高中生物知识框架·必修第一册(人教版 2019 版)
按六章逐节梳理细胞的分子组成、基本结构、物质运输、能量代谢与生命历程,收录概念一百八十条、常见错法一百二十一条,配三十一张示意图与二十八张对照表,十二个探究·实践逐项标注变量与试剂,整册可打印。
资料说明
本页依据人民教育出版社《生物学》必修第一册《分子与细胞》(2019 年审定)的章节编排,共六章、十九节,另有十一个探究·实践活动。⚠️ 与 2004 年审定的旧版(必修 1)相比,本册的主要变化是:第 1 章由「走近细胞」重新组织,把「细胞学说」并入第 1 节;第 2 章的元素与化合物一节前移并新增检测实验;第 5 章把「酶」的两段(作用和本质、特性)合并为一节;细胞的癌变移出本册。若与手中课本不一致,以课本为准。
5 条主线
生物学并非一册一册互不相干的知识点。课程标准将初中至高中的全部内容归入若干条主线, 每一册各沿其中数条推进一段。先明确主线,再对照本册的推进范围。
课程标准
本册 6 章分属其中 2 条
细胞的生存需要能量和营养物质,并通过分裂实现增殖4 章
- 第2章组成细胞的分子
- 第4章细胞的物质输入和输出
- 第5章细胞的能量供应和利用
- 第6章细胞的生命历程
第 2、4、5、6 章合起来是这条线:组成细胞的物质从哪来(第 2 章)、怎样进出细胞(第 4 章)、能量怎样转换(第 5 章)、细胞怎样增殖与走向衰亡(第 6 章)。本册篇幅最重的一条。
细胞要吃、要呼吸、要造能量,还要能分裂出新的细胞。
细胞是生物体结构与生命活动的基本单位2 章
- 第1章走近细胞
- 第3章细胞的基本结构
第 1、3 章直接展开这条线:先确立「细胞是最基本的生命系统」,再逐一认识细胞膜、细胞器与细胞核,说明每一项功能都由一处具体的结构承担。第 2 章的分子组成是它向内的一层。
一切生命活动都在细胞里发生,或者由细胞完成。
其余 3 条本册未单独成章
遗传信息控制生物性状,并代代相传
本册只开其端:第 2 章第 5 节确立「核酸是遗传信息的携带者」,第 3 章第 3 节指出细胞核是遗传信息库与代谢的控制中心,第 6 章讲有丝分裂时给出染色体的行为。规律本身不在本册。 遗传信息存在核酸里,由它决定生物长成什么样。
生物的多样性和适应性是进化的结果
本册在第 1 章第 2 节用它:细胞既有多样性(形态、大小、种类各异)又有统一性(都有细胞膜、细胞质、遗传物质),统一性正是有共同祖先的证据。 生物之间既千差万别,又处处相同 —— 两件事都要解释。
生命个体通过调节机制保持稳态
本册不展开,但第 4 章的细胞膜控制物质进出、第 5 章的酶活性受温度与 pH 影响,都是这条线在细胞层面的雏形。 结构与功能相适应,各部分协调统一,并靠调节维持稳定。
第1章 走近细胞 全册的入口,两节加一个实验。第 1 节回答「为什么研究生命要从细胞入手」,第 2 节回答「细胞之间差别这么大,凭什么说它们是一类东西」。
第1节 细胞是生命活动的基本单位 生命系统的结构层次:细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统、生物圈。植物没有「系统」这一层。 最基本的层次:细胞。它是能独立完成生命活动的最小结构层次,也是所有更高层次的基础。 病毒的位置:没有细胞结构,不属于生命系统的任何一个层次,必须寄生在活细胞中才能增殖。 种群与群落:同一区域同种生物的全部个体是种群;所有种群的集合是群落。差别在「一种」还是「所有种」。 细胞学说:施莱登与施旺提出:一切动植物都由细胞构成,细胞是生物体结构和功能的基本单位。 魏尔肖的补充:「细胞通过分裂产生新细胞」。这一条把细胞学说从静态的描述推进为对来源的解释。
第2节 细胞的多样性和统一性 原核细胞:没有以核膜为界限的细胞核,也没有各种细胞器(核糖体除外)。细菌、蓝细菌属于此类。 真核细胞:有核膜包被的细胞核,有多种细胞器。动物、植物、真菌都由真核细胞构成。 判据只有一条:有没有以核膜为界限的细胞核。细胞壁、细胞大小、单细胞还是多细胞都不是判据。 共有的四样:细胞膜、细胞质、核糖体、DNA。原核与真核都有,这是统一性最直接的证据。 蓝细菌:原核生物,含叶绿素和藻蓝素,能进行光合作用,但没有叶绿体。 细胞的多样性:形态、大小、种类各异,与它们承担的功能相适应 —— 神经细胞的长突起、红细胞的双凹圆饼形。
探究 使用高倍显微镜观察几种细胞 操作顺序:先在低倍镜下找到物像并移到视野中央,再转动转换器换高倍镜,最后用细准焦螺旋调清晰。 为什么先移到中央:高倍镜的视野范围小。不先移到中央,换镜后目标就落到视野外了。 高倍镜下只用细准焦螺旋:高倍物镜距玻片很近,转动粗准焦螺旋容易压碎玻片。 视野变暗的处理:换高倍后视野必然变暗,应改用大光圈或凹面反光镜补光,而不是重新对光。
第2章 组成细胞的分子 把细胞拆到分子这一层。五节按「元素→无机物→有机物」排,有机物里又按糖类脂质、蛋白质、核酸各占一节 —— 后两节的分量最重,整册和下一册都要用。
第1节 细胞中的元素和化合物 大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg。含量占生物体总重量万分之一以上的元素。 微量元素:Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 等。含量极少但不可缺少,缺了同样引起明显病症。 最基本元素:C。碳链是构成有机物的骨架,这是「最基本」的含义,与含量多少无关。 含量最多的元素:鲜重看 O 最多,干重看 C 最多。两个问法答案不同,题干里的「鲜重/干重」是关键词。 化合物的组成:水最多(占鲜重 85%~90%),其次是蛋白质。干重中蛋白质最多。 统一性与差异性:组成生物体的元素在无机自然界中都能找到(统一性),但含量相差很大(差异性)。
探究 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 还原糖的检测:斐林试剂,甲乙液等量混合后立即使用,水浴加热约 50~65 ℃,出现砖红色沉淀。 脂肪的检测:苏丹Ⅲ染液染成橘黄色(苏丹Ⅳ染成红色),需用显微镜观察,用体积分数 50% 的酒精洗去浮色。 蛋白质的检测:双缩脲试剂,先加 A 液摇匀,再加 B 液 4 滴,不加热,出现紫色。 材料的选择:还原糖实验要选白色或近白色的材料(苹果、梨),有色材料会掩盖砖红色。 为什么不用甘蔗:蔗糖是非还原糖,不与斐林试剂反应。常见的还原糖是葡萄糖、果糖和麦芽糖。 两种试剂的关系:成分相同(都含 CuSO₄ 与 NaOH),但浓度与用法不同,且斐林试剂需加热、双缩脲不需要。
第2节 细胞中的无机物 自由水:以游离形式存在、可以自由流动的水。是良好的溶剂、参与化学反应、运输物质。 结合水:与细胞内其他物质结合的水,约占 4.5%。是细胞结构的重要组成成分。 两者的比值:自由水/结合水的比值高,代谢旺盛、抗逆性弱;比值低,代谢缓慢、抗逆性强。 无机盐的存在形式:大多以离子形式存在。少数以化合物形式参与构成复杂化合物。 无机盐的三项作用:构成复杂化合物(Mg 之于叶绿素、Fe 之于血红蛋白)、维持生命活动、维持渗透压与酸碱平衡。 缺乏的后果:缺 Mg 叶片发黄,缺 Fe 贫血,缺 Ca 抽搐 —— 都是具体到某一种离子的直接后果。
第3节 细胞中的糖类和脂质 单糖:不能水解的糖。葡萄糖是细胞生命活动的主要能源物质,五碳糖有核糖和脱氧核糖。 二糖:植物中的蔗糖、麦芽糖,动物中的乳糖。蔗糖是非还原糖,另两种是还原糖。 多糖:植物中的淀粉与纤维素,动物中的糖原。基本单位都是葡萄糖,差别在连接方式。 脂肪:主要的储能物质。同质量下含能量最多,且不易导热,还有缓冲和减压的作用。 磷脂:构成细胞膜与各种细胞器膜的重要成分。这一条是第 3 章流动镶嵌模型的基础。 固醇:包括胆固醇、性激素和维生素 D。胆固醇既构成细胞膜,又参与血液中脂质的运输。
第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 氨基酸的结构通式:每个氨基酸至少含一个氨基和一个羧基,且连在同一个碳原子上,R 基决定种类。 必需氨基酸:人体不能合成、必须从食物中获取的八种。其余十二种可以在体内合成。 脱水缩合:一个氨基酸的羧基与另一个的氨基脱去一分子水连接起来,形成的化学键叫肽键。 肽链与蛋白质:多个氨基酸缩合成多肽,多肽盘曲折叠成一定的空间结构,才成为有功能的蛋白质。 结构多样性的四个原因:氨基酸的种类、数目、排列顺序不同,以及肽链的空间结构不同。四条要答全。 功能的五个方面:结构(如胶原蛋白)、催化(酶)、运输(血红蛋白)、调节(胰岛素)、免疫(抗体)。
第5节 核酸是遗传信息的携带者 核酸的两类:脱氧核糖核酸(DNA)与核糖核酸(RNA)。基本单位都是核苷酸。 核苷酸的组成:一分子磷酸、一分子五碳糖、一分子含氮碱基。三者的连接方式是固定的。 两者的差别:五碳糖不同(脱氧核糖/核糖),碱基有一处不同(T/U),链数不同(双链/单链)。 碱基共五种:A、G、C、T、U。DNA 有 A、G、C、T,RNA 有 A、G、C、U。核苷酸共八种。 分布:真核细胞中 DNA 主要在细胞核,线粒体和叶绿体中也有;RNA 主要分布在细胞质中。 观察实验:用甲基绿和吡罗红混合染色剂:甲基绿使 DNA 显绿色,吡罗红使 RNA 显红色。
第3章 细胞的基本结构 把细胞按边界、内部、中心拆成三节:细胞膜是它与外界的界限,细胞器分工完成各项功能,细胞核是控制中心。三节合起来说明一件事 —— 细胞是一个统一的整体。
第1节 细胞膜的结构和功能 细胞膜的三项功能: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。 主要成分:脂质(主要是磷脂)和蛋白质,还有少量糖类。功能越复杂的膜,蛋白质的种类和数量越多。 磷脂双分子层:构成膜的基本支架。磷脂分子的头部亲水、尾部疏水,在水环境中自发排成两层。 流动镶嵌模型:蛋白质分子有的镶在表面、有的部分或全部嵌入、有的贯穿整个磷脂双分子层。 结构特点:具有一定的流动性 —— 磷脂分子可以侧向移动,大多数蛋白质分子也能运动。 功能特性:选择透过性:水分子可以自由通过,细胞需要的离子和小分子能通过,其他则不能。
第2节 细胞器之间的分工合作 线粒体:双层膜,内膜向内折叠成嵴。是有氧呼吸的主要场所,被称为「动力车间」。 叶绿体:双层膜,内有基粒(由类囊体堆叠而成)和基质。是绿色植物光合作用的场所。 内质网与高尔基体:内质网是蛋白质等的合成与运输通道;高尔基体对蛋白质加工、分类和包装。 核糖体:无膜,是「生产蛋白质的机器」。原核细胞唯一的细胞器,也是唯一不含磷脂的那一类。 液泡与溶酶体:液泡主要存在于植物细胞,调节渗透吸水;溶酶体含多种水解酶,是「消化车间」。 生物膜系统:细胞膜、核膜和各种细胞器膜在结构和功能上紧密联系,共同构成的统一整体。
探究 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 材料的选择:藓类的叶或黑藻的叶。它们的叶片薄、只有一两层细胞,叶绿体大而清楚。 保持活性:全程要保持细胞的生活状态,临时装片要有水。细胞死了细胞质就不流动了。 判断流动方向:以叶绿体的移动为标志。要注意显微镜下看到的是倒像,实际方向与观察到的相反。 促进流动的条件:适当提高温度、光照增强都能加快细胞质流动,可用来使现象更明显。
第3节 细胞核的结构和功能 核膜:双层膜,把核内物质与细胞质分开。核膜上有核孔,是大分子物质进出细胞核的通道。 核孔:实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。RNA 和蛋白质由此进出,DNA 不通过。 核仁:与核糖体的形成有关。它与遗传信息的储存无关,这一点常被记反。 染色质:由 DNA 和蛋白质组成,易被碱性染料染成深色。细胞分裂时高度螺旋化成染色体。 染色质与染色体:同一种物质在不同时期的两种形态。分裂间期是染色质,分裂期是染色体。 细胞核的功能:是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。四个经典实验共同支持这一结论。
探究 尝试制作真核细胞的三维结构模型 物理模型:以实物或图画形式直观表达认识对象的特征。细胞的三维模型属于这一类。 比例与位置:各细胞器的相对大小与位置要合乎实际,细胞核居中偏内、叶绿体贴近细胞边缘。 选材要对应结构:双层膜的用两层材料表示,无膜的不加外壳 —— 选材本身就在表达结构信息。 动植物细胞的差别:做植物细胞要有细胞壁、叶绿体和大液泡,做动物细胞要有中心体。两者不能混做一个。
第4章 细胞的物质输入和输出 上一章立起了细胞膜,这一章问它怎么工作。两节按「要不要耗能」分:被动运输顺着浓度差走,主动运输逆着走还要花 ATP,大分子则整包吞进吐出。
第1节 被动运输 渗透作用:水分子通过半透膜、从相对含量高的一侧向低的一侧扩散。需要半透膜与浓度差两个条件。 原生质层:细胞膜、液泡膜以及两者之间的细胞质。它相当于一层半透膜,是质壁分离的结构基础。 质壁分离:外界溶液浓度大于细胞液时细胞失水,原生质层与细胞壁分离。细胞壁伸缩性小于原生质层是前提。 自由扩散:顺浓度梯度,不需要载体,不消耗能量。水、氧气、二氧化碳、甘油、乙醇走这条路。 协助扩散:顺浓度梯度,需要转运蛋白协助,不消耗能量。葡萄糖进入红细胞是典型例子。 被动运输:自由扩散与协助扩散的合称。共同点是顺浓度梯度、不耗能,差别只在要不要蛋白质。
探究 探究植物细胞的吸水和失水 材料:紫色洋葱鳞片叶外表皮。液泡是紫色的,边界清楚,分离与复原一眼看得出来。 试剂:常用质量浓度 0.3 g/mL 的蔗糖溶液。浓度过高会使细胞过度失水而死亡,无法复原。 观察三次:先看正常状态,加蔗糖溶液后看分离,再用清水引流后看复原。三次对照缺一不可。 引流法:在盖玻片一侧滴液、另一侧用吸水纸吸引,使溶液通过标本。不必揭开盖玻片重做。 自身对照:本实验的对照是同一细胞处理前后的比较,不另设一组细胞。 结论:成熟植物细胞可以看作一个渗透系统,水分进出取决于细胞液与外界溶液的浓度差。
第2节 主动运输与胞吞、胞吐 主动运输:逆浓度梯度,需要载体蛋白,需要消耗能量。三个条件同时具备才是主动运输。 主动运输的意义:使细胞能按照生命活动的需要,主动选择吸收所需的物质、排出代谢废物和有害物质。 胞吞:大分子附着在膜表面,此处的膜内陷形成小囊并脱离,把物质包裹进细胞。 胞吐:细胞内的囊泡与细胞膜融合,把内容物排到细胞外。分泌蛋白就是这样出去的。 胞吞胞吐的共同点:都依赖膜的流动性,都消耗能量,运输的都是大分子或颗粒物,不属于跨膜运输。 转运蛋白:包括载体蛋白与通道蛋白。载体蛋白要改变自身构象,通道蛋白只提供孔道。
第5章 细胞的能量供应和利用 全册最长的一章,四节加五个实验。前两节是工具:酶让反应跑得动,ATP 让能量转得走;后两节是两个大过程 —— 细胞呼吸把有机物拆开放能,光合作用把光能存进有机物。
第1节 降低化学反应活化能的酶 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。酶降低的正是这个门槛。 酶的作用原理:显著降低化学反应的活化能,从而加快反应速率。它不为反应提供能量,也不改变反应的方向和产物。 酶的本质:活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数是蛋白质,少数是 RNA。 高效性:催化效率约是无机催化剂的十的七次方到十的十三次方倍。对照实验要用无机催化剂作比较。 专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。淀粉酶不能催化蔗糖的水解,正是这一条。 作用条件温和:需要适宜的温度和 pH。过酸、过碱、高温都会使酶的空间结构被破坏而永久失活。
探究 比较过氧化氢在不同条件下的分解 四组设置:常温对照、加热、加 FeCl₃ 溶液、加肝脏研磨液。四组只在处理方式上不同。 自变量与因变量:自变量是处理条件,因变量是过氧化氢的分解速度,用气泡多少与带火星木条的复燃程度衡量。 无关变量:过氧化氢的浓度与用量、温度、试管规格等必须相同且适宜,否则结论不成立。 为什么用 FeCl₃ 作比较:它提供的 Fe³⁺ 是无机催化剂。与它对比,才说得出酶的高效性有多高。 滴数要相同吗:要看物质的量。FeCl₃ 溶液中 Fe³⁺ 的数目远多于肝脏研磨液中过氧化氢酶的数目,差距因此更有说服力。 结论:酶能显著降低活化能,其催化效率远高于无机催化剂 —— 即酶具有高效性。
探究 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 实验目的:验证酶的专一性。自变量是底物的种类(淀粉与蔗糖),酶保持相同。 检测试剂的选择:只能用斐林试剂,不能用碘液。蔗糖本身遇碘不变蓝,用碘液无法区分「没水解」与「本来就不变蓝」。 现象:淀粉+淀粉酶出现砖红色沉淀(生成还原糖麦芽糖),蔗糖+淀粉酶不出现。 另一种设计:同一底物换两种酶(淀粉分别加淀粉酶与蔗糖酶),同样能验证专一性。 无关变量:酶的用量与浓度、温度、pH、保温时间必须相同且适宜。 结论:一种酶只能催化一种或一类底物的反应,即酶具有专一性。
探究 影响酶活性的条件 探究温度的影响:用淀粉与淀粉酶,碘液检测。不能用过氧化氢,因为它本身受热就会分解。 探究 pH 的影响:用过氧化氢与过氧化氢酶。不能用淀粉,因为淀粉在酸性条件下也会水解。 先分别控温再混合:底物和酶要先在设定温度下分别保温,再混合。直接混合会在到温之前就反应掉一部分。 最适温度与最适 pH:曲线呈钟形。两侧下降的原因不同:低温是抑制,高温与过酸过碱是失活。 自变量的梯度:至少设三组以上,且要包含预期最适值的两侧,否则画不出钟形曲线。 结论:酶的活性受温度和 pH 影响,在最适条件下活性最高,偏离即下降。
第2节 细胞的能量「货币」ATP ATP 的结构简式:A—P~P~P。A 代表腺苷,P 代表磷酸基团,「~」代表高能磷酸键。 高能磷酸键:水解时释放大量能量。ATP 通常只断远离 A 的那一个,生成 ADP 和磷酸。 ATP 与 ADP 的相互转化:是一个不可逆的循环 —— 两个方向的酶不同、场所不同、能量来源与去向也不同。 合成 ATP 的能量来源:动物和人来自细胞呼吸,绿色植物还来自光合作用的光反应。 ATP 的作用:细胞内绝大多数需能反应的直接能源物质,被称为能量「货币」。 与糖类的区别:糖类是主要的能源物质(相当于存款),ATP 是直接能源物质(相当于现金)。
第3节 细胞呼吸的原理和应用 细胞呼吸:有机物在细胞内经过一系列氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放能量并生成 ATP 的过程。 有氧呼吸第一阶段:糖酵解,在细胞质基质中,葡萄糖分解成丙酮酸和[H],释放少量能量。 第二阶段:在线粒体基质中,丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H],释放少量能量。 第三阶段:在线粒体内膜上,[H]与氧结合生成水,释放大量能量。绝大多数 ATP 在这一步产生。 无氧呼吸:第一阶段与有氧呼吸相同;第二阶段丙酮酸转变成酒精和二氧化碳,或转变成乳酸,全程在细胞质基质中。 两条产物路线:植物、酵母菌产酒精和二氧化碳;动物、乳酸菌以及马铃薯块茎、甜菜块根产乳酸。
探究 探究酵母菌细胞呼吸的方式 选材理由:酵母菌是兼性厌氧型生物,有氧无氧都能生存,同一种材料就能对比两种呼吸方式。 对比实验:有氧组与无氧组互为对照,没有哪一组是空白对照。这类设计叫对比实验。 有氧组的处理:先让空气通过 NaOH 溶液除去其中的二氧化碳,再通入培养液,否则检测结果不可信。 无氧组的处理:封口后先放置一段时间,耗尽瓶内残留的氧,再连接检测装置。 检测二氧化碳:用澄清石灰水看变浑浊的程度,或用溴麝香草酚蓝水溶液看由蓝变绿再变黄以及变色所需时间。 检测酒精:取培养液滤液,加入溶有重铬酸钾的浓硫酸,出现灰绿色说明有酒精。
第4节 光合作用与能量转化 四种色素:叶绿素 a、叶绿素 b(吸收红光和蓝紫光)与胡萝卜素、叶黄素(吸收蓝紫光)。 色素的分布:分布在叶绿体的类囊体薄膜上。膜的堆叠(基粒)大大扩展了受光面积。 光反应:场所是类囊体薄膜。水在光下分解产生氧和[H],同时把光能转化为 ATP 中的化学能。 暗反应:场所是叶绿体基质。二氧化碳与 C₅ 结合生成 C₃,C₃ 在 ATP 和[H]的作用下还原成糖类。 两个反应的联系:光反应为暗反应提供 ATP 和[H],暗反应为光反应提供 ADP 和 Pi。缺一方另一方很快停下。 影响因素:光照强度、二氧化碳浓度、温度。生产上通过增大昼夜温差、合理密植、施用有机肥来提高产量。
探究 绿叶中色素的提取和分离 提取的原理:色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中,因此用无水乙醇提取。 分离的原理:各色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液扩散得快,因而分开。 二氧化硅与碳酸钙:二氧化硅使研磨充分,碳酸钙防止色素(尤其叶绿素)在研磨中被破坏。 画滤液细线:细、直、齐,干燥后重复画二至三次。线要细,色素带才不重叠。 层析液不能没及细线:否则滤液细线上的色素会溶解到层析液中,滤纸条上就没有色素带了。 四条色素带的顺序:由上到下:胡萝卜素(橙黄)、叶黄素(黄)、叶绿素 a(蓝绿)、叶绿素 b(黄绿)。
探究 探究环境因素对光合作用强度的影响 叶圆片上浮法:用注射器抽出叶片细胞间隙的气体使其下沉,光照后产生的氧使其重新上浮,用上浮时间衡量强度。 自变量的设置:改变光照强度(调整光源距离)或二氧化碳浓度(改变 NaHCO₃ 溶液浓度),一次只改一个。 因变量的衡量:单位时间内上浮的叶圆片数,或叶圆片开始上浮所需的时间。前者更便于比较。 无关变量:温度、叶圆片的大小与来源、溶液体积必须相同。叶圆片要取自同一叶片的相同部位。 NaHCO₃ 溶液的作用:提供二氧化碳。浓度不同即代表二氧化碳浓度不同,是这个实验最方便的一处控制。 测的是净光合:上浮靠的是净放出的氧,所以这个方法测得的是净光合速率,不是总光合。
第6章 细胞的生命历程 全册收尾。一个细胞从产生到死亡走完一程:先靠分裂增多,再靠分化变得不同,最后衰老、凋亡。三节合起来回答「细胞为什么不能无限长大、又为什么必须死」。
第1节 细胞的增殖 细胞不能无限长大:两个原因:细胞表面积与体积的比值随体积增大而变小,物质运输效率下降;细胞核的控制范围有限。 细胞周期:连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止。分为分裂间期与分裂期。 分裂间期:占细胞周期的绝大部分。完成 DNA 的复制和有关蛋白质的合成,是分裂的物质准备阶段。 前期与中期:前期出现染色体与纺锤体、核膜核仁消失;中期染色体的着丝粒排列在赤道板上,形态数目最清晰。 后期与末期:后期着丝粒分裂、姐妹染色单体分开并移向两极,染色体数目加倍;末期核膜核仁重现,细胞一分为二。 动植物细胞的差别:植物细胞由细胞板形成细胞壁,纺锤体由细胞两极发出;动物细胞由中心体发出星射线,末期细胞膜内陷缢裂。
探究 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 材料:洋葱根尖分生区。细胞排列紧密、呈正方形、核大、分裂旺盛。 四个步骤:解离、漂洗、染色、制片。顺序固定,漏掉漂洗会使染色效果变差。 解离液:质量分数 15% 的盐酸与体积分数 95% 的酒精按 1∶1 混合,作用是使组织细胞相互分离。 染色剂:龙胆紫溶液或醋酸洋红液,能把染色体染成深色。都是碱性染料。 细胞已死亡:解离时细胞已被杀死,视野中看到的是固定下来的各个时期,不能看到动态过程。 各时期细胞数目的比例:间期最多,因为间期在细胞周期中占的时间最长。这是「视野里多数不在分裂」的原因。
第2节 细胞的分化 细胞分化:在个体发育中,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。 分化的实质:基因的选择性表达。不同的细胞表达不同的基因,遗传物质本身并没有改变。 分化的特点:持久性(贯穿整个生命历程)、稳定性(一般不可逆)、普遍性。 细胞全能性:已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。全能性的高低顺序:受精卵>生殖细胞>体细胞。 植物与动物的差别:植物细胞的全能性容易表现(组织培养);动物已分化的体细胞全能性受限,但细胞核仍具全能性。 干细胞:保留分裂和分化能力的细胞。造血干细胞能分化成各种血细胞,胚胎干细胞的全能性更高。
第3节 细胞的衰老和死亡 细胞衰老的特征:水分减少、体积变小、代谢速率减慢;多种酶活性降低;色素积累;呼吸速率减慢、细胞核体积增大;膜通透性改变。 自由基学说:自由基攻击生物膜和 DNA,损伤逐渐积累导致衰老。这是目前关于衰老原因的一种解释。 端粒学说:染色体两端的端粒序列随分裂次数增加而缩短,缩短到一定程度就影响正常基因,引起衰老。 细胞凋亡:由基因决定的细胞自动结束生命的过程,又叫细胞编程性死亡。是正常的、对机体有利的。 细胞坏死:在种种不利因素影响下,细胞正常代谢活动受损或中断引起的死亡。是被动的、病理性的。 个体衰老与细胞衰老:单细胞生物两者是一回事;多细胞生物中细胞衰老不等于个体衰老,两者是局部与整体的关系。
弄清错因,胜过多做十道题
错题管家记录孩子的每一道错题,依遗忘曲线安排复习,把做错的题逐道变成会做的题。
