教师资格（统考）-生物学科-精讲班-第一部分第一章 分子与细胞.pptx

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1、生物学科知识与教学能力（中学）精讲班教师资格（统考）授课教师：柳磊第一部分 学科知识第一章 分子与细胞考点聚焦1.本章知识在历年考试中考查形式灵活覆盖单项选择题与简答题。2.在历年考试中细胞的分子组成、细胞的结构、细胞的代谢、细胞的增殖和细胞的分化、衰老及凋亡是考查重点，考生尤其需要识记细胞的结构和细胞的增殖、分化等主要内容。第一章 分子与细胞一、组成细胞的元素与化合物1.组成细胞的元素按照在细胞中的含量不同可将细胞中的元素分为大量元素和微量元素；按照作用的不同可将细胞中的元素分为最基本元素、基本元素和主要元素。具体见表第一节 细胞的分子组成 第一节 细胞的分子组成 分类判断依据包含元素大量元

2、素占生物体总重量万分之一以上的元素C、H、0、N、P、S、K、Ca、Mg微量元素生命活动必需，但含量很少的元素Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo主要元素 共占细胞总量的97%以上C、H、0、N、P、S基本元素无论干重还是鲜重，C、H、0、N都是含量最多的四种元素C、H、0、N最基本元素构成有机物的基本骨架C2.组成细胞的化合物组成细胞的元素大多以化合物的形式存在，细胞中的主要化合物种类总结如图第一节 细胞的分子组成 3、生物界与非生物界的统一性和差异性统一性：组成生物体的化学元素在无机自然界都可以找到没有一种元素是生物界特有的。差异性：组成生物体的化学元素在生物体和自然界中的含量相差很大。第一节

3、 细胞的分子组成 二、细胞中的无机物(一)水水是构成细胞的重要元机物。生物体的含水量随着生物种类的不同有所差别，一般为60%95%，水母的含水量达到97%。生物体在不同的生长发育期，含水量也不同。例如，幼儿身体的含水量远远离于成年人身体的含水量，植物幼嫩部分比成熟部分含水量更多。第一节 细胞的分子组成 水在细胞中以两种形式存在。一部分水与细胞内的其他物质结合，叫作结合水。细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动，叫做自由水。两者的特点总结如表：第一节 细胞的分子组成 存在形式含量特点生理作用结合水4.5%在细胞中与其他物质结合在一起是细胞结构的重要组成成分自由水95.5%以游离的形式存

4、在；易蒸发；新陈代谢越旺盛，所占比例越高是细胞内的良好溶剂，运输营养物质和代谢废物；参与许多生物化学反应；为细胞提供液体环境（二）无机盐1.无机盐的含量无机盐是细胞中含量很少的无机物，仅占细胞鲜重的1%5%。2.无机盐在细胞中的存在形式细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，含量较多的阳离子有Na+,K+.Ca2+,Mg2+,Fe2+,F3+等，阴离子有Cl-,SO42-，PO43-,HCO3-等。第一节 细胞的分子组成 3.无机盐的作用(1）与蛋白质等物质结合形成复杂的化合物。如：Mg2+是构成叶绿素的成分、Fe2+是构成血红蛋白的成分、I-是构成甲状腺激素的成分。(2）参与细胞的各种生命活动。

5、如Ca2+浓度过低则肌肉抽搐、过高则肌肉无力。(3）维持生物体内的平衡。Na+。Cl-对细胞外液渗透压起重要作用，K则对细胞内液渗透压起决定作用。人血浆中的HCO3-、HPO42-等对血浆PH的稳定起重要作用。第一节 细胞的分子组成 二、细胞中的无机物（一）蛋白质1.蛋白质的元素组成组成蛋白质的元素除C、H、0、N外，大多数蛋白质还含有S或者P。2.蛋白质的基本单位氨基酸是组成蛋白质的基本单位。在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种，其结构通式为：第一节 细胞的分子组成 其结构通式为：R|H2NCCOOH|H第一节 细胞的分子组成 每种氨基酸分子至少都含有一个氨基（NH2）和一个羧基（COOH

6、）并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。氨基酸的种类由R基决定。第一节 细胞的分子组成 3.氨基酸分子的结合方式蛋白质是由许多氨基酸分子互相连接而成的。氨基酸分子相结合的方式为脱水结合，即一个氨基酸分子的竣基（COOH）与另一个氨基酸分子的氨基（NH2）相连接，同时失去一分子水的化学反应，连接两个氨基酸分子的化学键叫肽键（NHCO）。缩合过程如图:第一节 细胞的分子组成 由图1-1-2知，由两个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物，叫作二肽。由多个氨基酸分子缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫作多肽。多肽通常呈链状结构，叫作肽链。肽链盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。第一节 细

7、胞的分子组成 4.蛋白质缩合形成多肽过程中的有关计算蛋白质缩合形成多肽过程中有以下相关计算(1）一个蛋白质分子中肽键数（脱去的水分子数）=氨基酸数肽链条数。(2）一个蛋白质分子中至少含有氨基数（或羧基数）=肽链条数。(3）游离的氨基或羧基数肽链数R基中含的氨基或竣基数。第一节 细胞的分子组成(4）蛋白质相对分子质量氨基酸数氨基酸平均相对分子质量（128）一失去的水分子数18。(5)N原子数肽键数肽链数R基上N原子数各氨基酸中N原子总数。(6)O原子数肽键数肽链数2+R基上O原子数各氨基酸中O原子总数脱去水分子的个数。(7）三种不同氨基酸，每种数目不限的情况下，可形成的肽类化合物种类是：33=2

8、7种三肽，32=9种二肽；在每种氨基酸只有一个的情况下，可形成321=6（种）三肽，以2=6（种）二肽。第一节 细胞的分子组成 5.蛋白质结构和功能的多样性(1）蛋白质结构的多样性蛋白质结构的多样性的原因主要有组成蛋白质多肽链的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同以及构成蛋白质的多肽链的数目、空间结构不同。(2）蛋白质功能的多样性蛋白质是生命活动的主要承担者蛋白质的部分功能及举例如表所示。第一节 细胞的分子组成 第一节 细胞的分子组成 功能举例催化生物体内各种化学反应多是在蛋白质类酶的催化下进行的运输血红蛋白运输氧气脂蛋白随血，流将脂质从肝运输到身体其他部位收缩和运动肌肉中的一些蛋白质构成肌肉的收

9、缩系统有机体结构细胞膜系统等主要由蛋白质和磷脂构成还有各种结构蛋白质防御抗体具有免疫功能，凝血蛋白能保护受伤的血管调控调节、控制细胞的生长、分化、遗传信息的表达(3）蛋白质的变性与复性蛋白质在受到强烈的理化因素（强酸强碱等）影响下，空间结构发生改变，生物活性丧失，溶解度下降，不对称性增大及其他理化常数改变的现象称为变性，不涉及蛋白质一级结构的破坏。变性的实质就是次级键（有时也包括二硫键）被破坏，天然构象解体。蛋白质变性后往往出现下面的现象：结晶及生物活性丧失（是蛋白质变性的主要特征）。疏水侧链基团外露。理化性质改变，沉淀，黏度增加，分子伸展。生理化学性质改变分子结构伸展松散易被蛋白酶水解。第一

10、节 细胞的分子组成 同样，当变性因素去除时，变性蛋白质又可重新回复到天然构象，并恢复一定程度的生物活性，这一现象称为蛋白质的复性。第一节 细胞的分子组成（二）核酸1.核酸的元素组成核酸由C、H、0、N、P共5种元素构成。2.核酸的基本单位组成核酸的基本单位是核昔酸（由1分子磷酸1分子五碳糖1分子含氮碱基组成）。核昔酸分为两种，脱氧核糖核昔酸和核糖核昔酸。脱氧核糖核昔酸的五碳糖是脱氧核糖，含氮碱基是A（腺瞟岭）、T（胸腺嘧啶）、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶），共有4种脱氧核糖核苷酸。核糖核酸的五碳糖是核糖，含氮碱基是A、U（尿嘧啶）、G、C，共有4种核糖核昔酸。第一节 细胞的分子组成 3.核酸的种类

11、核酸主要有脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）两种，具体见表第一节 细胞的分子组成 种类英文缩写基本组成单位存在场所脱氧核糖核酸DNA脱氧核苷酸（4种）主要在细胞核中（在叶绿体和线粒体中有少量存在）核糖核酸RNA核糖核苷酸（4种）主要在细胞质中4.核酸的功能核酸是细胞内携带遗传信息的物质在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。原核、真核生物的遗传物质都是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。核酸的主要功能是储存遗传信息控制蛋白质的合成。第一节 细胞的分子组成（三）糖类1.糖类的元素组成及分类糖类由C、H、O这3种元素组成，其分子通式为Cn(H2O)m，分为单糖、二糖

12、和多糖等。单糖是不能水解的糖类常见单糖有葡萄糖、果糖等二糖由两分子单糖脱水缩合而成，必须水解成单糖才能被细胞吸收，常见二糖为蔗糖，多糖是生物体内绝大多数糖类的存在形式，淀粉是最常见的多糖。第一节 细胞的分子组成 2.糖类的功能糖类是细胞生命活动所需的主要能源物质；参与细胞识别、细胞间物质运输和免疫功能的调节等生命活动。第一节 细胞的分子组成 一、细胞学说1.细胞学说的建立细胞学说是19世纪30年代由施莱登和施旺建立的。做出贡献的科学家有：(1）发现细胞的科学家是英国的虎克。(2）发明显微镜的科学家是荷兰的列文虎克。(3）创立细胞学说的科学家是德国的施莱登和施旺。施旺和施莱登提出“一切动物和植物

13、都是由胞构成的，细胞是一切动植物的基本单位”。第二节 细胞的结相与功能(4）在此基础上德国的魏尔肖总结出：“细胞只能来自细胞”，细胞是一个相对独立的生命活动的基本单位。这被认为是对细胞学说的重要补充。第二节 细胞的结相与功能2.细胞学说的内容细胞学说包括以下三条内容（1）细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物构成。（2）细胞是一个相对独立的单位，既有他自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。（3）新细胞可以从老细胞中产生。第二节 细胞的结相与功能二、细胞的结构（一）细胞璧细胞壁是细胞的最外层，在细胞膜的外面。细胞壁的厚薄常因每织、功能不同而异。植物、真菌

14、、藻类和原核生物（除了支原体与L形细胞，即缺壁细胞）都具有细胞壁，二动物细胞不具有细胞壁。细胞壁本身结构疏松，外界物质可以通过细胞壁进入细胞中，细胞壁具有全透性。植物细胞壁的主要组成成分是纤维素、果胶；细菌细胞壁主要成分是肽聚糖。细胞壁的主要功能是保护和支撑细胞。第二节 细胞的结相与功能（二）细胞膜1.细胞膜的组成细胞膜又称细胞质膜，是细胞表面的一层薄膜。磷脂双分子层是构成细胞膜的基本骨架。细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，含有少量糖类。在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富。蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，因此，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类数量越多。第二节 细胞的结相与功能2.细胞膜的功能特

15、点(1）将细胞与外界环境分隔开无论是真核细胞还是原核细胞都必定有一个由一定膜结构形成的界膜不然的话就不会有细胞存在。细胞膜的出现使生命起源到了细胞的形式，也保证了细胞生命活动的正常进行。细胞膜的出现使各种生物大分子集中到一个相对稳定的微环境中这样有利于细胞的物质和能量代谢也有利于细胞的生长发育。细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。第二节 细胞的结相与功能(2）控制物质进出细胞细胞膜具有选择透过性细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞细胞不需要或者对细胞有害的物质不容易进入细胞。当然，细胞膜的控制作用是相对的，环境中一些对细胞有害的物质有可能进入；有些病毒、病菌也能侵入细胞，使生物体患病。第二节

16、细胞的结相与功能(3）进行细胞间的信息交流在多细胞生物体内各个细胞都不是孤立存在的，它们之间必须保持功能的协调，才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换，也有赖于信息的交流。细胞间信息交流的方式多种多样，如图所示。第二节 细胞的结相与功能第二节 细胞的结相与功能（三）细胞质1.细胞质基质细胞质基质主要由水无机盐脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶组成。其主要功能是：为代谢提供场所、物质和一定的环境条件，影响细胞的形状、分裂、运动及细胞器的转运等。第二节 细胞的结相与功能2.细胞器细胞在生命活动中发生着物质和能量的复杂变化。细胞内部就像一个繁忙的工厂，在细胞质中有许多忙碌

17、不停的“车间”这些“车间”都有一定的结构如线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体等，它们统称为细胞器（如下图）。各种细胞器的形态、结构不同，在功能上也各有分工。第二节 细胞的结相与功能第二节 细胞的结相与功能线粒体（双层膜）：内膜向内突起形成“崎”，细胞有氧呼吸的主要场所（第二、三阶段），含少量DNA是细胞的“动力车间”。叶绿体（双层膜）：只存在于植物绿色部分的细胞中。类囊体薄膜上有光合色素和进行光反应所需的酶，叶绿体基质中含有与暗反应有关的酶是光合作用的场所，含少量的DNA。内质网（单层膜）：有机物的合成“车间”，蛋白质运输的通道。第二节 细胞的结相与功能高尔基体（单层膜）：动物细

18、胞中与分泌物的形成有关，植物中与有丝分裂、细胞壁的形成有关。液泡（单层膜）：泡状结构，成熟的植物细胞有大液泡。功能是贮藏营养、色素等保持细胞形态调节渗透吸水。核糖体（元膜结构）：合成蛋白质的场所。中心体（无膜结构）：由垂直的两个中心粒构成，与动物细胞有丝分裂有关。溶酶体（单层膜）：囊状结构，存在于真核细胞中，内含多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌。第二节 细胞的结相与功能三、细胞的多样性与统一性（一）细胞的多样性细胞多样性的表现和原因细胞多样性表现在细胞的形状、大小、种类和结构等几个方面，其直接原因是构成细胞的蛋白质结构不同，根本原因是基因的选择性表达。按照细

19、胞结构的复杂程度及进化顺序所有细胞可分为两类：原核细胞和真核细胞。第二节 细胞的结相与功能1.原核细胞原核细胞通常比真核细胞小；内部结构较简单；遗传物质量较少；原核细胞没有由核膜包被的细胞核，但有核区（又称拟核），遗传物质DNA集中分布在核区；细胞器只有核糖体，没有以膜为基础的具有特定结构与功能的细胞器；原核生物一般都是单细胞生物，主要包括细菌、蓝细菌（蓝藻）等。第二节 细胞的结相与功能2.真核细胞真核细胞结构相对复杂，功能相对更加多样化，真核细胞具有真正的细胞核，细胞核有双层核膜包被，内有核仁和核质，遗传物质DNA主要分布在核质；细胞器既有核糖体，又有许多由膜包被或组成的细胞器。第二节 细胞

20、的结相与功能第二节 细胞的结相与功能项目原核细胞真核细胞代表生物细菌、蓝细菌（蓝藻）原生生物、真菌、植物和动物细胞膜细胞膜的化学组成和结构相似细胞壁多数有细胞壁，主要成分是肤聚糖植物细胞有细胞壁，主要成分是纤维素和果胶；真菌有细胞壁，动物细胞无细胞壁细胞质只有核糖体有线粒体、叶绿体、内质网、溶酶体等细胞器哺乳动物的成熟红细胞无细胞核和核糖体等众多的细胞器也不进行细胞分裂第二节 细胞的结相与功能项目原核细胞真核细胞细胞核拟核，无核膜，也没有染色体有核膜包被的真正的细胞核（核膜、核仁和核质组成），有染色体遗传物质DNADNADNA分布拟核，有的细胞有质粒主要在细胞核，也有线粒体DNA和叶绿体DNA

21、细胞分裂方式二分裂有丝分裂，无丝分裂和减数分裂（二）细胞的统一性细胞的统一性体现在以下方面：（1）化学组成：组成元素基本一致化合物种类相似。（2）结构：都具有细胞膜、细胞质和核糖体。（3）增殖方式：都通过细胞分裂进行细胞的增殖。（4）遗传物质：都以DNA作为遗传物质，且遗传密码通用。（5）能源物质：都以ATP作为细胞的直接能源物质。第二节 细胞的结相与功能一、物质出入细胞的方式（一）物质跨膜转运的实例1.渗透作用(1）渗透作用的概念渗透作用指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜，从低浓度溶液向高浓度溶液扩散的现象。（2）渗透作用的发生需要两个条件a具有一层半透膜b半透膜两侧的溶液具有浓度差第三节

22、 细胞的代谢2.动物细胞的吸水和失水动物细胞的细胞膜相当于半透膜，两侧具有浓度差，构成渗透系统，故可发生渗透作用，但不能发生质壁分离。具体有以下三种情况：（1）当外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞吸水膨胀.（2）当外界溶液浓度细胞质浓度时，细胞失水皱缩。（3）当外界溶液浓度细胞质浓度时，水分进出平衡。第三节 细胞的代谢3.植物细胞的吸水与失水成熟植物细胞具有原生质层由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成，相当于一层半透膜；同时植物细胞的细胞壁具有全透性原生质层的伸缩性细胞壁的伸缩性具体也有三种情况：(1）当外界溶液浓度细胞液浓度时，细胞吸水膨胀。第三节 细胞的代谢(2）当外界溶液浓度细胞液浓度时

23、，细胞失水，此时细胞壁和原生质层都会出现一定程度的皱缩，但是由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，持续失水将逐渐发生质壁分离；当外界溶液浓度小于细胞液浓度时细胞吸水持续吸水将逐渐发生质壁分离复原。(3）当外界溶液浓度细胞液浓度时，水分进出平衡。第三节 细胞的代谢4.动、植物细胞通过渗透作用吸水或失水动物细胞与植物细胞都可通过渗透作用吸水或失水二者有相同点也有不同点可概括为表1-1-10所示第三节 细胞的代谢比较项目动物细胞植物细胞条件细胞膜具有选择透过性相当于半透膜细胞内溶液与细胞外熔液具有浓度差细胞壁是全透性的；原生质层相当于半透膜；细胞液与外界溶液具有浓度差原理渗透作用渗透作用水分子运动方向低浓

24、度溶液流向高浓度梅液低浓度溶液流向高浓度溶液现象皱缩或涨破质壁分离、质壁分离复原一、酶和ATP（一）酶1.酶的概念及特性酶通常是由活细胞产生的、具有催化活性的一类特殊的有机物（大多数为蛋白质），又称为生物催化剂。少数RNA也具有生物催化作用，它们被称为“核酶”。酶具有催化性、高效性、专一性等特点。第三节 细胞的代谢2.影晌酶促反应速率的因素（1）pH值在最适pH下，酶的活性最高，pH值偏离或偏低，酶的活性都会明显降低。PH值过高或过低，酶活性丧失（2）温度在最适温度下，酶的活性最高，温度偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。温度过低，酶活性降低；温度过高，酶活性丧失。第三节 细胞的代谢（3）辅助因

25、子许多种酶的正常活动还需要非蛋白质成分的参与。辅助酶蛋白部分完成催化功能的小分子称为辅助因子。由酶蛋白与辅助因子组成的酶称为全酶。酶蛋白部分决定底物的专一性辅助因子决定反应性质的专一性它在反应中通常作为电子、原子或基团的载体。（4）激活剂和抑制剂有些酶可以利用特定的金属离子调节自身的活性，如DNA聚合酶，当续离子存在时才能发挥催化活性，短离子可以抑制其活性。第三节 细胞的代谢（5）酶与底物浓度的比例当两者的浓度比最适时，反应速率最快。另外，酶促反应速率还受酶的浓度、底物浓度、产物浓度的影响。5.酶的作用机理没本身并没有参与反应，其作用机理是降低化学反应的活化能而并没有改变反应的平衡点。反应前后

26、，酶既没有增加也没有减少。第三节 细胞的代谢（二）ATP1.ATP的结构及功能(1)ATP的结构ATP的中文名是腺嘌呤核苷三磷酸（三磷酸腺昔）；其构成是腺嘌呤一核糖一磷酸基团磷酸基团磷酸基团；简式为A-PPP（A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖组成；“”代表高能磷酸键，远离“A”的高能磷酸键容易断裂，释放大量能量）。第三节 细胞的代谢三、细胞呼吸（一）有氧呼吸1.有氧呼吸的概念有氧呼吸是指活细胞在氧气的参与下，通过酶的催化作用，把某些有机物彻底氧化分解，生成二氧化碳和水，同时释放大量能量的过程。第三节 细胞的代谢2.有氧呼吸的过程a有氧呼吸主要有三个阶段：第一阶段：糖酵解在细胞质基质中，一分子葡萄糖分

27、解成两分子丙酣酸，同时脱下4个HJ(活化氢）；在葡萄糖分解的过程中释放出少量的能量，产生少量的ATP，这一阶段不需要氧的参与。酶C6H12O6（葡萄糖）2C3H4O3(丙酮酸)+4H+2ATP热能第三节 细胞的代谢b第二阶段：三羧酸循环丙酮酸进入线粒体的基质中，两分子丙酮酸和6个水分子中的氢全部脱下，共脱下20个H，丙酮酸被氧化分解成二氧化碳；在此过程中释放少量的能量，产生少量的ATP。这一阶段也不需要氧的参与，是在线粒体基质中进行的。第三节 细胞的代谢c第二阶段：氧化磷酸化在线粒体的内膜上，前两个阶段脱下的共24个H与从外界吸收或叶绿体光合作用产生的6个O2结合成水；在此过程中释放大量的能量

28、，产生大量的ATP，这一阶段需要氧的参与。第三节 细胞的代谢(二)无氧呼吸无氧呼吸是指相胞在无氧条作下,通过的催化作用把萄糖等有机物分解成乙醇和三氧化碳或乳酸，同时释放少量能量的过程。1.无呼吸的概念第三节 细胞的代谢2.无氧呼吸的过程无氧呼吸过程主要有两个阶段:(1)第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同,在细胞质基质中进行。(2)第二阶段的反应场所仍然为细胞质基质,不同的生物的细胞中会发生不同的反应,反应式如下：第三节 细胞的代谢（三）有氧呼吸和无氧呼吸过程的比较细胞呼吸的两种方式有共同点也有不同点具体见表1-1-13:第三节 细胞的代谢项目有氧呼吸无氧呼吸不同点场所细胞质基质和线粒体细胞质

29、基质条件需O2、酶不需O2、需酶产物酒精、CO2或乳酸能量大量少量特点有机物彻底分解，能量完全释放有机物没有彻底分解能量没有完全释放相同点联系葡萄糖分解为丙酬酸阶段完全相同实质分解有机物，释放能量，合成ATP意义为生物体的各项生命活动提供能量（四）影响细胞睁眼的环攘因素(1)温度不同的温度会影响呼吸酶的活性，从而影响呼吸强度。(2)02浓度对有氧呼吸：在一定范围内，随着O2浓度增加，有氧呼吸强度也增加，但由于呼吸酶数量和呼吸底物浓度的限制，O2浓度增加到一定程度，有氧呼吸强度不再增加。对无氧呼吸：随着O2浓度的增加，无氧呼吸受到的抑制作用加强。第三节 细胞的代谢(3)CO2浓度CO2是有氧呼吸

30、和产酒精元氧呼吸的产物，当CO2浓度过高时会抑制细胞呼吸。(4)水分水为细胞呼吸提供反应环境，一定范围内随水含量的增加细胞呼吸加强。第三节 细胞的代谢（五）细胞呼吸的意义及其应用(1）水稻生产中，适时的露田和晒田可以改善土壤通气条件，增强水稻根系的细胞呼吸作用。(2）储存粮食时，要注意降低温度和保持干燥，抑制呼吸作用。(3）果蔬保鲜时，采用降低氧浓度、充氮气或降低温度等方法，抑制细胞呼吸，注意要保持一定的湿度。第三节 细胞的代谢四、光合作用1、光合作用的概念光合作用指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和谁转变成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。2、捕获光能的色素和结构光合色素的种类

31、与功能高等植物的光合色素高等植物所含光合色素主要分布在叶绿体内囊体薄膜上，种类包括叶绿素和类胡萝卡素。各类光合色素的特点总结如表所示：第三节 细胞的代谢第三节 细胞的代谢色素种类吸收光谱滤纸条上的位置分布功能类胡萝卜素（约1/4)胡萝卜素主要吸收蓝紫光叶绿体的囊状结构膜上吸收、传递光能叶黄素a叶绿素（约3/4)叶绿素a主要吸收蓝紫光和红光转化光能叶绿素b吸收、传递光能低等植物的光合色素藻胆素在蓝藻、红藻等藻类中常与蛋白质结合为藻胆蛋白。根据颜色的不同，藻胆蛋白分为藻蓝蛋白和藻红蛋白，藻蓝蛋白是藻红蛋白的氧化产物，它们可以吸收光能和传递光能。第三节 细胞的代谢(2）影响叶绿素合成的因素影响叶绿素

32、合成的因素包括光照、温度、必需元素等，这些因素的具体作用如表1-1-15所示第三节 细胞的代谢影晌因素作用光照光是叶绿素合成的必要条件温度叶绿素的合成需要酶的催化必需元素氮、侯是叶绿素的组成成分，铁、锤、铜、钵等是叶绿素形成过程中某些酶的辅助成分3.光合作用的过程图解根据需光与否，光合作用的全部过程可分为光反应和暗反应两个阶段，每个阶段都会发生复杂的反应。（1）光反应光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，需要光、色素、酶和水的参与。第三节 细胞的代谢（2）暗反应暗反应发生在叶绿体基质中,不需要光照,需要多种酶的参与。暗反应是利用光反应捕获的能量(NADPH和ATP),将CO2固定、还原成糖类的酶促

33、反应。在此过程中能量储存在糖类中,同时NADPH再被氧化成为NADP,而ATP再次分解为ADP和磷酸。反应式如下CO2+NADPH+H+ATPC6H12O6+NADP+ADP+Pi第三节 细胞的代谢根据光反应和暗反应中能量的转换，光合作用可以划分为三个过程：A光能吸收、传递和转换的过程。B光能转化为活跃的化学能的过程。C活跃的化学能转变为稳定的化学能的过程。第三节 细胞的代谢（三)影响光合作用速率的环境因素1.光照强度光是光合作用的能量来源,光照强度直接影响光合速率。在其他条件都适宜的情况下,在一定的光照强度范围内,光合作用的速率随着光照强度的增加而加快(1)光饱和点当光照强度高到一定数值后,

34、光照强度再提高而光合速率不再加快,这种现象叫光饱和现象。开始达到光饱和现象的光照强度称为光饱和点。第三节 细胞的代谢(2)光补偿点在光饱和点以下,随着光照强度减弱,光合速率减慢,当减弱到一定光照强度时,光合作用吸收二氧化碳量与呼吸释放二氧化碳的量处于动态平衡,这时的光照强度称为光补偿点,此时植物制造有机物量和消耗有机物量相等。不同类型植物的光饱和点和补偿点是不同的。第三节 细胞的代谢2.CO2浓度在一定浓度范围内，光合作用速率随着CO2浓度的增加而加快。空气中的二氧化碳含量一般占体积的0.033%，对植物的光合作用来说是比较低的。如果二氧化碳浓度降低，光合速率急剧减慢，当光合作用吸收的二氧化碳

35、量等于呼吸作用放出的二氧化碳量，这个时候外界的二氧化碳浓度就叫做二氧化碳补偿点，空气中的二氧化碳浓度低于二氧化碳补偿点时，植物就没有光和产物的积累，高于二氧化碳补偿点，光合速率随二氧化碳浓度增加而直线上升，但到达一定浓度后，光合速率不再增加，这时的浓度称为二氧化碳的饱和点。第三节 细胞的代谢3.必需矿质元素在一定浓度范围内,增大必需矿质元素的供应,可提高光合作用速率,但当超过一定浓度后,会因土壤溶液浓度过高而导致光合作用速率下降。4.水水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，影响CO2进入叶肉细胞，间接影响光合作用。第三节 细胞的代谢5.温度光合作用只能在一定的温度

36、范围内进行，在最适温度时，酶的活性最高，光合作用速率最快，高于或低于最适温度光合作用速率下降。温度过高光合速率几乎为零。光合速率和呼吸的最适温度不同光合速率有关的酶对高温较敏感。第三节 细胞的代谢（四）光合作用原理的应用农业生产上一般通过以下三种方法来提高光合作用的强度，以增加农作物产量。(1）延长光照时间如补充人工光照多季种植。(2）增加光照面积一般是采取合理密植和套种的方法以充分利用光照。第三节 细胞的代谢(3）增加光合作用效率增加光合作效率的方法主要有：对阳生植物和阴生植物采取不同强度的光照；适当提高CO2浓度；适当提高白天温度（降低夜间温度）；供应必需矿质元素。第三节 细胞的代谢五、细

37、胞呼吸与光合作用的关系（一）细胞呼吸与光合作用的区别植物细胞的呼吸作用和光合作用在物质和能量上有所联系，在其他方面又有所区别，具体比较如表所示：第三节 细胞的代谢细胞呼吸光合作用物质变化有机物一分解一无机物无机物一合成有机物能量变化化学能ATP中活跃的化学能、热能（放能）光能化学能（储能）实质分解有机物、释放能量供细胞利用合成有机物储存能量场所活细胞（主要在线粒体）叶绿体条件有光、无光均可进行只在光下进行（二）呼吸速率与光合速率随着光照强度的变化，呼吸速率和光合速率的关系可用图表示。第三节 细胞的代谢（1）绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织只进行呼吸作用，测得的数据为呼吸速率（A点）。（2）绿色

38、组织在有光条件下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为表观光合速率（净光合速率）。（3）真正光合速率净光合速率呼吸速率。第三节 细胞的代谢（4）各段光合速率和呼吸作用分析：A点只进行呼吸作用,不进行光合作用植物释放CO2，吸收O2AB段呼吸作用光合作用植物释放CO2，吸收O2第三节 细胞的代谢B点光合作用=呼吸作用植物表观上不与外界发生气体交换B点后呼吸作用光合作用植物释放O2，吸收CO2第三节 细胞的代谢考点梳理一、细胞生长和增殖的周期性(一)细胞不可以无限增大细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大:细胞表面积与体积之间成反比关系,细胞体积越小、其相对表面积越大、越有利于与外界进行物质交

39、換第四节 细胞的增殖细胞核所控制的组胞质范国有一定的限度、细胞核中的DNA不会随细胞体积扩大增加。细胞的核质比限制了细胞的生长。所以,生物体的生长原因包括细胞的生长和细胞的分裂。第四节 细胞的增殖（二）细胞增殖的周期性1.细胞周期连续分裂的细胞，从一次分裂的完成时开始,到下一这分数成时为止，一个细胞周期。细胞周期分为分裂间期和分裂期两个阶段。第四节 细胞的增殖对于细胞周期的进一步说明(1)线分裂的组胞才具有组胞周期(2)间期在前，分裂期在后。(3)间期长、分裂期短。(4)不同生物或同一生物不同种类的细胞，细胞周期长短不一。第四节 细胞的增殖2.细胞的分裂方式细胞的分裂主要分为有丝分裂、无丝分裂

40、和减数分裂三种,其中减数分裂为有丝分裂的特殊情况,有丝分裂是真核生物体细胞进行细胞分裂的主要方式。第四节 细胞的增殖二、细胞的有丝分裂(一)有丝分裂的过程1.动物细胞的有丝分裂细胞的有丝分裂可以分为间期、前期、中期、后期和末期五个段、每个阶段呈现出各自的特点。如图所示为动物细胞有丝分裂过程。第四节 细胞的增殖(1)分裂间期分裂间期主要完成了DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。复制的结果为DNA分子加倍,染色体数不变(一条染色体含有2条染色单体)。细胞在前一次分裂结束之后就进入间期,这时就是新的细胞周期的开始。间期一共分为三个时期:G1期、S期、G2期,间期结束就进入有丝分裂期,即M期第四节 细

41、胞的增殖G1期DNA合成前期:G1期是从上次细胞增殖周期完成以后开始的。G1期是一个生长期。在这一时期中主要进行RNA和蛋白质的生物合成,并且为下阶段S期的DNA合成做准备,特别是合成DNA的前身物质、DNA聚合酶和合成DNA所必不可少的其他系,以及储备能量。S期DNA合成期:从G1期进入S期是细胞增殖的关键时期。S期最主要的征是DNA的合成。DNA分子的复制就是在这个时期进行的。通常只要DNA的合成一开始,细胞增殖活动就会进行下去,直到分裂成两个子细胞。第四节 细胞的增殖G2期DNA合成后期：G2期又叫“有丝分裂准备期”，因为它主要为后面的M期做准备。在G2期中，DNA的合成终止，但是还有R

42、NA和蛋白质的合成，不过其合成量逐渐减少。特别是微管蛋白的合成，为M期纺锤体微管的组装提供原料。第四节 细胞的增殖(2)分裂期前期:a出现染色体和纺锤体:b核膜解体、核仁逐逝消失。中期:每条染色体的着丝粒都排列在赤道板(不是真实结构)上，染色体形态固定,数目清晰、此时期是观察染色体的最佳时期。后期:找丝体分裂,组妹染色单体分开，成为两条于染色体，进分别向组胞两移动(此时期染色体加倍)末期:染色体、纺锤体消失:2核膜、核仁重现。第四节 细胞的增殖2.植物胞的有丝分裂植物细胞有丝分裂过程与动物细胞基本一致(如图1-1-14),不同的是植物细胞有细胞壁，末期在赤道板的位置出现细胞板,最终形成新的细胞

43、壁。第四节 细胞的增殖植物细胞有丝分裂模式图第四节 细胞的增殖比较项目动物细胞植物细胞不同点前期纺锤体的形成方式不同由两组中心粒发出的星射线构成纺锤体由细胞两极发出的纺锤丝构成纺锤体末期：子细胞的形成方式不同细胞膜向内凹陷亲代细胞生益裂成两个子细胞细胞板形成新的细胞壁亲代细胞分裂成两个子细胞(四)有丝分裂的意义在有丝分裂过程中,染色体复制一次,细胞分裂一次,分裂结果是染色体平均分配到两个子细胞中去。子细胞具有和亲代细胞相同数、相同形态的染色体这保证了亲代与子代细胞间的遗传性状的稳定性。第四节 细胞的增殖三、细胞的无丝分裂1.细胞无丝分裂的特点在分裂过程中,没有染色体和纺锤体等结构的现,无细胞核

44、的消失和重建但有DNA的复制2.举例蛙的红细胞等。第四节 细胞的增殖考点梳理：一、细胞的分化：（一）细胞的分化1、细胞分化的概念及原因由同一种类型的细胞经细胞分裂后，逐渐在形态结构和生理功能上形成稳定性的差异，产生不同的细胞类群的过程，称为细胞分化，细胞分化的原因是基因选择性表达的结果，但在细胞分化过程中基因没有改变。第五节 细胞的生命历程2、细胞分化的特点细胞分化具有的特点：细胞分化发生在整个生命过程中，胚胎时期达到最大限度细胞分化具有普遍性，持久性，稳定性和不可逆性细胞分化是生物个体发育的基础，使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率细胞分裂的结果是细胞数目增加，而细

45、胞分化的结果是细胞种类的增加。第五节 细胞的生命历程（二）细胞全能性1.细胞全能性的概念及原因细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。细胞具有全能性的原因是细胞中含有发育成完整个体的全部遗传物质。第五节 细胞的生命历程2.细胞分化与细胞全能性的关系细胞分化不会导致遗传物质改变，已分化的细胞都含有保持物种遗传特性所需要的全套遗传物质，因而都具有全能性。一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以实现，细胞分化程度越低，全能性越高。第五节 细胞的生命历程高度分化的植物细胞具有全能性（植物细胞在离体的情况下，在一定的营养物质、激素和其他适宜的外界条件下，才能表现其全能性），这是植物

46、组织培养技术的理论基础。动物已分化的体细胞全能性受到限制，但细胞核仍具有全能性，这是动物克隆技术的理论基础。第五节 细胞的生命历程3、干细胞干细胞是人体内仍保留着的少数具有分裂和分化能力的细胞。干细胞有很多种类型，大体上可分为成体平细胞和胚胎干细胞。胚胎干细胞分裂速度快，并且有产生多种分化细胞类型的潜力，因此，它们也被称为多能干细胞。成体干细胞分布于很多组织中，但是它们数量稀少，分裂频率低，分化潜力也很有限。第五节 细胞的生命历程最具潜力的干细胞是从胚泡中分离的胚胎干细胞。胚胎干细胞有很多显著的特征。例如，虽然它们在染色体组成等方面和正常的细胞没有差别，但却可以在体外元限增殖。另外，胚胎干细胞

47、在体外可以分化形成很多类型的细胞，这些细胞再移植回动物体内，可以在一定程度上改善一些模型动物的病情。第五节 细胞的生命历程利用干细胞进行各种疾病治疗的关键在于能否成功分离胚胎干细胞和成体干细胞，并将它们在体外扩增后用于替代受损的组织。一般认为每种成体干细胞只能分化产生几种相关的成熟细胞类型，但最近有研究表明在某些环境中一种干细胞类型可以转化成其他类型的细胞，例如，造血干细胞可以分化形成神经细胞。第五节 细胞的生命历程二、细胞的表者、凋亡和癌变（一）细胞的衰老1.细胞衰老的特征细胞衰老的特征包含以下几方面（1）细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，细胞新陈代谢的速率减慢如老人出现皱纹。（2）细胞内

48、酶的活性降低，如酪氨酸酶的活性降低，产生的黑色素减少，使头发变白。第五节 细胞的生命历程（3）细胞内色素沉积，妨碍细胞内物质的交流和传递如“老年斑”的出现。（4）细胞内呼吸速率减慢，细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深。（5）细胞膜通透性改变，物质运输功能降低。第五节 细胞的生命历程2.决定细胞衰老的主要原因细胞的增殖能力是有限的，体细胞的衰老是由细胞自身的因素决定的。第五节 细胞的生命历程（二）细胞的凋亡1.细胞凋亡的概念细胞凋亡是细胞的一种重要的生命活动，是一个由基因决定的细胞程序化自行结束生命的过程，也称为细胞编程性死亡。第五节 细胞的生命历程2.细胞凋亡的意义在成熟的生物体

49、中，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除也是通过细胞凋亡完成的。细胞凋亡对于生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。第五节 细胞的生命历程（三）细胞的癌变1.细胞癌变的概念细胞癌变是指受致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。第五节 细胞的生命历程2.癌变细胞的特点癌变细胞主要有以下特点：(1）适宜条件下，能够无限增殖。(2）形态结构发生显著变化，通常形态变成球形。(3）癌细胞容易在机体内分散和转移，原因是细胞膜上的糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性降低。第五节 细胞的生命历程3.癌变的机理癌变

50、的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生基因突变。目前认为，致癌因子大致分为三类：物理致癌因子（主要指辐射，如紫外线、X射线等），化学致癌因子（如砷化物、苯、煤焦油等），病毒致癌因子（如Rous肉瘤病毒等）。三、细胞生命历程各过程之间的关系第五节 细胞的生命历程考点梳理：一、显微镜的操作技能及相关知识（一）使用步骤1.步骤：取镜一安放一对光一安放玻片调节焦距低倍镜观察一高倍镜观察。2.注意事项(1）调节粗准焦螺旋使镜筒下降时，两眼要注视物镜与盖玻片之间的距离，到快接近时（距离约为0.5cm）停止下降。第六节 实验(2）首先用低倍镜观察，找到要放大观察的物像移到视野中央然后换高倍物镜。(3）换上高倍物