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、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年桑格和尼克森提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。2、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）磷脂双分子层和大多数蛋白质分子可以运动（4）糖蛋白（糖被）分布在细胞膜外侧，由细胞膜上的糖类和蛋白质结合形成。作用：细胞识别、保护润滑等。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、N2、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。（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”——ATP1、ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物，中文名称叫做三磷酸腺苷，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，～代表高能磷酸键。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、概念：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生ATP的过程。酶2、有氧呼吸酶（1）总反应式：C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+大量能量酶（2）第一阶段：场所细胞质基质反应式：C6H12O6→2丙酮酸+少量[H]+少量能量酶（3）第二阶段：场所线粒体基质反应式：2丙酮酸+6H2O→6CO2+大量[H]+少量能量（4）第三阶段：场所线粒体内膜反应式：24[H]+6O2→12H2O+大量能量酶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（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（真核/原核）生物，有线粒体等多种细胞器（2）图甲为探究有氧（有氧/无氧）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（有氧/无氧）呼吸的装置。（3）CO2的检验：方法一：澄清石灰水遇CO2变浑浊方法二：溴麝香草酚蓝水溶液遇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，自上而下依次代表的色素是胡萝卜素，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。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：必须有光才能进行（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ATP中活跃的化学能3、暗反应阶段：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中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能4、联系：光反应为暗反应提供ATP和[H]，暗反应为光反应提供合成ATP和[H]的原料。5、碳原子的转移途径是：二氧化碳→C3→葡萄糖。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[H]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。
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