从 生 物 圈 到 细 胞
生命活动离不开细胞 生
命 系 统 的 结 构 层 次
细胞：细胞是生物体结构和功能的基本单位
组织：由形态相似，结构、功能相同的细胞联合在一起的细胞群 器官：不同的组织按照一定的次序结合在一起而构成器官
系统：能够共同完成一种或几种生理功能的多个器官按照一定的次序组合
在起而构成系统
个体：由各种器官(植物)或系统(动物和人)协调配合共同完成复杂的生命
活动的生物。单细胞生物是由一个细胞构成的生物体。 种群：在一定的自然区域内，同种生物的所有个体是一个种群。 群落：在一定的自然区域内，所有的种群(生物)组成一个群落。 生态系统：生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体 生物圈：由地球上所有的生物和这些生物生活的无机环境共同组成
低倍镜的视野大(小)，通过的光多(少)，放大倍数小(大)；
观察
物镜放大倍数小(大)，镜头较短(长)
细胞
显微镜放大倍数=目镜放大倍数×物镜放大倍数
(显微镜
先用低倍镜观察清楚，把要放大观察的移到视野中央，再换高倍镜观察
的使用)
看到物像是倒像，因而物像移动的方向与实际材料(装片)移动方向相反 原核 细胞 与 真核 细胞
类别 细胞大小 细胞核 原核细胞 较小 无成形的细胞核，无核膜，无核仁，无染色体 细胞质 有核糖体 真核细胞 较大 有成形的真正的细胞核，有核膜、核仁和染色体 有核糖体、线粒体等，植物细胞还有叶绿体和液泡 生物类群 细菌、蓝藻、支原体 真菌、植物、动物 走进细胞
细 胞 的 多 样 性 和 统 一 性 细 胞
细胞学说
主要内容：(1)细胞是一个有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，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
从学说的建立过程可以领悟到科学发现具有以下特点：
1、 科学发现是很多科学家的共同参与，共同努力的结果 2、 科学发现的过程离不开技术的
3、 科学发现需要理性思维和实验的结合
4、 科学学说的建立过程是一个不断开拓、继承、修正和发展的过程
第二章 组成细胞的分子
中
元 组成细胞的元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg(大量元素)；Fe、Mn、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) 素
和 组成细胞的化合物：无机物—水(活细胞中含量最多)、无机盐；有机物—蛋白质(干细胞中含量最多)、核酸、糖类和脂质 化 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 合 苏丹III染液+脂肪→橘黄色；苏丹IV染液+脂肪→红色 物
1
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
R NH2 C H COOH
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
生命活动的主要承担者—蛋白质
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：
R1 H R2 C H H2O
COOH
NH2 R1 C H CO HN 肽键 二肽
R2 C H COOH
NH2 C COOH + H2N (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：n×a-(n-m)×18 (a为氨基酸的平均分子量、18为水分子量)。 强碱和重金属都会破坏蛋白质的空间结构。
形成的空间结构千变万化。
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。
(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
组成细胞的分子
遗传信息的携带者—核酸
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 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) 组成元素：主要由C、H、O、N、P等元素组成，也是大分子化合物。 种类：脱氧核糖核酸(DNA，主要分布在细胞核，少量在叶绿体和线粒体)和核糖核酸(RNA，主要分布在细胞质) 功能：细胞内携带的遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中起着极其重要的作用。 组成单位：
一分子磷酸 DNA(一
脱氧核苷酸(四种) 一分子脱氧核糖 般为双
核苷酸 一分子五碳糖 一分子核糖 链结构)
组成元素：C、H、O
细胞中的 功能：细胞的重要成分，
一分子含氮碱基
胸腺嘧啶(T) 腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G) 胞嘧啶(C) 尿嘧啶(U) 核苷酸结构简式 核糖核苷酸(四种) RNA(一般为单链结构)
糖类(又称 也是细胞主要的能源物质 核苷酸链 碳水化合 种类：
单糖：核糖和脱氧核糖；葡萄糖(C 6 H O 6 ) (前三种存在所有细胞中)和果糖(植物细胞中) 12
物) H22O11) 二糖：蔗糖(一分子果糖和一分子葡萄糖)和麦芽糖(两分子葡萄糖) (植物细胞)和乳糖(动物细胞，半乳糖和葡萄糖) (C12(C6 H12O5)n 多糖：淀粉和纤维素(存在植物细胞中)和糖原(动物细胞中，肝糖原和肌糖原)<这三种多糖均由葡萄糖组成> 组成元素：C、H、O，有些还有N、P等
脂肪：只有C、H、O，细胞中储存能量(储存能量最多)的主要物质，对动物和人还有保温、缓冲、减压等作用。 细胞中的 种类：
磷脂：组成生物膜的重要成分
脂质
固醇：胆固醇-组成生物膜成分，促进脂质在血液中运输；性激素-促进人和动物的生殖器官的发育、生殖细胞的形成；
维生素D-促进肠道对钙、磷的吸收
以上多糖、蛋白质、核酸等生物大分子均以碳链作为骨架的，都是由许多基本单位(单体：如单糖、氨基酸和核苷酸)连接而成多聚体。
细胞中的 水分：自由水(含量97%)-有利于物质的运输和生物化学反应顺利的进行和结合水(3%)-结构的重要成分 水分和无机盐
无机盐：主要以离子形式存在。功能：1)复杂化合物的成分；2)维持细胞和生物体的生命活动；3)维保持酸碱平衡
生理盐水：质量分数为0.9%的氯化钠溶液。因其浓度与人体细胞所处液体环境浓度相当，故称生理盐水。
2
细胞膜—系统的边界
细胞 器之
第三章 细胞的基本结构
细胞膜的成分：脂质和蛋白质，还有少量糖类；膜功能的复杂程度与蛋白质的多少有关。
提取膜的材料和原理方法：红细胞、吸水涨破，离心
（人和其他哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和众多细胞器）
细胞膜的功能：1)将细胞与外界环境分隔开2)控制物质进出细胞3)进行细胞间的信息交流，
如激素的分泌和作用于靶细胞过程、精子与卵细胞的结合、植物细胞通过胞间连丝进行交流等 细胞壁：主要成分是纤维素和果胶，有支持和保护的作用
线粒体：双层膜结构，进行有氧呼吸的场所，是细胞的动力车间，为细胞的生命活动提供95%能量。
(健那绿染液)
叶绿体：双层膜结构，进行光合作用的场所，是细胞的养料制造车间和能量转换器 内质网：网络状结构，是蛋白质合成加工和脂质合成场所
高尔基体：囊状结构，能形成囊泡，是蛋白质分类包装和发送站，与
多糖的合成有关，如植物细胞壁的形成，膜多糖的合成
核糖体：游离或附着在内质网上，是合成蛋白质的场所(脱水缩合)。
溶酶体：有膜结构，含有多种水解酶，能分解衰老细胞和有害物质
液泡：有液泡膜，内有细胞液，含有水分、糖类、色素、无机盐和蛋白质等 中心体：动物细胞和低等植物(如藻类)，与有丝分裂有关
细胞质基质：胶质状态，水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和酶等。
功能：活细胞进行新陈代谢的主要场所。
分泌蛋白：在细胞内合成，分泌到细胞外起作用的蛋白质 下面为分泌蛋白合成和分泌的过程 核糖体 内质网 高尔基体 细胞膜 细胞外
细
胞的基本结构
间的 分工
细胞器—系统内的分工合作
细胞器 之间的 协调配 合
线粒体提供能量
生物膜：细胞膜、核膜、细胞器膜等构成的膜系统。 细胞的 生物膜的功能： 生物膜 1)细胞膜保持内部环境的相对稳定；在与外界进行物质运输、能量转换和细胞间的信息传递过程中起决定性作用。 系统 2)许多重要反应都在膜上进行，广阔的膜面积为各种酶提供广阔的附着点，有利于生物化学反应的顺利进行 3)使各个细胞器形成相对独立的小区间，细胞内能够同时进行多种化学反应而不相互影响
细胞核—系统的控制中心
细胞核的功能：为细胞的遗传信息库，是细胞代谢和遗传控制中心； 核膜：两层膜，把核内物质与细胞质分开 细 胞核的结构：
染色质：即呈极细丝状的染色体，由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息 的载体。染色质与染色体是同一种物质在不同细胞时期的两种存在形态。 核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
3
水、氧、CO2、 甘油、乙醇、苯 物质跨膜运输的方式
由高浓度到低浓度，不要能量
物质 跨膜 运输 的实 例
细胞 的吸水 和失水
第四章 细胞的物质输入和输出
动物细胞的吸水和失水：红细胞分别放在不同浓度的外 界溶液中所产生的不同变化(胀破、皱缩和保持不变)
植物细胞的吸水和失水：洋葱表皮细胞放在30%的蔗糖溶液中发生质壁分离现象，把分离的细胞放到清水，可见质壁分离复原现象
分析：以上失水和吸水属于渗透作用，渗透作用是小分子物质通过半透膜由低浓度溶液向高浓度溶 液的方向进行的扩散作用。红细胞的细胞膜和成熟植物细胞中的细胞膜、细胞质和液泡膜-即原生质层 均可以作为半透膜，而半透膜的特性是大分子(如血红蛋白、蔗糖分子等)不能通过，小分子可以通过 (如水、氧气、二氧化碳、甘油等)；因而动植物细胞的失水和吸水取决于细胞内外溶液的浓度差。）
渗透吸水： a、细胞结构特点：细胞质内有一个大液泡，细胞壁--全透性，原生质层--选择透过性，细胞液具有一定的浓度。
b、原理：内因：细胞壁的伸缩性比原生质层的伸缩性小。外因（两侧具浓度差）：外界溶液浓度＜细胞液浓度→细胞吸水，外界溶液浓度＞细胞液浓度→细胞失水； c、验证：质壁分离及质壁分离复原； d、举例：成熟区的表皮细胞等。
（洋葱鳞片叶外表皮细胞既具有大液泡而且液泡呈紫色，是观察的质壁分离及质壁分离复原理想材料）
其他实例：物质的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入和输出有选择性。
结论：细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，可作为活细胞的一个重要特征。
对生物膜结构的探索历程：19世纪末欧文顿提出膜是由脂质构成→分离出膜，并通过化学分析得出膜的 主要成分是脂质和蛋白质→提取脂质，并发现膜是由两层脂质构成→提出结构模型(静态)→通过小鼠和
生 物 膜 的 流 动 镶 嵌 模 型
主动运输：各种离子、
氨基酸
流动镶嵌模型
人细胞的融合实验，得出细胞膜具有流动性的结论→1972年提出流动镶嵌模型。
糖侧链
细
胞的物质输入和输出
胞吞
由高浓度到低浓度，不要能量，要载体 由低浓度到高浓度，要能量、载体
胞吐 大分子物质的进出细胞的方式要能量
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