高中生物必修1復習2 (2).doc

高中生物必修1復習 (五)細胞的能量供應和利用 H2O 外界水 H2O O2 礦質元素 H 光 ATP 原生質 ADP+PI 熱能 ATP ADP+PI CO2+H2O C3H6O3 C2H5OH+CO2一、 酶降低反應活化能 新陳/細胞代謝：活細胞內全部有序化學反應的總稱。 活化能：分子從常態(tài)轉變成容易發(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量。1 發(fā)現(xiàn)巴斯德之前：發(fā)酵是純化學反應，與生命活動無關。巴斯德（法、微生物學家）：發(fā)酵與活細胞有關；發(fā)酵是整個細胞。利比希（德、化學家）：引起發(fā)酵的是細胞中的某些物質，但這些物質只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用。比希納（德、化學家）：酵母細胞中的某些物質能夠在酵母細胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細胞中一樣。薩姆納（美、科學家）：從刀豆種子提純出來的脲酶是一種蛋白質。許多酶是蛋白質。切赫與奧特曼（美、科學家）：少數(shù)RNA具有生物催化功能。2定義酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質。注：由活細胞產生（與核糖體有關）催化性質：A.比無機催化劑更能減低化學反應的活化能，提高化學反應速度。 B.反應前后酶的性質和數(shù)量沒有變化。成分：絕大多數(shù)酶是蛋白質，少數(shù)酶是RNA。3特性 高效性：催化效率很高，使反應速度很快，是一般無機催化集的1071013倍。 專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學反應。 多樣性 。 需要合適的條件（溫度和pH值） 溫和性 易變性 。酶的催化作用需要適宜的溫度、pH值等，過酸、過堿、高溫都會破壞酶分子結構。低溫也會影響酶的活性，但不破壞酶的分子結構。圖例解析在底物足夠，其他因素固定的條件下，酶促反應的速度與酶濃度成正比。1.在S較低時，V隨S增加而加快，近乎成正比；2.在S較低時，V隨S增加而加快，但不顯著；3.當S很大且達到一定限度時，V也達到一個最大值，此時即使再增加S，反應也幾乎不再改變。1.在一定T內V隨T的升高而加快；2.在一定條件下，每一種酶在某一T時活力最大，稱最適溫度；3.當T升高到一定限度時，V反而隨溫度的升高而降低。動物T：3540PH ： 6.58.0 酶工程生產提取 制成 酶制劑 應用 治療疾??；加工和生產一些產品；和分離純化 固定化酶 化驗診斷和水質檢測；其他分支。二、ATP（三磷酸腺苷） ATP是生物體細胞內普遍存在的一種高能磷酸化合物，是生物體進行各項生命活動的直接能源，它的水解與合成存在著能量的釋放與貯存。1結構簡式A P P P 腺苷 普通化學鍵13.8KJ/mol 高能磷酸鍵 30.54 KJ/mol 磷酸基團 2ATP與ADP的轉化 ATP動態(tài)平 衡呼吸作用水解酶合成酶（線粒體） 吸 Pi（細胞質基質） 能 吸收分泌（滲透能）（葉綠體） 放 肌肉收縮（機械能）光合作用 Pi 能 神經(jīng)傳導、生物電（電能） ADP (每個活細胞) 合成代謝（化學能） 體溫（熱能） 螢火蟲（光能） 糖類主要能源物質 熱能 散失太陽光能 脂肪主要儲能物質 氧化（直接能源） 蛋白質能源物質之一 分解 化學能 ATP 水解酶、放 ATP ADP + Pi + 能量 合成酶、吸3能產生ATP： 線粒體、葉綠體、細胞質基質能產生水： 線粒體、葉綠體、核糖體、細胞核能堿基互補配對： 線粒體、葉綠體、核糖體、細胞核三、ATP的主要來源細胞呼吸呼吸是通過呼吸運動吸進氧氣，排出二氧化碳的過程。細胞呼吸是指有機物在細胞內經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產物，釋放出能量并生成ATP的過程。分為：有氧呼吸無氧呼吸概念指細胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產生二氧化碳和水，釋放能量，生成許多ATP的過程。指細胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物分解成不徹底的氧化產物，同時釋放出少量能量的過程。過程 C6H12O6 2丙酮酸 + H + 2ATP 2丙酮酸+ 6H2O 6CO2 + H+ 2ATP H + 6O2 12H2O + 34ATP C6H12O6 2丙酮酸 + H + 2ATP 2C3H6O3 2丙酮酸 2C2H5OH + 2CO2反應式C6H12O6+6H2O+6O26CO2 + 12H2O + 38ATPC6H12O6 2C3H6O3 + 2ATP 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP不同點場所 ： 線粒體基質 內膜始終在細胞質基質條件 ： 除外，需分子氧、酶 不需分子氧、需酶產物 ： CO2 、H2O酒精和CO2或乳酸能量 ： 大量、合成38ATP（1161KJ）少量、合成2ATP(61.08KJ)相同點聯(lián)系 ： 從葡萄糖分解成丙酮酸階段相同，以后階段不同實質 ： 分解有機物，釋放能量，合成ATP意義 ： 為生物體的各項生命活動提供能量；為體內其他化合物合成提供原料比較光合作用呼吸作用反應場所綠色植物（在葉綠體中進行）所有生物（主要在線粒體中進行）反應條件光、色素、酶酶（時刻進行）物質轉變把無機物CO2和H2O合成有機物（CH2O）分解有機物產生CO2和H2O能量轉變把光能轉變成化學能儲存在有機物中釋放有機物的能量，部分轉移ATP實質合成有機物、儲存能量分解有機物、釋放能量、產生ATP聯(lián)系有機物、氧氣光合作用 呼吸作用能量、二氧化碳 光合作用的實質通過光反應把光能轉變成活躍的化學能，通過暗反應把二氧化碳和水合成有機物，同時把活躍的化學能轉變成穩(wěn)定的化學能貯存在有機物中。四、光和光合作用光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，并釋放出氧氣的過程。影響因素有：光、溫度、CO2濃度、水分、礦質元素等。1發(fā)現(xiàn)內容時間過程結論普里斯特1771年蠟燭、小鼠、綠色植物實驗植物可以更新空氣薩克斯1864年葉片遮光實驗綠色植物在光合作用中產生淀粉恩格爾曼1880年水綿光合作用實驗葉綠體是光合作用的場所釋放出氧。魯賓與卡門1939年同位素標記法光合作用釋放的氧全來自水 2場所 雙層膜葉綠體 基質 基粒 多個類囊體（片層）堆疊而成 胡蘿卜素（橙黃色）1/3 類胡蘿卜素 葉黃素（黃色） 2/3 吸藍紫光色素 （1/4） 葉綠素A（藍綠色）3/4 葉綠素（3/4） 葉綠素B（黃綠色）1/4 吸紅橙和藍紫光3過程 光反應暗反應條件光、色素、酶CO2、H、ATP、酶時間短促較緩慢場所內囊體的薄膜葉綠體的基質過程 水的光解 2H2O 4H + O2 ATP的合成/光合磷酸化 ADP + Pi + 光能 ATP CO2的固定 CO2 + C5 2C3 C3/ CO2的還原 2C3 + H （CH2O）實質光能 化學能，釋放O2同化CO2，形成（CH2O）總式CO2 + H2O （CH2O）+ O2或 CO2 + 12H2O （CH2O）6 + 6O2 + 6H2O物變無機物CO2、H2O 有機物（CH2O）能變光能 ATP中活躍的化學能 有機物中穩(wěn)定的化學能 同位素示蹤 14C 光反應 2C 3 暗反應 （14CH2O） 3H2O 固定 3H 還原 （C3H2O） 暗反應中碳同化的途徑有C3途徑、C4途徑等。根據(jù)其最初光合產物的不同，把高等植物分為C3植物和C4植物兩類。C4植物維管束鞘細胞外面有“花環(huán)狀”的葉肉細胞。H218O 光 18O2 人為創(chuàng)設條件，看物質變化： 1 光照 H和ATP 暗反應 （CH2O） 切斷 不能生成 不能進行 不能生成2 CO2 C5 C3 （CH2O） 切斷 增多 減少 不能生成4意義 （1）制造有機物，實現(xiàn)物質轉變“綠色工廠”；（2）調節(jié)大氣中O2和CO2的含量“自動的空氣凈化劑”；（3）生物生命活動所需能量的最終來源“巨大的能量轉換器”；（4）對生物的進化具有重要的作用。 光合作用是生物界最基本的物質代謝和能量代謝。 比較同化作用的類型不同點相同點能量來源物質來源舉例自養(yǎng)型光能自養(yǎng)光能能用無機物制造有機物綠色植物光合細菌都從外界攝取物質，經(jīng)過極其復雜的變化，轉變成自身的組成物質，并且貯存能量化能自養(yǎng)體外環(huán)境的物質氧化時所放出的能量硫細菌鐵細菌硝化細菌異養(yǎng)型所攝取的有機物中儲存的能量不能利用無機物制造有機物，只能攝取現(xiàn)成的有機物人類、動物和營腐生、寄生的菌類(（六）細胞的生命歷程癌變 增殖 分化 衰老與凋亡一、細胞的增殖 表面積/體積 物質運輸效率 體積增大 細胞生長 細胞核/細胞質 控制與必需 生長 減數(shù)分裂 數(shù)目增加 細胞分裂 有絲分裂 核延長縊裂為二，整個細胞縊裂成兩個 無絲分裂 特點：分裂中無紡錘絲和染色體的變化例子：蛙的紅細胞1細胞周期 連續(xù)分裂的細胞，從一次分裂完成時開始，到下一次分裂完成時結束?？煞?分裂間期：DNA復制與蛋白質的合成。分G1、S、G2期。 前期：核膜核仁消失，紡錘絲出現(xiàn)形成紡錘體，出現(xiàn)染色體； 分裂期M 中期：紡錘絲牽引著染色體運動，使染色體的著絲點排列在中央赤道板； 后期：著絲點分裂，染色單體分開，分別移向兩極； 末期：紡錘絲消失，染色體變成染色質，核膜核仁出現(xiàn)。2區(qū)別 有絲分裂的重要意義，是將親代細胞的染色體經(jīng)過復制以后，精確地平均分配到兩個子細胞中去，而在生物的親代和子代間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性。 復制 著絲點分裂 DNA數(shù)： 1 2 2染色體 ： 1 1 2染色單體： 0 2 03假設正常體細胞的核中DNA含量為2a，染色體數(shù)為2N，則復制 間期 前期 中期 后期 末期 DNA含量 2a 4a 4a 4a 4a 4a 2a 染色體數(shù) 2N 2N 2N 4N 4N 2N 染色單體 0 4N 4N 4N 0 0 二、細胞的分化1分化在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在結構、形態(tài)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。注： 持久性：在生物體的整個生命過程都有，只是在胚胎發(fā)育時達到最大值； 相對穩(wěn)定性：一般來說，分化了的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡； 意義：使多細胞生物體中的細胞趨向專門化，有利于提高各種生理功能的效率。 2全能性 1958年 美國 斯圖爾德 指已經(jīng)分化的細胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。如植物：胡蘿卜的組織培養(yǎng) 快繁花卉與蔬菜；拯救物種；培育新作物；動物：克隆羊多莉；干細胞 替換病變部位，治療某些癌癥和遺傳病帶來希望。 一般而言，受精卵的全能性大于生殖細胞，生殖細胞的全能性大于體細胞，植物細胞全能性大于動物細胞。 三、細胞的衰老與凋亡 生命歷程：發(fā)生 分化 衰老 死亡 水分減少，體積變小，代謝減慢 皺紋酶活性降低 白發(fā)細胞衰老 個體衰老 色素積累 老年斑 （形態(tài)、結構、功能） 呼吸減慢，核體積增大，染色質固縮，染