生物必修1 组成细胞的元素和化合物思维导图

细胞中的物质1元素以细胞中元素含量是否超过万分之一分类大量元素C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg；（C为最基本元素）微量元素Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu（口诀：铁猛碰新木桶）人体细胞中的主要元素含量比较①鲜重：O、C、H、N；②干重：C、O、N、H与无机自然界的关系统一性组成细胞的元素差异性细胞与非生物相比，各种元素的相对含量大不相同无机物无机盐存在形式主要是离子形式，少数与化合物结合细胞吸收方式一般为主动运输功能组成复杂化合物维持细胞和生物体的生命活动如哺乳动物血钙维持细胞和生物体正常的渗透压和酸碱平衡水存在形式自由水和结合水，一定条件下可以相互转化，是细胞中含量最多的化合物自由水/结合水的比值①比值越大，新陈代谢越旺盛，但抗逆性越差（如抗旱、抗寒）功能：结合水（约4.5%）是细胞结构的重要组成成分自由水（约95.5%）①细胞内的良好溶剂②为细胞提供液体环境糖类元素组成：C、H、O分类单糖不能再水解的糖如：核糖、脱氧核糖、葡萄糖、果糖、半乳糖等二糖蔗糖（1分子葡萄糖和1分子果糖）、麦芽糖（2分子葡萄糖）多糖淀粉（植物体内的储能物质）、纤维素（植物细胞壁的成分）功能构成细胞的重要物质如：纤维素是构成植物细胞细胞壁的重要成分（另外有果胶）主要的能源物质如：葡糖糖，淀粉、糖原水解后也可以为细胞供能进行细胞间的信息交流如：能与某些细胞膜上的蛋白质形成糖蛋白合成场所叶绿体（葡萄糖和淀粉）、内质网（糖原）、高尔基体（纤维素）还原糖鉴定试剂甲液：质量浓度为0.1g/ml的NaOH溶液用法①将甲液1ml和乙液1ml混匀，再加入到2ml组织样液中注意为了避免颜色干扰，不可选用西瓜汁、胡萝卜汁等材料说明蔗糖和多糖都是非还原性糖，不能与斐林试剂反应形成砖红色沉淀脂质分类脂肪元素组成C、H、O功能是细胞内良好的储能物质、绝热、缓冲和减压磷脂元素组成C、H、O、N、P功能构成细胞膜和细胞器膜的重要成分固醇元素组成C、H、O包括胆固醇构成动物细胞膜的重要成分，参与人体内血液中脂质的运输性激素促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成维生素D促进人和动物肠道对钙和磷的吸收合成场所主要是内质网脂肪鉴定原理被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色；被苏丹Ⅳ染液染成红色方法向组织样液中滴加3滴苏丹Ⅲ染液，观察染色情况制作子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况步骤取材→切片→制片→观察洗去浮色用体积分数为50%的酒精①植物细胞特有②动物细胞特有乳糖（1分子葡萄糖和1分子半乳糖）②动物细胞特有①植物细胞特有糖原（分为肝糖原和肌糖原，是人和动物细胞的储能物质）特例：五碳糖和纤维素一般不能提供能量多糖的基本单位都是葡萄糖乙液：质量浓度为0.05g/ml的CuSO4溶液斐林试剂②在50-65℃水浴加热形成砖红色沉淀含有较多的H元素，所以同质量的脂肪释放的能量（39kJ/g)比糖原（17kJ/g)多人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆的种子中含量丰富分布③参与许多生物化学反应④运输营养物质和废物过高：肌无力过低：抽搐在无机自然界中都能找到没有一种化学元素为细胞所特有②比值越小，新陈代谢越缓慢，但抗逆性越强渗透压:如Na+、Cl-酸碱平衡:如HCO3-、HPO42-如Mg2+是叶绿素的成分；Fe2+是血红蛋白的成分细胞中的物质2蛋白质元素组成C、H、O、N（P、S）含量是细胞内含量最多的有机化合物；也是占细胞干重最多的化合物基本单位结构通式：氨基酸结合方式脱水缩合：相关计算肽键数=脱去水分子数=n-m(n 表示氨基酸数，m 表示形成的肽链数）蛋白质分子量=na-18(n-m)，(a 表示氨基酸的平均分子量）蛋白质中至少含有的游离氨基（或羧基）数目=肽链条数蛋白质中含有的游离氨基（或羧基）数目=肽链条数+R 基中的氨基（或羧基）数结构多样性的原因①氨基酸的数目、种类、排列顺序不同；②肽链的数目和空间结构不同功能多样性结构蛋白构成细胞和生物体的重要物质，如羽毛、肌肉、头发、蛛丝的成分主要是蛋白质功能蛋白运输（血红蛋白、载体蛋白）、催化（胃蛋白酶）一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要体现者和承担着鉴定试剂双缩脲试剂（A 液：质量浓度为0.1g/ml 的NaOH 溶液，B 液：质量浓度为0.01g/ml 的CuSO 4溶液）用法先向2ml 组织样液中加入A 液1ml，摇匀后再加入B 液4滴，摇匀，反应呈紫色核酸元素组成C、H、O、N、P 分类脱氧核糖核酸（DNA）真核细胞、原核细胞和DNA 病毒的遗传物质核糖核酸（RNA）是RNA 病毒的遗传物质基本单位核苷酸分类组成一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基比较功能是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用实验：“观察DNA 和RNA在细胞中的分布”原理甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA 和RNA 的亲和力不同盐酸作用结果细胞核被染成绿色，细胞质被染成红色结论①DNA 主要分布在细胞核中，线粒体和叶绿体中也含有少量的DNA 特例原核细胞中DNA 分布在拟核区域，为一个裸露的环状DNA 分子（无染色体）生物大分子包括多糖、蛋白质、核酸等形成方式脱水缩合许多单体→多聚体基本骨架碳链脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸氨基酸（约20种，R 基不同）结构特点：至少有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上调节（胰岛素、胰高血糖素）、免疫（抗体）②RNA 主要分布在细胞质中甲基绿使DNA 呈现绿色，吡罗红使RNA 呈现红色①能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞②使染色质中的DNA 和蛋白质分离，有利于DNA 与染色剂结合真核细胞、原核细胞中也有，但不作为遗传物质，包括（mRNA、tRNA、rRNA)细胞的结构和功能1生命系统的结构层次内容细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈特例植物没有系统这一层次单细胞生物没有组织、器官和系统这三个层次病毒没有细胞结构，不属于生命系统生命活动离不开细胞举例单细胞生物：能完成如摄食、呼吸、消化、运动等相应的各种生命活动多细胞生物：靠各种分化的细胞密切合作完成相应的各种生命活动（如反射）非细胞生物：必须寄生在活细胞中，才能表现增殖等生命活动观察高倍显微镜的操作步骤找（低倍镜下找到所要观察的物像）→移（把要放大观察的物像移至视野中央）→转（转动转换器，换上高倍镜）→调（调细准焦螺旋和光圈，使物像清晰）分类无细胞结构——病毒营寄生生活，属于消费者组成蛋白质外壳和内部的遗传物质核酸（有一种朊病毒，只有蛋白质，没有核酸）分类依据遗传物质DNA 病毒：乙型肝炎病毒、流感病毒、噬菌体等RNA 病毒：烟草花叶病毒、艾滋病病毒、SARS 病毒等依据寄主植物病毒、动物病毒和细菌病毒三类有细胞结构原核细胞特点①没有核膜包被的细胞核举例细菌：如大肠杆菌、乳酸菌、醋酸菌真核细胞特点有核膜包被的细胞核，其中DAN 分子和蛋白质组成染色质或染色体举例真菌细胞：酵母菌、青霉菌、木耳等的细胞两者的统一性①都具有细胞膜、细胞质、核糖体②都以DNA 作为遗传物质细胞学说主要内容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的生命起作用新细胞可以从老细胞中产生意义揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性细胞壁成分植物细胞（纤维素和果胶）、细菌（肽聚糖）、真菌（几丁质）功能保护和支持细胞膜制备实验材料哺乳动物成熟的红细胞（原因是无细胞核和众多的细胞器）实验原理动物细胞放在蒸馏水中，细胞吸水胀破，内容物流出组成成分脂质：约占50%，主要是磷脂，动物细胞膜还含有胆固醇蛋白质：约占40%，是细胞膜功能的主要承担者，细胞膜功能越复杂，蛋白质的种类和数量越多糖类：约占2%-10%，在细胞膜外表面与一些蛋白质结合形成糖蛋白，叫做糖被，具有保护、润滑和识别的功能；还可与细胞膜表面的脂质结合形成糖脂功能将细胞与外界环境隔开保障了细胞内部环境的相对稳定控制物质进出细胞被动运输自由扩散协助扩散主动运输：从低浓度到高浓度、需要载体蛋白、消耗能量（如：小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等）胞吞胞吐进行细胞间的信息交流通过细胞分泌化学物质如分泌激素、神经递质等通过细胞膜直接接触如精子和卵细胞的相互识别通过细胞通道如植物细胞之间的胞间连丝③有一个环状的DNA 分存在的区域，叫做拟核②没有染色体④唯一的细胞器是核糖体蓝藻：如发菜、念珠藻（含有藻蓝素和叶绿素，能进行光合作用）动物细胞：人、家鸽、牛蛙、鲫鱼、草履虫等的细胞植物细胞：水稻、花生、银杏、水绵、衣藻等的细胞③都以细胞分裂的方式增殖④都以ATP 作为直接能源物质特点：不需要载体，需要消耗能量（大分子、颗粒物质如抗体的分泌）体现了细胞膜具有一定的流动性特点：从高浓度到低浓度、不需要载体蛋白、不消耗能量举例：如氧气、二氧化碳、水、甘油、乙醇、苯等出入细胞特点：从高浓度到低浓度、需要载体蛋白、不消耗能量举例：如红细胞吸收葡萄糖举例：大分子、颗粒物质等出入细胞，如抗体的分泌细胞的结构和功能2细胞质细胞质基质呈胶质状态，由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等组成细胞器分离方法差速离心法分类双层膜线粒体结构内膜内折形成嵴，增大了酶的附着面积功能细胞进行有氧呼吸的主要场所分布所有的真核细胞（哺乳动物成熟的红细胞除外）叶绿体结构内含基粒和基质，基粒由类囊体堆叠而成功能绿色植物进行光合作用的场所分布主要分布在植物的绿色部分，如叶肉细胞单层膜内质网细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”高尔基体动物细胞中与分泌物的形成有关溶酶体含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器液泡结构内有细胞液，含糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质分布成熟的植物细胞和真菌细胞中无膜中心体结构有两个相互垂直的中心粒及周围物质组成功能与细胞的有丝分裂有关分布动物细胞和某些低等植物的细胞核糖体结构由rRNA 和蛋白质组成功能是生产蛋白质的机器协调配合举例细胞骨架结构由蛋白质纤维组成的网架结构功能与细胞运动、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细胞核结构核膜（双层膜，把核内物质与细胞质分开）染色质主要由DNA 和蛋白质组成（与染色体为同一物质在细胞不同时期的两种不同形态）核仁与rRNA 的合成和核糖体的形成有关核孔实现核质之间的物质交换和信息交流功能①是细胞的遗传信息库②是细胞代谢和遗传的控制中心生物膜系统组成由细胞膜、细胞器膜、核膜、囊泡膜等结构共同构成流动镶嵌模型内容磷脂双分子层构成膜的基本支架，具有流动性蛋白质有的镶在表面、有的部分或全部嵌入内部、有的贯穿整个磷脂双分子层，大多数蛋白质分子是可以运动的结构特点具有一定的流动性、不对称性功能特点具有选择透过性细胞的吸水和失水渗透作用的两个条件具有半透膜、膜两侧具有浓度差（物质的量浓度而非质量浓度）动物细胞吸水膨胀、失水皱缩植物细胞实验验证实验材料紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞、叶肉细胞等现象当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水发生质壁分离已发生质壁分离的细胞置于清水后会发生质壁分离的复原说明质壁分离的“质”指原生质层（由细胞膜、细胞质和液泡膜组成），相当于一层半透膜，伸缩性大水分子的运动从低浓度溶液向高浓度溶液扩散的多植物细胞中与细胞壁的形成有关吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌游离核糖体：合成胞内蛋白附着核糖体：合成分泌蛋白“壁”指细胞壁，伸缩性小细胞代谢1概念细胞中每时每刻进行着的所有化学反应酶概念活细胞产生的具有催化作用的有机物合成场所活细胞本质绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA功能催化化学反应（使细胞代谢能在温和条件下快速进行）作用原理降低化学反应所需要的活化能（酶并不给化学反应提供能量）特性高效性酶的催化效率大约是无机催化剂的107-1013倍专一性每种酶只能催化一种或一类化学反应（锁钥学说）温和性酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的低温下酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。

分子与细胞走进细胞从生物圈到细胞生命活动离不开细胞资料分析：生命活动与细胞的关系生命系统的结构层次细胞的多样性和统一性实验：使用高倍显微镜观察几种细胞原核细胞和真核细胞资料分析：细胞学说建立的过程组成细胞的分子 细胞中的元素和化合物组成细胞的元素组成细胞的化合物实验：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质生命活动的主要承担者——蛋白质氨基酸及其种类蛋白质的结构及其多样性蛋白质的功能遗传信息的携带者——核酸核酸在细胞中的分布实验：观察DNA 和RNA 在细胞中的分布核酸是由核苷酸连接而成的长链 细胞中的糖类和脂质细胞中的糖类细胞中的脂质 生物大分子以碳链为骨架 细胞中的无机物细胞中的水细胞中的无机盐设计实验证明某种无机盐是植物生长发育所必需的细胞的基本结构细胞膜——系统的边界细胞膜的成分实验：体验细胞膜的制备方法细胞膜的功能细胞器——系统内的分工合作细胞器之间的分工实验：用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体细胞器之间的协调配合资料分析：分泌蛋白的合成和运输细胞的生物膜系统细胞核——系统的控制中心资料分析：细胞核的功能细胞核的结构模型构建：尝试制作真核细胞的三维结构模型技能训练：解释数据细胞的物质输入和输出物质跨膜运输的实例细胞的吸水和失水探究植物细胞的吸水和失水物质跨膜运输的其他例子资料分析：物质跨膜运输的特点 生物膜的流动镶嵌模型对生物膜结构的探索历程流动镶嵌模型的基本内容 课外制作：利用废旧物品制作生物膜模型物质跨膜运输的方式 被动运输主动运输细胞的能量供应和利用降低化学反应活化能的酶酶的作用和本质实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解酶的本质资料分析：关于酶本质的探索酶的特性酶具有高效性酶具有专一性探究影响酶活性的条件酶的作用条件较温和细胞的能量“通货”——ATPA TP 分子中具有高能磷酸键A TP 和ADP 可以相互转化A TP 的利用A TP 的主要来源——细胞呼吸细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式有氧呼吸无氧呼吸资料分析：细胞呼吸原理的应用能量之源——光与光合作用捕获光能的色素和结构捕获光能的色素实验：叶绿体中色素的提取和分离叶绿体的结构资料分析：叶绿体的功能光合作用的原理和应用光合作用的探究历程光合作用的过程光合作用原理的应用探究环境因素对光合作用强度的影响化能合成作用细胞的生命历程细胞的增殖细胞不能无限长大实验：细胞大小与物质运输的关系 细胞通过分裂进行增殖 有丝分裂无丝分裂技能训练：解释现象实验：观察根尖分生组织细胞的有丝分裂细胞的分化细胞分化及其意义细胞的全能性细胞的衰老和凋亡个体衰老与细胞衰老的关系细胞衰老的特征细胞衰老的原因细胞的凋亡技能训练：分析数据细胞的癌变癌细胞的主要特征致癌因子资料分析：健康的生活方式与防癌从生物圈到细胞生命活动离不开细胞病毒的生命活动营寄生生活：离开活细胞就不能表现出生命现象，必需依赖活细胞才能生存不能用普通的培养基培养病毒单细胞生物的生命活动单细胞生物（如草履虫）：一个细胞就是一个个体 其细胞的运动、摄食、分裂就是个体的运动、摄食和分裂 多细胞生物的生命活动 （以人为例）发育起点受精卵 举例人的缩手反射1、感受器：感觉神经元的树突末梢2、传入神经：细胞3、神经中枢4、传出神经：细胞5、效应器 生命活动依赖各种分化的细胞密切合作 生命活动的基础生物与环境之间物质和能量交换的基础细胞代谢生物生长发育的基础细胞的增殖、分化生物遗传与变异的基础基因的传递和变化生命系统的结构层次细胞 概念 最基本的生命系统，是生物体结构和功能的基本单位 举例心肌细胞组织 概念 由形态相似，结构和功能相同的细胞联合在一起构成的细胞群 举例心肌组织器官 概念不同的组织按照一定的次序结合在一起构成的，能够完成某一生理功能的结构 举例心脏（器官）系统 概念由能够共同完成一种或几种生理功能的多个器官按照一定次序组合在一起构成举例血液循环系统个体概念由各种器官或系统协调配合共同完成复杂的生命活动的单个生物体单细胞生物由一个细胞构成个体 举例龟（个体）种群 概念同一时空下，同种生物所有个体的集合 举例某一区域中，所有的同种桃树或杨树群落 概念同一时空下，相互间有直接或间接联系的多个种群的集合举例某个池塘中所有的动物、植物和微生物生态系统 概念种群与其生活的无机环境构成举例桃树或杨树生活的森林生态系统生物圈 概念由地球上所有生物及其生活环境构成举例地球上只有一个生物圈对于生命系统结构层次的理解生命系统结构层次间的集合关系图解说明最基本的生命系统 细胞最大的生命系统生物圈细胞→个体体现了高等多细胞生物个体的发育历程 也体现了生命的进化历程 （单细胞生物进化为多细胞生物）个体→种群→群落体现了生物与其生活环境之间的关系并非所有生物都具有生命系统的所有层次病毒虽然是生物，但不属于生命系统单细胞生物不具有组织、器官、系统层次（一个细胞即是一个个体）植物体不具有“系统”层次生命系统的结构中，不仅有生物，还包含与生命活动有关的非生物成分病毒相关常见病毒 结构 （没有细胞结构） 蛋白质决定病毒的抗原特异性核酸只含有一种核酸（DNA 或RNA ）分类按宿主细胞分 植物病毒烟草花叶病毒等动物病毒H IV 、乙肝病毒、流感病毒等噬菌体（细菌病毒）噬菌体按遗传物质分D NA 病毒噬菌体R NA 病毒烟草花叶病毒、SARS 病毒、HIV 、流感病毒等部分RNA 病毒可以进行逆转录，称为逆转录病毒生活方式寄生（不能用培养基培养病毒）繁殖方式：增殖 吸附 注入 合成 组装释放变异类型只有基因突变应用疫苗、运载体、诱导动物细胞融合（灭活的病毒）细胞中的元素和化合物组成细胞的元素生物界与非生物界统一性生物界的化学元素都是从无机环境中获取的，没有一种是生物体特有的组成生物体的化学元素在生物界与非生物界之间反复出现，循环流动差异性生物体从自然界中获取元素是有选择性的，所以在元素含量上生物界和非生物界差异较大各种化学元素在生物体内是以特殊的有序的方式结合起来的，而非简单地堆积、组合元素的种类与含量分类按含量分 大量元素C 、H 、O 、N 、P 、S 、K 、Ca 、Mg微量元素F e 、Mn 、B 、Zn 、Mo 、Cu按功能分含量（人体中）鲜重干重C 是最基本元素——占干重48.4%组成细胞的化合物分类无机物 水 无机盐有机物 糖类 脂质 蛋白质核酸元素与化合物的含量分析若该图表示人体中含量最多的四种元素 鲜重a →d 依次是C 、O 、H 、N干重a →d 依次是O 、C 、N 、H若该图表示生物体中化合物的含量a →d 依次是蛋白质、水、脂质、糖类含量“最多”元素 鲜重 O 干重 C化合物 鲜重 水干重蛋白质还原糖的检测和观察 原理还原糖+斐林试剂→砖红色沉淀（反应条件：50-65℃水浴加热）取材还原糖含量高且白色或近于白色的植物组织（苹果或梨的匀浆）步骤制备组织样液制浆→一层纱布过滤→取液显色反应结论组织样液中含有还原糖关于斐林试剂 成分的溶液和的溶液 原理新配制的与新加入的葡萄糖在加热条件下生成砖红色沉淀用法现配现用：将两种溶液等体积混匀后立即使用加热50-65℃水浴加热脂肪的检测和观察原理脂肪+苏丹Ⅲ→（被染成）橘黄色脂肪+苏丹Ⅳ→（被染成）红色方法研磨为匀浆花生种子匀浆+3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色切片取材将提前浸泡过的花生子叶切为薄片制片1、取最理想的薄片2、染色在薄片上滴加2-3滴苏丹Ⅲ染液，染色3分钟3、去浮色用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色4、制成临时装片 观察低倍镜下找到已经着色的圆形小颗粒，后换用高倍镜观察 结论花生种子中含有脂肪蛋白质的检测和观察 原理双缩脲试剂+蛋白质→紫色结合物选材大豆组织研磨液或稀释过的蛋清显色反应结论大豆组织样液（或蛋清）中含有蛋白质关于双缩脲试剂 成分的溶液和的溶液 原理碱性环境下的铜离子与类似双缩脲试剂结构的肽键发生反应生成紫色结合物 用法先加入溶液，振荡摇匀后加入溶液滴再摇匀加热不需要淀粉的检测 原理淀粉+碘液→蓝色取材马铃薯块茎研磨液显色反应结论马铃薯块茎中含有淀粉生命活动的主要承担者——蛋白质结构层次元素 C 、H 、O 、N有的含S氨基酸结构通式结构特点至少含有一个氨基和一个羧基总有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上种类——20种非必需氨基酸——人体能合成必需氨基酸（8种，婴儿9种）——人体不能合成多肽 过程一个氨基酸分子中的氨基和另一个氨基酸分子中的羧基相连接，同时脱去一水分子二肽形成图示 肽键连接两个氨基酸分子的化学键可表示为：—CO—NH— 多肽由三个或三个以上的氨基酸脱水缩合形成的产物叫做多肽脱下的水来自和O 来自—COOH含有的氨基和羧基 一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端其余的氨基（或羧基）在R 基上 蛋白质形成过程示意图变性与盐析变性概念在某些理化因素的影响下，蛋白质的结构发生改变 结果蛋白质的空间结构发生改变，生物活性丧失（永久失活，不可逆转） 举例 重金属盐、高温、强酸、强碱或紫外线等作用应用高温灭菌盐析 概念向蛋白质溶液中加入某些无机盐溶液，使蛋白质从溶液中析出 结果蛋白质结构没有改变，仅仅是溶解度变化（若加水，可以再溶解，生物活性不变）应用分离、提纯蛋白质相关计算脱水缩合过程肽键数=脱水数=水解耗水数=氨基酸数-肽链数相对分子质量=氨基酸数x 氨基酸平均相对分子质量-18x 脱去的水分子数-2x 二硫键数肽键数=脱水数=氨基酸数（环肽）二硫键的形成（以胰岛素的形成为例）原子数目碳原子数=氨基酸数x2+R 基上的碳原子数氢原子数=各氨基酸中氢原子的总数-脱去的水分子数x2氧原子数=各氨基酸中氧原子的总数-脱去的水分子数氮原子数=肽链数+肽键数+R 基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子的总数以N 或O 数目的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便含2个氨基的氨基酸数=N 原子数-肽键数-1含2个羧基的氨基酸数为：(O 数-肽链数-2)/2基团数目蛋白质中氨基或羧基数目=肽链数+氨基酸的R 基上的氨基或羧基数目蛋白质中氨基或羧基数目至少等于肽链数其他多肽种类本质上为数学的排列组合问题与基因的表达结合 DNA （基因）中碱基数:mRNA 中碱基数:蛋白质中氨基酸数=6:3:1（仅考虑编码氨基酸的核苷酸）多样性结构多样性氨基酸种类 数量排列顺序肽链盘曲折叠方式不同→形成的空间结构不同功能多样性结构蛋白组成细胞和生物体 调节蛋白质类激素催化绝大多数的酶 运输载体蛋白血红蛋白免疫 抗体 运动 肌动蛋白识别受体蛋白决定许多蛋白质的功能并非是单一的：如肌肉中的蛋白质既是肌肉的基本组成成分，也兼具运动的功能组成脱水缩合加工遗传信息的携带者——核酸分类与功能D NA——脱氧核糖核酸基本单位成分碱基 共有 A 、C 、G独有T 五碳糖脱氧核糖磷酸功能主要的遗传物质携带、复制和传递遗传信息决定蛋白质的生物合成R NA——核糖核酸基本单位成分碱基 共有 A 、C 、G独有U五碳糖核糖磷酸 功能R NA 病毒的遗传物质m RNA——传递遗传信息t RNA——识别并转运氨基酸r RNA——组成核糖体极少数RNA 是具有生物催化功能的酶观察DNA 和RNA 在细胞中的分布原理 甲基绿和吡罗红两种染色剂对于DNA 和RNA 的亲和力不同，混合染色时甲基绿使DNA 被染成绿色，吡罗红使RNA 被染成红色步骤取口腔上皮细胞切片载玻片上滴一滴质量分数为0.9%的NaCl 溶液用消毒牙签轻刮口腔内侧壁后放在载玻片上的溶液中涂抹几下将载玻片在酒精灯上烘干水解 将载玻片放入盛有30mL 质量分数为8%的盐酸的小烧杯中大烧杯中加入30℃温水将小烧杯放在大烧杯中保温5分钟 冲洗涂片用蒸馏水缓水流冲洗载玻片10s 染色吸水纸吸去载玻片上的水分用甲基绿吡罗红染色剂2滴，染色5分钟吸水纸吸去多余染色剂，盖上盖玻片观察低倍显微镜观察选择染色均匀、色泽浅的区域，移至视野中央调清晰高倍显微镜观察调节细准焦螺旋，观察细胞核和细胞质的染色情况结果与结论绿色主要分布在细胞核中→DNA 主要分布在细胞核中红色主要分布在细胞质中→RNA 主要分布在细胞质中注意取材该实验不能选用有色生物组织作为实验材料，会掩盖染色结果制片质量分数为0.9%的NaCl 溶液——保持口腔上皮细胞的生理活性（蒸馏水会使细胞吸水涨破）取口腔上皮细胞前必须漱口——防止混有食物残渣牙签使用前要严格消毒载玻片烘干 要在酒精灯火焰上来回移动，防止载玻片受热不均匀炸裂烘干至细胞吸附住即可水解水温：30℃；时间：5分钟盐酸的作用改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞使染色体中DNA 与蛋白质分离，便于DNA 与染色剂结合冲洗 蒸馏水冲洗载玻片上的盐酸缓水流防止细胞被水流冲走染色甲基绿吡罗红染色剂配制要用蒸馏水，且必须现配现用甲基绿与DNA 的亲和力强，吡罗红与RNA 的亲和力强分布真核D NA主要在细胞核中少量在细胞质中R NA线粒体、叶绿体、核糖体、细胞质基质、细胞核原核D NA主要在拟核中 质粒R NA细胞质中结构结构层次核苷酸种类4种核糖核苷酸A ：腺嘌呤核糖核苷酸G ：鸟嘌呤核糖核苷酸C ：胞嘧啶核糖核苷酸U ：尿嘧啶核糖核苷酸4种脱氧核苷酸A ：腺嘌呤脱氧核苷酸G ：鸟嘌呤脱氧核苷酸C ：胞嘧啶脱氧核苷酸T ：胸腺嘧啶脱氧核苷酸不同生物的比较图示说明病毒只含1种核酸D NA 或RNA只含4种核苷酸4种脱氧核苷酸或4种核糖核苷酸只含4种碱基A 、T 、C 、G 或A 、U 、C 、G只含1种五碳糖核糖或脱氧核糖细胞含2种核酸D NA 或RNA含8种核苷酸4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸含5种碱基A 、T 、C 、G 、U含2种五碳糖核糖和脱氧核糖核酸分子的多样性和特异性不同DNA 分子的脱氧核苷酸排序不同→DNA 分子具有多样性D NA 分子中特定的脱氧核苷酸序列代表了特定的遗传信息→DNA 分子具有特异性与蛋白质的联系内在联系多样性核DNA 、mRNA 和蛋白质 相同4种生物不同体细胞核DNA 相同不同基因的选择性表达导致同种生物不同体细胞的蛋白质和mRNA 不完全相同蒸馏水的两个作用细胞中的无机物水 生物体内水的含量的影响因素 生物种类水生生物含水量>陆生生物含水量生长发育阶段幼儿>成年>老年幼嫩部分>成熟部分>衰老部分组织器官种类与代谢程度牙齿<骨骼<血液存在形式及其生理功能自由水 定义 以游离的形式存在，可以自由流动含量约95.5%功能细胞内良好溶剂参与生化反应为细胞提供液体生活环境运送营养物质和代谢废物缓冲温度（水是自然界比热容最大的物质）结合水定义 与细胞内其他物质结合的水 含量约4.5%功能是细胞结构的重要组成成分自由水与结合水相互转化图解实例烘干种子时，部分结合水转化为自由水散失掉水果放入冰箱冷藏时，部分自由水转化为结合水相对含量与细胞代谢的关系图解水分并非越多越好，如长期浸泡在水中的植物会腐烂死亡曲线在生产中的应用种子萌发时需要吸收水分，增加自由水含量 种子贮存前晒干是为了降低自由水含量（并非没有自由水），降低代谢速率，以延长贮存时间越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性水的存在形式及其生理功能的验证无机盐含量仅占细胞鲜重的1%-1.5%存在形式离子形式（主要）化合物形式（少量）功能细胞中某些重要化合物的组成成分叶绿素分子必需的成分缺镁会导致叶片黄化，植物不能正常生长血红蛋白的重要成分缺铁会导致缺铁性贫血D NA 、RNA 和生物膜中磷脂的组成成分甲状腺激素的组成成分缺乏 幼年呆小症成年地方性甲状腺肿维持细胞和生物体的生命活动钙可调节肌肉收缩和血液凝固（血钙过低会引起抽搐，过高则会导致肌无力）维持细胞的渗透平衡渗透压指溶液中溶质微粒对水的吸引力生物体内、对细胞外液渗透压的维持有重要作用对细胞内液渗透压的维持有重要作用酸碱平衡缓冲物质对具有一定的酸碱缓冲能力可以维持体液的酸碱平衡细胞代谢需要酶的催化，酶的活性受到pH 的影响，适宜的pH 有利于代谢的进行设计实验验证无机盐的生理功能对照组植物+完全培养液→正常生长实验组 细胞是多种元素和化合物构成的生命系统生命系统的物质基础化学元素基础C 、H 、O 、N 等化学元素在细胞内含量丰富，是构成细胞内重要化合物的基础化合物基础以碳链为骨架的糖类、脂质、蛋白质、核酸等有机化合物是构成细胞生命大厦的基本框架能源基础糖类和脂肪是为生命活动提供能量的主要物质构建及调节基础水和无机盐与其他物质共同构建细胞并参与细胞生命活动的调节生命系统的物质组成特点活细胞中各种化合物的含量和比例处于不断变化之中，但又保持相对稳定 细胞中每一种化合物均有其重要的生理功能，但任何一种化合物都不能独立地完成某一项生命活动，只有按一定方式有机组织起来，才能表现出细胞和生物体的生命现象在生命活动中的意义各种元素和化合物的含量和比例保持相对稳定，保证了细胞生命活动的正常进行存在形式二者可以相互转化细胞膜制备原理哺乳动物成熟的红细胞除了细胞膜不含其它膜结构 将细胞放入清水中，由于渗透作用吸水涨破，除去细胞内其他物质即可步骤 选材哺乳动物（人、牛或羊等）成熟的红细胞稀释液制片用滴管吸取少量红细胞稀释液，滴一小滴在载玻片上，盖上盖玻片观察用显微镜观察红细胞的正常形态（先低倍镜再高倍）红细胞正常形态为两面向内凹陷的圆饼状 滴清水在盖玻片的一侧滴一滴蒸馏水，另一侧用吸水纸吸引（引流法）再观察持续观察细胞的变化实验结果凹陷消失，细胞体积增大，细胞破裂，内容物流出，获得细胞膜注意事项用生理盐水稀释红细胞的目的使红细胞分散开，防止凝结成块使红细胞暂时维持原有形态滴加蒸馏水滴加速度要缓慢，且边滴加边用吸水纸吸引用吸水纸吸引时要小心，不要把细胞吸跑载物台要保持水平，否则水分容易流出持续观察红细胞的变化观察刚刚制成的临时装片，目的是了解红细胞的正常形态特点，以便形成对照观察引流操作后的红细胞的形态特点，与前者形成对比若是在试管中做的实验，想获得纯净的细胞膜，红细胞破裂后还必须经过离心、过滤才可以不能选用家禽或鸟类的红细胞，因为其中含有细胞核及众多细胞器成分脂质含量约50%功能与位置 磷脂（主要）磷脂双分子层构成膜的基本骨架 胆固醇存在于磷脂双分子层间，增加膜的刚性蛋白质含量约40%功能与位置镶嵌或贯穿于磷脂双分子层细胞膜的功能主要由膜上的蛋白质来行使糖类含量约2%-10%功能与位置与膜蛋白或膜脂结合成糖蛋白或糖脂，分布在细胞膜的外表面，与细胞识别等有关功能将细胞与外界环境隔开 保障细胞内部环境的相对稳定控制物质进出细胞图解说明①③的进行和②④不能通过细胞膜体现了细胞膜控制物质进出作用的普遍性但细胞不可能隔绝所有的②过程，这就说明了细胞控制物质进出作用的相对性进行细胞间的信息交流化学信号传导如胰岛素、胰高血糖素等胞间识别 如精卵识别与融合胞间连接与通讯如植物细胞的胞间连丝其他保护细胞、参与细胞的运动、分泌等细胞壁存在部分细胞的最外层主要成分植物 纤维素果胶 真菌几丁质（壳多糖） 细菌肽聚糖功能 保护作用植物细胞不会吸水涨破支持作用细胞壁具有较坚韧的支撑作用，它对植物细胞起着骨架作用，以维持细胞正常的形态特性 全透性（故而不是系统的边界）植物细胞去除细胞壁后的结构为原生质体细胞器的结构与功能核糖体分布原核细胞真核细胞游离的附着在内质网的核糖体形态 椭球形的粒状小体结构无膜主要由rRNA 和蛋白质组成功能蛋白质的合成（脱水缩合）的场所中心体分布动物细胞低等植物细胞形态 两个相互垂直的中心粒组成结构无膜由蛋白质组成功能与有丝分裂有关（星射线→纺锤体）线粒体 分布几乎所有的真核细胞，但代谢旺盛的细胞数量较多形态短棒状、哑铃状、圆球状 光学显微镜下可见被健那绿染成蓝绿色结构外膜使线粒体与周围的细胞质基质分开内膜向内折叠形成嵴，扩大了内膜面积附有多种与有氧呼吸相关的酶，便于代谢高效有序地进行基质含少量的DNA 和RNA 含大量有氧呼吸（第二阶段）有关的酶含核糖体功能有氧呼吸的主要场所（第二、三阶段）叶绿体分布绿色植物的绿色部位，便于接受光照的细胞中数量较多形态球形或椭球形 光学显微镜下可见，呈绿色 结构 外膜使叶绿体与周围的细胞质分开内膜一层光滑的膜，包围着几个到几十个绿色基粒等细微结构基粒由类囊体膜堆叠而成含有与光合作用（光反应）相关的色素和酶 基质含少量的DNA 和RNA 含有与光合作用（暗反应）相关的酶含核糖体 功能光合作用的场所溶酶体 分布动植物细胞形态 囊状结构单层膜内含多种酸性水解酶功能分解衰老、损伤的细胞器吞噬并杀死侵入细胞的病菌和病毒起源高尔基体液泡分布成熟的植物细胞形态囊泡状光学显微镜下可见（最大的细胞器）结构液泡膜（单层）细胞液含有花青素等色素、糖类、无机盐等功能调节植物细胞内的环境使细胞保持坚挺其他细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质构成原生质层高尔基体 分布多数真核细胞 形态扁平的囊状和小泡结构单层膜功能 动物与分泌物的形成有关植物与细胞壁的形成有关内质网 分布多数真核细胞形态 网状管道 结构单层膜 内连核膜，外连细胞膜（细胞内物质运输的通道）分为滑面内质网参与糖类、脂质的合成粗面内质网参与分泌蛋白的加工和运输。

人教版高中生物必修一思维导图一、绪论1. 生物学的定义与研究对象2. 生物学的分支学科3. 生物学的科学方法二、细胞的分子组成1. 细胞的结构与功能2. 细胞膜的组成与功能3. 细胞质基质与细胞器4. 细胞核的结构与功能三、细胞的代谢1. 细胞呼吸2. 糖酵解3. 三羧酸循环4. 电子传递链与氧化磷酸化5. 光合作用6. 碳循环与能量流动四、细胞的生命周期1. 细胞分裂2. 细胞周期3. 细胞分化与发育4. 细胞衰老与死亡五、遗传信息的传递1. DNA的结构与功能2. 基因的表达与调控3. 基因突变与进化4. 中心法则与遗传信息的复制六、生物的多样性1. 生物的分类与命名2. 生物的进化历程3. 物种的形成与灭绝4. 生物多样性的保护与利用七、生态学1. 生态系统的组成与功能2. 能量流动与物质循环3. 生物群落与生态位4. 生态平衡与人类活动八、人类健康与生物技术1. 生物技术在医学中的应用2. 生物技术在农业中的应用3. 生物技术在环境保护中的应用4. 生物技术在能源开发中的应用九、生物伦理与可持续发展1. 生物技术的伦理问题2. 生物多样性与可持续发展3. 人类活动对生物多样性的影响4. 生物伦理与人类福祉5. 生物技术的未来发展趋势人教版高中生物必修一思维导图一、绪论1. 生物学的定义与研究对象生物学是研究生命现象及其规律的自然科学，研究对象包括所有生物及其相互关系。

2. 生物学的分支学科生物学包括多个分支学科，如细胞学、遗传学、生态学、生物化学等。

3. 生物学的科学方法生物学研究采用实验、观察、比较等方法，以揭示生命现象的本质和规律。

二、细胞的分子组成1. 细胞的结构与功能细胞是生物体的基本单位，具有自我复制、代谢、遗传等功能。

2. 细胞膜的组成与功能细胞膜由磷脂双分子层和蛋白质组成，具有选择性通透性、物质运输、细胞识别等功能。

3. 细胞质基质与细胞器细胞质基质是细胞内的液态环境，细胞器包括线粒体、内质网、高尔基体等，各具特定功能。

高中生物必修1思维导图（一轮复习）
一、细胞的分子组成
提示：
①生命活动②结合水③能源④生物膜⑤承担者⑥RNA
二、细胞的结构和功能
提示：
①拟核②核膜③纤维素和果胶④磷脂双分子层⑤具有一定的流动性⑥信息交流⑦协助扩散⑧选择透过性⑨生物膜系统⑩核糖体
三、物质出入细胞的方式
提示：
①半透膜②细胞膜③液泡膜④质壁分离复原⑤选择透过性⑥跨(穿)膜运输⑦流动性⑧能量⑨载体
四、酶与ATP
提示：
①RNA②催化作用③专一性④显著降低化学反应的活化能⑤A—P～P～P ⑥细胞呼吸
五、细胞呼吸和光合作用
提示：
六、细胞的生命历程
提示：
①基因的选择性表达②稳定性③原癌基因和抑癌基因发生突变④易扩散和转移⑤呼吸速率⑥染色质⑦基因控制的细胞编程性死亡。

高中生物全套思维导图（高清版）1. 细胞的结构与功能细胞膜：半透性、选择透过性、物质交换细胞质：细胞器、细胞骨架、胞基质细胞核：核膜、核仁、染色质、DNA复制细胞器：线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、中心体2. 细胞的代谢与能量细胞呼吸：有氧呼吸、无氧呼吸光合作用：光反应、暗反应、ATP能量转换：化学能、光能、电能3. 遗传与变异基因与染色体：基因结构、基因表达、染色体变异遗传规律：孟德尔遗传、连锁遗传、性别决定生物进化：自然选择、遗传漂变、基因流动4. 生物的多样性生物分类：界、门、纲、目、科、属、种生物多样性：物种多样性、遗传多样性、生态系统多样性生物进化：共同祖先、分支进化、物种形成5. 生态系统的结构与功能生态系统的组成：生物群落、非生物环境生态系统的功能：物质循环、能量流动、信息传递生态系统的稳定性：抵抗力稳定性、恢复力稳定性6. 生物技术与应用基因工程：基因克隆、基因编辑、基因治疗细胞工程：细胞培养、细胞融合、细胞治疗生物技术产业：生物医药、生物农业、生物能源高中生物全套思维导图（高清版）7. 人体生理与调节消化系统：口腔、食道、胃、小肠、大肠呼吸系统：鼻腔、喉、气管、支气管、肺循环系统：心脏、血管、血液、淋巴内分泌系统：激素、内分泌腺、反馈调节8. 生物与环境生物圈：生物与非生物环境的相互作用生物群落：物种多样性、生态位、竞争与共生生态系统服务：氧气生产、水循环、土壤形成9. 生物多样性保护威胁因素：栖息地破坏、过度捕捞、污染保护策略：自然保护区、物种保护、生态修复全球合作：国际公约、生物多样性保护协议10. 生物伦理与可持续发展生物伦理：克隆技术、基因编辑、生物安全可持续发展：环境保护、资源利用、经济增长生态足迹：个人与社会的环境影响评估11. 生物科学研究方法实验设计：假设、实验组、对照组、变量控制数据分析：统计方法、图表制作、结果解释12. 生物技术的未来展望基因组学：全基因组测序、个性化医疗合成生物学：人工合成生命、生物材料生物信息学：大数据分析、生物数据库高中生物全套思维导图（高清版）13. 生物进化论达尔文进化论：自然选择、适者生存、共同祖先现代综合进化论：基因变异、基因流、基因漂变人类进化：化石记录、遗传证据、文化进化14. 生物地理学生物分布：纬度、海拔、栖息地类型物种扩散：迁徙、入侵、灭绝生境适应性：形态适应、行为适应、生理适应15. 微生物与疾病细菌：结构、代谢、致病机制病毒：结构、复制、免疫反应真菌：分类、生态作用、病原性16. 植物生理学光合作用：叶绿体、光反应、暗反应水分运输：根系、蒸腾作用、木质部生殖与发育：花、果实、种子17. 动物行为学行为类型：觅食、繁殖、防御社会行为：群体结构、等级制度、沟通行为适应：本能、学习、进化18. 神经系统与感觉神经元：结构、功能、信号传递感觉器官：视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉大脑功能：思维、记忆、情感、意识19. 生物技术与生物工程生物制药：疫苗、抗生素、生物类似药生物农业：转基因作物、生物肥料、生物农药生物能源：生物质能、生物燃料、生物发电20. 生物多样性与生态保护物种保护：濒危物种、保护计划、保护区生态保护：生态修复、生态农业、生态旅游国际合作：生物多样性公约、保护协议、科学研究。

第二章：组成细胞的分子细胞中元素和化合物组成细胞的元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg（大量元素）；Fe、M、Cu、Mo、Zn、B等（微量元素）；基本元素C；活（干）细胞中含量最多的四种元素依次为：O、C、H、N（C、O、N、H组成细胞的化合物：无机物一水（活细胞中含量最多）无机盐有机物一蛋白质（干细胞中含量最多）核酸、糖类和脂质检测蛋白质、还原性糖和脂肪：双缩脲试剂-蛋白质→紫色反应斐林试剂+还原性糖（葡萄糖、果糖和麦芽糖）→砖红色沉淀苏丹Ⅲ染液+脂肪→橘黄色苏丹Ⅳ染液+脂肪→红色生命活动的主要主要承担者-蛋白质含量：占细胞鲜重的7%~10%，干重的50%以上，是细胞含量最多的有机物。

组成元素：主要由C、H、O、N等元素组成，有些含有S、Fe等相对分子质量：几千~100万以上，属于大分子化合物基本单位：氨基酸，大约有20多种结构通式结构特点是至少含有一个氨基（NH2和一个羧基（COOH），并且都有一个有一个氨基（NH2和一个羧基（COOH）连接在同一个碳原子上，将氨基酸区别为不同的 种类的依据是R基（侧链基团）。

形成过程（1）脱水缩合过程图解（2）肽链两（三）个氨基酸缩合的化合物叫二（三）肽，含有一（二）个肽键，脱掉一（二）个水分子，多个氨基酸缩合而的含多个肽键的化合物叫做多肽，若n个氨基酸形成一 条肽链，则可形成n-1个肽键，失去n-1个水分子；若n个氨基酸形成m条肽链，则形 成n-m个肽键，失去n-m个水分子，则由这m条肽链组成的蛋白质的分子量为：nxa （n-m）×18（a为氨基酸的平均分子量、18为水分子量）（3）空间结构一条或几条肽链通过一定的化学键互相链接在一起，形成具有复杂空间结构的蛋白质。

高温、强酸强碱和重金属都会破坏蛋白质的空间结构。

结构的多样性：组成蛋白质的氨基酸数目不同、氨基酸的种类不同、氨基酸排列顺序不同、多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千变万化功能的多样性：构成细胞和生物体的重要物质；酶有催化作用，绝大多数的酶都是蛋白质；有传递信息（或调节生命活动）的作用，如胰岛素、生长激素等；有运输载体的作用，如血红蛋白、细胞膜载体等；有免 疫作用，如抗体。