1、第五章 細胞的能量供應和利用 第一節 降低化學反應活化能的酶一、相關概念： 酶：是活細胞所產生的具有催化作用的一類有機物。活 化 能：分子從常態轉變為容易發生化學反應的活躍狀態所需要的能量。二、酶的來源和功能：來源：活細胞所產生功能：降低化學反應活化能，提高化學反應速率三、酶的本質：大多數酶的化學本質是蛋白質（合成酶的場所主要是核糖體，水解酶的酶是蛋白酶），也有少數是RNA。四、酶的特性： 、高效性：催化效率比無機催化劑高許多。 、專一性：每種酶只能催化一種或一類化合物的化學反應。、酶需要較溫和的作用條件：在最適宜的溫度和pH下，酶的活性最高。溫度和pH偏高和偏低，酶的活性都會明顯降低。（高溫

2、、過酸、過堿都會使酶永久性失活，是一個不可逆的過程；低溫只是降低酶的活性，恢復溫度酶的活性能恢復）第二節 細胞的能量“通貨”-ATP一、ATP的結構簡式：ATP是三磷酸腺苷的英文縮寫，結構簡式：，其中：A代表腺苷，P代表磷酸基團，代表高能磷酸鍵，代表普通化學鍵。注意：ATP的分子中的高能磷酸鍵中儲存著大量的能量，所以ATP被稱為高能化合物。這種高能化合物化學性質不穩定，在水解時，由于高能磷酸鍵的斷裂，釋放出大量的能量。二、ATP與ADP的轉化：能量ATPADP + Pi + 酶這個反應是一個不可逆反應（能量是不可循環的）三、ATP的來源：動物呼吸作用 植物呼吸作用和光合作用四、能源物質的總結：

3、主要的能源物質：糖類能源物質：糖類、脂肪、蛋白質直接的能源物質：ATP最終的能量來源：光能主要的儲能物質：脂肪第三節ATP的主要來源-細胞呼吸一、相關概念：1、呼吸作用（也叫細胞呼吸）：指有機物在細胞內經過一系列的氧化分解，最終生成二氧化碳或其它產物，釋放出能量并生成ATP的過程。根據是否有氧參與，分為：有氧呼吸和無氧呼吸實質：分解有機物，釋放能量。生成ATP2、有氧呼吸：指細胞在有氧的參與下，通過多種酶的催化作用下，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產生二氧化碳和水，釋放出大量能量，生成ATP的過程。3、無氧呼吸：一般是指細胞在無氧的條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機物分解為不徹底的氧化產

4、物（酒精、CO2或乳酸），同時釋放出少量能量的過程。4、發酵：微生物（如：酵母菌、乳酸菌）的無氧呼吸。酶二、有氧呼吸的總反應式： C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 能量（38ATP）三、無氧呼吸的總反應式：酶 C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+ 2CO2 + 少量能量（2ATP）酶 或 C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 少量能量(2ATP)四、有氧呼吸過程（主要在線粒體中進行）： 場所發生反應產物第一階段細胞質基質+4H2丙酮酸 +少量能量酶葡萄糖丙酮酸、H、少量ATP第二階段線粒體基質酶少量能量+20H+ 6CO26H2O+2丙酮酸CO2、H、少量ATP第

5、三階段線粒體內膜12H2O酶大量能量24H+O2生成H2O、大量ATP五、有氧呼吸與無氧呼吸的比較：呼吸方式有氧呼吸無氧呼吸不同點場所細胞質基質，線粒體基質、內膜細胞質基質條件氧氣、多種酶無氧氣參與、多種酶物質變化葡萄糖徹底分解，產生CO2和H2O葡萄糖分解不徹底，生成乳酸或酒精等能量變化釋放大量能量（1161kJ被利用，其余以熱能散失），形成大量ATP釋放少量能量，形成少量ATP兩種呼吸的原料都是葡萄糖檢測酒精的產生：在酸性條件下橙色的重鉻酸鉀和酒精反應變成灰綠色六、影響呼吸速率的外界因素： 1、溫度：溫度通過影響細胞內與呼吸作用有關的酶的活性來影響細胞的呼吸作用。溫度過低或過高都會影響細胞

6、正常的呼吸作用。在一定溫度范圍內，溫度越低，細胞呼吸越弱；溫度越高，細胞呼吸越強。 2、氧氣：氧氣充足，則無氧呼吸將受抑制；氧氣不足，則有氧呼吸將會減弱或受抑制。3、水分：一般來說，細胞水分充足，呼吸作用將增強。但陸生植物根部如長時間受水浸沒，根部缺氧，進行無氧呼吸，產生過多酒精，可使根部細胞壞死。4、CO2：環境CO2濃度提高，將抑制細胞呼吸，可用此原理來貯藏水果和蔬菜。七、呼吸作用在生產上的應用：1、作物栽培時，要有適當措施保證根的正常呼吸，如疏松土壤等。2、糧油種子貯藏時，要風干、降溫，降低氧氣含量，則能抑制呼吸作用，減少有機物消耗。3、水果、蔬菜保鮮時，要低溫或降低氧氣含量及增加二氧化

7、碳濃度，抑制呼吸作用。八、實驗：探究酵母菌細胞呼吸方式 CO2的檢測：可使澄清的石灰水變渾濁，也可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再1、原理 變黃 酒精的檢測：橙色的重鉻酸鉀溶液，在酸性的條件下與酒精發生化學反應，變成灰綠色2、NaOH溶液的作用：排除空氣中CO2對實驗結果的干擾3、無氧呼吸的裝置要封口放置一段時間，是為了讓酵母菌消耗萬瓶中的氧氣，確保通入澄清石灰水（或溴麝香草酚藍水溶液）的是酵母菌無氧呼吸所產生的。第四節 能量之源-光與光合作用一、光合作用：綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，并釋放出氧氣的過程二、光合色素（在類囊體的薄膜上）： 葉綠素a (藍綠

8、色） 葉綠素主要吸收紅光和藍紫光葉綠素b (黃綠色） 色素 胡蘿卜素 （橙黃色） 類胡蘿卜素主要吸收藍紫光葉黃素 （黃色）三、葉綠體的功能：葉綠體是進行光合作用的場所。在類囊體的薄膜上分布著具有吸收光能的光合色素，在類囊體的薄膜上和葉綠體的基質中含有許多光合作用所必需的酶。四、影響光合作用的外界因素主要有：1、光照強度：在一定范圍內，光合速率隨光照強度的增強而加快，超過光飽合點，光合速率反而會下降。2、溫度：溫度可影響酶的活性。3、二氧化碳濃度：在一定范圍內，光合速率隨二氧化碳濃度的增加而加快，達到一定程度后，光合速率維持在一定的水平，不再增加。4、水：光合作用的原料之一，缺少時光合速率下降。

9、 5、無機鹽：缺N、Mg影響葉綠素的合成五、光合作用的應用： 1、適當提高光照強度或延長光合作用的時間。 2、增加光合作用的面積合理密植，間作，套種。 3、溫室大棚用無色透明玻璃。 4、溫室栽培植物時，白天適當提高溫度，晚上適當降溫。 5、溫室栽培多施有機肥或放置干冰，提高二氧化碳濃度。六、光合作用的過程：光反應階段條件光、色素、酶、H2O場所在類囊體的薄膜上光物質變化酶水的分解：2H2O 4H + O2 ATP的生成：ADP + Pi ATP能量變化光能ATP中的活躍化學能暗反應階段條件酶、ATP、H場所葉綠體基質物質變化酶酶CO2的固定：CO2 + C5 2C3ATP C3的還原:2C3

10、+ H （CH2O）+ C5能量變化ATP中的活躍化學能（CH2O）中的穩定化學能總反應式光能葉綠體 CO2 + H2O O2 + （CH2O）七、實驗：綠葉中色素提取和分離1、原理：（1）提取原理：色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中。（2）分離原理：各種色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之，則慢2、材料，新鮮菠菜葉：SiO2、CaCO33、注意：（1）SiO2有助于研磨充分；CaCO3可防止研磨中色素被破壞（2）濾紙條一端必須剪去兩角目的：作標記；使擴散速度均勻。（3）不能讓濾液細線觸及層析線，防止色素溶解到層析液中。4、實驗結果： 上 下顏色種類含量溶解度擴散速

11、度橙黃色胡蘿卜素最少最高最快黃色葉黃素較少較高較快藍綠色葉綠素a最多較低較慢黃綠色葉綠素b較多最低最慢5、注意事項 研磨不充分，色素未能充分提取出來；淡綠色 無水乙醇加入量太多，稀釋了色素提取液；未加入碳酸鈣粉末，葉綠素分子已破壞。熒光現象：提取液在透射光下是翠綠色的，而在反射光下是棕紅色。第六章 細胞的生命歷程 第一節 細胞的增殖一、細胞不能無限長大的原因：（1）細胞表面積與體積比（2）核質比二、細胞的增殖1、真核生物細胞增殖的方式：有絲分裂、無絲分裂、減數分裂2、細胞增殖包括物質準備和細胞分裂整個連續的過程。三、有絲分裂1、細胞的周期：指連續分裂的細胞，從一次分裂完成時開始，到下一次分裂完

12、成時為止。（即從結束結束）包括分裂間期和分裂期。分裂間期：約占細胞周期的90%95%，為分裂期進行活躍的物質準備，完成DNA分子復制及有關蛋白質合成，染色體數目不增加，DNA加倍。2、有絲分裂 前期：核膜核仁逐漸消失，出現紡綞體及染色體，染色體散亂排列 中期：染色體著絲點排列在赤道板上，染色體形態比較穩定，數分裂期 目比較清晰便于觀察后期：著絲點分裂，姐妹染色單體分離，染色體數目加倍末期：核膜，核仁重新出現，紡綞體，染色體逐漸消失。巧記方法：前期：膜仁消失現兩體 中期：形定數晰赤道齊后期：點裂數加移兩極 末期：兩消兩現建新壁3、動植物細胞有絲分裂區別植物細胞動物細胞間期DNA復制，蛋白質合成（

13、染色體復制）染色體復制，中心粒復制倍增前期細胞兩極發生紡綞絲構成紡綞體中心體發出星射線，構成紡綞體末期赤道板位置形成細胞板向四周擴散形成細胞壁不形成細胞板，細胞從中央向內凹陷，縊裂成兩子細胞核延長縊裂為二，整個細胞縊裂成兩個4、無絲分裂 特點：分裂中無紡錘絲和染色體的形成例子：蛙的紅細胞5、染色體、染色單體與DNA之間的關系 有絲分裂的重要意義，是將親代細胞的染色體經過復制以后，精確地平均分配到兩個子細胞中去，而在生物的親代和子代間保持了遺傳性狀的穩定性。 復制 著絲點分裂 DNA數： 1 2 2染色體 ： 1 1 2染色單體： 0 2 0（1）染色體數=著絲點數（2）若細胞內含有染色單體，染

14、色單體數= DNA數（3）若細胞內不含有染色單體，染色體數= DNA數注意：染色單體一旦分開，只能稱為染色體6、假設正常體細胞的核中DNA含量為2a，染色體數為2N，則復制 前期 中期 后期 末期間期 前期 中期 后期 末期 DNA含量 2a 4a 4a 4a 4a 4a 2a 染色體數 2N 2N 2N 2N 4N 4N 2N 染色單體 0 4N 4N 4N 4N 0 0數含量七、實驗：觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂1、材料：洋蔥根尖、龍膽紫溶液或醋酸洋紅液(堿性染料)2、步驟步驟材料時間作用培養洋蔥34天制作裝片（取材：根尖23 mm,10 am14 pm分裂最活躍）解離解離液（15%鹽酸

15、+95%酒精）35min溶解細胞間質，使細胞分離漂洗清水約10min洗去藥液，防止解離過度染色0.01g/mL龍膽紫（醋酸洋紅）35min使染色體著色制片滴清水，碎根尖，壓片壓片使細胞分散開，呈薄云霧狀觀察低倍鏡找到分生區：細胞呈正方形，排列緊密；轉高倍鏡尋找分裂期注意事項：（1）根尖培養：培養時應經常換水，防止根細胞長期缺氧，進行無氧呼吸，產生酒精，是根細胞中毒、腐爛。（2）解離：解離時間不宜過長或過短；過長會使根尖過分酥軟且染色體成分被破壞；過短使根尖細胞解離不充分，不能相互分離。（3）漂洗：漂洗一定要徹底，防止殘留的解離液（HCl）繼續破壞細胞，同時鹽酸也影響染色和腐蝕鏡頭。（4）觀察：

16、因細胞已死亡，因此要不斷移動載玻片尋找不同時期的細胞分裂圖像細胞的分化、衰老、癌變1、細胞的分化：在個體發育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在結構、形態和生理功能上發生穩定性差異的過程。注： 持久性：在生物體的整個生命過程都有，只是在胚胎發育時達到最大值；穩定性和不可逆性：一般來說，分化了的細胞將一直保持分化后的狀態，直到死亡； 意義：使多細胞生物體中的細胞趨向專門化，有利于提高各種生理功能的效率。2、全能性：指已經分化的細胞，仍然具有發育成完整個體的潛能。注意：一般而言，細胞分化程度越高，全能性越難以實現，細胞分化程度越低，全能性就越高。植物：胡蘿卜的組織培養 快繁花卉與蔬菜；拯救物種；培育新作物；如 動物：克隆羊多莉；干細胞 替換病變部位，治療某些癌癥和遺傳病帶來希望。 全能性表達的難易程度：受精卵>生殖細胞>體細胞;植物細胞>動物細胞。干細胞：動物和人體內仍保留著少數具有分裂和分化能力的細胞。如骨髓中的造血干細胞 細胞內水分減少，體積變小，新陳代謝速率減慢皺紋 細胞內酶活性降低白發3、細胞衰老特征 細胞內色素積累老年斑 細胞內呼吸速度下降，細胞核體積增大 細胞膜通透性下降，物質運輸功能下降4、細胞凋亡指基因決定的細胞自動結束生命的過程，是一種正常的自然生理過程，如蝌蚪尾消失，它對于多細胞生物體正常發育，維持內部環境的穩定以及抵御外