高中生物讲义(1)

高中生物 高一上

1.1走进生命科学的世纪

这里只需要知道以下几点（合格考当中会考，但是模考中不会出现） （1）、17世纪显微镜的发明，使生命科学的研究进入细胞水平

（2）、生命科学的早期，主要是采用描述法与比较法

（3）、实验法逐渐成为主要的研究手段

（4）、20世纪以来，生命科学的研究方向向着微观、宏观两个方向同时发展 （5）、在微观领域，DNA双螺旋结构分子模型，将科学研究引入分子水平 Eg：我国科学家成功地合成结晶牛胰岛素和酵母丙氨酸转移核糖核酸 （6）、在宏观领域，生态学取得巨大进步 1.2走进生命科学的实验室

知识点1：显微镜

（1）、在我们实验时，我们需要做到以下步骤 提出疑问---提出假设---设计实验---实施实验---分析数据---得出结论---新的疑问

（2）、光学显微镜的使用和注意事项 A、一般使用程序：取镜安放---对光---安放玻片标本---低倍镜观察---高倍镜观察

B、高倍镜的切换：低倍镜下将需观察部分移至中央---转动转换器，换上高倍镜---调整细焦准螺旋，使物像清晰---调节光圈、反光镜，使亮度适宜 C、注意事项

换用高倍镜观察时只能调节细准焦螺旋，若视野太暗，可用遮光镜上的大光圈或反光镜

的凹面调节

显微镜下所成的像是倒立的虚像，相当于将观察的物体水平旋转了180°，视野中物象移动的方向与拨片移动的方向相反

显微镜放大倍数=目镜放大倍数*物镜放大倍数。显微镜的放大倍数是指物象的长度或宽度

高倍镜与低倍镜观察情况 镜头 物象大小 看到细胞数目 低倍镜 高倍镜 小 大 多 少 亮 暗 视野亮度 物镜和载玻片的距离 远 近 大 小 视野范围 显微测微尺 包括目镜测微尺和物镜测微尺，目镜测微尺安装与目镜镜筒的光阑上。物镜测微尺置于载物台上，用以标定的目镜测微尺每小格的长度。实验中需测量物象的大小时，只需使用目镜测微尺。

例题:(2017.杨浦.一模)

下列关于测量蚕豆叶下表皮保卫细胞长度的实验操作，正确的是（ ） A、 要使视野的右下方物象移到视野中央，须将装片移向左上方 B、 从低倍镜转到高倍镜时，轻轻地转动物镜使高倍镜到位 C、 高倍镜放大了观察视野，增大了放大倍数

D、 测量细胞长度时，应尽量使目镜测微尺与被测细胞平行并重叠

标准答案：D

D操作能使我们所测得的细胞的长度更加准确，不会有太大的误差 C答案中的错误是放大了观察视野，正确的是视野范围变小 A物象和所成的像移动是相反的

B还需要调整细焦准螺旋（在低倍镜成清晰可见的像的时候才能转动转换器，换成高倍镜）

2、显微镜的发明，标志着生命科学的研究进入了（ ） A、分子水平 B、细胞水平 C、个体水平 D、群体水平

正确答案：B，请看1.1（1）的知识点

知识点2：

一、 细胞中的元素和化合物

1、 生物界和非生物界的统一性和差异性

统一性：组成的细胞的化学元素在无机自然界中都能找到，没有一种元素是细胞特有的。 差异性：组成生物体的化学元素在生物体内和自然界中相对含量相差很大。 2、 细胞中元素的种类和含量

C 、H、O、N（基本元素）、P、S（主要元素）、K、Ca、Mg（大量元素）

最基本元素

Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo（微量元素）

组成细胞的化学元素有20多种，按照含量多少可以分为大量元素和微量元素，按照作用大小可分为基本元素、最基本元素和主要元素。

大量元素和微量元素划分的依据是含量而不是生理作用的大小。微量元素虽然少，但是作用不可替代。

在细胞的组成元素中，原子个数最多的元素是H；细胞鲜重中含量最多的元素是O，其次是C，H，N；细胞干重中的含量最多的元素是C，其次是O，N，H。 种类 糖类 元素的组成 C、H、O 种类 蛋白质 元素组成 主要含C、H、O、N 脂肪 性激素 磷脂 甲状腺激素 C、H、O C、H、O C、H、O、N、P C、H、O、N、I DNA RNA ATP 叶绿素 C、H、O、N、P C、H、O、N、P C、H、O、N、P C、H、O、N、Mg 3、 组成细胞的化合物

无机物：水（85%-90%）、无机盐（1%-1.5%）

有机物：糖类和核酸（1%-1.5%），蛋白质（7%-10%），脂质（1%-2%）

二、 生物体中的无机化合物

1、 细胞中的水

（1） 含量 构成细胞的化合物中水的含量最多，一般生物体含水量为60%-95% 不同生物体内水的含量差别很大，水生生物＞陆生生物

生物体的不同生长发育阶段，水含量不同。幼年时期＞成年时期，幼嫩部分＞成熟部分

同一生物不同器官水含量不同

（2） 存在形式 结合水：与细胞中其他物质结合，不能自由流动的水。是细胞结构的重要组成成分 （约占4.5%） 水

细胞中良好的溶剂

为细胞内的反应提供液体环境

自由水：细胞中以游离形式存在，可自由流动的水 参与某些新陈代谢反应 运输营养物质和代谢废物

（3） 自由水和结合水的关系 温度升高

随新陈代谢的进行二相互转化，结合水 自由水 温度降低

二者的比值与细胞或生物体的代谢强度和抗逆性有关。比值越大，代谢越强，生长越快，但抗逆性较弱；反之，比值越小，代谢越弱，生长越慢，但抗逆性较强。

（4） 细胞中水的产生和利用 产生水的生理活动及场所

暗反应（叶绿体基质）；有氧呼吸第三阶段（线粒体内膜）；ATP的合成（叶绿体、线粒体、细胞质基质）；单糖合成多糖；氨基酸脱水缩合（核糖体）；DNA分子的复制和转录（细胞核、线粒体、叶绿体）。

利用水的生理活动及场所

光反应（叶绿体类囊体薄膜）;有氧呼吸的第三阶段（线粒体基质）；ATP的水解（叶绿体基质、细胞膜基质）、肝糖原水解（肝细胞中）;淀粉、蛋白质、脂肪的消化（消化道）；DNA、RNA的水解。

例题：1.（2017.虹口.一模）如图是洋葱鳞叶表皮细胞示意图，其中含自由水量最多的部位是（ ）A、1 B、2 C、3 D、4

标准答案：d

4的结构是液泡，液泡内充满了细胞液和水

2、（2017.杨浦.二模）生物体内含Zn2+的酶很多，有70多种酶的活性与Zn2+有关，这就说明了无机盐（ ）

A、对生命体的代谢活动有重要作用 B、对维持细胞形态有重要作用 C、对调节细胞液的浓度有重要作用 D、是构成细胞膜结构的主要组成成分 正确答案：a

3、（2017.黄浦.二模）无机盐在生物体内起重要作用。下列关于无机盐的叙述，错误的是（ ）

A、缺钙易导致人体肌肉抽搐 B、缺锌易造成人体生长发育不良 C、碘吸收过少影响甲状腺素的合成 D、铁是叶绿素分子必要的合成元素 标答：d

D选项中的Fe是错的，Mg才是叶绿素分子必要的合成元素，而Fe是血红蛋白的重要元素 4、（2017.奉贤.二模）某同学的体检报告显示，他的血红蛋白含量偏低，这可能是因为她体内缺乏（ ）

A、Na+ B、Fe 2+ C、Mg2+ D、Ca2+ 标准答案：B

5、（2017.青浦.二模）人体出现地方性甲状腺肿与肌肉抽搐症状是因为缺少( ) A、碘、钙 B、钠、钙 C、铁、锌 D、钾、钠 标准答案：A

2、 细胞中的无机盐

（1） 含量:占细胞鲜重的1%-1.5%

（2） 存在形式：多数以离子状态存在，少数与化合物结合 （3） 生理功能

有些无机盐是细胞内某些复杂的化合物的重要组成部分，如Mg2+是叶绿素分子必需的成分；Fe2+是血红蛋白的主要成分；碳酸钙是动物和人体的骨、牙齿的重要成分；PO43-是生物膜的主要成分磷脂的组成成分

无机盐参与维持正常的生命活动，哺乳动物血液中必须含有一定量的Ca2+，如果某个动物血液中钙盐的含量过低就会出现抽搐

维持生物体内的平衡

A渗透压的平衡，Na+，Cl-对细胞外液渗透压起重要作用，K+则对细胞内液渗透压起决定作用

B酸碱平衡（即ph平衡），ph调解着细胞的一切生命活动，它的改变影响着原生质体组成物质的所有特性以及在细胞内发生的一切反应：如人血浆中H2CO3/HCO3-，HPO42-/H2PO4-等。

C离子平衡：动物细胞内外Na+/K+/Ca2+的比例是相对稳定的。细胞膜外Na+高、K+低，细胞膜内K+高，Na+低。K+、Na这两种离子在细胞膜内外分布的浓度差，是使细胞可以保持反应性能的重要条件。 3、 常见元素功能及缺乏症

元素 I 功能 甲状腺素的组成成分 缺乏症 缺乏时患地方性甲状腺肿或呆小症 Fe 血红蛋白的组成成分 Ca 降低神经系统的兴奋性 K 维持细胞内液渗透压的稳定 Na 维持细胞外液渗透压的平衡 缺乏时患缺铁性贫血 血钙过低时，会出现抽搐现象 K+含量异常，会导致心律失常 Na+含量低，会导致细胞外液渗透

压下降，血压下降、心率加快和四肢发冷等 Mg 组成叶绿素的元素之一 缺乏时叶片变黄，无法进行光合作用 二、生物体中的有机化合物

1、糖类（俗称碳水化合物，通式（CH2O）n） （1）分类

单糖：葡萄糖、果糖、核糖、半乳糖（葡糖糖结构式图A）

按水解后产生单糖的多少 双糖：蔗糖、乳糖、麦芽糖

多糖：许多葡萄糖脱水缩合连在一起形成的糖类，如植物的

淀粉、纤维素和动物中的肝糖原和肌糖原

（A）葡萄糖结构式

还原糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖等，可与班氏试剂反应

生成砖红色沉淀

按还原性有无 非还原性糖：蔗糖、淀粉、纤维素、糖原等，不能与班氏试剂反应生成

砖红色沉淀

水浴加热 总结公式：还原糖+班氏试剂 砖红色沉淀 动物细胞特有：糖原、乳糖、半乳糖 植物细胞特有：蔗糖、淀粉、麦芽糖、纤维素

动物细胞和植物细胞共同拥有的：核糖、脱氧核糖、葡萄糖 （2）功能

糖类是生物体维持生命活动的主要能量来源，生物体所需能量主要来自糖类物质的氧化分解。

糖类是细胞结构的组成成分。如纤维素是细胞壁的主要成分，核糖和脱氧核糖分别是DNA和RNA的组成成分。

糖类可与蛋白质等其他物质结合形成复杂化合物，参与生物体内的多种生命活动，如糖类与蛋白质结合形成糖蛋白，糖类与脂质结合形成糖脂。 2、脂质：不溶于水，易溶于乙醚、苯等有机溶剂

类别 脂肪 磷脂 性激素 固醇类 维生素D 胆固醇 作用 主要的储能物质；皮下脂肪层起保温作用；内脏器官周围脂肪有缓冲和减压作用 构成细胞膜及多种细胞器膜的重要成分 促进人和动物生殖器官的发育及生殖细胞的成形 促进人和动物对钙和磷的吸收 构成动物细胞膜的重要成分（高温维持细胞膜的稳定性，低温下调节细胞膜的流动性），在人体内参与血液中的脂质运输 分布 植物种子、果实及动物体的脂肪组织中 动物脑、卵细胞、肝脏及大豆种子 性腺 肠道 动物细胞膜、动物血液 成分 甘油和脂肪酸 磷酸和含氮碱基构成亲水头部，两个脂肪酸构成疏水（亲脂）尾部 甾体部分和一条长的侧链

脂肪：基本成分为甘油（丙三醇）和脂肪酸（碳氢长链），（如图a）

磷脂：磷酸和含氮碱基构成亲水头部，两个脂肪酸构成疏水（亲脂）尾部-被水包围时

易形成双层分子的膜或微团状-组成细胞膜的大分子（结构如图b）

固醇：胆固醇是动物细胞膜的重要结构成分，也是合成胆汁酸，维生素D以及甾体激

素（雄激素，雌激素和肾上腺皮质激素）的原料。胆固醇经代谢能转化为胆汁酸、类固醇激素、7-脱氢胆固醇，并且7-脱氢胆固醇经紫外线照射就会转变为维生素D3，所以胆固醇有调节人体生长发育和代谢的重要生理功能，但血液胆固醇偏高时常引起心血管疾病，如动脉粥样硬化。（如图c）

（A） 脂肪的结构图

（B） 磷脂的结构

（C）胆固醇的结构

3、蛋白质：由氨基酸为单体构成的大分子化合物。是生命活动的主要承担者。 （1）氨基酸的结构通式和特点

R------R基：决定了氨基酸的种类

（氨基） NH2 C COOH 与相邻的氨基酸的-NH2脱水缩合形成肽键

与相邻氨基酸的-COOH脱水缩合形成肽键 --共同部分：决定是否是构成蛋白质的氨基酸

H

结构特点：

至少含有一个氨基和一个羧基，R基中也有可能含有氨基或者羧基 都有一个氨基和一个羧基连在一个碳原子上

不同氨基酸的R基不同，R基决定了氨基酸的种类和性质 （2）氨基酸的种类

必需氨基酸：人体内不能合成，必须直接从外界直接获取的aa，包括赖氨酸、

色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸和缬氨酸8种，婴儿比成人多一组氨酸

非必需氨基酸：可以通过其他化合物转化而来的aa

（3）氨基酸脱水缩合形成肽链

脱水缩合：一个氨基酸的羧基（-COOH）和另一个氨基酸的氨基（-NH2）相连接，同时脱去一分子的水的结合方式叫做脱水缩合。脱下的水中，O来自-COOH，H来自-NH2，形成的化学键称为肽键

肽链：有两个氨基酸形成的化合物叫二肽；有多个氨基酸分子脱水缩合形成的，

含有多个肽键的化合物叫做多肽，多肽一般呈链状结构，叫肽链。

蛋白质的形成：一条或多条肽链经盘曲、折叠形成具有一定空间结构、形使一定动能的蛋白质

（4）蛋白质结构多样性的原因

氨基酸的数目、种类、排列顺序和肽链的盘曲折叠方式及形成的空间结构不同是造成蛋白质结构多样性的原因。 （5）蛋白质的功能

结构蛋白：构成细胞和生物体结构的重要物质，如细胞膜上的固着蛋白，组成核糖体、中心体、染色体的蛋白质

调节作用：调节细胞新陈代谢和生物体的生命活动，如胰岛素、生长激素等 催化作用：催化反应中各种化学反应的顺利进行，如绝大多数的酶 功能蛋白 运输作用：如细胞膜上的蛋白质载体、红细胞中的血红蛋白等有运输作用 免疫作用：如抗体能清除侵入人体内的抗原物质 （6）氨基酸形成多肽中的相关计算（直链肽）

A多肽种类的计算—排列组合法

假若有A、B、C三种氨基酸，在每一种氨基酸数目无限的情况下，可形成肽类化合物的种类：

---形成三肽的种类：3*3*3=33=27种 ---形成二肽的种类：3*3=32=9种

假若有A、B、C三种氨基酸，在每种氨基酸只有一个的情况下，可形成肽类化合物的种类：

---形成三肽的种类：3*2*1=6种 ---形成二肽的种类：3*2=6种

B、蛋白质分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和脱去水分子数的关系

肽键数=脱去水分子=氨基酸数-肽键数

蛋白质相对分子质量=氨基酸分子*氨基酸平均分子质量-18*脱去水分子数； 肽链数目 氨基酸数 1条 m 氨基酸平均分子质量 a 肽键数目 m-1 am-18（m-1） 至少1个 多肽链分子量 氨基数目 羧基数目 至少一个 N条 m a m-n am-18（m-a） 至少n个 至少n个 C蛋白质中游离氨基或羧基数的计算

至少含有的游离氨基或者羧基数=肽链数 游离氨基或羧基数=肽链数+R基中氨基或羧基数

D蛋白质中含有氮、氧原子数的计算

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

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

注意：若形成的多肽链是环状，则氨基酸数=肽键数=脱去的水分子数

若蛋白质形成过程中需要形成二硫键，则在计算蛋白质的相对分子质量时应考虑脱去氢的质量，每形成一个二硫键，脱去2个氢。

4、核酸：遗传信息的携带者

（1）观察DNA和RNA在细胞中的分布

（实验原理由于合格考不考，因此不需要知道，但是下面的实验结论必须要知道） 实验结论：DNA主要分布在细胞核中，RNA主要在细胞质中。叶绿体和线粒体中也含有少量的DNA和RNA （2）核酸的结构和功能 A基本组成单位—核苷酸

1、 种类：脱氧核苷酸和核糖核苷酸两种 2、 结构组成

3、 核酸的组成 2条

脱氧核苷酸 ————脱氧核苷酸链————DNA

核苷酸 核酸 1条 核糖核苷酸————核糖核苷酸链————RNA

C核酸的功能

是细胞中携带遗传信息的物质，在生物的遗传、变异和蛋白质的合成中具有极其重要的作用。

（3）DNA和RNA的比较

种类 组 成 成 分 基本单位 结构 分布 染色 功能 五碳糖 磷酸 碱基 DNA（脱氧核糖核酸） RNA（核糖核酸） 脱氧核糖 核糖 磷酸 A（腺嘌呤）、G(鸟嘌呤)、C（胞嘧啶） T（胸腺嘧啶） 脱氧核苷酸（4种） 规则的双螺旋结构 主要在的细胞核 甲基绿—绿色 携带遗传信息，控制性状 U（尿嘧啶） 核糖核苷酸（4种） 常呈单链结构 主要在细胞质 吡罗红—红色 作为有些病毒的遗传物质；作为酶具有催化功能；mRNA传递遗传信息，tRNA运输氨基，rRNA组成核糖体 （4）核酸分子的多样性和特异性

1、多样性：构成DNA分子的脱氧核苷酸虽然只有4种，但成千上万个脱氧核苷酸的

排列顺序是极其多样的，所以DNA分子具有多样性。

2、特异性：每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的比例和排列顺序是特定的，其特定的脱氧核苷酸排列顺序代表了特定的遗传信息。

脱氧核苷酸

5、维生素：生物的生长和代谢所必要的微量的有机化合物

脂溶性：维生素A、D、E、K（溶解于脂肪，不溶于水，被吸收后可在体内储存

水溶性：维生素B1、B2、B6、B12、C、PP、叶酸 常见的维生素缺乏症及来源 维生素A 维生素B1 强化神经系统，保维生素C 对抗游离基、维生素D 协助钙离子运输，有助小孩牙齿及骨骼发育；补充成人骨骼所需钙质，防止骨质疏松 功 与视觉有关，并能维持能 粘膜正常功能，调节皮肤状态，帮助人体生长和组织修补，对眼睛保健很重要，能抵御细菌以免感染，保护上皮组织健康，促进骨骼与牙齿发育 缺乏症 食物来源

红萝卜、绿叶蔬菜、蛋黄及肝 夜盲症 证心脏正常活动，有助防癌；降促进碳水化合物之新陈代谢，能维低胆固醇，加强免疫力，防护神经系统健康，止坏血病 稳定食欲，刺激生长以及保持良好的肌肉状况 脚气病 坏血病 小孩软骨病 糙米、豆类、牛奶、水果（特别是家禽 橙类），绿色蔬菜，番茄，马铃薯 鱼肝油、奶制品、蛋

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