生物讲义2.doc

Ch4 细胞的物质输入和输出1、植物细胞内的液体环境，主要是指液泡中的细胞液。原生质层指细胞膜，液泡膜及两层膜之间的细胞质。植物细胞原生质层相当于一层半透膜；质壁分离中质指原生质层，壁为细胞壁。水分条件浓度外液 细胞质/液外液 细胞质/液现象动物失水皱缩吸水膨胀甚至涨破植物质壁分离质壁分离复原原理外因水分的渗透作用内因原生质层与细胞壁的伸缩性不同造成收缩幅度不同结论细胞的吸水和失水是水分顺相对含量梯度跨膜运输的过程渗透现象发生的条件：半透膜、细胞内外浓度差渗透作用：水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。半透膜：指一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称。质壁分离与复原实验可拓展应用于：（指的是原生质层与细胞壁）证明成熟植物细胞发生渗透作用； 证明细胞是否是活的；作为光学显微镜下观察细胞膜的方法； 初步测定细胞液浓度的大小；无机盐等其他物质 不同生物吸收无机盐的种类和数量不同。 物质跨膜运输既有顺浓度梯度的，也有逆浓度梯度的。2、细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜，这种膜可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他离子，小分子和大分子则不能通过。 自由扩散：高浓度低浓度，如H2O，O2，CO2，甘油，乙醇、苯 协助扩散：载体蛋白协助，高浓度低浓度，如葡萄糖进入红细胞3、物质跨膜运输方式 主动运输：需要能量；载体蛋白协助；低浓度高浓度，如小肠绒 毛上皮细胞吸收氨基酸，葡萄糖，K+，Na+离子 胞吞、胞吐：如载体蛋白等大分子被动运输包括自由扩散与协助扩散，让被选择吸收的物质从高浓度的一侧通过细胞膜向浓度低的一侧转运。主动运输能保证活细胞按照生命活动的需要，主动地选择吸收所需要的物质，排出新陈代谢产生的废物和对细胞要害的物质。4、 成分：磷脂和蛋白质和糖类 结构：单位膜（三明治） 流动镶嵌模型 细胞膜 特性 结构特点：具有相对的流动性生理特性：选择透过性（对离子和小分子物质具选择性） 保护作用 功能 控制细胞内外物质交换 细胞识别、分泌、排泄、免疫等5、流动镶嵌模型 磷脂双分子层：构成生物膜的基本支架，但这个支架不是静止的，它具有流动性。蛋白质：镶嵌、贯穿、覆盖在磷脂双分子层上，大多数蛋白质也是可以流动的。天然糖蛋白：蛋白质和糖类结合成天然糖蛋白，形成糖被，具有保护、润滑和细胞识别等。与单位膜的异同：相同点：组成细胞膜的主要物质是脂质和蛋白质；不同点：流：蛋白质的分布有不均匀和不对称性；强调组成膜的分子是运动的。 单：蛋白质均匀分布在脂双层的两侧；认为生物膜是静止结构。Ch5 细胞的能量供应和利用1、酶 本质：活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数为蛋白质，少数为RNA 高效性：酶在降低反应的活化能方面比无机催化剂更显著，因而催化效率更高。 特性： 专一性：每种酶只能催化一种或一类化学反应 作用条件温和：适宜的温度，pH，最适温度（pH值）下，酶活性最高，温度和pH偏高或偏低，酶活性都会明显降低，甚至失活。功能： 催化作用，降低化学反应所需要的活化能，提高化学反应速度。 反应前后酶的性质和数量没有变化。图例解析在底物足够，其他因素固定的条件下，酶促反应的速度与酶浓度成正比。1.在S较低时，V随S增加而加快，近乎成正比；2.在S较低时，V随S增加而加快，但不显著；3.当S很大且达到一定限度时，V也达到一个最大值，此时即使再增加S，反应也几乎不再改变。1.在一定T内V随T的升高而加快；2.在一定条件下，每一种酶在某一T时活力最大，称最适温度；3.当T升高到一定限度时，V反而随温度的升高而降低。动物T：3540PH ： 6.58.0结构简式：APPP，A表示腺苷，P表示磷酸基团，表示高能磷酸键中文名称：三磷酸腺苷2、ATP 与ADP相互转化：APPPAPP+Pi+能量 （Pi表示磷酸）远离A的那个高能磷酸键断裂（1molATP水解释放30.54KJ能量） 元素组成：ATP 由C 、H、O、N、P五种元素组成功能：细胞内直接能源物质 ADP中文名称叫二磷酸腺苷，结构简式APPATP在细胞内含量很少，但在细胞内的转化速度很快，用掉多少马上形成多少。ATP ADP+Pi+能量ADP+Pi+能量 ATP3、ATP和ADP相互转化的过程和意义：这个过程储存能量(放能反应) 这个过程释放能量(吸能反应)动物中为呼吸作用转移的能量。 用于一切生命活动。植物中来自光合作用和呼吸作用。意义：能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间循环流通，ATP是细胞里的能量流通的能量“通货”能产生ATP：线粒体、叶绿体、细胞质基质能产生水：线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核能碱基互补配对：线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核4、有氧呼吸与无氧呼吸比较（参照PPT中比较）有氧呼吸无氧呼吸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，生成许多ATP的过程。指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。过程 C6H12O6 2丙酮酸 + H + 2ATP 2丙酮酸+ 6H2O 6CO2 + H+ 2ATP H + 6O2 12H2O + 34ATP C6H12O6 2丙酮酸 + H + 2ATP 2C3H6O3 2丙酮酸 2C2H5OH + 2CO2反应式C6H12O6+6H2O+6O26CO2 + 12H2O + 38ATPC6H12O6 2C3H6O3 + 2ATP 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP不同点场所 ： 线粒体基质 内膜始终在细胞质基质条件 ： 除外，需分子氧、酶 不需分子氧、需酶产物 ： CO2 、H2O酒精和CO2或乳酸能量 ： 大量、合成38ATP（1161KJ）少量、合成2ATP(61.08KJ)相同点联系 ： 从葡萄糖分解成丙酮酸阶段相同，以后阶段不同实质 ： 分解有机物，释放能量，合成ATP意义 ： 为生物体的各项生命活动提供能量；为体内其他化合物合成提供原料5、细胞呼吸：有机物在细胞内经过一系列氧化分解，生成CO2或其他产物，释放能量并生成ATP过程。6、细胞呼吸应用：包扎伤口，选用透气消毒纱布，抑制细菌无氧呼吸。酵母菌酿酒，选通气，后密封；先让酵母菌有氧呼吸，大量繁殖，再无氧呼吸产生酒精。花盆经常松土：促进根部有氧呼吸，吸收无机盐等。稻田定期排水：抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡。提倡慢跑：防止剧烈运动，肌细胞无氧呼吸产生乳酸。破伤风杆菌感染伤口：须及时清洗伤口，以防无氧呼吸。叶绿体7、光合作用是指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。影响因素有：光、温度、CO2浓度、水分、矿质元素等。方程式：CO2+ H2180 （CH2O）+18O2 注意：光合作用释放的氧气全部来自水。8、场所： 双层膜叶绿体 基质 基粒 多个类囊体（片层）堆叠而成 胡萝卜素（橙黄色）1/3 类胡萝卜素 叶黄素（黄色） 2/3 吸蓝紫光色素 （1/4） 叶绿素A（蓝绿色）3/4 叶绿素（3/4） 叶绿素B（黄绿色）1/4 吸红橙和蓝紫光9、光反应暗反应条件光、色素、酶CO2、H、ATP、酶时间短促较缓慢场所内囊体的薄膜叶绿体的基质过程 水的光解 2H2O 4H + O2 ATP的合成/光合磷酸化 ADP + Pi + 光能 ATP CO2的固定 CO2 + C5 2C3 C3的还原 2C3 + H （CH2O）实质光能 ATP中活跃的化学能，释放O2同化CO2，形成（CH2O），ATP中活跃的化学能转化为化合物中稳定的化学能总式CO2 + H2O （CH2O）+ O2或 CO2 + 12H2O （CH2O）6 + 6O2 + 6H2O物变无机物CO2、H2O 有机物（CH2O）能变光能 ATP中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能联系：光反应阶段与暗反应阶段既有区别又紧密联系，是缺一不可的整体，光反应为暗反应提供H和ATP，暗反应为光反应提供ADP+Pi，没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成。注：（A）环境因素对光合作用速率的影响空气中C02浓度 温度高低 光照强度 光照长短 光的成分10、农业生产以及温室中提高农作物产量的方法、控制光照强度的强弱；、控制温度的高低；、适当的增加作物环境中二氧化碳的浓度；、延长光合作用的时间；、增加光合作用的面积-合理密植，间作套种；、温室大棚用无色透明玻璃；、温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温；、温室栽培多施有机肥或放置干冰，提高二氧化碳浓度。11、光合作用和呼吸作用的比较光合作用呼吸作用反应场所绿色植物（在叶绿体中进行）所有生物（主要在线粒体中进行）反应条件光、色素、酶酶（时刻进行）物质转变把无机物CO2和H2O合成有机物（CH2O）分解有机物产生CO2和H2O能量转变把光能转变成化学能储存在有机物中释放有机物的能量，部分转移ATP实质合成有机物、储存能量分解有机物、释放能量、产生ATP联系呼吸作用 有机物、氧气 能量、二氧化碳光合作用12、自养生物：可将CO2、H2O等无机物合成葡萄糖等有机物，如绿色植物，硝化细菌（化能合成作用）。异养生物：不能将CO2、H2O等无机物合成葡萄糖等有机物，只能利用环境中现成的有机物来维持自身生命活动，如许多动物。不同点相同点能量来源物质来源举例自养型光能自养光能能用无机物制造有机物绿色植物光合细菌都从外界摄取物质，经过极其复杂的变化，转变成自身的组成物质，并且贮存能量化能自养体外环境的物质氧化时所放出的能量硫细菌铁细菌硝化细菌异养型所摄取的有机物中储存的能量不能利用无机物制造有机物，只能摄取现成的有机物人类、动物和营腐生、寄生的菌类Ch6 细胞的生命历程1、细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖遗传的基础。 表面积/体积 物质运输效率 体积增大 细胞生长 细胞核/细胞质 控制与必需生长 减数分裂：生殖细胞（精子，卵细胞）增殖 数目增加 细胞分裂 有丝分裂 核延长缢裂为二，整个细胞缢裂成两个 无丝分裂 特点：分裂中无纺锤丝和染色体的变化例子：蛙的红细胞2、细胞周期：连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时结束。可分 分裂间期：DNA复制与蛋白质的合成。染色体数目不增加，DNA加倍。 前期：核膜核仁消失，纺锤丝出现形成纺锤体，出现染色体，散乱排列； 分裂期 中期：纺锤丝牵引着染色体运动，使染色体的着丝点排列在中央赤道板，形态数目稳定，便于观察； 后期：着丝点分裂，染色单体分开，分别移向两极，染色体数目加倍； 末期：纺锤丝消失，染色体变成染色质，核膜核仁出现。3、动植物细胞有丝分裂区别植物细胞动物细胞间期DNA复制，蛋白质合成（染色体复制）染色体复制，中心粒也倍增前期细胞两极发生纺缍丝构成纺缍体中心体发出星射线，构成纺缍体末期赤道板位置形成细胞板向四周扩散形成细胞壁不形成细胞板，细胞从中央向内凹陷，缢裂成两子细胞4、有丝分裂特征及意义：将亲代细胞染色体经过复制（实质为DNA复制后），精确地平均分配到两个子细胞，在亲代与子代之间保持了遗传性状稳定性，对于生物遗传有重要意义。5、有丝分裂中，染色体及DNA数目变化规律。如体细胞染色体数为2N，DNA为2N：间期前期中期后期末期染色体数目 2N 2N 2N 4N 2NDNA数目2N4N 4N 4N 4N 2N染色单体数目04N 4N 4N 0 06、细胞分化：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，它是一种持久性变化，是生物体发育的基础，使多细胞生物体中细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能效率。7、细胞分化举例：红细胞与肌细胞具有完全相同遗传信息，（同一受精卵有丝分裂形成）；形态、功能不同，原因是不同细胞中遗传信息执行情况不同，即基因的选择性表达。8、细胞全能性：指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体潜能。植物：胡萝卜的组织培养 快繁花卉与蔬菜；拯救物种；培育新作物；动物：克隆羊多莉；干细胞 替换病变部位，治疗某些癌症和遗传病带来希望。 一般而言，受精卵的全能性大于生殖细胞，生殖细胞的全能性大于体细胞，植物细胞全能性大于动物细胞。9、 细胞内水分减少，新陈代谢速率减慢（皱纹）细胞内酶活性降低细胞衰老特征 细胞内色素积累（老年斑） 细胞内呼吸速度下降，细胞核体积增大 细胞膜通透性下降，物质运输功能下降10、细胞