高中生物必修一 基础知识过关检测
第一章 走近细胞
1. 细胞是生物体（除病毒外） 和 的基本单位，是地球上最基本的生命系统，生命活动离不开细胞。
2. 系统：是指彼此间相互作用、相互依赖的组分有规律地结合而形成的整体。一个蛋白质分子 （可以/不可以）看成一个系统。
3. 生命系统的结构层次包括 、组织、器官、 、个体、 、群落、 、生物圈，其中最基本的生命系统是 。
4. 植物没有 层次。草履虫细胞既可看做 层次，又可看做 层次。一块骨骼肌属于 层次。生物大分子（如核酸、蛋白质等）的研究已经相当深入，但是这些大分子 （属于/不属于）生命系统的结构层次。
5. 生物圈中存在着众多的单细胞生物，如细菌、单细胞藻类、单细胞动物等，单个细胞就能完成各种生命活动。许多植物和动物是多细胞生物，它们依赖各种 的细胞密切合作，共同完成一系列复杂的生命活动。
6. 病毒（Virus）：是一类没有 结构的生物体，既不是真核也不是原核生物。主要特征：不能进行独立的物质和能量代谢，只能寄生在活细胞中才能正常生存繁殖，如用活鸡胚培养禽流感病毒；主要由
外壳和一种核酸（ 或 ）所构成。
7. 高倍镜的使用方法步骤：①转动光圈使视野明亮。②在低倍镜下观察清楚后，把要放大观察的物象移
至 ，③转动 ，换成高倍物镜。④观察并用 调焦。
8.显微镜的放大倍数：放大倍数指的是物体的 的放大倍数。
9. 物象移动与装片移动的关系：显微镜下观察到视野左侧有一个细胞，要将该细胞移到视野中央，需要将装片向 移动。
10. 蓝藻是 等四种原核生物的统称，蓝藻能进行光合作用是因为其细胞内含有 。蓝藻与酵母菌结构上的主要区别在于 。
11. 原核细胞和真核细胞的统一性体现在 。
原核细胞：细胞较小，无 、无核仁，没有成形的细胞核；遗传物质（一个环状 DNA 分子）集中的区域称为 ；没有 ，DNA不与蛋白质结合；细胞器只有 ；细胞表面有 ，成分与真核细胞不同。
12. 技能应用：用光学显微镜观察未经染色的动物细胞，在明亮的视野下很难看清细胞的边缘和细胞核。如果把视野调暗，可以看得比较清晰。应该怎样操作？一是转动反光镜使进光量减少；二是选择小的光圈，减少进光量。
第二章 组成细胞的分子
第一节 细胞中的元素和化合物
1. 细胞是多种元素和化合物构成的生命系统。活细胞中的化合物必须有机地组织起来，构成细胞这种最基本的结构形式，才能表现生命现象。活细胞中的化合物的含量和比例处在不断变化之中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动的正常进行。
2. 生物界与无机自然界具有统一性：组成细胞的化学元素在无机自然界都可以找到。生物界与无机自然界存在差异性：组成生物体的化学元素在细胞内的含量与在非生物中的含量明显不同。
3. 分类：（1）大量元素 ；基本元素 ；最基本元素 ；（2）微量元素 。
4. 含量：细胞鲜重含量最多的元素是 ，细胞干重含量最多的元素是 ；活细胞中数目最多的元素是 。
5. 分类：（1）无机化合物 ；（2）有机化合物 、 、 、 。含量：细胞鲜重含量最多的化合物是 ，细胞干重含量最多的化合物是 。
6. 糖类中的还原性糖，与 发生作用，加热后生成砖红色沉淀。脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成
色，也可以被苏丹Ⅳ染液染成 色。淀粉遇碘变 。蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产 反应。
7．脂肪的检测方法之一是制作花生种子子叶切片，该方法需要用50%的 溶液洗去浮色，便于观察。
第二节 生命活动的主要承担者—蛋白质
1. 是组成蛋白质的基本单位。在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有 20 种。
2. 组成蛋白质的元素： ，氨基酸结构通式为： 。各种氨基酸之间的区别在于 的不同，如甘氨酸上的 R 基是 。
3. 有 8 种氨基酸是人体细胞 的（婴儿有 9 种，比成人多的一种是组氨酸），必须从外界环境中直接获取，这些氨基酸叫做 氨基酸，如赖氨酸、苯丙氨酸等。另外 12 种氨基酸是人体细胞 的，叫做 氨基酸。
4.脱水缩合：一个氨基酸分子的 与另一个氨基酸分子的 相连接，同时失去一分子水。
5.肽键：肽链中连接两个氨基酸分子的化学键 。
6.二肽：由 氨基酸分子缩合而成的化合物，只含有一个肽键。多肽：由 的氨基酸分子缩合而成的链状结构。肽链：多肽通常呈 结构，叫肽链
7.从氨基酸水平上看，蛋白质结构多样性的原因是组成蛋白质的氨基酸 不同，多肽链 千变万化。
8. 与生活的联系：在鸡蛋清中加入一些食盐，就会看到白色的絮状物，这种现象叫做蛋白质分子的 。兑水稀释后，你会发现絮状物消失。在上述过程中，蛋白质结构 （有/没有）发生变化。但是把鸡蛋煮熟后，蛋白质发生 ，就不能恢复原来的状态了。原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得 ，容易被蛋白酶水解。因此，吃熟鸡蛋容易消化。
9. 许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，称为 蛋白，例如，羽毛、肌肉、头发、蛛丝等的成分主要是蛋白质；细胞内的许多化学反应离不开酶的 ，绝大多数酶都是蛋白质；有些蛋白质具有 的功能（血红蛋白能运输氧）；有些蛋白质起传递信息作用，能够调节机体的生命活动，如胰岛素；有些蛋白质有 功能，如人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。
第三节 遗传信息的携带者—核酸
1. 核酸是细胞内携带 的物质，对于生物的 、 和蛋白质的生物合成具有重要作用。
2. 组成核酸的基本单位是核苷酸，是由一分子磷酸 、一分子五碳糖 （DNA为 、RNA 为 ）和一分子 组成；组成DNA的核苷酸叫作脱氧核苷酸，组成RNA的核苷酸叫作核糖核苷酸 。
3. DNA 所含碱基有：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）。
4. RNA 所含碱基有：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和尿嘧啶（U）。
5. DNA 主要分布在 ，RNA 大部分存在于 。甲基绿和吡罗红两种染色剂对 DNA 和 RNA 的 不同，甲基绿使 呈现绿色，吡罗红使 呈现红色。利用甲基绿、吡罗红 染色剂将细胞染色，可以显示 DNA 和 RNA 在细胞中的分布。盐酸能够改变 ，加速染色剂进入细胞，同时使染色质中的 ，有利于 DNA 与染色剂结合。
6. 组成 DNA 的脱氧核苷酸虽然只有 4 种，但是如果数量不限，在连成长链时， 就是极其多样化的，它所贮存的遗传信息的容量自然就非常大了。部分病毒的遗传信息，直接贮存在 中，如 HIV、SARS 病毒等。
第四节 细胞中的糖类和脂质
1. 细胞生命活动的主要能源物质是 ，构成糖类的元素有 。
2. 多数糖类分子中H和O之比为 ，所以糖类又称碳水化合物 。
3. 糖类可以分为单糖、二糖、多糖等几类。单糖：不能 的糖。二糖：由 脱水缩合而成。多糖：由许多的 连接而成。如淀粉、纤维素、糖原，构成它们的基本单位都是 。
4. 肥肉的主要成分是 ；食用植物油是从油料作物中提取的，其主要成分是 。脂肪是 的一种。脂质存在于所有细胞中，是组成细胞和生物体的重要有机化合物。与糖类相似，组成脂质的化学元素主要是 ，有些脂质还含有 。所不同的是脂质分子中 的含量远远少于糖类，而 的含量更多。常见的脂质有 、 和 等，其中固醇类物质包括 胆固醇 、性激素 和 维生素 D 等。它们的分子结构差异很大，通常都不溶于水，而溶于脂溶性 。
5. 脂肪不仅是储能物质，还是一种很好的绝热体。生活在海洋中的大型哺乳动物如鲸、海豹等，皮下有厚厚的脂肪层，起到 的作用。生活在南极寒冷环境中的企鹅，体内脂肪可厚达 4cm。分布在内脏器官周围的脂肪还具有 和 的作用，可以保护内脏器官。
6. 磷脂：磷脂是构成细胞膜的重要成分，也是构成多种 膜的重要成分。
7. 固醇：固醇类物质包括 、 和 等。胆固醇是构成 细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中 的运输； 能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 能有效地促进人和动物肠道对 的吸收。
8. 生物大分子以 为骨架。多糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子，都是由许多基本的组成单位连接而成的，这些基本单位称为 ，这些生物大分子又称为单体的多聚体。例如，组成多糖的单体是 ，组成蛋白质的单体是 ，组成核酸的单体是 。每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的 为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。正是由于碳原子在组成生物大分子中的重要作用，科学家才说“碳是生命的核心元素”，“没有碳，就没有生命”。
第五节 细胞中的无机物
1. 水是细胞中含量 的化合物。不同的生物体内水的含量差别很大；同一生物体的不同组织、器官含水量也不相同，其中新陈代谢越旺盛的细胞含水量 ；生物体在不同的生长发育阶段水的含量 。
2. 生物体的一切生命活动都离不开水。结合水大约占细胞内全部水分的4.5%，其可与细胞内其他物质相 ，是细胞结构的重要组成部分。自由水指的是在细胞中以游离形式存在的可以流动的水。自由水是细胞内的 、参与细胞内的 反应、是细胞生活的 环境、运输 。细胞内自由水含量越高， ，结合水含量越高， 。
3. 细胞中的无机盐大多数以 的形式存在，少量与其他化合物结合以 的形式存在。
4. 无机盐的作用：①细胞中许多化合物的重要组成成分；②对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。
5. 当你烘干一粒小麦种子，然后点燃烧尽，最终会得到一些灰白色的灰烬，这些灰烬就是小麦种子里的 。人和动物体内也含有无机盐。细胞中大多数无机盐以 的形式存在。
6.与生活的联系：患急性肠炎的病人脱水时需要及时补充水分，同时也需要补充体内丢失的 ，因此，输入 是常见的治疗方法。大量出汗会排出过多的无机盐，导致体内的 平衡和 平衡失调，这时应多喝 。
7. 查找资料，了解某一种植物（如小麦）生长发育需要哪些无机盐。设计实验，证明某一种或某几种无机盐是这种植物生长发育所必需的。对照组：给植物提供 ，实验组：给植物提供 。
第三章 细胞的基本结构
第一节 细胞膜—系统的边界
1. 细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是 。
2. 制备细胞膜的方法：①原理：细胞内的物质有一定的浓度，把细胞放入清水中，细胞由于 而涨破，使细胞内的物质流出，从而得到细胞膜。
②选材：人或哺乳动物的成熟的 。
③步骤：选材→ →观察→ →观察。
3. 相关信息：在发育成熟过程中，哺乳动物红细胞的核逐渐退化，并从细胞中排出，为能携带氧的 腾出空间。人的红细胞只能存活 120d 左右。
4. 与生活的联系：癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞膜成分的改变有关。细胞在癌变的过程中，细胞膜的成分发生改变，有的产生甲胎蛋白（AFP）、癌胚抗原（CEA）等物质。因此，在检查癌症的验血报告单上，有 AFP、CEA 等检测项目。如果这些指标超过正常值，应做进一步检查，以确定体内是否出现了癌细胞。
5. 细胞膜的成分：①脂质：约占细胞膜总量的 ，其中最丰富的脂质是 。②蛋白质：约占细胞膜总量的 ，细胞膜行使功能时起重要作用，细胞膜功能越复杂，蛋白质的 和 越多。③糖类（少量）：约占细胞膜总量的 。
6. 在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做 。它在细胞生命活动中具有重要的功能。例如，消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白有 作用；糖被与细胞表面的识别有密切关系。除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的 。
7. 细胞膜的功能：
① ：在原始海洋中，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，产生了原始的细胞，并成为相对独立的系统。细胞膜保障了细胞内部环境相对稳定。
② ：需要的物质可以进入，不需要或者的物质不容易进入。抗体、激素等物质分泌到 。细胞产生的 也要排出，但是细胞内的核酸等重要成分却不会流失到细胞外。
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、病菌也能侵人细胞，使生物体患病。
③ ：在多细胞生物体内，各个细胞都不是孤立存在的，它们之间必须保持功能的协调，才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换，也有赖于信息的交流。
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 结合，将信息传递给靶细胞。相邻两个细胞的 接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。例如 ，精子和卵细胞之间的识别和结合。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。例如，高等植物细胞之间通过 相互连接 ，也有信息交流的作用。
第二节 细胞器—系统内的分工合作
1. 研究细胞内各种细胞器组成成分和功能，需要将这些细胞器分离出来。常用的方法是 。
2. 线粒体：①分布：普遍存在于动植物细胞中，代谢旺盛的细胞数目多。②形态：椭球形。③结构：双层膜，内膜形成嵴，有多种呼吸酶。④功能：有氧呼吸的主要场所——“动力车间”，细胞生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体。
3. 叶绿体：①分布：主要存在于植物叶肉细胞和幼茎的皮层细胞。②形态：球形、椭球形。③结构：双层膜，内有数十个基粒，囊状结构上有色素，在基粒上和基质中有酶分布。④功能：光合作用的场所——“养料制造车间”和“能量转换站”。
4. 内质网：①分布：绝大多数动植物细胞都有内质网。②结构：膜结构连成的网状物。③种类：滑面内质网、粗面内质网。④功能：是细胞内蛋白质 和 ，以及 合成的“车间”。
5. 高尔基体：①分布：动植物细胞中。②形态：扁平囊、小泡。③结构：单层膜。④功能：在动物细胞中主要是对来自 的蛋白质进行 、 和 的“车间”及“发送站”，在植物细胞中与植物细胞壁的形成有关。
6. 核糖体：①分布：核糖体有的附着在内质网上，有的游离分布在细胞质中，普遍存在于动植物细胞中。②结构：无膜。③功能：蛋白质合成场所。
7. 中心体：①分布：动物细胞内和低等植物细胞中。②组成：由两个互相垂直排列的 及周围物质组成。③结构：无膜。④功能：与细胞的有丝分裂有关。
8. 液泡：①分布：主要存在于植物细胞中。②形态：泡状结构，含多种成分。③结构：单层膜——液泡膜，内含细胞液。④功能：储存物质，并能调节渗透压。含糖类、无机盐、 和蛋白质等物质，可以调节植物细胞内的环境，充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。
9. 溶酶体：①分布：动物细胞、植物细胞。②结构：单层膜。③功能：是“消化车间”，内部含有多种
酶，能分解 ，吞噬并杀死侵人细胞的 。被溶酶体分解后的产物，如果是对细胞有用的物质，细胞可以再利用，废物则被排出细胞外。
10. 相关信息：科学家发现有 40 种以上的疾病是由于溶酶体内缺乏某种酶产生的，如矿工中常见的职业病——硅肺。当肺部吸入硅尘（SiO2）后，硅尘被吞噬细胞吞噬，吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶，而硅尘却能破坏溶酶体膜，使其中的水解酶释放出来，破坏细胞结构，使其死亡，最终导致肺的功能受损。
11. 在细胞质中，除了细胞器外，还有呈胶质状态的 ，由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等组成。在细胞质基质中也进行着多种化学反应。
12. 真核细胞中细胞骨架有维持 、保持细胞内部结构有序性的功能。细胞骨架是由
组成的网架结构，与细胞 、分裂、分化以及物质 、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。
13. 在细胞的物质运输中起重要的交通枢纽作用。
14. 在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质，叫做 ，如消化酶、抗体和 激素。
15. 生物膜系统包括 ，哺乳动物成熟的红细胞有生物膜系统吗？原核生物有生物膜系统吗？
16 . 生物膜系统的功能（“三个保证”）
①细胞膜使细胞具有相对稳定的内部环境，保证物质运输、能量转换和信息传递。
②广阔的膜面积提供了酶的附着位点，保证了化学反应的顺利进行。
③生物膜将细胞分隔成小的区室，同时进行多种反应，保证生命活动高效、有序地进行。
第三节 细胞核—系统的控制中心
1. 除了高等植物成熟的 和哺乳动物成熟的 等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核。
2. 细胞核的结构：①在细胞核中，核膜具有双层膜，把核内物质与细胞质分开；染色质由DNA和蛋白质组成，其中DNA是遗传信息的载体；核仁与RNA的合成以及核糖体的形成有关；核孔可实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。大分子（如： ）通过 进出细胞核，穿过0层膜，小分子通过 进出细胞核。
②细胞核中有DNA，DNA和蛋白质紧密结合成染色质。染色质和染色体是同样的物质在细胞不同时期的两种存在状态。其中 DNA 是遗传信息的载体，所以染色体是遗传信息的主要载体，染色质易被 等碱性染料染色。
③DNA上贮存着遗传信息。在细胞分裂时，DNA携带的遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，保证了亲子代细胞在遗传性状上的一致性。
3. 对细胞核功能的较为全面的阐述应该是：细胞核是 ，是细胞 和 的控制中心。细胞既是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位。
4. 技能训练：在有些个体较大的原生动物（如草履虫）的细胞中，会出现 2 个或多个细胞核。有些原生动物的细胞中有用于收集和排泄废物的伸缩泡。
5. 模型方法：模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。模型的形式很多，包括物理模型、概念模型、数学模型等。以实物或画图形式直观地表达认识对象的特征，这种模型就是物理模型。沃森和克里克制作的著名的DNA双螺旋结构模型，就是物理模型。
6. 知识迁移：新宰的畜、禽，如果马上把肉做熟了吃，肉老而口味不好，过一段时间再煮，肉反而鲜嫩。这可能与肌细胞内哪一种细胞器的作用有关？ 。
第四章 细胞的物质输入和输出
第一节 物质跨膜运输的实例
1. 动物细胞的吸水和失水
（1）渗透作用产生的条件：①有一层半透膜。②半透膜两侧的溶液具有浓度差。
（2）动物细胞吸水和失水的条件：
①外界溶液浓度小于细胞质浓度时，细胞吸水膨胀。
②外界溶液浓度大于细胞质浓度时，细胞失水皱缩。
③外界溶液浓度等于细胞质浓度时，水分进出细胞处于动态平衡。
2. 植物细胞的吸水和失水
（1）结构：①细胞壁：全透性，即水分子和溶解在水里的物质都能自由通过。②原生质层： 、液泡膜以及 组成原生质层，相当于一层半透膜。③细胞内的液体环境：主要指液泡内的细胞液。
（2）条件：成熟植物细胞中具有中央大液泡。
（3）验证：①质壁分离：当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开。
②质壁分离复原：将已发生质壁分离的细胞放在外界溶液浓度比较低的环境中时，外界溶液中的水分就透过原生质层进入细胞液中，整个原生质层就会慢慢恢复成原来的状态。
3. 物质跨膜运输的其他实例
（1）对无机盐的吸收实例：
①水稻和番茄对同一离子的吸收量不同。②水稻和番茄对不同离子的吸收量不同。
（2）细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，可以让水分子自由通过，细胞选择吸收的一些离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。
4. 动物细胞的 相当于一层半透膜，植物细胞的 相当于一层半透膜。
5. 细胞能质壁分离的条件必须有哪些： 。
6. 质壁分离的原理是渗透作用，发生质壁分离的外因是原生质层两侧存在 ，内因是原生质层伸缩性大于细胞壁。
7. 将洋葱鳞片叶外表皮细胞放入0.3g/ml 蔗糖溶液中，现象为 ，再放入清水中，会 ；将洋葱鳞片叶外表皮细胞放入30g/ml 蔗糖溶液中，再加入清水，现象为 ；将将洋葱鳞片叶外表皮细胞放入0.3g/ml 的 KNO3 溶液中，现象为 ，与该过程有关的细胞器有 。
8. 适宜浓度的KNO3溶液或尿素可被细胞吸收，从而使细胞液浓度增大，所以细胞发生质壁分离后的
复原现象。
9. 水稻放入含Mg2+培养液中，一段时间后，培养液中Mg2+浓度上升，原因是： 。
10. 溶液渗透压指的是： ，渗透压大小取决于： 。
第二、三节 生物膜的流动镶嵌模型、物质跨膜运输的方式
1. 桑格、尼克森提出的流动镶嵌模型的基本内容
①磷脂双分子层构成膜的基本支架，其结构特点是具有流动性。
②蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层；大多数蛋白质分子是可以运动的。细胞膜的功能主要是由蛋白质来承担的。
③细胞膜表面的糖类可以和蛋白质结合形成糖蛋白。它在细胞生命活动中具有重要的功能。例如，消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白有 作用；糖蛋白还与细胞表面的识别有密切关系。除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的 。
2. 用 染色，死的动物细胞会被染成蓝色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。
3. 物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的，而且细胞对于物质的输人和输出有 性。可以说细胞膜和其他 都是选择透过性膜，这种膜可以让 自由通过，一些 和 也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。生物膜的这一特性，是 细胞的一个重要特征。
4. 将两种溶液连通时，溶质分子会从高浓度一侧向低浓度一侧 。往清水中滴一滴蓝墨水，清水很快就变为蓝色，这就是扩散。物质进出细胞，既有顺浓度梯度的扩散，统称为 ；也有逆浓度梯度的运输，称为 。此外还有其他运输方式。
5. 物质跨膜运输的方式
（1）被动运输
①水分子、氧气、二氧化碳等进出细胞取决于细胞内外溶液的浓度差。这些小分子很容易自由地通过细胞膜的磷脂双分子层。物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式，叫作自由扩散。除了水、氧、二氧化碳外， 、 、 等物质也可以通过自由扩散进出细胞。
②离子和一些较大的分子如葡萄糖等，不能自由通过细胞膜。镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质，能够协助葡萄糖等物质顺浓度梯度跨膜运输。进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫作协助扩散。
③自由扩散和协助扩散统称为被动运输。物质通过此方式进出细胞是顺浓度梯度的，不需要消耗能量，但需要两侧有浓度差 。
（2）主动运输
①K+、Na+和 Ca2+等离子，都不能自由地通过磷脂双分子层，它们从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗能量，这种方式叫作主动运输。
②主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中，保证了活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。
（3）蛋白质等大分子物质进出细胞的方式
①当细胞摄取大分子物质时，首先是大分子附着在细胞膜表面，这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部，这种现象叫作胞吞。
②细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡 ，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞，这种现象叫作胞吐。
6. 细胞通过被动运输吸收物质时，虽然不需要消耗细胞的能量，但需要膜两侧的 。而一般情况下，植物根系所处的土壤溶液中，植物需要的很多矿质元素离子的浓度总是 细胞液的浓度。
7. 通道蛋白是一类跨越细胞膜磷脂双分子层的蛋白质。它包含两大类：水通道蛋白和 通道蛋白。
8. 磷脂双分子层内部是 的，几乎阻碍所有水溶性分子通过。1988 年，美国科学家阿格雷才成功地将构成水通道的蛋白质分离出来。水通道与人体体液平衡的维持密切相关，例如，肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用，都与水通道的结构和功能有直接关系。
第五章 细胞的能量供应和利用
第一节 降低化学反应活化能的酶
1. 对照实验
①细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，称为细胞代谢，它是细胞生命活动的基础。
②对照实验的变量控制：实验过程中可以变化的因素称为变量。其中人为改变的变量称为自变量，随着自变量的变化而变化的变量称作因变量，除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。除一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫作对照实验，它一般设置对照组和实验组。
2. 酶的本质
①酶本质的探索过程：德国化学家毕希纳发现不含酵母细胞的提取液与活酵母是一样的，都能引起发酵，他将引起发酵的物质称为酿酶。最早从刀豆中提取出脲酶的是美国科学家萨姆纳，他用多种方法证明了酶是蛋白质。20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也有生物催化功能。
②酶的定义：酶是活细胞产生的，具有催化作用的一类有机物。其中绝大多数酶是 ，所以酶的化学本质不同于无机催化剂。合成酶所需要的原料是 ，合成场所主要是 。酶的催化作用 （可以/不可以）发生在细胞外。
3. 酶的作用
新鲜动物肝脏中有较多的 ，可以促使过氧化氢分解为氧和水。加热促使过氧化氢分解，是因为加热使过氧化氢分子得到能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。
Fe3+和过氧化氢酶促使过氧化氢分解，但它们并未供给过氧化氢能量，而是降低了过氧化氢分解反应的活化能。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称为 。同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高，这样细胞代谢就能在温和的条件下快速进行。
4. 酶的作用机理是 。
5. 与一般催化剂相比，酶具有以下特性：
（1）高效性：一般而言，酶催化反应的速率比非催化反应的速率高108～1020倍，比其他无机催化剂催化反应的速率高107～1013倍。
（2）专一性：每一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。二肽酶可以催化任何两个氨基酸组成的二肽的水解反应，但是不能催化多肽的水解。过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解， 除了催化尿素分解外，对其他化学反应也不起作用。
（3）温和性：由于大多数酶都是蛋白质，所以凡是能使蛋白质变性的因素，如强酸、强碱、高温、重金属盐、X 射线、紫外线等，都能使酶的空间结构遭到破坏，导致酶完全失去活性而不可恢复。所以，酶一般要求比较温和的条件，比如常温、常压、接近中性的酸碱度等。
6. 学科交叉：无机催化剂催化的化学反应范围比较广。例如，酸既能催化淀粉水解，也能催化蛋白质水解，还能催化脂肪水解。
7. 细胞中几乎所有的化学反应都是由酶来催化的。 称为酶活性。
8. 影响酶促反应的因素
（1）温度与酶活性：每种酶只能在一定限度的温度范围内起作用。酶表现最大活性时的温度叫作酶的最适温度。低于最适温度时，随着温度的降低，活性也下降，下降到一定程度时，酶的催化效率为接近于零，但是此时酶的活性仍保留。温度恢复到最适时，酶的活性逐步增加直至最大。高于最适温度时，随着温度的上升，酶的活性迅速下降，升高到一定限度时会因为变性而失去活性。此时即使再恢复到最适温度，酶的活性无法恢复。
一般来说，动物体内的酶最适温度在35 - 40°C之间； 植物体内的酶最适温度在40-50°C之间；细菌和真菌体内的酶最适温度差别较大，有的酶最适温度可高达70°C。0°C左右时，酶的活性 ，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性可以升高。因此，酶制剂适于在低温（0-4°C）下保存。
（2）pH与酶活性：每种酶只能在一定限度的pH范围内起作用。酶表现最大活性时的pH叫作酶的最适pH。稍高或稍低于最适pH，酶的活性都会降低；偏离最适pH越远，酶活性就越低。过酸或过碱时酶本身会因为变性而失去活性，即使再恢复到最适pH，酶的活性也无法恢复。
唾液淀粉酶、胃蛋白酶等消化酶都是在 中起作用的。动物体内的酶最适pH大多在6.5-8.0之间，如唾液的pH为 6.2-7.4，小肠液的pH为7.6。但也有例外，如胃蛋白酶的最适pH为 。植物体内的酶最适pH大多在4.5-6.5之间。
（3）底物浓度与酶促反应速率在底物（反应物）浓度较低时，反应速率随底物浓度的增加而加快。
9. 在探究温度对酶活性影响的实验中，一般不选用过氧化氢酶分解过氧化氢的实验，因为过氧化氢的分解受 的影响；若选用淀粉酶分解淀粉进行该实验，则检测试剂不能选用 ，因为该试剂在使用过程中需要 。
10. 酶能够溶解细菌的细胞壁，具有抗菌消炎的作用。在临床上与抗生素复合使用，能增强抗生素的疗效。
11. 酶能分解果肉细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁变得清亮。
12. 加酶洗衣粉中添加的是 。加酶洗衣粉中的酶可不是直接来自生物体的，而是经过酶工程改造的产品，比一般的酶稳定性强。
13. 残留在牙缝里的食物残渣是细菌的美食，也是导致龋齿的祸根。含酶牙膏可以分解细菌，使我们牙齿亮洁，口气清新。
14. 多酶片中含有多种 酶，你消化不良时可以服用。
15. 影响酶酶促反应速率的因素有 、 、 、 等。
16. 作答：
（1）图一表示人体内某种酶在适宜的温度和 pH 条件下，作用于一定量的底物时，生成物量与反应时间的关系。在 140 min 后，曲线变成水平，这是因为 。若其他条件不变，将该酶的浓度增加一倍，请在原图上画出生成物的量变化曲线。
（2）图二表示该酶促反应速率与底物浓度的关系。若B点时酶量增加一倍，曲线应如何变化？请在图中画出。
（3）图三可以表示人体内 酶在37℃条件下酶促反应速率与pH的关系。
第二节 细胞的能量通货--ATP
1. 细胞中的糖类、脂肪等有机物都储存着化学能，但是直接给细胞的生命活动提供能量的却是另一种有机物——ATP。
2. ATP的组成和结构：
ATP的英文全称是 adenosine triphosphate，ATP中文名称为三磷酸腺苷，简称为ATP。adenosine是腺苷，由 和 结合而成，tri 是三的意思，phosphate是磷酸盐。
3. ATP分子中的高能磷酸键：
ATP分子的结构式可以简写成 ，其中 A 代表 ，“～”表示高能磷酸键，一分子ATP含2个高能磷酸键，储存大量的能量。ATP分子不稳定，远离腺苷（A）的高能磷酸键，在一定的条件下很容易水解，可释放多达30.54 kJ/mol的能量，所以说ATP是各种活细胞内普遍存在的的一种高能磷酸化合物。
4. ATP与ADP的相互转化：
ATP分子不稳定，在一定条件及有关酶的催化作用下，远离A的高能磷酸键水解断裂，形成二磷酸腺苷（ADP）和磷酸（Pi），同时储存在这个高能磷酸键中的能量释放出来。在另一条件另一种酶的催化作用下，ADP可以接受能量，同时与一个磷酸结合，从而转化成 ATP。
5. ADP 转化成 ATP 时所需能量的来源：
在ADP转化成ATP的过程中，对于动物、人、真菌和多数细菌来说，所需能量均来自细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量；对于绿色植物来说，除了依赖呼吸作用所释放的能量外，还能利用光能。
6. ATP 的功能与利用：
细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由 ATP 直接提供能量的，人们将它喻为流通的能量“ 通货”。细胞分裂生长、细胞对离子的跨膜运输、人体肌细胞收缩、神经兴奋传导、生物发电、发光等各项生命活动需消耗的能量都直接源于ATP。萤火虫尾部的发光细胞中含有荧光素和荧光素酶。荧光素接受 ATP 提供的能量后就被激活。在荧光素酶的催化作用下，激活的荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。
7. 细胞内的化学反应有些是需要吸收能量的，有些是释放能量的。 反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应一般与 相联系，释放的能量储存在ATP中。也就是说，能量通过ATP分子在 反应和 反应之间流通。因此，可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“通货”。
第三节 ATP的主要来源—细胞呼吸
1. 对比实验：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫做对比实验。在本节课的探究活动中，需要设置有氧和无氧两种条件，探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，这两个实验组的结果都是事先未知的，通过对比可看出氧气条件对细胞呼吸的影响。
2. 细胞呼吸：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成 ATP 的过程，叫细胞呼吸。ATP分子的高能磷酸键中能量的主要来源是细胞呼吸。
3. 细胞呼吸的方式
①酵母菌在有氧和无氧的条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，细胞呼吸产生大量的CO2和H2O；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还能产生少量的CO2。
②科学家通过大量的实验证实，细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。
4. CO2可使 变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由 变 再变 。根据石灰水浑浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间，可以检测酵母菌培养液中 CO2 的产生情况。
5. 检测酒精的产生：橙色的 溶液，在酸性条件下与乙醇发生化学反应，变成 色。
6. 一般地说，线粒体均匀地分布在细胞质中。但是，活细胞中的线粒体往往可以定向地运动到代谢旺盛的部位。肌细胞内的肌质体就是由大量变形的线粒体组成的，肌质体显然有利于对肌细胞的能量供应。
7. 有氧呼吸
（1）概念：有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生CO2和H2O，释放能量，生成许多ATP的过程。
（2）有氧呼吸的主要场所是线粒体，线粒体的基本结构包括外膜、内膜、嵴、基质，内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。
（3）过程：有氧呼吸的过程可概括地分为三个阶段。
①有氧呼吸第一个阶段是，1 分子的葡萄糖分解成 2 分子的丙酮酸，产生少量的[H]，并且释放出少量的能量。这一阶段不需要氧的参与，是在 中进行的。
②有氧呼吸第二个阶段是，丙酮酸和 彻底分解成二氧化碳和[H]，并释放出少量的能量。这一阶段不需要氧的参与，是在 中进行的。
③有氧呼吸第三个阶段是，上述两个阶段产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水，同时释放出大量的能量。这一阶段需要氧的参与，是在 上进行的。
8. 有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，其化学反应式可以简写成：________________________________
9. 同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呼吸具有不同的特点：有氧呼吸是在温和的条件下进行的；有机物中的能量是经过一系列的化学反应逐步释放的；这些能量有相当一部分储存在 中。
10. 无氧呼吸
（1）概念：是指细胞在无氧条件下，通过多种酶的催化作用，把糖类等有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放出能量的过程。
（2）过程及场所：无氧呼吸过程可概括地分为两个阶段，这两个阶段需要不同的酶催化，都在细胞质基质中进行。
①第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。
②第二个阶段是，丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成 和 ，或者转化成 。
③无论是分解成酒精和二氧化碳或者是转化成乳酸，无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量 ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在 或 中。
11. 一般地说，无氧呼吸最常利用的物质也是葡萄糖。
12. 破伤风由破伤风芽孢杆菌引起，这种病菌只能进行 。皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌就容易大量繁殖。遇到这种情况，需要及时到医院治疗，如清理伤口、敷药并注射破伤风抗毒血清。
13. 提倡慢跑等有氧运动的原因之一，是不致因剧烈运动导致氧的不足，而使肌细胞因无氧呼吸产生大量 。乳酸的大量积累会使肌肉酸张乏力。
第四节 能量之源-光与光合作用
1. 捕获光能的色素
（1）活细胞所需的能量最终来自太阳能。
（2）利用绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中的特性，可以利用无水乙醇提取绿叶中的色素；利用几种色素在层析液中溶解度不同，在滤纸上的扩散速度的不同，可以将色素分离。
2. 叶绿体的结构
（1）叶绿体的外表有双层膜，内部有许多基粒，基粒与基粒之间充满了基质。每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成。这些囊状结构称为类囊体，吸收光能的四种色素，就分布在类囊体的薄膜上。
每个基粒都含有两个以上的类囊体，多者可达100个以上。叶绿体内有如此多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积。据计算，1g 菠菜叶片中的类囊体的总面积竟达 60 m2 左右。
（2）叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。
（3）1880 年，美国科学家恩格尔曼的实验可以得出的结论是：叶绿体是进行光合作用的场所，光合作用可以释放出氧气。该实验的巧妙之处是合理地设置了对照实验，使实验结果富有说服力。
3. 叶绿体中的色素提取实验
（1）绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。绿叶中的色素不只一种，它们都能溶解在 中。然而，它们在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。这样，几分钟后，绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。
（2） 有助于研磨得充分， 可防止研磨中色素被破坏。
（3）将研磨液迅速倒入玻璃漏斗（漏斗基部放一块单层尼龙布）中进行过滤。将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口密封。
（4）将适量的层析液倒入试管中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口。注意，不能让滤液细线触及 。
（5）叶绿素a和叶绿素b主要吸收 光和 光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收 光。这些色素吸收的光都可用于光合作用。因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。
4. 学科交叉：光是一种电磁波。可见光的波长范围大约是390-760 nm。不同波长的光，颜色不同。波长小于390 nm的光是紫外光。波长大于760 nm的光是红外光。一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光。
5. 与社会的联系：根据上述不同色素对不同波长的光的吸收特点，想一想，温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充光源？选择白色（无色）玻璃、补充蓝紫光或红光。
6. 植物体吸收光能的色素，除存在于叶片的一些细胞中外，还存在于哪些部位的细胞之中？植物幼嫩的茎和果实等器官的一些含有光合色素的细胞中。
7. 海洋中的藻类植物，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布依次是浅、中、深，这与光能的捕获有关吗？
答：水层对光波中的红、橙部分（长波光）吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短（短、长）波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅（浅、深）层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于深（浅、深）层 。
8. 光合作用的探究历程
（1）1864年，萨克斯通过实验证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉 。
（2）1939年，鲁宾和卡门利用同位素标记法证实：光合作用释放的氧气来自水。
（3）20世纪40年代，卡尔文等用小球藻（一种单细胞的绿藻）做实验：用14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性，最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，这一途径称为 。
9. 光合作用的过程
（1）光反应阶段：光合作用第一个阶段中的化学反应，必须 才能进行，这个阶段叫做光反应阶段。暗反应阶段：光合作用第二个阶段中的化学反应，在适当条件下，有没有光都可以进行。光反应阶段的化学反应是在 上进行的。暗反应阶段的化学反应是在 中进行的。
（2）相关信息：这里的[H]是一种十分简化的表示方式。这一过程实际上是 （NADP+）与电子和质子（H+）结合，形成 （NADPH）。
（3）在暗反应阶段中，绿叶通过 从外界吸收进来的二氧化碳，不能直接被[H]还原。它必须首先与植物体内的C5（一种五碳化合物）结合，这个过程叫做 。一个二氧化碳分子被一个 C5 分子固定以后，很快形成两个 C3（一种三碳化合物）分子。在有关酶的催化作用下，C3 接受 释放的能量并且被 还原。随后，一些接受能量并被还原的 C3 经过一系列变化，形成糖类；另一些接受能量并被还原的 则经过一系列的化学变化，又形成 C5，从而使暗反应阶段的化学反应持续地进行下去。由此可见，在光合作用的过程中，光反应阶段与暗反应阶段既有区别又紧密联系，是缺一不可的整体。
10. 光合作用的强度可以通过测定一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量地表示。
11. 化能合成作用：除了绿色植物，自然界中少数种类的细菌，能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用叫做 作用，这些细菌也属于自养生物。例如，生活在土壤中的硝化细菌，不能利用光能，但是能将土壤中的氨（NH3）氧化成亚硝酸（HNO2），进而将亚硝酸氧化成硝酸（HNO3）。硝化细菌能够利用这两个化学反应中释放出的化学能，将二氧化碳和水合成为糖类，这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动。
第六章 细胞的生命历程
第一节 细胞的增殖
1. 多细胞生物体体积的增大，即生物体的生长，既靠细胞生长增大细胞的 ，还要靠细胞分裂增加细胞的 。事实上，不同动（植）物同类器官或组织的细胞大小一般无明显差异，器官大小主要决定于细胞数量的多少。
2. 琼脂块的表面积与体积之比随着琼脂块的增大而 ；NaOH 扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大而 。在相同时间内，物质扩散进细胞的体积与细胞的总体积之比可以反映细胞的物质运输的效率。通过模拟实验可看出，细胞体积越小，其相对表面积越大，细胞的物质运输的效率就越高。
3. 细胞不能无限长大的原因：
①细胞的相对表面积与体积的关系限制了细胞的长大，细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率就越低。
②细胞核是细胞的控制中心。一般来说，细胞核中的DNA不会随细胞体积的扩大而增加。如果细胞太大，细胞核的“负担”就会过重。
4. 细胞增殖的意义和细胞分裂的方式
细胞增殖是生物体的重要生命特征，其增殖方式是细胞分裂，通过细胞分裂，可以将复制的遗传物质，平均地分配到两个子细胞中去。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。综上，所以细胞分裂是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。真核细胞的分裂方式有三种：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。原核生物的分裂方式是 。
5. 知识链接：减数分裂是一种特殊方式的有丝分裂，它与有性生殖细胞的形成有关。
6. 有丝分裂：
（1）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，为一个细胞周期。
（2）有丝分裂的过程及特点（以高等植物为例）：
①间期：细胞分裂间期的主要特点是完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。
②分裂期：分裂期包括前期、中期、后期和末期四个时期。
a.前期：染色质高度螺旋化，变成染色体，核仁逐渐解体，核膜逐渐消失，细胞两端发出纺锤丝形成纺锤体。
b.中期：纺锤丝牵引着染色体运动，使 排列在赤道板上。纺锤体清晰可见，着丝点排列在赤道板上，染色体形态比较稳定，数目比较清晰，便于观察。
c.后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成两条染色体，分别移向细胞的两极。
d.末期：染色体到达两极后，形成染色质，出现新的核膜、核仁，植物形成细胞壁 。
（3）动物细胞、低等植物细胞与高等植物细胞有丝分裂的不同主要表现在前期和末期：
间期：动物和低等植物细胞中心粒在间期倍增，成为两组。
前期：动物和低等植物细胞在前期由中心体发出星射线形成纺锤体。
末期：动物细胞在分裂末期不形成细胞板，而是从细胞中央向内凹陷，缢裂成两个子细胞。
7. 无丝分裂：无丝分裂的过程是细胞核先延长，从核的中部向内凹陷，缢裂成两个核，接着，整个细胞从中部缢裂成两个子细胞。其特点是在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化，所以叫做无丝分裂。例如，蛙的红细胞的无丝分裂。
8．观察植物根尖分生组织细胞有丝分裂的实验中，根据 判断细胞处于哪个时期，可用于染色的试剂有 、 ，装片制作的流程 。
第二节 细胞的分化
1. 细胞的分化及其意义
（1）概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程。
（2）特点：①细胞分化是一种持久性的变化。
②一般来说，分化了的细胞一直保持分化后的状态，直到死亡。
③细胞分化是生物界普遍存在的生命现象。
（3）意义：①是生物个体发育的基础。
②使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
（4）原因：就一个个体来说，各种细胞具有完全相同的遗传信息，但形态、结构和功能却有很大差异，这是怎么回事呢？原来，在个体发育过程中，不同的细胞中遗传信息的 是不同的，例如，在红细胞中，与血红蛋白合成有关的基因处于活动状态，与肌动蛋白（肌细胞中的一种蛋白质）合成有关的基因则处于关闭状态；在肌细胞中则相反。
2. 细胞的全能性
（1）概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。
（2）植物细胞的全能性：高度分化的植物细胞仍具有发育成完整植株的能力。
3. 已分化的动物细胞的细胞核具有全能性。但是到目前为止，人们还没有成功地将单个已分化的动物体细胞培养成新的个体。如：
（1）非洲爪蟾的核移植实验：将肠上皮细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中，结果获得了新个体。
（2）克隆羊多利的培育：将乳腺细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中。
4. 干细胞：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。
5. 相关信息：受精卵和早期胚胎细胞都是具有全能性的细胞。
6. 动物体细胞的细胞核为什么具有全能性？动物细胞的全能性随着分化程度的提高而逐渐受到限制，细胞分化潜能变窄，这是指整体细胞而言。可是细胞核则不同，它含有保持本物种遗传性所需要的 ，并且并没有因细胞分化而丢失遗传信息，因此，高度分化的细胞核仍然具有全能性。
7. 在动物胚胎发育过程中，红细胞和心肌细胞都来自一群相似的胚胎细胞。后来，有的细胞发育为红细胞，合成运输氧的 ；有的细胞发育为心肌细胞，合成行使运动功能的蛋白。又如，在同一个植物体中，叶肉细胞的细胞质中有大量的叶绿体，能够进行光合作用；表皮细胞具有保护功能，细胞质中没有 ，而在细胞壁上形成明显的角质层；贮藏细胞没有叶绿体，也没有角质层，但有体积较大的液泡，细胞中贮藏着许多营养物质。追根溯源，同一植物体的这些细胞也都来自一群彼此相似的早期胚细胞。
8．植物体的叶肉细胞 （能/不能）进行核DNA的复制，表皮细胞 （有/无） 叶绿体，贮藏细胞 （有/无）叶绿体。
第三节 细胞的衰老和凋亡
1. 体外培养的人体某种细胞，最多分裂 50 次左右就停止分裂了，并且丧失了正常的功能。这说明细胞会随着分裂次数的增多而 。
2. 个体衰老与细胞衰老的关系
（1）单细胞生物：个体的衰老或死亡与细胞的衰老或死亡是一致的。
（2）多细胞生物：
①体内的细胞总是在不断更新，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。
②从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
3. 细胞衰老过程的含义：细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终表现为形态、结构和功能 发生变化。
4. 衰老细胞的特征：细胞内的水分 ，结果使细胞萎缩，体积 ，细胞代谢的速率 。细胞内多种酶的活性 。例如，由于头发基部的黑色素细胞衰老，细胞中的 酶活性降低，黑色素合成减少，所以老年人的头发会变白。细胞内的 会随着细胞衰老而逐渐积累，它们会妨碍细胞内物质的交流和传递，影响细胞正常的生理功能。细胞内呼吸速率 ，细胞核的体积 ，核膜内折，染色质 、染色 。细胞膜通透性 ，使物质运输功能 。
5. 细胞衰老的原因：
自由基学说：在生命活动中，细胞不断进行各种氧化反应，在这些反应中很容易产生自由基。当自由基攻击生物膜的组成成分 分子时，产物同样是自由基。这些新产生的自由基又会去攻击别的分子，由此引发雪崩式的反应，对生物膜损伤比较大。此外，自由基还会攻击 DNA，可能引起基因突变；攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，致使细胞衰老。
端粒学说：每条染色体的 都有一段特殊序列的 DNA，称为端粒。端粒 DNA 序列在每次细胞分裂后会缩短一截。随着细胞分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸。在端粒 DNA 序列被“截”短后，端粒内侧的正常基因的 DNA 序列就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。
6. 由 所决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以也常常被称为 。
7. 在成熟的生物体中，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，也是通过 完成的。细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。
8. 细胞坏死与细胞凋亡不同。细胞坏死是在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动 或
引起的细胞损伤和死亡。
第四节 细胞的癌变
1. 癌细胞与癌症
（1）癌细胞概念：在个体发育过程中，有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。
（2）癌症通常也叫恶性肿瘤，是由癌细胞大量增殖而引起的。
2. 癌细胞的主要特征
（1）在适宜条件下，癌细胞能够无限增殖。在人的一生中，体细胞一般能够分裂 50-60 次，而癌细胞却不受限制。
（2）癌细胞的形态结构发生显著变化。
（3）癌细胞的表面发生了变化。细胞膜上的糖蛋白等减少，使细胞间黏着性降低，导致癌细胞容易在机体内分散和转移 。
3. 致癌因子及致癌机理
（1）类型
①物理致癌因子，主要指辐射，如紫外线、X 射线、核辐射等。
②化学致癌因子，种类较多，如有机化合物中的联苯胺、烯环烃、亚硝胺、黄曲霉毒素等，无机化合物中的石棉、砷化物、铬化物、镉化物等。
③病毒致癌因子，是指能使细胞发生癌变的病毒。致癌病毒能够引起细胞发生癌变，主要是因为它们含有癌基因以及与致癌有关的核酸序列。它们通过感染人的细胞后，将其基因组整合进人的基因组中，从而诱发人的细胞癌变，如 Rous 肉瘤病毒等。
（2）细胞癌变的机理
①与癌有关的基因
a.原癌基因，主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。
b.抑癌基因，主要阻止细胞不正常的增殖 。
②癌变的机理：环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。原癌基因主要负责 ；抑癌基因主要是 。
③癌症的发生并不是单一基因突变的结果，至少在一个细胞中发生 5-6 个基因突变，才能赋予癌细胞所有的特征，这是一种累积效应。易患癌症的多为老年人。
4. 癌症预防及治疗
（1）预防措施：远离致癌因子。发霉的、熏制的食品，烤焦的以及高脂肪的食品都含有较多的致癌因子。癌症的发生与心理状态也有一定关系。如果性格过于孤僻、经常压抑自己的情绪、不乐于与人交流，就会影响神经系统和内分泌系统的调节功能，增加癌症发生的可能性。
（2）治疗手段：手术切除、化疗、放疗等。
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