用的基本條件——滲透系統(tǒng) 具有半透膜 膜兩側(cè)的溶液具有濃度差 2、滲透系統(tǒng)的組成（如右下圖，開始時(shí)漏斗內(nèi)外液面相等，溶質(zhì)不能透過半透膜） （1）若S1>S2，則單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入漏斗中的水分子多，表現(xiàn)為漏斗內(nèi)液面上升。 （2）若S2>S1，則單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入燒杯中的水分子多，表現(xiàn)為漏斗內(nèi)液面下降。 （3）若S1=S2，則單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入漏斗中的水分子與進(jìn)入燒杯中的水分子一樣多，表現(xiàn)為漏斗內(nèi)液面高度不變。 【特別提示】 （1）半透膜兩側(cè)溶液間的水分子是進(jìn)行雙向運(yùn)動的； （2）上述原理適用于比較溶質(zhì)不能透過半透膜的溶液濃度的大小。 （3）水分子、葡萄糖分子可以通過半透膜，蔗糖分子不能通過半透膜； 3、動、植物細(xì)胞符合滲透系統(tǒng) （1）動物細(xì)胞：細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜 l 當(dāng)細(xì)胞質(zhì)濃度>外界溶液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水膨脹； l 當(dāng)細(xì)胞質(zhì)濃度<外界溶液濃度時(shí)，細(xì)胞失水皺縮； l 當(dāng)細(xì)胞質(zhì)濃度=界溶液濃度時(shí)，細(xì)胞水分進(jìn)出平衡，形態(tài)不變。 （2）成熟植物細(xì)胞：原生質(zhì)層（包括細(xì)胞膜、液泡膜、兩層膜之間細(xì)胞質(zhì)）相當(dāng)于半透膜 l 當(dāng)外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞通過滲透作用失水，發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象； l 將已發(fā)生質(zhì)壁分離的植物細(xì)胞放入清水中，此時(shí)細(xì)胞液的濃度高于外界清水，植物細(xì)胞就吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象； 二、【模擬實(shí)驗(yàn)】探究膜的透性 1、背景材料：甲圖為實(shí)驗(yàn)開始狀態(tài)，乙圖為實(shí)驗(yàn)結(jié)束狀態(tài)。請?jiān)谝覉D所示實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，探究蔗糖的水解產(chǎn)物能否通過半透膜。 2、 材料用具：蔗糖酶溶液、斐林試劑、試管（編號為A、B…）、滴管、水浴鍋等。 3、 方法步驟： （1）向a、b兩管分別加入等量蔗糖酶溶液，水浴加熱（或隔水加熱）U型管至適宜溫度，觀察a、b兩管內(nèi)液面的變化。 （2）吸取a、b兩管內(nèi)適量液體，分別加入A、B兩試管中，并加入斐林試劑，（60℃～65℃）水浴加熱，觀察A、B試管內(nèi)有無磚紅色沉淀。 4、 結(jié)果預(yù)測與分析： （1）如果a、b兩管液面高度差縮小且試管A、B內(nèi)均有磚紅色沉淀，則蔗糖的水解產(chǎn)物能通過半透膜； （2）如果a、b兩管液面高度差增大且A試管內(nèi)無磚紅色沉淀、B試管內(nèi)有磚紅色沉淀，則蔗糖的水解產(chǎn)物不能通過半透膜。 三、【實(shí)驗(yàn)】觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原 1、實(shí)驗(yàn)原理： 成熟的植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，細(xì)胞液具有一定的濃度，能夠滲透失水和吸水。 原生質(zhì)層（細(xì)胞膜、液泡膜、兩層膜之間細(xì)胞質(zhì)）相當(dāng)于半透膜。 2、材料用具：紫色洋蔥表皮，0.3g/ml蔗糖溶液，清水，載玻片，鑷子，滴管，顯微鏡等 3、方法步驟： （1）制作洋蔥鱗片葉外表皮臨時(shí)裝片。 （2）低倍鏡下觀察洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞中紫色的中央液泡的大小以及原生質(zhì)層位置。 （現(xiàn)象：有一個紫色的中央大液泡；原生質(zhì)層緊貼著細(xì)胞壁。） （3）在蓋玻片一側(cè)滴入蔗糖溶液，另一側(cè)用吸水紙吸，重復(fù)幾次，讓洋蔥表皮浸潤在蔗糖溶液中。 （4）用低倍鏡觀察，看細(xì)胞的中央液泡是否逐漸變小，原生質(zhì)層在什么位置、細(xì)胞大小是否變化。 （現(xiàn)象：中央液泡逐漸變小，細(xì)胞液顏色變深，原生質(zhì)層與細(xì)胞壁逐漸分離。） （5）在蓋玻片一側(cè)滴入清水，另一側(cè)用吸水紙吸，重復(fù)幾次，讓洋蔥表皮浸潤在清水中。 （6）用低倍鏡下觀察，看中央液泡是否逐漸變大，原生質(zhì)層的位置有沒有變化，細(xì)胞的大小有沒有變化。 （現(xiàn)象：中央液泡逐漸變大，細(xì)胞液顏色變淺，原生質(zhì)層逐漸貼近細(xì)胞壁。） 4、實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 成熟的植物細(xì)胞能與外界溶液發(fā)生滲透作用，外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞失水（發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象）外界溶液濃度<細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水（發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象） 5、應(yīng)用 （1）判斷細(xì)胞的死活。 （2）測定細(xì)胞液濃度范圍。 待測細(xì)胞+一系列濃度梯度的蔗糖溶液（分別鏡檢）→細(xì)胞液濃度范圍等于未發(fā)生質(zhì)壁分離和 剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離的外界溶液的濃度范圍。 （3）鑒別不同種類的溶液。 成熟植物細(xì)胞 + 不同種類溶液 →質(zhì)壁分離→溶質(zhì)不能通過半透膜的溶液（如蔗糖溶液） 質(zhì)壁分離后又自動復(fù)原→溶質(zhì)能通過半透膜的溶液（如KNO3、尿素、甘油、乙二醇等溶液） （4）驗(yàn)證細(xì)胞壁和原生質(zhì)層的伸縮性大小。 發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象→細(xì)胞壁伸縮性小于原生質(zhì)層的伸縮性 不發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象→細(xì)胞壁伸縮性大于原生質(zhì)層的伸縮性 （5）比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度。 同一植物的不同成熟細(xì)胞+同一濃度的蔗糖溶液（鏡檢）→剛發(fā)生質(zhì)壁分離所需時(shí)間比較 →判斷細(xì)胞液濃度（或質(zhì)壁分離速度） （6）鑒別不同種類的溶液。 成熟植物細(xì)胞 + 不同種類溶液 →質(zhì)壁分離→溶質(zhì)不能通過半透膜的溶液（如蔗糖溶液） 質(zhì)壁分離后又自動復(fù)原→溶質(zhì)能通過半透膜的溶液（如KNO3、尿素、甘油、乙二醇等溶液） 四、影響植物吸收無機(jī)鹽（礦質(zhì)元素）離子的因素 決定 決定 表現(xiàn) 1、內(nèi)因——遺傳因素 不同植物DNA不同 載體種類、數(shù)量不同 選擇性吸收 不同植物對同一離子的吸收能力不同； 同種植物對不同離子的吸收能力不同。 （注意：載體具有特異性，不同的離子一般需要不同的載體來運(yùn)輸。） 影響 影響 2、外因——影響呼吸作用的因素 影響 ①土壤中O2含量 呼吸 ATP 主動 ②溫度→呼吸酶活性 作用 的生成 運(yùn)輸 3、根吸收無機(jī)鹽（礦質(zhì)元素）離子與溶液中離子濃度的關(guān)系 （1）曲線AB段表示在一定離子濃度范圍內(nèi)，根吸收離子的速度隨離子濃度的增大而加快。 （2）曲線BC段表示當(dāng)離子濃度增大到一定數(shù)值時(shí)，根的吸收速率不再增加，這是由根細(xì)胞膜上載體的數(shù)量決定。 （3）曲線CD段表示當(dāng)離子濃度過高時(shí)，將會使根細(xì)胞失水，從而影響根細(xì)胞正常的代謝活動，使離子吸收速率下降。 五、植物對水分和無機(jī)鹽（礦質(zhì)元素）吸收的關(guān)系 比較 水分的吸收 礦質(zhì)元素的吸收 區(qū) 別 過程 主要通過滲透作用完成 通過主動運(yùn)輸完成 動力 濃度差；蒸騰作用 根細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP 影響因素 ①細(xì)胞液與外界溶液的濃度差 ②蒸騰作用的強(qiáng)度 ①植物自身的遺傳特性 ②土壤中O2含量 ③土壤溫度 聯(lián)系 ①無機(jī)鹽（礦質(zhì)元素）必須溶解在水中呈離子狀態(tài)，才能被細(xì)胞吸收 ②吸收后的無機(jī)鹽（礦質(zhì)元素）離子，影響對水分的吸收，并隨水分一起運(yùn)輸 小結(jié)：植物對水的吸收和對無機(jī)鹽（礦質(zhì)）離子的吸收是兩個相對獨(dú)立的過程。 第四章 光合作用和細(xì)胞呼吸 第一節(jié) ATP和酶 一、ATP在能量代謝中的作用： 1、ATP的功能：ATP是生命活動的直接能源物質(zhì)。 注：生物體內(nèi)可以提供能量的物質(zhì)有糖類、脂肪、蛋白質(zhì)，生命活動的主要的能源物質(zhì)是糖類 植物細(xì)胞中儲存能量的多糖是淀粉，動物細(xì)胞中儲存能量的多糖是糖原，儲備能源物質(zhì)是脂肪 細(xì)胞進(jìn)行生命活動所需要的主要能源物質(zhì)是葡萄糖 生命活動的根本能量來源是太陽光能 2、ATP的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 中文名：腺嘌呤核苷三磷酸（人教版：三磷酸腺苷） 構(gòu)成：腺嘌呤—核糖—磷酸基團(tuán)～磷酸基團(tuán)～磷酸基團(tuán)（如右圖） 結(jié)構(gòu)簡式： A-P～P～P （A ：腺嘌呤核苷 P：磷酸基團(tuán) ~ ：高能磷酸鍵） 簡稱：ATP（A ：腺嘌呤核苷 T ：3 P：磷酸基團(tuán)） 3、ATP在能量代謝中的作用： ATP末端的高能磷酸鍵相當(dāng)脆弱，水解時(shí)容易斷裂，ATP水解生成腺嘌呤核苷二磷酸（ADP）和無機(jī)磷酸（Pi），同時(shí)釋放出能量，為各種生命活動直接供能。 注：ADP可以繼續(xù)水解生成腺嘌呤核苷酸（簡稱AMP）和無機(jī)磷酸（Pi）,其中AMP是構(gòu)成RNA的基本單位之一，可作為RNA的合成原料。 4、ATP的形成途徑： 與ADP的相互轉(zhuǎn)化： ATP ADP＋Pi＋能量 思考：該反應(yīng)式向右表示ATP水解，向左：表示ATP合成，但上述反應(yīng)式能不能表示可逆反應(yīng)？ 分析： 酶 ATP的水解 酶 ATP的合成 反應(yīng)式 ATP → ADP＋Pi＋能量 ADP＋Pi＋能量 → ATP 所需酶 ATP水解酶 ATP合成酶 能量來源 儲存在高能磷酸鍵中的能量 動物：細(xì)胞呼吸 植物：細(xì)胞呼吸和光合作用 能量去路 用于各項(xiàng)生命活動 儲存在形成的高能磷酸鍵中 反應(yīng)場所 生物體的需能部分 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體 小結(jié)：（1）從表上可以看出，ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化過程中，反應(yīng)類型，反應(yīng)所需酶以及能量的來源、去路和反應(yīng)場所都不完全相同，因此，ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng)。但物質(zhì)是可以循環(huán)利用的（能量不可逆）。 （2）ATP在細(xì)胞中含量并不多，但它卻能作為各種生命活動的直接能源物質(zhì)，原因是細(xì)胞中ATP與ADP循環(huán)轉(zhuǎn)變，且十分迅速。 l ATP產(chǎn)生量與O2供給量之間的關(guān)系（如下圖） （1）A點(diǎn)表示在無氧的條件下，細(xì)胞可通過無氧呼吸分解有機(jī)物，產(chǎn)生少量的ATP。 （2）AB段表示隨O2供給量逐漸增多，有氧呼吸明顯加強(qiáng)，通過有氧呼吸分解有機(jī)物釋放出來的能量明顯增多，ATP產(chǎn)生量隨之升高。 （3）BC段表示O2供給量超過一定的范圍，ATP的產(chǎn)生量不再增加，因?yàn)橛醒鹾粑a(chǎn)生ATP的過程還受其他條件的限制，如酶、ADP、Pi等。 二、酶在代謝中的作用： 1、酶的概念：酶通常是指由活細(xì)胞產(chǎn)生的、具有催化活性的一類特殊的蛋白質(zhì)，又稱為生物催化劑。（少數(shù)是RNA）。 附：酶化學(xué)本質(zhì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 （1）證明某種酶是蛋白質(zhì) 實(shí)驗(yàn)組：待測酶液 + 雙縮脲試劑 → 是否出現(xiàn)紫色反應(yīng) 對照組：已知蛋白質(zhì)溶液 + 雙縮脲試劑 → 出現(xiàn)紫色反應(yīng) （2）證明某種酶是RNA 實(shí)驗(yàn)組：待測酶液 + 吡羅紅染液 → 是否呈現(xiàn)紅色 對照組：已知RNA溶液 +吡羅紅染液→ 出現(xiàn)紅色 注：利用酶的特異性也可探究某種酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)還是RNA，將某種酶液用蛋白酶或核糖核酸酶處理，根據(jù)酶液是否被水解予以判斷。 2、酶的特性： （1）催化性 操作順序 項(xiàng) 目 1號試管 2號試管 1 底物 2mL 3%的H2O2 2mL 3%的H2O2 2 滴加 2滴新鮮酵母菌液 2滴蒸餾水 3 用棉花堵住試管 √ √ 4 插入點(diǎn)燃無火焰衛(wèi)生香 √ √ 5 現(xiàn)象 產(chǎn)生大量氣泡； 衛(wèi)生香燃燒猛烈 無氣泡產(chǎn)生； 衛(wèi)生香燃燒無變化 結(jié)論：酶具有催化性（注：同無機(jī)催化劑一樣，化學(xué)反應(yīng)前后酶的性質(zhì)和數(shù)量不發(fā)生變化） （2）高效性（比較過氧化氫在不同條件下的分解效果） 注：每滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%FeCl3溶液中Fe3+數(shù)大約是質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%新鮮肝臟研磨液中過氧化氫酶分子數(shù)的25萬倍。 操作順序 項(xiàng) 目 1號試管 2號試管 1 底物 2mL 3%的H2O2 2mL 3%的H2O2 2 催化劑 2滴20%新鮮肝臟研磨液 2滴3.5%FeCl3溶液 3 用棉花堵住試管 √ √ 4 插入點(diǎn)燃無火焰衛(wèi)生香 √ √ 5 現(xiàn)象 產(chǎn)生氣泡快、多； 衛(wèi)生香燃燒猛烈 產(chǎn)生氣泡慢、少； 衛(wèi)生香燃燒不猛烈 結(jié)論：酶具有高效性（注：酶的催化效率大約是無機(jī)催化劑的107-1013倍） 附：酶具有高效性的原因 分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。催化劑的作用就是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，從而加快反應(yīng)速度。酶降低活化能的作用比無機(jī)催化劑更顯著，因而催化效率更高。 （3）特異性 操作 順序 項(xiàng)目 1號試管 2號試管 1 底物 2mL 3%可溶性淀粉溶液 2mL 3%的蔗糖溶液 2 新鮮淀粉酶溶液 2mL 2mL 3 60℃溫水保溫 5min 5min 4 加入斐林試劑 2mL 2mL 5 水浴加熱 1min 1min 6 現(xiàn)象 磚紅色沉淀 無變化 結(jié)論：酶具有特異性（注：一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)） 附：酶具有特異性的原因 酶具有一定的空間結(jié)構(gòu)，酶的活性中心往往與底物分子在空間結(jié)構(gòu)上有特殊的匹配關(guān)系，當(dāng)酶與底物結(jié)合時(shí)，啟動化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。如合成反應(yīng)或分解反應(yīng)。 （4）酶的作用條件較溫和 酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在比較溫和的條件下進(jìn)行的。 3、酶促反應(yīng)的原理：由酶催化的化學(xué)反應(yīng)稱為酶促反應(yīng)，酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量成為活化能。 三、【實(shí)驗(yàn)】探究影響酶活性的因素 特別提示： l 細(xì)胞中幾乎所有的化學(xué)反應(yīng)都由酶來催化。酶對化學(xué)反應(yīng)的催化效率稱為酶活性。 l 控制變量：實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的因素成為變量。其中人為改變的變量稱做自變量。隨著自變量的變化而變化的變量稱為因變量。除自變量外，實(shí)驗(yàn)過程中可能還會存在一些可變因素，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，這些變量稱為無關(guān)變量。 l 對照實(shí)驗(yàn)：除了一個因素外，其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)叫做對照實(shí)驗(yàn)。對照實(shí)驗(yàn)一般要設(shè)置對照組和實(shí)驗(yàn)組，在對照實(shí)驗(yàn)中，除了要觀察的變量外，其他變量都應(yīng)當(dāng)始終保持相同。 1、溫度對酶活性的影響： 淀粉酶 l 原理： 碘液 碘液 ① 淀粉 麥芽糖 藍(lán)色 無藍(lán)色出現(xiàn) ② 溫度影響酶的活性，從而影響淀粉的水解，滴加碘液，根據(jù)是否出現(xiàn)藍(lán)色以及藍(lán)色的深淺來判斷酶的活性。（顏色越淺，說明該溫度下酶的活性越高） l 范例： 1 取3組試管并編號 1、1`號 2、2`號 3、3`號 2 1-3號加等量淀粉溶液 1號 2mL 2號 2mL 3號 2mL 3 1`-3`加等量唾液 1`號1mL 2`號1mL 3`號1mL 4 控制不同溫度條件 冰塊（5min） 37℃（5min） 沸水（5min） 5 唾液與淀粉溶液混合并繼續(xù) 1`→1 2`→2 3`→3 6 控制不同溫度 冰塊（5min） 37℃ （5min）