高中生物必修1一、 走进细胞1、 生命系统的结构层次依次为：细胞组织器官系统个体种群群落生态系统 细胞是生物体结构和功能的基本单位；地球上最基本的生命系统是细胞2、 光学显微镜的操作步骤： 对光低倍物镜观察移动视野中央（偏哪移哪）高倍物镜观察 高倍镜观察：只能调节细准焦螺旋；调节大光圈、凹面镜3、原核细胞与真核细胞根本区别为：有无核膜为界限的细胞核原核细胞：无核膜，无染色体，如大肠杆菌等细菌、蓝藻 真核细胞：有核膜，有染色体，如酵母菌，各种动物 注：病毒无细胞结构，但有DNA或RNA4、蓝藻是原核生物，自养生物 5、真核细胞与原核细胞统一性体现在二者均有细胞膜和细胞质6、细胞学说建立者是施莱登和施旺，细胞学说建立揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性。细胞学说建立过程，是一个在科学探究中开拓、继承、修正和发展的过程，充满耐人寻味的曲折二、组成细胞的元素和化合物1.组成细胞的元素 大量无素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 微量无素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu 主要元素：C、H、O、N、P、S 基本元素：C细胞干重中，含量最多元素为C，鲜重中含最最多元素为O2.组成细胞的化合物 无机化合物包括水和无机盐，其中水是含量最高的化合物；有机化合物包括糖类、脂质、蛋白质和核酸。 糖类是主要能源物质，化学元素组成：C、H、O。 糖类的分类：单糖：葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖二糖：麦芽糖、蔗糖、乳糖 多糖：淀粉和纤维素（植物细胞）、糖原（动物细胞） 脂肪：储能；保温；缓冲；减压脂质：磷脂：生物膜重要成分 胆固醇 固醇：性激素：促进人和动物生殖器官的发育及生殖细胞形成 维生素D：促进人和动物肠道对Ca和P的吸收 蛋白质是干重中含量最高的化合物，是生命活动的主要承担者,化学元素：C、H、O、N。核酸是细胞中含量最稳定的，是遗传信息的携带者，化学元素组成：C、H、O、N、P。3.实验一：检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质（1）“还原糖的检测和观察”之注意事项：还原糖有葡萄糖，果糖，麦芽糖；斐林试剂中的甲乙液必须等量混合均匀后再加入样液中，现配现用；必须用水浴加热，颜色变化：浅蓝色 棕色 砖红色沉淀。（2） 脂肪的鉴定 a. 常用材料：花生子叶或向日葵种子； 试剂：用苏丹或苏丹染液；b.现象：橘黄色或红色。c.注意事项：切片要薄厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰，有的地方模糊。50%酒精的作用是：洗去浮色需使用显微镜观察使用不同的染色剂染色时间不同（3） 蛋白质的鉴定 常用材料：鸡蛋清，黄豆组织样液，牛奶；试剂：双缩脲试剂；颜色变化：变成紫色注意事项：先加A液1ml，再加B液4滴； 鉴定前，留出一部分组织样液，以便对比色4.生命活动的主要承担者蛋白质氨基酸是组成蛋白质的基本单位。每种氨基酸都至少含有一个氨基（-NH2）和一个羧基（-COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。氨基酸的种类由R基（侧链基团）决定。 R 构成生物体的蛋白质的20种氨基酸的结构通式为：H2N-C-COOH H 蛋白质的功能有5点， 构成细胞和生物体结构的重要物质（肌肉毛发）； 催化细胞内的生理生化反应； 运输载体（血红蛋白）； 传递信息，调节机体的生命活动（胰岛素）； 免疫功能（ 抗体）蛋白质分子多样性的原因：构成蛋白质的氨基酸的种类，数目，排列顺序，以及空间结构不同导致蛋白质结构多样性。蛋白质结构多样性导致蛋白质的功能的多样性。 蛋白质计算公式： n个氨基酸脱水缩合形成m条多肽链时，共脱去(nm)个水分子，形成(nm)个肽键，至少存在m个-NH2和-COOH，形成的蛋白质的分子量为na18（nm）=n12818（nm）5.遗传信息的携带者核酸核酸分为DNA和RNA，DNA的中文名称是脱氧核糖核酸，RNA的中文名称是核糖核酸。其中DNA特有的是脱氧核糖与胸腺嘧啶（A），RNA特有的是核糖和尿嘧啶（U）。核苷酸是核酸的基本组成单位，（核苷酸由一分子五碳糖、一分子磷酸、一分子含氮碱基组成。区分DNA与RNADNARNA全称脱氧核糖核酸核糖核酸分布细胞核、线粒体、叶绿体细胞质染色剂甲基绿吡罗红链数双链单链碱基ATCGAUCG五碳糖脱氧核糖核糖组成单位脱氧核苷酸核糖核苷酸代表生物原核生物、真核生物、噬菌体HIV、SARS病毒核酸的功能：细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。实验二：观察核酸在细胞中的分布 盐酸的作用是改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。现象：甲基绿将细胞核中的DNA染成绿色，吡罗红将细胞质中的RNA染成红色。结论：DNA是细胞核中的遗传物质，此外，在线粒体和叶绿体中也有少量的分布。RNA主要存在于细胞质中，少量存在于细胞核中。6.细胞中的无机物 细胞中的水包括结合水和自由水，其中结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水是细胞内良好溶剂，提供液体环境，运输养料和废物，许多生化反应有水的参与。细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，无机盐的作用有4点，细胞中许多有机物的重要组成成分维持细胞和生物体的生命活动有重要作用维持细胞的酸碱平衡维持细胞的渗透压。 实例：哺乳动物血液中Ca2+过低，会出现抽搐症状； 患急性肠炎的病人脱水时要补充输入葡萄糖盐水；高温作业大量出汗的工人要多喝淡盐水。三、 细胞的基本结构1.细胞膜系统的边界细胞膜主要成分：脂质和蛋白质，还有少量糖类。 细胞膜中的脂质包括磷脂和胆固醇，其中磷脂的含量最高； 功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多。细胞膜功能有3点： 将细胞与环境分隔开，保证细胞内部环境的相对稳定；控制物质出入细胞；进行细胞间信息交流。实验三：体验制备细胞膜的方法选材：哺乳动物成熟红细胞，因为无核膜和细胞器膜。原理：细胞吸水胀破现象：凹陷消失，细胞体积增大，很快细胞破裂，内容物流出植物细胞的细胞壁成分为纤维素和果胶，具有支持和保护作用。 去除细胞壁的方法：使用纤维素酶和果胶酶2.细胞器系统内的分工合作细胞器根据膜的情况，可以分为双层膜、单层膜和无膜的细胞器。双层膜有叶绿体、线粒体：叶绿体存在于绿色植物细胞，是进行光合作用的场所，但不能说叶绿体是一切生物体进行光合作用的场所，原核细胞蓝藻没有叶绿体， 它含有藻蓝素和叶绿素可以进行光合作用。线粒体是有氧呼吸主要场所，同理不能说线粒体是进行有氧呼吸的唯一场所。实验四：高倍镜观察叶绿体和线粒体 （叶绿体直接用显微镜观察，线粒体需用健那绿染液染成蓝绿色后再观察。）单层膜的细胞器有内质网、高尔基体、液泡和溶酶体等：内质网：是细胞内蛋白质合成和加工，脂质合成的场所；高尔基体：在动物细胞中与分泌物的形成有关；在植物细胞中与细胞壁的形成有关。液泡：植物细胞特有，调节细胞内部环境，维持细胞形态，与质壁分离有关； 溶酶体：分解衰老、损伤细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒、病菌。无膜的细胞器有核糖体和中心体：】核糖体是合成蛋白质的主要场所，也就是翻译的场所；中心体是动物和低等植物细胞所特有，与细胞有丝分裂有关。细胞器的分工合作： 以分泌蛋白的合成和运输为例来说明问题，整个过程由线粒体提供能量。 核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜（合成肽链） （加工成蛋白质） （进一步加工）（囊泡与细胞膜融合，蛋白质释放）生物膜系统概念：细胞膜、核膜，各种细胞器的膜共同组成的生物膜系统。作用：a.使细胞具有稳定内部环境物质运输、能量转换、信息传递；b.为各种酶提供大量附着位点，是许多生化反应的场所；c.把各种细胞器分隔开，保证生命活动高效、有序进行。3. 细胞核系统的控制中心 核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开 结构 核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关, 蛋白质合成旺盛，活跃生长的细胞核仁大。细胞核 由DNA及蛋白质构成，与染色体是同种物质在不同时期的两种状态 染色质 容易被碱性染料染成深色 核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流 功能：是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心四、 细胞的物质输入和输出1.物质跨膜运输的实例植物细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。 原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。 外界溶液浓度细胞液浓度时,细胞质壁分离； 外界溶液浓度细胞液浓度 对矿质元素的吸收： 逆相对含量梯度主动运输；对物质是否吸收以及吸收多少，都是由细胞膜上载体的种类和数量决定。 细胞膜的选择透过性由细胞膜上的蛋白质体现。细胞膜是一层选择透过性膜：水分子可以自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。2. 生物膜的流动镶嵌模型流动镶嵌模型的基本内容 生物膜是由脂质和蛋白质构成的； 磷脂双分子层构成了膜的基本支架（亲水端朝向两侧，疏水端朝向内侧）蛋白质存在形态：镶在表面、嵌入、横跨三种。外侧的蛋白质分子与糖类结合形成糖被，体现了生物膜的不对称性。细胞膜的结构特点：具有流动性（磷脂双分子层和大多数蛋白质分子可以运动） 细胞膜的功能特点：具有选择透过性糖蛋白（糖被）作用：保护、润滑、识别细胞识别、免疫反应、血型鉴定、保护润滑等。）3.物质跨膜运输的方式物质跨膜运输的方式包括被动运输和主动运输。物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散，称为被动运输，包括自由扩散和协助扩散。自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞；协助扩散：进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散。主动运输：从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。 方式方向载体能量举例自由扩散高低不需要不需要水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯、N2、脂肪酸、维生素等协助扩散高低需要不需要葡萄糖进入红细胞主动运输低高需要需要氨基酸、K+、Na+、Ca+等离子、葡萄糖进入小肠上皮细胞;肾小管重吸收葡萄糖 胞吞、胞吐不属于跨膜运输的方式，