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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（1）渗透作用：指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。（2）发生渗透作用的条件：①是具有半透膜②是半透膜两侧具有浓度差。二、细胞的吸水和失水（原理：渗透作用）1、动物细胞的吸水和失水外界溶液浓度细胞质浓度时,细胞吸水膨胀外界溶液浓度细胞质浓度时,细胞失水皱缩外界溶液浓度=细胞质浓度时,水分进出细胞处于动态平衡2、植物细胞的吸水和失水细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质外界溶液浓度细胞液浓度时,细胞质壁分离外界溶液浓度细胞液浓度时,细胞质壁分离复原外界溶液浓度=细胞液浓度时就，水分进出细胞处于动态平衡中央液泡大小原生质层位置细胞大小蔗糖溶液变小脱离细胞壁基本不变清水逐渐恢复原来大小恢复原位基本不变1、质壁分离产生的条件：（1）具有大液泡（2）具有细胞壁（3）外界溶液浓度细胞液浓度2、质壁分离产生的原因：内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性外因：外界溶液浓度细胞液浓度1、植物吸水方式有两种：（1）吸帐作用（未形成液泡）如：干种子、根尖分生区（2）渗透作用(形成液泡)一、物质跨膜运输的其他实例1、对矿质元素的吸收逆相对含量梯度——主动运输对物质是否吸收以及吸收多少，都是由细胞膜上载体的种类和数量决定。2、细胞膜是一层选择透过性膜，水分子可以自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。二、比较几组概念扩散：物质从高浓度到低浓度的运动叫做扩散（扩散与过膜与否无关）（如：O2从浓度高的地方向浓度低的地方运动）渗透：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散又称为渗透（如：细胞的吸水和失水，原生质层相当于半透膜）半透膜：物质的透过与否取决于半透膜孔隙直径的大小（如：动物膀胱、玻璃纸、肠衣、鸡蛋的卵壳膜等）选择透过性膜：细胞膜上具有载体，且不同生物的细胞膜上载体种类和数量不同，构成了对不同物质吸收与否和吸收多少的选择性。（如：细胞膜等各种生物膜）第二节生物膜的流动镶嵌模型一、探索历程（略，见P65-67）二、流动镶嵌模型的基本内容▲磷脂双分子层构成了膜的基本支架▲蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层▲磷脂双分子层和大多数蛋白质分子可以运动糖蛋白（糖被）组成：由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成。作用：细胞识别、免疫反应、血型鉴定、保护润滑等。第三节物质跨膜运输的方式一、被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散，称为被动运输。(1)自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞(2)协助扩散：进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散二、主动运输：从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。方向载体能量举例自由扩散高→低不需要不需要水、CO2、O2、N2、乙醇、甘油、苯、脂肪酸、维生素等协助扩散高→低需要不需要葡萄糖进入红细胞主动运输低→高需要需要氨基酸、K+、Na+、Ca+等离子、葡萄糖进入小肠上皮细胞三、大分子物质进出细胞的方式：胞吞、胞吐第五章细胞的能量供应和利用第一节降低反应活化能的酶一、细胞代谢与酶1、细胞代谢的概念：细胞内每时每刻进行着许多化学反应，统称为细胞代谢.2、酶的发现：发现过程，发现过程中的科学探究思想，发现的意义3、酶的概念：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，少数是RNA。4、酶的特性：专一性，高效性，作用条件较温和5、活化能：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。二、影响酶促反应的因素（难点）1、底物浓度2、酶浓度3、PH值：过酸、过碱使酶失活4、温度：高温使酶失活。低温降低酶的活性，在适宜温度下酶活性可以恢复。三、实验1、比较过氧化氢酶在不同条件下的分解（过程见课本P79）实验结论：酶具有催化作用，并且催化效率要比无机催化剂Fe3+高得多控制变量法：变量、自变量、因变量、无关变量的定义。对照实验：除一个因素外，其余因素都保持不变的实验。2、影响酶活性的条件（要求用控制变量法，自己设计实验）建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究PH对酶活性的影响。第二节细胞的能量“通货”——ATP一、什么是ATP？是细胞内的一种高能磷酸化合物，中文名称叫做三磷酸腺苷二、结构简式：A-P~P~PA代表腺苷P代表磷酸基团～代表高能磷酸键三、ATP和ADP之间的相互转化ADP+Pi+能量ATPATPADP+Pi+能量ADP转化为ATP所需能量来源：动物和人：呼吸作用绿色植物：呼吸作用、光合作用第三节ATP的主要来源——细胞呼吸1、概念：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、有氧呼吸总反应式：C6H12O6+6O26CO2+6H2O+大量能量第一阶段：细胞质基质C6H12O62丙酮酸+少量[H]+少量能量第二阶段：线粒体基质2丙酮酸+6H2O6CO2+大量[H]+少量能量第三阶段：线粒体内膜24[H]+6O212H2O+大量能量3、无氧呼吸产生酒精：C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量发生生物：大部分植物，酵母菌产生乳酸：C6H12O62乳酸+少量能量发生生物：动物，乳酸菌，马铃薯块茎，玉米胚反应场所：细胞质基质注意：无机物的无氧呼吸也叫发酵，生成乳酸的叫乳酸发酵，生成酒精的叫酒精发酵讨论：1有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路有氧呼吸：所释放的能量一部分用于生成ATP，大部分以热能形式散失了。无氧呼吸：能量小部分用于生成ATP，大部分储存于乳酸或酒精中2有氧呼吸过程中氧气的去路：氧气用于和[H]生成水第四节能量之源——光与光合作用一、捕获光能的色素叶绿素a（蓝绿色）叶绿素叶绿素b（黄绿色）绿叶中的色素胡萝卜素（橙黄色）类胡萝卜素叶黄素（黄色）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。白光下光合作用最强，其次是红光和蓝紫光，绿光下最弱。二、实验——绿叶中色素的提取和分离1实验原理：绿叶中的色素都能溶解在层析液中，且他们在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，绿叶中的色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。2方法步骤中需要注意的问题：（步骤要记准确）（1）研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么？二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中的色素被破坏。（2）实验为何要在通风的条件下进行？为何要用培养皿盖住小烧杯？用棉塞塞紧试管口？因为层析液中的丙酮是一种有挥发性的有毒物质。（3）滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液？防止细线中的色素被层析液溶解（4）滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？有四条色带，自上而下依次是橙黄色的胡萝卜素，黄色的叶黄素，蓝绿色的叶绿素a，黄绿色的叶绿素b。最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素。三、捕获光能的结构——叶绿体结构：外膜，内膜，基质，基粒（由类囊体构成）酶酶酶酶与光合作用有关的酶分布于基粒的类囊体及基质中。光合作用色素分布于类囊体的薄膜上。四、光合作用的原理1、光合作用的探究历程：（略）2、光合作用的过程：（熟练掌握课本P103下方的图）总反应式：CO2+H2O（CH2O）+O2，其中（CH2O）表示糖类。根据是否需要光能，可将其分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段：必须有光才能进行场所：类囊体薄膜上反应式：水的光解：H2O1/2O2+2[H]ATP形成：ADP+Pi+光能ATP光反应中，光能转化为ATP中活跃的化学能暗反应阶段：有光无光都能进行场所：叶绿体基质CO2的固定：CO2+C52C3C3的还原：2C3+[H]+ATP（CH2O）+C5+ADP+Pi暗反应中，ATP中活跃的化学能转化为（CH2O）中稳定的化学能联系：光反应为暗反应提供ATP和[H]，暗反应为光反应提供合成ATP的原料ADP和Pi五、影响光合作用的因素及在生产实践中的应用（1）光对光合作用的影响①光的波长叶绿体中色素的吸收光波主要在红光和蓝紫光。②光照强度植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加，但光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加③光照时间光照时间长，光合作用时间长，有利于植物的生长发育。（2）温度温度低，光和速率低。随着温度升高，光合速率加快，温度过高时会影响酶的活性，光和速率降低。生产上白天升温，增强光合作用，晚上降低室温，抑制呼吸作用，以积累有机物。（3）CO2浓度在一定范围内，植物光合作用强度随着CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度不再增加。生产上使田间通风良好，供应充足的CO2（4）水分的供应当植物叶片缺水时，气孔会关闭，减少水分的散失，同时影响CO2进入叶内，暗反应受阻，光合作用下降。生产上应适时灌溉，保证植物生长所需要的水分。六、化能合成作用概念：自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但是能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用，叫做化能合成作用，这些细菌也属于自养生物。如：硝化细菌，不能利用光能，但能将土壤中的NH3氧化成HNO2，进而将HNO2氧化成HNO3。硝化细菌能利用这两个化学反应中释放出来的化学能，将CO2和水合成为糖类，这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动.举例：硝化细菌、硫细菌、铁细菌、氢细菌自养型生物：绿色植物、光合细菌、化能合成性细菌异养型生物：动物、人、大多数细菌、真菌酶第6章细胞的生命历程第1节细胞的增殖一、限制细胞长大的原因1、细胞表面积与体积的比。2、细胞的核质比二、细胞增殖1.细胞增殖的意义：生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础2.真核细胞分裂的方式：有丝分裂、无丝分裂、减数分裂(一)细胞周期（1）概念：指连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。（2）两个阶段：分裂间期：从细胞在一次分裂结束之后到下一次分裂之前分裂期：分为前期、中期、后期、末期（3）特点：分裂间期所占时间长。(二)植物细胞有丝分裂各期的主要特点：1.分裂间期特点：完成DNA的复制和有关蛋白质的合成结果：每个染色体都形成两个姐妹染色单体，呈染色质形态2.前期特点：①出现染色体、出现纺锤体②核膜、核仁消失染色体特点：1、染色体散乱地分布在细胞中心附近。2、每个染色体都有两条姐妹染色单体3.中期特点：①所有染色体的着丝点都排列在赤道板上②染色体的形态和数目最清晰染色体特点：染色体的形态比较固定，数目比较清晰。故中期是进行染色体观察及计数的最佳时机。4.后期特点：①着丝点一分为二，姐妹染色单体分开，成为两条子染色体。并分别向两极移动。②纺锤丝牵引着子染色体分别向细胞的两极移动。这时细胞核内的全部染色体就平均分配到了细胞两极染色体特点：染色单体消失，染色体数目加倍。5.末期特点：①染色体变成染色质，纺锤体消失。②核膜、核仁重现。③在赤道板位置出现细胞板，并扩展成分隔两个子细胞的细胞壁前期：膜仁消失显两体。中期：形定数晰赤道齐。后期：点裂数加均两极。末期：膜仁重现失两体。三、植物与动物细胞的有丝分裂的比较不同点：相同点：1、都有间期和分裂期。分裂期都有前、中、后、末四个阶段。2、分裂产生的两个子细胞的染色体数目和组成完全相同且与母细胞完全相同。染色体在各期的变化也完全相同。3、有丝分裂过程中染色体、DNA分子数目的变化规律。动物细胞和植物细胞完全相同。五、有丝分裂的意义：将亲代细胞的染色体经过复制以后，精确地平均分配到两个子细胞中去。从而保持生物的亲代和子代之间的遗传性状的稳定性。六、无丝分裂：特点：在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化。植物细胞动物细胞前期纺锤体的来源由两极发出的纺锤丝直接产生由中心体周围产生的星射线形成。末期细胞质的分裂细胞中部出现细胞板形成新细胞壁将细胞隔开。细胞中部的细胞膜向内凹陷使细胞缢裂例：蛙的红细胞第二节细胞的分化一、细胞的分化（1）概念：在个体发育中，相同细胞的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。（2）过程：