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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1酶的本质和在细胞代谢中的作用细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。（了解）比较在不同环境下的分解（重要）序号底物温度催化剂现象A.10%10ml常温2滴清水无明显现象B.10%10ml90℃水浴2滴清水有较少气泡缓慢产生C.10%10ml常温2滴5%溶液有较多气泡产生D.10%10ml常温2滴新鲜肝脏碾磨液迅速产生大量气泡（1）①、②对照说明加热能促进过氧化氢的分解，即加热能提高反应速率。（2）①、③对照说明能提高反应速率，即有催化作用（3）①、④对照说明过氧化氢酶能提高反应速率，及过氧化氢酶有催化作用（4）③、④对照说明过氧化氢酶具有高效性2、酶的本质：酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物，其中大部分是蛋白质，少量是RNA3、酶的作用：酶在降低反应的活化能方面比无机催化剂更显着，因而催化效率更高4、酶的特性：酶具有高效性和专一性，酶的作用条件一般比较温和。（酶活性与温度和PH关系图）5、影响酶的活性的因素温度和PH值偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。在最适宜的温度和PH条件下，酶的活性最高。过酸、过碱或温度过高，酶的空间结构遭到破坏，使蛋白质变性而失活；低温使酶的活性降低，但酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度条件下酶的活性可以恢复。6、酶和无机催化剂在化学反应前后本身的性质、质量不变，都只能改变反应速率，不能改变化学反应平衡点。第2节细胞的能量通货——ATPATP的化学组成及其特点1、关于ATP的常识：ATP的中文名称叫三磷酸腺苷，结构简式A—P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表高能磷酸键。水解时远离A的高能磷酸键断裂释放能量。作用：新陈代谢所需能量的直接来源。是细胞内的一种高能磷酸化合物。ATP在细胞内含量很少，但在细胞内的转化速度很快。2、ATP和ADP（二磷酸腺苷）相互转化的过程和意义（ATP与ADP相互转化示意图）注：在ADP和ATP转化过程中物质是可逆的，能量是不可逆的。意义：能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通循环，ATP是细胞里的能量流通的能量“通货”第3节ATP的主要来源——细胞呼吸1、细胞呼吸是指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、细胞呼吸方式（91页探究酵母菌细胞呼吸的方式实验）细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸3、有氧呼吸和无氧呼吸的过程（1）有氧呼吸的概念和过程（右图）ATP的合成伴随着放能反应，合成ATP所需能量来自动物体呼吸作用释放的能量和植物体光合作用释放的能量。ATP的水解伴随着吸能反应，释放的能量用于一切生命活动概念：细胞在氧气的参与下，通过酶的催化作用把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出和，同时释放能量，生成许多ATP的过程。过程：第一阶段（在细胞质基质中）一分子的葡萄糖分解为两分子的丙酮酸，产生少量的[H]，并且释放出少量的能量。这一阶段不需要氧的参与。第二阶段：(在线粒体基质中)丙酮酸和水彻底分解为二氧化碳和[H]，并释放出少量的能量。这一阶段不需要氧的参与。第三阶段：（在线粒体内膜上）上述两个阶段产生的[H]经过一系列的化学反应，与氧结合形成水，同时释放出大量的能量。这一阶段需要氧的参与。有氧呼吸的化学反应方程式（2）无氧呼吸的概念与过程概念：指在无氧的条件下通过酶的催化作用，细胞把糖类等有机物不彻底的氧化分解，同时释放少量能量生成少量ATP的过程。过程：①一分子的葡萄糖分解为两分子的丙酮酸，产生少量的[H]，并且释放出少量的能量。这一阶段不需要氧的参与。②丙酮酸在不同的酶的作用下分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。无氧呼吸的化学反应式（3）有氧呼吸和无氧呼吸的异同项目有氧呼吸无氧呼吸区别进行部位第一步在细胞质基质中，然后在线粒体始终在细胞质基质中是否需要需要不需要最终产物释放能量多少（未释放的除存在、里）联系第一阶段相同4、细胞呼吸的意义及其在生产生活中的应用意义：①为生命活动提供能量②为其它化合物的合成提供原料第4节能量之源——光与光合作用1、（了解）光合作用的认识过程1771年，英国科学家普利斯特证明植物可以更新空气1864年，德国科学家萨克斯证明了绿色叶片在光合作用中产生淀粉1880年，恩吉尔证明叶绿体是进行光合作用的场所，并从叶绿体放出氧的实验20世纪30年代美国科学家鲁宾和卡门用同位素表示法证明光合作用释放的氧气全部来自水20世纪40年代，美国卡尔文证明2.叶绿体中色素的种类、吸收光谱和作用含量最多的是叶绿素a；溶解度最小的是叶绿素b；含量最少，溶解度最大的是胡萝卜素。3绿叶中色素的提取和分离试验实验原理：（提取）光合色素易溶于无水乙醇等有机溶剂中，可以用无水乙醇提取绿叶中的光合色素。（分离）光合色素可溶于层析液中，不同的光合色素在层析液中的溶解度不同。溶解度高的光合色素随层析液在滤纸上扩散得快；溶解度低的光合色素在滤纸上扩散得慢。这样，最终不同的光合色素会在扩散过程中分离开来。需要注意的几个问题（1）应选择绿色较深、光合色素含量较高的植物叶片，如菠菜叶、朱槿叶等，作为实验材料，以便使滤液中色素浓度较高。（2）画滤液细线时，要迅速，并要等滤液接近干时，再重复画线，以防滤液扩散开使滤液线过宽，影响分离效果。（3）将滤纸条插入层析液中时，要避免滤液细线直接触及层析液。试管中的层析液高度不要接近或超过滤液细线所处的高度，可灵活把握层析液的用量。1、光合作用的过程（自然界最本质的物质代谢和能量代谢）概念：绿色植物通过叶绿体利用光能，把和转化成储存的有机物，并释放氧气的过程。注意：光合作用释放的氧气全部来自水，光合作用的产物主要是糖叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）叶黄素（黄色）胡萝卜素（橙黄色）吸收红光和蓝紫光吸收蓝紫光作用：吸收、传递、转化光能光能过程：（识别下图）光反应和暗反应之间的区别与联系：项目光反应暗反应区别条件需要叶绿素、光、酶不需要叶绿素和光，需要多种酶场所叶绿体类囊体的薄膜上叶绿体基质中物质变化（1）水的光解｛｝（2）ATP的形成[ADP+Pi+能量ATP]（1）二氧化碳的固定（2）[H]的还原能量变化叶绿素把光能转化为ATP中的活跃化学能ATP中的活跃化学能转化成糖类中稳定的化学能实质把光能转变成有机物，同时把光能转变为化学能储存在有机物中联系光反应为暗反应提供[H]、ATP；暗反应为光反应提供ADP+Pi；没有光反应则暗反应无法进行，没有暗反应则有机物无法合成意义：①制造有机物②转化并储存太阳能③使大气中的和的含量保持相对平衡2、光合作用原理的运用农业生产以及试问中提高农作物产量的方法控制光照强度的强弱、控制温度的高低、适当增加作物环境中的浓度3、环境因素对光合作用速率的影响浓度、温度、光照强度第6章细胞的生命历程第1节细胞的增殖1、细胞生长和增殖的周期性生物的生长主要是细胞体积的增大和细胞数量的增长细胞不能无限长大的原因：细胞表面积和体积的关系限制了细胞的长大；细胞的核质比（细胞核是细胞的控制中心）1、细胞增殖的意义：是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。细胞以分裂的方式进行增殖真核细胞的分裂方式有无丝分裂、有丝分裂和减数分裂2、细胞周期的概念和特点细胞周期：连续分裂的细胞，从一次分裂完成到下一次分裂完成时为止。特点：分裂间期历时长占细胞周期的90%～95%细胞分裂前，必须进行一定的物质准备。细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。有丝分裂1、过程特点分裂间期：可见核膜、核仁，染色体的复制（即DNA的复制及蛋白质的合成）前期：纺锤体出现；染色体出现，散乱排布纺锤体中央；核膜、核仁消失。（两现两失）中期：染色体着丝点整齐的排在赤道板平面上。是观察最佳时期。后期：着丝点分裂，染色体数目暂时加倍。末期：染色体、纺锤体消失；核膜、核仁出现，染色体变成染色质。（两失两现）注意：有丝分裂中各时期始终有同源染色体，但无同源染色体联会和分离。2、染色体、染色单体、DNA的变化特点：（体细胞染色体为2N）染色体变化：后期加倍（4N），平时不变（2N）DNA变化：间期加倍（2N→4N），末期还原（2N）染色单体变化：间期出现（0→4N），后期消失（4N→0），存在时数目同DNA。3、动、植物细胞有丝分裂过程的异同：植物细胞动物细胞间期相同点染色体复制（蛋白质的合成和DNA的复制）前期相同点核仁、核膜消失，出现染色体和纺锤体不同点由细胞两极发纺锤丝形成纺锤体已复制的两个中心体分别移向两极，周围发出星射，形成纺锤体中期相同点染色体的着丝点连载两极的纺锤丝上，位于细胞中央，形成赤道板后期相同点染色体的着丝分裂，染色单体变为染色体，染色单体数目为0，染色体加倍末期相同点纺锤体、染色体消失，核仁、核膜重新出现不同点赤道板处出现细胞板，扩展形成新细胞壁，并把细胞分为两个细胞膜中部内陷，把细胞质隘裂为二，形成两个子细胞4、细胞有丝分裂的主要特征、意义特征：染色体和纺锤体的出现，然后染色体复制后平均分配到两个子细胞中去。意义：亲代细胞的染色体经复制以后，平均分配到两个子细胞中去，由于染色体上有遗传物质DNA，所以使前后代保持遗传性状的稳定性。5、辨别动植物细胞有丝分裂过程各时期的图示用曲线描述一个细胞周期中DNA（实线）、染色体（虚线）的数量变化（A→B：前期；B→C：前期；C→D：中期；D→E：后期；E→F末期）观察细胞有丝分裂1、实验材料：根尖分生区2、实验步骤：解离→漂洗→染色→制片解离：目的是用药液使组织中的细胞互相分离开来。漂洗：目的是洗去药液，防止解离过度染色：用龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液是染色体着色制片：使细胞分散开来，便于观察3、观察（1）低倍镜观察：把制成的洋葱根尖装片先放在低倍镜下观察，要求找到分生区的细胞。它的特点是：细胞呈正方形，排列紧密，有的细胞正在分裂。（2）高倍镜观察：找到分生区细胞后，把低倍镜移走，直接换上高倍镜，用细准焦螺旋和反光镜把视野调整的清晰、明亮，知道看清细胞物象为止。仔细观察，找到处于有丝分裂的前期、中期、后期、末期和间期的细胞。无丝分裂过程：一般是细胞核先延长，核的中部向内凹陷，缢裂而成为两个细胞核；接着整个细胞从中部缢裂成为两部分，形成两个子细胞。因为在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化，所以叫做无丝分裂。如：蛙的红细胞的无丝分裂第2节细胞的分化、衰老和凋亡Ⅰ、细胞的分化1、概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，叫做细胞分化。2、特点：分化是一中持久的稳定的渐变过程。3、原因：细胞中基因选择性表现的结果4、意义：细胞分化是生物个体发育的基础。细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。Ⅱ、细胞全能性的概念和实例概念：已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能实例：通过植物组织培养的方法快速繁殖植物动物克隆（多利的诞生）注：已经分化的动物细胞的细胞核是具有全能性的基础（原因）：细胞中具有该物种的全部遗传物质动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫干细胞。如造血干细胞。第3节细胞的衰老和凋亡细胞衰老的特征A.细胞内水分减少，结果是细胞萎缩，体积变小，细胞新陈代谢速率减慢B.细胞内多种酶的活性降低C.细胞色素随着细胞衰老逐渐累积D.细胞呼吸减慢，细胞核体积增大，染色质固缩，颜色加深E.细胞膜通透性功能改变，物质运输功能降低个体衰老和细胞衰老的关系：单细胞生物个体衰老=细胞衰老；多细胞生物细胞衰老≠个体衰老细胞的凋亡由基因决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡，又称细胞编程性死亡。意义：细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。细胞坏死与细胞凋亡不同。细胞坏死是在种种不利因素的影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。第4节细胞的癌变癌细胞的主要特征及恶性肿瘤的防治癌细胞：有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中的遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增值细胞，这种细胞就是癌