还剩74页未读，
继续阅读
人教版生物必修第一册知识点整理
展开
这是一份人教版生物必修第一册知识点整理，共1页。主要包含了细胞学说及其建立过程，细胞是基本的生命系统，细胞的多样性和统一性，流动镶嵌模型的基本内容，细胞壁，细胞呼吸应用，化能合成作用，比较光合作用和细胞呼吸作用 等内容，欢迎下载使用。
人教2019版
高中生物学
必修一知识点整理
第一章 走近细胞
第一节 细胞是生命活动的基本单位
一、细胞学说及其建立过程：
1、细胞学说的建立者是德国的施莱登和施旺。
2、细胞学说的内容：
（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；
说明细胞是构成生物体的基本单位。
（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；
强调细胞具有相对独立性，无论单、多细胞生物，细胞都是其基本功能的单位。
（3）新细胞是由老细胞分裂产生的。
从细胞起源的角度说明细胞对生命活动的重要性，细胞的生命历程必须建立在细胞分裂的基础上。
注意：新细胞也可由老细胞融合而来，如精细胞和卵细胞形成受精卵的过程。
3、细胞学说未涉及原核细胞、真菌、病毒，以及生物或细胞间的“差异性”。
4、细胞的发现者和命名者是罗伯特·虎克，活细胞发现者是列文虎克。
5、细胞学说揭示了动物和植物的统一性，从而阐明生物界的统一性。
二、细胞是基本的生命系统：
1、单细胞生物（草履虫、变形虫、衣藻、酵母菌等）依赖单个细胞完成各种生命活动。
2、多细胞生物依赖各种分化的细胞密切合作，完成复杂的生命活动。例如，以细胞代谢为基础的生物与环境之间物质和能量的交换；以细胞增殖、分化为基础的生长发育；以细胞内基因的传递和变化为基础的遗传和变异等。
3、除病毒之外，其它生物都是由细胞构成的。病毒不具有细胞结构，由蛋白质外壳和内部遗传物质组成，寄生在活细胞中，利用活细胞中的物质生活和繁殖。（所以培养病毒要用活细胞）。
4、 生活方式：寄生在活细胞
病毒 分类：DNA病毒、RNA病毒
遗传物质：DNA或RNA（一种病毒只含一种核酸）
☆DNA病毒：噬菌体、乙肝病毒、天花病毒；结构较稳定
☆RNA病毒：烟草花叶病毒、HIV、SARS病毒、禽流感病毒 结构不稳定
病毒的增殖过程：吸附--注入--合成--组装--释放
作用：动物细胞融合——融合机 基因工程——运载体
免疫制作疫苗等——抗原 非选择性必修学习
5、生命系统的结构层次：
（1）以多细胞动物为例的生命系统九级层次：（层层相依、紧密联系）
细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈 ※※※
☆植物的四大组织：保护、营养、输导、分生组织
☆植物的六大器官：根、茎、叶、花、果实、种子
☆动物的四大组织：上皮、肌肉、神经、结缔组织
☆人的八大系统：消化、泌尿、内分泌、循环、运动、呼吸、神经、生殖系统
注意： a、最基本的结构层次是细胞，最高级的层次是生物圈。
b、单细胞生物：既是细胞层次，又是个体层次，无组织、器官、系统层次（易错点）。
c、松树等所有植物缺少系统层次。
d、蛋白质、核酸等分子虽是组成生命系统的物质，但不属于生命系统结构层次。再比如一个分子或一个原子是一个系统，但不属于生命系统，因为生命系统能完成一定的生命活动，而分子或原子不能完成。
（2）种群是指一定区域内，同种生物所有个体。
eg：一片湖泊里所有的鱼，是种群层次吗？不是，鱼有很多种，既非种群，也非群落。
（3）群落是一定区域内所有的生物。
（4）生态系统包括一定区域内所有生物和无机环境，如：一根枯木、一片池塘。
（5）生物圈包括地球上所有生物以及所有生物所生存的无机环境，是最大的生态系统，地球上只有一个生物圈。
补充：病毒属于生物，但在生命系统的结构层次中无地位，在生态系统中属于消费者。
第二节 细胞的多样性和统一性
一、观察细胞：
1、显微镜的放大倍数等于目镜倍数×物镜倍数
☆放大倍数指的是放大长度和宽度，而不是面积或体积。
☆目镜和物镜的区别：
物镜（有螺纹），越长放大倍数越大（正比），距离载玻片的距离越近；
目镜（无螺纹）恰好相反，越长放大倍数越小（反比）。
2、低倍镜换高倍镜使用步骤：低倍镜→目标移至中央（偏哪移哪）→转换为高倍镜→调光（增大光圈，反光镜改为凹面镜）→调细准焦螺旋【找→移→换→调】 常考！！！
☆用高倍镜时，不准动粗（即只允许用细准焦螺旋调焦）
☆低倍镜观察调节粗准焦螺旋使镜筒下降时，侧面观察物镜与装片的距离，以免压破玻片，损坏物镜。
☆转动转换器换物镜，不能用手掰物镜。
3、放大倍数与视野内细胞数量的关系：
规律：当一行细胞时，细胞数与放大倍数呈反比
当细胞充满视野时，细胞数与放大倍数的平方呈反比
4、高倍镜与低倍镜观察情况比较：
物像大小
看到细胞数目
视野亮度
物像与装片的距离
视野范围
高倍镜
大
少
暗
近
小
低倍镜
小
多
亮
远
大
5、显微镜成像与标本实物位置关系辨析：
（1）显微镜成的是倒立放大的虚像，若将观察者看到的像平面旋转1800，则与标本的实际位置相吻合。如观察“b”，则显微镜中看到的应为“q”。
（2）观察到的细胞质环流方向与实际运动方向相同。 如何判断？
（3）“二看法”判断视野中异物存在的位置（其实就是三个位置的排除法）
①判断依据：在判断显微镜视野中异物可能存在的位置时，可以遵循“异物跟谁移动，就在谁上面”的原则。
②判断方法：视野中的异物可能存在于物镜、目镜或玻片上。
一看：在不调换目镜、物镜的情况下，移动玻片，异物若随着玻片移动，则异物在玻片上；若异物不移动，则进行二看。
二看：旋转目镜镜头，若异物随着转动，则异物在目镜上；若异物不随目镜转动，说明异物在物镜上。 一般不会在反光镜上，如在反光镜会改变视野中的亮度。
二、原核细胞和真核细胞：
1、定义：
细胞内含有以核膜为界的细胞核，称为真核细胞，由真核细胞构成的生物叫做真核生物。
细胞内不含有以核膜为界的细胞核，称为原核细胞，由原核细胞构成的生物叫做原核生物。
2、原核生物和真核生物的类型： ※※※
细菌：带有球、杆、螺旋、弧的字样，以及一类重要的细菌——蓝细菌
原核生物
其他：支原体、衣原体、立克次氏体、放线菌
草履虫、变形虫
真核生物 真菌：酵母菌、青霉菌、蘑菇等
动物、植物
3、真核细胞有染色质（主要由DNA和蛋白质组成），原核细胞有一条大型环状的裸露的DNA分子，位于细胞内特定的位置，这个区域被叫做拟核（拟核不是结构，只是一个位置），所以原核细胞没有染色质，需要注意的是原核细胞除了拟核处裸露的大型环状DNA分子，还有一些小型的环状DNA分子（质粒）。 大环和小环
4、关于蓝细菌：
蓝细菌（旧称蓝藻）无叶绿体，但在细胞质中有藻蓝素和叶绿素，因而能进行光合作用，在生态系统的成分中属于生产者，常见的有色球蓝细菌、念珠蓝细菌、颤蓝细菌、发菜。
5、病毒、原核细胞和真核细胞的比较
原核细胞
真核细胞
病毒
大小
较小
较大
最小
本质区别
无以核膜为界限的细胞核
有以核膜为界限的细胞核
无细胞结构
细胞壁
主要成分是肽聚糖
植物：纤维素和果胶；真菌：几丁质；动物细胞无细胞壁
无
细胞核
有拟核，无核膜、核仁，DNA不与蛋白质结合
有核膜和核仁，DNA与蛋白质结合成染色质（体）
无
细胞质
仅有核糖体，无其他细胞器
有核糖体、线粒体等其他复杂的细胞器
无
遗传物质
只要有细胞结构，遗传物质就是DNA
DNA或RNA
举例
蓝细菌、细菌等
真菌，动、植物
HIV、H1N1
注：原核细胞中除支原体外都有细胞壁
6、原核细胞与真核细胞相同点：都具有细胞膜、细胞质、核糖体等结构，都以DNA为遗传物质。
7、真、原核细胞的不同点有很多，但最本质区别是：有无以核膜为界限的细胞核。
8、水华现象：通常是指池塘、河流、湖泊、水库等淡水水域受到污染，水中N、P等元素增多致使水体富营养化，在适宜的温度、光照等条件下，蓝细菌和绿藻等大量繁殖，并在水面形成或薄或厚的漂浮物的现象。发生在海水中的这种现象，通常称为“赤潮”。危害严重，具体表现为以下几个方面：
（1）造成水体缺氧，引起水生动物窒息死亡。
（2）产生毒素、产生异味
（3）影响自来水工厂的生产和自来水的质量
9、关于哺乳动物成熟红细胞的补充：
哺乳动物的成熟红细胞无细胞核，但属于真核细胞。由造血干细胞分化而来，成熟过程中细胞核和各种细胞器退化消失，其内含血红蛋白运输氧气，进行无氧呼吸产生乳酸。
三、细胞的多样性和统一性：
1、细胞多样性：
（1）表现：细胞的形态、大小、种类、结构等各不相同。
（2）直接原因：构成细胞的蛋白质分子不同。
（3）根本原因：DNA的多样性及基因的选择性表达。
2、细胞的统一性：
（1）化学组成：组成不同细胞的元素和化合物种类基本一致。
（2）结构：都具有细胞膜、细胞质、核糖体
（3）遗传物质：都以DNA为遗传物质，且遗传密码相同。
（4）能源物质：以ATP为直接能源物质。
（5）增殖：都是通过细胞分裂等进行增殖。
第二章 组成细胞的分子
第一节 细胞中的元素和化合物
一、组成细胞的化学元素：
1、组成细胞的元素种类：
微量元素与大量元素只是在细胞内含量的不同，而非重不重要。
2、组成细胞的元素含量：
细胞鲜重含量百分比占前四位的元素是：O>C>H>N
但是，不同细胞中干重百分比有差异：
人体细胞干重含量百分比占前四位的元素是：C>O>N>H
玉米细胞干重含量百分比占前四位的元素是：O>C>H>N
解释：人体细胞和玉米细胞干重前四位元素不同，是因为人体细胞中含蛋白质较多，而玉米细胞中淀粉较多。不同生物体的细胞中，元素种类大体相同，但同种元素的含量相差较大。
ps：只要是活细胞指的都是“鲜重”，“干重”不含水。
注意：细胞中的元素大多以化合物的形式存在。
3、生物界与非生物界的统一性和差异性：
（1）统一性：
组成生物体的化学元素种类在无机环境中都能找到，没有一种是生物体所特有的。
（2）差异性：
组成生物体的化学元素含量在生物界与非生物界相比含量上相差很多。
二、组成细胞的化合物：
1、组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在，如水、蛋白质、核酸、糖类、脂质等
细胞内含量最多的前四位化合物：水>蛋白质>无机盐>脂质
2、细胞内含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质。
eg：生活在沙漠中的仙人掌细胞中化合物含量最多的是
三、实验——检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质：
（1）还原糖的鉴定：
1、常用材料：苹果和梨 观察现象明显
2、试剂： 斐林试剂（甲液： 0.1g/ml的NaOH 、乙液： 0.05g/ml的CuSO4 ）
3、注意事项：①还原糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖（单、二除蔗）
②甲乙液必须等量混合均匀后再加入样液中（现配现用）。
③必须用水浴加热（50～65℃）
4、颜色变化：浅蓝色Cu（OH）2 棕色 砖红色沉淀Cu2O
（2）脂肪的鉴定：
1、常用材料：花生子叶或向日葵种子
2、试剂： 苏丹Ⅲ染液 或 苏丹Ⅳ染液
3、注意事项：
①切片要薄且均匀，如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰，有的地方模糊。
②染色时间不易过长，体积分数50%酒精的作用是洗去浮色 。 苏丹Ⅲ易溶于酒精
③需使用显微镜观察（是否使用显微镜，要看实验材料，如将材料制成匀浆则不用）
④使用不同的染色剂染色时间不同。
4、颜色变化： 橘黄色 或 红色
（3）蛋白质的鉴定：
1、常用材料：鸡蛋清、黄豆组织样液、牛奶
2、试剂：双缩脲试剂（ A液： 0.1g/ml的NaOH 、B液： 0.01g/ml的CuSO4 ）
3、注意事项：
①先加A液1ml，再加B液3-4滴；
②鉴定前留出一部分组织样液以便对比；
③用蛋清时一定要稀释，若稀释不够，与双缩脲试剂反应时，会黏在试管内壁，使得反应不够彻底，且试管不易清洗；
④加入双缩脲试剂的顺序不能颠倒，先用A液造成碱性环境后再加入B液。
4、颜色变化： 紫色
注意：双缩脲试剂只是检验物质中是否存在肽键，存在肽键的不一定是蛋白质。
第二节 细胞中的无机物
一、细胞中的水：
1、生物含水量特点：
（1）水是构成细胞的重要成分，也是活细胞中含量最多的物质。
（2）含水量: 水生>陆生 幼年>成年>老年
代谢旺盛>代谢缓慢 幼嫩细胞>衰老细胞
2、分类、及生理作用： 自由水与结合水联想到拖布
含量
概念
生理作用
结合水
4.5%
与其他物质结合在一起
细胞重要组成成分
自由水
95.5%
能够自由流动、以游离状态存在
良好溶剂 参与反应 物质运输
3、细胞含水量与代谢之间的关系：
自由水越多，新陈代谢越旺盛，生长发育越迅速，抗逆性越弱。
自由水越少，新陈代谢越缓慢，生长发育越迟缓，抗逆性越强。
常考形式：种子由休眠转变为萌发状态中，其细胞内自由水/结合水的比值如何变化？
二、无机化合物--无机盐：
1、无机盐存在的形式及含量： 区别于细胞中元素的存在形式！
（1）含量：很少，约占细胞鲜重的1%——1.5%
（2）存在形式：大多数无机盐以离子的形式存在于细胞中，少数与化合物的相结合。
2、无机盐的生理作用：
（1）有些无机盐是细胞内某些复杂的化合物的重要组成部分。
（2）有许多种无机盐的离子对于维持生物体的生命活动有重要作用。
（3）生物体内的无机盐离子，必须保持一定的比例，这对维持细胞内的渗透压和酸碱平衡非常重要，这是生物进行正常生命活动的必要条件。 非选择性必修学习
总结：常见无机盐的作用与缺乏症
种类
作用
缺乏引起的症状
Fe
构成血红素的元素
缺铁性贫血
Ca
骨骼、牙齿的重要组成成分
骨骼畸形、抽搐
Mg
构成叶绿素的元素
植物叶绿素合成受阻，影响光合作用
Na
维持动物细胞渗透压
动物细胞渗透压降低；过低时不能维持正常的细胞形态
I
甲状腺激素的重要组成成分
地方性甲状腺肿；呆小症
B
促进花粉的萌发和花粉管的伸长
油菜缺B时，“花儿不实”
第三节 细胞中的糖类和脂质
一、细胞中的糖类：
1、组成元素：C、H、O三种元素
2、分类：糖类大致可以分为单糖、二糖、多糖。
（1）单糖：不能被水解，可被细胞直接吸收的糖。最常见的是葡萄糖，是细胞生命活动所需主要能源物质。
（2）二糖：由两分子单糖脱水缩合而成的，必须经过水解为单糖才能被细胞吸收。最常见的二糖是蔗糖，还有麦芽糖以及人和动物乳汁中的乳糖。
（3）多糖：由多个单糖脱水缩合而成的糖，是生物体内绝大多数糖存在的形式，必须水解为单糖才能被细胞吸收，最常见的是淀粉，作为植物细胞的储能物质存在于细胞中。另外还有糖原作为动物细胞的储能物质存在于动物细胞中。几丁质也是一种多糖，又称为壳多糖，广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中。纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，多糖的基本单位都是葡萄糖。
还原性糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖（单糖、二糖中除了蔗糖，多糖都不是）
3、种类、分布及功能：
种类
分布
功能
单糖
五碳糖
核糖
(C5H10O5)
植物、动物细胞中
组成RNA的成分
脱氧核糖(C5H10O4)
植物、动物细胞中
组成DNA的成分
六碳糖
葡萄糖
细胞中都有
主要的能源物质
果糖
植物细胞中
提供能量
半乳糖
动物细胞中
提供能量
二糖(C12H22O11)
麦芽糖
植物细胞，发芽的小麦、谷物中含量丰富
水解成单糖而供能
蔗糖
植物细胞，甘蔗、甜菜中含量丰富
乳糖
人和动物的乳汁中
多糖
(C6H10O5)n
淀粉
植物粮食作物的种子、变态根或茎等储藏器官中
植物的储能物质
纤维素
植物细胞中
构成细胞壁的主要成分，支持保护细胞。
糖原
肌糖原
动物的肌肉组织中
人和动物细胞的储能物质
肝糖原
动物的肝脏中
几丁质
甲壳类动物和昆虫的外骨骼
废水处理；制作人造皮肤
注意：格外要注意二糖的组成
麦芽糖是由两分子的葡萄糖脱水缩合形成的；蔗糖是由一分子的果糖和一分子的葡萄糖脱水缩合形成；乳糖是由一分子的半乳糖和一分子的葡萄糖脱水缩合形成的。
二、细胞中的脂质：
1、元素组成：C、H、O，有的还含有P和N。 脂质的组成元素比较复杂，格外要注意。
2、种类和功能：
⑴脂肪（C、H、O）：储能物质，维持体温恒定缓冲和减压减少摩擦的作用。
⑵磷脂(C、H、O、N、P)：构成细胞膜、细胞器膜和细胞核膜的重要成分。
⑶固醇（C、H、O）： 生物膜系统
①胆固醇：构成动物细胞膜的成分，参与血液中脂质的运输。
②性激素：促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成。
③维生素D：促进人和动物肠道对钙磷的吸收。
注意：糖类是主要的能源物质，ATP是细胞内的直接能源物质，蛋白质是生命活动的主要承担者，脂肪是细胞内的良好储能物质。
原因：相同质量的脂肪和糖类相比，脂肪的碳氢比例高，含有的氧少，脂肪彻底氧化分解消耗的氧气更多，产生的水更多，释放的能量就更多。
第四节 蛋白质是生命活动的主要承担者
一、蛋白质分子的功能：
1、运输作用（血红蛋白）
2、免疫作用（抗体）
3、催化作用（酶绝大多数都是蛋白质，少数是RNA）
4、调节功能（某些激素的化学本质是蛋白质，如生长激素和胰岛素）
5、结构蛋白（构成细胞和生物体的结构，如头发和肌肉）
二、氨基酸是构成蛋白质的基本单位：
1、氨基酸的种类和分类：
自然界中氨基酸已发现有300多种，但构成蛋白质的氨基酸种类大约有21种，包括必须氨基酸和非必需氨基酸。
非必须氨基酸：人体自身能够合成，可以通过其他化合物转化而来。 氨基转换作用
必须氨基酸：人体内有8种（婴儿9种——组氨酸），必须从食物中获取。
2、氨基酸的特点：
①氨基酸分子中至少有一个氨基和一个羧基，且氨基和羧基要连在同一个碳原子上。这也就是判断一个有机物是不是构成蛋白质的氨基酸的条件。
eg：H2N-CH2-CH2-COOH 这就不是构成蛋白质的氨基酸
氨基酸的结构通式：
②不同的氨基酸分子有不同的R基，这就是区分不同氨基酸的关键。
③有些氨基酸含多个氨基或羧基，多的氨基和羧基在R基团中，但是R基本身不能是氨基或羧基。
④注意不同基团的书写：
三、蛋白质的结构及其多样性：
1、化学结构：用约21种氨基酸作原料，根据“基因”信息指令，在细胞质的核糖体中，按特定的方式和顺序将氨基酸分子互相连结合。
胞内蛋白——游离的核糖体 分泌蛋白——内质网上附着的核糖体
2、氨基酸分子结合方式：一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基，脱去一分子水而连接起来，这种结合方式叫脱水缩合。
+ H2O
3、肽键：在—CO—NH—结构中的C—N共价键
4、二肽：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物，只含有一个肽键的叫做二肽。
推广 几个氨基酸脱水缩合就叫几肽
肽键数=氨基酸数—肽链数 若是环状多肽，则将肽链数视为零。
5、肽链：是由多个氨基酸相互连接在一起所形成的链状结构。
6、蛋白质分子具有多样性的原因 ：
（1）组成肽链的氨基酸种类、数目、排列顺序不同，所形成的肽链结构不同。构成肽链的氨基酸角度
（2）肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。 从空间结构角度
7、蛋白质的化学组成和相关计算：
蛋白质的化学组成：C、H、O、N、有的还有S，从氨基酸的结构通式出发，蛋白质应含有C、H、O、N元素，但蛋白质的空间结构中肽链之间的连接和固定需要“二硫键”，所以蛋白质中有的还含有S，S元素应该存在于某些氨基酸的R基中（--SH巯基）。有些蛋白质还含有其他一些元素，比如血红蛋白中还有Fe。
蛋白质相关的计算
①蛋白质中氨（羧）基数=肽链数+R基上的氨（羧）基数=各氨基酸中氨（羧）基总数—肽键数
②蛋白质中各原子的计算★★★★
C原子=氨基酸分子数×2 + R基上的C原子数
H原子=各氨基酸中H原子总数 — 脱水的水分子数×2 — 二硫键数量×2
N原子=肽链数 + 肽键数 + R基中N原子数
O原子=肽链数×2+肽键数 + R基中O原子数
如果问至少有多少个，则认为R基中不存在氨基（羧基）。
③蛋白质相对分子质量的计算：
假设n个氨基酸形成m条肽链，设氨基酸的平均相对分子质量为a，那么由这些氨基酸形成的蛋白质的相对分子质量为 n×a－（n－m）×１８
此外，蛋白质相对分子质量计算中还需考虑二硫键，具体问题具体分析。
④假设有n（0＜n≤21）种、m个氨基酸，任意排列构成多肽的种类数计算：
a若每种氨基酸数目无限（允许重复）的情况下，可形成肽类化合物的种类：有nm种
b若每种氨基酸只有一个（不允许重复）的情况下，可形成肽类化合物的种类：有n×（n-1）×（n-2）…种
补充：
1、蛋白质的盐析、变形和水解的区别：
①盐析：蛋白质盐析是由溶解度的变化引起的，蛋白质的空间结构没有发生变化。
②变性：蛋白质变性是指蛋白质在某些物理或化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。变性的蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化，肽链变得松散，丧失了生物活性，但是肽键一般不断裂。蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，因此熟鸡蛋、熟肉容易被消化。变性的蛋白质加入双缩脲试剂仍然可以产生紫色反应。
③水解：在蛋白酶的作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程是相反的。
2、高中生物中常见的化学本质为蛋白质的物质的分类：
第五节 核酸是遗传信息的携带者
一、核酸的种类及其分布：
1、种类： 核酸分为这一种和那一种
脱氧核糖核酸既DNA， 核糖核酸既RNA。
2、核酸的分布：
①DNA主要存在于细胞核内，另外线粒体、叶绿体、也含有少量的DNA，原核细胞主要存在于拟核中。
RNA主要存在于细胞质中,例如核糖体、线粒体、和叶绿体，细胞核中也有少量分布。
②观察DNA和RNA在细胞中的分布实验：利用甲基绿和吡罗红两种染色剂，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色，从而显示DNA和RNA在细胞中的分布。
二、核酸是由核苷酸连接而成的长链：
1、核酸的结构：
（1）组成核酸的化学元素：C、H、O、N、P
（2）单体：核苷酸，由一分子五碳糖、一分子含氮碱基和一分子磷脂分子组成。
（3）核苷酸链：若干个核苷酸脱水缩合形成磷酸二酯键。
（4）组成DNA的四种脱氧核苷酸:
（5）组成RNA的四种核糖核苷酸:
（5）DNA一般由两条脱氧核苷酸链组成，且呈现双螺旋的结构。RNA一般由一条核糖核苷酸链组成。
（6）“258”与“144”：
①具有细胞结构的生物体内核酸既有DNA又有RNA，所以其体内共有2种五碳糖、5种含氮碱基、8种核苷酸
②没有细胞结构的生物——病毒体内核酸只有一种：DNA或RNA，所以体内只有1种五碳糖、4种含氮碱基、4种核苷酸
2、核酸的功能：
核酸是遗传信息的携带者，在生物体的遗传变异和蛋白质的合成中具有重要的作用。
3、细胞中重要有机物的初级水解、彻底水解、氧化分解：
ps：巧妙记忆DNA结构：54321
三、生物大分子以碳链为骨架：
1、细胞中生物大分子的种类：多糖、蛋白质、核酸。
2、结构：
每一个单体都以若干个相连的碳链为基本骨架，生物大分子是由许多单体连接成的多聚体。
3、生物大分子的组成特点及多样性的原因：
第三章 细胞的基本结构
第一节 细胞膜的结构和功能
一、细胞膜的功能：
（1）将细胞与外界环境分隔开，为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境；
（2）控制物质进出细胞，包括代谢底物的输入与代谢产物的排除,其中伴随着能量的传递；细胞膜的控制作用是相对的，一些有害的物质也可能进入细胞。 细胞膜功能特点：选择透过性
（3）进行细胞间的信息交流，三种方式：
①间接交流方式：激素、神经递质
②直接交流方式：细胞膜的直接接触，如精卵细胞的结合
③通道方式：植物细胞的胞间连丝
二、细胞膜成分的探索：
1、1895年，欧文顿发现溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜；不溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜。推测：细胞膜是由脂质组成的。
相似相溶原理：溶质与溶剂在结构上相似，能彼此相溶，例如同为脂质的物质可以相溶。
2、通过一定的方法制备出纯净的细胞膜，进行化学分析，得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
3、纯净的细胞膜制备方法：
①选材：哺乳动物成熟的红细胞
原因：
a动物细胞没有细胞壁。
b哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和细胞器，易用差速离心法得到不掺杂细胞内膜系统的纯净的细胞膜。
c红细胞数量多，材料易得。
②原理：细胞内的物质有一定浓度。把红细胞放入清水中，水会进入红细胞，导致红细胞吸水涨破，使细胞膜内的物质流出来，除去细胞内的其他物质得到细胞膜。（其实就是发生渗透作用吸水）
③过程：
a将红细胞稀释液制成装片。（用生理盐水进行稀释） 等渗溶液
b在高倍镜下观察，盖玻片一侧滴加蒸馏水，在另一侧用吸水纸吸引。（引流法）
c红细胞凹陷消失，体积增大，最后导致细胞破裂，内容物流出。
④利用差速离心法将细胞内容物与细胞膜相分离，获得纯净的细胞膜。
思考：用大肠杆菌制备细胞膜可行性？
4、磷脂的一端为亲水的头，两个脂肪酸一端为疏水的尾，多个磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层。
5、1925年戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气--水界面上铺展为单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。推测：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。 磷脂的其他排列方式
6、1935年，丹尼利和戴维森推测细胞膜除脂质分子外，可能还附有蛋白质。
7、细胞膜的成分是脂质、蛋白质和糖类，主要成分是脂质和蛋白质★★★
注意：不同种类的细胞，细胞膜的成分及各成分的含量不完全相同，如动物细胞膜中还有一定量的胆固醇，而植物细胞膜中胆固醇的含量几乎没有。
8、与细胞膜功能复杂程度有关的是蛋白质的种类和数量。
三、对细胞膜结构的探索：
1、1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构，提出假说：所有的细胞膜都由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成，把细胞膜描述为静态的统一结构。
解释：暗带是因为电子穿透得较少，明带是因为电子穿透得较多。蛋白质对电子的阻挡作用很大，穿透样品的电子较少，所以是暗带；而脂双层对电子的阻挡作用小，透过样品的电子较多，所以是明带。
2、20世纪60年代，对细胞膜静态的观点提出质疑：细胞膜的复杂功能难以实现，就连细胞的生长、变形虫的变形运动这样的现象都难以解释。
3、1970年，用绿色荧光染料标记小鼠细胞表面的蛋白质，再用红色荧光染料标记人细胞表面的蛋白质分子，将小鼠细胞和人细胞融合。在37℃环境40分钟后，两种颜色的荧光均匀分布。这一实验及相关其他实验表明：细胞膜具有流动性。
4、1972年，辛格和尼克尔森提出流动镶嵌模型。
四、流动镶嵌模型的基本内容：
1、细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成。
2、磷脂双分子层是细胞膜的基本支架。
3、蛋白质的存在形式：镶嵌或贯穿在磷脂双分子层中。
4、细胞膜具有一定的流动性（原因：膜结构中的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的） 细胞膜的结构特点
eg：神经细胞外排钾离子，吸收钠离子体现了 细胞膜的哪种功能？ 控制物质进出的功能
做题时一定要注意审题 细胞膜的哪种功能特点？ 选择透过性
5、细胞膜的外表面还有糖类分子，它和蛋白质分子结合形成的糖蛋白，或与脂质结合形成的糖脂，这些糖类分子叫作糖被。糖被与细胞表面识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。
五、细胞壁（全透性）：
1、细胞壁的成分：植物——纤维素和果胶 细菌——肽聚糖 真菌——几丁质。
2、主要功能：保护、支持，植物细胞壁对于植物体起着骨架的作用，以维持细胞正常的形态。
注意：细胞膜是细胞的边界，而非细胞壁！
第二节 细胞器之间的分工合作
一、相关概念：
细胞质：在细胞膜以内、细胞核以外的结构，叫做细胞质。细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。
细胞质基质：由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等组成，呈胶质状态。其中进行着多种化学反应，是细胞进行新陈代谢的主要场所。
细胞器：细胞质中具有特定功能的各种亚细胞结构的总称。
细胞骨架：由蛋白质纤维组成的网架结构，维持着细胞形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
二、细胞器之间的分工：
双层膜细胞器
1、线粒体：（呈粒状、棒状，具有双层膜，普遍存在于动、植物细胞中，内有少量DNA和RNA及核糖体，内膜突起形成嵴——增加内膜的表面积，内膜、基质和基粒中有许多种与有氧呼吸有关的酶），线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，生命活动所需要的能量，大约95%来自线粒体，是细胞的“动力车间”。
2、叶绿体：（呈扁平的椭球形或球形，具有双层膜，主要存在绿色植物叶肉细胞里），叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，（含有叶绿素和类胡萝卜素，还有少量DNA和RNA及核糖体，类囊体薄膜上有与光合作用有关的光合色素和光反应的酶，叶绿体基质中有暗反应有关的酶）。
单层膜细胞器
3、内质网：由膜结构连接而成的网状物，是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”，分为：滑面内质网（脂质、糖类）和粗面内质网（分泌蛋白）。
4、液泡：成熟的中央大液泡主要存在于成熟植物细胞中，液泡内有细胞液。化学成分：有机酸、生物碱、糖类、蛋白质、无机盐、色素等。有维持细胞形态、储存养料、调节细胞渗透吸水的作用。
注意：液泡中的色素是花青素，与花和果实的颜色有关；叶绿体中的色素主要是叶绿素，与光合作用有关。
5、高尔基体：①蛋白质加工②植物细胞壁的形成③突触小泡的形成④溶酶体的形成⑤精子变形过程中形成顶体。
6、溶酶体：有“消化车间”之称，内含多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。
易错点：溶酶体只是储存水解酶的场所，而不是合成水解酶。
无膜细胞器
7、核糖体：椭球形粒状小体，由rRNA和蛋白质组成。是细胞内将氨基酸合成蛋白质的场所。分为游离的核糖体（合成胞内蛋白）和附着在内质网上的核糖体（合成分泌蛋白）
8、中心体：每个中心体含两个中心粒，呈空间垂直状态，存在于动物细胞和低等植物细胞，与细胞有丝分裂有关。
原核细胞具有的细胞器只有：核糖体 病毒无任何细胞器
三、细胞器之间的协调配合：
1、研究方法：同为素标记法
2、分泌蛋白的合成、加工及运输过程：
附着在内质网上的核糖体（合成肽链）→内质网（加工车间）→囊泡→高尔基体（加工和包装）→囊泡→细胞膜→细胞外
注意：该过程涉及到的细胞器：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。
如果问“涉及到的具膜细胞器”“涉及到的细胞结构”“直接相关的细胞器”该如何回答？
3、关于分泌蛋白的合成和运输图示类题型的总结： ★★★
①、a、d——内质网膜 ②、b、f——高尔基体膜 ③、c、e——细胞膜
四、细胞的生物膜系统：
1、定义：细胞膜、核膜以及细胞器膜，在结构和功能上都是紧密联系的统一整体，它们形成的结构体系，叫做细胞的生物膜系统。
错误说法：生物体所有的膜结构构成了生物膜系统 ×
2、功能：
（1）细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用。
（2）许多重要的化学反应都在生物膜上进行，细胞内广阔的膜面积提供了大量的附着位点，有利于化学反应的顺利进行。
（3）各种生物膜把细胞分割成一个个小的区室，使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。
3、联系：
原核细胞内存在生物膜，但不存在生物膜系统；而病毒无任何膜结构。
第三节 细胞核的结构和功能
一、细胞核的功能：
是遗传信息库（遗传物质储存和复制的场所），是细胞代谢和遗传的控制中心。
二、细胞核的结构：
⑴染色质：由DNA和蛋白质组成，染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。（分裂期——染色体，除分裂期外——染色质） 易被碱性染料染色（甲紫溶液）
注意：DNA的主要载体是染色质，除此之外线粒体和叶绿体还有少量DNA。
⑵核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开。 双层膜细胞结构
⑶核仁：与某种RNA（rRNA）的合成以及核糖体的形成有关。
⑷核孔：实现细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流，如细胞核中转录产生的mRNA通过核孔到细胞质中进行翻译。核孔具有选择性，注意不同于细胞膜的选择透过性
注意：核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢强弱有关；大分子物质是通过核孔进出细胞核，所以穿过膜的层数为零。
第四章 细胞的物质输入和输出
第一节 被动运输
一、水进出细胞的原理：
1、渗透作用：
（1）概念：指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。
（2）发生渗透作用的条件： ①具有一层半透膜
②半透膜两侧具有浓度差
半透膜：指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质能够通过半透膜取决于物质分子的大小。
（3）渗透的方向：水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。（从溶液的浓度来看就是低浓度溶液中的水向高浓度溶液中渗透的过程）
渗透压：指溶液中溶质微粒对水的吸引力。溶液渗透压的大小，取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目：溶质微粒越多，即溶液浓度越高，对水的吸引力越大，溶液渗透压越高。
2、动物细胞的吸水和失水： 任何状态都有水分子既有进又有出
（1）动物细胞与外界溶液可以构成一个渗透系统：
①细胞膜相当于一层半透膜；
②细胞质有一定的浓度，与外界溶液能形成一定的浓度差。
（2）细胞吸水或失水的多少取决于细胞膜两侧的浓度差。
水往高处流——高指的是高浓度、高渗透压
外界溶液浓度 < 细胞质浓度时 细胞吸水膨胀
外界溶液浓度 > 细胞质浓度时 细胞失水皱缩
外界溶液浓度 = 细胞质浓度时 水分进出细胞处于动态平衡
3、植物细胞的吸水和失水：
（1）成熟的植物细胞与外界溶液可以构成一个渗透系统：
①成熟的植物细胞中的液体环境主要指的是液泡里的细胞液，细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质成为原生质层，它相当于一层半透膜。 与原生质体区别
②液泡中的细胞液与外界溶液之间存在浓度差。
外界溶液浓度 > 细胞液浓度时 细胞失水发生质壁分离
外界溶液浓度 < 细胞液浓度时 细胞吸水发生质壁分离复原
外界溶液浓度 = 细胞液浓度时 水分进出细胞处于动态平衡
（植物细胞在发生质壁分离或质壁分离复原的过程中细胞的大小基本不变）
注意：渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，实质是指渗透压，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质量浓度相等，但10%蔗糖溶液的渗透压小，故水可以通过半透膜由蔗糖向葡萄糖溶液移动。
探究：植物细胞的吸水和失水
1、实验原理：
当外界溶液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。但原生质层的伸缩性比细胞壁大，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的状态，使细胞发生质壁分离复原。
2、材料用具：
紫色洋葱外表皮、0.3g/ml的蔗糖溶液、清水、载玻片、镊子、滴管、显微镜等。
① 对于植物细胞的选择：一是成熟的植物细胞，保证具有中央大液泡和原生质层；二是细胞液最好具有颜色，易于观察。常用紫色洋葱鳞片叶作实验材料，其成熟的外表皮细胞的液泡非常大，呈紫色。
② 化学试剂的选择：一是对细胞无毒害；二是浓度适当。
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（引流法），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及细胞大小变化（基本不变），观察到细胞中央液泡逐渐减小（颜色加深），原生质层与细胞壁分离。
（5）在盖玻片一侧滴1～2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（基本不变），观察到细胞中央液泡逐渐恢复原来大小，原生质层逐渐贴近细胞壁。
注意：
①总体来说，本实验至少要观察植物细胞三次，第一次看正常细胞的形态，第二次看植物细胞的质壁分离，第三次看植物细胞的复原。所以该时间存在两次自身对照，第一次是自然状态与质壁分离状态的细胞对照，第二次是复原后状态与质壁分离状态的细胞对照。
②观察质壁分离的时间不宜过长，以免细胞因长时间处于失水状态而死亡，影响对质壁分离复原现象的观察。
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、质壁分离产生的原因：
内因： 原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性
外因： 外界溶液浓度 > 细胞液浓度
6、植物体的两种吸水方式：
⑴ 吸胀吸水（未形成大液泡）如：干种子和根尖分生区细胞
⑵ 渗透吸水（具有中央大液泡）如：根尖成熟区细胞
注意：质壁分离能说明的问题：判断细胞的死活、测定细胞内外的浓度以及细胞膜的伸缩性。
7、质壁分离后的三种“复原”情况分析：
① 不能复原：所用外界溶液浓度过大或有毒性，使细胞在实验过程中因过度失水而死亡；或质壁分离时间过长，使细胞长时间缺水而死亡。
② 需将外界溶液置换成清水（或低浓度溶液）才能复原：因为质壁分离实验所用外界溶
液的溶质分子不被植物细胞吸收，如蔗糖。
③ 可以自动复原：因为外界溶液的溶质分子可被植物细胞主动吸收，如一定浓度的KNO3溶液、葡萄糖溶液、尿素溶液等。（自动复原的原因可分为两方面，一是植物细胞在失水的过程中，细胞液浓度升高；另一方面是植物细胞可主动吸收外界溶液中的溶质分子，使细胞液浓度进一步升高，当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，进入细胞的水分子多于从细胞出去的水分子，所以发生自动复原）。
8、质壁分离实验的拓展应用：
① 判断成熟植物细胞是否具有生物活性。
② 测定细胞液浓度范围。
③ 比较不同植物细胞的细胞液浓度。
④ 比较未知浓度溶液的浓度大小。
⑤ 验证原生质层和细胞壁伸缩性大小。
二、自由扩散和协助扩散：
1、被动运输：物质进出细胞——顺浓度梯度（由高浓度到低浓度）的扩散，称为被动运输。
⑴自由扩散：物质通过简单的扩散方式进出细胞。
⑵协助扩散：进出细胞的物质需借助细胞膜上的转运蛋白的扩散方式。
2、转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白：
载体蛋白：只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都发生自身构象的改变。
通道蛋白：只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。
3、自由扩散与协助扩散的比较：
强调：水分进入细胞有协助扩散（主要）和自由扩散（次要）两种方式。
第二节 主动运输和胞吞、胞吐
一、主动运输：
1、概念：物质逆浓度梯度跨膜运输，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。
关于载体蛋白的补充：
（1）具有特异性：不同物质分子的运输所需的载体蛋白不同，一种载体蛋白通常只能转运一类分子或离子。不同生物细胞膜上的载体蛋白的种类和数量不同。
（2）具有饱和现象：当细胞膜上载体蛋白已经全部参与运输时，细胞通过该载体蛋白运输物质的速率不再随细胞外物质浓度的增大而增大。
2、意义：主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，通过主动运输来选择吸收所需要的物
质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。
3、过程：某些离子先与载体蛋白结合，ATP水解释放能量的过程中所产生的磷酸基团与载体蛋白结合，使其磷酸化，载体蛋白磷酸化后空间构象发生改变，离子通过载体蛋白进入细胞膜内测。 注意先后顺序，如上图。
二、胞吞与胞吐：
1、胞吞：当细胞摄取大分子时，首先大分子与膜上蛋白质结合，从而引起这部分细胞膜内
陷形成小囊，包围着大分子。然后，小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入
细胞内部，这种现象叫胞吞。（需消耗能量，不需要载体）
2、胞吐：当细胞外排大分子时，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融
合，将大分子排出细胞，这种现象叫胞吐。（需消耗能量，不需要载体）
3、细胞进行胞吞、胞吐作用依赖于细胞膜具有一定的流动性。
注意：
1、能进行胞吞和胞吐运输方式的物质并不一定是大分子，特例是小分子——神经递质！
2、大分子通过核孔进出细胞核属于细胞核与细胞质之间的物质运输，而胞吞、胞吐属于细胞与外界进行的物质运输。 核孔运输物质具有选择性
三、物质出入细胞的方式的影响因素：
1、被转运物质的浓度对物质跨膜运输的影响：
（1）被转运物质的浓度主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，被转运物质的浓度越大，运输速率越大。
（2）协助扩散或主动运输中，当被转运物质的浓度较小时，随被转运物质的浓度的增大，运输速率也逐渐增大；被转运物质的浓度达到一定程度后，运输速率不再继续增大，原因是受转运蛋白数量的限制。
2、转运蛋白数量对跨膜运输的影响：
（1）自由扩散不受转运蛋白数量的影响。
（2）转运蛋白主要影响协助扩散和主动运输。在其他条件适宜的情况下，转运蛋白数量越多，运输速率就越大。主动运输还受能量供应的影响。
3、氧气浓度对跨膜运输的影响：
氧气浓度通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。
（1）自由扩散或协助扩散不受氧气浓度的影响。
（2）氧气浓度主要影响主动运输。
①P点时：无氧呼吸为物质的吸收提供能量，所以运输速率不为零。
②PQ段：随着氧气浓度的增大，有氧呼吸产生的能量增多，主动运输速率增大。
③Q点以后：当氧气浓度达到一定程度后，受转运蛋白数量以及其他限制因素的影响，运输速率不再增加。
（3）当横坐标为呼吸强度时，注意曲线的起点从零开始。
（4）特例：第一幅图还可以表示哺乳动物的成熟红细胞的主动运输，因为哺乳动物成熟的红细胞无线粒体，通过无氧呼吸的方式提供能量。
4、温度对物质运输速率的影响：
生物膜的流动性
温度 物质运输速率
酶活性 呼吸速率
第五章 细胞的能量供应和利用
第一节 降低化学反应活化能的酶
一、在细胞代谢中的作用：
1、细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应，统称为细胞代谢。
2、实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
（1）实验原理：
水浴加热、FeCl3溶液中的Fe3+以及新鲜的肝脏研磨液中的过氧化氢酶均可影响H2O2分解为水和氧气的速率。
（2）实验过程：
（3）注意事项：
① 要求用新鲜的肝脏，因为新鲜的肝脏中H2O2酶的含量及活性较高；
② 要经过研磨且要充分，这样能使肝脏细胞破裂，酶充分释放出来；
③ 滴加肝脏研磨液和FeCl3溶液时不能共用同一个滴管，原因是少量酶混入FeCl3溶液中会影响实验结果的准确性，导致得出错误的结论。
（4）实验结论：酶具有催化作用，并且催化效率要比无机催化剂Fe3+高得多。
（5）控制变量法：
①自变量（因为）：人为改变的变量。
本实验中自变量为：反应条件
②因变量（所以）：随着自变量的变化而变化的变量。
本实验中因变量为：过氧化氢的分解速率
做题的时候要熟练判断自变量是谁、因变量是谁，把他俩找准了就可以更好的把握题意，准确率就会上升很多。尤其要注意一个实验中自变量可能不唯一！
③无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量，无关变量要适宜且统一。
④对照实验：除一个因素外，其余因素都保持不变的实验称为对照实验。对照实验一般要设置对照组和实验组，除了要观察的变量外，其他变量都应当始终保持相同。
相互对照（如探究酵母菌的呼吸方式）和前后对照（如缺素培养法和植物细胞的质壁分离及复原实验）
3、酶的作用机理：酶能显著的降低化学反应的活化能。
（1）活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。（门槛）
（2）图解：
¤辨析：酶、无机催化剂和加热都能降低反应的活化能吗？
酶和无机催化剂能降低反应的活化能，用加热的方法不能降低反应的活化能，但增加了分子的内能，从而能够增加活化分子数。
二、酶的本质：
1、关于酶本质的探索：
时间
发现者
实验过程现象
实验结论
1773年
（意）斯帕兰札尼
将装有肉块的小金属笼子让鹰吞下，一段时间后取出，发现笼内的肉块小时
胃具有化学消化作用
1857年
（法）巴斯德、1897年（德）李比希、毕希纳
糖类通过酵母菌发酵产生酒精，并从细胞中提取出酶
细胞提取液中含有酶
1926年
（美）萨姆纳
从刀豆种子中提取了脲酶结晶，并证实是蛋白质
酶是一类具有催化作用的蛋白质
20世纪30年代
许多科学家
相继提取出多种酶的蛋白质结晶
20世纪80年代
（美）切赫、奥特曼
发现少数RNA也具有生物催化功能
2、酶的本质：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶化学本质是蛋白质，少数是RNA。
与酶有关的知识总结：
化学本质
绝大多数是蛋白质
少数是RNA
合成原料
氨基酸
核糖核苷酸
合成场所
核糖体
细胞核（真核生物）
作用场所
细胞内、细胞外或生物体外均可
来源
一般来说，活细胞都能产生酶
生理功能
具有生物催化作用
作用原理
降低化学反应的活化能
四、酶的特性：
①酶具有高效性：催化效率很高，使反应速度加快（与无机催化剂相比）。
②酶具有专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 如纤维素酶、蛋白酶
③酶的作用条件比较温和（温度和pH值）。
酶的最适温度：动物 35℃—40℃；
植物 40℃—50℃；细菌和真菌 70℃。
最适PH值：植物 4.5—6.5；
动物 6.5—8.0、胃蛋白酶最适PH值为1.5；
注：过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。0℃左右，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复。
（1）探究温度对酶活性的影响：
① 原理：温度影响淀粉酶的活性，进而影响淀粉的水解速率。淀粉遇碘变蓝，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅可以判断酶的活性。
② 实验步骤、现象和结论：
注意：
a：探究温度对酶活性的影响时，一定要让反应物和酶在各自所需的温度下保温一段时间，再进行混合。
b：选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度时，检测的试剂不可用斐林试剂代替碘液。因为斐林试剂需在水浴加热的条件下才会发生特定的颜色反应，而该实验中需严格控制温度。
c：探究温度对酶活性的影响时，不宜用H2O2作反应物，因为H2O2遇热会加快分解，氧气的产生速率增加并不能反映酶的活性增大。
（2）探究pH对酶活性的影响：
①原理：过氧化氢在过氧化氢酶作用下分解为水和氧气。
②步骤：
实验步骤
实验操作内容
试管1
试管2
试管3
一
注入等量过氧化氢酶溶液
2滴
2滴
2滴
二
注入不同pH的溶液
1ml蒸馏水
1ml盐酸
1mlNaOH溶液
三
注入等量的过氧化氢溶液
2ml
2ml
2ml
四
观察现象
有大量气泡产生
无气泡产生
无气泡产生
注意：
a：探究pH对酶活性的影响时，必须先将酶置于不同环境条件下，然后再加入反应物。否则放反应物会在未调节好pH的情况下就在酶的作用下发生反应，影响实验准确性。
b：探究pH对酶活性的影响时，不能用斐林试剂作指示剂，因为盐酸会和斐林试剂中的氢氧化铜发生中和反应，使斐林试剂失去作用。
c：探究pH对酶活性的影响时，不宜采用淀粉酶催化淀粉的反应，因为用作鉴定试剂的碘液会和氢氧化钠发生化学反应，使碘与淀粉产生蓝色络合物的机会大大减少，而且在酸性条件下淀粉也会水解，从而影响实验的观察效果。
酶的保存条件：零上低温，最适pH值。
酶在代谢过程中的两点提醒：
1、在化学反应前后，酶的化学性质不变。
2、产生激素的细胞一定能产生酶，但产生酶的细胞不一定能产生激素。
五、影响酶促反应的因素：
1、 底物浓度 2、酶浓度 3、PH值：过酸、过碱使酶失活
4、 温度：高温使酶失活，低温降低酶的活性，在适宜温度下酶活性可以恢复。
总结：与酶有关的实验设计
（1）验证某种酶的化学本质：
①证明某种酶是蛋白质：
实验组：待测酶液+双缩脲试剂→是否出现紫色反应
对照组：已知蛋白液+双缩脲试剂→出现紫色反应
②证明某种酶是RNA：
实验组：待测酶液+吡罗红染液→是否呈现红色
对照组：已知RNA溶液 +吡罗红染液→出现红色
（2）验证酶具有高效性：应设置酶与无机催化剂对同一反应的催化效率的对照实验。
（3）验证酶具有专一性：应设置同一种酶对不同反应物反应的催化效果的对照实验或设置不同的酶对同一反应物反应的催化效果的对照实验。
注意：在使用淀粉、蔗糖以及淀粉酶，不可用碘液进行检验。
（4）探究温度或pH对酶活性的影响：自变量是温度（pH），应设置具有一定梯度的多个不同温度（pH）条件，比较某种酶的催化效率。一般至少应设置低、最适、高，三个指标。
第二节 细胞的能量“货币”ATP
◎生命活动的主要能源物质：糖类 ◎主要储能物质：脂肪
◎植物细胞内储能物质：淀粉 ◎动物细胞内储能物质：糖原
◎直接能源物质：ATP ◎最终能量来源：太阳能
一、ATP（腺苷三磷酸）：
1、组成元素：C、H、O、N、P
2、结构简式：A—P～P～P A代表腺苷（腺嘌呤+核糖） P代表磷酸基团
—普通化学键（水解时释放的能量13.8KJ/mol）
～代表高能磷酸键（水解时释放的能量多达30.54kJ∕mol）
二、ATP和ADP之间的相互转化
绿色植物的呼吸作用和光合作用
人、动物的呼吸作用
A—P～P(腺苷二磷酸) + Pi + 能量（30.5 kJ/mol） A—P～P～P
酶1
酶2
主动运输；用于生物发电、发光；肌肉收缩；用于生物合成；用于大脑思考
ATP ADP AMP 相互转化：
¤转化过程中物质可逆，能量和酶不可逆
◎ATP在细胞内含量很少，但在细胞内的转化速度很快，用掉多少马上形成多少。
◎ATP与ADP的这种转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。
◎意义：能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通，ATP是细胞里的能量流通的能量“通货”。
◎生物界的共性：细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制。
¤辨析：
①AMP（腺嘌呤核糖核苷酸）②腺嘌呤③腺嘌呤脱氧核苷酸④腺嘌呤核糖核苷酸
¤注意：光合作用中光反应所产生的ATP和H+只能用于暗反应，而不能用于其他生命活动。
第三节 细胞呼吸的原理和应用
一、细胞呼吸的概念、本质和类型：
1、概念：指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。
对概念的理解：
① 发生的场所：细胞内
② 分解的底物：生物体内的有机物（糖类、脂质和蛋白质等）
③ 呼吸产物：二氧化碳和水或不彻底的氧化产物（无氧呼吸）
④ 能量变化：将有机物中的化学能释放出来
2、本质：细胞内有机物的氧化分解，并释放能量的过程。
3、类型：有氧呼吸和无氧呼吸 关键看是否需要氧气的参与
¤辨析：细胞呼吸和燃烧
细胞呼吸和燃烧的实质是一样的，都是有机物氧化分解释放能量的过程。细胞呼吸是多步骤、多场所、逐渐进行的，释放出的能量除了热能还有生物能利用的化学能，燃烧是剧烈的发光发热反应。
¤辨析：细胞呼吸与呼吸运动
细胞呼吸是细胞内发生的化学反应，呼吸运动是借助呼吸系统实现的气体交换，是一种物理变化。
二、实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
（1）实验原理：
①酵母菌是一种单细胞真菌（真核生物），在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧型，便于探究细胞呼吸方式。有氧条件产生CO2、H2O、能量；无氧条件产生酒精、CO2、能量。
②CO2可使澄清的石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌产生的CO2情况。
③橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇（俗称酒精）发生化学反应，变成灰绿色。
（2）实验过程：
（3）实验结论：
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行呼吸；在有氧条件下酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生少量的二氧化碳和酒精。
¤注意：
a：配置酵母菌培养液时，必须将煮沸的葡萄糖溶液冷却到常温，才可加入酵母菌。否则，高温会杀死酵母菌。
b：有氧条件：甲装置中，让空气间隙性地依次通过3个锥形瓶，在通入A瓶之间先用NaOH溶液处理，这样既能保证氧气的充分供应，又能排除空气中的CO2对结果的干扰。
c：无氧条件：乙装置中B瓶应封口放置一段时间，再连接澄清的石灰水，其目的是先让酵母菌将B瓶中的氧气消耗完，确保在实验中只进行无氧呼吸。
d：本实验属于对比试验，即设置有氧和无氧条件，两个都是实验组且结果都是未知的，通过对比可以看出氧气对细胞呼吸的影响。
三、有氧呼吸：
1、有氧呼吸的概念和实质：
（1）概念：指细胞在有氧的参与下，通过多种酶的催化作用下，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放出大量能量，生成ATP的过程。
（2）实质：细胞在氧气的参与下，分解有机物，释放能量。
2、有氧呼吸的场所：细胞质基质和线粒体（主要）
一般来说，线粒体均匀分布在细胞质中。但是，活细胞中的线粒体往往可以定向地运动到代谢比较旺盛的部位。
3、有氧呼吸的过程
有氧呼吸
场 所
反应式
第一阶段
细胞质基质
C6H12O6→2丙酮酸+4[H]+ 少量能量
第二阶段
线粒体基质
2丙酮酸+6H2O→6CO2+20[H]+ 少量能量
第三阶段
线粒体内膜
24[H]+6O2→12H2O+大量能量
总反应式： C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量
◎有氧呼吸过程中O2的去路：O2用于和[H]生成H2O，而葡萄糖和水中的氧在生成物CO2中！
¤注意：
a：三个阶段都能产生能量 ，但大量的能量在第三个阶段产生。
b：反应式中的能量不能写成ATP，因为葡萄糖中的能量只有一部分进入了ATP；反应式前后的水不能消去，因为在反应过程中，在第二阶段消耗了水，而第三阶段生成了水；反应式中间不能用等号，要用箭头；反应条件酶不可省去。
c：对真核细胞来讲，有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质中，第二、三阶段发生在线粒体中，因此说“线粒体是真核细胞有氧呼吸的主要场所”。
d：没有线粒体的生物（如某些细菌）也能进行有氧呼吸，因为他们细胞中含有与有氧呼吸有关的酶，由此可见，线粒体不是有氧呼吸的必要条件。
四、无氧呼吸：
1、无氧呼吸的概念和实质：
（1）概念：一般是指细胞在无氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物（酒精或乳酸），同时释放出少量能量的过程。
（2）实质：有机物不彻底的氧化分解，释放能量。
2、场所：细胞质基质
3、无氧呼吸的过程：
无氧呼吸
场 所
反应式
第一阶段
细胞质基质
C6H12O6→2丙酮酸+4[H]+ 少量能量
第二阶段
细胞质基质
2丙酮酸+4[H]→2C3H6O3 (乳酸)
2丙酮酸+4[H]→2C2H5OH(酒精) + 2CO2
酶
¤注意：无氧呼吸只在第一阶段产生少量能量！！！！
总反应式： C6H12O6 2C3H6O3 (乳酸) + 少量能量 乳酸发酵
酶
C6H12O6 2C2H5OH(酒精) + 2CO2 +少量能量 酒精发酵
◎无氧呼吸产生酒精的：酵母菌细胞和大多数植物细胞等。
◎无氧呼吸产生乳酸的：乳酸菌细胞、哺乳动物成熟红细胞、骨骼肌细胞、马铃薯块茎、甜菜的块根。
◎发酵：微生物（如：酵母菌、乳酸菌）的无氧呼吸。产生酒精的叫酒精发酵；产生乳酸的叫乳酸发酵。
¤注意：呼吸作用中产生的[H]属于还原性辅酶I（NADH）。 区别于光合作用
◎有氧呼吸能量去向：热能的形式散失（主要）+储存在ATP中
◎无氧呼吸能量去向：热能的形式散失+储存在ATP中+不彻底氧化产物中的能量（主要）
6、有氧呼吸和无氧呼吸的比较：
有氧呼吸
无氧呼吸
不同点
场所
细胞质基质、线粒体
细胞质基质
条件
氧气、酶
酶
物质变化
葡萄糖彻底分解，产生CO2和H2O
葡萄糖分解不彻底，生成酒精和CO2或乳酸
能量变化
释放大量能量（主要以热能形式散失，少数形成ATP）
释放少量能量
相同点
联系
从葡萄糖到丙酮酸阶段相同，以后不同(第一阶段相同)
实质
分解有机物，释放能量，产生ATP
意义
为生命活动提供能量
¤注意：酶的不同决定了无氧呼吸中丙酮酸还原产物的不同。
五、影响细胞呼吸作用的因素：
1、内部因素——遗传因素：
（1）不同种类植物的呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。
（2）同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同，如幼苗期、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。
（3）同一植物不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。
2、外界因素（环境因素）：
（1）温度：
原理：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶活性来影响细胞的呼吸速率。最适温度时，细胞呼吸最强；超过最适温度时酶活性降低，甚至变性失活，呼吸作用受到抑制；低于最适温度时酶活性下降，呼吸作用受到抑制。
应用：①零上低温储存粮食、水果、蔬菜；
②种植大棚植物时，白天适当升温，夜间适当降温。
（2）O2浓度：
原理：O2是有氧呼吸所必需的，且对无氧呼吸过程有抑制作用，在O2浓度为零时，只进行无氧呼吸；O2浓度为大于零小于10%时，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；O2浓度为10%以上时，只进行有氧呼吸。
曲线分析：
①Q点：不耗O2，产生CO2→只进行无氧呼吸。
②P点：当O2浓度达到一定值后，随O2浓度增大，有氧呼吸不再加强；耗O2量=产生CO2量→只进行有氧呼吸。
③QP段（不包含Q、P点）：O2浓度低时，无氧呼吸占优势；O2随浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强；产生CO2量＞耗O2量→同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。
④R点：产生CO2量最少→组织细胞呼吸作用最弱。在保存蔬菜、水果时，应选择R点对应的O2浓度。
⑤AB段=BC段长度，说明此时有氧呼吸与无氧呼吸CO2释放相等，此时有氧呼吸消耗葡萄糖量应为无氧呼吸消耗葡萄糖量的三分之一。
呼吸强度
呼吸强度
（3）CO2浓度： （4）含水量：
含水量%
CO2浓度
从化学平衡角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降。环境CO2浓度提高，将抑制细胞呼吸，可用此原理来贮藏水果和蔬菜。
在一定范围内，呼吸作用强度随含水量的增加而增强，随含水量的减少而减弱。但陆生植物根部如长时间受水浸没，根部缺氧，进行无氧呼吸，产生过多酒精，可使根部细胞坏死。
六、细胞呼吸应用：
1、作物栽培时，要有适当措施保证根的正常呼吸，如疏松土壤等。
2、粮油种子贮藏时，要风干、降温，降低氧气含量，则能抑制呼吸作用，减少有机物消耗。
3、水果、蔬菜保鲜时，要低温或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度，抑制呼吸作用。
4、包扎伤口，选用透气消毒纱布，抑制细菌无氧呼吸。
5、酵母菌酿酒：先通气，后密封。先让酵母菌有氧呼吸，大量繁殖，再无氧呼吸产生酒精。
6、稻田定期排水：抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡。
7、提倡慢跑：防止剧烈运动，肌细胞无氧呼吸产生乳酸。
8、破伤风杆菌感染伤口：须及时清洗伤口，以防无氧呼吸
¤经典题型一：有氧、无氧比例综合计算类★★★
这一类题型以有氧呼吸和无氧呼吸过程中的数量变化为基础，计算有氧和无氧相关反应物和产物的比例，解题核心在对比例的理解和记忆上，一般解法归纳如下：
有氧呼吸：C6H12O6～6O2～6CO2
无氧呼吸：C6H12O6～2C3H6O3 (乳酸)
C6H12O6～2C2H5OH(酒精) ～2CO2
根据CO2释放量和O2消耗量判断：
①不消耗O2，释放CO2→只进行无氧呼吸。
②无CO2释放→只进行产生乳酸的无氧呼吸。
③酒精产生量等于CO2量→只进行产生酒精的无氧呼吸。
④CO2释放量等于O2的吸收量→只进行有氧呼吸。
⑤CO2释放量大于O2的吸收量→既进行有氧呼吸，又进行酒精发酵；多余的CO2来自酒精发酵。
⑥酒精产生量小于CO2量→既进行有氧呼吸，又进行酒精发酵，多余的CO2来自有氧呼吸。
针对性训练：
将一些苹果储藏在密闭容器中，较长时间后会闻到酒香。当通入不同浓度的氧气时，其
O2的消耗量和CO2的产生量如下表所示。（假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖）则下列叙
述错误的是（ ）
氧浓度（%）
a
b
c
d
e
产生CO2的量(mol／min)
1.2
1
1.3
1.6
3
O2的消耗量（mol／min）
0
0.5
0.7
1.2
3
A、氧浓度为a时，苹果的细胞呼吸只在细胞质基质中进行
B、氧浓度为c时，苹果产生C2 H5OH的量为0.6 mol／min
C、氧浓度为d时，消耗的葡萄糖有1/4用于酒精发酵
D、氧浓度为b时，较适宜苹果储藏
¤经典题型二：实验类图示题★★★
这一类题目通过两个或多个实验，改变一定的自变量如种子、植物的种类、有无氧气存在、有无微生物存在等，再通过气珠或气塞检测氧气的产生，其实质和上一类计算题是一样的，但要弄清自变量和因变量之间的关系，从而准确地判断实验中的反应的类型和比例。
常用的变量有：生物种类，绿色植物或种子（分小麦种子和花生种子）；液体种类；NaOH、清水、NaHCO3；处理方式：消毒、未消毒。
经典习题举例：
1、测细胞呼吸类型：
（1）装置1有色液滴的移动反映的是装置内 ，而装置2有色液滴的移动反映的是装置内 。
（2）如实验对象是植物的绿色器官，则需进行 处理。
（3）一般还需要一组对照（装置3），如在进行定量计算时，用于校正装置1和装置2因无关
变量（如温度等）引起的气体体积变化。
实验结果预测和结论：
①若装置1液滴左移，装置2液滴不移动，则表明所测生物 。
②若装置1液滴不移，装置2液滴右移动，则表明所测生物 。
③若装置1液滴左移，装置2液滴右移动，则表明所测生物 。
2、测细胞呼吸速率
（1）用装置1
（2）指标：细胞呼吸速率常用单位时间内 或 来表示。
（3）原理：组织细胞呼吸作用吸收 ，释放 ， 被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的水滴 。单位时间内液滴 的数值即表示呼吸速率。
（4） 物理误差的校正
①如果实验材料是绿色植物，整个装置应 ________ 处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。
②如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行 _______________处理。
③为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料_____________________，其他条件均不变。
针对性训练：
下图是测定发芽种子的呼吸作用类型所用的装置（假设呼吸底物只有葡萄糖，并且不考虑外界条件的影响），下列有关说法不正确的是： （ ）
A、若装置1液滴左移，装置2液滴不动，则表明所测生物只进行有氧呼吸
B、若装置1液滴不动，装置2液滴右移，则表明所测生物只进行无氧呼吸
C、若装置1液滴左移，装置2液滴右移，则表明所测生物既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸
D、如果题中发芽种子换成蛆，其它条件相同，则与测发芽种子呼吸类型结果是一样的
第四节 能量之源——光与光合作用
一、捕获光能的色素：
1、实验：绿叶中色素的提取和分离
（1）实验原理：
①色素的提取原理：绿叶中色素不溶于水，易溶于无水乙醇、丙酮等有机溶剂
②色素的分离原理：不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的速度快，反之则慢。
实验材料：新鲜的绿叶（如菠菜的绿叶），无水乙醇，层析液（由20份在60～90℃下分馏出来的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成。93号汽油也可代用），二氧化硅和碳酸钙。
（2）方法步骤：
◎最宽：叶绿素a；（含量最多）
◎最窄：胡萝卜素；（含量最少）
◎相邻色素带最近：叶绿素a和叶绿素b；
◎相邻色素带最远：胡萝卜素和叶黄素。
◎扩散最快（溶解度最高）的是胡萝卜素（橙黄色）
◎扩散最慢（溶解度最低）的是叶绿素b（黄绿色）
（3）实验中注意事项及操作目的
2、绿叶中的色素
◎因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。
◎类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收蓝紫光和红光
二、叶绿体的结构：
1、叶绿体只存在于植物的绿色细胞中，扁平的椭球形或球形，双层膜（透明的，有利于光照的透过）。
2、叶绿体内部由多个类囊体堆叠成基粒，基粒上有色素，吸收光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。每个基粒由2-100个类囊体组成，增大叶绿体内的膜面积，扩大色素酶附着面，扩大了受光面积，有利于提高光能的利用率。
3、基粒与基粒之间充满了基质，基质光合作用中暗反应进行的场所。
三、光合作用的原理：
1、光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。
①场所：绿色植物的叶绿体中 ②能量来源：光能 ③反应物：二氧化碳和水
④产物：有机物和氧气 ⑤实质：合成有机物，储存能量。
2、光合作用的探究历程：
发现者
时间
结论
普利斯特利
1771年
植物可以更新空气
英格豪斯
1779年
只有在光照下只有绿叶才可以更新空气
1785年
明确了光下释放的是O2吸收的是CO2
梅耶
1845年
光合作用把光能转换成化学能储存起来
萨克斯
1864年
植物叶片光合作用产生了淀粉
恩格尔曼
1880年
氧气是叶绿体释放出来的、叶绿体是光合作用的场所
鲁宾和卡门
1939年
光合作用释放的O2全部来自于H2O
卡尔文
20世纪40年代
探明了CO2转化成有机物的途径即卡尔文循环
四、光合作用的过程：
总反应式：
光能
叶绿体
CO2 + H2O （CH2O）+ O2
注意：光合作用释放的氧气全部来自水。
◎根据是否需要光能，可将其分为光反应和暗反应两个阶段。
1、光反应阶段：必须有光才能进行
条件：光、色素、酶、水
场所：叶绿体的类囊体薄膜
2、暗反应阶段：有光无光都能进行
条件：酶、CO2、NADPH、ATP
场所：叶绿体基质
¤注意：光合作用中产生的H+属于还原型辅酶II（NADPH）
3、联系：光反应阶段与暗反应阶段既有区别又紧密联系，是缺一不可的整体，光反应为暗反应提供ATP和NADPH，暗反应为光反应提供合成ATP的原料ADP和Pi以及NADP+，没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成。
4、光合作用的意义：
① 制造有机物，实现物质转变，将CO2和H2O合成有机物，转化并储存太阳能；
② 调节大气中的O2和CO2含量保持相对稳定；
③ 生物生命活动所需能量的最终来源。
¤注意：光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。
五、影响光合作用的因素：
◎光合作用的强度：是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
◎表示方法：单位时间光合作用产生氧气、利用二氧化碳、产生有机物的量进行表示。
◎光合速率：是光合作用强度的指标，它是指单位时间内单位面积的叶片合成有机物的速率。影响因素包括植物自身内部的因素，如处在不同生育期等，以及多种外部因素。
1、光照强度(如图所示)：
（1）曲线分析：
①A点：光照强度为零，此时只进行细胞呼吸。
②AB段：随光照强度的增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐减少。
③B点：为光补偿点，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。
④C点：对应的光照强度为光饱和点，限制C点以后光合作用强度不再增加的内部因素是色素含量、酶的数量和最大活性，外部因素是CO2浓度等除光照强度之外的环境因素。
（2）应用：
①温室中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产；
②阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，间作套种农作物，可合理利用光能。
（3）环境因素的改变会影响光饱和点和光补偿点位置的移动移动规律：
①若改变某一因素（如光照、CO2浓度），使光合作用强度增大（减少），而呼吸作用不变，为使光合作用强度与呼吸作用强度相等，则光补偿点应左移（右移）。
②若改变某一因素（如温度），使呼吸作用强度增大（减少），为使光合作用强度与呼吸作用
强度相等，则光补偿点应右移（左移）。
③饱和点变化规律：光饱和点的变化与呼吸作用无关，只与光合作用有关，若改变某一因素
使光合作用强大增大（减少），则光饱和点应右移（左移）。
（4）有关光合作用的计算：
① 总光合作用速率=净光合作用速率+细胞呼吸作用速率
② 光合作用制造的有机物=光合作用积累的有机物+细胞呼吸消耗的有机物
解析：制造的就是生产的总量，其中一部分被储存起来，就是积累的，另一部分被呼吸消耗。
总光合作用速率一般表述为：叶绿体“固定”CO2量；叶绿体产生O2量；叶绿体“生产或制造”葡萄糖量，植物（叶片）“合成”有机物的量；
净光合速率一般表述为：植物（叶片）“吸收”CO2量或实验容器内CO2的减少量；植物（叶片）“释放”O2量或实验容器内O2的增加量；植物（叶片）“积累”葡萄糖量或植物重量（有机物）增加量。
③ 光合作用利用CO2的量=从外界吸收的CO2的量+细胞呼吸释放的CO2的量
解析：光合作用利用CO2的量有两个来源，一个是外界吸收的，另一个是自身呼吸放出的，二者都被光合作用利用。
④净光合速率与植物生长的关系
A：当净光合速率＞0时，植物积累有机物而生长
B：当净光合速率=0时，植物不能生长，但能生存
C：当净光合速率＜0时，植物不能生长，长时间处于此状态，将会死亡
2、光照面积：
（1）曲线分析：
①OA段：随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用叶面积的饱和点。随叶面积的增大，光合作用不再增加，原因是有很多叶片被遮挡，光照不足。
②OC段：随叶面积的不断增加，呼吸量不断增加。
③OB段：干物质量随光合作用增加而增加，B点为干物质量最大点，此时的叶面积指数有利于农业生产。而BC段干物质积累量不断降低是由由于A点以后光合作用强度不再增加，而呼吸作用强度仍然在增强。
（2）应用：合理密植，适当修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。
3、CO2浓度：
（1）曲线分析：
①a中A点表示CO2补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度。
②b中A`点表示进行分光合作用所需的CO2最低浓度。
③B点和B`点都表示CO2饱和点。
④限制因素：B点前为CO2浓度；B点及以后可能有温度、光照强度。
⑤若光强适当增强至光饱和点，则A点左移，B点右移。
⑥若光强适当减弱，则A点右移，B点左移。
（2）应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合速率。
4、温度：
（1）曲线分析：
①AB段：在B点前，随着温度升高，光合速率增大。
②B点：酶的最适温度，光合速率最大。
③BC段：随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小，50℃左右光合速率几乎为零。
（2）应用：
①在晴天条件下，白天适当升温，以提高光合作用，晚上适当降温，减少呼吸消耗，保证有机物的积累；
②在阴天条件下，白天温度不可太高，晚上适当降温。
5、矿质元素：
（1）原理：
①N存在于各种酶、蛋白质及NADPH和ATP、核酸、叶绿素中；
②P存在于NADPH和ATP、核酸、磷脂中；
③Mg存在于叶绿素中。
（2）曲线分析：BC段土壤溶液浓度过高导致植物渗透失水萎蔫，光合速率下降。
（3）应用：合理施肥；轮作（如今年种花生，明年种棉花）可充分利用土壤矿质元素。
6、水分：
（1）原理：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，缺水会导致植物萎蔫，使光合速率下降。另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内。
（2）曲线分析：
①a表明在农业生产中，可根据作物的需水规律，合理灌溉。
②b曲线中间E处光合作用强度暂时降低，是因为温度高，蒸腾作用国强，使植物体水分丢失，引起气孔开度减小甚至关闭，影响了CO2的供应。 植物的午休现象
六、经典图形分析：
1、夏季植物CO2气体吸收与释放典型曲线分析：
曲线分析：
①Oa段：凌晨3时～4时，温度降低，细胞呼吸强度减弱，CO2释放减少。
②b点：上午6时左右，太阳出来，开始进行光合作用。
③bc段：光合作用强度小于细胞呼吸强度。
④c点：上午7时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。
⑤ce段：光合作用强度大于细胞呼吸强度。
⑥d点：温度过高，失水过多导致部分气孔关闭，出现“午休”现象。
午休现象：由于中午气温过高，植物失水过多，为避免过度失水，植物关闭气孔，同时导致吸收的CO2减少，光合作用受阻的现象。
⑦e点：下午6时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。
⑧ef段：光合作用强度小于呼吸作用强度。
⑨fg段：太阳落山，光合作用停止，只进行细胞呼吸。
2、有机物产生与消耗情况的分析：
①积累有机物时间段：ce段。c点和e点时，光合作用强度与细胞呼吸强度相等，ce段由于光照强度增加，光合作用强度大于细胞呼吸强度，故不断积累有机物。
②制造有机物时间段：bf段。b点大约早上6时，太阳升起，有光照，开始进行光合作用；f点大约为下午6时，太阳落山，无光，停止光合作用。
③消耗有机物时间段：Og段。一天24小时，细胞的生命活动时刻进行，即不停消耗能量，故细胞呼吸始终进行。
④一天中有机物积累最多时间点：e点。白天，光合作用强度大于细胞呼吸强度，积累有机物；e点后，随着光照减弱，细胞呼吸强度大于光合作用强度，故e点时有机物积累量最多。
3、密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线：
①AB段：无光照，植物只进行呼吸作用。
②BC段：温度降低，呼吸作用减弱。
③CD段：4时候，微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度＜呼吸作用强度。
④D点：光合作用强度=呼吸作用强度。
⑤DH点：光合作用强度＞呼吸作用强度，其中FG段表示“午休”现象。
⑥H点：光合作用强度=呼吸作用强度。
⑦HI段：光照继续减弱，光合作用强度＜呼吸作用强度，直至光合作用完全停止。
经过一天24小时后，CO2总浓度降低，说明植物积累了有机物，植物生长了。
七、化能合成作用：
◎ 进行光合作用和化能合成作用的生物都是自养型生物：如绿色植物、光合细菌、化能合成性细菌。
◎ 只能利用环境中现成的有机物来维持自身生命活动的生物是异养型生物：动物、人、大多数细菌、真菌。
化能合成作用：自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但是能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用，叫做化能合成作用，这些细菌也属于自养生物。（例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌、氢细菌）
硝化细菌：不能利用光能，但能将土壤中的NH3氧化成HNO2，进而将HNO2氧化成HNO3。
硝化细菌能利用这两个化学反应中释放出来的化学能，将CO2和水合成为糖类，这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动。
八、比较光合作用和细胞呼吸作用 ：
光合作用
呼吸作用
反应场所
绿色植物（在叶绿体中进行）
所有生物（主要在线粒体中进行）
反应条件
光、色素、酶等
酶（时刻进行）
物质转变
无机物CO2和H2O合成有机物（CH2O）
分解有机物产生CO2和H2O
能量转变
把光能转变成化学能储存在有机物中
释放有机物的能量，部分转移ATP
实质
合成有机物、储存能量
分解有机物、释放能量、产生ATP
联系
有机物、氧气
能量、二氧化碳
光合作用 呼吸作用
九、C3和C5（及NADPH、ATP）变化规律：
条件
C3
C5
NADPH、ATP
光照不变，CO2减少
减少
增加
增加
光照不变，CO2增加
增加
减少
减少
CO2不变，光照减弱
增加
减少
减少
CO2不变，光照增强
减少
增加
增加
提醒：上述变化规律不要死记硬背，熟练的掌握光合作用的过程，分析每种物质的来源和去路即可得出结论。
第六章 细胞的生命历程
第一节 细胞增殖
一、细胞增殖：
1、概念：细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程，叫作细胞增殖。
2、意义：细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。
3、真核细胞增殖的方式：
有丝分裂：真核生物体细胞增殖的主要方式
无丝分裂：蛙的红细胞等特殊细胞的增殖方式（区别于哺乳动物的成熟红细胞）
减数分裂：真核生物产生成熟生殖细胞的方式 必修二学习
注意：原核细胞以二分裂的方式进行增殖
二、细胞周期：
1、概念：连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到一下次分裂完成时为止，为一个细胞周期。
2、细胞周期分为分裂间期和分裂期两个阶段。
3、分裂间期所占时间长（大约占细胞周期的90%——95%），分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长。
4、分裂间期分为：
①G1期：进行RNA和有关蛋白质的合成，为S期DNA的合成做准备。
②S期：进行DNA的复制。
③G2期：进行RNA和有关蛋白质的合成，为分裂期做准备。
5、常考题型：
甲
乙 a b c d
分裂间期：a或c
分裂期：b或d
分裂间期：甲到乙 分裂期：乙到甲 完整的细胞周期：a+b或c+d
完整的细胞周期：甲到甲（甲到乙到甲）
注意：
①只有能连续分裂的细胞才有细胞周期，如发育中的受精卵、根尖分生区细胞、茎的形成层细胞等；高度分化的细胞不再继续分裂，如神经细胞、精子等不具有细胞周期。
②一个细胞周期中分裂间期为分裂期提供了物质基础，因此分裂间期在前，分裂期在后。
③细胞种类不同，其分裂间期和分裂期所持续的时间各不相同，一个细胞周期经历的时间也不相同。
三、有丝分裂：
1、植物细胞有丝分裂各时期的主要特点：
（1）前期特点：（膜仁消失现两体）①出现染色体、出现纺锤体②核膜、核仁消失。③染色体散乱地分布在细胞中心附近。④每条染色体都有两条姐妹染色单体。
（2）中期特点：（形数清晰赤道齐）①所有染色体的着丝粒都排列在细胞中央的一个平面赤道板上（位置） ②染色体的形态和数目最清晰。染色体特点：染色体的形态比较固定，数目比较清晰。故中期是进行染色体观察及计数的最佳时期。
（3）后期特点：（点裂数增均两极）①着丝粒一分为二，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，并分别向两极移动。②纺锤丝牵引着子染色体分别向细胞的两极移动。这时细胞核内的全部染色体就平均分配到了细胞两极。染色体特点：染色单体消失，染色体数目加倍。
（4）末期特点：（两消两现细胞板）①染色体变成染色质，纺锤体消失。②核膜、核仁重现。③在赤道板位置出现细胞板，并扩展形成成分隔两个子细胞的细胞壁，与高尔基体（直接）、线粒体（间接）的活动有关。
注意：
①纺锤体的变化：形成（前期）～消失（末期）
②核仁、核膜的变化：解体（前期）～重现（末期）
3、有丝分裂过程中染色质与染色体变化过程：
染色体数量就看着丝粒数量，DNA含量看多少个条，姐妹染色单体数等于叉数乘2。
4、动、植物细胞有丝分裂的区别： ★★★
不同点
植物细胞
动物细胞
前期
纺锤体形成方式不同
由细胞两极发出纺锤丝构成纺锤体
由位于细胞两极的两组中心粒周围发出星射线构成纺锤体
末期
细胞质分裂方式不同
细胞板向四周扩展形成细胞壁，分成两个子细胞
由细胞膜向内凹陷，缢裂成两个子细胞
此外，还需注意的是动物细胞在分裂间期要进行中心体的复制。
5、有丝分裂过程中DNA数量、染色体数量、染色单体数、每条染色体上DNA数变化：
6、细胞DNA、染色体、染色单体含量变化柱状图：
7、有丝分裂的重要意义：亲代细胞的染色体经过复制，精确地平均分配到两个子细胞中，亲子代细胞核遗传物质完全相同，保证了遗传的连续性。 复制一次，分裂两次。
8、实验：观察植物细胞的有丝分裂
（1）实验原理：细胞有丝分裂过程中最重要的变化是染色体的形态和数量变化。染色体容易被碱性染料（甲紫溶液或醋酸洋红染液）染成深色。
（2）方法步骤：解离——漂洗——染色——制片 解离后不能直接染色
（3）解离液成分：质量分数15%盐酸+体积分数95%酒精按1:1混合
解离目的：杀死细胞，使染液进入细胞、使组织中细胞相互分离（主要）
注意：
（1）解离时间不宜过长或过短：过长会使根尖过分酥软且染色体成分被破坏；过短使根尖细胞解离不充分，组织细胞不能相互分离开。
（2）经过解离后的细胞都为死细胞，若要观察各时期的细胞，可以在显微镜下先找到一个处于分裂间期的细胞，然后在周围找其他时期的细胞。
（3）解离之后要用清水进行漂洗，再进行染色。
在这个实验中，在显微镜下所观察到的细胞处于分裂间期的细胞是最多的，因为间期占了细胞周期的大部分时间。
9、无丝分裂特点：在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化。
10、无丝分裂的典例：蛙的红细胞
四、细胞不能无限长大（补充内容）：
1、生物体体积增大的原因：细胞体积增大和细胞数目增多。
2、限制细胞长大的原因：
①细胞表面积与体积之比限制了细胞的长大。
细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就越低，细胞不能获得足够的养料和能量来满足代谢的需求。 原核细胞代谢特别旺盛
②细胞的核质之比限制了细胞的长大。
细胞核是遗传和代谢的控制中心，细胞核所控制的细胞质范围是有一定限度的。
¤注意：细胞可不可以无限小？
细胞的体积并非越小越好，细胞体积的最小限度是由完成细胞功能所必须的基本结构（如各种细胞器）和物质（如酶、ATP）所需的空间决定的。
第二节 细胞分化
一、细胞分化及其意义：
1、概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生的稳定性差异的过程，叫做细胞分化。
2、结果：形成形态、结构和生理功能都有很大差异的细胞，进而形成不同的组织和器官。
3、细胞分化的特点：
①稳定性：一般来说，分化了的细胞不会再变成原始的细胞，将一直保持分化后的状态，直到死亡。
②持久性：贯穿于生物体整个生命过程中，在胚胎时期达到最大限度。
③遗传物质不变性：分化后的细胞遗传物质不变。
④普遍性：在生物界中普遍存在。
4、分化的实质：不同细胞中遗传信息的执行情况不同导致。（基因的选择性表达）
补充：正确理解“基因的选择性表达”：细胞分化后，不同的细胞遗传物质（DNA）完全相同，但转录的差异导致mRNA种类不同，并最终导致翻译得到的蛋白质不同。
5、意义：
（1）细胞分化是个体发育的基础，能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官 。
（2）细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
二、细胞的全能性：
1、概念：指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。
2、原因：已分化的细胞仍含有本物种个体发育所需要的全套遗传信息。
3、全能性大小的比较：
（1）动植物细胞：植物细胞＞动物细胞
（2）同一个体：受精卵＞生殖细胞＞干细胞＞体细胞
（3）同一种细胞：刚产生的细胞＞成熟的细胞＞衰老的细胞
（4）分裂能力：具有旺盛分裂能力的分生组织细胞＞不能分裂的细胞
（5）随着细胞分化程度的提高，细胞全能性逐渐降低（生殖细胞除外）
4、生物体内细胞不能表现出全能性的原因：
在生物的生长发育过程中，细胞并不会表现出全能性，而是分化形成不同的组织和器官，这是因为在特定的时间和空间条件下，基因会选择性表达。
5、类型：
①植物细胞具有全能性。 （植物组织培养）
②动物已分化的细胞细胞核具有全能性。 （克隆技术）
6、细胞全能性表达的条件：离体、一定的营养物质、激素、适宜的条件。
7、细胞的分化程度越低，全能性越大，分裂能力越强，反之………。
8、从不同的水平理解细胞分化：
①从细胞水平看：细胞形态、结构、功能的改变。
②从亚显微水平看：细胞器数目及细胞质基质成分和功能的改变。
③从分子水平看：
a蛋白质分子：蛋白质种类、数量的改变。
b核酸分子：RNA的种类和数量的改变（DNA未变）。
第三节 细胞衰老和死亡
一、细胞衰老的特征：
1、细胞膜：膜通透性改变，物质运输功能降低。
2、细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。
3、细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小。
4、细胞内多种酶活性降低，呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢 。
5、细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内的物质交流和传递。
二、细胞衰老的原因：
1、自由基学说：
在生命活动中，细胞不断进行各种氧化反应，在这些反应中很容易产生自由基。攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。
2、端粒学说：
每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体，成为端粒。端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。随着细胞分裂次数的增加，截短的会逐渐向内延伸，截短到一定程度就影响到了DNA复制。
三、细胞衰老与个体衰老的关系：
1、单细胞生物：细胞衰老与死亡＝个体衰老与死亡
2、多细胞生物：个体衰老是体内细胞普遍衰老的过程。
三、细胞的死亡：
1、细胞死亡分为细胞凋亡和细胞坏死。
2、细胞凋亡：
（1）概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以也常常被称为程序性死亡。
（2）实例：人在胚胎时期尾部消失、蝌蚪尾部的消失，胎儿的手指等。
（3）意义：
①清除多余的、无用的细胞。
②清除完成正常使命的衰老细胞，如衰老的白细胞死亡。
③维持器官和组织中细胞数目的相对稳定，如红细胞的更新。
④清除体内有害的细胞，如癌症的发生就是异常细胞没有被及时清除的结果。
注意：
（1）细胞凋亡是机体正常的生命现象，对机体具有积极意义。
（2）细胞凋亡不仅仅发生在个体发育的胚胎时期，而是贯穿整个生命活动始终。
2、细胞坏死：
（1）概念：在种种不利因素影响下，如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
（2）举例：烫伤、烧伤而死亡的细胞。
辨析细胞凋亡与坏死： ※※※
①HIV侵染人体的T细胞，使人的正常细胞变为靶细胞，人体的免疫系统将靶细胞裂解死亡
②HIV侵染人体的T细胞，使人的正常细胞变为靶细胞，子代HIV病毒释放过程中，靶细胞死亡。
人教2019版
高中生物学
必修一知识点整理
第一章 走近细胞
第一节 细胞是生命活动的基本单位
一、细胞学说及其建立过程：
1、细胞学说的建立者是德国的施莱登和施旺。
2、细胞学说的内容：
（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；
说明细胞是构成生物体的基本单位。
（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；
强调细胞具有相对独立性，无论单、多细胞生物，细胞都是其基本功能的单位。
（3）新细胞是由老细胞分裂产生的。
从细胞起源的角度说明细胞对生命活动的重要性，细胞的生命历程必须建立在细胞分裂的基础上。
注意：新细胞也可由老细胞融合而来，如精细胞和卵细胞形成受精卵的过程。
3、细胞学说未涉及原核细胞、真菌、病毒，以及生物或细胞间的“差异性”。
4、细胞的发现者和命名者是罗伯特·虎克，活细胞发现者是列文虎克。
5、细胞学说揭示了动物和植物的统一性，从而阐明生物界的统一性。
二、细胞是基本的生命系统：
1、单细胞生物（草履虫、变形虫、衣藻、酵母菌等）依赖单个细胞完成各种生命活动。
2、多细胞生物依赖各种分化的细胞密切合作，完成复杂的生命活动。例如，以细胞代谢为基础的生物与环境之间物质和能量的交换；以细胞增殖、分化为基础的生长发育；以细胞内基因的传递和变化为基础的遗传和变异等。
3、除病毒之外，其它生物都是由细胞构成的。病毒不具有细胞结构，由蛋白质外壳和内部遗传物质组成，寄生在活细胞中，利用活细胞中的物质生活和繁殖。（所以培养病毒要用活细胞）。
4、 生活方式：寄生在活细胞
病毒 分类：DNA病毒、RNA病毒
遗传物质：DNA或RNA（一种病毒只含一种核酸）
☆DNA病毒：噬菌体、乙肝病毒、天花病毒；结构较稳定
☆RNA病毒：烟草花叶病毒、HIV、SARS病毒、禽流感病毒 结构不稳定
病毒的增殖过程：吸附--注入--合成--组装--释放
作用：动物细胞融合——融合机 基因工程——运载体
免疫制作疫苗等——抗原 非选择性必修学习
5、生命系统的结构层次：
（1）以多细胞动物为例的生命系统九级层次：（层层相依、紧密联系）
细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈 ※※※
☆植物的四大组织：保护、营养、输导、分生组织
☆植物的六大器官：根、茎、叶、花、果实、种子
☆动物的四大组织：上皮、肌肉、神经、结缔组织
☆人的八大系统：消化、泌尿、内分泌、循环、运动、呼吸、神经、生殖系统
注意： a、最基本的结构层次是细胞，最高级的层次是生物圈。
b、单细胞生物：既是细胞层次，又是个体层次，无组织、器官、系统层次（易错点）。
c、松树等所有植物缺少系统层次。
d、蛋白质、核酸等分子虽是组成生命系统的物质，但不属于生命系统结构层次。再比如一个分子或一个原子是一个系统，但不属于生命系统，因为生命系统能完成一定的生命活动，而分子或原子不能完成。
（2）种群是指一定区域内，同种生物所有个体。
eg：一片湖泊里所有的鱼，是种群层次吗？不是，鱼有很多种，既非种群，也非群落。
（3）群落是一定区域内所有的生物。
（4）生态系统包括一定区域内所有生物和无机环境，如：一根枯木、一片池塘。
（5）生物圈包括地球上所有生物以及所有生物所生存的无机环境，是最大的生态系统，地球上只有一个生物圈。
补充：病毒属于生物，但在生命系统的结构层次中无地位，在生态系统中属于消费者。
第二节 细胞的多样性和统一性
一、观察细胞：
1、显微镜的放大倍数等于目镜倍数×物镜倍数
☆放大倍数指的是放大长度和宽度，而不是面积或体积。
☆目镜和物镜的区别：
物镜（有螺纹），越长放大倍数越大（正比），距离载玻片的距离越近；
目镜（无螺纹）恰好相反，越长放大倍数越小（反比）。
2、低倍镜换高倍镜使用步骤：低倍镜→目标移至中央（偏哪移哪）→转换为高倍镜→调光（增大光圈，反光镜改为凹面镜）→调细准焦螺旋【找→移→换→调】 常考！！！
☆用高倍镜时，不准动粗（即只允许用细准焦螺旋调焦）
☆低倍镜观察调节粗准焦螺旋使镜筒下降时，侧面观察物镜与装片的距离，以免压破玻片，损坏物镜。
☆转动转换器换物镜，不能用手掰物镜。
3、放大倍数与视野内细胞数量的关系：
规律：当一行细胞时，细胞数与放大倍数呈反比
当细胞充满视野时，细胞数与放大倍数的平方呈反比
4、高倍镜与低倍镜观察情况比较：
物像大小
看到细胞数目
视野亮度
物像与装片的距离
视野范围
高倍镜
大
少
暗
近
小
低倍镜
小
多
亮
远
大
5、显微镜成像与标本实物位置关系辨析：
（1）显微镜成的是倒立放大的虚像，若将观察者看到的像平面旋转1800，则与标本的实际位置相吻合。如观察“b”，则显微镜中看到的应为“q”。
（2）观察到的细胞质环流方向与实际运动方向相同。 如何判断？
（3）“二看法”判断视野中异物存在的位置（其实就是三个位置的排除法）
①判断依据：在判断显微镜视野中异物可能存在的位置时，可以遵循“异物跟谁移动，就在谁上面”的原则。
②判断方法：视野中的异物可能存在于物镜、目镜或玻片上。
一看：在不调换目镜、物镜的情况下，移动玻片，异物若随着玻片移动，则异物在玻片上；若异物不移动，则进行二看。
二看：旋转目镜镜头，若异物随着转动，则异物在目镜上；若异物不随目镜转动，说明异物在物镜上。 一般不会在反光镜上，如在反光镜会改变视野中的亮度。
二、原核细胞和真核细胞：
1、定义：
细胞内含有以核膜为界的细胞核，称为真核细胞，由真核细胞构成的生物叫做真核生物。
细胞内不含有以核膜为界的细胞核，称为原核细胞，由原核细胞构成的生物叫做原核生物。
2、原核生物和真核生物的类型： ※※※
细菌：带有球、杆、螺旋、弧的字样，以及一类重要的细菌——蓝细菌
原核生物
其他：支原体、衣原体、立克次氏体、放线菌
草履虫、变形虫
真核生物 真菌：酵母菌、青霉菌、蘑菇等
动物、植物
3、真核细胞有染色质（主要由DNA和蛋白质组成），原核细胞有一条大型环状的裸露的DNA分子，位于细胞内特定的位置，这个区域被叫做拟核（拟核不是结构，只是一个位置），所以原核细胞没有染色质，需要注意的是原核细胞除了拟核处裸露的大型环状DNA分子，还有一些小型的环状DNA分子（质粒）。 大环和小环
4、关于蓝细菌：
蓝细菌（旧称蓝藻）无叶绿体，但在细胞质中有藻蓝素和叶绿素，因而能进行光合作用，在生态系统的成分中属于生产者，常见的有色球蓝细菌、念珠蓝细菌、颤蓝细菌、发菜。
5、病毒、原核细胞和真核细胞的比较
原核细胞
真核细胞
病毒
大小
较小
较大
最小
本质区别
无以核膜为界限的细胞核
有以核膜为界限的细胞核
无细胞结构
细胞壁
主要成分是肽聚糖
植物：纤维素和果胶；真菌：几丁质；动物细胞无细胞壁
无
细胞核
有拟核，无核膜、核仁，DNA不与蛋白质结合
有核膜和核仁，DNA与蛋白质结合成染色质（体）
无
细胞质
仅有核糖体，无其他细胞器
有核糖体、线粒体等其他复杂的细胞器
无
遗传物质
只要有细胞结构，遗传物质就是DNA
DNA或RNA
举例
蓝细菌、细菌等
真菌，动、植物
HIV、H1N1
注：原核细胞中除支原体外都有细胞壁
6、原核细胞与真核细胞相同点：都具有细胞膜、细胞质、核糖体等结构，都以DNA为遗传物质。
7、真、原核细胞的不同点有很多，但最本质区别是：有无以核膜为界限的细胞核。
8、水华现象：通常是指池塘、河流、湖泊、水库等淡水水域受到污染，水中N、P等元素增多致使水体富营养化，在适宜的温度、光照等条件下，蓝细菌和绿藻等大量繁殖，并在水面形成或薄或厚的漂浮物的现象。发生在海水中的这种现象，通常称为“赤潮”。危害严重，具体表现为以下几个方面：
（1）造成水体缺氧，引起水生动物窒息死亡。
（2）产生毒素、产生异味
（3）影响自来水工厂的生产和自来水的质量
9、关于哺乳动物成熟红细胞的补充：
哺乳动物的成熟红细胞无细胞核，但属于真核细胞。由造血干细胞分化而来，成熟过程中细胞核和各种细胞器退化消失，其内含血红蛋白运输氧气，进行无氧呼吸产生乳酸。
三、细胞的多样性和统一性：
1、细胞多样性：
（1）表现：细胞的形态、大小、种类、结构等各不相同。
（2）直接原因：构成细胞的蛋白质分子不同。
（3）根本原因：DNA的多样性及基因的选择性表达。
2、细胞的统一性：
（1）化学组成：组成不同细胞的元素和化合物种类基本一致。
（2）结构：都具有细胞膜、细胞质、核糖体
（3）遗传物质：都以DNA为遗传物质，且遗传密码相同。
（4）能源物质：以ATP为直接能源物质。
（5）增殖：都是通过细胞分裂等进行增殖。
第二章 组成细胞的分子
第一节 细胞中的元素和化合物
一、组成细胞的化学元素：
1、组成细胞的元素种类：
微量元素与大量元素只是在细胞内含量的不同，而非重不重要。
2、组成细胞的元素含量：
细胞鲜重含量百分比占前四位的元素是：O>C>H>N
但是，不同细胞中干重百分比有差异：
人体细胞干重含量百分比占前四位的元素是：C>O>N>H
玉米细胞干重含量百分比占前四位的元素是：O>C>H>N
解释：人体细胞和玉米细胞干重前四位元素不同，是因为人体细胞中含蛋白质较多，而玉米细胞中淀粉较多。不同生物体的细胞中，元素种类大体相同，但同种元素的含量相差较大。
ps：只要是活细胞指的都是“鲜重”，“干重”不含水。
注意：细胞中的元素大多以化合物的形式存在。
3、生物界与非生物界的统一性和差异性：
（1）统一性：
组成生物体的化学元素种类在无机环境中都能找到，没有一种是生物体所特有的。
（2）差异性：
组成生物体的化学元素含量在生物界与非生物界相比含量上相差很多。
二、组成细胞的化合物：
1、组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在，如水、蛋白质、核酸、糖类、脂质等
细胞内含量最多的前四位化合物：水>蛋白质>无机盐>脂质
2、细胞内含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质。
eg：生活在沙漠中的仙人掌细胞中化合物含量最多的是
三、实验——检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质：
（1）还原糖的鉴定：
1、常用材料：苹果和梨 观察现象明显
2、试剂： 斐林试剂（甲液： 0.1g/ml的NaOH 、乙液： 0.05g/ml的CuSO4 ）
3、注意事项：①还原糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖（单、二除蔗）
②甲乙液必须等量混合均匀后再加入样液中（现配现用）。
③必须用水浴加热（50～65℃）
4、颜色变化：浅蓝色Cu（OH）2 棕色 砖红色沉淀Cu2O
（2）脂肪的鉴定：
1、常用材料：花生子叶或向日葵种子
2、试剂： 苏丹Ⅲ染液 或 苏丹Ⅳ染液
3、注意事项：
①切片要薄且均匀，如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰，有的地方模糊。
②染色时间不易过长，体积分数50%酒精的作用是洗去浮色 。 苏丹Ⅲ易溶于酒精
③需使用显微镜观察（是否使用显微镜，要看实验材料，如将材料制成匀浆则不用）
④使用不同的染色剂染色时间不同。
4、颜色变化： 橘黄色 或 红色
（3）蛋白质的鉴定：
1、常用材料：鸡蛋清、黄豆组织样液、牛奶
2、试剂：双缩脲试剂（ A液： 0.1g/ml的NaOH 、B液： 0.01g/ml的CuSO4 ）
3、注意事项：
①先加A液1ml，再加B液3-4滴；
②鉴定前留出一部分组织样液以便对比；
③用蛋清时一定要稀释，若稀释不够，与双缩脲试剂反应时，会黏在试管内壁，使得反应不够彻底，且试管不易清洗；
④加入双缩脲试剂的顺序不能颠倒，先用A液造成碱性环境后再加入B液。
4、颜色变化： 紫色
注意：双缩脲试剂只是检验物质中是否存在肽键，存在肽键的不一定是蛋白质。
第二节 细胞中的无机物
一、细胞中的水：
1、生物含水量特点：
（1）水是构成细胞的重要成分，也是活细胞中含量最多的物质。
（2）含水量: 水生>陆生 幼年>成年>老年
代谢旺盛>代谢缓慢 幼嫩细胞>衰老细胞
2、分类、及生理作用： 自由水与结合水联想到拖布
含量
概念
生理作用
结合水
4.5%
与其他物质结合在一起
细胞重要组成成分
自由水
95.5%
能够自由流动、以游离状态存在
良好溶剂 参与反应 物质运输
3、细胞含水量与代谢之间的关系：
自由水越多，新陈代谢越旺盛，生长发育越迅速，抗逆性越弱。
自由水越少，新陈代谢越缓慢，生长发育越迟缓，抗逆性越强。
常考形式：种子由休眠转变为萌发状态中，其细胞内自由水/结合水的比值如何变化？
二、无机化合物--无机盐：
1、无机盐存在的形式及含量： 区别于细胞中元素的存在形式！
（1）含量：很少，约占细胞鲜重的1%——1.5%
（2）存在形式：大多数无机盐以离子的形式存在于细胞中，少数与化合物的相结合。
2、无机盐的生理作用：
（1）有些无机盐是细胞内某些复杂的化合物的重要组成部分。
（2）有许多种无机盐的离子对于维持生物体的生命活动有重要作用。
（3）生物体内的无机盐离子，必须保持一定的比例，这对维持细胞内的渗透压和酸碱平衡非常重要，这是生物进行正常生命活动的必要条件。 非选择性必修学习
总结：常见无机盐的作用与缺乏症
种类
作用
缺乏引起的症状
Fe
构成血红素的元素
缺铁性贫血
Ca
骨骼、牙齿的重要组成成分
骨骼畸形、抽搐
Mg
构成叶绿素的元素
植物叶绿素合成受阻，影响光合作用
Na
维持动物细胞渗透压
动物细胞渗透压降低；过低时不能维持正常的细胞形态
I
甲状腺激素的重要组成成分
地方性甲状腺肿；呆小症
B
促进花粉的萌发和花粉管的伸长
油菜缺B时，“花儿不实”
第三节 细胞中的糖类和脂质
一、细胞中的糖类：
1、组成元素：C、H、O三种元素
2、分类：糖类大致可以分为单糖、二糖、多糖。
（1）单糖：不能被水解，可被细胞直接吸收的糖。最常见的是葡萄糖，是细胞生命活动所需主要能源物质。
（2）二糖：由两分子单糖脱水缩合而成的，必须经过水解为单糖才能被细胞吸收。最常见的二糖是蔗糖，还有麦芽糖以及人和动物乳汁中的乳糖。
（3）多糖：由多个单糖脱水缩合而成的糖，是生物体内绝大多数糖存在的形式，必须水解为单糖才能被细胞吸收，最常见的是淀粉，作为植物细胞的储能物质存在于细胞中。另外还有糖原作为动物细胞的储能物质存在于动物细胞中。几丁质也是一种多糖，又称为壳多糖，广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中。纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，多糖的基本单位都是葡萄糖。
还原性糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖（单糖、二糖中除了蔗糖，多糖都不是）
3、种类、分布及功能：
种类
分布
功能
单糖
五碳糖
核糖
(C5H10O5)
植物、动物细胞中
组成RNA的成分
脱氧核糖(C5H10O4)
植物、动物细胞中
组成DNA的成分
六碳糖
葡萄糖
细胞中都有
主要的能源物质
果糖
植物细胞中
提供能量
半乳糖
动物细胞中
提供能量
二糖(C12H22O11)
麦芽糖
植物细胞，发芽的小麦、谷物中含量丰富
水解成单糖而供能
蔗糖
植物细胞，甘蔗、甜菜中含量丰富
乳糖
人和动物的乳汁中
多糖
(C6H10O5)n
淀粉
植物粮食作物的种子、变态根或茎等储藏器官中
植物的储能物质
纤维素
植物细胞中
构成细胞壁的主要成分，支持保护细胞。
糖原
肌糖原
动物的肌肉组织中
人和动物细胞的储能物质
肝糖原
动物的肝脏中
几丁质
甲壳类动物和昆虫的外骨骼
废水处理；制作人造皮肤
注意：格外要注意二糖的组成
麦芽糖是由两分子的葡萄糖脱水缩合形成的；蔗糖是由一分子的果糖和一分子的葡萄糖脱水缩合形成；乳糖是由一分子的半乳糖和一分子的葡萄糖脱水缩合形成的。
二、细胞中的脂质：
1、元素组成：C、H、O，有的还含有P和N。 脂质的组成元素比较复杂，格外要注意。
2、种类和功能：
⑴脂肪（C、H、O）：储能物质，维持体温恒定缓冲和减压减少摩擦的作用。
⑵磷脂(C、H、O、N、P)：构成细胞膜、细胞器膜和细胞核膜的重要成分。
⑶固醇（C、H、O）： 生物膜系统
①胆固醇：构成动物细胞膜的成分，参与血液中脂质的运输。
②性激素：促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成。
③维生素D：促进人和动物肠道对钙磷的吸收。
注意：糖类是主要的能源物质，ATP是细胞内的直接能源物质，蛋白质是生命活动的主要承担者，脂肪是细胞内的良好储能物质。
原因：相同质量的脂肪和糖类相比，脂肪的碳氢比例高，含有的氧少，脂肪彻底氧化分解消耗的氧气更多，产生的水更多，释放的能量就更多。
第四节 蛋白质是生命活动的主要承担者
一、蛋白质分子的功能：
1、运输作用（血红蛋白）
2、免疫作用（抗体）
3、催化作用（酶绝大多数都是蛋白质，少数是RNA）
4、调节功能（某些激素的化学本质是蛋白质，如生长激素和胰岛素）
5、结构蛋白（构成细胞和生物体的结构，如头发和肌肉）
二、氨基酸是构成蛋白质的基本单位：
1、氨基酸的种类和分类：
自然界中氨基酸已发现有300多种，但构成蛋白质的氨基酸种类大约有21种，包括必须氨基酸和非必需氨基酸。
非必须氨基酸：人体自身能够合成，可以通过其他化合物转化而来。 氨基转换作用
必须氨基酸：人体内有8种（婴儿9种——组氨酸），必须从食物中获取。
2、氨基酸的特点：
①氨基酸分子中至少有一个氨基和一个羧基，且氨基和羧基要连在同一个碳原子上。这也就是判断一个有机物是不是构成蛋白质的氨基酸的条件。
eg：H2N-CH2-CH2-COOH 这就不是构成蛋白质的氨基酸
氨基酸的结构通式：
②不同的氨基酸分子有不同的R基，这就是区分不同氨基酸的关键。
③有些氨基酸含多个氨基或羧基，多的氨基和羧基在R基团中，但是R基本身不能是氨基或羧基。
④注意不同基团的书写：
三、蛋白质的结构及其多样性：
1、化学结构：用约21种氨基酸作原料，根据“基因”信息指令，在细胞质的核糖体中，按特定的方式和顺序将氨基酸分子互相连结合。
胞内蛋白——游离的核糖体 分泌蛋白——内质网上附着的核糖体
2、氨基酸分子结合方式：一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基，脱去一分子水而连接起来，这种结合方式叫脱水缩合。
+ H2O
3、肽键：在—CO—NH—结构中的C—N共价键
4、二肽：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物，只含有一个肽键的叫做二肽。
推广 几个氨基酸脱水缩合就叫几肽
肽键数=氨基酸数—肽链数 若是环状多肽，则将肽链数视为零。
5、肽链：是由多个氨基酸相互连接在一起所形成的链状结构。
6、蛋白质分子具有多样性的原因 ：
（1）组成肽链的氨基酸种类、数目、排列顺序不同，所形成的肽链结构不同。构成肽链的氨基酸角度
（2）肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。 从空间结构角度
7、蛋白质的化学组成和相关计算：
蛋白质的化学组成：C、H、O、N、有的还有S，从氨基酸的结构通式出发，蛋白质应含有C、H、O、N元素，但蛋白质的空间结构中肽链之间的连接和固定需要“二硫键”，所以蛋白质中有的还含有S，S元素应该存在于某些氨基酸的R基中（--SH巯基）。有些蛋白质还含有其他一些元素，比如血红蛋白中还有Fe。
蛋白质相关的计算
①蛋白质中氨（羧）基数=肽链数+R基上的氨（羧）基数=各氨基酸中氨（羧）基总数—肽键数
②蛋白质中各原子的计算★★★★
C原子=氨基酸分子数×2 + R基上的C原子数
H原子=各氨基酸中H原子总数 — 脱水的水分子数×2 — 二硫键数量×2
N原子=肽链数 + 肽键数 + R基中N原子数
O原子=肽链数×2+肽键数 + R基中O原子数
如果问至少有多少个，则认为R基中不存在氨基（羧基）。
③蛋白质相对分子质量的计算：
假设n个氨基酸形成m条肽链，设氨基酸的平均相对分子质量为a，那么由这些氨基酸形成的蛋白质的相对分子质量为 n×a－（n－m）×１８
此外，蛋白质相对分子质量计算中还需考虑二硫键，具体问题具体分析。
④假设有n（0＜n≤21）种、m个氨基酸，任意排列构成多肽的种类数计算：
a若每种氨基酸数目无限（允许重复）的情况下，可形成肽类化合物的种类：有nm种
b若每种氨基酸只有一个（不允许重复）的情况下，可形成肽类化合物的种类：有n×（n-1）×（n-2）…种
补充：
1、蛋白质的盐析、变形和水解的区别：
①盐析：蛋白质盐析是由溶解度的变化引起的，蛋白质的空间结构没有发生变化。
②变性：蛋白质变性是指蛋白质在某些物理或化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。变性的蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化，肽链变得松散，丧失了生物活性，但是肽键一般不断裂。蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，因此熟鸡蛋、熟肉容易被消化。变性的蛋白质加入双缩脲试剂仍然可以产生紫色反应。
③水解：在蛋白酶的作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程是相反的。
2、高中生物中常见的化学本质为蛋白质的物质的分类：
第五节 核酸是遗传信息的携带者
一、核酸的种类及其分布：
1、种类： 核酸分为这一种和那一种
脱氧核糖核酸既DNA， 核糖核酸既RNA。
2、核酸的分布：
①DNA主要存在于细胞核内，另外线粒体、叶绿体、也含有少量的DNA，原核细胞主要存在于拟核中。
RNA主要存在于细胞质中,例如核糖体、线粒体、和叶绿体，细胞核中也有少量分布。
②观察DNA和RNA在细胞中的分布实验：利用甲基绿和吡罗红两种染色剂，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色，从而显示DNA和RNA在细胞中的分布。
二、核酸是由核苷酸连接而成的长链：
1、核酸的结构：
（1）组成核酸的化学元素：C、H、O、N、P
（2）单体：核苷酸，由一分子五碳糖、一分子含氮碱基和一分子磷脂分子组成。
（3）核苷酸链：若干个核苷酸脱水缩合形成磷酸二酯键。
（4）组成DNA的四种脱氧核苷酸:
（5）组成RNA的四种核糖核苷酸:
（5）DNA一般由两条脱氧核苷酸链组成，且呈现双螺旋的结构。RNA一般由一条核糖核苷酸链组成。
（6）“258”与“144”：
①具有细胞结构的生物体内核酸既有DNA又有RNA，所以其体内共有2种五碳糖、5种含氮碱基、8种核苷酸
②没有细胞结构的生物——病毒体内核酸只有一种：DNA或RNA，所以体内只有1种五碳糖、4种含氮碱基、4种核苷酸
2、核酸的功能：
核酸是遗传信息的携带者，在生物体的遗传变异和蛋白质的合成中具有重要的作用。
3、细胞中重要有机物的初级水解、彻底水解、氧化分解：
ps：巧妙记忆DNA结构：54321
三、生物大分子以碳链为骨架：
1、细胞中生物大分子的种类：多糖、蛋白质、核酸。
2、结构：
每一个单体都以若干个相连的碳链为基本骨架，生物大分子是由许多单体连接成的多聚体。
3、生物大分子的组成特点及多样性的原因：
第三章 细胞的基本结构
第一节 细胞膜的结构和功能
一、细胞膜的功能：
（1）将细胞与外界环境分隔开，为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境；
（2）控制物质进出细胞，包括代谢底物的输入与代谢产物的排除,其中伴随着能量的传递；细胞膜的控制作用是相对的，一些有害的物质也可能进入细胞。 细胞膜功能特点：选择透过性
（3）进行细胞间的信息交流，三种方式：
①间接交流方式：激素、神经递质
②直接交流方式：细胞膜的直接接触，如精卵细胞的结合
③通道方式：植物细胞的胞间连丝
二、细胞膜成分的探索：
1、1895年，欧文顿发现溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜；不溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜。推测：细胞膜是由脂质组成的。
相似相溶原理：溶质与溶剂在结构上相似，能彼此相溶，例如同为脂质的物质可以相溶。
2、通过一定的方法制备出纯净的细胞膜，进行化学分析，得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。
3、纯净的细胞膜制备方法：
①选材：哺乳动物成熟的红细胞
原因：
a动物细胞没有细胞壁。
b哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和细胞器，易用差速离心法得到不掺杂细胞内膜系统的纯净的细胞膜。
c红细胞数量多，材料易得。
②原理：细胞内的物质有一定浓度。把红细胞放入清水中，水会进入红细胞，导致红细胞吸水涨破，使细胞膜内的物质流出来，除去细胞内的其他物质得到细胞膜。（其实就是发生渗透作用吸水）
③过程：
a将红细胞稀释液制成装片。（用生理盐水进行稀释） 等渗溶液
b在高倍镜下观察，盖玻片一侧滴加蒸馏水，在另一侧用吸水纸吸引。（引流法）
c红细胞凹陷消失，体积增大，最后导致细胞破裂，内容物流出。
④利用差速离心法将细胞内容物与细胞膜相分离，获得纯净的细胞膜。
思考：用大肠杆菌制备细胞膜可行性？
4、磷脂的一端为亲水的头，两个脂肪酸一端为疏水的尾，多个磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层。
5、1925年戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气--水界面上铺展为单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。推测：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。 磷脂的其他排列方式
6、1935年，丹尼利和戴维森推测细胞膜除脂质分子外，可能还附有蛋白质。
7、细胞膜的成分是脂质、蛋白质和糖类，主要成分是脂质和蛋白质★★★
注意：不同种类的细胞，细胞膜的成分及各成分的含量不完全相同，如动物细胞膜中还有一定量的胆固醇，而植物细胞膜中胆固醇的含量几乎没有。
8、与细胞膜功能复杂程度有关的是蛋白质的种类和数量。
三、对细胞膜结构的探索：
1、1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构，提出假说：所有的细胞膜都由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成，把细胞膜描述为静态的统一结构。
解释：暗带是因为电子穿透得较少，明带是因为电子穿透得较多。蛋白质对电子的阻挡作用很大，穿透样品的电子较少，所以是暗带；而脂双层对电子的阻挡作用小，透过样品的电子较多，所以是明带。
2、20世纪60年代，对细胞膜静态的观点提出质疑：细胞膜的复杂功能难以实现，就连细胞的生长、变形虫的变形运动这样的现象都难以解释。
3、1970年，用绿色荧光染料标记小鼠细胞表面的蛋白质，再用红色荧光染料标记人细胞表面的蛋白质分子，将小鼠细胞和人细胞融合。在37℃环境40分钟后，两种颜色的荧光均匀分布。这一实验及相关其他实验表明：细胞膜具有流动性。
4、1972年，辛格和尼克尔森提出流动镶嵌模型。
四、流动镶嵌模型的基本内容：
1、细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成。
2、磷脂双分子层是细胞膜的基本支架。
3、蛋白质的存在形式：镶嵌或贯穿在磷脂双分子层中。
4、细胞膜具有一定的流动性（原因：膜结构中的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的） 细胞膜的结构特点
eg：神经细胞外排钾离子，吸收钠离子体现了 细胞膜的哪种功能？ 控制物质进出的功能
做题时一定要注意审题 细胞膜的哪种功能特点？ 选择透过性
5、细胞膜的外表面还有糖类分子，它和蛋白质分子结合形成的糖蛋白，或与脂质结合形成的糖脂，这些糖类分子叫作糖被。糖被与细胞表面识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。
五、细胞壁（全透性）：
1、细胞壁的成分：植物——纤维素和果胶 细菌——肽聚糖 真菌——几丁质。
2、主要功能：保护、支持，植物细胞壁对于植物体起着骨架的作用，以维持细胞正常的形态。
注意：细胞膜是细胞的边界，而非细胞壁！
第二节 细胞器之间的分工合作
一、相关概念：
细胞质：在细胞膜以内、细胞核以外的结构，叫做细胞质。细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。
细胞质基质：由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等组成，呈胶质状态。其中进行着多种化学反应，是细胞进行新陈代谢的主要场所。
细胞器：细胞质中具有特定功能的各种亚细胞结构的总称。
细胞骨架：由蛋白质纤维组成的网架结构，维持着细胞形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。
二、细胞器之间的分工：
双层膜细胞器
1、线粒体：（呈粒状、棒状，具有双层膜，普遍存在于动、植物细胞中，内有少量DNA和RNA及核糖体，内膜突起形成嵴——增加内膜的表面积，内膜、基质和基粒中有许多种与有氧呼吸有关的酶），线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，生命活动所需要的能量，大约95%来自线粒体，是细胞的“动力车间”。
2、叶绿体：（呈扁平的椭球形或球形，具有双层膜，主要存在绿色植物叶肉细胞里），叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，（含有叶绿素和类胡萝卜素，还有少量DNA和RNA及核糖体，类囊体薄膜上有与光合作用有关的光合色素和光反应的酶，叶绿体基质中有暗反应有关的酶）。
单层膜细胞器
3、内质网：由膜结构连接而成的网状物，是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”，分为：滑面内质网（脂质、糖类）和粗面内质网（分泌蛋白）。
4、液泡：成熟的中央大液泡主要存在于成熟植物细胞中，液泡内有细胞液。化学成分：有机酸、生物碱、糖类、蛋白质、无机盐、色素等。有维持细胞形态、储存养料、调节细胞渗透吸水的作用。
注意：液泡中的色素是花青素，与花和果实的颜色有关；叶绿体中的色素主要是叶绿素，与光合作用有关。
5、高尔基体：①蛋白质加工②植物细胞壁的形成③突触小泡的形成④溶酶体的形成⑤精子变形过程中形成顶体。
6、溶酶体：有“消化车间”之称，内含多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。
易错点：溶酶体只是储存水解酶的场所，而不是合成水解酶。
无膜细胞器
7、核糖体：椭球形粒状小体，由rRNA和蛋白质组成。是细胞内将氨基酸合成蛋白质的场所。分为游离的核糖体（合成胞内蛋白）和附着在内质网上的核糖体（合成分泌蛋白）
8、中心体：每个中心体含两个中心粒，呈空间垂直状态，存在于动物细胞和低等植物细胞，与细胞有丝分裂有关。
原核细胞具有的细胞器只有：核糖体 病毒无任何细胞器
三、细胞器之间的协调配合：
1、研究方法：同为素标记法
2、分泌蛋白的合成、加工及运输过程：
附着在内质网上的核糖体（合成肽链）→内质网（加工车间）→囊泡→高尔基体（加工和包装）→囊泡→细胞膜→细胞外
注意：该过程涉及到的细胞器：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。
如果问“涉及到的具膜细胞器”“涉及到的细胞结构”“直接相关的细胞器”该如何回答？
3、关于分泌蛋白的合成和运输图示类题型的总结： ★★★
①、a、d——内质网膜 ②、b、f——高尔基体膜 ③、c、e——细胞膜
四、细胞的生物膜系统：
1、定义：细胞膜、核膜以及细胞器膜，在结构和功能上都是紧密联系的统一整体，它们形成的结构体系，叫做细胞的生物膜系统。
错误说法：生物体所有的膜结构构成了生物膜系统 ×
2、功能：
（1）细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用。
（2）许多重要的化学反应都在生物膜上进行，细胞内广阔的膜面积提供了大量的附着位点，有利于化学反应的顺利进行。
（3）各种生物膜把细胞分割成一个个小的区室，使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。
3、联系：
原核细胞内存在生物膜，但不存在生物膜系统；而病毒无任何膜结构。
第三节 细胞核的结构和功能
一、细胞核的功能：
是遗传信息库（遗传物质储存和复制的场所），是细胞代谢和遗传的控制中心。
二、细胞核的结构：
⑴染色质：由DNA和蛋白质组成，染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。（分裂期——染色体，除分裂期外——染色质） 易被碱性染料染色（甲紫溶液）
注意：DNA的主要载体是染色质，除此之外线粒体和叶绿体还有少量DNA。
⑵核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开。 双层膜细胞结构
⑶核仁：与某种RNA（rRNA）的合成以及核糖体的形成有关。
⑷核孔：实现细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流，如细胞核中转录产生的mRNA通过核孔到细胞质中进行翻译。核孔具有选择性，注意不同于细胞膜的选择透过性
注意：核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢强弱有关；大分子物质是通过核孔进出细胞核，所以穿过膜的层数为零。
第四章 细胞的物质输入和输出
第一节 被动运输
一、水进出细胞的原理：
1、渗透作用：
（1）概念：指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。
（2）发生渗透作用的条件： ①具有一层半透膜
②半透膜两侧具有浓度差
半透膜：指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质能够通过半透膜取决于物质分子的大小。
（3）渗透的方向：水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。（从溶液的浓度来看就是低浓度溶液中的水向高浓度溶液中渗透的过程）
渗透压：指溶液中溶质微粒对水的吸引力。溶液渗透压的大小，取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目：溶质微粒越多，即溶液浓度越高，对水的吸引力越大，溶液渗透压越高。
2、动物细胞的吸水和失水： 任何状态都有水分子既有进又有出
（1）动物细胞与外界溶液可以构成一个渗透系统：
①细胞膜相当于一层半透膜；
②细胞质有一定的浓度，与外界溶液能形成一定的浓度差。
（2）细胞吸水或失水的多少取决于细胞膜两侧的浓度差。
水往高处流——高指的是高浓度、高渗透压
外界溶液浓度 < 细胞质浓度时 细胞吸水膨胀
外界溶液浓度 > 细胞质浓度时 细胞失水皱缩
外界溶液浓度 = 细胞质浓度时 水分进出细胞处于动态平衡
3、植物细胞的吸水和失水：
（1）成熟的植物细胞与外界溶液可以构成一个渗透系统：
①成熟的植物细胞中的液体环境主要指的是液泡里的细胞液，细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质成为原生质层，它相当于一层半透膜。 与原生质体区别
②液泡中的细胞液与外界溶液之间存在浓度差。
外界溶液浓度 > 细胞液浓度时 细胞失水发生质壁分离
外界溶液浓度 < 细胞液浓度时 细胞吸水发生质壁分离复原
外界溶液浓度 = 细胞液浓度时 水分进出细胞处于动态平衡
（植物细胞在发生质壁分离或质壁分离复原的过程中细胞的大小基本不变）
注意：渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，实质是指渗透压，如10%葡萄糖溶液和10%蔗糖溶液的质量浓度相等，但10%蔗糖溶液的渗透压小，故水可以通过半透膜由蔗糖向葡萄糖溶液移动。
探究：植物细胞的吸水和失水
1、实验原理：
当外界溶液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。但原生质层的伸缩性比细胞壁大，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的状态，使细胞发生质壁分离复原。
2、材料用具：
紫色洋葱外表皮、0.3g/ml的蔗糖溶液、清水、载玻片、镊子、滴管、显微镜等。
① 对于植物细胞的选择：一是成熟的植物细胞，保证具有中央大液泡和原生质层；二是细胞液最好具有颜色，易于观察。常用紫色洋葱鳞片叶作实验材料，其成熟的外表皮细胞的液泡非常大，呈紫色。
② 化学试剂的选择：一是对细胞无毒害；二是浓度适当。
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（引流法），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及细胞大小变化（基本不变），观察到细胞中央液泡逐渐减小（颜色加深），原生质层与细胞壁分离。
（5）在盖玻片一侧滴1～2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（基本不变），观察到细胞中央液泡逐渐恢复原来大小，原生质层逐渐贴近细胞壁。
注意：
①总体来说，本实验至少要观察植物细胞三次，第一次看正常细胞的形态，第二次看植物细胞的质壁分离，第三次看植物细胞的复原。所以该时间存在两次自身对照，第一次是自然状态与质壁分离状态的细胞对照，第二次是复原后状态与质壁分离状态的细胞对照。
②观察质壁分离的时间不宜过长，以免细胞因长时间处于失水状态而死亡，影响对质壁分离复原现象的观察。
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、质壁分离产生的原因：
内因： 原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性
外因： 外界溶液浓度 > 细胞液浓度
6、植物体的两种吸水方式：
⑴ 吸胀吸水（未形成大液泡）如：干种子和根尖分生区细胞
⑵ 渗透吸水（具有中央大液泡）如：根尖成熟区细胞
注意：质壁分离能说明的问题：判断细胞的死活、测定细胞内外的浓度以及细胞膜的伸缩性。
7、质壁分离后的三种“复原”情况分析：
① 不能复原：所用外界溶液浓度过大或有毒性，使细胞在实验过程中因过度失水而死亡；或质壁分离时间过长，使细胞长时间缺水而死亡。
② 需将外界溶液置换成清水（或低浓度溶液）才能复原：因为质壁分离实验所用外界溶
液的溶质分子不被植物细胞吸收，如蔗糖。
③ 可以自动复原：因为外界溶液的溶质分子可被植物细胞主动吸收，如一定浓度的KNO3溶液、葡萄糖溶液、尿素溶液等。（自动复原的原因可分为两方面，一是植物细胞在失水的过程中，细胞液浓度升高；另一方面是植物细胞可主动吸收外界溶液中的溶质分子，使细胞液浓度进一步升高，当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，进入细胞的水分子多于从细胞出去的水分子，所以发生自动复原）。
8、质壁分离实验的拓展应用：
① 判断成熟植物细胞是否具有生物活性。
② 测定细胞液浓度范围。
③ 比较不同植物细胞的细胞液浓度。
④ 比较未知浓度溶液的浓度大小。
⑤ 验证原生质层和细胞壁伸缩性大小。
二、自由扩散和协助扩散：
1、被动运输：物质进出细胞——顺浓度梯度（由高浓度到低浓度）的扩散，称为被动运输。
⑴自由扩散：物质通过简单的扩散方式进出细胞。
⑵协助扩散：进出细胞的物质需借助细胞膜上的转运蛋白的扩散方式。
2、转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白：
载体蛋白：只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都发生自身构象的改变。
通道蛋白：只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。
3、自由扩散与协助扩散的比较：
强调：水分进入细胞有协助扩散（主要）和自由扩散（次要）两种方式。
第二节 主动运输和胞吞、胞吐
一、主动运输：
1、概念：物质逆浓度梯度跨膜运输，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。
关于载体蛋白的补充：
（1）具有特异性：不同物质分子的运输所需的载体蛋白不同，一种载体蛋白通常只能转运一类分子或离子。不同生物细胞膜上的载体蛋白的种类和数量不同。
（2）具有饱和现象：当细胞膜上载体蛋白已经全部参与运输时，细胞通过该载体蛋白运输物质的速率不再随细胞外物质浓度的增大而增大。
2、意义：主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，通过主动运输来选择吸收所需要的物
质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。
3、过程：某些离子先与载体蛋白结合，ATP水解释放能量的过程中所产生的磷酸基团与载体蛋白结合，使其磷酸化，载体蛋白磷酸化后空间构象发生改变，离子通过载体蛋白进入细胞膜内测。 注意先后顺序，如上图。
二、胞吞与胞吐：
1、胞吞：当细胞摄取大分子时，首先大分子与膜上蛋白质结合，从而引起这部分细胞膜内
陷形成小囊，包围着大分子。然后，小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入
细胞内部，这种现象叫胞吞。（需消耗能量，不需要载体）
2、胞吐：当细胞外排大分子时，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融
合，将大分子排出细胞，这种现象叫胞吐。（需消耗能量，不需要载体）
3、细胞进行胞吞、胞吐作用依赖于细胞膜具有一定的流动性。
注意：
1、能进行胞吞和胞吐运输方式的物质并不一定是大分子，特例是小分子——神经递质！
2、大分子通过核孔进出细胞核属于细胞核与细胞质之间的物质运输，而胞吞、胞吐属于细胞与外界进行的物质运输。 核孔运输物质具有选择性
三、物质出入细胞的方式的影响因素：
1、被转运物质的浓度对物质跨膜运输的影响：
（1）被转运物质的浓度主要影响自由扩散和协助扩散。自由扩散中，被转运物质的浓度越大，运输速率越大。
（2）协助扩散或主动运输中，当被转运物质的浓度较小时，随被转运物质的浓度的增大，运输速率也逐渐增大；被转运物质的浓度达到一定程度后，运输速率不再继续增大，原因是受转运蛋白数量的限制。
2、转运蛋白数量对跨膜运输的影响：
（1）自由扩散不受转运蛋白数量的影响。
（2）转运蛋白主要影响协助扩散和主动运输。在其他条件适宜的情况下，转运蛋白数量越多，运输速率就越大。主动运输还受能量供应的影响。
3、氧气浓度对跨膜运输的影响：
氧气浓度通过影响细胞的呼吸进而影响主动运输的速率。
（1）自由扩散或协助扩散不受氧气浓度的影响。
（2）氧气浓度主要影响主动运输。
①P点时：无氧呼吸为物质的吸收提供能量，所以运输速率不为零。
②PQ段：随着氧气浓度的增大，有氧呼吸产生的能量增多，主动运输速率增大。
③Q点以后：当氧气浓度达到一定程度后，受转运蛋白数量以及其他限制因素的影响，运输速率不再增加。
（3）当横坐标为呼吸强度时，注意曲线的起点从零开始。
（4）特例：第一幅图还可以表示哺乳动物的成熟红细胞的主动运输，因为哺乳动物成熟的红细胞无线粒体，通过无氧呼吸的方式提供能量。
4、温度对物质运输速率的影响：
生物膜的流动性
温度 物质运输速率
酶活性 呼吸速率
第五章 细胞的能量供应和利用
第一节 降低化学反应活化能的酶
一、在细胞代谢中的作用：
1、细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应，统称为细胞代谢。
2、实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
（1）实验原理：
水浴加热、FeCl3溶液中的Fe3+以及新鲜的肝脏研磨液中的过氧化氢酶均可影响H2O2分解为水和氧气的速率。
（2）实验过程：
（3）注意事项：
① 要求用新鲜的肝脏，因为新鲜的肝脏中H2O2酶的含量及活性较高；
② 要经过研磨且要充分，这样能使肝脏细胞破裂，酶充分释放出来；
③ 滴加肝脏研磨液和FeCl3溶液时不能共用同一个滴管，原因是少量酶混入FeCl3溶液中会影响实验结果的准确性，导致得出错误的结论。
（4）实验结论：酶具有催化作用，并且催化效率要比无机催化剂Fe3+高得多。
（5）控制变量法：
①自变量（因为）：人为改变的变量。
本实验中自变量为：反应条件
②因变量（所以）：随着自变量的变化而变化的变量。
本实验中因变量为：过氧化氢的分解速率
做题的时候要熟练判断自变量是谁、因变量是谁，把他俩找准了就可以更好的把握题意，准确率就会上升很多。尤其要注意一个实验中自变量可能不唯一！
③无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量，无关变量要适宜且统一。
④对照实验：除一个因素外，其余因素都保持不变的实验称为对照实验。对照实验一般要设置对照组和实验组，除了要观察的变量外，其他变量都应当始终保持相同。
相互对照（如探究酵母菌的呼吸方式）和前后对照（如缺素培养法和植物细胞的质壁分离及复原实验）
3、酶的作用机理：酶能显著的降低化学反应的活化能。
（1）活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。（门槛）
（2）图解：
¤辨析：酶、无机催化剂和加热都能降低反应的活化能吗？
酶和无机催化剂能降低反应的活化能，用加热的方法不能降低反应的活化能，但增加了分子的内能，从而能够增加活化分子数。
二、酶的本质：
1、关于酶本质的探索：
时间
发现者
实验过程现象
实验结论
1773年
（意）斯帕兰札尼
将装有肉块的小金属笼子让鹰吞下，一段时间后取出，发现笼内的肉块小时
胃具有化学消化作用
1857年
（法）巴斯德、1897年（德）李比希、毕希纳
糖类通过酵母菌发酵产生酒精，并从细胞中提取出酶
细胞提取液中含有酶
1926年
（美）萨姆纳
从刀豆种子中提取了脲酶结晶，并证实是蛋白质
酶是一类具有催化作用的蛋白质
20世纪30年代
许多科学家
相继提取出多种酶的蛋白质结晶
20世纪80年代
（美）切赫、奥特曼
发现少数RNA也具有生物催化功能
2、酶的本质：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶化学本质是蛋白质，少数是RNA。
与酶有关的知识总结：
化学本质
绝大多数是蛋白质
少数是RNA
合成原料
氨基酸
核糖核苷酸
合成场所
核糖体
细胞核（真核生物）
作用场所
细胞内、细胞外或生物体外均可
来源
一般来说，活细胞都能产生酶
生理功能
具有生物催化作用
作用原理
降低化学反应的活化能
四、酶的特性：
①酶具有高效性：催化效率很高，使反应速度加快（与无机催化剂相比）。
②酶具有专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 如纤维素酶、蛋白酶
③酶的作用条件比较温和（温度和pH值）。
酶的最适温度：动物 35℃—40℃；
植物 40℃—50℃；细菌和真菌 70℃。
最适PH值：植物 4.5—6.5；
动物 6.5—8.0、胃蛋白酶最适PH值为1.5；
注：过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。0℃左右，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复。
（1）探究温度对酶活性的影响：
① 原理：温度影响淀粉酶的活性，进而影响淀粉的水解速率。淀粉遇碘变蓝，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅可以判断酶的活性。
② 实验步骤、现象和结论：
注意：
a：探究温度对酶活性的影响时，一定要让反应物和酶在各自所需的温度下保温一段时间，再进行混合。
b：选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度时，检测的试剂不可用斐林试剂代替碘液。因为斐林试剂需在水浴加热的条件下才会发生特定的颜色反应，而该实验中需严格控制温度。
c：探究温度对酶活性的影响时，不宜用H2O2作反应物，因为H2O2遇热会加快分解，氧气的产生速率增加并不能反映酶的活性增大。
（2）探究pH对酶活性的影响：
①原理：过氧化氢在过氧化氢酶作用下分解为水和氧气。
②步骤：
实验步骤
实验操作内容
试管1
试管2
试管3
一
注入等量过氧化氢酶溶液
2滴
2滴
2滴
二
注入不同pH的溶液
1ml蒸馏水
1ml盐酸
1mlNaOH溶液
三
注入等量的过氧化氢溶液
2ml
2ml
2ml
四
观察现象
有大量气泡产生
无气泡产生
无气泡产生
注意：
a：探究pH对酶活性的影响时，必须先将酶置于不同环境条件下，然后再加入反应物。否则放反应物会在未调节好pH的情况下就在酶的作用下发生反应，影响实验准确性。
b：探究pH对酶活性的影响时，不能用斐林试剂作指示剂，因为盐酸会和斐林试剂中的氢氧化铜发生中和反应，使斐林试剂失去作用。
c：探究pH对酶活性的影响时，不宜采用淀粉酶催化淀粉的反应，因为用作鉴定试剂的碘液会和氢氧化钠发生化学反应，使碘与淀粉产生蓝色络合物的机会大大减少，而且在酸性条件下淀粉也会水解，从而影响实验的观察效果。
酶的保存条件：零上低温，最适pH值。
酶在代谢过程中的两点提醒：
1、在化学反应前后，酶的化学性质不变。
2、产生激素的细胞一定能产生酶，但产生酶的细胞不一定能产生激素。
五、影响酶促反应的因素：
1、 底物浓度 2、酶浓度 3、PH值：过酸、过碱使酶失活
4、 温度：高温使酶失活，低温降低酶的活性，在适宜温度下酶活性可以恢复。
总结：与酶有关的实验设计
（1）验证某种酶的化学本质：
①证明某种酶是蛋白质：
实验组：待测酶液+双缩脲试剂→是否出现紫色反应
对照组：已知蛋白液+双缩脲试剂→出现紫色反应
②证明某种酶是RNA：
实验组：待测酶液+吡罗红染液→是否呈现红色
对照组：已知RNA溶液 +吡罗红染液→出现红色
（2）验证酶具有高效性：应设置酶与无机催化剂对同一反应的催化效率的对照实验。
（3）验证酶具有专一性：应设置同一种酶对不同反应物反应的催化效果的对照实验或设置不同的酶对同一反应物反应的催化效果的对照实验。
注意：在使用淀粉、蔗糖以及淀粉酶，不可用碘液进行检验。
（4）探究温度或pH对酶活性的影响：自变量是温度（pH），应设置具有一定梯度的多个不同温度（pH）条件，比较某种酶的催化效率。一般至少应设置低、最适、高，三个指标。
第二节 细胞的能量“货币”ATP
◎生命活动的主要能源物质：糖类 ◎主要储能物质：脂肪
◎植物细胞内储能物质：淀粉 ◎动物细胞内储能物质：糖原
◎直接能源物质：ATP ◎最终能量来源：太阳能
一、ATP（腺苷三磷酸）：
1、组成元素：C、H、O、N、P
2、结构简式：A—P～P～P A代表腺苷（腺嘌呤+核糖） P代表磷酸基团
—普通化学键（水解时释放的能量13.8KJ/mol）
～代表高能磷酸键（水解时释放的能量多达30.54kJ∕mol）
二、ATP和ADP之间的相互转化
绿色植物的呼吸作用和光合作用
人、动物的呼吸作用
A—P～P(腺苷二磷酸) + Pi + 能量（30.5 kJ/mol） A—P～P～P
酶1
酶2
主动运输；用于生物发电、发光；肌肉收缩；用于生物合成；用于大脑思考
ATP ADP AMP 相互转化：
¤转化过程中物质可逆，能量和酶不可逆
◎ATP在细胞内含量很少，但在细胞内的转化速度很快，用掉多少马上形成多少。
◎ATP与ADP的这种转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中。
◎意义：能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通，ATP是细胞里的能量流通的能量“通货”。
◎生物界的共性：细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制。
¤辨析：
①AMP（腺嘌呤核糖核苷酸）②腺嘌呤③腺嘌呤脱氧核苷酸④腺嘌呤核糖核苷酸
¤注意：光合作用中光反应所产生的ATP和H+只能用于暗反应，而不能用于其他生命活动。
第三节 细胞呼吸的原理和应用
一、细胞呼吸的概念、本质和类型：
1、概念：指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。
对概念的理解：
① 发生的场所：细胞内
② 分解的底物：生物体内的有机物（糖类、脂质和蛋白质等）
③ 呼吸产物：二氧化碳和水或不彻底的氧化产物（无氧呼吸）
④ 能量变化：将有机物中的化学能释放出来
2、本质：细胞内有机物的氧化分解，并释放能量的过程。
3、类型：有氧呼吸和无氧呼吸 关键看是否需要氧气的参与
¤辨析：细胞呼吸和燃烧
细胞呼吸和燃烧的实质是一样的，都是有机物氧化分解释放能量的过程。细胞呼吸是多步骤、多场所、逐渐进行的，释放出的能量除了热能还有生物能利用的化学能，燃烧是剧烈的发光发热反应。
¤辨析：细胞呼吸与呼吸运动
细胞呼吸是细胞内发生的化学反应，呼吸运动是借助呼吸系统实现的气体交换，是一种物理变化。
二、实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
（1）实验原理：
①酵母菌是一种单细胞真菌（真核生物），在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧型，便于探究细胞呼吸方式。有氧条件产生CO2、H2O、能量；无氧条件产生酒精、CO2、能量。
②CO2可使澄清的石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌产生的CO2情况。
③橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇（俗称酒精）发生化学反应，变成灰绿色。
（2）实验过程：
（3）实验结论：
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行呼吸；在有氧条件下酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生少量的二氧化碳和酒精。
¤注意：
a：配置酵母菌培养液时，必须将煮沸的葡萄糖溶液冷却到常温，才可加入酵母菌。否则，高温会杀死酵母菌。
b：有氧条件：甲装置中，让空气间隙性地依次通过3个锥形瓶，在通入A瓶之间先用NaOH溶液处理，这样既能保证氧气的充分供应，又能排除空气中的CO2对结果的干扰。
c：无氧条件：乙装置中B瓶应封口放置一段时间，再连接澄清的石灰水，其目的是先让酵母菌将B瓶中的氧气消耗完，确保在实验中只进行无氧呼吸。
d：本实验属于对比试验，即设置有氧和无氧条件，两个都是实验组且结果都是未知的，通过对比可以看出氧气对细胞呼吸的影响。
三、有氧呼吸：
1、有氧呼吸的概念和实质：
（1）概念：指细胞在有氧的参与下，通过多种酶的催化作用下，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放出大量能量，生成ATP的过程。
（2）实质：细胞在氧气的参与下，分解有机物，释放能量。
2、有氧呼吸的场所：细胞质基质和线粒体（主要）
一般来说，线粒体均匀分布在细胞质中。但是，活细胞中的线粒体往往可以定向地运动到代谢比较旺盛的部位。
3、有氧呼吸的过程
有氧呼吸
场 所
反应式
第一阶段
细胞质基质
C6H12O6→2丙酮酸+4[H]+ 少量能量
第二阶段
线粒体基质
2丙酮酸+6H2O→6CO2+20[H]+ 少量能量
第三阶段
线粒体内膜
24[H]+6O2→12H2O+大量能量
总反应式： C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量
◎有氧呼吸过程中O2的去路：O2用于和[H]生成H2O，而葡萄糖和水中的氧在生成物CO2中！
¤注意：
a：三个阶段都能产生能量 ，但大量的能量在第三个阶段产生。
b：反应式中的能量不能写成ATP，因为葡萄糖中的能量只有一部分进入了ATP；反应式前后的水不能消去，因为在反应过程中，在第二阶段消耗了水，而第三阶段生成了水；反应式中间不能用等号，要用箭头；反应条件酶不可省去。
c：对真核细胞来讲，有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质中，第二、三阶段发生在线粒体中，因此说“线粒体是真核细胞有氧呼吸的主要场所”。
d：没有线粒体的生物（如某些细菌）也能进行有氧呼吸，因为他们细胞中含有与有氧呼吸有关的酶，由此可见，线粒体不是有氧呼吸的必要条件。
四、无氧呼吸：
1、无氧呼吸的概念和实质：
（1）概念：一般是指细胞在无氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物（酒精或乳酸），同时释放出少量能量的过程。
（2）实质：有机物不彻底的氧化分解，释放能量。
2、场所：细胞质基质
3、无氧呼吸的过程：
无氧呼吸
场 所
反应式
第一阶段
细胞质基质
C6H12O6→2丙酮酸+4[H]+ 少量能量
第二阶段
细胞质基质
2丙酮酸+4[H]→2C3H6O3 (乳酸)
2丙酮酸+4[H]→2C2H5OH(酒精) + 2CO2
酶
¤注意：无氧呼吸只在第一阶段产生少量能量！！！！
总反应式： C6H12O6 2C3H6O3 (乳酸) + 少量能量 乳酸发酵
酶
C6H12O6 2C2H5OH(酒精) + 2CO2 +少量能量 酒精发酵
◎无氧呼吸产生酒精的：酵母菌细胞和大多数植物细胞等。
◎无氧呼吸产生乳酸的：乳酸菌细胞、哺乳动物成熟红细胞、骨骼肌细胞、马铃薯块茎、甜菜的块根。
◎发酵：微生物（如：酵母菌、乳酸菌）的无氧呼吸。产生酒精的叫酒精发酵；产生乳酸的叫乳酸发酵。
¤注意：呼吸作用中产生的[H]属于还原性辅酶I（NADH）。 区别于光合作用
◎有氧呼吸能量去向：热能的形式散失（主要）+储存在ATP中
◎无氧呼吸能量去向：热能的形式散失+储存在ATP中+不彻底氧化产物中的能量（主要）
6、有氧呼吸和无氧呼吸的比较：
有氧呼吸
无氧呼吸
不同点
场所
细胞质基质、线粒体
细胞质基质
条件
氧气、酶
酶
物质变化
葡萄糖彻底分解，产生CO2和H2O
葡萄糖分解不彻底，生成酒精和CO2或乳酸
能量变化
释放大量能量（主要以热能形式散失，少数形成ATP）
释放少量能量
相同点
联系
从葡萄糖到丙酮酸阶段相同，以后不同(第一阶段相同)
实质
分解有机物，释放能量，产生ATP
意义
为生命活动提供能量
¤注意：酶的不同决定了无氧呼吸中丙酮酸还原产物的不同。
五、影响细胞呼吸作用的因素：
1、内部因素——遗传因素：
（1）不同种类植物的呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。
（2）同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同，如幼苗期、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。
（3）同一植物不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。
2、外界因素（环境因素）：
（1）温度：
原理：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶活性来影响细胞的呼吸速率。最适温度时，细胞呼吸最强；超过最适温度时酶活性降低，甚至变性失活，呼吸作用受到抑制；低于最适温度时酶活性下降，呼吸作用受到抑制。
应用：①零上低温储存粮食、水果、蔬菜；
②种植大棚植物时，白天适当升温，夜间适当降温。
（2）O2浓度：
原理：O2是有氧呼吸所必需的，且对无氧呼吸过程有抑制作用，在O2浓度为零时，只进行无氧呼吸；O2浓度为大于零小于10%时，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；O2浓度为10%以上时，只进行有氧呼吸。
曲线分析：
①Q点：不耗O2，产生CO2→只进行无氧呼吸。
②P点：当O2浓度达到一定值后，随O2浓度增大，有氧呼吸不再加强；耗O2量=产生CO2量→只进行有氧呼吸。
③QP段（不包含Q、P点）：O2浓度低时，无氧呼吸占优势；O2随浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强；产生CO2量＞耗O2量→同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。
④R点：产生CO2量最少→组织细胞呼吸作用最弱。在保存蔬菜、水果时，应选择R点对应的O2浓度。
⑤AB段=BC段长度，说明此时有氧呼吸与无氧呼吸CO2释放相等，此时有氧呼吸消耗葡萄糖量应为无氧呼吸消耗葡萄糖量的三分之一。
呼吸强度
呼吸强度
（3）CO2浓度： （4）含水量：
含水量%
CO2浓度
从化学平衡角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降。环境CO2浓度提高，将抑制细胞呼吸，可用此原理来贮藏水果和蔬菜。
在一定范围内，呼吸作用强度随含水量的增加而增强，随含水量的减少而减弱。但陆生植物根部如长时间受水浸没，根部缺氧，进行无氧呼吸，产生过多酒精，可使根部细胞坏死。
六、细胞呼吸应用：
1、作物栽培时，要有适当措施保证根的正常呼吸，如疏松土壤等。
2、粮油种子贮藏时，要风干、降温，降低氧气含量，则能抑制呼吸作用，减少有机物消耗。
3、水果、蔬菜保鲜时，要低温或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度，抑制呼吸作用。
4、包扎伤口，选用透气消毒纱布，抑制细菌无氧呼吸。
5、酵母菌酿酒：先通气，后密封。先让酵母菌有氧呼吸，大量繁殖，再无氧呼吸产生酒精。
6、稻田定期排水：抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡。
7、提倡慢跑：防止剧烈运动，肌细胞无氧呼吸产生乳酸。
8、破伤风杆菌感染伤口：须及时清洗伤口，以防无氧呼吸
¤经典题型一：有氧、无氧比例综合计算类★★★
这一类题型以有氧呼吸和无氧呼吸过程中的数量变化为基础，计算有氧和无氧相关反应物和产物的比例，解题核心在对比例的理解和记忆上，一般解法归纳如下：
有氧呼吸：C6H12O6～6O2～6CO2
无氧呼吸：C6H12O6～2C3H6O3 (乳酸)
C6H12O6～2C2H5OH(酒精) ～2CO2
根据CO2释放量和O2消耗量判断：
①不消耗O2，释放CO2→只进行无氧呼吸。
②无CO2释放→只进行产生乳酸的无氧呼吸。
③酒精产生量等于CO2量→只进行产生酒精的无氧呼吸。
④CO2释放量等于O2的吸收量→只进行有氧呼吸。
⑤CO2释放量大于O2的吸收量→既进行有氧呼吸，又进行酒精发酵；多余的CO2来自酒精发酵。
⑥酒精产生量小于CO2量→既进行有氧呼吸，又进行酒精发酵，多余的CO2来自有氧呼吸。
针对性训练：
将一些苹果储藏在密闭容器中，较长时间后会闻到酒香。当通入不同浓度的氧气时，其
O2的消耗量和CO2的产生量如下表所示。（假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖）则下列叙
述错误的是（ ）
氧浓度（%）
a
b
c
d
e
产生CO2的量(mol／min)
1.2
1
1.3
1.6
3
O2的消耗量（mol／min）
0
0.5
0.7
1.2
3
A、氧浓度为a时，苹果的细胞呼吸只在细胞质基质中进行
B、氧浓度为c时，苹果产生C2 H5OH的量为0.6 mol／min
C、氧浓度为d时，消耗的葡萄糖有1/4用于酒精发酵
D、氧浓度为b时，较适宜苹果储藏
¤经典题型二：实验类图示题★★★
这一类题目通过两个或多个实验，改变一定的自变量如种子、植物的种类、有无氧气存在、有无微生物存在等，再通过气珠或气塞检测氧气的产生，其实质和上一类计算题是一样的，但要弄清自变量和因变量之间的关系，从而准确地判断实验中的反应的类型和比例。
常用的变量有：生物种类，绿色植物或种子（分小麦种子和花生种子）；液体种类；NaOH、清水、NaHCO3；处理方式：消毒、未消毒。
经典习题举例：
1、测细胞呼吸类型：
（1）装置1有色液滴的移动反映的是装置内 ，而装置2有色液滴的移动反映的是装置内 。
（2）如实验对象是植物的绿色器官，则需进行 处理。
（3）一般还需要一组对照（装置3），如在进行定量计算时，用于校正装置1和装置2因无关
变量（如温度等）引起的气体体积变化。
实验结果预测和结论：
①若装置1液滴左移，装置2液滴不移动，则表明所测生物 。
②若装置1液滴不移，装置2液滴右移动，则表明所测生物 。
③若装置1液滴左移，装置2液滴右移动，则表明所测生物 。
2、测细胞呼吸速率
（1）用装置1
（2）指标：细胞呼吸速率常用单位时间内 或 来表示。
（3）原理：组织细胞呼吸作用吸收 ，释放 ， 被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的水滴 。单位时间内液滴 的数值即表示呼吸速率。
（4） 物理误差的校正
①如果实验材料是绿色植物，整个装置应 ________ 处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。
②如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行 _______________处理。
③为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料_____________________，其他条件均不变。
针对性训练：
下图是测定发芽种子的呼吸作用类型所用的装置（假设呼吸底物只有葡萄糖，并且不考虑外界条件的影响），下列有关说法不正确的是： （ ）
A、若装置1液滴左移，装置2液滴不动，则表明所测生物只进行有氧呼吸
B、若装置1液滴不动，装置2液滴右移，则表明所测生物只进行无氧呼吸
C、若装置1液滴左移，装置2液滴右移，则表明所测生物既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸
D、如果题中发芽种子换成蛆，其它条件相同，则与测发芽种子呼吸类型结果是一样的
第四节 能量之源——光与光合作用
一、捕获光能的色素：
1、实验：绿叶中色素的提取和分离
（1）实验原理：
①色素的提取原理：绿叶中色素不溶于水，易溶于无水乙醇、丙酮等有机溶剂
②色素的分离原理：不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的速度快，反之则慢。
实验材料：新鲜的绿叶（如菠菜的绿叶），无水乙醇，层析液（由20份在60～90℃下分馏出来的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成。93号汽油也可代用），二氧化硅和碳酸钙。
（2）方法步骤：
◎最宽：叶绿素a；（含量最多）
◎最窄：胡萝卜素；（含量最少）
◎相邻色素带最近：叶绿素a和叶绿素b；
◎相邻色素带最远：胡萝卜素和叶黄素。
◎扩散最快（溶解度最高）的是胡萝卜素（橙黄色）
◎扩散最慢（溶解度最低）的是叶绿素b（黄绿色）
（3）实验中注意事项及操作目的
2、绿叶中的色素
◎因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。
◎类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收蓝紫光和红光
二、叶绿体的结构：
1、叶绿体只存在于植物的绿色细胞中，扁平的椭球形或球形，双层膜（透明的，有利于光照的透过）。
2、叶绿体内部由多个类囊体堆叠成基粒，基粒上有色素，吸收光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。每个基粒由2-100个类囊体组成，增大叶绿体内的膜面积，扩大色素酶附着面，扩大了受光面积，有利于提高光能的利用率。
3、基粒与基粒之间充满了基质，基质光合作用中暗反应进行的场所。
三、光合作用的原理：
1、光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。
①场所：绿色植物的叶绿体中 ②能量来源：光能 ③反应物：二氧化碳和水
④产物：有机物和氧气 ⑤实质：合成有机物，储存能量。
2、光合作用的探究历程：
发现者
时间
结论
普利斯特利
1771年
植物可以更新空气
英格豪斯
1779年
只有在光照下只有绿叶才可以更新空气
1785年
明确了光下释放的是O2吸收的是CO2
梅耶
1845年
光合作用把光能转换成化学能储存起来
萨克斯
1864年
植物叶片光合作用产生了淀粉
恩格尔曼
1880年
氧气是叶绿体释放出来的、叶绿体是光合作用的场所
鲁宾和卡门
1939年
光合作用释放的O2全部来自于H2O
卡尔文
20世纪40年代
探明了CO2转化成有机物的途径即卡尔文循环
四、光合作用的过程：
总反应式：
光能
叶绿体
CO2 + H2O （CH2O）+ O2
注意：光合作用释放的氧气全部来自水。
◎根据是否需要光能，可将其分为光反应和暗反应两个阶段。
1、光反应阶段：必须有光才能进行
条件：光、色素、酶、水
场所：叶绿体的类囊体薄膜
2、暗反应阶段：有光无光都能进行
条件：酶、CO2、NADPH、ATP
场所：叶绿体基质
¤注意：光合作用中产生的H+属于还原型辅酶II（NADPH）
3、联系：光反应阶段与暗反应阶段既有区别又紧密联系，是缺一不可的整体，光反应为暗反应提供ATP和NADPH，暗反应为光反应提供合成ATP的原料ADP和Pi以及NADP+，没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成。
4、光合作用的意义：
① 制造有机物，实现物质转变，将CO2和H2O合成有机物，转化并储存太阳能；
② 调节大气中的O2和CO2含量保持相对稳定；
③ 生物生命活动所需能量的最终来源。
¤注意：光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。
五、影响光合作用的因素：
◎光合作用的强度：是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
◎表示方法：单位时间光合作用产生氧气、利用二氧化碳、产生有机物的量进行表示。
◎光合速率：是光合作用强度的指标，它是指单位时间内单位面积的叶片合成有机物的速率。影响因素包括植物自身内部的因素，如处在不同生育期等，以及多种外部因素。
1、光照强度(如图所示)：
（1）曲线分析：
①A点：光照强度为零，此时只进行细胞呼吸。
②AB段：随光照强度的增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐减少。
③B点：为光补偿点，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。
④C点：对应的光照强度为光饱和点，限制C点以后光合作用强度不再增加的内部因素是色素含量、酶的数量和最大活性，外部因素是CO2浓度等除光照强度之外的环境因素。
（2）应用：
①温室中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产；
②阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，间作套种农作物，可合理利用光能。
（3）环境因素的改变会影响光饱和点和光补偿点位置的移动移动规律：
①若改变某一因素（如光照、CO2浓度），使光合作用强度增大（减少），而呼吸作用不变，为使光合作用强度与呼吸作用强度相等，则光补偿点应左移（右移）。
②若改变某一因素（如温度），使呼吸作用强度增大（减少），为使光合作用强度与呼吸作用
强度相等，则光补偿点应右移（左移）。
③饱和点变化规律：光饱和点的变化与呼吸作用无关，只与光合作用有关，若改变某一因素
使光合作用强大增大（减少），则光饱和点应右移（左移）。
（4）有关光合作用的计算：
① 总光合作用速率=净光合作用速率+细胞呼吸作用速率
② 光合作用制造的有机物=光合作用积累的有机物+细胞呼吸消耗的有机物
解析：制造的就是生产的总量，其中一部分被储存起来，就是积累的，另一部分被呼吸消耗。
总光合作用速率一般表述为：叶绿体“固定”CO2量；叶绿体产生O2量；叶绿体“生产或制造”葡萄糖量，植物（叶片）“合成”有机物的量；
净光合速率一般表述为：植物（叶片）“吸收”CO2量或实验容器内CO2的减少量；植物（叶片）“释放”O2量或实验容器内O2的增加量；植物（叶片）“积累”葡萄糖量或植物重量（有机物）增加量。
③ 光合作用利用CO2的量=从外界吸收的CO2的量+细胞呼吸释放的CO2的量
解析：光合作用利用CO2的量有两个来源，一个是外界吸收的，另一个是自身呼吸放出的，二者都被光合作用利用。
④净光合速率与植物生长的关系
A：当净光合速率＞0时，植物积累有机物而生长
B：当净光合速率=0时，植物不能生长，但能生存
C：当净光合速率＜0时，植物不能生长，长时间处于此状态，将会死亡
2、光照面积：
（1）曲线分析：
①OA段：随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用叶面积的饱和点。随叶面积的增大，光合作用不再增加，原因是有很多叶片被遮挡，光照不足。
②OC段：随叶面积的不断增加，呼吸量不断增加。
③OB段：干物质量随光合作用增加而增加，B点为干物质量最大点，此时的叶面积指数有利于农业生产。而BC段干物质积累量不断降低是由由于A点以后光合作用强度不再增加，而呼吸作用强度仍然在增强。
（2）应用：合理密植，适当修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。
3、CO2浓度：
（1）曲线分析：
①a中A点表示CO2补偿点，即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度。
②b中A`点表示进行分光合作用所需的CO2最低浓度。
③B点和B`点都表示CO2饱和点。
④限制因素：B点前为CO2浓度；B点及以后可能有温度、光照强度。
⑤若光强适当增强至光饱和点，则A点左移，B点右移。
⑥若光强适当减弱，则A点右移，B点左移。
（2）应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合速率。
4、温度：
（1）曲线分析：
①AB段：在B点前，随着温度升高，光合速率增大。
②B点：酶的最适温度，光合速率最大。
③BC段：随着温度升高，酶的活性下降，光合速率减小，50℃左右光合速率几乎为零。
（2）应用：
①在晴天条件下，白天适当升温，以提高光合作用，晚上适当降温，减少呼吸消耗，保证有机物的积累；
②在阴天条件下，白天温度不可太高，晚上适当降温。
5、矿质元素：
（1）原理：
①N存在于各种酶、蛋白质及NADPH和ATP、核酸、叶绿素中；
②P存在于NADPH和ATP、核酸、磷脂中；
③Mg存在于叶绿素中。
（2）曲线分析：BC段土壤溶液浓度过高导致植物渗透失水萎蔫，光合速率下降。
（3）应用：合理施肥；轮作（如今年种花生，明年种棉花）可充分利用土壤矿质元素。
6、水分：
（1）原理：水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，缺水会导致植物萎蔫，使光合速率下降。另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内。
（2）曲线分析：
①a表明在农业生产中，可根据作物的需水规律，合理灌溉。
②b曲线中间E处光合作用强度暂时降低，是因为温度高，蒸腾作用国强，使植物体水分丢失，引起气孔开度减小甚至关闭，影响了CO2的供应。 植物的午休现象
六、经典图形分析：
1、夏季植物CO2气体吸收与释放典型曲线分析：
曲线分析：
①Oa段：凌晨3时～4时，温度降低，细胞呼吸强度减弱，CO2释放减少。
②b点：上午6时左右，太阳出来，开始进行光合作用。
③bc段：光合作用强度小于细胞呼吸强度。
④c点：上午7时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。
⑤ce段：光合作用强度大于细胞呼吸强度。
⑥d点：温度过高，失水过多导致部分气孔关闭，出现“午休”现象。
午休现象：由于中午气温过高，植物失水过多，为避免过度失水，植物关闭气孔，同时导致吸收的CO2减少，光合作用受阻的现象。
⑦e点：下午6时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。
⑧ef段：光合作用强度小于呼吸作用强度。
⑨fg段：太阳落山，光合作用停止，只进行细胞呼吸。
2、有机物产生与消耗情况的分析：
①积累有机物时间段：ce段。c点和e点时，光合作用强度与细胞呼吸强度相等，ce段由于光照强度增加，光合作用强度大于细胞呼吸强度，故不断积累有机物。
②制造有机物时间段：bf段。b点大约早上6时，太阳升起，有光照，开始进行光合作用；f点大约为下午6时，太阳落山，无光，停止光合作用。
③消耗有机物时间段：Og段。一天24小时，细胞的生命活动时刻进行，即不停消耗能量，故细胞呼吸始终进行。
④一天中有机物积累最多时间点：e点。白天，光合作用强度大于细胞呼吸强度，积累有机物；e点后，随着光照减弱，细胞呼吸强度大于光合作用强度，故e点时有机物积累量最多。
3、密闭容器中一昼夜植物光合作用曲线：
①AB段：无光照，植物只进行呼吸作用。
②BC段：温度降低，呼吸作用减弱。
③CD段：4时候，微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度＜呼吸作用强度。
④D点：光合作用强度=呼吸作用强度。
⑤DH点：光合作用强度＞呼吸作用强度，其中FG段表示“午休”现象。
⑥H点：光合作用强度=呼吸作用强度。
⑦HI段：光照继续减弱，光合作用强度＜呼吸作用强度，直至光合作用完全停止。
经过一天24小时后，CO2总浓度降低，说明植物积累了有机物，植物生长了。
七、化能合成作用：
◎ 进行光合作用和化能合成作用的生物都是自养型生物：如绿色植物、光合细菌、化能合成性细菌。
◎ 只能利用环境中现成的有机物来维持自身生命活动的生物是异养型生物：动物、人、大多数细菌、真菌。
化能合成作用：自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但是能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用，叫做化能合成作用，这些细菌也属于自养生物。（例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌、氢细菌）
硝化细菌：不能利用光能，但能将土壤中的NH3氧化成HNO2，进而将HNO2氧化成HNO3。
硝化细菌能利用这两个化学反应中释放出来的化学能，将CO2和水合成为糖类，这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动。
八、比较光合作用和细胞呼吸作用 ：
光合作用
呼吸作用
反应场所
绿色植物（在叶绿体中进行）
所有生物（主要在线粒体中进行）
反应条件
光、色素、酶等
酶（时刻进行）
物质转变
无机物CO2和H2O合成有机物（CH2O）
分解有机物产生CO2和H2O
能量转变
把光能转变成化学能储存在有机物中
释放有机物的能量，部分转移ATP
实质
合成有机物、储存能量
分解有机物、释放能量、产生ATP
联系
有机物、氧气
能量、二氧化碳
光合作用 呼吸作用
九、C3和C5（及NADPH、ATP）变化规律：
条件
C3
C5
NADPH、ATP
光照不变，CO2减少
减少
增加
增加
光照不变，CO2增加
增加
减少
减少
CO2不变，光照减弱
增加
减少
减少
CO2不变，光照增强
减少
增加
增加
提醒：上述变化规律不要死记硬背，熟练的掌握光合作用的过程，分析每种物质的来源和去路即可得出结论。
第六章 细胞的生命历程
第一节 细胞增殖
一、细胞增殖：
1、概念：细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程，叫作细胞增殖。
2、意义：细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。
3、真核细胞增殖的方式：
有丝分裂：真核生物体细胞增殖的主要方式
无丝分裂：蛙的红细胞等特殊细胞的增殖方式（区别于哺乳动物的成熟红细胞）
减数分裂：真核生物产生成熟生殖细胞的方式 必修二学习
注意：原核细胞以二分裂的方式进行增殖
二、细胞周期：
1、概念：连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到一下次分裂完成时为止，为一个细胞周期。
2、细胞周期分为分裂间期和分裂期两个阶段。
3、分裂间期所占时间长（大约占细胞周期的90%——95%），分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长。
4、分裂间期分为：
①G1期：进行RNA和有关蛋白质的合成，为S期DNA的合成做准备。
②S期：进行DNA的复制。
③G2期：进行RNA和有关蛋白质的合成，为分裂期做准备。
5、常考题型：
甲
乙 a b c d
分裂间期：a或c
分裂期：b或d
分裂间期：甲到乙 分裂期：乙到甲 完整的细胞周期：a+b或c+d
完整的细胞周期：甲到甲（甲到乙到甲）
注意：
①只有能连续分裂的细胞才有细胞周期，如发育中的受精卵、根尖分生区细胞、茎的形成层细胞等；高度分化的细胞不再继续分裂，如神经细胞、精子等不具有细胞周期。
②一个细胞周期中分裂间期为分裂期提供了物质基础，因此分裂间期在前，分裂期在后。
③细胞种类不同，其分裂间期和分裂期所持续的时间各不相同，一个细胞周期经历的时间也不相同。
三、有丝分裂：
1、植物细胞有丝分裂各时期的主要特点：
（1）前期特点：（膜仁消失现两体）①出现染色体、出现纺锤体②核膜、核仁消失。③染色体散乱地分布在细胞中心附近。④每条染色体都有两条姐妹染色单体。
（2）中期特点：（形数清晰赤道齐）①所有染色体的着丝粒都排列在细胞中央的一个平面赤道板上（位置） ②染色体的形态和数目最清晰。染色体特点：染色体的形态比较固定，数目比较清晰。故中期是进行染色体观察及计数的最佳时期。
（3）后期特点：（点裂数增均两极）①着丝粒一分为二，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体，并分别向两极移动。②纺锤丝牵引着子染色体分别向细胞的两极移动。这时细胞核内的全部染色体就平均分配到了细胞两极。染色体特点：染色单体消失，染色体数目加倍。
（4）末期特点：（两消两现细胞板）①染色体变成染色质，纺锤体消失。②核膜、核仁重现。③在赤道板位置出现细胞板，并扩展形成成分隔两个子细胞的细胞壁，与高尔基体（直接）、线粒体（间接）的活动有关。
注意：
①纺锤体的变化：形成（前期）～消失（末期）
②核仁、核膜的变化：解体（前期）～重现（末期）
3、有丝分裂过程中染色质与染色体变化过程：
染色体数量就看着丝粒数量，DNA含量看多少个条，姐妹染色单体数等于叉数乘2。
4、动、植物细胞有丝分裂的区别： ★★★
不同点
植物细胞
动物细胞
前期
纺锤体形成方式不同
由细胞两极发出纺锤丝构成纺锤体
由位于细胞两极的两组中心粒周围发出星射线构成纺锤体
末期
细胞质分裂方式不同
细胞板向四周扩展形成细胞壁，分成两个子细胞
由细胞膜向内凹陷，缢裂成两个子细胞
此外，还需注意的是动物细胞在分裂间期要进行中心体的复制。
5、有丝分裂过程中DNA数量、染色体数量、染色单体数、每条染色体上DNA数变化：
6、细胞DNA、染色体、染色单体含量变化柱状图：
7、有丝分裂的重要意义：亲代细胞的染色体经过复制，精确地平均分配到两个子细胞中，亲子代细胞核遗传物质完全相同，保证了遗传的连续性。 复制一次，分裂两次。
8、实验：观察植物细胞的有丝分裂
（1）实验原理：细胞有丝分裂过程中最重要的变化是染色体的形态和数量变化。染色体容易被碱性染料（甲紫溶液或醋酸洋红染液）染成深色。
（2）方法步骤：解离——漂洗——染色——制片 解离后不能直接染色
（3）解离液成分：质量分数15%盐酸+体积分数95%酒精按1:1混合
解离目的：杀死细胞，使染液进入细胞、使组织中细胞相互分离（主要）
注意：
（1）解离时间不宜过长或过短：过长会使根尖过分酥软且染色体成分被破坏；过短使根尖细胞解离不充分，组织细胞不能相互分离开。
（2）经过解离后的细胞都为死细胞，若要观察各时期的细胞，可以在显微镜下先找到一个处于分裂间期的细胞，然后在周围找其他时期的细胞。
（3）解离之后要用清水进行漂洗，再进行染色。
在这个实验中，在显微镜下所观察到的细胞处于分裂间期的细胞是最多的，因为间期占了细胞周期的大部分时间。
9、无丝分裂特点：在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化。
10、无丝分裂的典例：蛙的红细胞
四、细胞不能无限长大（补充内容）：
1、生物体体积增大的原因：细胞体积增大和细胞数目增多。
2、限制细胞长大的原因：
①细胞表面积与体积之比限制了细胞的长大。
细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就越低，细胞不能获得足够的养料和能量来满足代谢的需求。 原核细胞代谢特别旺盛
②细胞的核质之比限制了细胞的长大。
细胞核是遗传和代谢的控制中心，细胞核所控制的细胞质范围是有一定限度的。
¤注意：细胞可不可以无限小？
细胞的体积并非越小越好，细胞体积的最小限度是由完成细胞功能所必须的基本结构（如各种细胞器）和物质（如酶、ATP）所需的空间决定的。
第二节 细胞分化
一、细胞分化及其意义：
1、概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生的稳定性差异的过程，叫做细胞分化。
2、结果：形成形态、结构和生理功能都有很大差异的细胞，进而形成不同的组织和器官。
3、细胞分化的特点：
①稳定性：一般来说，分化了的细胞不会再变成原始的细胞，将一直保持分化后的状态，直到死亡。
②持久性：贯穿于生物体整个生命过程中，在胚胎时期达到最大限度。
③遗传物质不变性：分化后的细胞遗传物质不变。
④普遍性：在生物界中普遍存在。
4、分化的实质：不同细胞中遗传信息的执行情况不同导致。（基因的选择性表达）
补充：正确理解“基因的选择性表达”：细胞分化后，不同的细胞遗传物质（DNA）完全相同，但转录的差异导致mRNA种类不同，并最终导致翻译得到的蛋白质不同。
5、意义：
（1）细胞分化是个体发育的基础，能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官 。
（2）细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
二、细胞的全能性：
1、概念：指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。
2、原因：已分化的细胞仍含有本物种个体发育所需要的全套遗传信息。
3、全能性大小的比较：
（1）动植物细胞：植物细胞＞动物细胞
（2）同一个体：受精卵＞生殖细胞＞干细胞＞体细胞
（3）同一种细胞：刚产生的细胞＞成熟的细胞＞衰老的细胞
（4）分裂能力：具有旺盛分裂能力的分生组织细胞＞不能分裂的细胞
（5）随着细胞分化程度的提高，细胞全能性逐渐降低（生殖细胞除外）
4、生物体内细胞不能表现出全能性的原因：
在生物的生长发育过程中，细胞并不会表现出全能性，而是分化形成不同的组织和器官，这是因为在特定的时间和空间条件下，基因会选择性表达。
5、类型：
①植物细胞具有全能性。 （植物组织培养）
②动物已分化的细胞细胞核具有全能性。 （克隆技术）
6、细胞全能性表达的条件：离体、一定的营养物质、激素、适宜的条件。
7、细胞的分化程度越低，全能性越大，分裂能力越强，反之………。
8、从不同的水平理解细胞分化：
①从细胞水平看：细胞形态、结构、功能的改变。
②从亚显微水平看：细胞器数目及细胞质基质成分和功能的改变。
③从分子水平看：
a蛋白质分子：蛋白质种类、数量的改变。
b核酸分子：RNA的种类和数量的改变（DNA未变）。
第三节 细胞衰老和死亡
一、细胞衰老的特征：
1、细胞膜：膜通透性改变，物质运输功能降低。
2、细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。
3、细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小。
4、细胞内多种酶活性降低，呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢 。
5、细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内的物质交流和传递。
二、细胞衰老的原因：
1、自由基学说：
在生命活动中，细胞不断进行各种氧化反应，在这些反应中很容易产生自由基。攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。
2、端粒学说：
每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体，成为端粒。端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。随着细胞分裂次数的增加，截短的会逐渐向内延伸，截短到一定程度就影响到了DNA复制。
三、细胞衰老与个体衰老的关系：
1、单细胞生物：细胞衰老与死亡＝个体衰老与死亡
2、多细胞生物：个体衰老是体内细胞普遍衰老的过程。
三、细胞的死亡：
1、细胞死亡分为细胞凋亡和细胞坏死。
2、细胞凋亡：
（1）概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以也常常被称为程序性死亡。
（2）实例：人在胚胎时期尾部消失、蝌蚪尾部的消失，胎儿的手指等。
（3）意义：
①清除多余的、无用的细胞。
②清除完成正常使命的衰老细胞，如衰老的白细胞死亡。
③维持器官和组织中细胞数目的相对稳定，如红细胞的更新。
④清除体内有害的细胞，如癌症的发生就是异常细胞没有被及时清除的结果。
注意：
（1）细胞凋亡是机体正常的生命现象，对机体具有积极意义。
（2）细胞凋亡不仅仅发生在个体发育的胚胎时期，而是贯穿整个生命活动始终。
2、细胞坏死：
（1）概念：在种种不利因素影响下，如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
（2）举例：烫伤、烧伤而死亡的细胞。
辨析细胞凋亡与坏死： ※※※
①HIV侵染人体的T细胞，使人的正常细胞变为靶细胞，人体的免疫系统将靶细胞裂解死亡
②HIV侵染人体的T细胞，使人的正常细胞变为靶细胞，子代HIV病毒释放过程中，靶细胞死亡。
