高一生物必修一考點(3)
高一生物必修一考點
第五章細胞的能量供應(yīng)和利用
第一節(jié)降低反應(yīng)活化能的酶
一、細胞代謝與酶
1、細胞代謝的概念：細胞內(nèi)每時每刻進行著許多化學反應(yīng)，統(tǒng)稱為細胞代謝.
3、酶的概念：酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA。
4、酶的特性：專一性，高效性，作用條件較溫和(最適溫度，最適pH)
5、活化能：分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量。機理：降低活化能。實質(zhì)：降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。
二、影響酶促反應(yīng)的因素
1、 底物濃度。2、 酶濃度。3、 PH值：過酸、過堿使酶失活
4、 溫度：高溫使酶失活。低溫降低酶的活性，在適宜溫度下酶活性可以恢復(fù)。
三、實驗
1、 比較過氧化氫酶在不同條件下的分解(過程見課本P79)
實驗結(jié)論：酶具有催化作用，并且催化效率要比無機催化劑Fe3+高得多
控制變量法：變量、自變量、因變量、無關(guān)變量的定義。
對照實驗：除一個因素外，其余因素都保持不變的實驗。
原則：對照原則，單一變量的原則。
2、 影響酶活性的條件(要求用控制變量法，自己設(shè)計實驗)
建議用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響，用過氧化氫酶探究PH對酶活性的影響。
第二節(jié)細胞的能量“通貨”——ATP
1、 直接給細胞的生命活動提供能量的有機物——ATP(是細胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物，中文名稱叫做三磷酸腺苷)
2、ATP分子中具有高能磷酸鍵
ATP是三磷酸腺苷的縮寫，結(jié)構(gòu)式可簡寫成A—P～P～P，A代表腺苷，P代表磷酸集團，～代表高能磷酸鍵。ATP可以水解(高能磷酸鍵水解)，遠離A的～易斷裂(釋放能量);易形成(儲存能量)。
3、ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化(酶的作用)
ADP + Pi+ 能量 ATP
ATP ADP + Pi+ 能量
ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化時時刻不停的發(fā)生并且處于動態(tài)平衡之中。
4、ATP水解時的能量用于各種生命活動。
ADP轉(zhuǎn)化為ATP所需能量來源：
動物和人：呼吸作用
綠色植物：呼吸作用、光合作用
ATP的利用
吸能反應(yīng)一般與ATP水解相聯(lián)系;放能反應(yīng)一般與ATP的合成有關(guān)。
第三節(jié)ATP 的主要來源——細胞呼吸
呼吸作用的實質(zhì)：細胞內(nèi)有機物的氧化分解，并釋放能量。
細胞呼吸是指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化塘或其他產(chǎn)物，釋放能量并生成ATP的過程。
細胞呼吸的方式
實驗：探究酵母菌細胞呼吸的方式
材料：新鮮的食用酵母菌(生殖快，細胞代謝旺盛，實驗效果明顯。)
檢測酒精的產(chǎn)生：橙色的重鉻酸鉀溶液，在酸性條件下與乙醇發(fā)生化學反應(yīng)，變成灰綠色。
有氧呼吸
有氧呼吸的主要場所是線粒體。
線粒體的內(nèi)膜上和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶，少量的DNA。
一般地說，線粒體均勻的分布在細胞質(zhì)中，肌質(zhì)體是由大量變性的線粒體組成的。
有氧呼吸最常利用的物質(zhì)是葡萄糖，反應(yīng)方程式可以簡寫成：
總反應(yīng)式：C6H12O6 +6O2 6CO2 +6H2O +大量能量(38ATP)(2ATP) (2ATP)(34ATP)
第四節(jié)能量之源——光與光合作用
一、 捕獲光能的色素
葉綠體中的色素有4種，他們可以歸納為兩大類：
葉綠素(約占3/4)：葉綠素a(藍綠色)
葉綠素b(黃綠色)
類胡蘿卜素(約占1/4)：胡蘿卜素(橙黃色)
葉黃素(黃色)
葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。白光下光合作用最強，其次是紅光和藍紫光，綠光下最弱。因為葉綠素對綠光吸收最少，綠光被反射出來，所以葉片呈綠色。
二、實驗——綠葉中色素的提取和分離
1 實驗原理：綠葉中的色素都能溶解在層析液(有機溶劑如無水乙醇和丙酮)中，且他們在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，綠葉中的色素隨著層析液在濾紙上的擴散而分離開。
2 方法步驟中需要注意的問題：(步驟要記準確)
(1)研磨時加入二氧化硅和碳酸鈣的作用是什么?二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸鈣可防止研磨中的色素被破壞。(3)濾紙上的濾液細線為什么不能觸及層析液?防止細線中的色素被層析液溶解。(4)濾紙條上有幾條不同顏色的色帶?其排序怎樣?寬窄如何?有四條色帶，自上而下依次是橙黃色的胡蘿卜素，黃色的葉黃素，藍綠色的葉綠素a，黃綠色的葉綠素b。最寬的是葉綠素a，最窄的是胡蘿卜素。
三、捕獲光能的結(jié)構(gòu)——葉綠體
結(jié)構(gòu)：外膜，內(nèi)膜，基質(zhì)，基粒(由類囊體構(gòu)成)。與光合作用有關(guān)的酶分布于基粒的類囊體及基質(zhì)中。光合作用色素分布于類囊體的薄膜上。吸收光能的四種色素和光合作用有關(guān)的酶，就分布在類囊體的薄膜上。類囊體在基粒上。
葉綠體是進行光合作用的場所。它內(nèi)部的巨大膜表面上，不僅分布著許多吸收光能的色素分子，還有許多進行光合作用所必須的酶。
四、光合作用的原理
1、光合作用的探究歷程：光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。
植物更新空氣。
植物進行光合作用時，把光能轉(zhuǎn)化成化學能儲存起來。
光合作用的產(chǎn)物除氧氣外還有淀粉。
光合作用釋放的氧氣來自水。(同位素標記法)
CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物中的碳的途徑，這一途徑稱為卡爾文循環(huán)。
2、光合作用的過程： (熟練掌握課本P103下方的圖)
總反應(yīng)式：CO2+H2O (CH2O)+O2 ，其中(CH2O)表示糖類。
根據(jù)是否需要光能，可將其分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段。
(1)光反應(yīng)階段：必須有光才能進行
場所：類囊體薄膜上
反應(yīng)式：
水的光解：H2O 1/2O2+2[H]
ATP形成：ADP+Pi+光能 ATP
光反應(yīng)中，光能轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學能
(2)暗反應(yīng)階段：有光無光都能進行
場所：葉綠體基質(zhì)
CO2的固定：CO2+C5 2C3
C3的還原：2C3+[H]+ATP (CH2O)+C5+ADP+Pi
暗反應(yīng)中，ATP中活躍的化學能轉(zhuǎn)化為(CH2O)中穩(wěn)定的化學能
聯(lián)系：光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和[H]，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供合成ATP的原料ADP和Pi
五、影響光合作用的因素及在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用
(1)光對光合作用的影響
?、俟獾牟ㄩL
葉綠體中色素的吸收光波主要在紅光和藍紫光。
②光照強度
植物的光合作用強度在一定范圍內(nèi)隨著光照強度的增加而增加，但光照強度達到一定時，光合作用的強度不再隨著光照強度的增加而增加
?、酃庹諘r間
光照時間長，光合作用時間長，有利于植物的生長發(fā)育。
(2)溫度
溫度低，光合速率低。隨著溫度升高，光合速率加快，溫度過高時會影響酶的活性，光合速率降低。
生產(chǎn)上白天升溫，增強光合作用，晚上降低室溫，抑制呼吸作用，以積累有機物。
(3)CO2濃度
在一定范圍內(nèi)，植物光合作用強度隨著CO2濃度的增加而增加，但達到一定濃度后，光合作用強度不再增加。
生產(chǎn)上使田間通風良好，供應(yīng)充足的CO2
(4)水分的供應(yīng)當植物葉片缺水時，氣孔會關(guān)閉，減少水分的散失，同時影響CO2進入葉內(nèi)，暗反應(yīng)受阻，光合作用下降。
生產(chǎn)上應(yīng)適時灌溉，保證植物生長所需要的水分。
六、化能合成作用
概念：自然界中少數(shù)種類的細菌，雖然細胞內(nèi)沒有葉綠素，不能進行光合作用，但是能夠利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物，這種合成作用，叫做化能合成作用，這些細菌也屬于自養(yǎng)生物。
如：硝化細菌，不能利用光能，但能將土壤中的NH3氧化成HNO2，進而將HNO2氧化成HNO3。硝化細菌能利用這兩個化學反應(yīng)中釋放出來的化學能，將CO2和水合成為糖類，這些糖類可供硝化細菌維持自身的生命活動.
舉例：硝化細菌、硫細菌、鐵細菌、氫細菌
自養(yǎng)型生物：綠色植物、光合細菌、化能合成性細菌
異養(yǎng)型生物：動物、人、大多數(shù)細菌、真菌
第6章細胞的生命歷程
第1節(jié)細胞的增殖
一、限制細胞長大的原因：細胞體積越大，其相對表面積越小，細胞的物質(zhì)運輸?shù)男示驮降?。細胞表面積與體積的關(guān)系限制了細胞的長大。細胞核控制范圍(核質(zhì)比)大→cell小。
二、細胞增殖
1.細胞增殖的意義：生物體生長、發(fā)育、繁殖和遺傳的基礎(chǔ)
2.真核細胞分裂的方式：有絲分裂、無絲分裂、減數(shù)分裂。有絲分裂是真核生物進行細胞分裂的主要方式。
(一)細胞周期
(1)概念：指連續(xù)分裂的細胞，從一次分裂完成時開始，到下一次分裂完成時為止。
(2)兩個階段：
分裂間期：從細胞在一次分裂結(jié)束之后到下一次分裂之前
分裂期：分為前期、中期、后期、末期
(二)植物細胞有絲分裂各期的主要特點：
1.分裂間期
特點：分裂間期所占時間長。完成DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。
結(jié)果：每個染色體都形成兩個姐妹染色單體，呈染色質(zhì)形態(tài)
2.前期
特點：①出現(xiàn)染色體、出現(xiàn)紡錘體②核膜、核仁消失
染色體特點：1、染色體散亂地分布在細胞中心附近。2、每個染色體都有兩條姐妹染色單體
3.中期
特點：①所有染色體的著絲點都排列在赤道板上 ②染色體的形態(tài)和數(shù)目最清晰
染色體特點：染色體的形態(tài)比較固定，數(shù)目比較清晰。故中期是進行染色體觀察及計數(shù)的最佳時機。
4.后期特點：①著絲點一分為二，姐妹染色單體分開，成為兩條子染色體。并分別向兩極移動。②紡錘絲牽引著子染色體分別向細胞的兩極移動。這時細胞核內(nèi)的全部染色體就平均分配到了細胞兩極
染色體特點：染色單體消失，染色體數(shù)目加倍。
5.末期
特點：①染色體變成染色質(zhì)，紡錘體消失。②核膜、核仁重現(xiàn)。③在赤道板位置出現(xiàn)細胞板，并擴展成分隔兩個子細胞的細胞壁
參與的細胞器：
間期：核糖體，中心體
前期：中心體(復(fù)制形成紡錘體)
末期：高爾基體(細胞壁的合成)
線粒體全過程。
有單體出現(xiàn)時，DNA與染色體數(shù)目相同，單體消失時，DNA數(shù)目為染色體的2倍。
三、植物與動物細胞的有絲分裂的比較
不同點：植物細胞 前期紡錘體的來源 由兩極發(fā)出的紡錘絲直接產(chǎn)生 末期細胞質(zhì)的分裂 細胞中部出現(xiàn)細胞板形成新細胞壁將細胞隔開
動物細胞 由中心體周圍產(chǎn)生的星射線形成。細胞中部的細胞膜向內(nèi)凹陷使細胞縊裂
相同點：1、都有間期和分裂期。分裂期都有前、中、后、末四個階段。
2、分裂產(chǎn)生的兩個子細胞的染色體數(shù)目和組成完全相同且與母細胞完全相同。染色體在各期的變化也完全相同。
3、有絲分裂過程中染色體、DNA分子數(shù)目的變化規(guī)律。動物細胞和植物細胞完全相同。
五、有絲分裂的意義：
將親代細胞的染色體經(jīng)過復(fù)制以后，精確地平均分配到兩個子細胞中去。從而保持生物的親代和子代之間的遺傳性狀的穩(wěn)定性。
六、無絲分裂：
特點：在分裂過程中沒有出現(xiàn)紡錘絲和染色體的變化。但是有遺傳物質(zhì)的復(fù)制和平均分配。例：蛙的紅細胞
第二節(jié)細胞的分化
一、細胞的分化
(1)概念：在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)，結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，叫做細胞分化。
(2)過程：受精卵 增殖為多細胞 分化為組織、器官、系統(tǒng) 發(fā)育為生物體
(3)特點：持久性、穩(wěn)定不可逆轉(zhuǎn)性、普遍性
分裂結(jié)果：增加細胞的數(shù)目
分化結(jié)果：增加細胞的種類
細胞分化是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)。使多種生物體中的細胞趨向?qū)ｉT化，有利于提高各種生理功能的效率。基因進行選擇性表達。
二、細胞全能性:
(1)體細胞具有全能性的原因
由于體細胞一般是通過有絲分裂增殖而來的，一般已分化的細胞都有一整套和受精卵相同的DNA分子，因此，分化的細胞具有發(fā)育成完整新個體的潛能。
(2)植物細胞全能性
高度分化的植物細胞仍然具有全能性。特點：①高度分化 ②基因沒改變
例如：胡蘿卜跟根組織的細胞可以發(fā)育成完整的新植株
(3)動物細胞全能性
高度特化的動物細胞，從整個細胞來說，全能性受到限制。但是，細胞核仍然保持著全能性。例如：克隆羊多莉
全能性大?。菏芫?gt;生殖細胞>體細胞
第三節(jié)細胞的衰老和凋亡
一、細胞的衰老
1、個體衰老與細胞衰老的關(guān)系
單細胞生物體，細胞的衰老或死亡就是個體的衰老或死亡。
多細胞生物體，個體衰老的過程就是組成個體的細胞普遍衰老的過程。
2、衰老細胞的主要特征：
1)在衰老的細胞內(nèi)水分 減少。
2)衰老的細胞內(nèi)有些酶的活性 降低。
3)細胞內(nèi)的 某些色素 會隨著細胞的衰老而逐漸積累。
4)衰老的細胞內(nèi)呼吸速度減慢，細胞核體積增大，染色質(zhì)固縮，染色加深。
5)細胞膜的通透性功能改變，使物質(zhì)運輸功能降低。
3、細胞衰老的學說：(1)自由基學說(2)端粒學說
二、細胞的凋亡
1、概念：由基因所決定的細胞自動結(jié)束生命的過程。
由于細胞凋亡受到嚴格的由遺傳機制決定的程序性調(diào)控，所以也常常被稱為細胞編程性死亡
2、意義：細胞的自然更新、被病原體感染的細胞的清除，也是通過細胞凋亡完成的。完成正常發(fā)育，維持內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定，抵御外界各種因素的干擾。
3、與細胞壞死的區(qū)別：細胞壞死是在種種不利因素影響下，由于細胞正常代謝活動受損或中斷引起的細胞損傷和死亡。
細胞凋亡是一種正常的自然現(xiàn)象。
第4節(jié)細胞的癌變
1、癌細胞的概念：
外因：致癌因子
內(nèi)因：遺傳物質(zhì)發(fā)生變化
不受機體控制的、連續(xù)進行分裂的惡性增殖細胞叫癌細胞。
2、癌細胞的主要特征
適宜的條件下，無限增殖;形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化;表面發(fā)生變化，糖蛋白等物質(zhì)減少，黏著性顯著降低，容易在體內(nèi)分散和轉(zhuǎn)移;游離核糖體增多。
3、致癌因子分三類：物理致癌因子、化學致癌因子、病毒致癌因子
原癌基因主要負責調(diào)節(jié)細胞周期，控制細胞生長和分裂的進程。
抑癌細胞主要是阻止細胞不正常的增殖。
4. 細胞癌變的原因：致癌因子使細胞的原癌基因和抑癌細胞發(fā)生突變，導(dǎo)致正常細胞轉(zhuǎn)化為癌細胞。
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