高二生物《細胞的代謝》要點歸納
高二生物《細胞的代謝》要點歸納
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高二生物《細胞的代謝》要點歸納
1.3細胞的代謝
物質(zhì)進出細胞的方式
1)物質(zhì)跨膜運輸方式的類型及特點
物質(zhì)進出細胞既有順濃度梯度的擴散，統(tǒng)稱為被動運輸;也有逆濃度梯度的運輸，稱為主動運輸。
物質(zhì)通過簡單的擴散作用進出細胞，叫做自由擴散(水，氧氣，二氧
化碳)。進出細胞的物質(zhì)借助載體蛋白的擴散，叫做協(xié)助擴散(葡萄糖進入紅細胞)。
從低濃度一側運輸?shù)礁邼舛纫粋?，需要載體蛋白的協(xié)助，同時還需要消耗細胞內(nèi)化學所釋放的能量，這種方式叫做主動運輸。
P72了解胞吞胞吐
2)細胞是選擇透過性膜
細胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜，這種膜可以讓水分子自由通過，一些離子和小分子也可以通過，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過。
3)大分子物質(zhì)進出細胞的方式
胞吞胞吐
酶在代謝中的作用
1)酶的本質(zhì)、特性、作用
本質(zhì)：酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)。少數(shù)RNA也具有生物催化功能
特性：高效性、專一性、作用條件較溫和。(見書P85圖5-35-4及小字部分)
作用：同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，因而催化效率更高。
2)影響酶活性的因素
溫度pH值
ATP在能量代謝中的作用
1)ATP化學組成和結構特點
ATP是三磷酸腺苷的英文縮寫。ATP分子的結構式可以簡寫A—P~P~P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基團，~代表一種特殊的化學鍵，叫做高能磷酸鍵，ATP分子中大量的能量就儲存在高能磷酸鍵中。
ATP是細胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物。
2)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的過程及意義
在有關酶的催化作用下，ATP分子中遠離A的那個高能磷酸鍵很容易水解，于是，遠離A的那個P就脫離開來，形成游離的Pi(磷酸)，同時，儲存在這個高能磷酸鍵中的能量釋放出來，ATP就轉(zhuǎn)化成ADP(二磷酸腺苷)。在有關酶的催化作用下，ADP可以接受能量，同時與一個游離的Pi結合，重新形成ATP(P89圖5-5)。
細胞內(nèi)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應機制是生物界的共性。
細胞中絕大多數(shù)需要能量的生命活動都是由ATP直接提供能量的
光合作用以及對它的認識過程
1)光合作用的認識過程
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。
一、18世紀中期前，人們認為土壤中的水分是植物建造自身的原料，未考慮到空氣。二、1771年，英國科學家普利斯特利證明，植物可以更新空氣。三、1779年，荷蘭科學家英格豪斯證明上述實驗只有在陽光照射下才能成功。1785年，由于發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確綠葉在光下放出的氣體是氧氣，吸收的是二氧化碳。四、1864年，德國植物學家薩克斯證明光合作用的產(chǎn)物除氧氣外還有淀粉。五、因人們發(fā)現(xiàn)放射性同位素，1939年美國科學家魯賓和卡門證明光合作用釋放的氧氣來自于水(P106頁第6題)。六、20世紀40年代美國科學家卡爾文用14C標記的14CO2，最終證明產(chǎn)物CO2中的C在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物中C的途徑，稱為卡爾文途徑。
2)光合作用的過程CO2+H2O葉綠體光能(CH2O)+O2
光反應階段：光合作用的第一階段中的化學反應，必須有光才能進行，這個階段叫做光反應階段。光反應階段的化學反應是在類囊體的薄膜上進行的。葉綠體中光合色素吸收的光能，有兩方面用途：一是將水分解成氧和[H]，氧直接以分子形式釋放出去，[H]則被傳遞到葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中，作為活潑的還原劑，參與到暗反應階段的化學反應中去;
二是在有關酶的催化作用下，促成ADP與Pi發(fā)生化學反應，形成ATP。光能就轉(zhuǎn)變?yōu)閮Υ嬖贏TP中的化學能。
暗反應階段：光合作用第二階段中的化學反應，有沒有光都能進行，這個階段，叫做暗反應階段。暗反應階段的化學反應是在葉綠體的基質(zhì)中進行的。在暗反應階段中，綠葉通過氣孔從外界吸收進來的二氧化碳，不能直接被[H]還原，它必須首先與植物體內(nèi)的C5(一種五碳化合物)結合，這個過程叫做二氧化碳的固定。一個二氧化碳分子被一個C5分子固定以后，很快形成兩個C3(一種三碳化合物)分子。在有關酶的催化作用下，C3接受ATP釋放的能量并且被[H]還原。隨后，一些接受能量并被還原的C3經(jīng)過一系列變化，形成糖類;另一些接受能量并被還原的C.3則經(jīng)過一系列的化學變化，又形成C5，從而使暗反應階段的化學反應持續(xù)的進行下去。
影響光合作用的速率的環(huán)境因素
1)環(huán)境因素對光合作用的速率的影響
光照的強弱，溫度的高低，CO2的濃度
2)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及溫室中提高農(nóng)作物產(chǎn)量的方法
同上
細胞呼吸
1)有氧呼吸和無氧呼吸過程及異同
有氧呼吸
對于絕大多數(shù)生物來說，有氧呼吸是細胞呼吸的主要形式，這一過程必須有氧的參與。有氧呼吸的主要場所是線粒體。有氧呼吸最常利用的物質(zhì)是葡萄糖。
C6H12O6+6O2酶6CO2+6H2O+能量
有氧呼吸第一階段是，一分子的葡萄糖分解成二分子的丙酮酸，產(chǎn)生少量的[H]，并釋放出少量的能量。這一階段不需要氧的參與，是在細胞質(zhì)的基質(zhì)中進行的。
第二階段是丙酮酸和水徹底分解成二氧化碳和[H]，并釋放出少量的能量。這一階段不需要氧的參與，是在線粒體基質(zhì)中進行的。
第三個階段是，上述兩個階段產(chǎn)生的[H]，經(jīng)過一系列的反應，與氧結合形成水，同時釋放出大量的能量。這一階段需要氧的參與，是在線粒體內(nèi)膜上進行的。
有氧呼吸是指細胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成許多ATP的過程。
無氧呼吸
除酵母菌以外，還有許多種細菌和真菌能夠進行無氧呼吸。馬鈴薯塊莖、蘋果果實等植物器官的細胞以及動物骨骼肌的肌細胞等，除了能夠進行有氧呼吸，在缺氧條件下也能進行無氧呼吸。一般地說，無氧呼吸最常利用的物質(zhì)也是葡萄糖。
無氧呼吸分成兩個階段，需要不同酶的催化，但都是在細胞質(zhì)基質(zhì)進行的。
第一階段與有氧呼吸的第一階段完全相同。
第二階段是丙酮酸在不同酶的催化下，分解成酒精和二氧化碳，或者轉(zhuǎn)化成乳酸。
C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)+少量能量
C6H12O6酶2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量 2)細胞呼吸的意義及其在生產(chǎn)和生活中的應用 意義：ATP分子高能磷酸鍵中能量的主要來源是呼吸作用。 應用：(P95-96資料分析) 1.4細胞的增殖
細胞的生長和增殖的周期性
多細胞生物體體積的增大，即生物體的生長，既靠細胞生長增大細胞的體積，還要靠細胞分裂增加細胞的數(shù)量。
細胞進行有絲分裂具有周期性。即連續(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，為一個細胞周期。一個細胞周期包括兩個階段：分裂間期和分裂期。
(P112圖6-1)
細胞的無絲分裂及其特點
在分裂過程中沒有出現(xiàn)紡錘絲和染色體的變化，所以叫做無絲分裂。例如，蛙的紅細胞的無絲分裂。
★細胞的有絲分裂
1)動、植物細胞有絲分裂的過程及異同
以高等植物細胞為例的有絲分裂期的過程：
前期：間期染色質(zhì)絲螺旋纏繞，縮短變粗，成為染色體。每條染色體包括兩條并列的姐妹染色單體，這兩條染色單體由一個共同的著絲點連接著(P112圖6-2)。核仁逐漸解體，核膜逐漸消失。從細胞的兩極發(fā)出紡錘絲，形成一個梭形的紡錘體。染色體散亂地分布在紡錘體的中央。
中期：每條染色體的著絲點的兩側，都有紡錘絲附著在上面，紡錘絲牽引著染色體運動，使每條染色體的著絲點排列在細胞中央的一個平面上。這個平面與紡錘體的中軸相垂直，稱為赤道板。中期染色體的形態(tài)比較穩(wěn)定，數(shù)目比較清晰，便于觀察。
后期：每個著絲點分裂成兩個，姐妹染色單體分開，成為兩條子染色體，由紡錘絲牽引著分別向細胞的兩極移動。這時細胞核中的染色體就平均分配到了細胞的兩極，使細胞的兩極各有一套染色體。這兩套染色體的形態(tài)和數(shù)目完全相同，每一套染色體與分裂前親代細胞中的染色體的形態(tài)和數(shù)目也相同。
末期：當這兩套染色體分別到達細胞的兩極以后，每條染色體逐漸變成細長而盤曲的染色質(zhì)絲。同時，紡錘絲逐漸消失，出現(xiàn)了新的核膜和核仁。核膜把染色體包圍起來，形成了兩個新的細胞核。此時，在赤道板的位置出現(xiàn)了一個細胞板，細胞板由細胞的中央向四周擴散，逐漸形成了新的細胞壁。最后，一個細胞分裂成為兩個子細胞。大多數(shù)子細胞進入下一個細胞周期的分裂間期狀態(tài)。
動物細胞有絲分裂期的過程的不同點：
第一：動物細胞有由一對中心粒構成的中心體，中心粒在間期倍增，成為兩組。進入分裂期后，兩組中心粒分別移向細胞兩極。在這兩組中心粒的周圍，發(fā)出無數(shù)條放射狀的星射線，兩組中心粒之間的星射線形成了紡錘體。
第二：動物細胞分裂的末期不形成細胞板，而是細胞膜從細胞的中部向內(nèi)凹陷，最后把細胞縊裂成兩部分，每部分都含有一個細胞核。這樣，一個細胞就分裂成了兩個子細胞。
2)有絲分裂的特征和意義
特征：將親代細胞的染色體經(jīng)過復制(實質(zhì)為DNA的復制)之后，精確的平均分配到兩個子細胞中。。
意義：由于染色體上有遺傳物質(zhì)DNA，因而在細胞的親代和子代中保持了遺傳形狀的穩(wěn)定性，對生物遺傳有重要意義。
1.5細胞的分化、衰老和調(diào)亡細胞的分化
1)細胞分化的特點、意義及實例
特點：細胞分化是生物界中普遍存在的生命現(xiàn)象，是生物個體發(fā)育的基礎。
意義：細胞分化使許多生物體中的細胞趨向?qū)ｉT化，有利于提高各種生物生理功能的效率。
實例：多細胞生物體從小長大，不僅有細胞數(shù)量的增加，還有細胞在結構和功能上的分化(受精卵發(fā)育成個體)。即使在成熟的個體中，仍然有一些細胞具有產(chǎn)生不同種類的新細胞的能力(造血干細胞)。
2)細胞分化的過程及原因
過程：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)、結構和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，叫做細胞分化。
原因：就一個個體來說，各種細胞具有完全相同的遺傳信息，在個體發(fā)育過程中，不同的細胞中遺傳信息執(zhí)行的情況是不同的(基因選擇性表達)。
細胞的全能性
1)細胞全能性的概念和實例
概念：細胞的全能性是指已經(jīng)分化的細胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。
實例：P119圖6-11胡蘿卜的組織培養(yǎng)
細胞的衰老和調(diào)亡與人體健康的關系
1)細胞衰老的特征
細胞內(nèi)的水分減少，結果是細胞萎縮，體積變小，細胞新陳代謝的速
率減慢。
細胞內(nèi)多種酶的活性下降
細胞內(nèi)的色素會隨著細胞衰老而逐漸積累，它們會妨礙細胞內(nèi)物質(zhì)的交流和傳遞，影響細胞正常的生理功能。
細胞內(nèi)呼吸速率減慢，細胞核的體積增大，細胞內(nèi)折，染色質(zhì)收縮，染色加深。
細胞膜通透性改變，使物質(zhì)運輸功能降低。
2)細胞調(diào)亡的含義
由基因所決定的細胞自動結束生命的過程，就叫細胞調(diào)亡。由于細胞調(diào)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。
3)細胞衰老和調(diào)亡與人體健康的關系
細胞調(diào)亡對于多細胞生物體完成正常發(fā)育，維持內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定，以及抵御外界各種因素的干擾都起著非常關鍵的作用。
癌細胞的主要特征和惡性腫瘤的防治
主要特征：一、在適宜的條件下，癌細胞能夠無限增殖;二、癌細胞的形態(tài)結構發(fā)生顯著變化;三、癌細胞的表面發(fā)生了變化。
惡性腫瘤防治
預防：遠離致癌因子，盡量規(guī)避罹患癌癥的風險。
治療：手術切除、化療、放療。
實驗(略)
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