南昌十六中高中生物必修一
教学案(人教版)必修一
《分子与细胞》
走近细胞
第一节
从生物圈到细胞
一、细胞的生命活动离不开细胞
问题:细胞的生命活动为什么离不开细胞?
1、草履虫是单细胞生物,它具有生物的哪些基本特征?试举出其它几种单细胞生物。
。
2、人类发育的起点是从什么细胞开始的?子女和父母之间,是什么细胞充当了遗传物质的“桥梁”?新生儿长大是由于细胞发生了怎样的变化?
。
3、完成缩手反射,至少需哪些细胞参与?反射的结构基础是反射弧,反射弧包括那几部分
。
4、无细胞结构的病毒能单独生存吗
。
5、损伤的细胞会带来相应的疾病:艾滋病、糖尿病、小儿麻痹症分别是损伤了什么细胞
。
结论:1、单细胞生物依赖单个细胞完成各种生命活动。
2、多细胞生物依赖各种分化的细胞密切合作,完成复杂的生命活动。
3、无细胞结构的生物病毒的生命活动离不开细胞。
生活方式:只能寄生在活细胞才能生活。
病毒
结构:核酸和蛋白质
分类:DNA病毒、RNA病毒
遗传物质:或只是DNA,或只是RNA(一种病毒只含一种核酸)
4、细胞损伤与疾病:
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。
二、
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
(种群
群落
生态系统三者实例的判断)
结论:除病毒以外,细胞是生物体结构和功能的基本单位,是地球上最基本的生命系统。
第一章
走近细胞
第二节
细胞的多样性和统一性
一、高倍显微镜的使用
1、重要结构
目镜—长,放大倍数小
光学结构:镜头
物镜—长,放大倍数大
平面—调暗视野
反光镜
凹面—调亮视野
准焦螺旋—使镜筒上升或下降(有粗、细之分)
机械结构
:
转换器—更换物镜
光圈—调节视野亮度(有大、小之分)放标本至孔中央
2、步骤:
低倍镜观察:
取镜、安放:
对光:低倍物镜对准通光孔,左眼注视目镜,调整反光镜使视野明亮。
观察:放标本至通光孔中央,调节粗准焦螺旋使镜筒下降,左眼注视目镜,
再使镜筒上升看到物象为止,调节细准焦螺旋使物像清晰。
高倍镜观察:移动物像到视野中央,转动转换器,换上高倍物镜,调大光圈和反光镜,调节
细准焦螺旋,使物像清晰。(一移二转三调)
【注】(1)调节粗准焦螺旋使镜筒下降时,侧面观察物镜与装片的距离;
(2)首先用低倍镜观察,找到要放大观察的物像,将物像移到视野中央,换上高倍物镜。
(3)
换上高倍物镜后,“不准动粗”。(4)
物像移动的方向与装片移动的方向相反。
3、高倍镜与低倍镜观察情况比较
物像大小
看到细胞数目
视野亮度
物像与装片的距离
视野范围
高倍镜
大
少
暗
近
小
低倍镜
小
多
亮
远
大
二、细胞的多样性和统一性
1、细胞的多样性:
①真核细胞多样性:动物(草履虫、变形虫)、植物、真菌(酵母菌、霉菌、粘菌)等。
②原核细胞多样性:蓝藻、细菌(杆菌、球菌、螺旋菌、弧菌)、放线菌、支原体、
衣原体、立克次氏体。(一藻二菌三体)
蓝藻:主要包括:
、
、
、
;其细胞内含有
素,能进行光合作用,是
生物(代谢类型)。
危害:水华:
水体富营养化(N、P多),蓝藻爆发性增殖,从而产生了水华。
③原核生物、真核生物:原核生物:由原核细胞构成的生物。
真核生物:由真核细胞构成的生物。
【注】误区警示⑴、原核细胞一般都有细胞壁,但其成分与植物细胞的细胞壁不同。
⑵、带“菌”生物的判断:
原核生物:细菌(杆菌、球菌、螺旋菌、弧菌)、放线菌等。
真核生物:酵母菌、霉菌、青霉菌等。
④真核细胞、原核细胞差别:
原核细胞
真核细胞
大小
较小
较大
本质区别
无以核膜为界限的细胞核
有以核膜为界限的真正的细胞核
细胞壁
主要成分是肽聚糖
植物:纤维素和果胶;
细胞核
有拟核,无核膜、核仁,DNA不与蛋白质结合
有核膜和核仁,DNA与蛋白质结合成染色体
细胞质
仅有核糖体,无其他细胞器
有核糖体线粒体等复杂的细胞器
遗传物质
DNA
举例
蓝藻、细菌等
真菌,动、植物
2、细胞的统一性:
真核细胞统一性:都有
。
原核细胞统一性:都有
。
真核细胞、原核细胞统一性:都有
。
三、细胞学说的内容(生物界的统一性)
过程:
维萨里
比夏
虎克
施莱登、施旺
魏尔肖
器官
组织
细胞
提出细胞学说---------修正
主要内容:1.细胞是有机体
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\o
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\t
"_blank ),一切动植物都是由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成;
2.细胞是一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体的生
命起作用。
3.
新细胞可以从老细胞
( http: / / www.21cnjy.com"
\o
"欢迎登陆21世纪教育网"
\t
"_blank )中产生。
【注】现代生物学三大基石
1、1938~1839年,细胞学说;
2、1859年,达尔文,进化论;
3、1866年,孟德尔,遗传学
第二章
组成细胞的分子
第一节
细胞中的元素和化合物
一、组成细胞的元素:
1.阅读“问题探讨”及第一段,思考:
生物界与非生物界在元素组成上的
统一性表现在____________
_________
;
差异性表现在_______________________
。
其原因是
。
2.细胞中常见的化学元素:
种类:常见的元素有
多种。
分类:大量元素:概念:①含量
②作用
。
种类:(9)______________________________
____________。
其中:主要元素:
原因是其含量为
。
基本元素:
原因是其含量为
。
最基本元素:
,占细胞干重的48.8%,生物大分子以碳链为骨架。
微量元素:概念:①含量
②作用
。
种类:(8)______________________________
___________。
二、组成细胞的化合物:
化合物
无机化合物
水:主要组成成分,一切生命活动都离不开水。
无机盐:对维持生物体的生命活动有重要作用
有机化合物
糖类:主要的能源物质
脂质:主要的储能物质
蛋白质:生命活动(或性状)的主要承担者(体现者)
核酸:携带遗传信息
【注】细胞中含量最多的元素、原子个数最多的元素、含量最多化合物、含量最多有机化合
物分别是
。
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质:
[一]原理:
有机物
+检测试剂
呈色反应
①还原糖+__________试剂
_________
沉淀。
②蛋白质+____________试剂
________
____。
③淀粉+______
_
__________
____
。
④脂肪+____________染液
___________
___。
脂肪+___________
染液
________________。
[二]设计思路:
单因子变量:不同有机物
检测指标:颜色变化
检测试剂:
。
检测方法:观察
[三]实验步骤:
1.还原糖的检测和观察:还原糖(单糖、除蔗糖的二糖)
①选材:适宜性:最理想的实验材料是还原性糖的含量
,颜色
。
还原糖的检测能否选用下列材料:甘蔗、马铃薯、韭菜、西红柿、西瓜
②自身对照:取干净的试管加入2毫升苹果组织样液,观察其颜色。
③检测:用现配制的
加入试管中。
④条件:把试管放入600C水的烧杯
加热2分钟。
⑤结果:
。⑥结论:
。
2.蛋白质的检测和观察:
①选材:适宜性:最理想的实验材料是蛋白质的含量
,颜色
。
②自身对照:取干净的试管加入2毫升蛋清稀释液,观察其颜色。
③检测:
。
④结果:
。
⑤结论:
。
【注】斐林试剂与双缩脲试剂的组成有何异同?用法有何不同?
3.淀粉的检测和观察:
①选材:适宜性:最理想的实验材料是淀粉的含量
,颜色
。
②自身对照:取干净的试管加入2毫升马铃薯组织样液,观察其颜色。
③检测:
。
④结果:
。
⑤结论:
。
4.脂肪的检测和观察:
方法一:①选材:适宜性:最理想的实验材料是脂肪的含量
,颜色
。
②自身对照:取干净的试管加入2毫升花生组织样液,观察其颜色。
③检测:
。
④结果:
。
⑤结论:
。
方法二:
选材、材料处理:
材料处理:制片:a切片(取材
( http: / / www.21cnjy.com )):从培养皿中选取_____________的切片,用__________蘸取放在___________中央;b染色:在花生子叶薄片上滴加_____________________,染色____min(如果用苏丹Ⅳ染液,染色____分钟);c清洗:用___________吸去染液,再滴加________滴体积分数为50%的_________溶液,________________,再用____________吸去花生子叶周围的酒精,滴一滴___________,d盖上盖玻片:盖上盖玻片,制成临时装片。
检测:镜检:低倍镜:在_______________下找到花生子叶的___________,移到
______________,将物象调节清楚;
高倍镜:换_________________观察,视野中被染成______________的脂肪
颗粒清晰可见。
③结果:
。
④结论:
。
【注】①鉴定蛋白质的实验材料,如果选用鸡蛋,应用蛋清,而且要注意稀释,一般要稀释
10倍以上,否则实验后,产物会粘附在试管壁上,不易清洗。
②双缩脲B液不可加的过多,否则会产生大量蓝色的Cu(OH)2沉淀遮盖反应颜色。
第二章
第二节
生命活动的主要承担着——蛋白质
一、蛋白质概述:
1.蛋白质的元素组成:主要是
,其次是
。
2.蛋白质在细胞中的含量:占鲜重
,占干重
。含量
有机物,是细胞中
物质。
3.蛋白质的基本单位:
二、构成蛋白质的氨基酸及其种类:
1.
氨基酸结构特点:问题:.观察P20“思考与讨论”中的几种氨基酸,完成下列问题:
①共同结构特点
。
②差别
。
③氨基酸与其分子结构的对应关系是
。
2.氨基酸结构通式:
。
3.氨基酸种类:
种
三、蛋白质的结构及其多样性:
问题:1.观察P21图2-4氨基酸是如何形成蛋白质的?
氨基酸→二肽→三肽→……→多肽,一条多肽链盘曲折叠形成蛋白质,或几条多肽
链折叠形成蛋白质。
1.结构:
化学结构:由多个氨基酸分子脱水缩合而成,含有多个肽键的化合物,叫多肽,
多肽呈链状结构,叫肽链。
空间结构:肽链能
形成一定空间结构蛋白质。一个蛋白质分子
含有一条或几条肽链。肽链间可通过化学键连接形成更复杂蛋白质。
问题:2.观察P22图2-5,回答:
2.形成过程:脱水缩合反应
①氨基酸分子相互结合的方式是:一个氨基
( http: / / www.21cnjy.com )酸分子的________与另一个氨基酸分子的________相连接,同时脱去__________,这种结合方式叫做___________。
②什么是二肽、多肽?
二肽
。
多肽
。
③写出二肽形成过程,并标出“肽键”;写出肽键的结构简式;
。
④氨基酸分子脱水缩合形成H2O中H、O的来源分别是:__________
_____________。
⑤盐析出的蛋清加水后原絮状物为何消失?
⑥吃熟鸡蛋容易消化吗?
。
3.有关计算:
①一条多肽链由三个氨基酸分子缩合而成的
( http: / / www.21cnjy.com )化合物叫__________,脱去________个水分子,形成_________个肽键,至少有_______个氨基,至少有________个羧基。
②一条肽链由n个氨基酸分子缩合而成的化合物
( http: / / www.21cnjy.com )叫____________,脱去________个水分子,形成_________个肽键,至少有_______个氨基,至少有________个羧基。
③两条肽链由n个氨基酸组成,脱去_________个水分子,形成______个肽键,至少有_____个氨基,至少有______个羧基。
④m条肽链由n个氨基酸组成,脱去_________个水分子,形成______个肽键,至少有_____个氨基,至少有______个羧基。
练习:课本P24中基础题第三题
4.蛋白质的相对分子质量计算:
若每个氨基酸的平均分子质量为
( http: / / www.21cnjy.com )a,则两个氨基酸分子质量为2a,这两个氨基酸分子脱水缩合形成二肽,脱去一分子水(H2O的相对分子质量为18),则这个二肽的相对分子质量为__________。
结论:蛋白质相对分子质量=氨基酸×氨基酸平均分子质量-18×脱水数
由n个氨基酸形成一条肽链的相对分子质量为__________________________
。
由n个氨基酸形成m条肽链的相对分子质量为__________________________
。
小结:氨基酸数、肽键数、失去水分子数及蛋白质的相对分子质量之间的关系
肽链数
氨基酸数
肽键数
脱水数
氨基数
羧基数
氨基酸的平均分子质量
蛋白质分子的相对分子质量
1
n
a
m
n
a
四、蛋白质结构特点:多样性(1010
—1012)
1..蛋白质结构多样性的直接原因是什么?(4个);
①化学结构:
。
②空间结构:
。
根本原因又是什么?
。2.
蛋白质与多肽的区别在于__________________________________。
五、蛋白质的功能:
功能
结构功能
催化功能
运输功能
调节功能
信息传递功能
免疫功能
举例
第二章
第三节
遗传信息的携带者——核酸
1.核酸有两类:①
,简称
;②
,简称
。
2.核酸的作用:①
②
③
。
核酸在细胞中的分布:实验:观察DNA和RNA在细胞中的分布
1.
实验原理:(注意:甲基绿、吡罗红两种染色剂不能单独使用,而是混合使用)
①DNA和RNA在细胞中的分布:
。
②染色原理:
。
③8%的盐酸的作用原理:a
b
。
2.设计思路:
单因子变量:不同的核酸
检测指标:颜色变化
检测试剂:
。
检测方法:镜检
3.实验的步骤
﹙1﹚选材、制片
①取载玻片、滴0.9%NaCl液
②取口腔上皮细胞、涂片
③烘干载玻片
﹙2﹚水解
①取8%的盐酸加入小烧杯,放入烘干载玻片
②将小烧杯放入装有300C水的大烧杯
保温5分钟。
﹙3﹚冲洗涂片(蒸流水)
﹙4﹚染色(加检测试剂)①吸多余水②加染色剂③吸多余染色剂,盖上盖玻片
﹙5﹚检测:镜检:先低倍镜后高倍镜
﹙6﹚结果:
。
﹙7﹚结论:
。
问题:1.在制片过程中,用0.9%NaCl的作用是什么?
。
2.如果选择植物细胞为实验材料的话,应注意什么?紫色洋葱表皮细胞能否作为实验材料?
。
3.
真核细胞中DNA、RNA的分布?原核细胞中DNA位于什么部位?
。
二、核酸的结构及其多样性:是由核苷酸连接而成的长链
1.核酸的元素组成:
。
2.核酸的基本单位:
3.核苷酸
组成:
、
、
。
图式:
种类
结构式:
核糖核苷酸(C5H10O5)
脱氧核糖核苷酸(C5H10O4)
问题1.
DNA、RNA化学组成的比较(五碳糖、含N碱基、空间结构)
基本单位
五碳糖
磷酸
含N碱基名称及符号
一般几条链
DNA
磷酸
RNA
问题2.
核酸有哪几种?
五碳糖有哪几种?
碱基共有哪几种?
核苷酸有哪几种?
。
问题3.﹙1﹚根据
的不同,核苷酸可分为
和
两类;根据含氮碱基的不同,前者有
种,后者有
种,并说出它们的名称。
﹙2核酸水解的产物为
,
彻底水解的产物为
;
DNA的水解产物是
,彻底水解产物是
,
RNA的水解产物是
,彻底水解产物是
。
问题4.
核酸中含有的碱基
( http: / / www.21cnjy.com )有
种,核苷酸有
种;
DNA中含有的碱基有
种,核苷酸有
种;RNA中含有的碱基有
种,核苷酸有
种。
4.核酸的结构
﹙1﹚结构:
化学结构:由多个核苷酸分子聚合而成的长链化合物(生物大分子)
空间结构:
DNA由两条脱氧核苷酸构成。
(多数)
RNA由一两条核氧苷酸构成
﹙2﹚形成过程:聚合反应
5.核酸的结构特点:多样性
原因:化学结构:
、
。
例:100对脱氧核苷酸构成DNA有多少种
。
三、核酸的功能
核酸是细胞内______________________的物质,在生物体的___________、_________和_______________的生物合成中具有极其重要的作用。
DNA:绝大多数的生物,其遗传信息贮存在_________中,
RNA:RNA病毒的遗传信息,直接贮存在RNA中,如___
等。
第二章
第四节
细胞中的糖类和脂质
一、细胞中的糖类
问题1.不吃早餐的同学或吃过早餐的同学到第四节课会有何感觉?
怎样处理?
。
1.糖类的的生理功能
。
2.糖类的组成元素是
;多数糖类碳、氢原子比为
,似水分子,因此,
糖类又叫
。
3.糖类的分类:大致可分为
、
、
等几类。
﹙1﹚单糖:
概念:
。
种类:
六碳糖:
概念:
。
种类:
。
分子式:
。
五碳糖:
概念:
。
种类:
。
分子式:
。
功能:其中,
主要能源物质;
、
分别
参与构成DNA、RNA。
﹙2﹚二糖:
概念:
。
种类:
植物:
①
水解的产物是
。(红糖、
)
②
水解的产物是
。
动物:③
水解的产物是
。
分子式:
。
功能:
。
﹙3﹚多糖:
概念:
。
种类:
植物:①
水解的产物是
。功能:
。
②
水解的产物是
。功能:
。
动物:③
水解的产物是
。功能:
。
分子式:
。
基本单位:
二、细胞中的脂质
问题2.动物脂肪主要分布在
;植物脂肪主要分布在
。
1.脂质的组成元素主要是
,有些还含有
。脂肪的组成元素
。
2.脂质与糖类相比,在组成元素的含量上特点是含
多,含
少。等量的脂肪和糖
类氧化分解,脂肪耗氧
,脂肪释放能量
,脂肪产生的水
。
3.脂质的化学性质:不溶于
,而溶于
,如
。
4.脂质的种类:
、
、
。
﹙1﹚脂肪:功能:
①
。
原因:
。
②皮下脂肪功能
。
③内脏器官周围脂肪功能
。
﹙2﹚磷脂:功能:
。
﹙3﹚固醇:
①
,功能:a是构成
成分,b参与血液
运输。
种类和
②性激素:功能:a
b
。
功能
③
,功能:
。
三、生物大分子以碳链为骨架
1.单体:
。如:多糖的单体:
,
蛋白质的单体:
,核酸的单体:
。
2.多聚体:
。
3.单体基本骨架是
。
生物体内的大分子由
。
4.结论:碳是生命的
元素。
四、小结
1.糖类的组成元素是
,脂肪的组成元素是
。磷脂组成元素是
,
蛋白质的组成元素主要是
。核酸的组成元素是
。
2.能源物质有
、
、
。其中主要能源物质是
,
储能物质有
、
、
。主要储能物质是
。
最终能源物质是
。
第二章
第五节
细胞中的无机物
一、细胞中的水
1.水的元素组成:
。
2.水在细胞中的含量:
,是细胞中含量
化合物。
①生物种类不同含水量有
,
②同一生物不同器官含水量有
,
③同一生物不同发育期含水量有
。
幼儿、成年人、老年人的含水量关系如何?
以图示表示:
3.水的存在形式、作用:
结合水(4.5%) 概念:
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。
功能:
。
自由水(95.5%) 概念:
( http: / / www.21cnjy.com )
。
功能:
①
。
②
。
③
。
④
。
问题1.
刚收获的种子比储存的种子中含水量
,因晒干过程中丢失了
水,
对干种子烘烤过程中主要丢失了
水。
4.水与代谢的关系:
﹙1﹚干种子不萌发,浸泡后才萌发,说明
水增多,细胞的代谢活动旺盛。
﹙2﹚①自由水/结合水的比值
,细胞代谢活动旺盛。
②一定条件下两种形式的水可相互转化,自由水/结合水的比值低,抗性如抗寒、抗旱增强。
二、细胞中的无机盐
1.细胞中无机盐的含量:
。
2.细胞中的无机盐存在的形式:多数以
形式存在。
3.细胞中无机盐的三个作用,并举例。(阅读课本P35
“思考与讨论”和P36第一段)
功能:
①
。
②
。
③
。
问题2.
为什么要在运动员喝的饮料中添加无机盐?设计实验证明Mg+是植物必须无机盐?
。
第三章
细胞的基本结构
第一节
细胞膜——系统的边界
一、细胞壁
植物细胞壁的主要成分是
,作用是
。
问题1.
植物细胞壁是细胞的边界吗
。
细胞的边界是
。
二、细胞膜的成分
(一)读教材P40“体验制备细胞膜的方法”回答下列问题:
1.
实验原理:
①获取细胞膜原理:
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。
②选材原理:
。
2.设计思路:
检测指标:细胞形态变化
检测试剂:
。
检测方法:镜检
3.实验的步骤
﹙1﹚选材、制片
①取载玻片
②滴少量
。
③盖上盖玻片,制成临时装片
﹙2﹚检测:加检测试剂,镜检:①
( http: / / www.21cnjy.com )在高倍镜下观察清楚(自身对照)后;②加检测试剂:用
(在盖玻片一侧滴
,另一侧用
);③持续观察细胞的
变化。
﹙3﹚结果:
。
﹙4﹚结论:
。
问题2.若上述实验在试管中进行,细胞破裂后,怎样分离出较纯净的细胞膜?
。
(二)细胞膜的成分
﹙1﹚成分:细胞膜主要由
和
组成,此外还有少量的
。
﹙2﹚特点:①组成细胞膜的脂质主要
( http: / / www.21cnjy.com )是
。②在细胞膜行使功能时起主要作用的是
,因此,功能越复杂的细胞膜,
的
和
越多。
③癌细胞的细胞膜成分发生了
,
和
增多。
三、细胞膜的功能
1.
将
与
分隔开。细胞膜保障了细胞内部环境的
。
2.
控制
。①
可以进入细胞,
不能进入细胞;②细胞分泌物,如
,及细胞产生的
要排出细胞外。③细胞控制作用是有限的,一些对细胞
物质、
、
也能进入细胞,致病。
3.
进行细胞间的
。
①信号传导:细胞分泌物通过血液运输,最终与靶细胞的细胞膜上的
结合。如
。
②胞间识别:相邻两个细胞的细胞膜接触,信息从一个细胞传递给另一个细胞。如:
。
③胞间连丝:相邻两个细胞携带信息的物质通
进入另一个细胞。如:
。
第三章
细胞的基本结构
第二节
细胞器——系统内的分工合作
第一课时
【注】在光学显微镜下观察到的细胞结构叫显微结构,在电子显微镜下观察到的细胞结构叫亚显微结构。平时提到的低倍镜、高倍镜都是指光学显微镜。
一、(读课本教材P47和P44第一段):
1.
细胞质:概念:
。
组成:
细胞质基质:
概
( http: / / www.21cnjy.com )念:细胞质中呈
的物质。
成分:水、无机盐、脂类、糖类、氨基酸、核苷酸、酶等。
功能:是细胞进行
的主要场所。
概念:细胞质中有一定的形态、
、功能的结构。
种类:(8)
、
、
、
、
细胞器:
、
、中心体、液泡等。
分离方法:
。
( http: / / www.21cnjy.com )
问题1.说出动物细胞与植物细胞的区别。
。
二、细胞器之间的分工:
1.线粒体:﹙1﹚形态分布(见P47实验):普遍分布于
细胞中。
﹙2﹚结构:
双层膜:
外膜:把线粒体和细胞质基质分隔开。
(见P93)
内膜:向内折叠成嵴,扩大内膜面积。(含与有氧呼吸作用有关酶)
线粒体基质:含与有氧呼吸有关酶;含少量DNA和RNA;有核糖体。
﹙3﹚功能:是进行
的
场所。是细胞的
。(95%)
问题2.据左图,填出右图序号名称:
( http: / / www.21cnjy.com )
问题3.
①心肌细胞比骨骼肌中含线粒体
(多/少)。为什么?
。
②代谢旺盛的细胞中线粒体
(多/少)。
2.叶绿体:﹙1﹚形态分布(见P47实验):分布于
细胞中。
﹙2﹚结构:
双层膜:外膜、内膜:把叶绿体和细胞质基质分隔开。
基粒:
由多个圆饼状的类囊体堆叠而成(扩大受光面积),
(见P99)
类囊体膜上分布光合色素,含有与光合作用有关酶。
叶绿体基质:含与光合作用有关酶;含少量DNA和RNA;有核糖体。
﹙3﹚功能:
是进行
的
场所,是植物细胞的“
”
和
“
”。
问题4.据左图,填出右有图序号名称:
( http: / / www.21cnjy.com )
问题5.判断:①
能进行光合作用的生物都含有叶绿体。(
)
②
所有植物细胞都含有叶绿体。(
)
3.内质网:﹙1﹚分布:广泛分布于真核的细胞中。
﹙2﹚结构:是由单层膜构成的扁囊(池)和小管状的网状结构。
分类:粗面内质网(附着核糖体);
滑面内质网(无核糖体附着)
﹙3﹚功能:①是细胞内
和
,以及
。
②增大了细胞内的膜面积。(因在细胞内分布广泛)
③是蛋白质等物质的运输通道。
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问题6.下列物质的合成与内质网无关的是
(
)
A.维生素D
B.胆固醇
C.核酸
D.糖
E.蛋白质
4.高尔基体:﹙1﹚分布:广泛分布于真核细胞中。
﹙2﹚结构:由单层膜围成的扁平囊和小泡组成。
﹙3﹚功能:①主要进行
、
和
来自内质网
的
。
②动、植物细胞中高尔基体与细胞分泌物的形成有关。
③植物细胞中高尔基体与细胞壁的形成有关。(合成纤维素组成细胞壁)
问题7.下列细胞中含高尔基体较多的是
(
)
A.唾液腺细胞
B.汗腺细胞
C.胰岛B细胞
D.心肌细胞
E.胃腺细胞
F.骨骼肌细胞
5.
核糖体:﹙1﹚形态分布:椭球形粒状小体,分布于所有细胞(原核细胞和真核细胞)中。,
﹙2﹚结构:无膜结构,由两个亚基(大、小亚基)构成。
成分:蛋白质和RNA。
分类:附着核糖体:附着在粗面内质网上,合成分
泌蛋白质。如:
。
游离核糖体:游离在细胞质基质中,合成结
构蛋白质。如:
。
﹙3﹚功能:是“
的机器”,
即合成
的场所。
问题7.
下列细胞中含核糖体较多的细胞是(
)
A.唾液腺细胞
B.汗腺细胞
C.胰岛B细胞
D.心肌细胞
E.胃腺细胞
F.骨骼肌细胞
6.
溶酶体:﹙1﹚结构:由单层膜围成的细胞器。
﹙2﹚功能:内部含
,
能分解
,
吞噬并杀死侵入细胞的
或
。
7.
液泡:﹙1﹚分布:主要分布于
细胞中,内有
,含糖类、色素、无机
盐、蛋白质等物质。
﹙2﹚结构:有单层膜围成。
﹙3﹚功能:调节植物内环境,维持渗透压,保持细胞的坚挺。
8.中心体:﹙1﹚分布:分布于
和
细胞。
﹙2﹚结构:无膜结构,由
和
组成。
﹙3﹚功能:与细胞的
有关。
【小结】
1.双层膜的细胞器:
、
,无膜的细胞器:
、
。
单层膜的细胞器
、
、
、
。
不含磷脂的器
、
。
2.与能量转化有关的细胞器:
、
。
3.含有核酸的细胞器:
、
和核糖体。
含少量DNA的细胞器:
、
。
4.含有色素的细胞器:
、
。
5.在光学显微镜下能看到的细胞器
液泡、叶绿体、线粒体(需染色)
。
第三章
细胞的基本结构
第二节
细胞器——系统内的分工合作
第二课时
一、用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体:
原理:叶绿体散布于
细胞质中,呈
色,椭球、球形。高倍镜可观察其形态、分布。
线粒体分布于动植物细胞,形态多样,线粒体能被
(活体染色剂)染成
。
步骤:(一)观察叶绿体
﹙1﹚选材、制片
①取载玻片
②滴少量
。
③加生物材料:用镊子取一片
小叶或者取菠菜稍带叶肉的
,放入清水中。
④盖上盖玻片,制成临时装片
﹙2﹚检测:镜检:①先低倍镜,再高倍镜下观察叶绿体的
、
。
﹙3﹚结果:
。
(二)观察线粒体
﹙1﹚选材、制片
①取载玻片
②滴一滴
。
③加生物材料:用牙签在自己漱净的口腔内侧壁上轻轻刮几下,把牙上附有碎屑一端,放入染液中涂抹几下。
④盖上盖玻片,制成临时装片
﹙2﹚检测:镜检:①先低倍镜,再高倍镜下观察线粒体的
、
。
﹙3﹚结果:
。
问题1.
①若用菠菜叶,取材部位是
,因为叶绿体大而少。
②若用黑藻叶、藓类叶是因为叶片薄,可直接在显微镜下观察。
问题2.
观察线粒体、叶绿体用的细胞是
(活/死)细胞。
二、细胞之间的协调配合
例:分泌蛋白质合成、运输
问题1.
什么是分泌蛋白质?举例。
分泌蛋白质概念
例
。
问题2.
研究分泌蛋白质的合成和运输的实验方法是
。(罗马尼亚 帕拉德)
问题3.豚鼠胰腺细胞中注射3H标记的亮氨酸:检测放射性物质的走向。推出各细胞器功能:
①分泌蛋白质合成的场所:
,
②分泌蛋白质初加工、运输的细胞器:
。
③分泌蛋白质再加工、包装的细胞器:
。
④分泌蛋白质合成、分泌过程提供能量的细胞器:
。
⑤分泌蛋白质合成、分泌过程依次经过
、
、
细胞器,
再由
分泌到细胞外。
⑥
和
,及
和细胞膜之间可通过“
”形成
囊泡
相互联系。
⑦参与分泌蛋白的合成和运输细胞器有哪些(4)?细胞结构有哪些(5)?膜结构有哪些(4)?
(4)
。
(5)
。
(4)
。
问题4.细胞器的协调配合――分泌蛋白的合成和运输(图解):(看完自己要画出)
问题5.
(
)下图是在一段时间内测量乳腺细胞合成并分泌乳腺蛋白过程中各种膜的面积大小变化曲线图。图中a、b、c所代表的结构名称依次是
A.细胞膜、内质网、高尔基体
B.内质网、细胞膜、高尔基体
C.内质网、高尔基体、细胞膜
D.高尔基体、内质网、细胞膜
问题6.
(
)如图是人体细胞在进行某项生命活动前后几种生物膜面积的变化图.请据图分析,在此变化过程中最可能合成
A.淀粉酶和胰岛素
B.抗体和血红蛋白
C.呼吸酶与DNA连接酶
D.RNA和甲状腺激素
三、细胞的生物膜系统:
1.生物膜系统概念:
。
2.生物膜系统的特点:
成分:
。
﹙1﹚生物膜的组成成分和结构
,
结构:
。
(彼此分工、协调配合)
直接联系:
﹙2﹚在结构和功能上
。
间接联系:
。
3.
生物膜系统的作用:﹙1﹚
。
﹙2﹚
﹙3﹚
。
第三章
细胞的基本结构
第三节
细胞核—系统的控制中心
1.核酸的功能:①
②
③
。
2.细胞核的数量、形态:形态:
球形、椭球形
数量:
无核:例
。
单核:多数细胞只有一个细胞核。
多核:例
。
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一、细胞核的功能(看课本P52-53〈资料分析〉回答相关问题)
1.美西螈核移植实验
2.蝾螈横缢实验
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问题1.
美西螈核移植实验的结果:培养出的子代是
色,
结论:①美西螈皮肤颜色遗传是由
控制的。
②生物的遗传性状由
决定的。
③细胞质对细胞的生命活动有
作用。
问题2.
蝾螈横缢实验的结果:①有核的一半
,
②无核的一半
。
结论:细胞的分裂、分化是由
控制的。
3.变形虫切割去核实验
4.伞藻嫁接和核移植实验
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问题3.
变形虫切割去核实验的结果:①有核的一半
,
②无核的一半
。
结论:
。
问题4.
伞藻嫁接和核移植实验的结果:伞藻帽的形状与具有
假根一致。
结论:生物体的形态、结构是由
控制的。
问题5.
细胞核的功能有控制①
②
。
是细胞的“
”
或“
”。
二、细胞核的结构:包括
、
、
、
等结构。
1.核膜:
层膜,功能:
,保障核内部环境相对稳定。
核膜上有
,其功
( http: / / www.21cnjy.com )能是:
。
核孔是某些较大分子选择性进出的通道,如:某些蛋白质、RNA等物质进出必须通过核孔。
2.染色质:
①概念:
的物质。
②组成:主要由
和
组成,还含少量的RNA。
③形态:染色质和染色体是
。
④功能:是遗传物质的载体,是
的控制中心。
3.核仁:概念:
。
功能:
。
4.核基质(核液):细胞核中呈
的物质。内含多种化学物质。
问题1.
据左图,填出右图序号名称:
三、细胞核功能的全面阐述是:细胞核是
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(即:细胞核是遗传物质贮存和复制的主要场所),是
和
的控制中心。
四、树立生物学基本观点(基本思想)
1.
结构和功能相统一
1.有一定的结构就必然有与之相对应功能的存在;
2.任何功能都需要一定的结构来完成
2.
分工合作
1.各种细胞器既有形态结构和功能上的差异,又相互联系,相互依存;
2.细胞的生物膜系统体现细胞各结构之间的协调配合。
3.生物的整体性:整体大于各部分之和;只有在各部分组成一个整体时才能体现出生命现象。
细胞进行各项生命活动的前提是细胞保持结构的完整性。
问题2.
根据核孔的作用,在代谢旺盛的细胞中,核孔的数目
(多/少)。
问题3.
根据核仁的作用,在蛋白质合成旺盛的细胞中,核仁的体积
(大/小)。
问题4.
(
)下列细胞中,核仁较小的是
A.
肿瘤细胞
B.胰腺细胞
C.
神经细胞
D.胚胎细胞
问题5.
(
)真核细胞单位面积的核孔数目与细胞类型和代谢水平有关。以下细胞中核孔
数目最少的是
A.胰岛细胞
B.造血干细胞(不断分裂)
C.浆细胞(能分泌抗体)
D.口腔上皮细胞
问题6.如图为细胞核结构模式图,据图回答:
(1)图中对核内物质起屏障作用的是[
]
,它是
由
层膜构成的,细胞质合成的组蛋白等蛋白质是通过其上的[
]
进入细胞核的。
(2)细胞核行使遗传功能的重要结构是[
]
,遗传信息存在于其组分的
上。
(3)结构[②]
的功能是
。
(4)简要指出原核细胞的拟核与图中细胞核在结构上存在的差异没有
、
、
。
问题7.
下图为动、植物细胞的亚显微结构模式图,请据图回答:
(1)
若某细胞含有A、B两图中的各种细胞器,则某细胞为__________________细胞。
(2)
“养料制造车间”是
( http: / / www.21cnjy.com )[
]
;细胞内的“动力车间”是[
]
,它的作用是
。
(3)
在动物、植物细胞中都有但功能有所不同的细胞器是[
]
。
(4)
西瓜花的花瓣具有鲜艳的色彩,西瓜果肉细胞中含有大量的糖分,这些色素和糖类主要存在于[
]
中。
(5)
若B图是玉米根尖分生区细胞,不应该出现的细胞器是_________________。(填号码)
(6)
细胞中含有DNA的
( http: / / www.21cnjy.com )细胞器有_________
______(填号码),具有双层膜的细胞结构有
(填号码),构成其膜的主要成分是
、
。
(7)
在胰岛细胞内合成胰岛素的细胞器是[
]
,胰岛素合成后依次经
(细胞结构)的运输、包装、分泌到细胞外。
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、渗透作用现象:阅读课本P60问题探讨,回答下列问题:
1.
渗透作用现象:
问题1.图示为
示意图,发生该现象的装置是渗透装置。
问题2.漏斗管内的液面升高的原因:漏斗内的蔗糖溶液浓度
_________烧杯中的清水,即玻
( http: / / www.21cnjy.com )璃纸外侧水的相对含量_______(多于/少于)内侧蔗糖溶液中水的相对含量,(渗透作用原理)所以单位时间内透过玻璃纸(半透膜)进入长颈漏斗的水分子数量______(多于/少于)从长颈漏斗渗出的水分子数量,使得管内液面升高。
问题3.
回答“问题探讨”中的2、3题。
结论:烧杯中的
可透过半透膜向漏斗内的蔗糖溶液扩散;
不能透过半透膜。
2.
渗透作用条件:
问题4.
渗透现象发生的条件:①
具有
;②
膜两侧的溶液存在
。
3.渗透作用概念:
水分子(其他溶剂分子)通过
由
向
溶液扩散现象。
4.渗透压概念:溶液中溶质(微粒)对水分子的吸引力。溶质微粒越多,对水分子吸引力越大。
二、动物细胞的吸水和失水:观察图4-1,回答下列问题:
1.动物细胞的吸水:当__________________高于
浓度时,细胞_______膨胀;
2.动物细胞的失水:当
低于_______
____浓度时,细胞___
__皱缩;
3.动物细胞维持原状:当
等于_______
____浓度时,细胞___
__原状。
结论:动物细胞膜相当于
,细胞膜两侧溶液存在
,细胞
。
【注】等渗溶液(0.9%NaCl):与动物细胞细胞质浓度相等的溶液。
问题1.
红细胞吸水或失水的
多少取决于细胞两侧
的大小。
问题2.
动物细胞渗透吸水的过程中,其细胞膜是否相当于半透膜?________。
三、植物细胞的吸水和失水:
[一]1.成熟植物细胞结构:
问题1.
据左图,填出右图序号名称:
( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )
2.成熟植物细胞结构分析:
(1)细胞壁:网格结构,全透性,水、溶质分子可透过。
(2)细胞膜、液泡膜:选择透过性膜。
细胞需要的水、离子、小分子物质可通过,细胞不需要其他物质不通过。
(3)细胞质:很少。
(4)液泡:几乎充满整个细胞,故植物细胞吸水、失水主要发生在
与外界溶液之间。
结论:具备渗透作用条件:①细胞液:具有
,与外界溶液有浓度
。
②原生质层相当于
;原生质层是
和
以及
之间的__
___。
[二]
阅读探究实验“植物细胞的吸水和失水”,(课本P62参考案例)回答下列问题:
探究性实验一般程序:提出问题,
,
,
,
,
,
。
1.提出问题:
(1)根据生产、生活、实验中看到的现象提出来疑问。
(2)提出的问题应具有一定的探价值,常用于解答有关问题或创立新的理论科学。
现象:糖拌黄瓜、番茄会有水渗出,农作物施肥过多会“烧苗”。
提出问题:
。
2.作出假设:
是对可见的生物现象提出一种可以检测的解释,可寻找证据(实验)来证明假设是否成立。
假设:原生质层相当于一层
,细胞液有一定的浓度,黄瓜细胞在高糖溶液下失水。
3.设计实验(实验思路):根据实验目的、假设,确定实验思路。
单因子变量:细胞外界溶液浓度
检测指标:细胞吸水、失水情况。液泡体积的大小的变化。
检测试剂:0.3g
/ml蔗糖溶液;清水。
检测方法:镜检
生物材料:紫色洋葱鳞片叶。原因:
。
4.实施实验(实验步骤):
(1)选材、制片:①取载玻片
②滴一滴
。
③加生物材料:用刀片在紫色洋葱鳞片叶上划出方形,用镊子撕取洋葱片叶表皮放入清水中。
④盖上盖玻片,制成临时装片。
(2)对照(自身对照):低倍镜下观察紫色液泡、原生质层大小、位置。
(3)检测:(加检测试剂,镜检):加检测试剂:①用
(在盖玻片一侧滴
,
另一侧用
);②持续观察细胞的液泡、原生质层大小、位置。
(4)结果1:
。
重复步骤﹙2﹚﹙3﹚检测:(加检测试剂,
( http: / / www.21cnjy.com )镜检):加检测试剂:①用
(在盖玻片一侧滴
,另一侧用
);②持续观察细胞的液泡、原生质层大小、位置。
(4)结果2:
。
5.分析结果、得出结论:
(1)结果1:液泡体积______
_,颜色____
_,细胞大小不变,导致产生
现象。
结论1:
。
(2)结果2:
。
结论2:
。
6.表达和交流。7.进一步探究。
问题1.发生质壁分离的内因:
的伸缩性大于
的伸缩性,
外因:
。
问题2.在植物细胞的质壁分离过程中,液泡体积________
_,颜色_______
_,细胞液浓
度
,吸水能力____
_;
问题3.质壁分离中的“质”
是指__________________
_,“壁”是指_______________。
问题4.
如果把0.3g/m
( http: / / www.21cnjy.com )L的蔗糖溶液换为0.5g/mL的蔗糖溶液,洋葱鳞片叶表皮细胞发生质壁分离的速度会
,质壁分离程度
。最后能否发生质壁分离复原?
不能
。为什么?细胞因失水过多而死亡
。
问题5.
将洋葱鳞片叶表皮细胞放在一定浓度的KNO3溶液(浓度大于细胞液),洋葱表皮细胞会发生什么现象?
当洋葱鳞片叶表皮细胞放入KNO3
( http: / / www.21cnjy.com )溶液中后,由于细胞液浓度_______KNO3溶液浓度,洋葱鳞片叶表皮细胞_______水,发生_________________;但K+和NO3—
离子会透过原生质层进入_____________,随着_________浓度的增大,细胞____水,所以最后会发生
。(无机盐离子通过原生质层的相对速度比水分子慢。)这种现象叫做:质壁分离自动复原。原因:溶质分子进入________,使细胞液浓度升高而吸水复原。使植物细胞发生质壁分离自动复原的还有:NaCl溶液、尿素溶液、甘油溶液、乙二醇等。
四、物质跨膜运输的其他实例:
细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量(水势)梯度跨膜运输,其他物质跨膜运输怎样?
1.阅读教材(P63、P64“资料分析”)回答:结果分析:
问题1.水稻培养液里Ca2+、Mg2+浓度上升原因?
单位时间里水稻吸收的
,吸收的
,
导致培养液里Ca2+、Mg2+浓度上升。
问题2.
.水稻培养液里SiO44-浓度下降原因?
单位时间里水稻吸收的
,吸收的
,
导致培养液里SiO44-浓度下降。
问题3.番茄培养液里Ca2+、Mg2+浓度下降原因?
单位时间里番茄吸收的
,吸收的
,
导致培养液里Ca2+、Mg2+浓度下降。
问题4.番茄培养液里SiO44-浓度上升原因?
单位时间里水稻吸收的
,吸收的
,
导致培养液里SiO44-浓度上升。
结论:(1)植物对水的吸收、对离子的吸收是
。
(2)植物对对离子的吸收具有
。(离子载体数量、种类;能量)
2.物质跨膜运输的特点:
(1)物质跨膜运输并不都是______________________的。
(2)细胞对于物质的输入和输出有__________________。
3.细胞膜的功能特性:
细胞膜和其他生物膜都是__
( http: / / www.21cnjy.com )___________
_膜。(1)细胞需要的物质可通过(水、离子、小分子)(2)细胞不需要的物质不能通过(其他离子、小分子)
【拓展应用】
质壁分离及复原实验的应用:
判断细胞的死活:将细胞放入一定浓度溶
( http: / / www.21cnjy.com )液,能够发生质壁分离和复原,说明该细胞是_______细胞,若不能发生质壁分离或复原,则是________细胞。
2.测定细胞液浓度范围:将待测细胞
( http: / / www.21cnjy.com )放入一系列浓度梯度的溶液中,细胞液浓度介于细胞未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围之间。(注意写单位)
3.通过该实验能可以证明:成熟的植物
( http: / / www.21cnjy.com )细胞可构成一个渗透系统,原生质层具有
性,原生质层的伸缩性
细胞壁的伸缩性。
第四章
第二节
生物膜的流动镶嵌模型
生物膜对物质进出有选择透过性,为何生物膜能控制物质进出?科学家正是带着此疑问开始探索膜结构。
一、对生物膜结构的探索历程:
(一)生物膜的成分:阅读教材P65资料分析,回答下列问题:
1.
1895年欧文顿(Overton)用500多种物质对植物细胞的通透性作研究发现:
结果:
。
推论:
。原理:
。
推论(假说)的提出要有实验和观察的依据,同时还需要严谨的推理和大胆的想象。假说需要通过观察和实验进一步验证和完善。
2.20世纪初,科学家们第一次将膜从哺乳动物红细胞中分离出来。
化学分析结果:
。
(二))生物膜的结构:阅读教材P65
~
P67资料分析,回答下列问题:
1.
脂质排列:
(1)1925年荷兰科学
( http: / / www.21cnjy.com )家将红细胞的细胞膜中的脂质提取出来,在空气—水的界面上铺成单分子层,结果:
。
结论:
。
(2)两层磷脂分子在细胞膜上是如何排布的?你能否尝试画出
。磷脂分子排布(
)
2.
蛋白质排列:
(1)20世纪40年代科学家提出了什么观点?推测:
。
(2)1959年罗伯特森在电镜下看到细胞膜如下结构:(如图)
结果:
。
结论:①
。
②
。
3.
蛋白质、脂质排列的特点:
细胞膜上的蛋白质、脂质如果是静止不动的,细胞生长、变形虫变形运动就无法解释。
(1)
推论:细胞膜应该不是静止不动的,可以有一定的流动性。
(2)1970年,两位科学家做荧光标记小鼠细胞和人细胞融合实验,
步骤:①用红色荧光染料标记人细胞膜上的蛋白质;
②用绿色荧光染料标记鼠细胞膜上的蛋白质;
③把人细胞和鼠细胞融合,融合的细胞一半发红色荧光,另一半发绿色荧光。
④然后把此细胞在37℃下培养40分钟,再检查。
结果:
。
结论:
。
二、流动镶嵌模型基本内容:
1972年,桑格(S.
J.
( http: / / www.21cnjy.com )
Singer)
&
尼克森(G.
Nicolson)在新的观察和实验证据的基础上
,在罗伯特森模型的基础上提出”流动镶嵌模型”,为大多数人所接受。(1)基本内容:
①基本支架:
,
但这个支架不是静止的,它具有一定的
。
②支持的结构:
。
镶嵌、贯穿、覆盖在磷脂双分子层上,大多数蛋白质也是可以流动的。
③表面:
:蛋白质和糖类结合成糖蛋白(糖被)具有保护、润滑和识别作用。
(2)细胞膜结构特点:
。
训练:1.(
)维生素D能较水溶性维生素优先通过细胞膜,这是因为
A.细胞膜以磷脂双分子层作基本支架
B.磷脂双分子层内不同程度地镶嵌着蛋白质
C.细胞膜的结构特点是具有一定的流动性
D.细胞膜是选择透过性膜
2.(
)某植物细胞叶绿体基质中的氧气分子进入相邻细胞的线粒体基质中,共穿过几层磷脂分子
A.4层
B.6层
C.8层
D.12层
3.(
)下列有关细胞膜的流动镶嵌模型叙述正确的
A.蛋白质是覆盖在磷脂分子表面
B.细胞膜中磷脂和大多数蛋白质都具有流动性
C.细胞膜两侧的分子性质和结构相同
D.磷脂分子的疏水端朝向两侧,亲水端朝向内侧
4.(
)如右图为细胞膜的流动模型示意图,有关叙述不正确的是
A.具有①的一侧为细胞膜的外侧;
B.细胞膜表面①与细胞间的信息交流、识别有关;
C.细胞膜的选择透过性与③的种类和数量有关。
D.②是磷脂分子,是组成细胞膜的基本支架,它是静止的;
第四章
第三节
物质跨膜运输的方式
问题1.
细胞膜的主要成分是
,其结构特点是
,
功能特性是
。
问题2.教材P70图解分析:①
、
不可通过脂双层。
②
、
、
可通过脂双层。
扩散:概念:
物质从
一侧向
一侧运输。
物质运输的种类:①
②
。
一、物质(离子、小分子)跨膜运输的方式:种类:1.
2.
。
1.被动运输:概念:物质进出细胞时,
浓度
的扩散。
种类:(1)
(2)
(3)通道蛋白扩散。
(1)自由扩散:①概念:物质通过
进出细胞。如:
、
气体(
、
)、尿素、脂溶性物质(如:甘油、乙醇、丙酮、苯、
脂肪酸、
胆固醇、性激素、VD)等。
②特点:a运输方向:从
(高/低)浓度向
(高/低)浓度一侧。
b是否需要载体:
,c是否需要能量
。
(2)协助扩散:①概念:进出细胞的物质借助
的扩散,如:葡萄糖进入红细胞。
②特点:a运输方向:从
浓度一侧向
浓度一侧运输。
b是否需要载体:
,c是否需要能量
。
(3)通道蛋白扩散:①概念:进出细胞的物质借助
的扩散。
如:水通道蛋白(肾小管上皮细胞膜)、
离子通道蛋白(神经细胞膜)
②特点:a运输方向:从
浓度一侧向
浓度一侧运输。
b是否需要通道蛋白:
,c是否需要能量
。
问题3.人体红细胞K+的浓度比血浆高
倍,而Na+的浓度只有血浆
倍。什么原因?
2.主动运输:①概念:物质从
浓度一侧运输到
浓度一侧;需要
的协助,
需要消耗
。如:离子、小分子(葡萄糖、氨基酸、药物分子)
②特点:a运输方向:从
浓度一侧向
浓度一侧运输。
b是否需要载体:
,c是否需要能量
。
③意义:体现了细胞膜的功能特性:
( http: / / www.21cnjy.com )
。保证了活细胞按照生命活动的需要,主动
所需要的营养物质,排出
。
【小结】1.
看课本P70“问题探讨”的左图和P71、P72三幅示意图,完成下表。
运输方式
运输方向
是否需要载体
是否需要能量
举例
被动运输
自由扩散
浓度→
浓度
协助扩散
浓度→
浓度
主动运输
浓度→
浓度
二、物质(大分子)非跨膜运输的方式:种类:1.
2.
。
1.胞吞(内吞):细胞膜
包围着
。形成
进入细胞内部的现象叫胞吞。
2.胞吐(分泌、外排):细胞内的大分子,先在细胞内形成
,
移动到细胞
膜处,与
结合,将大分子
细胞的现象叫做胞吐。
特点:胞吞、胞吐①需要消耗
。②不需要通过
。
体现了细胞膜的结构特点:
。
【拓展应用】影响物质跨膜运输因素。1.
物质浓度
2.
O2
浓度
3.
温度
。
1.
物质浓度(细胞外物质浓度)
(1)自由扩散:运输速率:取决于细胞内外物质的
,分子扩散速度与膜内外
物质的浓度差成正比。(如图
)
(2)协助扩散:运输速率:①取决于细胞内外物质的
,
②取决于细胞膜上
的数量、种类。(如图
)
(3)主动运输:运输速率:①取决于细胞膜上
的数量、种类。
②动力:细胞代谢产生的
。(如图
)
2.
O2
浓度(为细胞生命活动提供能量,有氧呼吸需要O2)
(1)自由扩散、协助扩散:不需要能量。(如图
)
(2)主动运输:需要能量。(如图
)
3.温度[通过影响有氧呼吸的酶活性(能量多少)影响物质跨膜运输]
三、训练:1.下图为物质进出细胞膜的示意图,据图回答:
(1)A代表________分子;在生
( http: / / www.21cnjy.com )物膜的流动镶嵌模型中[ ___
]
_
构成了细胞膜的基本支架,与细胞膜表面的识别有密切关系的是[ ___
]
。
(2)细胞膜从功能上来说,它是一层________
膜。用荧光标记细胞膜融合的实验表明
。
(3)在a~e的五种过程中,代表被动运输的是(填字母)______________。
(4)可能代表氧气转运过程的是图
( http: / / www.21cnjy.com )中编号____
__;葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图中编号________。Na+进入人体红细胞的过程是图中编号________。
2.(
)科学家在研究
( http: / / www.21cnjy.com )细胞膜运输物质时发现有下列四种关系,分别用下图中四条曲线表示,在研究具体的物质X时,发现与曲线②和④相符。则细胞膜运输物质X的方式是
A.自由扩散
B.主动运输
C.协助扩散
D.胞吐
3.( )如图所示为胡萝卜在不同含氧情况下从硝酸钾溶液中吸收K+和NO3-的曲线,则影响图中a、b两点和b、c两点吸收量不同的因素分别是
A.能量、载体蛋白数量
B.载体蛋白数量、能量
C.载体蛋白数量、离子浓度
D.能量、离子浓度
第五章 细胞的能量供应和利用 第一节
降低化学反应活化能的酶(第一课时)
§1酶的作用和本质
一、酶的作用
问题1.
合成蛋白质的场所
,原料
;组成RNA的基本单位
。
(一)细胞代谢:概念:
中全部的
的总称。
意义:细胞代谢是细胞
的基础。
(二)酶的作用实验:实验:比较过氧化氢在不同条件下的分解。
1.实验原理:
H2O2在
或
或
的作用下可分解成水和氧。
问题2.实验室制取氧气的化学反应反应式、条件是什么?
反应式:
,条件
(
)。
2.实验设计思路:问题:怎样设计实验?(P79):设计实验要遵循单一变量原则和对照原则
﹙1﹚找出自变量。﹙2﹚确定实验的组数。﹙3﹚确定检测的指标、方法、试剂等。
﹙4﹚找到相关实验材料(用器、药品)。
有
变量:实验过程中影响实验结果的一切可
的
,包括内因、外因。
关
自变量:实验者对实验对象施加的
。(单因子变量原则)
概
无关变量:指实验中除
外,其它影响实验结果的可
的
。
念:因变量:指实验中由于
改变而
变量。自变量、因变量有因果关系。
对照实验:除
变量外,
变量控制
而且适宜条件的
。
对照组(控制组)
:
不接受单因子变量(自变量)处理的实验对象组。
实验组施加干扰组):接受单因子变量(自变量)处理的实验对象组。
﹙1﹚找出自变量(单因子变量)。﹙2﹚确定实验的组数。
①自变量:H2O2
反应的条件(可人为改变,如:
、
、
等)
②无关变量:实验反应物过氧化氢浓度、量,无机、有机催化剂量控制不变,排除它
们对实验结果造成影响,才能确定自变量对因变量作用。
③因变量:过氧化氢分解速率。
④实验的组数:根据上述分析可确定为四组:对照组:
;
实验组:
、
、
。
﹙3﹚确定检测的指标、方法、试剂等。
①检测的指标:过氧化氢分解速率,具体的指标:
产生速率。
②检测的方法:观察法:气泡产生的
,带火星的卫生香
情况。
③检测的试剂:此实验不需要专门的检测试剂。
﹙4﹚找到相关实验材料(用器、药品)。
3.实验设计步骤:实验步骤通常的基本步骤:﹙1﹚选取材料、装置、编号
﹙2﹚对照
﹙3﹚检测
﹙4﹚结果
﹙5﹚分析与结论
﹙1﹚选取材料、装置、编号:
①装置:取
试管
②编号:编成
、
、
、
号③选材:各加入
。
﹙2﹚对照:
1号试管
。
2号试管
。
3号试管
。
4号试管
。
﹙3﹚检测:
仔细观察
①气泡产生的量
②带火星的卫生香复燃情况。
﹙4﹚结果:①气泡产生的量:1号产生的气泡
、2号产生的气泡
、3号产生的气
泡
、4号产生的气泡
。
②带火星的卫生香复燃情况:1号
、2号
、3号
、4号
。
﹙5﹚分析与结论:
①分析:1号2号对比,1号不处理、2号90℃水浴(温度不同),
2号产生的气泡比1号
,结论:
说明了
。
②分析:1号3号对比,1号不处理、3号加2滴FeCl3溶液(有无无机催化剂),3号产生
的气泡比1号
,结论:说明了
。
③分析:1号4号对比,1号不处理、4号加2滴新鲜肝脏研磨液(有无有机催化剂),4号
产生的气泡比1号
,结论:说明了
。
④分析:3号4号对比,3号加2滴FeCl3溶液、4号加2滴新鲜肝脏研磨液(催化剂不同),
4号产生的气泡比3号
,结论:说明了
。
⑤分析:3号4号对比,3号加2滴FeCl3溶液、4号加2滴新鲜肝脏研磨液(催化剂不同),
4号带火星的卫生香复燃情况
,3号带火星的卫生香复燃情况
,
结论:说明了
。
问题3.加热、不同的催化剂加快过氧化氢分解原理是什么?
(三)酶的作用原理:
1.活化能:分子从
转变为容易发生化学反应的
所需要的能量称为活化能。
常态:
在一个化学反应体系中,反应开始时,反应物分子平均能量水平
,称为“常态”。
激发态:当反应物分子获得能量参与
( http: / / www.21cnjy.com )反应时,其内部能量
常态能量时所处的状态称为激发态。当分子获得能量的时候,便由
转变为容易分解的
,即处于激发态。
2.加热、酶等的作用原理:
﹙1﹚加热使反应加快原理:使过氧化氢分子得到
,从
转变为容易分解的
。
﹙2﹚催化剂催化作用的本质:
。
﹙3﹚有机催化剂酶比无机催化剂催化效率高的原因:
降低活化能的作用
,因而催化效率
。
表:在20
℃测得的过氧化氢分解的活化能。
条件
活化能/kJ·mol-1
没有催化剂催化
75
用胶态铂催化
54
用过氧化氢酶催化
29
表:等量生物催化剂、无机催化剂相对分子数量
质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液1滴
质量分数为3.5%的氯化铁溶液1滴
生物催化剂:过氧化氢酶所含酶的相对数量:1
无机催化剂:Fe3+的相对数量:25万
3.
酶在代谢中的作用
﹙1﹚酶的作用:
作用。
﹙2﹚意义:使细胞代谢在
的条件下快速进行。
二、酶的本质:阅读课本P81“关于酶本质的探索”,回答下列问题:
1.1783年,斯巴兰扎尼的实验:要解决什么问题?
问题1.这个实验要解决什么问题?鸟类消化食物方式:
。
问题2.是什么物质使肉块消失了?胃内的
将肉块分解了。
问题3.怎样才能证明你的推测?收集胃内的
,看其体外是否能将肉块分解。
收集胃内的化学物质,看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。
2.十九世纪:酿酒:酒变酸的原因?
当时,化学家普遍认为:
酿酒就是糖类发酵变成
,是一个纯化学过程,与
无关。
3.
1857年,巴斯德(微生物学家)的实验:
显微镜检:
结果:酿酒发酵液存在
,
结论:发酵只有
参与才能进行。
4.
同时代的李比希(化学家)则认为:酒精发酵是酵母菌裂解释放的
参与所致。
问题4.争论:酒精发酵究竟是活酵母菌的作用还是酵母菌中某种物质的作用?
5.1897年,德国的毕希纳实验:
过程:酵母细胞研磨
加水搅拌
加压过滤
不含酵母细胞的提取液
结果:葡萄糖+不含酵母细胞的提取液
酒精+二氧化碳(气泡)
结论:酒精发酵是酵母菌中的
(
)
问题5.
酿酶究竟是什么物质?
6.美国的萨姆纳的实验::从1917开始,到1926年,终于用
做溶剂,从刀豆中提取
出脲酶的结晶,并证明脲酶是蛋白质。
从20世纪30年代起,许多科学家提取多种酶的蛋白质结晶,因此人们认为:酶是蛋白质。
7.
20世纪80年代,美国科学家切赫和奥特曼又发现少数RNA也具有生物催化作用。
酶的概念:
产生,具有
的
(本质)。绝大多数酶的本质
是
,少数酶的本质是
。(P83)
8.酶的合成场所:
或细胞核,合成酶的原料:
或
。
三、训练:
1.(
)在过氧化氢酶和Fe3+的催化效率的实验中,把肝脏制成研磨液的目的是
A.有利于氧化氢酶的释放
B.保护过氧化氢酶
C.提高过氧化氢酶的活性
D.以上说法都不对
2.(
)关于生物学实验中的变量,下列说法不正确的是
A.任何生物学实验中都要设置变量
B.对照实验中应遵循单一变量原则
C.对照实验中一定存在自变量
D.无关变量并不是与实验结果没有关系
3.(
)酶的水解产物是
A.氨基酸
B.葡萄糖
C.核糖核苷酸
D.氨基酸或核糖核苷酸
4.(
)下列关于酶的叙述中,正确的是
A.酶只能在细胞内发挥作用
B.
细胞内绝大多数酶的合成场所是核糖体
C.所有酶的基本单位都是氨基酸
D.
酶的数量会因参与化学反应而减少
5.(
)下列各图中,
( http: / / www.21cnjy.com )①表示有酶催化的反应曲线,②表示没有酶催化的反应曲线,E表示酶降低的活化能。正确的图解是
6.(
)在过氧化氢酶溶液中加入双缩脲试剂,结果应该是
A.产生气泡
B.溶液呈蓝色
C.溶液呈紫色
D.产生砖红色沉淀
§2
酶的特性
(第二课时)
酶是
产生,具有
( http: / / www.21cnjy.com )
的
(本质)。绝大多数酶的本质是
,少数酶的本质是
。(P83)种类:
多种。
问题1.酶与无机催化剂相比有何异同
相同点:﹙1﹚作用:
化学反应速率;﹙2﹚性质:反应前后没有
和
的改变。
﹙3﹚方向、平衡:
反应的方向;
反应的平衡常数﹙4﹚原理:
。
不同点:
一、酶具有
性。
概念:酶的
比无机催化剂
(
)。
意义:保证细胞进行
。
原理:
。
证据:实验:比较过氧化氢在不同条件下的分解。
二、酶具有
性。
概念:一种酶只能催化
或
化学反应。
意义:保证细胞代谢能够
地进行。
证据:实验证明:(以下只说明实验的两个思路,自己尝试写出实验步骤,实验材料用
具自选。)
实验思路:①酶相同(如:淀粉酶)底物不同(如:淀粉和蔗糖)
﹙提示﹚
②酶不同(如:淀粉酶和蔗糖酶)底物相同(如:淀粉)
﹙1﹚找出自变量。﹙2﹚确定实验的组数。﹙3﹚确定检测的指标、方法、试剂等。
﹙4﹚找到相关实验材料(用器、药品)。
实验步骤:
﹙1﹚选取材料、装置、编号:
①装置:取
试管
②编号:编成
、
号③选材:各加入
。
﹙2﹚对照:
1号试管
。
2号试管
。
﹙3﹚检测:(加检测试剂):
。
﹙4﹚条件适宜:
。
﹙5﹚结果:
1号试管
,2号试管
。
﹙6﹚结论:
。
原理:锁和钥匙学说、诱导契合学说:(P83)
图示:①图中酶和被催化的反应物分子都有特定空间的结构。
问题2.②
A表示
,B表示
(底物)。C
、D表示
(
)。
三、酶的作用条件
。
阅读课本P83“影响酶活性的条件”
概念:酶催化作用条件是
、
。
意义:使细胞代谢在
的条件下快速进行。
原理:
。
证据:探究问题:温度和PH值对酶活性的影响。
概念:酶活性:酶对化学反应的
。
1.实验原理:①
温度,淀粉在淀粉酶的催化作用下分解为麦芽糖、葡萄糖,淀粉遇碘变蓝,麦芽糖、葡萄糖和斐林试剂经水浴加热产生砖红色沉淀。
②
PH,H2O2在过氧化氢酶的催化作用下可分解成水和氧(气泡)。
2.设计思路:
单因子自变量:
①
;
②
。
检测指标(因变量):①
;
②
。
检测试剂:①
。
检测方法:
①
;
②
。
3.实验步骤(温度对酶活性的影响。)
﹙1﹚选取材料、装置、编号:
①装置:取
试管
②编号:编成
、
、
号
③选材:各加入
。
另取
试管
②编号:编成
、
、
号
③选材:各加入
。
﹙2﹚对照:
1.
1、1′试管放入
中。
2.
2、2′试管放入
中。
3.
3、3′试管放入
中。
保温5分钟。
﹙3﹚检测:(加检测试剂):分别将
( http: / / www.21cnjy.com )不同温度的淀粉酶溶液注入相应的淀粉溶液混合,保温5分钟。
。
﹙4﹚结果:
1号试管
,2号试管
。3号试管
。
﹙5﹚结论:
。
问题2.﹙1﹚为什么把淀粉和淀粉酶放在同一温度下,一段时间后再混合?
。
﹙2﹚若把0℃、100℃环境下的混合液体再放在60℃环境中,淀粉能否被分解?
。
【易错提醒】①本实验不宜选用斐林
( http: / / www.21cnjy.com )试剂,因为斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成,而该实验需严格控制不同的温度。②本实验不宜选用过氧化氢酶催化H2O2分解,因为过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加热的条件下分解也会加快。
4.实验步骤(PH值对酶活性的影响。)
( http: / / www.21cnjy.com )(文字式)
﹙1﹚选取材料、装置、编号:
①装置:取
试管
②编号:编成
、
、
号③选材:分别加入
。
﹙2﹚对照:
1号试管
。
2号试管
。
3号试管
。
﹙3﹚检测:
分别向3支试管加入
的
。观察
。
﹙4﹚结果:
1号试管
,2号试管
。3号试管
。
﹙5﹚结论:
。
实验步骤:(图表式)
问题3.
步骤﹙2﹚﹙3﹚能否颠倒,为什么?
。
【易错提醒】①本实验中也
( http: / / www.21cnjy.com )可将过氧化氢酶和H202分别调至同一pH,再混合,以保证反应一开始便达到预设pH。②本实验不宜选用淀粉酶催化淀粉分解,因为淀粉酶催化的底物淀粉在酸性条件下也会发生水解反应。
总结论(原理):(据图分析)
1.
条件下,酶的活性最高。
2.
在一定温度(或PH)范围内,酶活性
( http: / / www.21cnjy.com )随温度(或PH)升高而
,超过最适温度(或PH),酶的活性随温度(或PH)升高
,甚至丧失。
3.
过酸、过碱、温度过高,会使酶的
( http: / / www.21cnjy.com )
遭到破坏,使酶
;低温使酶的活性
,但酶的
保持稳定,在适宜的温度下酶的活性可以
。
问题3.人体内酶的最适温度是
℃,胃蛋白酶的最适PH为
,胰蛋白酶的最适PH为
。
酶制剂适宜在
下保存。
【拓展应用】1.酶特性曲线、图像辨析。2.
影响酶促反应速率的因素曲线。
1.酶特性曲线、图像辨析。
﹙1﹚酶的高效性曲线。
①如图表示未加催化剂时,生成物浓度随时间的变化曲线,请在图中绘出加酶和加无机催化剂的条件时的变化曲线。
②答案:由曲线可知:酶比无机催化剂的催化效率
;酶只能缩短达到
所需的时间,不改变化学反应的
。因此,酶
改变最终生成物的量。
﹙2﹚酶的专一性曲线、图像。
①酶的专一性曲线。
a.在A反应物中加入酶A,反应速率较未加酶时的变化是明显加快,说明酶A
催化该反应。
b.在A反应物中加入酶B,反应速率和未加酶时相同,说明酶B
催化该反应。
②酶的专一性图像。
图中a表示
,
b表示
(底物)。
d表示
,
c表示
(
)。
2.
影响酶促反应速率的因素曲线。
﹙1﹚温度和pH
①
分析图A、B可知,在一定温度及pH范围内,随温度及pH的升高,酶的催化作用
,超过这一范围,酶的催化作用逐渐
。
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
。
②分析图A、B曲线的起点和终点的特点,思考其原因。
过酸、过碱、高温都会使酶的活性
( http: / / www.21cnjy.com )
,而低温只是使酶的活性
。前者都会使酶的
遭到破坏,而后者并未破坏酶的
。
(3)分析图C中的曲线,反应溶液中pH的变化是否会影响酶作用的最适温度呢?
。
﹙2﹚底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响。
①甲图:在其他条件适宜、酶量一定
( http: / / www.21cnjy.com )的情况下,酶促反应速率随底物浓度增加而
,但当底物达到一定浓度后,受酶数量和酶活性限制,酶促反应速率
。
②乙图:在底物充足,其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度成
。
四、训练:
1.(
)如图表示过氧化氢被分解的曲线,可说明酶具有
①专一性
②高效性
③催化特性
④在温和条件下进行
A.①④
B.②③
C.①②
D.③④
2.(
)如图表示在不同处理条件(a、b、c)下,某酶促反应生成物的量和反应时间的关系,则处理条件不可能是
A.温度不同
B.酶制剂的量不同
C.反应底物的量不同
D.pH不同
3.(
)如下图所示在不同条件下的酶促反应速率变化曲线,下列据图叙述错误的是
A.影响AB段反应速率的主要因素是底物浓度
B.影响BC段反应速率的主要限制因子可能是酶量
C.主要是温度导致了曲线I和II的反应速率不同
D.曲线I显示,该酶促反应的最适温度一定为37℃
4.(
)
( http: / / www. / topic / 00DFD42C64ED8C32630EA9D2C8BE5795.html"
\t
"_blank )下图纵轴为酶促反应速度,横轴为底物浓度。如果当酶量增加到原来的两倍时,则能正确表示底物浓度和反应速度关系的图是
A.
B.
C.
D
5.某一不可逆化学反应(S
( http: / / www.21cnjy.com )→P+W)在无酶和有酶催化时均可以进行。当该反应在无酶条件下进行到时间t时,向反应液中加入催化该反应的酶,据图回答问题:
(1)图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是
。
(2)丁曲线后来变化趋势变缓的原因是由于酶的活性降低了吗?
。
。
(3)若将纵坐标改为生成物的量,其曲线变化趋势会改变吗?
。
。
(4)若在t时加入无机催化剂,反应
( http: / / www.21cnjy.com )物(S)的浓度达到0的时间点和丁曲线表示的时间点相同吗?
。
。
6.(
)图甲是过氧化氢
( http: / / www.21cnjy.com )酶活性受pH影响的曲线,图乙表示在最适温度下,pH=b时H2O2分解产生的O2量(m)随时间的变化曲线。若该酶促反应过程中改变某一初始条件,以下改变正确的是
A.pH=a时,e点下移,d点左移
B.pH=c时,e点为0
C.温度降低时,e点不移动,d点右移
D.H2O2量增加时,e点上移,d点左移。
第五章 细胞的能量供应和利用 第二节 细胞的能量“通货”——ATP
问题1.
能源物质:
①最终能源物质:
。
能
其中:主要能源物质是
;
源
②储能物质:
主要储能物质是
。
物
(稳定化学能)
“生命的燃料”是
。
质
③直接能源物质:
。
(活跃化学能)
问题2.(P88)萤火虫发光的生命意义是
。萤火虫特殊发光物质是
。
萤火虫发光过程需要能量转换吗
。
细胞生命活动所需要的主要能源物质,常被形容为“生命的燃料”。一、ATP生理功能
1.概念:
给细胞生命活动提供能量的物质(直接能源物质)。
储能物质(糖类、脂肪、蛋白质)储存的是稳定化学能,不能被
直接利用。
问题3.
ATP为什么能成为直接能源物质?
二、ATP的结构、特点。
1.
ATP的结构:中文名称为
。
﹙1﹚元素组成:C、H、O、N、P。
﹙2﹚化学组成:1分子腺苷和3分子磷酸基团。
﹙3﹚结构简式:
结构式:
A-P~P~P。
①其中:“A”代表
;有
( http: / / www.21cnjy.com )
个“~”代表
,有
个;“P”代表
,有
个。可用“一、二、三”来总结,即一个腺苷、二个高能磷酸键、三个磷酸基团。所以中文名称为
。
②若将ATP分子脱掉2个磷酸基团后,名称是
,是
的基本单位之一。
2.
ATP的结构特点。细胞内的一种
化合物。
ATP中储存着大量的能量,存在于
;ATP水解,释放出的能量
多达
,所以说ATP是细胞内的一种
化合物。
3.
ATP的化学性质特点:活跃化学能(不稳定),故:ATP和ADP可以相互转化(P89)
﹙1﹚化学性质(不稳定):①ATP远离A的高能磷酸键容易水解形成
和
,并释放
。
②ADP(二磷酸腺苷)容易捕获能量与Pi结合,重新形成ATP。
﹙2﹚反应式:
ATP和ADP转化关系不是可逆反应,但物质可循环利用。分析如下:
①酶不同:酶1是ATP合成酶;酶2是ATP水解酶。
②能量来源和去路不同:
水解ATP释放的能量来源于
,用于
;
形成ATP能量来源于
作用
,储存于
键中。
﹙3﹚ATP和ADP转化特点:
①ATP含量少,ATP含量总是处于一种动态平衡中。
②转化迅速快。
③时刻不停进行。
﹙4﹚ATP和ADP转化生理意义:细胞的能量“通货”,直接能源物质。
①细胞需要能量时,ATP水解,及时释放能量,供给细胞利用。
②细胞产生能量过多时,ADP及时捕获能给,储存在ATP中。
保证细胞能及时、持续满足能量需求(及时供给能给、及时捕获能量)。细胞的能量“通货”。
三、ATP的形成与利用(P89-90):
1.ATP的形成(主要来源):
﹙1﹚动物、人、真菌和大多数细菌的细胞呼吸。
﹙2﹚绿色植物的细胞呼吸和光合作用。
2.
ATP的利用:
生物体进行生命活动能量主要由ATP直接提供。
﹙1﹚机械能:纤毛和鞭毛的摆动,肌细胞的收缩、
细胞分裂期间染色体的运动等。
﹙2﹚渗透能:主动运输。
﹙3﹚化学能:生物体内物质合成。
﹙4﹚电能:神经传导和生物电。
﹙5﹚光能:生物发光。
﹙6﹚热能:维持体温。
【注】1.但ATP并非生命活动所需能量的唯
( http: / / www.21cnjy.com )一直接来源,在肌肉或其他兴奋性组织(如脑和神经)中还有一种高能磷酸化合物——磷酸肌酸,是高能磷酸基的暂时贮存形式。磷酸肌酸水解时,比ATP释放的能量多些。
2.萤火虫发光原理
四、训练:1.(
)ATP分子在细胞内能释放能量与贮存能量,从结构上看,其原因是
①腺苷很容易吸收能量和释
( http: / / www.21cnjy.com )放能量
②第二个磷酸根很容易从ATP上脱离和结合
③第三个磷酸根很容易从ATP上脱离,远离A的高能磷酸键断裂,使ATP转化为ADP
④ADP可以迅速地与磷酸根结合,吸收能量形成远离A的高能磷酸键,使ADP转化为ATP
A、①③
B、②④
C、③④
D、①④
2.(
)ATP是细胞内直接的能源物质,可通过多种途径产生,如图所示。以下说法正确的是
A.a过程和b过程都有[H]的生成
B.a过程和b过程都要在细胞器中进行
C.①、②在物质和能量上都可成为互逆反应
D.O2由红细胞进入肝脏细胞的线粒体使肝脏细胞内的ADP含量迅速下降
3.(
)下列生理过程中,能生成ADP的是
A、洋葱表皮细胞的质壁分离
B、大麦成熟区细胞的吸水
C、人体细胞从周围环境中吸收K+
D、樟树叶片蒸腾失水
4.(
)ATP转化为ADP可表示如下:式中X代表
酶
能量
X
A、H2O
B、[H]
C、P
D、Pi
ATP
ADP
5.(
)生物体内既能储存能量,又能为生命活动直接提供能量的物质是
A、葡萄糖
B、糖原
C、三磷酸腺苷
D、脂肪
6.(
)下列过程中使ADP含量增加的是
A、K+进入肾小管壁的上皮细胞
B、苯进入生物细胞
C、氧气进入组织细胞
D、甘油吸收进入小肠上皮细胞
7.分析ATP和ADP相互转化的示意图,如下图所示,回答下列问题。
⑴图中Pi代表磷酸,则B为
,C为
。
⑵E1不是物质,在人和动物体内,E1来自
,
在绿色植物体内来
和
。
⑶在生物体生命活动中,E2主要用于
、
、
等。
⑷A1和A2具有
作用,根据你的分析,它们的作用分别是促进
和
。
第五章 细胞的能量供应和利用 第三节
ATP的主要来源——细胞呼吸
第一课时
问题1.
细胞的能量“通货”是
,其主要来源是
。
一、细胞呼吸(呼吸作用)的概念:
1.
概念:指
在细胞内经过一系列的
,最终生成
或其它产物,释放出
并生成
的过程。由于呼吸作用是在__
___内进行的,因此也叫__
______。
2.
具有双层膜的细胞器有_________和_________,其中线粒体的作用是________________。
3._____
_____细胞生命活动所需要的主要能源物质,常被形容为“生命的燃料”。
问题2.
阅读“问题探讨”(P91)①两者的共同点是:都是物质的氧化分解过程;都能产生
二氧化碳等产物,并且都释放出能量。
②不能。否则,组成细胞的化合物会迅速而彻底地氧化分解,能量会迅速地全部释放出来,
细胞的基本结构也就会遭到彻底的破坏。
③在无氧条件下,细胞能够通过无氧呼吸来释放能量。但释放的能量要少许多。
二、细胞呼吸的方式:(P91、P92)探究酵母菌的呼吸方式:
(一)实验原理:酵母菌是一种单细胞真菌,
( http: / / www.21cnjy.com )在有氧和无氧条件下都能生存,属于兼性厌氧生物。在有氧条件下(制馒头、发面包),产生较多
,释放更多
,用于自身繁殖;在无氧条件下(制酒),产生较少
,释放较少
,同时产生
。
(二)探究性实验一般程序:提出问题,
,
,
,
,
,
。
1.提出问题:
(1)根据生产、生活、实验中看到的现象提出来疑问。
(2)提出的问题应具有一定的探价值,常用于解答有关问题或创立新的理论科学。
现象:大米、小麦、高粱等可制酒;制馒头、面包需要干酵母粉才能产生气泡变松软。
提出问题:(1)酵母菌在什么条件下产生酒精?
(2)酵母菌在什么条件下产生
?2.作出假设:
是对可见的生物现象提出一种可以检测的解释,可寻找证据(实验)来证明假设是否成立。
假设:(1)酵母菌在
条件下产生酒精。(2)酵母菌在
条件下产生
。
3.设计实验(实验思路):根据实验目的、假设,确定实验思路。
单因子变量:
。
检测指标:
CO2产生量。
酒精。
检测试剂:澄清的石灰水、溴麝香草酚蓝水溶液。
在酸性条件下,橙色的重铬酸钾。
检测方法:观察法
4.实施实验(实验步骤):
﹙1﹚选取材料、装置、编号:
①装置:取
锥形瓶
②编号:编成
、
号
③选材:各加入
和
。
﹙2﹚对照:A锥形瓶如图甲组装好(有氧)。
B锥形瓶如图乙组装好(无氧)。
﹙3﹚条件适宜:常温(25-350C)培养9h。
﹙4﹚检测、结果1:相同时间内:
①与A瓶相连的石灰水变的更
。
②与B瓶相连的石灰水变的混浊。
﹙4′﹚检测、结果2:①与A瓶相连的溴麝香草酚蓝液由蓝变黄的颜色
。
②与B瓶相连的溴麝香草酚蓝液由蓝变黄的颜色
。
﹙5﹚结论1:①酵母菌在有氧和无氧条件均产生
。
②酵母菌在有氧条件下比无氧条件产生的
。
重复步骤﹙4﹚﹙5﹚检测酒精产生情况:
﹙4﹚检测:从A、B瓶分别取2ml酵母菌培养液滤液,分别注入1、2试管中,向两试管分别加入等量的重铬酸钾浓硫酸液,观察试管颜色变化。
﹙5﹚结果:1号试管溶液为橙色(颜色不变),2号试管溶液
。
结论:①酵母菌在有氧条件不产生
。②酵母菌在无氧条件产生
。
总结论:酵母菌在有氧、无氧都能进
( http: / / www.21cnjy.com )行细胞呼吸。有氧条件下,酵母菌将葡萄糖分解为大量二氧化碳和水;无氧条件下,酵母菌将葡萄糖分解为酒精和少量二氧化碳(俗称酒精发酵)。
【注】1.检测CO2的产生:可使用
或
,其现象分别为
或
。
2.检测酒精的产生:可使用
( http: / / www.21cnjy.com )橙色的
溶液,其在
条件下与酒精发生化学反应变成
色。3.常用试剂及作用:NaOH
;Ca(OH)2
。
4.实验材料若用种子,遮光与否对实验不产生影响,若用叶片或幼苗,则必须
处理。
5.控制无氧呼吸:装置要
,溶液配制要用
水。
6.训练:填表:
观察或检测的物质(结构)
相应的试剂或染料
显色结果
葡萄糖、果糖、麦芽糖
淀粉
脂肪
蛋白质
DNA和RNA
线粒体
染色体
酒精
条件下
CO2
三、有氧呼吸原理(过程):
1.线粒体:﹙1﹚形态分布(见P47实验):普遍分布于
细胞中。
﹙2﹚结构:
双层膜:
外膜:把线粒体和细胞质基质分隔开。
(见P93)
内膜:向内折叠成嵴,扩大内膜面积。(含与有氧呼吸作用有关酶)
线粒体基质:含与有氧呼吸有关酶;含少量DNA和RNA;有核糖体。
﹙3﹚功能:是进行
的
场所。是细胞的
。(95%)
问题2.据左图,填出右图序号名称:
( http: / / www.21cnjy.com )
问题3.有氧呼吸的①主要场所是________
____。②线粒体内膜增大表面积的方式:___
___。
③
与有氧呼吸有关的酶存在于:___________________
_________________。
④心肌细胞比骨骼肌中含线粒体
,代谢旺盛的细胞中线粒体
(多/少)。为什么?
活细胞中的线粒体往往可以
地运动到代谢比较
的部位。
2.有氧呼吸原理(过程):﹙1﹚图表式:
问题4.看课本P93—94,完成下列表格:
场所
反应物
产物
产生ATP数
第一阶段
第二阶段
第三阶段
﹙2﹚文字式:
第一阶段:葡萄糖在___________
(场所)分解成
和
,
释放
。
反应式:
。
第二阶段:丙酮酸和
在______
__
(场所)彻底分解成
和
,释放
。
反应式:
。
第三阶段:前两过程产生[H]和
在______
___
(场所)结合形成
,释放
。
反应式:
。
3.写出有氧呼吸的总反应式:
。
4.概括有氧呼吸的概念:有氧呼吸是指细胞在
的参与下,通过多种酶的催化作用,把
等有机物彻底氧化分解,产生
,释放
,生成许多
的过程。
5.有氧呼吸与有机物燃烧相比具有的特点:﹙1﹚条件
﹙2﹚能量释放是
,
且能储存在
。﹙3﹚能量转换
﹙38ATP/2870=38×30.54/2870=1161/2870=40.5%>25%﹚
第三节
ATP的主要来源——细胞呼吸
第二课时
四、无氧呼吸原理(过程):
1.细胞质基质:概念:细胞质中呈
( http: / / www.21cnjy.com )
的物质。
成分:水、无机盐、脂类、糖类、氨基酸、核苷酸、酶等。
功能:是细胞进行
的主要场所。
2.无氧呼吸原理(过程):﹙1﹚图表式:
问题5.
看课本P94—95,完成下列表格:
比较阶段
场所
反应物
产物
是否产能及多少
第一阶段
第二阶段
﹙2﹚文字式:
第一阶段:葡萄糖在___________
(场所)分解成
和
,
释放
。
反应式:
。
第二阶段:丙酮酸在______
_(场所)及不同
催化下分解成
和
,或者
。
反应式:
。
3.写出无氧呼吸的总反应式:
,实例:
动物肌细胞、哺乳动物红细胞、蛔虫。
,实例:
。
4.概括无氧呼吸的概念:无氧呼吸是指细胞在
的参与下,通过酶的催化作用,把
等有机物分解成
和
,或者
,释放少量
,生成
的过程。
5.
无氧呼吸与有氧呼吸相比具有的特点:﹙1﹚能量释放
,﹙2﹚葡萄糖等有机物分解
。
﹙3﹚能量转换率
﹙2ATP/196.65=2×30.54/196.65=61.08/196.65=31.06%>25%﹚
6.
发酵:指人们借助微生物
( http: / / www.21cnjy.com )在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体本身、或者直接代谢产物或次级代谢产物的过程。产生酒精的叫酒精发酵,产生乳酸的叫乳酸发酵
问题6.
有氧呼吸和无氧呼吸的比较表:填表
类型
有氧呼吸
无氧呼吸
必需条件
氧,但必须有
催化
场所
产物
能量释放
产生大量能量(在
阶段产生能量)
产生
能量,且只在第__阶段释放能量。
特点
有机物彻底氧化分解,能量完全释放
有机物
分解,能量
释放
联系
①
完全相同②实质相同:分解有机物,释放能量③意义相同:为生命活动提供能量,为物质转化提供原料
注:①相同呼吸底物、不同种类生
( http: / / www.21cnjy.com )物呼吸类型、代谢产物不同的直接原因是催化反应的酶不同,其根本原因是不同生物体内的基因不同。②无氧呼吸释放的能量远远少于有氧呼吸的原因
。
③无氧呼吸过程中第二阶段有无[H]的积累。
五、细胞代谢生物分类(分解物质):需氧型生物、厌氧型生物、兼性厌氧生物。
1.需氧型生物:概念:细胞必须摄取
来分解
,释放
,维持生命活动。
种类:多数生物(多数动物、植物、真菌、细菌)
2.厌氧型生物:概念:细胞只能在
条件下分解
,释放
,维持生命活动。
种类:体内寄生虫、某些细菌(乳酸菌、破伤风杆菌等)
3.兼性厌氧生物:概念:细胞在
、
条件下都能分解
,释放
,维持生命活动。
种类:酵母菌
六、训练:基础题:细胞呼吸的原理(过程):填空
( http: / / www.21cnjy.com )
填空:1
,2
( http: / / www.21cnjy.com )
,
3
,4
,5
,
6
,
7
,
8
,9
,10
。
1.(
)【变式题1】下图表示有氧呼吸过程,下列有关说法正确的是
A.①②④中数值最大的是①
B.③代表的物质名称是氧气
C.产生①②的场所是线粒体
D.某些原核生物能完成图示全过程
2.(
)【变式题2】如图表示绿色植物细胞内部分物质转化过程,以下有关叙述正确的是
A.图中①、②两物质依次是H2O和O2
B.图中(一)、(二)两阶段产生[H]的
场所都是线粒体
C.图中(三)阶段产生的水中的氢最终
都来自葡萄糖
D.该过程在有光条件下能进行,在无光条件下不能进行
3.(
)【变式题3】如图表示绿色植物细胞内部分物
质转化过程,以下有关叙述正确的是
A.图中b、c物质依次是水和水
B.图中产生[H]的场所是线粒体
C.用18O标记葡萄糖,则通过图示
过程后产物水中会检测到放射性
D.图示过程只能在有光条件下完成
4.(
)【变式题4】细胞内糖分解代谢过如下图,
下列叙述错误的是
A.植物细胞能进行过程①和③或过程①和④
B.真核细胞的细胞质基质中能进行过程①和②
C.动物细胞内,过程②比过程①释放的能量多
D.乳酸菌细胞内,过程①产生[H],过程④消耗[H]
5.(
)在呼吸作用过程中,水参与分解和合成水分别发生在
A.第一阶段和第二阶段
B.第二阶段和第三阶段
C.第三阶段和第一阶段
D.第三阶段和第二阶段
6.(
)下列结构中不能产生的CO2是
A、小麦细胞的细胞质基质
B、人体细胞的线粒体
C、酵母菌的细胞质基质
D、乳酸菌的细胞质
7.(
)如果一定重量的黄豆全部
( http: / / www.21cnjy.com )萌发生成黄豆芽,黄豆芽中的有机物总量、有机物种类分别比黄豆中的
A.多、多
B.少、多
C.多、少
D.少、少
8.(
)关于细胞呼吸的说法,正确的是
A.人在憋气时细胞停止呼吸
B.无氧呼吸因为糖类分解不彻底,所以释放的能量少
C.植物无氧呼吸的产物都是酒精和CO2
D.人在剧烈运动时,主要进行厌氧呼吸
9.(
)下列有关有氧呼吸的叙述,正确的是
A.有氧呼吸酶主要分布在线粒体的外膜、内膜和基质中
B.线粒体可在有氧条件下将葡萄糖氧化分解为CO2和水
C.用18O标记葡萄糖,则产物水中不会检测到放射性
D.进行有氧呼吸的细胞都含有线粒体
10.(
)下列关于人体内有氧呼吸和无氧呼吸的比较,正确的是
A.二氧化碳只是有氧呼吸的产物
B.葡萄糖只能作为有氧呼吸分解的底物
C.还原氢只在有氧呼吸过程中产生
D.无氧呼吸的两个阶段都能产生ATP
11.(
)右图为线粒体的结构示意图,其中不可能发生的反应是
A.②处产生[H]和CO2 B.①、②、③都处产生ATP
C.②处消耗丙酮酸
D.③处发生[H]与O2的结合反应
12.(
)植物在有氧呼吸和无氧呼吸过程中,产生等量的ATP所消耗C6H12O6的摩尔数量是
A.前者比后者多9倍
B.后者比前者多9倍
C.后者比前者多19倍
D.前者比后者多19倍
13.(
)在一个普通的锥形瓶中,加
( http: / / www.21cnjy.com )入含有酵母菌的葡萄糖溶液,如图所示,则下列有关坐标中,
正确的是
A.①②③
B.
①②④
C.
②③④
D.①③④
七、【拓展应用】细胞呼吸类型的判断
1.细胞呼吸底物是糖类(如葡萄糖)时,据曲线或CO2释放量和O2吸收量来判断呼吸类型
细胞呼吸总强度=有氧呼吸强度+
无氧呼吸强度
MN=NP+
QN
(M
P=
QN)
(设:NP=6,
QN=2)
判断:(1)既无CO2释放,也无O2吸收时,细胞呼吸方式:
,
(2)不消耗O2,但产生CO2时,细胞呼吸方式:
(图中A点)。
(3)CO2释放量等于O2消耗量,细胞呼吸方式:
(图中C点以后)。
(4)CO2释放量大于O2消耗量,细胞呼吸方式:
,
①CO2释放量大于O2消耗量4/3,细胞呼吸方式:
(图AM段)。
②CO2释放量小于O2消耗量4/3,细胞呼吸方式:
(图MC段)。
③CO2释放量等于O2消耗量4/3,细胞呼吸方式:
(图M点)。
①CO2释放量大于O2消耗量,细胞呼吸方式:
(图AB段)。
②CO2释放量小于O2消耗量,细胞呼吸方式:
(图BC段)。
③CO2释放量等于O2消耗量,细胞呼吸方式:
(图B点MN最低。)。
(5)相关计算:细胞同时进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸时,怎样计算有氧呼吸和无
氧呼吸消耗的葡萄糖的相对值?
①根据氧气的消耗量计算有氧呼吸中消耗的葡萄糖。
②根据有氧呼吸中氧气消耗量和二氧化碳的释放量相等(相对值),将二氧化碳的释
放总量减去氧气消耗量即为厌氧呼吸的二氧化碳释放量。
③由无氧呼吸的二氧化碳释放量计算无氧呼吸中消耗的葡萄糖。
训练:1.(
)在呼吸作用过程中,有CO2放出时,则可判断此过程
A.一定是无氧呼吸
B.一定是有氧呼吸
C.一定不是酒精发酵
D.一定不是乳酸发酵
2.(
)在a、b、c、d条件
( http: / / www.21cnjy.com )下,测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下表。若底物是葡萄糖,则下列叙述中正确的是
CO2释放量
O2吸收量
a
10
0
b
8
3
c
6
4
d
7
7
A.a条件下,细胞呼吸产物除CO2
外还有酒精和乳酸
B.b条件下,有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多
C.c条件下,无氧呼吸最弱
D.d条件下,产生CO2的全部来自线粒体
3.(
)【变式题1】将等量的小麦
( http: / / www.21cnjy.com )种子分别放在O2浓度不同的密闭容器中,1小时后,容器中
O2和CO2的变化情况如下表:下列有关叙述中正确的是
变化量\O2浓度
0
1%
2%
3%
5%
7%
10%
15%
20%
25%
O2吸收量/mol
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.7
0.7
C02释放量/mol
1
0.8
0.6
0.5
0.4
0.5
0.6
0.7
0.7
0.7
A.小麦种子细胞在氧气浓度为0~3%和5%~25%
时,分别进行无氧呼吸和有氧呼吸
B.贮藏小麦种子时,应选择氧气浓度为5%的适宜环境条件
C.氧气浓度越高,小麦种子细胞有氧呼吸越旺盛,产生ATP越多
D.小麦种子细胞进行无氧呼吸时,产生乳酸和二氧化碳
4.(
)将一些苹果储藏在密闭容器中,较长时间后会闻到酒香。当通人不同浓度的氧气时,
其O2的消耗量和CO2的产生量如下表所示。(假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖)则下
列叙述错误的是
氧浓度(%)
a
b
c
d
e
产生CO2的量(mol/min)
1.2
1
1.3
1.6
3
O2的消耗量(mol/min)
0
0.5
0.7
1.2
3
A.氧浓度为a时,苹果的细胞呼吸只在细胞质基质中进行
B.氧浓度为c时,苹果产生C2
H5OH的量为0.6
mol/min
C.氧浓度为d时,消耗的葡萄糖有1/4用于酒精发酵
D.氧浓度为b时,较适宜苹果储藏
5.(
)【变式题2】将
( http: / / www.21cnjy.com )等量且足量的苹果果肉分别放在氧气浓度不同的密闭容器中,1
h后,测定氧气的吸收量和二氧化碳的释放量(见下表)。下列有关叙述中不正确的是
变化量/氧气浓度
0
1%
2%
3%
5%
7%
10%
15%
20%
25%
氧气吸收量/mol
0
0.1
0.2
0.3
0.35
0.35
0.6
0.7
0.8
0.8
二氧化碳释放量/mol
1
0.8
0.6
0.5
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.8
A.在O2相对浓度为3%时,苹果细胞既有无氧呼吸也有有氧呼吸
B.苹果果肉在O2相对浓度为3%时每小时分解葡萄糖0.15mol
C.贮藏苹果的环境中,适宜的O2相对浓度为5%
D.O2相对浓度为5%时无氧呼吸和有氧呼吸强度均最弱
6.(
)【变式题3】右图表示某植物的非绿
( http: / / www.21cnjy.com )色器官在氧浓度为a、b、c、
d时,CO2释放量和O2吸
收量的变化。下列相关叙述正确的是
A.氧浓度为a时,最适于贮藏该植物器官
B.氧浓度为b时,无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍
C.氧浓度为c时,无氧呼吸最弱
D.氧浓度为d时,有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等
7.(
)【变式题4】下图表示的是某
( http: / / www.21cnjy.com )绿色植物的非绿色器官细胞呼吸时O2的吸收量和CO2的释放量之间的关系,其中线段XY=YZ,则
A.氧浓度为a时,需氧呼吸比厌氧呼吸消耗的有机物多
B.a点细胞呼吸的产物有CO2、H2O和乳酸
C.氧浓度为a时,