生物必修1《分子与细胞》第1节 细胞是生命活动的基本单位导学案

这是一份生物必修1《分子与细胞》第1节 细胞是生命活动的基本单位导学案，共11页。学案主要包含了细胞核的功能，细胞核的结构，比较几组概念等内容，欢迎下载使用。

动、植物细胞共有的细胞器有：线粒体、内质网、高尔基体、核糖体和溶酶体。
主要存在于植物细胞的细胞器有：叶绿体和液泡。
动物和低等植物细胞特有的细胞器有：中心体。
分布最广泛的细胞器是：核糖体。
（核糖体在动物细胞和植物细胞、原核细胞和真核细胞甚至在叶绿体和线粒体中都有分布）
原核生物细胞中唯一的细胞器是：核糖体。
2 按细胞器的结构归纳
具有单层膜的细胞器：内质网、高尔基体、液泡和溶酶体。
具有双层膜的细胞器：线粒体和叶绿体。
无膜结构的细胞器：中心体、核糖体。
具有核酸的细胞器：线粒体、叶绿体和核糖体。
具有DNA的细胞器：线粒体、叶绿体。
具有RNA的细胞 器：线粒体、叶绿体和核糖体。
含有色素的细胞器：液泡、叶绿体。
3 按细胞器的功能特点归纳
能复制的细胞器：线粒体、叶绿体和中心体。
能自我复制的细胞器：线粒体和叶绿体。
能半自主遗传的细胞器：线粒体和叶绿体。
能产生水的细胞器：线粒体、叶绿体、核糖体和高尔基体。
与能量转换有关的细胞器（或与ATP形成有关的细胞器）：线粒体和叶绿体；
与主动运输有关的细胞器：线粒体和核糖体；
与分泌蛋白合成有关的细胞器：核糖体、内质网、高尔基体和线粒体
参与细胞分裂的细胞器：核糖体、线粒体、中心体和高尔基体。
参与动物细胞分裂的细胞器：核糖体、线粒体和中心体（形成纺锤体）；
参与植物细胞分裂的细胞器：核糖体、线粒体和高尔基体（形成细胞壁）。
能发生碱基互补配对的细胞器：核糖体、叶绿体和线粒体。
动植物细胞中功能不同的细胞器：高尔基体。
（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。）
⭐注意：中心体在细胞分裂的间期能复制，但不能自我复制，它的复制是在细胞核内的遗传物质作用下完成的，因而不能独立遗传 。
线粒体与叶绿体的相同点和不同点
相同点
①都是双层膜结构，含有磷脂分子；都有较大膜面积，都有丰富的基质。
②都能产生水，也都能利用水。
③都与能量转换有关，与ATP形成有关。
④都含有少量DNA和RNA（都含有核酸；都含有遗传物质；都含有五种碱基ATGCU）。
⑤都能自我复制（都能半自主遗传；都能发生碱基互补配对）。
⑥都能控制细胞质遗传（都表现为母系遗传，都不遵循遗传基本规律）。
不同点
①增大膜面积的方式不同：线粒体增大膜面积是通过内膜向内折叠形成嵴；叶绿体增大膜面积是通过基粒片层结构（或类囊体）重叠。
②功能不同（含酶不同）：线粒体含有氧呼吸酶，进行有氧呼吸，属于异化作用；叶绿体含光合作用有关的酶，进行光合作用，属于同化作用；
③独立性不同：叶绿体能独立完成光合作用，但线粒体不能独立完成有氧呼吸（第一阶段要在细胞质基质中进行）。
生物膜系统
1 概念
内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等，这些细胞器膜和细胞膜 、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。
2 功能
1、保证内环境的相对稳定，对物质运输、能量转换和信息传递等过程起决定作用。
2、为多种酶提供附着位点，是许多生化反应的场所。
3、分隔各种细胞器，保证细胞生命活动高效、有序地进行。
3 生物膜之间的联系
各种生物膜在化学组成上的联系
①相似性：各种生物膜在组成成分的种类上基本相同，都主要由蛋白质和脂质组成。
②差异性：各种生物膜在组成成分的含量上有显著差异，这与不同的生物膜功能的复杂程度有关，功能越复杂的生物膜中，蛋白质的种类和数量就越多。
各种生物膜在结构上的联系
①内质网膜在各种膜结构的联系中处于中心地位。
②直接联系是指不同膜结构之间直接相连。
③间接联系是指不同膜结构之间通过囊泡发生膜的变化。
细胞核----系统的控制中心
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：
1、染色质：由DNA和蛋白质组成，染色质和染色体是同样物质在细胞不同时期的两种存在状态。
2、核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开。
3、核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。4、核孔：实现细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流
1.细胞核存在：大多数真核细胞中。成熟的植物筛管和哺乳类红细胞没有细胞核。
在原核细胞中，DNA集中，但无核膜包围，故称拟核。
2.细胞核形态：一般呈圆形。
3.细胞核位置： 正在生长的细胞中，核位于细胞中央，在分化成熟的细胞中，常因细胞内含物或特殊结构的存在，核被挤到边缘。
4.细胞核大小：与细胞大小有关。细胞衰老时细胞核体积增大。
5.细胞核数量：通常一个细胞一个核，肝细胞和心肌细胞可有双核。人的骨胳肌中的细胞核可达数百个。
6.细胞核结构：
（1）核膜：双层膜。把核内物质与细胞质分开。
a.外核膜胞质面附有核糖体，并与内质网相连，核膜上存在核孔。
b.核孔：实现核质之间频繁的物质交换的信息交流。一方面核蛋白在细胞质中合成后通过核孔定向输入细胞核，另一方面细胞核中合成的各类RNA、核糖体亚单位需要通过核孔运到细胞质。小分子物质能够以自由扩散的方式通过核孔进入细胞核。细胞核活动旺盛的细胞中核孔数目较多，反之较少。
（2）核仁：与rRNA的合成以及核糖体的形成有关。
一般蛋白质合成旺盛和分裂增殖较快的细胞有较大和数目较多的核仁，反之核仁很小。
核仁在分裂前期消失，分裂末期又重新出现。分泌蛋白质的腺细胞、肿瘤细胞、胚胎干细胞、卵母细胞核仁大。
染色质→染色体
细胞核功能：控制着细胞的代谢和遗传：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
细胞的物质输入和输出
第1节 物质跨膜运输的实例
一、渗透作用
（1）渗透作用：指水分子通过半透膜由低浓度往高浓度扩散。
发生渗透作用的条件：
1、具有半透膜；2、半透膜两侧具有浓度差。
细胞的吸水和失水（原理：渗透作用）
1、动物细胞的吸水和失水
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（0.9%生理盐水）
植物细胞的吸水和失水
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 = 细胞液浓度时就，水分进出细胞处于动态平衡
3、质壁分离产生的原因：
内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性；原生质层具有选择透过性（注意要有中央大液泡）
外因：外界溶液浓度 > 细胞液浓度
⭐注意：
1、植物细胞死亡后不能发生质壁分离复原，细胞死亡后变为全透性（可用于判断细胞死活）
2、质壁分离自动复原：细胞主动将外界溶液中的溶质吸收，导致细胞液的浓度增大，吸水复原。（如： KNO3、葡萄糖、乙二醇、甘油、尿素等小分子物质）
3、蔗糖是二糖，不能被细胞直接吸收，所有不能发生质壁分离自动复原现象
4、质壁分离过程的表现
宏观上：植物由坚挺→萎焉
液泡（大→小）
微观上：质壁分离，细胞液颜色（浅→深）
原因：原生质层与细胞壁分离
5、物质跨膜运输的其他实例
（1）物质跨膜运输并不都是顺浓度梯度的
（2）对物质是否吸收以及吸收多少，都是由细胞膜上载体蛋白的种类和数量决定。
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。细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。
细胞膜的功能特点：选择透过性。
三、比较几组概念
扩散：物质从高浓度到低浓度的运动叫做扩散（扩散与过膜与否无关）（如：O2从浓度高的地方向浓度低的地方运动）
渗透：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散又称为渗透（如：细胞的吸水和失水，原生质层相当于半透膜）渗透相当于溶剂分子的扩散
半透膜：物质的透过与否取决于半透膜孔隙直径的大小
选择透过性膜：细胞膜上具有载体，且不同生物的细胞膜上载体种类和数量不同，构成了对不同物质吸收与否和吸收多少的选择性，所以膜具有选择透过性。
第二节 生物膜的流动镶嵌模型
生物膜结构的探索历程
1、欧文顿（E .Overtn）的发现和结论
⑴、发现：细胞膜对不同物质的通透性不同。 凡是脂溶性物质都更容易通过细胞膜进入细胞。
⑵、结论：膜是由脂质组成的。
2、1925年荷兰科学家的实验发现和结论
1、 实验：提取人红细胞中的脂质，在空气——水界面上铺展成单层分子。
2、 发现：单层分子的面积为人红细胞表面积的2倍。
3、 结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。
3、1959年，罗伯特森（J .D .Rbertsen）的发现和论断
1、 发现：电镜下，发现细胞膜有清晰的“暗—亮—暗”三层结构。
2、 论断：所有的生物膜都是由“蛋白质—脂质—蛋白质”三层结构构成。
3、“荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验”的发现和结论
⑴、发现：两种细胞刚融合时，融合细胞一半发绿色荧光，另一半发红色荧光；370C下40min后，两种颜色的荧光均匀分布。
⑵、论断：细胞膜具有流动性。
5、1972年，桑格（S .J .Singer）和尼克森（G .Niclsn）提出的流动镶嵌模型的基本内容
（1）、磷脂双分子层是细胞膜的基本支架。
（2）、蛋白质分子或镶或嵌入或横跨磷脂双分子层。
（3）、磷脂和蛋白质分子都是可以运动的。
糖被——糖蛋白 (蛋白质和糖类结合)
（1）位置：细胞膜的外侧表面。
（2）功能：①细胞识别作用。②消化道、呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白有保护和润滑作用
物质跨膜运输的方式
一、物质跨膜运输的方式（小分子物质和离子进出细胞）
意义：保证活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。
二、非跨膜运输方式（大分子物质和颗粒进出细胞）
（1）胞吞：是细胞吸收大分子时，大分子首先附着在细胞膜表面，然后细胞膜包裹着大分子内陷成囊泡进入细胞内部的现象。（需消耗能量）
（2）胞吐：是细胞外排大分子时，先在细胞内形成囊泡包裹着大分子，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜 融合，将大分子排出细胞的现象。（需消耗能量）
一、 酶
1、酶得化学本质及作用
⭐酶就是活细胞产生得具有催化作用得有机物,绝大多数酶就是蛋白质,少数酶就是RNA
1、酶未必都就是蛋白质;未必均能与双缩脲试剂发生紫色反应;其合成原料未必都就是氨基酸;其合成场所未必都就是核糖体
2、酶未必只在细胞内发挥作用(如消化酶)
3、酶一定只能起催化作用(无其她功能)
酶、激素、载体、抗体与蛋白质得关系图:
2、酶的特性：
⑴高效性:酶得催化效率大约就是无机催化剂得１07~１01３倍。
⑵专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
⑶作用条件较温与
①最适pＨ与温度下,酶活性最高,温度与pH偏高或偏低,酶活性都会明显降低。
②过酸、过碱或高温下，酶失活。
３、与酶有关得实验设计思路归纳
(1)酶就是蛋白质得验证实验(利用双缩脲试剂)
通过对照,实验组若出现紫色,证明待测酶得化学本质就是蛋白质;不出现紫色,则该酶液得化学本质不就是蛋白质。
(2)酶具有催化作用得实验设计思路及结果分析
根据底物性质利用相应试剂检测,若底物被分解,则证明酶具有催化作用,否则不具有催化作用。
(3)验证淀粉酶得专一性
还原糖＋斐林试剂―→砖红色沉淀
用淀粉酶分别催化淀粉与蔗糖后,再用斐林试剂鉴定,根据就是否有砖红色沉淀来判定淀粉酶就是否对二者都有催化作用,从而验证酶得专一性。
(4)验证H２O2酶具有高效性
实验组:H２O2＋鲜猪肝研磨液
对照组:Ｈ2Ｏ2＋Fe3+
观察标准：因变量：过氧化氢分解反应速率
观测指标：点燃但无火焰得卫生香燃烧得猛烈程度或气泡产生速率。
(5)探究酶得适宜温度
设计思路:
(5)就是否出现蓝色及蓝色得深浅
(6)探究酶得最适PH
设计思路:
(6)pH1、pH2、pH3、检测O2产生的多少与速率或卫生香燃烧情况
二、与酶有关得曲线分析
1.表示酶高效性的曲线
分析:
（1）催化剂可加快化学反应速率,与无机催化剂相比,酶得催化效率更高、
（2）酶只能缩短达到化学平衡所需时间,不改变化学反应得平衡点
2.表示酶专一性的曲线
分析:加入酶B得反应速率与无酶A或空白对照条件下得反应速率相同,而加入酶A得反应速率随反应物浓度增大明显加快,说明酶Ｂ对此反应无催化作用、进而说明酶具有专一性。
3、影响酶活性的曲线
分析:(1)甲、乙曲线表明:
①在一定温度(pH)范围内,随温度(ｐＨ)得升高,酶得催化作用增强,超过这一范围,酶得催化作用逐渐减弱。
②过酸、过碱、高温都会使酶失活,而低温只就是抑制酶得活性,酶分子结构未被破坏,温度升高可恢复活性。
4、底物浓度与酶浓度对酶促反应得影响
分析:
(1)在其他条件适宜,酶量一定条件下,酶促反应速率随底物浓度增加而加快,但当底物达到一定浓度后,受酶数量与酶活性限制,酶促反应速率不再增加。
(2)在底物充足,其她条件适宜得条件下,酶促反应速率与酶浓度成正比。
二、细胞得能量通货——AＴP
1、ATP的结构与功能
(1)ATP分子结构简式（A—Ｐ～P～P）
ATP就是三磷酸腺苷得英文名称缩写,其结构简式就是A—Ｐ～P～P(远离腺苷Ａ得那个高能磷酸键容易断裂,也容易形成)
各字母代表得含义:A——腺苷(腺嘌呤＋核糖);Ｐ-—磷酸基团;~—-高能磷酸键。
(2)ATP的功能:细胞内得一种高能磷酸化合物,直接给细胞生命活动提供能量
２.ATP与ADP得相互转化
⑴ATP与ADP得相互转化
转化式:ADP+Ｐi+能量——→ATP 条件：酶
二、 ATＰ得主要来源－-——细胞呼吸
有氧呼吸与无氧呼吸过程对比
图示对比
反应式对比
ATP的利用
1.细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的
（1）ATP是生物进行生命活动的直接能源物质，储存在ATP中的化学能可以转化为光能，电能，机械能，化学能等
（2）实例
①.化学能→电能：用于大脑思考和神经传导
②.化学能→化学能：用于细胞内各种吸能反应（如物质合成）
③.化学能→机械能：用于肌细胞收缩
④.化学能→电能，光能：用于生物的发电，发光
2.ATP——细胞内流通的能量“通货”
（1）吸能反应
细胞内小分子物质转化为大分子物质一般都需要消耗能量。吸能反应一般与ATP水解的反应相联系
（2）放能反应
细胞内有机物的氧化分解过程一般都伴随着化学能的释放，释放的能量储存在ATP中。放能反应一般与ATP的合成相联系
（3）能量通过ATP分子在生物体内的吸能反应和放能反应之间流通，因此可以形象地把ATP比作细胞内流通的能量通货
注：
（1）常见的消耗能量的生理过程：主动运输，蛋白质合成，胞吞，胞吐，细胞分裂等
（2）常见的不消耗能量的生理过程：自由扩散，协助扩散，气体交换，渗透作用，蒸腾作用等
（3）ATP并不是细胞内“唯一”的直接能源物质