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高一生物每天套餐课题1：从生物圈到细胞、高倍显微镜的使用一、最基本的生命系统（细胞）和分子组成1、细胞是结构和功能的单位，生命的单位2、生命活动离不开细胞（单，多）1)病毒由蛋白质和核酸组成，没有细胞结构，只有依赖活细胞才能生活。2)单细胞生物依赖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3、生命系统结构层次(1)（最小）细胞-组织-器官-系统个体种群群落生态（八层次）细胞是最基本的生命系统的理解细胞是生物体结构的基本单位：除病毒等少数种类外，其他生物都是由细胞构成的。细胞是生物体功能的基本单位。没有细胞就没有完整的生命：无数实验证明，任何结构完整性被破坏的细胞，都不能实现细胞的完整生命活动。生命系统的其他层次都是建立在细胞基础之上的。（2）有的生物生命系统结构层次不完整（植物没有系统）二、高倍显微镜的使用（一）重要结构1、光学结构（1）镜头：目镜目镜长，放大倍数小；物镜物镜长，放大倍数大。（2）反光镜：平面调暗视野；凹面调亮视野。2、机械结构（1）准焦螺旋（有粗、细之分）使镜筒上升或下降。（2）转换器转换物镜。（3）光圈（有大、小之分）调节视野亮度。（二）使用方法1、取镜、安放和对光后，首先在低倍镜下观察，找到物像，移至视野中央。然后转动转换器，换成高倍物镜观察，转动细准焦螺旋，直到看清为止。2、显微镜操作规程：取放对光 上镜头-调节（手、目）放材料调焦 降（手、 目）升（手 、目）细换镜 移相、换镜、调亮析（三）注意事项1、调节粗准焦螺旋使镜筒下降时，双眼要注视物镜与玻片标本之间的距离，到快接近时（距离约为0.5cm）停止下降。2、必须先用低倍镜观察，找到要观察的物像，移到视野中央，然后换用高倍物镜。3、换用高倍物镜后，只能用细准焦螺旋来调焦。（四）低倍物镜观察与高倍物镜观察（清晰时）的比较低倍镜时高倍镜时镜头与装片的距离远近所看到细胞的数量多少所看到细胞的大小小大视野的明暗明暗视野的广度宽广狭窄（五）显微镜的成像特点显微镜下所成的像是倒立的放大的虚像。1、倒立是指上下、左右均是颠倒的，相当于将观察物水平旋转了180度。2、放大是指长度或宽度的放大，不是指面积或体积的放大。视野的大小与放大倍数成反比，即放大的倍数越大视野越小，看到的标本范围就越小。课题2细胞的多样性和统一性一、显微镜观察细胞所观察到的结果和结论（一）不同的细胞形态、大小千差万别，这说明细胞具有多样性。细胞的多样性是细胞分化的结果。（二）不同的细胞都具有细胞膜、细胞质和细胞核（或拟核）这些相似的基本结构，这说明细胞具有统一性。细胞的统一性除了都具有相似的基本结构，如细胞膜、细胞质和与遗传有关的DNA分子外，还表现在以下几个方面：1、不同的细胞具有基本相同的化学组成组成元素基本一致，化合物种类也非常相似（水、无机盐、氨基酸、核苷酸、碱基等）；2、细胞的增殖方式相同细胞分裂；3、细胞中的某些生命活动相似DNA复制、蛋白质合成等；4、遗传物质都是核酸，遗传密码通用等。二、原核细胞和真核细胞（一）分类依据：有无以核膜为界限的细胞核。（二）原核细胞和真核细胞的统一性（同上）。（三）二者的比较原核细胞真核细胞大小较小较大本质区别无以核膜为界限的细胞核有以核膜为界限的真正的细胞核细胞壁有，主要成分是糖类和蛋白质植物细胞有，成分是纤维素和果胶；动物细胞无细胞壁细胞质有核糖体，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DNA存在形式拟核：大型环状质粒：小型环状细胞核：和蛋白质形成染色体细胞质：在线粒体、叶绿体中裸露存在遗传物质DNA举例细菌、蓝藻的细胞动物、植物、真菌的细胞三、细胞学说（一）建立过程1、1665年，英国科学家虎克用显微镜观察植物的木栓组织，发现并将其命名为“细胞”；2、19世纪30年代，德国的两位科学家施旺和施莱登创立了细胞学说。3、1858年，德国的魏尔肖提出了细胞通过分裂产生新细胞的观点，作为对细胞学说的修正和补充。（二）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。（三）意义1、揭示了细胞统一性和生物体结构的统一性；2、揭示了生物间存在着一定的亲缘关系。【思考感悟】细胞是一切生物体的结构和功能单位吗？为什么？不是。病毒无细胞结构，但病毒的生命活动离不开细胞。细胞是除了病毒等无细胞结构的生物体外的其他生物的结构单位，但细胞是一切生物的功能单位。课题3：细胞中的元素和化合物、细胞中的无机物一、组成细胞的元素细胞中常见的化学元素有20多种，是生物体有选择地从无机自然界中获取的。（一）元素的分类：1、按元素在生物体内的含量可分为（以万分之一为界）：（1）大量元素，如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。（2）微量元素，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。（3）无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，对于维持生物体的生命活动起着非常重要的作用，如P是组成ATP、膜结构等的重要成分；Ca是组成骨骼、牙齿的成分；Mg是叶绿素的成分；Fe是血红蛋白的成分。2、按元素在生物体内的作用可分为：（1）最基本的元素是C。（2）主要元素，如C、H、O、N、P、S。（二）元素的含量特点：1、占细胞鲜重最多的元素是O。2、占细胞干重最多的元素是C。3、细胞中含量最多的四种元素是C、H、O、N。（三）元素的存在形式：大多以化合物的形式存在。（四）组成细胞的元素的主要作用：1、调节机体生命活动：如K、Na、Ca2、HCO3等。2、参与重要化合物的组成：如I是合成甲状腺激素的原料等。3、影响机体的重要生命活动：如B可促进花粉管的萌发，从而促进植物受精，油菜缺B会“花而不实”。二、组成细胞的化合物：组成细胞的化合物分为无机化合物和有机化合物，前者中水的含量是最多的，后者中含量最多的是蛋白质。三、细胞中的无机物：（一）细胞中的水：1、存在形式：自由水和结合水。2、含量：在构成细胞的各种化合物中，水的含量最多。（1）不同的生物体内水的含量差别很大；（2）同一生物体不同的生长发育阶段水的含量不同，幼儿期成年期，幼嫩部分老熟部分。（3）同一生物不同器官水的含量也不同。3、功能：（1）是细胞和生物体的重要组成成分；（2）是细胞内的良好溶剂，运送营养物质和代谢废物；（3）参与许多生物化学反应，如光合作用、呼吸作用等；（4）为细胞提供液体环境。4、水的含量与代谢的关系：（1）一般情况下，代谢活跃时，生物体含水量在70%以上。含水量降低，生命活动不活跃或进入休眠。（2）当自由水比例增加时，生物体代谢活跃，生长迅速。（3）当自由水向结合水转化较多时，代谢强度就会下降，抗寒、抗热、抗旱的性能提高。（二）细胞中的无机盐：1、存在形式：绝大多数以离子的形式存在，少部分是细胞内化合物的组成成分。2、功能：维持细胞和生物体的生命活动，维持细胞的酸碱平衡等。（1）是细胞的结构成分；（2）参与并维持生物体的代谢活动，如哺乳动物血液中钙盐含量过低就会出现抽搐；（3）维持生物体内的平衡：渗透压平衡（Na、Cl维持细胞外液渗透压，K维持细胞内液渗透压），酸碱平衡（如人血浆中HCO3、HPO42等的调节）。【思考感悟】为什么碳是最基本元素？碳原子本身的化学性质使它能够通过化学键连接成链或环，从而形成各种生物大分子，使地球上的生命建立在碳元素的基础上。课题4：生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的检测一、生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的检测原理利用某些化学试剂与生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。（一）还原糖与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀。二）淀粉遇碘变蓝。（三）脂肪被苏丹染液染成橘黄色，或被苏丹染液染成红色。（四）蛋白质与双缩脲试剂作用产生紫色。二、实验流程归纳：（一）选材制备组织样液显色反应。（二）脂肪的检测还可利用显微镜观察法，实验流程为：取材切片制片观察。三、实验材料的选择：（一）可溶性还原糖的鉴定实验中，最理想的实验材料是还原糖含量较高的生物组织（或器官），而且组织的颜色较浅，易于观察。可选用苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜等。（二）脂肪的鉴定实验中，实验材料最好选富含脂肪的生物组织，若利用显微镜观察，则最好选择花生种子。如果是新鲜花生种子，可不必浸泡，浸泡效果反而不好，如果是干种子，需浸泡3h4h最适宜切片（浸泡时间短，不容易切片；浸泡时间过长，组织太软，切下的薄片不易成形）。（三）蛋白质的鉴定实验，最好选用富含蛋白质的生物组织。植物材料常用大豆，且浸泡1d2d，适于研磨，动物材料常用鸡卵清蛋白。四、实验操作中的注意事项（一）在鉴定可溶性还原糖的实验中，加热试管中的溶液时，应该用试管夹夹住试管上部，放入盛5065温水的大烧杯中加热。注意试管底部不要接触烧杯底部；斐林试剂不稳定易变性，应现配现用。（二）还原糖、蛋白质的鉴定实验中，在加相应试剂鉴定之前，要留出一部分组织样液，以便与鉴定后的样液颜色作对比，增强实验的说明力。（三）在蛋白质的鉴定实验中，如果用蛋清稀释液作为实验材料，一定要稀释到一定程度，否则，与双缩脲试剂发生反应后会粘在试管的内壁上，使反应不彻底，试管也不易洗刷干净。五、斐林试剂与双缩脲试剂比较斐林试剂双缩脲试剂甲液乙液A液B液成分0.1g/mLNaOH溶液0.05g/mLCuSO4溶液0.1g/mLNaOH溶液0.01g/mLCuSO4溶液鉴定物质可溶性还原糖蛋白质添加顺序甲乙两液等量混匀后立即使用先加入A液1mL，摇匀，再加入B液4滴，摇匀反应条件水浴5065加热不需加热，摇匀即可反应现象样液变砖红色样液变紫色（一）浓度不同。斐林试剂中CuSO4溶液浓度为0.05g/mL，双缩脲试剂中CuSO4溶液浓度为0.01g/mL。（二）原理不同。斐林试剂的实质是新配制的Cu(OH)2浊液；双缩脲试剂实质是碱性环境中的Cu2。（三）使用方法不同。斐林试剂是先将NaOH溶液与CuSO4溶液混合后再使用；双缩脲试剂是先加入NaOH溶液，再滴加CuSO4溶液。【思考感悟】该实验原理、方法、步骤在生产、生活中还有什么用途？可用于对生物组织、消化液（如唾液）、食品（如奶粉）进行某种成分的检测或鉴定，也可用于医学上某些疾病的诊断，如糖尿病、肾炎等。课题5：蛋白质的结构一、氨基酸及其种类H2NCCOOHRH氨基酸是组成蛋白质的基本单位，其结构通式是 。（一）特点：每种氨基酸至少有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连在同一碳原子上，氨基酸的不同在于R基的不同。（二）种类和分类：组成生物体蛋白质的氨基酸约有20种。根据是否能在体内合成分为必需氨基酸缬异亮苯蛋（甲硫）色苏赖和非必需氨基酸。（三）对通式的分析与相邻氨基酸的COOH脱水缩合形成肽键与相邻氨基酸的NH2脱水缩合形成肽键氨基羧基H2NCCOOHRHR基：决定氨基酸的种类1、特点分析分析举例氨基酸分子中至少有一个NH2、一个COOH，因为R基中可能有NH2，COOHR基含COOH：谷氨酸：HOOCCH2CH2CH(NH2)COOHR基含NH2：赖氨酸H2NCH2CH2CH2CH2CH(NH2)COOH都有一个NH2和一个COOH连在同一个碳原子上，否则不是构成生物体蛋白质的氨基酸反例：非生物体内氨基酸H2NCH2CH2CH2COOH2、基本组成元素：C、H、O、N，有的还含有P、S等。3、氨基酸经脱水缩合形成蛋白质。在脱水缩合过程中一个氨基酸的非R基上羧基和另一个氨基酸非R基上的氨基分别脱下OH和H结合形成H2O，同时形成一个肽键。盘曲折叠脱水缩合二、蛋白质的结构及其多样性（一）结构层次：氨基酸 多肽 蛋白质。（二）结构多样性的原因1、氨基酸方面：氨基酸的种类、数量、排列顺序的不同。2、肽链方面：肽链的空间结构不同。（三）氨基酸形成蛋白质的有关问题1、肽键的结构式可表示如下：NHCO或CONH或CN。2、关于氨基酸脱水缩合反应的计算（1）对于n个氨基酸来讲，至少有n个氨基和n个羧基；（2）n个氨基酸分子缩合成一条肽，失去的水分子数肽键数n1，至少有1个氨基和1个羧基；（3）n个氨基酸分子缩合成X条肽链，失去的水分子数肽键数nX，至少有X个氨基和X个羧基；（4）n个氨基酸分子缩合成环状肽时，失去的水分子数肽键数n，氨基和羧基数与R基团有关；（5）蛋白质完全水解时所需要的水分子数等于该蛋白质形成时脱去的水分子数。3、蛋白质合成过程中相对分子质量的变化：氨基酸的平均相对分子质量为a，数目为n，肽链数为X，则蛋白质的相对分子质量为：an18(nX)。4、氨基酸与对应的DNA及mRNA片段中碱基数目之间的关系：DNA（基因）mRNA氨基酸631。【思考感悟】只要组成蛋白质的的氨基酸种类、数目、排列顺序相同则蛋白质就相同吗？不一定，因蛋白质还受肽链的空间结构影响。课题6：蛋白质的功能一、蛋白质的功能一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的承担者。（一）结构蛋白：是构成细胞和生物体结构的重要物质，如肌肉、头发等的成分。（二）催化作用：绝大多数酶的本质是蛋白质。（三）运输作用：具有运输载体的功能，如血红蛋白能运输氧。（四）信息传递作用：调节机体的生命活动，如胰岛素等激素。（五）免疫功能：如人体内的抗体。二、蛋白质的结构和功能及其多样性盘曲折叠脱水缩合（一）蛋白质的分子结构1、形成：氨基酸 多肽（肽链） 蛋白质。2、蛋白质与多肽的关系：每个蛋白质分子可以由1条多肽链组成，也可由几条肽链通过一定的化学键（肯定不是肽键）连接而成。但多肽只有折叠成特定的空间结构进而构成蛋白质时，才能执行特定的生理功能。（二）蛋白质的多样性1、蛋白质结构的多样性（1）氨基酸的种类不同，构成的肽链不同。（2）氨基酸的数目不同，构成的肽链不同。（3）氨基酸的排列顺序不同，构成的肽链不同。（4）肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同。两个蛋白质分子结构不同，则这两个蛋白质不是同种蛋白质。但并不是以上这四点同时具备才能确定两个蛋白质分子结构不同，而是只要具备以上其中的一点，这两个蛋白质的分子结构就不同。2、蛋白质功能的多样性蛋白质结构的多样性决定了蛋白质功能的多样性。蛋白质据功能分为结构蛋白和功能蛋白两大类，前者如人和动物的肌肉。后者如具有催化作用的绝大多数酶，具有免疫功能的抗体等。【思考感悟】许多蛋白质分子中含有SS，它是如何形成的？SS的形成是由两个SH基团通过脱去一分子氢形成的。课题7：核酸一、核酸的结构和功能（一）基本组成单位：核苷酸，其分子组成为五碳糖、磷酸、碱基（二）核酸的种类及比较类别核酸DNARNA基本单位核苷酸脱氧核苷酸核糖核苷酸化学成分碱基五种（A、T、G、C、U）A、T、G、CA、U、G、C五碳糖脱氧核糖核糖磷酸磷酸空间结构两条链一般为一条链（三）核酸的功能：细胞内携带遗传信息的物质，控制蛋白质的生物合成。（四）核酸的分布1、观察DNA和RNA在细胞中分布实验中，利用甲基绿和吡罗红两种染色剂，前者使DNA呈现绿色，后者使RNA呈现红色，从而显示DNA和RNA在细胞中的分布。2、DNA主要存在于细胞核中，另外线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA；RNA主要分布于细胞质中。二、“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验分析（一）实验原理（同上）。（二）实验现象及相关结论现象结论绿色明显集中且接近细胞中央DNA主要分布于细胞核中绿色周围的红色范围较广RNA广泛分布于细胞质中（三）几种液体在实验中的作用1、0.9%NaCl溶液：保持口腔上皮细胞正常形态。2、8%盐酸：（1）改变细胞膜等的通透性；（2）使染色体中DNA与蛋白质分开。3、蒸馏水：（1）配制染色剂；（2）冲洗载玻片。三、蛋白质和核酸的关系：（一）区别蛋白质核酸元素组成C、H、O、NC、H、O、N、P基本单位氨基酸脱氧核苷酸、核糖核苷酸连接方式肽键磷酸二酯键形成场所细胞质内核糖体上细胞核、线粒体、叶绿体等主要功能结构物质：血红蛋白，肌纤蛋白等；功能物质：运输血红蛋白、载体；催化酶（多数）；免疫抗体；调节胰岛素、生长激素；能源物质：氧化放能，产物有尿素、CO2、H2O等遗传信息的携带者，决定生物性状，提供生物进化原材料；某些RNA具催化作用。（二）联系1、核酸控制蛋白质的合成2、DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系【思考感悟】核酸是细胞内携带遗传信息的物质，而核酸分为DNA和RNA两大类，所以说人的遗传物质是DNA和RNA，正确吗？为什么？不正确。对于某一具体生物体而言，遗传物质只能是核酸中的一种，绝大多数生物体的遗传物质是DNA，只有少数病毒的遗传物质是RNA。课题8：糖类和脂质一、细胞中的糖类（一）组成元素：C、H、O。（二）分类及特点：根据是否能水解及水解成单糖的数量分为：1、单糖：不能水解，可直接被细胞吸收，如葡萄糖、果糖、核糖等。2、二糖：两分子单糖脱水缩合而成，必须水解成单糖才能被吸收，常见种类有蔗糖、麦芽糖和乳糖。3、多糖：多个单糖脱水缩合而成，水解成单糖后才可被吸收。常见的种类有植物细胞中的淀粉、纤维素，动物细胞中的糖元。（三）功能：细胞的主要能源物质，其中“生命的燃料”是指葡萄糖；是组成细胞和生物体结构的成分，如纤维素是构成植物细胞壁的成分。 二、细胞中的脂质（一）组成元素：主要由C、H、O，有的还含有P和N（二）分类：分脂肪、磷脂和固醇三类。（三）功能1、脂肪是细胞内良好的储能物质，还有保温、缓冲和减压等作用。2、磷脂是构成细胞生物膜的重要成分。3、固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D等。（1）胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输；（2）性激素能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成；（3）维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。三、糖类和脂质的比较比较项目糖类脂质区别元素组成C、H、OC、H、O（N、P）种类单糖、二糖、多糖脂肪、磷脂、固醇合成部位叶绿体、内质网、高尔基体、肝脏和肌肉主要是内质网生理作用主要的能源物质；构成细胞结构，如糖被、细胞壁；核酸的组成成分。生物体的储能物质；生物膜的重要组成成分；调节新陈代谢和生殖。联系糖类 脂肪（一）单糖中的葡萄糖、果糖及二糖中的麦芽糖是还原糖，可用斐林试剂鉴定，多糖不具还原性。（二）多糖中的纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，而原核细胞的细胞壁不含纤维素，是由肽聚糖构成的。因此能否被纤维素酶除去细胞壁，是区分植物细胞和原核细胞的依据之一。（三）糖类和脂肪均由C、H、O三种元素组成，氧化分解产生CO2、H2O，同时释放能量。但脂肪中氢的含量远远高于糖类，所以同质量的脂肪储存的能量是糖类的2倍多。【思考感悟】你能说出几种与能量有关的物质吗？主要能源物质是糖类，直接能源物质是ATP，主要的储能物质是脂肪，最终能源是太阳能。课题9：组成生物体分子的综合运用一、细胞的能源物质及能量供应（一）细胞的能源物质：细胞中的糖类、脂肪、蛋白质都含有大量的化学能，都可以氧化分解为生命活动供能，产物中都有CO2、H2O。1、三大能源物质的供能顺序为：糖类脂肪蛋白质，这是由它们的生理功能所决定的。2、主要的能源物质：糖类，为生物体提供所需能量的70%以上。3、主要的储能物质：脂肪，含能量高。其他储能物质还有动物细胞中的糖原、植物细胞中的淀粉。4、直接能源物质：ATP。（二）细胞的能量供应1、正常情况下，脂肪、蛋白质除正常代谢中产生部分能量供生命活动利用外，一般不供能，只有在病理状态或衰老状态下才大量氧化供能。2、在氧化分解中，由于三大有机物的C/H不同，需氧量也不同。糖类最大，需氧最少；脂肪最小，需氧最多，产生的能量也最多。3、能源物质为生命活动供能的过程二、常见“颜色反应”的归纳需要鉴定的有机物还原糖脂肪蛋白质淀粉DNARNA用于鉴定的试剂斐林试剂苏丹（或苏丹）双缩脲试剂碘液甲基绿（二苯胺）吡罗红反应产生的颜色砖红色橘黄色（或红色）紫色蓝色绿色（蓝色）红色（一）还原糖鉴定时，斐林试剂需现用现配，并需在5065温水中水浴加热。（二）蛋白质鉴定所用双缩脲试剂化学成分与斐林试剂相同，但使用方法和反应原理不同。（三）鉴定DNA和RNA时，常用甲基绿、吡罗红混合染色剂。【思考感悟】组成生物体各种高分子有机化合物的基本单位是什么？组成多糖（糖原、纤维素、淀粉）的基本单位是单糖（葡萄糖），组成蛋白质的基本单位是氨基酸，组成核酸的基本单位是核苷酸。课题10：细胞膜、细胞壁一、细胞膜的成分及制备：细胞是最基本的生命系统，其边界是细胞膜。（一）细胞膜的成分1、主要成分是脂质和蛋白质，另外还有少量的糖类。2、细胞膜成分中含量最多的是脂质，该成分含量最丰富的是磷脂。3、与细胞膜功能复杂程度有关的是蛋白质。（二）细胞膜的制备1、选材：哺乳动物成熟的红细胞。2、原理：红细胞放入清水中，水会进入红细胞，导致红细胞吸水胀破，使细胞内物质流出，从而得到细胞膜。3、过程（1）将红细胞稀释液制成临时装片。（2）在高倍镜下观察，待观察清晰时，在盖玻片一侧滴加蒸馏水，另一侧用吸水纸吸引。（3）红细胞凹陷消失，细胞体积增大，最后导致细胞破裂。（4）利用差速离心法，获得较纯的细胞膜。二、细胞膜的功能（一）将细胞与外界环境分隔开，保障了细胞内部环境的相对稳定。（二）控制物质进出细胞1、细胞需要的营养物质进入细胞。2、细胞产生的抗体、激素和代谢废物排到细胞外。3、细胞膜的控制作用是相对的。（三）进行细胞间的信息交流1、细胞间的信息交流，大多与细胞膜的糖蛋白有关。2、细胞间信息交流的方式（1）通过细胞分泌的化学物质（如激素）间接传递信息。（2）通过相邻两细胞的细胞膜直接接触传递信息。（3）通过相邻两细胞间形成通道进行信息交流。三、植物细胞壁的成分和作用（一）化学成分：主要是纤维素和果胶。（二）作用：对植物细胞有支持和保护作用。【思考感悟】植物细胞等有细胞壁，在细胞最外层，为什么说细胞膜是边界呢？由细胞膜的屏障功能所决定，细胞膜不仅有保护作用还具有选择透过性，而细胞壁是全透性的。课题11：细胞器一、各种细胞器的比较主要功能及比喻基本结构分布线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，细胞所需能量的95%来自线粒体，是细胞的“动力车间”复杂的双层膜结构动植物细胞中叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”复杂的双层膜结构植物细胞内质网增大了细胞内的膜面积，为各种反应提供条件。还与蛋白质的合成和加工有关，以及脂质合成的“车间”单层膜结构动植物细胞中液泡调节植物细胞内的环境，充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺由液泡膜和其内的细胞液组成主要存在于植物细胞中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”及“发送站”单层膜围成的扁平囊和小泡动植物细胞中溶酶体内含多种水解酶，执行细胞内消化作用，是细胞内的“消化车间”单层膜围成存在于动物细胞中核糖体合成蛋白质的场所。是“生产蛋白质的机器”。有些附着在内质网及核膜表面，有些游离在细胞质中由RNA、蛋白质所构成所有细胞中中心体与细胞的有丝分裂有关由两个互相垂直的中心粒及周围物质组成动物细胞和低等植物细胞中二、各种细胞器的归纳比较分布植物特有的细胞器叶绿体、液泡动物和低等植物特有的细胞器中心体结构不具膜结构的细胞器核糖体、中心体具单层膜结构的细胞器内质网、液泡、溶酶体、高尔基体具双层膜结构的细胞器线粒体、叶绿体光学显微镜下可见的细胞器线粒体、叶绿体、液泡成分含DNA的细胞器线粒体、叶绿体含RNA的细胞器核糖体、线粒体、叶绿体含色素的细胞器叶绿体、液泡功能能产生水的细胞器线粒体、叶绿体、核糖体、高尔基体能产生ATP的细胞器线粒体、叶绿体能复制的细胞器线粒体、叶绿体、中心体能合成有机物的细胞器核糖体、叶绿体、高尔基体、内质网与有丝分裂有关的细胞器核糖体、线粒体、高尔基体、中心体与蛋白质合成、分泌相关的细胞器核糖体、内质网、高尔基体、线粒体能发生碱基互补配对的细胞器线粒体、叶绿体、核糖体与主动运输有关的细胞器核糖体、线粒体三、用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体（一）分布、形状1、叶绿体分布于叶肉细胞的细胞质中，呈扁平的椭球形或球形。2、线粒体分布于动植物细胞中，呈短棒状、圆球状、线形、哑铃形等。（二）染色、观察1、叶绿体呈现绿色，容易观察，不需染色。2、健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近于无色。（三）实验过程1、观察叶绿体：制作藓类叶片临时装片低倍镜下找到叶片细胞高倍镜下观察。2、观察线粒体：取材染色制片低倍镜下找到口腔上皮细胞高倍镜下观察。【思考感悟】各种细胞器的比较说明不同细胞器结构和功能不相同，如何获得相应的细胞器？采用差速离心法，即依据各种细胞器的比重不同，采用不同的转速分离出相应的细胞器。课题12：细胞的生物膜系统一、叶绿体与线粒体的比较：（一）共性：1、均具有能量转换功能：叶绿体将光能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能；而线粒体则将有机物中稳定的化学能ATP中活跃的化学能，为各项生命活动提供动力。2、均具有双层膜结构。3、均含有少量的DNA，具有自主遗传特性，参与细胞质遗传。4、均参与碳循环过程。5、均既消耗水又产生水。（二）差异性叶绿体线粒体增大内膜面积的方式囊状结构堆叠形成基粒内膜向内折叠形成嵴完成生理过程光合作用有氧呼吸第二、三阶段形成的ATP用途用于暗反应中C3的还原用于除光合作用暗反应外的各项生命活动作用时间有光条件下时时刻刻作用性质趋向于同化作用趋向于异化作用二、细胞质基质：（一）形态：胶质状态。（二）成分：水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等。（三）功能：进行多种生物化学反应的场所。三、细胞器之间的协调配合：（一）分泌蛋白最初在内质网上的核糖体内形成肽链。（二）肽链在内质网内加工，由囊泡运输到高尔基体进一步修饰加工，再运输到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。四、细胞的生物膜系统：（一）组成：由细胞器膜、细胞膜和核膜等结构共同构成。（二）各种生物膜之间的联系：1、在化学成分上：各种生物膜组成成分相似，均由脂质、蛋白质和少量糖类组成，但每种成分所占的比例不同。2、在结构上的联系（具有一定的连续性）（见下图）。3、功能上的联系：在分泌蛋白的合成、运输、加工、分泌等过程中，各细胞器之间协调配合。（见下图）（三）生物膜系统的功能：1、细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞的物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性的作用。2、广阔的膜面积为多种酶提供附着位点，有利于许多化学反应的进行。3、把各种细胞器分隔开，使细胞内能同时进行多种化学反应，不会互相干扰，保证细胞生命活动高效、有序地进行。【思考感悟】对于整个细胞而言，对这些细胞结构应该如何归纳比较？（1）植物细胞特有的细胞结构有：细胞壁、叶绿体、液泡，其中一定具有的是细胞壁；（2）能产生水的细胞结构有：线粒体、叶绿体、核糖体、高尔基体、细胞核（复制、转录时）；（3）与分泌蛋白合成分泌相关的细胞结构有：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、囊泡和细胞膜；（4）产生ATP的细胞结构有：细胞质基质、线粒体、叶绿体；（5）具有双层膜的细胞结构有：细胞核、线粒体；叶绿体。课题13：细胞核一、细胞核的结构与各结构的功能（一）核膜：1、结构：（1）双层膜，内膜与染色质丝相连，外膜与内质网相连通。外膜的外表面上有核糖体附着。（2）核膜并不是完全连续的，有许多部位核膜内外两层相连，形成核孔。2、功能：使核既保持相对独立，又实现核质之间的物质交换和信息交流。（1）化学反应的场所。在核膜上有多种大量的酶，利于多种化学反应的顺利进行。核膜在细胞周期过程中表现出周期性的消失和重建。（2）核孔是细胞核和细胞质之间物质交换的孔道。大分子物质如mRNA可通过核孔，离子和小分子，如氨基酸和葡萄糖可以通过核膜。实际上核膜是选择透过性膜。（二）核仁：1、结构：核仁是真核细胞间期核中最明显的结构，因为它的折光性较强，与细胞的其他结构很容易区分。它通常是单一的或者多个匀质的球形小体。2、功能：是某些RNA（rRNA）的合成以及核糖体的形成有关。在有丝分裂期间表现出周期性的消失与重建。（三）染色质：是真核细胞在间期中由DNA和蛋白质以及少量RNA所组成的一串念珠状的复合体，易被碱性染料染成深色。1、DNA、染色质、染色体的关系可表示为：2、染色质和染色体的比较染色质染色体同一物质成分相同主要成分是蛋白质和DNA特征相同容易被碱性染料染成深色功能相同是遗传物质的主要载体不同时期分裂间期分裂期两种形态细长的丝状杆状或柱状3、功能：是遗传物质的主要载体。二、细胞核的功能：（一）是细胞代谢和遗传的控制中心。（二）是遗传物质储存和复制的场所，是遗传信息库。三、模型建构：（一）模型：为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。（二）描述特点：定性的、也可以是定量的、具体实物或其他形象化手段、通过抽象的形式等。（三）类型：物理模型、概念模型、数学模型等。四、细胞在生命系统中的地位：细胞是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位。其结构复杂而精巧，各组分之间分工合作成为一个整体，使生命活动能在变化的环境中自我调控、高度有序地进行。（一）从结构上看：细胞的各个组成部分是相互联系的，如：1、细胞核和细胞质通过核孔可以相连通；2、核膜、内质网膜、细胞膜等相互连接成完整的生物膜系统；3、内质网膜、高尔基体膜、细胞膜可以通过囊泡相互转化。（二）从功能上看：细胞的不同结构虽具有不同的生理功能，但却是协调合作的，如蛋白质类分泌物的合成和分泌是由核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜等结构协调完成的。（三）从调控上看：细胞核是代谢的调控中心。细胞核内的DNA通过控制蛋白质等物质的合成调控细胞的生命活动。（四）从与外界的关系上看：细胞的整体性还表现在每一个细胞都要与相邻细胞进行物质和能量的交换与信息交流。而与外界环境直接接触的细胞要与外界环境进行物质和能量的交换与信息交流。因此，细胞与外界环境之间形成一个统一的整体。（五）从细胞核与细胞质的关系看：1、细胞核不能脱离细胞质而独立生存，这是因为细胞核在生命活动中所需的物质和能量均由细胞质提供。2、无核的细胞质也不能长期生存，这是由细胞核的功能决定的，如哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，其寿命较短，含细胞质少的精子寿命也很短。细胞核与细胞质是相互依存、不可分割的关系，说明细胞只有保持结构的完整性，才能完成各项正常的生命活动。细胞的整体性是几十亿年进化的产物。【思考感悟】既然物质可以通过核孔进出细胞核，那么核膜还具有选择透过性吗？具有，通过核孔进出的物质只是某些大分子物质，如蛋白质和mRNA等，离子和小分子物质仍通过跨膜运输进出细胞核，因此，核膜仍具有选择透过性。课题14：物质跨膜运输的实例一、细胞的吸水和失水：（一）原理：发生了渗透作用，该作用必须具备两个条件：1、具有半透膜。2、膜两侧溶液具有浓度差。（二）动物细胞的吸水和失水（以红细胞为例：红细胞膜相当于一层半透膜）：1、当外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞吸水。2、当外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞失水。3、当外界溶液浓度细胞质浓度时，水分进出平衡。（三）植物细胞的吸水和失水：1、在成熟的植物细胞中，原生质层（细胞膜液泡膜二者之间的细胞质）相当于一层半透膜。2、成熟植物细胞发生质壁分离的条件是外界溶液浓度细胞液浓度，发生质壁分离复原的条件是外界溶液浓度细胞液浓度。二、渗透系统的组成分析及应用：（一）渗透系统的组成（如图）及特点：1、半透膜，可以是生物性的选择透过性膜，如细胞膜，也可以是物理性的过滤膜，如玻璃纸。2、半透膜两侧的溶液具有浓度差。（二）渗透作用的发生：1、若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2S1的水分子数多于S1S2，外观上表现为S1液面上升；若S1溶液浓度小于S2，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。2、在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差h，则S1溶液浓度仍大于S2。（三）渗透作用的应用：1、比较不同溶液浓度大小漏斗内烧杯内溶液浓度MN现象及结论若漏斗内液面上升，则MN若漏斗内液面不变，则MN若漏斗内液面下降，则MN2、验证渗透作用发生的条件（1）具半透膜。（2）具有浓度差。三、物质跨膜运输的其他实例（一）对无机盐的吸收实例1、水稻和番茄对同一离子的吸收量不同。2、水稻或番茄对不同离子的吸收量不同。3、人体甲状腺滤泡上皮细胞可以主动地从血液中吸收碘。4、不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异。（二）生物膜的特性：细胞膜和其他生物膜可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过，因此它们都是选择透过性膜。【思考感悟】半透膜和选择透过性膜有哪些异同点？（1）相同点：某些物质可以通过，另一些物质不能通过。（2）不同点：选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜。课题15：实验探究植物细胞吸水和失水一、实验探究植物细胞吸水和失水：（一）探究实验的一般过程：提出问题作出假设设计实验进行实验分析结果，得出结论表达和交流进一步探究。（二）实验原理：成熟的植物细胞的原生质相当于一层半透膜，细胞液具有一定的浓度，能够发生渗透吸水或失水。（三）实验过程：制作装片高倍显微镜观察实验现象（细胞发生质壁分离或复原）得出结论。（如下图）（四）实验结论：成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离；当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原。（五）质壁分离的原因分析（见下图）（六）细胞吸水和失水原理的应用：1、对农作物的合理灌溉，既满足了作物对水分的需要，同时也降低了土壤溶液的浓度，有利于水分的吸收。2、盐碱地中的植物不易存活或一次施肥过多造成“烧苗”现象，都是因为土壤溶液浓度过高，甚至超过了根细胞液浓度，导致根细胞不易吸水甚至失水造成的。3、糖渍、盐渍食品不易变质的原因，是在食品外面和内部形成很高浓度的溶液，使微生物不能在其中生存和繁殖，所以能较长时间的保存。4、医用的生理盐水浓度为0.9%，其渗透压与人体细胞外液的渗透压相当，可以使人体细胞保持正常的形态和功能。二、质壁分离实验的拓展应用及方法：（一）判断细胞的死活：将待测细胞置于蔗糖溶液中进行镜检，如果发生质壁分离和复原，则是活细胞；如果不发生质壁分离，则是死细胞。（二）测定细胞液浓度的范围：将待测细胞置于一系列浓度梯度的蔗糖溶液中并分别进行镜检，则细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的蔗糖溶液的浓度之间。（三）比较不同植物细胞的细胞液浓度：将不同植物细胞置于同一浓度的蔗糖溶液中进行镜检，根据对刚刚发生质壁分离所需的时间的比较，判断细胞液浓度（即时间越短，细胞液浓度越小）。（四）比较一系列溶液的浓度的大小：将同一植物的相同成熟细胞置于未知浓度的溶液中进行镜检，记录刚刚发生质壁分离所需时间并比较所用时间的长短，判断溶液浓度的大小（时间越短，未知溶液的浓度越大）。（五）鉴别不同种类的溶液（如KNO3和蔗糖溶液）：将成熟相同植物细胞置于不同种类溶液进行镜检，如果只发生质壁分离，说明是溶质不能通过半透膜的溶液（如蔗糖）；如果质壁分离后又自动复原，则说明是溶质能通过半透膜的溶液（如KNO3）。【思考感悟】在实验过程中我们选择紫色洋葱鳞片叶作实验材料的原因是什么？还能举出其他的例子吗？紫色洋葱鳞片叶中有紫色的液泡，便于实验观察。另如紫色鸭趾草叶等。题16：生物膜的流动镶嵌模型一、生物膜的探索历程：（一）19世纪末，欧文顿根据脂溶性物质更容易通过细胞膜，提出膜是由脂质组成的。（二）20世纪初，化学分析表明，膜的主要成分是脂质和蛋白质。（三）1925年，荷兰科学家得出结论：细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。（四）20世纪40年代，科学家推测脂质两边各覆盖着蛋白质。（五）1959年，罗伯特森认为生物膜由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成。（六）1970年，人鼠细胞杂交实验表明，细胞膜具有流动性。（七）1972年，桑格和尼克森提出的生物膜的流动镶嵌模型为大多数人所接受。二、生物膜流动镶嵌模型：（一）基本内容：1、磷脂双分子层构成膜的基本支架，其结构特点是具有流动性。2、蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层的表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层；大多数蛋白质分子是可以运动的。3、细胞膜表面的糖类可以和蛋白质结合形成糖蛋白，也可以和脂质结合形成糖脂。（二）组成成分及其在膜的分布（见下图）（三）结构特点：流动性：1、原因：膜结构中的蛋白质分子和脂质分子是可以运动的。2、表现：变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、胞吐及载体对相应物质的转运等。3、影响因素：主要受温度影响，适当温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性增强，但温度高出一定范围，则导致膜的破坏。4、实例：（1）质壁分离和复原实验；（2）变形虫捕食和运动时伪足的形成；（3）白细胞吞噬细菌；（4）胞吞与胞吐；（5）受精时细胞的融合过程；（6）动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程；（7）细胞杂交时的细胞融合（如人鼠细胞融合）。（四）功能特点：选择透过性：1、表现：植物根对矿质元素的选择性吸收，神经细胞对K的吸收和对Na的排出，肾小管的重吸收和分泌，小肠的吸收等。2、原因：遗传性决定载体的种类和数量，从而也决定了选择性。（五）细胞膜的流动性和选择透过性：流动性与选择透过性都是对细胞膜的描述，但两者既有区别又有联系。1、区别：流动性是细胞膜结构方面的特性，选择透过性体现了细胞膜功能方面的特性，主动运输能充分说明选择透过性。2、联系：细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。因为只有细胞膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功能，才能表现出选择透过性。相反，如果细胞膜失去了选择透过性，细胞可能已经死亡了。总之，膜的组成、结构和功能可表示为下图：【思考感悟】细胞膜的主动运输和被动运输对于细胞的生命活动而言是非常重要的，保证生命活动顺利进行的结构和功能基础分别是什么？膜的流动性和选择透过性。课题17：物质跨膜运输的方式一、物质跨膜运输的方式：（一）被动运输：1、自由扩散：不需要载体和能量，如水、CO2、O2、甘油、乙醇等。2、协助扩散：需要载体，但不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖。（二）主动运输：既需要载体协助，又需要消耗能量，如细胞吸收K、Na、Ca2、氨基酸等。（三）物质跨膜运输的方式说明生物膜结构特征是流动性，功能特性是选择透过性。（四）大分子物质以胞吞和胞吐方式进出细胞，这与细胞膜的流动性有关，但不属于跨膜运输。内外细胞膜载体内外细胞膜ATP内外细胞膜载体自由扩散协助扩散主动运输二、三种物质出入细胞方式的图例比较三、主动运输的意义：在细胞的生命活动过程中，主动运输起到了重要作用，它使细胞能主动地从外界吸收被选择的物质，供生命活动利用。同样，细胞也能利用主动运输把新陈代谢产物排出细胞外。总之，细胞通过主动运输，摄取、积累物质以及不断排出代谢废物，从而维持细胞组成成分的动态稳定，保证生命活动的正常进行。四、影响跨膜运输的因素（一）影响自由扩散的因素：细胞膜内外物质的浓度差。（二）影响协助扩散的因素：1、细胞膜内外物质的浓度差。2、细胞膜上运载物质的载体数量。（三）影响主动运输的因素：1、载体：是细胞膜上的一类蛋白质。（1）载体具有特异性，不同物质的载体不同，不同生物细胞膜上载体的种类和数目也不同。（2）载体具有饱和现象，当细胞膜上的载体全部参与物质的运输时，细胞吸收该载体运载的物质的速度不再随物质浓度的增大而增大。2、能量：凡能影响细胞内产生能量的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度、温度等。（四）影响物质运输速度的曲线分析1、物质浓度（在一定浓度范围内）对运输速率的影响曲线：（1）自由扩散的运输方向是由高浓度一侧到低浓度一侧，其动力是两侧溶液的浓度差，在一定浓度范围内，随物质浓度的增大，其运输速率与物质浓度成正比。（2）协助扩散或主动运输的共同点是都需要载体协助，在物质浓度较低时，随物质浓度的增大，运输速率也逐渐增大，到达一定物质浓度时，由于受膜上载体数量的限制，运输速率不再随浓度增大而增大。2、氧气浓度对物质运输速率的影响曲线：（1）自由扩散和协助扩散统称为被动运输，其运输方向都是从高浓度一侧到低浓度一侧，其运输的动力都是浓度差，不需要能量，因此与氧气浓度无关，运输速率不随氧气浓度增大而改变。自由扩散物质浓度运输速率O协助扩散或主动运输物质浓度运输速率O自由扩散或协助扩散O2浓度运输速率O主动运输O2浓度运输速率O（2）主动运输方式既需要载体协助又需要消耗能量。在氧气浓度为零时，通过细胞无氧呼吸供能，但无氧呼吸产生能量较少所以运输速率较低，在一定范围内随氧气浓度升高，有氧呼吸加强，产生的能量逐渐增多，所以运输速率不断加快，当氧气浓度足够高时，能量供应充足，但由于受到载体数量的限制，运输速率不再随氧气浓度增大而加快。【思考感悟】要确定某种物质的运输方式，关键应该抓住那些方面？（1）分析被运输的物质是否通过细胞膜；（2）明确被运输物质微粒的性质（大分子、小分子、离子）；（3）分析物质通过细胞膜的转运方向，是否需要载体协助，是否需要消耗能量。课题18：酶一、酶在细胞代谢中的作用（一）细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，是细胞生命活动的基础。（二）酶的作用：通过“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，可以说明酶在细胞代谢中具有催化作用，同时证明，与无机催化剂相比，酶具有高效性的特性。（三）酶的作用机理：1、活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。2、催化剂的作用：降低反应的活化能，促进化学反应的进行。3、作用机理：催化剂是降低了反应的活化能。与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。二、酶的本质（一）酶本质的探索：最初科学家通过大量实验证明，酶的化学本质是蛋白质；在20世纪80年代，又发现少数RNA也具有催化作用。（二）酶的本质：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA。三、酶的特性（一）高效性：酶的催化效率大约是无机催化剂的1071013倍。（二）专一性：每一种酶只能催化剂一种或一类化学反应。（三）作用条件较温和：高温、过酸、过碱，都会使酶的结构遭到破坏，使酶永久失活；在低温下，酶的活性降低，但不会失活。四、酶化学本质的实验验证（一）证明某种酶是蛋白质：实验组：待测酶液双缩脲试剂是否出现紫色反应。对照组：已知蛋白液双缩脲试剂出现紫色反应。（二）证明某种酶是RNA：实验组：待测酶液吡罗红染液是否出现红色。对照组：已知RNA溶液吡罗红染液出现红色。五、酶的催化作用和高效性的验证实验分析（一）实验原理：1、 。2、比较H2O2在常温、高温、过氧化氢酶、Fe3等不同条件下气泡产生多少或卫生香燃烧剧烈程度，了解过氧化氢酶的作用和意义。（二）实验过程的变量及对照分析自变量因变量无关变量对照组实验组2号：90水浴加热3号：加入3.5%FeCl3溶液2滴4号：加入20%肝脏研磨液2滴H2O2分解速度用产生气泡的数目多少表示加入H2O2的量；实验室的温度；FeCl3和肝脏研磨液的新鲜程度1号试管2、3、4号试管（三）实验结论：1、酶具有催化作用，同无机催化剂一样都可加快化学反应速率。2、酶具有高效性，与无机催化剂相