必修1
第1章走进细胞
第1节从生物圈到细胞
细胞是生物体结构与功能的基本单位。
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系统是指彼此间相互作用，相互依赖的组分有规律的结合而形成的整体。
第2节细胞的多样性与统一性
科学家根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核，把细胞分为真核细胞与原核细胞两大类。由真核细胞构成的生物叫做真核生物，如植物，动物，真菌等
细菌中的绝大多数种类是营腐生或寄生生活的异养生物。
细胞学说揭示了细胞的统一性与生物体结构的统一性，综合为以下三点
1.细胞是一个有机体，一切动植物都有细胞发育而来，并由细胞与细胞产物构成
2.细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对其它细胞共同组成的整体有作用
3.新细胞可以从老细胞中产生
第2章组成细胞的分子
第1节细胞中的元素与化合物
生物体总是和外界环境进行着物质交换，归根结底是有选择性的从无机自然界获取各种物质来组成自身。因此，组成细胞的化学元素，在自然界都能找到，没有一种化学元素为细胞特有的。但是，细胞与非生物相比，各种元素的相对含量又大不相同。
练习：组成细胞的元素追根溯源来自无机环境，为什么细胞内各种元素的比例与无机环境的大不相同？
细胞是有生命的，他可以有选择的，主动的从无机环境中获取生命活动所需的元素。
第2节细胞中的元素与化合物
高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展，松散，容易被蛋白酶水解。因此，吃熟鸡蛋容易消化。
练习：人的红细胞和心肌细胞主要成分都是蛋白质，但这两种细胞的功能却完全不同，其中最好的解释。
人的红细胞和心肌细胞主要成分都是蛋白质，二者功能不同是由于二者蛋白质的结构不同，决定了其功能不同．
第3节遗传信息的携带者——核酸
核酸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具有极其重要的作用。
第4节细胞中的糖类与脂质
糖类是主要的能源物质。脂肪是储能物质
熊在入冬之前需要吃大量的食物。熊冬眠时靠体内的脂肪提供能量。
第3章细胞的基本结构
第1节细胞膜——系统的边界
细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜
动物细胞没有细胞壁，因此选择动物细胞制备细胞膜更为方便
细胞膜主要由脂质与蛋白质组成。此外，还有少量糖类。在组成细胞膜的脂质中，磷脂最为丰富。蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，因此，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类与数量就越多。
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癌细胞的恶性增殖和转移与癌细胞成分的改变有关。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，胚胎抗原等物质。
第2节细胞器——系统内分工合作
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飞翔的鸟类胸肌细胞中线粒体的数量比不上飞翔的鸟类多。
内质网是由膜连接而成的网状结构，使细胞内蛋白质合成与加工以及脂质合成的“车间”
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当肺部吸入硅尘（SiO2），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，使其中的水解酶释放出来，破坏细胞结构，使细胞死亡，最终导致肺功能受损。
真核细胞中有维持细胞形态，保持细胞内部结构有序性的细胞骨架。细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，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。
有些蛋白质是在细胞内合成的，分泌道细胞外起作用的，这类蛋白叫做分泌蛋白，如消化酶，抗体和一部分激素
许多重要的化学反应都在生物膜上进行，这些化学反应需要酶的参与，广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点。
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一种新的制药工艺是，根据生物膜的特性，将磷脂制成很小的小球，让这些小球包裹着药物，运输到患病部位，通过小球膜与细胞膜的融合，将药物送入细胞，从而达到质量疾病的目的。
第3节细胞核——系统的控制中心
细胞核控制着细胞的代谢与遗传
细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心
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。
解释数据
为了研究细胞核是否为活细胞所必需，一位生物学家做了这样的实验。他研究了个细胞，把每个细胞都分成两部分，一部分含有细胞核，另一部分没有细胞核。所有的细胞都放在一定的条件下培养，他得到下面的实验数据：
时间(d)
无核部分存活个数
有核部分存活个数
1
81
79
2
62
78
3
20
77
4
0
74
10
0
67
30
0
65
(1)如果你是这位科学家，你怎样解释上述数据?你能得出什么结论?______.
(2)有人质疑这位生物学家，要求他对细胞有核部分的死亡作出合乎逻辑的解释。请你尝试为这位生物学家辩护，替他作出解释.______.
（1）细胞核对细胞的存活等生命活动来说是不可或缺的，没有细胞核，细胞的生命活动就无法进行．
（2）细胞有核部分出现死亡现象的可能原因有两方面：一是实验过程中人为因素对细胞造成了伤害，导致部分细胞死亡；二是细胞的正常凋亡．
练习
从母牛甲的体细胞中取出细胞核，注入到母牛乙去核的卵细胞中，融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎，将胚胎植入母牛丙的子宫内．出生小牛的各种性状，大多像甲，像乙，像丙，还是无法预测？为什么？
生物的遗传物质DNA主要存在于细胞核内，细胞质中含有少量的遗传物质．母牛甲的体细胞中取出细胞核，注入母牛乙去核的卵细胞中，融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎，将胚胎植入母牛丙的子宫内，最终出生小牛的细胞核基因来自母牛甲，细胞质基因来自母牛乙．因此，出生小牛的各种性状，大多像甲．
故答案为：甲牛的遗传物质主要分布在细胞核中
第4章细胞的物质输入与输出
第1节物质跨膜运输的实例
细胞与环境进行物质交换必须经过细胞膜。
对农作物施肥过多，会造成农作物施肥过多，造成“烧苗”现象
资料分析：
科学家做过这样的实验：准备好含Ca2＋、Mg2＋和Si4＋的培养液，将番茄和水稻分别放在上述培养液中培养。一段时间后，番茄培养液中的Ca2＋和Mg2＋浓度下降，水稻培养液中的Ca2＋和Mg2＋浓度增高。Si4＋的情况刚好相反：水稻吸收大量的Si4＋，而番茄几乎不吸收Si4＋。人体甲状腺滤泡上皮细胞具有很强的摄取碘的能力。血液中碘的质量浓度为mg/L，而甲状腺滤泡上皮细胞内碘浓度比血液高20～25倍。不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异。
几种微生物体内的矿物质含量(占全部矿物质的%)
微生物
P2O5
K2O
大肠杆菌
33.99
12.95
圆褐固氮菌
4.93
2.41
酵母菌
51.09
38.66
米曲霉
48.55
28.16
根据以上内容请回答：
(1)水稻培养液里的Ca2＋和Mg2＋浓度为什么会增高？
在培养过程中，水稻吸收的水分及其他成分较多，吸收离子较少，导致增高
(2)不同作物对无机盐的吸收有差异吗？
有差异
(3)水分子跨膜运输是顺相对浓度梯度的，其他物质的跨膜运输是否也是这样？
其他物质的跨膜运输并非都是这样，这取决于生命活动的需求
(4)细胞对物质的吸收有选择吗？如果有，这种选择性有普遍性吗？
有，有
练习
轮作是农业生产中经常使用的方法．农民在同一块田里种植的作物种类会因年份有所不同，也就是有计划地更换作物种类来种．这与作物根系对矿质营养元素的选择性吸收有什么关系吗？
有关系，不同的农作物对土壤中矿质营养元素的吸收是不同的，若常年种植一种农作物，就会出现土壤中某种矿质元素极度缺乏，而另外一些种类的矿质元素得不到利用的情况，农民在同一块田里种植的作物种类会因年份有所不同，也就是有计划地更换作物种类来种，这样可以充分利用土壤中的矿质营养．得到少肥高产的效果．
第2节生物膜的流动镶嵌模型
磷脂是一种由甘油，脂肪酸和磷酸等组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”是疏水的。
第3节物质跨膜运输的方式
物质通过简单的扩散作用进入细胞，叫做自由扩散
进出细胞的物质借助载体蛋白的协助，叫做协助扩散
从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内换血反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输
思维扩展
顺浓度梯度的情况下，葡萄糖、氨基酸等分子可以通过协助扩散进入细胞。当细胞外葡萄糖或氨基酸的浓度低于细胞内时，细胞还能吸收这些营养物质吗？你还能提出其他问题吗？
在顺浓度梯度的情况下，葡萄糖、氨基酸等分子可以通过协助扩散进入细胞。当细胞外葡萄糖或氨基酸的浓度低于细胞内时，如果此时细胞的生命活动需要这些营养物质，细胞还能吸收这些营养物质，是通过主动运输。
第5章细胞的能量供应与利用
第1节降低化学反应活化能的酶
细胞中每时每刻都在进行着许多化学反应，统称为细胞代谢
新鲜的肝脏中有较多的过氧化氢酶。
分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需的能量叫做活化能。同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更加显著，因而催化效率更高，
酶的化学本质不同于无极催化剂。酶是由活细胞产生的具有催化效应的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。但无机催化剂的催化范围的化学范围比较广。
细胞中几乎所有的化学反应都是由酶来催化的。酶对化学反应的催化效率称为美的活性。
酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。
问题：酶为什么这么“娇气”
酶之所以那么脆弱，是因为酶的生物活性，酶参与的反应都是生物化学反应，在生物体内的环境较为恒定，温和，经过长时间的适应，调整，最终酶的结构适应了这种温和条件，但同时是脆弱的
第2节细胞的能量“通货”——ATP
细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性。
萤火虫的尾部的发光细胞中含有激光素与激光素酶。荧光接受ATP提供的能量后就被激活。在荧光素酶的催化作用下，激活的激光素与氧气发生化学反应，形成氧化荧光素并且发出荧光。
吸能反应一般与ATP的水解反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量存在ATP。
练习
1.就细胞中的吸能反应和放能反应各举出一个实例,并说明这些实例分别与ATP和ADP的相互转化有什么关系?
吸能反应：主动运输，ATP水解为ADP释放能量，供应主动运输的需求
放能反应：细胞中的呼吸作用，使葡萄糖等有机物氧化分解释放ATP和大量的热能
2.植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“通货”的，这是否也说明生物界的统一性？这对你理解生命的起源和生物的进化有什么启示？
植物、动物、细菌和真菌等生物的细胞内都具有能量“通货”——ATP，这可以从一个侧面说明生物界具有统一性，也反映种类繁多的生物有着共同的起源。
第3节ATP的主要来源——细胞呼吸
细胞呼吸是指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。
酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。
线粒体具有内外两层膜，内膜的某些部位向线粒体内腔折叠成脊，脊使内膜的表面积大大增加。脊的周围充满了液态的基质。线粒体内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。
概括来说，有氧呼吸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，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程
思考：
无氧呼吸产生的乳酸或酒精对细胞有害吗?例如：用酵母菌使葡萄汁发酵产生葡萄酒,当酒精含量达到12％－16％时,发酵就停止了,为什么?还有其他例子吗?
有害的，此时原因可能有两个,一个是葡萄汁中的营养物质耗尽了,酵母菌种间斗争加剧,使酵母菌数量下降,另外一个是有毒有害代谢产物的积累（比如说酒精）影响了酵母菌的代谢
有氧呼吸过程是否含有无氧呼吸的步骤？联想到地球早期大气中氧的缺乏以及原核细胞没有线粒体，这对你有什么启示？
有氧呼吸第一阶段与无氧呼吸的第一阶段相同。
原始的大气中没有氧气，最初的生物只能进行无氧呼吸，是不含线粒体的原核生物；所以生物是逐渐进化的，从原核生物到真核生物进化而来的，从无氧呼吸逐渐进化的有氧呼吸。
人、还有鸟类和哺乳类,能保持体温的相对稳定.体温的维持与细胞呼吸是怎样的关系?是否也需要ATP水解供能?
人与鸟类和哺乳等物维持体温的能量都是来源于细胞呼吸。在这些生物的细胞呼吸过程中，葡萄糖分子中稳定的化学能释放出来，除一部分储存在ATP中，其余则转化为热能，可以直接用于提升体温。
第4节能量之源——光与光合作用
光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。
思考：
1.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?
还可存在于绿色茎、果实的表皮细胞.在藻类细胞中，光合色素存在与整个植物细胞中。
2.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?
这种分存与对光能的捕获有关系的.阳光是由七色光组成的.不同的色光对海水的穿透性不同.以红藻为例，红藻中含有一种特殊的辅助色素,分别叫做藻红素和藻蓝素,几乎所有的绿光都被吸收,所以很多红藻毫无绿色可言.红藻能够吸收绿光,对环境的适应有重要的意义,当阳光中的蓝光和红光大部分被海水滤掉后,生活在海洋深处的红藻依旧可以利用绿光进行光合作用
第6章细胞的生命历程
第1节细胞的增殖
器官的大小主要决定于细胞数量的多少。
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，细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。并且，细胞核中DNA的控制代谢的能力有限。因此，细胞不能无限长大。
单细胞生物体通过细胞增殖而繁殖。
细胞有丝分裂的重要意义，是将亲代细胞的染色体经过复制之后，精确地分配到两个子细胞中。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。
细胞作为生命活动的基本单位，其体积大小必然适应其代谢活动的要求，应有一定限度，因而高等动植物细胞的直径大约为几十微米，但也有例外，如卵细胞就特别大。
解释现象：
在有些个体较大的原生动物如草履虫的细胞中,会出现两个细胞核。有些原生动物的细胞中有用于收集和排泄废物的伸缩泡。
细胞表面积与体积的比.原生动物细胞中的伸缩泡就是增大膜表面积与体积的比。细胞的核质比,细胞核所控制的细胞大小与核的大小成比例.所以像草履虫这样个体较大的细胞有两个细胞核,保证正常的核质比.然后，一般有2个细胞核是可以减轻细胞的本身负担
第2节细胞的分化
在个体发育中，有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，叫做细胞分化。细胞分化是生物界普遍存在的，是生物个体发育得基础。细胞分化使多细胞生物体内的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍具有分化成完整而提的潜能。
受精卵和早期胚胎细胞都是具有全能性的细胞
思考：
动物细胞核为什么具有全能性？
因为动物细胞核具有一个生物生长发育所需要的全套基因组。
动物和人体内有没有具有分裂与分化能力的细胞呢？正如植物体内分生组织的细胞具有分化能力一样，动物和人体内仍保留着少数具有分裂与分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。例如，人的骨髓中有许多造血干细胞，他们能够通过增殖与分化，不断产生红细胞，白细胞与血小板，补充到血液中去。
肌细胞是高度分化的细胞，没有分裂能力
第3节细胞的衰老与凋亡
由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡。细胞凋亡受到严格的有遗传机制决定的程序性调控，所以也常常被称为细胞的编程序死亡。
分析数据
人体不同细胞的寿命和分裂能力不同（见表），请分析表中的有关数据
细胞种类
小肠上皮细胞
平滑肌细胞（分布于内脏器官）
心肌细胞
神经细胞
白细胞
寿命
1-2d
很长
很长
很长
5-7d
能否分裂
能
能
不能
绝大多数不能
不能
（1）细胞的寿命与分裂能力之间有对应关系吗？比如寿命短的细胞是否一定能分裂？
细胞的寿命与分裂能力无关。寿命短的细胞不一定能分裂，如白细胞。
（2）细胞的寿命和分裂能力与它们承担的功能有关系吗？
有关系。白细胞的功能是吞噬病菌，所以白细胞的凋亡速度很快，细胞的寿命较短。
思考
同样是血细胞,白细胞与红细胞的功能不同,凋亡的速率也不一样,白..凋亡的速率比红..快到多.细胞凋亡的速率与它们的功能有什么关系?请结合这一实例说明细胞凋亡的生理学意义.
细胞凋亡的速率与他们的功能没有关系，不同的细胞之所以凋亡速率不同是因为其遗传特性不同，与其功能无关。
生物学意义：①维持细胞数目的恒定②及时清除体内衰老，病变的细胞，是机体自我保护机制③机体通过细胞凋亡与细胞增殖来保证正常发育与器官的形态构成。
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