分子与细胞_生物知晨读

重庆市涪陵高级中学校高 2014 级生物校本资料 1 高中生物必修高中生物必修 1 分子与细胞 北师大版 晨读版分子与细胞 北师大版 晨读版 1 1 人类探索细胞的历史人类探索细胞的历史 细胞是生物体结构和功能的基本单位 地球上最基本的生命系统是细胞细胞是生物体结构和功能的基本单位 地球上最基本的生命系统是细胞 1 光学显微镜的操作步骤 对光 低倍物镜观察 移动视野中央 偏哪移哪 偏哪移哪 高倍物镜观察 高倍镜观察 只能调节细准焦螺旋 只能调节细准焦螺旋 调节大光圈 凹面镜调节大光圈 凹面镜 看到的是倒像看到的是倒像 注意 由低倍镜转到高倍镜的变化 细胞的大小 细胞的数目 以及视野的亮度 注意 由低倍镜转到高倍镜的变化 细胞的大小 细胞的数目 以及视野的亮度 2 细胞学说的建立 1838 年植物学家施莱登施莱登提出所有的植物都是由细胞构成的的 细胞是植物各种 功能的基础 1839 年施旺施旺提出动物也是由细胞构成的 一切动植物体都是由细胞构成的 1855 年医生魏尔肖魏尔肖提出只有细胞才能产生新细胞 3 细胞学说的主要内容 一切动植物都是由细胞构成的 这些细胞按照同样的规律形成和生长 细胞是生物体结构和功能的基本单位 细胞是生物体结构和功能的基本单位 所有的细胞都来自其他细胞 老细胞 细胞学说建立揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性 4 人们对细胞的探索大约经历了三个阶段 细胞学显微水平时期 细胞学发展的亚显微水平时期 分子细胞生物学水平 提醒提醒 比较动物和植物细胞的亚显微结构 特别是在细胞器上的不同 二 细胞的化学组成二 细胞的化学组成 1 1 组成生命的化学元素组成生命的化学元素 大量无素 C H O N P S K Ca Mg 微量无素 Fe Mn B Zn Mo Cu 铁锰碰新木桶 铁锰碰新木桶 主要元素 C H O N P S 最基本元素 C 细胞干重中 含量最多元素为干重中 含量最多元素为 C 鲜重中含最最多元素为 鲜重中含最最多元素为 O 拓展问题 拓展问题 生物体内化学元素的主要作用是什么 举例说明元素以离子形式调节生物体内化学元素的主要作用是什么 举例说明元素以离子形式调节 生物体生命活动 生物体生命活动 从元素的角度如何理解生物界和非生物界的统一性和差异性 从元素的角度如何理解生物界和非生物界的统一性和差异性 2 生命之源生命之源 水和无机盐水和无机盐 细胞中的水细胞中的水包括结合水和自由水 其中结合水是细胞结构的重要组成成分 自由 水是细胞内良好溶剂 提供液体环境 运输养料和废物 许多生化反应有水的参与 特别提醒 代谢越快 自由水和结合水的比例越高 特别提醒 代谢越快 自由水和结合水的比例越高 拓展问题 失去自由水和结合水对细胞的生命活动分别有什么影响 拓展问题 失去自由水和结合水对细胞的生命活动分别有什么影响 细胞中大多数无机盐细胞中大多数无机盐以离子的形式存在 无机盐的作用有 4 点 细胞内某些复杂化合物的重要组成成分 如 Mg Fe2 等 维持细胞和生物体的生命活动有重要作用 维持细胞的酸碱平衡 维持细胞的渗 透压 实例 哺乳动物血液中 Ca2 过低 会出现抽搐抽搐症状 患急性肠炎的病人脱水时 要补充输入葡萄糖盐水 高温作业大量出汗的工人要多喝淡盐水 3 3 生物大分子生物大分子 无机化合物包括水和无机盐 其中水是含量最高的化合物水是含量最高的化合物 有机化合物包括糖 类 脂质 蛋白质 是含量最多的有机物 和核酸 生物大分子的碳链骨架 生物大分子的碳链骨架 碳原子通过化学键互相连接成链或环 从而生成各种大 分子的结构 碳链骨架结构的排列方式和长短 决定了有机化合物的基本性质 碳原子可与 H O N S P 结合形成多种有机化合物 糖类 脂质 蛋白质 核酸是组成生物体重要的生物大分子 由生物单体分子可以通过脱水缩合反应聚合成生物大分子 生物大分子多聚体也 可以通过水解反应分解为单体 关系表示如下 化学元素 单体 多聚体 生物大分子的碳链骨架充分说明了 C 是构成生物的最基本的元素是构成生物的最基本的元素 遗传信息的携带者遗传信息的携带者 核酸核酸 细胞中含量最稳定含量最稳定 是遗传信息的携带者 元素组成 C H O N P 脱水缩合 水解 重庆市涪陵高级中学校高 2014 级生物校本资料 2 核酸分为 DNA 和 RNA DNA 的中文名称是脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸 RNA 的中文名称是核核 糖核酸糖核酸 其中 DNADNA 特有的是脱氧核糖与胸腺嘧啶 特有的是脱氧核糖与胸腺嘧啶 A A RNARNA 特有的是核糖和尿嘧特有的是核糖和尿嘧 啶 啶 U U 核苷酸核苷酸是核酸的基本组成单位 核苷酸由一分子五碳糖 一分子磷酸 一分子含氮碱基组成 比较 DNA 与 RNA DNARNA 全称脱氧核糖核酸核糖核酸 分布细胞核 线粒体 叶绿体细胞质 染色剂甲基绿 呈绿色 甲基绿 呈绿色 焦宁 吡罗红 焦宁 吡罗红 红色 红色 链数双链单链 碱基ATCGAUCG 五碳糖脱氧核糖核糖 组成单位脱氧核苷酸核糖核苷酸 说明 真核生物和原核生物的细胞中都同时含有两种核酸 DNA 作为遗 传物质 在病毒体内都只有一种核酸 DNA 或者 RNA 有哪种 哪种属 于遗传物质 特别提醒 特别提醒 DNA 在细胞核内与蛋白质构成了染色体 染色质 是核遗传物质 核酸的功能 核酸的功能 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 其中 DNA 通过控制蛋白质的合成进行遗传信息 的表达 而 RNA 在蛋白质合成中起重要作用 生命活动的主要承担者生命活动的主要承担者 蛋白质蛋白质 干重中含量最高的化合物干重中含量最高的化合物 主要化学元素 C H O N 有的含有 P S 有的还含有一些微量元素 Fe 等 氨基酸氨基酸是组成蛋白质的基本单位 每种氨基酸都至少含有一个氨基 氨基 NH2 和一个羧基 羧基 COOH 并且都有一 个氨基 一个羧基和一个氢原子连接在同一个碳原子上 氨基酸的种类由 R 基 侧链基团 决定 R R R 构成生物体的蛋白质的 20 种氨基酸的结构通式氨基酸的结构通式为 H2N C COOH H 蛋白质的功能蛋白质的功能有 5 点 a 构成细胞和生物体结构的重要物质 肌肉毛发 b 催化细胞内的生理生化反应 酶 c 运输载体 血红蛋白 d 传递信息 调节机体的生命活动 生长激素 胰岛素 生长激素 胰岛素 特别提醒 这两种激素属于分泌蛋白 与其合成分泌有关的细胞器有核糖体 特别提醒 这两种激素属于分泌蛋白 与其合成分泌有关的细胞器有核糖体 内质网 高尔基体 线粒体 内质网 高尔基体 线粒体 e 免疫功能 抗体 也属于分泌蛋白抗体 也属于分泌蛋白 蛋白质分子多样性的原因蛋白质分子多样性的原因 构成蛋白质的氨基酸的种类 数目 排列顺序氨基酸的种类 数目 排列顺序 以及蛋白质的空间结构不同蛋白质的空间结构不同 蛋白质计算公式 蛋白质计算公式 n n个氨基酸脱水缩合形成m m条多肽链时 共脱去 n m 个水分子 形成 n m 个肽键 至少存在 m m 个个 NH NH2 2和和 COOH COOH 其分别位于肽链的左侧和右侧 若每个氨基 酸的平均分子量为 a 则形成的蛋白质的分子量为 n an a 1818 n n m m 理解并会应用 理解并会应用 蛋白质蛋白质的鉴定 常用材料 鸡蛋清 黄豆组织样液 牛奶 试剂 双缩脲试剂 常用材料 鸡蛋清 黄豆组织样液 牛奶 试剂 双缩脲试剂 颜色变化 变成紫色 注意事项 双缩脲试剂使用先加 A 液 1ml 再加 B 液 3 4 滴 生物催化剂生物催化剂 酶酶 1 1 酶的作用和本质 酶酶是活细胞产生的一类具有催化催化作用的有机物 酶大多数是蛋白质蛋白质 少数是 RNA 1 2 酶的特性 1 2 1 实验 比较过氧化氢酶和实验 比较过氧化氢酶和 FeFe3 3 的催化效率 的催化效率 实验结论 酶具有催化作用 催化效率要比无机催化剂催化效率要比无机催化剂 FeFe3 3 高得多 高得多 控制变量法 变量 实验过程中可以变化的因素称为变量 自变量自变量 人为改变的变量称为自变量 例如 催化剂 Fe 和酶 因变量因变量 随着自变量的变化而变化的变量 例如 气泡的多少 重庆市涪陵高级中学校高 2014 级生物校本资料 3 无关变量无关变量 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 对照实验 除一个因素外 其余因素都保持不变的实验 1 2 2 酶具有高效性高效性 实质是实质是同无机催化剂相比 酶降低活化能的作用更显著 同无机催化剂相比 酶降低活化能的作用更显著 因而催化效率更高因而催化效率更高 1 2 3 酶具有专一性专一性 每一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应 拓展问题 请说明什么是 锁钥学说 酶的专一性对生物体有什么意义 1 2 4 酶的催化作用需要适宜的条件适宜的条件 温度和温度和 PH 偏高或偏低 酶的活性都会明显降低 实际上 过酸 过碱和高温过酸 过碱和高温 都能使酶的空间结构遭到破坏空间结构遭到破坏而永久失去活性永久失去活性 低温降低酶的活性 在适宜温度下 酶活性可以恢复 拓展问题 拓展问题 什么是最适温度 最适 PH 请绘出温度 PH 值对酶的活性影响曲线 并说明含义 影响酶活性的因素有哪些 影响酶的催化速率的因素又有哪些 尝 试绘出相关曲线并说明其含义 脂肪 元素组成 元素组成 C H O 比糖含 比糖含 H 高 高 储能 保温 缓冲 减 压 脂质 脂质 磷脂 生物膜重要成分 膜的基本支架 双层排列 胆固醇 固醇 性激素 促进人和动物生殖器官的发育及生殖细胞形成 维生素维生素 D 促进人和动物肠道对 促进人和动物肠道对 Ca 和和 P 的吸收的吸收 脂肪脂肪的鉴定 a 常用材料 花生子叶 试剂 用苏丹 或苏丹 染液 b 现象 橘黄色或红色 c 注意事项 切片要薄厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰 有的地方模糊 50 酒精的作用是 洗去浮色酒精的作用是 洗去浮色 需使用显微镜观察 糖类糖类是主要能源物质主要能源物质 化学元素组成 C H O 糖类的分类 单糖 葡萄糖 果糖 半乳糖 核糖 脱氧核糖 二糖 麦芽糖 蔗糖 乳糖 多糖 淀粉和纤维素 植物细胞 糖原 动物细胞 拓展问题 拓展问题 比较说明哪些糖是植物细胞或动物细胞特有的 哪些糖是植物细胞和 动物细胞都有的 请说明多糖的分布和作用 概述糖的作用有哪些 特别提醒特别提醒 还原性糖的检测还原性糖的检测 的注意事项 还原糖有葡萄糖 果糖 麦芽糖葡萄糖 果糖 麦芽糖 选择材料 苹果或梨 不能用甘蔗或甜菜 斐林试剂中的甲乙液必须等量混合均匀后再加入样液中 现配现用甲乙液必须等量混合均匀后再加入样液中 现配现用 必须用 50 C 65 C 水浴加热 颜色变化 浅蓝色 棕色 砖红色沉淀 尝试比较斐林试剂和双缩脲试剂斐林试剂和双缩脲试剂在组成成分 鉴定的物质 使用方法及颜色反应 上的不同 3 3 细胞的物质代谢细胞的物质代谢 细胞内外的物质交换 1 细胞是一个开放的生命系统 植物细胞的细胞壁主要成分为纤维素和果胶纤维素和果胶 具有支持和保护支持和保护作用 细胞壁的成分中还含有木质素 它增加了细胞壁的硬度 使细胞壁具有机械支持 维持细胞的形态 防止细胞过度吸水引起细胞破裂的作用 特别提醒 特别提醒 去除细胞壁的方法是使用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁的方法是使用纤维素酶和果胶酶 细胞壁是一个全透性的结构细胞壁是一个全透性的结构 2 细胞膜细胞膜 系统的边界系统的边界 制备细胞膜的方法制备细胞膜的方法 选材 哺乳动物成熟红细胞 因为无核膜和各种细胞器膜因为无核膜和各种细胞器膜 原理 细胞吸水胀 破 现象 凹陷消失 细胞体积增大 很快细胞破裂 内容物流出 细胞膜主要成分主要成分 磷脂和蛋白质 还有少量糖类 磷脂和蛋白质 还有少量糖类 细胞膜中的除了磷脂还有胆固醇 但磷脂的含量最高 功能越复杂的细胞膜 蛋白质种类和数量越多 蛋白质种类和数量越多 细胞膜的结构模型 细胞膜的液态 流动 镶嵌模型细胞膜的液态 流动 镶嵌模型 生物膜是由磷脂分子和蛋白质分子磷脂分子和蛋白质分子构成的 磷脂双分子层磷脂双分子层构成了膜的基本支架 亲水端朝向两侧 疏水端朝向内侧亲水端朝向两侧 疏水端朝向内侧 考图 蛋白质存在形态 镶在表面 嵌入 贯穿三种 细胞膜外侧细胞膜外侧的蛋白质分子与糖类 结合形成糖蛋白 糖被 具有细胞识别细胞识别的功能 保护和润滑的作用 结构特点 具有一定的流动性 磷脂双分子层和大多数蛋白质分子可以运动 结构特点 具有一定的流动性 磷脂双分子层和大多数蛋白质分子可以运动 重庆市涪陵高级中学校高 2014 级生物校本资料 4 功能特点 具有选择透过性 细胞膜是一层选择透过性膜 功能特点 具有选择透过性 细胞膜是一层选择透过性膜 水分子可以自由通过 一些离子和小分子也可以通过 而其他的离子 小分子和大分子则不能通过 细胞膜的功能细胞膜的功能有 3 点 将细胞与环境分隔开 保证细胞内部环境的相对稳定 将细胞与环境分隔开 保证细胞内部环境的相对稳定 控控 制物质出入细胞 制物质出入细胞 进行细胞间信息交流 进行细胞间信息交流 3 植物细胞对水的吸收 植物细胞对水的吸收 渗透作用渗透作用 模拟实验 装置 实验结果及分析见教材 扩散作用 指的是物质从浓度高的地方向浓度低的地方移动的过程 渗透作用 渗透作用 指的是水分子或其他溶剂分子透过半透膜半透膜的扩散 渗透作用发生的条件 渗透作用发生的条件 具有半透膜 具有半透膜 膜两侧的溶液要有浓度差膜两侧的溶液要有浓度差 植物细胞的渗透装置植物细胞的渗透装置 植物细胞的原生质层相当于半透膜 植物细胞的原生质层相当于半透膜 细胞液具有一定的浓度 与外界溶液之间形成浓度差 细胞液具有一定的浓度 与外界溶液之间形成浓度差 拓展问题 拓展问题 什么是原生质层 半透膜与选择透过性膜有什么不同呢 特别提醒特别提醒 只有成熟的植物细胞中才有原生质层 细胞液也只存在于成熟的植物细 胞的中央大液泡中 植物细胞的质壁分离与复原植物细胞的质壁分离与复原 原理 原理 外界溶液浓度 细胞液浓度时 植物细胞参透作用失水 细胞发生质壁分离 外界溶液浓度细胞液浓度细胞液浓度 实验观察 实验观察 材料 紫色洋葱鳞片叶外表皮 注意选用活细胞 材料 紫色洋葱鳞片叶外表皮 注意选用活细胞 试剂 试剂 0 3g ml 的蔗糖溶液 的蔗糖溶液 浓度要适宜的 为什么呢 主要观察工具 显微镜主要观察工具 显微镜 实验步骤 略实验步骤 略 实验现象 实验现象 滴加 0 3g ml 的蔗糖溶液时 低倍镜观察 中央液泡逐渐变小 紫色逐渐加深 中央液泡逐渐变小 紫色逐渐加深 原生质 原生质 层逐渐与细胞壁分离层逐渐与细胞壁分离 滴加清水 低倍镜观察 中央液泡逐渐胀大 紫色逐渐变浅 中央液泡逐渐胀大 紫色逐渐变浅 原生质层逐渐贴进细胞壁 原生质层逐渐贴进细胞壁 实验结论 实验结论 植物细胞渗透吸水和的失水的原理 植物细胞渗透吸水和的失水的原理 外界溶液浓度 细胞液浓度时 植物细胞参透作用失水 外界溶液浓度 细胞液浓度时 植物细胞参透作用吸水 证明了原生质层具有选择透过性相当于半透膜证明了原生质层具有选择透过性相当于半透膜 探究问题 外界溶液达到多大浓度时 细胞会发生质壁分离 质壁分离后的细胞都能复原吗 探究问题 外界溶液达到多大浓度时 细胞会发生质壁分离 质壁分离后的细胞都能复原吗 思考 若用适宜浓度的葡萄糖 思考 若用适宜浓度的葡萄糖 NaCl KNO3 尿素 乙二醇等作为外界溶液 会发生什么 尿素 乙二醇等作为外界溶液 会发生什么 现象 现象 特别提醒 动物细胞的细胞膜具有选择透过性 也相当于半透膜 所以动物细胞也能发生渗特别提醒 动物细胞的细胞膜具有选择透过性 也相当于半透膜 所以动物细胞也能发生渗 透作用吸水和失水 透作用吸水和失水 拓展应用 拓展应用 用于测定细胞液的浓度 如何设计实验测定某植物细胞中细胞液的浓度大小 用于测定细胞液的浓度 如何设计实验测定某植物细胞中细胞液的浓度大小 用于判断细胞的死活 为什么 用于判断细胞的死活 为什么 用于观察植物细胞的细胞膜用于观察植物细胞的细胞膜 4 4 物质进出细胞的方式物质进出细胞的方式 小分子和离子的运输方式 小分子和离子的运输方式 方式方向载体能量举例 自由扩散高 低不需要不需要 水 O2 CO2 甘油 乙醇 苯 N2 脂 肪酸 维生素等 协助扩散高 低需要不需要葡萄糖进入红细胞 主动运输低 高需要需要 氨基酸 K Na Ca 等离子 葡萄糖 进入小肠上皮细胞 肾小管重吸收葡萄糖 提醒 这三种方式又可称作物质的跨膜运输方式 物质的跨膜运输方式 也可分为被动运输和主动运输被动运输和主动运输 大分子物质进出细胞的方式 胞吞 胞吐 胞吞 胞吐 注意 这二者不属于跨膜运输的方式注意 这二者不属于跨膜运输的方式 但也要消耗能量 拓展应用 植物对矿质元素 除拓展应用 植物对矿质元素 除 C H O 外 的吸收方式主动运输外 的吸收方式主动运输 对物质是否对物质是否 吸收以及吸收多少 都是由细胞膜上载体的种类和数量决定吸收以及吸收多少 都是由细胞膜上载体的种类和数量决定 重庆市涪陵高级中学校高 2014 级生物校本资料 5 细胞内物质的合成 1 核糖体 分布 普通存在于原核细胞和真核细胞内原核细胞和真核细胞内 存在形式 游离在细胞质中 或附着在内质网上 化学组成 核糖核酸 RNA 和蛋白质 结构 无膜 无膜 由小亚基和大亚基组成 功能 合成蛋白质合成蛋白质的细胞器 蛋白质的 装配机器装配机器 实质就是在 RNA 的指导下把氨基酸高效精确地合成多肽链 拓展问题拓展问题 在合成蛋白质时 mRNA 怎样与核糖体结合从而完成蛋白质的合成 核糖体除存在于细胞质还存在于哪里 细胞器 2 内质网 分布 存在于绝大多数植物和动物的细胞内 结构 由一层膜围成的细胞器 类型 滑面内质网和粗面内质网 附着核糖体 功能 增大了细胞内的膜面积 为多种酶提供了附着位点 与蛋白质的合成加工有关 与脂质和糖类的合成有关 粗面内质网参与分泌蛋白的合成和运输 滑面内质网参与脂肪 磷脂 糖 原的合成和运输 内质网是蛋白质等大分子物质的运输通道 3 高尔基体 分布 广泛分布于动植物细胞中 结构 由单层膜围成的扁平囊状结构 功能 加工 浓缩和运输蛋白质 在细胞分裂中与植物细胞壁的形成有关 与分泌物的形成和分泌有关 与细胞膜 包括分布在其外表面的糖蛋白糖蛋白 的形成有关 4 物质在细胞内的转运 细胞内分泌蛋白的运输途径 核糖体核糖体 内质网内质网 高尔基体高尔基体 细胞膜细胞膜 合成肽链 初加工成蛋白质 加工成熟 囊泡与细胞膜融合 胞吐 5 胞质溶胶 细胞质基质 成分 功能 观察胞质溶胶的流动 实验原理 活细胞中的胞质溶胶是不断流动着的 观察植物细胞内胞质溶胶 的流动 可用胞质溶胶中叶绿体的运动作为标志 材料 新鲜的黑藻 方法步骤 略 实验结果 细胞的胞质溶胶和叶绿体围绕液泡做环流 拓展思考拓展思考 加速胞质溶胶流动的方法有哪些 提示 适宜的光照 适当加温 25 的温水 切伤 细胞内废物的排除 1 溶酶体的来源 粗面内质网和高尔基体产生的 2 溶酶体的分布 普遍存在于真核细胞中 哺乳动物的成熟红细胞除外 3 溶酶体的结构 是单层膜围成的小泡状细胞器 4 溶酶体的成分 含有多种酶 主要有蛋白酶 磷酸酶 糖苷酶 溶菌酶等 其 中酸性磷酸酶是溶酶体的标志酶 5 溶酶的作用 消化作用 清除细胞内的废物 细胞内的清道夫 防御功能 可以识别并吞噬入侵的病毒和细菌 并将其杀死和分解 细胞内的生物膜系统细胞内的生物膜系统 1 细胞器 细胞器 系统内的分工合作系统内的分工合作 细胞器的种类 细胞器的种类 根据膜的情况 可以分为双层膜 单层膜和无膜的细胞器 双层膜双层膜有叶绿体 线粒体 叶绿体存在于绿色植物细胞 是进行光合作用的场所 但不能说叶绿体是一切不能说叶绿体是一切 生物体进行光合作用的场所生物体进行光合作用的场所 原核细胞蓝藻没有叶绿体 它含有藻蓝素和叶绿素 可以进行光合作用 线粒体是有氧呼吸主要场所 同理不能说线粒体是进行有氧呼吸的唯一场所不能说线粒体是进行有氧呼吸的唯一场所 单层膜单层膜的细胞器有内质网 高尔基体 液泡和溶酶体等 无膜 或称为没有磷脂成分的 无膜 或称为没有磷脂成分的 细胞器有核糖体和中心体 核糖体是合成蛋白质的主要场所 中心体是动物和低等植物动物和低等植物细胞所特有 与细胞有 丝分裂有关 拓展完善 细胞器知识归纳细胞器知识归纳 1 分布 重庆市涪陵高级中学校高 2014 级生物校本资料 6 植物特有的细胞器 动物和低等植物特有的细胞器 动 植物都有的细胞器 真核 原核细胞都有的细胞器 2 结构 不具膜结构的细胞器 具单层膜的细胞器 具双层膜的细胞器 光学显微镜下可见的细胞器 3 成分 含 DNA 基因 的细胞器 含 RNA 的细胞器 含色素的细胞器 4 功能 能产生水的细胞器 能产生 ATP 的细胞器 能量转换器 与有丝分裂有关的细胞器 与分泌蛋白的合成 运输 分泌有关的细胞器 结构 能发生碱基互补配对的细胞器 结构 细胞器的分工合作细胞器的分工合作 以分泌蛋白的合成和运输为例来说明问题 整个过程由线 粒体提供能量 核糖体核糖体 内质网内质网 高尔基体高尔基体 细胞膜细胞膜 合成肽链 初加工成蛋白质 加工成熟 囊泡与细胞膜融合 胞吐 生物膜系统生物膜系统 概念 细胞膜 核膜 各种细胞细胞膜 核膜 各种细胞 器的膜共同组成的生物膜系统 器的膜共同组成的生物膜系统 作用 a 使细胞具有稳定内部环境 物质运输 能量转换 信息传递 b 为 各种酶提供大量附着位点 是许多生化反应的场所 c 把各种细胞器分隔开 保证 生命活动高效 有序进行 2 细胞核细胞核 系统的控制中心系统的控制中心 切记不是细胞器 切记不是细胞器 核膜 双层膜核膜 双层膜 把核内物质与细胞质分开 注意和叶绿体 线粒体比较 核孔 是某些大分子物质 mRNA 进出的通道 实现核质之间频繁 的物质交换和信息交流 结构结构 核仁 与某种某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关的合成以及核糖体的形成有关 蛋白质合成旺盛 活蛋白质合成旺盛 活 跃生长的细跃生长的细胞核仁大大 染色质 由由 DNA 和蛋白质构成 和蛋白质构成 与染色体是同种物质在不同时期的两种形态染色体是同种物质在不同时期的两种形态 容易被碱性染料染成深色 功能功能 是遗传信息库 是细胞代谢活动和遗传特性的控制中心 四 细胞的能量代谢四 细胞的能量代谢 1 1 细胞内的 细胞内的 能量货币能量货币 ATPATP ATP 的中文名称是三磷酸腺苷三磷酸腺苷 它是生物体新陈代谢的直接能源直接能源 糖类是 细胞的能源物质 脂肪是生物体的储能物质 这些能量最终是由太阳能太阳能转化而来的 ATP 普遍存在于活细胞中 分子简式写成简式写成 A P P P 其中 A 代表代表腺苷腺苷 P 代表代表磷酸基团磷酸基团 代表一般的共价键 代表高能磷酸键 键能 代表高能磷酸键 键能 30 54KJ Mol ATP 在活细胞中的含量很少含量很少 但是 ATP 在细胞内的转化转化是十分迅速是十分迅速 的 细胞内 ATP 的含量总是处的含量总是处于动态平衡于动态平衡中 这对于生物体的生命活动具有重要 意义 ADP Pi 能量 能量 ATP 不是可逆反应 当反应向右进行时 对高等动物来说 能量来自呼吸作用呼吸作用 主要场所是线粒线粒 体体 对植物来说 能量来自呼吸作用和光合作用呼吸作用和光合作用 场所分别是线粒体和叶绿体线粒体和叶绿体 当反应向左进行时 对高等动物来说 能量用于营养物质的吸收 神经兴奋的 传导 细胞分裂和蛋白质合成 对植物来说 能量用于矿质离子的吸收 光合作用 暗反应 蛋白质合成及细胞分裂的生命活动 2 2 细胞能量转换器细胞能量转换器 叶绿体叶绿体 叶绿体的形态结构叶绿体的形态结构 重庆市涪陵高级中学校高 2014 级生物校本资料 7 形态 在光学显微镜下观察 一般呈扁平的椭球形或球形 结构 外膜 内膜 有什么特点 基质 有哪些成分 基粒 由类囊体构成基粒 由类囊体构成 与光合作用有关的酶分布于基粒的类囊体及基质中 光合 作用色素分布于类囊体的薄膜上色素分布于类囊体的薄膜上 吸收 传递 转化光能的作用 实验 叶绿体中色素的提取和分离实验 叶绿体中色素的提取和分离 提取色素的试剂为无水酒精 分离色素的试剂为层析液 分离 色素的方法是纸层析法 原理 绿叶中的色素都能溶解在层析液中 且他们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 绿叶中的色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离开 胡萝卜素 橙黄色 最窄 类胡萝卜素 叶黄素 黄色 色素的分类 叶绿素 a 蓝绿色 最宽 叶绿素 叶绿素 b 黄绿色 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光红光和蓝紫光 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光蓝紫光 白光下光合作用最强 其次是红光和蓝紫光 绿光下最弱 思考问题思考问题 在实验中无水乙醇或丙酮 二氧化硅和碳酸钙的作用分别是什么 光能的转换 光合作用光合作用 概念 绿色植物通过叶绿体 场所 利用光能 条件 把二氧化碳和水 原料 转化成储存着能量的有机物 产物 并释放出氧气 产物 的过程 光合作用的过程 光合作用的过程 光合作用的探究历程中的重要实验 普里斯特利 小鼠与绿色植物 植物可以更新空气 萨克斯 植物半遮光 绿色叶片在光合作用中产生了淀粉 思吉尔曼用 水绵与好氧菌 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 鲁宾卡门 H218O CO2 光合作用释放的氧全部来自来水 卡尔文 14C 标记 CO2 探明 CO2转化成有机物的途径 光合作用的过程光合作用的过程 见右比较表见右比较表 特别注意 特别注意 1 光反应产物 光反应产物 ATP H 移动方向 囊状薄膜移动方向 囊状薄膜 叶绿体基质 而叶绿体基质 而 ADP Pi 则相反 则相反 2 C3 C5的变化规律 CO2减少时 C3 C5 解释的角度 解释的角度 光照变弱时 C3 C5 消耗的多 生成的少 反之 消耗的多 生成的少 反之 影响光合作用的因素及在生产实践中的应用 影响光合作用的因素及在生产实践中的应用 光对光合作用的影响光对光合作用的影响 a 叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光 b 植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加 但光照强度 达到一定时 光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加 c 光照时间长 光合作用时间长 有利于植物的生长发育 温度对光合作用的影响温度对光合作用的影响 温度温度低 光和速率低 随着温度升高 光合速率加快 温度过高时会影响酶 的活性 光和速率降低 生产上白天升温 增强光合作用 晚上降低室温 抑制呼 吸作用 以积累有机物 比较项目比较项目光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段 场所场所在类囊体的薄膜上在类囊体的薄膜上叶绿体基质叶绿体基质 条件条件光 色素 光反应酶光 色素 光反应酶暗反应酶 暗反应酶 ATP H 物质变化物质变化 用反应 用反应 式表示 式表示 能量变化能量变化光能光能 ATP 中的活跃化学能中的活跃化学能 ATP CH2O 中的稳定化学能 中的稳定化学能 总反应式总反应式 相互联系相互联系光反应为暗反应提供光反应为暗反应提供 H 和和 ATP 暗反应为光反应提供 暗反应为光反应提供 ADP 和和 Pi 重庆市涪陵高级中学校高 2014 级生物校本资料 8 CO2浓度对光合作用的影响浓度对光合作用的影响 在一定范围内 植物光合作用强度随着 CO2浓度浓度的增加而增加 但达到一定 浓度后 光合作用强度不再增加 生产上使田间通风良好 供应充足的 CO2 特别提醒 请绘出光照强度 温度 特别提醒 请绘出光照强度 温度 CO2CO2 浓度对光合作用强度的影响曲线 并能描浓度对光合作用强度的影响曲线 并能描 述关键点 及曲线段的含义和生物学意义述关键点 及曲线段的含义和生物学意义 水分浓度对光合作用的影响水分浓度对光合作用的影响 当植物叶片缺水时 气孔会关闭 减少水分的散失 同时影响当植物叶片缺水时 气孔会关闭 减少水分的散失 同时影响 CO2进入叶内 暗进入叶内 暗 反应受阻 光合作用下降反应受阻 光合作用下降 生产上应适时灌溉 保证植物生长所需要的水分 光合作用的应用光合作用的应用 提高光能利用率提高光能利用率 a 适当提高光照强度 b 延长光合作用的时间 c 增加光合作用的面积 合理密植 间作套种 d 温室大棚用无色透明玻璃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 f 温室栽培多施有机肥或放置干冰 提高二氧化碳浓度 注 哪些措施能提高光合作用效率 光合作用与呼吸作用的关系光合作用与呼吸作用的关系 实际 总 光合作用量实际 总 光合作用量 净 表 光合作用量净 表 光合作用量 呼吸消耗量呼吸消耗量 3 3 能量的转换与释放能量的转换与释放 细胞的动力站 线粒体 形态 光学显微镜下多呈圆柱形或椭球形 分布 a动物细胞内的线粒体数目比植物细胞的多 b在新陈代谢旺盛的细胞中线粒体的数目较多 c在细胞中往往集中在功能旺盛的需能部位 结构 外膜 内膜 向内腔折叠形成嵴 基质 含有少量的 DNA RNA 和核糖体 以及与有氧呼吸有关酶 拓展比较 线粒体与叶绿体在结构组成上有什么相同和不同 二者在增大膜面积上线粒体与叶绿体在结构组成上有什么相同和不同 二者在增大膜面积上 的方式上各有什么特点 的方式上各有什么特点 功能 有氧呼吸的主要场所 有氧呼吸的主要场所 如何理解的 细胞呼吸的方式和过程 细胞呼吸细胞呼吸 有机物在细胞内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 有氧呼吸有氧呼吸 总反应式 总反应式 C6H12O6 6H2O 6O2 酶酶 6CO2 12H2O 大量能量大量能量 第一阶段第二阶段第三阶段 场所细胞质基质线粒体基质线粒体内膜 反应物葡萄糖丙酮酸和水 H 和 O2 产物丙酮酸 少量 H CO2 大量 H H2O 能量少少大量 无氧呼吸无氧呼吸 产生酒精 C6H12O6 酶 2C2H5OH 2CO2 少量能量 发生生物 大部分植物 酵母菌 产生乳酸 C6H12O6 酶 2 乳酸 少量能量 发生生物 动物 乳酸菌 马铃薯块茎 甜菜块根 玉米胚 有氧呼吸的能量去路 有氧呼吸的能量去路 有氧呼吸所释放的能量一部分用于生成 ATP 大部分 以热能形式散失了 无氧呼吸的能量去路无氧呼吸的能量去路 能量小部分用于生成 ATP 大部分储存于乳酸或酒精 中 有氧呼吸过程中氧气的去路有氧呼吸过程中氧气的去路 氧气用于和 H 生成水 比较 呼吸方式有氧呼吸无氧呼吸 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 酒精和 CO2 不 同 点 能量变化 释放大量能量 大量 ATP 释放少量能量 少量 ATP 相同点 第一阶段相同 均生成丙酮酸 均能释放能量 形成 ATP 思考 酵母菌的呼吸方式有哪些 影响细胞呼吸的外界因素及在生产上的应用 重庆市涪陵高级中学校高 2014 级生物校本资料 9 影响因素影响因素 温度 氧浓度 水分 CO2 浓度 请绘出在不同氧浓度下的 CO2 的释放量的曲线 或呼吸方式的不同 生产上的应用生产上的应用 a 水果 蔬菜保鲜时 要低温 0 以上 或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度 b 粮油种子贮藏时 要风干 降温 降低氧气含量 c 作物栽培时 松土 排涝 d 酿醋 包扎伤口时 应控制通气 或透气 五 细胞的信息传递 学习指导 弄清什么是胞间信号 胞内信号 及信号受体的本质和分布 细胞核中遗传信息的传递 DNA mRNA 蛋白质 六 细胞的生命历程六 细胞的生命历程 1 1 细胞的增殖细胞的增殖 限制细胞长大的原因包括 细胞表面积与体积的比 细胞表面积与体积的比 细胞的核质比 细胞的核质比 细胞增殖的意义 细胞增殖的意义 生物体生长 发育 繁殖和遗传的基础 真核细胞分裂的方式真核细胞分裂的方式包括有丝分裂 无丝分裂 减数分裂有丝分裂 无丝分裂 减数分裂 细胞周期的概念细胞周期的概念 指连续分裂的细胞 从一次分裂完成时开始 到下一次分裂完成时为止从一次分裂完成时开始 到下一次分裂完成时为止 细胞 周期包括分裂间期和分裂期分裂间期和分裂期两个阶段 分裂间期 是指从细胞在一次分裂结束之后到下一次分裂之前 分裂间期所占 时间长 分裂期 可以分为前期 中期 后期 末期 植物细胞有丝分裂各期的主要特点 植物细胞有丝分裂各期的主要特点 口诀 前期 膜仁消失显两体 中期 形定数晰赤道齐 后期 点裂数加均两极 末期 两消两现重开始 1 分裂间期特点分裂间期特点 完成 DNA 的复制和有关蛋白质的合成 结果是每个染色体都形 成两个姐妹染色单体 呈染色质形态 2 前期特点前期特点 出现染色体 出现纺锤体 核膜 核仁消失 前期染前期染 色体特点色体特点 染色体 散乱地分 布在细胞 中心附近 每个染色体都有两条姐妹染色单体 3 中期特点 中期特点 所有染色体的着丝点都排列在赤道板上 染色体的形态和数目最清晰 中期染色体特点中期染色体特点 染色体的形态比较固定 数目比较清晰 故中期 是进行染色体观察及计数的最佳时机 4 后期特点后期特点 着丝点一分为二 姐妹染色单体分开 成为两条子染 色体 并分别向两极移动 纺锤丝牵引着子染色体分别向细胞的两极移动 这时 细胞核内的全部染色体就平均分配到了细胞两极 后期染色体特点 后期染色体特点 染色单体消失 染色体数目加倍 5 末期特点 末期特点 染色体变成染色质 纺锤体消失 核膜 核仁重现 在赤道板位置出现细胞板 并扩展成分隔两个子细胞的细胞壁 重庆市涪陵高级中学校高 2014 级生物校本资料 10 有丝分裂的意义 有丝分裂的意义 将亲代细胞的染色体经过复制以后 精确地平均分配到两个子细胞中去 从而 保持生物的亲代和子代之间的遗传性状的稳定性 动植物细胞有丝分裂的区别动植物细胞有丝分裂的区别 间期 动物 中心体复制 前期分开中心体复制 前期分开 前期 纺锤体的形成方式不同 动物 中心体 星射线 纺锤体 末期 细胞质的分裂方式不同 动物 中部向内凹陷 缢裂成两半 核内染色体变化相同 分裂过程及时期相同 与有丝分裂有关的细胞器 与有丝分裂有关的细胞器 核糖体 间期 合成蛋白质 线粒体 提供能量 高尔基体 植物末期 形