必修一
第1讲 走近细胞
一、细胞的生命活动离不开细胞
1、无细胞结构的生物病毒的生命活动离不开细胞
生活方式：寄生在活细胞
病毒分类：DNA病毒、RNA病毒
遗传物质：或只是DNA，或只是RNA（一种病毒只含一种核酸）
2、单细胞生物依赖单个细胞完成各种生命活动。
3、多细胞生物依赖各种分化的细胞密切合作，完成复杂的生命活动。
二、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
除病毒以外，细胞是生物体结构和功能的基本单位，是地球上最基本的生命系统。
三、比较原核细胞和真核细胞
比较项目
原核细胞
真核细胞
本质区别
无以核膜为界限的细胞核
有以核膜为界限的细胞核
细胞壁
主要成分为肽聚糖
植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素和果胶；动物细胞无细胞壁；真菌细胞壁的主要成分是壳多糖
细胞质
有核糖体，无其他细胞器
有核糖体和其他细胞器
细胞核
拟核，无核膜和核仁
有核膜和核仁
转录和翻译
转录、翻译可同时进行
转录主要在细胞核内进行，翻译在细胞质(核糖体)内进行
是否遵循
遗传定律
不遵循孟德尔遗传定律
核基因遵循，质基因不遵循
可遗传变异类型
基因突变
基因突变、基因重组和染色体变异
蓝藻细胞中无叶绿体，但也能进行光合作用的原因是其细胞中含有藻蓝素和叶绿素及光合作用所需的酶。
原核和真核细胞最主要的区别是有无以核膜为界限的细胞核；两类细胞共有的细胞器是核糖体。
四、细胞学说的建立
(1)细胞学说的建立过程(连线)
(2)基本内容
①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。
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：揭示了细胞统一性和生物体结构统一性；揭示了生物之间存在一定的亲缘关系。
四、高倍显微镜的使用
1、重要结构
光学结构：镜头目镜——长，放大倍数小
物镜——长，放大倍数大
反光镜平面——调暗视野
凹面——调亮视野
机械结构：准焦螺旋——使镜筒上升或下降（有粗、细之分）
转换器——更换物镜
光圈——调节视野亮度（有大、小之分）
2、步骤：取镜安放对光放置装片使镜筒下降使镜筒上升低倍镜下调清晰，并移动物像到视野中央转动转换器，换上高倍物镜缓缓调节细准焦螺旋，使物像清晰
注意事项：
（1）调节粗准焦螺旋使镜筒下降时，侧面观察物镜与装片的距离；
（2）首先用低倍镜观察，找到要放大观察的物像，将物像移到视野中央（粗准焦螺旋不动），然后换上高倍物镜；
(3)换上高倍物镜后，“不准动粗”。(4)物像移动的方向与装片移动的方向相反。
3、高倍镜与低倍镜观察情况比较
物像大小
看到细胞数目
视野亮度
物像与装片的距离
视野范围
高倍镜
大
少
暗
近
小
低倍镜
小
多
亮
远
大
显微镜的成像特点和物像移动规律
(1)成像特点：显微镜成放大倒立的虚像，实物与像之间的关系是实物旋转°就是像。如实物为字母“b”，则视野中观察到的为“q”。
(2)移动规律：在视野中物像偏向哪个方向，则应向哪个方向移动(或同向移动)装片。如物像在偏左上方，则装片应向左上方移动。
污物位置的判断
移动装片
细胞中的无机物、糖类和脂质
1．组成细胞的元素和化合物
(1)组成细胞的元素
①元素的来源、分类和存在形式
②生物界和非生物界在元素组成上的统一性和差异性
a．统一性的表现：组成生物体的元素在无机自然界中都能找到，在元素种类上具有统一性。
b．差异性的表现：同一种元素在生物界和非生物界中的含量差别很大。
(2)组成细胞的化合物
深化拓展 细胞鲜重和干重中元素与化合物的含量不同
①在组成细胞的元素中，占鲜重百分比：O＞C＞H＞N；占干重百分比：C＞O＞N＞H。
②在组成细胞的化合物中，占鲜重百分比：水＞蛋白质＞脂质＞糖类，但在干重百分比中，蛋白质最多。
2．细胞中的无机物
(1)细胞中的水
②自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系
(2)细胞中的无机盐
3、细胞中的糖类
(1)组成元素：仅由C、H、O元素构成。
(2)种类和功能
4.细胞中的脂质
5．糖类和脂质的比较
比较项目
糖类
脂质
区别
元素组成
C、H、O
C、H、O、(N、P)
种类
单糖、二糖、多糖等
脂肪、磷脂、固醇等
合成部位
淀粉：叶绿体
纤维素：高尔基体
糖原：主要是肝脏、肌肉
主要是内质网
生理作用
①主要的能源物质；②构成细胞结构，如糖被、细胞壁；③核酸的组成成分，如核糖、脱氧核糖
①生物体的储能物质，如脂肪；
②构成细胞膜的重要成分，如磷脂；
③调节新陈代谢和生殖，如性激素
相同质量的物质分解情况
耗O2少，产H2O少，释放能量少
耗O2多，产H2O多，释放能量多
联系
糖类脂肪
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1．检测原理
(1)糖类的检测
①还原糖＋斐林试剂砖红色沉淀。
②淀粉＋碘液―蓝色。
(2)脂肪的检测：脂肪＋
(3)蛋白质的检测：蛋白质＋双缩脲试剂―紫色。
2．实验步骤
(1)还原糖的检测
(2)脂肪的检测
方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液橘黄色
方法二
取材：花生种子(浸泡，去掉种皮)
切片：将子叶切成薄片
制片
观察：先在低倍显微镜下寻找已着色颗粒，再用高倍显微镜观察
结论：圆形小颗粒呈橘黄色，证明花生种子中含有脂肪
(3)蛋白质的检测
选材与制备：蛋清稀释液或豆浆滤液
颜色反应：
结论：组织样液中含有蛋白质
特别提醒 (1)鉴定非还原糖(如蔗糖)时：如果与斐林试剂混合，水浴加热后的现象不是无色，而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。
(2)脂肪鉴定现象观察
①若要观察被染色的脂肪颗粒，则需使用显微镜。
②若要观察溶液颜色变化，则不必使用显微镜。
(3)蛋白质鉴定
①若用大豆作材料，必须提前浸泡。
②若用蛋清液作材料，必须稀释，防止其黏在试管壁上不易刷洗。
区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”
(1)鉴定还原糖时使用的斐林试剂要现配现用的原因：斐林试剂很不稳定，容易产生蓝色的Cu(OH)2沉淀，所以应将甲液和乙液分别保存，使用时现配现用。
(2)鉴定蛋白质时，加入过量的双缩脲试剂B液后，如果没有产生明显的紫色反应，可能的原因：加入的双缩脲试剂B液过量，CuSO4在碱性溶液中生成大量的蓝色Cu(OH)2絮状沉淀，会遮蔽实验中所产生的紫色，影响观察结果。
(3)斐林试剂甲液和双缩脲试剂A液完全相同，将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释5倍后便成为双缩脲试剂B液，可用于蛋白质的鉴定。
3．三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”
(1)唯一需要加热——还原糖检测，且必须水浴加热，一般不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现。
(2)唯一需要显微镜——脂肪检测。
(3)唯一使用酒精——脂肪检测，用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色
实验中的三点注意
(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)脂肪鉴定的过程中滴加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液的目的是洗去浮色，原因是苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液易溶于酒精。
(3)物质鉴定实验一般不设立对照实验，若需设立对照实验，对照组应加入成分已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。
第3讲 蛋白质和核酸
1．组成蛋白质的氨基酸及其种类
2．蛋白质的合成及其结构、功能多样性
(1)二肽的形成过程
①过程a：脱水缩合，物质b：二肽，结构c：肽键。
②H2O中H来源于氨基和羧基；O来源于羧基。
(2)蛋白质的结构层次
氨基酸多肽蛋白质
特别提醒 蛋白质的盐析、变性和水解
①盐析：是由溶解度的变化引起的，蛋白质的空间结构没有发生变化。
②变性：是由于高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致的蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化，肽链变得松散，蛋白质丧失了生物活性，但是肽键一般不断裂。
③水解：在蛋白酶作用下，肽键断裂，蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程相反。
3．蛋白质分子多样性的原因
(1)氨基酸：①种类不同；②数目成百上千；③排列顺序千变万化。
(2)肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。
4．蛋白质的功能(连线)
5、有关蛋白质结构的计算规律
(1)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条链状多肽或m条链状多肽：
形成肽链数
形成肽键数
脱去水分子数
蛋白质相对分子质量
1
n－1
n－1
na－18(n－1)
m
n－m
n－m
na－18(n－m)
特别提醒 ①计算多肽的相对分子质量时，除了考虑水分的减少外，还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现一个二硫键(—S—S—)时，要再减去2(两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。
②若为环状多肽，则可将相对分子质量计算公式na－18(n－m)中的肽链数(m)视为零，再进行相关计算。
核酸的组成、结构与功能
1．核酸的结构层次
2．DNA和RNA的组成成分比较
(1)相同成分：含氮碱基A、G、C和磷酸。
(2)不同成分
易混辨析 ATP、核苷酸、DNA、RNA中“A”的辨析
3．核酸的功能与分布
(1)
(2)
4．生物大分子以碳链为骨架
生物大分子(多聚体)
基本单位(单体)
多糖
单糖
蛋白质
氨基酸
核酸
核苷酸
归纳总结 (1)同种生物不同细胞中DNA一般相同，由于基因的选择性表达，mRNA不完全相同，蛋白质种类和含量也不完全相同。
(2)核酸与蛋白质在不同生物体中具有物种的特异性，因而可以从分子水平上，通过分析核酸、蛋白质的相似程度来推断物种亲缘关系的远近。
(3)RNA作为遗传物质的前提是生物体内不存在DNA。当RNA作为遗传物质时，由于RNA单链结构不稳定，容易发生突变。生物体内的少数RNA具有催化功能。
核DNA、mRNA、蛋白质的“相同”与“不同”
观察DNA和RNA在细胞中的分布
1．实验原理
(1)甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同
(2)盐酸
2．实验步骤
3．实验结论
实验中各种处理的目的
处理
目的
取材前漱口
防止食物残渣的影响
质量分数为0.9%的NaCl溶液
保持口腔上皮细胞的正常形态
酒精灯烘干载玻片
快速杀死并固定细胞
质量分数为8%的盐酸
①能改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；②使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合
蒸馏水冲洗涂片
洗去盐酸，防止影响染色效果
用吡罗红甲基绿染色
使DNA和RNA着色，需现配现用
第4讲 细胞膜和细胞核
1．细胞膜的成分
(1)细胞膜的制备
(2)细胞膜的成分
2．细胞膜的流动镶嵌模型
(1)生物膜结构的探索历程(连线)
(2)流动镶嵌模型
①基本内容
②特点
3．细胞膜的功能
(1)功能
(2)
4．细胞壁(植物细胞)
(1)主要成分：纤维素和果胶，与其形成有关的细胞器是高尔基体和线粒体。
(2)功能：支持和保护作用。
细胞核的结构与功能
1．细胞核的结构与功能
(1)结构
(2)功能—
2.关于细胞核的5点辨析
(1)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，人的骨骼肌细胞中有多个细胞核。有些真核细胞不具有细胞核，如哺乳动物成熟的红细胞。
(2)核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性地消失和重建。
(3)核膜和核孔都具有选择透过性，核孔虽然可以允许大分子物质通过，但仍然具有选择性，如细胞核中的DNA就不能通过核孔进入细胞质中。
(4)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中，核孔数量多，核仁较大。
(5)染色体和染色质是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态。
细胞器和生物膜系统
1．细胞质的组成
细胞质包括细胞质基质和细胞器，前者为代谢提供场所、物质和一定的环境条件，影响细胞的形态、分裂、运动及细胞器的转运等。
2．细胞器之间的分工
(1)线粒体和叶绿体的比较
项目
线粒体
叶绿体
结构模式图
增大膜面积方式
内膜向内腔折叠形成嵴
由囊状结构的薄膜堆叠形成基粒
生理功能
有氧呼吸的主要场所，完成有氧呼吸的第二、三阶段
光合作用的场所，完成光合作用的全过程
酶的种类和分布
与有氧呼吸有关的酶主要分布于内膜和基质中
与光合作用有关的酶分布于类囊体薄膜和基质中
相同点
①均具有双层膜；②都含有少量DNA，是半自主性细胞器；③都能产生ATP，与能量转换有关
(2)其他细胞器的功能分析
内质网
蛋白质合成和加工、脂质合成的“车间”
高尔基体
蛋白质加工、分类和包装的“车间”及“发送站”
溶酶体
“消化车间”“酶仓库”，分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌
液泡
调节植物细胞内的环境，使细胞保持坚挺
核糖体
蛋白质的合成场所
中心体
与细胞的有丝分裂有关
归纳总结 (1)线粒体、叶绿体中含有DNA、RNA和核糖体，能独立地进行基因表达合成部分蛋白质，但其绝大多数蛋白质由核基因编码，在细胞质核糖体上合成后转移至线粒体或叶绿体内。因此二者被称为半自主性细胞器。
(2)真核细胞中的核糖体有两类：附着核糖体主要合成分泌蛋白(如抗体等)；游离核糖体主要合成细胞自身所需要的蛋白质。
(3)内质网有两类：粗面型内质网与分泌蛋白的合成、加工、运输有关；滑面型内质网与糖类、脂质(如某些激素)的合成有关。
(4)动物细胞内的高尔基体与分泌物的形成有关，是各种膜成分相互转化中的“枢纽”。植物细胞内的高尔基体与细胞壁的形成有关。
(5)液泡中的色素是花青素，与花和果实的颜色有关；叶绿体中的色素是叶绿素等，与光合作用有关。
(6)溶酶体起源于高尔基体。
3．细胞器的不同分类
4.各种生物膜之间的联系
(1)在成分上的联系
①相似性：各种生物膜都主要由脂质和蛋白质组成。
②差异性：每种成分所占的比例不同，功能越复杂的生物膜，其蛋白质的种类和数量就越多。
(2)在结构上的联系
①各种生物膜在结构上大致相同，都是由磷脂双分子层构成基本支架，蛋白质分子分布其中，都具有一定的流动性。
②在结构上具有一定的连续性，图示如下：
(3)在功能上的联系(以分泌蛋白的合成、运输、分泌为例)
①过程
5.细胞的生物膜系统
(1)组成：细胞膜、细胞器膜和核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。
(2)功能
②其他膜—
用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
1．实验原理
(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球形或球形，不需要染色，制片后直接观察。
(2)线粒体呈无色，有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等，用健那绿染液将活细胞中线粒体染成蓝绿色后制片观察。
2．实验步骤
(1)观察叶绿体
(2)观察线粒体
归纳总结 ①观察叶绿体，最好选用细胞内叶绿体数量较少、体积较大且叶片薄的植物组织，如选择苔藓或黑藻叶片，可直接在显微镜下观察。若用菠菜等高等植物叶片，撕取的下表皮上一定要稍带些叶肉细胞。
②实验过程中的临时装片要始终保持有水状态。
③健那绿染液是专一性对线粒体染色的活体染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色。观察线粒体要选择无色的细胞，如人的口腔上皮细胞。
④观察线粒体时，要漱净口腔，防止杂质对显微观察造成干扰。
第6讲 细胞的物质输入和输出
1．渗透作用
(1)概念：指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散过程。
(2)渗透作用产生的条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。
2．动、植物细胞的吸水和失水
(1)动物细胞的吸水和失水
②现象
外界溶液浓度细胞质浓度细胞吸水膨胀；
外界溶液浓度细胞质浓度细胞失水皱缩；
外界溶液浓度＝细胞质浓度水分进出平衡。
概念辨析 半透膜与选择透过性膜的比较
a．区别：半透膜是无生命的物理性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小；选择透过性膜是具有活性的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。
b．共性：都允许水分子自由通过，而不允许生物大分子通过。
(2)植物细胞的吸水和失水(以成熟植物细胞为例)
①原理
②现象
a．当外界溶液的浓度大于细胞液浓度时，细胞就通过渗透作用失水，植物细胞就发生质壁分离现象。
b．将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，此时细胞液的浓度大于外界清水，植物细胞吸水，发生质壁分离复原现象。
3．物质跨膜运输的其他实例
(1)植物对无机盐离子的吸收
①不同植物对同种无机盐离子的吸收有差异。
②同种植物对不同无机盐离子的吸收也有差异。
(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是逆(填“逆”或“顺”)浓度梯度进行的。
(3)不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异性。
物质出入细胞的方式及影响因素
1．各种物质出入细胞方式的比较
物质出入细胞的方式
被动运输
主动运输
胞吞
胞吐
自由扩散
协助扩散
图例
运输方向
高浓度低浓度
低浓度高浓度
胞外胞内
胞内胞外
是否需要
载体
否
是
是
否
是否消耗
能量
否
否
是
是
举例
O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯的跨膜运输
人的红细胞吸收葡萄糖
小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等
吞噬细胞吞噬抗原
胰岛素、消化酶、抗体的分泌
特别提醒 (1)从低浓度一侧向高浓度一侧运输一定是主动运输，因为逆浓度梯度运输需要消耗能量。
(2)同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同，如红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式则是主动运输。
(3)Na＋、K＋等无机盐离子一般以主动运输的方式进出细胞，但也可通过协助扩散进出细胞。
(4)RNA和蛋白质等大分子物质通过核孔进出细胞核，而不是通过胞吞、胞吐作用。
观察植物细胞的质壁分离和复原
1．实验原理
(1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。
(2)细胞液具有一定的浓度，细胞能渗透吸水和失水。
(3)原生质层比细胞壁的伸缩性大。
2．实验步骤
3．现象与结论
归纳总结 (1)本实验存在两组对照实验
(2)质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间的是浓度降低的外界溶液。这是由于细胞壁是全透性的，且有水分子通过原生质层渗出来。