高一生物必修一知识点归纳全.doc

生物必修（1）知识点整理第一章 走近细胞第一节 从生物圈到细胞一、相关概念、 细 胞：是生物体结构和功能的基本单位。除了病毒以外，所有生物都是由细胞构成的。细胞是地球上最基本的生命系统 生命系统的结构层次： 细胞组织器官系统（植物没有系统）个体种群群落生态系统生物圈 同一个生物系统的各个层次之间的关系是密切联系的,不是彼此孤立的. 单细胞的生物既是细胞层次,也是个体层次,没有组织、器官、系统三个层次，植物没有系统层次二、病毒的相关知识： 1、病毒（Virus）是一类没有细胞结构的生物体。主要特征：、个体微小，一般在1030nm之间，大多数必须用电子显微镜才能看见；、仅具有一种类型的核酸，DNA或RNA，没有含两种核酸的病毒；、专营细胞内寄生生活；、结构简单，一般由核酸（DNA或RNA）和蛋白质外壳所构成。 2、根据寄生的宿主不同，病毒可分为动物病毒、植物病毒和细菌病毒（即噬菌体）三大类。根据病毒所含核酸种类的不同分为DNA病毒和RNA病毒。 3、常见的病毒有：人类流感病毒（引起流行性感冒）、SARS病毒、人类免疫缺陷病毒（HIV）引起艾滋病（AIDS）、禽流感病毒、乙肝病毒、人类天花病毒、狂犬病毒、烟草花叶病毒等。第二节 细胞的多样性和统一性一、细胞种类：根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核，把细胞分为原核细胞和真核细胞二、原核细胞和真核细胞的比较：细胞大小细胞壁细胞质细胞核实例原核细胞（原核生物）较小有，主要万分是肽聚糖除核糖体外，无其他细胞器无成形的细胞核。遗传物质（一个环状DNA分子）集中的区域称为拟核；没有染色体，DNA 不与蛋白质结合细菌、蓝藻真核细胞（真核生物）较大植物细胞的细胞壁主要成分是纤维素和果胶有核糖体、线粒体等众多细胞器，存在细胞骨架有成形的细胞核，有一定数目的染色体（DNA与蛋白质结合而成）酵母菌、真菌、衣藻、动植物如何判断带“菌”字是否属于细菌：凡是菌字前有“杆、球、螺旋、弧”字的都是细菌三、细胞学说的建立： 1、1665 英国人虎克(Robert Hooke)用自己设计与制造的显微镜（放大倍数为40-140倍)观察了软木的薄片，第一次描述了植物细胞的构造，并首次用拉丁文cella（小室)这个词来对细胞命名。 2、1680 荷兰人列文虎克（A. van Leeuwenhoek），首次观察到活细胞，观察过原生动物、人类精子、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌等。3、19世纪30年代德国人施莱登（Matthias Jacob Schleiden） 、施旺（Theodar Schwann）提出：一切植物、动物都是由细胞组成的，细胞是一切动植物的基本单位。这一学说即“细胞学说（Cell Theory)”，它揭示了生物体结构的统一性。第二章 组成细胞的分子第一节 细胞中的元素和化合物一、1、生物界与非生物界具有统一性：组成细胞的化学元素在非生物界都可以找到 2、生物界与非生物界存在差异性：组成生物体的化学元素在细胞内的含量与在非生物界中的含量明显不同二、组成生物体的化学元素有20多种： 大量元素：C、 O、H、N、S、P、Ca、Mg、K等； 微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo； 最基本元素：C；主要元素；C、 O、H、N、S、P；基本元素：C、 O、H、N；水无机物无机盐组成细胞蛋白质的化合物脂质 有机物 糖类核酸 三、在活细胞中含量最多的化合物是水（85-90）；含量最多的有机物是蛋白质（7-10）；占细胞鲜重比例最大的化学元素是O、占细胞干重比例最大的化学元素是C。第二节 生命活动的主要承担者-蛋白质一、相关概念：氨 基 酸：蛋白质的基本组成单位 ，组成蛋白质的氨基酸约有20种。脱水缩合：一个氨基酸分子的氨基（NH2）与另一个氨基酸分子的羧基（COOH）相连接，同时失去一分子水。肽 键：肽链中连接两个氨基酸分子的化学键（NHCO）。二 肽：由两个氨基酸分子缩合而成的化合物，只含有一个肽键。多 肽：由三个或三个以上的氨基酸分子缩合而成的链状结构。肽 链：多肽通常呈链状结构，叫肽链。二、氨基酸分子通式： NH2R C H COOH三、 氨基酸结构的特点：每种氨基酸分子至少含有一个氨基（NH2）和一个羧基（COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上（如：有NH2和COOH但不是连在同一个碳原子上不叫氨基酸）；R基的不同导致氨基酸的种类不同。四、蛋白质多样性的原因是：组成蛋白质的氨基酸数目、种类、排列顺序不同，多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千变万化。五、蛋白质的主要功能（生命活动的主要承担者）： 构成细胞和生物体的重要物质，如肌动蛋白； 催化作用：如酶； 调节作用：如胰岛素、生长激素； 免疫作用：如抗体，抗原； 运输作用：如红细胞中的血红蛋白。六、有关计算： 肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数目 肽链数 至少含有的羧基（COOH）或氨基数（NH2） = 肽链数蛋白质相对分子质量=氨基酸的个数*氨基酸的平均分子质量脱去的水分子数*18肽链中至少含有的氧原子数=肽键数+游离的羧基数*2肽链中至少含有的氢原子数=肽键数+游离的氨基数*2+游离的羧基数第三节 遗传信息的携带者-核酸一、核酸的种类：脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）二、核 酸：是细胞内携带遗传信息的物质，对于生物的遗传、变异和蛋白质的合成具有重要作用。三、组成核酸的基本单位是：核苷酸，是由一分子磷酸、一分子五碳糖（DNA为脱氧核糖、RNA为核糖）和一分子含氮碱基组成四、DNA和RNA的比较DNARNA全称脱氧核糖核酸核糖核酸分布细胞核、线粒体、叶绿体主要在细胞质染色剂甲基绿吡罗红链数双链单链碱基A T C GA U C G五碳糖脱氧核糖核糖组成单位脱氧核苷酸核糖核苷酸代表生物原核生物、真核生物、噬菌体HIV、SARS病毒第四节 细胞中的糖类和脂质一、相关概念： 糖类：是主要的能源物质；主要分为单糖、二糖和多糖等单糖：是不能再水解的糖。如葡萄糖。二糖：是水解后能生成两分子单糖的糖。多糖：是水解后能生成许多单糖的糖。多糖的基本组成单位都是葡萄糖。可溶性还原性糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖等二、糖类的比较：种类分布功能单糖五碳糖核糖(C5H10O4)细胞中都有组成RNA的成分脱氧核糖(C5H10O5)细胞中都有组成DNA的成分六碳糖(C6H12O6)葡萄糖细胞中都有主要的能源物质果糖植物细胞中提供能量半乳糖动物细胞中提供能量二糖(C12H22O11)麦芽糖发芽的小麦、谷粒中含量丰富都能提供能量蔗糖甘蔗、甜菜中含量丰富乳糖人和动物的乳汁中含量丰富多糖(C6H10O5)n淀粉植物粮食作物的种子、变态根或茎等储藏器官中储存能量纤维素植物细胞的细胞壁中支持保护细胞肝糖原糖原肌糖原动物的肝脏中储存能量调节血糖动物的肌肉组织中储存能量三、脂质的比较：分类元素常见种类功能脂质脂肪C、H、O1、主要储能物质2、保温3、减少摩擦，缓冲和减压磷脂C、H、O（N、P）细胞膜的主要成分固醇胆固醇与细胞膜流动性有关性激素维持生物第二性征，促进生殖器官发育维生素D有利于Ca、P吸收第五节 细胞中的无机物一、有关水的知识要点存在形式含量功能联系水自由水（游离形式）约951、良好溶剂2、参与多种化学反应3、运送养料和代谢废物4、为细胞提供液体环境它们可相互转化；代谢旺盛时自由水含量增多，反之，含量减少。结合水（与细胞内其它物质结合）约4.5细胞结构的重要组成成分二、1、无机盐（绝大多数以离子形式存在）功能： 、构成某些重要的化合物，如：叶绿素、血红蛋白等 、维持生物体的生命活动（如动物缺钙会抽搐） 、维持酸碱平衡，调节渗透压。2.部分无机盐的作用 缺碘：地方性甲状腺肿大（大脖子病）、呆小症缺钙：抽搐、软骨病，儿童缺钙会得佝偻病，老年人会骨质疏松缺铁： 缺铁性贫血第三章 细胞的基本结构第一节 细胞膜-系统的边界一、细胞膜的成分：主要是脂质（约50）和蛋白质（约40），还有少量糖类（约2-10）二、细胞膜的功能： 、将细胞与外界环境分隔开 、控制物质进出细胞 、进行细胞间的信息交流三、植物细胞还有细胞壁，主要成分是纤维素和果胶，对细胞有支持和保护作用；其性质是全透性的第二节 细胞器-系统内的分工合作一、相关概念： 细 胞 质：在细胞膜以内、细胞核以外的原生质，叫做细胞质。细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。细胞质基质：细胞质内呈液态的部分是基质。是细胞进行新陈代谢的主要场所。细 胞 器：细胞质中具有特定功能的各种亚细胞结构的总称。二、八大细胞器的比较：1、线粒体：（呈粒状、棒状，具有双层膜，普遍存在于动、植物细胞中，内有少量DNA和RNA内膜突起形成嵴，内膜、基质和基粒中有许多种与有氧呼吸有关的酶），线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，生命活动所需要的能量，大约95%来自线粒体，是细胞的“动力车间”2、叶绿体：（呈扁平的椭球形或球形，具有双层膜，主要存在绿色植物叶肉细胞里），叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，是植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”，（含有叶绿素和类胡萝卜素，还有少量DNA和RNA，叶绿素分布在基粒片层的膜上。在片层结构的膜上和叶绿体内的基质中，含有光合作用需要的酶）。 3、核糖体：椭球形粒状小体，有些附着在内质网上，有些游离在细胞质基质中。是细胞内将氨基酸合成蛋白质的场所。4、内质网：由膜结构连接而成的网状物。是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”5、高尔基体：在植物细胞中与细胞壁的形成有关，在动物细胞中与蛋白质（分泌蛋白）的加工、分类运输有关。6、中心体：每个中心体含两个中心粒，呈垂直排列，存在于动物细胞和低等植物细胞，与细胞的有丝分裂有关。 7、液泡：主要存在于成熟植物细胞中，液泡内有细胞液。化学成分：有机酸、生物碱、糖类、蛋白质、无机盐、色素等。有维持细胞形态、储存养料、调节细胞渗透吸水的作用。 8、溶酶体：有“消化车间”之称，内含多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。三、分泌蛋白的合成和运输： 核糖体（合成肽链）内质网（加工成具有一定空间结构的蛋白质）高尔基体（进一步修饰加工）囊泡细胞膜细胞外四、生物膜系统的组成：包括细胞器膜、细胞膜和核膜等。第三节 细胞核-系统的控制中心一、细胞核的功能：是遗传信息库（遗传物质储存和复制的场所），是细胞代谢和遗传的控制中心；二、细胞核的结构： 1、染色质：由DNA和蛋白质组成，染色质和染色体是同样物质在细胞不同时期的两种存在状态。 2、核 膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开。 3、核 仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。 4、核 孔：实现细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流。第四章 细胞的物质输入和输出第一节 物质跨膜运输的实例一、渗透作用：水分子（溶剂分子）通过半透膜的扩散作用。二、原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。质壁分离中质指原生质层，壁为细胞壁三、发生渗透作用的条件： 1、具有半透膜 2、膜两侧有浓度差四、细胞的吸水和失水： 外界溶液浓度细胞内溶液浓度细胞失水 外界溶液浓度细胞内溶液浓度细胞吸水植物细胞原生质层相当于一层半透膜；质壁分离中的质指原生质层，壁为细胞壁第二节 生物膜的流动镶嵌模型一、细胞膜结构： 磷脂 蛋白质 糖类 磷脂双分子层 “镶嵌蛋白” 糖被（与细胞识别有关）（膜基本支架）二、结构特点：具有一定的流动性 细胞膜（生物膜） 功能特点：选择透过性第三节 物质跨膜运输的方式一、相关概念：自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞。 协助扩散：进出细胞的物质要借助载体蛋白的扩散。 主动运输：物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。二、 自由扩散、协助扩散和主动运输的比较：比较项目运输方向是否要载体是否消耗能量代表例子自由扩散高浓度低浓度不需要不消耗O2、CO2、H2O、乙醇、甘油等协助扩散高浓度低浓度需要不消耗葡萄糖进入红细胞等主动运输低浓度高浓度需要消耗氨基酸、各种离子等三、离子和小分子物质主要以被动运输（自由扩散、协助扩散）和主动运输的方式进出细胞；大分子和颗粒物质进出细胞的主要方式是胞吞作用和胞吐作用。细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，这种膜可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他离子，小分子和大分子则不能通过。第五章 细胞的能量供应和利用第一节 降低化学反应活化能的酶一、相关概念： 细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应的总称，是生物与非生物最根本的区别，是生物体进行一切生命活动的基础。 酶：是活细胞(来源)所产生的具有催化作用(功能：降低化学反应活化能，提高化学反应速率)的一类有机物。 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。二、酶的本质：大多数酶的化学本质是蛋白质（合成酶的场所主要是核糖体，水解酶的酶是蛋白酶），也有少数是RNA。三、酶的特性： 、高效性：催化效率比无机催化剂高许多。 、专一性：每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。、酶需要较温和的作用条件：在最适宜的温度和pH下，酶的活性最高。温度和pH偏高和偏低，酶的活性都会明显降低。四、影响酶促反应的因素1、 底物浓度 2、 酶浓度3、 PH值：过酸、过碱使酶失活4、 温度：高温使酶失活。低温降低酶的活性，在适宜温度下酶活性可以恢复。第二节 细胞的能量“通货”-ATP一、ATP的结构简式：ATP是三磷酸腺苷的英文缩写，结构简式：，其中：A代表腺苷，P代表磷酸基团，代表高能磷酸键，代表普通化学键。注意：ATP的分子中的高能磷酸键中储存着大量的能量，所以ATP被称为高能化合物。这种高能化合物化学性质不稳定，在水解时，由于高能磷酸键的断裂，释放出大量的能量。功能：细胞内直接能源物质二、ATP与ADP的转化：ATP的合成ATP的水解反应式酶ADP+Pi+能量 ATP酶ATP ADP+Pi+能量能量来源植物：光合作用、细胞呼吸动物、真菌、及大多数细菌：细胞呼吸ATP中远离A的那个高能磷酸键能量去路储存在ATP中用于各项生命活动第三节ATP的主要来源-细胞呼吸一、相关概念： 1、呼吸作用（也叫细胞呼吸）：指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成 二氧化碳或其它产物，释放出能量并生成ATP的过程。根据是否有氧参与，分为：有氧呼吸和无氧呼吸 2、有氧呼吸：指细胞在有氧的参与下，通过多种酶的催化作用下，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放出大量能量，生成ATP的过程。3、无氧呼吸：一般是指细胞在无氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物（酒精、CO2或乳酸），同时释放出少量能量的过程。酶4、发酵：微生物（如：酵母菌、乳酸菌）的无氧呼吸。二、有氧呼吸的总反应式： C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量三、无氧呼吸的总反应式：酶 C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+ 2CO2 + 少量能量 或 酶 C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 少量能量四、有氧呼吸过程（主要在线粒体中进行）： 场所发生反应产物第一阶段细胞质基质葡萄糖酶2丙酮酸 少量能量H+丙酮酸、H、释放少量能量，形成少量ATP第二阶段线粒体基质6CO26H2O酶2丙酮酸少量能量H+ +CO2、H、释放少量能量，形成少量ATP第三阶段H2O酶大量能量H+线粒体内膜O2生成H2O、释放大量能量，形成大量ATP五、有氧呼吸与无氧呼吸的比较：呼吸方式有氧呼吸无氧呼吸不同点场所细胞质基质，线粒体基质、内膜细胞质基质条件氧气、多种酶无氧气参与、多种酶物质变化葡萄糖彻底分解，产生CO2和H2O葡萄糖分解不彻底，生成乳酸或酒精等能量变化释放大量能量（1161kJ被利用，其余以热能散失），形成大量ATP释放少量能量，形成少量ATP六、影响呼吸速率的外界因素： 1、温度：温度通过影响细胞内与呼吸作用有关的酶的活性来影响细胞的呼吸作用。温度过低或过高都会影响细胞正常的呼吸作用。在一定温度范围内，温度越低，细胞呼吸越弱；温度越高，细胞呼吸越强。 2、氧气：氧气充足，则无氧呼吸将受抑制；氧气不足，则有氧呼吸将会减弱或受抑制。3、水分：一般来说，细胞水分充足，呼吸作用将增强。但陆生植物根部如长时间受水浸没，根部缺氧，进行无氧呼吸，产生过多酒精，可使根部细胞坏死。4、CO2：环境CO2浓度提高，将抑制细胞呼吸，可用此原理来贮藏水果和蔬菜。七、呼吸作用在生产上的应用：1、作物栽培时，要有适当措施保证根的正常呼吸，如疏松土壤等。2、粮油种子贮藏时，要风干、降温，降低氧气含量，则能抑制呼吸作用，减少有机物消耗。3、水果、蔬菜保鲜时，要低温或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度，抑制呼吸作用。第四节 能量之源-光与光合作用一、相关概念： 1、光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程二、光合色素（在类囊体的薄膜上）： 叶绿素a (蓝绿色） 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光叶绿素b (黄绿色） 色素 胡萝卜素 （橙黄色） 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光叶黄素 （黄色）三、光合作用的探究历程： 、1648年海尔蒙脱(比利时)，把一棵2.3kg的柳树苗种植在一桶90.8kg的土壤中，然后只用雨水浇灌而不供给任何其他物质，5年后柳树增重到76.7kg，而土壤只减轻了57g。指出：植物的物质积累来自水 、1771年英国科学家普里斯特利发现，将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭；将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小鼠不容易窒息而死，证明：植物可以更新空气。、1785年，由于空气组成的发现，人们明确了绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳。 1845年，德国科学家梅耶指出，植物进行光合作用时，把光能转换成化学能储存 起来。、1864年,德国科学家把绿叶放在暗处理的绿色叶片一半暴光，另一半遮光。过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片则呈深蓝色。证明：绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。、1880年，德国科学家思吉尔曼用水绵进行光合作用的实验。证明：叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所，氧是叶绿体释放出来的。、20世纪30年代美国科学家鲁宾卡门采用同位素标记法研究了光合作用。第一组相植物提供H218O和CO2，释放的是18O2；第二组提供H2 O和C18O，释放的是O2。光合作用释放的氧全部来自来水。四、叶绿体的功能：叶绿体是进行光合作用的场所。在类囊体的薄膜上分布着具有吸收光能的光合色素，在类囊体的薄膜上和叶绿体的基质中含有许多光合作用所必需的酶。五、影响光合作用的外界因素主要有： 1、光照强度：在一定范围内，光合速率随光照强度的增强而加快，超过光饱合点，光合速率反而会下降。 2、温度：温度可影响酶的活性。 3、二氧化碳浓度：在一定范围内，光合速率随二氧化碳浓度的增加而加快，达到一定程度后，光合速率维持在一定的水平，不再增加。 4、水：光合作用的原料之一，缺少时光合速率下降。六、光合作用的应用： 1、适当提高光照强度。 2、延长光合作用的时间。 3、增加光合作用的面积-合理密植，间作套种。 4、温室大棚用无色透明玻璃。 5、温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温。 6、温室栽培多施有机肥或放置干冰，提高二氧化碳浓度。七、光合作用的过程：光反应阶段条件光、色素、酶场所光酶在类囊体的薄膜上物质变化水的分解：H2O H + O2 ATP的生成：ADP + Pi ATP能量变化光能ATP中的活跃化学能暗反应阶段条件酶、ATP、H场所酶叶绿体基质物质变化酶CO2的固定：CO2 + C5 2C3酶ATPC3的还原： C3 + H （CH2O）物质变化酶CO2的固定：CO2 + C5 2C3ATPC3的还原： C3 + H （CH2O）能量变化光能ATP中的活跃化学能（CH2O）中的稳定化学能总反应式叶绿体 CO2 + H2O O2 + （CH2O）第六章 细胞的生命历程第一节 细胞的增殖一、细胞不能无限长大的原因：（1）如果细胞体积过大，细胞内的物质运输速度会减慢；（2）细胞体积过大，细胞核的调控能力会减弱细胞表面积与体积关系限制了细胞的长大，细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖遗传的基础。二、真核细胞的分裂方式有丝分裂、减数分裂、无丝分裂有丝分裂：体细胞增殖减数分裂：生殖细胞（精子，卵细胞）增殖无丝分裂：蛙的红细胞。分裂过程中没有出现纺缍丝和染色体三、有丝分裂 细胞周期概念：连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完全时为止，为一个细胞周期。细胞周期分为分裂间期和分裂期，分裂期又分为前期、中期、后期和末期。分裂间期：完成DNA分子复制及有关蛋白质合成，染色体数目不增加，DNA加倍。前期：核膜核仁逐渐消失，出现纺缍体及染色体，染色体散乱排列。有丝分裂中期：染色体着丝点排列在赤道板上，染色体形态比较稳定，数目比分裂期较清晰便于观察后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分离，染色体数目加倍末期：核膜，核仁重新出现，纺缍体，染色体逐渐消失。四、动植物细胞有丝分裂区别间期前期末期植物细胞DNA复制，蛋白质合成（染色体复制）细胞两极发生纺缍丝构成纺缍体赤道板位置形成细胞板向四周扩散形成细胞壁动物细胞染色体复制，中心粒也倍增中心体发出星射线，构成纺缍体不形成细胞板，细胞从中央向内凹陷，缢裂成两子细胞五、有丝分裂特征及意义：将亲代细胞染色体经过复制（实质为DNA复制后），精确地平均分配到两个子细胞，在亲代与子代之间保持了遗传性状稳定性，对于生物遗传有重要意义。第二节 细胞的分化一、细胞分化：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，它是一种持久性变化，是生物体发育的基础，使多细胞生物体中细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能效率。细胞分化举例：红细胞与肌细胞具有完全相同遗传信息，（同一受精卵有丝分裂形成）；形态、功能不能原因是不同细胞中遗传信息执行情况不同。二、细胞全能性：指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体潜能。高度分化的植物细胞具有全能性，如植物组织培养因为细胞（细胞核）具有该生物生长发育所需的遗传信息高度分化的动物细胞核具有全能性，如克隆羊第三节 细胞的衰老与凋亡一、个体衰老与细胞衰老的关系单细胞生物：细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡多细胞生物：个体衰老的过程也是组成个体的细胞的普遍衰老的过程二、细胞衰老的特征：（1）细胞内水分减少，新陈代谢速率减慢 （2） 细胞内酶活性降低 （3）细胞内色素积累（4）细胞内呼吸速度下降，细胞核体积增大 （5）细胞膜通透性下降，物质运输功能下降细胞凋亡指基因决定的细胞自动结束生命的过程。是一种正常的自然生理过程，如蝌蚪尾消失，它对于多细胞生物体正常发育，维持内部环境的稳定以及抵御外界因素干扰具有非常关键作用。细胞坏死是指在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。第四节 细胞的癌变一、癌细胞：受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，变成不受机体控制的、连续分裂的恶性增殖细胞。二、癌细胞的主要特征：（1）癌细胞能够无限增殖 （2） 癌细胞特征形态结构发生显著变化 （3）癌细胞表面糖蛋白减少，容易在体内扩散，转移三、致癌因子：物理：辐射（紫外线、X射线等）化学：指化合物。吸烟是人体摄入化学致癌物的主要途径之一。病毒：是能够使细胞发生癌变的病毒（Rous肉瘤病毒）四、原癌基因：负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程抑癌基因：阻止细胞不正常的增殖五、癌症防治：远离致癌因子，进行CT，核磁共振及癌基因检测；也可手术切除、化疗和放疗相关实验实验一 使用高倍显微镜观察几种细胞1、高倍镜的使用步骤：（1）在低倍镜下找到物象，将物象移至视野中央（偏哪往哪移）；（2）转动转换器，换上高倍镜。（3）调节光圈和反光镜，使视野亮度适宜。如果光线较暗时，可用凹面反光镜来对光，同时选用较大的光圈；如果光线明亮时，可用平面反光镜来对光，同时选用较小的光圈。（4）调节细准焦螺旋，使物象清晰。换用高倍镜后不能使用粗准焦螺旋。2、低倍镜和高倍镜的区别：透镜大小镜头长短视野亮度物像大小细胞数量低倍镜小短亮小多高倍镜大长暗大少3、污点位置的判断：用显微镜观察玻片标本时，目镜、物镜、所观察的材料是在同一直线上的，只要分别转动镜头或移动玻片标本，看污物是否随之而动，就可做出正确判断。显微镜放大倍数=目镜的放大倍数*物镜的放大倍数换高倍镜后视野中细胞数目的计算：如果是视野中充满了细胞，则用低倍镜下看到的细胞数目/放大倍数的平方如果是视野中排列一行细胞，则用低倍镜下看到的细胞数目/放大倍数这里所说的放大倍数是指高倍镜为低倍镜的多少倍实验二 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质（一）可溶性还原糖的检测和观察1、实验原理及化学试剂：斐林试剂与可溶性还原糖（如葡萄糖、果糖、麦芽糖）反应，生成砖红色沉淀。（这种试剂要现配现用。甲液（质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液）与乙液（质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液）等量均匀混合生成蓝色Cu（OH）2，Cu（OH）2与可溶性还原糖发生反应。淀粉、蔗糖等不能与斐林试剂发生颜色反应。2、实验过程：向试管内加入待测组织样液 加入斐林试剂（现配现用） 摇匀 水浴加热 观察颜色反应（浅蓝色 棕色 砖红色沉淀）。（二）脂肪的检测和观察1、实验原理及化学试剂苏丹染液：把脂肪物质染成橘黄色苏丹染液：把脂肪物质染成红色2、实验过程制作花生子叶临时转片（徒手切片，切片要薄，如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰，有的地方模糊） 滴3滴苏丹染液染色 体积分数为50的酒精洗浮色 显微镜观察（先用低倍镜，找到子叶最薄处，并移到视野中央，再换高倍镜，调整细焦螺旋观察，可见已着色的脂肪颗粒）。（三）蛋白质的检测和观察1、实验原理及化学试剂双缩脲试剂：与蛋白质发生作用，产生紫色反应。（在碱性溶液中，Cu2与蛋白质发生反应）双缩脲试剂A液：质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液双缩脲试剂B液：质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液2、实验过程选材（豆浆或鸡蛋蛋白） 取组织样液加入试管中 加入双缩脲试剂A液（摇匀）加入双缩脲试剂B液 摇匀观察，出现紫色。（四）淀粉的检测和观察1、实验原理及化学试剂：淀粉遇碘变蓝。2、实验过程：选用富含淀粉的植物组织（如马铃薯） 将组织样液注入试管 滴加碘液 观察颜色反应。实验三 观察DNA和RNA在细胞中的分布1、实验原理：甲基绿将细胞核中的DNA染成绿色，吡罗红将细胞质中的RNA染成红色，用甲基绿吡罗红混合染色剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布。盐酸的作用：改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。2、实验过程：取口腔上皮细胞制片 盐酸水解 冲洗涂片 染色 观察（先用低倍镜，后用高倍镜）。3、实验结果：真核的DNA主要存在于细胞核中，此外，在线粒体和叶绿体中也有少量的DNA分布。RNA主要存在于细胞质中，少量存在于细胞核中。实验四 用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体1、实验原理高等绿色植物的叶绿体存在于叶片中。叶绿体一般是绿色的椭球或球形，它的形态和分布不需要染色就可以用高倍镜观察。健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色。线粒体的形态和分布可用高倍镜观察。2、实验过程（1）观察叶绿体：制作藓类叶片（或菠菜叶下表皮）临时装片，用显微镜观察叶绿体（低倍显微镜到高倍显微镜），注意观察叶绿体的形态和分布，绘图。（2）观察线粒体：制作人口腔上皮细胞临时装片，用低倍显微镜观察，找到观察的对象后移到视野中央，再高倍显微镜观察，细胞内蓝绿色小颗粒即是线粒体，观察其形态和分布。实验五 通过模拟实验探究膜的透性（一）实验目的与原理生物膜（细胞膜、细胞器膜、核膜）具有选择透过性，即对物质的输入和输出有选择性，可以让水分子自由通过，一些小分子和离子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。玻璃纸（或鸡肠衣、鸡蛋卵壳膜、透析膜）是一种半透膜。扩散：某种物质的分子从浓度高的地方向浓度低的地方移动的过程。（二）材料用具质量分数为15的硫酸铜溶液，质量分数为30的蔗糖溶液，蒸馏水，红墨水；250mL烧杯，长颈漏斗，铁架台，玻璃纸（或鸡肠衣、鸡蛋东卵壳膜、透析膜），棉线。（三）方法步骤1、取两个长颈漏斗，分别在漏斗口处封上一层玻璃纸；2、在A漏斗中注入硫酸铜溶液；B漏斗中注入蔗糖溶液，并加入少许红墨水，使其略呈红色；3、将两个漏斗分别浸入盛有蒸馏水的烧杯中，在两漏斗的液面处做标记；4、静置一段时间后，观察烧杯中蒸馏水颜色的变化及长颈漏斗的液面变化，并将观察结果填入下表。实验步骤装置A装置B实验现象蒸馏水颜色变蓝不变长颈漏斗液面变化下降上升结果分析长颈漏斗中的铜离子和水分子通过玻璃纸进入烧杯内的蒸馏水中。水可以通过玻璃纸向漏斗内扩散，而蔗糖和红墨水的染料分子不能透过玻璃纸。（四）讨论 如果将玻璃纸换成塑料膜，装置A、B中的蒸馏水的颜色将都不发生变化。原因是因为塑料膜不是半透膜。实验六 植物细胞的吸水和失水一、实验原理当细胞液的浓度低于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的收缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离，即发生质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水分就透过原生质层进入液泡中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，即植物细胞发生质壁分离复原。常用的化学试剂：0.3g/mL蔗糖溶液。（试剂浓度越高，发生现象就越明显。但如果试剂浓度过高，则细胞会因为过度失水而死亡，不能发生质壁分离复原。）二、实验过程制作洋葱鳞片叶表皮细胞的临时装片 显微镜观察液泡的大小和原生质层的位置 滴入蔗糖溶液 显微镜观察（观察到质壁分离现象） 滴入清水 显微镜观察（发生质壁分离复原）。实验七 探究影响酶活性的因素一、实验原理淀粉遇碘后，形成紫蓝色络合物。淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麦芽糖和葡萄糖，这两种物质遇碘后，形成紫蓝色的复合物，但是能与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色沉淀。二、实验过程（一）探究温度对淀粉酶活性的影响序号项目试管1试管2试管31注入可溶性淀粉液2 mL2 mL2 mL2置于不同温度的条件下60左右的热水中沸水中冰块中时间5min5min5min3注入淀粉酶溶液1 mL1 mL1 mL4振荡摇匀保持各自的温度5 min5 min5 min5加入碘液1滴1滴 1滴6观察颜色变化不变蓝变蓝变蓝 （二）探究pH对淀粉酶活性的影响顺序项目试管1231注入可溶性淀粉溶液2mL2mL2mL2注入蒸馏水1mL3注入5氢氧化钠溶液1mL4注入5盐酸溶液1mL5注入新鲜的淀粉酶溶液1mL1mL1mL6保温60时间5min5min5min7注入斐林试剂2mL2mL2mL8隔水煮沸1min1min1min9实验现象有砖红色沉淀产生无无三、结论：酶的活性受温度和pH的影响。实验八 探究酵母菌的呼吸方式一、实验原理酵母菌属于真核单细胞生物，在有氧、无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。可用于探究细胞呼吸的不同方式。通过控制有氧呼吸和无氧呼吸，可以探究酵母菌在不同条件下的呼吸产物。CO2可使澄清石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。因此可用这两种溶液来检测酵母菌培养液中的CO2产生情况。橙色的重铬酸钾在酸性条件下与乙醇（酒精）发生化学反应，变成灰绿色，可用来检测乙醇的产生情况。二、实验过程1、酵母菌培养液的配制：目的是保证酵母菌在整个实验过程中正常生活。两份：10g新鲜食用酵母菌240mL质量分数为5的葡萄糖液。2、检测CO2的产生安装好实验装置：如下图 甲 乙甲图用于检测有氧条件下CO2的产生；乙图用于检测无氧条件下CO2的产生。装置甲设置左边第一个锥形瓶的目的是吸收通入空气中的CO2。装置乙的B瓶应封口放置一段时间之后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，这样做的目的是是空气中残余的O2消耗尽。甲、乙装置石灰水都变混浊，装置甲混浊快且程度高。得出结论：酵母菌在有氧条件下产生的CO2比无氧条件下产生的CO2多。3、检测酒精的产生A试管中的酵母菌培养液滤液溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液（混合均匀）：颜色不变。B试管中的酵母菌培养液滤液溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液（混合均匀）：颜色变灰绿色。得出结论：酵母菌在有氧条件下不产生酒精，在无氧条件下产生酒精。实验九 绿叶中色素的提取和分离一、实验原理剪碎叶片并加入二氧化硅研磨，目的是破坏叶表皮、细胞壁、细胞膜、液泡膜，使研磨充分。叶绿体中的色素都能够溶解于有机溶剂如无水乙醇，可以用无水乙醇提取色素。加入碳酸钙可以防止色素被破坏。绿叶中的各种色素都能溶解于层析液中，但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得快，反之则慢。这样，各种色素会随层析液在滤纸上的扩散，因扩散速度不同而分离开。二、实验步骤提取绿色叶片中的色素（研磨绿叶，同时加入二氧化硅、碳酸钙和无水乙醇，过滤得到色素滤液）；制备滤纸条；画滤液细线；利用层析液分离色素；观察实验结果。三、实验成功的关键：叶片要新鲜，颜色要深绿。研磨要迅速、充分。滤液收集后，要及时用棉塞将试管塞紧，以免滤液挥发。滤液细线不仅细、直，而目含有比较多的色素(可以画二三次)。滤纸上的滤液细线不能浸入层析液，否则色素会溶解在层析液中。四、实验结果滤纸条上色素带有四条，分别是(由上到下)橙黄色的胡萝卜素；黄色的叶黄素；蓝绿色的叶绿素a；黄绿色的叶绿素b。胡萝卜素和叶黄素统称为类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光。叶绿素a和叶绿素b通常为叶绿素，主要吸收红光和蓝紫光。说明：四种色素中，含量最多的是叶绿素a，色素带最宽的也是叶绿素a；含量最少(色素带最窄)的是胡萝卜素，扩散速度最快的也是胡萝卜素；扩散速度最慢的是叶绿素b；相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素，最近的是叶绿素a和叶绿素b。实验十 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂一、实验原理在植物体中，有丝分裂常见于根尖、茎尖形成层等分生组织的细胞。根尖分生区细胞的特点是:在形状上呈正方形,在位置上排列紧密,在状态上有的细胞正在分裂。高等植物细胞有丝分裂的过程分为分裂间期和有丝分裂的前期、中期、后期、末期。由于各个细胞的分裂是独立进行的，因此在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞，通过在高倍显微镜下观察各个时期细胞内染色体(or 染色质)的变化变化情况就可以判断该细胞处于有丝分裂过程及哪个时期。细胞核内染色体容易被碱性染料(如龙胆紫溶液)着色。最容易找中期(染色体的着丝点排列在细胞中央赤道板上)；后期染色体移在两极；末期两个新核正在形成；前期染色体分布散乱；间期细胞核大，细胞质浓。二、方法步骤1.洋葱根尖的培养和取材2.制装片(解离漂洗染色制片)装片制作是否成功，关键的步骤是解离。15%的盐酸溶液能溶解细胞壁之间的中层物质(胞间质)，使组织中的细胞相互分开。漂洗的目的是洗去根中多余的解离液染色液的浓度和染色时间必须掌握好。特别是染色不能过深，否则镜下一片紫色，无法观察。制片时，一方面要用镊子把洋葱根尖弄碎，另一方面要压片，这样可以使细胞分散开来。3.观察低倍镜找分生区；高倍镜观察各个时期。三、实验结论在显微镜的一个视野中看到的细胞，多数处于细胞有丝分裂的间期，因为在一个细胞周期中，间期所占的时间占整个细胞周期的90%95%，时间与细胞数目成正比。另外，在一个视野中，往往不容易找全有丝分裂过程中各个时期的细胞，可以慢慢地移动装片，从邻近的分生区细胞中寻找。