生物必修一 第一单元

第一单元走进细胞和组成细胞的分子

第一讲走进细胞

一、生命系统的结构层次：

细胞→组织→器官→系统（植物没有系统）→个体→种群→群落→生态系统→生物圈

①细胞：是生物体结构和功能的基本单位。除了病毒以外，所有生物都是由细胞构成的。细胞是地球上最基本的生命系统。

②组织：由形态相似，结构与功能相同的细胞和细胞间质构成。例如：神经组织、肌肉组织。

③器官：几种不同的组织结合成的能完成一定功能的结构。例如：心脏等

④系统：能共同完成同一种或几种生理功能的多个器官的组合。例如：呼吸系统等

⑤个体：有若干器官或系统协同完成复杂生命活动的单个生物。单细胞一个细胞构成一个个体。

⑥种群：一定自然区域内，同种生物个体的总和。例如一个池塘里的所有鲤鱼。

⑦群落：在一定的区域内，相互之间有直接或间接联系的多个种群的总和。例：一个池塘中所有的生物。（不是所有的鱼）

⑧生态系统：生物群落和它生存的无机环境相互作用而形成的统一整体。

⑨生物圈

?植物没有（系统）层次，单细胞生物既可化做（个体）层次，又可化做（细胞）层次。

?地球上最基本的生命系统是（细胞）。

二、病毒

病毒是一类没有细胞结构的生物体。主要特征：

①、个体微小，一般在10~30nm之间，大多数必须用电子显微镜才能看见；

②、仅具有一种类型的核酸，DNA或RNA，所以遗传物质DNA或RNA

③、专营细胞内寄生

．．生活；

④、结构简单，一般由核酸（DNA或RNA）和蛋白质外壳（衣壳）所构成。

⑤、寄主不同分为动物病毒、植物病毒、细菌病毒。

遗传物质不同分为DNA和RNA病毒。

三、细胞种类：根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核，把细胞分为原核细胞和真核细胞

四、细胞学说的建立：

1．1665 英国人虎克(Robert Hooke)用自己设计与制造的显微镜（放大倍数为40-140倍)观察了软木的薄片，第一次描述了植物细胞的构造，并首次用拉丁文cella（小室)这个词来对细胞命名。

2．1680 荷兰人列文虎克（A. van Leeuwenhoek），首次观察到活细胞，观察过原生动物、人类精子、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌等。

3．19世纪30年代德国人施莱登（Matthias Jacob Schleiden）、施旺（Theodar Schwann）提出：一切植物、动物都是由细胞组成的，细胞是一切动植物的基本单位。这一学说即“细胞学说（Cell Theory)”，它揭示了生物体结构的统一性。

细胞学的主要内容：

①细胞是一个有机体，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

②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

③新细胞可以从老细胞中产生

五、高倍镜

显微镜的使用

1．基本原则：不管物像多么好找，任何情况下都必须先低倍镜后高倍镜观察。

2．高倍显微镜的操作流程

在低倍镜下观察清楚，找到物像→将物像移到视野中央→转动转换器换用高

倍镜观察→转动细准焦螺旋，直到看清楚物像为止。

3. 显微镜使用常识

1)调亮视野的两种方法（放大光圈）、（使用凹面镜）。反则用小光圈或凸面镜。

2)高倍镜：物象（大），视野（暗），看到细胞数目（少）。低倍镜：物象（小），视野（亮），看到

的细胞数目（多）。

3)物镜：（有）螺纹，镜筒越（长），放大倍数越大。

4)目镜：（无）螺纹，镜筒越（短），放大倍数越大。

放大倍数=物镜的放大倍数х目镜的放大倍数

这里放大的只是长度和宽度，不是面积或体积

5)一行细胞的数目变化可根据视野范围与放大倍数成反比

?放大倍数越大视野范围越小视野越暗视野中细胞数目越少每个细胞越大

?放大倍数越小视野范围越大视野越亮视野中细胞数目越多每个细胞越小

4、计算方法：个数×放大倍数的比例倒数=最后看到的细胞数

1）在目镜10×物镜10×的视野中有一行细胞,数目是64个,在目镜不换物镜换成40×,那么在视野中能看见多少个细胞? 64×1/4=16

2）在目镜10×物镜10×的视野中充满细胞,数目是64个,在目镜不换物镜换成40×,那么在视野中能看见多少个细胞? 64×1/16=4

5、注意事项

①调节粗准焦螺旋使镜筒下降时，侧面观察物镜与装片的距离；

②首先用低倍镜观察，找到要放大观察的物像，将物像移到视野中央（粗准焦螺旋不动），然后换上高倍物镜；

③

换上高倍物镜后，

“不准动粗”。

④物像移动的方向与装片移动的方向相反。

第二节细胞中的元素和化合物

一、组成细胞的元素及化合物

看一看：鲜重条件下：O(65%)＞C(18%)＞H(10%)＞N(3%)＞P(1.4%)＞S(0.3%)

干重条件下：C(55.99%)＞O(14.62%)＞N(9.33%)＞H(7.46%)＞Ca(4.67%)＞P(3.11%) 在鲜重下O

答：脂肪中氧的含量远远少于糖类，而氢的含量多于糖类，因此，等质量的脂肪和糖类氧化分解时，脂肪所消耗的氧气较多，同时释放的能量也多。

(1)

(2)元素影响生命活动

①Ca可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐。

②K可维持人体细胞内液的渗透压、心肌舒张和保持心肌正常的兴奋性。K在植物体内可促进光

合作用中糖类的合成和运输。

③B 可促进植物花粉的萌发和花粉管的伸长，植物缺B 会造成“花而不实”。 二、组成细胞的化合物及生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质检测的原理

2．实验注意问题

(1)还原糖鉴定实验材料的要求

①浅色：不能用绿色叶片、西瓜、血液等材料，防止颜色的干扰。 ②还原糖含量高：不能用马铃薯(含淀粉)、甘蔗、甜菜(含蔗糖)。

(2)唯一需要加热——还原糖鉴定，且必需水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热则无砖红色沉淀出现。

(3)非还原糖(如蔗糖)＋斐林试剂――→水浴

加热现象不是无色而是浅蓝色[Cu(OH)2的颜色]。 (4)唯一需要显微镜——脂肪鉴定，实验中50%酒精的作用——洗掉浮色。

(5)记准混合后加入——斐林试剂，且现配现用；分别加入——双缩脲试剂(先加A 液，后加B 液，且B 液不能过量)。两者成分相同，但CuSO 4的浓度不同，所以不能混用。

(6)若用大豆做材料，必须提前浸泡；若用蛋清作材料，必须稀释，防止其粘在试管壁上不易刷洗；且该实验应预留部分组织样液做对比。

(7)易写错别字提示：“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”；双缩脲试剂中的“脲”不可错写成“尿”。

3.想一想：斐林试剂与双缩脲试剂在使用上有何主要不同？

答：①使用方法不同：斐林试剂的甲液和乙液要混合均匀后方可使用，而且是现用现配；而双缩脲试剂在使用时，先加A 液后加B 液。②处理方式不同：斐林试剂加入组织样液后需水浴加热方可反应，而双缩脲试剂加入组织样液后不需加热即可反应。

4.水的含量特点及与代谢程度和抗逆性的关系

(1)含量特点

①细胞和生物体中含量最多的物质(如精肉中的水，沙漠植物中的水)。

②含水量：水生>陆生、幼年>成年>老年、代谢旺盛>代谢缓慢、幼

嫩细胞>衰老细胞。

(2)与代谢强度的关系

①一般情况下，代谢活跃时，生物体含水量在70%以上。含水量降低，

生命活动不活跃或进入休眠。

②当自由水比例增加时，生物体代谢活跃，生长迅速。如干种子内所

含的主要是结合水，干种子只有吸足水分——获得大量自由水，才能进

行旺盛的生命活动。

(3)与抗逆性的关系

当自由水向结合水转化较多时，代谢强度就会下降，抗寒、抗热、抗旱

的性能提高。旱生植物比水生植物具有较强抗旱能力，其生理原因之一

就是结合水含量较高。

(4)种子与水的关系

①种子晒干时减少的为自由水，但仍能保持生命活性，仍能萌发；试管加热或炒熟则丧失结合水，

种子死亡不萌发；种子萌发吸水主要是增多自由水，代谢加强，呼吸作用加快。

②不同种子亲水能力不同，大豆(主要含蛋白质)>小麦、玉米、大米(主要含淀粉)>花生(主要含

脂肪)。

主要是内质网

(1)单糖中的葡萄糖、果糖及二糖中的麦芽糖是还原糖，可用斐林试剂鉴定，多糖不具还原性。

(2)多糖中的纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，而原核细胞的细胞壁不含纤维素，是由肽聚糖构成的。因此能否被纤维素酶除去细胞壁，是区分植物细胞和原核细胞的依据之一。

(3)

第3讲第4讲生命活动的主要承担者——蛋白质遗传信息的携带者——核酸

1.议一议：多肽与蛋白质有何区别？分泌蛋白的空间结构在哪里形成？

答：①多肽呈链状结构，往往无生物活性；而蛋白质具有一定的空间结构，有生物活性；②分泌蛋白的空间结构是在内质网中形成的。

(1)蛋白质与多肽的关系：每个蛋白质分子可以由1条肽链组成，也可由几条肽链通过一定的化学键(肯定不是肽键)连接而成。但多肽只有折叠成特定的空间结构进而构成蛋白质时，才能执行特定的生理功能。

(2)肽键的结构式可表示如下：

(3)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。

(4)H2O中的H来自于—COOH和—NH2，而O则只来自于—COOH。

(5)若某肽链中有四个肽键，此化合物应叫五肽，不叫四肽，即以脱水缩合的氨基酸个数命名。

1）．直链肽链中氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系

肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数

2）．蛋白质中游离氨基或羧基数的计算

(1)至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数

(2)游离氨基或羧基数目＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数

3）．蛋白质中含有N、O原子数的计算

(1)N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子总数

(2)O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子总数－脱去水分子数4）．蛋白质相对分子质量的计算

蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸的平均相对分子质量－脱去水分子数×18，

注意环状和—S—S—键的特殊情况。

5）．氨基酸与相应DNA、RNA片段中碱基数目之间的关系

DNA(基因)――→

转录

mRNA――→

翻译

蛋白质(性状)

碱基数6∶碱基数3∶氨基酸数1

(1)蛋白质相对分子质量的计算中若通过图示或其他形式告知蛋白质有二硫键形成时，要考虑该过程脱去氢的质量，形成一个二硫键脱去2个氢原子。

(2)若脱水缩合形成的多肽链构成环状，则脱去的水分子数＝参与脱水的氨基酸数＝肽键数，其游离的氨基、羧基只能在R基上有可能出现。

3.蛋白质多样性与生物多样性的关系

(1)二硫键形成过程

蛋白质分子中除了肽键外，还含有其他化学键，如二硫键。一个二硫键(“—S—S—”)是由2个“—SH”形成的，形成过程中要脱去2个氢。故计算蛋白质分子量时除减去H2O的分子量外，还应考虑脱去H的分子量。上图为胰岛素分子形成3个二硫键的情况。

(2)蛋白质种类

4.

核糖

形成场所 细胞质内核糖体上

细胞核、线粒体、叶绿体等主要功能

结构物质：角蛋白、肌纤维蛋白等①遗传信息的携带者，决定

生物性状

②某些RNA 具催化作用

功能物质：①运输——血红蛋白、载体；②

催化——酶(多数)；③免疫节——胰岛素、生长激素能源物质：氧化放能，产物有尿素、H2O 等

结构的

多样性

组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同以及蛋白质的空间结构上的不同，蛋白质具有多样性 组成DNA 的4种脱氧核苷

酸的数量、序列和比例不同，

DNA 呈现多样性

基本单位初步水解彻底水解

代谢产物

脱氧核苷酸脱氧核苷酸(4种) 磷酸、脱氧核糖、碱

基

CO2、H2O

物

核糖核苷酸核糖核苷酸(4种) 磷酸、核糖、碱基CO2、H2O 物

氨基酸多肽氨基酸CO2、H2O

①RNA作为遗传物质的前提是生物体内不存在DNA，当RNA作为遗传物

质时，由于RNA单链结构不稳定，容易发生突变。

②少数RNA具有催化功能，特指生物体内的酶。

③朊病毒既无DNA，也无RNA，化学成分只有蛋白质。

④蛋白质、核酸的结构及种类具有物种差异性，因而可以从分子水平上，通过分析不同物种的核酸和蛋白质来区分或判断不同物种间的亲缘关系，也可用于刑事案件的侦破或亲子鉴定。

生物体内的水、无机盐、糖类、脂质、氨基酸、核苷酸等则不具有物种差异性。蛋白质的合成与运输6．实验注意问题

(1)选材：口腔上皮细胞、无色的洋葱表皮细胞，不能用紫色洋葱表皮细胞或叶肉细胞，防止颜色

的干扰。

(2)缓水流冲洗目的：防止玻片上的细胞被冲走。

(3)几种试剂在实验中的作用

①0.9%NaCl溶液(生理盐水)：保持口腔上皮细胞正常形态。

②8%盐酸：a.改变细胞膜等的通透性；b.使染色体中DNA与蛋白质分开。

③蒸馏水：a.配制染色剂；b.冲洗载玻片。

④甲基绿吡罗红染液：混合使用且现配现用。

(4)DNA和RNA在细胞核和细胞质中都有分布，只是量的多少不同。故结论中强调“主要”而不

能说“只”存在于细胞核或细胞质中。