资料简介
人教版（2019）高中生物必修1《分子与细胞》核心考点复习提纲第一章走进细胞1、细胞学说：（1）主要建立者：施莱登和施旺。（2）内容：①细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而来，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生命起作用。③新细胞是由老细胞分裂产生的。u细胞学说揭示了动物和植物的统一性，从而阐明了生物界的统一性。u归纳法是指由一系列具体事实推出一般结论的思维方法。分为：不完全归纳法、完全归纳法。2、生命系统的结构层次细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈u细胞是基本的生命系统；植物没有系统这一结构层次。3、观察细胞①转动反光镜使视野明亮。②在低倍镜下观察清楚后，把要放大观察的物像移至视野中央。③转动转换器，换成高倍物镜。④用细准焦螺旋调焦并观察。4、原核细胞和真核细胞比较项目原核细胞真核细胞本质区别有无以核膜为界限的细胞核不同点大小较小较大染色体一个细胞只有一条DNA，与蛋白质不结合在一起一个细胞有几条染色体，DNA与蛋白质结合在一起细胞质除核糖体外，无其他细胞器有核糖体、线粒体等复杂的细胞器细胞核有拟核，无核膜，无染色体有成形的细胞核，有染色体细胞壁肽聚糖真菌：几丁质；植物：纤维素、果胶生物类群衣原体、支原体、蓝细菌（有藻蓝素和叶绿素，能进行光合作用）、细菌、放线菌、立克次氏体真菌、动物、植物第34页共34页,第二章组成细胞的分子一、细胞中的元素和化合物1、生物界和非生物界的统一性和差异性（1）统一性：组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到。（2）差异性：细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。2、组成细胞的元素（1）组成细胞的化学元素，常见的有20多种。（2）根据含量的多少分为：大量元素：主要有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。微量元素：主要有Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等。3、组成细胞的化合物二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质水浴加热1、实验原理（1）还原糖＋斐林试剂砖红色沉淀（2）脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色（3）蛋白质＋双缩脲试剂→紫色2、实验过程（1）还原糖的检测和观察①选材：还原糖含量较高、无色或近于无色的植物组织。（如梨匀浆、葡萄匀浆、白萝卜匀浆）第34页共34页,②制备组织样液：制匀浆→纱布过滤→取样液。斐林试剂：甲液:0.1g/mLNaOH乙液:0.05g/mLCuSO4（要等量混合均匀，现配现用。）③显色反应：④结论：组织样液中含有可溶性还原糖。（2）脂肪的检测和观察①取材：取一粒浸泡过的花生种子，去掉种皮。②切片：用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片，放至含清水的培养皿中备用。③制片：选取最薄的切片，用毛笔蘸取放在载玻片中央；在花生子叶薄片上滴2-3滴苏丹Ⅲ染液，染色3min；用吸水纸吸去染液，再滴1-2滴体积分数为50%的酒精，洗去浮色；用吸水纸吸去酒精；滴1滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片。④观察：先在低倍镜下找到花生子叶的最薄处，后用高倍镜观察被染成橘黄色的脂肪颗粒。⑤结论：花生子叶中有被染成橘黄色的脂肪微粒。（3）蛋白质的检测和观察①取材：豆浆滤液、鲜肝提取液或鸡蛋清稀释液。双缩脲试剂：A液:0.1g/mLNaOHB液:0.01g/mLCuSO4（先加A液再加B液。）②显色反应：③结论：组织样液中含有蛋白质。3、注意事项①还原糖：葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖等。②还原糖的检测中，斐林试剂需等量混合均匀，现配现用。反应原理是在加热条件下，还原糖将Cu(OH)2还原为Cu2O沉淀。③蛋白质检测时，双缩脲试剂先加A液再加B液。先加双缩脲试剂A液，是为了先制造碱性环境，再加入B液（且B液不能过量），使具有两个或两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2＋反应生成紫色络合物。若先加B液或B液过量，会生成蓝色的Cu(OH)2，干扰颜色反应。三、细胞中的无机物第34页共34页,1、细胞中的水：生物体的含水量随着生物种类的不同有所差别，水是构成细胞的重要成分，也是活细胞中含量最多的化合物。2、水的存在形式和作用存在形式概念作用自由水细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动，叫自由水。细胞内的良好溶剂；参与生物化学反应；为细胞提供液体环境；运送营养物质和代谢废物。结合水与细胞内其他物质相结合的水，叫结合水。细胞结构的重要组成部分。u自由水和结合水可以相互转换。u正常情况下，细胞内自由水比例越大，细胞的代谢就越旺盛；结合水越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。如晒干种子是为了减少自由水而使其代谢水平降低，便于储藏等。3、细胞中的无机物细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，如K＋、Na＋、Cl－等。无机盐是细胞中含量很少的无机物，仅占细胞鲜重的1%-1.5%。4、无机盐的生理功能：功能举例组成某些复杂化合物。Mg是构成叶绿素的元素；Fe是构成血红素的元素；P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞必不可少的许多化合物的成分。维持细胞和生物体的生命活动。Na＋缺乏会引发肌肉酸痛、无力等；哺乳动物的血液中Ca2＋的含量太低时会出现抽搐等症状。维持细胞和生物体的平衡。酸碱平衡和渗透压平衡。四、细胞中的糖类和脂质1、细胞中的糖类：（1）元素组成及功能：C、H、O。糖类是主要的能源物质。（2）分类：种类概念举例分布单糖不能再水解的糖，可被细胞直接吸收。五碳糖核糖各种细胞中脱氧核糖六碳糖葡萄糖果糖植物细胞第34页共34页,半乳糖动物细胞二糖由两分子单糖脱水缩合形成的糖，一般要水解成单糖才能被细胞吸收。蔗糖（葡萄糖+果糖）甘蔗、甜菜等麦芽糖（葡萄糖+葡萄糖）发芽的小麦等谷粒中乳糖（葡萄糖+半乳糖）人和动物乳汁中多糖由多个单糖脱水缩合而成，构成它们的基本单位都是葡萄糖。淀粉植物细胞、植物变态茎或根等、一些植物的果实当中糖原人和动物的肝脏和肌肉中纤维素植物茎秆和枝叶、所有植物细胞的细胞壁中几丁质甲壳类动物和昆虫的外骨骼中u注意①不是所有的糖都有甜味，如纤维素没有甜味。②不是所有的糖都能和斐林试剂反应，蔗糖、淀粉等非还原糖都不能。③不是所有的糖都是能源物质，如核糖、脱氧核糖、纤维素。④多糖中的糖原分为肝糖原和肌糖原，其中的肌糖原不能分解产生葡萄糖。2、细胞中的脂质：（1）元素组成：主要是C、H、O，有些还含有N、P。相对于糖类，脂质分子中氧含量低，氢含量高。（2）性质：脂质通常不溶于水，而溶于脂溶性有机溶剂。（3）分类：分类组成元素生理功能脂肪(即三酰甘油，又称甘油三酯)C、H、O①细胞内良好的储能物质；②很好的绝热体，有隔热、保温作用；③具有缓冲和减压作用，可以保护内脏器官。磷脂C、H、O、N、P构成细胞膜、细胞器膜等生物膜的重要成分。固醇胆固醇C、H、O①构成动物细胞膜的重要成分；②参与血液中脂质的运输。性激素促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成。维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。（4）糖类和脂质是可以相互转化的。但糖类和脂肪之间的转化程度是有明显差异的。糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪，而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍，引起供能不足时，才会分解供能，而且不能大量转化为糖类。第34页共34页,五、蛋白质是生命活动的主要承担者1、组成元素：C、H、O、N、有些还含有S。2、组成细胞的有机物中含量最多的是蛋白质。3、蛋白质的功能：功能实例结构蛋白肌肉、头发、羽毛、蛛丝等的主要成分是蛋白质。信息传递功能有些蛋白质能够调节机体的生命活动，如激素。催化功能细胞中的化学反应离不开酶的催化。绝大多数酶都是蛋白质。运输功能血红蛋白运输氧。免疫功能人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。u一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。4、蛋白质的基本组成单位——氨基酸。（1）在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种。其中8种是人体细胞不能合成的，称为必需氨基酸，这些氨基酸必须从外界环境中获取；另外，13种氨基酸是人体细胞能够合成的，称为非必需氨基酸。（2）氨基酸是组成蛋白质的基本单位。（3）氨基酸的结构特点：每种氨基酸至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且每种氨基酸分子中都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团，这个侧链基团用R表示。各种氨基酸的区别在于R基的不同。5、蛋白质的结构及其多样性（1）氨基酸通过脱水缩合的方式形成多肽①脱水缩合：一个氨基酸分子的羧基(—COOH)与另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接，同时脱去一分子的水，这种结合方式叫做脱水缩合。u连接两个氨基酸分子的化学键叫做肽键。第34页共34页,u由两个氨基酸脱水缩合而成的化合物，叫做二肽。由多个氨基酸分子缩合而成，含多个肽键的化合物，叫做多肽。多肽通常呈链状结构，叫做肽链。u多肽链盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。许多蛋白质都含有2条或多条肽链，它们通过一定的化学键如二硫键（-S-S-）相互结合在一起。（2）蛋白质种类多样性的原因①氨基酸种类不同。②氨基酸数目不同。③氨基酸排列顺序不同。④肽链盘曲折叠方式及其形成的空间结构千差万别。6、与蛋白质有关的计算（1）肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数环状肽中氨基酸数＝脱去的水分子数＝肽键数。（2）一个氨基酸至少含有的氨基数或羧基数＝肽链数。游离氨基或羧基数＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。环状肽的主链中无氨基和羧基，环状肽中氨基或羧基数目取决于构成环状肽的氨基酸R基中的氨基和羧基数目。（3）蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量－脱去水分子数×18(若有p个二硫键生成，则还应减去2p)。（4）氧原子数＝肽键数＋肽链数×2＋R基上的氧原子数＝各氨基酸中氧原子总数－脱去水分子数氮原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数7、蛋白质的变性变性：蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。过程不可逆。如鸡蛋煮熟后由于蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，易于被蛋白酶水解，因而易于消化；经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性，可以达到消毒、灭菌的目的。六、核酸是遗传信息的携带者1、核酸的组成元素：C、H、O、N、P。2、核酸的种类及分布：脱氧核糖核酸（简称DNA）、核糖核酸（简称RNA）（1）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，RNA主要分布在细胞质中。第34页共34页,（2）原核细胞DNA主要分布在拟核，少量分布在细胞质，RNA分布在细胞质中。（3）病毒只含有一种核酸，及DNA或RNA，位于病毒的内部。3、核酸的基本组成单位——核苷酸。（1）组成：核苷酸是由一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成。（2）分类：4、核酸多样性的原因：核苷酸数目不同和排列顺序千变万化。5、核酸的功能：核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。6、DNA和RNA的比较DNA（脱氧核糖核酸）RNA（核糖核酸）链条数2条1条基本单位脱氧核苷酸核糖核苷酸五碳糖脱氧核糖核糖含氮碱基A、T、C、GA、U、C、G分布主要在细胞核主要在细胞质uA：腺嘌呤、T：胸腺嘧啶、C：胞嘧啶、G：鸟嘌呤、U：尿嘧啶。7、真核生物、原核生物及病毒的核酸及遗传物质核酸遗传物质类型核苷酸种类碱基种类类型核苷酸种类碱基种类真核细胞DNA和RNA85DNA44原核生物DNA和RNA85DNA44DNA病毒DNA44DNA44RNA病毒RNA44RNA44七、生物大分子以碳链为骨架第34页共34页,1、多糖、蛋白质和核酸分别以单糖、氨基酸和核苷酸为单体组成多聚体，相对分子质量很大，称为生物大分子。2、每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，因此，生物大分子也是以碳链为基本骨架。3、碳是生命的核心元素。第三章细胞的基本结构一、细胞膜的结构和功能1、细胞膜的功能（1）将细胞与外界环境分隔开。使细胞成为相对独立的系统，保障细胞内部环境的相对稳定。（2）控制物质进出细胞。细胞膜的控制作用是相对的【选择透过性】。（3）进行细胞间的信息交流。①物质传递：内分泌细胞分泌的激素(如胰岛素)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。②接触传递：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。如，精子和卵细胞之间的识别和结合。③通道传递：相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。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。2、细胞膜的成分与结构（1）对细胞膜成分的探索①1895年欧文顿：细胞膜是由脂质组成的。②科学家利用哺乳动物的红细胞制备出细胞膜，进行化学分析，得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。③1925年戈特和格伦德尔：膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。④1935年丹尼利和戴维森：除含脂质分子外，可能还附着蛋白质。（2）细胞膜成分①脂质，约占细胞膜总质量的50%。细胞膜所含脂质主要是磷脂和少量的胆固醇（动物细胞）。②蛋白质，约占40%。蛋白质在细胞膜行使功能方面起着重要的作用，所以功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量就越多。③糖类，约占2%-10%。在细胞膜的外表面与蛋白质或脂质结合形成糖被（3）细胞膜结构的探索第34页共34页,①1959年罗伯特森：蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，是一种静态的统一结构。②1970年科学家用人鼠细胞融合实验表明细胞膜具有流动性。③1972年，辛格和尼克尔森：提出为大多数人所接受的流动镶嵌模型。（4）流动镶嵌模型①流动镶嵌模型认为，细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成。磷脂双分子层是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。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。②细胞膜不是静止不动的，而是具有流动性，主要表现为构成膜的磷脂分子可以侧向移动，膜中的蛋白质大多也能运动。细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的【流动性】。③细胞膜的外表面还有糖类分子，它和蛋白质分子结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂，这些糖类分子叫做糖被【不对称性】。糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。u细胞膜的结构特点：流动性。u细胞膜的功能特点：选择透过性。二、细胞器之间的分工合作1、真核细胞一般都是由细胞膜、细胞质、细胞核组成。其中细胞质包括细胞质基质（呈溶胶状）和细胞器（线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、核糖体等。）u分离细胞器的方法——差速离心法。2、各细胞器的结构和功能名称分布形态结构功能示意图线粒体动、植物细胞都有双层膜、内膜向内凸起形成嵴、基质（含少量DNA、RNA）有氧呼吸的主要场所，是细胞的“动力车间”，细胞生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体第34页共34页,叶绿体主要分布在绿色植物叶肉细胞中双层膜，有基粒、基质（含少量DNA、RNA）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”内质网动、植物细胞都有单层膜，由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接形成一个连续的内腔相通的膜性管道系统粗面内质网：膜上附着核糖体，参与蛋白质的合成与加工。光面内质网：无核糖体，参与脂质的合成。高尔基体动、植物细胞都有单层膜的扁平膜囊状物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”；植物细胞中与细胞壁的形成有关；动物细胞中与细胞分泌物的形成有关。液泡主要存在于植物细胞中单层膜，内有细胞液，含糖类、无机盐、色素和蛋白质等可以调节植物细胞内的环境，充盈的液泡还可使植物细胞保持坚挺溶酶体主要分布在动物细胞单层膜的囊状小泡，内含有多种水解酶分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。核糖体动、植物细胞都有无膜结构，由蛋白质和RNA组成是“生产蛋白质的机器”中心体动物和低等植物细胞中无膜，由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成与细胞的有丝分裂有关u注意：（1）没有叶绿体或中央液泡的细胞不一定是动物细胞。如植物根尖分生区细胞没有大液泡，也不含叶绿体。（2）能进行光合作用的生物不一定有叶绿体，如蓝藻。第34页共34页,（3）有中心体的细胞不一定就是动物细胞，如低等植物细胞也含有中心体。（4）同一生物不同细胞的细胞器种类和数量不一定相同，如洋葱根尖细胞无叶绿体。（5）具有细胞壁的细胞不一定是植物细胞，如细菌有细胞壁。u细胞器并不是漂浮于细胞液中的，细胞质中有支撑它们的结构——细胞骨架。u细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。3、用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动（1）原理①叶绿体一般呈绿色、扁平的椭球或球形。可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。②活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察细胞质的流动，可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。（2）方法步骤a、制作藓类叶片的临时装片，并观察叶绿体的形态和分布。①取材：取一片藓类的小叶（或取菠菜叶捎带叶肉下表皮）放入盛有清水的培养皿中。②制作临时装片：往载玻片中央滴一滴清水→将叶片放入水滴中→盖上盖玻片。③观察：低倍镜找到要观察的叶绿体，再换用高倍镜观察。u选用藓类叶片或者菠菜叶稍带些叶肉的下表皮的原因：藓类叶片很薄，由单层叶肉细胞构成，可直接观察，且叶绿体较大。菠菜叶接近下表皮的叶肉细胞排列疏松、易取，且所含叶绿体数目少，个体大，便于观察。b、制作黑藻叶片临时装片并观察细胞质的流动①取材：供观察用的黑藻，事先应放在光照、室温条件下培养。②制作临时装片：往载玻片中央滴一滴清水→将黑藻幼嫩的小叶放入水滴中→盖上盖玻片。第34页共34页,③观察：低倍镜找到黑藻叶肉细胞，换用高倍镜观察。u黑藻幼嫩的小叶叶片薄而小，仅有一层叶肉细胞，便于观察。u叶绿体在细胞内可随细胞质的流动而流动，若在视野中观察到细胞质逆时针流动，则实际的流动方向是逆时针。u观察叶绿体和细胞质的流动时，临时装片应随时保持有水状态，以免影响细胞的活性。4、细胞器之间的协调配合（1）分泌蛋白：在细胞内合成，分泌到细胞外起作用的蛋白质。如消化酶、抗体、一部分激素等。（2）分泌蛋白的合成和运输①研究方法：同位素标记法。②过程：u在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中需要消耗能量。这些能量主要来自线粒体。u分泌蛋白的合成和运输过程中内质网、高尔基体和细胞膜面积的变化曲线：第34页共34页,5、细胞的生物膜系统（1）概念：在细胞中，各种细胞器膜和细胞膜、核膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。（2）功能：①细胞膜给细胞提供了相对稳定的内部环境，在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起决定性作用。②广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点。③细胞内的生物膜将各种细胞器分隔开，保证了细胞生命活动高效、有序地进行三、细胞核的结构和功能1、除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核。细胞核控制生物性状的遗传。2、细胞核的功能资料1：美西螈核移植实验。结论：美西螈肤色的遗传是由细胞核控制的。资料4：伞藻嫁接实验与核移植实验。结论：生物体形态结构的建成与细胞核有关系。细胞核控制生物的代谢。资料2：蝾螈受精卵横缢实验。结论：没有细胞核，细胞就不能分裂、分化。资料3：变形虫切割和核移植实验。结论：变形虫的生命活动受细胞核控制。u细胞核的功能：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。3、细胞核的结构①核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开。②核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。③核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。④染色质：主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。u核膜和核孔都具有选择透过性，如细胞核中的DNA就不能通过核孔进入细胞质中。u代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞中，核孔数量多，核仁较大。u染色质容易被碱性染料染成深色。染色质与染色体的关系：同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。uDNA上存储着遗传信息。在细胞分裂时，DNA携带的遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，保证了亲子代细胞在遗传性状上的一致。四、模型第34页共34页,1、物理模型：以实物或画图形式直观地表达认识对象的特征。如沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构模型。2、概念模型：用线条和文字直观而形象地表示出某些概念之间的关系。如课本60页的动物细胞的结构和功能概念图。3、数学模型：以数学关系式或坐标图表示生物学规律。第四章细胞的物质输入和输出一、渗透作用1、扩散：是分子或离子等从含量高处向含量低处运动的现象。2、渗透作用：水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散，称为渗透作用。条件：①具有半透膜。②半透膜两侧具有浓度差。二、水进出细胞的原理1、水进出动物细胞（1）动物细胞的细胞膜相当于半透膜。水经渗透作用进出动物细胞。（2）现象（以水进出哺乳动物红细胞为例）2、水进出植物细胞（1）成熟植物细胞的结构植物细胞的细胞膜外面有一层细胞壁。研究表明，对于水分子来说，细胞壁是全透性的，即水分子可以自由地通过细胞壁，细胞壁的作用主要是保护和支持细胞，伸缩性比较小。植物细胞内的液体环境主要指的是液泡内的细胞液。细胞膜和液泡膜以及这两层膜之间的细胞质称为原生质层。植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。（2）探究植物细胞吸水和失水方法步骤：选取新鲜洋葱鳞片叶，取外表皮（有中央液泡，且颜色深便于观察）制成临时装片。↓用低倍镜观察：有一个紫色的中央大液泡，原生质层紧贴细胞壁。↓从盖玻片一侧滴入0.3g/mL蔗糖溶液，另一侧用吸水纸引流（重复几次）。第34页共34页,↓用低倍镜观察：中央液泡逐渐变小，原生质层与细胞壁逐渐分离。【质壁分离】↓在盖玻片一侧滴入清水，另一侧用吸水纸引流（重复几次）。↓用低倍镜观察：中央液泡逐渐变大，原生质层逐渐紧贴细胞壁。【质壁分离复原】↓结论：植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。u质壁分离：植物细胞因为失水收缩，原生质层与细胞壁发生分离的现象。原因：外界溶液浓度大于细胞液浓度，原生质层具半透性且其伸缩性比细胞壁大u质壁分离复原：发生质壁分离的植物细胞因吸水膨胀，恢复为原来的状态。原因：外界溶液浓度小于细胞液浓度，外界溶液中的水就透过原生质层进入细胞液。u质壁分离及复原现象的应用：①判断细胞的活性。②测定细胞液浓度的范围。③比较不同植物细胞的细胞液浓度。④鉴别不同种类的溶液。u只有活的、具有中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分离，动物细胞和根尖分生区细胞不能发生质壁分离。三、被动运输1、概念：像水分子这样，物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物质跨膜运输方式称为被动运输。2、分类：分类自由扩散(也叫简单扩散)协助扩散(也叫易化扩散)定义物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式运输方向顺浓度梯度（高浓度→低浓度）是否需要转运蛋白不需要需要是否消耗能量不消耗举例①气体：O2、CO2、NH3等②甘油、乙醇、苯等脂溶性的小分子有机物③少部分水①离子和一些小分子有机物，如葡萄糖进入红细胞②大部分水直接影响因素浓度差浓度差；细胞膜上转运蛋白的种类和数量第34页共34页,图例u水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散方式进出细胞的。u协助扩散中的转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白：载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变。如葡萄糖载体等。通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配，大小和电荷相适宜的分子或离子通过，分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白相结合。如水通道蛋白、离子通道蛋白等。u一种转运蛋白往往只适合转运特定的物质。转运蛋白的种类和数量或空间结构的变化，对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用，这也是细胞膜具有选择透过性的结构基础。四、主动运输与胞吞、胞吐1、主动运输（1）概念：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，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，这种方式叫做主动运输。（2）特点：逆浓度梯度（低浓度→高浓度）；需要载体蛋白的协助；需要消耗能量。（3）过程：①被运输的特定分子或离子与载体蛋白结合；②在细胞内化学反应释放的能量推动下，载体蛋白的空间结构发生改变，将所结合的离子或分子从细胞膜一侧转运到另一侧并释放出来；③载体蛋白恢复随后又恢复原状，又可以转运同种物质的其他离子或分子。u一种载体蛋白通常只适合于一种或一类离子或分子结合。（4）举例：Na+、K+、Ca2+等无机盐离子；小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸等。（5）影响因素：载体的种类和数量；能量。（6）意义：通过主动运输吸收所需的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。2、胞吞和胞吐：（1）概念：胞吞：大分子与膜上的蛋白质结合引起这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大分子。然后，小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部的现象。第34页共34页,胞吐：细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜处，与细胞膜融合，将大分子排出细胞。（2）特点：需要膜上蛋白质的参与，不需要转运蛋白；需要消耗能量；与膜的流动性有关。（3）举例：分泌蛋白；白细胞吞噬病菌、变形虫摄取有机物颗粒等。u为什么游离于细胞质基质中的核糖体合成的蛋白质多是供细胞自身使用，而附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质能够分泌到细胞外？答：①蛋白质是大分子有机物，无法直接通过被动运输或主动运输穿过细胞膜运输到细胞外，所以一般只能留在细胞内供细胞自身使用。②附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质进入内质网腔中，并借助囊泡移动进入高尔基体，经加工包装后，包裹在囊泡中的蛋白质就可以胞吐的方式分泌到细胞外。五、物质出入细胞方式的比较物质种类运输方式方向转运蛋白能量实例离子、小分子物质被动运输自由扩散高浓度→低浓度不需要不需要气体、脂溶性的小分子有机物、少部分水协助扩散需要离子和一些小分子有机物、大部分水主动运输低浓度→高浓度需要需要Na+、K+等无机盐离子；小肠上皮细胞吸收葡萄糖等大分子物质胞吐膜内→膜外不需要需要分泌蛋白胞吞膜外→膜内变形虫摄取有机物颗粒u注意：同一物质的运输方式可能不同（1）葡萄糖：进入大部分人体组织细胞（如红细胞）：协助扩散小肠上皮细胞吸收葡萄糖：主动运输（2）Na+：进入神经细胞：协助扩散（靠离子通道）运出神经细胞：主动运输（钠钾泵）（3）K+：进入神经细胞：主动运输（钠钾泵）运出神经细胞：协助扩散（靠离子通道）第34页共34页,第五章细胞的能量供应和利用一、降低化学反应活化能的酶1、酶的作用（1）细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。细胞代谢离不开酶。细胞代谢是细胞生命活动的基础。（2）比较过氧化氢在不同条件下的分解①原理：H2O2在水浴加热、FeCl3溶液中的Fe3＋和肝脏研磨液中的过氧化氢酶的作用下加速分解。②方法步骤：试管编号1234试剂2mLH2O2溶液处理不处理90℃左右的水浴加热2滴FeCl3溶液2滴新鲜肝脏研磨液现象几乎无气泡产生有较少气泡有较多气泡卫生香复燃不明显有大量气泡卫生香复燃明显结论：水浴加热、FeCl3中的Fe3＋和肝脏研磨液中的过氧化氢酶都能促进H2O2分解。与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。u加热能促进H2O2分解是因为加热使H2O2分子得到了能量，从常态转变为容易分解的活跃状态。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称为活化能。uFe3＋和过氧化氢酶能促进H2O2分解是因为降低了H2O2分解反应的活化能。与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。④实验过程中的变化因素称为变量，分为：自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素。如本实验中加热、加FeCl3溶液和加肝脏研磨液。因变量：因自变量改变而变化的变量。如本实验中H2O2分解速率。无关变量：除自变量外，实验过程中还存在的一些对实验结果造成影响的可变因素，如本实验中反应物的浓度和反应时间等。⑤除作为自变量的因素外，其余因素(无关变量)都保持一致，并将结果进行比较的实验叫做对照实验。对照实验一般要设置对照组和实验组。第34页共34页,2、酶的本质（1）关于酶本质的探索：①巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关②1857年：巴斯德：发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用。李比希：引起发酵是细胞中某些物质,且只在酵母菌死亡裂解后才发挥作用。③1897年：毕希纳：活细胞破碎后所得的物质作用和活的酵母细胞作用一样。④1926年：萨姆纳证明了脲酶是蛋白质。⑤20世纪80年代：切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化功能。（2）酶的本质酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA。（来源）（生理功能）（化学本质）3、酶的特性（1）高效性①酶的高效性是指同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。②酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍。（2）专一性①每一种酶只能催化一种或一类化学反应。②淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用原理：淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖。在淀粉溶液和蔗糖溶液中分别加入淀粉酶，再用斐林试剂鉴定溶液中有无还原糖，就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。方法步骤：序号项目试管1试管21注入可溶性淀粉溶液2mL—2注入蔗糖溶液—2mL3注入新鲜的淀粉酶溶液2mL460℃水浴加热5min5注入斐林试剂2mL6沸水浴1min7观察颜色变化有砖红色沉淀没有砖红色沉淀现象及解释：1号试管有砖红色沉淀生成，说明产生了还原糖，淀粉被水解，2号试管没有出现砖红色沉淀，说明蔗糖没有被水解。结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有专一性。注意：本实验不能使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂。因为第34页共34页,碘液只能检测淀粉是否被水解，而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色。（3）作用条件较温和①与无机催化剂相比，酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。过酸、过碱或温度过高，都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。低温只能使酶活性降低，不会使酶失活，在适宜的温度下酶的活性会升高。因此，酶制剂适宜在低温下保存。4、影响酶活性的条件（1）酶活性：酶催化特定化学反应的能力称为酶活性，可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。（2）用淀粉酶探究温度对酶活性的影响（供参考）方法步骤：序号项目11*22*33*1可溶性淀粉溶液2mL—2mL—2mL—2淀粉酶溶液—2mL—2mL—2mL3各自保温处理5min0℃60℃100℃4混合后保温5min将同一温度内的两物质混合5加碘液1滴1滴1滴6现象变蓝不变蓝变蓝7结论温度能影响酶的活性。注意：①本实验的酶和底物需分别保温(实验要求的温度)后，再混合继续保温。②不宜选用斐林试剂。因斐林试剂需在水浴加热的条件下才会与还原糖方式反应，而本实验需严格控制温度。也不宜选用H2O2作为底物，因为在高温条件下H2O2会分解。（3）用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响（供参考）方法步骤：序号项目试管1试管2试管31新鲜的肝脏研磨液1mL1mL1mL2不同pH的处理HCl溶液1mL蒸馏水1mLNaOH溶液1mL3过氧化氢溶液2mL4用带火星的卫生香进行检验5现象无反应迅速复燃无反应6结论pH能影响酶的活性。注意：①本实验必须先将酶置于不同环境条件下后，再加入反应物。否则反应物会在为调好pH的情况下就与酶发生反应，影响实验结果。②本实验不宜选用淀粉、碘液、斐林试剂作为实验材料。因为淀粉在酸性条件下会水解，碘液会与NaOH溶液发生反应，斐林试剂中的Cu(OH)2会与HCl溶液发生中和反应，从而影响实验结果。第34页共34页,u酶活性受温度、pH影响示意图：在最适宜的温度和条件下，酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低。二、细胞的能量“货币”ATP1、ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。2、ATP是一种高能磷酸化合物（1）中文名称：腺苷三磷酸。（2）组成元素：C、H、O、N、P。（3）结构简式：A—P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表特殊的化学键。两个相邻的磷酸基团都带负电荷而互相排斥等原因，使得这种特殊的化学键不稳定，末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势，也就是具有较高的转移势能。当ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。可见ATP的水解过程就是释放能量的过程，1molATP水解释放的能量高达30.54kJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。（4）结构式：3、ATP与ADP之间的相互转化酶（1）反应式：ATPADP＋Pi＋能量物质是可逆的，能量是不可逆的，酶也不相同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应。（2）特点①ATP与ADP的这种相互转化是时刻不停地发生并且处在动态平衡之中。②ATP与ADP相互转化的能量供应机制，在所有生物的细胞内都是一样的，这体现了生物界的统一性。第34页共34页,4、ATP的利用（1）利用途径：大脑思考、生物发电、物质的主动运输、物质合成、肌肉收缩等。（2）ATP是细胞内流通的能量“货币”许多吸能反应与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量。许多放能反应一般与ATP的合成相联系，释放的能量储存在ATP中，用来为吸能反应直接功能。能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。三、细胞呼吸的原理和应用1、细胞呼吸的方式概念：有机物在细经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。实质：细胞内的有机物氧化分解，并释放能量。2、探究酵母菌细胞呼吸的方式（1）原理：酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。通过测定酵母菌在有氧条件和无氧条件下细胞呼吸的产物，来确定细胞呼吸作用的类型。（2）产物鉴定：CO2的产生和产生的多少鉴定：CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。酒精的鉴定：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇（俗称酒精）发生化学反应，变成灰绿色。（3）方法步骤：①酵母菌培养液的配制：取20g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入锥形瓶A（500mL）和锥形瓶B（500mL）中。分别向瓶中注入240mL质量分数为5％的葡萄糖溶液。②检测CO2的产生：用锥形瓶和其他材料用具组装好实验装置（见下图），并连通橡皮球（或气泵），让空气间歇性地依次通过3个锥形瓶（约50min）。然后将实验装置放到25～35℃的环境中培养8～10h。观察锥形瓶中澄清石灰水的变化。③检测酒精的产生：各取2mL酵母菌培养液的滤液，分别注入2支干净的试管中。向试管中分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液（体积分数为95％～97％）并轻轻振荡，使它们混合均匀。观察试管中溶液的颜色变化。uNaOH溶液的作用是:除去空气中的CO2，确保通入澄清石灰水的CO2是锥形瓶A中酵母菌有氧呼吸产生的。第34页共34页,u锥形瓶B应封口放置一段时间后再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。因为锥形瓶B在封口后，培养液液面上方的空气中还存在一定量的O2，静置一段时间，让酵母菌将这部分O2消耗尽，再通盛有澄清石灰水的锥形瓶可认为检测的是酵母菌无氧呼吸释放的其他。（4）现象：澄清石灰水变浑浊，且有氧条件下的浑浊程度更高。有氧条件的酵母菌培养液无颜色变化，而无氧条件下出现灰绿色。（5）结论：酵母菌的细胞呼吸有两种方式：有氧呼吸和无氧呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的CO2和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的CO2。u设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。3、有氧呼吸（1）概念：指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，同时生成大量ATP的过程。（2）实质：细胞在O2的参与下，氧化分解有机物，释放能量。（3）主要场所：线粒体。具有内外两层膜，内膜向内腔折叠成嵴，嵴的周围充满了液体的基质。线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。（4）过程：①第一阶段：场所：细胞中基质。C6H12O62C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+能量(少量)②第二阶段：场所：线粒体基质。2C3H4O3（丙酮酸）+6H2O6CO2+20[H]+能量(少量)③第三阶段：场所：线粒体内膜。24[H]+6O212H2O+能量(大量)u葡萄糖不能进入线粒体，需要在细胞质基质中分解为丙酮酸和[H]后，丙酮酸才能在线粒体中进一步分解。（5）化学反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。u生成物中水的氧来自于氧气，二氧化碳的氧来自于葡萄糖和水u无线粒体的生物，有的也可以进行有氧呼吸，如蓝细菌、硝化细菌等。（6）在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870kJ的能量，可使977.28kJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。u细胞呼吸产生的能量，一部分以热能的形式散失，一部分储存在ATP中。4、无氧呼吸（1）概念：在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。（2）实质：细胞内有机物不彻底氧化分解，释放能量。（3）场所：细胞中基质。（4）过程：第34页共34页,①第一阶段：C6H12O62C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+能量(少量)②第二阶段：2C3H4O3（丙酮酸）＋4[H]2C2H5OH(酒精)＋2CO2或2C3H4O3（丙酮酸）＋4[H]2C3H6O3(乳酸)（4）化学反应式：C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量，如水稻根、酵母菌等。C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量，如马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、动物骨骼肌的肌细胞等。u无氧呼吸只在第一阶段释放出少量能量，生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量仍存留在酒精或乳酸中。u有氧呼吸和无氧呼吸的异同点：呼吸方式有氧呼吸无氧呼吸不同点场所细胞质基质、线粒体细胞质基质条件02、多种酶多种酶分解产物CO2、H2O乳酸或酒精和CO2能量大量少量ATP产生阶段三个阶段仅第一阶段相同点第一阶段完全相同，并且都是在细胞中基质内进行。两种呼吸方式的实质相同，都能够分解有机物，释放能量。5、细胞呼吸原理的应用（1）包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布，是为了提供有氧环境，抑制厌氧型微生物的繁殖。（2）酿酒时要先通气后密封，通气的目的是让酵母菌进行有氧呼吸并大量繁殖，密封的目的是让酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵。（3）对花盆里的土壤经常进行松土透气，增加O2浓度，可以促进根部细胞有氧呼吸，释放更多能量主动吸收土壤中的矿质元素。（4）粮食储藏需要的条件是(零上)低温、低氧和干燥；蔬菜、水果储藏的条件是(零上)低温、低氧和适宜的湿度。因为低温，酶活性降低，呼吸速率减慢；低氧，有氧呼吸速率减慢。减少有机物消耗，达到保鲜作用。（5）破伤风由破伤风芽孢杆菌引起，这种病菌只能进行无氧呼吸。皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌就容易大量繁殖（遇到这种情况，需要及时到医院治疗）。（6）提倡慢跑等有氧运动的原因：跑氧气供应充足，避免肌肉细胞无氧呼吸产生乳酸。四、光合作用的原理和应用1、绿叶中色素的提取和分离：第34页共34页,（1）原理：提取：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。分离：由于色素存在于细胞内，需要先破碎细胞才能释放出色素。绿叶中的色素不只有一种，它们都能溶解在层析液中，但不同的色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。这样，绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。（2）方法步骤：步骤操作方法目的色素的提取取材称取5g绿色叶片，剪碎，放入研钵中。研磨向研钵中放入少许二氧化硅和碳酸钙，再加入5～10mL无水乙醇，迅速、充分地进行研磨。二氧化硅：有助于研磨得充分。碳酸钙：防止研磨中色素被破坏无水乙醇：溶解色素。迅速、充分研磨：防止无水乙醇挥发，充分溶解色素。过滤将研磨液迅速倒入玻璃漏斗（漏斗基部放一块单层尼龙布）中进行过滤。将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞严。尼龙布：吸附性弱，减少色素损失。将试管口塞严：防止酒精挥发和色素的氧化。色素的分离制备滤纸条将干燥的定性滤纸剪成宽度略小于试管直径、长度略小于试管长度的滤纸条，再将滤纸条一端剪去两角（使层析液能同步到达滤液细线），并在距这一端底部1cm处用铅笔画一条细的横线。剪去两角：使层析液能同步到达滤液细线。铅笔画横线：无色素干扰。画滤液细线用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线（也可将滤液倒入培养皿，再用盖玻片蘸取滤液，在横线处按压出均匀的细线）。待滤液干后，再重画一到两次。滤液细线要细、直、齐：使分离出色素带平整不重叠。重画一到两次：积累更多的色素，使分离出的色素带清晰明显。层析将适量的层析液倒入试管中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口。放滤纸条时，不能让滤液细线触及层析液，否则滤液细线中的色素会被层析液溶解，而不能在滤纸上扩散。用棉塞塞紧试管口：减少层析液挥发。第34页共34页,观察与记录2、色素的吸收光谱（1）光谱：阳光是由不同波长的光组合成的复合光，在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带，称为光谱。（2）色素的吸收光谱叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。这4种色素吸收的光波长有差别,但是都可以用于光合作用。3、叶绿体的结构适于进行光合作用（1）叶绿体的结构叶绿体由双层膜包被，内部有许多基粒。每个基粒都由一个个圆饼状分囊状结构堆叠而成，这些囊状结构成为类囊体薄膜。基粒与基粒之间充满了基质。吸收光能的4种色素就分布在类囊体的薄膜上，与光合作用有关的酶分布于类囊体薄膜上和叶绿体基质中。（2）叶绿体的功能①恩格尔曼的实验：序号123操作把载有水绵（叶绿体呈螺旋带状分布）和需氧细菌的临时装片放在没有空气的小室内，在黑暗中用极细的光束照射水绵把装置放在光下用透过三棱镜的光照射水绵临时装片现象细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中细菌分布在叶绿体所有受光部位大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域结论叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧u在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子。在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。这是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。②叶绿体的功能：是进行光合作用的场所。4、光合作用的原理（1）概念：绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。第34页共34页,（2）过程：①光反应：场所：叶绿体的类囊体薄膜。条件：光、色素、酶等。物质变化：水的光解：2H2OO2+4H+NADPH的合成：NADP++H++2e-NADPHATP的合成：ADP+PiATP能量变化：将光能转化为储存在ATP和NADPH中的化学能。②暗反应：场所：叶绿体基质。条件：ATP、NADPH、酶等。物质变化：CO2的固定：C5＋CO22C3。C3的还原：2C3（CH2O)＋C5能量变化：NADPH、ATP中活跃的化学能变为有机物中稳定的化合能。u光反应阶段必须是在有光条件下进行，而暗反应阶段有光无光都能进行，但需光反应提供的NADPH和ATP，故暗反应不能长期在无光环境中进行。u光反应阶段为暗反应阶段。提供ATP、NADPH，而暗反应则为光反应提供ADP和Pi。u光合作用的光反应阶段产生的ATP只能用于暗反应，不用于其他生命活动过程。（3）化学反应式：CO2＋H2O(CH2O)＋O2u光合作用的探究历程：19世纪末：科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，O2被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。1928年：科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖。1937年：希尔发现在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，在光照下可以释放出氧气。1941年：鲁宾、卡门用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源，HO＋CO2―→植物―→18O2，H2O＋C18O2―→植物―→O2，得出光合作用释放的氧全部来自水。1954年：阿尔农发现在光照下，叶绿体可合成ATP，这一过程总是与水的光解相伴随。20世纪40年代：卡尔文用14CO2供小球藻进行光合作用，追踪检测放射性发现CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳。第34页共34页,5、光合作用原理的应用（1）光合作用强度：指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。（2）探究环境因素对光合作用强度的影响序号方法步骤1取材取生长旺盛的绿叶，用直径为1cm的打孔器打出小圆形叶片30片。2排气将小圆形叶片置于吸入清水的注射器中，待排出注射器内残留的空气后，用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞，使小圆形叶片内的气体逸出。3沉水将处理过的圆形小叶片，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。4分组取3只小烧杯，分别倒入富含CO2的清水。分别向3只小烧杯中各放入10片小圆形叶片。5光照将小烧杯置于强、中、弱三种光照下6观察、记录在相同时间内强光照的第3组小叶片上浮的数量大于中等光照的第2组，而第2组大于弱光照的第1组。（3）影响光合作用的因素①光合作用的原料—水、CO2，动力—光能，都是影响光合作用强度的因素。②叶绿体是光合作用的场所，影响叶绿体的形成和结构的因素，如无机营养、病虫害，也会影响光合作用强度。③光合作用需要众多的酶参与，因此影响酶活性的因素（如温度），也是影响因子。u光照、CO2浓度变化对NADPH、C5、C3、ATP含量的影响：条件C3含量C5含量NADPH和ATP的含量(CH2O)的合成量光照由强→弱，CO2供应不变增加减少减少减少光照由弱→强，CO2供应不变减少增加增加增加CO2供应由充足→不足，光照不变减少增加增加减少CO2供应由不足→充足，光照不变增加减少减少增加u光照强度对光合作用的影响：A点：无光照。只进行细胞呼吸，不进行光合作用。AB段：呼吸作用速率＞光合作用速率。B点：光补偿点。呼吸作用速率＝光合作用速率。BC段：呼吸作用速率＜光合作用速率。C点：光饱和点。光照强度达到一定值时，光合作用不再增强。u化能合成作用：利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用。如硝化细菌。第34页共34页,第六章细胞的生命历程一、细胞的增殖1、细胞增殖（1）概念：细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程。（2）意义：细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。（3）过程：包括物质准备和细胞分裂两个连续的过程。u单细胞生物通过细胞增殖而繁衍。多细胞生物从受精卵开始，要经过细胞增殖和分化逐渐发育为成体。生物体内不断地有细胞衰老、死亡，需要通过细胞增殖加以补充。2、细胞周期（1）概念：连续分裂的细胞，从一次分裂完成开始，到下一次分裂完成为止，为一个细胞周期。（2）包括：分裂间期、分裂期。①分裂间期：从细胞一次分裂结束到下一次分裂之前，是分裂间期，占细胞周期的90～95%。分裂间期为分裂期进行活跃的物质准备，完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长。②分裂期（M期）：对于真核生物来说，有丝分裂是其进行细胞分裂的主要方式，分裂结束后，形成的子细胞又可以进入分裂间期。3、有丝分裂（1）有丝分裂是一个连续的过程，人们根据染色体的行为，把它分为四个时期：前期、中期、后期、末期。（2）有丝分裂各时期主要特点(以植物细胞为例)时期特点分裂间期完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，同时细胞有适度的生长。（DNA数目加倍）前期①染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗，成为染色体。每条染色体包括由一个着丝粒连接着两条并列的姐妹染色单体。②从细胞的两极发出纺锤丝，形成一个梭形的纺锤体；③核仁逐渐解体，核膜逐渐消失；④染色体散乱分布于纺锤体中央第34页共34页,中期纺锤丝牵引着染色体运动，使每条染色体的着丝粒排列在赤道板（假想平面）上。后期①每个着丝粒分裂成两个，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，由纺锤丝牵引着分别向细胞的两极移动；②结果：染色体数目加倍，细胞的两极各有一套形态和数目完全相同的染色体。末期①染色体变成染色质丝，纺锤丝消失；②出现新的核膜、核仁，形成两个新的细胞核；③赤道板的位置出现一个细胞板（真实存在），细胞板逐渐扩展，形成新的细胞壁。u识记：膜仁消失两体现，形定数晰赤道板，点裂数增均两极，两消两现重开始。u一个细胞周期中细胞内染色体数量、核DNA含量的变化曲线图：（3）植物细胞与动物细胞有丝分裂的区别时期植物细胞动物细胞间期无中心粒的倍增(低等植物细胞除外)完成中心粒的倍增前期细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体中心粒移到细胞两极，并发出星射线形成纺锤体末期细胞板扩展为细胞壁，分割细胞质细胞膜从细胞的中部向内凹陷，缢裂细胞质（4）意义：将亲代细胞的染色体复制（关键是DNA的复制）后，精确地平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。可见，细胞的有丝分裂对于生物的遗传有重要意义。4、无丝分裂（1）过程：细胞无丝分裂的过程比较简单，分裂时一般是细胞核先延长，核的中部向内凹陷，缢裂成为两个细胞核；接着，整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。（2）在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化，所以叫无丝分裂。5、观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂第34页共34页,（1）原理：有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞。同一分生组织中可看到不同分裂时期的细胞。通过在高倍显微镜下观察各个时期细胞内染色体的存在状态，可以判断细胞分别处于有丝分裂的哪个时期。染色体容易被碱性染料（如甲紫溶液，旧称龙胆紫溶液）着色。（2）方法步骤：①洋葱根尖的培养：实验课之前的3～4d，取洋葱一个，放在装满清水的广口瓶上，底部接触到水，放在温暖的地方培养。待根长约5cm时，取生长健壮的根尖制成临时装片观察。②装片的制作：序号过程方法时间目的1解离剪取洋葱根尖2～3mm，立即放入盛有15%盐酸和95%酒精混合液（1：1）的玻璃皿中，在室温下解离。3～5min用药液使组织中的细胞相互分离开来。2漂洗待根软化后，用镊子取出，放入盛有清水的玻璃皿中清洗。10min洗去药液，防止解离过度。3染色把根尖放进盛有质量浓度为0.0lg/mL或0.02g/mL的甲紫溶液（或醋酸洋红液）的玻璃皿中。3～5min甲紫溶液或醋酸洋红液能使染色体着色4制片用镊子将这段根尖取出来，放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，然后用拇指轻轻地按压载玻片。使细胞分散开来，便于观察。③观察：先在低倍显微镜观察，找到分生区细胞（细胞呈正方形，排列紧密），再用高倍镜观察。④结果：u无法观察到一个细胞的连续分裂观察，因为解离过程中细胞已经死亡，观察到的只是一个固定时期。二、细胞的分化1、细胞分化及其意义（1）概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。（2）特点：持久性：细胞分化是一种持久性的变化。不可逆性：一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。第34页共34页,普遍性：细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象。（3）原因：细胞中基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。（4）意义：细胞分化是生物个体发育的基础，并且使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。2、细胞的全能性（1）概念：指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。u一些没有分化的细胞，如受精卵、动物和人体的早期胚胎细胞、植物体的分生组织细胞也具有全能性。（2）实例：①植物组织培养：胡萝卜韧皮部细胞→放入特定培养液中→形成细胞团块根、茎和叶→新的植株。结论：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力。②实例：非洲爪蟾的核移植实验、克隆羊“多莉”、体细胞克隆猴“中中”和“华华”等。结论：已分化的动物体细胞的细胞核是具有全能性的。3、干细胞动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，称为干细胞。如：胚胎干细胞、造血干细胞等。三、细胞的衰老和死亡1、细胞衰老（1）特征：u识记：一大：细胞核体积变大，染色质收缩，染色加深。一小：细胞内水分减少，细胞萎缩变小。一多：细胞内色素逐渐积累增多。三低：细胞膜的物质运输功能降低，酶的活性降低，代谢速率降低。（2）原因：第34页共34页,①自由基学说：②端粒学说：端粒：每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA-蛋白质复合体。u单细胞生物：细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。多细胞生物：多细胞生物体内的细胞总是在不断更新着，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。然而从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。2、细胞的死亡（1）细胞凋亡：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡，是细胞内遗传机制决定的程序性调控，是一种程序性死亡。（一种自然的生理过程）类型：个体发育中细胞的程序性死亡；成熟生物体中细胞的自然更新；被病原体感染的细胞的清除。（2）细胞坏死：在种种不利因素影响下，如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。（3）细胞自噬：在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过溶酶体降解后再利用，这就是细胞自噬。第34页共34页
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