生物必修一

第1章走近细胞¶

1.1 细胞是生命活动的基本单位¶

细胞学说的建立者：施莱登和施旺。
细胞学说的内容：
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。
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生命起作用。
新细胞是由老细胞分裂产生的。
比利时的维萨解释了人体在器官水平的结构；法国的比夏指出器官由组织构成。
英国科学家罗伯特·胡克观察木栓组织（死细胞）发现了许多小室，并将其命名为细胞。
荷兰磨镜师列文虎克观察到了细菌、红细胞、精子（活细胞）等。
意大利的马尔比基广泛地观察了动植物的细微结构，如细胞壁和细胞质。
德国的魏尔肖总结出细胞通过分裂产生新细胞。
细胞学说解释了动物和植物的统一性，从而阐明了生物界的统一性。
细胞学说的诞生标志着生物学的研究由器官、组织水平进入细胞水平，并为后来进入分子水平打下基础。
完全归纳法：研究所有对象以得出结论；不完全归纳法：研究部分对象以此推导出结论。
细胞是最基本的生命系统，细胞是生命活动的基本单位，生命活动离不开细胞。
细胞既可以独立完成生命活动，又可以由一系列不同的细胞合作共同完成比较复杂的生命活动（反射）。
生命系统：细胞—组织—器官—系统（植物没有）—个体—种群—群落—生态系统。
种群：在一定的空间范围内，同种生物的所有个体形成一个整体。
群落：不同种群相互作用形成的更大的整体。
生态系统：群落与无机环境相互作用形成的更大的整体。
生物圈：最大的生命系统。包含地球上所有的生物及其赖以生存的无机环境。组成：岩石圈的顶部，水圈的大部，大气圈的底部。

1.2 细胞的多样性和统一性¶

使用高倍镜观察细胞时，在低倍镜下看清楚后，把要观察的目标移到视野中央，转动转换器，换成高倍镜，调整遮光器和反光镜，使视野重新明亮，然后调整细准焦螺旋，使物像变清晰。
真核细胞与原核细胞的区别：前者具有以核膜为界限的细胞核，而后者没有成型细胞核。
原核生物主要是分布广泛的各种细菌，细菌中多数种类是营腐生或寄生生活的异养生物，而蓝细菌是含有藻蓝素和叶绿素的自养生物。
几种蓝细菌：色球蓝细菌、颤蓝细菌、念珠蓝细菌、发菜。
细菌的细胞都有细胞壁、细胞膜、细胞质，都没有由核膜包被的细胞核。
细菌的细胞没有染色体，但是有环状的DNA分子位于细胞中特定区域，这个区域叫拟核。
原核细胞和真核细胞的统一性：都有相似的细胞膜和细胞质，它都以DNA作为遗传物质。
常见的原核生物：细（细菌）、线（放线菌）、支（支原体）、蓝（蓝细菌）、衣（衣原体）。
水华和赤潮：水体中氮磷元素含量过高，导致水体富营养化，蓝绿藻大量繁殖。

第2章组成细胞的分子¶

2.1 细胞中的元素和化合物¶

组成细胞的元素在无机自然界都能找到，说明了细胞和无机自然界的统一性。细胞中的物质归根结底是从无机自然界中获取的。
细胞中各种元素的相对含量与无机自然界大不相同，说明了细胞与无机自然界的差异性。
细胞中的基本元素：C、H、O、N（与组成细胞的化合物有关）。
细胞中的大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。
细胞中的微量元素：Fe、Mg、B、Zn、Mo、Cu等（铁锰碰新木桶）。
细胞中含量最多的化合物是H2O，干重含量最多的有机化合物是蛋白质。
有机物的检测
1. 还原糖的检测
2. 试剂：斐林试剂（甲液：0.1g/mL的NaOH溶液；乙液：0.05g/mL的CuSO4溶液）。
3. 操作：等量混合，现配现用，水浴加热（60～65摄氏度，2min）。
4. 现象：若样液中含有还原糖，加热后的溶液呈现砖红色。
5. 脂肪的检测
6. 试剂：苏丹III染液。
7. 操作：切薄片，染3分钟，50%酒精洗去浮色，显微镜下查看。
8. 现象：细胞中的脂肪颗粒被苏丹III染液染成橘黄色。
9. 蛋白质的检测
10. 试剂：双缩脲试剂（A液：0.1g/mL的NaOH溶液；B液：0.01g/mL的CuSO4溶液）。
11. 操作：先加碱，后滴盐。
12. 现象：若样液中含有蛋白质，摇匀后的试剂呈现紫色。

2.2 细胞中的无机物¶

水的两种存在形式：自由水和结合水。
细胞中自由水的作用：①是细胞内的良好溶剂②参与生化反应③提供液体环境④运输废物到体外
自由水多，细胞代谢旺盛，抗逆性差；结合水多，细胞代谢缓慢，抗逆性强。
细胞中的无机大多以离子形式存在。
无机盐的作用
1. 参与构成细胞：例如\(Fe\)（构成血红素）、\(P\)（构成细胞膜和细胞核）等元素。
2. 维持细胞正常生命活动：例如\(Na^+\)缺乏会引起肌肉酸痛、无力，动物缺乏\(Ca^{2+}\)会抽搐。
3. 维持细胞酸碱平衡和渗透压。
证明某无机盐是植物生长发育所必须的无机盐：
1. 将植物分别培养在完全培养液和缺对应无机盐培养液中，观察生长情况（对照实验）
2. 在缺对应无机盐培养液中加入对应的无机盐，观察生长情况（自身前后对照）

2.3 细胞中的糖类和脂质¶

糖类是主要的能源物质。
糖类的分类和举例
1. 单糖：
2. 定义：不能被水解的糖。
3. 举例：葡萄糖（\(C_6H_{12}O_6\)）、果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等。
4. 葡萄糖是生命活动需要的主要能源物质。
5. 二糖（\(C_{12}H_{22}O_{11}\)）
6. 定义：两分子单糖脱水缩合形成的糖类。一般要水解成单糖才能被细胞吸收。
7. 举例：蔗糖（糖料作物）、麦芽糖（发芽的小麦等谷粒）、乳糖（人和动物的乳汁）。
8. 多糖 [\((C_6H_{10}O_5)_n\)]
9. 生物体中的糖类绝大多数以多糖的形式存在。
10. 举例：淀粉（植物体内的储能物质）、糖原（动物合成的多糖，主要在肝脏和肌肉中，其中肝糖原可以分解成葡萄糖）、纤维素（植物细胞壁、茎杆中纤维分布，不溶于水，草食动物消化纤维素需要微生物帮助）、几丁质（壳多糖，分布在甲壳类动物和昆虫的外骨骼、真菌的细胞壁当中）
不供能的糖类：纤维素、脱氧核糖和核糖。
植物特有的糖类：淀粉、纤维素、麦芽糖、蔗糖、果糖。
脂质分子中氧的含量远远低于糖类，而氢的含量更高。所以等质量的脂质分解相比糖类需要更多氧气参与，产生更多能量。
常见的脂溶性有机溶剂：丙酮、乙醚、氯仿等。
脂肪是最常见的脂质。脂肪是由三分子脂肪酸和一分子甘油发生反应形成的酯，即三酰甘油（甘油三酯）。
植物脂肪中多见不饱和脂肪酸，常温呈液态。动物脂肪中多见饱和脂肪酸，常温呈固态。
脂肪是细胞内良好的储能物质。脂肪不能直接供能。
脂肪是很好的绝热体，可以有保温作用。脂肪还有缓冲、减压作用。
磷脂由\(C\)、\(H\)、\(O\)、\(N\)、\(P\)组成。
磷脂的作用：参与构成细胞膜和多种细胞器膜。
固醇包括胆固醇、性激素和维生素D等。
胆固醇的作用：参与构成细胞膜，参与血液中脂质的运输。
性激素的作用：促进人和动物生殖器官发育及生殖细胞的形成。
维生素D：促进人和动物肠道对钙、磷的吸收。
糖类和脂质的相互转化：糖类在体内可以转化成脂肪。糖类可以大量转化为脂肪，但脂肪不能大量转化为糖类。

2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者¶

蛋白质是细胞的基本组成成分。
氨基酸是组成蛋白质的基本单位。
人体中组成蛋白质的氨基酸有21种，
氨基酸的结构：一个中心\(C\)原子四周分别连接\(H\)原子、一个氨基（\(-NH_2\)）、一个羧基（\(-COOH\)）、一个侧链基团（R基）。
氨基酸的种类由R基(侧链基团)决定。
氨基酸分子相互结合的方式：脱水缩合——一个氨基酸分子的氨基和另一个氨基酸分子的羧基相连接，同时失去一分子的水。连接两个氨基酸分子的化学键叫做肽键
蛋白质的功能：
1. 构成细胞和生物体结构的重要物质(肌肉毛发)
2. 催化细胞内的生理生化反应)
3. 运输载体(血红蛋白)
4. 传递信息，调节机体的生命活动(胰岛素)
5. 免疫功能( 抗体)
蛋白质分子多样性的原因：构成蛋白质的氨基酸的种类，数目，排列顺序，以及空间结构不同导致蛋白质结构多样性。蛋白质结构多样性导致蛋白质的功能的多样性。
构成生物体的蛋白质的20种氨基酸的结构通式为：

\[ \begin{array}{c} R \\ \big| \\ \ \ \ \ H_2N-C-COOH \\ \big| \\ H \end{array} \]

\(n\)个氨基酸脱水缩合形成\(m\)条多肽链时，共脱去\((n-m)\)个水分子，形成\((n-m)\)个肽键，至少存在\(m\)个\(-NH_2\)和\(m\)个\(-COOH\)，形成的蛋白质的分子量为\(n\).
氨基酸数=肽键数+肽链数
蛋白质总的分子量=组成蛋白质的氨基酸总分子量-脱水缩合反应脱去的水的总分子量，即\(蛋白质分子量=氨基酸总分子量-18(n-m)\)

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第1章 走近细胞¶

1.1 细胞是生命活动的基本单位¶

1.2 细胞的多样性和统一性¶

第2章 组成细胞的分子¶

2.1 细胞中的元素和化合物¶

2.2 细胞中的无机物¶

2.3 细胞中的糖类和脂质¶

2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者¶

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第2章组成细胞的分子¶