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08 生物备考复习 -Ⅰ. —— 分子与细胞. ㈠ 具体知识考点( 45 ). ㈡ 实验备考内容. ㈢ 疑难问题 ⒈区分常量元素和微量元素的标准是什么?怎样理解 Fe 是半微量元素? ⒉生物大分子的特征是什么?多糖是生物大分子吗? ⒊概述细胞膜流动镶嵌模型的基本要素,比较说明物质进出细胞的方式 ⒋为什么说细胞是一个有机的统一整体? ⒌温度对酶活性产生怎样的影响?低温能够使酶活性降低吗?. ⒍ ATP 水解时释放能量,这些能量究竟贮存在 ATP 的哪个部位? ⒎光合作用过程中怎样实现的能量转化?玉米的叶肉细胞内能进行碳反应吗?维管束鞘细胞能进行光反应吗?
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08生物备考复习 -Ⅰ ——分子与细胞
㈢疑难问题 • ⒈区分常量元素和微量元素的标准是什么?怎样理解Fe是半微量元素? • ⒉生物大分子的特征是什么?多糖是生物大分子吗? • ⒊概述细胞膜流动镶嵌模型的基本要素,比较说明物质进出细胞的方式 • ⒋为什么说细胞是一个有机的统一整体? • ⒌温度对酶活性产生怎样的影响?低温能够使酶活性降低吗?
⒍ ATP水解时释放能量,这些能量究竟贮存在ATP的哪个部位? • ⒎光合作用过程中怎样实现的能量转化?玉米的叶肉细胞内能进行碳反应吗?维管束鞘细胞能进行光反应吗? • ⒏三大营养物质代谢的共同特征是什么?细胞内三大营养物质的分解代谢是怎样进行的?它们有共同的代谢途径吗? • ⒐细胞内能量代谢的含义是什么?
⒑怎样阐述植物细胞渗透吸水的原理,用植物细胞质壁分离及复原的实验结果怎样验证细胞渗透吸水的原理是否成立呢?⒑怎样阐述植物细胞渗透吸水的原理,用植物细胞质壁分离及复原的实验结果怎样验证细胞渗透吸水的原理是否成立呢? • ⒒概述根细胞对溶解态矿质元素的吸收过程及其吸收特性 • ⒓什么是细胞的行为?你怎样理解有丝分裂与细胞周期之间的关系?细胞的增殖、分化、衰老和凋亡是细胞一生的四个连续地发育阶段吗?
生命元素类别的划分标准 人体细胞内的常量元素及含量 ㈣疑难解析 细胞内Fe含量为0.02%,略高于微量元素的标准
细胞膜流动镶嵌模型的图解 ⑴以磷脂双分子层为骨架 ⑵球蛋白分子附盖、嵌入或贯穿脂双层
磷脂总量 50 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50 鞘磷脂 卵磷脂 质膜外页 质膜内页 磷脂酰丝氨酸 磷脂酰乙醇酸 • ⑶内外页分子的排布具有不对称性
侧向运动 相变温度 紧密垂直排列 疏松折曲排列 翻 转 旋转 摆动 • ⑷膜物质分子的运动使膜具有流动性
细胞膜 分泌小泡 吞噬小泡 • 物质膜泡运输的方式
原核细胞与真核细胞的共同特征 ——通过质膜与外界进行物质交换和信息传递 ——都以DNA和RNA作为遗传信息复制和转录的载体 ——核糖体是一切细胞合成蛋白质的场所 ——以分裂方式增殖 细菌模式图
氨基酸 缩 合 胞外酶合成与分泌 运 输 加 工 分 泌 胞外酶 细胞核 DNA RNA 核糖体 • 胞外酶的合成与分泌 内质网 线粒体 ATP 葡萄糖 高尔基体 小泡、细胞膜 结构上密切联系 功能上协调一致
随着温度升高,(酶催化的)化学反应速度加快随着温度升高,(酶催化的)化学反应速度加快 随着温度升高,酶变性速率加快,升到一定温度酶完全失活 大约在0~40℃的范围内,酶活性随温度而升高 温度对酶促反应的影响
A B 过渡状态 C D 活化能 无酶催化 有酶催化 底物 自由能 产物 A B A B C D C D 酶降低化学反应需要的活化能
Lipman 于1941年, 依据ATP分子末端的P-O键断裂伴有大量自由能的释放,将其称为高能键,用~表示。但自由能并不是来自P-O键,而是磷酸基团(~P)的位能,又称为转移能。 腺嘌呤 三个磷酸基团 NH2 N O ‖ O ‖ O ‖ N γ α β HO – P – O – P – O – P – O – CH2 CH ∣ HO ∣ HO ∣ HO N N 核糖 -P ~P ~P A O OH OH ATP分子结构及能量贮存
ATP ADP + Pi ch1+ NADPH H+ 1/2O2↑ • 光合作用过程及其能量转换 能量传递 固定 CO2 C3酸 ch1 光能吸收 e C5糖 还原 再生 e NADP+ C3糖 C6H12O6等 H2O [H]传递 合成 水分解放氧 暗反应 碳反应 光反应
中心色素(reaction center pigment,P) 电子受体(electron acceptor,A) 电子供体(electron donor,D) ⑴光能→电能 ——天线色素吸收光能并传递至中心色素 ——中心色素吸收光能而释放高能电子,将光能转化为电能
得电子 光能 D.P.A D+.P.A- D.P*.A D.P+.A- 激发 得电子 失电子 • ⑵电能→活跃化学能 • ——高能电子传递至NADP+,形成NADPH • ——高能电子释放的部分能量用于生成ATP
P680 P700 H2O e ATP e 质体蓝素 NADP+ ADP FeNR 细胞色素 NADPH Fe-D Fe-D 质体醌 电子受体 电子受体
P P ATP CO2 C3酸 P P P P P P C5糖 C3酸 NADPH ATP C5糖’ C3糖 C6 H12O6 C3糖 P • ⑶碳同化阶段将活跃化学能→稳定化学能
叶肉细胞 维管束鞘细胞 光反应 光 光 H2O O2 H2O O2 NADPH2 ATP NADPH2 ATP CO2 C3 C4 CO2 C6 C3 C5 碳反应 • C4植物玉米的光合作用图解
氧化分解 消化吸收 CO2 + H2O + 能量 淀粉 合成 肝糖元、肌糖元 水解 肝糖元 转变 脂肪、某些氨基酸 转变 150 mg以上/dL 甘油、 氨基酸等 尿糖 三大营养物质代谢的过程及特征 ⒈糖类代谢 血糖 80~120 mg/dl
肝 消化吸收 NH3 ───→尿素 脱氨基 蛋白质 分解 水解 CO2 + H2O + 能量 组织 蛋白 α-酮酸 氨基转移 氨基转移 糖类 (转变) 合成 组织蛋白、酶、激素 ⒉蛋白质代谢 血 液 氨基酸 纯N 5~8mg/dl 转变 糖或脂肪
分解 CO2 + H2O + 能量 体脂 甘油 水解 转变 脂酸 糖类 腺体 转变 分泌物 ⒊脂类代谢(以脂肪为例) 甘油三脂 游离脂肪酸 消化吸收 脂肪
营养物质代谢的共同特征 • ⑴ 细胞内合成代谢与分解代谢同时进行 • ⑵以一定来源和去路保持代谢库动态平衡 • ⑶在一定条件下,三大代谢之间互相转化 • ⑷神经和体液调节物质代谢活动 • ⑸在酶的催化下物质代谢迅速地进行,凡是影响酶活性的因素都会影响机体代谢 • ⑹能量代谢伴随物质代谢进行 • ⑺通过代谢实现自我更新 • ——细胞更新 • ——细胞内化学成分更新
食物 脂肪 淀粉 蛋白质 甘油 脂肪酸 葡萄糖 → C3糖 → 丙酮酸 糖酵解 → 乙酰CoA 电子传递与 氧化磷酸化 三羧酸 循环 ATP 三大营养物质的分解代谢 氨基酸 氨基
C C~P 贮 存 能源物质 ATP 释放 肌肉收缩 转移 能量 神经冲动 能量 利用 合成代谢 转移能 CO2+H2O ADP 吸收分泌 Pi 细胞内的能量转换 生物氧化 热能
酵解 ATP 肌糖原 O2 转变 乳酸 糖类、脂肪 细胞呼吸与骨胳肌的能量供应 磷酸肌酸 肌肉收缩
100 100 有氧代谢系统 ATP-CP系统 ATP供应% 乳酸能系统 0 0 运动时间或功率输出
呼吸代谢与农业 ⒈影响呼吸作用的环境因素 • 温度影响呼吸酶的活性 • 氧浓度低于10%时无氧呼吸出现并逐渐增强 • 二氧化碳高于5%时有抑制呼吸作用的效应 • 种子含水量是制约其呼吸强度的重要因素 ⒉呼吸作用原理在农业实践上的应用 • 安全贮藏的油料种子含水量为8%以下,淀粉种子含水量为12%~14% • 果实和块茎的贮藏主要是控制温度和气体成分 • 水稻育苗要控制温度和保证氧气供应,旱地栽培要适时中耕松土
溶液浓度差 • 植物细胞渗透吸水原理及验证 水分子移动方向 细胞液 清 水 细胞壁 液泡膜细胞质细胞膜 (低浓度) (高浓度) (全透性) 原生质层 (选择透性)
验证程序及方法 论题:成熟的植物细胞能够与外界溶液发生渗透作用 论据:质壁分离及其复原的实验现象 正常细胞 初始质壁分离 显著质壁分离
论证方式 • ⑴用演绎推理论证原生质层的透性 • ——直接论证:液泡体积变小而紫色变深的实验现象表明,水分子通过原生质层能够渗出细胞 • ——间接论证(即反证):由此可以推测蔗糖分子没有进入液泡。如果蔗糖分子进入液泡,由于原生质层两侧呈等渗状态则不会发生质壁分离 • ⑵用归纳推理论证水分子运动方向决定于溶液浓度差(即顺分子梯度)
正常细胞 外液浓度高 原生质层回缩大 液泡体积缩小 质壁分离细胞 水分渗出 论点: • ⑴原生质具有选择透性,相当于半透膜 • ⑵原生质层两侧溶液浓度差决定水分子运动方向 结论:成熟的植物细胞是一个渗透系统(与论题相吻合) 原生质层扩展 液泡体积 增大 外液浓度低 水分渗入
细胞膜 • 溶解态离子的吸收过程 细胞液 土壤溶液 根细胞 CO2 H2O + CO2 K+ Ca2+ H+ K+ 解离 H2CO3 K+ ATP NO3- HCO3- 主动运输 有氧呼吸 交换吸附
载体协助—选择性吸收 ——吸收的离子数量与溶液中离子数量不成比例 溶解态离子吸收特性
——吸收同种盐类的阳、阴离子的数量不同 消耗能量—代谢性吸收 吸收离子与吸水的关系 ——以水为介质 ——吸收原理各异 ——相同条件下的吸收速率不同
第一生长期(G1期) DNA合成期(S期) 第二生长期(G2期) 分裂间期 无丝分裂 有丝分裂 减数分裂 二分裂式 细胞周期 核分裂 分裂期 形成细胞板 细胞膜缢缩 形成中隔 质分裂 • 细胞生长和增殖的周期性变化 分裂期(M)