【浙江专用】2014金榜生物教师用书配套课件浙科版必修1(20份)

课件4张PPT。必修 1
第一章 细胞的分子组成课件71张PPT。第三节 有机化合物及生物大分子(二)一、蛋白质
1.将下列实例与相应蛋白质功能连线2.氨基酸及其种类(1)写出图中结构名称:
a._____,　c._____。
(2)比较图中氨基酸,写出氨基酸的结构通式:
__________________
(3)不同的氨基酸取决于R基团的不同,图中两种氨基酸的R基团
分别是_____(用字母表示)。氨基羧基b、d3.氨基酸脱水缩合形成二肽(1)过程①
(2)物质②:_____
(3)结构③
(4)H2O中H的来源:一个来自_____,一个来自_____。
(5)多个氨基酸发生该反应,产物名称为:_____。名称:_____________
场所:_______ 名称:_____
结构简式: _____________脱水缩合反应核糖体二肽肽键—NH—CO—氨基羧基多肽4.蛋白质多样性的原因
(1)组成蛋白质的氨基酸的_____、数量和_________不同;
(2)蛋白质的_________不同。种类排列顺序空间结构二、核酸
1.核酸的种类和组成脱氧核苷酸核糖核苷酸2.核酸的分布
DNA主要在_______中;RNA主要在_______中。
3.核酸的功能
(1)DNA贮藏_________,控制着细胞所有活动,决定着细胞和
整个生物体的遗传特性;
(2)RNA参与_______的合成。细胞核细胞质遗传信息蛋白质1.(2009福建T4A)蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时,其特定功能并未发生改变。( )
【分析】肽链经盘曲和折叠构成具有一定空间结构的蛋白质,才具有生物活性,行使其特定功能。肽链的盘曲和折叠被解开时,空间结构发生改变,其特定功能也发生改变。×2.细胞中氨基酸的种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质。
　( )
【分析】蛋白质的结构由氨基酸的种类、数量、排列顺序以及肽链的空间结构决定,氨基酸种类和数量相同的蛋白质,若排列顺序不同、肽链空间结构不同,会构成不同的蛋白质。
3.动物细胞内合成的蛋白质都用于细胞膜蛋白的更新。 ( )
【分析】蛋白质合成后有的用于细胞膜蛋白的更新,有的留在细胞内参与构成核糖体、催化生化反应等,有的分泌到细胞外发挥作用。××4.DNA是一切生物的遗传物质。 ( )
【分析】核酸是一切生物的遗传物质。大多数生物的遗传物
质是DNA,少数RNA病毒的遗传物质是RNA,故DNA是主要的遗传
物质。
5.核酸彻底水解的产物是核苷酸。( )
【分析】核酸初步水解的产物是核苷酸,彻底水解的产物是碱基、五碳糖和磷酸。
6.在具有细胞结构的生物中,DNA和RNA都能控制蛋白质的合成,都与生物的性状有关。( )
【分析】有细胞结构的生物细胞中含有DNA和RNA,只有DNA能控制蛋白质的合成,与生物的性状有关。×××考点 一 蛋白质的结构特点?
1.基本组成单位——氨基酸 (1)特点:“至少有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上”,否则不是组成生物体蛋白质的氨基酸,
如H2N—CH2—CH2—CH2—COOH。
(2)“至少”的原因:R基团中可能含有氨基或羧基,如2.蛋白质的形成过程
氨基酸 多肽 蛋白质
3.有关蛋白质合成问题的计算
(1)与肽键生成有关的计算:
(2)形成的蛋白质分子的相对分子质量计算:
蛋白质相对分子质量=氨基酸相对分子质量总和-失去的水分子相对分子质量总和。 脱水缩合
(核糖体)盘曲折叠、加工
(内质网、高尔基体)4.蛋白质结构多样性和功能多样性的关系【高考警示】
(1)避开书写结构简式的几个误区:
不要将氨基错写为NH2或—NH3,不要将羧基误写为
或COOH,也不要将肽键误写为CO—NH或 。
(2)不是含有几个肽键就是几肽,而是由几个氨基酸组成才称为几肽,如六肽由6个氨基酸组成,含有5个肽键。(3)不要误认为核糖体上形成的蛋白质都具有生物活性,事实
上有些蛋白质必须经内质网和高尔基体加工后,才具有生物
活性。
(4)不要误认为蛋白质的热变性是破坏了肽键,事实上它破坏
的是蛋白质的空间结构,从而使蛋白质失去生物活性。 【考查角度1】考查氨基酸的结构特点
【典例1】下面是构成蛋白质的四种氨基酸的结构式,有关叙
述错误的是(　　)
甲: 乙:
丙: 丁:A.构成上述氨基酸分子的基本元素是C、H、O、N
B.上述四种氨基酸的R基团依次是—H、—CH3、—CH2OH、
—CH2COOH
C.R基团中可以有氨基或羧基
D.只要是含有氨基和羧基的化合物就是构成蛋白质的氨基酸
【解析】选D。解答本题可进行以下分析:A项,根据氨基酸结构通式可知,氨基酸的组成元素为C、H、O、N等;B项,氨基酸的种类取决于R基团的不同,如—H、—CH3、—CH2OH、—CH2COOH;C项,R基团中可能包含氨基或羧基;D项,构成蛋白质的氨基酸的一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。 【互动探究】
(1)写出上述四种氨基酸中共有的结构。
提示:
(2)由题中所给的四个氨基酸可形成多少种三肽?
提示:4×3×2=24种。【变式训练】某有机分子的分子式为C22H34O13N6,其水解后共产生如图所示3种氨基酸,下列正确的一项是(　　)A.在细胞中合成1个这样的分子至少需要3种tRNA
B.合成1个这样的分子同时将产生6个水分子
C.该分子中存在一个游离氨基和一个游离羧基
D.1个这样的分子水解后可以产生2个谷氨酸【解析】选A。一种氨基酸至少由一种tRNA转运,即至少应有3种tRNA参与,A项正确。题干中每一个氨基酸都只有一个N原子,则此化合物由6个氨基酸组成,属于六肽,形成这样1个分子,需产生5个水分子,B项错误。同时分析又发现只有谷氨酸才有2个羧基,另外2种氨基酸都只有1个羧基,因此可巧用O原子数相等来进行计算。设谷氨酸为x个,其他两种氨基酸数目为(6-x),则4x+2(6-x)=13+5,可算出x=3,即由3个谷氨酸组成,D项错误。再分析氨基数和羧基数,不难得出游离的氨基数为1个,羧基数为4个,C项错误。 【考查角度2】考查蛋白质的结构和功能
【典例2】下列有关蛋白质结构、功能多样性的说法正确的是
　(　　)
A.蛋白质结构的多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目和空间结构有关
B.已知某化合物具有催化功能,可以推断此物质为蛋白质
C.有些蛋白质具有防御功能,如抗体;有些蛋白质具有接受信息的功能,如受体。抗体与受体都具有专一性
D.蛋白质空间结构改变,不会影响其生物活性 【解析】选C。蛋白质结构的多样性与氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构等有关;具有催化功能的是酶,酶绝大多数是蛋白质,少部分是RNA;蛋白质具有防御、信息传递等功能,而抗体只能与特异性抗原相结合,受体只能与特定的信号分子结合,它们都具有专一性;蛋白质空间结构改变会影响其生物活性。【变式训练】下列关于蛋白质功能的举例合理的是(　　)
A.催化—抗体
B.运输—唾液淀粉酶
C.调节—胰岛素
D.免疫—血红蛋白
【解析】选C。生物体内的蛋白质功能很多,如起催化作用的酶;起调节作用的激素,如胰岛素、生长激素;起免疫作用的抗体;起运输作用的载体蛋白等。考点 二 核酸的种类和功能?
1.基本组成单位——核苷酸 2.核酸的种类及功能【思维拓展】
与“A”有关的知识联系
(1)联系核苷酸:核苷酸分子中的A是腺嘌呤;
(2)联系DNA:DNA结构图中的A是腺嘌呤脱氧核苷酸;
(3)联系RNA:RNA结构图中的A是腺嘌呤核糖核苷酸;
(4)联系ATP:ATP中的A是腺苷,由腺嘌呤和核糖组成。【典例3】如图是生物体内核酸的基本组成单位——核苷酸的模式图,相关叙述正确的是(　　)
A.若a为核糖,则m有4种,分别是A、T、G、C
B.若m为鸟嘌呤,则b的名称是鸟嘌呤核糖核苷酸或鸟嘌呤脱氧核苷酸
C.构成DNA的b共有8种,a有2种,m有5种
D.在RNA中共可以检测到2种a,5种m,8种b【解析】选B。题干中图示结构为核苷酸,其中a表示五碳糖,m表示含氮碱基。构成DNA的基本单位是脱氧核苷酸,其中所含a为脱氧核糖,m有4种,分别是A、T、G、C;构成RNA的基本单位是核糖核苷酸,其中所含a为核糖,m有4种,分别是A、U、G、C。若a为核糖,则可判定b为核糖核苷酸,所含m为A、U、G、C 4种。若m为鸟嘌呤,无法确定a的种类,若a为核糖,则b是鸟嘌呤核糖核苷酸;若a为脱氧核糖,则b是鸟嘌呤脱氧核苷酸。DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸,共有4种,包括1种a(脱氧核糖)和4种m(A、T、G、C)。RNA中只有1种a(核糖)、4种m(A、U、G、C)和4种b(核糖核苷酸)。【变式训练】在下列四种化合物的化学组成中,与圆圈中“A”所对应的名称相符合的是(　　)
A.①——腺嘌呤核糖核苷酸
B.②——腺苷
C.③——腺嘌呤脱氧核苷酸
D.④——腺嘌呤【解析】选D。②为双链结构,含有T,为DNA;③是单链结构,含有U,为RNA。①②③④四种化合物中的“A”,依次为腺苷(腺嘌呤+核糖)、腺嘌呤脱氧核苷酸、腺嘌呤核糖核苷酸和腺嘌呤。【拓展延伸】蛋白质与核酸的比较
(1)二者的区别:(2)二者的联系:
①DNA指导蛋白质的合成:②DNA多样性与蛋白质多样性的关系:【高考警示】
生物多样性的直接原因与根本原因不同
(1)生物多样性的直接原因是蛋白质的多样性;
(2)生物多样性的根本原因是DNA的多样性,其根本原因不能表述为核酸的多样性,因为核酸只有两种。【备选典例】在细胞内,某些重要化合物的元素组成和功能关系如图所示。其中X、Y代表元素,A、B、C是生物大分子,下列相关描述中错误的是(　　)A.图中A和C是组成染色体的主要成分
B.人体细胞中,单体a的种类有4种
C.图中仅①②过程遵循碱基互补配对原则
D.生物多样性的根本原因是A具有多样性
【解析】选C。根据图中A到C的信息流可知,A表示DNA,B表示RNA,C表示蛋白质,①表示DNA复制,②表示转录,③表示翻译。染色体的主要成分是DNA和蛋白质,因此A项正确。人体细胞中组成DNA的单体a为脱氧核苷酸,共有4种,所以B项正确。DNA复制、转录和翻译均遵循碱基互补配对原则,因而C项错误。生物多样性的根本原因是DNA具有多样性,生物多样性的直接原因是蛋白质具有多样性,故D项正确。【互动探究】
(1)上题图中X、Y各代表什么元素?
提示:X代表N和P;Y代表N。
(2)上题图中B和C组成的结构是什么?
提示:核糖体。【变式训练】如图为人体中的两种重要有机物B、E的组成及相互关系图,关于此图的叙述中正确的是(　　)A.E和G在同一个体的不同细胞中含量基本相同
B.G是遗传物质的载体,在细胞核中合成
C.B是细胞中含量最多的有机物
D.鉴定B时需要水浴加热
【解析】选C。首先判断出B、G、E分别是蛋白质、RNA、DNA,然后对各选项进行分析。在同一个体的不同细胞中,E(DNA)含量基本相同,而G(RNA)含量不一定相同;E(DNA)是遗传物质的载体,在细胞核中合成;B(蛋白质)是细胞中含量最多的有机物;鉴定B(蛋白质)的试剂是双缩脲试剂,不需要加热。氨基酸脱水缩合过程中的计算方法
【典例】某多肽,经测定其分子式是C21HxOyN4S2。已知该多肽是
由下列氨基酸中的几种作为原料合成的。苯丙氨酸(C9H11NO2)、
天冬氨酸(C4H7NO4)、丙氨酸(C3H6NO2)、亮氨酸(C6H13NO2)、半
胱氨酸(C3H7NO2S)。下列有关该多肽的叙述,不正确的是(　　)
A.该多肽水解后能产生3种氨基酸
B.该多肽中氢原子数和氧原子数分别是32和5
C.该多肽中有3个肽键,为三肽化合物
D.该多肽在核糖体上形成,形成过程中相对分子质量减少了54【解析】选C。依据分子式中N为4个,并分析提供的氨基酸种类,可得出由4个氨基酸组成,为四肽,存在3个肽键,即C项是错误的。再分析多肽的形成在核糖体上,形成过程中相对分子质量减少了54;再分析S的数目为2个,可得出4个氨基酸中有2个是半胱氨酸(C3H7NO2S),再结合C数目为21个,减去6个C(2个是半胱氨酸),为15个C,可分析出另两个氨基酸为苯丙氨酸和亮氨酸,即水解能形成的氨基酸为3种,进一步推出该多肽中H和O的原子数分别是32和5,A、B、D三项是正确的。【方法归纳】氨基酸脱水缩合形成多肽,其中存在一些数量关系,具体总结如下:
(1)脱水数=肽键数=氨基酸数-肽链数。
(2)氨基数=肽链数+R基上的氨基数=各氨基酸中氨基的总数-肽键数。
(3)羧基数=肽链数+R基上的羧基数=各氨基酸中羧基的总数-肽键数。(4)蛋白质相对分子质量=各氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数-18×脱水数。
(5)N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数=各氨基酸中N的总数。
(6)O原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的O原子数=各氨基酸中O的总数-脱水数。
(7)H原子数=各氨基酸中H的总数-2×脱水数。 【易错提醒】
(1)计算由多肽水解成的氨基酸中的O和H的数量变化时,不要漏掉增加H2O中O、H数值。
(2)环状肽中肽键数目等于氨基酸数目,而不是氨基酸数目-1。 【变式训练】(2013·金华模拟)某肽链由51个氨基酸组成,如果用肽酶把其分解成1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽,则这些短肽的氨基总数的最小值、肽键总数依次是(　　)
A.9、42　　　B.2、42　　　C.2、51　　　D.9、51
【解析】选A。某肽链水解的结果是生成9个短肽,氨基数最小值是9,9个短肽的肽键数是1+8+15+18=42,A正确。1.下列关于肽键的描述,正确的是(　　)
A.在缩合过程中所形成的肽键数一定等于所失去的水分子数
B.肽键可以表示为CO—NH或NH—CO
C.几条肽链在形成蛋白质的过程中也通过肽键连接起来
D.在链状肽中一个十肽分子比一个八肽分子多一个肽键【解析】选A。每形成一个肽键就失去一分子的水,故形成的
肽键数一定等于所失去的水分子数;肽键可表示为—CO—NH—
或—NH—CO—或 ,但不能表示为CO—NH或NH—CO;
几条肽链在形成蛋白质的过程中是通过其他化学键连接起来的,如二硫键等,而不可能形成肽键;在链状肽中十肽分子中有9个肽键,八肽分子中有7个肽键,所以一个十肽分子比一个八肽分子多2个肽键。2.(2013·郑州模拟)下面是三种化合物的结构简式,有关三种化合物的叙述中错误的是(　　)A.三种化合物可以用一个结构通式表示
B.三种化合物的共同点之一是都含有一个氨基、一个羧基
C.三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应
D.三种化合物两两结合形成的物质的游离氨基、羧基数不同
【解析】选B。A正确,三种化合物都是构成蛋白质的氨基酸,都可用氨基酸的结构通式表示;B错误,这句话应为“都至少含有一个氨基、一个羧基”;C正确,双缩脲试剂鉴定蛋白质产生紫色反应,是由于蛋白质中有肽键,氨基酸中无肽键,不能与双缩脲试剂发生紫色反应;D正确,三种化合物两两结合形成的物质中游离的氨基数分别是1、1、1,羧基数分别是2、1、2。3.有三个核酸分子,经分析知共有五种碱基,八种核苷酸,四条核苷酸链,它们是(　　)
A.一个DNA分子,两个RNA分子 B.三个DNA分子
C.两个DNA分子,一个RNA分子 D.三个RNA分子
【解析】选A。根据题意,这三个核酸分子共有五种碱基,八种核苷酸,也就是DNA分子和RNA分子均有,而三个分子共有四条核苷酸链,由于DNA是由两条脱氧核苷酸链构成,而RNA是由一条核糖核苷酸链构成,则这三个分子只能是一个DNA分子和两个RNA分子。4.如图表示一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子。下列叙述正确的是(　　)
A.该分子中含有198个肽键
B.参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有200个氨基
C.200个氨基酸缩合成该蛋白质时相对分子质量减少了3 582
D.该蛋白质中至少含有3个-NH2【解析】选C。由题图看出该蛋白质有两条肽链,并且两条肽链由一个肽键连接,故含有199个肽键。参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有201个氨基。缩合成该蛋白质时脱去水分子199个,相对分子质量减少了199×18=3 582。该蛋白质有两条肽链,至少含有2个-NH2。5.某化合物含C、H、O、N和S,不含有P,该化合物一定不具有的功能是(　　)
A.使细菌细胞发生凝集
B.识别并转运氨基酸进入核糖体
C.催化化学反应的进行
D.参与细胞间信息交流
【解析】选B。该化合物含有S,不含有P,说明此化合物为蛋白质,而B项识别并转运氨基酸进入核糖体的是tRNA。A项中使细菌细胞发生凝集的是抗体。C项中酶能催化化学反应的进行。D项中参与细胞间信息交流的是糖蛋白等。6.(2013·宁波模拟)下列是蛋白质的形成过程图,请据图回答下列问题:
(1)图中A、C依次表示　　　　　　、　　　　　　。
(2)氨基酸中的N参与组成的结构主要是　　　　　　　　;核苷酸中的N参与组成的结构主要是_______________________。
某些蛋白质中含有S,在氨基酸中S存在的部位是　　　 　　。
(3)双缩脲试剂可以鉴定蛋白质,是因为蛋白质都有_________
　　　　　,其表示式是:　 。【解析】构成蛋白质的基本元素是C、H、O、N,构成蛋白质的基本单位是氨基酸;在氨基酸中N主要存在于氨基(—NH2)中,S存在于R基团中;在核苷酸中,N主要存在于含氮碱基中。蛋白质中的肽键,在碱性条件下能与Cu2+结合生成紫色络合物,从而达到鉴定蛋白质的目的。
答案:(1)C、H、O、N　多肽(肽链)
(2)氨基　含氮碱基　R基团
(3)肽键　-CO-NH-7.(2011·北京高考)胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编码的。下列有关胰岛素的叙述,正确的是(　　)
A.胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链
B.沸水浴加热之后,构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂
C.胰岛素的功能取决于氨基酸的序列,与空间结构无关
D.核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素【解析】选D。A项,胰岛素基因表达时,只以一条链为模板编码氨基酸形成肽链,胰岛素A、B两条肽链的形成是因为蛋白酶对肽链的再加工;B项,沸水浴加热之后,构成胰岛素的肽链空间结构发生改变,可能会充分伸展,但肽键不会打开,因此不会断裂;C项,胰岛素的化学本质为蛋白质,功能取决于空间结构,蛋白质空间结构的多样性与组成它的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的盘曲、折叠及其形成的空间结构千差万别有关;D项,胰岛素合成过程中,先在核糖体上合成多肽链,然后经内质网、高尔基体的加工、修饰等才能形成胰岛素,这个加工、修饰的过程需要蛋白酶的水解作用,适当去掉一些氨基酸等。8.(2011·江苏高考)下列物质合成时,需要模板的是(　　)
A.磷脂和蛋白质 B.DNA和酶
C.性激素和胰岛素 D.化学递质和受体
【解析】选B。A项,磷脂属于脂质,在内质网上合成,不需要模板。B项,DNA复制是以亲代DNA为模板,绝大多数酶是蛋白质,它的合成是以mRNA为模板,少数酶是RNA,以DNA的一条链为模板。C项,性激素属于脂质,在内质网上合成,不需要模板;胰岛素的化学本质是蛋白质,它的合成是以mRNA为模板。D项,化学递质种类有很多,主要有乙酰胆碱、多巴胺等,合成不需要模板。9.(2011·海南高考改编)关于核酸的叙述,正确的是(　　)
A.只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质
B.DNA分子中两条脱氧核苷酸链的碱基之间一定是通过氢键连接的
C.分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同
D.RNA通常只有一条链,它的碱基组成与DNA完全不同【解析】选B。核酸是一切生物的遗传物质,病毒中的核酸也能携带遗传信息,A项错误。DNA分子中的两条链的碱基之间依靠氢键连接,B项正确。决定遗传信息种类的主要是碱基的种类、数量和排列顺序,即使分子大小相同,碱基含量相同,但是排列顺序不一定相同,C项错误。RNA与DNA在碱基方面的区别是有U而无T,其余三种碱基与DNA相同,D项错误。10.(2010·江苏高考)下列关于核酸的叙述中,正确的是(　　)
A.DNA和RNA中的五碳糖相同
B.组成DNA与ATP的元素种类不同
C.T2噬菌体的遗传信息贮存在RNA中
D.双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数【解析】选D。本题主要考查核酸的组成、结构和功能。DNA含有脱氧核糖,RNA含有核糖,A项错误;DNA和ATP都是由C、H、O、N、P五种元素组成的,B项错误;T2噬菌体的遗传物质为DNA,故其遗传信息也贮存在DNA中,C项错误;双链DNA中嘌呤和嘧啶碱基互补配对,故两者数量相等,D项正确。【方法技巧】区别DNA和RNA的方法
(1)五碳糖组成:DNA含有脱氧核糖,RNA含有核糖。
(2)结构特点:DNA分子一般为双链结构,嘌呤数等于嘧啶数,RNA分子一般为单链结构,嘌呤数不一定等于嘧啶数。
(3)生理功能:细胞内既含DNA又含RNA的生物和体内只含DNA的生物,遗传物质是DNA。RNA作为遗传物质的前提是生物体内不存在DNA。 课件69张PPT。第二、三节 无机物
有机化合物及生物大分子(一)一、水
1. 含量
细胞中含量最多的化合物是___。
2. 功能
(1)作为溶剂，是生物体内_________的主要介质。
(2)具有_____________的作用。
(3)参与生物体内的_________。 水物质运输缓和温度变化化学反应二、无机盐类
1. 主要存在形式
多数以_____的形式存在。
2. 功能
(1)某些复杂化合物的重要_________。
(2)对维持神经肌肉的_______具有重要作用。
(3)能维持_________。
(4)对维持_____的正常浓度具有重要作用。 离子组成成分兴奋性酸碱平衡血浆三、糖类
1. 糖类的分类和分布 C6H12O6植物细胞纤维素动物细胞2. 填写与以下功能对应的糖类名称
(1)细胞内最重要的能源物质是_______。
(2)细胞壁的主要成分是_______。
(3)生物体内重要的贮能物质是___________。葡萄糖纤维素淀粉和糖元四、脂质
1. 主要组成元素:___________
2. 将脂质的种类和功能连线碳、氢、氧1. 无机盐以离子形式存在于细胞中。 ( )
【分析】无机盐在细胞内主要以离子形式存在，也有的以化合
物的形式存在。
2. 所有糖类都是生物体内的能源物质。 ( )
【分析】核糖和脱氧核糖分别是RNA和DNA的组成成分；纤维素
构成植物细胞的细胞壁，属于结构物质。
3. 所有的糖类都能与本尼迪特试剂反应，在加热的情况下产
生红黄色沉淀。 ( )
【分析】糖类中只有还原糖与本尼迪特试剂在加热的情况下才
产生红黄色沉淀，而非还原糖与其反应不会产生红黄色沉淀。×××4. (2009江苏T1D)脂肪(油脂)和生长激素是生物体内的能源物
质。( )
【分析】生长激素不能作为能源物质，属于生命活动的调节物
质。
5. (2009福建T4D)胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人体内
参与血液中脂质的运输。 ( )
【分析】胆固醇在血液中以载脂蛋白的形式存在，参与血液中
脂质的运输。×√考点 一 细胞中的水
1. 水的分布规律
(1)代谢旺盛的细胞或组织＞代谢缓慢的细胞或组织；
(2)幼嫩部位细胞＞衰老部位细胞；
(3)幼年个体＞成年个体＞老年个体；
(4)水生生物＞陆生生物。 2. 细胞中水的产生和利用【高考警示】
(1)合理灌溉并不是水越多越好。一般来说，含水量高代谢旺盛，含水量低代谢缓慢，故应根据作物的不同发育时期合理灌溉。
(2)晒干种子并不是除去所有水分，如将干种子放入试管中加热，会看到试管壁上有水珠出现，说明干种子中仍然有水分。晒干种子只是降低了细胞内的含水量，使细胞代谢缓慢，以延长种子的寿命。【典例1】下列有关水的生理功能的叙述中正确的是( )
A. 糖类、脂质、蛋白质在其彻底氧化分解过程中都要产生水
B. 人体细胞需氧呼吸过程中水是产物但不是反应物
C. 细胞衰老时含水量会保持不变
D. 在中心体和核糖体上进行的生理过程都有水生成【解析】选A。糖类、脂质、蛋白质彻底氧化分解都产生二氧化碳和水，故A正确。水参与需氧呼吸的第二阶段，第三阶段产生水，故B错误。水是一切生物进行各项生命活动的必需物质，细胞衰老时含水量会下降，故C错误。中心体与纺锤体的形成有关，参与有丝分裂，中心体上无水产生；核糖体是合成蛋白质的场所，此过程产生水，故D错误。【变式训练】2012年世界水日的主题是“水与粮食安全”。
下列有关水的叙述不正确的是( )
A. 水是农作物光合作用所必需的原料
B. 农作物的根细胞厌氧呼吸不产生水
C. 农作物代谢活动的强弱与细胞内水的含量有关
D. 植物缺水时，细胞外溶液渗透压降低，从而引起细胞吸水【解析】选D。光合作用中，水在光反应阶段被分解为［H］和O2，［H］用于碳反应还原C3，A正确；农作物进行需氧呼吸产生水，厌氧呼吸无水产生，B正确；一般来说，细胞的含水量升高，细胞的代谢加强，C正确；植物缺水时，细胞液渗透压升高，大于细胞外溶液浓度，引起细胞吸水，D错误。考点 二 糖类的种类及分布
1. 糖类分类
(1)按是否能够水解及水解后的产物分: (2)按化学性质分
(3)按功能分:
①参与构成细胞的
重要组成成分
②细胞生命活动的主要能源物质:葡萄糖。
③细胞的贮能物质:淀粉、糖元。还原糖:葡萄糖、果糖、麦芽糖等
非还原糖:糖元、蔗糖等纤维素:植物细胞壁的主要成分
脱氧核糖:DNA的组成成分
核糖:RNA的组成成分2. 糖类分布【高考警示】
(1)同质量的糖类和油脂分解释放的能量并不相同，因油脂中C与H的比例远远高于糖类，所以同质量的油脂贮存的能量是糖类的2倍多。
(2)并非所有糖类都可直接被细胞吸收利用，只有单糖可以直接被吸收，二糖和多糖必须经消化成为单糖后，才能被人和动物吸收。【典例2】如图为人体内某项生理过程中所发生的化学反应的示意图。
如果甲代表二糖，则甲、乙和丙分别代表( )
A. 蔗糖、葡萄糖、果糖
B. 麦芽糖、葡萄糖、葡萄糖
C. 蔗糖、葡萄糖、葡萄糖
D. 麦芽糖、葡萄糖、果糖【解析】选B。图示中甲代表二糖，其水解产物乙和丙的分子结构完全相同，所以表示的是相同的单糖。而麦芽糖是由两分子葡萄糖脱水缩合而成的；蔗糖是由1分子的葡萄糖和1分子的果糖脱水缩合形成的，其水解形成的单糖的结构是不相同的。【互动探究】
(1)题干涉及的糖类哪些是植物特有的？
提示:蔗糖和麦芽糖。
(2)题中提到的糖类不能与本尼迪特试剂反应生成红黄色沉淀的是什么？
提示:蔗糖是非还原糖，不能与本尼迪特试剂反应生成红黄色沉淀。【变式训练】下列有关糖类的化学组成和功能的叙述中，正确的是( )
①淀粉、纤维素和糖元的基本组成单位均为葡萄糖
②麦芽糖、乳糖、蔗糖形成时均需葡萄糖
③葡萄糖、果糖均为还原糖，由二者缩合而成的蔗糖也具有还原性
④多糖都是动植物细胞内的贮能物质
A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ③④【解析】选A。淀粉、纤维素和糖元等多糖的基本组成单位是葡萄糖，故①正确。麦芽糖是由2分子葡萄糖脱水缩合而成，乳糖是由1分子葡萄糖和1分子半乳糖脱水缩合而成，蔗糖是由1分子葡萄糖和1分子果糖脱水缩合而成，故②正确。蔗糖不具有还原性，故③错误。多糖中的纤维素是植物细胞壁的组成成分，不属于植物细胞内的贮能物质，故④错误。考点 三 糖类与脂质的比较 【高考警示】
(1)并非只有糖类才可以为生命活动供能，细胞中的油脂、蛋白质也含有大量的化学能，都可以氧化分解为生命活动供能。
(2)能源物质在功能叙述上存在细微差别:糖类是主要能源物质，油脂是生物体内的主要贮能物质，ATP是生物体生命活动的直接供能物质，太阳能是最终的能量来源。 【考查角度1】糖类、脂质的分类、分布特点
【典例3】下列图中动植物糖类、脂质的种类与比较正确的
是( ) 【解析】选A。乳糖和糖元都是动物细胞中的糖类，淀粉、麦芽糖和纤维素都是植物细胞中的糖类，核糖、脱氧核糖和葡萄糖都是动植物细胞共有的糖类。葡萄糖和果糖是单糖，蔗糖是非还原糖；胆固醇和油脂都属于脂质，而不是包含和被包含的关系；胆固醇相对分子质量较小，不是生物大分子。【互动探究】
(1)还原糖全是单糖吗？请举例说明。
提示:不是。麦芽糖是还原糖，但它是二糖。
(2)如何用图表示上题图C中各物质的正确关系？
提示:【变式训练】下列根据各概念图做出的判断，正确的是( )
A. 甲图可以表示植物细胞内储能物质b和糖元a的关系
B. 若乙图中a和b分别代表DNA和RNA，则乙图可以代表原核细胞内的核酸
C. 丙图可体现出细胞生物膜系统c、核糖体a和线粒体b的关系
D. 丁图能体现酶c、蛋白质a和核糖核酸b的关系【解析】选B。植物体内的储能物质不包括糖元，故A错误。原核细胞内既有DNA，也有RNA，故B正确。核糖体无膜结构，不属于细胞生物膜系统，故C错误。不是所有的蛋白质都是酶，故D错误。 【考查角度2】有机化合物氧化时释放能量与耗氧量的关系
【典例4】三类有机化合物氧化时释放能量与耗氧量如表所示: 据表中内容不能判断的是( )
A. 糖类是生命活动的主要能源物质
B. 耗氧量的多少可能与它们含有元素的比例不同有关
C. 体内外蛋白质分解释放能量的差异可能是因为体外燃烧产物与体内氧化产物不完全相同
D. 相同质量时，油脂储存能量最多【解析】选A。糖类是生命活动的主要能源物质的原因是糖类为生物体提供所需要能量的70%以上，而根据表中内容不能得出这样的结论。耗氧量的多少与H/O有关；蛋白质在体内氧化分解的产物除了CO2和H2O外，还有尿素(储存一部分能量未释放出来)，所以，体内氧化分解释放能量比体外燃烧释放能量少；从表中可以看出，同质量时油脂氧化分解释放能量最多，所以同质量时油脂储存能量最多。【变式训练】一种植物和一种哺乳动物体内细胞的某些化学元素含量(占细胞干重的质量分数)如表所示，下列有关叙述正确的是( )A. 碳元素的含量说明有机物是干物质的主要成分
B. 这两种生物体内所含的化学元素的种类差异很大
C. N、S含量说明动物组织含蛋白质较多，若该动物血钙高则会发生肌肉抽搐
D. 经测定，该植物的某有机物含C、H、O、N、S，此化合物的作用可能是携带氨基酸进入核糖体【解析】选A。从表中可以看出，这两种生物体内所含的化学元素种类相同，但含量相差很大；动物血钙过低时，才会发生肌肉抽搐；某有机物含C、H、O、N、S，它可能是蛋白质，而携带氨基酸进入核糖体的是tRNA，应含C、H、O、N、P等元素；因为碳原子本身的化学性质使它能够通过化学键连接成链或环，从而形成各种生物大分子，是干物质的主要成分，所以A正确。常见有机物组成元素的分析与推测方法
【典例】下列物质或结构在元素组成上最相似的一组是( )
A. ATP、DNA、细胞膜
B. 甲状腺激素、生长激素、性激素
C. 核糖、核糖核酸、核糖体
D. 淀粉、淀粉酶、控制淀粉酶合成的基因【解析】选A。本题考查构成生物体的常见化合物、结构的元素组成和识记能力，难度较小。A正确，ATP与DNA的元素组成是C、H、O、N、P，细胞膜的成分主要是磷脂与蛋白质，其元素组成也是C、H、O、N、P。B错误，甲状腺激素属于氨基酸衍生物，含有特征元素I，生长激素属于蛋白质，主要组成元素是C、H、O、N，性激素属于固醇类，组成元素是C、H、O。C错误，核糖的组成元素是C、H、O，与核糖体、核糖核酸不同。D错误，淀粉、淀粉酶、控制淀粉酶合成的基因分别属于糖类、蛋白质、核酸，组成元素有差别。【方法归纳】有机物和化学元素之间存在一定的关系，从以下三方面归纳:
(1)熟记几种有机物的元素组成:(2)了解特殊有机物的元素组成:(3)推测某一结构(或物质)的元素组成:
首先分析该结构或物质的组成成分，再推测其元素组成。
例如:
①细胞膜→蛋白质＋糖类＋磷脂→C、H、O、N、P；
②染色体→蛋白质＋DNA→C、H、O、N、P；
③核糖体→蛋白质＋RNA→C、H、O、N、P；
④病毒→蛋白质＋核酸→C、H、O、N、P。 【易错提醒】
(1)脱氧核糖≠脱氧核糖核酸:脱氧核糖是一种五碳糖，而脱氧核糖核酸是DNA。
(2)酶≠蛋白质:绝大多数酶的本质是蛋白质，少数是RNA。
(3)动物激素的成分不一定都是蛋白质，如生长激素、胰岛素的本质是蛋白质，而性激素属于固醇类。【变式训练】用含32P的磷酸盐培养液培养洋葱根尖细胞，一段时间后，细胞的结构以及化合物中均具有放射性的是( )
①核糖 ②核膜 ③核仁 ④核酸
A. ①③④ B. ②③④ C. ②④ D. ①③
【解析】选B。核糖是组成核酸的糖类，由C、H、O三种元素组成，不含P，故没有放射性。核膜中的磷脂、核仁中的RNA、核酸都是含磷的化合物。 1. 在大米和面粉中生活的米虫一生都不需要“饮水”，也吃不到含水量丰富的食物，可它们仍能正常生活，其原因是( )
A. 米虫的生命活动不需要水
B. 米虫体内含有大量水
C. 米虫消化淀粉时产生水
D. 米虫代谢过程中产生水【解析】选D。米虫虽不饮水，也吃不到含水量丰富的食物，可它们仍能正常生活，是因为其代谢(如需氧呼吸)过程中产
生水。2. 下列关于无机盐在生物体中功能的叙述错误的是( )
A. 镁是叶绿体中参与光合作用的各种色素的组成元素
B. 人体缺铁会影响正常的需氧呼吸功能
C. 人体血液中Ca2+浓度太低，会出现抽搐症状
D. 细胞中的某些无机盐离子对维持细胞的酸碱平衡具有一定
作用
【解析】选A。镁是构成叶绿素的元素，类胡萝卜素不含镁。
人体缺铁会影响血红蛋白的合成，从而影响需氧呼吸功能。人
体血液中Ca2+浓度太低，会出现抽搐症状。细胞中的某些无机
盐离子(如 )对维持细胞的酸碱平衡具有一定作用。3. 脂质在生物体内的含量较少，但是具有重要的作用。下列有关脂质的说法正确的是( )
A. 油脂中C、H、O的含量很高，而N、P含量很少
B. 由于油脂中C、H所占比例较高，因此油脂是生物体内主要的能源物质
C. 磷脂构成了生物膜的基本支架，在生物膜中其含量相当高
D. 胆固醇在维持生物体正常新陈代谢中具有重要作用，但在人体内不能合成【解析】选C。油脂只由C、H、O构成;生物体内主要的能源物质是糖类,油脂主要是生物体内贮存能量的物质;胆固醇主要来自人体自身的合成,食物中的胆固醇是次要补充。4.下列叙述与选项中糖类对应正确的是(　　)
①存在于DNA而不存在于RNA中的糖类
②植物细胞主要的能源物质
③存在于叶绿体而不存在于线粒体内的糖类
④存在于植物细胞而不存在于肝脏细胞中的糖类
A.核糖、纤维素、葡萄糖、糖元
B.脱氧核糖、葡萄糖、葡萄糖、纤维素
C.核糖、葡萄糖、脱氧核糖、糖元
D.脱氧核糖、纤维素、葡萄糖、蔗糖【解析】选B。①DNA中的糖为脱氧核糖,RNA中的糖为核糖。
②植物细胞内的主要能源物质是葡萄糖,细胞主要利用葡萄糖的氧化分解来产生ATP。③葡萄糖存在于叶绿体中,而不存在于线粒体中。因为叶绿体经过光合作用可以制造葡萄糖,而葡萄糖首先在细胞溶胶中分解形成丙酮酸,然后才能进入线粒体进一步氧化分解。④纤维素是多糖,是构成植物细胞壁的主要成分。5.生物体中,能产生多糖的场所是(　　)
①肝脏 ②骨骼肌 ③高尔基体
④叶绿体 ⑤线粒体 ⑥核糖体
A.①②③⑥ B.①②③④ C.①③④⑤ D.①②④
【解析】选B。肝细胞和骨骼肌细胞分别合成肝糖元和肌糖元;高尔基体能合成纤维素,组成细胞壁;叶绿体是光合作用的场所,能合成淀粉。糖元、纤维素和淀粉均属于多糖。线粒体是需氧呼吸的场所,分解有机物。核糖体是蛋白质的合成场所。6.下列有关糖类和脂质的叙述,不正确的是　(　　)
A.脂质中的磷脂是构成细胞膜的重要物质,所有细胞都含有
磷脂
B.植物细胞中的多糖主要是淀粉和纤维素,动物细胞中的多糖主要是乳糖和糖元
C.固醇类物质在细胞的营养、调节和代谢中具有重要功能
D.葡萄糖、核糖、脱氧核糖是动植物细胞共有的【解析】选B。磷脂是构成细胞膜的重要成分,所有细胞都含有膜结构,因此都含有磷脂。植物细胞中的多糖是淀粉和纤维素,动物细胞中的多糖是糖元,乳糖属于二糖。固醇类物质在细胞的营养、调节和代谢中具有重要作用。生物体的主要能源物质是葡萄糖,核糖和脱氧核糖是组成核酸的成分,核酸是动植物细胞共有的。7.如图为生物组织中某些有机物相互关系及分布的概念图,分析细胞内各有机物的组成及功能,回答下列问题:(1)A是指_________,由两分子__________组成;D在植物细胞内包括__________、__________。
(2)B是指_________,它是由[C]_________组成的,包[F]______、[G]　　　　和[H]　　　　。饥饿状态下,动物组织中的______　　　　
可以分解补充血糖。
(3)脂质除了[K]　　　 　　外,还包括[I]　 　　　、[J]　　 　　。
(4)C和K相比在化学组成上的相同点是____________________
　　　　　　　　　;不同点是　　　　　　　 　　　　。
等质量的花生和玉米种子萌发时,物质氧化分解消耗的氧气量花生　　　　(填“大于”或“等于”或“小于”)玉米。【解析】(1)(2)单糖中的主要能源物质是葡萄糖;二糖包括蔗糖、麦芽糖和乳糖等;多糖包括淀粉、纤维素和糖元,血糖偏低时肝糖元可以分解补充血糖。(3)脂质包括油脂、磷脂、胆固醇和植物蜡等。(4)油脂和糖类都是由C、H、O组成,但是三种元素在两类物质中的相对含量不同,油脂中C、H比例高,故氧化分解时,油脂消耗的氧气多且释放的能量也多。 答案:(1)二糖　单糖　蔗糖　麦芽糖
(2)多糖　葡萄糖　淀粉　纤维素　糖元　肝糖元
(3)油脂　磷脂、胆固醇　植物蜡
(4)都由C、H、O三种元素组成　油脂中C、H比例高,含氧量低;糖类中C、H比例低,含氧量较高　大于8.(2011·上海高考)生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物,通过在液泡中贮存大量的Na+而促进细胞吸收水分,该现象说明液泡内Na+参与(　　)
A.调节渗透压 B.组成体内化合物
C.维持正常pH D.提供能量
【解析】选A。液泡内的各种矿质离子、酸、碱等能够参与调节细胞液的渗透压,盐生植物液泡中贮存大量的Na+,增大了细胞液的渗透压,吸水能力增强。9.(2011·江苏高考改编)研究发现,砷(As)可以富集在植物体内,转化为毒性很强的金属有机物,影响水稻的株高、根长和干重;加P(与As原子结构相似)处理后水稻茎、叶和根中P含量增加、As含量相对减少,水稻生长加快,干重增加。对此现象不合理的解释是(　　)
A.As在水稻细胞内富集,由细胞膜的结构特点决定
B.As进入水稻细胞,导致有关酶失去活性,影响细胞代谢
C.P影响As的吸收,与细胞膜上的载体蛋白种类和数量有关
D.P是构成磷脂、核酸和ATP的重要元素,能促进水稻生长发育【解题指南】
(1)题眼:As可在植物体内富集并转化为有毒物质,影响水稻生长等。
(2)解题思路:运用题干中信息,联想所学相关知识,找出解题的切入点,进行综合分析判断。 【解析】选A。砷(As)在水稻细胞内富集,由细胞膜的功能特点(选择透性)决定,A项不合理。砷(As)进入细胞影响水稻株高、根长和干重,最有可能的原因是导致有关酶失活,从而影响代谢,B项解释合理。加P处理后,P和砷(As)因为结构相似,它们
可能会争夺载体蛋白,P占优势,导致细胞内砷(As)含量相对减少,C项解释合理。磷脂、核酸和ATP中都有P元素,其中磷脂是构成细胞膜的重要成分,核酸是遗传信息的携带者,ATP是生物体内的直接供能物质,因此P能促进水稻的生长发育,D项解释
合理。10.(2010·海南高考)下列关于糖的叙述,正确的是(　　)
A.葡萄糖和果糖分子均有还原性
B.葡萄糖和麦芽糖可被水解
C.构成纤维素的单体是葡萄糖和果糖
D.乳糖可以被小肠上皮细胞直接吸收
【解析】选A。葡萄糖和果糖都属于单糖,均有还原性,所以A项正确;葡萄糖属于单糖不能进行水解,所以B项错误;纤维素属于多糖,其基本单位是葡萄糖,所以C项错误;乳糖被水解成葡萄糖和半乳糖后才能被小肠上皮细胞吸收,所以D项错误。11.(2010·上海高考)下列选项中,含有相同元素的一组化合物是(　　)
A.纤维素和尿素
B.油脂酸和磷脂
C.腺苷三磷酸和核糖核酸
D.胆固醇和血红蛋白【解析】选C。纤维素属于糖类,其组成元素是C、H、O,尿素的组成元素是C、H、O、N,A项错误;油脂酸组成元素是C、H、O,磷脂的组成元素是C、H、O、N、P,B项错误;腺苷三磷酸和核糖核酸的基本组成元素均为C、H、O、N、P,C项正确;胆固醇属于脂质,其基本组成元素为C、H、O,血红蛋白属于蛋白质,其组成元素为C、H、O、N、S、Fe,D项错误。课件4张PPT。第三章 细胞的代谢课件41张PPT。活动 观察洋葱表皮细胞的质壁分离
及质壁分离复原 1.半透膜
(1)成熟植物细胞的质膜及其以内部分具有选择透性,相当
于一层_______。
(2)细胞壁和质膜以内的部分都具有一定的伸缩性,且
_______________伸缩性较大。 半透膜质膜以内的部分2.浓度差对植物细胞的影响大于质壁分离小于质壁分离复原紫色的质膜及其以内部分吸水纸小加深清水大质膜及其以内部分细胞壁1.你认为本实验的实验材料应具有何特点?
提示:必须选择有大液泡并有颜色的植物细胞,便于在显微镜下观察现象。
2.本实验选用0.3 g/mL的蔗糖溶液的原因是什么?
提示:(1)溶液浓度过高,质壁分离速度虽快,但易使细胞因过度失水而死亡,不再发生质壁分离复原。
(2)溶液浓度过低,不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢。3.实验操作中为什么要设置3次观察?
提示:为了进行对照。第1次观察的是正常状态的细胞;第2次观察的是质壁分离的细胞;第3次观察的是质壁分离复原的细胞。
4.发生质壁分离的植物细胞中,原生质和细胞壁之间是什么物质?
提示:浓度降低了的蔗糖溶液。
5.若将蔗糖溶液改为尿素溶液,实验现象怎样?为什么?
提示:先质壁分离,再质壁分离复原。葡萄糖、KNO3、尿素等溶液使细胞发生质壁分离后,因细胞主动或被动吸收溶质微粒使细胞液浓度增大,植物细胞会吸水引起质壁分离自动复原。6.假如将实验材料换为人的口腔上皮细胞,实验结果将会怎样?
提示:加入蔗糖溶液后细胞会失水皱缩,再加入清水后皱缩的细胞逐渐吸水恢复到原来大小,复原后的细胞继续置于清水中有可能导致吸水过多而破裂。
7.某同学观察到洋葱表皮细胞的质壁分离,但没有观察到质壁分离复原,试分析可能的原因。
提示:(1)外界溶液浓度过高,细胞过度失水而死亡;
(2)质壁分离时间过长,质膜及其以内部分脱水变性。1.下列选项中,哪组是植物细胞发生质壁分离的原因(　　)
①外界溶液浓度小于细胞液浓度
②细胞液浓度小于外界溶液浓度
③细胞壁的伸缩性大于原生质层的伸缩性
④质膜及其以内部分伸缩性大于细胞壁的伸缩性
A.②④　　　 B.①④　　 　C.②③　　 　D.③④【解析】选A。植物细胞发生质壁分离有内在条件和外在条件。内在条件是质膜及其以内部分的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。当细胞开始失水时,细胞壁与质膜及其以内部分一起收缩,随着细胞继续失水,细胞壁不再收缩,而质膜及其以内部分能继续收缩,这样就出现了质壁分离。外在条件是外界溶液的浓度大于细胞液浓度,细胞通过渗透作用失水。2.(2013·金华模拟)利用紫色的洋葱外表皮细胞和不同浓度的蔗糖溶液,可以探究细胞质壁分离和复原。下列有关该实验的叙述正确的是(　　)
A.该实验只是观察了质壁分离和复原现象,没有设计对照实验
B.在逐渐发生质壁分离的过程中,细胞的吸水能力逐渐增强
C.将装片在酒精灯上加热后,再观察质壁分离现象
D.不同浓度蔗糖溶液下发生质壁分离的细胞,滴加清水后都能复原【解析】选B。滴加蔗糖溶液前后,细胞的状态可形成自身对照,A错误。质壁分离的过程中,细胞液浓度逐渐增大,细胞吸水能力逐渐增强,B正确。装片在酒精灯上加热,可导致细胞死亡,死细胞不再发生质壁分离和质壁分离复原,C错误。若蔗糖溶液浓度过高,细胞可能因失水过多而死亡,不再发生质壁分离复原,D错误。3.将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞浸润在0.3 g/mL的蔗糖溶液中,
1分钟后进行显微镜观察,结果如图,下列叙述错误的是(　　)
A.图中L是细胞壁,M是液泡,N是细胞质
B.将视野中的细胞浸润在清水中,原生质体会逐渐复原
C.实验说明质膜与细胞壁在物质透过性上存在显著差异
D.洋葱根尖分生区细胞不宜作为该实验的实验材料【解析】选A。细胞壁是全透性的,图中的N是外界的蔗糖溶液,不是细胞质,A错误;在清水中,细胞会通过吸水使质壁分离复原,B正确;细胞壁是全透性的,质膜具有选择透性,两者在物质透过性上存在差异,C正确。洋葱根尖分生区细胞还没成熟,不具有大液泡,不宜作为该实验的实验材料,D正确。4.撕取紫色洋葱外表皮,分为两份,假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致,一份在完全营养液中浸泡一段时
间,浸泡后的外表皮称为甲组;另一份在蒸馏水中浸泡相同的
时间,浸泡后的外表皮称为乙组。然后,两组外表皮都用浓度
为0.3 g/mL的蔗糖溶液处理,一段时间后表皮细胞中的水分不再减少。此时甲、乙两组细胞水分渗出量的大小,以及水分运出细胞的方式是(　　)
A.甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等,主动转运
B.甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高,主动转运
C.甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低,被动转运
D.甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等,被动转运【解析】选C。本题主要考查植物细胞的吸水、失水及水分进出细胞的方式。水分进出细胞的方式为扩散,属被动转运。甲组细胞在完全营养液中浸泡时,会通过主动转运从营养液中吸收矿质元素,而增大其细胞液浓度;乙组细胞浸在蒸馏水中会吸水,从而降低其细胞液浓度。因此,甲组细胞的细胞液浓度要比乙组细胞的细胞液浓度高,将其放入较高浓度的蔗糖溶液中后,乙组细胞失水要比甲组多。5.将某植物细胞置于浓度大于其细胞液浓度的硝酸钾溶液中,一段时间后在显微镜下观察。发现该细胞未发生质壁分离,其原因可能是该细胞(　　)
①为死细胞 ②为根尖分生区细胞
③大量吸水 ④大量失水
⑤质壁分离后又自动复原
A.①②③ B.①②⑤ C.②③⑤ D.③④⑤【解析】选B。能发生质壁分离的细胞是成熟的具有大液泡的活的植物细胞;根尖分生区细胞未成熟,不会发生质壁分离;将某植物细胞置于浓度大于其细胞液浓度的硝酸钾溶液中,若该植物细胞是成熟的而且是活的,会失水发生质壁分离,但由于硝酸钾溶液可以通过主动转运进入细胞,因此在一段时间后可能发生质壁分离自动复原。6.(2013·杭州模拟)利用0.5 g/mL蔗糖溶液、0.3 g/mL蔗糖
溶液、0.3 g/mL尿素溶液分别处理洋葱鳞片叶外表皮细胞,
10 min内三组细胞原生质体体积变化如图所示。下列有关分
析错误的是(　　)A.a曲线为0.5 g/mL蔗糖溶液处理组
B.a、b、c三组洋葱细胞失水的方式相同
C.若将细胞转移到清水中,有两组能够发生质壁分离复原
D.若实验持续时间比较长,只有一组细胞能够发生质壁分离自动复原【解析】选A。细胞失水,原生质体体积减小,溶液浓度越大,细胞失水越快,原生质体体积减小越快,故c曲线为0.5 g/mL蔗糖溶液处理组,A错误。a、b、c三组洋葱细胞都以扩散的方式失水,B正确。0.5 g/mL蔗糖溶液浓度太高,导致细胞死亡,不再发生质壁分离复原,而其他两种溶液可以,C正确。细胞质壁分离时间过长,会造成细胞死亡;0.3 g/mL尿素溶液处理组,细胞能发生质壁分离自动复原,D正确。7.如图为显微镜下某植物细胞在质量分数为30%的蔗糖溶液中的示意图。下列叙述中错误的是(　　)
A.若将细胞置于清水中,A基本不变
B.若将细胞置于质量分数为40%的蔗糖溶液中,B/A值将变小
C.B/A值能表示细胞失水的程度
D.A、B分别表示细胞和液泡的长度【解析】选D。本题考查植物细胞的质壁分离,理解质壁分离的原理、准确获取图示信息是解题的关键。图示细胞处于质壁分离状态,由于细胞壁的伸缩性很小,将细胞置于清水中时,A仍基本保持不变。若将细胞置于质量分数为40%的蔗糖溶液中,与图示相比,A不变,但因失水而使B减小,所以B/A值将变小,因而该值可表示细胞失水的程度。图中A表示细胞的长度,B表示原生质体的长度,而不是液泡的长度。8.某校生物实验小组要对动物细胞是否也能通过渗透作用吸水和失水进行实验探究,假如你是其中的一员,请分析回答下列问题:
(1)若作出的实验假设是动物细胞能通过渗透作用吸水或失水,请你说出作出该假设的理论依据:________________________
____________________________________________________。
(2)把下面的实验方案补充完整。
实验仪器、试剂:显微镜、带刻度的载玻片、取材工具、食盐等。
实验材料:为了便于取材和观察,最好选用人的　　　　细胞作为实验材料。实验步骤:
A.配制并选用生理盐水、蒸馏水、9%的食盐溶液。
B.在载玻片的中央滴加一滴　　　　　　,放入所选细胞,盖上盖玻片,制成临时装片。制备同样装片若干个,分别放在显微镜下观察。
C.取一张临时装片,在载玻片的一侧滴加蒸馏水,另一侧______
　　　　　　　　　 　　　;另取一张临时装片,在载玻片的一侧滴加9%的食盐溶液,另一侧操作同上。
D.用显微镜观察。观察指标是　　　　　 　　　。(3)预期及结论:如果你的假设成立,则实验的预期结果是:在滴加蒸馏水的实验中　　　　　　　　　　;在滴加9%的食盐溶液的实验中　　　　　　　　　　。【解析】本题考查动物细胞能渗透吸水和失水的相关实验。渗透作用发生的条件是:具有半透膜和浓度差。假设动物细胞能通过渗透作用吸水或失水的理论依据是动物细胞具有渗透作用的条件(或细胞膜有选择透性,当细胞与外界溶液接触时,膜两侧具有浓度差)。实验材料最好选用人的红细胞(或口腔上皮细胞)。在生理盐水中,红细胞(或口腔上皮细胞)形态正常;在9%的食盐溶液中,红细胞(或口腔上皮细胞)失水,细胞体积变小皱缩;在蒸馏水中,红细胞(或口腔上皮细胞)吸水,细胞体积变大,甚至破裂。答案:(1)动物细胞具有渗透作用条件(或细胞膜有选择透性,当细胞与外界溶液接触时,膜两侧具有浓度差)
(2)红(口腔上皮)　生理盐水
用吸水纸吸引,并重复几次
细胞的体积(或形态)变化
(3)细胞体积变大,甚至破裂　细胞体积变小皱缩9.如图为某同学进行某实验的基本操作步骤,请回答以下问题:
(1)你认为他做该实验的目的是 。
(2)B步骤主要观察紫色洋葱鳞片叶表皮细胞中紫色　　　　的大小及　　　　的位置。(3)该实验在B、D、F三者之间形成了自身对照,其中B、D之间属于实验组的是　　 　　组,在D、F之间属于对照组的是　　　 　组。
(4)该同学通过多次做实验,得出的结论是在B、D两次低倍镜观察之间不宜停留过长时间,否则会导致实验失败,你认为最合理的解释是 。
(5)若改用小麦的根毛细胞进行上述实验,由于观察的细胞无色透明,为了取得更好的观察效果,调节显微镜的措施是________
____________________________________________________。 【解析】本题是基础实验的拓展。
(1)该实验的目的是观察植物细胞的质壁分离与复原。
(2)B步骤主要是观察紫色液泡的大小及原生质层的位置。
(3)该实验属于自身对照实验(即实验在同一研究对象上进行,是实验前后之间的对照)。滴加蔗糖溶液的一组(D),在质壁分离实验(B、D之间)中属于实验组,在质壁分离复原(D、F之间)实验中属于对照组。
(4)在蔗糖溶液中,成熟植物细胞由于渗透失水而发生质壁分离;若停留过久,细胞会因过度失水而使原生质层脱水变性失去活性,导致细胞死亡,无法再做细胞质壁分离复原实验。(5)由于要观察的细胞无色透明,若视野太明亮,则不易看清楚,所以要将视野调得暗一些,即缩小光圈或换平面反光镜。
答案:(1)观察植物细胞的质壁分离与复原(或探究植物细胞在什么情况下会失水和吸水,或证明原生质层相当于一层半透膜等)
(2)(中央)液泡　原生质层
(3)D　D
(4)细胞长时间处于高渗溶液中导致死亡
(5)缩小光圈或换平面反光镜通过学习本实验,可以联想到的实验研究课题及实际应用有:
(1)探究不同浓度的溶液对细胞形态的影响。
(2)探究细胞的生活状况(只有活的植物细胞才能发生质壁分离)。
(3)验证质膜及其以内的部分是一层选择透性膜。
(4)测定细胞液浓度(细胞液浓度介于不发生和刚发生质壁分离
的两种外界溶液浓度之间)。
(5)用于防腐杀菌(在高浓度的外界溶液中,细菌等微生物将失水死亡,从而有效地防止食品腐烂变质)。(2010·浙江高考)为研究兔红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化。请根据以下提供的实验材料与用具,写出实验思路。设计记录实验结果及原因分析的表格并填入相应内容。
材料与用具:兔红细胞稀释液、质量分数为1.5%的NaCl溶液、蒸馏水、试管、显微镜等。
要求:答题时对NaCl溶液的具体配制、待观察装片的具体制作不作要求。
(1)实验思路:_________________________________________
____________________________________________________。
(2)设计一张表格,并将预期实验结果及原因分析填入该表中。 【解析】(1)由题意知,本题要研究的是兔红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化,因此应先配制一系列浓度梯度的NaCl溶液,然后用一系列浓度梯度的NaCl溶液分别处理兔红细胞稀释液,再在显微镜下观察红细胞的形态变化及数目。
(2)表格中应有一系列浓度梯度的NaCl溶液、细胞的形态变化、原因分析等栏目设置,NaCl溶液浓度值可有不同,但必须有梯度。答案:(1)①配制质量分数由低到1.5%的NaCl溶液,分别等量加入编号的各支试管中;
②向上述各试管中分别加入等量的兔红细胞稀释液,放置一定时间;
③取兔红细胞稀释液和上述各试管中的兔红细胞稀释液制作装片,用显微镜观察并比较红细胞形态的变化(2)不同浓度NaCl溶液对兔红细胞形态的影响: 实验原则　实验的对照原则——自身对照
1.概念解读
(1)操作在同一对象上:
实验组与对照组在同一研究对象上进行,关键是观察实验前后的现象,如观察植物细胞的质壁分离及复原。
(2)操作在同一对象的不同部位:
实验组与对照组在同一研究对象的不同部位进行,观察不同部位的现象差异,如利用银边天竺葵验证光合作用的场所。 对照组:实验操作前的状态、现象
实验组:实验操作后的状态、现象2.典例分析
在观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原的实验中存在自身对照,分析如下:
(1)实验对象:同一成熟的植物细胞。
(2)观察对象:液泡大小和颜色的变化。
(3)在这一实验中有两次对照,具体分析如下:a过程:第一次对照
b过程:第二次对照
操作:高浓度溶液处理
对照组:细胞自然状态
实验组:细胞质壁分离状态操作:低浓度溶液处理
对照组:细胞质壁分离状态
实验组:复原后的细胞状态课件44张PPT。活动 光合色素的提取与分离提取:绿叶中的色素溶于_________而不溶于水,可用
__________提取色素
分离:各种色素在_______中溶解度不同,_______________
随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,从而使各种
色素相互分离有机溶剂95%的乙醇溶解度高的色素层析液提取色素:新鲜的菠菜叶烘干,粉碎后取2 g干粉放入研钵中,
加入少许_________________,再加入2 mL～3 mL
__________→研磨→过滤→收集到试管内并塞紧
试管口
　
制备滤纸条将干燥的定性滤纸剪成长10 cm、宽1 cm
的纸条，剪去一端的两个角，在距离剪
角一端1 cm处___________二氧化硅和碳酸钙95%的乙醇用铅笔画线点样
　　
分离色素:将2 mL_______沿试管壁一侧
倒入大试管中,装置如图所示 用毛细吸管吸取少量的_____，沿铅笔线小心
均匀地画一条细而直的滤液细线，待滤液
干后，再画1次，共画3～4次滤液层析液观察结果: 滤纸条上呈现四条
颜色、宽度不同的
_______色素带橙黄色叶黄素蓝绿色叶绿素b1.色素提取过程中,加入二氧化硅和碳酸钙的作用分别是什么?
提示:加入二氧化硅能增加摩擦力,破坏细胞结构,使研磨更充分。碳酸钙能防止研磨过程中色素被破坏。
2.提取光合色素时,为什么最好选择新鲜的绿色叶片?
提示:新鲜的绿色叶片中含色素较多,实验效果较好。
3.研磨时为什么要充分、迅速?
提示:一是为了使叶绿体完全破裂,从而能提取出较多的色素;二是叶绿素极不稳定,易被细胞中的酸性物质破坏。 4.滤纸上画的滤液细线为什么要高于层析液液面?
提示:如果滤液细线浸没在层析液中,会使滤液细线中的色素溶解在层析液中,无法在滤纸上扩散开来。
5.画滤液细线时,为什么一定要细且直?
提示:这样可以防止色素带重叠,使色素分子均匀分布在一条直线上,做到扩散起点一致。
6.在滤纸条一端剪去两角的目的是什么?
提示:防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快而形成弧形色素带。7.试分析分离色素时色素带颜色过浅的原因。
提示:(1)叶片颜色太浅;
(2)叶片放置时间太久;
(3)研磨不充分;
(4)未加CaCO3粉末;
(5)加入提取液量太多。1.在圆形滤纸的中央滴上叶绿体的色素滤液进行色素分离,看到近似同心环状的四个色素圈,排列在最外圈的一个呈(　　)
A.蓝绿色 B.黄绿色 C.黄色 D.橙黄色
【解析】选D。绿叶中的色素能够在滤纸上彼此分离的原因是色素在层析液中的溶解度不同。其中胡萝卜素(橙黄色)的溶解度最大,故其扩散速度最快,将排列在最外层。2.(2013·台州模拟)下列材料在“光合色素的提取与分离”实验中不会用到的是(　　)
A.二氧化硅 B.层析液 C.盐酸 D.碳酸钙
【解析】选C。在“光合色素的提取与分离”实验中,为充分研磨,应加入少量二氧化硅;层析液能分离色素;碳酸钙对色素有保护作用。3.某同学在进行“光合色素的提取与分离”实验时,进行了以下操作:
①将新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中,加入95%的乙醇后直接进行研磨
②将预备好的滤纸条一端剪去两角,在距这一端1 cm处用钢笔画一条横线
③为增强实验效果,将滤液细线画粗些
④将滤纸条画有滤液细线的一端朝下,轻轻插入层析液中,让滤液细线浸入层析液中
该同学操作有误的是(　　)
A.① B.①② C.①②③ D.①②③④【解析】选D。本题考查“光合色素的提取与分离”实验的操
作过程,熟练掌握该实验的操作步骤及注意事项是解题的关键。
相关操作中,正确的做法是:①提取绿色叶片中的色素时,在将
新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中后,应加入少许二氧化硅和碳酸
钙,再加入95%的乙醇,进行迅速、充分地研磨。②制作滤纸条
时,应将预备好的滤纸条一端剪去两角,在距这一端1 cm处用铅
笔画一条横线,而不是钢笔。③画滤液细线时,为确保色素带分离整齐、不重叠,应保证滤液细线细、直、齐,为增强实验效果,待滤液干后应重复画线,共画3～4次。④分离色素时,应将滤纸条画有滤液细线的一端朝下,略微斜靠着大试管的内壁,轻轻插入层析液中,随后用软木塞塞住试管口,为了防止滤液细线中的色素溶于层析液中,不能让滤液细线触及层析液。4.将在黑暗中放置一段时间的叶片均分为4块,置于不同的试管中,按下表进行实验,着色最浅的叶片所在的试管是(　　)
注:“+”表示具有该条件。【解析】选D。在不同光照条件下,光合作用强度不同,叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光,对绿光几乎不吸收,故在白光下,叶片光合作用最强,经碘液处理后,着色最深;绿光下,叶片光合作用最弱,着色最浅。5.(2011·江苏高考)某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下),与正常叶片相比,实验结果是(　　)
A.光吸收差异显著,色素带缺第2条
B.光吸收差异不显著,色素带缺第2条
C.光吸收差异显著,色素带缺第3条
D.光吸收差异不显著,色素带缺第3条【解析】选B。因为题干中水稻为叶黄素缺失突变体,因此对其叶片进行实验后,色素层析带一定缺第2条,即叶黄素。但光吸收差异不显著,因为叶黄素主要吸收蓝紫光,红光被叶绿素a和叶绿素b吸收,故突变体对红光吸收量无显著变化,B正确。6.(2013·杭州模拟)关于叶绿体色素的叙述,错误的是(　　)
A.叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光
B.绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同
C.叶绿体中的色素易溶于95%的乙醇,因此可用95%的乙醇来分离各种色素
D.在叶绿体色素提取实验中,碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏【解析】选C。叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,A正确。不同绿叶中各种色素的含量不同,B正确。叶绿体中的色素易溶于95%的乙醇,可用来提取色素,用层析液分离色素,C错误。碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏,
D正确。7.下列是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况,以下说法正确的是(　　)
A.提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发
B.水稻在收获时节,叶片中色素量变为(甲+乙)<(丙+丁)
C.四种色素都能溶解在层析液中,乙色素的溶解度最大
D.四种色素中,丙和丁主要吸收红光【解析】选B。观察该坐标时要注意两点:一是色素的含量,二是扩散的距离。前者对应着实验中的滤纸条上色素的宽度,后者反映了不同色素在层析液中的溶解度大小(扩散距离越大的色素在层析液中的溶解度越大)。根据上面分析可以判断,甲、乙、丙、丁分别代表叶绿素b、叶绿素a、叶黄素和胡萝卜素。在收获时节,叶绿素大大减少,所以B正确。提取色素时碳酸钙可以保护色素;在层析液中溶解度最大的色素扩散距离最大,所以丁色素溶解度最大;丙和丁主要吸收蓝紫光。8.如图是“光合色素的提取与分离”实验的部分材料和用具。据图回答下列问题:(1)如果没有乙醇和菠菜叶,要保证分离后色素带清晰,可以用来替代的最佳实验材料是(　　)
A.丙酮和麦苗 B.丙酮和大白菜
C.蒸馏水和大白菜 D.蒸馏水和麦苗
(2)研磨使细胞结构被破坏,细胞液(具微酸性)可能使叶绿素分子中的镁被取代而呈现黄褐色,为防止出现这一现象,应在研磨时加入少量[C]　　　　。
(3)图中步骤③剪去两角的作用是________________________
　 ,画滤液细线的要求是 。
(4)图中步骤④加盖的目的是 。(5)在滤纸上随层析液扩散速度最快的色素是　　　 　,
原因是 。
(6)某兴趣小组同学想探究蔬菜不同叶片在叶绿素含量上的区别,选择了新鲜菠菜的“绿叶”“嫩黄叶”做“光合色素的提取与分离”实验。色素层析结果如图,请根据实验结果填写下表: 【解析】(1)选材应注意选取颜色深、色素含量较多的叶片,如新鲜的菠菜、麦苗等。色素易溶于有机溶剂,丙酮也是一种有机溶剂,可用丙酮代替乙醇。
(2)碳酸钙可起酸碱缓冲物的作用,能防止研磨中色素被破坏。
(3)滤液沿滤纸条边缘扩散速度快,若不剪去两角,色素在滤纸条上形成弧线,还有可能出现色素带重叠。防止两边色素层析时扩散过快,可剪去滤纸条一端的两角。为防止色素带重叠,使色素分子均匀分布在一条直线上,画的滤液细线要细、齐、直,这样才能做到扩散起点一致。(4)层析液中含有乙醇,容易挥发,为防止此情况出现,需在烧杯上加盖。
(5)溶解度大的色素在层析液中扩散速度快,胡萝卜素在乙醇中的溶解度最大,故扩散最快。
(6)色素带的宽窄代表色素多少,“绿叶”中叶绿素a和叶绿素b较多,色素带较宽。“嫩黄叶”中叶绿素a和叶绿素b较少,色素带较窄。 答案:(1)A
(2)CaCO3
(3)防止两边色素层析时扩散过快　细、齐、直
(4)防止层析液挥发
(5)胡萝卜素　在乙醇中的溶解度大,扩散速度快,扩散距离
最大
(6)9.请回答下列有关“光合色素的提取与分离”实验的问题:
(1)甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行实验,在滤纸上出现了四条清晰的色素带,其中呈黄绿色的色素带为　 　　　　。
(2)该同学改变层析液组成后继续进行实验,滤纸条上只出现了黄、绿两条色素带。他用刀片裁出带有色素带的滤纸条,用乙醚分别溶解条带上的色素,浓缩后用一分析仪器检测,通过分析色素溶液的　　　　来判断条带的色素种类。(3)乙同学在实验过程中将画有滤液细线的滤纸条(已重复几次画线)插入层析液,几分钟后取出观察,发现滤纸条上无色素分带现象,而用同一滤液做实验的丙同学的滤纸条上却色素分带明显。乙同学实验失败的原因可能是 。
(4)若选用在缺Mg的营养液中长期培养的玉米叶片作实验材料,层析后滤纸条上只出现了两条色素带,其原因是 。
(5)实验结束几天后,乙、丙两同学发现部分预留叶片已变黄。乙同学认为这是由于叶片中某些色素降解所造成的,丙同学则认为是某些色素含量增加所致。根据所学知识,你将如何设计实验来判断这两个同学的观点是否正确? 。 【解析】(1)在“光合色素的提取与分离”实验中,最后滤纸条上出现的四条色素带从上到下分别是:胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b,颜色分别是橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色,因此呈黄绿色的色素带为叶绿素b。
(2)由于不同色素对不同波长的光吸收情况是不同的,因此,分析不同色素种类时可以根据色素的吸收光谱来分析。
(3)乙同学滤纸条上无色素带,说明滤液细线中的色素溶解到层析液中,即层析液触及滤液细线。(4)Mg是合成叶绿素的必需元素,缺Mg不能合成叶绿素a和叶绿素b。
(5)通过设计对照实验来探究变黄的叶片中某些色素是否因降解而减少,某些色素含量是否增加。对照组选取正常未变黄的叶片,实验组选取已变黄的叶片,通过提取与分离这两种叶片中的色素,比较各种色素的含量,得出结论。 答案:(1)叶绿素b
(2)吸收光谱
(3)层析液触及滤液细线
(4)缺Mg植物不能合成叶绿素
(5)从预留的叶片中挑选出足量的、分量相等、大小相近的已变黄的叶片和未变黄的叶片作为实验材料,在相同条件下,再次进行“光合色素的提取与分离”实验,测定和记录实验结果,比较这两种叶片中各种色素的组成及含量后,得出结论通过学习本实验,可以联系到的实验研究课题及实际应用有:
(1)探究色素含量对叶片颜色的影响。若缺少某种色素,则会导致叶片颜色不正常;反之可以根据叶片不正常的具体情况推断缺少哪种色素。
(2)探究提取光合色素的最佳溶剂。
(3)探究色素对不同光波吸收能力的强弱。
(4)探究叶绿素的合成与光照的关系。
(5)探究pH对叶绿素稳定性的影响。 (2013·嘉兴模拟)植物的生长发育需要根从土壤中吸收水分和各种矿质元素,科学实验发现土壤中缺磷,会导致植株矮小,叶色暗绿。依据叶色变化可能是缺少类胡萝卜素,试设计实验探究叶色暗绿是否是因为缺磷造成类胡萝卜素缺乏所致。
实验所需主要用具、试剂:烧杯、漏斗、试管、研钵、完全培养液、仅缺磷的完全培养液、95%的乙醇、SiO2、CaCO3、层析液等。
实验材料:正常生长的黄瓜幼苗。 实验假设:____________________________________________
____________________________________________________。
实验步骤:
第一步:取两个烧杯编号为A、B,各放入同样数量、_________
　　　　　　　　　　　　　的黄瓜幼苗。
第二步:A烧杯中加入　　　　　,B烧杯中加入等量　　　　　,置于相同且适宜的条件下培养,培养到两组黄瓜苗叶片出现颜色差异时。
第三步:分别从A、B两组中选取　　　　　　　　,用________
　 　提取叶片色素,用　　 　　　　法分离色素,观察比较__________________________________________________。实验结果预测:
(1)___________________________________________________
______________________________________________________
____________________________________________________。
(2)__________________________________________________
_____________________________________________________
____________________________________________________。【解析】实验假设:实验假设的提出要依据题目所给的背景材料以及实验目的。从背景中可知“叶色变化可能是缺少类胡萝卜素”引起的,我们要探究叶色暗绿是否是因为“缺磷造成类胡萝卜素缺乏”所致。所以,本实验假设为“缺磷导致类胡萝卜素缺乏,引起叶色暗绿”。实验步骤:实验应遵循单一变量原则,其他无关变量应该相同,故A、B两烧杯内除含磷量不同外,其他影响实验结果的因素全部一样,如黄瓜幼苗的苗龄相同,长势相同等。依据实验探究目的,观察目标为“A、B两组色素带中类胡萝卜素色素带的宽度和颜色的深浅”。根据“实验所需主要用具、试剂”,我们确定用“纸层析法”提取色素,提取色素的溶剂为95%的乙醇。
实验结果预测:对比A、B两组类胡萝卜素色素带宽度和颜色是否一致来判断实验假设是否正确。答案:实验假设:缺磷导致类胡萝卜素缺乏,引起叶色暗绿
实验步骤:
第一步:同一品种且长势相近、苗龄相同
第二步:完全培养液　仅缺磷的完全培养液
第三步:等量叶片　95%的乙醇　纸层析　A、B两组色素带中类胡萝卜素色素带的宽度和颜色的深浅实验结果预测:
(1)A、B两组类胡萝卜素色素带宽度和颜色一致,说明缺磷导致的叶色暗绿,不是由于类胡萝卜素缺乏所致
(2)A组比B组类胡萝卜素色素带宽度大、颜色深(或B组缺少类胡萝卜素色素带),说明缺磷导致的叶色暗绿,是由于类胡萝卜素缺乏所致实验材料的常用处理方法和技术课件39张PPT。活动 探究pH对过氧化氢酶的影响 1.反应式
2H2O2 _________
2.pH影响酶的活性,从而影响氧气的生成量,可用___________
_________来测量2H2O+O2↑倒置量筒中的气体量设置实验装置
↓
将_______________________放入反应小室的一侧内壁上
　 ↓
向反应小室中加入pH为5.0的缓冲液和H2O2溶液
　 ↓
将一个量筒灌满水倒置于水中,用一玻璃管与反应小室相连
　 ↓
将反应小室小心旋转180°,使H2O2溶液接触_______
　 ↓
记录数据
　 ↓
分别选取pH为6.0、7.0、8.0的缓冲液重复实验浸有过氧化氢酶的滤纸片滤纸片1.实验中使用鲜肝匀浆的原因是什么?
提示:动物肝脏细胞中过氧化氢酶的浓度很高,使用前将新鲜的动物肝脏制成匀浆,以释放肝脏细胞中的过氧化氢酶,并保证过氧化氢酶的活性。
2.为什么必须使用新配制的过氧化氢溶液?
提示:过氧化氢放置时间过久,会分解成氧气和水,造成实验现象不明显。3.本实验的自变量是什么?至少设计几组实验?
提示:自变量是pH,应该设置具有一定梯度的多个不同的pH条件。至少设置“低pH、最适pH、高pH”三组实验。
4.为什么将量筒灌满水并倒置于水槽中?
提示:排尽量筒内的空气并防止空气再次进入量筒,保证收集到的气体只有过氧化氢分解产生的氧气。
5.向反应小室中加入各种液体时,为什么不要接触到贴在内壁上的滤纸片?
提示:滤纸片中含有过氧化氢酶,向反应小室中加入混合液时若接触到贴在内壁上的滤纸片,会导致过氧化氢酶催化混合液中的过氧化氢分解,影响实验结果。6.为什么每次实验前都要反复冲洗反应小室?
提示:所有的实验都要严格保证不混淆,不应该有上一次反应后的剩余溶液,每次实验完后,应充分冲洗,然后用相应的缓冲液再冲洗一遍。
7.实验过程中有哪些因素可能造成实验误差?
提示:过氧化氢的新鲜程度、肝脏的新鲜程度、温度的高低、收集气体前量筒排气状况等。1.在探究pH对酶活性的影响实验中,温度和pH分别属于(　　)
A.自变量和因变量 B.无关变量和因变量
C.无关变量和自变量 D.因变量和自变量
【解析】选C。实验的目的是探究pH对酶活性的影响,因此pH是自变量,而反应温度、反应底物等属于无关变量。2.将肠淀粉酶溶液的pH由1.8调高至12的过程中,其催化活性表现为图中的(纵坐标代表催化活性,横坐标代表pH)(　　)
【解析】选C。肠淀粉酶的最适pH在8.0左右,在pH为1.8的环境中,肠淀粉酶失去活性,这种失活是不可逆的,即使恢复最适pH,其活性也不会恢复。3.科学家在某温泉喷水口中发现一种耐热细菌,其最适环境温度为80℃,pH为7.0。从这种细菌体内提取到一种细菌蛋白酶,现将这种细菌蛋白酶、胃蛋白酶、唾液淀粉酶、乳清蛋白、淀粉和适量水混合后,装入一容器内,调整pH至7.0,保存于80℃的水浴锅内。过一段时间后,容器内最终剩余的物质是(　　)
A.细菌蛋白酶、多肽、淀粉、水
B.胃蛋白酶、唾液淀粉酶、多肽、麦芽糖、水
C.细菌蛋白酶、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水
D.细菌蛋白酶、胃蛋白酶、麦芽糖、水【解析】选A。在pH为7.0、温度为80℃的条件下,只有细菌蛋白酶具有活性,而胃蛋白酶、唾液淀粉酶、乳清蛋白作为蛋白质,都将被细菌蛋白酶分解为多肽,由于唾液淀粉酶失活被分
解,所以淀粉不能被分解。4.如图表示在某pH范围内酶A和酶B所催化的反应速率的变化情况。下列有关说法正确的是(　　)
A.酶B比酶A活跃
B.酶A存在于唾液中
C.酶B的最适pH是1.8
D.pH为5时,两种酶催化的反应速率相等【解析】选D。在不同的pH环境中两种酶的活性不同,酶B的最适pH是6,当pH为5时两种酶催化的反应速率相等。唾液近中性,酶A不可能存在于唾液中。5.某同学为验证pH对酶活性的影响,设计了如下表中的方法步骤。下列评价不合理的是(　　)A.缺少正常pH的对照组
B.实验结果预期不正确
C.检验实验结果的试剂选择不恰当
D.实验操作步骤的安排不合理
【解析】选C。试管1是酸性环境,试管2是碱性环境,为了证明pH对酶活性的影响,还需要增加中性环境作对照,A正确。在酸性和碱性环境中,酶失去活性,淀粉未充分分解,加入碘液后,溶液应变蓝,B正确。保温时间为5 min,若条件合适,淀粉能够充分分解,不会有剩余,即用碘液检验,溶液不会变蓝,C错误。正确的实验操作步骤为1、4、5、2、3、6、7,D正确。 6.(2013·泰安模拟)某同学研究温度和pH对某酶促反应速率的影响,得到如图的曲线。下列分析正确的是(　　)
A.该酶催化反应的最适温度为35℃左右,最适pH为8
B.当pH为8时,影响反应速率的主要因素是底物浓度和酶浓度
C.随pH升高,该酶催化反应的最适温度也逐渐升高
D.当pH为任何一固定值时,实验结果都可以证明温度对反应速率的影响【解析】选A。分析曲线,无论在哪种温度条件下,当pH=8时,反应速率都最大,故该酶的最适pH为8;由图示在一定pH的范围内,35℃时酶催化反应的速率最大,故该酶的最适温度是35℃左右。当pH为8时,影响反应速率的主要因素是温度而不是底物浓度和酶浓度;从四条曲线的两端可见,当pH过高或过低时,四种曲线会重叠,即不同温度下的反应速率相同,此时无法证明温度对反应速率的影响。7.为验证pH对唾液淀粉酶活性的影响,实验操作步骤如下:
①在1～5号试管中分别加入唾液1 mL。
②加完唾液后,向各试管中加入相应的缓冲液3 mL。使各试管中的pH依次稳定在5.00、6.20、6.80、7.40、8.00。
③分别向1～5号试管中加入0.5%的淀粉液2 mL,然后放入37℃温水中恒温水浴。④反应过程中,每隔1 min从第3号试管中取出一滴反应液滴在比色板上,加1滴碘液显色。待呈橙黄色时,立即取出5支试管,加碘液显色并比色,记录结果如下表:
注:“+”表示蓝色程度。
(1)实验设计中,因变量是　　　　　　。实验过程中选择37℃恒温的理由是_________________________________________
____________________________________________________。(2)3号试管加碘液后出现橙黄色,说明 。
(3)如果反应速率过快,应当对唾液进行怎样的处理?
____________________________________________________。
(4)该实验得出的结论是________________________________
____________________________________________________。 【解析】本实验的目的是验证pH对酶活性的影响,所以在实验过程中,pH是唯一的自变量,其他的条件都是无关变量,应保持一致;从实验结果分析,第三组是对照组。选择37℃的原因有两个:一是保证温度恒定,排除温度对实验过程的干扰;二是37℃是唾液淀粉酶的最适催化温度。颜色变化为因变量,通过观察颜色的变化来判断淀粉的分解情况。如果反应速率过快,应适当地稀释酶溶液,降低反应速率;根据实验目的,从反应的结果分析,该实验的结论是唾液淀粉酶催化的最适pH是6.80左右,pH过高或过低,酶的活性都会降低。答案:(1)颜色变化　保证温度恒定,排除温度对实验过程的干扰;37℃是唾液淀粉酶的最适催化温度
(2)淀粉已经完全分解
(3)适当稀释唾液
(4)唾液淀粉酶催化的最适pH是6.80左右,pH过高或过低,酶的活性都会降低8.某小组在“探究影响酶活性的条件”的实验中,提出“过氧化氢酶的活性是否受pH影响”的问题,并设计实验的操作步骤如下:
①取甲、乙试管,各加入2 mL新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液;
②向甲试管内加入1 mL质量分数为5%的盐酸,向乙试管内加入
1 mL质量分数为5%的氢氧化钠溶液;
③向甲、乙试管内各加入2滴新鲜的质量分数为20%的猪肝研
磨液;
④观察试管中发生的变化。请依据该小组设计的实验操作步骤,回答下列问题。
(1)过氧化氢分解速率是本实验的因变量,可观测的指标是___
　　　　 　 　。
(2)作为对照实验,上述操作步骤中存在明显的缺陷,请写出修改方案:______________________________________________
　　　　　　　　　。在完成改进方案后,预期的实验结果是
____________________________________________________。(3)将制备好的猪肝研磨液分别进行高温和冷藏处理,经高温处理后,实验效果不明显,而冷藏处理不影响实验效果,原因是___
。
(4)在与其他小组进行交流时,有同学建议进行定量实验,以不同pH下出现同一结果所需要的时间来表示酶的活性。该建议中,所需的时间越长,酶的活性越　　　　　　　　 　　　。【解析】本题考查实验分析能力、实验评价和纠错能力。能够从实验理论角度来分析具体实验中的对照原则、等量原则和单一变量原则是解答此类试题的关键。(1)(2)依实验研究的目的,可判断出本实验的自变量是pH,故至少需要设置酸性、中性和碱性三组实验;实验的因变量是酶的活性,检测指标是产生气泡的多少。由于过氧化氢酶的最适pH是中性,故在酸性或碱性条件下,气泡产生量较少。
(3)过氧化氢酶本质为蛋白质,其活性受温度影响,低温影响酶的活性,但并不破坏酶的空间结构;高温使酶变性失活,这种活性的改变是不可逆的。
(4)如果出现同一实验结果所需时间越长,说明酶的活性越低。答案:(1)试管中产生气泡的多少
(2)增加丙试管,在第②步中加入1 mL蒸馏水,其他步骤相同　甲、乙两试管中产生的气泡较少,丙试管中产生大量的气泡
(3)过氧化氢酶的本质是蛋白质,在高温处理时蛋白质变性,而冷藏时蛋白质没有变性
(4)低(或弱)通过学习本实验,可以联系到的实验研究课题及实际应用有:
(1)探究温度对酶活性的影响,设计实验的步骤可以模仿“探
究pH对过氧化氢酶的影响”。
(2)探究加酶洗衣粉与普通洗衣粉对水温的不同要求。
(3)探究食品添加剂中的最适蛋白酶。
(4)探究不同pH对藻类植物生长及光合作用的影响。 (2012·福建高考)大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类。研究性学习小组尝试对大菱鲆消化道中蛋白酶的活性进行研究。
(1)查询资料得知,18℃时,在不同pH条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图1。由图可知,在各自最适pH下,三种蛋白酶催化效率最高的是　　　 　　。(2)资料表明大菱鲆人工养殖温度常年在15℃～18℃之间。学习小组假设:大菱鲆蛋白酶的最适温度在15℃～18℃之间。他们设置15℃、16℃、17℃、18℃的实验温度,探究三种酶的最适温度。
①探究实验中以干酪素为底物。干酪素的化学本质是________
　　　　　,可用　　　 　试剂鉴定。
②胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的pH应分别控制在
　　 　　。
③为了控制实验温度,装有酶和底物的试管应置于___________
中以保持恒温。单位时间内　　　　可以表示蛋白酶催化效率的高低。④实验结果如图2,据此能否确认该假设成立?　 　。
理由是_______________________________________________
____________________________________________________。 (3)研究还发现大菱鲆消化道淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低,所以人工养殖投放的饲料成分中要注意降低　　　　的比例,以减少对海洋的污染。【解析】(1)由坐标图中三种酶的活性可知,在最适pH时,幽门盲囊蛋白酶的活性最高,因此幽门盲囊蛋白酶的催化效率最高。
(2)①本实验探究蛋白酶的最适温度,因此实验需要的底物为蛋白质,鉴定蛋白质可用双缩脲试剂,该试剂可与蛋白质发生紫色反应。②测定酶的最适温度时,应提供最适的外界环境,即给各种酶提供最适pH,由图1可知,胃蛋白酶和幽门盲囊蛋白酶的最适pH分别是2和8。③本实验的自变量是温度,因此各组实验应保持恒定的温度,保持恒温的主要方法是通过水浴加热;通过产物的生成量或底物的消耗量可测定蛋白酶的催化效率的高低。 ④由图2可以看出,当温度从15℃到18℃梯度变化过程中,随着温度的升高,蛋白酶的活性一直在增强,没有出现下降的拐点,因此,不能得出大菱鲆蛋白酶的最适温度在15℃～18℃之间。
(3)大菱鲆消化道中淀粉酶和脂肪酶含量少、活性低,说明大菱鲆几乎不分解淀粉和脂肪,因此饲料中不要添加过多的淀粉和脂肪。答案:(1)幽门盲囊蛋白酶
(2)①蛋白质　双缩脲
②2和8　③水浴　底物消耗量(或产物生成量)
④不能　在15℃～18℃范围内,随着温度的升高,酶活性一直在增强,没有出现下降的拐点,所以不能得出大菱鲆蛋白酶的最适温度
(3)淀粉和脂肪实验中变量梯度设置的注意事项
1.在适宜的范围内取值
生物体或细胞生活在特定的环境中,研究某因素对生物或细胞的影响时,自变量应在它能发挥作用的范围内取值。例如,确定生长素类似物促进插条生根的适宜浓度,生长素类似物的浓度应在10-12mol/L～10-2mol/L范围内,变量梯度应相差一个数量级。 2.梯度大小设置要适宜
梯度过小,变化不明显,实验组增多,增加了实验操作的难度;梯度过大,实验结果不准确。例如,研究唾液淀粉酶的最适pH,预测其数值应在7.0左右,pH梯度可设为0.4,共做5组实验,其缓冲溶液的pH分别为6.2、6.6、7.0、7.4、7.8。
3.依据实验目的确定变量梯度大小
(1)若进行定性分析,梯度设置可稍大些,如探究温度对光合作用影响的实验,一般情况下植物在30℃左右时,光合作用最强。既要研究温度降低时光合作用的变化,也要研究温度升高时光合作用的变化,温度梯度可设置如下:0℃、10℃、20℃、30℃、40℃。 (2)若要进行定量分析,梯度设置应小一些,如探究光合作用的最适温度,温度梯度可设置为:24℃、27℃、30℃、33℃、36℃。
为了使结果更准确,有时要做预实验,即先设置较大的梯度值,然后根据实验结果再在确定的较小范围内进行更小的梯度设置。 课件75张PPT。第一、二节 细胞与能量
物质出入细胞的方式一、ATP在细胞代谢中的作用1.ATP的结构
①代表_____　②代表_________　～代表___________
2.ATP—ADP循环
(1)生理过程:
过程③:___________________(用表达式表示)。
过程④:___________________(用表达式表示)。
(2)能量变化:
能量⑤来自于:放能反应;
能量⑥来自于:__________________;
能量⑥用于:_________,举例:肌肉收缩、神经细胞的活动。腺苷磷酸基团高能磷酸键远离A的高能磷酸键吸能反应二、物质出入细胞的方式
1.扩散和渗透
(1)扩散:
①概念:分子或离子从_________向_________运动的现象。
②结果:使物质分子分布均匀,直至平衡。
(2)渗透:
①概念:水分子通过膜的扩散。
②方向:从水分子数_________的一侧进入水分子数_________
的一侧。 高浓度处低浓度处相对较多相对较少2.跨膜运输(1)将图中物质运输方式标号与名称连线:
(2)特点(在横线上填图中字母):
①需要载体蛋白:_____,不需要载体蛋白:__。
②消耗ATP:__,不消耗ATP:_____。b、caa、cb3.非跨膜运输
(1)种类:___________。
(2)特点:
①运输物质需要被_____包裹。
②运输过程需消耗_____。
(3)实例:变形虫的摄食、_______________。胞吐和胞吞质膜能量化学递质的分泌1.ATP是生命活动的直接能源物质,在生命活动旺盛的细胞中
ATP的含量较多。( )
【分析】即使在生命活动旺盛的细胞中,ATP在细胞内的含量也
很少,但ATP与ADP间能不断地相互转化,以满足生命活动对能量
的需求。
2.植物细胞产生的ATP,均可用于一切生命活动。 ( )
【分析】植物细胞叶绿体类囊体膜上产生的ATP只能用于碳反
应,不能用于其他生命活动。××3.渗透作用的发生必须依赖半透膜和膜两侧的浓度差。 ( )
【分析】发生渗透作用必须具有两个条件:一是具有半透膜;二
是半透膜两侧具有浓度差。
4.(2011北京T3B)氢离子可以通过扩散作用进入液泡内。( )
【分析】氢离子进入液泡需要载体蛋白协助和消耗能量,属于
主动转运。
5.(2011海南T1C)ATP为CO2分子通过细胞膜提供能量。 ( )
【分析】CO2是小分子,跨膜方式为扩散,因此不需要ATP提供能
量。√××考点 一 ATP的结构及其与ADP的相互转化?
1.ATP的结构
(1)元素组成:C、H、O、N、P。
(2)ATP的结构简式:A-P～P～P,其中远离A的高能磷酸键易于形成与断裂,且高能磷酸键中含有的能量高于普通化学键所含有的能量。 2.ATP与ADP的相互转化酶酶3.ATP的形成途径【高考警示】
(1)ATP中能量不全在高能磷酸键中,只是大量能量贮存在高能磷酸键中,其他化学键中同样含有能量,但“量”较少。
(2)ATP—ADP相互转化不是可逆反应:
ATP与ADP的相互转化过程中,反应类型、反应所需酶以及能量的来源、去路和反应场所都不完全相同,因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应,但物质是可循环利用的。
(3)不同细胞产生ATP的场所有差异:
动物、植物细胞都能在细胞溶胶和线粒体中产生ATP,叶绿体也是植物细胞产生ATP的场所,而原核细胞只能在细胞溶胶中产生ATP。 【典例1】反应式ADP+Pi+能量 ATP是在所有活细胞中均
能发生的反应,下列与反应式中“能量”相关的叙述,正确的
是(　　)
A.向右反应需要的能量可来自细胞内蛋白质水解为氨基酸的过程
B.向右反应需要的能量可来自乳酸的氧化分解
C.向左反应产生的能量可用于叶绿体中水的分解或CO2的固定
D.向左反应产生的能量可用于组织细胞吸收O2和CO2【解析】选B。细胞内蛋白质水解为氨基酸的过程不释放能量,而是消耗能量,A错误。乳酸的氧化分解是通过细胞呼吸完成的,因此,乳酸氧化分解释放的能量可用于合成ATP,B正确。叶绿体中水的分解利用的是光能,CO2的固定不消耗ATP,C错误。组织细胞吸收O2和CO2的方式是扩散,不消耗ATP,D错误。【互动探究】
(1)上题反应在活细胞内时刻反复进行的原因是什么?
提示:细胞中ATP的含量很少,而生命活动却时刻消耗ATP,又ATP不断合成,使上述反应时刻不停地在进行。
(2)上述反应向右进行时伴随的反应一定需要氧气吗?为什么?
提示:不一定。光反应阶段、需氧呼吸第一阶段及厌氧呼吸生成ATP,都不需要氧气。【变式训练】把32P标记的磷酸分子加入某细胞培养液中,短时间内分离出细胞的ATP,发现其含量变化不大,但部分ATP末端磷酸基团已带上放射性标记,该现象不能说明(　　)
A.ATP中远离A的磷酸基团容易脱离
B.部分32P标记的ATP是重新合成的
C.ATP是细胞内的直接能源物质
D.该过程发生了ATP-ADP循环【解析】选C。细胞中存在ATP-ADP循环,ATP在细胞内的含量虽很少,但作为生物体内的直接能源物质,ATP与ADP的转化是非常迅速的,所以加入32P标记的磷酸分子后,短时间内分离出细胞的ATP,其含量变化虽不大,但部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记,由此可说明A、B、D正确,但不能说明ATP是细胞内的直接能源物质。考点 二 渗透作用?
1.渗透作用发生的条件
(1)半透膜,可以是生物性的选择透性膜,如细胞膜,也可以是物理性的过滤膜,如玻璃纸。
(2)半透膜两侧为溶液体系且溶液具有浓度差。
2.渗透装置(如图) 3.渗透作用的发生
(1)若S1溶液的浓度大于S2溶液的浓度,则单位时间内由S2→S1的水分子数多于S1→S2的水分子数,外观上表现为S1液面上升;
(2)若S1溶液的浓度小于S2溶液的浓度,则情况正好相反,外观上表现为S1液面下降。4.成熟植物细胞中的渗透系统
(1)细胞液浓度<外界溶液浓度,细胞失水,发生质壁分离。
(2)细胞液浓度>外界溶液浓度,细胞吸水,质壁分离复原。【高考警示】
(1)渗透是特殊形式的扩散:
扩散是指分子或离子从高浓度处向低浓度处运动的现象。而渗透特指水分子通过膜的扩散。
(2)渗透方向与动力:
①水分子总是由溶液浓度低的部位向浓度高的部位渗透。而其他溶质分子则相反。
②半透膜两侧的浓度差是渗透作用发生的动力,既决定着渗透的方向,又决定着渗透的速率,即浓度差越大,渗透越快。 【典例2】如图所示的U形管中间被半透膜(体积小于或等于单糖的物质才能通过)隔开,两侧分别加入等量的0.1 mol·L-1的蔗糖溶液和麦芽糖溶液。一段时间后左右两侧液面高度变化是怎样的?若向U形管两侧加入等量某种微量物质,最终右侧液面上升,那么加入的这种微量物质最可能是什么(　　)
A.右侧液面高度下降;葡萄糖
B.两侧液面高度不变;蔗糖酶
C.两侧液面高度不变;麦芽糖酶
D.右侧液面高度下降;蒸馏水【解析】选B。初始状态,蔗糖和麦芽糖物质的量浓度相同,故两侧液面高度不变。加入某“微量物质”后,最终右侧液面上升,说明最终右侧的摩尔浓度大于左侧,其原因是蔗糖在蔗糖酶的作用下分解成了葡萄糖和果糖,生成的单糖透过半透膜向右侧移动,最终两侧两种单糖的浓度相等,而右侧还含有麦芽糖,导致右侧溶液中微粒数量增多,液面上升。【互动探究】(1)若将上题中的麦芽糖换成葡萄糖,其他条件不变,液面如何变化?
提示:左侧升高。葡萄糖通过半透膜移向左侧,导致左侧浓度增大。
(2)若上题U形管左右两侧分别加入等质量分数的蔗糖溶液和葡萄糖溶液,一段时间后两侧液面高度如何变化?
提示:右侧液面先上升,再下降。质量浓度相同,葡萄糖相对分子质量小于蔗糖,右侧物质的量浓度高,最终右侧液面上升。葡萄糖能透过半透膜,从右侧移向左侧,导致左侧物质的量浓度升高,左侧液面上升。【变式训练】图1表示物质扩散的图解,图2是设计证明图1物质扩散成立的实验装置。下列有关叙述正确的是(　　)A.图甲中水柱a将持续上升
B.图甲中水柱a将先上升后下降
C.图乙中水柱b将持续上升
D.图乙中水柱b将先上升后下降
【解析】选D。由于淀粉不能透过半透膜,故水柱a表现为先上升,后保持不变;葡萄糖能透过半透膜,水柱b表现为先上升,后由于葡萄糖透过半透膜进入清水中,水柱b将下降。考点 三 物质出入细胞的方式及影响因素?
1.物质出入细胞方式的比较
(1)离子、小分子物质运输方式的比较: (2)大分子物质进出细胞的方式——胞吞和胞吐: 2.影响物质出入细胞的外界因素
(1)物质浓度(在一定的浓度范围内):(2)氧气浓度:(3)温度:【高考警示】
载体蛋白的化学性质与作用特点
(1)载体蛋白是细胞膜上的一类蛋白质,它具有特异性,不同物质的载体蛋白不同,不同生物细胞膜上的载体蛋白的种类和数量也不同。
(2)载体蛋白具有饱和现象,当细胞膜上的某种物质的载体蛋
白达到饱和时,细胞吸收物质的速率不再随物质浓度的增大而增大。 【考查角度1】物质出入细胞的方式的比较
【典例3】如图表示物质跨膜转运的一种方式。据图分析正确
的是(　　)
A.这种转运方式可逆浓度梯度进行
B.乙醇分子是以这种方式进入细胞的
C.细胞产生的能量增加会提高该物质的转运速率
D.载体蛋白在物质转运过程中形状会发生改变【解析】选D。从图示可以看出,此种转运方式是从高浓度到
低浓度,需要载体蛋白,不需要能量,应属于易化扩散。易化扩散是顺浓度梯度进行的,A错误。乙醇分子是小分子,跨膜运输方式属于扩散,B错误。易化扩散不需要能量,C错误。易化扩散和主动转运均需要载体蛋白,载体蛋白与被转运的分子或离子结合而改变形状;将分子或离子释放后,载体蛋白又恢复原来的形状。【变式训练】与下图有关概念的分析中,正确的是(　　)A.①和②所示的过程都需要消耗细胞内ATP水解释放的能量
B.只有①所示的过程能逆浓度梯度运输物质
C.大分子只有通过①所示的过程才能进入细胞
D.腌制蜜饯时蔗糖进入细胞与过程①和②有直接关系
【解析】选B。①表示主动转运,②表示易化扩散。易化扩散是顺浓度梯度运输物质,不消耗能量。一些大分子物质可通过胞吞和胞吐进出细胞。蜜饯腌制过程中细胞因失水过多死亡,此时细胞膜的选择透性丧失。 【考查角度2】影响物质跨膜运输的因素及曲线分析
【典例4】观察物质进出细胞的方式中转运速率与影响因素之间的关系曲线图,其中符合水和K+进入细胞的图是(　　) A.②③⑤和①④⑥ B.①④⑥和②③⑤
C.①③⑤和②④⑥ D.②③⑥和①④⑤【解析】选C。扩散不需要载体蛋白和能量,物质转运速率与物质浓度呈正相关,易化扩散和主动转运都需要载体蛋白,主动转运还要消耗能量,据此可确定①为扩散,②为易化扩散或主动转运,③为扩散或易化扩散,④为主动转运,⑤为扩散,⑥为易化扩散或主动转运。水进入细胞的方式为扩散,K+进入细胞的方式为主动转运。【变式训练】如图是胡萝卜在不同的含氧情况下从硝酸钾溶液
中吸收K+和 的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收量不
同的因素分别是(　　)
A.载体蛋白数量、能量 B.能量、载体蛋白数量
C.载体蛋白数量、离子浓度 D.能量、离子浓度【解析】选B。矿质元素离子的吸收方式是主动转运,需要细胞呼吸提供能量和细胞膜上载体蛋白的协助才能完成。从A、B两点吸收同一种矿质元素吸收量的情况分析得知,随氧浓度的增大,矿质元素的吸收量增大,氧浓度的增大可使细胞呼吸旺盛,提供较多的能量,说明矿质元素的吸收与能量的多少有关。从B、C两点吸收不同种矿质元素的情况分析看出,相同能量的前提下,吸收量不同,很可能与细胞膜上相应载体蛋白的数量有关。判断物质转运方式的方法
【典例】科学家在研究物质跨膜转运时发现有下列四种关系,分别用图示中四条曲线表示,在研究具体的物质X时,发现与曲线②和④相符。则物质X跨膜转运的方式是(　　)A.扩散 B.主动转运
C.易化扩散 D.胞吐【解析】选B。曲线①说明转运速率与物质的量浓度呈正相关,不受其他因素的限制,应为扩散。因为氧气浓度的高低影响细胞呼吸,进而影响能量的供应,而主动转运需要消耗能量,曲线③说明转运速率与氧气浓度无关,说明这种方式不是主动转运,而是一种被动转运方式(扩散或易化扩散)。曲线②说明在一定范围内,随物质的量浓度差升高,转运速率加快,当达到一定程度后,由于受到载体蛋白数量的限制,转运速率不再增加而保持稳定,说明这种转运需要载体蛋白,不是扩散,可能是易化扩散或主动转运。曲线④说明转运速率与氧气浓度有关,说明这个过程是需要能量的,只能是主动转运。经综合分析,物质X跨膜转运的方式是主动转运。【方法归纳】关于物质转运方式的判断可以从分子大小、曲线图、转运方向三方面着手:
(1)根据分子大小判断物质转运方式: (2)根据曲线判断:
①有饱和点的曲线表示易化扩散或主动转运(如图甲表示易化扩散);
②成正比关系的曲线表示扩散(如图乙);
③与细胞呼吸或O2浓度有关系的曲线表示主动转运(如图丙)。 (3)根据转运方向判断物质转运方式:
①一般情况下逆浓度梯度的跨膜转运方式是主动转运。
②顺浓度梯度的跨膜转运方式是扩散或易化扩散。 【易错提醒】
(1)需要载体蛋白协助的转运方式除主动转运外,不要漏掉易化扩散。
(2)消耗能量的转运方式除主动转运外,不要漏掉胞吞作用和胞吐作用。【变式训练】有一种物质只能顺浓度梯度进出细胞,但却不能顺浓度梯度进出无蛋白质的磷脂双分子层膜。这种物质出入细胞膜的方式是(　　)
A.扩散 B.易化扩散 C.主动转运 D.胞吞和胞吐
【解析】选B。本题考查物质跨膜转运的方式,难度较小。由题知,该物质进出细胞为顺浓度梯度,且需要载体蛋白的协助,故其跨膜转运方式为易化扩散。扩散是由高浓度处向低浓度处转运,且不需要载体蛋白协助的转运方式;易化扩散也是从高浓度处向低浓度处转运,但需要载体蛋白的协助;主动转运是由低浓度处向高浓度处转运,不仅需要载体蛋白,还需要消耗能量。1.能产生水和合成ATP的结构是(　　)
A.核糖体 B.线粒体内膜
C.叶绿体内膜 D.类囊体膜
【解析】选B。核糖体是合成蛋白质的场所,氨基酸通过脱水缩合反应产生水,但要消耗ATP;在线粒体内膜上既有水的产生,也有ATP的产生。叶绿体只在类囊体膜(非内膜)上产生ATP,但不产生水。2.某物质能从低浓度向高浓度跨膜转运,该过程(　　)
A.没有载体蛋白参与
B.为扩散
C.为易化扩散
D.为主动转运
【解析】选D。凡逆浓度梯度的转运方式一定是主动转运,在此过程中还需载体蛋白的协助和ATP提供能量。3.人体正常红细胞是呈两面凹陷的圆饼状,现将人体的红细胞分别浸入下列a、b、c三种不同浓度溶液内,一段时间后,实验结果如图所示,则a、b、c溶液浓度大小比较正确的是(　　)
A.a>b>c B.ac>b D.a【解析】选B。由于a、b和c内的细胞分别处于膨大、皱缩和保持相对稳定状态,因此a、b、c溶液浓度大小比较是aA.一分子AMP和一分子ADP
B.两分子ADP
C.一分子ATP和一分子ADP
D.一分子ADP【解析】选B。ATP是腺苷三磷酸的英文缩写。腺苷酸激酶能将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上,结果是一分子ATP分子脱下一个磷酸基团而成为ADP,而一分子的腺嘌呤核糖核苷酸(AMP,即腺苷一磷酸)结合上一个磷酸基团后,就成为一分子的腺苷二磷酸,即一分子ADP。综上所述,该过程共产生两分子ADP。5.如图所示为物质出入细胞的三种方式(黑点代表物质分子),则相关叙述正确的是(　　)A.与甲相比,丙方式的不同之处是需要载体蛋白协助
B.与丙相比,乙方式的唯一不同之处是需消耗能量
C.使活细胞能按照自身之需逆浓度梯度吸入或排出物质的应是丙方式
D.小肠上皮细胞吸收甘油应如丙图所示【解析】选A。甲图是从高浓度向低浓度进行运输的,不需要载体蛋白,所以是扩散。乙图是从低浓度向高浓度进行运输的,需要载体蛋白和能量,所以是主动转运。丙图是从高浓度向低浓度进行运输的,需要载体蛋白,不需要能量,所以是易化扩散。与丙图相比,乙方式的不同除需消耗能量外还有可逆浓度梯度运输。使活细胞能按照自身之需逆浓度梯度吸入或排出物质的方式是主动转运。小肠上皮细胞吸收甘油的方式应为扩散(如甲图所示)。6.如图表示生物体内发生的两个化学反应,请回答下列相关
问题:
(1)ATP分子水解时,图中所示的化学键　　 　　(填序号)最易断裂,产物ADP的分子结构简式是　　　 　。
(2)酶2在人体细胞内分布在　　 　　(细胞结构)。
(3)细胞中的吸能反应一般由　　 　　提供能量,放能反应一般与　　 　相联系,释放的能量贮存在　 　　中。
(4)细胞内　　　　　　　的能量供应机制,是生物界的共性。 【解析】(1)ATP是生命活动的直接能源物质,ATP水解时,远离
A的高能磷酸键断裂,因此ADP的分子结构简式是A-P～P。
(2)在人体细胞内ATP主要来自细胞呼吸,因此酶2分布在细胞溶胶和线粒体中。
(3)细胞中需要吸收能量的吸能反应由ATP水解提供能量,而释放能量的反应(放能反应)将能量贮存在ATP中。
(4)生物界的共性之一:细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应
机制。答案:(1)④　A-P～P
(2)细胞溶胶和线粒体
(3)ATP水解　ATP合成　ATP
(4)ATP与ADP相互转化7.(2012·浙江高考)人体肝细胞内CO2分压和K+浓度高于细胞外,而O2分压和Na+浓度低于细胞外,上述四种物质中通过主动转运进入该细胞的是(　　)
A.CO2　　 　B.O2　　 　C.K+　　 　D.Na+
【解题指南】解答本题需要注意以下两点:
(1)从题干中提取有效信息:“K+浓度高于细胞外”“进入该细胞”、物质运输的方式是“主动转运”。
(2)区别主动转运与被动转运的不同点。【解析】选C。A项错误,CO2为扩散;B项错误,O2为扩散;C项正确,K+细胞内浓度高于细胞外,通过主动转运(低浓度到高浓度)进入细胞内;D项错误,Na+细胞内浓度低于细胞外,Na+进入细胞内是顺浓度梯度,属于被动转运。8.(2012·北京高考)细胞中不能合成ATP的部位是(　　)
A.线粒体的内膜 B.叶绿体中进行光反应的膜结构
C.内质网的膜 D.蓝藻(蓝细菌)中进行光反应的膜结构
【解析】选C。A项正确,线粒体内膜上可以发生有氧呼吸的第三阶段,合成大量ATP;B项正确,叶绿体中进行光反应的膜结构为类囊体薄膜,可以发生光能到活跃化学能的转化,产生ATP,为碳反应提供能量;C项错误,内质网不是能量转换的细胞器,内质网的膜不能合成ATP;D项正确,蓝藻(蓝细菌)中进行光反应的膜结构中也可以发生光合作用过程中光能到活跃化学能的转化,产生ATP。9.(2010·广东高考)如图是植物从土壤中吸收某矿物质离子示意图。据图判断,该离子跨膜进入根毛细胞的方式为(　　)
A.扩散 B.易化扩散 C.主动转运 D.被动转运【解析】选C。小分子物质进出细胞的方式有三种:扩散、易化扩散和主动转运。扩散和易化扩散又统称被动转运。从图中看出,该离子跨膜进入根毛细胞时,从低浓度→高浓度,需要载体蛋白,消耗能量,故其运输方式应是主动转运。10.(2011·海南高考)原尿中葡萄糖、氨基酸等物质的浓度与血浆中的基本相同。原尿经肾小管上皮细胞的选择性重吸收和分泌作用后形成尿液。正常情况下尿液中不含葡萄糖。肾小管上皮细胞中的葡萄糖通过被动转运的方式进入组织液。如图为肾小管壁及相关结构示意图。回答问题:
(1)肾小管上皮细胞中的葡萄糖浓度　　　　(高于、低于、等于)组织液中的。
(2)原尿中的葡萄糖进入肾小管上皮细胞的运输方式是_______
　　　　　　,需要　　　　 　　的参与。
(3)肾小管上皮细胞重吸收水分的原理是___________________
　　　　　　　　　　　,原尿中葡萄糖未能被完全重吸收从而导致尿量增加的原因是________________________________
____________________________________________________。【解题指南】(1)考查实质:本题考查物质进出细胞的方式。
(2)题眼:“肾小管上皮细胞中的葡萄糖通过被动转运的方式进入组织液”“原尿中葡萄糖未能被完全重吸收”。【解析】(1)肾小管上皮细胞中的葡萄糖通过被动转运进入组织液,因此肾小管上皮细胞中的葡萄糖浓度高于组织液中的葡萄糖浓度。
(2)原尿中的葡萄糖浓度低于肾小管上皮细胞中的葡萄糖浓度,葡萄糖从原尿进入肾小管上皮细胞是逆浓度运输,因此是主动转运,主动转运需要载体蛋白的参与,且消耗能量。
(3)水分进出细胞的方式为扩散,细胞吸水的方式为渗透吸水,吸水能力与细胞和外界溶液之间的浓度差有关,浓度差越大吸水能力越强。答案:(1)高于　(2)主动转运　载体蛋白和能量
(3)渗透作用　原尿中含有葡萄糖,使原尿的渗透压增大,肾小管对水分的重吸收能力降低,从而使尿量增加课件87张PPT。第三节 酶一、酶的发现(连线)二、酶的本质、作用和特性
1.酶的本质
绝大多数是_______,极少数是____。
2.酶的作用:_________
判断依据:促使反应物发生化学变化,本身_______________。 蛋白质RNA催化作用不发生化学变化3.酶的特性专一性高效性一种或小部分分子结合三、影响酶活性的因素1.温度
(1)a点的温度称为_________。
(2)分析b、c点反应速率较低的原因:
b点:温度较低,___________。
c点:温度较高,_____________________。
2.pH
(1)d点的pH称为_______。
(2)导致e、f点反应速率较低的原因:____________________
_____________________。 最适温度酶活性较低酶分子遭到破坏而变性最适pHpH过低或过高,酶的分子结构遭到破坏而变性1.酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质。 ( )
【分析】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,极少数是RNA。
2.(2010山东T5A)溶酶体内的水解酶是由核糖体合成的。( )
【分析】水解酶属于蛋白质,它们由核糖体合成,其基本组成单
位是氨基酸。
3.(2010上海T17D)酶和激素都要释放到血液中才能发挥作用。
( )
【分析】激素产生后需释放到血液中才能发挥作用,胞内酶可
在细胞内合成并发挥作用。×√×4.(2010江苏T3D)某种蛋白酶是由129个氨基酸脱水缩合形成的
蛋白质。用含该蛋白酶的洗衣粉去除油渍,效果比其他类型加
酶洗衣粉好。( )
【分析】因酶具有专一性,油渍成分主要为脂肪,故利用含蛋白
酶的洗衣粉比用含脂肪酶的效果差。
5.(2009重庆T1A)高温和低温均能破坏酶的结构,使其失去活性。
( )
【分析】只有在高温或强酸、强碱下酶的结构才会被破坏,酶
才会失去活性且不可恢复,而在低温下酶只是活性降低,结构未
被破坏。××考点 一 酶的本质、作用及特性?
1.酶的本质及生理功能 2.酶的催化作用的实验验证
(1)原理:
①2H2O2 2H2O+O2
②肝细胞中含有过氧化氢酶。
(2)实验设计及现象: (3)实验结论:
①实验说明酶具有催化作用,同无机催化剂一样,都可以加快
化学反应速率。
②实验说明酶具有高效性,同无机催化剂相比,酶的催化效率
更高。 3. 专一性
(1)原因:酶只能催化与其结构互补的底物。
(2)探究专一性的思路:同一种酶催化不同化学反应(或不同酶催化同一化学反应):
①
②实验组:a底物+A酶液
对照组:b底物+A酶液底物不分解
(或无产物形成)底物被分解
(或有产物形成)实验组:a底物+A酶液
对照组:a底物+B酶液底物不分解
(或无产物形成)底物被分解
(或有产物形成)(3)变量分析及处理原则:
①自变量:不同底物或酶液(单一变量)。
②因变量:底物是否被分解或有无产物形成。
③无关变量:试剂的量、反应温度、pH等(平衡无关变量)。
(4)实例:淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用。
(5)结果及结论:
①结果
②结论:淀粉酶只能催化淀粉的水解反应，不能催化蔗糖等的水解反应，说明酶具有专一性。4.高效性
(1)原因:酶降低活化能的作用更显著。
(2)实验设计思路:
对照组:底物+无机催化剂 底物分解速度。
实验组:底物+等量酶液 底物分解速度。【思维拓展】
酶与激素的比较【考查角度1】酶的本质及作用机理
【典例1】(2011·新课标全国卷)
甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处
理,酶活性与处理时间的关系如
图。下列分析错误的是(　　)
A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解
B.甲酶不可能是具有催化功能的RNA
C.乙酶的化学本质为蛋白质
D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变 【解析】选B。A项,通过曲线可以看出甲酶活性没有变化,因此蛋白酶不能水解甲酶;B项,甲酶不能被蛋白酶水解,因此甲酶不是蛋白质,可能是RNA;C项,乙酶能被蛋白酶水解,因此乙酶是蛋白质;D项,乙酶的活性降低,是因为蛋白酶破坏了乙酶的分子结构。【考查角度2】考查角度2酶的作用及特性验证
【典例2】已知2H2O2 2H2O+O2,可以通过观察反应过
程中O2的生成速率(即气泡从溶液中释放的速率)来判断H2O2分解反应的速率。请用所给的实验材料和用具设计实验,使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤、预测实验结果、得出结论,并回答问题。 实验材料与用具:适宜浓度的H2O2溶液,蒸馏水,MnO2,0.01%过
氧化氢酶溶液,恒温水浴锅,试管。
(1)实验步骤:
① ;
② ;
③ 。(2)实验结果预测及结论:
整个实验中,不同处理的试管中O2的释放速率从快到慢依次是
。
由此可得出的结论是 。
(3)如果仅将实验中的恒温水浴改为80℃,重做上述实验,O2释放的速率最快的是 ,
原因是______________________________________________
。 【解析】本题考查实验设计能力及对实验结果的分析能力。具体分析如下:(1)实验步骤的设计应注意以下几点:①遵循对照原则,为验证酶具有催化作用,需要加酶的实验与无催化剂的实验形成对照;为验证酶具有高效性,需要加酶的实验与加无机催化剂的实验形成对照,故应设置3组实验。②遵循单一变量原则,实验组与对照组间只有一个变量,即催化剂的不同。③控制无关变量原则,不同组别的实验中,试剂应加相同的量;应在相同的温度条件下进行。④不同实验组,同一步骤具有相同的操作。(2)整个实验中,不同处理的试管中O2释放最快的是加过氧化氢酶溶液的试管(A组),其次是加MnO2的试管(B组),再次是加蒸馏水的试管(C组)。A、B对比表明酶具有高效性,A、C对比表明酶具有催化作用。(3)将恒温水浴改为80℃,重做上述实验,由于过氧化氢酶因高温变性而失去了活性,而MnO2未失去催化作用,因此释放O2最快的是加MnO2的试管。答案:(1)①取3支试管,各加入等量且适量的H2O2溶液,放入恒温水浴锅中保温适当时间
②向上述3支试管中分别加入适量的蒸馏水、MnO2和过氧化氢酶溶液
③观察各试管中释放气泡的快慢
(2)加过氧化氢酶溶液的试管、加MnO2的试管、加蒸馏水的试管　酶具有催化作用和高效性
(3)加MnO2的试管
在此温度下,MnO2仍保持催化作用,而过氧化氢酶因高温失去了活性【互动探究】
(1)上题(2)中如果各试管均未观察到气泡产生,最可能的原因是什么?
提示:H2O2溶液放置太久,已经被分解。
(2)若要验证酶的专一性,应怎样改进实验?
提示:实验组与对照组加等量H2O2溶液,实验组加H2O2酶,而对照组加其他酶。【变式训练】向5支试管中分别加入2 mL 0.5 mol·L-1的过
氧化氢溶液,进行如表所示的实验。据此判断下列说法正确
的是(　　)A.能说明酶具有专一性的是1号试管和3号试管的实验
B.能说明酶具有高效性的是3号试管和4号试管的实验
C.2号试管和5号试管的实验说明生物催化剂和化学催化剂具有同等的催化效率
D.5号试管的实验说明酶的催化效率不受溶液酸碱度的影响
【解析】选A。依据题干所述可判断1号试管和3号试管的实验相比较证明酶的专一性;2号试管和3号试管的实验相比较,证明酶具有高效性;4号试管、5号试管的实验分别与3号试管对照,证明酶的活性会受到温度和酸碱度等条件的影响。 考点 二 影响酶活性的实验分析?
1.温度对酶活性的影响(其他条件均适宜)
(1)实验设计思路:(2)实验设计程序:
　淀粉　　　　　淀粉酶　 ↓　　　　　　↓各自在所控制的温度下处理一段时间　　　　↓淀粉与相应温度的淀粉酶混合　　　　↓在对应的温度下共同保温一段时间　　　　↓滴加碘—碘化钾溶液,观察颜色变化2.pH对酶活性的影响
(1)实验设计:(2)实验分析:
验证或探究pH对酶活性的影响,自变量是pH,应设置具有一
定梯度的多个不同pH条件。一般至少应设置“低pH”“最适pH”“高pH”三个指标。
因变量是O2的产生速率,通过比较气泡的多少判断反应速率的快慢以及酶活性的高低。 【高考警示】
关于试剂选用问题的两点提醒
(1)探究温度对酶活性的影响实验中,不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解,因为在加热条件下,不加过氧化氢酶的过氧化氢分解也加快。
(2)探究温度对酶活性的影响实验中,不宜选用本尼迪特试剂检测淀粉分解情况,而应选择碘—碘化钾溶液,因为本尼迪特试剂需要用热水浴加热后才会显出红黄色沉淀,而加热会对酶活性产生影响。 【典例3】以下是有关酶的两个实验,根据表格内容分析回答:
表1表2
(1)表1所示为探究　　　　　　　　　 　　的实验。
(2)表1所示实验的正确步骤为　　　　 　　　　　(用表中操作步骤的序号表示)。(3)表2所示为探究　　 　　 　　　　　　的实验。
(4)请修正表2操作步骤中的错误:
① ;
② 。
(5)表2所示实验结果能否用碘—碘化钾溶液检测?
　　　　　　　　　　　　 　。 【解析】(1)从表1可知,三支试管的不同处理是温度不同,即温度是变量,故本实验探究温度对酶活性的影响。
(2)为保证淀粉溶液和淀粉酶溶液处在相同的温度下,防止温度变化过程中对反应产生影响,应先分别对它们用相同温度处理,故正确的操作顺序为2-3-1(-3)-4。
(3)表2中两支试管内底物不同,酶相同,故实验为探究酶的专一性。
(4)表2实验要验证淀粉酶是否能催化淀粉和蔗糖分解,应先加酶,后检验分解情况;加入本尼迪特试剂后要热水浴加热。
(5)探究淀粉酶的专一性时,应该用本尼迪特试剂检验淀粉是否分解,不应该用碘—碘化钾溶液检验淀粉是否存在。 答案:(1)酶的活性受温度影响
(2)2-3-1(-3)-4
(3)酶的专一性
(4)①应该先加淀粉酶溶液,后加本尼迪特试剂
②加入本尼迪特试剂后要用热水浴加热
(5)不能【变式训练】在“探究影响酶活性的因素”实验中正确的操
作是(　　)
A.若探究pH对酶活性的影响,可选择过氧化氢溶液为底物
B.若探究温度对酶活性的影响,可选择过氧化氢溶液为底物
C.若探究温度对淀粉酶活性的影响,可将淀粉与淀粉酶两溶液混合后再调控温度
D.若探究温度对淀粉酶活性的影响,可选择本尼迪特试剂对实验结果进行检测【解析】选A。过氧化氢加热即可分解,如果用其探究温度对酶活性的影响,则结果会不准确,故A正确、B错误。在探究温度对酶活性的影响时,必须将底物淀粉与淀粉酶分别先用相同温度处理后再混合,如果先混合再处理,由于酶的高效性,底物与酶可能已经反应,使实验结果不准确,故C错误。本尼迪特试剂反应的条件需要热水浴加热,而加热会对酶活性产生影响;可选用碘—碘化钾溶液鉴定剩余淀粉的量来确定酶的活性,故D错误。考点 三 影响酶促反应的因素及曲线分析?
1.表示酶高效性的曲线
(1)催化剂可加快化学反应速率,与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。
(2)酶只能缩短达到化学平衡所需时间,不改变化学反应的平
衡点。
(3)酶只能催化已存在的化学反应。2.表示酶专一性的曲线
(1)在A反应物中加入酶A,反应速率较未加酶时明显加快,说明酶A催化底物A反应。
(2)在A反应物中加入酶B,反应速率和未加酶时相同,说明酶B不催化底物A反应。 3.影响酶促反应速率的因素
(1)温度和pH:①在一定温度(pH)范围内,随温度(pH)的升高,酶的催化作用增强,超过这一范围,酶的催化作用逐渐减弱。
②过酸、过碱、高温都会使酶变性失活,而低温只能抑制酶的活性,酶分子结构未被破坏,温度升高可恢复活性。
③从丙图可以看出:反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。 (2)底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响:
①甲图:在其他条件适宜、酶量一定的情况下,酶促反应速率随底物浓度增加而加快,但当底物达到一定浓度后,受酶数量限制,酶促反应速率不再增加。
②乙图:在底物充足、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度成正比。【高考警示】
(1)不同因素对酶促反应速率的影响机理不同:
pH、温度与底物浓度、酶浓度对酶促反应速率的影响方式不同。pH和温度通过影响酶活性而影响酶促反应速率。底物浓度和酶浓度不会影响酶的活性,只能通过改变底物与酶的接触机会而影响酶促反应速率。
(2)低温对酶的影响不同于高温、过酸、过碱对酶的影响:
低温下,酶活性只是受到抑制而下降,并未变性而失活,温度升高时酶活性会逐渐恢复。高温、过酸、过碱则不同,它们改变酶的结构,酶失去活性,直到丧失活性,即使恢复最适条件,酶也不会恢复活性。 【典例4】(2011·海南高考)某一不可逆化学反应(S→P+W)在无酶和有酶催化时均可以进行。当该反应在无酶条件下进行到时间t时,向反应液中加入催化该反应的酶。图中能正确表示加酶后反应物浓度随反应时间变化趋势的曲线是(　　)
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁【解析】选D。不可逆反应,反应物最终会全部消耗。当反应进行到t时加入催化该反应的酶,由于酶的高效性,反应物浓度迅速降低,最后降为0。【互动探究】
(1)丁曲线后来变化趋势变缓的原因是酶活性降低了吗?
提示:不是。因为随着反应物浓度的降低,反应速率逐渐减慢,但酶的活性保持不变。
(2)若将纵坐标改为生成物的量,其曲线变化趋势会改变吗?
提示:会改变。先快速增长,然后缓慢增长,最后达到相对稳定。【变式训练】(2013·丽水模拟)如图曲线b表示在最适温度、最适pH条件下,反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是(　　)
A.酶量是限制曲线AB段反应速率的主要因素
B.酶量减少后,图示反应速率可用曲线a表示
C.升高温度后,图示反应速率可用曲线c表示
D.减小pH,重复该实验,A、B点位置都不变【解析】选B。在AB段,酶促反应速率随反应物浓度的增大而增大,说明限制曲线AB段反应速率的主要因素是反应物浓度。酶量减少时,在较低反应物浓度下,即可达到最高催化速率。因为该实验是在最适温度、最适pH条件下测得的相关数据,所以升高温度后,部分酶失活,酶促反应速率会下降。减小pH,酶的活性也下降,A、B点位置会发生变化。与酶有关的实验设计方法
【典例】请用所给的实验材料和用具,设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性,要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论,并回答问题:
实验材料与用具:适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液,本尼迪特试剂、试管、37℃恒温水浴锅、沸水浴锅。(1)若“+”代表加入适量的溶液,“-”代表不加溶液,甲、乙等代表试管标号,请用这些符号完成下表实验设计。 (2)实验步骤:
①按照上表中的设计,取试管、加溶液;
② ;
③ ;
④ ;
(3)结果预测:________________________________________
___________________________________________________。
(4)结论: 。(5)在上述实验中,如果仅将37℃恒温水浴锅的温度调到20℃,而在其他条件不变的情况下重做上述实验,试管中出现的颜色会比37℃时的浅,其原因是______________________________
____________________________________________________。 【解析】(1)(2)唾液淀粉酶可以将淀粉分解为可溶性的还原糖,但不能分解蔗糖;蔗糖酶可将蔗糖分解为可溶性还原糖,但不能分解淀粉。可溶性还原糖遇本尼迪特试剂在热水浴条件下出现红黄色沉淀。要通过实验验证蔗糖酶和唾液淀粉酶的专一性,在实验中要体现等量原则和对照原则。实验时可设置4支试管,甲和丙试管中添加等量的蔗糖溶液,乙和丁试管中添加等量的淀粉溶液,然后再向甲和丁中加入等量的蔗糖酶溶液,向乙和丙中加入等量的唾液淀粉酶溶液。混合均匀后4支试管均放入37℃恒温水浴锅内保温一段时间,然后用本尼迪特试剂来鉴定是否出现可溶性还原糖。(3)(4)蔗糖酶催化蔗糖分解为可溶性还原糖;淀粉酶催化淀粉分解为可溶性还原糖,经本尼迪特试剂检测,甲、乙2支试管会出现红黄色沉淀,其余试管中因无还原糖产生不会出现红黄色沉淀。这表明一种酶只能催化一种或一类化学反应,即酶具有专一性。(5)哺乳动物的蔗糖酶和唾液淀粉酶的最适温度为37℃左右,当将水浴锅的温度由37℃调到20℃时,酶的活性会降低,分解速率减慢,产生的还原糖少,从而使出现的红黄色沉淀少,因此试管中的颜色会比37℃时的浅。答案:(1)(2)②混匀,将4支试管均放入37℃恒温水浴锅内保温一段时间
③取出试管,分别加入适量的本尼迪特试剂,混匀,热水浴一段时间
④观察实验现象并记录实验结果
(3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管,以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现红黄色沉淀,其他试管中不出现红黄色沉淀
(4)酶的催化作用具有专一性
(5)20℃低于酶的最适温度,酶活性低,水解产生的还原糖少【方法归纳】与酶有关的实验设计,可以归纳为以下五个方面:
(1)验证或探究酶具有高效性:高效性是一种比较性概念,是指与无机催化剂相比具有高效性。因此应设置酶与无机催化剂对同一反应的催化效率的对照。用酶和蒸馏水作对照,可用来验证酶具有催化功能。
(2)验证或探究酶具有专一性:专一性是指一种酶只能催化一种或一类化合物的反应。因此验证酶具有专一性应设置。同一底物、两种不同酶或不同底物、同一种酶反应的催化效果的对照。(3)验证或探究温度对酶活性的影响:自变量是温度,应设置具有一定梯度的多个不同温度条件,比较某种酶的催化效率。一般至少应设置低温、适温、高温3个指标。
(4)验证或探究pH对酶活性的影响:自变量是pH,应设置具有一定梯度的多个不同pH条件,比较某种酶的催化效率。一般至少应设置低pH、最适pH、高pH 3个指标。注意胃蛋白酶最适pH在1.8左右。
(5)验证某种酶的化学本质是蛋白质:蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应,也可用蛋白酶水解的方法使酶失活来证明。 【易错提醒】
(1)根据试题要求,确定单一变量,依据实验变量进行合理分组。
(2)根据实验材料,结合实验原理确定实验现象的检测手段,如上题中,要检测是否有还原糖产生。
(3)除单一变量外,确保其他条件相同且适宜,如上题4支试管都在37℃恒温水浴锅内保温一段时间。
(4)合理确定操作程序,如上题的实验步骤②③不能颠倒。 【变式训练】在比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中,对实验的处理如表所示。对该实验的有关分析不正确的是(　　)A.在上表的实验处理中,研究了温度和催化剂两个自变量
B.试管2中因为没有加入任何试剂,所以应为空白对照组
C.若试管4和试管1组成对照实验,可说明酶具有催化作用
D.若要研究酶的高效性,可选用的实验组合是试管4和试管3【解析】选B。根据表格信息,试管1和试管2的变量为温度,试管3和试管4的变量为催化剂种类,二者均是自变量,其他因素如反应物浓度、pH等为无关变量;试管2虽没有添加任何试剂,但是温度与试管1不同,因此也是实验组;试管1和试管4的不同点为是否添加了酶,由此可以证明酶具有催化作用;试管3和试管4的不同点是催化剂的种类:酶和无机催化剂,因此可以证明酶的高效性。1.20世纪80年代科学家发现了一种RnaseP酶,是由20%蛋白质和80%RNA组成的,如果将这种酶中的蛋白质除去,并提高Mg2+的浓度,他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的活性,这一结果表明(　　)
A.酶的化学本质是蛋白质
B.酶是由蛋白质组成的
C.RNA具有生物催化作用
D.绝大多数酶的化学本质是蛋白质,极少数是RNA【解析】选C。除去RnaseP酶中的蛋白质后,提高Mg2+浓度,
其中的RNA可发挥该酶的催化活性,可以说明RNA具有生物催
化作用。2.如图为酶催化反应的过程示意图,以数字编号的图形分别
表示反应物、酶、生成物等反应要素,其中表示酶的图形编号
是(　　)
A.①　　　　B.②　　　　C.③　　　　D.④
【解析】选A。从图中可以看出图形①参与酶催化的反应,并在反应后保持结构和性质不变,故图形①表示酶。3.β-半乳糖苷酶能催化乳糖生成半乳糖和葡萄糖,但不能催
化麦芽糖分解为葡萄糖。这表明β-半乳糖苷酶的催化作用具
有(　　)
A.高效性 B.专一性
C.稳定性 D.多样性
【解析】选B。一种酶只能催化一种底物的反应,说明酶的催化作用具有专一性。4.将刚采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻,可保持其甜味。这是因为加热会(　　)
A.提高淀粉酶活性
B.改变可溶性糖分子结构
C.防止玉米粒发芽
D.破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶
【解析】选D。本题考查温度对酶活性的影响。刚采摘的甜玉米内含有大量将可溶性糖转化为淀粉的酶,这些酶可将可溶性糖转化为淀粉使玉米失去甜味,经高温处理会使酶失活而保持玉米的甜昧。5.在一块含有淀粉的琼脂块的四个圆点位置,分别用不同的方法处理,如图所示。将上述实验装置放入37℃恒温箱中,保温处理24小时后,将碘-碘化钾溶液滴在琼脂块上,可见其上面呈蓝色的斑块个数是(　　)
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个【解析】选C。唾液煮沸或与酸混合,唾液淀粉酶均失去活性,淀粉不能被水解;酶具有专一性,蔗糖酶不催化淀粉水解,所以圆点1、2、3遇碘-碘化钾溶液均变蓝。圆点4中淀粉会被水解,遇碘-碘化钾溶液不变蓝。6.如图所示,a曲线反映的是某种酶的催化反应速率与反应物浓度的关系。在一定的温度和pH条件下,A点以前和以后反应速率的限制因素是(　　)
A.酶量和反应物浓度
B.反应物浓度和酶量
C.反应物浓度和反应物浓度
D.酶量和酶量【解析】选B。在一定的温度和pH条件下,A点以前随着反应物浓度增加,反应速率提高,故限制反应的因素为反应物浓度;A点以后随着反应物浓度增加,反应速率不再增加,此时的限制因素为酶量。7.某同学从温度为55℃～65℃的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌,并从该细菌中提取了脂肪酶。回答下列问题:
(1)测定脂肪酶活性时,应选择　　　　　　作为该酶作用的物质,反应液中应加入　　　　　　溶液以维持其酸碱度稳定。
(2)要鉴定该酶的化学本质,可将该酶液与双缩脲试剂混合,若反应液呈紫色,则该酶的化学本质为 。
(3)根据该细菌的生活环境,简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路:________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
____________________________________________________。 【解析】(1)该脂肪酶是从温度为55℃～65℃的泉水中筛选出来的,其作用是催化脂肪的水解,所以应选用脂肪作为该酶作用的物质。酶的作用需要适宜的温度和酸碱度,反应液中应加入缓冲溶液以维持其酸碱度稳定。
(2)蛋白质与双缩脲试剂发生反应,使溶液呈现紫色,所以该酶的化学本质为蛋白质。
(3)该细菌生活在温度为55℃～65℃的泉水中,如果要测定该酶催化作用的最适温度,应该在55℃～65℃的范围内设置一系列温度梯度的对照组,分别测定该酶的活性。若所测得的数据出现峰值,则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度。否则,扩大温度范围,继续实验,直到出现峰值。答案:(1)脂肪　缓冲
(2)蛋白质
(3)在一定温度范围(包括55℃～65℃)内设置温度梯度,分别测定酶活性。若所测得的数据出现峰值,则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度。否则,扩大温度范围,继续实验,直到出现峰值8.(2011·福建高考)正常人体内的激素、酶和神经(化学)递质均有特定的生物活性,这三类物质都是(　　)
A.在细胞内发挥作用
B.由活细胞产生的蛋白质
C.与特定分子结合后起作用
D.在发挥作用后还能保持活性【解析】选C。A项,激素有的在细胞内起作用,有的在细胞外起作用,酶可以在细胞外起催化作用,神经(化学)递质作用于突触后膜,在细胞外起作用;B项,激素和神经(化学)递质的本质不一定是蛋白质,极少数的酶是RNA;C项,激素与靶细胞结合、神经(化学)递质与突触后膜受体结合、酶与反应物结合;D项,激素和神经(化学)递质作用后要被分解失活。9.(2011·天津高考)下列有关酶的叙述正确的是(　　)
A.酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸
B.酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率
C.在动物细胞培养中,胰蛋白酶可将组织分散成单个细胞
D.DNA连接酶可连接DNA双链的氢键,使双链延伸【解析】选C。A项,大多数酶是蛋白质,少数是RNA,所以酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸。B项,酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速率,但不能为反应物供能。C项,动物细胞外含有多种胞外蛋白,如胶原蛋白,使细胞间或细胞与培养瓶内壁粘连起来;胰蛋白酶有消化作用,胰蛋白酶处理动物组织,可以使动物组织细胞间的蛋白质分解,获得单个细胞。D项,酶具有专一性,DNA连接酶只能连接两个粘性末端,双链间氢键的形成不需要酶的催化。10.(2011·海南高考)关于酶的叙述,正确的是(　　)
A.酶提供了反应过程所必需的活化能
B.酶活性的变化与酶所处环境的改变无关
C.酶结构的改变可导致其活性部分或全部丧失
D.酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸
【解题指南】解答本题的关键应明确以下几点:
(1)酶是催化剂,在化学反应前后性质和结构不会改变。
(2)环境条件的改变可导致酶结构发生变化,致使酶活性部分或全部丧失。
(3)要正确理解酶改变反应速率的原因。【解析】选C。A项,酶降低反应的活化能,不是提供反应所需的活化能。B项,酶的活性受外界环境的影响,如温度、pH等。C项,结构决定功能,酶的结构改变,活性就会部分或全部丧失。D项,酶是一种催化剂,催化反应前后,自身结构和性质不会改变。11.(2009·宁夏高考)如图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是(　　)A.当反应温度由t2调到最适温度时,酶活性下降
B.当反应温度由t1调到最适温度时,酶活性上升
C.酶活性在t2时比t1时高,故t2时更适合酶的保存
D.酶活性在t1时比t2时低,表明t1时酶的空间结构遭到的破坏更严重【解析】选B。在最适宜的温度下,酶的活性最高。温度偏高或偏低,酶活性都会明显降低。温度过高,还会使酶的空间结构遭到破坏,使酶失活,这种改变是不可逆的,故当反应温度由t2调到最适温度时,酶活性不变,A错误。温度降低,酶活性降低,但酶的结构不会改变,故当反应温度由t1恢复到最适温度时,酶活性上升,B正确。低温下酶的空间结构保持稳定,故低温适于保存酶,故C、D错误。课件90张PPT。第五节 光合作用一、光合色素
1.色素种类
2.分布:_______________________
3.特性
不溶于___,能溶于_______________等有机溶剂。橙黄色叶黄素蓝紫光蓝绿色叶绿素b蓝紫光和红光叶绿体基粒的类囊体膜上水无水乙醇、丙酮二、光合作用过程1.写出图中序号代表的生理过程或物质
①_____　②______　③____　④__________
阶段Ⅰ___________　阶段Ⅱ___________
2.场所
阶段Ⅰ:_______________
阶段Ⅱ:___________氧气NADPHATP二氧化碳光反应阶段碳反应阶段叶绿体类囊体膜叶绿体基质3.物质变化
(1)阶段Ⅰ:
①水在光下裂解为____________;
②水中的氢在光下将_____还原为______。
(2)阶段Ⅱ:
①3CO2+3RuBP→__________
②H+、O2和电子NADP+NADPH6个三碳酸三碳糖4.能量变化
(1)阶段Ⅰ中,光能被吸收并转化为_____________________。
(2)阶段Ⅱ中,活跃的化学能转变为稳定的化学能(贮存在以糖
类为主的有机物中)。
5.三碳糖的去向
(1)叶绿体内:作为合成淀粉、蛋白质和_____的原料。
(2)叶绿体外供给细胞呼吸
转变成_____
参与其他代谢ATP和NADPH中的化学能脂质蔗糖三、环境因素对光合速率的影响
1.光合速率
(1)含义:_______的植物(如一定的叶面积)在_________内进
行多少光合作用,又称_________。
(2)表示方法:(产生氧气量/单位时间)或(_______________/
单位时间)。 一定量单位时间光合强度消耗二氧化碳量2.影响光合速率的外界因素
(1)光强度:在一定范围内,光合速率随光强度增加而_____;当
光强度增加到一定数值后,光强度再增加光合速率也不会增加,
此时的光强度称为_________。
(2)温度:低于最适温度,随着温度升高,光合速率_____;超过最
适温度,随着温度升高,酶的活性___________,光合速率_____
_______。
(3)二氧化碳浓度:一定范围内,空气中二氧化碳浓度的增加会
使光合速率_____。增加光饱和点加快减弱或丧失减慢或停止加快1.能进行光合作用的生物一定含有叶绿体。 ( )
【分析】不一定,如蓝细菌没有叶绿体也能进行光合作用。
2.(2012福建T1D)豌豆叶片黄化,叶绿体对红光的吸收增多。
　 ( )
【分析】叶片黄化,说明叶片缺少叶绿素,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,剩下的类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,因此叶片黄化,叶绿体对红光的吸收减少。
3.(2011海南T21C)液泡中色素吸收的光能用于光合作用。( )
【分析】液泡中的色素不能将吸收的光能转化用于光合作用。×××4.光合作用强烈时,碳反应过程直接将3个CO2分子合成一个三碳化合物。 ( )
【分析】碳反应阶段,在酶的催化作用下,1分子的二氧化碳与1个RuBP结合,形成1个六碳分子,这个六碳分子随即分解成2个三碳酸分子。
5.(2009上海T24D)叶绿体和线粒体中都有ATP合成酶,都能发生氧化还原反应。 ( )
【分析】叶绿体类囊体膜和线粒体内膜上都有ATP合成酶,能够合成ATP。光反应阶段,水的光解是氧化还原反应。需氧呼吸第三阶段,NADH与氧气反应生成水是氧化还原反应,发生在线粒体内膜上。×√6.植物体自身的遗传特性可以影响光合速率。 ( )
【分析】影响光合速率的因素很多,既有内部因素也有外界环境因素,植物体自身的遗传特性(如阴生植物、阳生植物)是内部因素之一。
7.无色透明的塑料大棚比有色塑料大棚光合效率高。( )
【分析】无色透明大棚日光中各色光均能透过,有色大棚主要透过同色光,其他光被其吸收,所以用无色透明的塑料大棚光合效率最高。√√考点 一 光合作用过程分析?
1.光反应与碳反应的区别 2.光反应与碳反应的联系
光反应为碳反应提供NADPH、ATP,碳反应为光反应提供ADP和Pi,如图:3.条件骤变时几种物质量的变化在以上各物质的含量变化中:三碳酸分子和RuBP含量的变化是相反的,即三碳酸分子增加,则RuBP减少;NADPH和ATP的含量变化是一致的,都增加或都减少。 【高考警示】
光合作用过程中的易错点
(1)细胞中NADPH、ATP、三碳酸分子、RuBP等物质含量的改变是在外界条件改变(如停止光照、停止CO2供应)的短时间内发生的,且是相对含量的变化。分析时应结合CO2的固定和三碳酸分子的还原过程图解,从来源和去路两个角度分析,方能得出正确结论。
(2)光合作用光反应产生的ATP只用于碳反应阶段,不能用于其他生命活动,其他生命活动所需ATP来自细胞呼吸。 【考查角度1】光合作用的场所和条件
【典例1】(2011·浙江高考)下列有关叶绿体及光合作用的叙述,正确的是(　　)
A.破坏叶绿体外膜后,O2不能产生
B.植物生长过程中,叶绿体内各种色素的比例保持不变
C.与夏季相比,植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短
D.离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后,可完成碳反应 【解析】选D。A项,叶绿体类囊体膜上产生O2,不是外膜;B项,不同季节各色素的比例不同,秋季叶绿素少而胡萝卜素和叶黄素多;C项,影响光合速率的因素有光强度、CO2浓度、温度等,与夏季相比,冬季温度低是光合速率低的主要原因;D项,碳反应不仅需要CO2,还需要光反应提供ATP、NADPH,只要在离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2,就可以完成碳反应。【考查角度2】光合作用过程中的物质变化
【典例2】(2011·新课标全国卷)在光照等适宜条件下,将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中,其叶片碳反应中C3(即三碳酸分子)和C5(即RuBP)微摩尔浓度的变化趋势如图,回答问题: (1)图中物质A是　　　　(C3、C5)。
(2)在CO2浓度为1%的环境中,物质B的浓度比A低,原因是______
　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　;将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后,物质B浓度升高的原因是__________
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中,碳反应中C3和C5浓度达到稳定时,物质A的浓度将比B的　 　(低、高)。
(4)CO2浓度为0.003%时,该植物光合速率最大时所需要的光强度比CO2浓度为1%时的　　(高、低),其原因是_____________
____________________________________________________。 【解析】本题主要考查光合作用的影响因素及识图能力。(1)CO2浓度降低后,直接影响碳反应中CO2的固定,导致C3的量减少,确定物质A是C3,物质B是C5。(2)CO2浓度为1%时,碳反应速率在该环境中已达到稳定,即C3和C5的含量稳定,根据碳反应的特点,此时C3的分子数是C5的2倍;当CO2浓度突然降低时,C5的合成速率不变,消耗速率却减慢,导致C5积累。(3)CO2浓度为0.003%时,C3和C5的浓度保持稳定后,碳反应保持稳定,此时仍根据碳反应中CO2固定的反应式确定,C3的量应是C5的量的2倍。(4)CO2浓度降低,达到最大光合速率时所需的光强度降低,因为碳反应减弱,所需的ATP和NADPH减少,光反应强度减弱。答案:(1)C3
(2)碳反应速率在该环境中已达到稳定,即C3和C5的含量稳定,根据碳反应的特点,此时C3的分子数是C5的2倍
当CO2浓度突然降低时,C5的合成速率不变,消耗速率却减慢,导致C5积累
(3)高
(4)低　CO2浓度低时,碳反应的强度低,所需的ATP和NADPH少【变式训练】如图为光合作用过程示意图,在适宜条件下栽培小麦,如果突然将c降低至极低水平(其他条件不变),则a、b在叶绿体中含量的变化将会是(　　)
A.a上升、b下降 B.a、b都上升
C.a、b都下降 D.a下降、b上升【解析】选B。由图解分析,c是CO2,a和b分别是NADPH、ATP,若在其他条件不变的情况下,将c降低至极低水平,CO2的固定减弱,三碳酸分子还原减慢,消耗的NADPH和ATP减少,则a、b在叶绿体中含量的变化将会是都上升。考点 二 影响光合作用的环境因素及应用?
1.光强度
(1)光强度与光合速率的关系曲线: ①A点
②AB段只呼吸不光合，
植物释放CO2
吸收O2呼吸＞光合
植物释放CO2
吸收O2③B点
④B点后
(2)阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，如图中虚线所示。间作套种农作物，可合理利用光能。 光合=呼吸
植物外观上不与外界
发生气体交换光合＞呼吸
植物吸收CO2
释放O22.CO2浓度(1)曲线分析:图1中A点表示CO2补偿点,即光合速率等于呼吸速率时的CO2浓度,图2中A′点表示进行光合作用所需的最低CO2浓度。B和B′点都表示CO2饱和点。
(2)应用:在农业生产上可以通过“正其行,通其风”、增施农家肥等增大CO2浓度,提高光合速率。3.温度
(1)曲线分析(如图):温度主要是通过影响与光合作用有关的酶的活性而影响光合速率。
(2)应用:冬天,温室栽培可适当提高温度,也可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度,以提高光合作用;晚上适当降低温室温度,以降低细胞呼吸,保证植物有机物的积累。【思维拓展】
当外界条件变化时,CO2(光)补偿点移动规律
(1)若呼吸速率增加,CO2(光)补偿点应右移,反之应左移。
(2)若呼吸速率基本不变,条件的改变使光合速率下降时,CO2(光)补偿点应右移,反之应左移。
(3)阴生植物与阳生植物相比,CO2(光)补偿点和饱和点都相应向左移动。【典例3】(2012·浙江高考)某植物在停止供水和恢复供水条件下,气孔开度(即气孔开放程度)与光合速率的变化如图所示。请回答:(1)停止供水后,光合速率下降。这是由于水是　　　　　的原料,又是光合产物在植物体内　　　　　的主要介质。
(2)在温度、光照相同的条件下,图中A点与B点相比,光饱和点低的是　　　　　点,其主要原因是______________________
____________________________________________________。
(3)停止供水一段时间后,叶片发黄,原因是_______________。
此时类囊体结构被破坏,提供给碳反应的　　　 　　减少。
(4)生产实践中,可适时喷施植物激素中的 ,
起到调节气孔开度的作用。【解析】本题通过坐标图考查光合作用的相关知识。
(1)光合作用的光反应发生水的光解,所以水是光合作用的原料;光合作用的产物为有机物,水的作用是可以作为各种生理活动的介质,所以又是光合作用的产物在植物体内运输的介质。
(2)图中A点水分充足,气孔开度大,CO2吸收多,光合作用强,光饱和点高;B点缺水,气孔开度小,CO2吸收少,光合作用弱,光饱和点低。(3)停止供水,叶绿素不能继续合成,显现类胡萝卜素的颜色,所以叶片变黄;光反应在类囊体膜上进行,为碳反应提供NADPH和ATP。
(4)脱落酸在植株失水时可以使气孔关闭,所以生产中可以通过适时喷施脱落酸来调节气孔开度。 答案:(1)光合作用　运输
(2)B　B点缺水,气孔开度小,CO2吸收少,光合作用弱(答出一项即可)
(3)叶绿素合成速度变慢或停止(或叶绿素分解),类胡萝卜素的颜色显露出来(答出一项即可)
NADPH和ATP
(4)脱落酸考点 三 光合作用与呼吸作用的关系?
1.区别 2. 联系
(1)物质方面:
C:CO2 C6H12O6 C3H4O3 CO2
O:H2O O2 H2O
H:H2O NADPH C6H12O6
NADH H2O碳反应需氧呼吸Ⅰ需氧呼吸Ⅱ光反应需氧呼吸Ⅲ光反应碳反应需氧呼吸Ⅰ、Ⅱ需氧呼吸Ⅲ(2)能量方面:
光能 ATP C6H12O6光反应碳反应细胞呼吸热能
ATP 各项生命活动【高考警示】
(1)光下细胞仍进行细胞呼吸:光照条件下有氧气释放并不说明只进行光合作用,细胞呼吸也在进行,只不过是光合作用强度大于细胞呼吸强度。(2)区分三个“最适温度”:植物所有的生理活动都受温度的影响。在一定的温度范围内,提高温度可以提高酶的活性,加快反应速率。温度对光合作用和细胞呼吸的影响如图所示。但是植物净光合作用的最适温度既不是植物细胞呼吸的最适温度,也不是光合作用的最适温度。【典例4】(2013·嘉兴模拟)根据图示,下列叙述不正确的
是(　　)
A.X、Y物质分别代表三碳酸分子和丙酮酸
B.①④过程都有NADPH产生,②③过程都需要消耗NADPH
C.①过程发生在细胞溶胶中,②过程发生在叶绿体基质中
D.①②③④过程都没有消耗氧气,也没有产生氧气【解析】选B。X、Y物质分别代表三碳酸分子和丙酮酸。①②③④分别表示细胞呼吸第一阶段、三碳酸分子的还原、二氧化碳的固定、需氧呼吸第二阶段。①过程发生于细胞溶胶中,产生少量NADH,不消耗氧气。②过程发生于叶绿体基质中,消耗NADPH,既不消耗氧气,也不产生氧气。③过程发生于叶绿体基质,不消耗NADPH,既不消耗氧气,也不产生氧气,故B错误。④过程发生于线粒体基质,丙酮酸与水反应,生成二氧化碳,无氧气参与。【互动探究】
(1)上题③④过程发生的场所分别是什么?
提示:叶绿体基质和线粒体基质。
(2)若为蓝细菌细胞,能否完成上题图示的全过程?
提示:能完成。蓝细菌虽无线粒体和叶绿体,但能进行需氧呼吸和光合作用。【变式训练】如图表示绿色植物体内某些代谢过程中物质的
变化,A、B、C分别表示不同的代谢过程。以下表述正确的是
(　　)A.水参与C中第二阶段的反应
B.B在叶绿体类囊体膜上进行
C.A中产生的O2参与C的第二阶段
D.X代表的物质从叶绿体的基质移向叶绿体的类囊体膜
【解析】选A。根据代谢过程中物质的变化图分析,A、B、C分别表示光反应(场所:类囊体膜)、碳反应(场所:叶绿体基质)和需氧呼吸(场所:细胞溶胶和线粒体)。光反应(A)产生的O2参与需氧呼吸(C)的第三阶段。X是光反应产生的ATP,在叶绿体中ATP的移动方向是从叶绿体的类囊体膜移向叶绿体基质。光合作用和细胞呼吸中相关曲线的分析
【典例】(2013·杭州模拟)将一株植物放在密闭的玻璃罩内,置于室外进行培养,用CO2浓度测定仪测得了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况,绘成如图曲线,下列有关说法正确的是(　　)①BC段较AB段CO2浓度增加减慢,是因为低温使植物呼吸作用
减弱
②CO2浓度下降从DE段开始,说明植物进行光合作用是从D点
开始
③FG段CO2浓度下降不明显,是因为气孔关闭,叶片对CO2的吸
收减少
④H点CO2浓度最低,说明此时植物对CO2的吸收最多,光合作用最强
A.①②　　　B.③④　　　C.①③　　　D.②④【解析】选C。BC段是凌晨2点到4点,气温较低,植物呼吸作用较弱,产生的CO2较少,玻璃罩内CO2浓度增加较慢,故①正确。D点之前已经有太阳,光合作用已经开始,②错误。FG段指中午12点左右,光照很强,为减少水分散失,气孔关闭,叶片对CO2的吸收减少,光合作用减弱,故CO2浓度下降不明显,③正确。经过一天CO2的吸收,H点CO2浓度最低,此时光合作用强度等于呼吸作用强度。DE段CO2的吸收速率最快,光合作用最强,④错误。【方法归纳】一天内植物既进行光合作用,又进行细胞呼吸,涉及CO2及有机物的变化情况,可以通过下面两个曲线图分析:
(1)光合作用强度与细胞呼吸强度的比较分析:
有关光合作用和细胞呼吸关系的变化曲线图中,最典型的就是夏季的一天中CO2的吸收和释放变化曲线图(如图1)。 曲线的各点含义及形成原因分析如下:
a点:凌晨3时～4时,温度降低,细胞呼吸强度减弱,CO2释放减少。
b点:上午6时左右,太阳出来,开始进行光合作用。
bc段:光合作用强度小于细胞呼吸强度。
c点:上午7时左右,光合作用强度等于细胞呼吸强度。
ce段:光合作用强度大于细胞呼吸强度。
d点:温度过高,部分气孔关闭,出现“午休”现象。
e点:下午6时左右,光合作用强度等于细胞呼吸强度。
ef段:光合作用强度小于细胞呼吸强度。
fg段:太阳落山,光合作用停止,只进行细胞呼吸。 (2)有机物产生与消耗情况的分析(如图2):①积累有机物时间段:ce段。c点和e点时,光合作用强度与细胞呼吸强度相等,c～e由于光强度的增强,光合作用强度大于细胞呼吸强度,故不断积累有机物。
②制造有机物时间段:bf段。b点大约为早上6点,太阳升起,有光照,开始进行光合作用;f点大约为下午6点,太阳落山,无光,停止光合作用。
③消耗有机物时间段:Og段。一天24小时,细胞的生命活动时刻在进行,即不停地消耗能量,故细胞呼吸始终进行。④一天中有机物积累最多的时间点:e点。白天,光合作用强度大于细胞呼吸强度,积累有机物;e点后,随着光照的减弱,细胞呼吸强度大于光合作用强度,故e点时积累的有机物最多。
⑤一昼夜有机物的积累量表示:SP-SM-SN。SP表示白天的净积累量,SM和SN表示夜晚的净消耗量,故SP-(SM+SN)为一昼夜的净积累量。【易错提醒】
(1)区分图1与典例图中纵坐标的含义,前者表示细胞吸收或
释放二氧化碳的量,后者表示容器内二氧化碳浓度,两者变量
不同。
(2)曲线的坡度表示反应速率的大小,坡度越大,表明光合速率或呼吸速率越大。
(3)典例图中的点D、H是曲线的拐点,表明光合作用强度等于
细胞呼吸强度,分别对应于图1中的c、e点。 【变式训练】某生物兴趣小组在密闭玻璃温室内进行植物栽培实验,他们对温室内CO2含量、O2含量及CO2吸收速率进行了24 h测定,得到如图所示曲线,则以下说法中正确的是(　　)A.c、e两点的光合速率为零
B.c、d之间的区段光合速率大于呼吸速率
C.de段光合速率小于呼吸速率
D.进行细胞呼吸的区段只有ab段和fg段
【解析】选B。c、e两点的净光合速率为零,即光合速率等于呼吸速率;c、e之间的区段光合速率大于呼吸速率;ag区段均进行细胞呼吸。1.叶绿体是植物进行光合作用的场所。下列关于叶绿体结构
与功能的叙述,正确的是(　　)
A.叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内
B.H2O在光下分解产生NADPH和O2的过程发生在叶绿体基质中
C.CO2的固定过程发生在类囊体膜上
D.光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的【解析】选D。光合作用的过程分为两个阶段:光反应和碳反应。光反应依靠叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能把水分解产生氧气和NADPH,同时产生ATP。碳反应是利用光反应的产物在叶绿体的基质中固定CO2产生有机物的过程。2.光反应为碳反应提供的物质是(　　)
A.NADPH和H2O B.NADPH和ATP
C.ATP和CO2 D.H2O和CO2
【解析】选B。光合作用的光反应包括水的光解和ATP的合成,前者产生的H+、电子与NADP+反应形成NADPH;后者是ADP、Pi反应并吸收能量形成ATP;光反应阶段所产生的NADPH和ATP用于碳反应中三碳酸分子的还原,故B正确。H2O和CO2都不是光反应的产物,故A、C、D错误。3.光合作用的过程可分为光反应和碳反应两个阶段,下列说法正确的是(　　)
A.叶绿体的类囊体膜上进行光反应和碳反应
B.叶绿体的类囊体膜上进行碳反应,不进行光反应
C.叶绿体基质中可进行光反应和碳反应
D.叶绿体基质中进行碳反应,不进行光反应
【解析】选D。光反应是在叶绿体类囊体膜上进行的,该过程必须在有光的条件下才能进行;碳反应是在叶绿体基质中进行的,该过程有光、无光均可进行。4.将一水生植物进行如图所示的处理,直接影响单位时间内产生气泡量的因素是(　　)
①玻璃容器的容积
②台灯与玻璃容器的距离
③溶于水中的二氧化碳的浓度
④水生植物叶片的数量
A.②④ B.①②③ C.②③④ D.①③④
【解析】选C。本题考查影响光合作用的因素。②是光强度、③是CO2浓度、④是叶片的数量(内因),三者都直接影响着光合作用产生的氧气量。5.如图所示的1～3实验条件下,测定了不同光强度对光合速率的影响。从以下实验可知,限制实验2、实验3和P点光合速率的因素分别是(　　)
A.光强度;CO2浓度;温度 B.温度;CO2浓度;光强度
C.CO2浓度;温度;光强度 D.温度;光强度;CO2浓度【解析】选B。本题主要考查环境因素对光合速率的影响。由图可知,P点以前,光照增强,光合速率增加,因此P点时的限制因素是光强度;比较实验1和实验2,在横坐标上任取一点,实验1的光合速率之所以比实验2高,是由于温度高,因而限制实验2的因素是温度;比较实验1和实验3,在横坐标上任取一点,实验1的光合速率之所以比实验3高,是由于CO2浓度高,因而限制实验3的因素是CO2浓度。6.塑料大棚技术的兴起使我国北方地区冬季餐桌上丰富多彩。下列关于冬季塑料大棚种植蔬菜的有关叙述错误的是(　　)
A.大棚内夜间的温度高,不利于植物有机物积累
B.晴朗的中午,农民都要将塑料大棚开口,提高大棚内CO2的
浓度
C.阴雨天应提高大棚的温度
D.大棚施足农家肥,既有利于提高土壤肥力,又可以提高棚内CO2的浓度【解析】选C。温度升高,细胞呼吸增强,不利于有机物积累,A正确。晾棚是为了增加棚内CO2含量,为光合作用提供原料,B正确。为降低呼吸消耗,阴雨天应降低大棚的温度,C错误。农家肥含有丰富的N、P、K等元素,能提高土壤肥力;其中的有机物分解释放出CO2,为植物光合作用提供原料,D正确。7.如图甲为光合作用过程示意图,乙为不同光照条件下温度对某植物CO2吸收量与释放量的影响图,A、B、C、W、X、Y、Z代表各种物质或能量,请据图回答下列问题:(1)图中B所代表的是　　　　。
(2)在光强度不变的情况下,适当增加[　]　　　　的浓度可提高Y的产量。(3)③过程进行的场所是　　　　。
(4)如果在各种条件都很适宜的情况下,突然除去X,可以测出RuBP的含量变化是　　　　。
(5)温度影响光合作用的实质原因是　　　　　 　　　,乙图中温度从25℃升至30℃的过程中,光照下CO2吸收量逐渐下降的原因是　　　　　　　　　 　　,在此过程中,温度达到　　 　　℃时,实际光合速率最大。 【解析】本题考查光合作用的过程及影响光合作用的环境因素。
(1)水在光下分解,释放氧气,产生NADPH,故图中A、B、C分别代表光照、氧气和NADPH。
(2)图中Y代表三碳糖,在光强度不变的情况下,NADPH和ATP的含量稳定,增加[X]CO2的浓度会促进三碳酸分子还原的进行,提高[Y]三碳糖的含量。
(3)过程③代表碳反应阶段,其场所是叶绿体基质。(4)突然除去[X]CO2,CO2的固定变慢,RuBP消耗减少,故RuBP的含量增加。
(5)温度通过影响酶的活性影响光合速率。温度从25℃升至30℃的过程中,细胞呼吸速率的增快程度大于光合速率的增快程度,细胞呼吸为光合作用提供了越来越多的二氧化碳,因此植物从外界吸收的二氧化碳越来越少。据乙图可知,在温度达到30℃时,实际光合速率为3+3.5=6.5,而其他温度下实际光合速率都小于该值。答案:(1)O2　(2)[X]CO2　(3)叶绿体基质
(4)增加　(5)温度影响光合酶的活性　在该过程中,细胞呼吸速率的增快程度大于光合速率的增快程度,细胞呼吸为光合作用提供了越来越多的二氧化碳,因此植物从外界吸收的二氧化碳越来越少　308.(2012·山东高考)夏季
晴朗的一天,甲、乙两株
同种植物在相同条件下CO2
吸收速率的变化如图所示。
下列说法正确的是(　　)
A.甲植株在a点开始进行光合作用
B.乙植株在e点有机物积累量最多
C.曲线b～c段和d～e段下降的原因相同
D.两曲线b～d段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭【解析】选D。从图中可以看出,a点时光合速率等于呼吸速率,并非从此处开始进行光合作用,A错误。有机物的积累量等于光合作用制造的有机物量减去呼吸作用消耗的有机物量,所以有机物的积累量最多是在e点前与横坐标的交点,不是e点,B错误。b～c段下降是因为光照过强,气孔关闭,CO2吸收速率降低;d～e段下降是因为光强度降低,CO2吸收速率降低,C错误。由图中曲线可知,甲、乙两株同种植物在夏季晴朗的一天同种条件下b～d段曲线不同,乙曲线b～d段出现的原因是光照过强,气孔关闭,甲曲线出现b～d段的原因可能是甲植株气孔无法关闭,D正确。9.(2011·新课标全国卷)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后,与对照组相比,其叶片光合强度下降,原因是(　　)
A.光反应强度升高,碳反应强度降低
B.光反应强度降低,碳反应强度降低
C.光反应强度不变,碳反应强度降低
D.光反应强度降低,碳反应强度不变【解题指南】
(1)考查实质:本题考查无机盐对光合作用的影响。
(2)解题关键:镁是叶绿素合成的重要原料,缺镁叶绿素合成不足,影响光反应。
【解析】选B。缺镁叶绿素合成不足,影响了光反应的进行,因此光反应强度降低;由于光反应产生的NADPH和ATP减少,间接影响了碳反应的进行,因此碳反应强度也降低。10.(2011·福建高考)下图是夏季晴朗的白天,玉米和花生净光合速率(单位时间、单位叶面积吸收CO2的量)的变化曲线,下列叙述错误的是(　　)A.在9:30～11:00之间,花生净光合速率下降的原因是碳反应过程减缓
B.在11:00～12:30之间,花生的单位叶面积有机物积累量比玉米的多
C.在17:00时,玉米和花生的单位叶面积释放O2速率相同
D.在18:30时,玉米既能进行光反应,也能进行碳反应【解析】选B。在9:30～11:00之间,随着光照的增强、温度的升高,植株的蒸腾作用加强,叶片上部分气孔关闭,CO2进入植物体内的量减少。因玉米为C4植物,能利用低浓度的CO2,其碳反应过程无明显影响;而花生为C3植物,所以CO2吸收减少,导致碳反应过程减缓,A项正确。花生净光合速率对应的有机物量即为花生的单位叶面积有机物积累量,由图示可知,在11:00～12:30之间,花生的单位叶面积有机物积累量比玉米的少,B项错误。在17:00时,两者的净光合速率相等,则玉米和花生单位叶面积从外界吸收的CO2量相等,向外界释放的O2量也相等,C项正确。在18:30时,玉米仍进行光合作用,只是光合速率等于呼吸速率,即净光合速率为0,故此时玉米既能进行光反应也能进行碳反应,D项正确。11.(2010·浙江高考)试管苗的光合作用能力较弱,需要逐步适应外界环境才能往大田移栽。研究人员进行了“改变植物组织培养条件缩短试管苗适应过程”的实验,实验在适宜温度下进行,图甲和图乙表示其中的两个实验结果。请回答:
(1)图甲的实验是在大气CO2浓度下进行的。据图分析,试管苗在不加蔗糖的培养基中　　　　和　　　　更高。
(2)图乙是试管苗在密闭、无糖培养基条件下测得的24 h内CO2浓度变化曲线。图中b～c段CO2浓度升高缓慢是因为_________
　　　　　,c～d段CO2浓度急剧下降是因为试管苗__________
　　。若d点时打开培养瓶塞,试管苗的光合速率　　 　　。
(3)根据上述实验结果推知,采用无糖培养基、　　　　　　和
　　　　　　　　可缩短试管苗的适应过程。【解析】(1)观察图甲可知,在不加蔗糖的条件下对应的纵坐标即光合速率较高,对应的横坐标即光饱和点较高。
(2)图乙中的b～c段为夜间,只进行细胞呼吸,由于实验中温度适宜,CO2浓度升高缓慢是CO2浓度过高抑制了细胞呼吸导致的;c～d段已接受光照,进行光合作用吸收CO2,导致CO2浓度急剧下降;若d点时打开培养瓶塞,大气中有CO2,能够提高试管苗的光合速率。
(3)采用无糖培养基、适当提高CO2浓度和光强度可以提高光合强度,以缩短试管苗的适应过程。答案:(1)光合速率　光饱和点
(2)CO2浓度过高使细胞呼吸减弱　进行光合作用吸收了CO2　提高
(3)适当提高CO2浓度　适当提高光强度(A)(B)课件70张PPT。第四节 细胞呼吸 一、细胞呼吸的概念及分类
1.概念
细胞内进行的将糖类等有机物分解成_____________________,
并且___________的过程。
2.分类分类依据:呼吸过程中是否有___参加
类型:需氧呼吸和_________无机物或小分子有机物释放出能量氧厌氧呼吸二、需氧呼吸
1.过程糖酵解细胞溶胶少量柠檬酸循环线粒体基质少量电子传递链线粒体内膜大量2.反应式
_____________________________
三、厌氧呼吸
1.场所:_________
2.条件:_____和_______细胞溶胶无氧多种酶3.两种类型
(1)产物为乙醇:
①反应式:_______________________________。
②代表生物:_______。
(2)产物为乳酸:
①反应式:__________________________。
②代表生物:_________。酵母菌乳酸细菌四、细胞呼吸是细胞代谢的中心
1.原因
(1)细胞内_____________以细胞呼吸为中心。
(2)细胞内_________________也以细胞呼吸为中心。
2.对厌氧呼吸的几点认识
(1)乳酸发酵和乙醇发酵所产生的ATP仅为需氧呼吸的1/15左
右,___________中含有可利用的能量。
(2)许多生物能够专门依靠厌氧呼吸维持生命,_____对它们甚
至是有毒的。
(3)在无氧或缺氧条件下,细胞通过_________可以快速地利用
葡萄糖产生____,在短时间内维持生命。有机物的分解有机物的生物合成乳酸和乙醇氧气厌氧呼吸ATP1.需氧呼吸的酶全存在于线粒体中。( )
【分析】需氧呼吸的场所是细胞溶胶和线粒体,因此其相关的
酶存在于细胞溶胶、线粒体基质和线粒体内膜中。
2.(2010新课标全国卷T2C)厌氧呼吸不需要O2的参与,该过程最
终有[H]的积累。( )
【分析】厌氧呼吸不需要O2的参与,该过程中产生的[H]最终用
于厌氧呼吸第二阶段还原丙酮酸,产生CO2和酒精或乳酸,没有
积累。××3.有H2O产生的细胞呼吸一定是需氧呼吸。( )
【分析】厌氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳或乳酸,只有需氧
呼吸的产物有水。
4.(2009全国卷T1D)叶肉细胞在光照下进行光合作用,不进行呼
吸作用。( )
【分析】叶肉细胞在光下既进行光合作用,又进行呼吸作用。
5.(2010福建T1B)及时排涝,能防止豌豆根细胞受酒精毒害。
　( )
【分析】积水过多,根细胞的厌氧呼吸可产生酒精,对细胞有害,
及时排涝可以减少酒精毒害。√×√6.保存蔬菜水果时为了降低有机物的消耗应放在完全无氧的环
境中。( )
【分析】生物体各项生命活动需要的能量来自细胞呼吸,厌氧
呼吸释放等量的能量消耗有机物多,而且产生的酒精或乳酸对
蔬菜水果也有一定的毒害作用,故应该在低氧环境下保存蔬菜
水果。
7.(2012福建T1C)进入夜间,豌豆叶肉细胞内ATP合成停止。
　( )
【分析】夜间光反应停止,不合成ATP,但是细胞呼吸没有停止,
仍继续合成ATP。××考点 一 需氧呼吸和厌氧呼吸的过程?
1.过程图解 2.分析
(1)需氧呼吸第一、二阶段产生的NADH用于第三阶段与O2结合生成水;厌氧呼吸第一阶段产生的NADH用于第二阶段将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2或乳酸。
(2)需氧呼吸中H2O既是反应物,又是生成物,且生成的H2O中的氧全部来自O2。
(3)不同生物厌氧呼吸的产物不同,是由于催化反应的酶不同。
(4)需氧呼吸中氧元素的来源和去路:3.需氧呼吸和厌氧呼吸的比较【高考警示】
(1)需氧呼吸不一定都在线粒体内进行
原核生物无线粒体,但有些生物仍能进行需氧呼吸,如蓝细菌、硝化细菌等,与需氧呼吸有关的酶分布在细胞溶胶和细胞膜上。
(2)厌氧呼吸并非都叫发酵
微生物的厌氧呼吸也称为发酵,但动植物的厌氧呼吸不能称为
发酵。
(3)细胞呼吸能产生NADH但无NADH的积累
需氧呼吸前两个阶段均产生NADH,这些NADH在第三阶段与O2反
应,生成水,释放大量的能量。厌氧呼吸在第一阶段产生NADH,
并在第二阶段用于还原丙酮酸。 【考查角度1】细胞呼吸的过程
【典例1】(2012·江苏高考)如图表示细胞呼吸作用的过程,
其中①～③代表有关生理过程发生的场所,甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是(多选)(　　)
A.①和③都具有双层生物膜
B.①和②所含酶的种类不同
C.②和③都能产生大量ATP
D.甲、乙分别代表丙酮酸、[H] 【解析】选B、D。由图判断知图解代表需氧呼吸过程。分析需氧呼吸过程可知:在细胞溶胶中完成需氧呼吸第一阶段,将葡萄糖分解为丙酮酸、[H],并产生少量ATP,所以①为细胞溶胶,甲为丙酮酸;在线粒体基质中完成需氧呼吸第二阶段,将丙酮酸和水分解为CO2、[H],并产生少量ATP,所以②为线粒体基质,乙为[H];在线粒体内膜上完成需氧呼吸第三阶段,[H]与O2反应生成H2O,同时产生大量ATP,所以③为线粒体内膜。①代表细胞溶胶,无生物膜;细胞溶胶和线粒体基质中所含酶的种类不同,进行的化学反应也不同;线粒体基质中不能产生大量ATP。【互动探究】
(1)上题图中“C6H12O6→①→乙→③→H2O”表示哪种细胞呼吸类型?包括哪些阶段?
提示:需氧呼吸;包括第一阶段和第三阶段。
(2)总体分析上题图形,图中“②→乙→③”表示哪种细胞呼吸类型?包括哪些阶段?
提示:需氧呼吸;包括第二阶段和第三阶段。【变式训练】细胞呼吸为生物生命活动提供了能量,是所有生物体最重要的生理过程之一。下面有关叙述正确的是(　　)
A.厌氧呼吸的第一阶段与需氧呼吸的第一阶段不完全相同
B.厌氧呼吸因为分解糖类的效率低,所以释放的能量少
C.线粒体中能产生CO2的场所是内膜
D.需氧呼吸第三阶段生成水的同时,伴随着大量能量的释放
【解析】选D。厌氧呼吸的第一阶段与需氧呼吸的第一阶段完全相同;厌氧呼吸因为分解糖类不彻底,大部分能量储存在未分解的有机物中,所以释放的能量少;线粒体中能产生CO2的场所是线粒体基质。【考查角度2】酵母菌在不同条件下的细胞呼吸
【典例2】如图表示的是测定保温桶内温度变化实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。 材料用具:保温桶(500 mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度为0.1 g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。
实验假设:酵母菌在有氧条件下呼吸作用比在无氧条件下呼吸作用放出的热量多。
(1)取A、B两装置设计实验如下,请补充表中内容:(2)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是　　　　　　　　　,这是控制实验的　　　　变量。
(3)要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量,还需要增加一个C装置。请写出C装置的实验步骤。
(4)实验预测:在适宜条件下实验,30分钟后记录实验结果,若装置A、B、C温度大小关系是　　　　(用“<”“=”“>”表示),则假设成立。【解析】本题以“探究酵母菌细胞呼吸的方式”为背景,考查实验设计的相关原则(对照原则、单一变量原则、科学性原则)及对实验结果的预测能力。具体分析如下:
根据实验假设可知A、B两组实验装置要形成对照,分别研究酵母菌的需氧呼吸和厌氧呼吸,因此两组实验装置的唯一变量应该是溶液中是否含有氧气,而其他条件均应相同,所以在B装置的步骤二中也应加入10 g活性干酵母。从B装置的实验步骤看,葡萄糖溶液煮沸的主要目的是去除溶液中的氧气,而在液面上铺满石蜡油也是为了隔绝空气,所以B装置用于研究酵母菌的厌氧呼吸。那么A装置的步骤三中应不加入石蜡油,用于研究酵母菌的需氧呼吸。为了证实B装置的温度变化是由呼吸作用引起的,应设置一个空白对照组,里面除了不加入活性干酵母外,其余的步骤与B装置相同。如果30分钟后测量的实验结果是A>B>C,那么实验假设成立。答案:(1)①不加入石蜡油
②加入10 g活性干酵母
(2)去除氧气　自
(3)③加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液
④不加入活性干酵母(或加入10 g无活性干酵母)
(4)A>B>C【变式训练】按下表设计进行实验。分组后,在相同的适宜条件下培养8～10小时,并对实验结果进行分析。下列叙述正确的是(　　)
A.甲组不产生CO2而乙组产生
B.甲组的酒精产量与丙组相同
C.丁组能量转换率与丙组相同
D.丁组的氧气消耗量大于乙组
【解析】选D。在无氧的情况下,酵母菌的细胞溶胶可以进行厌氧呼吸产生CO2和酒精。由于细胞作为基本的生命系统,其结构复杂而精巧,各组分之间分工合作,使生命活动能够自我调控、高效有序地进行,因此当细胞结构遭到破坏以后,其代谢的速率会受到影响。考点 二 影响细胞呼吸的因素及其在农业上的应用?
1.内部因素 2.环境因素【思维拓展】
果蔬和种子的储藏条件
(1)低氧:不能选择无氧条件储藏水果、蔬菜和种子,无氧条件虽然完全抑制了需氧呼吸,却促进了厌氧呼吸,既损耗了部分有机物,又产生了酒精或乳酸导致果蔬、种子腐败变质。
(2)低温:以不破坏植物组织细胞为标准,一般为零上低温。
(3)湿度:储藏种子需要干燥环境。储藏蔬菜、水果时,为了保鲜,应保持适度水分。
总之,蔬菜、水果和种子在储藏时都应在低温、低氧条件下,种子还应保持干燥。 【典例3】如图是外界条件对细胞呼吸速率的影响曲线图,请根据图分析说明。(1)由甲图可知细胞呼吸最旺盛时的温度在_________________
　　,AB段说明 。
(2)若乙图表示酵母菌的呼吸情况,则曲线Ⅱ表示____________
呼吸类型。如果在瓶中培养酵母菌时,测定出瓶中放出CO2的体积与吸收O2的体积比为5∶4,酵母菌进行曲线Ⅰ所示的细胞呼吸类型消耗的葡萄糖所占比例为　　　　。
(3)由甲、乙两图可知,贮存水果时应选择　　　　　的条件。 【解析】(1)由图甲可以看出,B点是细胞呼吸的相对速率的最高点,因此,在B点对应的温度时,细胞呼吸最旺盛。AB段曲线逐渐升高,说明随温度的升高(一定范围内)呼吸速率加快。
(2)乙图中曲线Ⅱ随氧气浓度的升高,呼吸强度逐渐增强,后来稳定,则曲线Ⅱ代表需氧呼吸。曲线Ⅰ随氧气浓度增加而下降,说明代表厌氧呼吸。需氧呼吸O2消耗与CO2产生比为1∶1,由题意知有4份CO2是需氧呼吸产生的,1份为厌氧呼吸产生的。根据反应式,需氧呼吸消耗的C6H12O6为4/6份,厌氧呼吸消耗的C6H12O6为1/2份。所以,进行厌氧呼吸的酵母菌消耗的葡萄糖所占比例为1/2÷(1/2+2/3)=3/7。(3)贮存水果时,应抑制水果的细胞呼吸,由甲、乙两图可知应选择低温、低氧的条件。
答案:(1)B点对应的温度　在一定范围内,随温度升高,细胞呼吸增强
(2)需氧　3/7
(3)低温、低氧【互动探究】(1)若曲线Ⅰ描述的是水稻根细胞的呼吸作用,DE段时根内积累的细胞呼吸产物可能是什么?
提示:酒精。
(2)曲线Ⅰ为什么会与横轴交叉?
提示:曲线Ⅰ代表厌氧呼吸,随着氧气浓度的增加,对厌氧呼吸有抑制作用,曲线Ⅰ与横轴的交点是厌氧呼吸的消失点。【变式训练】利用地窖储藏种子、果蔬在我国历史悠久。地窖中的CO2浓度较高,有利于(　　)
A.降低呼吸强度 B.降低水分吸收
C.促进果实成熟 D.促进光合作用
【解析】选A。储藏种子和果蔬,主要是防止有机物呼吸消耗,CO2是呼吸作用的产物,产物浓度高,降低呼吸强度。细胞呼吸类型的判断方法
【典例】如图所示是测定发芽种子的呼吸类型所用的装置(假设呼吸底物只有葡萄糖,并且不考虑外界条件的影响),下列有关说法中错误的是(　　)【解析】选C。本题考查细胞呼吸的类型。甲装置中的液体是NaOH,能吸收发芽种子产生的CO2,所以着色液滴的移动只和O2体积的变化有关,如果着色液滴左移,则说明发芽种子进行了
需氧呼吸,如果着色液滴不移动,说明发芽种子没有进行需氧
呼吸。乙装置中的液体是蒸馏水,着色液滴的移动和O2的消耗量与CO2的产生量的差有关,如果发芽种子只进行需氧呼吸,则着色液滴不移动;如果着色液滴右移,则说明发芽种子同时进行了需氧呼吸和厌氧呼吸或只进行了厌氧呼吸。根据C项的结论,若“只进行需氧呼吸”,则甲装置着色液滴应左移,现象与结论不符。【方法归纳】细胞呼吸分为需氧呼吸和厌氧呼吸两种类型,关于这两种类型的判断可根据CO2与O2变化量及细胞呼吸场所来判断。
(1)根据CO2释放量与O2消耗量判断细胞呼吸类型(以葡萄糖为底物的细胞呼吸):
①不消耗O2,释放CO2→只进行产生酒精的厌氧呼吸。
②无CO2释放→只进行产生乳酸的厌氧呼吸。③酒精产生量等于CO2量→只进行产生酒精的厌氧呼吸。
④CO2释放量等于O2的吸收量→只进行需氧呼吸。
⑤CO2释放量大于O2的吸收量→既进行需氧呼吸,又进行产生酒精的厌氧呼吸;多出的CO2来自厌氧呼吸。
⑥酒精产生量小于CO2量→既进行需氧呼吸,又进行产生酒精的厌氧呼吸,多出的CO2来自需氧呼吸。 (2)根据细胞呼吸场所判断呼吸类型:
试题中有时会画出相关细胞图解,可以作出如下判断:
①真核细胞:若整个呼吸过程均在细胞溶胶中进行,则为厌氧呼吸;若部分过程在线粒体中进行,则为需氧呼吸。
②原核细胞:原核细胞没有线粒体,故原核细胞的细胞呼吸在细胞溶胶中和细胞膜上进行,其呼吸方式的判断应根据产物判断,若只有二氧化碳和水产生则为需氧呼吸,若还有乳酸或酒精产生,则还存在厌氧呼吸。【易错提醒】(1)若呼吸作用的产物中有水,则一定发生了需氧呼吸。
(2)需氧呼吸及产生酒精的厌氧呼吸均产生CO2,不能依据CO2的有无判断细胞呼吸类型。
(3)测定细胞呼吸的生物材料一般用萌发的种子、根等。若用幼苗或叶片,应当在遮光条件下进行。 【变式训练】如图表示某植物的非绿色器官在O2浓度为a、b、c、d时,CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的
是(　　)
A.O2浓度为a时细胞呼吸最弱
B.O2浓度为b时,厌氧呼吸消耗葡萄糖的量是需氧呼吸的3倍
C.O2浓度为c时,需氧呼吸强度与厌氧呼吸相等
D.O2浓度为d时,该器官只进行需氧呼吸【解析】选D。据图可知,当O2浓度为a、b、c、d时,细胞呼吸消耗的葡萄糖依次为5、3、10/6、7/6,所以d时细胞呼吸最弱。O2浓度为b时,O2的吸收量为3,CO2的释放量为8,计算可知厌氧呼吸消耗葡萄糖的量是需氧呼吸的5倍。O2浓度为c时,需氧呼吸强度与厌氧呼吸强度不相等,此时O2的吸收量为4,CO2的释放量为6,计算可知厌氧呼吸消耗葡萄糖的量是需氧呼吸的1.5倍。O2浓度为d时,O2的吸收量与二氧化碳的释放量相等,说明只进行需氧呼吸,厌氧呼吸被完全抑制。1.下列细胞中,其呼吸过程会产生乙醇的是(　　)
A.缺氧条件下的马铃薯块茎细胞
B.剧烈运动时的人骨骼肌细胞
C.酸奶生产中的乳酸菌
D.受涝的植物根细胞
【解析】选D。动物细胞、乳酸菌、马铃薯块茎、玉米胚等进行厌氧呼吸可产生乳酸。植物的常态根细胞在受涝(缺氧)条件下呼吸作用产生乙醇。 2.如图为线粒体的结构示意图,其中不可能发生的反应是(　　)
A.②处发生丙酮酸的分解
B.①处产生ATP
C.②处产生CO2
D.③处发生NADH与O2的结合反应
【解析】选B。①②③分别表示线粒体内外膜间隙、线粒体基质、线粒体内膜。丙酮酸分解产生CO2发生在线粒体基质②中;NADH与O2的结合反应在线粒体内膜上完成;物质氧化分解过程不能在①处进行,①处也不能产生ATP。3.需氧呼吸全过程的三个阶段中,相同的产物是(　　)
A.ATP B.H2O和CO2
C.H2O和丙酮酸 D.乳酸和ATP
【解析】选A。需氧呼吸的第一阶段产生NADH、丙酮酸和能量,第二阶段产生NADH、CO2和能量,第三阶段产生H2O和能量,三个阶段产生的能量均有一部分转移到ATP中贮存,因此需氧呼吸全过程的三个阶段中相同的产物是ATP。 4.在酿酒时,为保证发酵效果,以便获得更多酒精,应采取以下哪种办法(　　)
A.保持空气流通 B.保持缺氧环境
C.只通气、不搅拌 D.先通气,再密封
【解析】选D。酵母菌是兼性厌氧微生物,既能进行需氧呼吸也能进行厌氧呼吸。需氧呼吸时代谢旺盛,酵母菌大量繁殖,不产生酒精,厌氧呼吸时产生酒精,因此应先通气一段时间后,再密封发酵,以产生大量的酒精。5.进行细胞呼吸的生物体,最重要的结果是(　　)
A.把ADP转化成ATP B.把ATP转化成ADP
C.合成葡萄糖 D.产生CO2和H2O
【解析】选A。细胞呼吸的重要意义是为生物体的各项生命活动提供能量,即分解有机物合成ATP,ATP能作为生命活动的直接能源物质。6.关于细胞呼吸的叙述,正确的是(　　)
A.种子风干脱水后呼吸强度增强
B.土壤淹水可导致根系发生厌氧呼吸
C.厌氧呼吸的终产物是丙酮酸
D.需氧呼吸产生的NADH在线粒体基质中与氧结合生成水
【解析】选B。种子风干脱水后,细胞中自由水的含量降低,代谢缓慢,因此呼吸强度降低,不是增强,A错误。土壤淹水后,土壤中氧气含量降低,根系进行厌氧呼吸,B正确。厌氧呼吸的终产物是酒精和二氧化碳或乳酸,而丙酮酸是厌氧呼吸和需氧呼吸第一阶段的共同产物,C错误。需氧呼吸产生的NADH在线粒体内膜上与氧结合生成水,D错误。7.细胞呼吸是生物体极为重要的一个生理过程,伴随着物质变化和能量变化。图Ⅰ表示人体有氧呼吸的过程(①～③表示相关过程,甲、乙表示相应物质);图Ⅱ表示人体血液中乳酸浓度的变化曲线。请据图分析回答下列问题:(1)图Ⅰ中物质甲是　　　 　　;物质乙表示　　　　 　　。
(2)图Ⅰ过程①发生的场所是　　　　　　　　;过程②发生的场所是　　　　　　　　。(3)图Ⅰ中产生“热能”的生理意义在于___________________
　　　　　　　　　　　 　　　　　。
(4)剧烈运动后感觉肌肉酸痛,原因是肌细胞中产生了乳酸,图Ⅱ中代表乳酸浓度变化的曲线是　　 　　　　　。
(5)现代健身提倡进行有氧运动,可避免肌肉酸痛,原因是____
_____________________________________________________
____________________________________________________。 【解析】(1)从图Ⅰ可知,物质甲是O2与NADH结合的产物,因此是水;物质乙为需氧呼吸第二阶段产物,故为CO2。(2)过程①是将C6H12O6分解成丙酮酸的过程,此过程在细胞溶胶内完成;丙酮酸进入线粒体基质,经过程②分解产生二氧化碳。(3)图Ⅰ中有热能的产生,其生理意义是可用于体温的维持。(4)运动需要大量能量,初期由于氧气供应不足,导致人体进行厌氧呼吸产生乳酸,而且随跑步的进行,乳酸的量渐高,跑步结束后,厌氧呼吸减弱,乳酸的量逐渐减少,直至消失,因此对应图Ⅱ曲线C。(5)进行有氧运动,可避免厌氧呼吸产生较多的乳酸,从而避免肌肉酸痛。答案:(1)水　二氧化碳　(2)细胞溶胶　线粒体基质
(3)维持人体正常的体温　(4)C
(5)避免细胞因厌氧呼吸产生大量乳酸,使肌肉酸痛乏力8.(2011·海南高考)细胞内糖分解代谢过程如图,下列叙述错误的是(　　)A.植物细胞能进行过程①和③或者过程①和④
B.真核细胞的细胞溶胶中能进行过程①和②
C.动物细胞内,过程②比过程①释放的能量多
D.乳酸菌细胞内,过程①产生NADH,过程③消耗NADH
【解题指南】解答本题应明确图中①②为需氧呼吸过程,①③和①④为厌氧呼吸过程,然后联系细胞呼吸过程的各阶段产物得出答案。【解析】选B。植物细胞可以进行厌氧呼吸产生酒精和CO2,某些植物器官(如马铃薯块茎、甜菜块根)可以产生乳酸;真核细胞的细胞溶胶只进行需氧呼吸的第一阶段和厌氧呼吸,因此能进行过程①③或①④,不能进行过程②;需氧呼吸第三阶段释放的能量最多,过程②为第二、三阶段,释放的能量多于①;乳酸菌厌氧呼吸产生乳酸,第一阶段产生NADH,第二阶段消耗NADH。9.(2011·安徽高考)某种蔬菜离体叶片在黑暗中不同温度条件下呼吸速率和乙烯产生量的变化如图所示,t1、t2表示10℃～30℃之间的两个不同温度。下列分析正确的是(　　)A.与t1相比,t2时呼吸速率高峰出现时间推迟且峰值低,不利于叶片贮藏
B.与t2相比,t1时乙烯产生量高峰出现时间提前且峰值高,有利于叶片贮藏
C.t1、t2条件下呼吸速率的变化趋势相似,t1>t2,t1时不利于叶片贮藏
D.t1、t2条件下乙烯产生量的变化趋势相似,t1t2。10.(2012·安徽高考)为探究酵母菌的细胞呼吸,将酵母菌破碎并进行差速离心处理,得到细胞溶胶和线粒体,与酵母菌分别装入A～F试管中,加入不同的物质,进行了如下实验(见下表)。
注:“+”表示加入了适量的相关物质,“-”表示未加入相关物质。(1)会产生CO2和H2O的试管有　　　　　　,会产生酒精的试管有　　　　　　,根据试管　　　　　　的实验结果可判断出酵母菌进行厌氧呼吸的场所。(均填试管编号)
(2)需氧呼吸产生的[H],经过一系列的化学反应,与氧结合形成水。2,4-二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响,但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散,表明DNP使分布在　　　　的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中,葡萄糖的氧化分解____
　　(填“能”或“不能”)继续进行。 【解题指南】解答本题的关键是:
(1)明确酵母菌不同条件下的呼吸类型。
(2)理清呼吸的不同阶段反应物、场所及所需的条件。 【解析】酵母菌是兼性厌氧型生物,有氧条件下进行需氧呼吸,无氧条件下进行厌氧呼吸。
(1)A试管中有氧气但无线粒体,不能进行需氧呼吸,氧气的存在也抑制了细胞溶胶中厌氧呼吸酶发挥作用,导致厌氧呼吸也不能进行;,B试管中无氧气,可进行厌氧呼吸,能够产生酒精和CO2;C试管中丙酮酸进入线粒体被分解生成CO2,同时产生的[H]在线粒体内膜上与氧气结合生成水;D试管中加入葡萄糖,而葡萄糖不能进入线粒体,呼吸作用不进行;E试管中加入葡萄糖和氧气,能进行完整的需氧呼吸过程;F试管中只加葡萄糖,能进行厌氧呼吸过程。(2)需氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜上经过一系列的化学反应,与氧结合形成水,同时形成大量的ATP。2,4-二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响,使该过程所释放的能量都以热的形式耗散,表明DNP使分布在线粒体内膜的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中,葡萄糖的氧化分解能继续进行,不能生成ATP。
答案:(1)C、E　B、F　B、D、F
(2)线粒体内膜　能 课件4张PPT。第二章 细胞的结构课件24张PPT。活动 观察叶绿体叶肉细胞中的叶绿体为绿色,呈___________________,散布
于细胞质中,可以在___________下观察它的形态。扁平的椭球形或球形高倍显微镜
制作黑藻
临时装片
_________下找到叶肉细胞
_________下观察叶绿体的形态和分布在洁净的载玻片中央滴一滴清水
用镊子从新鲜枝上取一片幼嫩的小叶
放入水滴中
盖上盖玻片低倍物镜高倍物镜1.在观察叶绿体的实验中,为什么常选用黑藻作为实验材料?
提示:黑藻的叶片很薄,可直接观察,且叶绿体数量多、体积较大。
2.临时装片中的叶片为什么要随时保持有水状态?
提示:保证叶绿体的正常形态并能悬浮在细胞溶胶中,否则细胞失水收缩,将影响叶绿体形态的观察。3.叶绿体的形态和分布与叶绿体的功能之间有何关系?
提示:叶绿体的形态和分布都有利于接受光照,完成光合作用,如叶绿体在不同光照条件下可以改变方向;又如叶片靠近上表皮的叶肉细胞中的叶绿体比靠近下表皮的叶肉细胞中的叶绿体多,可以接受更多的光照。
4.细胞质中的叶绿体是不是静止不动的?为什么?
提示:叶绿体在细胞质中不是静止不动的,叶绿体在不同的光照条件下可以运动,既能接受较多的光照,又不至于被强光灼伤。同时随着细胞质的流动而流动,能保证细胞内的代谢活动。1.(2011·江苏高考改编)将有关生物材料直接制成临时装片,在普通光学显微镜下可以观察到的现象是(　　)
A.菠菜叶片下表皮保卫细胞中具有多个叶绿体
B.花生子叶细胞中存在多个橙黄色脂肪(油脂)颗粒
C.人口腔上皮细胞中线粒体数目较多
D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中细胞核清晰可见【解析】选A。A项,菠菜叶片下表皮保卫细胞中具有叶绿体,有利于光合作用的正常进行;B项,花生子叶细胞经苏丹Ⅲ染色,在高倍镜下观察,视野中被染成橙黄色的脂肪颗粒清晰可见。C项,人口腔上皮细胞需要健那绿染色后观察。D项,紫色洋葱鳞片叶外表皮影响实验效果的观察。2.用高倍显微镜观察黑藻叶片细胞,有关叙述正确的是(　　)
A.叶绿体在细胞内是固定不动的
B.叶绿体在细胞内是均匀分布的
C.叶绿体的存在是叶片呈绿色的原因
D.叶肉细胞含有叶绿体,不含线粒体
【解析】选C。本题意在考查实验操作与理解能力。活细胞的细胞质处于不断流动的状态,叶绿体随着细胞质的流动而运动,A错误;叶绿体在细胞内的分布不是均匀的,B错误;叶肉细胞中含有叶绿体,也含有线粒体,只是线粒体为无色的,未经染色等处理,不能观察到,D错误。3.用高倍显微镜观察黑藻叶绿体时,可见叶绿体(　　)
A.具有双层膜 B.呈绿色带状
C.内部有许多基粒 D.呈绿色椭球形
【解析】选D。具有双层膜和内部有许多基粒属于叶绿体的亚显微结构,只有通过电子显微镜才能看到,在光学显微镜下只能看到叶绿体的形态。高等植物细胞的叶绿体一般为球形、椭球形,水绵的叶绿体为带状。4.下列关于叶绿体在细胞中的分布,叙述正确的是(　　)
A.在强光下,叶绿体以其侧面对着光源,以利于接受较多的光
B.在弱光下,叶绿体以其较大的面对着光源,可以接受更多的光
C.在弱光下,叶绿体会较多地聚集在背光的一侧
D.对于一般的叶片,背光面的细胞中含有较多的叶绿体【解析】选B。叶绿体在细胞内是运动着的,这种运动造成了叶绿体的分布变化,体现了活细胞对环境条件的反应。叶绿体的分布与是否有光、光线强弱有密切的关系;在强光下,叶绿体以其侧面对着光源,以减小强光对叶绿体的伤害。在弱光下,叶绿体不仅较多地聚集在向光面,而且以其较大的面对着光源。一般的叶片,上面较下面颜色深,是因为近上表皮的叶肉细胞排列整齐、紧密,而且其中含叶绿体较多。5.用光学显微镜观察黑藻成熟叶片时,能观察到叶绿体,但不能观察到染色体的原因主要是(　　)
A.黑藻是原核生物,拟核中的DNA没有与蛋白质结合,无染色体
B.黑藻是真核生物,其成熟叶片细胞中已形成染色体,但没有
染色
C.黑藻是真核生物,其成熟叶片细胞中不能形成染色体,呈染色质状态
D.叶绿体中有色素分布,染色体没有颜色,染色体被叶绿体中的色素遮掩【解析】选C。黑藻是真核生物,其成熟叶片细胞一般不再分裂,无染色体形成,呈细丝状的染色质形态,即使用龙胆紫染液染色也无法观察到染色体。通过学习本实验,可以联系到的实验研究课题及实际应用有:
(1)光照强度对叶绿体的形态和分布的影响;
(2)叶绿体的形态和分布与叶绿体的功能相适应;
(3)细胞内的渗透压对叶绿体形态和分布的影响;
(4)化学物质的刺激对叶绿体形态和分布的影响。 1.在显微镜的上方用不同的灯泡在相同的距离(大于20 cm)处
照射菠菜叶下表皮的装片(稍带有叶肉):①强光(200 W灯照
5 min)下的装片;②弱光(25 W灯照10 min)下的装片;③黑暗处
理过的装片。在显微镜下观察到的叶绿体形态和分布为(　　)
A.都相同
B.两种光照下相同,黑暗与光照不相同
C.强光下叶绿体以其侧面朝向光源,弱光下叶绿体以其正面朝
向光源,黑暗处理的装片看不到叶绿体
D.强光下叶绿体以面积小的一侧朝向光源,弱光下叶绿体以面
积大的一侧朝向光源,黑暗处理的装片其叶绿体形态与分布随机【解析】选D。叶绿体是进行光合作用的细胞器。椭球形、球形的表面积最大,光线强时,叶绿体以其侧面对着光源,以防止灼伤;光线弱时,叶绿体以其正面对着光源,吸收大量光能,靠近细胞膜分布,可缩短叶绿体与光源的距离,减少耗能;黑暗时,不进行光合作用,叶绿体随机分布在细胞质中。2.为了观察叶绿体的形态和分布,现按下表进行各组实验。将上述各组实验材料按表中实验条件进行相关处理后,制成临时装片,在显微镜下观察,发现B组叶绿体的分布变化最快。请分析问题:
(1)黑藻是观察叶绿体的理想材料,原因是________________。
(2)若观察时发现叶绿体的分布不发生变化,应立即采取措施,改变叶绿体的分布,可采取的措施是_____________________。
(3)上述实验中需要的材料用具除显微镜外,还需刀子、镊子、滴管、吸水纸、　　　　。
(4)在D组实验中,要选取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮,原因是
。 【解析】(1)黑藻叶片薄,可直接用于临时装片的制作,且含水量高,因此适合用于观察。
(2)据A、B、C三组实验可知,光照、温度可影响叶绿体的形态和分布。
(3)制作临时装片需要载玻片、盖玻片等。
(4)叶绿体主要分布于叶肉细胞中,因此应选取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮。
答案:(1)叶片薄,有些部位只有一层细胞　(2)适当增加光照和提高温度　(3)载玻片、盖玻片　(4)叶绿体主要分布于叶肉细胞中,易于观察对实验材料的选择应把握以下五个方面
1.符合实验的要求
选择的实验材料应含有符合实验目的要求的观察对象,如观察叶绿体不能选择根细胞,因为根细胞不含叶绿体;观察动物细胞的细胞核不能选择哺乳动物成熟的红细胞,因为此细胞没有细胞核。2.符合实验的原理
实验原理是完成实验的依据,选择的材料既要保证反应原理的实现,又要方便检测结果的观察,如在检测还原糖时不能选用甘蔗,因为它含有丰富的蔗糖,还原糖的含量少,不利于与本尼迪特试剂发生反应。
3.选取易于获得的材料
要保证实验的顺利进行,应选取在当地容易获得、又比较便宜的材料,如生物组织中淀粉的检测不适宜选取板栗。4.选取易于观察的材料
选取的实验材料观察现象越明显,越有利于得出正确结论,如观察植物细胞的液泡时不能选用叶肉细胞,因为叶肉细胞的液泡基本无色,并且叶绿体的绿色会对实验结果造成干扰。
5.选取易于操作的材料
选取的材料易于操作,有利于实验的顺利进行,如检测生物组织中的油脂,不能将芝麻种子做切片观察,因为芝麻种子很小,不容易操作。课件62张PPT。第一、二节 细胞概述　细胞膜和细胞壁一、细胞学说内容
1.所有的生物都是由_______________组成的。
2.细胞是所有生物的___________的单位。
3.所有的细胞必定是由_____________产生的。
二、验证活细胞吸收物质的选择性
1.实验目的
观察种子中胚的染色特点,认识细胞吸收物质的_______。
2.实验原理
活细胞的细胞膜具有_________,允许水分子自由进出,不允许
大分子的红墨水染料进入细胞。一个或多个细胞结构和功能已存在的细胞选择性选择透性3.实验过程
分组
染色:用稀释20倍的_______染色
冲洗:用_____冲洗籽粒数次
观察:玉米籽粒中_________对照组:2粒_____的玉米籽粒
实验组:2粒_______的玉米籽粒 煮过未煮过红墨水清水胚的颜色4. 实验结果
对照组:玉米籽粒的胚___________。
实验组:玉米籽粒的胚_____________。
5. 实验结论
活细胞吸收物质具有_______。 被染成红色未被染成红色选择性三、细胞膜的结构和功能1.细胞膜中各组分及其作用
2.细胞膜的结构特点:_________________
3.细胞膜的功能特性:_____________糖蛋白脂双层进出细胞单位膜膜蛋白催化剂细胞识别具有一定的流动性具有选择透性1.细胞学说的内容适用于所有的生物。 ( )
【分析】由于病毒不具有细胞结构,故细胞学说适用于所有的
细胞生物,不适用于病毒等非细胞生物。
2.(2011海南T10B)蓝藻(蓝细菌)无叶绿体,但能进行光合作用。
( )
【分析】蓝藻(蓝细菌)为原核生物,没有叶绿体,但含有叶绿素
和藻蓝素,能进行光合作用。×√3.细胞膜由脂质和蛋白质组成。 ( )
【分析】构成细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质,除此之外还
含有糖类等成分。
4.功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。 ( )
【分析】蛋白质是生命活动的体现者,细胞的功能大多通过蛋
白质来实现,因此功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越
多。
5.所有具有细胞壁生物的细胞壁都是由纤维素构成的。 ( )
【分析】植物细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶构成,但细菌
的细胞壁主要成分是肽聚糖。×√×考点 一 显微镜的使用方法?
1.目镜、物镜与放大倍数
(1)显微镜放大倍数是目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。
(2)物镜越长,放大倍数越大,距装片的距离越近;物镜越短,则放大倍数越小,距装片的距离越远。
(3)目镜越长,放大倍数越小,目镜越短,则放大倍数越大。 2.高倍物镜与低倍物镜观察情况的比较3.显微镜的使用方法【高考警示】
(1)显微镜放大的是两点间的距离,也就是说放大的是长度或宽度,而不是面积或体积。
(2)放大倍数越大,视野中的细胞数目越少,每个细胞的体积越大;放大倍数越小,视野中的细胞数目越多,每个细胞的体积越小。
(3)显微镜成倒像,可通过把要观察的物体旋转180°,即颠倒过来看的方法模拟显微镜下观察到的物像。例如,观察“b”,则显微镜中看到的应为“q”。
(4)物像移动的方向与装片移动的方向相反。 【典例1】如图所示,甲图中①②表示目镜,③④表示物镜,⑤⑥表示物镜与载玻片之间的距离,乙和丙分别表示不同物镜下观察到的图像。下面描述正确的是(　　)A.观察物像丙时应选用甲中①④⑥组合
B.从图中的乙转为丙,正确调节顺序为:转动转换器→调节光
圈→移动标本→转动细准焦螺旋
C.若丙是由乙放大10倍后的物像,则细胞的面积增大为原来的10倍
D.若丙图观察到的气孔是位于乙图右上方的气孔,从图中的乙转为丙时,应向右上方移动装片【解析】选D。本题考查显微镜的使用。丙图是乙图放大后的物像,而①④⑥组合的放大倍数最小,不符合题意。由低倍物镜转换成高倍物镜的操作为:移动装片→转动转换器→调节光圈→转动细准焦螺旋。显微镜的放大倍数是指长度或宽度的放大倍数,而不是面积。物像位于哪个方向,则应向哪个方向移动装片,才能将物像移至视野中央。考点 二 细胞膜的结构和功能?
1.细胞膜的成分 2.细胞膜的结构与功能关系(1)糖类在细胞膜中分布很少,与蛋白质或脂质结合成糖蛋白或糖脂,分布在膜的外表面。因此,根据糖蛋白或糖脂的分布,可以判断细胞膜的内外侧。
(2)各种蛋白质在膜上的分布是不对称的。
(3)各种膜所含蛋白质与脂质的比例同膜的功能有关,功能越复杂的膜,其蛋白质数量和种类越多。 【思维拓展】
膜结构的变化影响生物膜的功能
(1)生物膜成分的变化:
①膜蛋白:主要表现在膜蛋白(尤其是通道蛋白)性质的改变,使得通道蛋白长期打开或长期关闭,从而使得膜透性增加或下降。
②膜脂质:主要表现在膜透性增大、膜流动性增加或膜透性下降。
(2)破坏内质网膜:对糖类和脂质的合成、解毒、同化作用及蛋白质运输等功能都有影响。
(3)核被膜受损:影响核内的DNA分子结构和物质交换。【考查角度1】利用柱形图或数据表格考查细胞膜的结构
和功能
【典例2】如图表示各种膜的组成成分含量: 图示不能说明的是(　　)
A.构成细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质
B.膜中的脂质和蛋白质含量的变化与膜的功能有关
C.膜的功能越简单,所含蛋白质的数量越少
D.蛋白质在进行细胞间的信息交流中具有重要作用
【解析】选D。由柱状图可知,在各种膜中,脂质和蛋白质的含量相对较高,因此构成膜的主要成分是脂质和蛋白质。蛋白质是生命活动的主要承担者,功能越复杂的膜中,蛋白质的种类和数量越多,如线粒体内膜和叶绿体片层膜,反之就越少。蛋白质与细胞间的信息交流作用有关,但从图中所给信息不能确定。【互动探究】
(1)为什么功能不同的细胞,其膜上蛋白质的种类和数量不同?
提示:蛋白质是生命活动的体现者,不同种类和数量的蛋白质承担的生理功能不同。
(2)为什么糖类在细胞膜中含量相对较多,而在细胞器膜中含量很少或几乎没有?
提示:糖蛋白分布在细胞的外表面,与细胞表面的识别作用有关,而细胞器膜中糖蛋白含量很少或几乎没有,所以糖类在细胞膜中含量相对较高,而在细胞器膜中含量很少或几乎没有。【变式训练】下表列出了某动物肝细胞和胰腺外分泌细胞膜结构的相对含量(%)。下列说法错误的是(　　)A.细胞甲呼吸强度大于细胞乙
B.细胞乙为胰腺外分泌细胞
C.细胞乙合成的分泌蛋白多于细胞甲
D.不同细胞膜结构的含量不同取决于基因的不同
【解析】选D。本题考查生物膜的有关知识,难度较大,由甲内的线粒体膜多,乙内的粗面内质网膜多,可以推断出甲是肝细胞,乙是胰腺外分泌细胞,所以A、B、C正确。同一生物体内细胞具有相同的遗传物质,不同细胞膜结构的含量不同不是取决于基因的不同,而是基因选择性表达的结果,所以D错误。【考查角度2】利用亚显微结构模式图考查细胞膜的结构
和功能
【典例3】如图为生物膜简明结构模式图,a、b表示两种物质,有关说法正确的是(　　) A.若该图表示细胞膜局部,则膜两侧还应分布着多糖
B.若b表示抗体,则该膜为核糖体膜局部
C.若该图表示内质网膜局部,则b可表示性激素
D.若a表示水,b表示氧气,则该过程的进行需要消耗ATP
【解析】选C。A错误,糖类在细胞膜中分布很少,并且与蛋白质或脂质结合成糖蛋白或糖脂,分布在膜的外表面。因此,根据糖蛋白的分布,可以判断细胞膜的内外侧。B错误,抗体为分泌蛋白,在附着在内质网上的核糖体上合成,核糖体无膜结构,内质网是分泌蛋白的加工运输通道。C正确,内质网与脂质的合成有关,若b表示性激素,则该图表示内质网膜局部。D错误,若a表示水,b表示氧气,说明该过程进行的是光反应,产生ATP。【变式训练】如图为细胞的膜结构示意图。下列叙述错误的
是(　　)
A.细胞膜中的①与细胞识别有关
B.细胞膜中的②可能与细胞的选择吸收有关
C.线粒体内膜中的②可能与ATP的合成有关
D.叶绿体类囊体膜中②的活性与温度有关【解析】选A。①是脂双层,构成细胞膜的基本骨架;②是构成膜的蛋白质,是生命活动的体现者,在不同的膜中,蛋白质的种类不同。细胞膜上的蛋白质有的具有识别作用,有的是转运物质的载体。线粒体内膜上的ATP合成酶是催化ATP合成的蛋白质。叶绿体类囊体膜上有与光反应有关的酶,其活性与温度有关。【拓展延伸】
细胞间的信息交流通道分泌进入体液运输信息【高考警示】
(1)细胞的信息传递和细胞的代谢调控是通过细胞膜上的一类称为“受体”的特殊蛋白质分子进行的。
(2)受体能够有选择地与细胞外环境中的抗原、病毒、激素、神经信号传递物质(化学递质,如乙酰胆碱)和药物等“信号物质”相结合,引起一系列生化变化,从而使细胞的功能与物质代谢朝一定方向发生变化。 【备选典例】如图表示相邻两个细胞通过细胞膜接触,将信息从一个细胞传递给另一个细胞。下列属于图示细胞间信息交流方式的是(　　)
A.传入神经元引起传出神经元兴奋
B.精子和卵细胞之间的识别和结合
C.胰岛细胞对肝细胞代谢的调节
D.植物细胞通过胞间连丝进行信息交流【解析】选B。图中显示的是相邻两个细胞的细胞膜直
接接触完成信息交流。在一般的反射弧中,传入神经元和传出神经元经反射中枢联系在一起,且相邻神经元之间兴奋的传递不是通过两个神经元的直接接触,而是通过突触结构释放化学递质来完成的,故A项不符。精子和卵细胞之间的相互识别是通过细胞膜的直接接触实现的,故B项相符。胰岛细胞分泌胰岛素和胰高血糖素随血液循环运输到肝脏,对肝细胞的糖代谢进行调节,故C项不符。图示的是两个动物细胞而不是植物细胞,故D项不符。【变式训练】下列有关细胞间的信息交流的正确叙述是(　　)
A.激素与靶细胞膜上的磷脂结合,将信息传递给靶细胞
B.受精作用、输血时要严格配血都与细胞识别有关
C.高等植物细胞之间的胞间连丝只起物质通道的作用
D.多细胞生物体内细胞间功能协调性的实现完全依赖于信息
交流
【解析】选B。激素与靶细胞膜上的糖蛋白即受体结合,将信息传递给靶细胞。精子和卵细胞之间具有识别作用,不同血型的红细胞膜上存在的抗原不同。胞间连丝既起物质通道的作用,又具有识别作用。信息交流有助于细胞间功能协调性的实现。一、用显微镜观察装片时判断污物存在位置的方法
【典例1】某学生用显微镜观察装片时,见视野中有异物。为判断异物的位置,他先转动目镜,见异物不动,然后转换物镜,异物仍存在。据此,异物可能在(　　)
A.目镜 B.物镜 C.反光镜 D.装片
【解析】选D。转换目镜和物镜,异物都不动,反光镜只会影响光线的明暗,故异物不在目镜、物镜和反光镜上,最可能在装片上。【方法归纳】解决此类问题时,需要考虑污物可能存在于物镜、目镜或装片上,所以采用移动装片和转动目镜的方法来
判断:【易错提醒】
目镜、物镜、装片上的污物可能在显微镜视野中出现,但反光镜上的污物不会在视野中出现。二、物质穿过生物膜层数的判断方法
【典例2】组织液中O2进入人体骨骼肌细胞被利用,至少要穿过的磷脂分子层数是(　　)
A.5层 B.6层 C.7层 D.8层
【解析】选B。组织液中的O2穿过细胞膜(1层膜)、线粒体膜(2层膜),进入线粒体被利用,穿过3层膜,共6层磷脂分子。 【方法归纳】解决此类问题时,需要分析以下两种类型:
(1)不过膜类型:
①分泌蛋白的合成和分泌:在此过程中生物膜包裹蛋白质,形成蛋白质分泌泡,最后与细胞膜融合释放分泌蛋白,此过程蛋白质没有穿过膜。
②细胞的胞吞和胞吐作用通过0层生物膜,如化学递质的释放。
③大分子物质进出细胞核,如RNA通过核孔进入细胞质,也没有穿过膜。(2)过膜类型:
①判断通过的细胞结构各有几层膜,如细胞膜、内质网膜、高尔基体膜、液泡膜、溶酶体膜为单层膜,叶绿体膜、线粒体膜、核被膜均为双层膜。
②将通过的细胞结构的膜层数相加,所得数值即为物质穿过的膜层数。【易错提醒】生物膜层数≠磷脂分子层数
解题时要看清题目中的关键词是生物膜层数还是磷脂分子
层数。
生物膜层数=脂双层数=磷脂分子层数/2。 1.下列说法正确的是(　　)
A.所有细胞都具有DNA,说明细胞具有统一性
B.蓝细菌细胞有丝分裂前后,染色体数目一般不发生改变
C.细胞学说说明细胞是生物的结构和功能的单位
D.噬菌体能利用细菌的核糖体和内质网合成自身的蛋白质【解析】选C。细胞的统一性主要表现在具有细胞膜、细胞质和核糖体,A错误。蓝细菌是原核生物,没有染色体,B错误。细胞学说阐明所有生物都是由一个或多个细胞组成的,细胞是所有生物的结构和功能的单位,C正确。噬菌体无细胞结构,它利用宿主细胞的核糖体合成自身的蛋白质,细菌体内无内质网,D错误。 2.使用普通光学显微镜观察水中微生物,若发现视野中微生物游动方向如图1所示,请问应该把载玻片向图2所示的哪个方向移动(　　)
A.甲　　　B.乙　　　C.丙　　　D.丁
【解析】选C。本题考查显微镜的使用。显微镜下观察到的是倒立的虚像,物像位于哪个方向,载玻片就应向哪个方向移动。3.从细胞膜上提取了某种成分,用非酶法处理后,加入双缩脲试剂出现紫色反应;若加入本尼迪特试剂并加热,出现红黄色沉淀。该成分是(　　)
A.糖脂 B.磷脂 C.糖蛋白 D.脂蛋白
【解析】选C。本题考查细胞膜的成分及物质鉴定方面的知识。用双缩脲试剂处理该成分出现紫色反应,说明该成分含蛋白质;加入本尼迪特试剂并加热出现红黄色沉淀,说明该成分含还原糖。综上分析,该成分同时含蛋白质和糖类,所以为糖蛋白。4.下列关于植物细胞细胞壁的说法不正确的是(　　)
A.植物细胞都有细胞壁
B.细胞壁的化学组成中含有多糖
C.细胞壁对植物细胞有支持和保护作用
D.细胞壁可控制物质进出细胞
【解析】选D。植物细胞都有细胞壁;细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,纤维素是多糖;细胞壁对植物细胞有保护和支持作用;细胞壁是全透性的,不能控制物质进出细胞。5.下列过程中,不是直接依赖细胞膜的流动性完成的是(　　)
A.胰岛β细胞分泌胰岛素
B.巨噬细胞对抗原的摄取
C.mRNA与游离核糖体的结合
D.植物体细胞杂交中原生质体融合
【解析】选C。A项中胰岛素的分泌方式是胞吐;B项中巨噬细胞对抗原的摄取是胞吞;D项中植物体细胞杂交中原生质体的融合首先需要细胞膜的融合,以上三项均直接依赖细胞膜的流动性。C项中过程是在细胞内完成的,没有涉及细胞膜。6.水溶性染色剂(PI)能与核酸结合而使细胞核着色,可将其应用于细胞死活的鉴别。细胞浸泡于一定浓度的PI中,仅有死亡细胞的核会被染色,活细胞则不着色,但将PI注射到活细胞中,则细胞核会着色。利用PI鉴别细胞的基本原理是(　　)
A.死细胞与活细胞的核酸结构不同
B.死细胞与活细胞的核酸含量不同
C.活细胞能分解染色剂PI
D.活细胞的细胞膜阻止PI的进入【解析】选D。活细胞的细胞膜具有选择透性,以保证物质选择性地出入细胞,维持细胞正常的生命活动。水溶性染色剂(PI)不是细胞所需的物质,因而不易通过活细胞的细胞膜。细胞死亡后,细胞膜及其他生物膜的选择透性丧失,溶于水中的物质(如PI)都可以通过,进而使细胞核着色。7.如图是桑格和尼克森在1972年提出的关于质膜分子结构的流动镶嵌模型。请回答:(1)与细胞识别有关的结构是(填字母)　　　　,细胞的识别实际上是一个信息传递过程,植物细胞间可通过　　　　　(结构)进行信息传递。
(2)c分子的特点是　　　　　　　　　　　　　。
(3)质膜具有选择透性与图中(填字母)　　　有关。
(4)借助图中d进出膜的方式是　　　　　　　　 　　　　。【解析】图中a、b、c、d依次是:糖蛋白、脂双层、磷脂分子、蛋白质分子。其中,糖蛋白与细胞识别有关,生物膜的选择透性与脂双层和蛋白质的流动性有关。磷脂分子由亲水性的磷酸头部和亲脂性的脂肪酸尾部组成。物质跨膜运输的三种方式中,易化扩散和主动转运需要载体蛋白的协助。
答案:(1)a　胞间连丝
(2)有亲水性的磷酸头部和亲脂性的脂肪酸尾部
(3)b、d　(4)易化扩散和主动转运8.(2011·海南高考)关于动物细胞膜的叙述,错误的是(　　)
A.细胞膜含有糖脂和糖蛋白
B.细胞融合与细胞膜的流动性有关
C.ATP为CO2分子通过细胞膜提供能量
D.细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的【解析】选C。A项,细胞膜的成分有蛋白质、糖链、磷脂分子,糖链与蛋白质构成糖蛋白,与脂质构成糖脂;B项,细胞融合体现细胞膜的流动性,除此还有巨噬细胞的吞噬作用、蛋白质的分泌等也能体现细胞膜的流动性;C项,CO2跨膜运输方式为扩散,不需要消耗能量;D项,依据细胞膜的流动镶嵌模型知细胞膜上的分子是运动的。9.(2010·山东高考改编)下列关于真核细胞生物膜的叙述,正确的是(　　)
A.生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定
B.构成膜的脂质主要是磷脂、油脂和胆固醇
C.需氧呼吸及光合作用产生ATP均在膜上进行
D.核糖体、内质网、高尔基体的膜都参与蛋白质的合成与运输【解析】选A。生物膜的结构大都是脂双层做支架,蛋白质覆盖、镶嵌或贯穿其中,这些蛋白质的结构不同,功能具有多样性,数量也可不同,这是导致不同的生物膜具有特定功能的原因。构成膜的脂质主要是磷脂,油脂不参与细胞膜的构成。需氧呼吸的三个阶段都产生ATP,其中第一阶段在细胞溶胶中进行,第二阶段在线粒体基质中进行,第三阶段在线粒体内膜上进行;而光合作用则在光反应阶段产生ATP,光反应发生在类囊体膜上。核糖体、内质网、高尔基体都参与蛋白质的合成与运输,但核糖体不具有膜结构,内质网、高尔基体具有膜结构。10.(2010·安徽高考)下列关于生物膜结构和功能的叙述,正确的是(　　)
A.肌细胞的细胞膜上有协助葡萄糖跨膜运输的载体(载体蛋白)
B.细胞膜上的受体是细胞间信息交流必需的结构
C.线粒体内膜上只分布着合成ATP的酶
D.核被膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出【解析】选A。葡萄糖通过主动转运方式进入肌细胞,需要细胞膜上载体(载体蛋白)的协助,所以A项正确。根据存在部位可将受体分为细胞内受体和细胞表面受体。胰岛素等亲水类信号分子不能进入细胞内,其受体在细胞膜上,故在这类细胞间信息的交流中细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构;有些小的亲脂性信号分子,可通过扩散直接透过细胞膜,与靶细胞内细胞质或细胞核内受体结合而发生作用,这类细胞间信息交流则不需通过细胞膜上的受体,所以B项错误。线粒体内膜是需氧呼吸第三阶段进行的场所,其上不只分布着合成ATP的酶,还有其他酶类,所以C错误。核被膜分核外膜和核内膜。核外膜表面常附有核糖体,且常常与粗面内质网相连通。内膜上无核糖体,但有一些特有的蛋白成分,如核纤维蛋白B受体。核内、外膜常常在某些部位相互融合形成环状开口,称为核孔。在核孔上镶嵌着一种复杂的结构,叫做核孔复合体,它是一种特殊的跨膜运输蛋白复合体。故核孔具有选择透性,所以D项错误。课件60张PPT。第三节 细 胞 质一、细胞器的结构与功能1.填写细胞器的名称
[a]:_______　[c]:_______　[d]:_________
[e]:_______　[h]:_______　[g]:_______
2.写出细胞器的功能
[a]:_________的主要场所;
[b]:_________的场所;
[c]:粗面内质网上的核糖体所合成的蛋白质,会运送到高尔基
体及细胞的其他部位;光面内质网有合成_____和氧化_____的酶;
[d]:真核细胞中的物质_____系统,可分拣_______;
[g]:在动物细胞的_____过程中起作用;
[h]:消化细胞从外界吞入的颗粒和___________________。 线粒体内质网高尔基体核糖体溶酶体中心体需氧呼吸光合作用磷脂酒精转运蛋白质增殖细胞自身产生的碎渣3.细胞结构的综合分析
(1)乙是动物细胞的证据:有[g]_______,没有[b]_______、
[f]液泡和_______。
(2)存在色素的细胞器:[b]_______、[f]液泡。
(3)动植物都有,但功能不同的细胞器:[d]_________。
(4)光学显微镜下能观察到的细胞器:[f]液泡、[b]_______
和[a]_______。中心体叶绿体细胞壁叶绿体高尔基体叶绿体线粒体二、细胞溶胶
1.概念
细胞质中除_______以外的液体部分称为细胞溶胶。
2.成分和功能
(1)细胞骨架位于_________中。
(2)细胞中的_______有25%～50%存在于细胞溶胶中。
(3)细胞溶胶中有_______,是多种代谢活动的场所。细胞器细胞溶胶蛋白质多种酶1.没有线粒体的生物不能进行需氧呼吸。 ( )
【分析】没有线粒体的细菌,若含有与需氧呼吸有关的酶,也可进行需氧呼吸,如醋酸杆菌。
2.没有叶绿体的细胞一定不是绿色植物的细胞。 ( )
【分析】绿色植物的根及叶表皮细胞无叶绿体。
3.(2010江苏T2B)唾液腺细胞和胰腺细胞中高尔基体数量较多。
( )
【分析】唾液腺细胞产生的唾液淀粉酶属分泌蛋白,胰腺细胞产生的消化酶也属分泌蛋白,故在唾液腺细胞和胰腺细胞中高尔基体数量较多。××√4.性激素的合成需要经过核糖体、内质网、高尔基体等细胞器。　 ( )
【分析】性激素不是蛋白质,其成分是固醇,是在内质网上合成的。
5.(2010山东T5D)正常生理状态下溶酶体对自身机体的细胞结构无分解作用。( )
【分析】正常生理状态下机体的衰老细胞、破损细胞等,通过溶酶体的作用被分解。
6.细胞溶胶中含有多种酶,是代谢活动的重要场所。( )
【分析】细胞溶胶中酶的种类较多,多种代谢活动在细胞溶胶中进行。××√考点 一 细胞器的分布、结构特点和功能 【高考警示】
易混淆的常考的特殊细胞
(1)植物中:
①根尖分生区(或形成层、愈伤组织)细胞无叶绿体和大液泡;根尖成熟区细胞和其他不见光的部位都无叶绿体。
②叶片中叶肉细胞、保卫细胞都含叶绿体,但表皮细胞不含叶绿体。(2)动物中:
①人和哺乳动物成熟红细胞无细胞核和众多的细胞器,而鸟类、两栖类动物的红细胞有细胞核及多种细胞器。
②蛔虫的体细胞和人的成熟红细胞无线粒体,只进行厌氧呼吸,原料是葡萄糖,产物是乳酸。
③癌细胞:无限增殖,表面粘连蛋白减少,易在组织间转移,因不断合成蛋白质,故中心体、核糖体较多,代谢旺盛,核仁较大。 【拓展延伸】
细胞的结构与功能相适应
(1)蓝细菌能进行光合作用,其细胞内含有光合色素。
(2)根细胞表面有根毛,扩大了细胞的表面积,与吸收功能有关。
(3)神经细胞多突起,这与其传递兴奋的功能相适应。
(4)肌肉细胞的形状与其收缩、舒张功能相适应。(5)浆细胞含有较多的高尔基体,与其分泌抗体的功能相适应。
(6)在植物细胞的有丝分裂末期,高尔基体数量较多,与植物细
胞中高尔基体参与细胞壁形成的功能相适应。
(7)线粒体在各种细胞中的含量不同,动物细胞中线粒体数量多
于植物细胞,代谢旺盛的细胞多于代谢较弱的细胞,新生细胞多
于衰老细胞或病变细胞。【考查角度1】以模式图为载体考查细胞的结构和功能
【典例1】如图为某高等植物叶肉细胞的结构模式图,下列相关叙述不正确的是(　　) A.图中能产生ATP的结构有1、2、5
B.结构1中产生的CO2扩散出来进入结构2中被利用,需穿过生物膜的层数为4层
C.结构3是遗传物质贮存和复制的场所,是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心
D.结构2与结构4中都含有叶绿素和类胡萝卜素等色素【解析】选D。由图可知,1为线粒体,2为叶绿体,3为细胞核,4为液泡,5为细胞溶胶。叶绿体为双层膜结构,可进行光合作用产生ATP,线粒体和细胞溶胶中进行呼吸作用可产生ATP,故A正确。叶绿体和线粒体都具有双层膜,故B正确。DNA主要存在于细胞核中,细胞核是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心,故C正确。叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素,而液泡中的色素主要是花青素,故D错误。【变式训练】如图,甲、乙是呼吸道管壁上分布最多的两种细胞(即纤毛细胞和黏液腺细胞)结构示意图。当灰尘、病菌等异物进入时,通过纤毛细胞的摆动,呼吸道可将包裹异物的黏液推向喉部。据图分析下列说法正确的是(　　)A.甲细胞中仅内质网、高尔基体具有单层膜结构
B.乙细胞中高尔基体较多,它能消化黏液内的异物
C.同一个体两种细胞结构和功能不同的根本原因是细胞内
mRNA不同
D.两种细胞都会衰老、脱落,衰老细胞表现为线粒体数量减
少,细胞核体积减小【解析】选C。本题考查识图能力和细胞的结构和功能。A错误,甲细胞中具有的单层膜结构除内质网、高尔基体、溶酶体外,还有细胞膜;B错误,乙细胞中高尔基体较多,它能产生黏液,用于包裹异物;C正确,同一个体两种细胞结构和功能不同的根本原因是细胞内mRNA不同,这是基因选择性表达的结果;D错误,两种细胞都会衰老,但并没有脱落,衰老细胞表现为线粒体数量减少,细胞核体积增大。 【考查角度2】依据分泌蛋白的合成与分泌模式图考查细胞的
结构和功能
【典例2】甲状腺细胞可以将氨基酸和碘合成甲状腺球蛋白,
并且将甲状腺球蛋白分泌到细胞外,其过程如图所示。图中a、b、c是生理过程,①～⑦是结构名称,下列叙述错误的是(　　) A.图甲中的b过程是脱水缩合,产生的水中的氧仅来自于氨基酸的—COOH,完成的场所是图乙中的①
B.细胞内的碘浓度远远高于血浆中的碘浓度,这表明a是主动转运过程
C.与图甲c过程有关的细胞器是图乙中的③②⑤,⑥中形成的蛋白质已经是成熟蛋白质
D.在甲状腺球蛋白合成过程中,膜面积基本保持不变的有②和④,但膜的成分均发生更新【解析】选D。D项错误,膜面积基本保持不变的是②高尔基体,而④是细胞膜,面积增大,③是内质网,面积减小。A项正确,b过程是脱水缩合,在①核糖体上完成,形成的水中的氧只来自于羧基;B项正确,低浓度到高浓度的运输方式为主动转运;C项正确,c过程是蛋白质加工、转运、分泌过程,与之相关的细胞器是内质网、高尔基体、线粒体,另外⑥中形成的蛋白质已经是成熟蛋白质。【互动探究】
(1)结合本题分析:甲状腺球蛋白从形成到分泌的全过程中跨几层膜?
提示:0层。甲状腺球蛋白是分泌蛋白,在内质网上的核糖体上合成肽链后,由内质网转运到高尔基体和转运到细胞膜都是以形成蛋白质分泌泡的形式进行的,不跨膜;细胞膜分泌方式是胞吐,也不跨膜,因此全过程中跨0层膜。
(2)图乙中与③直接相连的膜结构有哪些?(填写序号)
提示:④和⑦。内质网与细胞膜④和核被膜⑦直接相连,与高尔基体②间接相连。考点 二 叶绿体与线粒体 【高考警示】
线粒体和叶绿体增大膜面积的方式不同
(1)线粒体增大膜面积是通过内膜向内折叠形成嵴,是线粒体
最富有标志性的结构,它的存在大大扩大了内膜的表面积,有
利于生化反应的进行。
(2)叶绿体增大膜面积是通过基粒片层结构(或类囊体)的重叠。【典例3】线粒体和叶绿体是细胞内两种重要的细胞器,下列
有关线粒体和叶绿体的叙述中正确的是(　　)
A.叶绿体中的色素不吸收绿光,反射绿光,所以呈绿色,与色素的多少无关
B.线粒体是需氧呼吸的主要场所,真核细胞都含有线粒体
C.将离体的线粒体置于清水中,外膜先于内膜破裂
D.二者都是与能量转换有关的细胞器,能为各种生命活动提供能量【解析】选C。叶绿体之所以呈现绿色,主要是由于其中含有大量叶绿素可以反射绿光;并不是所有的真核细胞都含有线粒体,如蛔虫为真核生物,但由于长期生活在厌氧环境下线粒体已退化;线粒体内膜向内折叠形成嵴,增大了膜面积,内膜面积远远大于外膜面积,不容易破裂,故离体的线粒体置于清水中外膜先于内膜破裂;二者都与能量转换有关,但是叶绿体进行光合作用产生的ATP只用于自身,不能为其他生命活动提供能量。【变式训练】如图为某细胞中分离得到的几种细胞器模式简图,相关叙述中错误的是(　　)
A.甲是能把光能转换为化学能的细胞器
B.分泌活动旺盛的细胞内乙的含量较多
C.丁可以为细胞内各种反应的正常进行提供有利条件
D.生命活动旺盛的细胞比衰老的细胞具有更多的甲【解析】选A。首先根据各细胞器的结构特点判断:甲为线粒体、乙为高尔基体、丙为叶绿体、丁为内质网。甲和丙均能进行能量的转换,其中丙可将光能转换为化学能,而甲能将化学能转化为热能等。乙与分泌物的形成有关,因此分泌活动旺盛的细胞内乙的含量较多。丁为由膜连接而成的网状结构,上面附着多种酶,为细胞内各种反应的正常进行提供了有利条件。生命活动旺盛的细胞代谢强度高于衰老的细胞,因此生命活动旺盛的细胞比衰老的细胞具有更多的甲。不同细胞结构模式图的辨别方法
【典例】细胞是生物体结构和功能的基本单位。a～d为四个细胞模式图,对下图有关叙述正确的是(　　)A.a、b的细胞中含有线粒体、高尔基体等细胞器,而c、d的细胞中只含有核糖体
B.不遵循孟德尔遗传定律的基因只存在于c和d细胞中
C.能进行光合作用的细胞只有a
D.作为合成蛋白质场所的结构只分布在a、b、d图代表的生物中
【解析】选A。a是高等植物细胞、b是动物细胞、c是细菌、d是蓝细菌,A项正确。B项中真核生物中细胞质基因也不遵循孟德尔遗传定律。C项中能进行光合作用的有a、d。D项中细菌中的核糖体也能合成蛋白质。【方法归纳】根据模式图的特点不同可以辨别原核细胞与真核细胞,动物细胞与植物细胞,具体归纳如下:
(1)原核细胞与真核细胞图像的辨别方法:
有由核被膜包围的细胞核的细胞是真核细胞,没有由核被膜包围的细胞核的细胞是原核细胞。
(2)动植物细胞图像的辨别方法:
①有中心体,但无细胞壁、叶绿体和液泡,则为动物细胞。
②有中心体,也有细胞壁、叶绿体和液泡,则为低等植物细胞。
③无中心体,但有细胞壁、叶绿体和液泡,则为高等植物细胞。 【易错提醒】
(1)原核细胞虽无线粒体和叶绿体,但部分细胞也可进行需氧呼吸和光合作用。
(2)无叶绿体和大液泡的细胞不一定是动物细胞,如根尖分生区细胞。 【变式训练】图a、b、c分别是三种生物细胞的结构模式图。下列叙述正确的是(　　)A.以上三种细胞内遗传物质的载体是染色体
B.a细胞有细胞壁,而b、c细胞没有该结构
C.三种细胞中共同具有的细胞器只有核糖体
D.a、b细胞的根本区别是b细胞没有大液泡
【解析】选C。图示细胞中a是高等植物细胞,b是动物细胞,c是细菌。A项中c不存在染色体。B项中c具有细胞壁。D项中动、植物细胞的根本区别是植物细胞具有细胞壁。只有C项是正确的,三种细胞均有核糖体。1.在高等植物细胞中合成淀粉、淀粉酶以及有机物被分解释放能量的细胞器分别是(　　)
A.线粒体、叶绿体、高尔基体
B.叶绿体、核糖体、线粒体
C.核糖体、中心体、叶绿体
D.高尔基体、线粒体、叶绿体【解析】选B。淀粉是由葡萄糖脱水缩合而成的,葡萄糖合成的场所是叶绿体,所以淀粉合成的场所也是叶绿体。淀粉酶是一种蛋白质,是由核糖体合成的。有机物氧化分解的过程也就是呼吸作用的过程,主要场所是线粒体。2.细胞溶胶是细胞结构的重要组成部分,下列关于细胞溶胶的叙述中,错误的是(　　)
A.是活细胞进行新陈代谢的主要场所
B.由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶组成
C.在活细胞内呈静止状态
D.呈透明的胶质状态
【解析】选C。细胞溶胶是细胞内非常重要的生命物质,在细胞溶胶中每时每刻都在进行着多种化学反应,在活细胞中处于运动状态。3.如图是根据细胞器的相同点或不同点进行分类的,下列选项中不是此图分类依据的是(　　)
A.有无膜结构 B.单层膜还是双层膜
C.有无色素 D.是否普遍存在于动植物细胞中【解析】选A。题干中的4种细胞器均具有膜结构,高尔基体和液泡为单层膜细胞器,线粒体和叶绿体为双层膜细胞器。液泡和叶绿体存在于植物细胞中,均含有色素,而高尔基体和线粒体普遍存在于动植物细胞中,均不含色素。4.下列有关细胞器的叙述中,错误的是(　　)
A.液泡内的细胞液中含有糖类、无机盐等物质
B.性激素的合成与内质网有关
C.溶酶体对自身细胞结构无分解作用
D.线粒体既有核酸又具有双层膜
【解析】选C。此题考查的是细胞器,属于考纲识记层次。液泡内的细胞液中含有糖类、无机盐等物质,A正确;性激素的化学本质是脂质,内质网与蛋白质的加工和脂质合成有关,B正确;溶酶体可以分解自身衰老和损伤的细胞结构,C错误;线粒体具有双层膜,既有DNA又有RNA,D正确。5.英美的三位科学家因为“核糖体的结构和功能”的研究而获
得2009年诺贝尔化学奖。下列关于核糖体的叙述正确的是( )
A.组成核糖体的化学物质包括核糖和脱氧核糖
B.核糖体上含有合成肽和水解肽的酶
C.破坏细胞核内的核仁会影响核糖体的形成
D.肺炎双球菌细胞内的核糖体有的与内质网结合参与分泌蛋白的合成
【解析】选C。核糖体的化学组成成分主要是RNA和蛋白质,RNA中含核糖;核糖体是生产蛋白质的机器,含有合成肽链的酶;核仁与核糖体的形成有关,破坏核仁会影响核糖体的形成;肺炎双球菌是原核生物,细胞内无内质网。6.细胞功能的复杂程度与其含有的细胞器种类有关,以下围绕细胞器及其功能的说法正确的是(　　)
A.大肠杆菌特有的细胞器是F,其上基因的遗传不遵循孟德尔遗传定律
B.C是真核细胞需氧呼吸的场所,葡萄糖在C中氧化可分解成CO2和H2O
C.参与分泌蛋白合成的细胞器有A、B、C、D、F
D.含有细胞器种类最多的是低等植物细胞,它含有上述所有细胞器【解析】选D。A项不正确,核糖体是原核生物唯一的细胞器,它由RNA和蛋白质组成,是翻译的场所,不存在基因的遗传;B项葡萄糖分解成丙酮酸的场所在细胞溶胶,线粒体中完成的是丙酮酸氧化分解成CO2和H2O;C项中分泌蛋白形成过程不需要中心体;只有D项是正确的,低等植物细胞含有的细胞器种类最多,图示细胞器均含有。7.某同学在观察自制淡水生物装片时,结合所学的知识绘图如下。请分析回答:(1)图中是　　　　　　细胞,图中含有DNA的结构是________
____________(填标号)。
(2)图中具有单层膜的细胞结构是　　　　　　　　(填标号),膜的化学成分有 。
(3)图中与能量转换有关的膜是 。
(4)细胞内外的物质交换要通过结构2进行,其方式有:①胞吞和胞吐,这与膜的　　　　　　　　 　　 　有关;②被动转运与　　　　　　　　　　　 　 　　,这与膜的　　　　　　　　　　 　　　有关。【解析】(1)从图中看,该细胞有3叶绿体和7中心体,为低等植物细胞,含有DNA的结构为3叶绿体、5细胞核、9线粒体。
(2)具有单层膜的结构有2细胞膜、4液泡膜、6内质网膜、8高尔基体膜;膜的化学成分是蛋白质、脂质(磷脂)、糖类。
(3)参与能量转换的膜是线粒体内膜和叶绿体类囊体膜。
(4)细胞内外的物质交换有膜泡运输,即胞吞和胞吐,与膜的流动性有关;跨膜运输有被动转运和主动转运,与细胞膜的选择透性有关。答案:(1)低等植物　3、5、9
(2)2、4、6、8　蛋白质、脂质(磷脂)、糖类(缺一不可)
(3)线粒体内膜、叶绿体类囊体膜(缺一不可)
(4)①流动性　②主动转运　选择透性8.(2012·重庆高考)下列细胞亚显微结构示意图,正确的是(　 )【解析】选D。A项错误,细菌细胞属于原核细胞,没有线粒体;
B项错误,蓝藻(蓝细菌)细胞属于原核细胞,没有叶绿体,但含有叶绿素和藻蓝素;C项错误,水稻属于高等植物,其叶肉细胞中没有中心体;D项正确,小鼠属于高等动物,其肝脏细胞中有核糖体、线粒体和中心体。9.(2012·全国卷)下列关于叶绿体和线粒体的叙述,正确的
是(　　)
A.线粒体和叶绿体均含有少量的DNA
B.叶绿体在光下和黑暗中均能合成ATP
C.细胞生命活动所需的ATP均来自线粒体
D.线粒体基质和叶绿体基质所含酶的种类相同【解析】选A。线粒体和叶绿体是半自主复制的细胞器,在其基质中均含有少量的DNA,故A正确。叶绿体只有在光下才能进行光反应合成ATP,叶绿体中进行的碳反应消耗ATP,故B错误。细胞生命活动所需的ATP主要来自线粒体,但是需氧呼吸的第一阶段和厌氧呼吸的整个过程都发生在细胞溶胶中,所以细胞溶胶中也可以产生ATP为细胞生命活动供能,故C错误。线粒体是进行需氧呼吸的主要场所,而叶绿体是进行光合作用的场所,因此线粒体基质和叶绿体基质所含酶的种类不相同,故D错误。10.(2011·安徽高考)AUG是甲硫氨酸的密码子,又是肽链合成的起始密码子。人体血清白蛋白的第一个氨基酸并不是甲硫氨酸,这是新生肽链经加工修饰的结果。加工修饰的场所是(　　)
A.内质网和高尔基体 B.高尔基体和溶酶体
C.内质网和核糖体 D.溶酶体和核糖体
【解析】选A。人体血清白蛋白是一种分泌蛋白,分泌蛋白最初在内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链,肽链进入内质网进行加工,形成具有一定空间结构的蛋白质,然后内质网形成蛋白质分泌泡,包裹着要运输的蛋白质到达高尔基体,高尔基体对蛋白质做进一步的加工修饰,最后分泌到细胞外。11.(2011·江苏高考)关于人体细胞结构和功能的叙述,正确的是(　　)
A.在细胞核内RNA能够传递和表达遗传信息
B.核糖体是蛋白质合成和加工的主要场所
C.线粒体内膜蛋白质和脂质的比值大于外膜
D.高尔基体与有丝分裂过程中纺锤体的形成有关
【解析】选C。在细胞核内RNA能够传递遗传信息,表达遗传信息在细胞质中,A项错误。核糖体是合成蛋白质的主要场所,B项错误。高尔基体与高等植物有丝分裂过程中细胞壁的形成有关,D项错误。线粒体内膜上发生的反应多于外膜,其上的酶也比外膜多,故内膜上蛋白质和脂质的比值大于外膜,C项正确。【易错提醒】
(1)没选C项的原因:误认为外膜、内膜都是线粒体膜,成分应该一样,忽略了内膜上附着大量与需氧呼吸有关的酶。
(2)误选D项的原因:把高尔基体与植物细胞有丝分裂有关当作与所有细胞的有丝分裂有关。高尔基体在植物有丝分裂中只与细胞壁的形成有关,在动物细胞中与分泌物的形成有关。课件51张PPT。第四、五节 细胞核　原核细胞一、细胞核的结构与功能
1.据图写出细胞核的结构组成
①_______　②_____　③_______　④___________
⑧_______核被膜核仁染色质核孔复合体核基质2.写出②④代表的结构的功能
(1)②与_____________有关。
(2)④是蛋白质、RNA等大分子物质出入_______的通道。
3.图中③的化学组成为:____________
存在形态:_______________
功能:_____________
4.写出细胞核的功能
(1)遗传物质___________的场所;
(2)细胞的_________。核糖体的形成细胞核DNA和蛋白质染色质或染色体携带遗传信息贮存和复制控制中心二、动植物细胞结构的比较无有无部分细胞有无成熟的植物细胞细胞膜、细胞质、细胞核线粒体、内质网、高尔基体、核糖体三、原核细胞 1.写出图中结构的名称及功能
2.结构特点
没有_______和由膜包被的各种_______。 核糖体多肽细胞壁维持细胞形状质膜拟核DNA细胞核细胞器1.(2011北京T3A)叶绿体合成的ATP通过核孔进入细胞核。
( )
【分析】叶绿体合成的ATP用于碳反应,不能进入细胞核。
2.(2011重庆T1A)氨基酸、葡萄糖和核苷酸分子均可通过核被
膜。( )
【分析】氨基酸、葡萄糖和核苷酸分子均为小分子物质,可以
通过主动转运方式通过核被膜。×√3.(2011山东T5C)真核生物以DNA为遗传物质,部分原核生物以
RNA为遗传物质。( )
【分析】具有细胞结构的生物(包括真核生物和原核生物)的遗
传物质都是DNA,只有部分病毒的遗传物质是RNA。
4.成熟的真核细胞都有一个成形的细胞核。 ( )
【分析】大多数真核细胞只有一个细胞核,只有少数细胞有多
个细胞核。极少数成熟真核细胞没有细胞核,如植物的筛管细
胞和哺乳动物血液中成熟的红细胞。××5.单细胞生物都是原核生物。( )
【分析】原核生物都是单细胞的,如细菌、蓝细菌、支原体、
衣原体、放线菌等;但草履虫、变形虫、酵母菌是单细胞生物,
但都是真核生物。
6.细菌的基本结构包括细胞壁、质膜、细胞质、拟核、荚膜和
鞭毛等。( )
【分析】并不是所有细菌都具有荚膜和鞭毛,故其基本结构包
括细胞壁、质膜、细胞质和拟核。××考点 一 细胞核的结构与功能 分裂前期:
螺旋变粗
分裂末期:解螺
旋,变细变长 【高考警示】
(1)并非所有物质都是通过核孔复合体进出细胞核的。核孔复合体也具有选择透性,小分子、离子通过核被膜进出细胞核。mRNA、rRNA、蛋白质等大分子物质出入细胞核的通道是核孔复合体,DNA不能进出细胞核。
(2)凡是无核细胞,既不能生长也不能分裂,如哺乳动物血液中成熟的红细胞、植物的筛管细胞、人工去核细胞。 【考查角度1】根据细胞结构模式图来考查细胞核的结构
【典例1】下列有关细胞核的叙述正确的是(　　) A.①②是由DNA和蛋白质组成的链状结构,在细胞周期中发生周期性变化
B.③是由2层磷脂分子组成的
C.脱氧核苷酸、核糖核苷酸、信使RNA、RNA聚合酶、DNA解旋酶、组成染色质的蛋白质、脱氧核糖核酸等物质必须通过核孔复合体才能进出细胞核
D.⑤是产生核糖体、mRNA和蛋白质的场所【解析】选A。①②分别是染色质和染色体,均是由DNA和蛋白质组成的链状结构,在细胞周期中发生周期性变化。③是核被膜,是由2层脂双层,4层磷脂分子组成的。大分子物质进出细胞核都要通过核孔复合体,但DNA不能进出细胞核,而核苷酸属于小分子物质。⑤是核仁,它与核糖体的形成有关。【变式训练】如图是细胞核的结构模式图,下列关于各结构及功能的叙述正确的是(　　)A.①是核被膜,把核内物质与细胞质分开
B.②是所有生物遗传物质的载体
C.③与蛋白质的合成以及核糖体的形成有关
D.④有利于DNA和mRNA从细胞核进入细胞质,实现核质之间的物质交换
【解析】选A。①是核被膜;②是染色质,由DNA和蛋白质组成,是真核生物遗传物质(DNA)的主要载体;③是核仁,与核糖体的形成有关;④是核孔复合体,有利于mRNA等大分子物质从细胞核进入细胞质,实现核质之间的物质交换和信息交流,但DNA不能进入细胞质。【考查角度2】利用经典实验考查细胞核的功能
【典例2】如图所示,科学家对单细胞伞藻的幼体嫁接,将甲
的伞柄嫁接到乙的假根上,长出了伞帽。下列有关评价合理
的是(　　) A.该实验证明了细胞核是遗传的控制中心
B.该实验证明了细胞核是代谢的调控中心
C.欲证明细胞核的功能,需同时进行对照实验
D.第一次长出的伞帽与(乙)的伞帽特征完全相同
【解析】选C。细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,但要通过实验证明细胞核的功能,还需要增加伞柄(乙)和假根(甲)的嫁接实验,以作为对照,故A、B错;性状的表达除受细胞核中的遗传物质控制外,还可能受伞柄(甲)的细胞质中遗传物质及原有的mRNA和外界环境因素的影响,故D错。【互动探究】
(1)欲利用伞藻嫁接实验证明细胞核的功能,该如何设置对照实验?
提示:将(甲)的伞柄嫁接到(乙)的假根上,同时将(乙)的伞柄嫁接到(甲)的假根上,分别观察两组长出的伞帽形状。
(2)要使题干中嫁接后长出的伞帽特征与(乙)的伞帽特征完全相同,该如何处理?
提示:将第一次长出的伞帽切去,长出的新的伞帽是乙的伞帽。【变式训练】汉麦林的实验如图所示,将单细胞的地中海杯状藻先在近核处切断,再在近杯处切断(a),中间的茎(b)置于海水中可再生一杯(c),但将此杯切断后,不能再生第二杯(d)。这个实验可以说明(　　)A.决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息来自细胞核
B.决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息来自细胞质
C.杯状藻藻杯的形态发生是由细胞核和细胞质的遗传信息共同作用的结果
D.条件不足,不能得出实验结论
【解析】选A。细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,由于有原来形成的mRNA的作用,b处可再生一杯,但d处mRNA发挥作用后已被降解,不能再生第二杯,因此说明决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息来自细胞核。 考点 二 原核细胞与真核细胞的比较?
1.原核细胞与真核细胞的区别 2.原核细胞与真核细胞的四个基本共性
(1)具有细胞膜。
(2)具有DNA和RNA,无论是原核生物还是真核生物都具有DNA
和RNA。
(3)具有核糖体,核糖体能确保蛋白质的合成准确无误。
(4)具有一分为二的分裂方式,使生命得以延续。【高考警示】
(1)带“菌”字的不一定都是原核生物,如酵母菌、霉菌都是
真核生物。凡菌字前面有“杆”字(乳酸杆菌)、“球”字(链球菌)、“螺旋”字及“弧”字(霍乱弧菌)的都是细菌,为原核生物。
(2)带“藻”字的也不一定都是原核生物,如绿藻、褐藻、红藻都是真核生物。 【典例3】美国研究人员发现了一种罕见细菌,这种细菌内有许多集光绿色体,每个集光绿色体含有大量的叶绿素。正是这些叶绿素使得细菌能够在菌苔上同其他生物争夺阳光,维持生存。这种细菌是人们迄今发现的第一种含有集光绿色体的好氧微生物。下列有关该菌的叙述,正确的是(　　)
A.该细菌的基本结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核
B.该细菌是好氧细菌,其生命活动所需能量主要由线粒体提供
C.该细菌合成蛋白质的场所是核糖体
D.该细菌是光能自养型生物,其光合作用的场所是叶绿体【解析】选C。细菌属于原核生物,其细胞中无细胞核,A项错误。原核细胞中无线粒体,所以不可能由线粒体提供能量,B项错误。无论是原核细胞还是真核细胞,都含有核糖体,核糖体是蛋白质合成的场所,C项正确。据题意可知,该细菌可以利用色素吸收利用光能合成有机物,所以属于光能自养型生物,但其细胞结构中无叶绿体,D项错误。【互动探究】
(1)能否用纤维素酶破坏这种罕见细菌的细胞壁?
提示:不能。细菌的细胞壁成分不是纤维素。
(2)该细菌的遗传是否遵循孟德尔遗传规律?
提示:不遵循。细菌属于原核生物,没有染色体结构,只能进行无性生殖,因此该细菌的遗传不遵循孟德尔遗传规律。【变式训练】下列有关绿藻和蓝细菌的叙述正确的是(　　)
A.蓝细菌是好氧藻类,其生命活动所需能量主要由线粒体提供
B.蓝细菌属于生态系统中的生产者,光合作用的场所是叶绿体
C.两者均含有叶绿素,但后者没有叶绿体
D.两者均能进行光合作用,但前者没有线粒体
【解析】选C。绿藻为真核生物,含有叶绿体和线粒体;蓝细菌为原核生物,没有叶绿体和线粒体等复杂细胞器,但两者都能进行光合作用和需氧呼吸。1.下列生物或结构的化学成分,最相似的是　(　　)
A.细菌和酵母菌 B.烟草花叶病毒和核糖体
C.蓝细菌和衣藻 D.肺炎双球菌和噬菌体
【解析】选B。细菌、蓝细菌属于原核生物,酵母菌、衣藻属于单细胞真核生物,原核细胞和真核细胞在化学成分上有许多差异,如细胞壁成分。烟草花叶病毒和核糖体都由RNA和蛋白质构成。肺炎双球菌属于原核生物,噬菌体是病毒,没有细胞结构,在组成上差异较大。2.某同学在高倍显微镜下连续观察菠菜叶肉细胞、番茄果肉细胞、洋葱鳞片叶外表皮细胞和根尖分生区细胞,对比大肠杆菌的细胞结构,他得出以下四点不同,你认为其中对于细胞分类最重要的是(　　)
A.大肠杆菌无叶绿体
B.大肠杆菌细胞结构简单
C.大肠杆菌没有核被膜包被的细胞核
D.大肠杆菌细胞体积小
【解析】选C。该同学观察的四种植物细胞都是真核细胞,对比大肠杆菌的细胞结构,两类细胞最重要的区别是大肠杆菌为原核细胞,没有核被膜包被的细胞核。3.下列关于细胞核的叙述,不正确的是(　　)
A.细胞核内存在易被碱性染料染成深色的物质
B.核仁是与核糖体形成有关的细胞器
C.核孔复合体是mRNA、酶等大分子物质进出细胞核的通道
D.核被膜的基本骨架是脂双层
【解析】选B。核仁与核糖体的形成有关,但核仁不是细胞器。核孔复合体是大分子物质进出细胞核的通道。生物膜的基本骨架是脂双层。4.如图是用动物受精卵所做的实验。下列说法不正确的
是(　　)A.提取受精卵的核单独培养不久消失,说明细胞核离开细胞质不能生存
B.把去掉核的细胞单独培养不久消失,说明细胞质离开细胞核不能生存
C.该实验说明只要保持细胞核的完整性,细胞就能正常地进行生命活动
D.细胞核是细胞代谢的控制中心【解析】选C。由图可知:将细胞核从细胞中取出,得到的细胞核和去掉细胞核的细胞都会消失,如果在去核细胞内重新植入细胞核,细胞能够繁殖,这说明细胞核离开细胞质不能生存,细胞质离开细胞核后也不能生存,故A、B两项均正确。细胞核是细胞代谢的控制中心,故D项正确。对细胞而言,保持细胞的完整性,才能确保其各种生命活动的正常进行。5.如图为细胞核的结构模式图。下列相关叙述错误的是(　　)
A.2为核被膜,属于双层膜结构
B.3为核仁,是遗传物质(DNA)的贮存场所
C.4为染色质,在细胞分裂时会螺旋变粗成为染色体
D.1为核孔复合体,是大分子物质出入细胞核的通道【解析】选B。图中2为核被膜,包括内、外两层膜。3为核仁,与核糖体的形成有关,但其中没有DNA成分,所以B错。染色体和染色质是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态。1为核被膜上的核孔复合体,是大分子物质出入细胞核的通道。6.下列关于原核生物的叙述,不正确的是(　　)
A.硝化细菌无线粒体,但能进行需氧呼吸
B.蓝细菌无叶绿体,但可以进行光合作用
C.根瘤菌无中心体,但可以进行有丝分裂
D.乳酸菌没有核被膜、核仁,但能进行转录和翻译
【解析】选C。硝化细菌进行需氧呼吸的场所在细胞膜的内侧;蓝细菌含有光合色素,能进行光合作用;乳酸菌含有DNA和核糖体,能进行转录和翻译;根瘤菌是原核生物,不能进行有丝分裂。7.如图为真核细胞的部分结构示意图,请据图分析回答下列
问题:(1)核被膜由　　　层磷脂分子组成,其核外膜与　　　　膜相连,从而加强了细胞核与细胞质的联系。
(2)细胞中大分子物质进出细胞核的通道是[　]　　　 　　。
(3)与核糖体组装有关的结构是[　]　　　　。
(4)图中②的主要成分是　　 　　　,可分别用　　　　　　　　　　　来鉴定。
(5)若该细胞为皮肤生发层细胞,则该细胞处于有丝分裂的____
　　　　　期。【解析】图中①是核糖体,②是染色质,③是高尔基体,④是核仁,⑤是核被膜,⑥是核孔复合体,⑦是中心体,⑧是内质网。核被膜是双层膜,每层膜由2层磷脂分子组成,核外膜与内质网膜相连。核孔复合体是大分子物质进出细胞核的通道。核仁与核糖体的形成有关。染色质的主要成分是DNA和蛋白质。在细胞周期中,只有间期才有完整的核被膜、核仁存在。
答案:(1)4　内质网　(2)[⑥]核孔复合体
(3)[④]核仁
(4)蛋白质和DNA　双缩脲试剂、甲基绿　(5)间8.(2011·福建高考)下列关于人体细胞代谢场所的叙述,正确的是(　　)
A.乳酸产生的场所是线粒体
B.雌激素合成的场所是核糖体
C.血红蛋白合成的场所是高尔基体
D.胰岛素基因转录的场所主要是细胞核
【解析】选D。A项,乳酸为厌氧呼吸产物,在细胞溶胶中产生;B项,雌激素的本质是脂质,而不是蛋白质,不在核糖体上合成;C项,血红蛋白为蛋白质,在核糖体上合成;D项,转录主要发生在细胞核。9.(2011·山东高考)下列关于原核生物和真核生物的叙述,
正确的是(　　)
A.原核生物细胞无线粒体,不能进行需氧呼吸
B.真核生物细胞只进行有丝分裂,原核生物细胞只进行无丝
分裂
C.真核生物以DNA为遗传物质,部分原核生物以RNA为遗传物质
D.真核生物细胞具有细胞膜系统(生物膜系统),有利于细胞代谢有序进行【解析】选D。A项,有些原核生物细胞虽无线粒体,但有需氧呼吸酶,可以进行需氧呼吸,如好氧细菌。B项,真核生物细胞主要进行有丝分裂,个别真核生物细胞也可以进行无丝分裂,如蛙的红细胞,原核生物细胞分裂方式为二分裂。C项,真核生物和原核生物的遗传物质均为DNA,部分病毒以RNA为遗传物质。D项,真核生物细胞具有细胞膜系统(生物膜系统),将细胞划分为不同区域,有利于细胞代谢有序进行。【易错提醒】
(1)无线粒体≠不能进行需氧呼吸:原核生物无线粒体,但大多数能进行需氧呼吸。
(2)二分裂(原核细胞)≠无丝分裂(真核细胞):原核细胞是二分裂方式,少数真核细胞进行无丝分裂,如蛙的红细胞。 10.(2010·新课标全国卷)下列有关细胞的叙述,正确的是( 　)
A.病毒是一类具有细胞结构的生物
B.蓝细菌具有细胞核且DNA分子呈环状
C.人体所有细胞的细胞周期持续时间相同
D.内质网膜和高尔基体膜都具有流动性【解析】选D。病毒不具有细胞结构,必须寄生在活细胞内才能生活,所以A项错误。蓝细菌为原核生物,不具有核被膜包被的细胞核,不具有染色体,DNA分子裸露,为环状的DNA分子,所以B项错误。只有连续分裂的细胞才具有细胞周期,不同细胞的细胞周期不同,细胞周期还受环境因素的影响,所以C项错误。生物膜的结构特点是相同的,内质网膜、高尔基体膜和细胞膜一样也具有流动性,所以D项正确。课件4张PPT。第四章　细胞的增殖与分化课件35张PPT。活动　制作并观察植物细胞有丝分裂的
临时装片1.盐酸使植物细胞之间的_________松散,使根尖细胞彼此容
易分开。
2.细胞核内的染色体(质)易被_________(龙胆紫溶液或醋酸
洋红溶液)染成深色。
3.细胞的分裂是独立进行的,在同一分生组织中可以通过___
_______观察细胞内染色体的存在状态,判断处于___________
___的细胞。果胶质层碱性染料高倍物镜不同分裂时期洋葱根尖培养:在实验课前3 d～4 d，将洋葱放在盛满清
水的广口瓶上，让其底部_________，放在
温暖的地方培养，注意经常换水，待根长
至1 cm～5 cm长时取用
装片
制作
观察接触水面装片
制作取材:切取洋葱根尖2 mm～3 mm，注意取材时间
解离
漂洗
染色
制片:盖上盖玻片→用手指轻压_______→覆盖上滤
纸→用橡皮或笔端轻敲_______使细胞分散开解离液:质量分数为10%的盐酸
解离时间:_______________
解离程度:_________漂洗液:_____
漂洗时间:约_______
漂洗目的:洗去解离液染色液:龙胆紫溶液(或_____________)
染色时间:_____________10 min～15 min根尖变软清水10 min醋酸洋红溶液1 min～2 min盖玻片盖玻片观察低倍物镜观察:找到根尖分生区
高倍物镜观察:观察并辨别出各分裂期的细胞细胞呈_______
排列紧密正方形1.解离洋葱根尖时,为什么要控制解离时间?
提示:若解离时间过短,细胞在压片时不易分散;若解离时间过长,解离过度,无法取出根尖进行染色和制片。
2.为什么要将解离过的洋葱根尖先漂洗后染色?
提示:漂洗的目的是洗去根尖组织中的盐酸,有利于碱性染料着色。二者不能颠倒,否则解离液中的盐酸会干扰染色效果。
3.如果观察到的组织细胞大多是破碎、不完整的,原因是什么?
提示:压片时用力过大,细胞被破坏。4.在显微镜下观察到哪个时期的细胞数目最多?为什么?
提示:间期的细胞数目最多,因为间期历时最长。
5.对染色体染色常用的染色剂有哪些?
提示:龙胆紫溶液、醋酸洋红溶液等。
6.在显微镜下能否观察到有丝分裂的动态变化?
提示:不能。显微镜下观察到的都是死细胞,故不能观察到有丝分裂的动态变化,若在视野中观察不同时期的细胞,可通过移动装片寻找。 1.下列有关“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”实验过程的叙述,不正确的是(　　)
A.解离的目的是用药液使组织细胞相互分离
B.漂洗的目的是洗去根尖上的解离液
C.压片的目的是使根尖细胞分散开来
D.应选取长方形的细胞进行观察
【解析】选D。成熟区和伸长区的细胞呈长方形,已经失去分裂能力;分生区细胞呈正方形,具有旺盛的分裂能力,是观察有丝分裂的良好材料。2.用高倍显微镜观察洋葱根尖细胞的有丝分裂,下列叙述正确的是(　　)
A.处于分裂间期和中期的细胞数目大致相等
B.视野中不同细胞的染色体数目可能不相等
C.观察处于分裂中期的细胞,可清晰地看到赤道板和染色体
D.细胞是独立分裂的,因此可选一个细胞持续观察它的整个分裂过程【解析】选B。本题考查“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”的实验现象。因分裂间期远远长于分裂中期,故处于分裂间期的细胞数目多于分裂中期的细胞数目。后期染色体数目为4N,前期、中期为2N,故视野中不同细胞的染色体数目可能不相等。赤道板是一个位置,而不是结构,所以看不到。细胞经解离后已经死亡,因此不能持续观察一个细胞的整个分裂过程。3.有一位同学做观察植物根尖细胞有丝分裂实验时,在显微镜中观察到的图像如图所示。造成这种情况的原因可能是(　　)
①取材位置不合适
②取材时间不合适
③制片时压片力量不合适
④解离时间不合适
⑤视野选择不合适
A.②③ B.②⑤ C.①②⑤ D.①③④【解析】选C。本题考查分析实验结果的能力。观察图示,细胞多处于未分裂状态,故可能是取材时间不合适,细胞分裂不旺盛;视野中有一些细胞为长方形,可能取自伸长区细胞,即取材位置不合适,应取分生区细胞;也有可能是视野选择不当,没有找到合适视野观察;由图知细胞均分散开,故不可能为③④所述原因。4.(2013·台州模拟)用光学显微镜观察有丝分裂过程,如果仅从细胞周期来看,图中哪种植物最适合作为实验材料(　　)
【解析】选D。作为观察有丝分裂过程的生物材料,其细胞周期最好较短,且细胞分裂期所占比例较大。图示四种生物材料,材料D符合此要求。5.如图是一学生绘制的某高等植物的细胞分裂图像,其中错误的是(　　)
A.a和b　　B.c和d　　C.b和d　　D.e和f
【解析】选C。高等植物的细胞分裂不会有中心体出现,则d图错误;植物细胞一分为二是从细胞中央形成细胞板,最后形成细胞壁,b图中细胞膜向内凹陷是动物细胞的特点,故b图错误。6.(2012·山东高考)某小组进行观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂的实验,下列关于该实验的叙述正确的是(　　)
A.盐酸和酒精混合液主要起固定作用
B.碱性染料吡罗红(派洛宁)可用于染色体染色
C.观察到分裂末期细胞内细胞板向四周扩展形成新的细胞壁
D.细胞内染色体的存在状态可作为判断有丝分裂各时期的依据【解析】选D。A项错误,盐酸和酒精的混合液主要是用于解离,使细胞相互分离开;B项错误,碱性染料吡罗红(派洛宁)用于对RNA染色,而不是对染色体染色;C项错误,观察有丝分裂时的细胞为死细胞,不能看到细胞分裂末期细胞板向四周扩展形成细胞壁的动态变化;D项正确,通过观察细胞内染色体的存在状态可以判断各时期。7.(2012·江苏高考)下列关于“观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂”的叙述,错误的是(　　)
A.解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散
B.先用低倍镜找到分生区细胞,再换用高倍镜观察
C.显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体
D.探究有丝分裂日周期性可为实验取材时机提供依据【解析】选C。A正确,解离的目的是使根尖分生区细胞分离,而压片的目的是使根尖分生区细胞分散开。B正确,低倍镜的视野广,因此观察时先用低倍镜找到分生区细胞,再换用高倍镜观察。C错误,有丝分裂中大部分细胞处于间期,而间期是以染色质形式存在的,因此显微镜下绝大多数细胞中不能观察到染色体。D正确,如果在洋葱根尖分生区细胞分裂旺盛的时期取材,那么观察到处于分裂期的细胞数目增多,利于观察到有丝分裂的各个时期。8.细胞有丝分裂后期,由于着丝粒一分为二,染色体数目暂时加倍。着丝粒一分为二是纺锤丝牵引的结果,还是受基因控制的生理活动?某同学对该问题进行了实验探究。
(1)实验假设: 。
(2)实验步骤:
第一步:培养洋葱根尖。
第二步:取两个广口瓶分别编号为1号、2号,并装入清水,向1号瓶中加入2 mL一定浓度的秋水仙素溶液,向2号瓶中加入2 mL清水。第三步:将已长出根尖的两洋葱分别转移到1号、2号广口瓶中培养一段时间。
第四步:从1号、2号广口瓶中洋葱上分别切取根尖2 mm～3 mm长,并分别进行　　　　　　　　　　　　　　　　等步骤制成临时装片。
第五步:分别在显微镜下观察装片,比较并记录_____________
　　　　　　　　　　　　(时期)的染色体数目。(3)请你预测实验结果和结论: 【解析】本题考查作出实验假设、预测实验结果的能力。
(1)根据题目要求,假设“着丝粒一分为二是纺锤丝牵引的结果”或“着丝粒一分为二是受基因控制的生理活动”。
(2)有丝分裂装片制作的基本步骤是解离、漂洗、染色和制片。着丝粒分裂是在后期,所以要观察并比较染色体的数目,应选在细胞分裂的后期。
(3)根据题干中的问题可知,实验结果应该有两个,即1、2号瓶中洋葱根尖细胞有丝分裂后期染色体数目相等,或者是1号瓶中洋葱根尖细胞有丝分裂后期染色体数目是2号瓶的一半。前者对应的结论是“着丝粒一分为二是受基因控制的生理活动”,后者对应的结论是“着丝粒一分为二是纺锤丝牵引的结果”。 答案:(1)“着丝粒一分为二是受基因控制的生理活动”或“着丝粒一分为二是纺锤丝牵引的结果”
(2)解离、漂洗、染色和制片　细胞分裂后期
(3)通过学习本实验,可以联系到的实验研究课题及实际应用有:
(1)探究有丝分裂的周期性。
(2)探究影响细胞有丝分裂的外界因素,主要外界因素有温度、pH、射线、化学物质、生理和病理状况等,通过观察有丝分裂的图像可以推断外界因素的影响情况。
(3)探究新形成的核膜是否是由旧核膜的碎片连接形成的。
(4)探究纺锤体在有丝分裂中的作用。
(5)探究不同生物细胞周期的差异。 某学校的研究性学习小组开展了“探究洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂的日周期性”的课题研究,以确定洋葱根尖取材的最佳时间。细胞分裂指数是衡量洋葱根尖细胞分裂状况的指标之一,分裂指数=观察视野中分裂期细胞的平均数/总细胞平均数×100%。
实验操作步骤如下:
第一步:取多个已经培养好的洋葱鳞茎(根长约为5 cm左右)作为实验材料。
第二步:在某一天的8～18点时间段内每隔1小时,取3根洋葱根尖分别制成临时装片。制作临时装片的方法:
①解离:切取洋葱根尖2 mm～3 mm,立即放入盛有质量分数为10%盐酸的玻璃皿中,在室温下解离20 min。
②染色:用镊子把洋葱根尖取出,放在载玻片上,用镊子压扁后,滴一滴0.01 g/mL的龙胆紫溶液,染色1 min～2 min。
③漂洗:将根尖放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10 min。
④制片:盖上盖玻片后,用手指轻压盖玻片,再覆盖上滤纸,用橡皮轻轻敲击盖玻片,使细胞分散开。
第三步:观察、计数并将结果记录在表格中。请回答下列问题:
(1)请改正临时装片制作步骤中的2处错误。
① ;
② 。
(2)每次应利用显微镜观察计数3个装片适宜视野中的_______
　　　　　　 　　,并计算细胞分裂指数。请帮助他们设计一个表格,用于观察项目的记录和结果的统计。(3)该研究小组的同学最后把表格中的数据转变为如下的曲线图,根据曲线图,可以得出的结论是　　　　　　　　　　　。【解析】(1)解离时间为10 min～15 min,不能太长也不能太短。解离时间太长会使细胞的结构被破坏,影响制片的效果,太短则不易使细胞分离,观察时细胞容易重叠。实验操作步骤应为先漂洗后染色,由于染色剂是碱性染液,如不先漂洗,酸碱发生反应,不利于着色;同时先漂洗也是为了洗去药液,防止解离过度。(2)从题干中知:“细胞分裂指数”是衡量洋葱根尖细胞分裂状况的指标之一,分裂指数=观察视野中分裂期细胞的平均数/总细胞平均数×100%,故分裂期的细胞数和细胞总数要取平均值。设计表格时,对3个装片中分裂期的细胞数和细胞总数要取平均值,对自变量和因变量要归类。
(3)从曲线图可以看出,上午11时分裂指数最大,即此时细胞分裂最活跃,要观察细胞的有丝分裂,最好在此时取材。 答案:(1)①将“解离20 min”改成“解离10 min～15 min”
②实验操作步骤改为“先漂洗后染色”
(2)处于分裂期的细胞数和细胞总数
表格如下:
(3)洋葱根尖取材的最佳时间为上午11时左右 高中生物实验中常用的化学药品课件73张PPT。第一节　细胞的增殖一、细胞增殖的周期性
1.细胞增殖
(1)真核细胞的分裂方式主要有两种:___________________。
(2)意义:_______________。
2.细胞周期
(1)前提条件:_________的细胞。
(2)起止点:
①起点:_____________;
②止点:_______________。有丝分裂和减数分裂增加细胞的数目连续分裂一次分裂结束下一次分裂结束(3)时期划分:
①分裂间期:
a.G1期:合成DNA所需_______的合成和_______的增生;
b.S期:__________;
c.G2期:有丝分裂所必需的一些_______的合成。
②分裂期:包括前期、中期、___________4个时期。
(4)特点:
①间期的时间总是_____M期。
②不同细胞的周期,_________各不相同。 蛋白质核糖体DNA的复制蛋白质后期和末期长于时间长短二、细胞的有丝分裂
1.有丝分裂的过程(1)时期判断:
①写出各图像所在的时期:
a_____,b_____,c_____,d_____,e_____。
②按照细胞周期排序(填字母):______________。
③该图表示_____(填“动物”或“植物”)细胞。间期中期后期末期前期a、e、b、c、d植物(2)主要特征(连线): 2.动物和高等植物细胞有丝分裂的主要不同 两极纺锤丝细胞板中心体纺锤体中央向内凹陷3.有丝分裂的意义
将亲代细胞的_______经过复制后,精确地_________到两个子
细胞中。由于染色体上有遗传物质,因而在生物的亲代细胞和
子代细胞之间保证了_________的稳定性。染色体平均分配遗传性状1.生物所有细胞都有细胞周期。( )
【分析】连续分裂的细胞具有细胞周期,高度分化的细胞(如神经细胞)无细胞周期。
2.伴随着细胞的生长,与外界物质交换的效率逐渐提高。( )
【分析】细胞体积越大,相对表面积越小,越不利于物质的迅速转运和交换。 ××3.在一个细胞周期中,DNA的复制和中心体的倍增可能发生在同
一时期。( )
【分析】DNA的复制和中心体的倍增都发生在细胞有丝分裂间
期。
4.在有丝分裂过程中,DNA和染色体加倍都发生在同一时期。
　( )
【分析】DNA加倍发生在间期,染色体加倍发生在后期。
5.(2009天津T1A)淋巴细胞中的染色体数目均可呈周期性变化。
　 ( )
【分析】淋巴细胞是高度分化的细胞,不再分裂。√××考点 一 细胞周期及表示方法 【思维拓展】
由细胞周期可联系的知识
(1)联系基因突变:在细胞分裂间期,DNA复制时容易受到内外因素的干扰而发生差错,即发生基因突变。
(2)联系染色体畸变:在细胞分裂前期,秋水仙素或低温都可抑制纺锤体的形成,从而出现多倍体细胞。
(3)联系细胞癌变:用药物作用于癌细胞,在分裂间期,DNA分子不能复制,可抑制癌细胞的无限增殖。 【典例1】如图表示某动物体细胞(含4条染色体)有丝分裂的细胞周期,以下叙述正确的是(　　)A.完成e时期的子细胞变化方向有三种可能,一种如图所示,
二是分化成某种组织,三是暂不分裂
B.该细胞中含有4条染色体的时期是a、b、d
C.不同物种的细胞周期的长短主要受温度影响
D.从b到b是一个完整的细胞周期【解析】选A。图中e细胞处于有丝分裂的末期,分裂后形成的子细胞可能继续分裂,进入下一个细胞周期;也可能停止分裂,进行细胞分化,形成不同的组织、器官;还可能暂不分裂,也不分化,故A正确。d处于有丝分裂后期,此时期染色体数目加倍,即染色体有8条,故B错误。不同物种的细胞周期是由本身的遗传物质决定的,故C错误。细胞周期应该从e结束后开始,故D错误。【变式训练】细胞增殖过程中DNA含量会发生变化。通过测定一定数量细胞的DNA含量,可分析细胞周期。根据细胞DNA含量不同,将某种连续增殖的细胞分为三组,每组的细胞数如图。从图中所示结果分析其细胞周期,不正确的是(　　)A.乙组细胞正在进行DNA复制
B.细胞分裂间期的时间比分裂期长
C.丙组中只有部分细胞的染色体数目加倍
D.将细胞周期阻断在DNA复制前会导致甲组细胞数减少【解析】选D。根据题意可知,该生物细胞中DNA含量的变化范围为2C～4C,复制前DNA含量为2C,复制后DNA含量为4C,所以乙组细胞正在进行DNA复制。DNA复制发生在分裂间期,图中甲和乙所代表的细胞处于分裂间期,数量远多于分裂期细胞,所以细胞分裂间期的时间比分裂期长。丙组细胞已经完成DNA复制,而染色体数目加倍只发生在有丝分裂后期,所以丙组中只有部分细胞处于分裂后期。将细胞周期阻断在DNA复制前将会导致甲组细胞数目增加。考点 二 有丝分裂过程中相关结构与数量的变化?
1.细胞结构的变化
(1)纺锤体的变化:形成(前期)→解体(末期)。
(2)核膜、核仁的变化:解体(前期)→重建(末期)。
(3)中心体变化规律(动物细胞、低等植物细胞):
复制→分开移向细胞两极→平均进入子细胞
(间期)　　(前期)　　　　　　(末期)
1～2个　　　2个　　　　　　　 1个 (4)染色体形态变化:
(5)染色体行为变化:2.核DNA、染色体、染色单体数目变化(以二倍体生物为例)3.核DNA含量、染色体数目、每条染色体上DNA含量变化曲线(1)a→b、p→q变化原因都是DNA分子复制。
(2)g→h、r→s变化原因都是着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,形成子染色体。
(3)c→d、r→s的变化很相似,但时期不同。
(4)染色单体数在细胞周期中的起点为0,终点也为0。 【高考警示】
(1)染色单体并非全过程都存在,它形成于间期,出现于前期,消失于后期。
(2)在有丝分裂过程中,各个时期始终都有同源染色体存在,但它们既不配对,也不分开。
(3)赤道面是一种假想平面,不是细胞结构,在光学显微镜下看不到;细胞板是一种真实结构,在光学显微镜下能看到,出现在植物细胞有丝分裂的末期。 【考查角度1】根据图形分析染色体形态的变化
【典例2】如图表示细胞分裂过程中染色体的形态变化,由图
分析可知(　　) A.甲→乙的过程中细胞内染色体数目加倍
B.观察染色体形态和数目通常在丙时期
C.丁→戊的过程中可发生姐妹染色单体的分离
D.戊阶段细胞中染色体数是DNA分子数的两倍
【解析】选C。甲→乙过程为染色体复制,复制形成的是姐妹染色单体,DNA数目加倍,而染色体数目并没有增加,A错误。中期染色体数目最固定,形态最清晰,是观察染色体的最佳时期,丁为中期,B错误。丁→戊是由中期→后期,后期的着丝粒分裂,姐妹染色单体分离,染色体数目加倍,C正确。戊阶段的染色体数目与DNA分子数目相等,D错误。【互动探究】
(1)甲图只表示细胞有丝分裂间期染色体的形态变化吗?
提示:不是。由于甲图呈染色质状态,可以表示细胞分裂间期或末期。
(2)纺锤体的出现从哪两个图中可以看出来?
提示:从丙图到丁图。因为在细胞分裂前期出现染色体和纺锤体。【变式训练】下列是一组动物细胞有丝分裂图,下列说法正确的是(　　)A.b图细胞将出现细胞板,并缢裂成两个子细胞
B.c图细胞核中染色体数和DNA数相等
C.d图细胞中同源染色体联会,形成四分体
D.上述细胞在细胞周期中出现的顺序是a→c→d→e→b
【解析】选D。该组图中a为间期,b为末期,c为前期,d为中期,e为后期。细胞板在植物细胞分裂过程中才出现。c图为前期,每条染色体上有两个DNA分子。同源染色体联会、形成四分体发生在减数分裂过程中。【考查角度2】根据图形分析有丝分裂过程中染色体数目和
DNA含量变化
【典例3】如图甲、乙分别表示某种生物细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图,丙表示有丝分裂过程中不同时期每条染色体上DNA分子数目的变化,丁表示有丝分裂中不同时期染色体与核DNA数量的关系。下列有关叙述不正确的是(　　)A.图甲所示细胞中共有4条染色体,8个DNA分子;图乙所示细胞中共有0条姐妹染色单体
B.处于图丙中B→C段的可以是图甲所示细胞;完成图丙中C→D段变化的细胞分裂时期是后期
C.有丝分裂过程中不会出现图丁中d所示的情况
D.图丁中a可对应图丙中的B→C段;图丁中c可对应图丙中的A→B段【解析】选D。图甲中1条染色体中包含2条姐妹染色单体;图乙中染色单体分离后就不再称为染色单体,只能称为染色体,故A正确。图丙中纵坐标的含义是“每条染色体上DNA分子数”,
B→C段的1条染色体上有2个DNA分子,可对应图甲,C→D段的变化表示染色体上DNA分子由2个变成1个,表示后期着丝粒分裂的过程,故B正确。图丁中d表示细胞中核DNA含量为2N,染色体数目为4N,不可能出现这种情况,故C正确。a可对应有丝分裂后期,b可对应有丝分裂前、中期,c可对应有丝分裂末期,故D错误。【互动探究】
(1)图甲、图乙分别对应图丁中哪个时期?
提示:图甲表示有丝分裂的中期,此时DNA∶染色体=2∶1,对应图丁中的b时期。图乙表示有丝分裂的后期,由于着丝粒的分裂,染色体数目加倍,此时DNA∶染色体=1∶1,对应图丁中的a时期。
(2)图丁中a、b、c三个时期中哪些有染色单体存在?
提示:a时期染色体和核DNA的相对含量都是4N,表示后期,无染色单体存在。b时期为前期或中期,有染色单体存在。c时期可能表示末期,染色体和核DNA的相对含量都是2N,没有加倍,无染色单体存在。【变式训练】如图是植物细胞有丝分裂染色体形态示意图,以下分析正确的是(　　)A.乙期与丙期细胞内染色体含量相等
B.甲期细胞内含有6个DNA分子、6条染色体
C.丁期细胞内有12条姐妹染色单体
D.丙期细胞内染色体数目与DNA分子数目相同
【解析】选D。由图可知,甲是有丝分裂中期图,乙是前期图,丙是末期图,丁是后期图。丙尚未分裂为2个子细胞,所以细胞内有12条染色体。乙图中仅有6条染色体。甲图中有6条染色体,12个DNA分子。丁图中着丝粒分裂,姐妹染色单体消失。一、根据染色体变化识别细胞分裂时期的方法
【典例1】如图为某同学在“观察洋葱根尖有丝分裂”实验中看到的细胞图像。有关叙述不正确的是(　　)A.a细胞的染色体数目是b细胞的2倍
B.在显微镜视野中观察到的细胞绝大多数与b细胞相同
C.c细胞所处时期的特点是着丝粒分裂,染色体加倍
D.a、c细胞中DNA数相同而染色体数不同
【解析】选A。a细胞染色体的着丝粒排列在赤道面上,为分裂中期,染色体数目与b细胞(处于分裂间期)相同,故A错误;b细胞处于细胞分裂间期,比分裂期的时间长,观察到的细胞数量较多,故B正确;c细胞染色体移向两极,为后期,故C正确;a、c细胞中DNA数目相同,而染色体数目不同,故D正确。【方法归纳】根据染色体形态、数目和行为的不同判断细胞
不同分裂时期,主要从以下四点着手:
(1)染色质变为染色体,染色体散乱分布→前期。
(2)着丝粒排列在赤道面上→中期。
(3)着丝粒分裂,染色体数目加倍→后期。
(4)染色体变成染色质→末期。【易错提醒】
(1)有丝分裂各个时期是人为划分的,实际上它是一个连续的变化过程。
(2)在间期虽然进行染色体复制,但观察到染色体却是在前期、中期和后期。 二、根据柱形图判断细胞分裂时期的方法
【典例2】(2013·潍坊模拟)如图是动物细胞有丝分裂不同时期染色体(a)数目、核DNA分子(b)数目的柱形统计图,下列叙述正确的是(　　) A.①时期染色体还未复制,核DNA已完成了复制
B.③时期核膜、核仁重建,细胞中部出现细胞板
C.①→②表示着丝粒分裂,染色体数目加倍,核DNA分子数目也随之加倍
D.②→③表示染色体平均分配到两个子细胞中,DNA分子也随之平均分配【解析】选D。图①表示有丝分裂前期或中期,染色体已完成了复制,只是着丝粒未分开。③表示有丝分裂末期,核膜核仁重建,动物细胞分裂过程中无细胞板出现。①→②表示由中期进入后期,着丝粒分裂,染色体数目加倍,但核DNA分子数不再增加。
②→③表示由后期进入末期,染色体与核DNA分子平均分配到两个子细胞。【方法归纳】柱形图是表示细胞有丝分裂过程中数量关系的常用图形,典型柱形图如下所示:一般从两个方面判断细胞所属的分裂时期。
(1)根据染色单体变化判断各时期:
染色单体
(2)根据比例关系判断各时期:
DNA∶染色体∶染色单体有→前期、中期(甲图)
无→后期(乙图)、末期(丙图) 4N∶2N∶4N→前期、中期
(甲图)
4N∶4N∶0→后期(乙图)
2N∶2N∶0→末期(丙图)【易错提醒】(1)DNA复制完成后,与蛋白质结合形成染色质,在细胞分裂间期形成染色单体,然而观察到染色单体是在细胞分裂前期、中期。
(2)染色体数不会多于DNA分子数,要么与DNA分子数相等,要么是DNA分子数的一半。 1.用高倍镜观察植物细胞有丝分裂中期的图像,全部清晰可见的结构是(　　)
A.纺锤体、细胞膜、细胞核 B.染色体、赤道面、细胞膜
C.染色体、纺锤体、细胞壁 D.纺锤体、细胞壁、核仁
【解析】选C。前期,随着核膜的解体,细胞核也会消失,A错误。赤道面是一个位置,而不是一个结构,B错误。前期,核仁解体,中期不会观察到核仁,D错误。 2.洋葱根尖分生区细胞在分裂过程中不会出现的是　(　　)
A.在细胞分裂间期,核糖体合成蛋白质功能增强
B.在细胞分裂前期,细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体
C.在细胞分裂中期,细胞内ATP的含量明显减少
D.在细胞分裂末期,高尔基体为细胞壁形成合成多糖
【解析】选C。在细胞分裂间期,主要进行DNA的复制和相关蛋白质的合成,A正确。在细胞分裂前期,出现纺锤体,B正确。在细胞分裂中期,由于纺锤丝牵引染色体运动,消耗大量ATP,但细胞内ADP与ATP的转化非常迅速,细胞内ATP的含量基本不变,C错误。在细胞分裂末期,高尔基体合成多糖,参与细胞壁的形成,D正确。3.如图是按顺时针方向表示的4种植物细胞的细胞周期,其中说法正确的是(　　)
A.图中的b→a→b表示细胞增殖过程的一个细胞周期
B.图甲的b→a与图丙的b→a所用的时间可能一样长
C.从a→b,由于DNA的复制使染色体数目增加一倍
D.观察植物细胞有丝分裂的实验材料最好是选植物甲【解析】选B。细胞周期是从一次分裂结束时开始,到下一次
分裂结束时为止,所以题干四个图形中的完整细胞周期都应是a→b→a,包括分裂间期和分裂期。图中a→b表示分裂间期,此时期完成DNA的复制和相关蛋白质的合成,使DNA含量加倍,但染色体数目不变。在观察植物细胞有丝分裂过程的实验中,应该尽量选择分裂期所占比例较大的细胞,这样在显微镜下观察时,处于分裂期的细胞较多。图甲和图丙中b→a表示不同植物细胞分裂期所占比例,所以两个细胞的分裂期所用的时间可能一样长。4.如图表示某种哺乳动物细胞分别在正常培养和药物处理培养时,所测得的细胞中DNA含量与细胞数的变化。推测该药物的作用是(　　)
A.通过抑制DNA的复制,抑制细胞分裂
B.通过促进DNA的复制,促进细胞分裂
C.通过抑制纺锤体的形成,抑制细胞分裂
D.通过促进着丝粒分裂,促进细胞分裂【解析】选C。细胞分裂过程中,通过间期DNA复制,细胞中DNA含量加倍,通过细胞分裂,细胞DNA含量又恢复正常。若间期受阻,则细胞不能完成DNA复制,DNA含量为2n的细胞数将增多。若细胞不能完成分裂过程,则DNA含量为4n的细胞数量将增多。5.动物细胞与高等植物细胞结构不同,导致了它们有丝分裂的不同,这是因为高等植物细胞(　　)
A.有叶绿体和细胞壁 B.有细胞壁和液泡
C.有细胞壁无中心体 D.有叶绿体和液泡
【解析】选C。高等植物细胞具有细胞壁,在有丝分裂末期,细胞板逐渐形成细胞壁,将一个细胞分为两个子细胞;而动物细胞,在有丝分裂末期,细胞膜内陷,将一个细胞缢裂为两个子细胞。高等植物细胞无中心体,有丝分裂前期,细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体;动物细胞在前期则由中心体发出纺锤丝形成纺锤体。6.下面左图是植物细胞有丝分裂一个细胞周期中核内染色体数和DNA含量变化曲线图,右图是细胞分裂图像,据图填空:(1)左图中实线代表了___________________________的变化。
(2)左图中AB段细胞内发生的主要变化是__________________
___________________________________________________。
(3)用左图中的字母填空:
①观察染色体形态和数目的最佳时期是　　　　　　。
②染色体数加倍发生在　　　　　　　　。
③动物细胞与植物细胞有丝分裂的区别主要发生在_________
　　　　　　　和　 　　　　　　时期。 (4)染色单体数和DNA数目相等的时期是左图中的　　　　段。
(5)右图所示细胞处于有丝分裂的　　　　　期,相当于左图
的　　　　　　(填字母)时期。该细胞此时有　　条染色体,
　　　　条染色单体,　　　　个DNA分子。此细胞分裂结束
以后,子细胞内有　　　条染色体,　　　　个DNA分子。【解析】(1)根据曲线变化特点判断左图中实线代表核内DNA含量的变化,而虚线代表核内染色体数的变化。
(2)左图中AB段代表细胞分裂的分裂间期,细胞内发生的主要变化是DNA的复制和有关蛋白质的合成。
(3)①观察染色体形态和数目的最佳时期是CD段代表的中期。②染色体数加倍发生在DE段代表的后期。③动物细胞与植物细胞有丝分裂的区别主要在于BC段代表的前期纺锤体形成方式的不同和EF段代表的末期子细胞形成方式的不同。(4)染色单体数和DNA数目相等的时期是左图中的BD段。
(5)右图所示细胞处于有丝分裂的后期,相当于左图的DE时期。该细胞此时有8条染色体,0条染色单体,8个DNA分子。此细胞分裂结束以后,子细胞内有4条染色体,4个DNA分子。
答案:(1)核内DNA含量
(2)DNA的复制和有关蛋白质的合成
(3)①CD　②DE　③BC　EF　(4)BD
(5)后　DE　8　0　8　4　4 7.(2011·海南高考)有关动物细胞有丝分裂的叙述,正确的
是(　　)
A.细胞板在细胞有丝分裂末期形成
B.同源染色体配对通常发生在分裂前期
C.在分裂末期,细胞膜内陷形成两个子细胞
D.在分裂中期,两个中心粒复制形成两组中心粒【解析】选C。植物细胞有丝分裂末期会形成细胞板,动物细胞有丝分裂末期细胞膜内陷缢裂成两个子细胞,所以A错误、C正确;同源染色体配对发生在减数第一次分裂的前期,不能发生在有丝分裂过程中,B错误;两个中心粒复制形成两组中心粒发生在细胞分裂的间期,D错误。【方法技巧】判断动植物细胞有丝分裂的方法
(1)前期纺锤体形成方式不同:植物细胞是由细胞两极直接发出纺锤丝形成,动物细胞是由中心体发出纺锤丝形成。
(2)末期细胞质分裂方式不同:植物细胞是在赤道面位置形成细胞板并向四周扩展,将细胞割裂成两个子细胞;动物细胞是细胞膜在赤道面位置向内凹陷,将细胞缢裂为两个子细胞。8.(2011·上海高考)如图为同一植物细胞处于有丝分裂两个不同时期的模式图,下列表述错误的是(　　)
A.a结构主要由纤维素和果胶组成
B.b表示细胞膜,c表示细胞核
C.d结构的形成需要高尔基体的参与
D.e的蛋白质成分是在G2期合成的【解析】选B。由图可知,a为植物细胞的最外层结构,故为主要由纤维素和果胶组成的细胞壁;细胞膜与细胞壁在生活状态下是紧贴在一起的,故b表示核膜,c表示核仁;细胞板逐渐扩展形成细胞壁,此过程与高尔基体密切相关。G2期中发生的是有丝分裂所必需的一些蛋白质的合成。9.(2010·上海高考)下列是关于细胞分裂过程中细胞内变化的叙述,能正确表示一个细胞周期内分裂过程的顺序是(　　)
①两个相同DNA分子完全分开 ②出现放射状排列的细丝
③中心体发生倍增 ④着丝点(粒)排列在一个平面上
A.②→③→①→④ B.②→④→③→①
C.③→②→④→① D.②→③→④→①
【解析】选C。进行有丝分裂的细胞具有细胞周期,①过程发生在有丝分裂的后期,②过程发生在有丝分裂的前期,③过程发生在分裂间期,④过程发生在有丝分裂的中期。故一个细胞周期分裂过程的顺序是③→②→④→①。10.(2010·江苏高考)细胞周期包括分裂间期(分为G1期、S期和G2期)和分裂期(M期)。如图标注了甲动物(体细胞染色体数为12)肠上皮细胞的细胞周期各阶段的时长及DNA含量。请回答下列问题:(1)若用含放射性同位素的胸苷(DNA复制的原料之一)短期培养甲动物肠上皮细胞后,处于S期的细胞都会被标记。洗脱含放射性同位素的胸苷,换用无放射性的新鲜培养液培养,定期检测。预计最快约　　　　h后会检测到被标记的M期细胞。
(2)从被标记的M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时,所经历的时间为　　　　期的时间,处于该期的一个细胞中染色体数目的变化情况是　　　　。
(3)若向甲动物肠上皮细胞培养液中加入过量胸苷,处于S期的细胞立刻被抑制,而处于其他时期的细胞不受影响。预计加入过量胸苷约　　　　h后,细胞都将停留在S期。(4)乙动物肠上皮细胞的细胞周期时长为24 h,M期时长为
1.9 h。若要在显微镜下观察细胞有丝分裂过程中染色体形态的变化,选用　　　 　(填“甲”或“乙”)动物肠上皮细胞更合适。
(5)在光学显微镜下观察,同处于分裂末期的动物肠上皮细胞与洋葱根尖细胞,形态上最主要的区别是_____________________
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【解析】(1)图示为有丝分裂的一个细胞周期,由图中可知,S期结束后还需经2.2 h进入M期。
(2)被标记的M期细胞开始出现,表示开始进入M期(分裂期);被标记的M期细胞占M期细胞总数的比例达到最大值时,表示标记的细胞全部进入了M期,故其中经历的时间为M期的时间。在整个M期(分裂期),一个细胞中染色体数目的变化为12→24(后期)
→12。
(3)要使原来处于G2、M、G1期的细胞都停留在S期,所需的时间为2.2+1.8+3.4=7.4(h)。(4)欲观察有丝分裂中染色体的形态变化,最好选用细胞周期较短、M期在细胞周期中所占时间比例相对较大的细胞,故选用甲动物肠上皮细胞更为合适。
(5)在有丝分裂的末期,动物细胞的细胞膜从中部向内凹陷,缢裂为两个细胞;而高等植物细胞有丝分裂末期在细胞中部出现细胞板,向四周扩展形成新的细胞壁。答案:(1)2.2　(2)M　12→24→12
(3)7.4　(4)甲
(5)动物肠上皮细胞细胞膜在赤道面上向内凹陷,细胞缢裂;洋葱根尖细胞在赤道面上形成细胞板 课件46张PPT。第二、三节　细胞的分化
细胞的衰老和凋亡一、细胞的分化和癌变1.写出以上过程名称
①_________,②_________,⑧_____。
2.含义
(1)从图中看出,经过程②后,细胞③④⑤⑥在形态、结构和功
能上发生了稳定性差异,其结果是增加了_________。
(2)细胞⑦的名称是_______,它是不受控制的_________细胞。
3.过程②特点
(1)一旦发生分化就不会回到原来的状态,具有_______性。
(2)贯穿于整个生物体的生命进程中,具有_____性。细胞增殖细胞分化癌变细胞类型癌细胞无限增殖不可逆持久4.细胞⑦的特征
(1)有_________能力。
(2)能___________。
5.写出几种导致细胞⑦出现的因素
_________、许多种无机或有机化合物、___________。无限增殖在体内转移各种射线许多种病毒二、细胞的衰老和凋亡
1.衰老细胞的特征
(1)细胞内多种酶的活性_____。
(2)细胞呼吸_____。
(3)随细胞年龄增大,_______数量减少,体积增大;细胞核体
积_____,_____不断向内折叠等。
2.细胞凋亡的原因及实例
(1)原因:细胞凋亡或称编程性细胞死亡,是由某种_____引
发的。
(2)实例:蝌蚪尾和鳃的消失。降低变慢线粒体增大核膜基因1.细胞分化具有绝对不可逆性。( )
【分析】一般来说,细胞分化是不可逆的,但在离体人工培养条
件下,高度分化的植物细胞能够经过脱分化恢复全能性。
2.细胞分化使各种细胞的遗传物质有所差异,导致细胞的形态
和功能各不相同。( )
【分析】同一个体内高度分化的细胞来自于同一个受精卵,其
细胞核内含有相同的遗传物质。在不同体细胞内,基因选择性
表达,产生不同的蛋白质,使细胞的形态和功能有一定的差异。××3.(2009安徽T2C)细胞癌变是细胞高度分化的结果。( )
【分析】环境中的致癌因子损伤细胞中的DNA,导致基因发生突
变,从而导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞,这是细
胞不正常分化的结果。
4.(2009宁夏T1B)编程性细胞死亡属于正常生理过程。( )
【分析】编程性细胞死亡是由基因所决定的细胞自动结束生命
的过程,受到严格的由遗传机制决定的程序性调控,是一种正常
的生理过程。×√5.(2009安徽T2D)皮肤上的“老年斑”是细胞凋亡的产物。
　( )
【分析】皮肤上的“老年斑”是细胞衰老色素逐渐积累的结果。
6.细胞的增殖、分化和凋亡在生物体的生命历程中都具有积极
意义。　 ( )
【分析】细胞的增殖能增加细胞的数量,细胞的分化能增加细
胞的种类,细胞增殖和分化的结果导致个体发育。细胞的凋亡
有利于清除多余、无用、有害的细胞,正常的细胞凋亡对个体
健康有积极意义。×√考点 一 细胞分化?
1.细胞分化的实质
细胞中基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。
如图所示: 2.细胞分化的特点
(1)是一种持久性变化。
(2)发生在生物体的整个生命进程中。
(3)在胚胎时期达到最大限度。
(4)这种稳定性变化是不可逆的。
3.细胞分化的结果
形成了不同的细胞、组织、器官。 4.细胞分裂与细胞分化的比较【高考警示】
(1)细胞分化必须建立在细胞分裂的基础上,但分裂的细胞不
一定发生分化。
(2)多细胞生物不同类型的细胞中mRNA和蛋白质种类大部分相同,由于基因的选择性表达,只有少部分不同,但DNA都相同。 【典例1】(2011·山东高考)下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是(　　)
A.玉米种子萌发长成新植株
B.小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞
C.小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株
D.胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株【解析】选D。玉米种子萌发长成新植株是植物器官的自然生长发育现象,无法体现体细胞全能性。小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞,是细胞分化的结果,形成的是新类型的细胞,不是个体,无法体现体细胞全能性。小麦花粉是生殖细胞,无法体现体细胞全能性。胡萝卜根韧皮部细胞属于体细胞,也是高度分化的细胞,能再发育成植株,可以体现体细胞全能性。【变式训练】下列关于细胞分化与细胞分裂的叙述,错误的
是(　　)
A.生物体的生长发育是细胞分裂和细胞分化的结果
B.细胞分化发生在生物体的整个生命进程中
C.细胞分裂是细胞分化的基础
D.细胞分化过程中细胞中的遗传物质逐渐减少【解析】选D。生物体的生长主要取决于细胞分裂,而发育主要取决于细胞分化;细胞分化发生在生物体的整个生命进程中,而在胚胎时期达到最大限度;细胞分裂是细胞分化的基础,细胞分化是在细胞分裂的过程中完成的;细胞分化过程中细胞中的遗传物质不发生变化。考点 二 细胞的癌变、衰老和凋亡?
1.癌细胞特征
(1)无限增殖的原因:失去接触性抑制,如图:
(2)易扩散转移的原因:细胞表面粘连蛋白很少或缺失。2.癌变机理
3.个体衰老与细胞衰老的关系
(1)单细胞生物:细胞的衰老或死亡=个体的衰老或死亡。
(2)多细胞生物:
①生长发育过程中,总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的
状态。
②从整体上看,个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰
老的过程。4.细胞增殖、分化、衰老、死亡和癌变之间的关系【高考警示】
(1)细胞癌变是由基因突变引起的,但不是单一基因突变的结
果,至少要有5～6个基因突变才会致癌,而且年龄越大,致癌概率越高。
(2)癌变细胞的分裂速度加快,细胞周期变短,而不是细胞周期延长。
(3)对多细胞个体而言,细胞衰老与个体衰老不是同步的。老年个体每天也有大量的新细胞产生,青年个体及少年儿童每天也有大量的细胞衰老。 【典例2】(2011·江苏高考)关于人体细胞分化、衰老、凋亡和癌变的叙述,正确的是(　　)
A.细胞分化导致基因选择性表达,细胞种类增多
B.细胞衰老表现为酶活性降低,细胞核体积减小
C.细胞凋亡受基因控制,不利于个体生长发育
D.细胞癌变导致细胞黏着性降低,易分散转移【解析】选D。A项错,基因的选择性表达导致细胞的分化,细胞种类增多;B项错,细胞衰老表现为细胞内酶活性降低,细胞核体积增大;C项错,细胞凋亡受基因控制,对机体有利;D项正确,由于癌细胞表面的粘连蛋白很少或缺失,使得细胞彼此之间的黏着性显著降低,癌细胞容易转移。【变式训练】下列有关细胞凋亡、癌变的说法,正确的是( 　)
A.细胞凋亡受基因控制,细胞癌变不受基因控制
B.细胞癌变,代谢增强
C.细胞癌变,膜黏着性增强
D.细胞癌变,细胞周期延长;细胞凋亡,细胞周期变短
【解析】选B。细胞凋亡受基因控制,细胞癌变是由于基因发生突变,也受基因控制。细胞癌变,膜黏着性降低,细胞增殖加快,细胞周期变短;细胞凋亡,不再增殖。1.如图中甲、乙、丙、丁分别表示某人体内的几种细胞,它们的形态、结构和功能各不相同的根本原因是细胞中(　　)
A.DNA的结构不同 B.信使RNA不同
C.遗传物质不同 D.线粒体结构不同【解析】选B。同一个体的细胞都是由同一个受精卵分裂而来,核内遗传物质(DNA)相同;基因在不同细胞中选择性表达,生成不同的信使RNA,在信使RNA指导下,合成不同的蛋白质,决定了细胞具有不同的形态、结构和功能。2.细胞衰老是一种正常的生命现象,人的细胞在衰老过程中不会出现的变化是(　　)
A.细胞内有些酶的活性降低 B.细胞内色素减少
C.细胞内水分减少 D.细胞内呼吸速率变慢
【解析】选B。本题考查了细胞衰老的特征。细胞衰老的主要特征是:①细胞内水分减少,结果使细胞萎缩,体积变小,细胞新陈代谢的速率变慢;②细胞内有些酶的活性降低;③细胞内的色素逐渐积累;④细胞内呼吸速率减慢,细胞核体积增大,染色质固缩,染色加深;⑤细胞膜的通透性改变,使物质运输功能降低。3.癌症是严重威胁人类健康的疾病之一,引起细胞癌变的内在因素是(　　)
A.细胞中酪氨酸酶活性降低
B.致癌因素引起细胞发生基因突变
C.长期受到电离辐射或X射线照射
D.霉变或熏制食物中所含有的致癌物质【解析】选B。细胞中酪氨酸酶活性降低是细胞衰老的特征;电离辐射或X射线照射及霉变或熏制食物中所含有的致癌物质属于致癌因素,是引起细胞癌变的外在因素;正常人体细胞在致癌因素的作用下发生基因突变,成为不受限制的无限增殖细胞,这就是癌变。4.“编程性细胞死亡”学说认为,生物在发育过程中受到基因控制,许多细胞会正常地走向死亡。下列不属于这种细胞死亡现象的是(　　)
①癌细胞的扩散
②蝌蚪发育成青蛙的过程中尾部消失了
③寄主细胞因病毒的复制、释放而消亡
④花冠在传粉后凋谢
A.①②　　　B.①③　　　C.②④　　　D.③④【解析】选B。编程性细胞死亡,是细胞在个体发育中的正常死亡,对生物的生长、发育等具有积极的意义,而题中①③过程不属于细胞正常死亡。5.下列对细胞凋亡的叙述和理解,不正确的是(　　)
A.蝌蚪在变态期,尾部细胞将发生凋亡,从而使其能转变成正常的成体蛙
B.细胞的凋亡有助于清除体内衰老的细胞
C.细胞凋亡是由致病因素引发的急性损伤,能引起细胞破裂,导致炎症反应
D.细胞凋亡时,机体无炎症反应【解析】选C。本题考查对细胞凋亡的理解,解答本题用“直
选法”。细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过
程,受到严格的遗传机制决定的程序性调控,不是由致病因素引发的。6.如图表示细胞内发生的一系列重大生命活动,请据图回答: (1)对人体来说,在A、B、C、D、E五项生命活动中,有积极意义
的是　　　　　　　　。
(2)B过程表示一个细胞增殖的后代在形态、结构和功能上发生
_________的过程,发生B过程的原因是　　　　　　　　　　。
(3)细胞凋亡是由基因所决定的细胞　　　　 　　　　的
过程。
(4)检测某一组织,发现其分解有机物的速率减慢,且细胞萎缩,该细胞正在(　　)
A.分化 B.分裂 C.衰老 D.癌变【解析】(1)细胞分裂和分化是个体发育的基础,细胞衰老有利于细胞的更新;细胞凋亡对生物体的个体发育、机体稳态的维持等有重要作用;细胞癌变对人体是不利的。
(2)细胞分化是一个细胞增殖的后代在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程,细胞分化的根本原因是基因的选择性表达。
(3)细胞凋亡是由基因所决定的细胞程序性死亡的过程。
(4)衰老细胞代谢速率减慢,细胞内水分减少,细胞体积减小。答案:(1)ABCE
(2)稳定性差异　基因的选择性表达
(3)程序性死亡　(4)C7.(2012·新课标全国卷)下列关于细胞癌变的叙述,错误的
是(　　)
A.癌细胞在条件适宜时可无限增殖
B.癌变前后,细胞的形态和结构有明显差别
C.病毒癌基因可整合到宿主基因组诱发癌变
D.原癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖【解析】选D。癌细胞是在适宜条件下具有无限增殖能力的细胞,细胞癌变后形态发生改变,细胞表面糖蛋白减少,细胞之间黏着性下降,细胞易发生分散和转移;病毒癌基因可以整合到宿主细胞的基因组中,随宿主细胞基因的表达而表达,使其宿主细胞癌变;原癌基因的主要功能是调节细胞周期,如果原癌基因发生结构改变或过度表达时,可能导致细胞癌变,抑癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖。8.(2012·安徽高考)脊椎动物在胚胎发育中产生了过量的运动神经元,它们竞争肌细胞所分泌的神经生长因子,只有接受了足够量神经生长因子的神经元才能生存,并与靶细胞建立连接,其他的则发生凋亡。下列叙述正确的是(　　)
A.脊椎动物细胞凋亡仅发生在胚胎发育时期
B.一个存活的神经元只与一个靶细胞建立连接
C.神经元凋亡是不受环境影响的细胞编程性死亡
D.神经元凋亡是由基因控制的、自动的细胞死亡【解题指南】解答本题的思路如下:
【解析】选D。由基因所决定的细胞自动结束生命的过程,就叫细胞凋亡,细胞凋亡发生在生物体的整个生命过程中。从题目信息中可知,神经元的凋亡还受到环境中神经生长因子的影响,接受了足够量的神经生长因子后,才能生存并与多个靶细胞建立连接。9.(2012·山东高考)细胞衰老和凋亡对维持个体的正常生长发育及生命活动具有重要意义。下列叙述错误的是(　　)
A.细胞普遍衰老会导致个体衰老
B.效应T细胞(细胞毒性T细胞)可诱导靶细胞发生凋亡
C.细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡
D.衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录【解析】选C。A项正确,个体由众多细胞构成,细胞普遍衰老会导致个体衰老;B项正确,效应T细胞(细胞毒性T细胞)可以与靶细胞紧密接触,激活靶细胞裂解诱导细胞凋亡;C项错误,细胞凋亡是基因控制的,不是不利因素引起的细胞坏死;D项正确,衰老细胞内染色质固缩,DNA不能解旋影响其转录和复制。10.(2011·北京高考)下列生命过程中,没有发生细胞分化的
是(　　)
A.断尾壁虎长出新尾巴 B.砍伐后的树桩上长出新枝条
C.蝌蚪尾巴消失的过程 D.胚胎发育中出现造血干细胞
【解析】选C。细胞分化是指在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程。断尾壁虎长出新尾巴、砍伐后的树桩上长出新枝条既有细胞分裂过程,又有细胞分化过程。蝌蚪尾巴消失的过程是细胞凋亡的过程,没有发生细胞分化。造血干细胞是由全能干细胞分化成的多能干细胞。