高中生物浙科版必修一考点狂背（学考冲A，浙江专用）生物学业水平考试合格考总复习

该高中生物学高考复习知识清单系统梳理《浙科版必修一 分子与细胞》核心内容，涵盖细胞的分子组成、结构、代谢及生命历程四大模块，细化为水和无机盐、生物大分子、细胞膜、细胞器、细胞呼吸、光合作用等20余个知识点，构建完整知识网络。 清单采用“知识点+归纳点拨+易错提醒+实验指导”四维呈现，如蛋白质计算归纳表格、水的存在形式对比表，突出结构与功能观等生命观念。设实验步骤分解（如色素提取分离）和考频标注（如光合作用过程五星考点），培养科学思维与探究实践能力，助力学生自主梳理重难点，教师可直接用于专题复习与学情诊断。

《浙科版必修一 分子与细胞》 第一章 细胞的分子组成 第一节 水和无机盐是构成细胞的重要无机物 知识点(一) 细胞的元素组成，水的功能 1．细胞的物质组成 (1)生命是物质的，组成生物体的各种化合物是由化学元素构成的。 (2)组成细胞的分子，既包含简单的无机物，也包含复杂的有机物。细胞内的无机物主要是水和无机盐。 2．组成细胞的化学元素 【归纳点拨】含量很高的四种元素：C、H、O、N，比重可达96%以上。其中在细胞的鲜重中，含量最多的元素是O； 3．水为生命活动提供了条件 (1)水的含量 在细胞中一般为60%～90%，是细胞鲜重含量最多的化合物，是生物体重要组成成分。 (2)水分子的结构： ①水分子具有极性的原因：水分子中氧原子的原子核周围电子较多，使氧略带负电性而氢略带正电性，水成为极性分子，一端略正，一端略负。 ②水分子间形成氢键的原因：正负电荷的吸引。 ③水分子的缔合：每个氢键中的氢原子同时属于两个氧原子，而每个水分子中的氧原子可以形成两个氢键，所以一个水分子可以通过氢键与另外4个水分子相连。这就是水分子的缔合。 (3)水的功能： ①水是极性分子，凡是有极性的分子或离子都易溶于其中。 ②水作为良好的溶剂，能帮助溶解和运输营养物质及代谢产物。 ③由于水分子之间的氢键，使得水具有调节温度的作用。 ④水还是细胞中某些代谢的反应物和产物。 ⑤水在动、植物的分布、繁殖、生长发育以及动物的体色、动物行为等方面有着深远的影响。 (4)细胞内的水与代谢的关系：细胞内水的含量增加，新陈代谢加快；反之，新陈代谢减弱。 【归纳点拨】水的存在形式及生理功能: 形式 自由水 结合水 定义 细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动 与细胞内的其他物质相结合的水 含量 约占细胞内全部水分的95% 约占细胞内全部水分的4.5% 功能 ①细胞内良好的溶剂；②参与生化反应； ③为细胞提供液体环境； ④运送营养物质和代谢废物 是细胞结构的重要组成成分 联系 自由水和结合水能够随新陈代谢的进行而相互转化 【易错提醒】关于元素和化合物的3个易错点 (1)大量元素和微量元素划分的依据是含量的多少，而不是生理作用，含量少的不一定不重要。 (2)大量元素和微量元素都是必需元素，而生物体内含有的元素不一定是生物体所必需的元素，如Pb，这样的元素含量虽少，但也不是微量元素。 (3)分析含量之“最”时，要看清楚是干重还是鲜重，是有机物、无机物还是化合物。如在细胞的鲜重中，含量最多的元素是O，最多的化合物是水，最多的有机物是蛋白质；在细胞的干重中，含量最多的元素是C，最多的化合物(有机物)是蛋白质。 知识点(二) 无机盐的功能 1．无机盐与细胞生活密切相关 (1)无机盐的存在形式和含量: ①存在形式：多数以离子的形式存在。 ②含量：约占细胞鲜重的1%～1.5%。 (2)生理功能: ①维持生物体的生命活动：维持血浆的正常浓度、酸碱平衡和神经、肌肉的兴奋性等。若哺乳动物血液中的Ca2＋含量过低，则会发生抽搐。 ②是细胞的重要组成成分：磷酸钙是骨细胞的重要成分。 ③是某些复杂化合物的重要组成成分：如Mg2＋是叶绿素的必需成分，Fe2＋是血红蛋白的必需成分。 2．常见无机盐及其作用: 无机盐 功能 含量异常 I－ 甲状腺激素的组成成分 缺乏时患地方性甲状腺肿大 Fe2＋ 血红蛋白的组成成分 缺乏时患贫血 Ca2＋ 降低神经系统的兴奋性 血钙过低时，会出现抽搐现象；血钙过高时，会患肌无力 Mg2＋ 组成叶绿素的元素之一 缺乏时叶片变黄，无法进行光合作用 【归纳点拨】确定某种无机盐是否是植物的必需无机盐的方法: ①实验设计 a．对照组：植物＋完全培养液―→正常生长。 b．实验组 ②实验成功关键 a．实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况应一致等。 b．实验组加入X的目的是使实验组前后对照，以增强说服力。 第二节 生物大分子以碳链为骨架 知识点(一) 糖类是细胞的主要能源物质 1．生物大分子以碳链为骨架 (1)碳骨架 ①生物体的核心元素——碳元素。 ②碳原子核外有6个电子，分内、外两层分布。最外层有4个电子，可形成4个共价键。 ③碳原子串起长长的直链结构、支链结构或环状结构，共同形成碳骨架。 ④骨架中的碳还可以与其他原子，如H、O、N、S、P等通过共用电子相连接。 (2)生物大分子 ①组成生物体的有机物都是以碳骨架作为结构基础的，主要包括糖类、脂质、蛋白质和核酸。 ②许多有机物的相对分子量以万至百万计，所以称为生物大分子。 ③蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子。 2．糖类是细胞的主要能源物质(糖类并非都是能源物质) (1)糖类的组成元素：大多数糖类由C、H、O三种元素组成。 (2)糖类的特征、种类及功能 种类 特征 种类及功能 单糖 可被细胞直接吸收利用的小分子物质 ①葡萄糖(细胞生命活动的主要能源物质)； ②脱氧核糖(DNA分子的重要组成物质)； ③其他单糖，如果糖、半乳糖、核糖等 二糖 由2个单糖分子脱水缩合形成 ①蔗糖(由葡萄糖和果糖组成)； ②麦芽糖(由2分子葡萄糖组成)； ③乳糖(由1分子葡萄糖和1分子半乳糖组成) 多糖 由多个单糖分子通过特定的共价键连在一起形成 ①淀粉(稻米、面粉等食物的主要成分，植物体内重要的储能物质)； ②纤维素(木材和棉花的主要成分，是植物细胞壁的主要成分)； ③糖原(储藏在人的肝脏和肌肉中，包括肝糖原和肌糖原，是动物体内重要的储能物质) 【归纳点拨】 1． 糖类的种类及相互关系 2．糖类相关总结 (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)最常见的多糖——淀粉、糖原和纤维素等。 【易错提醒】有关糖类的5个误区 (1)误以为糖类都是能源物质。并非所有的糖类都是能源物质，如核糖、脱氧核糖、纤维素等不参与氧化分解供给能量。 (2)误以为所有的糖都是甜的，如淀粉、纤维素、糖元没有甜味。 (3)误以为所有的糖都是还原糖。葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖等是还原糖。蔗糖、淀粉、糖原、纤维素等不具有还原性。 (4)误以为所有的糖都能被人体直接吸收。单糖是人体能吸收的唯一的糖，纤维素不能被人体消化吸收。其它的糖只有被水解之后才能吸收。 (5)误以为细胞壁的组成成分是纤维素。纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，而细菌的细胞壁不含纤维素，是由肽聚糖构成的。 知识点(二) 细胞中的脂质 1．元素组成及特点 (1)组成：脂质主要由C、H、O三种元素组成，有些脂质还含有N、P等元素。 (2)特点：氢原子较糖类多，而氧原子较糖类少。 2．物理特性：通常不溶于水，而溶于有机溶剂，如丙酮、乙醚、四氯化碳等。 3．分类及作用 分类 组成 生理功能 油脂 甘油和脂肪酸 能量的主要储存形式、保温和防震作用 磷脂 甘油、脂肪酸、磷酸及其他衍生物 是细胞各种膜结构的重要成分 固醇 胆固醇 构成动物细胞膜的重要成分； 性激素 促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成 维生素D 促进人和动物对钙和磷的吸收等 【归纳点拨】 1．脂质的元素组成 2．脂质的元素组成、种类、分布及生理功能 3．糖类与脂质的比较 项目 糖类 脂质 区别 相同质量彻底氧化时 消耗氧气 少 多 产生水 少 多 释放能量 少 多 元素组成 C、H、O C、H、O(N、P) C、H含量 少 多 O含量 多 少 水解产物 单糖 油脂水解产生甘油、脂肪酸 主要功能 淀粉和糖原都是生物体内重要的储能物质；葡萄糖是细胞内的主要能源物质 生物体内的主要储能物质 联系 (1)糖类、油脂可以相互转化，糖类和油脂的组成元素相同，都是C、H、O。 (2)糖类是主要能源物质，在正常代谢中首先氧化供能；油脂是储能物质，当糖类供能不足时，可氧化分解补充能量。 【易错提醒】 (1)脂质≠油脂、胆固醇≠固醇：油脂只是脂质中的一种，脂质还包括磷脂和固醇。固醇的化学本质是脂质。固醇除了胆固醇外，还包括性激素和维生素D等。 (2)油脂并不只存在于动物细胞中：油脂是人和动物的主要储能物质，并不是只存在于动物细胞中，植物细胞中也有,如花生种子等。 (3)误以为脂质中只有磷脂才是构成生物膜的成分。胆固醇也是构成动物细胞膜的成分。 知识点(三) 检测生物组织中的油脂 1．实验原理 油脂＋苏丹Ⅲ染液―→橙黄色。 2．实验步骤 【易错提醒】油脂检测的“一个唯一”和“两个提醒” ①“一个唯一”：唯一需要用显微镜观察的实验。 ②“两个提醒”。 提醒1：制作切片时，切片要薄且均匀，若切片较厚会导致观察不清楚。 提醒2：用50%的酒精溶液洗掉多余染料的过程要快，防止乙醇将花生种子中的油脂溶解掉，观察不到实验的现象。 知识点(四) 蛋白质功能的多样性 1．蛋白质不是能量供给的主要来源，但功能多样，如肌肉中的收缩蛋白、头发中的角蛋白、红细胞中的运输蛋白、种子中的储备蛋白等，都具有特殊的生物学功能。 2．蛋白质的每种特定功能都取决于其特定的结构。 【归纳点拨】蛋白质的功能 功能 举例 结构成分 许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质 结构蛋白：肌肉蛋白、角蛋白、膜蛋白等 催化作用 细胞中各种化学反应的顺利进行，离不开酶的催化作用 催化蛋白：胃蛋白酶、唾液淀粉酶等 运输作用 实现某些物质通过细胞膜或物质在体内的转运 运输蛋白：载体蛋白、血红蛋白等 调节作用 对生物体的生命活动具有重要的调节作用 调节蛋白：蛋白质、多肽类激素 免疫作用 对侵入人体或高等动物体内的抗原具有免疫作用 免疫蛋白：抗体 信息传递 具有识别和传递信息的作用 识别蛋白：糖蛋白 知识点(五) 蛋白质的基本单位——氨基酸 1．元素组成：主要由C、H、O、N四种元素组成，有些还含有S元素，如半胱氨酸等。 2．基本单位——氨基酸 (1)写出图中结构名称：①氨基；②④R基；③羧基。 (2)氨基酸种类：约20种。 不同氨基酸的R基团不同，它可以较小，也可以是较长的链，或是环状结构。 (3)比较图中两种氨基酸，写出氨基酸分子的结构通式： (4)氨基酸的结构特点：一个中央碳原子上通过共价键连接着四个基团，即一个氨基(—NH2)、一个羧基(—COOH)、一个H和一个R基团。 【归纳点拨】 氨基酸分子判断的三个“一” (1)一个数目标准：至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)。 (2)一个位置标准：至少有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，且这个碳原子上还连接一个氢原子(—H)和一个R基团。 (3)一个决定关键：R基团。 ①决定氨基酸的种类和理化性质。 ②决定氨基酸中所含有氨基和羧基的数目：除了连接在同一碳原子上的氨基和羧基外，其他的氨基和羧基一定位于R基上。 ③决定氨基酸的组成元素：氨基酸结构通式中含有C、H、O、N四种元素，若含有其他元素则一定位于R基团中。 知识点(六) 蛋白质的结构 1．二肽的形成——脱水缩合 ①过程a：脱水缩合，物质b：二肽，结构c：肽键。 ②H2O中H来源于氨基和羧基；O来源于羧基。 ③许多个氨基酸（3个或3个以上）以肽键连成一长串形的肽链，称为多肽。由几个氨基酸参与脱水缩合就称为几肽。 ④一条肽链中至少含有1个游离的—NH2和—COOH；m条肽链中至少m个游离的—NH2和—COOH。 2．蛋白质结构多样性原因 (1)不同种多肽的差别在于其中氨基酸的种类、数目和排列顺序各不相同。 (2)蛋白质分子可由一条或几条多肽链组成。 (3)每一种蛋白质都有其独特的空间结构，即三维立体结构。 (4)蛋白质分子的空间结构多种多样。例如，组成毛发和指甲的蛋白质是纤维状的，血液中的血红蛋白则是球形的。 3．蛋白质的生物学活性 (1)蛋白质正确的空间结构是蛋白质表现其特有的生物学活性所必需的。 (2)蛋白质的空间结构并不稳定，会随着温度的升高而发生改变。 (3)蛋白质的生物学活性会随着温度的升高而发生改变，在温度超过40～50 ℃时就可能丧失活性。 【归纳点拨】 1．氨基酸脱水缩合的两个关键点 (1)脱水的结构：参与脱水缩合的分别是相邻氨基酸中与中央碳原子相连的氨基和羧基，R基团不参与脱水缩合。 (2)缩合的产物：H2O和二肽(或多肽)。产物不能直接说是蛋白质，因蛋白质需要由肽链进一步盘曲、折叠才能形成一定得空间结构。 2．蛋白质的结构层次：C、H、O、N等元素→氨基酸→二肽→多肽蛋白质。 【技法提炼】 “两看”法分析多肽 知识点(七) 与蛋白质的合成和水解过程相关的计算 考点一、蛋白质的相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系 链状肽可以用如下的模式图表示： 1．肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数 【特别提醒】对于环肽来说，肽键数＝氨基酸数＝失去水分子数(由于环状肽首尾氨基酸彼此相连，故形成一个环状肽时比形成一条直链肽要多生成一个水分子)。 2．蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量－脱去水分子数×18 【特别提醒】若同时形成二硫键时，每形成一个二硫键就去掉两个H，相对分子质量就减少2。 如右图，牛胰岛素形成时，氨基酸脱水缩合形成牛胰岛素的过程中脱去49个水分子和形成3个二硫键，即还脱去6个H，所以51个氨基酸脱水缩合形成牛胰岛素时，减少的相对分子质量为49×18＋6＝888。 考点二、蛋白质中游离氨基或羧基的计算 可将肽链看作“C”与“—CO—NH—”交替连接构成的基本骨架，在“C”上连接着—R和—H，在肽链的两端分别是游离的“—NH2”和“—COOH”，如图所示： 1．至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数。 2．肽链中游离氨基或羧基数＝肽链数＋R基团中含有的氨基或羧基数。 3．环状肽中游离氨基或羧基数＝R基团中含有的的氨基或羧基数。 【归纳点拨】 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，有以下数量关系： 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 1条 m m－1 m－1 am－18(m－1) 至少1个 至少1个 n条 m m－n m－n am－18(m－n) 至少n个 至少n个 知识点(八) 检测生物组织中的糖类和蛋白质 1．糖类的检测 (1)检测淀粉： ①原理：淀粉＋碘—碘化钾溶液→蓝色。 ②方法步骤： 取材：马铃薯匀浆液 ↓ 显色反应： ↓ 结论：样本上清液中含有淀粉 (2)检测还原糖 ①原理：还原糖＋本尼迪特试剂红黄色沉淀。 ②方法步骤 选材：含还原糖量较高、白色或近于白色的植物组织 (梨、白萝卜) 　↓ 显色反应： 　↓ 结论：还原糖与本尼迪特试剂在加热的过程中生成红黄色沉淀，说明样本上清液中有还原糖 2．蛋白质的检测 (1)原理：蛋白质＋双缩脲试剂→紫色。 (2)方法步骤 选材：稀释的蛋清液 　↓ 显色反应： 　↓ 结论：说明样本上清液中存在蛋白质 【易错提醒】糖类的检测。 ①检测淀粉的时候，碘-碘化钾溶液的用量不宜过多，否则淀粉易变成黑色。 ②还原糖鉴定的 “一个唯一”和“两个提醒”。 a.“一个唯一”：唯一需要加热的实验。 b.“两个提醒”： 提醒1：不能用酒精灯直接加热，因为直接加热会造成局部温度过高而影响颜色观察，故需要热水浴加热。 提醒2：热水浴加热时，试管底部不能触及烧杯底部，以防受热不均匀。 知识点(九) 核酸 1．组成元素： C、H、O、N、P五种。 2．基本单位——核苷酸 每个核苷酸由三个小分子物质通过共价键连接形成。小分子物质包括五碳糖、磷酸基团和含氮碱基。 (1)五碳糖：核糖、脱氧核糖。 (2)含氮碱基：A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)、T(胸腺嘧啶)、U(尿嘧啶)。 (3)分类 依据碱基，脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸各分为4种。 3．分类 (1)核糖核酸，简称RNA。 (2)脱氧核糖核酸，简称DNA。 (3)DNA和RNA的比较 比较项目 DNA RNA 组成单位 组 成 无机酸 磷酸 五碳糖 脱氧核糖 核糖 含氮 碱基 特有T 特有U 共有A、G、C 功能 控制着细胞的所有活动，并决定细胞和整个生物体的遗传特性 合成蛋白质所必需的 4．作用：核酸是细胞中控制其生命活动的生物大分子。 (1)DNA中储藏的信息控制着细胞的所有活动，并且决定着细胞和整个生物体的遗传特性。 (2)RNA是合成蛋白质所必需的。 【归纳点拨】 1．细胞生物与非细胞生物(病毒)的核酸类型 项目 核酸 遗传物质 类型 核苷酸 种类 碱基 种类 类型 核苷酸 种类 碱基 种类 细胞生物 DNA和 RNA 8 5 DNA 4 4 非细胞 生物 (病毒) DNA病毒 DNA 4 4 DNA 4 4 RNA病毒 RNA 4 4 RNA 4 4 特别提醒： （1）误以为原核生物的遗传物质是RNA。具有细胞结构的生物含有两种核酸，都是以DNA作为遗传物质； （2）病毒只含有一种核酸，以DNA或者RNA作为遗传物质。 2 .熟记几种有机物的元素组成： ( 固醇 ) 第二章细胞的结构 第一节 细胞是生命的单位 知识点(一) 细胞是生命的单位 1．生物体由细胞构成 (1)建立过程及内容(连线) (3)细胞学说的意义 ①揭示了生物体结构的统一性，揭示了生物间存在一定的亲缘关系，将动物和植物统一起来，为达尔文的进化论奠定了基础； ②将人们对生物的研究从宏观领域带入微观领域； ③极大地促进了生物学和医学的发展； ④推进了人类对自然界的认识，有力地促进了自然科学的进步。 2．细胞既有多样性又有统一性 (1)细胞的多样性：自然界的细胞种类极其繁多，形态、体积、功能和生活环境的差异巨大。 (2)细胞分类 依据 多样性体现 统一性体现 类型 举例 是否有 成形的 细胞核 原核 细胞 细菌、蓝细菌等 ①所有细胞都具有相似的基本结构，如细胞膜、细胞质； ②所有细胞都具有C、H、O、N等基本元素； ③所有细胞都以DNA作为遗传物质 真核 细胞 大多数动物和植物；单细胞真核生物，如草履虫、变形虫、小球藻等 3．细胞是生物体的结构和功能单位 【归纳点拨】 厘清细胞学说中4个“未涉及”和2个“统一了” (1)4个“未涉及”：①未涉及原核细胞；②未涉及病毒；③未涉及生物或细胞间的“差异性”； ④未涉及真菌。 (2)2个“统一了”：①统一了“动植物”(均“由细胞构成”)；②统一了“细胞”(细胞均有自己的生命又对整体生命起作用；新细胞均来自老细胞。 知识点(二) 使用显微镜观察各种细胞 1．实验目的 (1)学会使用普通光学显微镜。(2)辨别不同细胞的结构，说出不同生物细胞在结构上的异同。 2．实验材料与用具：显微镜，动、植物细胞的永久装片，新鲜植物叶片，如芹菜叶、洋葱鳞茎等。 序号 结构名称 作用 ① 粗准焦螺旋 调节焦距 ② 细准焦螺旋 调节焦距 ③ 物镜转换器 调换物镜 ④ 物镜 放大物像 ⑤ 聚光器 调节光线强弱 3．光学显微镜的结构 INCLUDEPICTURE "G:\\2021\\同步\\生物\\浙科必修第一册\\全书完整的Word版文档\\+8.TIF" \* MERGEFORMATINET 4．方法步骤： (1)植物叶表皮细胞永久装片观察 (2)植物叶片临时装片观察。 (3)选择几种细胞，用铅笔画出高倍镜下的细胞结构，并标注结构名称。 【归纳点拨】 一、显微镜的成像原理、使用及临时装片的制作 1．显微镜的成像原理 (1)成像特点：倒立、放大的虚像。即物像与实物左右相反、上下颠倒，将物像旋转180°后与实物的位置相同。 (2)移动原则：“偏哪移哪”，物像偏向哪个方向就向哪个方向移动装片。 若将右图中的细胞移到视野正中央，应先将装片向右下方移动。 【特别提醒】胞质环流的方向“物”与“像”不变。 2．结合图Ⅰ～Ⅵ，比较低倍镜和高倍镜： 项目 目镜 长度 物镜 长度 物镜与玻 片的距离 细胞 数目 细胞 大小 视野 范围 视野 亮度 放大倍数低 长（I） 短（IV） 远 多（VI） 小 大 亮 放大倍数高 短（II） 长（III） 近 少（V） 大 小 暗 3．临时装片的制作步骤，以制作洋葱鳞片叶外表皮细胞临时装片为例： ①用洁净的纱布把载玻片和盖玻片擦拭干净。 ②把载玻片放在实验台上，用滴管在载玻片的中央滴一滴清水。 ③用镊子从洋葱鳞片叶外侧撕取一小块透明薄膜——外表皮，把撕下的外表皮浸入载玻片上的水滴中，用镊子把它展平。 ④用镊子夹起盖玻片，使它的一边先接触载玻片上的水滴，然后缓缓放下，盖在要观察的材料上，这样可避免盖玻片下产生气泡而影响观察。 即：擦→滴→取→放→盖。 4．显微镜放大倍数 (1)放大倍数指放大的长度或宽度，而不是面积。 (2)放大倍数＝目镜放大倍数×物镜放大倍数。 5. 污物位置的判断 污物可能存在的位置：物镜、目镜或装片。判断方法如下： 移动装片 二、结果分析 1．实验结论：细胞既有统一性，又有多样性。 2．视野模糊原因分析 (1)整个视野模糊——细准焦螺旋未调节好。 (2)视野一半清晰，一半模糊——观察材料有重叠，观察材料应薄而透明。 (3)有异物存在。 3．调节视野亮度的操作 (1)观察染色标本或高倍镜观察——光线宜强。 (2)观察无色或未染色标本或低倍镜观察——光线宜弱。 (3)视野一半暗一半亮——应调反光镜。 三、显微镜使用中的特别提醒 (1)使用显微镜的基本原则是“先低后高不动粗”，即先用低倍镜观察，再使用高倍镜，换用高倍镜时只能使用细准焦螺旋，不能使用粗准焦螺旋。 (2)显微镜的放大倍数是指长度或宽度的放大倍数，不是面积或体积的放大倍数。 (3)反光镜上的污点就像光源上的污点一样，不会出现在视野之中。 (4)若看到的视野一半亮一半暗时，应调反光镜不能调光圈。 (5)调焦时，先旋转粗准焦螺旋慢慢降低镜筒，并从侧面仔细观察，直到物镜贴近玻片标本，然后左眼自目镜观察，左手旋转粗准焦螺旋抬升镜筒，直到看清标本物像时停止，再用细准焦螺旋回调清晰。 (6)观察时，两眼自然张开，左眼观察标本，右眼观察记录及绘图，同时左手调节焦距，使物像清晰并移动标本，右手记录、绘图。 (7)镜检时应将标本按一定方向移动，直至整个标本观察完毕，以便不漏检，不重复。 第二节 细胞膜控制细胞与周围环境的联系 知识点(一) 细胞膜具有选择透过性 1．细胞膜也称质膜，是将细胞与周围环境区分开的结构。 2．细胞膜的功能：(1)将细胞与周围环境区分开。(2)控制着物质的进出。 3．功能特性——选择透过性 细胞膜可以控制物质进出，选择性地吸收营养物质和排出代谢产物，保持细胞内生化反应有序进行。 4．通过模拟实验探究膜的透过性 (1)实验原理：半透膜具有一定大小的孔径，水等小分子和离子可自由通过，而蛋白质、淀粉等大分子无法通过。 (2)实验所需的两种物质： ①淀粉：生物大分子，与碘—碘化钾溶液反应变蓝色； ②葡萄糖：小分子单糖，与本尼迪特试剂反应，在热水浴条件下产生红黄色沉淀。 (3)方法步骤 ①设置如下实验装置，取A、B两个透析袋，两透析袋内分别加入等量的淀粉溶液和葡萄糖溶液，烧杯内注入等量蒸馏水，直至淹没透析袋。 ②向A组透析袋外面的蒸馏水中加入适量碘－碘化钾溶液，A、B两组静置12 h。 ③观察A组实验现象，取B组透析袋外面的蒸馏水2 mL，加入2 mL本尼迪特试剂，热水浴2～3 min，观察颜色变化。 (3) 实验现象与结论： 组别 现象 结论 A 烧杯内棕色；透 析袋内为蓝色 淀粉不能通过 透析膜，碘能通 过透析膜 透析膜具有 半透性，推测 细胞膜具有 选择透过性 B 从烧杯内取出的 蒸馏水出现红黄 色沉淀 葡萄糖能通 过透析膜　 知识点(二) 细胞膜的成分 细胞膜主要由磷脂和蛋白质组成，还含有少量糖类。动物细胞膜中还含一定量的胆固醇。 1. 磷脂 ①元素组成：含有C、H、O、N、P元素。 ②分子特性：两性分子。其一端含有P元素，形成磷脂的“头”，具有亲水性，也称极性；另一端含有2条长长的脂肪酸链，形成磷脂的2个“尾”，具有疏水性，也称非极性。 ③结构模型 ④模型解读 磷脂分子具有极性头部和非极性尾部。在含水的介质中，这种两性分子只有形成双层结构才能稳定，即头部朝外，与水环境接触，尾部朝内，形成一个疏水的环境。磷脂分子在水中可形成双层结构，称为磷脂双分子层，构成了细胞膜的基本骨架。 2. 膜蛋白：和磷脂分子一样，有水溶性和脂溶性部分。 ①通常细胞的功能越多，其膜蛋白的种类和数量就越多。 ②功能 a．转运蛋白：有选择性地吸收或排出特定物质，如离子、葡萄糖、氨基酸等跨膜转运。 b．催化：小肠上皮细胞的某些膜蛋白消化分解营养物质。 c．粘合：同一组织的相邻细胞间通过某些膜蛋白紧密连接在一起。 d．信息交流和细胞识别：如胰岛素受体、不同种海绵细胞表面糖蛋白的差异主要表现为糖类的不同。 3. 胆固醇 ①分布：存在于动物细胞膜中，占细胞膜所有脂质的10%～30%。植物细胞膜一般不含胆固醇。 ②存在部位：胆固醇分子主要位于磷脂双分子层的疏水环境中。 ③结构特点：具有一个很小的亲水基团，与磷脂头部连接(如图)。 ④功能：双重调节磷脂分子活动 a．限制运动、增加有序性：通过与磷脂脂肪酸链的相互作用。 b．温度较低时，保持细胞膜的柔韧性：将磷脂分子分隔开，增强其运动性。 4． 糖类 (1)有的多糖和蛋白质结合构成糖蛋白，有的多糖和磷脂结合构成糖脂，糖蛋白与糖脂均在细胞膜的外侧，故称之为细胞外被，又称糖萼。 (2)细胞外被的功能：①对细胞膜起保护作用；②细胞识别。 【归纳点拨】 1．细胞膜的成分及功能分析 2．脂溶性物质能够优先通过细胞膜的原因： 构成生物膜的主要成分中有磷脂，细胞膜以脂双层为基本支架，因此脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂质的物质通过却十分困难。 3． 细胞膜成分的探索 历程 探索内容 结论或假说 1895年欧文顿 对植物细胞进行通透性实验，发现凡是溶于脂质的物质更容易透过细胞膜进入细胞 膜是由脂质组成的 1925年两位荷兰科学家戈特和格兰德尔 提取人红细胞细胞膜中的脂质成分后铺展成单分子层，其面积约为所有红细胞表面积的2倍 细胞膜由双层脂质分子构成 随后英国学者丹尼利和戴维森 发现了细胞膜表面的张力比油—水界面的张力低得多 推测细胞膜除含脂质分子外，还含有蛋白质，从而提出了“蛋白质—脂质—蛋白质”的“三明治”模型 【拓展延伸】 哺乳动物的红细胞在发育成熟的过程中，细胞核逐渐退化，为携带氧的血红蛋白腾出空间。成熟的红细胞一般不含细胞器且取材方便。因此哺乳动物成熟的红细胞细胞质简单，是获得纯净细胞膜的好材料。 知识点(三) 生物膜的流动性、细胞壁 1．生物膜的概念及特点 2． 细胞膜结构的探索 历程 探索内容 结论或假说 1959年罗伯逊 电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三条带 所有的生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质构成 1970年 人鼠细胞融合实验 证明了生物膜中的蛋白质是可流动的 1972年辛格和尼克尔森 新的观察和实验证据 提出生物膜的流动镶嵌模型 3．生物膜的流动镶嵌模型 ①建立者：辛格和尼克尔森根据多个实验的证据提出生物膜的流动镶嵌模型。 ②基本模型 ③模型内容 a．磷脂双分子层构成了生物膜的基本骨架。 b．蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的全部或部分嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层，体现了膜内外结构的不对称性。 c．蛋白质和磷脂的位置不是固定的，生物膜具有一定流动性。 (3)结构特性 4．细胞壁是植物、真菌和大多数原核细胞的外层结构 (1)植物的细胞壁 ①主要成分：纤维素、果胶等。 ②特点：具有全透性，与细胞的选择透过性无关，水、离子和其他分子都极易通过。 ③作用 a．保护细胞，维持细胞的形态，加强细胞的机械强度。 b．参与细胞间的相互粘连，是激素等化学信号传递的介质和通路。 (2)其他细胞壁：真菌和大多数原核细胞同样具有细胞壁，但组成物质和结构与植物不同 【拓展提升】 植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，真菌细胞壁的主要成分一般为几丁质，细菌细胞壁的主要成分一般为肽聚糖。 5．细胞膜的功能： (1)细胞对外界环境的屏障：细胞膜将细胞和周围环境区分开，起到屏障作用。 (2)控制物质进出：细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。 选择性地吸收营养物质和排出代谢废物，保持细胞内生化反应的有序进行。 (3)识别作用：细胞膜有与外界进行信息交流和细胞识别的作用。 ①细胞膜上的受体。 ②细胞外被(糖萼)。 【特别提醒】 (1)任何细胞对外界的屏障都是细胞膜，植物细胞的细胞壁不是细胞对外界的屏障，因为细胞壁具有全透性。 (2)细胞膜控制物质进出细胞的功能是相对的，例如病菌不是细胞需要的成分，但也可以进入细胞。 (3)细胞膜的选择透过性不仅与膜蛋白的种类有关，还与膜蛋白的数量有关。 第三节 细胞质是多项生命活动的场所 知识点(一) 单层膜结构的细胞器 一、细胞质组成：细胞质是细胞进行生命活动的主要场所，正常情况下为透明胶状物质，内含细胞新陈代谢所需的多种营养物质。细胞质包含多种细胞器和细胞溶胶。 二、细胞器 1．细胞器的分离方法：分离细胞器最常用的方法是差速离心法。 2．单层膜结构的细胞器 ①内质网 ②高尔基体 ①组成：由一系列扁平膜囊和大小不一的囊泡构成。 ②功能 a． 对由内质网运入的蛋白质进行加工、分类、包装和运输。这类蛋白质主要有三个去路：一些蛋白质通过囊泡被分泌至胞外；一些蛋白质通过囊泡被运至细胞膜，成为膜蛋白；还有一些水解酶被包裹在膜囊或囊泡 中，与高尔基体脱离，形成溶酶体。 b．在植物细胞中，高尔基体合成果胶物质，参与细胞壁的构建。 ③溶酶体 ④液泡 知识点(二) 双层膜结构的细胞器 1．线粒体 INCLUDEPICTURE "E:\\徐圣哲\\2020\\同步\\生物\\浙科 必修1 新教材\\Z82.TIF" \* MERGEFORMATINET (1)分布：真核细胞中。 (2)形状：光学显微镜下，一般呈颗粒状或短杆状。 (3)结构 (4)功能：细胞能量代谢中心，是需氧呼吸的主要场所。 2．叶绿体 (1)分布：主要存在于植物细胞中。 (2)形状：呈球形或椭球形。 (3)结构 (4)功能：光合作用的场所。 【归纳点拨】线粒体与叶绿体比较 比较项目 线粒体 叶绿体 分布 普遍存在于动植物细胞中(人或哺乳动物成熟的红细胞除外) 分布于进行光合作用的真核细胞中 模式图 结构 外膜 使线粒体或叶绿体与周围的细胞质基质分开 增加膜面积的方式 内膜向内凹陷形成嵴 类囊体堆叠形成基粒 基质 在嵴的周围充满着液态的基质，含有与有氧呼吸有关的酶 在基粒和基粒之间充满基质，含有与光合作用有关的酶 相同点 ①结构方面：都有双层膜，膜的组成成分基本相同。都有液态的基质。 ②遗传方面：都有少量的DNA和RNA，可以复制与表达，不完全受细胞核控制，决定了细胞质遗传 ③代谢方面：两者均与能量转换有关，只是能量转换的形式不同 知识点(三) 无膜结构的细胞器 1．无膜结构的细胞器 (1)核糖体 ①组成：由RNA和蛋白质构成，是一种无膜的细胞器。 ②功能：是合成蛋白质的场所。 ③存在形式 注：核糖体在细胞中的位置并不是固定不变的，两种存在形式可以相互转化。 【拓展延伸】蛋白质的类型 ①分泌蛋白：分泌到细胞外并在细胞外起作用的蛋白质，如抗体、胰岛素等。 ②胞内蛋白：一直在细胞内起作用的蛋白质，如血红蛋白、呼吸酶等。 (2)中心体 ①结构模型 ②分布：主要存在于动物细胞和低等植物细胞中。 ③结构：是一种无膜结构的细胞器，由两个空间相互垂直的中心粒及其周围物质组成。 ④功能：在细胞增殖中起重要作用。 2． 认识高等动植物细胞的亚显微结构 (1)动物细胞亚显微结构模式图 ①细胞膜　②细胞溶胶　③线粒体　④高尔基体　⑤中心体　⑥核糖体　⑧内质网 (2)植物细胞亚显微结构模式图 ①细胞壁　②高尔基体　④线粒体　⑤叶绿体　 ⑥内质网　⑦液泡　⑧核糖体　⑨细胞膜 (3)由上图可知，植物细胞特有的细胞器是叶绿体、大液泡，动物和低等植物细胞特有的细胞器是中心体，原核细胞和真核细胞共有的细胞器是核糖体。 【归纳点拨】 1．从不同层面综合比较细胞器 内容 特点 细胞器名称 分布 动、植物细胞共有的细胞器 线粒体、内质网、高尔基体、核糖体 植物细胞特有的细胞器 叶绿体、液泡 动物和低等植物细胞特有的细胞器 中心体 原核细胞和真核细胞共有的细胞器 核糖体 结构 具有单层膜结构的细胞器 内质网、高尔基体、溶酶体、液泡 具有双层膜结构的细胞器 线粒体、叶绿体 无膜结构的细胞器 核糖体、中心体 功能 与能量转换有关的细胞器 线粒体、叶绿体 增大细胞内膜面积的细胞器 内质网、线粒体、叶绿体 动、植物细胞都有，但功能不同的细胞器 高尔基体 与分泌蛋白的合成和分泌有关的细胞器 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 能产生水的细胞器 线粒体、叶绿体、核糖体 能合成物质的细胞器 叶绿体、核糖体、内质网、高尔基体、线粒体 成分 含有DNA的细胞器 线粒体、叶绿体 含有RNA的细胞器 线粒体、叶绿体、核糖体 含有色素的细胞器 叶绿体、液泡 2．细胞中的结构与功能观  (1)细胞器种类与细胞的功能： ①哺乳动物成熟的红细胞——没有细胞核和各种细胞器： 意义：红细胞的主要功能是运输氧气，可以为血红蛋白提供更多的空间。 ②蛔虫的体细胞——没有线粒体： 原因：蛔虫寄生在人体消化道内，没有氧气供应，只能进行厌氧呼吸。 ③植物的根尖细胞——没有叶绿体；原因：根尖细胞在土壤中，没有光照无法进行光合作用。 (2)细胞器数量与细胞的功能： ①代谢旺盛的细胞(包括癌细胞)——核糖体、线粒体的数量较多。 原因：代谢旺盛的细胞需要的能量和蛋白质合成较多。 ②分泌腺细胞(如唾液腺细胞)——粗面内质网、高尔基体的数量较多。 原因：分泌腺细胞大量合成和并分泌蛋白质。 ③白细胞——溶酶体的数量较多。 原因：白细胞的功能主要是吞噬消化病菌较多。 ④原核细胞——只有核糖体一种细胞器； ⑤成熟植物细胞——有大液泡。 3．细胞结构与功能中的“一定”“不一定”与“一定不” ①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。 ②能进行需氧呼吸的生物不一定有线粒体，但真核生物的需氧呼吸一定需要线粒体。 ③一切生物，其蛋白质合成场所一定是核糖体。 ④有中心体的生物不一定为动物，还可能是低等植物，但一定不是高等植物。 ⑤高尔基体经小泡分泌的物质不一定为分泌蛋白，但分泌蛋白一定经高尔基体分泌。 ⑥具有细胞壁的细胞不一定是植物细胞，真菌、细菌一般也都有细胞壁。 ⑦没有叶绿体和大液泡的细胞不一定是动物细胞，如根尖分生区细胞。 ⑧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。 4．细胞器类题目的解题突破点 (1)“细胞结构”不等于“细胞器”，细胞器只是细胞结构的一部分，因此要着重审视题干中的字眼。 (2)“合成”不等于“加工”，如合成蛋白质的场所仅为核糖体，加工蛋白质的场所为内质网和高尔基体。 (3)植物细胞特有的细胞结构有：细胞壁、叶绿体、液泡，其中一定具有的是细胞壁。 (4)某种生物特有的细胞器，不一定每个细胞都具有，如叶绿体是植物所特有的细胞器，但植物只有进行光合作用的部位的细胞才具有叶绿体，而不进行光合作用的部位(如根部)没有。 (5)细胞的功能与细胞器的种类和数量相关，如代谢旺盛的细胞中线粒体较多，合成旺盛的细胞中核糖体较多等。 (6)叶绿体和线粒体分别是光合作用和细胞呼吸的中心，但是原核生物不具有叶绿体和线粒体，也可以完成上述反应。 知识点(四) 细胞溶胶、细胞骨架 1．细胞溶胶是细胞代谢的主要场所 (1)概念：又称细胞质基质，是细胞内除去细胞器以外的胶状物质。 (2)主要组成： ①70%左右为水，多数水分子以结合水的形式附着于蛋白质等大分子表面，少部分水分子呈游离状态。 ②含有丰富的蛋白质、糖类、氨基酸及无机盐等。 (3)功能 ①是细胞与外界环境、细胞质与细胞核及细胞器之间物质运输、能量交换和信息传递的重要介质。 ②是多种代谢反应的重要场所，如真核生物的有氧呼吸发生在细胞溶胶和线粒体内；细胞溶胶中游离的核糖体上能合成多种蛋白质；参与某些脂质的合成、蛋白质的加工和降解、大分子物质和细胞器的移动等。 2．细胞骨架维持细胞形态并控制细胞运动和胞内运输 (1)组成：存在于细胞质中，是由蛋白质纤维交错连接的网络结构，主要包括微丝和微管。 (2)功能 项目 功能 微丝 ①具有支撑、维持细胞形态的作用； ②参与细胞运动、植物细胞的细胞质流动与肌肉细胞的收缩等一系列生理功能 微管 ①中心体、纺锤体等结构由微管构成； ②在细胞器等物质和结构的移动中发挥重要作用，如线粒体和囊泡可沿微管移动 知识点(五) 观察叶绿体和细胞质流动 1．实验原理 (1)叶绿体呈绿色球形或椭球形，不需染色，制片后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。观察时可用细胞溶胶中的叶绿体的运动作为标志。 2．实验步骤 3．实验注意事项 (1)观察叶绿体和细胞质的流动时，临时装片应随时保持有水状态，以免影响细胞的活性。 (2)必须先在低倍镜下将目标移到视野中央，然后再转动转换器换用高倍镜。换上高倍镜后，只能转动细准焦螺旋使图像清晰。 【归纳点拨】 在观察叶绿体的实验中，常选用藓类和黑藻叶片或者菠菜叶稍带些叶肉的下表皮做实验材料优点： (1)藓类和黑藻叶片很薄，由单层叶肉细胞构成，可直接制成临时装片观察，且叶绿体较大。(2)菠菜叶接近下表皮的叶肉细胞排列疏松、易取，且所含叶绿体数目少，个体大，便于观察。 第四节 细胞核是细胞生命活动的控制中心 知识点(一) 细胞核的结构 1．真核细胞都有细胞核 (1)绝大多数细胞只有一个核。 (2)少数细胞有多个核，如横纹肌细胞。 (3)还有一些细胞在成熟过程中，细胞核退化消失，如哺乳动物成熟的红细胞、高等植物韧皮部成熟的筛管细胞等。 2．细胞核的结构与功能 【归纳点拨】 1．细胞核结构认知的6点易错提醒 （1）误以为所有物质都能进出核孔复合体。核孔复合体是由多种蛋白质构成的复合结构，表现出明显的选择性，如蛋白质、RNA等大分子物质可通过核孔，DNA和染色体不能通过。另外，小分子物质可通过核膜进出细胞核。 （2）误以为所有的真核细胞都有细胞核，如哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核。 （3）误以为染色体和染色质是两种物质。染色体和染色质只是形态不同，不是两种物质，而是同一种物质在不同时期的两种形态。 （4）误以为核孔复合体的数量、核仁大小固定不变。核孔复合体的数量、核仁的大小并不是固定不变的，这与细胞代谢强度有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核孔复合体数多，核仁较大。 （5）误以为细胞核是细胞代谢的中心。细胞核是细胞代谢的控制中心，而不是细胞代谢的中心，细胞代谢的中心在细胞质中。　　　 （6）误认为核仁是遗传物质的储存场所。核仁参与核糖体RNA的合成以及核糖体的组装，细胞核中的遗传物质分布在染色体(染色质)上。但原核生物的核糖体形成不需要核仁。 2．染色质与染色体比较 项目 染色质 染色体 不同点 形态 细长的丝 光镜下观察呈圆柱状或杆状 存在时期 分裂间期 分裂期 相同点 成分 主要是DNA和蛋白质 特性 易被碱性染料染成深色 功能 遗传物质的主要载体 关系 同一种物质在不同时期的两种存在状态，转化关系为： 知识点(二) 细胞核的功能与真核细胞模型制作 1．细胞核控制细胞的遗传和代谢 (1)伞藻“嫁接”实验过程 ①操作过程：将地中海伞藻和细圆齿伞藻都切成伞帽、伞柄和假根三个部分，然后将假根交换后，再让伞柄与其结合。 ②实验现象：若令伞柄与同种伞藻的假根接合，则再生出来的伞帽与原来的一样；若令伞柄与另一种伞藻的假根接合，则再生出来的伞帽与另一种的一样。 ③实验结论：新长出的伞帽的形状与假根有关。 (2)变形虫切割实验 ①操作过程及实验现象 a．将变形虫切成两半，一半有细胞核，一半无细胞核。 b．有核部分具有应激性，仍能生长、分裂、再生；无核部分死亡。 c．如果无核部分被及时植入一个完整的细胞核，将恢复生长和分裂等生理功能。 ②实验结论：变形虫的正常生命活动离不开细胞核。 (3)细胞核的功能：细胞核是生物遗传和维持正常生命活动所必需的。 2．尝试制作真核细胞的结构模型 (1)建立模型：人们根据某一目的，抓住对象的本质特征，将复杂的、微观的现象或事物构建成抽象的、概括性的描述。 (2)模型类型：包括物理模型、概念模型、数学模型等。 (3)真核细胞三维结构模型的构建过程 确定模型种类→确定材料用具→确定实施过程和具体分工→完成模型制作→模型检查、修补→表达交流。 【归纳点拨】 1． 与细胞核功能有关的实验探究 实验 名称 实验过程 实验结论 实验分析 黑白 美西 螈核 移植 实验 美西螈皮肤颜色的遗传是由细胞核控制的 无对照组，可将白色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到黑色美西螈去核的卵细胞中，对形成的重组细胞进行培养作为对照 蝾螈 受精 卵横 缢实 验　 蝾螈的细胞分裂和分化是由细胞核控制的 既有相互对照，又有自身前后对照 变形 虫切 割实 验　 变形虫的分裂、生长、再生、应激性是由细胞核控制的 既有相互对照，又有自身前后对照 伞藻 嫁接 与核 移植 伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的 伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的影响，从而证明实验结论 2．细胞核的功能： (1)细胞核是遗传的控制中心。细胞核内有DNA，DNA储存着遗传信息，在细胞分裂时，DNA由亲代细胞精确地传递给子代细胞，控制子代细胞的新陈代谢等。 (2)细胞核是细胞代谢的控制中心。细胞核通过控制酶和蛋白质的合成，进而控制细胞代谢和生物性状。 3．细胞核与细胞质的关系： (1)细胞核是细胞代谢的控制中心，没有细胞核，细胞的寿命较短。如：哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核。 (2)细胞质为细胞核提供物质和能量，是细胞进行生命活动的主要场所，没有细胞质的细胞寿命也较短。如：精子细胞中的细胞质很少。 (3)细胞质和细胞核是相互依存的。 第五节 细胞在结构和功能上是一个统一整体 知识点(一) 生物膜系统把细胞各部分结构联系在一起 1．细胞的生物膜系统组成：由细胞膜、细胞器膜和核膜等膜结构共同构成，即细胞内的所有膜结构。 2． 生物膜的特点 (1)内质网膜是生物膜中面积最大的结构，与蛋白质、脂质和糖类的加工、合成有关。 (2)生物膜具有一定的流动性，各组分之间可以通过囊泡相互转化。 (3)囊泡的移动为多种细胞器的膜质成分提供物质来源，从而实现膜成分的更新。 【归纳点拨】原核细胞不具备生物膜系统，原核细胞只有细胞膜而没有核膜和细胞器膜。 知识点(二) 细胞内各结构协调配合，共同执行生命活动 1．分泌蛋白： (1)概念：在细胞内合成后，分泌到胞外发挥作用的一类蛋白质。 (2)实例：消化酶、抗体和一部分激素，如胰岛素 2．生物膜在结构上的联系 3． 分泌蛋白的形成途径(以胰蛋白酶的合成和分泌为例)： (1)合成场所：附着在内质网上的核糖体。 (2)合成、加工、运输过程： 氨基酸→粗面内质网上的核糖体→多肽→内质网加工和运输→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜→细胞外。 (3)提供能量的细胞器：线粒体。 4． 囊泡运输 (1)囊泡运输的物质：一类是囊泡膜上的膜蛋白和脂质等，另一类是囊泡包裹的内含物，如一些激素、酶等。 (2)过程：包括囊泡形成、运输和与特定部位膜的融合，其中囊泡与特定部位膜的融合是囊泡定向运输的关键，整个过程非常复杂，需要多种信号分子和细胞骨架的参与。 (3)囊泡的产生和融合的过程体现了膜结构具有流动性。 5． 生物膜系统进行物质运输的意义 (1)大大提高了细胞内物质运输的效率，加强了各组分间的交流。 (2)生物膜形成的各区室使细胞具有相对独立的空间，保证了细胞各项生命活动高效、有序地进行。 (3)广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点，有利于许多化学反应的进行。 【归纳点拨】 1．分泌蛋白的合成、加工、运输过程模型与解读 【特别提醒】　 ①在分泌蛋白合成至分泌出细胞的整个过程中跨膜层数为“0”层。 ②内质网可对肽链进行折叠、组装、糖基化、羧基化、二硫键的形成等。 2．构建分泌蛋白合成、加工、运输的数学模型 (1)甲图表示用放射性元素标记某种氨基酸，追踪不同时间放射性元素在细胞器中的分布情况，依据放射性元素出现的先后顺序判断，a为核糖体、b为内质网、c为高尔基体。 (2)乙图表示一定时间内，细胞结构的膜面积随时间变化，d的膜面积减少，e的膜面积增加，f的膜面积先增加后减少，可判断d为内质网、e为细胞膜、f为高尔基体。 (3)丙图表示前后两个时间点，细胞结构膜面积变化对比。前后比较发现，g的膜面积减少、h的膜面积基本不变、i的膜面积增加，可判断g为内质网、h为高尔基体、i为细胞膜。 第六节 原核细胞内无成形的细胞核 1．地球上最早出现的是原核细胞 (1)地球的生命演化进程 ①地球生命进化过程中，原核细胞远比真核细胞出现得早。 ②35亿年前的地层中，就发现了早期蓝细菌的化石。真核生物的化石大概在10～8亿年前才出现。 (2)最早出现的能进行光合作用的生物：蓝细菌，旧称蓝藻，是一种结构简单的原核生物。 (3)蓝细菌在生命进化史中的作用 ①蓝细菌光合作用释放的氧气逐渐在大气圈积累，为真核生物的起源创造了条件，同时促进了臭氧层的形成，阻挡了大量对生物有害的紫外线。 ②蓝细菌的光合作用促使大气圈中CO2含量下降，将碳元素转移至岩石圈中形成碳酸盐；CO2含量的下降逐渐降低了地球表面的平均温度，为陆生生物的出现创造了条件。 2. 原核细胞结构简单，由外向内分别由细胞壁、细胞膜、细胞质和拟核构成。 (1)拟核或拟核区 ①原核细胞区别于真核细胞最显著的特征是没有核膜包被的细胞核。 ②原核细胞的DNA较小，位于拟核或称拟核区，也不与蛋白质结合，所以原核细胞中没有染色质或染色体。 (2)细胞壁 ①成分：与植物细胞壁不同。 ②作用：对细胞有保护和维持形态的作用。 ③抗生素作用：破坏细菌细胞壁的合成。 (3)细胞质：只有核糖体这一类细胞器。 (4)细胞壁外结构——附属结构 ①荚膜 ②鞭毛：有些细菌还有鞭毛，使其能够运动。 3. 原核细胞的结构虽然简单，但可以完成复杂的生命活动。 (1)原核细胞可以进行需氧呼吸，与需氧呼吸相关的酶分布于细胞膜和细胞质基质。 (2)蓝细菌等原核生物的细胞质含有附着光合色素的光合膜，可以进行光合作用。 【归纳点拨】原核细胞与真核细胞的比较 项目 原核细胞 真核细胞 本质区别 无核膜包被 有核膜包被 大小 较小 较大 细胞壁 有(少数除外，如支原体) 植物细胞和真菌细胞有，动物细胞无 细胞质 有核糖体，无其他细胞器 有多种细胞器 细胞核 拟核，该区域有一环状DNA分子，不形成染色体(质) 有，核内有染色体(质) 实例 细菌、蓝细菌等 动物、植物、真菌 相同点 具有细胞膜、细胞质、核糖体，遗传物质都是DNA 【特别提醒】原核细胞没有线粒体和叶绿体等复杂的细胞器，但是仍然可以进行有氧呼吸和光合作用，因为在原核生物的质膜上有需氧呼吸和光合作用有关的酶和光合色素，所以质膜是进行需要呼吸和光合作用得场所。 第三章 细胞的代谢 第一节 ATP是细胞内的“能量通货” 知识点(一) ATP是细胞生命活动的直接能源 1．中文名称：腺苷三磷酸。 2．化学组成：ATP是由1个核糖、1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成的。 3．ATP的结构 (1)示意图： (2)解读：①核糖是一种五碳糖(C5H10O5)，腺嘌呤是一种含氮碱基。 ②核糖与腺嘌呤结合成的基团称为腺苷(用“A”表示)。 ③3个磷酸基团中的一个磷酸基团连接在糖分子上，其余2个则相继连接在前一个磷酸基团上。 (3)结构简式：A—P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，“～”代表高能磷酸键，“—”代表普通磷酸键。腺苷与3个磷酸基团组成腺苷三磷酸。 (4)高能磷酸键：连接2个磷酸基团之间的磷酸键稳定性较差，水解时可以释放出大量的能量，被称为高能磷酸键，以“～”表示。 4．ATP的功能 高能磷酸键水解会释放大量能量，供生命活动所需，ATP是生命活动的直接能源。 【互动探究】根据ATP结构式思考下列问题： (1)图中①②③的结构分别是什么？ (2)腺苷是由图中哪些结构组成的(写出序号)? (3)ATP分子去掉2个磷酸基团后的剩余部分是什么物质？ (4)若ATP完全水解，会得到哪些成分？ (5)ATP中含有的能量是什么能？主要储存在哪些部位？ (6)20个腺苷和60个磷酸最多可以组成多少个ATP？这些ATP分子中所含的高能磷酸键有多少个？ (7)细胞中的哪些物质和ATP的元素组成相同？(试举两例)。 (1)提示：腺嘌呤、核糖、磷酸基团。 (2)提示：①②。 (3)提示：腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本结构单位之一。 (4)提示：腺嘌呤、核糖、磷酸。 (5)提示：化学能；高能磷酸键。(6)提示：20；40。 (7)提示：DNA，RNA，ADP，磷脂等与ATP的元素组成相同，都是C、H、O、N、P五种元素。 【归纳点拨】 1．生物体的能源物质总结 (1)细胞内生命活动的直接能源物质是ATP。 (2)细胞内的主要能源物质是糖类(或葡萄糖)。 (3)细胞内的主要储能物质是油脂，此外，植物体内还有淀粉，动物体内还有糖原。 (4)细胞内生命活动的根本能量来源是太阳能。 2．不同物质中“A”的辨别 物质结构 物质名称 A的含义 ATP 腺苷(腺嘌呤＋核糖) 核苷酸 腺嘌呤 DNA 腺嘌呤脱氧核苷酸 RNA 腺嘌呤核糖核苷酸 共同点：所有“A”都含有腺嘌呤 知识点(二) 细胞内ATP与ADP保持动态平衡 1．ATP的分布及含量 (1)分布：ATP广泛分布在细胞核、线粒体、叶绿体、细胞溶胶等结构中。 (2)含量：很低。 2．ATP的水解和合成反应 (1)ATP与ADP转化的实质：ATP中能量的储存与释放主要通过末端磷酸基团的结合和脱离来实现。 (2)水解反应：在酶的作用下，远离腺苷的那个高能磷酸键水解，形成腺苷二磷酸(ADP)，释放出1个磷酸，同时释放能量，释放出的能量可以被细胞利用。 (3)合成反应 ①合成ATP：在另一种酶的作用下，ADP和1个磷酸结合重新形成ATP，在这个过程中吸收的能量以高能磷酸键的形式储存起来。 ②合成ATP所需能量的来源：　 所有活细胞均可通过细胞呼吸释放的能量合成ATP a.人、动物、真菌、大多数细菌：来自细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量。 b.绿色植物：除来自呼吸作用所释放的能量外，还可以来自光能。 (4)转化的反应式： 3．ATP—ADP循环： (1)概念：通过ATP的合成和水解，使放能反应所释放的能量用于吸能反应，此过程被称为ATP—ADP循环。 (2)特点：ATP—ADP循环速度很快，细胞内ATP的含量能够维持在相对稳定的水平。 【归纳点拨】规避ATP认识的4个误区 （1）ATP与ADP相互转化不可逆：ATP与ADP的相互转化，从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的。 （2）ATP是与能量有关的一种物质，不可等同于能量：ATP是一种高能磷酸化合物，高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54 kJ/mol的能量。 （3）不可误认为细胞中含有大量ATP，事实上，细胞中ATP含量很少，只是ATP与ADP转化非常迅速及时。无论是饱食还是饥饿，ATP与ADP含量都保持动态平衡。 （4）误认为ATP转化为ADP不消耗水：ATP转化为ADP又称为“ATP的水解反应”，这一过程需ATP水解酶的催化，同时也需要消耗水。蛋白质、脂肪、淀粉等的水解也都需要消耗水。　 第二节 酶是生物催化剂 知识点(一) 绝大多数酶是蛋白质 1．酶的发现历程 2．酶的定义：酶是由活细胞产生的一类生物催化剂，其中绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA。 【归纳点拨】酶定义和三个关键点：①活细胞产生；②催化作用；③化学本质是蛋白质或RNA。 3．酶是生物催化剂 (1)特点：促使反应物发生化学变化，而本身却不发生化学变化。 (2)底物：受酶催化而发生化学反应的分子叫底物。 (3)酶催化底物反应的机理 ①酶与底物结合示意图： ②酶促反应过程 底物＋酶→酶—底物复合物→复合物形状发生一定变化→酶(恢复原状)＋产物。 4．酶活性：一般是指单位时间内底物的消耗量或产物的生成量。酶作用的强弱可用酶活性表示。 【互动探究】据图分析酶的作用： (1)请分析A、B、C、D各代表化学反应中的什么成分？用反应式表示该反应过程。 (2)酶在反应中起什么作用？酶会发生什么变化？ (3)酶能不能为化学反应提供所需要的能量？酶加快反应速率的机理是什么？ (4)产物的多少是由什么因素决定的？ (1)提示　A是酶，B是底物，C和D是产物。反应式为BC＋D。 (2)提示　催化作用，促进化学反应的进行。在催化过程中酶会发生形状的改变,反应结束后复原。 (3)提示　酶不能为化学反应提供所需要的能量。酶是通过降低生化反应所需的活化能来加快反应速率的。 (4)提示　底物的量,跟加不加催化剂（酶）没关系。 知识点(二) 酶的催化功能具有专一性和高效性 1．酶的催化功能具有专一性 (1)含义：由于酶分子的结构只适合与一种或者一类分子结合，所以一种酶只能催化一种底物或者少数几种相似底物的反应。这就是酶的专一性。 (2)实例：虽然蔗糖和麦芽糖都是二糖，但是蔗糖酶只能催化蔗糖的水解，不能催化麦芽糖的水解。 2．酶的催化功能具有高效性 (1)酶具有高效性：由于酶通过与底物分子结合，使化学反应极易进行，所以反应效率极高。 (2)活化能：化学反应进行时需要吸收能量以断开反应分子的化学键，使反应物活化并完成化学反应生成产物，这种化学反应过程中所需要的能量被称为活化能。 (3)酶作用机理：降低化学反应的活化能，使得化学反应加快。 3． 探究酶催化的高效性实验 (1)思路:酶和无机催化剂催化同一化学反应。 ①实验组：底物＋过氧化氢酶底物分解速度或产物的形成速率 ②对照组：底物＋MnO2(无机催化剂)底物的分解速率或产物的形成速率 (2)实验过程 编号 1号试管 2号试管 2%H2O2溶液 3 mL 3 mL 实验处理 二氧化锰 滴加鸡肝匀浆 气泡多少 较多 很多 点燃的卫生香检测 助燃性较强 助燃性更强 结果分析 二氧化锰能催化H2O2分解 过氧化氢酶有催化H2O2分解的作用，且效率更高 (3)结论:与无机催化剂相比，酶具有高效性。 【互动探究】实验中如何判断因变量的变化？ 提示：通过卫生香的复燃情况，判断试管中的氧气浓度，氧气浓度可衡量反应的速率（催化效率）。 4． 探究酶的专一性实验 (1)实验目的:比较唾液淀粉酶和蔗糖酶对淀粉和蔗糖的作用。 (2)实验原理 (3)材料及试剂:淀粉溶液、蔗糖溶液、新鲜唾液、蔗糖酶溶液、本尼迪特试剂等。 (4)方法步骤(见下表) 试管 1 2 3 4 5 6 本尼迪 特试剂 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 1%的淀粉 溶液 3 mL － 3 mL － 3 mL － 2%的蔗糖 溶液 － 3 mL － 3 mL － 3 mL 新鲜唾液 － － 1 mL 1 mL － － 蔗糖酶溶液 － － － － 1 mL 1 mL 实验结果 (5)结果分析: ①1号和2号试管中不出现(填“出现”或“不出现”)红黄色沉淀，说明淀粉和蔗糖不是还原糖，这是为后面实验排除无关变量的影响。 ②3号试管中出现红黄色沉淀；4号试管中不出现红黄色沉淀，说明唾液淀粉酶只能分解淀粉，而不能分解蔗糖。 ③5号试管中不出现红黄色沉淀，6号试管中出现红黄色沉淀，说明蔗糖酶只能催化蔗糖分解，而不能催化淀粉分解。 (6)实验结论:酶的作用具有专一性，一种酶只能催化一种底物或少数几种相似底物的反应。 【归纳点拨】 1．酶的催化功能具有高效性实验变量分析 自变量 因变量 无关变量 添加催化剂的类型 底物分解速率(或产物生成速率) 试剂的量、反应温度、pH等(要求相同且条件适宜) 2．酶的催化功能具有专一性实验变量分析 自变量 因变量 无关变量 添加酶的种类不同(底物的种类不同) 底物是否分解(或有无产物形成) 底物的量、试剂的量、反应温度、pH等(要求相同且条件适宜) 3． 探究酶的专一性实验设计思路 （1）变量分析： ( 底物+同一种酶 另一底物+同一种酶 )实验中的自变量可以是不同的底物，也可以是不同的酶；因变量是底物是否被分解。 （2）设计思路： ①不同的底物 ( 同一底物+一种酶 同一底物+另一种酶 )（同一把钥匙开两把锁） ②不同的酶 （两把钥匙开同一把锁） 4．易错提醒 ①若底物选择淀粉和蔗糖，酶溶液为淀粉酶，验证酶的专一性，检测底物是否被分解的试剂宜选用本尼迪特试剂，不能选用碘—碘化钾溶液，因为碘—碘化钾溶液无法检测蔗糖是否被水解。 ②探究酶的高效性时，对照组应为无机催化剂；探究酶的催化作用时，对照组应为不加催化剂；探究酶的专一性时，既可用同一种酶作用于不同底物，也可用不同酶作用于同一底物。 知识点(三) pH对酶催化功能的影响 1．影响酶作用的因素有很多，pH、温度和某些化合物等都能影响酶的作用。 2．pH对酶作用的影响 (1)pH对酶作用影响的典型曲线 (2)酶通常在一定pH范围内才起作用，而且在某一pH下作用最强，称为该酶的最适pH，偏离最适pH，不论升高还是降低，酶活性都会下降。过酸、过碱都会使酶变性，使酶永久失活。 (3)最适的pH范围可能很窄，也可能较宽，这取决于不同酶的特性。 3．探究pH对过氧化氢酶的影响 (1)实验原理： ①2H2O22H2O＋O2 ②pH影响过氧化氢酶的活性，从而影响氧气的生成速率，通过在相同的时间内收集到的气体量的多少可判断每一pH下过氧化氢酶活性的大小。 (2)实验步骤 ①将大小相同的8片滤纸片放在新鲜肝脏匀浆中浸泡1 min，然后取其中3片贴到反应小室一侧内壁上。 ②取右图装置，向反应小室加入2 mL 3%的过氧化氢溶液和pH5.0的缓冲液2 mL。 ③翻转反应小室，适宜时间后，读取量筒中水平面的刻度并作好标记，然后记录。 ④反复冲洗反应小室，重复上述实验，测量在pH6.0、pH7.0、pH8.0下过氧化氢在酶催化下释放的气体量。 (3)实验结果记录表 缓冲液 pH5.0 pH6.0 pH7.0 pH8.0 收集的气体体积/mL 0.5 min 1 min (4)实验结论：酶的活性需要适宜的pH，过酸和过碱都将影响酶的活性。 【归纳点拨】实验成功关键点 ①进行本实验时，应将底物溶液调节pH后再与酶溶液混合（反应小室旋转180°），不可将酶溶液和底物混合后再调节pH，二者不能颠倒顺序，以免调节pH前酶已发挥作用。 ②所有的实验都要保证实验用品不混淆，不应该有上一次反应后的剩余溶液。每次实验后，先用水充分冲洗反应小室，然后用相应缓冲液再冲洗一遍。 知识点(四) 影响酶催化功能的其他因素 1．温度对酶活性的影响 (1)在一定条件下，酶活性最强时的温度称为该酶的最适温度。在此温度以上或以下，酶活性均要下降。 (2)温度对酶促反应的影响有两个方面： 其一，温度升高，反应物分子具有的能量增加，反应速率加快(图中a)。其二，酶是蛋白质，酶分子本身会随温度的升高而发生空间结构改变，导致热变性。温度升得越高，酶变性的速率越快，升到一定温度，酶将完全失去活性(图中b)。两个作用叠加在一起，使得酶所催化的反应表现出最适温度(图中c)。 (3)低温会使酶的活性降低，但不会破坏酶的分子结构，当温度适宜时，酶的催化作用可以恢复。但高温会导致酶发生热变性，使其永久失活。 2．有机溶剂、重金属离子、酶的激活剂和抑制剂等都会影响酶的活性。 【归纳点拨】 1． 酶活性实验探究中的“三宜”“四不宜” (1)若底物选择淀粉和蔗糖，用淀粉酶来验证酶的专一性时，检测底物是否被分解的试剂宜选用本尼迪特试剂，不宜选用碘－碘化钾溶液。 (2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测底物被分解的试剂宜选用碘－碘化钾溶液，不宜选用本尼迪特试剂。 (3)在探究酶的适宜温度的实验中，不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料。因H2O2的分解受温度影响较大，若温度升高，H2O2分解反应速率明显加快，这样实验的变量不唯一。 (4)在探究pH对酶活性影响时，宜保证酶的最适温度(排除温度干扰)，且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让酶与反应物接触，不宜在未达到预设pH前，让反应物与酶接触。 2．与酶相关的曲线分析及技巧总结 (1)与酶相关曲线分析 项目 曲线 曲线解读 高效性 ①酶的催化效率远高于无机催化剂；②酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不能改变化学反应的平衡点；③酶只能催化已存在的化学反应 专一性 加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无催化作用，而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶具有专一性 反应物浓度及酶浓度对酶促反应的影响　 底物浓度和酶浓度是通过影响酶与底物的接触而影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。 ①甲：底物充足，其他条件适宜，酶促反应速率与酶浓度成正比； ②乙：其他条件适宜，酶浓度一定，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，当反应物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加 温度和pH对酶促反应的影响 ①在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱；②过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性 (2)技巧总结：“四步法”分析酶促反应曲线 ①识标：“识标明变量”。明确酶促反应曲线坐标图中横坐标(自变量)和纵坐标(因变量)的含义。 ②析线：“析线理关系”。分析酶促反应曲线走势，明确因变量怎样随自变量的变化而变化。“上升”“下降”“先升后降”“先升后稳”“水平”等。 ③明点(特殊点)：“抓点求突破”。明确酶促反应曲线中起点、终点、顶点、拐点、交叉点、特殊条件下的交点等表示的生物学含义。 ④判断：“先分后合巧辨析”。对于多条酶促反应曲线图，根据曲线上不同标示物识别曲线所代表的意义(有的曲线直接标出)，首先对每一条曲线单独分析，进行比较，判断曲线间有无联系或找出相互关系，然后综合分析。 第三节 物质通过多种方式出入细胞 知识点(一) 扩散和渗透 1．扩散 (1)概念： 分子或离子的随机运动 ↑实质 扩散使分子或离子分布均匀，直到平衡 ↓方向 从高浓度处向低浓度处 (2)举例：氧、二氧化碳、酒精、甘油等。 2．渗透 (1)概念：水分子通过半透膜的扩散。细胞经常发生渗透作用。扩散和渗透都是物理现象。 (2)方向：溶液中溶质浓度低的一侧→溶液中溶质浓度高的一侧(或水分子由其分子数相对较多的一侧→相对较少的一侧)。 (3)实例： ①红细胞吸水胀破与失水皱缩。 ②植物细胞的质壁分离及质壁分离复原。 (4)动、植物细胞的渗透比较 细胞内、外水分子相对数 结果 动物细胞 植物细胞 细胞内、外水分子的相对数相等 细胞无变化 细胞无变化 细胞外水分子的相对数较多 细胞涨大 甚至破裂 细胞膨胀 细胞外水分子的相对数较少 细胞皱缩 质壁分离 3．动植物细胞都是渗透系统 【互动探究】渗透装置分析，思考下列问题： （1）如果将膜内外都换成同等浓度的蔗糖溶液，漏斗中的液面还会升高吗？ （2）如果将半透膜（水分子能通过，蔗糖等大分子不能通过）换成一层纱布，漏斗中的液面还会升高吗？ （3）根据以上探究，试总结渗透现象发生必须具备的条件。 （4）达到渗透平衡时，半透膜两侧溶液浓度相等吗？ （5）达到渗透平衡时，水分子双向跨膜运动停止了吗？ （1）提示：不会。因为半透膜两侧不存在浓度差，水分子进出漏斗的量达到动态平衡。 （2）提示：不会。若将半透膜换成纱布，由于纱布具有全透性，水分子和蔗糖分子都能通过，所以漏斗中的液面不出现上升的现象。 （3）提示：①具有半透膜； ②半透膜两侧的溶液具有浓度差。 （4）提示：①如果半透膜允许溶质分子进出，则渗透平衡时，半透膜两侧溶液浓度相等且半透膜两侧不存在液面高度差；②如果半透膜不允许溶质分子进出，则渗透平衡时，膜两侧溶液浓度不相等且存在液面高度差。 (5)提示：达到渗透平衡时，半透膜两侧的水分子仍进出，只是单位时间水分子双向跨膜运动的速率相等，所以液面高度不再变化。 知识点(二) 观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原现象 1．原理： (1)成熟植物细胞的原生质层（包括细胞膜、液泡膜以及两者之间的细胞溶胶）相当于一层半透膜。 (2)液泡中的细胞液与外界溶液存在浓度差，会因吸水、失水引起细胞形态的变化，这种变化可通过显微镜观察到。 (3)细胞膜及其以内部分的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。 2． 材料选择 必须选择具有大液泡并有颜色的植物细胞（不能选择根尖分生区细胞），便于显微镜下观察。 3．试剂选择：0.3 g/mL的蔗糖溶液、清水 4． 实验步骤与现象 5．结论：成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用，①当细胞液浓度＜外界溶液浓度时，细胞失水，细胞膜及其以内的部分和细胞壁分离，发生质壁分离。 ②已发生质壁分离的细胞，当细胞液浓度＞外界溶液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原。 【归纳点拨】 1．质壁分离及复原实验中的对照实验 本实验中存在两组前后对照实验，均为自身对照。自身对照是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（三次显微观察之间对照）。 第一组（第二次观察与第一次对照） 第二组（第三次观察与第二次对照） 2．质壁分离在生产生活中的应用 (1)观察植物细胞的细胞膜。(2)判断细胞的死活。(3)测定植物细胞的细胞液的浓度。 (4)鉴别不同类型的溶液。(5)比较未知浓度溶液的浓度大小。 3．拓展延伸： (1) 若用0.5_g/mL蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能复原，因细胞过度失水而死亡。 (2) 发生质壁分离时在细胞壁和质膜之间充满的是外界溶液，原因是细胞壁具有全透性。 (3) 从溶液角度分析 ①在一定浓度(溶质不能透过膜)的溶液中只会发生质壁分离现象，不能发生自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理，方可复原)。 ②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，并能自动复原，因为K＋、NO、尿素、乙二醇等可转运到细胞内，使细胞液浓度升高，细胞渗透吸水而发生自动复原。 知识点(三) 物质出入细胞方式比较 一、被动转运与主动转运 1．被动转运 (1)含义：物质由浓度较高的一侧转运至浓度较低的一侧，称为被动转运。 (2)类型：扩散、渗透和易化扩散。 (3)易化扩散 ①含义：载体蛋白分子与被转运的分子或离子结合后改变形状，把分子或离子转运至膜的另一侧。将分子或离子释放后，载体蛋白又恢复至原来的形状。这种转运仍是一种扩散作用，但扩散的速率要大得多，称为易化扩散。 ②特点：a．将物质从浓度高的一侧转运到浓度低的一侧。b．必须借助载体蛋白的帮助。 c．不需要消耗能量。 技能提炼：扩散和易化扩散的比较 方式 转运方向 是否需要载体 是否消耗能量 扩散 高浓度→低浓度 不需要 不消耗 易化扩散 高浓度→低浓度 需要 不消耗 2．主动转运需要载体蛋白，并且消耗能量 (1)概念：由于生命活动所需，细胞往往要把离子或分子从低浓度处运到高浓度处。这类逆浓度梯度的转运称为主动转运。 (2)实例：①海水鱼的鳃需要将体内的盐从盐浓度较低的体液中排到盐浓度较高的海水中。 ②植物的根需要从土壤溶液中吸收离子，而土壤溶液中该离子的浓度往往低于根细胞的浓度。 (3)特点：①逆浓度梯度转运。 ②需要消耗能量，消耗的能量来自细胞中的ATP。 ③必须有载体蛋白参与。 (4)主动转运与易化扩散都需要载体蛋白的参与，在转运过程中载体蛋白形状都会发生变化。它们的最大区别是，主动转运需要ATP提供能量，而易化扩散不需要能量。 (5)主动转运的意义：由于有能量的供给，主动转运就能够根据细胞的需要转运分子或离子，可以逆着浓度梯度从低浓度的一侧向高浓度的一侧转运物质。因此，主动转运是细胞最重要的吸收或排出物质的方式，它可以保持细胞内部某些物质的浓度与周围环境相比有较大的差别。 二、有些物质通过胞吞、胞吐进出细胞 1．实例：某些生物大分子如蛋白质、多糖等，可以是固体，也可以是液体。 2．过程 (1)进出细胞的物质，首先会被一部分细胞膜包起来。 (2)然后这一部分细胞膜与整个细胞膜脱离，裹着该物质运到细胞的内侧或外侧。 (3)如果把这一部分物质运送到细胞内侧，就称为胞吞。 (4)如果把这一部分物质运送到细胞外侧，就称为胞吐。 3．特点：在胞吞、胞吐过程中发生细胞膜的融合与断裂，也需要能量的供应。 【归纳点拨】 1．“归纳法”判断物质出入细胞的方式 (1)结合实例直接进行判断 转运方式 实例 扩散 水、气体(O2、CO2等)、脂溶性物质(甘油、脂肪酸、性激素、乙醇、乙二醇、苯等)的跨膜转运 易化扩散 血浆中的葡萄糖进入红细胞等 主动转运 无机盐离子、氨基酸、核苷酸、葡萄糖等逆浓度梯度进出细胞 胞吞、胞吐 变形虫形成摄食食物泡、白细胞吞噬细菌、巨噬细胞吞噬抗原及细胞碎片、分泌蛋白的分泌等 (2)根据转运方向判断：逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动转运。 2．物质浓度(在一定的浓度范围内)影响物质出入细胞 曲线解读：浓度差影响扩散和易化扩散。在扩散中，浓度差越大，转运速率越大；在易化扩散和主动转运中，浓度差达到一定程度后转运速率不再增加的原因是受载体蛋白数量的限制。 3．有关物质出入细胞方式的6个“不要漏掉” (1)需要载体蛋白协助的转运方式除主动转运外，不要漏掉易化扩散。 (2)消耗能量的出入细胞方式除主动转运外，不要漏掉胞吞和胞吐。 (3)从高浓度到低浓度的运输方式除简单扩散外，不要漏掉易化扩散。 (4)影响易化扩散速率的因素除载体蛋白数量外，不要漏掉浓度差。 (5)与主动转运有关的细胞器除供能的线粒体外，不要漏掉载体蛋白的合成场所——核糖体。 (6)转运速率与能量供给无关的运输方式除简单扩散外，不要漏掉易化扩散。 第四节 细胞呼吸为细胞生活提供能量 知识点(一) 细胞呼吸与探究酵母菌的呼吸方式 1．呼吸与细胞呼吸 (1)呼吸：指人体从周围环境中吸入空气，利用其中的氧气，呼出二氧化碳的气体交换过程。 (2)细胞呼吸：指在细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或者小分子有机物，并且释放出能量的过程。 (3)二者联系：在气体交换过程中获得的氧气通过血液循环运送到身体的各个细胞，供细胞在有氧条件下分解有机物，有机物分解时产生的二氧化碳则通过气体交换排出体外。 2．细胞呼吸的方式 根据细胞呼吸过程中是否有氧参与，我们把细胞呼吸分为需氧呼吸和厌氧呼吸，需氧呼吸是细胞呼吸的主要方式。 3．探究酵母菌呼吸方式的实验 ⑴实验原理 ①酵母菌是一种兼性厌氧型的单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，既能进行需要呼吸，又能进行厌氧呼吸，因此可用来研究细胞呼吸的不同方式。 ②CO2可使澄清石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝溶液(BTB)由蓝变绿再变黄，根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养CO2的产生情况。 ③重铬酸钾溶液在酸性条件下为橙色，遇到酒精变成灰绿色。 ④NaOH溶液能够吸收CO2。植物油用来创造无氧环境。 ⑵提出问题 ①酵母菌在有氧和无氧的环境中进行呼吸的产物分别是什么？ ②酵母菌在有氧或者无氧环境中进行的呼吸具有什么特点？ ⑶作出假设：酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物可能有CO2和酒精。 ⑷方法步骤：探究问题→设计活动方案→实施活动方案→实验结果分析 ⑸实验结论：酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌需氧呼吸产生大量的CO2和水；在无氧条件下，酵母菌通过厌氧呼吸产生酒精，还产生少量的CO2。 【归纳点拨】探究酵母菌呼吸方式的实验 1．实验装置设置 (1)有氧条件装置：第一个锥形瓶中盛放的试剂是10% NaOH溶液，其目的是：使进入A瓶中的空气先经NaOH溶液处理，排除空气中的CO2对实验结果的干扰。 (2)无氧条件装置：在酵母菌培养液表面滴加一薄层植物油，植物油可以覆盖溶液形成油脂层以创造无氧环境。 2．实验材料与检测 检测产物 试剂 现象 判断 CO2 澄清石灰水 澄清的石灰水变浑浊 浑浊度越高，产生的CO2越多 溴麝香草酚蓝溶液 由蓝变绿再变黄 变化所需时间越短，产生的CO2越多 酒精 重铬酸钾溶液(酸性条件) 橙色变成灰绿色 溶液呈灰绿色，说明有酒精产生 3．实验结果与结论分析 (1)实验结果 项目 甲组 乙组 澄清的石灰水 先变浑浊且浑浊程度高 变浑浊，但速度和程度次于甲 培养液滤液中滴加酸性重铬酸钾 呈现橙色 呈现灰绿色 分析 有氧条件下释放的CO2多，无酒精产生 无氧条件下释放的CO2较少，同时有酒精产生 (2)实验结论 ①酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。 ②细胞呼吸产物： 在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量CO2；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的CO2。 4．实验中注意事项 ①配制酵母菌培养液时，必须将煮沸的葡萄糖溶液冷却到常温，才可加入新鲜酵母菌。 ②有氧条件装置必须持续通入空气，保证氧气充足。 知识点(二) 需氧呼吸 1．条件：必须有氧参加，氧气把糖分子氧化成二氧化碳和水。 2．反应场所：细胞溶胶和线粒体。 3．反应过程 (1)条件：必须有氧参加，把糖分子氧化成二氧化碳和水。 (2)反应场所：细胞溶胶和线粒体，主要是线粒体。 (3)反应过程 　　阶段 项目　　 第一阶段 第二阶段 第三阶段 名称 糖酵解 柠檬酸循环 电子传递链 场所 细胞溶胶 线粒体基质 线粒体内膜 物质变化 1分子葡萄糖→2个三碳化合物(丙酮酸)和少量[H] 丙酮酸被彻底氧化分解形成二氧化碳，产生[H] 前两个阶段产生的[H]与氧结合生成水 能量变化 释放少量能量，形成少量ATP（2个） 释放少量能量，形成少量ATP（2个） 释放大量能量，形成大量ATP（28个） 需氧呼吸总反应式 (4)特点：在常温下发生，所产生的能量中少部分（约30%）储存在ATP中，大部分（约70%）以热能形式散失，能量利用率很高。 (5)实质：葡萄糖中的碳氧化为二氧化碳，其中的氢被氧化成水。 4．需氧呼吸的4个易错提醒 (1)误认为葡萄糖直接进入线粒体内被彻底氧化分解。葡萄糖必须在细胞溶胶中被分解为丙酮酸后才能进入线粒体被分解。 (2)误把能量写成ATP。需氧呼吸的能量大部分以热能形式散失，少量转移到ATP中。 (3)误认为需氧呼吸的场所只有线粒体。 ①原核生物需氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜，因为含有与需氧呼吸有关的酶。 ②真核生物需氧呼吸的场所是细胞溶胶和线粒体。无线粒体的真核生物或真核细胞只能进行厌氧呼吸，如蛔虫、哺乳动物成熟的红细胞等。 （4）误认为有CO2生成一定是需氧呼吸。有CO2生成不一定是需氧呼吸。但对动物和人体而言，有CO2生成一定是需氧呼吸，因为动物及人体厌氧呼吸产物为乳酸。但细胞呼吸中有H2O生成一定是需氧呼吸。 知识点(三) 厌氧呼吸及细胞呼吸是细胞代谢的核心 1．厌氧呼吸 (1)条件：在无氧的条件下。 (2)场所：细胞溶胶。 (3)过程 ①第一阶段：与需氧呼吸的第一阶段一样，进行糖酵解，1个葡萄糖分子被分解成2个丙酮酸分子和少量[H]，分解过程中释放出少量能量，形成少量ATP(2个ATP分子)。 ②第二阶段：丙酮酸在不同酶的催化作用下，形成不同的产物，如乳酸或乙醇。 (4)发酵 ①含义：乳酸菌、酵母菌等微生物的厌氧呼吸也称发酵。 ②类型：最常见的发酵类型是乳酸发酵和乙醇发酵。 a．乳酸发酵 Ⅰ.总反应式：C6H12O62C3H6O3＋能量 Ⅱ.具体过程 b．乙醇发酵 Ⅰ.总反应式：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量 Ⅱ.具体过程 2．细胞呼吸是细胞代谢的核心 (1)细胞代谢类型：包括分解代谢和合成代谢。 (2)细胞分解代谢主要利用糖类 作为呼吸过程中能量的来源，人和动物也可利用脂肪和蛋白质作为能源。 ①糖代谢：多糖先被水解为单糖，经糖酵解，最后被完全氧化成CO2和水。 ②脂肪代谢：脂肪先分解形成甘油和脂肪酸，甘油形成一个三碳化合物后进入糖酵解，脂肪酸则进一步被分解。 ③蛋白质代谢：先分解成氨基酸，氨基酸脱去氨基后变成不同的有机酸，最终被完全氧化。 (3)细胞呼吸一方面为合成反应提供能量(ATP)，另一方面为合成反应提供碳骨架。 (4)细胞内有机物的生物合成也以细胞呼吸为中心。 【互动探究】 1． 在通风条件不好的环境中储藏的苹果会有酒味散发，而马铃薯储藏久了却不会有酒味产生，试从细胞呼吸产物的角度分析产生这种差异的原因。 2． 无氧呼吸有无[H]的积累？无氧呼吸第一阶段产生的[H]的作用是什么？ 3． 酵母菌细胞内产生CO2的场所在哪儿？ 4．人体剧烈运动时肌肉细胞产生CO2的场所在哪儿？ 1． 提示：苹果厌氧呼吸的产物是酒精和CO2，而马铃薯厌氧呼吸产物是乳酸。二者厌氧呼吸产物不同是因为催化厌氧呼吸第二阶段的酶不同。 2． 提示：没有。参与了第二阶段乳酸或者乙醇的生成。 3． 提示：细胞溶胶和线粒体基质。 4． 提示：线粒体基质。 【归纳点拨】 1．比较需氧呼吸和厌氧呼吸 项目 需氧呼吸 厌氧呼吸 不 同 点 条件 需氧 无氧 场所 细胞溶胶(第一阶段)、线粒体(第二、三阶段) 细胞溶胶 分解程度 葡萄糖被彻底分解 葡萄糖分解不彻底 产物 CO2、H2O 乳酸或乙醇和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 2．易错提醒 (1)不是所有植物细胞厌氧呼吸产物都是乙醇和二氧化碳，玉米胚、甜菜块根、马铃薯块茎等植物细胞厌氧呼吸的产物是乳酸。人体细胞厌氧呼吸产物是乳酸，因此人体细胞产生二氧化碳只能通过需氧呼吸。 (2)厌氧呼吸只在第一阶段释放能量，第二阶段不释放能量。 (3)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乙醇或乳酸中；②释放的能量大部分(约70%)以热能的形式散失；③释放的能量少部分(约30%)储存在ATP中。 知识点(四) 影响细胞呼吸的因素 1．呼吸速率：常用单位面积或单位重量的植物体在单位时间内所吸收O2或释放CO2的量来表示。 2．温度 (1)机理：通过影响酶活性影响细胞呼吸。 (2)特点 ①一定范围内，酶活性随温度升高而提高，呼吸速率也会增高；到达最高值后，随温度升高而下降。 ②细胞呼吸的最适温度、最低温度和最高温度会因植物种类和生理状态的不同而有较大差异。 ③植物细胞呼吸的最适温度一般高于光合作用的最适温度。 3．氧 (1)在氧浓度较低的范围内，植物的有氧呼吸速率随氧浓度增加而升高，增至一定程度时，呼吸速率不再升高。 (2)以有氧呼吸为主的生物体内，随着氧浓度的提高，无氧呼吸会减弱。 【归纳点拨】影响细胞呼吸的外部因素： 名称 曲线 解读 应用 温度 温度主要影响了与细胞呼吸有关的酶的活性。一般而言，在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强 O2浓度 Ⅰ.O2浓度＝0时，只进行厌氧呼吸。 Ⅱ.0<O2浓度<10%时，同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸。 Ⅲ.O2浓度≥10%时，只进行需氧呼吸。 Ⅳ.O2浓度＝5%时，有机物消耗最少。 CO2浓度 增加CO2浓度对细胞呼吸有明显的抑制作用 适当增加CO2浓度， 有利于水果和蔬菜的保鲜 含水量 在一定范围内细胞呼吸强度随含水量的增加而加强 第五节 光合作用将光能转化为化学能 知识点(一) 叶绿体、光合色素及作用 1．光合作用将光能转化为化学能 (1)生物界中糖的来源：绝大部分来源于光合作用。 (2)进行光合作用的生物主要为绿色植物和蓝细菌。 (3)光合作用 ①原料：二氧化碳和水。 ②能量来源：光能。 ③产物：糖类等有机物。 ④光合作用是一个氧化还原过程。将CO2还原为糖，将H2O中的O氧化为O2。 ⑤反应式：6CO2＋12H2OC6H12O6＋6O2＋6H2O。 ⑥光合作用是一个吸能反应，它利用太阳能将CO2转变为糖，并将能量储存在糖分子内。也就是说，光合作用是一个将光能转化为化学能的过程。 (4)光合作用的产物除了糖还有氧气 科学家用氧的同位素18O标记的CO2和H2O分别培养小球藻，光照下测定是否产生18O2，结果如图，据图回答： ①A组试管释放的气体是O2，B组试管释放的气体是18O2。 ②根据以上实验结果，可得出结论：光合作用释放的O2来自H2O中的氧。 ③该实验技术手段叫同位素标记法。 2．光合作用在叶绿体中进行 ①叶绿体结构模式图 ②叶绿体结构 决定↓ ③功能：进行光合作用的场所。 【特别提醒】 (1)绿色植物中参与光合作用的色素只存在于叶绿体类囊体膜上，液泡中的色素不参与光合作用。 (2)叶绿体并不是进行光合作用的必要条件：进行光合作用的生物不一定含叶绿体，如蓝细菌能进行光合作用，但没有叶绿体。 (3)并不是所有的植物细胞都含有叶绿体，只有进行光合作用的细胞才含有叶绿体。 知识点(二) 光合色素的提取与分离、色素的种类、颜色和吸收光谱 1． 光合色素的提取与分离 (1)原理：光合色素是一类脂溶性物质，可以利用脂溶剂将它们从叶绿体中提取出来，并且将它们分离开来，达到观察叶绿体中色素的目的。 (2)方法步骤 提取色素：将新鲜菠菜叶烘干、粉碎后，取2 g干粉放入研钵中，加入少许二氧化硅、碳酸钙和2～3 mL 95%的酒精→研磨→过滤→收集滤液到试管内并用棉塞塞紧试管口 ↓ 制备滤纸条 　↓ 点样 　↓ 分离色素 　↓ 观察结果：滤纸条上出现四条色素带 2． 叶绿体中含有的光合色素 ①四种不同颜色的光合色素，即叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素。 ②四种光合色素在叶肉细胞中的含量不同，有些色素的含量会随着季节或者生理特性的变化而发生变化。 ③叶绿体中的叶绿素a和叶绿素b，都是含镁的有机分子，它们分别呈现蓝绿色、黄绿色。 ④叶绿体中还有许多种黄色、橙色和红色的色素，合称为类胡萝卜素，其中最多的是胡萝卜素和叶黄素，它们都是碳氢链组成的分子，胡萝卜素为橙色，叶黄素为黄色。 ⑤在光合作用中，光合色素的作用是吸收可见光，将光能转化为化学能，用于有机物的合成。 3．色素的吸收光谱及特点 (1)植物光合作用利用的光在可见光范围内，太阳光经三棱镜折射后形成不同颜色的光，这就是可见光谱。 (2)下图为色素的吸收光谱 可以看出：叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，而几乎不吸收绿光；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 【归纳点拨】 1．光合色素的提取与分离实验的结果分析 2．色素提取与分离的注意事项 注意事项 操作目的 提 取 色 素 选新鲜绿色的叶片 使滤液中色素含量高 研磨时加无水乙醇 溶解色素 加少量二氧化硅和碳酸钙 研磨充分和保护色素 迅速、充分研磨 防止乙醇过度挥发，充分溶解色素 盛放滤液的试管管口加棉塞 防止乙醇挥发和色素氧化 分 离 色 素 滤纸预先干燥处理 使层析液在滤纸上快速扩散 下端对称剪去两角 避免两边扩散过快，保证色素带平齐 滤液细线要细、齐、直 使分离出的色素带平整不重叠 滤液细线干燥后再画一次，共画3～4次 使分离出的色素带清晰分明 滤液细线不触及层析液 防止色素直接溶解到层析液中 知识点(三) 光反应和碳反应 1．光反应将光能转化为化学能，并产生氧气 (1)场所：类囊体膜——光合膜。 (2)产物：氧、ATP、NADPH。NADPH是辅酶Ⅱ，它是氢的载体。 (3)主要变化 ①光合膜上光合色素吸收光能。 ②水光解：光能将水裂解为H＋、电子(e－)和O2。 ③NADPH和ATP产生：H＋和e－将NADP＋还原为NADPH，并产生ATP。 ④能量变化：光能转化为NADPH和ATP中的化学能。 (4)产物去向及作用 ①光反应产生的O2被释放到细胞外。 ②光反应产生的ATP和NADPH是碳反应中将二氧化碳还原为糖的能源物质，NADPH在碳反应中是还原剂。 2．碳反应将二氧化碳还原成糖 (1)场所：叶绿体基质。 (2)卡尔文循环：二氧化碳还原为糖的一系列反应称为卡尔文循环。 ①CO2被固定：1分子CO2和1分子五碳糖结合→形成1个六碳分子→2个三碳酸分子。 ②三碳酸被还原：三碳酸接受来自NADPH的氢和来自ATP的能量→被还原成三碳糖(卡尔文循环中的第一个糖)。该物质在叶绿体内能作为合成淀粉、蛋白质和脂质的原料，但大部分运至叶绿体外，转变成蔗糖，供植物所有细胞利用。 ③五碳糖再生：三碳糖形成后，卡尔文循环中的许多反应都是为了再生五碳糖，以保证此循环不断进行。 (3)能量变化：NADPH和ATP中的化学能转化为有机物中化学能。 3．光反应与碳反应比较与联系 (1)光反应直接需要在光下才能进行，碳反应虽不直接需要光，但也只有在有光的条件下才能循环往复地进行。 (2)碳反应的产物是三碳糖，三碳糖可以在叶绿体中转化为淀粉等，更多的在叶绿体外转变为蔗糖，运输到植物体被所有细胞利用，因此蔗糖是光合产物的主要运输形式。 【互动探究】如图为光合作用过程，请分析回答下列问题： (1)光反应和碳反应都需要光吗？原料分别有哪些？ (2)光反应和碳反应的酶分布在叶绿体的什么部位？ (3)光合作用的光反应和碳反应是一个有机的整体，如何理解？ (4)科学研究表明，光合作用的产物除了糖类(包括淀粉、葡萄糖等)和O2外，蛋白质和脂质也是光合作用的产物。我们用实验怎样证明这种观点呢？ (1)提示　光反应需要光，碳反应有光无光都可以；原料：光反应：H2O、ADP、Pi；碳反应：CO2以及光反应产生的ATP、NADPH。 (2)提示　光反应的酶分布于叶绿体的类囊体膜上，碳反应的酶分布在叶绿体的基质中。 (3)提示　光反应为碳反应提供NADPH和ATP，碳反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。如果没有光反应，则不能为碳反应提供ATP和NADPH，碳反应就不能进行；同样如果没有碳反应，光反应产生的ATP和NADPH会大量积累，也会抑制光反应的进行。所以光反应和碳反应是一个有机的整体。 (4)提示　根据同位素示踪法，以14C标记参加光合作用的CO2，测定其带放射性的产物中是否有蛋白质、脂质。 【归纳点拨】 1．光反应与碳反应的比较 比较项目 光反应 碳反应 场所 类囊体膜（光合膜） 叶绿体基质 时间 短促，以微秒计 较缓慢 条件 光、色素、酶、水等 多种酶、CO2、NADPH、ATP等 过程 利用光能使水光解产生O2，同时产生ATP和NADPH 将CO2还原为糖的一系列反应 物质变化 ①水的光解：H2O2H＋＋2e－＋O2； ②ATP的合成： ADP＋Pi＋能量 ATP； ③NADPH的合成： NADP＋＋H＋＋2e－NADPH ①CO2的固定： CO2＋RuBP三碳酸分子； ②三碳酸的还原： 三碳酸分子三碳糖分子； ③RuBP的再生：三碳糖RuBP 能量变化 光能―→ATP、NADPH中活跃的化学能 活跃的化学能―→有机物中稳定的化学能 完成标志 O2释放、ATP和NADPH的生成 糖类等有机物的生成 联系 (1)光反应为碳反应提供：NADPH和ATP，NADPH既可作还原剂，又可提供能量；碳反应为光反应提供三种物质：ADP、磷酸以及NADP+。 (2)碳反应有光无光都能进行。若光反应停止，碳反应可持续进行一段时间，但时间不长，故一般认为晚上只进行呼吸作用，不进行光合作用。 (3)光反应和碳反应相互依存，其中一方减弱或增强，另一方也会随之减弱或增强。 2． 光合作用过程中C、H、O的转移： (1)方法：同位素标记法。常用14CO2和H218O作为实验材料。 (2)光合作用总反应式及C、H、O元素去向 知识点（四） 光合作用和细胞呼吸作用的综合应用 一、光合作用与细胞呼吸的联系 1．物质方面 (1)C：CO2C6H12O6C3H4O3CO2 (2)O：H2OO2H2O (3)H：H2ONADPHC6H12O6[H]H2O 2．能量方面 光能ATP＋NADPH中的化学能有机物中的化学能 二、不同光照条件下叶肉细胞的气体代谢特点 曲线 光合作用强度与细胞呼吸强度的关系 气体代谢特点 图示 A点 只进行细胞呼吸 吸收O2，释放CO2 AB段 细胞呼吸强度大于光合作用强度 吸收O2，释放CO2 B点 细胞呼吸强度等于光合作用强度 不与外界发生气体交换 B点后 光合作用强度大于细胞呼吸强度 吸收CO2，释放O2 第四章 细胞的生命历程 第一节 细胞通过分裂增殖 知识点(一) 探究细胞表面积与体积的关系 1．模拟探究细胞的大小与扩散作用的关系 (1)目的要求：通过建构物理模型，推断细胞大小与物质扩散的关系，领悟细胞不能无限长大的原因。 (2)探究问题：细胞体积越小，物质进出细胞就越容易吗？ 2．细胞体积与细胞分裂的关系 (1)为保证细胞进行正常生命活动，细胞体积不能太大。当细胞体积达到一定大小时，可从一个细胞分裂成两个细胞。 (2) 细胞数目的增多是靠细胞分裂来实现的，真核生物常见分裂方式：有丝分裂(真核生物体细胞增殖的主要方式)和减数分裂(核生物产生有性生殖细胞)，是一种特殊的有丝分裂。 知识点(二) 细胞的分裂经历细胞周期 1．细胞周期的概念：指连续分裂的细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的整个过程。 2．细胞周期的组成： (1)G1期主要是合成DNA复制所需的蛋白质，以及核糖体的增生。 (2)S期又称DNA合成期，发生DNA的复制。 (3)G2期合成M期所必需的一些蛋白质。 (4)特点：①在细胞周期中，分裂间期的时间总是长于M期。②不同细胞的周期，时间长短一般不相同。 【归纳点拨】 1．细胞周期及其表示方法 项目 直线图 扇形图 图形 分裂间期 a、c a 分裂期 b、d b＋c＋d＋e 一个细胞周期 a＋b、c＋d a＋b＋c＋d＋e 2．判断一个完整的细胞周期的方法 (1)“先长后短”：一个细胞周期一定要先经过一个长的分裂间期，再经过一个短的分裂期。 (2)“终点到终点”：从完成时开始，到完成时结束，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．不是所有细胞都有细胞周期 (1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期，有些细胞分裂结束后不再进行分裂，它们就没有周期性。如下图甲细胞就无细胞周期，而图乙细胞进行连续的细胞分裂，具有细胞周期。 (2)生物体内有细胞周期的细胞有：受精卵、干细胞、分生区细胞、形成层细胞、生发层细胞、癌细胞(不正常分裂)等。 (3)精细胞和卵细胞、已高度分化的细胞没有细胞周期。 知识点(三) 制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片 1．实验原理 (1)盐酸能够破坏细胞间的果胶，使根尖细胞彼此容易被分开。 (2)用清水洗去盐酸后，碱性染料可以使染色体着色，制成装片，可以通过高倍镜观察细胞中染色体的形态，从而判断细胞所处的分裂时期。 2．实验材料 (1)选取具有持续分裂能力的组织细胞，如根尖分生区细胞。 (2)选择染色体数目较少的生物，便于染色体计数。 (3)选择分裂期占细胞周期时间比例大的细胞，易观察到分裂期细胞。 3．实验操作步骤 【归纳点拨】 制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片 1．为使细胞分散开，实验中采取了哪些相关措施？ 2．能否将视野固定在一个细胞观察其连续的变化过程？如果不能，应怎样做？ 1．提示　①解离：盐酸可破坏细胞壁的果胶层，使组织细胞分离。 ②制片时用镊子尖把根尖弄碎。 ③压片可使细胞尽可能呈单层铺展。 2．提示　不能。细胞解离后已被杀死，因此要通过移动装片寻找不同时期的细胞分裂图像。 【归纳点拨】 1．实验中使用试剂的成分及作用 试剂 成分 作用 解离液 质量分数为10%的盐酸 ①使细胞丧失活性，碱性染料容易进入细胞，将染色体(质)染成深色 ②破坏细胞间的果胶，使细胞分离开 漂洗液 清水 洗去组织中的解离液，防止解离过度，同时防止酸碱中和影响染色 染色液 0.01 g/mL的龙胆紫染液(或醋酸洋红溶液) 使染色体着色 2．显微镜观察注意事项 细胞状态 显微镜观察的都是死细胞，不能看到动态变化 细胞数目 分裂间期的细胞数目最多，原因是分裂间期历时最长 知识点(四) 有丝分裂的过程及意义 1．染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化(以高等植物细胞为例) 时期 图示 特点及物质变化 M期 前期 ①最明显的变化是细胞核内染色体的出现； ②每个染色体是由两条并列的姐妹染色单体组成，由一个着丝粒连接在一起； ③前期中较晚的时候出现纺锤体。此时，核膜、核仁开始解体 中期 ①染色体的着丝粒都排列在细胞中央的一个平面上； ②中期的染色体缩短到最小的程度，便于观察和研究 后期 ①染色体的着丝粒分为两个； ②姐妹染色单体分离成两条独立的染色体，染色体数目增加一倍； ③分离的染色体以相同的速率分别被纺锤丝拉向两极 末期 ①染色体伸展，呈现染色质状态； ②核膜重新形成，核仁出现； ③细胞核内染色体数目与分裂前相同，有丝分裂结束； ④两个新细胞间出现含有纤维素的囊泡→聚集成细胞板→形成新的细胞壁→两个新细胞 (2)动、植物细胞有丝分裂的区别 ①纺锤体形成方式不同。前期植物细胞由细胞两极发出的纺锤丝组成纺锤体（如图1）；动物细胞的细胞质中有一个由中心粒组成的中心体。G2期时细胞中已有一对中心体。分裂前期，这一对中心体分开并移向细胞两极，由中心体发出的纺锤丝形成纺锤体（如图2）。 图1 图2 ②胞质分裂方式不同。植物细胞质开始分裂时在细胞中央，由高尔基体分泌含有纤维素的的囊泡，这些囊泡聚集成细胞板，发展成细胞壁进而形成两个新细胞（如图1）；动物胞质分裂不形成细胞板，而是在分裂后期或末期，在“赤道面”上向内凹陷，形成环沟，最后缢裂成两个子细胞（如图2）。 图1 图2 【特别提醒】界定赤道面与细胞板：赤道面不是细胞结构，是一个假想平面，在光学显微镜下观察不到；细胞板是由高尔基体分泌的囊泡形成的细胞结构，可以观察到，出现在植物细胞有丝分裂的末期。 知识点(五) 癌细胞可以无限制地分裂 1．癌细胞 (1)概念：在某些致癌因素的作用下，有的细胞会变得不受控制而无限增殖，这种细胞就是癌细胞。 (2)癌细胞的主要特征 ①最重要的特点：有无限增殖能力。 ②另一重要特点：能在体内转移。原因是癌细胞表面粘连蛋白很少或缺失，易于从肿瘤上脱落。许多癌细胞具有变形运动能力，容易在组织间转移。 ③其他特点 2．癌变的原因 (1)内因：原癌基因和抑癌基因发生改变。 ①原癌基因：细胞内与细胞增殖相关的基因，是维持正常细胞周期所必需的。 ②抑癌基因：其产物能够抑制细胞增殖，促进细胞分化和抑制细胞迁移等。 (2)外因：致癌因子 第二节　细胞通过分化产生不同类型的细胞 知识点(一) 细胞能产生特异性变化 1．细胞分化 (1)概念：细胞在形态、结构和功能上发生持久的、差异性变化的过程。 (2)原因(实质)：遗传物质有选择地发挥作用（基因的选择性表达）。 ①细胞中的遗传物质，有些是维持细胞生存所必需的，在各类细胞中都处于活动状态。 ②有些遗传物质则在不同的组织细胞中表现不同的活动状态，从而使具有相同遗传物质的细胞在不同的组织中呈现出形态、结构与功能的特异性变化。 (3)特点 特点 说明 持久性 细胞分化贯穿生物体的整个生命活动中，但不同发育时期，细胞分化程度也不相同 稳定性和不可逆性 一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直至死亡 普遍性 细胞分化在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础 遗传物质不变 细胞分化后，细胞内的遗传物质一般不发生变化 (4)意义：生物的个体发育是通过细胞的分化过程来实现的。 2．干细胞 (1)特点：是一类可以分化成为各种细胞的未分化细胞。不同干细胞的分化潜能是不同的。 (2)种类 类型 来源或存在 作用 全能干细胞 受精卵 产生生物体所需要的所有类型的细胞 多能干细胞 来源于早期胚胎的胚胎干细胞 可以发育成为除部分胎盘以外的所有成体组织 造血干细胞 主要存在于骨髓中 能够分化成各种血细胞，也能分化出造血系统以外的细胞 【归纳点拨】细胞分化的“变”与“不变” (1)“变” ①从细胞水平分析：细胞的形态、结构和功能发生改变。 ②从细胞器水平分析：细胞器的种类和数目及细胞溶胶的成分和功能发生改变。 ③从分子水平分析 a．蛋白质角度：蛋白质种类、数量、功能发生改变。 b．基因角度：细胞内遗传物质有选择地发挥作用，即遗传信息的表达情况不同，这是细胞分化的根本原因。 (2)“不变”：细胞数目和细胞内的遗传物质不变。 知识点(二) 细胞具有全能性 1．细胞全能性的概念：指细胞具有分化出各种细胞或发育成完整个体的潜能。 2．动、植物细胞的全能性 (1)高度分化的植物组织仍具有发育成完整植株的潜能，保持着发育的全能性。 (2)动物细胞随着分化程度提高，细胞分化潜能越来越小，不表现出全能性，但动物细胞核仍具有全能性。 (3)多莉羊的成功克隆证明了动物细胞核的全能性。 第三节 细胞凋亡是编程性死亡 知识点(一) 衰老细胞的结构和代谢产生异常 1．细胞衰老是生命活动的必然规律： (1)细胞都有一定的寿命。例如，人的肠道上皮细胞每24～48_h更新一次；人红细胞的寿命为100～120_d。  (2)细胞都有一定寿命的原因：细胞不可避免地要衰老，这是细胞生命活动的必然规律。 2．衰老的概念：又称老化，指生物个体发育成熟后，随着年龄的增加，机能减退，内环境稳定性下降，趋向死亡的不可逆的现象。 3．细胞衰老的特征 细胞衰老的过程中，细胞的形态、结构、生理和生化等方面均发生变化。衰老细胞各种结构及其功能总体上呈衰退变化。 (1)细胞膜流动性降低。 (2)细胞质色素积累、空泡形成。 (3)细胞核体积增大，染色加深，核膜内陷，染色质凝聚、碎裂、溶解。 (4)DNA的功能受抑制，RNA含量降低。 (5)蛋白质合成下降，酶的活性降低。 (6)线粒体的数量随年龄增大而减少，体积则随年龄增大而变大。 (7)呼吸变慢等。 4．细胞衰老的原因：是各种细胞成分在受到内、外环境的损伤作用后，因缺乏完善的修复，使遗传物质的“差错”积累所致。 5．引发细胞衰老的内、外因素 (1)“端粒DNA”长度。 (2)衰老相关基因的活化。 (3)细胞代谢产物积累。 (4)自由基攻击生物体内的DNA、蛋白质和脂类等大分子物质，造成损伤。 (5)机体自我修复能力下降，导致遗传物质发生改变时不能完全修复，“错误”累积等。 【归纳点拨】有关细胞衰老的易错分析 (1)细胞衰老≠个体衰老。幼年个体中每天都有细胞衰老、死亡，因此细胞的衰老和死亡不等于个体的衰老和死亡。 (2)个体衰老≠所有细胞衰老。老年个体中每天也有新细胞的产生，因此个体的衰老不等于所有细胞的衰老。 (3)一般而言，细胞衰老过程中，细胞核的体积增大，但是一些特殊细胞，如哺乳动物成熟的红细胞衰老过程中不会出现上述现象，因为其不具有细胞核。 (4)细胞衰老过程中，多种酶的活性降低，但不是所有酶的活性都降低。 知识点(二) 衰老细胞的死亡受基因的调控 1．细胞凋亡的概念：由某种基因引发的，严格受基因调控的死亡，是细胞发育过程中的必然步骤。 2．细胞凋亡的表现 (1)染色质聚集、分块、位于核膜上。 (2)胞质凝缩。 (3)DNA被有规律地降解为大小不同的片段，最后核断裂，细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体。 (4)凋亡小体被邻近细胞吞噬、消化。 3．细胞凋亡的实例：蝌蚪尾和鳃的消失，人神经细胞数量的调整，植物胚发育过程中胚柄的退化。 【归纳点拨】细胞的衰老、凋亡、坏死与癌变的比较 项目 细胞衰老 细胞凋亡 细胞坏死 细胞癌变 与基因的关系 受基因控制 受基因控制 不受基因控制 基因突变 细胞膜的变化 透性下降，物质运输功能降低 内陷 破裂 粘连蛋白等减少，粘着性降低 形态 变化 细胞萎缩，体积变小 破裂 细胞外形不规则变化 呈球形 影响 因素 内、外因素共同作用 受严格的由遗传机制决定的程序性调控，也受外界环境影响 电、热、冷、机械等不利因素影响 物理、化学和病毒致癌因素 对机体的影响 细胞生理性死亡，对机体有利 细胞病理性变化，对机体有害 注：细胞凋亡无炎症反应，而细胞坏死会引起炎症反应！ / 学科网（北京）股份有限公司 $