高二生物教案:《细胞代谢》教学设计(二).docx
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1、高二生物教案:细胞代谢教学设计(二)高二生物细胞的代谢要点归纳 高二生物细胞的代谢要点归纳 1.3细胞的代谢 物质进出细胞的方式 1)物质跨膜运输方式的类型及特点 物质进出细胞既有顺浓度梯度的扩散,统称为被动运输;也有逆浓度梯度的运输,称为主动运输。 物质通过简洁的扩散作用进出细胞,叫做自由扩散(水,氧气,二氧 6 化碳)。进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散,叫做帮助扩散(葡萄糖进入红细胞)。 从低浓度一侧运输到高浓度一侧,须要载体蛋白的帮助,同时还须要消耗细胞内化学所释放的能量,这种方式叫做主动运输。 P72了解胞吞胞吐 2)细胞是选择透过性膜 细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜,这种膜可以让
2、水分子自由通过,一些离子和小分子也可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。 3)大分子物质进出细胞的方式 胞吞胞吐 酶在代谢中的作用 1)酶的本质、特性、作用 本质:酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数是蛋白质。少数RNA也具有生物催化功能 特性:高效性、专一性、作用条件较温柔。(见书P85图5-35-4及小字部分) 作用:同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高。 2)影响酶活性的因素 温度pH值 ATP在能量代谢中的作用 1)ATP化学组成和结构特点 7 ATP是三磷酸腺苷的英文缩写。ATP分子的结构式可以简写APPP,其中A代表腺苷,P代表磷酸
3、基团,代表一种特别的化学键,叫做高能磷酸键,ATP分子中大量的能量就储存在高能磷酸键中。 ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。 2)ATP与ADP相互转化的过程及意义 在有关酶的催化作用下,ATP分子中远离A的那个高能磷酸键很简单水解,于是,远离A的那个P就脱离开来,形成游离的Pi(磷酸),同时,储存在这个高能磷酸键中的能量释放出来,ATP就转化成ADP(二磷酸腺苷)。在有关酶的催化作用下,ADP可以接受能量,同时与一个游离的Pi结合,重新形成ATP(P89图5-5)。 细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性。 细胞中绝大多数须要能量的生命活动都是由ATP干脆供应能量的 光合
4、作用以及对它的相识过程 1)光合作用的相识过程 光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。 一、18世纪中期前,人们认为土壤中的水分是植物建立自身的原料,未考虑到空气。二、1771年,英国科学家普利斯特利证明,植物可以更新空气。三、1779年,荷兰科学家英格豪斯证明上述试验只有在阳光照耀下才能胜利。1785年,由于发觉了空气的组成,人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气,汲取的是二氧化碳。四、1864年,德国植物学家萨克斯证明光合作用的产物除氧气外还有淀粉。五、因人们发觉放射性同位素,1939年美国科学家鲁宾和卡门证明光合作用释放的氧
5、气来自于水(P106页第6题)。六、20世纪40年头美国科学家卡尔文用14C标记的14CO2,最终证明产物CO2中的C在光合作用中转化成有机物中C的途径,称为卡尔文途径。 2)光合作用的过程CO2+H2O叶绿体光能(CH2O)+O2 光反应阶段:光合作用的第一阶段中的化学反应,必需有光才能进行,这个阶段叫做光反应阶段。光反应阶段的化学反应是在类囊体的薄膜上进行的。叶绿体中光合色素汲取的光能,有两方面用途:一是将水分解成氧和H,氧干脆以分子形式释放出去,H则被传递到叶绿体内的基质中,作为活泼的还原剂,参加到暗反应阶段的化学反应中去; 二是在有关酶的催化作用下,促成ADP与Pi发生化学反应,形成A
6、TP。光能就转变为储存在ATP中的化学能。 暗反应阶段:光合作用其次阶段中的化学反应,有没有光都能进行,这个阶段,叫做暗反应阶段。暗反应阶段的化学反应是在叶绿体的基质中进行的。在暗反应阶段中,绿叶通过气孔从外界汲取进来的二氧化碳,不能干脆被H还原,它必需首先与植物体内的C5(一种五碳化合物)结合,这个过程叫做二氧化碳的固定。一个二氧化碳分子被一个C5分子固定以后,很快形成两个C3(一种三碳化合物)分子。在有关酶的催化作用下,C3接受ATP释放的能量并且被H还原。随后,一些接受能量并被还原的C3经过一系列改变,形成糖类;另一些接受能量并被还原的C.3则经过一系列的化学改变,又形成C5,从而使暗反
7、应阶段的化学反应持续的进行下去。 影响光合作用的速率的环境因素 1)环境因素对光合作用的速率的影响 光照的强弱,温度的凹凸,CO2的浓度 2)农业生产以及温室中提高农作物产量的方法 同上 细胞呼吸 1)有氧呼吸和无氧呼吸过程及异同 有氧呼吸 9 对于绝大多数生物来说,有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式,这一过程必需有氧的参加。有氧呼吸的主要场所是线粒体。有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖。 C6H12O6+6O2酶6CO2+6H2O+能量 有氧呼吸第一阶段是,一分子的葡萄糖分解成二分子的丙酮酸,产生少量的H,并释放出少量的能量。这一阶段不须要氧的参加,是在细胞质的基质中进行的。 其次阶段是丙酮酸和水彻底
8、分解成二氧化碳和H,并释放出少量的能量。这一阶段不须要氧的参加,是在线粒体基质中进行的。 第三个阶段是,上述两个阶段产生的H,经过一系列的反应,与氧结合形成水,同时释放出大量的能量。这一阶段须要氧的参加,是在线粒体内膜上进行的。 有氧呼吸是指细胞在氧的参加下,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,生成很多ATP的过程。 无氧呼吸 除酵母菌以外,还有很多种细菌和真菌能够进行无氧呼吸。马铃薯块茎、苹果果实等植物器官的细胞以及动物骨骼肌的肌细胞等,除了能够进行有氧呼吸,在缺氧条件下也能进行无氧呼吸。一般地说,无氧呼吸最常利用的物质也是葡萄糖。 无氧呼吸分成两
9、个阶段,须要不同酶的催化,但都是在细胞质基质进行的。 第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同。 其次阶段是丙酮酸在不同酶的催化下,分解成酒精和二氧化碳,或者转化成乳酸。 C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)+少量能量 10 C6H12O6酶2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量2)细胞呼吸的意义及其在生产和生活中的应用意义:ATP分子高能磷酸键中能量的主要来源是呼吸作用。应用:(P95-96资料分析)1.4细胞的增殖 细胞的生长和增殖的周期性 多细胞生物体体积的增大,即生物体的生长,既靠细胞生长增大细胞的体积,还要靠细胞分裂增加细胞的数量。 细胞进行有丝分裂具有周期性。即连续分裂的细胞,从
10、一次分裂完成时起先,到下一次分裂完成时为止,为一个细胞周期。一个细胞周期包括两个阶段:分裂间期和分裂期。 (P112图6-1) 细胞的无丝分裂及其特点 在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的改变,所以叫做无丝分裂。例如,蛙的红细胞的无丝分裂。 细胞的有丝分裂 1)动、植物细胞有丝分裂的过程及异同 以高等植物细胞为例的有丝分裂期的过程: 前期:间期染色质丝螺旋缠绕,缩短变粗,成为染色体。每条染色体包括两条并列的姐妹染色单体,这两条染色单体由一个共同的着丝点连接着(P112图6-2)。核仁渐渐解体,核膜渐渐消逝。从细胞的两极发出纺锤丝,形成一个梭形的纺锤体。染色体散乱地分布在纺锤体的中心。 11 中
11、期:每条染色体的着丝点的两侧,都有纺锤丝附着在上面,纺锤丝牵引着染色体运动,使每条染色体的着丝点排列在细胞中心的一个平面上。这个平面与纺锤体的中轴相垂直,称为赤道板。中期染色体的形态比较稳定,数目比较清楚,便于视察。 后期:每个着丝点分裂成两个,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体,由纺锤丝牵引着分别向细胞的两极移动。这时细胞核中的染色体就平均安排到了细胞的两极,使细胞的两极各有一套染色体。这两套染色体的形态和数目完全相同,每一套染色体与分裂前亲代细胞中的染色体的形态和数目也相同。 末期:当这两套染色体分别到达细胞的两极以后,每条染色体渐渐变成瘦长而盘曲的染色质丝。同时,纺锤丝渐渐消逝,出现了新
12、的核膜和核仁。核膜把染色体包围起来,形成了两个新的细胞核。此时,在赤道板的位置出现了一个细胞板,细胞板由细胞的中心向四周扩散,渐渐形成了新的细胞壁。最终,一个细胞分裂成为两个子细胞。大多数子细胞进入下一个细胞周期的分裂间期状态。 动物细胞有丝分裂期的过程的不同点: 第一:动物细胞有由一对中心粒构成的中心体,中心粒在间期倍增,成为两组。进入分裂期后,两组中心粒分别移向细胞两极。在这两组中心粒的四周,发出多数条放射状的星射线,两组中心粒之间的星射线形成了纺锤体。 其次:动物细胞分裂的末期不形成细胞板,而是细胞膜从细胞的中部向内凹陷,最终把细胞缢裂成两部分,每部分都含有一个细胞核。这样,一个细胞就分
13、裂成了两个子细胞。 2)有丝分裂的特征和意义 特征:将亲代细胞的染色体经过复制(实质为DNA的复制)之后,精确的平均安排到两个子细胞中。 意义:由于染色体上有遗传物质DNA,因而在细胞的亲代和子代中保持了遗传形态的稳定性,对生物遗传有重要意义。 1.5细胞的分化、苍老和调亡细胞的分化 1)细胞分化的特点、意义及实例 特点:细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象,是生物个体发育的基础。 意义:细胞分化使很多生物体中的细胞趋向特地化,有利于提高各种生物生理功能的效率。 实例:多细胞生物体从小长大,不仅有细胞数量的增加,还有细胞在结构和功能上的分化(受精卵发育成个体)。即使在成熟的个体中,仍旧有一些细
14、胞具有产生不同种类的新细胞的实力(造血干细胞)。 2)细胞分化的过程及缘由 过程:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程,叫做细胞分化。 缘由:就一个个体来说,各种细胞具有完全相同的遗传信息,在个体发育过程中,不同的细胞中遗传信息执行的状况是不同的(基因选择性表达)。 细胞的全能性 1)细胞全能性的概念和实例 概念:细胞的全能性是指已经分化的细胞,仍旧具有发育成完整个体的潜能。 实例:P119图6-11胡萝卜的组织培育 细胞的苍老和调亡与人体健康的关系 1)细胞苍老的特征 细胞内的水分削减,结果是细胞萎缩,体积变小,细胞新陈代谢的速 13 率
15、减慢。 细胞内多种酶的活性下降 细胞内的色素会随着细胞苍老而渐渐积累,它们会阻碍细胞内物质的沟通和传递,影响细胞正常的生理功能。 细胞内呼吸速率减慢,细胞核的体积增大,细胞内折,染色质收缩,染色加深。 细胞膜通透性变更,使物质运输功能降低。 2)细胞调亡的含义 由基因所确定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞调亡。由于细胞调亡受到严格的由遗传机制确定的程序性调控,所以也经常被称为细胞编程性死亡。 3)细胞苍老和调亡与人体健康的关系 细胞调亡对于多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,以及抵挡外界各种因素的干扰都起着特别关键的作用。 癌细胞的主要特征和恶性肿瘤的防治 主要特征:一、在相宜的条
16、件下,癌细胞能够无限增殖;二、癌细胞的形态结构发生显著改变;三、癌细胞的表面发生了改变。 恶性肿瘤防治 预防:远离致癌因子,尽量规避罹患癌症的风险。 治疗:手术切除、化疗、放疗。 试验(略) 高二生物教案:细胞增殖教学设计 【学习目标】 1知道细胞增殖的方式及意义。 2知道无丝分裂过程和特点。 3理解有丝分裂细胞周期的概念,动植物细胞有丝分裂过程的异同点。 4理解有丝分裂的特征及意义。 5能够应用有丝分裂过程各时期的特点。 【学习障碍】 1理解障碍 (1)如何理解有丝分裂的细胞周期的概念及特点? (2)如何理解有丝分裂的必定性和分裂过程中遗传物质(染色质)的复制和平均安排? (3)如何理解和驾
17、驭有丝分裂的各时期? 2解题障碍 有丝分裂过程中染色体、染色单体、DNA三者的改变规律。 【学习策略】 1理解障碍的突破 (1)用“咬文嚼字法”和“层析综合法”来分析理解细胞周期。 细胞周期是指连续分裂的细胞,从一次分裂完成时起先,到下一次分裂完成时为止,是一个细胞周期。由教材中细胞周期图可知,整个细胞周期分为分裂间期和分裂期两个阶段,且分裂间期时间远长于分裂期。 例1下图四图,能正确反映细胞周期概念的是 解析:用“咬文嚼字法”解。由细胞周期的概念可知前一次分裂结束为起点,到下一次分裂结束为终点,既是起点,又是终点。再结合两个时期所需时间的长短即可作出推断。 答案:A 用“层析综合法”从以下几
18、个方面来理解细胞周期的概念: A一个细胞周期内,分裂间期所占时间为整个周期的90%95%,占肯定长的时间。 B细胞的种类不同,一个细胞周期的时间也不相同。例如,小鼠十二指肠细胞周期为153小时,蚕豆根尖细胞为173小时。且分裂间期和分裂期时间各不相同。 C不是任何细胞都处于细胞周期中。就细胞周期来分,有三种类型的细胞存在,第一,始终处于细胞周期之中的,始终进行分裂的细胞。例如人体皮肤生发层细胞、人体造血干细胞以及其他的干细胞、植物的根尖生长点细胞、茎尖分生区细胞以及形成层细胞等;其次,处于休眠期(又称为G0期)的细胞,这些细胞仍旧具有分裂实力,在合适条件下仍可以回到分裂周期之中接着进行细胞分裂
19、增殖。例如肝脏细胞、肾脏细胞、黄骨髓造血细胞等;第三,完全脱离细胞周期,不能再分裂的走向成熟和苍老的细胞。例如骨骼细胞、白细胞、植物的韧皮部细胞等。 例2下列四组人体细胞中,能够通过细胞分裂使组织得以修复和更新的一组是 A成骨细胞和白细胞 B口腔上皮细胞 C肝细胞和生发层细胞 D神经元和骨骼肌细胞 解析:用“解除法”解。题中所列具有分裂实力的细胞只有成骨细胞、肝细胞和生发层细胞。其他五种细胞均已经高度分化而失去了分裂实力。 答案:C (2)用“借比法”和“成因法”理解有丝分裂及其意义。 细胞的有丝分裂是一种生命活动,而且由完全的分裂活动体现出了生命活动高度的有序性,假如从理解进而感悟生命的奇妙
20、与奥妙的情感中去理解有丝分裂的整个过程及其意义。那有丝分裂的学问就不会味同嚼蜡,只是机械记忆了。 首先,须要了解细胞分裂的缘由,加深理解细胞分裂的过程。 活细胞不停地进行着代谢,在肯定范围内就可以不断地生长。细胞为什么不能无限地长大而要进行分裂呢?我们可以将细胞比方为一个生物体,就像咱们人,要进行一系列活动的缘由是什么呢?这是因为细胞的生长要受到细胞核与细胞质以及细胞表面积与体积的比例等因素的制约。 受到细胞表面积与体积之比的限制。 细胞要通过它的表面(细胞膜)不断地和四周环境或邻近细胞进行物质交换,这样它就必需有足够的表面积,否则它的代谢作用就很难进行。当细胞的体积由于生长而逐步增大时,细胞
21、表面积和体积的比例就会变得越来越小,导致表面积不够,使细胞内部和外界的物质交换适应不了细胞的须要,这就会引起细胞的分裂,以复原其原来的表面积与体积的相宜比例。就像煤粉比煤块燃烧会更充分和快速一样,相宜的大小是有利于物质的高效沟通的。 要维持细胞核与细胞质体积之间的平衡状态。 细胞质中的生理、生化过程都受到细胞核中遗传物质的指引和限制。就好比人的行为活 动受控于大脑一样。因此,当细胞质的体积增大太大时,细胞核对这样大范围的细胞质的调控作用就会相对减弱,以致造成核、质的不平衡,从而引起细胞分裂,以复原其细胞核与细胞质体积之间的稳定状态。科学家曾做过这样的试验:当人工培育的变形虫快要分裂的时候,把它
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