2024屆高考生物必修1《分子與細胞》一輪復習知識梳理（全冊完整版）

PAGEPAGE382024屆高考生物必修1《分子與細胞》一輪復習知識梳理（全冊完整版）第一單元細胞的分子組成第二章細胞的化學組成第一節(jié)細胞中的原子和分子一、組成細胞的化學元素1、種類：組成生物體的元素中，C、H、O、N、P等元素的質(zhì)量占全部元素的98%。人教版大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等注意：（1）細胞組成中最多的四種元素是C、O、H、N，其中基本元素是C。（2）人體細胞組成中的主要元素，鮮重：O>C>H>N；干重：C>O>N>H（3）無論是大量元素還是微量元素，都是生物體必需的元素，對于維持生物體的生命活動起著非常重要的作用。2、作用①組成多種多樣的化合物進而構(gòu)成細胞，如核酸、蛋白質(zhì)等。②影響生物體的生命活動，如缺硒導致患克山病。3、研究意義（課標要求）（1）生物界與非生物界的統(tǒng)一性組成生物體的化學元素，在無機自然界都可以找到，沒有一種元素是生物體特有的。生命起源于非生物界；生物界和非生物界都是由化學元素組成的；組成生物體的化學元素是從無機自然界中獲取的；組成生物體的基本元素可以在生物界和非生物界之間反復出現(xiàn)，循環(huán)流動；生物界和非生物界都遵循能量守恒和轉(zhuǎn)化定律。（2）生物界與非生物界的差異性：組成生物體的化學元素在生物體和自然界中含量相差很大；生物體有選擇地從無機自然界中獲取組成自身的物質(zhì)；無機自然界中的各種化學元素不能表現(xiàn)出生命現(xiàn)象，只有在活的有機體中，各種化學元素有機地結(jié)合在一起，才能表現(xiàn)出生命現(xiàn)象。二、細胞中的無機化合物：包括水和無機鹽（一）水：1、含量：占細胞總重量的60%-90%，（人教版是60%-95%）是活細胞中含量最多的物質(zhì)。2、存在形式：自由水和結(jié)合水自由水：細胞中絕大部分的水以游離形式存在，可以自由流動，叫做自由水。結(jié)合水：與細胞內(nèi)其他物質(zhì)相結(jié)合的水。3、功能自由水：①細胞內(nèi)的良好溶劑；②參與細胞內(nèi)的許多生化反應；③運送營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物；④維持細胞的形態(tài)，保證代謝的正常進行。從生物體的水平上闡述：⑤為細胞生活提供液體環(huán)境；⑥具有較大的比熱和汽化熱，是生物體的溫度調(diào)節(jié)劑。結(jié)合水：是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分。4、轉(zhuǎn)化：（1）自由水結(jié)合水在代謝旺盛的細胞中，自由水的含量一般較多；在環(huán)境條件惡劣（如低溫、干旱、鹽漬）時，結(jié)合水的含量增多，使植物的抗逆性增強，以適應不良環(huán)境。（2）應用：①種子的貯存：曬干種子是為了減少自由水含量，降低種子的代謝，延長種子壽命。②低溫環(huán)境下減少（填增加或減少）花卉澆水，可以提高花卉對低溫的抗性。（二）無機鹽1、存在形式：主要以離子形式存在。2、含量：占細胞鮮重1%-1.5%。（人教版）3、功能①合成有機物及某些特殊生理功能物質(zhì)的原料。如：Mg2+是合成葉綠素的原料、PO43-是合成ATP、磷脂和核苷酸的原料、Fe2+是合成血紅蛋白的原料、I-是合成甲狀腺激素的原料。②維持細胞和生物體的生命活動。（人教版）如：哺乳動物血液中Ca2+濃度過低會出現(xiàn)肌肉抽搐（人教版）、過高會出現(xiàn)肌肉乏力現(xiàn)象等；缺少Ca2+時，番茄果實頂端呈現(xiàn)暗綠色或灰白色；缺少K2+時，番茄植株的老葉尖端和邊緣會失去綠色直至干枯壞死。③維持細胞的酸堿平衡。如：酸性（HCO-3、PO43-等）、堿性（Ca2+、Mg2+等）離子的適當配合等具有緩沖作用。④調(diào)節(jié)滲透壓，維持細胞的形態(tài)和功能。（必修3）如：K+維持細胞內(nèi)液的滲透壓，Na+維持細胞外液的滲透壓。注：滲透壓是指溶液中溶質(zhì)微粒對水的吸引力，單位體積中溶質(zhì)微粒的數(shù)目越多，滲透壓越大。第二節(jié)細胞中的生物大分子一、生物大分子的基本骨架碳原子之間可以以單鍵、雙鍵或三鍵相結(jié)合，形成不同長度的鏈狀、分支鏈狀或環(huán)狀結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)稱為有機物的碳骨架。生物大分子以碳鏈為骨架。多糖、蛋白質(zhì)、核酸等都是生物大分子，都是由許多基本組成單位（單體）連接而成的，這些生物大分子又稱為單體的多聚體。每個單體都是由若干個相連的碳原子構(gòu)成的碳鏈為基本骨架，由許多單體連接成多聚體。正是由于碳原子在組成生物大分子中的作用，科學家才說“碳是生命的核心元素”，“沒有碳，就沒有生命”。（人教版）二、細胞中重要的有機化合物（一）糖類1、元素組成：由C、H、O3種元素組成。2、種類概念種類分布主要功能單糖不能水解的糖五碳糖核糖C5H10O5核糖、脫氧核糖、葡萄糖動植物細胞都有組成核酸的物質(zhì)脫氧核糖C5H10O4六碳糖C6H12O6葡萄糖、果糖、半乳糖葡萄糖是細胞生命活動所需要的主要能源物質(zhì)二糖C12H22O11水解后能夠生成二分子單糖的糖蔗糖植物細胞麥芽糖乳糖動物細胞多糖水解后能夠生成許多個單糖分子的糖淀粉植物細胞植物細胞中的儲能物質(zhì)纖維素植物細胞壁的基本組成成分糖原動物細胞動物細胞中的儲能物質(zhì)水解3：轉(zhuǎn)化關(guān)系：水解脫水縮合二糖或多糖單糖脫水縮合1蔗糖→1葡萄糖+1果糖1麥芽糖→2葡萄糖1乳糖→1葡萄糖+1半乳糖1淀粉→麥芽糖→葡萄糖1纖維素→纖維二糖→葡萄糖1糖原→葡萄糖4、功能：主要功能：是生物體維持生命活動的主要能量來源。是生物體重要的結(jié)構(gòu)物質(zhì)。其他功能：糖類與蛋白質(zhì)等物質(zhì)結(jié)合形成的復雜化合物能參與細胞識別，細胞間物質(zhì)運輸和免疫功能的調(diào)節(jié)等生命活動。5．【實驗】糖類的鑒定：（1）淀粉的鑒定淀粉+碘液藍色（2）生物組織中還原糖的鑒定50-65℃50-65℃水浴加熱2min還原性糖+斐林試劑磚紅色沉淀2min(單糖、麥芽糖和乳糖)注：斐林試劑的使用：成分：0.1g/mLNaOH溶液（甲液）、0.05g/mLCuSO4溶液（乙液）使用：混合（甲液2mL，乙液4-5滴）（人教版：等量）后使用，且現(xiàn)配現(xiàn)用。條件：隔水加熱（人教版：50-60℃水浴加熱）過程（人教版）選材：含糖量（還原糖）較高、白色或近于白色的植物組織制備組織樣液：制漿→過濾（用一層紗布）→取液呈色反應：取2mL組織樣液，向試管中加入1mL剛配制的斐林試劑，并放入盛有50-65℃溫水的大燒杯中加熱約2min。結(jié)果與結(jié)論：試管中出現(xiàn)磚紅色沉淀，說明組織樣液中有可溶性還原糖（溶液顏色的變化過程為：淺藍色→棕色→磚紅色）（二）脂質(zhì)1、元素組成：主要由C、H、O組成，有些還含N、P等2、分類：脂肪、類脂（如磷脂）、固醇（如膽固醇、性激素、維生素D等）。不同的脂質(zhì)在化學組成和化學結(jié)構(gòu)上有很大差異，但共同的特性是通常都不溶于水。（人教版：而溶于脂溶性有機溶劑，如丙酮、氯仿、乙醚等。）3、功能：脂肪：細胞代謝所需能量的主要儲存形式。類脂中的磷脂：是構(gòu)成生物膜的重要物質(zhì)，所有細胞都含有磷脂。（人教版：是構(gòu)成細胞膜的重要成分，也是構(gòu)成細胞器膜的重要成分。在人和動物的腦、卵細胞、肝臟以及大豆種子中含量豐富。）固醇類：在細胞的營養(yǎng)、調(diào)節(jié)和代謝中具有重要功能。膽固醇：構(gòu)成細胞膜的重要物質(zhì)，在人體內(nèi)還參與血液中脂質(zhì)的運輸。（人教版）性激素：促進人和動物生殖器官的發(fā)育以及生殖細胞的形成。（人教版）維生素D：能有效地促進人和動物腸道對鈣和磷的吸收。（人教版）腎上腺皮質(zhì)激素：控制糖類和無機鹽的代謝，增強機體的防御功能。（必修3）醛固酮：吸Na+排K+。（必修3）4、【實驗】脂肪的鑒定原理：脂肪+蘇丹Ⅲ染液橘黃色脂肪+蘇丹Ⅳ染液紅色過程：（人教版）方法一：花生種子勻漿+3滴蘇丹Ⅲ染液→橘黃色方法二：取材：花生種子（浸泡），去掉種皮切片：用刀片在花生子葉橫斷面上平行切下若干薄片制片：①選取最薄的切片②在切片上滴2-3滴蘇丹Ⅲ染液（染色3min）③去浮色（1-2滴體積分數(shù)50%的酒精溶液）④制成臨時裝片（吸去酒精，加1滴蒸餾水，蓋上蓋玻片）觀察：先用低倍鏡觀察，再用高倍鏡觀察結(jié)果與結(jié)論：視野中有被染成橘黃色的脂肪顆粒，說明有脂肪存在。（三）蛋白質(zhì)1、元素組成：除C、H、O、N外，大多數(shù)蛋白質(zhì)還含有S2、含量：細胞中含量最多的有機物。3、基本組成單位：氨基酸（1）氨基酸的種類：組成蛋白質(zhì)的氨基酸約20種。人教版：將氨基酸分為兩類：非必需氨基酸：人體細胞可以合成的。（12種）必需氨基酸：人體細胞不能合成，必須從外界環(huán)境中直接獲取的氨基酸。（8種）評價食物中蛋白質(zhì)成分的營養(yǎng)價值時，格外注重其含量。（2）氨基酸的結(jié)構(gòu)通式：。（3）氨基酸的判斷：①同時有氨基和羧基②至少有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上。（組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸的區(qū)別：R基的不同）4．形成：許多氨基酸分子通過脫水縮合形成肽鍵（-CO-NH-）相連而成肽鏈，多條肽鏈盤曲折疊形成有具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)二肽：由2個氨基酸分子組成的肽鏈。多肽：由n（n≥3）個氨基酸分子以肽鍵相連形成的肽鏈。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性的原因：組成蛋白質(zhì)多肽鏈的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序的不同；構(gòu)成蛋白質(zhì)的多肽鏈的數(shù)目、空間結(jié)構(gòu)不同5．計算：（1）有關(guān)氨基酸脫水縮合反應的計算一個蛋白質(zhì)分子中肽鍵數(shù)（脫去的水分子數(shù)）＝氨基酸數(shù)－肽鏈條數(shù)。一個蛋白質(zhì)分子中至少含有氨基數(shù)（或羧基數(shù)）=肽鏈條數(shù)蛋白質(zhì)分子量=氨基酸數(shù)×氨基酸平均分子量－脫去的水分子數(shù)×18（注意：有時還要考慮肽鏈之間形成化學鍵導致的分子量的減少）（2）氨基酸數(shù)目與相應的DNA和mRNA片段中堿基數(shù)目的關(guān)系DNA（基因）堿基數(shù)︰mRNA堿基數(shù)︰蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)=6︰3︰1注意：以上方法算出的DNA中堿基數(shù)是“至少”數(shù)目，原因是①DNA中有的片段是無效片段，不能轉(zhuǎn)錄出mRNA；②在基因片段中，有的片段起調(diào)控作用，不轉(zhuǎn)錄；③轉(zhuǎn)錄出的mRNA中有終止密碼子，終止密碼子不決定氨基酸。所以，DNA或基因上堿基數(shù)比蛋白質(zhì)中氨基酸6倍多。6．功能：（1）結(jié)構(gòu)功能：細胞膜主要由蛋白質(zhì)和磷脂構(gòu)成，還有各種結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)。（人教版：許多蛋白質(zhì)是構(gòu)成細胞和生物體結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)，如羽毛、頭發(fā)、肌肉、蛛絲等的成分主要是蛋白質(zhì)。）（2）調(diào)控（節(jié)）功能：如激素等能調(diào)節(jié)、控制細胞的生長、分化、遺傳信息的表達。（3）催化功能：如酶。（4）運輸（載體）功能：如載體蛋白，血紅蛋白運輸氧氣，脂蛋白將脂質(zhì)從肝運輸?shù)缴眢w其他部位。（5）信息傳遞功能：（人教版）如胰島素與細胞表面的受體結(jié)合，調(diào)節(jié)細胞的糖代謝等。（6）免疫功能：如抗體。小結(jié)：蛋白質(zhì)的功能還有很多。可以說，一切生命活動都離不開蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者。（人教版）7．蛋白質(zhì)研究的新進展：8、【實驗】蛋白質(zhì)鑒定原理：蛋白質(zhì)+雙縮脲試劑→紫色注：雙縮脲試劑的使用：成分：0.1g/mLNaOH溶液、0.01g/mLCuSO4溶液、（A液）（B液）使用：分開使用，先加1mL0.1g/mLNaOH溶液，再加4滴0.01g/mLCuSO4溶液。條件：（不需要隔水加熱）過程（人教版）選材與制備：鮮肝提取液或黃豆?jié){濾液↓呈色反應：取2mL組織樣液，向試管中加入1mL雙縮脲試劑A液1ml并搖勻，再加入雙縮脲試劑B液4滴并搖勻，組織樣液變成紫色。結(jié)論：組織樣液中存在蛋白質(zhì)。（四）核酸1、元素組成：由C、H、O、N、P5種元素構(gòu)成

2、基本單位：核苷酸（由一分子磷酸、一分子五碳糖、一分子含氮堿基組成）1分子磷酸脫氧核苷酸1分子脫氧核糖（4種）1分子含氮堿基（A、T、G、C）1分子磷酸核糖核苷酸1分子核糖（4種）1分子含氮堿基（A、U、G、C）3、種類：脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）類別核酸DNA（脫氧核糖核酸）RNA（核糖核酸）基本單位核苷酸脫氧核糖核苷酸（4種）核糖核苷酸（4種）化學成分堿基A（腺嘌呤）、G（鳥嘌呤）、C（胞嘧啶）T（胸腺嘧啶）U（尿嘧啶）五碳糖脫氧核糖核糖磷酸磷酸分布主要分布在細胞核中（在線粒體和葉綠體中有少量存在）主要分布在細胞質(zhì)中（在線粒體和葉綠體中有少量存在）結(jié)構(gòu)一般由兩條脫氧核苷酸長鏈盤旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)一般是一條核糖核苷酸長鏈（單鏈RNA不穩(wěn)定，易發(fā)生突變）功能絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)某些病毒的遺傳物質(zhì)4、生理功能：DNA分子的4種核苷酸分子不同的組合或序列構(gòu)成了成千上萬種基因，這些基因編碼著不同的遺傳信息，指導和控制著生物體的形態(tài)、生理和行為等多種性狀的表達和變化。同時，DNA分子也通過精細準確的自我復制，為生物將其遺傳特性傳遞給下一代提供了最基本的分子基礎。核酸是細胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)，在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成中具有極其重要的作用。（人教版）5、生物體中DNA和RNA比較：細胞生物（真核、原核）非細胞生物（病毒）核酸DNA和RNA只有DNA只有RNA遺傳物質(zhì)DNADNARNA舉例細菌、真菌、動物、植物等大多數(shù)噬菌體煙草花葉病毒、SARS病毒、艾滋病病毒（HIV）、流感病毒等6、【實驗】觀察DNA和RNA在細胞中的分布（人教版）原理：甲基綠使DNA呈現(xiàn)綠色，吡羅紅（蘇教稱派洛寧）使RNA呈現(xiàn)紅色。過程：1、制片：①在潔凈的載玻片上滴一滴質(zhì)量分數(shù)為0.9%的NaCl溶液。②用消毒牙簽在自己漱凈的口腔內(nèi)側(cè)壁上輕輕地刮幾下，把牙簽上附有碎屑的一端，放在上述載玻片上的液滴中涂抹幾下。③點燃酒精燈，將涂有口腔上皮細胞的載玻片烘干。2、水解①在小燒杯中加入30ml質(zhì)量分數(shù)為8%的鹽酸，將烘干的載玻片放入小燒杯中。②在大燒杯中加入30℃溫水。③將盛有鹽酸和載玻片的小燒杯放在大燒杯中保溫5min。3、沖洗涂片用蒸餾水的緩水流沖洗載玻片10s。4、染色①用吸水紙吸去載玻片上水分。②將甲基綠吡羅紅染色劑滴兩滴在載玻片上，染色5min。③吸去多余染色劑，蓋上蓋玻片。5、觀察①低倍鏡觀察：選擇染色均勻，色澤淺的區(qū)域，移至視野中央，將物象像調(diào)節(jié)清晰。②換用高倍鏡觀察：調(diào)節(jié)細準焦螺旋，觀察細胞核和細胞質(zhì)的染色情況。結(jié)果：綠色明顯集中分布于細胞中央，紅色廣泛分布于綠色的周圍。結(jié)論：DNA主要分布在細胞核中，RNA主要分布在細胞質(zhì)中。三、常用染色劑及其作用染色劑或指示劑作用對象顏色變化斐林試劑（或班氏試劑）還原糖磚紅色（50-65℃水浴加熱）蘇丹Ⅲ（蘇丹Ⅳ）脂肪橘黃色（紅色）雙縮脲試劑蛋白質(zhì)紫色甲基綠DNA綠色吡羅紅RNA紅色健那綠線粒體藍綠色重鉻酸鉀乙醇灰綠色溴麝香草酚藍CO2由藍變綠再變黃二苯胺試劑提取的DNA藍色（沸水浴加熱）第二單元細胞的結(jié)構(gòu)第三章細胞的結(jié)構(gòu)和功能第一節(jié)生命活動的基本單位——細胞一、細胞學說的建立和發(fā)展1、建立：細胞的發(fā)現(xiàn)者、命名者是英國的科學家胡克；細胞學說的建立者是德國的科學家施萊登和施旺。施旺、施萊登提出“一切動物和植物都是由細胞構(gòu)成的，細胞是一切動植物的基本單位”。在此基礎上德國的魏爾肖總結(jié)出：“細胞只能來自細胞”，細胞是一個相對獨立的生命活動的基本單位。這被認為是對細胞學說的重要補充。（人教版：對細胞學說的闡述：細胞是一個有機體，一切動植物都由細胞發(fā)育而來，并由細胞和細胞產(chǎn)物所構(gòu)成。細胞是一個相對獨立的單位，既有它自己的生命，又對與其他細胞共同組成的整體的生命起作用。新細胞可以從老細胞中產(chǎn)生。細胞學說的建立過程，是一個在科學探究中開拓、繼承、修正和發(fā)展的過程，具體建立過程如下：從人體的解剖和觀察入手：比利時維薩里——《人體構(gòu)造》揭示人體在器官水平的結(jié)構(gòu)；

法國比夏指出器官由組織構(gòu)成，把組織分為21種。顯微鏡下的重大發(fā)現(xiàn)：英國科學家虎克；荷蘭磨鏡技師列文虎克用自制顯微鏡觀察了細菌、

紅細胞和精子等；理論思維和科學實驗的結(jié)合：施萊登和施旺細胞學說在修正中前進：魏爾肖）2、意義：它使動物和植物統(tǒng)一到細胞的基礎上，對現(xiàn)代生物科學的發(fā)展具有重要意義。二、光學顯微鏡的使用1、方法：先對光：一轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器；二調(diào)光圈；三調(diào)反光鏡再觀察：一放標本孔中央；二降物鏡片上方；三升鏡筒仔細看2、注意：（1）放大倍數(shù)＝物鏡的放大倍數(shù)×目鏡的放大倍數(shù)（2）物鏡越長，放大倍數(shù)越大目鏡越短，放大倍數(shù)越大“物鏡—玻片標本”距離越短，放大倍數(shù)越大（3）物像與實際材料上下、左右都是顛倒的（4）高倍物鏡使用順序：低倍鏡→標本移至中央→高倍鏡→大光圈，凹面鏡→細準焦螺旋（5）污點位置的判斷：移動或轉(zhuǎn)動法三、【實驗】用顯微鏡觀察多種多樣的細胞結(jié)果：1、不同的細胞形態(tài)、大小千差萬別。2、不同的細胞有共同的結(jié)構(gòu)：細胞膜、細胞質(zhì)、（細胞核）。結(jié)論：細胞既具有多樣性，又具有統(tǒng)一性。第二節(jié)細胞的類型和結(jié)構(gòu)一、顯微結(jié)構(gòu)與亞顯微結(jié)構(gòu)顯微結(jié)構(gòu)：光學顯微鏡下觀察到的細胞結(jié)構(gòu)。亞顯微結(jié)構(gòu)：電子顯微鏡下觀察到的細胞結(jié)構(gòu)。二、細胞的類型原核細胞真核細胞不同點本質(zhì)區(qū)別無由核膜包被的細胞核有由核膜包被的細胞核大小較小較大細胞壁有，主要成分是糖類和蛋白質(zhì)植物細胞有，主要成分是纖維素和果膠（動物細胞無細胞壁）細胞質(zhì)有唯一細胞器核糖體有核糖體和其他細胞器細胞核擬核，無核膜、核仁，DNA不與蛋白質(zhì)結(jié)合有核膜、核仁，DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合成染色體舉例細菌、藍藻、放線菌、支原體（無細胞壁）動物、植物、真菌相同點①都有相似的細胞膜和細胞質(zhì)②都有與遺傳關(guān)系密切的DNA分子人教版：藍藻也稱藍細菌，顫藻、發(fā)菜等都是藍藻。藍藻細胞含藻藍素和葉綠素，是能進行光合作用的自養(yǎng)生物。水域污染、富營養(yǎng)化，會長出水華，影響水質(zhì)和水中動物的生活，其中有多種藍藻。細菌中的絕大多數(shù)是營腐生或寄生的異養(yǎng)生物。三、細胞的結(jié)構(gòu)（一）細胞膜——系統(tǒng)的邊界系統(tǒng)（人教版）1、成分：主要是脂質(zhì)（約占50%）和蛋白質(zhì)（約占40%），還有少量的糖類（約占2%-10%）2、結(jié)構(gòu)：（流動鑲嵌模型）磷脂雙分子層：構(gòu)成細胞膜的基本骨架。（注：磷脂分子包括親水的頭部和疏水的尾部）蛋白質(zhì)：不同程度的嵌入、貫穿或附著在磷脂雙分子層的表面。（注：功能越復雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多）外表面：糖分子與蛋白質(zhì)結(jié)合形成糖蛋白。（注：糖蛋白與細胞識別有關(guān)）3、特點：（1）結(jié)構(gòu)特點：具有一定的流動性（原因：構(gòu)成細胞膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大多數(shù)是可以運動的）；（2）功能特點：具有選擇透過性。4、功能：（人教版）①將細胞與外界環(huán)境分隔開；保障了細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定性。②控制物質(zhì)的進出；如：細胞需要的營養(yǎng)物質(zhì)可以可以進入細胞，而細胞不需要或?qū)毎泻Φ奈镔|(zhì)不容易進入細胞；抗體、激素等物質(zhì)在細胞內(nèi)合成后，分泌到細胞外，細胞產(chǎn)生的廢物也要排到細胞外。③進行細胞間信息交流a.通過體液的作用來完成間接交流：如激素、遞質(zhì)（如圖A）b.相鄰細胞間直接接觸，通過與細胞膜結(jié)合的信號分子影響其他細胞：如免疫細胞間的識別、精子與卵細胞間的識別和結(jié)合（如圖B）c.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(zhì)來交流信息：如植物細胞間的胞間連絲（如圖C）注：受體的化學本質(zhì)是細胞膜上的蛋白質(zhì)和糖類結(jié)合形成的糖蛋白。附：細胞壁植物細胞細胞膜外面還有一層細胞壁，其主要成分是纖維素和果膠，對植物細胞有支持和保護的功能。5、【實驗】體驗制備細胞膜的方法（人教版）（1）選材：哺乳動物成熟的紅細胞。原因是①哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核和具有膜結(jié)構(gòu)的細胞器，可以得到純凈的細胞膜；②動物細胞沒有細胞壁，省去了去除細胞壁的麻煩，且無細胞壁的支持、保護，細胞易吸水漲破；③紅細胞數(shù)量大，材料易得。（2）實驗原理：細胞內(nèi)的物質(zhì)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(nèi)的其他物質(zhì)，得到細胞膜。（3）實驗步驟：①選材：豬（或牛、羊、人等哺乳動物）新鮮的紅細胞稀釋液（血液加適量的生理鹽水：a.使紅細胞分散開，不易凝集成塊；b.使紅細胞暫時維持原有形態(tài)。）②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。③觀察：用顯微鏡觀察紅細胞的形態(tài)（低倍鏡→高倍鏡）④滴清水：在蓋玻片的一側(cè)滴，在另一側(cè)用吸水紙吸引。⑤觀察：持續(xù)觀察細胞的變化。(4)結(jié)果：凹陷消失，體積增大，細胞破裂，內(nèi)容物流出，獲得細胞膜。（二）細胞質(zhì)：是指細胞膜以內(nèi)，細胞核以外的部分，主要包括細胞質(zhì)基質(zhì)和細胞器。1、細胞質(zhì)基質(zhì)：成分：水、無機鹽離子、脂質(zhì)、糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸、核苷酸等，許多蛋白質(zhì)類酶。功能：為生命活動提供了重要的代謝反應場所和所需的物質(zhì)物質(zhì)（如核苷酸、氨基酸等）及一定的環(huán)境條件，影響細胞的形狀、分裂、運動及細胞器的轉(zhuǎn)運等。細胞器：——系統(tǒng)內(nèi)的分工合作。細胞器是指細胞質(zhì)基質(zhì)中一些具有特定形態(tài)結(jié)構(gòu)、功能的結(jié)構(gòu)。（1）雙層膜細胞器線粒體：結(jié)構(gòu)：有內(nèi)外兩層膜，內(nèi)膜向內(nèi)突起形成“嵴”，內(nèi)膜以內(nèi)是線粒體基質(zhì)。功能：是細胞進行有氧呼吸的主要場所（第二、三階段），在線粒體內(nèi)膜與基質(zhì)中有多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。細胞生命活動所需能量大約95%來自線粒體。分布：動、植物細胞。特點：含少量DNA和RNA葉綠體：結(jié)構(gòu)：由雙層膜、類囊體、基質(zhì)構(gòu)成（許多類囊體疊合構(gòu)成基粒），在類囊體薄膜上有光合作用必需的色素和與光反應有關(guān)的酶，基粒之間的基質(zhì)中含有與暗反應有關(guān)的酶。功能：進行光合作用的場所。分布：主要存在于植物的葉肉細胞中。特點：含少量DNA和RNA【實驗】用高倍鏡觀察葉綠體和線粒體（人教版）1、實驗目的：了解葉綠體和線粒體的形態(tài)和分布。2、實驗材料選取觀察葉綠體：常選用蘚類葉片（很薄，僅有一兩層細胞），或菠菜葉稍帶些葉肉的下表皮。觀察線粒體：人的口腔上皮細胞。3、染色劑：觀察葉綠體時，由于葉綠體本身含有色素，呈綠色，所以不需要染色。觀察線粒體時，用健那綠染液染色。（健那綠是用于線粒體染色的專一性活細胞染料，能將線粒體染成藍綠色）4、實驗流程（1）觀察葉綠體①制作臨時裝片：載玻片中央滴一滴清水→將蘚類小葉或菠菜葉稍帶些葉肉的下表皮放入水滴中并展平→蓋上蓋玻片。②觀察：先用低倍鏡觀察后再用高倍鏡觀察。（2）觀察線粒體①制作臨時裝片：②觀察：先用低倍鏡觀察后再用高倍鏡觀察。高倍鏡下可見被染成藍綠色的線粒體。（2）單層膜細胞器內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：結(jié)構(gòu)：功能：①增大了細胞內(nèi)的膜面積，膜上有多種酶，有利于化學反應進行；②合成和加工蛋白質(zhì)（形成蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)）、與脂質(zhì)的合成有關(guān)。分布：動、植物細胞。高爾基體：結(jié)構(gòu)：由扁平小囊和小泡組成。功能：①與動物細胞分泌物的形成有關(guān)；②與植物細胞細胞壁的形成有關(guān)；③加工和轉(zhuǎn)運來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)，形成成熟的蛋白質(zhì)。分布：動、植物細胞。液泡：結(jié)構(gòu)：泡狀結(jié)構(gòu)，外面的膜稱液泡膜，里面的液體稱細胞液，其中含有糖類、無機鹽、色素和氨基酸等物質(zhì)。成熟的植物細胞中有大液泡。功能：調(diào)節(jié)細胞的內(nèi)環(huán)境，使細胞維持一定的滲透壓，保持細胞的形態(tài)。分布：普遍存在于植物細胞。溶酶體（人教版）結(jié)構(gòu)：單層膜構(gòu)成的囊狀結(jié)構(gòu)。功能：分布：動、植物細胞。（3）無膜細胞器核糖體：結(jié)構(gòu)：無膜結(jié)構(gòu)。含rRNA。功能：合成蛋白質(zhì)的場所。分布：動、植物細胞。（注：其他細胞，包括原核細胞也有）中心體：結(jié)構(gòu)：無膜結(jié)構(gòu)，由兩個垂直排列的中心粒及其周圍物質(zhì)組成。功能：與動物細胞的有絲分裂有關(guān)。分布：動物細胞。（注：低等植物細胞中也有）小結(jié)：1、2、具有雙層膜的細胞器有線粒體、葉綠體；具有單層膜的細胞器有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、液泡、溶酶體；沒有膜的細胞器有核糖體、中心體；3、能產(chǎn)生水的細胞器有：線粒體、核糖體、葉綠體、高爾基體。4、能產(chǎn)生ATP（與能量轉(zhuǎn)換有關(guān)）的結(jié)構(gòu)有：線粒體、核糖體、細胞質(zhì)基質(zhì)。5、與主動運輸有關(guān)的細胞器有：線粒體、核糖體。6、生理互動中遵循堿基互補配對原則的結(jié)構(gòu)有：細胞核、核糖體、線粒體、葉綠體。7、參與細胞分裂的細胞器有：線粒體、核糖體、中心體、高爾基體。8、含色素的細胞器有：葉綠體、液泡、有色體。9、與碳循環(huán)有關(guān)的細胞器有：葉綠體、線粒體。10、核糖體在細胞中的分布和功能：有的附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上（合成分泌蛋白，如消化酶、抗體、部分激素等）；有的游離在細胞質(zhì)基質(zhì)中（合成胞內(nèi)蛋白，如與有氧呼吸有關(guān)的酶）細胞內(nèi)有許多條“生產(chǎn)線”。每條“生產(chǎn)線”都需要若干細胞器的相互配合。各種細胞器的形態(tài)、結(jié)構(gòu)不同，在功能上也各有分工。（人教版）體現(xiàn)了“結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一、局部與整體相統(tǒng)一”。附：分離各種細胞器的方法（人教版）分離各種細胞器常用的方法是差速離心法。將細胞膜破壞后，形成又各種細胞器和細胞中其他物質(zhì)組成的勻漿；將勻漿放入離心管中，用高速離心機在不同轉(zhuǎn)速下進行離心，利用不同的離心速度所產(chǎn)生的不同的離心力，就能將各種細胞器分離開。（三）細胞核（真核細胞）——系統(tǒng)的控制中心1、結(jié)構(gòu)：由核膜、核仁、染色質(zhì)等組成。（1）核膜：雙層膜，膜上有核孔（細胞核與細胞質(zhì)之間的物質(zhì)交換通道，RNA、蛋白質(zhì)等大分子進出必須通過核孔），核膜上還有多種酶。（2）核仁：細胞有絲分裂中，周期性的消失（前期）和重建（末期），核糖體中的RNA來自核仁。蛋白質(zhì)合成旺盛的細胞中，常有較大的核仁。（3）染色質(zhì)：細胞核中容易被堿性染料染成深色的物質(zhì)，主要由DNA和蛋白質(zhì)組成。（注：染色質(zhì)和染色體的關(guān)系：細胞中同一種物質(zhì)在不同時期的兩種表現(xiàn)形態(tài)）2、功能：是遺傳物質(zhì)DNA的儲存和復制的主要場所；是細胞遺傳特性和細胞代謝活動的控制中心。四、制作真核細胞模型1、注意事項（1）注意植物細胞與動物細胞的區(qū)別。（2）注意由膜構(gòu)成的結(jié)構(gòu)與無膜結(jié)構(gòu)在選材上的區(qū)別。（3）注意各細胞器或結(jié)構(gòu)之間比例的大小。2、模型（人教版）（1）概念：模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對認識對象所作的一種簡化的、概括性的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的。（2）類型：物理模型：以實物或圖畫形式直觀地表達認識對象的特征。如“DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”概念模型：以抽象文字或化學方程式表示一個實體的內(nèi)部關(guān)系。如光合作用的概念及表示式。數(shù)學模型：以數(shù)學方程、圖表等形式表達一個實體的內(nèi)部功能。如種群數(shù)量增長的“J型曲線”、“S型曲線”，細胞分裂時染色體、DNA變化的坐標曲線。五、細胞的生物膜系統(tǒng)1、概念：在真核細胞中，細胞膜、核膜以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體等由膜圍繞而成的細胞器，在結(jié)構(gòu)和功能上是緊密聯(lián)系的統(tǒng)一整體，它們形成的結(jié)構(gòu)體系，稱為細胞的生物膜系統(tǒng)。2、作用：（人教版）（1）細胞膜不僅使細胞具有一個相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境，同時在細胞與外部環(huán)境進行物質(zhì)運輸、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞的過程中起著決定性作用。（2）許多重要的化學反應都在生物膜上進行，這些化學反應需要酶的參與，廣闊的膜面積為多種酶提供了大量的附著位點。（3）細胞內(nèi)的生物膜把各種細胞器分隔開，如同一個個小的區(qū)室，這樣就使得細胞內(nèi)能夠同時進行多種化學反應，而不會互相干擾，保證了細胞生命活動高效、有序地進行。3、生物膜系統(tǒng)之間的聯(lián)系（1）生物膜在化學組成上的聯(lián)系①相似性：各種生物膜在組成成分的種類上基本相同，都主要由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組成。②差異性：各種生物膜在組成成分的含量上有顯著差異。功能越復雜的生物膜中，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多；具有識別功能的細胞膜中糖類含量較多。（2）生物膜在結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系（3）生物膜在功能上的聯(lián)系（以分泌蛋白的合成、運輸、加工為例）細胞核：基因的轉(zhuǎn)錄，將遺傳信息傳遞到細胞質(zhì)↓線粒體供能核糖體：利用氨基酸合成多肽線粒體供能↓內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：對多肽進行初步加工，形成蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，再以囊泡的方式運送到高爾基體?！郀柣w：將多肽再加工為成熟的蛋白質(zhì)，再以囊泡的方式運送到細胞膜并與之融合?！毎ぃ和ㄟ^外排作用，將蛋白質(zhì)分泌到細胞外成為分泌蛋白。注：上述過程的發(fā)現(xiàn)所用的研究手段是同位素示蹤技術(shù)。六、細胞的完整性：細胞是一個有機的統(tǒng)一整體，細胞只有保持完整性，才能正常地完成各種生命活動。第三單元細胞的代謝（第三章）第三節(jié)物質(zhì)的跨膜運輸一、物質(zhì)進出細胞的方式：（一）物質(zhì)跨膜運輸方式的類型幾特點1、小分子物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞剑悍绞綕舛容d體能量舉例意義被動運輸簡單擴散高→低××O2、CO2、水、乙醇、甘油、小分子脂肪酸只能從高到低被動地吸收或排出物質(zhì)易化擴散高→低√×葡萄糖進入紅細胞主動運輸一般低→高√√各種離子，小腸吸收葡萄糖、氨基酸，腎小管重吸收葡萄糖保證活細胞按照生命活動的需要，主動地選擇并吸收營養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物和對細胞有害的物質(zhì)。2、大分子和顆粒性物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞剑海?）內(nèi)吞作用：過程：大分子或顆粒附著在細胞膜上，這部分細胞膜內(nèi)陷形成小囊，然后小囊從細胞膜上脫離下來，形成囊泡，進入細胞內(nèi)部。實例：白細胞吞噬大腸桿菌，變形蟲吞噬有機顆粒。（2）外排作用過程：大分子先在細胞內(nèi)形成小囊泡，囊泡移到細胞膜處，與細胞膜融合，小囊泡逐漸移到細胞表面，并且向細胞外張開，將大分子排出。實例：胰島B細胞分泌胰島素。（二）生物膜的特點：1、結(jié)構(gòu)特點：具有一定的流動性原因：構(gòu)成生物膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大多數(shù)是可以運動的。意義：物質(zhì)運輸、細胞識別、細胞融合、細胞表面受體接受信息的調(diào)節(jié)功能等均與之有關(guān)。2、功能特點：具有選擇透過性。決定決定表現(xiàn)：水分子可以自由通過，細胞要選擇吸收的離子或分子也可以通過，其他的離子或分子則不能通過。決定決定原因：遺傳性載體種類、數(shù)量選擇性3、流動性與選擇透過性的關(guān)系①區(qū)別：流動性是生物膜的結(jié)構(gòu)特點，選擇透過性是生物膜的功能特點。②聯(lián)系：流動性是選擇透過性的基礎，只有膜具有流動性，才能表現(xiàn)出選擇透過性。（三）生物膜的流動鑲嵌模型1、生物膜的流動鑲嵌模型學說的基本內(nèi)容磷脂雙分子層構(gòu)成了膜的基本骨架，這個支架不是靜止的，磷脂雙分子層是輕油般的流體，具有流動性。蛋白質(zhì)分子有的鑲在磷脂雙分子表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的橫跨整個磷脂雙分子層。大多數(shù)蛋白質(zhì)也是可以運動的。2、嘗試制作生物膜模型（略）（四）滲透實驗：1、發(fā)生滲透作用的基本條件——滲透系統(tǒng)具有半透膜膜兩側(cè)的溶液具有濃度差2、滲透系統(tǒng)的組成（如右下圖，開始時漏斗內(nèi)外液面相等，溶質(zhì)不能透過半透膜）（1）若S1>S2，則單位時間內(nèi)進入漏斗中的水分子多，表現(xiàn)為漏斗內(nèi)液面上升。（2）若S2>S1，則單位時間內(nèi)進入燒杯中的水分子多，表現(xiàn)為漏斗內(nèi)液面下降。（3）若S1=S2，則單位時間內(nèi)進入漏斗中的水分子與進入燒杯中的水分子一樣多，表現(xiàn)為漏斗內(nèi)液面高度不變?！咎貏e提示】（1）半透膜兩側(cè)溶液間的水分子是進行雙向運動的；（2）上述原理適用于比較溶質(zhì)不能透過半透膜的溶液濃度的大小。（3）水分子、葡萄糖分子可以通過半透膜，蔗糖分子不能通過半透膜；3、動、植物細胞符合滲透系統(tǒng)（1）動物細胞：細胞膜相當于半透膜當細胞質(zhì)濃度>外界溶液濃度時，細胞吸水膨脹；當細胞質(zhì)濃度<外界溶液濃度時，細胞失水皺縮；當細胞質(zhì)濃度=界溶液濃度時，細胞水分進出平衡，形態(tài)不變。（2）成熟植物細胞：原生質(zhì)層（包括細胞膜、液泡膜、兩層膜之間細胞質(zhì)）相當于半透膜當外界溶液濃度>細胞液濃度時，細胞通過滲透作用失水，發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象；將已發(fā)生質(zhì)壁分離的植物細胞放入清水中，此時細胞液的濃度高于外界清水，植物細胞就吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離復原現(xiàn)象；二、【模擬實驗】探究膜的透性1、背景材料：甲圖為實驗開始狀態(tài)，乙圖為實驗結(jié)束狀態(tài)。請在乙圖所示實驗結(jié)果的基礎上繼續(xù)實驗，探究蔗糖的水解產(chǎn)物能否通過半透膜。材料用具：蔗糖酶溶液、斐林試劑、試管（編號為A、B…）、滴管、水浴鍋等。方法步驟：（1）向a、b兩管分別加入等量蔗糖酶溶液，水浴加熱（或隔水加熱）U型管至適宜溫度，觀察a、b兩管內(nèi)液面的變化。（2）吸取a、b兩管內(nèi)適量液體，分別加入A、B兩試管中，并加入斐林試劑，（60℃～65℃）水浴加熱，觀察A、B試管內(nèi)有無磚紅色沉淀。結(jié)果預測與分析：（1）如果a、b兩管液面高度差縮小且試管A、B內(nèi)均有磚紅色沉淀，則蔗糖的水解產(chǎn)物能通過半透膜；（2）如果a、b兩管液面高度差增大且A試管內(nèi)無磚紅色沉淀、B試管內(nèi)有磚紅色沉淀，則蔗糖的水解產(chǎn)物不能通過半透膜。三、【實驗】觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復原1、實驗原理：成熟的植物細胞的原生質(zhì)層相當于一層半透膜，細胞液具有一定的濃度，能夠滲透失水和吸水。原生質(zhì)層（細胞膜、液泡膜、兩層膜之間細胞質(zhì)）相當于半透膜。2、材料用具：紫色洋蔥表皮，0.3g/ml蔗糖溶液，清水，載玻片，鑷子，滴管，顯微鏡等3、方法步驟：（1）制作洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片。（2）低倍鏡下觀察洋蔥鱗片葉外表皮細胞中紫色的中央液泡的大小以及原生質(zhì)層位置。（現(xiàn)象：有一個紫色的中央大液泡；原生質(zhì)層緊貼著細胞壁。）（3）在蓋玻片一側(cè)滴入蔗糖溶液，另一側(cè)用吸水紙吸，重復幾次，讓洋蔥表皮浸潤在蔗糖溶液中。（4）用低倍鏡觀察，看細胞的中央液泡是否逐漸變小，原生質(zhì)層在什么位置、細胞大小是否變化。（現(xiàn)象：中央液泡逐漸變小，細胞液顏色變深，原生質(zhì)層與細胞壁逐漸分離。）（5）在蓋玻片一側(cè)滴入清水，另一側(cè)用吸水紙吸，重復幾次，讓洋蔥表皮浸潤在清水中。（6）用低倍鏡下觀察，看中央液泡是否逐漸變大，原生質(zhì)層的位置有沒有變化，細胞的大小有沒有變化。（現(xiàn)象：中央液泡逐漸變大，細胞液顏色變淺，原生質(zhì)層逐漸貼近細胞壁。）4、實驗結(jié)論：成熟的植物細胞能與外界溶液發(fā)生滲透作用，外界溶液濃度>細胞液濃度時，細胞失水（發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象）外界溶液濃度<細胞液濃度時，細胞吸水（發(fā)生質(zhì)壁分離復原現(xiàn)象）5、應用（1）判斷細胞的死活。（2）測定細胞液濃度范圍。待測細胞+一系列濃度梯度的蔗糖溶液（分別鏡檢）→細胞液濃度范圍等于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛剛發(fā)生質(zhì)壁分離的外界溶液的濃度范圍。（3）鑒別不同種類的溶液。成熟植物細胞+不同種類溶液→質(zhì)壁分離→溶質(zhì)不能通過半透膜的溶液（如蔗糖溶液）質(zhì)壁分離后又自動復原→溶質(zhì)能通過半透膜的溶液（如KNO3、尿素、甘油、乙二醇等溶液）（4）驗證細胞壁和原生質(zhì)層的伸縮性大小。發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象→細胞壁伸縮性小于原生質(zhì)層的伸縮性不發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象→細胞壁伸縮性大于原生質(zhì)層的伸縮性（5）比較不同植物細胞的細胞液濃度。同一植物的不同成熟細胞+同一濃度的蔗糖溶液（鏡檢）→剛發(fā)生質(zhì)壁分離所需時間比較→判斷細胞液濃度（或質(zhì)壁分離速度）（6）鑒別不同種類的溶液。成熟植物細胞+不同種類溶液→質(zhì)壁分離→溶質(zhì)不能通過半透膜的溶液（如蔗糖溶液）質(zhì)壁分離后又自動復原→溶質(zhì)能通過半透膜的溶液（如KNO3、尿素、甘油、乙二醇等溶液）四、影響植物吸收無機鹽（礦質(zhì)元素）離子的因素1、內(nèi)因——遺傳因素表現(xiàn)決定決定表現(xiàn)決定決定不同植物DNA不同載體種類、數(shù)量不同選擇性吸收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。（注意：載體具有特異性，不同的離子一般需要不同的載體來運輸。）影響影響2、外因——影響呼吸作用的因素影響影響影響①土壤中O2含量呼吸ATP主動影響②溫度→呼吸酶活性作用的生成運輸3、根吸收無機鹽（礦質(zhì)元素）離子與溶液中離子濃度的關(guān)系（1）曲線AB段表示在一定離子濃度范圍內(nèi)，根吸收離子的速度隨離子濃度的增大而加快。（2）曲線BC段表示當離子濃度增大到一定數(shù)值時，根的吸收速率不再增加，這是由根細胞膜上載體的數(shù)量決定。（3）曲線CD段表示當離子濃度過高時，將會使根細胞失水，從而影響根細胞正常的代謝活動，使離子吸收速率下降。五、植物對水分和無機鹽（礦質(zhì)元素）吸收的關(guān)系比較水分的吸收礦質(zhì)元素的吸收區(qū)別過程主要通過滲透作用完成通過主動運輸完成動力濃度差；蒸騰作用根細胞呼吸產(chǎn)生的ATP影響因素①細胞液與外界溶液的濃度差②蒸騰作用的強度①植物自身的遺傳特性②土壤中O2含量③土壤溫度聯(lián)系①無機鹽（礦質(zhì)元素）必須溶解在水中呈離子狀態(tài)，才能被細胞吸收②吸收后的無機鹽（礦質(zhì)元素）離子，影響對水分的吸收，并隨水分一起運輸小結(jié)：植物對水的吸收和對無機鹽（礦質(zhì)）離子的吸收是兩個相對獨立的過程。第四章光合作用和細胞呼吸第一節(jié)ATP和酶一、ATP在能量代謝中的作用：1、ATP的功能：ATP是生命活動的直接能源物質(zhì)。注：生物體內(nèi)可以提供能量的物質(zhì)有糖類、脂肪、蛋白質(zhì)生命活動的主要的能源物質(zhì)是糖類植物細胞中儲存能量的多糖是淀粉動物細胞中儲存能量的多糖是糖原儲備能源物質(zhì)是脂肪細胞進行生命活動所需要的主要能源物質(zhì)是葡萄糖生命活動的根本能量來源是太陽光能2、ATP的化學組成與結(jié)構(gòu)特點：中文名：腺嘌呤核苷三磷酸（人教版：三磷酸腺苷）構(gòu)成：腺嘌呤—核糖—磷酸基團～磷酸基團～磷酸基團（如右圖）結(jié)構(gòu)簡式：A-P～P～P（A：腺嘌呤核苷P：磷酸基團~：高能磷酸鍵）簡稱：ATP（A：腺嘌呤核苷T：3P：磷酸基團）3、ATP在能量代謝中的作用：ATP末端的高能磷酸鍵相當脆弱，水解時容易斷裂，ATP水解生成腺嘌呤核苷二磷酸（ADP）和無機磷酸（Pi），同時釋放出能量，為各種生命活動直接供能。注：ADP可以繼續(xù)水解生成腺嘌呤核苷酸（簡稱AMP）和無機磷酸（Pi）,其中AMP是構(gòu)成RNA的基本單位之一，可作為RNA的合成原料。4、ATP的形成途徑：ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化：酶酶ATPADP＋Pi＋能量思考：該反應式向右表示ATP水解，向左：表示ATP合成，但上述反應式能不能表示可逆反應？分析：酶ATP的水解酶酶ATP的合成酶反應式ATP→ADP＋Pi＋能量ADP＋Pi＋能量→ATP所需酶ATP水解酶ATP合成酶能量來源儲存在高能磷酸鍵中的能量動物：細胞呼吸植物：細胞呼吸和光合作用能量去路用于各項生命活動儲存在形成的高能磷酸鍵中反應場所生物體的需能部分細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體小結(jié)：（1）從表上可以看出，ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化過程中，反應類型，反應所需酶以及能量的來源、去路和反應場所都不完全相同，因此，ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化不是可逆反應。但物質(zhì)是可以循環(huán)利用的（能量不可逆）。（2）ATP在細胞中含量并不多，但它卻能作為各種生命活動的直接能源物質(zhì)，原因是細胞中ATP與ADP循環(huán)轉(zhuǎn)變，且十分迅速。ATP產(chǎn)生量與O2供給量之間的關(guān)系（如下圖）（1）A點表示在無氧的條件下，細胞可通過無氧呼吸分解有機物，產(chǎn)生少量的ATP。（2）AB段表示隨O2供給量逐漸增多，有氧呼吸明顯加強，通過有氧呼吸分解有機物釋放出來的能量明顯增多，ATP產(chǎn)生量隨之升高。（3）BC段表示O2供給量超過一定的范圍，ATP的產(chǎn)生量不再增加，因為有氧呼吸產(chǎn)生ATP的過程還受其他條件的限制，如酶、ADP、Pi等。二、酶在代謝中的作用：1、酶的概念：酶通常是指由活細胞產(chǎn)生的、具有催化活性的一類特殊的蛋白質(zhì)，又稱為生物催化劑。（少數(shù)是RNA）。附：酶化學本質(zhì)的實驗驗證（1）證明某種酶是蛋白質(zhì)實驗組：待測酶液+雙縮脲試劑→是否出現(xiàn)紫色反應對照組：已知蛋白質(zhì)溶液+雙縮脲試劑→出現(xiàn)紫色反應（2）證明某種酶是RNA實驗組：待測酶液+吡羅紅染液→是否呈現(xiàn)紅色對照組：已知RNA溶液+吡羅紅染液→出現(xiàn)紅色注：利用酶的特異性也可探究某種酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)還是RNA，將某種酶液用蛋白酶或核糖核酸酶處理，根據(jù)酶液是否被水解予以判斷。2、酶的特性：（1）催化性操作順序項目1號試管2號試管1底物2mL3%的H2O22mL3%的H2O22滴加2滴新鮮酵母菌液2滴蒸餾水3用棉花堵住試管√√4插入點燃無火焰衛(wèi)生香√√5現(xiàn)象產(chǎn)生大量氣泡；衛(wèi)生香燃燒猛烈無氣泡產(chǎn)生；衛(wèi)生香燃燒無變化結(jié)論：酶具有催化性（注：同無機催化劑一樣，化學反應前后酶的性質(zhì)和數(shù)量不發(fā)生變化）（2）高效性（比較過氧化氫在不同條件下的分解效果）注：每滴質(zhì)量分數(shù)為3.5%FeCl3溶液中Fe3+數(shù)大約是質(zhì)量分數(shù)20%新鮮肝臟研磨液中過氧化氫酶分子數(shù)的25萬倍。操作順序項目1號試管2號試管1底物2mL3%的H2O22mL3%的H2O22催化劑2滴20%新鮮肝臟研磨液2滴3.5%FeCl3溶液3用棉花堵住試管√√4插入點燃無火焰衛(wèi)生香√√5現(xiàn)象產(chǎn)生氣泡快、多；衛(wèi)生香燃燒猛烈產(chǎn)生氣泡慢、少；衛(wèi)生香燃燒不猛烈結(jié)論：酶具有高效性（注：酶的催化效率大約是無機催化劑的107-1013倍）附：酶具有高效性的原因分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量稱為活化能。催化劑的作用就是降低化學反應的活化能，從而加快反應速度。酶降低活化能的作用比無機催化劑更顯著，因而催化效率更高。（3）特異性操作

順序項目1號試管2號試管1底物2mL3%可溶性淀粉溶液2mL3%的蔗糖溶液2新鮮淀粉酶溶液2mL2mL360℃溫水保溫5min5min4加入斐林試劑2mL2mL5水浴加熱1min1min6現(xiàn)象磚紅色沉淀無變化結(jié)論：酶具有特異性（注：一種酶只能催化一種或一類化學反應）附：酶具有特異性的原因酶具有一定的空間結(jié)構(gòu)，酶的活性中心往往與底物分子在空間結(jié)構(gòu)上有特殊的匹配關(guān)系，當酶與底物結(jié)合時，啟動化學反應的發(fā)生。如合成反應或分解反應。（4）酶的作用條件較溫和酶所催化的化學反應一般是在比較溫和的條件下進行的。3、酶促反應的原理：由酶催化的化學反應稱為酶促反應，酶能降低化學反應的活化能。分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量成為活化能。三、【實驗】探究影響酶活性的因素特別提示：細胞中幾乎所有的化學反應都由酶來催化。酶對化學反應的催化效率稱為酶活性。控制變量：實驗過程中可以變化的因素成為變量。其中人為改變的變量稱做自變量。隨著自變量的變化而變化的變量稱為因變量。除自變量外，實驗過程中可能還會存在一些可變因素，對實驗結(jié)果造成影響，這些變量稱為無關(guān)變量。對照實驗：除了一個因素外，其余因素都保持不變的實驗叫做對照實驗。對照實驗一般要設置對照組和實驗組，在對照實驗中，除了要觀察的變量外，其他變量都應當始終保持相同。1、溫度對酶活性的影響：淀粉酶原理：淀粉酶碘液碘液①淀粉麥芽糖碘液碘液藍色無藍色出現(xiàn)②溫度影響酶的活性，從而影響淀粉的水解，滴加碘液，根據(jù)是否出現(xiàn)藍色以及藍色的深淺來判斷酶的活性。（顏色越淺，說明該溫度下酶的活性越高）范例：1取3組試管并編號1、1`號2、2`號3、3`號21-3號加等量淀粉溶液1號2mL2號2mL3號2mL31`-3`加等量唾液1`號1mL2`號1mL3`號1mL4控制不同溫度條件冰塊（5min）37℃（5min）沸水（5min）5唾液與淀粉溶液混合并繼續(xù)1`→12`→23`→36控制不同溫度冰塊（5min）37℃（5min）沸水（5min）7加入等量碘液1滴1滴1滴8觀察實驗現(xiàn)象

變藍

不變藍

變藍結(jié)論：在37℃時，唾液淀粉酶的活性較高。分析：在最適溫度下酶的活性最高，溫度偏高或偏低酶的活性都會明顯降低。（注：溫度過低，酶活性降低；溫度過高，酶活性喪失。）【特別提示】本實驗不宜選用斐林試劑，因為斐林試劑與還原糖只有在加熱的條件下才有磚紅色沉淀生成，而該實驗需嚴格控制不同的溫度。2、PH:（不同PH對過氧化氫酶活性的影響）過氧化氫酶原理：過氧化氫酶①H2O22H2O+O2↑②PH影響酶的活性，從而影響氧氣的生成量?？捎命c燃的但無火焰的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗氧氣生成量的多少來判斷酶活性。范例：1取4支試管并編號1號2號3號4號5號6號7號8號2加等量肝臟研磨液1mL1mL1mL1mL1mL1mL1mL1mL3加等量不同PH的緩沖液1mLpH5.51mLpH6.01mLpH6.51mL

pH7.01mLpH7.51mLpH8.01mLpH8.51mLpH9.04加等量H2O2溶液2mL2mL2mL2mL2mL2mL2mL2mL5結(jié)果當pH在6.5-8.0時，衛(wèi)生香燃燒情況較好，其他較差結(jié)論：PH影響酶的活性，酶活性有一定的最適PH范圍。分析：在最適pH下，酶的活性最高，pH值偏高或偏低酶的活性都會明顯降低。（注：PH過高或過低，酶活性喪失）3、其他影響酶促反應速率的因素（1）底物濃度：（2）酶的濃度：（3）產(chǎn)物濃度：第三節(jié)細胞呼吸一、細胞呼吸及其原理的應用：（一）細胞呼吸的概念：細胞呼吸主要是指糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等有機物在活細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳和水或分解為一些不徹底的氧化產(chǎn)物，且伴隨著能量釋放生成ATP的過程。細胞呼吸的類型：包括有氧呼吸和無氧呼吸有氧呼吸1、概念：有氧呼吸是指活細胞在有氧氣的參與下，通過酶的催化作用，把某些有機物徹底氧化分解，生成二氧化碳和水，同時釋放大量能量，生成許多ATP的過程。2、過程：三個階段第一階段：C6H12O6酶2丙酮酸+[H]（少量）+能量（少量）場所：細胞質(zhì)基質(zhì)第二階段：丙酮酸+H2O酶CO2+[H]+能量（少量）場所：線粒體基質(zhì)第三階段：[H]+O2酶H2O+能量（大量）場所：線粒體內(nèi)膜（注：3個階段的各個化學反應是由不同的酶來催化的）3、總反應式及元素去向：4、意義：是大多數(shù)生物特別是人和高等動植物細胞獲得能量的主要途徑。（注：1mol葡萄糖在徹底氧化分解后，共釋放出約2870kJ的能量，其中約有1161kJ儲存在ATP中，可形成約38molATP）無氧呼吸1、概念：無氧呼吸是指細胞在無需氧氣（缺氧）的條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機物分解成乙醇和二氧化碳或乳酸,同時釋放少量能量，生成少量ATP的過程。2、過程：二個階段第一階段：與有氧呼吸第一階段完全相同場所：細胞質(zhì)基質(zhì)第二階段：丙酮酸酶C2H5OH（酒精）＋CO2場所：細胞質(zhì)基質(zhì)（高等植物、酵母菌等）或丙酮酸酶C3H6O3（乳酸）（動物、人、乳酸菌等，另外馬鈴薯塊莖、甜菜塊根）（注意：無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生少量能量，產(chǎn)生少量ATP，1mol葡萄糖→2molATP，第二階段沒有能量產(chǎn)生。）3、總反應式：C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）+能量4、意義：（1）高等植物在水淹的情況下，可以進行短暫的無氧呼吸，將葡萄糖分解為酒精和二氧化碳，釋放出能量以適應缺氧環(huán)境條件。（酒精會毒害根細胞，產(chǎn)生爛根現(xiàn)象）（2）人在劇烈運動時，需要在相對較短的時間內(nèi)消耗大量的能量，肌肉細胞則以無氧呼吸的方式將葡萄糖分解為乳酸，釋放出一定能量，滿足人體的需要?！咎貏e提示】①相同呼吸底物、不同呼吸類型、代謝產(chǎn)物不同的直接原因是催化反應的酶不同，根本原因是不同生物體內(nèi)的基因不同。②原核生物無線粒體，但有些原核生物仍可進行有氧呼吸。③微生物的無氧呼吸（或有氧呼吸）也稱為發(fā)酵，但動植物的無氧呼吸不能稱為發(fā)酵。④在分析有氧呼吸與無氧呼吸物質(zhì)變化的數(shù)量關(guān)系時有如下規(guī)律：O2吸收量=CO2釋放量→只進行有氧呼吸O2吸收量<CO2釋放量→兩種呼吸方式同時進行，多余的CO2來自無氧呼吸酒精量=CO2量→只進行無氧呼吸酒精量<CO2量→兩種呼吸方式同時進行，多余的CO2來自有氧呼吸細胞呼吸的本質(zhì)：分解有機物，釋放能量。具體原理如下圖：細胞呼吸的意義：為生物體的生命活動提供能量，其中間產(chǎn)物還是各種有機物之間轉(zhuǎn)化的樞紐物質(zhì)（既為體內(nèi)其他化合物的合成提供中間產(chǎn)物）。影響細胞呼吸的因素：1、內(nèi)部因素——遺傳因素（決定酶的種類和數(shù)量）（1）不同種類的植物細胞呼吸速率不同。如：水生植物>旱生植物，陽生植物>陰生植物。（2）同一植物在不同的生長發(fā)育時期細胞呼吸速率不同。如：幼苗期、開花期>成熟期（3）同一植物在不同器官細胞呼吸速率不同。如：生殖器官>營養(yǎng)器官2、環(huán)境因素（1）溫度：在一定的溫度范圍內(nèi)，呼吸作用隨著溫度的升高而增強，在最適溫度（約25-35℃）時最強，超過最適溫度，呼吸酶的活性降低甚至變性失活。（2）O2濃度：在一定范圍內(nèi)，隨O2濃度越高，有氧呼吸強度越強。O2抑制無氧呼吸。（3）CO2濃度：從化學平衡的角度分析，CO2濃度增加，細胞呼吸速率下降。（4）含水量：在一定范圍內(nèi)，含水量越高，呼吸作用越強。細胞呼吸原理的應用：1、作物栽培時要及時松土透氣，利于根系的有氧呼吸，促進水和無機鹽的吸收；水稻生產(chǎn)中適時的露田和曬田可以改善土壤通氣條件，增強水稻根系的有氧呼吸，避免無氧呼吸產(chǎn)生大量的酒精對細胞產(chǎn)生毒害作用，使根腐爛。2、儲存糧食時，要注意降低溫度和保持干燥，抑制細胞呼吸。3、果蔬保鮮時，采用降低氧濃度、充氮氣或降低溫度等方法，抑制細胞呼吸，但要注意保持一定的濕度。4、選用“創(chuàng)可貼”、透氣的消毒紗布包扎傷口，避免厭氧病原菌的繁殖。5、酒是利用酵母菌無氧呼吸生產(chǎn)的，醋是利用醋酸菌有氧呼吸生產(chǎn)的，生產(chǎn)腐乳的毛霉進行有氧呼吸。6、提倡慢跑等有氧運動的原因之一是不會因劇烈運動產(chǎn)生的無氧呼吸積累過多的乳酸而使肌肉酸脹乏力。7、大棚蔬菜進行溫度控制，陰天和晚上適當降低溫度，降低呼吸作用，減少有機物的消耗。二、【實驗】探究酵母菌的呼吸方式1、實驗原理：對比實驗：設置兩個或兩個以上的實驗組，通過對結(jié)果的比較分析，來探究某種因素與實驗對象的關(guān)系，這樣的實驗叫做對比實驗。對比實驗也是科學探究中常用的方法之一。探究酵母菌的呼吸作用方式，需要設置有氧和無氧兩種條件，這兩個實驗組的結(jié)果都是事先未知的，通過對比可以看出氧氣條件對細胞呼吸方式的影響。2、實驗探究過程（1）提出問題：酵母菌是進行有氧還是無氧呼吸？酵母菌的呼吸作用產(chǎn)物是什么？（2）作出假設：針對上述問題，根據(jù)已有的知識和生活經(jīng)驗（如酵母菌可用于釀酒、發(fā)面等）作出合理的假設。（3）設計并進行實驗:①配制酵母菌培養(yǎng)液：20g新鮮食用酵母菌+240mL質(zhì)量分數(shù)為5%的葡萄糖溶液②檢測CO2的產(chǎn)生，裝置如下圖：思考：1、可根據(jù)石灰水變渾濁的程度來判斷甲、乙兩裝置中產(chǎn)生CO2的多少。2、CO2還可以用溴麝香草酚藍水溶液檢測，根據(jù)其由藍變綠再變黃的時間長短來判斷產(chǎn)生的CO2的多少。③檢測酒精的產(chǎn)生：自A、B中各取2mL酵母菌培養(yǎng)液濾液注入已編號的1、2號試管中→分別0.5mL溶有0.1g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液→振蕩并觀察溶液中顏色的變化。（4）實驗現(xiàn)象及分析：①甲、乙兩裝置中石灰水都變渾濁，且甲中渾濁程度高且速度快，說明酵母菌在有氧呼吸條件下產(chǎn)生的CO2比無氧條件下產(chǎn)生的多且快。②2號試管中溶液由橙色變成灰綠色，1號試管不變色，說明無氧條件下酵母菌分解葡萄糖產(chǎn)生酒精。（5）實驗結(jié)論：酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。在有氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生大量的CO2；在無氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生酒精，還產(chǎn)生少量的CO2。3、實驗中的關(guān)鍵步驟（1）將甲裝置連接橡皮球，讓空氣不間斷而持續(xù)地依次通過3個錐形瓶，既保證O2的充分供應，又使進入A瓶的空氣先經(jīng)過NaOH的錐形瓶，洗除空氣中的CO2，保證第三個錐形瓶的澄清的石灰水變渾濁是由于酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致。（2）B瓶應該封口放置一段時間，待酵母菌將B瓶中O2消耗完，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，確保是無氧呼吸產(chǎn)生的CO2通入澄清的石灰水。第二節(jié)光合作用一、葉綠體：（一）葉綠體中的色素1、位置：葉綠體中的色素存在于葉綠體類囊體薄膜上。2、種類：葉綠素：葉綠素a（藍綠色），葉綠素b（黃綠色）類胡蘿卜素：胡蘿卜素（橙黃色），葉黃素（黃色）3、功能：葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍紫光；胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光及保護葉綠素免受強光傷害的作用?！咎貏e提示】①葉綠素中的色素只吸收可見光，而對紅外光和紫外光等不吸收。②葉綠素對紅光和藍紫光的吸收量大，類胡蘿卜素對藍紫光吸收量大，但對其他波段的光并非不吸收，只是吸收量較少。③有色大棚主要透過同色光，其他光被吸收，而無色透明大棚日光中各種色光均能通過，所以光合效率最高。④葉綠素對綠光吸收最少，所以綠色大棚光合效率最低。4、影響葉綠素合成的因素（1）光照：光是影響葉綠素合成的主要條件，一般植物在黑暗中不能合成葉綠素，因而葉片發(fā)黃。（2）溫度：溫度可影響與葉綠素有關(guān)的酶的活性，進而影響葉綠素的合成。低溫時，葉綠素分子易被破壞，而使葉子變黃。（3）必需礦質(zhì)元素：葉綠素中含N、Mg等必需礦質(zhì)元素，缺乏將導致葉綠素無法合成，葉子變黃。5、注意：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需的酶。（二）實驗：葉綠體中色素的提取與分離：1、原理：（1）葉綠體中的色素能溶解于有機溶劑（如丙酮、無水乙醇等）形成色素溶液。據(jù)此原理可以提取色素。（2）葉綠體中的色素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；反之則慢。據(jù)此原理使各色素分離開來。（1）稱取5g綠色葉片并剪碎→（1）稱取5g綠色葉片并剪碎→研缽研磨→漏斗過濾→收集到試管（2）加入少量SiO2、CaCO3和5mL丙酮內(nèi)并塞緊管口提取色素（1）將干燥的濾紙剪成6cm長、1cm寬的紙條，剪去一端兩角（2）在距剪角一端1cm處用鉛筆畫一條細的橫線（1）將干燥的濾紙剪成6cm長、1cm寬的紙條，剪去一端兩角（2）在距剪角一端1cm處用鉛筆畫一條細的橫線制濾紙條（1）用毛細吸管吸少量的濾液沿鉛筆線處小心均勻地劃一條濾液細線（2）干燥后再重復2-3次（1）用毛細吸管吸少量的濾液沿鉛筆線處小心均勻地劃一條濾液細線（2）干燥后再重復2-3次濾液劃線（1）將適量層析液倒入燒杯（以層析液高度不超過濾液細線為準（2）將濾紙條下端插入層析液中（1）將適量層析液倒入燒杯（以層析液高度不超過濾液細線為準（2）將濾紙條下端插入層析液中（3）用培養(yǎng)皿蓋蓋上燒杯色素分離（紙層析）觀察結(jié)果濾紙條上出現(xiàn)四條寬度、顏色不同的色帶。3、結(jié)果：色素在濾紙條上的分布如下圖：（橙黃色）最快、最窄（黃色）（藍綠色）最寬（黃綠色）最慢【特別提示】①從色素帶的寬度知色素含量的多少依次為：葉綠素a>葉綠素b>葉黃素>胡蘿卜素。②從色素帶的位置知再層析液中溶解度大小依次為：胡蘿卜素>葉黃素>葉綠素a>葉綠素b。③在濾紙上距離最近的兩條色素帶是葉綠素a和葉綠素b，最遠的是胡蘿卜素和葉黃素。4、實驗疑難點撥：丙酮（或無水乙醇）的用途是溶解（提?。┤~綠體中的色素。石英砂（二氧化硅）的作用是為了研磨充分。碳酸鈣的作用是防止研磨過程中色素被破壞。層析液的的用途是分離葉綠體中的色素。5、實驗成功的關(guān)鍵：葉片新鮮，顏色要深綠，含有較多色素。研磨要迅速、充分。葉綠素不穩(wěn)定，易被細胞內(nèi)有機酸破壞。充分研磨使葉綠體完全破裂，提取較多的色素。濾液細線要畫得細而直，以防止色素帶重疊。且要重復2-3次，以增加色素量，使色素帶更加清晰。濾液細線不能觸及層析液，否則濾液細線上的色素會溶解到層析液中，濾紙條上得不到色素帶。二、光合作用以及對它的認識過程：（一）光合作用概念：指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)變成儲存能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。（二）光合作用的研究歷史：1648比利時，范·海爾蒙特：植物生長所需要的養(yǎng)料主要來自于水，而不是土壤。1771英國，普利斯特萊：植物可以更新空氣。1779荷蘭，揚·英根豪斯：植物只有綠葉才能更新空氣；并且需要陽光才能更新空氣。1880美國，恩吉(格)爾曼：光合作用的場所在葉綠體。1864德國，薩克斯：葉片在光下能產(chǎn)生淀粉1940美國，魯賓和卡門（用放射性同位素標記法）：光合作用釋放的氧全部來自參加反應的水。（糖類中的氫也來自水）。1948美國，梅爾文·卡爾文：用標14C標記的CO2追蹤了光合作用過程中碳元素的行蹤，進一步了解到光合作用中復雜的化學反應。（三）光合作用的過程：1、光反應條件：有光、色素、酶場所：葉綠體類囊體薄膜物質(zhì)變化：①水的光解：②ATP的合成：能量變化：光能→ATP中活躍的化學能2、暗反應條件：有光和無光、酶場所：葉綠體基質(zhì)物質(zhì)變化：①CO2的固定：②C3的還原：能量變化：ATP中活躍的化學能→有機物中穩(wěn)定的化學能3、總反應式及元素去向：光能光能葉綠體CO2+H2O（CH2O）+O2葉綠體4、實質(zhì)：把無機物轉(zhuǎn)變成有機物，把光能轉(zhuǎn)變成有機物中的化學能5、意義：（1）為幾乎所有生物的生存提供了物質(zhì)來源和能量來源。（2）維持大氣中O2與CO2含量的相對穩(wěn)定。（3）促進生物的進化。光合作用改變了大氣成分形成臭氧層，使有氧呼吸的生物和陸生生物得以出現(xiàn)。練習：當影響光合作用的外界條件發(fā)生驟然變化時，短時間內(nèi)將直接影響光合作用過程中C3、C5、[H]、ATP及(CH2O)的生成量，進而影響葉肉細胞中這些物質(zhì)的含量。請?zhí)顚懴卤恚簵l件C3C5[H]、ATP(CH2O)合成量停止光照CO2供應不變增加減少減少或沒有減少或沒有突然光照CO2供應不變減少增加增加增加光照不變停止CO2供應減少增加增加減少或沒有光照不變CO2供應增加增加減少減少增加光照不變CO2供應不變(CH2O)運輸受阻增加減少增加減少有氧呼吸與光合作用的比較光合作用有氧呼吸代謝類型合成代謝分解代謝場所葉綠體活細胞（主要在線粒體）條件光、色素、酶酶（有光、無光都能進行）物質(zhì)變化無機物（CO2+H2O）→有機物有機物→無機物（CO2+H2O）能量變化光能→化學能（儲存能量）化學能→ATP+熱能（釋放能量）實質(zhì)合成有機物，儲存能量分解有機物，釋放能量意義①為幾乎所有生物的生存提供了物質(zhì)來源和能量來源。②維持大氣中O2與CO2含量的相對穩(wěn)定。③促進了生物的進化。①為生物體的生命活動提供能量。②為體內(nèi)物質(zhì)的合成提供原料。聯(lián)系①光合作用為細胞呼吸提供物質(zhì)和能量基礎，細胞呼吸為光合作用提供原料。②進化：光合作用促進有氧呼吸生物的出現(xiàn)。③共同維持自然界的碳循環(huán)?！咎貏e提示】①光合作用只有植物的綠色細胞和光合細菌才能進行，但細胞呼吸則是所有活細胞都要進行。②光合作用光反應產(chǎn)生的ATP只供暗反應利用，而細胞呼吸產(chǎn)生的ATP可供各項生命活動利用。③光合作用的光反應中產(chǎn)生的[H]來自水的光解，用于暗反應中C3的還原，生成（CH2O）；有氧呼吸中產(chǎn)生的[H]來自第一、二階段有機物的氧化，用于第三階段與O2結(jié)合生成H2O，并產(chǎn)生大量的ATP。（五）同一植物在不同條件下氣體代謝的特點及相對強度的表示方法1、黑暗狀況時①細胞呼吸相對強度可用如下三種方式表示：①CO2釋放量（或?qū)嶒炄萜鲀?nèi)CO2增加量）②O2吸收量（或?qū)嶒炄萜鲀?nèi)O2減少量）③有機物的減少量（或植物重量減少量）②氣體代謝特點：植物只進行細胞呼吸，不進行光合作用。植物從外界吸收O2，并將細胞呼吸產(chǎn)生的CO2釋放到體外（如右圖）2、較強光照時①光合作用相對強度可用如下三種方式表示：O2釋放量（或?qū)嶒炄萜鲀?nèi)O2增加量）CO2吸收量（或?qū)嶒炄萜鲀?nèi)CO2減少量）有機物的增加量（或植物重量增加量）②氣體代謝特點植物同時進行細胞呼吸和光合作用，且光合作用強度大于呼吸作用強度。分析乙圖可知，圖乙中有如下數(shù)量關(guān)系（如右圖）：N=N1+N2；m=m1+m23、真正光合速率=表觀（凈）光合速率+呼吸速率（六）光合作用原理的應用：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上許多增加農(nóng)作物產(chǎn)量的措施，是為了提高光合作用的強度（簡單地說，是指植物在單位時間內(nèi)通過光合作用制造糖類的數(shù)量）。例如，控制光照的強弱和溫度的高低，適當增加農(nóng)作物環(huán)境中的CO2濃度等等。（七）化能合成作用及生物的代謝類型（人教版）1、化能合成作用：利用體外環(huán)境中某些無機物氧化所釋放的能量（化學能）合成有機物。如：硝化細菌能將土壤中的氨（NH3）氧化成亞硝酸（HNO2），進而將亞硝酸氧化成硝酸（HNO3），利用這兩個化學反應中釋放出的化學能將CO2和H2O合成為糖類供自身利用。\2、自養(yǎng)生物與異養(yǎng)生物自養(yǎng)生物：能利用光能或化學能將體外環(huán)境中轉(zhuǎn)變成儲存能量的有機物的生物。如：綠色植物、光合細菌、化能合成細菌（如硝化細菌）異養(yǎng)生物：只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機物來維持自身生命活動的生物。如：各種動物、營腐生或寄生的生物3、新陳代謝的基本類型同化作用自養(yǎng)型：如綠色植物、硝化細菌、藍藻等同化作用異養(yǎng)型：如各種動物、營腐生或寄生的生物異化作用需氧型（有氧呼吸型）：絕大多數(shù)生物異化作用厭氧型（無氧呼吸型）：如乳酸菌、蛔蟲等注：酵母菌的異化作用屬于兼性厭氧型。三、影響光合作用的因素分析及應用：1、內(nèi)部因素（1）植物種類不同光合作用速率不同。（2）同一植物的不同生長發(fā)育階段光合作用速率不同。如：同樣光照條件下，幼苗期<營養(yǎng)生長期<開花期。（3）同一葉片的不同生長發(fā)育時期光合作用速率不同（如右圖）。2、單因子外界因素對光合作用速率的影響（1）光照強度：①曲線分析：圖1：表示在一定的光照強度范圍內(nèi)，光合作用的速率隨著光照強度的增加而加快，超過一定的強度，光合作用速率不再加快。（圖中S點表示進行光合作用所需要的最低光照強度，Q點對應的光照強度稱為光飽和點。）圖2：A點光照強度為零，只進行細胞呼吸，A點即表示植物呼吸速率。AB段表示隨光照強度增強，光合作用逐漸加強，CO2的釋放量逐漸減少，有一部分用于光合作用；B點表示細胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用，即光合作用強度等于細胞呼吸強度，稱B為光補償點。BC段表示隨光照強度不斷增強，光合作用強度不斷加強，到C點以上不再加強了。C點對應的光照強度為光飽和點。（C點對應的CO2吸收值表示表觀光合速率）②應用：陰生植物的光補償點和光飽和點比較低，如虛線所示，在林生產(chǎn)上間作、套種、林帶樹種的配置，合理采伐都要考慮陽生植物要給予較強的光照，陰生植物不需要太強的光。附：光質(zhì)（光的波長）對光合作用速率的影響不同波長光的光合效率不同，紅光的光合效率最高，其他色光的光合效率較低。（2）CO2濃度：①曲線分析：圖1：表示在一定的濃度范圍內(nèi)，光合作用的速率隨著CO2濃度的增加而加快，超過一定的濃度，光合作用速率不再加快。（圖中S點表示進行光合作用所需要的最低CO2濃度，Q點對應的CO2濃度稱為CO2飽和點。）圖2：A點表示CO2補償點，即光合作用速率等于呼吸作用速率時的CO2濃度。AB表示隨CO2濃度增加，光合作用不斷增強，到B點以上不再加強了。B點對應的光照強度為CO2飽和點。（B點對應的CO2吸收值表示表觀光合速率）②應用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以通過“正其行，通其風”，增施農(nóng)家肥等措施適當提高CO2濃度，提高光合作用速率。（3）溫度：①曲線分析：溫度是通過影響與光合作用有關(guān)酶的活性而影響光合作用速率的。②應用：溫室栽培時，白天調(diào)到光合作用的最適溫度（冬天適當升高溫度，夏天適當降低溫度），以提高光合作用速率；夜間適當降低溫度，以降低細胞呼吸，增加有機物的積累。（4）與光合作用有關(guān)的礦質(zhì)元素的供應①曲線含義：在一定的濃度范圍內(nèi)，增大必需礦質(zhì)元素的供應，可提高光合作用速率，但當超過一定濃度后，會因土壤溶液濃度過高使植物吸水困難，從而導致光合作用速率下降。②應用：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，根據(jù)植物的需肥規(guī)律，實時地、適量地增施肥料，以