知识清单生命活动离不开细胞1.病毒：（1）由蛋白质和核酸构成，没有细胞结构，只有依赖活细胞才能生活。病毒在自然界分布广泛，可感染细菌、真菌、植物、动物和人，常引起宿主发病。但在许多情况下，病毒也可与宿主共存而不引起明显的疾病。（2）病毒仅具有一种类型的核酸，DNA或RNA。如：RNA病毒有埃博拉病毒，SARS病毒，烟花草叶病毒，HIV病毒，流感病毒等。DNA病毒有T2噬菌体。2.生命活动离不开细胞。单细胞生物，单个细胞就能完成各种生命活动，多细胞生物依赖各种分化的细胞密切合作，共同完成复杂的生命活动。3.除病毒外细胞是生物体结构和功能的基本单位。（除了病毒以外，所有生物都是由细胞构成的）。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与变异等，都是依赖各种分化的细胞密切合作，共同完成的。原核细胞与真核细胞（1）分类依据：根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核，把细胞分为真核细胞和原核细胞两大类；由真核细胞构成的生物叫真核生物，如大多数的动植物，由原核细胞构成的生物叫原核生物，如细菌和蓝藻等。（2）原核生物：没有染色体；细胞器只有核糖体。如：蓝藻、细菌（如乳酸菌）等。（3）真核生物：动物(草履虫、变形虫)、植物、真菌（酵母菌、霉菌）等。（4）区别原核细胞和真核细胞的主要区别在于：是否有成形的细胞核（有无核膜）（5）原核生物的代表类群：①细菌：直径0.5—5.0μm，大多数种类是营腐生或寄生生活的异养生物，②蓝藻（也称蓝细菌）：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；它们的直径约为10μm，在淡水水域污染、富营养化出现的水华中有多种蓝藻；（6）原核细胞与真核细胞比较：①共性：具有相似的细胞膜与细胞质，有核DNA②差异：原核细胞细胞壁的成分是蛋白质和多糖，不是纤维素；无核膜包被的细胞核，也没有染色体；细胞质中只有核糖体，没有其它典型的细胞器。病毒、原核细胞、真核细胞的比较 原核细胞真核细胞病毒大小较小(1μ1m～10μm较小（1μm-10μm）较大(10μm～100μm)最小本质区别无以核膜为界的细胞核有以核膜为界的细胞核无细胞结构细胞核无核膜、核仁，遗传物质分布的区域称拟核；无染色体有成形的细胞核，有核膜和核仁；核中DNA与蛋白质结合成染色体无细胞器有分散的核糖体，无其他细胞器有线粒体、叶绿体、高尔基体等复杂的细胞器无细胞壁细胞壁不含纤维素，主要成分是糖类和蛋白质细胞壁的主要成分是纤维素和果胶无遗传物质DNA或RNA细胞分裂一般是二分裂无丝分裂、有丝分裂、减数分裂病毒复制转录与翻译出现在同一时间与地点，同时进行转录在核内，翻译在细胞质内。转录在前，翻译在后在寄主细胞内进行举例放线菌、蓝藻、细菌、衣原体、支原体真菌、动物、植物等DNA病毒：T2噬菌体；RNA病毒：HIV、烟草花叶病毒等细胞学说①1665年，英国科学家虎克用显微镜观察植物的木栓组织，发现并命名了细胞；②18世纪30年代，德国的两位科学家施莱登和施旺共同建立了细胞学说；③1858年，德国的魏尔肖提出了细胞通过分裂产生新细胞的观点，作为对细胞学说的修改和补充。（2）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，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；③新细胞可以从老细胞中产生。（3）意义①提示了细胞统一性和生物体结构统一性。②揭示了生物之间存在一定的亲缘关系。细胞结构的多样性与统一性①不同的细胞都有相似的基本结构，如细胞膜、细胞质和细胞核（或拟核），这体现了细胞结构的统一性；②不同的细胞形态、大小千差万别，这说明细胞具有多样性。生命系统的结构层次生命系统的结构层次：细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈。生命系统的最基本结构层次为细胞，最高层次为生物圈，各生命系统既层层相依，又各自有特定的组成、结构和功能。细胞是生物体结构和功能的基本单位（1）细胞是生物体结构的基本单位①除病毒等少数种类外，一切生物体均由细胞构成。多细胞生物体都是由一个受精卵分裂分化来的；每个细胞具有自己独立的一套“完整”结构体系，是构成生物体的基本结构单位。②细胞具有独立、有序的自控代谢体系，细胞是代谢与功能的基本单位，细胞间密切合作共同完成生物体的生命活动。（2）生命活动离不开细胞。非细胞形态的病毒必须依赖于活细胞才能生活和繁殖，具有细胞结构的生物体的各项生命活动，如运动、繁殖、生长和发育、应激性和稳态等都是在细胞基础上完成的。（3）没有细胞就没有完整的生命①一个分子或一个原子是一个系统，但不是生命系统，因为生命系统能完成一定的生命活动，单靠一个分子或一个原子是不能完成生命活动的。②无数实验证明，任何结构完整性被破坏的细胞，都不能实现细胞完整的生命活动。(4)生命系统的其他层次都是建立在细胞基础之上的。没有细胞就没有组织、器官、系统等层次，更谈不上种群、群落、生态系统等层次。从最小的细胞到最大的生命系统生物圈，尽管层次复杂多样，大小不同，但它们层层相依，都离不开细胞。因此，细胞是最基本的生命系统。[特别提醒]①真原核细胞的共性：均有细胞膜、细胞质、均以DNA作为遗传物质。②真核细胞的共性：都有细胞膜、细胞质、细胞核和多种细胞器。③原核细胞的共性：都有细胞膜、细胞质和拟核；细胞质中只有一种细胞器—核糖体。单细胞生物一个细胞就是一个完整的个体（1）一个细胞就能完成相应的各种生命活动，如呼吸、运动、摄食、繁殖、对刺激作出反应等；（2）单细胞生物有多种，如草履虫、眼虫、细菌、蓝藻、衣藻、酵母菌等。多细胞生物是由很多细胞构成有机的整体（1）多细胞生物的生命开始于一个细胞——受精卵；（2）受精卵经过细胞分裂和分化，最后发育成成熟个体；（3）多细胞生物是在许多分化细胞的密切配合下，完成一系列复杂的生命活动，如缩手反射、免疫等。光学显微镜的使用1、方法：先对光：一转转换器；二转聚光器；三转反光镜再观察：一放标本孔中央；二降物镜片上方；三升镜筒仔细看2、注意：（1）放大倍数＝物镜的放大倍数×目镜的放大倍数（2）物镜越长，放大倍数越大；目镜越短，放大倍数越大“物镜—玻片标本”越短，放大倍数越大（3）物像与实际材料上下、左右都是颠倒的（4）高倍物镜使用顺序：低倍镜→标本移至中央→高倍镜→大光圈，凹面镜→细准焦螺旋（5）污点位置的判断：移动或转动法。考点分析1考点一非细胞结构的生物-病毒与病毒有关的知识整合(1)虽然病毒无细胞结构，但可以在寄主细胞中繁殖。(2)病毒只有在活细胞中才能表现出代谢活动，所以病毒出现在细胞之后。(3)用放射性同位素标记病毒时，应先用含有放射性的普通培养基培养寄主细胞，再用寄主细胞培养病毒。2考点2细胞的多样性和统一性1.细胞的多样性(1)表现：细胞的形态、大小、结构等方面的差异。(2)原因：不同生物遗传物质不同；同种生物不同细胞内基因的选择性表达。2．细胞的统一性结构方面：都有细胞膜、细胞质和核糖体等结构。组成方面：组成细胞的元素和化合物的种类基本相同。能量方面：都以ATP作为直接的能源物质。遗传方面：都以DNA作为遗传物质，各种生物共用一套遗传密码。增殖方面：都以细胞分裂的方式增殖。能力提升常见原核生物与真核生物的判断方法在菌类和藻类中，有些是原核生物，有些是真核生物，具体判断方法归纳如下：(1)“菌”类的判断：凡“菌”字前面有“杆”“球”“弧”及“螺旋”等字的都是细菌，为原核生物；而酵母菌、霉菌及食用菌则为真核生物。(2)“藻”类的判断：藻类的种类很多，常见的藻类有蓝藻(如念珠藻、颤藻、发菜等)、红藻(如紫菜、石花菜等)、褐藻(如海带、裙带菜等)、绿藻(如衣藻、水绵、小球藻、团藻等)。其中蓝藻为原核生物，其他藻类为真核生物。知识清单生物界与非生物界统一性：组成细胞的化学元素在非生物界都可以找到生物界与非生物界差异性：化学元素在细胞内的含量与在非生物界中的含量明显不同组成生物体的化学元素有20多种：大量元素：C、O、H、N、S、P、Ca、Mg、K等；微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo；最基本元素：C；细胞含量最多4种元素：C、O、H、N；组成细胞的化合物：无机物（水、无机盐）、有机物（蛋白质、糖类、脂质、核酸）活细胞中含量最多的化合物是水；含量最多的有机物是蛋白质；占细胞鲜重比例最大的化学元素是O、占细胞干重比例最大的化学元素是C。细胞中的无机化合物：水和无机盐1、水：（1）含量：占细胞总重量的60%-90%，是活细胞中含量是最多的物质。（2）形式：自由水、结合水自由水：是以游离形式存在，可以自由流动的水。作用有①良好的溶剂；②参与细胞内生化反应；③物质运输；④维持细胞的形态；⑤体温调节（在代谢旺盛的细胞中，自由水的含量一般较多）结合水：是与其他物质相结合的水。作用是组成细胞结构的重要成分。（结合水的含量增多，可以使植物的抗逆性增强）2、无机盐（1）存在形式：绝大多数以离子形式存在（2）作用：①与蛋白质等物质结合成复杂的化合物。（如Mg2+是构成叶绿素的成分、Fe2+是构成血红蛋白的成分、I-是构成甲状腺激素的成分。②参与细胞的各种生命活动。（如钙离子浓度过低肌肉抽搐、过高肌肉乏力）细胞中的生物大分子一，糖类1、元素组成：由C、H、O3种元素组成。2、分类概念种类分布主要功能单糖不能水解的糖核糖动植物细胞组成核酸的物质脱氧核糖葡萄糖细胞的重要能源物质二糖水解后能够生成二分子单糖的糖蔗糖植物细胞麦芽糖乳糖动物细胞多糖水解后能够生成许多个单糖分子的糖淀粉植物细胞植物细胞中的储能物质纤维素植物细胞壁的基本组成成分糖原动物细胞动物细胞中的储能物质附：二糖与多糖的水解产物：蔗糖→1葡萄糖+1果糖麦芽糖→2葡萄糖乳糖→1葡萄糖+1半乳糖淀粉→麦芽糖→葡萄糖纤维素→纤维二糖→葡萄糖糖原→葡萄3、功能：糖类是生物体维持生命活动的主要能量来源。（另：能参与细胞识别，细胞间物质运输和免疫功能的调节等生命活动。）4．糖的鉴定：(1)淀粉遇碘液变蓝色，这是淀粉特有的颜色反应。(2)还原性糖(单糖、麦芽糖和乳糖)与斐林试剂在隔水加热条件下，能够生成砖红色沉淀。斐林试剂：配制：0.1g/mL的NaOH溶液（2mL）+0.05g/mLCuSO4溶液（4-5滴）使用：混合后使用，且现配现用。二、脂质1、元素组成：主要由C、H、O组成（C/H比例高于糖类），有些还含N、P2、分类：脂肪、类脂（如磷脂）、固醇（如胆固醇、性激素、维生素D等）3．功能：脂肪：细胞代谢所需能量的主要储存形式。类脂中的磷脂：是构成生物膜的重要物质。固醇：在细胞的营养、调节、和代谢中具有重要作用。4、脂肪的鉴定：脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。（在实验中用50%酒精洗去浮色→显微镜观察→橘黄色脂肪颗粒）三、蛋白质1、元素组成：除C、H、O、N外，大多数蛋白质还含有S2、基本组成单位：氨基酸（组成蛋白质的氨基酸约20种）氨基酸结构通式：：氨基酸的判断：①同时有氨基和羧基②至少有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。（组成蛋白质的20种氨基酸的区别：R基的不同）3．形成：许多氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键（-CO-NH-）相连而成肽链，多条肽链盘曲折叠形成有功能的蛋白质二肽：由2个氨基酸分子组成的肽链。多肽：由n（n≥3）个氨基酸分子以肽键相连形成的肽链。蛋白质结构的多样性的原因：组成蛋白质多肽链的氨基酸的种类、数目、排列顺序的不同；构成蛋白质的多肽链的数目、空间结构不同。5．功能：生命活动的主要承担者。（注意有关蛋白质的功能及举例）6．蛋白质鉴定：与双缩脲试剂产生紫色的颜色反应双缩脲试剂：配制：0.1g/mL的NaOH溶液（2mL）和0.01g/mLCuSO4溶液（3-4滴）使用：分开使用，先加NaOH溶液，再加CuSO4溶液。有关计算：①肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数目—肽链数②至少含有的羧基（—COOH）或氨基数（—NH2）＝肽链数③蛋白质分子量＝氨基酸分子量×氨基酸个数—水的个数×18生物组织还原性糖、脂肪、蛋白质的鉴定鉴定物质实验试剂实验现象注意事项还原性糖斐林试剂砖红色沉淀试剂现用现配、沸水浴加热脂肪苏丹III、IVIII橘黄色（IV红色）必须用显微镜观察蛋白质双缩脲试剂紫色先加NaOH,后加CuSO4淀粉碘液蓝色淀粉酶可以将之水解四、核酸1、元素组成：由C、H、O、N、P5种元素构成2、基本单位：核苷酸（由1分子磷酸+1分子五碳糖+1分子含氮碱基组成）3、种类：脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）种类英文缩写基本组成单位存在场所脱氧核糖核酸DNA脱氧核苷酸（4种）主要在细胞核中（在叶绿体和线粒体中有少量存在）核糖核酸RNA核糖核苷酸（4种）主要存在细胞质中4、生理功能：储存遗传信息，控制蛋白质的合成。（原核、真核生物遗传物质都是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。）观察DNA和RNA在细胞中的分布实验原理：甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿使DNA呈绿色，吡罗红使RNA呈现红色8%盐酸的作用：盐酸能改变细胞膜的通透性，同时使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂的结合分布：真核生物DNA主要分布在细胞核中，线粒体和叶绿体内也含有少量的DNA；RNA主要分布在细胞质中。实验结果:细胞核呈绿色,细胞质呈红色.考点分析1考点一细胞中的元素和化合物1.组成细胞的化学元素(1)上图的分类是依据元素在生物体内的含量，而不是生理作用。微量元素含量虽少，但其生理作用却不可替代。(2)大量元素和微量元素的划分是依据生物界中生物的整体情况，具体到某一种生物可能有一定的差别。(3)组成生物体的常见的20多种化学元素是指必需元素，生物体内可能含一些非必需元素，如人体可能含Pb。2．细胞中的元素和化合物的含量在鲜重和干重下并不相同(1)细胞鲜重时：①元素含量：O＞C＞H＞N。②化合物含量：水＞蛋白质＞脂质＞糖类。(2)细胞干重时：①元素含量：C＞O＞N＞H。②化合物含量：蛋白质＞脂质＞糖类。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在无机环境中都可以找到，没有一种是生物体所特有的。(2)差异性：尽管组成生物体的化学元素在无机环境中都可以找到，但与无机环境中的相应元素的含量又有一定的差别。(3)细胞统一性和差异性的体现：不同生物体内所含的化学元素的种类基本相同，但在不同生物体内同种元素的含量差别较大；同一生物体内不同组织细胞中各元素的含量也不相同。2考点二细胞中的无机化合物1.水的含量与代谢和抗逆性的关系(1)在一定范围内，自由水与结合水比值的大小决定了细胞或生物体的代谢强度：比值越大说明细胞(或生物体)中自由水含量越多，代谢越强；反之，代谢越弱。(2)生物体的抗逆性也和自由水与结合水的比值有关：比值越小抗逆性越强；反之，抗逆性越弱。2．细胞中无机盐的功能及举例功能举例细胞的结构成分Mg2＋是叶绿素的组成成分，缺乏时植物叶片会变黄Fe2＋是血红蛋白的组成成分，缺乏时会患贫血I－是甲状腺激素的组成成分，缺乏时会患地方性甲状腺肿碳酸钙是动物和人体的骨骼、牙齿中的重要成分，PO是磷脂的组成成分，也是ATP、核苷酸的主要组成成分功能举例对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用Ca2＋能降低神经系统的兴奋性，血钙过低时，会出现抽搐现象，血钙过高时，会患肌无力维持生物体内的平衡渗透压的平衡Na＋、Cl－对细胞外液渗透压起重要作用K＋对细胞内液渗透压起决定作用酸碱平衡血液中NaHCO3/H2CO3、NaH2PO4/Na2HPO4等缓冲对，调节机体的酸碱平衡能力提升1与水的存在形式有关的3个易错点(1)细胞内自由水/结合水比例升高，则代谢旺盛；反之代谢缓慢。(2)秋冬季节，蒸腾作用弱，吸水减少，结合水含量相对升高，有利于植物抗寒性提高。(3)升高或降低温度时，结合水与自由水可以相互转化，以增强细胞的抗逆性。升高温度时，自由水增多；反之，结合水增多。3考点三蛋白质的结构层次及其多样性注：(1)生物多样性的根本原因是DNA的多样性。(2)生物多样性的直接原因是蛋白质的多样性。(3)多种多样的环境是形成生物多样性的重要条件。4考点四蛋白质的合成过程及相关计算1.氨基酸、多肽、肽键的关系2．肽键数、脱水数及蛋白质相对分子质量的计算(设由m个氨基酸，形成1条或n条肽链，氨基酸的平均相对分子质量为a)。肽链数肽键数＝脱水数＝水解需水数蛋白质相对分子质量1m－1ma－18(m－1)nm－nma－18(m－n)3.蛋白质中游离氨基或羧基数的计算：一条肽链上至少有一个游离的氨基和羧基，分别位于肽链的两端，若有更多的氨基或羧基则分布在R基上。故：氨基或羧基数的最小值＝肽链数。氨基或羧基总数＝肽链数＋R基上的氨基或羧基数。4．蛋白质中N、O原子数的计算：N原子数＝各氨基酸中N(氨基)的总数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子(氨基)数。O原子数＝各氨基酸中的O的总数－脱去水分子数＝肽键数＋2肽链数＋R基上的O原子数。5．蛋白质相对分子质量的计算：蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸的平均相对分子质量－脱去水分子数×18(注意环状和—S—S—键的特殊情况)。5考点五核酸的结构、分类和功能1.核苷酸的组成2.DNA和RNA组成成分的比较3．DNA、RNA、ATP及核苷酸中“A”的含义6考点六糖类与脂质的比较分析1.对糖类与脂质的比较名称项目糖类脂质合成部位细胞器：叶绿体、高尔基体；器官：肝脏和肌肉主要是内质网与能量的关系主要的能源物质。动物细胞中的糖原、植物细胞中的淀粉是重要的储能物质脂肪是细胞内良好的储能物质与细胞膜的关系糖被的重要组成成分磷脂是构成细胞膜的基本支架，胆固醇是动物细胞膜的重要成分2.对糖类、脂肪功能的理解分析(1)糖类功能的全面理解①糖类是生物体的主要能源物质a．糖类是生物体进行生命活动的主要能源物质(70%)；b.淀粉和糖原分别是植物、动物细胞内的储能物质，而纤维素为结构物质，非储能物质。②糖类是细胞和生物体的重要结构成分a．五碳糖是构成核酸的主要成分；b.纤维素和果胶是植物细胞壁的主要成分；c.细菌的细胞壁主要由肽聚糖组成。(2)脂肪是细胞内良好的储能物质的原因•相对于糖类、蛋白质，脂肪中C、H的比例高，而O比例低，故在氧化分解时，单位质量的脂肪较糖类、蛋白质消耗的氧气多，产生的水多，产生的能量也多。能力提升2细胞内的能源物质种类及其分解放能情况1．主要能源物质：糖类。2．主要储能物质：脂肪。除此之外，动物细胞中的糖原和植物细胞中的淀粉也是重要的储能物质。3．直接能源物质：ATP。糖类、脂肪、蛋白质中的能量只有转移到ATP中，才能被生命活动利用。4．细胞中的能源物质为糖类、脂肪、蛋白质，三者供能顺序是：糖类→脂肪→蛋白质。糖类是主要的能源物质；当外界摄入能量不足时(如饥饿)，由脂肪分解供能；蛋白质作为生物体重要的结构物质，一般不提供能量，但在营养不良、疾病、衰老等状态下也可分解提供能量。5．能源物质为生命活动供能的过程：实验探索观察DNA和RNA在细胞中的分布1．实验原理(1)DNA主要分布在细胞核中，RNA大部分存在于细胞质中。(2)甲基绿和吡罗红对DNA、RNA的亲和力不同。利用甲基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布。(3)盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。2．试剂及作用试剂作用甲基绿使DNA呈现绿色吡罗红使RNA呈现红色质量分数为0.9%的NaCl溶液保持口腔上皮细胞的正常形态质量分数为8%的盐酸①改变细胞膜的通透性；②使染色质中DNA与蛋白质分离蒸馏水①配制染色剂；②冲洗载玻片3.材料的选择(1)人的口腔上皮细胞：取口腔上皮细胞之前，应先漱口，以避免装片中出现太多的杂质。(2)哺乳动物的成熟红细胞由于没有细胞核，不能做观察DNA和RNA分布的实验材料。4．试验流程观察DNA和RNA在细胞分布实验中的4个注意问题(1)选材：口腔上皮细胞、无色的洋葱鳞片叶内表皮细胞，不能用紫色洋葱表皮细胞或叶肉细胞，以防止颜色的干扰。(2)缓水流冲洗目的：防止载玻片上的细胞被冲走。(3)几种试剂在实验中的作用①0.9%的NaCl溶液(生理盐水)：保持口腔上皮细胞正常形态。②8%的盐酸：a.改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；b.使染色质中DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。③蒸馏水：a.配制染色剂；b.冲洗载玻片。④吡罗红甲基绿染液：混合使用，且现用现配。(4)DNA和RNA在细胞核和细胞质中均有分布，只是量的不同，故结论中强调“主要”而不能说“只”存在于细胞核或细胞质中。检测生物组织中的还原性糖、脂肪和蛋白质1．实验原理(1)还原性糖检测：可溶性糖中的还原性糖(如葡萄糖、果糖、麦芽糖)具有还原性，与斐林试剂发生作用，在水溶加热情况下，可以生成砖红色沉淀。鉴定过程中溶液的颜色变化过程为：浅蓝色→棕色→砖红色(沉淀)(2)脂肪检测：脂肪与苏丹Ⅲ具有较强亲和力，脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。(3)蛋白质检测：由于蛋白质分子中含有与双缩脲结构相似的肽键，因此，蛋白质在碱性环境下，可以与Cu2＋作用形成紫色或紫红色的络合物，产生紫色反应。即蛋白质与双缩脲试剂发生作用，可以产生紫色反应。2．实验步骤(1)还原性糖检测第一步：取两支洁净试管，分别标记为甲、乙；第二步：向甲试管加入0.01g/mL的葡萄糖溶液2mL，向乙试管加入蒸馏水2mL；第三步：向两试管各滴入斐林试剂1mL，摇匀，沸水加热1～2min，观察颜色变化。(2)脂肪检测第一步：取两支洁净试管，分别标记为甲、乙；第二步：向甲试管加入食用油2mL，向乙试管加入蒸馏水2mL；第三步：向两试管各滴入苏丹Ⅲ染液4～5滴，染色2～3min，观察颜色变化。(3)蛋白质检测第一步：取两支洁净试管，分别标记为甲、乙；第二步：向甲试管加入蛋白质悬液2mL，向乙试管加入蒸馏水2mL；第三步：向两试管各滴入双缩脲试剂A液2mL，摇匀，再加入双缩脲试剂B液3～4滴，摇匀，观察颜色变化。注意事项1．三个实验中都不宜选取有颜色的材料，否则会干扰实验结果的颜色变化。2．还原糖、蛋白质的鉴定实验中，在加相应试剂鉴定之前，要留出一部分组织样液作为对照，以便与鉴定后的样液颜色作对比，增强实验的说服力。3．在蛋白质的鉴定实验中，如果用蛋清稀释液作为实验材料，一定要稀释到一定程度，否则，与双缩脲试剂发生反应后会粘在试管的内壁上，使反应不彻底，试管也不易洗刷干净。4．脂肪的鉴定中，实验用的花生种子需提前浸泡3～4h，浸泡时间太短，不易切片；浸泡时间太长，则组织太软，切下的薄片不易成形。洗去浮色时不能用清水，因为染液易溶于有机溶剂、不溶于水。第三章细胞的基本结构《AdeL生物》整理知识清单细胞学说的建立和发展发明显微镜的科学家是荷兰的列文·虎克；发现细胞的科学家是英国的胡克；创立细胞学说的科学家是德国的施莱登和施旺。施旺、施莱登提出“一切动物和植物都是由细胞构成的，细胞是一切动植物的基本单位”。在此基础上德国的魏尔肖总结出：“细胞只能来自细胞”，细胞是一个相对独立的生命活动的基本单位。这被认为是对细胞学说的重要补充。细胞的类型原核细胞：没有典型的细胞核，无核膜和核仁。如细菌、蓝藻、放线菌等原核生物的细胞真核细胞：有核膜包被的明显的细胞核。如动物、植物和真菌（酵母菌、霉菌、食用菌）等真核生物的细胞细胞的结构1．细胞膜（1）组成：主要为磷脂双分子层（基本骨架）和蛋白质，另有糖蛋白（在膜的外侧）。（2）结构特点：具有一定的流动性（原因：磷脂和蛋白质的运动）；功能特点：具有选择通透性。（3）功能：保护和控制物质进出（4）糖蛋白：是含糖的蛋白质。其主要生物学功能为细胞或分子的生物识别，如卵子受精时精子需识别卵子细胞膜上相应的糖蛋白。受体蛋白、肿瘤细胞表面抗原等亦均属糖蛋白。还有保护，润滑等功能。2．细胞壁：主要成分是纤维素和果胶（植物细胞），有支持和保护功能。注：细菌细胞壁主要成分是肽聚糖。3．细胞质：细胞质基质和细胞器（1）细胞质基质：为代谢提供场所和物质和一定的环境条件，影响细胞的形状、分裂、运动及细胞器的转运等。（2）细胞器：线粒体（双层膜）：内膜向内突起形成“嵴”，细胞有氧呼吸的主要场所（第二、三阶段），含少量DNA。线粒体(mitochondrion)是一种存在于大多数细胞中的由两层膜包被的细胞器，是细胞中制造能量的结构，是细胞进行有氧呼吸的主要场所，被称为"powerhouse"。其直径在0.5到1.0微米左右。除了溶组织内阿米巴、篮氏贾第鞭毛虫以及几种微孢子虫外，大多数真核细胞或多或少都拥有线粒体，但它们各自拥有的线粒体在大小、数量及外观等方面上都有所不同。线粒体拥有自身的遗传物质和遗传体系，但其基因组大小有限，是一种半自主细胞器。除了为细胞供能外，线粒体还参与诸如细胞分化、细胞信息传递和细胞凋亡等过程，并拥有调控细胞生长和细胞周期的能力。叶绿体：（双层膜）：只存在于植物的绿色细胞中。类囊体上有色素，类囊体和基质中含有与光合作用有关的酶，是光合作用的场所。含少量的DNA。叶绿体是植物细胞中由双层膜围成，含有叶绿素能进行光合作用的细胞器。叶绿体基质中悬浮有由膜囊构成的类囊体，内含叶绿体DNA。是一种质体。质体有圆形、卵圆形或盘形3种形态。叶绿体含有的叶绿素a、b吸收绿光最少，绿光被反射，故叶片呈绿色。容易区别於另类两类质体──无色的白色体和黄色到红色的有色体。叶绿素a、b的功能是吸收光能，少数特殊状态下的叶绿素a能够传递电子，通过光合作用将光能转变成化学能。叶绿体扁球状，厚约2.5微米，直径约5微米。具双层膜，内有间质，间质中含呈溶解状态的酶和片层。片层由闭合的中空盘状的类囊体垛堆而成，类囊体是形成高能化合物三磷酸腺苷(ATP)所必需。是植物的“养料制造车间”和“能量转换站”。能发生碱基互补配对。内质网（单层膜）：内质网是细胞内的一个精细的膜系统。是交织分布于细胞质中的膜的管道系统。两膜间是扁平的腔、囊或池。内质网有两种类型，一类是在膜的外侧附有许多小颗粒，这种附有颗粒的内质网叫粗糙型内质网，这些颗粒是核糖体（核糖核蛋白ribosome）；另一类在膜的外侧不附有颗粒，表面光滑，称光滑型内质网。粗糙型内质网的功能是合成蛋白质大分子，并把它从细胞输送出去或在细胞内转运到其他部位。凡蛋白质合成旺盛的细胞，粗糙型内质网便发达。在神经细胞中，粗糙型内质网的发达与记忆有关。光滑型内质网的功能与糖类和脂类的合成、解毒、同化作用有关，并且还具有运输蛋白质的功能。高尔基体（单层膜）：动物细胞中与分泌物的形成有关，植物中与有丝分裂细胞壁的形成有关。高尔基体（Golgiapparatus，Golgicomplex）亦称高尔基复合体、高尔基器。是真核细胞中内膜系统的组成之一。为意大利细胞学家卡米洛·高尔基于1898年首次用硝酸银染色的方法在神经细胞中发现。是由光面膜组成的囊泡系统，它由扁平膜囊（saccules）、大囊泡（vacuoles）、小囊泡（vesicles）三个基本成分组成。液泡（单层膜）：泡状结构，成熟的植物有大液泡。功能：贮藏（营养、色素等）、保持细胞形态，调节渗透吸水。液泡是细胞质中的泡状结构。幼小的植物细胞（分生组织细胞），具有许多小而分散的液泡，它们在电子显微镜下才能看到。以后随着细胞的生长，液泡也长大，互相并合，最后在细胞中央形成一个大的中央液泡，它可占据细胞体积的90%以上。这时，细胞质的其余部分，连同细胞核一起，被挤成为紧贴细胞壁的一个薄层。有些细胞成熟时，也可以同时保留几个较大的液泡，这样，细胞核就被液泡所分割成的细胞质所悬挂于细胞的中央。具有一个大的中央液泡是成熟的植物生活细胞的显著特征，而动物细胞的液泡较小。这是植物细胞与动物细胞在结构上的明显区别之一。成熟的细胞无分裂能力。核糖体（无膜结构）：合成蛋白质的场所。化学成分是蛋白质和RNA。中心体（无膜结构）：由垂直的两个中心粒构成，与动物细胞有丝分裂有关。中心体是动物细胞中一种重要的细胞器，每个中心体主要含有两个中心粒。它是细胞分裂时内部活动的中心。动物细胞和低等植物细胞中都有中心体。它总是位于细胞核附近的细胞质中，接近于细胞的中心，因此叫中心体。在电子显微镜下可以看到，每个中心体含有两个中心粒，这两个中心粒相互垂直排列。溶酶体（lysosomes）真核细胞中的一种细胞器；为单层膜包被的囊状结构，大小（在电镜下显示多为球形，但存在橄球形）直径约0.025～0.8微米；内含多种水解酶，专为分解各种外源和内源的大分子物质。溶酶体的酶有3个特点：(1)溶酶体膜蛋白多为糖蛋白，溶酶体膜内表面带负电荷。所以有助于溶酶体中的酶保持游离状态。这对行使正常功能和防止细胞自身被消化有着重要意义；(2)所有水解酶在pH值=5左右时活性最佳，但其周围胞质中pH值为7.2。溶酶体膜内含有一种特殊的转运蛋白，可以利用ATP水解的能量将胞质中的H+（氢离子）泵入溶酶体，以维持其pH值为5；(3)只有当被水解的物质进入溶酶体内时，溶酶体内的酶类才行使其分解作用。一旦溶酶体膜破损，水解酶逸出，将导致细胞自溶。小结：★双层膜的细胞器：线粒体、叶绿体★单层膜的细胞器：内质网、高尔基体、液泡★非膜的细胞器：核糖体、中心体；★含有少量DNA的细胞器：线粒体、叶绿体★含有色素的细胞器：叶绿体、液泡★动、植物细胞的区别：动物特有中心体；高等植物特有细胞壁、叶绿体、液泡。细胞核（1）组成：核膜、核仁、染色质（2）核膜：双层膜，有核孔（细胞核与细胞质之间的物质交换通道，RNA、蛋白质等大分子进出必须通过核孔。）（3）核仁：在细胞有丝分裂中周期性的消失（前期）和重建（末期）（4）染色质：被碱性染料染成深色的物质，主要由DNA和蛋白质组成染色质和染色体的关系：细胞中同一种物质在不同时期的两种表现形态（5）功能：是遗传物质DNA的储存和复制的主要场所，是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。（6）原核细胞与真核细胞根本区别：是否具有成形的细胞核（是否具有核膜）细胞的完整性：细胞只有保持以上结构完整性，才能完成各种生命活动。考点分析1考点一细胞膜的结构和功能1.细胞膜的结构特点与功能特性2.细胞膜的功能(1)将细胞与外界环境分隔开：细胞膜将细胞与外界环境分隔开，保障了细胞内环境的相对稳定。(2)控制物质进出细胞：包括细胞膜控制作用的普遍性和控制作用的相对性两个方面，（如图1所示）。(3)进行细胞间的信息交流：①一些细胞如分泌细胞分泌一些物质和激素，通过血液的传递运送到作用部位的细胞(靶细胞)，被靶细胞的细胞膜上的受体(成分为糖蛋白)识别，引起靶细胞生理反应(如图2所示)。②相邻两个细胞的细胞膜直接接触，通过糖蛋白识别，将信息从一个细胞传递给另一个细胞(如图3所示)。③植物细胞间的识别主要是通过植物细胞间的胞间连丝来实现的(如图4所示)。2考点二细胞核的结构和功能易错点提示(1)核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性的消失和重建。(2)核膜和核孔都具有选择透过性。(3)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关，如代谢旺盛，蛋白质合成量大的细胞，核孔数多，核仁较大。(4)凡是无核细胞，既不能生长也不能分裂，如哺乳动物和人的成熟红细胞、植物的筛管细胞；人工去核的细胞，一般也不能存活太久。(5)有些细胞不只具有一个细胞核，如双小核草履虫有两个细胞核，人的骨骼肌细胞中细胞核多达数百个。能力提升特殊情况下物质穿膜问题的计算1．分泌蛋白从合成、运输到排出细胞外是通过出芽形成小泡的方式胞吐，不穿过细胞膜，因而通过的膜的层数应为0层。2．细胞的胞吞作用通过0层生物膜。3．细胞核内外的大分子如蛋白质、信使RNA通过核孔进出细胞核，未通过膜结构，因而通过膜的层数为0层制备细胞膜的方法1．实验原理利用渗透作用，使红细胞吸水涨破，除去细胞内的其他物质，制备细胞膜。2．实验材料哺乳动物成熟的红细胞。3．实验步骤选材：哺乳动物的新鲜的红细胞稀释液。制备装片：用滴管取少量红细胞稀释液，滴一小滴在载玻片上，盖上盖玻片。观察：先用低倍镜找到要观察的视野，再转到高倍镜下观察细胞的形态。滴蒸馏水：从盖玻片一侧滴蒸馏水，同时用吸水纸从另一侧吸引。观察：持续观察细胞的变化。结果：凹陷消失，细胞体积增大，细胞破裂，内容物流出，获得细胞膜。4．实验注意的问题(1)取得红细胞后应先用适量的生理盐水稀释，目的是：①使红细胞分散开，不易凝集成块；②使红细胞暂时维持原有的形态。(2)操作时载物台应保持水平，否则易使蒸馏水流走。(3)滴蒸馏水时应缓慢，边滴加边用吸水纸吸引，注意不要把细胞吸跑，同时用显微镜观察红细胞的形态变化。3考点三细胞器的结构和功能1.线粒体与叶绿体的比较4考点四细胞间的协调配合—各种生物膜之间的联系1.成分上的联系各种生物膜组成成分基本相似，均由脂质、蛋白质和少量糖类组成，体现生物膜系统的统一性；但各种生物膜中每种成分所占的比例不同，体现了生物膜系统的差异性。2．结构上的联系3．功能上的联系(如蛋白质的合成、分泌)流程图解读：(1)细胞核：基因的转录，将遗传信息从细胞核传递到细胞质。(2)核糖体：通过翻译将氨基酸合成为多肽。(3)内质网：对多肽进行初步加工(如折叠、糖基化等)，形成较成熟的蛋白质，再以囊泡的方式运送至高尔基体。(4)高尔基体：将较成熟的蛋白质再加工为成熟的蛋白质，并以囊泡的方式运输到细胞膜与之融合。(5)细胞膜：胞吐作用，将蛋白质分泌到细胞外成为分泌蛋白。(6)线粒体：为各项过程提供能量。能力提升用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体1．实验原理(1)叶肉细胞中的叶绿体，呈绿色、扁平的椭球形或球形，散布于细胞质中，可以在高倍显微镜下观察它的形态。(2)线粒体普遍存在于动物细胞和植物细胞中，健那绿染液能使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色。通过染色，可以在高倍显微镜下观察到处于生活状态的线粒体的形态有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等。2．实验过程(1)观察叶绿体高倍显微镜下观察叶绿体的形态和分布(2)观察线粒体小提示线粒体和叶绿体观察实验的6个注意点(1)健那绿染液是专一性对线粒体染色的活体染料，可使活细胞中线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色。(2)实验过程中的临时装片要始终保持有水状态。(3)要漱净口腔，防止杂质对观察物像的干扰。(4)用菠菜叶稍带叶肉的下表皮的原因：靠近下表皮的叶为栅栏组织，叶绿体大而排列疏松，便于观察；带叶肉是因为表皮细胞不含叶绿体。(5)叶绿体在弱光下以椭球形的正面朝向光源，便于接受较多的光照；在强光下则以侧面朝向光源，以避免被灼伤。(6)盖盖玻片时，一定要缓慢且与载玻片成45°夹角，盖玻片一侧先接触液滴，防止盖玻片下产生气泡。第四章细胞的物质输入和输出《AdeL生物》整理知识清单一、物质跨膜运输的方式：2、大分子和颗粒性物质跨膜运输的方式：大分子和颗粒性物质通过内吞作用（胞吞）进入细胞，通过外排作用（胞吐）向外分泌物质。比如：抗体，胰岛素分泌等。二、实验：观察植物细胞的质壁分离和复原实验原理：原生质层（细胞膜、液泡膜、两层膜之间细胞质）相当于半透膜、当外界溶液的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，当外界溶液的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状态，使细胞发生“质壁分离复原”。材料用具：紫色洋葱表皮，0.3g/ml蔗糖溶液，清水，载玻片，镊子，滴管，显微镜等方法步骤：（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，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、细胞大小变化（变小），观察细胞是否发生质壁分离。（5）在盖玻片一侧滴一滴清水，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（变大），观察是否质壁分离复原。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）考点分析1考点一渗透作用的原理及应用1.渗透系统的组成分析2考点二植物对无机盐离子的选择性吸收1.实例同一植物吸收不同离子有差异。不同植物吸收同种离子有差异。植物细胞膜对无机盐离子的吸收具有选择性。2．结构基础细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同。4．实验验证1小提示(1)植物对水分和无机盐离子的吸收是两个相对独立的过程，植物吸收水分的方式是自由扩散，而对无机盐离子则以主动运输方式吸收。(2)栽培作物时，不同作物及同一作物的不同生长发育期对无机盐离子的需求不同，因此要合理施肥。1能力提升渗透方向及浓度大小的判断(1)判断溶剂渗透的总方向：①若半透膜两侧是同种溶液，根据质量浓度或物质的量浓度判定。②若半透膜两侧是不同的溶液，物质的量浓度才能体现溶质或溶剂分子数的多少，如半透膜两侧为质量分数相同的葡萄糖溶液和蔗糖溶液，则葡萄糖溶液一侧单位体积中葡萄糖分子数多(水分子数少)，水分子由蔗糖溶液一侧通过半透膜向葡萄糖溶液一侧扩散。(2)判断半透膜两侧溶液浓度大小：若渗透平衡后，半透膜两侧液面仍存在液面差，则半透膜两侧溶液就存在浓度差，液面差越大，浓度差就越大，且液面高的一侧溶液浓度高。1实验探索观察植物细胞的质壁分离及复原1．实验原理(1)成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。(2)当细胞液浓度<外界溶液浓度时，失水，质壁分离；当细胞液浓度>外界溶液浓度时，吸水，质壁分离复原。2．实验流程与细胞质壁分离及复原有关的5个总结(1)实验材料的选择①一般不选择细菌细胞，它能发生质壁分离，但现象不明显。②不能选择动物细胞，它无细胞壁，不能发生质壁分离现象。(2)实验试剂使用①使用浓度过高的蔗糖溶液(0.5g/mL)，质壁分离现象明显，但不能复原，因为溶液浓度过高，细胞过度失水而死亡。②使用质量浓度为1mol·L－1的KNO3溶液，因为K＋和NO可被细胞吸收，使细胞液浓度增大，所以细胞先发生质壁分离后又自动复原。(尿素、甘油、乙二醇等现象同上)3考点三生物膜的组成、结构及功能间的关系1.生物膜的流动镶嵌模型(1)细胞膜中的脂质除磷脂外，还有一些糖脂和胆固醇。(2)糖脂和糖蛋白都分布于细胞膜的外表面。(3)脂质和蛋白质分子并不是均匀分布的，而是呈不对称性分布。2．细胞膜的结构特点：具有一定的流动性(1)原因：膜结构中的蛋白质分子和磷脂分子是可以运动的。(2)影响因素：主要受温度影响，适当温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性增强，但温度高出一定范围，则导致膜的破坏。(3)实验验证——人鼠细胞融合实验：(4)生物膜的流动性与选择透过性的关系：①区别：流动性是生物膜的结构特点，选择透过性是生物膜的功能特性。②联系：流动性是选择透过性的基础，膜只有具有流动性，才能实现选择透过性。膜的流动性和选择透过性都是活细胞的特性，死细胞将失去流动性和膜的选择透过性。3．生物膜的组成、结构和功能关系图解4考点四物质出入细胞的方式1.物质出入细胞的方式跨膜运输——自由扩散、协助扩散和主动运输2．物质出入细胞方式的综合比较项目离子和小分子物质大分子和颗粒性物质自由扩散协助扩散主动运输胞吞胞吐运输方向高浓度→低浓度高浓度→低浓度低浓度→高浓度细胞外→细胞内细胞内→细胞外运输动力浓度差浓度差能量(ATP)能量(ATP)能量(ATP)载体蛋白不需要需要需要不需要不需要实例水、CO2、甘油、脂肪酸、乙醇、苯、尿素等红细胞吸收葡萄糖等K＋、Na＋等离子，小肠吸收氨基酸、葡萄糖等白细胞吞噬病菌、变形虫摄取食物颗粒等各种分泌蛋白，如抗体、消化酶、蛋白质类激素等3.根据影响跨膜运输因素的曲线确定运输方式(1)物质浓度(2)氧气浓度1能力提升物质进出细胞的方式及特点的判断方法1．根据分子大小与是否需要载体蛋白、能量2．根据曲线判断：①随物质浓度的增加，有饱和点的曲线表示协助扩散或主动运输(如图甲)；②成正比关系的曲线表示自由扩散(如图乙)；③与呼吸作用或氧浓度有关系的曲线表示主动运输(如图丙)。3．根据运输方向判断：逆浓度梯度运输的都是主动运输。第五章细胞的能量供应和利用《AdeL生物》整理知识清单ATPATP是一种不稳定的高能化合物，由1分子腺嘌呤，1分子核糖和3分子磷酸基团组成。ATP的元素组成为：C、H、O、N、P，分子简式A-P~P~P，式中的A表示腺苷，T表示三个（英文的triple的开头字母T），P代表磷酸基团，“-”表示普通的磷酸键，“~”代表一种特殊的化学键，称为高能磷酸键（能量大于29.32kJ/mol的磷酸键称为高能磷酸键）。它有2个高能磷酸键，1个普通磷酸键。合成ATP的能量，对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，均来自于细胞进行呼吸作用释放的能量；对于绿色植物来说，除了呼吸作用之外，在进行光合作用时，ADP合成ATP还利用了光能。ATP在ATP水解酶的作用下离A（腺苷）最远的“~”（高能磷酸键）断裂，ATP水解成ADP+Pi（游离磷酸基团）+能量。ATP分子水解时，实际上是指ATP分子中高能磷酸键的水解。高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54kJ/mol，所以说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。ATP是一种高能磷酸化合物，在细胞中，它能与ADP的相互转化实现贮能和放能，从而保证了细胞各项生命活动的能量供应。生成ATP的途径主要有两条：一条是植物体内含有叶绿体的细胞，在光合作用的光反应阶段生成ATP；另一条是所有活细胞都能通过细胞呼吸生成ATP。1、功能：ATP是生命活动的直接能源物质注：生命活动的主要的能源物质是糖类（葡萄糖）；生命活动的储备能源物质是脂肪。生命活动的根本能量来源是太阳能。2、结构：3、ATP与ADP的相互转化：注：（1）向右：表示ATP水解，所释放的能量用于各种需要能量的生命活动。向左：表示ATP合成，所需的能量来源于生物化学反应释放的能量。（在人和动物体内，来自细胞呼吸；绿色植物体内则来自细胞呼吸和光合作用）（2）ATP能作为直接能源物质的原因是细胞中ATP与ADP循环转变，且十分迅速。酶酶（英文：Enzyme），通常是指由活细胞产生的、具有催化活性的一类生物催化功能的高分子物质（大多数酶的化学本质是蛋白质，少数为RNA）所有的酶都含有C、H、O、N四种元素。特点：1.高效性：酶的催化效率比无机催化剂更高，使得反应速率更快；2.专一性：一种酶只能催化一种或一类底物，如蛋白酶只能催化蛋白质水解成多肽。3.温和性：是指酶所催化的化学反应一般是在较温和的条件下进行的。影响酶促反应速率的因素（1）PH:在最适pH下，酶的活性最高，pH值偏高或偏低酶的活性都会明显降低。（PH过高或过低，酶活性丧失）（2）温度:在最适温度下酶的活性最高，温度偏高或偏低酶的活性都会明显降低。（温度过低，酶活性降低；温度过高，酶活性丧失）另外：还受酶的浓度、底物浓度、产物浓度的影响。光合作用光合作用的发现1648比利时，范·海尔蒙特：植物生长所需要的养料主要来自于水,而不是土壤。1771英国，普利斯特莱：植物可以更新空气。1779荷兰，扬·英根豪斯：植物只有绿叶才能更新空气；并且需要阳光才能更新空气。1880美国，恩吉(格)尔曼：光合作用的场所在叶绿体。1864德国，萨克斯：叶片在光下能产生淀粉.1940美国，鲁宾和卡门（用放射性同位素标记法）：光合作用释放的氧全部来自参加反应的水。（糖类中的氢也来自水）。1948美国，梅尔文·卡尔文：用标14C标记的CO2追踪了光合作用过程中碳元素的行踪，进一步了解到光合作用中复杂的化学反应。实验五色素的提取和分离1、原理：叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂丙酮或无水乙醇——提取色素各色素在层析液中的溶解度不同,随层析液在滤纸上扩散速度不同——分离色素2、步骤：（1）提取色素（2）制备滤纸条（3）画滤液细线：均匀，直，细，重复若干次（4）分离色素：不能让滤液细线触及层析液（5）观察和记录:结果滤纸条上从上到下依次为:橙黄色(胡萝卜素)、黄色(叶黄素)、蓝绿色(叶绿素a)、黄绿色(叶绿素b).含量：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素注意：丙酮的用途是提取（溶解）叶绿体中的色素，层析液的的用途是分离叶绿体中的色素；石英砂的作用是为了研磨充分，碳酸钙的作用是防止研磨时叶绿体中的色素受到破坏；分离色素时，层析液不能没及滤液细线的原因是滤液细线上的色素会溶解到层析液中；色素的位置和功能叶绿体中的色素存在于叶绿体类囊体薄膜上。叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光；胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光及保护叶绿素免受强光伤害的作用。Mg是构成叶绿素分子必需的元素。光合作用1、概念：指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转变成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。（注：蓝藻是原核生物，它没有叶绿体，但它能进行光合作用，原因是它具有光合色素。）2、过程：3、总反应式：4、实质：把无机物转变成有机物，把光能转变成有机物中的化学能影响光合作用的环境因素：光照强度、CO2浓度、温度等（1）光照强度：在一定的光照强度范围内，光合作用的速率随着光照强度的增加而加快。（2）CO2浓度：在一定浓度范围内，光合作用速率随着CO2浓度的增加而加快。（3）温度：光合作用只能在一定的温度范围内进行，在最适温度时，光合作用速率最快，高于或低于最适温度，光合作用速率下降。五、农业生产中提高光能利用率采取的方法:延长光照时间如：补充人工光照、多季种植增加光照面积如：合理密植、套种增强光合作用效率:1.光照强弱的控制：阳生植物（强光），阴生植物（弱光）2.适当提高CO2浓度：施农家肥3.适当提高白天温度（降低夜间温度）4.必需矿质元素的供应细胞呼吸细胞呼吸就是细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或小分子有机物，并且释放出能量的过程。有氧呼吸1、概念：有氧呼吸是指活细胞在有氧气的参与下，通过酶的催化作用，把某些有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放大量能量的过程。3、意义：是大多数生物特别是人和高等动植物获得能量的主要途径无氧呼吸概念：无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成乙醇和二氧化碳或乳酸,同时释放少量能量的过程。总反应式乳酸发酵：C6H12O6--酶-→2C3H6O3（乳酸）+少量能量酒精发酵：C6H12O6--酶-→2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量意义：高等植物在水淹的情况下，可以进行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳，释放出能量以适应缺氧环境条件。（酒精会毒害根细胞，产生烂根现象）人在剧烈运动时，需要在相对较短的时间内消耗大量的能量，肌肉细胞则以无氧呼吸的方式将葡萄糖分解为乳酸，释放出一定能量，满足人体的需要。有氧呼吸和无氧呼吸的区别区别：有氧呼吸主要在线粒体内,而无氧呼吸主要在细胞基质内.有氧呼吸需要分子氧参加,而无氧呼吸不需要分子氧参加。有氧呼吸分解产物是二氧化碳和水,无氧呼吸分解产物是酒精或者乳酸。有氧呼吸释放能量较多,无氧呼吸释放能量较少.共同点：1．从物质和能量的变化看，两者都是分解有机物释放能量。2．从反应过程来看，这两种呼吸类型的第一步反应，都是在细胞质基质中把葡萄糖分解成丙酮酸。3．从生物进化的角度看，原始地球的大气不含氧气。所以，那时候的生物的呼吸方式都为无氧呼吸。当蓝藻等自养型生物出现以后，大气中有了氧气，才出现了有氧呼吸。可见，有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上发展而成的。细胞呼吸的意义为生物体的生命活动提供能量，其中间产物还是各种有机物之间转化的枢纽。应用：1、水稻生产中适时的露田和晒田可以改善土壤通气条件，增强水稻根系的细胞呼吸作用。2、储存粮食时，要注意降低温度和保持干燥，抑制细胞呼吸。3、果蔬保鲜时，采用降低氧浓度、充氮气或降低温度等方法，抑制细胞呼吸，注意要保持一定的湿度。实验探究酵母菌的呼吸方式1、原理:酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸,产生二氧化碳和水：C6H12O6＋6O2＋6H2O6→CO2＋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：C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2＋少量能量2、装置：3、检测：（1）检测CO2的产生：使澄清石灰水变浑浊，或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。（2）检测酒精的产生：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色。4，结论：酵母能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸。光合作用和呼吸作用的关系考点分析1考点一酶的作用原理和酶的特性1.酶的作用原理下图曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。(1)没有酶催化的反应曲线是②。(2)有酶催化的反应曲线是①。(3)AC段的含义是在无催化剂的条件下，反应所需要的活化能。(4)BC段的含义是酶降低的活化能。(5)若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则B点在纵轴上将向上移动，即反应需要的活化能要增大。2．酶的特性特点原因高效性酶降低化学反应活化能的作用更显著专一性酶只能催化特定的化学反应作用条件较温和在高温、过酸、过碱的条件下都会使酶失活小提示(1)酶并不只在细胞内发挥作用：酶由活细胞产生，可以在细胞内发挥作用，如细胞内的呼吸氧化酶；也可以分泌到细胞外发挥作用，如各种消化酶；在生物体外适宜的条件下也能发挥作用，如实验证明唾液淀粉酶水解淀粉的实验。(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。酶与激素的比较项目酶激素来源及作用场所活细胞产生；细胞内或细胞外专门的内分泌腺或特定部位细胞产生；细胞外发挥作用化学本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物、脂质等生物功能催化作用调节作用共性在生物体内均属高效能物质，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少2考点二与酶有关的曲线分析1.表示酶高效性的曲线及实验验证(1)曲线模型：①与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。②酶只能缩短达到化学平衡所需的时间，不能改变化学反应的平衡点。(2)实验验证：对照组：反应物＋无机催化剂→反应物分解速率；实验组：反应物＋等量酶溶液→反应物分解速率。实验中自变量是催化剂种类，因变量是反应物分解速率。实验结论：酶的催化效率远大于无机催化剂的催化效率。2．表示酶专一性的曲线及实验验证(1)曲线模型：①加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同，说明酶B对此反应无催化作用。•②而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快，说明酶具有专一性。•(2)实验验证：•用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探究酶的专一性。3．影响酶促反应的因素(1)温度和pH：①在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。②过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。③从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响：•①甲图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，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，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。•②乙图：在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。能力提升“四看法”分析酶促反应曲线•1．一看两坐标轴的含义：分清自变量与因变量，了解两个变量的关系。•2．二看曲线的变化：利用数学模型法观察同一条曲线的升、降或平的变化，掌握变量变化的生物学意义。如在分析影响酶促反应的因素时，一般情况下，生成物的量未达到饱和时，限制因素是横坐标所表示的因素，当达到饱和后，限制因素是除横坐标所表示的因素之外的其他因素。•3．三看特殊点：即曲线的起点、终点、顶点、转折点、交叉点等五点，理解特殊点的意义。•4．四看不同曲线的变化：理解曲线之间的内在联系，找出不同曲线的异同及变化的原因。•与酶相关的实验探究•1．验证酶的本质(1)验证酶是蛋白质•实验组：待测酶溶液＋双缩脲试剂→是否出现紫色反应；•对照组：标准蛋白质溶液＋双缩脲试剂→紫色反应。•变量分析：自变量为待测酶溶液和标准蛋白质溶液；•因变量为是否有紫色反应。•(2)验证酶是RNA•实验组：待测酶溶液＋吡罗红试剂→是否出现红色；对照组：标准RNA溶液＋吡罗红试剂→出现红色。•变量分析：自变量为待测酶溶液和标准RNA溶液；因变量为是否出现红色。•2．验证酶的催化作用•实验组：底物＋相应的酶液→底物是否被分解；•对照组：底物＋等量蒸馏水→底物不被分解。•变量分析：自变量为相应的酶液的有无；因变量为底物是否被分解。•3．验证酶的专一性•(1)方案一：用同种酶催化两种不同物质•实验组：反应物＋相应酶溶液→反应物被分解；•对照组：另一反应物＋等量相同酶溶液→反应物不被分解。•(2)方案二：用两种不同酶催化同一物质•实验组：反应物＋相应酶溶液→反应物被分解；•对照组：相同反应物＋等量另一种酶溶液→反应物不被分解。•变量分析：方案一中的自变量为反应物的不同，方案•二的自变量为酶溶液的不同，因变量均为反应物是否被分解。•4．验证酶的高效性(案例——比较过氧化氢在不同条件下的分解)•变量分析：3考点三ATP的结构和转化1.ATP的结构(1)元素组成：C、H、O、N、P。(2)化学组成：1分子腺苷和3分子磷酸基团。(3)结构式：由结构式可看出，ATP的结构特点可用“一、二、三”来总结，即一个腺苷、两个高能磷酸键、三个磷酸基团。(4)结构简式：A－P～P～P。2．ATP的形成途径3．ATP与ADP的相互转化ATP的合成ATP的水解反应式ADP＋Pi＋能量ATPATPADP＋Pi＋能量所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量来源光能(光合作用)，化学能(细胞呼吸)储存于高能磷酸键中的能量能量去路储存于形成的高能磷酸键中用于各项生命活动反应场所细胞质基质、线粒体、叶绿体生物体的需能部位小提示(1)ATP≠能量：ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不能将两者等同起来。(2)细胞中ATP的含量并不多：ATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少。ATP与ADP时刻不停地进行相互转化，这是细胞的能量供应机制。4考点四细胞呼吸的过程分析1.有氧呼吸图解2．过程分析(1)在有氧呼吸总反应式中标出氧元素的来源和去路(2)反应物和产物：①CO2是在第二阶段产生的，是由丙酮酸和水反应生成的，场所是线粒体基质。②O2参与了第三阶段，[H]和O2结合生成水，所以细胞呼吸产生的水中的氧来自于O2，场所是线粒体内膜。③有氧呼吸过程中的反应物和生成物中都有水，反应物中的水用于第二阶段和丙酮酸反应，生成物中的水是有氧呼吸第三阶段[H]和O2结合生成的。(3)细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路：(4)能量代谢：①有氧呼吸三个阶段都释放能量产生ATP，而无氧呼吸只在第一阶段释放能量产生ATP。②细胞呼吸释放的能量大部分以热能散失，少部分转移到ATP中。5考点五影响细胞呼吸的主要因素及实践应用1.温度(1)曲线模型：如下图。(2)模型解读：温度通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率。①最适温度时，细胞呼吸最强。②超过最适温度时，呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。③低于最适温度呼吸酶活性下降，细胞呼吸受抑制。(3)应用：①低温下贮存蔬菜水果。②温室栽培中增大昼夜温差(降低夜间温度)，以减少夜间呼吸消耗有机物。2．O2浓度(1)曲线模型：如下图(2)模型解读①O2浓度低时，无氧呼吸占优势。②随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。③当O2浓度达到一定值后，随O2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。(3)应用：贮藏水果、蔬菜、种子时，降低O2浓度，以减少有机物消耗，但不能无O2，否则产生酒精过多，导致腐烂。3.含水量(1)曲线模型：如下图(2)模型解读：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，甚至死亡。(3)应用：作物栽培中，合理灌溉。4.CO2浓度(1)曲线模型：如下图(2)模型解读：CO2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸具有抑制作用。(3)应用：在蔬菜、水果保鲜中，增加CO2浓度(或充入N2)可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。5．细胞呼吸原理在生产生活中的6点应用举例(1)“创可贴”包扎伤口，为伤口创造疏松透气的环境，从而防止厌氧菌繁殖。(2)工业发酵罐酿酒，先通气让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，后密封让酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。(3)稻田需要定期排水，促进根细胞有氧呼吸，防止无氧呼吸产生的酒精毒害细胞。(4)作物栽培需中耕松土，防止土壤板结，促进根细胞有氧呼吸，保证能量供应，促进矿质元素的吸收。(5)粮食种子保存：零上低温、低氧、干燥；果蔬贮藏：零上低温、低氧、中等湿度。(6)提倡慢跑，防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。能力提升根据气体的变化和场所情况判断细胞呼吸类型的方法(1)根据CO2释放量与O2消耗量判断(呼吸底物为葡萄糖)：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。(2)根据场所判断：对于真核细胞来说，若整个呼吸过程均在细胞质基质中进行，则为无氧呼吸；若部分过程在线粒体中进行，则为有氧呼吸。探究酵母菌细胞呼吸的方式1．实验原理(1)酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。酵母菌进行有氧呼吸能产生大量的CO2，在进行无氧呼吸时能产生酒精和CO2。(2)CO2可使澄清的石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，根据石灰水浑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液中CO2的产生情况。(3)橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下可与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。2．实验过程(1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋葡萄糖溶液)(2)设计对比实验①空气先通过NaOH溶液的目的是清除CO2。②B瓶应先封口放置一段时间，再连通盛澄清石灰水的锥形瓶，这样做的目的是耗尽氧气。(3)检测产物①检测CO2的产生，装置如上图所示。②检测酒精的产生：从A、B中各取2mL滤液分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液中的颜色变化(4)实验现象①两装置中石灰水都变浑浊，但有氧实验组中浑浊程度高且速度快。②2号试管中溶液由橙色变成灰绿色，1号试管不变色。(5)实验结论酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生二氧化碳；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和二氧化碳。6考点六光合作用发现史中的经典实验分析(1)本实验的实验组为极细光束照射处的叶绿体，对照组为黑暗处的叶绿体和完全曝光的叶绿体。(2)本实验为自身对照，自变量为光照(照光处与不照光处；黑暗与完全曝光)，因变量为好氧细菌分布。恩格尔曼实验方法的巧妙之处(1)实验材料选得妙：用水绵作为实验材料。水绵不仅具有细而长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中，便于观察和分析研究。(2)排除干扰的方法妙：实验成功的关键之一在于控制无关变量和减少额外变量，恩格尔曼将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了环境中光线和氧的影响，从而确保实验能够正常进行。(3)观测指标设计得妙：通过好氧细菌的分布进行检测，从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位。(4)实验对照设计得妙：进行黑暗(局部光照)和曝光的对比实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。7考点七光合作用的过程光合作用的过程1．在光合作用总反应式中标出各元素的来源和去路2．比较光反应和暗反应小提示(1)若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用，甲：一直光照10min；乙：光照5s，黑暗5s，持续20min，则光合作用制造的有机物：甲<乙(暗反应时间长)。(2)CO2中C进入C3但不进入C5，最后进入(CH2O)，C5中C不进入(CH2O)，可用放射性同位素标记法证明。(3)光合作用光反应产生的ATP只用于暗反应阶段，不能用于其他生命活动，其他生命活动所需ATP只能来自细胞呼吸。8考点八影响光合作用的环境因素及其在生产上的应用1.光照(1)光照强度①原理分析：光照强度影响光合速率的原理是通过影响光反应阶段，制约ATP和[H]的产生，进而制约暗反应阶段。②图像分析：A点时只进行细胞呼吸；AB段随着光照强度的增强，光合作用强度也增强，但是仍然小于细胞呼吸强度；B点时代谢特点为光合作用强度等于细胞呼吸强度；BC段随着光照强度的增强，光合作用强度也不断增强；C点对应的光照强度为光饱和点，限制C点的环境因素可能有温度或二氧化碳浓度等。③应用分析：欲使植物正常生长，则必须使光照强度大于B点对应的光照强度；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。(2)光照面积①图像分析：OA段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用面积的饱和点。随叶面积的增大，光合作用强度不再增加，原因是有很多叶被遮挡，光照不足。OB段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点以后光合作用强度不再增加，但叶片随叶面积的不断增加，呼吸量不断增加(OC段)，所以干物质积累量不断降低(BC段)。②应用分析：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。封行过早，使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。②图像分析：图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点，而图2中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度；两图中的B和B′点都表示CO2饱和点，两图都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度增加而增大。③应用分析：大气中的CO2浓度处于OA′段时，植物无法进行光合作用；在农业生产中可通过“正其行，通其风”和增施农家肥等措施增加CO2浓度，提高光合作用速率。(4)温度①原理分析：是通过影响酶活性进而影响光合作用。②图像分析：低温导致酶的活性降低，引起植物的光合作用速率降低，在一定范围内随着温度的升高酶活性升高进而引起光合速率也增强；温度过高会引起酶活性降低，植物光合速率降低。③应用分析：温室中白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用速率；晚上适当降低温室的温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物积累。(5)必需矿质元素①图像分析：在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物光合作用速率下降。②应用分析：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高作物的光能利用率。(2)应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合作用酶的活性，提高光合速率，也可同时充入适量的CO2进一步提高光合速率，当温度适宜时，要适当提高光照强度和CO2浓度以提高光合速率。能力提升光合速率与呼吸速率的关系真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。关系式用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下：(1)光合作用产氧量＝氧气释放量＋细胞呼吸耗氧量；(2)光合作用固定CO2量＝CO2吸收量＋细胞呼吸释放CO2量；(3)光合作用葡萄糖产生量＝葡萄糖积累量(增重部分)＋细胞呼吸消耗葡萄糖量。叶绿体中的色素提取和分离1.实验过程2．实验中的注意事项及操作目的过程注意事项操作目的提取色素(1)选新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高(2)研磨时加无水乙醇溶解色素(3)加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保护色素(4)迅速、充分研磨防止乙醇挥发，充分溶解色素(5)盛放滤液的试管管口加棉塞防止乙醇挥发和色素氧化分离色素(1)滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散(2)滤液细线要直、细、匀使分离出的色素带平整不重叠(3)滤液细线干燥后再画一两次使分离出的色素带清晰分明(4)滤液细线不触及层析液防止色素直接溶解到层析液中3．色素的功能吸收、传递、转化光能其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。第六章细胞的生命历程《AdeL生物》整理知识清单细胞增殖细胞增殖是生物体的重要生命特征，细胞以分裂的方式进行增殖。单细胞生物，以细胞分裂的方式产生新的个体。多细胞生物，以细胞分裂的方式产生新的细胞，用来补充体内衰老或死亡的细胞；同时，多细胞生物可以由一个受精卵，经过细胞的分裂和分化，最终发育成一个新的多细胞个体。必须强调指出，通过细胞分裂，可以将复制的遗传物质，平均地分配到两个子细胞中去。细胞增殖的意义：是生物体生长、发育、生殖和遗传的基础细胞分裂方式:1.真核生物细胞的分裂方式：有丝分裂：真核生物体细胞进行细胞分裂的主要方式无丝分裂：特点：在分裂过程中，没有染色体和纺锤体等结构的出现（但有DNA的复制）举例：草履虫、蛙的红细胞等。减数分裂：精原细胞，卵原细胞2.原核生物的分裂方式以简单二分裂方式繁殖有丝分裂：有丝分裂（Mitosis）有丝分裂，又称为间接分裂，由W.Fleming(1882)年首次发现于动物及E.Strasburger（1880）年发现于植物。特点是有纺锤体染色体出现，子染色体被平均分配到子细胞，这种分裂方式普遍见于高等动植物(动物和低等植物)。是真核细胞分裂产生体细胞的过程。分为分裂间期和分裂期。1、细胞周期：细胞进行有丝分裂具有周期性。即连续分裂的细胞，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。一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期和分裂期。注：①连续分裂的细胞才具有细胞周期；②间期在前，分裂期在后；③间期长，分裂期短；④不同生物或同一生物不同种类的细胞，细胞周期长短不一。有丝分裂的过程：1.动物细胞的有丝分裂（1）分裂间期：分裂间期分G1、S和G2期，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（这两个阶段所占的时间相差较大，一般分裂间期大约占细胞周期的90%-95%；分裂期大约占细胞周期的5%-10%。细胞种类不同，一个细胞周期的时间也不相同。）（2）分裂期前期：染色质螺旋缠绕在一起，逐渐缩短变粗，高度螺旋化成染色体。每条染色体包括两条并列的姐妹染色单体，这两条染色单体有一个共同的着丝点连接着。并从细胞的两极发出纺锤丝。(高等植物的纺锤体直接从细胞两极发出，高等动物及某些低等植物的纺锤体是由中心体发出纺锤丝而行成的)梭形的纺锤体出现，染色体散乱分布在纺锤体的中央,细胞核分解，核仁消失，核膜逐渐解体．中期：每条染色体的着丝粒都排列在赤道板上；（观察染色体的最佳时期）后期：细胞分裂的后期，每一个着丝点分裂成两个，原来连接在同一个着丝点上的两条姐妹染色单体也随着分离开来，成为两条子染色体。纺锤丝牵引着子染色体分别向细胞的两级移动。这时细胞核内的全部染色体就平均的分配到了细胞的两级，使细胞的两级各有一套染色体。末期：染色体到达两极后解螺旋形成染色质丝，细胞一个分裂成两个，纺锤体消失，核膜、核仁重建。2.植物细胞的有丝分裂动植物有丝分裂比较编辑不同点：动物细胞植物细胞不同点前期：纺锤体的形成方式不同由两组中心粒发出的星射线构成纺锤体由细胞两极发出的纺锤丝构成纺锤体末期：子细胞的形成方式不同由细胞膜向内凹陷把亲代细胞缢裂成两个子细胞由细胞板形成的细胞壁把亲代细胞分成两个子细胞动物细胞有丝分裂的过程，与植物细胞的基本相同，不同的特点是：1.动物细胞有中心体，在细胞分裂的间期，中心体的两个中心粒各自经过中心粒复制新的中心粒，因而细胞中有两组中心粒。在细胞分裂的过程中，两组中心粒分别移向细胞的两极。在这两组中心粒的周围，发出无数条星射线,两组中心粒之间的星射线形成了纺锤体。2.动物细胞在有丝分裂间期中心体复制，植物细胞中心体则没有复制。（高等植物没有中心体）3.植物细胞分裂末期，在赤道板部位出现细胞板，并由中央向周围扩展形成细胞壁。动物细胞分裂末期，赤道板处细胞膜向内凹陷，缢裂成两个细胞。有丝分裂的重要意义，是将亲代细胞的染色体经过复制（实质为DNA的复制）以后，精确地平均分配到两个子细胞中去。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在生物的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。可见，细胞的有丝分裂对于生物的遗传有重要意义。相同点：动物细胞有丝分裂的过程与植物细胞的分裂过程存在一个十分重要的相同点：无论是动物细胞分裂过程还是植物细胞分裂过程都会有染色体的出现和纺锤体的形成。（植物：无星射线纺锤体；动物：星射线纺锤体）。染色体复制后平均分配。与有丝分裂有关的细胞器中心体——与纺锤体的形成有关；线粒体——与提供能量有关；高尔基体——与植物新形成的细胞壁有关；核糖体——与全过程需要的蛋白质合成有关，主要与间期进行的DNA复制需要的蛋白质有关；有丝分裂过程中染色体和DNA数目的变化：有丝分裂的意义：在有丝分裂过程中，染色体复制一次，细胞分裂一次，分裂结果是染色体平均分配到两个子细胞中去。子细胞具有和亲代细胞相同数目、相同形态的染色体。这保证了亲代与子代细胞间的遗传性状的稳定性。细胞的分化1、概念：由同一种类型的细胞经细胞分裂后，逐渐在形态结构和生理功能上形成稳定性的差异，产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化。2、细胞分化的根本原因：是基因选择性表达的结果（注：细胞分化过程中基因没有改变）特点1.持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度2.稳定性：一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直至死亡3.普遍性：是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础4.不可逆性：细胞只能从全能干细胞最终走向高度分化的体细胞，不能反向进行。（即全能性逐渐减小）细胞分化时间：发生于整个生命过程，胚胎时间达到最大程度细胞分化的结果：形成不同的细胞和组织3、细胞分化和细胞分裂的区别：细胞分裂的结果是：细胞数目的增加；细胞分化的结果是：细胞种类的增加细胞的全能性1、植物细胞全能性的概念指植物体中单个已经分化的细胞在适宜的条件下，仍然能够发育成完整新植株的潜能。细胞全能性实例：胡萝卜根细胞离体，在适宜条件下培养后长成一棵胡萝卜。2、植物细胞全能性的原因：植物细胞中具有发育成完整个体的全部遗传物质。注：（已分化的动物体细胞的细胞核也具有全能性）特点①高度分化的植物体细胞具有全能性，植物细胞在离体的情况下，在一定营养的物质，激素和其他适宜的外界条件下，才能表现其全能性。②高度分化的动物体细胞也具有全能性。动物细胞（如成纤维细胞）在离体的情况下，在一定营养物质、因子（包括特定转录因子或小分子化合物）的诱导下，可被重编程为诱导多能干细胞（iPSC），并发育成新的个体。日本科学家山中申弥因此获得了2012年诺贝尔生理学和医学奖。细胞表达全能性大小排列是：受精卵、生殖细胞、体细胞。一个生活的植物细胞，只要有完整的膜系统和细胞核，它就会有一整套发育成一个完整植株的遗传基础，在一个适当的条件下可以通过分裂、分化再生成一个完整植株，这就是所谓的植物细胞全能性（totipotency）。这是植物组织培养的理论基础。分化与细胞全能性的关系细胞衰老细胞衰老（cellaging）是指细胞在执行生命活动过程中，随着时间的推移，细胞增殖与分化能力和生理功能逐渐发生衰退的变化过程。细胞的生命历程都要经过未分化、分化、生长、成熟、衰老和死亡几个阶段。衰老死亡的细胞被机体的免疫系统清除，同时新生的细胞也不断从相应的组织器官生成，以弥补衰老死亡的细胞。细胞衰老死亡与新生细胞生长的动态平衡时维持机体正常生命活动的基础。2特征研究表明，衰老细胞的细胞核、细胞质和细胞膜等均有明显的变化：①细胞内水分减少，体积变小，新陈代谢速度减慢；②细胞内大多数酶的活性降低；③细胞内的色素会积累；④细胞内呼吸速度减慢，细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩，颜色加深。线粒体数量减少，体积增大；⑤细胞膜通透性功能改变，使物质运输功能降低。决定细胞衰老的主要原因细胞的增殖能力是有限的，体细胞的衰老是由细胞自身的因素决定的细胞凋亡细胞凋亡（apoptosis）指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序的死亡。细胞凋亡与细胞坏死不同，细胞凋亡不是一件被动的过程，而是主动过程，它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用，它并不是病理条件下，自体损伤的一种现象，而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。细胞凋亡是一个主动的由基因决定的细胞程序化自行结束生命的过程，而细胞坏死不是基因决定的。细胞凋亡的意义：对生物的个体发育、机体稳定状态的维持等都具有重要作用。细胞的癌变概念：在个体发育过程中，大多数细胞能够正常完成细胞分化。但是，有的细胞由于受到致癌因子的作用，不能正常完成细胞分化，因而变成了不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。细胞的畸形分化，与癌细胞的产生有直接关系。细胞癌变原因：内因：原癌基因和抑癌基因的变异（基因突变）外因：1.化学致癌因子部分无机合物如石棉以及苯、四氯化碳、焦油、黄曲霉素、有机氯杀虫剂等有机物。2.物理致癌因子主要指放射性物质发出的电离辐射、X射线、紫外线等。3.病毒致癌因子包括DNA肿瘤病毒和RNA肿瘤病毒。癌细胞的特征：（1）无限增殖（2）没有接触抑制。癌细胞并不因为相互接触而停止分裂（3）具有浸润性和扩散性。细胞膜上糖蛋白等物质的减少（4）能够逃避免疫监视考点分析1考点一细胞周期及表示方法1．细胞周期的划分细胞周期分为分裂间期和分裂期。分裂间期历时长，分裂期历时短，分裂间期在前，分裂期在后。2．细胞周期的“四种”表示方法一个完整细胞周期的判断：①细胞周期以分裂间期为起点，而不能以分裂期为起点；②分裂间期的时间远远长于分裂期。2考点二有丝分裂中相关结构和数量变化规律1．染色体形态变化：2．染色体行为的变化：3．相关结构的变化规律细胞结构变化规律纺锤体形成(前期)―→消失(末期)核膜、核仁消失(前期)―→重建(末期)中心体倍增(间期)―→移向两极(前期)―→平均分配(末期)4．核DNA、染色体及染色单体数目变化规律(以二倍体为例)(1)数量变化：间期前期中期后期末期染色体2N2N2N4N4N→2N染色单体0→4N4N4N00核DNA2N→4N4N4N4N4N→2N(2)曲线变化模型：5．染色体、染色单体及DNA三者之间的数量关系(1)当有染色单体存在时，染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2。(2)当无染色单体存在时，染色体∶DNA＝1∶1。能力提升对有丝分裂图像的辨析1．动物细胞一般画成圆形，外面代表细胞膜；植物细胞一般画成长方形，外面代表细胞壁。2．动物细胞分裂末期，细胞膜从细胞的中部向内凹陷，最终缢裂成两个子细胞；植物细胞不向内凹陷，细胞中央形成细胞板，最终形成两个子细胞。3．动物细胞和低等植物细胞要画出中心体，高等植物细胞不能画。4．细胞分裂后期图像应注意三点：(1)移向两极的染色体位置不能画反，正确的应为染色体臂朝向中央，着丝点靠近两极；(2)上下对应的两条子染色体的大小、形状、颜色应完全相同；(3)每一极同源染色体都应成对存在(二倍体生物)。实验探索1．观察根尖分生组织细胞的有丝分裂(1)植物的分生组织细胞有丝分裂较为旺盛。(2)有丝分裂各个时期细胞内染色体行为变化不同，根据各个时期内染色体的变化情况，识别该细胞处于有丝分裂的哪个时期。(3)细胞核内的染色体(质)易被碱性染料染色。2．实验过程3考点三细胞分化与细胞的全能性1．比较细胞分裂与细胞分化的区别和联系(1)细胞分裂使细胞数目增多，细胞类型不变。(2)细胞分化使细胞类型增多，数目不变。(3)细胞分裂是细胞分化的基础。2．细胞分化的机制(1)不同细胞中基因“执行情况”不同，即基因“选择性表达”，如胰岛细胞中胰岛素基因表达，抗体基因关闭，而浆细胞则与之相反。(2)由于基因的选择性表达，导致含遗传信息相同的细胞中mRNA和蛋白质“各不相同”，从而导致出现细胞形态、结构或生理功能的“与众不同”(即分化)。3．细胞分化的过程：4．细胞分化的高低与细胞的全能性的大小(1)一般情况下，细胞全能性的大小与细胞分化的高低呈反相关，即分化的程度越高，全能性越小；分化的程度越低，全能性越大。(2)受精卵>配子>体细胞。(3)一般情况下植物细胞的全能性高于动物细胞。5．细胞全能性表达的条件(1)离体(必要条件)。(2)一定的营养物质(无机盐、维生素、氨基酸等)。(3)激素。(4)适宜的条件(适宜的温度、pH等)。4考点四细胞的衰老、凋亡和癌变1．细胞凋亡、衰老、癌变、坏死的区别项目细胞凋亡细胞衰老细胞癌变细胞坏死与基因的关系受基因控制可能有关基因突变不受基因控制细胞膜的变化内陷皱缩糖蛋白减少破裂形态变化减小凋亡小体细胞萎缩呈球形外形不规则变化影响因素受基因严格的控制内、外因共同作用物理、化学、病毒等致癌因子电、热、冷、机械等各种不利因素对机体的影响对机体有利对机体有利对机体有害对机体有害2．个体衰老与细胞衰老的关系(1)单细胞生物：个体衰老或死亡与细胞衰老或死亡同步。(2)多细胞生物：个体衰老与细胞衰老有密切的关系。个体衰老过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程，但未衰老的个体内也有细胞衰老。3．癌细胞的三点理解(1)癌细胞是一类畸形分化的细胞，或不能正常分化的细胞。(2)细胞的增殖、分化、衰老、凋亡都属于正常的生理过程，而细胞的癌变则是细胞一种不正常的变异导致的。(3)癌细胞的三个特征，可从“不死的细胞”“变态的细胞”“扩散的细胞”三方面来理解掌握。能力提升细胞衰老的特征巧记“一大”：细胞核的体积增大；“一小”：细胞体积变小；“一多”：色素增多；“三低”：代谢速率、多种酶的活性、物质运输功能均降低。
