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第一单元 细胞的分子组成与结构

1.蛋白质、核酸的结构和功能

（1）蛋白质结构多样性的原因是：组成不同蛋白质的氨基酸数量不同，氨基酸形成肽链时，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。蛋白质多样性的根本原因是基因中碱基排列顺序的多样性。

（2）有些蛋白质是构成细胞和生物体的结构成分，如结构蛋白；有些蛋白质具有催化作用，如胃蛋白酶；有些蛋白质具有运输载体的功能，如血红蛋白；有些蛋白质起信息传递作用，能够调节机体的生命活动，如胰岛素；有些蛋白质具有免疫功能，如抗体。

（3）核酸的元素组成有 C、H、O、N 和P。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。

（4）生物的遗传物质是核酸。

拓展：  ①因为绝大多数生物均以DNA作为遗传物质，只有 RNA 病毒以 RNA 作为遗传物质，所以说DNA 是主要的遗传物质

②真核生物、原核生物的遗传物质都是DNA。

③DNA 病毒的遗传物质是 DNA，RNA 病毒的遗传物质是 RNA。

④真核生物细胞中含有的 RNA 不是遗传物质，DNA 是遗传物质。

2.糖类、脂质的种类和作用

（5）植物细胞特有的单糖是果糖，特有的二糖是麦芽糖、蔗糖，特有的多糖是淀粉和纤维；动物细胞所特有的二糖是乳糖，特有的多糖是糖原。

(6)葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质；淀粉可作为植物体内的储能物质存在于植物细胞中；糖原是人和动物细胞的储能物质；纤维素是植物细胞壁的主要成分。

（7）组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，主要是磷脂。

（8）因为等量的脂肪氧化分解比糖类释放的能量多，所以说脂肪是动物细胞中良好的储能物

3.水和无机盐的作用

（9）结合水是细胞结构的重要组成成分。自由水是细胞内的良好溶剂；细胞内的许多生物化学反应需要水参与；多细胞生物体内的绝大多数细胞，必须浸润在以水为基础的液体环境中；水在生物体内的流动，可以运送营养物质和代谢废物。

（10）结合水/自由水的比值变小有利于适应代谢活动的增强。

拓展：①种子成熟过程中结合水/自由水的比值变大，萌发过程中结合水/自由水的比值变小。

②自由水和结合水的比值大小决定了细胞或生物体的代谢强度，比值越大代谢越强，反之代谢越弱，一般二者比值越大，抗性越差，比值越小，抗性越强。

第二单元 细胞的结构和功能

一.细胞学说的建立过程

（1）细胞学说的要点是：细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成；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；新细胞可从老细胞中产生。

（2）原核细胞与真核细胞的本质区别是有无以核膜为界限的细胞核。

拓展：①原核细胞除核糖体外，无其他细胞器。

②原核生物的遗传不符合孟德尔遗传规律；真核生物在有性生殖过程中，核基因的遗传符合孟德尔遗传规律。

③自然条件下，原核生物的可遗传变异的类型只有基因突变；真核生物的可遗传变异的类型有基因突变、基因重组、染色体变异。

④原核细胞如细菌主要以二分裂的方式进行分裂；真核细胞的分裂方式有有丝分裂、无丝分裂、减数分裂。

（3）病毒不能独立生活，病毒的代谢和繁殖过程只能在宿主的活细胞中进行。

拓展：     ①病毒在生物分类上是既不属于原核生物，也不属于真核生物。

②组成每种病毒核酸的基本单位是四种脱氧核苷酸，或是四种核糖核苷酸。

③病毒的培养不能直接用培养基培养，只能用活细胞培养液培养（如鸡胚），因为病毒的繁殖必须在宿主的活细胞中进行。

二.细胞膜的结构和功能

（1）用哺乳动物成熟的红细胞做实验材料能分离得到纯净的细胞膜。把细胞放在清水里，水会进入细胞，把细胞涨破，细胞内的物质流出来，这样就可以得到纯净的细胞膜。

（2）细胞膜的主要由脂质和蛋白质组成，还有少量的糖类。

拓展：   ①行使细胞膜控制物质进出功能的物质是载体（蛋白质）。

②细胞膜与其他生物膜的化学组成大致相同，但是在不同的生物膜中，化学物质的含量有差别。

（3）细胞膜的结构特点是流动性，功能特性是选择透过性。

（4）在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合而成的糖蛋白，叫做糖被。糖被与细胞表面的识别有密切关系。消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白有保护和润滑作用。

（5）植物细胞壁的化学成分主要是纤维素和果胶。

拓展：   ①细菌细胞壁的成分是糖类与蛋白质结合而成的化合物。

②常用纤维素酶和果胶酶除去植物细胞壁。

三.主要细胞器的结构和功能

（1）线粒体内与有氧呼吸有关的酶分布在线粒体的内膜和基质中。

拓展：   ①线粒体内的 DNA 不与蛋白质结合形成染色体。

②线粒体是细胞内进行有氧呼吸的主要场所，有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行。

③进行有氧呼吸的细胞不一定要有线粒体，例如进行有氧呼吸的细菌，如硝化细菌。

（2）与光合作用有关的酶分布在叶绿体内的类囊体的薄膜上和叶绿体基质中。与光合作用有关的色素分布在叶绿体内的类囊体的薄膜上。

拓展：   ①叶绿体内的 DNA 不与蛋白质结合形成染色体。

②叶绿体是真核细胞内进行光合作用的唯一场所。

③进行光合作用的细胞不一定有叶绿体，例如蓝藻属于原核生物，能进行光合作用，但没有叶绿体。

（3）内质网是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”。

（4）核糖体有的附着在内质网上，有的游离分布在细胞质中，是“生产蛋白质的机器”。

拓展：    游离核糖体合成的蛋白质主要是胞内蛋白，附着在内质网上的核糖体合成的主要是胞外蛋白（分泌蛋白）。

（5）高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”和“发送站”。动物细胞的高尔基体主要与分泌蛋白的加工、转运有关，植物细胞的高尔基体与细胞壁的合成有关。

（6）中心体存在于动物和某些低等植物的细胞中，与细胞的有丝分裂有关。

（7）液泡由液泡膜和膜内的细胞液构成，细胞液中含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质。

拓展：    ①液泡内的色素有花青素。

②液泡内的色素与叶绿体色素成分和功能均不相同。

（8）注意从以下几个方面对细胞器进行正确分类

①具有双层膜结构的细胞器有：叶绿体、线粒体。具有双层膜结构的细胞结构有叶绿体、线粒体和核膜。

②具有单层膜结构的细胞器有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡。

具有单层膜结构的细胞结构有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡和细胞膜。

③不具备膜结构的细胞器有核糖体和中心体。

④能产生水的细胞器有线粒体、核糖体。（此外还有叶绿体和高尔基体，可不作要求）

⑤与碱基互补配对有关的细胞器有核糖体、叶绿体、线粒体。

⑥含有 DNA 的细胞器有叶绿体和线粒体。

⑦含有 RNA 的细胞结构有叶绿体、线粒体和核糖体。

⑧与细胞的能量转换有关的细胞器有线粒体、叶绿体。

（9）分泌蛋白最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链，肽链进入内质网进行初步的加工后，进入 高尔基体经过进一步的加工形成分泌小泡与细胞膜融合，分泌到细胞外。

拓展：    【内质网以囊泡的形式将蛋白质运送到高尔基体，囊泡与高尔基体膜融合导致高尔基体膜面积增加；被进一步修饰加工的蛋白质，再以囊泡的形式从高尔基体运送到细胞膜，又导致高尔基体膜面积减少因此内质网的面积逐步减少，细胞膜的面积逐渐增加，高尔基体的面积不变】

（10）构成细胞内生物膜系统的膜结构有内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等细胞器膜和细胞膜、核膜。

四.细胞核的结构和功能

（1）细胞核包括核膜（核膜上有核孔）、染色质、核仁。

（2）核膜上的核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。细胞核内的核仁与某种 RNA（rRNA）的合成以及核糖体的形成有关。

（3）细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。

（4）染色质、染色体的化学组成是 DNA 和蛋白质。染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。

第三单元 细胞代谢

一、物质进出细胞的方式

（1）一个典型的渗透装置必须具备的条件是具有一层半透膜。

（2）植物细胞内原生质层可以看作是半透膜，动物细胞的细胞膜可以看作是半透膜，所以都可以发生渗透吸水。

（3）细胞膜和液泡膜及两层膜之间的细胞质称为原生质层。原生质体是指植物细胞除去细胞壁以后的结构。

（4）小分子物质跨膜运输的方式有自由扩散，例如氧和二氧化碳进出细胞膜；协助扩散，例如葡萄糖穿过红细胞的细胞膜；主动运输，例如 Na ^＋ 、K ^＋ 穿过细胞膜。

（5）自由扩散、协助扩散和主动运输的区别如下：

拓展：   ①溶液中的溶质或气体可发生自由扩散，溶液中的溶剂发生渗透作用；渗透作用必须具备两个条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。

（6）细胞通过胞吞摄取大分子，通过胞吐排出大分子。

二、酶与 ATP   

1.酶在代谢中的作用

（1）酶是活细胞产生的具有催化功能的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数酶是 RNA。

（2）酶的生理作用是催化。酶具有高效性、专一性，酶的作用条件较温和。

拓展：   ①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。在低温，如 0℃左右时，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。

2.ATP 在能量代谢中的作用

（3）ATP 的结构简式是 A—P～P～P，其中 A 代表腺苷，T 是三的意思，P 代表磷酸基团。

（4）ATP和ADP的转化

ATP             ADP +Pi+能量（ATP在细胞内含量少、生成速度快、生成总量多。）

注意：①酶不同：酶1是水解酶，酶2是合成酶；

②能量来源不同：ATP水解释放的能量，来自高能磷酸键的化学能，并用于生命活动；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。

③场所不同：ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体，叶绿体，细胞质基质。

拓展：   ①动物体内合成 ATP 的途径是呼吸作用，植物物体内合成 ATP 的途径是呼吸作用和光合作用。

②ATP 在细胞内的含量不多。

③ATP 与 ADP 相互转化不是可逆反应，因为反应的场所、酶不同。

三、细胞呼吸 

（1）有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成许多ATP 的过程。

拓展：  ①细胞进行有氧呼吸时最常直接利用的物质是葡萄糖。

②有氧呼吸第一阶段的场所是细胞质基质，反应物是葡萄糖，产物是丙酮酸和[H]。

③有氧呼吸第二阶段的场所是线粒体，反应物是丙酮酸和水，产物是 CO2 和[H]。

④有氧呼吸第三阶段的场所是线粒体，反应物是O2 和[H]，产物是H2O。

C₆H₁₂O₆+6H₂O+6O₂                6CO₂+12H₂O+能量

有氧呼吸的三个阶段比较：

（2）无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物质分解成为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。

拓展：   ①高等植物在水淹时，无氧呼吸的产物是酒精和CO₂。

②马铃薯、玉米胚进行无氧呼吸的产物是乳酸。

③高等动物和人剧烈运动时，骨骼肌进行无氧呼吸的产物是乳酸。

④无氧呼吸生成酒精的反应式：                 无氧呼吸生成乳酸的反应式：

C₆H₁₂O₆               2 C₃H₆O_{3（乳酸）}+少量能量；   C₆H₁₂O₆              2 C₂H₅OH_（酒精）+2CO₂+少量能量

⑤无氧呼吸的部位是细胞质基质

（13）有氧呼吸和无氧呼吸第一个阶段完全相同，有氧呼吸二、三阶段和无氧呼吸的第二阶段的物质变化和场所不同。

拓展：   ① 热点：测定光合速率必须在光下进行，测定呼吸速率必须在无光条件下进行。

② 新疆哈密瓜较甜的原因是日照充足、光照强、昼夜温差大。

③ 适当降低大棚内的温度，减少呼吸消耗

四、光合作用

1.光合作用的基本过程

（1）光合作用的反应式可表示为：

CO₂ + H₂O   ^光能_叶绿体  (CH₂O) + O₂

光合作用过程图

（2）概述光合作用的过程（光反应和暗反应）

拓展：①光合作用产生的葡萄糖和水中的氧元素来自反应物中的 CO₂。

②暗反应能在光下进行。

③与光反应进行有关的环境因素：光、温度、水。

④与暗反应进行有关的环境因素：温度、CO₂。

⑤从外界吸收来的 CO₂ 不能直接被[H]还原，CO₂ 需要先被固定成为 C₃，C₃ 直接被[H]还原。

⑥光反应中，光能转变为活跃的化学能。

⑦暗反应阶段的能量变化是活跃的化学能转变为稳定的化学能。

⑧光合速率的测定：一般采用的指标如单位时间内氧气的释放量、单位时间内 CO₂ 的吸收量、单位时间内植物重量（有机物）的变化量。

2、化能合成作用：除了绿色植物，自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但是能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用叫做化能合成作用，这些细菌也属于自养生物。例如生活在土壤中的硝化细菌。

第四单元 细胞的生命历程

一、细胞的增殖

1.细胞的生长和增殖的周期性

（1）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，是一个细胞周期。具有连续分裂能力的细胞具有细胞周期，如植物根尖分生区细胞、受精卵细胞等。

2.细胞的有丝分裂

（2）一个细胞周期从一次分裂完成时开始。

（3）分裂间期细胞内发生的主要变化是完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。

（4）细胞分裂期各阶段的变化特点是:

前期：“二现、二失”，核仁解体、核膜消失，出现纺锤丝形成纺锤体，染色质螺旋化成为染色体，散乱地分布在纺锤体的中央。

中期：“点在板”，所有染色体的着丝点排列在赤道板上。

后期：“着丝点分裂”，姐妹染色单体分开，纺锤丝牵引子染色体向细胞两极移动。

末期：“二现、二失”，染色体变成染色质，纺锤丝消失，出现新的核膜和核仁，一个细胞分裂成为两个子细胞。

（5）在细胞分裂的中期，染色体的形态比较固定、数目比较清晰。

（6）动物细胞与植物细胞有丝分裂过程基本相同，不同的特点是：动物细胞在间期中心体倍增，在前期两组中心粒分别移向细胞两极，在中心粒的周围，发出星射线构成纺锤体；而植物细胞在前期从细胞两极发出纺锤丝。动物细胞分裂的末期细胞膜从细胞的中部向内凹陷，最后把细胞缢裂成两部分；植物细胞末期在赤道板的位置出现细胞板，细胞板由细胞的中央向四周扩展，逐渐形成新的细胞壁。

拓展：   ①动物细胞有丝分裂前期纺锤体的形成主要与中心体有关。

②植物细胞分裂末期新的细胞壁的形成与高尔基体有关。

③细胞分裂的过程中还需要核糖体、线粒体的参与。

（7）细胞有丝分裂的重要特征是出现纺锤丝和染色体，有丝分裂后两个子细胞中的核中遗传物质和染色体的数量与有丝分裂前亲代细胞相同。

3.细胞的无丝分裂

(8)蛙的红细胞的分裂过程中，细胞核先延长，核的中部向内凹进，缢裂成为两个细胞核；接着整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。

拓展：   ①蛙的红细胞的分裂是无丝分裂，哺乳动物的红细胞无核，也不能进行分裂。

②在无丝分裂过程中有 DNA 的复制。

二、细胞的分化、癌变、衰老和凋亡

1.细胞的分化    

(1)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。细胞分化使细胞趋于专门化，提高了生命活动的效率。细胞分化的本质是：基因的选择性表达。多细胞个体内的每个体细胞都含有该物种全套的基因。有些基因是每个活细胞都必须表达的，如：ATP合成酶基因、呼吸酶基因；有些基因则是不同的细胞选择性表达的，如胰岛素基因只到胰岛B细胞表达，而血红蛋白基因只在红细胞表达。

 (2)细胞分化发生在生物体的整个生命进程中，在胚胎时期达到最大程度。

(3)细胞分化是一种持久性变化，分化导致的稳定性差异一般是不可逆转的。

2.细胞的全能性   (4)细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。细胞具有全能性的原因是细胞包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因。

(4)植物细胞全能性表达需要的条件是植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于离体状态时，在一定的营养物质、激素和其它外界条件的作用下，就可能表现出全能性。

拓展：   ①细胞分化的过程中遗传物质没有发生改变。

②同一个体不同细胞中DNA相同，RNA、蛋白质不完全相同，因为细胞分化过程中发生了基因的选择性表达。

3.细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关系

(5)衰老细胞主要具有以下特征：

细胞内的水分减少，结果使细胞萎缩，体积变小，细胞新陈代谢的速率减慢；细胞内多种酶的活性降低；细胞内的色素随细胞衰老而逐渐积累，妨碍细胞内物质的交流和传递，影响细胞正常的生理功能；细胞内呼吸速率减慢，细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深；细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。

拓展：    由于头发基部的黑色素细胞衰老，细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，所以老年人头发变白。老年斑是由于细胞内的色素随着细胞衰老而逐渐积累造成的。衰老细胞中出现色素聚集，主要是脂褐素的堆积。脂褐素是不饱和脂肪酸的氧化产物，是一种不溶性颗粒物。不同的细胞在衰老过程中脂褐素颗粒的大小也有一定的差异。皮肤细胞的脂褐素颗粒大，就出现了老年斑。

4.癌细胞的主要特征及防治

(6)癌细胞主要有以下特征：

在适宜条件下，癌细胞能够无限增殖；癌细胞的形态结构发生显著变化；癌细胞的表面发生了变化，由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使得癌细胞彼此之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移。

(7)人和动物体的染色体上存在原癌基因和抑癌基因。原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程；抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使得原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。