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文档简介

秘籍分子与细胞(回归教材知识)(一)分子与细胞TOC\o"1-9"\h\u一、细胞中的元素和化合物 1二、细胞的结构和功能 71.细胞膜的结构和功能 7(1)细胞膜的功能 7(2)对细胞膜结构的探索: 8(3)流动镶嵌模型的基本内容及其结构特点: 82.细胞器 93.几种重要细胞器的分工 93.细胞器之间的协调配合 104.生物膜系统 115.细胞核的结构和功能 12三、细胞的物质输入和输出 141.渗透作用 142.细胞的吸水和失水: 14(1)以哺乳动物成熟红细胞为例: 14(2)植物细胞的质壁分离与复原: 15(3)实验现象(低倍镜观察,细胞须保持活性) 15(5)实验拓展 153.被动运输 164.主动运输 175.胞吞与胞吐 17四、酶和ATP 181.酶 182.ATP 20五、细胞呼吸 22(1)有氧呼吸: 23(2)无氧呼吸 24六、光合作用 25七、细胞增殖 2716930八、细胞的分化、衰老和死亡1.细胞分化 312.细胞的全能性 313.细胞衰老: 324.细胞死亡:包括细胞凋亡和细胞坏死。 33超链接可直接定位到知识一、细胞中的元素和化合物1.生物体总是和外界环境进行着物质交换,细胞生命活动所需的物质,归根结底是地从获取的。因此,,。但是其各元素的相对含量却。(教材P16)2.生物界与非生物界的统一性与差异性(教材P16)(1)组成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到,体现了生物界与非生物界的性。(2)细胞与非生物相比,各种元素的相对含量大不相同,体现了生物界与非生物界的性。3.组成细胞的元素(教材P17)(1)元素分类(2)特点:不同生物体内化学元素的种类,但含量。4.组成细胞的化合物(教材P17)(1)组成细胞的元素来源于无机自然界,在细胞中大多数以形式存在。(2)组成细胞的化合物有两大类,即和;前者包括;后者包括。①上图为组成细胞的主要化合物及相对含量,图中序号①~⑤对应的化合物依次是:。②通过上图可看出,细胞内含量最多的化合物是,含量最多的有机化合物是。人体细胞内含量最多的有机化合物是。(P18“概念检测3”)③上图中的数据是基于大量不同种类细胞的统计结果,实际上,不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是有。5.细胞中的水(教材P120)(1)水的含量在构成细胞的各种化学成分中,水一般占60%~95%,生物种类不同,含水量不同。生物体在不同的生长发育期,含水量不同。(2)水的特性①水为什么是良好的溶剂?水是极性分子,带有,因此,水是良好的溶剂②常温下为什么呈现液态?水分子之间形成,氢键弱,易断裂,易形成,使水在常温下保持液体状态,具有流动性③为什么水对于维持生命系统的稳定性十分重要?的存在使水具有较高的比热容,使水温不易发生改变,对于维持生命系统的稳定性十分重要。(3)水的存在形式和功能存在形式自由水结合水含义细胞中绝大部分以游离的形式存在,是可以自由流动的水与细胞内其他物质相结合的水功能含量约占细胞内全部水分的95.5%约占细胞内全部水分的4.5%例如:①鲜种子放在阳光下暴晒,重量减轻⇒说明自由水散失。②干种子用水浸泡后仍能萌发⇒说明失去自由水的种子仍保持其生理活性。③烘烤后的种子浸泡后不萌发⇒说明失去结合水的种子失去生理活性。(4)水的含量与细胞代谢和抗逆性的关系①将收获的种子晒干,降低自由水的含量,使代谢,有利于种子的长期保存;②干种子萌发前,需要吸收水分,增加自由水的含量,使代谢;③越冬作物减少灌溉,降低自由水含量,提高对低温的抗性6.细胞中的无机盐(教材P21)(1)存在形式:多数以的形式存在,少数以的形式存在。(2)作用①,如是构成叶绿素分子的元素、是构成血红素的元素,是细胞膜、细胞核的重要成分。是动物骨和牙齿的重要成分。②,如哺乳动物血Ca2+低会,血Ca2+高会。人体内缺乏会引起神经肌肉兴奋性降低,引起肌肉酸痛、无力,因此,当大量出汗后,要及时补充。③。0.9%NaCl溶液(生理盐水)能维持动物细胞正常的。7.细胞中的糖类(教材P23)(1)组成元素及分类:糖类分子大多数是由三种元素构成的。糖类大致可以分为等几类。(2)单糖、二糖和多糖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。五碳糖核糖动、植物细胞中脱氧核糖六碳糖葡萄糖(C6H12O6)果糖(C6H12O6)植物细胞半乳糖(C6H12O6)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(肝糖原和肌糖原)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关于糖类物质的5个认识误区关于糖类物质的5个认识误区(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,如蔗糖、淀粉等都不能。(3)不是所有的糖都是能源物质,如核糖、脱氧核糖、纤维素。(4)二糖并不都是由葡萄糖组成的。一分子麦芽糖由两分子葡萄糖组成;一分子蔗糖由一分子果糖和一分子葡萄糖组成;一分子乳糖由一分子半乳糖和一分子葡萄糖组成。(5)并不是糖原都能水解为葡萄糖,糖原有肝糖原和肌糖原两种,其中肝糖原能水解为葡萄糖8.脂肪、磷脂和固醇(教材P25)脂肪①脂肪是的脂质。脂肪是由发生反应而形成的酯,即(又称)。其中甘油的分子比较简单,而脂肪酸的却不相同。脂肪酸可以是饱和的,也可以是不饱和的。植物脂肪大多含有脂肪酸,在室温时呈液态;大多数动物脂肪含有脂肪酸,室温时呈固态。②脂肪是细胞内良好的,当生命活动需要时可以利用;还是一种很好的绝热体,具有的作用;分布在内脏器官周围的脂肪还具有的作用,可以保护。(2)磷脂①磷脂与脂肪的不同之处在于甘油的一个羟基(—OH)不是与结合成酯,而是与结合。因此,磷脂除了含有外,还含有。②磷脂是构成的重要成分,也是构成多种膜的重要成分。在人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆的种子中含量丰富。(3)固醇:固醇类物质包括和维生素D等。是构成动物细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液中的运输;性激素能促进人和动物的发育以及的形成;维生素D能有效地促进人和动物肠道对的吸收。(4)脂质的相互关系易错提醒易错提醒(1)脂肪≠脂质:脂肪只是脂质中的一种,脂质除了脂肪外,还包括磷脂和固醇等。(2)胆固醇≠固醇:固醇和胆固醇虽然都是脂质,但其范围不同,胆固醇是固醇中的一种。(3)等质量的脂肪与糖类相比,脂肪含C多,含H多,含O少,彻底氧化分解时消耗O2,多生成CO2多、H2O多。(4)糖类是主要的能源物质,ATP是细胞内的直接能源物质,蛋白质是生命活动的主要承担者,脂肪是细胞内的良好储能物质。9.蛋白质(教材P28)(1)蛋白质的功能:蛋白质是细胞的基本组成成分,具有等重要功能。可以说,细胞的各项生命活动都离不开蛋白质。(2)蛋白质的基本组成单位——氨基酸①种类eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(必需氨基酸\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(人体细胞不能合成,必须从食物中获取,种类:8种(婴儿9种—组氨酸))),非必需氨基酸\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(特点:人体细胞能够合成,种类:13种))))②结构通式:。数量上:至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)。位置上:都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。除此之外,和一个侧链基团。各种氨基酸的区别在于侧链基团(R基)的不同(3)蛋白质的结构及其多样性①氨基酸→多肽:氨基酸分子互相结合的方式是:一个氨基酸分子的和另一个氨基酸分子的相连接,同时脱去,这种结合方式叫做。连接两个氨基酸分子的化学键叫做。由两个氨基酸分子缩合而成的化合物,叫做。以此类推,由多个氨基酸分子缩合而成的,含有多个肽键的化合物,叫做。多肽通常呈链状结构,叫做。②多肽→蛋白质:由于氨基酸之间能够形成等,从而使得肽链能盘曲、折叠,形成具有的蛋白质分子。许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链,它们通过一定的如二硫键相互结合在一起。这些肽链不呈直线,也不在上,而是形成更为复杂的。③蛋白质结构的多样性:在细胞内,组成一种蛋白质的可能成千上万,氨基酸形成肽链时,不同种类氨基酸的千变万化,肽链的千差万别,因此,蛋白质分子的结构极其多样,这就是细胞中蛋白质种类繁多的原因。④蛋白质结构与功能:每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的,如果改变,就可能会影响其功能。10.核酸的种类及其分布(教材P34)(1)元素组成:由5种元素构成(2)种类:eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(脱氧核糖核酸,简称DNA,核糖核酸,简称RNA))(3)分布:真核细胞的DNA主要分布在细胞核内。线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA。RNA主要分布在细胞质中。(4)核酸的基本组成单位——核苷酸核苷酸的组成和种类元素组成C、H、O、N、P种类(依据不同)脱氧核糖核苷酸(构成的基本单位)核糖核苷酸(构成的基本单位)(5)分子结构①DNA和RNA各含有碱基,但是组成二者的碱基种类有所不同,DNA中含有碱基,RNA中含有碱基。②DNA是由连接而成的长链,RNA则由连接而成。一般情况下,在生物体的细胞中,DNA由链构成,RNA由链构成。③脱氧核苷酸的储存着生物的,DNA分子是的生物大分子;部分病毒的遗传信息储存在中,如HIV(人类免疫缺陷病毒)、SARS(严重急性呼吸综合征)病毒等。(6)功能:核酸是细胞内的物质。在生物体的的生物合成中具有极其重要的作用。11.生物大分子以碳链为骨架(教材P35)(1)生物大分子:等都是生物大分子。单体:生物大分子的称为单体。多聚体:每一个单体都以为基本骨架,由许多单体连接成多聚体。(2)细胞中重要有机物的初级水解、彻底水解、氧化分解:生物大分子初步水解产物彻底水解产物氧化分解产物淀粉麦芽糖葡萄糖CO₂+H₂O脂肪甘油+脂肪酸CO₂+H₂O蛋白质多肽氨基酸CO₂+H₂O+尿素DNA脱氧核苷酸脱氧核糖、含N碱基、磷酸CO₂+H₂O+

含N、P的代谢废物RNA核糖核苷酸核糖、含N碱基、磷酸CO₂+H₂O+

含N、P的代谢废物(3)生物体内的五碳糖、核苷酸种类与生物种类的关系生物类别核酸核苷酸碱基遗传物质举例细胞生物DNA和RNA细菌、人病毒只含有DNA噬菌体只含有RNA艾滋病病毒(4)DNA、RNA和蛋白质的关系二、细胞的结构和功能1.细胞膜的结构和功能(教材P40)(1)细胞膜的功能①:保障了细胞内部环境的。②。细胞需要的营养物质从外界进入细胞,而细胞不需要,或是对细胞有害就细胞,细胞内合成的抗体和激素等物质可以被。细胞膜的控制作用是的,有些病毒、病菌也能细胞,使生物体患病。④。在多细胞生物体内,各个细胞都不是孤立存在的,他们之间必须保持功能的协调,才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于和交换,也有赖于的交流。细胞间的方式多种多样,大多与细胞膜的有关,如下图A、B、C所示。图A表示细胞分泌的激素等胞膜表面的(即图中数字序号)结合。图B表示相邻两个细胞的卵细胞之间的。图C表示相邻两个细胞之间形成通道,通过通道进入另一个细胞。例如,(即图中数字序号)相互连接(2)对细胞膜结构的探索:①细胞膜的成分:细胞膜主要由组成,此外,还有少量的。其中脂质约占细胞膜总质量的,蛋白质约占40%,糖类占2%~10%。在组成细胞膜的脂质中,最丰富,此外还有少量的胆固醇。在细胞膜行使功能方面起重要作用,因此,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的。②对细胞膜成分和结构的探索内容时间假设对细胞膜成分的探索1895年欧文顿提出细胞膜是由组成的20世纪初化学分析表明组成细胞膜的脂质有,其中含量最多1925年荷兰科学家戈特和格伦德尔推断出细胞膜中的磷脂分子排列为连续的1935年英国学者丹尼利和戴维森通过研究细胞膜张力,推测细胞膜除含脂质分子外,可能还附有对细胞膜结构的探索20世纪40年代有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质1959年罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的三层结构,提出细胞膜由三层结构构成。1970年科学家用,完成人鼠细胞融合实验,该实验表明。1972年提出模型(3)流动镶嵌模型的基本内容及其结构特点:①1972年,和根据新的观察和实验证据,提出的模型为大多数人所接受。②基本内容:A表示分子,是一种由、和等所组成的分子;B表示,其构成了细胞膜(生物膜)的;物质A性的“头部”排在外侧,性的“尾部”排在内侧。C表示分子,有的磷脂双分子层表面,有的部分或全部磷脂双分子层中,有的于整个磷脂双分子层,说明C在磷脂双分子层中的分布是(对称/不对称)的。D表示,是由细胞膜上的与结合形成,只分布于细胞膜的,由此可知图中(甲/乙)侧是细胞的外侧。D在细胞生命活动中具有重要的功能,如具有等功能。除糖蛋白外,细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的,这些糖类分子叫做。③生物膜的结构特点分析:生物膜的结构特点:具有,是因为构成生物膜的分子和分子是运动的。细胞膜具有流动性的作用:对于细胞完成物质的等功能都是非常重要的。影响细胞膜流动性的因素:温度,一定范围内,温度升高,膜流动性。④生物膜的功能特点:具有,这一特性主要与膜上的分子有关。2.细胞器(教材P47)(1)细胞器的分离方法:3.几种重要细胞器的分工(1)双层膜结构的细胞器图示名称结构特点功能线粒体内膜向内突起形成“嵴”,含少量DNA和核糖体,是“半自主”细胞器细胞有氧呼吸的主要场所(第二、三阶段),被称为细胞的“动力车间”叶绿体只存在于植物的绿色细胞中。类囊体上有色素,类囊体和基质中含有与光合作用有关的酶,囊状结构堆叠形成基粒。含少量的DNA。绿色植物细胞进行光合作用的场所,被称为细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”(2)单层膜结构的细胞器图示名称功能内质网细胞内蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道,有核糖体附着的是粗面内质网;没有核糖体附着的是光面内质网。脂质的合成场所。高尔基体动物细胞中与分泌物的形成有关,植物中与有丝分裂细胞壁的形成有关。是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装的“车间”及“发送站”溶酶体是细胞的“消化车间”,内部含多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的细菌、病毒液泡主要存在于植物细胞中,贮藏(营养、色素等),可以调节植物细胞内的环境,充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺(3)无膜结构的细胞器名称:中心体结构:由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成分布:动物细胞和某些低等植物细胞中功能:与细胞的有丝分裂有关名称:核糖体分类功能:“生产蛋白质的机器”(4)注:特殊细胞中的细胞器(1)哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器。(2)蛔虫的体细胞没有线粒体,只能进行无氧呼吸。(3)根尖分生区细胞没有叶绿体、大液泡,具有分裂能力。(4)具有分裂能力或代谢旺盛的细胞(包括癌细胞)核糖体、线粒体的数量较多。(5)分泌腺细胞中高尔基体的数量较多。(6)原核细胞只有核糖体一种细胞器。(7)成熟植物细胞有大液泡。小结:小结:1.分布:(1)动植物共有:。(2)植物含有:、(3)动物含有:(4)植物特有:(5)动物和低等植物特有:(6)原核生物仅有:(7)真菌:小结:小结:2.膜结构:(1)无膜:(2)单层膜:(3)双层膜:3.成分(4)含DNA:(5)含RNA:(6)含色素:4.特例(1)没有叶绿体的不一定是动物细胞(如根尖等非绿色器官)没有大液泡的不一定是动物细胞(如根尖分生区)(3)含有中心体的不一定是动物细胞(如低等植物)5.细胞骨架(如图⑤)(1)成分:。(2)形态:网架结构。(3)作用:①维持细胞形态,锚定并支撑着许多细胞器;②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.细胞器之间的协调配合(教材P51)(1)分泌蛋白:在细胞内(游离的)合成,分泌到起作用,如、、。(2)胞内蛋白:由合成,在起作用,如、、等。(3)分泌蛋白的合成和运输①研究方法::在同一元素中,的原子为同位素,如硒16O与18O,12C与14C。用,就是同位素标记法。同位素标记可用于。通过追踪同位素标记的,可以弄清楚。生物学研究中常用的同位素有的具有放射性,如14C、32P、3H、35S等;有的不具有放射性,是同位素,如等。②分泌蛋白的合成和运输过程:下图为科学家在豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射标记的亮氨酸进行的实验,图中数字序号①~⑤表示的结构或细胞器的名称依次是:①、②、③、④、⑤(填序号及对应名称)。图示说明,3min后,带有放射性标记的亮氨酸出现在中;17min后,出现在中;117min后,出现在靠近细胞膜内侧的中,以及中。③膜面积变化:内质网膜:;高尔基体膜:,;细胞膜:。④分泌蛋白的合成与运输过程所经过细胞结构的顺序依次是(用上图中字母表示),参与作用的细胞器有:(4)细胞器之间的协调配合:①分泌蛋白合成及运输:分泌蛋白的合成过程大致是:首先,在游离的核糖体中以为原料开始多肽链的合成。当合成了一段肽链后,这段肽链会与一起转移到上继续其合成过程,并且边合成边转移到,再经过加工、折叠,形成的蛋白质。内质网膜鼓出形成,包裹着蛋白质离开内质网,到达高尔基体,与高尔基体膜融合,囊泡膜成为的一部分。高尔基体还能对蛋白质,然后由高尔基体膜形成。囊泡转运到细胞膜,与细胞膜融合,将蛋白质分泌到细胞外。在分泌蛋白的的过程中,需要消耗能量。这些能量主要来自。下图表示分泌蛋白质合成过程示意图,图中甲、乙、丙、丁、戊依次表示的是:。②囊泡及作用:在细胞内,许多由膜构成的繁忙地运输着“货物”,而高尔基体在其中起着重要的作用。4.生物膜系统(教材P52)(1)组成:膜等结构。注意:①不是指生物体内的所有膜结构,如视网膜、肠黏膜等,不属于生物膜。②原核细胞的细胞膜也属于生物膜,但其没有核膜及细胞器膜,故原核细胞没有生物膜系统。(2)特点①相似性:各种生物膜在组成成分的种类上基本相同,都主要由和组成。②差异性:各种生物膜在组成成分的含量上有显著差异,这与不同生物膜功能的复杂程度有关,功能越复杂的生物膜中,的种类和数量越多(3)在结构和功能上紧密联系,进一步体现了细胞内各种结构之间的协调与配合。①该图解说明各种生物膜在结构上相互联系,其间接联系是以囊泡的形式实现的。②在功能上的联系:在分泌蛋白合成、加工、运输、分泌等过程中,各细胞器之间协调配合。(3)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、能量转化和信息传递的过程中起着决定性作用。②广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点,有利于许多化学反应的进行。③细胞内的生物膜把细胞器分隔开,使细胞内能够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。5.细胞核的结构和功能(教材P54)(1)分布:除了高等植物成熟的和等极少数细胞外,真核细胞都有细胞核。误认为每个细胞有一个细胞核:有些细胞不只具有一个细胞核,如人的中有多个细胞核。有些真核细胞不具有细胞核,如。(2)功能:①黑白美西螈核移植实验②蝾螈受精卵横缢实验③变形虫切割实验思考:单独的核不能生存的原因?说明:④伞藻嫁接与核移植实验伞藻的“嫁接”与“核移植”实验对比,伞藻核移植实验更具说服力,原因是什么?(3)细胞核的结构①细胞核的结构图解蛋白质合成旺盛的细胞中,核仁较大,核孔较多。②误认为“细胞核是具有双层膜结构的细胞器”:细胞核不是细胞器,是具有双层膜的细胞结构。③误认为“核孔是大、小分子都能随意进出的通道”:核孔具有选择性,RNA和某些蛋白质等大分子物质出入细胞核的通道是核孔,但并不是所有的大分子都能通过核孔,如细胞核中的DNA就不能通过核孔进入细胞质;而小分子物质出入细胞核一般是通过跨膜运输实现的,极少通过核孔。④误认为核仁是遗传物质的储存场所:核仁不是遗传物质的储存场所,细胞核中的遗传物质分布在染色体(染色质)上。(4)染色质及其与染色体的关系①物质组成:主要由DNA和蛋白质组成,其中DNA是遗传信息的载体。②形态及特点:极细的丝状物,易被碱性染料染成深色。③与染色体的关系:是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态。三、细胞的物质输入和输出1.渗透作用(教材P62)(1)实验装置:下图为渗透现象示意图,在一个长颈漏斗的漏斗口外密封上一层玻璃纸,玻璃纸(又叫赛璐玢)是一种,水分子可以它,而蔗糖分子则。往漏斗内注入蔗糖溶液,然后将漏斗浸入盛有清水的烧杯中,使漏斗管内外的液面高度相等,这时,玻璃纸两侧的蔗糖溶液和水存在。(2)实验现象及分析①过一段时间后,会出现如上图所示现象,既:漏斗管内的液面,这是由于的。事实上半透膜两侧的水分子都能够通过作用自由进出,但由于蔗糖溶液中水的相对含量(水的相对含量是指:)比烧杯中的水的相对含量,因此烧杯中的水扩散到漏斗中的速度比漏斗中的水扩散到烧杯中的速度相对,导致漏斗中水量,液面。如果漏斗管足够长,当管内的液面上升到一定高度之后,液面将,这是因为:。液面高度差与半透膜两侧溶液呈正比。②如果烧杯中不是清水,而是同样浓度的蔗糖溶液,漏斗管中的液面将。如果用一层纱布代替玻璃纸,因为纱布不是膜,孔隙很大,可溶于水的物质都可能自由通过,包括分子都能通过,因而液面升高。(3)渗透作用:,称为渗透作用。如果半透膜两侧存在浓度差,渗透的方向就是。2.细胞的吸水和失水(教材P64):(1)以哺乳动物成熟红细胞为例:①哺乳动物的红细胞特点:红细胞中的血红蛋白是物质,(能、不能)透过细胞膜,它相当于“渗透现象示意图”中的。②实验现象:清水中:外界溶液浓度细胞质浓度:细胞吸水;细胞;高浓度盐水中:外界溶液浓度细胞液(质)浓度细胞;0.9%的NaCl溶液中:外界溶液浓度细胞液(质)浓度:水分,细胞。③结论:水进出其他动物细胞的原理与进出红细胞的原理是一样的,都是通过。(2)植物细胞的质壁分离与复原:植物细胞的结构:植物细胞的细胞膜外面有一层细胞壁,对于水分子来说,细胞壁是的,即,细胞壁的作用主要是,伸缩性比较。成熟的植物细胞由于占据了细胞的大部分空间,将细胞质挤成一薄层,所以细胞内的液体环境主要指的是,称为原生质层。水进出成熟的植物细胞,主要是指。①材料:的植物细胞,便于观察,如紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞。黑藻是高等植物细胞,含有和,也能观察到质壁分离及复原现象。②条件:a.(由组成)具有选择透过性,相当于半透膜;b.细胞液与外界溶液有。③内因:;原生质层有性,细胞壁为性。(3)实验现象(观察,细胞须保持)①初始状态:原生质层细胞壁。②0.3g/mL蔗糖溶液处理:细胞,发生现象,观察到与逐渐分离形成球形小团,液泡体积逐渐、颜色。原生质层与细胞壁间的间隙中充满了溶液。③清水处理:细胞,发生现象,观察到液泡体积逐渐、颜色。(5)实验拓展①若使用90%的蔗糖溶液(溶质不可跨膜):细胞会发生现象,但不会发生质壁现象,原因是。②若使用KNO3、葡萄糖、尿素等溶液(溶质可跨膜):。易错提醒易错提醒:1.b逐渐变小,颜色逐渐加深。当停止质壁分离时,b与c的浓度相等。2.质壁分离的条件(1)从细胞角度分析①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离及复原现象。②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离及复原现象。(2)从溶液角度分析①在一定浓度的溶液(溶质不能透过膜)中只发生质壁分离现象,不能发生自动复原现象(只有用清水或低渗溶液处理,方可复原)。②在一定浓度的溶液(溶质可透过膜)中发生质壁分离后可自动复原,如甘油、尿素、乙二醇、KNO3溶液等。③在高浓度溶液中质壁分离现象明显,但溶液浓度过高时不能发生质壁分离复原,因为溶液浓度过高,细胞会因过度失水而死亡。④盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞,不适于作质壁分离实验的溶液。3.被动运输(教材P66)(1)物质以方式进出细胞,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)特点:①。②。因此膜内外会直接影响物质运输的速率,但协助扩散需要,因而某些物质运输的速率还与有关。(3)类型:方式自由扩散又叫协助扩散又叫概念物质通过简单的进出细胞物质梯度跨膜运输实例、、、、、、等进入红细胞、某些离子或分子如上图中的如上图中的协助扩散需要,其包括和。(4)转运蛋白:上图中的④表示,⑤表示。载体蛋白只容许,而且每次转运时都会发生;通道蛋白只容许通过。分子或离子通过通道蛋白时,(需要、不需要)与通道蛋白结合。水分子能以进出细胞,但水分子更多的是借助细胞膜上的水通道蛋白以方式进出细胞的。4.主动运输(教材P69)(1)实例:Na+、K+和Ca2+等在浓度梯度跨膜运输时,首先要与膜上的特定部位结合。然后在细胞内化学反应释放的推动下,载体蛋白的发生变化,就将它所结合的离子或分子从细胞膜并释放出来,载体蛋白随后又,又可以去转运的其他离子或分子。(2)概念:物质浓度梯度进行跨膜运输,需要的协助,同时还需要消耗的能量,这种方式叫作主动运输。如下图所示,图中①②③依次表示:,其中序号代表的物质水解为时放能,供主动运输利用。(3)意义:主动运输普遍存在于细胞中,通过主动运输来所需要的物质,排出的物质,从而保证生命活动的需要。5.胞吞与胞吐(教材P70)(1)过程及概念:下图表示胞吞、胞吐示意图,从图示可看出,当细胞摄取大分子时,首先是大分子与结合,从而引起这部分细胞膜形成小囊,包围着大分子。然后,小囊从细胞膜上分离下来,形成,进入细胞内部,这种现象叫,如下图中序号对应过程。细胞需要外排的大分子,先在细胞内形成,移动到细胞膜处,与细胞膜,将大分子排出细胞,这种现象叫,如下图中序号对应过程。下图中序号③④表示的结构依次是。特点:在物质的跨膜运输过程中,胞吞、胞吐是,它们需要消耗。离子和小分子物质大分子和颗粒状物质自由扩散协助扩散主动运输胞吞和胞吐方向转运蛋白能量图示举例水、O2、CO2、甘油、乙醇、苯等脂溶性物质水借助水通道蛋白的运输、血浆中葡萄糖进入红细胞K+进入红细胞,葡萄糖进入小肠细胞白细胞吞噬细菌、胰岛B细胞分泌胰岛素1.1.物质进出细胞的方式比较:2.曲线图分析(会分析,理解不死记)(1)图⑦表示,运输速率与物质浓度呈。(2)图⑧可表示,若表示前者(协助扩散),OP段限制因素是,P点后限制因素是;若表示后者(主动运输),OP段限制因素是,P点后限制因素是。(3)图⑨曲线运输速率与O2浓度无关,说明不消耗能量,曲线表示。(4)图⑩表示,OP段限制因素是,P点后限制因素是。(5)图⑪曲线运输速率与载体数量无关,说明不需要载体,曲线表示。(6)图⑫可表示,若表示前者(协助扩散),OP段限制因素是,P点后达到饱和状态,运输速率达最大值;若表示后者(主动运输),OP段限制因素是,P点后限制因素是。(7)图⑬表示,虚线下表示物质从浓度到浓度运输,虚线上表示物质从浓度到浓度运输,P点后限制因素是。四、酶和ATP1.酶(教材P76)(1)细胞代谢:细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称为。是细胞生命活动的基础。(2)酶在细胞代谢中的作用实验:比较过氧化氢在不同条件下的分解①实验原理:肝脏中有较多的过氧化氢酶,过氧化氢酶能将过氧化氢分解,变成。经计算,质量分数为3.5%的FeC13溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比,每滴FeC13溶液中的Fe3+数,大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。②方法步骤及结果分析:下图为该实验装置及结果图示,图中1、2、3、4号试管内应先加入2mL溶液,将2号试管放在90℃左右的水浴中加热,观察,发现与1号试管相比,2号试管放出的气泡多。这一现象说明。3号、4号试管未经加热,但依次滴加2滴后也有大量气泡产生,这说明。3号试管与4号试管相比,4号试管的反应速率比3号试管,这说明。(P77“讨论”1、3)③实验分析:实验过程中的变化因素称为变量。其中叫作自变量,上述实验中是对过氧化氢溶液的不同处理,都属于自变量;叫作因变量,上述实验中就是因变量。除自变量外,实验过程中还存在一些的可变因素,叫作无关变量。如上述实验中等。实验中除作为自变量的因素外,其余因素(无关变量)都,并将结果的实验叫作对照实验。对照实验一般要设置,上述实验中的1号试管就是,2号、3号和4号试管是。本实验的对照组未作任何处理.这样的对照组叫作。④实验结论:。(3)酶在细胞代谢中的作用①活化能:分子从所需要的能量称为活化能。②酶的作用:正常由于酶能通过降低而发挥作用,细胞代谢才能在温和条件下快速进行。如下图中曲线表示没有酶催化的反应,曲线表示有酶催化的反应,AC段的含义是在无催化剂的条件下,反应所需要的活化能,BC段的含义是。(4)酶的特性(1)高效性:同相比,酶降低化学反应活化能的效果更显著。实验验证自变量:。①加酶与未加催化剂相比:说明。②加酶与加无机催化剂相比:说明。③催化剂只能改变,不改变。④平衡点高低取决于。增加反应物,平衡点移。(2)专一性:一种酶只能催化化学反应。实验验证思路:或。1图:A为,B为,C、D为。2图:只有能催化A反应物发生反应,说明。(3)作用条件温和:在最适宜的温度和pH条件下,酶的活性。温度和pH偏高或偏低,酶活性都会明显。过酸、过碱或高温,会使酶的,使酶。低温,但酶的,在适宜温度下酶的活性。酶制剂适于在下保存。(见左图甲图、乙图),人体内酶的最适温度在左右,胃液的最适pH范围为(酸性环境)。用曲线模型表示影响酶促反应的因素用曲线模型表示影响酶促反应的因素:1.反应物浓度、酶浓度与酶促反应速率的关系(图1、2)(1)图1:在其他条件适宜、酶量一定的情况下,酶促反应速率随反应物浓度增加而加快,但当反应物达到一定浓度后,受酶数量和酶活性限制,酶促反应速率不再增加。(2)图2:在反应物充足、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度呈正相关。2.温度和pH与酶促反应速率的关系(图3)(1)图3:温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速率的;反应物浓度和酶浓度是通过影响反应物与酶的接触来影响酶促反应速率的,并不影响酶的活性。(2)图3:反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度;反应溶液温度的变化也不改变酶作用的最适pH。2.ATP(教材P86)(1)中文名称:。(2)结构简式:。(3)符号含义:A代表腺苷,P代表磷酸基团,“~”代表高能磷酸键,“-”代表普通磷酸键。提示:图中①②③④分别表示,其中②(腺嘌呤核糖核苷酸)是组成RNA的基本单位之一。(4)不同化合物中“A”的辨析化合物结构简式“A”含义共同点ATP所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤DNARNA核苷酸(5)ATP和ADP可以相互转化①相互转化的反应式:。②转化的过程ATP的化学性质不稳定,在有关酶(ATP水解酶)的催化作用下,ATP(A-P~P~P)分子中的那个高能磷酸键容易断裂,远离A的那个磷酸基团就脱离下来,形成游离的(磷酸),同时,储存在这个高能磷酸键中的释放出来,ATP就转化成ADP(分子简式:)。在有关酶(ATP合成酶)的催化作用下,ADP可以接受,同时与一个游离的结合,重新形成ATP(A-P~P~P)。③ATP水解释放的能量是储存在内的化学能,释放出来后供利用;合成ATP的能量主要来源于呼吸作用分解的中的化学能和光合作用吸收的。④相互转化的特点ATP和ADP相互转化时刻不停地发生,且处于之中。ATP和ADP相互转化的机制,在所有生物的细胞内都是一样的,体现了生物界的。11.ATP与ADP的相互转化是不可逆的过程项目ATP的合成ATP的水解反应式ADP+Pi+能量eq\o(→,\s\up7(酶))ATPATPeq\o(→,\s\up7(酶))ADP+Pi+能量酶的类型ATP合成酶ATP水解酶能量来源能量去路反应场所2.细胞的能源物质归纳(1)能源物质:。(2)主要能源物质:。(3)储能物质:。(4)主要储能物质:。(5)直接能源物质:。(6)最终能量来源:。3.3.ATP是生命活动最主要的直接能源物质,但不是唯一的直接能源物质,除ATP外,还有UTP、GTP和CTP。UTP是由一个尿嘧啶、一个核糖、三个磷酸连接而成的;GTP是由一个鸟嘌呤、一个核糖、三个磷酸连接而成的;CTP是由一个胞嘧啶、一个核糖、三个磷酸连接而成的。每个分子去掉两个磷酸后都是构成RNA的基本单位,它们的关系如下图所示:这四种物质中,其中ATP是生物体的直接能源物质,就是说你在运动,吸收氨基酸、葡萄糖等营养物质时都会消耗ATP,ATP是能量“货币”。GTP可用于合成蛋白质,CTP可用于合成脂质,UTP可用于合成多糖。另外,ATP中的核糖若改变为脱氧核糖,就转变为dATP(脱氧腺苷三磷酸)。五、细胞呼吸1.实验:探究酵母菌细胞的呼吸方式(教材P90)(1)实验原理①酵母菌是一种单细胞真菌,在的条件下都能生存,属于兼性厌氧菌。,因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。②检测CO2的产生。CO2可使澄清石灰水,也可使溴麝香草酚蓝水溶液。根据石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液变成的,可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。③检测酒精的产生。橙色的重铬酸钾溶液,在条件下与乙醇(俗称酒精)发生化学反应,变成。(2)实验步骤①配制酵母菌培养液:新鲜的食用酵母菌+质量分数为5%的。②设计对比实验检测CO2:对比实验是指设置两个或两个以上的组,通过对结果的比较分析,来探究的实验,对比实验叫。在探究酵母菌细胞的呼吸方式的实验中,需要设置两种条件(如下图,图一为条件,图二为条件),这两个实验组的结果都是事先未知的,通过对比探究:对细胞呼吸的影响。③实验分析:图一中,进入A瓶的空气先通过NaOH溶液的目的是,以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变浑浊的CO2是由产生的。图中B瓶需先后再连通盛有石灰水的锥形瓶,这样做的目的是将B瓶中的消耗完后,确保是产生的CO2通入澄清的石灰水中。上图中澄清石灰水也可换为。④检测酒精:从A、B瓶中各取2mL酵母菌培养液的滤液,分别注入编号为1、2的两支试管中。向试管中分别滴加0.5mL溶有0.1g溶液并轻轻振荡,使它们混合均匀。观察试管中溶液的。(3)实验现象:图一澄清石灰水,1号试管颜色无变化;图二澄清石灰水,2号试管出现

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