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第一单元 细胞的物质输入和输出
一、物质跨膜运输的实例
1、渗透作用：指水分子（或其他溶剂分子）通过 半透膜 的扩散。
2、发生渗透作用的条件：
① 具有半透膜 ② 半透膜两侧溶液有浓度差
3、细胞的吸水和失水（原理： 渗透作用 ）
（1）外界溶液浓度 小于 细胞质浓度时,细胞吸水膨胀；外界溶液浓度 大于 细胞质浓度时,细胞失水皱缩
4、质壁分离与复原实验过程
（1）细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的 细胞液 。
（2）原生质层是指： 细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质
（3）首先在0.3g/mL的蔗糖溶液中，由于外界溶液浓度 大于 细胞液浓度，洋葱鳞片叶外表皮细胞 失水 ，液泡体积 变小 ，紫色变深 。且由于原生质层的伸缩性大于细胞壁，导致原生质层与细胞壁分离（即质壁分离）。
（4）将已质壁分离的细胞放入清水中，由于清水浓度 小于 细胞液浓度，洋葱鳞片叶外表皮细胞 吸水 ，液泡体积逐渐 增大 ，紫色 变浅 ，细胞壁与原生质层逐渐 复原 。
二、生物膜的流动镶嵌模型
1、探索历程
（1）19世纪末，欧文顿通过实验提出： 膜是由脂质组成 。
（2）1925年，荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层，测得其面积是红细胞表面积的 2 倍，由此得出结论： 脂质在细胞膜中必然排列为连续的两层 。
（3）1959年罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的 暗-亮-暗 的三层结构，他认为这三层结构分别是 蛋白质-脂质-蛋白质，他把生物膜描述为 静态的统一结构 。
（4）1970年，科学家以荧光蛋白标记的小鼠细胞进行实验，及相关的其他实验证据证明细胞膜具有流动性。
（5）1972年辛格和尼科尔森提出的流动镶嵌 模型为大多数人所接受。
流动镶嵌模型的基本内容
（1） 磷脂双分子层 构成了膜的基本骨架
（2）蛋白质分子有的 镶嵌 在磷脂双分子层表面，有的部分或全部 嵌入 磷脂双分子层中，有的 横跨 整个磷脂双分子层
（3）细胞膜具有流动性主要表现在磷脂双分子层可以侧向自由移动和大多数蛋白质分子也能运动
（4）细胞膜的外表面还有糖类分子，它和蛋白质分子结合形成 糖蛋白，或与脂质结合形成 糖脂，这些糖类分子叫作 糖被。糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有关。
三、物质跨膜运输的方式
1、几种跨膜运输方式的比较
方向 载体 能量 举例
自由扩散 高→低 不需要 不需要 水、CO2、O2、乙醇、甘油、脂肪酸等
协助扩散 高→低 需要 不需要 葡萄糖进入红细胞
主动运输 低→高 需要 需要 氨基酸、K+、Ca+等离子、葡萄糖进入小肠上皮细胞
2、大分子物质进出细胞的方式：胞吞 和 胞吐 ，如吞噬细胞吞噬病原体，分泌蛋白的分泌，其实现基础依赖于细胞膜的 结构 特点--- 流动性 。
第二单元 酶与ATP
一、降低化学反应活化能的酶
1、细胞代谢的概念：细胞内每时每刻进行着许多 化学反应 。
2、酶的概念：酶是 活细胞 产生的具有催化作用的 有机物 ，绝大多数是 蛋白质 ，少数是 RNA 。
3、酶的特性：
（1）高效性，酶比无机催化剂的催化效率高，但无机催化剂催化的化学反应范围广。
（2）专一性 ，一种酶只能催化 一种或一类 化学反应。
（3）作用条件温和性
4、活化能：分子从 常态 转变为容易发生化学反应的 活跃状态所需要的能量。
5、酶的作用实质： 降低化学反应所需的活化能 。
6、影响酶促反应的因素
（1）温度： 高温 使酶失活。
低温 降低酶活性，但不会使酶变性失活，恢复适宜温度后酶活性可以恢复，因此酶的保存常在低温下进行。
（2）PH ：过酸、过碱使酶失活
二、细胞的能量“通货”——ATP
1、ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物，中文名称叫做 腺苷三磷酸 ，是细胞进行生命活动的直接能量来源。
2、结构简式： A—P～P～P 其中A代表 腺苷 ， P代表 磷酸基团 ，～代表 一种特殊化学键 。
3、ATP和ADP之间的相互转化（物质可逆、能量不可逆、酶不同）
（1）ATP的合成：ADP + Pi+能量→ATP，此过程一般与细胞中 放能 反应相联系
（2）ATP的水解：ATP→ADP + Pi+能量，此过程一般与细胞中 吸能 反应相联系
（3）ADP转化为ATP所需能量来源：
动物和人： 呼吸作用
绿色植物： 呼吸作用、光合作用
（4）ATP水解释放的能量去向： 用于各项生命活动
（5）ATP为主动运输功能过程---必修一P88
第三单元 细胞呼吸与光合作用
一、ATP的主要来源——细胞呼吸
1、细胞呼吸：细胞内的有机物氧化分解，并释放能量的过程。
细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多化学，统称为细胞代谢。
有氧呼吸
(
酶
) 指细胞在氧的参与下，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，生成大量ATP的过程。
(
酶
)总反应式： C6H12O6 +6O2 +6H2O → 6CO2 +6H2O +大量能量
(
酶
)（2）第一阶段：场所细胞质基质 ： C6H12O6 →2丙酮酸+少量[H]+少量能量
(
酶
)（3）第二阶段：场所线粒体基质 ： 2丙酮酸+6H2O → 6CO2+大量[H] +少量能量
（4）第三阶段：场所线粒体内膜 ： 24[H]+6O2 → 12H2O+大量能量
3、无氧呼吸（第一阶段与有氧呼吸相同；仅第一阶段释放能量）
(
酶
) (
酶
)（1）无氧呼吸产生酒精反应式： C6H12O6 → 2C2H5OH+2CO2+少量能量 发生生物： 植物 ， 酵母菌 。
（2）产生乳酸反应式： C6H12O6 → 2乳酸+少量能量 发生生物： 动物 ，乳酸菌， 马铃薯块茎 ，玉米胚。
（3）微生物的无氧呼吸也叫 发酵 。
4、有氧呼吸和无氧呼吸的能量去路
（1）有氧呼吸：所释放的能量一小部分用于生成ATP，大部分以 热能 散失。
（2）无氧呼吸：释放出的能量部分用于生成ATP，部分以热能形式散失，大部分未释放的能量储存于 乳酸或酒精。
5、实验：探究酵母菌细胞呼吸方式
（1）酵母菌是 真核 生物，有线粒体等多种细胞器
（2）图甲为探究 有氧 呼吸的装置，质量分数为10%的NaOH溶液溶液目的是吸收通入气体中的CO2。图乙装置是探究 无氧 呼吸的装置。
（3）CO2的检验：
方法一：澄清石灰水遇CO2变浑浊 ,CO2越多，石灰水越浑浊。
方法二：溴麝香草酚蓝溶液 遇CO2由蓝变绿再变黄，CO2越多，变色所需时间越 短 。
（4）酒精的检验：
试剂： 酸性重铬酸钾溶液 颜色变化：由橙色变成 灰绿色
6、细胞呼吸的应用：
（1）稻田定期排水，目的是防止水稻幼根进行 无氧呼吸 产生的 酒精 对幼根产生毒害作用而引起腐烂。
（2）用透气的纱布包扎伤口，目的是防止厌氧微生物在伤口深处进行 无氧呼吸 而大量繁殖。
（3）中耕松土的目的是使土壤中有更多的氧气，促进作物根部的 有氧呼吸 。
（4）在低温、低氧、干燥 条件下保存粮食，有利于减少细胞呼吸对有机物的消耗。
二、能量之源——光与光合作用
1、绿叶中色素的提取和分离
（1）色素提取原理：绿叶中的色素易溶解在有机溶剂（如无水乙醇） 中
（2）色素分离原理：不同色素 在层析液中溶解度不同，溶解度 高 的色素随层析液在滤纸上扩散得 快 ，因此不同色素随层析液在滤纸上的扩散而分离开。
（3）方法步骤中需要注意的问题：
研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么？
二氧化硅： 有助于研磨得更充分 碳酸钙：可防止研磨中色素（叶绿素）被破坏
实验为何要在通风的条件下进行？为何要用培养皿盖住小烧杯？用棉塞塞紧试管口？
防止层析液挥发对人体造成伤害
滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液？
防止细线中的色素被层析液溶解而影响实验结果
滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？
有四条色带，自上而下代表色素是 胡萝卜素，叶黄素，叶绿素a，叶绿素b 。
最宽的是 叶绿素a ，最窄的是 胡萝卜素 。（体现色素含量多少）
(
光能
)⑤画滤液细线时，重复1~2次的目的是 增加色素的含量 。
三、光合作用的过程：
(
叶绿体
)1、总反应式： CO2+H2O （CH2O）+O2，其中（CH2O）表示糖类。
2、光反应阶段：有光才能进行
（1）场所： 类囊体薄膜上
（2）物质变化反应式：
水的光解
ATP形成
（3）能量变化：光能转化为 NADPH、 ATP中活跃的化学能
3、暗反应阶段（卡尔文循环）：有光无光都能进行
（1）场所： 叶绿体基质
（2）物质变化
CO2的固定
C3的还原
（3）能量变化：ATP和NADPH驱动在叶绿体基质中将CO2转化为储存化学能的糖类。
4、联系：光反应为暗反应提供 ATP和NADPH ，暗反应为光反应提供合成ATP和NADPH的原料。
四、影响光合作用的因素及在生产实践中的应用
1、光照强度
①原理分析：光照强度影响光合速率的原理是通过影响 光反应 阶段，制约 ATP和NADPH 的产生，进而制约 暗反应 阶段。
②应用分析：适当提高光照强度可增加作物产量。
2、CO2浓度
①原理分析：CO2浓度影响光合作用的原理是通过影响 暗反应 阶段，制约 C3 生成。
②应用分析：在农业生产中可通过“正其行，通其风”和增施农家肥等措施增加CO2浓度，提高光合作用速率。
3、温度
①原理分析：是通过影响 酶活性 进而影响光合作用。
②应用分析：温室中白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用速率；晚上适当降低温室的温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物积累。
4、必需矿质元素
①原理分析：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，比如缺N、Mg2+导致 叶绿素 合成不足，影响光合作用。
②应用分析：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高作物的光能利用率。
(
1
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