2019-2020年高中生物《分子與細(xì)胞》教案 新人教版必修1.doc

2019-2020年高中生物分子與細(xì)胞教案 新人教版必修1 元素 細(xì)胞膜 基質(zhì)化學(xué)成分 結(jié)構(gòu)與功能 細(xì)胞質(zhì)化合物 細(xì)胞核 細(xì)胞器細(xì)胞 生物膜系統(tǒng)有絲分裂無(wú)絲分裂 細(xì)胞分裂 細(xì)胞分化 細(xì)胞工程減數(shù)分裂高一生物內(nèi)容構(gòu)成細(xì)胞是最基本的生命系統(tǒng)層次組成和結(jié)構(gòu)功能發(fā)展和變化從生物圈到細(xì)胞組成細(xì)胞的分子系統(tǒng)的邊界細(xì)胞膜系統(tǒng)的分工合作細(xì)胞器系統(tǒng)的控制中心細(xì)胞核物質(zhì)輸入和輸出能量供應(yīng)和利用細(xì)胞的多樣性和統(tǒng)一性增殖（含生長(zhǎng)）、分化衰老、凋亡、癌變 （一）走近細(xì)胞一、 比較原核與真核細(xì)胞（多樣性）原核細(xì)胞真核細(xì)胞細(xì)胞較小（110um）較大（10-100 um）細(xì)胞核無(wú)成形的細(xì)胞核，核物質(zhì)集中在核區(qū)。無(wú)核膜，無(wú)核仁。DNA不和蛋白質(zhì)結(jié)合有成形的真正的細(xì)胞核。有核膜，有核仁。DNA和蛋白質(zhì)結(jié)合成染色體細(xì)胞質(zhì)除核糖體外，無(wú)其他細(xì)胞器有各種細(xì)胞器細(xì)胞壁有。但成分和真核不同，主要是肽聚糖植物細(xì)胞、真菌細(xì)胞有，動(dòng)物細(xì)胞無(wú)代表放線菌、細(xì)菌、藍(lán)藻、支原體真菌、植物、動(dòng)物二、生命系統(tǒng)的層次性 植：營(yíng)養(yǎng)、保護(hù)、機(jī)械、輸導(dǎo) 植：根、莖、葉細(xì)胞 組織 分泌 器官 花、果、種 動(dòng)：上皮、結(jié)締、肌肉、神經(jīng) 動(dòng)：心、肝 運(yùn)動(dòng)、循環(huán) 消化、呼吸 病毒系統(tǒng)（動(dòng)） 個(gè)體 單細(xì)胞 種群 群落 泌尿、生殖 多細(xì)胞 神經(jīng)、內(nèi)分泌 非生物因素 號(hào) 生態(tài)系統(tǒng) 生產(chǎn)者 生物圈 生物因素 消費(fèi)者 號(hào) 分解者三、細(xì)胞學(xué)說(shuō)內(nèi)容（統(tǒng)一性）從人體的解剖和觀察入手：維薩里、比夏顯微鏡下的重要發(fā)明：虎克、列文虎克理論思維和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)合：施來(lái)登、施旺1 細(xì)胞是一個(gè)有機(jī)體，一切動(dòng)植物都由細(xì)胞發(fā)育而來(lái)，并由細(xì)胞和細(xì)胞產(chǎn)物所構(gòu)成。2 細(xì)胞是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的單位，既有它自己的生命，又對(duì)與其他細(xì)胞共同組成的整體的生命起作用。3 新細(xì)胞可以從老細(xì)胞中產(chǎn)生。在修正中前進(jìn)：細(xì)胞通過(guò)分裂產(chǎn)生新的細(xì)胞。注：現(xiàn)代生物學(xué)的三大基石1.18381839年 細(xì)胞學(xué)說(shuō) 21859年 達(dá)爾文 進(jìn)化論 3.1866年 孟德?tīng)?遺傳學(xué)四、結(jié)論除病毒以外，細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，也是地球上最基本的生命系統(tǒng)。 （二）組成細(xì)胞的分子 基本：C、H、O、N （90）大量：C、H、O、N、P、S、（）K、Ca、Mg 元素 微量：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等 （種） 最基本：C，占干重的48.%,生物大分子以碳鏈為骨架 物質(zhì) 說(shuō)明生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性。 基礎(chǔ)水：主要組成成分；一切生命活動(dòng)離不開水無(wú)機(jī)物無(wú)機(jī)鹽：對(duì)維持生物體的生命活動(dòng)有重要作用化合物蛋白質(zhì)：生命活動(dòng)（或性狀）的主要承擔(dān)者體現(xiàn)者核酸：攜帶遺傳信息有機(jī)物糖類：主要的能源物質(zhì)脂質(zhì)：主要的儲(chǔ)能物質(zhì)一、蛋白質(zhì)（占鮮重，干重）結(jié)構(gòu)元素組成C、H、O、N，有的還有P、S、Fe、Zn、Cu、B、Mn、I等單體氨基酸 （約20種，必需8種，非必需12種）化學(xué)結(jié)構(gòu)由多個(gè)氨基酸分子脫水縮合而成，含有多個(gè)肽鍵的化合物，叫多肽。多肽呈鏈狀結(jié)構(gòu)，叫肽鏈。一個(gè)蛋白質(zhì)分子含有一條或幾條肽鏈。高級(jí)結(jié)構(gòu)多肽鏈形成不同的空間結(jié)構(gòu)，分二、三、四級(jí)。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)由于組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目、排列次序不同，于是肽鏈的空間結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)別，因此蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)是極其多樣的。功能蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性決定了它的特異性/功能多樣性。 構(gòu)成細(xì)胞和生物體的重要物質(zhì)：如細(xì)胞膜、染色體、肌肉中的蛋白質(zhì)； 有些蛋白質(zhì)有催化作用：如各種酶； 有些蛋白質(zhì)有運(yùn)輸作用：如血紅蛋白、載體蛋白； 有些蛋白質(zhì)有調(diào)節(jié)作用：如胰島素、生長(zhǎng)激素等； 有些蛋白質(zhì)有免疫作用：如抗體。備注連接兩個(gè)氨基酸分子的鍵（）叫肽鍵。各種蛋白質(zhì)在結(jié)構(gòu)上所具有的共同特點(diǎn)（通式）： 每種氨基酸至少都含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連同一碳原子上； 各種氨基酸的區(qū)別在于基的不同。變性（熟雞蛋）鹽析凝固（豆腐）計(jì)算由個(gè)aa形成的一條肽鏈圍成環(huán)狀蛋白質(zhì)時(shí)，產(chǎn)生水肽鍵個(gè)；個(gè)aa形成一條肽鏈時(shí)，產(chǎn)生水肽鍵個(gè)；個(gè)aa形成條肽鏈時(shí)，產(chǎn)生水肽鍵個(gè)；個(gè)aa形成條肽鏈時(shí)，每個(gè)aa的平均分子量為，那么由此形成的蛋白質(zhì)的分子量為（）； 二、核酸 一切生物的遺傳物質(zhì)，是遺傳信息的載體，是生命活動(dòng)的控制者。元素組成C、H、O、N、P等分類脫氧核糖核酸（DNA雙鏈）核糖核酸（RNA單鏈）單體成分磷酸 H3PO4五碳糖脫氧核糖核糖含氮堿基A、G、C、TA、G、C、U功能主要的遺傳物質(zhì)，編碼、復(fù)制遺傳信息，并決定蛋白質(zhì)的合成將遺傳信息從DNA傳遞給蛋白質(zhì)。存在主要存在于細(xì)胞核，少量在線粒體和葉綠體中。甲基綠主要存在于細(xì)胞質(zhì)中。吡羅紅 每一個(gè)單體都以若干個(gè)相連的碳原子構(gòu)成的碳鏈為基本骨架，由許多單體連接成多聚體。三、糖類和脂質(zhì)元素類別存在生理功能糖類C、H、O單糖核糖C5H10O5主細(xì)胞質(zhì)核糖核酸的組成成分；脫氧核糖C4H10O5主細(xì)胞核脫氧核糖核酸的組成成分；六碳糖：葡萄糖C6H12O6、果糖等主細(xì)胞質(zhì)是生物體進(jìn)行生命活動(dòng)的重要能源物質(zhì)（70以上）；二糖C12H22O11麥芽糖、蔗糖植物乳糖動(dòng)物多糖淀粉、纖維素植物（細(xì)胞壁的組成成分），重要的儲(chǔ)存能量的物質(zhì)；糖原（肝、肌）動(dòng)物脂質(zhì)C、H、O有的 還有N、P脂肪動(dòng)、植物儲(chǔ)存能量、維持體溫恒定；類脂/磷脂腦、豆構(gòu)成生物膜的重要成分；固醇膽固醇動(dòng)物動(dòng)物的重要成分；性激素促性器官發(fā)育和第二性征；維生素D促進(jìn)鈣、磷的吸收和利用； 組成生物體的任何一種化合物都不能夠單獨(dú)地完成某一種生命活動(dòng)，而只有按照一定的方式有機(jī)地組織起來(lái)，才能表現(xiàn)出細(xì)胞和生物體的生命現(xiàn)象。細(xì)胞就是這些物質(zhì)最基本的結(jié)構(gòu)形式。四、鑒別實(shí)驗(yàn)試劑成分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象常用材料備注蛋白質(zhì)雙縮脲A: 0.1g/mL NaOH紫色大豆雞蛋B: 0.01g/mL CuSO4濃硝酸HNO3黃色沉淀脂肪蘇丹橘黃色花生蘇丹紅色還原糖斐林0.1g/mL NaOH淺藍(lán)色棕色磚紅色沉淀蘋果、梨、白蘿卜0.05g/mL CuSO4淀粉碘液I2藍(lán)色馬鈴薯 具有還原性的糖：葡萄糖、麥芽糖、果糖五、無(wú)機(jī)物存在方式生理作用水結(jié)合水4.5%自由水95%部分水和細(xì)胞中其他物質(zhì)結(jié)合。細(xì)胞結(jié)構(gòu)的組成成分。絕大部分的水以游離形式存在，可以自由流動(dòng)。1細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑；2參與細(xì)胞內(nèi)許多生物化學(xué)反應(yīng)；3水是細(xì)胞生活的液態(tài)環(huán)境；4水的流動(dòng)，把營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)送到細(xì)胞，并把廢物運(yùn)送到排泄器官或直接排出；無(wú)機(jī)鹽多數(shù)以離子狀態(tài)存，如K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、PO2+等1細(xì)胞內(nèi)某些復(fù)雜化合物的重要組成部分，如Fe2+是血紅蛋白的主要成分；2持生物體的生命活動(dòng)，細(xì)胞的形態(tài)和功能；3維持細(xì)胞的滲透壓和酸堿平衡；六、小結(jié) 化合 有機(jī)組合 分化化學(xué)元素 化合物 原生質(zhì) 細(xì)胞 原生質(zhì) 1泛指細(xì)胞內(nèi)的全部生命物質(zhì)，但并不包括細(xì)胞內(nèi)的所有物質(zhì)，如細(xì)胞壁；2包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核三部分；其主要成分為核酸、蛋白質(zhì)（和脂類）；3動(dòng)物細(xì)胞可以看作一團(tuán)原生質(zhì)。細(xì)胞質(zhì) ： 指細(xì)胞中細(xì)胞膜以內(nèi)、細(xì)胞核以外的全部原生質(zhì)。原生質(zhì)層：成熟的植物細(xì)胞的細(xì)胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)，為一層半透膜。 (三)細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁（植物特有）： 纖維素+果膠，支持和保護(hù)作用 成分：脂質(zhì)（主磷脂）50%、蛋白質(zhì)約40%、糖類2%-10%細(xì)胞膜 作用：隔開細(xì)胞和環(huán)境；控制物質(zhì)進(jìn)出；細(xì)胞間信息交流；真核 基質(zhì)： 有水、無(wú)機(jī)鹽、脂質(zhì)、糖類、氨基酸、核苷酸和多種酶等細(xì)胞 細(xì)胞質(zhì) 是活細(xì)胞進(jìn)行新陳代謝的主要場(chǎng)所。 分工：線、內(nèi)、高、核、溶、中、葉、液、細(xì)胞器 協(xié)調(diào)配合：分泌蛋白的合成與分泌；生物膜系統(tǒng) 核膜：雙層膜，分開核內(nèi)物質(zhì)和細(xì)胞質(zhì) 核孔：實(shí)現(xiàn)核質(zhì)之間頻繁的物質(zhì)交流和信息交流細(xì)胞核 核仁：與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關(guān) 染色質(zhì)：由DNA和蛋白質(zhì)組成，DNA是遺傳信息的載體一、 細(xì)胞器 差速離心：美國(guó) 克勞德線粒體葉綠體高爾基體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)液泡核糖體中心體分布動(dòng)植物植物動(dòng)植物動(dòng)植物植物和某些原生動(dòng)物動(dòng)植物動(dòng)物低等植物形態(tài)橢球形、棒形扁平的球形或橢球形大小囊泡、扁平囊網(wǎng)狀橢球形粒狀小體結(jié)構(gòu)雙層膜，有少量DNA單層膜，形成囊泡狀和管狀，內(nèi)有腔沒(méi)有膜結(jié)構(gòu)嵴（TP酶復(fù)合體）、基粒、基質(zhì)基粒（類體）、基質(zhì)（片層結(jié)構(gòu)）、酶外連細(xì)胞膜，內(nèi)連核膜液泡膜、細(xì)胞液蛋白質(zhì)、RNA、和酶兩個(gè)互相垂直的中心粒功能有氧呼吸的主場(chǎng)所進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所細(xì)胞分泌，成細(xì)胞壁提供合成、運(yùn)輸條件貯存物質(zhì)，調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)境蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所與有絲分裂有關(guān)備注在核仁形成 細(xì)胞器是指在細(xì)胞質(zhì)中具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)和執(zhí)行一定生理功能的結(jié)構(gòu)單位，三、協(xié)調(diào)配合 分泌蛋白 放射性同位素示蹤法：羅馬尼亞 帕拉德 有機(jī)物、O2 葉綠體 線粒體 能量、CO2 基因調(diào)控 初步合成 加工 修飾 細(xì)胞核 核糖體 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 高爾基體 細(xì)胞膜 胞外 氨基酸 肽鏈 一定空間結(jié)構(gòu) 生物膜系統(tǒng)：細(xì)胞器膜 + 細(xì)胞膜 + 核膜等形成的結(jié)構(gòu)體系四、細(xì)胞核 = 核膜（雙層） + 核仁 + 染色質(zhì) + 核液 美西螈實(shí)驗(yàn)、蠑螈橫縊實(shí)驗(yàn)、變形蟲實(shí)驗(yàn)、傘藻嫁接與移植實(shí)驗(yàn)細(xì)胞核是遺傳信息儲(chǔ)存和復(fù)制的場(chǎng)所，是代謝活動(dòng)和遺傳特性的控制中心。 染色質(zhì)和染色體是同一物質(zhì)在細(xì)胞周期不同階段相互轉(zhuǎn)變的形態(tài)結(jié)構(gòu)。 DNA 螺旋 + = 核小體（串珠結(jié)構(gòu)） 染色質(zhì) 30nm纖維 組蛋白 非組蛋白 螺旋化 0.4um超螺旋管（圓筒形） 210um染色單體（圓柱狀、桿狀）二、樹立觀點(diǎn)(基本思想) 1有一定的結(jié)構(gòu)就必然有與之相對(duì)應(yīng)功能的存在； 結(jié)構(gòu)和功能相統(tǒng)一 2任何功能都需要一定的結(jié)構(gòu)來(lái)完成 1各種細(xì)胞器既有形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能上的差異，又相互聯(lián)系，相互依存；分工合作2細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)體現(xiàn)細(xì)胞各結(jié)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)配合。生物的整體性：整體大于各部分之和；只有在各部分組成一個(gè)整體的時(shí)才能體現(xiàn)出生命現(xiàn)象。1結(jié)構(gòu)：細(xì)胞的各個(gè)部分是相互聯(lián)系的。如分布在細(xì)胞質(zhì)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)連核膜，外接細(xì)胞膜。2功能：細(xì)胞的不同結(jié)構(gòu)有不同的生理功能，但卻是協(xié)調(diào)配合的。如分泌蛋白的合成與分泌。3調(diào)控：細(xì)胞核是代謝的調(diào)控中心。其DNA通過(guò)控制蛋白質(zhì)類物質(zhì)的合成調(diào)控生命活動(dòng)。4與外界的關(guān)系上：每個(gè)細(xì)胞都要與相鄰細(xì)胞、而與外界環(huán)境直接接觸的細(xì)胞都要和外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換和能量轉(zhuǎn)換。六、總結(jié) 細(xì)胞既是生物體結(jié)構(gòu)的基本單位，也是生物體代謝和遺傳的基本單位。（四）細(xì)胞物質(zhì)的運(yùn)輸科學(xué)家研究細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的歷程是從物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)象開始的，分析成分是了解結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，現(xiàn)象和功能又提供了探究結(jié)構(gòu)的線索。人們?cè)趯?shí)驗(yàn)觀察的基礎(chǔ)上提出假說(shuō)，又通過(guò)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)來(lái)修正假說(shuō)，其中方法與技術(shù)的進(jìn)步起到關(guān)鍵的作用 成分：磷脂和蛋白質(zhì)和糖類 結(jié)構(gòu)：?jiǎn)挝荒ぃㄈ髦危?流動(dòng)鑲嵌模型 細(xì)胞膜 特性 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有相對(duì)的流動(dòng)性生理特性：選擇透過(guò)性（對(duì)離子和小分子物質(zhì)具選擇性） 保護(hù)作用 功能 控制細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換 細(xì)胞識(shí)別、分泌、排泄、免疫等一、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例1.水分條件濃度外液 > 細(xì)胞質(zhì)/液外液 < 細(xì)胞質(zhì)/液現(xiàn)象動(dòng)物失水皺縮吸水膨脹甚至漲破植物質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復(fù)原原理外因水分的滲透作用內(nèi)因原生質(zhì)層與細(xì)胞壁的伸縮性不同造成收縮幅度不同結(jié)論細(xì)胞的吸水和失水是水分順相對(duì)含量梯度跨膜運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程 滲透現(xiàn)象發(fā)生的條件：半透膜、細(xì)胞內(nèi)外濃度差 滲透作用：水分從水勢(shì)高的系統(tǒng)通過(guò)半透膜向水勢(shì)低的系統(tǒng)移動(dòng)的現(xiàn)象。 半透膜：指一類可以讓小分子物質(zhì)通過(guò)而大分子物質(zhì)不能通過(guò)的一類薄膜的總稱。 質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)可拓展應(yīng)用于：（指的是原生質(zhì)層與細(xì)胞壁） 證明成熟植物細(xì)胞發(fā)生滲透作用； 證明細(xì)胞是否是活的；作為光學(xué)顯微鏡下觀察細(xì)胞膜的方法； 初步測(cè)定細(xì)胞液濃度的大??；2. 無(wú)機(jī)鹽等其他物質(zhì) 不同生物吸收無(wú)機(jī)鹽的種類和數(shù)量不同。 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸既有順濃度梯度的，也有逆濃度梯度的。3. 選擇透過(guò)性膜可以讓水分子自由通過(guò)，一些離子和小分子也可以通過(guò)，而其他離子、小分子和大分子則不能通過(guò)的膜。 生物膜是一種選擇透過(guò)性膜，是嚴(yán)格的半透膜。二、流動(dòng)鑲嵌模型 1.要點(diǎn)磷脂雙分子層 構(gòu)成生物膜的基本支架，但這個(gè)支架不是靜止的，它具有流動(dòng)性。蛋白質(zhì) 鑲嵌、貫穿、覆蓋在磷脂雙分子層上，大多數(shù)蛋白質(zhì)也是可以流動(dòng)的。天然糖蛋白 蛋白質(zhì)和糖類結(jié)合成天然糖蛋白，形成糖被具有保護(hù)、潤(rùn)滑和細(xì)胞識(shí)別等2.與單位膜的異同 相同點(diǎn)：組成細(xì)胞膜的主要物質(zhì)是脂質(zhì)和蛋白質(zhì) 不同點(diǎn)：流：蛋白質(zhì)的分布有不均勻和不對(duì)稱性；強(qiáng)調(diào)組成膜的分子是運(yùn)動(dòng)的。 單：蛋白質(zhì)均勻分布在脂雙層的兩側(cè)；認(rèn)為生物膜是靜止結(jié)構(gòu)。三、跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞嚼臃绞綕舛忍荻容d體能量作用水、甘油、氣體、乙醇、苯自由擴(kuò)散順被選擇吸收的物質(zhì)從高濃度的一側(cè)通過(guò)細(xì)胞膜向濃度低的一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞協(xié)助擴(kuò)散順進(jìn)入紅細(xì)胞的鉀離子主動(dòng)運(yùn)輸逆能保證活細(xì)胞按照生命活動(dòng)的需要，主動(dòng)地選擇吸收所需要的物質(zhì)，排出新陳代謝產(chǎn)生的廢物和對(duì)細(xì)胞要害的物質(zhì)。大分子或顆粒：胞吞、胞吐四、小結(jié) 組成 決定 磷脂分子+蛋白質(zhì)分子 結(jié)構(gòu) 功能（物質(zhì)交換）具有 導(dǎo)致 保證 體現(xiàn) 運(yùn)動(dòng)性 流動(dòng)性 物質(zhì)交換正常 選擇透過(guò)性成分組成結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)決定功能。構(gòu)成細(xì)胞膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大都是可以流動(dòng)的，因此決定了由它們構(gòu)成的細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)具有一定的流動(dòng)性。結(jié)構(gòu)的流動(dòng)性保證了載體蛋白能把相應(yīng)的物質(zhì)從細(xì)胞膜的一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)到到另一側(cè)。由于細(xì)胞膜上不同載體的數(shù)量不同，所以，當(dāng)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞時(shí)能體現(xiàn)出不同的物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞膜的數(shù)量、速度及難易程度的不同，即反映出物質(zhì)交換過(guò)程中的選擇透過(guò)性?？梢?jiàn)，流動(dòng)性是細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的固有屬性，無(wú)論細(xì)胞是否與外界發(fā)生物質(zhì)交換關(guān)系，流動(dòng)性總是存在的，而選擇透過(guò)性是細(xì)胞膜生理特性的描述，這一特性，只有在流動(dòng)性基礎(chǔ)上，完成物質(zhì)交換功能方能體現(xiàn)出來(lái)。 (五)細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 H2O 外界水 H2O O2 礦質(zhì)元素 H 光 ATP 原生質(zhì) ADP+PI 熱能 ATP ADP+PI CO2+H2O C3H6O3 C2H5OH+CO2一、 酶降低反應(yīng)活化能 新陳/細(xì)胞代謝：活細(xì)胞內(nèi)全部有序化學(xué)反應(yīng)的總稱。 活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變成容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。1 發(fā)現(xiàn)巴斯德之前：發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動(dòng)無(wú)關(guān)。巴斯德（法、微生物學(xué)家）：發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān)；發(fā)酵是整個(gè)細(xì)胞。利比希（德、化學(xué)家）：引起發(fā)酵的是細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用。比希納（德、化學(xué)家）：酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)能夠在酵母細(xì)胞破碎后繼續(xù)起催化作用，就像在活酵母細(xì)胞中一樣。薩姆納（美、科學(xué)家）：從刀豆種子提純出來(lái)的脲酶是一種蛋白質(zhì)。許多酶是蛋白質(zhì)。切赫與奧特曼（美、科學(xué)家）：少數(shù)RNA具有生物催化功能。2定義酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，其中絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。注：由活細(xì)胞產(chǎn)生（與核糖體有關(guān)）催化性質(zhì)：A.比無(wú)機(jī)催化劑更能減低化學(xué)反應(yīng)的活化能，提高化學(xué)反應(yīng)速度。 B.反應(yīng)前后酶的性質(zhì)和數(shù)量沒(méi)有變化。成分：絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA。3特性 高效性：催化效率很高，使反應(yīng)速度很快，是一般無(wú)機(jī)催化集的1071013倍。 專一性：每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。 多樣性 。 需要合適的條件（溫度和pH值） 溫和性 易變性 。酶的催化作用需要適宜的溫度、pH值等，過(guò)酸、過(guò)堿、高溫都會(huì)破壞酶分子結(jié)構(gòu)。低溫也會(huì)影響酶的活性，但不破壞酶的分子結(jié)構(gòu)。圖例解析在底物足夠，其他因素固定的條件下，酶促反應(yīng)的速度與酶濃度成正比。1.在S較低時(shí)，V隨S增加而加快，近乎成正比；2.在S較低時(shí)，V隨S增加而加快，但不顯著；3.當(dāng)S很大且達(dá)到一定限度時(shí)，V也達(dá)到一個(gè)最大值，此時(shí)即使再增加S，反應(yīng)也幾乎不再改變。1.在一定T內(nèi)V隨T的升高而加快；2.在一定條件下，每一種酶在某一T時(shí)活力最大，稱最適溫度；3.當(dāng)T升高到一定限度時(shí)，V反而隨溫度的升高而降低。動(dòng)物T：3540PH ： 6.58.0 酶工程生產(chǎn)提取 制成 酶制劑 應(yīng)用 治療疾?。患庸ず蜕a(chǎn)一些產(chǎn)品；和分離純化 固定化酶 化驗(yàn)診斷和水質(zhì)檢測(cè)；其他分支。二、ATP（三磷酸腺苷） ATP是生物體細(xì)胞內(nèi)普遍存在的一種高能磷酸化合物，是生物體進(jìn)行各項(xiàng)生命活動(dòng)的直接能源，它的水解與合成存在著能量的釋放與貯存。1結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式A P P P 腺苷 普通化學(xué)鍵13.8KJ/mol 高能磷酸鍵 30.54 KJ/mol 磷酸基團(tuán) 2ATP與ADP的轉(zhuǎn)化 ATP動(dòng)態(tài)平 衡呼吸作用水解酶合成酶（線粒體） 吸 Pi（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)） 能 吸收分泌（滲透能）（葉綠體） 放 肌肉收縮（機(jī)械能）光合作用 Pi 能 神經(jīng)傳導(dǎo)、生物電（電能） ADP (每個(gè)活細(xì)胞) 合成代謝（化學(xué)能） 體溫（熱能） 螢火蟲（光能） 糖類主要能源物質(zhì) 熱能 散失太陽(yáng)光能 脂肪主要儲(chǔ)能物質(zhì) 氧化（直接能源） 蛋白質(zhì)能源物質(zhì)之一 分解 化學(xué)能 ATP 水解酶、放 ATP ADP + Pi + 能量 合成酶、吸3能產(chǎn)生ATP： 線粒體、葉綠體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)能產(chǎn)生水： 線粒體、葉綠體、核糖體、細(xì)胞核能堿基互補(bǔ)配對(duì)： 線粒體、葉綠體、核糖體、細(xì)胞核三、ATP的主要來(lái)源細(xì)胞呼吸呼吸是通過(guò)呼吸運(yùn)動(dòng)吸進(jìn)氧氣，排出二氧化碳的過(guò)程。細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過(guò)程。分為：有氧呼吸無(wú)氧呼吸概念指細(xì)胞在氧的參與下，通過(guò)多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成許多ATP的過(guò)程。指細(xì)胞在氧的參與下，通過(guò)多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解成不徹底的氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放出少量能量的過(guò)程。過(guò)程 C6H12O6 2丙酮酸 + H + 2ATP 2丙酮酸+ 6H2O 6CO2 + H+ 2ATP H + 6O2 12H2O + 34ATP C6H12O6 2丙酮酸 + H + 2ATP 2C3H6O3 2丙酮酸 2C2H5OH + 2CO2反應(yīng)式C6H12O6+6H2O+6O26CO2 + 12H2O + 38ATPC6H12O6 2C3H6O3 + 2ATP 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP不同點(diǎn)場(chǎng)所 ： 線粒體基質(zhì) 內(nèi)膜始終在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件 ： 除外，需分子氧、酶 不需分子氧、需酶產(chǎn)物 ： CO2 、H2O酒精和CO2或乳酸能量 ： 大量、合成38ATP（1161KJ）少量、合成2ATP(61.08KJ)相同點(diǎn)聯(lián)系 ： 從葡萄糖分解成丙酮酸階段相同，以后階段不同實(shí)質(zhì) ： 分解有機(jī)物，釋放能量，合成ATP意義 ： 為生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量；為體內(nèi)其他化合物合成提供原料比較光合作用呼吸作用反應(yīng)場(chǎng)所綠色植物（在葉綠體中進(jìn)行）所有生物（主要在線粒體中進(jìn)行）反應(yīng)條件光、色素、酶酶（時(shí)刻進(jìn)行）物質(zhì)轉(zhuǎn)變把無(wú)機(jī)物CO2和H2O合成有機(jī)物（CH2O）分解有機(jī)物產(chǎn)生CO2和H2O能量轉(zhuǎn)變把光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲(chǔ)存在有機(jī)物中釋放有機(jī)物的能量，部分轉(zhuǎn)移ATP實(shí)質(zhì)合成有機(jī)物、儲(chǔ)存能量分解有機(jī)物、釋放能量、產(chǎn)生ATP聯(lián)系有機(jī)物、氧氣光合作用 呼吸作用能量、二氧化碳 光合作用的實(shí)質(zhì)通過(guò)光反應(yīng)把光能轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能，通過(guò)暗反應(yīng)把二氧化碳和水合成有機(jī)物，同時(shí)把活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學(xué)能貯存在有機(jī)物中。四、光和光合作用光合作用是指綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并釋放出氧氣的過(guò)程。影響因素有：光、溫度、CO2濃度、水分、礦質(zhì)元素等。1發(fā)現(xiàn)內(nèi)容時(shí)間過(guò)程結(jié)論普里斯特1771年蠟燭、小鼠、綠色植物實(shí)驗(yàn)植物可以更新空氣薩克斯1864年葉片遮光實(shí)驗(yàn)綠色植物在光合作用中產(chǎn)生淀粉恩格爾曼1880年水綿光合作用實(shí)驗(yàn)葉綠體是光合作用的場(chǎng)所釋放出氧。魯賓與卡門1939年同位素標(biāo)記法光合作用釋放的氧全來(lái)自水 2場(chǎng)所 雙層膜葉綠體 基質(zhì) 基粒 多個(gè)類囊體（片層）堆疊而成 胡蘿卜素（橙黃色）1/3 類胡蘿卜素 葉黃素（黃色） 2/3 吸藍(lán)紫光色素 （1/4） 葉綠素A（藍(lán)綠色）3/4 葉綠素（3/4） 葉綠素B（黃綠色）1/4 吸紅橙和藍(lán)紫光3過(guò)程 光反應(yīng)暗反應(yīng)條件光、色素、酶CO2、H、ATP、酶時(shí)間短促較緩慢場(chǎng)所內(nèi)囊體的薄膜葉綠體的基質(zhì)過(guò)程 水的光解 2H2O 4H + O2 ATP的合成/光合磷酸化 ADP + Pi + 光能 ATP CO2的固定 CO2 + C5 2C3 C3/ CO2的還原 2C3 + H （CH2O）實(shí)質(zhì)光能 化學(xué)能，釋放O2同化CO2，形成（CH2O）總式CO2 + H2O （CH2O）+ O2或 CO2 + 12H2O （CH2O）6 + 6O2 + 6H2O物變無(wú)機(jī)物CO2、H2O 有機(jī)物（CH2O）能變光能 ATP中活躍的化學(xué)能 有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能 同位素示蹤 14C 光反應(yīng) 2C 3 暗反應(yīng) （14CH2O） 3H2O 固定 3H 還原 （C3H2O） 暗反應(yīng)中碳同化的途徑有C3途徑、C4途徑等。根據(jù)其最初光合產(chǎn)物的不同，把高等植物分為C3植物和C4植物兩類。C4植物維管束鞘細(xì)胞外面有“花環(huán)狀”的葉肉細(xì)胞。H218O 光 18O2 人為創(chuàng)設(shè)條件，看物質(zhì)變化： 1 光照 H和ATP 暗反應(yīng) （CH2O） 切斷 不能生成 不能進(jìn)行 不能生成2 CO2 C5 C3 （CH2O） 切斷 增多 減少 不能生成4意義 （1）制造有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)變“綠色工廠”；（2）調(diào)節(jié)大氣中O2和CO2的含量“自動(dòng)的空氣凈化劑”；（3）生物生命活動(dòng)所需能量的最終來(lái)源“巨大的能量轉(zhuǎn)換器”；（4）對(duì)生物的進(jìn)化具有重要的作用。 光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。 比較同化作用的類型不同點(diǎn)相同點(diǎn)能量來(lái)源物質(zhì)來(lái)源舉例自養(yǎng)型光能自養(yǎng)光能能用無(wú)機(jī)物制造有機(jī)物綠色植物光合細(xì)菌都從外界攝取物質(zhì)，經(jīng)過(guò)極其復(fù)雜的變化，轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì)，并且貯存能量化能自養(yǎng)體外環(huán)境的物質(zhì)氧化時(shí)所放出的能量硫細(xì)菌鐵細(xì)菌硝化細(xì)菌異養(yǎng)型所攝取的有機(jī)物中儲(chǔ)存的能量不能利用無(wú)機(jī)物制造有機(jī)物，只能攝取現(xiàn)成的有機(jī)物人類、動(dòng)物和營(yíng)腐生、寄生的菌類(（六）細(xì)胞的生命歷程癌變 增殖 分化 衰老與凋亡一、細(xì)胞的增殖 表面積/體積 物質(zhì)運(yùn)輸效率 體積增大 細(xì)胞生長(zhǎng) 細(xì)胞核/細(xì)胞質(zhì) 控制與必需 生長(zhǎng) 減數(shù)分裂 數(shù)目增加 細(xì)胞分裂 有絲分裂 核延長(zhǎng)縊裂為二，整個(gè)細(xì)胞縊裂成兩個(gè) 無(wú)絲分裂 特點(diǎn)：分裂中無(wú)紡錘絲和染色體的變化例子：蛙的紅細(xì)胞1細(xì)胞周期 連續(xù)分裂的細(xì)胞，從一次分裂完成時(shí)開始，到下一次分裂完成時(shí)結(jié)束?？煞?分裂間期：DNA復(fù)制與蛋白質(zhì)的合成。分G1、S、G2期。 前期：核膜核仁消失，紡錘絲出現(xiàn)形成紡錘體，出現(xiàn)染色體； 分裂期M 中期：紡錘絲牽引著染色體運(yùn)動(dòng)，使染色體的著絲點(diǎn)排列在中央赤道板； 后期：著絲點(diǎn)分裂，染色單體分開，分別移向兩極； 末期：紡錘絲消失，染色體變成染色質(zhì)，核膜核仁出現(xiàn)。2區(qū)別 有絲分裂的重要意義，是將親代細(xì)胞的染色體經(jīng)過(guò)復(fù)制以后，精確地平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去，而在生物的親代和子代間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性。 復(fù)制 著絲點(diǎn)分裂 DNA數(shù)： 1 2 2染色體 ： 1 1 2染色單體： 0 2 03假設(shè)正常體細(xì)胞的核中DNA含量為2a，染色體數(shù)為2N，則復(fù)制 間期 前期 中期 后期 末期 DNA含量 2a 4a 4a 4a 4a 4a 2a 染色體數(shù) 2N 2N 2N 4N 4N 2N 染色單體 0 4N 4N 4N 0 0 二、細(xì)胞的分化1分化在個(gè)體發(fā)育中，由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代，在結(jié)構(gòu)、形態(tài)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過(guò)程。注： 持久性：在生物體的整個(gè)生命過(guò)程都有，只是在胚胎發(fā)育時(shí)達(dá)到最大值； 相對(duì)穩(wěn)定性：一般來(lái)說(shuō)，分化了的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直到死亡； 意義：使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨向?qū)ｉT化，有利于提高各種生理功能的效率。 2全能性 1958年 美國(guó) 斯圖爾德 指已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。如植物：胡蘿卜的組織培養(yǎng) 快繁花卉與蔬菜；拯救物種；培育新作物；動(dòng)物：克隆羊多莉；干細(xì)胞 替換病變部位，治療某些癌癥和遺傳病帶來(lái)希望。 一般而言，受精卵的全能性大于生殖細(xì)胞，生殖細(xì)胞的全能性大于體細(xì)胞，植物細(xì)胞全能性大于動(dòng)物細(xì)胞。 三、細(xì)胞的衰老與凋亡 生命歷程：發(fā)生 分化 衰老 死亡 水分減少，體積變小，代謝減慢 皺紋酶活性降低 白發(fā)細(xì)胞衰老 個(gè)體衰老 色素積累 老年斑 （形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能） 呼吸減慢，核體積增大，染色質(zhì)固縮，染色加深 細(xì)胞膜通透性改變，使物質(zhì)運(yùn)輸功能降低 細(xì)胞凋亡：由基因所決定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過(guò)程。如尾的消失，手指的形成。 VS （基因在特定的時(shí)間和空間條件下選擇性表達(dá)的結(jié)果） 細(xì)胞壞死 四、細(xì)胞的癌變 物理：主指各種輻射，如紫外線、X射線等； 致癌因子 化學(xué)：如石棉、砷、亞硝胺、黃曲霉素等； 病毒：如Rous肉瘤病毒等。 原癌、抑癌基因突變 無(wú)限增殖；正常細(xì)胞 癌細(xì)胞 形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化； （不受機(jī)體控制的惡性增殖 ） 表面發(fā)生變化，易分散和轉(zhuǎn)移； 實(shí)驗(yàn)專題一、檢測(cè)生物組織中糖類、脂肪和蛋白質(zhì) 隔水加熱可溶性還原糖（葡萄糖、果糖、麥芽糖）+藍(lán)色的斐林試劑（甲+乙液） 磚紅色 3min 吸水紙吸去染液 2min 脂肪+蘇丹 橘黃色50%酒精洗去浮色 吸去酒精，滴蒸餾水 先A液：制造堿性環(huán)境；再B液蛋白質(zhì)+雙縮脲 紫色 二、植物細(xì)胞的吸、失水原理：原生質(zhì)層相當(dāng)于一層選擇透過(guò)性膜。步驟： 有一個(gè)紫色的中央液泡制作洋蔥外表皮臨時(shí)裝片 觀察正常細(xì)胞形態(tài) 質(zhì)壁緊貼在一起 中央液泡逐漸縮小換0.3g/L的蔗糖溶液觀察質(zhì)壁分離 質(zhì)、壁逐漸分離 中央液泡逐漸擴(kuò)大換清水 觀察質(zhì)壁分離復(fù)原 質(zhì)壁逐漸緊貼在一起結(jié)論：成熟的植物細(xì)胞能與外溶液發(fā)生滲透作用；當(dāng)外界溶液大于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞失水；當(dāng)外界溶液小于細(xì)胞液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水。三、影響酶活性的條件1233%可溶性淀粉2 mLT60100冰塊pH蒸餾水1 mol/L鹽酸1 mol/L NaOH2%淀粉酶溶液1 mL 5min1滴碘液結(jié)果變藍(lán)不變藍(lán)四、綠葉中色素的提取與分離 1過(guò)程步驟原理試劑備注提取色素能溶于有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇、丙酮5g綠葉+丙酮+二氧化硅+碳酸鈣制備濾紙條 畫濾液細(xì)線（細(xì)、直）分離溶解度有異，且在濾紙上擴(kuò)散速度不同層析液（石油醚、丙酮和苯）細(xì)線不觸及層析液 2結(jié)果顏色種類含量溶解度擴(kuò)散速度橙黃色胡蘿卜素最少最高最快黃色葉黃素較少較高較快藍(lán)綠色葉綠素a最多較低較慢黃綠色葉綠素b較多最低最慢 3注意事項(xiàng) 研磨不充分，色素未能充分提取出來(lái)；淡綠色 丙酮加入量太多，稀釋了色素提取液；未加入碳酸鈣粉末，葉綠素分子已破壞。 熒光現(xiàn)象：提取液在透射光下是翠綠色的，而在反射光下是棕紅色。五、觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂步驟材料時(shí)間作用培養(yǎng)洋蔥34天制作裝片（取材：根尖23 cm,10 am14 pm分裂最活躍）解離解離液（15%鹽酸+95%酒精）35min溶解細(xì)胞間質(zhì)，使細(xì)胞分離漂洗清水約10min洗去藥液，防止解離過(guò)度染色0.01g/mL龍膽紫（醋酸洋紅）35min使染色體著色制片滴清水，碎根尖，壓片使細(xì)胞分散開呈薄云霧狀觀察低倍鏡找到分生區(qū)：細(xì)胞呈正方形，排列緊密；轉(zhuǎn)高倍鏡尋找分裂期 注意事項(xiàng)：爛根：進(jìn)行無(wú)氧呼吸而酒精中毒，以及微生物繁殖使水質(zhì)污染導(dǎo)致。