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文档简介
②合成ATP所需能量的来源:所有活细胞均可通过细胞呼吸释放的能量合成ATPa.人、动物、真菌、大多数细菌:来自细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量。b.绿色植物:除来自呼吸作用所释放的能量外,还可以来自光能。(4)转化的反应式:3.ATP—ADP循环:(1)概念:通过ATP的合成和水解,使放能反应所释放的能量用于吸能反应,此过程被称为ATP—ADP循环。(2)特点:ATP—ADP循环速度很快,细胞内ATP的含量能够维持在相对稳定的水平。【归纳点拨】规避ATP认识的4个误区(1)ATP与ADP相互转化不可逆:ATP与ADP的相互转化,从物质方面来看是可逆的,从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的。(2)ATP是与能量有关的一种物质,不可等同于能量:ATP是一种高能磷酸化合物,高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54kJ/mol的能量。(3)不可误认为细胞中含有大量ATP,事实上,细胞中ATP含量很少,只是ATP与ADP转化非常迅速及时。无论是饱食还是饥饿,ATP与ADP含量都保持动态平衡。(4)误认为ATP转化为ADP不消耗水:ATP转化为ADP又称为“ATP的水解反应”,这一过程需ATP水解酶的催化,同时也需要消耗水。蛋白质、脂肪、淀粉等的水解也都需要消耗水。第二节酶是生物催化剂知识点(一)绝大多数酶是蛋白质1.酶的发现历程2.酶的定义:酶是由活细胞产生的一类生物催化剂,其中绝大多数酶是蛋白质,极少数酶是RNA。【归纳点拨】酶定义和三个关键点:①活细胞产生;②催化作用;③化学本质是蛋白质或RNA。3.酶是生物催化剂(1)特点:促使反应物发生化学变化,而本身却不发生化学变化。(2)底物:受酶催化而发生化学反应的分子叫底物。(3)酶催化底物反应的机理①酶与底物结合示意图:②酶促反应过程底物+酶→酶—底物复合物→复合物形状发生一定变化→酶(恢复原状)+产物。4.酶活性:一般示。【互动探究】据图分析酶的作用:(1)请分析A、B、C、D各代表化学反应中的什么成分?用反应式表示该反应过程。(2)酶在反应中起什么作用?酶会发生什么变化?(3)酶能不能为化学反应提供所需要的能量?酶加快反应速率的机理是什么?(4)产物的多少是由什么因素决定的?(1)提示A是酶,B是底物,C和D是产物。反应式为Beq\o(→,\s\up7(A))C+D。(2)提示催化作用,促进化学反应的进行。在催化过程中酶会发生形状的改变,反应结束后复原。(3)提示酶不能为化学反应提供所需要的能量。酶是通过降低生化反应所需的活化能来加快反应速率的。(4)提示底物的量,跟加不加催化剂(酶)没关系。知识点(二)酶的催化功能具有专一性和高效性1.酶的催化功能具有专一性(1)含义:由于酶分子的结构只适合与一种或者一类分子结合,所以一种酶只能催化一种底物或者少数几种相似底物的反应。这就是酶的专一性。(2)实例:虽然蔗糖和麦芽糖都是二糖,但是蔗糖酶只能催化蔗糖的水解,不能催化麦芽糖的水解。2.酶的催化功能具有高效性(1)酶具有高效性:由于酶通过与底物分子结合,使化学反应极易进行,所以反应效率极高。(2)活化能:化学反应进行时需要吸收能量以断开反应分子的化学键,使反应物活化并完成化学反应生成产物,这种化学反应过程中所需要的能量被称为活化能。(3)酶作用机理:降低化学反应的活化能,使得化学反应加快。3.探究酶催化的高效性实验(1)思路:酶和无机催化剂催化同一化学反应。①实验组:底物+过氧化氢酶eq\o(→,\s\up7(检测))底物分解速度或产物的形成速率②对照组:底物+MnO2(无机催化剂)eq\o(→,\s\up7(检测))底物的分解速率或产物的形成速率(2)实验过程编号1号试管2号试管2%H2O2溶液3mL3mL实验处理二氧化锰滴加鸡肝匀浆气泡多少较多很多点燃的卫生香检测助燃性较强助燃性更强结果分析二氧化锰能催化H2O2分解过氧化氢酶有催化H2O2分解的作用,且效率更高(3)结论:与无机催化剂相比,酶具有高效性。【互动探究】实验中如何判断因变量的变化?提示:通过卫生香的复燃情况,判断试管中的氧气浓度,氧气浓度可衡量反应的速率(催化效率)。4.探究酶的专一性实验(1)实验目的:比较唾液淀粉酶和蔗糖酶对淀粉和蔗糖的作用。(2)实验原理eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(反应原理\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(淀粉\o(→,\s\up7(淀粉酶))麦芽糖(有还原性),蔗糖\o(→,\s\up7(蔗糖酶))葡萄糖+果糖(都有还原性))),检测原理:可溶性还原糖+本尼迪特试剂\o(→,\s\up7(沸水浴))红黄色沉淀))(3)材料及试剂:淀粉溶液、蔗糖溶液、新鲜唾液、蔗糖酶溶液、本尼迪特试剂等。(4)方法步骤(见下表)试管123456本尼迪特试剂2mL2mL2mL2mL2mL2mL1%的淀粉溶液3mL-3mL-3mL-2%的蔗糖溶液-3mL-3mL-3mL新鲜唾液--1mL1mL--蔗糖酶溶液----1mL1mL实验结果(5)结果分析:①1号和2号试管中不出现(填“出现”或“不出现”)红黄色沉淀,说明淀粉和蔗糖不是还原糖,这是为后面实验排除无关变量的影响。②3号试管中出现红黄色沉淀;4号试管中不出现红黄色沉淀,说明唾液淀粉酶只能分解淀粉,而不能分解蔗糖。③5号试管中不出现红黄色沉淀,6号试管中出现红黄色沉淀,说明蔗糖酶只能催化蔗糖分解,而不能催化淀粉分解。(6)实验结论:酶的作用具有专一性,一种酶只能催化一种底物或少数几种相似底物的反应。【归纳点拨】1.酶的催化功能具有高效性实验变量分析自变量因变量无关变量添加催化剂的类型底物分解速率(或产物生成速率)试剂的量、反应温度、pH等(要求相同且条件适宜)2.酶的催化功能具有专一性实验变量分析自变量因变量无关变量添加酶的种类不同(底物的种类不同)底物是否分解(或有无产物形成)底物的量、试剂的量、反应温度、pH等(要求相同且条件适宜)3.探究酶的专一性实验设计思路(1)变量分析:底物+同一种酶另一底物+同一种酶底物+同一种酶另一底物+同一种酶(2)设计思路:①不同的底物同一底物+一种酶同一底物+另一种酶(同一把钥匙开两把锁)同一底物+一种酶同一底物+另一种酶②不同的酶(两把钥匙开同一把锁)4.易错提醒=1\*GB3①若底物选择淀粉和蔗糖,酶溶液为淀粉酶,验证酶的专一性,检测底物是否被分解的试剂宜选用本尼迪特试剂,不能选用碘—碘化钾溶液,因为碘—碘化钾溶液无法检测蔗糖是否被水解。=2\*GB3②探究酶的高效性时,对照组应为无机催化剂;探究酶的催化作用时,对照组应为不加催化剂;探究酶的专一性时,既可用同一种酶作用于不同底物,也可用不同酶作用于同一底物。知识点(三)pH对酶催化功能的影响1.影响酶作用的因素有很多,pH、温度和某些化合物等都能影响酶的作用。2.pH对酶作用的影响(1)pH对酶作用影响的典型曲线(2)酶通常在一定pH范围内才起作用,而且在某一pH下作用最强,称为该酶的最适pH,偏离最适pH,不论升高还是降低,酶活性都会下降。过酸、过碱都会使酶变性,使酶永久失活。(3)最适的pH范围可能很窄,也可能较宽,这取决于不同酶的特性。3.探究pH对过氧化氢酶的影响(1)实验原理:①2H2O2eq\o(→,\s\up7(过氧化氢酶))2H2O+O2②pH影响过氧化氢酶的活性,从而影响氧气的生成速率,通过在相同的时间内收集到的气体量的多少可判断每一pH下过氧化氢酶活性的大小。(2)实验步骤①将大小相同的8片滤纸片放在新鲜肝脏匀浆中浸泡1min,然后取其中3片贴到反应小室一侧内壁上。②取右图装置,向反应小室加入2mL3%的过氧化氢溶液和pH5.0的缓冲液2mL。③翻转反应小室,适宜时间后,读取量筒中水平面的刻度并作好标记,然后记录。④反复冲洗反应小室,重复上述实验,测量在pH6.0、pH7.0、pH8.0下过氧化氢在酶催化下释放的气体量。(3)实验结果记录表缓冲液pH5.0pH6.0pH7.0pH8.0收集的气体体积/mL0.5min1min(4)实验结论:酶的活性需要适宜的pH,过酸和过碱都将影响酶的活性。【归纳点拨】实验成功关键点①进行本实验时,应将底物溶液调节pH后再与酶溶液混合(反应小室旋转180°),不可将酶溶液和底物混合后再调节pH,二者不能颠倒顺序,以免调节pH前酶已发挥作用。=2\*GB3②所有的实验都要保证实验用品不混淆,不应该有上一次反应后的剩余溶液。每次实验后,先用水充分冲洗反应小室,然后用相应缓冲液再冲洗一遍。知识点(四)影响酶催化功能的其他因素1.温度对酶活性的影响(1)在一定条件下,酶活性最强时的温度称为该酶的最适温度。在此温度以上或以下,酶活性均要下降。(2)温度对酶促反应的影响有两个方面:其一,温度升高,反应物分子具有的能量增加,反应速率加快(图中a)。其二,酶是蛋白质,酶分子本身会随温度的升高而发生空间结构改变,导致热变性。温度升得越高,酶变性的速率越快,升到一定温度,酶将完全失去活性(图中b)。两个作用叠加在一起,使得酶所催化的反应表现出最适温度(图中c)。(3)低温会使酶的活性降低,但不会破坏酶的分子结构,当温度适宜时,酶的催化作用可以恢复。但高温会导致酶发生热变性,使其永久失活。2.有机溶剂、重金属离子、酶的激活剂和抑制剂等都会影响酶的活性。【归纳点拨】1.酶活性实验探究中的“三宜”“四不宜”(1)若底物选择淀粉和蔗糖,用淀粉酶来验证酶的专一性时,检测底物是否被分解的试剂宜选用本尼迪特试剂,不宜选用碘-碘化钾溶液。(2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度,检测底物被分解的试剂宜选用碘-碘化钾溶液,不宜选用本尼迪特试剂。(3)在探究酶的适宜温度的实验中,不宜选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料。因H2O2的分解受温度影响较大,若温度升高,H2O2分解反应速率明显加快,这样实验的变量不唯一。(4)在探究pH对酶活性影响时,宜保证酶的最适温度(排除温度干扰),且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让酶与反应物接触,不宜在未达到预设pH前,让反应物与酶接触。2.与酶相关的曲线分析及技巧总结(1)与酶相关曲线分析项目曲线曲线解读高效性①酶的催化效率远高于无机催化剂;②酶只能缩短达到化学平衡所需的时间,不能改变化学反应的平衡点;③酶只能催化已存在的化学反应专一性加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同,说明酶B对此反应无催化作用,而加入酶A的反应速率随反应物浓度的增大明显加快,说明酶具有专一性反应物浓度及酶浓度对酶促反应的影响底物浓度和酶浓度是通过影响酶与底物的接触而影响酶促反应速率的,并不影响酶的活性。①甲:底物充足,其他条件适宜,酶促反应速率与酶浓度成正比;②乙:其他条件适宜,酶浓度一定,酶促反应速率随底物浓度增加而加快,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温度和pH对酶促反应的影响①在一定温度(pH)范围内,随温度(pH)的升高,酶的催化作用增强,超过这一范围,酶的催化作用逐渐减弱;②过酸、过碱、高温都会使酶变性失活,而低温只是抑制酶的活性,酶分子结构未被破坏,温度升高可恢复活性(2)技巧总结:“四步法”分析酶促反应曲线①识标:“识标明变量”。明确酶促反应曲线坐标图中横坐标(自变量)和纵坐标(因变量)的含义。②析线:“析线理关系”。分析酶促反应曲线走势,明确因变量怎样随自变量的变化而变化。“上升”“下降”“先升后降”“先升后稳”“水平”等。③明点(特殊点):“抓点求突破”。明确酶促反应曲线中起点、终点、顶点、拐点、交叉点、特殊条件下的交点等表示的生物学含义。④判断:“先分后合巧辨析”。对于多条酶促反应曲线图,根据曲线上不同标示物识别曲线所代表的意义(有的曲线直接标出),首先对每一条曲线单独分析,进行比较,判断曲线间有无联系或找出相互关系,然后综合分析。第三节物质通过多种方式出入细胞知识点(一)扩散和渗透1.扩散(1)概念:分子或离子的随机运动↑实质扩散eq\o(→,\s\up7(结果))使分子或离子分布均匀,直到平衡↓方向从高浓度处向低浓度处(2)举例:氧、二氧化碳、酒精、甘油等。2.渗透(1)概念:水分子通过半透膜的扩散。细胞经常发生渗透作用。扩散和渗透都是物理现象。(2)方向:溶液中溶质浓度低的一侧→溶液中溶质浓度高的一侧(或水分子由其分子数相对较多的一侧→相对较少的一侧)。(3)实例:①红细胞吸水胀破与失水皱缩。②植物细胞的质壁分离及质壁分离复原。(4)动、植物细胞的渗透比较细胞内、外水分子相对数结果动物细胞植物细胞细胞内、外水分子的相对数相等细胞无变化细胞无变化细胞外水分子的相对数较多细胞涨大甚至破裂细胞膨胀细胞外水分子的相对数较少细胞皱缩质壁分离3.动植物细胞都是渗透系统【互动探究】渗透装置分析,思考下列问题:(1)如果将膜内外都换成同等浓度的蔗糖溶液,漏斗中的液面还会升高吗?(2)如果将半透膜(水分子能通过,蔗糖等大分子不能通过)换成一层纱布,漏斗中的液面还会升高吗?(3)根据以上探究,试总结渗透现象发生必须具备的条件。(4)达到渗透平衡时,半透膜两侧溶液浓度相等吗?(5)达到渗透平衡时,水分子双向跨膜运动停止了吗?(1)提示:不会。因为半透膜两侧不存在浓度差,水分子进出漏斗的量达到动态平衡。(2)提示:不会。若将半透膜换成纱布,由于纱布具有全透性,水分子和蔗糖分子都能通过,所以漏斗中的液面不出现上升的现象。(3)提示:①具有半透膜;②半透膜两侧的溶液具有浓度差。(4)提示:=1\*GB3①如果半透膜允许溶质分子进出,则渗透平衡时,半透膜两侧溶液浓度相等且半透膜两侧不存在液面高度差;=2\*GB3②如果半透膜不允许溶质分子进出,则渗透平衡时,膜两侧溶液浓度不相等且存在液面高度差。(5)提示:达到渗透平衡时,半透膜两侧的水分子仍进出,只是单位时间水分子双向跨膜运动的速率相等,所以液面高度不再变化。知识点(二)观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原现象1.原理:(1)成熟植物细胞的原生质层(包括细胞膜、液泡膜以及两者之间的细胞溶胶)相当于一层半透膜。(2)液泡中的细胞液与外界溶液存在浓度差,会因吸水、失水引起细胞形态的变化,这种变化可通过显微镜观察到。(3)细胞膜及其以内部分的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。2.材料选择必须选择具有大液泡并有颜色的植物细胞(不能选择根尖分生区细胞),便于显微镜下观察。3.试剂选择:0.3g/mL的蔗糖溶液、清水4.实验步骤与现象5.结论:成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用,①当细胞液浓度<外界溶液浓度时,细胞失水,细胞膜及其以内的部分和细胞壁分离,发生质壁分离。②已发生质壁分离的细胞,当细胞液浓度>外界溶液浓度时,细胞吸水,发生质壁分离复原。【归纳点拨】1.质壁分离及复原实验中的对照实验本实验中存在两组前后对照实验,均为自身对照。自身对照是指对照组和实验组在同一研究对象上进行,是实验前后之间的对照(三次显微观察之间对照)。第一组eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(实验组:经质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液处,理后发生质壁分离的洋葱外表皮细胞,对照组:自然状态下的洋葱外表皮细胞))(第二次观察与第一次对照)第二组eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(实验组:用清水处理后发生了质壁分离复原的细胞,对照组:发生了质壁分离的洋葱外表皮细胞))(第三次观察与第二次对照)2.质壁分离在生产生活中的应用(1)观察植物细胞的细胞膜。(2)判断细胞的死活。(3)测定植物细胞的细胞液的浓度。(4)鉴别不同类型的溶液。(5)比较未知浓度溶液的浓度大小。3.拓展延伸:(1)若用0.5_g/mL蔗糖溶液做实验,能发生质壁分离但不能复原,因细胞过度失水而死亡。(2)发生质壁分离时在细胞壁和质膜之间充满的是外界溶液,原因是细胞壁具有全透性。(3)从溶液角度分析①在一定浓度(溶质不能透过膜)的溶液中只会发生质壁分离现象,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(溶质可透过膜)的溶液(如KNO3、甘油、尿素、乙二醇等)中可发生质壁分离,并能自动复原,因为K+、NOeq\o\al(-,3)、尿素、乙二醇等可转运到细胞内,使细胞液浓度升高,细胞渗透吸水而发生自动复原。知识点(三)物质出入细胞方式比较一、被动转运与主动转运1.被动转运(1)含义:物质由浓度较高的一侧转运至浓度较低的一侧,称为被动转运。(2)类型:扩散、渗透和易化扩散。(3)易化扩散①含义:载体蛋白分子与被转运的分子或离子结合后改变形状,把分子或离子转运至膜的另一侧。将分子或离子释放后,载体蛋白又恢复至原来的形状。这种转运仍是一种扩散作用,但扩散的速率要大得多,称为易化扩散。②特点:a.将物质从浓度高的一侧转运到浓度低的一侧。b.必须借助载体蛋白的帮助。c.不需要消耗能量。技能提炼:扩散和易化扩散的比较方式转运方向是否需要载体是否消耗能量扩散高浓度→低浓度不需要不消耗易化扩散高浓度→低浓度需要不消耗2.主动转运需要载体蛋白,并且消耗能量(1)概念:由于生命活动所需,细胞往往要把离子或分子从低浓度处运到高浓度处。这类逆浓度梯度的转运称为主动转运。(2)实例:①海水鱼的鳃需要将体内的盐从盐浓度较低的体液中排到盐浓度较高的海水中。②植物的根需要从土壤溶液中吸收离子,而土壤溶液中该离子的浓度往往低于根细胞的浓度。(3)特点:①逆浓度梯度转运。②需要消耗能量,消耗的能量来自细胞中的ATP。③必须有载体蛋白参与。(4)主动转运与易化扩散都需要载体蛋白的参与,在转运过程中载体蛋白形状都会发生变化。它们的最大区别是,主动转运需要ATP提供能量,而易化扩散不需要能量。(5)主动转运的意义:由于有能量的供给,主动转运就能够根据细胞的需要转运分子或离子,可以逆着浓度梯度从低浓度的一侧向高浓度的一侧转运物质。因此,主动转运是细胞最重要的吸收或排出物质的方式,它可以保持细胞内部某些物质的浓度与周围环境相比有较大的差别。二、有些物质通过胞吞、胞吐进出细胞1.实例:某些生物大分子如蛋白质、多糖等,可以是固体,也可以是液体。2.过程(1)进出细胞的物质,首先会被一部分细胞膜包起来。(2)然后这一部分细胞膜与整个细胞膜脱离,裹着该物质运到细胞的内侧或外侧。(3)如果把这一部分物质运送到细胞内侧,就称为胞吞。(4)如果把这一部分物质运送到细胞外侧,就称为胞吐。3.特点:在胞吞、胞吐过程中发生细胞膜的融合与断裂,也需要能量的供应。【归纳点拨】1.“归纳法”判断物质出入细胞的方式(1)结合实例直接进行判断转运方式实例扩散水、气体(O2、CO2等)、脂溶性物质(甘油、脂肪酸、性激素、乙醇、乙二醇、苯等)的跨膜转运易化扩散血浆中的葡萄糖进入红细胞等主动转运无机盐离子、氨基酸、核苷酸、葡萄糖等逆浓度梯度进出细胞胞吞、胞吐变形虫形成摄食食物泡、白细胞吞噬细菌、巨噬细胞吞噬抗原及细胞碎片、分泌蛋白的分泌等(2)根据转运方向判断:逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动转运。2.物质浓度(在一定的浓度范围内)影响物质出入细胞曲线解读:浓度差影响扩散和易化扩散。在扩散中,浓度差越大,转运速率越大;在易化扩散和主动转运中,浓度差达到一定程度后转运速率不再增加的原因是受载体蛋白数量的限制。3.有关物质出入细胞方式的6个“不要漏掉”(1)需要载体蛋白协助的转运方式除主动转运外,不要漏掉易化扩散。(2)消耗能量的出入细胞方式除主动转运外,不要漏掉胞吞和胞吐。(3)从高浓度到低浓度的运输方式除简单扩散外,不要漏掉易化扩散。(4)影响易化扩散速率的因素除载体蛋白数量外,不要漏掉浓度差。(5)与主动转运有关的细胞器除供能的线粒体外,不要漏掉载体蛋白的合成场所——核糖体。(6)转运速率与能量供给无关的运输方式除简单扩散外,不要漏掉易化扩散。第四节细胞呼吸为细胞生活提供能量知识点(一)细胞呼吸与探究酵母菌的呼吸方式1.呼吸与细胞呼吸(1)呼吸:指人体从周围环境中吸入空气,利用其中的氧气,呼出二氧化碳的气体交换过程。(2)细胞呼吸:指在细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或者小分子有机物,并且释放出能量的过程。(3)二者联系:在气体交换过程中获得的氧气通过血液循环运送到身体的各个细胞,供细胞在有氧条件下分解有机物,有机物分解时产生的二氧化碳则通过气体交换排出体外。2.细胞呼吸的方式根据细胞呼吸过程中是否有氧参与,我们把细胞呼吸分为需氧呼吸和厌氧呼吸,需氧呼吸是细胞呼吸的主要方式。3.探究酵母菌呼吸方式的实验=1\*GB2⑴实验原理=1\*GB3①酵母菌是一种兼性厌氧型的单细胞真菌,在有氧和无氧的条件下都能生存,既能进行需要呼吸,又能进行厌氧呼吸,因此可用来研究细胞呼吸的不同方式。=2\*GB3②CO2可使澄清石灰水变浑浊,也可使溴麝香草酚蓝溶液(BTB)由蓝变绿再变黄,根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短,可以检测酵母菌培养CO2的产生情况。=3\*GB3③重铬酸钾溶液在酸性条件下为橙色,遇到酒精变成灰绿色。=4\*GB3④NaOH溶液能够吸收CO2。植物油用来创造无氧环境。=2\*GB2⑵提出问题=1\*GB3①酵母菌在有氧和无氧的环境中进行呼吸的产物分别是什么?=2\*GB3②酵母菌在有氧或者无氧环境中进行的呼吸具有什么特点?=3\*GB2⑶作出假设:酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物可能有CO2和酒精。=4\*GB2⑷方法步骤:探究问题→设计活动方案→实施活动方案→实验结果分析=5\*GB2⑸实验结论:酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下,酵母菌需氧呼吸产生大量的CO2和水;在无氧条件下,酵母菌通过厌氧呼吸产生酒精,还产生少量的CO2。【归纳点拨】探究酵母菌呼吸方式的实验1.实验装置设置(1)有氧条件装置:第一个锥形瓶中盛放的试剂是10%NaOH溶液,其目的是:使进入A瓶中的空气先经NaOH溶液处理,排除空气中的CO2对实验结果的干扰。(2)无氧条件装置:在酵母菌培养液表面滴加一薄层植物油,植物油可以覆盖溶液形成油脂层以创造无氧环境。2.实验材料与检测检测产物试剂现象判断CO2澄清石灰水澄清的石灰水变浑浊浑浊度越高,产生的CO2越多溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄变化所需时间越短,产生的CO2越多酒精重铬酸钾溶液(酸性条件)橙色变成灰绿色溶液呈灰绿色,说明有酒精产生3.实验结果与结论分析(1)实验结果项目甲组乙组澄清的石灰水先变浑浊且浑浊程度高变浑浊,但速度和程度次于甲培养液滤液中滴加酸性重铬酸钾呈现橙色呈现灰绿色分析有氧条件下释放的CO2多,无酒精产生无氧条件下释放的CO2较少,同时有酒精产生(2)实验结论①酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。②细胞呼吸产物:在有氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生大量CO2;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。4.实验中注意事项①配制酵母菌培养液时,必须将煮沸的葡萄糖溶液冷却到常温,才可加入新鲜酵母菌。②有氧条件装置必须持续通入空气,保证氧气充足。知识点(二)需氧呼吸1.条件:必须有氧参加,氧气把糖分子氧化成二氧化碳和水。2.反应场所:细胞溶胶和线粒体。3.反应过程(1)条件:必须有氧参加,把糖分子氧化成二氧化碳和水。(2)反应场所:细胞溶胶和线粒体,主要是线粒体。(3)反应过程阶段项目第一阶段第二阶段第三阶段名称糖酵解柠檬酸循环电子传递链场所细胞溶胶线粒体基质线粒体内膜物质变化1分子葡萄糖→2个三碳化合物(丙酮酸)和少量[H]丙酮酸被彻底氧化分解形成二氧化碳,产生[H]前两个阶段产生的[H]与氧结合生成水能量变化释放少量能量,形成少量ATP(2个)释放少量能量,形成少量ATP(2个)释放大量能量,形成大量ATP(28个)需氧呼吸总反应式(4)特点:在常温下发生,所产生的能量中少部分(约30%)储存在ATP中,大部分(约70%)以热能形式散失,能量利用率很高。(5)实质:葡萄糖中的碳氧化为二氧化碳,其中的氢被氧化成水。4.需氧呼吸的4个易错提醒(1)误认为葡萄糖直接进入线粒体内被彻底氧化分解。葡萄糖必须在细胞溶胶中被分解为丙酮酸后才能进入线粒体被分解。(2)误把能量写成ATP。需氧呼吸的能量大部分以热能形式散失,少量转移到ATP中。(3)误认为需氧呼吸的场所只有线粒体。①原核生物需氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜,因为含有与需氧呼吸有关的酶。②真核生物需氧呼吸的场所是细胞溶胶和线粒体。无线粒体的真核生物或真核细胞只能进行厌氧呼吸,如蛔虫、哺乳动物成熟的红细胞等。(4)误认为有CO2生成一定是需氧呼吸。有CO2生成不一定是需氧呼吸。但对动物和人体而言,有CO2生成一定是需氧呼吸,因为动物及人体厌氧呼吸产物为乳酸。但细胞呼吸中有H2O生成一定是需氧呼吸。知识点(三)厌氧呼吸及细胞呼吸是细胞代谢的核心1.厌氧呼吸(1)条件:在无氧的条件下。(2)场所:细胞溶胶。(3)过程①第一阶段:与需氧呼吸的第一阶段一样,进行糖酵解,1个葡萄糖分子被分解成2个丙酮酸分子和少量[H],分解过程中释放出少量能量,形成少量ATP(2个ATP分子)。②第二阶段:丙酮酸在不同酶的催化作用下,形成不同的产物,如乳酸或乙醇。(4)发酵①含义:乳酸菌、酵母菌等微生物的厌氧呼吸也称发酵。②类型:最常见的发酵类型是乳酸发酵和乙醇发酵。a.乳酸发酵Ⅰ.总反应式:C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3+能量Ⅱ.具体过程b.乙醇发酵Ⅰ.总反应式:C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH+2CO2+能量Ⅱ.具体过程2.细胞呼吸是细胞代谢的核心(1)细胞代谢类型:包括分解代谢和合成代谢。(2)细胞分解代谢主要利用糖类作为呼吸过程中能量的来源,人和动物也可利用脂肪和蛋白质作为能源。①糖代谢:多糖先被水解为单糖,经糖酵解,最后被完全氧化成CO2和水。②脂肪代谢:脂肪先分解形成甘油和脂肪酸,甘油形成一个三碳化合物后进入糖酵解,脂肪酸则进一步被分解。③蛋白质代谢:先分解成氨基酸,氨基酸脱去氨基后变成不同的有机酸,最终被完全氧化。(3)细胞呼吸一方面为合成反应提供能量(ATP),另一方面为合成反应提供碳骨架。(4)细胞内有机物的生物合成也以细胞呼吸为中心。【互动探究】1.在通风条件不好的环境中储藏的苹果会有酒味散发,而马铃薯储藏久了却不会有酒味产生,试从细胞呼吸产物的角度分析产生这种差异的原因。2.无氧呼吸有无[H]的积累?无氧呼吸第一阶段产生的[H]的作用是什么?3.酵母菌细胞内产生CO2的场所在哪儿?4.人体剧烈运动时肌肉细胞产生CO2的场所在哪儿?1.提示:苹果厌氧呼吸的产物是酒精和CO2,而马铃薯厌氧呼吸产物是乳酸。二者厌氧呼吸产物不同是因为催化厌氧呼吸第二阶段的酶不同。2.提示:没有。参与了第二阶段乳酸或者乙醇的生成。3.提示:细胞溶胶和线粒体基质。4.提示:线粒体基质。【归纳点拨】1.比较需氧呼吸和厌氧呼吸项目需氧呼吸厌氧呼吸不同点条件需氧无氧场所细胞溶胶(第一阶段)、线粒体(第二、三阶段)细胞溶胶分解程度葡萄糖被彻底分解葡萄糖分解不彻底产物CO2、H2O乳酸或乙醇和CO2能量释放大量少量相同点反应条件需酶和适宜温度本质氧化分解有机物,释放能量,生成ATP供生命活动所需过程第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同意义为生物体的各项生命活动提供能量2.易错提醒(1)不是所有植物细胞厌氧呼吸产物都是乙醇和二氧化碳,玉米胚、甜菜块根、马铃薯块茎等植物细胞厌氧呼吸的产物是乳酸。人体细胞厌氧呼吸产物是乳酸,因此人体细胞产生二氧化碳只能通过需氧呼吸。(2)厌氧呼吸只在第一阶段释放能量,第二阶段不释放能量。(3)有氧条件下葡萄糖中能量的去向有两个:大部分以热能的形式散失,少部分储存在ATP中。无氧条件下葡萄糖中能量的去向有三个:①未释放的能量储存在乙醇或乳酸中;②释放的能量大部分(约70%)以热能的形式散失;③释放的能量少部分(约30%)储存在ATP中。知识点(四)影响细胞呼吸的因素1.呼吸速率:常用单位面积或单位重量的植物体在单位时间内所吸收O2或释放CO2的量来表示。2.温度(1)机理:通过影响酶活性影响细胞呼吸。(2)特点①一定范围内,酶活性随温度升高而提高,呼吸速率也会增高;到达最高值后,随温度升高而下降。②细胞呼吸的最适温度、最低温度和最高温度会因植物种类和生理状态的不同而有较大差异。③植物细胞呼吸的最适温度一般高于光合作用的最适温度。3.氧(1)在氧浓度较低的范围内,植物的有氧呼吸速率随氧浓度增加而升高,增至一定程度时,呼吸速率不再升高。(2)以有氧呼吸为主的生物体内,随着氧浓度的提高,无氧呼吸会减弱。【归纳点拨】影响细胞呼吸的外部因素:名称曲线解读应用温度温度主要影响了与细胞呼吸有关的酶的活性。一般而言,在一定的温度范围内,呼吸强度随着温度的升高而增强eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(低温储存食品,大棚栽培在夜间和阴天适当降温,温水和面发得快))O2浓度Ⅰ.O2浓度=0时,只进行厌氧呼吸。Ⅱ.0<O2浓度<10%时,同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸。Ⅲ.O2浓度≥10%时,只进行需氧呼吸。Ⅳ.O2浓度=5%时,有机物消耗最少。eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(中耕松土促进植物根部需氧呼吸,无氧发酵过程需要严格控制无氧环境,低氧储存粮食、水果和蔬菜))CO2浓度增加CO2浓度对细胞呼吸有明显的抑制作用适当增加CO2浓度,有利于水果和蔬菜的保鲜含水量在一定范围内细胞呼吸强度随含水量的增加而加强eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(粮食在入仓前要进行晾晒处理,干种子萌发前进行浸泡处理))第五节光合作用将光能转化为化学能知识点(一)叶绿体、光合色素及作用1.光合作用将光能转化为化学能(1)生物界中糖的来源:绝大部分来源于光合作用。(2)进行光合作用的生物主要为绿色植物和蓝细菌。(3)光合作用①原料:二氧化碳和水。②能量来源:光能。③产物:糖类等有机物。④光合作用是一个氧化还原过程。将CO2还原为糖,将H2O中的O氧化为O2。⑤反应式:6CO2+12H2Oeq\o(→,\s\up7(光),\s\do5(叶绿体))C6H12O6+6O2+6H2O。⑥光合作用是一个吸能反应,它利用太阳能将CO2转变为糖,并将能量储存在糖分子内。也就是说,光合作用是一个将光能转化为化学能的过程。(4)光合作用的产物除了糖还有氧气科学家用氧的同位素18O标记的CO2和H2O分别培养小球藻,光照下测定是否产生18O2,结果如图,据图回答:①A组试管释放的气体是O2,B组试管释放的气体是18O2。②根据以上实验结果,可得出结论:光合作用释放的O2来自H2O中的氧。③该实验技术手段叫同位素标记法。2.光合作用在叶绿体中进行①叶绿体结构模式图②叶绿体结构eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(外表:a双层膜,内部\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(b基质,c基粒:由类囊体堆叠而成,含有与,H2O的裂解有关的酶))))决定↓③功能:进行光合作用的场所。【特别提醒】(1)绿色植物中参与光合作用的色素只存在于叶绿体类囊体膜上,液泡中的色素不参与光合作用。(2)叶绿体并不是进行光合作用的必要条件:进行光合作用的生物不一定含叶绿体,如蓝细菌能进行光合作用,但没有叶绿体。(3)并不是所有的植物细胞都含有叶绿体,只有进行光合作用的细胞才含有叶绿体。知识点(二)光合色素的提取与分离、色素的种类、颜色和吸收光谱1.光合色素的提取与分离(1)原理:光合色素是一类脂溶性物质,可以利用脂溶剂将它们从叶绿体中提取出来,并且将它们分离开来,达到观察叶绿体中色素的目的。(2)方法步骤提取色素:将新鲜菠菜叶烘干、粉碎后,取2g干粉放入研钵中,加入少许二氧化硅、碳酸钙和2~3mL95%的酒精→研磨→过滤→收集滤液到试管内并用棉塞塞紧试管口↓制备滤纸条eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(剪滤纸条:将滤纸剪成长10cm、宽1cm的滤纸条,铅笔画线:再将滤纸条一端剪去两角,并在距这一,端底部1cm处用铅笔画一条细的横线))↓点样eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(取滤液:用毛细吸管吸取少量滤液,画线:沿铅笔画的横线均匀地画出一条细而直,的滤液细线。待滤液干后,重复画线3~4次))↓分离色素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a.将2mL层析液倒入大试管中,b.将滤纸条有滤液细线的一端插入层析液中,c.用软木塞塞住试管口))↓观察结果:滤纸条上出现四条色素带2.叶绿体中含有的光合色素①四种不同颜色的光合色素,即叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素。②四种光合色素在叶肉细胞中的含量不同,有些色素的含量会随着季节或者生理特性的变化而发生变化。③叶绿体中的叶绿素a和叶绿素b,都是含镁的有机分子,它们分别呈现蓝绿色、黄绿色。④叶绿体中还有许多种黄色、橙色和红色的色素,合称为类胡萝卜素,其中最多的是胡萝卜素和叶黄素,它们都是碳氢链组成的分子,胡萝卜素为橙色,叶黄素为黄色。⑤在光合作用中,光合色素的作用是吸收可见光,将光能转化为化学能,用于有机物的合成。3.色素的吸收光谱及特点(1)植物光合作用利用的光在可见光范围内,太阳光经三棱镜折射后形成不同颜色的光,这就是可见光谱。(2)下图为色素的吸收光谱可以看出:叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,而几乎不吸收绿光;类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。【归纳点拨】1.光合色素的提取与分离实验的结果分析2.色素提取与分离的注意事项注意事项操作目的提取色素选新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高研磨时加无水乙醇溶解色素加少量二氧化硅和碳酸钙研磨充分和保护色素迅速、充分研磨防止乙醇过度挥发,充分溶解色素盛放滤液的试管管口加棉塞防止乙醇挥发和色素氧化分离色素滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散下端对称剪去两角避免两边扩散过快,保证色素带平齐滤液细线要细、齐、直使分离出的色素带平整不重叠滤液细线干燥后再画一次,共画3~4次使分离出的色素带清晰分明滤液细线不触及层析液防止色素直接溶解到层析液中知识点(三)光反应和碳反应1.光反应将光能转化为化学能,并产生氧气(1)场所:类囊体膜——光合膜。(2)产物:氧、ATP、NADPH。NADPH是辅酶Ⅱ,它是氢的载体。(3)主要变化①光合膜上光合色素吸收光能。②水光解:光能将水裂解为H+、电子(e-)和O2。③NADPH和ATP产生:H+和e-将NADP+还原为NADPH,并产生ATP。④能量变化:光能转化为NADPH和ATP中的化学能。(4)产物去向及作用①光反应产生的O2被释放到细胞外。②光反应产生的ATP和NADPH是碳反应中将二氧化碳还原为糖的能源物质,NADPH在碳反应中是还原剂。2.碳反应将二氧化碳还原成糖(1)场所:叶绿体基质。(2)卡尔文循环:二氧化碳还原为糖的一系列反应称为卡尔文循环。①CO2被固定:1分子CO2和1分子五碳糖结合→形成1个六碳分子→2个三碳酸分子。②三碳酸被还原:三碳酸接受来自NADPH的氢和来自ATP的能量→被还原成三碳糖(卡尔文循环中的第一个糖)。该物质在叶绿体内能作为合成淀粉、蛋白质和脂质的原料,但大部分运至叶绿体外,转变成蔗糖,供植物所有细胞利用。③五碳糖再生:三碳糖形成后,卡尔文循环中的许多反应都是为了再生五碳糖,以保证此循环不断进行。(3)能量变化:NADPH和ATP中的化学能转化为有机物中化学能。3.光反应与碳反应比较与联系(1)光反应直接需要在光下才能进行,碳反应虽不直接需要光,但也只有在有光的条件下才能循环往复地进行。(2)碳反应的产物是三碳糖,三碳糖可以在叶绿体中转化为淀粉等,更多的在叶绿体外转变为蔗糖,运输到植物体被所有细胞利用,因此蔗糖是光合产物的主要运输形式。【互动探究】如图为光合作用过程,请分析回答下列问题:(1)光反应和碳反应都需要光吗?原料分别有哪些?(2)光反应和碳反应的酶分布在叶绿体的什么部位?(3)光合作用的光反应和碳反应是一个有机的整体,如何理解?(4)科学研究表明,光合作用的产物除了糖类(包括淀粉、葡萄糖等)和O2外,蛋白质和脂质也是光合作用的产物。我们用实验怎样证明这种观点呢?(1)提示光反应需要光,碳反应有光无光都可以;原料:光反应:H2O、ADP、Pi;碳反应:CO2以及光反应产生的ATP、NADPH。(2)提示光反应的酶分布于叶绿体的类囊体膜上,碳反应的酶分布在叶绿体的基质中。(3)提示光反应为碳反应提供NADPH和ATP,碳反应为光反应提供ADP、Pi和NADP+。如果没有光反应,则不能为碳反应提供ATP和NADPH,碳反应就不能进行;同样如果没有碳反应,光反应产生的ATP和NADPH会大量积累,也会抑制光反应的进行。所以光反应和碳反应是一个有机的整体。(4)提示根据同位素示踪法,以14C标记参加光合作用的CO2,测定其带放射性的产物中是否有蛋白质、脂质。【归纳点拨】1.光反应与碳反应的比较比较项目光反应碳反应场所类囊体膜(光合膜)叶绿体基质时间短促,以微秒计较缓慢条件光、色素、酶、水等多种酶、CO2、NADPH、ATP等过程利用光能使水光解产生O2,同时产生ATP和NADPH将CO2还原为糖的一系列反应物质变化①水的光解:H2Oeq\o(→,\s\up9(光),\s\do3(叶绿体))2H++2e-+eq\f(1,2)O2;②ATP的合成:ADP+Pi+能量eq\o(→,\s\up7(酶))ATP;③NADPH的合成:NADP++H++2e-eq\o(→,\s\up7(酶))NADPH①CO2的固定:CO2+RuBPeq\o(→,\s\up7(酶))三碳酸分子;②三碳酸的还原:三碳酸分子eq\o(→,\s\up11(ATP、NADPH),\s\do4(酶))三碳糖分子;③RuBP的再生:三碳糖eq\o(→,\s\up7(酶))RuBP能量变化光能→ATP、NADPH中活跃的化学能活跃的化学能→有机物中稳定的化学能完成标志O2释放、ATP和NADPH的生成糖类等有机物的生成联系(1)光反应为碳反应提供:NADPH和ATP,NADPH既可作还原剂,又可提供能量;碳反应为光反应提供三种物质:ADP、磷酸以及NADP+。(2)碳反应有光无光都能进行。若光反应停止,碳反应可持续进行一段时间,但时间不长,故一般认为晚上只进行呼吸作用,不进行光合作用。(3)光反应和碳反应相互依存,其中一方减弱或增强,另一方也会随之减弱或增强。2.光合作用过程中C、H、O的转移:(1)方法:同位素标记法。常用14CO2和H218O作为实验材料。(2)光合作用总反应式及C、H、O元素去向知识点(四)光合作用和细胞呼吸作用的综合应用一、光合作用与细胞呼吸的联系1.物质方面(1)C:CO2eq\o(→,\s\up7(碳反应))C6H12O6eq\o(→,\s\up7(细胞呼吸第一阶段))C3H4O3eq\o(→,\s\up7(细胞呼吸第二阶段))CO2(2)O:H2Oeq\o(→,\s\up7(光反应))O2eq\o(→,\s\up7(细胞呼吸第三阶段))H2O(3)H:H2Oeq\o(→,\s\up7(光反应))NADPHeq\o(→,\s\up7(碳反应))C6H12O6eq\o(→,\s\up7(细胞呼吸第一、二阶段))[H]eq\o(→,\s\up7(细胞呼吸第三阶段))H2O2.能量方面光能eq\o(→,\s\up7(光反应))ATP+NADPH中的化学能eq\o(→,\s\up7(碳反应))有机物中的化学能eq\o(→,\s\up7(细胞呼吸))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(热能,ATP中的化学能))二、不同光照条件下叶肉细胞的气体代谢特点曲线光合作用强度与细胞呼吸强度的关系气体代谢特点图示A点只进行细胞呼吸吸收O2,释放CO2AB段细胞呼吸强度大于光合作用强度吸收O2,释放CO2B点细胞呼吸强度等于光合作用强度不与外界发生气体交换B点后光合作用强度大于细胞呼吸强度吸收CO2,释放O2第四章细胞的生命历程第一节细胞通过分裂增殖知识点(一)探究细胞表面积与体积的关系1.模拟探究细胞的大小与扩散作用的关系(1)目的要求:通过建构物理模型,推断细胞大小与物质扩散的关系,领悟细胞不能无限长大的原因。(2)探究问题:细胞体积越小,物质进出细胞就越容易吗?2.细胞体积与细胞分裂的关系(1)为保证细胞进行正常生命活动,细胞体积不能太大。当细胞体积达到一定大小时,可从一个细胞分裂成两个细胞。(2)细胞数目的增多是靠细胞分裂来实现的,真核生物常见分裂方式:有丝分裂(真核生物体细胞增殖的主要方式)和减数分裂(核生物产生有性生殖细胞),是一种特殊的有丝分裂。知识点(二)细胞的分裂经历细胞周期1.细胞周期的概念:指连续分裂的细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的整个过程。2.细胞周期的组成:(1)G1期主要是合成DNA复制所需的蛋白质,以及核糖体的增生。(2)S期又称DNA合成期,发生DNA的复制。(3)G2期合成M期所必需的一些蛋白质。(4)特点:①在细胞周期中,分裂间期的时间总是长于M期。②不同细胞的周期,时间长短一般不相同。【归纳点拨】1.细胞周期及其表示方法项目直线图扇形图图形分裂间期a、ca分裂期b、db+c+d+e一个细胞周期a+b、c+da+b+c+d+e2.判断一个完整的细胞周期的方法(1)“先长后短”:一个细胞周期一定要先经过一个长的分裂间期,再经过一个短的分裂期。(2)“终点到终点”:从完成时开始,到完成时结束,为一个细胞周期。(3)“先复制后分裂”:一个细胞周期一定要先完成DNA的复制,才能完成细胞的分裂。3.不是所有细胞都有细胞周期(1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期,有些细胞分裂结束后不再进行分裂,它们就没有周期性。如下图甲细胞就无细胞周期,而图乙细胞进行连续的细胞分裂,具有细胞周期。(2)生物体内有细胞周期的细胞有:受精卵、干细胞、分生区细胞、形成层细胞、生发层细胞、癌细胞(不正常分裂)等。(3)精细胞和卵细胞、已高度分化的细胞没有细胞周期。知识点(三)制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片1.实验原理(1)盐酸能够破坏细胞间的果胶,使根尖细胞彼此容易被分开。(2)用清水洗去盐酸后,碱性染料可以使染色体着色,制成装片,可以通过高倍镜观察细胞中染色体的形态,从而判断细胞所处的分裂时期。2.实验材料(1)选取具有持续分裂能力的组织细胞,如根尖分生区细胞。(2)选择染色体数目较少的生物,便于染色体计数。(3)选择分裂期占细胞周期时间比例大的细胞,易观察到分裂期细胞。3.实验操作步骤【归纳点拨】制作和观察根尖细胞有丝分裂临时装片1.为使细胞分散开,实验中采取了哪些相关措施?2.能否将视野固定在一个细胞观察其连续的变化过程?如果不能,应怎样做?1.提示①解离:盐酸可破坏细胞壁的果胶层,使组织细胞分离。②制片时用镊子尖把根尖弄碎。③压片可使细胞尽可能呈单层铺展。2.提示不能。细胞解离后已被杀死,因此要通过移动装片寻找不同时期的细胞分裂图像。【归纳点拨】1.实验中使用试剂的成分及作用试剂成分作用解离液质量分数为10%的盐酸①使细胞丧失活性,碱性染料容易进入细胞,将染色体(质)染成深色②破坏细胞间的果胶,使细胞分离开漂洗液清水洗去组织中的解离液,防止解离过度,同时防止酸碱中和影响染色染色液0.01g/mL的龙胆紫染液(或醋酸洋红溶液)使染色体着色2.显微镜观察注意事项细胞状态显微镜观察的都是死细胞,不能看到动态变化细胞数目分裂间期的细胞数目最多,原因是分裂间期历时最长知识点(四)有丝分裂的过程及意义1.染色体在有丝分裂过程中呈现规律性变化(以高等植物细胞为例)时期图示特点及物质变化M期前期①最明显的变化是细胞核内染色体的出现;②每个染色体是由两条并列的姐妹染色单体组成,由一个着丝粒连接在一起;③前期中较晚的时候出现纺锤体。此时,核膜、核仁开始解体中期①染色体的着丝粒都排列在细胞中央的一个平面上;②中期的染色体缩短到最小的程度,便于观察和研究后期①染色体的着丝粒分为两个;②姐妹染色单体分离成两条独立的染色体,染色体数目增加一倍;③分离的染色体以相同的速率分别被纺锤丝拉向两极末期①染色体伸展,呈现染色质状态;②核膜重新形成,核仁出现;③细胞核内染色体数目与分裂前相同,有丝分裂结束;④两个新细胞间出现含有纤维素的囊泡→聚集成细胞板→形成新的细胞壁→两个新细胞(2)动、植物细胞有丝分裂的区别①纺锤体形成方式不同。前期植物细胞由细胞两极发出的纺锤丝组成纺锤体(如图1);动物细胞的细胞质中有一个由中心粒组成的中心体。G2期时细胞中已有一对中心体。分裂前期,这一对中心体分开并移向细胞两极,由中心体发出的纺锤丝形成纺锤体(如图2)。图1图2②胞质分裂方式不同。植物细胞质开始分裂时在细胞中央,由高尔基体分泌含有纤维素的的囊泡,这些囊泡聚集成细胞板,发展成细胞壁进而形成两个新细胞(如图1);动物胞质分裂不形成细胞板,而是在分裂后期或末期,在“赤道面”上向内凹陷,形成环沟,最后缢裂成两个子细胞(如图2)。图1图2【特别提醒】界定赤道面与细胞板:赤道面不是细胞结构,是一个假想平面,在光学显微镜下观察不到;细胞板是由高尔基体分泌的囊泡形成的细胞结构,可以观察到,出现在植物细胞有丝分裂的末期。知识点(五)癌细胞可以无限制地分裂1.癌细胞(1)概念:在某些致癌因素的作用下,有的细胞会变得不受控制而无限增殖,这种细胞就是癌细胞。(2)癌细胞的主要特征①最重要的特点:有无限增殖能力。②另一重要特点:能在体内转移。原因是癌细胞表面粘连蛋白很少或缺失,易于从肿瘤上脱落。许多癌细胞具有变形运动能力,容易在组织间转移。③其他特点eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(核形态不一,并可出现巨核、双核或多核现象代谢旺盛,蛋白质合成,及分解代谢都增强,但合成代谢超过分解代谢线粒体功能障碍,,即使在氧供应充分的条件下也主要依靠糖酵解途径获取能量,体外培养时无接触抑制现象))2.癌变的原因(1)内因:原癌基因和抑癌基因发生改变。①原癌基因:细胞内与细胞增殖相关的基因,是维持正常细胞周期所必需的。②抑癌基因:其产物能够抑制细胞增殖,促进细胞分化和抑制细胞迁移等。(2)外因:致癌因子eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(物理因子:如紫外线、电离辐射等,化学因子:如吸烟时烟雾中的物质、亚硝酸盐等生物因子:如某,些病毒、细菌、霉菌等))第二节细胞通过
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