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
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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。
物质通过简单的扩散作用进出细胞，叫做自由扩散(水，氧气，二氧
化碳)。进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散，叫做协助扩散(葡萄糖进入红细胞)。
从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需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、作用条件较温和。(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
ATP是三磷酸腺苷的英文缩写。ATP分子的结构式可以简写A—P~P~P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，~代表一种特殊的化学键，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容易水解，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。
细胞中绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP直接提供能量的
光合作用以及对它的认识过程
1)光合作用的认识过程
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造自身的原料，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实验只有在阳光照射下才能成功。1785年，由于发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳。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、因人们发现放射性同位素，1939年美国科学家鲁宾和卡门证明光合作用释放的氧气来自于水(P106页第6题)。六、20世纪40年代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，必须有光才能进行，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。叶绿体中光合色素吸收的光能，有两方面用途：一是将水分解成氧和[H]，氧直接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，参与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ATP。光能就转变为储存在ATP中的化学能。
暗反应阶段：光合作用第二阶段中的化学反应，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吸收进来的二氧化碳，不能直接被[H]还原，它必须首先与植物体内的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经过一系列变化，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变化，又形成C5，从而使暗反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，温度的高低，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
对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须有氧的参与。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。这一阶段不需要氧的参与，是在细胞质的基质中进行的。
第二阶段是丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H]，并释放出少量的能量。这一阶段不需要氧的参与，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。这一阶段需要氧的参与，是在线粒体内膜上进行的。
有氧呼吸是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，生成许多ATP的过程。
无氧呼吸
除酵母菌以外，还有许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。
无氧呼吸分成两个阶段，需要不同酶的催化，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。
第二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
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，从一次分裂完成时开始，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变化，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)。核仁逐渐解体，核膜逐渐消失。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央。
中期：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央的一个平面上。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，数目比较清晰，便于观察。
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分配到了细胞的两极，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，每条染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝。同时，纺锤丝逐渐消失，出现了新的核膜和核仁。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，细胞板由细胞的中央向四周扩散，逐渐形成了新的细胞壁。最后，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。在这两组中心粒的周围，发出无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。
第二：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，最后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，精确的平均分配到两个子细胞中。。
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状的稳定性，对生物遗传有重要意义。
1.5细胞的分化、衰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：细胞分化使许多生物体中的细胞趋向专门化，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，仍然有一些细胞具有产生不同种类的新细胞的能力(造血干细胞)。
2)细胞分化的过程及原因
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。
原因：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情况是不同的(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，仍然具有发育成完整个体的潜能。
实例：P119图6-11胡萝卜的组织培养
细胞的衰老和调亡与人体健康的关系
1)细胞衰老的特征
细胞内的水分减少，结果是细胞萎缩，体积变小，细胞新陈代谢的速
率减慢。
细胞内多种酶的活性下降
细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累，它们会妨碍细胞内物质的交流和传递，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。
细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。
2)细胞调亡的含义
由基因所决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决定的程序性调控，所以也常常被称为细胞编程性死亡。
3)细胞衰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，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。
癌细胞的主要特征和恶性肿瘤的防治
主要特征：一、在适宜的条件下，癌细胞能够无限增殖;二、癌细胞的形态结构发生显著变化;三、癌细胞的表面发生了变化。
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。
实验(略)
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