1、第 1 页 共 121 页 新教材人教版（2019）高中生物 必修 1 分子与细胞 期末复习考点提纲 第一章第一章走走近近细胞细胞 一一、细胞学说的建立过程、细胞学说的建立过程 1.法国比夏指出，器官由低一层次的结构组织构成。 2.1665 年，英国科学家罗伯特虎克用显微镜观察植物的木栓组织（死细胞） ，发现并命名了细胞。 3.何兰列文虎克用自制显微镜观察了细菌、红细胞、精子等，与虎克相比其进步点在于所观察的细胞为活 细胞。 4.德国科学家施莱登和施旺建立了细胞学说，阐明了生物界的统一性。 细胞是一个有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成； 细胞是一个相对独立的单位，既
2、有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用； 新细胞可以从老细胞中产生。 5. 德国魏尔肖提出，细胞通过分裂产生新细胞。 6. 归纳法是指由一系列具体事实推出一般结论的思维方法。归纳法分为完全归纳法和不完全归纳法。根 据部分事实得出结论称为不完全归纳法，根据所有的事实得出结论称为完全归纳法。科学研究中常用的是 不完全归纳法。 二二、生命活动离不开细胞、生命活动离不开细胞 1.病毒没有细胞结构，只能依赖活细胞才能生存。 2.生物大分子如蛋白质氨基酸等，虽然结构复杂，但是没有生命。细胞是生物体结构和功能的基本单位。 细胞和生命难解难分。 3.病毒根据寄主的不同分为植物病毒，动物病毒，
3、噬菌体（细菌病毒） 。也可以根据遗传物质的不同分为 DNA 病毒和 RNA 病毒。常见的 RNA 病毒有烟草花叶病毒、HIV 病毒（逆转录病毒） 、SARS 病毒等。 病毒有蛋白质外壳和内部的遗传物质组成。 朊病毒只有蛋白质，是一种具有感染性的蛋白质。 三三、生命系统的结构层次、生命系统的结构层次 1.细胞组织器官系统个体种群群落生态系统生物圈。 2.系统是指彼此间相互作用、相互依赖的组分有规律的结合而形成的整体。 第 2 页 共 121 页 2. 植物没有系统这一层次。 种群： 在一定区域内同种生物的全部个体。 （大明湖里全部的鱼， 大明湖全部的锦鲤。 “填 是或不是” ） 群落：一定区域内
4、的全部生物。 （大明湖里全部的生物“填是或不是” ） 病毒、蛋白质等不属于生命系统的结构层次。阳光、土壤等属于生态系统的非生物成分，所以属于生 命系统的结构层次。 四四、显微镜的使用、显微镜的使用 1.物镜越长，观察到的视野越暗，与载玻片的距离越近，放大倍数越大；目镜越长，放大倍数越小； 。显 微镜的放大倍数等于目镜与物镜放大倍数的乘积。注意：显微镜的放大倍数指的是长度的放大。 例：在 1010 的放大倍数下看到的 64 个细胞，而且在视野的直径上排成一行，则转换为 1040 的放大倍 数后，看到的一行细胞数为_个；若这 64 个细胞充满视野，则转换高倍镜后看到的细胞数为_ 个。 2.低倍镜转
5、换为高倍镜的操作步骤： 移动玻片至视野中央（向反方向移动）转动转换器调节光圈和反光镜调节细准焦螺旋。 3.关于污物的位置判断： 移动装片 污物移动在装片上 污物不动 转动目镜 动在目镜上 不动在物镜上 转换物镜 消失在物镜上 不消失在目镜上 4.显微镜的成像特点和物像移动规律 (1)成像特点：显微镜成放大倒立的虚像，实物与像之间的关系是实物旋转 180就是像。如实物为字 母“b”，则视野中观察到的为“q”。 (2)移动规律：在视野中物像偏向哪个方向，则应向哪个方向移动(或同向移动)装片。如物像在偏左上 方，则装片应向左上方移动。 五五、真核生物与原核生物、真核生物与原核生物 第 3 页 共 1
6、21 页 1.真核生物与原核生物的本质区别是有无以核膜为界的细胞核。 2.常见的原核生物主要是细菌。细菌的种类主要有： (1)蓝细菌（旧教材称为蓝藻） ：颤蓝细菌（旧称颤藻） 、色球蓝细菌（旧称蓝球藻） 、念珠蓝细菌（旧 称念珠藻） 、发菜等。 水体富营养化，蓝细菌与绿藻（一种低等植物）等大量繁殖可以引起水华或者是赤潮。 蓝细菌细胞内无叶绿体，但是含有藻蓝素和叶绿素，因此可以进行光合作用，属于自养生物。 (2)乳酸菌。 (2)球菌：金黄色葡萄球菌、肺炎双球菌等。 (3)弧菌。 (4)螺旋菌。 (2)杆菌：大肠杆菌、枯草杆菌等。 3.其它原核生物：支原体（唯一不具有细胞壁的原核生物） 、衣原体等
7、。 4.结构上的区别： 细胞壁成分：原核肽聚糖，真核纤维素和果胶，真菌：几丁质。 细胞器种类：原核生物只有核糖体。 细胞核有无：原核生物只有一个 DNA 集中的区域，没有核膜包裹，该区域称为拟核。DNA 一般为环 状 DNA。 （原核生物在拟核之外还有以质粒形式存在的 DNA）真核生物有以核膜包裹的真正的细胞核。 5.相同点：都具有相似的细胞膜与细胞质；都以 DNA 作为遗传物质。 六、六、生物界常见类群的划分生物界常见类群的划分 第 4 页 共 121 页 第二章第二章组成细胞的分子组成细胞的分子 一、细胞中的元素和化合物一、细胞中的元素和化合物 1.生物界和非生物界存在统一性（组成生物体的
8、元素在自然界中都能够找到）和差异性（元素的含量大不 相同） 。 2.大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu（口诀：铁猛碰新木桶） 细胞中最基本的元素为 C 元素。 （生物大分子以碳链为基本骨架） 。 细胞中的元素主要以化合物化合物的形式存在。 3.细胞鲜重中含量最高的元素排序：O、C、H、N（鲜重中含有大量的水） ；化合物排序：水、蛋白质。 细胞干重中含量最高的元素：C、O、N、H；含量最高的化合物：蛋白质。 二、还原糖、脂肪、蛋白质的检测二、还原糖、脂肪、蛋白质的检测 1.还原糖的检测 选材：浅色组织（防止影响观察） 、含糖量高（苹果、梨
9、等） 。还原糖：除蔗糖和多糖外所有的糖，常 考：葡萄糖、果糖、麦芽糖等。 原理：新制 Cu（OH）2与还原糖的醛基反应生成砖红色砖红色的 Cu2O 沉淀。 斐林试剂：甲液：质量浓度为 0.1 g/mL 的 NaOH 溶液，乙液：质量浓度为 0.05 g/mL 的 CuSO4溶液。 使用方法：等量混合，现配现用，水浴加热。 2.蛋白质的检测 原理：在碱性条件下，Cu2+与肽键反应发生紫色反应。 第 5 页 共 121 页 双缩脲试剂：A 液：质量浓度为 0.1 g/mL 的 NaOH 溶液，B 液：质量浓度为 0.01g/mL 的 CuSO4溶液。 使用方法：先加 A 液 1 mL，再加 B 液
10、 4 滴。 3.脂肪的检测 原理：脂肪与苏丹反应，颜色变为橘黄色。 使用方法：制作子叶临时切片，用显微镜观察。 切片，制片，苏丹染色，然后用 50%的酒精洗去浮色。 三三、水和无机盐、水和无机盐 1.水是构成生物体含量最高的化合物。一般为 60%-95%。 2.细胞中水的存在形式： 结合水约占 4.5%，构成细胞结构；自由水良好溶剂、参与化学反应、提供液体环境、物质运输。 3.相互转化： 自由水和结合水的比例一般保持稳定， 自由水含量升高时， 细胞代谢旺盛， 结合水含量升高时， 抗逆性强。 4.细胞中的绝大多数无机盐主要以离子离子的形式存在。 5.无机盐离子的作用： 许多有机物的组成成分，例如
11、叶绿素（镁） 、血红蛋白（铁）等； 维持生命活动，例如 Ca2+过高会肌无力，过低会抽搐，缺碘会患大脖子病，缺铁会贫血等； 维持酸碱平衡和渗透压。 四四、糖类、糖类 1.元素组成：C、H、O（H 与 O 原子的比为 2：1，故称碳水化合物） 2.糖类是主要的能源物质。 3.分类（按分子量） 单糖：葡萄糖、果糖、半乳糖（动物糖） 、核糖和脱氧核糖等。 二塘：麦芽糖、蔗糖、乳糖（动物糖） 。 多糖：淀粉、纤维素、糖原（动物糖） 、几丁质（甲壳类动物和昆虫的外骨骼） 。构成淀粉、纤维素、糖 原的基本单位都是葡萄糖。 第 6 页 共 121 页 五五、脂质、脂质 1.构成元素：C、H、O（N、P） 2
12、.分类： 脂肪（CHO） ：又称三酰甘油或甘油三酯，由一分子甘油与三分子脂肪酸反应而成的酯，是良好的储能物 质，氧化分解释放的能量与消耗的氧气大于相同质量的葡萄糖。 植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸，室温下呈现液态，动物脂肪多含有饱和脂肪酸，室温下呈现固态。 磷脂（CHONP） ：构成细胞膜与细胞器膜的重要成分。 固醇（CHO） ：胆固醇-动物细胞膜的重要成分；性激素，维生素 D（促进钙和磷的吸收） 。 3.细胞中的糖类与脂质是可以相互转化的。 血液中的糖除供细胞利用外， 多余的糖可以合成糖原储存起来， 再多余的会转变成脂肪和某些氨基酸。 六六、蛋白质、蛋白质 1.元素组成：C、H、O、N、 （S
13、） 2.蛋白质的功能 结构蛋白：毛发、肌肉等； 催化作用：绝大多数的酶都是蛋白质； 调节作用：激素如胰岛素等； 免疫作用：抗体都是蛋白质； 运输作用：血红蛋白等。 3. 蛋白质的结构 (1)基本单位：氨基酸 至少含有一个氨基（NH2）和一个羧基（COOH） ，而且必须连接在同一个 C 原子上。 （补充、氨 基酸） 各氨基酸的不同在于 R 基的不同。根据 R 基的不同可以将氨基酸分为 21 种。其中有 8 种氨基酸为人类 所不能合成的， 必须从外界环境中直接获得， 称为必需氨基酸； 其余为人体能合成的， 称为非必需氨基酸。 第 7 页 共 121 页 (2)脱水缩合 一个氨基酸的氨基和另一个氨基
14、酸的羧基结合，同时脱去一分子水，这种结合方式叫做脱水缩合， 连接两个氨基酸的化学键叫做肽键（旧教材肽键为CONH） ，形成的化合物叫做二肽。以此类 推，在二肽两端的氨基和羧基上还可以再连接氨基酸，形成多肽，多肽呈链状，叫做肽链。 脱去的 H2O 中的 O 元素来源于羧基，H 元素来源于羧基和氨基。 有关多肽链的相关计算 肽链数目肽链数目氨基酸数氨基酸数肽键数目肽键数目 脱去水脱去水 分子数分子数 多肽链相多肽链相 对分子量对分子量 氨基数目氨基数目羧基数目羧基数目 1 条条mm1m1am18(m1)至少至少 1 个个至少至少 1 个个 n 条条mmnmnam18(mn)至少至少 n 个个至少至
15、少 n 个个 注：注：氨基酸平均相对分子质量为氨基酸平均相对分子质量为 a。 (3)多肽链的空间结构 多肽链因氨基酸之间的氢键而弯曲，形成一定的空间结构；不同的多肽链之间又通过诸如二硫键等化学键 连接，形成更为复杂的蛋白质空间结构。 (4)蛋白质结构的多样性与功能多样性 蛋白质结构多样性的原因：氨基酸的种类、数目、排列顺序，多肽链的空间结构。 每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构， 故而蛋白质结构的多样性决定了蛋白质功能 的多样性。 蛋白质的变性指的是其特定空间结构的破坏。加热以及重金属等会引起蛋白质变性，但变性后的蛋白质 依然具有肽键，可以与双缩脲试剂反应呈现紫色。 蛋白质的盐
16、析和盐溶没有改变其空间结构。 七七、核酸、核酸 1.元素组成：C、H、O、N、P 2.核酸的功能 第 8 页 共 121 页 核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异与蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。 3.核酸的结构 (1) 基本单位核苷酸 脱氧核糖核苷酸与核糖核苷酸的区别： 脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸 碱基组成碱基组成A（腺嘌呤）（腺嘌呤）T（胸腺嘧啶）（胸腺嘧啶） C（胞嘧啶）（胞嘧啶）G（鸟嘌呤）（鸟嘌呤） A（腺嘌呤）（腺嘌呤）U（尿嘧啶）（尿嘧啶） C（胞嘧啶）（胞嘧啶）G（鸟嘌呤）（鸟嘌呤） 五碳糖五碳糖脱氧核糖脱氧核糖核糖核糖 磷酸磷酸磷酸
17、磷酸磷酸磷酸 种类种类4 种种4 种种 种类种类组成的大分子组成的大分子DNARNA (2)空间结构由核苷酸连接而成的长链 DNA（脱氧核糖核酸） ，双链。贮存遗传信息。 RNA（核糖核酸） ，单链，传递遗传信息。 4.相关计算 第 9 页 共 121 页 DNA 中共有碱基 4 种，五碳糖 1 种，核苷酸 4 种； RNA 中共有碱基 4 种，五碳糖 1 种，核苷酸 4 种； 对于病毒来讲，只有 DNA 或 RNA，所以其体内含有碱基 4 种，五碳糖 1 种，核苷酸 4 种； 对于细胞生物来讲，有 DNA 和 RNA，所以其体内含有碱基 5 种，五碳糖 2 种，核苷酸 8 种。 第三章第三章
18、细胞的基本结构细胞的基本结构 一、细胞壁一、细胞壁 1.组成成分：真核生物纤维素和果胶；原核生物肽聚糖；真菌：几丁质。 2.功能：植物细胞壁主要起支持和保护的作用。 二、细胞膜二、细胞膜 1.细胞膜的功能： (1)将细胞与外界环境分隔开：原始生命的起源； (2)控制物质进出细胞：其控制作用是相对的； （台盼蓝染色法鉴别活细胞与死细胞） (3)进行细胞间的信息交流：通过血液循环交流，通过细胞之间的直接接触交流，通过胞间连丝交流。 2. 关于细胞膜的成分与结构的探索 (1) 对细胞膜成分的探索： 欧文顿运用相似相溶原理发现膜由脂质构成； 制备纯净的细胞膜并进行化学分析，得知组成细胞的脂质有磷脂和胆
19、固醇，其中磷脂的含量最多。 何兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，实验并推断细胞膜中的磷脂分子必然排 列为连续的两层。 英国学者丹尼利和戴维森通过研究细胞膜的表面张力发现细胞膜中还可能存在蛋白质。 综上探究过程，细胞膜主要有： 脂质（主要是磷脂，动物细胞还有胆固醇） ，约占 50%； 蛋白质（功能复杂的细胞，蛋白质的种类和数量越多） ，约占 40%； 糖类等。 (2) 对细胞膜结构的探索： 第 10 页 共 121 页 罗伯特森通过电镜观察提出生物膜由蛋白质脂质蛋白质构成，且为静态结构； （不能解释细胞的 生长、变形虫的远动等） 荧光标记人鼠细胞融合实验证明细胞膜具有流动性。
20、3.生物膜的流动镶嵌模型： 磷脂双分子层构成膜的基本支架，可以侧向自由移动； 蛋白质分子镶嵌、贯穿整个磷脂双分子层，在物质运输等方面发挥重要作用，大多数蛋白质分子也是可 以运动的； 糖被，包括糖蛋白和糖脂，起识别、信息交流的作用。 （有糖蛋白的一侧为细胞膜的外侧） 三、细胞质三、细胞质 1.细胞质基质：呈溶胶状，其内分布在各种各样的细胞器。细胞中有由蛋白质纤维组成的细胞骨架，能够 维持细胞形态、锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递 等生命活动有关。 2.细胞器： 叶绿体：双层膜，其增大膜面积的方式为类囊体堆叠形成基粒，光合作用的场所； 线粒体：双层膜，
21、其增大膜面积的方式为内膜向内折叠形成嵴，呼吸作用的主要场所； 内质网： 单层膜， 细胞内膜面积最大的细胞器， 分粗面内质网 （合成蛋白质） 和光面内质网 （合成脂质） ； 高尔基体：单层膜，对来自内质网的蛋白质的加工分类和包装，在植物体内与细胞分裂中细胞壁的形成 有关； 溶酶体：单层膜，含多种水解酶，分解衰老损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的细菌或病毒； 液泡：单层膜，内含细胞液，调节植物细胞内环境，使植物细胞保持坚挺； 核糖体：无膜，合成蛋白质的场所，游离核糖体合成胞内蛋白，附着在粗面内质网上的核糖体合成分泌 蛋白； 第 11 页 共 121 页 中心体：无膜，低等植物与动物细胞含有，与细胞
22、分裂纺锤体的形成有关。 注意：细胞的显微结构：指在光学显微镜下看到的结构，包括细胞核、叶绿体等； 细胞的亚显微结构：指在电子显微镜下看到的结构，包括线粒体叶绿体的微观结构、内质网膜细胞 膜等。 3.细胞器的分离差速离心法：在不同的离心速率下沉淀出不同质量大小的颗粒。 4.高倍镜观察叶绿体和线粒体的流动 实验原理：叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形，可以在高倍镜下观察； 活细胞的细胞质处于不断流动的状态，可以用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。 实验目的：使用高倍镜观察叶绿体的形态与分布；观察细胞质流动，理解细胞质流动是一种生命现象。 实验步骤：(1)观察叶绿体：制片低倍镜找到叶绿体高倍镜观察。
23、(2)观察细胞质流动：黑藻事先光照制片低倍镜找到要观察的细胞高倍镜观察。 实验结果： 第 12 页 共 121 页 实验结论：细胞质围绕液泡逆时针流动，其流动与细胞骨架有关。细胞通过流动分配各种营养物质和代谢 废物，使其在细胞内均匀分布。 5 细胞器之间的协调配合分泌蛋白的合成 四、细胞核四、细胞核 1.除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外，其他真核细胞都有细胞核。 2.细胞核的功能： 美西螈胚胎细胞核移植实验 蝾螈受精卵横缢实验 变形虫切割实验 伞藻嫁接与核移植实验 证明：细胞核是遗传信息库，细胞代谢和遗传的控制中心。 3.细胞核的结构： 核膜：双层膜，核质分开；
24、核孔：大分子物质进出的通道，分泌功能旺盛的细胞核孔比较多； 染色质：易被碱性染料染成深色，DNA 和蛋白质组成，携带遗传信息，与染色体是同一物质不同时期 的两种存在状态； 核仁：与核糖体的形成有关，分泌功能旺盛的细胞核仁比较大。 五、生物膜系统五、生物膜系统 1、组成：细胞膜、细胞器膜、核膜共同组成细胞的生物膜系统。 2、意义： 与外界进行物质运输、能量转换、信息传递； 提供酶的附着位点； 第 13 页 共 121 页 使细胞区域化，提高效率。 细胞是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位。 第四章第四章细胞的物质输入与输出细胞的物质输入与输出 一、一、被动运输被动运输 1.渗透
25、作用 概念：指水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散过程。渗透作用的方向就是水分子从相对含量高的一 侧向相对含量低的一侧的渗透。 渗透作用产生的条件：一是具有半透膜，二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。 注意：半透膜两侧达到平衡指的是水分子的进出平衡，而非没有水分子进出。 2.水进出动物细胞 现象：细胞吸水膨胀外界溶液浓度细胞质浓度。 细胞形态无明显变化外界溶液浓度细胞质浓度。 原理：细胞膜相当于半透膜，细胞膜两侧具有浓度差。 应用：比较不同细胞浓度的大小，判断某一细胞的浓度等。 3.水分子进出植物细胞 (1)知识理论： 植物细胞壁对水分子是全透的，水分子可以自由进出，细胞壁的伸缩性较小； 第
26、14 页 共 121 页 成熟的植物细胞内中央细胞占据大部分空间，细胞膜液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层； 水分子进出植物细胞主要指的是水经过原生质层进出液泡。 (2)现象： 将植物细胞放在高浓度的外界溶液中，会发生质壁分离现象； （解释：细胞中的水分通过渗透作用透 过原生质层进入外界溶液，细胞壁与原生质层有一定程度的缩小，但细胞壁伸缩性小） 。 将已发生质壁分离的植物细胞放入清水中，水分子通过渗透作用进入植物细胞，发生质壁分离复原 现象。 (3)质壁分离发生的条件： 原生质层相当于半透膜；细胞液与外界存在浓度差；细胞壁具有全透性；植物细胞具有中央大液泡。 (4)特例：乙二醇、硝酸钾等
27、溶液会发生质壁分离的自动复原（主动运输） 。 (5)应用：判断细胞死活（活细胞质壁分离后放入清水会复原） 4.被动运输 (1)概念：像水分子这样，物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种物 质跨膜运输方式为被动运输。 (2)方式：自由扩散与协助扩散 转运蛋白： (1)转运蛋白：允许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，每次转运会发生自身构象的改变； (2)通道蛋白：允许与自身通道的直径和形状相配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。水分子主要 是通过通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞。 浓度梯度是否需要载体是否需要能量实例 自由扩散 (简单扩散) 顺否否水，气体，脂溶性的
28、小分子 协助扩散 (异化扩散) 顺是否部分离子、小分子有机物 主动运输逆是是小肠上皮细胞吸收葡萄糖，无机盐离子 第 15 页 共 121 页 5.探究植物细胞的失水和吸水 实验原理：(1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。 (2)细胞液具有一定的浓度，细胞能渗透吸水和失水。 (3)原生质层比细胞壁的伸缩性大。 实验步骤 现象与结论 二、二、主动运输主动运输 1.概念：物质逆浓度梯度运输，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。 2.意义：通过主动运输选择选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，保证细胞和个体生命 活动的需要。体
29、现了细胞膜的功能特点：选择透过性。 第 16 页 共 121 页 三、三、胞吞胞吐胞吞胞吐 1.当细胞摄取大分子物质时，首先是大分子附着在细胞膜的表面，这部分细胞膜内陷形成小囊，包围着大 分子。然后小囊从细胞膜上分离下来，形成囊泡，进入细胞内部，这种现象叫作胞吞。 2.细胞需要外排的大分子，先在细胞内形成囊泡，囊泡移动到细胞膜出，与细胞膜融合，将大分子排出细 胞，这种现象叫作胞吐。 第五章第五章细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用 一、一、降低化学反应活化能的降低化学反应活化能的酶酶 1.酶在细胞代谢中的作用 第 17 页 共 121 页 （1）细胞代谢：细胞中每时每刻都在进行着许多化学反
30、应，统称为细胞代谢。 （2）实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解 （3）酶的作用催化作用（本质：降低化学反应的活化能） 。 催化剂：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没 有发生变化的物质。 Fe3+属于无机催化剂，酶与无机催化剂都能降低化学反应的活化能，加热只能为化学反应提供能量， 不能降低化学反应的活化能。 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称为活化能。 2.酶的概念及本质 （1）酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，少数是 RNA。 注意：只要是活细胞都能产生酶，而不仅仅是分泌细胞； 酶可以在细胞内
31、和细胞外发挥作用。 （2）关于酶本质的探索 巴斯德提出，没有活细胞的参与，糖类不可能变成酒精；李比希认为引起发酵的物质只有在酵母细胞 死亡并裂解释放出来才能发挥作用； 毕希纳将引起发酵的物质称为酿酶； 萨姆纳用丙酮从刀豆种子中提取出纯酶脲酶，并证明酶就是蛋白质； 切赫与奥特曼发现少数 RNA 也有生物催化功能。 3. 酶的特性 （1）高效性： 同无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的效果更高。 第 18 页 共 121 页 无机催化剂效率低，但范围较广，例如酸能催化蛋白质、脂肪、淀粉水解。 （2）专一性： 探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 思考：能否将斐林试剂换成碘液？能否将蔗糖换成麦芽糖？
32、一种酶只能催化一种或一类化学反应。酶的专一性有利于细胞代谢有条不紊的进行。 （3）酶的作用条件温和： 探究影响酶活性的条件 酶活性：酶催化特定化学反应的能力。用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。 A:设计方案 组别编号12n 实验材料等量的同种底物 温度(pH)T1(a1)T2(a2)Tn(an) 衡量指标相同时间内，各组酶促反应中生成物量的多少，或底物剩余的多少 实验结论 生成物量最多的一组， 或底物剩余最少的一组所处温度(或pH)为最适温度(或 pH) B:操作示例 C:注意事项 a：底物与酶必须达到预设温度或 pH 值才能混合； b：探究温度对酶活性的影响，不宜选择过氧化氢和过
33、氧化氢酶过氧化氢受热易分解； c：若选择淀粉和淀粉酶探究温度对酶活性的影响，检测试剂不宜选用斐林试剂，因为斐林试剂需要 水浴加热。 第 19 页 共 121 页 d：探究 pH 对酶活性的影响，不宜选用淀粉和淀粉酶作实验材料酸性条件下淀粉本身分解会加快。 酶有最适温度和最适 pH 值，过酸过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。 在 0左右，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，因而可以低温保存酶。 细胞内各类化学反应有序进行，还与酶的分布有关。 4. 酶在生活中的应用 溶菌酶能溶解细菌的细胞壁，因而具有杀菌的作用； 果胶酶能分解果肉细胞壁中的果胶。 二、二、细胞的能量细胞的能量“
34、货币货币”ATP（腺苷三磷酸）（腺苷三磷酸） 1.构成元素：C、H、O、N、P。 2.结构式：APPP (1)图中各部分名称：A 腺嘌呤，腺苷，一磷酸腺苷，ADP，ATP，普通化学键，高能磷酸键。 3.ATP 与 ADP 的相互转化 ATP 分子中的高能磷酸键不稳定，在酶的作用下水解断裂，形成游离的磷酸和 ADP，并释放大量的能 量。ADP 可以接受能量，同时与一个游离的磷酸结合，重新生成 ATP。 项目ATP 的合成ATP 的水解 反应式 ADPPi能量 酶 ATPH2OATPH2O 酶 ADPPi能量 所需酶ATP 合成酶ATP 水解酶 能量来源光能(光合作用)、化学能(细胞呼吸)储存在高
35、能磷酸键中的能量 能量去路储存于高能磷酸键中用于各项生命活动 反应场所细胞质基质、线粒体、叶绿体生物体的需能部位 注意：ATP 的合成通常与放能反应相连系，ATP 的水解通常与吸能反应相连系。 ATP 与 ADP 相互转化，处于一个动态平衡之中。 ATP 与 ADP 可以相互转化，但不是一个可逆的反应，原因是两个反应的酶不同。 第 20 页 共 121 页 ATP 与 ADP 的转化，在所有生物体内是一样的，这体现生物界的统一性。 4.ATP 的利用 三、细胞呼吸三、细胞呼吸的原理和应用的原理和应用 1.概念 细胞呼吸是指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，释放能量并生
36、成 ATP 的过程。又称呼吸作用，实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量的过程。 注意：以淀粉为例区分水解和氧化分解淀粉氧化分解的产物是水和二氧化碳，水解的产物是葡萄糖。 2.探究酵母菌细胞呼吸的方式 （1）实验原理： 酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于研究其呼吸方式。 细胞呼吸产物的检测： CO2的检测 CO2可使澄清石灰水变混浊 CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 酒精的检测：在酸性条件下，橙色的重铬酸钾溶液会与酒精发生化学反应，变成灰绿色。 注意：葡萄糖也能与重铬酸钾发生颜色反应，因此注意酵母菌的培养时间应适当延长。 （2）实验步骤 (
37、1)配制酵母菌培养液。 (2)设计对比实验 第 21 页 共 121 页 图甲中空气先通过 NaOH 溶液的目的是消除 CO2。 图乙中 B 瓶先密封放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的目的是耗尽氧气。 对比实验：设计两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，探究某种因素对实验现象的影响。 （3）产物检测与实验现象 条件 澄清的石灰水的变化/出 现变化的时间 重铬酸钾浓硫酸溶液 甲组(有氧)变混浊/快无变化 乙组(无氧)变混浊/慢出现灰绿色 （4）实验结论 3.有氧呼吸 （1）对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须有氧的参与。有氧呼吸的 主要场所是线粒体
38、。 （2）线粒体结构 线粒体增大膜面积的方式：线粒体内膜向内折叠形成嵴。线粒体的内膜与基质中含有许多与有氧呼吸有关 的酶。 （3）有氧呼吸的过程 第 22 页 共 121 页 有氧呼吸区别于体外燃烧的特点：有氧呼吸是在温和的情况下进行，能量逐级释放。其释放的能量，只 有少部分储存在 ATP 中，大部分以热能的形式散失。 1mol 葡萄糖彻底氧化分解释放 2870kJ 能量，其中只有 997.28kJ 左右的能量储存在 ATP 中。 有氧呼吸三个阶段场所不同的原因：每个阶段需要不同的酶，酶的分布不同导致场所不同。 （4）有氧呼吸的总反应式及元素的转移情况。 （5）概念：有氧呼吸是指细胞在氧的参与
39、下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解， 产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量 ATP 的过程。 4.无氧呼吸 （1）无氧呼吸场所：细胞质基质。 （2）无氧呼吸的过程 第一阶段葡萄糖丙酮酸、H和少量能量 第 二 阶 段 酒精发酵丙酮酸酒精CO2实例：植物、酵母菌等 乳酸发酵丙酮酸乳酸实例：高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、乳酸菌等 不同的生物不同的呼吸类型直接原因：酶的不同；根本原因：遗传物质的不同。 （3）有氧呼吸与无氧呼吸的物质比 第 23 页 共 121 页 有氧呼吸葡萄糖：O2：CO2=1：6：6； 无氧呼吸葡萄糖：CO2=1：2。 （4）概念：在没有氧气参与的情
40、况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程，叫做无 氧呼吸。 （5）呼吸作用的意义：为生命活动提供能量，是生物体代谢的枢纽，为其他物质的合成提供原料。 （4）判断细胞的呼吸方式 5.呼吸作用的影响因素及应用 （1）O2浓度 原理：O2是有氧呼吸所必需的，且 O2对无氧呼吸过程有抑制作用。 曲线模型： O2浓度低时，无氧呼吸占优势。 随 O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。 当 O2浓度达到一定值后，随 O2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。 应用： 第 24 页 共 121 页 选用透气消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸。 作
41、物栽培中的中耕松土，保证根的正常细胞呼吸。 提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。 稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡。 （2）CO2浓度 原理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。 曲线模型： 应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加 CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。 （3）温度 原理：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸速率。 曲线模型： 应用：低温储存粮食、水果和蔬菜（零上温度） 种植大棚蔬菜：白天适当升温（促进光合作用） ，夜晚适当降温（抑制呼吸消耗） （4）含水量 原理：水作为有氧呼吸的原料和环境因素影响细胞呼
42、吸的速率。 应用 粮食：干燥储藏，降低呼吸消耗有机物 水果、蔬菜：一定的湿度 四、四、光合作用光合作用与能量转化与能量转化 第 25 页 共 121 页 光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。 1.捕获光能的色素绿叶中色素的提取和分离 （1）实验原理 提取：色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇（提取液）中； 分离：不同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的快，反之则慢。 （2）实验步骤 提取绿叶中的色素 取材：新鲜的菠菜叶，剪碎； 研磨：加无水乙醇的目的是溶解色素，加碳酸钙的目的是防止研磨中色素被破坏，加二氧化硅的目的是 有助于研磨更充分。 过滤：选择单层尼龙布，原因
43、是滤纸会吸附色素。 收集： 将滤液收集到试管中，并用棉塞将试管口塞严，目的是防止滤液挥发。 制备滤纸条 滤纸条一段剪去两个角，目的是使得到的色素带平齐。 画滤液细线 画线要做到细、直、齐，待滤液干后再画 23 次，目的是尽可能的获得更多的色素。 色素分离 将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）插入层析液中，注意不能让层析液触及层析液 。 （3）实验结果 色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度 胡萝卜素橙黄色最少最高最快 叶黄素黄色较少较高较快 叶绿素 a蓝绿色最多较低较慢 叶绿素 b黄绿色较多最低最慢 色素的吸收光谱 第 26 页 共 121 页 叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
44、 叶片呈现绿色是因为叶绿素对绿光的吸收最少，绿光被反射出来。 2. 叶绿体的结构 (1)结构 外表：双层膜 内部 基质：含有与暗反应有关的酶 基粒：由类囊体堆叠而成，分布有 色素和与光反应有关的酶 注意：影响色素合成的因素： 光照：叶绿素只有在光照条件下才能合成； 温度：温度通过影响酶的活性来影响叶绿素的合成； 必需元素：N、Mg 等元素是构成叶绿素的元素，缺乏这些元素将无法合成叶绿素。 （2）叶绿体增大膜面积的方式：由类囊体堆叠形成基粒，增大酶的附着面积。 （3）叶绿体的功能 恩格尔曼水绵实验证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。 4、光合作用原理的探究历程 （1）科学界普遍认为 CO2中
45、的 C 与 O 分开，释放氧气，C 与 H2O 结合形成甲醛，再缩合成糖。后发现 甲醛对植物有害，且甲醛不能通过光合作用转化为糖。 第 27 页 共 121 页 （2）希尔反应：离体的叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应。 （3）鲁宾和卡门：采用同位素示踪法，证明光合作用释放的氧气来自于水。 （4）阿尔农发现叶绿体在光下合成 ATP，且该过程总是与水的光解伴随。 （5）卡尔文：用 14CO2探明了 CO2中的 C 在光合作用中转化为有机物中的 C 的途径，即卡尔文循环。 5、光合作用的过程 （1）光合作用的总反应式：CO2H2O 光能 叶绿体 (CH2O)O2。 （2）光反应与暗
46、反应的过程 注意：水的光解不需要酶的催化； 光反应在有光的条件下才能进行，暗反应不需要光的参与，但暗反应在无光条件下不能进行，原因 是缺少光反应提供的H和 ATP。 光反应的时间略长于暗反应的时间，所以，光照与黑暗交替进行，有利于提高光能的利用率。 光反应中的H还原型辅酶，NADPH，呼吸作用中的H是还原型辅酶，NADH。 （3）环境因素骤变分析 光照强度不变，增大 CO2的浓度，将会导致 C3增多，C5减少，H和 ATP 减少，合成的有机物增多； 光照强度增大，CO2的浓度不变，将会H和 ATP 增多，导致 C3减少，C5增多，合成的有机物增多； （4）化能合成作用：少数细菌通过无机物氧化释
47、放的能量制造有机物。如硝化细菌将土壤中的氨氧化成 硝酸，利用这一系列化学反应释放的能量将二氧化碳和水转换成糖类。属于自养生物。 6、光合作用的影响因素 （1）内部因素：色素、酶的含量，叶绿体的含量等因素； 第 28 页 共 121 页 （2）外界因素 (1)光照强度(如图 1) 原理：主要影响光反应阶段 ATP 和H的产生。 分析 P 点后的限制因素 外因：温度、CO2浓度 内因：色素的含量、酶的数量和活性 应用：温室生产中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产； 阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，间作套种农作物，可合理利用光能。 (2)CO2的浓度(如图 2) 原理：影响暗
48、反应阶段 C3的生成。 分析 P 点后的限制因素 外因：温度、光照强度 内因：酶的数量和活性 应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大 CO2浓度，提高光合速率。 (3)温度：通过影响酶的活性而影响光合作用(如图 3)。 应用：温室栽培植物时，白天调到光合作用最适温度，以提高光合速率；晚上适当降低温室内温度，以降 低细胞呼吸速率，保证植物有机物的积累。 (4)水分和矿物质元素 原理： 水既是光合作用的原料， 又是体内各种化学反应的介质， 如植物缺水导致萎蔫， 使光合速率下降。 另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响 CO2进入植物体内。 矿质元素通过影响与光合作用有关的化
49、合物的合成，对光合作用产生直接或间接的影响。如镁可 以影响叶绿素的合成从而影响光反应。 曲线 第 29 页 共 121 页 应用：农业生产中，可根据作物的生长规律，合理灌溉和施肥。 (5) 多因素对光合作用的影响 五、光合与呼吸的综合分析五、光合与呼吸的综合分析 1、光合作用与呼吸作用的过程比较 物质名称：b：O2，c：ATP，d：ADP，e：NADPH(H)，f：C5，g：CO2，h：C3。 生理过程及场所 序号 生理过程光反应暗反应 有氧呼吸 第一阶段 有氧呼吸 第二阶段 有氧呼吸 第三阶段 场所 叶绿体类 囊体薄膜 叶绿体 基质 细胞质 基质 线粒体 基质 线粒体 内膜 2、光合作用与呼
50、吸作用物质和能量转移分析 (1)光合作用和有氧呼吸中各种元素的去向 C：CO2 暗反应 有机物 呼吸 丙酮酸 呼吸 CO2 第 30 页 共 121 页 H：H2O 光反应 H 暗反应 (CH2O) 有氧呼吸、 H 有氧呼吸 H2O O：H2O 光反应 O2 有氧呼吸 H2O 有氧呼吸 CO2 暗反应 有机物 (2)光合作用与有氧呼吸中H和 ATP 的来源、去路 (3)光合作用与有氧呼吸中的能量转化 3、光合作用与呼吸作用 (1)内在关系 细胞呼吸速率：植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗条件下测得的值单位时间内一 定量组织的 CO2释放量或 O2吸收量。 净光合速率：植物绿色组织
