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1、高中生物知識(shí)點(diǎn)必修1第1章 走進(jìn)細(xì)胞第1節(jié) 從生物圈到細(xì)胞 1.細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位 2.生命活動(dòng)離不開細(xì)胞(1)單細(xì)胞生物的生活、運(yùn)動(dòng)、繁殖離不開細(xì)胞 (2)生殖細(xì)胞(精子、卵細(xì)胞)是遺傳物質(zhì)的橋梁,生物體的生殖、生長(zhǎng)發(fā)育離不開細(xì)胞 (3)生命活動(dòng)(生命活動(dòng)包括以細(xì)胞代謝為基礎(chǔ)的生物與環(huán)境之間的物質(zhì)和能量的交換;以細(xì)胞增殖、分化為基礎(chǔ)的生長(zhǎng)發(fā)育;以細(xì)胞內(nèi)基因的傳遞和變化為基礎(chǔ)的遺傳變異等等)是由許多細(xì)胞分工合作共同完成的 (4)細(xì)胞只有保持完整性,才能完成各項(xiàng)生命活動(dòng),細(xì)胞的結(jié)構(gòu)一旦受到破環(huán),生命活動(dòng)也就不能正常進(jìn)行 (5)生物體的運(yùn)動(dòng)離不開肌細(xì)胞,興奮的傳導(dǎo)離不開神經(jīng)細(xì)胞,腺體
2、的分泌離不開相關(guān)的腺細(xì)胞 3.生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次結(jié)構(gòu)層次概念舉例生物圈由地球上所有的生物和這些生物生活的無機(jī)環(huán)境共同組成地球上只有一個(gè)生物圈生態(tài)系統(tǒng)生物群落與它的無機(jī)環(huán)境相互作用而形成的統(tǒng)一整體龜生活的水生生態(tài)系統(tǒng)群落在一定的自然區(qū)域內(nèi),所有的種群組成一個(gè)群落該區(qū)域內(nèi)龜和其他所有生物的種群種群在一定的自然區(qū)域內(nèi),同種生物的所有個(gè)體是一個(gè)種群該區(qū)域內(nèi)同種龜?shù)乃袀€(gè)體個(gè)體由各種器官或系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合共同完成復(fù)雜的生命活動(dòng)的生物。單細(xì)胞生物由一個(gè)細(xì)胞構(gòu)成生物體龜系統(tǒng)能夠共同完成一種或幾種生理功能的多個(gè)器官按照一定的次序組合在一起循環(huán)系統(tǒng)器官不同的組織按照一定的次序結(jié)合在一起心臟組織由形態(tài)相似,結(jié)構(gòu)、功能
3、相同的細(xì)胞聯(lián)合在一起心肌組織細(xì)胞細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位心肌細(xì)胞第2節(jié) 細(xì)胞的多樣性和統(tǒng)一性 1.高倍顯微鏡的使用(1)把細(xì)胞移至視野正中(2)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器(3)調(diào)節(jié)光圈和反光鏡(4)調(diào)節(jié)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋 2.科學(xué)家根據(jù)細(xì)胞內(nèi)有無以核膜為界限的細(xì)胞核,將細(xì)胞分為兩大類 原核細(xì)胞原核生物 細(xì)菌(乳酸菌、大腸桿菌)、藍(lán)藻、支原體、放線菌細(xì)胞真核細(xì)胞真核生物(絕大多數(shù)) 植物、動(dòng)物、真菌(酵母菌、霉菌、大型真菌)原核生物都是單細(xì)胞生物;單細(xì)胞生物并非都是原核生物,例如草履蟲、變形蟲、瘧原蟲,它們屬于真核生物,具有成形的細(xì)胞核。病毒是由一個(gè)核酸分子(DNA或RNA)與蛋白質(zhì)構(gòu)成的非細(xì)胞形態(tài)的營(yíng)養(yǎng)寄生生
4、活的生命體,屬于非細(xì)胞生物。 3.原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的比較比較項(xiàng)目原核細(xì)胞真核細(xì)胞細(xì)胞大小較小(1m10m)較大(10m100)細(xì)胞核沒有核膜,稱為擬核有核膜,有成形的細(xì)胞核染色體無染色體,環(huán)狀DNA不與蛋白質(zhì)結(jié)合有染色體,染色體由DNA和蛋白質(zhì)結(jié)合細(xì)胞器只有核糖體有核糖體、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、葉綠體(植物)等主要類群細(xì)菌、藍(lán)藻、衣原體、放線菌動(dòng)物、植物、真菌等4.真核細(xì)胞多種多樣,原核細(xì)胞多種多樣,而真核細(xì)胞和原核細(xì)胞又不一樣,這都體現(xiàn)了細(xì)胞的多樣性。但是原核細(xì)胞和真核細(xì)胞具有相似的細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì),有擬核,擬核和真核細(xì)胞染色體的主要成分相同,都是DNA,都和細(xì)胞的遺傳和代謝關(guān)系密切,這
5、些都體現(xiàn)了真核細(xì)胞和原核細(xì)胞的統(tǒng)一性。 5.細(xì)胞學(xué)說要點(diǎn) (1)細(xì)胞是一個(gè)有機(jī)體,一切動(dòng)植物都由細(xì)胞發(fā)育而來,并由細(xì)胞和細(xì)胞產(chǎn)物所構(gòu)成 (2)細(xì)胞是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的單位,既有它自己的生命,又對(duì)與其它細(xì)胞共同組成的整體的生命起作用 (3)新細(xì)胞可以從老細(xì)胞中產(chǎn)生 6.細(xì)胞學(xué)說的建立 (1)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程是長(zhǎng)期的,涉及到許多科學(xué)家的辛勤勞動(dòng) (2)科學(xué)學(xué)說并不是一成不變的,而是需要不斷修正和發(fā)展的(3)科學(xué)家的觀點(diǎn)并非全是真理,還必須通過實(shí)踐驗(yàn)證 (4)科學(xué)發(fā)展和技術(shù)的發(fā)展有很大關(guān)系,技術(shù)的進(jìn)步可以更好地促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展 第2章 組成細(xì)胞的分子第1節(jié) 細(xì)胞中的元素和化合物 1.生物界與非生物界的統(tǒng)一性
6、和差異性 (1)統(tǒng)一性:組成生物體的化學(xué)元素,在無機(jī)自然界中都可以找到,沒有一種化學(xué)元素是生物界所特有的。 (2)差異性:組成生物體的化學(xué)元素,在生物體內(nèi)和在無機(jī)自然界中的含量相差很大。 2.組成細(xì)胞的元素(1)基本元素:C(干重下含量最高,達(dá)到48.4%)(2)含量最高的四種元素:C、H、O、N(無論是干重還是鮮重,組成細(xì)胞的元素中C、H、O、N這四種元素的含量最多)(3)主要元素:C、H、O、N、P、S (4)大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等(5)微量元素:Fe(半微量元素,較其他微量元素含量稍高)、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni等(6)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大的元素:O(鮮
7、重下含量最高)干重:指除水分以外,細(xì)胞所剩余的重量。鮮重:包括細(xì)胞的水分和所有構(gòu)成細(xì)胞的有機(jī)質(zhì)以及無機(jī)質(zhì)。 3.組成細(xì)胞的化合物 無機(jī)化合物:水(含量最高的化合物)、無機(jī)鹽 有機(jī)化合物:糖類、脂類、蛋白質(zhì)(干重中含量最高的化合物)、核酸4.檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)(1)生物組織中還原性糖的檢測(cè):取蘋果組織樣液2ml加1ml斐林試劑振蕩試管(此時(shí)溶液為淺藍(lán)色)水浴加熱(5060)2min磚紅色沉淀。斐林試劑實(shí)質(zhì):剛配制的Cu(OH)2溶液。(2)生物組織中脂肪的檢測(cè):脂肪可被蘇丹染成橘黃色,或被蘇丹染成紅色。取材切片制片觀察。(3)生物組織中蛋白質(zhì)的檢測(cè):蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑產(chǎn)生紫色反應(yīng)
8、,生成紫色絡(luò)合物。取豆?jié){2ml注入試劑A 1ml搖勻注入試劑B 4滴搖勻觀察。雙縮脲試劑實(shí)質(zhì):堿性環(huán)境下的Cu2+(4)淀粉的檢測(cè):取馬鈴薯勻漿2ml滴加2滴碘液觀察。淀粉遇碘變藍(lán)色。第2節(jié) 生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者蛋白質(zhì) 1.氨基酸及其種類 (1)蛋白質(zhì)是由許多氨基酸組成的。氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位。自然界的氨基酸有很多種,但在生物體中組成蛋白質(zhì)的氨基酸約有20種。其中非必需氨基酸12種,必需氨基酸8種:苯丙氨酸、蛋(甲硫)氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、色氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、亮氨酸。 (2)氨基酸主要由C、H、O、N四種化學(xué)元素組成。 (3)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式:每個(gè)氨基酸都至少含有一個(gè)氨基(-NH
9、2)和一個(gè)羧基(-COOH),并且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連在同一個(gè)碳原子。這個(gè)碳原子上還連接一個(gè)氫原子和一個(gè)側(cè)鏈基團(tuán)(用-R來表示)。各種氨基酸的區(qū)別在于R基的不同。例如甘氨酸的R基是(-H),而丙氨酸的R基則是一個(gè)甲基(-CH3),纈氨酸的R基是-CH(CH3)2。 (4)氨基酸的結(jié)合方式脫水縮合:一個(gè)氨基酸分子的羧基和另一個(gè)氨基酸分子的氨基相連接,同時(shí)失去一一分子的水。 肽鍵:連接兩個(gè)氨基酸分子的鍵(-NH-CO-)。 二肽:由兩個(gè)氨基酸分子縮合而成的化合物。 三肽:由三個(gè)氨基酸分子縮合而成的化合物。 多肽:由多個(gè)氨基酸分子縮合而成的化合物。 2.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu) (1)形成過程:氨基酸二肽三
10、肽多肽多肽鏈一條或若干條多肽鏈盤曲折疊蛋白質(zhì) (2)肽鍵數(shù)=失去的水分子數(shù)=氨基酸個(gè)數(shù)肽鏈條數(shù)= nm。n個(gè)氨基酸脫水縮合形成m條多肽鏈時(shí),共脫去(nm)個(gè)水分子,形成(nm)個(gè)肽鍵,形成的蛋白質(zhì)的分子量為n·氨基酸的平均分子量18(nm)。 3.蛋白質(zhì)分子多樣性的原因:構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序以及多肽鏈的折疊方式不同,導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性。因此,蛋白質(zhì)具有復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性導(dǎo)致蛋白質(zhì)功能多樣性。 4.蛋白質(zhì)的功能:蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的體現(xiàn)者。蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的多樣性決定了蛋白質(zhì)分子具有多種重要功能。 (1)有些蛋白質(zhì)分子是構(gòu)成細(xì)胞和生物體的物質(zhì)。如:人和動(dòng)
11、物的肌肉主要是蛋白質(zhì);細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞膜的主要成分。(2)有些蛋白質(zhì)有催化作用。如:體內(nèi)大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì),具催化作用。(3)有些蛋白質(zhì)有運(yùn)輸作用。如:紅細(xì)胞中的血紅蛋白具有運(yùn)輸作用,細(xì)胞膜上的一些載體蛋白也有運(yùn)輸作用。(4)有些蛋白質(zhì)有調(diào)節(jié)作用。如:胰島素是蛋白質(zhì),具有降低血糖濃度的作用。(5)有些蛋白質(zhì)有免疫作用。如:抗體是蛋白質(zhì),在體液免疫中。能特異性地與抗原結(jié)合,從而達(dá)到清除抗原的目的。第3節(jié) 遺傳信息的攜帶者核酸 1.組成元素:C、H、O、N、P等化學(xué)元素 2.類別:DNA(脫氧核糖核酸)、RNA(核糖核酸) 3.基本單位:核苷酸磷酸、五碳糖、含氮堿基。 (1)DNA及其基
12、本單位:由脫氧核苷酸連接而成的兩條核甘酸長(zhǎng)鏈組成。脫氧(核糖)核苷酸磷酸、脫氧核糖、含氮堿基(A、G、C、T)。 (2)RNA及其基本單位:由核糖核苷酸連接而成的一條核甘酸長(zhǎng)鏈組成。核糖核苷酸磷酸、核糖、含氮堿基(A、G、C、U)。 4.分布 (1)實(shí)驗(yàn):觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布 材料:人的口腔上皮細(xì)胞 原理:通過鹽酸改變細(xì)胞膜的通透性,加速染色劑進(jìn)入細(xì)胞,同時(shí)使染色體中的DNA與蛋白質(zhì)分離,有利于DNA與染色劑結(jié)合。現(xiàn)象:甲基綠把DNA染成綠色,吡羅紅把RNA染成紅色結(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 (2)真核細(xì)胞:DNA主要分布在細(xì)胞核中,此外,線粒體、葉綠
13、體內(nèi)也含有少量的DNA;RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。 原核細(xì)胞:DNA位于擬核區(qū)域(細(xì)菌、藍(lán)藻等)。 5.功能(1)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。 (2)生物體內(nèi)的各種遺傳特性,以一定方式儲(chǔ)存在核酸分子中,所以核酸是攜帶遺傳信息的物質(zhì)。由于一切生命活動(dòng)都離不開蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者,所以核酸通過控制蛋白質(zhì)的合成,來控制生物的性狀從而表達(dá)出相應(yīng)的遺傳信息。 6. DNA和RNA組成成分的異同類別DNARNA基本單位脫氧核糖核苷酸核糖核苷酸核苷酸腺嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤脫氧核苷酸胞嘧啶脫氧核苷酸、胸腺嘧啶脫氧核苷酸腺嘌呤核糖
14、核苷酸、鳥嘌呤核糖核苷酸胞嘧啶核糖核苷酸、尿嘧啶脫氧核苷酸堿基腺嘌呤()、鳥嘌呤(G)胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)腺嘌呤()、鳥嘌呤(G)胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)五碳糖脫氧核糖核糖磷酸磷酸磷酸第4節(jié) 細(xì)胞中的糖類和脂類 1.糖類 (1)糖類(carbohydrate)分子都是C、H、O三種元素構(gòu)成的。因?yàn)槎鄶?shù)糖類分子中氫原子和氧原子之比是2:1,類似水分子,因而糖類又稱為“碳水化合物”。 (2)作用:構(gòu)成生物體的重要成分,也是細(xì)胞的主要能源物質(zhì)。 (3)種類 單糖:不能夠再水解的糖,可被細(xì)胞直接吸收的糖類。單糖按所含碳原子的多少可分為五碳糖(核糖和脫氧核糖)和六碳糖(葡萄糖、果糖和半乳糖)。
15、其中葡萄糖是細(xì)胞生命活動(dòng)所需要的主要能源物質(zhì),常被形容為“生命的燃料”。 二糖(C12H22O11):由兩分子單糖脫水縮合而成,二糖必須水解成單糖才能被細(xì)胞吸收。如植物細(xì)胞中的蔗糖和麥芽糖,動(dòng)物細(xì)胞中的乳糖。 多糖(C6H10O5)n):生物體內(nèi)的糖類絕大多數(shù)以多糖的形式存在。多糖也必須分解為葡萄糖才能被細(xì)胞吸收。植物細(xì)胞中的多糖有淀粉和纖維素,動(dòng)物細(xì)胞的多糖則主要是糖元(儲(chǔ)存在肝臟中的肝糖元和儲(chǔ)存在肌肉中的肌糖元)。 單糖、二糖、多糖的關(guān)系:兩個(gè)單糖縮合形成二糖,多個(gè)單糖縮合形成多糖,多糖和二糖都可水解形成單糖。 2.脂類 (1)組成元素:主要是C、H、O,有些含有P、N。 (2)種類及功能
16、:脂質(zhì)存在于所有細(xì)胞中,是組成細(xì)胞和生物體的重要有機(jī)化合物。 脂肪:最常見的脂質(zhì)。細(xì)胞內(nèi)良好的儲(chǔ)能物質(zhì),還具有隔熱、保溫、緩沖和減壓的作用。 磷脂:構(gòu)成細(xì)胞膜、細(xì)胞器膜和核膜的主要成分。 膽固醇:是構(gòu)成細(xì)胞膜的重要成分,在人體內(nèi)還參與血液中脂質(zhì)的運(yùn)輸。固醇 性激素:能促進(jìn)人和動(dòng)物生殖器官的發(fā)育以及生殖細(xì)胞的形成。維生素D:能有效地促進(jìn)人和動(dòng)物腸道對(duì)鈣和磷的吸收。 3.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,都是由許多基本的組成單位連接而成的,這些基本單位稱為單體,這些生物大分子又稱為單體的多聚體。例如,組成多糖的單體是單糖,組成蛋白質(zhì)的單體是氨基酸,組成核酸的單體是核苷酸。
17、每一個(gè)單體都以若干個(gè)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。因此,碳是生命的核心元素。第5節(jié) 細(xì)胞中的無機(jī)物 1.細(xì)胞中的水 (1)存在形式:自由水:可以自由流動(dòng),以游離形式存在,占細(xì)胞內(nèi)全部水的95以上。 結(jié)合水:與細(xì)胞內(nèi)其它物質(zhì)相結(jié)合,約占細(xì)胞內(nèi)全部水的4.5。 自由水多,生命活動(dòng)更旺盛;結(jié)合水多,抵抗惡劣環(huán)境的能力強(qiáng)。 (2)作用:自由水:細(xì)胞內(nèi)良好溶劑;運(yùn)輸養(yǎng)料和廢物;許多生化反應(yīng)有水的參與。 結(jié)合水:細(xì)胞的重要組成成分。 2.細(xì)胞中的無機(jī)鹽 (1)存在形式:細(xì)胞中大多數(shù)無機(jī)鹽以離子形式存在。(陽離子:Na+、K+、 Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等;陰離子:
18、Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等) (2)含量: 很少,僅占11.5。 (3)生理功能細(xì)胞中許多有機(jī)物的重要組成成分。對(duì)于維持細(xì)胞和生物體的生命活動(dòng)有重要作用。維持細(xì)胞的酸堿平衡。維持細(xì)胞的滲透壓。 第3章 細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第1節(jié) 細(xì)胞膜系統(tǒng)的邊界 1.制備細(xì)胞膜的實(shí)驗(yàn):在光學(xué)顯微鏡下只能觀察到細(xì)胞與外界環(huán)境之間是有界限的,而不能看到細(xì)胞膜。 實(shí)驗(yàn)原理:人和哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞無細(xì)胞核和眾多的細(xì)胞器,將它投入到清水中,細(xì)胞吸水漲破,即可得到細(xì)胞膜。 2.細(xì)胞膜的成分:細(xì)胞膜主要是由脂質(zhì)(主要是磷脂,50%)、蛋白質(zhì)(40%)和糖類(2%-10%)組成。 (1)磷脂:構(gòu)成細(xì)胞膜的基本框
19、架;蛋白質(zhì):在細(xì)胞膜行使功能時(shí)起重要作用。 (2)蛋白質(zhì)在行使功能時(shí)起重要作用,細(xì)胞膜的功能越復(fù)雜,蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量也越多。 (3)癌細(xì)胞的惡性增殖和轉(zhuǎn)移與癌細(xì)胞膜成分的改變有關(guān)。 3.細(xì)胞膜的功能 (1)將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開,細(xì)胞膜保障了細(xì)胞內(nèi)部環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定。 (2)控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞:允許對(duì)細(xì)胞有利的物質(zhì)(如營(yíng)養(yǎng)物質(zhì))進(jìn)入,不允許有害物質(zhì)進(jìn)入。 允許細(xì)胞分泌物(如抗體、激素)、細(xì)胞代謝廢物排出,不允許核酸等重要成分排出。 (3)進(jìn)行細(xì)胞的信息交流:細(xì)胞分泌化學(xué)物質(zhì)(如激素)通過膜表面的受體傳遞信息。 通過相鄰細(xì)胞膜的接觸傳遞信息。相鄰細(xì)胞之間形成通道 (如高等植物通過胞間連絲來傳遞信息
20、)。 4.植物細(xì)胞的細(xì)胞壁:(1)成分:纖維素、果膠;(2)功能:支持和保護(hù)。第2節(jié) 細(xì)胞器系統(tǒng)內(nèi)的分工合作 1.細(xì)胞的結(jié)構(gòu) 細(xì)胞膜 細(xì)胞器:線粒體(2層膜)、葉綠體(2層膜)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、 高爾基體、液泡、溶酶體(1層膜)、核糖體、中心體(無膜) 細(xì)胞 細(xì)胞質(zhì) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì):水、無機(jī)鹽、脂質(zhì)、糖類、核苷酸和多種酶 細(xì)胞核 2.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)是活細(xì)胞進(jìn)行新陳代謝的主要場(chǎng)所,為新陳代謝的進(jìn)行提供所需要的物質(zhì)和一定的環(huán)境條件。 3.細(xì)胞器的種類及功能 (1)線粒體:細(xì)胞的動(dòng)力車間。線粒體普遍存在于動(dòng)植物細(xì)胞中,是有氧呼吸的主要場(chǎng)所,為生命活動(dòng)提供能量。例如鳥類飛翔需要大量的能量,所以飛翔鳥類的線粒體比不飛翔
21、鳥類的多。線粒體一般是均勻分布在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,但是它在活細(xì)胞中能自由移動(dòng),往往在細(xì)胞內(nèi)新陳代謝旺盛的部位比較集中。 (2)葉綠體:養(yǎng)料的制造車間和能量的轉(zhuǎn)換站。葉綠體是綠色植物葉肉細(xì)胞中,進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器。 (3)內(nèi)質(zhì)網(wǎng):蛋白質(zhì)合成加工、脂質(zhì)的合成車間。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分為兩種:一種是表面光滑的,叫光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng);另一種是上面附著許多小顆粒狀的核糖體的,叫粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)增大了細(xì)胞內(nèi)的膜面積,膜上附著很多種酶,為細(xì)胞內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的正常進(jìn)行提供了有利條件。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與蛋白質(zhì)、脂類和糖類的合成有關(guān),也是蛋白質(zhì)等的運(yùn)輸通道。 (4)高爾基體:對(duì)來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工分類和包裝的車間。高爾基體普遍存在于動(dòng)植
22、物細(xì)胞中。植物細(xì)胞分裂時(shí),高爾基體與細(xì)胞壁的形成有關(guān)。 (5)液泡:是植物細(xì)胞質(zhì)中的泡狀結(jié)構(gòu),細(xì)胞液里含有糖類、無機(jī)鹽、色素和蛋白質(zhì)。(6)溶酶體:細(xì)胞的消化車間。由單層膜包裹,含有多種水解酶,能分解衰老損傷的細(xì)胞器,吞噬并殺死侵入細(xì)胞的病毒和病菌。 (7)中心體:有兩個(gè)互相垂直的中心粒及周圍物質(zhì)組成。存在于動(dòng)物細(xì)胞和低等植物的細(xì)胞中,通常位于細(xì)胞核附近。動(dòng)物細(xì)胞的中心體與有絲分裂有關(guān)。 (8)核糖體:蛋白質(zhì)的合成車間。核糖體是橢球形的粒狀小體,有些附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上,有些游離在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。 4.動(dòng)植物細(xì)胞的區(qū)別(1)植物細(xì)胞有細(xì)胞壁、液泡、葉綠體,動(dòng)物細(xì)胞則沒有。(2)動(dòng)物細(xì)胞有中心體,植物細(xì)
23、胞則沒有(低等植物除外)。5.細(xì)胞器之間的協(xié)調(diào)配合:帕拉德德經(jīng)典實(shí)驗(yàn)分泌蛋白的合成與運(yùn)輸。(1)相關(guān)問題:分泌蛋白是在附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體上合成的。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、囊泡、高爾基體、細(xì)胞膜參與了分泌蛋白的合成和運(yùn)輸。合成和運(yùn)輸過程中需要的能量由線粒體提供。(2)實(shí)驗(yàn)過程:核糖體(合成肽鏈)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(折疊、組裝)高爾基體(濃縮、加工、運(yùn)輸)細(xì)胞膜(外排),各細(xì)胞器之間的傳遞由囊泡負(fù)責(zé),供能由線粒體負(fù)責(zé)。(3)結(jié)論:細(xì)胞器在功能上既有分工,又有緊密的聯(lián)系。6.細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)(1)組成:細(xì)胞膜,細(xì)胞器的膜和核膜等共同組成生物膜系統(tǒng)。(2)作用基本作用:首先,細(xì)胞膜不僅使細(xì)胞具有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境,同時(shí)在細(xì)
24、胞與環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)運(yùn)輸、能量交換和信息傳遞的過程中也起著決定性的作用。第二,細(xì)胞的許多重要的化學(xué)反應(yīng)都在生物膜內(nèi)或者膜表面進(jìn)行。細(xì)胞內(nèi)的廣闊的膜面積為酶提供了大量的附著位點(diǎn),為各種化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行創(chuàng)造了有利條件。第三,細(xì)胞內(nèi)的生物膜把細(xì)胞分隔成一個(gè)個(gè)小的區(qū)室,如各種細(xì)胞器,這樣就使得細(xì)胞內(nèi)能夠同時(shí)進(jìn)行多種化學(xué)反應(yīng),而不會(huì)相互干擾,保證了細(xì)胞的生命活動(dòng)高效、有序地進(jìn)行。對(duì)細(xì)胞工程的意義:細(xì)胞工程是現(xiàn)代生物學(xué)研究的主要課題,細(xì)胞融合則是細(xì)胞工程的關(guān)鍵步驟。膜融合是細(xì)胞融合(如植物體細(xì)胞雜交,高等生物的受精過程,單克隆抗體的備制)的關(guān)鍵,也與大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的內(nèi)吞作用和外排作用密切相關(guān),通過膜
25、之間的聯(lián)系,使細(xì)胞內(nèi)各種細(xì)胞器在獨(dú)立完成各自生理功能的同時(shí),又能有效的協(xié)調(diào)工作,保證細(xì)胞生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。例如分泌蛋白的形成。第3節(jié) 細(xì)胞核系統(tǒng)的控制中心 1.真核細(xì)胞:絕大多數(shù)有1個(gè)細(xì)胞核;植物成熟的篩管細(xì)胞和哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞無細(xì)胞核。原核細(xì)胞:沒有由核膜包圍的典型的細(xì)胞核。 2.細(xì)胞核的結(jié)構(gòu) 外膜 核膜 內(nèi)膜 核孔 細(xì)胞核 核仁 DNA 染色質(zhì) 染色體(絲狀,形成于分裂 (桿狀,分裂 蛋白質(zhì)間期,通過螺旋濃縮 期,通過解螺作用變短、變粗,成 旋作用又可轉(zhuǎn)為染色體) 變?yōu)槿旧|(zhì)) 3.細(xì)胞核的功能:細(xì)胞核是遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存和復(fù)制的場(chǎng)所,是細(xì)胞遺傳特性和細(xì)胞代謝活動(dòng)的控制中心。凡是無核的細(xì)胞
26、,既不能生長(zhǎng)也不能分裂。實(shí)驗(yàn)名稱結(jié)論美西螈核移植實(shí)驗(yàn)美西螈的膚色是由細(xì)胞核控制的蠑螈受精卵橫縊實(shí)驗(yàn)細(xì)胞核控制著細(xì)胞的分裂、分化變形蟲去核及核移植實(shí)驗(yàn)細(xì)胞核是細(xì)胞生命活動(dòng)的控制中心傘藻嫁接與核移植實(shí)驗(yàn)生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)的建成主要與細(xì)胞核有關(guān) 細(xì)胞核控制著細(xì)胞的遺傳和代謝。 4.細(xì)胞是一個(gè)統(tǒng)一的整體:細(xì)胞只有保持完整性,才能正常地完成各項(xiàng)生命活動(dòng)。 細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)通過核孔相通 結(jié)構(gòu) 核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與細(xì)胞膜等相互連接成細(xì)胞內(nèi)完整的生物膜系統(tǒng) 功能:細(xì)胞各部分相互聯(lián)系、分工合作、協(xié)調(diào)一致地完成各項(xiàng)生命活動(dòng) 調(diào)控:細(xì)胞核是細(xì)胞遺傳特性和代謝活動(dòng)的控制中心 與外界的聯(lián)系:不斷地與外界進(jìn)行物質(zhì)交換和能量轉(zhuǎn)換,與
27、外界環(huán)境形成一個(gè)統(tǒng)一的整體第4章 細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第1節(jié) 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例 1.滲透作用 (1)概念:指水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴(kuò)散。 (2)發(fā)生的條件:一是具有半透膜;二是半透膜兩側(cè)具有濃度差。 (3)原理:當(dāng)溶液濃度A>B時(shí),水分子就通過半透膜由B流向A;當(dāng)溶液濃度A<B時(shí),水分子就通過半透膜由A流向B;當(dāng)溶液濃度AB時(shí),則處于動(dòng)態(tài)平衡。 (4)結(jié)果:水分子可以通過半透膜進(jìn)行雙向擴(kuò)散。從宏觀觀察,水分是由低濃度溶液流向高濃度溶液,直到達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。半透膜的特性:水分子等小分子可以通過,蔗糖等大分子則不能通過。 2.細(xì)胞的吸水和失水(原理:滲透作用)(1)動(dòng)物細(xì)胞的
28、吸水和失水 細(xì)胞膜相當(dāng)于動(dòng)物細(xì)胞的半透膜。外界溶液濃度<細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí),細(xì)胞吸水膨脹。外界溶液濃度>細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí),細(xì)胞失水皺縮。外界溶液濃度=細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí),水分進(jìn)出細(xì)胞處于動(dòng)態(tài)平衡。(2)植物細(xì)胞的吸水和失水細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指的是液泡里面的細(xì)胞液。原生質(zhì)層:細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)(充當(dāng)植物細(xì)胞的半透膜)。外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度時(shí),細(xì)胞質(zhì)壁分離。外界溶液濃度<細(xì)胞液濃度時(shí),細(xì)胞質(zhì)壁分離復(fù)原。外界溶液濃度=細(xì)胞液濃度時(shí)就,水分進(jìn)出細(xì)胞處于動(dòng)態(tài)平衡。類別中央液泡大小原生質(zhì)層位置細(xì)胞大小蔗糖溶液變小脫離細(xì)胞壁基本不變清水逐漸恢復(fù)原來大小恢復(fù)原位基本不變 3.質(zhì)
29、壁分離 (1)概念:由于原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大,當(dāng)細(xì)胞不斷失水時(shí),原生質(zhì)層就會(huì)與細(xì)胞壁分離開,就形成了質(zhì)壁分離。 (2)產(chǎn)生的條件:具有大液泡。具有細(xì)胞壁。細(xì)胞必須是活細(xì)胞。 (3)產(chǎn)生的原因:內(nèi)因:原生質(zhì)層伸縮性大于細(xì)胞壁伸縮性。 外因:外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度。 4.質(zhì)壁分離復(fù)原:當(dāng)細(xì)胞的濃度大于外界溶液濃度時(shí),外界溶液中的水分子就進(jìn)入細(xì)胞液中,整個(gè)細(xì)胞就可以恢復(fù)。 5.植物的吸水方式 (1)吸帳作用(未形成液泡),如:干種子、根尖分生區(qū) (2)滲透作用(形成液泡) 6.比較下面兩組概念擴(kuò)散:物質(zhì)從高濃度到低濃度的運(yùn)動(dòng)叫做擴(kuò)散(擴(kuò)散與過膜與否無關(guān)。如:O2從濃度高的地方向濃度(1
30、) 低的地方運(yùn)動(dòng))。滲透:水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴(kuò)散又稱為滲透(如:細(xì)胞的吸水和失水,原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜)。半透膜:物質(zhì)的透過與否取決于半透膜孔隙直徑的大?。ㄈ纾簞?dòng)物膀胱、玻璃紙、腸衣、雞蛋的卵殼(2) 膜等)。選擇透過性膜:細(xì)胞膜上具有載體,且不同生物的細(xì)胞膜上載體種類和數(shù)量不同,構(gòu)成了對(duì)不同物質(zhì)吸收與否和吸收多少的選擇性(如:細(xì)胞膜等各種生物膜)。7.物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例 (1)對(duì)礦質(zhì)元素的吸收:逆相對(duì)含量梯度主動(dòng)運(yùn)輸 對(duì)物質(zhì)是否吸收以及吸收多少,都是由細(xì)胞膜上載體的種類和數(shù)量決定。 (2)細(xì)胞膜是一層選擇透過性膜,水分子可以自由通過,一些離子和小分子也可以通過,而其他的離子
31、、小分子和大分子則不能通過。第2節(jié) 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型 1.探索歷程 (1)19世紀(jì),歐文頓提出“膜是由脂質(zhì)組成”的假說。 (2)20世紀(jì)初的化學(xué)分析方法得出結(jié)論:細(xì)胞膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)構(gòu)成。 (3)1925年,兩位荷蘭科學(xué)家提出“細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層”的假設(shè)。 (4)1959年,羅伯特森提出“所有的生物膜都由蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成,電鏡下看到的中間的亮層是脂質(zhì)分子,兩邊暗層是蛋白質(zhì)分子。生物膜為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)”的假說。 (5)1970年,論證“生物膜是動(dòng)態(tài)的膜”。 (6)1972年,桑格和尼克森提出生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型。 (7)1975年和1977年,分別由Wal
32、lach、Jain和White提出晶格鑲嵌和模塊鑲嵌模型。 2. 流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容 (1)生物膜的成分:主要是脂質(zhì)和蛋白質(zhì),還有少量多糖。 (2)生物膜的結(jié)構(gòu):磷脂雙分子層構(gòu)成了膜的基本支架。 蛋白質(zhì)分子有的鑲嵌在磷脂雙分子層表面,有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中,有的橫跨整個(gè)磷脂雙分子層。外側(cè)的蛋白質(zhì)分子與糖類結(jié)合形成糖被。體現(xiàn)了生物膜的不對(duì)稱性。 (3)生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):構(gòu)成生物膜的磷脂分子和大多數(shù)蛋白質(zhì)分子是可以運(yùn)動(dòng)的生物膜具有流動(dòng)性。(4)生物膜的作用:細(xì)胞識(shí)別、免疫反應(yīng)、血型鑒定、保護(hù)潤(rùn)滑等。第3節(jié) 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?1.被動(dòng)運(yùn)輸:物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞,順濃度梯度的擴(kuò)散,稱為被動(dòng)運(yùn)輸
33、。 (1)自由擴(kuò)散:物質(zhì)通過簡(jiǎn)單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞。(2)協(xié)助擴(kuò)散:進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)借助載體蛋白的擴(kuò)散。2.主動(dòng)運(yùn)輸:物質(zhì)從低濃度一側(cè)運(yùn)輸?shù)礁邼舛鹊囊粋?cè),需要載體蛋白的協(xié)助,同時(shí)還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量,這種方式叫做主動(dòng)運(yùn)輸。3.主動(dòng)運(yùn)輸與被動(dòng)運(yùn)輸?shù)谋容^項(xiàng)目運(yùn)輸方向是否需要載體蛋白是否消耗細(xì)胞內(nèi)的能量舉例自由擴(kuò)散順濃度梯度(高低)不需要不消耗氧氣、水、二氧化碳等通過細(xì)胞膜協(xié)助擴(kuò)散順濃度梯度(高低)需要不消耗葡萄糖通過紅細(xì)胞主動(dòng)運(yùn)輸逆濃度梯度(低高)需要消耗葡萄糖、氨基酸通過小腸上皮細(xì)胞膜;離子通過細(xì)胞膜等4.大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方式(1)胞吞:當(dāng)細(xì)胞攝取大分子時(shí),首先是大分子附著在細(xì)
34、胞膜表面,這部分細(xì)胞膜內(nèi)陷形成小囊泡進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部,這種現(xiàn)象叫胞吞。(如果進(jìn)入的是固態(tài)物質(zhì),稱為吞噬;如果進(jìn)入的是液態(tài)物質(zhì),稱為胞飲。) (2)胞吐:細(xì)胞需要外排的大分子,先在細(xì)胞內(nèi)形成囊泡,囊泡移動(dòng)到細(xì)胞膜處,與細(xì)胞膜融合,將大分子排出細(xì)胞,這種現(xiàn)象叫胞吐。第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第1節(jié) 降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶 1.細(xì)胞代謝與酶 (1)細(xì)胞代謝概念:細(xì)胞內(nèi)每時(shí)每刻進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng),統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。 (2)酶概念、本質(zhì):酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物,絕大多數(shù)是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA。特性:專一性、高效性、作用條件較溫和。作用:顯著降低活化能,使催化效率更高。命名規(guī)律:酶的種類繁多,根
35、據(jù)其催化反應(yīng)的方向大體可以分為合成酶(如:ATP合成酶、DNA連接酶、RNA聚合酶)和分解酶(如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、肽酶)兩大類,酶的命名一般是依據(jù)其催化的底物定的。概念的延伸:絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì),因此酶的合成受基因控制,可以在核糖體上合成;有些酶在細(xì)胞內(nèi),有些酶在細(xì)胞外起作用。酶在化學(xué)反應(yīng)前后,自身狀況不發(fā)生改變。 (3)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。 2.影響酶促反應(yīng)的因素 (1)底物濃度(2)酶濃度(3)PH值:過酸、過堿使酶失活。(4)溫度:高溫使酶失活,低溫降低酶的活性,在適宜溫度下酶活性可以恢復(fù)。 一般來說,低溫利于酶的保存。第2節(jié) 細(xì)胞的能量
36、“通貨”ATP 1.ATP的概念:是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物,分子中具有高能磷酸鍵。ATP中高能磷酸鍵水解,釋放大量的能量,供細(xì)胞生命活動(dòng)利用。中文名稱叫做三磷酸腺苷。 2.ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式及其含義:A-PPP (A代表腺苷;P代表磷酸基團(tuán);代表高能磷酸鍵) 3.ATP與ADP間的相互轉(zhuǎn)化:ATPADP+Pi+能量(ADP為二磷酸腺苷;Pi為磷酸) 反應(yīng)物質(zhì)可逆,但能量不可逆,反應(yīng)所需的酶也不同。 轉(zhuǎn)化的意義:ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量是很少的。但是,ATP在細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)化是十分迅速的。這樣,細(xì)胞內(nèi)ATP的含量總是處在動(dòng)態(tài)平衡之中。這對(duì)于構(gòu)成生物體內(nèi)部穩(wěn)定的供能環(huán)境具有重要的意義。ATP水解時(shí)釋放出
37、的能量,是生物體維持細(xì)胞分裂、根吸收礦質(zhì)元素和肌肉收縮等生命活動(dòng)所需能量的直接來源。 4.ATP的形成途徑 動(dòng)物和人:呼吸作用綠色植物:呼吸作用、光合作用(光合作用形成的ATP也只能用于光合作用) 5.ATP的利用:ATP中的能量可以直接轉(zhuǎn)換成其他各種形式的能量,用于各項(xiàng)生命活動(dòng)。 (1)機(jī)械能(如肌細(xì)胞收縮) (2)滲透能(如主動(dòng)運(yùn)輸) (3)化學(xué)能(如蛋白質(zhì)的合成) (4)電能(如電鰻放電、大腦思考) (5)光能(如螢火蟲發(fā)光) 6.對(duì)有關(guān)的能源物質(zhì)的評(píng)價(jià)主要能源物質(zhì)糖類;儲(chǔ)存能量的物質(zhì)脂肪;直接能源物質(zhì)ATP;最終能源光能第3節(jié) ATP的主要來源細(xì)胞呼吸 1.細(xì)胞呼吸的概念:有機(jī)物在細(xì)胞
38、內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,釋放出能量并生成ATP的過程。 2.細(xì)胞呼吸的分類 (1)有氧呼吸 概念:細(xì)胞在氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解,產(chǎn)生二氧化碳和水,釋放能量,生成許多ATP的過程。過程:第一階段:葡萄糖的初步分解(場(chǎng)所:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)) C6H12O62丙酮酸+少量H+少量能量 第二階段:丙酮酸徹底分解(場(chǎng)所:線粒體基質(zhì)) 2丙酮酸+6H2O6CO2+大量H+少量能量 第三階段:H的氧化(場(chǎng)所:線粒體內(nèi)膜) 24 H+6O212H2O+大量能量 以上三個(gè)階段中的各個(gè)化學(xué)反應(yīng)是由不同的酶來催化的。 總反應(yīng)式:C6H12O6+6O26CO2
39、+6H2O+大量能量 (2)無氧呼吸 概念:細(xì)胞在無氧條件下,通過酶的催化作用,把葡萄糖等有機(jī)物分解為不徹底的氧化產(chǎn)物,同時(shí)釋放出少量能量的過程。 過程:第一階段:葡萄糖的初步分解(場(chǎng)所:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)) C6H12O62丙酮酸+少量H+少量能量 此階段與有氧呼吸第一階段相同。 第二階段:丙酮酸不徹底分解(場(chǎng)所:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)) A.產(chǎn)生酒精:2丙酮酸2C2H5OH+2CO2+少量能量(發(fā)生生物:植物、酵母菌) B.產(chǎn)生乳酸:2丙酮酸2C3H6O3+能量(發(fā)生生物:高等動(dòng)物、人、乳酸菌、高等植物的某些器官,如馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等) 以上兩個(gè)階段中的各個(gè)化學(xué)反應(yīng)是由不同的酶來催化的。 總反應(yīng)式:C6H
40、12O62C2H5OH+2CO2+少量能量 C6H12O62C3H6O3+能量 無機(jī)物的無氧呼吸也叫發(fā)酵,生成乳酸的叫乳酸發(fā)酵,生成酒精的叫酒精發(fā)酵。 3.細(xì)胞呼吸過程中能量及氧的去路 (1)能量去路 有氧呼吸:1mol葡萄糖分解后共產(chǎn)生2870Kj的能量,一部分以熱能形式散失(1709kJ/mol,約60%);另一部分轉(zhuǎn)移到ATP中(1161kJ/mol,約40%)。 無氧呼吸:1mol葡萄糖分解后共產(chǎn)生196.65Kj的能量,小部分(61.08Kj/mol,約31%)用于生成ATP,大部分(135.57Kj/mol,約69%)儲(chǔ)存于乳酸或酒精中。 (2)氧的去路:有氧呼吸過程中的氧與H結(jié)合
41、生成水。 4.呼吸作用的意義 (1)呼吸作用能為生物體的生命活動(dòng)提供能量。 (2)呼吸作用的中間產(chǎn)物能為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料(如丙酮酸是合成氨基酸的原料)。 5.有氧呼吸與無氧呼吸的比較 (1)區(qū)別類別有氧呼吸無氧呼吸呼吸場(chǎng)所主要在線粒體內(nèi)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)是否需氧需要不需要分解產(chǎn)物徹底,二氧化碳和水不徹底,二氧化碳、酒精或乳酸釋放能量較多較少 (2)聯(lián)系:過程:第一階段相同。 實(shí)質(zhì):都是分解有機(jī)物釋放能量的過程。 意義:都為生命活動(dòng)提供能量,其中間產(chǎn)物為其它化合物的合成提供原料。第4節(jié) 能量之源光與光合作用 1.捕獲光能的色素 葉綠素a(藍(lán)綠色) 葉綠素(含量約占總量3/4) 葉綠素b(黃
42、綠色) 綠葉中的色素 胡蘿卜素(橙黃色) 類胡蘿卜素(含量約占總量1/4) 葉黃素(黃色) 葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅橙光,類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。 葉綠素對(duì)綠光的吸收量最少,正因?yàn)槿绱?,綠光被反射出來,葉綠體才呈現(xiàn)綠色。 白光下光合作用最強(qiáng),其次是紅光和藍(lán)紫光,綠光下最弱。 2.實(shí)驗(yàn)綠葉中色素的提取和分離 (1)原理:綠葉中的色素都能溶解在層析液中,且它們?cè)趯游鲆褐械娜芙舛炔煌芙舛雀叩碾S層析液在濾紙上擴(kuò)散得快,綠葉中的色素隨著層析液在濾紙上的擴(kuò)散而分離開。 (2)方法步驟中需要注意的問題研磨時(shí)加入二氧化硅和碳酸鈣的作用是什么? 二氧化硅有助于研磨得充分,碳酸鈣可防止研磨中的色素被破壞。實(shí)
43、驗(yàn)為何要在通風(fēng)的條件下進(jìn)行?為何要用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯?濾紙條放入試管后為什么用棉塞塞緊試管口? 因?yàn)閷游鲆褐械谋且环N有揮發(fā)性的有毒物質(zhì)。濾紙上的濾液細(xì)線為什么不能觸及層析液? 防止細(xì)線中的色素被層析液溶解。濾紙條上有幾條不同顏色的色帶?其排序怎樣?寬窄如何? 有四條色帶。自上而下依次是橙黃色的胡蘿卜素,黃色的葉黃素,藍(lán)綠色的葉綠素a,黃綠色的葉綠素b。最寬的是葉綠素a,最窄的是胡蘿卜素。 3.捕獲光能的結(jié)構(gòu)葉綠體 (1)結(jié)構(gòu):外膜,內(nèi)膜,基質(zhì)(含酶),基粒(由兩個(gè)以上的類囊體構(gòu)成,含色素和酶)。 (2)與光合作用有關(guān)的酶分布于基粒的類囊體及基質(zhì)中。光合作用色素分布于類囊體的薄膜上。 4.光
44、合作用原理 (1)探究歷程:1771年,英國普利斯特利(J. Priestly)1779年,荷蘭英格毫斯(J. Ingen - housz)1845年,德國梅耶(R. Mayer)1864年,德國薩克斯(J. Von Sachs)1939年,美國魯賓(S. Ruben)和卡門(M. Kamen)1948年,美國卡爾文(M. Calvin) (2)概念:綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物,并且釋放出氧氣的過程。 (3)過程以及光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較 總反應(yīng)式:CO2H2O(CH2O)O2(CH2O表示糖類)類別光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段部位類囊體的薄膜上葉綠體的基質(zhì)中條
45、件光、色素、水、酶H、ATP、CO2、酶物質(zhì)變化水的光解:2H2O4HO2ATP的形成:ADPPi能量ATPCO2的固定:CO2C52C32C3 (CH2O)C5H2O能量變化光能轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能儲(chǔ)存在ATP中ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學(xué)能儲(chǔ)存在各類有機(jī)物中。聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供H、ATP,暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi。光反應(yīng)與暗反應(yīng)是光合作用全過程的兩個(gè)階段。既有區(qū)別又有聯(lián)系,是缺一不可的整體。 長(zhǎng)期以來,人們以為光合作用的產(chǎn)物只是糖類和氧。事實(shí)上,一部分氨基酸和脂肪也是光合作用的直接產(chǎn)物(合成氨基酸時(shí),還需要含氮的化合物)。所以,確切地說,光合作用的產(chǎn)物是有機(jī)物和氧。 (4)
46、意義:把無機(jī)物合成有機(jī)物,將光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能,貯存在光合作用制造的有機(jī)物中,為生物的生存提供了物質(zhì)來源和能量來源。 維持了大氣成分的基本穩(wěn)定。 對(duì)生物的進(jìn)化有重要作用。 5.影響光合作用的因素及在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用(1)光對(duì)光合作用的影響光的波長(zhǎng):葉綠體中色素的吸收光波主要在紅光和藍(lán)紫光。光照強(qiáng)度:植物的光合作用強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)隨著光照強(qiáng)度的增加而增加,但光照強(qiáng)度達(dá)到一定時(shí),光合作用的強(qiáng)度不再隨著光照強(qiáng)度的增加而增加。光照時(shí)間:光照時(shí)間長(zhǎng),光合作用時(shí)間長(zhǎng),有利于植物的生長(zhǎng)發(fā)育。(2)溫度:溫度低,光和速率低。隨著溫度升高,光合速率加快,溫度過高時(shí)會(huì)影響酶的活性,光和速率降低。生產(chǎn)上白天升溫,增強(qiáng)
47、光合作用,晚上降低室溫,抑制呼吸作用,以積累有機(jī)物。(3)CO2濃度:在一定范圍內(nèi),植物光合作用強(qiáng)度隨著CO2濃度的增加而增加,但達(dá)到一定濃度后,光合作用強(qiáng)度不再增加。生產(chǎn)上使田間通風(fēng)良好,供應(yīng)充足的CO2。(4)水分的供應(yīng):當(dāng)植物葉片缺水時(shí),氣孔會(huì)關(guān)閉,減少水分的散失,同時(shí)影響CO2進(jìn)入葉內(nèi),暗反應(yīng)受阻,光合作用下降。生產(chǎn)上應(yīng)適時(shí)灌溉,保證植物生長(zhǎng)所需要的水分。6.化能合成作用(1)自然界中少數(shù)種類的細(xì)菌,雖然細(xì)胞內(nèi)沒有葉綠素,不能進(jìn)行光合作用,但是能利用體外環(huán)境中的某些無機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來制造有機(jī)物,這種合成作用,叫做化能合成作用。如硝化細(xì)菌,不能利用光能,但能將土壤中的NH3氧化成
48、HNO2,進(jìn)而將HNO2氧化成HNO3。硝化細(xì)菌能利用這兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)中釋放出來的化學(xué)能,將CO2和水合成為糖類,這些糖類可供硝化細(xì)菌維持自身的生命活動(dòng)。NH33O22HNO22H2O能量2HNO2O22HNO3能量6CO26H2OC6H12O66O2 (2) 光合作用(綠色植物) 自養(yǎng) 同化作用 化能合成作用(硝化細(xì)菌) 異養(yǎng)(動(dòng)物和人,寄生生活的真菌,大多數(shù)的細(xì)菌) 新陳代謝 需氧(絕大多數(shù)動(dòng)植物) 異化作用 厭氧(乳酸菌) 同化作用:把從外界環(huán)境中獲取的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),轉(zhuǎn)變?yōu)樽陨淼慕M成物質(zhì),儲(chǔ)存能量。 異化作用:分解自身的一部分組成物質(zhì),把分解的最終產(chǎn)物排除體外,釋放能量。 自養(yǎng):生物體在同化作
49、用過程中,能夠把從外界環(huán)境中攝取的無機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)樽陨淼慕M成物質(zhì),并儲(chǔ)存能量。 異養(yǎng):生物體在同化作用過程中,把從外界環(huán)境中攝取的現(xiàn)成有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)樽陨淼慕M成物質(zhì),并儲(chǔ)存能量。 需氧:在異化作用過程中,必須不斷從外界環(huán)境中攝取氧來分解體內(nèi)的有機(jī)物,釋放其中的能量,以便維持自身各項(xiàng)生命活動(dòng)的進(jìn)行。 厭氧:在異化作用過程中,在無氧的條件下,仍能將體內(nèi)的有機(jī)物氧化,從中獲得維持自身生命活動(dòng)所需要的能量。 自養(yǎng)與異氧的本質(zhì)區(qū)別:能否把無機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物。第6章 細(xì)胞的生命歷程第1節(jié) 細(xì)胞的增殖 1.限制細(xì)胞長(zhǎng)大的原因(1)細(xì)胞表面積與體積的比。(2)細(xì)胞的核質(zhì)比。2.細(xì)胞增殖(1)細(xì)胞增殖的意義:生物體生長(zhǎng)
50、、發(fā)育、繁殖和遺傳的基礎(chǔ)。(2)真核細(xì)胞分裂的方式:有絲分裂、無絲分裂、減數(shù)分裂。(3)細(xì)胞周期概念:指連續(xù)分裂的細(xì)胞,從一次分裂完成時(shí)開始,到下一次分裂完成時(shí)為止。兩個(gè)階段分裂間期:從細(xì)胞在一次分裂結(jié)束之后到下一次分裂之前。分裂期:分為前期、中期、后期、末期。特點(diǎn):分裂間期所占時(shí)間長(zhǎng)。(4)植物細(xì)胞有絲分裂各期的主要特點(diǎn)分裂間期特點(diǎn):完成DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。結(jié)果:每個(gè)染色體都形成兩個(gè)姐妹染色單體,呈染色質(zhì)形態(tài)。分裂期A.前期特點(diǎn):a.出現(xiàn)染色體、出現(xiàn)紡錘體;b.核膜、核仁消失。染色體特點(diǎn):a.染色體散亂地分布在細(xì)胞中心附近;b.每個(gè)染色體都有兩條姐妹染色單體。B.中期特點(diǎn):a.所有染色體的著絲點(diǎn)都排列在赤道板上;b.染色體的形態(tài)和數(shù)目最清晰。染色體特點(diǎn):染色體的形態(tài)比較固定,數(shù)目比較清晰。故中期是進(jìn)行染色體觀察及計(jì)數(shù)的最佳時(shí)機(jī)。C.后期特點(diǎn)
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