分子與細(xì)胞知識(shí)清單高一上學(xué)期生物人教版必修1_第1頁(yè)
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高中生物學(xué)必修一知識(shí)點(diǎn)歸納目錄第一章走近細(xì)胞......................................2細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位...................2第2節(jié)細(xì)胞的多樣性和統(tǒng)一性......................3第二章組成細(xì)胞的分子.................................4第1節(jié)細(xì)胞中的元素和化合物

......................4第2節(jié)細(xì)胞中的無(wú)機(jī)物

.............................4第3節(jié)細(xì)胞中的糖類和脂質(zhì)..........................5第4節(jié)蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者................6第5節(jié)核酸是遺傳信息的攜帶者......................7第三章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)..................................7第1節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能..........................7第2節(jié)細(xì)胞器之間的分工合作........................8第3節(jié)細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)與功能...........................10

第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入與輸出...........................11第1節(jié)被動(dòng)運(yùn)輸...................................11第2節(jié)主動(dòng)運(yùn)輸與胞吞、胞吐.......................12第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用...........................13第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶....................13第2節(jié)細(xì)胞的能量“貨幣”ATP.....................14第3節(jié)細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用......................15第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化........................17第六章細(xì)胞的生命歷程...............................20第1節(jié)細(xì)胞的增殖...............................20第2節(jié)細(xì)胞的分化...............................22第3節(jié)細(xì)胞的衰老和死亡..............................23第一章走近細(xì)胞第1節(jié)細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位一、細(xì)胞學(xué)說(shuō)建立的過(guò)程1、德國(guó)人科學(xué)家施萊登、施旺,提出細(xì)胞學(xué)說(shuō)。2、細(xì)胞學(xué)說(shuō)的內(nèi)容:(1)細(xì)胞是一個(gè)有機(jī)體,一切植物都由細(xì)胞發(fā)育而來(lái),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,既有它自已的生命,又對(duì)其它細(xì)胞共同組成的整體的生命起作用。(3)新細(xì)胞是由老細(xì)胞分裂產(chǎn)生的。3、建立過(guò)程羅伯特·胡克:第一位發(fā)現(xiàn)并命名細(xì)胞(死細(xì)胞)的人。列文虎克:第一位觀察活細(xì)胞的人。德國(guó)的魏爾肖總結(jié)出:細(xì)胞通過(guò)分裂產(chǎn)生新細(xì)胞。4、細(xì)胞學(xué)說(shuō)的意義:①細(xì)胞學(xué)說(shuō)揭示了動(dòng)植物的統(tǒng)一性,從而闡明了生物界的統(tǒng)一性。(沒(méi)有揭示多樣性和差異性,僅局限于動(dòng)物和植物)②使人們認(rèn)識(shí)到各種生物之間存在共同的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。③使生物學(xué)研究進(jìn)入細(xì)胞水平,并為后來(lái)進(jìn)入分子水平打下基礎(chǔ)。④細(xì)胞學(xué)說(shuō)中細(xì)胞分裂產(chǎn)生新細(xì)胞的結(jié)論,為生物進(jìn)化論埋下伏筆。5.歸納法分為完全歸納法和不完全歸納法。不完全歸納法得出的結(jié)論很可能是可信的,可以用來(lái)預(yù)測(cè)和判斷。二、細(xì)胞是基本的生命系統(tǒng)1、生物的生命活動(dòng)離不開(kāi)細(xì)胞的原因病毒:沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)必須寄生在活細(xì)胞才能生活,所以病毒生命活動(dòng)離不開(kāi)細(xì)胞。單細(xì)胞生物依靠單細(xì)胞完成生命活動(dòng)。多細(xì)胞生物依靠分化的細(xì)胞完成復(fù)雜生命活動(dòng)。 2、生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次【理解】①生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次: 細(xì)胞→組織→器官→系統(tǒng)→個(gè)體→種群→群落→生態(tài)系統(tǒng)→生物圈種群:一定區(qū)域內(nèi),同種生物的全部個(gè)體。群落:一定區(qū)域內(nèi)的所有生物(或種群)。生態(tài)系統(tǒng):所有生物+無(wú)機(jī)環(huán)境。最大的生態(tài)系統(tǒng)是生物圈。最基本的生命系統(tǒng)是細(xì)胞②單細(xì)胞生物既屬于細(xì)胞層次又屬于個(gè)體層次,沒(méi)有組織、器官、系統(tǒng)這三個(gè)結(jié)構(gòu)層次。植物沒(méi)有系統(tǒng)層次。③病毒是生物,但不屬于生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次。因?yàn)椴《惊?dú)立不能進(jìn)行生命活動(dòng)。④生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次可含“非生物成分”,如生態(tài)系統(tǒng)、生物圈包含無(wú)機(jī)環(huán)境。⑤組成細(xì)胞的元素、蛋白質(zhì)等物質(zhì)和細(xì)胞膜等結(jié)構(gòu)都不能獨(dú)立表現(xiàn)生命特征,不屬于生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次。一個(gè)分子或一個(gè)原子是一個(gè)系統(tǒng),但不是生命系統(tǒng)。3.病毒相關(guān)知識(shí):①病毒主要由核酸和蛋白質(zhì)組成。②培養(yǎng)病毒不能用普通的培養(yǎng)基,需要用宿主活細(xì)胞培養(yǎng)。③病毒按照核酸種類的不同分為:DNA病毒:如乙肝病毒、天花病毒、噬菌體等。RNA病毒:如流感病毒、新冠病毒、HIV、SARS病毒等。病毒按照宿主細(xì)胞的不同分為:動(dòng)物病毒、植物病毒、噬菌體(細(xì)菌病毒)。細(xì)胞的多樣性和統(tǒng)一性高倍鏡的使用1、使用步驟①“找”在低倍鏡下找到要觀察的物像。②“移”移動(dòng)裝片,將要觀察的物像移到視野的中央(物像偏哪就往哪移)。③“轉(zhuǎn)”轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器換上高倍物鏡。④“調(diào)”調(diào)節(jié)光圈和反光鏡調(diào)節(jié)視野亮度,調(diào)節(jié)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋使物像更加清晰。注:換上高倍鏡后,只能調(diào)節(jié)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋,不能調(diào)節(jié)粗準(zhǔn)焦螺旋。2.顯微鏡成倒立、放大的虛像。顯微鏡下看到的字母“P”實(shí)際是“d”。3.放大倍數(shù)=目鏡的放大倍數(shù)×物鏡的放大倍數(shù)。放大指的是長(zhǎng)度和寬度放大,不是面積和體積的放大。4.目鏡無(wú)螺紋,鏡頭越長(zhǎng)放大倍數(shù)越??;物鏡有螺紋,鏡頭越長(zhǎng),距離裝片越近,放大倍數(shù)越大。物像大小細(xì)胞數(shù)目視野亮度視野范圍高倍鏡大少暗小低倍鏡小多亮大5.低倍鏡和高倍鏡視野的區(qū)別:7.放大倍數(shù)與細(xì)胞數(shù)目的關(guān)系:①視野內(nèi)一行細(xì)胞,細(xì)胞數(shù)目與放大倍數(shù)成反比。②視野內(nèi)充滿細(xì)胞,細(xì)胞數(shù)目與放大倍數(shù)的平方成反比。二、原核細(xì)胞和真核細(xì)胞1、科學(xué)家根據(jù)細(xì)胞有無(wú)以核膜為界限的細(xì)胞核,將細(xì)胞分為原核細(xì)胞和真核細(xì)胞。類別原核生物真核生物細(xì)胞大小小大細(xì)胞壁的成分肽聚糖纖維素和果膠細(xì)胞核無(wú)核膜、無(wú)核仁,沒(méi)有成形的細(xì)胞核;沒(méi)有染色體,有核膜、有核仁、有真正的細(xì)胞核、有染色體 細(xì)胞器 細(xì)胞器只有核糖體一般有線粒體、葉綠體等多種細(xì)胞器細(xì)胞膜都由蛋白質(zhì)和磷脂成分基本相同主要生物類群藍(lán)細(xì)菌、細(xì)菌、放線菌、支原體、衣原體、立克次氏體等動(dòng)物、植物、真菌、原生生物(草履蟲、變形蟲)2、藍(lán)細(xì)菌是細(xì)胞內(nèi)含有藻藍(lán)素和葉綠素,是能進(jìn)行光合作用的自養(yǎng)生物。3、細(xì)菌中的絕大多數(shù)種類是營(yíng)腐生或寄生生活的異養(yǎng)生物,但也有硝化細(xì)菌等少數(shù)種類的細(xì)菌是自養(yǎng)型生物。細(xì)菌的細(xì)胞有裸露環(huán)狀的DNA分子聚集的區(qū)域稱為擬核。4、原核細(xì)胞和真核細(xì)胞共同點(diǎn)(統(tǒng)一性):都有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、核糖體、DNA,且都以DNA為遺傳物質(zhì)。第二章組成細(xì)胞的分子

第1節(jié)細(xì)胞中的元素和化合物

一、組成細(xì)胞的元素1、生物界和非生物界的統(tǒng)一性:組成細(xì)胞的化學(xué)元素,在無(wú)機(jī)自然界中都能夠找到。生物界和非生物界的差異性:細(xì)胞中各種元素的相對(duì)含量與無(wú)機(jī)自然界大不相同。2、組成細(xì)胞的化學(xué)元素其中最基本元素:C;主要元素;C、O、H、N、S、P;大量元素:C、H、O、N、P、S、Ca、K、Mg等;微量元素:Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo;3、組成人體的細(xì)胞干重中含量最多的元素是C,鮮重中含量最多的元素是O。 二、組成細(xì)胞的化合物1、組成細(xì)胞的元素大多以化合物的形式存在。組成細(xì)胞的化合物包括無(wú)機(jī)物和有機(jī)物,其中無(wú)機(jī)物包括水和無(wú)機(jī)鹽,有機(jī)物包括蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、糖類、核酸等2、在活細(xì)胞中含量最多的化合物是水;含量最多的有機(jī)物是蛋白質(zhì);三.實(shí)驗(yàn)1、還原糖的檢測(cè)①原理:還原糖(葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麥芽糖),與斐林試劑發(fā)生作用生成磚紅色沉淀。蔗糖和淀粉不是還原糖。②材料:選擇還原糖含量高的,白色或近于白色的植物組織,如蘋果或梨勻漿。不能選擇西瓜汁等材料會(huì)形成顏色干擾。不能選擇馬鈴薯、甘蔗、甜菜,因?yàn)楹写罅糠沁€原糖,還原糖含量少。③斐林試劑(藍(lán)色),甲液:質(zhì)量濃度為0.1g/ml的NaOH溶液、乙液:0.05g/ml的CuSO4溶液。使用方法:甲液和乙液等量混合均勻且現(xiàn)用現(xiàn)配,水浴加熱。淀粉的鑒定:加碘液變藍(lán)。2.脂肪的檢測(cè)①原理:脂肪可以被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色。②體積分?jǐn)?shù)為50%的酒精溶液作用是洗去浮色。因?yàn)樘K丹Ⅲ易溶于酒精。3.蛋白質(zhì)的檢測(cè)①原理:蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)。(實(shí)質(zhì)是在堿性環(huán)境中蛋白質(zhì)中的肽鍵與Cu2+反應(yīng))②試劑:雙縮脲試劑淺藍(lán)色(A液:0.1g/ml的NaOH溶液;B液:0.01g/ml的CuSO4溶液)。使用方法:先加A液,再加B液。第2節(jié)細(xì)胞中的無(wú)機(jī)物

不同生物的含水量不同(水生大于陸生);同種生物在不同的組織、器官中的含水量不同;同種生物在不同發(fā)育時(shí)期含水量不同(幼年大于老年)。一、細(xì)胞中的水 1、存在形式:=1\*GB3①自由水=2\*GB3②結(jié)合水2、作用:(1)結(jié)合水的作用:細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分。(2)自由水的作用:=1\*GB3①細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑。=2\*GB3②參與生化反應(yīng)。=3\*GB3③提供液體環(huán)境。④運(yùn)輸養(yǎng)料和代謝廢物3.水的特性:①水是極性分子,因此是良好的溶劑。②水分子含有氫鍵,因此常溫條件下成液體,具有流動(dòng)性。③水具有較高的比熱容,因此水的相對(duì)溫度不容易改變,為細(xì)胞提供穩(wěn)定環(huán)境。4.自由水與結(jié)合水可以相互轉(zhuǎn)化。自由水所占比例越大,細(xì)胞的代謝越旺盛,抗逆性越弱;結(jié)合水越多,細(xì)胞的代謝越緩慢,但抗逆性越強(qiáng)。二、細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽 1、存在形式:主要是離子形式2、作用:①組成復(fù)雜化合物。(如Mg是構(gòu)成葉綠素的元素;Fe是構(gòu)成血紅素的元素;P是組成細(xì)胞膜、細(xì)胞核的重要成分。)②維持生命活動(dòng)。(如人體缺Na+會(huì)引起神經(jīng)、肌肉細(xì)胞的興奮性降低,引發(fā)肌肉酸痛、無(wú)力等;缺Ca2+會(huì)出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象,過(guò)多會(huì)肌無(wú)力。)③維持滲透壓。(如生理鹽水為0.9%的氯化鈉溶液,以維持細(xì)胞形態(tài)。)④維持酸堿平衡。第3節(jié)細(xì)胞中的糖類和脂質(zhì)一、細(xì)胞中的糖類 1、糖類是主要的能源物質(zhì),組成元素:C、H、O2、種類:?jiǎn)翁?、二糖和多糖概念:不能再水解的糖。單糖常?jiàn)種類:五碳糖:如核糖和脫氧核糖,它們是組成核酸的重要物質(zhì)。六碳糖:如葡萄糖、果糖、半乳糖,其中葡萄糖是生命活動(dòng)主要能源物質(zhì)。概念:二糖是由兩分子單糖脫水縮合而成。二糖種類:植物:蔗糖(果糖+葡萄糖):麥芽糖(葡萄糖+葡萄糖)動(dòng)物:乳糖(葡萄糖+半乳糖)概念:多糖是由三個(gè)或三個(gè)以上單糖脫水縮合而成。多糖植物:淀粉:植物細(xì)胞中貯能物質(zhì)。常見(jiàn)種類:纖維素:是細(xì)胞壁的主要成分。動(dòng)物:糖原(肝糖原、肌糖原):動(dòng)物細(xì)胞的貯能物質(zhì)。肝糖原可以分解為葡萄糖補(bǔ)充血糖。幾丁質(zhì):又稱殼多糖,廣泛存在于甲殼類動(dòng)物和昆蟲外骨骼中,也是真菌細(xì)胞壁的主要成分。二、細(xì)胞中的脂質(zhì)1、種類:脂肪、類脂、固醇。2、脂肪和固醇組成元素:C、H、O,磷脂元素C、H、O、N、P。3、脂質(zhì)中氧含量低于糖,而氫含量多,因此同等質(zhì)量的脂肪和糖完全氧化分解,脂肪釋放能量多,耗氧多,產(chǎn)生水多。通常不溶于水,易溶于有機(jī)溶劑,如丙酮、氯仿、乙醚等。4、脂肪(1)組成:三分子脂肪酸與一分子甘油形成的酯,即三酰甘油(又稱甘油三酯)。脂肪酸分為飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸。(2)種類:植物脂肪主要含有不飽和脂肪酸,熔點(diǎn)較低,不容易凝固,常溫下呈液態(tài)。動(dòng)物脂肪一般含有飽和脂肪酸,熔點(diǎn)較高,容易凝固,常溫下呈固態(tài)。(3)作用:良好儲(chǔ)能物質(zhì);保溫;緩沖和減壓5、磷脂:磷脂是構(gòu)成細(xì)胞膜以及多種細(xì)胞器膜結(jié)構(gòu)的重要成分6、固醇:種類:包括膽固醇、性激素和維生素D。(1)膽固醇:構(gòu)成細(xì)胞膜的重要成分,在人體內(nèi)參與血液中脂質(zhì)的運(yùn)輸。(2)性激素:促進(jìn)人和動(dòng)物生殖器官的發(fā)育和生殖細(xì)胞的形成。(3)維生素D:促進(jìn)人和動(dòng)物腸道對(duì)鈣、磷的吸收。細(xì)胞中的糖類和脂肪可以相互轉(zhuǎn)化。當(dāng)葡萄糖有余,先合成糖原,還有余富轉(zhuǎn)變?yōu)橹竞桶被?。糖類可以大量轉(zhuǎn)化為脂肪,而脂肪只在糖類代謝發(fā)生障礙時(shí),供能不足時(shí)才能分解供能,且少量轉(zhuǎn)化為糖。第4節(jié)蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者一、蛋白質(zhì)的功能(生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者):①構(gòu)成細(xì)胞和生物體的重要物質(zhì),如肌動(dòng)蛋白;②催化作用:絕大多數(shù)的酶,如胃蛋白酶氨基酸結(jié)構(gòu)通式③調(diào)節(jié)作用:一些激素如胰島素、生長(zhǎng)激素;④免疫作用:如抗體;⑤運(yùn)輸作用:如紅細(xì)胞中的血紅蛋白。細(xì)胞膜上的載體。二、蛋白質(zhì)的基本單位氨基酸 1、組成元素:C、H、O、N,有的含有S.2、種類:在人體中組成蛋白質(zhì)的氨基酸:有21種。其中8種是人體細(xì)胞不能合成的,被稱為必需氨基酸(賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸。)其余是人體細(xì)胞能合成的叫作非必需氨基酸。3、氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):每種氨基酸分子至少都含有一個(gè)氨基和一個(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。不同氨基酸的R基不同 三、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及其多樣性概念脫水縮合:一個(gè)氨基酸的羧基(—COOH)和另一個(gè)氨基酸的氨基(—NH2)相連接的同時(shí)脫去一分子水。肽鍵:連接兩個(gè)氨基酸分子的化學(xué)鍵。二肽:由兩個(gè)氨基酸分子縮合而成的化合物,只含有一個(gè)肽鍵。多肽:多個(gè)氨基酸脫水縮合形成的化合物肽鏈:多肽通常呈鏈狀結(jié)構(gòu),叫肽鏈。氨基酸脫水縮合,水中的H來(lái)源于一個(gè)氨基酸的氨基和另一個(gè)氨基酸的羧基。O來(lái)自于羧基。3、有關(guān)計(jì)算:①肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)目肽鏈數(shù)②至少含有的羧基(COOH)或氨基數(shù)(NH2)=肽鏈數(shù)③蛋白質(zhì)分子量=氨基酸分子量×氨基酸個(gè)數(shù)–脫去水分子的個(gè)數(shù)×18由于氨基酸之間含有氫鍵,從而使肽鏈能夠盤曲折疊,形成一定的空間結(jié)構(gòu);許多蛋白質(zhì)都含有兩條或多條肽鏈,并通過(guò)二硫鍵相互結(jié)合在一起,形成更復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)。4、蛋白質(zhì)多樣性的原因是:組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類、數(shù)目、排列順序不同,肽鏈盤曲、折疊的方式及形成的空間結(jié)構(gòu)不同。5、蛋白質(zhì)變性是指在物理和化學(xué)因素下其特定空間結(jié)構(gòu)改變或被破壞,從而導(dǎo)致理化性質(zhì)改變和生物活性喪失的現(xiàn)象。蛋白質(zhì)變性失活的原因:重金屬鹽、高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等可以破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)。第5節(jié)核酸是遺傳信息的攜帶者一、核酸的種類及分布1.核酸包括兩大類:一類是脫氧核糖核酸簡(jiǎn)稱DNA;另一類是核糖核酸簡(jiǎn)稱RNA。2.真核細(xì)胞的DNA主要分布在細(xì)胞核中(與蛋白質(zhì)結(jié)合形成染色體),少量分布在線粒體和葉綠體中。RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。原核細(xì)胞的DNA主要分布在擬核中。細(xì)胞生物既有DNA也有RNA,但只以DNA為遺傳物質(zhì)。病毒只有一種核酸(DNA或RNA)。二、核酸是由核苷酸連接而成的長(zhǎng)鏈1.核酸是生物大分子,其基本組成單位是核苷酸。一個(gè)核苷酸由一分子含氮堿基、一分子五碳糖和一分子磷酸組成。元素組成:由C、H、O、N、P5種元素構(gòu)成

。2.根據(jù)五碳糖的不同可以將核苷酸分為兩大類:脫氧核苷酸和核糖核苷酸。DNA的基本組成單位是脫氧核苷酸;RNA的基本組成單位是核糖核苷酸。3.組成DNA含氮堿基有4種:腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T);組成RNA的含氮堿基也有4種:腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)。4.組成DNA的脫氧核苷酸共4種: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;組成RNA的核糖核苷酸也4種:腺嘌呤核糖核苷酸、鳥嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸。5.DNA是由4種脫氧核苷酸通過(guò)脫水縮合形成磷酸二酯鍵連接成的長(zhǎng)鏈,DNA通常是由兩條脫氧核苷酸鏈構(gòu)成的;RNA由4種核糖核苷酸連接而成的長(zhǎng)鏈,RNA一般由一條核糖核苷酸鏈構(gòu)成。6.核酸初步水解的產(chǎn)物為核苷酸,完全或徹底水解的產(chǎn)物是五碳糖、含氮堿基和磷酸。細(xì)胞生物的核酸初步水解的產(chǎn)物為8種核苷酸(4種脫氧核苷酸+4種核糖核苷酸),徹底水解的產(chǎn)物共8種(磷酸、核糖、脫氧核糖、5種含氮堿基)。病毒的核酸初步水解的產(chǎn)物為4種核苷酸(4種脫氧核苷酸或4種核糖核苷酸),徹底水解的產(chǎn)物有6種(磷酸、1種五碳糖、4種含氮堿基)。7.DNA和RNA的主要區(qū)別:①五碳糖不同:構(gòu)成DNA的五碳糖為脫氧核糖,RNA為核糖。②含氮堿基不同:DNA獨(dú)有胸腺嘧啶T,RNA獨(dú)有尿嘧啶U。8.細(xì)胞生物和DNA病毒的遺傳信息存儲(chǔ)在DNA分子中,以DNA為遺傳物質(zhì),不同個(gè)體DNA的脫氧核苷酸序列各有特點(diǎn),體現(xiàn)了DNA具有特異性。如果數(shù)量不限,DNA中脫氧核苷酸的排列順序是及其多樣的,體現(xiàn)了DNA具有多樣性。RNA病毒(HIV、SARS病毒)的遺傳信息存儲(chǔ)在RNA中,以RNA為遺傳物質(zhì)。9.核酸的功能: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。三、生物大分子以碳鏈為骨架1.多糖、蛋白質(zhì)、核酸都是生物大分子,其基本組成單位分別為單糖、氨基酸、核苷酸,這些基本單位稱為單體。生物大分子是由許多單體連接成的多聚體。2.單體和生物大分子都是以碳鏈為基本骨架的,碳是生命的核心元素。3.細(xì)胞中各種化合物的含量和比例處在不斷變化中,但又保持相對(duì)穩(wěn)定。第三章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)

第1節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能一、細(xì)胞膜的功能1、將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開(kāi)2、控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞(相對(duì)的)3、進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流,細(xì)胞間信息交流的方式:①直接:細(xì)胞膜直接接觸,例如:精子和卵細(xì)胞之間的識(shí)別和結(jié)合。②間接:通過(guò)體液運(yùn)輸將信息傳遞給靶細(xì)胞,例如:激素隨血液到達(dá)全身各處與靶細(xì)胞的細(xì)胞膜表面的受體(受體的本質(zhì)是糖蛋白,具有專一性)結(jié)合。③通道:相鄰細(xì)胞之間形成通道,攜帶信息的物質(zhì)通過(guò)通道進(jìn)入另一個(gè)細(xì)胞。例如,植物細(xì)胞通過(guò)胞間連絲相互連接,也有信息交流的作用二、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)的探索1、細(xì)胞膜成分的探索:①歐文頓:依據(jù)相似相溶原理,推測(cè)細(xì)胞膜由脂質(zhì)組成的。②科學(xué)家用哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞制備純凈的細(xì)胞膜,得知組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)有磷脂和膽固醇。(哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞沒(méi)有核膜和細(xì)胞器膜)磷脂分子的“頭部”具有親水性,由兩個(gè)脂肪酸組成的“尾部”具有疏水性。③戈特和格倫德?tīng)枩y(cè)得單層脂質(zhì)分子的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍,推斷:細(xì)胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層。④丹尼利和戴維森推測(cè)細(xì)胞膜除含脂質(zhì)分子外,可能還附有蛋白質(zhì)。細(xì)胞膜的主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。脂質(zhì)(約50%)和蛋白質(zhì)(約40%),還有少量糖類(約2%10%)組成細(xì)胞膜的脂質(zhì)中,磷脂最豐富,動(dòng)物細(xì)胞膜還含有少量膽固醇。蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜行使功能方面起著重要的作用,功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜,蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多。2、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索①羅伯特森在電鏡下看到了細(xì)胞膜清晰的暗亮暗的三層結(jié)構(gòu),提出所有的細(xì)胞膜都由蛋白質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。并把細(xì)胞膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。但解釋不了細(xì)胞的生長(zhǎng)、變形蟲的運(yùn)動(dòng)。②科學(xué)家用熒光標(biāo)記法標(biāo)記人和小鼠細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì),證明細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。③辛格和尼科爾森提出流動(dòng)鑲嵌模型。三、流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容:1、①磷脂雙分子層是膜的基本支架,其內(nèi)部是磷脂分子的疏水端,水溶性分子或離子不能自由通過(guò),因此具有屏障作用。②蛋白質(zhì)分子以不同方式鑲嵌在磷脂雙分子層中:有的鑲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,有的貫穿于整個(gè)磷脂雙分子層。③細(xì)胞膜的外表面還有糖類分子,它和蛋白質(zhì)分子結(jié)合形成糖蛋白,或與脂質(zhì)結(jié)合形成糖脂。糖被與細(xì)胞表面的識(shí)別、細(xì)胞間的信息傳遞等功能有密切關(guān)系。2、細(xì)胞膜不是靜止不動(dòng)的,而是具有流動(dòng)性,膜上的磷脂分子可以側(cè)向自由移動(dòng),膜中的蛋白質(zhì)大多也能運(yùn)動(dòng)。細(xì)胞膜的流動(dòng)性對(duì)于細(xì)胞完成物質(zhì)運(yùn)輸、生長(zhǎng)、分裂、運(yùn)動(dòng)等功能都是非常重要的。3、細(xì)胞膜的功能特性:選擇透過(guò)性。細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特性:流動(dòng)性。4、以下實(shí)例體現(xiàn)細(xì)胞膜具有流動(dòng)性:質(zhì)壁分離、變形蟲運(yùn)動(dòng)、胞吞胞吐、白細(xì)胞的吞噬作用、細(xì)胞生長(zhǎng)體積變大、細(xì)胞加熱膨大。5、鑒別動(dòng)物細(xì)胞是否死亡用臺(tái)盼藍(lán)染液,死細(xì)胞會(huì)被染成藍(lán)色,活細(xì)胞不著色。第2節(jié)細(xì)胞器之間的分工合作1、細(xì)胞質(zhì)包括細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞器。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)呈溶膠狀,內(nèi)含水、無(wú)機(jī)鹽、氨基酸、脂質(zhì)等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),是細(xì)胞代謝的主要場(chǎng)所(中心)。2、分離細(xì)胞器的方法——差速離心法,前提是將細(xì)胞膜破壞。3、細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠,對(duì)植物細(xì)胞起支持和保護(hù)的作用。細(xì)胞壁是全透的,不具有選擇透過(guò)性。一、細(xì)胞器之間的分工1、線粒體:“動(dòng)力車間”(1)功能:有氧呼吸的主要場(chǎng)所。(2)分布:普遍存在于動(dòng)植物細(xì)胞。生物體中代謝越旺盛的器官,線粒體越多。(3)特點(diǎn):具有雙層膜,內(nèi)膜向內(nèi)折疊成嵴來(lái)增大膜面積,附著更多與有氧呼吸有關(guān)的酶。線粒體基質(zhì)中含有DNA、RNA、與有氧呼吸有關(guān)的酶、核糖體。2、葉綠體:“養(yǎng)料制造車間”、“能量轉(zhuǎn)換站”(1)功能:光合作用的場(chǎng)所。(2)分布:主要存在于葉肉細(xì)胞和幼莖皮層細(xì)胞內(nèi)(根細(xì)胞不含)。(3)特點(diǎn):具雙層膜,類囊體堆疊成基粒來(lái)增大膜面積,便于附著更多與光合作用有關(guān)的酶和光合色素。葉綠體基質(zhì)中含有DNA、RNA、與光合作用關(guān)的酶、核糖體。3、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(1)功能:蛋白質(zhì)合成、加工場(chǎng)所和運(yùn)輸通道。細(xì)胞內(nèi)膜面積最大的細(xì)胞器。(2)有些內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上有核糖體附著叫粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng);有些內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上不含核糖體叫光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。(3)具有單層膜,內(nèi)連核膜,外連細(xì)胞膜。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是合成脂質(zhì)的場(chǎng)所(如性激素)。分布于動(dòng)植物細(xì)胞。4、高爾基體:主要是對(duì)來(lái)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”及“發(fā)送站”。與溶酶體的形成有關(guān)。具單層膜,植物細(xì)胞中與細(xì)胞壁的形成有關(guān)。分布于動(dòng)植物細(xì)胞。核糖體:“生產(chǎn)蛋白質(zhì)的機(jī)器”合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所。有的附于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上,有的游離在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,是生產(chǎn)蛋白質(zhì)的機(jī)器。無(wú)膜,由RNA和蛋白質(zhì)組成。6、中心體:.無(wú)膜,分布在動(dòng)物和低等植物細(xì)胞中,由兩個(gè)互相垂直排列的中心粒及周圍物質(zhì)組成,與細(xì)胞的有絲分裂有關(guān)。7、液泡:主要存在于植物細(xì)胞中,內(nèi)有細(xì)胞液,含糖類、無(wú)機(jī)鹽、色素和蛋白質(zhì)等,可以調(diào)節(jié)植物細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境,充盈的液泡還可以使植物細(xì)胞保持堅(jiān)挺。具單層膜。8、溶酶體:“消化車間”主要分布在動(dòng)物細(xì)胞中,內(nèi)部含有多種水解酶(由核糖體合成,本身不合成),能分解衰老、損傷的細(xì)胞器,吞噬殺死侵入細(xì)胞的病毒或細(xì)菌。具有單層膜。【小結(jié)】細(xì)胞器的分類:①按照結(jié)構(gòu)分:不具膜結(jié)構(gòu)(或不含磷脂):核糖體、中心體。具有雙層膜結(jié)構(gòu):線粒體、葉綠體。具有單層膜結(jié)構(gòu):內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、液泡。注意:細(xì)胞核的核膜是雙層膜,細(xì)胞膜是單層膜,但它們都不是細(xì)胞器②按照分布:植物細(xì)胞特有的:葉綠體、液泡。動(dòng)物細(xì)胞和低等植物細(xì)胞特有:中心體。原核細(xì)胞和真核細(xì)胞共有的:核糖體。③按照成分:含有DNA:線粒體、葉綠體。含有RNA:線粒體、葉綠體、核糖體。含有色素:葉綠體、液泡。④按照功能分:與能量轉(zhuǎn)換有關(guān)(能產(chǎn)生ATP):線粒體、葉綠體。能產(chǎn)生水(合成有機(jī)物):線粒體、葉綠體、核糖體、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。與分泌蛋白合成、運(yùn)輸有關(guān):核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體。細(xì)胞骨架:由蛋白質(zhì)纖維組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),維持著細(xì)胞的形態(tài),錨定并支撐著許多細(xì)胞器,與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、分裂、分化以及物質(zhì)運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)化、信息傳遞等生命活動(dòng)密切相關(guān)。細(xì)胞器之間的協(xié)調(diào)配合1.有些蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)合成,分泌到細(xì)胞外起作用叫分泌蛋白(如消化酶、抗體、蛋白質(zhì)類的激素等)。在細(xì)胞內(nèi)起作用的蛋白質(zhì)叫胞內(nèi)蛋白。2.探究分泌蛋白的合成和運(yùn)輸?shù)姆椒ā凰貥?biāo)記法。3.分泌蛋白合成和運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程:核糖體以氨基酸為原料合成多肽鏈,核糖體和肽鏈轉(zhuǎn)移到粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng),肽鏈被初步加工,形成一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成囊泡包裹蛋白質(zhì)運(yùn)送給高爾基體,進(jìn)行加工、分類和包裝形成成熟的蛋白質(zhì),由高爾基體以囊泡形式運(yùn)給細(xì)胞膜。細(xì)胞膜以胞吐的方式將蛋白質(zhì)運(yùn)出細(xì)胞。整個(gè)過(guò)程由線粒體提供能量。4.分泌蛋白合成和運(yùn)輸過(guò)程膜面積變化:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜面積減少、高爾基體膜面積基本不變、細(xì)胞膜膜面積增大?!镌撨^(guò)程體現(xiàn)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn):具有一定的流動(dòng)性。高爾基體在囊泡運(yùn)輸中起重要的交通樞紐作用。三、生物膜系統(tǒng)1、組成:細(xì)胞器膜和細(xì)胞膜、核膜等結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)(缺一不可)。因此沒(méi)有生物膜系統(tǒng)的細(xì)胞:原核細(xì)胞、哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞等。2.生物膜系統(tǒng)的功能:①細(xì)胞膜使細(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)化和信息傳遞的過(guò)程中起決定性作用。②許多重要的化學(xué)反應(yīng)需要酶的參與,廣闊的膜面積為多種酶提供了附著位點(diǎn)。③把各種細(xì)胞器分隔開(kāi),使細(xì)胞內(nèi)能同時(shí)進(jìn)行多種化學(xué)反應(yīng),保證細(xì)胞生命活動(dòng)高效、有序地進(jìn)行。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與核膜、細(xì)胞膜直接聯(lián)系;高爾基體膜與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、細(xì)胞膜通過(guò)囊泡間接聯(lián)系。第3節(jié)細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)與功能

高等植物成熟的篩管細(xì)胞和哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞無(wú)核。細(xì)胞核的功能是遺傳信息庫(kù)(遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存和復(fù)制的場(chǎng)所),是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心。二、細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)

(1)核膜:雙層膜,把核內(nèi)物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開(kāi)。(2)核仁:與rRNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)。(3)核孔:實(shí)現(xiàn)細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間的物質(zhì)交換和信息交流。(4)染色質(zhì):成分:由DNA和蛋白質(zhì)組成 1.核膜和核孔都具有選擇透過(guò)性,大分子物質(zhì)如蛋白質(zhì)和RNA可以通過(guò)核孔,DNA不能通過(guò)。2.細(xì)胞代謝旺盛,蛋白質(zhì)合成量大的細(xì)胞中,核孔的數(shù)量多,核仁較大。3.染色質(zhì)是極細(xì)的絲狀物,易被堿性染料染成深色。染色質(zhì)和染色體是同一物質(zhì)在細(xì)胞不同時(shí)期的兩種存在狀態(tài)。4.模型包括物理模型、概念模型(思維導(dǎo)圖)、數(shù)學(xué)模型(公式、圖表)等。物理模型是實(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。照片不屬于物理模型。第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出

第1節(jié)被動(dòng)運(yùn)輸一、滲透作用1.滲透作用發(fā)生的條件:①有半透膜(如玻璃紙、生物膜等,紗布、細(xì)胞壁是全透的不屬于半透膜)②半透膜兩側(cè)要有濃度差(濃度指的是物質(zhì)的量濃度,而不是質(zhì)量濃度)2.滲透平衡時(shí)不意味著水分子不再通過(guò)半透膜,只是進(jìn)出半透膜的水分子相等。3.水發(fā)生滲透作用的方向:水分子是順相對(duì)含量(濃度)梯度的跨膜運(yùn)輸。①水相對(duì)含量高相對(duì)含量低。②低濃度溶液高濃度溶液。③滲透壓低滲透壓高。二、水進(jìn)出細(xì)胞的原理1.動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水(動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞膜相當(dāng)于一層半透膜。)①外界溶液濃度<細(xì)胞質(zhì)濃度,細(xì)胞吸水膨脹(甚至脹破)。②外界溶液濃度>細(xì)胞質(zhì)濃度,細(xì)胞失水皺縮。③當(dāng)外界溶液濃度=細(xì)胞質(zhì)濃度,細(xì)胞形態(tài)不變。(0.9%NaCl溶液又叫生理鹽水,與人體細(xì)胞質(zhì)濃度相當(dāng),屬于等滲溶液。)2、植物細(xì)胞的吸水和失水(1)植物細(xì)胞內(nèi)的液體環(huán)境主要指的是液泡里的細(xì)胞液。原生質(zhì)層包括細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜,水進(jìn)出植物細(xì)胞主要指水經(jīng)過(guò)原生質(zhì)層進(jìn)出液泡。(2)實(shí)驗(yàn):探究植物細(xì)胞的吸水和失水。①材料:紫色洋蔥鱗片葉的外表皮細(xì)胞(細(xì)胞液含有紫色色素便于與外界溶液區(qū)分,也可以用內(nèi)表皮細(xì)胞不含色素,需要對(duì)外界溶液染色)、質(zhì)量濃度為0.3g/ml(高于細(xì)胞液濃度且不會(huì)使細(xì)胞失水過(guò)多死亡)的蔗糖溶液。對(duì)照實(shí)驗(yàn)類型:自身對(duì)照。②質(zhì)壁分離的原因:內(nèi)因:原生質(zhì)層具有選擇透過(guò)性,且其伸縮性比細(xì)胞壁大。外因:外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度。③處于質(zhì)壁分離的細(xì)胞放入清水中,會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原,如果不能復(fù)原則細(xì)胞失水過(guò)多已死亡。④用乙二醇、硝酸鉀溶液、甘油、尿素代替蔗糖做質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn),現(xiàn)象發(fā)生質(zhì)壁分離及自動(dòng)復(fù)原。三、自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散物質(zhì)以擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞,不需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)釋放的能量,這種跨膜運(yùn)輸方式稱為被動(dòng)運(yùn)輸。被動(dòng)運(yùn)輸又分為自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散。1.自由擴(kuò)散(簡(jiǎn)單擴(kuò)散)①定義:物質(zhì)通過(guò)簡(jiǎn)單的擴(kuò)散作用進(jìn)出細(xì)胞的方式。②特點(diǎn):順濃度梯度、不需要能量、不需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助。③舉例:氧、二氧化碳和甘油、乙醇、苯等脂溶性的小分子物質(zhì)。④影響因素:膜兩側(cè)的濃度差。2.協(xié)助擴(kuò)散(易化擴(kuò)散)①定義:借助膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴(kuò)散方式。②特點(diǎn):順濃度梯度、不需要能量、需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助。③舉例:葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞,K+外流,Na+內(nèi)流。④影響因素:膜兩側(cè)的濃度差;膜上相應(yīng)的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的數(shù)量。3.轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白可以分為載體蛋白和通道蛋白。載體蛋白通道蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)特點(diǎn)只容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子通過(guò)只容許與自身通道的直徑和形狀相適配,大小和電荷相適宜的分子或離子通過(guò)自身構(gòu)象改變不改變是否與轉(zhuǎn)運(yùn)的分子結(jié)合結(jié)合不結(jié)合水分子既可以通過(guò)自由擴(kuò)散,也可以通過(guò)協(xié)助擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。主要借助水通道蛋白以協(xié)助擴(kuò)散方式進(jìn)出細(xì)胞,且速度比自由擴(kuò)散更快。第2節(jié)主動(dòng)運(yùn)輸與胞吞、胞吐一、主動(dòng)運(yùn)輸1、定義:物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)行跨膜運(yùn)輸,需要載體蛋白的協(xié)助,同時(shí)消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量。2、特點(diǎn):逆濃度梯度、消耗能量、需要載體蛋白協(xié)助。3、舉例:小腸上皮細(xì)胞吸收葡萄糖、氨基酸、大多數(shù)無(wú)機(jī)鹽離子等。4、影響因素:載體蛋白的數(shù)量、能量。5.載體蛋白的特點(diǎn):①具有特異性(或?qū)R恍裕?;載體蛋白通常只適合與一種或一類離子或分子結(jié)合,體現(xiàn)載體蛋白具有特異性。②與被轉(zhuǎn)運(yùn)的離子或分子結(jié)合;③轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化;④具有飽和性;⑤可重復(fù)利用。主動(dòng)運(yùn)輸?shù)囊饬x:主動(dòng)運(yùn)輸普遍存在于動(dòng)植物和微生物細(xì)胞中,保證了活細(xì)胞能夠按照生命活動(dòng)的需要,主動(dòng)選擇吸收所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),排除代謝廢物和對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)。7.主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸常見(jiàn)圖形圖1:表示自由擴(kuò)散,只受濃度差影響,濃度差越大運(yùn)輸速率越快。圖2:表示協(xié)助擴(kuò)散或主動(dòng)運(yùn)輸。協(xié)助擴(kuò)散制約A點(diǎn)不再升高的原因是轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量的限制;主動(dòng)運(yùn)輸制約A點(diǎn)不再升高的原因是載體蛋白數(shù)量的限制和能量。圖3:表示被動(dòng)運(yùn)輸,能量不影響運(yùn)輸速率。圖4:表示主動(dòng)運(yùn)輸,受能量的影響,制約C點(diǎn)的因素是能量,制約B點(diǎn)的因素是載體蛋白的數(shù)量。胞吞和胞吐主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸是離子和小分子物質(zhì),生物大分子進(jìn)出細(xì)胞需要借助胞吞和胞吐。1、胞吞:大分子與膜上的蛋白質(zhì)結(jié)合,細(xì)胞膜內(nèi)陷形成小囊,包圍著大分子,形成囊泡,進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部的現(xiàn)象。實(shí)例:變形蟲吞噬單細(xì)胞生物等食物;人體白細(xì)胞吞噬細(xì)菌、異物等。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,與細(xì)胞膜融合,將大分子排出細(xì)胞。實(shí)例:乳腺細(xì)胞分泌乳腺蛋白,消化腺細(xì)胞分泌消化酶;免疫細(xì)胞分泌抗體;胰島細(xì)胞分泌胰島素等。3.胞吞和胞吐的特點(diǎn):不需要載體蛋白、需要細(xì)胞膜上特定蛋白質(zhì)的識(shí)別;需要細(xì)胞呼吸所釋放的能量。4.胞吐和胞吐主要體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流動(dòng)性,穿0層膜。5.除一些不帶電的小分子是自由擴(kuò)散外,離子和小分子的跨膜運(yùn)輸都要借助于轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,體現(xiàn)了蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的承擔(dān)者。一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白往往只適合轉(zhuǎn)運(yùn)特定的物質(zhì),因此膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的種類和數(shù)量決定了細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性。第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶酶在代謝中的作用細(xì)胞中每時(shí)每刻都進(jìn)行著許多化學(xué)反應(yīng),統(tǒng)稱為細(xì)胞代謝。細(xì)胞代謝離不開(kāi)酶。新鮮肝臟研磨液中含有過(guò)氧化氫酶;FeCl3為無(wú)機(jī)催化劑。1.對(duì)照實(shí)驗(yàn):自變量:人為控制的對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行處理的因素。一般為橫坐標(biāo)。因變量:因自變量改變而變化的變量。一般為縱坐標(biāo)。無(wú)關(guān)變量:除自變量外,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能還會(huì)存在一些可變因素,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)造成影響。2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則:①對(duì)照原則:設(shè)計(jì)對(duì)照試驗(yàn),既要有對(duì)照組又要有實(shí)驗(yàn)組。對(duì)照組:保持原有狀態(tài)或已知實(shí)驗(yàn)結(jié)果;實(shí)驗(yàn)組:人為改變條件或未知實(shí)驗(yàn)結(jié)果的組。②單一變量原則:在對(duì)照試驗(yàn)中,除了要觀察的變量發(fā)生變化以外,其他變量都應(yīng)保持相同且適宜。③平行重復(fù)原則:多次實(shí)驗(yàn)減少實(shí)驗(yàn)偶然性,提高實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可信度。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。酶的作用是催化作用(作用機(jī)理:降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能)。與無(wú)機(jī)催化劑相比,酶降低活化能的作用更顯著,催化效率更高。酶的本質(zhì)1.關(guān)于酶本質(zhì)的探索:①1857年,法國(guó)微生物學(xué)家巴斯德提出釀酒中的發(fā)酵是由于酵母細(xì)胞的存在。②德國(guó)化學(xué)家李比希認(rèn)為引起發(fā)酵的是酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)。③德國(guó)化學(xué)家畢希納將酵母細(xì)胞中引起發(fā)酵的物質(zhì)稱為釀酶。④美國(guó)科學(xué)家薩姆納證明脲酶是蛋白質(zhì)(脲酶能將尿素分解成氨和二氧化碳)⑤20世紀(jì)80年代,美國(guó)科學(xué)家切赫和奧爾特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也有催化功能。2、酶的本質(zhì)酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物,其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA。酶可以在細(xì)胞外和體外發(fā)揮作用,作用后不會(huì)消耗,性質(zhì)不變,只改變化學(xué)反應(yīng)速率(加快或減慢)。酶的特性高效性:與無(wú)機(jī)催化劑相比2、專一性:每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。(如淀粉酶只能催化淀粉水解不能催化蔗糖水解)3、作用條件較溫和。①酶催化特定化學(xué)反應(yīng)的能力稱為酶活性。酶活性大小可用酶促化學(xué)反應(yīng)速率來(lái)體現(xiàn),但酶活性不等于酶促反應(yīng)速率(用單位時(shí)間產(chǎn)物的生成量或底物的剩余量表示)。②不能用過(guò)氧化氫酶探究溫度對(duì)酶活性的影響,因?yàn)檫^(guò)氧化氫本身受熱分解反應(yīng)速率加快,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此用淀粉酶探究溫度對(duì)酶活性的影響,用過(guò)氧化氫酶探究pH對(duì)酶活性的影響。③過(guò)酸、過(guò)堿或溫度過(guò)高,會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞,使酶永久失活。低溫只會(huì)抑制酶的活性,不會(huì)使酶失活。因此酶適宜在低溫下保存。胃蛋白酶的最適pH:1.5溶菌酶:能溶解細(xì)菌的細(xì)胞壁,具有抗菌消炎的作用,臨床上與抗生素配合使用增強(qiáng)療效。第2節(jié)細(xì)胞的能量“貨幣”ATP一、ATP是一種高能磷酸化合物1.ATP是直接能源物質(zhì),ATP結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:A—P~P~P。ATP中文名稱:腺苷三磷酸。A代表腺苷(腺苷由腺嘌呤和核糖結(jié)合而成),P代表磷酸基團(tuán),~代表一種特殊的化學(xué)鍵。2、1molATP水解釋放的能量高達(dá)30.54KJ/mol,ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物。二、ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化1.ATP具有較高的轉(zhuǎn)移勢(shì)能,遠(yuǎn)離腺苷的特殊化學(xué)鍵易水解和重新形成。2.ATP水解后轉(zhuǎn)化為ADP(腺苷二磷酸)和游離的磷酸(Pi)。3.ATP水解和合成比較。ATP的合成ATP的水解反應(yīng)式ADP+Pi+能量ATP合成酶ADP+Pi+能量ATP合成酶ATPATPATPADP+Pi+能量ATP水解酶所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量來(lái)源光能(光合作用)、有機(jī)物化學(xué)能(細(xì)胞呼吸)儲(chǔ)存在特殊的化學(xué)鍵中的能量能量去路形成特殊化學(xué)鍵用于各項(xiàng)生命活動(dòng)反應(yīng)場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體生物體的需能部位4、ATP水解和合成的特點(diǎn):①物質(zhì)可逆,能量不可逆,不屬于可逆反應(yīng)。②ATP和ADP含量少,但轉(zhuǎn)化快,時(shí)刻不停地發(fā)生并且處于動(dòng)態(tài)平衡之中,保證了為細(xì)胞穩(wěn)定供能。5.ATP合成需要的能量的來(lái)源:動(dòng)物:呼吸作用;植物:呼吸作用和光合作用。三、ATP的利用1.吸能反應(yīng)一般與ATP水解過(guò)程聯(lián)系。放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系。主要的放能反應(yīng)為呼吸作用。2.ATP是直接能源物質(zhì);糖類是主要能源物質(zhì);脂肪是良好儲(chǔ)能物質(zhì);太陽(yáng)能是最終能量來(lái)源。3.區(qū)分不同物質(zhì)中的A。①②③④中的A依次代表的物質(zhì)是腺苷、腺嘌呤、腺嘌呤脫氧核糖核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸。細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用一、細(xì)胞呼吸的方式1.細(xì)胞呼吸(呼吸作用):是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)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(guò)程。(糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學(xué)能和熱能)。2.利用酵母菌釀酒,先通空氣進(jìn)行有氧呼吸酵母菌大量繁殖,再密封進(jìn)行無(wú)氧呼吸酒精發(fā)酵產(chǎn)生酒精。3.實(shí)驗(yàn):探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式。①原理:酵母菌是單細(xì)胞真菌屬于異養(yǎng)兼性厭氧菌,進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生水和CO2,無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2。②CO2檢測(cè):使澄清石灰水變渾濁;使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃。顏色變化越快CO2含量越多。酒精檢測(cè):橙色的重鉻酸鉀在酸性條件下與酒精發(fā)生反應(yīng),變成灰綠色。③裝置:有氧呼吸,氣泵+盛有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液錐形瓶+酵母菌培養(yǎng)液+澄清石灰水。(NaOH作用是吸收空氣中的CO2,排除空氣中CO2的影響。)無(wú)氧呼吸,酵母菌培養(yǎng)液(密封)+澄清石灰水。(酵母菌培養(yǎng)液要放置一段時(shí)間再連通澄清石灰水,目的讓酵母菌將瓶中的氧氣耗盡,確保只進(jìn)行無(wú)氧呼吸。)④注意事項(xiàng):酵母菌培養(yǎng)液為葡萄糖溶液,事先要煮沸,目的滅菌和去除溶液中的氧。4.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(guò)對(duì)結(jié)果的比較分析,來(lái)探究某種因素與實(shí)驗(yàn)對(duì)象的關(guān)系。也叫相互對(duì)照實(shí)驗(yàn)。5.細(xì)胞呼吸包括有氧呼吸和無(wú)氧呼吸,對(duì)于絕大多數(shù)生物來(lái)說(shuō),有氧呼吸是細(xì)胞呼吸的主要形式。二、有氧呼吸1.有氧呼吸的主要場(chǎng)所是線粒體,線粒體具有內(nèi)、外兩層膜,內(nèi)膜的某些部位向內(nèi)凹陷折疊成嵴,嵴使內(nèi)膜的表面積大大增加。嵴的周圍充滿液態(tài)的基質(zhì)。線粒體的內(nèi)膜和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。CC6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶3.有氧呼吸總反應(yīng)式:4.有氧呼吸三個(gè)階段反應(yīng):酶①第一階段:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)酶C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量酶②第二階段:線粒體基質(zhì)酶2C3H4O3+6H2O6CO2+20[H]+少量能量③第三階段:線粒體內(nèi)膜酶24[H]+6O212H2O+大量能量酶5.有氧呼吸常見(jiàn)考點(diǎn):①有氧呼吸的場(chǎng)所:細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。②線粒體能分解葡萄糖嗎?不能。葡萄糖+線粒體 無(wú)反應(yīng)。丙酮酸+線粒體 CO2+H2O+能量。③無(wú)線粒體的細(xì)菌可以進(jìn)行有氧呼吸。6.有氧呼吸產(chǎn)生的能量有兩個(gè)去向:大部分以熱能形式散失,其余的用于合成ATP。三.無(wú)氧呼吸1、無(wú)氧呼吸:在沒(méi)有氧氣參與的情況下,葡萄糖等有機(jī)物經(jīng)過(guò)不完全分解,釋放少量能量的過(guò)程。2.無(wú)氧呼吸過(guò)程:分為兩個(gè)階段,需要不同的酶催化,都在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行。第一階段和有氧呼吸的第一階段完全相同,第二階段,丙酮酸在不同酶的催化下,分解為酒精和二氧化碳,或者轉(zhuǎn)化為乳酸。只有第一階段釋放出少量能量,生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量留存在酒精或乳酸中,其余的以熱能形式散失及合成ATP。3.無(wú)氧呼吸總反應(yīng)式:①C6H12O62C3H6O3(乳酸)+少量能量(例:高等動(dòng)物、乳酸菌、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚細(xì)胞等)②C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量(例:大多數(shù)植物、酵母菌)4.無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物酒精或乳酸中仍含有大量能量未釋放出來(lái)。5.以葡萄糖為底物,當(dāng)O2的消耗量=CO2釋放量,只進(jìn)行無(wú)氧呼吸;當(dāng)O2的消耗量<CO2釋放量,既進(jìn)行有氧呼吸也進(jìn)行無(wú)氧呼吸。當(dāng)O2的消耗量>CO2釋放量,說(shuō)明底物有脂肪。當(dāng)有氧呼吸和無(wú)氧呼吸消耗等量的葡萄糖,O2:CO2=3:4;6.發(fā)酵:酵母菌、乳酸菌等微生物的無(wú)氧呼吸,產(chǎn)生酒精的叫酒精發(fā)酵,產(chǎn)生乳酸的叫乳酸發(fā)酵。7.細(xì)胞呼吸意義:①為生物體提供能量。②是生物體代謝的樞紐(蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)代謝的樞紐)。四.細(xì)胞呼吸應(yīng)用①包扎傷口,用透氣的消毒紗布或“創(chuàng)可貼”,防止厭氧細(xì)菌繁殖。②花盆里的土壤板結(jié)后,空氣不足,會(huì)影響根系生長(zhǎng),需要及時(shí)松土透氣,使根的有氧呼吸加強(qiáng),產(chǎn)生大量的能量,從而促進(jìn)植物根對(duì)無(wú)機(jī)鹽的吸收。③利用麥芽、酵母菌、糧食以及發(fā)酵罐等,在控制通氣的情況下,可以生產(chǎn)各種酒。④稻田需要定期排水,否則水稻幼根因缺氧進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生大量酒精而變黑、腐爛。⑤破傷風(fēng)由破傷風(fēng)芽孢桿菌引起,這種病菌只能進(jìn)行無(wú)氧呼吸。皮膚破損較深或被銹釘扎傷后,病菌就容易大量繁殖。⑥提倡慢跑等有氧運(yùn)動(dòng)的原因之一,是不致因劇烈運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致氧的不足。而使肌細(xì)胞因無(wú)氧呼吸產(chǎn)生大量乳酸。大量積累會(huì)使肌肉酸脹乏力。五.影響呼吸作用的因素:溫度、O2濃度、CO2濃度等。1.溫度通過(guò)影響呼吸酶的活性來(lái)影響呼吸速率。2.O2濃度:A:O2濃度為零,只進(jìn)行無(wú)氧呼吸;AB:隨O2濃度的升高,無(wú)氧呼吸逐漸受到抑制,而有氧呼吸還很弱,使得CO2釋放總量減少。B:呼吸作用最低點(diǎn)(這一氧氣濃度最適合蔬菜水果儲(chǔ)存,消耗有機(jī)物最少)BC:上升,主要與有氧呼吸加強(qiáng)有關(guān)。 3.CO2濃度:作為呼吸產(chǎn)物,CO2濃度高會(huì)抑制細(xì)胞呼吸的進(jìn)行。液滴移動(dòng)問(wèn)題:若裝置1中的液滴左移,裝置2中的液滴不動(dòng),則說(shuō)明種子只進(jìn)行有氧呼吸;若裝置1中的液滴不動(dòng),裝置2中的液滴右移,則說(shuō)明種子只進(jìn)行無(wú)氧呼吸;若裝置1中的液滴左移,裝置2中的液滴右移,則說(shuō)明種子既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無(wú)氧呼吸。第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化一、捕獲光能的色素1.實(shí)驗(yàn)綠葉中色素的提取與分離實(shí)驗(yàn)原理:提?。壕G葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中。分離: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)散的快。分離的方法:紙層析法。二氧化硅:有助于研磨充分;碳酸鈣:防止研磨中色素被破壞,主要是葉綠素。2.光合色素:①分布:類囊體薄膜。②溶解性:不溶于水,易溶于有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇等。③作用:吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能;④分類:類胡蘿卜素(含量約占1/4):胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)葉綠素(含量約占3/4):葉綠素a(藍(lán)綠色)、葉綠素b(黃綠色)3.濾紙條上色素帶:①由上至下:胡(在層析液中溶解度最高)、葉、a、b。②含量(由寬至窄):a、b、黃、胡。4.葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅光,類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。這些色素吸收的光都可用于光合作用。液泡中可能含有其它色素,不能用于光合作用。5.光合作用所利用的光都是可見(jiàn)光,因?yàn)楣夂蜕匚站G光最少,所以反射更多綠光,導(dǎo)致葉片呈現(xiàn)綠色。6.葉綠素含元素Mg。缺Mg和缺少光照會(huì)影響葉綠素的合成,導(dǎo)致植物葉片變黃。7.葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。雙層膜,葉綠體中的基粒和類囊體極大地?cái)U(kuò)展了受光面積。光合色素位于類囊體薄膜上,光合有關(guān)的酶位于葉綠體類囊體薄膜和葉綠體基質(zhì)中。8.恩格爾曼實(shí)驗(yàn):把載有水棉(葉綠體呈螺旋帶狀分布)和需氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片放在沒(méi)有空氣的小室內(nèi),在黑暗中用極細(xì)的光束照射水棉,發(fā)現(xiàn)細(xì)菌只向葉綠體被光束照射到的部位集中,如果把裝置放在光下,細(xì)菌則分布在葉綠體所有受光的部位。實(shí)驗(yàn)證明:葉綠體能吸收光能,產(chǎn)生氧氣。二、光合作用的原理1.探究光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn):①希爾發(fā)現(xiàn)在葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑(懸浮液中有水,沒(méi)有CO2)在光照下可以釋放出氧氣。像這樣,離體葉綠體在適當(dāng)條件下發(fā)生水的光解、產(chǎn)生氧氣的化學(xué)反應(yīng)叫做希爾反應(yīng)。②魯賓和卡門利用同位素示蹤法,用18O分別標(biāo)記H218O和C18O2。進(jìn)行兩組實(shí)驗(yàn),H218O+CO2→植物→18O2、H2O+C18O2→植物→O2證明:光合作用釋放的氧氣中的O全部來(lái)自于水。③阿爾農(nóng)發(fā)現(xiàn)在光照下,葉綠體可合成ATP,這一過(guò)程總是與水的光解相伴隨。④卡爾文用14C標(biāo)記的CO2追蹤光合作用。14CO2→14C3→14C6H12O6探明了CO2中的C在光合作用中的轉(zhuǎn)化途徑,稱為卡爾文循環(huán)(暗反應(yīng))CO2CO2+H2O(CH2O)+O2光能葉綠體反應(yīng)式:3.光合作用根據(jù)反應(yīng)是否需要光能分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段。暗反應(yīng)有光無(wú)光都能進(jìn)行,但是當(dāng)夜晚光反應(yīng)停止一段時(shí)間后,暗反應(yīng)也會(huì)停止。4.光反應(yīng)階段:①場(chǎng)所:葉綠體內(nèi)的類囊體薄膜上。②條件:光、色素、酶③物質(zhì)變化:水的光解、NADPH的合成、ATP的合成。④能量變化:光能→ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能5.暗反應(yīng)階段:①場(chǎng)所:葉綠體基質(zhì)。②條件:NADPH、ATP、酶。③物質(zhì)變化:CO2的固定、C3的還原:④能量變化:活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能6.光合作用過(guò)程7.光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的ATP和NADPH為C3的還原提供能量,NADPH還可做為還原劑,還原C3。暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi、NADP+等原料。8.能量轉(zhuǎn)換:光能→ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能。9.光照強(qiáng)度及CO2含量變化對(duì)光合作用各物質(zhì)含量的影響:光合作用原理的應(yīng)用1.光合作用強(qiáng)度:是指植物在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)光合作用制造糖類的數(shù)量。2.影響光合作用的因素:外在因素(環(huán)境):光照強(qiáng)度、溫度、CO2濃度。內(nèi)在因素(自身):葉齡、植物種類(葉綠體的數(shù)量)、酶的數(shù)量和活性。3.光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響。A點(diǎn):只進(jìn)行細(xì)胞呼吸,CO2釋放量表示此時(shí)的呼吸速率。AB段:光合<呼吸,凈光合速率小于0。B點(diǎn):光補(bǔ)償點(diǎn),光合作用速率=呼吸作用速率,凈光合速率等于0。BC段:光合>呼吸,凈光合速率大于0。C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo):光飽和點(diǎn),增加光照強(qiáng)度光合作用強(qiáng)度不再增加。限制因素:CO2濃度和溫度。4.真正(總)(實(shí)際)光合速率=凈光合速率+呼吸速率。5.各速率表示方法:呼吸速率:黑暗條件下,CO2釋放量、O2吸收量、有機(jī)物消耗量。凈光合速率:CO2吸收量、O2釋放量、有機(jī)物積累量??偣夂纤俾剩篊O2利用量、固定量、消耗量;O2產(chǎn)生量;有機(jī)物制造量、產(chǎn)生量。6.CO2濃度對(duì)光合作用的影響:A點(diǎn):CO2補(bǔ)償點(diǎn)(表示光合作用速率=細(xì)胞呼吸速率時(shí)的CO2濃度);B和B′點(diǎn):CO2飽和點(diǎn)(兩組都表示在一定范圍內(nèi)CO2濃度達(dá)到該點(diǎn)后,光合作用強(qiáng)度不再隨CO2濃度增加而增加)。限制的主要因素為光照強(qiáng)度和溫度。7.溫度對(duì)光合作用的影響:溫度通過(guò)影響酶的活性從而影響光合速率,光合作用的最適溫度因植物種類而異。8.光合作用的應(yīng)用:①適當(dāng)增加晝夜溫差,白天提高溫度加強(qiáng)光合作用,晚上適當(dāng)降溫降低呼吸作用,提高作物有機(jī)物的積累量。(植物需有機(jī)物有積累才能生長(zhǎng)發(fā)育)②通過(guò)合理密植,增加光合作用面積。通過(guò)輪作,延長(zhǎng)光合作用時(shí)間。③溫室栽培植物時(shí)還可使用CO2發(fā)生器等,注意通風(fēng)透氣。植物“午休”現(xiàn)象:夏季中午溫度過(guò)高,植物避免蒸騰作用水分的散失,氣孔關(guān)閉,導(dǎo)致植物CO2吸收量減少,光合速率下降。第六章細(xì)胞的生命歷程第1節(jié)細(xì)胞的增殖一、細(xì)胞增殖1.多細(xì)胞生物體體積的增大,即生物體的生長(zhǎng),既靠細(xì)胞生長(zhǎng)增大細(xì)胞的體積,又靠細(xì)胞分裂增加細(xì)胞數(shù)量。單細(xì)胞生物體通過(guò)細(xì)胞分裂增殖而繁衍。2.細(xì)胞增殖是重要的細(xì)胞生命活動(dòng),是生物體生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖、遺傳的基礎(chǔ)。3.細(xì)胞在分裂之前必須進(jìn)行一定的物質(zhì)準(zhǔn)備,特別是遺傳物質(zhì)要進(jìn)行復(fù)制。細(xì)胞增殖包括物質(zhì)準(zhǔn)備和細(xì)胞分裂整個(gè)連續(xù)的過(guò)程,因此具有周期性。4.細(xì)胞周期:連續(xù)分裂的細(xì)胞,從一次分裂完成時(shí)開(kāi)始,到下一次分裂完成時(shí)為止,為一個(gè)細(xì)胞周期。(只有有絲分裂具有周期性)5.一個(gè)細(xì)胞周期包括兩個(gè)階段:分裂間期和分裂期。分裂間期在前,分裂期在后。6.細(xì)胞周期的大部分時(shí)間處于分裂間期,大約占細(xì)胞周期9095%。不同細(xì)胞的細(xì)胞周期,及間期所占的比例可能不同。分裂間期為分裂期進(jìn)行活躍的物質(zhì)準(zhǔn)備,完成DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成,同時(shí)細(xì)胞有適度的生長(zhǎng)。二、有絲分裂1、分裂間期結(jié)束后,就進(jìn)入分裂期。分裂期是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程,為了研究方便分為:前期、中期、后期、末期。2.高等植物細(xì)胞有絲分裂過(guò)程:①前期(膜仁消失現(xiàn)兩體):染色質(zhì)絲螺旋纏繞,縮短變粗成為染色體。每條染色體包括兩條并列的姐妹染色單體,這兩條染色單體由一個(gè)共同的著絲粒連接著。核仁逐漸解體,核膜逐漸消失。從細(xì)胞兩極發(fā)出紡錘絲形成紡錘體。染色體散亂分布在紡錘體中央。②中期(形定數(shù)晰赤道齊):每條染色體的著絲粒排列在細(xì)胞中央的一個(gè)平面上,這個(gè)平面與紡錘體的中軸相垂直,稱為赤道板(不是真實(shí)存在)。中期染色體的形態(tài)比較穩(wěn)定,數(shù)目比較清晰,觀察染色體的最好時(shí)期。③后期(粒裂數(shù)增均兩極):著絲粒分裂,姐妹染色單體分開(kāi),成為兩條染色體,由紡錘絲牽引著分別移向細(xì)胞兩極。這時(shí)細(xì)胞核中的染色體就平均分配到了細(xì)胞兩極,使細(xì)胞的兩極各有一套染色體,每一套染色體與親代細(xì)胞中的染色體形態(tài)和數(shù)目也相同。④末期(兩消兩現(xiàn)重開(kāi)始):當(dāng)這兩套染色體分別到達(dá)細(xì)胞兩極后,每條染色體逐漸變成細(xì)長(zhǎng)而盤曲的染色質(zhì)絲。同時(shí),紡錘絲逐漸消失,出現(xiàn)了新的核膜和核仁。細(xì)胞板由細(xì)胞的中央向四周擴(kuò)展,逐漸形成新的細(xì)胞壁(細(xì)胞壁的形成與高爾基體有關(guān))。最后,一個(gè)細(xì)胞分裂成兩個(gè)子細(xì)胞。大多數(shù)子細(xì)胞進(jìn)入下一個(gè)細(xì)胞周期的分裂間期狀態(tài)(部分細(xì)胞不再分裂)3.有絲分裂??键c(diǎn):DNA含量加倍的時(shí)期間期。染色體含量加倍的時(shí)期后期。觀察染色體形態(tài)和數(shù)目最佳的時(shí)期中期。出現(xiàn)姐妹染色單體的時(shí)期前期。姐妹染色單體消失的時(shí)期后期。4.動(dòng)物有絲分裂與植物細(xì)胞的不同點(diǎn):①前期,植物細(xì)胞兩極發(fā)出紡錘絲形成紡錘體。動(dòng)物細(xì)胞中心體發(fā)出星射線形成紡錘體。(中心體在間期完成復(fù)制)②末期,植物細(xì)胞細(xì)胞板擴(kuò)展形成細(xì)胞壁。動(dòng)物細(xì)胞細(xì)胞膜向內(nèi)凹陷將細(xì)胞縊裂成兩個(gè)子細(xì)胞。5.有絲分裂意義:將親代細(xì)胞的染色體經(jīng)過(guò)復(fù)制(實(shí)質(zhì)為DNA的復(fù)制)之后,精確地平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中,因而在細(xì)胞的親代和子代之間保持了遺傳的穩(wěn)定性。6.真核細(xì)胞的分裂方式:有絲分裂、無(wú)絲分裂、減數(shù)分裂;原核細(xì)胞(細(xì)菌)的分裂方式:二分裂。7.無(wú)絲分裂過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)紡錘絲和染色體的變化。如蛙的紅細(xì)胞。8.體細(xì)胞一般能夠分裂5060次。但是有的細(xì)胞受到致癌因子的作用,細(xì)胞中遺傳物質(zhì)發(fā)生變化,就變成不受機(jī)體控制的、連續(xù)進(jìn)行分裂的惡性增殖細(xì)胞,這種細(xì)胞就是癌細(xì)胞。9.細(xì)胞不能無(wú)限長(zhǎng)大的原因:①相對(duì)表面積(表面積比體積)的制約,細(xì)胞越大,表面積與體積的比值越小,物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男示驮降汀"诤速|(zhì)比的制約。有絲分裂過(guò)程中染色體、DNA、染色單體數(shù)目的變化規(guī)律。間期前期中期后期末期染色體2N2N2N4N4N→2N染色單體0→4N4N4N00核DNA2N→4N4N4N4N4N→2N11.染色體與DNA含量的關(guān)系12.實(shí)驗(yàn):觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂。(1)實(shí)驗(yàn)原理:①在高等植物體內(nèi),有絲分裂常見(jiàn)于根尖、芽尖等分生區(qū)細(xì)胞;②各個(gè)細(xì)胞的分裂是獨(dú)立進(jìn)行的,因此在同一分生組織中可以看到不同分裂時(shí)期的細(xì)胞;③通過(guò)在高倍鏡下觀察各個(gè)時(shí)期細(xì)胞內(nèi)染色體的存在狀態(tài),就可以判斷這些細(xì)胞分別處于有絲分裂的那個(gè)時(shí)期;④染色體容易被堿性染料(如甲紫溶液舊稱龍膽紫溶液,或者醋酸洋紅液)著色。材料用具:,質(zhì)量濃度為0.01g/ml或0.02g/ml的甲紫溶液或醋酸洋紅溶液,洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂固定裝片。(2)方法步驟:①洋蔥根尖的培養(yǎng),34d,在廣口瓶?jī)?nèi)裝滿清水讓洋蔥底部接觸水面,放到溫暖的地方培養(yǎng),待根長(zhǎng)約5cm,取生長(zhǎng)健壯的根尖制成臨時(shí)裝片觀察②裝片的制作:解離→漂洗→染色→制片。解離:上午10時(shí)到下午2時(shí)(洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞處于分裂期的較多),剪取洋蔥根尖23cm(大部分為分生區(qū)細(xì)胞),立即放入盛有鹽酸和酒精混合液(1:1)的玻璃皿(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸、體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精),在室溫下解離35min。目的:使組織中的細(xì)胞相互分離開(kāi)來(lái)。漂洗:放入盛有清水的培養(yǎng)皿中漂洗。約10min目的:洗去藥液,防止解離過(guò)度。染色:把根尖放入盛有堿性染料甲紫或醋酸洋紅染液的玻璃皿中染色35min目的:使染色體著色。制片:用鑷子取出根尖放在載玻片上,加一滴清水,并用鑷子尖把根尖

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