组成细胞的化合物:
1.组成细胞的元素大多以化合物的形式存在。
2.组成细胞的化合物包括无机化合物和有机化合物。无机化合物包括水和无机盐,有机化合物包括糖类、脂质、蛋白质和核酸。
3.各类化合物及含量
可以看出:组成细胞的化合物中,含量最高的是水,细胞干重中,含量最高的是蛋白质。
知识点拨:
(1)并不是所有细胞中化合物的含量都相同,不同生物的细胞,同一个体不同种类的细胞,各种化合物的含量往往有所不同,但化合物的种类基本相同。
(2)注意各类有机物的元素组成:
糖类:仅含C、H、O
脂质:C、H、O(脂肪和固醇);C、H、O、N、P(磷脂)
蛋白质:主要含C、H、O、N
核酸:C、H、O、N、P。
(3)细胞中的元素与化合物对比记忆表:
大量元素 |
C.H.O.N.P.S.K.Ca.Mg |
微量元素 |
Fe.Mn.Zn.Cu.B.Mo等 |
最基本元素 |
C |
鲜重含量最多的元素 |
O |
干重含量最多的元素 |
C |
鲜重含量最多的化合物 |
水 |
干重含量最多的化合物 |
蛋白质 |
不含N元素的有机化合物 |
糖类、脂肪、固醇 |
含有N元素、同时含S元素的有机化合物 |
某些蛋白质 |
含有N元素、同时含P元素的有机化合物 |
核酸、脂质中的磷脂等 |
(4)大量元素与微量元素的记忆方法
①大量元素(C、H、0、N、S、P、Ca、Mg、K),可利用谐音“她请杨丹留人盖美家”来记。
②微量元素(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu),可利用谐音“铁猛碰新木桶”来记。
生命的物质基础:
生物体内水的含量:
(1)在构成细胞的各种化合物中,水的含量最多。一般生物体含水量为60%-95%。
(2)不同的生物体内水的含量差别很大。例如,生活在海洋中的水母的身体里水的含量约为97%。
(3)生物体不同的生长发育阶段,水的含量不同。幼儿时期>成年时期;幼嫩部分>老熟部分。
(4)同一生物不同器官水的含量也不同,如心肌含水量为79%,血液含水量为83%。
水的存在形式及生理功能:
形式 |
自由水 |
结合水 |
定义 |
细胞中绝大部分的水以游离的形式存在,可以自由流动 |
与细胞内的其他物质相结合的水 |
含量 |
约占细胞内全部水分的95% |
约占细胞内全部水分的4.5% |
功能 |
①细胞内良好的溶剂 ②参与生化反应 ③为细胞提供液体环境 ④运送营养物质和代谢废物 |
是细胞结构的重要组成成分 |
联系 |
自由水和结合水能够随新陈代谢的进行而相互转化 |
知识点拨:
1、结合水是细胞的结构物质,自由水是细胞的功能物质。
2、水对生命活动的影响
a.对代谢的影响:自由水含量高——代谢强度强。
b.对抗性的影响:结合水含量高——抗寒、抗旱性强。
3、水的存在形式的验证方法
(1)自由水与结合水的相互转化自由水与结合水在一定的条件下可以相互转化
(2)自由水与结合水的存在及其功能的验证
a、鲜种子放在阳光下暴晒,重量减轻——自由水散失。
b、种子用水浸泡后仍能萌发——失去自由水的种子仍保持其生理活性。
c、干种子不浸泡则不萌发——自由水减少,代谢缓慢。
d、干种子放在试管中,用酒精灯加热,试管壁上有水珠——失去结合水。
e、失去结合水的种子浸泡后不萌发——失去结合水的细胞失去生理活性。
知识拓展: 1、种子贮存前,晒干是为了减少自由水含量,降低种子的代谢速率,以延长贮存时间。
2、越冬作物减少灌溉,可提高作物对低温的抗性。
3、晾晒后的种子失去的是自由水,遇到适宜环境还可萌发。烘干的种子失去的是结合水,遇到适宜环境不能萌发。
例 水是生命的源泉,人体中水的含量约占65%,下列有关水的叙述,错误的是( )
A.参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水
B.结合水是构成细胞结构的组成成分之一
C.心肌中含水量约为79%,具有很强的韧性;而血液中含水量约为83%,却是流动状态,原因是前者中只含结合水,后者只含自由水
D.自由水与结合水的比例影响新陈代谢的强弱
答案C
植物的矿质营养:
1、高等绿色植物为了维持生长和代谢的需要而所吸收或利用的无机营养元素(通常不包括C,H,O)。
2、成分: 现在公认的植物必需元素有16种,即氢、碳、氧、氮、钾、钙、镁、磷、硫、氯、硼、铁、锰、锌、铜及钼。其中氢、碳、氧一般不看作矿质营养元素。
(1)氮、钾、钙、镁、磷、硫等6种元素,植物所需的量比较大,称为常量元素。
(2)氯、硼、铁、锰、锌、铜、钼,植物需要的量很微,称为微量元素。
知识拓展:
1、植物对水分的吸收和对矿质元素的吸收是相对独立的过程。
2、矿质元素的利用形式:N、P、Mg、Ca、Fe;蒸腾作用是矿质元素的运输动力;矿质元素以离子形式被根尖吸收。
3、这些元素的作用:
(1)必需元素参与生命物质的构成,调节酶的活性和细胞的渗透势和水势。
(2)植物对微量元素的需要量虽然很小,但微量元素有着重要的生理功能。
(3)必需营养元素缺乏时出现的症状称为缺素症,是营养元素不足引起的代谢紊乱现象。任何必需元素的缺乏都影响植物的生理活动,并明显地影响生长。患缺素症的植物虚弱、矮小,叶片小而变形,而且往往缺绿。根据缺素症的症状和在植株上发生的部位,可以鉴定所缺营养元素的种类。
4、元素主要功能缺乏症
N是蛋白质的组成成分,使植物枝繁叶茂,缺N时植株矮小,叶色发黄
Mg是合成叶绿素的必需元素,缺Mg叶色发黄
P元素构成DNA、RNA、ATP等,与果实成熟有关,缺P时植株特别矮小,叶色暗绿
K元素促进植物茎秆健壮,缺K时植株细弱,容易倒伏
光合作用原理的应用:
农业生产中主要通过增加光照面积、延长光照时间和增强光合作用效率等途径提高光能利用率。例如,采用套种、合理密植等措施可使农作物充分吸收阳光以达到增产的目的;利用大棚可适当延长光照时间,提高二氧化碳浓度和温度以提高光合作用效率。
知识拓展: 1、植物在光下实际合成有机物的速率为实际(总)光合速率;光照下测定的CO
2吸收速率(或O
2释放速率)则为净(表观)光合速率。
2、当净(表观)光合速率>0时,植物积累有机物而生长;当净光合速率=0时,植物不能生长;当净光合速率<0时,植物不能生长,长时间处于此种状态,植物将死亡。
光合作用过程:
1、光合作用的概念:
绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。
2、光合作用图解:
3、光合作用的总反应式及各元素去向
光反应与暗反应的比较:
项目 |
光反应(准备阶段) |
暗反应(完成阶段) |
场所 |
叶绿体的类囊体薄膜上 |
叶绿体的基质中 |
条件 |
光、色素、酶、水、ADP、 Pi |
多种酶、[H]、ATP、CO2、C5 |
物质变化 |
|
|
能量的变化 |
光能转变成ATP中活跃的化学能 |
ATP中活跃的化学能转变成(CH2O)中稳定的化学能 |
相互联系 |
光反应产物[H]、ATP为暗反应提供还原剂和能量;暗反应产生的ADP、Pi为光反应形成ATP提供了原料 |
易错点拨:
1、光合作用总反应式两边的水不可轻易约去,因为反应物中的水在光反应阶段消耗,而产物中的水则在暗反应阶段产生。
2、催化光反应与暗反应的酶的分布场所不同,前者分布在类囊体薄膜上,后者分布在叶绿体基质中。
知识拓展:1、氮能够提高光合作用的效率的原因是:氮是许多种酶的组成成分光合作用的场所:光合作用第一个阶段中的化学反应,必须有光才能进行。在类囊体的薄膜上进行;光合作用的第二个阶段中的化学反应,有没有光都可以进行。在叶绿体基质中进行。
2、玉米是C
4植物,其维管束鞘细胞中含有没有基粒的叶绿体,能够进行光合作用的暗反应。C
4植物主要是那些生活在干旱热带地区的植物。
①四碳植物能利用强日光下产生的ATP推动PEP与CO
2的结合,提高强光、高温下的光合速率,在干旱时可以部分地收缩气孔孔径,减少蒸腾失水,而光合速率降低的程度就相对较小,从而提高了水分在四碳植物中的利用率。
②二氧化碳固定效率比C3高很多,有利于植物在干旱环境生长。C
3植物行光合作用所得的淀粉会贮存在叶肉细胞中;而C
4植物的淀粉将会贮存于维管束鞘细胞内,维管束鞘细胞不含叶绿体。
3、光合细菌:利用光能和二氧化碳维持自养生活的有色细菌。光合细菌(简称PSB)是地球上出现最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成体系的原核生物,是在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称,是一类没有形成芽孢能力的革兰氏阴性菌,是一类以光作为能源、能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源进行光合作用的微生物。光合细菌广泛分布于自然界的土壤、水田、沼泽、湖泊、江海等处,主要分布于水生环境中光线能透射到的缺氧区。