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文档简介

1、 高考生物复习资料绪论、组成生物体的化学元素一、生命的基本特征1、生物体都具有共同的物质基础和结构基础。物质基础:指组成生物的化学元素和化合物的种类基本相同。化学元素:c、0、h、n、s、p、ca、mg、k、fe、mn、b、zn、cu、mo化合物:水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质、核酸结构基础:生物体都有严整的结构,除病毒等少数种类外,生物体都由细胞构成。注:1、细胞是生物体的结构和功能的基本单位。2、从化学组成上说,生物体的基本组成中都有蛋白质和核酸。3、蛋白质是生命活动的主要承担者;核酸是遗传信息的携带者。2、生物体都有新陈代谢的作用注:1、生物与非生物最根本的区别。3、生物体都有生长、发育

2、、繁殖的现象。4、生物体都有遗传和变异的特性。5、生物体都能适应一定的环境,也能影响环境。6、生物都有应激性,因而能适应周围的环境。二、生物科学的发展第一阶段:描述性生物学阶段:德国植物学家施莱登和动物学家施旺提出了细胞学说;英国生物学家达尔文出版了物种起源;第二阶段:实验性生物学阶段:孟德尔发现的遗传规律重新被提出;第三阶段:分子生物学阶段:美国生物学家艾弗里第一次证明dna是遗传物质和英国科学家克里克共同提出dna分子双螺旋结构模型。三、组成生物体的化学元素1、微量元素:生物体必需的,含量很少的元素。如:fe、mn、b、zn、cu、mo2、大量元素:生物体必需的,含量占生物体总重量万分之一

3、以上的元素。如:c、0、h、n、s、p、ca、mg、k。3、组成生物体的最基本元素:c 基本元素:c、0、h、n 主要元素:c、0、h、n、s、p、 注:1、地球上的生物现在大约有200万种,组成生物体的化学元素有20多种。四、化学元素的重要作用1、c、h、o、n、p、s6种元素是组成原生质的主要元素,大约占原生质的97%。2、有的化学元素参与生物体的组成。3、有的微量元素能影响生物体的生命活动(如:b能够促进花粉的萌发和花粉管的伸长。当植物体内缺b时,花药和花丝萎缩,花粉发育不良,影响受精过程。)注:1、微量元素是维持生命活动不可缺少的。五、生物界与非生物界的差异统一性:组成细胞的化学元素在

4、非生物界都可以找到。差异性:组成生物体的化学元素在细胞内的含量与在非生物界中的含量明显不同。组成生物体的化合物一、水1、存在形式:结合水:吸附或结合在有机物上的水。自由水:在细胞中以游离的形式存在,可以自由流动。2、功能:结合水:细胞结构的组成成分。自由水:是细胞内的良好溶剂。运送营养物质和新陈代谢的废物。是直接参与化学反应的介质。3、生物体内水含量及分布规律(1)在活细胞中含量最多。一般占细胞鲜重的60%95%。(2)不同种类的生物含水量不同,这与其生活环境有关。(3)同一种生物的不同组织、器官含水量不同,这与其代谢强度有关。(4)同一种生物在不同的生长发育期,含水量不同。幼年时期成年时期。

5、4、含水量与代谢、抗性的关系:自由水与结合水的比值越大,代谢越强。结合水与自由水的比值越大,抗性越强。注:1、自由水和结合水是可以相互转化的,如血液凝固时,部分自由水转化为结合水。2、晒干的种子损失的是自由水,烘干的种子损失的是结合水。二、无机盐1、存在形式:多数以离子状态存在,少数以化合态形式存在。2、功能:细胞中某些复杂化合物的重要组成成分(如铁是血红蛋白的主要成分)。维持生物体的生命活动(如动物缺钙会抽搐),维持酸碱平衡,调节渗透压。三、糖类1、组成元素:c、0、h2、分类:单糖:是不能水解的糖。(六碳糖:葡萄糖、果糖;五碳糖:核糖、脱氧核糖)二糖:是水解后能生成两分子单糖的糖。(植物细

6、胞:蔗糖、麦芽糖;动物细胞:乳糖)多糖:是水解后能生成许多单糖的糖。(植物细胞:淀粉、纤维素(不能作为能源物质供细胞利用);动物细胞:糖元)3、可溶性还原性糖:葡萄糖、果糖、麦芽糖等。动物体内的肝糖元可直接水解生成葡萄糖,在血糖平衡调节中起重要作用,而肌糖元不能直接水解产生葡萄糖。但能为肌肉细胞提供能量。4、糖类的作用:糖类是生物体的主要能源物质。糖类是细胞和生物体的结构成分。四、脂质1、组成元素:c、0、h 、n、p2、分类:脂肪(由甘油和脂肪酸组成)、类脂、固醇类(包括胆固醇、性激素、维生素等,具有维持正常新陈代谢和生殖过程的作用。)3、功能:脂肪:生物体内主要储存能量的物质,维持体温恒定

7、。类脂(磷脂):构成细胞膜、线立体膜、叶绿体膜等膜结构的重要成分。胆固醇:对维持细胞膜的流动和稳定性有重要作用。(可从食物中获得或在体内合成。)注:固醇不属于生物大分子。性激素:对于生殖器官的发育、生殖细胞的形成与第二性征的激发和维持有重要作用。维生素:可以促进人体对ca和p的吸收。注、1、维生素d能促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。 2、胆固醇在体内合成的比从食物中吸收的多。 五、蛋白质1、组成元素:c、0、h、n、s、p、fe、cu、mn、i、zn2、相对分子质量:高分子化合物3、基本组成单位:氨基酸, 其结构通式是 注:1、组成蛋白质的氨基酸有20多种。决定20种氨基酸的密码子有61种。2

8、、自然界中的氨基酸不止20种,不是所有的氨基酸都能够成生物。4、氨基酸在结构上的特点:r基的不同氨基酸的种类不同。每种氨基酸分子至少含有一个氨基(-nh2)和一个羧基(-cooh);并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上(如:有-nh2和-cooh但不是连在同一个碳原子上不叫氨基酸);5、蛋白质的分子结构:氨基酸之间由脱水缩合的方式连接成蛋白质。脱水缩合:一个氨基酸分子的氨基(-nh2)与另一个氨基酸分子的羧基(-cooh)相连接,同时失去一分子水。肽键:肽链中连接两个氨基酸分子的键(-nh-co-)。二肽:由两个氨基酸分子缩合而成的化合物,只含有一个肽键。多肽:由三个或三个以上的氨基

9、酸分子缩合而成的链状结构。有几个氨基酸叫几肽。肽链:多肽通常呈链状结构,叫肽链。注:1、脱水缩合后的肽键不再是氨基或羧基6、蛋白质有关的计算规律:公式:1、肽键数=脱去水分子数=氨基酸数目肽链数。7、蛋白质分子的功能:构成细胞和生物体的重要物质如肌动蛋白;催化作用:如酶;调节作用:如胰岛素、生长激素;免疫作用:如抗体;运输作用:如红细胞中的血红蛋白。9、造成蛋白质结构多样性的原因:根本原因:遗传物质的不同(核酸控制的)。直接原因:氨基酸种数不同; 氨基酸数目不同;氨基酸排列次序不同; 肽链空间结构不同。注:1、细胞功能不同是由蛋白质结果的不同来决定的。六、核酸1、组成元素:c、h、o、n、p

10、基本组成单位:核苷酸核苷酸:由一分子磷酸、一分子核糖、一分子含氮碱基组成。组成dna的核苷酸叫做脱氧核苷酸,组成rna的核苷酸叫做核糖核苷酸。两者组分相同的是都含有磷酸基团、腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶三种含氮碱基。含氮碱基:a腺嘧呤 g鸟嘌呤 c胞嘧啶 t胸腺嘧啶 u尿嘧啶2、核酸种类:脱氧核糖核酸(dna):主要存在于细胞核中。在线粒体、叶绿体中也有。核糖核酸(rna):主要存在细胞质中。3、功能:核酸是遗传信息的载体。脱氧核糖核酸是染色体的重要组成成分,与蛋白质构成染色体。注:1、凡是有细胞结构的生物,遗传物质肯定都是dna2、若是rna起遗传作用,肯定没有dna。3、细胞质中的dna不构成染

11、色体。注:1、能源物质系列:生物体的能源物质是糖类、脂类和蛋白质。糖类是细胞的主要能源物质,是生物体进行生命活动的主要能源物质。生物体内的主要贮藏能量的物质是脂肪。动物细胞内的主要贮藏能量的物质是糖元;植物细胞内的主要贮藏能量的物质是淀粉;生物体内的直接能源物质是atp();生物体内的最终能量来源是太阳能。2、糖类、脂类、蛋白质、核酸四种有机物共同的元素是c、h、o三种元素,蛋白质必须有n,核酸必须有n、p。蛋白质和核酸的关系 (1)核酸控制蛋白质的合成(2)dna多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系注:核酸和蛋白质均存在物种特异性,可作为鉴别不同物种的依据。生物体内基因是选择性表达的,所以

12、同一生物体不同。细胞内的dna虽然相同,但mrna和蛋白质不一定相同。细胞的功能和结构一、细胞的功能和结构1、细胞的分类:原核细胞、真核细胞原核细胞真核细胞不同点大小较小较大本质区别无核膜包围的细胞核有核膜包围的真正的细胞核细胞壁多数有,主要成分是由糖类与蛋白质结合而成的化合物肽聚糖植物细胞有,成分是纤维素和果胶。其性质是全透的。动物细胞无细胞壁细胞质有核糖体,无其他细胞器有核糖体和其他细胞器细胞核拟核,无核膜、核仁,dna不与蛋白质结合,没有染色体。有核膜和核仁,dna与蛋白质结合成染色质(体)转录与翻译可同时进行先在细胞核内转录,后在细胞质中翻译主要变异类型基因突变基因突变、基因重组、染色

13、体变异增殖方式二分裂(细菌)主要是有丝分裂相似点 都有相似的细胞膜都有遗传物质dna都有合成蛋白质的细胞器核糖体 原核生物:蓝藻、绿藻、细菌(如硝化细菌、乳酸菌、大肠杆菌、肺炎双球菌)、放线菌、支原体(最小)真核生物:酵母菌、霉菌、食用菌、衣藻、变形虫、草履虫、疟原虫等注:1、地球上的生物,除了病毒以外,所有的生物体都是由细胞构成的。(生物分类也就有了细胞生物和非细胞生物之分)。2、原核细胞与真核细胞的主要区别是有无成形的细胞核,也可以说是有无核膜,因为有核膜就有成形的细胞核,无核膜就没有成形的细胞核。3、不是所有的菌类都是原核生物,细菌(如硝化细菌、乳酸菌等)是原核生物,而真菌(如酵母菌、霉

14、菌、蘑菇、木耳、金针菇等为真菌)是真核生物。4、草履虫、变形虫为单细胞真核生物。5、虽然原核生物无叶绿体、线粒体,但有些原核生物也能进行光合作用(如蓝藻)和有氧呼吸(如硝化细菌)。二、细胞膜的结构和功能1、分子结构:由双层磷脂分子镶嵌了蛋白质。蛋白质可以以覆盖、贯穿、镶嵌三种方式与双层磷脂分子相结合。磷脂双分子层是细胞膜的基本支架。2、结构特点:具有一定的流动性。 功能特性:具有选择透过性。注:1、“一定的流动性”为物质进出细胞膜的生理基础。2、选择透过性是指细胞膜等生物膜由于膜上具有载体等结构,不同生物的细胞膜上载体的种类和数量不同,构成了对不同物质吸收与否和吸收多上的选择性。3、当细胞死亡

15、时,细胞膜便失去了选择透过性,变为全透膜。3、主要功能:与细胞的物质交换、细胞识别以及分泌、排泄、免疫都有密切关系。三、细胞质的结构和功能1、分类:细胞质基质、细胞器2、细胞质基质:功能:活细胞进行新陈代谢的主要场所,提供所需的物质和一定条件。3、细胞器名 称化学组成存在位置膜结构主要功能线粒体蛋白质、呼吸酶、rna、脂质、dna动植物细胞双层膜能量代谢有氧呼吸的主要场所叶绿体蛋白质、光合酶、rna、脂质、dna、色素植物叶肉细胞、嫩茎光合作用内质网(粗面、滑面)蛋白质、酶、脂质动植物细胞中广泛存在单层膜与蛋白质、脂质、糖类的加工、运输有关。蛋白质的运输通道。高尔基体蛋白质、脂质动物:分泌物的

16、形成并有运输作用。植物:与细胞壁的形成有关。溶酶体蛋白质、脂质、酶催化作用,促进物质的合成、分解核糖体蛋白质、rna、酶无膜合成蛋白质中心体蛋白质动物细胞低等植物细胞与动物细胞有丝分裂有关液泡其中有细胞液成熟的植物细胞单层膜功能:调节细胞的内环境,使细胞有一定的渗透压,保持膨胀状态。注:1、含dna的细胞器:线粒体、叶绿体;含rna的细胞器:线粒体、叶绿体、核糖体2、能产生水的细胞器:线粒体(呼吸)、叶绿体(光合)、核糖体(产生蛋白质)3、低等植物和动物细胞中有中心体,而高等植物细胞则没有。4、植物细胞有细胞壁和是叶绿体,而动物细胞没有。5、代谢过程中能产生atp的结构有:四、细胞核的结构和功

17、能1、细胞核的简介:(1)存在绝大多数真核生物细胞中;(2)原核细胞中没有真正的细胞核;(3)有的真核细胞中也没有细胞核,如人体内的成熟的红细胞。(4)有的细胞有2个以上细胞核。2、细胞核结构:a、核膜:双层膜,允许离子和较小的分子通过。如:氨基酸、葡萄糖b、核孔:在核膜上的不连贯部分;作用:是大分子物质进出细胞核的通道,如rna。注:1、核膜是和内质网膜相连的,便于物质的运输。2、在核膜上有许多酶的存在,有利于各种化学反应的进行。3、核膜和核孔都有选择透过性。c、核仁:匀质的球形小体。特点:折光性强。细胞周期中呈现有规律的消失(分裂前期)和出现(分裂末期),经常作为判断细胞分裂时期的典型标志

18、。d、染色质:细胞核中易被碱性染料染成深色的物质。3、细胞核的功能:遗传物质储存和复制的场所;细胞遗传特性和代谢中心活动的控制中心。注:1、但只有保持细胞的完整性,才能正常的完成各项生命活动。人的成熟红细胞不能生长的原因:人成熟红细胞无细胞核和各种细胞器,不能进行生长所必需的合成代谢与分解代谢。2、只有真核生物细胞中存在细胞核,一些特殊的真核细胞(如哺乳动物成熟的红细胞和高等植物成熟的筛管细胞)中没有细胞核。3、核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关,如代谢旺盛、合成蛋白质量大的细胞,核孔数多,核仁较大。细胞增殖一、细胞增殖1、真核细胞分裂的方式:有丝分裂、无丝分裂、减数分裂2、细胞增殖的原因:

19、受细胞体积和表面积之比的限制。维持细胞与细胞核之间的平衡。细胞内物质扩散和运输的限制3、细胞增殖的意义:是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。二、有丝分裂1、细胞周期:指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。一周期:分裂间期(9095)+分裂期(510)间期:g1:dna复制前期 s:dna复制(数目加倍)染色单体复制(04n) g2:复制后期准备分裂注:1、每个细胞周期必须以分裂间期为起点。2、必须是连续分裂的细胞才存在细胞周期;成熟的细胞不再分裂,没有细胞周期。3、不同生物,同一生物不同组织细胞周期不同。2、几个概念染色质:在细胞核中分布着一些容易被碱性染料染成深色的

20、物质,这些物质是由dna和蛋白质组成的。在细胞分裂间期,这些物质成为细长的丝,交织成网状。染色体:在细胞分裂期,细胞核内长丝状的染色质高度螺旋化,缩短变粗,就形成了光学显微镜下可以看见的染色体。染色体的个数数着丝点数目。姐妹染色单体:染色体在细胞有丝分裂(包括减数分裂)的间期进行自我复制,形成由一个着丝点连接着的两条完全相同的染色单体。(若着丝点分裂,则就各自成为一条染色体了)。每条姐妹染色单体含1个dna,每个dna一般含有2条脱氧核苷酸链。纺锤体:是在有丝分裂中期细胞质中出现的结构,它和染色体的运动有密切关系。赤道板:细胞有丝分裂中期,染色体的着丝粒准确地排列在纺锤体的赤道平面上。3、植物

21、细胞有丝分裂过程图解图像时期主要特点间期完成dna分子的复制合成有关的蛋白质的合成前期染色质丝螺旋化形成染色体核膜解体,核仁消失细胞两极发出纺锤丝,形成纺锤体中期染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上,染色体形态稳定数目清晰后期极染色体的着丝点分裂,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体,分别移向细胞两极末期染色体伸展重新变成染色质状态纺锤体消失出现新的核膜和核仁 出现细胞板并扩展为细胞壁注:、1、dna分子数目的加倍在间期,数目的恢复在末期;染色体数目的加倍在后期,数目的恢复在末期;染色单体的产生在间期,出现在前期,消失在后期。2、赤道板是假想出来的;细胞板是真是存在的细胞壁的雏形。细胞板是植物

22、细胞有丝分裂末期在赤道板位置的一种具体结构,其形成与高尔基体有关,细胞板向四周扩展逐渐形成新的细胞壁。4、dna数、染色体数、染色单体数、同源染色体对数、染色体组数变化(二倍体生物)间期前期中期后期末期dna数()2c4c4c4c4c4c2c染色体数(2n)2n2n2n4n4n2n染色单体数04n4n4n00同源染色体对数nnn2nn染色体组数22242dna、染色体数量变化曲线 (1)ab、lm的变化原因都是dna分子复制。(2)gh、no变化的原因都是着丝点分裂,姐妹染色单体分开,形成子染色体。(3)mn表示含有姐妹染色单体的时期,包括有丝分裂前期和中期。染色体、染色单体、dna三者之间关

23、系注:dna加倍时期间期; 染色单体形成时期间期;染色体数目加倍时期后期; 染色单体消失的时期后期;中心粒加倍时期间期(动物细胞)。5、动、植物细胞有丝分裂的区别:相同点动物细胞有丝分裂植物细胞有丝分裂(1)分裂间期都完成dna的复制和相关蛋白质的合成;(2)分裂期染色体的形态、数目、行为的变化规律相同,染色体平均分配到两个子细胞中去不同点前期动物细胞是由中心体发出星射线形成纺锤体植物细胞由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体末期动物细胞膜从中部向部凹陷,把细胞缢裂成两个子细胞植物细胞中部形成细胞板,扩展形成新的细胞壁,分裂成两个子细胞6、意义(特征):是将亲代细胞的染色体经过复制以后,精确地平均分配

24、到两个子细胞中去,因而在生物的亲代和子代间保持了遗传性状的稳定性,对生物的遗传具重要意义。三、无丝分裂1、过程:细胞核延长,核的中部向内凹进,缢裂为两个细胞核,整个细胞从中缢裂,形成两个子细胞。2、特点:在分裂过程中不出现纺锤丝和染色体,但是有遗传物质的复制。注:无丝分裂是最早发现的一种细胞分裂方式,这种分裂方式主要见于高度分化的细胞,如蛙的红细胞等。四、细胞有丝分裂图像识别(以二倍体为例)(1)根据细胞形态和有无中心体判断(2)根据形成子细胞的方式判断细胞的分化、癌变和衰老一、细胞的分化1、概念:在个体发育过程中,相同细胞(细胞分化的起点)的后代,在细胞的形态、结构和生理功能上发生的稳定性差

25、异的过程。2、特点:普遍性:生物界中普遍存在。持久性:发生在生物体整个生命过程中,在胚胎时期达到最大限度。不可逆性:在自然条件下,已分化的细胞不可能恢复到未分化的状态。3、本质:基因的选择性表达。 细胞分化的结果:形成了不同的组织器官4、细胞分化的基础:各种细胞具有完全相同的遗传物质。5、意义:经过细胞分化,在多细胞生物体内就会形成各种不同的细胞和组织。注:1、细胞分化程度越高,细胞分裂能力越弱。2、单细胞生物的细胞分化不表现为细胞间的差异,而是在生活史中有规律地发生形态、生理上阶段性变化。二、细胞全能性1、概念:指已分化的细胞,仍具有发育成完整个体的潜能。注:在此讲的发育指的是发育成完整的个

26、体,而不是单个器官或组织。2、原因:细胞核内含有保持物种遗传性所具有的全套遗传物质。3、全能性的表达条件:离体 适宜的水、无机盐、有机营养及激素、适宜的温度等。4、表现:高度分化的植物细胞仍具有发育成植株的能力。高度分化的动物细胞仍具有全能性。注:1、全能性:动物细胞植物细胞;对于同一生物:全能性:体细胞生殖细胞受精卵分化程度越高,全能性越低;分裂能力越强,全能性越高。 2、卵细胞和花粉的分化程度很高,但仍然具有较高的全能性。三、细胞的癌变1、概念:在生物体的发育中,有些细胞受到各种致癌因子的作用,不能正常的完成细胞分化,变成了不受机体控制的、能够连续不断的分裂的恶性增殖细胞。2、癌细胞的特征

27、:能够无限增殖(一般细胞分裂5060次);(癌细胞失去接触抑制的特点,即正常细胞相互接触后,其运动和增殖都会停下来)形态结构发生了变化;癌细胞表面发生了变化:细胞膜上的糖蛋白减少,使细胞间黏著性减少,导致细胞易转移。3、机理:癌细胞是由于原癌基因激活,细胞发生转化引起的。(人和动物普遍存在原癌基因,正常情况下,原癌基因处于抑制状态)4、致癌因子:物理致癌因子:主要是辐射致癌;化学致癌因子:如苯、坤、煤焦油等;病毒致癌因子:能使细胞癌变的病毒叫肿瘤病毒或致癌病毒。注:1、有致癌因子时,细胞癌变的几率升高,但并不是一定发生癌变,无致癌因子时也不是一定不发生癌变,只是发生的几率较低。三、细胞的衰老细

28、胞的衰老是细胞生理和生化发生复杂变化的过程,最终反应在细胞的形态、结构和生理功能上。1、细胞衰老的主要特征:“一大”:细胞核变大,染色质固缩、染色加深“一小”:细胞内水分减少,体积变小。“一多”:细胞内色素逐渐积累、增多,阻碍了细胞内物质的交流和信息的传递。“三低”:膜的物质运输功能降低,多种酶的活性降低,呼吸速度及代谢速度降低。注:1、细胞的衰老是正常的生理现象,不等同与生物体的衰老。2、细胞衰老发生在生物体生命活动的各个时期,对机体的影响是有利的。二、生物的新陈代谢新陈代谢与酶一、酶的发现1、酶概念:是活细胞(来源)所产生的具有催化作用(功能)的一类有机物。大多数酶的化学本质是蛋白质(水解

29、酶的酶是蛋白酶),也有的是rna。来源:所有活细胞,合成酶的场所主要是活细胞中的核糖体。合成原料:氨基酸和核苷酸作用:生物催化剂,只起生物催化作用。2、相关概念:酶促反应:酶所催化的反应。底物:酶催化作用中的反应物叫做底物。注:1、酶是在细胞内外都起作用,如消化酶就是在细胞外消化道内起作用的。2、酶对生物体内的化学反应起催化作用与调节人体新陈代谢的激素不同。3、虽然酶的催化效率很高,但它并不被消耗。4、酶大多数是蛋白质,它的合成受到遗传物质的控制,所以酶的决定因素是核酸。二、酶的特性在一定条件下,能使生物体内复杂的化学反应迅速地进行,而反应前后酶的性质和质量并不发生变化。高效性:催化效率比无机

30、催化剂高许多。 酶只能缩短达到化学平衡所需时间,不改变化学反应的平衡点。酶只能催化已存在的化学反应。专一性:每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应。(1)在a底物中加入酶a,a底物快速减少,说明酶a催化底物a参加反应。(2)在b底物中加入酶a,b底物浓度不变,说明酶a不能催化底物b参加反应。酶需要适宜的温度和ph值等条件:在最适宜的温度和ph下,酶的活性最高。温度和ph偏高和偏低,酶的活性都会明显降低。原因是过酸、过碱和高温,都能使酶分子结构遭到破坏而失去活性。甲、乙两条曲线表明:a在一定温度(ph)范围内,随温度(ph)的升高,酶的催化作用增强,超过这一范围,酶的催化作用逐渐减弱,甚至失活

31、。b过酸、过碱、高温都会使酶变性失活,而低温只是抑制酶的活性,酶分子结构未被破坏,温度升高可恢复活性。从丙图可以看出:反应溶液ph的变化不影响酶作用的最适温度。(2)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响(3)在ab段虽然酶促反应速率下降,但酶的催化效率没有发生变化。甲图:在其他条件适宜、酶量一定的情况下,酶促反应速率随底物浓度增加而加快,但当底物达到一定浓度后,受酶数量和酶活性限制,酶促反应速率不再增加。乙图:在底物充足,其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度成正比。酶促反应速率与反应时间之间的关系(1)pa段由于底物充足,酶是限制因素, 酶促反应速率处于一个最大值水平。(2)ab段酶促反应速

32、率下降的原因是:随着时间的推移,底物越来越少,在ab段限制因素不是酶,而是底物的量,即底物越来越少,酶促反应速率越来越慢,当达到b点时,底物变为0,酶促反应速率也变为0。注:1、低温不会使酶失活,遇到适宜的温度,活性可以恢复。2、底物浓度和酶浓度通过影响底物与酶的接触而影响酶促反应速率,并不影响酶活性。新陈代谢与atp一、atp的相关内容1、组成元素:c、h、o、n、p(与核酸的组成元素相同)。atp的结构简式:atp是三磷酸腺苷,结构简式:,其中:a代表腺苷,t代表三个,p代表磷酸基,代表高能磷酸键,代表普通化学键。2、atp的来源(1)植物产生atp的途径有光合作用与呼吸作用,动物产生at

33、p的途径有呼吸作用和磷酸肌酸的分解。(2)热能是有机物氧化分解时与atp同时产生的,热能不能转化为atp中的能量。(3)呼吸作用中atp的产生速率与o2供应量之间的关系可用右图表示:在无氧条件下,可通过无氧呼吸分解有机物,产生少量atp。随o2供应量增多,有氧呼吸明显加强,atp产生速率随之增加,但当o2供应量达到一定值后,atp产生速率不再增加,此时的限制因素可能是酶、有机物、adp、磷酸等。2.atp的去路(1)光反应产生的atp:用于暗反应过程中c3的还原,atp中的能量被转移到暗反应所生成的有机物中。(2)呼吸作用产生的atp:作为细胞的能量通货,直接用于各项生命活动,如肌肉收缩、神经

34、传导、主动运输、物质合成、发光、发电等。注:不要把atp产生速率与o2供给量之间的关系画成如右图所示的曲线:此曲线可表示细胞有氧呼吸产生atp的速率随o2供给量变化。atp的水解实质:atp分子中高能磷酸键的水解。3、atp的生理功能:atp是新陈代谢所需能量的直接来源。注:1、但atp并不是细胞内唯一的直接能源物质,除此外还有utp、gtp。2、atp水解时释放的能量高达30.54kj/mol3、糖类、脂肪这些有机物不能直接被生物体利用,它们只有在氧化时能量释放出来,储存在atp中才能被生物利用。a代表含义的区别二、atp与adp的相互转化1、原因:atp在细胞内含量很少,但生物内部需要稳定

35、的功能环境。2、过程:在酶的作用下,atp中远离a的高能磷酸键水解,释放出其中的能量,同时生成adp和pi;在另一种酶的作用下,adp接受能量与一个pi结合转化成atp。3、特点:相互转化过程十分迅速。4、生理意义:atp在细胞内含量很少,但转化十分迅速,这使细胞内atp的含量总是处在动态平衡中,从而保证了生命活动的顺利进行。注:1、atp与adp相互转变的反应是不可逆的,反应式中物质可逆,能量不可逆。具体因为:(1)从反应条件看,atp的分解是水解反应,催化反应的是水解酶;而atp是合成反应,催化该反应的是合成酶。酶具有专一性,因此,反应条件不同。(2)从能量看,atp水解释放的能量是储存在

36、高能磷酸键内的化学能;而合成atp的能量主要有太阳能和化学能。因此,能量的来源是不同的。(3)从合成与分解场所的场所来看:atp合成的场所是细胞质基质、线粒体(呼吸作用)和叶绿体(光合作用);三、atp的形成途径动物、人:adp转化成atp时所需要的能量,来自细胞内呼吸作用中分解有机物释放出的能量。场所:细胞质基质、线粒体。绿色植物:adp转化成atp时所需要的能量,除了来自呼吸作用中分解有机物释放出的能量外,还来自光合作用。场所:细胞质基质、线粒体、叶绿体。四、atp分解时的能量利用细胞分裂、根吸收矿质元素、肌肉收缩等生命活动。光合作用与生物固氮一、光合作用的发现1、英国科学家普里斯特利通过

37、实验证明植物可以更新空气。2、德国科学家萨克斯通过实验证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。3、美国科学家恩格尔曼用水绵进行了光合作用的实验,从而证明了氧是由叶绿体放出来的,叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。注:1、选用水绵做为实验材料。优点:水绵不仅具有细长的带状叶绿体,而且叶绿体螺旋的分布在细胞中,便于观察。2、将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中,排出了光线和氧气的影响。3、选用了极细光束照射,并且选用好氧细菌检测,从而能准确判断水绵细胞中释放氧气的部位。4、进行黑暗和曝光对比实验,从而明确实验结果完全是由光照引起的。4、美国科学家鲁宾和卡门用同位素标记法证明了光合作用释放的氧全部来自

38、水。二、叶绿体中的色素1、分布:基粒片层结构的薄膜上。2、色素的种类:高等植物叶绿体含有以下四种色素。a、叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,包括叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色);b、类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,包括胡萝卜素(橙黄色)和叶黄素(黄色)3、作用:吸收、传递以及转化光能的作用。注:1、叶绿素在气温降低时,容易遭到破坏。所以秋天树叶是黄色的。2、叶绿体中的色素也吸收其他波段的光,只是吸收量少。白光中包含各种可见光,光合作用最强。三、光能在叶绿体中的转换包括三个过程:光能转换成电能电能转化为活跃的化学能活跃的化学能转换为稳定的化学能四、光合作用的过程1、概念:指绿色植物通过叶绿体,利用光能

39、,把二氧化碳和水转化为储存着能量的有机物,并释放出氧的过程。2、总反应试:co2+h2o(ch2o)+o23、主要反应阶段:光反应、暗反应比较项目光反应暗反应反应场所叶绿体内囊状结构薄膜上。叶绿体基质能量变化光能电能电能活跃化学能活跃化学能稳定化学能物质变化水的光解:h2oho2nadph的形成:nadp+ h+ 2e nadphatp的形成:atppiatpco2的固定:co2+c52c3c3化合物的还原:2c3+h+atp(ch2o)+c5+h2o反应物h2o、adp、pi、nadp+、酶co2、atp、nadph、酶反应产物o2、atp、nadph(ch2o)、adp、pi、nadp+

40、、h2o反应条件需光不需光反应性质光化学反应(快)酶促反应(慢)反应时间有光时(自然状态下,无光反应产物暗反应也不能进行)4、实质:将无机物转化为糖类等有机物,同时将太阳光能转化为稳定的化学能储存在有机物中。5、影响光合作用的因素:有光照(包括光照的强度、光照的时间长短)、二氧化碳浓度、温度(主要影响酶的作用)和水等。注:1、所释放的氧气中的氧原子来自于水中,而有机物中的氧原子来自于二氧化碳。2、光反应和暗反应是一个整体。所以晚上植物不能进行暗反应。3、光反应阶段产生的atp专门用于光合作用,不用于其他生命活动。6、光合作用条件骤变时物质含量的变化注:1、将光当作反应物去考虑。2、判断各物质含

41、量变化时,一定注意从该物质的产生和消耗两个方面去分析。3、以上各物质含量的变化是在外界条件变化后的短时间内发生的,且是相对含量的变化。四、影响光合作用的因素以及应用1、影响光合作用的因素:内因:植物种类、叶龄外因:光、co2浓度、温度、必需矿质元素、水、光照强度:在一定的光照强度范围内,光合速率随光照强度增加而加快(因为光反应产生的h和atp增多,使暗反应加快,光合作用产物增加)当达到某一光照强度,光合速率不再加快(主要原因是受暗反应中酶和co2供应量等的限制)。关键点含义:a点:只进行呼吸作用b点:光补偿点(光合作用强度=呼吸作用强度)co2释放量 c点:光饱和点 co2浓度:在一定范围内,

42、植物光合作用强度随着 co2 浓度的增加而增加,但达到一定浓度后,光合作用强度不再增加。 关键点含义:a点:植物进行光合作用所需co2的最低浓度(不是光合作用速率与 呼吸作用速率相等的co2浓度)b点:光合作用速率到达最大值时的最低co2浓度(co2浓度饱和点)温度:主要影响酶的活性.即在一定温度范围内,随着温度的升高,光合速率不断加快,但超过一定的温度,随着温度的升高,光合速率逐渐减慢。关键点含义:a点:低温抑制酶的活性。 b点:光合作用速率最大值(但不一定是植物积累有机物的最适温度)c点:高温使部分酶失活。必需矿质元素:在一定浓度范围内,增大矿质元素的供应,可提高光合作用速率,但超过一定浓

43、度后,会因土壤溶液浓度过高而导致植物光合作用速率下降。应用:适时、适量施肥多因子对光合作用速率影响p点之前,横坐标为限制光合作用的因子,随其因子的不断增加,光合作用速率不断增加。p点到q点之间,限制因子既有横坐标又有其他因素。q点时,横坐标表示的因子不再是影响光合作用的因素。2、关键点的变化若改变某一因素(如光照、co2浓度),使光合作用增大(减小),而呼吸作用不受影响,因此,为使光合作用呼吸作用,则光补偿点左移(右移)若改变某一因素(如温度),使呼吸作用增大(减小),为使二者相等,则补偿点右移(左移)饱和点含义:光合作用速率达到最大时所对应的横坐标量的最小值。当横坐标对应的因素对光合作用最大

44、值不产生影响时,若改变某一因素使光合作用增大(减小),则饱和点右移(左移)。3、光合作用的测定:1)光合速率的表示方法:单位时间单位面积叶片利用co2(或放出o2、有机物)的量。2)测定方法:呼吸速率:将植物置于黑暗中,测定容器中co2的增加量、o2减少量或有机物的减少量。光合速率:将植物置于光下,测定实验容器中o2增加量、co2减少量或有机物的减少量。(3)计算方法:总光合速率=净光合速率+呼吸速率对于实际光合与净光合常见的描述:实际光合:植物或叶片吸收co2(或释放o2的量)植物叶片“积累”葡萄糖(或有机物的量)净光合:植物或叶片“制造”、“生产”“合成”有机物的量。叶绿体吸收co2 (或

45、放出o2的量)3、图解1、什么光照强度,植物能正常生长?净光合作用强度 0,植物才能正常生长。在一昼夜中,白天的光照强度需要满足白天的光合净产量 晚上的呼吸消耗量,植物才能正常生长。夏季的一天中co2吸收和释放变化曲线图曲线的各点含义及形成原因分析a点:凌晨3时4时,温度降低,呼吸作用减弱,co2释放减少;b点:上午6时左右,太阳出来,开始进行光合作用;bc段:光合作用小于呼吸作用;c点:上午7时左右,光合作用等于呼吸作用;ce段:光合作用大于呼吸作用;d点:温度过高,部分气孔关闭,出现“午休”现象;e点:下午6时左右,光合作用等于呼吸作用;ef段:光合作用小于呼吸作用;fg段:太阳落山,停止

46、光合作用,只进行呼吸作用。(1)积累有机物时间段:ce段;(2)制造有机物时间段:bf段;(3)消耗有机物时间段:og段;(4)一天中有机物积累最多的时间点:e点;(5)一昼夜有机物的积累量表示:spsmsn。(1)如果n点低于m点,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量增加;(2)如果n点高于m点,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量减少;(3)如果n点等于m点,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量不变;(4)co2含量最高点为c点,co2含量最低点为e点。(1)如果n点低于m点,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量减少;(2)如果n点高于m点,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量增加;(3)

47、如果n点等于m点,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量不变;(4)o2含量最高点为e点,o2含量最低点为c点。五、光合作用的意义意义:实质:把co2、h2o转变为有机物,同时把光能转变为化学能储存在有机物中。 维持大气中氧和二氧化碳含量的相对稳定。 对生物的进化具有重要作用。五、c3植物和c4植物1、c3植物和c4植物的特点c3植物:仅有c3途径的叫c3植物。常见的有:大麦、大豆、马铃薯、菜豆、菠菜等。叶片结构特点:植物叶片中的维管束鞘细胞不含叶绿体。维管束鞘以为的叶肉细胞排列疏松,但都含叶绿体。c4植物:既有c3途径又有c4途径的植物。常见的有:玉米、甘蔗、高粱、苋菜。叶片结构特点:围绕维管

48、束的是呈“花环型”的两圈细胞:里面一圈是维管束鞘细胞,外面的一圈是叶肉细胞。c4植物中构成维管束鞘的细胞比较大,里面含有没有基粒的叶绿体,这种叶绿体不仅数量较多,而且个体较大,叶肉细胞含有正常的叶绿体。2、c3植物和c4植物的光合作用过程c4途径:注:1、c4植物先进行c4途径,再进行c3途径。2、c4植物光合作用的c4途径发生在叶肉细胞中,c3途径发生在维管束鞘细胞中。3、鉴别c3植物和c4植物的方法同位素标记法(c的转移途径):最初co2受体:c5(c3)、pep(c4)对叶片进行横切观察叶绿体的形态观察植物对低浓度的co的吸收情况看叶片淀粉产生的场所:c3:叶肉细胞、c4:维管束鞘细胞六

49、、植物栽培与光能的合理利用合理利用光能:延长光合作用的时间延长全年内单位土地面积上绿色植物进行光合作用的时间。 增加光合作用的面积合理密植。间行套种的两种植物因阳光而构成竞争关系,为充分利用光能,套种的两种农作物的光饱点(达到最大光合作用强度时所需的最低光照强度)最好相差最大。七、生物固氮1、生物固氮:是指固氮微生物将大气中的氮(n2)还原为氨(nh3)的过程。2、固氮微生物的种类:一类是共生的,一类是自生的。共生固氮微生物:共生微生物是指与一些绿色植物互利共生的固氮微生物,如根瘤菌。、根瘤菌:异养需氧型细菌(消费者);不同的根瘤菌,只能侵入特定种类的豆科植物:大豆根瘤菌只能侵入大豆的根;蚕豆

50、根瘤菌可以侵入蚕豆、菜豆、豇豆的根。注:1、根瘤菌具有专一共生性。2、必须侵入豆科植物的跟内的根瘤菌才能固氮。3、根瘤菌固定的氮素可以被植物直接吸收。、豆科植物通过光合作用制造的有机物,一部分供给根瘤菌;根瘤菌通过生物固氮制造的氨,则供给豆科植物。、形成根瘤的原因:根瘤菌在跟内不断繁殖,并且刺激根内的一些薄壁细胞分裂,进而使该处组织逐渐膨大,形成根瘤。自生固氮微生物:是指在土壤中能够独立进行固氮的微生物。自生固氮菌大多是杆菌或短杆菌,单生或对生。成对的菌体成“8“字形排列,并且外面有一层厚厚的荚膜。如圆褐固氮菌。圆褐固氮菌:异养需养型细菌(分解者);不仅能够自行固氮,并且能够分泌生长素,促进植

51、株的生长和果实的发育。八、氮循环1、氮循环过程图2、参与氮循环的几种微生物的比较九、生物固氮在农业生产方面的应用1、对豆科植物进行根瘤菌拌种2、制菌剂3、用豆科植物做绿肥。如将田菁、苜、紫云英等新鲜植株直接耕埋或堆沤后施用到农田中。4、转基因注:1、经常松土能提高农作物产量的原因:增强植物的细胞呼吸,为矿质离子的吸收提供更多能量。有利于微生物的分解活动,增加土壤肥力。促进硝化细菌将氨态的氮转化为硝态氮,提高氮肥利用率。抑制反硝化细菌的反硝化作用,减少氮肥的损失。植物对水分的吸收和利用一、几种吸水的原理1、渗透作用:水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散,叫做渗透作用。产生必须具备以下两个条件

52、:a具有半透膜。b、半透膜两侧的溶液具有浓度差。水分流动的趋势:水往高(溶液浓度高的地方)处走。水密度小,水势低(溶液浓度大);水密度大,水势高(溶液浓度低)。外界溶液浓度细胞液浓度细胞吸水,外界溶液浓度细胞液浓度细胞失水。渗透作用的原理分析 (1)渗透系统组成(2)渗透作用的过程:当s1浓度s2浓度时,水由s2s1的分子数多于由s1s2的分子数,漏斗内液面升高;当s1浓度s2浓度时,水由s1s2的分子数多于由s2s1的分子数,漏斗内液面下降。s1与s2进行双向的水分子移动,观测双向水分子移动数的差,通常以液面高低的变化来判断。(3)渗透平衡状态分析在达到渗透平衡时,一般s1和s2的浓度并不相

53、等。因为液面高的一侧形成的液面差h会形成静水压,会阻止水分子由s2流向s1,只要有液面差h存在,溶液s1的浓度仍会大于s2的浓度。(4)渗透作用原理及其装置的运用验证渗透作用发生的条件是必须具有半透膜和浓度差。根据液面变化情况鉴别两种未知溶液浓度的大小。探究某种物质能否透过半透膜,如碘和淀粉。自由扩散与渗透作用的异同(1)相同点:都是物质从浓度较高的区域向浓度较低区域扩散。(2)不同点:渗透作用是针对溶剂的运动而言,自由扩散是指o2、co2、甘油等物质出入细胞的方式。注:1、人的体细胞也可以进行渗透作用。2、吸胀吸水:靠细胞内的纤维素、淀粉、蛋白质等亲水物质吸收水分。是未形成大液泡的细胞吸水方式。如:根尖分生区的细胞和干燥的种子。3、吐水:在土壤水分充足,空气湿度很大的情况下,叶片上的水孔,就会有液体溢出。注:1、插在花瓶中的花枝条吸水,是通过枝条的导管的毛细管现象吸水。二、植物细胞的吸水和失水1、绿色植物吸收

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