高中生物必修1 第3章 知识点总结.docx
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高中生物必修1第3章知识点总结
必修1第三章细胞的基本结构
第一节细胞膜—系统的边界
细胞作为一基本的生命系统,它的边界就是细胞膜。
一、细胞膜的成分
细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,此外还有少量的糖类。
成分
含量
在细胞膜中的作用
备注
脂质
磷脂
约50%
1、磷脂最丰富。
2、磷脂是构成细胞膜的基本支架。
1、各种膜所含的蛋白质与脂质的比例同膜的功能有关。
2、功能越复杂的细胞膜,其蛋白质的种类和数量越多。
胆固醇(动物)
蛋白质
约40%
载体蛋白、受体蛋白等在物质运输、信息交流中具有重要作用。
糖类
约2%--10%
与细胞膜上部分蛋白质和脂质结合形成糖蛋白、糖脂,与细胞识别等作用有关。
1、特点
①细胞膜的流动性和选择透过性的关系:
◆区别:
流动性是膜的结构特点,选择透过性是膜的功能特性。
◆联系:
流动性是选择透过性的基础,只有膜具有流动性,才能表现出选择透过性。
②动物细胞的细胞膜中还有胆固醇。
③癌细胞与正常细胞相比,细胞膜的成分发生改变,产生了甲胎蛋白(AFP)和癌胚抗原(CEA)等物质。
二、细胞膜的功能
1、将细胞与外界环境分隔开—为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境。
①对于原始生命,膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段,它将生命物质与外界环境分隔开,产生原始的细胞,成为相对独立的系统。
②对于原生生物,如草履虫,它属于单细胞生物,与外界环境的分界面也是细胞膜,由于细胞膜的作用,将细胞与外界环境分隔开。
③细胞膜受到损伤后能迅速修复,其外形也可改变。
如变形虫、白细胞等。
2、控制物质进出细胞
细胞膜对进出细胞的物质进行严格的“检查”:
①细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞;
②细胞不需要,或对细胞有害的物质不容易进入细胞;
③抗体、激素等物质在细胞内合成后可分泌到细胞外,细胞产生的废物也可排到细胞外;
④细胞内的酶、DNA等则不会流失到细胞外。
⑤细胞膜的控制作用是相对的:
环境中一些对细胞有害的物质有可能进入;有些病毒、病菌也有可能进入细胞,使生物体患病。
⑥物质进出细胞的方式
⏹薄膜运输:
离子、小分子
⏹吞吐作用:
胞吞/胞吐:
大分子、颗粒
⏹通道蛋白:
3、进行细胞间的信息交流
多细胞生物体内,各个细胞都不是孤立存在的。
多细胞生物体是一个繁忙而有序的细胞社会,如果没有信息交流,生物体不可能作为一个整体完成生命活动。
细胞间的信息交流,大多与细胞膜的结构和功能有关。
细胞间信息交流主要有三种方式:
①通过体液的作用来完成的间接交流
细胞分泌的化学物质(如激素)随血液到达全身各处,与靶细胞的细胞膜表面的受体结合,将信息传递给靶细胞。
②相邻细胞的细胞膜相接触,信息从一个细胞传递给另一个细胞。
如:
精子和卵细胞之间的识别和结合。
③相邻两个细胞之间形成通道,携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。
如:
高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,也有信息交流的作用。
4、实验:
体验制备细胞膜的方法
①哺乳动物成熟红细胞作为实验材料的优点
⏹没有细胞壁,省去了去除细胞壁的麻烦,而且无细胞壁的支持和保护作用,细胞易吸水涨破。
⏹没有细胞核和众多具有膜的细胞器,易用离心分离法得到纯净的细胞膜。
⏹红细胞数量多,材料易得。
②实验原理
细胞内的物质具有一定的浓度,把细胞放入清水中,细胞由于吸水而涨破,除去细胞内的其他物质,就得到细胞膜。
③实验步骤
◆选材:
猪(或牛、羊、人)的新鲜的红细胞的稀释液。
◆制作装片:
用滴管取一滴红细胞稀释液滴在载玻片上,盖上载玻片。
◆观察:
用显微镜观察红细胞形态(从低倍→到高倍)。
◆滴清水:
在载玻片的一侧滴,在另一侧用吸水纸吸引(引流法)。
◆观察:
持续观察细胞的变化。
◆结果:
凹陷消失,体积增大,细胞破裂,内容物流出,获得细胞膜。
④注意事项
●获得红细胞后先先用适量的生理盐水稀释,目的:
一使红细胞分散开,不易凝集成块。
二是红细胞暂时维持原有的形态。
●滴蒸馏水应缓慢,边滴边吸,同时观察,保持载物台的水平。
●如果此实验是在试管中进行,红细胞破裂后,还必须经过离心、过滤才能成功得到较纯净的细胞膜。
第二节细胞器—细胞内的分工合作
细胞在生命活动中发生着物质和能量的复杂变化,细胞内部象一个繁忙的工厂,在细胞质中有许多忙碌的“车间”,如线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体等,他们统称为“细胞器”。
一、细胞器之间的分工
名称
分布
形态
功能
结构
线粒体
动植物细胞
短棒状、
圆球状、
线形、
哑铃形
1、“有氧呼吸”的主要场所
2、细胞的“动力车间”
3、提供细胞生命活动能量95%
双层膜、嵴、基质
叶绿体
绿色植物细胞
扁平椭球形、
球形
1、进行光合作用的细胞器
2、植物细胞的“养料制造车间”
3、植物细胞的“能量转换站”
双层膜、基粒、基质
内质网
动植物细胞
网状
1、“蛋白质合成和加工”
2、及“脂质合成”的车间
单层膜
高尔基体
动植物细胞
囊状
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
核糖体
动植物细胞
椭球形
有的附着在内质网上,有的游离分布在细胞质中,是“生产蛋白质的机器”
无膜
原核细胞唯一的细胞器
溶酶体
动植物细胞
囊状
1、是“消化车间”,含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器。
2、吞噬并杀死入侵的病毒或病菌;
3、溶酶提分解的产物,对细胞有利的物质可以再吸收,废物排出细胞外。
单层膜
液泡
主要存在于植物细胞
泡状
1、内有细胞液,含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质,可以调节植物细胞内部的环境;
2、充盈的液泡可以使植物细胞保持坚挺。
单层膜
中心体
动物和低等植物的细胞
两个中心粒互相垂直
与细胞的有丝分裂有关。
无膜
1、细胞质基质
在细胞质中,除了细胞器外,还有呈胶质状态的细胞质基质,由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶组成,在细胞质中也进行多种化学反应。
2、细胞骨架
真核细胞中有维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的细胞骨架。
细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。
3、用高倍望远镜观察叶绿体和线粒体
①实验原理
●叶肉中的叶绿体,散布于细胞质中,叶绿体一般是绿色、扁平椭球形、球形,可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。
●线粒体普遍存在于动物细胞和植物细胞中,有短棒状、圆球状、线形、哑铃形,健那绿染液是将活细胞中线粒体染色的专一性染剂,可以使活细胞中的线粒体呈蓝绿色,而细胞质接近无色。
线粒体可在健那绿染液中维持活性几小时,可在高倍显微镜下观察到生活状态的线粒体的形态和分布。
②选材:
新县的藓类的叶(或菠菜叶、黑藻叶等)
③叶绿体的观察
◆制片:
在洁净的载玻片中间滴一滴清水,用镊子取一片藓类的小叶或菠菜叶稍带些叶肉的下表皮,放入水滴中,盖上盖玻片。
◆低倍镜观察:
在低倍镜下找到叶肉细胞,然后换用高倍镜。
◆高倍镜观察:
调清晰物像,仔细观察叶片细胞内叶绿体的形态和分布情况。
④线粒体的观察
◆制片:
在洁净的载玻片中间滴一滴健那绿染液,用消毒牙签从自己漱净的口腔内侧壁轻刮下碎屑,在染液中涂抹几下后,盖上盖玻片。
◆低倍镜观察:
找到口腔上皮细胞后换用高倍镜。
◆高倍镜观察:
线粒体蓝绿色,细胞质近无色。
⑤注意事项
●选取菠菜做材料时,应选带少许叶肉细胞的小表皮,因为接近下表皮的叶肉细胞是海绵组织,细胞排列疏松、分散,易撕取,便于观察。
●观察线粒体不选取植物细胞的原因是健那绿染色的线粒体的颜色与叶绿体颜色接近,会掩盖并影响对线粒体的观察。
●临时装片应保存有水状态,以免影响细胞活性。
●取口腔上皮细胞时应先漱口,防止杂质对观察物像的影响。
二、细胞器之间的协调配合
1、胞内蛋白和分泌蛋白
①胞内蛋白:
由细胞质基质中游离的核糖体合成,在细胞内发挥作用的一类蛋白质,如血红蛋白、与有氧呼吸有关的酶、转氨酶等。
②分泌蛋白:
由细胞内附着在内质网上的核糖体合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质,如消化酶、抗体、部分激素等。
2、分泌蛋白的合成和运输
细胞内有多条“生产线”,每一条生产线都需要若干细胞器的相互配合。
分泌蛋白的合成和运输就是一例。
①分泌蛋白最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链,肽链进入内质网进行加工,形成有一定空间结构的蛋白质。
②内质网可以“出芽”,也就是鼓出由膜形成的囊泡,包裹着要运输的蛋白质,离开内质网,到达高尔基体。
③与高尔基体膜融合,囊泡膜成为高尔基体膜的一部分。
④高尔基体还能对蛋白质做进一步的修饰加工,然后形成包裹着蛋白质的囊泡。
⑤囊泡移动到细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。
⑥在分泌蛋白的合成、加工和运输过程中,需要消耗能量,这些能量的供给来自线粒体。
⑦在细胞内,许多由膜构成的囊泡在细胞中穿梭往来,繁忙地运输着货物,而高尔基体在其中起着重要的交通枢纽作用。
3、在活的细胞中,高尔基体膜、内质网膜、细胞膜之间是可以相互转化的
细胞的生物膜在结构上具有一定的连续性:
三、细胞的生物膜系统
1、生物膜系统的组成
在细胞中,许多细胞器都有膜,如内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等,这些细胞器膜和细胞膜、核膜(有核孔)等结构,共同构成细胞的生物膜系统。
这些生物膜的组成成分和结构很相似,在结构和功能上紧密联系,进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。
无膜:
核糖体、中心体
单层膜:
内质网、高尔基体、溶酶体、液泡、细胞膜
双层膜:
线粒体、叶绿体、核膜
2、在结构上的联系
①各种生物膜在结构上大致相同,都是由磷脂双分子层构成基本支架,蛋白质分子分布其中,具有一定的流动性。
②在结构上具有一定的连续性
3、生物膜系统的作用
生物膜系统在细胞的生命活动中作用极为重要:
①细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部结构,同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传输的过程中起着决定性的作用。
②许多重要的化学反应都在生物膜上进行,这些化学反应需要酶的参与,广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点。
③细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开,如同一个个小的区室,这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应,而不会互相干扰,保证了细胞生命活动高效、有序地进行。
4、区分生物膜与生物膜系统
①生物膜是指细胞内的化学组成相似、基本结构大致相同的膜的统称,包括细胞膜、核膜以及细胞器的膜,与生物膜系统不同。
②生物膜系统根据其所在的细胞中的位置,可以分为两类
质膜:
指包在细胞外的细胞膜。
内膜系统:
指真核细胞中,在结构、功能或发生上相关的、由膜围绕而成的细胞器或细胞结构。
如:
如核膜、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等。
5、研究生物膜系统的意义
①理论上:
阐明细胞生命活动的规律。
如:
蛋白质、糖类和脂质的人工合成和运输。
②工业上:
人工模拟生物膜功能。
如:
海水淡化、污水处理。
③农业上:
改善作物品质。
如:
抗寒、抗旱、抗盐机理的研究。
④医学上:
人工膜代替病变器官。
如:
人工肾中的“血液透析膜”。
四、重点与难点
1、细胞器的归纳比较
①从分布上分析:
⏹植物细胞特有:
叶绿体、液泡
⏹动物和低等植物特有:
中心体
⏹动物和植物细胞都有:
线粒体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体
⏹原核细胞和真核细胞都有:
核糖体
②从成分上分析:
●含DNA:
线粒体、叶绿体
●含RNA:
线粒体、叶绿体、核糖体
●含色素:
叶绿体、液泡
③从功能上分析:
●与主动运输有关的:
线粒体—供能;
核糖体—合成载体蛋白
●参与细胞有丝分裂的:
核糖体—间期合成蛋白质
中心体—动物(低等植物)细胞分裂前期发出星射线形成纺锤体
高尔基体—植物细胞分裂末期与细胞壁形成有关
线粒体—供能
●生理活动中发生碱基互补配对现象的:
线粒体和叶绿体(DNA复制和表达)
核糖体(翻译)
●在代谢过程中能产生水的:
线粒体—有氧呼吸第三阶段
叶绿体—光合作用的暗反应
核糖体—氨基酸脱水缩合
高尔基体—细胞壁的形成过程
2、细胞器与细胞的功能相适应
①线粒体在代谢旺盛的需能部位数量多。
②叶绿体在植物叶的向光一侧分布较集中。
③在分泌功能强的腺体细胞中高尔基体的数量比一般细胞中多。
④蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体的数量多。
⑤高尔基体在植物细胞中与细胞壁的合成有关;
而在动物细胞中则与细胞分泌物的形成有关,如:
分泌蛋白
第三节细胞核--细胞的控制中心
除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物的红细胞等极少数细胞外,真核细胞都有细胞核。
一、细胞核的作用
1、细胞核具有什么功能?
实验内容
实验方法
实验结果
得出结论
两种梅西螈细胞核移植
将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核,移植到白色美西螈的去核卵细胞中
发育成的美西螈都是黑色
美西螈皮肤颜色遗传是由细胞核控制的。
横縊蝾螈受精卵
用头发横縊蝾螈受精卵,一半有核,一半无核
有核的一半能分裂、分化,无核的一半则不能
蝾螈细胞的分裂和分化是由细胞核控制的。
将变形虫切成两半
切成一半有核,一半无核
有核部分能生长、分裂、再生,具有应激性。
无核部分只能消化食物。
变形虫的生长、分裂、再生、应激性是由细胞核控制的。
伞藻嫁接与核移植
将两种伞藻的冒、柄、假根分开后,相互嫁接与核移植。
“冒”的形状与具有细胞核的假根部分一致
伞藻“冒”的形状是由细胞核控制的
2、细胞核是遗传物质(DNA)储存和复制的场所,控制着细胞的代谢和遗传。
因此细胞核控制着细胞的生活、决定着细胞的性状,是细胞中最重要的部分。
有人把细胞核比喻为“细胞的大脑”,是细胞的“控制中心”。
3、凡是无核的细胞,既不能生长也不能分裂,如人成熟的红细胞。
人工去核的细胞,一般不能存活太久。
二、细胞核的结构
组成
结构
功能
核膜
双层膜,外膜上附着许多核糖体,常与内质网相连;
核膜不是完全连续的,其上有核孔;
核膜是生物膜,主要由磷脂和蛋白质组成。
起屏障作用把核内物质与细胞质分开;
控制离子和小分子物质进出细胞核
染色质
细胞核中能被碱性染料染成深色的物质,主要由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的载体
核仁
与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关
蛋白质合成旺盛的细胞中,核仁较大
核液
细胞核中的液体部分,含有蛋白质和酶等,是细胞核完成各种生理功能的有利的内部环境
核孔
实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
是大分子物质进出细胞核的通道。
代谢旺盛的细胞中,核孔数量较多
注:
在细胞的周期中,核膜/核仁有周期性的解体消失和重建的过程。
1、染色质与染色体的关系:
染色质
染色体
同种物质
成分相同
主要是DNA和蛋白质
特性相同
易被碱性染料染成深色
功能相同
遗传物质的主要载体
出现时期
分裂间期
分裂期
两种形态
细长的丝
光镜下能看到呈圆柱状或杆状结构
2、染色质、染色体及DNA的关系
三、重点难点—细胞是一个有序的统一整体
细胞作为基本的生命系统,其结构复杂而精巧,各组成之间分工合作成为一个整体,使生命活动能够在变化的环境中自我调控、高度有序地进行。
从结构上看
1、细胞核与细胞质可以通过核孔相互沟通;
2、细胞器和细胞膜、核膜等结构相互连接构成细胞完整的“生物膜系统”;
从功能上看
细胞各部分结构和功能虽不相同。
但它们是相互联系、分工合作、协调一致地共同完成各项生命活动。
从调控上看
1、细胞核是遗传物质储存和复制的场所,是细胞遗传和代谢的控制中心。
2、细胞的整个生命活动主要是由DNA调控和决定的,整个细胞形成了一个高度有序的调控系统。
从与外界环境关系上看
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交换和能量转换,而与外界环境直接接触的细胞都要与外界环境进行物质交换和能量转换,因此细胞与外界环境之间形成了一个统一整体。
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。
3、细胞核和细胞质是相互依存、不可分割的关系,说明细胞只有保持结构的完整性,才能正常地完成各项生命活动。
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