【期末核心必记】必修1 分子与细胞（期末必背知识清单）高一生物上学期沪科版

高一必背清单 考点01走进生物学 考点02 细胞的分子组成 考点03细胞的结构 考点04细胞的代谢 考点05细胞的生命进程 ▉考点01走进生物学 1细胞的研究之路： 时间 科学家 贡献 1665年 英国学者胡克 用显微镜发现细胞并命名细胞 1675年 荷兰学者列文虎克 用显微镜观察到了动植物细胞和原生动物（观察的活细胞） 1838年 德国动物学家施莱登 首先提出细胞是构成植物体的基本单位 1839年 德国动物学家施旺 与施莱登共同提出：一切植物、动物都 是由细胞组成的，细胞是一切动植物的基本单位 1858年 德国病理学家魏尔肖 细胞只能来自细胞，细胞作为一个相对独立单位的重要性质，对 “细胞学说”进行了重要的补充 1972年 美国科学家辛格和尼克森 结合电镜技术的研究成果，提出了细胞质膜的流动镶嵌模型 1953年 美国分子生物学家沃森和英国生物物理学家克里克 发现了DNA分子的双螺旋结构 2.真核细胞与原核细胞 原核生物：由原核细胞构成的生物。（真核细胞构成的真核生物） 原核与真核的区别：是否具有由核膜包被的完整细胞核，而原核细胞只有拟核。 补充：原核细胞核真核细胞的比较 比较项目 原核细胞 真核细胞 本质区别 有无核膜包被的成型的细胞核 不同点 大小 较小 较大 细胞壁 有（支原体除外） 植物细胞和真菌细胞有，动物细胞无 细胞器 有核糖体，无其他细胞器 有核糖体、线粒体等复杂的细胞器 细胞核 有拟核，无核膜，无染色体 有成形的细胞核，有染色体 DNA的存在形式 拟核中为大型环状 DNA分子，某些细菌细胞内含有小型环状DNA分子（质粒） 细胞核中以染色质形式存在；叶绿体和线粒体基质中则以裸露的环状DNA分子的形式存在 分裂方式 二分裂 有丝、无丝或减数分裂 可遗传变异 基因突变、基因重组和染色体变异 基因突变、基因重组 生物类群 放线菌、支原体、衣原体 细菌：大肠杆菌、乳酸菌、硝化细菌等 蓝细菌（蓝藻） 真菌：酵母菌、霉菌、蘑菇 动物 植物 统一性 都有细胞膜、细胞质、核糖体，都以DNA作为遗传物质 【易错警示】 1.实验室不能用牛肉膏蛋白胨培养基培养病毒，因病毒必须寄生在活细胞中才能增殖，因此一般用活细胞。 2.细菌的名称中大多带形状，如杆菌、球菌、弧菌等。带菌字的不一定是细菌，也可能是真菌，如酵母菌、霉菌。 3.原核生物中的支原体没有细胞壁，不同生物的细胞壁成分存在差异。 4.能进行光合作用的不一定都有叶绿体，如蓝细菌有光合所需的叶绿素、藻蓝素及光合所需的酶。能进行有氧呼吸的细胞不一定都有线粒体，如蓝细菌、硝化细菌和醋酸菌有有氧呼吸所需要的酶。而真核细胞则必须有叶绿体才能进行光合作用，必须有线粒体才能进行有氧呼吸。 5.原生生物≠原核生物，原生生物是结构最简单的真核生物，如：草履虫、变形虫、衣藻等单细胞真核生物。 ▉考点02细胞的分子组成 1.细胞主要由 C、H、O、N、P、S 等元素构成 （1）元素的的统一性和特殊性 ①统一性：组成细胞的元素都可以在地壳中找到，没有一种元素是生物界所特有的，可见生物与环境密不可分，是自然界组成的一部分。 ②特殊性：生物体细胞中的元素组成与非生物环境的元素组成既相似又有差异。细胞与地壳中元素的分布差异很大，体现了生命的特殊性。 （2）细胞的元素组成： 人体细胞和玉米细胞中主要元素组成基本相似，C、H、O、N、P、S 的总质量占到细胞干重的90%以上。 （3）细胞化合物的元素组成和含量： ①细胞分子的元素组成： 不同生物细胞中，蛋白质、核酸、脂质、糖类的含量会有差异，这些元素的含量也不完全相同。 ②据上图完成组成细胞化合物的有关问题。 1）鲜细胞中含量最多的化合物是水。最高的元素：O>C>H>N 2）干细胞中含量最多的化合物是蛋白质。含量最高的元素：C>O>N>H ③细胞内还有多种含量甚微的元素，称为微量元素，如 Fe、Zn、Cu、I、Mn、B、Cr、Mo、Co、Se、F等。微量元素的总质量仅占细胞干重的1%左右，且仅出现在某些生物分子中，但不可缺少。 【易错警示】 大量元素和微量元素都是组成生物体的必需元素，微量元素含量虽少，但作用不可替代。如植物缺B会出现“花而不实”,即只开花不结果；人体缺Fe会出现缺铁性贫血，缺Zn会出现生长发育不良等。 碘（I）是构成甲状腺激素的重要元素。缺碘或长期碘摄入量不足会导致地方性甲状腺肿（俗称大脖子病）。 、 2.元素以碳链为骨架形成生物分子 碳元素占细胞干重的40%以上。蛋白质、核酸、糖类和脂质等组成细胞的生物分子都可以看成是碳的化合物。生物分子中，碳原子与周边的碳或其他原子通过化学键结合，形成相对稳定的分子结构。碳与碳之间能以单键（C—C）、双键（C =C）相连接，形成长短不一、形状不同的碳骨架。 细胞中的许多生物分子是大分子，一般由小分子组成，如蛋白质由氨基酸组成，多糖由单糖（如葡萄糖）组成。从氨基酸、葡萄糖等生物分子的结构来看，其碳骨架周边连接着不同基团。这些基团都有自己的化学特性，使生物分子具有一定的空间结构，并能进行特定的化学反应。这也正是生物分子具有特定生物功能的物质基础。 【易错警示】 1.生物大分子是由许多基本单位连接而成的，这些基本单位称为单体，这些生物大分子又称为单体的多聚体。 2.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。 3.碳是生命的核心元素。 4.细胞是由化学元素和化合物构成的 5.多糖、蛋白质、核酸等生物大分子以碳链作为基本骨架。 6.糖类和脂质提供生命活动的重要能源。 7.水和无机盐与其他物质一起，共同承担着构建细胞、参与细胞生命活动等重要功能。 8.细胞中的化合物，含量和比例处在不断变化中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动。 单体（基本单位） 多聚体（生物大分子） 单糖（葡萄糖） 多糖（淀粉、糖原、纤维素） 氨基酸 蛋白质 核苷酸 核酸（DNA和RNA） 3.蛋白质和核酸是重要的生物大分子 1.蛋白质 （1）含量：组成细胞的有机物中含量最多的是蛋白质，占到干重50%以上。 （2）多种功能 生物体几乎每一项生命活动都需要蛋白质的参与、执行，因此，可以认为蛋白质是生命活动的主要承担者。 （3）组成元素：C、H、O、N，有的还含有S等元素。 （4）蛋白质基本组成单位—氨基酸 构成蛋白质的氨基酸结构特点： （5）氨基酸的脱水缩合的过程 氨基酸通过脱水缩合连接形成肽。一个氨基酸分子的氨基（—NH2）和另一个氨基酸分子的羧基（—COOH）脱水缩合，形成肽键。两个氨基酸分子通过肽键连接形成二肽。 （6）蛋白质的结构层次 氨基酸 ↓脱水缩合 二肽：由两个氨基酸缩合而成的化合物 ↓ 多肽：由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物，通常呈链状结构 ↓盘曲、折叠（原因：由于氨基酸之间能形成氢键等） 蛋白质：具有一定的空间结构 （7）生物体中蛋白质种类繁多的原因： ㈠多个氨基酸分子通过肽键连接，可形成不同长度的肽链。每条肽链的一端是氨基，另一端是羧基。肽链上氨基酸的组成与排列顺序称为该肽链的氨基酸序列。 ㈡不同的蛋白质的氨基酸序列不同。可以想象，类似26个英文字母可以组合成无数英语单词那样，20种常见氨基酸的不同组合可以使每一种蛋白质带有独特的氨基酸序列。理论上，一个由50个氨基酸组成的肽链可能有2050种不同的氨基酸序列。 肽链的氨基酸序列-蛋白质的空间结构-蛋白质的功能。 有些蛋白质只由一条肽链构成，如细胞色素c、T4溶菌酶；有些蛋白质由多条肽链构成，如血红蛋白由四条肽链相互作用形成、胰岛素。 （8）蛋白质变性 蛋白质变性：高温、强酸、强碱等一些物理或化学因素会引起蛋白质空间结构发生变化,导致蛋白质的功能受到影响,甚至完全丧失。体温过高会导致生命危险的原因之一就是某些蛋白质功能的丧失。 【补充】蛋白质计算专题（出题频率较低） （1）利用蛋白质的结构图解掌握相应的计算规律 ①肽键数=脱去水分子数=氨基酸数-肽链数（环肽：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数） ②氨基（-NH2）数目=肽链数+R基上的氨基数 ③羧基（-COOH）数目=肽链数+R基上的羧基数 ④蛋白质（多肽）相对分子质量=氨基酸平均相对分子质量×氨基酸个数-水的相对分子数（18）×脱水数 2.核酸 （3）（1）组成元素：C、H、O、N、P （2）种类：一类是脱氧核糖核酸（DNA）；另一类是核糖核酸（RNA）。 （3）比较DNA和RNA 分类 脱氧核糖核酸（DNA） 核糖核酸（RNA） 基基本单位 名称 脱氧核苷酸（4种） 核糖核苷酸（4种） 结构图 组成 无机酸 磷酸 五碳糖 脱氧核糖 核糖 含氮碱基 A（腺嘌呤）、C（胞嘧啶）、G（鸟嘌呤）、T（胸腺嘧啶） A（腺嘌呤）、C（胞嘧啶）、G（鸟嘌呤）、U（尿嘧啶） 一般结构 两条核苷酸链 一条核苷酸链 分布 真核生物：细胞核（主要），线粒体、叶绿体也少量含有 原核生物：拟核、质粒 主要在细胞质 相同点 含有磷酸基团、五碳糖和碱基 功能 ①在DNA分子中，脱氧核苷酸的排列顺序蕴含了遗传信息 ②DNA分子可以储存的遗传信息容量非常大 ①在细胞中参与遗传信息的传递与表达，在蛋白质的合成过程中起着重要作用 ②部分病毒的遗传信息储存在RNA分子中 补充：核酸初步水解的产物和彻底水解的产物不同 物质 初步水解的产物 彻底水解的产物 DNA 脱氧核苷酸 脱氧核糖、磷酸、4种碱基（A、T、C、G） RNA 核糖核苷酸 核糖、磷酸、4种碱基（A、U、C、G） （4）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（可以用于亲子鉴定）、变异和蛋白质的生物合成（转录和翻译）中具有极其重要的作用。 【易错警示】 （1）误认为真核生物细胞中只有DNA。真核生物细胞一般都有DNA和RNA，但遗传物质都是DNA。 （2）误认为核酸初步水解产物和彻底水解产物相同。核酸初步水解的产物是核苷酸，彻底水解的产物是磷酸、五碳糖和碱基。 （3）误认为遗传信息只储存在DNA中。遗传信息并不只储存在DNA中，少数病毒的遗传信息储存在RNA中。 （4）误认为两种核苷酸不同一定是碱基不同。两种核苷酸不同，可能是碱基不同，也可能是五碳糖不同，还可能是碱基和五碳糖都不同。 4.糖类和脂质是细胞的结构成分和能源物质 1.糖类 （1）元素组成：C、H、O元素 （2）分子式：Cn（H2O）m （3）功能：糖类是光合作用的产物，在地球上含量非常丰富，不仅是维持生物体生命活动所需能量的主要来源，也是组成生物体结构的基本原料。 ①主要能源物质：糖类； ②储能物质：糖原（动物体内储存糖类的物质）、淀粉（植物细胞的储能物质）； ③结构物质：核糖、脱氧核糖、纤维素。 （4）作用：维持生物体生命活动的能源物语、生物体结构的基本原料。 （5）分类： 【易错警示】 ①生物体的主要能源物质—糖类。 ②细胞生命活动所需要的主要能源物质—葡萄糖。 ③最常见的单糖—葡萄糖。 ④生物体内绝大多数糖类的存在形式—多糖。 ⑤组成细胞和生物体结构成分（遗传物质、植物细胞壁、生物膜等） ①不是所有的糖都有甜味，如纤维素没有甜味。 ②不是所有的糖都能和班氏试剂反应，蔗糖、淀粉等非还原糖都不能。 ③不是所有的糖都是能源物质（不提供能量），如核糖、脱氧核糖、纤维素。 ④还原性糖：除蔗糖以外的所有单糖和双糖均具有还原性。 2.脂质 （1）元素组成：主要是C、H、O，有些还含有N、P。相对于糖类，脂质分子中氧含量低，氢含量高。 （2）性质：脂质通常不溶于水，而溶于脂溶性有机溶剂。 （3）分类 【易错警示】 细胞中糖类与脂质的关系 糖类和脂肪均由C、H、O三种元素组成，氧化分解产生CO2、H2O，同时释放能量。但脂肪中C、H的相对含量远远高于糖类，所以同质量的脂肪和糖类氧化分解，脂肪耗氧量多、放能多、产水多、释放CO2多（所以是良好的储能物质）。 （1）植物细胞和动物细胞中都含有脂肪。 （2）脂肪≠脂质，脂肪只是脂质的一种，除了脂肪，脂质还包括磷脂和固醇等。 （3）脂质中并非只有磷脂参与构成细胞膜，胆固醇也是构成动物细胞膜的重要成分，植物细胞膜上不存在胆固醇。 6.实验2-1检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 营养物质 试剂 条件 现象 淀粉 碘液（棕黄色） 变蓝 还原性糖 班氏试剂（蓝色） 水浴加热 黄红色沉淀 脂肪 苏丹Ⅳ 红色 蛋白质 双缩脲试剂（蓝色） NaOH、CuSO4 先加NaOH、 后加CuSO4 紫色 1.实验原理：（1）还原糖（葡萄糖、麦芽糖、果糖等）＋班氏试剂黄红色沉淀。 （2）脂肪＋苏丹Ⅵ染液→红色。 （3）蛋白质（肽键）＋双缩脲试剂→紫色。 7、水和无机盐是生命活动的必需物质 1.细胞中的水： （1）水的含量：水是细胞中含量最多的化合物（60%-95%）。 ①水生生物的含水量通常高于陆生生物。 ②同一个体不同器官的含水量与其生命活动有关，代谢活动高的器官含水量相对较高。 （2）水的理化性质： ①细胞中的物质运输和化学反应提供介质； ②水的比热容大，能维持细胞温度的相对稳定,有助于细胞生命活动的进行。（水有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易发生改变，水的这种特性，对于维持生命系统的稳定性十分重要）。 （3）人体在缺水10%时,生理活动就会紊乱；缺水20%时,生命活动就会终止。植物缺水时,细胞失去水分面发生形态改变,植株表现出萎蔫等。 （4）水的极性（不对称部分）特点：使一些有极性的物质很容易溶解在水中。 （5）水的存在形式及作用 形式 自由水（占细胞内全部水分的95.5%） 结合水（占细胞内全部水分的4.5%） 概念 细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动 约有4.5% 的水与其他分子结合在一起，不能自由流动 功能 ①参与物质运输 ②作为化学反应提供介质 ③比热容大，维持细胞温度相对稳定，有助细胞生命活动的进行。 ①维持其他分子的结构和活性起着非常重要的作用； ②作为机体组成的一部分，调节植物抗逆性。 举例 果汁中的水分、寒夜中的水分、血液中的水分等 休眠的种子中的水分、心肌细胞中结合水占比较多、鸡蛋中的水分等；秋冬植物及自由水比例增加，不易结冰、抗寒。 联系 自由水/结合水=K，K值越大（自由水含量越高），新陈代谢越旺盛；K值越小，新陈代谢越缓慢；衰老细胞内自由水含量少；结合水含量越高，抗逆性（抗寒、抗旱的能力）越强。 （6）小麦和水稻等植物的种子 晒干便于保存，吸水后可以发芽。但是，过度干燥、失去全部水分子的种子则无法萌发。 【易错警示】 产生水：有氧呼吸第三阶段；细胞内单糖合成多糖；核糖体上氨基酸脱水缩合。 消耗水：光合作用光反应阶段；有氧呼吸第二阶段；消化道中淀粉、蛋白质、脂肪的水解。 蒸发水：植物通过蒸腾作用散失水分；人体汗腺分泌汗液，蒸发散热维持体温稳态。 吸收水：植物：主要通过根系吸水；动物：消化道内吸水；肾小管、集合管重吸收水。 2.无机盐与生命活动密切相关 燃烧小麦或稻谷，其中的水被蒸发、有机物被燃尽后，可以看见一些灰白色的灰烬。这些灰烬主要是无机盐（约占细胞鲜重的1%）。人和动物体中也含有无机盐。 易错拓展 构成化合物： N：蛋白质、ATP、叶绿素、核苷酸、NADPH、NADH等； P：ATP、NADPH、NADH、核苷酸、磷脂等； S：甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分（蛋白质的特征元素）; Mg2+：叶绿素；Fe²:血红蛋白；I:甲状腺激素；Ca²:骨骼和牙齿 常见离子的功能： Na+：细胞外液中的主要离子，调节细胞外液渗透压；参与形成动作电位，维持神经和肌肉的兴奋性 Cl+：胞外液中的主要离子，调节细胞外液渗透压；胃酸的重要成分；内流可使静息电位增大，抑制兴奋 K+：细胞内液中的主要离子，调节细胞内液渗透压；参与形成静息电位，维持神经和肌肉的兴奋性 Ca²+：促进神经递质的释放，维持正常的肌肉收缩与舒张功能，参与凝血过程 三.细胞的结构 1.质膜（也称细胞膜）主要由磷脂和蛋白质组成 （1）流动镶嵌模型 ①内容： 1）质膜的基本骨架：磷脂双分子层。 2）质膜上的蛋白质称为膜蛋白，有的覆盖在膜表面，有的镶嵌或贯穿在磷脂双分子层中。 3）质膜中还有少量的糖，约93%与膜蛋白相连，形成糖蛋白；约7%与膜脂相连，组成糖脂。功能：识别外界信息。 ②特点 1）质膜的结构特性：一定的流动性 2）细胞膜的功能特性：选择透过性 ③质膜参与细胞的物质交换和信息交流（质膜的功能） 虽然磷脂双分子层对细胞内外的物质进出有屏蔽作用， 但实际上，细胞内外的物质可以通过质膜进行有选择性的交换。其中，膜蛋白在物质交换中起着重要作用。 补充拓展 五种蛋白： 受体蛋白：信号分子（如激素、细胞因子、神经递质）的受体蛋白（属于糖蛋白） 载体蛋白：协助跨膜运输（协助扩散和主动运输） 通道蛋白：通过打开或关闭通道（改变蛋白质构象）控制物质通过，如水通道蛋白；神经冲动传导时，Na+、K+通道蛋白等 “酶”蛋白：如好氧型细菌其细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶，此外，细胞膜上还可存在ATP水解酶 识别蛋白：用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白（如精卵细胞间的识别、免疫细胞对抗原的特异性识别等） 【易错警示】 1.植物细胞的细胞壁是完全通透的，不能控制物质的进出，故不是细胞的边界。 2.细胞膜上受体的本质是糖蛋白，受体可特异性识别和结合信号分子。 3.一些小分子或者脂溶性信号分子的受体在细胞内，如性激素（属于固醇类激素）和甲状腺激素的受体在细胞内。 4.细胞膜上的受体并不是细胞间信息交流所必需的，比如有些激素受体在细胞内，而不是细胞膜上；高等植物细胞可通过胞间连丝进行信息交流，也不需要膜上受体。 2.细胞内具有多种相对独立的结构 （1）细胞的结构： （2）细胞的结构和功能 ①细胞器：在细胞质基质中分布着许多相对独立、具有特定功能的结构 ②分离细胞器的常用方法：差速离心法 ③双层膜的细胞器： 线粒体 叶绿体 结构 ①外膜光滑，内膜向内折叠形成嵴 嵴：增大与有氧呼吸有关酶的附着面积（膜上可以进行更多的化学反应） ①内有类囊体（类囊体堆叠而成基粒） 分布 能进行有氧呼吸的真核细胞 绿色植物的叶肉细胞、幼茎的皮层等 功能 细胞有氧呼吸的主要场所，为生命活动提供能量 进行光合作用的场所 相同点 ①都具有双层膜结构； ②都与能量转换有关，都产生ATP; ③都含有DNA、RNA和核糖体，能转录、翻译部分蛋白质 ④单层膜结构的细胞器 细胞器 结构 功能 内质网 1层膜细胞器，主要分布在真核细胞中 由彼此相通的网状膜系统组成，将细胞分成许多小空间，并与蛋白质的加工、运输以及脂质代谢有关。 光面：参与脂质代谢 粗面：对蛋白质进行加工、运输 高尔基体 由数层扁平囊和泡状结构组成 常与内质网密切联系，与物质的储存、加工和转运和分泌相关 植物细胞：参与细胞壁的形成 动植物细胞：对蛋白质进行再加工、运输和分泌。 溶酶体 由膜围成的小球体，含有多种水解酶（和溶菌酶 可消化进入细胞内的异物及衰老无用的细胞器碎片。 含有水、例子、营养物质和多种酶 对维持细胞渗透压和消化胞内异物起重要作用 存在于成熟的植物组胞中 是“质壁分离”实验中必要条件 内含“细胞液” ⑤无膜结构的细胞器 细胞器 结构 功能 中心体 由2个中心粒互相垂直排列而成 与细胞有丝分裂和染色体分离密切相关存在于动物细胞和低等植物细胞中。 核糖体 由RNA和蛋白质构成的微小颗粒 游离在细胞质基质中：合成胞内蛋白（胞内发挥作用），如ATP合成酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶等 附着在内质网上：合成胞外蛋白（分泌蛋白），如抗体、胰岛素等 细胞壁 相对比动物细胞，是植物细胞所特有的结构 成分：植物细胞壁的主要成分：纤维素和果胶等物质组成；细菌细胞壁：肽聚糖，而真菌细胞壁：几丁质。 作用：维持细胞的形状，保护细胞内部结构有重要作用。 特性：细胞壁伸缩性特别小 细胞核 细胞的代谢调控中心 储存遗传信息的场所 细胞生长、发育、分裂增殖的调控中心 内质网呈网状排列在细胞内，是蛋白质和脂质合成、加工的场所，类似“生产车间”。 尔基体由多个扁平的膜囊堆叠在一起组成，多种蛋白质在此加工、分类和包装，类似“加工包装车间” 溶酶体是由单层膜构成的囊泡，内含多种水解酶，可进行细胞内的消化作用。组成内膜系统的细胞器，在功能上相互联系，在结构上可以相互转化。 （4）细胞骨架： ①结构：分布有由蛋白质纤维（微管（蛋白）、微丝（蛋白）等）构成的网络状框架结构。 ②功能：支撑细胞的形态；维持细胞内各部分的空间格局；在细胞内的物质运输中起重要作用。 补充：利用比较法辨析细胞的种类或结构 判断内容 判断方法 显微结构和亚显微结构 ①显微结构：细胞壁、细胞核、染色体、液泡、叶绿体、线粒体等； ②亚显微结构：叶绿体的具体结构、线粒体的具体结构、细胞膜、内质网、高尔基体、核膜、核糖体、细胞骨架等 原核细胞和真核细胞 ①有无核膜（主要方法）； ②有无多种细胞器； ③有无染色体 植物细胞和动物细胞 ①有无细胞壁（主要方法）； ②有无中央大液泡； ③有无叶绿体 （注：植物细胞一定有细胞壁，但不一定有中央大液泡和叶绿体） 补充：关于细胞器的特点 （1）植物细胞特有的结构是细胞壁、叶绿体和大液泡 （2）动物细胞有中心体，而高等植物细胞没有中心体。 （3）内膜系统：内质网、高尔基体、溶酶体等构成，将细胞质分隔成许多功能化区域，同时也为多种酶提供附着位点，使各种代谢反应能够有序地进行。 （4）没有叶绿体的细胞不一定就是动物细胞，如植物根尖细胞也不含叶绿体。 （5）没有大液泡的细胞不一定就是动物细胞，如植物根尖分生区细胞没有大液泡。 （6）有中心体的细胞不一定就是动物细胞，如低等植物细胞也含有中心体。 （7）同一生物不同细胞的细胞器种类和数量不一定相同，如洋葱根尖细胞无叶绿体。 （8）同一细胞的不同发育时期细胞器种类和数量不一定相同，如哺乳动物红细胞随着不断成熟，细胞器逐渐消失。 （9）能进行光合作用的生物不一定有叶绿体，但高等植物细胞的光合作用一定在叶绿体中进行。 3.遗传信息主要储存在细胞核中 1.细胞核的结构与功能 【易错警示】 注意：①核膜、核孔都有选择性：DNA不能通过核孔进入细胞质，RNA可以通过核孔进入细胞质；DNA聚合酶等蛋白质通过核孔进入细胞核。 ②代谢越旺盛的细胞，核孔的数目越多，核仁的体积越大。如口腔上皮细胞与胰岛B细胞相比，核孔与核仁的数目少，核仁体积小。 ③细胞核是细胞代谢的控制中心，不是细胞代谢的中心，细胞代谢的中心在细胞质。 2.生物膜系统 ①内膜系统组成：细胞器膜和细胞膜、核膜等结构。 ②特点 （1）各种生物膜的组成成分和结构很相似。 （2）在结构和功能上紧密联系，体现了细胞内各种结构之间的协调与配合。 细胞内大多数结构都由膜包围，膜的基本结构与细胞质膜类似，统称为生物膜。内质网、高尔基体、溶酶体等构成的内膜系统，将细胞质分隔成许多功能化区域，同时也为多种酶提供附着位点，使各种代谢反应能够有序地进行。 ③功能 ④实例：细胞生命活动由各种结构合作完成 1)分泌蛋白：在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的一类蛋白质，如消化酶、抗体和一部分激素等。 2)胰腺细胞合成和分泌消化酶的过程就是一个典型案例。消化酶是一类可水解蛋白质等物质的酶，可由胰腺细胞合成，分泌到消化道中发挥作用。 3)分泌蛋白的合成、加工、运输与分泌过程（如下图所示） 内质网上的核糖体以氨基酸为原料 ↓mRNA 指导下合成肽链（由两个氨基酸脱水缩合而成的） 内质网：鼓起、出芽形成囊泡，包裹着要运输的蛋白质。 ↓加工成较为成熟的蛋白质 高尔基体：囊泡与高尔基体膜融合，成为高尔基体得一部分 ↓进一步修饰后 细胞质膜：与质膜融合 ↓将蛋白质分泌到 细胞外 4)提供能量的细胞器：线粒体 补充：三个角度理解生物膜系统结构和功能的统一性 膜蛋白、膜脂分子的运动决定膜具有流动性：变形虫运动；细胞膜融合；胞吞、胞吐；神经递质释放；质壁分离与复原。 糖蛋白、糖脂决定信息交流：激素调控、神经递质释放（体液运输）；精卵结合、细胞毒性T细胞识别靶细胞（接触） 膜蛋白的多样性决定功能多样性：运输物质（选择透过性）；催化；识别；能量转换 【易错警示】 1.溶酶体酶也需经过内质网、高尔基体的加工运输。 2.误认为囊泡也属于细胞器，囊泡属于细胞结构，但不属于细胞器。 3.能进行光合作用的生物，不一定有叶绿体（如蓝细菌）,但植物的光合作用一定在叶绿体中进行。 4.能进行有氧呼吸的生物不一定有线粒体，但真核生物的有氧呼吸一定有线粒体参与，且丙酮酸彻底氧化分解一定发生于线粒体中。 5.一切生物，其蛋白质合成场所一定是核糖体。 6.并不是所有蛋白质的加工都在内质网上进行，胞内蛋白质（如过氧化氢酶、呼吸酶、血红蛋白等）的加工发生在细胞质基质。 4． 细胞的代谢 1.细胞通过质膜与外界进行物质交换 1.被动运输 （1）概念：小分子物质物质以自身分子运动为动力，从高浓度区域向低浓度区域移动，这种移动方式称为扩散。 （2）类型 比较项目 自由扩散 协助扩散 定义 小分子物质以扩散的方式透过细胞膜 借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式 运输方向 顺浓度梯度（分子多-分子少） 顺浓度梯度（分子多-分子少） 是否需要转运蛋白 不需要 需要 是否消耗能量 不消耗 不消耗 （3）影响因素 ①膜内外物质浓度梯度的大小。 ②某些物质的运输速率还与转运蛋白的数量有关。 ③温度变化会影响物质运输速率。 （4）渗透现象 ①定义：水分子以被动运输的方式透过质膜，从溶液浓度低的一侧（水分子多）渗入到溶液浓度高的的一侧（水分子少）的现象。 2.主动运输 （1）特点：物质逆浓度梯度从细胞外吸收或向细胞外排除一些物质。 （2）条件：物质逆浓度梯度（分子少的-分子多的地方运输）进出细胞需借助质膜上的载体蛋白，还需要细胞提供能量。 （3）实例：K＋、Ca2＋、Na＋等离子通过细胞；葡萄糖进入小肠上皮细胞。 （4）影响因素：载体蛋白的种类和数量、能量（温度、O2浓度） （5）意义：主动选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。 3.大分子物质通过胞吞和胞吐进出细胞 细胞还需要摄取或排出一些大分子或颗粒物。 1.胞吞和胞吐 ①特点 ②举例 ③结构基础：体现了膜的一定的流动性 ④影响因素：能量，能量充足胞吞胞吐作用加快，分泌蛋白，吞噬细胞吞噬病原体。 【易错警示】 1.载体与受体的区别：载体是协助物质运输的蛋白质，如细胞膜上运输葡萄糖、Na+、K+等的载体蛋白；受体是接受信号分子的蛋白质，大多为糖蛋白，主要作用是实现细胞间信息交流。 2.通道蛋白只能参与协助扩散，载体蛋白可参与协助扩散和主动运输。 3.胞吐不是只能运输大分子物质，也可以运输小分子物质，如神经递质。 补充：胞吞和胞吐的易错点 1.胞吞过程需要某些特定的膜蛋白的作用，但是不需要转运蛋白的作用，消耗细胞呼吸所释放的能量。 2.胞吐不是只能运输大分子物质，也可以运输小分子物质，如神经递质。 3.被动运输和主动运输主要体现了膜的选择透过性，胞吞、胞吐主要体现了膜的流动性。 二、酶催化细胞的化学反应 1.酶是生物催化剂 （1）观察酶的催化实验 动物肝脏细胞中有丰富的过氧化氢酶，可催化过氧化氢（H2O2）的分解，放出O2。FeCl3是无机催化剂，也可催化H2O2分解。通过比较两种催化反应的气泡产生量，可以判断酶的催化效率。 取3支试管，分别标记为 A、B、C。加入试剂和材料，并用封口膜盖住试管口。观察各试管内气泡产生情况。 ①实验原理（过氧化氢分解） 2H2O22H2O＋O2↑ 反应物称为酶的底物； 酶作为催化剂，可以反复使用（只有催化功能） 酶催化特定化学反应的能力称为酶活性，可用酶促反应的速率表示 ②实验结论：酶具有催化作用，同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 （2）酶：活细胞产生的具有催化能力的生物大分子 ①来源：酶由活细胞产生的具有催化能力的生物大分子。 ②生理作用：催化作用 化学本质 （绝大多数）蛋白质 （少数）RNA 合成原料 氨基酸 核糖核苷酸 合成场所 核糖体（合成蛋白质） （主要）细胞核（合成RNA）（真核生物）、线粒体、叶绿体 存在场所 主要在细胞内，也可存在于细胞外 ③酶的特性 1)酶具有高效性 旺盛的生命活动需要快速的化学反应作为基本保障。酶具有非常高的催化效率（高效性）。例如，单个过氧化氢酶分子在1s内可以催化四千万个过氧化氢分子分解。 2)酶具有专一性 酶细胞中已知的酶有数千种，每一种酶通常只催化一种或一类化学反应。例如，过氧化氢酶只催化H2O2的分解，不会催化其他的反应。 3)酶分子上有与底物结合并起催化作用的空间区域，称为活性中心。底物只有与酶的活性中心契合时才能被催化。反应完成后，酶释放出产物，又会接受下一个底物分子进行新一轮反应。 (3)酶活性受环境因素影响 ①温度（影响酶的活性） 酶的作用需要适宜的温度，酶通常在其适合的温度时活性最高,如人体内酶的最适温度范围是35-40℃,低于或高于最适温度,酶活性均会降低。高温会破坏酶的空间结构,产生不可逆的变化,使酶活性丧失。 ②pH（影响酶的活性） 酶的作用需要适宜的pH，环境酸碱度对酶活力影响很大。每一种酶都有其最适的pH范围，与其发挥作用的环境pH一致。例如，口腔内的唾液淀粉酶适合中性环境，胃蛋白酶的最适pH范围则在2左右，而胰腺分泌的胰蛋白酶在小肠工作，适应弱碱性的环境。 补充：酶促反应速率的影响曲线分析 酶促反应速率的具体指标：单位时间底物的消耗量或者产物的生成量 补充：酶抑制剂（可逆抑制剂） 有一些物质会对酶产生抑制作用，引起酶的活性降低或丧失，这类物质统称为酶抑制剂。 常见的抑制形式： ①（竞争性）抑制剂与底物竞争酶的活性中心，减少底物与酶的有效结合； ②（非竞争性）抑制剂与酶的其他部位结合，改变了酶的空间结构，使酶的活性中心不能与底物有效结合。 许多农药和药物是依据这种机理设计的，如除草剂草甘膦、镇痛的布洛芬以及多种抗癌药物等。一些外源性的毒素也是通过酶活性抑制途径对生物体产生毒性的。 （A）抑制剂与底物竞争酶的活性中心 （B）抑制剂引起酶活性中心空间结构改变 2.ATP是生命活动的直接能源物质 （1）中文名称：腺苷三磷酸 （2）结构简式：A—P～P～P，其中A代表腺苷，T代表三，P代表磷酸基团，～代表特殊的化学键。 （3）ATP的两种供能方式：通过含磷基团转移到目标分子上或水解，为生命活动提供能量。 （4）功能：ATP是生命活动的直接能源物质 （5）ATP与ADP之间的相互转化及ATP的利用 项目 ATP的合成（放能反应） ATP的水解 反应式 ADP＋Pi＋能量ATP ATPADP＋Pi＋能量 所需酶 ATP合成酶 ATP水解酶 能量来源 光能、化学能 储存在特殊化学键中的能量 能量去路 储存在特殊化学键中 水解断裂最外侧高能磷酸键，释放能量用于各项生命活动 反应场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体 生物体的需能部位 结论：物质是可逆的，能量是不可逆的，酶也不相同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应。 补充：生物体内的能源物质总结 （1）能源物质：糖类、脂肪、蛋白质、ATP。 （2）主要能源物质：糖类。 （3）储能物质：脂肪、淀粉（植物细胞）、糖原（动物细胞）。 （4）主要储能物质：脂肪。 （5）直接能源物质：ATP（CTP/GTP/UTP等也可以直接为生命活动供能） （6）最终能量来源：太阳能。 3.有氧呼吸产生大量ATP 1.细胞呼吸：细胞通过氧化分解有机物，将有机物中的能量换成可供生命活动直接使用的ATP，这个过程称为细胞呼吸。 2.细胞呼吸的类型：有氧呼吸和无氧呼吸。 3.有氧呼吸 （1）总化学反应式： （2）细胞呼吸过程： （3）有氧呼吸 ①第一阶段糖酵解（细胞质基质）：C6H12O62丙酮酸（C3H4O3）+4NADH（还原性辅酶Ⅰ）+少量ATP ②第二阶段①三羧酸循环（线粒体基质）：2丙酮酸（C3H4O3）+6H2O 6CO2+20NADH+少量ATP ③第二阶段②电子传递链和氧化磷酸化（线粒体内膜）：24NADH（H+）+O2→12H2O+大量ATP 场所 细胞质基质 线粒体（有氧呼吸的主要场所） 过程 糖酵解 三羧酸循环、电子传递链 产物 丙酮酸（C3H4O3） CO2和H2O 能量 有部分能量储存在ATP中，其余以热能形式释放 释放的能量部分转化生成 ATP，部分以热能的形式释放 物质变化 糖酵解： C6H12O62丙酮酸（C3H4O3）+4NADH（还原性辅酶Ⅰ）+少量ATP ①三羧酸循环： 丙酮酸（C3）CO2+乙酰辅酶A（二碳化合物）； 乙酰辅酶A（二碳化合物）+3H2O2CO2+NADH+少量能量 总：2丙酮酸（C3H4O3）+6H2O6CO2+20NADH+少量ATP ②电子传递链（氧化磷酸化）： 24NADH（H+）+O2→12H2O+大量ATP（30个） 产物 丙酮酸（C3H4O3）、释放少量能量、形成少量ATP CO2、H+、释放少量能量、形成少量ATP； H2O、释放大量能量、形成大量ATP 物质转换 葡萄糖被彻底氧化分解为CO2和H2O 能量转换 葡萄糖分子中的化学能最终转化为大量 ATP 和热能 （4）无氧呼吸 ①概念：细胞在无氧的条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底的氧化分解，产生遗传和CO2或乳酸，释放出少量能量，生成少量ATP的过程） ②场所：细胞质基质 ③过程： 1）第一阶段糖酵解（细胞质基质）：C6H12O62丙酮酸（C3H4O3）+4NADH（还原性辅酶Ⅰ）+少量ATP 2）第二阶段（细胞质基质）：C6H12O6+NADH2C2O5OH（酒精）+2CO2 或C6H12O6+NADH2C3H6O3（乳酸） 第一阶段 （细胞质基质） 葡萄糖丙酮酸＋NADH＋少量能量 第二阶段（细胞质基质） 酒精发酵 大多数植物、酵母菌等 乳酸发酵 高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、乳酸菌等 （4）无氧呼吸意义：一些动植物细胞和微生物能通过无氧呼吸的方式分解有机物获取能量，以保障短时间缺氧环境下生命活动的进行。 （5）比较有氧呼吸和无氧呼吸 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 不 同 点 反应条件 需要氧气、酶和适宜的温度 不需氧气，需要酶和适宜的温度 场所 细胞质基质（第一阶段） 线粒体（第二阶段） 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 分解产物 CO2、H2O 乳酸或酒精和CO2 能量释放 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，生成ATP供生命活动所需 过程 第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同 意义 为生物体的各项生命活动提供能量 【易错警示】 （1）葡萄糖是有氧呼吸最常利用的物质，但不是唯一的物质。 （2）葡萄糖不能进入线粒体，需要在细胞质基质中分解为丙酮酸和[H]后，丙酮酸才能进入线粒体中进一步分解。 （3）真核细胞中哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫无线粒体，只能进行无氧呼吸。线粒体不是进行有氧呼吸必需的结构，如蓝细菌（原核生物）无线粒体，但能进行有氧呼吸。 （4）不是所有植物细胞无氧呼吸的产物都是酒精和二氧化碳，玉米胚、甜菜块根、马铃薯块茎等植物细胞无氧呼吸的产物是乳酸。人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，因此人体细胞产生二氧化碳只能通过有氧呼吸。 （5）无氧呼吸只有第一阶段释放能量，第二阶段不释放能量。 （6）无氧呼吸产物不同的原因：不同生物体内催化反应进行的酶的种类不同。 （7）无氧呼吸并不是必须在绝对无氧的条件下进行。有氧但氧气浓度较低的条件下同样可以进行无氧呼吸。 （8）有氧条件下葡萄糖中能量的去向有两个：大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中。无氧条件下葡萄糖中能量的去向有三个：①未释放的能量储存在酒精或乳酸中；②释放的能量大部分以热能的形式散失；③释放的能量少部分储存在ATP中。 补充：细胞呼吸的影响因素及其应用 1．内部因素 （1）遗传特性：不同种类的植物呼吸速率不同。实例：旱生植物＜水生植物，阴生植物＜阳生植物。 （2）生长发育时期：同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同。实例：幼苗期＞成熟期 （3）器官类型：同一植物的不同器官呼吸速率不同。实例：生殖器官＞营养器官。 2．外界因素 （1）温度 ①原理：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸速率。 ②应用：储存水果、蔬菜时应选取零上低温；大棚夜间适当降温，减少呼吸消耗。 （2）O2浓度 ①原理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。 ②A.O2浓度低时，无氧呼吸占优势。 B.随着O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。 C.当O2浓度达到一定值后，随着O2浓度增大，有氧呼吸不再加强（受呼吸酶数量等因素的影响）。蔬果储存p点（总的CO2释放的最低点） ③应用 a．选用透气的消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸。 b．作物栽培中及时松土，保证根的正常细胞呼吸。 c．提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。 d．稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡。 （3）CO2浓度 ①原理：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。 ②应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗，有利于果蔬保鲜。 （4）含水量 ①解读：一定范围内，细胞中自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。 ②应用：粮食储存前要进行晒干处理，目的是降低粮食中的自由水含量，降低细胞呼吸强度，减少储存时有机物的消耗。水果、蔬菜储存时保持一定的湿度。 4.其他有机分子也可被氧化分解 其他有机物的氧化分解 4.叶绿体是植物光合作用场所 （1）概念：主要发生在植物的绿色部位，这些部位的细胞中有叶绿体。电子显微镜下可观察到，叶绿体内部有许多单层膜构成的扁平囊状的类囊体，悬浮在叶绿体的基质中。 ①叶绿体的形态：扁平的椭球形或球形。 ②叶绿体的结构模式图 1）结构 ↓决定 2）功能：类囊体膜上分布着丰富的与光合作用有关的色素和蛋白质，是光能吸收和转换的场所。 （2）叶绿体捕获光能、进行光合作用的物质基础 ①在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子。（色素的分布） ②在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。 （3）高等植物叶绿体中的色素的种类： 色素种类 色素颜色 色素含量 溶解度 扩散速度 叶黄素 黄色 最少 最高 最快 胡萝卜素 橙黄色 较少 较高 较快 叶绿素a 蓝绿色 最多 较低 较慢 叶绿素b 黄绿色 较多 最低 最慢 （4）叶绿体色素吸收光谱 ①叶绿体色素的显著特点是能吸收可见光中特定波长的光：主要集中在蓝紫光和红橙光区域，几乎不吸收绿光。 ②不同色素分子吸收的光的波长有差异。 ③叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 ④在自然界中，晴天的直射光中红橙光的比例高，阴天的散射光中蓝紫光比例高。 5.光合作用是物质和能量的转换和过程 （1）概念：绿色植物通过叶绿体，利用光能将CO2和水转化成储存能量的有机物，并且释放出O2的过程。 （2）光合作用的反应式：CO2＋H2O（CH2O）＋O2 （3）探索光合作用原理的部分实验 时间 内容 1642年 比利时科学家赫尔蒙特认为，植物生长增加的质量主要来源于水，而不是土壤。 1771年 英国化学家普里斯特利认为植物能够净化由于蜡烛燃烧、动物呼吸而变得“污浊”空气。 1779年 荷兰科学家英格豪斯发现植物净化空气的必要条件。 1785年 随着空气组成成分的发现，人们才明确植物在光下放出的气体是O2，吸收的是CO2 1804年 瑞士化学家索绪尔证明植物体的碳来自植物同化大气中的CO2 19世纪中期 德国物理学家迈尔发现植物把太阳能转化成化学能贮存起来，成为能量的供给者 1864年 德国植物生理学家萨克斯说明叶片在光下制造了淀粉。 1897年 法国科学家佩弗将绿色植物利用太阳能将CO2和H2O合成为有机物并释放O2的过程。 1941年 美国科学家鲁宾和卡门用同位素标记法实验为O2的来源提供直接的证据。（O2中的O来自哪里？来自于H20） 20世纪40年代 美国科学家卡尔文团队使用同位素标记和双向纸层析技术 1929年 中国科学家殷宏章发现“光色瞬变效应”，进一步证实了光合作用有两种光系统。 （2） 光合作用过程 比较项目 光反应 碳反应 区别 反应场所 叶绿体的类囊体膜上 叶绿体的基质中 物质变化 ①光能的捕获与转换： 光→色素→叶绿素a→氧化叶绿素a+e- ②水的光解： 2H2OO2＋4H+＋4e－ ③高能化合物的形成 NADPH的合成： NADP＋＋H＋＋2e－NADPH ATP的合成： ADP＋Pi＋能量ATP ①CO2的固定： 3CO2＋3五碳糖6C3（三碳化合物） ②C3的还原： 6C36三碳糖 ③C5的再生： 5三碳糖3C5； 三碳糖其他糖 ③ATP的水解： ATPADP＋Pi＋能量 ④NADPH的分解： NADPHNADP＋＋H＋＋2e－ 能量变化 光能→电能→ATP和NADPH中活跃的化学能 ATP和NADPH中活跃的化学能→糖分子中稳定的化学能 ⑤光合作用中的物质变化（C3和C5含量变化） 条件 光照由强到弱CO2供应不变 光照由弱到强 CO2供应不变 CO2供应由充足到不足，关照不变 CO2供应由不足到充足，关照不变 C3含量 增加 减少 减少 增加 C5含量 减少 增加 增加 减少 NADPH和ATP 减少或没有 增加 增加 减少 注：此处各物质含量的变化为外界条件改变后的短时间内发生的，且为相对含量的变化。分析某物质变化时，要根据其亲源和去路分析。如停止光照后的短时间内，NADPH和ATP的合成停止，消耗速率不变。故二者含量下降；C3的还原速率因缺少NADPH和 ATP而减慢，导致C3消耗速率和C5生成速率减小，又因CO2固定速率不变，即C3的生成速率和C5的消耗速率不变，故C3增加、C5减少。 补充：光合作用受环境因素影响 1.光合作用的强度（又称光合速率） （1）定义：单位面积叶片在单位时间内进行光合作用释放的O2量或消耗的CO2量来表示，植物的光合速率不仅受内在因素的控制，还受多种环境因素的影响。 （2）辨析总光合速率和净光合速率 项目 表示方法（单位：g·cm－2·h－1） 呼吸速率 线粒体释放CO2量（m1）；黑暗条件下细胞（植物体）释放CO2量 线粒体吸收O2量（n1）；黑暗条件下细胞（植物体）吸收O2量 有机物（葡萄糖）消耗量 净光合速率 细胞（植物体）从外界吸收的CO2量（m2） 细胞（植物体）释放到外界的O2量（n2） 植物（叶片）积累的有机物（葡萄糖）量 真正（总）光合速率 叶绿体利用、固定/消耗CO2量m3或（m1＋m2） 叶绿体产生、释放O2量n3或（n1＋n2） 植物（叶绿体）产生/实际制造的有机物（葡萄糖）量 真正（实际或者总）光合速率＝呼吸速率＋净（表观：表面测到的）光合速率。 植物绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。 2.影响光合作用的因素 （1）环境因素（外因） ①光照强度 光是光合作用的能量来源。也许你会认为随着光照强度 增加，光合作用速率会持续上升，事实并非如此。是 以菜豆叶片为材料研究光照强度与光合速率关系的实验结果。 从图中可以看出，弱光下光合速率会随光照强度增大而提高， 但是当光合作用达到最大速率后，再提高光照强度，光合速率不再提高。 （2）CO2浓度 CO2是光合作用的原料，大气中CO2浓度约为0.03%，基本稳定。 应用：在人工温室栽培时补充室内CO2的浓度，可使一些作物生长加快，增产效果明显。 （3）温度 温度主要影响酶的活性和蛋白质的功能。热带、温带和寒带植物都有各自适合生存的温度范围，低于或高于这个范围，光合作用效率降低。不同地区植物光合作用的适合温度范围有所差异。 （3）水 水是光合作用的原料，缺水会导致光合作用速率的减慢甚至停止。许多陆生植物叶片表面有厚的蜡质层，还有一些植物在中午阳光直射时会关闭气孔，从而减少水分蒸腾。 3.影响因素-内因 色素含量，叶绿体的数量，酶的数量等。 ▉考点04细胞通过分裂实现增殖 1.细胞增殖： 1. 有丝分裂 （1）过程 时期 分裂间期 前期 中期 后期 末期 特点 DNA和中心体复制，合成细胞分裂所需的蛋白质 形成染色体和纺锤丝，染色体的着丝粒部位连接纺锤丝，向细胞中央的赤道面移动 所有染色体整齐排列在赤道面上 姐妹染色单体在着丝粒部位分开，分别随纺锤丝向两极移动，细胞随之变长 染色体到达两极，解旋为染色质，被核膜包围，完成细胞核中遗传信息的平均分配 植物 无中心粒的倍增（低等植物细胞除外） 细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体 细胞中部形成细胞板，扩展形成细胞壁，形成两个子细胞 动物 中心体复制 完成中心粒的倍增 中心体发出纺锤丝，构成纺锤体 细胞膜从中部向内凹陷，细胞质缢裂成两个子细胞 4.细胞质分裂：一般开始于有丝分裂后期。以动物细胞为例，随着细胞质膜在赤道面向内凹陷，细胞质发生分裂，最终形成两个完全独立的子细胞。 5.动物有丝分裂和高等植物有丝分裂的区别： （1）动物有丝分裂：位于细胞质中的两个中心体移向两极，并以中心体为起点构建由微管组成的呈放射状排列的纺锤丝。纺锤丝以两极中心体为顶点，在前期开始形成一个梭形的纺锤体结构。有丝分裂过程中，来自同一染色体的姐妹染色单体分别由纺锤丝牵引向两极移动，完成分裂中最重要的染色体分配。 （2）高等植物有丝分裂：高等植物细胞虽然没有中心体结构，但细胞分裂时同样有纺锤丝、纺锤体的形成。 4.有丝分裂的意义：有丝分裂后，子细胞中染色体数目与亲代细胞完全相同，分裂过程中染色体的行为保证了细胞遗传信息由亲代到子代的稳定遗传。 补充：与细胞有丝分裂有关的细胞器 （1）有丝分裂过程中细胞器的作用时期及生理作用 细胞器名称 生物类型 作用时期 生理作用 核糖体 动物、植物 主要是分裂间期 合成相关蛋白质 线粒体 动物、植物 整个细胞周期 提供能量 高尔基体 植物 末期 与细胞壁（板）的形成有关 中心体 动物、低等植物 前期 与纺锤体的形成有关 （2）有丝分裂过程中相关细胞器的分配 ①中心体经复制后，均等分配到两个子细胞中。 ②线粒体等细胞器随机分配到两个子细胞中。 DNA的平均分配指细胞核中的染色体（含有DNA）平均分配，而细胞质中的DNA 在细胞分裂时期是随机分配的，如线粒体DNA在细胞分裂时随线粒体随机分配进入子细胞中。 2.细胞分裂具有周期性 从植物细胞有丝分裂的观察实验中可以发现，即使是在细胞分裂旺盛的根尖分生区，大部分细胞都有清晰的细胞核，而正进行有丝分裂的细胞相对较少。 补充：1.连续增殖细胞：造血干细胞，皮肤生发层细胞，植物的根茎尖端分生区细胞等； 2.不增殖细胞：哺乳动物的红细胞，神经细胞，肌细胞等 3.暂不增殖细胞，又被称为G0细胞：肝细胞，淋巴细胞等 分裂间期与分裂期的联系：分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。 补充：判断细胞周期 1.“先长后短”：一个细胞周期要先经过一个长的分裂间期进行物质准备，再经过一个短的分裂期。 2.“终点到终点”：从完成时开始，到（下一次）完成时结束，为一个细胞周期。 3.“先复制后分裂”：一个细胞周期一定要先完成DNA的复制，才能完成细胞的分裂。 3．细胞有多分裂方式 原核细胞一般只有1条DNA，复制后细胞可以直接一分为二形成新的个体（二分裂），所以细菌的增殖很快。 真核生物细胞的分裂方式除了有丝分裂外，还有无丝分裂和减数分裂。 （1）无丝分裂 （1）特点：在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化。 （2）过程：分裂时，细胞核内染色质复制完成后，细胞核和细胞质直接拉长一分为二，无丝分裂保证了细胞在短时间内就可以完成增殖过程。 （3）实例：草履虫等单细胞生物通常以这种方式进行增殖等。 补充：1．染色体行为变化 ①染色单体是染色体经过复制后仍连接在同一个着丝粒上的两条姐妹染色单体；当着丝粒分裂后，两条姐妹染色单体分开成为独立的染色体。 ②染色体数目是根据着丝粒数目来计数的，有几个着丝粒就有几条染色体。 （1）当有染色单体（分裂间期的G2期、前期、中期）时，染色体数∶染色单体数∶核DNA数＝1∶2∶2。 （2）当无染色单体（分裂间期的G1期、后期、末期）时，染色体数∶核DNA数＝1∶1。 2．观察一个细胞周期中染色体的行为变化，填表归纳染色体数目、核DNA数目、染色单体数目的变化规律。（2n表示正常体细胞内染色体数目和核DNA数目） 项目 间期 前期 中期 后期 末期 染色体数目 2n 2n 2n 4n 4n→2n DNA数目 2n→4n 4n 4n 4n 4n→2n 染色单体数目 0→4n 4n 4n 0 0 3．有丝分裂中DNA、染色体、染色单体含量变化曲线分析 （1）曲线模型 （2）曲线解读 项目 上升段的变化原因 下降段的变化原因 DNA 间（S）期DNA复制（DNA数目加倍） 末期细胞一分为二， 染色体、DNA数目减半 染色体 后期着丝粒分裂，染色体数目加倍 染色单体 间（S）期DNA复制（染色单体形成） 后期着丝粒分裂（姐妹染色单体分开，染色单体消失 4.细胞通过分化形成组织器官 ①定义：同一来源的细胞逐渐发生形态结构和生理功能上的差异，这一过程称为细胞分化。 ②特点：（1）贯穿于生物个体发育的全过程：与细胞内遗传信息的表达有关。受精卵分化形成的各种细胞拥有与受精卵相同的遗传信息，但在不同类型细胞中，这些遗传信息的表达状况是不同的，以致细胞形态结构和功能产生差异化。 （2）稳定和不可逆性：分化终端的细胞不再分裂，如神经细胞、肌肉细胞和表皮细胞等稳定地表现一定的形态特征，执行一定的生理功能，然后逐步走向衰老和死亡。但在某些特殊情况下，个别分化终端的细胞会失去控制，逆向恢复分裂。 ③细胞分化的原因：细胞中基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。 补充：（1） 细胞分裂使细胞的数量增多，细胞的分化使细胞器的种类增多。 （2） 细胞分裂是细胞分化的基础，二者往往相伴相随，但是分化程度越大的细胞，分裂能力一般越小。 具有分裂能力的细胞不一定会分化，癌细胞是具有分裂能力的细胞不会分化。9具有分化能力的细胞不一定会分裂，未成熟的红细胞具有分化能力但不会分裂。 补充：不同水平理解细胞分化 细胞水平 细胞的形态、结构和生理功能发生改变（细胞数目不变） 细胞器水平 细胞器的种类和数目及细胞质基质的成分和功能发生改变 分子水平 核酸 DNA不变，RNA的种类和数目发生改变 蛋白质 蛋白质种类、数量、功能发生改变 5.不同细胞的分化能力具有差异性 （1）细胞的全能性 ①定义：不同细胞的分化能力有差异性，若单个细胞能够发育形成完整的生物体，我们称这种细胞具有全能性。（分化程度↑，全能性↓，分裂能力↓） ②实例： ③实现全能性的条件：离体、适宜的营养物质、植物激素、无菌、温度、湿度、光照、氧气等。（选必三） ④全能性大小 （2）干细胞 ①定义：具有自我更新和增殖、分化能力的细胞。 ②种类: 【易错警示】 1.一般来说，细胞分化程度越高，分裂能力越低，全能性越难实现。 2.分化程度高的细胞全能性不一定低，如生殖细胞属于高度分化的细胞，但全能性依然较高。3.种子萌发长成新植株并没有体现细胞的全能性，因为种子的胚本身就是植株的幼体，其萌发长成植株是正常发育过程。 4.并非所有干细胞都要发生分化:干细胞分裂后一部分细胞发生分化，成为具有特定功能的组织细胞;还有一部分保持分裂能力，用于干细胞的自我更新。 补充：细胞分裂和细胞分化的关系 项目 细胞分裂 细胞分化 发生时间 从受精卵开始 发生在整个生命过程中 原因 细胞增殖需要 基因选择性表达 结果 细胞数目增多 细胞种类增多 意义 保持了亲、子代间遗传的稳定性 保证了生物体正常发育 联系 细胞分裂是细胞分化的基础，两者往往是相伴相随的，随分化程度加大，分裂能力逐渐下降 6.细胞存在衰老现象（细胞衰老与个体衰老的关系） 1.现象 在细胞的生命周期里，当其分化成熟后，分裂能力会逐步降低甚至丧失，细胞的形态结构和功能都会发生一系列退行性的变化。 2.特点 （1）膜结构流动性减小，原本分工明确又相互协作的内部结构活性下降，不再有序地工作； （2）细胞内酶的活性降低、代谢减缓等 2．原因 ①外界因素②内部原因 在细胞衰老过程中，细胞内生理活动、物质代谢、基因活动等都发生了变化。 7．细胞具有不同的死亡方式 （1）细胞凋亡（细胞程序性死亡） ①定义：死亡的细胞会由分裂分化产生的新细胞来代替，细胞的死亡方式是机体自主性和生理性，受遗传信息控制，具有程序性。 ②类型 ③意义：在个体发育过程中，细胞凋亡对组织形态结构的形成具有重要的作用。 （2）细胞坏死（细胞被动死亡的现象） ①定义：细胞遭受极端的外界因素刺激（如物理或化学损害因子、致病物质等）而导致的损伤后死亡的现象。 ②举例： ③细胞死亡的意义：是细胞生命活动之一，是生物体清除衰老、损伤或病变细胞的一种自然生理过程。 补充：细胞自噬（广角镜） 细胞自噬是细胞组分降解与再利用的过程。细胞将没有功能或者衰老的内部结构包裹在膜泡中，运输至溶酶体或液泡进行回收、销毁。生物体面对饥饿或感染时，部分细胞会以细胞自噬的方式死亡，以应对恶劣环境。细胞自噬还和一些癌症、传染性疾病和神经退行性疾病的发生有关。因此，科学家也在针对细胞自噬开发相应的药物来治疗这些疾病。 补充：比较细胞自噬和细胞凋亡 区别：①形态学上的区别：凋亡会使细胞膜内陷形成凋亡小体，最后细胞解体；自噬是形成双层膜的自噬泡，包裹细胞质内的物质，然后与溶酶体融合消化掉内容物。 ②生理意义上的区别：凋亡一定引起细胞死亡；自噬不一定引起细胞死亡。 联系：有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。 补充：细胞衰老、细胞凋亡和细胞坏死的区别 项目 细胞衰老 细胞凋亡 细胞坏死 实质 内因和外因共同作用的结果 受到由遗传机制决定的程序性调控 受电、热、冷、机械等不利因素影响，与基因无关 形态变化 细胞萎缩，细胞膜皱缩 多为单个细胞，形成凋亡小体，细胞膜内陷 外形呈不规则变化，细胞膜破裂 意义 ①生物体的绝大多数细胞都经历未分化—分化—衰老—死亡的过程； ②细胞衰老是时刻都在发生的 ①清除多余、无用的细胞； ②清除完成正常使命的衰老细胞； ③清除体内的有害细胞； ④维持器官和组织中细胞数目的相对稳定 对周围细胞造成伤害，引发炎症 对机体的影响 对机体有利 对机体有利 对机体有害 炎症反应 不释放细胞内容物，无炎症反应 释放细胞内容物，引发炎症 举例 人体的细胞毒性 T 细胞识别了被感染的细胞，诱导该细胞主动裂解死亡 细菌入侵人体细胞，使宿主细胞受到破坏而死亡， 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$