生物必修一必修三知识系统结构图.docx
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生物必修一必修三知识系统结构图
第1章 走近细胞 知识系统表解
【本章总系统】
【各节分系统】
第1节 从生物圈到细胞
表1-1-1 生命活动离不开细胞：
生物类型
举例
生命活动现象举例
结论
无细胞结构
的生物
病毒
只有依赖活细胞才能生活。
单细胞生物的单个细胞就能完成各种生命活动；多细胞生物依赖各种分化的细胞的密切合作。
细胞生物
单细胞生物
草履虫
运动、分裂增殖等
多细胞生物
动植物
物质和变量变化的基础－细胞代谢
生殖、生长发育的基础―细胞的增殖和分化
遗传变异的基础－细胞内基因的传递和变化
表1-1-2生命系统的微观结构层次：
结构层次
概 念
举 例
细胞
细胞是生物体结构和功能的基本单位。
神经细胞、心肌细胞、叶肉细胞等
组织
由形态、结构、功能相同的细胞和细胞间质构成。
动物组织包括：
上皮组织、结缔组织、肌肉组织、神经组织
植物组织包括：
保卫组织、分生组织、营养组织、输导组织
器官
几种不同的组织结合成的能完成某一生理功能的结构。
动物器官，如：
各种消化器官、心脏、脑等
植物器官包括两类六种：
营养器官──根、茎、叶
生殖器官──花、果实、种子
系统
能共同完成一种或几种生理功能的多个器官的组合。
高等动物主要由以下系统构成：
运动系统、呼吸系统、消化系统、循环系统、泌尿系统、生殖系统、免疫系统、神经系统、内分泌等系统。
第2节 细胞的多样性和统一性
表1-2-1【实验】使用高倍镜观察几种细胞：
目的要求
1．使用高倍显微镜观察几种细胞，比较不同细胞的异同点。
2．运用制作临时装片的方法。
材料用具
详见教材实验相关内容。
方法步聚
制作临时装片
小组成员分别制作不同材料的临时装片。
观
察
低倍镜观察
取镜
右手握镜臂，左手托镜座。
安放
1．放在实验台偏左的位置（便于左眼看，右眼画）
2．筒前臂后
3．安放目镜和物镜
对光
1．低倍物镜、大光圈对通光孔
2．反光镜转向光源（注视目镜内至视野明亮）
观察
1．放装片，标本对通光孔
2．转动粗准焦螺旋使镜筒下降接近载玻片（看物镜）
3．反转粗准焦螺旋使镜筒上升观物像（左眼注视目镜内）
4．调细准焦螺旋至像清晰。
高倍镜
观察
1．把要观察的像移至视野中央
2．转动转换器换高倍物镜
3．调细准焦螺旋至像清晰。
附：
显微镜结构歌诀（翟贵君编写）
显微镜结构要牢记，镜座镜柱和镜臂，载物台、遮光器，
准焦螺旋分粗细，目物镜头和镜筒，反光镜和转换器。
显微镜操作歌诀（雪山草地 编写）
一取二放，三安装。
四转低倍，五对光。
六上玻片，七下降。
八升镜筒，细观赏。
看完低倍，转高倍。
九退整理，后归箱。
显微镜使用注意事项歌诀（翟贵君编写）
能用低镜勿用高，操作规程要记牢，禁手抚摸目物镜，擦镜纸擦效果好，
勿乱转焦转换器，载物台保洁干燥，取送镜时轻拿放，右手握臂左托座，
实验完毕复原样，送回原处保存好。
表1-2-2动植物细胞、不同植物细胞、不同动物细胞的比较：
细胞举例
细胞壁
细胞膜
细胞质
细胞核
动物细胞
红细胞
无
有
无叶绿体和液泡
无
白细胞、口腔上皮细胞
无
有
无叶绿体和液泡
有
植物细胞
叶肉细胞
有
有
有叶绿体和液泡
有
洋葱表皮细胞
有
有
无叶绿体、有液泡
有
表1-2-3原核细胞－细菌和蓝藻的比较：
项 目
细 菌
蓝藻（表1-2-4）
区别
大 小
较小，直径约为～μm
较大，直径约为10μm
光合色素
一般没有
有（藻蓝素和叶绿素）
获得营养方式
绝大多数是营腐生或寄生的异养生物
能进行光合作用的自养型生物
常见种类
杆菌、球菌、螺旋菌等
颤藻、念珠藻、发菜、蓝球藻等
相同点
都有细胞壁、细胞膜、细胞质、拟核等结构。
表1-2-4蓝藻：
表1-2-5原核细胞与真核细胞的比较：
比较项目
原核细胞
真核细胞
大小
较小
较大
结构
细胞壁
有，但与植物细胞的成分不同
植物细胞有
细胞膜
相 似
细胞质
有核糖体
有线粒体等，植物细胞还有叶绿体和液泡等
细胞核
无成形的细胞核，无染色体
有成形的真正的细胞核和染色体
都有与遗传和代谢密切相关的DNA
生物类群
细菌、蓝藻等
真菌、植物、动物等
表1-2-6 细胞学说：
第2章组成细胞的分子知识系统表解
第1节细胞中的元素和化合物 系统表解
表2-1-1组成细胞的化合物的种类及含量：
种 类
含量（质量分数/%）
有机化合物
（除CO、CO2、碳酸盐等以外的所有含碳化合物）
蛋白质
占7～10
脂质
占1～2
糖类和核酸
占1～
无机化合物
（有机化合物以外的化合物）
水
占85～90
无机盐
占1～
表2-1-2【实验】检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质：
实验原理
某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。
1．还原糖的鉴定原理：
还原糖（如葡萄糖、果糖）中的基团－CHO，与Cu（OH）2（斐林试剂）发生作用，可以生成砖红色的Cu2O沉淀，即：
－CHO＋2Cu（OH）2→－COOH＋Cu2O↓＋2H2O（加热条件下）
2．脂肪的鉴定原理：
脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色（或被苏丹Ⅳ染成红色）。
3．蛋白质鉴定原理：
蛋白质（实际上是指与双缩脲结构相似的肽键）与双缩脲试剂发生作用（在碱性溶液中与Cu2+反应），可以产生紫色的络合物。
4．淀粉遇碘变蓝色。
目的要求
尝试用化学试剂检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质。
材料用具
一、实验材料：
1．还原糖的鉴定：
苹果或梨匀浆。
2．脂肪的鉴定：
花生种子，花生种子匀浆。
3．蛋白质的鉴定：
豆浆，鲜肝提取液。
4．淀粉的鉴定：
马铃薯匀浆。
二、仪器：
双面刀片，试管（最好用刻度试管），试管架，试管夹，大小烧杯，小量筒，滴管，酒精灯，三角架，石棉网，火柴，载玻片，盖玻片，毛笔，吸水纸，显微镜。
三、试剂：
斐林试剂，苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ）染液，双缩脲试剂，体积分数为50%的酒精溶液，碘液，蒸馏水。
方
法
步
骤
步 骤
操 作 方 法
还原糖的检测和观察
检测
加样液
向试管内注入2mL待测组织样液。
加鉴别试剂
向试管内注入1mL斐林试剂。
振荡试管，使溶液混合均匀，此时呈现蓝色。
加热
将试管放进盛有50～65℃温水的大烧杯中，加热约2 min。
观察现象
蓝色 → 棕色 → 砖红色沉淀
脂肪的检测和观察
方法一
向待测的组织样液中滴加3滴苏丹Ⅲ染液，观察颜色变化。
方法二
取材
取浸泡过的花生种子，去掉种皮。
切片
用刀片将子叶的横断面上平行切下若干薄片，放入盛有清水的培养皿中待用。
制装片
1.从培养皿中选取最薄的切片，用毛笔蘸取放在载玻片中央；
2.在花生子叶片上滴2～3滴苏丹Ⅲ染液，染色3min，（如用苏丹Ⅳ染液，染色1min）；
3.用吸水纸吸去染液，滴1～2滴50%的酒精，洗去浮色；
4.用吸水纸吸去子叶周围的酒精，滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片。
观察
在低倍镜下找到花生子叶的最薄处，移至视野中央，将影像调清楚，再转换高倍镜观察。
现象
脂肪小颗粒苏丹Ⅲ染液染成橘黄色（或被苏丹Ⅳ染成红色）。
蛋白质的检测和观察
鉴定
加样液
向试管内注入待测组织样液2mL。
加鉴别
试剂
向试管内注入双缩脲试剂A液1mL，摇匀。
再加入4滴双缩脲试剂B液，摇匀。
观察现象
蓝色→紫色
淀粉的检测和观察
鉴定
加样液
用试管取2mL待测组织样液
加鉴别
试剂
向试管内滴加2滴碘液
观察现象
溶液变蓝
第2节生命活动的主要承担者──蛋白质系统表解
表2-2-1 必需氨基酸和非必须氨基酸：
种类
含 义
举 例
非必需氨基酸
在人体细胞内能够合成的氨基酸。
丙氨酸、甘氨酸等
必需氨基酸
不能在人体细胞内合成，必需从外界环境中直接摄取。
共8种：
赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸、缬氨酸。
婴儿有9种，多出来的一种是组氨酸。
第3节遗传信息的携带者──核酸系统表解
表2-3-1观察DNA和RNA在细胞中的分布
实验原理
甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。
实验目的
初步掌握观察DNA和RNA在细胞中分布的方法。
材料用具
见课本相关内容。
方法步骤
制片
1．在洁净的载玻片上滴一滴质量分数为%的NaCl溶液；
2．用消毒的牙签在漱净的口腔内侧壁上刮取口腔碎屑，在载玻片液滴中涂几下；
3．将上述装片烘干。
水解
1．在小烧杯中加入30mL质量分数为8%的盐酸，将烘干的载玻片放入小烧杯中；
2．30℃水浴保温5min。
冲洗
用蒸馏水缓水流冲洗载玻片10s。
染色
1．用吸水纸吸去载玻片上多余的水分；
2．用吡罗红甲基绿染色剂2滴染色5min；
3．吸去多余的染色剂；
4．盖上盖玻片。
观察
先用低倍镜找到染色均匀、色泽浅的区域；换用高倍镜观察。
实验结果
细胞核区域染成绿色，细胞质区域染成红色。
实验结论
DNA主要分布在细胞核中（线粒体和叶绿体中也含有少量的DNA），RNA主要分布在细胞质中。
表2-3-2 DNA和RNA的比较
比较项目
DNA（脱氧核糖核酸）
RNA（核糖核酸）
基本单位
名称
核苷酸
脱氧核苷酸（4种）
核糖核苷酸（4种）
成分
五碳糖
脱氧核糖
核糖
磷酸
磷酸
含N
碱基
腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）
胸腺嘧啶（T）
尿嘧啶（U）
连接
每个核酸分子是由几十个乃至上亿个核苷酸连接而成的长链。
DNA是由两条脱氧核苷酸链构成
RNA由一条核糖核苷酸链构成
第4节细胞中的糖类和脂质 系统表解
表2-4-1糖类的种类
种 类
结 构
存在或分布
作用或用途
性 质
单糖
六碳糖
葡萄糖
不能再水解的糖。
细胞生命活动的主要能源物质。
果糖
半乳糖
五碳糖
核糖和脱氧核糖
二糖
植物
蔗糖
由1分子果糖和1分子葡萄糖脱水缩合而成。
甘蔗、甜菜，大多数蔬菜、水果中。
红糖、白糖、冰糖是由蔗糖加工制成的
麦芽糖
由2分子葡萄糖脱水缩合而成。
发芽的小麦等谷粒中。
动物
乳糖
由1分子葡萄糖和1分子半乳糖脱水缩合而成。
人和动物的乳汁中
多糖
植物
淀粉
由多个葡萄糖分子脱水缩合而成。
玉米、小麦、水稻的种子中，马铃薯、山药、甘薯等植物的变态茎或根，一些植物的果实中。
植物细胞中的储能物质。
不易溶于水，在人体内必须消化分解成葡萄糖才能被细胞吸收利用。
纤维素
由多个葡萄糖分子脱水缩合而成。
棉花、棕榈和麻类中的纤维细丝，植物茎秆和枝叶中的纤维，植物细胞的细胞壁。
不溶于水，在人和动物体内很难被消化，草食动物也需借助某些微生物才能将其分解。
动物
糖原
由多个葡萄糖分子脱水缩合而成。
人和动物的肝脏（肝糖原）和肌肉（肌糖原）。
人和动物细胞中的储能物质。
第5节细胞中的无机物 系统表解
种类
细胞含量（鲜重）
存在形式
生 理 功 能
水
1.最多，占细胞鲜重的85%～90%
2.不同种类生物含量不同，水生＞陆生
3.不同生长发育时期不同，幼体＞成体，植物细嫩部分＞老熟部分
结合水：
一部分水与细胞内的其他物质相结合。
（%）
结合水是细胞结构的重要组成成分；
自由水：
绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动。
（%）
1．细胞内的良好溶剂；
2．参与许多生化反应；
3．多细胞生物体的绝大多数细胞的生活环境；
4．有助于物质运输。
无
机
盐
很少，1%～%
大多数以离子形式存在，较多的阳离子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等，阴离子有Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。
1．许多种无机盐离子对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用；
2．对维持细胞的酸碱平衡非常重要。
第3章 细胞的基本结构 知识系统表解
【本章总系统】
【各节分系统】
第1节细胞膜──系统的边界
表3-1-1【实验】体验制备细胞膜的方法：
实验原理
哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和各种细胞器，以这样的细胞作为实验材料较为理想。
将其放入清水中，细胞会吸水胀破，细胞内的物质流出，可得到纯净的细胞膜。
目的要求
体验用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法及过程。
材料用具
猪（或牛、羊、人）的新鲜的红细胞稀释液（血液加适量的生理盐水），
蒸馏水，滴管，吸水纸，载玻片，盖玻片，显微镜
方法步聚
步骤
操 作 方 法
现 象
制片
用滴管吸取少量红细胞液，滴一小滴在载玻片上，盖上盖玻片，制成临时装片，在高倍镜下观察。
在视野中观察到正常的红细胞。
加蒸馏水
在盖玻片一侧滴一滴蒸馏水，在另一侧用吸水纸吸引（注意不要把细胞吸走），持续观察细胞的变化。
近水的部分红细胞体积增大，很快细胞破裂，内容物流出。
表3-1-2 细胞间信息交流的方式：
方式
内 容
举 例
物质传递
通过细胞分泌物与靶细胞膜表面的受体结合，把信息传递给靶细胞。
细胞分泌的激素随血液到达全身各处，与靶细胞表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。
接触传递
相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。
精子与卵细胞之间的识别和结合。
通道传递
相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道由一个细胞进入另一个细胞。
高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用。
第2节细胞器――系统内的分工合作
表3-2-1 细胞器：
细胞器
分布
形态结构
成 分
功 能
线粒体
动植物
细胞
形态多种多样，有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等。
双层膜，详见第5章第3节。
细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”。
叶绿体
绿色植物进行光合作用的细胞
绿色、扁平的椭球形或球形。
双层膜，详见第5章第4节。
植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。
内质网
动植物
细胞
由单层膜连接成的网状结构。
是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”。
高尔
基体
动植物
细胞
具有单层膜结构的细胞器
主要是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”。
核糖体
动植物
细胞
无膜。
有的附着在内质网上，有的游离分布在细胞质基质中。
是“生产蛋白质的机器”
溶酶体
单层膜
内含多种水解酶。
是“消化车间”，分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死细胞内的病毒和病菌。
液泡
主要存在于
植物细胞
单层膜，内有细胞液
含糖类、无机盐、色素、蛋白质等。
调节植物细胞内的环境，充盈的液泡使植物细胞坚挺。
中心体
动物
低等植物
由两个互相垂直排列的中心粒及其周围物质构成。
与细胞的有丝分裂有关。
表3-2-2【实验】用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
实验原理
叶肉细胞中的叶绿体散布于细胞质中，可在高倍镜下观察到它的形态和分布。
健那绿染液可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色，可在高倍镜下观察到生活状态的线粒体的形态的分布。
目的要求
使用高倍显微镜观察叶绿体、线粒体的形态和分布。
材料用具
详见教材相关内容。
方法步聚
叶绿体的观察
制作藓类叶片临时装片
在洁净的载玻片中央滴一滴清水，用镊子取一片藓类的小叶，或者取菠菜稍带些叶肉的下表皮，放在水滴中，盖上盖玻片。
观 察
先用低倍镜，后用高倍镜。
线粒体的观察
制作人口腔上皮细胞临时装片
在洁净的载玻片中央滴一滴健那绿染液。
用消毒的牙签在自己漱净的口腔内侧壁上轻轻地刮几下，把牙签上附有碎屑的一端，放在染液中涂抹几下，盖上盖玻片。
观 察
先用低倍镜，再用高倍镜。
图解3-2-1 细胞器的协调配合――分泌蛋白的合成和运输：
表3-2-3 细胞的生物膜系统：
第3节细胞核――系统的控制中心
图解3-3-1 细胞核的功能分析图：
表3-3-1 【模型构建】尝试制作真核细胞的三维结构模型：
理论知识
模型方法：
1.概念：
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的描述，可定性或定量描述，也可借助实物或其它形象化手段或抽象形式表达。
2.形式：
（1）物理模型：
①概念：
以实物或图画形式直观表达认识对象特征的模型。
②举例：
DNA双螺旋结构模型。
（2）概念模型
（3）数学模型
目的要求
1.尝试制作真核细胞的三维结构模型。
2.体验建构模型的过程。
材料用具
参见教材相关内容。
建立模型
1.确定模型的种类和规格；
2.确定使用的材料用具；
3.设计方案，讨论通过，确定实施过程及分工；
4.制作配件并组合；
5.对照方案，修补缺陷
表达交流
1.表达交流的内容
2.评价的标准：
重点放在模型的科学性上，兼顾艺术性和制作成本。
第4章细胞的物质输入和输出 知识系统表解
【本章总系统】
第1节物质跨膜运输的实例
【探究】植物细胞的吸水和失水
实验理论：
实验探究的
基本步骤
步骤
内 容
观察
现象
科学发现离不开观察。
科学观察要在自然常态条件下进行，观察要保持客观的态度，必须周详,并记录，对观察到的现象还要进行客观的描述。
提出
问题
步骤：
思考（对观察到的现象做深入的思考）→提出探究的问题（提出的问题要有探究价值）→组内交流（看看组内的其他同学能否准确理解你有意思）→修改完善→确定题目
作出
假设
据已有知识和生活经验，对提出的问题尝试回答。
设计
实验
设计检验假设是否正确的实验方案，具体步骤包括：
确定实验思路→选择材料用具→设计方法步骤→预期实验结果。
进行
实验
按照实验方案进行实验操作、观察现象、记录结果。
分析
结果
得出
结论
若结果与预期相符，可得出实验结论。
若结果与预期不符，查找原因，进行解释。
总结
交流
陈述内容（探究的问题、过程、结果、结论）→听取质疑→进行解释→修改完善。
进一步
探究
在以上结论的基础上继续探究其它未知问题。
实验目的
（1）尝试从生活现象中提出问题，作出假设。
（2）学习进行探究问题的一般方法和步骤。
（3）进行关于植物细胞吸水和失水的实验设计和操作。
方
法
步
骤
观察现象
当你把白菜剁碎准备做馅时，常常要放一些盐，稍等一会儿，就可见到有水分渗出。
将置于空气中刚刚萎蔫的青菜叶片泡在清水中，稍等一会就可看到青菜变得硬挺了。
提出问题
成熟的植物细胞放在外界溶液中会出现水分进出细胞的现象，那么什么条件下植物细胞会吸水，什么条件下植物细胞会失水呢
作出假设
因为细胞膜和液泡膜都是生物膜，生物膜具有选择透过性，那么由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成的原生质层也就具有选择透过性，相当于半透膜。
这样成熟的植物细胞就会与外界溶液构成一个渗透系统。
当细胞液浓度＞外界溶液浓度时，会使植物细胞吸水。
当细胞液浓度＜外界溶液浓度时，会使植物细胞失水。
设
计
实
验
确定思路
将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，会观察到中央液泡变小，细胞皱缩；再将细胞浸润在清水中，中央液泡会变大，细胞膨胀。
选择材料用具
材料：
紫色的洋葱鳞片叶。
器材：
刀片，镊子，滴管，载玻片，盖玻片，吸水纸，显微镜。
试剂：
质量浓度为mL的蔗糖溶液，清水。
设计步骤
预期结果
步骤
操作方法
结果预期
中央液泡的大小
原生质层的位置
细胞大小
制片
制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片。
低倍镜观察。
大
紧紧贴着细胞壁
基本不变
质壁分离观察
盖玻片一侧滴蔗糖溶液，另一侧吸水纸吸引。
重复几次，低倍镜观察。
变小
原生质层脱离细胞壁
基本不变
质壁分离复原的
观察
盖玻片一侧滴清水，另一侧吸水纸吸引。
重复几次，低倍镜观察。
逐渐恢复原来大小
原生质层恢复原来位置
基本不变
进行实验
按照实验方案认真操作，仔细观察，记录结果。
分析结果
得出结论
通过对实验结果的分析，可得出以下结论：
水分子是可以出入细胞膜（在本实验中是原生质层，下同）的物质；而且水分子进出细胞的方向取决于细胞膜两边溶液的浓度，细胞吸水和失水是水分子顺相对含量梯度进行跨膜运输的过程。
同时也证明细胞膜是选择透过性膜，因为蔗糖分子并未如水分子那样进出细胞膜。
表达交流
略
进一步
探究
本实验中还可提出如下问题，做进一步的实验探究：
植物细胞会由于过多吸水而涨破吗
第2节生物膜的流动镶嵌模型
探究历程
时间
科学家
方 法
现 象
推测或结论
膜成分的探究
19世
纪末
欧文顿
用化学物质对植物细胞的通透性进行实验
脂溶性物质更容易通过细胞膜
膜是由脂质构成。
20世
纪初
分离哺乳动物的红细胞膜，并化学分析。
膜的主要成分是脂质的蛋白质
膜静态结构的建立
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