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第一章走进细胞
第一节“师”之概念，大体是从先秦时期的“师长、师傅、先生”而来。
其中“师傅”更早则意指春秋时国君的老师。
《说文解字》中有注曰：
“师教人以道者之称也”。
“师”之含义，现在泛指从事教育工作或是传授知识技术也或是某方面有特长值得学习者。
“老师”的原意并非由“老”而形容“师”。
“老”在旧语义中也是一种尊称，隐喻年长且学识渊博者。
“老”“师”连用最初见于《史记》，有“荀卿最为老师”之说法。
慢慢“老师”之说也不再有年龄的限制，老少皆可适用。
只是司马迁笔下的“老师”当然不是今日意义上的“教师”，其只是“老”和“师”的复合构词，所表达的含义多指对知识渊博者的一种尊称，虽能从其身上学以“道”，但其不一定是知识的传播者。
今天看来，“教师”的必要条件不光是拥有知识，更重于传播知识。
从生物圈到细胞
唐宋或更早之前，针对“经学”“律学”“算学”和“书学”各科目，其相应传授者称为“博士”，这与当今“博士”含义已经相去甚远。
而对那些特别讲授“武事”或讲解“经籍”者，又称“讲师”。
“教授”和“助教”均原为学官称谓。
前者始于宋，乃“宗学”“律学”“医学”“武学”等科目的讲授者；而后者则于西晋武帝时代即已设立了，主要协助国子、博士培养生徒。
“助教”在古代不仅要作入流的学问，其教书育人的职责也十分明晰。
唐代国子学、太学等所设之“助教”一席，也是当朝打眼的学官。
至明清两代，只设国子监（国子学）一科的“助教”，其身价不谓显赫，也称得上朝廷要员。
至此，无论是“博士”“讲师”，还是“教授”“助教”，其今日教师应具有的基本概念都具有了。
单细胞生物：
所有的原核生物及草履虫、
与当今“教师”一称最接近的“老师”概念，最早也要追溯至宋元时期。
金代元好问《示侄孙伯安》诗云：
“伯安入小学，颖悟非凡貌，属句有夙性，说字惊老师。
”于是看，宋元时期小学教师被称为“老师”有案可稽。
清代称主考官也为“老师”，而一般学堂里的先生则称为“教师”或“教习”。
可见，“教师”一说是比较晚的事了。
如今体会，“教师”的含义比之“老师”一说，具有资历和学识程度上较低一些的差别。
辛亥革命后，教师与其他官员一样依法令任命，故又称“教师”为“教员”。
1、按细胞数目分变形虫、酵母菌
细胞生物多细胞生物
真核生物：
动物、植物、真菌
生物按有无核膜分
原核生物：
细菌、蓝藻、放线菌、支原体、
无细胞生物—病毒：
噬菌体、**病毒衣原体
注意：
①病毒与其他生物最主要的区别：
有无细胞
②原核生物与真核生物最主要的区别：
有无核膜
③带“菌”字的有的是细菌属于原核：
乳酸菌、**球菌、**杆菌、**弧菌、**螺旋菌。
有的是真菌属于真核：
酵母菌、霉菌。
④带“藻”字的有的是原核：
蓝藻、念珠藻、颤藻
有的是真核：
绿藻、褐藻、衣藻、小球藻
⑤细胞是生物体的基本单位，但并不是所有的生物都有细胞。
2、生命系统的结构层次
单细胞生物
细胞组织器官系统个体种群群落生态系统生物圈
（最小）（最大）
植物
注意：
①区别种群、群落、生态系统
种群——一定区域所有的同种生物。
如：
一片池塘里的所有鲤鱼
群落——一定区域所有生物。
如：
一片池塘里的所有生物
生态系统——一定区域所有生物+无机环境。
如：
一片池塘
3、地球上最早的生命形式是单细胞生物。
第二节细胞的多样性和统一性
1、原核细胞和真核细胞的区别
原核细胞
真核细胞
细胞大小
小
大
细胞数目
单细胞
单细胞或多细胞
细胞核
无成形的细胞核
无核膜、核仁、染色体
有成形的细胞核
有核膜、核仁、染色体
细胞器
只有核糖体
有各种各样的细胞器
注意：
①原核细胞无线粒体，但有的能进行有氧呼吸，因为有与有氧呼吸有关的酶。
如醋酸杆菌
②原核细胞无叶绿体，但有的能进行光合作用，因为有叶绿素。
如蓝藻
2、细胞学说
创立者：
植物学家施莱登和动物学家施旺。
意义：
揭示了细胞的统一性和生物体的统一性。
（注意没有多样性）
内容：
⑴细胞是一个有机体，一切动植物都有细胞发育而来，并有细胞和细胞产物所构成。
⑵细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，也对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。
⑶新细胞可以从老细胞中产生。
3、细胞的发现者和命名者——虎克。
第二章组成细胞的分子
第一节细胞中的元素和化合物
1、最基本元素：
C（最基本，但不是最多）
基本元素：
C、H、O、N（干重时：
C＞O＞N＞H；湿重时：
O＞C＞H＞N）
主要元素：
C、H、O、N、P、S
大量元素：
C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
微量元素：
Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl（含量少，但是是必需的）
2、
水（含量最多）
无机化合物
组成细胞的化合物无机盐
糖类
有机化合物脂质
蛋白质（干重时含量最多）
核酸
第二节生命活动的主要承担者——蛋白质
1、组成元素：
C、H、O、N，还可能有S、P
2、组成单位——氨基酸
通式：
H
H2NCCOOH（判断一个结构式是否是氨基酸：
先看有没有氨基和羧基；再看氨基和羧基有没有连在同一个C上）
R
种类：
20种（不同在于R基），其中有8种是必需氨基酸（赖、色、苯丙、亮、苏、异亮、甲硫、缬）
3、氨基酸形成蛋白质的方式：
脱水缩合，氨基脱去—H，羧基脱去—OH，脱去水，形成肽键（—NH—CO—）
4、蛋白质结构多样性的原因：
氨基酸种类不同（只有20种）；
氨基酸数目不同；
氨基酸排列顺序不同；
蛋白质空间结构不同。
5、蛋白质的功能：
结构蛋白（头发、皮肤、肌肉）；
催化作用（大多数酶）；
运输作用（血红蛋白）；
调节作用（胰岛素）；
免疫作用（抗体）
6、n个氨基酸形成m条肽链，脱去（n-m）个水，形成（n-m）个肽键，至少含有m个游离的氨基，至少含有m个游离的羧基。
7、蛋白质在高温下变性实质的蛋白质的空间结构被破坏。
8、蛋白质的功能——生命活动的主要承担者和体现着。
第三节遗传信息的携带者——核酸
1、组成元素：
C、H、O、N、P、S
2、组成单位——核苷酸
结构：
一分子磷酸、一分子五碳糖、一分子含氮碱基
种类：
脱氧核糖核苷酸（五碳糖为脱氧核糖，碱基为A、T、G、C）和核糖核苷酸（五碳糖为核糖，碱基为A、U、G、C）
3、核酸分为两种：
DNA（由脱氧核糖核苷酸构成），呈双链；
RNA（由核糖核苷酸构成），呈单链
4、DNA主要分布在细胞核中，还有一小部分在线粒体和叶绿体中。
RNA主要分布在细胞质中。
5、
核酸种类
碱基种类
核苷酸种类
遗传物质
真核生物
2（DNA和RNA）
5（A、T、G、C、U）
8
DNA
原核生物
2（DNA和RNA）
5（A、T、G、C、U）
8
DNA
病毒
1（DNA或RNA）
4
4
DNA或RNA
即：
有细胞的生物既有DNA也有RNA，遗传物质是DNA。
没有细胞的病毒只有DNA或RNA，遗传物质为DNA或RNA。
6、核酸的功能——携带遗传信息。
第四节细胞中的糖类和脂质
一、糖类
1、组成元素：
C、H、O
2、分类
分类
主要分布
主要功能
单糖（不能水解的糖，可直接吸收）
五碳糖
核糖
动植物
构成RNA的成分
脱氧核糖
动植物
构成DNA的成分
六碳糖
葡萄糖
动植物
提供能源
果糖
植物
半乳糖
动物
二糖（由两分子单糖组成的糖）
麦芽糖（2分子葡萄糖）
植物
蔗糖（葡萄糖+果糖）
植物
半乳糖（葡萄糖+半乳糖）
动物
多糖（由多个单糖组成的糖）
淀粉
植物
储能物质
纤维素
植物
构成细胞壁的成分
糖原
动物
储能物质
3、功能——主要的能源物质
二、脂质
1、组成元素：
C、H、O，还可能有N、P
2、同质量的脂肪比糖类提供的能量多，因为脂肪中H多O少。
3、分类
分类
主要分布
主要功能
脂肪
植物种子、动物皮下
储能物质；保温；缓冲、减压
磷脂
人和动物的脑、卵细胞、肝脏及大豆种子中
构成生物膜的成分
固醇
胆固醇
动物
构成动物细胞膜的成分，在人体内还参与脂质的运输
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
促进人和动物肠道对钙和磷的吸收
三、生物大分子——以碳链为骨架
生物大分子
组成元素
组成单体
主要功能
多糖
C、H、O
单糖
主要能源物质
脂肪
C、H、O
甘油和脂肪酸
主要储能物质
蛋白质
C、H、O、N，可能有N、P
氨基酸
结构物质
核酸
C、H、O、N、P、S
核苷酸
遗传物质
第五章细胞中的无机物
一、水
1、分类
自由水
结合水
含义
可以自由流动
与细胞内其他物质相结合
含量多少
代谢旺盛的含量多
代谢缓慢的含量多
功能
良好溶剂；参与反应；运送物质；
细胞的组成成分
2、种子晒干失去的是自由水，在一定条件下还可以萌发。
种子炒干失去的是结合水，不能再萌发。
二、无机盐
1、分类
无机盐
功能
病症
Mg
叶绿素的组成成分
缺镁，不能合成叶绿素，叶片泛白
Fe
血红蛋白的组成成分
缺铁，患缺铁性贫血症
Ca
促进骨骼的生长发育
缺钙，易抽搐，骨质疏松
I
甲状腺激素额组成成分
缺碘，甲状腺肿大，大脖子病
Na、K
维持细胞渗透压和酸碱平衡
输液用生理盐水，大量出汗后喝淡盐水
第三章细胞的基本结构
第一节细胞膜——系统的边界
1、组成元素：
C、H、O、N、P
2、组成成分：
主要是脂质和蛋白质，还有少量的糖类。
脂质中最多的是磷脂。
3、功能：
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
4、细胞膜的功能主要取决于膜上蛋白质的种类和数量。
5、植物细胞壁的成分是纤维素和果胶。
原核生物除支原体以外其他都有细胞壁，成分是肽聚糖。
真菌细胞壁的成分是几丁质。
细胞壁的功能是支持和保护细胞。
第二节细胞器——系统内的分工合作
1、分离各种细胞器的方法——差速离心法
2、分类
分类
结构
成分
分布
功能
线粒体
双层膜、嵴、线粒体基质
酶、少量DNA和RNA
动植物细胞
进行有氧呼吸的主要场所，提供能量
叶绿体
双层膜、基粒、叶绿体基质
酶、色素、少量DNA和RNA
植物叶肉细胞
进行光合作用的场所
内质网
单层膜
动植物细胞
蛋白质的加工，脂质的合成
高尔基体
单层膜
动植物细胞
蛋白质的加工、分类和包装
核糖体
无膜
蛋白质和RNA
动植物细胞
蛋白质的合成
液泡
单层膜
糖类、无机盐、色素、蛋白质
植物细胞
调节植物细胞内环境
中心体
无膜
两个中心粒
动物细胞和低等植物细胞
与有丝分裂有关
溶酶体
单层膜
水解酶
动植物细胞
消化分解
3、植物细胞特有的细胞器：
叶绿体、液泡
动物细胞和低等植物细胞特有的细胞器：
中心体
具有双层膜结构的细胞器：
线粒体、叶绿体
具有单层膜结构的细胞器：
内质网、高尔基体、液泡、溶酶体
具有无膜结构的细胞器：
核糖体、中心体
含有遗传物质的细胞器：
叶绿体、线粒体
含有色素的细胞器：
叶绿体（叶子的颜色）、液泡（花朵的颜色）
与能量转换有关的细胞器：
叶绿体、线粒体
4、分泌蛋白：
细胞内合成，分泌到细胞外发挥作用的。
如消化酶、抗体和一部分激素。
胞内蛋白：
细胞内合成，细胞内发挥作用的。
如呼吸酶、与光合作用有关的酶。
5、分泌蛋白合成和分泌的过程：
核糖体（蛋白质的合成）内质网（蛋白质的加工）
高尔基体（蛋白质的加工）细胞外，整个过程由线粒体提供能量。
6、细胞的生物膜系统包括：
细胞膜、细胞器膜和核膜。
7、
核膜
间接相连直接相连
高尔基体内质网线粒体膜
囊泡
细胞膜
间接相连
囊泡
第三节细胞核——系统的控制中心
1、原核细胞没有细胞核，高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞也没有细胞核。
2、细胞核的结构
核膜（双层膜，把核内物质与细胞质分离开）
染色质（主要由DNA和蛋白质组成）
细胞核核仁（与某种RNA的合成及核糖体的合成有关）
核孔（实现核质之间频繁的物质交换和信息交流）
3、细胞核的功能：
遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
4、染色质和染色体的关系：
同一种物质在不同时期的两种存在状态。
染色体存在于细胞分裂期。
5、同一生物体内所有细胞的遗传物质是完全相同的。
第四章细胞的物质输入和输出
第一节物质跨膜运输的实例
1、渗透作用：
水分子或其他溶剂分子透过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液的特殊扩散。
2、发生渗透作用的条件：
有半透膜；两侧溶液有浓度差
3、动物细胞的细胞内环境指的是细胞质。
半透膜指的是细胞膜。
当C外＞C内时，细胞失水皱缩
当C外＜C内时，细胞吸水膨胀
当C外=C内时，细胞动态平衡
细胞吸水或失水的多少，取决于细胞内外浓度差，浓度差越大，吸水或失水越多，超过一定值，细胞可能死亡。
4、植物细胞的细胞内环境指的是液泡。
半透膜指的是原生质层，包括细胞膜、液泡膜和两者之间的细胞质（注意不包括细胞核）。
当C外＞C内时，细胞失水皱缩，发生质壁分离
当C外＜C内时，细胞吸水膨胀，发生质壁分离的复原
当C外=C内时，细胞动态平衡
植物细胞不会无限吸水，因为有细胞壁，所以不会因吸水过多而涨破。
5、细胞膜和其他生物膜是半透膜，也是选择透过性膜。
6、半透膜包括生物膜和非生物膜。
生物膜具有选择透过性，而非生物膜不具有。
所以选择透过性膜一定是半透膜，而半透膜不一定是选择透过性膜。
第二节生物膜的流动镶嵌模型
1、生物膜的流动镶嵌模型
磷脂双分子层——基本支架，可以流动
蛋白质——镶在、部分或全部嵌入、贯穿于磷脂双分子层中，大部分可以流动
糖类——与蛋白质结合形成糖蛋白（糖被），与细胞表面的识别有关
与脂质结合形成糖脂
2、生物膜的结构特点：
具有一定的流动性
生物膜的功能特点：
具有选择透过性
第三节物质跨膜运输的方式
物质
运输方式
运输方向
载体
能量
实例
离子、小分子的跨膜运输
被动运输
自由扩散
顺浓度梯度
不需
不需
H2O、CO2、O2、甘油、乙醇、苯
协助扩散
顺浓度梯度
需要
不需
红细胞吸收葡萄糖
主动运输
逆浓度梯度
需要
需要
离子、小肠细胞吸收葡萄糖、氨基酸
大分子的不跨膜运输
胞吞、胞吐
不需
需要
蛋白质、脂肪、酶
第五章细胞的能量供应与利用
第一节降低化学反应活化能的酶
1、酶是活细胞产生的具有催化功能的有机物。
2、酶是通过降低化学反应的活化能来加快反应速率的。
3、酶的化学本质是蛋白质或RNA。
4、酶的特性：
高效性（相对于无机催化剂）
专一性
作用条件较温和
5、酶在高温、过酸、过碱条件下会失活，失活的本质是空间结构遭到破坏。
6、酶一般在低温下保存，不会失活，且活性在一定条件下可以恢复。
第二节细胞的能量“通货”——ATP
1、ATP全称：
三磷酸腺苷
2、结构式：
A—P~P~P
3、A：
腺苷（腺嘌呤+核糖）P：
磷酸集团；~高能磷酸键
4、ATP与ADP的相互转化：
酶
ADP+Pi+能量ATP
酶
5、ATP在细胞内含量很少，但是它与ADP的转化非常迅速，所以能快速提供能量。
6、ADP的结构式：
A—P~P
7、细胞的直接能源物质是ATP。
第三节ATP的主要来源——细胞呼吸
1、
呼吸方式
反应过程
反应物
生成物
能量
发生场所
有氧呼吸
第一阶段
葡萄糖
丙酮酸、[H]
少量
细胞质基质
第二阶段
丙酮酸、H2O
CO2、[H]
少量
线粒体基质
第三阶段
[H]、O2
H2O
大量
线粒体内膜
无氧呼吸
第一阶段
葡萄糖
丙酮酸、[H]
少量
细胞质基质
第二阶段
丙酮酸
酒精和CO2或者乳酸
无
细胞质基质
第四节能量之源——光与光合作用
1、色素的种类：
胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。
其中在层析液中溶解度最大的是胡萝卜素，溶解度最小的是叶绿素b。
在绿叶中含量最多的是叶绿素a。
胡萝卜素和叶黄素合称为类胡萝卜素，叶绿素a和叶绿素b合称为叶绿素。
2、叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
因为这些色素对绿光的吸收最少，所以绿光被反射出来，叶子呈现绿色。
3、色素存在于叶绿体类囊体的薄膜上。
4、光合作用的过程
光反应阶段
暗反应阶段
场所
叶绿体类囊体的薄膜
叶绿体基质
条件
光、色素、酶
有光无光都可以，酶、[H]、ATP
物质变化
水的光解、ATP的合成
CO2的固定、C3的还原
能量变化
光能转化为ATP中活跃的化学能
ATP中活跃的化学能转化为糖类中稳定的化学能
5、如果增加光照强度，首先影响光反应阶段，光反应加快，[H]和ATP增加，[H]和ATP的增加会加快C3的还原，使C3减少，C5增多。
所以最终[H]↑、ATP↑、C3↓、C5↑
如果增加CO2的浓度，首先影响暗反应阶段，使得CO2固定加快，C3增多，C5减少。
C3的增多会使C3的还原加快，需要利用更多的[H]和ATP，那么细胞中最终剩余的[H]和ATP会减少。
所以最终[H]↓、ATP↓、C3↑、C5↓。
6、自养生物包括两种：
一种是可以利用光能将环境中无机物转换成自身有机物的绿色植物；一种是可以利用化学能将环境中无机物转换成自身有机物的硝化细菌。
前一种作用称为光合作用，后一种作用称为化能合成作用。
第六章细胞的生命历程
第一节细胞的增殖
1、生物体的大小主要取决于细胞的数量。
2、细胞不能无限长大的原因：
表面积与体积之比；核质比。
3、有细胞周期的细胞：
胚胎干细胞、造血干细胞、根尖茎尖分生区细胞。
4、细胞周期包括：
分裂间期和分裂期。
分裂间期比分裂期时间长。
分裂期包括：
前期、中期、后期、末期。
5、间期：
DNA的复制和蛋白质的合成
前期：
两消两显一散乱
中期：
形定数晰赤道齐
后期：
点裂数加均两极
末期：
两消两显重开始
6、间期核糖体活跃，末期高尔基体活跃。
染色体和纺锤体出现在前期，消失在末期。
核膜、核仁消失在前期，出现在末期。
无核膜核仁的时期是中期和后期。
赤道板指的是位置，不是一种物质。
细胞板是一种物质。
细胞板出现在末期。
7、动物细胞有丝分裂和植物细胞有丝分裂的区别：
①前期纺锤体的形成不同：
动物细胞和低等植物细胞的纺锤体是由中心粒发出的星射线构成的；植物细胞是细胞两极发出的纺锤丝构成的。
②末期细胞质的分裂方式不同：
动物细胞细胞膜从细胞中部向内凹陷，分裂成两个子细胞；植物细胞中央出现细胞板，向四周扩散，形成细胞壁，分裂成两个子细胞。
8、中心体的复制在分裂间期。
9、无丝分裂因分裂过程中无染色体和纺锤丝的出现而得名。
10、染色体可以被碱性染液龙胆紫染液或醋酸洋红液染色。
11、各时期染色体、染色单体、DNA数目的变化
染色体的
数目
4N
2N
间期前中后末
染色单体的
数目
4N
2N
间期前中后末
DNA的数目
4N
2N
间期前中后末
第二节细胞的分化
1、个体发育的基础：
细胞分裂和细胞分化。
2、细胞分裂——增加细胞的数量；细胞分化——增加细胞的种类
3、细胞分化的实质：
基因的选择性表达。
4、同一个体所有细胞中基因是相同的，由于基因的选择性表达使细胞在形态、结构、功能上出现差异。
5、受精卵的分化能力最强，随着发育的进行，细胞的分化能力逐渐减弱。
6、分化能力：
受精卵＞胚胎细胞＞全能干细胞＞多能干细胞＞专能干细胞
7、细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。
植物细胞具有全能性。
动物细胞的细胞核具有全能性。
8、植物组织细胞通过脱分化形成愈伤组织，再通过再分化形成完整植株。
第三节细胞的衰老和死亡
1、对于单细胞生物来说，细胞衰老=个体衰老。
对于多细胞来说，细胞衰老≠个体衰老。
2、细胞衰老的特征：
一大一小一多两低
①细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，新陈代谢减慢。
如皱纹
②细胞内酶活性降低。
如白发
③细胞内色素累积，妨碍物质交流和传递。
如老年斑
④细胞内呼吸减慢，细胞核增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。
⑤细胞膜通透性改变，物质运输能力降低。
3、细胞的凋亡是由基因控制的自然过程，对个体发育有利。
细胞坏死是由外界因素引起的，对细胞有害。
第四节细胞的癌变
1、细胞癌变的特征：
可以无限增殖；
形态结构发生显著变化；
细胞膜糖蛋白减少，细胞间黏着性降低，易分散和转移。
2、正常细胞在分裂50~60次后就不再分裂。
3、致癌因子包括物理致癌因子（紫外线、X射线）、化学致癌因子（砷化物、铬化物等）和病毒致癌因子（Rous肉瘤病毒）。
4、细胞癌变的原因：
致癌因子损伤细胞中的DNA，使原癌基因和抑癌基因发生突变。
5、原癌基因：
调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。
抑癌基因：
阻止细胞不正常的增殖。
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