第三章
细胞的代谢
第三节
物质通过多种方式出入细胞
【考点一】扩散和渗透
1、扩散是分子或离子从
浓度年向
浓度处运动的现象,它使得该分子或离子分布均匀,直到平衡,此后分子或离子
,以
平衡的状态;以扩散方式出入细胞的物质有氧、水和二氧化碳等小分子无机物,也酒精、甘油、脂肪酸和固醇等
性物质。
2、水分子通过膜的扩散称为
(注意:渗透属于扩散,是专指
等溶剂分子的扩散);渗透作用的方向是从水分子数相对较多的一侧进入水分子数相对较少的一侧,也就是溶液中的水分子从溶液中溶质的浓度
的一侧进入浓度
的一侧。
3、植物细胞在水中也会因渗透作用
而膨胀,但不会像红细胞那样发生破裂,因为植物细胞有最外层的
的保护;当外界溶液中溶质的浓度相对高时,红细胞会因渗透作用
而导致细胞皱缩,植物细胞会因渗透作用
,细胞膜以及细胞膜以内的部分因收缩而发生
。
【考点二】观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原现象
1、采用的实验材料是紫色洋葱(原因:液泡内的细胞液为
,便于
),质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液(原因:大于
浓度,处于该浓度中细胞会失水);
2、洋葱鳞片内表皮细胞
(填:能或不能)发生质壁分离,但由于内表皮细胞
,所以通常不用其做质壁分离和质壁分离复原的实验材料;
3、若用一定浓度的硝酸钾溶液替代蔗糖溶液,
(填:可以或不可以)观察到质壁分离现象,但会发生
现象;
4、本实验的实验材料
(填:可以或不可以)用新鲜的黑藻小叶片替代紫色洋葱外表皮;发生质壁分离和质壁分离复原的细胞必须是具有
、
的成熟植物细胞。
【考点三】物质出入细胞的方式
1、物质跨过膜的扩散和渗透之所以发生,是因为膜两侧的物质存在
,物质由浓度较高的一侧转运至较低的一侧,称为
,这种转运
(填:需要或不需要)消耗能量。
2、细胞所需要的许多种小分子或离子,在质膜外侧的浓度虽然常比细胞内高,但不能
质膜(注意:不能直接穿过的原因可能是:它们不溶于细胞膜的
,或者是
),此时需借助于细胞膜中的一类
将其转运到细胞内。
会与被转运的分子或离子结合而改变形状,
(填:消耗或不消耗)能量,于是把分子或离子转运至膜的另一侧。这种方式是一种扩散作用,但扩散的速率
,称为
,也是被动转运的一种方式。
3、主动转运与被动转运中的易化扩散都需要
的参与,在转运过程中,
都会发生形状改变
,但最大的区别是
需要ATP提供能量,而
不需要能量;由于有能量供给,主动转运就能够根据细胞的需要转运分子或离子,可以
转运物质,因此,
是细胞最重要的吸收或排出物质的方式。
4、进出细胞的物质
(填:一定或不一定)都通过质膜,有的物质会通过
方式进出细胞;被胞吞和胞吐的物质
(A.都是液体
B.都是固体
C.可以是液体,也可以是固体);被胞吞和胞吐的物质是
(A.都是生物大分子
B.都是小分子
C.可能是生物大分子,也可能是小分子);胞吞的物质
(填:一定或不一定)是营养物质,可能是细菌或
残渣;变形虫的摄食过程就是
作用,分泌蛋白的分泌过程和人体消化系统中消化酶的分泌就是通过
实现的;胞吞和胞吐过程
(填:需要或不需要)能量的供应。第三章
细胞的代谢
第四节
细胞呼吸为细胞生活提供能量
1、细胞呼吸是
内进行的将糖类等有机物分解成无机物或者
,并且释放
的过程。
2、探究酵母菌的呼吸作用方式
①探究需氧呼吸产物的装置(实验一)
第一个锥形瓶中加入NaOH溶液的目的是
;
实验原理:CO2可使
变浑浊,也可使溴麝香草酚蓝溶液由
变
再变
;根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的
,检测酵母菌培养液中CO2的产生情况;
发酵瓶中溶液加1-2滴植物油,其作用是降低表面张力,使溶液中的小泡
,即作为消泡剂;
探究厌氧呼吸产物的装置(实验二)
检测乙醇的产生时,橙色的
溶液在酸性条件下与乙醇发生化学反应,变成
色;由于葡萄糖也能与酸性
反应发生颜色变化,因此,应将酵母菌的培养时间
以耗尽溶液中的
;
发酵瓶中溶液表面加一层植物油的作用是
,保证酵母菌进行
;
实验一是发生在有氧条件下,有
产生,实验二中的装酵母菌培养液的锥形瓶需
放置一段时间,待锥形瓶中的
耗尽后,创造
环境,再连通盛有澄清石灰水的试管;
3、细胞中葡萄糖的能量利用效率大约有
;每氧化一个葡萄糖分子就会合成
个ATP分子。细胞呼吸主要发生在
,人们称其为细胞的动力工厂。
4、第一阶段:糖酵解在
中进行。在糖酵解的过程中,1个葡萄糖分子被分解成2个
分子和少量
(用[H]表示),分解过程中释放出
能量,形成少量ATP;大部分的能量没有释放出来,储存在
中。
5、第二阶段发生在
中,反应的原料是
,在复杂酶系统的作用下,被彻底氧化分解形成
,并产生
和少量
,二氧化碳释放到细胞外。
6、第三阶段:又称
,发生在
,与其有关的酶和合成ATP的酶镶嵌在线粒体内膜上,前两个阶段产生的
经过
上电子传递链的传递,与
结合生成水,产生大量
。
7、厌氧呼吸在
中进行;可以划分为两个阶段:第一阶段与
的第一阶段一样,进行
。第二阶段中,丙酮酸在不同酶的催化,同时在
的还原作用下,形成不同的产物,(注意:该阶段不释放能量)最常见的产物是
或
。
8、人和动物的骨骼肌细胞在缺氧条件下进行
,产生
,刺激神经末梢,使人产生酸痛的感觉;甜菜
、玉米胚、马铃薯
和乳酸菌缺氧条件下发生厌氧呼吸也产生
。
9、最常见的发酵类型是
发酵和
发酵;乳酸发酵所产生的ATP
仅为需氧呼吸的1/16左右,人体肌肉细胞可以靠厌氧呼吸维持短时间的活动,所产生的乳酸则被运至
再生成
。
10、厌氧呼吸只能利用葡萄糖中的一少部分能量,乳酸转变为葡萄糖
能量,肌肉细胞进行厌氧呼吸是一种克服
的应急措施。
细胞呼吸是细胞代谢的核心(了解)
1.蛋白质需要水解成
,再进行脱氨基形成
,才能参与细胞呼吸;
2.多糖需要水解成
,再参与细胞呼吸;脂肪水解形成的
和
都可参与细胞呼吸。
3.细胞呼吸的产物为合成反应提供
和
。第五节
光合作用将光能转化为化学能
【考点一】叶绿体
1、类囊体是由膜形成的碟状的口袋,所有的类囊体连成一体,其中又有许多叠在一起,称为基粒,组成类囊体的膜被称为光合膜;
2、叶绿素及其他光合色素存在于光合膜上,除了与光合作用有关的色素外,光合膜上还分布了可以将光能转化为化学能的多种蛋白质,在类囊体的空腔内含有多种酶,这些酶与水的裂解有关。
【考点二】光合色素的提取与分离
1、用新鲜的菠菜叶放入40-50℃的烘箱中烘干、粉碎后,取2g干粉放入研钵中,加入少许二氧化硅(目的:研麿充分),加入碳酸钙(目的:防止破坏叶绿素),再加入
95%乙醇
(目的:提取或溶解色素),充分、迅速(原因:提取液95%的乙醇易挥发)研磨成匀浆。
2、在一小玻璃漏斗基部放一块单层尼龙布,将研麿液迅速倒入漏斗中,收集滤液到一个试管中,及时用棉塞将试管塞紧。(“迅速、及时、用棉塞塞紧”的原因:提取液95%乙醇易挥发)
3、制备滤纸条。一定要用预先干燥过的定性滤纸;
4、点样。用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔线画出一条细而直的滤液细线
。待滤液干后再画一次,画3-4次(目的:增加滤液细线上的色素);
5、将制备好的滤纸条放入层析液进行色素分离;
6、实验分析:由不同色素在层析液中的溶解度不同,在滤纸条上的扩散速度就不同,从而出现分层现象,这种方法叫纸层析法
。四种色素中扩散速度最快的是胡萝卜素;扩散速度最慢的是叶绿素b,色素含量越高,色素带越宽,四条色素带最宽的是(从上往下数)第三条,最窄的是第一条。
(注意:不利因素影响下,叶绿素比类胡萝卜素易分解,所以受到不利因素影响时,四条色素带第三、四条会变窄明显)
【考点三】光合作用过程
1、光合作用过程图
2、碳反应中的①是二氧化碳的固定过程;
②是三碳酸的还原过程③是RuBP的再生过程
3、卡尔文循环从一个五碳糖分子(RuBP,即核酮糖二磷酸)开始,在酶的催化作用下,1
分子的二氧化碳与1个
RuBP结合,形成1个六碳分子,这个六碳分子随即分解成2个三碳酸
(3-磷酸甘油酸)分子。下一步是这个循环中的关键步骤,即每个三碳酸分子接受来自NADPH的氢和来自ATP的磷酸基团
,形成1分子三碳糖
(实际上是
三碳糖磷酸
),这是二氧化碳分子进入卡尔文循环后形成的第一个糖。
4、卡尔文循环中三碳糖以后的许多反应,都是为了再生RuBP,以保证此循环的不断进行。每3个二氧化碳分子进入卡尔文循环,就形成6分子的三碳酸分子,这些三碳酸分子都被还原为三碳糖;其中5个三碳糖分子在卡尔文循环中经过一系列复杂的变化,再生为
RuBP,从而保证卡尔文循环继续进行;另外1个三碳糖分子则离开卡尔文循环,其中大部分运到叶绿体外(或细胞溶胶),并且转变成蔗糖;少部分在叶绿体内合成淀粉、脂质
、蛋白质。
(注意:三碳糖用于再生RuBP和离开卡尔文循环的比例为5:1。叶绿体内三碳糖和淀粉可以相互转化,叶绿体外,三碳糖可以和蔗糖相互转化)
【考点四】“表观光合速率和真正光合速率”详解(选考)
1、表观光合速率(净光合速率):在光照条件下,人们测得的植物(或叶片)CO2吸收量,就是植物从外界环境吸收的CO2总量;可表述为:CO2的吸收量(或释放量);O2的释放量(或吸收量);还可以用有机物的积累量来表示。
2、真正光合速率(总光合速率):植物实际所同化的CO2的量;或理解为植物体内叶绿体消耗的CO2总量有两个来源,一个是从外界吸收的(表观光合速率),另一个是自身呼吸释放的(呼吸速率),即真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率;可表述为CO2的同化量;O2的生成量;也可以用有机物的合成量或生成量来表示;若用植物细胞中提取的叶绿体进行光合作用,这时不存在呼吸速率,测得的光合速率是真正光合速率=表观光合速率。
【考点五】影响光合作用的因素
1、影响光合作用的环境因素有:光强度、温度、二氧化碳浓度和水等;
2、影响光合作用的自身因素有:色素含量、叶绿体数量、酶含量等。
例题:光合作用受多种因素影响,光照、二氧化碳、温度、水分等均会影响光合作用的进行。下图表示在适宜温度下,不同二氧化碳浓度、不同光强度(光强)对某种植物吸收二氧化碳量的影响。
(1)图中实验的自变量为:光强和二氧化碳浓度;
(2)低光强下,二氧化碳浓度为A之前,限制光合速率的主要因素是二氧化碳浓度;在A之后,限制光合速率的主要因素是光强;
(3)当温度降低时,A点和B点分别向左、左移动;(原因:题干中已说明,该实验是在适宜温度下测定的,当温度降低时,酶活性下降,光反应和碳反应均会减弱,二氧化碳的饱和点会变小)
(4)在低光强下,当二氧化碳温度为A时,植物叶肉细胞的光合速率大于80mg.g-1.min-1;(解析:纵坐标是二氧化碳的吸收速率,这里所指光合速率是指表观光合速度;我们要把“植物的光合速率”和“叶肉细胞的光合速率”区分开,图中坐标表示的是植物的表观光合速率变化曲线,是指叶肉细胞的真正光合速率减去所有活细胞的呼吸速率;而叶肉细胞的表观光合速率,是指叶肉细胞的真正光合速率减去叶肉细胞的呼吸速率;所以叶肉细胞的光合速率大于植物的光合速率)第五节
光合作用将光能转化为化学能
【考点一】叶绿体
1、类囊体是由
形成的碟状的口袋,所有的类囊体连成一体,其中又有许多叠在一起,称为
,组成类囊体的膜被称为
;
2、叶绿素及其他
存在于光合膜上,除了与光合作用有关的色素外,光合膜上还分布了可以将光能转化为化学能的多种
,在类囊体的空腔内含有
,这些酶与
有关。
【考点二】光合色素的提取与分离
1、用新鲜的菠菜叶放入40-50℃的
中烘干、粉碎后,取2g干粉放入
中,加入少许二氧化硅(目的:
),加入
(目的:防止破坏叶绿素),再加入
(目的:提取或溶解色素),充分、迅速(原因:提取液
易挥发)研磨成匀浆。
2、在一小玻璃漏斗基部放一块单层
,将研麿液迅速倒入漏斗中,收集滤液到一个试管中,及时用棉塞将试管塞紧。(“迅速、及时、用棉塞塞紧”的原因:提取液
易挥发)
3、制备滤纸条。一定要用
的定性滤纸;
4、点样。用
吸取少量滤液,沿铅笔线画出一条细而直的
。待滤液干后再画一次,画3-4次(目的:
);
5、将制备好的滤纸条放入
进行色素
;
6、实验分析:由不同色素在层析液中的
不同,在滤纸条上的
就不同,从而出现分层现象,这种方法叫
法
。四种色素中扩散速度最快的是
;扩散速度最慢的是
,色素含量越高,色素带越
,四条色素带最宽的是(从上往下数)第
条,最窄的是第
条。
(注意:不利因素影响下,叶绿素比类胡萝卜素
分解,所以受到不利因素影响时,色素带第
条会明显变窄)
【考点三】光合作用过程
1、光合作用过程图
2、碳反应中的①是
过程;
②是
过程
③是
过程
3、卡尔文循环从一个
分子(RuBP)开始,在酶的催化作用下,1
分子的二氧化碳与1个
RuBP结合,形成1个六碳分子,这个六碳分子随即分解成2个
分子。下一步是这个循环中的关键步骤,即每个三碳酸分子接受来自
的氢和来自
的磷酸基团
,形成1分子
(实际上是
三碳糖磷酸
),这是二氧化碳分子进入
循环后形成的第一个糖。
4、卡尔文循环中
以后的许多反应,都是为了再生
,以保证此循环的不断进行。每3个二氧化碳分子进入卡尔文循环,就形成
分子的三碳酸分子,这些三碳酸分子都被还原为
;其中
个三碳糖分子在卡尔文循环中经过一系列复杂的变化,再生为
,从而保证卡尔文循环继续进行;另外
个三碳糖分子则离开
循环,其中大部分运到叶绿体外(或细胞溶胶),并且转变成
;少部分在叶绿体内合成淀粉、
、
。
(注意:三碳糖用于再生
和离开卡尔文循环的比例为
。叶绿体内三碳糖和
可以相互转化,叶绿体外,三碳糖可以和
相互转化)
【考点四】“表观光合速率和真正光合速率”详解(选考)
1、表观光合速率(净光合速率):在光照条件下,人们测得的植物(或叶片)CO2
,就是植物从
吸收的CO2总量;可表述为:CO2的吸收量(或
);O2的释放量(或吸收量);还可以用有机物的
量来表示。
2、真正光合速率(总光合速率):植物实际
的CO2的量;或理解为植物体内叶绿体消耗的CO2总量有两个来源,一个是从外界吸收的(表观光合速率),另一个是自身呼吸释放的(呼吸速率),即真正光合速率=
+呼吸速率;可表述为CO2的同化量;O2的生成量;也可以用有机物的合成量或生成量来表示;若用植物细胞中提取的叶绿体进行光合作用,这时不存在呼吸速率,测得的光合速率是真正光合速率=表观光合速率。
【考点五】影响光合作用的因素
1、影响光合作用的环境因素有:
、温度、
和水等;
2、影响光合作用的自身因素有:色素含量、叶绿体数量、酶含量等。
例题:光合作用受多种因素影响,光照、二氧化碳、温度、水分等均会影响光合作用的进行。下图表示在适宜温度下,不同二氧化碳浓度、不同光强度(光强)对某种植物吸收二氧化碳量的影响。
(1)图中实验的自变量为:
;
(2)低光强下,二氧化碳浓度为A之前,限制光合速率的主要因素是
;在A之后,限制光合速率的主要因素是
;
(3)当温度降低时,A点和B点分别向
移动;(原因:题干中已说明,该实验是在适宜温度下测定的,当温度降低时,酶活性
,光反应和碳反应均会
,二氧化碳的饱和点会变小)
(4)在低光强下,当二氧化碳温度为A时,植物叶肉细胞的光合速率
(A.大于
B.等于
C.小于)80mg.g-1.min-1;
【解析:纵坐标是二氧化碳的吸收速率,这里所指光合速率是指
光合速率;我们要把“植物的光合速率”和“叶肉细胞的光合速率”区分开,图中坐标表示的是植物的
光合速率变化曲线,是指叶肉细胞的真正光合速率减去所有活细胞的呼吸速率;而叶肉细胞的表观光合速率,是指叶肉细胞的真正光合速率减去叶肉细胞的呼吸速率;所以叶肉细胞的光合速率大于植物的光合速率】第三章
细胞的代谢
第二节
酶是生物催化剂
【考点一】酶的专一性
1、据图分析可得出的结论有:
本实验中的1、2号试管用于实验对照;
3~6号试管要在37℃恒温水浴中保温,是为了维持酶较高的活性;
由于实验中的底物有蔗糖,碘—碘化钾试剂不能检测蔗糖是否发生反应,所以本实验中的本尼迪特试剂不能用碘—碘化钾试剂替代;
本实验中的自变量有酶的种类和底物种类,无关变量有温度、底物浓度、底物浓度和PH等;
若仅用1号、3号、5号试管实验时,自变量为酶的种类,实验结果可用碘—碘化钾溶液检测;
实验过程中,将底物和酶混合后,需要在37℃恒温水浴中保温15min,以保证反应充分的进行后,再加入本尼迪特试剂,然后放在热水浴中加热观察颜色变化;
淀粉溶液中加入氯化钠的原因是激活淀粉酶活性;
2、由于酶分子的形状只适合与一种或小部分分子结合,所以一种酶只能催化一种底物或少数相似底物的反应,这就是酶的专一性。
【考点二】探究酶催化的高效性
1、过氧化氢是细胞中某些化学反应的副产物,具有氧化性,如果不及时除去或分解,会杀死细胞,而细胞中的过氧化氢酶可以催化过氧化氢的分解;
该实验的自变量为酶,二氧化锰是无机催化剂,用于对照;
新鲜的肝脏或生的马铃薯块茎中的过氧化氢酶活性高,存在于细胞内,实验时需将肝脏或马铃薯块茎打成匀浆使用;
2、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;酶的作用是降低化学反应的活化能,使得化学反应加快,但不能增加生成物的量;
【异曲同工】
比较过氧化氢在不同条件下的分解:
步骤
试管1
试管2
试管3
试管4
加入过氧化氢溶液
2mL
2mL
2mL
2mL
90℃水浴加热
——
加热
——
——
加入氯化铁溶液
——
——
2滴
——
加入肝脏研磨液
——
——
——
2滴
观察气泡产生量
——
——
用点燃的卫生香检测
——
——
①肝脏中有较多的过氧化氢酶;
②1号试管和2号试管进行对照,实验的自变量是温度,与1号试管相比,2号试管产生气泡更多,产生气泡的速率更快;实验原理是加热使过氧化氢分子得到能量,从常态转变为容易分解的活跃状态;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称为活化能;
试管3和试管4未经加热,也有大量气泡产生,是因为催化剂的作用,降低了底物的活化能,在常温下可以提高反应速率;与试管3相比,试管4会使点燃的卫生香燃烧更剧烈,即与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,催化效率更高;
【考点三】探究PH对过氧化氢酶的影响
该实验过程中需要注意的几点
该实验中的自变量是pH大小;
该实验的检测指标是0.5min和1min时产生的气泡数量;
由于过氧化氢的总量有限,彻底反应后生成的气体量是相等的,所以不能把产生过氧化氢的生成总量作为实验的检测指标;
分别测定不同pH下生成的气体量时,每次都应该洗净反应小室,然后用相应缓冲液再冲洗一遍;
2、温度是影响酶促反应速率的重要因素,酶促反应都有一个最适温度,在此温度以上或以下,酶的活性均会下降;
a曲线表示随温度升高,反应物分子具有的能量增加,反应速度加快;
b曲线表示随温度升高,酶分子的空间结构改变,酶变性的速率越快,升高到一定温度,酶将完全失去活性;
c曲线表示随温度变化,酶的活性发生改变;第三章
细胞的代谢
第二节
酶是生物催化剂
【考点一】酶的本质和活性
1、酶是活细胞产生的一类生物催化剂,大多数酶是
(注意:不能称之为蛋白酶,蛋白酶是水解蛋白质的酶),极少数特殊的酶是
(注意:不能称之为RNA酶,RNA酶是水解RNA分子的酶),我们称这一类酶为
。
2、受酶催化而发生化学反应的分子叫
。酶之所以能在室温下催化底物分子发生反应,是因为酶分子有一定的形状,恰好能和
分子结合。酶与底物结合后,形成
复合物,然后这个复合物会发生一定的形状变化,使底物变成
,并从复合物上脱落,同时酶分子
原状,可以重新与底物结合,继续下一轮的反应。
3、酶作用的强弱可用
表示,酶活性一般是指单位
的酶,在单位
内底物的消耗或产物的生成量。例如:1g(单位质量)蔗糖酶在1min(单位时间)内使多少克蔗糖水解,就代表蔗糖酶的活性是多少。
【考点二】酶的专一性
1、据图分析可得出的结论有:
本实验中的1、2号试管用于
;
3~6号试管要在37℃恒温水浴中保温,是为了
;
只要实验中的底物是蔗糖,碘—碘化钾试剂
(填:能或不能)检测蔗糖是否发生反应,所以本实验中的本尼迪特试剂
(填:能或不能)用碘—碘化钾试剂替代;
本实验中的自变量有
,无关变量有
、
和PH等;
若仅用1号、3号、5号试管实验时,自变量为
,实验结果
(填:可以或不可以)用碘—碘化钾溶液检测;
实验过程中,将底物和酶混合后,需要在37℃恒温水浴中保温15min,以保证
,再加入本尼迪特试剂,然后放在热水浴中加热观察颜色变化;
淀粉溶液中加入氯化钠的原因是
;
2、由于酶分子的形状只适合与一种或
分子结合,所以一种酶只能催化一种底物或
底物的反应,这就是酶的专一性。
【考点三】探究酶催化的高效性
1、过氧化氢是细胞中某些化学反应的副产物,具有氧化性,如果不及时除去或分解,会杀死细胞,而细胞中的过氧化氢酶可以催化过氧化氢的分解;
该实验的自变量为
,二氧化锰是无机催化剂,用于
;
新鲜的肝脏或生的马铃薯块茎中的
活性高,存在于细胞内,实验时需将肝脏或马铃薯块茎打成匀浆使用;
两支试管中发生的现象分别是
。
2、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
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
能;酶的作用是降低化学反应的
,使得化学反应
,但
(填:能或不能)增加生成物的量;
【异曲同工】
比较过氧化氢在不同条件下的分解:
步骤
试管1
试管2
试管3
试管4
加入过氧化氢溶液
2mL
2mL
2mL
2mL
90℃水浴加热
——
加热
——
——
加入氯化铁溶液
——
——
2滴
——
加入肝脏研磨液
——
——
——
2滴
观察气泡产生量
——
——
用点燃的卫生香检测
——
——
肝脏中有较多的
;
1号试管和2号试管进行
,实验的自变量是
,与1号试管相比,2号试管产生气泡
,产生气泡的速率
;实验原理是加热使过氧化氢分子得到
,从常态转变为容易分解的活跃状态;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称为
;
试管3和试管4未经加热,也有大量气泡产生,是因为
的作用,降低了底物的
,在常温下可以提高反应速率;与试管3相比,试管4会使点燃的卫生香燃烧
,即与无机催化剂相比,酶
的作用更显著,催化效率更高;
【考点四】探究PH对过氧化氢酶的影响
该实验过程中需要注意的几点
该实验中的自变量是
;
该实验的检测指标是
;
由于过氧化氢的总量有限,彻底反应后生成的气体量
(填:相等或不相等),所以
(填:能或不能)把产生过氧化氢的生成总量作为实验的检测指标;
分别测定不同pH下不同阶段生成的气体量时,每次都应该洗净反应小室,然后用相应
再冲洗一遍;
2、温度是影响酶促反应速率的重要因素,酶促反应都有一个
温度,在此温度以上或以下,酶的活性均会下降;
a曲线表示随温度升高,反应物分子具有的能量
,反应速度
;
b曲线表示随温度升高,酶分子的
改变,酶
的速率越快,升高到一定温度,酶将
活性;
c曲线表示随温度变化,酶的活性发生改变;第三章
细胞的代谢
第三节
物质通过多种方式出入细胞
【考点一】扩散和渗透
1、扩散是分子或离子从高浓度年向低浓度处运动的现象,它使得该分子或离子分布均匀,直到平衡,此后分子或离子继续运动,以维持平衡的状态;以扩散方式出入细胞的物质有氧、水和二氧化碳等小分子无机物,也酒精、甘油、脂肪酸和固醇等脂溶性物质。
2、水分子通过膜的扩散称为渗透(注意:渗透属于扩散,是专指水分子等溶剂分子的扩散);渗透作用的方向是从水分子数相对较多的一侧进入水分子数相对较少的一侧,也就是溶液中的水分子从溶液中溶质的浓度低的一侧进入浓度高的一侧。
3、植物细胞在水中也会因渗透作用吸水而膨胀,但不会像红细胞那样发生破裂,因为植物细胞有最外层的细胞壁的保护;当外界溶液中溶质的浓度相对高时,红细胞会因渗透作用失去水分而导致细胞皱缩,植物细胞会因渗透作用失水,细胞膜以及细胞膜以内的部分因收缩而发生质壁分离。
【考点二】观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原现象
1、采用的实验材料是紫色洋葱(原因:液泡内的细胞液为紫色,便于观察),质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液(原因:大于细胞液浓度,处于该浓度中细胞会失水);
2、实验中不用洋葱内表皮为材料,并不是因为内表皮细胞不能发生质壁分离,而是因为内表皮细胞液泡颜色太浅,可以发生质壁分离后,现象不明显;
3、若用一定浓度的硝酸钾溶液替代蔗糖溶液,可以观察到质壁分离现象,但会自动发生质壁分离复原现象;
4、本实验的实验材料可以用新鲜的黑藻小叶片替代紫色洋葱外表皮;发生质壁分离和质壁分离复原的细胞必须是具有大液泡的、活的成熟植物细胞。
【考点三】物质出入细胞的方式
1、物质跨过膜的扩散和渗透之所以发生,是因为膜两侧的物质存在浓度差,物质由浓度较高的一侧转运至较低的一侧,称为被动转运,这种转运不需要消耗能量。
2、细胞所需要的许多种小分子或离子,在质膜外侧的浓度虽然常比细胞内高,但不能直接穿过质膜(不能直接穿过的原因可能是:它们不溶于细胞膜的磷脂双分子层,或者是体积太大),此时需借助于细胞膜中的一类载体蛋白将其转运到细胞内。载体蛋白会与被转运的分子或离子结合而改变形状,不消耗能量,于是把分子或离子转运至膜的另一侧。这种方式是一种扩散作用,但扩散的速率要大得多,称为易化扩散,也是被动转运的一种方式。
3、主动转运与被动转运中的易化扩散都需要载体蛋白的参与,在转运过程中,载体蛋白都会发生形状改变
,但最大的区别是主动转运需要ATP提供能量,而易化扩散不需要能量;由于有能量供给,主动转运就能够根据细胞的需要转运分子或离子,可以逆浓度梯度转运物质,因此,主动转运是细胞最重要的吸收或排出物质的方式。
4、进出细胞的物质不一定都通过质膜,有的物质会通过胞吞和胞吐方式进出细胞;被胞吞和胞吐的物质可以是固体,也可以液体;可以是生物大分子,也可能是小分子;胞吞的物质不一定是营养物质,可能细菌或衰老细胞残渣;变形虫的摄食过程就是胞吞作用,分泌蛋白的分泌过程和人体消化系统中消化酶的分泌就是通过胞吐实现的;胞吞和胞吐过程需要能量的供应。第三章
细胞的代谢
第一节
ATP(
)是细胞内的“能量通货”
1、ATP是生命活动的
;(注意:ATP是
,不是能量;不能把“直接能源写成直接能量”,它和能量之间不能用“转化”来描述,下列叙述错误的是(
):
A.糖类氧化分解释放的能量中,一部分能量转化为ATP
B.糖类氧化分解释放的能量中,一部分能量转化为ATP中的化学能
C.糖类氧化分解释放的能量中,一部分能量用于合成ATP
2、ATP的结构简式是A—P~P~P,其中A代表
,P代表
,~代表一种特殊的化学键(
键);
实验:在肌肉上滴加葡萄糖溶液后观察肌肉反应,肌肉没有收缩;然后,在同一块肌肉上滴加ATP溶液,肌肉很快发生了明显的收缩;这个实验说明:
。
3、ATP的化学结构
4、ATP与ADP相互转化
①ATP在细胞中易于水解,含量
,在细胞中易于
;
②在ADP转化成ATP的过程中,所需要的能量来源,在植物体内,既可以来自
,也可以来自
的能量;在动物、人、真菌和大多数细菌体内,均来自
的能量;
③通过ATP的合成和水解,使放能反应所释放的能量用于
,此过程被称为
循环;ATP是细胞中普遍使用的
,下列关于ADP和ATP的叙述正确的是:
A.ADP比ATP稳定
B.ATP比ADP稳定
C.ATP分子中有三个高能磷酸键
D.ADP分子中有两个磷酸键
5、细胞中的许多反应是吸能反应,因为其产物中的势能比反应物中的势能
,例如:由氨基酸合成蛋白质的反应就是
反应;吸能反应所需要的能量一般来自于
。
光合作用是植物绿色细胞中最重要的
;所有细胞中最重要的放能反应是
。
6、在肌肉收缩过程中,ATP先使肌肉中的能量
,改变形状,这是
反应;然后肌肉做功,失去能量,恢复原状,这是
反应。第三章
细胞的代谢
第四节
细胞呼吸为细胞生活提供能量
1、细胞呼吸是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,并且释放能量的过程。
2、探究酵母菌的呼吸作用方式
①探究需氧呼吸产物的装置(实验一)
第一个锥形瓶中加入NaOH溶液的目的是去除空气中的CO2;
实验原理:CO2可使澄清石灰水变浑浊,也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄;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,检测酵母菌培养液中CO2的产生情况;
发酵瓶中溶液加1-2滴植物油,其作用是降低表面张力,使溶液中的小泡尽快破裂,即作为消泡剂;
探究厌氧呼吸产物的装置(实验二)
检测乙醇的产生时,橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇发生化学反应,变成灰绿色;由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化,因此,应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖;
发酵瓶中溶液表面加一层植物油的作用是创造无氧环境,保证酵母菌进行厌氧呼吸;
实验一是发生在有氧条件下,有CO2产生,实验二中的装酵母菌培养液的锥形瓶需封口放置一段时间,待锥形瓶中的氧气耗尽后,创造无氧环境,再连通盛有澄清石灰水的试管;
3、细胞中葡萄糖的能量利用效率大约有30%;每氧化一个葡萄糖分子就会合成32个ATP分子。细胞呼吸主要发生在线粒体,人们称其为细胞的动力工厂。
4、第一阶段:糖酵解在细胞溶胶中进行。在糖酵解的过程中,1个葡萄糖分子被分解成2
个丙酮酸分子和少量氢(用[H]表示),分解过程中释放出少量能量,形成少量ATP;大部分的能量没有释放出来,储存在丙酮酸中。
5、第二阶段发生在线粒体基质中,反应的原料是丙酮酸,在复杂酶系统的作用下,被彻底氧化分解形成二氧化碳,并产生[H]和少量ATP,二氧化碳释放到细胞外。
6、第三阶段:又称电子传递链,发生在线粒体内膜上,与其有关的酶和合成ATP的酶镶嵌在线粒体内膜上,前两个阶段产生的[H]经过线粒体内膜上电子传递链的传递,与氧结合生成水,产生大量ATP。
7、厌氧呼吸在细胞溶胶中进行;可以划分为两个阶段:第一阶段与需氧呼吸的第一阶段一样,进行糖酵解。第二阶段中,丙酮酸在不同酶的催化,同时在[H]的还原作用下,形成不同的产物,最常见的产物是乳酸或乙醇。
8、人和动物的骨骼肌细胞在缺氧条件下进行厌氧呼吸,产生乳酸,刺激神经末梢,使人产生酸痛的感觉;甜菜块根、玉米胚、马铃薯块茎和乳酸菌缺氧条件下发生厌氧呼吸也产生乳酸。
9、最常见的发酵类型是乙醇发酵和乳酸发酵;乳酸发酵所产生的ATP
仅为需氧呼吸的1/16左右,人体肌肉细胞可以靠厌氧呼吸维持短时间的活动,所产生的乳酸则被运至肝脏再生成葡萄糖。
10、厌氧呼吸只能利用葡萄糖中的一少部分能量,而乳酸转变为葡萄糖又要消耗能量,肌肉细胞进行厌氧呼吸是一种克服暂时缺氧的应急措施。
细胞呼吸是细胞代谢的核心(了解)第三章
细胞的代谢
第一节
ATP是细胞内的“能量通货”
【考点一】ATP(腺苷三磷酸)
1、ATP是生命活动的直接能源;(注意:ATP是物质,不是能量,不能把“直接能源写成直接能量”,它和能量之间不能用“转化”来描述,如糖类氧化分解释放的能量中,一部分转化为ATP;正确的表达应该是:糖类氧化分解释放的能量中,一部分转化为ATP中的化学能,或糖类氧化分解释放的能量中,一部分用于合成ATP)
2、ATP的结构简式是A—P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表一种特殊的化学键(高能磷酸键);
3、ATP的化学结构
4、ATP与ADP相互转化
①ATP在细胞中易于水解,含量很低,在细胞中易于再生;
②在ADP转化成ATP的过程中,所需要的能量来源,在植物体内,既可以来自光能,也可以来自呼吸作用释放的能量;在动物、人、真菌和大多数细菌体内,均来自细胞呼吸释放的能量;
③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;ATP是细胞中普遍使用的能量载体,相对来说ADP要比ATP稳定;
5、细胞中的许多反应是吸能反应,因为其产物中的势能比反应物中的势能高,例如:由氨基酸合成蛋白质的反应就是吸能反应;吸能反应所需要的能量一般来自于放能反应。
光合作用是植物绿色细胞中最重要的吸能反应;所有细胞中最重要的放能反应是糖的氧化。
6、在肌肉收缩过程中,ATP先使肌肉中的能量增加,改变形状,这是吸能反应;然后肌肉做功,失去能量,恢复原状,这是放能反应。