新教材必修1《分子与细胞》知识点32页

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必修1《分子与细胞》基础知识梳理
【清单1】细胞是生命活动的基本单位
1. 细胞学说建立的过程
（1）细胞学说的建立者主要是德国的施莱登和施旺。
（2）细胞学说的主要内容
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。
② 细胞是一个相对独立的单位，即有它自己的生命，又对与其他细胞共同构成的整体的生命起作用。
③新细胞可以从老细胞中产生。
（3）意义：细胞学说揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性。
2. 细胞的发现者和命名者是英国科学家虎克；荷兰著名魔镜技师列文虎克用自制显微镜，观察到不同形态的细菌、红细胞和精子等；植物学家施莱登发现细胞有细胞核，首次提出植物细胞由细胞构成，细胞是植物体的基本单位，新细胞从老细胞中产生；动物学家施旺提出动物细胞也是由细胞构成的，一切动物的个体发育过程都是从受精卵这个单细胞开始的；德国的魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”，他的名言是“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”。
3. 生命活动离不开细胞。除病毒外，细胞是生物体结构和功能的基本单位。
4. 各类生物的生命活动与细胞的关系
（1）单细胞生物：依靠单个细胞就能完成各种生命活动，如细菌、蓝细菌、草履虫、变形虫等。
（2）多细胞生物：依赖各种分化的细胞密切合作，共同完成一系列复杂的生命活动，如绝大多数动物、植物和真菌。
（3）病毒：不具有 (具有/不具有)细胞结构，主要由蛋白质和核酸组成。不能 (能/不能)独立进行生命活动，必须寄生在活细胞中，借助宿主细胞的物质和结构进行繁殖，表现出生命特征。如噬菌体专一寄生在大肠杆菌中，HIV主要寄生在人体的 T淋巴细胞中。分类：按照宿主类型划分为：动物病毒、植物病毒和细菌病毒(噬菌体)，按照含有的核酸类型划分为DNA病毒和RNA病毒。生活方式：病毒有高度的寄生性，完全依赖宿主细胞的能量和代谢系统，获取生命活动所需的物质和能量，具有遗传、复制等生物特征。
5. 多细胞生物生命活动的基础
（1）生物与环境之间物质和能量交换的基础：细胞代谢。
（2）生物生长发育的基础：细胞的增殖、分化。
（3）生物遗传与变异的基础：细胞内基因的传递、变化。
6. 生命系统的结构层次
（1）多细胞动物生命系统结构层：细胞 →组织→器官→ 系统 →个体→ 种群 → 群落 →
生态系统→生物圈。
（2）多细胞植物没有系统层次；单细胞生物没有组织、器官、系统层次；一个单细胞生物既是
细胞层次，也是个体层次，如一个大肠杆菌、草履虫、变形虫等。3.
（3）最基本的生命系统是细胞，最大的生命系统是生物圈。
组成细胞的原子、分子，以及病毒不属于 (属于/不属于)生命系统的结构层次。
(4)从个体到生态系统：

7. 一切生物的生命活动是在细胞内或细胞的参与下完成的。
8. 地球上最早出现的生命形式是单细胞生物。
【清单2】细胞的多样性和统一性
1.原核细胞和真核细胞
（1）原核细胞和真核细胞最明显的区别是：有无以核膜为界限的细胞核/有无核膜。
①原核细胞没有 (有/没有)由核膜包被的细胞核，没有 (有/没有)染色体，拟核区域有个环状的
裸露DNA 分子。由原核细胞构成的生物叫原核生物，如蓝细菌、支原体、细菌、放线菌、衣原体。
②真核细胞有 (有/没有)由核膜包被的细胞核，有 (有/没有)染色体，染色体的主要成分是
DNA 和蛋白质。由真核细胞构成的生物叫真核生物，如动物、植物、真菌(酵母菌、食用菌)、变形虫等。
（2）生物分类
①蓝细菌是原核 (真核/原核)生物，常见的蓝细菌有蓝球细菌、念珠蓝细菌、颤蓝细菌、发菜。
②细菌是原核 (真核/原核)生物，如大肠杆菌、硝化细菌、肺炎双球菌、乳酸菌等。
③动物、变形虫、草履虫、衣藻、小球藻、团藻、酵母菌、食用菌是真核 (真核/原核)生物。
（3）识图填图（在蓝细菌和细菌的细胞中，都没有 (有/没有)成形的细胞核）
细胞壁
细胞膜
细胞质
拟核
核糖体
核糖体
拟核

细胞质

蓝细菌细胞模式图
细胞壁
细胞膜

① 蓝细菌细胞内含有藻蓝素和叶绿素，是能进行光合作用的自养生物。
② 细菌中的绝大多数种类是营腐生或寄生生活的异养生物。
③原核细胞中唯一的一种细胞器是核糖体。
④原核细胞和真核细胞都有的结构和物质是：细胞膜、细胞质、核糖体、 DNA 。
(4)原核细胞与真核细胞的统一性：具有相似的细胞膜、细胞质，
都以DNA作为遗传物质。
(5)原核细胞与真核细胞的比较
【清单3】细胞中的元素和化合物
1. 生物界与非生物界的统一性与差异性
（1）组成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到，体现了生物界与非生物界的统一性。
（2）细胞与非生物相比，各种元素的相对含量大不相同，体现了生物界与非生物界的差异性。
2. 组成细胞的元素
（1）元素分类
①大量元素：如 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 等。
②微量元素：含量少，但不可缺少，和大量元素一样重要，如 Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 等。
③ 主要元素： C、H、O、N、P、S 6种。
④基本元素(细胞中含量最多的元素)： C、H、O、N 4种。
鲜重下含量高低依次为： O＞C＞H＞N ；
干重下含量高低依次为： C＞O＞N＞H 。
⑤最基本元素： C ，因为生物大分子都以碳链为基本骨架。
（2）特点：不同生物体内化学元素的种类基本相同，但含量相差很大。
3. 组成细胞的化合物
（1）组成细胞的元素大多以化合物的形式存在。
（2）占细胞鲜重最多的化合物是水；16. 占细胞鲜重最多的有机化合物是蛋白质；
占细胞干重最多的化合物是蛋白质。
【清单4】细胞中的无机物
1. 细胞中的无机物包括水和无机盐。
2. 水的含量
（1）一般来说，水在细胞的各种化学成分中含量最多。生物体的含水量一般为60%～95%。
（2）不同种类生物含水量不同，如水生生物含水量高于陆生生物。
（3）生物体在不同的生长发育时期，含水量不同，如幼儿身体的含水量高于成体人身体的含水量，植物幼嫩部分含水量高于老熟部分含水量，代谢旺盛的组织中含水量高于代谢弱的组织。
（4）同一生物不同组织、器官内水的含量不同。
(5)水的特性:
a.水是极性分子，带正电荷与带负电荷的分子容易与水结合，因此，水是良好的溶剂。
b.水分子之间形成氢键，氢键较弱，易断裂，易形成，使水在常温下保持液体状态，具有流动性。
c.氢键的存在使水具有较高的比热容，使水的温度相对不易发生改变。
3. 水的存在形式：水在细胞中以结合水和自由水两种形式存在。
（1）结合水：与细胞中的某些物质结合，是细胞结构的重要组成成分，约占细胞内全部水分的4.5%。
（2）自由水：以游离的形式存在，可以自由流动，约占细胞内全部水分的95.5%。
自由水作用：①细胞内的良好溶剂；②参与生化反应；
③提供液体环境；④运送营养物质和代谢废物。
实例：刚收获的玉米种子在阳光下晒干，重量减轻，这个过程损失的主要是自由水，这样的种子在条件适宜时，仍能萌发成幼苗；把晒干后的种子放在一洁净的试管中加热，试管壁上有水珠出现，这些水主要是结合水，这样的种子将不能萌发。代谢旺盛的细胞内自由水的含量相对高些。
4. 自由水与结合水的比例与细胞代谢、抗性的关系
比值大：代谢旺盛，抗性弱
比值小：代谢缓慢，抗性强 →代谢与抗性呈相反关系

实例：种子萌发或幼苗，新陈代谢旺盛、生长迅速时，自由水的含量增多，但抗性减弱；种子晒干后，自由水大量减少，代谢减弱，但抗性增强，易于保存。
水的含量与细胞代谢和抗逆性的关系:

①将收获的种子晒干，降低自由水的含量，使代谢减弱，有利于种子的长期保存；
②干种子萌发前，需要吸收水分，增加自由水的含量，使代谢逐渐增强；
③越冬作物减少灌溉，降低自由水含量，提高对低温的抗性
5. 细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，少数以化合物形成存在(如CaCO3)。
6. 无机盐的存在形式：大多数以离子的形式存在。含量：占细胞鲜重的1%～1.5%。

7.无机盐的作用
（1）某些复杂化合物的重要组成成分。如 Mg 是叶绿素的组成元素， Fe 是血红蛋白的组成元素，
I 是甲状腺激素的组成元素， CaCO3 是动物骨和牙齿的重要成分。
（2）维持细胞和生物体正常的生命活动。如哺乳动物血Ca2＋低会抽搐，血Ca2＋高会肌无力。
（3）维持细胞的渗透压和酸碱平衡。0.9%NaCl溶液(生理盐水)能维持动物细胞正常的形态
和生理功能。`
【清单5】细胞中的糖类和脂质
1. 生物体进行生命活动的主要能源物质是糖类。
2. 糖类的组成元素是 C、H、O 。
3. 糖类分为(据水解情况)：单糖、二糖和多糖。
（1）单糖 ①特点：不能 (能/不能)水解，能 (能/不能)被细胞直接吸收。
②常见种类：五碳糖核糖(C5H10O5)：分布于动植物细胞中，是组成 RNA 的成分。
②常见种类：五碳糖脱氧核糖(C5H10O4)：分布于动植物细胞中，是组成 DNA 的成分。
②常见种类：六碳糖葡萄糖(C6H12O6)：分布于动植物细胞中，是细胞中主要的能源物质。
②常见种类：六碳糖果糖：分布于植物细胞中。
②常见种类：六碳糖半乳糖：分布于动物细胞中。
（2）二糖 ①特点：水解后能生成 2 分子单糖，必须水解成单糖才能被细胞吸收。
②常见种类：麦芽糖：分布于植物细胞中，麦芽糖葡萄糖＋葡萄糖。
②常见种类：蔗糖：分布于植物细胞中，蔗糖果糖＋葡萄糖。
②常见种类：乳糖：分布于动物细胞中，乳糖半乳糖＋葡萄糖。
（3）多糖 ①特点：水解后能生成许多单糖，必须水解成单糖才能被细胞吸收，自然界中含量最多。
②常见种类：淀粉：分布于植物细胞中，是植物细胞中的储能物质。
②常见种类：纤维素：分布于植物细胞中，是植物细胞壁的组成成分。
②常见种类：糖原：分为肝糖原和肌糖原，主要存在于人和动物的肝脏和肌肉中，
是动物细胞中的储能物质。
几丁质：也是一种多糖，又称为壳多糖，广泛分布于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中。
③淀粉、糖原、纤维素的组成单位都是葡萄糖。
（4）糖类的功能：生命活动的主要能源物质：葡萄糖。
细胞中的储能物质：糖原、淀粉。
参与构成细胞的物质：核糖、脱氧核糖、纤维素、几丁质等。
4. 糖类分为(据化学性质)
（1）还原糖：如麦芽糖、葡萄糖、果糖，与斐林试剂在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀。
（2）非还原糖：如蔗糖、淀粉、糖原、纤维素等。
5. 并不是所有糖类都是能源物质，如核糖、脱氧核糖、纤维素。
6. 脂质的组成元素主要是 C、H、O ，有的含N、P。
7. 脂质分为脂肪、磷脂和固醇。
（1）脂肪：①组成：甘油＋脂肪酸 →脂肪；组成元素为 C、H、O 。
（1）脂肪：②功能：是细胞内良好的储能物质 [(与糖类相比，体积小，储能多 )储能脂质]；
很好的绝热体，有保温作用；能减压和缓冲，可以保护内脏器官。
（2）磷脂：是细胞膜、细胞器膜等生物膜的重要成分[结构脂质]，组成元素是 CHONP 。
（3）固醇[调节脂质]：又包括胆固醇、性激素和维生素D 等
①胆固醇：构成动物细胞膜的重要成分，参与血液中脂质的运输。
②性激素：能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成。
③维生素D：能有效促进肠道对钙和磷的吸收。
8. 等质量的脂肪与糖类相比，脂肪氧化分解耗氧多，产能多，产H2O多，因为与糖类相比，脂肪
中C、H多，O少。
9. 多糖、蛋白质、核酸等生物大分子的基本骨架是碳链。
10. 糖类、脂质、蛋白质和核酸四大有机物都有的元素是 C、H、O 。
【清单6】生命活动的主要承担者——蛋白质
1. 生命活动的主要承担者是蛋白质。
2. 蛋白质的基本组成单位是氨基酸。

3. 氨基酸分子的结构通式：。
（1）特点：每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(－NH2) 和一个羧基(－COOH) ；且都有一个氨基(－NH2)和一个羧基(－COOH)连接在同一个碳原子上。(注：多余的氨基或羧基位于 R基中)
（2）种类：组成蛋白质的氨基酸约有 21 种，它们的区别在于 R基的不同。
（3）由结构通式可知，氨基酸分子式可简写为 C2H4O2N-R 。
（3）由结构通式可知，氨基酸(蛋白质)的组成元素主要是 C、H、O、N ，有的含有P、S、Fe等元素。
4. 必需氨基酸：人体细胞不能 (能/不能)合成，必须从外界环境中直接获取的氨基酸，成人有8种。
4. 非必需氨基酸：人体细胞能 (能/不能)合成，也能从外界环境中获取的氨基酸，有13种。
5. 蛋白质的结构层次：氨基酸肽链(链状)蛋白质(空间结构)。
（1）氨基酸分子之间的结合方式叫做脱水缩合：一个氨基酸分子的羧基(－COOH) 和另一个氨基酸分子的氨基(－NH2) 相连接，同时脱去一分子水的过程。R基中的氨基和羧基不参与
(参与/不参与)参与脱水缩合。

（2）连接两个氨基酸分子的化学键叫做肽键，表示为 —NH—CO— 。
（3）脱水缩合产生的H2O中的H来自羧基和氨基，O来自羧基。
（4）命名：由2个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物叫二肽，3个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物叫三肽，4个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物叫四肽，以此类推。由多个氨基酸分子缩合而成的，含有多个肽键的化合物统称多肽。
（5）结构层次以及联系：

6.氨基酸脱水缩合过程分析
(1)参与脱水缩合的部位：一个氨基酸氨基中的—H和另一个氨基酸羧基中的—OH。
(2)H2O中H和O的来源：H既来自氨基又来自羧基，O只来自羧基。
(3)—NH2和—COOH的数量和位置：一条肽链中至少含有一个游离的—NH2和一个游离的—COOH，分别位于肽链的两端，其余的—NH2和—COOH位于R基中。
7.蛋白质形成过程的有关计算规律
（1）链状肽：氨基酸脱水缩合时脱去的水分子数=肽键数=氨基数-肽链数
环状肽：氨基酸数＝肽键数＝水分子数。
（2）蛋白质相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量－水分子数×18 。
（3）蛋白质中游离的氨（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。
(4)假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链或环状多肽：
形成的多肽
形成肽键数
脱去水分子数
氨基数目
羧基数目
多肽相对分子质量
1条肽链
n－1
n－1
至少1个
至少1个
na－18(n－1)
m条肽链
n－m
n－m
至少m个
至少m个
na－18(n－m)
环状多肽
n
n
最少为0
最少为0
na－18n
(5)若蛋白质中含有二硫键(—S—S—)时，要考虑脱去氢的质量，每形成1个二硫键，脱去2个H。
（6）环状肽肽键数的计算方法
环状多肽主链中无氨基和羧基，环状肽中氨基或羧基数目取决于构成环状肽的氨基酸R基中的氨基和羧基的数目，如图所示。(Aa表示氨基酸)
由图示可知：肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数。即相当于环状肽中肽链数为零。
8.蛋白质分子结构多样性原因：氨基酸的种类、数目和排列顺序不同，以及肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。
9. 蛋白质的功能
（1）构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白，如肌肉、羽毛、头发等。
（2）绝大多数酶是蛋白质，有催化作用。
（3）红细胞中的血红蛋白、细胞膜上的载体蛋白有运输功能。
（4）胰岛素起信息传递作用，能够调节机体的生命活动。
（5）抗体有免疫功能。（6）糖蛋白有信息识别功能。
10.蛋白质结构多样性与功能多样性的关系：

11. 高温、过酸、过碱等因素能破坏蛋白质的空间结构 (变得伸展、松散)，使蛋白质变性失活，但肽键并未断裂，能与双缩脲试剂呈紫色反应。
【清单7】核酸是遗传信息的携带者
1. 核酸的分类和功能
（1）分类：核酸分为脱氧核糖核酸 (简称 DNA )和核糖核酸 (简称RNA)。
（2）功能：核酸是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
的生物合成中具有重要作用。
2. 核酸的分子结构
（1）核酸的基本组成单位—— 核苷酸
①分子组成：一个核苷酸是由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基组成的。

核苷酸的结构简图表示为。
注：核苷酸(核酸)组成元素是 C、H、O、N、P 。
②分类（共 8 种）
据五碳糖不同，核苷酸可分为脱氧核糖核苷酸 (简称脱氧核苷酸 )和核糖核苷酸两种：
脱氧核糖核苷酸的分子组成：磷酸＋脱氧核糖＋含氮碱基 (有 A、G、C、T 4种碱基)。
核糖核苷酸的分子组成：磷酸＋核糖＋含氮碱基 (有 A、G、C、U 4种碱基)。
据含氮碱基的不同，脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸又分别分为4种：
脱氧核糖核苷酸：含A的叫：腺嘌呤脱氧核糖核苷酸；含G的叫：鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸；
脱氧核糖核苷酸：含C的叫：胞嘧啶脱氧核糖核苷酸；含T的叫：胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸。
核糖核苷酸：含A的叫：腺嘌呤核糖核苷酸；含G的叫：鸟嘌呤核糖核苷酸；
核糖核苷酸：含C的叫：胞嘧啶核糖核苷酸；含U的叫：尿嘧啶核糖核苷酸。
（2）核酸的结构层次
①DNA：脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸链脱氧核糖核酸 (DNA)
②RNA：核糖核苷酸核糖核苷酸链核糖核酸 (RNA)
3. 核酸分子的多样性：构成核酸的核苷酸数目成千上万，排列顺序千变万化。
4. 核酸分子的特异性：每个核酸中核苷酸的数目和排列顺序是特定的。
4. DNA和RNA共有的化学组分是磷酸、腺嘌呤( A )、鸟嘌呤 ( G )、胞嘧啶 ( C )；
7. DNA特有的组分是脱氧核糖、胸腺嘧啶 ( T )，RNA特有的组分是核糖、尿嘧啶 ( U )。
5. DNA初步水解产物是 4种脱氧核糖核苷酸，RNA初步水解产物是 4种核糖核苷酸。
6. DNA彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖、4种碱基，RNA彻底水解产物是磷酸、核糖、4种碱基。
6. 真核细胞和原核细胞中都有 2 种核酸， 8 种核苷酸， 5 种碱基。
7. 真核细胞和原核细胞的遗传物质都是 DNA ，其组成中有 4 种核苷酸， 4 种碱基。
7. 病毒中只有 1 种核酸( DNA 或 RNA )， 4 种核苷酸， 4 种碱基。
7.核酸的信息储存
(1)绝大多数生物其遗传信息储存在DNA分子中。(2)部分病毒的遗传信息直接储存在RNA中。
8．核酸的功能
(1)核酸是细胞内携带遗传信息的物质。
(2)核酸在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
9.生物大分子以碳链为骨架
a．生物大分子：多糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子。
b．单体：生物大分子的基本单位称为单体。
c．多聚体：每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。
[师说重难]
1.核酸初步水解和彻底水解的产物分别是什么？
物质
初步水解
彻底水解
DNA
脱氧核糖核苷酸
磷酸、脱氧核糖和碱基
RNA
核糖核苷酸
磷酸、核糖和碱基
2.DNA、RNA和蛋白质的关系

【清单8】细胞膜——系统的边界
1.【实验】体验制备细胞膜的方法
（1）制备细胞膜的材料：哺乳动物成熟的红细胞，因为没有细胞核及各种具膜细胞器。
（2）制备方法：放在清水中让其吸水涨破，然后通过离心、过滤获得较纯净的细胞膜。
2. 细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质，另外还有少量的糖类。脂质中最丰富的是磷脂。
2. 细胞膜的组成元素有 C、H、O、N、P 。
3. 蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。
4. 细胞膜的功能
（1）将细胞与外界环境分隔开，使细胞成为相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定。
（2）控制物质进出细胞。
①细胞需要的营养物质可以进入； ②细胞不需要的或有害的物质不容易进入；
③环境中的一些有害物质有可能进入； ④有些病毒、病菌也可能侵入。
⑤细胞将其产生的代谢废物排到细胞外； ⑥细胞产生的抗体、激素等物质分泌到细胞外；
⑦细胞内的核酸等重要物质不会流失到细胞外。
（3）进行细胞间的信息交流。
在多细胞生物体内，各个细胞都不是孤立存在的，他们之间必须保持功能的协调，才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量交换，也有赖于信息的交流。
细胞间信息交流的方式多种多样，主要有以下三种方式：
①通过化学物质传递信息：细胞分泌的化学物质 (如激素、递质)进入血液，随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，从而将信息传递给靶细胞，引起靶细胞的生理反应。
②通过细胞膜直接接触传递信息：相邻两个细胞的细胞膜直接接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞，引起靶细胞的生理反应。如精子和卵细胞之间的识别和结合。
③通过细胞通道传递信息：相邻两个细胞之间形成通道，使细胞质相互沟通，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。如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。
注意：该种信息交流方式没有受体参与。
5. 植物细胞壁
（1）主要成分：纤维素和果胶。（2）作用：对植物细胞有支持和保护作用。
（3）去壁方法：酶解法，用纤维素酶和果胶酶处理。
（4）特性：全透性，伸缩性小。
6. 细菌细胞壁成分：肽聚糖；真菌细胞壁成分：几丁质。
生物膜的流动镶嵌模型
1. 对生物膜结构的探索历程
（1）19世纪末，欧文顿对植物细胞的通透性进行实验，发现脂溶性物质能够优先通过细胞膜，并且细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解，说明组成细胞膜的物质中有脂质和蛋白质。
（3）20世纪初，将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来进行化学分析，表明膜的主要成分是脂质
和蛋白质。
（2）1925年，两位荷兰科学家用丙酮将人红细胞中的脂质提取出来，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍，由此得出结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。
（4）1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构，由此提出生物膜模型：所有的生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成。他把生物膜描述为静态的统一结构。
（5）1970年，科学家将荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合，实验表明细胞膜具有流动性。
（5）1972年，桑格和尼克森根据新的观察和实验证据，提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。
2. 流动镶嵌模型（如图）
（1）识图
①A表示磷脂分子，是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的分子；
B表示磷脂双分子层，其构成了细胞膜(生物膜)的基本支架；
物质A 亲水性的“头部”排在外侧，疏水性的“尾部”排在内侧。
②C表示蛋白质分子，有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层，说明C在磷脂双分子层中的分布是不对称 (对称/不对称)的。
③D表示糖蛋白，又叫糖被，是由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成，只分布于细胞膜的外表，由此可知图中甲侧是细胞的外侧。D在细胞生命活动中具有重要的功能，如具有保护、润滑、识别等功能。
④除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的糖脂。
（2）生物膜的结构特点：具有一定的流动性，是因为构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子是运动的。
（3）生物膜的功能特点：具有选择透过性，这一特性主要与膜上的蛋白质分子有关。

【清单9】细胞器之间的分工合作
：细胞器：线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、液泡、核糖体、中心体。
1. 细胞质的组成：细胞质基质：存在状态：呈胶质状态。在活细胞中，细胞质基质呈流动状态。
3. 细胞质的组成：细胞质基质：成分：含有水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等。
3. 细胞质的组成：细胞质基质：功能：多种化学反应进行的场所，活细胞进行新陈代谢的主要场所。
2. 分离细胞器的方法：差速离心法。
3. 细胞器之间的分工：各种细胞器的形态、结构不同，在功能上也各有分工。
图例
名称
分布
结构
功能

线粒体
动植物细胞
双层膜
是细胞进行有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”。细胞生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体

叶绿体
绿色植物细胞
(主要是叶肉细胞)
双层膜
是绿色植物进行光合作用的场所，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”

内质网
动植物细胞
单层膜
是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”；内连核膜，外连细胞膜，扩大了细胞内的膜面积；分为粗面内质网(附着有核糖体)和滑面内质网两类

高尔基体
动植物细胞
单层膜
① 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”；
②动植物细胞中都有但功能不同，在植物细胞中与植物细胞细胞壁的形成有关，在动物细胞中与
分泌物的形成有关

溶酶体
动植物细胞
单层膜
是细胞内的“消化车间”，内含多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器和细胞，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌

液泡
植物细胞
(成熟植物细
胞有大液泡)
单层膜
内有细胞液，含糖类、无机盐、色素(与花、果实的颜色有关)和蛋白质等物质，充盈的液泡可以使植物细胞保持坚挺，与植物细胞的吸水和失水有关

核糖体
动植物细胞
无膜
组成成分是 RNA 和蛋白质；是细胞内“生产蛋白质的机器”；分为附着核糖体和游离核糖体两类

中心体
动物细胞和
低等植物细胞
无膜
由两个相互垂直的中心粒及周围物质组成，组成成分是蛋白质；与细胞的有丝分裂有关

线粒体

① 外膜：使线粒体与细胞质基质分隔开
双层膜
② 内膜：向内腔折叠形成③ 嵴，扩大了线粒体内的膜面积；附着有与有氧呼吸有关的酶
④ 线粒体基质：呈胶质状态，分布在嵴的周围，含少量 DNA、RNA
及核糖体，分布有与有氧呼吸有关的酶

叶绿体

① 外膜：使叶绿体与细胞质基质分隔开
双层膜
② 内膜
③ 基粒：由囊状结构的类囊体堆叠而成，扩大了叶绿体内的膜面积；分布有能吸收光能的色素及与光合作用有关的酶
④ 叶绿体基质：呈胶质状态，分布在基粒的周围，含少量 DNA、RNA
及核糖体，分布有与光合作用有关的酶
硅肺：当肺部吸入硅尘(SiO2)后，硅尘被吞噬细胞吞噬，吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶，而硅尘却能破坏溶酶体膜，使其中的水解酶释放，破坏细胞结构，使细胞死亡，最终导致肺的功能受损。
（1）动物、高等植物、低等植物细胞判断依据
①高等植物细胞：具有细胞壁、叶绿体和液泡，而无中心体。
②低等植物细胞：具有细胞壁、叶绿体、液泡和中心体。
③动物细胞：具有中心体，而无细胞壁、叶绿体和液泡。
（2）细胞器分类
分布
①动植物细胞共有的细胞器
线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、核糖体
②植物细胞特有的细胞器
叶绿体、液泡
③动物和低等植物细胞特有的细胞器
中心体
④原核细胞和真核细胞共有的细胞器
核糖体
结构
⑤具有双层膜结构的细胞器
线粒体、叶绿体（线叶双）
⑥具有单层膜结构的细胞器
内质网、高尔基体、溶酶体、液泡（溶液内高）
⑦无膜结构的细胞器
核糖体、中心体（无心糖）
功能
⑧与能量转换有关的细胞器
线粒体、叶绿体
⑨增大细胞内膜面积的细胞器
线粒体、叶绿体、内质网
⑩动植物细胞都有，但功能不同的细胞器
高尔基体
成分
含有DNA的细胞器
线粒体、叶绿体
含有RNA的细胞器
线粒体、叶绿体、核糖体
含有色素的细胞器
叶绿体、液泡
（3）细胞器的数量与细胞的功能呈正相关
①消耗能量多的细胞线粒体较多，如心肌细胞。
②合成蛋白质旺盛的细胞核糖体较多，如癌细胞。
③代谢旺盛的细胞中线粒体、核糖体的数量较多。
④分泌功能旺盛的细胞高尔基体较多，如唾液腺细胞、肠腺细胞等。(注：汗液中不含蛋白质，故汗腺中高尔基体数量并不多)
（4）细胞器与生物种类的关系
①有叶绿体的细胞一定是植物细胞，但植物细胞不一定有叶绿体，如根细胞。
②能进行光合作用的细胞中不一定有叶绿体，如蓝细菌。
③能进行有氧呼吸的细胞中不一定有线粒体，如蓝细菌及硝化细菌、醋酸菌等需氧型细菌。
④动物细胞中一定有中心体，但有中心体的细胞不一定是动物细胞，还可能是低等植物细胞。
⑤没有大液泡的细胞也不一定就是动物细胞，如植物根尖分生区细胞就没有大液泡。
⑥有中心体的细胞不一定就是动物细胞，如某些低等植物细胞就含有中心体。
4. 细胞骨架：由蛋白质纤维组成的网架结构，能维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。
5. 细胞器之间的协调配合
（1）分泌蛋白：在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质，
如消化酶、抗体和蛋白质类激素等。
（2）分泌蛋白形成过程研究方法：同位素标记法。
（3）分泌蛋白的形成过程
线粒体 (提供能量)
↓ ↓ ↓ ↓
核糖体 → 内质网高尔基体细胞膜
↓合成 ↓初加工 ↓再加工 ↓ 胞吐 (方式)
肽链较成熟蛋白质成熟蛋白质分泌蛋白
a.分泌蛋白首先在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始多肽链的合成，当合成了一段肽链后，这段肽链会与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程，再运输到高尔基体进行再加工，最后经细胞膜分泌到细胞外。
b.内质网将多肽链加工、折叠成具有一定空间结构的蛋白质，高尔基体对来自内质网的蛋白质做进一步的修饰加工。
c.分泌蛋白由内质网到高尔基体、由高尔基体到细胞膜是以囊泡的形式运输的。
d.分泌蛋白的合成、加工和运输都需要线粒体提供能量。
e.高尔基体是重要的交通枢纽。
（4）分泌蛋白形成过程中：内质网膜面积减小，高尔基体膜面积先增大后减小(基本不变) ，细胞膜膜面积增大。
6. 细胞的生物膜系统
（1）组成：细胞膜、细胞器膜和核膜等膜结构共同构成细胞的生物膜系统。(注：小肠黏膜、胃黏膜等不属于生物膜系统)
（2）特点：各种生物膜的组成成分和结构相似，在结构和功能上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。内质网膜内连核膜，外连细胞膜，在结构上直接联系。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越多。
（3）功能
① 细胞膜在维持细胞内部环境的相对稳定，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决定性作用。
②许多化学反应在生物膜上进行，广阔的膜面积为多种酶提供附着位点。
③细胞内的生物膜将细胞区域化，把各种细胞器分隔开，使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。
【清单10】细胞核系统的控制中心
1. 分布：除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外，
真核细胞都有细胞核。
2.功能：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
3. 细胞核的结构和功能
（1）核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开，对物质进出具有选择透过性。
（2）染色质：主要由 DNA 和蛋白质组成，其中 DNA 是遗传信息的载体。
（3）核仁：与真核细胞某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关。蛋白质合
成旺盛的细胞中，核仁的体积相对较大。[注：原核细胞中核糖体的形成与核仁无 (有/无)关]
（4）核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，是大分子物质(如蛋白质、RNA)进出细胞核的通道，离子和小分子可穿过核膜，核孔对物质进入具有选择透过性。代谢旺盛的细胞中，核孔数目较多。
4. 染色质和染色体
（1）特性：染色质(体)是细胞核内易被碱性染料染成深色的物质。
（2）成分：染色质和染色体的形态结构不同，组成成分主要是 DNA 和蛋白质。
（3）关系：染色质(细丝状)和染色体(杆状)是同种物质在细胞不同时期的两种存在状态。
（4）分布：染色质(体)只存在于真核 (真核/原核)细胞中。
5. 细胞核功能：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，是遗传物质DNA复制和储存的主要场所。
6. 原核细胞的细胞代谢和遗传的控制中心，遗传物质贮存和复制的主要场所是拟核。
7.细胞在生命系统中的地位：细胞既是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位
8.建构模型:
(1)概念：模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。
(2)类型
(3)举例：沃森和克里克制作的著名的DNA双螺旋结构模型就是物理模型。
(4)科学性是模型设计的第一位
【清单11】物质跨膜运输的实例
1. 水进出细胞的原理
（1）渗透作用概念：水分子等溶剂分子通过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散。
（2）发生条件：①具有半透膜；②膜两侧溶液有浓度差 [提醒：指物质的量浓度]。
（3）渗透作用装置

渗透现象示意图
蔗糖分子
水分子
半透膜
水分子能通过半透膜、蔗糖分子不能通过半透膜

分析：漏斗内蔗糖溶液浓度大于烧杯内清水浓度；半透膜允许水分子可透过，蔗糖分子不能透过。
单位体积蔗糖溶液中水分子数少于单位体积清水中水分子数→多的一边少的一边。
水分子数多
水分子数少
单位时间内：低浓度溶液高浓度溶液→漏斗颈内液面上升。
漏斗内液面不再上升(平衡后)，仍然是漏斗内蔗糖溶液浓度大于烧杯内溶液浓度。
注：液面上升速度及高度差都取决于膜两侧溶液的浓度差。渗透作用中水分子运动方向是双向的。
2. 动物细胞的吸水和失水
（1）条件：细胞膜相当于半透膜；细胞质与外界溶液有浓度差。
（2）现象

①图A：外界溶液浓度＜细胞质浓度→细胞吸水膨胀。
②图B：外界溶液浓度＞细胞质浓度→细胞失水皱缩。
③图C：外界溶液浓度＝细胞质浓度→水分进出细胞处于动态平衡，细胞维持正常的形态功能。
注：动物细胞吸水和失水的速率和量取决于浓度差。
3. 成熟植物细胞的吸水和失水
（1）成熟植物细胞的结构
浓度
选择透过半透膜大
细胞膜
液泡膜
细胞质
全透小

（2）【实验】观察植物细胞的吸水和失水或检验“原生质层相当于一层半透膜”
①实验原理
内因：原生质层具有选择透过性，相当于一层半透膜；原生质层的伸缩性大于细胞壁的。
外因：原生质层两侧的溶液具有浓度差。
外界溶液浓度＞细胞液浓度→细胞失水 (吸水/失水)→发生质壁分离现象。
外界溶液浓度＜细胞液浓度→细胞吸水 (吸水/失水)→发生质壁分离复原现象。
②实验材料：活的(细胞有活性) 成熟的(有大液泡) 植物细胞(有细胞壁)，如洋葱鳞片叶外表皮
或黑藻叶。采用紫色洋葱鳞片叶外表皮，是因为细胞中有一个紫色的中央大液泡，便于观察。
③实验步骤
a.制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片。
b.用低倍显微镜观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色的中央液泡的大小，以及原生质层的位置。
c.从盖玻片的一侧滴入 0.3g/mL的蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引，重复几次。
d.用低倍显微镜观察：因细胞渗透失水 (吸水/失水)，所以可观察到：原生质层与细胞壁逐渐分离，发生质壁分离现象；此过程中液泡体积逐渐变小、颜色逐渐变深。另外可推测出细胞液浓度逐渐升高，渗透压逐渐升高，细胞吸水能力逐渐增强。此状态下细胞壁与原生质层间充满蔗糖溶液。
e.从盖玻片的一侧滴入清水，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引，重复几次。
f.用低倍显微镜观察：因细胞渗透吸水 (吸水/失水)，所以可观察到：原生质层逐渐贴近细胞壁，发生质壁分离复原现象；此过程中液泡体积逐渐变大、颜色逐渐变浅。另外可推测出此过程中液泡浓度逐渐降低，细胞吸水能力逐渐减弱。
蔗糖溶液
质壁分离
质壁分离复原

注：植物细胞吸水和失水的速率和量取决于浓度差。质壁分离及复原过程中都有水分子进出细胞。
4. 渗透现象及原理的拓展分析
（1）死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不能 (能/不能)发生质壁分离。
（2）在一定浓度、溶质(如蔗糖)不能穿膜的溶液中成熟植物细胞现象为：发生质壁分离。
（3）在一定浓度、溶质(如葡萄糖溶液、KNO3溶液、尿素、乙二醇)可穿膜的溶液中成熟植物细胞现象为：发生质壁分离后又自动复原。
（4）成熟植物细胞在高浓度的蔗糖溶液(如0.5g/mL)中能发生质壁分离现象，
但不能复原，原因是外界溶液浓度过高，导致细胞失水过多而死亡。
（5）当细胞处于平衡状态时，细胞吸水量等于失水量。(大于/小于/等于)
（6）右图所示状态细胞，A浓度大于或小于或等于 B浓度。(大于/小于/等于)
（7）高浓度盐水可对伤口杀菌消毒，原因是高浓度盐水可使细菌渗透失水而死亡。

【清单12】主动运输与胞吞、胞吐
1. 小分子、离子的跨膜运输方式（体现了膜的选择透过性）
方式
方向
(?浓度→?浓度)
载体
(需要/不需要)
能量
(消耗/不消耗)
举例
被动运输
自由扩散
高→低
不需要
不消耗
少数水、O2、CO2、甘油、脂肪酸、乙醇、苯、尿素（水、气体、脂溶性物质）
协助扩散
高→低
需要
不消耗
葡萄糖进入红细胞, 水（多数）通过水通道蛋白进行运输；钾离子进入神经细胞
主动运输
低→高
需要
消耗
小肠吸收葡萄糖、氨基酸、核苷酸、无机盐离子等
主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，保证了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。
2. 大分子、颗粒性物质的非跨膜运输方式（体现了膜的流动性）
（1）胞吞：细胞外→细胞内，消耗 (消耗/不消耗)能量，如白细胞吞噬病菌、变形虫摄食等。
（2）胞吐：细胞内→细胞外，消耗 (消耗/不消耗)能量，如消化酶、抗体、蛋白质类激素等分泌蛋白的分泌。
3. 模型图分析

（1）图①表示：自由扩散图②表示：协助扩散图③表示：主动运输。
（2）图④表示：自由扩散图⑤表示：协助扩散图⑥表示：主动运输。
4.影响因素
(1)被动运输的速率直接受膜内外物质浓度梯度大小的影响。
①图A表示的运输方式是自由扩散，转运速率主要取决于膜两侧物质的浓度差。
②图B表示的运输方式可能是协助扩散，ab段主要受膜两侧浓度差的影响，bc段受到转运蛋白数量的限制，运输速率不能再上升。
③协助扩散的速率还与转运蛋白的数量有关。
(2)影响主动运输的因素
(1)物质浓度
(2)O2浓度

(3)温度

5. 载体(蛋白)的特性
（1）特异性：一种载体只能转运一种特定结构的物质，不同细胞膜上载体的种类不同。
（2）饱和性：当细胞膜上的载体全部参与物质运输后，细胞运输该物质的速率达最大值，不再随物质浓度的增大而增大。
6.膜上的两种转运蛋白比较
名称
转运对象
特点
载体蛋白
与自身结合部位相适应的分子或离子
每次转运时都会发生自身构象的改变
通道蛋白
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
转运分子不需要与通道蛋白结合

【清单13】降低化学反应活化能的酶
1. 细胞代谢(1)场所：活细胞内。(2)实质：各种化学反应的总称。(3)意义：细胞生命活动的基础。
对照实验：除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致，并将结果进行比较的实验叫作对照实验。一般来说，保持原有状态的组作为对照组，人为改变条件的组作为实验组；或者是已知实验结果的组作为对照组，未知实验结果的组作为实验组。
控制变量(1)自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量。
(2)因变量：因自变量改变而变化的变量叫作因变量。
(3)无关变量：除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，叫作无关变量。
2. 酶概念的理解
（1）概念：酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是 RNA 。
（2）酶的作用：催化作用（唯一作用）；酶的作用机理：降低化学反应的活化能。
酶在催化学反应前后自身性质和数量不变 (改变/不变)。
（3）合成酶的原料：氨基酸或核糖核苷酸。
（4）合成酶的主要场所：核糖体。（注：还有细胞核、线粒体、叶绿体）
（5）酶的作用场所：可以在细胞内、细胞外、体外发挥催化作用。
（6）来源：一般活细胞均能产生。
（7）意义：使细胞代谢在温和条件下快速有序进行。
3. 酶作用机理曲线分析（右图）
（1）ac段表示无催化剂时反应进行所需要的活化能；
（1）bc段表示酶催化时反应进行所需要的活化能；
（1）ab段表示酶降低的活化能。
（2）若将酶变成无机催化剂，则b点在纵轴向向上移动。
4.酶的科学史概括
5. 酶的特性
（1）高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的107～1013倍。同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。
（2）专一性：一种酶只能催化一种或一类化学反应，使细胞代谢能够有条不紊地进行。因为酶只能催化与其结构互补的底物。
据酶的专一性可知：能催化淀粉水解的酶是淀粉酶，能催化蔗糖水解的酶是蔗糖酶，能催化唾液淀粉酶水解的酶是蛋白酶，能催化植物细胞壁水解的酶是纤维素酶和果胶酶。
0
最适温度温度
酶促反应速率
0
最适pH pH
酶促反应速率
（3）作用条件较温和(温和性)：酶需要适宜的温度和 pH 。
酶促反应速率与温度(pH)的关系曲线都是抛物线，如下图所示：
①在最适宜的温度和 pH 条件下，酶的活性最高。
温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。
②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。
③低温抑制酶的活性，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。
④酶制剂适于在低温、最适pH 下保存。
⑤人体内酶的最适温度在 37℃ 左右，胃液的最适pH范围为 0.9-1.5 (酸性环境)。
6. 曲线分析（影响酶促反应的因素：温度、pH、反应物浓度、酶浓度）

（1）甲图 ①平衡点指生成物总量。 ②曲线a与c对照，说明酶具有催化作用。
③曲线a与b对照，自变量是催化剂种类，说明酶具有高效性。
④曲线a、b、c反应速率从快到慢依次是 a＞b＞c ，说明催化剂只能改变达到平衡点的时间，不能改变平衡点的高低。平衡点高低取决于反应物的数量，增加反应物，平衡点上移。
（2）乙图：OP段限制因素是反应物浓度(数量) ，P点后限制因素是酶的浓度(数量) 。
（3）丙图：在底物充足的前提下，反应速率与酶浓度呈正比。
（4）丁图：表示酶的专一性，其中 A 代表酶， B 代表反应物， C、D 代表生成物。

【清单14】细胞的能量“货币”ATP
1. ATP的功能： ATP 是细胞生命活动的直接能源物质。（提醒：ATP并不是唯一的直接能源物质）
2. ATP的结构
（1）ATP中文名称：腺苷三磷酸，是细胞内的一种高能磷酸化合物。
（2）ATP的结构简式： A—P～P～P ，其中“A”代表腺苷 (由腺嘌呤和核糖组成)，“T”代表三，“P”代表磷酸基团，“—”代表普通磷酸键，“～”代表特殊化学键。
一个ATP分子中有 1 个A， 2 个高能磷酸键， 3 个磷酸基团。
（3）ATP去掉1个磷酸基团后叫 ADP(腺苷二磷酸) ；ATP去掉2个磷酸基团后叫 AMP(腺苷一磷酸/腺嘌呤核糖核苷酸) ，是组成 RNA 的基本单位之一。
（4）ATP的组成元素： C、H、O、N、P 。(注：DNA、RNA、磷脂、ATP组成元素都是CHONP)
（5）特点：ATP在细胞中含量少，化学性质不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。
(6)高能量：ATP水解释放的能量高达30.54 kJ/mol，是细胞内的一种高能磷酸化合物。
3. ATP和ADP可以相互转化：。
图5-5 ATP与ADP相互转化示意图

（1）ATP的合成：ADP＋Pi＋能量ATP。能量来自太阳能或物质氧化分解释放的化学能，
能量去向是合成ATP。
动物、人、真菌和大多数细菌合成ATP的生理过程是呼吸作用。
①绿色植物叶肉细胞中合成ATP的生理过程是呼吸作用、光合作用。
①绿色植物根尖细胞中合成ATP的生理过程是呼吸作用。
（2）ATP的水解：ATPADP＋Pi＋能量。能量来自ATP的水解，
能量去向是用于各项生命活动。
（3）ATP与ADP的相互转化反应式不属于 (属于/不属于)可逆反应，其中物质可逆，能量
不可逆，酶不相同 (相同/不相同)。
4．相互转化的特点
(1)ATP和ADP相互转化时刻不停地发生，且处于动态平衡之中。
(2)ATP和ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，体现了生物界的统一性。
5. ATP的利用
（1）吸能反应一般与 ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量。
（1）放能反应一般与 ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中。
（2）主动运输、胞吞、胞吐、生物发电、生物发光、肌细胞收缩、物质合成、大脑思考所需能量的直接来源都是 ATP 。
（3）ATP功能的原理
ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与各种化学反应。
例如：ATP 为主动运输供能
5. 能源相关知识归纳
（1）能量的最终来源：太阳能。
（2）细胞中的三大能源物质：糖类、脂肪、蛋白质。
（3）生物体生命活动的主要能源物质：糖类。（4）细胞生命活动的主要能源物质：葡萄糖。
（5）植物细胞中的储能物质：淀粉；动物细胞中的储能物质：糖原。
（6）细胞内良好(主要)的储能物质：脂肪。（7）细胞生命活动的直接能源物质： ATP 。

【清单15】细胞呼吸的原理和应用
1. 呼吸作用：细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，也叫细胞呼吸。
对比实验：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验称为对比实验。对比实验结果事先一般均未知。对比实验不设对照组，均为实验组(或互为实验组和对照组)，是对照实验的一种特殊形式，即相当于“相互对照实验”。
2. 有氧呼吸
（1）概念：细胞在 O2 的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳(CO2) 和水(H2O) ，释放能量，生成大量ATP 的过程。
（2）有氧呼吸场所：细胞质基质和线粒体 (主要)。
（3）线粒体增大膜面积方式：内膜向内腔折叠形成嵴。
①外膜；②嵴；③内膜；④线粒体基质。⑤细胞质基质

(2)与有氧呼吸有关的酶分布在：②、③、④。

⑤
（4）有氧呼吸过程
阶段
场所
物质变化
能量变化
第一阶段
细胞质基质
1葡萄糖(C6H12O6)→2丙酮酸(C3H4O3)＋4[H]
少量能量
第二阶段
线粒体基质
2丙酮酸(C3H4O3)＋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
（5）有氧呼吸总反应式： C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋大量能量。
有氧呼吸产生的[H]实质是 NADP(还原型辅酶Ⅰ) 。
（6）有氧呼吸各元素去向：。
研究元素去向的方法：同位素标记法。
3. 无氧呼吸
（1）无氧呼吸两个阶段都在细胞质基质中进行。无氧呼吸第一阶段与有氧呼吸完全相同，都产生了共同的中间产物丙酮酸；第二阶段在不同酶的催化下生成酒精和CO2 或乳酸。
（2）无氧呼吸总反应式
①酵母菌、多数植物、苹果： C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量。
②乳酸菌、骨骼肌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚： C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量。
注：不同生物无氧呼吸的产物不同，是因为酶的种类不同。无氧呼吸产生的[H]实质是 NADH 。
（3）无氧呼吸只在第一阶段释放出少量能量，合成少量 ATP。
4. 细胞呼吸拓展分析
（1）细胞呼吸的实质是氧化分解有机物，释放能量，合成ATP ，其中大部分能量以热能
形式散失，只有少部分能量储存在 ATP 中，用于生物体的各项生命活动。
（2）①有氧呼吸有机物彻底氧化分解，因此释放的能量多。共释放2870kJ能量，其中977.28kJ的能量储存在32ATP中，其余以热能形式散失。
（3）②无氧呼吸有机物不彻底氧化分解，因此释放的能量少，大部分能量存留在酒精或乳酸中。释放的能量61.08储存在2ATP中，其余以热能形式散失。

比较有氧呼吸和无氧呼吸的相同点和不同点
项目
有氧呼吸
无氧呼吸
不同点
条件
需氧
不需氧
场所
细胞质基质和线粒体
细胞质基质
分解程度
葡萄糖被彻底分解
葡萄糖分解不彻底
产物
CO2、H2O
乳酸或酒精和CO2
释放能量
大量
少量
相同点
反应条件
需酶和适宜温度
本质
氧化分解有机物，释放能量，合成ATP
过程
第一阶段完全相同
意义
为生物体的各项生命活动提供能量
5. 细胞呼吸原理的运用
（1）用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”包扎伤口，是为了抑制伤口处厌氧菌的繁殖。
（2）疏松土壤、稻田定期排水，促进根系的有氧呼吸，防止根系无氧呼吸而引起酒精中毒。
（3）酿酒过程中，前期通入无菌空气让酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖；后期封闭发酵罐，让酵母菌进行无氧呼吸，产生酒精。
（4）向发酵罐通入无菌空气，利用醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌的有氧呼吸生产味精。
（5）提倡慢跑等有氧运动，避免肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸，而使肌肉酸胀乏力。
（6）食品真空包装、充加CO2能抑制细胞呼吸，延长保存期。
注：破伤风芽胞杆菌为原核生物，只能进行无氧呼吸。
6. 细胞呼吸方式的判断（以葡萄糖为底物）
（1）消耗O2或产生H2O⇒存在有氧呼吸。（2）不消耗O2，只产生CO2⇒只进行无氧呼吸。
（3）O2吸收量＝CO2产生量⇒只进行有氧呼吸。
（3O2吸收量＜CO2产生量⇒有氧呼吸和无氧呼吸都进行，多于CO2来自无氧呼吸。
（3O2吸收量＞CO2产生量⇒呼吸底物中存在脂肪，因为脂肪中H多O少，氧化分解时耗O2多。
（4）酒精量＝CO2产生量⇒只进行无氧呼吸。
（4）酒精量＜CO2产生量⇒ 有氧呼吸和无氧呼吸都进行，多于CO2来自有氧呼吸。
7.影响细胞呼吸的环境因素及应用
（1）氧气
曲线分析：由曲线可知，O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸有抑制作用。①O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸；②0＜O2浓度＜10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；③O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸； ④O2浓度为5%时，有机物消耗最少，利于储存粮食、水果。
应用
（2）温度
温度主要通过影响呼吸酶的活性，进而影响呼吸作用。在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强；但超过一定的温度，酶的活性下降，甚至会变性失活，从而使呼吸作用减弱直至停止
应用
（3）二氧化碳
CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行
应用：适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜
（4）水分
在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，
随含水量的减少而减慢。当含水量过多时，呼吸速率减慢，甚至停止。
(2)应用
8.设计实验探究细胞呼吸类型
欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如图所示(以发芽种子为例)：

2．实验结果预测和结论
实验现象
结论
装置1液滴
装置2液滴
不动
不动
只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡
不动
右移
只进行产生酒精的无氧呼吸
左移
右移
进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
左移
不动
只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸

【清单16】能量之源——光与光合作用
1. 捕获光能的色素
（1）绿叶中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素两大类，其中叶绿素含量最多(约占3/4)。
叶绿素分为叶绿素a 和叶绿素b ，类胡萝卜素分为胡萝卜素和叶黄素。
（2）叶绿素分子中含有 Mg 元素；叶绿素的合成需要光照条件，黑暗中植物幼苗会长成黄化苗；低温会破坏叶绿素分子，而类胡萝卜素分子稳定，因此秋冬季多数绿色植物叶片变黄。
（3）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。叶绿素对绿光吸收量最少，绿光被反射出来，所
以叶片呈现绿色。色素只能吸收可见光进行光合作用，不能吸收
红外光和紫外光。（见右图）
2. 捕获光能的结构
（1）光合作用的场所是叶绿体。叶绿体增大膜面积方式：类囊体堆叠形成基粒。
（2）吸收光能的四种色素分布在类囊体薄膜上；与光合作用有关的酶分布在类囊体薄膜上和叶绿体基质中。
（3）叶绿体功能验证试验——恩格尔曼实验
①过程：水绵＋好氧菌极细光束照射→好氧菌集中于叶绿体被光束照射的部位
（1）过程：水绵＋好氧菌完全曝光→好氧菌分布于叶绿体所有受光的部位
②结论：叶绿体是绿色植物光合作用的场所，氧气是由叶绿体释放的。
③评价：a.该实验设置极细光束和黑暗、完全曝光和黑暗两组对照。
b.自变量是光照的有无，因变量是好氧细菌的分布位置。
3. 探索光合作用原理的部分实验
科学家
实验过程及现象
实验结论
希尔
在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有水，没有二氧化碳)，在光照下可以释放出氧气
光合作用释放的O2来自水；氧气的产生和糖类的合成不是(填“是”或“不是”)同一个化学反应
鲁宾和卡门
HO＋CO2―→植物―→18O2_H2O＋C18O2―→植物―→O2
光合作用释放的O2中的氧元素来自水
阿尔农
在光照下，叶绿体可合成ATP，且这一过程总是与水的光解相伴随
水的光解可合成ATP
卡尔文用 14C 标记的14CO2供小球藻(一种绿藻，真核生物)进行光合作用，然后追踪检测其放射性。实验探明了 CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径(即卡尔文循环)。
归纳：分泌蛋白研究、鲁宾和卡门实验、卡尔文实验方法都是同位素标记法。
4. 光合作用的过程
（1）概念：光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储
光能
叶绿体
存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。
（2）总反应式： CO2＋12H2O (CH2O)＋O2 。
（3）过程分析
①NADPH(还原型辅酶Ⅱ)，②2C3，③ADP＋Pi，④O2，⑤(CH2O)
(4)光反应与暗反应的比较
项目
光反应
暗反应（卡尔文循环/碳反应）
场所
叶绿体类囊体的薄膜上
叶绿体基质中
条件
需光、色素和酶
不需要光[H]（NADPH）、ATP和多种酶
物质变化
①水的光解
H2O4H＋＋O2；
NADP＋＋H＋＋+2e-能量―→NADPH；
②ATP的形成ADP＋Pi＋能量ATP　
①CO2的固定：
CO2＋C52C3；
② C3的还原：
2C3 (CH2O)＋C5
能量变化
光能―→ATP中活跃的化学能和NADPH中的化学能
ATP中活跃的化学能和NADPH中的化学能→(CH2O)中的化学能
物质联系
光反应为暗反应提供NADPH和ATP（暗反应），暗反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+
能量联系
光能―→ATP中活跃的化学能和NADPH中的化学能―→(CH2O)中稳定的化学能
[H]和ATP的移动方向类囊体薄膜→叶绿体基质。
光合作用的光反应合成ATP，暗反应消耗ATP，且光反应产生的ATP只能用于暗反应。
标记18O：H218O―→18O2―→C18O2―→C3―→(CH218O)
标记14C：14CO2―→14C3―→(14CH2O)。
5.环境条件改变时相关物质含量的变化
① CO2 供应不足，则短时间内C3含量减少，C5含量增多，[H]和ATP含量增多。
②植物突然停止光照，CO2供应正常，则短时间内[H]和ATP含量减少，C3含量增多，C5含量减少。
注意：ATP、NADPH、C5变化一致，与C3相反
6.光合作用原理的应用
（1）概念：光合作用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。
(2)影响因素
内因：叶龄、生长时期、叶面积指数、色素含量及酶的种类和数量等
外因：①光照强度、光质（波长）、光照时间：提供能量； ②CO2浓度：原料； ③温度：影响酶的活性； ④必需的矿质元素（无机盐）：如Mg2+合成叶绿素、N是酶和ATP的原料等；⑤水分：原料（还可影响气孔关闭从而影响CO2供应）
①光照强度
曲线模型

模型分析：分析：影响光反应阶段，在一定范围内随着光照强度的增加光合作用强度（速率）也增加，但光照强度达到一定时，光合作用强度（速率）不再随光照强度的增加而增加。
曲线对应点
细胞生理活动
ATP产生场所
植物组织外观表现
图示
A点
只进行细胞呼吸，不进行光合作用
只在细胞质基质和线粒体
从外界吸收O2，向外界排出CO2

AB段
(不含A、B点)
呼吸速率>光合速率
细胞质基质、线粒体、叶绿体
从外界吸收O2，向外界排出CO2

B点
光合速率＝呼吸速率
与外界不发生气体交换

B点之后
光合速率>呼吸速率
从外界吸收CO2，向外界释放O2。此时植物可更新空气

应用
①温室生产中，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，如图中虚线所示，间作套种农作物，可合理利用光能； ③适当剪枝；适当延长光照时间。
　
②CO2浓度
原理
CO2影响暗反应阶段，制约C3的形成
曲线模型及分析

影响暗反应阶段，在一定范围内随着CO2浓度的增加光合作用强度也增加，但CO2浓度达到一定时，光合作用强度不再增加。

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

③温度
原理
温度通过影响酶的活性影响光合作用

曲线模型
及分析

AB段：在B点之前，随着温度升高，光合速率增大B点：酶的最适温度，光合速率最大BC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
应用
①温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室内温度，以降低细胞呼吸速率，提高植物有机物的积累量；②适时播种；③适当遮阴和浇水；④植物“午休”：夏季中午温度过高，叶片失水过多导致气孔关闭，影响CO2进入叶片，暗反应受阻，光合作用强度下降。

④矿质元素
曲线模型
原理

矿质元素是参与光合作用的许多重要化合物的组成成分，缺乏会影响光合作用的进行。例如，N是酶的组成元素，N、P是ATP的组成元素，Mg是叶绿素的组成元素等
曲线分析
应用
在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用强度；但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高，植物发生渗透失水而导致植物光合作用强度下降
在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高光能利用率
⑤水：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，直接影响光合作用速率；水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入叶片，从而影响光合作用速率。
应用：合理浇灌；施肥浇水，使肥料中的矿质元素溶于水才可被根系吸收。
7. 化能合成作用
（1）化能合成作用
①概念：利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放出的能量(化学能)来制造有机物。
②实例：生活在土壤中的硝化细菌，能将土壤中的氨(NH3) 氧化成亚硝酸(HNO2)，进而将亚硝酸(HNO2)氧化成硝酸(HNO3) 。硝化细菌能够利用这两个化学反应中释放出的化学能，将二氧化碳和水合成为糖类，维持自身生命活动。
（2）自养生物和异养生物
①自养生物：能将无机环境中的无机物二氧化碳和水转化为有机物的生物。
光能自养生物：利用光能进行光合作用的生物，如绿色植物、蓝细菌。
化能自养生物：利用化学能进行化能合成作用的生物，如硝化细菌等。
① 异养生物：只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动，如人、动物、腐生生物、寄生生物。

【清单17】细胞的增殖
1. 多细胞生物体的生长，既靠细胞生长增大细胞的体积，还要靠细胞分裂增加细胞的数量。
3. 细胞增殖
（1）单细胞生物体通过细胞增殖而繁衍。多细胞生物体从受精卵开始，要经过细胞的增殖
和分化逐渐发育为成体。因此，细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。
（2）阶段：物质准备阶段和细胞分裂阶段
（3）真核细胞分裂方式有：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂三种。受精卵、干细胞、癌细胞、分生区细胞、体细胞进行有丝分裂，蛙的红细胞进行无丝分裂，减数分裂产生生殖细胞。
原核细胞以二分裂方式进行增殖。
4. 细胞周期
（1）概念：连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。（从完成到完成）
（2）条件：连续分裂的细胞才具有细胞周期，如根尖分生区细胞、茎形成层细胞、皮肤生发层细胞、胚胎干细胞、癌细胞；高度分化的细胞没有细胞周期，如叶肉细胞、表皮细胞、卵细胞、肌细胞、神经细胞等。生物体内部分 (所有/部分)细胞能不断进行细胞分裂。
（3）一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期：在前，用时长（占整个细胞周期的90%-95%）；
（3）一个细胞周期包括两个阶段：分裂期：在后，用时短。
不同细胞的细胞周期一般不同，分裂间期与分裂期所占比例也不同。图例分析：
图中乙→甲→乙、b＋c、d＋e 可分别表示一个细胞周期

着丝粒
5. 高等植物细胞有丝分裂各时期特点

（D复蛋合成单体）
（1）分裂间期：①主要特点是完成 DNA的复制（染色体复制）和有关蛋白质的合成；
②细胞有适度生长； ③核膜核仁可见；④DNA数目加倍，染色单体形成，染色体数目不变；
⑤分裂间期结束后，有丝分裂开始。
（膜仁消失显两体）

（2）前期： ①(细丝状)染色质染色体 (杆状)，染色体散乱分布于纺锤体中；
②核仁逐渐解体，核膜逐渐消失；
③细胞两极纺锤丝纺锤体。
(形定数晰赤道齐)
（3）中期： ①染色体着丝点整齐排列在细胞中央的赤道板上；
②染色体形态稳定，数目清晰，便于观察。
(粒裂数加均两极)
（4）后期： ①着丝点断裂，姐妹染色单体分开成为两条子染色体，由纺锤丝牵引着分别移向细胞两极。
②染色单体消失，染色体加倍，DNA数目不变
(膜仁重现消两体)
（4）末期： ①(杆状)染色体染色质 (细丝状)；
② 纺锤体消失；
③核膜、核仁重新出现，形成 2 个新的细胞核；
（5）赤道板处细胞板新的细胞壁。
一个细胞分裂成两个子细胞，子细胞中染色体数目与母细胞的相同 (相同/不同)。
6. 动物、植物细胞有丝分裂的比较
项目
植物细胞有丝分裂
动物细胞有丝分裂
相同点
①分裂间期都完成 DNA 的复制和有关蛋白质的合成
②分裂期染色体形态、数目、行为的变化规律相同，染色体平均分配到两个子细胞中去
不
同
点
间期
(中心粒的复制)
无中心粒的复制
（低等植物细胞除外）
有中心粒的复制
1中心体（2中心粒）→2中心体（4中心粒）
前期
(纺锤体形成机制)
细胞两极纺锤丝纺锤体
中心体星射线纺锤体
末期
(细胞质分裂方式)
赤道板处细胞板
细胞壁，分割细胞质
细胞膜从中部向内凹陷，缢裂细胞质
7. 有丝分裂的意义
（1）特征：将亲代细胞的染色体经过复制(关键是 DNA 的复制)之后，精确地平均分配到两个子细胞中。
（2）意义：由于染色体上有遗传物质 DNA ，因而在细胞的亲代和子代间保持了遗传性状的稳定性。
8. 染色体数、核DNA数、每条染色体上DNA数变化曲线

注意：染色体数＝着丝粒数；有染色单体时：DNA分子数= 染色单体数＝ 2倍染色
无染色单体时：数DNA分子数＝染色体数
（1）曲线识别：有斜线的是核DNA 数量变化曲线，没有斜线的是染色体数量变化曲线。
（2）甲图：BC段变化原因：染色体着丝粒断裂，姐妹染色单体分开成为两条子染色体。
（2）甲图：DE段变化原因：细胞一分为二，染色体平均分配到两个子细胞中。
（3）乙图：FG段变化原因：间期进行核DNA的复制。
（3）乙图：HI段变化原因：细胞一分为二，核DNA随染色体平均分配到两个子细胞中。
（4）丙图：JK段变化原因：间期进行核DNA的复制。
（4）丙图：LM段变化原因：染色体着丝点断裂，姐妹染色单体分开成为两条子染色体。
9.癌细胞：形成原因：受致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化。
特点：不受机体控制的，连续进行分裂的恶性增殖细胞。
10.无丝分裂（如，蛙的红细胞的分裂）
过程：先核溢裂、后质缢裂．
特点：无纺锤丝，染色体的出现，注意有DNA的复制．
举例：蛙的红细胞
11．细胞不能无限长大的原因
细胞体积越大，其相对表面积（表面积与体积的比值）越小，物质运输效率就越低、
②细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心，细胞核所控制的细胞质范围有一定的限度
③细胞不是越小越好，因为细胞中有众多的必需物质和细胞器，细胞太小，就没有足够的空间，细胞就不能进行相应的生命活动，发挥出相应的生理功能
【清单18】细胞的分化
1. 细胞分化
（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
生理功能上发生稳定性差异的过程叫做细胞分化。
（2）特点
① 普遍性：细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象。
② 持久性：发生于整个生命进程，在胚胎期达到最大限度。
③ 稳定性和不可逆性：一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。
④遗传物质不变性：就一个个体来说，各种细胞的遗传信息相同 (相同/不相同)。
（3）意义：是多细胞生物个体发育的基础，使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
（4）原因：在个体发育过程中，不同细胞中遗传信息的执行情况不同。
（4）实质：基因的选择性表达。
（5）结果：细胞层面：形成形态、结构和功能不同的细胞
分子层面：合成了某种细胞的特有蛋白质，如胰岛素、血红蛋白等
（6）细胞分裂与细胞分化的关系：细胞分裂是细胞分化的基础，细胞分裂使细胞数目增多，细胞分化使细胞种类增多。细胞分裂和细胞分化不会 (会/不会)使细胞中遗传物质发生改变。
2. 细胞的全能性
（1）概念：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：细胞中含有本物种的全套遗传物质。
（3）实例
①植物组织培养：说明已分化的植物细胞具有全能性，如胡萝卜韧皮部细胞经组织培养能产生完整植株。
②克隆(核移植)：说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性，如克隆羊多莉的诞生。
（4）全能性高低比较（填＞＜）
①受精卵(最高) ＞生殖细胞＞体细胞；②已分化植物细胞＞已分化动物细胞
③分化程度高的细胞＜分化程度低的细胞；④分裂能力强的细胞＞分裂能力弱的细胞
（5）干细胞：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。如人骨髓中的造血干细胞，能通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板等; 脐带血干细胞可以培养并分化成人体的各种血细胞，可用于治疗血液系统疾病。
（6）细胞分化与细胞的全能性比较
项目
细胞分化
细胞的全能性
原理
细胞内基因选择性表达
已分化的细胞含有本物种全套遗传物质
特点

①高度分化的植物体细胞具有全能性②动物已分化的体细胞全能性受限制，但细胞核仍具有全能性③全能性的体现要进行诱导和离体培养
结果
形成形态、结构、功能不同的细胞群
形成新的个体
大小比较
细胞分化程度有高低之分，如体细胞＞生殖细胞＞受精卵
细胞全能性表达的难易程度不同，如受精卵＞生殖细胞＞体细胞
关系
①二者的遗传物质都未发生改变；②已分化的植物细胞仍然保持全能性
③一般情况下，分化程度越高，全能性相对越低
分析下图，回答有关问题：

（1）图中具有较旺盛的细胞分裂能力的细胞有 ①③⑤ 。（2）①→③表示细胞分裂；③→⑤表示细胞生长。
（3）①→②和①→④表示细胞分化。
（4）图中⑥⑦⑧表示从图中②取出的一个细胞经过植物组织培养，获得了完整的植株，体现了植物细胞的全能性。
【清单19】细胞的衰老和凋亡
1. 细胞衰老与个体衰老的关系
（1）单细胞生物：细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。
（2）多细胞生物：细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡不是一回事。年轻人体内也有衰老的细胞，
老年人体内也有幼嫩的细胞。个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
2. 衰老细胞的主要特征
(1)细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小。
(2)细胞内多种酶的活性降低，呼吸速率减慢，新陈代谢速率减慢。
(3)细胞内的色素逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递。
(4)细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。
(5)细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。
3.衰老的表现及形成原因
个体衰老表现
对应的细胞衰老原因
皮肤干燥、发皱
细胞内水分减少，细胞体积变小
头发变白
细胞内的(酪氨酸)酶活性降低
老年斑
细胞内色素的积累
无力
细胞内呼吸速率减慢
吸收能力下降
细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低

3. 细胞衰老的原因
（1）自由基学说
我们通常把异常活跃的带电分子或基团称为自由基。自由基含有未配对电子，表现出高度的反应活泼性。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。此外，辐射以及有害物质入侵也会刺激细胞产生自由基。例如，水在电离辐射下便会产生自由基。
自由基产生后，即攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。最为严重的是，当自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时，产物同样是自由基。这些新产生的自由基又会去攻击别的分子，由此引发雪崩式的反应，对生物膜损伤比较大。此外，自由基还会攻击DNA，可能引起基因突变；攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，致使细胞衰老。
（2）端粒学说
每条染色体的两端都有一段特殊序列的 DNA ，称为端粒。端粒DNA序列在每次细胞分裂后会一截。随着细胞分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸。在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧的正常基因的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。
4. 细胞凋亡：指由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制
决定的程序性调控，所以也常常被称为细胞编程性死亡。如胎儿手的发育、蝌蚪尾的消失等。
5. 在成熟的生物体内，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，也是通过细胞凋亡完成的。
提醒：在细胞免疫中，效应T细胞与靶细胞接触并使之裂解死亡的过程属于细胞凋亡。
6. 意义：细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用

①过程A体现了生物膜的信息传递功能，说明细胞凋亡有特异性，在特定时期凋亡特定细胞。
②从过程B中可以看出，细胞凋亡是相关基因选择性表达的结果，该过程中形成具膜的凋亡小体，体现了膜的流动性。
③过程C中凋亡小体被吞噬消化，此过程需要溶酶体(细胞器)的参与。
7. 细胞坏死：在种种不利因素影响下，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。
8. 细胞死亡包括细胞凋亡和细胞坏死，二者区别如下：
（1）细胞凋亡：受 (受/不受)基因控制，是细胞主动 (主动/被动)发生的，对生物体有利 (有利/有害)。
（2）细胞坏死：不受 (受/不受)基因控制，是细胞被动 (主动/被动)发生的，对生物体有害 (有利/有害)。
9．细胞自噬
①概念：通俗地说，就是细胞吃掉自身的结构和物质。在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用，这就是细胞自噬。
②类型
(1)处于营养缺乏条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量。
(2)在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时，通过细胞自噬，可以清除受损或衰老的细胞器，以及感染的微生物和毒素，从而维持细胞内部环境的稳定。
③意义：人类许多疾病的发生，可能与细胞自噬发生障碍有关，因此，细胞自噬机制的研究对许多疾病的防治有重要意义。

必修1实验资料
必修1实验资料1：使用显微镜观察几种细胞（必修一课本P7）
1、目镜无旋转螺丝，镜头越长，放大倍数越小；
物镜有旋转螺丝，镜头越长，放大倍数越大。（物正目反）
2.呈像原理：映入眼球内的是倒立放大的虚像。
放大倍数：目镜和物镜二者放大倍数的乘积
注：显微镜放大倍数是指直径倍数，即长度和宽度，而不是面积。
3.显微镜的使用步骤：
置镜（装镜头）→对光→置片→下降镜筒→调焦→观察
4.高倍镜的转换。找到物像后，把要观察的物像移到视野中央，转动转换器，
把低倍镜移走，换上高倍镜，调整光圈或反光镜，使视野亮度适宜，
只准用细准焦螺旋把视野调整清晰，直到物像清楚为止。
5.放大倍数与视野的关系：放大倍数越小，视野范围越大，
看到的细胞数目越多，视野越亮，工作距离越长；放大倍数越大，视野范围越小，看到的细胞数目越少，视野越暗，工作距离越短。
6.临时装片的制作和移动：制作：滴清水→放材料→盖片
移动：物像在何方，就将载玻片向何处移。（在哪移哪）（原因：物像移动的方向和实际移动玻片的方向相反）
7、检查染色标本、透光不佳的标本，视野要亮；检查未染色标本、透明标本，视野要暗。
8、计算：(1)若视野中细胞排成一行，则细胞数目与放大倍数成反比。
(2)若视野中细胞均匀分布，则细胞数目与放大倍数的平方成反比。

必修1实验资料2：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质※（必修1 P18）
一．实验原理：某些化学试剂能使生物组织中的有关有机化合物，产生特定的颜色反应
1．可溶性还原糖（如高中阶段的所有单糖、麦芽糖和乳糖）（含醛基）与斐林试剂发生作用，可生成砖红色的Cu2O沉淀。2．脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色（或被苏丹Ⅳ染液染成红色）。淀粉遇碘变蓝色。3．蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。（蛋白质分子中含有很多肽键，在碱性 NaOH溶液中能与双缩脲试剂中的Cu2+作用，产生紫色反应。）
二．实验材料和试剂
1．可溶性还原性糖鉴定。材料选取：还原糖含量高，白色或近于白色，如苹果，梨，白萝卜，不能用绿色叶片、西瓜、血液等材料，防止颜色干扰。试剂：斐林试剂（甲液：质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液，乙液：质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液），现配现用。
2．脂肪的鉴定实验。应选富含脂肪的种子，以花生种子为最好，实验前一般要浸泡3~4小时（也可用蓖麻种子）；试剂：体积分数为50%的酒精溶液，苏丹Ⅲ染液或苏丹Ⅳ染液。
3．蛋白质的鉴定实验，可用富含蛋白质的黄豆或鸡蛋清。试剂：双缩脲试剂（A液：质量分数为0.1g/mL的 NaOH溶液，B液：质量分数为0.01g/mL的 CuSO4溶液）
三、方法步骤：
1、可溶性还原糖的鉴定（1）制备组织样液。（2）取1支试管，向试管内注入2mL组织样液。
（3）向试管内注入1mL新制的斐林试剂，振荡。注意：应将组成斐林试剂的甲液、乙液分别配制、储存，使用前才将甲、乙液等量混匀成斐林试剂（4）将试管放入盛有50-65℃温水的大烧杯中，加热约2分钟，观察到溶液颜色：浅蓝色 → 棕色 → 砖红色（沉淀）
2、脂肪的鉴定（1）花生种子浸泡、去皮、切子叶薄片，将薄片放在载玻片的水滴中，用吸水纸吸去装片中的水。（2）在子叶薄片上滴2~3滴苏丹Ⅲ染液染色3min,或苏丹Ⅳ染液染色1分钟。（3）用吸水纸吸去薄片周围染液，用1-2滴体积分数为50%酒精洗去浮色，吸去酒精。（4）用吸水纸吸去薄片周围酒精，滴上1~2滴蒸馏水，盖上盖玻片。（5）低倍镜下找到花生子叶薄片的最薄处，换成高倍镜观察，视野中被染成橘黄色或脂肪颗粒清晰可见。
3、蛋白质的鉴定（1）制备组织样液。（2）鉴定。加样液约2ml于试管中，加入双缩脲试剂A液1ml（为Cu2+与蛋白质反应提供一个碱性的环境），摇匀；(3)再加入双缩脲试剂B液3~4滴（CuSO4溶液不能多加，否则CuSO4的蓝色会遮盖反应的真实颜色），摇匀，溶液变紫色。
注意：1.A液和B液也要分开配制，储存。鉴定时先加双缩脲试剂A液后加双缩脲试剂B液。
2.淀粉的检测和观察用试管取2ml待测组织样液，向试管内滴加2滴碘液，观察颜色变化。
3. 唯一需要加热——还原糖检测; 唯一需要使用显微镜——脂肪检测;唯一使用酒精——脂肪的鉴定，实验用体积分数为50%的酒精洗去浮色。
4.用蛋清作蛋白质鉴定材料，必须充分稀释，防止蛋清黏在试管壁。

必修1实验资料3：用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动（必修1 P50）
1．实验原理
(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球形或球形，散布于细胞质中，不需染色，制片后直接观察。
(2)活细胞中的细胞质是不断流动着的，用运动着的叶绿体作为参照物，可观察植物细胞内细胞质的流动。
2.观察
观察对象
叶绿体
细胞质的流动
选取材料
新鲜的藓类的叶
新鲜的黑藻
染色
不需染色
不需染色
显微镜
高倍显微镜
高倍显微镜
现象
扁平的椭球形、球形
细胞质按逆时针方向流动
3．实验注意事项
(1)观察叶绿体常选用藓类的叶片。这是因为藓类的叶片薄而小，仅有一两层叶肉细胞，叶绿体清楚，可取整个小叶直接制片。若用菠菜叶作为实验材料，要取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮，因为叶绿体主要分布在叶肉细胞中，叶表皮处无叶绿体，接近下表皮处是海绵组织，细胞排列疏松，细胞分散，易撕取，便于观察。
(2)实验过程中的临时装片要始终保持有水状态，避免细胞活性受到影响。
(3)盖盖玻片时，使盖玻片与载玻片成45°夹角，一侧先接触液滴，然后缓慢放下，防止产生气泡。
(4)观察细胞质流动时，首先要找到叶肉细胞中的叶绿体，然后以叶绿体作为参照物，在观察时眼睛注视叶绿体，再来观察细胞质的流动。最后，再来仔细观察细胞质的流动速度和流动方向。
(5)呼吸越旺盛，细胞质流动越快，反之，则越慢。细胞质流动方式一般为环形流动。这时细胞器随细胞质基质一起运动，并非只是细胞质的运动。

必修1实验资料3 实验设计的一般流程
一、类型：验证类实验和探究类实验
1、实验目的：验证（证明）/探究（研究）自变量对因变量的影响
2、实验假设：验证实验不需要，探究实验可对探究问题提出一种可能性
3、实验原理：一般由三段组成：自变量和因变量的关系＋因变量的观测指标＋实验具体过程描述。
4、实验步骤：①选材、分组、编号； ②设计对照实验,对不同的对象施以不同的处理（对照组：没有改变所处条件的组别；实验组(控制自变量)：改变所处条件的组别 ③在相同且适宜条件下培养一段时间(控制无关变量) ④观察实验现象（即因变量具体什么现象），记录数据（一组多个数据要取平均值）
5、实验现象：验证实验1种；探究实验多种
6、实验结论：验证实验：1种，一般写成“自变量对因变量的×××影响”(与实验目的相呼应)
探究实验：多种，描述为：
1)句式一：“如果……现象，则……结论”。
①如果实验组和对照组无显著差异（实验现象），则实验变量对实验无影响（实验结论）；
②如果实验组比对照组好（实验现象），则实验变量对实验有利（实验结论）；
③如果实验组比对照组差（实验结论），则实验变量对实验不利（实验结论）。
二、遵循的原则
1、单一变量原则：
自变量：人为改变的变量，也就是原因。自变量的作用(反应)原理，即“为什么这么做”。要密切关注实验目的及题干信息，注意充分利用题干的提示或联系教材基础知识进行准确描述。
因变量：随着自变量的变化而变化的变量。因变量的检测原理(或操作原理、现象原理)，即“为什么出现这样的现象”。可参考题中相关实验步骤。
无关变量：除自变量外，也能影响实验结果或现象的因素。
2、对照原则：作用：排除自变量以外的其他变量对实验结果的影响，以保证本实验的结果是由自变量引起的。
类型：①空白对照；②条件对照；③自身对照；④相互对照
3、等量原则：作用是排除×××（如温度）对实验结果的影响
一般用来控制无关变量：如“在A组中加入2 ml（适量）……在B组中加入2Ml(等量)……”
4、平行重复原则：目的是消除非处理因素所造成的偏差（或避免偶然因素对实验的影响）。
5、科学性原则：包括实验原理、实验材料的选择、实验方法、实验结果处理的科学性，要有科学的思想和方法作指导。

设计实验方案：核心步骤+观察(统计)指标+预测实验结果和结论
实验思路：将（预处理）的某生物（分组），经。。。处理后，观察（检测）实验结果变化。

必修1实验资料4 探究植物细胞的吸水和失水※（必修一P64）
一、实验原理：
1．质壁分离的原理：外因：当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而失水，细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。内因：由于原生质层比细胞壁的收缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁分离。
2．质壁分离复原的原理：当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而吸水，外界溶液中的水分就通过原生质层进入到细胞液中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，紧贴细胞壁，使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。
二、实验材料：紫色洋葱鳞片叶的外表皮。因为液泡呈紫色，易于观察。也可用水绵代替。 0.3g/ml 的蔗糖溶液。(同一生物的不同部位，质壁分离程度可能不同)
三、实验步骤：
1．制作洋葱表皮的临时装片。2．观察洋葱（或水绵）细胞;液泡大，呈紫色，原生质层紧贴着细胞壁；3．观察质壁分离现象。从盖玻片的一侧滴入0．3g/ml的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引，重复几次。镜检。观察
到：液泡由大变小，颜色由浅变深，原生质层与细胞壁分离。原生质层与细胞壁之间充满蔗糖溶液。 4．观察细胞质壁分离的复原现象。从盖玻片的一侧滴入清水，在另一侧用吸水纸吸引，重复几次。镜检。观察到：液泡由小变大，颜色由深变浅，原生质层恢复原状。
四、注意问题：1、动物细胞能发生渗透作用但不会发生质壁分离2、选材：紫色洋葱鳞片叶，材料必须为活细胞 3、自动复原的溶液：7%尿素或甘油或PEG，0.1g/ml的 KNO3溶液 4、若用 50%蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不会复原，因为细胞过度失水而死亡。 5.该实验没有另外设置对照组，因实验处理前后发生自身对照。6.始终在低倍镜下观察的实验。

必修1实验资料5 比较过氧化氢在不同条件下的分解（P77）
一．实验原理：新鲜肝脏提取液中含有较多的过氧化氢酶，过氧化氢酶和Fe3+都能催化H2O2分解放出O2。经计算，质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+数，大约是每滴肝脏研磨液中过氧化氢酶分子数的 25万倍。
反应式：2H2O22H2O＋ O2 ↑
二．方法步骤：1.取4支洁净试管，编号，分别加入2mLH2O2溶液；2.将2号试管放在900C左右的水浴中加热，观察气泡冒出情况，与1号试管作比较(现象是2号试管产生的气体相对较多)；
3.向3号、4号试管内分别滴入2滴FeCl3溶液和2滴肝脏研磨液（必需是新鲜的），观察那支试管产生的气泡多。 4.2-3min后，将点燃的卫生香分别放入3号和4号试管内液面的上方，观察复燃情况. 现象：3号试管产生气泡较多，冒泡时间短，卫生香复燃不明显，4号试管产生气泡很多，冒泡时间很短，卫生香燃烧很猛烈。
三、结论：酶可以降低化学反应的活化能，提高反应速率。
四、注意：若用酶和蒸馏水作对照，则是验证酶的催化功能。
五、实验分析
①4组和1组对照，说明酶具有催化作用。②4组和3组对照，自变量是催化剂种类，说明H2O2酶加快H2O2分解的速率更显著，即酶的催化作用具有高效性。
（4）加热、Fe3＋、H2O2酶促进H2O2分解的原理
①加热能促进H2O2分解是因为提供了能量。②Fe3＋、H2O2酶能促进H2O2分解是因为降低了化学反应的活化能。

必修1实验资料6 探究酶对淀粉和蔗糖的水解作用（P81探究酶具有专一性）
（1）方案一：①用同一种酶催化两种不同物质（自变量是不同反应物，因变量是反应物是否水解）
淀粉（非还原糖）淀粉酶麦芽糖（还原糖）
蔗糖（非还原糖）淀粉酶蔗糖
②用淀粉酶分别作用于淀粉溶液和蔗糖溶液后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀生成来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探索酶的专一性。
注意：此实验检测试剂不能选用碘液，因碘液无法检测蔗糖(实验前后)是否水解。
（2）方案二：①用两种不同酶催化同一种物质（自变量是酶的种类，因变量是反应物是否水解）
淀粉（非还原糖）淀粉酶麦芽糖（还原糖）
淀粉（非还原糖）蔗糖酶淀粉
②再用斐林试剂或碘液鉴定，从而探究酶的专一性。

必修1实验资料7 影响酶活性的条件1（P82探究温度对酶活性的影响）
一、实验原理：
1．淀粉遇碘后，形成蓝色的复合物。
2．淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麦芽糖和葡萄糖，麦芽糖和葡萄糖遇碘后不显色。
注：1、市售a-淀粉酶的最适温度约600C，若来自人体或生物组织，最适温度为37℃左右。2 、该实验不宜选用斐林试剂，因该实验需严格控制不同的温度。3、该实验不宜选用过氧化氢酶，因过氧化氢本身在不同的温度下的分解速度不同。4、操作顺序不能错，因要先控制条件。5、本实验的自变量是不同的温度；因变量是淀粉分解量的多少，用是否出现蓝色及蓝色的深浅表示；无关变量是淀粉和淀粉酶的用量、溶液的pH、反应时间等
二、实验步骤
1.取3支试管，编上号A、B、C，然后分别注入2mL可溶性淀粉溶液； 2.另取3支试管，编上号a、b、c，然后分别注入1mL新鲜淀粉酶溶液； 3.将装有淀粉溶液和酶溶液的试管分成3组，分别放入热水(约600C)、沸水和冰块中，维持各自的温度5min。 4.分别将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中，摇匀后，维持各自的温度5min；5.在3支试管中各滴入1-2滴碘液，摇匀后观察这3支试管中溶液颜色变化并记录。
三、结果：A试管不变蓝，B试管变蓝，C试管变蓝
四、结论：酶的催化作用需要适宜的温度条件，温度过高和过低都将影响酶的活性。

必修1实验资料8：影响酶活性的条件2（P82探究pH对酶活性的影响）
一、实验步骤：
1.取3支试管，编上号1、2、3，然后分别注入2mL 新鲜的过氧化氢酶溶液
2.分别向1号试管注入1ml蒸馏水，2号注入1ml氢氧化钠溶液，3号注入1ml盐酸。
3.分别向这3支试管注入2ml过氧化氢溶液 4.观察现象并记录。
二、结果：1号试管有大量气泡产生，2号试管无气泡产生，3号试管无气泡产生。
三、结论：酶的催化作用需要适宜的pH, pH偏高或偏低都能影响酶的活性。
四、注意：1、本实验不宜用淀粉酶催化淀粉水解，因为强酸能影响淀粉的水解。2、本实验不宜用斐林试剂和碘液检测，因斐林试剂可与酸发生反应，碘液可与碱发生反应。3、注意操作顺序不能错。4、本实验的自变量是不同的pH；因变量是过氧化氢分解的多少，用O2产生量的多少表示；无关变量是肝脏研磨液的新鲜度、温度等。

必修1实验资料9：探究酵母菌细胞呼吸的方式（P90）
一．实验原理：
1．酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
2．CO2可使澄清石灰水变混浊，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，可以检测酵母菌培养CO2的产生情况。
3．橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇（酒精）发生化学反应，变成灰绿色。
4.配制酵母菌培养液的葡萄糖溶液要煮沸冷却，煮沸的目的是杀菌除氧，冷却是为了防止高温杀死酵母菌。
三．方法步骤：
1．酵母菌培养液的配制：取20g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入锥形瓶A（500mL）和B(500mL)中，分别向瓶中注入质量分数为5%的葡萄糖溶液。
2．检测CO2的产生（如右图所示）
3．检测酒精的产生
自A、B中各取2 mL酵母菌培养液的滤液分别注入编号为1、2的两支干净的试管中→分别滴加0.5 mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液→轻轻振荡使它们混合均匀并观察溶液的颜色变化。
4.实验现象：（1）甲、乙两装置中石灰水都变混浊，且甲中混浊程度高且快。（2）2号试管中溶液由橙色变成灰绿色，1号试管不变色。
酶
酶
5.实验结论：酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸,产生大量二氧化碳和水：（填化学式）
C6H12O6 ＋ 6O2 ＋ 6H2O6→6CO2 ＋ 12H2O ＋能量
在无氧条件下进行无氧呼吸,产生酒精和少量二氧化碳：（填化学式）
C6H12O6→ 2C2H5OH ＋ 2CO2 ＋少量能量
即酵母菌的呼吸类型既可以进行有氧呼吸又可以进行无氧呼吸——兼性厌氧型。
四、基本要求：（1）氢氧化钠溶液的作用是吸收空气中的二氧化碳，保证通入石灰水的气体中CO2全部来自酵母菌细胞呼吸，从而排除空气中CO2对实验结果的干扰。(2)B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保通入澄清石灰水中的CO2是由无氧呼吸产生的。

必修1实验资料10：绿叶中色素的提取和分离（必修一P98）
一．实验原理：
1．绿叶中的色素是有机物，不溶于水，易溶于丙酮等有机溶剂中，所以用丙酮、无水乙醇等能提取色素。（若没有无水乙醇，也可用体积分数为95%的乙醇，但要加入适量的无水碳酸钠，除去水分）
2．层析液是一种脂溶性很强的有机溶剂。绿叶色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。所以用纸层析法来分离四种色素。
三、实验材料：幼嫩、鲜绿的菠菜叶
四、实验步骤：
1．提取色素：称取5克绿叶剪碎，放入研钵中，加少许SiO2、CaCO3和5mL丙酮（或10mL无水乙醇）迅速、充分研磨。注意：加SiO2为了研磨得更充分。加CaCO保护色素3防止研磨时色素被破坏。
2．收集滤液：将研磨液迅速倒入玻璃漏斗，漏斗基部放一单层尼龙布，将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞严（防止丙酮挥发）；3．制备滤纸条：将干燥的滤纸，顺着纸纹剪成长10cm，宽1cm的纸条，一端剪去二个角（防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快而形成弧形色素带），并在距这一端1cm处划一铅笔线。
4．划滤液细线：用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线划出细、齐、直（防止色素带之间部分重叠）的一条滤液细线，干后重复三次。
5．纸层析法分离色素：将3mL层析液倒入烧杯中，将滤纸条（划线一端朝下）插入层析液中，用培养皿盖盖上烧杯。层析液不能触及滤纸细线（防止色素溶解在层析液中）。
6．观察实验结果：色素带由上至下分别为：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）（巧记:萝卜叶ab，黄绿医生跑最后）
扩散速度：胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a ＞叶绿素b
色素含量(色素带宽度)：叶绿素a＞叶绿素b ＞叶黄素＞胡萝卜素。
色素间的距离：胡萝卜素和叶黄素＞叶黄素和叶绿素a＞叶绿素a 和叶绿素b
五、注意：1.四种色素之所以能被分离，是因为四种色素随层析液在滤纸上的扩散速度不同。
2.色素提取液淡绿色：研磨不充分，色素未能充分提取；称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液溶解度小；未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。
3.用过滤方法提取叶绿体中的色素和用纸层析法分离提取到的色素

必修1实验资料11：探究环境因素对光合作用强度的影响（必修1 P105）
实验流程：

（1）实验原理：抽去小圆形叶片中的气体后，叶片在水中下沉，光照下叶片进行光合作用产生氧气，充满细胞间隙，叶片又会上浮。光合作用越强，单位时间内小圆形叶片上浮的数量越多。
（2）实验流程

（3）实验结果分析：光照越强，烧杯内小圆形叶片浮起的数量越多，说明一定范围内，随着光照强度的不断增强，光合作用强度不断增强。
（4）在实验中，叶片下降的原因是细胞间隙充满水，光照后叶片叶片进行光合作用，细胞间隙又充满气体，叶片上升。

必修1实验资料12：观察根尖分生组织细胞的有丝分裂※（必修一P116）
一、实验原理：
1．在高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞。
2．染色体容易被碱性染料（如甲紫溶液（旧称龙胆紫溶液）或醋酸洋红溶液）着色，通过在高倍显微镜下观察各个时期细胞内染色体（或染色质）的存在状态，就可判断这些细胞处于有丝分裂的哪个时期，进而认识有丝分裂的完整过程。
二、实验步骤：
1、根尖的培养：待根长约5cm时，可用于实验
2、装片的制作：解离→漂洗→染色→制片
(1)解离：上午10时至下午2时，剪取洋葱根尖2~3mm ，立即放入盛有质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精溶液的混合液（1：1）的玻璃皿中，室温下解离3~5min。目的：用药液使组织中的细胞相互分离开来。此时，细胞已被盐酸杀死。
(2)漂洗：待根尖酥软后，用镊子取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10 min。目的：洗去药液，防止解离过度，便于染色。
(3)染色：把洋葱根尖放进盛有质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的龙胆紫溶液或醋酸洋红液的玻璃皿中染3~5min。
(4)制片：用镊子将这段洋葱根尖取出来，放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把洋葱根尖弄碎，盖上盖玻片，用拇指轻轻地压载玻片。目的：使细胞分散分散，避免细胞重叠，便于观察。
3.观察（1）低倍镜观察：把装片放在低倍镜下，慢慢移动装片，找到分生区细胞。（2）高倍镜观察：移走低倍镜，换上高倍镜，用细准焦螺旋和反光镜把视野调整清晰，仔细观察，首先找出处于细胞分裂中期的细胞，再找出前期、后期、末期的细胞。注意观察各时期细胞内染色体形态和分布的特点，最后观察分裂间期的细胞。分生区细胞特点是：细胞呈正方形，排列紧密，有的细胞正处于分裂期。
三、注意：1.显微镜下观察到的都是死细胞，不能观察到有丝分裂的动态变化2.显微镜下观察到的间期细胞数目最多，因为间期历时最长。3.赤道板不能观察到。只有分生区细胞才可以作为观察对象。