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12组成生物体的化学元素及其化合物自助式复习板块知识搜索一、组成生物体的化学元素化学元素大量元素C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg功能组成多种多样的化合物，有些化学元素还能影响生物体的生命活动微量元素Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo生物界与非生物界既有统一性，也有差异性。微量元素是指生物生活所必需，但是需要量却很少的元素。二、组成生物体的化合物1.水含量存在形式重要作用水大约占4.5%结合水细胞结构的重要组成部分大约占95.5%自由水细胞中良好的溶剂，参与新陈代谢和体内物质的运输2.糖类和脂质的比较组成元素种类重要作用糖类C、H、O单糖：葡萄糖、核糖、脱氧核糖、果糖、半乳糖二糖：蔗糖、麦芽糖、乳糖多糖：淀粉、纤维素、糖元重要的能源物质脂质C、H、O，有的还含有N、P脂肪生物体内主要的储能物质，可以减少身体热量的散失，维持体温恒定，减少内部器官之间的摩擦和缓冲外界压力的作用类脂：磷脂构成细胞膜的重要成分固醇：胆固醇、性激素和维生素维持生物体正常的新陈代谢和生殖过程脂肪与糖类相比，C、H比例_高，氧化分解时耗氧多，产生的水多，释放的能量多。植物特有的糖：麦芽糖、蔗糖、纤维素、淀粉.动物特有的糖：乳糖、糖元。3.蛋白质和核酸的比较蛋白质核酸组成元素 C、H、O、N（P、S）C、H、O、N、P基本单位及其种类氨基酸20种核苷酸8种相对分子质量几千到100万几十万至几百万分子结构多样性多样性多样性的原因蛋白质是氨基酸的种类、数目、排列顺序和多肽链的空间结构不同核酸是碱基对的排列顺序水解产物氨基酸核苷酸氧化分解产物CO2、H2O和尿素CO2、H2O和含N代谢产物主要功能蛋白质是细胞结构的组成成分，有催化、运输、调节、免疫等功能核酸是遗传物质，决定遗传变异和蛋白质的合成两者联系DNARNA蛋白质21细胞的结构和功能自助式复习板块知识搜索一、细胞膜的结构和功能1.细胞膜的观察只有在_下才能真正看到。细胞膜主要是由_和_构成的，其中还含有_。细胞膜的基本支架是_。细胞膜上的蛋白质在磷脂双分子层上的位置有_、_、_。在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与多糖结合形成的_，叫做_。它有保护、润滑和细胞识别的作用。答案：电子显微镜磷脂蛋白质多糖磷脂双分子层漂浮镶嵌贯穿糖蛋白糖被2.细胞膜具有的结构特征是_，具有的功能特征是_。答案：具有一定的流动性选择透过性3.自由扩散和主动运输的比较方向载体ATP动力实例自由扩散高低无无浓度差O2、CO2、甘油、乙醇、苯、尿素、水协助扩散高低有无浓度差葡萄糖分子进入红细胞主动运输一般为低高有有能量（ATP）葡萄糖进入小肠上皮细胞，氨基酸、离子等除了自由扩散和主动运输，对于大分子而言是不能通过这两种方法通过膜结构的，所以大分子进出膜结构有三种方式：一是内吞作用，如吞噬细菌或异物；二是外排作用，如分泌蛋白的排出；三是蛋白质或信使RNA等大分子可通过核孔进出细胞核。二、细胞质的结构和功能1.细胞质是指在细胞膜以内、细胞核以外的部分。它主要包括细胞质基质和细胞器。2.细胞质基质的功能是为新陈代谢的进行提供所需要的物质和一定的环境条件。3.线粒体在光学显微镜下可以观察到，大多数呈椭球形。在电子显微镜下可以看到它含有两层膜。它含有的特殊结构叫做嵴，是由内膜向线粒体的内腔折叠形成的。细胞生命活动所必需的能量大约95%来自线粒体，所以我们把线粒体叫做细胞内供应能量的动力工厂。线粒体一般是均匀分布在细胞质基质中的，但一般向细胞内新陈代谢旺盛的部位集中。4.叶绿体存在于_细胞中，是进行_的细胞器，所以有人把它比喻为_和_。在光学显微镜下呈_形。在电子显微镜下可以看到_层膜。叶绿体含有的特殊结构叫做_，它是由许多_垛叠而成的。在其结构的薄膜上，存在进行光合作用的_，它的基质中含有少量的_。答案：绿色植物的叶肉细胞及幼嫩茎的皮层光合作用养料制造工厂能量转换站椭球或球双基粒囊状结构色素DNA5.内质网分为两种：一种是表面光滑的，叫做_；另一种是上面附着许多核糖体的，叫做_。内质网增大了细胞内的_，可以吸附更多的酶。内质网与_的合成有关，也是_的运输通道。所以有人把内质网比喻成有机物的合成_。答案：滑面内质网粗面内质网膜面积蛋白质、脂质和糖类蛋白质车间6.核糖体是_形的粒状小体，有些附着在_上，有些游离在_中。核糖体是细胞内合成_的场所，所以有人把它比喻成蛋白质的_。答案：椭球内质网细胞质基质蛋白质装配机器7.细胞中的高尔基体与_的形成有关，可以对蛋白质进行_和_。在植物细胞分裂时，与_的形成有关。有人把它比喻成蛋白质的_。答案：细胞分泌物加工转运细胞壁加工厂8._和_的细胞中含有中心体，通常位于_的附近。每个中心体由_及其_组成，它与动物的有丝分裂有关。答案：动物细胞低等植物细胞核两个相互垂直排列的中心粒周围物质9.液泡是植物细胞质中的_，_是成熟的植物细胞的标志。液泡中的液体称之为_，其中含有_等物质。它对细胞内的环境起着_作用，可以使细胞保持一定的_，保持_的状态。答案：泡状结构大液泡细胞液糖类、无机盐、色素和蛋白质调节渗透压膨胀三、细胞核的结构和功能1._绝大多数都有细胞核，有的细胞有两个以上的细胞核，如_。有的细胞无细胞核，如_。细胞核的形状最常见的是_、_的。答案：真核细胞人的骨骼肌细胞哺乳动物的成熟的红细胞球形卵形2.用_观察经过_、_的有丝分裂_的_，可以看到细胞核的主要结构，有_、_和_等。答案：电子显微镜固定染色间期真核细胞核膜核仁染色质3.核膜具有_层膜。在核膜上具有许多小孔，叫做_，它是_和_之间进行物质交换的孔道。某些大分子可以自由通过，如_。答案：两核孔细胞核细胞质信使RNA4.染色质主要是指细胞内容易被_染料（如_、_）染成深色的物质。染色质主要由_和_组成。染色质是遗传物质在_存在的特定形态，染色体是遗传物质在_存在的特定形态。染色体是染色质_形成的。所以说染色体和染色质是细胞中_物质在_时期的两种形态。答案：碱性龙胆紫溶液醋酸洋红溶液蛋白质DNA细胞间期细胞分裂期高度螺旋化同一不同5.细胞核是遗传物质_和_的主要场所，是细胞_和_的控制中心。答案：储存复制遗传特性细胞代谢活动四、原核细胞的结构原核细胞最主要的特点是没有由核膜包围的细胞核。原核细胞与真核细胞的比较原核细胞真核细胞细胞大小较小（110 m）较大（10100 m）细胞壁主要由糖类和蛋白质（肽聚糖）构成主要由纤维素和果胶构成，动物细胞无此结构细胞膜都是由磷脂、蛋白质和多糖构成细胞器有核糖体，无其他细胞器有核糖体和其他细胞器细胞核无核膜和核仁有核膜和核仁转录与翻译出现在同一时间与地点转录在细胞核内完成，翻译在细胞质内完成；转录在前，翻译在后染色体无染色体，一个细胞只有一个DNA，与蛋白质不结合有染色体分裂方式无有丝分裂能进行有丝分裂实例细菌、蓝藻、放线菌、衣原体、支原体真菌，绝大多数动植物细胞31酶和ATP自助式复习板块知识搜索一、新陈代谢与ATP1.新陈代谢所需能量的直接来源是_。答案：ATP2.ATP是_的英文缩写符号，它是活细胞内普遍存在的一种_化合物。答案：三磷酸腺苷高能磷酸3.高能磷酸化合物是指化合物水解时释放的能量在_kJ/mol（千焦每摩）以上的磷酸化合物。而ATP水解时释放的能量高达_kJ/mol。答案：20.9230.544.ATP的结构简式是_。其中，A代表_，P代表_，代表_，叫做_。答案：APPP腺苷磷酸基团一种特殊的化学键高能磷酸键5.对于植物而言，ADP转化成ATP时能量来自于_和_，对于动物而言，能量来自于_。对于生物体而言，体内的ATP含量不是很多，时刻不停地进行着ATP和ADP的相互转化，满足生命活动的需要，所以我们把ATP称之为“_”。答案：光合作用呼吸作用呼吸作用能量货币6.ATP和ADP之间的相互转化反应式中，包含着物质和能量两个方面的变化，其中物质变化是可逆的，而能量变化是不可逆的，因为合成ATP所需的能量并不是ATP水解时放出的能量。被ADP捕获用来合成ATP的能量来源在动、植物细胞中有所不同。在植物细胞中，可通过呼吸作用和光合作用(光反应阶段)合成ATP，而ATP水解后释放的能量用于各项生命活动，如细胞分裂、植株生长、矿质元素吸收、新物质的合成等。在动物细胞中，亦可通过呼吸作用合成ATP。动物细胞中ATP水解后释放的能量用于动物的各项生命活动。由此可见，在ADPATP的循环中，物质是可逆的，而能量是不可逆的。二、酶的发现1.1773年，意大利科学家斯帕兰札尼设计了一个巧妙的实验，该实验可以说明胃液具有_消化作用。答案：化学性2.1836年，德国科学家施旺从胃液中提取了消化_的物质，后来知道，这就是_。答案：蛋白质胃蛋白酶3.1926年，美国科学家萨姆纳从刀豆中提取了_结晶，并证实其成分是_。答案：脲酶蛋白质4.20世纪30年代，科学家们相继提取出了多种酶的蛋白质结晶，并指出有_。80年代以来，美国科学家切赫和奥特曼发现少数_也具有催化作用。答案：生物催化作用RNA5.酶是_细胞产生的一类具有_的_。答案：活生物催化作用有机物三、酶的特性酶与无机催化剂相比，具有的特点是_、_、_。答案：高效性专一性需要适宜的条件四、影响酶活性的因素(1)酶的催化活性的表示方法酶的催化活性的强弱以单位时间内(每分钟)底物减少量或产物生成量来表示。(2)研究影响酶作用的因素的方法研究某一因素对酶反应速率的影响时，应在保持其他因素不变的情况下，单独改变研究的因素。(3)影响酶作用的因素影响酶促反应的因素常有酶的浓度、温度、pH、底物浓度、时间、抑制剂、激活剂等。其变化规律有以下特点：图3-1-3酶的浓度对酶促反应的影响酶浓度对酶促反应的影响：在底物足够，其他条件固定的条件下，反应系统中不含有抑制酶活性的物质及其他不利于酶发挥作用的因素时，酶促反应的速率与酶浓度成正比，如图3-1-3所示。温度对酶的影响：酶促反应的正常进行需要适宜的温度。在最适温度条件下，酶的催化能力最高。温度对酶催化能力的影响可用如图3-1-4所示的曲线表示。温度对酶催化能力的影响在最适温度两侧的曲线是不对称的。其原因是低温不破坏蛋白质的分子结构，只是酶的催化能力下降；高温会导致蛋白质分子发生热变性，而蛋白质的变性是不可逆的，酶蛋白变性后酶的功能就会完全丧失。不同的酶需要的最适温度是不同的，有比较大的差异。一般来讲，在人体内酶的最适温度为37 ，对变温动物来说，体内酶的最适温度相对低一些。对植物来说，分布在高纬度地区的植物，其体内酶的最适温度较低，分布在低纬度地区的植物，体内酶的最适温度高一些。图3-1-4pH对酶的影响：酶促反应的正常进行需要适宜的pH。在适宜的pH条件下，酶的催化能力最高。pH对酶催化能力的影响可用如图315所示的曲线表示。在最适pH两侧的曲线基本是对称的，pH过高或过低也会使蛋白质变性，当蛋白质变性后，酶也就完全丧失了催化的能力。不同的酶需要的最适温度是不同的，如人胃液中的胃蛋白质的最适pH为1.8左右，唾液淀粉酶的最适pH为7左右，溶酶体中酶的最适pH为5左右。图3-1-5酶的催化能力与时间的关系：即使在最适温度和pH值的条件下，酶的催化能力也不是一成不变的，酶在“工作”了一段时间后会发生“钝化”现象，即催化能力开始下降，最后失去催化能力，如图3-1-6曲线所示。这些严重钝化或失去催化能力的酶在细胞中水解酶的作用下会被分解成氨基酸，氨基酸可以再度合成蛋白质。图3-1-6酶促反应速率与底物浓度的关系：在酶量一定的条件下，在一定范围内会随着底物浓度的增加，反应速率也增加，但达到一定浓度后酶促反应的速率也就不再增加了，其原因是酶饱和了，如图317曲线所示。3-5光合作用的过程知识点一、叶绿体中的光合色素的种类、分布、颜色、作用种类作用色素的顏色吸收的光定性滤纸条上位置叶绿素叶绿素a绝大多数叶绿素a吸收、传递光能蓝绿色主要吸收红橙光和蓝紫光位于中下层呈蓝绿色少数特殊状态叶绿素a吸收、转化光能叶绿素b吸收、传递光能黄绿色最下层呈黄绿色类胡萝卜素叶黄素吸收、传递光能黄色主要吸收蓝紫光中上层呈黄色胡萝卜素橙黄色位于最上层呈橙黄色以上四种色素都分布在类囊体的薄膜上。知识点二、光合色素提取与分离提取原理 叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂。故常用无水乙醇提取绿叶中的色素。分离原理 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速度快；反之，则慢。过程1、研磨：CaCO3是为了保护色素；SiO2是为了研磨充分；乙醇提取色素。2、制备滤纸条，注意一端应减去两角。3、画滤液线时，要用力均匀，且等滤液线晾干后再画下一次，重复3-4次。4、用纸层析法分离色素时，滤液线要在层析液的上方，不要触及层析液。知识点三、光合作用的过程、实质（一） 光合作用过程1光合作用总反应式：CO2H2O(CH2O)O2概念：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，并且释放出氧气的过程。2植物光合作用的生成物为葡萄糖时，其反应式为：注意：光合产物主要是糖类(蔗糖、淀粉)，蛋白质、脂肪和有机酸也是光合作用的直接产物。知识点五：光合作用与呼吸作用的比较4光反应和暗反应的区别和联系项目光反应暗反应实质光能转换为化学能，并放出O2同化CO2形成有机物条件色素、光、酶ATP、H、酶（有光无光都可以）场所类囊体的薄膜上叶绿体基质物质转化(一)2H2O4HO2CO2的固定：CO2C52C3物质转化(二)ADPPiATPCO2的还原： C3(CH2O)能量转换光能活跃化学能，并储存在ATP中ATP中活跃的化学能(CH2O)中稳定的化学能注意：还原剂H是指还原型辅酶(NADPH)，由氧化型辅酶(NADP)接受电子和H形成光合作用呼吸作用（有氧呼吸） 代谢类型合成代谢分解代谢进行部位叶肉细胞、幼嫩茎皮层细胞、叶保卫细胞所有活细胞中反应场所叶绿体细胞质基质、线粒体反应条件光、色素、酶酶物质转变把无机物转变为有机物将有机物转变为无机物能量转变将光能转变为有机物中稳定的化学能将有机物中稳定的化学能释放出来，部分转移到ATP中，大部分以热能形式散失实质合成有机物，贮藏能量分解有机物，释放能量联系光合作用为呼吸作用提供用于分解的有机物和O2，呼吸作用为光合作用提供原料CO2和H2O意义1）生物进行生命活动的物质来源和能量来源2）维持大气中O2和CO2间的平衡3）对生物的进化有重要作用1）为生物体的生命提供能量2）为体内其它化合物的合成提供原料（如：中间代谢产物丙酮酸可用于其他有机物的合成）知识点六：影响光合速率（强度）的环境因素1）光a、光强度：在一定范围内，光合作用速率随光照强度的增强而加快。b、光质：复色光（白光）下，光合速率最快；单色光中，红光下光合速率较快，蓝紫光次之，绿光最差。故温室大棚常用无色透明薄膜。2）温度温度通过影响酶活性来影响光合速率。在一定范围内随温度升高，光合速率增大；温度过高会使酶活性下降，从而使光合速率减小。生产中的应用：适时播种；温室栽培农作物时，白天适当升温，晚上适当降温。3）CO2浓度植物光合速率在一定范围内随CO2浓度增大而加快，但CO2达一定浓度时，光合速率不再增加。生产中，常用合理密植、通风、施CO2（干冰）、施有机肥的方法，来增加CO2（4）必需矿质元素：矿质元素会直接或间接影响光合作用。Mg等是合成叶绿素的必需元素（5）水分 水既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质。另外，水还影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体，所以水对光合作用影响很大，生产上，应合理灌溉，预防干旱。23阴生和阳生阴生植物，顾名思义就是指生活需要较低光照强度的植物。阳生植物，则反之，原因不论是表示阴生植物还是阳生植物，改变后，其各点都会移动，其各点移动情况如图5所示：1.光饱和点和补偿点，CO2饱和点和CO2补偿点(1)光补偿点A：同一叶子在同一时间内，光合作用过程中吸收的CO2和呼吸作用过程中放出的CO2等量时的光照强度。(2)光饱和点C：在光照强度较低时，植物光合速率随光强增加而相应增加，但光强进一步提高时，光合速率增加幅度逐渐减小，当光强超过一定值时，光合速率不再增加时的光照强度。(3) CO2饱和点C：在一定CO2浓度范围内，植物的光合速率随CO2浓度的增加而增加，但到达一定程度时，再增加CO2浓度光合速率不再增加。(4)CO2补偿点A：当光合作用吸收的CO2量等于呼吸作用放出的CO2量时，这时外界的CO2浓度不变。(5)CO2浓度增高对植物的影响CO2饱和点以下：增加叶片内外CO2浓度，促进CO2向叶内扩散，提高光合速率。CO2饱和点以上：CO2浓度过高引起气孔开度减小而使气孔阻力增大，阻止CO2扩散到叶肉细胞，光合速率不提高甚至下降。(6)光饱和现象的产生光合色素和光化学反应来不及利用过多的光能。光反应产生较多的ATP、NADPH，暗反应不能及时利用，光反应与暗反应速率不相协调。2.光合作用中C、H、O元素的变化是：6CO2+12H2O，反应生成物C6H12O6中C、O来自6CO2，H来自H2O；6H2O中H来自12H2O，O来自6CO2；O2来自12H2O。呼吸作用中C、H、O元素的变化是：C6H12O6+6O2+6H2O酶6CO2+12H2O+能量，反应生成物6CO2中C来自C6H12O6，O分别来自C6H12O6和6H2O；12H2O中H分别来自C6H12O6和6H2O，O来自O2。一定要知道氧元素、氢元素在光合作用和呼吸作用中变化的情况，特别是CO2中的氧。另外，呼吸作用产生CO2使细胞或内环境酸化，涉及酸碱平衡、缓冲溶液、内环境稳定等内容。知识点七：提高植物光能利用率的途径1、延长光照时间 ：如：轮作、补充人工光照2、增加光合作用面积 ：合理密植、改善株型3、提高强光合效率（速率）： 适当增加光照强度 控制温度 提高CO2浓度36细胞呼吸自助式复习板块知识搜索生物体内的_在细胞内经过一系列的_，最终生成_或其他产物，并且释放出_的总过程，叫做_。答案：有机物氧化分解二氧化碳能量细胞呼吸一、有氧呼吸1.有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放出大量能量的过程。是高等动物和植物细胞呼吸的主要形式。细胞进行有氧呼吸的主要场所是线粒体。葡萄糖是细胞进行有氧呼吸时最常利用的物质。2.有氧呼吸可以分为三个阶段，我们可以用化学方程式来表示：二、无氧呼吸1.无氧呼吸一般是指细胞在无氧条件下，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，同时释放出少量能量的过程。细胞进行无氧呼吸的场所是细胞质基质。2.高等植物在水淹的情况下，无氧呼吸将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳，释放出少量能量，以适应缺氧的环境条件。高等动物和人体的无氧呼吸产生乳酸。一些高等植物的某些器官在进行无氧呼吸时产生乳酸，如马铃薯块茎、甜菜块根等。三、细胞呼吸的意义1.细胞呼吸能为生物体的生命活动提供能量。细胞呼吸释放出来的能量，一部分转变为热能而散失，另一部分储存在ATP中。2.细胞呼吸能为体内其他化