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核基因的转录在核内，翻译在细胞质（先转录后翻译，转录和翻译具有时空的差异性）。

5、细胞统一性的体现：

（1）结构方面：

均有细胞膜、细胞质、核糖体，均含有DNA。

（2）组成方面：

元素和化合物的种类基本相同。

（3）遗传方面：

遗传物质都是DNA，共用同一套遗传密码。

（4）能量方面：

都以ATP作为直接能源物质。

（5）增殖方式：

都是通过细胞分裂的方式增殖。

6、细胞学说的基本内容：

（1）细胞是一个有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，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的生命起作用。

（3）新细胞可以从老细胞中产生。

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、生物界和非生物界统一性：

元素的种类；

差异性：

元素的含量。

2、组成生物体的基本元素：

C元素。

（碳原子间以共价键构成的碳链，碳链是生物构成生物大分子的基本骨架，称为有机物的碳骨架）；

基本元素：

C、H、O、N；

主要元素：

C、H、O、N、P、S；

大量元素：

C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等；

微量元素：

Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等

（1）组成生物体的化学元素种类大体相同，但含量相差很大。

（2）在细胞鲜重中，含量最多的元素是O。

在细胞干重中，含量最多的元素是C。

注意：

①微量元素含量虽少，但其生理作用不可替代。

因此大量元素和微量元素都是必需元素。

②生物体内的元素不一定都是必需元素，如人体可能含有Pb（铅），但Pb不是必需元素。

3、各种化合物中的元素

元素组成

类别

小分子单位

作用

CHO

糖类

葡萄糖

主要功能；

构成结构

CHON（PS）

蛋白质

氨基酸

体现生命现象（见书本）

CHO（NP）

脂类

甘油、脂肪酸

储能；

组成结构；

调节

CHONP

核酸

核苷酸

遗传信息的储存、传递和表达

4、同位素标记

过程

标记元素

光合作用

O/C

氧气来源于水/追踪CO2中C原子

分泌蛋白

N

　追踪分泌蛋白的移动途径

噬菌体侵染细菌

P/S

证明DNA是遗传物质

半保留复制

证明DNA复制是半保留复制

DNA分子杂交

主要S、P、H

目的基因的检测与鉴定

二、细胞中的无机化合物：

水和无机盐

1、水：

含量：

占细胞总重量的85%-90%，是活细胞中含量是最多的物质。

（2）形式：

自由水、结合水

①自由水：

是以游离形式存在，可以自由流动的水。

作用有a良好的溶剂；

b参与细胞内生化反应；

c物质运输；

d维持细胞的形态；

e体温调节（在代谢旺盛的细胞中，自由水的含量一般较多）。

②结合水：

是与其他物质相结合的水。

作用是组成细胞结构的重要成分。

（结合水的含量增多，可以使植物的抗逆性增强）

③水分进出细胞采取自由扩散方式。

渗透的方向：

溶液浓度低→溶液浓度高。

2、无机盐

（1）存在形式：

离子。

（2）作用：

①与蛋白质等物质结合成复杂的化合物。

（如Mg2+是构成叶绿素的成分、Fe2+是构成血红蛋白的成分、I-是构成甲状腺激素的成分。

②参与细胞的各种生命活动。

（如钙离子浓度过低肌肉抽搐、过高肌肉乏力）。

③维持细胞的酸碱平衡。

三、细胞中的有机化合物

（一）糖类

1、元素组成：

由C、H、O3种元素组成。

2、分类

概念

种类

分布

主要功能

单糖

不能水解的糖

核糖

动植物细胞

组成核酸的物质

脱氧核糖

细胞的重要能源物质

二糖

水解后能够生成二分子单糖的糖

蔗糖

植物细胞

麦芽糖

乳糖

动物细胞

多糖

水解后能够生成许多个单糖分子的糖

淀粉

植物细胞中的储能物质

纤维素

植物细胞壁的基本组成成分

糖原

动物细胞中的储能物质

附：

二糖与多糖的水解产物：

蔗糖→1葡萄糖+1果糖麦芽糖→2葡萄糖乳糖→1葡萄糖+1半乳糖

淀粉→麦芽糖→葡萄糖纤维素→纤维二糖→葡萄糖糖原→葡萄糖

3、功能：

糖类是主要的供能物质。

4、糖的鉴定：

（1）淀粉遇碘液变蓝色，这是淀粉特有的颜色反应。

（2）还原性糖（单糖、麦芽糖和乳糖）与斐林试剂在隔水加热条件下，能够生成砖红色沉淀。

斐林试剂：

配制：

0.1g/mL的NaOH溶液（2mL）+0.05g/mLCuSO4溶液（4-5滴）

使用：

混合后使用，且现配现用。

（二）脂质

主要由C、H、O组成（C/H比例高于糖类），有些还含N、P。

2、分类：

脂肪、类脂（如磷脂）、固醇（如胆固醇、性激素、维生素D等）。

3．功能：

①脂肪：

细胞代谢所需能量的主要储存形式。

②类脂：

其中的磷脂：

是构成生物膜的重要物质。

③固醇：

在细胞的营养、调节、和代谢中具有重要作用。

4、脂肪的鉴定：

脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，苏丹Ⅳ染成红色。

（在实验中用50%酒精洗去浮色→显微镜观察→橘黄色脂肪颗粒）。

（三）蛋白质

除C、H、O、N外，有些蛋白质还含有P、S。

2、基本组成单位：

氨基酸（组成蛋白质的氨基酸约20种）。

氨基酸结构通式：

氨基酸的判断：

①同时有氨基和羧基。

②至少有一个氨基和一个羧基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、形成：

许多氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键（-CO-NH-）相连而成肽链，多条肽链盘曲折叠形成有功能的蛋白质蛋白质结构的多样性的原因：

组成蛋白质多肽链的氨基酸的种类、数目、排列顺序的不同；

构成蛋白质的多肽链的数目、空间结构不同。

4、计算：

一个蛋白质分子中肽键数（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、功能：

生命活动的主要承担者。

①催化：

酶；

②运输：

载体、血红蛋白；

③调节：

有些激素；

④免疫：

抗体；

⑤组成结构：

肌蛋白。

6、蛋白质鉴定：

与双缩脲试剂产生紫色的颜色反应

双缩脲试剂：

配制：

0.1g/mL的NaOH溶液（2mL）和0.01g/mLCuSO4溶液（3-4滴）。

分开使用，先加NaOH溶液，再加CuSO4溶液。

7、合成：

细胞器是核糖体，还需要内质网、高尔基体的加工包装分类和运输。

合成原理：

中心法则。

8、蛋白质分离提纯：

①电泳（根据分子大小及带电情况）；

②凝胶色谱法（大分子先下）。

（四）核酸

由C、H、O、N、P5种元素构成 

2、基本单位：

核苷酸（由1分子磷酸+1分子五碳糖+1分子含氮碱基组成）

3、种类：

脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）

中文名称

基本单位

五碳糖

含氮碱基

结构

主要存在部位

显色反应

DNA

脱氧核糖核酸

脱氧核苷酸

（4种）

ATGC

双螺旋

细胞核

遇甲基绿呈绿色

RNA

　核糖核酸

核糖核苷酸

AUGC

单链

细胞质

遇吡罗红呈红色

4、生理功能：

储存遗传信息，控制蛋白质的合成。

（原核、真核生物遗传物质都是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。

）

第三章细胞的基本结构

第一节细胞膜

一、提取纯净的细胞膜实验

1、材料：

哺乳动物成熟的红细胞；

方法：

吸水涨破法。

原理：

①该细胞无核膜和细胞器膜②无细胞壁保护，水分渗透进入细胞。

2、常考的红细胞：

蛙的红细胞：

进行无丝分裂；

鸡血红细胞：

DNA粗提取；

哺乳动物红细胞：

提取纯净细胞膜。

二、细胞膜的结构

1、流动镶嵌模型：

磷脂双分子层为基本骨架，蛋白质分子或镶或嵌或贯穿于磷脂双分子中。

两者都可以运动。

2、结构特点：

一定的流动性。

①糖蛋白只分布在细胞膜的外表面，可通过糖蛋白的位置确定的细胞的膜内、膜外。

②细胞发生癌变时，糖蛋白会减少，细胞黏着性下降，易扩散或转移；

而甲胎蛋白、癌胚抗原等物质增加，从而被免疫细胞识别，当作抗原来对待。

③载体蛋白位于细胞膜上，可以运动，参与协助扩散、主动运输（具有专一性：

一种载体蛋白只能运输一种特定的物质）。

④细胞膜流动性的体现：

胞吞、胞吐、动物细胞有丝分裂末期细胞膜凹陷缢裂、植物原生质体融合、动物细胞融合、变形虫变形运动等。

⑤细胞膜的流动性与温度有关，适当提高温度，可以增加细胞膜的流动性。

三、细胞膜的功能

1、将细胞与外界环境隔开（作为界膜，保证细胞内部环境的相对稳定）。

2、控制物质进出细胞（自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞、胞吐）。

3、进行细胞间的信息交流（与糖蛋白密切相关）。

功能特点：

选择透过性（直接原因：

载体；

根本原因：

DNA），但特殊情况下，外界有害物质（病毒、细菌）也可能进入细胞中。

四、生物膜系统

1、组成：

细胞膜、细胞器膜、核膜。

2、功能和结构上有一定的连续性。

膜面积最大的是内质网。

五、细胞壁

1、分类：

植物：

纤维素和果胶；

细菌：

肽聚糖；

真菌：

葡聚糖。

2、功能：

全透性，对细胞起支持、保护作用。

①由于细胞壁是全透性的，对物质没有选择性，故细胞壁不是系统的边界，细胞膜才是系统的边界。

②植物细胞去除细胞壁（酶解法：

纤维素酶、果胶酶）后的结构就是原生质体。

六、细胞质

细胞质=细胞质基质+细胞器。

细胞质基质为代谢提供场所和物质和一定的环境条件，是细胞代谢中心。

如无氧呼吸、翻译等。

第二节细胞器-----系统内的分工合作

一、各项细胞器的比较：

①（双层膜）

线粒体：

内膜向内突起形成“嵴”，细胞有氧呼吸的主要场所（第二、三阶段），含少量DNA和RNA。

叶绿体：

只存在于植物的绿色细胞中。

类囊体上有色素（叶绿素：

叶绿素a和叶绿素b；

类胡萝卜素：

胡萝卜素和叶黄素，颜色分别为蓝绿色、黄绿色、橙黄色、黄色；

在纸带从上到下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b；

光谱吸收情况：

叶绿素吸收红光、蓝紫光，类胡萝卜素吸收蓝紫光。

），类囊体和基质中含有与光合作用有关的酶，是光合作用的场所。

含少量的DNA和RNA。

②（单层膜）

内质网：

是有机物的合成“车间”，蛋白质运输的通道。

也是一些脂质合成的地方。

包括脂质、蛋白质的糖基化。

内质网是细胞内膜面积最大的细胞器。

粗面型内质网上附着核糖体。

高尔基体：

动物细胞中与分泌物的形成有关，植物中与有丝分裂细胞壁的形成有关，植物细胞壁的成分是纤维素和果胶，所以高尔基体能合成纤维素多糖。

植物的细胞壁具有支持和保护作用，特点：

全透性。

液泡：

泡状结构，成熟的植物有大液泡。

功能：

贮藏（营养、色素等）、保持细胞形态，调节渗透吸水，与植物细胞的质壁分离和复原有关。

溶酶体：

内含多种酸性水解酶，可以酶解外来异物、衰老退化的细胞结构。

③（无膜结构）

核糖体：

合成蛋白质的场所（即翻译）。

组成：

蛋白质+rRNA。

原核生物细胞中也含有核糖体。

中心体：

由垂直的两个中心粒构成，与动物细胞或低等植物细胞有丝分裂有关。

小结：

★含有少量DNA的细胞器（有遗传特性）：

线粒体、叶绿体。

★能发生碱基互补配对的细胞器：

★含有色素的细胞器：

叶绿体、液泡。

★能产生水的细胞器：

线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体。

★原核细胞含有的细胞器：

核糖体。

★动植物都有的细胞器：

线粒体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体等。

★分裂过程中一定用到的细胞器：

线粒体、高尔基体、核糖体、中心体等。

★显微镜下能观察到的细胞器：

线粒体（需健那绿染色）、叶绿体、液泡（带色素）。

二、分泌蛋白的分泌

1、高中常见的分泌蛋白有:

抗体;

淋巴因子;

唾液淀粉酶,胃蛋白酶,胰蛋白酶等消化酶;

胰腺细胞分泌胰岛素、胰高血糖素等蛋白质类激素,各种促激素等。

非蛋白质分泌物：

神经递质、脂质类激素、泪液等。

2、先后经过的细胞结构：

核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜。

遵循了膜的流动性，利用了放射性的氨基酸进行追踪，穿过的膜层数为0。

第三节细胞核

（1）组成：

核膜、核仁、染色质

（2）核膜：

双层膜，有核孔（细胞核与细胞质之间的物质交换通道，RNA、蛋白质等大分子进出必须通过核孔。

（3）核仁：

在细胞有丝分裂中周期性的消失（前期）和重建（末期）。

与核糖体形成有关。

（4）染色质：

被碱性染料染成深色的物质，主要由DNA和蛋白质组成

染色质和染色体的关系：

细胞中同一种物质在不同时期的两种表现形态。

原核细胞细胞中无染色体。

（5）功能：

是遗传物质DNA的储存和复制的主要场所，是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。

（6）原核细胞与真核细胞根本区别：

是否具有成形的细胞核（是否具有核膜）。

原核细胞中是拟核。

细胞的完整性：

细胞只有保持以上结构完整性，才能完成各种生命活动。

第四章细胞的物质输入和输出

一、物质跨膜运输的方式：

1、小分子物质跨膜运输的方式：

方式

浓度

载体

能量

举例

意义

被动运输

简单

扩散

高→低

×

O2、CO2、水、乙醇、甘油、脂肪酸

只能从高到低被动地吸收或排出物质

协助

√

葡萄糖进入红细胞

主动

运输

低→高

各种离子，小肠吸收葡萄糖、氨基酸，肾小管重吸收葡萄糖

一般从低到高主动地吸收或排出物质，以满足生命活动的需要。

2、大分子和颗粒性物质运输的方式：

大分子和颗粒性物质通过胞吞（内吞作用）进入细胞，通过胞吐（外排作用）向外分泌物质。

遵循了膜的流动性。

二、实验：

观察植物细胞的质壁分离和复原

1、实验原理：

原生质层（细胞膜、液泡膜、两层膜之间细胞质）相当于半透膜，

当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞将失水，原生质层和细胞壁都会收缩，但原生质层伸缩性比细胞壁大，所以原生质层就会与细胞壁分开，发生“质壁分离”。

反之，当外界溶液的浓度小于细胞液浓度时，细胞将吸水，原生质层会慢慢恢复原来状态，使细胞发生“质壁分离复原”。

2、材料用具：

紫色洋葱表皮、0.3g/ml蔗糖溶液、清水、显微镜等。

要求材料必须是活的。

3、方法步骤：

（1）制作洋葱表皮临时装片。

（2）低倍镜下观察原生质层位置。

（3）在盖玻片一侧滴一滴蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸，重复几次，让洋葱表皮浸润在蔗糖溶液中。

（4）低倍镜下观察原生质层位置、细胞大小变化（变小），观察细胞是否发生质壁分离。

（5）在盖玻片一侧滴一滴清水，另一侧用吸水纸吸，重复几次，让洋葱表皮浸润在清水中。

（6）低倍镜下观察原生质层位置、细胞大小变化（变大），观察是否质壁分离复原。

4、实验结果：

细胞液浓度＜外界溶液浓度细胞失水（质壁分离）

细胞液浓度＞外界溶液浓度细胞吸水（质壁分离复原）

5、分离后能自动复原的溶液：

一定浓度的硝酸钾、尿素、甘油溶液。

第五章光合作用和细胞呼吸

第1、2节ATP和酶

一、ATP

1、功能：

ATP是生命活动的直接能源物质。

注：

生命活动的主要的能源物质是糖类（葡萄糖）。

生命活动的储备能源物质是脂肪。

生命活动的根本能量来源是太阳能。

2、结构：

中文名：

腺嘌呤核苷三磷酸（三磷酸腺苷）。

构成：

腺嘌呤—核糖—磷酸基团～磷酸基团～磷酸基团。

简式：

A—P～P～P（A：

腺嘌呤核苷；

T：

3；

P：

磷酸基团；

~：

高能磷酸键，第二个高能磷酸键相当脆弱，水解时容易断裂），释放能量。

3、ATP与ADP的相互转化：

（1）向右：

表示ATP水解，所释放的能量用于各种需要能量的生命活动。

向左：

表示ATP合成，所需的能量来源于生物化学反应释放的能量。

（在人和动物体内，来自细胞呼吸；

绿色植物体内则来自细胞呼吸和光合作用）

故：

产生ATP的场所有：

细胞质基质、线粒体和叶绿体。

（2）ATP能作为直接能源物质的原因是细胞中ATP与ADP循环转变，且十分迅速。

二、酶

1、概念：

酶通常是指由活细胞产生的、具有催化活性的一类特殊的蛋白质，又称为生物催化剂。

（少数RNA也具有生物催化作用，它们被称为“核酶”）。

2、特性：

高效性、特异性、作用条件温和性。

3、酶作用的实质：

降低化学反应的活化能。

4、影响酶促反应速率的因素

（1）PH:

在最适pH下，酶的活性最高，pH值偏高或偏低酶的活性都会明显降低。

（PH过高或过低，酶活性丧失）

（2）温度:

在最适温度下酶的活性最高，温度偏高或偏低酶的活性都会明显降低。

（温度过低，酶活性降低；

温度过高，酶活性丧失）

另外：

还受酶的浓度、底物浓度、产物浓度的影响。

5、高中生物常考的酶及其作用

淀粉酶

可催化淀粉水解成麦芽糖

麦芽糖酶

可催化麦芽糖水解成葡萄糖

蛋白酶

可催化蛋白质水解成多肽链

胰蛋白酶、胶原蛋白酶

降解蛋白质纤维（动物细胞培养）

肽酶

可催化多肽链水解成氨基酸

脂肪酶

可催化脂肪分解为脂肪酸和甘油

呼吸酶（有氧及无氧呼吸酶）

与细胞呼吸有关的一系列酶

光合作用酶

是指与光合作用有关的一系列酶

ATP合成酶及ATP水解酶

形成ATP和水解ATP

纤维素酶、果胶酶

分解植物细胞的细胞壁

解旋酶

作用于氢键，打开DNA双链

DNA酶

水解DNA

DNA聚合酶

将脱氧核苷酸聚合成DNA单链

DNA连接酶

将DNA片段连接起来

限制性核酸内切酶

基因工程中切割DNA获得目的基因

RNA聚合酶

将核糖核苷酸聚合成RNA单链

逆转录酶

以RNA为模板、合成DNA

转氨酶

催化蛋白质代谢过程中氨基转换过程

过氧化氢酶

将过氧化氢水解成氢和氧

溶菌酶

溶解细菌细胞壁多糖上的糖苷键

第3节细胞呼吸

一、有氧呼吸

有氧呼吸是指活细胞在有氧气的参与下，通过酶的催化作用，把某些有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放大量能量的过程。

2、过程：

三个阶段

①C6H12O62丙酮酸+[H]（少）+能量（少）细胞质基质

②丙酮酸+H2OCO2+[H]+能量（少）线粒体基质

③[H]+O2H2O+能量（大量）线粒体内膜

（注：

3个阶段的各个化学反应是由不同的酶来催化的）

3、总反应式：

C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量

4、意义：

是大多数生物特别是人和高等动植物获得能量的主要途径。

二、无氧呼吸

无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成乙醇和二氧化碳或乳酸,同时释放少量能量的过程。

二个阶段

①:

与有氧呼吸第一阶段完全相同细胞质基质

②丙酮酸C2H5OH（酒精）＋CO2细胞质基质（大多数高等植物、酵母菌等）

或丙酮酸C3H6O3（乳酸）细胞质基质（动物和人）

C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+能量

C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量

高等植物在水淹的情况下，可以进行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳，释放出能量以适应缺氧环境条件。

（酒精会毒害根细胞，产生烂根现象）

人在剧烈运动时，需要在相对较短的时间内消耗大量的能量，肌肉细胞则以无氧呼吸的方式将葡萄糖分解为乳酸，释放出一定能量，满足人体的需要。

三、细胞呼吸的意义

为生物体的生命活动提供能量，其中间产物丙酮酸还是各种有机物之间转化的枢纽。

四、应用：

1、水稻生产中适时的露田和晒田可以改善土壤通气条件，增强水稻根系的细胞呼吸作用。

2、储存粮食时，要注意降低温度和保持干燥，抑制细胞呼吸。

3、果蔬保鲜时，采用降低氧浓度、充氮气或降低温度等方法，抑制细胞呼吸，注意要保持一定的湿度。

五、实验：

探究酵母菌的呼吸方式

1、坐标图形

图1图2

2、判断图形

3、结论：

酵母能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸。

第4节光合作用

一、光合作用的发现

◆1648比利时，范·

海尔蒙特：

植物生长所需要的养料主要来自于水,而不是土壤。

◆1771英国，普利斯特莱：

植物可以更新空气。

◆1779荷兰，扬·

英根豪斯：

植物只有绿叶才能更新空气；

并且需要阳光才能更新空气。

◆1880美国，恩吉（格）尔曼：

光合光合作用的场所在叶绿体。

◆1864德国，萨克斯：

叶片在光下能产生淀粉

◆1940美国，鲁宾和卡门（用放射性同位素标记法）：

光合作用释放的氧全部来自参加反应的水。

（糖类中的氢也来自水）。

◆1948美国，梅尔文·

卡尔文：

用标14C标记的CO2追踪了光合作用过程中碳元素的行踪，进一步了解到光合作用中复杂的化学反应。

提取和分离叶绿体中的色素

1、原理：

叶绿体中的色素