第一节 从生物圈到细胞
1、病毒没有细胞结构,但必须依赖(活细胞)才能生存。
2、生命活动离不开细胞,细胞是生物体结构和功能的(基本单位)。
3、生命系统的结构层次:(细胞)、(组织)、(器官)、(系统)、(个体)、(种群)(群落)、(生态系统)、(生物圈)。
4、血液属于(组织)层次,皮肤属于(器官)层次。
5、植物没有(系统)层次,单细胞生物既可化做(个体)层次,又可化做(细胞)层次。
6、地球上最基本的生命系统是(细胞)。最大的生命系统是生物圈
第二节 细胞的多样性和统一性
一、高倍镜的使用步骤(尤其要注意第1和第4步)
1、在低倍镜下找到物象,将物象移至(视野),
2、转动(转换器),换上高倍镜。
3、调节(光圈)和(反光镜),使视野亮度适宜。
4、调节(细准焦螺旋),使物象清晰。
二、显微镜使用常识
1、调亮视野的两种方法(放大光圈)、(使用凹面镜)。
2、高倍镜:物象(大),视野(暗),看到细胞数目(少)。
低倍镜:物象(小),视野(亮),看到的细胞数目(多)。
3、物镜:(有)螺纹,镜筒越(长),放大倍数越大。
目镜:(无)螺纹,镜筒越(短),放大倍数越大。
三、原核生物与真核生物主要类群:
原核生物:蓝藻,含有(叶绿素)和(藻蓝素),可进行光合作用。细菌:(球菌,杆菌,螺旋菌,乳酸菌、硝化细菌(可进行有氧呼吸))
真核生物:动物、植物、真菌:(青霉菌,酵母菌,蘑菇)等
四、细胞学说
1、创立者:(施莱登,施旺)
2、内容要点:共三点。1.新细胞可以从老细胞中产生 2.一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成。 3.细胞是一个相对的单位,既有他自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。
3、揭示问题:揭示了(细胞统一性,和生物体结构的统一性)。
五、真核细胞和原核细胞的比较(表略,见笔记)(原核细胞无成形的细胞核)
⑴、原核细胞没有成形的细胞核,没有核膜包被(这是主要区别)
⑵、原核细胞没有膜质的细胞器,只有核糖体(要通过细胞间的比较来得到)
⑶、原核细胞没有染色体,只有环状的DNA分子。(见书第10页的第二行和图的比较得出)
第二章 组成细胞的元素和化合物
第一节 细胞中的元素和化合物
统一性:元素种类大体相同
1、生物界与非生物界 差异性:元素含量有差异
2、组成细胞的元素
大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 微量元素:Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo
主要元素:C、H、O、N、P、S
含量最高的四种元素:C、H、O、N 基本元素:C(干重下含量最高)
质量分数最大的元素:O(鲜重下含量最高)
3、组成细胞的化合物
无机化合物:水(鲜重含量最高的化合物)、无机盐,
有机化合物:糖类、脂质、蛋白质(干重中含量最高的化合物也是最多的有机物)、核酸
需注意:
⑴、在鲜重和干重条件下,细胞中各种元素的含量是不同的,在鲜重下O元素最多的原因是H2O在细胞中含量最多
⑵、碳元素之所以成为最基本元素,不是因为碳元素在干重条件下C是细胞中含量(48.4%)最多的元素,而是因为碳原子本身的化学性质使它能够通过化学键连接成链或环,从而形成各种生物大分子,而生物大分子在生物体的生命活动中具有重要作用。
⑶、鲜重中化合物最多的是水,第二是蛋白质(有机物中最多的),干重中最多是蛋白质
4、检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质
⑴、还原糖的检测和观察
常用材料:苹果和梨
试剂:斐林试剂(甲液:0.1g/ml的NaOH 乙液:0.05g/ml的CuSO4)
注意事项:
①还原糖有葡萄糖,果糖,麦芽糖
②甲乙液必须等量混合均匀后再加入样液中,现配现用,
③必须用水浴加热(50—65℃)
颜色变化:浅蓝色 棕色 砖红色
⑵、脂肪的鉴定
常用材料:花生子叶或向日葵种子
试剂:苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液
注意事项:
①切片要薄,如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰,有的地方模糊。
②酒精的作用是:洗去浮色 ③需使用显微镜观察
④使用不同的染色剂染色时间不同
颜色变化:橘黄色或红色
⑶、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( A液:0.1g/ml的NaOH B液: 0.01g/ml的CuSO4 )
注意事项:
①先加A液1ml,再加B液4滴
②鉴定前,留出一部分组织样液,以便对比
颜色变化:变成紫色
⑷、淀粉的检测和观察:常用材料:马铃薯 试剂:碘液 颜色变化:变蓝
⑸、斐林试剂和双缩脲试剂的比较
斐林试剂 | 双缩脲试剂 | |||
甲液 | 乙液 | A液 | B液 | |
成分 | 0.1g/ml NaOH溶液 | 0.05g/ml CuSO4溶液 | 0.1g/ml NaOH溶液 | 0.01g/ml CuSO4溶液 |
鉴定物质 | 可溶性还原糖 | 蛋白质 | ||
添加顺序 | 甲乙两液等量混匀后立即使用 | 先加入A液1ml,摇匀,再加B 液4滴,摇匀 | ||
反应条件 | 水浴50~65℃加热 | 不需加,摇匀即可 | ||
反应现象 | 样液变砖红色 | 样液变紫色 |
②、原理不同。斐林试剂的实质是新配制的Cu(OH)2溶液;双缩脲试剂 实质是碱性环境中的Cu2+
③、使用方法不同。斐林试剂是先将NaOH溶液与CuSO4溶液混合后再使用;双缩脲试剂是先加入NaOH溶液,再滴加CuSO4溶液
④、该实验原理、方法、步骤可用于对生物组织、消化液(如唾液)、食品(如奶粉)进行某种成分的检测或鉴定,也可用于医学上某些疾病的诊断,如糖尿病、肾炎等。
第二节 生命活动的主要承担者——蛋白质
一、氨基酸及其种类
氨基酸是组成蛋白质的基本单位。
结构要点:每种氨基酸都至少含有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH),并且都有一个氨基和一个羧基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。
二、蛋白质的结构
氨基酸→二肽→三肽→多肽→多肽链→一条或若干条多肽链盘曲折叠→蛋白质
氨基酸分子相互结合的方式:脱水缩合一个氨基酸分子的氨基和另一个氨基酸分子的羧基相连接,同时失去一分子的水。
连接两个氨基酸分子的化学键叫做肽键
肽键的写法:—CO—NH—(也可以这样写:—NH—CO—和
三、蛋白质的功能
1. 构成细胞和生物体结构的重要物质(肌肉毛发)-------结构蛋白
2. 催化细胞内的生理生化反应),---酶(大部分)
3. 运输载体(血红蛋白)
4. 传递信息,调节机体的生命活动----(胰岛素)激素(一部分)
5. 免疫功能--( 抗体)
6.调节功能—部分激素
7.受体---糖蛋白
四、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,以及肽链空间结构不同导致蛋白质结构多样性。蛋白质结构多样性导致蛋白质的功能的多样性。
规律方法
1、构成生物体的蛋白质的20种氨基酸的结构通式为:
根据R基的不同分为不同的氨基酸。
氨基酸分子中,至少含有一个 NH2和一个 COOH位于同一个C原子上,由此可以判断是否属于构成蛋白质的氨基酸。
2、n个氨基酸脱水缩合形成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个NH2和COOH,形成的蛋白质的分子量为:n×氨基酸的平均分子量-18(n-m)
3、组成的肽链至少有游离一个氨基和一个羧基
第三节 遗传信息的携带者——核酸
一、核酸的分类 DNA(脱氧核糖核酸)、RNA(核糖核酸)
DNA与RNA组成成分比较
1.构成碱基种类不同 2.构成五碳糖不同 3.存在部位不同。
二、核酸的结构
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
化学元素组成:C、H、O、N、P
三、核酸的功能核酸是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。
核酸在细胞中的分布观察核酸在细胞中的分布:
材料:人的口腔上皮细胞 试剂:甲基绿、吡罗红混合染色剂注意事项:
盐酸的作用:改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,同时使染色体中的DNA与蛋白质分离,有利于DNA与染色剂结合。
现象:
甲基绿将细胞核中的DNA染成绿色,吡罗红将细胞质中的RNA染成红色。
DNA是细胞核中的遗传物质,此外,在线粒体和叶绿体中也有少量的分布。
RNA主要存在于细胞质中,少量存在于细胞核中。
第四节 细胞中的糖类和脂质
细胞中的糖类——主要的能源物质
一、糖类的分类
单糖(葡萄糖,果糖,半乳糖,核糖,脱氧核糖)
二糖(蔗糖,麦芽糖,乳糖)
多糖(淀粉,纤维素,糖原)
二、细胞中的脂质的分类
脂肪:储能,保温,缓冲减压
磷脂:构成细胞膜和细胞器膜的主要成分
固醇:胆固醇(组成动物细胞膜成分之一)、性激素、维生素D
三、能源物质:
生物体主要能源物质:糖类;细胞的能源物质: 葡萄糖
生物体的储能物质:脂肪;细胞的储能物质:糖原(动物)、淀粉(植物)
生物体的直接能源物质:ATP;最终能量来源:光能
四、生物大分子(多糖、蛋白质、核酸)、脂质等有机物以碳链为骨架(必修1P33)
第五节 细胞中的无机物
细胞中的水包括
结合水:细胞结构的重要组成成分
自由水:细胞内良好溶剂、运输养料和废物、许多生化反应有水的参与
细胞中的无机盐
细胞中大多数无机盐以离子的形式存在
无机盐的作用:
1.细胞中许多有机物的重要组成成分。如血红蛋白中含Fe、叶绿素中含Mg 。
2.维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。如哺乳动物血液中钙离子含量太低,会出现抽搐
3.维持细胞的酸碱平衡 4.维持细胞的渗透压(0.9%NaCl溶液(生理盐水),维持细胞的正常形态和功能)
类别 | DNA | RNA |
基本单位 | 脱氧核苷酸 | 核糖核苷酸 |
核苷酸 | 腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 | 腺嘌呤核糖核苷酸 鸟嘌呤核糖核苷酸 胞嘧啶核糖核苷酸 尿嘧啶核糖核苷酸 |
碱基 | 腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G) 胞嘧啶(C) 胸腺嘧啶(T) | 腺嘌呤(A) 鸟嘌呤(G) 胞嘧啶(C) 尿嘧啶(U) |
五碳糖 | 脱氧核糖 | 核糖 |
磷酸 | 磷酸 | 磷酸 |
细胞 | 病毒 | ||
核酸 | 种类 | 2(DNA和RNA) | 1(DNA或RNA) |
核苷酸种类 | 8 | 4 | |
碱基种类 | 5 | 4 | |
遗传物质 | 种类 | 1(DNA) | 1(DNA或RNA) |
核苷酸种类 | 4 | 4 | |
碱基种类 | 4 | 4 |
第三章 细胞的基本结构
第一节 细胞膜——系统的边界
知识网络:
1、研究细胞膜的常用材料:人或哺乳动物成熟红细胞
2、细胞膜主要成分:脂质和蛋白质,还有少量糖类
成分特点:脂质中磷脂最丰富,功能越复杂的细胞膜,蛋白质种类和数量越多
3、细胞膜功能:
将细胞与环境分隔开,保证细胞内部环境的相对稳定
控制物质出入细胞
进行细胞间信息交流(方式有三种,见书P42)
还有分泌,排泄,和免疫等功能。
一、制备细胞膜的方法(实验)
原理:渗透作用(将细胞放在清水中,水会进入细胞,细胞涨破,内容物流出,得到细胞膜)
选材:人或其它哺乳动物成熟红细胞
原因:因为材料中没有细胞核和众多膜质细胞器
提纯方法:差速离心法
细节:取材用的是新鲜红细胞稀释液(血液加适量生理盐水)
二、与生活联系:
细胞癌变过程中,细胞膜成分改变,产生甲胎蛋白(AFP),癌胚抗原(CEA)
三、细胞壁成分
植物:纤维素和果胶 原核生物:肽聚糖
作用:支持和保护
四、细胞膜特性:
结构特性:流动性 举例:(变形虫变形运动、白细胞吞噬细菌)
功能特性:选择透过性 举例:(腌制糖醋蒜,红墨水测定种子发芽率,判断种子胚、胚乳是否成活)
第二节 细胞器——系统内的分工合作
一、细胞器之间分工
内容 | 特点 | 细胞器名称 |
分布 | 植物特有的细胞器 | 叶绿体 液泡 |
动物和低等植物特有的细胞器 | 中心体 | |
原、真核细胞共有的细胞器 | 核糖体 | |
结构 | 具有单层膜结构的细胞器 | 内质网 液泡 高尔基体 溶酶体 |
具有双层膜结构的细胞器 | 叶绿体 线粒体 | |
不具有膜结构的细胞器 | 核糖体 中心体 | |
光学显微镜可见的细胞器 | 叶绿体 线粒体 液泡 | |
成分 | 含有DNA的细胞器 | 叶绿体 线粒体 |
含有色素的细胞器 | 叶绿体 液泡 | |
含有RNA的细胞器 | 叶绿体 线粒体 核糖体 | |
功能 | 参与蛋白质合成与分泌的细胞器 | 核糖体 内质网 高尔基体 线粒体 |
与能量转换有关的细胞器 | 叶绿体 线粒体 | |
能产生水的细胞器 | 叶绿体 线粒体 核糖体 |
原核生物(原核细胞)无膜质细胞器,只有核糖体
低等植物除了有高等植物细胞的所有细胞器外,还有中心体
营无氧呼吸的生物无线粒体,如(蛔虫、乳酸菌等)
成熟的植物细胞才具有液泡
二、分泌蛋白的合成和运输(检测时用同位素示踪法)
核糖体 → 内质网 → 高尔基体 → 细胞膜
(合成肽链)(加工成蛋白质)(加工、分类、包装)(囊泡与细胞膜融合,蛋白质释放)
参与的细胞器
核糖体 内质网 高尔基体 线粒体
(合成肽链)(加工成蛋白质) (加工、分类、包装) (提供能量)
三、生物膜系统
1、概念:细胞膜、核膜,各种细胞器的膜共同组成的生物膜系统
2、作用:使细胞具有稳定内部环境物质运输、能量转换、信息传递
为各种酶提供大量附着位点,是许多生化反应的场所
把各种细胞器分隔开,保证生命活动高效、有序进行
第三节 细胞核——系统的控制中心
一、细胞核的功能是:遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心
二、细胞核的结构
1、染色质:由DNA和蛋白质组成,是遗传物质的主要载体(因为DNA是遗传信息的载体)
染色质易被碱性染料所着色的丝状物。
染色质与染色体是同样的物质在细胞不同时期的两种存在状态。
2、核仁:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关
3、核孔:实现核质之间频繁的物质交换和信息交流,是某些大分子的运输通道(注意其不属于跨膜运输方式)
第四章 细胞的物质输入和输出
第一节 物质跨膜运输的实例
一、渗透作用
(1)渗透作用:指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。
(2)发生渗透作用的条件: ①、具有半透膜 ②、半透膜两侧具有浓度差。
二、 细胞的吸水和失水(原理:渗透作用)
1、动物细胞的吸水和失水
外界溶液浓度<细胞质浓度时,细胞吸水膨胀
外界溶液浓度>细胞质浓度时,细胞失水皱缩
外界溶液浓度=细胞质浓度(对人来说浓度为0.9%NaCl溶液)时,水分进出细胞处于动态平衡
2、植物细胞的吸水和失水
细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。
原生质层:细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质
外界溶液浓度>细胞液浓度时,细胞质壁分离
外界溶液浓度<细胞液浓度时,细胞质壁分离复原
外界溶液浓度=细胞液浓度时,水分进出细胞处于动态平衡
液泡大小 | 原生质层位置 | 细胞大小 | |
蔗糖溶液 | 变小 | 脱离细胞壁 | 基本不变 |
清水 | 逐渐恢复原来大小 | 恢复原位 | 基本不变 |
3、 质壁分离产生的条件:
(1)具有大液泡(须是成熟的植物细胞)
(2)具有细胞壁
4、 质壁分离产生的原因:
内因:原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性
外因:外界溶液浓度>细胞液浓度
二、 物质跨膜运输的其他实例
1、对矿质元素的吸收
(1) 逆相对含量梯度——主动运输
(2) 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。
2、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。(其选择性体现于载体的种类)
三、 比较几组概念
扩散:物质从高浓度到低浓度的运动叫做扩散(扩散与过膜与否无关)
(如:O2从浓度高的地方向浓度低的地方运动)
渗透:水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散又称为渗透
(如:细胞的吸水和失水,原生质层相当于半透膜)渗透相当于溶剂分子的扩散
半透膜:物质的透过与否取决于半透膜孔隙直径的大小
(如:动物膀胱、玻璃纸、肠衣、鸡蛋的卵壳膜等)
选择透过性膜:细胞膜上具有载体,且不同生物的细胞膜上载体种类和数量不同,构成了对不同物质吸收与否和吸收多少的选择性。(如:细胞膜等各种生物膜)
四.质壁分离说明的问题:判断细胞的死活。测定细胞内外的浓度。细胞膜的伸缩性。
第二节 生物膜的流动镶嵌模型
一、探索历程(略,见P65-67)
⑴、15年,欧文顿 膜是由脂质组成的
⑵、1925年,荷兰科学家 细胞膜的脂质分子必然排列为连续的两层
⑶、1959年,罗伯特森 所有生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成,电镜下看到的中间的亮层是脂质分子,两边的暗层是蛋白质
⑷、1970年,用荧光的染料标记, 细胞膜具有流动性
⑸、1972年,桑格和尼克森 提出流动镶嵌模型
二、流动镶嵌模型的基本内容
▲磷脂双分子层构成了膜的基本支架
▲蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层
▲磷脂双分子层和大多数蛋白质分子可以运动
三、糖蛋白(糖被):判定细胞的内外(见书P68)
组成:由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成。
作用:细胞识别、免疫反应、血型鉴定、保护润滑等。
注意:书P42的信息交流的第一、第二种方式的受体为糖蛋白
第三节 物质跨膜运输的方式
一、被动运输:物质进出细胞,顺浓度梯度的扩散,称为被动运输。
(1)自由扩散:物质通过简单的扩散作用进出细胞
举例:水、CO2、O2、N2、乙醇、甘油、苯、脂肪酸、维生素等
(2)协助扩散:进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散
举例:葡萄糖进入红细胞
二、主动运输:从低浓度一侧运输到高浓度一侧,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫做主动运输。
举例:氨基酸、K+、Na+、Ca+等离子、葡萄糖进入小肠上皮细胞
右表注意:小黑点表示的是物质分子,如果水的进出问题:如果小黑点表示水分子,则从外到内,如果表示的是蔗糖分子,则水分子从内到外。
胞吞(内吞) | 胞吐(外排) | ||
条件 | 细胞摄取或排出大分子和颗粒物质的方式 | ||
原理 | 生物膜的流动性 | ||
特点 | 物质通过小泡转移,需要消耗能量,不需要载体 | ||
方向 | 细胞外→内 | 细胞内→外 | |
实例 | 变形虫吞食食物颗粒,白细胞吞噬病菌等 | 胰腺细胞分泌胰岛素 |
四、影响物质运输速率的因素
(1)影响自由扩散的因素:
细胞膜内外物质的浓度差
(2)影响协助扩散的因素
①细胞膜内外物质的浓度差
②细胞膜上运载物质的载体数量
(3)影响主动运输的因素
①载体(种类的差异性和数目的饱和性) ②能量(如氧气浓度、温度等影响产能的因素)
第五章 细胞的能量供应和利用
第一节 降低反应活化能的酶
一、细胞代谢与酶
1、细胞代谢的概念:细胞内每时每刻进行着许多化学反应,统称为细胞代谢.
2、酶的发现:发现过程,发现过程中的科学探究思想,发现的意义
3、酶的概念:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数是蛋白质,少数是RNA。
4、酶的特性:专一性,高效性,作用条件较温和
5、活化能:分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
二、影响酶促反应的因素(难点)
1、底物浓度
2、酶浓度
3、PH值:过酸、过碱使酶失活
4、温度:高温使酶失活。低温降低酶的活性,在适宜温度下酶活性可以恢复。
三、实验
1、比较过氧化氢酶在不同条件下的分解(过程见课本P79)
实验结论:酶具有催化作用,并且催化效率要比无机催化剂Fe3+高得多
控制变量法:变量、自变量、因变量、无关变量的定义。
对照实验:除一个因素外,其余因素都保持不变的实验。
设计实验的步骤:
⑴、分组:编号(材料的选择需等量)
⑵、对照组和实验组的处理(要等量)
⑶、观察、记录(在相同条件下培养等)
2、影响酶活性的条件(要求用控制变量法,自己设计实验)(要注意实验的顺序)
建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响,用过氧化氢酶探究PH对酶活性的影响。
四、探索历程:
1、1773年意大利科学家斯巴兰札尼喂食鹰的实验
2、1836年法国科学家施旺提取胃液实验
3、1857年,巴斯德认为发酵与活细胞有关,发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用
李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质,但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用
毕希纳认为酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用,就像在活酵母细胞中一样
4、1926年美国科学家萨姆纳从刀豆中提取脲酶实验,并证明脲酶是蛋白质
5、20世纪80年代美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也有催化功能
第二节 细胞的能量“通货”——ATP
一、什么是ATP?是细胞内的一种高能磷酸化合物,中文名称叫做三磷酸腺苷
二、结构简式:A-P~P~P A代表腺苷 P代表磷酸基团 ~代表高能磷酸键(能量值为30.54kl/mol)
三、ATP和ADP之间的相互转化
ADP转化为ATP所需能量来源:
过程:动物和人:呼吸作用 绿色植物:呼吸作用、光合作用
场所:呼吸作用(细胞质基质、线粒体(主要)),光合作用(叶绿体)
第三节 ATP 的主要来源——细胞呼吸
1、概念: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。
2、有氧呼吸
总反应式:
第一阶段:细胞质基质
第二阶段:线粒体基质
第三阶段:线粒体内膜
3、无氧呼吸
产生酒精 :
发生生物:大部分植物,酵母菌
产生乳酸:
发生生物:动物,乳酸菌,马铃薯块茎,玉米胚,甜菜的块根
反应场所:细胞质基质
注意:微生物的无氧呼吸也叫发酵,生成乳酸的叫乳酸发酵,生成酒精的叫酒精发酵
4、实验:CO2的鉴定:澄清的石灰水变浑浊、溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄
酒精的鉴定:橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下,与酒精反应变成灰绿色
5、讨论:
1、有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路
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:能量小部分用于生成ATP,大部分储存于乳酸或酒精中
2、有氧呼吸过程中氧气的去路:氧气用于和[H]生成水
3、每个阶段的反应物、产物、场所
4、有氧呼吸:
⑴、产生能量的阶段为:第一、二、三阶段
⑵、产生能量最多的阶段为:第三阶段
⑶、产生[H]的阶段是:第一、二阶段 用于第几阶段:第三阶段
⑷、产生H2O的阶段是:第三阶段 使用第几阶段:第二阶段
⑸、O2用于第几阶段:第三阶段
⑹、产生CO2的阶段是:第二阶段
⑺、产生的CO2、H2O中O分别来自:CO2 来自C6H12O6和H2O 、H2O来自O2
5、呼吸方式的判定:
⑴、产生水的过程是:只进行有氧呼吸
⑵、产生酒精的过程是:只进行无氧呼吸
⑶、产生CO2的过程是:既有有氧呼吸又有无氧呼吸
⑷、不消耗O2,释放CO2:只进行无氧呼吸(产生酒精的无氧呼吸)
⑸、酒精等于CO2量:只进行无氧呼吸
⑹、酒精小于CO2量:既有有氧呼吸,又有无氧呼吸,多出的CO2来自有氧呼吸
⑺、CO2的释放量等于O2的吸收量:只进行有氧呼吸
⑻、CO2的释放量大于O2的吸收量:既有有氧呼吸,又有无氧呼吸,多出的CO2来自无氧呼吸
⑼、无CO2形成:为无氧呼吸(产生乳酸的无氧呼吸)
第四节 能量之源——光与光合作用
一、 捕获光能的色素
绿叶中的色素:叶绿素:叶绿素a(蓝绿色)叶绿素b (黄绿色)
类胡萝卜素:胡萝卜素 (橙黄色)叶黄素 (黄色)
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
白光下光合作用最强,其次是红光和蓝紫光,绿光下最弱。
二、 实验——绿叶中色素的提取和分离
1、实验原理: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。
2、方法步骤中需要注意的问题:(步骤要记准确)
(1)、研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么?
二氧化硅有助于研磨得充分,碳酸钙可防止研磨中的色素被破坏。
(2)、实验为何要在通风的条件下进行?为何要用培养皿盖住小烧杯?用棉塞塞紧试管口?
因为层析液中的丙酮是一种有挥发性的有毒物质。
(3)、滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液?
防止细线中的色素被层析液溶解
(4)、滤纸条上有几条不同颜色的色带?其排序怎样?宽窄如何?
有四条色带,自上而下依次是橙黄色的胡萝卜素,黄色的叶黄素,蓝绿色的叶绿素a,黄绿色的叶绿素b。最宽的是叶绿素a,最窄的是胡萝卜素。
三、 捕获光能的结构——叶绿体
结构:外膜,内膜,基质,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。
四、光合作用的原理
1、光合作用的探究历程:
普利斯特利——植物可以更新空气(1771年)
英格豪斯——动力:光(只有在阳光下才能成功,植物体只有绿叶才能更新空气,1779年)
萨克斯——产物:淀粉(暗处理的目的:消耗掉叶片中的营养物质,18年)
到1785年,发现了空气的组成,人们才明确绿叶在光下放出的是O2,吸收的是CO2。
梅耶——光能转化成化学能(1845年)
恩格尔曼 ——场所:叶绿体(材料:水绵、好氧性细菌,1880年)
鲁宾和卡门实验——O2中的O来源于H2O(材料:小球藻,方法:同位素示踪法,1941年)
卡尔文:二氧化碳转化为有机物的过程(材料:小球藻,方法:同位素示踪法,20世纪40年代)
2、光合作用的过程: (熟练掌握课本P103下方的图)
总反应式:
其中,(CH2O)表示糖类。
根据是否需要光能,可将其分为光反应和暗反应两个阶段。
光反应阶段:必须有光才能进行
条件:光、色素、酶
场所:类囊体薄膜上
物质变化:
水的光解:
ATP形成:
能量变化:光能转化为ATP中活跃的化学能
暗反应阶段:有光无光都能进行
场所:叶绿体基质
物质变化:
CO2的固定:
C3的还原:
能量变化:ATP中活跃的化学能转化为(CH2O)中稳定的化学能
联系:
光反应为暗反应提供ATP和[H],暗反应为光反应提供合成ATP的原料ADP和Pi
五、影响光合作用的因素及在生产实践中的应用
(1)光对光合作用的影响
①光的波长:叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。
②光照强度: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
③光照时间:光照时间长,光合作用时间长,有利于植物的生长发育。
(2)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。
(3)CO2浓度
在一定范围内,植物光合作用强度随着CO2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
(4)水分的供应当植物叶片缺水时,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。
六、化能合成作用
概念:自然界中少数种类的细菌,虽然细胞内没有叶绿素,不能进行光合作用,但是能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物,这种合成作用,叫做化能合成作用,这些细菌也属于自养生物。
如:硝化细菌,不能利用光能,但能将土壤中的NH3氧化成HNO2,进而将HNO2氧化成HNO3。
硝化细菌能利用这两个化学反应中释放出来的化学能,将CO2和水合成为糖类,这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动。
注意:硝化细菌为有氧呼吸,自养生物(为原核生物,无线粒体和叶绿体(包括无色素))
蓝藻有氧呼吸,自养生物(为原核生物,无线粒体和叶绿体,但有色素,进行光合作用)