第四章 细胞的物质输入和输出
第一节 物质跨膜运输的实例
一、渗透作用
（一）渗透作用：指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散。
（二）发生渗透作用的条件：
一是具有半透膜，二是半透膜两侧具有浓度差。
二、细胞的吸水和失水（原理：渗透作用）
（一）动物细胞的吸水和失水
外界溶液浓度<细胞质浓度时,细胞吸水膨胀
外界溶液浓度>细胞质浓度时,细胞失水皱缩
外界溶液浓度=细胞质浓度时,水分进出细胞处于动态平衡
（二）植物细胞的吸水和失水
细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。
原生质层：细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质
外界溶液浓度>细胞液浓度时，细胞质壁分离
外界溶液浓度<细胞液浓度时，细胞质壁分离复原
外界溶液浓度=细胞液浓度时，水分进出细胞处于动态平衡
中央液泡大小
原生质层位置
细胞大小
蔗糖溶液
变小
脱离细胞壁
基本不变
清水
逐渐恢复原来大小
恢复原位
基本不变
1、产生质壁分离的细胞应具有的条件：（成熟的植物活细胞）
（1）具有中央大液泡；（2）具有细胞壁
2、质壁分离产生的原因：
内因：原生质层伸缩性大于细胞壁伸缩性
外因：外界溶液浓度>细胞液浓度
三、物质跨膜运输的其他实例
1、对矿质元素的吸收
（1）逆相对含量梯度——主动运输
（2）对物质是否吸收以及吸收多少，都是由细胞膜上载体的种类和数量决定。
2、细胞膜是一层选择透过性膜，水分子可以自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。
四、比较几组概念
扩散：物质从高浓度到低浓度的运动叫做扩散（扩散与跨膜与否无关）
（如：O2从浓度高的地方向浓度低的地方运动）
渗透：水分子或其他溶剂分子通过半透膜的扩散又称为渗透
（如：细胞的吸水和失水，原生质层相当于半透膜）渗透相当于溶剂分子的扩散
半透膜：物质的透过与否取决于半透膜孔隙直径的大小
（如：动物膀胱、玻璃纸、肠衣、鸡蛋的卵壳膜等）
选择透过性膜：细胞膜上具有载体，且不同生物的细胞膜上载体种类和数量不同，构成了对不同物质吸收与否和吸收多少的选择性。
（如：细胞膜等各种生物膜）
第二节 生物膜的流动镶嵌模型
一、探索历程（略，见P65-67）
二、流动镶嵌模型的基本内容P68
1、磷脂双分子层构成了膜的基本支架，磷脂分子可以运动。
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。绝大多数蛋白质分子也可以运动。
3、由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成
二、 糖蛋白（糖被）。作用：细胞识别、免疫反应、血型鉴定、保护润滑等。
第三节 物质跨膜运输的方式
一、被动运输：
物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散，称为被动运输。
1、自由扩散：物质通过简单的扩散作用进出细胞
2、协助扩散：进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散
二、主动运输：从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量，这种方式叫做主动运输。
三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、苯、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+、Na+、Ca+等离子、葡萄糖进入小肠上皮细胞
三、大分子物质（细菌、病毒、蛋白质等）进出细胞的方式：胞吞、胞吐。
（与浓度无关，都需要能量）
第五章 细胞的能量供应和利用
第一节 降低反应活化能的酶
一、细胞代谢与酶
1、细胞代谢的概念：细胞内每时每刻进行着许多化学反应，统称为细胞代谢.
2、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。
3、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。
4、酶的特性：专一性，高效性（显著降低活化能），作用条件较温和（适宜的温度、pH）P85
二、探究实验
1、比较过氧化氢酶在不同条件下的分解（过程见课本P79）
实 验结论：酶具有催化作用，并且催化效率要比无机催化剂Fe3+高得多
控制变量法：变量、自变量、因变量、无关变量的定义。
对照 实验：除一个因素外，其余因素都保持不变的实验。
2、影响酶活性的条件（要求用控制变量法，自己设计实验）
建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究PH对酶活性的影响。
第二节 细胞的能量“通货”——ATP
一、什么是ATP？中文名称叫做三磷酸腺苷，
是细胞内的一种高能磷酸化合物。
二、结构简式：A-P～P～P A代表腺苷 P代表磷酸基团 ～代表高能磷酸键
三、ATP和ADP之间的相互转化
ADP + Pi+ 能量 合成酶 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
ATP 水解酶 ADP + Pi+ 能量 能量用于生物体各种生命活动。
第三节 ATP 的主要来源——细胞呼吸
一、细胞呼吸的概念和种类：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，释放出能量并生成ATP的过程。实质是分解有机物，释放能量。包括有氧呼吸和无氧呼吸两种方式。
二、有氧呼吸——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，释放大量能量生成大量ATP的过程。
总反应式：C6H12O6 +6O2 +6H2O 酶 6CO2 + 12H2O + 大量能量
第一阶段：细胞质基质 C6H12O6 酶 2丙酮酸 + 少量[H] + 少量能量
第二阶段：线粒体基质 2丙酮酸 + 6H2O 酶 6CO2 + 大量[H] + 少量能量
第三阶段：线粒体内膜 24[H] + 6O2 酶 12H2O + 大量能量
三、无氧呼吸
产生酒精：C6H12O6 酶 2C2H5OH + 2CO2 + 少量能量
发生生物：大部分植物，酵母菌
产生乳酸：C6H12O6 酶 2乳酸 + 少量能量
发生生物：动物肌细胞，乳酸菌，马铃薯块茎，甜菜块根
注意：微生物的无氧呼吸也叫发酵，生成乳酸的叫乳酸发酵，生成酒精的叫酒精发酵
无氧呼吸概念：细胞在无氧或缺氧条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量,生成少量ATP的过程。
无氧呼吸反应场所：细胞质基质。
讨论：
1 有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路
有氧呼吸：所释放的能量一部分用于生成ATP，大部分以热能形式散失了，是有机物彻底的氧化分解。
无氧呼吸：能量小部分用于生成ATP，大部分储存于乳酸或酒精中，是有机物不彻底的氧化分解
2 有氧呼吸过程中氧气的去路：氧气用于和[H]生成水
第四节 能量之源——光与光合作用
一、 捕获光能的色素
叶绿素a（蓝绿色）
叶绿素（3/4） 叶绿素b（黄绿色）
绿叶中的色素 胡萝卜素（橙黄色）
类胡萝卜素（1/4）
叶黄素 （黄色）
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
白光下光合作用最强，其次是红光和蓝紫光，绿光下最弱。
二、实验——绿叶中色素的提取和分离
1 实验原理：绿叶中的色素都能溶解在层析液中，且他们在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，绿叶中的色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。
2 方法步骤中需要注意的问题：（步骤要记准确）
（1） 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充分，碳酸钙可防止研磨中的色素被破坏。
（2） 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？
因为层析液中的丙酮是一种有挥发性的有毒物质。
（3） 滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液？
防止细线中的色素溶解在层析液中
（4） 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，自上而下依次是橙黄色的胡萝卜素，黄色的叶黄素，蓝绿色的叶绿素a，黄绿色的叶绿素b。最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素。
三、捕获光能的结构——叶绿体
结构：外膜，内膜，基质，基粒（由类囊体构成）
与光合作用有关的酶分布于基粒的类囊体及基质中。
光合作用色素分布于类囊体的薄膜上。
四、光合作用的原理
1、光合作用的探究历程：（略）
2、光合作用的过程： （熟练掌握课本P103下方的图）
总反应式：CO2 + H2O 光能 （CH2O）+ O2 式中（CH2O）表示糖类。
叶绿体
根据是否需要光能，可将其分为光反应和暗反应两个阶段。
（1）光反应阶段：必须有光才能进行 场所：叶绿体类囊体薄膜上
物质变化：
水的光解：2H2O 光能 O2 + 4[H]
ATP形成：ADP+Pi+能量 酶 ATP
能量变化：光能 ATP中活跃的化学能
（2）暗反应阶段：有光无光都能进行 场所：叶绿体基质
物质变化： CO2的固定：CO2+C5 酶 2C3
C3的还原：2C3 + [H] + ATP 酶 （CH2O）+ C5 + ADP + Pi
能量变化：ATP中活跃的化学能 （CH2O）中稳定的化学能
光反应和暗反应的联系：光反应为暗反应提供ATP和[H]，暗反应为光反应提供ADP和Pi。
五、影响光合作用的因素及在生产实践中的应用
（1）光对光合作用的影响
①光的波长
——叶绿体中色素主要吸收红光和蓝紫光。
②光照强度
——植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加而增加，
但光照强度达到一定时，光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增加。
③光照时间
——光照时间长，光合作用时间长，有利于植物的生长发育。
（2）温度
——温度低，光和速率低。随着温度升高，光合速率加快，温度过高时会影响酶的活性，光和速率降低。生产上白天升温，增强光合作用，晚上降低室温，抑制呼吸作用，以积累有机物。
（3）CO2浓度
——在一定范围内，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。生产上使田间通风良好，供应充足的CO2
（4）水分的供应——
当植物叶片缺水时，气孔会关闭，减少水分的散失，同时影响CO2进入叶内，暗反应受阻，光合作用下降。生产上应适时灌溉，保证植物生长所需要的水分。
（5）无机盐离子——氮、磷、钾、镁等离子
六、化能合成作用
概念：自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有叶绿素，不能进行光合作用，但是能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物，这种合成作用，叫做化能合成作用，这些细菌也属于自养生物。
例：硝化细菌，不能利用光能，但能将土壤中的NH3氧化成HNO2，进而将HNO2氧化成HNO3。
硝化细菌能利用这两个化学反应中释放出来的化学能，将CO2和水合成为糖类，这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动.
自养生物：能将CO2和H2O等无机物合成糖类等有机物，并将能量储存在有机物中的生物。例：绿色植物、蓝藻、化能细菌等。
异养生物：自身不能光合作用，只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动的生物。例：人、动物、真菌及大多数的细菌。
温馨提示：答案为网友推荐，仅供参考