第4章 細胞的代謝（考點串講課件）-【知識精研】高一生物上學期期末考點大串講（滬科版2020）

復(fù)習范圍：必修一第四章細胞代謝高一生物上學期·期末復(fù)習考點大串講滬科2020目錄4.1細胞通過質(zhì)膜與外界進行物質(zhì)交換4.2酶催化細胞的化學反應(yīng)4.3細胞通過分解有機分子獲取能量4.4葉綠體將光能轉(zhuǎn)化并儲存在糖分子中細胞通過質(zhì)膜與外界進行物質(zhì)交換PARTONE一、小分子物質(zhì)經(jīng)被動或主動運輸進出細胞單擊此處添加文本小分子物質(zhì)經(jīng)被動或主動運輸進出細胞被動運輸自由擴散：小分子物質(zhì)通常是以擴散的方式透過細胞質(zhì)膜。協(xié)助擴散：葡萄糖、氨基酸以及一些離子等，借助質(zhì)膜上的轉(zhuǎn)運蛋白順濃度梯度運輸方式。主動運輸：物質(zhì)逆濃度梯度進出細胞需借助質(zhì)膜上的載體蛋白，還需要細胞提供能量的方式。運輸方向：順濃度梯度（高→低）特點：不需要載體蛋白的協(xié)助、不消耗能量實例：①氣體：O2、CO2、NH3等；

②甘油、乙醇、苯等脂溶性的小分子有機物；③少部分水（通過由于磷脂分子運動而產(chǎn)生的間隙）影響因素：細胞內(nèi)外濃度差、溫度濃度差擴散速度高低自由擴散協(xié)助擴散運輸方向：順濃度梯度（高→低）特點：需要載體蛋白的協(xié)助、不消耗能量實例：①葡萄糖、氨基酸以及一些離子等；葡萄糖進入紅細胞、肌細胞；②大部分水（細胞膜上存在水通道蛋白，水分子可以通過通道蛋白通過細胞膜）影響因素：細胞內(nèi)外濃度差和轉(zhuǎn)運蛋白的種類和數(shù)量、溫度濃度差運輸速度P點后速率受轉(zhuǎn)運蛋白數(shù)量限制P轉(zhuǎn)運蛋白葡萄糖氨基酸載體蛋白只容許與自身結(jié)合部位相適應(yīng)的分子或離子通過，而且每次轉(zhuǎn)運時都會發(fā)生自身構(gòu)象的改變。通道蛋白只容許與自身通道直徑和形狀相匹配、大小和電荷相適宜的分子或離子通過；不需要與分子或離子結(jié)合。鈉離子鉀離子協(xié)助擴散主動運輸運輸方向：逆濃度梯度（低→高）特點：需要載體蛋白的協(xié)助、消耗能量實例：小腸絨毛上皮細胞吸收葡萄糖、氨基

酸、無機鹽等，植物吸收礦質(zhì)元素等。影響因素：載體蛋白的種類和數(shù)量、能量供應(yīng)。物質(zhì)濃度運輸速率運輸速度載體數(shù)量能量運輸速率二、大分子物質(zhì)通過胞吞和胞吐進出細胞

胞吞：細胞還需要攝取一些大分子或顆粒物。

舉例：①變形蟲等單細胞生物從外界環(huán)境中攝取食物②白細胞吞噬人侵的細菌和病毒,細胞從血液中吸收脂蛋白

胞吐的過程與胞吞相反，細胞將需要分泌、排出的大分子或顆粒物，用膜包裹形成小囊泡，運輸?shù)郊毎|(zhì)膜內(nèi)側(cè)后，與細胞質(zhì)膜融合，將內(nèi)含物排出細胞。舉例：如胰腺細胞通過胞吐方式將合成的胰蛋白酶原分泌出細胞，排入十二指腸起作用。協(xié)助擴散自由擴散跨膜運輸方式主動運輸小分子大分子(特殊小分子)胞吞胞吐消耗能量順濃度梯度被動運輸載體蛋白(逆濃度梯度)1.生物膜的結(jié)構(gòu)特點:.流動性2.生物膜的功能特點:

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選擇透過性小結(jié)提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗，觀察并記錄結(jié)果分析結(jié)果，得出結(jié)論表達與交流進一步探究原生質(zhì)層是否相當于一層半透膜？水分進出植物細胞是通過滲透作用嗎？原生質(zhì)層相當于一層半透膜，水分進出植物細胞是通過滲透作用。科學探究的一般過程提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗1.如果假設(shè)是正確的，當外界溶液的濃度高于細胞液的濃度時，細胞就會

；當外界溶液的濃度低于細胞液的濃度時，細胞就會

。2.如何使細胞外溶液的濃度提高或降低？3.如何看到細胞？需要用到什么材料和器具？4.對實驗結(jié)果做出預(yù)測——細胞失水或吸水后可能出現(xiàn)哪些可觀察的變化？失水吸水先將細胞浸潤在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察其形態(tài)變化；再將細胞浸潤在清水中，觀察其大小變化。三、觀察外界溶液對植物細胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的影響蓋上蓋玻片制成臨時裝片31滴清水2撕取洋蔥鱗片葉外表皮4低倍鏡觀察6低倍鏡觀察5在蓋玻片的一側(cè)滴加0.3g/mL的蔗糖溶液，在另一側(cè)用吸水紙引流7在蓋玻片的一側(cè)滴加清水，在另一側(cè)用吸水紙引流8低倍鏡觀察中央液泡是否逐漸減??？原生質(zhì)層在什么位置？細胞大小是否發(fā)生變化？中央液泡是否逐漸增大？原生質(zhì)層在什么位置？細胞大小是否發(fā)生變化？三、觀察外界溶液對植物細胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的影響提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗，觀察并記錄結(jié)果分析結(jié)果，得出結(jié)論表達與交流進一步探究科學探究的一般過程現(xiàn)象試劑中央液泡原生質(zhì)層的位置細胞大小蔗糖溶液

清水

逐漸變小，顏色變深逐漸變大，顏色變淺逐漸恢復(fù)原來位置基本不變逐漸脫離細胞壁基本不變兩次對照三、觀察外界溶液對植物細胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的影響三、觀察外界溶液對植物細胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的影響數(shù)據(jù)處理（1）選取細胞長寬比為3:1到2:1的質(zhì)壁分離細胞3個，用測微尺測量其細胞長度（l1）和原生質(zhì)體長度（l2），或者用軟件計算細胞面積（S1）和原生質(zhì)體面積（S2），記錄測量結(jié)果。（2）計算出每個時間點三個細胞l2/l1（或S2/S1）的平均值，并以此為縱坐標，以時間為橫坐標，繪制曲線。提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗，觀察并記錄結(jié)果分析結(jié)果，得出結(jié)論表達與交流進一步探究科學探究的一般過程(1)質(zhì)壁分離的內(nèi)因和外因：(2)觀察質(zhì)壁分離和復(fù)原，對材料的要求：(3)介于細胞膜與細胞壁之間的溶液：外因：外界溶液濃度>細胞液濃度活細胞（植物導(dǎo)管細胞為死細胞）細胞有大液泡（分生區(qū)沒有大液泡）外界溶液濃度>細胞液濃度外界溶液內(nèi)因：原生質(zhì)層具有選擇透過性

原生質(zhì)層的伸縮性>細胞壁的伸縮性三、觀察外界溶液對植物細胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的影響酶催化細胞的

化學反應(yīng)PARTTWO

（1）酶的來源：是活細胞產(chǎn)生的具有催化能力的生物大分子（環(huán)境條件允許，酶在脫離了生命機體后仍然有催化活性）

（2）生理作用：催化作用

（3）化學本質(zhì)：一、酶的本質(zhì)化學本質(zhì)（絕大多數(shù)）蛋白質(zhì)（少數(shù)）RNA合成原料氨基酸核糖核苷酸合成場所核糖體（合成蛋白質(zhì)）（主要）細胞核（合成RNA）（真核生物）、線粒體、葉綠體存在場所主要在細胞內(nèi)，也可存在于細胞外二、酶的特性（1）酶具有高效性例如，單個過氧化氫酶分子在1s內(nèi)可以催化四千萬個過氧化氫分子分解。（2）酶具有專一性

細胞中已知的酶有數(shù)千種，每一種酶通常只催化一種或一類化學反應(yīng)（專一性）。三、活性中心

酶的功能與其分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。酶分子上有與底物結(jié)合并起催化作用的空間區(qū)域，稱為活性中心。底物只有與酶的活性中心契合時才能被催化。反應(yīng)完成后，酶釋放出產(chǎn)物，又會接受下一個底物分子進行新一輪反應(yīng)。廣角鏡：酶抑制劑

有一些物質(zhì)會對酶產(chǎn)生抑制作用，引起酶的活性降低或喪失，這類物質(zhì)統(tǒng)稱為酶抑制劑。常見的抑制形式有：

①抑制劑與底物競爭酶的活性中心，減少底物與酶的有效結(jié)合；

②抑制劑與酶的其他部位結(jié)合，改變了酶的空間結(jié)構(gòu)，使酶的活性中心不能與底物有效結(jié)合。四、酶活性受環(huán)境因素影響-溫度和酸堿度的影響

酶通常在其適合的溫度時活性最高，如人體內(nèi)酶的最適溫度范圍是35~40℃，低于或高于最適溫度，酶活性均會降低。高溫會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生不可逆的變化，使酶活性喪失。水分子環(huán)境酸堿度對酶活力影響很大。每一種酶都有其最適的pH范圍，與其發(fā)揮作用的環(huán)境pH一致。四、酶活性受環(huán)境因素影響-溫度和酸堿度的影響細胞通過分解有機分子獲取能量PARTTHREEA：腺苷（腺嘌呤核糖核苷）T：三個P：磷酸基團一、ATP的結(jié)構(gòu)組成二、ATP與ADP之間的轉(zhuǎn)化ATP酶

ADP+Pi+

能量ADP+Pi+能量

酶

ATP

ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化過程不是可逆反應(yīng)原因：（1）反應(yīng)條件不同；（2）能量來源和去路不同；（3）反應(yīng)場所不同。ATPATP合成酶ATP水解酶ADP+Pi+能量

細胞通過氧化分解有機物，將有機物中的能量轉(zhuǎn)換為生命活動直接使用的ATP和熱能。（簡單記憶：有機物氧化分解釋放能量）細胞呼吸細胞呼吸的類型：有氧呼吸和無氧呼吸。

1.主要場所：線粒體外膜內(nèi)膜DNA/RNA核糖體嵴增大膜面積基質(zhì)分布有氧呼吸的酶2.線粒體適應(yīng)于有氧呼吸的主要特點：線粒體基質(zhì)中和線粒體內(nèi)膜上分布著有氧呼吸的酶（如ATP合成酶）線粒體內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴，增大了有氧呼吸酶的附著面積，大大提升了反應(yīng)效率三、有氧呼吸產(chǎn)生大量ATP能+6H2O酶C6H12O6

2C3H4O3能酶

6CO2+

6O2+24[H]細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜12H2O+酶能4[H]+第一階段糖酵解第二階段三羧酸循環(huán)第三階段電子傳遞鏈（氧化磷酸化）人為將有氧呼吸劃分為三個階段三、有氧呼吸產(chǎn)生大量ATPC6H12O62C3H4O3+4[H]+少量能量

（丙酮酸）酶6CO2+20[H]+少量能量酶2C3H4O3+6H2O12H2O+大量能量24[H]+6O2酶（場所：細胞質(zhì)基質(zhì)）1.糖酵解（場所：線粒體基質(zhì)）2.三羧酸循環(huán)（場所：線粒體內(nèi)膜）3.電子傳遞鏈三、有氧呼吸產(chǎn)生大量ATP約34%ATP酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量（2870KJ）約66%熱能有氧呼吸：細胞在反應(yīng)物的參與下，通過酶的催化作用，把反應(yīng)物徹底反應(yīng)類型，產(chǎn)生生成物，同時能量變化的過程。氧氣有機物氧化分解CO2和H2O生成大量ATP物質(zhì)變化能量變化葡萄糖在有氧環(huán)境下轉(zhuǎn)變成CO2和H2O葡萄糖內(nèi)的化學能轉(zhuǎn)變成ATP和熱能三、有氧呼吸產(chǎn)生大量ATP能酶C6H12O6

2C3H4O3+4[H]酶

2C2H5OH+2CO2細胞質(zhì)基質(zhì)

2C3H6O3酶第一階段與有氧呼吸第一階段完全一樣第二階段丙酮酸在不同酶的催化下，分解為酒精和二氧化碳或者轉(zhuǎn)化為乳酸四、無氧呼吸產(chǎn)生少量ATP概念：在沒有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機物經(jīng)過不完全分解，釋放少量能量的過程。第一階段（細胞質(zhì)基質(zhì)）第二階段（細胞質(zhì)基質(zhì)）

酒精發(fā)酵

大多數(shù)植物、酵母菌等乳酸發(fā)酵

高等動物、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、乳酸菌等葡萄糖酶丙酮酸+NADH+少量能量四、無氧呼吸產(chǎn)生少量ATP五、其他有機分子也可被氧化分解葉綠體將光能轉(zhuǎn)化并儲存在糖分子中PARTFOUR一、葉綠體是植物光合作用場所膜外膜內(nèi)膜基粒由囊狀結(jié)構(gòu)的類囊體堆疊而成（增大膜面積）基質(zhì)光合作用主要發(fā)生在植物的綠色部位：這些部位有葉綠體1.葉綠體的形態(tài)：扁平的橢球形或球形3，功能：類囊體膜上分布著豐富的與光合作用有關(guān)的色素和蛋白質(zhì)，是光能吸收和轉(zhuǎn)換的場所。2，葉綠體的結(jié)構(gòu)胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃

色）葉綠素a（藍綠色）葉綠素b（黃綠色）類胡蘿卜素葉綠素（3/4）（1/4）注：色素帶最寬（含量最多）的是葉綠素a；

溶解度最大的是胡蘿卜素二、高等植物葉綠體中的色素三、葉綠體色素吸收光譜陽光是由不同波長的光組合成的復(fù)合光，在穿過三棱鏡時，不同波長的光會分散開，形成不同顏色的光帶，稱為光譜。色素的吸收光譜：

葉綠體色素能吸收可見光中特定波長的光：主要集中在藍紫光和紅橙光區(qū)域，幾乎不吸收綠光。

葉綠素主要吸收紅橙光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。四、光合作用是物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)換過程光合作用的總反應(yīng)式：2+H2OCO2+H2O（CH2O）+O2↑光能葉綠體物質(zhì)變化：能量變化：H2O→O2CO2→CH2O光能→化學能C35三碳糖1三碳糖蔗糖、淀粉等有機物CO