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2020年人教版高一生物必修一知識點歸納匯總 第一章緒論 生命系統(tǒng)的結構層次 細胞 組織 器官 系統(tǒng) 個體 種群 群落 生態(tài)系統(tǒng) 地球上最基本的生命系統(tǒng)是細胞 第二章 細胞的化學組成 第一節(jié) 細胞中的原子和分子 一、組成細胞的化學元素 1、種類：組成生物體的元素中，C、H、O、N、P等元素的質量占全部元素的98%。 人教版 大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等 微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等 注意：（1）細胞組成中最多的四種元素是C、O、H、N，其中基本元素是C。 （2）人體細胞組成中的主要元素，鮮重：O>C>H>N；干重：C>O>N>H （3）無論是大量元素還是微量元素，都是生物體必需的元素，對于維持生物體的生命活動起著非常重要的作用。 2、作用 ①組成多種多樣的化合物進而構成細胞，如核酸、蛋白質等。 ②影響生物體的生命活動，如缺硒導致患克山病。 3、研究意義（課標要求） （1）生物界與非生物界的統(tǒng)一性 l 組成生物體的化學元素，在無機自然界都可以找到，沒有一種元素是生物體特有的。 l 生命起源于非生物界； l 生物界和非生物界都是由化學元素組成的； l 組成生物體的化學元素是從無機自然界中獲取的； l 組成生物體的基本元素可以在生物界和非生物界之間反復出現(xiàn)，循環(huán)流動； l 生物界和非生物界都遵循能量守恒和轉化定律。 （2）生物界與非生物界的差異性： l 組成生物體的化學元素在生物體和自然界中含量相差很大； l 生物體有選擇地從無機自然界中獲取組成自身的物質； l 無機自然界中的各種化學元素不能表現(xiàn)出生命現(xiàn)象，只有在活的有機體中，各種化學元素有機地結合在一起，才能表現(xiàn)出生命現(xiàn)象。 二、細胞中的無機化合物：包括水和無機鹽 （一）水： 1、含量：占細胞總重量的60%-90%，（人教版是60%-95%）是活細胞中含量 最多的物質。 2、存在形式：自由水和結合水 l 自由水：細胞中絕大部分的水以游離形式存在，可以自由流動，叫做自由水。 l 結合水：與細胞內(nèi)其他物質相結合的水。 3、功能 l 自由水： ①細胞內(nèi)的良好溶劑； ②參與細胞內(nèi)的許多生化反應； ③運送營養(yǎng)物質和代謝廢物； ④維持細胞的形態(tài)，保證代謝的正常進行。 從生物體的水平上闡述： ⑤為細胞生活提供液體環(huán)境； ⑥具有較大的比熱和汽化熱，是生物體的溫度調(diào)節(jié)劑。 l 結合水：是細胞結構的重要組成成分。 4、轉化： （1）自由水 結合水 l 在代謝旺盛的細胞中，自由水的含量一般較多； l 在環(huán)境條件惡劣（如低溫、干旱、鹽漬）時，結合水的含量增多，使植物的抗逆性增強，以適應不良環(huán)境。 （2）應用：①種子的貯存：曬干種子是為了減少自由水含量，降低種子的代謝，延長種子壽命。 ②低溫環(huán)境下減少（填增加或減少）花卉澆水，可以提高花卉對低溫的抗性。 （二）無機鹽 1、存在形式：主要以離子形式存在。 2、含量：占細胞鮮重1%-1.5%。（人教版） 3、功能：①合成有機物及某些特殊生理功能物質的原料。 如：Mg2+是合成葉綠素的原料、PO43-是合成ATP、磷脂和核苷酸的原料、Fe2+是合成血紅蛋白的原料、I-是合成甲狀腺激素的原料。 ②維持細胞和生物體的生命活動。如：哺乳動物血液中Ca2+濃度過低會出現(xiàn)肌肉抽搐（人教版）、過高會出現(xiàn)肌肉乏力現(xiàn)象等；缺少Ca2+時，番茄果實頂端呈現(xiàn)暗綠色或灰白色；缺少K2+時，番茄植株的老葉尖端和邊緣會失去綠色直至干枯壞死。 ③維持細胞的酸堿平衡。如：酸性（HCO-3、PO43-等）、堿性（Ca2+、Mg2+等）離子的適當配合等具有緩沖作用。 ④調(diào)節(jié)滲透壓，維持細胞的形態(tài)和功能。（必修3） 如：K+維持細胞內(nèi)液的滲透壓，Na+維持細胞外液的滲透壓。 注：滲透壓是指溶液中溶質微粒對水的吸引力，單位體積中溶質微粒的數(shù)目越多，滲透壓越大。 第二節(jié) 細胞中的生物大分子 一、生物大分子的基本骨架 碳原子之間可以以單鍵、雙鍵或三鍵相結合，形成不同長度的鏈狀、分支鏈狀或環(huán)狀結構，這些結構稱為有機物的碳骨架。 生物大分子以碳鏈為骨架。多糖、蛋白質、核酸等都是生物大分子，都是由許多基本組成單位（單體）連接而成的，這些生物大分子又稱為單體的多聚體。每個單體都是由若干個相連的碳原子構成的碳鏈為基本骨架，由許多單體連接成多聚體。正是由于碳原子在組成生物大分子中的作用，科學家才說“碳是生命的核心元素”，“沒有碳，就沒有生命”。 二、細胞中重要的有機化合物 （一）糖類 1、元素組成：由C、H、O 3種元素組成。 2、種類 概 念 種 類 分 布 主 要 功 能 單糖 不能水解的糖 五碳糖 核糖 C5H10O5 核糖、脫氧核糖、葡萄糖動植物細胞都有 組成核酸的物質 脫氧核糖 C5H10O4 六碳糖 C6H12O6 葡萄糖、果糖、半乳糖 葡萄糖是細胞生命活動所需要的主要能源物質 二糖 C12H22O11 水解后能夠生成二分子單糖的糖 蔗糖 植物細胞 麥芽糖 乳糖 動物細胞 多糖 水解后能夠生成許多個單糖分子的糖 淀粉 植物細胞 植物細胞中的儲能物質 纖維素 植物細胞壁的基本組成成分 糖原 動物細胞 動物細胞中的儲能物質 水解 3：轉化關系： 脫水縮合 二糖或多糖 單糖 1蔗糖→1葡萄糖+1果糖 1麥芽糖→2葡萄糖 1乳糖→1葡萄糖+ 1半乳糖 1淀粉→麥芽糖→葡萄糖 1纖維素→纖維二糖→葡萄糖 1糖原→葡萄糖 4、功能： 主要功能：是生物體維持生命活動的主要能量來源。是生物體重要的結構物質。 其他功能：糖類與蛋白質等物質結合形成的復雜化合物能參與細胞識別，細胞間物質運輸和免疫功能的調(diào)節(jié)等生命活動。 5．【實驗】糖類的鑒定： （1）淀粉的鑒定：淀粉 + 碘液 藍色 （2）生物組織中還原糖的鑒定 l 原理 50-65℃水浴加熱 l l 還原性糖 + 斐林試劑 磚紅色沉淀 (單糖、麥芽糖和乳糖) 注：斐林試劑的使用： 成分：0.1g/mL NaOH溶液（甲液）、 0.05g/mL CuSO4溶液（乙液） 使用：混合（甲液2mL，乙液4-5滴）（人教版：等量）后使用，且現(xiàn)配現(xiàn)用。 條件：隔水加熱（人教版：50-60℃水浴加熱） l 過程 選材：含糖量（還原糖）較高、白色或近于白色的植物組織 制備組織樣液：制漿→過濾（用一層紗布）→取液 呈色反應：取2mL組織樣液，向試管中加入1mL剛配制的斐林試劑，并放入盛有50-65℃溫水的大燒杯中加熱約2min。 結果與結論：試管中出現(xiàn)磚紅色沉淀，說明組織樣液中有可溶性還原糖 （溶液顏色的變化過程為：淺藍色→棕色→磚紅色） （二）脂質 1、元素組成：主要由C、H、O組成，有些還含N、P等 2、分類：脂肪、類脂（如磷脂）、固醇（如膽固醇、性激素、維生素D等）。不同的脂質在化學組成和化學結構上有很大差異，但共同的特性是通常都不溶于水，而溶于脂溶性有機溶劑，如丙酮、氯仿、乙醚等。 3、功能： 脂肪：細胞代謝所需能量的主要儲存形式。 類脂中的磷脂：是構成生物膜的重要物質，所有細胞都含有磷脂。 固醇類：在細胞的營養(yǎng)、調(diào)節(jié)和代謝中具有重要功能。 膽固醇：構成細胞膜的重要物質，在人體內(nèi)還參與血液中脂質的運輸。 性激素：促進人和動物生殖器官的發(fā)育以及生殖細胞的形成。 維生素D：能有效地促進人和動物腸道對鈣和磷的吸收。 腎上腺皮質激素：控制糖類和無機鹽的代謝，增強機體的防御功能。（必修3） 醛固酮：吸Na+排K+。（必修3） 4、【實驗】脂肪的鑒定 l 原理： 脂肪 + 蘇丹Ⅲ染液 → 橘黃色 脂肪 + 蘇丹Ⅳ染液 → 紅色 l 過程：（人教版） 方法一：花生種子勻漿 + 3滴蘇丹Ⅲ染液→橘黃色 方法二： 取材：花生種子（浸泡），去掉種皮 切片：用刀片在花生子葉橫斷面上平行切下若干薄片 制片：①選取最薄的切片 ②在切片上滴2-3滴蘇丹Ⅲ染液（染色3min） ③去浮色（1-2滴體積分數(shù)50%的酒精溶液） ④制成臨時裝片（吸去酒精，加1滴蒸餾水，蓋上蓋玻片） 觀察：先用低倍鏡觀察，再用高倍鏡觀察 結果與結論：視野中有被染成橘黃色的脂肪顆粒，說明有脂肪存在。 （三）蛋白質 1、元素組成：除C、H、O、N外，大多數(shù)蛋白質還含有S 2、含量：細胞中含量最多的有機物。 3、基本組成單位：氨基酸 （1）氨基酸的種類：組成蛋白質的氨基酸約20種。 （2）氨基酸的結構通式：。 （3）氨基酸的判斷： ①同時有氨基和羧基 ②至少有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上。 （組成蛋白質的20種氨基酸的區(qū)別：R基的不同） 4．形成：許多氨基酸分子通過脫水縮合形成肽鍵（-CO-NH-）相連而成肽鏈，多條肽鏈盤曲折疊形成有具有一定空間結構的蛋白質 二肽：由2個氨基酸分子組成的肽鏈。 多肽：由n（n≥3）個氨基酸分子以肽鍵相連形成的肽鏈。 蛋白質結構的多樣性的原因：組成蛋白質多肽鏈的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序的不同； 構成蛋白質的多肽鏈的數(shù)目、空間結構不同 5．計算： （1）有關氨基酸脫水縮合反應的計算 一個蛋白質分子中肽鍵數(shù)（脫去的水分子數(shù)）＝氨基酸數(shù) － 肽鏈條數(shù)。 一個蛋白質分子中至少含有氨基數(shù)（或羧基數(shù)）=肽鏈條數(shù) 蛋白質分子量 = 氨基酸數(shù)×氨基酸平均分子量－脫去的水分子數(shù)×18 （注意：有時還要考慮肽鏈之間形成化學鍵導致的分子量的減少） （2）氨基酸數(shù)目與相應的DNA和mRNA片段中堿基數(shù)目的關系 DNA（基因）堿基數(shù)︰mRNA堿基數(shù)︰蛋白質中氨基酸數(shù) = 6 ︰ 3 ︰ 1 注意：以上方法算出的DNA中堿基數(shù)是“至少”數(shù)目，原因是 ①DNA中有的片段是無效片段，不能轉錄出mRNA； ②在基因片段中，有的片段起調(diào)控作用，不轉錄； ③轉錄出的mRNA中有終止密碼子，終止密碼子不決定氨基酸。 所以，DNA或基因上堿基數(shù)比蛋白質中氨基酸6倍多。 6．功能： （1）結構功能：細胞膜主要由蛋白質和磷脂構成，還有各種結構蛋白質。（人教版：許多蛋白質是構成細胞和生物體結構的重要物質，如羽毛、頭發(fā)、肌肉、蛛絲等的成分主要是蛋白質。） （2）調(diào)控（節(jié)）功能：如激素等能調(diào)節(jié)、控制細胞的生長、分化、遺傳信息的表達。 （3）催化功能：如酶。 （4）運輸（載體）功能：如載體蛋白，血紅蛋白運輸氧氣，脂蛋白將脂質從肝運輸?shù)缴眢w其他部位。 （5）信息傳遞功能：（人教版）如胰島素與細胞表面的受體結合，調(diào)節(jié)細胞的糖代謝等。 （6）免疫功能：如抗體。 小結：蛋白質的功能還有很多?？梢哉f，一切生命活動都離不開蛋白質，蛋白質是生命活動的主要承擔者。 7．蛋白質研究的新進展： 8、【實驗】蛋白質鑒定 l 原理：蛋白質 + 雙縮脲試劑→紫色 注：雙縮脲試劑的使用： 成分：0.1g/mL NaOH溶液、0.01g/mL CuSO4溶液、 （A液） （B液） 使用：分開使用，先加1mL 0.1g/mL NaOH溶液，再加4滴0.01g/mL CuSO4溶液。 條件：（不需要隔水加熱） l 過程 選材與制備：鮮肝提取液或黃豆?jié){濾液 ↓ 呈色反應：取2mL組織樣液，向試管中加入1mL雙縮脲試劑A液1ml并搖勻，再加入雙縮脲試劑B液4滴并搖勻，組織樣液變成紫色。 結論：組織樣液中存在蛋白質。 （四）核酸 1、元素組成：由C、H、O、N、P 5種元素構成? 2、基本單位：核苷酸（由一分子磷酸、一分子五碳糖、一分子含氮堿基組成） 1分子磷酸 脫氧核苷酸 1分子脫氧核糖 （4種） 1分子含氮堿基（A、T、G、C） 1分子磷酸 核糖核苷酸 1分子核糖 （4種） 1分子含氮堿基（A、U、G、C） 3、種類：脫氧核糖核酸（DNA）和 核糖核酸（RNA） 類別 核酸 DNA（脫氧核糖核酸） RNA（核糖核酸） 基本單位 核苷酸 脫氧核糖核苷酸（4種） 核糖核苷酸（4種） 化學成分 堿基 A（腺嘌呤）、G（鳥嘌呤）、C（胞嘧啶） T（胸腺嘧啶） U（尿嘧啶） 五碳糖 脫氧核糖 核糖 磷酸 磷酸 分布 主要分布在細胞核中（在線粒體和葉綠體中有少量存在） 主要分布在細胞質中（在線粒體和葉綠體中有少量存在） 結構 一般由兩條脫氧核苷酸長鏈盤旋成雙螺旋結構 一般是一條核糖核苷酸長鏈 （單鏈RNA不穩(wěn)定，易發(fā)生突變） 功能 絕大多數(shù)生物的遺傳物質 某些病毒的遺傳物質 4、生理功能： DNA分子的4種核苷酸分子不同的組合或序列構成了成千上萬種基因，這些基因編碼著不同的遺傳信息，指導和控制著生物體的形態(tài)、生理和行為等多種性狀的表達和變化。同時，DNA分子也通過精細準確的自我復制，為生物將其遺傳特性傳遞給下一代提供了最基本的分子基礎。 核酸是細胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質，在生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成中具有極其重要的作用。 5、生物體中DNA和RNA比較： 細胞生物（真核、原核） 非細胞生物（病毒） 核酸 DNA和RNA 只有DNA 只有RNA 遺傳物質 DNA DNA RNA 舉例 細菌、真菌、動物、植物等 大多數(shù)噬菌體 煙草花葉病毒、SARS病毒、 艾滋病病毒（HIV）、流感病毒等 6、【實驗】觀察DNA和RNA在細胞中的分布 l 原理：甲基綠使DNA呈現(xiàn)綠色，吡羅紅（蘇教稱派洛寧）使RNA呈現(xiàn)紅色。 l 過程： 1、制片： ①在潔凈的載玻片上滴一滴質量分數(shù)為0.9%的NaCl溶液。 ②用消毒牙簽在自己漱凈的口腔內(nèi)側壁上輕輕地刮幾下，把牙簽上附有碎屑的一端，放在上述載玻片上的液滴中涂抹幾下。 ③點燃酒精燈，將涂有口腔上皮細胞的載玻片烘干。 2、水解 ①在小燒杯中加入30ml質量分數(shù)為8%的鹽酸，將烘干的載玻片放入小燒杯中。 ②在大燒杯中加入30℃溫水。 ③將盛有鹽酸和載玻片的小燒杯放在大燒杯中保溫5min。 3、沖洗涂片 用蒸餾水的緩水流沖洗載玻片10s。 4、染色 ①用吸水紙吸去載玻片上水分。 ②將甲基綠吡羅紅染色劑滴兩滴在載玻片上，染色5min。 ③吸去多余染色劑，蓋上蓋玻片。 5、觀察 ①低倍鏡觀察：選擇染色均勻，色澤淺的區(qū)域，移至視野中央，將物象像調(diào)節(jié)清晰。 ②換用高倍鏡觀察：調(diào)節(jié)細準焦螺旋，觀察細胞核和細胞質的染色情況。 l 結果：綠色明顯集中分布于細胞中央，紅色廣泛分布于綠色的周圍。 l 結論：DNA主要分布在細胞核中，RNA主要分布在細胞質中。 三、常用染色劑及其作用 染色劑或指示劑 作用對象 顏色變化 斐林試劑（或班氏試劑） 還原糖 磚紅色（50-65℃水浴加熱） 蘇丹Ⅲ（蘇丹Ⅳ） 脂肪 橘黃色（紅色） 雙縮脲試劑 蛋白質 紫色 甲基綠 DNA 綠色 吡羅紅 RNA 紅色 健那綠 線粒體 藍綠色 重鉻酸鉀 乙醇 灰綠色 溴麝香草酚藍 CO2 由藍變綠再變黃 二苯胺試劑 提取的DNA 藍色（沸水浴加熱） 第三章 細胞的結構和功能 第一節(jié) 生命活動的基本單位——細胞 一、細胞學說的建立和發(fā)展 1、建立： l ；細胞的發(fā)現(xiàn)者、命名者是英國的科學家胡克； l 細胞學說的建立者是德國的科學家施萊登和施旺。施旺、施萊登提出“一切動物和植物都是由細胞構成的，細胞是一切動植物的基本單位”。 l 在此基礎上德國的魏爾肖總結出：“細胞只能來自細胞”，細胞是一個相對獨立的生命活動的基本單位。這被認為是對細胞學說的重要補充。 （人教版：對細胞學說的闡述： l 細胞是一個有機體，一切動植物都由細胞發(fā)育而來，并由細胞和細胞產(chǎn)物所構成。 l 細胞是一個相對獨立的單位，既有它自己的生命，又對與其他細胞共同組成的整體的生命起作用。 l 新細胞可以從老細胞中產(chǎn)生。 細胞學說的建立過程，是一個在科學探究中開拓、繼承、修正和發(fā)展的過程，具體建立過程如下： l 從人體的解剖和觀察入手：比利時維薩里——《人體構造》揭示人體在器官水平的結構； 法國比夏指出器官由組織構成，把組織分為21種。 l 顯微鏡下的重大發(fā)現(xiàn)：英國科學家虎克；荷蘭磨鏡技師列文虎克用自制顯微鏡觀察了細菌、 紅細胞和精子等； l 理論思維和科學實驗的結合：施萊登和施旺 l 細胞學說在修正中前進：魏爾肖） 2、意義： 它使動物和植物統(tǒng)一到細胞的基礎上，對現(xiàn)代生物科學的發(fā)展具有重要意義。 二、光學顯微鏡的使用 1、方法： 先對光：一轉轉換器；二調(diào)光圈；三調(diào)反光鏡 再觀察：一放標本孔中央；二降物鏡片上方；三升鏡筒仔細看 2、注意： （1）放大倍數(shù)＝物鏡的放大倍數(shù)×目鏡的放大倍數(shù) （2）物鏡越長，放大倍數(shù)越大 目鏡越短，放大倍數(shù)越大 “物鏡—玻片標本”距離越短，放大倍數(shù)越大 （3）物像與實際材料上下、左右都是顛倒的 （4）高倍物鏡使用順序： 低倍鏡→標本移至中央→高倍鏡→大光圈，凹面鏡→細準焦螺旋 （5）污點位置的判斷：移動或轉動法 三、【實驗】用顯微鏡觀察多種多樣的細胞 結果： 1、不同的細胞形態(tài)、大小千差萬別。 2、不同的細胞有共同的結構：細胞膜、細胞質、（細胞核）。 結論：細胞既具有多樣性，又具有統(tǒng)一性。 第二節(jié) 細胞的類型和結構 一、顯微結構與亞顯微結構 顯微結構：光學顯微鏡下觀察到的細胞結構。 亞顯微結構：電子顯微鏡下觀察到的細胞結構。 二、細胞的類型 原核細胞 真核細胞 不 同 點 本質區(qū)別 無由核膜包被的細胞核 有由核膜包被的細胞核 大小 較小 較大 細胞壁 有，主要成分是糖類和蛋白質 植物細胞有，主要成分是纖維素和果膠（動物細胞無細胞壁） 細胞質 有唯一細胞器核糖體 有核糖體和其他細胞器 細胞核 擬核，無核膜、核仁，DNA不與蛋白質結合 有核膜、核仁，DNA與蛋白質結合成染色體 舉例 細菌、藍藻、放線菌、支原體（無細胞壁） 動物、植物、真菌 相同點 ①都有相似的細胞膜和細胞質 ②都有與遺傳關系密切的DNA分子 人教版： 藍藻也稱藍細菌，顫藻、發(fā)菜等都是藍藻。藍藻細胞含藻藍素和葉綠素，是能進行光合作用的自養(yǎng)生物。水域污染、富營養(yǎng)化，會長出水華，影響水質和水中動物的生活，其中有多種藍藻。細菌中的絕大多數(shù)是營腐生或寄生的異養(yǎng)生物。 三、細胞的結構 （一）細胞膜——系統(tǒng)的邊界系統(tǒng)（人教版） 1、成分：主要是脂質（約占50%）和蛋白質（約占40%），還有少量的糖類（約占2%-10%） 2、結構：（流動鑲嵌模型） l 磷脂雙分子層：構成細胞膜的基本骨架 。 （注：磷脂分子包括親水的頭部和疏水的尾部） l 蛋白質：不同程度的嵌入、貫穿或附著在磷脂雙分子層的表面。 （注：功能越復雜的細胞膜，蛋白質的種類和數(shù)量越多） l 外表面：糖分子與蛋白質結合形成糖蛋白。 （注：糖蛋白與細胞識別有關） 3、特點： （1）結構特點：具有一定的流動性（原因：構成細胞膜的磷脂分子和蛋白質分子大多數(shù)是可以運動的）； （2）功能特點：具有選擇透過性。 4、功能：（人教版） ①將細胞與外界環(huán)境分隔開；保障了細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定性。 ②控制物質的進出； 如：細胞需要的營養(yǎng)物質可以可以進入細胞，而細胞不需要或對細胞有害的物質不容易進入細胞；抗體、激素等物質在細胞內(nèi)合成后，分泌到細胞外，細胞產(chǎn)生的廢物也要排到細胞外。 ③進行細胞間信息交流 a.通過體液的作用來完成間接交流：如激素、遞質（如圖A） b.相鄰細胞間直接接觸，通過與細胞膜結合的信號分子影響其他細胞：如免疫細胞間的識別、精子與卵細胞間的識別和結合（如圖B） c.相鄰細胞間形成通道使細胞相互溝通，通過攜帶信息的物質來交流信息：如植物細胞間的胞間連絲（如圖C） 注：受體的化學本質是細胞膜上的蛋白質和糖類結合形成的糖蛋白。 附：細胞壁 植物細胞細胞膜外面還有一層細胞壁，其主要成分是纖維素和果膠，對植物細胞有支持和保護的功能。 5、【實驗】體驗制備細胞膜的方法（人教版） （1）選材：哺乳動物成熟的紅細胞。原因是 ①哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核和具有膜結構的細胞器，可以得到純凈的細胞膜； ②動物細胞沒有細胞壁，省去了去除細胞壁的麻煩，且無細胞壁的支持、保護，細胞易吸水漲破； ③紅細胞數(shù)量大，材料易得。 （2）實驗原理： 細胞內(nèi)的物質具有一定的濃度。把細胞放入清水中，細胞由于吸水而漲破，除去細胞內(nèi)的其他物質，得到細胞膜。 （3）實驗步驟： ①選材：豬（或牛、羊、人等哺乳動物）新鮮的紅細胞稀釋液（血液加適量的生理鹽水：a.使紅細胞分散開，不易凝集成塊；b.使紅細胞暫時維持原有形態(tài)。） ②制作裝片：用滴管取一滴紅細胞稀釋液滴在載玻片上，蓋上蓋玻片。 ③觀察：用顯微鏡觀察紅細胞的形態(tài)（低倍鏡→高倍鏡） ④滴清水：在蓋玻片的一側滴，在另一側用吸水紙吸引。 ⑤觀察：持續(xù)觀察細胞的變化。 (4)結果：凹陷消失，體積增大，細胞破裂，內(nèi)容物流出，獲得細胞膜。 （二）細胞質： 是指細胞膜以內(nèi)，細胞核以外的部分，主要包括細胞質基質和細胞器。 1、細胞質基質： 成分：水、無機鹽離子、脂質、糖類、蛋白質、氨基酸、核苷酸等，許多蛋白質類酶。 功能：為生命活動提供了重要的代謝反應場所和所需的物質物質（如核苷酸、氨基酸等）及一定的環(huán)境條件，影響細胞的形狀、分裂、運動及細胞器的轉運等。 2、細胞器：——系統(tǒng)內(nèi)的分工合作。細胞器是指細胞質基質中一些具有特定形態(tài)結構、功能的結構。 （1）雙層膜細胞器 l 線粒體： 結構：有內(nèi)外兩層膜，內(nèi)膜向內(nèi)突起形成“嵴”，內(nèi)膜以內(nèi)是線粒體基質。 功能：是細胞進行有氧呼吸的主要場所（第二、三階段），在線粒體內(nèi)膜與基質中有多種與有氧呼吸有關的酶。細胞生命活動所需能量大約95%來自線粒體。 分布：動、植物細胞。 特點：含少量DNA和RNA l 葉綠體： 結構：由雙層膜、類囊體、基質構成（許多類囊體疊合構成基粒），在類囊體薄膜上有光合作用必需的色素和與光反應有關的酶，基粒之間的基質中含有與暗反應有關的酶。 功能：進行光合作用的場所。 分布：主要存在于植物的葉肉細胞中。 特點：含少量DNA和RNA l 【實驗】用高倍鏡觀察葉綠體和線粒體（人教版） 1、實驗目的：了解葉綠體和線粒體的形態(tài)和分布。 2、實驗材料選取 觀察葉綠體：常選用蘚類葉片（很薄，僅有一兩層細胞），或菠菜葉稍帶些葉肉的下表皮。 觀察線粒體：人的口腔上皮細胞。 3、染色劑： 觀察葉綠體時，由于葉綠體本身含有色素，呈綠色，所以不需要染色。觀察線粒體時，用健那綠染液染色。（健那綠是用于線粒體染色的專一性活細胞染料，能將線粒體染成藍綠色） 4、實驗流程 （1）觀察葉綠體 ①制作臨時裝片：載玻片中央滴一滴清水→將蘚類小葉或菠菜葉稍帶些葉肉的下表皮放入水滴中并展平→蓋上蓋玻片。 ②觀察：先用低倍鏡觀察后再用高倍鏡觀察。 （2）觀察線粒體 ①制作臨時裝片：載玻片中央滴一滴健那綠染液→用消毒牙簽在漱凈的口腔內(nèi)側壁后涂于染液中→蓋上蓋玻片 ②觀察：先用低倍鏡觀察后再用高倍鏡觀察。高倍鏡下可見被染成藍綠色的線粒體。 （2）單層膜細胞器 l 內(nèi)質網(wǎng)： 結構：由膜構成的復雜結構，廣泛分布在細胞質基質內(nèi)。內(nèi)質網(wǎng)膜與核膜相連，內(nèi)質網(wǎng)腔與內(nèi)、外兩層核膜之間的腔相通；有的細胞中內(nèi)質網(wǎng)膜與細胞膜相連，有的細胞中內(nèi)質網(wǎng)膜與線粒體外膜相連。 功能：①增大了細胞內(nèi)的膜面積，膜上有多種酶，有利于化學反應進行； ②合成和加工蛋白質（形成蛋白質的空間結構）、與脂質的合成有關。 分布：動、植物細胞。 l 高爾基體： 結構：由扁平小囊和小泡組成。 功能：①與動物細胞分泌物的形成有關； ②與植物細胞細胞壁的形成有關； ③加工和轉運來自內(nèi)質網(wǎng)蛋白質，形成成熟的蛋白質。 分布：動、植物細胞。 l 液泡： 結構：泡狀結構，外面的膜稱液泡膜，里面的液體稱細胞液，其中含有糖類、無機鹽、色素和氨基酸等物質。成熟的植物細胞中有大液泡。 功能：調(diào)節(jié)細胞的內(nèi)環(huán)境，使細胞維持一定的滲透壓，保持細胞的形態(tài)。 分布：普遍存在于植物細胞。 l 溶酶體（人教版） 結構：單層膜構成的囊狀結構。 功能：含多種水解酶，是“消化車間”。能分解衰老、損傷的細胞器，吞噬并殺死侵入細胞的病毒、病菌。 分布：動、植物細胞。 （3）無膜細胞器 l 核糖體： 結構：無膜結構。含rRNA。 功能：合成蛋白質的場所。 分布：動、植物細胞。（注：其他細胞，包括原核細胞也有） l 中心體： 結構：無膜結構，由兩個垂直排列的中心粒及其周圍物質組成。 功能：與動物細胞的有絲分裂有關。 分布：動物細胞。（注：低等植物細胞中也有） 小結： 1、高等動、植物細胞區(qū)別：高等動物特有的結構是中心體；高等植物特有的結構有細胞壁、葉綠體、液泡。 2、具有雙層膜的細胞器有線粒體、葉綠體；具有單層膜的細胞器有內(nèi)質網(wǎng)、高爾基體、液泡、溶酶體；沒有膜的細胞器有核糖體、中心體； 3、能產(chǎn)生水的細胞器有：線粒體、核糖體、葉綠體、高爾基體。 4、能產(chǎn)生ATP（與能量轉換有關）的結構有：線粒體、核糖體、細胞質基質。 5、與主動運輸有關的細胞器有：線粒體、核糖體。 6、生理互動中遵循堿基互補配對原則的結構有：細胞核、核糖體、線粒體、葉綠體。 7、參與細胞分裂的細胞器有：線粒體、核糖體、中心體、高爾基體。 8、含色素的細胞器有：葉綠體、液泡、有色體。 9、與碳循環(huán)有關的細胞器有：葉綠體、線粒體。 10、核糖體在細胞中的分布和功能：有的附著在內(nèi)質網(wǎng)上（合成分泌蛋白，如消化酶、抗體、部分激素等）；有的游離在細胞質基質中（合成胞內(nèi)蛋白，如與有氧呼吸有關的酶） 細胞內(nèi)有許多條“生產(chǎn)線”。每條“生產(chǎn)線”都需要若干細胞器的相互配合。各種細胞器的形態(tài)、結構不同，在功能上也各有分工。（人教版）體現(xiàn)了“結構與功能相統(tǒng)一、局部與整體相統(tǒng)一”。 附：分離各種細胞器的方法（人教版） 分離各種細胞器常用的方法是差速離心法。將細胞膜破壞后，形成又各種細胞器和細胞中其他物質組成的勻漿；將勻漿放入離心管中，用高速離心機在不同轉速下進行離心，利用不同的離心速度所產(chǎn)生的不同的離心力，就能將各種細胞器分離開。 （三）細胞核（真核細胞）——系統(tǒng)的控制中心 1、結構：由核膜、核仁、染色質等組成。 （1）核膜：雙層膜，膜上有核孔（細胞核與細胞質之間的物質交換通道，RNA、蛋白質等大分子進出必須通過核孔），核膜上還有多種酶。 （2）核仁：細胞有絲分裂中，周期性的消失（前期）和重建（末期），核糖體中的RNA來自核仁。蛋白質合成旺盛的細胞中，常有較大的核仁。 （3）染色質：細胞核中容易被堿性染料染成深色的物質，主要由DNA和蛋白質組成。 （注：染色質和染色體的關系：細胞中同一種物質在不同時期的兩種表現(xiàn)形態(tài)） 2、功能： ü 是遺傳物質DNA的儲存和復制的主要場所； ü 是細胞遺傳特性和細胞代謝活動的控制中心。 四、制作真核細胞模型 1、注意事項 （1）注意植物細胞與動物細胞的區(qū)別。 （2）注意由膜構成的結構與無膜結構在選材上的區(qū)別。 （3）注意各細胞器或結構之間比例的大小。 2、模型 （1）概念：模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對認識對象所作的一種簡化的、概括性的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的。 （2）類型： l 物理模型：以實物或圖畫形式直觀地表達認識對象的特征。如“DNA雙螺旋結構模型” l 概念模型：以抽象文字或化學方程式表示一個實體的內(nèi)部關系。如光合作用的概念及表示式。 l 數(shù)學模型：以數(shù)學方程、圖表等形式表達一個實體的內(nèi)部功能。如種群數(shù)量增長的“J型曲線”、“S型曲線”，細胞分裂時染色體、DNA變化的坐標曲線。 五、細胞的生物膜系統(tǒng) 1、概念：在真核細胞中，細胞膜、核膜以及內(nèi)質網(wǎng)、高爾基體、線粒體等由膜圍繞而成的細胞器，在結構和功能上是緊密聯(lián)系的統(tǒng)一整體，它們形成的結構體系，稱為細胞的生物膜系統(tǒng)。 2、作用：（人教版） （1）細胞膜不僅使細胞具有一個相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境，同時在細胞與外部環(huán)境進行物質運輸、能量轉換和信息傳遞的過程中起著決定性作用。 （2）許多重要的化學反應都在生物膜上進行，這些化學反應需要酶的參與，廣闊的膜面積為多種酶提供了大量的附著位點。 （3）細胞內(nèi)的生物膜把各種細胞器分隔開，如同一個個小的區(qū)室，這樣就使得細胞內(nèi)能夠同時進行多種化學反應，而不會互相干擾，保證了細胞生命活動高效、有序地進行。 3、生物膜系統(tǒng)之間的聯(lián)系 （1）生物膜在化學組成上的聯(lián)系 ①相似性：各種生物膜在組成成分的種類上基本相同，都主要由蛋白質和脂質組成。 ②差異性：各種生物膜在組成成分的含量上有顯著差異。功能越復雜的生物膜中，蛋白質的種類和數(shù)量越多；具有識別功能的細胞膜中糖類含量較多。 （2）生物膜在結構上的聯(lián)系 線粒體供能 （3）生物膜在功能上的聯(lián)系（以分泌蛋白的合成、運輸、加工為例） 細胞核：基因的轉錄，將遺傳信息傳遞到細胞質 ↓ 核糖體：利用氨基酸合成多肽。 ↓ 內(nèi)質網(wǎng)：對多肽進行初步加工，形成蛋白質的空間結構，再以囊泡的方式運送到高爾基體。 ↓ 高爾基體：將多肽再加工為成熟的蛋白質，再以囊泡的方式運送到細胞膜并與之融合。 ↓ 細胞膜：通過外排作用，將蛋白質分泌到細胞外成為分泌蛋白。 注：上述過程的發(fā)現(xiàn)所用的研究手段是同位素示蹤技術。 六、細胞的完整性： 細胞是一個有機的統(tǒng)一整體，細胞只有保持完整性，才能正常地完成各種生命活動。 第三節(jié) 物質的跨膜運輸 一、物質進出細胞的方式： （一）物質跨膜運輸方式的類型幾特點 1、小分子物質跨膜運輸?shù)姆绞剑? 方式 濃度 載體 能量 舉例 意義 被動運輸 簡單 擴散 高→低 × × O2、CO2、水、乙醇、甘油、小分子脂肪酸 只能從高到低被動地吸收或排出物質 易化 擴散 高→低 √ × 葡萄糖進入紅細胞 主動 運輸 一般低→高 √ √ 各種離子，小腸吸收葡萄糖、氨基酸，腎小管重吸收葡萄糖 保證活細胞按照生命活動的需要，主動地選擇并吸收營養(yǎng)物質，排出代謝廢物和對細胞有害的物質。 2、大分子和顆粒性物質跨膜運輸?shù)姆绞剑? （1）內(nèi)吞作用： 過程：大分子或顆粒附著在細胞膜上，這部分細胞膜內(nèi)陷形成小囊，然后小囊從細胞膜上脫離下來，形成囊泡，進入細胞內(nèi)部。 實例：白細胞吞噬大腸桿菌，變形蟲吞噬有機顆粒。 （2）外排作用 過程：大分子先在細胞內(nèi)形成小囊泡，囊泡移到細胞膜處，與細胞膜融合，小囊泡逐漸移到細胞表面，并且向細胞外張開，將大分子排出。 實例：胰島B細胞分泌胰島素。 （二）生物膜的特點： 1、結構特點：具有一定的流動性 l 原因：構成生物膜的磷脂分子和蛋白質分子大多數(shù)是可以運動的。 l 意義：物質運輸、細胞識別、細胞融合、細胞表面受體接受信息的調(diào)節(jié)功能等均與之有關。 2、功能特點：具有選擇透過性。 決定 決定 l 表現(xiàn)：水分子可以自由通過，細胞要選擇吸收的離子或分子也可以通過，其他的離子或分子則不能通過。 l 原因：遺傳性 載體種類、數(shù)量 選擇性 3、流動性與選擇透過性的關系 ①區(qū)別：流動性是生物膜的結構特點，選擇透過性是生物膜的功能特點。 ②聯(lián)系：流動性是選擇透過性的基礎，只有膜具有流動性，才能表現(xiàn)出選擇透過性。 （三）生物膜的流動鑲嵌模型 1、生物膜的流動鑲嵌模型學說的基本內(nèi)容 磷脂雙分子層構成了膜的基本骨架，這個支架不是靜止的，磷脂雙分子層是輕油般的流體，具有流動性。蛋白質分子有的鑲在磷脂雙分子表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的橫跨整個磷脂雙分子層。大多數(shù)蛋白質也是可以運動的。 2、嘗試制作生物膜模型（略） （四）滲透實驗： 1、發(fā)生滲透作用的基本條件——滲透系統(tǒng) 具有半透膜 膜兩側的溶液具有濃度差 2、滲透系統(tǒng)的組成（如右下圖，開始時漏斗內(nèi)外液面相等，溶質不能透過半透膜） （1）若S1>S2，則單位時間內(nèi)進入漏斗中的水分子多，表現(xiàn)為漏斗內(nèi)液面上升。 （2）若S2>S1，則單位時間內(nèi)進入燒杯中的水分子多，表現(xiàn)為漏斗內(nèi)液面下降。 （3）若S1=S2，則單位時間內(nèi)進入漏斗中的水分子與進入燒杯中的水分子一樣多，表現(xiàn)為漏斗內(nèi)液面高度不變。 【特別提示】 （1）半透膜兩側溶液間的水分子是進行雙向運動的； （2）上述原理適用于比較溶質不能透過半透膜的溶液濃度的大小。 （3）水分子、葡萄糖分子可以通過半透膜，蔗糖分子不能通過半透膜； 3、動、植物細胞符合滲透系統(tǒng) （1）動物細胞：細胞膜相當于半透膜 l 當細胞質濃度>外界溶液濃度時，細胞吸水膨脹； l 當細胞質濃度<外界溶液濃度時，細胞失水皺縮； l 當細胞質濃度=界溶液濃度時，細胞水分進出平衡，形態(tài)不變。 （2）成熟植物細胞：原生質層（包括細胞膜、液泡膜、兩層膜之間細胞質）相當于半透膜 l 當外界溶液濃度>細胞液濃度時，細胞通過滲透作用失水，發(fā)生質壁分離現(xiàn)象； l 將已發(fā)生質壁分離的植物細胞放入清水中，此時細胞液的濃度高于外界清水，植物細胞就吸水，發(fā)生質壁分離復原現(xiàn)象； 二、【模擬實驗】探究膜的透性 1、背景材料：甲圖為實驗開始狀態(tài)，乙圖為實驗結束狀態(tài)。請在乙圖所示實驗結果的基礎上繼續(xù)實驗，探究蔗糖的水解產(chǎn)物能否通過半透膜。 2、 材料用具：蔗糖酶溶液、斐林試劑、試管（編號為A、B…）、滴管、水浴鍋等。 3、 方法步驟： （1）向a、b兩管分別加入等量蔗糖酶溶液，水浴加熱（或隔水加熱）U型管至適宜溫度，觀察a、b兩管內(nèi)液面的變化。 （2）吸取a、b兩管內(nèi)適量液體，分別加入A、B兩試管中，并加入斐林試劑，（60℃～65℃）水浴加熱，觀察A、B試管內(nèi)有無磚紅色沉淀。 4、 結果預測與分析： （1）如果a、b兩管液面高度差縮小且試管A、B內(nèi)均有磚紅色沉淀，則蔗糖的水解產(chǎn)物能通過半透膜； （2）如果a、b兩管液面高度差增大且A試管內(nèi)無磚紅色沉淀、B試管內(nèi)有磚紅色沉淀，則蔗糖的水解產(chǎn)物不能通過半透膜。 三、【實驗】觀察植物細胞的質壁分離和復原 1、實驗原理： 成熟的植物細胞的原生質層相當于一層半透膜，細胞液具有一定的濃度，能夠滲透失水和吸水。 原生質層（細胞膜、液泡膜、兩層膜之間細胞質）相當于半透膜。 2、材料用具：紫色洋蔥表皮，0.3g/ml蔗糖溶液，清水，載玻片，鑷子，滴管，顯微鏡等 3、方法步驟： （1）制作洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片。 （2）低倍鏡下觀察洋蔥鱗片葉外表皮細胞中紫色的中央液泡的大小以及原生質層位置。 （現(xiàn)象：有一個紫色的中央大液泡；原生質層緊貼著細胞壁。） （3）在蓋玻片一側滴入蔗糖溶液，另一側用吸水紙吸，重復幾次，讓洋蔥表皮浸潤在蔗糖溶液中。 （4）用低倍鏡觀察，看細胞的中央液泡是否逐漸變小，原生質層在什么位置、細胞大小是否變化。 （現(xiàn)象：中央液泡逐漸變小，細胞液顏色變深，原生質層與細胞壁逐漸分離。） （5）在蓋玻片一側滴入清水，另一側用吸水紙吸，重復幾次，讓洋蔥表皮浸潤在清水中。 （6）用低倍鏡下觀察，看中央液泡是否逐漸變大，原生質層的位置有沒有變化，細胞的大小有沒有變化。 （現(xiàn)象：中央液泡逐漸變大，細胞液顏色變淺，原生質層逐漸貼近細胞壁。） 4、實驗結論： 成熟的植物細胞能與外界溶液發(fā)生滲透作用，外界溶液濃度>細胞液濃度時，細胞失水（發(fā)生質壁分離現(xiàn)象）外界溶液濃度<細胞液濃度時，細胞吸水（發(fā)生質壁分離復原現(xiàn)象） 5、應用 （1）判斷細胞的死活。 （2）測定細胞液濃度范圍。 待測細胞+一系列濃度梯度的蔗糖溶液（分別鏡檢）→細胞液濃度范圍等于未發(fā)生質壁分離和 剛剛發(fā)生質壁分離的外界溶液的濃度范圍。 （3）鑒別不同種類的溶液。 成熟植物細胞 + 不同種類溶液 →質壁分離→溶質不能通過半透膜的溶液（如蔗糖溶液） 質壁分離后又自動復原→溶質能通過半透膜的溶液（如KNO3、尿素、甘油、乙二醇等溶液） （4）驗證細胞壁和原生質層的伸縮性大小。 發(fā)生質壁分離現(xiàn)象→細胞壁伸縮性小于原生質層的伸縮性 不發(fā)生質壁分離現(xiàn)象→細胞壁伸縮性大于原生質層的伸縮性 （5）比較不同植物細胞的細胞液濃度。 同一植物的不同成熟細胞+同一濃度的蔗糖溶液（鏡檢）→剛發(fā)生質壁分離所需時間比較 →判斷細胞液濃度（或質壁分離速度） （6）鑒別不同種類的溶液。 成熟植物細胞 + 不同種類溶液 →質壁分離→溶質不能通過半透膜的溶液（如蔗糖溶液） 質壁分離后又自動復原→溶質能通過半透膜的溶液（如KNO3、尿素、甘油、乙二醇等溶液） 四、影響植物吸收無機鹽（礦質元素）離子的因素 決定 決定 表現(xiàn) 1、內(nèi)因——遺傳因素 不同植物DNA不同 載體種類、數(shù)量不同 選擇性吸收 不同植物對同一離子的吸收能力不同； 同種植物對不同離子的吸收能力不同。 （注意：載體具有特異性，不同的離子一般需要不同的載體來運輸。） 影響 影響 2、外因——影響呼吸作用的因素 影響 ①土壤中O2含量 呼吸 ATP 主動 ②溫度→呼吸酶活性 作用 的生成 運輸 3、根吸收無機鹽（礦質元素）離子與溶液中離子濃度的關系 （1）曲線AB段表示在一定離子濃度范圍內(nèi)，根吸收離子的速度隨離子濃度的增大而加快。 （2）曲線BC段表示當離子濃度增大到一定數(shù)值時，根的吸收速率不再增加，這是由根細胞膜上載體的數(shù)量決定。 （3）曲線CD段表示當離子濃度過高時，將會使根細胞失水，從而影響根細胞正常的代謝活動，使離子吸收速率下降。 五、植物對水分和無機鹽（礦質元素）吸收的關系 比較 水分的吸收 礦質元素的吸收 區(qū) 別 過程 主要通過滲透作用完成 通過主動運輸完成 動力 濃度差；蒸騰作用 根細胞呼吸產(chǎn)生的ATP 影響因素 ①細胞液與外界溶液的濃度差 ②蒸騰作用的強度 ①植物自身的遺傳特性 ②土壤中O2含量 ③土壤溫度 聯(lián)系 ①無機鹽（礦質元素）必須溶解在水中呈離子狀態(tài)，才能被細胞吸收 ②吸收后的無機鹽（礦質元素）離子，影響對水分的吸收，并隨水分一起運輸 小結：植物對水的吸收和對無機鹽（礦質）離子的吸收是兩個相對獨立的過程。 第四章 光合作用和細胞呼吸 第一節(jié) ATP和酶 一、ATP在能量代謝中的作用： 1、ATP的功能：ATP是生命活動的直接能源物質。 注：生物體內(nèi)可以提供能量的物質有糖類、脂肪、蛋白質，生命活動的主要的能源物質是糖類 植物細胞中儲存能量的多糖是淀粉，動物細胞中儲存能量的多糖是糖原，儲備能源物質是脂肪 細胞進行生命活動所需要的主要能源物質是葡萄糖 生命活動的根本能量來源是太陽光能 2、ATP的化學組成與結構特點： 中文名：腺嘌呤核苷三磷酸（人教版：三磷酸腺苷） 構成：腺嘌呤—核糖—磷酸基團～磷酸基團～磷酸基團（如右圖） 結構簡式： A-P～P～P （A ：腺嘌呤核苷 P：磷酸基團 ~ ：高能磷酸鍵） 簡稱：ATP（A ：腺嘌呤核苷 T ：3 P：磷酸基團） 3、ATP在能量代謝中的作用： ATP末端的高能磷酸鍵相當脆弱，水解時容易斷裂，ATP水解生成腺嘌呤核苷二磷酸（ADP）和無機磷酸（Pi），同時釋放出能量，為各種生命活動直接供能。 注：ADP可以繼續(xù)水解生成腺嘌呤核苷酸（簡稱AMP）和無機磷酸（Pi）,其中AMP是構成RNA的基本單位之一，可作為RNA的合成原料。 4、ATP的形成途徑： 與ADP的相互轉化： ATP ADP＋Pi＋能量 思考：該反應式向右表示ATP水解，向左：表示ATP合成，但上述反應式能不能表示可逆反應？ 分析： 酶 ATP的水解 酶 ATP的合成 反應式 ATP → ADP＋Pi＋能量 ADP＋Pi＋能量 → ATP 所需酶 ATP水解酶 ATP合成酶 能量來源 儲存在高能磷酸鍵中的能量 動物：細胞呼吸 植物：細胞呼吸和光合作用 能量去路 用于各項生命活動 儲存在形成的高能磷酸鍵中 反應場所 生物體的需能部分 細胞質基質、線粒體、葉綠體 小結：（1）從表上可以看出，ATP與ADP相互轉化過程中，反應類型，反應所需酶以及能量的來源、去路和反應場所都不完全相同，因此，ATP與ADP的相互轉化不是可逆反應。但物質是可以循環(huán)利用的（能量不可逆）。 （2）ATP在細胞中含量并不多，但它卻能作為各種生命活動的直接能源物質，原因是細胞中ATP與ADP循環(huán)轉變，且十分迅速。 l ATP產(chǎn)生量與O2供給量之間的關系（如下圖） （1）A點表示在無氧的條件下，細胞可通過無氧呼吸分解有機物，產(chǎn)生少量的ATP。 （2）AB段表示隨O2供給量逐漸增多，有氧呼吸明顯加強，通過有氧呼吸分解有機物釋放出來的能量明顯增多，ATP產(chǎn)生量隨之升高。 （3）BC段表示O2供給量超過一定的范圍，ATP的產(chǎn)生量不再增加，因為有氧呼吸產(chǎn)生ATP的過程還受其他條件的限制，如酶、ADP、Pi等。 二、酶在代謝中的作用： 1、酶的概念：酶通常是指由活細胞產(chǎn)生的、具有催化活性的一類特殊的蛋白質，又稱為生物催化劑。（少數(shù)是RNA）。 附：酶化學本質的實驗驗證 （1）證明某種酶是蛋白質 實驗組：待測酶液 + 雙縮脲試劑 → 是否出現(xiàn)紫色反應 對照組：已知蛋白質溶液 + 雙縮脲試劑 → 出現(xiàn)紫色反應 （2）證明某種酶是RNA 實驗組：待測酶液 + 吡羅紅染液 → 是否呈現(xiàn)紅色 對照組：已知RNA溶液 +吡羅紅染液→ 出現(xiàn)紅色 注：利用酶的特異性也可探究某種酶的化學本質是蛋白質還是RNA，將某種酶液用蛋白酶或核糖核酸酶處理，根據(jù)酶液是否被水解予以判斷。 2、酶的特性： （1）催化性 操作順序 項 目 1號試管 2號試管 1 底物 2mL 3%的H2O2 2mL 3%的H2O2 2 滴加 2滴新鮮酵母菌液 2滴蒸餾水 3 用棉花堵住試管 √ √ 4 插入點燃無火焰衛(wèi)生香 √ √ 5 現(xiàn)象 產(chǎn)生大量氣泡； 衛(wèi)生香燃燒猛烈 無氣泡產(chǎn)生； 衛(wèi)生香燃燒無變化 結論：酶具有催化性（注：同無機催化劑一樣，化學反應前后酶的性質和數(shù)量不發(fā)生變化） （2）高效性（比較過氧化氫在不同條件下的分解效果） 注：每滴質量分數(shù)為3.5%FeCl3溶液中Fe3+數(shù)大約是質量分數(shù)20%新鮮肝臟研磨液中過氧化氫酶分子數(shù)的25萬倍。 操作順序 項 目 1號試管 2號試管 1 底物 2mL 3%的H2O2 2mL 3%的H2O2 2 催化劑 2滴20%新鮮肝臟研磨液 2滴3.5%FeCl3溶液 3 用棉花堵住試管 √ √ 4 插入點燃無火焰衛(wèi)生香 √ √ 5 現(xiàn)象 產(chǎn)生氣泡快、多； 衛(wèi)生香燃燒猛烈 產(chǎn)生氣泡慢、少； 衛(wèi)生香燃燒不猛烈 結論：酶具有高效性（注：酶的催化效率大約是無機催化劑的107-1013倍） 附：酶具有高效性的原因 分子從常態(tài)轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。催化劑的作用就是降低化學反應的活化能，從而加快反應速度。酶降低活化能的作用比無機催化劑更顯著，因而催化效率更高。 （3）特異性 操作 順序 項目 1號試管 2號試管 1 底物 2mL 3%可溶性淀粉溶液 2mL 3%的蔗糖溶液 2 新鮮淀粉酶溶液 2mL 2mL 3 60℃溫水保溫 5min 5min 4 加入斐林試劑 2mL 2mL 5 水浴加熱 1min 1min 6 現(xiàn)象 磚紅色沉淀 無變化 結論：酶具有特異性（注：一種酶只能催化一種或一類化學反應） 附：酶具有特異性的原因 酶具有一定的空間結構，酶的活性中心往往與底物分子在空間結構上有特殊的匹配關系，當酶與底物結合時，啟動化學反應的發(fā)生。如合成反應或分解反應。 （4）酶的作用條件較溫和 酶所催化的化學反應一般是在比較溫和的條件下進行的。 3、酶促反應的原理：由酶催化的化學反應稱為酶促反應，酶能降低化學反應的活化能。分子從常態(tài)轉變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量成為活化能。 三、【實驗】探究影響酶活性的因素 特別提示： l 細胞中幾乎所有的化學反應都由酶來催化。酶對化學反應的催化效率稱為酶活性。 l 控制變量：實驗過程中可以變化的因素成為變量。其中人為改變的變量稱做自變量。隨著自變量的變化而變化的變量稱為因變量。除自變量外，實驗過程中可能還會存在一些可變因素，對實驗結果造成影響，這些變量稱為無關變量。 l 對照實驗：除了一個因素外，其余因素都保持不變的實驗叫做對照實驗。對照實驗一般要設置對照組和實驗組，在對照實驗中，除了要觀察的變量外，其他變量都應當始終保持相同。 1、溫度對酶活性的影響： 淀粉酶 l 原理： 碘液 碘液 ① 淀粉 麥芽糖 藍色 無藍色出現(xiàn) ② 溫度影響酶的活性，從而影響淀粉的水解，滴加碘液，根據(jù)是否出現(xiàn)藍色以及藍色的深淺來判斷酶的活性。（顏色越淺，說明該溫度下酶的活性越高） l 范例： 1 取3組試管并編號 1、1`號 2、2`號 3、3`號 2 1-3號加等量淀粉溶液 1號 2mL 2號 2mL 3號 2mL 3 1`-3`加等量唾液 1`號1mL 2`號1mL 3`號1mL 4 控制不同溫度條件 冰塊（5min） 37℃（5min） 沸水（5min） 5 唾液與淀粉溶液混合并繼續(xù) 1`→1 2`→2 3`→3 6 控制不同溫度 冰塊（5min） 37℃ （5min）