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1、必修1分子與細(xì)胞復(fù)習(xí)知識梳理第二章 細(xì)胞的化學(xué)組成 第一節(jié) 細(xì)胞中的原子和分子一、組成細(xì)胞的化學(xué)元素1、種類:組成生物體的元素中,c、h、o、n、p等元素的質(zhì)量占全部元素的98%。人教版大量元素:c、h、o、n、p、s、k、ca、mg等微量元素:fe、mn、zn、cu、b、mo等注意:(1)細(xì)胞組成中最多的四種元素是c、o、h、n,其中基本元素是c。 (2)人體細(xì)胞組成中的主要元素,鮮重:ochn;干重:conh(3)無論是大量元素還是微量元素,都是生物體必需的元素,對于維持生物體的生命活動起著非常重要的作用。2、作用組成多種多樣的化合物進(jìn)而構(gòu)成細(xì)胞,如核酸、蛋白質(zhì)等。影響生物體的生命活動,如
2、缺硒導(dǎo)致患克山病。3、研究意義(課標(biāo)要求)(1)生物界與非生物界的統(tǒng)一性l 組成生物體的化學(xué)元素,在無機(jī)自然界都可以找到,沒有一種元素是生物體特有的。(2)生物界與非生物界的差異性:l 組成生物體的化學(xué)元素在生物體和自然界中含量相差很大;二、細(xì)胞中的無機(jī)化合物:包括水和無機(jī)鹽(一)水:1、含量:占細(xì)胞總重量的60%-90%,(人教版是60%-95%)是活細(xì)胞中含量 最多的物質(zhì)。2、存在形式:自由水和結(jié)合水l 自由水:細(xì)胞中絕大部分的水以游離形式存在,可以自由流動,叫做自由水。l 結(jié)合水:與細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)相結(jié)合的水。3、功能l 自由水:細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑;參與細(xì)胞內(nèi)的許多生化反應(yīng);運(yùn)送營養(yǎng)物質(zhì)和代
3、謝廢物;維持細(xì)胞的形態(tài),保證代謝的正常進(jìn)行。從生物體的水平上闡述:為細(xì)胞生活提供液體環(huán)境;具有較大的比熱和汽化熱,是生物體的溫度調(diào)節(jié)劑。l 結(jié)合水:是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分。4、轉(zhuǎn)化:(1)自由水 結(jié)合水l 在代謝旺盛的細(xì)胞中,自由水的含量一般較多;l 在環(huán)境條件惡劣(如低溫、干旱、鹽漬)時,結(jié)合水的含量增多,使植物的抗逆性增強(qiáng),以適應(yīng)不良環(huán)境。(2)應(yīng)用:種子的貯存:曬干種子是為了減少自由水含量,降低種子的代謝,延長種子壽命。低溫環(huán)境下減少(填增加或減少)花卉澆水,可以提高花卉對低溫的抗性。(二)無機(jī)鹽1、存在形式:主要以離子形式存在。 2、含量:占細(xì)胞鮮重1%-1.5%。3、功能合成有機(jī)物
4、及某些特殊生理功能物質(zhì)的原料。如:mg2+是合成葉綠素的原料、po43-是合成atp、磷脂和核苷酸的原料、fe2+是合成血紅蛋白的原料、i-是合成甲狀腺激素的原料。維持細(xì)胞和生物體的生命活動。如:哺乳動物血液中ca2+濃度過低會出現(xiàn)肌肉抽搐(人教版)、過高會出現(xiàn)肌肉乏力現(xiàn)象等;缺少ca2+時,番茄果實頂端呈現(xiàn)暗綠色或灰白色;缺少k2+時,番茄植株的老葉尖端和邊緣會失去綠色直至干枯壞死。維持細(xì)胞的酸堿平衡。 如:酸性(hco-3、po43-等)、堿性(ca2+、mg2+等)離子的適當(dāng)配合等具有緩沖作用。調(diào)節(jié)滲透壓,維持細(xì)胞的形態(tài)和功能。(必修3) 如:k+維持細(xì)胞內(nèi)液的滲透壓,na+維持細(xì)胞外液
5、的滲透壓。注:滲透壓是指溶液中溶質(zhì)微粒對水的吸引力,單位體積中溶質(zhì)微粒的數(shù)目越多,滲透壓越大。第二節(jié) 細(xì)胞中的生物大分子一、生物大分子的基本骨架碳原子之間可以以單鍵、雙鍵或三鍵相結(jié)合,形成不同長度的鏈狀、分支鏈狀或環(huán)狀結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)稱為有機(jī)物的碳骨架。生物大分子以碳鏈為骨架。多糖、蛋白質(zhì)、核酸等都是生物大分子,都是由許多基本組成單位(單體)連接而成的,這些生物大分子又稱為單體的多聚體。每個單體都是由若干個相連的碳原子構(gòu)成的碳鏈為基本骨架,由許多單體連接成多聚體。正是由于碳原子在組成生物大分子中的作用,科學(xué)家才說“碳是生命的核心元素”,“沒有碳,就沒有生命”。二、細(xì)胞中重要的有機(jī)化合物(一)糖類
6、1、元素組成:由c、h、o 3種元素組成。2、種類概 念種 類分 布主 要 功 能單糖不能水解的糖五碳糖核糖c5h10o5核糖、脫氧核糖、葡萄糖動植物細(xì)胞都有組成核酸的物質(zhì)脫氧核糖c5h10o4六碳糖c6h12o6葡萄糖、果糖、半乳糖葡萄糖是細(xì)胞生命活動所需要的主要能源物質(zhì)二糖c12h22o11水解后能夠生成二分子單糖的糖蔗糖植物細(xì)胞麥芽糖乳糖動物細(xì)胞多糖水解后能夠生成許多個單糖分子的糖淀粉植物細(xì)胞植物細(xì)胞中的儲能物質(zhì)纖維素植物細(xì)胞壁的基本組成成分糖原動物細(xì)胞動物細(xì)胞中的儲能物質(zhì)水解3:轉(zhuǎn)化關(guān)系:脫水縮合二糖或多糖 單糖1蔗糖1葡萄糖+1果糖 1麥芽糖2葡萄糖 1乳糖1葡萄糖+ 1半乳糖1淀粉
7、麥芽糖葡萄糖 1纖維素纖維二糖葡萄糖 1糖原葡萄糖4、功能:主要功能:是生物體維持生命活動的主要能量來源。是生物體重要的結(jié)構(gòu)物質(zhì)。其他功能:糖類與蛋白質(zhì)等物質(zhì)結(jié)合形成的復(fù)雜化合物能參與細(xì)胞識別,細(xì)胞間物質(zhì)運(yùn)輸和免疫功能的調(diào)節(jié)等生命活動。5【實驗】糖類的鑒定:(1)淀粉的鑒定淀粉 + 碘液 藍(lán)色(2)生物組織中還原糖的鑒定50-65水浴加熱l 原理2min還原性糖 + 斐林試劑 磚紅色沉淀(單糖、麥芽糖和乳糖) 注:斐林試劑的使用: 成分:0.1g/ml naoh溶液(甲液)、 0.05g/ml cuso4溶液(乙液) 使用:混合(甲液2ml,乙液4-5滴)后使用,且現(xiàn)配現(xiàn)用。 條件:隔水加熱(
8、人教版:50-60水浴加熱)(二)脂質(zhì)1、元素組成:主要由c、h、o組成,有些還含n、p等2、分類:脂肪、類脂(如磷脂)、固醇(如膽固醇、性激素、維生素d等)。不同的脂質(zhì)在化學(xué)組成和化學(xué)結(jié)構(gòu)上有很大差異,但共同的特性是通常都不溶于水。3、功能:脂肪:細(xì)胞代謝所需能量的主要儲存形式。類脂中的磷脂:是構(gòu)成生物膜的重要物質(zhì),所有細(xì)胞都含有磷脂。(是構(gòu)成細(xì)胞膜的重要成分,也是構(gòu)成細(xì)胞器膜的重要成分。在人和動物的腦、卵細(xì)胞、肝臟以及大豆種子中含量豐富。)固醇類:在細(xì)胞的營養(yǎng)、調(diào)節(jié)和代謝中具有重要功能。 膽固醇:構(gòu)成細(xì)胞膜的重要物質(zhì),在人體內(nèi)還參與血液中脂質(zhì)的運(yùn)輸。性激素:促進(jìn)人和動物生殖器官的發(fā)育以及生
9、殖細(xì)胞的形成。維生素d:能有效地促進(jìn)人和動物腸道對鈣和磷的吸收。4、【實驗】脂肪的鑒定l 原理: 脂肪 + 蘇丹染液 橘黃色 脂肪 + 蘇丹染液 紅色l 過程: 方法一:花生種子勻漿 + 3滴蘇丹染液橘黃色方法二: 取材:花生種子(浸泡),去掉種皮切片:用刀片在花生子葉橫斷面上平行切下若干薄片 制片:選取最薄的切片 在切片上滴2-3滴蘇丹染液(染色3min) 去浮色(1-2滴體積分?jǐn)?shù)50%的酒精溶液)制成臨時裝片(吸去酒精,加1滴蒸餾水,蓋上蓋玻片) 觀察:先用低倍鏡觀察,再用高倍鏡觀察 結(jié)果與結(jié)論:視野中有被染成橘黃色的脂肪顆粒,說明有脂肪存在。(三)蛋白質(zhì)1、元素組成:除c、h、o、n外,
10、大多數(shù)蛋白質(zhì)還含有s2、含量:細(xì)胞中含量最多的有機(jī)物。3、基本組成單位:氨基酸(1)氨基酸的種類:組成蛋白質(zhì)的氨基酸約20種。人教版:將氨基酸分為兩類:l 非必需氨基酸:人體細(xì)胞可以合成的。(12種)l 必需氨基酸:人體細(xì)胞不能合成,必須從外界環(huán)境中直接獲取的氨基酸。(8種)評價食物中蛋白質(zhì)成分的營養(yǎng)價值時,格外注重其含量。(2)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式:。(3)氨基酸的判斷: 同時有氨基和羧基至少有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上。(組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸的區(qū)別:r基的不同)4形成:許多氨基酸分子通過脫水縮合形成肽鍵(-co-nh-)相連而成肽鏈,多條肽鏈盤曲折疊形成有具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)
11、二肽:由2個氨基酸分子組成的肽鏈。多肽:由n(n3)個氨基酸分子以肽鍵相連形成的肽鏈。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性的原因:組成蛋白質(zhì)多肽鏈的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序的不同;構(gòu)成蛋白質(zhì)的多肽鏈的數(shù)目、空間結(jié)構(gòu)不同5計算:(1)有關(guān)氨基酸脫水縮合反應(yīng)的計算一個蛋白質(zhì)分子中肽鍵數(shù)(脫去的水分子數(shù))氨基酸數(shù) 肽鏈條數(shù)。一個蛋白質(zhì)分子中至少含有氨基數(shù)(或羧基數(shù))=肽鏈條數(shù)蛋白質(zhì)分子量 = 氨基酸數(shù)氨基酸平均分子量脫去的水分子數(shù)18(注意:有時還要考慮肽鏈之間形成化學(xué)鍵導(dǎo)致的分子量的減少)6功能:(1)結(jié)構(gòu)功能:細(xì)胞膜主要由蛋白質(zhì)和磷脂構(gòu)成,還有各種結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)。(人教版:許多蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物
12、質(zhì),如羽毛、頭發(fā)、肌肉、蛛絲等的成分主要是蛋白質(zhì)。)(2)調(diào)控(節(jié))功能:如激素等能調(diào)節(jié)、控制細(xì)胞的生長、分化、遺傳信息的表達(dá)。(3)催化功能:如酶。(4)運(yùn)輸(載體)功能:如載體蛋白,血紅蛋白運(yùn)輸氧氣,脂蛋白將脂質(zhì)從肝運(yùn)輸?shù)缴眢w其他部位。(5)信息傳遞功能:(人教版)如胰島素與細(xì)胞表面的受體結(jié)合,調(diào)節(jié)細(xì)胞的糖代謝等。(6)免疫功能:如抗體。小結(jié):蛋白質(zhì)的功能還有很多??梢哉f,一切生命活動都離不開蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者。(人教版)7蛋白質(zhì)研究的新進(jìn)展:8、【實驗】蛋白質(zhì)鑒定l 原理:蛋白質(zhì) + 雙縮脲試劑紫色注:雙縮脲試劑的使用:成分:0.1g/ml naoh溶液、0.01g/m
13、l cuso4溶液、 (a液) (b液)使用:分開使用,先加1ml 0.1g/ml naoh溶液,再加4滴0.01g/ml cuso4溶液。條件:(不需要隔水加熱)l 過程(人教版)選材與制備:鮮肝提取液或黃豆?jié){濾液 呈色反應(yīng):取2ml組織樣液,向試管中加入1ml雙縮脲試劑a液1ml并搖勻,再加入雙縮脲試劑b液4滴并搖勻,組織樣液變成紫色。結(jié)論:組織樣液中存在蛋白質(zhì)。(四)核酸1、元素組成:由c、h、o、n、p 5種元素構(gòu)成2、基本單位:核苷酸(由一分子磷酸、一分子五碳糖、一分子含氮堿基組成)1分子磷酸脫氧核苷酸 1分子脫氧核糖(4種) 1分子含氮堿基(a、t、g、c)1分子磷酸核糖核苷酸 1
14、分子核糖(4種) 1分子含氮堿基(a、u、g、c)3、種類:脫氧核糖核酸(dna)和 核糖核酸(rna)類別核酸dna(脫氧核糖核酸)rna(核糖核酸)基本單位核苷酸脫氧核糖核苷酸(4種)核糖核苷酸(4種)化學(xué)成分堿基a(腺嘌呤)、g(鳥嘌呤)、c(胞嘧啶)t(胸腺嘧啶)u(尿嘧啶)五碳糖脫氧核糖核糖磷酸磷酸分布主要分布在細(xì)胞核中(在線粒體和葉綠體中有少量存在)主要分布在細(xì)胞質(zhì)中(在線粒體和葉綠體中有少量存在)結(jié)構(gòu)一般由兩條脫氧核苷酸長鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)一般是一條核糖核苷酸長鏈(單鏈rna不穩(wěn)定,易發(fā)生突變)功能絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)某些病毒的遺傳物質(zhì)4、生理功能:dna分子的4種核苷酸分子不
15、同的組合或序列構(gòu)成了成千上萬種基因,這些基因編碼著不同的遺傳信息,指導(dǎo)和控制著生物體的形態(tài)、生理和行為等多種性狀的表達(dá)和變化。同時,dna分子也通過精細(xì)準(zhǔn)確的自我復(fù)制,為生物將其遺傳特性傳遞給下一代提供了最基本的分子基礎(chǔ)。核酸是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì),在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成中具有極其重要的作用。(人教版)5、生物體中dna和rna比較:細(xì)胞生物(真核、原核)非細(xì)胞生物(病毒)核酸dna和rna只有dna只有rna遺傳物質(zhì)dnadnarna舉例細(xì)菌、真菌、動物、植物等大多數(shù)噬菌體煙草花葉病毒、sars病毒、艾滋病病毒(hiv)、流感病毒等6、【實驗】觀察dna和rna在細(xì)胞中的
16、分布(人教版)l 原理:甲基綠使dna呈現(xiàn)綠色,吡羅紅(蘇教稱派洛寧)使rna呈現(xiàn)紅色。l 結(jié)果:綠色明顯集中分布于細(xì)胞中央,紅色廣泛分布于綠色的周圍。l 結(jié)論:dna主要分布在細(xì)胞核中,rna主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。第三章 細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能第一節(jié) 生命活動的基本單位細(xì)胞一、細(xì)胞學(xué)說的建立和發(fā)展1、建立:l 細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)者、命名者是英國的科學(xué)家胡克;l 細(xì)胞學(xué)說的建立者是德國的科學(xué)家施萊登和施旺。施旺、施萊登提出“一切動物和植物都是由細(xì)胞構(gòu)成的,細(xì)胞是一切動植物的基本單位”。l 在此基礎(chǔ)上德國的魏爾肖總結(jié)出:“細(xì)胞只能來自細(xì)胞”,細(xì)胞是一個相對獨立的生命活動的基本單位。這被認(rèn)為是對細(xì)胞學(xué)說的重要補(bǔ)充
17、。2、意義:它使動物和植物統(tǒng)一到細(xì)胞的基礎(chǔ)上,對現(xiàn)代生物科學(xué)的發(fā)展具有重要意義。二、光學(xué)顯微鏡的使用1、方法:先對光:一轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器;二調(diào)光圈;三調(diào)反光鏡再觀察:一放標(biāo)本孔中央;二降物鏡片上方;三升鏡筒仔細(xì)看2、注意:(1)放大倍數(shù)物鏡的放大倍數(shù)目鏡的放大倍數(shù)(2)物鏡越長,放大倍數(shù)越大 目鏡越短,放大倍數(shù)越大 “物鏡玻片標(biāo)本”距離越短,放大倍數(shù)越大(3)物像與實際材料上下、左右都是顛倒的(4)高倍物鏡使用順序:低倍鏡標(biāo)本移至中央高倍鏡大光圈,凹面鏡細(xì)準(zhǔn)焦螺旋三、【實驗】用顯微鏡觀察多種多樣的細(xì)胞結(jié)果: 1、不同的細(xì)胞形態(tài)、大小千差萬別。 2、不同的細(xì)胞有共同的結(jié)構(gòu):細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、(細(xì)胞核)。結(jié)
18、論:細(xì)胞既具有多樣性,又具有統(tǒng)一性。第二節(jié) 細(xì)胞的類型和結(jié)構(gòu)一、顯微結(jié)構(gòu)與亞顯微結(jié)構(gòu)顯微結(jié)構(gòu):光學(xué)顯微鏡下觀察到的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。亞顯微結(jié)構(gòu):電子顯微鏡下觀察到的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。二、細(xì)胞的類型原核細(xì)胞真核細(xì)胞不同點本質(zhì)區(qū)別無由核膜包被的細(xì)胞核有由核膜包被的細(xì)胞核大小較小較大細(xì)胞壁有,主要成分是糖類和蛋白質(zhì)植物細(xì)胞有,主要成分是纖維素和果膠(動物細(xì)胞無細(xì)胞壁)細(xì)胞質(zhì)有唯一細(xì)胞器核糖體有核糖體和其他細(xì)胞器細(xì)胞核擬核,無核膜、核仁,dna不與蛋白質(zhì)結(jié)合有核膜、核仁,dna與蛋白質(zhì)結(jié)合成染色體舉例細(xì)菌、藍(lán)藻、放線菌、支原體(無細(xì)胞壁)動物、植物、真菌相同點都有相似的細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)都有與遺傳關(guān)系密切的dna分子人教
19、版:藍(lán)藻也稱藍(lán)細(xì)菌,顫藻、發(fā)菜等都是藍(lán)藻。藍(lán)藻細(xì)胞含藻藍(lán)素和葉綠素,是能進(jìn)行光合作用的自養(yǎng)生物。水域污染、富營養(yǎng)化,會長出水華,影響水質(zhì)和水中動物的生活,其中有多種藍(lán)藻。細(xì)菌中的絕大多數(shù)是營腐生或寄生的異養(yǎng)生物。三、細(xì)胞的結(jié)構(gòu)(一)細(xì)胞膜系統(tǒng)的邊界系統(tǒng)(人教版)1、成分:主要是脂質(zhì)(約占50%)和蛋白質(zhì)(約占40%),還有少量的糖類(約占2%-10%)2、結(jié)構(gòu):(流動鑲嵌模型)l 磷脂雙分子層:構(gòu)成細(xì)胞膜的基本骨架 。 (注:磷脂分子包括親水的頭部和疏水的尾部)l 蛋白質(zhì):不同程度的嵌入、貫穿或附著在磷脂雙分子層的表面。(注:功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜,蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多)l 外表面:糖分子與蛋白
20、質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白。 (注:糖蛋白與細(xì)胞識別有關(guān))3、特點:(1)結(jié)構(gòu)特點:具有一定的流動性(原因:構(gòu)成細(xì)胞膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大多數(shù)是可以運(yùn)動的);(2)功能特點:具有選擇透過性。4、功能:(人教版) 將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開;保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定性。 控制物質(zhì)的進(jìn)出; 如:細(xì)胞需要的營養(yǎng)物質(zhì)可以可以進(jìn)入細(xì)胞,而細(xì)胞不需要或?qū)?xì)胞有害的物質(zhì)不容易進(jìn)入細(xì)胞;抗體、激素等物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)合成后,分泌到細(xì)胞外,細(xì)胞產(chǎn)生的廢物也要排到細(xì)胞外。 進(jìn)行細(xì)胞間信息交流附:細(xì)胞壁植物細(xì)胞細(xì)胞膜外面還有一層細(xì)胞壁,其主要成分是纖維素和果膠,對植物細(xì)胞有支持和保護(hù)的功能。(二)細(xì)胞質(zhì):是指細(xì)胞膜以內(nèi),細(xì)胞核
21、以外的部分,主要包括細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞器。1、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì):成分:水、無機(jī)鹽離子、脂質(zhì)、糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸、核苷酸等,許多蛋白質(zhì)類酶。功能:為生命活動提供了重要的代謝反應(yīng)場所和所需的物質(zhì)物質(zhì)(如核苷酸、氨基酸等)及一定的環(huán)境條件,影響細(xì)胞的形狀、分裂、運(yùn)動及細(xì)胞器的轉(zhuǎn)運(yùn)等。2、細(xì)胞器:系統(tǒng)內(nèi)的分工合作。細(xì)胞器是指細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中一些具有特定形態(tài)結(jié)構(gòu)、功能的結(jié)構(gòu)。(1)雙層膜細(xì)胞器l 線粒體:結(jié)構(gòu):有內(nèi)外兩層膜,內(nèi)膜向內(nèi)突起形成“嵴”,內(nèi)膜以內(nèi)是線粒體基質(zhì)。功能:是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場所(第二、三階段),在線粒體內(nèi)膜與基質(zhì)中有多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。細(xì)胞生命活動所需能量大約95%來自線粒體。分布:
22、動、植物細(xì)胞。特點:含少量dna和rnal 葉綠體:結(jié)構(gòu):由雙層膜、類囊體、基質(zhì)構(gòu)成(許多類囊體疊合構(gòu)成基粒),在類囊體薄膜上有光合作用必需的色素和與光反應(yīng)有關(guān)的酶,基粒之間的基質(zhì)中含有與暗反應(yīng)有關(guān)的酶。功能:進(jìn)行光合作用的場所。分布:主要存在于植物的葉肉細(xì)胞中。特點:含少量dna和rna(2)單層膜細(xì)胞器l 內(nèi)質(zhì)網(wǎng):結(jié)構(gòu):由膜構(gòu)成的復(fù)雜結(jié)構(gòu),廣泛分布在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與核膜相連,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔與內(nèi)、外兩層核膜之間的腔相通;有的細(xì)胞中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與細(xì)胞膜相連,有的細(xì)胞中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與線粒體外膜相連。功能:增大了細(xì)胞內(nèi)的膜面積,膜上有多種酶,有利于化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行;合成和加工蛋白質(zhì)(形成蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu))、
23、與脂質(zhì)的合成有關(guān)。分布:動、植物細(xì)胞。l 高爾基體:結(jié)構(gòu):由扁平小囊和小泡組成。功能:與動物細(xì)胞分泌物的形成有關(guān);與植物細(xì)胞細(xì)胞壁的形成有關(guān);加工和轉(zhuǎn)運(yùn)來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì),形成成熟的蛋白質(zhì)。分布:動、植物細(xì)胞。l 液泡:結(jié)構(gòu):泡狀結(jié)構(gòu),外面的膜稱液泡膜,里面的液體稱細(xì)胞液,其中含有糖類、無機(jī)鹽、色素和氨基酸等物質(zhì)。成熟的植物細(xì)胞中有大液泡。功能:調(diào)節(jié)細(xì)胞的內(nèi)環(huán)境,使細(xì)胞維持一定的滲透壓,保持細(xì)胞的形態(tài)。分布:普遍存在于植物細(xì)胞。l 溶酶體(人教版) 結(jié)構(gòu):單層膜構(gòu)成的囊狀結(jié)構(gòu)。 功能:含多種水解酶,是“消化車間”。能分解衰老、損傷的細(xì)胞器,吞噬并殺死侵入細(xì)胞的病毒、病菌。分布:動、植物細(xì)胞。(3
24、)無膜細(xì)胞器l 核糖體:結(jié)構(gòu):無膜結(jié)構(gòu)。含rrna。功能:合成蛋白質(zhì)的場所。分布:動、植物細(xì)胞。(注:其他細(xì)胞,包括原核細(xì)胞也有)l 中心體: 結(jié)構(gòu):無膜結(jié)構(gòu),由兩個垂直排列的中心粒及其周圍物質(zhì)組成。 功能:與動物細(xì)胞的有絲分裂有關(guān)。分布:動物細(xì)胞。(注:低等植物細(xì)胞中也有)小結(jié):1、高等動、植物細(xì)胞區(qū)別:高等動物特有的結(jié)構(gòu)是中心體;高等植物特有的結(jié)構(gòu)有細(xì)胞壁、葉綠體、液泡。2、具有雙層膜的細(xì)胞器有線粒體、葉綠體;具有單層膜的細(xì)胞器有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、液泡、溶酶體;沒有膜的細(xì)胞器有核糖體、中心體; 3、能產(chǎn)生水的細(xì)胞器有:線粒體、核糖體、葉綠體、高爾基體。4、能產(chǎn)生atp(與能量轉(zhuǎn)換有關(guān))的結(jié)
25、構(gòu)有:線粒體、核糖體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。5、與主動運(yùn)輸有關(guān)的細(xì)胞器有:線粒體、核糖體。6、生理互動中遵循堿基互補(bǔ)配對原則的結(jié)構(gòu)有:細(xì)胞核、核糖體、線粒體、葉綠體。7、參與細(xì)胞分裂的細(xì)胞器有:線粒體、核糖體、中心體、高爾基體。8、含色素的細(xì)胞器有:葉綠體、液泡、有色體。9、與碳循環(huán)有關(guān)的細(xì)胞器有:葉綠體、線粒體。10、核糖體在細(xì)胞中的分布和功能:有的附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上(合成分泌蛋白,如消化酶、抗體、部分激素等);有的游離在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中(合成胞內(nèi)蛋白,如與有氧呼吸有關(guān)的酶)細(xì)胞內(nèi)有許多條“生產(chǎn)線”。每條“生產(chǎn)線”都需要若干細(xì)胞器的相互配合。各種細(xì)胞器的形態(tài)、結(jié)構(gòu)不同,在功能上也各有分工。(人教版)體現(xiàn)了“結(jié)
26、構(gòu)與功能相統(tǒng)一、局部與整體相統(tǒng)一”。(三)細(xì)胞核(真核細(xì)胞)系統(tǒng)的控制中心1、結(jié)構(gòu):由核膜、核仁、染色質(zhì)等組成。(1)核膜:雙層膜,膜上有核孔(細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間的物質(zhì)交換通道,rna、蛋白質(zhì)等大分子進(jìn)出必須通過核孔),核膜上還有多種酶。(2)核仁:細(xì)胞有絲分裂中,周期性的消失(前期)和重建(末期),核糖體中的rna來自核仁。蛋白質(zhì)合成旺盛的細(xì)胞中,常有較大的核仁。(3)染色質(zhì):細(xì)胞核中容易被堿性染料染成深色的物質(zhì),主要由dna和蛋白質(zhì)組成。 (注:染色質(zhì)和染色體的關(guān)系:細(xì)胞中同一種物質(zhì)在不同時期的兩種表現(xiàn)形態(tài))2、功能: 是遺傳物質(zhì)dna的儲存和復(fù)制的主要場所; 是細(xì)胞遺傳特性和細(xì)胞代謝活動
27、的控制中心。五、細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)1、概念:在真核細(xì)胞中,細(xì)胞膜、核膜以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體等由膜圍繞而成的細(xì)胞器,在結(jié)構(gòu)和功能上是緊密聯(lián)系的統(tǒng)一整體,它們形成的結(jié)構(gòu)體系,稱為細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)。2、作用:(人教版)(1)細(xì)胞膜不僅使細(xì)胞具有一個相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境,同時在細(xì)胞與外部環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞的過程中起著決定性作用。(2)許多重要的化學(xué)反應(yīng)都在生物膜上進(jìn)行,這些化學(xué)反應(yīng)需要酶的參與,廣闊的膜面積為多種酶提供了大量的附著位點。(3)細(xì)胞內(nèi)的生物膜把各種細(xì)胞器分隔開,如同一個個小的區(qū)室,這樣就使得細(xì)胞內(nèi)能夠同時進(jìn)行多種化學(xué)反應(yīng),而不會互相干擾,保證了細(xì)胞生命活動高效、有序
28、地進(jìn)行。3、生物膜系統(tǒng)之間的聯(lián)系(1)生物膜在化學(xué)組成上的聯(lián)系相似性:各種生物膜在組成成分的種類上基本相同,都主要由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組成。差異性:各種生物膜在組成成分的含量上有顯著差異。功能越復(fù)雜的生物膜中,蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多;具有識別功能的細(xì)胞膜中糖類含量較多。(2)生物膜在結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系 (3)生物膜在功能上的聯(lián)系(以分泌蛋白的合成、運(yùn)輸、加工為例) 細(xì)胞核:基因的轉(zhuǎn)錄,將遺傳信息傳遞到細(xì)胞質(zhì) 線粒體供能 核糖體:利用氨基酸合成多肽。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng):對多肽進(jìn)行初步加工,形成蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu),再以囊泡的方式運(yùn)送到高爾基體。 高爾基體:將多肽再加工為成熟的蛋白質(zhì),再以囊泡的方式運(yùn)送到細(xì)胞膜并與之融合。
29、 細(xì)胞膜:通過外排作用,將蛋白質(zhì)分泌到細(xì)胞外成為分泌蛋白。 注:上述過程的發(fā)現(xiàn)所用的研究手段是同位素示蹤技術(shù)。六、細(xì)胞的完整性:細(xì)胞是一個有機(jī)的統(tǒng)一整體,細(xì)胞只有保持完整性,才能正常地完成各種生命活動。(第三章)第三節(jié) 物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸一、物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式:(一)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式的類型幾特點1、小分子物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞剑悍绞綕舛容d體能量舉例意義被動運(yùn)輸簡單擴(kuò)散高低o2、co2、水、乙醇、甘油、小分子脂肪酸只能從高到低被動地吸收或排出物質(zhì)易化擴(kuò)散高低葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞主動運(yùn)輸一般低高各種離子,小腸吸收葡萄糖、氨基酸,腎小管重吸收葡萄糖保證活細(xì)胞按照生命活動的需要,主動地選擇并吸收營養(yǎng)物質(zhì),排出代謝
30、廢物和對細(xì)胞有害的物質(zhì)。2、大分子和顆粒性物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞剑海?)內(nèi)吞作用:過程:大分子或顆粒附著在細(xì)胞膜上,這部分細(xì)胞膜內(nèi)陷形成小囊,然后小囊從細(xì)胞膜上脫離下來,形成囊泡,進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部。實例:白細(xì)胞吞噬大腸桿菌,變形蟲吞噬有機(jī)顆粒。(2)外排作用過程:大分子先在細(xì)胞內(nèi)形成小囊泡,囊泡移到細(xì)胞膜處,與細(xì)胞膜融合,小囊泡逐漸移到細(xì)胞表面,并且向細(xì)胞外張開,將大分子排出。實例:胰島b細(xì)胞分泌胰島素。(二)生物膜的特點:1、結(jié)構(gòu)特點:具有一定的流動性l 原因:構(gòu)成生物膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大多數(shù)是可以運(yùn)動的。l 意義:物質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞識別、細(xì)胞融合、細(xì)胞表面受體接受信息的調(diào)節(jié)功能等均與之有關(guān)。2、
31、功能特點:具有選擇透過性。決定決定l 表現(xiàn):水分子可以自由通過,細(xì)胞要選擇吸收的離子或分子也可以通過,其他的離子或分子則不能通過。l 原因:遺傳性 載體種類、數(shù)量 選擇性 3、流動性與選擇透過性的關(guān)系區(qū)別:流動性是生物膜的結(jié)構(gòu)特點,選擇透過性是生物膜的功能特點。聯(lián)系:流動性是選擇透過性的基礎(chǔ),只有膜具有流動性,才能表現(xiàn)出選擇透過性。(三)生物膜的流動鑲嵌模型1、生物膜的流動鑲嵌模型學(xué)說的基本內(nèi)容 磷脂雙分子層構(gòu)成了膜的基本骨架,這個支架不是靜止的,磷脂雙分子層是輕油般的流體,具有流動性。蛋白質(zhì)分子有的鑲在磷脂雙分子表面,有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中,有的橫跨整個磷脂雙分子層。大多數(shù)蛋白質(zhì)也
32、是可以運(yùn)動的。2、嘗試制作生物膜模型(略)(四)滲透實驗:1、發(fā)生滲透作用的基本條件滲透系統(tǒng) 具有半透膜 膜兩側(cè)的溶液具有濃度差2、滲透系統(tǒng)的組成(如右下圖,開始時漏斗內(nèi)外液面相等,溶質(zhì)不能透過半透膜)(1)若s1s2,則單位時間內(nèi)進(jìn)入漏斗中的水分子多,表現(xiàn)為漏斗內(nèi)液面上升。(2)若s2s1,則單位時間內(nèi)進(jìn)入燒杯中的水分子多,表現(xiàn)為漏斗內(nèi)液面下降。(3)若s1=s2,則單位時間內(nèi)進(jìn)入漏斗中的水分子與進(jìn)入燒杯中的水分子一樣多,表現(xiàn)為漏斗內(nèi)液面高度不變。【特別提示】(1)半透膜兩側(cè)溶液間的水分子是進(jìn)行雙向運(yùn)動的;(2)上述原理適用于比較溶質(zhì)不能透過半透膜的溶液濃度的大小。(3)水分子、葡萄糖分子可
33、以通過半透膜,蔗糖分子不能通過半透膜;3、動、植物細(xì)胞符合滲透系統(tǒng)(1)動物細(xì)胞:細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜l 當(dāng)細(xì)胞質(zhì)濃度外界溶液濃度時,細(xì)胞吸水膨脹;l 當(dāng)細(xì)胞質(zhì)濃度細(xì)胞液濃度時,細(xì)胞通過滲透作用失水,發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象;l 將已發(fā)生質(zhì)壁分離的植物細(xì)胞放入清水中,此時細(xì)胞液的濃度高于外界清水,植物細(xì)胞就吸水,發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象;三、【實驗】觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原1、實驗原理: 成熟的植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜,細(xì)胞液具有一定的濃度,能夠滲透失水和吸水。原生質(zhì)層(細(xì)胞膜、液泡膜、兩層膜之間細(xì)胞質(zhì))相當(dāng)于半透膜。2、材料用具:紫色洋蔥表皮,0.3g/ml蔗糖溶液,清水,載玻片,鑷子,滴管
34、,顯微鏡等3、方法步驟:(1)制作洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片。(2)低倍鏡下觀察洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞中紫色的中央液泡的大小以及原生質(zhì)層位置。 (現(xiàn)象:有一個紫色的中央大液泡;原生質(zhì)層緊貼著細(xì)胞壁。)(3)在蓋玻片一側(cè)滴入蔗糖溶液,另一側(cè)用吸水紙吸,重復(fù)幾次,讓洋蔥表皮浸潤在蔗糖溶液中。(4)用低倍鏡觀察,看細(xì)胞的中央液泡是否逐漸變小,原生質(zhì)層在什么位置、細(xì)胞大小是否變化。 (現(xiàn)象:中央液泡逐漸變小,細(xì)胞液顏色變深,原生質(zhì)層與細(xì)胞壁逐漸分離。)(5)在蓋玻片一側(cè)滴入清水,另一側(cè)用吸水紙吸,重復(fù)幾次,讓洋蔥表皮浸潤在清水中。(6)用低倍鏡下觀察,看中央液泡是否逐漸變大,原生質(zhì)層的位置有沒有變化,細(xì)胞
35、的大小有沒有變化。 (現(xiàn)象:中央液泡逐漸變大,細(xì)胞液顏色變淺,原生質(zhì)層逐漸貼近細(xì)胞壁。)4、實驗結(jié)論:成熟的植物細(xì)胞能與外界溶液發(fā)生滲透作用,外界溶液濃度細(xì)胞液濃度時,細(xì)胞失水(發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象)外界溶液濃度細(xì)胞液濃度時,細(xì)胞吸水(發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象) 5、應(yīng)用(1)判斷細(xì)胞的死活。(2)測定細(xì)胞液濃度范圍。 待測細(xì)胞+一系列濃度梯度的蔗糖溶液(分別鏡檢)細(xì)胞液濃度范圍等于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離的外界溶液的濃度范圍。(3)鑒別不同種類的溶液。 成熟植物細(xì)胞 + 不同種類溶液 質(zhì)壁分離溶質(zhì)不能通過半透膜的溶液(如蔗糖溶液) 質(zhì)壁分離后又自動復(fù)原溶質(zhì)能通過半透膜的溶液(如kno3、尿素
36、、甘油、乙二醇等溶液)(4)驗證細(xì)胞壁和原生質(zhì)層的伸縮性大小。發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象細(xì)胞壁伸縮性小于原生質(zhì)層的伸縮性不發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象細(xì)胞壁伸縮性大于原生質(zhì)層的伸縮性(5)比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度。 同一植物的不同成熟細(xì)胞+同一濃度的蔗糖溶液(鏡檢)剛發(fā)生質(zhì)壁分離所需時間比較判斷細(xì)胞液濃度(或質(zhì)壁分離速度)(6)鑒別不同種類的溶液。 成熟植物細(xì)胞 + 不同種類溶液 質(zhì)壁分離溶質(zhì)不能通過半透膜的溶液(如蔗糖溶液) 質(zhì)壁分離后又自動復(fù)原溶質(zhì)能通過半透膜的溶液(如kno3、尿素、甘油、乙二醇等溶液)四、影響植物吸收無機(jī)鹽(礦質(zhì)元素)離子的因素1、內(nèi)因遺傳因素表現(xiàn)決定決定不同植物dna不同 載體種類、數(shù)
37、量不同 選擇性吸收不同植物對同一離子的吸收能力不同;同種植物對不同離子的吸收能力不同。(注意:載體具有特異性,不同的離子一般需要不同的載體來運(yùn)輸。)影響影響2、外因影響呼吸作用的因素影響 土壤中o2含量 呼吸 atp 主動 溫度呼吸酶活性 作用 的生成 運(yùn)輸3、根吸收無機(jī)鹽(礦質(zhì)元素)離子與溶液中離子濃度的關(guān)系(1)曲線ab段表示在一定離子濃度范圍內(nèi),根吸收離子的速度隨離子濃度的增大而加快。(2)曲線bc段表示當(dāng)離子濃度增大到一定數(shù)值時,根的吸收速率不再增加,這是由根細(xì)胞膜上載體的數(shù)量決定。(3)曲線cd段表示當(dāng)離子濃度過高時,將會使根細(xì)胞失水,從而影響根細(xì)胞正常的代謝活動,使離子吸收速率下降
38、。五、植物對水分和無機(jī)鹽(礦質(zhì)元素)吸收的關(guān)系比較水分的吸收礦質(zhì)元素的吸收區(qū)別過程主要通過滲透作用完成通過主動運(yùn)輸完成動力濃度差;蒸騰作用根細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的atp影響因素細(xì)胞液與外界溶液的濃度差蒸騰作用的強(qiáng)度植物自身的遺傳特性土壤中o2含量土壤溫度聯(lián)系無機(jī)鹽(礦質(zhì)元素)必須溶解在水中呈離子狀態(tài),才能被細(xì)胞吸收吸收后的無機(jī)鹽(礦質(zhì)元素)離子,影響對水分的吸收,并隨水分一起運(yùn)輸小結(jié):植物對水的吸收和對無機(jī)鹽(礦質(zhì))離子的吸收是兩個相對獨立的過程。第四章 光合作用和細(xì)胞呼吸第一節(jié) atp和酶一、atp在能量代謝中的作用:1、atp的功能:atp是生命活動的直接能源物質(zhì)。注:生物體內(nèi)可以提供能量的物質(zhì)有
39、糖類、脂肪、蛋白質(zhì)生命活動的主要的能源物質(zhì)是糖類植物細(xì)胞中儲存能量的多糖是淀粉動物細(xì)胞中儲存能量的多糖是糖原儲備能源物質(zhì)是脂肪細(xì)胞進(jìn)行生命活動所需要的主要能源物質(zhì)是葡萄糖生命活動的根本能量來源是太陽光能2、atp的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)特點: 中文名:腺嘌呤核苷三磷酸(人教版:三磷酸腺苷)構(gòu)成:腺嘌呤核糖磷酸基團(tuán)磷酸基團(tuán)磷酸基團(tuán)(如右圖) 結(jié)構(gòu)簡式: a-ppp(a :腺嘌呤核苷 p:磷酸基團(tuán) :高能磷酸鍵)簡稱:atp(a :腺嘌呤核苷 t :3 p:磷酸基團(tuán))3、atp在能量代謝中的作用:atp末端的高能磷酸鍵相當(dāng)脆弱,水解時容易斷裂,atp水解生成腺嘌呤核苷二磷酸(adp)和無機(jī)磷酸(pi),同
40、時釋放出能量,為各種生命活動直接供能。 注:adp可以繼續(xù)水解生成腺嘌呤核苷酸(簡稱amp)和無機(jī)磷酸(pi),其中amp是構(gòu)成rna的基本單位之一,可作為rna的合成原料。4、atp的形成途徑:l atp與adp的相互轉(zhuǎn)化:酶 atp adppi能量思考:該反應(yīng)式向右表示atp水解,向左:表示atp合成,但上述反應(yīng)式能不能表示可逆反應(yīng)?分析:酶atp的水解酶atp的合成反應(yīng)式atp adppi能量adppi能量 atp所需酶atp水解酶atp合成酶能量來源儲存在高能磷酸鍵中的能量動物:細(xì)胞呼吸植物:細(xì)胞呼吸和光合作用能量去路用于各項生命活動儲存在形成的高能磷酸鍵中反應(yīng)場所生物體的需能部分細(xì)胞
41、質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體小結(jié):(1)從表上可以看出,atp與adp相互轉(zhuǎn)化過程中,反應(yīng)類型,反應(yīng)所需酶以及能量的來源、去路和反應(yīng)場所都不完全相同,因此,atp與adp的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應(yīng)。但物質(zhì)是可以循環(huán)利用的(能量不可逆)。(2)atp在細(xì)胞中含量并不多,但它卻能作為各種生命活動的直接能源物質(zhì),原因是細(xì)胞中atp與adp循環(huán)轉(zhuǎn)變,且十分迅速。l atp產(chǎn)生量與o2供給量之間的關(guān)系(如下圖)(1)a點表示在無氧的條件下,細(xì)胞可通過無氧呼吸分解有機(jī)物,產(chǎn)生少量的atp。(2)ab段表示隨o2供給量逐漸增多,有氧呼吸明顯加強(qiáng),通過有氧呼吸分解有機(jī)物釋放出來的能量明顯增多,atp產(chǎn)生量隨之升高。(3
42、)bc段表示o2供給量超過一定的范圍,atp的產(chǎn)生量不再增加,因為有氧呼吸產(chǎn)生atp的過程還受其他條件的限制,如酶、adp、pi等。二、酶在代謝中的作用:1、酶的概念:酶通常是指由活細(xì)胞產(chǎn)生的、具有催化活性的一類特殊的蛋白質(zhì),又稱為生物催化劑。(少數(shù)是rna)。附:酶化學(xué)本質(zhì)的實驗驗證(1)證明某種酶是蛋白質(zhì)實驗組:待測酶液 + 雙縮脲試劑 是否出現(xiàn)紫色反應(yīng)對照組:已知蛋白質(zhì)溶液 + 雙縮脲試劑 出現(xiàn)紫色反應(yīng)(2)證明某種酶是rna 實驗組:待測酶液 + 吡羅紅染液 是否呈現(xiàn)紅色對照組:已知rna溶液 +吡羅紅染液 出現(xiàn)紅色注:利用酶的特異性也可探究某種酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)還是rna,將某種酶
43、液用蛋白酶或核糖核酸酶處理,根據(jù)酶液是否被水解予以判斷。2、酶的特性: (1)催化性操作順序項 目1號試管2號試管1底物2ml 3%的h2o22ml 3%的h2o22滴加2滴新鮮酵母菌液2滴蒸餾水3用棉花堵住試管4插入點燃無火焰衛(wèi)生香5現(xiàn)象產(chǎn)生大量氣泡;衛(wèi)生香燃燒猛烈無氣泡產(chǎn)生;衛(wèi)生香燃燒無變化結(jié)論:酶具有催化性(注:同無機(jī)催化劑一樣,化學(xué)反應(yīng)前后酶的性質(zhì)和數(shù)量不發(fā)生變化)(2)高效性(比較過氧化氫在不同條件下的分解效果)注:每滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%fecl3溶液中fe3+數(shù)大約是質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%新鮮肝臟研磨液中過氧化氫酶分子數(shù)的25萬倍。操作順序項 目1號試管2號試管1底物2ml 3%的h2o2
44、2ml 3%的h2o22催化劑2滴20%新鮮肝臟研磨液2滴3.5%fecl3溶液3用棉花堵住試管4插入點燃無火焰衛(wèi)生香5現(xiàn)象產(chǎn)生氣泡快、多;衛(wèi)生香燃燒猛烈產(chǎn)生氣泡慢、少;衛(wèi)生香燃燒不猛烈結(jié)論:酶具有高效性(注:酶的催化效率大約是無機(jī)催化劑的107-1013倍)附:酶具有高效性的原因 分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。催化劑的作用就是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,從而加快反應(yīng)速度。酶降低活化能的作用比無機(jī)催化劑更顯著,因而催化效率更高。(3)特異性操作順序項目1號試管2號試管1底物2ml 3%可溶性淀粉溶液2ml 3%的蔗糖溶液2新鮮淀粉酶溶液2ml2ml360溫水保溫5
45、min5min4加入斐林試劑2ml2ml5水浴加熱1min1min6現(xiàn)象磚紅色沉淀無變化 結(jié)論:酶具有特異性(注:一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng))附:酶具有特異性的原因 酶具有一定的空間結(jié)構(gòu),酶的活性中心往往與底物分子在空間結(jié)構(gòu)上有特殊的匹配關(guān)系,當(dāng)酶與底物結(jié)合時,啟動化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。如合成反應(yīng)或分解反應(yīng)。(4)酶的作用條件較溫和酶所催化的化學(xué)反應(yīng)一般是在比較溫和的條件下進(jìn)行的。3、酶促反應(yīng)的原理:由酶催化的化學(xué)反應(yīng)稱為酶促反應(yīng),酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能。分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量成為活化能。三、【實驗】探究影響酶活性的因素特別提示:l 細(xì)胞中幾乎所有的化學(xué)反應(yīng)都
46、由酶來催化。酶對化學(xué)反應(yīng)的催化效率稱為酶活性。l 控制變量:實驗過程中可以變化的因素成為變量。其中人為改變的變量稱做自變量。隨著自變量的變化而變化的變量稱為因變量。除自變量外,實驗過程中可能還會存在一些可變因素,對實驗結(jié)果造成影響,這些變量稱為無關(guān)變量。l 對照實驗:除了一個因素外,其余因素都保持不變的實驗叫做對照實驗。對照實驗一般要設(shè)置對照組和實驗組,在對照實驗中,除了要觀察的變量外,其他變量都應(yīng)當(dāng)始終保持相同。1、溫度對酶活性的影響:淀粉酶l 原理:碘液碘液 淀粉 麥芽糖 藍(lán)色 無藍(lán)色出現(xiàn) 溫度影響酶的活性,從而影響淀粉的水解,滴加碘液,根據(jù)是否出現(xiàn)藍(lán)色以及藍(lán)色的深淺來判斷酶的活性。(顏色
47、越淺,說明該溫度下酶的活性越高)l 范例:1取3組試管并編號1、1號2、2號3、3號21-3號加等量淀粉溶液1號 2ml2號 2ml3號 2ml31-3加等量唾液1號1ml2號1ml3號1ml4控制不同溫度條件冰塊(5min)37(5min)沸水(5min)5唾液與淀粉溶液混合并繼續(xù)1122336控制不同溫度冰塊(5min)37 (5min)沸水(5min)7加入等量碘液1滴1滴1滴8觀察實驗現(xiàn)象變藍(lán)不變藍(lán)變藍(lán)l 結(jié)論:在37時,唾液淀粉酶的活性較高。l 分析:在最適溫度下酶的活性最高,溫度偏高或偏低酶的活性都會明顯降低。(注:溫度過低,酶活性降低;溫度過高,酶活性喪失。)【特別提示】本實驗不
48、宜選用斐林試劑,因為斐林試劑與還原糖只有在加熱的條件下才有磚紅色沉淀生成,而該實驗需嚴(yán)格控制不同的溫度。2、ph:(不同ph對過氧化氫酶活性的影響)過氧化氫酶l 原理: h2o2 2h2o + o2 ph影響酶的活性,從而影響氧氣的生成量??捎命c燃的但無火焰的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗氧氣生成量的多少來判斷酶活性。l 范例:1取4支試管并編號1號2號3號4號5號6號7號8號2加等量肝臟研磨液1ml1ml1ml1ml1ml1ml1ml1ml3加等量不同ph的 緩沖液1mlph5.51mlph6.01mlph6.51ml ph7.01ml ph7.51ml ph8.01ml ph8.51mlph9.0
49、4加等量h2o2溶液2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml5結(jié)果當(dāng)ph在6.5 -8.0時,衛(wèi)生香燃燒情況較好,其他較差l 結(jié)論:ph影響酶的活性,酶活性有一定的最適ph范圍。l 分析:在最適ph下,酶的活性最高,ph值偏高或偏低酶的活性都會明顯降低。(注:ph過高或過低,酶活性喪失)3、其他影響酶促反應(yīng)速率的因素(1)底物濃度: (2)酶的濃度: (3)產(chǎn)物濃度:第三節(jié) 細(xì)胞呼吸一、細(xì)胞呼吸及其原理的應(yīng)用:(一)細(xì)胞呼吸的概念:細(xì)胞呼吸主要是指糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等有機(jī)物在活細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,生成二氧化碳和水或分解為一些不徹底的氧化產(chǎn)物,且伴隨著能量釋放生成atp的過程。(
50、二) 細(xì)胞呼吸的類型:包括有氧呼吸和無氧呼吸l 有氧呼吸1、概念: 有氧呼吸是指活細(xì)胞在有氧氣的參與下,通過酶的催化作用,把某些有機(jī)物徹底氧化分解,生成二氧化碳和水,同時釋放大量能量,生成許多atp的過程。2、過程:三個階段第一階段: c6h12o6 酶 2丙酮酸 + h(少量)+ 能量(少量) 場所:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 第二階段: 丙酮酸 + h2o 酶 co2 + h + 能量(少量) 場所:線粒體基質(zhì)第三階段: h + o2 酶 h2o + 能量(大量) 場所:線粒體內(nèi)膜(注:3個階段的各個化學(xué)反應(yīng)是由不同的酶來催化的)3、總反應(yīng)式及元素去向:4、意義:是大多數(shù)生物特別是人和高等動植物細(xì)胞獲得能量的主要途徑。 (注:1mol葡萄糖在徹底氧化分解后,共釋放出約2870kj的能量,其中約有1161kj儲存在atp中,可形成約38molatp)l 無氧呼吸1、概念: 無氧呼吸是指細(xì)胞在無需氧氣(缺氧)的條件下,通過酶的催化作用,把葡萄糖等有機(jī)物分解成乙醇和二氧化碳或乳
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