. .. . .
(温度过高,酶活性丧失;但温度过低,只会使酶活性降低,酶不会变性)
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: 酶
ATP ADP+Pi+能量
注:(1)向右:表示ATP水解,所释放的能量用于各种需要能量的生命活动。
向左:表示ATP合成,所需的能量来源于生物化学反应释放的能量。
(在人和动物体内,来自细胞呼吸;绿色植物体内则来自细胞呼吸和光合作用) (2)在ATP 和 ADP转化过程中物质是可逆,能量是不可逆的 三、ATP的利用:ATP是生命活动的直接能源物质
注:生命活动的主要的能源物质是糖类(葡萄糖);生命活动的储备能源物质是脂肪。生命活动的根本能量来源是太阳能。 ......
能量通过ATP分子在吸能反应(如蔗糖的合成过程)和放能反应(如葡萄糖的氧化分解)之间循环流通,ATP是细胞里的能量流通的能量“通货”
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:一般是指细胞在缺氧的条件下,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、有氧呼吸过程(主要在线粒体中进行): 第一阶段 场所 发生反应 产物 细胞质基质 葡萄糖 酶 2丙酮酸 + [H] + 少量能量 丙酮酸、[H]、释放少量能量,形成少量ATP 第二阶段 线粒体基质 线粒体内膜 少量酶 2丙酮酸 + 6H2O 6CO2 + [H] + 能量 [H] + O2 酶 H2O + 大量能量 CO2、[H]、释放少量能量,形成少量ATP 第三阶段 生成H2O、释放大量能量,形成大量ATP 三、有氧呼吸的总反应式:
酶 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量 四、无氧呼吸(在细胞质基质中进行)
1、过程:(二个阶段)① 与有氧呼吸第一阶段完全相同
② 丙酮酸 酶 C2H5OH(酒精)+CO2 (高等植物、酵母菌等)
或 丙酮酸 酶 C3H6O3(乳酸) (动物和人)
2、总反应式:
酶
C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+ 2CO2 + 少量能量
酶 或 C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)+ 少量能量 五、有氧呼吸与无氧呼吸的比较: 呼吸方式 场所 有氧呼吸 细胞质基质,线粒体基质、内膜 无氧呼吸 细胞质基质 . . . w
. .. . . 不 同 点 条件 物质变化 氧气、多种酶 葡萄糖彻底分解,产生 CO2和H2O 释放大量能量(1161kJ被利用,其余以热能散失),形成大量ATP 无氧气参与、多种酶 葡萄糖分解不彻底,生成乳酸或酒精等 释放少量能量,形成少量ATP 能量变化 六、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。 七、实验:探究酵母菌的呼吸方式
实验原理:酵母菌是一种单细胞真菌,在有氧和无氧的条件下都能生存。在无氧或缺氧的条件下能进行无氧呼吸,在氧气充裕的条件下能进行有氧呼吸,因此便于用来研究细胞的呼吸方式。
在探究活动中,需要设计和进行对比实验,分析有氧条件下和无氧条件酵母菌细胞的呼吸情况。 CO2可以使澄清的石灰水变浑浊,也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。 橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇发生化学反应,变成绿色。
第四节 能量之源----光与光合作用
一、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、实验:提取和分离叶绿体中的色素 1、原理:
叶绿体中的色素能溶解于有机溶剂(如丙酮、酒精等)。
叶绿体中的色素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;反之则慢。 2、结果分析:色素在滤纸条上的分布如下图:
(橙黄色) 最快(溶解度最大) (黄 色) (蓝绿色) 最宽(最多) (黄绿色) 最慢(溶解度最小)
色素的位置和功能
叶绿体中的色素存在于叶绿体类囊体薄膜上。
叶绿素(叶绿素a和叶绿素b)主要吸收红光和蓝紫光; 类胡萝卜素(胡萝卜素和叶黄素)主要吸收蓝紫光。 3、注意:
? 丙酮的用途是提取(溶解)叶绿体中的色素, ? 层析液的的用途是分离叶绿体中的色素; ? 石英砂的作用是为了研磨充分,
? 碳酸钙的作用是防止研磨时叶绿体中的色素受到破坏;
? 分离色素时,层析液不能没及滤液细线的原因是滤液细线上的色素会溶解到层析液中; 三、光合作用的探究历程:
? 1864 德国,萨克斯:叶片在光下能产生淀粉
? 1940美国,鲁宾和卡门(用放射性同位素标记法):光合作用释放的氧全部来自参加反应的水。
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? 948 美国,梅尔文·卡尔文:用标C标记的CO2追踪了光合作用过程中碳元素的行踪,进一步了解到光合
作用中复杂的化学反应。CO2 C3 C6H12O6
. . . w
. .. . .
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、光合作用的过程:
条件 光、色素、酶 光 场所 在类囊体的薄膜上 反 应 物质变化 光 酶 水的分解:H2O → [H] + O2↑ ATP的生成:ADP + Pi → ATP 阶 段 能量变化 光能→ATP中的活跃化学能 条件 场所 暗 反 应 物质变化 阶 段 能量变化 总反应式 酶、ATP、[H] 叶绿体基质 CO2的固定:CO2 + C5 → 2C3 C3的还原: C3 + [H] → (CH2O) ATP 酶 酶 ATP中的活跃化学能→(CH2O)中的稳定化学能 光能 叶绿体 CO2 + H2O O2 + (CH2O) 七、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。
第六章 细胞的生命历程
细胞不能无限长大:1)细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大;
2)DNA不会随细胞体积的扩大而增多,细胞太大,细胞核的负担就会过重
细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。
细胞是以分裂的方式进行增殖。细胞增殖包括物质准备和细胞分裂整个连续的过程。 细胞分裂的方式包括有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。 有丝分裂:
(1)细胞周期—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。包括分裂间期和分裂期 (2) 分裂间期:约占细胞周期的90%—95%,为分裂期进行
活跃的物质准备,完成DNA分子的复制和有关蛋白 质的合成,同时细胞有适度的生长。
(3) 分裂期:
前期:膜仁消失显两体
植物细胞:从细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体 动物细胞:在间期复制的两组中心粒分别移向
两极,并发出星射线形成纺锤体。
中期:形定数清晰赤道齐
. . . w 后期:点裂数增均两极
末期:膜仁再现两体失
. .. . .
(4)染色体、染色单体和DNA数量
植物细胞
动物细胞
(5)有丝分裂过程中染色体、DNA变化曲线
细 胞 的 生 命 历 程
间期 前中后末间期
前中后末
期 期 期 期 期 期 期 期
细胞的分化: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。
细胞的分化
细胞分化的意义:生物界普遍存在的生命现象,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。 细胞的全能性:指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的能力。
干细胞 动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。如骨髓中的造血干细胞,能分裂分化产生
血细胞(如血小板、红细胞和白细胞)
个体衰老与细胞衰老的关系:个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。 细胞衰老的特征:1)细胞内的水分减少,细胞萎缩,新陈代谢速率减慢。
细胞的衰老和凋亡
2)细胞内多种酶的活性降低
3)细胞内的色素会随着衰老而逐渐积累,它们会妨碍细胞内物质的交流和传递。 4)细胞内呼吸速率减慢,细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩、染色加深 5)细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低。
细胞的凋亡:由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。也称细胞编程性死亡。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。
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癌细胞:有的细胞受到致癌因子的作用,细胞中遗传物质发生变化,就变成不受机体控制的、连续进行分
裂的恶性增殖细胞。
癌细胞的特征:1)能够无限增殖;2)形态结构发生显著变化;3)癌细胞的表面发生了变化,由于细胞膜上
. .. . .
高中学业水平测试生物知识点归纳——必修3
第一章 人体的内环境与稳态
一、体内细胞生活在细胞外液
1、体液:指多细胞生物体内以水为基础的液体,也是人体内液体的总称。包括细胞内液和细胞外液。
2、细胞外液:指存在于细胞外的液体,主要是血浆、淋巴、组织液,又称内环境(是细胞与外界环境进行物质交换的媒介) 3、内环境的组成及相互关系,如右图: 其中血细胞的内环境是血浆 淋巴细胞的内环境是淋巴
毛细血管壁的内环境是血浆、组织液 毛细淋巴管的内环境是淋巴、组织液
4、组织液、淋巴的成分与含量与血浆相近,但又完全不相同,
最主要的差别在于血浆中含有较多的蛋白质,而组织液淋巴中蛋白质含量较少。 5、内环境的理化性质:渗透压,酸碱度,温度等相对稳定
+--①血浆渗透压大小主要与无机盐、蛋白质含量有关;无机盐中Na、Cl 占优势。②正常人的血浆近中性,PH为7.35-7.45与HCO3、
2-00
HPO4 等离子有关;③人的体温维持在37C 左右(一般不超过1C )。 二、内环境稳态的重要性:
1、稳态:是指正常机体通过调节作用,使各个器官系统协调活动,共同维持内环境的相对稳定状态。 ①调节机制:神经-体液-免疫
②维持内环境稳态的调节能力是有限的,若外界环境变化过于剧烈或人体自身调节能力出现障碍时内环境稳态会遭到破坏。 2、内环境稳态的意义:机体进行正常生命活动的必要条件
第二章 动物和人体生命活动的调节器
一、神经调节
1、神经调节的结构基础是神经系统,神经系统的结构功能单位是神经元,神经元由细胞体、突起(树突、轴突)构成。
2、神经调节基本方式:反射反射的结构基础:反射弧,其组成:感受器—传入神经—神经中枢—传出神经—效应器 3、兴奋是指某些组织(神经组织)或细胞感受外界刺激后由相对静止状态变为显著的活跃状态的过程。
4、兴奋在神经纤维上的传导:以电信号的形式沿着神经纤维的传导是双向的;静息时膜内为负,膜外为正;兴奋时膜内为正,膜
外为负。
5、兴奋在神经元之间的传递——突触
①突触的结构:突触前膜 、突触间隙 、突触后膜
②突触小体中有突触小泡,突触小泡中有神经递质,神经递质只能由突触前膜释放到突触后膜,所以是单向传递。 ③在突触传导过程中有电信号→化学信号→电信号的过程,所以比神经纤维上的传导速度慢。 6、神经系统的分级调节
①神经中枢位于颅腔中脑(大脑、脑干、小脑)和脊柱椎管内的脊髓,其中大脑皮层的中枢是最高司令部,脊髓的低级中枢 受脑中相应的高级中枢的调控。
②大脑皮层除了对外部世界感知(感觉中枢在大脑皮层)还具有语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能。 ③语言功能是人类特有的高级功能。
血糖含量升高 二、激素调节
1、由内分泌器官(内分泌细胞)分泌的化学物质(激素)进行调节,称激素调节。 2、血糖平衡的调节 ↓ ↑ ①血糖正常值0.8-1.2g/L(80-120mg/dl) 胰岛B细胞 胰高血糖素 来源:食物中的糖类的消化吸收 去向:血糖的氧化分解为CO2 H2O和能量
↓ (-) (+) ↑
肝糖元的分解 合成肝糖元、肌糖元
胰岛素 胰岛A细胞 脂肪等非糖物质的转化 转化为脂肪、某些氨基酸
②血糖平衡调节:由胰岛A细胞分泌胰高血糖素提高血糖浓度 ↓ ↑ 由胰岛B细胞分泌降胰岛素降低血糖浓度
血糖含量降低 ③胰岛素与胰高血糖素相互拮抗作用共同维持血糖含量的稳定,它们之间存在着反馈调节。 . . . w