一、物质进出细胞的方式
(1)一个典型的渗透装置必须具备的条件是具有一层半透膜。
(2)植物细胞内原生质层可以看作是半透膜,动物细胞的细胞膜可以看作是半透膜,所以都可以发生渗透吸水。
(3)细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质称为原生质层。原生质体是指植物细胞除去细胞壁以后的结构。
(4)物质跨膜运输的方式有自由扩散,例如氧和二氧化碳进出细胞膜;协助扩散,例如葡萄糖穿过红细胞的细胞膜;主动运输,例如 Na + 、K + 穿过细胞膜。
(5)自由扩散、协助扩散和主动运输的区别如下:
自由扩散 |
协助扩散 |
主动运输 |
|
运输方向 |
顺浓度梯度 高浓度→低浓度 |
顺浓度梯度 高浓度→低浓度 |
逆浓度梯度 低浓度→高浓度 |
载体 |
不需要 |
需要 |
需要 |
能量 |
不消耗 |
不消耗 |
消耗 |
举例 |
O2、CO2、H2O、N2 甘油、乙醇、苯、尿素 |
葡萄糖进入红细胞 |
Na+、K+、Ca2+等离子; 小肠吸收葡萄糖、氨基酸 |
拓展:
①溶液中的溶质或气体可发生自由扩散,溶液中的溶剂发生渗透作用;渗透作用必须具备两个条件:一是具有半透膜,二是半透膜两侧的溶液具有浓度差。
(6)细胞通过胞吞摄取大分子,通过胞吐排出大分子。
四、酶与 ATP
1.酶在代谢中的作用
(1)酶是活细胞产生的具有催化功能的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质,少数酶是 RNA。
(2)酶的生理作用是催化。酶具有高效性、专一性,酶的作用条件较温和。
拓展:
①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过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。在低温,如 0℃左右时,酶的活性很低,但酶的空间结构稳定,在适宜的温度下酶的活性可以升高。
2.ATP在能量代谢中的作用
(3)ATP 的结构简式是 A—P~P~P,其中 A 代表腺苷,T 是三的意思,P 代表磷酸基团。
(4)ATP和ADP的转化
注意:①酶不同:酶1是水解酶,酶2是合成酶;
②能量来源不同:ATP水解释放的能量,来自高能磷酸键的化学能,并用于生命活动;合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用。
③场所不同:ATP水解在细胞的各处。ATP合成在线粒体,叶绿体,细胞质基质。
拓展:
①动物体内合成ATP 的途径是呼吸作用,植物物体内合成 ATP 的途径是呼吸作用和光合作用。
②ATP 在细胞内的含量不多。
③ATP 与 ADP 相互转化不是可逆反应,因为反应的场所、酶不同。
五、细胞呼吸
(1)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。
拓展:
①细胞进行有氧呼吸时最常直接利用的物质是葡萄糖。
有氧呼吸的总反应式是:
(2)无氧呼吸是指细胞在无氧条件下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物质分解成为不彻底的氧化产物,同时释放出少量能量的过程。
拓展:
①高等植物在水淹时,无氧呼吸的产物是酒精和CO2。
②马铃薯、玉米胚进行无氧呼吸的产物是乳酸。
③高等动物和人剧烈运动时,骨骼肌进行无氧呼吸的产物是乳酸。
⑤无氧呼吸的部位是细胞质基质
(3)有氧呼吸和无氧呼吸第一个阶段完全相同,有氧呼吸二、三阶段和无氧呼吸的第二阶段的物质变化和场所不同。
利用光合作用原理在农业上的应用有:在冬季通过温室、大棚为农作物提供合适的温度;种植阴生植物要遮荫;通过合理密植、套种等措施提高作物产量。
利用呼吸作用原理在农业生产中的应用有:对稻田举行定期排水,防止水稻幼根因缺氧而腐烂;农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶。
拓展:
① 热点:测定光合速率必须在光下进行,测定呼吸速率必须在暗中进行。
② 新疆哈密瓜较甜的原因是日照充足、光照强、昼夜温差大。
③ 降低大棚内的温度,减少呼吸消耗
(4)细胞呼吸能为生物体的生命活动提供能量,能为体内其他化合物的合成提供原料。