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 一、相关概念：
新陈代谢：是活细胞中全部化学反应的总称，是生物与非生物最根本的区别，是生物体进行一切生命活动的基础。
细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着的许多化学反应。
酶：是活细胞(来源)所产生的具有催化作用(功能：降低化学反应活化能，提高化学反应速率)的一类有机物。
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、酶的发现：
①、1783年，意大利科学家斯巴兰让尼用实验证明：胃具有化学性消化的作用； ②、1836年，德国科学家施旺从胃液中提取了胃蛋白酶；
③、1926年，美国科学家萨姆纳通过化学实验证明脲酶是一种蛋白质；
④、20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化作用。
三、酶的本质：大多数酶的化学本质是蛋白质（合成酶的场所主要是核糖体，水解酶的酶是蛋白酶），也有少数是RNA。 四、酶的特性：
①、高效性：催化效率比无机催化剂高许多。
②、专一性：每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。
③、酶需要较温和的作用条件：在最适宜的温度和pH下，酶的活性最高。温度和pH偏高和偏低，酶的活性都会明显降低。 第二节 细胞的能量“通货”-----ATP
一、ATP的结构简式：ATP是三磷酸腺苷的英文缩写，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，－代表普通化学键。 注意：ATP的分子中的高能磷酸键中储存着大量的能量，所以ATP被称为高能化合物。这种高能化合物化学性质不稳定，在水解时，由于高能磷酸键的断裂，释放出大量的能量。
二、ATP与ADP的转化：
第三节ATP的主要来源------细胞呼吸 一、相关概念：
1、呼吸作用（也叫细胞呼吸）：指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成 二氧化碳或其它产物，释放出能量并生成ATP的过程。根据是否有氧参与，分为：有氧呼吸和无氧呼吸
2、有氧呼吸：指细胞在有氧的参与下，通过多种酶的催化作用下，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放出大量能量，生成ATP的过程。 3、无氧呼吸：一般是指细胞在无氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物（酒精、CO2或乳酸），同时释放出少量能量的过程。
4、发酵：微生物（如：酵母菌、乳酸菌）的无氧呼吸。 二、有氧呼吸的总反应式：
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O +能量 三、无氧呼吸的总反应式：
C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+ 2CO2+少量能量
或
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+少量能量
四、有氧呼吸过程（主要在线粒体中进行）： 场所 发生反应 产物 第一阶段 细胞质基质
丙酮酸、[H]、释放少量能量，形成少量ATP 第二阶段 线粒体基质
CO2、[H]、释放少量能量，形成少量ATP 第三阶段 线粒体内膜
生成H2O、释放大量能量，形成大量ATP 五、有氧呼吸与无氧呼吸的比较： 呼吸方式 有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 场所 细胞质基质，线粒体基质、内膜 细胞质基质 条件 氧气、多种酶 无氧气参与、多种酶 物质变化 葡萄糖彻底分解，产生
CO2和H2O 葡萄糖分解不彻底，生成乳酸或酒精等
能量变化 释放大量能量（1161kJ被利用，其余以热能散失），形成大量ATP 释放少量能量，形成少量ATP
六、影响呼吸速率的外界因素：
1、温度：温度通过影响细胞内与呼吸作用有关的酶的活性来影响细胞的呼吸作用。
温度过低或过高都会影响细胞正常的呼吸作用。在一定温度范围内，温度越低，，细胞呼吸越弱；温度越高，细胞呼吸越强。
2、氧气：氧气充足，则无氧呼吸将受抑制；氧气不足，则有氧呼吸将会减弱或受抑制。
3、水分：一般来说，细胞水分充足，呼吸作用将增强。但陆生植物根部如长时间受水浸没，根部缺氧，进行无氧呼吸，产生过多酒精，可使根部细胞坏死。 4、CO2：环境CO2浓度提高，将抑制细胞呼吸，可用此原理来贮藏水果和蔬菜。 七、呼吸作用在生产上的应用：
1、作物栽培时，要有适当措施保证根的正常呼吸，如疏松土壤等。
2、粮油种子贮藏时，要风干、降温，降低氧气含量，则能抑制呼吸作用，减少有机物消耗。
3、水果、蔬菜保鲜时，要低温或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度，抑制呼吸作用。
第四节 能量之源----光与光合作用 一、相关概念：
1、光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程 二、光合色素（在类囊体的薄膜上）： 三、光合作用的探究历程：
①、1648年海尔蒙脱(比利时)，把一棵2.3kg的柳树苗种植在一桶90.8kg的土壤中，然后只用雨水浇灌而不供给任何其他物质，5年后柳树增重到76.7kg，而土壤只减轻了57g。指出：植物的物质积累来自水
②、1771年英国科学家普里斯特利发现，将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在密
闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭；将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小鼠不容易窒息而死，证明：植物可以更新空气。
③、1785年，由于空气组成的发现，人们明确了绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳。
1845年，德国科学家梅耶指出，植物进行光合作用时，把光能转换成化学能储存 起来。
④、1864年,德国科学家把绿叶放在暗处理的绿色叶片一半暴光，另一半遮光。过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片则呈深蓝色。证明：绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。 ⑤、1880年，德国科学家思吉尔曼用水绵进行光合作用的实验。证明：叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所，氧是叶绿体释放出来的。
⑥、20世纪30年代美国科学家鲁宾卡门采用同位素标记法研究了光合作用。第一组相植物提供H218O和CO2，释放的是18O2；第二组提供H2 O和C18O，释放的是O2。光合作用释放的氧全部来自来水。 四、叶绿体的功能：
叶绿体是进行光合作用的场所。在类囊体的薄膜上分布着具有吸收光能的光合色素，在类囊体的薄膜上和叶绿体的基质中含有许多光合作用所必需的酶。 五、影响光合作用的外界因素主要有：
1、光照强度：在一定范围内，光合速率随光照强度的增强而加快，超过光饱合点，光合速率反而会下降。
2、温度：温度可影响酶的活性。
3、二氧化碳浓度：在一定范围内，光合速率随二氧化碳浓度的增加而加快，达到一定程度后，光合速率维持在一定的水平，不再增加。 4、水：光合作用的原料之一，缺少时光合速率下降。 六、光合作用的应用： 1、适当提高光照强度。 2、延长光合作用的时间。
3、增加光合作用的面积------合理密植，间作套种。 4、温室大棚用无色透明玻璃。
5、温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温。 6、温室栽培多施有机肥或放置干冰，提高二氧化碳浓度。 七、光合作用的过程：
光反应阶段 条件 光、色素、酶 场所 在类囊体的薄膜上 物质变化
水的分解：H2O → [H] + O2↑ ATP的生成：ADP + Pi → ATP 能量变化 光能→ATP中的活跃化学能 暗反应阶段 条件 酶、ATP、[H] 场所 叶绿体基质
物质变化 CO2的固定：CO2 + C5 → 2C3 C3的还原： C3 + [H] → （CH2O）
能量变化 ATP中的活跃化学能→（CH2O）中的稳定化学能 总反应式
CO2 + H2O O2 + （CH2O） 第6章 细胞的生命历程 第1节 细胞的增殖 限制细胞长大的原因 细胞表面积与体积的比。 细胞的核质比 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。 四、植物与动物细胞的有丝分裂的比较
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。
不同点：
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 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。 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：受精卵 增殖为多细胞 分化为组织、器官、系统 发育为生物体 （3）特点：持久性、稳定不可逆转性 二、细胞全能性:
（1）体细胞具有全能性的原因
由于体细胞一般是通过有丝分裂增殖而来的，一般已分化的细胞都有一整套和受精卵相同的DNA分子，因此，分化的细胞具有发育成完整新个体的潜能。 （2）植物细胞全能性
高度分化的植物细胞仍然具有全能性。
例如：胡萝卜跟根组织的细胞可以发育成完整的新植株 （3）动物细胞全能性
高度特化的动物细胞，从整个细胞来说，全能性受到限制。但是，细胞核仍然保持着全能性。例如：克隆羊多莉
（4）全能性大小：受精卵>生殖细胞>体细胞 第三节 细胞的衰老和凋亡 细胞的衰老
1、个体衰老与细胞衰老的关系
单细胞生物体，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。
多细胞生物体，个体衰老的过程就是组成个体的细胞普遍衰老的过程。 2、衰老细胞的主要特征： 1）在衰老的细胞内水分 。
2）衰老的细胞内有些酶的活性 。
3）细胞内的 会随着细胞的衰老而逐渐积累。
4）衰老的细胞内 速度减慢，细胞核体积增大， 固缩，染色加深。 5） 通透性功能改变，使物质运输功能降低。 3、细胞衰老的原因：
（1）自由基学说（2）端粒学说 二、细胞的凋亡
1、概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。 由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以也常常被称为细胞
编程性死亡
2、意义：完成正常发育，维持内部环境的稳定，抵御外界各种因素的干扰。 3、与细胞坏死的区别：细胞坏死是在种种不利因素影响下，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。 细胞凋亡是一种正常的自然现象。 第4节 细胞的癌变 1. 癌细胞：细胞由于受到 的作用，不能正常地完成细胞分化，而形成了不受 有机体控制的、连续进行分裂的 细胞，这种细胞就是癌细胞。 2. 癌细胞的特征： （1）能够无限 。
（2）癌细胞的 发生了变化。
（3）癌细胞的表面也发生了变化。癌细胞容易在有机体内分散转移的原因
高中生物竞赛知识点（全）
