高中生物知识点总结必修1分子与细胞知识点专题一 细胞的分子组成
一、组成细胞的化学元素1、存在形式：大多以化合物的形式存在。
2、分类：（1）根据含量，可分为大量元素和微量元素。其中大量元素有C H O N P S K Ca Mg；微量元素有Fe Mn Zn Cu B Mo等。（2）根据功能：最基本元素：C，构成有机物的基本骨架；主要元素：C H
O N P S，共占鲜重的97%以上。
3、含量：细胞鲜重：O＞C＞H＜N 、H原子数量最多 细胞干重：C＞O＞N＞H。
4、生物体内元素的比较
（1）组成生物体的化学元素的种类基本相同，但各种元素的含量相差很大。（2）统一生物体内的不同元素的含量也不相同.微量元素在生物体内的含量虽然极少，却是维持正常生命活动不可缺少的。 5、生物界与非生物界的统一性和差异性
组成生物体的化学元素，在自然界中都可以找到，没有一种是生物界所特有的。这个事实说明生物界与非生物界具有统一性；组成生物体的化学元素，在生物体内和在无机自然界中的含量相差很大。这个事实说明生物界与非生物界具有差异性。
二、组成细胞的化合物
水 无机化合物 无机盐 糖类 1、组成细胞的化合物 脂质 蛋白质 核酸
在活细胞中含量最多的化合物是水（85％-90％）；含量最多的有机物是蛋白质（7％-10％）；占细胞干重比例最大的化合物是蛋白质。
2、蛋白质（1）蛋白质的基本组成单位是氨基酸，生物体中组成蛋白质的氨基酸大约有20种，在结构上都符合结构通式（.2）氨基酸的结构特点：每种氨基酸分子至少含有一个氨基（-NH2）和一个羧基（-COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。氨基酸的不同取决于R基的不同。（3）肽键的结构：-CO-NH-或-NH-CO-。（5）蛋白质分子结构具有多样性的特点原因是：构成蛋白质的氨基酸种类不同、数目成百上千、氨基酸排列顺序千变万化 、多肽链形成的空间结构千差万别。（6）蛋白质在功能的多样性：（1）结构蛋白，如肌肉、载体蛋白、血红蛋白；（2）调节功能（信息传递），如胰岛素（3）免疫功能，如抗体；（4）催化功能：大多数酶是蛋白质如胃蛋白酶（5）细胞识别，如 细胞膜上的糖蛋白 。（6）运输功能，总而言之，一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。 （7）有关计算： 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。
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蛋白质中各原子数的计算
①C原子数＝氨基酸×2＋R基上的C原子数。
②H原子数＝(氨基酸分子个数＋肽链数)×2＋R基上的H原子数＝各氨基酸中H原子的总数－脱去的水分子数×2。
③O原子数＝肽链数×2＋肽键数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子的总数－脱去的水分子。 ④N原子数＝肽链数＋肽键数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子的总数。
3、核酸:（1）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极其重要的作用。（2）核酸包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA） 两大类，基本组成单位是核苷酸，由一分子含氮碱基 ﹑一分子五碳糖和一分子磷酸 组成。组成核酸的碱基有5 种，五碳糖有2 种，核苷酸有8种。脱氧核糖核酸简称DNA ，主要存在于细胞核中，细胞质中的线粒体和叶绿体也是它的载体。核糖核酸简称RNA ，主要存在于细胞质中。对于有细胞结构（同时含DNA和RNA）的生物，其遗传物质就是DNA；没有细胞结构的病毒，有的遗传物质是DNA如：噬菌体等；有的遗传物质是RNA如：烟草花叶病毒、HIV等.DNA和RNA的比较：组成上的不同：五碳糖不同，碱基不同；结构不同。蛋白质和核酸都存在物种特异性，因此可从分子水平上通过分析不同物种的核酸或蛋白质来区分不同物种间的亲缘关系，而水、无机盐、糖类、脂质、氨基酸、核苷酸等则不具有物种的特异性。
4、细胞中的糖类和脂质:
糖类分子都是由C、H、O三种元素组成。糖类是细胞的主要能源物质。
糖类可分为单糖、二糖和多糖等几类。单糖是不能再水解的糖， 常见的有葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖，其中葡萄糖 是细胞的重要能源物质，核糖和脱氧核糖一般不作为能源物质，它们是核酸的组成成分；二糖中蔗糖和麦芽糖是植物糖，乳糖、糖原是动物糖；多糖中糖原 是动物糖 ，淀粉和纤维素是植物糖 ，糖原和淀粉是细胞中重要的储能物质。
麦芽糖两分子葡萄糖组成，蔗糖，一分子葡萄糖一分子果糖；乳糖一分子半乳糖和一分子葡萄糖。 不是所有的糖都能作为能源物质。核糖和脱氧核糖是构成核苷酸的重要成分，纤维素是构成植物细胞壁的重要成分，它们都不能作为能源物质。
脂质主要是由C H O 3种化学元素组成，有些还含有P （如磷脂） 。脂质包括脂肪、磷脂、和固醇、。脂肪是生物体内的储能物质。 除此以外，脂肪还有保温、缓冲、减压的作用；组成脂肪的元素，与糖类相比，C和H的比例较高，所以同等质量的脂肪和糖类相比，脂肪氧化分解释放的能量更多。
磷脂是构成包括细胞膜在内的膜物质重要成分；固醇类物质主要包括胆固醇、性激素、维生素D等，这些物质对于生物体维持正常的生命活动，起着重要的调节作用。
多糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子，组成它们的基本单位分别是单糖（葡萄糖）﹑氨基酸和核苷酸，这些基本单位称为单体，这些生物大分子就称为单体的多聚体，每一个单体都以若干个相连的碳原子
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构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体 。
几种有机物的组成元素
5、细胞中的无机物
水是活细胞中含量最多的化合物。不同种类的生物体中，水的含量不同 ；不同的组织﹑器官中，水的含量也不同。
细胞中水的存在形式有自由水和结合水两种，结合水与其他物质相结合，是细胞结构的重要组成成分，约占4.5％；自由水以游离的形式存在，是细胞的良好溶剂，也可以直接参与生物化学反应，还可以运输营养物质和废物 。总而言之，各种生物体的一切生命活动都离不开水。
细胞内无机盐大多数以离子状态存在，其含量虽然很少 ，但却有多方面的重要作用：有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分 ，如Fe是血红蛋白的主要成分，Mg 是叶绿素分子必需的成分；许多无机盐离子对于维持细胞和生物体的生命活动 有重要作用，如血液中钙离子含量太低就会出现抽搐现象；无机盐对于维持细胞的酸碱平衡 也很重要。 6、细胞内有机物质的鉴定
糖类中的还原糖（葡萄糖、果糖）能与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀；
脂肪 可以被苏丹Ⅲ染成橘黄色 ；蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应 。在还原糖的检测中，斐林试剂甲液和乙液应等量混合均匀后再使用 ，并且要水裕加热；在蛋白质的检测中，在组织样液中应先加入双缩脲试剂A液1ml，再加入双缩脲试剂B液 4滴，不需加热。
甲基绿能使DNA呈现绿色，吡罗红能使RNA呈现红色，因此利用这两种染色剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布。在此实验中，盐酸的作用是改变膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。用人的口腔上皮细胞做实验材料，此实验的步骤是制片、水解、冲洗涂片、染色、观察
专题二 细胞的结构
一、细胞学说的建立过程
1、细胞学说的主要内容：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的。2、细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。3、新细胞可以从老细胞中产生。 2、细胞是生物体结构和功能的基本单位
3、细胞学说的意义：揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性，是自然科学史上的一座丰碑，标志着生物学研究进入细胞水平。
4、生命系统的结构层次是 生物圈、生态系统、群落、种群、个体、 系统、器官、组织、细胞。 二、多种多样的细胞
1、根据细胞结构进行生物分类：
3
2、病毒
3、原核细胞和真核细胞的
（1）科学家根据有无以核膜为界限的细胞核,将细胞分为原核细胞和真核细胞 （2）细菌和蓝藻的模式图
（3
4
（4）注意问题：①需氧型细菌无线粒体能进行有氧呼吸，场所是细胞质基质和细胞膜内侧。
②蓝藻无叶绿体能进行光合作用，场所细胞质中光合片层。上有藻蓝素和叶绿素。 ③支原体无细胞壁
④哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和细胞器，进行无氧呼吸
⑤藻类植物：蓝藻包括：念珠藻、颤藻、螺旋藻、发菜等，属于原核生物 绿藻：紫菜、石花菜等。 褐藻：海带、裙带菜等
红藻：衣藻、水绵、小球藻、团藻等。 4、显微镜的使用
（1）光学显微镜的操作步骤：对光→低倍物镜观察（视野亮）→移动视野中央（偏左移左）→高倍物镜观察（视野暗）：①只能调节细准焦螺旋；②调节大光圈、凹面镜 （2）目镜与物镜的结构、长短和放大倍数的关系
放大倍数的含义：指物象长度和宽度的放大。总的放大倍数是目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。 目镜无螺纹，物镜有螺纹；物镜越长放大倍数越大，距离玻片越近而目镜越长，放大倍数越小。 （3）物象的移动方向与玻片的移动同向。
三、真核细胞的结构和功能
1、细胞壁 植物细胞在细胞膜的外面有一层细胞壁，其主要成分为纤维素和果胶，可用纤维素酶和果胶酶来除去。细胞壁作用为支持和保护。 2、细胞膜
（1）细胞膜的制备：选材：人或哺乳动物成熟的红细胞（无核膜和众多细胞器膜，易制得纯净的细胞膜，无细胞壁易吸水涨破）。注意：鸟类、蛙类等其他动物的红细胞有细胞核和细胞器。草履虫、变形虫等单细胞生物在清水中不会涨破。
（2）细胞膜的成分：组成元素：C、H、O、N、P；组成成分：脂质（约50%，主要是磷脂，磷脂双分子层构成基本骨架，另外还有糖脂和胆固醇，胆固醇动物有植物没有，调节膜的流动性的作用）、蛋白质（约40%，细胞膜功能越复杂，种类和数量越多，覆盖、镶嵌和贯穿磷脂分子中，膜蛋白的功能有物质运输功能、信息传递、免疫识别、催化作用）、糖类（约2%～10%，形成糖蛋白或糖脂，分布于细胞外侧，与信息交流有关）。
（3）细胞膜的功能：将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流（方式：①通过体液如激素、神经递质类②直接接触如效应T细胞和靶细胞③通道如植物的胞间连丝。） （4）细胞膜的结构特点有功能特性。
结构特点：具有一定的流动性（磷脂分子和蛋白质分子不是静止的，而是可以运动的） 功能特性：选择透过性（与载体蛋白的种类和数量有关） 3、细胞质
细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。 Ⅰ、细胞质基质
细胞质基质含有水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸、多种酶，是细胞内代谢的主要场所。 Ⅱ、细胞器 （1）线粒体:线粒体广泛存在于细胞质基质中，动植物细胞中代谢旺盛的细胞和细胞内的功能旺盛区域数量较多。它是有氧呼吸主要场所，被喻为“动力车间”。
光镜下线粒体为椭球形，电镜下观察，它是由双层膜构成的。外膜使它与周围的细胞质基质分开，内膜 的某些部位向内折叠形成嵴，这种结构使线粒体内的膜面积 增加。在线粒体内有许多种与有氧呼吸有关的酶，还含有少量的DNA、RNA和核糖体等 。
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（2）叶绿体:叶绿体存在于绿色植物叶肉及幼嫩茎的皮层细胞。叶绿体是绿色植物进行光合作用的细胞器，被称为 “养料制造车间” 和“能量转换站” 。在电镜下可以看到叶绿体外面有双层膜，内部含有几个到几十个由囊状的结构堆叠成的基粒 ，增大了叶绿体内的膜面积，其间充满了基质 。这些囊状结构被称为类囊体，其上含有与光合作用有关的色素和酶，叶绿体基质内含有少量的DNA和RNA。 （3）内质网 :动植物细胞中广泛存在。内质网是由单层膜连接而成的网状结构，大大增加了细胞内的膜面积，内质网与细胞内蛋白质合成 和加工有关，也是脂质和糖类 合成车间。
（4）核糖体:核糖体存在广泛，在原核细胞和真核细胞以及线粒体和叶绿体中都有，细胞中的核糖体是颗粒状小体，有RNA和蛋白质组成，它除了一部分附着在内质网上（主要合成分泌蛋白和膜蛋白）之外，还有一部分游离在细胞质中（合成胞内蛋白）。核糖体是细胞内合成蛋白质的场所，被称为“生产蛋白质的机器”。
（5）高尔基体:由扁平囊和小囊泡组成，对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装；与细胞分泌物的形成有关；植物细胞与细胞壁的形成有关。
（6）液泡:主要存在于植物细胞中，内有细胞液，含有糖类、无机盐、色素、蛋白质等物质，调节植物细胞内的环境与植物细胞的渗透作用有关。
(7)中心体:动物细胞和低等植物细胞中有中心体，每个中心体含有两个互相垂直排列的中心粒，主要有微管蛋白组成。动物细胞的中心体与有丝分裂有关。
（8）溶酶体:溶酶体是细胞内具有单层膜结构的细胞器，它含有多种水解酶，分解衰老、损伤的细胞器；吞噬并杀死入侵的病毒或病菌。 Ⅲ、生物膜系统
1、生物膜系统：真核细胞内，由细胞膜、核膜以及细胞器膜共同构成的膜系统。 2、生物膜在成分的联系，成分基本相似，每种比例不同。
3、功能上的联系
4、生物膜系统的功能
（1）细胞膜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作用。
（2）广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点保证了化学反应的顺利进行。
（3）生物膜把细胞分隔成许多小的区域使细胞内能够同时进行多种化学反应，保证生命活动高效、有序地进行。
5、在光学显微镜下能观察到的结构有：细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核，细胞器（叶绿体、线粒体、液泡）染色体。 Ⅳ、细胞核
每个真核细胞通常只有一个 细胞核，而有的细胞有两个以上的细胞核，如人的肌肉细胞，有的细胞却没有细胞核，如哺乳动物的红细胞细胞。
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1、结构
（1）核膜由双层膜构成，将细胞核与细胞质分隔开，具有一定的保护作用，利于多种反应进行。膜上有核孔，能选择性地转运核内外物质，是某些大分子物质（RNA和蛋白质）进出的通道，实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
（2）核仁在不同种类的生物中，形态和数量不同，它在细胞分裂过程中周期性地消失和重现。核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
（3）染色质主要由DNA和蛋白质组成，能被碱性染料染成深色 。染色质和染色体是细胞中同种物质在不同时期的两种形态。染色质是真核细胞遗传物质-DNA的主要载体。
2、功能
细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所，是细胞代谢和细胞遗传的控制中心，因此，细胞核是细胞中最重要的部分。
Ⅴ、用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
1、 实验原理：叶绿体高倍镜下绿色，椭球形或球形；线粒体高倍镜下用健那绿染色，蓝绿色
2、 材料选取：叶绿体选用藓类叶片（叶片薄，仅有一两层叶肉细胞，可以取整个小叶直接制片）或菠菜稍带些叶肉的下表皮（细胞排列疏松；含叶绿体数目少且个体大）；线粒体选用人口腔上皮细胞（没有颜色，便于观察；易取材）。
3、 注意：（1）观察线粒体应选择人体或动物细胞或植物体无色部位细胞，不能选择绿色组织细胞。 （2）观察线粒体与叶绿体均需保持细胞活性状态。
专题三 细胞的代谢
一、物质进出细胞的方式
1、渗透作用发生的条件：半透膜和半透膜两侧的溶液由浓度差（浓度差指的是单位体积溶液中溶质分子数的差，即物质的量浓度之差）。 2、观察植物细胞的质壁分离和复原
（1）原理：成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜；原生质层（指细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质）比细胞壁的伸缩性大。细胞液与细胞外的溶液存在浓度差。
3、选材：紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞有紫色的大液泡，易于观察。0.3g/mL的蔗糖溶液适中，既保证了质壁分离现象明显又不会因短时间失水过多而死亡。 4、细胞发生质壁分离及复原的判断
（1）具有中央大液泡的成熟植物细胞，死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞（如根尖分生区细胞）不发生质壁分离。
（2）溶质可以穿膜的溶液中先发生质壁分离后可自动复原，如甘油、尿素、乙二醇、KNO3溶液等。 （3）高浓度溶液会因浓度过高而死亡。
（4）盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞不能作质壁分离实验的溶液。 5、离子、小分子物质跨（穿）膜运输的比较
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主动运输的意义是保证活细胞按照生命活动需要，主动吸收营养物质，排出代谢废物和有害物质。 6、大分子的膜泡运输
胞吞和胞吐（结构基础：细胞膜的流动性；需能量不需载体。 注意：葡萄糖进入红细胞为协助扩散，进入小肠绒毛上皮细胞和肾小管重吸收葡萄糖为主动运输；Na+
进神经细胞协助扩散，出神经细胞为主动运输；K+出神经细胞为协助扩散，入神经细胞为主动运输。
膜泡运输和进出核孔跨膜为0层。 二、酶与ATP
1
2、酶的特性
（1）高效性：酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍。 （2）专一性：一种酶只能催化一种或一类化学反应。 （3）作用条件温和。
3、影响酶活性的因素：温度和PH ，注意相关曲线。人体内胃蛋白酶的最适PH为1.9左右，胰蛋白酶8.1 探究温度对酶活性的影响实验注意事项：①在用淀粉做底物时，不宜选用斐林试剂鉴定，因为斐林试剂与还原性糖只有在加热的条件下才能有砖红色沉淀生成，而该实验需严格控制不同的温度。②本实验不宜选
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用过氧化氢为底物，因为过氧化氢本身在不同的温度下的分解速度不同。α-淀粉酶的最适温度为60℃唾液淀粉酶的最适温度为37℃。③实验步骤2和3不能颠倒。
4、ATP中文名叫三磷酸腺苷，结构式简写A-p～p～p，几乎所有生命活动的能量直接来自ATP的水解 ，由ADP合成ATP 所需能量，动物来自呼吸作用，植物来自光合作用和呼吸作用，ATP可在细胞器线粒体或叶绿体中和在细胞质基质中合成。在细胞内ATP含量很少，转化很快。
组成元素：C、H、O、N、P，作用：生命活动的直接能源物质。理解A的含义。 三、细胞呼吸和光合作用
（一）细胞呼吸1、有氧呼吸的反应式：
，
1mol葡萄糖有氧呼吸产生能量 2870 KJ，可用于生命活动的有1161 KJ（ 38molATP），以热能散失 1709 KJ，无氧呼吸产生的可利用能量是 61.08 KJ（ 2 molATP），1molATP水解后放出能量 30.54 KJ 。 2、写出2条无氧呼吸反应式
对于高等植物和酵母菌等生物，进行无氧呼吸一般产生酒精。
C6H12O6
2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量
对于高等动物、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等）或细胞、乳酸菌等生物，进行无氧呼吸一般产生乳酸。 C6H12O6
2C3H3O3＋能量
无氧呼吸的场所是细胞质基质，分2个阶段，第一个阶段与有氧呼吸的相同，是由葡萄糖分解为丙酮酸 ，第二阶段的反应是由丙酮酸分解成CO2和酒精或转化成 C3H3O3(乳酸)。无氧呼吸只有第一阶段产生能量，第二阶段没有能量产生。
注意：（1）有氧呼吸与无氧呼吸产物最大的区别是无氧呼吸没有水生成。 （2）真核生物如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。 （3）蓝藻、硝化细菌等原核生物虽然没有线粒体，但可进行有氧呼吸。 3、根据吸收O2与产生CO2的比例判断细胞的呼吸方式 （1）CO2释放量= O2吸收量，只进行有氧呼吸 （2）不消耗O2，释放CO2，只进行酒精发酵。
（3）CO2释放量＞ O2吸收量，有氧呼吸和无氧呼吸都发生 （4）酒精产生量= CO2释放量，只进行酒精发酵。 （5）无）CO2释放，只进行乳酸发酵。
如果出现CO2释放量＜ O2吸收量，呼吸底物可能含有脂肪。 4、酵母菌呼吸方式的实验探究
（1）产物的检测：CO2的检测：澄清的石灰水变浑浊；溴麝香草酚蓝由蓝变绿再变黄。
酒精的检测：在酸性条件下使用橙色的重铬酸钾，橙色到灰绿色。 （2）
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误差的校正：
①若实验材料是绿色植物，则整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。 ②若实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。
③为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活（如将种子煮熟），其他条件均不变。 3、影响呼吸速率的外界因素：
（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。
4、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。
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高中生物知识点总结必修1分子与细胞知识点专题一 细胞的分子组成
一、组成细胞的化学元素1、存在形式：大多以化合物的形式存在。
2、分类：（1）根据含量，可分为大量元素和微量元素。其中大量元素有C H O N P S K Ca Mg；微量元素有Fe Mn Zn Cu B Mo等。（2）根据功能：最基本元素：C，构成有机物的基本骨架；主要元素：C H
O N P S，共占鲜重的97%以上。
3、含量：细胞鲜重：O＞C＞H＜N 、H原子数量最多 细胞干重：C＞O＞N＞H。
4、生物体内元素的比较
（1）组成生物体的化学元素的种类基本相同，但各种元素的含量相差很大。（2）统一生物体内的不同元素的含量也不相同.微量元素在生物体内的含量虽然极少，却是维持正常生命活动不可缺少的。 5、生物界与非生物界的统一性和差异性
组成生物体的化学元素，在自然界中都可以找到，没有一种是生物界所特有的。这个事实说明生物界与非生物界具有统一性；组成生物体的化学元素，在生物体内和在无机自然界中的含量相差很大。这个事实说明生物界与非生物界具有差异性。
二、组成细胞的化合物
水 无机化合物 无机盐 糖类 1、组成细胞的化合物 脂质 蛋白质 核酸
在活细胞中含量最多的化合物是水（85％-90％）；含量最多的有机物是蛋白质（7％-10％）；占细胞干重比例最大的化合物是蛋白质。
2、蛋白质（1）蛋白质的基本组成单位是氨基酸，生物体中组成蛋白质的氨基酸大约有20种，在结构上都符合结构通式（.2）氨基酸的结构特点：每种氨基酸分子至少含有一个氨基（-NH2）和一个羧基（-COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。氨基酸的不同取决于R基的不同。（3）肽键的结构：-CO-NH-或-NH-CO-。（5）蛋白质分子结构具有多样性的特点原因是：构成蛋白质的氨基酸种类不同、数目成百上千、氨基酸排列顺序千变万化 、多肽链形成的空间结构千差万别。（6）蛋白质在功能的多样性：（1）结构蛋白，如肌肉、载体蛋白、血红蛋白；（2）调节功能（信息传递），如胰岛素（3）免疫功能，如抗体；（4）催化功能：大多数酶是蛋白质如胃蛋白酶（5）细胞识别，如 细胞膜上的糖蛋白 。（6）运输功能，总而言之，一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。 （7）有关计算： 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。
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蛋白质中各原子数的计算
①C原子数＝氨基酸×2＋R基上的C原子数。
②H原子数＝(氨基酸分子个数＋肽链数)×2＋R基上的H原子数＝各氨基酸中H原子的总数－脱去的水分子数×2。
③O原子数＝肽链数×2＋肽键数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子的总数－脱去的水分子。 ④N原子数＝肽链数＋肽键数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子的总数。
3、核酸:（1）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极其重要的作用。（2）核酸包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA） 两大类，基本组成单位是核苷酸，由一分子含氮碱基 ﹑一分子五碳糖和一分子磷酸 组成。组成核酸的碱基有5 种，五碳糖有2 种，核苷酸有8种。脱氧核糖核酸简称DNA ，主要存在于细胞核中，细胞质中的线粒体和叶绿体也是它的载体。核糖核酸简称RNA ，主要存在于细胞质中。对于有细胞结构（同时含DNA和RNA）的生物，其遗传物质就是DNA；没有细胞结构的病毒，有的遗传物质是DNA如：噬菌体等；有的遗传物质是RNA如：烟草花叶病毒、HIV等.DNA和RNA的比较：组成上的不同：五碳糖不同，碱基不同；结构不同。蛋白质和核酸都存在物种特异性，因此可从分子水平上通过分析不同物种的核酸或蛋白质来区分不同物种间的亲缘关系，而水、无机盐、糖类、脂质、氨基酸、核苷酸等则不具有物种的特异性。
4、细胞中的糖类和脂质:
糖类分子都是由C、H、O三种元素组成。糖类是细胞的主要能源物质。
糖类可分为单糖、二糖和多糖等几类。单糖是不能再水解的糖， 常见的有葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖，其中葡萄糖 是细胞的重要能源物质，核糖和脱氧核糖一般不作为能源物质，它们是核酸的组成成分；二糖中蔗糖和麦芽糖是植物糖，乳糖、糖原是动物糖；多糖中糖原 是动物糖 ，淀粉和纤维素是植物糖 ，糖原和淀粉是细胞中重要的储能物质。
麦芽糖两分子葡萄糖组成，蔗糖，一分子葡萄糖一分子果糖；乳糖一分子半乳糖和一分子葡萄糖。 不是所有的糖都能作为能源物质。核糖和脱氧核糖是构成核苷酸的重要成分，纤维素是构成植物细胞壁的重要成分，它们都不能作为能源物质。
脂质主要是由C H O 3种化学元素组成，有些还含有P （如磷脂） 。脂质包括脂肪、磷脂、和固醇、。脂肪是生物体内的储能物质。 除此以外，脂肪还有保温、缓冲、减压的作用；组成脂肪的元素，与糖类相比，C和H的比例较高，所以同等质量的脂肪和糖类相比，脂肪氧化分解释放的能量更多。
磷脂是构成包括细胞膜在内的膜物质重要成分；固醇类物质主要包括胆固醇、性激素、维生素D等，这些物质对于生物体维持正常的生命活动，起着重要的调节作用。
多糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子，组成它们的基本单位分别是单糖（葡萄糖）﹑氨基酸和核苷酸，这些基本单位称为单体，这些生物大分子就称为单体的多聚体，每一个单体都以若干个相连的碳原子
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构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体 。
几种有机物的组成元素
5、细胞中的无机物
水是活细胞中含量最多的化合物。不同种类的生物体中，水的含量不同 ；不同的组织﹑器官中，水的含量也不同。
细胞中水的存在形式有自由水和结合水两种，结合水与其他物质相结合，是细胞结构的重要组成成分，约占4.5％；自由水以游离的形式存在，是细胞的良好溶剂，也可以直接参与生物化学反应，还可以运输营养物质和废物 。总而言之，各种生物体的一切生命活动都离不开水。
细胞内无机盐大多数以离子状态存在，其含量虽然很少 ，但却有多方面的重要作用：有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分 ，如Fe是血红蛋白的主要成分，Mg 是叶绿素分子必需的成分；许多无机盐离子对于维持细胞和生物体的生命活动 有重要作用，如血液中钙离子含量太低就会出现抽搐现象；无机盐对于维持细胞的酸碱平衡 也很重要。 6、细胞内有机物质的鉴定
糖类中的还原糖（葡萄糖、果糖）能与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀；
脂肪 可以被苏丹Ⅲ染成橘黄色 ；蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应 。在还原糖的检测中，斐林试剂甲液和乙液应等量混合均匀后再使用 ，并且要水裕加热；在蛋白质的检测中，在组织样液中应先加入双缩脲试剂A液1ml，再加入双缩脲试剂B液 4滴，不需加热。
甲基绿能使DNA呈现绿色，吡罗红能使RNA呈现红色，因此利用这两种染色剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布。在此实验中，盐酸的作用是改变膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。用人的口腔上皮细胞做实验材料，此实验的步骤是制片、水解、冲洗涂片、染色、观察
专题二 细胞的结构
一、细胞学说的建立过程
1、细胞学说的主要内容：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的。2、细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。3、新细胞可以从老细胞中产生。 2、细胞是生物体结构和功能的基本单位
3、细胞学说的意义：揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性，是自然科学史上的一座丰碑，标志着生物学研究进入细胞水平。
4、生命系统的结构层次是 生物圈、生态系统、群落、种群、个体、 系统、器官、组织、细胞。 二、多种多样的细胞
1、根据细胞结构进行生物分类：
3
2、病毒
3、原核细胞和真核细胞的
（1）科学家根据有无以核膜为界限的细胞核,将细胞分为原核细胞和真核细胞 （2）细菌和蓝藻的模式图
（3
4
（4）注意问题：①需氧型细菌无线粒体能进行有氧呼吸，场所是细胞质基质和细胞膜内侧。
②蓝藻无叶绿体能进行光合作用，场所细胞质中光合片层。上有藻蓝素和叶绿素。 ③支原体无细胞壁
④哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和细胞器，进行无氧呼吸
⑤藻类植物：蓝藻包括：念珠藻、颤藻、螺旋藻、发菜等，属于原核生物 绿藻：紫菜、石花菜等。 褐藻：海带、裙带菜等
红藻：衣藻、水绵、小球藻、团藻等。 4、显微镜的使用
（1）光学显微镜的操作步骤：对光→低倍物镜观察（视野亮）→移动视野中央（偏左移左）→高倍物镜观察（视野暗）：①只能调节细准焦螺旋；②调节大光圈、凹面镜 （2）目镜与物镜的结构、长短和放大倍数的关系
放大倍数的含义：指物象长度和宽度的放大。总的放大倍数是目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。 目镜无螺纹，物镜有螺纹；物镜越长放大倍数越大，距离玻片越近而目镜越长，放大倍数越小。 （3）物象的移动方向与玻片的移动同向。
三、真核细胞的结构和功能
1、细胞壁 植物细胞在细胞膜的外面有一层细胞壁，其主要成分为纤维素和果胶，可用纤维素酶和果胶酶来除去。细胞壁作用为支持和保护。 2、细胞膜
（1）细胞膜的制备：选材：人或哺乳动物成熟的红细胞（无核膜和众多细胞器膜，易制得纯净的细胞膜，无细胞壁易吸水涨破）。注意：鸟类、蛙类等其他动物的红细胞有细胞核和细胞器。草履虫、变形虫等单细胞生物在清水中不会涨破。
（2）细胞膜的成分：组成元素：C、H、O、N、P；组成成分：脂质（约50%，主要是磷脂，磷脂双分子层构成基本骨架，另外还有糖脂和胆固醇，胆固醇动物有植物没有，调节膜的流动性的作用）、蛋白质（约40%，细胞膜功能越复杂，种类和数量越多，覆盖、镶嵌和贯穿磷脂分子中，膜蛋白的功能有物质运输功能、信息传递、免疫识别、催化作用）、糖类（约2%～10%，形成糖蛋白或糖脂，分布于细胞外侧，与信息交流有关）。
（3）细胞膜的功能：将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流（方式：①通过体液如激素、神经递质类②直接接触如效应T细胞和靶细胞③通道如植物的胞间连丝。） （4）细胞膜的结构特点有功能特性。
结构特点：具有一定的流动性（磷脂分子和蛋白质分子不是静止的，而是可以运动的） 功能特性：选择透过性（与载体蛋白的种类和数量有关） 3、细胞质
细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。 Ⅰ、细胞质基质
细胞质基质含有水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸、多种酶，是细胞内代谢的主要场所。 Ⅱ、细胞器 （1）线粒体:线粒体广泛存在于细胞质基质中，动植物细胞中代谢旺盛的细胞和细胞内的功能旺盛区域数量较多。它是有氧呼吸主要场所，被喻为“动力车间”。
光镜下线粒体为椭球形，电镜下观察，它是由双层膜构成的。外膜使它与周围的细胞质基质分开，内膜 的某些部位向内折叠形成嵴，这种结构使线粒体内的膜面积 增加。在线粒体内有许多种与有氧呼吸有关的酶，还含有少量的DNA、RNA和核糖体等 。
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（2）叶绿体:叶绿体存在于绿色植物叶肉及幼嫩茎的皮层细胞。叶绿体是绿色植物进行光合作用的细胞器，被称为 “养料制造车间” 和“能量转换站” 。在电镜下可以看到叶绿体外面有双层膜，内部含有几个到几十个由囊状的结构堆叠成的基粒 ，增大了叶绿体内的膜面积，其间充满了基质 。这些囊状结构被称为类囊体，其上含有与光合作用有关的色素和酶，叶绿体基质内含有少量的DNA和RNA。 （3）内质网 :动植物细胞中广泛存在。内质网是由单层膜连接而成的网状结构，大大增加了细胞内的膜面积，内质网与细胞内蛋白质合成 和加工有关，也是脂质和糖类 合成车间。
（4）核糖体:核糖体存在广泛，在原核细胞和真核细胞以及线粒体和叶绿体中都有，细胞中的核糖体是颗粒状小体，有RNA和蛋白质组成，它除了一部分附着在内质网上（主要合成分泌蛋白和膜蛋白）之外，还有一部分游离在细胞质中（合成胞内蛋白）。核糖体是细胞内合成蛋白质的场所，被称为“生产蛋白质的机器”。
（5）高尔基体:由扁平囊和小囊泡组成，对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装；与细胞分泌物的形成有关；植物细胞与细胞壁的形成有关。
（6）液泡:主要存在于植物细胞中，内有细胞液，含有糖类、无机盐、色素、蛋白质等物质，调节植物细胞内的环境与植物细胞的渗透作用有关。
(7)中心体:动物细胞和低等植物细胞中有中心体，每个中心体含有两个互相垂直排列的中心粒，主要有微管蛋白组成。动物细胞的中心体与有丝分裂有关。
（8）溶酶体:溶酶体是细胞内具有单层膜结构的细胞器，它含有多种水解酶，分解衰老、损伤的细胞器；吞噬并杀死入侵的病毒或病菌。 Ⅲ、生物膜系统
1、生物膜系统：真核细胞内，由细胞膜、核膜以及细胞器膜共同构成的膜系统。 2、生物膜在成分的联系，成分基本相似，每种比例不同。
3、功能上的联系
4、生物膜系统的功能
（1）细胞膜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作用。
（2）广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点保证了化学反应的顺利进行。
（3）生物膜把细胞分隔成许多小的区域使细胞内能够同时进行多种化学反应，保证生命活动高效、有序地进行。
5、在光学显微镜下能观察到的结构有：细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核，细胞器（叶绿体、线粒体、液泡）染色体。 Ⅳ、细胞核
每个真核细胞通常只有一个 细胞核，而有的细胞有两个以上的细胞核，如人的肌肉细胞，有的细胞却没有细胞核，如哺乳动物的红细胞细胞。
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1、结构
（1）核膜由双层膜构成，将细胞核与细胞质分隔开，具有一定的保护作用，利于多种反应进行。膜上有核孔，能选择性地转运核内外物质，是某些大分子物质（RNA和蛋白质）进出的通道，实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
（2）核仁在不同种类的生物中，形态和数量不同，它在细胞分裂过程中周期性地消失和重现。核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
（3）染色质主要由DNA和蛋白质组成，能被碱性染料染成深色 。染色质和染色体是细胞中同种物质在不同时期的两种形态。染色质是真核细胞遗传物质-DNA的主要载体。
2、功能
细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所，是细胞代谢和细胞遗传的控制中心，因此，细胞核是细胞中最重要的部分。
Ⅴ、用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
1、 实验原理：叶绿体高倍镜下绿色，椭球形或球形；线粒体高倍镜下用健那绿染色，蓝绿色
2、 材料选取：叶绿体选用藓类叶片（叶片薄，仅有一两层叶肉细胞，可以取整个小叶直接制片）或菠菜稍带些叶肉的下表皮（细胞排列疏松；含叶绿体数目少且个体大）；线粒体选用人口腔上皮细胞（没有颜色，便于观察；易取材）。
3、 注意：（1）观察线粒体应选择人体或动物细胞或植物体无色部位细胞，不能选择绿色组织细胞。 （2）观察线粒体与叶绿体均需保持细胞活性状态。
专题三 细胞的代谢
一、物质进出细胞的方式
1、渗透作用发生的条件：半透膜和半透膜两侧的溶液由浓度差（浓度差指的是单位体积溶液中溶质分子数的差，即物质的量浓度之差）。 2、观察植物细胞的质壁分离和复原
（1）原理：成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜；原生质层（指细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质）比细胞壁的伸缩性大。细胞液与细胞外的溶液存在浓度差。
3、选材：紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞有紫色的大液泡，易于观察。0.3g/mL的蔗糖溶液适中，既保证了质壁分离现象明显又不会因短时间失水过多而死亡。 4、细胞发生质壁分离及复原的判断
（1）具有中央大液泡的成熟植物细胞，死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞（如根尖分生区细胞）不发生质壁分离。
（2）溶质可以穿膜的溶液中先发生质壁分离后可自动复原，如甘油、尿素、乙二醇、KNO3溶液等。 （3）高浓度溶液会因浓度过高而死亡。
（4）盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞不能作质壁分离实验的溶液。 5、离子、小分子物质跨（穿）膜运输的比较
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主动运输的意义是保证活细胞按照生命活动需要，主动吸收营养物质，排出代谢废物和有害物质。 6、大分子的膜泡运输
胞吞和胞吐（结构基础：细胞膜的流动性；需能量不需载体。 注意：葡萄糖进入红细胞为协助扩散，进入小肠绒毛上皮细胞和肾小管重吸收葡萄糖为主动运输；Na+
进神经细胞协助扩散，出神经细胞为主动运输；K+出神经细胞为协助扩散，入神经细胞为主动运输。
膜泡运输和进出核孔跨膜为0层。 二、酶与ATP
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2、酶的特性
（1）高效性：酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍。 （2）专一性：一种酶只能催化一种或一类化学反应。 （3）作用条件温和。
3、影响酶活性的因素：温度和PH ，注意相关曲线。人体内胃蛋白酶的最适PH为1.9左右，胰蛋白酶8.1 探究温度对酶活性的影响实验注意事项：①在用淀粉做底物时，不宜选用斐林试剂鉴定，因为斐林试剂与还原性糖只有在加热的条件下才能有砖红色沉淀生成，而该实验需严格控制不同的温度。②本实验不宜选
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用过氧化氢为底物，因为过氧化氢本身在不同的温度下的分解速度不同。α-淀粉酶的最适温度为60℃唾液淀粉酶的最适温度为37℃。③实验步骤2和3不能颠倒。
4、ATP中文名叫三磷酸腺苷，结构式简写A-p～p～p，几乎所有生命活动的能量直接来自ATP的水解 ，由ADP合成ATP 所需能量，动物来自呼吸作用，植物来自光合作用和呼吸作用，ATP可在细胞器线粒体或叶绿体中和在细胞质基质中合成。在细胞内ATP含量很少，转化很快。
组成元素：C、H、O、N、P，作用：生命活动的直接能源物质。理解A的含义。 三、细胞呼吸和光合作用
（一）细胞呼吸1、有氧呼吸的反应式：
，
1mol葡萄糖有氧呼吸产生能量 2870 KJ，可用于生命活动的有1161 KJ（ 38molATP），以热能散失 1709 KJ，无氧呼吸产生的可利用能量是 61.08 KJ（ 2 molATP），1molATP水解后放出能量 30.54 KJ 。 2、写出2条无氧呼吸反应式
对于高等植物和酵母菌等生物，进行无氧呼吸一般产生酒精。
C6H12O6
2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量
对于高等动物、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等）或细胞、乳酸菌等生物，进行无氧呼吸一般产生乳酸。 C6H12O6
2C3H3O3＋能量
无氧呼吸的场所是细胞质基质，分2个阶段，第一个阶段与有氧呼吸的相同，是由葡萄糖分解为丙酮酸 ，第二阶段的反应是由丙酮酸分解成CO2和酒精或转化成 C3H3O3(乳酸)。无氧呼吸只有第一阶段产生能量，第二阶段没有能量产生。
注意：（1）有氧呼吸与无氧呼吸产物最大的区别是无氧呼吸没有水生成。 （2）真核生物如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。 （3）蓝藻、硝化细菌等原核生物虽然没有线粒体，但可进行有氧呼吸。 3、根据吸收O2与产生CO2的比例判断细胞的呼吸方式 （1）CO2释放量= O2吸收量，只进行有氧呼吸 （2）不消耗O2，释放CO2，只进行酒精发酵。
（3）CO2释放量＞ O2吸收量，有氧呼吸和无氧呼吸都发生 （4）酒精产生量= CO2释放量，只进行酒精发酵。 （5）无）CO2释放，只进行乳酸发酵。
如果出现CO2释放量＜ O2吸收量，呼吸底物可能含有脂肪。 4、酵母菌呼吸方式的实验探究
（1）产物的检测：CO2的检测：澄清的石灰水变浑浊；溴麝香草酚蓝由蓝变绿再变黄。
酒精的检测：在酸性条件下使用橙色的重铬酸钾，橙色到灰绿色。 （2）
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误差的校正：
①若实验材料是绿色植物，则整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。 ②若实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。
③为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活（如将种子煮熟），其他条件均不变。 3、影响呼吸速率的外界因素：
（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。
4、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。
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