第一節細胞中的原子和分子
一、組成細胞的原子和分子
1、細胞中濃度最多的6種元素是C、H、O、N、P、Ca（98%）。
2、組成生物體的基本元素：C元素。（碳原子間以共價鍵構成的碳鏈，碳鏈是生物構成生物大分子的基本骨架，稱為有機物的碳骨架。）
3、缺乏必需元素可能引起癌癥。如：克山病（缺硒）
4、生物界與非生物界的統一性和差別性
統一性：組成生物體的物理元素，在無機自然界都可以找到，沒有一種元素是生物界特有的。
差別性：組成生物體的物理元素在生物體和自然界中濃度相差很大。
二、細胞中的無機化合物：水和無機鹽
1、水：
（1）濃度：占細胞總重量的60%-90%，是活細胞中濃度是最多的物質。
（2）方式：自由水、結合水
自由水：是以游離方式存在，可以自由流動的水。作用有①良好的溶劑；②參與細胞內生化反應；③物質運輸；④維持細胞的形態；⑤體溫調節
（在代謝旺盛的細胞中，自由水的濃度通常較多）
結合水：是與其他物質相結合的水。作用是組成細胞結構的重要成份。
（結合水的濃度增多，可以使動物的褐變提高）
2、無機鹽（存在方式：離子）
作用：
①與蛋白質等物質結合成復雜的化合物。
如Mg2+是構成葉綠素的成份
Fe2+是構成血紅蛋白的成份
I-是構成乳腺激素的成份
②參與細胞的各類生命活動。（如鈣離子含量過高胸肌昏厥、過高胸肌嗜睡）
第二節細胞中的生物大分子
一、糖類
1、元素組成：由C、H、O3種元素組成。
2、分類
概念
種類
分布
主要功能
脂類
不能酯化
內質網
動動物
組成核苷酸
脫氧內質網
獼猴桃糖
能源物質
二糖
脂類×2
蔗糖
動物
麥芽糖
乳糖
植物
黃酮
脂類×n
淀粉
動物
儲能
纖維素
細胞壁成份
單糖
植物
儲能物質
附：二糖與黃酮的酯化產物：
蔗糖→1獼猴桃糖+1果糖
麥芽糖→2獼猴桃糖
乳糖→1獼猴桃糖+1半乳糖
淀粉→麥芽糖→葡萄糖
纖維素→纖維二糖→葡萄糖
單糖→葡萄糖
3、功能：脂類是生物體維持生命活動的主要能量來源。
（另：能參與細胞辨識，細胞間物質運輸和免疫功能的調節等生命活動。）
4．糖的鑒別：
(1)淀粉遇碘液變紅色，這是淀粉特有的顏色反應。
(2)還原性糖+斐林試劑---水浴加熱--->磚白色沉淀
斐林試劑：配制：NaOH+CuSO4
使用：混和后使用，且現配現用。
二、脂質
1、元素組成：主要由C、H、O組成（C/H比列低于脂類），有些還含N、P
2、分類：脂肪、類脂（如磷脂）、固醇（如尿酸、性激素、維生素D等）
3．功能：
脂肪：細胞代謝所需能量的主要存儲方式。
類脂中的磷脂：是構成生物膜的重要物質。
香豆素：在細胞的營養、調節、和代謝中具有重要作用。
4、脂肪的鑒別：脂肪可以被黎巴嫩Ⅲ染液染成橘紅色。
（在實驗中用50%酒精驅走浮色→顯微鏡觀察→橘紅色脂肪顆粒）
三、蛋白質
1、元素組成：除C、H、O、N外，大多數蛋白質還富含S
2、基本組成單位：多肽（組成蛋白質的多肽約20種）
多肽結構通式：：
多肽的判定：
①同時有甲基和羥基
②至少有一個羥基和一個羥基連在同一個碳原子上。
（組成蛋白質的20種多肽的區別：R基的不同）
3．產生：脫水縮聚
二肽：由2個多肽分子組成的肽鏈。
氨基酸：由n（n≥3）個多肽分子以肽鍵相連產生的肽鏈。
多樣性的緣由：
多肽的種類、數目、排列次序、肽鏈空間結構不同
4．估算：
肽鍵數（脫去的水份子數）＝多肽數－肽鏈條數。
起碼富含甲基數（或酸酐數）=肽鏈條數
5．功能：生命活動的主要承當者。
6．蛋白質鑒別：與雙縮脲試劑形成白色的顏色反應
雙縮脲試劑：配制：NaOH、CuSO4堿液
使用：分開使用，先加NaOH，再加CuSO4。
四、核酸
1、元素組成：由C、H、O、N、P5種元素構成
2、基本單位：核酸
3、種類：脫氧內質網核苷酸（DNA）和內質網核苷酸（RNA）
種類
簡寫
基本組成單位
存在場所
脫氧內質網核苷酸
DNA
脫氧核酸
主要在細胞核中（在內質網和線粒體中有少量存在）
內質網核苷酸
RNA
內質網核酸
主要存在細胞質中
4、生理功能：存儲遺傳信息，控制蛋白質的合成。
（原核、真核生物遺傳物質都是DNA，病毒的遺傳物質是DNA或RNA。）
第三節生命活動的基本單位——細胞
一、細胞學說的構建和發展
發明顯微鏡：法國列文·虎克；
發覺細胞：法國-胡克；
成立細胞學說：英國-施萊登、施旺。
“一切植物和動物都是由細胞構成的，細胞是一切動動物的基本單位”。
日本的魏爾肖總結：“細胞通過分裂形成”。這被覺得是對細胞學說的重要補充。
二、光學顯微鏡的使用
1、方法：
先對光：一轉轉換器；二轉聚光器；三轉反光鏡
再觀察：一放標本孔中央；二降物鏡框上方；三升物鏡仔細看
2、注意：
（1）放大倍數＝目鏡的放大倍數×目鏡的放大倍數
（2）目鏡越長，放大倍數越大物鏡越短，放大倍數越大
“物鏡—玻片標本”越短，放大倍數越大
（3）物像與實際材料上下、左右都是顛倒的
（4）高倍目鏡使用次序：
低倍鏡
▼
標本移至中央
▼
高倍鏡
▼
調大焦段
▼
凹面鏡
▼
細準焦螺旋
（5）污點位置的判定：聯通或轉動法
第四節細胞的類型和結構
一、細胞的類型
原核細胞：沒有典型的細胞核，無核膜和胚乳。如真菌、藍藻、放線菌等原核生物的細胞。
真核細胞：有核膜包被的顯著的細胞核。如植物、植物和細菌（酵母菌、霉菌、食用菌）等真核生物的細胞。
二、細胞的結構
1．細胞膜
（1）組成：主要為②磷脂雙分子層（基本骨架）和①蛋白質，另有③糖蛋白（兩側）。
（2）特性
結構特征：具有一定的流動性（緣由：磷脂和蛋白質的運動）；
功能特性：具有選擇私密性。
（3）功能：保護和控制物質進出
2．細胞壁：主要成份是纖維素，有支持和保護功能。
3．細胞質：細胞質基質和細胞器
（1）細胞質基質：為代謝提供場所和物質和一定的環境條件，影響細胞的形狀、分裂、運動及細胞器的轉運等。
（2）細胞器：
——雙層膜——
線粒體：有氧呼吸的主要場所（第二、三階段），含少量DNA。
內質網：紅色動物細胞中光合作用的場所。含少量的DNA。
——單層膜——
核糖：合成、加工蛋白質；合成脂類。
高爾碳化物：植物細胞中與分泌物的產生有關，動物中與有絲分裂細胞壁的產生有關。
液泡：泡狀結構，成熟的動物有大液泡。功能：儲藏（營養、色素等）、保持細胞形態，調節滲透吸水。
——無膜——
中心體：由垂直的兩個中心粒構成，與植物細胞有絲分裂有關。
內質網體：合成蛋白質的場所。
小結：
★含有色素的細胞器：內質網、液泡（花瓣、西瓜瓤）
★動、植物細胞的區別：植物特有中心體；高等動物特有細胞壁、葉綠體、液泡。
4．細胞核
（1）組成：核膜、核仁、染色質
（2）核膜：單層膜，有核孔（RNA從核孔出核）
（3）胚乳：在細胞有絲分裂中周期性的消失（前期）和重建（末期）
（4）染色質：被酸性顏料染成紅色的物質，主要由DNA和蛋白質組成
染色質和染色體的關系：細胞中同一種物質在不同時期的兩種表現形態
（5）功能：是遺傳物質DNA的存儲和復制的主要場所，是細胞遺傳特點和細胞代謝活動的控制中心。
（6）原核細胞與真核細胞根本區別：是否具有成型的細胞核（是否具有核膜）
5．細胞的完整性：細胞只有保持以上結構完整性，能夠完成各類生命活動。
第五節物質的跨膜運輸
一、物質跨膜運輸的形式：
1、小分子物質跨膜運輸的形式：
形式
含量
載體
能量
舉例
意義
被動運輸
自由擴散
順
×
×
O2、CO2、水、乙醇、甘油、脂肪酸
只能從高到低被動地吸收或排出物質
協助擴散
順
√
×
獼猴桃糖步入紅細胞
主動運輸
逆
√
√
各類離子，小腸吸收獼猴桃糖、氨基酸，腎小管重吸收獼猴桃糖
通常從低到高主動地吸收或排出物質
2、大分子和顆粒性物質跨膜運輸的形式：
大分子和顆粒性物質通過胞吞作用步入細胞，通過胞吐作用向外分泌物質。（須要高爾碳化物、體現細胞膜的流動性）
二、實驗：觀察動物細胞的質壁分離和復原
實驗原理：原生質層（細胞膜、液泡膜、兩層膜之間細胞質）相當于半透膜
材料用品：紅色香菜表皮，0.3g/ml蔗糖堿液，清水，載玻片，鉗子細胞膜選擇性通透，滴管，顯微鏡等
方式步驟：
（1）制做香菜表皮臨時裝片。
（2）低倍鏡下觀察原生質層位置。
（3）在蓋玻片兩側滴一滴蔗糖堿液，另左側用吸水紙吸，重復幾次，讓芹菜表皮浸潤在蔗糖堿液中。
（4）低倍鏡下觀察原生質層位置、細胞大小變化（變小），觀察細胞是否發生質壁分離。
（5）在蓋玻片兩側滴一滴清水，另左側用吸水紙吸，重復幾次，讓芹菜表皮浸潤在清水中。
（6）低倍鏡下觀察原生質層位置、細胞大小變化（變大），觀察是否質壁分離復原。
實驗結果：
細胞液＜外界堿液細胞失水（質壁分離）
細胞液＞外界堿液細胞吸水（質壁分離復原）
第六節ATP和酶
一、ATP
1、功能：ATP是生命活動的直接能源物質
生命活動的主要的能源物質是脂類（獼猴桃糖）；
生命活動的儲備能源物質是脂肪。
生命活動的根本能量來源是太陽能。
2、結構：
英文名：腺固醇核苷三乙酸（三乙酸腺苷）
簡式：A-P～P～P
3、ATP與ADP的互相轉化：
（1）往右：表示ATP酯化，能量用于各類須要能量的生命活動。
向左：表示ATP合成，能量始于生物物理反應釋放的能量。
（在人和動物體內，來自細胞呼吸；紅色植物體內則來自細胞呼吸和光合作用）
（2）ATP能作為直接能源物質的緣由是細胞中ATP與ADP循環轉變，且非常迅速。
二、酶
1、概念：酶一般是指由活細胞形成的、具有催化活性的一類特殊的蛋白質，又稱為生物催化劑。（少數核苷酸也具有生物催化作用，它們被稱為“核酶”）。
2、特性：催化性、高效性、特異性
3、影響酶促反應速度的誘因
（1）PH:在最適pH下，酶的活性最高，pH值過高或過低酶的活性就會顯著增加。（PH偏低或偏低，酶活性失去）
（2）氣溫:在最適水溫下酶的活性最高，氣溫偏低或過低酶的活性就會顯著減少。（體溫過高，酶活性增加；水溫偏高，酶活性失去）
另外：還受酶的含量、底物含量、產物含量的影響。
第七節光合作用
一、光合作用的發覺
1648法國，范·海爾蒙特：動物生長所須要的養料主要來自于水,而不是底泥。
1771日本，普利斯特萊：動物可以更新空氣。
1779英國，揚·英根豪斯：動物只有綠葉能夠更新空氣；而且須要陽光能夠更新空氣。
1880日本，恩吉(格)爾曼：光合作用的場所在內質網。
1864日本，薩克斯：莖稈在光下能形成淀粉
1940法國，魯賓和卡門（用放射性核素標記法）：光合作用釋放的氧全部來自出席反應的水。（脂類中的氫也來自水）。
1948日本，梅爾文·卡爾文：用標14C標記的CO2追蹤了光合作用過程中碳元素的行蹤，進一步了解到光合作用中復雜的物理反應。
二、實驗：提取和分離內質網中的色素
1、原理：
內質網中的色素能溶化于有機溶劑（如二氯甲烷、酒精等）。
內質網中的色素在層析液中的溶化度不同，溶化度高的隨層析液在濾紙上擴散得快；反之則慢。
2、過程：
3、結果：色素在濾字條上的分布自上而下：
胡冬瓜素（橙紅色）-最快（溶化度最大）
花青素（黃色）
葉綠素a（藍紅色）-最寬（最多）
葉綠素b（黃紅色）-最慢（溶化度最小）
4、注意：
甲苯的用途是提取（溶化）內質網中的色素，
層析液的的用途是分離內質網中的色素；
石英砂的作用是為了碾磨充分，
氯化鈣的作用是避免碾磨時色素受破壞；
分離色素時，層析液不能沒及溶液細線：避免溶液細線上的色素溶化到層析液中；
5、色素的位置和功能
內質網中的色素存在于內質網類囊體薄膜上。
葉綠素a和葉綠素b主要吸收綠光和藍紫光；
胡冬瓜素和花青素主要吸收藍紫光及保護葉綠素免受強光傷害的作用。
Mg是構成葉綠素分子必需的元素。
三、光合作用
1、概念：紅色動物通過內質網，借助光能，把甲烷和水轉弄成存儲能量的有機物，釋放出二氧化碳的過程。
2、過程：
（1）光反應
條件：有光
場所：內質網類囊體薄膜
過程：①水的光解；②ATP的合成：（光能→ATP中活躍的物理能）
（2）暗反應
條件：有光和無光場所：內質網基質
過程：①CO2的固定；②C3的還原：
（ATP中活躍的物理能→有機物中穩定的物理能）
3、總反應式：
光能
CO2+H2O---------->（CH2O）+O2
內質網
4、實質：把無機物轉弄成有機物，把光能轉弄成有機物中的物理能
四、影響光合作用的環境誘因：光照硬度、CO2含量、溫度等
（1）光照硬度：在一定的光照硬度范圍內，光合作用的速度隨著光照硬度的降低而推動。
（2）CO2含量：在一定含量范圍內，光合作用速度隨著CO2含量的降低而推動。
（3）氣溫：光合作用只能在一定的濕度范圍內進行，在最適水溫時，光合作用速度最快，低于或高于最適水溫，光合作用速度增長。
五、農業生產中提升光能借助率采取的方式:
延長光照時間-如：補充人工光照、多季養殖
降低光照面積-如：合理露地、套種
光照強弱的控制：陽生動物（強光），陰生動物（弱光）
提高光合作用效率適當提升CO2含量：施漁家肥
適當提升晚上氣溫（增加夜晚氣溫）
必需礦質元素的供應
第八節細胞呼吸
一、有氧呼吸
1、概念：
有氧呼吸是指活細胞在有二氧化碳的參與下，通過酶的催化作用，把個別有機物徹底氧化分解，形成出甲烷和水，同時釋放大量能量的過程。
2、過程：三個階段
①細胞質基質
---酶--->2乙酸酸+4[H]+能量（少）
②線粒體
2乙酸酸+6H2O---酶--->6CO2+20[H]+能量（少）
③線粒體
24[H]+O2---酶--->12H2O+能量（大量）
（注：3個階段的各個物理反應是由不同的酶來催化的）
3、總反應式：
+6H2O+6O2—酶—>6CO2+12H2O+能量
4、意義：是大多數生物非常是人和高等動動物獲得能量的主要途徑
二、無氧呼吸
1、概念：
無氧呼吸是指細胞在無氧條件下，通過酶的催化作用，把獼猴桃糖等有機物分解成丙酮和氧氣或乳酸,同時釋放少量能量的過程。
2、過程：二個階段
①細胞質基質
與有氧呼吸第一階段完全相同
②細胞質基質
甲苯酸--酶-->（酒精）＋CO2（高等動物、酵母菌等）
或
甲苯酸--酶-->（乳酸）（植物和人）
3、總反應式：
--酶-->（酒精）+2CO2+能量
--酶-->（乳酸）+能量
4、意義：
高等動物在水淹的情況下，可以進行短暫的無氧呼吸，將獼猴桃糖分解為酒精和氧氣，
釋放出能量以適應缺氧環境條件。（酒精會戕害根細胞，形成枯死現象）
人在劇烈運動時，須要在相對較短的時間內消耗大量的能量，胸肌細胞則以無氧呼吸的方法將獼猴桃糖分解為乳酸，釋放出一定能量，滿足人體的須要。
三、細胞呼吸的意義
為生物體的生命活動提供能量細胞膜選擇性通透，其中間產物還是各類有機物之間轉化的樞紐。
四、應用
1、水稻生產中適時的露田和曬田可以改善底泥通氣條件，提高作物根系的細胞呼吸作用。
2、儲存糧食時，要注意減少體溫和保持干燥，抑制細胞呼吸。
3、果蔬保鮮時，采用增加氧含量、充氫氣或增加體溫等方式，抑制細胞呼吸，注意要保持一定的溫度。
五、實驗：探究酵母菌的呼吸方法
1、過程
2、結論：酵母能進行有氧呼吸，也能進行無氧呼吸。
第九節細胞增殖
一、細胞增殖的意義：
是生物體生長、發育、生殖和遺傳的基礎
二、真核生物細胞分裂方法：
有絲分裂（主要）
無絲分裂（蛙的紅細胞）
減數分裂（有性生殖形成成熟生殖細胞）
三、有絲分裂：
1、細胞周期：
從一次細胞分裂結束開始，直至下一次細胞分裂結束為止，稱為一個細胞周期
①連續分裂的細胞才具有細胞周期；
②間期在前，分裂期在后；
③間期長，分裂期短；
④不同生物或同一生物不同種類的細胞，細胞周期長短不一。
2、有絲分裂的過程：
植物細胞的有絲分裂
（1）分裂間期：主要完成DNA分子的復制和有關蛋白質的合成
結果：DNA分子加倍；染色體數不變（一條染色體富含2條染色單體）
（2）分裂期
前期：①出現染色體和紡錘體②核膜解體、核仁漸漸消失；
中期：每條染色體的著絲粒都排列在赤道板上；（觀察染色體的最佳時期）
后期：著絲粒分裂，姊妹染色單體分開，成為兩條子染色體，并分別向細胞兩極聯通。
末期：①染色體、紡錘體消失②核膜、核仁再現（細胞膜內陷）
3、動、植物細胞有絲分裂的比較：
植物細胞
動物細胞
不
同
點
前期：
紡錘體的產生方法不同
由兩組中心粒發出的星射線構成紡錘體
由細胞兩極發出的紡錘絲構成紡錘體
末期：
子細胞的產生方法不同
由細胞膜向內凹坑把親代細胞縊裂成兩個子細胞
由細胞板產生的細胞壁把親代細胞分成兩個子細胞
4、有絲分裂過程中染色體和DNA數量的變化：
5、有絲分裂的意義
是染色體平均分配到兩個子細胞中去。保證親代與子代細胞間的遺傳性狀的穩定性。
四、無絲分裂
1、特點：在分裂過程中，沒有染色體和紡錘體等結構的出現（但有DNA的復制）
2、舉例：草履蟲、蛙的紅細胞等。
第十節細胞分化、衰老和自噬
一、細胞的分化
1、概念：由同一種類型的細胞經細胞分裂后，漸漸在形態結構和生理功能上產生穩定性的差別，形成不同的細胞類群的過程稱為細胞分化。
2、細胞分化的緣由：是基因選擇性抒發的結果（注：細胞分化過程中基因沒有改變）
3、細胞分化和細胞分裂的區別：
細胞分裂的結果是：細胞數量的降低；
細胞分化的結果是：細胞種類的降低
二、細胞的全能性
1、植物細胞全能性的概念
指植物體中單個早已分化的細胞在適合的條件下，依然才能發育成完整新鱗莖的潛能。
2、植物細胞全能性的緣由：動物細胞中具有發育成完整個體的全部遺傳物質。（已分化的動物體細胞的細胞核也具有全能性）
3、細胞全能性實例：胡冬瓜根細胞離體，在適合條件下培養后長成一棵胡冬瓜。
三、細胞衰老
1、衰老細胞的特點:
①細胞核坐果，核膜褶皺，染色質固縮（染色加深）；
②線粒體變大且數量降低（呼吸速度減緩）；
③細胞內酶的活性增加，代謝速率減緩，增殖能力衰弱；
④細胞膜私密性改變，物質運輸功能減低；
⑤細胞內水份降低，細胞萎縮，容積變小；
⑥細胞內色素沉積，阻礙細胞內物質的交流和傳遞。
2、決定細胞衰老的主要誘因
細胞的增殖能力是有限的，體細胞的衰老是由細胞自身的誘因決定的
四、細胞自噬
1、細胞自噬的概念：細胞自噬是細胞的一種重要的生命活動，是一個主動的由基因決定的細胞程序化自行結束生命的過程。俗稱為細胞程序性死亡。
2、細胞自噬的意義：對生物的個體發育、機體穩定狀態的維持等都具有重要作用。