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一、元素组成
糖类和脂肪元素组成:C、H、O
蛋白质元素组成:C、H、O、N、S
核酸和质元素组成:C、H、O、N、P
水和无机盐不能提供能量。任何细胞中鲜重,水最多,蛋白质是干重/有机物最多。
二、蛋白质是生命活动的承担着
1.氨基酸的结构通式:/。
2.是否是构成蛋白质的氨基酸判断
(1) 同时含有氨基和羧基。(2) 至少有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)连在同一个碳原子上。(组成蛋白质的20种氨基酸的区别:R基的不同。)
3.氨基酸的脱水缩合
4.有关氨基酸脱水缩合反应的计算
一个蛋白质分子中肽键数(或脱去的水分子数)=氨基酸数-肽链条数。
一个蛋白质分子中至少含有氨基数(或羧基数)=肽链条数。
5.脱水缩合产生的H2O,其中的氢原子分别来自羧基和氨基,氧原子来自羧基;氨基酸脱水缩合的场所是核糖体。
三、核酸是遗传信息的携带者
1. 核酸的结构层次
/
2. DNA与RNA的结构比较
名称
简称
基本单位
五碳糖种类
碱基
主要存在部位
脱氧核糖核酸
DNA
脱氧核苷酸
脱氧核糖
A、G、C、T
细胞核
核糖核酸
RNA
核糖核苷酸
核糖
A、G、C、U
细胞质
【特别记忆】
1. DNA中的五碳糖是脱氧核糖,特有的碱基是胸腺嘧啶(T);_RNA中的五碳糖是核糖、特有碱基是尿嘧啶(U)。
2. DNA初步水解生成的物质是脱氧核苷酸,彻底水解生成的物质是脱氧核糖、磷酸和碱基。
3. 细胞中有2种核酸(DNA和RNA),8种核苷酸,5种碱基;病毒中只有1种核酸(DNA或RNA),4种核苷酸,4种碱基。
4.对于有细胞结构的生物来说,遗传物质是DNA。
5.对于无细胞结构的病毒来说,遗传物质是DNA或RNA。
四、脂质:
类别
功能
脂肪
生物体内的主要的储能物质;维持体温恒定;减少内部器官之间的摩擦和起缓冲的作用
磷脂
构成生物膜结构的重要成分
固醇
胆固醇
动物细胞膜的组成成分;参与血液中脂质的运输
性激素
促进动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成
维生素D
促进人体对钙、磷的吸收
五、常用染色剂及其作用
染色剂或指示剂
作用对象
颜色变化
斐林试剂(或班氏试剂)
还原糖(单、麦、乳)
砖红色(50-65℃水浴加热)
苏丹Ⅲ(苏丹Ⅳ)
脂肪
橘黄色(红色)
双缩脲试剂
蛋白质
紫色
甲基绿
DNA
绿色
吡罗红
RNA
红色
健那绿
线粒体
蓝绿色(蓝色)
酸性重铬酸钾(橙色)
乙醇
灰绿色
溴麝香草酚蓝
CO2
由蓝变绿再变黄
二苯胺试剂
DNA
蓝色(沸水浴加热)
细胞膜是细胞的边界
1. 细胞膜的流动镶嵌模型
/
2. 细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质。
3. 基本支架:磷脂双分子层。
4. 结构特点:具有一定的流动性。功能特性:选择透过性。
5. 细胞膜的功能有: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。
七、细胞器
/
//
//
/
细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心
/
1. 核膜
① 双层膜,外膜上附着许多核糖体,常与内质网相连。
② 核膜是完全连续的,其上具有核孔。
③ 核孔是大分子物质进出细胞核的通道。代谢旺盛的细胞中,核孔数量较多。
2. 核仁
(1) 核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
(2) 蛋白质合成旺盛的细胞中,核仁较大。
3. 染色质
(1) 物质组成:由DNA和蛋白质组成,其中DNA是遗传信息的载体。
(2) 形态及特点:极细的丝状物,易被碱性染料染成深色。
(3) 与染色体的关系:是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态。
八、原核细胞与真核细胞的比较
种类
项目
原核细胞
真核细胞
细胞核
无核膜包被的成形细胞核,只有拟核,无染色体(只有环状的DNA)
有核膜、核仁;有DNA与蛋白质结合形成的染色体(质)
细胞器
只有核糖体,无其他细胞器
有核糖体和内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体等各类细胞器
细胞壁
主要成分是由糖类与蛋白质结合而成的化合物
主要成分是纤维素和果胶(植物细胞)
代表生物
放线菌、细菌、蓝藻、衣原体、支原体、乳酸菌
真菌、植物、动物、酵母菌、变形虫
物质出入细胞的方式
被动运输
主动运输
自由扩散
协助扩散
运输方向
高浓度→低浓度
高浓度→低浓度
一般为低浓度→高浓度
载体
不需要
需要
需要
能量
不消耗
不消耗
消耗
举例
O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等出入细胞
红细胞吸收葡萄糖
小肠绒毛上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸,离子等等出入细胞
九、跨膜运输
十、大分子物质进出细胞的方式
运输方向
实例
备注
胞吞
细胞外→细胞内
白细胞吞噬细菌等
①结构基础:细胞膜的流动性。
②需消耗能量,不需载体蛋白协助。
胞吐
细胞内→细胞外
分泌蛋白、神经递质的分泌释放等
成熟植物细胞的原生质层(包括细胞膜、液泡膜、两层膜之间细胞质)具有选择透过性,相当于半透膜,其内的细胞液与外界溶液之间经常存在浓度差,故可发生渗透作用。(注意:细胞壁是全透性的)
(二)现象1、当外界溶液浓度>细胞液浓度时,细胞失水,发生质壁分离现象。2、当外界溶液浓度<细胞液浓度时,细胞吸水,发生质壁分离复原现象。
十一、酶降低化学反应的活化能
酶作用机理:降低化学反应的活化能。与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,所以酶具有高效性的特性。
酶的本质:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数是蛋白质,少数是RNA。
十二、ATP
ATP的功能:生命活动的直接能源物质。
(1)能源物质——糖类、脂肪、蛋白质;(2)主要能源物质——糖类。(植物细胞的储能物质是淀粉,动物细胞的储能物质是糖原);(3)细胞最常利用的能源物质——葡萄糖;(4)主要储能物质——脂肪;(5)直接能源物质——ATP;(6)根本能源——光能。
三磷酸腺苷结构简某某: A-P~P~P。A 代表腺嘌呤核苷(腺苷);P代表磷酸基团; ~ 代表特殊的化学键。
4、简称:ATP(A :腺苷 T :3 P:磷酸基团)
十三、呼吸作用
有氧呼吸的过程
第一阶段
第二阶段
第三阶段
场所
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
反应物
葡萄糖
丙酮酸和水
[H]和氧气
生成物
丙酮酸、[H]、ATP
CO2、[H]、ATP
H2O、ATP
能量
少量
少量
大量
2、无氧呼吸
第一阶段:与有氧呼吸第一阶段完全相同。
第二阶段:丙酮酸在不同酶的催化下分解成C2H5OH(酒精)和CO2,或转化为C3H6O3(乳酸),没有能量产生,场所在细胞质基质。
(三)细胞呼吸总反应式:
1、有氧呼吸
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量。
2、无氧呼吸
(1)生成乳酸的反应式:C6H12O6 2C3H6O3+能量(少量)。
(2)生成酒精的反应式:C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量(少量)。
3.影响呼吸作用的外界因素
1、温度:
(1)影响:温度通过影响与呼吸作用相关的酶的活性而影响呼吸作用。一般而言,在一定范围内,呼吸作用强度随着温度的升高而增强。(2)应用:用低温贮存粮食、蔬菜水果。
2、O2浓度:
(1)影响:绿色植物或酵母菌在完全缺氧条件下进行无氧呼吸,在低氧条件下通常无氧呼吸与有氧呼吸并存。O2的存在对无氧呼吸起抑制作用。在一定范围内,有氧呼吸强度随氧浓度的增加而增强。关于无氧呼吸和有氧呼吸与氧气浓度之间的关系,可用下图表示。
①当氧气浓度为0时,细胞只进行无氧呼吸,Q点对应的纵坐标大小表示无氧呼吸的强度。
②当氧气浓度在0~10%之间,有氧呼吸与无氧呼吸并存,随着氧气浓度增加,无氧呼吸强度减弱,有氧呼吸强度增强。
③当氧气浓度大于或等于10%时,无氧呼吸消失,此后只进行有氧呼吸。但当氧气浓度达到一定值后,有氧呼吸强度不再随氧气浓度的增大而增强。
④当氧气浓度为C时,有机物消耗量相对较少,在该氧气浓度下保存瓜果蔬菜效果较好。
(2)应用:
用透气纱布或“创可贴”包扎伤口,增加通气量,抑制破伤风杆菌的无氧呼吸;
酿酒时,早期通气——促进酵母菌有氧呼吸有利于菌种繁殖,后期密封发酵罐——促进酵母菌无氧呼吸,利于产生酒精。
3、CO2浓度:
(1)影响:在一定范围内,环境中CO2浓度越高,细胞呼吸作用越弱。
(2)应用:在蔬菜水果的保鲜中,增加CO2浓度具有良好的保鲜效果。
十四、探究酵母菌呼吸作用
(1)本实验的鉴定试剂及现象
试剂
鉴定对象
实验现象
澄清石灰水
CO2
变混浊(据变混浊程度可确定CO2多少)
溴麝香草酚蓝水溶液
CO2
蓝→绿→黄(据变色的时间快慢确定CO2的多少)
重铬酸钾溶液
酒精
橙色→灰绿色(酸性条件)
(2)检测CO2的产生,组装实验装置
/
(3)注意问题
1、甲图中氢氧化钠溶液的作用是什么?
吸收空气中的二氧化碳,保证通入石灰水的气体中的CO2全部来自酵母菌的细胞呼吸,从而排除空气中CO2对实验结果的干扰。
2、怎样保证乙图中通入石灰水的CO2全部来自酵母菌的无氧呼吸?
实验开始时,应将D瓶密封后放置一段时间,以消耗完瓶中氧气,然后再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,确保通入石灰水的CO2是由酵母菌无氧呼吸产生的。
十五、能量之源——光与光合作用
考点1、捕获光能的色素
(一)位置:叶绿体中的色素存在于叶绿体类囊体薄膜上。
(二)种类和功能
【特别提醒】
①叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大,类胡萝卜素对蓝紫光吸收量大,但对其他波段的光并非不吸收,只是吸收量较少。
②无色透明大棚日光中各种色光均能透过,有色大棚主要透过同色光,其他光被其吸收,所以用无色透明的大棚光合效率最高。
③叶绿素对绿光吸收最少,所以绿色大棚光合效率最低。
④叶绿素中含Mg等必需矿质元素,缺乏将导致叶绿素无法合成,叶子变黄。
考点2、【实验】叶绿体中色素的提取和分离
(一)实验原理:
1、叶绿体中的色素能溶解于有机溶剂,如丙酮、无水乙醇(或用体积分数为95%的乙醇,但要加入适量的无水碳酸钠,以除去乙醇中的水分)等。
2、叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快;反之则慢。(纸层析法)
(二)实验过程:
(三)实验结果:
(橙黄色) 最窄
(黄色)
(蓝绿色) 最宽
(黄绿色)
(四)实验中药品的作用:
1、丙酮(或无水乙醇)的用途是提取(溶解)叶绿体中的色素。2、层析液的的用途是分离叶绿体中的色素。3、石英砂(二氧化硅)的作用是为了研磨充分。4、碳酸钙的作用是防止研磨过程中色素被破坏。
(五)注意事项
1、选材:应选取鲜嫩、颜色深绿的叶片,以保证含有较多的色素
2、提取色素:研磨要迅速、充分,且加入各物质的量要成比例,以保证提取较多的色素和色素浓度适宜。
3、画滤液细线:用力要均匀,快慢要适中。滤液细线要细、直,且要重复画2~3次,使滤液细线既有较多的色素,又使各色素扩散的起点相同。
4、色素分离:滤液细线不要触及层析液,否则滤液细线中的色素分子将溶解到层析液中,滤纸条上得不到色素带。
考点3、光合作用的探究历程
(二)几个重要实验的分析
1、普利斯特利(莱):
(1)缺少空白对照,实验结果说服力不强,应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内,作为空白对照。
(2)没有认识到光在植物更新空气中的作用,而将空气的更新归因于植物的生长。
(3)限于当时科学发展水平的限制,没有明确植物更新气体的成分。
2、萨克斯:
(1)设置了自身对照,自变量为是否照光(一半曝光与另一半遮光),因变量是颜色变化(有无淀粉生成)。
(2)实验的关键是饥饿(黑暗)处理,目的是消耗掉叶片中原有的淀粉;检验前叶片要用酒精水浴加热处理,目的是溶解色素。)
(3)本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外,还证明了光是光合作用的必要条件。
3、恩格尔曼实验方法的巧妙之处:
(1)实验材料选得妙:选择水绵和好氧细菌,水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于观察;用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。
(2)排除干扰的方法妙:没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。
(3)实验对照设计得妙:用极细的光束照射,叶绿体上可分为光照多和光照少的部位,相当于一组对照实验;临时装片暴露在光下的试验再一次验证实验结果。
4、鲁宾和卡门:设置了相互对照,自变量是标记物质(HO与C18O2),因变量是O2的放射性。
考点4、光合作用的过程
(一)光合作用的概念:绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转变成储存能量的有机物,并且释放出氧气的过程。
(二)光合作用的过程:
光反应
暗反应
区
别
条件
光 、色素、酶
[H]、ATP、酶
场所
叶绿体类囊体薄膜
叶绿体基质
物质
变化
①水的光解:
②ATP的合成:
①CO2的固定:
②C3的还原:/
能量
变化
光能→ATP中活跃的化学能
ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能
联系
光反应为暗反应提供[H]和ATP 暗反应为光反应提供ADP和Pi
考点5、光合作用的外界因素
1.光照强度
/ /
(1)曲线分析:
①A点光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,细胞内的代谢特点如图2所示,释放的CO2量可表示此时呼吸作用的强度。
②AB段:随光照强度增强,光合作用强度也逐渐增强,CO2释放量逐渐减少,这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用,此时细胞呼吸强度大于光合作用强度(如图3所示)。
③B点:细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用,即光合作用强度等于细胞呼吸强度(如图4所示)。光照强度只有在B点以上时,植物才能正常生长,B点所示光照强度称为光补偿点。
④BC段:表明随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,到C点以上就不再加强了,C点所示光照强度称为光饱和点。B点以后的细胞代谢特点可用图5表示。
⑤在有光条件下,植物同时进行光合作用和细胞呼吸,实验容器中O2增加量、CO2减少量或有机物的增加量,称为表观光合速率,而植物真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率。
(2)应用:阴生植物的B点前移,C点较低,如图中虚线所示,间作套种农作物的种类搭配,林带树种的配置,可合理利用光能;适当提高光照强度可增加大棚作物产量。
2.CO2浓度
/
3.温度
/
4.必需矿质元素
5.水分
细胞的增殖
考点1、细胞增殖的意义、过程和方式
(一)意义:是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
(二)过程:包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。
(三)方式:细胞通过分裂的方式进行增殖,真核细胞的分裂方式包括:有丝分裂、无丝分裂、减数分裂三种。其中,有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式。
考点2、有丝分裂
(一)细胞周期
1、概念:连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止,为一个细胞周期。
2、特点:不同生物或同一生物不同种类的细胞,细胞周期长短不同,但都是分裂间期长,分裂期短。
3、细胞周期表示法
(1)圆周法: (2)线段法
/
(二)有丝分裂过程
1、动物细胞的有丝分裂
/
(1)分裂间期:
主要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成(占细胞周期的90%~95%)
结果:DNA分子加倍;染色体数不变(一条染色体含有2条染色单体,2个DNA)
分期: G1:是RNA和蛋白质合成旺盛的时期。
S: 进行DNA复制。
G2:有活跃的RNA和蛋白质合成。
(2)分裂期
前期:①出现染色体和纺锤体 ②核膜解体、核仁逐渐消失;
中期:每条染色体的着丝粒都排列在赤道板上;(中期染色体的形态和数目最清晰)
后期:着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体,并在纺锤体的牵引下分别向细胞两极移动。
末期:①染色体、纺锤体消失 ②核膜、核仁重现(细胞膜内陷)
2、植物细胞的有丝分裂
3、动、植物细胞有丝分裂的不同点
动物细胞
植物细胞
间期
有中心体复制
无中心体复制
前期
由两组中心粒发出的星射线构成纺锤体
由细胞两极发出的纺锤丝构成纺锤体
末期
由细胞膜向内凹陷把亲代细胞缢裂成两个子细胞
由细胞板形成的细胞壁把亲代细胞分成两个子细胞
(三)有丝分裂过程中有关结构和数据的规律性变化
1.DNA、染色体、染色单体、每条染色体上DNA含量变化曲线
//
2.与细胞有丝分裂有关的细胞器及相应的生理作用
细胞器名称
细胞类型
时期
生理作用
核糖体
动物、植物
整个时期,但是主要是间期
各种蛋白质(组成染色体的蛋白质和细胞内的蛋白质)的合成
中心体
动物、低等植物
前期
纺锤体的形成
高尔基体
植物
末期
细胞壁的形成
线粒体
动物、植物
整个时期
提供能量
(四)有丝分裂的特征和意义
1、特征:经有丝分裂形成的子细胞具有和亲代细胞相同数目、相同形态的染色体。
2、意义:保证了亲代与子代细胞间的遗传性状的稳定性。
考点4、无丝分裂
(一)过程:
/
(二)特点:在分裂过程中,没有染色体和纺锤体等结构的出现(但有DNA的复制)
(三)实例:草履虫、蛙的红细胞等。
考点5、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
(一)实验原理
(1)植物的分生组织细胞分裂较为旺盛。
(2)有丝分裂各个时期细胞内染色体行为变化不同,根据各个时期内染色体的变化情况,识别该细胞处于有丝分裂的哪个时期。
(3)细胞内染色体(质)易被碱性染料染色。
(二)实验过程
1、洋葱根尖培养:实验课前3~4天,取洋葱一个,放在广口瓶上。瓶内装满清水,洋葱底部接触瓶内水面,置于温暖处,常某某。待根长5cm时,取健壮的根尖制片观察。
2、装片的制作:
过程
方法
时间
目的
解离
上午10时~下午2时(是洋葱根尖细胞有丝分裂的活跃期),剪取根尖2~3mm,立即放入解某某(质量分数15%的盐酸与体积分数95%的酒精按1:1配成)室温下解离。
3~5min
用药液使组织中的细胞相互分离开来。
漂洗
待根尖酥软后,用镊子取出,在清水中漂洗。
约10 min
洗去药液,防止解离过度和便于染色。
染色
用0.01g/mL的龙胆紫溶液或0.02g/mL的醋酸洋红液染色。
3~5min
用染液使染色体(质)染上颜色,以便观察。
制片
用镊子将染过色的根尖取出,置于载玻片上,加1滴清水,用镊子尖弄碎根尖,盖上盖某某,在盖某某上再加一片载玻片,然后用拇指轻轻压载玻片。
——
使细胞分散开 内容过长,仅展示头部和尾部部分文字预览,全文请查看图片预览。 也称为细胞程序性死亡。
2、实例:细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除、蝌蚪尾的消失等。
3、意义:对于多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。
(二)细胞坏死
1、概念:细胞坏死是极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激引起的细胞损伤和死亡。
2、实例:烫伤引起的皮肤细胞死亡、股骨头坏死等。
考点4、细胞癌变
(一)癌细胞的概念:受致癌因子的作用,细胞中遗传物质发生变化,成为不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。
(二)癌细胞的主要特征
1、能无限增殖。(原因是:癌细胞没有接触抑制,不会因为相互接触而停止分裂)
2、具有浸润性和扩散性。(原因是:癌细胞细胞膜上糖蛋白等物质的减少,细胞间黏着性下降,容易在体内分散和转移。)
3、形态结构发生显著变化(人教版)4、能够逃避免疫监视(苏教版)
(三)致癌因子:大致分为物理致癌因子、化学致癌因子、病毒致癌因子三类。
(四)细胞癌变的原因
1、致癌因子使原癌基因和抑癌基因发生突变。2、原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞的生长和分裂的进程;抑癌基因主要是阻止细胞的不正常的增殖。
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