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文檔簡介
1、走進細胞必備基礎知識從生物圈到細胞生命活動離不開細胞病毒無細胞結構,但必須依賴活細胞才能進行正常的生命活動單細胞生物依賴單個細胞完成各種生命活動多細胞生物依賴各種分化的細胞密切合作,共同完成復雜的生命活動生命系統的結構層次生命系統的結構層次由小到大依次是細胞、組織、器官、系統、個體、種群和群落、生態系統和生物圈(對于植物無系統這一結構層次)地球上最基本的生命系統是細胞生命系統各層次之間層層相依,又各自有特定的組成、結構和功能。細胞的多樣性和統一性觀察細胞使用高倍顯微鏡的步驟和要點首先在低倍鏡下觀察清楚,找到要放大觀察的物像,移至視野中央轉動轉換器,用高倍鏡觀察,并輕輕轉動細準焦螺旋,直到看清楚
2、材料為止。制作臨時裝片的步驟(取一潔凈載玻片,在其中央滴上一滴清水;用鑷子夾取材料放入水滴中并展開;蓋上蓋玻片即成。)實驗結果和結論結果:不同細胞形態、大小千差萬別不同的細胞有共同的結構:細胞膜、細胞質、細胞核結論:細胞既具有多樣性,又有統一性,原核細胞核真核細胞區別:原核細胞沒有由核膜包被的細胞核,沒有染色體,有擬核。這體現了細胞的多樣性聯系:有相似的細胞膜、細胞質,都有DNA分子,這體現了細胞的統一性細胞學說建立的過程建立:19世紀30年代由施來登和施旺建立內容細胞是一個有機體,一切動植物都是由細胞發育而來,并由細胞和細胞產物所構成細胞是一個相對獨立的單位,既有它自己的生命,又對與其他細胞
3、共同組成的整體的生命起作用新細胞可以從老細胞中產生意義:闡明了動植物都以細胞為基本單位,揭示了生物界的統一性。要點突破一、病毒:1病毒沒有細胞結構,它主要是由核酸和蛋白質分子組成的生物,且都有嚴整的結構。2病毒的生活方式為寄生生活,病毒一旦離開活細胞,不再有任何生命活動。所以病毒的培養必須利用活細胞,不能利用培養細菌的培養基培養。3病毒對寄主細胞的危害,主要靠其增殖活動破壞細胞的結構,細胞功能喪失。如乙肝病毒破壞肝細胞;脊髓灰質炎病毒破壞脊髓灰質前角的運動神經元,導致小兒麻痹;HIV病毒破壞T淋巴細胞,使人喪失免疫功能。4、病毒是生物的依據是它在宿主細胞內能夠增殖,由于它不能獨立地完成一定的生
4、命活動,所以它不屬于生命系統的結構層次。二、細胞的多樣性與統一性1細胞多樣性的表現(1)不同細胞的形態、結構不同。對多細胞生物來說,這是細胞分化的結果。(2)真核細胞與原核細胞的比較原核細胞真核細胞大小較小較大本質區別無以核膜為界限的細胞核有以核膜為界限的細胞核細胞壁有,主要成分是糖類和蛋白質植物細胞有,主要成分是纖維素和果膠;動物細胞無細胞壁;真菌細胞有,主要成分為多糖細胞質有核糖體,無其他細胞器有核糖體和其他細胞器細胞核擬核,無核膜和核仁有核膜和核仁DNA存在形式擬核中:大型環狀、裸露質粒中:小型環狀、裸露細胞核中:和蛋白質形成染色體細胞質中:在線粒體、葉綠體中裸露存在增殖方式二分裂無絲分
5、裂、有絲分裂、減數分裂可遺傳變異方式基因突變基因突變、基因重組、染色體變異特別提醒:并非所有的原核細胞都有細胞壁,如支原體無細胞壁2細胞統一性的表現(1)化學組成:組成細胞的元素基本一致,化合物種類也非常相似(水、無機鹽、氨基酸、核苷酸等)。(2)結構:都具有細胞膜、細胞質、核糖體。(3)增殖方式:通過細胞分裂進行細胞的增殖。(4)遺傳物質:都以DNA作為遺傳物質,且遺傳密碼通用。(5)能源物質:以ATP作為直接能源物質。3、拓展深化細胞形態、結構是與功能相適應的。哺乳動物成熟紅細胞無細胞核和核糖體等眾多的細胞器,不進行細胞分裂。三、顯微鏡的使用及相關問題分析1使用顯微鏡的操作步驟(1)低倍鏡
6、:取鏡安放對光安放玻片調焦觀察(2)高倍鏡:在低倍鏡下確定目標移動裝片,使目標位于視野中央轉動轉換器,換用高倍鏡調焦(轉動細準焦螺旋。視野暗,可調反光鏡或光圈)2顯微鏡的放大倍數(1)顯微鏡的放大倍數是指物像長度或寬度的放大倍數,而不是面積或體積。(2)總的放大倍數是目鏡放大倍數與物鏡放大倍數的乘積。3目鏡與物鏡的結構及其長短與放大倍數之間的關系物像大小看到細胞數目視野亮度物鏡與載玻片的距離視野范圍高倍鏡大少暗近小低倍鏡小多亮遠大(1)物鏡越長,放大倍數越大,距裝片距離越近,如H1;反之則放大倍數越小,距裝片距離越遠,如H2。(2)目鏡越長,放大倍數越小,反之則放大倍數越大。4高倍鏡與低倍鏡的
7、比較、歸納總結鏡頭長度與放大倍數的關系:物鏡鏡頭長度與放大倍數呈正相關,目鏡鏡頭長度與放大倍數呈負相關。欲確定被觀察對象的真實形態,可將物像順時針旋轉180度。若要將顯微鏡下的物像移到視野中央,物像位于哪個方向,則應向哪個方向移動裝片。 實驗探究探究課題:顯微鏡類實驗的解題方法1顯微觀察類實驗總結用顯微鏡觀察的方式分為兩種:(1)原色觀察:即觀察材料不用染色,直接用顯微鏡觀察即可。相關實驗有:使用高倍顯微鏡觀察幾種細胞,用高倍顯微鏡觀察葉綠體、觀察植物細胞的吸水和失水等。(2)染色觀察:即觀察材料要經染色劑染色后才可用顯微鏡觀察。相關實驗有:觀察DNA和RNA在細胞中的分布、用高倍顯微鏡觀察線
8、粒體、觀察細胞的有絲分裂或減數分裂等。2顯微觀察類實驗題目的分析方法(1)了解臨時裝片的制作方法方法實驗材料特點實驗名稱壓片法比較疏松的材料,如根尖、花藥等。實驗中要壓碎,以使細胞分散,便于觀察觀察細胞的有絲分裂裝片法微小生物(如草履蟲、衣藻)或大型生物的部分細胞(如人口腔上皮細胞、葉表皮細胞),直接觀察觀察DNA和RNA在細胞中的分布用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體觀察植物細胞的吸水和失水切片法相對較大、較硬的材料,如花生生物組織中脂肪的檢測(2)掌握實驗操作的一般程序取材(染色)制片顯微觀察(3)明確題目中器材和藥品的用途熟悉常用器材和藥品的用途及使用方法,就可能從中發現實驗設計的思路和方法
9、,甚至得到具體的實驗步驟。現將常用藥品的作用總結如下:試劑作用龍膽紫溶液(醋酸洋紅液)用于染色體染色,可觀察染色體健那綠染液專一性染線粒體的活細胞染料吡羅紅甲基綠染液對細胞中DNA(甲基綠)、RNA(吡羅紅)進行染色,可觀察、檢測DNA和RNANaCl配制生理鹽水,可用于維持動物細胞的正常形態或提取DNAHCl解離細胞或改變溶液的pH蔗糖配制蔗糖溶液,用于測定植物細胞液的濃度或觀察植物細胞的質壁分離與復原現象第二章 組成細胞的分子細胞中的元素和化合物一 組成細胞的元素1、元素的分類:按含量分:大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg;微量元素:Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu;按作用分
10、:最基本的元素是:C;組成人體細胞的主要元素是:C、H、O、N、P、S2、元素的來源和存在形式來源:是生物體有選擇地從無機自然界獲得的存在形式:大多以化合物的形式存在3、作用組成化合物進而構成細胞,如蛋白質、核酸等影響生物體的生命活動,如B能促進花粉萌發和花粉管的伸長化合物元素組成糖類和脂肪C、H、O蛋白質C、H、O、N等核酸和ATPC、H、O、N、P4、研究意義:生物界和非生物界具有統一性和差異性二 組成細胞的化合物種類:無機化合物:水和無機鹽; 有機化合物:糖類、蛋白質、脂質和核酸;含量:含量最多的化合物:水;含量最多的有機化合物:蛋白質;知道一下: (1)大量元素和微量元素劃分的依據是含
11、量,而不是生理作用。(2)生物體內含有的元素不一定是生物所必需的元素。(3)主要元素占人體鮮重比例的順序依次是O、C、H、N、P、S。細胞鮮重條件下:O(65%)C(18%)H(10%)N(3%)P(1.4%)S(0.3%)細胞干重條件下:C(55.99%)O(14.62%)N(9.33%)H(7.46%)Ca(4.67%)P(3.11%)在鮮重下O元素最多的原因是H2O在細胞中含量最多。生命活動的主要承擔者蛋白質 一、蛋白質1、含量:占細胞鮮重的7%10%,占細胞干重50%以上;組成元素:C、H、O、N,有的含有P、S兩種元素2、基本組成單位氨基酸 種類:約20種,根據能否在體內合成分為必需
12、氨基酸(8種,兒童9種)和非必須氨基酸(12種);通式: 結構特點:至少有一個氨基(NH2)和一個羧基(COOH),且連在同一個碳原子上,R基不同導致氨基酸種類不同;多肽:構成:多個氨基酸分子經脫水縮合形成含有多個肽鍵的化合物;結構:肽鏈;合成場所:核糖體;5、蛋白質:結構多樣性決定功能多樣性結構多樣性:氨基酸種類不同;氨基酸數目不同,氨基酸排列順序變化多端;肽鏈的空間結構千差萬別;功能多樣性(生命活動的體現者):結構功能:如膠原蛋白;調節功能:如激素;催化功能:如酶;運輸作用:如血紅蛋白、載體;信息傳遞作用:激素與受體的結合;免疫功能:如抗體;(多肽呈鏈狀結構,往往無生物活性而蛋白質具有一定
13、的空間結構,有生物活性。蛋白質的空間結構是在內質網中形成的。)由于基因的選擇性表達,不同細胞中蛋白質種類、結構不同。二、蛋白質的合成過程分析及相關計算1多肽形成過程的分析(1)形成過程中的產物H2O中的H來自于COOH和NH2,而O只來自于COOH。(2)一條肽鏈上至少有一個游離的氨基和一個游離的羧基,分別位于肽鏈的兩端。多余的氨基和羧基位于R基上。只有連在同一個碳原子上的氨基和羧基才參與形成肽鏈,R基上的氨基或羧基不參與肽鍵的形成。由n個氨基酸形成環狀肽,則形成肽鍵數失去水分子數氨基酸數。2相關計算(1)氨基數肽鏈數R基上的氨基數各氨基酸中氨基總數肽鍵數。(2)羧基數肽鏈數R基上的羧基數各氨
14、基酸中羧基總數肽鍵數。(3)N原子數肽鍵數肽鏈數R基上的N原子數各氨基酸中N的總數。(4)O原子數肽鍵數2肽鏈數R基上的O原子數各氨基酸中O的總數脫去水分子數。(5)H原子數各氨基酸中H的總數2脫去水分子數(6)假設氨基酸的平均相對分子質量為a,由n個氨基酸分別形成1條肽鏈或m條肽鏈:形成肽鏈數形成肽鍵數脫去水分子數氨基數目羧基數目多肽相對分子質量1n1n1至少1個至少1個na18(n1)mnmnm至少m個至少m個na18(nm)3.氨基酸與相應DNA及RNA片段中堿基數目之間的關系由于mRNA中有終止密碼子等原因,上述關系應理解為每合成1個氨基酸至少需要mRNA上的3個堿基和DNA(基因)上
15、的6個堿基。遺傳信息的攜帶者核酸一、核酸遺傳信息的攜帶者1、組成元素:C、H、O、N、P2、核苷酸(基本單位):脫氧核糖核苷酸(4種):磷酸+脫氧核糖+堿基(A、G、C、T) 核糖核苷酸(4種):磷酸+核糖+堿基(A、G、C、U)3、核酸(遺傳信息的攜帶者)種類DNA:分布:主要分布在細胞核中,線粒體、葉綠體內也含少量DNA;原核細胞的DNA位于擬核和質粒中; 【色劑甲基綠使其綠色可顯示其分布】結構:兩條脫氧核苷酸長鏈盤旋成雙螺旋結構;功能:是絕大多數生物的遺傳物質;RNA:分布:主要分布在細胞質中;【色劑吡羅紅使其呈紅色】結構:一條核糖核苷酸單鏈;功能:是某些病毒(如HIV、SARS病毒)的
16、遺傳物質功能:核酸是細胞內攜帶遺傳信息的物質,在生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成中具有及其重要的作用三、“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”實驗分析1實驗原理(1)甲基綠和吡羅紅對DNA和RNA的親和力不同:(2)鹽酸可改變細胞膜的通透性,加速染色劑進入細胞,同時使染色質中的DNA與蛋白質分離,有利于DNA與染色劑結合。3幾種試劑在實驗中的作用試劑作用質量分數為09% NaCl溶液保持口腔上皮細胞的正常形態質量分數為8%的鹽酸改變細胞膜的通透性使染色質中DNA與蛋白質分開蒸餾水配制染色劑沖洗載玻片特別提醒吡羅紅甲基綠染色劑要現用現配。該實驗不宜選用綠色植物葉肉細胞(有顏色)和其他有顏色的細
17、胞(如雞血細胞)作為實驗材料,因其能干擾顏色觀察。四、核酸與蛋白質的區別與聯系1區別核酸蛋白質DNARNA元素C、H、O、N、PC、H、O、N等分子結構一般為規則的雙螺旋結構一般為單鏈結構氨基酸多肽蛋白質結構多樣性核苷酸的數量及排列順序氨基酸的種類、數量、排列順序及多肽鏈空間結構不同形成場所主要在細胞核復制產生主要在細胞核轉錄生成核糖體檢測試劑甲基綠(綠色)吡羅紅(紅色)雙縮脲試劑(紫色反應)2.聯系(1)DNA指導蛋白質的合成(2)DNA多樣性與蛋白質多樣性的關系拓展深化DNA和蛋白質均存在物種特異性,可作為鑒別不同物種的依據。由于基因選擇性表達,不同細胞中核DNA相同,mRNA和蛋白質不同
18、。細胞中的糖類和脂類一、細胞中糖類的種類及功能種類分布功能還原性糖與非還原性糖(1)葡萄糖、果糖、麥芽糖是還原性糖,可與斐林試劑在水浴加熱的情況下反應,產生磚紅色沉淀。(2)核糖、脫氧核糖、蔗糖、淀粉、糖原、纖維素等屬于非還原性糖。單糖五碳糖核糖動植物細胞RNA的成分脫氧核糖DNA的成分六碳糖葡萄糖光合作用的產物,能源物質果糖植物細胞能源物質二糖麥芽糖植物細胞水解成兩分子葡萄糖而供能蔗糖植物細胞水解成果糖和葡萄糖而供能乳糖動物乳汁水解成半乳糖和葡萄糖而功能多糖淀粉植物細胞植物細胞中重要的儲能物質纖維素植物細胞結構性多糖,植物細胞壁的主要成分糖原肝糖原動物細胞貯存能量,調節血糖肌糖原動物肌肉氧化
19、分解,為肌肉收縮提供能量,不能補充血糖主要作用:組成生物的重要組成成分生命活動的主要能源物質細胞中脂質的種類及功能細胞中脂質含量:約占細胞鮮重的1%2%;組成元素:C、H、O,有些含有N、P等種類功能分布脂肪主要的儲能物質(對于高等動物和人);保溫、減少器官之間的摩擦,緩沖外界壓力以保護內臟器官大量存在于某些植物的種子、果實及動物體的脂肪組織中磷脂構成細胞膜及各種細胞器膜的重要成分在動物腦、卵及大豆的種子中含量較多固醇類膽固醇是構成細胞膜的重要成分,在人體內還參與血液中脂質的運輸在許多動物性食物中含量豐富性激素能促進人和動物生殖器官的發育以及生殖細胞的形成動物的性腺分泌,進入血液、組織液維生素
20、D能有效地促進人和動物腸道對鈣和磷的吸收在動物的卵黃中含量較多;在人的表皮細胞中有膽固醇,在日光照射下,能轉變成維生素D生物大分子以碳鏈為骨架碳鏈單體多聚體(大分子)歸納總結糖和脂的比較:單位質量的脂肪與糖類相比,其所含元素氧化時的耗氧量的特點是前者含C、H多,氧化時耗氧多,產生的化學能多,生成的ATP多。并非所有的糖類、脂質都是細胞的能源物質,如核糖、脫氧核糖和纖維素、磷脂等。*脂肪中氧的含量遠遠少于糖類,而氫的含量多于糖類,因此,等質量的脂肪和糖類氧化分解時,脂肪所消耗的氧氣較多,同時釋放的能量也多 細胞中的無機物一 水1、含量:最多,約占細胞鮮重的85%90%2、存在形式:結合水:與細胞
21、內其他物質相結合的水;自由水:以游離形式存在,可以自由流動的水(二者可以相互轉化)3、功能:結合水:細胞結構的組成成分,約占細胞內全部水分的4.5%自由水:細胞內的良好溶劑;參與細胞內的許多生化反應;為細胞提供液體環境;運送營養物質和代謝廢物;維持細胞的正常形態;水的含量與代謝的關系含水量與代謝強度、生物抗逆性的關系自由水與結合水比值的大小決定了細胞或生物體的代謝強度,比值越大表明細胞(或生物體)中自由水含量越多,代謝越強;反之,代謝越弱。但生物體的抗逆性與此相反,即二者比值越小抗逆性越強。細胞中產生水的結構與代謝過程結構代謝過程葉綠體基質光合作用暗反應階段線粒體有氧呼吸第三階段核糖體縮合反應
22、生成多肽高爾基體植物細胞纖維素的合成細胞核DNA復制、轉錄二 無機鹽存在形式:主要以離子形式存在功能:細胞的重要組成成分;(復雜化合物的組成成分:Mg2+葉綠素;Fe3+血紅蛋白;PO43-ATP、磷脂)維持細胞和生物體的生命活動;(血液中Ca2+過低會出現抽搐)維持細胞內滲透壓和酸堿平衡(如血漿中H2CO3/NaHCO3)【實驗的科學性原則】:科學性原則是指設計的實驗必須具有科學性,即無理論上和操作上的錯誤,符合自然規律。項目科學性依據例析實驗原理符合生物學基本知識和基本事實如利用雙縮脲試劑鑒定某種材料中是否含有蛋白質,是因為雙縮脲試劑能與蛋白質反應呈紫色實驗材料符合實驗原理的要求便于實驗操
23、作如觀察細胞有絲分裂實驗中應選擇植物細胞分裂旺盛的部位做切片,而不用成熟的植物葉片實驗方法主要包括:變量設置、控制正確、操作順序、方法正確等,總之,依據此方法能得到正確可靠的實驗結果如鑒定細胞呼吸的產物時,應先除去裝置中已存在的CO2實驗結果觀察、統計、分析等方法正確,符合實驗原理如觀察植物細胞的質壁分離和復原實驗時,若觀察時間太長,則不會得到正確的結果一 生物組織中糖類、脂肪和蛋白質檢測的原理鑒定物質試劑 顏色變化材料還原糖菲林試劑磚紅色沉淀含糖高,白色或近白色淀粉碘液藍色脂肪蘇丹染液橘黃色花生種子勻漿蘇丹染液紅色花生子葉薄片蛋白質雙縮脲試劑紫色蛋清稀釋液或豆漿濾液二、流程展示(1)還原糖的
24、檢測2)脂肪的檢測方法一:花生種子勻漿3滴蘇丹染液橘黃色菲林試劑與雙縮脲試劑:使用方法不同:斐林試劑的甲液和乙液要混合均勻后方可使用,而且是現用現配,而雙縮脲試劑在使用時,先加A液后加B液。處理方式不同:斐林試劑加入組織樣液后需水浴加熱方可反應,而雙縮脲試劑加入組織樣液后不需加熱即可反應。鑒定還原糖是新制Cu(OH)2與還原糖反應;Cu(OH)2被還原為Cu2O;而檢測蛋白質需要在堿性環境下反應,先滴加A液的目的是制造堿性環境。問題探究1在檢測還原糖時,在選材方面有什么要求?為什么?提示:應選用白色或近于白色且還原糖含量高的材料,如梨、蘋果等。因為有顏色的材料會干擾實驗結果的顏色變化。2斐林試
25、劑和雙縮脲試劑都含有CuSO4和NaOH,CuSO4的用量都很少,請分析原因。提示:Cu2呈藍色,為避免因過量使用而遮蓋實驗結果的顏色。知道一下:還原糖的檢測需要加熱,脂肪的檢測可用顯微鏡。在檢測蛋白質的實驗中,若用雞蛋清作實驗材料,必須稀釋,以免實驗后粘住試管,不易洗刷。1實驗材料的選取遵循的主要原則(1)科學性:即符合實驗要求在顏色反應類實驗中,所選材料應為無色。如“檢測生物組織中的糖類”實驗宜選用蘋果、梨等作材料;“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”實驗不宜選用綠色植物。選取的實驗材料要使實驗現象更加明顯,有利于得出正確的結論。“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗中,選用洋蔥根尖分生區
26、細胞的優越性在于其分裂旺盛、染色體數目較少,易于觀察。(2)簡便性即取材較容易且易于操作。如“植物細胞的吸水和失水”實驗中選用紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞作為實驗材料(而不選擇白色洋蔥鱗片葉外表皮細胞或葉肉細胞),這樣不必染色,而又可排除葉綠體的干擾,便于觀察。2實驗材料的處理時的主要注意事項(1)觀察細胞及細胞結構的實驗:通常要給材料染色,以便把要觀察的結構與背景區分開來。如“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗中用龍膽紫或醋酸洋紅液染色;“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”實驗中用吡羅紅甲基綠染色劑染色。(2)借助于顯微鏡觀察的實驗:材料一定要制成薄的裝片,透光好便于觀察。如“檢測生物組織中的
27、脂肪”實驗中做花生子葉切片。“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”實驗等都有相應的制片過程第三章 細胞的基本結構第一節 細胞膜系統的邊界細胞膜的結構和功能1、成分:脂質:約占50%;蛋白質:約占40%;糖類:約占2%10%;2、結構:流動鑲嵌模型的基本內容外表面:蛋白質和糖類結合形成糖蛋白,叫做糖被基本骨架:由磷脂雙分子層構成,具有流動性蛋白質:不同程度的嵌入、貫穿或附著在磷脂雙分子層的表面,大多數蛋白質分子是可以運動的結構特點:細胞膜具有一定的流動性3、功能:細胞膜是一種選擇透過性膜將細胞與外界環境分隔開;控制物質進出細胞需要的營養物質進入;抗體、激素等分泌物的排出;細胞廢物的排出進行細胞間的
28、信息交流分泌化學物質:如激素、遞質;細胞膜直接接觸:如免疫細胞間的識別;細胞間形成通道:如植物細胞的胞間連絲;3、細胞膜的制備方法選材:哺乳動物成熟的紅細胞原理:紅細胞放入清水中,水會進入紅細胞,導致細胞脹破,使細胞內的物質流出來,從而得到細胞膜過程:選材制片觀察滴水觀察結果4、細胞壁主要是纖維素和果膠;對植物細胞有支持和保護作用想一想:磷脂分子有一個親水的頭部和疏水的尾部,這種結構決定它在含水的介質中只有形成雙層結構才穩定。圖示如下想一想:磷脂雙分子層不是固定不變的,脂肪酸分子的尾部可以擺動,使得整個磷脂分子能向兩側滑動,但由于許多細胞膜中夾雜著有“剛性”的膽固醇,使得其既具有一定的流動性、
29、又比較堅實。想一想:保護和潤滑作用,如消化道和呼吸道上皮細胞表面的糖蛋白。識別作用,如動物細胞表面的糖蛋白(又稱受體蛋白)。二、“體驗制備細胞膜的方法”的實驗分析1選取哺乳動物成熟的紅細胞作實驗材料的原因(1)動物細胞沒有細胞壁,不但省去了去除細胞壁的麻煩,而且無細胞壁的支持、保護,細胞易吸水漲破。(2)哺乳動物和人成熟的紅細胞,沒有細胞核和具有膜結構的細胞器,易用離心分離法得到不摻雜細胞內膜系統的純凈的細胞膜。(3)紅細胞數量大,材料易得。2實驗原理:細胞內的物質具有一定的濃度。把細胞放入清水中,細胞由于吸水而漲破,除去細胞內的其他物質,得到細胞膜。3實驗步驟選材:豬(或牛、羊、人)的新鮮的
30、紅細胞稀釋液制作裝片:用滴管取一滴紅細胞稀釋液滴在載玻片上,蓋上蓋玻片觀察:用顯微鏡觀察紅細胞形態(由低倍高倍)滴清水:在蓋玻片的一側滴,在另一側用吸水紙吸引(引流法)觀察:持續觀察細胞的變化結果:凹陷消失,體積增大,細胞破裂,內容物流出,獲得細胞膜4實驗注意事項(1)取得紅細胞后應先用適量的生理鹽水稀釋,目的是:使紅細胞分散開,不易凝集成塊。使紅細胞暫時維持原有的形態。(2)操作時載物臺應保持水平,否則易使蒸餾水流走。(3)滴蒸餾水時應緩慢,邊滴加邊用吸水紙吸引,同時用顯微鏡觀察紅細胞的形態變化。(4)如果該實驗過程不是在載物臺上的載玻片上操作,而是在試管中進行,那要想獲得較純凈的細胞膜,紅
31、細胞破裂后,還必須經過離心、過濾才能成功。特別提醒1細胞膜成分的實驗探究(1)用溶脂劑處理細胞膜,膜被破壞,說明細胞膜中含有脂質成分。(2)用蛋白酶處理細胞膜,膜被破壞,說明細胞膜中含有蛋白質成分。2細胞膜具有識別作用的實驗探究可將大量的同種生物和親緣關系較遠的生物的精子和卵細胞混合在一起,發現只有同種生物的精子和卵細胞能結合。二、細胞膜的成分成分所占比例在細胞膜構成中作用脂質約50%其中磷脂是構成細胞膜的重要成分,另外還有少量膽固醇蛋白質約40%蛋白質是生命活動的主要承擔者,細胞膜的功能主要由其上的蛋白質來行使,功能越復雜的膜,其蛋白質的種類和數量越多糖類約2%10%與膜蛋白或膜脂結合成糖蛋
32、白或糖脂,分布在細胞膜的外表面,與細胞的信息交流有關特別提醒各種膜所含蛋白質與脂質的比例同膜的功能有關,功能越復雜的膜,其蛋白質含量和種類越多。糖蛋白(也叫糖被)有保護和潤滑作用,還與細胞識別作用有密切關系。正常細胞癌變后,細胞膜上產生甲胎蛋白和癌胚抗原等物質,以此可以作為細胞是否癌變的指標之一。三、細胞膜的功能1將細胞與外界環境分隔開細胞膜將細胞與外界環境隔開,保障了細胞內環境的相對穩定。(1)對于原始生命,膜的出現起到至關重要的作用,它將生命物質與非生命物質分隔開,成為相對獨立的系統。(2)對于原生生物,如草履蟲,它屬于單細胞生物,它與外界環境的分界面也是細胞膜,由于細胞膜的作用,將細胞與
33、外界環境分隔開。2控制物質進出細胞包括細胞膜控制作用的普遍性和控制作用的相對性兩個方面,如圖:3進行細胞間的信息交流細胞間信息交流主要有三種方式:(1)通過體液的作用來完成的間接交流如內分泌細胞eq o(,sup7(分泌)激素eq o(,sup7(進入)體液eq o(,sup7(體液運輸)靶細胞受體eq o(,sup7(信息)靶細胞,即激素靶細胞。(2)相鄰細胞間直接接觸,通過與細胞膜結合的信號分子影響其他細胞,即細胞細胞。如精子和卵細胞之間的識別和結合。(只有細胞膜的外表面有糖被,其它膜沒有)(3)相鄰細胞間形成通道使細胞相互溝通,通過攜帶信息的物質來交流信息,即細胞細胞。高等植物細胞之間通
34、過胞間連絲相互連接,進行細胞間的信息交流。第二節 細胞器系統內的分工合作一 細胞質的結構和功能1、細胞質基質功能:進行許多化學反應的主要場所化學組成:呈膠質狀態,由水、無機鹽、脂質、糖類、氨基酸、核苷酸和多種酶等組成2、細胞器: 分離各種細胞器的方法:差速離心法細胞器之間的分工液泡:內有細胞液,可調節植物細胞內的環境,使植物細胞保持堅挺葉綠體:能進行光合作用的植物細胞所含有的細胞器,制造有機物,儲存能量。線粒體:細胞進行有氧呼吸的主要場所,分解有機物,為各項生命活動提供能量內質網:是細胞內蛋白質合成和加工及脂質合成的“車間”高爾基體:主要對來自內質網的蛋白質進行加工、分類、包裝和分泌核糖體:合
35、成蛋白質中心體:與細胞的有絲分裂有關溶酶體:含有多種水解酶,是細胞內的“消化車間”二 細胞器之間的協調配合1、分泌蛋白:在細胞內合成后,分泌到細胞外起作用的蛋白質,如:消化酶、抗體、部分激素等;2、合成加工運輸過程:三 細胞的生物膜系統1、概念:內質網、高爾基體、線粒體、葉綠體、溶酶體等,這些細胞器膜和細胞膜、核膜等結構、共同構成細胞的生物膜系統2、功能:保證內環境的相對穩定,對物質運輸、能量運輸和信息傳遞等過程起決定作用為多種酶提供附著位點,是許多生化反應的場所分隔細胞器,保證生命活動高效、有序地進行。教材實驗:用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體一、原理解讀1葉綠體主要分布于綠色植物的葉網細胞,
36、呈綠色,扁平的橢球形或球形,散布于細胞質中,可用高倍顯微鏡觀察其形態和分布。2觀察葉綠體3線粒體普遍存在于動植物細胞中,無色、呈短棒狀、圓球狀、線形或啞鈴形等。3健那綠染液能專一性地使活細胞中的線粒體呈現藍綠色,而細胞質接近無色。通過染色,可在高倍顯微鏡下觀察到生活狀態的線粒體的形態和分布。三、問題探究1健那綠染液將線粒體染成藍綠色,與葉綠體顏色相近,難以辨認和觀察,因此觀察線粒體不宜選用綠色植物葉肉細胞。2本實驗的主要目的是觀察線粒體和葉綠體的形態和分布,因此必須保證觀察材料的活性。保持有水狀態,就是為了避免細胞活性受影響。3線粒體在需能多的部位分布多,葉綠體在葉的向光面分布多。它們都不是靜
37、止不動的,而是隨著細胞質的流動而運動。一、細胞器的結構與功能歸類分析2動植物細胞結構的比較項目動物細胞植物細胞不同點沒有細胞壁、葉綠體和大液泡,有中心體有細胞壁、葉綠體和大液泡,高等植物中無中心體相同點都有細胞膜、細胞質、細胞核,細胞質中共有的細胞器是線粒體、內質網、高爾基體、核糖體等3、線粒體與葉綠體的比較項目線粒體葉綠體形態短棒狀、啞鈴形等橢球形、球形結構如左圖如左圖增大膜面積的方式內膜向內腔折疊形成嵴由囊狀結構重疊而成基粒所含的酶種類與有氧呼吸有關的酶,分布于內膜和基質中與光合作用有關的酶,分布于類囊體薄膜和基質中相同點:均具有雙層膜結構;均含有少量DNA,與細胞質遺傳有關;均能產生水;
38、共同參與自然界中的碳循環 關注:并非所有植物細胞都含有葉綠體和大液泡,如根細胞不含葉綠體,根尖分生區細胞不含大液泡。細胞中細胞器的種類和數量與細胞的功能相適應,如代謝旺盛的細胞中線粒體較多,具分泌功能的細胞中高爾基體較多。規律總結:(1)細胞內ATP的來源細胞質基質無氧呼吸,有氧呼吸第一階段。線粒體有氧呼吸第2、3階段。葉綠體類囊體膜光合作用的光反應。(2)細胞的三個組分之間是分工合作、共同執行各項生命活動的,若細胞結構不完整,細胞壽命就會縮短,如動物的精子、哺乳動物成熟的紅細胞等。二、生物膜系統在結構和功能上的聯系2各種生物膜在化學組成上的聯系(1)相似性:各種生物膜在化學組成上大致相同,都
39、主要由脂質和蛋白質組成。(2)差異性:不同生物膜的功能不同,組成成分的含量有差異,如代謝旺盛的生物膜(如線粒體內膜)蛋白質含量高;與細胞識別有關的細胞膜糖類含量高。3在結構上的聯系(1)各種生物膜在結構上大致相同,都是由磷脂雙分子層構成基本支架,蛋白質分子分布其中,具有一定的流動性。(2)在結構上具有一定的連續性4在功能上的聯系(以分泌蛋白合成、加工、運輸為例)第三節 細胞核系統的控制中心一、細胞核的結構與功能1核膜(1)結構:核膜是雙層膜,外膜上附有許多核糖體,常與內質網相連;其上有核孔,是核質之間頻繁進行物質交換和信息交流的通道;在代謝旺盛的細胞中,核孔的數目較多。(2)化學成分:主要是脂
40、質分子和蛋白質分子。(3)功能:起屏障作用,把核物質與細胞質分隔開;控制細胞核與細胞質之間信息交流和物質交換。2核仁參與核糖體RNA的合成以及形成核糖體的場所。在有絲分裂過程中,核仁有規律地消失和重建。3染色質細胞核中能被堿性染料染成深色的物質,其主要成分是DNA和蛋白質。染色質與染色體的關系如下:染色質染色體同種物質成分相同主要是DNA和蛋白質特性相同易被堿性染料染成深色功能相同遺傳物質的主要載體不同時期分裂間期分裂期兩種形態細長的絲光鏡下能看到呈圓柱狀或桿狀結構4、細胞核的功能:是遺傳物質儲存和復制的主要場所,是遺傳信息庫;是細胞代謝和遺傳的控制中心。了解:能將染色質(染色體)染成深色的染
41、料有蘇木精、龍膽紫、醋酸洋紅等堿性染料。細胞核內的液體叫核液(或核基質)。mRNA和蛋白質通過核空出入細胞核,沒有穿過膜結構二、細胞是一個統一的整體細胞既是生物體結構的基本單位,也是生物體代謝和遺傳的基本單位。細胞作為基本的生命系統,其結構復雜而精巧,各組分之間分工合作成為一個整體,使生命活動能夠在變化的環境中自我調控、高度有序地進行。細胞的整體性具體體現在:1從結構上看細胞的各個組成部分是相互聯系的,如各種細胞器之間存在著直接或間接的聯系:內質網廣泛分布在細胞質中,連接著各種不同的細胞器,同時內質網內連核膜,外接細胞膜,將細胞膜、細胞質、細胞核連為一體。2從功能上看細胞的不同結構雖具不同生理
42、功能,但卻是協調合作的,如蛋白質類分泌物的合成和分泌是由核糖體、內質網、高爾基體、線粒體、細胞膜等結構協調完成的。3從調控上看細胞核是代謝的調控中心。細胞核內的DNA通過控制蛋白質等物質的合成調控細胞內的生命活動。4從與外界的關系上看細胞的整體性還表現在每一個細胞都要與相鄰細胞進行物質和能量的交換與信息交流,而與外界環境直接接觸的細胞要與外界環境進行物質和能量的交換與信息交流。因此,細胞與外界環境之間形成一個統一的整體。細胞的整體性是幾十億年進化的產物。特別提醒細胞核和細胞質具有相互依存和相互制約的關系,細胞質為細胞核提供物質和能量,而細胞核控制著細胞的代謝和遺傳,即生物的性狀主要是由細胞核控
43、制的。探究課題:探究細胞核功能實驗的分析1黑白美西螈核移植實驗(1)實驗過程(2)實驗結論:美西螈皮膚顏色遺傳受細胞核控制。(3)實驗分析:該實驗無對照組,可將白色美西螈胚胎細胞核移植到黑色美西螈去核卵細胞形成重組細胞進行培養作為對照。2蠑螈受精卵橫縊實驗(1)實驗過程(2)實驗結論:蠑螈的細胞分裂、分化受細胞核控制。(3)實驗分析:該實驗既有相互對照,又有自身前后對照。3變形蟲切割實驗(2)實驗結論:變形蟲的分裂、生長、再生、對刺激的反應等生命活動受細胞核控制。(3)實驗分析:該實驗既有相互對照,又有自身前后對照。4傘藻嫁接與核移植實驗(1)傘藻嫁接實驗過程(2)傘藻核移植實驗過程(3)實驗
44、結論:傘藻“帽”的形狀是由細胞核控制的。(4)實驗分析:傘藻核移植實驗可排除假根中其他物質的作用,從而證明是細胞核控制傘藻“帽”的形狀。第四章 細胞的物質輸入和輸出第一節 物質跨膜運輸實例一 細胞的吸水和失水1、滲透作用發生的條件:具有半透膜,半透膜兩側的溶液具有濃度差2、動物細胞:外界溶液濃度細胞質濃度時,細胞吸水膨脹(人紅細胞在小于4%的NaCl溶液中脹破)外界溶液濃度細胞質濃度時,細胞失水皺縮外界溶液濃度=細胞質濃度時,細胞水分進出平衡,形態不變3、植物細胞結構:細胞壁全透性;原生質層(細胞膜、細胞質、液泡膜)具有高度選擇透過性,相當于半透膜;條件:成熟植物細胞中央具有大液泡,是一個滲透
45、系統實驗驗證:細胞液濃度外界溶液濃度時,細胞失水,質壁分離; 細胞液濃度外界溶液濃度時,細胞吸水,質壁分離復原;二、物質跨膜運輸的其它實例1、其它實例植物:不同植物對同一離子的吸收能力不同,同種植物對不同離子的吸收能力不同;植物對水分和無機鹽離子的吸收是兩個相對獨立的過程。(吸收水分的方式是自由擴散,對無機鹽離子以主動運輸方式吸收)人體甲狀腺濾泡上皮細胞吸收碘的特點:逆濃度梯度微生物吸收礦物質特點:不同微生物的細胞結構有一定的差異;不同微生物對礦物質的吸收有選擇性;不同微生物對各種礦物質的需要量不同2、結論:細胞膜和其他生物膜一樣都是選擇透過性膜 它具有的特點:水分子可以自由通過;一些需要的離
46、子和小分子也可以通過;其他的離子、小分子和大分子不能通過;一、滲透系統的組成分析及應用1滲透系統的組成條件如圖所示,作為一個滲透系統,須同時具備以下兩個條件:(1)具有半透膜eq blcrc (avs4alco1(種類:可以是生物性的選擇透過性膜,, 也可是物理性的過濾膜,特性:允許水分子及小分子通過,不, 允許蔗糖等大分子通過)(2)半透膜兩側為溶液體系(S1,S2),且兩側溶液具濃度差。2滲透作用的發生(1)若S1濃度S2濃度,單位時間內由S2S1的水分子數多于S1S2,外觀上表現為S1液面上升。(2)若S1濃度N若漏斗內液面不變,則MN若漏斗內液面下降,則M細胞液濃度,內因blcrc (
47、avs4alco1(原生質層相當于一層半透膜,細胞壁的伸縮性小于原生質層)eq o(sup17(細胞滲),sdo5(透失水)2質壁分離與復原實驗流程(在本實驗中,質壁分離后的復原是人工復原,而在一定濃度的KNO3溶液、尿素、甘油、乙二醇等溶液中會發生先質壁分離后自動復原現象。)三、生物膜的選擇透過性1實例eq blc rc(avs4alco1(同一植物吸收不同離子,不同植物吸收同種離子)有差異植物細胞膜對無機鹽離子的吸收具有選擇性2結構基礎細胞膜上載體蛋白的種類和數量不同。3、實驗驗證含不同無機鹽離子的溶液+不同植物測定實驗前培養液中各離子的初始濃度測定實驗結束后個離子的濃度比較同一植物吸收不
48、同離子及不同植物吸收同一離子的情況得出結論第二節 生物膜的流動鑲嵌模型一、生物膜的探索歷程及流動鑲嵌模型1、細胞膜結構的探索歷程時間實例(實驗)結論(假說)19世紀末脂溶性物質更易通過細胞膜歐文頓認為膜是由脂質組成的20世紀初將膜分離提純,并進行化學分析膜的主要成分是脂質和蛋白質1925年紅細胞膜中脂質鋪展成單分子層后是紅細胞表面積的2倍細胞膜中的脂質分子排列為連續的兩層1959年電鏡下細胞膜呈清晰的暗亮暗三層結構羅伯特森認為生物膜由蛋白質脂質蛋白質三層結構構成1970年人鼠細胞雜交實驗細胞膜具有流動性1972年桑格和尼克森提出了生物膜的流動鑲嵌模型2、生物膜的流動鑲嵌模型基本內容:膜是由蛋白
49、質和脂質組成的;膜的基本支架是磷脂雙分子層,具有流動性;蛋白質分子有的鑲在磷脂雙分子層表面,有的嵌入其中間,有的橫跨整個磷脂雙分子層,大多數蛋白質分子是可以運動的。細胞膜的外表面:糖類與蛋白質結合形成糖蛋白,具有保護、潤滑、識別作用糖類與脂質結合形成糖脂生物膜的特點:結構上:流動性;功能上:選擇透過性(膜上載體的種類和數量不同)二、生物膜的組成、結構及功能間的關系1生物膜的流動鑲嵌模型(1)細胞膜中的脂質除磷脂外,還有一些糖脂和膽固醇。(2)糖脂和糖蛋白都分布于細胞膜的外表面。(3)脂質和蛋白質分子并不是均勻分布的,而是呈不對稱性分布。2生物膜的結構特點具有一定的流動性(1)結構基礎:構成膜的
50、磷脂分子和大多數蛋白質分子是運動的。(2)實驗驗證人鼠細胞融合實驗(3)實例證明:質壁分離與復原、變形蟲運動、胞吞和胞吐、白細胞吞噬細菌等。(4)膜的流動性受溫度影響,在一定溫度范圍內,隨溫度升高,膜的流動性加快。3生物膜的流動性與選擇透過性的關系:(1)區別:流動性是生物膜的結構特點,選擇透過性是生物膜的功能特性。(2)聯系:流動性是選擇透過性的基礎,膜只有具有流動性,才能實現選擇透過性。(決定糖蛋白識別作用的是糖類的不同。蛋白質具有物質運輸(載體蛋白)、信息傳遞(受體)、識別等作用。)第三節 物質跨膜運輸的方式1物質運輸方式的比較(1)離子、小分子物質運輸方式的比較運輸方式被動運輸主動運輸
51、自由擴散協助擴散運輸方向高濃度低濃度低濃度高濃度運輸特點不需要載體蛋白和能量需要載體蛋白、不需要能量需要載體蛋白和能量圖例動力濃度差濃度差能量(由ATP直接提供)實例水、氣體(O2,CO2)、脂溶性物質(甘油,乙醇)紅細胞吸收葡萄糖小腸吸收無機鹽、葡萄糖、氨基酸等(2)大分子進出細胞的方式胞吞和胞吐運輸方式過程運輸方向運輸特點實例胞吞大分子或顆粒附著在細胞膜上,這部分細胞膜內陷形成小囊泡,然后小囊泡從細胞膜上分離下來,形成囊泡進入細胞內部細胞外細胞內需要能量,不需要載體蛋白白細胞吞噬病菌變形蟲吞噬食物顆粒胞吐大分子先在細胞內形成囊泡,囊泡移到細胞膜處,與細胞膜融合,將大分子排出細胞內細胞外胰腺
52、細胞分泌胰島素2.影響跨膜運輸的因素(1)物質濃度(在一定的濃度范圍內)(2)氧氣濃度(3)溫度溫度可影響生物膜的流動性和酶的活性,因而會影響物質跨膜運輸的速率。第五章 細胞的能量供應和利用第一節 降低化學反應活化能的酶一、酶的本質、作用及其實驗驗證細胞代謝:細胞中每時每刻都進行著許多化學反應,統稱細胞代謝。細胞代謝是細胞生命活動的基礎。活化能:分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態需要所需要的能量。1酶的本質及生理功能化學本質絕大多數是蛋白質少數是RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體細胞核(真核生物)來源一般來說,活細胞都能產生酶作用場所細胞內、外或生物體外均可生理功能生物催化作
53、用作用原理降低化學反應的活化能2.酶化學本質的實驗驗證3酶的催化作用的實驗驗證(2)實驗設計:對照組:H2O2溶液在常溫下幾乎不分解上述實驗中的和對比,還能說明酶與無機催化劑相比,具有高效性。二、酶的特性及相關實驗分析1高效性(1)原因:酶降低活化能的作用更顯著。(2)實驗設計思路:2專一性(1)原因:酶只能催化與其結構互補的底物(2)實驗設計思路示例(3)實驗操作程序序號項目試管121注入可溶性淀粉2 mL2注入蔗糖溶液2 mL3注入新鮮淀粉酶溶液2 mL2 mL460 保溫5 min5 min5滴加斐林試劑1 mL,振蕩1 mL,振蕩650 65 水浴保溫2 min2 min7觀察實驗結果
54、有磚紅色沉淀無磚紅色沉淀結論淀粉酶只催化淀粉水解,不能催化蔗糖水解(本實驗不能選用碘液,因為碘液無法檢測蔗糖是否被水解。)3溫度對酶活性的影響(其他條件均適宜)(1)實驗設計思路(2)實驗設計程序淀粉淀粉酶各自在所控制的溫度下處理一段時間淀粉與相應溫度的淀粉酶混合在各自所控制的溫度下保溫一段時間滴加碘液,觀察顏色變化(本實驗不宜選用過氧化氫酶催化過氧化氫分解,因為過氧化氫酶催化的底物過氧化氫在加熱的條件下分解也會加快。)4pH對酶活性的影響(其他條件均適宜)三、影響酶促反應的曲線分析1表示酶高效性的曲線(1)催化劑可加快化學反應速率,與無機催化劑相比,酶的催化效率更高。(2)酶只能縮短達到化學
55、平衡所需時間,不改變化學反應的平衡點。(3)酶只能催化已存在的化學反應。2影響酶促反應的因素(1)溫度和pH在一定溫度(pH)范圍內,隨溫度(pH)的升高,酶的催化作用增強,超過這一范圍,酶的催化作用逐漸減弱。過酸、過堿、高溫都會使酶變性失活,而低溫只是抑制酶的活性,酶分子結構未被破壞,溫度升高可恢復活性。從丙圖可以看出:反應溶液pH的變化不影響酶作用的最適溫度。(2)底物濃度和酶濃度對酶促反應的影響甲圖:在其他條件適宜、酶量一定的情況下,酶促反應速率隨底物濃度增加而加快,但當底物達到一定濃度后,受酶數量和酶活性限制,酶促反應速率不再增加。乙圖:在底物充足,其他條件適宜的情況下,酶促反應速率與
56、酶濃度成正比。(溫度和pH是通過影響酶活性而影響酶促反應速率的。底物濃度和酶濃度是通過影響底物與酶的接觸而影響酶促反應的速率,并不影響酶的活性。)探究課題:實驗設計中的變量分析理論歸納1變量的種類變量是實驗設計中可以變化的因素或條件,依據變量間的相互關系,可分為以下兩類:(1)自變量與因變量:自變量是實驗中由實驗者所操縱的因素,該因素的改變將引起實驗結果的相應改變,是實驗要研究的因素。因變量是因自變量不同而導致的不同的實驗結果。它們之間是因果關系,自變量是原因,因變量是結果。(2)無關變量與額外變量:無關變量是指實驗中除自變量外也能影響實驗現象或結果的其他因素。由無關變量引起的實驗結果就是額外
57、變量。它們之間也是因果關系。2自變量的確定和控制根據實驗目的,確定實驗變量,進而確定控制的措施。例如:“探索淀粉酶的最適溫度”的實驗。(1)變量的確定:自變量是相同的酶處在不同溫度下即溫度梯度,即要“探究什么”,則“什么”就是自變量。(2)自變量的控制:在確定了自變量是溫度梯度后,應將淀粉酶置于溫度梯度下,如:25 、26 、27 控制變量的方法,常用的有“施加”“改變”“去除”等。3無關變量的確定與控制例如:請指出探究pH對唾液淀粉酶活性的影響實驗中的無關變量是什么。應如何控制?分析:在該實驗中,自變量是“pH的大小”。無關變量有溫度、唾液淀粉酶的量、淀粉溶液的量、反應時間、加入碘液的量及時
58、間等,在做實驗時,對照組和實驗組的以上因素都要相同且適宜。第二節 細胞的能量“通貨”ATPATP的結構、功能和利用1ATP的結構(1)ATP的結構式:(2)與RNA的關系:ATP去掉兩個磷酸基團后剩余的部分是腺嘌呤核糖核苷酸,是組成RNA的基本單位之一。2ATP的功能:是一種高能磷酸化合物,直接給細胞的生命活動提供能量。31ATP的利用:ATP用于細胞的主動運輸、生物發電和發光、肌肉收縮、大腦思考及各種吸能反應。ATP水解:在有關酶的催化作用下,ATP分子中遠離腺苷的高能磷酸鍵很容易水解,并釋放出大量的能量。ATP形成:在有關酶的催化作用下,ATP可以接受能量,同時與一個游離的磷酸(Pi)結合
59、,重新形成ATPATP形成的能量來源:動物、人、真菌、大多數細菌:來自細胞呼吸;綠色植物:來自細胞呼吸和光合作用細胞內ATP與ADP相互轉化的能量供應機制,是生物界的共性二、ATP與ADP的相互轉化1、ATP的形成途徑2.ATP合成與水解的比較ATP的合成ATP的分解反應式ADPPi能量酶ATPATP酶ADPPi能量所需酶ATP合成酶ATP水解酶能量來源光能(光合作用)化學能(細胞呼吸)儲存在高能磷酸鍵中的能量能量去路儲存于形成的高能磷酸鍵中用于各項生命活動反應場所細胞質基質、線粒體、葉綠體生物體的需能部位由上表可看出,ATP和ADP的相互轉化過程中,反應類型、反應所需酶以及能量的來源、去路和
60、反應場所都不相同,因此ATP和ADP的相互轉化不是可逆反應。但物質是可循環利用的。關注:ATP是生物界共用的主要直接能源物質,但不是惟一直接能源物質,如蛋白質合成中還可利用UTP。ATP片劑可口服,常用于輔助治療肌肉萎縮、心肌炎等疾病。ATP中末端的高能磷酸鍵易斷裂和再生成,斷裂時釋放出大量的自由能,是一般化學鍵放出能量的2倍以上。例如:每摩爾的高能磷酸鍵放出的能量約是30.54 kJ,而一般的PO鍵只放出能量8.3720.92kJ。直接供能物質除了ATP還有三磷酸胞苷(CTP)、三磷酸鳥苷(GTP)、三磷酸尿苷(UTP)。第三節 ATP的主要來源細胞呼吸探究酵母菌細胞的呼吸方式1.概念:有機
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