高中生物必修一总结
《分子与细胞》
元素
化学成分
化合物
细胞膜
结构与功能
细胞
细胞质基质
细胞质
细胞核
生物膜系统
细胞器
有丝分裂 无丝分裂 减数分裂
细胞分裂
细胞分化
细胞工程
生物内容构成
细胞的种类
细 胞 是 最 基 本 的 生 命
细胞的多样性和统一性 从生物圈到细胞 组成细胞的成分
组成和结构
系统的边界——细胞膜 系统内的分工——细胞器 系统的控制中心——细胞核
系 统
功能
物质的输入和输出
能量代谢：光合作用和细胞呼吸
增殖和分化
细胞增殖、细胞分化
细胞衰老和凋亡、癌变
（一）走近细胞
一、细胞的生命活动离不开细胞
1、无细胞结构的生物病毒的生命活动离不开细胞 病毒
生活方式：寄生在活细胞
分类： DNA 病毒、 RNA 病毒 遗传物质：或只是
DNA ，或只是 RNA （一种病毒只含一种核酸）
2、单细胞生物依赖单个细胞完成各种生命活动。
3、多细胞生物依赖各种分化的细胞密切合作，完成复杂的生命活动。 二、 生命系统的结构层次 结构层次 细胞 组织 器官 系统
概念
细胞是生物体结构和功能的基本单位
由形态相似，结构、功能相同的细胞联合在一起 不同的组织按照一定的次序结合在一起
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 组合在一起
由各种器官或系统协调配合共同完成复杂的生命活动的生物。 在一定的自然区域内，同种生物的所有个体是一个种群（彼此 间可以进行基因交流）
在一定的自然区域内，所有的种群组成一个群落 生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体 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
1
举例
心肌细胞
心肌组织 、血液 皮肤、心脏 循环系统 、 呼吸系统
草履虫、树、龟 该区域内同种龟的 所有个体
该区域内所有生物 水生生态系统 地球
个体 种群
群落 生态系统
生物圈
除病毒以外，细胞是生物体结构和功能的基本单位，是地球上最基本的生命系统。 三、高倍显微镜的使用 1、重要结构 光学结构： 镜头
目镜——长，放大倍数小
物镜——长，放大倍数大
反光镜 平面——调暗视野
凹面——调亮视野
机械结构： 准焦螺旋——使镜筒上升或下降（有粗、细之分）
转换器——更换物镜
光圈——调节视野亮度（有大、小之分）
2 、步骤：取镜
安放
对光
放置装片
使镜筒下降
使镜筒上升
低倍镜
下调清晰，并移动物像到视野中央 准焦螺旋，使物像清晰
注意事项：
转动转换器，换上高倍物镜 缓缓调节细
（ 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。 3、高倍镜与低倍镜观察情况比较
物像大小
大 小
看到细胞数目
少 多
视野亮度
暗 亮
物像与装片的距离
近 远
视野范围
小 大
高倍镜 低倍镜
四、病毒、原核细胞和真核细胞的比较
原核细胞 较小
真核细胞 较大
病毒 最小
无细胞结构 无
大小 本质区别 细胞壁
无以核膜为界限的细胞核 主要成分是肽聚糖
有以核膜为界限的真正的细胞核 植物：纤维素和果胶；真菌：几 丁质；动物细胞无细胞壁
有核膜和核仁， DNA 与蛋白质结 合成染色体 DNA
细胞核
有拟核，无核膜、核仁，DNA 不与蛋白质结合
仅有核糖体， 无其他细胞器 蓝藻、细菌等
无 无
DNA 或 RNA
HIV 、 H1N1
细胞质 遗传物质 举例 误区警示
有核糖体线粒体等复杂的细胞器
真菌，动、植物
正确识别带菌字的生物：凡是“菌”字前面有“杆”字、 “球”字、“螺旋”及“弧”字的都
是细菌。如破伤风杆菌、 葡萄球菌等都是细菌。 乳酸菌是一个特例， 它本属杆菌但往往把 “杆”字省略。青霉菌、酵母菌、曲霉菌及根霉菌等属于真菌，是真核生物。 五、细胞学说的内容（统一性）
○从人体的解剖的观察入手：维萨里、比夏 ○显微镜下的重要发现：虎克、列文虎克 ○理论思维和科学实验的结论：施旺、施莱登
1. 细胞是有机体，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
2
命起作用。
3. 新细胞可以从老细胞中产生。
○ 在修正中前进 ：细胞通过分裂产生新细胞。 注：现代生物学三大基石
3、 1866 年，孟德尔，遗传学
1、 1938~1839 年，细胞学说 ; 2、 1859 年，达尔文，进化论 ;
元素
物质基础
（二）组成细胞的分子
基本元素： C、 H 、O、N （ 90%）
（ 20 种）大量元素： C、 H、O、N 、P、S（ 97%）K 、Ca、 Mg 等
微量元素： Fe、Mn 、 B 、Zn、 Mo 、Cu 等
48.8%，生物大分子以碳链为骨架
说明生物界与非生物界的统一性和差异性。
化合物
无机化合物 有机化合物
水：主要组成成分，一切生命活动都离不开水。
最基本元素： C，占细胞干重的
无机盐：对维持生物体的生命活动有重要作用
蛋白质：生命活动（或性状）的主要承担者（体现者） 核酸：携带遗传信息 糖类：主要的能源物质 脂质：主要的储能物质
一、蛋白质 （占细胞鲜重的 7%~10% ，占干重的 50%） 结构
元素组成 单体 化学结构
C、 H、 O、 N，有的含有 P、 S、 Fe、 Zn、 Cu、B 、 I 等 氨基酸（约有 20 种，必需氨基酸 8 种，非必需氨基酸
12 种）
由多个氨基酸分子脱水缩合而成，含有多个肽键的化合物，叫多肽，多 肽呈链状结构，叫肽链，一个蛋白质分子含有一条或几条肽链 多肽链形成不同的空间结构
结构千差万别，因此蛋白质分子的结构式极其多样的
高级结构 结构特点
由组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列次序不同，于是肽链的空间
功能
蛋白质的结构多样性决定了它的特异性和功能多样性 1.构成细胞和生物体的重要物质，如肌动蛋白； 2. 有些蛋白质有催化作用：如酶；
3. 有些蛋白质有调节作用：如胰岛素、生长激素； 4. 有些蛋白质有免疫作用：如抗体，抗原；
5. 有些蛋白质有运输作用：如红细胞中的血红蛋白。 ○连接两个氨基酸分子的键（ ○氨基酸结构通式：
①每种氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基连同一碳原子上； ②各种氨基酸的区别在于
R 基的不同。
○变性：高温、强酸、强碱（熟鸡蛋）
— NH —CO— ）叫肽键。
备注
计算
○由 N 个氨基酸形成的一条肽链围成环状蛋白质时，产生水 ○N个氨基酸形成一条肽链时，产生水 =肽键 =N －1 个；○N个
=肽键 = N 个；
氨基酸形成 M 条肽链时，产生水 =肽键 =N －M 个；
○N个氨基酸形成 M 条肽链时，每个氨基酸的平均分子量为 白质的分子量为 N×α－（ N－ M ） ×18 ；
二、核酸
α，那么由此形成的蛋
是一切生物的遗传物质，是遗传信息的载体，是生命活动的控制者。
3
元素组成 分类 单体
C、H 、 O、 N、 P
脱氧核糖核酸（ DNA 双链） 核糖核酸（ RNA 单链）
脱氧核糖核苷酸
o
核糖核苷酸
成分
磷酸 五碳糖 碱基
H3PO4 脱氧核糖
核糖
A 、G、 C、 T A 、 G、 C、U
将遗传信息从 DNA 传递给蛋白质。
功能
主要的遗传物质，编码、复制遗传 信息，并决定蛋白质的生物合成 主要存在于细胞核，少量在线粒体 和叶绿体中。（甲基绿）
存在
主要存在于细胞质中。 （吡罗红）
三、糖类和脂质
元素
糖类
C、 H、 O
类别
存在 主细胞质 主细胞核 主细胞质
生理功能
核糖核酸的组成成分； 脱氧核糖核酸的组成成分 是生物体进行生命活动的
重要能源物质
单糖
核糖（ C5H10O5） 脱氧核糖 C5H 10O4 六碳糖：葡萄糖
糖 C H
O
果
6 12
6
二 多糖
糖 麦芽糖、蔗糖
乳糖
植物 动物 植物 动物 动 植物 脑 .豆类 动物
C12H 22O11
淀粉、纤维素 糖原（肝、肌）
细胞壁的组成成分， 重要的 储存能量的物质；
储存能量、维持体温恒定
脂质
C、H 、 脂肪； O 有 的 还 有 N 、 P
类脂、磷脂 固醇
构成生物膜的重要成分； 动物细胞膜的重要成分； 性器官发育和生殖细形成 促进钙、磷的吸收和利用；
胆固醇 性激素 维生素 D
每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。 四、鉴别实验
试剂
双缩脲试剂
成分
A: 0.1g/mL NaOH B: 0.01g/mL CuSO4
实验现象 紫色
常用材料 大豆 、蛋清 花生
蛋白质
脂肪
苏丹Ⅲ 苏丹Ⅳ 热） 碘液
橘黄色 红色
砖红色沉淀
还原糖
斐林 试 剂 （ 加 甲: 0.1g/mL NaOH
乙: 0.05g/mL CuSO4 I2
苹果、梨、白 萝卜 马铃薯
淀粉 蓝色
○具有还原性的糖：葡萄糖、麦芽糖、果糖
4
五、无机物
存在方式
结合水 4.5% 部分水和细胞中其他物质结合。
生理作用
水
细胞结构的组成成分，不易散失，不参与代谢。
绝大部分的水以游离
自由水 95.5%
形式存在，可以自由流动。
1．细胞内的良好溶剂；
2．参与细胞内许多生物化学反应； 3．水是细胞生活的液态环境；
4．水的流动，把营养物质运送到细胞，并把 废物运送到排泄器官或直接排出；
无
机 盐
多数以离子状态存，
如 K 、 Ca
+2+
、
Mg
2+
、Cl --、 PO42- 等
1．细胞内某些复杂化合物的重要组成部分，
如 Fe2+是血红蛋白的主要成分；
2．持生物体的生命活动， 细胞的形态和功能； 3．维持细胞的渗透压和酸碱平衡；
六、小结
化学元素 化合物 原生质 细胞
○原生质 1．泛指细胞内的全部生命物质，但并不包括细胞内的所有物质，如细胞壁；
2．包括细胞膜、 细胞质和细胞核三部分； 3．动物细胞可以看作一团原生质。
○细胞质 ： 指细胞中细胞膜以内、细胞核以外的全部原生质。
○原生质层：成熟的植物细胞的细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，为一层半透膜。 (三 )细胞的基本结构
细胞壁（植物）： 细胞膜
真核 细胞
细胞质
纤维素 +果胶，支持和保护作用
成分：脂质（主磷脂） 50%、蛋白质约 40%、糖类 2%-10% 作用：隔开细胞和环境；控制物质进出；细胞间信息交流； 基质： 有水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等
是活细胞进行新陈代谢的主要场所。
化合有机组合分化
其主要成分为核酸、 蛋白质（和脂类） ；
细胞器 分工：线、 内、 高、核 、溶、中、叶、液
协调配合：分泌蛋白的合成与分泌；生物膜系统
核膜：双层膜，分开核内物质和细胞质
细胞核
核孔：实现核质之间频繁的物质交流和信息交流 核仁：与某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关
染色质：由 DNA 和蛋白质组成， DNA 是遗传信息的载体
一、 细胞器
差速离心：美国 克劳德 叶绿体 植物
线粒体 动植物
高尔基体 动植物
内质网 动植物
溶酶体 动植物
液泡 植物和某 些原生动 物
泡状结构
核糖体 动植物
中心体 动物、低等 植物
分 布
形 态
球形 、 棒形
扁 平 的 大小囊泡、 球 形 或 扁平囊泡 椭球形
网 状 结 囊状结构 构
椭 球 形 粒 状 小 体
两 个 中 心 粒 相 互 垂 直排列
结 构
双层膜少量 DNA 嵴、 基 粒、 基 质
单层膜，形成囊泡状和管状，内有腔
片层结构
没有膜结构
蛋 白 质 和 RNA
基粒、 基质
外 连 细 含丰富的 胞 膜 内 水解酶 连核膜
5
水、离子 和营养物 质
两个中心 粒
功 能
有氧 呼 吸的 主 场所
进 行 光 的场所
细 胞 分 泌 提 供 合 细胞内消
成 、 运 化 输条件
贮 存 物 蛋 白 质 质，调节 内环境
与有丝分
合 作 用 及 细 胞 壁
合成有关
合 成 的 场所
裂有关
备 注 与高尔基 体有关 在 核 仁 形成
△ 细胞器是指在细胞质中具有一定形态结构和执行一定生理功能的结构单位。 三、协调配合—— 分泌蛋白合成与分泌 放射性同位素示踪法：罗马尼亚 叶绿体
帕拉德
有机物、 O2 能量、 CO2
线粒体 供能
细胞核
基因调控 核糖体 初步合成
内质网 加工
高尔基体 修饰
细胞膜 分泌 胞外
氨基酸
肽链 一定空间结构
○生物膜系统：细胞器膜 + 细胞膜 + 核膜等形成的结构体系
四、细胞核 = 核膜（双层） + 核仁 + 染色质 + 核液
美西螈实验、蝾螈横缢实验、变形虫实验、伞藻嫁接与移植实验
细胞核功能：是遗传信息储存和复制的场所，是代谢活动和遗传特性的控制中心。 ○染色质和染色体是同一物质在细胞周期不同阶段相互转变的形态结构。
DNA
组蛋白 染色体
五、树立观点 (基本思想 )
1.有一定的结构就必然有与之相对应功能的存在；
○结构和功能相统一
2．任何功能都需要一定的结构来完成
1．各种细胞器既有形态结构和功能上的差异，又相互联系，相互依存；
○分工合作 2．细胞的生物膜系统体现细胞各结构之间的协调配合。○生物的整体性：整体大于各部分之和；只有在各部分组成一个整体的时才能体现出生命现象。
六、总结
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。
（四）细胞物质的运输
○科学家研究细胞膜结构的历程是从物质跨膜运输的现象开始的，分析成分是了解结构的基础，现象和功能又提供了探究结构的线索。人们在实验观察的基础上提出假说，又通过进一步的实验来修正假说，其中方法与技术的进步起到关键的作用
成分：脂质、蛋白质和糖类
结构：单位膜（三明治） → 流动镶嵌模型
细胞膜
特性 结构特点：具有一定的流动性
功能特性：选择透过性（对离子和小分子物质具选择性） 将细胞与外界环境隔开
功能 控制物质进出细胞
进行细胞间的信息交流
一、物质跨膜运输的实例 1.水分
6
条件
浓度 动物 植物 外因 内因
细胞外液 > 细胞内液 失水皱缩 质壁分离
水分的渗透作用
细胞外液 < 细胞内液
吸水膨胀甚至胀破 质壁分离复原
现象 原理
原生质层与细胞壁的伸缩性不同造成收缩幅度不同
结论 细胞的吸水和失水是水分顺相对含量梯度跨膜运输的过程○渗透现象发生的条件：半透膜、细胞内外浓度差○渗透作用：水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。○半透膜：指一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称。○质壁分离与复原实验可拓展应用于：（指的是原生质层与细胞壁）
①证明成熟植物细胞发生渗透作用； ③作为光学显微镜下观察细胞膜的方法；
2. 无机盐等其他物质
②证明细胞是否是活的；
④初步测定细胞液浓度的大小；
① 不同生物吸收无机盐的种类和数量不同，与膜上载体蛋白的数量有关。 ② 物质跨膜运输既有顺浓度梯度的，也有逆浓度梯度的。 3. 选择透过性膜
可以让水分子自由通过， 一些离子和小分子也可以通过， 而其他离子、 小分子和大分子则不能通过的膜。
□生物膜是一种选择透过性膜，是严格的半透膜。 二、流动镶嵌模型
①磷脂双分子层： 构成生物膜的基本支架， 但这个支架不是静止的， 它具有一定的流动性。②蛋白质：镶嵌、贯穿、覆盖在磷脂双分子层上，大多数蛋白质也是可以流动的。③糖蛋白：蛋白质和糖类结合成天然糖蛋白，形成糖被具有保护、润滑和细胞识别等 三、跨膜运输的方式 例子
水气体、脂 溶性物质 入红细胞 子
方式 自由扩散
浓度梯度 顺 顺
载体 ×
能量 × ×
作用
被选择吸收的物质从高浓度的一侧通 过细胞膜向浓度低的一侧转运
葡 萄 糖 进 协助扩散
√ √
无 机 盐 离 主动运输
逆
√ 能保证活细胞按照生命活动的需要， 动地选择吸收所需要
代谢产生的废物和对细胞要害的物质
主
的物质，排出新陈
○大分子或颗粒：胞吞、胞吐不是跨膜运输，不穿过膜 四、小结
具有 运动性
决定
结构
磷脂分子 +蛋白质分子
组成
功能（物质交换）
导致
流动性
保证
体现
物质交换正常
选择透过性
成分组成结构， 结构决定功能。 构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以流动的，
因此决定了由它们构成的细胞膜的结构具有一定的
把相应的物质从细胞膜的一侧转运到到另一侧。由于细胞膜上不同载体的数量不同，所以， 当物质进出细胞时能体现出不同的物质进出细胞膜的数量、 外界发生物质交换关系，
流动性 。结构的流动性保证了载体蛋白能
速度及难易程度的不同， 即反映
无论细胞是否与
出物质交换过程中的 选择透过性 。可见， 流动性是细胞膜结构的固有属性，
流动性总是存在的， 而选择透过性是细胞膜生理特性的描述，
7
这一
特性，只有在流动性基础上，完成物质交换功能方能体现出来。
(五 )细胞的能量供应和利用
外界
H2O
水
C3
H2O
O2
矿质元素
[H]
叶绿体的色素
光
ATP
ADP+Pi
C5
C H O
6 12
6
原生质
热能
ATP ADP+Pi
CO2+H2O C3H6O3
一、 酶 —— 降低反应活化能
◎ 新陈细胞代谢：活细胞内全部有序化学反应的总称。
◎ 活化能：分子从常态转变成容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。 1． 发现 ①巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关。
②巴斯德（法、微生物学家）：发酵与活细胞有关；发酵是整个细胞。③利比希（德、化学家）：引起发酵的是细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细
胞死亡并裂解后才能发挥作用。
④比希纳（德、 化学家）： 酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样。
C2H5OH+CO2
⑤萨姆纳（美、科学家）：从刀豆种子提纯出来的脲酶是一种蛋白质。 ⑥许多酶是蛋白质。
⑦切赫与奥特曼（美、科学家）：少数 注： ①由活细胞产生（与核糖体有关）
②催化性质： A. 比无机催化剂更能减低化学反应的活化能，提高化学反应速度。
B. 反应前后酶的性质和数量没有变化。
③成分：绝大多数酶是蛋白质，少数酶是
RNA 。
3．特性① 高效性：催化效率很高，使反应速度很快
② 专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。 ③ 需要合适的条件（温度和
酶的催化作用需要适宜的温度、
pH 值） → 温和性 → 易变性→特异性
。
pH 值等，过酸、过碱、高温都会破坏酶分子结构。低
RNA 具有生物催化功能。
2．定义 ：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。
温也会影响酶的活性，但不破坏酶的分子结构。 图 例
酶浓度
底物浓度 S
加而加快，近乎成正比；当
温度
V V V
解 析
在底物足够，其 他因素固定的条 件下，酶促反应 的速度与酶浓度 成正比。
在 S 在一定范围内， V 随 S 增 在一定温度范围内 很大且达到一定限度时， V 也 达到一个最大值， 此时即使再 增加 S，反应几乎不再改变。
V 随 T 的升高而
S 加快在一定条件下，每一种酶在某
一温度时活力最大，称最适温度；
当温度升高到一定限度时，
随温度的升高而降低。
V 反而
8
二、 ATP （三磷酸腺苷）
◎ ATP 是生物体细胞内普遍存在的一种高能磷酸化合物，是生物体进行各项生命活动的直接能源，它的水解与合成存在着能量的释放与贮存。
1．结构简式
A — P ～ P ～ P
高能磷酸键
磷酸基团
腺苷 普通化学键
（ 13.8KJ/mol ） （ 30.54 KJ/mol ） 2． ATP 与 ADP 的转化
合成酶
◎ ATP ADP + Pi + 能量
水解酶
ATP
呼吸作用 （线粒体 、 吸能
细胞质）
合 成 酶
动 态 平 衡
水 解 酶
放能
每一个细胞的生命活动 Pi
Pi
ADP
糖类 — 主要能源物质 脂肪 — 主要储能物质 蛋白质 —能源物质之一
氧化分解
热能——散失 化学能—— ATP
太阳光能
（最终能源来源）
三、 ATP 的主要来源 —— 细胞呼吸
◎呼吸是通过呼吸运动吸进氧气，排出二氧化碳的过程。
◎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。分为：
有氧呼吸
无氧呼吸
概 念
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
指细胞在无氧的参与下， 通过多种酶的催
化作用， 把葡萄糖等有机物分解成不彻底 的氧化产物，同时释放出少量能量的过 程。
① C H
6
过
程
① C H
6
O → 2 丙酮酸 +4 [H] + 少能
12 6 O → 6CO +20 [H]+ 少能
2 2
O → 2 丙酮酸 + 4[H] + 少能
12 6
② 2 丙酮酸 + 6H 3
6
3 乳酸
③ 24[H] + 6O
→ 12H O + 大量能量
2
② 2 丙酮酸 → 2C H O
→ 2C H OH + 2CO
2
2 5
2
反 应 式
C6H12O6+6H 2O+6O 2→ 6CO2 + 12H 2O + 大 C6H 12O6 → 2C3H6O3 + 少量能量
酶 酶
量能量 → 2C H OH + 2CO + 少能
酶
2 5
2
场所 ①细胞质基质②线基质③线内膜 条件 除①外，需分子氧、酶 产物 CO2 、 H2O
始终在细胞质基质 不需分子氧、需酶 酒精和 CO2 或乳酸
不 同 点 相 同 点
能量 大量、合成 38ATP （ 1161KJ ） 少量、合成 2ATP(61.08KJ)
联系 从葡萄糖分解成丙酮酸阶段相同，以后阶段不同 实质 分解有机物，释放能量，合成
ATP
意义 为生物体的各项生命活动提供能量
9
四、影响细胞呼吸作用的因素
1、内部因素——遗传因素（决定酶的种类和数量）
(1) 不同植物细胞呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物。
（ 2）同一植物不同生长发育时期细胞呼吸速率不同，如幼苗期、开花期细胞呼吸速率较高 （ 3）同一植株不同的器官，呼吸速率也有很大的差异，如生殖器官大于营养器官。 2、环境因素
（1 ）温度
温度以影响酶的活性影响呼吸速率。在最低点与 最适点之间， 呼吸酶活性低， 呼吸作用受抑制， 呼吸 速率随温度的升高而加快。 超过最适点， 呼吸酶活性 降低甚至变性失活， 呼吸作用受到抑制， 呼吸速率则 会随着温度的增高而下降。
（2） O2 的浓度
植物在 O2 浓度为 0 时只进行无氧呼吸， 大多数植物
无氧呼吸的产物是酒精和
10% 时，只进行有氧呼吸。有
CO2 ；O2 浓度在 0~10% 时，既
O2 浓度 5% 时，呼吸
进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；在
作用最弱；在 O2 浓度超过
氧环境对无氧呼吸起抑制作用， 抑制作用随氧浓度的增加 而增强， 直至无氧呼吸完全停止在一定氧浓度范围内， 氧呼吸的强度随氧浓度的增加而增强。
（3 ） CO 2 浓度 从化学平衡角度分析， （4 ）含水量
有
CO 2 浓度增加，呼吸速率下降。
在一定范围内，呼吸作用强度随含水量的增加而增强， 随含水量的减少而减弱
呼 吸 强 度
呼 吸 强 度
CO 2 浓度
五、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，并释放出氧气的过程。 1．发现 内容 普里斯特 萨克斯 恩格尔曼 鲁宾与卡门 2、场所
时间 1771 年 1864 年 1880 年 1939 年
双层膜
含水量 %
过程
蜡烛、小鼠、绿色植物实验 叶片遮光实验 水绵光合作用实验 同位素标记法
结论
植物可以更新空气
绿色植物在光合作用中产生淀粉 叶绿体是光合作用的场所释放出氧 光合作用释放的氧全来自水
叶绿体 基质 ：DNA ，多种酶、核糖体等
基粒 多个类囊体（片层）堆叠而成
胡萝卜素（橙黄色） 1/3
类胡萝卜素
色素 （ 1/4）
叶绿素 B（黄绿色） 1/4 吸红橙和蓝紫光
叶黄素（黄色） 2/3
吸蓝紫光
叶绿素 A （蓝绿色） 3/4
叶绿素（ 3/4
10
3．过程
条件
光反应 短促
光、、 H O、色素、酶 CO
暗反应
2
、 [H] 、ATP 、 C 、酶
2 5
时间 场所
较缓慢
类囊体的薄膜上 叶绿体的基质
过程 实质
① 水的光解 2H 2O → 4[H] + O 2 ① CO2 的固定： CO2 + C5 → 2C 3
② ATP 的合成： ADP + Pi + 光能 → ATP ② C3/ CO2 的还原： 2C3 + [H] →（ CH 2O）
光能 → 化学能，释放 O
同化 CO ，形成（ CH O）
2
CO2 + H 2O —— → （CH 2O）+ O 2
2 2
光能
总式
叶绿体
光能
或 CO2 + 12H 2O —— → （ CH2O） + 6O2 + 6H 2O
叶绿体
物变
无机物 CO 、 H O → 有机物（ CH O）
2
2 2
能变 光能 → ATP 中活跃的化学能
2
→ 有机物中稳定的化学能
◎ 同位素示踪
14
光反应
3 暗反应
14
C H2O
3
2C
固定 [ H]
还原
（ CH O） （ C3H2O）
3
O2 H2 O 光
◎ 人为创设条件，看物质变化：
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（1）光照 强 → 弱 光反应减弱 [H]
暗反应
C3 还原减弱
（2） 光照不变
CO2 供应不变
ATP
CO 固定减弱
C 还原仍正常进行
3 2
CO2 固定仍正常进行
C
[H] （CH
C3
5C
（ CH 2O）
O）
合成量
减少 CO
供应
暗反应
C
3
5
ATP
2
合成量
2
◎ 光合作用的 实质
通过光反应把光能转变成活跃的化学能，通过暗反应把二氧化碳和水合成有机物，同时把活跃的化学能转变成稳定的化学能贮存在有机物中。 4、光合作用的意义
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①制造有机物，实现物质转变，将 CO 2 和 H2 O 合成有机物，转化并储存太阳能；②
调节大气中的 O 2 和 CO 2 含量保持相对稳定；③生物生命活动所需能量的最终来源； 注：光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。 5、影响光合作用速率的因素及其在生产上的应用
光合速率 是光合作用强度的指标， 它是指单位时间内单位面积的叶片合成有机物的速率。 影响因素包括植物自身内部的因素，如处在不同生育期等，以及多种外部因素。 (1) 单因子对光合作用速率影响的分析
①光照强度 (如图所示 )
曲线分析 ： A 点光照强度为 0，此时只进行细胞呼吸，释放 AB 段表明光照强度加强，光合作用逐渐加强，
CO2 量表明此时的呼吸强度。
=细胞呼吸强
CO2 的释放量逐渐减少，有一部分用于光合
)。 BC 段
C 点为
作用；而到 B 点时，细胞呼吸释放的 CO2 全部用于光合作用，即光合作用强度 度，称 B 点为 光补偿点 (植物白天的光照强度在光补偿点以上，植物才能正常生长 表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到 光饱和点 。
C 点以上不再加强了，称
应用： 阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，
②光照面积 (如图所示 )
如上图虚线所示。 间作套种时农作物的种类
搭配，林带树种的配置，冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关。
曲线分析 ：OA 段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，
A 点为光合作用叶
面积的饱和点。 随叶面积的增大，光合作用不再增加，原因是有很多叶被遮挡，光照强度在 光补偿点以下。 OB 段表明干物质量随光合作用增加而增加， 增加，但叶片随叶面积的不断增加呼吸量 C 段 )。
应用：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。封行过早，使中下层叶子所受的光照 往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。
②
CO2 浓度、含水量和矿质元素 (如图所示 )
在一定范围内，
而由于 A 点以后光合作用不再
(OC 段 )不断增加，所以干物质积累量不断降低 (B
曲线分析 ：CO2 和水是光合作用的原料， 矿质元素直接或间接影响光合作用。 CO2、水和矿质元素越多，光合作用速率越快，但到 和时，就不再增加了。
A 点时，即 CO2、水、矿质元素达到饱
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应用：“正其行，通其风”，温室内充
③温度 (如图所示 )
CO2，即提高 CO2 浓度，增加产量的方法 .合理施肥
可促进叶片面积增大，提高酶的合成速率，增加光合作用速率。
曲线分析 ：光合作用是在酶催化下进行的，温度直接影响酶的活性。一般植物在 下正常进行光合作用，其中
AB 段 (10～ 35℃ )随温度的升高而逐渐加强，
50％左右光合作用完全停止。
合酶活性下降，光合作用开始下降，
10～ 35℃
B 点 (35℃ )以上光
应用： 冬天温室栽培可适当提高温度；夏天，
叶龄 (如图所示 )
温室栽培可适当降低温度。白天调到光合作用
最适温度， 以提高光合作用： 晚上适当降低温室温度， 以降低细胞呼吸， 保证有机物的积累。④
曲线分析 ：OA 段为幼叶，随幼叶的不断生长，叶面积不断增大，叶内叶绿体不断增多，叶 绿素含量不断增加，光合作用速率不断增加。
AB 段为壮叶，叶片的面积、叶绿体的叶绿素
都处于稳定状态，光合速率也基本稳定。 BC 段为老叶，随着叶龄的增加，叶片内叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。
应用：农作物、 果树管理后期适当摘除老叶、 残叶及茎叶蔬菜及时换新叶， 都是根据其原理，降低其细胞呼吸消耗有机物。
(2) 多因子对光合作用速率影响的分析（如图所示）
曲线分析 ： P 点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，
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光合速率不断提高。当到 Q 点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。
应用：温室栽培时，在一定光照强度下，白天适当提高温度，增加光合酶的活性，提高光 合速率，也可同时适当充加 CO2，进一步提高光合速率。当温度适宜时，可适当增加光照强度和 CO2 浓度以提高光合速率。总之，可根据具体情况，通过增加光照强度，调节温度或增加 CO2 浓度来充分提高光合速率，以达到增产的目的
6、总结 :光合作用在现实生活中①提高农作物产量：延长光合
作用时间、增大光合作用面积
合理密植
改变植物种植方式：轮作、间作、套作
②提高光合作用速度
覆盖地膜 使用温室大棚 使用农家肥、化肥 “正其行，通其风”
大棚中适当提高二氧化碳的浓度 补充人工光照
7、计算
① 真光合作用速率 =净光合作用速率 +细胞呼吸作用速率 CO2 吸收
D
B
净光合作用
OA
C
呼吸作用
真光合作用 =净光合作用 +呼吸作用
光照强度
E
CO2 释放
②光合作用 制造 的有机物 =光合作用 积累 的有机物 +细胞呼吸 消耗 的有机物
解析 ：制造的就是生产的总量， 其中一部分被储存起来， 就是积累的， 另一部分被呼吸消耗 ③光合作用 利用 二氧化碳的量 =从外界 吸收 的二氧化碳的量 +细胞呼吸 释放 的二氧化碳的量解析： 光合作用利用 CO 2 的量有两个来源，一个是外界吸收的，另一个是自身呼吸放出的，
二者都被光合作用利用。
六、 比较光合作用和细胞呼吸作用
光合作用
反应场所
光、色素、酶等
呼吸作用
酶（时刻进行）
绿色植物（在叶绿体中进行）
所有生物（主要在线粒体中进行）
反应条件 物质转变 能量转变 实质 联系
无机物 CO2 和 H2O 合成有机物（CH2O） 分解有机物产生 CO2 和 H 2 把光能转变成化学能储存在有机物中 合成有机物、储存能量 光合作用
有机物、氧气 能量、二氧化碳
O
释放有机物的能量，部分转移 分解有机物、释放能量、产生
ATP
ATP
呼吸作用
五、 化能合成作用
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自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有色素，不能进行光合作用，但是能够利用体
外环境中某些无机物氧化时释放的能量来制造有机物， 这种合成作用叫做 化能合成作用 。例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌。下图为硝化细菌的化能合成作用
◎ 进行光合作用和化能合成作用的生物都是 自养型生物 ；而只能利用环境中现成的有机物来维持自身生命活动的生物是 异养型生物 。
（六）细胞的生命历程
癌变 ←增殖 → 分化 → 衰老和凋亡 一、细胞增殖
表面积 /体积—— → 物质运输速率
体积增大 → 细胞生长
生长
细胞核 / 细胞质—— → 控制与必需
减数分裂
数目增多 → 细胞分裂
有丝分裂
无丝分裂：特点：分裂中无纺锤丝和染色体的变化
1、 细胞周期
连续分裂的细胞，从上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。
分裂间期： DNA 复制与蛋白质的合成，分为
G1 期、 S 期、 G2 期
分裂期 M ：前期：核膜核仁消失；染色质变成染色体，纺锤丝变成纺锤体；形态散乱
中期：染色体排成一个平面，叫赤道板；纺锤体清晰可见；便于观察
后期：着丝点一分为二裂开；染色体数加倍，平均分配并向两极移动末期：核膜核仁出现；染色体变成染色质，纺锤体消失；细胞壁重建记忆口诀 ：膜仁消失现两
体，形定数晰赤道齐，点裂数增均两极，两消两现重开始
2、 细胞分裂的过程（动物细胞）
前期
中期
后期
末期
3、 着丝点、染色体、染色单体和
DNA 的数量变
复制
2 1 2
DNA 数 = 线条数
分裂
2 2 0
DNA 染色体
1 1 0
= 着丝点数
染色单体
注意： 染色体数
染色体复制后才有染色单体，着丝点分裂后又无染色单体
4 、假定某生物体中一个体细胞内的染色体和
DNA 的含量为 2N ，填写下表：
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