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生物
必修一

显微镜的使用

光学显微镜

目镜

越长，倍数越小

物镜

越长，倍数越大

高倍镜

低倍镜

转换器

可以更换物镜的装置

粗准焦螺旋

大致更改载玻片离镜距离

细准焦螺旋

细微更改载玻片离镜距离

电子显微镜

酶

由DNA,RNA组成

酶是由活细胞产生的有生物催化能力的大分子，大部分为蛋白质，少部分为DNA

酶的特性：专一性，高效性

需要适合的温度和PH值

低温时，酶的活性降低；温度适当时，酶的活性高；温度过高时，酶的活性失去

过酸时，酶的活性失去；酸碱适当时，酶的活性高；过碱时，酶的活性失去

过酸过碱环境会破坏蛋白质空间结构，进而破坏酶的空间结构（活性中心）

底物：反应物被称为底物

活性中心

酶分子上与底物结合并起催化作用的空间区域

外界环境会破坏其构成蛋白质空间结构，使其失活

只有在与底物在结构和形状上完全契合时，酶才发挥作用

命名：来源（--腺）+催化底物

例如：催化淀粉的叫淀粉酶

能催化酶（已失活）的酶是蛋白酶，也称蛋白质水解酶

ATP

细胞的能量“通货”——ATP
腺苷三磷酸

ATP中具有高能磷酸键

ATP是三磷酸腺苷的英文缩写

A，腺苷

P，磷酸基团

～，高能磷酸键

A—P～P～P

ATP水解时，第三个键上的P断裂，高能磷酸键放能

ATP是细胞内一种高能磷酸化合物

ATP与ADP可以相互转化

ATP↔（酶）ADP+Pi+能量

合成能量
注：非可逆反应能量不同，酶不同

动物，呼吸作用，机体运动

植物，呼吸作用和光合作用

水解能量

高能磷酸键

ATP的利用

光合作用（光反应），呼吸作用释放的能量用于ADP和Pi形成ATP，ATP水解成ADP释放的能量用于光合作用暗反应、各项生命活动

ATP的主要来源——细胞呼吸

细胞呼吸的方式

实验
探究酵母菌的呼吸方式

酵母菌属于兼性厌氧菌

CO2可以使澄清石灰水变浑浊

备注：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量叫做活化能

有氧呼吸

C6H12O6+6H2O+6O2→
(酶）6CO2+12H2O+能量

第一阶段细胞质基质（糖酵解）
C6H12O6→(酶）2C3H4O3+4[H]+能量

1分子葡萄糖在酶的催化下分解成 2 分子丙酮酸
（也称三碳化合物）脱下的[H]由还原型辅酶Ⅰ（简称NADH）携带形成少量ATP。

第二阶段线粒体基质（三羧酸循环）
2C3H4O3+6H2O→(酶）6CO2+20[H]+能量

在 O2 充足的条件下，丙酮酸进入线粒体中先氧化脱去一个CO2，生成乙酰辅酶A（二碳化合物），参与到“三羚酸循环”的反应中，彻底氧化分解为CO2，并形成一定的ATP以及NADH（还原性辅酶Ⅰ）。

第三阶段线粒体内膜（电子传递链）
24［H］+6O2→(酶）12H2O+能量

第三阶段需要大量能量

NADH携带的电子经线粒体内膜上的电子传递链，逐渐释放能量部分转化生成ATP，部分以热能的形式释放。最终传递给 [H]和O2并生成H2O

注意点

进行有氧呼吸不一定要有线粒体，（但线粒体确实是有氧呼吸的主要场所），有相关酶就可以

例如：需氧菌的有氧呼吸在细胞质膜的内侧

无氧呼吸

细胞基质

C6H12O6→（酶）2C3H6O3+少量能量（高等动物，乳酸菌）
C6H12O6→（酶）2C2H5OH+2CO2+少量能量（多数植物，酵母菌）

第一阶段细胞质基质
C6H12O6→(酶）2C3H4O3+4［H］+能量

第二阶段细胞质基质
4［H］+2C3H4O3→（酶）2C3H6O3
4［H］+2C3H4O3→（酶）2C2H5OH+2CO2

这一过程中，1 分子葡萄糖分解为 2 分子的乳酸，形成 2 个ATP。

有氧呼吸与无氧呼吸比较

共同点

第一阶段完全相同（过程）

多种酶催化（条件）

分解有机物，释放能量（本质）

差别

能量

完全氧化分解，大量能量

不完全氧化分解，少量能量

有氧呼吸

多糖脂肪蛋白质
↓ ↓ ↓ ↓
单糖甘油脂肪酸氨基酸→氨基→尿素→排出体外
↓ ↓ ↓ ← ↓ ← ↓ ← ← ↓
葡萄糖→丙酮酸→乙酰辅酶A→三羚酸循环→电子传递链
糖酵解 → ATP ← ↓← ← ← ← ↓

意义：产生能量

无氧呼吸

当氧气不足时，丙酮酸不进入线粒体，而是在细胞质基质中循环

细胞

真核细胞

真核(被核膜包围的核)的细胞。其染色体数在一个以上，能进行有丝分裂。还能进行原生质流动和变形运动。

除细菌（杆菌，螺旋菌，球菌，线菌），蓝藻，颤藻，乳酸菌所有的动物细胞以及植物细胞都属于真核细胞

例如：酵母菌，霉菌

原核细胞

没有以核膜为界的细胞核，也没有核仁，只有拟核

细胞器只有核糖体，有细胞膜，成分与真核细胞不同。细胞较小，没有成型的细胞核，没有染色体，DNA不与蛋白质结合

细胞器

分离细胞器的方法：差速离心法

线粒体

分布：动植物细胞

结构：双层膜

外膜光滑

内膜成嵴，增大膜面积，内膜和基质含呼吸作用的酶，少量的DNA和RNA

主要功能：为细胞供能外，参与细胞分化、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

有氧呼吸的主要场所（不是唯一场所）

含线粒体的细胞一定是真核细胞原核细胞和病毒无线粒体

叶绿体

分布：植物细胞

结构：双层膜

主要功能：进行光合作用

是植物进行光合作用的唯一场所，只存在高等植物绿色部位

“养料制造车间”和“能量转换站”

内质网

分布：动植物细胞

结构：单层膜，呈现网状结构

主要功能：合成并加工蛋白质大分子（使多肽形成一定的空间结构），并把它从细胞输送出去或在细胞内转运到高尔基体

在酶的参与下，为多种有机物的合成创造有利条件的细胞器

粗面内质网（有核糖体附着）：细胞内蛋白质合成和加工
滑面内质网（无核糖体附着）：脂质合成的“车间”

高尔基体

分布：动植物细胞

结构：单层膜，呈现扁平囊状或泡状结构

蛋白质加工、分类和包装的车间及发送站

主要分泌蛋白质

高尔基体在不同生物中功能不同

动物：与分泌物的形成有关

植物：与有丝分裂中细胞壁的形成有关

（大）液泡

分布：成熟的植物细胞

结构：单层膜

主要功能：维持细胞渗透压（细胞内液浓度），与渗透吸水作用有关

溶酶体

分布：动物细胞

结构：单层膜

内含蛋白质水解酶和溶菌酶

主要功能：消化外来的异物，衰老或损伤的细胞器或自溶

蛋白质水解酶

溶菌酶

核糖体
生产蛋白质的机器

结构：无膜结构

由蛋白质和rRNA组成

分布：动植物细胞

附着态核糖体：主要合成细胞外蛋白
游离态核糖体：主要合成细胞内结构蛋白

主要功能：是细胞内蛋白质合成的场所，能读取mRNA核苷酸序列所包含的遗传信息，并使之转化为蛋白质中氨基酸的序列信息以合成蛋白质

中心体

分布：动物/低等植物细胞

结构：无膜结构

有微管蛋白组成

主要功能：形成纺锤丝，参与细胞分裂等内部活动

细胞器-系统内的分工合作

细胞的生物膜系统

生物膜：细胞膜、核膜、细胞器膜等构成的膜系统

细胞膜

自由流动性

磷脂双分子层

单层膜

构成质膜的骨架，决定了膜的流动性

少量糖

膜蛋白

在膜上的蛋白，决定膜的功能，例如通道蛋白，转运蛋白，受体，载体蛋白等

胆固醇

插在磷脂双分子之间，对膜的流动性具有调节作用

选择透过性

自由运输

自由扩散

方向：从高浓度到低浓度

不需要载体蛋白，不需要能量，直接从磷脂双分子层中穿过

氧气，二氧化碳，乙醇，甘油，脂肪酸

协助扩散

方向：从高浓度到低浓度

需要转运蛋白或通道蛋白，不需要能量

葡萄糖，氨基酸进入红细胞以及细胞保Na排Ka

主动运输

方向：从低浓度到高浓度

需要载体蛋白，需要能量

海带摄入碘，细胞保K排Na

胞吞

方向：由外到内

需要能量，细胞大分子物质需与受体结合，体现膜的流动性

白细胞吞噬病菌和颗粒物质（吞噬泡）

胞吐

方向：由内到外

需要能量，细胞大分子物质需与受体结合，体现膜的流动性

分泌蛋白酶，激素和消化酶（分泌泡）

生物膜的功能

1）细胞膜保持内部环境的相对稳定；在与外界进行物质运输、能量转换和细胞间的信息传递过程中起决定性作用

2）许多重要反应都在膜上进行，广阔的膜面积为各种酶提供广阔的附着点，有利于生物化学反应的顺利进行

3）使各个细胞器形成相对独立的小区间，细胞内能够同时进行多种化学反应而不相互影响

细胞质细胞器之间的协调配合

细胞质基质：胶质状态，水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和酶等。

分泌蛋白：在细胞内合成，分泌到细胞外起作用的蛋白质

分泌蛋白合成和分泌的过程

核糖体↓

内质网↓

内置网上的核糖体以氨基酸为原料，在mRNA指导下合成一段肽链
肽链转移到内质网内加工成较为成熟的蛋白质↓

内质网鼓膜，出芽形成囊泡，运输到达高尔基体

高尔基体

囊泡与高尔基体膜融合后，其中的蛋白质进入高尔基体进一步修饰后进入新的囊泡

↓

囊泡沿细胞骨架转移到细胞质膜

细胞膜

囊泡与质膜融合，并将蛋白质分泌到细胞外

↓

细胞外

细胞的网道系统

细胞骨架由蛋白质组成

微管

微丝

参与

细胞核系统的控制中心

细胞核的功能：为细胞的遗传信息库，是细胞代谢和遗传控制中心

细胞核的结构

核膜：两层膜，把核内物质与细胞质分开

染色质：即呈极细丝状的染色体，由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信的载体。染色质与染色体是同一种物质在不同细胞时期的两种存在形态。

核仁：与RNA的合成以及核糖体的形成有关

核孔

实现核质之间频繁的物质交换和信息交流

是大分子物质进出细胞核场所（RNA通过核孔从细胞核到细胞质，蛋白质通过核孔从细胞质到细胞核）

生命

增殖

补充知识点：DNA是二倍体，即2n=46,n=23 一半来自于父方（23），一半来自于母方（23）

分裂方式

有丝分裂

保证遗传性息的准确传递

DNA染色体，染色单体变化

变化

染色体

染色单体

DNA数目

间期

0-4n

2n-4n

前期

中期

后期

末期

概要

有丝分裂的
周期性

分裂间期 G期
占周期的90-95％

DNA和中心体复制，合成细胞分裂所需的蛋白质

G1期（DNA合成前期）

合成RNA和蛋白质，特别是与DNA复制相关的酶

S期（DNA合成期）

DNA复制，但是染色体并没有数量变化（着丝粒无数量变化）

使分配于两子细胞的DNA(染色体)相同，保证亲代遗传物质的稳定

G2期（DNA合成后期）

合成RNA和蛋白质(微管蛋白)

中心体复制（动物细胞）

分裂期 M期
占周期的5-10％

胞质分裂

前期

核膜，核仁开始消失，染色质高度螺旋化为染色体(由丝状螺旋为棒状)

有利于染色体平均分配到两子细胞，保证亲代遗传物质的稳定

中心体分离，移向细胞两级

中心体形成纺锤丝，与染色体着丝粒部位相连，牵引染色体向细胞中央移动

纺锤丝由微管组成

细胞直接从两极放出纺锤丝

一个着丝粒代表一个DNA

中期

染色体高度螺旋化到最大程度,同时整齐地排列在赤道面上

着丝粒两侧分别与两级中心体形成的纺锤丝相连，整齐的排列在细胞中央

此时染色体数目和形态最为清晰

后期

每条染色体的姐妹染色单体在着粒丝部位分开，形成两对形态结构和数目相同的染色体

两对染色体在纺锤丝的牵引下向细胞两极移动，同时细胞壁内陷，构成两个一样大小的半圆

末期

染色体移动到细胞壁两端，开始恢复为染色质状态,纺锤丝消失；核膜，核仁重新出现并包裹染色质

植物细胞的末期：由高尔基体形成细胞板（纤维素和果胶），后组成细胞壁

分化

细胞分化

不同细胞的分化能力具有差异性

分化能力最高的细胞：受精卵

分化能力较高的细胞：干细胞

可以分化为肌细胞，肝细胞，红细胞，神经细胞等，也可以自我分裂

例如造血干细胞可以分化为白细胞，红细胞，血小板

大多数神经细胞损伤后都不能得到有效更新

衰老调亡

细胞衰老是普遍存在的，不可逆转的自然现象

细胞凋亡

是机体自主性和生理性的，受遗传信息控制，具有程序性

用来清除衰老，损伤或病变的细胞

细胞坏死

遭受极端的外界因素刺激而导致的损伤后伤亡

坏死的细胞被严重破坏，内容物释放到细胞外并通常会对健康的细胞产生影响

光合作用

捕获光能的色素和结构

捕获光能的色素

实验
绿叶中色素的提取与分离

吸收蓝紫光

胡萝卜素橙黄色

叶黄素黄色

吸收蓝紫光和黄光

叶绿素b 黄绿色

叶绿素a 蓝绿色

除了叶绿素a以外的色素都只能捕获光能和将光能传给叶绿素a；叶绿素a不仅能捕获光能，还可以将光能转化为生物——电子能

叶绿体结构

双层膜

基粒

由类囊体堆积而成
色素分布在类囊体薄膜上

增加膜的面积

基质

光合作用的过程

CO2+H2O→(光能，叶绿体）O2+(CH2O）

光反应阶段
类囊体薄膜

H2O→(光能）［H］+O2

O2出植物细胞至少要经过四层膜

[NADP] + [H]=NADPH

ADP+Pi+能量→（酶）ATP

暗反应阶段
叶绿体基质

CO2+C5→（酶）2C3

2C3→ (酶,[H],ATP) C5+ (CH2O)

化合物

组成元素

大量元素

C构成生物分子的碳链骨架

微量元素

Mg,Fe,Zn,Ca,Na等等（除了C,H,O,N,P,S以外）

无机物

水：生物鲜重含
量最多

自由水

功能1：运输营养物质、各个细胞在新陈代谢中产生的废物

功能2：良好的溶剂，可溶解大部分有机物

功能3：为细胞化学反应提供介质

功能4：比热容大，有助于机体的降温

结合水：与其他分子结合的水，
无法自由移动

功能：维持其他分子的结构与活性

无机盐：生物含量少，但不可或缺——以游离态存在

功能1：重要化合物组成

功能2：直接参与机体的新陈代谢

功能3：维持内环境的稳定

有机物

蛋白质

基本单位：氨基酸

结构：22种氨基酸脱水缩合形成肽，再盘曲折叠成复杂多样的空间结构

功能:
1.人体组织的重要组成部分，是代谢更新及修补的主要原料
2.运输物质
3.参与免疫
4.提供能量
5.调节激素，例如胰岛素，生长激素等

有机物
（流道分压）

脂质

脂肪

基本单位：
1.甘油
2.脂肪酸（三条）

功能：
1.最好的储能物质
2.维持体温稳定
3.缓冲压力

磷脂

基本单位：亲水头部疏水尾部

结构：⭕=

功能：
1.生物膜（双层膜）的重要组成部分
2.组成微团

固醇

胆固醇

分布：广泛存在于全身各组织中，但总量很少

功能:
（1）形成胆酸
（2）构成细胞膜
（3）合成性激素和维生素D

植物固醇

分布：普遍分布于多种食用植物中

功能：植物细胞的组成部分

酵母固醇

分布：在酵母菌中分布

功能：生物膜的重要组成部分，调节膜的流动性

糖蛋白和糖脂

保护细胞膜和识别外界信息

放大倍数=目镜放大倍数 x 物镜放大倍数

使用显微镜（换高倍镜）：
1 将载玻片移至视野中央
2 转动转换器
3 调细准焦螺旋
4 调大光圈

由线粒体提供能量

检测蛋白质、还原性糖和脂肪

双缩脲试剂-蛋白质→紫色絮状沉淀

班氏试剂+还原性糖（葡萄糖、果糖和麦芽糖）→黄红色沉淀

淀粉+碘液→蓝色

苏丹Ⅳ染液+脂肪→红色

1分子葡萄糖经糖酵解、三羧酸循环和电子传递链彻底氧化分解约产生 30 个 ATP。

1 分子葡萄糖分解为2分子的乳酸，形成2个ATP
酵母菌无氧呼吸的产物是乙醇（酒精）和 CO2

有机物
（流道分压）

核酸

DNA

基本单位：脱氧核糖核苷酸
（1）碱基（A,T,C,G）
（2）脱氧核糖
（3）磷酸基团

结构：双螺旋结构

功能:遗传信息的物质基础

RNA

基本单位：核糖核苷酸
（1）碱基（A,U,C,G）
（2）核糖
（3）磷酸基团

结构：单链

功能：
1.遗传信息的传达和表述
2.RNA病毒的遗传信息

糖类

单糖

五碳糖

核糖

主要在细胞质内

功能：构成RNA

脱氧核糖

主要分布在细胞核，还有线粒体和叶绿体

功能：构成DNA

六碳糖

葡萄糖

动植物体内都能找到

功能：生命活动的主要能源物质

果糖

存在于蜂蜜、水果中

功能：生命活动的能源物质

半乳糖

可在奶类产品或甜菜中找到

功能：生命活动的能源物质

双糖

蔗糖

几乎普遍存在于植物界，甘蔗中尤其多

功能：生命活动的能源物质

蔗糖(果糖和葡萄糖)

麦芽糖

存在植物体内

功能：生命活动的能源物质

麦芽糖(葡萄糖和葡萄糖）

乳糖

存在于人类和哺乳动物乳汁中

功能：生命活动的能源物质

乳糖(半乳糖和葡萄糖)

多糖

淀粉

主要分布在植物的种子、果实以及某些块茎、块根中

功能：植物细胞中的重要储能物质

纤维素

横向分布于整个细胞壁

功能：植物细胞壁的重要组成部分

糖原

主要存在于骨骼肌和肝脏中

功能：人和动物细胞中的以糖为存在的储能物质

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