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第一單元細胞的物質基礎和結構基礎

專題一細胞的物質基礎

第1章走近細胞

第一節從生物圈到細胞

知識梳理：

1病毒沒有細胞結構，但必須依賴（活細胞）才能生存。

2生命活動離不開細胞，細胞是生物體結構和功能的基本單位，

（如：生物的生長、發育、繁殖、運動、應激性等生命活動都離不開細胞。）

3生命系統的結構層次：

（細胞）、（組織）、（器官）、（系統）、（個體）、（種群）（群落）、（生態系統）、（生

物圈）。

4血液屬于（組織）層次，皮膚屬于（器官）層次。

5植物沒有（系統）層次，單細胞生物既可化做（個體）層次，又可化做（細胞）

層次。

6地球上最基本的生命系統是（細胞）。

7種群：在一定的區域內同種生物個體的總和。例：一個池塘中所有的鯉魚。（一

個池塘的全部魚？）

8群落：在一定的區域內所有生物的總和。例：一個池塘中所有的生物。（不是

所有的魚，包含所有的植物、動物、微生物）

9生態系統：生物群落和它生存的無機環境相互作用而形成的統一整體。

10以細胞代謝為基礎的生物與環境之間的物質和能量的交換；以細胞增殖、分

化為基礎的生長與發育；以細胞內基因的傳遞和變化為基礎的遺傳與變異。

第二節細胞的多樣性和統一性

知識梳理：

一、高倍鏡的使用步驟（尤其要注意第1和第4步）

1在低倍鏡下找到物象，將物象移至（視野中央），

2轉動（轉換器），換上高倍鏡。

3調節（光圈）和（反光鏡），使視野亮度適宜。

4調節（細準焦螺旋），使物象清晰。

二、顯微鏡使用常識

1調亮視野的兩種方法（放大光圈）、（使用凹面鏡）。

2高倍鏡：物象（大），視野（暗），看到細胞數目（少）。

低倍鏡：物象（小），視野（亮），看到的細胞數目（多）。

3物鏡：（有）螺紋，鏡筒越（長），放大倍數越大。

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2

目鏡：（無）螺紋，鏡筒越（短），放大倍數越大。

放大倍數越

大

視野范圍越小視野越暗視野中細胞數目

越少

每個細胞越大

放大倍數越

小

視野范圍越大視野越亮視野中細胞數目

越多

每個細胞越小

4放大倍數=物鏡的放大倍數х目鏡的放大倍數

5一行細胞的數目變化可根據視野范圍與放大倍數成反比

計算方法：個數×放大倍數的比例倒數=最后看到的細胞數

如:在目鏡10×物鏡10×的視野中有一行細胞,數目是20個,在目鏡不換物鏡換

成40×,那么在視野中能看見多少個細胞?20×1/4=5

6圓行視野范圍細胞的數量的變化可根據視野范圍與放大倍數的平方成反比計

算

如:在目鏡為10×物鏡為10×的視野中看見布滿的細胞數為20個,在目鏡不換物

鏡換成20×,那么在視野中我們還能看見多少個細胞?20×(1/2)2=5

三、原核生物與真核生物主要類群：

原核生物：藍藻：（藍球藻念珠藻顫藻發菜）含有（葉綠素）和（藻藍素），

可進行光合作用，屬自養型生物。

細菌：（球菌，桿菌，螺旋菌，乳酸菌）；放線菌：（鏈霉菌）支原體，衣原體，

立克次氏體

真核生物：動物、植物、真菌：（青霉菌，酵母菌，蘑菇）等

四、細胞學說

1創立者：（施萊登，施旺）

2細胞的發現者及命名者：英國科學家羅伯特·虎克

3內容要點：1、細胞是一個有機體，一切動植物都由細胞發育而來，并由細胞

和細胞產物所構成。

2、細胞是一個相對獨立的單位，既有自己的生命，又對與其他細胞共同組成的

整體的生命起作用。

3、新細胞可以從老細胞中產生。

新細胞通過細胞分裂產生。

4揭示問題：揭示了（細胞統一性，和生物體結構的統一性）。

細胞膜

細胞質

核糖體

植物細胞壁

的成分是

纖維素與果膠

原核生物細胞壁是

肽聚糖

細胞結構

DNA

遺傳物質

相同點

無細胞核，

有_擬核，

無染色體，但是有DNA

有細胞核，細胞

核中有染色體

染色體由DNA

和蛋白質構成

細胞核

唯一的細胞器：

核糖體

原核

生物

有多種真核

生物

細胞器

不同點類別

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第2章組成細胞的元素和化合物

第一節細胞中的元素和化合物

知識梳理：

統一性元素種類大體相同

1.生物界與非生物界差異性：元素含量有差異

2、組成細胞的元素

微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu（口訣：鐵猛碰新木桶）

主要元素：C、H、O、N、P、S

含量最高的四種元素：C、H、O、N基本元素：C（干重下含量最高）

質量分數最大的元素：O（鮮重下含量最高）

3組成細胞的化合物

水（含量最高的化合物）

無機化合物無機鹽

脂質

有機化合物蛋白質（干重中含量最高的化合物）

核酸

糖類

4檢測生物組織中糖類、脂肪和蛋白質

（1）還原糖的檢測和觀察

常用材料：蘋果和梨試劑：斐林試劑（甲液：0.1g/ml的NaOH乙液：0.05g/ml

的CuSO4等量混合）

注意事項：①還原糖有葡萄糖，果糖，麥芽糖②甲乙液必須等量混合均勻后再加

入樣液中，現配現用

③必須用水浴加熱

顏色變化：淺藍色棕色磚紅色

（2）脂肪的鑒定

常用材料：花生子葉或向日葵種子

試劑：蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ染液

注意事項：

①切片要薄，如厚薄不均就會導致觀察時有的地方清晰，有的地方模糊。

②酒精的作用是：洗去浮色

③需使用顯微鏡觀察

④使用不同的染色劑染色時間不同

顏色變化：橘黃色或紅色

（3）蛋白質的鑒定

常用材料：雞蛋清，黃豆組織樣液，牛奶

試劑：雙縮脲試劑（A液：0.1g/ml的NaOHB液：0.01g/ml的CuSO

4

先A后B）

注意事項：

①先加A液1ml，再加B液4滴

②鑒定前，留出一部分組織樣液，以便對比

顏色變化：變成紫色

（4）淀粉的檢測和觀察

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4

常用材料：馬鈴薯

試劑：碘液顏色變化：變藍

第二節生命活動的主要承擔者——蛋白質

一氨基酸及其種類

氨基酸是組成蛋白質的基本單位（或單體）。

結構要點：每種氨基酸都至少含有一個氨基（-NH

2

）和一個羧基（-COOH），并且

都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。氨基酸的種類由R基（側鏈基

團）決定。

必需氨基酸：只能從外界環境中直接獲取（賴色/苯丙亮/異亮蘇/甲硫纈）

二蛋白質的結構

氨基酸二肽三肽多肽多肽鏈一條或若干條

多肽鏈盤曲折疊蛋白質

氨基酸分子相互結合的方式：脫水縮合：一個氨基酸分子的氨基和另一個氨基酸

分子的羧基相連接，同時失去一分子的水。

連接兩個氨基酸分子的化學鍵叫做肽鍵

三蛋白質的功能

1.構成細胞和生物體結構的重要物質（肌肉毛發）

2.催化細胞內的生理生化反應(酶）

3.運輸載體（血紅蛋白）

4.傳遞信息，調節機體的生命活動（胰島素）

5.免疫功能（抗體）

四蛋白質分子多樣性的原因

構成蛋白質的氨基酸的種類，數目，排列順序，以及空間結構不同導致蛋白質結

構多樣性。蛋白質結構多樣性導致蛋白質的功能的多樣性。

規律方法R

1、構成生物體的蛋白質的20種氨基酸的結構通式為：NH

2

-C-COOH

根據R基的不同分為不同的氨基酸。H

位氨基酸分子中，至少含有一個－NH2和一個－COOH并且位于同一個C原子上，

由此可以判斷是否屬于構成蛋白質的氨基酸。

2、n個氨基酸脫水縮合形成m條多肽鏈時，共脫去(n－m)個水分子，形成(n－

m)個肽鍵，至少存在m個－NH2和m個－COOH，形成的蛋白質的分子量為n·氨

基酸的平均分子量－18（n－m）

3、氨基酸數=肽鍵數+肽鏈數

4、蛋白質總的分子量=組成蛋白質的氨基酸總分子量-脫水縮合反應脫去的水的

總分子量

第三節遺傳信息的攜帶者——核酸

DNA（脫氧核糖核酸）

一核酸的分類

RNA（核糖核酸）

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DNA與RNA組成成分比較（見附表）

附表

類別DNARNA

基本單位脫氧核糖核苷酸核糖核苷酸

核苷酸

腺嘌呤脫氧核苷酸

鳥嘌呤脫氧核苷酸

胞嘧啶脫氧核苷酸

胸腺嘧啶脫氧核苷酸

腺嘌呤核糖核苷酸

鳥嘌呤核糖核苷酸

胞嘧啶核糖核苷酸

尿嘧啶核糖核苷酸

堿基

腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）

胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）

腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）

胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）

五碳糖脫氧核糖核糖

磷酸磷酸磷酸

二、核酸的結構

基本組成單位—核苷酸核苷酸由一分子五碳糖、一分子磷酸、一分子含氮堿基組

成）

（1）DNA的基本單位脫氧核糖核苷酸

（2）RNA的基本單位核糖核苷酸

核酸中的相關計算：

（1）若是在含有DNA和RNA的生物體中，則堿基種類為5種；核苷酸種類為

8種。

（2）DNA的堿基種類為4種；脫氧核糖核苷酸種類為4種。

（3）RNA的堿基種類為4種；核糖核苷酸種類為4種。

化學元素組成：C、H、O、N、P

三、核酸的功能

核酸是細胞內攜帶遺傳信息的物質，在生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成

中具有極其重要的作用。

四核酸在細胞內的分布

材料：人的口腔上皮細胞（0.9%的NaCl，維持細胞正常的形態）

試劑：甲基綠、吡羅紅混合染色劑注意事項：

8%HCl的作用：?改變細胞膜的通透性，加速染色劑進入細胞，同時使染色體中的

DNA與蛋白質分離，有利于DNA與染色劑結合。

現象：

甲基綠將細胞核中的DNA染成綠色，

磷酸

脫氧核糖

含氮堿基（AGCT）

磷酸

核糖

含氮堿基（AGCU）

A腺嘌呤G鳥嘌呤

C胞嘧啶U尿嘧啶

A腺嘌呤G鳥嘌呤

C胞嘧啶T胸腺嘧啶

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吡羅紅將細胞質中的RNA染成紅色。

DNA是細胞核中的遺傳物質，此外，在線粒體和葉綠體中也有少量的分布。

RNA主要存在于細胞質中，少量存在于細胞核中。

第四節細胞中的糖類和脂質細胞中的糖類——主要的能源物質

糖類的分類，分布及功能：

種類分布功能

單糖

五碳糖

核糖

(C

5

H

10

O

4

)

細胞中都有組成RNA的成分

脫氧核糖(C

5

H

10

O

5

)細胞中都有

組成DNA的成

分

六碳糖

(C

6

H

12

O

6

)

葡萄糖細胞中都有

主要的能源物

質

果糖植物細胞中提供能量

半乳糖動物細胞中提供能量

二糖

(C

12

H

22

O

11

)

麥芽糖發芽的小麥、谷中含量豐富

都能提供能量

蔗糖甘蔗、甜菜中含量豐富

乳糖人和動物的乳汁中含量豐富

多糖

(C

6

H

10

O

5

)

n

淀粉

植物糧食作物的種子、變態根或莖等儲

藏器官中

儲存能量

纖維素植物細胞的細胞壁中支持保護細胞

肝糖原

糖原

肌糖原

動物的肝臟中

儲存能量調節

血糖

動物的肌肉組織中儲存能量

細胞中的脂質脂質的分類

脂肪：儲能，保溫，緩沖減壓

磷脂：構成細胞膜和細胞器膜的主要成分

膽固醇

固醇性激素

維生素D

脂質的分類，分布及功能

1脂肪（C、H、O）存在人和動物體內的皮下，大網膜和腸系膜等部位。動物細胞

中良好的儲能物質與糖類相同質量的脂肪儲存能量是糖類的2倍。

功能：①保溫②減少內部器官之間摩擦③緩沖外界壓力

2磷脂構成細胞膜以及各種細胞器膜重要成分。

分布：人和動物的腦、卵細胞、肝臟、大豆的種子中含量豐富。

3固醇

包括：①膽固醇------構成細胞膜重要成分；參與人體血液中脂質的運輸。

②性激素------促進人和動物生殖器官的發育以及生殖細胞的形成，激發

并維持第二性征

③維生素D------促進人和動物腸道對Ca和P的吸收。

單體和多聚體的概念：生物大分子如蛋白質是由許多氨基酸連接而成的。核酸是

由許多核苷酸連接而成的。氨基酸、核苷酸、單糖分別是蛋白質、核酸和多糖

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的單體，而這些大分子分別是單體的多聚體

生物大分子的形成：C形成4個化學鍵→成千上萬原子形成→碳鏈→

單體→生物大分子

第五節細胞中的無機物

細胞中的水包括

結合水：細胞結構的重要組成成分

自由水：細胞內良好溶劑

運輸養料和廢物

許多生化反應有水的參與

自由水與結合水的關系：

自由水和結合水可相互轉化

細胞含水量與代謝的關系

代謝活動旺盛，細胞內自由水水含量高；代謝活動下降，細胞中結合水水含量高。

細胞中的無機鹽

細胞中大多數無機鹽以離子的形式存在

無機鹽的作用：

1.細胞中許多有機物的重要組成成分2.維持細胞和生物體的生命活動有重要作

用

3.維持細胞的酸堿平衡4.維持細胞的滲透壓

部分無機鹽的作用

缺碘：地方性甲狀腺腫大（大脖子病）、呆小癥

缺鈣：抽搐、軟骨病，兒童缺鈣會得佝僂病，老年人會骨質疏松

缺鐵：缺鐵性貧血

專題二細胞的結構基礎

第3章細胞的基本結構

第一節細胞膜——系統的邊界知識網絡：

1、研究細胞膜的常用材料：人或哺乳動物成熟紅細胞

2、細胞膜主要成分：脂質和蛋白質，還有少量糖類

細胞膜成分特點：脂質中磷脂最豐富，功能越復雜的細胞膜，蛋白質種類和

數量越多

3、細胞膜功能：

①將細胞與環境分隔開，保證細胞內部環境的相對穩定

②控制物質出入細胞

③進行細胞間信息交流

自由水

結合水

代謝活動旺盛

代謝活動下降

（冬眠、曬干、溫度降低）

（發芽、溫度升高）

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一、制備細胞膜的方法（實驗）

原理：滲透作用（將細胞放在清水中，水會進入細胞，細胞漲破，內容物流出，

得到細胞膜）

選材：人或其它哺乳動物成熟紅細胞

原因：因為材料中沒有細胞核和眾多細胞器

提純方法：差速離心法

細節：取材用的是新鮮紅細胞稀釋液（血液加適量生理鹽水）

二、與生活聯系：

細胞癌變過程中，細胞膜成分改變，產生甲胎蛋白（AFP），癌胚抗原（CEA）

三、細胞壁成分

植物：纖維素和果膠

原核生物：肽聚糖

作用：支持和保護

四、細胞膜特性：

結構特性：（1）蛋白質分子有的鑲在在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入

磷脂雙分子層，有的橫跨整個磷脂雙分子層；（2）磷脂雙分子層與大多數蛋白質

分子都可以運動，具有流動性。

舉例：（變形蟲變形運動、白細胞吞噬細菌）

功能特性：選擇透過性

舉例：（腌制糖醋蒜，紅墨水測定種子發芽率，判斷種子胚、胚乳是否成活）

五、細胞膜其它功能：維持細胞內環境穩定、分泌、吸收、識別、免疫

1、19世紀末，歐文頓提出假設：膜由脂質組成；

2、20世紀初，化學分析得出：膜的主要成分是___脂質和蛋白質；

3、1925年，荷蘭科學家得出：脂質分子是_雙層

4、1959年，羅伯特森在電鏡觀察下得出：_蛋白質－脂質－蛋白質的三層結構；

5、1970年，用熒光標記技術證明：膜具有流動性；

6、1972年，桑格和尼克森提出：流動鑲嵌模型。

第二節細胞器——系統內的分工合作

一、細胞器之間分工

（1）雙層膜

葉綠體：存在于綠色植物細胞，光合作用場所

線粒體：有氧呼吸主要場所

（2）單層膜粗面型內質網：膜上附著核糖體，參與蛋白質的合成與加工。

內質網類型

滑面型內質網：脂類合成“車間”

細胞內蛋白質合成和加工，脂質合成的場所

高爾基體：動物細胞對來自內質網的蛋白質進行加工、分類、包裝

植物細胞與植物細胞壁的形成有關（纖維素、果膠的合成場所）

液泡：植物細胞特有，調節細胞內環境，維持細胞形態

溶酶體：分解衰老、損傷細胞器，吞噬并殺死侵入細胞的病毒或病菌

（3）無膜

核糖體：合成蛋白質的主要場所

中心體：與細胞有絲分裂有關

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二、分泌蛋白的合成和運輸

核糖體內質網高爾基體細胞膜

（合成肽鏈）（加工成蛋白質）（進一步加工）（囊泡與細胞膜融合，蛋白質釋放）

三、生物膜系統

1、概念：細胞膜、核膜，各種細胞器的膜共同組成的生物膜系統

2、作用：見課本49頁。

使細胞具有穩定內部環境物質運輸、能量轉換、信息傳遞

為各種酶提供大量附著位點，是許多生化反應的場所

把各種細胞器分隔開，保證生命活動高效、有序進行

1、細胞膜的化學成分是什么？

2、為獲得純凈的細胞膜，應選取什么材料做實驗？理由是什么？

3、欲使細胞破裂，對所選材料進行的處理方法是什么？

4、細胞膜的功能是什么？

5、細胞壁的主要成分是什么？其作用是什么？

6、細胞膜的兩個特性？

7、細胞器中具有雙層膜結構的是什么？不具膜結構的是什么？

8、被稱為“消化車間”的是哪種細胞器？

9、植物葉肉細胞里，都具有色素的一組細胞器是什么？

10、蛔蟲的細胞內肯定沒有哪種細胞器？這種細胞器的功能是什么？

11、動物細胞特有的細胞器是什么？功能是什么？

12、線粒體與葉綠體如何將能量轉換的？

13、在動物細胞內，DNA分布在細胞的什么結構中？

14、與分泌蛋白合成和運輸有關的細胞器是什么？分別有什么功能？

15使活細胞中的線粒體呈什么顏色

16、細胞核有什么功能？

17、核孔、核仁有什么功能？

18、染色質的主要成分是什么？

19、染色質與染色體的關系是什么？

20、哪些細胞沒有細胞核？