必修1 分子与细胞

1．1细胞的分子组成          蛋白质的结构与功能 1、  氨基酸的结构与脱水缩合 （1）蛋白质的组成元素：c、h、o、n等 （2）蛋白质的基本组成单位：氨基酸（约20种） （3）氨基酸的结构通式： （4）氨基酸的结构特点： ①至少含有一个氨基（—nh2）和一个羧基（—cooh） ②有一个氨基和羧基连接在同一个碳原子上       （5）不同的氨基酸的区别在于r基       （6）脱水缩合（p22） n个氨基酸分子形成m条肽链，则脱去（n—m）个水分子，同时形成（n—m）个肽键。 2、  蛋白质的结构 蛋白质结构多样性原因：组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同，以及多肽链的折叠方式和空间结构不同 3、  蛋白质的功能：    ①构成细胞和生物体结构的重要物质，如羽毛、肌肉、头发、丝 ②催化，如绝大多数的酶    ③运输，如血红蛋白、载体 ④调节，如胰岛素等激素    ⑤免疫，如抗体          核酸的结构与功能 1、  核酸的组成元素：c、h、o、n、p 2、  核酸的基本组成单位：核苷酸    含氮碱基磷酸五碳糖
  3、  dna与rna的区别

类别

dna

rna

基本单位

脱氧核苷酸

核糖核苷酸

碱基

腺嘌呤（a）鸟嘌呤（g）

胞嘧啶（c）胸腺嘧啶（t）

腺嘌呤（a）鸟嘌呤（g）

胞嘧啶（c）尿嘧啶（u）

五碳糖

脱氧核糖

核糖

分布

主要存在于细胞核中

主要存在于细胞质中

4、核酸的功能：核酸能够携带遗传信息，控制蛋白质的合成。           绝大多数生物的遗传物质是dna，而只有少数病毒的遗传物质是rna。          糖类的种类和作用 单糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、脱氧核糖、核糖二糖：麦芽糖、蔗糖、乳糖多糖：淀粉、纤维素、糖原       1、糖类的种类        2、糖类的功能：糖类是生物体内的主要能源物质。          脂质的种类和作用 脂肪：细胞内良好的储能物质磷脂：构成生物膜的重要物质固醇：维生素d、性激素、胆固醇
         生物大分子以碳链为骨架        1、组成生物体的主要化学元素的种类：c、h、o、n、p、s        2、碳链是生物构成生物大分子的基本骨架           生物大分子：蛋白质、多糖、核酸 等          水和无机盐的作用 1、  水在细胞中的存在形式：结合水、自由水 2、  结合水的作用：细胞结构中重要的组成成分 自由水的作用：①细胞内的良好溶剂 ②参与细胞内的许多生物化学反应③运输 3、  无机盐在细胞中的存在形式：离子 4、  无机盐的作用：①构成某些复杂化合物的重要组成成分 ②维持细胞和生物体正常的生命活动 ③维持细胞的形态和酸碱平衡 1．2细胞的结构          细胞学说建立的过程 1、  建立者：施莱登、施旺      2、建立过程：p11 3、内容：p10      4、意义：揭示细胞统一性和生物体结构统一性          细胞膜系统的结构和功能 1、  生物膜的流动镶嵌模型 基本骨架：磷脂双分子层 特点：构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数是可以运动的 ——结构特点：具有一定的流动性 2、  细胞膜的成分和功能 成分：脂质（主要是磷脂）、蛋白质和少量的糖类 功能：①将细胞与外界环境分隔开      ②控制物质进出细胞 ③进行细胞间的信息交流 3、  细胞膜系统（生物膜系统）的结构 生物膜系统包括： 细胞膜、细胞器膜（内质网膜、高尔基体膜、线粒体膜等）和核膜        4、细胞膜系统的功能：p49（最后一段）          几种细胞器的结构与功能 1、  叶绿体、线粒体的结构与功能 叶绿体的结构：p99     功能：进行光合作用的场所 线粒体的结构：p93     功能：进行有氧呼吸的主要场所，为细胞的生命活动提供能量 2、  其他几种细胞器的功能 核糖体：合成蛋白质的场所          细胞核的结构与功能 1、  细胞核的结构和功能 ①细胞核的结构 核膜：双层膜，有核孔染色质：由dna和蛋白质组成的核仁
          染色质和染色体是细胞中同一种物质在不同时期的两种表现形式 ②细胞核的功能   细胞核是储存和复制dna的主要场所。   细胞核是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。  2、  原核细胞与真核细胞的区别与联系 最主要的区别：有无核膜 3、  细胞是一个有机的统一整体 细胞只有保持完整性，才能正常地完成各种生命活动。 1．3细胞的代谢          物质进出细胞的方式        1、物质跨膜运输方式的类型及特点

方式

运输方向（浓度）

是否需要载体

是否需要能量

实例

自由扩散

高 低

否

否

o2、co2、水、甘油、乙醇等进出细胞

协助扩散

高 低

是

否

葡萄糖进入红细胞

主动运输

低 高

是

是

植物细胞对矿质离子的吸收；葡萄糖、氨基酸进入动物的小肠绒毛上皮细胞

2、  细胞膜（活细胞）是选择透过性膜 水分子可以自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子可以通过，细胞不需要的离子和小分子以及大分子都不能通过。        3、大分子物质进出细胞的方式：胞吞（内吞）、胞吐（外排）          酶在代谢中的作用 1、  酶的本质、特性和作用    ①酶的本质：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是rna    ②酶的特性：高效性、专一性、酶的作用比较温和    ③酶的作用：降低活化能 2、影响酶活性的因素：温度、ph （p85图）          atp在能量代谢中的作用 1、  atp的化学组成和结构特点 atp的结构简式：a—p~p~p （a代表腺苷，p代表磷酸基团，~代表高能磷酸键） 2、  atp与adp相互转化的过程及意义（p89）          光合作用以及对它的认识过程 1、  光合作用的认识过程 （p102）实验： ①1864年萨克斯采用碘液检测淀粉的方法，确定叶片在光下能产生淀粉 ②1940年鲁宾和卡门运用放射性同位素标记法，通过小球藻的实验证明了光合作用释放的氧气来自水。 2、  光合作用的过程 ①色素：叶绿素和叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。   分布：叶绿体的类囊体的薄膜上 ②光合作用的过程 比较光反应和暗反应

光反应阶段

暗反应阶段

进行场所

叶绿体类囊体薄膜

叶绿体基质

所需条件

光、色素、酶

酶、[h]、atp

物质变化

水的光解：h2o [h]+02

atp的合成：adp+pi atp

co2的固定：co2+c5 2c3

c3的还原：c3+[h]+atp （ch2o）+c5

atp的水解：atp adp+pi

能量转换

光能 atp中活跃的化学能

atp中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能

联系

光反应为暗反应提供[h]、atp

         影响光合作用速率的环境因素 1、  环境因素对光合作用的影响 影响光合作用的因素：光照强度、温度、co2的浓度等 2、  农业生产以及温室中提高农作物产量的方法：延长光照时间、增加光照强度、增加co2的浓度，适当提高温度等 例如： ①农业上采用套种、合理密植等措施使农作物充分吸收阳光以达到增产的目的 ②利用大棚适当延长光照时间、提高co2浓度和温度，提高光合作用的效率          细胞呼吸 1、  有氧呼吸与无氧呼吸过程及异同 有氧无氧c6h12o6丙酮酸co2+h2o+能量乳酸（动物） 酒精和co2（植物）           ①过程 ：    ②比较有氧呼吸和无氧呼吸：

有氧呼吸

无氧呼吸

呼吸场所

第一阶段：细胞质基质

第二、三阶段：线粒体

细胞质基质

是否需氧

需要

不需要

有机物分解程度

彻底

不彻底

分解产物

co2、h2o

酒精和co2或乳酸

释放能量

较多

较少

相同点

两者的第一阶段完全相同

 2、细胞呼吸的意义及其在生产和生活中的应用         意义：为细胞的生命活动提供能量 应用：例如： ①农业生产中适时的露田、疏松土壤等措施的实质就是为了改善土壤通气条件以增强根系的细胞呼吸，促进根系对矿质离子的吸收。 ②粮食储藏时，要注意降低温度和保持干燥；果蔬储藏时，采用降低氧浓度、充氮气或降低温度等方法，以抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗，延长保存期限。 1．4细胞的增殖          细胞的生长和增殖的周期性 细胞周期分裂期（时间短）：完成细胞分裂分裂间期（时间长）：完成dna分子的复制和有关蛋白质的合成        细胞的生长和增殖具有周期性          细胞的无丝分裂及其特点         特点：分裂过程中没有出现染色体和纺锤体等结构          细胞的有丝分裂        1、动、植物细胞有丝分裂过程及异同          ①有丝分裂过程

细胞周期

分裂间期完成dna分子的复制和有关蛋白质的合成（dna数目加倍）

分裂期

前期两出现：染色体出现、纺锤体出现两消失：核膜、核仁消失染色体散乱排列中期染色体的着丝点排列在赤道板上（观察染色体的最佳时期）后期着丝点分裂、姐妹染色单体分离（染色体数目加倍）末期两消失：染色体消失、纺锤体消失两出现：核膜、核仁出现细胞一分为二②动、植物细胞有丝分裂的区别 前期末期区别纺锤体的形成方式子细胞的形成方式植物细胞的两极直接发出纺锤丝，构成纺锤体在赤道板的位置形成细胞板，细胞板向周围扩散形成细胞壁动物中心体发出星射线，构成纺锤体细胞膜从细胞的中部向内凹陷，直接缢裂成两个子细胞2、  有丝分裂的特征和意义 特征：在有丝分裂的过程中，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。 意义：将亲代细胞的染色体经复制后，精确地平均分配到两个子细胞中。因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。 1．5细胞的分化、衰老和凋亡          细胞的分化 1、  细胞分化的特点、意义及实例 特点：①细胞分化是一种持久性的变化，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。 ②在生物个体发育的过程中，都可能发生细胞分化 ③在细胞分化的过程中，细胞内遗传物质一般不会发生改变，但细胞的形态、结构和功能会发生变化            意义：细胞分化是生物个体发育的基础；细胞分化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。            实例：p117          细胞分化的过程及原因 原因：细胞分化是基因选择性表达的结果。          细胞的全能性 细胞全能性的概念和实例 概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。  在构成生物体的细胞中，受精卵的全能性最容易表达出来（全能性最高）。 实例：植物的组织培养——证明了植物细胞具有全能性          细胞的衰老和凋亡与人体健康的关系 1、  细胞衰老的特征    ①细胞内水分减少  ②酶的活性降低   ③色素积累 ④细胞核膨大，核膜内折，染色质固缩，染色加深，细胞呼吸速率减慢 ⑤细胞膜的通透性改变，物质运输功能降低 2、  细胞凋亡的含义 由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，称为细胞凋亡。在成熟的生物体中，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，都是通过细胞凋亡完成的。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。 3、  细胞衰老和凋亡与人体健康的关系 研究细胞衰老和凋亡的机制，对于全面认识细胞各种生命活动规律，探究人类健康、寿命长短的奥秘，有目的的治疗有关疾病都有重要意义。          癌细胞的主要特征和恶性肿瘤的防治 1、  癌细胞的主要特征：    ①在适宜的条件下，癌细胞能够无限增殖    ②癌细胞的形态结构发生显著变化    ③癌细胞的表面发生了变化，糖蛋白等物质减少，细胞间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移 2、  恶性肿瘤的防治 癌症的治疗方法：放射治疗（放疗）、化学治疗（化疗）和手术切除