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1、生物必修(1)知识点整理第一章 走近细胞第一节 从生物圈到细胞一、相关概念、 细 胞:是生物体结构和功能的基本单位。除了病毒以外,所有生物都是由细胞构成的。细胞是地球上最基本的生命系统 生命系统的结构层次: 细胞组织器官系统(植物没有系统)个体种群群落生态系统生物圈从生物圈到细胞生命系统层层相依,又各自有特定的组成、结构和功能。 系统:彼此间相互作用、相互依赖的组分有规律地结合而形成的整体。二、病毒的相关知识: 1、病毒(Virus)是一类没有细胞结构的生物体。主要特征:、个体微小,一般在1030nm之间,大多数必须用电子显微镜才能看见;、仅具有一种类型的核酸,DNA或RNA,没有含两种核酸的

2、病毒;、专营细胞内寄生生活;、结构简单,一般由核酸(DNA或RNA)和蛋白质外壳所构成。 2、根据寄生的宿主不同,病毒可分为动物病毒、植物病毒和细菌病毒(即噬菌体)三大类。根据病毒所含核酸种类的不同分为DNA病毒和RNA病毒。 3、常见的病毒有:人类流感病毒(引起流行性感冒)、SARS病毒、人类免疫缺陷病毒(HIV)引起艾滋病(AIDS)、禽流感病毒、乙肝病毒、人类天花病毒、狂犬病毒、烟草花叶病毒等。三、为什么说生命活动离不开细胞? 1、单细胞生物(如细菌、单细胞藻类、单细胞动物等)的各项生命活动离不开细胞。 2、多细胞生物体依赖各种分化的细胞密切合作,共同完成一系列复杂的生命活动。例如:生物

3、与环境之间物质和能量的交换;生长发育;遗传变异等。 3、无细胞结构的生物(病毒)的生命活动也离不开细胞。第二节 细胞的多样性和统一性一、细胞种类:根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核,把细胞分为原核细胞和真核细胞。二、原核细胞和真核细胞的比较: 1、原核细胞:细胞较小,无核膜、无核仁,DNA 不与蛋白质结合,无染色体;遗传物质(一个环状DNA分子)集中的区域称为拟核;细胞器有且只有核糖体;有细胞壁,其成分是蛋白质和多糖形成的化合物,称为肽聚糖。与真核细胞不同。与真核细胞最大的区别就是无核膜包被的细胞核。 2、真核细胞:细胞较大,有核膜、有核仁、有一定数目的染色体(DNA与蛋白质结合而成);有真正

4、的细胞核;一般有多种细胞器。3、原核生物:由原核细胞构成的生物。如:蓝藻(蓝球藻、念珠藻、颤藻、发菜)、细菌(如硝化细菌、乳酸菌、大肠杆菌、肺炎双球菌)、放线菌、支原体、衣原体、立克次氏体等都属于原核生物。4、真核生物:由真核细胞构成的生物。如动物(草履虫、变形虫、高等动物)、植物(衣藻等低等植物、高等植物)、真菌(酵母菌、霉菌、粘菌、蘑菇)等。三、细胞学说的建立:建立者主要是德国科学家施莱登和施旺内容:1、细胞是一个有机体,一切动植物都有细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成。2、细胞是一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。3、新细胞可以从老细胞中产

5、生。意义:揭示了细胞的统一性。第二章 组成细胞的分子细胞中的元素和化合物元素化合物意义按含量的分类无机化合物有机化合物水无机盐存在形式作用存在形式功能蛋白质核酸脂质糖类基本单位结构、功能鉴定试剂相关计算种类分布基本单位功能分类还原糖鉴定功能分类脂肪鉴定功能第一节 细胞中的元素和化合物一、1、生物界与非生物界具有统一性:组成细胞的化学元素在非生物界都可以找到 2、生物界与非生物界存在差异性:组成生物体的化学元素在细胞内的含量与在非生物界中的含量明显不同二、组成生物体的化学元素有20多种: 大量元素:C、O、H、N、S、P、Ca、Mg、K等; 微量元素:Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni

6、等;元素 最基本元素:C; 基本元素:C、O、H、N;(细胞含量最多4种元素)主要元素;C、O、H、N、S、P;水无机物无机盐组成细胞蛋白质的化合物脂质 有机物 糖类核酸 三、在活细胞中含量最多的化合物是水(85-90);含量最多的有机物是蛋白质(7-10);占细胞鲜重比例最大的化学元素是O、占细胞干重比例最大的化学元素是C。第二节 生命活动的主要承担者-蛋白质一、相关概念:氨 基 酸:蛋白质的基本组成单位 ,组成蛋白质的氨基酸约有20种。必需氨基酸:人体细胞不能合成的,必须从外界环境中直接获取的氨基酸。约8种。 口诀:携一两本单色书来。(缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、色氨酸、

7、苏氨酸、赖氨酸)非必需氨基酸:人体细胞能够合成的氨基酸,约12种。脱水缩合:一个氨基酸分子的氨基(NH2)与另一个氨基酸分子的羧基(COOH)相连接,同时失去一分子水。肽 键:肽链中连接两个氨基酸分子的化学键(NHCO)。二 肽:由两个氨基酸分子缩合而成的化合物,只含有一个肽键。多 肽:由三个或三个以上的氨基酸分子缩合而成的链状结构。肽 链:多肽通常呈链状结构,叫肽链。 二、氨基酸分子通式: NH2R C H COOH三、 氨基酸结构的特点:每种氨基酸分子至少含有一个氨基(NH2)和一个羧基(COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上(如:有NH2和COOH但不是连在同一个碳原

8、子上不叫氨基酸);R基的不同导致氨基酸的种类不同。四、蛋白质多样性的原因是:组成蛋白质的氨基酸数目、种类、排列顺序不同,肽链盘曲、折叠的方式和空间结构千变万化。五、蛋白质的主要功能(生命活动的主要承担者): 构成细胞和生物体的重要物质,如肌动蛋白; 催化作用:如酶; 调节作用:如胰岛素、生长激素; 免疫作用:如抗体; 运输作用:如红细胞中的血红蛋白、载体蛋白。 识别作用:如糖蛋白 六、有关计算: 肽键数 = 脱去水分子数 = 氨基酸数目 肽链数 至少含有的羧基(COOH)或氨基数(NH2) = 肽链数 蛋白质分子量=氨基酸数氨基酸平均分子量-18失去水分子数第三节 遗传信息的携带者-核酸一、核

9、酸的种类:脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)二、核 酸:是细胞内携带遗传信息的物质,对于生物的遗传、变异和蛋白质的合成具有重要作用。三、组成核酸的基本单位是:核苷酸,是由一分子磷酸、一分子五碳糖(DNA为脱氧核糖、RNA为核糖)和一分子含氮碱基组成 ;组成DNA的核苷酸叫做脱氧核糖核苷酸,组成RNA的核苷酸叫做核糖核苷酸。四、DNA所含碱基有:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)RNA所含碱基有:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)、尿 嘧 啶(U)五、核酸是由核苷酸连接而成的长链:每个核酸分子是由几十个乃至上亿个核苷酸连接而成的长链。连接方式相同,都是磷酸和五

10、碳糖交替连接排列在外侧。在绝大多数生物体的细胞中,DNA由2条脱氧核苷酸链连接而成双螺旋结构,RNA由1条核糖核苷酸链连接而成。核酸上所携带的遗传信息就是组成该核酸的核苷酸的排列顺序。六、核酸的分布:真核细胞的DNA主要分布在细胞核中;线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA;RNA主要分布在细胞质中。七、观察DNA和RNA在细胞中的分布: 1、实验原理(1)甲基绿和吡罗红混合染色剂对DNA和RNA的亲和力不同,甲基绿使DNA呈绿色,吡罗红使RNA呈现红色。利用甲基绿吡罗红混合染色剂将细胞染色,可以显示DNA和RNA在细胞中的分布。(2)加热烘干时为了使细胞固定在载玻片上。盐酸能够改变细胞膜的通透性

11、,加速染色剂进入细胞;同时使染色体中的DNA与蛋白质分离,有利于DNA与染色剂的结合。 2、实验结果在低倍镜下可观察到,细胞核呈绿色,细胞质呈红色。这说明真核细胞中的DNA主要分布在细胞核中,少量存在于细胞质中(叶绿体和线粒体);RNA主要分布在细胞质中。第四节 细胞中的糖类和脂质一、相关概念: 糖类:是主要的能源物质;主要分为单糖、二糖和多糖等单糖:是不能再水解的糖。如葡萄糖。二糖:是水解后能生成两分子单糖的糖。多糖:是水解后能生成许多单糖的糖。多糖的基本组成单位都是葡萄糖。可溶性还原性糖:葡萄糖、果糖、麦芽糖等二、糖类的比较: 分类元素常见种类分布主要功能单糖CHO核糖动植物细胞组成RNA

12、脱氧核糖组成DNA葡萄糖、果糖、半乳糖重要能源物质二糖蔗糖(由葡萄糖和果糖组成)植物细胞提供能量麦芽糖(由葡萄糖和葡萄糖组成)乳糖(有葡萄糖和半乳糖组成)动物细胞多糖淀粉植物细胞植物细胞中的贮能物质纤维素细胞壁主要成分糖原(肝糖原、肌糖原)动物细胞动物细胞中的贮能物质三、脂质的比较:分类常见种类功能脂质脂肪C 、H、 O1、主要储能物质2、保温3、减少摩擦,缓冲和减压磷脂C、H、O、N、P细胞膜和细胞器膜的主要成分固醇C、H、O胆固醇与细胞膜流动性有关性激素维持生物第二性征,促进生殖器官发育维生素D有利于肠道对Ca、P吸收四、生物大分子以碳链为骨架: 多糖、蛋白质、核酸等生物大分子都是由许多基

13、本的单位连接而成的,这些基本单位称为单体。这些生物大分子称为单体的多聚体。每一个基本单位都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架,由许多单体连接成多聚体。多糖的单体是葡萄糖,蛋白质的单体是氨基酸,核酸的单体是核苷酸。五、生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质、淀粉的鉴定 还原性糖(葡萄糖、麦芽糖、果糖)+斐林试剂砖红色沉淀 脂肪+苏丹III橘黄色 脂肪+苏丹IV红色 蛋白质(含有两个以上肽键)+双缩脲试剂紫色物质第五节 细胞中的无机物一、有关水的知识要点 存在形式含量功能联系水自由水约951、良好溶剂2、参与多种化学反应3、运送养料和代谢废物4、为细胞提供液体环境它们可相互转化;代谢旺盛时自由水含

14、量增多,反之,含量减少。结合水约4.5细胞结构的重要组成成分二、无机盐(绝大多数以离子形式存在,少数与其他化合物结合)功能: 、构成细胞内某些复杂的化合物,如:叶绿素、血红蛋白等 、维持生物体的生命活动(如动物缺钙会抽搐) 、维持酸碱平衡, 、调节渗透压。第三章 细胞的基本结构细胞的基本结构细胞膜细胞器细胞核分工合作线粒体叶绿体内质网高尔基体溶酶体液泡核糖体中心体结构功能核膜染色质遗传信息库(遗传物质储存和复制的产所)细胞代谢和遗传的控制中心核仁核孔实验功能进行细胞间的信息交流控制物质进出将细胞与外界环境分开成分少量糖类脂质(主要)蛋白质体验制备细胞膜的方法生物膜系统研究方法分泌蛋白的合成与运

15、输第一节 细胞膜-系统的边界一、 细胞膜的成分:主要是脂质(约50)和蛋白质(约40),还有少量糖类(约2-10)功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。细胞在癌变的过程中,细胞膜的成分发生改变。有的产生甲胎蛋白、癌胚抗原等物质。二、细胞膜的功能:(细胞膜的的功能特点是具有选择透过性。) 、将细胞与外界环境分隔开保障了细胞内部环境的相对稳定。 、 控制物质进出细胞细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞;细胞不需要,或者对细胞有害的物质不容易进入细胞。抗体、激素等物质分泌到细胞外,核酸等重要成分不会流失到细胞外。细胞膜的控制作用是相对的。 、进行细胞间的信息

16、交流 (注意书P42的图示) a、间接交流 细胞分泌的化学物质(如激素)随血液到达全身各处,与靶细胞的细胞膜表面的受体结合,将信息传递给靶细胞。b、直接交流 相邻两个细胞的细胞膜接触,信息从一个细胞传递给另一个细胞。例如:精子和卵细胞之间的识别和结合。c、形成通道进行交流 如:高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,也有信息交流的作用。三、植物细胞还有细胞壁,主要成分是纤维素和果胶,对细胞有支持和保护作用;其性质是全透性的。四、体验制备细胞膜的方法选材:哺乳动物成熟的红细胞。因为该细胞没有细胞壁、细胞核和众多的细胞器。方法:吸水涨破法,之后通过离心获得较纯净的细胞膜。第二节 细胞器-系统内的分工

17、合作一、相关概念: 细 胞 质:在细胞膜以内、细胞核以外的原生质,叫做细胞质。细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。细胞质基质:细胞质内呈胶质状态的部分是细胞质基质。由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等组成;是细胞进行新陈代谢的主要场所。细 胞 器:细胞质中具有特定功能的各种亚细胞结构的总称。细胞骨架:是由蛋白质纤维构成的网架结构,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。二、八大细胞器的比较:1、线粒体:形态:呈粒状、棒状。结构:具有双层膜,内膜向内突起形成嵴;基质中有少量DNA和RNA,内膜、基质和基粒中有许多种与有氧呼吸有关的酶,功能:线粒体是细

18、胞进行有氧呼吸的主要场所,生命活动所需要的能量,大约95%来自线粒体,是细胞的“动力车间”。分布:普遍存在于动、植物细胞中。2、叶绿体:形态:呈扁平的椭球形或球形。 结构:具有双层膜,基质和由类囊体构成的基粒。分布:基质中含有与光合作用有关的酶,少量DNA和RNA;在类囊体的膜上分布着与光合作用有关的酶和色素。功能:叶绿体是植物进行光合作用的场所,是植物细胞的“养料制造车间和“能量转换站”。 分布:存在于绿色植物进行光合作用的细胞,主要在叶肉细胞;少数在某些植物幼茎的皮层细胞。 3、核糖体:结构:椭球形粒状小体,有些附着在内质网上,有些游离在细胞质基质中。功能:氨基酸合成蛋白质的场所。(完成氨

19、基酸脱水缩合形成肽链)分布:普遍存在于真核细胞和原核细胞。4、内质网:由单层膜结构连接而成的网状物。是细胞内蛋白质合成和加工,以及脂质、糖类合成的“车间”。分布在动植物细胞中。5、高尔基体:结构:单层膜构成的泡状结构。功能:主要对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”。在植物细胞中与细胞壁的形成有关,在动物细胞中与细胞分泌物的形成有关。 分布:动植物细胞中。 6、中心体:由两个相互垂直的中心粒及周围的物质组成。存在于动物细胞和低等植物细胞,与细胞的有丝分裂有关。 7、液泡:结构:外有单层膜,内有细胞液。包含:有机酸、生物碱、糖类、蛋白质、无机盐、色素等。功能:调节植物细胞

20、内的环境,使植物细胞保持坚挺,调节细胞渗透吸水的作用。分布:主要存在于成熟植物细胞中, 8、溶酶体:有“消化车间”之称,内含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。 三、分泌蛋白的合成和运输:(熟悉课本P48的文字描述) 核糖体(合成肽链)内质网(加工成具有一定空间结构的蛋白质)高尔基体(进一步修饰加工)细胞膜细胞外 由线粒体提供能量。四、细胞的生物膜系统1、生物膜系统的组成:细胞中的细胞器膜、细胞膜和核膜等结构,共同构成了细胞的生物膜系统。2、生物膜系统的功能: (1)细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境,同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传

21、递的过程中起决定作用。(2)许多重要的化学反应都在生物膜上进行,这些化学反应需酶参与,广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点。(3)细胞内生物膜把各种细胞器隔开,使细胞内同时进行多种化学反应,保证了细胞生命活动高效、有序地进行。五、用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体1、叶肉细胞中的叶绿体,散布于细胞质中,呈绿色、扁平的椭球形或球形。线粒体普遍存在于动物细胞和植物细胞中;观察叶绿体不用染色。2、线粒体的形态多样,有短棒状、圆球状、哑铃状等;观察线粒体要用健那绿染液,健那绿是将活细胞中线粒体染色的专一性染料,可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色。实验时将健那绿溶解在生理盐水中配制成溶液。

22、第三节 细胞核-系统的控制中心一、细胞核的功能:是遗传信息库(遗传物质储存和复制的场所),是细胞代谢和遗传的控制中心;熟悉课本P52的四则资料中涉及的实验过程及结论。二、细胞核的结构:(病毒和原核细胞无细胞核。真核细胞中除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞以外,其他都有细胞核;一般细胞中只有一个细胞核,也有多个的细胞核的。如:骨骼肌细胞中有多个细胞核) 1、染色质:由DNA和蛋白质组成,容易被碱性染料染成深色的细丝状物质。 2、核 膜:双层膜,把核内物质与细胞质分开。 3、核 仁:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。 4、核 孔:实现细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流。 5

23、、染色质和染色体是同样物质在细胞不同时期的两种形态。 细胞分裂时,细胞核解体,染色质高度螺旋化,缩短变粗,成为光学显微镜下清晰可见的圆柱状或杆状的染色体。细胞分裂结束时,染色体解螺旋,重新成为细丝状的染色质,被包围在新形成的细胞核里。染色质(细胞分裂时)染色体(细胞分裂结束时)高度螺旋、变短变粗解开螺旋、恢复细长丝状三、模型:人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。包括物理模型、概念模型、数学模型等。以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征,这种模型就是物理模型。例如:DNA双螺旋结构模型。第四章 细胞的物质输入和输出细胞膜细胞膜跨膜运输的实例组成结构物质运输的方式被动

24、运输主动运输胞吞和胞吐自由扩散协助扩散流动镶嵌模型特点:流动性脂质糖蛋白(糖被)蛋白质多糖细胞吸水和失水其他物质的跨膜运输植物细胞质壁分离和复原第一节 物质跨膜运输的实例一、渗透作用:水分子(溶剂分子)通过半透膜的扩散作用。二、原生质层:细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。三、发生渗透作用的条件: 1、具有半透膜 2、膜两侧有浓度差四、细胞的吸水和失水: 外界溶液浓度细胞内溶液浓度细胞失水 外界溶液浓度细胞内溶液浓度细胞吸水五、观察植物细胞的质壁分离和复原 1、条件:、具有大液泡;、原生质层两侧具有浓度差(外因);、细胞壁的伸缩性小于原生质层的伸缩性(内因);、活细胞。 2、过程:制作洋葱鳞

25、片叶外表皮临时装片观察在盖玻片一侧滴加质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液,用吸水纸引流观察在盖玻片一侧滴加清水,再用吸水纸引流观察。 3、现象:在质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液中,植物细胞的中央液泡变小,发生质壁分离。 在清水中,植物细胞的中央液泡变大,发生质壁分离复原。六、物质跨膜运输的其他实例说明: 物质跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的,而且细胞对于物质的输入和输出具有选择性。细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜,生物膜的选择透过性是活细胞的一个重要特征。第二节 生物膜的流动镶嵌模型一、对生物膜结构的探索历程时间科学家科学实验假说(或结论)19世纪末欧文顿用500多种物质对植物细胞进行上

26、万次的通透性实验,发现可以溶于脂质的物质更容易通过细胞膜膜是由脂质组成的20世纪初科学家分离哺乳动物的红细胞的膜膜的主要成分是脂质和蛋白质1925年两位荷兰科学家从细胞膜中提取脂质,铺成单层分子,面积是细胞膜的2倍细胞膜中的脂质为连续的两层1959年罗伯特森在电镜下看到细胞膜由“暗亮暗”的三层结构构成生物膜由蛋白质脂质蛋白质构成的三层静态统一结构1970年弗雷和埃迪登分别用绿色和红色荧光染料标记两种细胞的蛋白质,并将两细胞融合,发现荧光均匀分布细胞膜具有流动性1972年桑格和尼克森在新的观察和实验证据基础上提出流动镶嵌模型二、细胞膜结构: 磷脂 蛋白质 糖类 磷脂双分子层 “镶嵌、贯穿蛋白”

27、糖被(与细胞识别有关)(膜基本支架)三、结构特点:具有一定的流动性 细胞膜(生物膜) 功能特点:选择透过性四、流动镶嵌模型的基本内容 (1)磷脂双分子层:构成膜的基本支架(其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧,疏水性尾部朝向内侧) (2)蛋白质分子:有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层; (3)磷脂分子是可以运动的,具有流动性;(4)膜的蛋白质分子大多是可以运动的(也体现膜的流动性);(5)在细胞膜外表,有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白,叫做糖被。(糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系)第三节 物质跨膜运输的方式一、相关概念:自由

28、扩散:物质通过简单的扩散作用进出细胞。 协助扩散:进出细胞的物质要借助载体蛋白的扩散。 主动运输:物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。二、 自由扩散、协助扩散、主动运输的比较:比较项目运输方向载体能量代表例子意义自由扩散高浓度低浓度不需要不消耗O2、CO2、H2O、乙醇、甘油等只能从高浓度到低浓度被动地吸收和排出协助扩散高浓度低浓度需要不消耗葡萄糖进入红细胞等主动运输低浓度高浓度需要消耗氨基酸、各种离子等一般从低浓度到高浓度主动地吸收或排出物质,以满足生命活动的需要。三、物质跨膜运输的方式离子和小分子物质主要以被动运输(自由扩散、协助

29、扩散)和主动运输的方式进出细胞;大分子和颗粒物质通过内吞作用进入细胞(即胞吞),通过外排作用向外分泌物质(即胞吐)。酶本质特性光合作用呼吸作用蛋白质RNA高效性专一性作用条件较温和探究历程色素的提取和分离过程影响因素应用过程影响因素应用细胞代谢需要酶催化细胞代谢需要酶催化第五章 细胞的能量供应和利用 第一节 降低化学反应活化能的酶一、相关概念: 新陈代谢:是活细胞中全部化学反应的总称,是生物与非生物最根本的区别,是生物体进行一切生命活动的基础。 细胞代谢:细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应。 酶:是活细胞(来源)所产生的具有催化作用(功能:降低化学反应活化能,提高化学反应速率)的一类有机物。

30、 活 化 能:分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。 变量:实验过程中可以变化的因素。 自变量:变量中人为改变的变量称作自变量。 因变量:随着自变量的变化而变化的变量。 无关变量:除自变量外,实验过程中可能还会存在一些可变因素,对实验结果造成影响,这些变量称为无关变量。二、酶在细胞代谢中的作用 同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高。三、酶的发现:、1783年,意大利科学家斯巴兰让尼用实验证明:胃具有化学性消化的作用; 、1836年,德国科学家施旺从胃液中提取了胃蛋白酶; 、1926年,美国科学家萨姆纳通过化学实验证明脲酶是一种蛋白质;、20世纪80年代

31、,美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化作用。四、酶的本质:大多数酶的化学本质是蛋白质(合成酶的场所主要是核糖体,水解酶的酶是蛋白酶),也有少数是RNA。五、酶的特性: 、高效性:催化效率比无机催化剂高许多。 、专一性:每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。、酶需要较温和的作用条件:在最适宜的温度和pH下,酶的活性最高。温度和pH偏高和偏低,酶的活性都会明显降低。第二节 细胞的能量“通货”-ATP一、ATP的功能:ATP是生命活动的直接能源物质 注:细胞内主要的能源物质是糖类 细胞内良好的储能物质是脂肪。 生命活动的根本能量来源是太阳能。二、 ATP的结构:中文名:三磷酸腺苷构

32、成:腺嘌呤核糖磷酸基团磷酸基团磷酸基团结构简式:,其中:A代表腺苷,P代表磷酸基团,代表高能磷酸键;代表普通化学键。注意:ATP的分子中的高能磷酸键中储存着大量的能量,所以ATP被称为高能化合物。这种高能化合物化学性质不稳定,在水解时,由于高能磷酸键的断裂,释放出大量的能量。而第二个高能磷酸键相当脆弱,水解时容易断裂。三、ATP与ADP的转化:酶ADP + Pi +能量ATP 酶注:(1)向右:表示ATP水解,所释放的能量用于各种需要能量的生命活动。 向右:表示ATP合成,所需的能量来源于生物化学反应释放的能量。 (2)ATP能作为直接能源物质的原因是细胞中ATP与ADP循环转变,且十分迅速。

33、第三节ATP的主要来源-细胞呼吸一、相关概念: 1、呼吸作用(也叫细胞呼吸):指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成 二氧化碳或其它产物,释放出能量并生成ATP的过程。根据是否有氧参与,分为:有氧呼吸和无氧呼吸 2、有氧呼吸:指细胞在有氧的参与下,通过多种酶的催化作用下,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放出大量能量,生成ATP的过程。 是生物体主要的呼吸方式。3、无氧呼吸:一般是指细胞在无氧的条件下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物(酒精、CO2或乳酸),同时释放出少量能量的过程。 例苹果无氧呼吸时产生酒精和CO2;乳酸菌无氧呼吸产生的是乳酸。

34、4、发酵:微生物(如:酵母菌、乳酸菌)的无氧呼吸。二、有氧呼吸的总反应式:酶 C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 能量三、无氧呼吸的总反应式:酶 C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+ 2CO2 + 少量能量 或 酶 C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)+ 少量能量四、有氧呼吸过程(主要在线粒体中进行): 场所发生反应产物第一阶段细胞质基质葡萄糖酶2丙酮酸 少量能量H+丙酮酸、H、释放少量能量,形成少量ATP第二阶段线粒体基质6CO26H2O酶2丙酮酸少量能量H+ +CO2、H、释放少量能量,形成少量ATP第三阶段H2O酶大量能量H+线粒体内膜O2生成H2O、释放大量能

35、量,形成大量ATP五、有氧呼吸与无氧呼吸的比较: 呼吸方式有氧呼吸无氧呼吸不同点场所细胞质基质,线粒体基质、内膜细胞质基质条件氧气、多种酶无氧气参与、多种酶物质变化葡萄糖彻底分解,产生CO2和H2O葡萄糖分解不彻底,生成乳酸或酒精等能量变化释放大量能量(1161kJ被利用,其余以热能散失),形成大量ATP释放少量能量,形成少量ATP六、影响呼吸速率的外界因素: 1、温度:温度通过影响细胞内与呼吸作用有关的酶的活性来影响细胞的呼吸作用。温度过低或过高都会影响细胞正常的呼吸作用。在一定温度范围内,温度越低,细胞呼吸越弱;温度越高,细胞呼吸越强。 2、氧气:氧气充足,则无氧呼吸将受抑制;氧气不足,则

36、有氧呼吸将会减弱或受抑制。3、水分:一般来说,细胞水分充足,呼吸作用将增强。但陆生植物根部如长时间受水浸没,根部缺氧,进行无氧呼吸,产生过多酒精,可使根部细胞坏死。4、CO2:环境CO2浓度提高,将抑制细胞呼吸,可用此原理来贮藏水果和蔬菜。七、呼吸作用在生产上的应用:1、作物栽培时,要有适当措施保证根的正常呼吸,如疏松土壤等。2、粮油种子贮藏时,要风干、降温,降低氧气含量,则能抑制呼吸作用,减少有机物消耗。3、水果、蔬菜保鲜时,要低温或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度,抑制呼吸作用。八、探究酵母菌细胞呼吸的方式1、过程(见书P92) 、对比实验:设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析,

37、来探究某种因素与实验对象的关系,这样的实验叫做对比实验。 、实验结果的检测:CO2可使澄清石灰水变浑浊,也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄;检测酒精的产生可用橙色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下与乙醇反应,变成灰绿色。 2、结论:酵母能进行有氧呼吸,也能进行无氧呼吸。在有氧的条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生酒精,还产生少量二氧化碳。第四节 能量之源-光与光合作用一、相关概念: 1、光合作用:绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并释放出氧气的过程二、光合色素(在类囊体的薄膜上): 叶绿素a (蓝绿色) 叶绿素

38、主要吸收红光和蓝紫光 叶绿素b (黄绿色) 色素 胡萝卜素 (橙黄色) 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光叶黄素 (黄色)三、绿叶中色素的提取和分离1、原理:叶绿体中的色素能溶解于有机溶剂(如丙酮、无水乙醇等);叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢。2、过程:(见书P61)3、结果:色素在滤纸条上的分布自上而下: 胡萝卜素(橙黄色) 扩散速度最快(溶解度最大) 叶黄素(黄色) 叶绿素a(蓝绿色) 色素层析带最宽(含量最多) 叶绿素b(黄绿色) 扩散速度最慢(溶解度最小)4、注意: 、无水乙醇的作用是提取叶绿体中的色素;层析液的用途是分离叶绿体中的色素。 、S

39、iO2的作用是有助于研磨充分,碳酸钙可防止研磨中色素被破坏。 、分离色素时,层析液不能没及滤液细线的原因是滤液细线上的色素会溶解于层析液。5、色素的位置和功能 叶绿体中的色素存在于叶绿体类囊体薄膜上。叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光蓝紫光;胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光及保护叶绿素免受强光的伤害。Mg是叶绿素分子必需的元素。四、叶绿体的结构和功能:1、在光学显微镜下观察,绿色植物的叶绿体一般呈扁平的椭球形或球形。2、在电子显微镜下观察,叶绿体外表有双层膜,内部有许多基粒,基粒与基粒之间充满了基质。每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成。这些囊状结构称为类囊体。具有吸收、传递、转化光能的色素就

40、分布在类囊体的薄膜上。3、叶绿体是进行光合作用的场所。在类囊体的薄膜上分布着具有吸收光能的光合色素,在类囊体的薄膜上和叶绿体的基质中含有许多光合作用所必需的酶。五、光合作用的探究历程: 、1648年海尔蒙脱(比利时),把一棵2.3kg的柳树苗种植在一桶90.8kg的土壤中,然后只用雨水浇灌而不供给任何其他物质,5年后柳树增重到76.7kg,而土壤只减轻了57g。指出:植物的物质积累来自水。 、1771年英国科学家普里斯特利发现,将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内,蜡烛不容易熄灭;将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内,小鼠不容易窒息而死,证明:植物可以更新空气。、1785年,由于空气组成的

41、发现,人们明确了绿叶在光下放出的气体是氧气,吸收的是二氧化碳。 1845年,德国科学家梅耶指出,植物进行光合作用时,把光能转换成化学能储存 起来。、1864年,德国科学家把绿叶放在暗处理的绿色叶片一半暴光,另一半遮光。过一段时间后,用碘蒸气处理叶片,发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化,曝光的那一半叶片则呈深蓝色。证明:绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。、1880年,德国科学家思吉尔曼用水绵进行光合作用的实验。证明:叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所,氧是叶绿体释放出来的。、20世纪30年代美国科学家鲁宾卡门采用同位素标记法研究了光合作用。第一组相植物提供H218O和CO2,释放的是18O2;第二组提供H2 O和C18O,释放的是O2。光合作用释放的氧全部来自来水。六、影响光合作用的外界因素主要有: 1、光照强度:在一定范围内,光合速率随光照强度的增强而加快,超过光饱合点,光合速率不变。(如右图) 2、温度:温度通过影响酶的活性来影响光合作用。(如右图) 3、二氧化碳浓度:在一定范围内,光合速率随

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