生物必备基础知识必修一第一章走近细胞1、细胞是除病毒外所有生物的结构单位,是所有生物的功能单位。
★病毒无细胞结构(非原核也非真核),代谢和繁殖在宿主(活)细胞中(不能用培养基培养)2、生命系统的结构层次:(★细胞是最基本的生命系统)细胞→组织→器官→系统(植物无)→个体→种群→群落→生态系统→生物圈。
3、真核细胞和原核细胞的比较★原核生物、病毒的可遗传变异的类型:只有基因突变。
4、显微镜的使用-低倍镜换高倍镜:①低倍镜下找到目标②将目标移至视野中央(偏哪移哪)③转动转换器换高倍镜④调节细准焦螺旋使物像清晰;调节光圈或反光镜使视野变亮☆注意:①放大倍数=目镜倍数×物镜倍数;放大倍数是指长度或宽度,不是指面积或体积②物镜:有螺纹,镜筒越长,放大倍数越大;目镜:无螺纹,镜筒越短,放大倍数越大③放大倍数越大,物镜与装片的距离越小,视野范围越小5、细胞学说建立者是施莱登和施旺,细胞学说建立揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性。
第二章细胞中的元素和化合物元素 大量元素:C 、H 、O 、N 、P 、S 、K 、Ca 、Mg 等 基本元素:C 、H 、O 、N (90%)物质基础 最基本元素:C ,生物大分子以碳链为骨架微量元素:Zn 、Fe 、B 、Mo 、Cu 、Mn 等(新木桶碰铁门)化合物 无机化合物 水 无机盐有机化合物 蛋白质:生命活动的主要承担者(体现者) 核酸:携带遗传信息 糖类:主要的能源物质脂质——脂肪:良好的储能物质☆①占细胞鲜重最多元素是O ,化合物是水;占细胞干重中最多的元素是C ,化合物是蛋白质。
②组成细胞的元素体现了:生物界与非生物界统一性(种类相同)和差异性(含量相差很大)自由水:①良好溶剂;②参与生化反应;③物质运输;④维持细胞的形态等1、细胞中的水 (在代谢旺盛的细胞中,自由水的含量一般较多)结合水:与其他物质相结合,是细胞结构的重要组成成分,约占4.5%;(结合水的含量增多,可以使植物的抗逆性增强)2、无机盐①组成细胞内复杂的化合物。
(如Mg 2+构成叶绿素、Fe 2+构成血红蛋白、I -构成甲状腺激素等) ②维持正常的生命活动。
(如K +维持细胞内渗透压,HCO 3-维持血浆pH,Ca 2+浓度过低肌肉抽搐等) 3、蛋白质(1)合成场所:核糖体(2)结构多样性:组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同;肽链形成的空间结构不同 (3)功能多样性——生命活动的主要承担者: ①作为结构蛋白,如构成肌肉; ②作为功能蛋白:催化(如酶);调节(如激素);识别(如受体) 免疫(如抗体);运输(如血红蛋白)☆计算一个蛋白质分子中肽键数(脱水数)= 氨基酸数-肽链数 一个蛋白质分子中至少..含有氨基数(或羧基数)= 肽链数 N 个AA 形成M 条肽链时(AA 的平均分子量为α),则此蛋白质的分子量= N×α-(N -M )×18 ; ★代谢旺盛的细胞往往蛋白质的合成也很旺盛,核仁明显,核孔多,核糖体等相关的细胞器增多。
★鉴定:双缩脲 + 蛋白质(多肽)→紫色(反应不需加热,双缩脲试剂先加A 液再加B 液) 4、核酸(1)合成场所:主要是细胞核或拟核脱元素:C 、H 、O 、N 、(S 或Fe)组成基本单位(20种): 脱水缩合 多肽 盘曲折叠 蛋白质AA 的结构通式(2)功能:储存遗传信息,控制蛋白质的合成。
(3)鉴定:DNA + 二苯胺 → (沸水浴)蓝色 观察分布:甲基绿+ DNA →绿色,吡罗红+RNA →红色。
★HCl 在观察DNA,RNA 分布实验中的作用: ①改变细胞膜通透性,加速染色剂进入细胞 ②使染色质中蛋白质与DNA 分离结论:DNA 主要分布在细胞核,RNA 分布主要在细胞质★RNA 病毒彻底水解后得到的物质:4种含氮的碱基、核糖、磷酸、氨基酸 5、糖类单糖:核糖、脱氧核糖、果糖、葡萄糖、半乳糖。
二糖:麦芽糖(葡萄糖+葡,植物特有)、蔗糖(果糖+葡,植物特有)、乳糖(半乳糖+葡,动物特有)。
多糖:淀粉(植物储能)、纤维素(植物细胞壁成分)、糖原(动物储能,包括:肝糖原、肌糖原) (1)功能:主要能量物质(糖蛋白参与细胞识别—细胞间物质运输和免疫功能的调节等生命活动) (2)鉴定:还原糖(果糖、葡萄糖、麦芽糖)+ 斐林试剂 →(50-65℃水浴加热)砖红色沉淀 (★斐林试剂使用原则:A 液与B 液混合后使用,且现配现用。
) 6、脂质(1)合成场所:主要是内质网 (2)鉴定:脂肪 + 苏丹Ⅲ 脂肪 + 苏丹Ⅳ →红色★50%酒精的作用:去浮色 ☆鉴定类实验常用的试剂或指标物★生物大分子:由单体构成的多聚体,如蛋白质、核酸(DNA, RNA)、多糖(纤维素、淀粉、糖原)第三章 细胞的基本结构1、细胞壁:主要成分是纤维素和果胶,有支持和保护功能。
2、细胞膜:主要成分为磷脂双分子层(基本骨架)和蛋白质,另有糖蛋白(在膜的外侧)。
模型:流动镶嵌模型——①结构特点:一定的流动性②功能特点:选择透过性。
功能:将细胞与外界环境隔开;控制物质进出细胞;进行细胞间的信息交流(识别、胞间连丝等) ★功能越复杂的膜,其蛋白质含量和种类越多☆制备细胞膜的材料:哺乳动物成熟的红细胞(无细胞核和具膜的细胞器;无细胞壁)吸水涨破3、细胞质:①细胞质基质:水、无机盐、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等,活细胞进行新陈代谢的主要场所。
②细胞器 (分离方法:差速离心法)★生物膜系统:细胞器膜 + 细胞膜 + 核膜等形成的结构体系★线粒体和叶绿体是半自主细胞器,内有DNA、RNA、核糖体,可进行转录和翻译★观察线粒体:专一性线粒体活细胞染料----健那绿染液,使线粒体呈现蓝绿色☆对细胞结构的相关知识的归纳:①产生水的结构:线粒体、核糖体、叶绿体、细胞核等②遵循碱基互补配对原则的细胞结构:叶绿体、线粒体、细胞核、核糖体。
③参与细胞分裂的细胞器:核糖体、中心体、高尔基体(植物)、线粒体。
④含色素的细胞器:叶绿体(叶片颜色)、液泡(花青素,决定花的颜色)。
★分泌蛋白的合成(同位素示踪法):核糖体→内质网→(囊泡)→高尔基体→(囊泡)→细胞膜(胞吐) 核膜:双层膜,有核孔4、细胞核:结构核仁:(与核膜)在细胞有丝分裂中周期性的消失(前期)和重建(末期)染色质:被碱性染料染成深色的物质,主要由DNA和蛋白质组成功能:是遗传物质DNA储存和复制的主要场所,是细胞遗传和代谢的控制中心。
★核仁与核糖体合成有关,所以合成蛋白质代谢旺盛的细胞核仁明显。
★核膜是选择透过性膜,小分子可通过,核膜上附着核糖体、酶,可进行多种代谢★核孔是mRNA、蛋白质等大分子进出的专用通道,但是DNA不能出细胞核。
第四章细胞的物质输入和输出1、发生渗透的条件①半透膜:如动物细胞膜、植物细胞的原生质层(细胞膜和液泡膜以及两者之间的细胞质)。
②半透膜两侧有浓度差;如质壁分离-植物细胞细胞液和细胞外溶液存在浓度差 2、物质进出细胞的方式: ·小分子物质跨膜运输的方式:方式 浓度 载体 能量 举例坐标图被动运输自由扩散 高→低 × × O 2、CO 2、水、乙醇、甘油、脂肪酸等协助扩散高→低 √ × 葡萄糖进入红细胞 主动运输低→高√√离子,小肠吸收葡萄糖、氨基酸等·大分子和颗粒性物质(如蛋白质、脂质、病原体等)运输的方式:胞吞(内吞)胞吐(外排) 3、实验:观察植物细胞的质壁分离和复原·原理:①细胞液与外界溶液存在浓度差 ②原生质层伸缩性比细胞壁大 ·材料用具:一般用紫色洋葱外表皮,0.3g/ml 蔗糖溶液等 ·方法:引流法,(自身对照)·结果:细胞液浓度<外界溶液浓度→渗透失水(质壁分离);细胞液浓度>外界溶液浓度→渗透吸水(质壁分离复原)★成熟植物细胞具中央大液泡才可发生质壁分离现象,未成熟植物细胞(如分生区细胞)不能发生 ★当以可吸收的物质做溶质时(如甘油、KNO 3等),可出现质壁分离和质壁分离的自动复原现象第五章 细胞的能量供应和利用1、酶:活细胞产生的具有催化作用的有机物★酶的基本单位(或水解产物)是氨基酸或核糖核苷酸,合成在核糖体或细胞核中 ·催化作用机理:降低反应所需的活化能·特性:高效性(与无机催化剂相比);专一性;作用条件温和(温度和pH ) ★过酸、过碱、高温都会破坏酶的空间结构,使酶失活;低温抑制酶的活性 ·影响酶促反应的因素:pH 、温度、酶的浓度、底物浓度、产物浓度等 2、A TP (三磷酸腺苷)——直接能源物质★生命活动的主要的能源物质是糖类(葡萄糖);储能物质是脂肪;根本能量来源是太阳能。
·结构简式:A —P~P~P ,含有2个高能磷酸键★A 代表的是腺苷,ATP 去掉两个P →腺嘌呤核糖核苷酸 ·ATP 与ADP 的转化:★ATP 水解伴随吸能反应;ATP 合成可能在线粒体、叶绿体、细胞质基质,伴随放能反应 ★细胞内ATP 浓度不高,相对稳定:ATP 和ADP 之间相互迅速转化很快 3、ATP 的主要来源——细胞呼吸(以真核细胞为例)酶酶酶(1)有氧呼吸:C 6H 12O 6 + 6O 2 + 6H 2O ——→ 6CO 2 + 12H 2O +能量第一阶段:细胞质基质,1葡萄糖——→2丙酮酸(C 3H 4O 3)+4[H](或NADH )+ 能量 第二阶段:线粒体基质,2丙酮酸+6H 2O ——→CO 2 + 20[H] + 能量 第三阶段:线粒体内膜,24[H]+6O 2——→12H 2O +能量★好氧细菌没有线粒体,有氧呼吸主要在细胞膜中进行;蛔虫只进行无氧呼吸,无线粒体。
(2)无氧呼吸:C 6H 12O 6 ——-→2乳酸 + 能量 或 C 6H 12O 6 ——-→2酒精 + 2CO 2 + 能量第一阶段:细胞质基质,1葡萄糖——→2丙酮酸 +4[H]+ 能量 (只在此阶段有能量) 第二阶段:细胞质基质,2丙酮酸——→酒精(C 2H 5OH ) + CO 2或 2丙酮酸——→2乳酸(C 3H 6O 3)★动物的无氧呼吸产生乳酸,所以动物细胞内的CO 2全部来自有氧呼吸。
★植物的无氧呼吸一般产生酒精和CO 2,但马铃薯块茎、玉米胚等无氧呼吸产生的是乳酸 (3)影响细胞呼吸作用的因素①内部因素——遗传因素(酶的种类和数量)②环境因素:O 2浓度、温度、CO 2浓度应用:果蔬保鲜—-低氧、零上低温、一定湿度;粮食种子储存——干燥、零上低温,低氧稻田定期排水—防止无氧呼吸产生酒精损害根细胞;伤口包扎要透气—抑制厌氧菌繁殖 4、能量来源——光与光合作用(以高等植物为例)(1)叶绿体中色素的提取和分离(色素存在于叶绿体类囊体薄膜上) ·提取原理: 无水乙醇(或丙酮)—叶绿体中的色素易溶解于有机溶剂石英砂(SiO 2)—使研磨充分 碳酸钙—防止研磨时色素被破坏分离原理(纸层析法):色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散快;反之则慢。