高一生物必修一第五六章知识点总结.doc

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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、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。
3、酶在细胞代谢中的作用:降低化学反应的活化能
4、使化学反应加快的方法:
加热:通过提高分子的能量来加快反应速度;
加催化剂:通过降低化学反应的活化能来加快反应速度;同无机催化相比,酶能更显著地降低化学反应的活化能,因而催化效率更高。
5、酶的本质:关于酶的本质的探索:
巴斯德之前,人们认为:发酵是纯化学反应,与生命活动无关
巴斯德的观点:发酵与活细胞有关,发酵是整个细胞而不是细胞中某些物质起作用
李比希的观点:引起发酵的是细胞中的某些物质,但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用;
毕希纳的观点:酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用,就像在活酵母细胞中一样;
萨姆纳提取酶,并证明酶是蛋白质;
切赫、奥特曼发现:少数RNA也具有生物催化功能;
6、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。
5、酶的特性:专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应
高效性:酶的催化效率是无机催化剂的107-1013倍
酶的作用条件较温和:酶在最适宜的温度和PH条件下,活性最高。
二、影响酶促反应的因素(难点)
底物浓度(反应物浓度);酶浓度
PH值:过酸、过碱使酶失活
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
比较过氧化氢酶在不同条件下的分解
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(实验中人为控制改变的变量)、因变量(随自变量而变化的变量)、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。
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。
“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
ATPADP+Pi+能量
这个过程释放能量(吸能反应)
ADP+Pi+能量ATP
三、ATP和ADP之间的相互转化
这个过程储存能量(放能反应)
ATP和ADP相互转化的过程和意义:
ATP与ADP的相互转化      ATP  ADP + Pi + 能量
   方程从左到右代表释放的能量,用于一切生命活动。
   方程从右到左代表转移的能量,动物中为呼吸作用转移的能量。植物中来自光合作用和呼
吸作用。
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
四、ATP的利用:
ATP—是新陈代谢所需能量的直接来源,ATP中的能量能转化成机械能、电能,光能等各种能量;
吸能反应总是与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量
放能反应总是与ATP的合成相联系,释放的能量贮存在ATP中
——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。
实验:探究酵母菌的呼吸方式:
原理:酵母菌是一种单细胞真菌(真核生物),在有氧和无氧条件下都能生存,属于兼性厌氧菌,便于探究细胞呼吸方式。
酵母菌有氧呼吸反应式:C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+能量
酵母菌无氧呼吸反应式:C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量
CO2检验:通入澄清石灰水,石灰水变浑浊
C2H5OH(酒精)检验:橙色重铬酸钾,变成灰绿色
2、有氧呼吸:主要场所:线粒体
总反应式:C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+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
有氧呼吸的概念:细胞在氧的参与下,通过酶的的催化作用,把糖类等有机物彻底氧化分解,产生出二氧化碳和水,同时释放出大量能量的过程。
3、无氧呼吸:细胞质基质
无氧呼吸的概念:细胞在无氧条件下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物不彻底氧化分解,产生洒精和CO2或乳酸,同时释放出少量能量的过程。
大部分植物,酵母菌的无氧呼吸:C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量
动物,人和乳酸菌的无氧呼吸:C6H12O62C3H6O3+少量能量
(马铃薯块茎,甜菜的块根、玉米胚的无氧呼吸也是产生乳酸)
注意:微生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
4、有氧呼吸与无氧呼吸的比较:
有氧呼吸
无氧呼吸
不
同
点
反应条件
需要O2、酶和适宜的温度
不需要O2,需要酶和适宜的温度
呼吸场所
第一阶段在细胞质基质中,第二、三阶段在线粒体内
全过程都在细胞质基质内
分解产物
CO2和H2O
CO2、酒精或乳酸
释放能量
较多,1mol葡萄释放能量2870kJ,其中1161kJ转移至38molATP中
(生成乳酸)或222kJ(生成酒精),
相同点
其实质都是:分解有机物,释放能量,生成ATP供生命活动需要,都需要酶的催化,第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同
相互联系
第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同,之后在不同条件下,在不同的场所沿不同的途径,在不同的酶作用下形成不同的产物:
5、探究酵母菌细胞呼吸的方式
CO2的检测方法:⑴CO2使澄清石灰水变浑浊(2)CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄
酒精的检测方法:橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应,变成灰绿色。
6、影响呼吸作用的因素:温度、含水量、O2的浓度、CO2的浓度
第四节能量之源——光与光合作用
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。
实验——绿叶中色素的提取和分离
1、原理:
(1)提取原理:色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。
(2)分离原理:各种色素在层析液中溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之,则慢。
2、材料,新鲜菠菜叶:SiO2、CaCO3
3、步骤中注意点:
(1)SiO2有助于研磨充分;CaCO3可防止研磨中色素被破坏
(2)滤纸条一端必须剪去两角目的:防防止色素带不整齐
(3)不能让滤液细线触及层析线,因为防止色素溶解到层析液中。
4、实验结果:扩散最快的是橙黄色的胡萝卜素、色素带最宽的是蓝绿色的叶绿素a。
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)
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:
①、1771年,英国科学家普利斯特利证明植物可以更新空气;1779年,荷兰科学家英格豪斯证明:只有植物的绿叶在阳光下才能更新空气
②、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;
③、1880年,德国科学家恩吉尔曼证明叶绿体是进行光合作用的场所,并从叶绿体放出氧;
④、20世纪30年代美法研究证明光合作用释放的氧气全部来自水。
⑤、20世纪40年代美法研究探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径
2、光合作用的过程:(熟练掌握课本P103下方的图)
叶绿体
总反应式:CO2+ H20(CH2O)+O2 注意:光合作用释放的氧气全部来自水。
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:类囊体薄膜上光
物质变化:水的光解:2H2OO2+4[H]
ATP形成:ADP+Pi+能量ATP
能量变化: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
物质变化:CO2的固定:CO2+C52C3
ATPADP+Pi+能量
C3的还原:2C3+[H]+ATP(CH2O)+C5+ADP+Pi
ATP的水解:
能量变化:ATP中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能
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
光合作用过程图
①是H2O②是O2③[H]④是ATP⑤是ADP和Pi⑥是C3⑦是CO2
⑧是C5⑨是(CH2O)
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
一定范围内,温度低,光合速率低。随着温度升高,光合速率加快,温度过高时会影响酶的活性,光合速率降低。
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
1、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
2、自养生物:能够利用光能或其他能量,把CO2、H2O转变成有机物来维持自身的生命活动的生物。例如:绿色植物、硝化细菌
3、异养生物:只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动的生物。例如人、动物、真菌及大多数的细菌。
一、细胞增殖
1、限制细胞长大的原因包括细胞表面积与体积的关系和细胞的核质比。
2、细胞增殖的意义:细胞增殖是重要的细胞生命活动,是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。
3、真核细胞分裂的方式包括有丝分裂、无丝分裂、减数分裂。
4、细胞周期的概念: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。细胞周期分分裂间期和分裂期两个阶段。分裂间期所占时间长(大约占细胞周期的90%——95%)。分裂期可以分为前期、中期、后期、末期。
二、植物细胞有丝分裂各期的主要特点以及无丝分裂
;结果是每个染色体都形成两个姐妹染色单体,呈染色质形态。(复制合成数不变)
:(膜仁消失现两体)①出现染色体、出现纺锤体②核膜、核仁消失。前期染色体特点: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
:(形数清晰赤道齐)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。
:(点裂数增均两极)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。
:(两消两现细胞板)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,与高尔基体的活动有关。
6、动、植物细胞有丝分裂的区别
不同点
植物细胞
动物细胞
前期
纺锤体形成方式不同
由细胞两极发出纺锤丝构成纺锤体
由位于细胞两极的中心体发出星射线构成纺锤体
末期
细胞质分裂方式不同
由细胞板形成细胞壁将细胞一分为二(高尔基体)
由细胞膜向内凹陷,缢裂成2个子细胞(细胞膜的流动性)
7、有丝分裂的主要特征:_______和_______的出现,遗传物质_______到两个子细胞中。有丝分裂的重要意义:亲代细胞的染色体经过______,精确地______到两个子细胞中,亲子代细胞核遗传物质__________,保证了遗传的连续性。
实验:观察植物细胞的有丝分裂
实验原理:细胞有丝分裂过程中最重要的变化是染色体的形态和数量变化。染色体容易被碱性染料(龙胆紫、醋酸洋红等)染成深色。
方法步骤:
具体操作
时间
目的
解离
剪取洋葱根尖________,立即放入盛有盐酸和酒精混合液(1:1)的玻璃皿中
3-5min
使组织细胞相互分离
漂洗
待根尖___后用镊子取出,放入盛有___的玻璃皿中
10min
防止解离过度;防止盐酸中和碱性染料影响着色
染色
将根尖放入盛有___________的玻璃皿中
3-5min
使染色体着色
制片
用镊子将根尖取出放在载玻片上,用镊子尖把细胞弄碎,盖上盖玻片。在盖玻片上再加一片载玻片,然后用拇指轻轻按压载玻片。
使细胞分散开,利于观察
⑶用显微镜观察:分生区细胞的特点:细胞呈________形,排列__________。
※处于不同分裂时期的细胞数量比例=。
▲在细胞有丝分裂过程中:
①DNA数量加倍发生在________;染色体数量加倍发生在______。(间期后期)
②染色质→染色体发生在_______;染色体→染色质发生在_______。(前期末期)
③姐妹染色单体形成于_______,出现在______,消失在_______。(间期前期后期)
④染色体和纺锤体出现在_________,消失在____________。(前期末期)
⑤中心体的复制发生在________,中心体移向细胞两极发生在_____。(间期前期)
⑥染色体形态最清晰、便于计数的时期是_________。(中期)
⑦着丝点分裂发生在____。没有染色单体的时期。(后期后期和末期)
⑧核膜、核仁消失在________,重新出现在_____。(前期末期)
⑨赤道板能观察到吗细胞板呢细胞板出现在______。(不能能末期)
⑩动、植物细胞有丝分裂的主要区别发生在______________。(前期和末期)
8、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。典例:蛙的红细胞
三、细胞分化:
1、定义: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的稳定性差异的过程,叫做细胞分化。
2、结果:产生形态、结构、功能不同的细胞。
3、细胞分化发生时期:是一种持久性变化,它发生在生物体的整个生命活动进程中,胚胎时期达到最大限度。
4、细胞分化的特性:稳定性、持久性、不可逆性、普遍性。
5、分化的实质:不同细胞中遗传信息的执行情况不同导致(基因的选择性表达)
6、意义:1)细胞分化是个体发育的基础。能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官2)细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋于专门化,有利于提高各种生理功能的效率。
7、细胞的全能性:
(1)定义:细胞的全能性是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。
(2)①植物已分化的细胞具有全能性(植物组织培养)②动物已分化的细胞细胞核具有全能性(克隆技术)
四、细胞衰老
1、个体衰老和细胞衰老的关系:
(1)个体衰老和细胞衰老都是生物体正常的生命现象。从总体上看,个体衰老的过程也是组成个体细胞普遍衰老的过程。
(2)对单细胞生物体来说,细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。
(3)对多细胞生物体来说,细胞的衰老或死亡不等于个体的衰老或死亡;(幼年个体每天都有细胞衰老、死亡)个体的衰老不等于细胞衰老(老年人个体中每天都有新细胞产生)
2、细胞衰老的特征
(1).细胞内水分减少,结果使细胞萎缩,体积变小,细胞新陈代谢的速率减慢。
(2).细胞内多种酶的活性降低。
(3).细胞内的色素会随细胞衰老而逐渐积累,他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。
3、为什么老年人皮肤上会长“老年斑”?
由于细胞内的色素随细胞衰老而逐渐积累造成的。衰老细胞中出现色素聚集,主要是脂褐素的堆积。
五、细胞的凋亡
1、本质:是一种自然的生理过程。
2、定义:由基因决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡;
3、机理:细胞内遗传信息程序性调控的结果
4、细胞凋亡的意义:完成正常发育,维持内部稳定环境,抵御外界干扰。
5、细胞凋亡和细胞坏死的区别
细胞凋亡也叫细胞编程性死亡,是由基因决定的细胞自动结束生命的过程。它属于一种正常的自然的生理过程
细胞坏死是指在种种不利因素影响下,由于细胞的正常代谢活动受损或中断引起细胞的损伤和死亡,它是细胞的一种病理性死亡。如:骨细胞坏死,神经细胞坏死等等…….
六、癌变
1、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。
2、癌细胞的特征:(1)在适宜的条件下,癌细胞能够无限增殖
(2)癌细胞的形态结构发生显著变化
(3)癌细胞的表面也发生了变化。由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少,使得癌细胞彼此之间的黏着性显著降低,容易在体内扩散和转移。
3、致癌因子
(1)物理致癌因子:主要指辐射,如紫外线、X射线等。
(2)化学致癌因子:无机物如石棉、砷化物、铬化物、镉化物等;有机物如黄曲霉毒素、亚硝胺等。
(3)病毒致癌因子:如致癌病毒
4、原癌基因和抑癌基因:
原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的过程;
抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。
5、为什么会有癌症:
环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子,使原癌基因和抑癌基因发生突变,导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。