第四章细胞的物质输入和输出第四章细胞的物质输入和输出 第第1 1节节 物质跨膜运输的实例物质跨膜运输的实例一、渗透作用一、渗透作用半透膜：半透膜：半透膜半透膜是一类可以让小是一类可以让小分子物质通过而分子物质通过而大分子物质不能大分子物质不能通过的一类薄膜通过的一类薄膜的总称的总称渗透作用装置渗透作用装置分析实验现象分析实验现象1.1.第一组装置的第一组装置的 漏斗管内液面为什么会升高？漏斗管内液面为什么会升高？2.2.第二组装置，用纱布代替玻璃纸，漏斗管内液面第二组装置，用纱布代替玻璃纸，漏斗管内液面还会升高吗？还会升高吗？ 由于单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水由于单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量，使得分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量，使得管内液面升高。管内液面升高。 用纱布替代玻璃纸时，因纱布的孔隙很大，蔗用纱布替代玻璃纸时，因纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透，因而液面不会升高。糖分子也可以自由通透，因而液面不会升高。分析实验现象分析实验现象4.4.水分子只能从烧杯中扩散到漏斗中吗？水分子只能从烧杯中扩散到漏斗中吗？（友情提醒）半透膜，水分子可以自由通过。（友情提醒）半透膜，水分子可以自由通过。 不是的，水分子既可以从烧杯中扩散到漏斗中，不是的，水分子既可以从烧杯中扩散到漏斗中，也能从漏斗中扩散到烧杯中，只不过，在单位时间内，也能从漏斗中扩散到烧杯中，只不过，在单位时间内，从烧杯中扩散到漏斗中的水分子数量比较多。从烧杯中扩散到漏斗中的水分子数量比较多。 3.3.第三组装置，清水换成同样浓度的蔗糖溶液，结第三组装置，清水换成同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？果会怎样？ 半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量，液面也不会升高。分子数量，液面也不会升高。得出结论水渗入漏斗内使液面上升必须具备两个条件半透膜半透膜两侧溶液浓度差渗透作用渗透作用 ：水分子（或其他溶剂分子）透水分子（或其他溶剂分子）透过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散，过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散，称为渗透作用称为渗透作用条条 件件具有半透膜（主要）具有半透膜（主要）半透膜两侧的溶液浓度不同半透膜两侧的溶液浓度不同课题一课题一 水分子的跨膜运输水分子的跨膜运输问题：细胞是否会发生渗透作用呢？问题：细胞是否会发生渗透作用呢？ （一）动物细胞的吸水和失水（一）动物细胞的吸水和失水 红细胞置于清水中红细胞置于清水中 分析右图，一段时间后红细分析右图，一段时间后红细胞会发生什么变化？胞会发生什么变化？ 放到清水中，细胞不断吸水放到清水中，细胞不断吸水膨胀直至胀破。膨胀直至胀破。 疑问？红细胞是否也是发生渗透作用呢？疑问？红细胞是否也是发生渗透作用呢？【探究】红细胞是否具有发生渗透作用的条件【探究】红细胞是否具有发生渗透作用的条件 问题一问题一 红细胞的红细胞的 相当于半透膜，为相当于半透膜，为什么？什么？ 因为，细胞膜同样具有有些物质可以通过，而有些因为，细胞膜同样具有有些物质可以通过，而有些物质不能通过的特点。物质不能通过的特点。 问题二问题二 什么情况下，红细胞会发生吸水或失水？什么情况下，红细胞会发生吸水或失水？课题一课题一 水分子的跨膜运输水分子的跨膜运输细胞膜细胞膜当外界溶液浓度细胞质基质浓度时，当外界溶液浓度细胞质基质浓度时，红细胞失水；红细胞失水；当外界溶液浓度细胞质基质浓度时，当外界溶液浓度细胞质基质浓度时，红细胞吸水。红细胞吸水。课题一课题一 水分子的跨膜运输水分子的跨膜运输1.1.细胞膜相当于半透膜细胞膜相当于半透膜 2.2.外界溶液与细胞质基质存在浓度差外界溶液与细胞质基质存在浓度差【总结】红细胞发生渗透作用的条件【总结】红细胞发生渗透作用的条件1 1红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗？不可以，因为血红蛋白是大分子，不能透过细胞膜。不可以，因为血红蛋白是大分子，不能透过细胞膜。2 2当外界溶液浓度过低时，红细胞会发生什么变化？原因当外界溶液浓度过低时，红细胞会发生什么变化？原因 会发生吸水并且胀破会发生吸水并且胀破 ，因为外界溶液浓度过低，红，因为外界溶液浓度过低，红细胞不断吸水，而细胞膜的伸缩性是一定的，超过了这个细胞不断吸水，而细胞膜的伸缩性是一定的，超过了这个限度，细胞就会破裂。限度，细胞就会破裂。 3 3红细胞吸水或失水的多少与什么有关？红细胞吸水或失水的多少与什么有关？ 红细胞吸水或失水的多少主要取决于红细胞内外的浓红细胞吸水或失水的多少主要取决于红细胞内外的浓度差，一般差值越大，吸水或失水越多。度差，一般差值越大，吸水或失水越多。 课题一课题一 水分子的跨膜运输水分子的跨膜运输【思考】【思考】 红细胞不吸水也不失水，保持细胞原有的形态。因红细胞不吸水也不失水，保持细胞原有的形态。因为外界溶液浓度为外界溶液浓度= =细胞内浓度，所以单位时间渗入的水分细胞内浓度，所以单位时间渗入的水分子数量等于渗出的水分子数量，水分子的运动达到动态子数量等于渗出的水分子数量，水分子的运动达到动态平衡，因此表现细胞既不吸水也不失水。平衡，因此表现细胞既不吸水也不失水。 4.4.如果将红细胞放置于生理盐水中呢，细胞有什么如果将红细胞放置于生理盐水中呢，细胞有什么变化？原因？变化？原因？ 课题一课题一 水分子的跨膜运输水分子的跨膜运输问 题1.1.植物细胞会出现失水的情况吗？植物细胞会出现失水的情况吗？2.2.植物细胞在什么情况下会失水？植物细胞在什么情况下会失水？3.3.原生质层是否相当与半透膜？原生质层是否相当与半透膜？当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时2.植物细胞的吸水与失水【探究】植物细胞【探究】植物细胞 相当于半透膜相当于半透膜原生质层原生质层探究实验：植物细胞的吸水和失水提出问题提出问题作出假设作出假设设计实验设计实验进行实验进行实验分析结果分析结果表达与交流表达与交流（原生质层是一层半透膜吗？）（原生质层是一层半透膜吗？）（原生质层相当于一层半透膜）（原生质层相当于一层半透膜）设计设计方案方案（按预定方案进行实验）（按预定方案进行实验）（分析实验结果，得出结论：（分析实验结果，得出结论：）（总结，写实验报告并适当交流）（总结，写实验报告并适当交流）预期预期结果结果将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其大小的变化；再将细胞浸润中，观察其大小的变化；再将细胞浸润在清水中，观察其大小的变化。在清水中，观察其大小的变化。在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的中小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的中央液泡会变大，细胞膨胀。央液泡会变大，细胞膨胀。植物细植物细胞的质胞的质壁分离壁分离及复原及复原实验现象实验现象： 中央液中央液泡大小泡大小原生质层原生质层的位置的位置细胞细胞大小大小蔗糖蔗糖溶液溶液清水清水变变 小小逐渐恢复逐渐恢复原来大小原来大小原生质层恢原生质层恢复原来位置复原来位置原生质层脱原生质层脱离细胞壁离细胞壁基本基本不变不变基本基本不变不变得出结论得出结论 植物细胞原生质层相当于一层半透膜植物细胞原生质层相当于一层半透膜, ,成熟的植物细胞靠渗透作用吸水。细胞液成熟的植物细胞靠渗透作用吸水。细胞液与细胞外界溶液发生了渗透作用。与细胞外界溶液发生了渗透作用。2.2.质壁分离及复原现象质壁分离及复原现象初始浓度初始浓度0 Mg2 Ca2+ Si4+ 离子离子培养液中的离子浓度培养液中的离子浓度水稻番茄物质跨膜运输的其他实例物质跨膜运输的其他实例 实例一实例一1.1.水稻培养液中的钙、镁两种离子浓度为什么会增高？是不是水水稻培养液中的钙、镁两种离子浓度为什么会增高？是不是水 稻不吸收反而向外排出呢？稻不吸收反而向外排出呢？2.2.不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗？4.4.4.4.细胞对物质的吸收有选择吗细胞对物质的吸收有选择吗细胞对物质的吸收有选择吗细胞对物质的吸收有选择吗? ? ? ?如果有，这种选择性有如果有，这种选择性有如果有，这种选择性有如果有，这种选择性有普遍性吗？普遍性吗？普遍性吗？普遍性吗？3.3.3.3.水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其他物质的水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其他物质的水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其他物质的水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输也是这样吗？跨膜运输也是这样吗？跨膜运输也是这样吗？跨膜运输也是这样吗？ 水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其他物水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其他物质的跨膜运输并不都是这样，这取决于细胞生命活质的跨膜运输并不都是这样，这取决于细胞生命活动的需要。动的需要。 细胞对物质的吸收是有选择的。这种选择性具细胞对物质的吸收是有选择的。这种选择性具有普遍性。有普遍性。1.1.以下可以发生渗透作用的是（以下可以发生渗透作用的是（ ） A.A.煮熟的马铃薯条放入水中煮熟的马铃薯条放入水中 B. B.把干种子放在清水中把干种子放在清水中 C. C.烈日下菠菜叶子下垂烈日下菠菜叶子下垂 D. D.放在盐水中的萝卜变软放在盐水中的萝卜变软D巩固练习2.a2.a、b b、c c是三个相邻的细胞，已知是三个相邻的细胞，已知a a细胞液浓度细胞液浓度 b b细胞液浓度细胞液浓度 c c细胞液浓度细胞液浓度, ,如图所示，能正确表示水如图所示，能正确表示水分在三者之间关系的是（分在三者之间关系的是（ ）CacbacbacbacbABCD3.3.田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称“烧烧苗苗”。其原因是（。其原因是（ ） A.A.根细胞从土壤中吸收的养分过多根细胞从土壤中吸收的养分过多 B. B.根细胞不能从土壤中吸水根细胞不能从土壤中吸水 C. C.根系不能将水向上运输根系不能将水向上运输 D. D.根系被肥料分解释放的热能烧毁根系被肥料分解释放的热能烧毁B4.4.利用高浓度盐水（利用高浓度盐水（NaClNaCl溶液）杀菌防腐的原理溶液）杀菌防腐的原理是（是（ ） A.A.盐水中的盐水中的ClCl有杀菌防腐的作用有杀菌防腐的作用 B. B.盐水中的盐水中的NaNa不利于细菌的生活不利于细菌的生活 C. C.盐水是中性的，不适于细菌的生活盐水是中性的，不适于细菌的生活 D. D.由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡D1.1.剥取洋葱鳞茎的鳞片叶，外表皮紫色较浓的更好。用解剖刀剥取洋葱鳞茎的鳞片叶，外表皮紫色较浓的更好。用解剖刀 或刀片在叶片外表皮划一或刀片在叶片外表皮划一0.5 cm0.5 cm见方的见方的“井井”字。字。2.2.用尖嘴镊从用尖嘴镊从“井井”字中央的一角小心地将洋葱鳞片叶外表皮字中央的一角小心地将洋葱鳞片叶外表皮 撕下，平铺在载玻片中央。撕下，平铺在载玻片中央。3.3.用小滴管在表皮上滴一滴质量分数为用小滴管在表皮上滴一滴质量分数为30%30%的蔗糖溶液，盖上盖的蔗糖溶液，盖上盖 玻片。用吸水纸吸去多余液体。玻片。用吸水纸吸去多余液体。4.4.在显微镜下观察，可见原生质缓慢收缩，逐渐出现与细胞壁在显微镜下观察，可见原生质缓慢收缩，逐渐出现与细胞壁 分离的现象，直到原生质收缩成球状小团，与细胞壁完全分开。分离的现象，直到原生质收缩成球状小团，与细胞壁完全分开。5.5.在盖玻片的一侧滴加清水，用吸水纸在盖玻片的另一侧吸收，在盖玻片的一侧滴加清水，用吸水纸在盖玻片的另一侧吸收， 使清水置换蔗糖溶液。使清水置换蔗糖溶液。6.6.在显微镜下观察，可见质壁分离现象缓慢复原。在显微镜下观察，可见质壁分离现象缓慢复原。进行实验进行实验1.1.实验结果与你与预期相吻合吗？它是否支持你所作出实验结果与你与预期相吻合吗？它是否支持你所作出的假设？如果有的结果与预期有所不同，你认为应当作的假设？如果有的结果与预期有所不同，你认为应当作怎样的解释？怎样的解释？2.2.如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？3.3.如果滴加的是如果滴加的是0.50.5克克mlml的蔗糖溶液，实验结果会有什的蔗糖溶液，实验结果会有什么不同？么不同？交交 流流不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用的吸水或失水不会发生质壁分离现象，只发生渗透作用的吸水或失水 高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞严重失水而死亡，高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞严重失水而死亡，不可能发生质壁分离复原不可能发生质壁分离复原讨讨 论论1.1.正常生活着的红细胞内的血红蛋白等有机物能过细正常生活着的红细胞内的血红蛋白等有机物能过细 胞膜外吗？胞膜外吗？2.2.根据现象判断红细胞的细胞膜相当与什么膜？根据现象判断红细胞的细胞膜相当与什么膜？红细胞内的血红蛋白等有机物一般不能透过细胞膜。红细胞内的血红蛋白等有机物一般不能透过细胞膜。红细胞的细胞膜相当于红细胞的细胞膜相当于“问题探讨问题探讨”中的半透膜。中的半透膜。3.3.当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会吸水而涨当外界溶液的浓度低时，红细胞一定会吸水而涨破吗？破吗？ 当外界溶液的浓度低于红细胞内部的浓度时，红当外界溶液的浓度低于红细胞内部的浓度时，红细胞一般会因持续吸水而涨破。细胞一般会因持续吸水而涨破。4.4.红细胞吸水或失水的多少取决与什么？红细胞吸水或失水的多少取决与什么？ 红细胞吸水或失水的多少主要取决于红细胞内红细胞吸水或失水的多少主要取决于红细胞内外浓度的差值。一般情况下，差值较大时吸水或失外浓度的差值。一般情况下，差值较大时吸水或失水较多。水较多。讨讨 论论细胞膜的主要成分脂质（磷脂最丰富） 大约占50%蛋白质 大约占40%糖类 大约占2%10%动动脑动动脑筋筋细胞膜的组成成分中含有脂质细胞膜的组成成分中含有脂质材料一材料一18591859年，年，E.OertonE.Oerton选用选用500500多种化学物质对植物细胞多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行了上万次的研究。发现凡是易溶于脂膜的通透性进行了上万次的研究。发现凡是易溶于脂质的物质，也容易穿过膜，反之，不容易溶于脂质的质的物质，也容易穿过膜，反之，不容易溶于脂质的物质，也不容易穿过膜。物质，也不容易穿过膜。18971897年，年，CrijinsCrijins和和HedinHedin用红细胞做实验，同样也用红细胞做实验，同样也证明分子的通透性与其在脂质中的溶解度有关证明分子的通透性与其在脂质中的溶解度有关, ,且溶解且溶解度越大越容易通过。度越大越容易通过。你从以上实验中能得出什么结论？并说明理由。你从以上实验中能得出什么结论？并说明理由。 1925 1925 1925 1925年荷兰科学家年荷兰科学家年荷兰科学家年荷兰科学家GorterGorterGorterGorter和和和和GrendelGrendelGrendelGrendel从细胞膜中从细胞膜中从细胞膜中从细胞膜中提取脂质，铺成单层分子，提取脂质，铺成单层分子，提取脂质，铺成单层分子，提取脂质，铺成单层分子， 发现面积是细胞膜发现面积是细胞膜发现面积是细胞膜发现面积是细胞膜的的的的2 2 2 2倍倍倍倍 结论：结论：结论：结论：细胞膜中的磷脂是双层的细胞膜中的磷脂是双层的细胞膜中的磷脂是双层的细胞膜中的磷脂是双层的磷磷脂脂分分子子材料二材料二电镜下观察细胞膜有“暗-亮-暗”结构图像你从以上实验中能得出什么结论？你从以上实验中能得出什么结论？动动动动脑筋脑筋 科学家对细胞膜化学成分深层分析发现，细胞膜科学家对细胞膜化学成分深层分析发现，细胞膜会被蛋白酶分解（提示：蛋白酶是生物体内普遍存在会被蛋白酶分解（提示：蛋白酶是生物体内普遍存在的的只只对蛋白质分解起催化作用的物质）。对蛋白质分解起催化作用的物质）。猜想：猜想： 细胞膜的组成成分中还含有其它物质细胞膜的组成成分中还含有其它物质细胞膜的组成成分中还含有蛋白质细胞膜的组成成分中还含有蛋白质材料三材料三材料四材料四蛋白质分子蛋白质分子磷脂双分子层磷脂双分子层糖类糖类细胞膜结构示意图细胞膜结构示意图亲水头部亲水头部疏水尾部疏水尾部 磷脂是一种由甘油，脂肪酸和磷酸所组成磷脂是一种由甘油，脂肪酸和磷酸所组成的分子，的分子，“头头”部是亲水的，部是亲水的，“尾尾”部是疏水部是疏水的。的。（二）思考与讨论（二）思考与讨论1 13.提示：因为磷脂分子的提示：因为磷脂分子的“头部头部”亲水，所以亲水，所以在水在水空气界面上磷脂分子是空气界面上磷脂分子是“头部头部”向下向下与水面接触，尾部则朝向空气一面。科学家与水面接触，尾部则朝向空气一面。科学家因测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的因测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍，才得出膜中的脂质必然排列为连续的倍，才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。两层这一结论。流动镶嵌模型的基本内容：流动镶嵌模型的基本内容：1.1.磷脂双分子层构成膜的基本支架。磷脂双分子层构成膜的基本支架。（其中磷脂分子（其中磷脂分子 的亲水性头部朝向两侧，疏水性的的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）尾部朝向内侧）2.2.蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，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。横跨整个磷脂双分子层。（体现了膜结构内外的不对称性）体现了膜结构内外的不对称性）3.3.磷脂分子是可以运动的，具有流动性。磷脂分子是可以运动的，具有流动性。（其分子的运动有多种形式）（其分子的运动有多种形式）4.4.大多数的蛋白质分子也是可以运动的。大多数的蛋白质分子也是可以运动的。（也体现了膜的流动性）（也体现了膜的流动性）5.5.细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类细胞膜外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。结合形成的糖蛋白，叫做糖被。（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）（糖被与细胞识别、胞间信息交流等有密切联系）想象空间想象空间 发挥空发挥空间想象力，想间想象力，想象一个近似球象一个近似球型的细胞，其型的细胞，其细胞膜的磷脂细胞膜的磷脂双分子层的三双分子层的三维立体结构！维立体结构！胆 碱磷 酸甘 油脂肪酸不溶于脂质的物质不溶于脂质的物质溶于脂质的物质溶于脂质的物质细胞膜细胞膜白细胞吞噬病毒的过程白细胞吞噬病毒的过程附：附： 磷脂（膜脂）的运动有多种形式：磷脂（膜脂）的运动有多种形式：1.1.侧向扩散；侧向扩散； 2. 2.旋转运动；旋转运动； 3. 3.摆动运动；摆动运动；4.4.伸缩运动；伸缩运动； 5. 5.翻转运动；翻转运动； 6. 6.旋转异构旋转异构被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散方式。被动运输：物质进出细胞，顺浓度梯度的扩散方式。自由扩散：自由扩散：协助扩散：协助扩散：物质通过简单的扩散作用进物质通过简单的扩散作用进出细胞。出细胞。进出细胞的物质借助载体进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散。蛋白的扩散。一、被动运输1.1.自由扩散：自由扩散：特征：1.1.顺浓度梯度运输顺浓度梯度运输2.2.不需要载体不需要载体3.3.不需要消耗能量不需要消耗能量自由扩散自由扩散2.2.协助扩散：协助扩散：特征：特征：1.1.顺浓度梯度运输顺浓度梯度运输2.2.需要载体参与需要载体参与3.3.不需要消耗能量不需要消耗能量（二）思考与讨论（二）思考与讨论1.1.自由扩散和协助扩散都不需要消耗能量。因为二者自由扩散和协助扩散都不需要消耗能量。因为二者都是顺物质的浓度梯度进行的。都是顺物质的浓度梯度进行的。2.2.自由扩散与协助扩散的共同之处是都不需要细胞消自由扩散与协助扩散的共同之处是都不需要细胞消耗能量。不同之处是：前者不需要蛋白质的协助，耗能量。不同之处是：前者不需要蛋白质的协助，后者必须有蛋白质的协助才能实现。后者必须有蛋白质的协助才能实现。3.3.因为自由扩散和协助扩散都是顺物质的浓度梯度进因为自由扩散和协助扩散都是顺物质的浓度梯度进行的，不需要细胞消耗能量，所以统称为被动运输。行的，不需要细胞消耗能量，所以统称为被动运输。二、主动运输： 物质从物质从低浓度一侧运输到高浓度的一侧低浓度一侧运输到高浓度的一侧，需要，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应载体蛋白的协助，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。所释放的能量，这种方式叫做主动运输。主动运输主动运输特征：特征：1.1.逆浓度梯度运输逆浓度梯度运输2.2.需要载体需要载体3.3.需要消耗能量需要消耗能量主动运输主动运输主动运输的意义：主动运输的意义： 保证了保证了活细胞活细胞能够按照生命活动的需要，能够按照生命活动的需要，主动主动选择吸收选择吸收所需要的营养物质，所需要的营养物质，排出排出代谢废物和对细代谢废物和对细胞有害的物质。胞有害的物质。注意：注意： 主动运输主动运输: :能够体现对矿质离子选择性能够体现对矿质离子选择性对比对比比较三种物质运输方式的异同：比较三种物质运输方式的异同：项项 目目自由扩散自由扩散协助扩散协助扩散主动运输主动运输运输方向运输方向是否需要载是否需要载体蛋白体蛋白是否消耗细是否消耗细胞内的能量胞内的能量代表例子代表例子顺浓度梯度顺浓度梯度顺浓度梯度顺浓度梯度逆浓度梯度逆浓度梯度不需要不需要需要需要需要需要不消耗不消耗不消耗不消耗需要消耗需要消耗氧气、水、氧气、水、二氧化碳等二氧化碳等通过细胞膜通过细胞膜葡萄糖通葡萄糖通过红细胞过红细胞葡萄糖、氨基酸通葡萄糖、氨基酸通过小肠上皮细胞膜；过小肠上皮细胞膜；离子通过细胞膜等离子通过细胞膜等三、胞吞和胞吐三、胞吞和胞吐 一些大分子或物质团块的运输，是通过胞吞一些大分子或物质团块的运输，是通过胞吞和胞吐作用来实现的。和胞吐作用来实现的。胞吞：胞吞：物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜，从细胞物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜，从细胞外进入细胞内的过程。（如果进入的是固态物质，外进入细胞内的过程。（如果进入的是固态物质，称为吞噬；如果进入的是液态物质，称为胞饮。）称为吞噬；如果进入的是液态物质，称为胞饮。）胞吐：胞吐：物质以囊泡的形式通过细胞膜，从细胞内排物质以囊泡的形式通过细胞膜，从细胞内排到细胞外的过程。到细胞外的过程。运运输输速速率率浓度差浓度差运运输输速速率率耗氧量耗氧量运运输输速速率率浓度差浓度差 上面几幅坐标图中所表示的分别上面几幅坐标图中所表示的分别是哪种物质运输方式？为什么？是哪种物质运输方式？为什么？思考！思考！运运输输速速率率浓度差浓度差时间时间细细胞胞内内浓浓度度（细胞外浓度）（细胞外浓度）（四）技能训练（四）技能训练1.K1.K+ +和和Mg Mg 2+2+是通过主动运输进入细胞的。是通过主动运输进入细胞的。2.Na 2.Na + +和和Cl Cl - -是通过主动运输排出细胞的。是通过主动运输排出细胞的。3.3.提示：因为以上四种离子细胞膜内外的浓度差较提示：因为以上四种离子细胞膜内外的浓度差较大，细胞只有通过主动运输才能维持这种状况。大，细胞只有通过主动运输才能维持这种状况。第一节第一节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶一酶的作用和本质一酶的作用和本质斯帕兰扎尼实验斯帕兰扎尼实验过程：过程：现象：现象：推测：推测：证明：证明：本实验能证明：本实验能证明：问题探讨问题探讨肉块放入小金属笼内，让鹰吞下肉块放入小金属笼内，让鹰吞下肉块消失了肉块消失了是胃内的化学物质将肉块分解了是胃内的化学物质将肉块分解了收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解否也能将肉块分解胃具有化学消化的作用胃具有化学消化的作用一、酶的作用和本质一、酶的作用和本质1.1.细胞代谢细胞代谢：细胞中每时每刻都进行着许多：细胞中每时每刻都进行着许多 化学化学反应，统称为细胞代谢是反应，统称为细胞代谢是生命活动的基础。生命活动的基础。2.2.酶在代谢中的作用酶在代谢中的作用 合成合成代谢（代谢（同化同化作用）作用）分解分解代谢（代谢（异化异化作用）作用）酶在细胞代谢中的作用2 H2O2 2 H2O + O21.1.常温下反应常温下反应2.2.加热加热3.Fe3.Fe3+3+做催化剂做催化剂4.4.过氧化氢酶过氧化氢酶猪肝研磨液猪肝研磨液加入试管直接观察加入试管直接观察酒精灯加热酒精灯加热滴加滴加FeClFeCl3 3溶液溶液步骤步骤步骤步骤试管编号试管编号试管编号试管编号 说明说明说明说明1 1 1 12 2 2 23 3 3 34 4 4 4 一一一一 H H H H2 2O O O O2 2 浓度浓度剂量剂量剂量剂量二二二二剂量剂量剂量剂量结结结结果果果果气泡产生气泡产生气泡产生气泡产生卫生香燃烧卫生香燃烧卫生香燃烧卫生香燃烧结论结论结论结论比较过氧化氢在不同条件下的分解速率2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%3%3%3%3%常温常温常温常温9090FeClFeCl3 3肝脏研肝脏研肝脏研肝脏研磨液磨液磨液磨液2 2 2 2滴清水滴清水滴清水滴清水 2 2 2 2滴清水滴清水滴清水滴清水2 2 2 2滴滴滴滴2 2 2 2滴滴滴滴不明显不明显不明显不明显少量少量少量少量较多较多较多较多大量大量大量大量不复燃不复燃不复燃不复燃 不复燃不复燃不复燃不复燃变亮变亮变亮变亮复燃复燃复燃复燃过氧化氢在不同条件下的分解过氧化氢在不同条件下的分解过氧化氢在不同条件下的分解过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样速率不一样速率不一样速率不一样反应条件反应条件反应条件反应条件自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量y=ky=kx xy=kx+zy=kx+z8 8 8 8滴滴滴滴大量大量大量大量复燃复燃复燃复燃变量变量步步骤骤试试管管编编号号说说明明1 12 23 34 4 一一 H H2OO2 浓度剂剂量量二二剂剂量量结结果果气泡气泡产产生生卫卫生香燃生香燃烧烧结论结论比较过氧化氢在不同条件下的分解速率比较过氧化氢在不同条件下的分解速率2ml2ml2ml2ml3%3%3%3%常温常温90FeCl3肝脏研肝脏研磨液磨液2 2滴清水滴清水 2 2滴清水滴清水2 2滴滴2 2滴滴不明显不明显不明显不明显少量少量少量少量较多较多较多较多大量大量大量大量不复燃不复燃不复燃不复燃 不复燃不复燃不复燃不复燃变亮变亮变亮变亮复燃复燃复燃复燃过氧化氢在不同条件下的分解过氧化氢在不同条件下的分解过氧化氢在不同条件下的分解过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样速率不一样速率不一样速率不一样反应条件反应条件自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量对照组对照组实验组实验组对照实验对照实验酶在细胞代谢中的作用 正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。和的条件下快速进行。各条件使反应加快的本质：各条件使反应加快的本质：加热：加热： FeFe3+3+：酶：酶：提高分子的能量提高分子的能量降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能更显著地降低化学反应的活化能更显著地降低化学反应的活化能 分子从常态转变为容易发生化学反应的活分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所跃状态所需要的能量需要的能量称为称为活化能活化能活化能活化能反应物反应物反应物反应物产物产物产物产物活活活活化化化化能能能能反应进程反应进程反应进程反应进程能能能能量量量量加热加热主要特点主要特点参与反应，不提供能量参与反应，不提供能量降低反应所需的活化能降低反应所需的活化能本身的量与化学性质不变本身的量与化学性质不变催化剂在化学反应中的作用催化剂在化学反应中的作用反应物反应物反应物反应物产物产物产物产物活活活活化化化化能能能能反应进程反应进程反应进程反应进程能能能能量量量量75无催化剂催化无催化剂催化29过氧化氢酶过氧化氢酶54用胶态铂催化用胶态铂催化活化能活化能/ kJ.mol-1条件条件.无机无机催化剂催化剂酶的作用：酶的作用： 同无机催化剂相比，酶同无机催化剂相比，酶降低活化能的作降低活化能的作用更显著用更显著，因而，因而催化效率更高催化效率更高。 3.3.酶的本质酶的本质A.A.酶本质的探索：酶本质的探索：（1 1）18571857年，法国年，法国 巴斯德巴斯德 通过显微镜观察，提出酿酒中发酵是由于酵通过显微镜观察，提出酿酒中发酵是由于酵母细胞的存在母细胞的存在结论：结论：没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的精的(2)(2)德国德国 李比希李比希结论：结论：发酵是酵母细胞中的某些物质，但这些物发酵是酵母细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用（3 3）德国）德国 毕希纳毕希纳过程：过程：结论：将酵母细胞中引起发酵的物质称为结论：将酵母细胞中引起发酵的物质称为 酿酶酿酶（4 4）美国）美国 萨姆纳萨姆纳 1926 1926年，从刀豆种子中提出年，从刀豆种子中提出脲酶结晶，脲酶是脲酶结晶，脲酶是一种蛋白酶一种蛋白酶 20 20世纪世纪3030年代年代, ,相继提出了相继提出了多种酶的蛋白结晶多种酶的蛋白结晶结论：结论：酶是一类具有催化作用的蛋白质酶是一类具有催化作用的蛋白质（5 5）2020世纪世纪8080年代年代 切赫、奥特曼切赫、奥特曼发现发现少数少数RNARNA也具有生物催化作用也具有生物催化作用结论：结论： 酶是具有催化作用的有机物，其中绝大多数是酶是具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是蛋白质，少数是RNARNAB.B.酶的定义酶的定义：酶：酶：是是活细胞活细胞产生的具有生物产生的具有生物催化作用催化作用的的有机物有机物。绝大多数的酶是绝大多数的酶是蛋白质蛋白质，少数的酶是，少数的酶是RNARNA怎样验证酶的存在？怎样验证酶的存在？ 与双缩脲反应与双缩脲反应催化脂肪酶水解的酶是？主要的合成部位？催化脂肪酶水解的酶是？主要的合成部位？ 判断：酶是蛋白质判断：酶是蛋白质所有的细胞都能产生酶所有的细胞都能产生酶酶在细胞代谢中的作用 正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温正是由于酶的催化作用，细胞代谢才能在温和的条件下快速进行。和的条件下快速进行。各条件使反应加快的本质：各条件使反应加快的本质：加热：加热： FeFe3+3+：酶：酶：提高分子的能量提高分子的能量降低化学反应的活化能降低化学反应的活化能更显著地降低化学反应的活化能更显著地降低化学反应的活化能 为了验证加酶洗衣粉是否比普通洗衣粉有更为了验证加酶洗衣粉是否比普通洗衣粉有更强的去污力，有一个生物实验小组把同样的脏布强的去污力，有一个生物实验小组把同样的脏布条放在不同的烧杯内浸泡条放在不同的烧杯内浸泡烧杯烧杯条件条件水量水量水温水温浸泡时浸泡时间间1 1加酶洗加酶洗衣粉衣粉500mL4020min2 2普通洗普通洗衣粉衣粉500mL6020min课堂练习课堂练习1.1.1.1.请设计实验来验证加酶洗衣粉对何种污渍起作请设计实验来验证加酶洗衣粉对何种污渍起作请设计实验来验证加酶洗衣粉对何种污渍起作请设计实验来验证加酶洗衣粉对何种污渍起作 用。用。用。用。2.2.2.2.请设计一则加酶洗衣粉的商业广告，广告时间请设计一则加酶洗衣粉的商业广告，广告时间请设计一则加酶洗衣粉的商业广告，广告时间请设计一则加酶洗衣粉的商业广告，广告时间 为一分钟。设计广告时要注意用语的科学性和为一分钟。设计广告时要注意用语的科学性和为一分钟。设计广告时要注意用语的科学性和为一分钟。设计广告时要注意用语的科学性和 艺术性，既反映产品的科技含量，又有浓郁的艺术性，既反映产品的科技含量，又有浓郁的艺术性，既反映产品的科技含量，又有浓郁的艺术性，既反映产品的科技含量，又有浓郁的 生活气息，还要符合广告法。生活气息，还要符合广告法。生活气息，还要符合广告法。生活气息，还要符合广告法。第一节第一节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶一酶的特性一酶的特性1.1.高效性高效性 （意义）（意义）2.2.专一性专一性一中酶只能催化一种或一类化学反应一中酶只能催化一种或一类化学反应3.3.多样性多样性4.4.作用条件比较温和作用条件比较温和二、酶的特性二、酶的特性酶活性酶活性：酶对化学反应的催化效率酶对化学反应的催化效率 最适最适的温度和的温度和PHPH条件下，条件下， 酶的活性最高酶的活性最高不同的酶具有不同的不同的酶具有不同的最适最适的温度和最适的温度和最适PHPH过酸、过碱或温度过高，会使酶的过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到空间结构遭到破坏破坏，使酶，使酶永久失活永久失活。（不可逆不可逆）低温，不破坏酶的空间结构，只是低温，不破坏酶的空间结构，只是降低酶的活性降低酶的活性。（可恢复可恢复） 总结酶总结酶1.1.产生部位和作用部位：产生部位和作用部位： 所有的所有的活细胞活细胞 细胞内、细胞外、体外细胞内、细胞外、体外2.2.作用：作用： 催化作用催化作用 降低活化能降低活化能3.3.本质：有机物（绝大多数、少数）本质：有机物（绝大多数、少数） 具备蛋白质的性质具备蛋白质的性质（合成受遗传物质的控制、与双缩脲反应为紫色、（合成受遗传物质的控制、与双缩脲反应为紫色、可水解为氨基酸）可水解为氨基酸）4.4.同无机催化剂一样，同无机催化剂一样， 只改变反应速率只改变反应速率，不能改变反应方向和终产，不能改变反应方向和终产物的浓度，在物的浓度，在化学反应前后本身不发生改变化学反应前后本身不发生改变。高效性高效性专一性专一性多样性多样性作用条件比较温和作用条件比较温和5.5.酶的特性酶的特性（1 1）细胞中主要是由什么细胞器来产生能量的？）细胞中主要是由什么细胞器来产生能量的？（2 2）细胞中有哪些生理过程在不断地消耗着能量？）细胞中有哪些生理过程在不断地消耗着能量？（3 3）细胞内存在有糖类、脂肪等有机物，这些有机）细胞内存在有糖类、脂肪等有机物，这些有机 物含有大量且稳定的能量，但某项生命活动可能物含有大量且稳定的能量，但某项生命活动可能 不用大量的能量就足以进行，而且糖类、脂肪中不用大量的能量就足以进行，而且糖类、脂肪中 储存的能量又过于稳定，不易被生物体利用，细储存的能量又过于稳定，不易被生物体利用，细 胞又是怎样解决这一矛盾的呢？胞又是怎样解决这一矛盾的呢？1.1.萤火虫发光的生物学意义是什么？萤火虫发光的生物学意义是什么？2.2.萤火虫体内有特殊的发光物质吗？萤火虫体内有特殊的发光物质吗？3.3.萤火虫发光的过程有能量的转换吗？萤火虫发光的过程有能量的转换吗？讨论：讨论： 用小刀将数十只萤火虫的发光器割下,干燥后研磨成粉末,取三等份分别装入三支试管,各加入少量水使之混合,置于暗处,可见试管内有淡黄色荧光出现,约过15分钟荧光消失萤火虫发光器萤火虫发光器 AB医用葡萄医用葡萄糖溶液糖溶液2mlATP注射注射液液2ml蒸馏水蒸馏水2mlCBA萤火虫发光器萤火虫发光器的经典实验的经典实验 C问题思考：问题思考：1.1.选择萤火虫的发光器为实验材料的优点。选择萤火虫的发光器为实验材料的优点。（参考答案：主要是它发光的现象容易观察等）（参考答案：主要是它发光的现象容易观察等）2.2.将发光器捣碎的目的：将发光器捣碎的目的：（参考答案：增大发光细胞与溶液接触面积，加快化学反（参考答案：增大发光细胞与溶液接触面积，加快化学反应速度。）应速度。） 3. 3.本实验的原理是：本实验的原理是：（参考答案：蒸馏水不是能源物质，葡萄糖不是直接的能（参考答案：蒸馏水不是能源物质，葡萄糖不是直接的能源物质，他们都不会使熄灭的离体发光器重新发光，而源物质，他们都不会使熄灭的离体发光器重新发光，而ATPATP能使离体的发光器重新发光）能使离体的发光器重新发光） 具有改善肌体代谢的作用，同时又是具有改善肌体代谢的作用，同时又是体内能量的体内能量的主要来源主要来源。目前普遍用于心力衰竭、心肌梗塞、脑动。目前普遍用于心力衰竭、心肌梗塞、脑动脉硬化、冠状动脉硬化等等，并发现其具有抗癌作用，脉硬化、冠状动脉硬化等等，并发现其具有抗癌作用，可望成为有前景的抑癌剂。可望成为有前景的抑癌剂。功能功能: :二、ATP的结构简式 HNH C NN C CHC C H O O OH N N O H C O P O P O P OH C H H C OH OH OH H C C H OH OHPPPP P P APPP 腺嘌呤腺嘌呤高能磷酸键高能磷酸键核糖核糖腺苷腺苷(A)(A)ATP分子结构 简 式三个磷酸基团三个磷酸基团三磷酸腺苷 ATPATP分子中具有高能磷酸键分子中具有高能磷酸键APPP高能磷酸键高能磷酸键: :30.54KJ/mol30.54KJ/molATPATP是细胞内的一种高能磷酸化合物是细胞内的一种高能磷酸化合物+A-PPA-PP PPATPADP Pi( (磷酸磷酸) ) 能量+酶酶资料分析资料分析1 1.一个成年人在平静状态下，一个成年人在平静状态下，2424小时将有小时将有40kg40kg的的ATP ATP 发生转化，而细胞内发生转化，而细胞内ATPATP、ADPADP的总量仅有的总量仅有2mg2mg10mg10mg。2.2.用用3232P P标记磷酸加入细胞培养液中，短时间内快速分标记磷酸加入细胞培养液中，短时间内快速分 离出离出ATPATP，ATPATP的总量变化不大，但是大部分的总量变化不大，但是大部分ATPATP末端末端 磷酸基团却已经带有放射性标记。磷酸基团却已经带有放射性标记。ATP与ADP的相互转化：能量的储存能量的 释放 ATP 酶酶 ADP + Pi + 能量能量ADP+Pi+能量 酶酶 ATP2.ATP2.ATP的含量处在动态平衡之中，保证了稳定的含量处在动态平衡之中，保证了稳定 供能。供能。1.1.伴随能量的储存和释放伴随能量的储存和释放 ATP 酶酶 ADP +Pi+能量（能量（能量“通货通货”）ATP与ADP的相互转化：ATP与ADP的相互转化动物和人动物和人绿色植物绿色植物呼呼吸吸作作用用呼呼吸吸作作用用光光合合作作用用ADP+PiADP+Pi能量能量ATPATP酶酶酶酶ADPADP转化成转化成ATPATP时所需能量的主要来源时所需能量的主要来源光合作用光合作用光能光能ATP有机物有机物呼吸作用呼吸作用ATPATPATP是细胞各项生命活动的直接能源是细胞各项生命活动的直接能源比比 较较： 有机物有机物ATP ATP 是新陈代谢所需能量的是新陈代谢所需能量的 来源来源糖类是生命活动的主要糖类是生命活动的主要 物质物质脂肪是生物体的脂肪是生物体的 物质物质光能光能 是生命活动的是生命活动的最终最终能量来源能量来源直接直接 能源能源储能储能讨讨 论：论：（1 1）众多能源物质中，）众多能源物质中，ATPATP这种绝对含量这种绝对含量 极少的物质为什么成为直接能源？极少的物质为什么成为直接能源？（2 2）为什么）为什么ATPATP是细胞内能量释放、储存、是细胞内能量释放、储存、 转移和利用的中心物质，成为生物的转移和利用的中心物质，成为生物的 直接能源呢？直接能源呢？ （3 3）ATPATP对生命的维持是极其重要的，试想：当对生命的维持是极其重要的，试想：当 产生产生ATPATP的过程停止时，会发生什么？的过程停止时，会发生什么？ （4 4）ATPATP在生物体中的绝对含量是极小的，但生在生物体中的绝对含量是极小的，但生 物体中的每一个细胞每时每刻都在消耗着物体中的每一个细胞每时每刻都在消耗着 ATP ATP，但在正常情况下，生物体内的，但在正常情况下，生物体内的ATPATP量可量可 满足机体的要求，奥妙何在呢？满足机体的要求，奥妙何在呢？讨讨 论：论：ATP主动运输主动运输发光发电发光发电肌肉收缩肌肉收缩大脑思考大脑思考物质合成物质合成ADPPi能量能量酶酶光合光合呼吸呼吸Pi能量能量酶酶呼呼 吸吸ATPATP是生物体新陈代谢所需能量的直接来源是生物体新陈代谢所需能量的直接来源物质可循环利用物质可循环利用能量是不可循环利用能量是不可循环利用反应反应不可逆不可逆ATP 酶酶 ADP + Pi + 能量ADP+Pi+能量 酶酶 ATP动动脑动动脑筋筋上面两个反应式可逆的吗？上面两个反应式可逆的吗？2.2.在细胞内，在细胞内，1mol1mol葡萄糖彻底氧化分解后，释放出葡萄糖彻底氧化分解后，释放出2870kJ2870kJ的能量。计算：的能量。计算：1 1分子葡萄糖彻底氧化分解分子葡萄糖彻底氧化分解所释放的能量是所释放的能量是1 1分子分子ATPATP水解所释放能量的多少倍水解所释放能量的多少倍？1.ATP1.ATP的结构式可以简写成（的结构式可以简写成（ ） A.A - P - PA.A - P - P P B.A - P P B.A - P P P P P C.A C.AP PP - P D.AP - P D.AP P P P P PB（ 9494 ）巩固练习巩固练习3.ATP3.ATP分子中大量的化学能储存在分子中大量的化学能储存在 _ _内。内。2 2分子分子ADPADP中含有的腺苷、磷酸基团、高能磷酸中含有的腺苷、磷酸基团、高能磷酸键的数目依次是键的数目依次是_、_、_个。个。高能磷酸键高能磷酸键242 作业：作业：设计出新实验方案并设计出设计出新实验方案并设计出实验步骤对结果进行预测。注意设实验步骤对结果进行预测。注意设计实验的思路是怎样的？怎样选材计实验的思路是怎样的？怎样选材？怎样设计对照？怎样设计对照？ 萤火虫发光器萤火虫发光器的经典实验的经典实验 第第5 5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用实验成果展示：实验成果展示：取干种子（玉米或小麦）克平均分成取干种子（玉米或小麦）克平均分成两份装入两个相同容器中：两份装入两个相同容器中：容器中：干种子容器中：干种子容器中：干种子水容器中：干种子水一段时间后一段时间后一段时间后一段时间后无明显变化无明显变化有发热现象有发热现象 有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成最终生成COCO2 2或其他产物，并且释放出能量的总或其他产物，并且释放出能量的总过程。过程。细胞呼吸的概念：细胞呼吸的概念：细胞内细胞内氧化分解氧化分解生成生成COCO2 2释放出能量释放出能量其他产物其他产物又叫生物氧化。又叫生物氧化。实质：氧化分解有机物释放能量实质：氧化分解有机物释放能量1.1.1.1.呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？两者的共同点是：都是物质的氧化分解过程；两者的共同点是：都是物质的氧化分解过程；两者的共同点是：都是物质的氧化分解过程；两者的共同点是：都是物质的氧化分解过程；都能产生都能产生都能产生都能产生COCOCOCO2 2 2 2等产物，并且都释放出能量。等产物，并且都释放出能量。等产物，并且都释放出能量。等产物，并且都释放出能量。262626262.2.2.2.呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么剧烈吗？呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么剧烈吗？呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么剧烈吗？呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么剧烈吗？不能。否则，组成细胞的化合物会迅速而彻底地氧化不能。否则，组成细胞的化合物会迅速而彻底地氧化不能。否则，组成细胞的化合物会迅速而彻底地氧化不能。否则，组成细胞的化合物会迅速而彻底地氧化分解，能量会迅速地全部释放出来，细胞的基本结构分解，能量会迅速地全部释放出来，细胞的基本结构分解，能量会迅速地全部释放出来，细胞的基本结构分解，能量会迅速地全部释放出来，细胞的基本结构也就会遭到彻底的破坏。也就会遭到彻底的破坏。也就会遭到彻底的破坏。也就会遭到彻底的破坏。问题探讨问题探讨在无氧条件下，细胞能够通过无氧呼吸来释放能量。在无氧条件下，细胞能够通过无氧呼吸来释放能量。在无氧条件下，细胞能够通过无氧呼吸来释放能量。在无氧条件下，细胞能够通过无氧呼吸来释放能量。但是，无氧呼吸比有氧呼吸释放的能量要少许多。但是，无氧呼吸比有氧呼吸释放的能量要少许多。但是，无氧呼吸比有氧呼吸释放的能量要少许多。但是，无氧呼吸比有氧呼吸释放的能量要少许多。 3.3.3.3.在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放能量吗？能量吗？能量吗？能量吗？呼吸：呼吸：呼吸：呼吸：机体与环境之间机体与环境之间机体与环境之间机体与环境之间O O O O2 2 2 2和和和和COCOCOCO2 2 2 2交换的过程。交换的过程。交换的过程。交换的过程。细胞呼吸细胞呼吸细胞呼吸细胞呼吸也称也称也称也称呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用是指是指是指是指有机物有机物有机物有机物在细胞内经过一系列的在细胞内经过一系列的在细胞内经过一系列的在细胞内经过一系列的氧化分解氧化分解氧化分解氧化分解，生成生成生成生成CO2CO2CO2CO2或其他物质，释放出能量并或其他物质，释放出能量并或其他物质，释放出能量并或其他物质，释放出能量并生成生成生成生成ATPATPATPATP的过程。的过程。的过程。的过程。对比对比4.4.呼吸和呼吸作用的区别呼吸和呼吸作用的区别一、有一、有氧细胞呼吸的过程示意图氧细胞呼吸的过程示意图有氧呼吸的三个阶段有氧呼吸的三个阶段葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解C C6 6HH1212OO6 6酶酶酶酶2CH2CH3 3COCOOH COCOOH + +4 H 4 H + + 2 ATP 2 ATP （丙酮酸）（丙酮酸）（丙酮酸）（丙酮酸） 场所：细胞质基质场所：细胞质基质场所：细胞质基质场所：细胞质基质丙酮酸彻底分解丙酮酸彻底分解丙酮酸彻底分解丙酮酸彻底分解酶酶酶酶6CO2 +20 H + 2 ATP 场所：线粒体基质场所：线粒体基质场所：线粒体基质场所：线粒体基质2CH2CH3 3COCOOHCOCOOH（丙酮酸）（丙酮酸）（丙酮酸）（丙酮酸）HH的氧化的氧化的氧化的氧化酶酶酶酶12H12H2 2O O + + 34 ATP34 ATP场所：线粒体内膜场所：线粒体内膜场所：线粒体内膜场所：线粒体内膜24H 24H + + 6O 6O2 2+6H+6H2 2OO有氧呼吸有氧呼吸 场场 所所 反应物反应物 产产 物物 释能释能第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段有氧呼吸三个阶段的比较有氧呼吸三个阶段的比较细胞质细胞质基质基质主要是主要是葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸HH少量少量丙酮酸丙酮酸COCO2 2、HH少量少量HH、O O2 2H H2 2O O大量大量线粒体线粒体线粒体线粒体对比对比主要场所：主要场所：主要场所：主要场所：线粒体线粒体能量去向：能量去向：能量去向：能量去向： 一部分以热能形式散失一部分以热能形式散失 另一部分转移到另一部分转移到ATPATP中中总反应式：总反应式：总反应式：总反应式：有氧呼吸概念：有氧呼吸概念：细胞在细胞在细胞在细胞在_的参与下，通过的参与下，通过的参与下，通过的参与下，通过_的催化作用，把的催化作用，把的催化作用，把的催化作用，把_等有机物等有机物等有机物等有机物_，产生，产生，产生，产生_和和和和_，释放，释放，释放，释放_,_,_,_,生成生成生成生成_的过程。的过程。的过程。的过程。 C C6 6H H1212O O6 6+6O+6O2 2 6CO 6CO2 2+ 6H+ 6H2 2O +O +能量能量酶酶有氧呼吸小结有氧呼吸小结(1709kJ/mol,(1709kJ/mol,约约60%)60%)(1161kJ/mol,(1161kJ/mol,约约40%)40%)氧氧氧氧多种酶多种酶多种酶多种酶葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖COCOCOCO2 2 2 2H H H H2 2 2 2O O O O能量能量能量能量彻底氧化分解彻底氧化分解彻底氧化分解彻底氧化分解许多许多许多许多ATPATPATPATP3838个个ATPATP无氧呼吸：无氧呼吸：无氧呼吸：无氧呼吸：一般是指细胞在一般是指细胞在一般是指细胞在一般是指细胞在缺氧缺氧缺氧缺氧的条件下，通过的条件下，通过的条件下，通过的条件下，通过酶酶酶酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底不彻底不彻底不彻底氧化的产物氧化的产物氧化的产物氧化的产物，同时释放出，同时释放出，同时释放出，同时释放出少量能量少量能量少量能量少量能量的过程。的过程。的过程。的过程。葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸无无O O2 2过程：过程：酒精酒精+CO+CO2 2+ +少量能量少量能量酶酶（大部分高等植物、大部分高等植物、酵母菌酵母菌）乳酸乳酸+ +少量能量少量能量酶酶（马铃薯块茎、玉米胚、脊椎动物马铃薯块茎、玉米胚、脊椎动物肌细胞、肌细胞、乳酸菌乳酸菌）二、无氧呼吸二、无氧呼吸主要场所：主要场所：主要场所：主要场所：细胞质基质细胞质基质细胞质基质细胞质基质无氧呼吸总反应式无氧呼吸总反应式C C6 6H H1212O O6 6酶酶2 C2 C3 3H H6 6O O3 3( (乳酸乳酸) ) + + 少量能量少量能量C C6 6H H1212O O6 62 C2 C2 2H H5 5OH(OH(酒精酒精) )+ 2CO+ 2CO2 2 + + 少量能量少量能量酶酶例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等）（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等）（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等）（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等）例：大多数植物、酵母菌例：大多数植物、酵母菌例：大多数植物、酵母菌例：大多数植物、酵母菌同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？发酵发酵微生物的无氧呼吸微生物的无氧呼吸 （酒精发酵、乳酸发酵）（酒精发酵、乳酸发酵） 无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中精或乳酸中精或乳酸中精或乳酸中无氧呼吸的意义无氧呼吸的意义 高等植物在水淹的情况下，可以进行短暂的无氧高等植物在水淹的情况下，可以进行短暂的无氧高等植物在水淹的情况下，可以进行短暂的无氧高等植物在水淹的情况下，可以进行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳，释放出能量呼吸，将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳，释放出能量呼吸，将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳，释放出能量呼吸，将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳，释放出能量以适应缺氧环境条件。以适应缺氧环境条件。以适应缺氧环境条件。以适应缺氧环境条件。 人在剧烈运动时，需要在相对较短的时间内消耗人在剧烈运动时，需要在相对较短的时间内消耗人在剧烈运动时，需要在相对较短的时间内消耗人在剧烈运动时，需要在相对较短的时间内消耗大量的能量，肌肉细胞则以无氧呼吸的方式供给能量，大量的能量，肌肉细胞则以无氧呼吸的方式供给能量，大量的能量，肌肉细胞则以无氧呼吸的方式供给能量，大量的能量，肌肉细胞则以无氧呼吸的方式供给能量，满足人体的需要。满足人体的需要。满足人体的需要。满足人体的需要。三、有氧呼吸与无氧呼吸的比较三、有氧呼吸与无氧呼吸的比较有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸不不不不同同同同点点点点相相相相同同同同点点点点场所场所场所场所条件条件条件条件产物产物产物产物能量能量能量能量变化变化变化变化联系联系联系联系实质实质实质实质细胞质基质、线粒体细胞质基质、线粒体细胞质基质细胞质基质需分子氧、酶需分子氧、酶不需分子氧、需酶不需分子氧、需酶COCO2 2、H H2 2O O酒精和酒精和COCO2 2或乳酸或乳酸释放大量能量，合释放大量能量，合成成38ATP38ATP释放少量能量，合成释放少量能量，合成2ATP2ATP从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同，以后阶段不同从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同，以后阶段不同分解有机物，释放能量，合成分解有机物，释放能量，合成ATPATP知识总结知识总结呼吸作用的概念呼吸作用的概念呼吸作呼吸作用类型用类型有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸呼呼吸吸作作用用葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解丙酮酸彻底分解丙酮酸彻底分解HH的氧化的氧化丙酮酸不丙酮酸不彻底分解彻底分解乳酸发酵乳酸发酵酒精发酵酒精发酵葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解VSVS1.1.1.1.场所场所场所场所3.3.3.3.物质变化物质变化物质变化物质变化4.4.4.4.能量变化能量变化能量变化能量变化2.2.2.2.条件条件条件条件1.1.1.1.呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。四、呼吸作用的意义：四、呼吸作用的意义：2.2.2.2.呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。 五、细胞呼吸原理的应用五、细胞呼吸原理的应用 细胞呼吸的中间产物是各种有机物之间转化的细胞呼吸的中间产物是各种有机物之间转化的细胞呼吸的中间产物是各种有机物之间转化的细胞呼吸的中间产物是各种有机物之间转化的枢纽，细胞呼吸原理在生产实践中有广泛的应用。枢纽，细胞呼吸原理在生产实践中有广泛的应用。枢纽，细胞呼吸原理在生产实践中有广泛的应用。枢纽，细胞呼吸原理在生产实践中有广泛的应用。1.1.1.1.发酵技术发酵技术发酵技术发酵技术 2.2.2.2.农业生产农业生产农业生产农业生产3.3.3.3.粮食储藏和果蔬保鲜粮食储藏和果蔬保鲜粮食储藏和果蔬保鲜粮食储藏和果蔬保鲜3.3.在有氧呼吸过程中在有氧呼吸过程中, ,氧气的作用是氧气的作用是4.4.生物的细胞呼吸可分为生物的细胞呼吸可分为 和和 两两种类型，一般情况下供给肌肉活动的能量是通过种类型，一般情况下供给肌肉活动的能量是通过 呼吸提供，其能源物质主要是呼吸提供，其能源物质主要是 。 与氢结与氢结合生成水，释放能量。合生成水，释放能量。有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸有氧有氧葡萄糖葡萄糖1.1.葡萄糖彻底氧化分解的主要场所在葡萄糖彻底氧化分解的主要场所在2.2.人在剧烈运动时人在剧烈运动时, ,骨骼肌处于暂时缺氧状态，可骨骼肌处于暂时缺氧状态，可以通过无氧呼吸获取能量以通过无氧呼吸获取能量, ,此时葡萄糖被分解为此时葡萄糖被分解为线粒体线粒体乳酸乳酸课堂练习课堂练习5.5.生物的生命活动所需要的能量主要来自：生物的生命活动所需要的能量主要来自： . .糖类的氧化分解糖类的氧化分解 . .脂类的氧化分解脂类的氧化分解 . .蛋白质的氧化分解蛋白质的氧化分解 . .核酸的氧化分解核酸的氧化分解6.6.人体进行有氧呼吸的主要场所是人体进行有氧呼吸的主要场所是 . .肺细胞肺细胞 . .内环境内环境 . .线粒体线粒体 . .细胞质基质细胞质基质AC7.7.与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是 . .分解有机物分解有机物 . .释放能量释放能量 . .需要酶催化需要酶催化 . .有机物分解不彻底有机物分解不彻底8.8.新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中，适当延长保鲜时间新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中，适当延长保鲜时间的生理原因是的生理原因是 A. A.呼吸作用减弱呼吸作用减弱 B. B.呼吸作用加强呼吸作用加强 C. C.光合作用减弱光合作用减弱 D. D.促进了物质的分解促进了物质的分解DA5.5.种在湖边的玉米，长期被水淹，生长不好，其原因是种在湖边的玉米，长期被水淹，生长不好，其原因是 A. A.根细胞吸收水分过多根细胞吸收水分过多 B. B.营养缺乏营养缺乏 C. C.光合作用强度不够光合作用强度不够 D. D.细胞有氧呼吸受阻细胞有氧呼吸受阻10.10.同样消耗同样消耗molmol的葡萄糖，有氧呼吸的能量转化的葡萄糖，有氧呼吸的能量转化效率是无氧呼吸能量转化效率的效率是无氧呼吸能量转化效率的 A.20 A.20倍倍 B.19 B.19倍倍 C. C.倍多倍多 D.12.7 D.12.7个百分点个百分点DB第三节 光合作用一捕获光能的色素和结构一捕获光能的色素和结构第第5 5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用叶绿体叶绿体外膜外膜内膜内膜基质基质基粒基粒 形态形态 高等植物的叶绿体大多呈扁平椭圆形，每个细胞高等植物的叶绿体大多呈扁平椭圆形，每个细胞中叶绿体的大小与数目依植物种类、组织类型以及发中叶绿体的大小与数目依植物种类、组织类型以及发育阶段而异。一个叶肉细胞中约有育阶段而异。一个叶肉细胞中约有1010至数百个叶绿体，至数百个叶绿体，其长其长3 36m6m，厚，厚2 23m3m。 运运 动动 叶绿体在细胞中不仅可随原生质环流运动，叶绿体在细胞中不仅可随原生质环流运动，而且可随光照的方向和强度而运动。在弱光下，叶而且可随光照的方向和强度而运动。在弱光下，叶绿体以扁平的一面向光以接受较多的光能；而在强绿体以扁平的一面向光以接受较多的光能；而在强光下，叶绿体的扁平面与光照方向平行，不致吸收光下，叶绿体的扁平面与光照方向平行，不致吸收过多强光而引起结构和功能过多强光而引起结构和功能的破坏。的破坏。 叶绿体中色素的种类：叶绿体中色素的种类：叶绿素叶绿素a(a(蓝绿色）蓝绿色）叶绿素叶绿素b b（黄绿色）（黄绿色）叶绿素叶绿素（3/43/4）类胡萝卜素类胡萝卜素（1/41/4）胡萝卜素（橙黄色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶黄素（黄色）功功 能：能： 吸收、传递和转化光能吸收、传递和转化光能叶绿素叶绿素色素色素吸收可见吸收可见的太阳光的太阳光类胡萝卜素主类胡萝卜素主要吸收要吸收蓝紫光蓝紫光叶绿素叶绿素主要吸收主要吸收红橙光红橙光和和蓝紫光蓝紫光1.1.为什么树叶一般都呈绿色？为什么树叶一般都呈绿色？ 叶绿素占叶绿体色素的叶绿素占叶绿体色素的3/43/4，叶绿素对绿，叶绿素对绿光吸收量少，绿光被反射出来，叶绿体呈现绿光吸收量少，绿光被反射出来，叶绿体呈现绿色。色。2.2.秋天为什么叶子会变黄？秋天为什么叶子会变黄？叶绿素解体。叶绿素解体。问问 题题2.2.提示：是的。不同颜色的藻类吸收不同波长的光。提示：是的。不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，即藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射出了红藻反射出了红光红光，绿藻反射出绿光绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光褐藻反射出黄色的光。水水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、绿部层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短波长分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。水深的地方。一、光合作用的探究历程一、光合作用的探究历程1.1.以前，人们一直以为，小小的种子之所以以前，人们一直以为，小小的种子之所以 能够长成参天大树，完全依靠于能够长成参天大树，完全依靠于土壤土壤。A组: B组:17711771年年,(,(英英) )普里斯特利普里斯特利(Joseph Priestley)(Joseph Priestley)的实验的实验 绿色植物在光照下吸收了二氧化碳，绿色植物在光照下吸收了二氧化碳，产生了氧气产生了氧气 这个实验说明这个实验说明碘碘蒸蒸气气处处理理一一半半曝曝光光，一一半半遮遮光光在在暗暗处处放放置置几几小小的的叶叶片片18641864年年,(,(德德) )萨克斯萨克斯(Julius von Sachs)(Julius von Sachs)的实验的实验这个实验证明这个实验证明: :绿叶在光合作用中产生了淀粉绿叶在光合作用中产生了淀粉 黑暗中黑暗中光照下光照下1880年年,(美美)恩格尔曼恩格尔曼(C.Engelmann)的实验的实验这个实验证明这个实验证明: : 氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所色植物进行光合作用的场所2.第二组向同种绿色植物提供H218O和CO2 1.第一组向绿色植物提供C18O2和 H2O 。 C18O2+H2O CO2+H218O光照光照光照光照O2 证明：光合作用释放的证明：光合作用释放的O2全部全部来自于来自于H2O19301930年，年，( (美美) )鲁宾鲁宾(S.Ruben)(S.Ruben)和卡门和卡门(M.Kamaen)(M.Kamaen)用同位素标记法研究光合作用用同位素标记法研究光合作用用同位素标记法研究光合作用用同位素标记法研究光合作用: : : :18O2CO2+H2O* (CH2O)+O2* 光能光能 叶绿体叶绿体光合作用的概念及反应式光合作用的概念及反应式 光合作用是指绿色植物通过光合作用是指绿色植物通过叶绿体叶绿体，利用，利用光能光能，把把二氧化碳二氧化碳和和水水转化成储存着能量的转化成储存着能量的有机物有机物，并且释，并且释放出放出氧氧的过程。的过程。【探索二】【探索二】光合作用的具体过程可以分为几个阶段？光合作用的具体过程可以分为几个阶段？光合作用的过程光合作用的过程光能光能叶绿素叶绿素aeNADP+eH2OHO2叶绿体叶绿体ATPNADPHH（CH2O）2C3CO2C5暗暗反反应应光光反反应应(类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上)(基质中基质中)ADP+Pi【探索二【探索二 】 光合作用的具体过程可以分为几个阶段？光合作用的具体过程可以分为几个阶段？光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段必须有光能才能进行必须有光能才能进行二、光合作用的过程二、光合作用的过程光反应光反应暗反应暗反应【探索三】【探索三】光反应可以光反应可以包含几个反包含几个反应？其原料应？其原料和产物分别和产物分别是什么？反是什么？反应场所是什应场所是什么？么？【探索四】【探索四】暗反应可以暗反应可以分为几个阶分为几个阶段？其原料段？其原料和产物分别和产物分别是什么？是什么？思考：暗反应为什么称之为思考：暗反应为什么称之为“暗暗”反应？反应？ 暗反应在光下能不能进行？暗反应在光下能不能进行？H 2 O 光光 2H+1/2O 2酶酶A D P + Pi +能量能量A T P光光反反应应水的光解：水的光解：ATPATP的形成：的形成：光光合合作作用用酶酶 2 C 3C O 2 +C 5H ATP酶酶C 6 H12 O 62 C 3暗暗反反应应C O 2的固定：的固定：C O 2的还原：的还原：【总结】【总结】光合作用的过程可以分为两个阶段光合作用的过程可以分为两个阶段，光反应光反应和暗反应和暗反应，光反应阶段主要是在，光反应阶段主要是在囊状结构薄膜囊状结构薄膜上利用上利用光能光能将将水水光解成光解成HH和和O O2 2，同时将光能转变成不稳定的，同时将光能转变成不稳定的化学能，储存在化学能，储存在ATPATP中；暗反应阶段主要在中；暗反应阶段主要在叶绿体基质叶绿体基质中将中将COCO2 2中的中的C C通过通过COCO2 2的固定的固定和和COCO2 2的还原的还原储存在有机物储存在有机物中，同时将中，同时将ATPATP中的能量转移到有机物中的能量转移到有机物中。中。光合作用总反应反应式光合作用总反应反应式6C O2+12H2 O叶绿体叶绿体光能光能C 6 H12 O6 + 6 H2 O+6 O2【探索五】【探索五】要生成要生成1分子的分子的C 6 H12 O 6，需要多少分子，需要多少分子的的H 2 O和和C O 2 ？过程过程 比较比较 光反应光反应暗反应暗反应进行部位进行部位进行条件进行条件物质转化物质转化能量转化能量转化联系联系光反应为暗反应提供光反应为暗反应提供HH和和ATPATP类囊体的薄膜类囊体的薄膜叶绿体的基质中叶绿体的基质中光光光光叶绿体色素酶叶绿体色素酶许多酶，许多酶，不受光限制不受光限制水转变成水转变成HH和氧和氧气；生成气；生成ATPATPC OC O2 2转变为转变为C C3,3,经经C OC O2 2的的还原为还原为有机物有机物光能转化为光能转化为ATPATP中中活跃活跃的化学能的化学能ATPATP中中活跃活跃的化学能转化的化学能转化为有机物中为有机物中稳定稳定化学能化学能【总结】【总结】光反应与暗反应的区别与联系光反应与暗反应的区别与联系三、光合作用的实质三、光合作用的实质无机物无机物有机物有机物2.2.能量转化：能量转化：光能光能有机物中的化学能有机物中的化学能1.1.物质转化：物质转化：【探索七】【探索七】光合作用的意义是什么？光合作用的意义是什么？1.1.生物界中有机物的来源生物界中有机物的来源3.3.调节大气中氧气和二氧化碳的含量调节大气中氧气和二氧化碳的含量2.2.生物生命活动所需能量的最终来源生物生命活动所需能量的最终来源4.4.对生物的进化有重要作用对生物的进化有重要作用【探索六】【探索六】通过学习光合作用的实质是什么？通过学习光合作用的实质是什么？四、光合作用原理的运四、光合作用原理的运植物自身因素植物自身因素环境因素对光合作用的影响环境因素对光合作用的影响1 1）光照）光照2 2）温度）温度3 3）二氧化碳浓度）二氧化碳浓度4 4）水分）水分5 5）矿质元素）矿质元素影响光合作用的主要外界因素影响光合作用的主要外界因素v光照光照 光是光合作用的能量来源，是叶绿体发育和叶光是光合作用的能量来源，是叶绿体发育和叶绿素合成的必要条件绿素合成的必要条件v二氧化碳二氧化碳 二氧化碳是光合作用的原料之一二氧化碳是光合作用的原料之一v温度温度 由于温度可以影响酶的活性，因而对光合速率由于温度可以影响酶的活性，因而对光合速率有明显影响有明显影响v水分水分 叶片接近水分饱和时，才能进行正常的光合作叶片接近水分饱和时，才能进行正常的光合作用用v矿质营养矿质营养 矿质元素直接或间接影响光合作用矿质元素直接或间接影响光合作用v光合速率的日变化光合速率的日变化 一天中，光强日变化对光和速率一天中，光强日变化对光和速率日变化的影响最大日变化的影响最大1.1.营养物质包括有机物、无机盐、水等营养物质包括有机物、无机盐、水等2.2.2.2.根据获取有机物的方式不同，可以将生物分为：根据获取有机物的方式不同，可以将生物分为：根据获取有机物的方式不同，可以将生物分为：根据获取有机物的方式不同，可以将生物分为：自养生物自养生物异养生物异养生物光能自养生物光能自养生物化能自养生物化能自养生物（绿色植物）（绿色植物）（硝化细菌等）（硝化细菌等）一、光合作用的场所一、光合作用的场所-叶绿体叶绿体叶绿体中色素的种类、颜色及作用叶绿体中色素的种类、颜色及作用二、光合作用的过程二、光合作用的过程1.1.光反应：光反应：水的光解水的光解ATP的合成的合成2.2.暗反应暗反应二氧化碳二氧化碳的固定的固定二氧化碳二氧化碳的还原的还原四、光合作用的实质四、光合作用的实质1.1.物质的转化物质的转化 2. 2.能量的转化能量的转化五、光合作用的意义与应用五、光合作用的意义与应用三、光合作用的概念和总反应式三、光合作用的概念和总反应式光合作用光合作用 上图是在盛夏的某一晴天，一昼夜中某植物对上图是在盛夏的某一晴天，一昼夜中某植物对COCO2 2的的吸收和释放状况的示意图。亲据图回答问题：吸收和释放状况的示意图。亲据图回答问题：1.1.图中图中D DE E段段COCO2 2吸收量逐渐减少是因为吸收量逐渐减少是因为 ，以至光反应产生的以至光反应产生的 和和 逐渐减少，逐渐减少，从而影响了暗反应从而影响了暗反应 强度，使强度，使 化合物数量减化合物数量减少，影响了少，影响了COCO2 2固定。固定。光照强度光照强度逐步减弱逐步减弱ATPNADPH还原作用还原作用五碳五碳2.2.图中曲线中间图中曲线中间C C处光合作用强度暂时降低，可能是处光合作用强度暂时降低，可能是（ ） A.A.光照过强，暗反应跟不上，前后脱节，影响整体光照过强，暗反应跟不上，前后脱节，影响整体 效果效果 B. B.温度较高，提高了呼吸作用酶的活性，消耗了较温度较高，提高了呼吸作用酶的活性，消耗了较 多的有机物多的有机物 C. C.温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了COCO2 2 原料的供应原料的供应 D. D.光照过强，气温过高，植物缺水严重而影响光合光照过强，气温过高，植物缺水严重而影响光合 作用的进行作用的进行C1.1.在光合作用中，糖类是在在光合作用中，糖类是在 阶段形成的，氧阶段形成的，氧气是在气是在 阶段形成的，阶段形成的，ATPATP是在是在 阶段形成阶段形成的。的。2.2.某科学家用某科学家用1414C C的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子，证明其转移的途径是子，证明其转移的途径是（ ） A.A.二氧化碳二氧化碳 叶绿素叶绿素 ATPATP B. B.二氧化碳二氧化碳 三碳化合物三碳化合物 ATPATP C. C.二氧化碳二氧化碳 三碳化合物三碳化合物 糖类糖类 D. D.二氧化碳二氧化碳 五碳糖五碳糖 糖类糖类3.3.光合作用过程中释放的氧气来源于（光合作用过程中释放的氧气来源于（ ） A.A.二氧化碳二氧化碳 B. B.水水 C. C.叶绿体叶绿体 D. D.葡萄糖葡萄糖暗反应暗反应光反应光反应CB光反应光反应巩固练习巩固练习第三节第三节 光合作用光合作用二光合作用的原理和应用二光合作用的原理和应用第第5 5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用一、光合作用的探究历程一、光合作用的探究历程1.1.以前，人们一直以为，小小的种子之所以以前，人们一直以为，小小的种子之所以能够长成参天大树，完全依靠于能够长成参天大树，完全依靠于土壤土壤。A A组组: : B B组组: :17711771年年,(,(英英) )普里斯特利普里斯特利(Joseph Priestley)(Joseph Priestley)的实验的实验 绿色植物在光照下吸收了二氧化碳，绿色植物在光照下吸收了二氧化碳，产生了氧气产生了氧气这个实验说明这个实验说明: :碘碘蒸蒸气气处处理理一一半半曝曝光光，一一半半遮遮光光在在暗暗处处放放置置几几小小的的叶叶片片18641864年年,(,(德德) )萨克斯萨克斯(Julius von Sachs)(Julius von Sachs)的实验的实验这个实验证明这个实验证明: :绿叶在光合作用中产生了淀粉绿叶在光合作用中产生了淀粉 黑暗中黑暗中光照下光照下1880年年,(美美)恩格尔曼恩格尔曼(C.Engelmann)的实验的实验这个实验证明这个实验证明: : 氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所色植物进行光合作用的场所2.第二组向同种绿色植物提供H218O和CO2 1.第一组向绿色植物提供C18O2和 H2O 。 C18O2+H2O CO2+H218O光照光照光照光照O2 证明：光合作用释放的证明：光合作用释放的O2全部全部来自于来自于H2O19301930年，年，( (美美) )鲁宾鲁宾(S.Ruben)(S.Ruben)和卡门和卡门(M.Kamaen)(M.Kamaen)用同位素标记法研究光合作用用同位素标记法研究光合作用用同位素标记法研究光合作用用同位素标记法研究光合作用: : : :18O2CO2+H2O* (CH2O)+O2* 光能光能 叶绿体叶绿体光合作用的概念及反应式光合作用的概念及反应式 光合作用是指绿色植物通过光合作用是指绿色植物通过叶绿体叶绿体，利用，利用光能光能，把把二氧化碳二氧化碳和和水水转化成储存着能量的转化成储存着能量的有机物有机物，并且释，并且释放出放出氧氧的过程。的过程。【探索二】【探索二】光合作用的具体过程可以分为几个阶段？光合作用的具体过程可以分为几个阶段？光合作用的过程光合作用的过程光能光能叶绿素叶绿素aeNADP+eH2OHO2叶绿体叶绿体ATPNADPHH（CH2O）2C3CO2C5暗暗反反应应光光反反应应(类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上)(基质中基质中)ADP+Pi【探索二【探索二 】 光合作用的具体过程可以分为几个阶段？光合作用的具体过程可以分为几个阶段？光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段必须有光能才能进行必须有光能才能进行二、光合作用的过程二、光合作用的过程光反应光反应暗反应暗反应【探索三】【探索三】光反应可以光反应可以包含几个反包含几个反应？其原料应？其原料和产物分别和产物分别是什么？反是什么？反应场所是什应场所是什么？么？【探索四】【探索四】暗反应可以暗反应可以分为几个阶分为几个阶段？其原料段？其原料和产物分别和产物分别是什么？是什么？思考：暗反应为什么称之为思考：暗反应为什么称之为“暗暗”反应？反应？ 暗反应在光下能不能进行？暗反应在光下能不能进行？H 2 O 光光 2H+1/2O 2酶酶A D P + Pi +能量能量A T P光光反反应应水的光解：水的光解：ATPATP的形成：的形成：光光合合作作用用酶酶 2 C 3C O 2 +C 5H ATP酶酶C 6 H12 O 62 C 3暗暗反反应应C O 2的固定：的固定：C O 2的还原：的还原：【总结】【总结】光合作用的过程可以分为两个阶段光合作用的过程可以分为两个阶段，光反应光反应和暗反应和暗反应，光反应阶段主要是在，光反应阶段主要是在囊状结构薄膜囊状结构薄膜上利用上利用光能光能将将水水光解成光解成HH和和O O2 2，同时将光能转变成不稳定的，同时将光能转变成不稳定的化学能，储存在化学能，储存在ATPATP中；暗反应阶段主要在中；暗反应阶段主要在叶绿体基质叶绿体基质中将中将COCO2 2中的中的C C通过通过COCO2 2的固定的固定和和COCO2 2的还原的还原储存在有机物储存在有机物中，同时将中，同时将ATPATP中的能量转移到有机物中的能量转移到有机物中。中。光合作用总反应反应式光合作用总反应反应式6C O2+12H2 O叶绿体叶绿体光能光能C 6 H12 O6 + 6 H2 O+6 O2【探索五】【探索五】要生成要生成1分子的分子的C 6 H12 O 6，需要多少分子，需要多少分子的的H 2 O和和C O 2 ？过程过程 比较比较 光反应光反应暗反应暗反应进行部位进行部位进行条件进行条件物质转化物质转化能量转化能量转化联系联系光反应为暗反应提供光反应为暗反应提供HH和和ATPATP类囊体的薄膜类囊体的薄膜叶绿体的基质中叶绿体的基质中光光光光叶绿体色素酶叶绿体色素酶许多酶，许多酶，不受光限制不受光限制水转变成水转变成HH和氧和氧气；生成气；生成ATPATPC OC O2 2转变为转变为C C3,3,经经C OC O2 2的的还原为还原为有机物有机物光能转化为光能转化为ATPATP中中活跃活跃的化学能的化学能ATPATP中中活跃活跃的化学能转化的化学能转化为有机物中为有机物中稳定稳定化学能化学能【总结】【总结】光反应与暗反应的区别与联系光反应与暗反应的区别与联系三、光合作用的实质三、光合作用的实质无机物无机物有机物有机物2.2.能量转化：能量转化：光能光能有机物中的化学能有机物中的化学能1.1.物质转化：物质转化：【探索七】【探索七】光合作用的意义是什么？光合作用的意义是什么？1.1.生物界中有机物的来源生物界中有机物的来源3.3.调节大气中氧气和二氧化碳的含量调节大气中氧气和二氧化碳的含量2.2.生物生命活动所需能量的最终来源生物生命活动所需能量的最终来源4.4.对生物的进化有重要作用对生物的进化有重要作用【探索六】【探索六】通过学习光合作用的实质是什么？通过学习光合作用的实质是什么？四、光合作用原理的运四、光合作用原理的运植物自身因素植物自身因素环境因素对光合作用的影响环境因素对光合作用的影响1 1）光照）光照2 2）温度）温度3 3）二氧化碳浓度）二氧化碳浓度4 4）水分）水分5 5）矿质元素）矿质元素影响光合作用的主要外界因素影响光合作用的主要外界因素v光照光照 光是光合作用的能量来源，是叶绿体发育和叶光是光合作用的能量来源，是叶绿体发育和叶绿素合成的必要条件绿素合成的必要条件v二氧化碳二氧化碳 二氧化碳是光合作用的原料之一二氧化碳是光合作用的原料之一v温度温度 由于温度可以影响酶的活性，因而对光合速率由于温度可以影响酶的活性，因而对光合速率有明显影响有明显影响v水分水分 叶片接近水分饱和时，才能进行正常的光合作叶片接近水分饱和时，才能进行正常的光合作用用v矿质营养矿质营养 矿质元素直接或间接影响光合作用矿质元素直接或间接影响光合作用v光合速率的日变化光合速率的日变化 一天中，光强日变化对光和速率一天中，光强日变化对光和速率日变化的影响最大日变化的影响最大1.1.营养物质包括有机物、无机盐、水等营养物质包括有机物、无机盐、水等2.2.2.2.根据获取有机物的方式不同，可以将生物分为：根据获取有机物的方式不同，可以将生物分为：根据获取有机物的方式不同，可以将生物分为：根据获取有机物的方式不同，可以将生物分为：自养生物自养生物异养生物异养生物光能自养生物光能自养生物化能自养生物化能自养生物（绿色植物）（绿色植物）（硝化细菌等）（硝化细菌等）一、光合作用的场所一、光合作用的场所-叶绿体叶绿体叶绿体中色素的种类、颜色及作用叶绿体中色素的种类、颜色及作用二、光合作用的过程二、光合作用的过程1.1.光反应：光反应：水的光解水的光解ATP的合成的合成2.2.暗反应暗反应二氧化碳二氧化碳的固定的固定二氧化碳二氧化碳的还原的还原四、光合作用的实质四、光合作用的实质1.1.物质的转化物质的转化 2. 2.能量的转化能量的转化五、光合作用的意义与应用五、光合作用的意义与应用三、光合作用的概念和总反应式三、光合作用的概念和总反应式光合作用光合作用 上图是在盛夏的某一晴天，一昼夜中某植物对上图是在盛夏的某一晴天，一昼夜中某植物对COCO2 2的的吸收和释放状况的示意图。亲据图回答问题：吸收和释放状况的示意图。亲据图回答问题：1.1.图中图中D DE E段段COCO2 2吸收量逐渐减少是因为吸收量逐渐减少是因为 ，以至光反应产生的以至光反应产生的 和和 逐渐减少，逐渐减少，从而影响了暗反应从而影响了暗反应 强度，使强度，使 化合物数量减化合物数量减少，影响了少，影响了COCO2 2固定。固定。光照强度光照强度逐步减弱逐步减弱ATPNADPH还原作用还原作用五碳五碳2.2.图中曲线中间图中曲线中间C C处光合作用强度暂时降低，可能是处光合作用强度暂时降低，可能是（ ） A.A.光照过强，暗反应跟不上，前后脱节，影响整体光照过强，暗反应跟不上，前后脱节，影响整体 效果效果 B. B.温度较高，提高了呼吸作用酶的活性，消耗了较温度较高，提高了呼吸作用酶的活性，消耗了较 多的有机物多的有机物 C. C.温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了COCO2 2 原料的供应原料的供应 D. D.光照过强，气温过高，植物缺水严重而影响光合光照过强，气温过高，植物缺水严重而影响光合 作用的进行作用的进行C1.1.在光合作用中，糖类是在在光合作用中，糖类是在 阶段形成的，氧阶段形成的，氧气是在气是在 阶段形成的，阶段形成的，ATPATP是在是在 阶段形成阶段形成的。的。2.2.某科学家用某科学家用1414C C的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子，证明其转移的途径是子，证明其转移的途径是（ ） A.A.二氧化碳二氧化碳 叶绿素叶绿素 ATPATP B. B.二氧化碳二氧化碳 三碳化合物三碳化合物 ATPATP C. C.二氧化碳二氧化碳 三碳化合物三碳化合物 糖类糖类 D. D.二氧化碳二氧化碳 五碳糖五碳糖 糖类糖类3.3.光合作用过程中释放的氧气来源于（光合作用过程中释放的氧气来源于（ ） A.A.二氧化碳二氧化碳 B. B.水水 C. C.叶绿体叶绿体 D. D.葡萄糖葡萄糖暗反应暗反应光反应光反应CB光反应光反应巩固练习巩固练习问问 题题1 1：细胞为什么要增殖？细胞为什么要增殖？是怎样进行增殖的？是怎样进行增殖的？ 细胞增殖以细胞增殖以 的方式进行，的方式进行，它的意义有：它的意义有：细胞分裂细胞分裂单细胞生物单细胞生物 产生新个体产生新个体 多细胞生物多细胞生物 生长发育生长发育 补充衰老死亡的细胞补充衰老死亡的细胞问问 题题2 2： 细胞的增殖，如何保证亲子代细胞在性质（如细胞的增殖，如何保证亲子代细胞在性质（如染色体的数目、遗传物质染色体的数目、遗传物质DNADNA的含量）上的一致性的含量）上的一致性呢？呢？ 细胞分裂是生物体生长、发育、繁殖的基础，细胞分裂是生物体生长、发育、繁殖的基础，是生物体所特有的生命现象。是生物体所特有的生命现象。细胞分裂的三种方式：无丝分裂、有丝分裂、细胞分裂的三种方式：无丝分裂、有丝分裂、减数分裂减数分裂 是细胞分裂的主要是细胞分裂的主要方式，具有一定周期。方式，具有一定周期。细胞周期：细胞周期：连续分裂的连续分裂的细胞，从一次分裂完成细胞，从一次分裂完成开始，到下次分裂完成开始，到下次分裂完成为止，这是一个分裂周为止，这是一个分裂周期。有丝分裂周期包括期。有丝分裂周期包括分裂分裂间期间期和分裂期（和分裂期（前前期、中期、后期、末期期、中期、后期、末期) )。有丝分裂有丝分裂细胞类别细胞类别分裂间期分裂间期分裂期分裂期合计合计小鼠十二指肠细小鼠十二指肠细胞胞13.513.51.81.815.315.3蛙单倍体细胞蛙单倍体细胞35.335.31.61.636.936.9蚕豆根尖细胞蚕豆根尖细胞15.315.32 217.317.3分分析析表表中中数数字字，你你想想到到了了什什么么？A.A.细胞分裂期和分裂间期所占的时细胞分裂期和分裂间期所占的时 间相差较大。间期占时间很长；间相差较大。间期占时间很长； 分裂期占时间很短。分裂期占时间很短。B.B.不同生物的不同种类细胞，细胞不同生物的不同种类细胞，细胞 周期长短不同。周期长短不同。 从一次分从一次分裂结束开始到裂结束开始到下一分裂开始下一分裂开始前。前。思考：此时，细胞的染色体数改变了吗？思考：此时，细胞的染色体数改变了吗？思考：思考：1.1.分裂间期为什么那分裂间期为什么那 么长？么长？2.2.分裂间期发生了什分裂间期发生了什 么变化？么变化？3.3.分裂间期有些什么分裂间期有些什么 特点？特点？植物的有丝分裂间期植物的有丝分裂间期间期变化间期变化 观察上图，比较右图中染色体及整个观察上图，比较右图中染色体及整个细胞发生了什么变化？细胞发生了什么变化？间期变化间期变化1.DNA1.DNA进行复制，每个染色体上由一个进行复制，每个染色体上由一个DNADNA分子变分子变 成两个成两个DNADNA分子，在染色体上形成两条细丝，叫分子，在染色体上形成两条细丝，叫 做两条姐妹染色单体。做两条姐妹染色单体。2.2.有关的蛋白质合成，为进行分裂做好物质准备。有关的蛋白质合成，为进行分裂做好物质准备。完成完成DNADNA的复制和有的复制和有关蛋白质的合成关蛋白质的合成每个染色体都形成每个染色体都形成两个姐妹染色单体，两个姐妹染色单体，呈染色质形态呈染色质形态植物细胞有丝分裂前期植物细胞有丝分裂前期？ 细胞核中出细胞核中出现染色体，核膜现染色体，核膜逐渐解体，核仁逐渐解体，核仁逐渐消失，同时，逐渐消失，同时，从细胞的两极发从细胞的两极发出许多纺锤丝，出许多纺锤丝，形成一个梭形的形成一个梭形的纺锤体。纺锤体。思考：思考：前期，遗传物质的形态如何前期，遗传物质的形态如何? ? 中期，纺锤中期，纺锤体清晰可见，纺体清晰可见，纺锤丝牵引着染色锤丝牵引着染色体运动，使每个体运动，使每个染色体的着丝点染色体的着丝点排列在细胞中央排列在细胞中央的赤道板上。的赤道板上。植物细胞有丝分裂中期植物细胞有丝分裂中期思考：思考：为什么说中期是辨认染色体的形态和数为什么说中期是辨认染色体的形态和数目的最好时期目的最好时期？ 每一个着丝点分每一个着丝点分裂成两个，原来连接裂成两个，原来连接在同一个着丝点上的在同一个着丝点上的两个姐妹染色单体成两个姐妹染色单体成为两个染色体。为两个染色体。植物细胞有丝分裂中期植物细胞有丝分裂中期思考：思考：后期，细胞的染色体数目出现了怎样的变化？后期，细胞的染色体数目出现了怎样的变化？ 末期：纺锤丝消失，末期：纺锤丝消失，出出现新的核膜和核仁，核膜现新的核膜和核仁，核膜把把染色体包围起来，形成了染色体包围起来，形成了两两个新的细胞核；在赤道板个新的细胞核；在赤道板的的位置出现一个细胞板，细位置出现一个细胞板，细胞胞板由细胞的中央向四周扩板由细胞的中央向四周扩展展，逐渐形成了新的细胞壁，逐渐形成了新的细胞壁。思考：思考：细胞壁的形成与什么细胞器有关？细胞壁的形成与什么细胞器有关？植物细胞有丝分裂中期植物细胞有丝分裂中期 DNA DNA数目加倍发生在数目加倍发生在 ，恢复成原，恢复成原数目在数目在 。 染色体和染色体和DNADNA的复制都发生在的复制都发生在 。核膜，核仁消失是核膜，核仁消失是 ，重现是，重现是 。 分裂间期分裂间期分裂间期分裂间期末期末期分裂后期分裂后期 染色体数目加倍发生染色体数目加倍发生 ，恢复成，恢复成原数目在原数目在 。 末期末期 姐妹染色单体的形成是姐妹染色单体的形成是 ，出现，出现是是 ，消失是，消失是 。分裂间期分裂间期 前期前期后期后期前期前期末期末期你注意到动物细胞有丝分裂与植物细胞有丝分裂你注意到动物细胞有丝分裂与植物细胞有丝分裂的相同和不同之处了吗？的相同和不同之处了吗？请注意动物细胞有丝分裂与植物细胞有丝分裂的请注意动物细胞有丝分裂与植物细胞有丝分裂的相同和不同之处？相同和不同之处？植物与动物细胞的有丝分裂的比较植物与动物细胞的有丝分裂的比较不同点：不同点：植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞纺锤体的形成纺锤体的形成（前期）（前期）细胞质的分裂细胞质的分裂（末期）（末期）由两极发出的由两极发出的纺纺锤丝锤丝直接产生直接产生由中心体周围产生由中心体周围产生星射线星射线形成。形成。细胞中部出现细细胞中部出现细胞板形成新细胞胞板形成新细胞壁将细胞隔开。壁将细胞隔开。细胞中部的细胞细胞中部的细胞膜向内凹陷使细膜向内凹陷使细胞缢裂胞缢裂动物细胞和植物细胞有丝分裂的不同动物细胞和植物细胞有丝分裂的不同前期前期末期末期观察上面前期和末期的两组图，动物观察上面前期和末期的两组图，动物细胞和植物细胞各有什么不同？细胞和植物细胞各有什么不同？1.1.前期纺锤体的来源：前期纺锤体的来源：植物植物: :由两极直接产生。由两极直接产生。动物动物: :由中心体周围产生的星射线形成。由中心体周围产生的星射线形成。末期细胞质的分裂末期细胞质的分裂植物植物: :细胞中部出现细胞板形成新细胞壁将细胞中部出现细胞板形成新细胞壁将 细胞隔开。细胞隔开。动物动物: :细胞中部的细胞膜向内凹陷使细胞缢细胞中部的细胞膜向内凹陷使细胞缢 裂。裂。有丝分裂的意义：有丝分裂的意义： 将亲代细胞的染色体经过将亲代细胞的染色体经过复制复制以后，精确地以后，精确地平平均分均分配到两个子细胞中去。从而保持生物的亲配到两个子细胞中去。从而保持生物的亲代和子代之间的遗传性状的稳定性。代和子代之间的遗传性状的稳定性。六、无丝分裂：特点：特点：在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体 的变化。的变化。举例举例: :蛙的红细胞的无丝分裂。蛙的红细胞的无丝分裂。无丝分裂：无丝分裂：分裂过分裂过程是细胞核先延长。程是细胞核先延长。从核的中部向内凹从核的中部向内凹进，缢裂成两个细进，缢裂成两个细胞核；紧接着整个胞核；紧接着整个细胞从中部缢裂成细胞从中部缢裂成两个子细胞。两个子细胞。有丝分裂过程中有丝分裂过程中DNADNA分子数目的变化曲分子数目的变化曲线。动物细胞和植物细胞完全相同。线。动物细胞和植物细胞完全相同。4n4n3n3n2n2n1n1n间间前前中中 后后末末DNADNA分子分子4n4n3n3n2n2n1n1n间间前前中中 后后末末染色染色体体有丝分裂过程中染色体数目的变化曲线。有丝分裂过程中染色体数目的变化曲线。动物细胞和植物细胞完全相同。动物细胞和植物细胞完全相同。4n4n3n3n2n2n1n1n间间前前中中 后后末末染色染色单体单体有丝分裂过程中染色单体数目的变化曲线。有丝分裂过程中染色单体数目的变化曲线。动物细胞和植物细胞完全相同。动物细胞和植物细胞完全相同。4n4n3n3n2n2n1n1n间间前前中中 后后末末DNADNA分子分子染色体染色体染色单体染色单体有丝分裂过程中有丝分裂过程中DNADNA分子、染色体和染色体数分子、染色体和染色体数目的变化曲线。动物细胞和植物细胞完全相同。目的变化曲线。动物细胞和植物细胞完全相同。时间间 期分 裂 期前前 期期 中中 期期 后 期末 期染染色色体体形形态态染色质染色染色体体染色体染色体染色体染色体染染 色色 质质数数目目位位置置散乱排列在散乱排列在细胞核中细胞核中散乱排散乱排列列,开开始移向始移向中央中央染色体着染色体着丝点排列丝点排列在细胞中在细胞中央央姐妹染色体姐妹染色体分离向两极分离向两极移动移动染色体散染色体散乱排列在乱排列在两子细胞两子细胞核中核中染色单体DNA数量类型类型2n2n2n2n4n2n4n04n4n4n002a4a4a4a4a2a2a复制复制着丝点分裂姐妹染色体姐妹染色体分离分离染染色色体体条条数数1234 间期间期前期前期 中期中期后期后期 末期末期D DN NA A分分子子数数量量1234 间期间期前期前期 中期中期后期后期 末期末期D DN NA A分分子子数数量量 1234 染染色色体体条条数数间期间期前期前期 中期中期后期后期 末期末期第第2 2节节 细胞的分化细胞的分化第第6 6章细胞的生命历程章细胞的生命历程受精作用受精作用细胞分化的细胞分化的起点都是相同的；起点都是相同的；而分化的结果则而分化的结果则是在形态、结构是在形态、结构和生理功能上产和生理功能上产生了稳定性的差生了稳定性的差异。异。观察比较细胞分裂和分化的不同点在哪里？观察比较细胞分裂和分化的不同点在哪里？神经细胞神经细胞红细胞红细胞肌肉细胞肌肉细胞上皮组织细胞上皮组织细胞4.4.细胞分化的意义是？细胞分化的意义是？ 1.1.多细胞生物体发育起点是什么？多细胞生物体发育起点是什么？2.2.受精卵进行分裂的方式是什么？受精卵进行分裂的方式是什么？3. 3. 什么是细胞分化？什么是细胞分化？5.5.细胞出现了分化细胞出现了分化, ,是否遗传物质发生了改变是否遗传物质发生了改变? ?受精卵受精卵有丝分裂有丝分裂P117118P117118黑体字黑体字使多细胞生物体中的细胞趋于专门化使多细胞生物体中的细胞趋于专门化, ,有利于提有利于提高各种生理功能的效率。高各种生理功能的效率。不是不是, ,各种细胞的遗传信息完全相同各种细胞的遗传信息完全相同, ,但执行情但执行情况不同况不同 一般多细胞生物体的发育起点是一个细胞一般多细胞生物体的发育起点是一个细胞（如：受精卵），在细胞分裂的基础上，经过细（如：受精卵），在细胞分裂的基础上，经过细胞的分化胞的分化 ，形成胚胎，幼体，并发育成成体。，形成胚胎，幼体，并发育成成体。 细胞分化的主要原因细胞分化的主要原因细胞内化学物质的变化细胞内化学物质的变化，如结构蛋白和反应催化酶的变化。如结构蛋白和反应催化酶的变化。细胞分化的机理细胞分化的机理 细胞分化是生物体组织、器官、系统形态建成的细胞分化是生物体组织、器官、系统形态建成的基础，是个体发育的基础。基础，是个体发育的基础。细胞分化的生理意义细胞分化的生理意义 发发生生时时期期：开开始始于于胚胚胎胎发发育育早早期期，发发生生在在生生物物体体的的整整个个生生命命进进程程中中，胚胚胎胎时时期期达达到到最最大大限限度度，是一种是一种持久持久性变化。性变化。生发层细胞，造血干细胞，某些上皮细胞、生发层细胞，造血干细胞，某些上皮细胞、肝细胞、成骨细胞肝细胞、成骨细胞3.3.意意义义：经经过过细细胞胞分分化化，在在多多细细胞胞生生物物体体内内就就会会形形成成各各种种不不同同的的细细胞胞和和组组织织。一一般般多多细细胞胞生生物物体体的的发发育育的的起起点点是是一一个个细细胞胞，这这个个细细胞胞就就是是受受精精卵卵，细细胞胞的的分分裂裂只只能能繁繁殖殖出出许许多多相相同同的的细细胞胞，只只有有经经过过细细胞胞分分化化才才能能形形成成胚胚胎胎、幼幼体体，并并发发育育成成成成体体；也也就就是是说说，仅仅仅仅有有细细胞胞的的增增殖殖，而而没没有有细胞的分化，生物体是不能细胞的分化，生物体是不能进行正常生长发育进行正常生长发育的。的。 已经发生高度分化的细胞已经发生高度分化的细胞, ,还能像早还能像早期胚胎细胞那样期胚胎细胞那样, ,再分化成其他细胞吗再分化成其他细胞吗? ?思考：思考：细胞的全能性细胞的全能性： 是指已经分化的细胞是指已经分化的细胞, ,仍然具有发育成完整仍然具有发育成完整个体的潜能。个体的潜能。植物细胞全能性的应用：植物细胞全能性的应用：组织培养进行快速繁殖组织培养进行快速繁殖 “ “多利多利”的诞生的诞生证明证明: :已分化的已分化的动物动物体细胞的体细胞的细胞核细胞核具有具有全能性。全能性。 但是目前为止但是目前为止, ,人们人们还没有成功地还没有成功地将将单个已分化的动物体单个已分化的动物体细胞培养成新的个体。细胞培养成新的个体。克隆羊的全过程克隆羊的全过程白面羊乳白面羊乳腺细胞的腺细胞的细胞核细胞核黑面羊卵黑面羊卵细胞的细细胞的细胞质胞质融合融合新的细胞新的细胞代孕母羊代孕母羊白面羊的克隆羊白面羊的克隆羊体外培养体外培养 一段时间一段时间 动物和人体内保留的少数具有分裂和分化能动物和人体内保留的少数具有分裂和分化能力的细胞力的细胞干细胞干细胞: :人的骨髓的造血干细胞人的骨髓的造血干细胞在体外培养出组织和器官在体外培养出组织和器官, ,并最终通过组织和器并最终通过组织和器官移植实现对临床疾病的治疗。官移植实现对临床疾病的治疗。干细胞的用途干细胞的用途: :干细胞移植治疗白血病干细胞移植治疗白血病