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第第頁共68頁類脂中的磷脂:是構(gòu)成生物膜的重要物質(zhì),所有細(xì)胞都含有磷脂。固醇類:在細(xì)胞的營(yíng)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(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。腎上腺皮質(zhì)激素:控制糖類和無機(jī)鹽的代謝,增強(qiáng)機(jī)體的防御功能。(必修3)醛固酮:吸Na+排K+。(必修3)4、【實(shí)驗(yàn)】脂肪的鑒定l原理:脂肪+蘇丹III染液一橘黃色脂肪+蘇丹W染液一紅色l過程:(人教版)方法一:花生種子勻漿+3滴蘇丹III染液一橘黃色方法二: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:①選取最薄的切片②在切片上滴2-3滴蘇丹III染液(染色3min)③去浮色(1-2滴體積分?jǐn)?shù)50%的酒精溶液)④制成臨時(shí)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、0、N外,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。(2)氨基酸的結(jié)構(gòu)通式:。(3)氨基酸的判斷:同時(shí)有氨基和羧基②至少有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連在同一個(gè)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(-C0-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)二肽:由2個(gè)氨基酸分子組成的肽鏈。多肽:由n(n23)個(gè)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(jì)算:(1)有關(guān)氨基酸脫水縮合反應(yīng)的計(jì)算一個(gè)蛋白質(zhì)分子中肽鍵數(shù)(脫去的水分子數(shù))=氨基酸數(shù)一肽鏈條數(shù)。一個(gè)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)分子量二氨基酸數(shù)X氨基酸平均分子量一脫去的水分子數(shù)X18(注意:有時(shí)還要考慮肽鏈之間形成化學(xué)鍵導(dǎo)致的分子量的減少)(2)氨基酸數(shù)目與相應(yīng)的DNA和mRNA片段中堿基數(shù)目的關(guān)系DNA(基因)堿基數(shù):mRNA堿基數(shù):蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)二6:3:1注意:以上方法算出的DNA中堿基數(shù)是“至少”數(shù)目,原因是①DNA中有的片段是無效片段,不能轉(zhuǎn)錄出mRNA;在基因片段中,有的片段起調(diào)控作用,不轉(zhuǎn)錄;轉(zhuǎn)錄出的mRNA中有終止密碼子,終止密碼子不決定氨基酸。所以,DNA或基因上堿基數(shù)比蛋白質(zhì)中氨基酸6倍多。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(zhǎng)、分化、遺傳信息的表達(dá)。催化功能:如酶。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。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。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(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。7.蛋白質(zhì)研究的新進(jìn)展:8、【實(shí)驗(yàn)】蛋白質(zhì)鑒定l原理:蛋白質(zhì)+雙縮脲試劑一紫色注:雙縮脲試劑的使用:成分:O.lg/mLNaOH溶液、O.Olg/mLCuS04溶液、(A液)(B液)使用:分開使用,先加1mL0.1g/mLNaOH溶液,再加4滴0.01g/mLCuSO4溶液。條件:(不需要隔水加熱)l過程選材與制備: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lml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、0、N、P5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(腺嘌吟)、G(鳥嘌吟)、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(zhǎng)鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)一般是一條核糖核苷酸長(zhǎng)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(shí),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。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(dòng)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(shí)驗(yàn)】觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布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過程:1、制片:在潔凈的載玻片上滴一滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的NaCl溶液。用消毒牙簽在自己漱凈的口腔內(nèi)側(cè)壁上輕輕地刮幾下,把牙簽上附有碎屑的一端,放在上述載玻片上的液滴中涂抹幾下。點(diǎn)燃酒精燈,將涂有口腔上皮細(xì)胞的載玻片烘干。2、水解①在小燒杯中加入30ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的鹽酸將烘干的載玻片放入小燒杯中。在大燒杯中加入301溫水。將盛有鹽酸和載玻片的小燒杯放在大燒杯中保溫5min。3、沖洗涂片用蒸餾水的緩水流沖洗載玻片10s。4、染色①用吸水紙吸去載玻片上水分。將甲基綠吡羅紅染色劑滴兩滴在載玻片上,染色5min。吸去多余染色劑,蓋上蓋玻片。5、觀察①低倍鏡觀察:選擇染色均勻,色澤淺的區(qū)域,移至視野中央,將物象像調(diào)節(jié)清晰。換用髙倍鏡觀察:調(diào)節(jié)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋,觀察細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的染色情況。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。三、常用染色劑及其作用染色劑或指示劑作用對(duì)象顏色變化斐林試劑(或班氏試劑)還原糖磚紅色(50-651水浴加熱)蘇丹111(蘇丹W)脂肪橘黃色(紅色)雙縮脲試劑蛋白質(zhì)紫色甲基綠DNA綠色吡羅紅RNA紅色健那綠線粒體藍(lán)綠色重鉻酸鉀乙醇灰綠色溴麝香草酚藍(lán)C02由藍(lán)變綠再變黃二苯胺試劑提取的DNA藍(lán)色(沸水浴加熱)第三章細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能第一節(jié)生命活動(dòng)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(guó)的科學(xué)家胡克;l細(xì)胞學(xué)說的建立者是德國(guó)的科學(xué)家施萊登和施旺。施旺、施萊登提出“一切動(dòng)物和植物都是由細(xì)胞構(gòu)成的,細(xì)胞是一切動(dòng)植物的基本單位”。l在此基礎(chǔ)上德國(guó)的魏爾肖總結(jié)出:“細(xì)胞只能來自細(xì)胞”,細(xì)胞是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的生命活動(dòng)的基本單位。這被認(rèn)為是對(duì)細(xì)胞學(xué)說的重要補(bǔ)充。(人教版:對(duì)細(xì)胞學(xué)說的闡述:l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。l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。l新細(xì)胞可以從老細(xì)胞中產(chǎn)生。細(xì)胞學(xué)說的建立過程,是一個(gè)在科學(xué)探究中開拓、繼承、修正和發(fā)展的過程,具體建立過程如下:l從人體的解剖和觀察入手:比利時(shí)維薩里——《人體構(gòu)造》揭示人體在器官水平的結(jié)構(gòu);法國(guó)比夏指出器官由組織構(gòu)成,把組織分為21種。l顯微鏡下的重大發(fā)現(xiàn):英國(guó)科學(xué)家虎克;荷蘭磨鏡技師列文虎克用自制顯微鏡觀察了細(xì)菌、紅細(xì)胞和精子等;l理論思維和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)合:施萊登和施旺l細(xì)胞學(xué)說在修正中前進(jìn):魏爾肖)2、意義:它使動(dòng)物和植物統(tǒng)一到細(xì)胞的基礎(chǔ)上,對(duì)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(duì)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)x目鏡的放大倍數(shù)(2)物鏡越長(zhǎng),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(shí)際材料上下、左右都是顛倒的(4)高倍物鏡使用順序:低倍鏡f標(biāo)本移至中央f髙倍鏡f大光圈,凹面鏡f細(xì)準(zhǔn)焦螺旋(5)污點(diǎn)位置的判斷:移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)法三、【實(shí)驗(yàn)】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)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(diǎn)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(dòng)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(dòng)物、植物、真菌相同點(diǎn)①都有相似的細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)②都有與遺傳關(guān)系密切的DNA分子人教版: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(yíng)養(yǎng)化,會(huì)長(zhǎng)出水華,影響水質(zhì)和水中動(dòng)物的生活,其中有多種藍(lán)藻。細(xì)菌中的絕大多數(shù)是營(yíng)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(dòng)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:糖分子與蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白。(注:糖蛋白與細(xì)胞識(shí)別有關(guān))3、特點(diǎn):(1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn):具有一定的流動(dòng)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(dòng)的);(2)功能特點(diǎn):具有選擇透過性。4、功能:(人教版)①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(duì)穩(wěn)定性??刂莆镔|(zhì)的進(jìn)出;如:細(xì)胞需要的營(yíng)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a.通過體液的作用來完成間接交流:如激素、遞質(zhì)(如圖A)b.相鄰細(xì)胞間直接接觸,通過與細(xì)胞膜結(jié)合的信號(hào)分子影響其他細(xì)胞:如免疫細(xì)胞間的識(shí)別、精子與卵細(xì)胞間的識(shí)別和結(jié)合(如圖B)c.相鄰細(xì)胞間形成通道使細(xì)胞相互溝通,通過攜帶信息的物質(zhì)來交流信息:如植物細(xì)胞間的胞間連絲(如圖C)注:受體的化學(xué)本質(zhì)是細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)和糖類結(jié)合形成的糖蛋白。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(duì)植物細(xì)胞有支持和保護(hù)的功能。5、【實(shí)驗(yàn)】體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法(人教版)(1)選材:哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞。原因是①哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核和具有膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器,可以得到純凈的細(xì)胞膜;動(dòng)物細(xì)胞沒有細(xì)胞壁,省去了去除細(xì)胞壁的麻煩,且無細(xì)胞壁的支持、保護(hù),細(xì)胞易吸水漲破;紅細(xì)胞數(shù)量大,材料易得。(2)實(shí)驗(yàn)原理:細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)具有一定的濃度。把細(xì)胞放入清水中,細(xì)胞由于吸水而漲破,除去細(xì)胞內(nèi)的其他物質(zhì),得到細(xì)胞膜。(3)實(shí)驗(yàn)步驟:選材:豬(或牛、羊、人等哺乳動(dòng)物)新鮮的紅細(xì)胞稀釋液(血液加適量的生理鹽水:a.使紅細(xì)胞分散開,不易凝集成塊;b.使紅細(xì)胞暫時(shí)維持原有形態(tài)。)②制作裝片:用滴管取一滴紅細(xì)胞稀釋液滴在載玻片上,蓋上蓋玻片。③觀察:用顯微鏡觀察紅細(xì)胞的形態(tài)(低倍鏡f髙倍鏡)滴清水:在蓋玻片的一側(cè)滴,在另一側(cè)用吸水紙吸引。觀察:持續(xù)觀察細(xì)胞的變化。(4)結(jié)果:凹陷消失,體積增大,細(xì)胞破裂,內(nèi)容物流出,獲得細(xì)胞膜。(二)細(xì)胞質(zhì):是指細(xì)胞膜以內(nèi),細(xì)胞核以外的部分,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(dòng)提供了重要的代謝反應(yīng)場(chǎng)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(dòng)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(chǎng)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(dòng)所需能量大約95%來自線粒體。分布:動(dòng)、植物細(xì)胞。特點(diǎn):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(chǎng)所。分布:主要存在于植物的葉肉細(xì)胞中。特點(diǎn):含少量DNA和RNAl【實(shí)驗(yàn)】用髙倍鏡觀察葉綠體和線粒體(人教版)1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私馊~綠體和線粒體的形態(tài)和分布。2、實(shí)驗(yàn)材料選取觀察葉綠體:常選用蘚類葉片(很薄,僅有一兩層細(xì)胞),或菠菜葉稍帶些葉肉的下表皮。觀察線粒體:人的口腔上皮細(xì)胞。3、染色劑:觀察葉綠體時(shí),由于葉綠體本身含有色素,呈綠色,所以不需要染色。觀察線粒體時(shí),用健那綠染液染色。(健那綠是用于線粒體染色的專一性活細(xì)胞染料,能將線粒體染成藍(lán)綠色)4、實(shí)驗(yàn)流程(1)觀察葉綠體①制作臨時(shí)裝片:載玻片中央滴一滴清水f將蘚類小葉或菠菜葉稍帶些葉肉的下表皮放入水滴中并展平f蓋上蓋玻片。觀察:先用低倍鏡觀察后再用髙倍鏡觀察。(2)觀察線粒體①制作臨時(shí)裝片:載玻片中央滴一滴健那綠染液f用消毒牙簽在漱凈的口腔內(nèi)側(cè)壁后涂于染液中f蓋上蓋玻片②觀察:先用低倍鏡觀察后再用髙倍鏡觀察。髙倍鏡下可見被染成藍(lán)綠色的線粒體。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:①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;②合成和加工蛋白質(zhì)(形成蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu))、與脂質(zhì)的合成有關(guān)。分布:動(dòng)、植物細(xì)胞。l髙爾基體:結(jié)構(gòu):由扁平小囊和小泡組成。功能:①與動(dòng)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(dòng)、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):?jiǎn)螌幽?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(dòng)、植物細(xì)胞。(3)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(chǎng)所。分布:動(dòng)、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(gè)垂直排列的中心粒及其周圍物質(zhì)組成。功能:與動(dòng)物細(xì)胞的有絲分裂有關(guān)。分布:動(dòng)物細(xì)胞。(注:低等植物細(xì)胞中也有)小結(jié):1、高等動(dòng)、植物細(xì)胞區(qū)別:高等動(dòng)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)構(gòu)有:線粒體、核糖體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。5、與主動(dòng)運(yùn)輸有關(guān)的細(xì)胞器有:線粒體、核糖體。6、生理互動(dòng)中遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)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)構(gòu)與功能相統(tǒng)一、局部與整體相統(tǒng)—”O(jiān)附:分離各種細(xì)胞器的方法(人教版)分離各種細(xì)胞器常用的方法是差速離心法。將細(xì)胞膜破壞后,形成又各種細(xì)胞器和細(xì)胞中其他物質(zhì)組成的勻漿;將勻漿放入離心管中,用高速離心機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下進(jìn)行離心,利用不同的離心速度所產(chǎn)生的不同的離心力,就能將各種細(xì)胞器分離開。(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(shí)期的兩種表現(xiàn)形態(tài))2、功能:U是遺傳物質(zhì)DNA的儲(chǔ)存和復(fù)制的主要場(chǎng)所;U是細(xì)胞遺傳特性和細(xì)胞代謝活動(dòng)的控制中心。四、制作真核細(xì)胞模型1、注意事項(xiàng)(1)注意植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的區(qū)別。(2)注意由膜構(gòu)成的結(jié)構(gòu)與無膜結(jié)構(gòu)在選材上的區(qū)別。(3)注意各細(xì)胞器或結(jié)構(gòu)之間比例的大小。2、模型(1)概念:模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象所作的一種簡(jiǎn)化的、概括性的描述,這種描述可以是定性的,也可以是定量的。(2)類型:l物理模型:以實(shí)物或圖畫形式直觀地表達(dá)認(rèn)識(shí)對(duì)象的特征。如“DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”l概念模型:以抽象文字或化學(xué)方程式表示一個(gè)實(shí)體的內(nèi)部關(guān)系。如光合作用的概念及表示式。l數(shù)學(xué)模型:以數(shù)學(xué)方程、圖表等形式表達(dá)一個(gè)實(shí)體的內(nèi)部功能。如種群數(shù)量增長(zhǎng)的“J型曲線”、“S型曲線”,細(xì)胞分裂時(shí)染色體、DNA變化的坐標(biāo)曲線。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(gè)相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境,同時(shí)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(diǎn)。(3)細(xì)胞內(nèi)的生物膜把各種細(xì)胞器分隔開,如同一個(gè)個(gè)小的區(qū)室,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)互相干擾,保證了細(xì)胞生命活動(dòng)高效、有序地進(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①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。②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(shí)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)系線粒體供能(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)!核糖體:利用氨基酸合成多肽。!內(nèi)質(zhì)網(wǎng):對(duì)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。!髙爾基體: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。!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(gè)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(dòng)。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(diǎn)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(dòng)運(yùn)輸簡(jiǎn)單擴(kuò)散髙f低xX02、C02、水、乙醇、甘油、小分子脂肪酸只能從髙到低被動(dòng)地吸收或排出物質(zhì)易化擴(kuò)散髙f低VX葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞主動(dòng)運(yùn)輸一般低f髙VV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(dòng)的需要,主動(dòng)地選擇并吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),排出代謝廢物和對(duì)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(shí)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(shí)例:胰島B細(xì)胞分泌胰島素。(二)生物膜的特點(diǎn):1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn):具有一定的流動(dòng)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(dòng)的。l意義:物質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞識(shí)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、功能特點(diǎn):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(dòng)性與選擇透過性的關(guān)系①區(qū)別:流動(dòng)性是生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),選擇透過性是生物膜的功能特點(diǎn)。②聯(lián)系:流動(dòng)性是選擇透過性的基礎(chǔ),只有膜具有流動(dòng)性,才能表現(xiàn)出選擇透過性。(三)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型1、生物膜的流動(dòng)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(gè)支架不是靜止的,磷脂雙分子層是輕油般的流體,具有流動(dòng)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(gè)磷脂雙分子層。大多數(shù)蛋白質(zhì)也是可以運(yùn)動(dòng)的。2、嘗試制作生物膜模型(略)(四)滲透實(shí)驗(yàn):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(shí)漏斗內(nèi)外液面相等,溶質(zhì)不能透過半透膜)(1)若S1〉S2,則單位時(shí)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。若S2〉S1,則單位時(shí)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。若S1=S2,則單位時(shí)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?!咎貏e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(dòng)的;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。水分子、葡萄糖分子可以通過半透膜,蔗糖分子不能通過半透膜;3、動(dòng)、植物細(xì)胞符合滲透系統(tǒng)(1)動(dòng)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(shí),細(xì)胞吸水膨脹;l當(dāng)細(xì)胞質(zhì)濃度<外界溶液濃度時(shí),細(xì)胞失水皺縮;l當(dāng)細(xì)胞質(zhì)濃度=界溶液濃度時(shí),細(xì)胞水分進(jìn)出平衡,形態(tài)不變。(2)成熟植物細(xì)胞:原生質(zhì)層(包括細(xì)胞膜、液泡膜、兩層膜之間細(xì)胞質(zhì))相當(dāng)于半透膜l當(dāng)外界溶液濃度〉細(xì)胞液濃度時(shí),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(shí)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;二、【模擬實(shí)驗(yàn)】探究膜的透性1、背景材料:甲圖為實(shí)驗(yàn)開始狀態(tài),乙圖為實(shí)驗(yàn)結(jié)束狀態(tài)。請(qǐng)?jiān)谝覉D所示實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上繼續(xù)實(shí)驗(yàn),探究蔗糖的水解產(chǎn)物能否通過半透膜。2、材料用具:蔗糖酶溶液、斐林試劑、試管(編號(hào)為A、B…)、滴管、水浴鍋等。3、方法步驟:向a、b兩管分別加入等量蔗糖酶溶液,水浴加熱(或隔水加熱)U型管至適宜溫度,觀察a、b兩管內(nèi)液面的變化。吸取a、b兩管內(nèi)適量液體,分別加入A、B兩試管中,并加入斐林試劑,(601?651)水浴加熱,觀察A、B試管內(nèi)有無磚紅色沉淀。4、結(jié)果預(yù)測(cè)與分析:如果a、b兩管液面髙度差縮小且試管A、B內(nèi)均有磚紅色沉淀,則蔗糖的水解產(chǎn)物能通過半透膜;如果a、b兩管液面髙度差增大且A試管內(nèi)無磚紅色沉淀、B試管內(nèi)有磚紅色沉淀,則蔗糖的水解產(chǎn)物不能通過半透膜。三、【實(shí)驗(yàn)】觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原1、實(shí)驗(yàn)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,顯微鏡等3、方法步驟:(1)制作洋蔥鱗片葉外表皮臨時(shí)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(gè)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(rùn)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(rùn)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(shí)驗(yàn)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(shí),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(shí),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(cè)定細(xì)胞液濃度范圍。待測(cè)細(xì)胞+—系列濃度梯度的蔗糖溶液(分別鏡檢)f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f質(zhì)壁分離f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(dòng)復(fù)原f溶質(zhì)能通過半透膜的溶液(如KN03、尿素、甘油、乙二醇等溶液)(4)驗(yàn)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f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f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)f剛發(fā)生質(zhì)壁分離所需時(shí)間比較f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f質(zhì)壁分離f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(dòng)復(fù)原f溶質(zhì)能通過半透膜的溶液(如KN03、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)離子的因素決定決定表現(xiàn)1、內(nèi)因一一遺傳因素不同植物DNA不同載體種類、數(shù)量不同選擇性吸收不同植物對(duì)同一離子的吸收能力不同;同種植物對(duì)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①土壤中02含量呼吸ATP主動(dòng)②溫度f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(shí),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)離子濃度過髙時(shí),將會(huì)使根細(xì)胞失水,從而影響根細(xì)胞正常的代謝活動(dòng),使離子吸收速率下降。五、植物對(duì)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(dòng)運(yùn)輸完成動(dòng)力濃度差;蒸騰作用根細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP影響因素①細(xì)胞液與外界溶液的濃度差②蒸騰作用的強(qiáng)度①植物自身的遺傳特性②土壤中02含量③土壤溫度聯(lián)系①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②吸收后的無機(jī)鹽(礦質(zhì)元素)離子,影響對(duì)水分的吸收,并隨水分一起運(yùn)輸小結(jié):植物對(duì)水的吸收和對(duì)無機(jī)鹽(礦質(zhì))離子的吸收是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)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(dòng)的直接能源物質(zhì)。注:生物體內(nèi)可以提供能量的物質(zhì)有糖類、脂肪、蛋白質(zhì),生命活動(dòng)的主要的能源物質(zhì)是糖類植物細(xì)胞中儲(chǔ)存能量的多糖是淀粉,動(dòng)物細(xì)胞中儲(chǔ)存能量的多糖是糖原,儲(chǔ)備能源物質(zhì)是脂肪細(xì)胞進(jìn)行生命活動(dòng)所需要的主要能源物質(zhì)是葡萄糖生命活動(dòng)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(diǎn):中文名:腺嘌呤核苷三磷酸(人教版:三磷酸腺苷)構(gòu)成:腺嘌吟一核糖一磷酸基團(tuán)?磷酸基團(tuán)?磷酸基團(tuán)(如右圖)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:A-P?P?P(A:腺嘌吟核苷P:磷酸基團(tuán)~:髙能磷酸鍵)簡(jiǎn)稱:ATP(A:腺嘌吟核苷T:3P:磷酸基團(tuán))3、ATP在能量代謝中的作用:ATP末端的髙能磷酸鍵相當(dāng)脆弱,水解時(shí)容易斷裂,ATP水解生成腺嘌吟核苷二磷酸(ADP)和無機(jī)磷酸(Pi),同時(shí)釋放出能量,為各種生命活動(dòng)直接供能。注:ADP可以繼續(xù)水解生成腺嘌吟核苷酸(簡(jiǎn)稱)和無機(jī)磷酸(Pi),其中是構(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:與ADP的相互轉(zhuǎn)化:ATPADP+Pi+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—ADP+Pi+能量ADP+Pi+能量一ATP所需酶ATP水解酶ATP合成酶能量來源儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中的能量動(dòng)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(xiàng)生命活動(dòng)儲(chǔ)存在形成的高能磷酸鍵中反應(yīng)場(chǎng)所生物體的需能部分細(xì)胞質(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(chǎng)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(dòng)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。lATP產(chǎn)生量與02供給量之間的關(guān)系(如下圖)(1)A點(diǎn)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02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)BC段表示02供給量超過一定的范圍,ATP的產(chǎn)生量不再增加,因?yàn)橛醒鹾粑a(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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證(1)證明某種酶是蛋白質(zhì)實(shí)驗(yàn)組:待測(cè)酶液+雙縮脲試劑一是否出現(xiàn)紫色反應(yīng)對(duì)照組:已知蛋白質(zhì)溶液+雙縮脲試劑一出現(xiàn)紫色反應(yīng)(2)證明某種酶是RNA實(shí)驗(yàn)組:待測(cè)酶液+吡羅紅染液一是否呈現(xiàn)紅色對(duì)照組:已知RNA溶液+吡羅紅染液一出現(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(xiàng)目1號(hào)試管2號(hào)試管1底物2mL3%的H2022mL3%的H2022滴加2滴新鮮酵母菌液2滴蒸餾水3用棉花堵住試管VV4插入點(diǎn)燃無火焰衛(wèi)生香VV5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(xiàng)目1號(hào)試管2號(hào)試管1底物2mL3%的H2O22mL3%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VV4插入點(diǎn)燃無火焰衛(wèi)生香VV5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107-3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(xiàng)目1號(hào)試管2號(hào)試管1底物2mL3%可溶性淀粉溶液2mL3%的蔗糖溶液2新鮮淀粉酶溶液2mL2mL360°C溫水保溫5min5min4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(shí),啟動(dòng)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(shí)驗(yàn)】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)都由酶來催化。酶對(duì)化學(xué)反應(yīng)的催化效率稱為酶活性。l控制變量:實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)過程中可能還會(huì)存在一些可變因素,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響,這些變量稱為無關(guān)變量。l對(duì)照實(shí)驗(yàn):除了一個(gè)因素外,其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)叫做對(duì)照實(shí)驗(yàn)。對(duì)照實(shí)驗(yàn)一般要設(shè)置對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組,在對(duì)照實(shí)驗(yàn)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(duì)酶活性的影響:淀粉酶l原理:碘液碘液①淀粉麥芽糖藍(lán)色無藍(lán)色出現(xiàn)②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。(顏色越淺,說明該溫度下酶的活性越髙)l范例:1取3組試管并編號(hào)1、1、號(hào)2、2、號(hào)3、3、號(hào)21-3號(hào)加等量淀粉溶液1號(hào)2mL2號(hào)2mL3號(hào)2mL31、-3、加等量唾液1、號(hào)1mL2、號(hào)1mL3、號(hào)1mL4控制不同溫度條件冰塊(5min)37°C(5min)沸水(5min)5唾液與淀粉溶液混合并繼續(xù)1、~12、一23、一36控制不同溫度冰塊(5min)37C(5min)沸水(5min)7加入等量碘液1滴1滴1滴8觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象變藍(lán)不變藍(lán)變藍(lán)l結(jié)論:在37C時(shí),唾液淀粉酶的活性較髙。l分析:在最適溫度下酶的活性最髙,溫度偏髙或偏低酶的活性都會(huì)明顯降低。(注:溫度過低,酶活性降低;溫度過髙,酶活性喪失。)【特別提示】本實(shí)驗(yàn)不宜選用斐林試劑,因?yàn)殪沉衷噭┡c還原糖只有在加熱的條件下才有磚紅色沉淀生成,而該實(shí)驗(yàn)需嚴(yán)格控制不同的溫度。2、PH:(不同PH對(duì)過氧化氫酶活性的影響)過氧化氫酶l原理:①H2022H2O+O2f②PH影響酶的活性,從而影響氧氣的生成量??捎命c(diǎn)燃的但無火焰的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗(yàn)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(hào)1號(hào)2號(hào)3號(hào)4號(hào)5號(hào)6號(hào)7號(hào)8號(hào)2加等量肝臟研磨液1mL1mL1mL1mL1mL1mL1mL1mL3加等量不同PH的緩沖液ImLpH5.51mLpH6.01mLpH6.51mLpH7.01mLpH7.51mLpH8.0ImLpH8.5ImLpH9.04加等量H202溶液2mL2mL2mL2mL2mL2mL2mL2mL5結(jié)果當(dāng)pH在6.5-8.0時(shí),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,酶的活性最髙,pH值偏髙或偏低酶的活性都會(huì)明顯降低。(注:PH過髙或過低,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。(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(shí)釋放大量能量,生成許多ATP的過程。2、過程:三個(gè)階段第一階段:C6H1206酶2丙酮酸+[H](少量)+能量(少量)場(chǎng)所:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第二階段:丙酮酸+H20酶C02+[H]+能量(少量)場(chǎng)所:線粒體基質(zhì)第三階段:[H]+02酶H20+能量(大量)場(chǎng)所:線粒體內(nèi)膜(注:3個(gè)階段的各個(gè)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(dòng)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(chǔ)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酸,同時(shí)釋放少量能量,生成少量ATP的過程。2、過程:二個(gè)階段第一階段:與有氧呼吸第一階段完全相同場(chǎng)所:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第二階段:丙酮酸酶C2H50H(酒精)+C02場(chǎng)所:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(髙等植物、酵母菌等)或丙酮酸酶C3H603(乳酸)(動(dòng)物、人、乳酸菌等,另外馬鈴薯塊莖、甜菜塊根)(注意:無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生少量能量,產(chǎn)生少量ATP,lmol葡萄糖一2molATP,第二階段沒有能量產(chǎn)生。)3、總反應(yīng)式:C6H12O6酶2C2H5OH(酒精)+2C02+能量C6H1206酶2C3H6O3(乳酸)+能量4、意義:(1)高等植物在水淹的情況下,可以進(jìn)行短暫的無氧呼吸,將葡萄糖分解為酒精和二氧化碳,釋放出能量以適應(yīng)缺氧環(huán)境條件。(酒精會(huì)毒害根細(xì)胞,產(chǎn)生爛根現(xiàn)象)(2)人在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),需要在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)消耗大量的能量,肌肉細(xì)胞則以無氧呼吸的方式將葡萄糖分解為乳酸,釋放出一定能量,滿足人體的需要。【特別提示】①相同呼吸底物、不同呼吸類型、代謝產(chǎn)物不同的直接原因是催化反應(yīng)的酶不同,根本原因是不同生物體內(nèi)的基因不同。原核生物無線粒體,但有些原核生物仍可進(jìn)行有氧呼吸。微生物的無氧呼吸(或有氧呼吸)也稱為發(fā)酵,但動(dòng)植物的無氧呼吸不能稱為發(fā)酵。在分析有氧呼吸與無氧呼吸物質(zhì)變化的數(shù)量關(guān)系時(shí)有如下規(guī)律:02吸收量二C02釋放量一只進(jìn)行有氧呼吸02吸收量〈C02釋放量f兩種呼吸方式同時(shí)進(jìn)行,多余的C02來自無氧呼吸酒精量二C02量一只進(jìn)行無氧呼吸酒精量〈C02量一兩種呼吸方式同時(shí)進(jìn)行,多余的C02來自有氧呼吸(三)細(xì)胞呼吸的本質(zhì):分解有機(jī)物,釋放能量。具體原理如下圖:(四)細(xì)胞呼吸的意義:為生物體的生命活動(dòng)提供能量,其中間產(chǎn)物還是各種有機(jī)物之間轉(zhuǎn)化的樞紐物質(zhì)(既為體內(nèi)其他化合物的合成提供中間產(chǎn)物)。(五)影響細(xì)胞呼吸的因素:1、內(nèi)部因素——遺傳因素(決定酶的種類和數(shù)量)(1)不同種類的植物細(xì)胞呼吸速率不同。如:水生植物>旱生植物,陽生植物>陰生植物。(2)同一植物在不同的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期細(xì)胞呼吸速率不同。如:幼苗期、開花期>成熟期(3)同一植物在不同器官細(xì)胞呼吸速率不同。如:生殖器官>營(yíng)養(yǎng)器官2、環(huán)境因素(1)溫度:在一定的溫度范圍內(nèi),呼吸作用隨著溫度的升高而增強(qiáng),在最適溫度(約25-351)時(shí)最強(qiáng),超過最適溫度,呼吸酶的活性降低甚至變性失活。(2)02濃度:在一定范圍內(nèi),隨02濃度越高,有氧呼吸強(qiáng)度越強(qiáng)。02抑制無氧呼吸。C02濃度:從化學(xué)平衡的角度分析,C02濃度增加,細(xì)胞呼吸速率下降。含水量:在一定范圍內(nèi),含水量越高,呼吸作用越強(qiáng)。細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用:1、作物栽培時(shí)要及時(shí)松土透氣,利于根系的有氧呼吸,促進(jìn)水和無機(jī)鹽的吸收;水稻生產(chǎn)中適時(shí)的露田和曬田可以改善土壤通氣條件,增強(qiáng)水稻根系的有氧呼吸,避免無氧呼吸產(chǎn)生大量的酒精對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用,使根腐爛。2、儲(chǔ)存糧食時(shí),要注意降低溫度和保持干燥,抑制細(xì)胞呼吸。3、果蔬保鮮時(shí),采用降低氧濃度、充氮?dú)饣蚪档蜏囟鹊确椒?,抑制?xì)胞呼吸,但要注意保持一定的濕度。4、選用“創(chuàng)可貼”、透氣的消毒紗布包扎傷口,避免厭氧病原菌的繁殖。5、酒是利用酵母菌無氧呼吸生產(chǎn)的,醋是利用醋酸菌有氧呼吸生產(chǎn)的,生產(chǎn)腐乳的毛霉進(jìn)行有氧呼吸。6、提倡慢跑等有氧運(yùn)動(dòng)的原因之一是不會(huì)因劇烈運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的無氧呼吸積累過多的乳酸而使肌肉酸脹乏力。7、大棚蔬菜進(jìn)行溫度控制,陰天和晚上適當(dāng)降低溫度,降低呼吸作用,減少有機(jī)物的消耗。二、【實(shí)驗(yàn)】探究酵母菌的呼吸方式1、實(shí)驗(yàn)原理:對(duì)比實(shí)驗(yàn):設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組,通過對(duì)結(jié)果的比較分析,來探究某種因素與實(shí)驗(yàn)對(duì)象的關(guān)系,這樣的實(shí)驗(yàn)叫做對(duì)比實(shí)驗(yàn)。對(duì)比實(shí)驗(yàn)也是科學(xué)探究中常用的方法之一。探究酵母菌的呼吸作用方式,需要設(shè)置有氧和無氧兩種條件,這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組的結(jié)果都是事先未知的,通過對(duì)比可以看出氧氣條件對(duì)細(xì)胞呼吸方式的影響。2、實(shí)驗(yàn)探究過程(1)提出問題:酵母菌是進(jìn)行有氧還是無氧呼吸?酵母菌的呼吸作用產(chǎn)物是什么?(2)作出假設(shè):針對(duì)上述問題,根據(jù)已有的知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)(如酵母菌可用于釀酒、發(fā)面等)作出合理的假設(shè)。(3)設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn):①配制酵母菌培養(yǎng)液:20g新鮮食用酵母菌+240mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的葡萄糖溶液②檢測(cè)C02的產(chǎn)生,裝置如下圖:思考:1、可根據(jù)石灰水變渾濁的程度來判斷甲、乙兩裝置中產(chǎn)生CO2的多少。2、CO2還可以用溴麝香草酚藍(lán)水溶液檢測(cè),根據(jù)其由藍(lán)變綠再變黃的時(shí)間長(zhǎng)短來判斷產(chǎn)生的CO2的多少。③檢測(cè)酒精的產(chǎn)生:自A、B中各取2mL酵母菌培養(yǎng)液濾液注入已編號(hào)的1、2號(hào)試管中一分別0.5mL溶有O.lg重鉻酸鉀的濃硫酸溶液f振蕩并觀察溶液中顏色的變化。(4)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及分析:甲、乙兩裝置中石灰水都變渾濁,且甲中渾濁程度髙且速度快,說明酵母菌在有氧呼吸條件下產(chǎn)生的C02比無氧條件下產(chǎn)生的多且快。2號(hào)試管中溶液由橙色變成灰綠色,1號(hào)試管不變色,說明無氧條件下酵母菌分解葡萄糖產(chǎn)生酒精。(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:酵母菌在有氧和無氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下,酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的CO2;在無氧條件下,酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精,還產(chǎn)生少量的CO2。3、實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵步驟(1)將甲裝置連接橡皮球,讓空氣不間斷而持續(xù)地依次通過3個(gè)錐形瓶,既保證O2的充分供應(yīng),又使進(jìn)入A瓶的空氣先經(jīng)過NaOH的錐形瓶,洗除空氣中的CO2,保證第三個(gè)錐形瓶的澄清的石灰水變渾濁是由于酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致。(2)B瓶應(yīng)該封口放置一段時(shí)間,待酵母菌將B瓶中O2消耗完,再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶,確保是無氧呼吸產(chǎn)生的CO2通入澄清的石灰水。第二節(jié)光合作用一、葉綠體:(一)葉綠體中的色素1、位置:葉綠體中的色素存在于葉綠體類囊體薄膜上。2、種類:葉綠素:葉綠素a(藍(lán)綠色),葉綠素b(黃綠色)類胡蘿卜素:胡蘿卜素(橙黃色),葉黃素(黃色)3、功能:葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍(lán)紫光;胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光及保護(hù)葉綠素免受強(qiáng)光傷害的作用?!咎貏e提示】①葉綠素中的色素只吸收可見光,而對(duì)紅外光和紫外光等不吸收。葉綠素對(duì)紅光和藍(lán)紫光的吸收量大,類胡蘿卜素對(duì)藍(lán)紫光吸收量大,但對(duì)其他波段的光并非不吸收,只是吸收量較少。有色大棚主要透過同色光,其他光被吸收,而無色透明大棚日光中各種色光均能通過,所以光合效率最高。葉綠素對(duì)綠光吸收最少,所以綠色大棚光合效率最低。4、影響葉綠素合成的因素(1)光照:光是影響葉綠素合成的主要條件,一般植物在黑暗中不能合成葉綠素,因而葉片發(fā)黃。(2)溫度:溫度可影響與葉綠素有關(guān)的酶的活性,進(jìn)而影響葉綠素的合成。低溫時(shí),葉綠素分子易被破壞,而使葉子變黃。(3)必需礦質(zhì)元素:葉綠素中含N、Mg等必需礦質(zhì)元素,缺乏將導(dǎo)致葉綠素?zé)o法合成,葉子變黃。5、注意:葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。它內(nèi)部的巨大膜表面上,不僅分布著許多吸收光能的色素分子,還有許多進(jìn)行光合作用所必需的酶。(二)實(shí)驗(yàn):葉綠體中色素的提取與分離:1、原理:(1)葉綠體中的色素能溶解于有機(jī)溶劑(如丙酮、無水乙醇等)形成色素溶液。據(jù)此原理可以提取色素。(2)葉綠體中的色素在層析液中的溶解度不同,溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快;反之則慢。據(jù)此原理使各色素分離開來。(1)稱取5g綠色葉片并剪碎f研缽研磨f漏斗過濾f收集到試管(2)加入少量Si02、CaC03和5mL丙酮內(nèi)并塞緊管口2、過程:提取色素(1)將干燥的濾紙剪成6cm長(zhǎng)、1cm寬的紙條,剪去一端兩角(2)在距剪角一端1cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線制濾紙條(1)用毛細(xì)吸管吸少量的濾液沿鉛筆線處小心均勻地劃一條濾液細(xì)線(2)干燥后再重復(fù)2-3次濾液劃線(1)將適量層析液倒入燒杯(以層析液高度不超過濾液細(xì)線為準(zhǔn)(2)將濾紙條下端插入層析液中(3)用培養(yǎng)皿蓋蓋上燒杯色素分離(紙層析)觀察結(jié)果濾紙條上出現(xiàn)四條寬度、顏色不同的色帶。3、結(jié)果:色素在濾紙條上的分布如下圖:(橙黃色)最快、最窄(黃色)(藍(lán)綠色)最寬(黃綠色)最慢【特別提示】①從色素帶的寬度知色素含量的多少依次為:葉綠素a>葉綠素b>葉黃素〉胡蘿卜素。從色素帶的位置知再層析液中溶解度大小依次為:胡蘿卜素〉葉黃素〉葉綠素a〉葉綠素b。在濾紙上距離最近的兩條色素帶是葉綠素a和葉綠素b,最遠(yuǎn)的是胡蘿卜素和葉黃素。4、實(shí)驗(yàn)疑難點(diǎn)撥:l丙酮(或無水乙醇)的用途是溶解(提?。┤~綠體中的色素。l石英砂(二氧化硅)的作用是為了研磨充分。l碳酸鈣的作用是防止研磨過程中色素被破壞。l層析液的的用途是分離葉綠體中的色素。5、實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵:l葉片新鮮,顏色要深綠,含有較多色素。l研磨要迅速、充分。葉綠素不穩(wěn)定,易被細(xì)胞內(nèi)有機(jī)酸破壞。充分研磨使葉綠體完全破裂,提取較多的色素。l濾液細(xì)線要畫得細(xì)而直,以防止色素帶重疊。且要重復(fù)2-3次,以增加色素量,使色素帶更加清晰。l濾液細(xì)線不能觸及層析液,否則濾液細(xì)線上的色素會(huì)溶解到層析液中,濾紙條上得不到色素帶。二、光合作用以及對(duì)它的認(rèn)識(shí)過程:(一)光合作用概念:指綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉(zhuǎn)變成儲(chǔ)存能量的有機(jī)物,并且釋放出氧氣的過程。(二)光合作用的研究歷史:u1648比利時(shí),范?海爾蒙特:植物生長(zhǎng)所需要的養(yǎng)料主要來自于水,而不是土壤。u1771英國(guó),普利斯特萊:植物可以更新空氣。u1779荷蘭,揚(yáng)?英根豪斯:植物只有綠葉才能更新空氣;并且需要陽光才能更新空氣。u1880美國(guó),恩吉(格)爾曼:光合光合作用的場(chǎng)所在葉綠體。u1864德國(guó),薩克斯:葉片在光下能產(chǎn)生淀粉u1940美國(guó),魯賓和卡門(用放射性同位素標(biāo)記法):光合作用釋放的氧全部來自參加反應(yīng)的水。(糖類中的氫也來自水)。1948美國(guó),梅爾文?卡爾文:用標(biāo)14C標(biāo)記的C02追蹤了光合作用過程中碳元素的行蹤,進(jìn)一步了解到光合作用中復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。(三)光合作用的過程:1、光反應(yīng):有光、色素、酶場(chǎng)所:葉綠體類囊體薄膜物質(zhì)變化:①水的光解:②ATP的合成:
能量變化:光能fATP中活躍的化學(xué)能2、暗反應(yīng)條件:有光和無光、酶場(chǎng)所:葉綠體基質(zhì)物質(zhì)變化:①C02的固定:②C3的還原:能量變化:ATP中活躍的化學(xué)能f有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能3、總反應(yīng)式及元素去向:光能葉綠體C02+H20(CH20)+024、實(shí)質(zhì):把無機(jī)物轉(zhuǎn)變成有機(jī)物,把光能轉(zhuǎn)變成有機(jī)物中的化學(xué)能5、意義:(1)為幾乎所有生物的生存提供了物質(zhì)來源和能量來源。維持大氣中02與C02含量的相對(duì)穩(wěn)定。促進(jìn)生物的進(jìn)化。光合作用改變了大氣成分形成臭氧層,使有氧呼吸的生物和陸生生物得以出現(xiàn)。練習(xí):當(dāng)影響光合作用的外界條件發(fā)生驟然變化時(shí),短時(shí)間內(nèi)將直接影響光合作用過程中C3、C5、[H]、ATP及(CH20)的生成量,進(jìn)而影響葉肉細(xì)胞中這些物質(zhì)的含量。請(qǐng)?zhí)顚懴卤恚簵l件C3C5[H]、ATP(CH20)合成量停止光照C02供應(yīng)不變?cè)黾訙p少減少或沒有減少或沒有突然光照C02供應(yīng)不變減少增加增加增加光照不變停止C02供應(yīng)光合作用有氧呼吸代謝類型合成代謝分解代謝場(chǎng)所葉綠體活細(xì)胞(主要在線粒體)條件光、色素、酶酶減少增加增加減少減少增加增加減少減少增加增加減少增加減少或沒有光照不變C02供應(yīng)增加增加光照不變C02供應(yīng)不變(CH20)運(yùn)輸受阻減少(四)有氧呼吸與光合作用的比較(有光、無光都能進(jìn)行)物質(zhì)變化無機(jī)物(C02+H20)-有機(jī)物有機(jī)物一無機(jī)物(C02+H20)能量變化光能一化學(xué)能(儲(chǔ)存能量)化學(xué)能一ATP+熱能(釋放能量)實(shí)質(zhì)合成有機(jī)物,儲(chǔ)存能量分解有機(jī)物,釋放能量意義①為幾乎所有生物的生存提供了物質(zhì)來源和能量來源。維持大氣中02與C02含量的相對(duì)穩(wěn)定。促進(jìn)了生物的進(jìn)化。為生物體的生命活動(dòng)提供能量。為體內(nèi)物質(zhì)的合成提供原料。聯(lián)系①光合作用為細(xì)胞呼吸提供物質(zhì)和能量基礎(chǔ),細(xì)胞呼吸為光合作用提供原料。進(jìn)化:光合作用促進(jìn)有氧呼吸生物的出現(xiàn)。共同維持自然界的碳循環(huán)?!咎貏e提示】①光合作用只有植物的綠色細(xì)胞和光合細(xì)菌才能進(jìn)行,但細(xì)胞呼吸則是所有活細(xì)胞都要進(jìn)行。光合作用光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP只供暗反應(yīng)利用,而細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP可供各項(xiàng)生命活動(dòng)利用。光合作用的光反應(yīng)中產(chǎn)生的[H]來自水的光解,用于暗反應(yīng)中C3的還原,生成(CH20);有氧呼吸中產(chǎn)生的]H]來自第一、二階段有機(jī)物的氧化,用于第三階段與02結(jié)合生成H20,并產(chǎn)生大量的ATP。(五)同一植物在不同條件下氣體代謝的特點(diǎn)及相對(duì)強(qiáng)度的表示方法1、黑暗狀況時(shí)①細(xì)胞呼吸相對(duì)強(qiáng)度可
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