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文檔簡介
細(xì)胞概述一、生命活動(dòng)離不開細(xì)胞單細(xì)胞生物的一個(gè)細(xì)胞能完成所有的生命活動(dòng),如新陳代謝、生長、繁殖、遺傳、變異、應(yīng)激性和適應(yīng)性等。多細(xì)胞生物依賴各種分化的細(xì)胞密切合作,共同完成一系列復(fù)雜的生命活動(dòng),如與環(huán)境之間進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換依賴于細(xì)胞的代謝;生長發(fā)育依賴于細(xì)胞增殖、分化;遺傳和變異依賴于細(xì)胞內(nèi)基因的傳遞和變化。即使是沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的病毒,也只有依賴活細(xì)胞才能表現(xiàn)出繁殖、遺傳等基本的生命特征。二、生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次組織種群群落生態(tài)系統(tǒng)生物圈細(xì)胞是最小的生命系統(tǒng)。三、人類對(duì)細(xì)胞的認(rèn)識(shí)1、細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)制造第一臺(tái)顯微鏡的人第一個(gè)發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的人第一個(gè)發(fā)現(xiàn)活細(xì)胞的人——羅伯特·胡克——詹森——列文虎克三、人類對(duì)細(xì)胞的認(rèn)識(shí)2、細(xì)胞的多樣性和統(tǒng)一性(1)細(xì)胞的形態(tài)、大小①自然界生物的細(xì)胞形態(tài)、大小千差萬別;②多細(xì)胞生物體的細(xì)胞已有明顯的分化,其形態(tài)與功能的統(tǒng)一是有機(jī)體細(xì)胞的一個(gè)重要特征,分化程度較高的細(xì)胞尤為明顯;
③動(dòng)植物的細(xì)胞體積一般都大于微生物細(xì)胞;④高等動(dòng)物的卵細(xì)胞大于體細(xì)胞;三、人類對(duì)細(xì)胞的認(rèn)識(shí)2、細(xì)胞的多樣性和統(tǒng)一性(2)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)真核細(xì)胞原核細(xì)胞不同點(diǎn)有成形的細(xì)胞核無成形的細(xì)胞核相同點(diǎn)都有細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì),都有遺傳物質(zhì)DNA四、細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立1、施萊登和施旺的細(xì)胞學(xué)說(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)與其他細(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。四、細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立2、細(xì)胞學(xué)說的發(fā)展(1)所有動(dòng)物和植物細(xì)胞都是由細(xì)胞構(gòu)成的(2)細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位(3)細(xì)胞只能由細(xì)胞分裂而來四、細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立3、細(xì)胞學(xué)說的意義(1)論證了整個(gè)生物界在結(jié)構(gòu)上的統(tǒng)一性(2)論證了整個(gè)生物界在進(jìn)化上的共同起源4、細(xì)胞學(xué)說的地位與能量守恒和轉(zhuǎn)化定律,自然選擇學(xué)說一起被恩格斯譽(yù)為19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)。五、生物的分界有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物無細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物原核生物原生生物真菌植物病毒動(dòng)物單細(xì)胞多細(xì)胞單細(xì)胞真菌多細(xì)胞真菌真核生物煙草花葉病毒噬菌體SARS病毒甲型H1N1流感病毒病毒的基本特征2.個(gè)體微小(20~200nm),可通過細(xì)菌濾器,大多數(shù)病毒必須用電鏡才能觀察到。3.只具有一種類型的核酸,DNA或RNA。5.具有受體連結(jié)蛋白,與敏感細(xì)胞表面的病毒受體連結(jié),進(jìn)而感染細(xì)胞。4.專營細(xì)胞內(nèi)寄生生活,缺少自主代謝,只能在活細(xì)胞內(nèi)復(fù)制增殖。1.無細(xì)胞結(jié)構(gòu),僅由核酸和蛋白質(zhì)外殼構(gòu)成。六、細(xì)胞的觀察工具——顯微鏡光學(xué)顯微鏡
普通光學(xué)顯微鏡主要由機(jī)械裝置和光學(xué)系統(tǒng)組成(一)顯微鏡的種類透射電子顯微鏡透射電鏡的成像原理透射電鏡下的細(xì)胞核掃描電子顯微鏡掃描電鏡下的紅細(xì)胞電子顯微鏡與光學(xué)顯微鏡的基本區(qū)別
電子
顯微鏡
光學(xué)
顯微鏡分辨本領(lǐng)200nm
接近0.1nm可見光透鏡電子束光源玻璃透鏡電磁透鏡細(xì)胞結(jié)構(gòu)顯微
結(jié)構(gòu)亞顯微
結(jié)構(gòu)取鏡安放六、細(xì)胞的觀察工具——顯微鏡(二)普通光學(xué)顯微鏡的使用和分析1.使用顯微鏡觀察裝片的一般步驟(1)一般步驟低倍鏡下對(duì)光放置裝片,將觀察對(duì)象置于通光孔正中央先用粗準(zhǔn)焦螺旋,再用細(xì)準(zhǔn)焦螺旋調(diào)焦低倍鏡觀察高倍鏡觀察(2)高倍鏡使用要領(lǐng)①觀察時(shí)應(yīng)先使用低倍鏡,然后換用高倍鏡。②換用高倍鏡前,應(yīng)先把要觀察的目標(biāo)移至視野中央。③換用高倍鏡時(shí),可直接轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器,使高倍物鏡對(duì)準(zhǔn)通光孔即可。④換用高倍鏡后,只可調(diào)節(jié)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋對(duì)焦。⑤換用高倍鏡后,若視野較暗,可調(diào)節(jié)光圈和反光鏡,使用大光圈或凹面反光鏡以調(diào)亮視野。2.物鏡和目鏡的特征比較鏡頭種類有無螺紋長度放大倍數(shù)視野大小、明暗物鏡有長大小而暗短小大而亮目鏡無長小大而亮短大小而暗3.顯微鏡的放大倍數(shù)與成像規(guī)律(1)放大倍數(shù)=目鏡放大倍數(shù)×物鏡放大倍數(shù)。這里的放大倍數(shù)指的是長度或?qū)挾?,而不是面積或體積。(2)成像規(guī)律:顯微鏡下所成的像與實(shí)物相比是倒置的。例如若觀察的實(shí)物為“b”,則顯微鏡視野中看到的物象是“q”;若物象偏向視野的右下方,則向右下方移動(dòng)裝片才能將其移至視野中央。實(shí)驗(yàn)一:使用高倍顯微鏡觀察幾種細(xì)胞目的要求:1.練習(xí)高倍鏡的使用方法。2.練習(xí)制作臨時(shí)裝片的方法。3.比較不同細(xì)胞的異同點(diǎn),認(rèn)識(shí)細(xì)胞的多樣性和統(tǒng)一性。細(xì)胞的組成一、組成細(xì)胞的化學(xué)元素比較、分析不同生物細(xì)胞中元素的種類和含量,可以得出以下結(jié)論:(1)種類:組成生物體的化學(xué)元素種類大致相同。(2)含量:不同生物體內(nèi),各種化學(xué)元素的含量相差很大——生物界的統(tǒng)一性——不同生物間的差異性
從含量上看,構(gòu)成細(xì)胞的基本元素是C、H、O、N,它們的含量約占細(xì)胞干重的90%。①大量元素:指含量占細(xì)胞總重量的萬分之一以上的元素。如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等.
②微量元素:指生物生活所必需,但需要量卻很少,在細(xì)胞中含量不足萬分之一的一些元素。如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Ni等。1.根據(jù)含量不同,細(xì)胞中的元素分為大量元素和微量元素:2.組成生物體的化學(xué)元素的重要作用
(1)組成多種化合物:這些化合物是生物體生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。(2)影響生物體的生命活動(dòng):如:I是合成甲狀腺素的原料。缺I時(shí)則會(huì)患地方性甲狀腺腫。植物缺B時(shí)花藥和花絲萎縮,花粉發(fā)育不良(花而不實(shí))。3.從元素組成認(rèn)識(shí)生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性統(tǒng)一性:構(gòu)成細(xì)胞的元素都是無機(jī)自然界中常見的元素,沒有哪一種是生物界特有的。差異性:同一種元素在生物界和無機(jī)自然界的含量差異很大。如C、H、N3種化學(xué)元素在組成人體的化學(xué)成分中,質(zhì)量分?jǐn)?shù)共占74%左右,而這3種元素在組成巖石圈的化學(xué)成分中,質(zhì)量分?jǐn)?shù)還不到1%。構(gòu)成細(xì)胞的化合物核酸脂類無機(jī)鹽水糖類蛋白質(zhì)有機(jī)物無機(jī)物二、構(gòu)成細(xì)胞的化合物---生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)活細(xì)胞(鮮重)中的化合物及其含量(無碳架)(有碳架)化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%水占85-90蛋白質(zhì)占7-10脂質(zhì)占1-2無機(jī)鹽占1-1.5糖類和核酸占1-1.5
只有生物體內(nèi)的有機(jī)物才具有碳架結(jié)構(gòu)。
C是構(gòu)成生物體的最基本的元素各種生物的細(xì)胞都是有無機(jī)環(huán)境中的普通化學(xué)元素組成。這些元素組成的有機(jī)化合物都有碳架結(jié)構(gòu),這是生物界特殊性的表現(xiàn)。這些大分子分開后,是沒有生命的,但當(dāng)他們有機(jī)的結(jié)合在一起,發(fā)生相互作用時(shí)就會(huì)表現(xiàn)出生命現(xiàn)象。(一)
水課本P501.含量:是各種細(xì)胞中含量最多的物質(zhì),占生物體重的60-95%。但不同生物細(xì)胞的含水量有所不同。同一生物的不同年齡階段的細(xì)胞含水量也不同。2.存在形式:自由水(多):可以自由流動(dòng)的水.結(jié)合水(少):與其他物質(zhì)如蛋白質(zhì)、多糖結(jié)合在一起,不能自由流動(dòng)的水。3.主要生理作用:結(jié)合水:構(gòu)成細(xì)胞的結(jié)構(gòu)成分①是細(xì)胞內(nèi)良好的溶劑,是代謝反應(yīng)的介質(zhì)。③參與生物化學(xué)反應(yīng):如光合作用。②
起運(yùn)輸作用:運(yùn)輸營養(yǎng)和廢物自由水:自由水與結(jié)合水的相對(duì)含量決定了細(xì)胞的代謝速度:自由水/結(jié)合水的比值高:代謝旺盛,但細(xì)胞抗逆性弱自由水/結(jié)合水的比值低:代謝緩慢,但細(xì)胞抗逆性強(qiáng)幼嫩的植物細(xì)胞含水量約70%水母細(xì)胞的含水量約97%(二)無機(jī)鹽課本P501.含量:很少,約占總鮮重的1~1.5%。2.存在形式:大多數(shù)是離子狀態(tài),少數(shù)是化合物狀態(tài)。3.主要生理作用:①是復(fù)雜化合物的重要組成部分(結(jié)構(gòu)成分)②對(duì)于維持生物體生命活動(dòng)有重要作用③維持細(xì)胞的滲透壓平衡④調(diào)節(jié)生物體內(nèi)或細(xì)胞的酸堿平衡血漿中Ca2+含量太低,哺乳動(dòng)物會(huì)出現(xiàn)抽搐的現(xiàn)象。Mg植物體缺Mg會(huì)影響光合作用,為什么?Fe2+是血紅蛋白分子的重要組成部分,缺乏會(huì)導(dǎo)致缺鐵性貧血。葉綠素分子(局部)地方性甲狀腺腫患者(三)糖類1.組成元素:C、H、O2.分類和功能:課本P56糖類是細(xì)胞生命活動(dòng)的主要能源物質(zhì)。(1)單糖:不能再水解的糖,可直接被細(xì)胞吸收。種類實(shí)例功能六碳糖葡萄糖(C6H12O6)、果糖、半乳糖等葡萄糖是細(xì)胞應(yīng)用最廣泛、普遍的能源物質(zhì),常被形容為“生命的燃料”五碳糖核糖(C5H10O5)脫氧核糖(C5H10O4)RNA的組成成分DNA的組成成分種類主要分布功能蔗糖甘蔗、甜菜等水解成單糖后氧化分解提供能量麥芽糖發(fā)芽的小麥等谷粒乳糖人和動(dòng)物乳汁(2)二糖(C12H22O11):由兩分子單糖脫水縮合成的糖。種類主要分布功能淀粉植物種子、變態(tài)莖或根、果實(shí)等植物體內(nèi)的儲(chǔ)能物質(zhì)纖維素植物莖稈和枝葉、細(xì)胞壁細(xì)胞壁的主要組成糖元人和動(dòng)物肝臟和肌肉動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的儲(chǔ)能物質(zhì)(3)多糖((C6H1005)n):由多個(gè)單糖脫水縮合成的糖,屬高分子化合物,是自然界含量最多的糖。(四)脂質(zhì)1.組成元素:C、H、O(N、P)2.分類和功能:課本P56
脂肪C、H的含量相對(duì)較高,含有更多的能量,1g脂肪在體內(nèi)儲(chǔ)存的體積是1g糖元的五分之一,而釋放的能量卻比糖元要多一倍多。脂肪是細(xì)胞中重要的儲(chǔ)能物質(zhì)。(1)脂肪-----儲(chǔ)能型脂質(zhì)(2)類脂-----結(jié)構(gòu)型脂質(zhì)(3)固醇-----功能型脂質(zhì)(五)蛋白質(zhì):有生物活性的有機(jī)高分子化合物1.蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)元素組成:C、H、O、N(P:與其他成分結(jié)合、S:可以全由氨基酸組成)
基本單位---------氨基酸化學(xué)結(jié)構(gòu)---------多肽空間結(jié)構(gòu)--------蛋白質(zhì)(高分子化合物)脫水縮合盤曲折疊氨基酸的結(jié)構(gòu)通式:CRH2NCOOHH每種氨基酸分子都至少都含有一個(gè)氨基,一個(gè)羧基,并且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上。α-氨基酸氨基酸的種類由R基決定,組成天然蛋白質(zhì)的氨基酸(α-氨基酸)約有20種。蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)一個(gè)氨基酸的羧基與另一個(gè)氨基酸的氨基脫掉一個(gè)水分子形成化合物的反應(yīng)稱為縮合??s合形成的化學(xué)鍵稱為肽鍵,形成的化合物稱為肽。
由兩個(gè)氨基酸縮合成的肽成為二肽,由多個(gè)氨基酸縮合成的肽成為多肽。組成多肽的氨基酸單元稱為氨基酸殘基。+-HOH甘氨酰甘氨酸肽鍵(二肽)(-CO-NH-)氨基酸形成蛋白質(zhì)的相關(guān)數(shù)量計(jì)算氨基數(shù)目肽鍵數(shù)目失去水分子數(shù)氨基酸平均相對(duì)分子質(zhì)量蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量氨基數(shù)目羧基數(shù)目1nn-1n-1aan-18(n-1)至少1個(gè)至少1個(gè)mnn-mn-maan-18(n-m)至少m個(gè)至少m個(gè)肽鏈條數(shù)項(xiàng)目蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)由一條或幾條多肽鏈經(jīng)盤曲折疊而形成,是具有一定空間結(jié)構(gòu)的有機(jī)高分子化合物。生命現(xiàn)象的多姿多彩就是由蛋白質(zhì)的多樣性來體現(xiàn)的。
蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的決定因素氨基酸種類氨基酸數(shù)目氨基酸排列次序肽鏈的空間結(jié)構(gòu)1、催化功能2、調(diào)節(jié)功能3、結(jié)構(gòu)功能4、運(yùn)輸功能5、運(yùn)動(dòng)功能6、免疫功能7、信息傳遞功能2.蛋白質(zhì)的功能------生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者(體現(xiàn)者)胃蛋白酶(催化)胰島素(調(diào)節(jié))膠原蛋白(結(jié)構(gòu))角蛋白(結(jié)構(gòu))血紅蛋白(運(yùn)輸)細(xì)胞膜上的載體(運(yùn)輸)肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白(運(yùn)動(dòng))抗體(免疫)膜上激素的受體(信息傳遞)膜上激素的受體(信息傳遞)激素受體實(shí)驗(yàn)二:檢測(cè)生物組織中的還原性糖、脂肪和蛋白質(zhì)一、實(shí)驗(yàn)原理:生物組織中的有機(jī)物與某些化學(xué)試劑能產(chǎn)生特定的顏色反應(yīng):1.葡萄糖+班氏試劑磚紅色沉淀還原性糖與Cu(OH)2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cu2O沉淀。還原糖:葡萄糖、果糖、麥芽糖等。(蔗糖、淀粉等無還原性。)2.脂肪+蘇丹Ⅲ染液橘黃色3.蛋白質(zhì)+雙縮脲試劑紫色在堿性溶液里,Cu2+與肽鍵作用生成紫色物質(zhì)。沸水浴1-2min實(shí)驗(yàn)二:檢測(cè)生物組織中的還原性糖、脂肪和蛋白質(zhì)二、用品分析1.實(shí)驗(yàn)材料的選擇首先要考慮生物組織中待鑒定物質(zhì)的含量,其次考慮顏色。(1)還原糖的鑒定:富含還原糖的白色組織,如梨、蘋果的果肉等。(2)脂肪的鑒定:富含脂肪且易切片的種子,如花生等。(3)蛋白質(zhì)的鑒定:植物材料常用豆汁,動(dòng)物材料常用蛋清。實(shí)驗(yàn)二:檢測(cè)生物組織中的還原性糖、脂肪和蛋白質(zhì)二、用品分析2.試劑(1)還原糖鑒定:班氏試劑(檸檬酸鈉、碳酸鈉、硫酸銅注:鹽類均為強(qiáng)堿弱酸鹽,呈弱堿性)或斐林試劑(甲液:0.1g/mLNaOH,乙液:0.05g/mLCuSO4)(2)脂肪鑒定:蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ(染脂肪為紅色)(3)蛋白質(zhì)鑒定:雙縮脲試劑(A液:0.1g/mLNaOH,B液:0.01g/mLCuSO4)實(shí)驗(yàn)二:檢測(cè)生物組織中的還原性糖、脂肪和蛋白質(zhì)三、實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果分析1.還原糖的鑒定(1)班氏試劑與斐林試劑使用方法的異同點(diǎn):異:班氏試劑可事先配置好后放存,斐林試劑必須現(xiàn)配先用,既鑒定前甲、乙兩液分開放置,鑒定時(shí)現(xiàn)將甲、乙兩液等量混合,然后再倒入組織樣液中。同:鑒定過程都需沸水浴加熱(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:淺藍(lán)色→棕色→磚紅色(沉淀)實(shí)驗(yàn)二:檢測(cè)生物組織中的還原性糖、脂肪和蛋白質(zhì)三、實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果分析2.脂肪的鑒定(1)既可鑒定組織樣液(花生種子勻漿)也可鑒定組織細(xì)胞(花生種子)中脂肪的存在。(2)鑒定花生種子細(xì)胞中的脂肪的一般步驟:切片→染色→洗浮色(注:由于染液為脂溶性,通常采用50%酒精溶液沖洗)→制片→顯微鏡觀察(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:組織樣液橘黃色(蘇丹Ⅲ)或紅色(蘇丹Ⅳ)
花生種子細(xì)胞中有橘黃色或紅色圓形液滴實(shí)驗(yàn)二:檢測(cè)生物組織中的還原性糖、脂肪和蛋白質(zhì)三、實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果分析3.蛋白質(zhì)的鑒定(1)雙縮脲試劑與斐林試劑使用的區(qū)別雙縮脲:在組織樣液中先加過量A液,混勻,再加少量B液,混勻。斐林試劑:甲、乙兩液混勻后再加入到組織樣液中。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:無色→淺藍(lán)色→紫色(六)核酸:有生物活性的有機(jī)高分子化合物1.核酸的種類和分布主要分布于細(xì)胞核,其余分布于核外如線粒體,葉綠體中主要分布于細(xì)胞質(zhì),少量分布于細(xì)胞核中(DNA)(RNA)脫氧核糖核酸
核糖核酸實(shí)驗(yàn)三:觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布一、實(shí)驗(yàn)原理:甲基綠、派洛寧為兩種堿性染料,可與酸性物質(zhì)結(jié)合從而使后者染上相應(yīng)顏色(注:堿性染料即是可使酸性物質(zhì)染色的染料,甲基綠、派洛寧其實(shí)均為酸性溶液)。甲基綠與DNA親和力高,使DNA顯示綠色;派洛寧與RNA親和力高,使RNA顯示紅色。二、實(shí)驗(yàn)過程:略三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果:細(xì)胞核-綠色-DNA
細(xì)胞質(zhì)-紅色-RNA元素組成---------C、H、O、N、P基本單位---------核苷酸化學(xué)結(jié)構(gòu)---------核苷酸鏈空間結(jié)構(gòu)---------核酸(高分子化合物)(六)核酸:有生物活性的有機(jī)高分子化合物2.核酸的結(jié)構(gòu)DNARNA基本元素C、H、O、N、P基本單位脫氧核糖核苷酸核糖核苷酸結(jié)構(gòu)雙螺旋單鏈完全水解磷酸脫氧核糖核糖A、T、C、GA、U、C、G染色劑甲基綠派洛寧分布主要在細(xì)胞核主要在細(xì)胞質(zhì)功能除朊病毒外所有生物的遺傳物質(zhì),對(duì)生物的遺傳變異和蛋白質(zhì)的生物合成有極其重要的作用核酸的基本單位----核苷酸
把核酸用核酸酶逐步水解,得到的初級(jí)水解產(chǎn)物叫核苷酸,這是構(gòu)成核酸的基本單位。最終水解產(chǎn)物是3類小分子有機(jī)物,分別是五碳糖、磷酸和含氮堿基。磷酸五碳糖含氮堿基核苷酸HOH脫氧核糖核苷酸核糖核苷酸核苷酸磷酸核苷五碳糖含氮堿基磷酸+含氮堿基+五碳糖=核苷酸核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu):核苷酸鏈核苷酸的連接方式:核苷酸之間以磷酸二酯鍵連接形成多核苷酸鏈。磷酸二酯鍵核苷酸鏈(成百上千個(gè)基本單位組成)核酸的空間結(jié)構(gòu)DNA:雙螺旋RNA:一般為單鏈三、核酸的功能—生命活動(dòng)的控制者
是除朊病毒外所有生物的遺傳物質(zhì),對(duì)生物的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成有著極其重要的作用有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物:同時(shí)含有兩種核酸,其中DNA是遺傳物質(zhì),RNA協(xié)助完成蛋白質(zhì)的生物合成,從而表現(xiàn)生命活動(dòng)。病毒DNA病毒RNA病毒DNA是遺傳物質(zhì)RNA是遺傳物質(zhì)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)組成細(xì)胞壁細(xì)胞膜細(xì)胞核細(xì)胞器細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)原生質(zhì)(原生質(zhì)體)植物細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)(非生命的結(jié)構(gòu))一、細(xì)胞壁
有細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的生物:原核生物(支原體除外)
原生生物中的藻類
真菌
植物
一、細(xì)胞壁的成分:細(xì)菌(原核生物)-肽聚糖
植物-纖維素和果膠(多糖聚合物)
二、細(xì)胞壁的作用:支持和保護(hù)
真菌-酵母菌以葡聚糖為主,高等真菌以幾丁質(zhì)為主二、細(xì)胞膜
(一)研究細(xì)胞膜的材料
哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞-除了細(xì)胞膜沒有其他膜結(jié)構(gòu)
提取細(xì)胞膜的方法:新鮮血液+抗凝劑→棄去上清液和血小板、白細(xì)胞→沉淀+蒸餾水→離心,取沉淀
糖脂-與免疫和細(xì)胞識(shí)別等有關(guān)
(二)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)
1.化學(xué)成分:主要是脂質(zhì)和蛋白質(zhì),還有少量糖類
脂質(zhì)
磷脂(主要)-細(xì)胞膜的基本骨架
膽固醇-影響細(xì)胞膜的流動(dòng)性和透性
蛋白質(zhì)
簡單蛋白質(zhì)-載體或通道,負(fù)責(zé)細(xì)胞內(nèi)
外的物質(zhì)運(yùn)輸
糖蛋白-與細(xì)胞識(shí)別、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)細(xì)胞膜功能的主要執(zhí)行者
糖類-與脂質(zhì)或蛋白質(zhì)結(jié)合,構(gòu)成糖被,負(fù)責(zé)細(xì)胞識(shí)別、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白質(zhì)分子以不同的深度覆蓋、鑲嵌或貫
(二)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)
2.結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
結(jié)構(gòu):液態(tài)鑲嵌模型磷脂雙分子層構(gòu)成細(xì)胞膜的基本骨架穿于磷脂雙分子層中
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):一定的流動(dòng)性原因:磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大多數(shù)可以運(yùn)動(dòng)證例:人-鼠細(xì)胞雜交實(shí)驗(yàn)
(三)細(xì)胞膜的功能1.屏障作用2.控制物質(zhì)交換3.接收和傳遞信息
(四)細(xì)胞膜的物質(zhì)運(yùn)輸功能單純擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散運(yùn)輸方向載體能量實(shí)例1、物質(zhì)運(yùn)輸?shù)姆绞礁呙芏取兔芏雀呙芏取兔芏炔恍璨恍栊璨恍鐷2O、CO2、O2、酒精、甘油、苯、VD等脂溶性小分子物紅細(xì)胞吸收葡萄糖穿膜運(yùn)輸被動(dòng)運(yùn)輸主動(dòng)運(yùn)輸高密度→低密度低密度→高密度需需小腸上皮細(xì)胞吸收Na+、K+、葡萄糖、氨基酸等細(xì)胞外→細(xì)胞內(nèi)不需需吞噬作用胞飲作用內(nèi)吞外排細(xì)胞內(nèi)→細(xì)胞外膜泡運(yùn)輸細(xì)菌、細(xì)胞碎片等大的固體顆粒蛋白質(zhì)等較小的顆?;蛞后w物質(zhì)運(yùn)輸方式分泌性蛋白如消化酶、激素、抗體等
(四)細(xì)胞膜的物質(zhì)運(yùn)輸功能1、物質(zhì)運(yùn)輸?shù)姆绞竭\(yùn)輸速度物質(zhì)濃度運(yùn)輸速度物質(zhì)濃度單純擴(kuò)散協(xié)助擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸時(shí)間細(xì)胞外濃度細(xì)胞內(nèi)濃度
物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞膜的主要方式:穿膜運(yùn)輸,尤其是主動(dòng)運(yùn)輸。
細(xì)胞膜控制物質(zhì)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)(功能特性):選擇透過性影響協(xié)助擴(kuò)散速度的因素:載體的數(shù)量影響主動(dòng)運(yùn)輸速度的因素:載體的數(shù)量與能量具有濃度差的溶液
物理性濾過膜
(四)細(xì)胞膜的物質(zhì)運(yùn)輸功能2、滲透作用
(1)概念:水分子或其他溶劑分子通過半透膜的擴(kuò)散
半透膜
生物性選擇透過性膜-必須有活性才有半透性
(2)條件-滲透系統(tǒng)
半透膜
半透膜兩側(cè)有存在濃度差的溶液
(3)動(dòng)植物細(xì)胞的滲透系統(tǒng)原生質(zhì)層半透膜細(xì)胞液外界溶液細(xì)胞膜細(xì)胞內(nèi)液外界溶液半透膜具有濃度差的溶液成熟植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞
(四)細(xì)胞膜的物質(zhì)運(yùn)輸功能2、滲透作用
(4)動(dòng)植物細(xì)胞的滲透作用
滲透方向:低濃度(水分子的高密度)→高濃度(水分子的低密度)在高濃度溶液中成熟植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞質(zhì)壁分離皺縮在低濃度溶液中已分離的細(xì)胞復(fù)原漲破
(四)細(xì)胞膜的物質(zhì)運(yùn)輸功能2、滲透作用
植物細(xì)胞的吸水方式及原理:吸水方式(主要)原理實(shí)例成熟植物細(xì)胞滲透吸水滲透作用表皮細(xì)胞、葉肉細(xì)胞、根尖成熟區(qū)細(xì)胞等未成熟植物細(xì)胞吸脹吸水親水性物質(zhì)(蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素等)結(jié)合水根尖、莖尖分生區(qū)細(xì)胞、形成層細(xì)胞、種子中的細(xì)胞
植物各部位細(xì)胞吸水能力的比較:葉>莖>根三、細(xì)胞質(zhì)(一)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)1、形態(tài):透明的溶膠狀2、成分:水、無機(jī)鹽、脂質(zhì)、糖類、氨基酸、核苷酸和多種酶3、作用1)具有較大的緩沖容量,為細(xì)胞內(nèi)各類生化反應(yīng)的正常進(jìn)行提供了相對(duì)穩(wěn)定的離子環(huán)境。2)許多代謝過程是在細(xì)胞基質(zhì)中完成的,如①蛋白質(zhì)的合成、②核酸的合成、③脂肪酸合成、④糖酵解、⑤磷酸戊糖途徑、⑥糖原代謝、⑦信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。3)供給細(xì)胞器行使其功能所需要的一切底物。4)細(xì)胞骨架參與維持細(xì)胞形態(tài),做為細(xì)胞器和酶的附著點(diǎn),并與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、物質(zhì)運(yùn)輸和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)。5)參與蛋白質(zhì)的合成、加工、運(yùn)輸、選擇性降解。4、特點(diǎn):不斷流動(dòng)。代謝越旺盛,流動(dòng)速度越快。適當(dāng)升溫可加快細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)的速度。(二)細(xì)胞器動(dòng)物細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)植物細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)線粒體高爾基體核糖體溶酶體中心體葉綠體液泡分布有與有氧呼吸有關(guān)的酶1.線粒體(1)分布:普遍存在于動(dòng)植物細(xì)胞中(各類真核細(xì)胞)(2)形態(tài):橢球形、棒形小體(3)功能:有氧呼吸的主要場(chǎng)所,是細(xì)胞的“動(dòng)力車間”結(jié)構(gòu)外膜:內(nèi)膜:基質(zhì):有少量DNA和RNA-遺傳上的半自主性屏障作用向內(nèi)折疊成嵴2.葉綠體(1)分布:(2)形態(tài)結(jié)構(gòu):(3)功能:植物細(xì)胞中(綠色部位)扁平的橢球形或球形小體
光合作用的場(chǎng)所,將光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能,是細(xì)胞內(nèi)的“養(yǎng)料制造車間”、“能量轉(zhuǎn)化車間”。結(jié)構(gòu)外膜、內(nèi)膜:屏障基質(zhì):有少量DNA和RNA-遺傳上的半自主性基粒:有類囊體構(gòu)成,膜上有色素分布有與光合作用有關(guān)的酶①增大了膜面積,為各種化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行提供了有利條件;②與蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和糖類的合成有關(guān),是細(xì)胞“有機(jī)物的合成車間”;③蛋白質(zhì)等物質(zhì)的運(yùn)輸通道。粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)單層膜圍成的網(wǎng)狀管道結(jié)構(gòu)3.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(1)分布:(2)形態(tài)結(jié)構(gòu):(3)功能:普遍存在于動(dòng)植物細(xì)胞中(各類真核細(xì)胞)(1)分布:(2)形態(tài)結(jié)構(gòu):(3)功能:普遍存在于動(dòng)植物細(xì)胞中(各類真核細(xì)胞)單層膜圍成的扁平囊和小泡組成的復(fù)合體動(dòng)物細(xì)胞中:參與分泌物(分泌蛋白)的形成植物細(xì)胞中:參與細(xì)胞壁的形成和分泌物的形成
主要是對(duì)來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工、分類、包裝、運(yùn)輸和分泌4.高爾基體(1)分布:(2)形態(tài)結(jié)構(gòu):(3)功能:存在于動(dòng)植物細(xì)胞中單層膜圍成的囊泡狀結(jié)構(gòu),內(nèi)有酸性水解酶細(xì)胞內(nèi)消化,是細(xì)胞內(nèi)的“酶?jìng)}庫”5.溶酶體①與植物的滲透吸水有關(guān)②植物除綠色以外的顏色主要由其決定③儲(chǔ)存營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物④維持細(xì)胞形態(tài)
單層膜圍成的泡狀結(jié)構(gòu),其內(nèi)液體稱細(xì)胞液,含有色素、有機(jī)小分子物質(zhì)和無機(jī)物等6.液泡(1)分布:(2)形態(tài)結(jié)構(gòu):(3)功能:植物細(xì)胞(成熟的植物細(xì)胞明顯)
合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所,是蛋白質(zhì)的“裝配機(jī)器”,其中附著核糖體合成分泌蛋白和細(xì)胞膜蛋白,游離核糖體合成細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核內(nèi)蛋白質(zhì)7.核糖體(1)分布:(2)形態(tài)結(jié)構(gòu):(3)功能:
所有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物都含有。附著在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或核膜上的稱附著核糖體,游離在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的稱游離核糖體無膜的橢球形粒狀小體蛋白質(zhì)、RNA大亞基小亞基不合成蛋白質(zhì)時(shí)合成蛋白質(zhì)時(shí)8.中心體(1)分布:(2)形態(tài)結(jié)構(gòu):(3)功能:動(dòng)物細(xì)胞和低等植物細(xì)胞中由兩個(gè)無膜結(jié)構(gòu)的相互垂直的短桿狀中心粒組成與細(xì)胞分裂過程中紡錘絲的形成有關(guān)動(dòng)植物細(xì)胞共有:高等植物細(xì)胞特有:動(dòng)物細(xì)胞與低等植物細(xì)胞特有:雙層膜:單層膜:無膜:有一定遺傳自主性(含有DNA、RNA):與能量轉(zhuǎn)換有關(guān):動(dòng)植物細(xì)胞均有但功能不完全相同:含色素:線粒體、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、溶酶體葉綠體、液泡中心體線粒體、葉綠體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、液泡、溶酶體核糖體、中心體葉綠體線粒體葉綠體、線粒體高爾基體葉綠體、液泡四、細(xì)胞核(一)結(jié)構(gòu)(二)功能:是遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存和復(fù)制的場(chǎng)所,是細(xì)胞遺傳特性和代謝活動(dòng)的控制中心,在細(xì)胞的生命活動(dòng)中起著決定性的作用生物膜系統(tǒng):
細(xì)胞的各種膜結(jié)構(gòu)如細(xì)胞膜、核膜及膜性細(xì)胞器組成了在結(jié)構(gòu)和功能上有一定聯(lián)系的統(tǒng)一整體,即生物膜系統(tǒng)。細(xì)胞膜系統(tǒng)增強(qiáng)了細(xì)胞內(nèi)酶的附著面積,有利于細(xì)胞內(nèi)代謝的順利進(jìn)行;同時(shí),可使細(xì)胞內(nèi)生化反應(yīng)區(qū)域化、秩序化。
合成的分泌蛋白運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外的過程示意圖核糖體:合成初級(jí)蛋白質(zhì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng):蛋白質(zhì)的加工、運(yùn)輸(較成熟的蛋白質(zhì))高爾基體:進(jìn)一步加工和分泌(成熟的蛋白質(zhì))細(xì)胞外線粒體提供能量
原生生物(如草履蟲、變形蟲、衣藻等)
真菌(如酵母菌、霉菌、食用菌等)植物(如苔蘚、蕨類、種子植物等)動(dòng)物(如多孔動(dòng)物、腔腸動(dòng)物、軟體動(dòng)物、兩棲、魚類、鳥類、哺乳動(dòng)物等)原核生物真核生物細(xì)菌(球菌、桿菌、螺旋菌)藍(lán)藻(如顫藻、色球藻、念珠藻、發(fā)菜)支原體(無細(xì)胞壁,最小的可自己合成ATP的細(xì)胞,如肺炎支原體)衣原體(不能合成生物能量,寄生,有DNA、RNA兩種核酸
)立克次氏體放線菌五、原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的區(qū)別原核細(xì)胞真核細(xì)胞細(xì)胞大小細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁細(xì)胞膜細(xì)胞器細(xì)胞核小(0.2~10μm)大(20~30μm)主要成分為肽聚糖主要成分為纖維素、果膠主要成分為蛋白質(zhì)、脂質(zhì),原核細(xì)胞相對(duì)表面積大一些有核膜、核仁(具有成形的完整的細(xì)胞核),有染色體復(fù)雜,具有各種膜性細(xì)胞器無核膜、核仁(不具成形的細(xì)胞核,只有擬核),只有環(huán)狀DNA,無染色體簡單,只有核糖體,沒有具膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器五、原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的區(qū)別多肽的合成(初級(jí)蛋白質(zhì))附著核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體小泡細(xì)胞膜上溶酶體游離核糖體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞核內(nèi)線粒體、葉綠體等細(xì)胞器細(xì)胞外多肽的合成蛋白質(zhì)加工、修飾蛋白質(zhì)的分選、運(yùn)輸?shù)鞍踪|(zhì)的加工、修飾(初級(jí)蛋白質(zhì))(成熟蛋白質(zhì))(成熟蛋白質(zhì))細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)分泌性蛋白細(xì)胞內(nèi)蛋白染色質(zhì)與染色體的關(guān)系:同一種物質(zhì)在不同時(shí)期細(xì)胞中的兩種形態(tài)染色質(zhì)染色體螺旋化,縮短變粗解螺旋(間期)(分裂期)細(xì)絲狀棒狀、桿狀頭部(磷酸)-親水尾部(脂肪酸)-疏水
磷脂分子的特點(diǎn):
細(xì)胞膜內(nèi)外是水溶液,所以磷脂分子排布成兩層,親水性頭部分別朝向膜內(nèi)外的水溶液,疏水性的尾部相對(duì),內(nèi)部無水。水水水
磷脂分子在細(xì)胞膜上雙層排布的證明:
將紅細(xì)胞膜中的磷脂抽提出來,在水面上鋪成單分子層,其面積是紅細(xì)胞膜表面積的兩倍。細(xì)胞的新陳代謝一、細(xì)胞中的能源物質(zhì)(一)細(xì)胞中的ATPATP-三磷酸腺苷,A-腺苷,T-三,P-磷酸1.ATP的結(jié)構(gòu)
腺嘌呤核糖腺苷三個(gè)磷酸基A-P~P~PATP結(jié)構(gòu)簡式:高能磷酸鍵(30.54KJ/mol)2.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化A-P~P~PA-P~P+PiH2OH2O能量用于各種耗能的生命活動(dòng)肌肉收縮細(xì)胞分裂主動(dòng)運(yùn)輸神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)合成大分子物質(zhì)生物發(fā)光能量水解酶合成酶光能光合作用化學(xué)能糖類、脂肪、蛋白質(zhì)CO2、H2O、尿素細(xì)胞呼吸(生物氧化)ATP+H2OADP+Pi+能量酶意義:ATP在細(xì)胞中含量很少,但通過與ADP的相互轉(zhuǎn)化,使細(xì)胞內(nèi)的ATP總是處于動(dòng)態(tài)平衡之中,從而保證了細(xì)胞能量的持續(xù)供應(yīng)。3.ATP的生理作用
所有生物生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)ATP含量穩(wěn)定、移動(dòng)迅速、供能高效,是細(xì)胞內(nèi)能量釋放、轉(zhuǎn)移和利用的中心物質(zhì),其他能源物質(zhì)含有的能量都要先轉(zhuǎn)移到ATP中才能進(jìn)而被生命活動(dòng)利用,因此,ATP是細(xì)胞中的“能量通貨”。(二)細(xì)胞中的能源物質(zhì)ATP-直接能源物質(zhì)
糖類-主要能源物質(zhì)
脂肪-重要儲(chǔ)能物質(zhì)
蛋白質(zhì)-其他能源物質(zhì)(很少做能源物質(zhì),主要功能是結(jié)構(gòu)物質(zhì)和功能物質(zhì))
糖類、脂肪和蛋白質(zhì)作為能源物質(zhì)使用時(shí)的先后順序:糖類→脂肪→蛋白質(zhì)
所有能源物質(zhì)中能量的最終來源-太陽能二、酶在代謝中的作用(一)酶的概念產(chǎn)生場(chǎng)所:活細(xì)胞作用:催化作用化學(xué)本質(zhì):生物大分子蛋白質(zhì)(絕大多數(shù))RNA(少數(shù))二、酶在代謝中的作用(二)酶的特性1.高效性:少量酶可以迅速催化大量底物反應(yīng)原理:(1)酶使底物彼此靠近,提高反應(yīng)中心局部區(qū)域的底物濃度
(2)使底物分子中的敏感鍵發(fā)生“變形”,從而容易斷裂
(3)更顯著地降低反應(yīng)的活化能,底物可以越過較低的“能閾”而形成產(chǎn)物S(底物)+E→S-E→E+P(產(chǎn)物)活潑的中間產(chǎn)物二、酶在代謝中的作用(二)酶的特性2.專一性:一種酶只能催化一種或一類底物的反應(yīng)
原理:一把“鑰匙”開一把“鎖”,結(jié)構(gòu)上契合。
只能催化一種反應(yīng)的酶:過氧化氫酶、脲酶、麥芽糖酶等
能催化一類反應(yīng)的酶:胃蛋白酶、胰蛋白酶能催化多種蛋白質(zhì)的水解
探究活動(dòng):比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率序號(hào)項(xiàng)目試管1試管21注入過氧化氫溶液2ml2ml2滴加新鮮的肝臟研磨液2滴滴入氯化鐵溶液2滴3觀察試管內(nèi)氣泡的產(chǎn)生情況;將點(diǎn)燃但無火焰的衛(wèi)生香分別放入1、2號(hào)試管內(nèi)液面的上方,觀察并記錄衛(wèi)生香燃燒情況氣泡產(chǎn)生多且快;衛(wèi)生香燃燒猛烈。氣泡產(chǎn)生少且慢;衛(wèi)生香燃燒微弱。二、酶在代謝中的作用(二)酶的特性2.專一性:一種酶只能催化一種或一類底物的反應(yīng)
原理:一把“鑰匙”開一把“鎖”,結(jié)構(gòu)上契合。
只能催化一種反應(yīng)的酶:過氧化氫酶、脲酶、麥芽糖酶等
能催化一類反應(yīng)的酶:胃蛋白酶、胰蛋白酶能催化多種蛋白質(zhì)的水解
探究活動(dòng):探究唾液淀粉酶的專一性序號(hào)項(xiàng)目試管1試管210.5%可溶性淀粉溶液2ml2蔗糖溶液2ml3體積分?jǐn)?shù)為0.5%唾液1ml1ml4班氏試劑4-5滴4-5滴5沸水浴加熱1-2min1-2min6觀察溶液顏色變化有磚紅色沉淀無磚紅色沉淀01020304050二、酶在代謝中的作用(三)影響酶活性的因素1.溫度
最適溫度
最適溫度:在一定條件下,每種酶在某一特定的溫度時(shí)活性最大,該溫度稱為酶的最適溫度。在達(dá)到最適溫度前,酶的活性隨溫度的升高而升高,超過最適溫度,酶的活性隨溫度的升高而降低,直至完全失活。
低溫使酶的活性降低,但不破壞酶的結(jié)構(gòu),溫度升高后,酶的活性可恢復(fù);高溫(一般超過60℃)破壞酶的空間結(jié)構(gòu),使酶不可逆的失活。
溫度(℃)酶活性
探究活動(dòng):溫度對(duì)唾液淀粉酶活性的影響序號(hào)項(xiàng)目試管1試管2試管310.5%可溶性淀粉溶液2ml2ml2ml2置于相應(yīng)溫度的水浴中5min0℃37℃100℃3體積分?jǐn)?shù)為0.5%唾液1ml1ml1ml4置于相應(yīng)溫度的水浴中5min0℃37℃100℃5滴加碘液4-5滴4-5滴4-5滴6觀察溶液顏色變化變藍(lán)不變藍(lán)變藍(lán)二、酶在代謝中的作用(三)影響酶活性的因素2.pH酶活性pH
最適pH:在一定條件下,每種酶在某一特定的pH時(shí)活性最大,該pH稱為酶的最適pH。酶對(duì)環(huán)境這的pH十分敏感。酶只有在一定pH范圍內(nèi)才能表現(xiàn)活性。即使在這個(gè)有限的pH范圍內(nèi),酶的活性也要隨環(huán)境pH的變動(dòng)而有所不同。
最適pH
一般來說,酶的最適pH在4-8之間,pH過高過低都會(huì)破壞酶的空間結(jié)構(gòu)從而使酶失活。胃蛋白酶的最適pH:1.9唾液淀粉酶的最適pH:7.1胰蛋白酶的最適pH:8.1
探究活動(dòng):pH對(duì)唾液淀粉酶活性的影響序號(hào)項(xiàng)目試管1試管2試管310.5%可溶性淀粉溶液2ml2ml2ml2加入相應(yīng)pH的緩沖液3ml27113體積分?jǐn)?shù)為0.5%的唾液1ml1ml1ml4班氏試劑4-5滴4-5滴4-5滴5沸水浴1-2min1-2min1-2min6觀察溶液顏色變化無磚紅色沉淀有磚紅色沉淀無磚紅色沉淀
三、光合作用
(一)光合作用的發(fā)現(xiàn)1.1642海爾蒙特(比利時(shí))H2O是合成植物體的原料2.1771普里斯特利(英)植物能“凈化”空氣(放氧)1779英格豪斯(英)植物只能在光下“凈化”空氣3.1864薩克斯(德)光合作用產(chǎn)物有淀粉,條件需要光4.1880恩吉爾曼(德)葉綠體是光合作用的場(chǎng)所,光是條件5.1941魯賓和卡門(美)光合作用產(chǎn)物O2中的O全部來自H2O同位素示蹤法:是利用放射性元素作為示蹤劑對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行標(biāo)記的微量分析方法。能準(zhǔn)確定量地測(cè)定代謝物質(zhì)的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)變
三、光合作用實(shí)驗(yàn):準(zhǔn)備甲、乙兩套裝置(甲裝置的槽里盛的是氫氧化鈉溶液,乙裝置的槽里盛的是清水),把它們同時(shí)放在黑暗處一晝夜,然后一起移到光下。幾小時(shí)以后,檢驗(yàn)甲、乙裝置里的葉片中產(chǎn)生淀粉的情況,發(fā)現(xiàn)乙有淀粉產(chǎn)生。甲NaOH乙清水結(jié)論:光合作用需要CO2葉綠體
三、光合作用
(一)光合作用概念和總反應(yīng)式
反應(yīng)物:CO2和H2O
產(chǎn)物:糖類等有機(jī)物和O2
場(chǎng)所:葉綠體
動(dòng)力:太陽能
總反應(yīng)式:CO2+H2O(CH2O)+O2光能CO2+2H2O(CH2O)+O2+H2O光能葉綠體光合作用是自然界最基本的物質(zhì)和能量代謝。
(三)葉綠體的結(jié)構(gòu)質(zhì)體葉綠體:葉綠素、類胡蘿卜素有色體:類胡蘿卜素白色體:無色素膜上有色素和光反應(yīng)的酶,是光反應(yīng)的場(chǎng)所基質(zhì)~葉綠體雙層膜:選擇性控制物質(zhì)進(jìn)出類囊體基?!|(zhì):有暗反應(yīng)的酶,是暗反應(yīng)的場(chǎng)所;有少量DNA和RNA、核糖體,能自主合成自身的一部分蛋白質(zhì),有一定遺傳自主性
(三)葉綠體的結(jié)構(gòu)胡蘿卜素
三、光合作用
(四)葉綠體中的色素葉綠體中的色素葉綠素類胡蘿卜素葉綠素a葉綠素b(3/4)(1/4)(3/4)(1/4)葉黃素(2/3)(1/3)藍(lán)綠色黃綠色黃色橙黃色主要吸收紅光和藍(lán)紫光主要吸收藍(lán)紫光葉綠體中色素具有吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能的功能。同時(shí)根據(jù)功能的不同,可將其分為兩類:1、天線分子:全部類胡蘿卜素、葉綠素b和絕大部分葉綠素a作用:吸收、傳遞光能2、少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠素a作用:接收、轉(zhuǎn)化光能
實(shí)驗(yàn):葉綠體色素的提取和分離目的要求:1、掌握提取和分離葉綠體色素的方法2、了解葉綠體中色素的種類實(shí)驗(yàn)原理:1、提取原理:葉綠體中的兩類色素都不溶于水,而溶于有機(jī)溶劑,所以可以用丙酮或無水乙醇等有機(jī)溶劑提取色素。2、分離原理:各種色素在層析液中的溶解度不同,因而它們隨層析液在濾紙條上的擴(kuò)散速度也不同,經(jīng)過一段時(shí)間后,可將各種色素分開。
實(shí)驗(yàn):葉綠體色素的提取和分離活動(dòng)程序:(一)提取色素1、取材、稱量、去主脈、剪碎。
取材原則:新鮮濃綠的葉片(也可將葉片烘干后磨成粉末提取)2、研磨:
石英砂的作用:增加摩擦力,使研磨更充分。
碳酸鈣粉的作用:中和細(xì)胞液中的酸性物質(zhì),防止葉綠素遭破壞。丙酮(無水乙醇)的作用:溶解并提取色素??焖俣浞盅心サ哪康模菏股爻浞秩芙庠谌軇┲型瑫r(shí)防止溶劑揮發(fā)。
實(shí)驗(yàn):葉綠體色素的提取和分離活動(dòng)程序:(一)提取色素3、過濾、收集濾液:
試管口塞上脫脂棉的目的:防止溶劑揮發(fā)。試管避光保存目的:防止葉綠素見光分解。(二)分離色素------紙層析法4、制備濾紙條:鉛筆劃線的目的:標(biāo)記畫濾液細(xì)線的位置。濾紙條一端減去兩角的目的:防止層析液在濾紙條的邊緣處擴(kuò)散過快,使分離后的色素帶平直。
實(shí)驗(yàn):葉綠體色素的提取和分離活動(dòng)程序:(二)分離色素
5、畫濾液細(xì)線:目的:將色素轉(zhuǎn)移到濾紙條上。注意事項(xiàng)(1)盡量畫得細(xì)且直;(2)重復(fù)畫線,目的使增加濾紙條上的色素量,注意每次重復(fù)畫線前都必須在前一次畫的線干燥后進(jìn)行。6、層析:層析液不能沒過濾液細(xì)線的原因:如果沒過濾液細(xì)線,細(xì)線中色素分子將會(huì)溶解在層析液中,不會(huì)在濾紙條上擴(kuò)散。燒杯口要蓋上培養(yǎng)皿蓋的原因:防止層析液揮發(fā)。7、觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果:胡蘿卜素(橙黃色)葉黃素(黃色)葉綠素a(藍(lán)綠色)葉綠素b(黃綠色)濾液細(xì)線CO2C52C3O2H2O光光NADP+NADPH光反應(yīng)暗反應(yīng)ATPADP+PieH+(CH2O)
三、光合作用
(五)光合作用的過程酶酶酶酶多種酶固定還原更新類囊體膜葉綠體基質(zhì)CO2C5C3O2H2O(CH2O)eH+ATP、NADPHADP、NADP+(五)光合作用的過程光反應(yīng)暗反應(yīng)(卡爾文循環(huán))光光能電能活躍化學(xué)能穩(wěn)定化學(xué)能CO2和H2O(CH2O)和O2注:在有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中,得氫得電子即為被還原,得氧為被氧化。(二磷酸核酮糖)RuBP(3-磷酸甘油酸)PGANADP++2e+H+NADPH酶光反應(yīng)
場(chǎng)所:葉綠體類囊體的膜上
條件:光、色素、酶
物質(zhì)變化:2H2O4H++4e+O2光ADP+Pi+電能ATP酶
能量變化:光能→電能→ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能暗反應(yīng)
場(chǎng)所:葉綠體基質(zhì)中
條件:酶
物質(zhì)變化:CO2C52C3(CH2O)固定還原ATP、NADPH更新
能量變化:ATP、NADPH中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能
三、光合作用(六)影響光合作用的因素1.葉齡葉齡光合速率
隨著葉齡的增大,葉的面積逐漸增大,葉內(nèi)葉綠體的數(shù)量和葉綠素的含量都不斷增加,光合效率也隨之增加,到成熟時(shí)達(dá)到最大光合效率,之后隨著葉片的衰老,葉綠素不斷被分解,光合作用效率隨之下降。內(nèi)部因素:
2.色素(主要限制光反應(yīng))
3.酶、C5(主要限制暗反應(yīng))(五)影響光合作用的因素內(nèi)部因素1.光照強(qiáng)度A光補(bǔ)償點(diǎn)B光飽和點(diǎn)光強(qiáng)吸收CO2CO2放出凈光合速率
在一定范圍內(nèi),光合作用速率隨著光照強(qiáng)度的增加而加快,在光補(bǔ)償點(diǎn),光合速率等于呼吸速率,當(dāng)超過光飽和點(diǎn)后,光合速率不再隨光照強(qiáng)度增加而增加。(此時(shí)主要受酶和色素的含量、溫度、CO2濃度等因素的限制)陽生植物陰生植物外界因素2.CO2濃度CO2飽和點(diǎn)ACO2濃度0光合速率
CO2含量很低時(shí),綠色植物不能制造有機(jī)物,只有當(dāng)外界CO2濃度達(dá)到一定值后,光合作用才啟動(dòng)、在一定濃度范圍內(nèi),隨著CO2濃度的增加,光合作用速率加快,到了CO2飽和點(diǎn)后,光合作用不再隨CO2濃度的增加而增加。(此時(shí)主要受光照強(qiáng)度、酶和色素的含量、溫度等其他因素的限制)陽生植物陰生植物最適溫度溫度光合速率3.溫度
溫度影響酶的活性,從而也影響光合速率。在一定溫度范圍內(nèi),光合速率隨著溫度的升高而加快,在最適溫度下,光合速率最快,之后隨著溫度的升高,光合作用的速率下降。4.水分
水是光合作用重要的反應(yīng)物,又可影響氣孔的開閉,間接影響CO2的吸收,還可影響光合產(chǎn)物的運(yùn)輸,從而影響光合速率。(反應(yīng)產(chǎn)物的濃度過高會(huì)減慢反應(yīng)的進(jìn)行)5.礦質(zhì)元素
礦質(zhì)元素直接或間接地影響光合速率N:光合作用酶、色素、ATP、NADPH的組成成分P:光合膜的基本支架磷脂、ATP、NADPH的組成成分K:影響糖類的轉(zhuǎn)變和運(yùn)輸,間接影響光合速率Mg:葉綠素的組成成分
三、光合作用(六)光合作用的意義1.制造有機(jī)物2.轉(zhuǎn)變光能3.環(huán)境保護(hù)4.推動(dòng)生物進(jìn)化水生陸生無氧呼吸型有氧呼吸型光合作用(O2)光合作用(O3)(七)化能合成作用除了綠色植物,自然界中少數(shù)種類的細(xì)菌,雖然細(xì)胞中沒有葉綠素,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。CO2+H2O(CH2O)+O2光能化學(xué)能
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