期中考前核心知识必背(4章核心内容速记)高一生物上学期人教版
2025-10-02
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版必修1 分子与细胞 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第1章 走近细胞,第2章 组成细胞的分子,第3章 细胞的基本结构 |
| 类型 | 学案-知识清单 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 6.77 MB |
| 发布时间 | 2025-10-02 |
| 更新时间 | 2025-10-02 |
| 作者 | 爱生物的橙子老师 |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2025-10-02 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54201129.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中生物学知识清单系统梳理了细胞的基本单位、分子组成、结构功能及物质输入输出等核心内容,从微观到系统搭建递进式学习支架,涵盖核心概念解析、实验技能指导及跨章节知识联系。
清单通过对比表、实验流程图、易错点标注构建知识体系,如原核与真核细胞对比表、显微镜使用步骤详解,培养科学思维与探究实践能力。“特别提醒”标注病毒非生命系统等易错点,“实验步骤”细化质壁分离操作,助力学生高效复习,教师精准教学。
内容正文:
生物学·必修一复习知识点(2024新教材期中复习)
第1章 走进细胞
第1节 细胞是生命活动的基本单位
一、细胞学说及其建立过程
1.细胞学说主要建立者:德国科学家施莱登和施旺。
2.细胞学说的要点
(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。
(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生命起作用。
(3)新细胞是由老细胞分裂产生的。
3.细胞学说的意义
揭示了动物和植物的统一性,从而阐明了生物界的统一性。
二 细胞是基本的生命系统
1.细胞是生命活动的基本单位,生命活动离不开细胞
2.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。
(1)基本的生命系统:细胞。
(2)最大的生态系统也是最大的生命系统:生物圈。
(3)植物:没有系统这一结构层次。
(4)单细胞生物:单细胞生物对应生命系统结构层次中的细胞层次,也是个体层次。
(5)病毒:不能进行独立的代谢,不属生命系统结构层次。
(6)分子或原子:是一个系统,但不是生命系统。
第二节 细胞的多样性和统一性
一、细胞生物的常见类型
二、蓝细菌
三、真核细胞和原核细胞的比较
比较项目
原核细胞
真核细胞
本质区别
无以核膜为界限的细胞核
有以核膜为界限的细胞核
细胞壁
主要成分是肽聚糖(支原体没有细胞壁)
植物细胞细胞壁主要成分是纤维素和果胶;动物细胞无细胞壁;真菌细胞细胞壁主要成分为几丁质
细胞质
有核糖体,无其他细胞器
有核糖体和其他细胞器
细胞核
拟核,无核膜和核仁
有核膜和核仁
DNA主要存在形式
拟核中:大型环状、裸露;
细胞核中:和蛋白质形成染色体(质);
共有结构或物质
细胞膜、细胞质、核糖体、DNA、RNA
四、显微镜的使用
1.显微镜的构造
(1)物镜(有螺纹),物镜越长放大倍数越大,距离载玻片的距离越近;目镜(无螺纹),目镜越长放大倍数越小。
(2)放大倍数的计算:显微镜的放大倍数等于目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。
(3)放大倍数的实质:显微镜的放大倍数是指长度或宽度的放大,不是指面积或体积的放大。
(4)显微镜成像特点:左右相反、上下颠倒的虚像
①载玻片上写字母d,则视野中观察到的为p;实物顺逆时针转动在观察时是不变的。
②把物像移到视野中央时,应偏哪往哪移装片。
2.显微镜的使用
特别提醒
⑴必须先用低倍物镜观察,找到要观察的物像,移到视野中央,再换用高倍物镜观察。
⑵换用高倍物镜后,不能再转动粗准焦螺旋,只能用细准焦螺旋来调焦。
⑶换用高倍物镜后,若视野太暗,应先调节遮光器(换大光圈)或反光镜(用凹面反光镜)使视野变亮,再调节细准焦螺旋。
⑷换用高倍镜头后视野会变暗,但显微镜的视野并不是越亮越好,观察透明度较大的、颜色较浅的材料时,应将视野调暗一些。如观察变形虫(虫体透明)时,应选用平面镜和小光圈。观察颜色深的材料,视野应适当调亮。
3.高倍镜与低倍镜观察情况的比较
物像大小
看到细胞数目
视野亮度
物镜与玻片的距离
视野范围
高倍镜
大
少
暗
近
小
低倍镜
小
多
亮
远
大
4.视野中细胞数目与放大倍数的关系
(1)若视野中细胞成单行,则计算时只考虑长度,可根据看到的细胞数量与放大倍数成反比的规律进行计算。
计算
公式
放大之后的细胞数量=放大之前的细胞数量÷
举例
(2)若视野中细胞均匀分布在整个视野中,可根据看到的细胞数目与放大倍数的平方成反比的规律进行计算。
计算
公式
放大之后的细胞数量=放大之前的细胞数量÷
举例
第二章 组成细胞的分子
第一节 细胞中的元素和化合物
一、组成细胞的元素
1.元素的来源、分类和存在形式
2.生物界和无机自然界在元素组成上的统一性和差异性
(1)统一性:组成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到,在元素种类上具有统一性。
(2)差异性:同一种元素在生物界和无机自然界中的相对含量差别很大。
二、组成细胞的化合物
第二节 细胞中的无机物
一、细胞中的水
1.细胞中水的存在形式和功能
2.自由水、结合水与细胞代谢及抗逆性的关系
二、细胞中的无机盐
第三节 细胞中的糖类和脂质
一、细胞中的糖类
1.糖类的功能:主要的能源物质。
2.糖类的元素组成:一般由C、H、O构成。
3.糖类的分类
特别提醒
1.糖类并非都能提供能量。纤维素是组成植物细胞壁的主要成分,核糖和脱氧核糖是组成核酸的成分,它们都不能提供能量。
2.不是所有糖类都有甜味,如淀粉、纤维素没有甜味。
3.糖类的合成场所(细胞内):叶绿体(葡萄糖、淀粉、蔗糖)、高尔基体(纤维素)、肝脏(肝糖原)、肌肉(肌糖原)。
4.糖尿病人的饮食受到严格限制,包括米饭、馒头等主食也都需定量摄取,原因是这些主食富含淀粉,淀粉经消化分解后生成的是葡萄糖。
二、细胞中的脂质
1.元素组成:主要是C、H、O,有些脂质还含有P、N。
2.特点
(1)相对于糖类,脂质分子氧的含量低,氢的含量高。
(2)脂质分子结构差异很大,通常不溶于水,而溶于脂溶性有机溶剂。
3.脂质的分类和功能
4.细胞中糖类和脂质的转化
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1.检测原理:某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应。
(1)糖类的检测:还原糖+斐林试剂砖红色沉淀。
(2)脂肪的检测:脂肪+苏丹Ⅲ染液―→橘黄色。
(3)蛋白质的检测:蛋白质+双缩脲试剂―→紫色。
2.材料的选择:要检测的物质含量高;白色(无色)或近于白色(无色)。
3.实验步骤
(1)还原糖的检测和观察
待测组织样液2 mL
↓
斐林试剂1 mL(甲液和乙液等量混合均匀)
↓
水浴加热约2min(50~65 ℃)
↓
砖红色沉淀
(2)脂肪的检测和观察
(3)蛋白质的检测和观察
待测组织样液2 mL
↓
双缩脲试剂A液1 mL,摇匀
↓
双缩脲试剂B液4滴,摇匀
↓
溶液呈紫色
(4)淀粉的检测和观察:淀粉+碘液―→蓝色
第四节 蛋白质是生命活动的主要承担者
一、蛋白质的基本单位——氨基酸
二、蛋白质的结构及其多样性
1.脱水缩合——连接氨基酸的方式
(1)概念:
一个氨基酸分子的羧基(—COOH)与另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接,同时脱去一分子的水。
(2)过程
过程a的名称:脱水缩合,脱去的水中的H来自氨基和羧基,O来自羧基。
化合物b的名称:二肽,即由两个氨基酸脱水缩合形成的化合物。
多肽:多个氨基酸缩合而成,含有多个肽键的化合物。多肽通常呈链状结构,叫肽链。
2.蛋白质的结构层次
3.蛋白质结构多样性的原因
(1)氨基酸:种类不同,数目成千上万,排列顺序千变万化。
(2)多肽:肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。
三、蛋白质的功能
1.蛋白质的功能
总结:细胞的各项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。
特别提醒
(1)蛋白质结构多样性的根本原因:控制蛋白质合成的基因具有多样性。
(2)图示法理解激素、酶、抗体、载体蛋白与蛋白质关系
①绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA;激素中有些是蛋白质,有些不是蛋白质。
②抗体和载体蛋白的本质都是蛋白质,但结构各不相同。
2.蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系
(1)肽键数=脱去水分子数=氨基酸数-肽链数。
(2)蛋白质相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数×18。(不考虑形成二硫键)
肽链数目
氨基酸数
肽键数目
脱去水分子数
多肽链相对分子量
氨基数目
羧基数目
n条
m
m-n
m-n
am-18(m-n)
至少n个
至少n个
注:氨基酸平均相对分子质量为a。
⑶蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算
氨基数=肽链数+R基上的氨基数=各氨基酸中氨基的总数-肽键数。
羧基数=肽链数+R基上的羧基数=各氨基酸中羧基的总数-肽键数。
⑷环状肽分析
①环状肽中游离氨基或羧基数目=R基中氨基或羧基数目。
②肽键数=脱去水分子数=氨基酸数。
③环状多肽的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量-肽键数×18。
(4)计算多肽的相对分子质量时,除了考虑水分的减少外,还要考虑其他化学变化过程,如肽链上出现一个二硫键(—S—S—)时,要再减去2(即两个氢原子),若无特殊说明,不考虑二硫键。
第五节 核酸是遗传信息的携带者
一、核酸的基本单位——核苷酸
1.脱氧核苷酸(4种)和核糖核苷酸(4种)
2.脱氧核苷酸和核糖核苷酸在化学组成上的区别
二、核酸的结构层次及功能
三、DNA和RNA的比较
三、核酸分子的多样性和特异性
1.多样性原因:核苷酸的数目成千上万,核苷酸的排列顺序千变万化。
2.特异性原因:每个核酸中核苷酸的数目和排列顺序都是特定的。
四、不同生物的核酸、核苷酸及碱基的情况
生物类别
核酸
核苷酸
碱基
遗传物质
举例
原核生物
含DNA和RNA
8种
5种
DNA
细菌
真核生物
含DNA和RNA
8种
5种
DNA
高等植物
病毒
只含DNA
4种
4种
DNA
噬菌体
只含RNA
4种
4种
RNA
烟草花叶病毒
五、生物大分子以碳链为骨架
生物大分子(多聚体)
基本单位(单体)
多糖
单糖
蛋白质
氨基酸
核酸
核苷酸
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,多聚体由许多单体连接而成,生物大分子也是以碳链为基本骨架的,故碳是生命的核心元素。
特别提醒:脂肪是由甘油和脂肪酸结合而成的,而且脂肪的分子量与蛋白质、核酸、多糖相比小很多,一般不称其为生物大分子。磷脂和固醇同样不属于生物大分子。
第三章 细胞的基本结构
第一节 细胞膜的结构和功能
1.细胞膜的成分
(1)细胞膜成分的探索
科学家
实验方法或现象
实验结论
欧文顿
溶于脂质的物质,容易穿过细胞膜;不溶于脂质的物质,不容易穿过细胞膜
推测细胞膜是由脂质组成的
—
利哺乳动物的红细胞,通过一定的方法制备出纯净的细胞膜,进行化学分析
组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇,其中磷脂含量最多
戈特和格伦德尔
用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层,测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍
推断细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
丹尼利和戴维森
细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力
推测细胞膜除含脂质分子外,可能还附有蛋白质
(2)细胞膜的成分
①脂质:主要是磷脂,动物细胞膜还有胆固醇。
②蛋白质:在细胞膜行使功能方面起重要作用,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。
③糖类(少量):与蛋白质结合形成糖蛋白,或与脂质结合形成糖脂。
2.细胞膜的结构
(1)细胞膜结构的探索 (2)流动镶嵌模型
(3)结构特点
3.细胞膜的功能
(1)功能:①将细胞与外界环境分隔开。②控制物质进出细胞。③进行细胞间的信息交流
特别提醒
1.不是所有信号分子的受体都在细胞膜上,有些小分子如脂溶性的信号分子(如性激素)的受体在细胞内部。
2.不是所有信号分子传递都需要受体,如高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接进行信息交流。
(2)结构特点:具有一定的流动性
(3)功能特点:选择透过性
第二节 细胞器之间的分工合作
一、植物细胞的细胞壁(不是植物细胞“系统的边界”)
特别提醒
⑴.不同生物细胞壁的主要成分不同,植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖,而真菌细胞壁的主要成分是几丁质。
⑵.溶菌酶可以水解肽聚糖而不能水解几丁质,所以溶菌酶能杀死细菌,却对真菌基本没作用。
二、细胞质
三、细胞器
1.细胞器之间的分工
(1)细胞器分离方法:差速离心法。
(2)细胞器的结构和功能
模式图
结构或成分
主要功能
线粒体
①双层膜:a.内膜向内腔折叠形成嵴,增加膜面积;b.在内膜上有许多种与有氧呼吸有关的酶。
②基质:有许多种与有氧呼吸有关的酶
细胞进行有氧呼吸的主要场所
叶绿体
①双层膜。
②基粒:a.类囊体堆叠形成基粒,增大膜面积;
b.类囊体薄膜上分布有吸收光能的色素和与光合作用有关的酶。
③基质:含有与光合作用有关的酶
绿色植物光合作用的场所
内质网
单层膜;由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成的膜性管道系统,分为光面内质网和粗面内质网
光面内质网:脂质合成车间;
粗面内质网:蛋白质加工场所
高尔基体
单层膜;扁平囊状结构和大小囊泡
①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在植物细胞中与细胞壁的形成有关
液泡
单层膜;其内有细胞液。含糖类、无机盐、色素和蛋白质等
调节植物细胞内的环境,充盈的液泡可以使植物细胞保持坚挺
溶酶体
单层膜;内含多种水解酶
细胞的“消化车间”,分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌
核糖体
主要成分是蛋白质和rRNA,分为游离核糖体和附着核糖体
游离核糖体:游离于细胞质基质中;
附着核糖体:附于粗面内质网上
中心体
由两个相互垂直的中心粒及周围物质组成
与细胞有丝分裂有关
(3)多角度比较各种细胞器
① ②③
④
特别提醒
⑴.具有细胞壁的细胞不一定是植物细胞。如真菌、细菌等都有细胞壁。
⑵.没有叶绿体的细胞也可能进行光合作用。如蓝细菌。
⑶.没有叶绿体或光合色素也可能将无机物合成有机物。如进行化能合成作用的细菌——硝化细菌。
⑷.没有线粒体也可能进行有氧呼吸。如大多数原核生物都是需氧型的,含有与有氧呼吸有关的酶。
⑸.人体内的细胞并不是都进行有氧呼吸。如成熟的红细胞不能进行有氧呼吸。
⑹.一切生物,其蛋白质合成场所一定是核糖体。
⑺.有中心体的生物不一定为动物,也可能是低等植物,但一定不是高等植物。
⑻.没有叶绿体和中央液泡的细胞不一定是动物细胞。如根尖分生区细胞。
2.细胞器之间的协调配合——分泌蛋白的合成、加工、运输
(1)研究方法:同位素标记法。 (2)分泌蛋白形成过程
知识拓展
1.区分参与分泌蛋白形成的“有关细胞器”“有关结构”和“有关膜结构”
(1)有关细胞器:线粒体、核糖体、内质网、高尔基体。
(2)有关结构:线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜。
(3)有关膜结构:线粒体、内质网、高尔基体、细胞膜。
2.分泌旺盛的细胞含内质网和高尔基体比较多,并且膜成分的更新速度较普通细胞快。
3.与分泌蛋白分泌相关的坐标图
四、细胞骨架
1.含义:细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构。
2.功能
(1)维持细胞形态、锚定并支撑着许多细胞器。
(2)与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
五、生物膜系统
1.生物膜系统的概念
真核细胞内细胞膜、核膜以及细胞器膜(内质网膜、高尔基体膜、线粒体膜、叶绿体膜、溶酶体膜等)等结构,共同构成细胞的生物膜系统。
2.各种生物膜之间的联系
(1)在化学组成上的联系
①相似性:各种生物膜都主要由蛋白质和脂质组成。
②差异性:每种成分所占比例不同,功能越复杂的生物膜中,蛋白质的种类和数量就越多。
(2)在结构上的联系
①各种生物膜在结构上大致相同,都符合流动镶嵌模型,都具有一定的流动性。
②在结构上具有一定的连续性,图示如下:
(3)在功能上的联系(以蛋白质的合成、分泌为例)
3.生物膜系统的功能
特别提醒
1.原核细胞具有细胞膜这一种生物膜,但不能构成生物膜系统。
2.生物膜研究的是细胞中的膜结构,所以生物膜不是对生物体内所有膜结构的统称,例如小肠肠系膜是生物体内的膜,但不是生物膜。
六 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动
1.实验原理
(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形,可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。
(2)活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察时可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。
2.实验步骤
(1)观察叶绿体
(2)观察细胞质流动
3.实验结论
(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形,随细胞质流动,自身也可转动。
(2)每个细胞中细胞质流动的方向一致,其流动方式为环流式。
知识拓展
1.观察叶绿体时,常用藓类叶片的原因:藓类叶片很薄,仅有一两层叶肉细胞,细胞中叶绿体数量较少、体积较大,可以直接用来制作临时装片。
2.选菠菜叶作为观察叶绿体的材料,要用带少许叶肉的下表皮的原因:下表皮细胞不含叶绿体,接近下表皮的叶肉细胞叶绿体大而排列疏松,便于观察。
3.观察叶绿体时,临时装片中的材料要随时保持有水状态的原因:保证细胞的正常形态,保持活性。
4.观察叶绿体不需要染色原因:叶绿体本身含有色素,不需染色即可观察。
5.细胞质环流速率可表示细胞新陈代谢强度,新陈代谢旺盛,环流速率快,反之则慢。
6.温度影响细胞质的环流。当室温在20~25 ℃时,比较容易观察到新鲜黑藻幼叶的胞质环流。若室温达不到上述温度,建议用水浴锅(温度设定在25 ℃)对盛有黑藻的烧杯进行水浴加热,或者用25 ℃温水浸泡黑藻一定时间,也可用40 W的白炽灯较近距离光照盛有黑藻的烧杯30 min以上,用温度计测定水温,达到要求即可。
第三节 细胞核的结构和功能
一、细胞核的分布:
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。
二、细胞核功能的实验探究
1、实验探究
(1)黑白美西螈核移植实验
⑵蝾螈受精卵横缢实验
⑶变形虫切割实验
⑷伞藻嫁接与核移植实验
2、
二、细胞核的结构
知识拓展
1.核膜
(1)双层膜:外膜与内质网相连,且有核糖体附着。
(2)附着大量酶,利于多种化学反应的进行。
(3)核膜是生物膜(主要成分脂质和蛋白质)且不是完全连续的。
2.核孔
(1)核孔是大分子物质出入细胞核的通道,对物质的进出具有选择性,如mRNA、蛋白质(解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶)可以通过,但DNA不能通过。
(2)小分子物质出入细胞核一般是通过跨膜运输实现的,通过核膜不通过核孔。RNA和蛋白质出入细胞核穿过0层膜。
(3)核膜和核孔都具有选择透过性。
3.核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关,如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞,核孔数多,核仁较大。原核细胞无核仁,其核糖体形成与核仁无关。
4.凡是无核细胞,既不能生长也不能分裂,如哺乳动物和人的成熟红细胞、植物的筛管细胞等;人工去核的细胞一般也不能存活太久。
5.有些细胞不只具有一个细胞核,如双小核草履虫有两个细胞核,人的骨骼肌细胞中细胞核多达数百个。
三、模型建构
1.模型:是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性描述。
2.类型:物理模型、概念模型、数学模型等。
第四章 细胞的物质输入和输出
一、细胞的吸水和失水
1.渗透作用
(1)概念:指水分子(或者其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。
(2)发生的条件
①具有半透膜。
②半透膜两侧的溶液存在浓度差。
(3)渗透装置分析
①液面上升的原因:单位时间由烧杯进入漏斗中的水分子数>单位时间由漏斗进入烧杯中的水分子数。
②液面不会一直上升的原因:因为液面上升到一定程度就会产生一个静水压(图中Δh),当该压力和漏斗中的吸水能力相等时液面不再上升。
知识拓展
1.渗透作用与扩散的比较
扩散:分子从高浓度一侧向低浓度一侧运动的现象。
渗透作用:水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散。
2.渗透方向:水分子的移动方向是双向移动,但最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数较多。
3.这里的浓度是溶质物质的量浓度,不是溶质的质量浓度。
4.液面稳定时,处于动态平衡,两者之间还是有水分子进出,只不过数目基本相同。
5.液面稳定后,只要存在液面差,原高浓度的溶液浓度仍大于原低浓度的溶液。
2.动、植物细胞的吸水和失水
(1)动物细胞的吸水和失水
(2)成熟植物细胞的吸水和失水
①外界溶液浓度>细胞液浓度时,细胞失水,发生质壁分离现象。
②外界溶液浓度<细胞液浓度时,细胞吸水膨胀。
③当外界溶液浓度=细胞液浓度时,水分进出平衡,细胞保持原态。
特别提醒:原生质体和原生质层的关系
(1)原生质体:包括细胞膜、细胞质和细胞核三部分,动物细胞可以看作一团原生质体。
(2)原生质层:成熟的植物细胞的细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质,可看作一层半透膜。
二、探究植物细胞的吸水和失水
1.实验材料:紫色的洋葱鳞片叶。
2.实验原理
(1)内因
(2)外因:细胞液具有一定的浓度,细胞能渗透吸水和失水。
3.实验步骤及现象
4.实验结论
(1)当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,细胞失水,原生质层和细胞壁分离,即发生了质壁分离。
(2)发生质壁分离的细胞,当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,细胞吸水,发生质壁分离复原。
知识拓展
1.本实验存在的两组对照实验
本实验存在的两组实验均为自身对照,自身对照指对照组和实验组在同一研究对象上进行,是实验前后之间的对照。
2.质壁分离及复原发生的条件
(1)从细胞角度分析
①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分离及复原现象。
②细菌细胞也能发生质壁分离,但现象不明显。
(2)从溶液角度分析
①在一定浓度(溶质可透过膜)的溶液(如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等)中可发生质壁分离后自动复原现象,因为细胞失水质壁分离的同时,会通过自由扩散或主动运输吸收溶质分子,使细胞液浓度升高,当细胞液浓度大于外界溶液浓度时,细胞渗透吸水而发生质壁分离复原。
②在高浓度溶液(如0.5 g/mL蔗糖溶液)中可发生质壁分离现象,但不会发生质壁分离复原现象,因为细胞失水过多会死亡。在溶液浓度过低时则不能引起质壁分离或质壁分离太慢。
③盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞,不适合作观察质壁分离现象的外界溶液。
3.细胞液浓度越大,细胞吸水能力越强(细胞随着质壁分离的进行,吸水能力不断增强)。
三、物质跨膜运输的方式
1.物质进出细胞方式
方式
被动运输
主动运输
胞吞
胞吐
自由扩散
协助扩散
运输方向
高浓度
↓
低浓度
低浓度
↓
高浓度
细胞外
↓
细胞内
细胞内
↓
细胞外
特点
不需要转运蛋白;不消耗能量
需要转运蛋白;不消耗能量
需要载体蛋白;消耗能量
需要膜蛋白;消耗能量
需要膜蛋白;消耗能量
模型
举例
O2、CO2、甘油、乙醇、苯
红细胞吸收葡萄糖、H2O通过通道蛋白的运输
小肠上皮细胞吸收葡萄糖、无机盐、氨基酸等
白细胞吞噬病菌
分泌蛋白的分泌
特别提醒:归纳记忆同一物质的不同运输方式
(1)
(2)水
水进出细胞的方式可能是自由扩散也可能是协助扩散,但更多的是以协助扩散方式进出细胞。
2.协助扩散中转运蛋白类型
(1)载体蛋白类:只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,且每次转运时都会发生自身构象的改变。
(2)通道蛋白类:只容许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通过。分子或离子不需要与通道蛋白结合。
3.主动运输的过程
(1)Na+、K+和Ca2+等离子和其他物质在逆浓度梯度跨膜运输时,首先要与膜上载体蛋白的特定部位结合,一种载体蛋白通常只适合与一种或一类离子或分子结合。
(2)离子或分子与载体蛋白结合后,在细胞内化学反应释放的能量推动下,载体蛋白的空间结构发生变化,就将它所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到另一侧并释放出来。
(3)载体蛋白随后恢复原状,又可以去转运同种物质的其他离子或分子。
4.主动运输的意义
通过主动运输来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。
5.影响物质跨膜运输因素的分析
(1)物质浓度对物质跨膜运输的影响
注:协助扩散中通道蛋白具有极高的转运速率,接近自由扩散的理论值。
(2)氧气含量对跨膜运输的影响
通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。
①是自由扩散或协助扩散。
②是主动运输,P点由无氧呼吸提供能量,Q点之后运输速率受载体蛋白数量或其他因素限制。
(3)温度
特别提醒
1.主动运输需要消耗ATP,有ATP可进行运输,无ATP不能进行运输。曲线图如下:
2.成熟红细胞进行无氧呼吸供能,故氧气浓度不影响主动运输的速率。坐标图如下:
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