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第二节 细胞膜的物质运输功能
学习导航
1.说明物质进出细胞的方式。[重点]
2．阐述水在细胞内的存在状态及作用。
3．通过细胞膜结构和功能的学习，形成生物体结构和功能相统一的观点。[难点]
新知初探思维启动
一、穿膜运输
1．被动运输
(1)概念：物质进出细胞，__________梯度的扩散。
顺密度
①单纯扩散
a．原理：__________作用
b．运输方向：分子密度____→分子密度___
c．实例：水分子和脂溶性的小分子
扩散
高
低
浓度差
半透膜
②协助扩散
a．运输方向:分子密度___→分子密度___。
b．条件：需要______协助。
c．实例：葡萄糖进入红细胞。
2．主动运输
高
低
载体
载体
(2)实例：无机盐离子通过细胞膜。
3．细胞膜的功能特点
单纯扩散、协助扩散和主动运输体现出细胞膜具有_______________。
判一判
(1)所有物质穿过细胞膜均需要载体。(×)
(2)CO2穿膜的方式为单纯扩散。(√)
(3)葡萄糖不能从分子密度低的方向移动到分子密度高的方向。(×)
选择透过性
二、膜泡运输
1．被运输的物质：___________________。
2．运输形式
(1)内吞：大分子和颗粒物质首先与________结合，随着细胞膜内陷，形成小囊泡，然后小囊泡脱离细胞膜进入细胞中，它包括
__________和________________两种方式，如图1。
大分子和颗粒物质
细胞膜
吞噬作用
胞饮作用
(2)外排：细胞内的大分子分泌物等，在细胞内形成______后，移至____________并与之融合，继而释放到细胞外，如图2。
囊泡
细胞膜
三、水在细胞中的含量、存在形式及作用
1．含量：水在细胞中含量___________。
3．作用
(1)细胞内良好的__________，各种代谢反应的介质。
(2)构成细胞的结构成分。
最高
溶剂
想一想
苹果、梨等水果清脆可口，其细胞中的水主要以哪种形式存在？
【提示】 自由水。
要点突破讲练互动
穿膜方式 单纯扩散 协助扩散 主动运输
是否需
要载体 不需要 需要 需要
是否消
耗能量 不消耗 不消耗 消耗
物质穿膜运输方式的比较
穿膜方式 单纯扩散 协助扩散 主动运输
图例
举例 O 2、CO 2、H2O、甘油、乙醇、苯等物质进出细胞 红细胞吸收葡萄糖 小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等
特别提醒 (1)细胞膜的磷脂双分子层作为基本骨架，确保脂溶性物质以单纯扩散的方式通过细胞。
(2)载体是细胞膜上的蛋白质，载体具有专一性。
(3)这三种运输方式是主要的运输方式，以运输小分子和离子为主，不包含大分子，大分子物质以内吞和外排的形式进出细胞。
科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系,分别用图中四条曲线表示,在研究具体的物质X时，发现与曲线②和④相符。试问：细胞膜运输物质X的方式是
( )
例1
A．主动运输 B．协助扩散
C．单纯扩散 D．外排
关键点
【思路点拨】 本题主要考查物质的运输方式，解答本题需掌握：
①单纯扩散和协助扩散运输物质的方向。
②协助扩散和主动运输均需要载体协助。
③主动运输和外排均消耗能量。
【解析】 逐条曲线分析如下：曲线①说明运输速度与物质浓度成正比关系，不受其他因素的限制，应为单纯扩散；曲线②在一定浓度范围内,随物质浓度升高运输速度加快,当达到一定程度后，由于受到载体数量的限制，运输速度不再增加，而保持稳定，说明这种运输需要载体，不是单纯扩散，可能是协助扩散或主动运输；
曲线③运输速度与O2浓度无关，而O2浓度的高低影响能量的产生进而影响主动运输的速度；曲线④运输速度与O2浓度有关，说明这个过程需要能量，综合②④，物质X的运输方式只能是主动运输。
【答案】 A
互动探究
(1)题干中的④曲线能否连在横轴与纵轴的交点上？
(2)题干④和②中，当O2浓度和物质X浓度超过一定值时,影响其运输速率的因素是什么？该因素又由什么决定？
【提示】(1)不能.因为没有O2时,生物体还可通过无氧呼吸产生能量,主动运输仍能进行。
(2)载体数量；是由遗传物质决定的。
1．生物体内水的含量
(1)含量最多。在构成细胞的各种化合物中，水的含量最多，一般为60%～95%。
(2)不同的生物体内水的含量差别很大.例如,生活在海洋中的水母的身体里水的含量约为97%。
细胞中的水
(3)生物体不同的生长发育阶段水的含量不同.幼儿时期>成年时期；幼嫩部分>老熟部分。
(4)同一生物不同器官水的含量也不同，如心肌含水79%，血液含水82%。
2．水的存在形式及生理功能
形式 自由水 结合水
定义 细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动 与细胞内的其他物质相结合的水
形式 自由水 结合水
含量 约占细胞内全部水分的95.5% 约占细胞内全部水分的4.5%
功能 (1)细胞内良好的溶剂(2)各种代谢反应的介质(3)运送营养物质和代谢废物 是细胞结构的重要组成成分
联系 自由水和结合水能够随新陈代谢的进行而相互转化
名师点睛 自由水和结合水的存在及其功能的验证
(1)鲜种子放在阳光下暴晒，重量减轻→自由水散失。
(2)干种子用水浸泡后仍能萌发→失去自由水的种子仍保持其生理活性。
(3)干种子不浸泡则不萌发→自由水越多，代谢越旺盛。
(4)干种子放在试管中，用酒精灯加热，试管壁上有水珠→失去结合水。
(5)失去结合水的种子浸泡后不萌发→失去结合水的细胞失去生理活性。
(2012·珠海市第一中学第一次月考)农民在储存麦种前，将刚收获的小麦种子摊在地面上暴晒一段时间后，才收进粮仓存放。如果晒麦的时间不够长，在粮仓中堆存时小麦会产热以至霉烂。根据科学研究，小麦的产热与种子消耗氧气量成正比.播种小麦时,农民又将麦种放在水中浸泡一段时间，随着浸泡时间的延长，种子逐渐变“甜”了，
例2
种子产热速度也越来越快，几天后，种子开始发芽，请根据上述事实及所学知识回答以下问题：
(1)农民晒种时小麦种子失去水是以________的形式存在于细胞中的水。
(2)播种前随着浸种时间的延长,麦种变甜了,这种甜味物质是____，可采用已学过的____试剂进行鉴定，它是由种子中的_______(物质)吸水进行初步水解后生成的。
(3)通过上述事实可以看出生物体的含水量与细胞生理功能有密切关系。代谢旺盛的细胞中____________水较多，结合水较多对植物的意义是_________________________。
【解析】 农民在晒种过程中，种子失去的是自由水，在种子萌发前浸种过程中，由于种子吸水种子中的细胞代谢增强，酶的活性增加，小麦种子中储存较多的淀粉，
在淀粉酶的作用下，淀粉水解为麦芽糖，麦芽糖是还原糖，可以用班氏试剂检测。如果结合水相对较多，细胞代谢较弱，使植物的抗逆性增强，适应不良环境。
【答案】 (1)自由水 (2)麦芽糖 班氏 淀粉 (3)自由水 抗逆性强，适应不良环境
【探规寻律】 细胞中水的含量与细胞代谢的关系
细胞内自由水和结合水的含量与细胞的新陈代谢和抗逆性有关。一般情况下，自由水占含水量的百分比越大，细胞代谢越旺盛，但抗逆性越弱；反之，结合水的比例越大，代谢越缓慢，但抗逆性越强。
变式训练
(2012·海南二中高一检测)某细胞中的含水量为：自由水∶结合水＝90∶10，在水分总量不变的情况下，适当提高温度，则两种水的含量的比值变化是( )
A．增大 B．减小
C．不变 D．不能确定
解析：选A。适当提高温度，细胞代谢增强,自由水与结合水的比值增大。
知能演练轻巧夺冠
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第二章 细胞的构成
第二章 细胞的构成
第一节 细胞的化学组成
学习导航
1.阐述构成细胞化学元素的类别。[重点]
2．比较组成细胞的元素和无机自然界中的元素种类，认同生物界和无机自然界具有统一性的观点。[重、难点]
新知初探思维启动
一、构成细胞的化学元素
1．种类：主要有______多种。
20
Fe
C、H、O、N、
P、S、K、Ca、Mg
Mn、Zn、Cu、
B、Mo、N
判一判
(1)不同细胞中的元素种类大体相同。(√)
(2)不同细胞中的元素含量基本相同。(×)
(3)微量元素在细胞中含量少，作用不大。(×)
O
C
二、构成细胞的化合物
1．存在状态：细胞中的化学元素除少数以
__________存在外，绝大多数是以________的形式存在的。
2．作用：细胞中的化合物有机地结合在一起，构成了细胞内生命活动的__________。
游离状态
化合物
物质基础
4．化合物与碳架:有机物都是由__________原子通过________连接成的碳架作为分子的______________________，自然界的无机物______________碳架。
脂质
水
蛋白质
糖类
C、H、O
共价键
基本骨架
都不具有
想一想
新鲜的黄豆种子与晒干后的黄豆种子相比，细胞内含量最多的化合物相同吗？
【提示】 不相同。新鲜的黄豆种子含量最多的化合物为水，晒干后含量最多的化合物为蛋白质。
要点突破讲练互动
1．化学元素的分类
细胞中常见的化学元素主要有20多种，按照含量可分为：
构成细胞的化学元素和化合物
2．各种元素归属范围
(1)大量元素和微量元素都是生物体生命活动所必需的。
(2)以人体细胞为例：鲜重状态下，4种基本元素的含量是O＞C＞H＞N；干重状态下，4种基本元素的含量是C＞O＞N＞H。
3．元素在生物体内的含量特点
(1)不同生物体内的元素种类基本相同，但同种元素的含量差别很大。
(2)同一生物体内的不同元素的含量也不相同.
4.细胞中化合物的含量
特别提醒 判断细胞中含量最多的元素和化合物时，一定要明确细胞是鲜重状态还是干重状态。
例1
【解析】如果此图表示组成活细胞的化合物含量，则A为水，含有的元素是H、O。如果此图表示组成活细胞的元素含量，则A是氧元素，因为鲜重状态下，水的含量最高。如果该图表示的是干重条件下细胞中的元素含量，则A是碳元素。
【答案】 B
互动探究
(1)如果该图表示组成活细胞的有机化合物，则A表示哪种化合物？
(2)鲜重条件下或干重条件下，A、B、C、D依次表示的主要化学元素相同吗？
【提示】 (1)蛋白质。
(2)不同。鲜重条件下,依次是O、C、H、N;干重条件下，依次是C、O、N、H。
1．统一性：从元素种类看，组成生物体的化学元素在无机自然界都能找到，没有一种元素为生物体所特有。
2．差异性
(1)从元素种类看，组成生物体的化学元素在生物体内和无机自然界中含量差异很大。
生物界与非生物界的统一性和差异性
(2)从化合物的种类看，生物体内具有非生物界没有的一些特殊的化合物，如蛋白质和核酸等。
3．图解
C、H、N这三种化学元素在组成人体的化学成分中，质量分数共占73%左右，而这三种元素在岩石圈中，其质量分数还不到1%。这个事实说明( )
A．生物界与非生物界具有统一性
B．生物界与非生物界具有差异性
C．元素在自然界中都可以找到
D．生物界具有特殊性
例2
【解析】 C、H、N这三种元素在人体和岩石圈中的含量差异较大，这个事实说明生物界与非生物界具有差异性。
【答案】 B
知能演练轻巧夺冠
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第二节 细胞的基本结构
学习导航
1.举例说出线粒体、叶绿体等主要细胞器的结构和功能，以及不同细胞器间的相互协作关系。[重、难点]
2．学会使用显微镜观察线粒体和叶绿体。
[重点]
新知初探思维启动
一、细胞的结构组成
2．原生质：指构成原生质体的活细胞内的______________，它又分化为细胞膜、细胞质和细胞核，其中细胞质又可分为细胞器和细胞质基质。
细胞壁
全部生命物质
二、细胞器的结构和功能
1.
2.
有氧呼吸
光合作用
3.
4.
蛋白质
蛋白质
脂质
细胞分泌物
细胞壁
5．核糖体
(1)功能：是合成____________的场所。
(2)分布：有些附着在________及核膜的外表面，有些游离在细胞质中。
6．溶酶体：是细胞内的“酶仓库”，执行________________作用。
7．液泡
(1)功能：细胞液中溶解着许多物质，与细胞的吸水有关。
蛋白质
内质网
细胞内消化
(2)分布：主要存在于______________中。
8．中心体
(1)组成：两个互相垂直排列的中心粒。
(2)功能：与纺锤体的形成有关。
(3)分布：______细胞和__________细胞中。
植物细胞
动物
低等植物
判一判
(1)植物细胞中可能不含叶绿体。(√)
(2)有中心体的细胞一定是动物细胞。(×)
(3)没有大液泡的细胞也不一定是动物细胞。
(√)
三、细胞膜系统
1．组成：细胞膜、核膜及膜性细胞器。
2．特点：在_______________上有一定联系的统一整体。
3．功能
(1)增加了细胞内酶的附着面积，有利于细胞内代谢的顺利进行。
(2)使细胞内的__________区域化、秩序化。
结构和功能
生化反应
四、用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
观察对象 叶绿体 线粒体
选取材料 __________的叶 _________细胞
染色 不需染色 用________________染成_________色
形态 扁平的椭球形或球形 短棒状、圆球状、线形、哑铃形等
黑藻或藓类
鸡肝
詹纳斯绿B染液
蓝绿
想一想
观察叶绿体时不需染色的原因是什么？
【提示】 叶绿体含有色素,本身具有颜色.
要点突破讲练互动
各种细胞器的归纳总结
特别提醒 同一种细胞器在不同细胞中功能可能不同，如高尔基体在植物细胞中与细胞壁的形成有关，在动物细胞中与分泌物的形成有关。
如图为某细胞中分离得到的几种细胞器模式简图,下列相关叙述中正确的是( )
A．甲是能把光能转换为化学能的细胞器
B．能进行能量转换的细胞器是乙和丙
C．丁可以为细胞内各种反应的正常进行提供有利条件
例1
D．生命活动旺盛的细胞比衰老的细胞具有更少的甲
【思路点拨】 解答本题的关键是明确图中四种细胞器的结构及功能。
【解析】 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。
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。
【答案】 C
互动探究
(1)上述结构必须借助电子显微镜才能看清晰的有哪些？
(2)乙在分裂旺盛的植物细胞中主要起什么作用？
【提示】 (1)乙和丁。
(2)参与细胞壁的形成。
1．实验原理
用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
2．实验流程图示
(1)观察叶绿体
(2)观察线粒体
3．实验注意事项
(1)临时装片应随时保持有水状态，以免影响细胞的活性
(2)肝组织一半浸入染液,一半暴露于染液外,保证细胞处于生活状态。
(3)必须先在低倍镜下将目标移到视野中央，然后再转动转换器换用高倍镜。
(2012·金山中学高一质检)用显微镜观察叶绿体和线粒体，请回答：
(1)制作菠菜叶的临时装片时，应取菠菜叶的______表皮并稍带些叶肉作为观察对象，因为该细胞内的叶绿体的体积较______，数目______。高倍镜下可观察到叶绿体呈______形，分布在______中。观察一段时间后，可以发现叶绿体在细胞中是移动还是静止的？
_______________________________。
例2
(2)如果先用高倍镜观察，可能会出现什么情况？_____________________________。
(3)观察线粒体时所用的染料名称是______，染色后可以使线粒体呈________色，而细胞质呈________色。染色后30分钟，细胞还能保持活性吗？______________________。
【解析】 (1)菠菜叶下表皮叶肉细胞内的叶绿体数目相对较少，体积较大，可选择此材料观察叶绿体的形态。叶绿体在细胞质内是移动的。
(2)观察叶绿体时，应先在低倍镜下观察，将物象移至视野中央，再转换成高倍镜，因为高倍镜下视野范围小。看清物象时，高倍镜镜头离装片距离近。
(3)线粒体可被詹纳斯绿B染液染成蓝绿色。
【答案】 (1)下 大 较少 扁平的椭球 细胞质 移动
(2)可能会找不到观察对象；还可能会出现高倍镜镜头压破玻片、损坏镜头现象
(3)詹纳斯绿B染液 蓝绿 无 能保持活性
变式训练
用高倍显微镜观察黑藻叶片细胞，正确的结论是( )
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。本题考查教材实验，考查学生的实验操作及理解能力。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是不均匀的，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。
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第二节 蛋白质的合成与运输
学习导航
1.简述蛋白质的合成和加工过程。
[重、难点]
2．简述蛋白质的分选、运输。[重点]
新知初探思维启动
一、蛋白质的合成
1．合成场所——核糖体
原核细胞
细胞质基质
(2)组成：________________
(3)结构：由大亚基和小亚基组成，在蛋白质合成过程中，二者结合在一起，不进行蛋白质合成时，二者是单独存在的。
2．蛋白质的加工
RNA和蛋白质
(3)意义：能维持和调节________________，使之成为____________________。
二、蛋白质的分选和运输
1．蛋白质的分选
(1)决定因素：____________中的分选信号。
(2)影响因素:________在细胞中的存在部位.
折叠
糖链
甲基
蛋白质的活性
有功能的蛋白质
氨基酸序列
核糖体
2．蛋白质的运输
(1)概念：指通过连续的______________运送蛋白质到达其最终目的地的过程。
(2)运输途径
①分泌蛋白的运输
内膜系统
②胞内蛋白(部分)的运输
3．内膜系统
(1)概念：指在功能上____________的细胞内膜结构。
(2)内涵:包括_____、内质网、__________、溶酶体、微体以及一些小泡等，但不包括
___________和________________。
核糖体
连续统一
核膜
高尔基体
线粒体
叶绿体
(3)联系：通过出芽和融合的方式进行交流。
想一想
内膜系统与细胞膜系统有何区别？
【提示】 内膜系统是相对细胞膜而言的，是指在功能上连续统一的细胞内膜结构，而细胞膜系统指细胞内所有膜结构的统称。
要点突破讲练互动
氨基酸―→核糖体(形成肽链)―→细胞质基质
蛋白质的合成、加工修饰和运输
2．分析
(1)研究分泌蛋白合成与运输的方法是同位素示踪法。
(2)细胞中各种细胞器的功能是各不相同的，但是某一项生命活动的完成，并不能只靠一种细胞器，而是要依靠各种细胞器之间的密切合作、协调配合才能完成。
(3)细胞内的内质网膜、高尔基体膜、细胞膜之间通过膜泡相互转化，在结构上具有一定的连续性。
特别提醒 (1)分泌蛋白由附着在内质网上的核糖体合成，而胞内蛋白则由游离的核糖体合成。
(2)分泌蛋白从内质网→高尔基体→细胞外这个过程是以膜泡的形式运输的，故此过程没有穿膜，即穿过0层生物膜。
用35S标记一定量的氨基酸，并用来培养哺乳动物的乳腺细胞，测得核糖体、内质网、高尔基体上放射性强度的变化曲线(甲图)以及在此过程中高尔基体、内质网、细胞膜膜面积的变化曲线(乙图)，下列分析不正确的是( )
例1
A．甲图中的a、b、c三条曲线所指代的细胞器分别是核糖体、内质网、高尔基体
B．与乳腺分泌蛋白的合成与分泌密切相关的具膜细胞器是内质网、高尔基体和线粒体
C．乙图中的d、e、f三条曲线所指代的膜结构分别是细胞膜、内质网膜、高尔基体膜
D．35S在细胞各个结构间移动的先后顺序是核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
【思路点拨】 解答本题关键是明确甲、乙图中曲线变化的原因。
【解析】 蛋白质在核糖体上合成后进入内质网进行加工，内质网再以膜泡的形式将蛋白质运送到高尔基体，导致内质网膜面积减少，由此知d为内质网膜；膜泡与高尔基体融合导致高尔基体膜面积增加，
被进一步加工的蛋白质再以膜泡的形式从高尔基体运送到细胞膜，导致高尔基体膜面积减少，则f为高尔基体膜；膜泡与细胞膜融
合导致细胞膜面积增加，因此膜面积增加的e为细胞膜。在此过程中需要消耗的能量主
要由线粒体提供。
【答案】 C
互动探究
(1)图甲中，a与b在位置上有何联系？
(2)图乙中，与d、e、f之间膜面积发生变化有关的结构是什么？
【提示】 (1)a(核糖体)附着在b(内质网)上.
(2)膜泡。
1．区别
(1)细胞膜系统包括膜性细胞器、细胞膜和核膜等结构。
(2)内膜系统包括除线粒体和叶绿体外的膜性细胞器及核膜，但不包括细胞膜。
2．各种膜结构之间的联系
细胞膜系统和内膜系统
(1)在化学成分上:各种膜结构组成成分相似,由脂质、蛋白质和少量糖类组成，但每种成分所占的比例不同。
(2)在结构上
(3)在功能上：在分泌蛋白的合成、运输、加工、分泌等过程中,各细胞器之间协调配合.
例2
A．可利用同位素标记的氨基酸培养细胞，然后通过观察放射性物质的移动来确定
B．分泌蛋白从核糖体到内质网再到高尔基体的移动过程反映了内膜系统在功能上的连续性
C．标记氨基酸的同位素可用3H，也可用35S
D．叶绿体蛋白、线粒体蛋白不可用于此研究实验
【解析】研究内膜系统在功能上的连续性，需用同位素3H或35S等标记氨基酸，追踪放射性物质从内质网到高尔基体的转移过程，此研究不能用于叶绿体蛋白、线粒体蛋白等非分泌蛋白，它们不需要内质网及高尔基体的修饰和加工，此类蛋白质在细胞质基质中加工。B项中的核糖体不属于内膜系统，故B项叙述错误。
【答案】 B
变式训练
下列对细胞膜系统在结构上具有一定连续性的叙述，错误的是( )
A．内质网通过“出芽”形成膜泡，膜泡与高尔基体膜融合
B．细胞质中膜泡与核糖体膜融合
C．细胞膜向内凹陷形成膜泡，离开细胞膜回到细胞质中
D．高尔基体膜突出形成膜泡，离开高尔基体膜与细胞膜融合
解析：选B。核糖体不具有膜结构，B项错误。
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第二章 细胞中的核酸
第二章 细胞中的核酸
第一节 核酸的结构和功能
学习导航
1.利用特异性染料对DNA和RNA染色并观察其分布规律。[重、难点]
2．简述核酸的基本结构。[重点]
新知初探思维启动
一、核酸的种类、结构和功能
2．结构
(1)基本组成单位——核苷酸
①脱氧核糖核苷酸：构成________的基本单位，如图：
核糖核酸
DNA
DNA
②核糖核苷酸：构成________的基本单位，如图：
(2)组成
RNA
核糖核苷酸
脱氧核苷酸
3．功能
(1)是除朊病毒之外的所有生物的_________.
(2)对生物的________、______和蛋白质的生物合成有着极其重要的作用。
判一判
(1)人体细胞中的核苷酸共有8种。(√)
(2)人体细胞中的含氮碱基共有8种。(×)
(3)DNA或RNA是所有生物的遗传物质。(×)
遗传物质
遗传
变异
二、DNA和RNA在细胞中的分布
1．原理：用甲基绿和派洛宁两种碱性染料对细胞进行染色,________使DNA显示_____,
___________ 使RNA显示______，这样可以显示出DNA和RNA在细胞中的分布情况。
2．活动程序
制血涂片并干燥→固定→染色→冲洗→速浸→晾干→观察。
甲基绿
绿色
派洛宁
红色
3．结论：真核细胞的DNA主要集中在
_______内，RNA主要集中在________中。
想一想
原核细胞的DNA主要集中在什么部位？
【提示】 拟核。
细胞核
细胞质
要点突破讲练互动
1．两种核酸的比较
核酸的结构和功能
名称 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA)
元素组成 C、H、O、N、P
基本组成单位 脱氧核糖核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种)
名称 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA)
化学组成 五碳糖 脱氧核糖 核糖
含氮碱基 T(胸腺嘧啶) U(尿嘧啶)
A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤)
无机酸 磷酸
一般结构 两条脱氧核糖核苷酸链构成 一条核糖核苷酸链构成
存在 主要在细胞核中 主要在细胞质中
2.生物的遗传物质
(1)所有细胞生物的遗传物质均为DNA。
(2)只含DNA的病毒的遗传物质为DNA。
(3)只含RNA的病毒的遗传物质为RNA。
(4)朊病毒内无DNA和RNA，遗传物质为蛋白质。
特别提醒 (1)DNA或RNA作为遗传物质时,遗传信息就蕴含在脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸的排列顺序中。
(2)细胞生物的RNA虽然不是遗传物质，但可携带DNA传递的遗传信息。
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糖核苷酸
例1
C．构成人体遗传物质的b共有8种,a有2种,m有5种
D．在HIV和SARS病毒中共可以检测到2种
a,5种m,8种b
【思路点拨】 解答本题的关键是明确组成DNA和RNA的核苷酸的区别。
【解析】 题干中图示结构为核苷酸，其中a表示五碳糖，m表示含氮的碱基。构成
DNA的基本单位是脱氧核苷酸，其中所含a为脱氧核糖，b有4种，分别是腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸；构成RNA的基本单位是核糖核苷酸，其中所含a为核糖，b有4种，分别是腺嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、
胞嘧啶核糖核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸。若a为核糖，则可判定b为核糖核苷酸，所含m为A、U、G、C四种。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是鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸。人体内有DNA和RNA两种核酸，但只有DNA才是遗传物质，其基本构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).HIV和SARS病毒均只含有RNA,因此它们体内只有1种a(核糖)、4种m(A、
U、G、C)和4种b(核糖核苷酸)。
【答案】 B
互动探究
(1)组成b的元素共有几种？
(2)若图中核苷酸为构成RNA的基本单位，则由8个核苷酸连接成的长链共脱去多少分子水。
【提示】 (1)5。(2)7。
【探规寻律】 生物体内核苷酸、五碳糖、碱基种类的判断方法
(1)首先确定生物的种类，属于具有细胞结构的生物还是无细胞结构的病毒。
(2)具有细胞结构的生物，核苷酸8种，五碳糖2种，碱基5种。
(3)病毒类生物，核苷酸4种，五碳糖1种，碱基4种。(朊病毒无核酸，只有蛋白质。)
1．探究活动原理
(1)甲基绿＋DNA→显示绿色。
(2)派洛宁＋RNA→显示红色。
2．探究活动步骤
制血涂片并干燥
↓
“DNA和RNA在细胞中的分布”的实验分析
固定：70%(体积分数)的酒精溶液，固定10 min
↓目的：杀死细胞，增加细胞膜的通透性
染色：甲基绿—派洛宁染液，染色15 min
↓
冲洗：蒸馏水冲洗血涂片1～2 s
↓目的：去除多余染料
速浸：95%(体积分数)的酒精溶液反复速浸10～20 s，进一步脱水固定
↓
晾干
↓
观察：比较染成绿色和红色的部位，得出DNA和RNA的分布规律
3．实验现象及结论
现象 结论
绿色明显、集中且接近细胞中央 DNA主要分布于细胞核中
绿色周围的红色范围较广 RNA广泛分布于细胞质中
特别提醒 (1)两种碱性染料不是单独使用，而是混合使用，是利用对不同物质的亲和力不同来分别染色的。
(2)选取植物细胞作实验材料时，应选择颜色浅的细胞,以防止深颜色对颜色反应的干扰.
“DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，下列操作正确的是( )
A．染色时先用甲基绿染色，再滴加派洛宁
B．将涂片干燥后放入体积分数为95%的酒精溶液中固定10 min，然后染色
C．观察时应选择染色均匀、色泽浅的区域
D．先用低倍镜找到较清晰的细胞，接着换上高倍镜观察即可
例2
【解析】 A项错误，甲基绿和派洛宁染色剂应混合使用，且要现用现配，其中甲基绿将DNA染成绿色，派洛宁将RNA染成红色;
B项错误，应先用体积分数为70%的酒精溶液固定血细胞，染色并冲洗后，再用体积分数为95%的酒精溶液进一步脱水固定；C项正确，染色均匀、色泽浅的区域便于观察绿色和红色在细胞中的分布；D项错误，
用低倍镜找到清晰的细胞后，应将其移到视野中央，然后换用高倍镜继续观察。
【答案】 C
变式训练
(2012·昆明三中高一检测)“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中所运用的原理是
( )
A．单独利用甲基绿对细胞染色，可显示
DNA在细胞中的分布，从而推知RNA的分
布
B．单独利用派洛宁对细胞染色，可显示
RNA在细胞中的分布，从而推知DNA的分
布
C．利用甲基绿和派洛宁混合染色剂对细胞染色，同时显示DNA和RNA在细胞中的分
布
D．在细胞核、细胞质内可以分别提取到
DNA和RNA，由此说明DNA和RNA的分布
解析：选C。甲基绿使DNA呈现绿色，派洛宁使RNA呈现红色，在对细胞染色时，利用的是甲基绿和派洛宁的混合染色剂。
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第四节 从化学能到生物能
学习导航
1.探究酵母菌的细胞呼吸方式。[重、难点]
2．阐述细胞呼吸的化学过程。[重点]
3．举例说明有氧呼吸与无氧呼吸的异同。
[重点]
4．探讨细胞呼吸原理在生产、生活中的应用。[难点]
新知初探思维启动
一、细胞呼吸
1．概念：是细胞内的_______经过一系列的氧化分解，释放________的过程，是生物体获得能量的主要代谢途径。
2．探究活动——酵母菌细胞呼吸的方式
(1)活动原理：酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧和无氧的条件下均能正常生存。
有机物
能量
(2)实验设计思路
该实验的自变量是______________，需设置________和________两种条件进行探究。为平衡无关变量，还需设置一组______对照。
(3)活动程序
氧的有无
有氧
无氧
空白
比较 A B C
0.1 g/mL的葡萄糖溶液 1 L 1 L 1 L
酵母菌培养液 等量 等量 ______
石蜡 _______ 不加 不加
温度计 插入 插入 插入
结果 温度较高，__________ 温度最高 温度_______
不加
注入
有酒味
最低
想一想
实验中的石蜡有何作用？
【提示】 隔绝空气，制造无氧环境。
二、细胞呼吸的过程
1．有氧呼吸
(1)场所：__________________________ (真核生物)。
细胞质基质，线粒体
(3)过程
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
(4)能量转化
1 mol葡萄糖彻底氧化分解后，释放出2870 kJ的能量,其中1161 kJ的能量储存在_______中，其余的以________的形式散失掉。
2．无氧呼吸
(1)过程:第一阶段与有氧呼吸第一阶段_____
____。第二阶段的产物是酒精、CO2或转化成乳酸。其全过程都在细胞质基质中进行。
ATP
热能
完全
相同
判一判
(1)在有氧呼吸中既有水参与，又有水生成。(√)
(2)在有氧呼吸中，O2只在第三阶段参与反应。(√)
(3)无氧呼吸的第一、二阶段均可产生能量。(×)
三、细胞呼吸的意义
1．使有机物中的能量一部分以_______形式散失，对于恒温动物来说，这些能量维持了体温的恒定。
2．一部分储存在_________中，用于生物体的____________。
热能
ATP
生命活动
要点突破讲练互动
1．有氧呼吸与无氧呼吸的关系
有氧呼吸和无氧呼吸的比较
2．有氧呼吸与无氧呼吸的区别及联系
类型 有氧呼吸 无氧呼吸
必需条件 氧和酶 不需氧，但必须有酶催化
场所 细胞质基质(①阶段) 线粒体(②和③阶段) 细胞质基质(①和②两阶段)
名师点睛 (1)有氧呼吸过程中，消耗的O2与生成的CO2体积相等。
(2)有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸中都有CO2生成，H2O是有氧呼吸的特有产物。
(3)微生物的无氧呼吸又称发酵，产生酒精的称酒精发酵，产生乳酸的称乳酸发酵。
(2011·高考海南卷)细胞内糖分解代谢过程如下图，下列叙述错误的是( )
例1
A．植物细胞能进行过程①和③或过程①和④
B．真核细胞的细胞质基质中能进行过程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[H]，过程③消耗[H]
关键点
【思路点拨】 本题主要考查细胞呼吸的过程，解答本题的关键是掌握：
①有氧呼吸的过程及进行场所。
②无氧呼吸的类型、过程及进行场所。
③有氧呼吸和无氧呼吸的能量释放情况。
【解析】 大部分植物细胞进行无氧呼吸时产生CO2和乙醇，少数植物的某些器官在进行无氧呼吸时也可以产生乳酸，如马铃薯块茎、甜菜块根等。有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行，产生丙酮酸和[H]，第二阶段在线粒体基质中进行，产生CO2和[H],第三阶段在线粒体内膜上进行，产生水。有氧呼吸的三个阶段均释放能量，
其中第三阶段释放能量最多。乳酸菌的无氧呼吸可以分为两个阶段：第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同，也产生[H]，第二阶段是丙酮酸在乳酸脱氢酶的催化下，被[H]还原为乳酸，因此，乳酸菌细胞内过程①产生[H]，过程③消耗[H]。
【答案】 B
【探规寻律】 判断以糖为底物的有氧呼吸和无氧呼吸的方法
(1)从反应条件看：有氧呼吸需要氧气，无氧呼吸不需要氧气。
(2)从反应的场所看：无氧呼吸不需要线粒体的参与，而真核生物的有氧呼吸主要是在线粒体中进行的。
(3)从产物看：H2O的产生只能来自于有氧呼吸,酒精和乳酸的产生只能来自于无氧呼吸.
(4)从CO2的释放和O2的吸收来看：当O2的吸收＝CO2的释放时，只进行有氧呼吸；当O2的吸收＜CO2的释放时，既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸；只有CO2的释放时，只进行无氧呼吸。
1．内因
(1)不同种类的植物呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。
(2)同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同，如幼苗期、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。
(3)同一植物的不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。
影响细胞呼吸的因素
2．外因
(1)温度：通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。与温度影响酶催化效率
的曲线特征一致。如图所示：
生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，来降低细胞呼吸，减少有机物的消耗。
(2)O2浓度
①对于无氧呼吸：随O2浓度增加而受抑制，O2浓度越高，抑制作用越强，
O2浓度达到一定值时，被完
全抑制。如图所示：
②对于有氧呼吸:O2是有氧呼吸的原料之一,在一定范围内，随着O2浓度的增加，有氧呼吸速率增强，但当O2浓度增加到一定值时,有氧呼吸速率不再增加。如图所示：
③绝大多数植物的非绿色器官或酵母菌的呼吸速率受O2浓度的影响。如图所示：
作物栽培中，采取中耕松土，防止土壤板结等措施，都是尽量使O2浓度位于E点之上，保证根细胞的正常呼吸,有利于肥料的吸收;生产中利用低氧(A点的浓度)抑制细胞呼
吸、减少对有机物的消耗来延长蔬菜、水
果、粮食的保存时间。
特别提醒 除了温度、氧气外，二氧化碳对有氧呼吸也有影响，一般起到抑制的作用。生物含水量的多少影响呼吸作用，在一定范围内,呼吸作用强度随含水量的增加而增加.
(2012·衡阳高一检测)如图表示某种植物的非绿色器官在不同氧气浓度下的O2吸收量和无氧呼吸过程中CO2的释放量，据图判断下列说法正确的是( )
例2
A．图中乙曲线b点无氧呼吸最强
B．图中甲曲线表示在不同氧气浓度下无氧呼吸过程中CO2的释放量
C．氧气浓度为d时该器官的细胞既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
D．若甲代表的细胞呼吸方式在氧气浓度为b时消耗了A mol的葡萄糖，则乙代表的细胞呼吸方式在氧气浓度为b时消耗的葡萄糖为A/2 mol
【解析】 图中乙曲线表示有氧呼吸中CO2的释放量随氧气浓度的变化；甲曲线表示无氧呼吸CO2的释放量随氧气浓度的变化。当氧气浓度为b时，无氧呼吸和有氧呼吸释放的CO2量是相同的，有氧呼吸消耗的葡萄糖为无氧呼吸的1/3；当氧气浓度为d时无氧呼吸已经停止，只进行有氧呼吸。
【答案】 B
互动探究
(1)你认为在贮藏蔬菜或粮食时，氧气浓度位于哪一个点附近最为合适？
(2)说出只进行有氧呼吸氧气浓度的范围。
【提示】 (1)b点。
(2)从c点开始及以后的氧气浓度。
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第三节 癌症的发生与防治
学习导航
1.说出癌细胞的主要特征。[重、难点]
2．讨论癌症的防治。[重点]
3．认同良好的生活习惯对人类健康的重要意义。
新知初探思维启动
一、癌细胞
1．概念：在致癌因子的作用下，有的细胞不能正常地完成细胞分化而变成不受机体控制的、__________________________细胞，这种细胞就是癌细胞。
2．主要特征
(1)在适宜条件下，癌细胞能够__________。
连续进行分裂的恶性增殖
无限增殖
(2)癌细胞表面发生了变化,细胞___________下降,导致癌细胞容易在机体内___________和__________。
(3)癌细胞______________发生改变。
(4)癌细胞无_________________现象。
(5)癌细胞的________________异常。
黏着性
扩散
转移
形态结构
接触抑制
蛋白质表达
判一判
(1)癌细胞核内的染色体与正常体细胞核的染色体数目相同。(×)
(2)癌细胞内的核糖体、线粒体数目较多。(√)
(3)癌细胞无接触抑制现象有可能是导致癌细胞无休止生长的原因之一。(√)
二、癌的发生与防治
1．致癌剂的分类
(3)病毒致癌因子：______________________
________________等。
2．细胞癌变的机理
(1)与癌有关的基因
①原癌基因：正常细胞中参与细胞生长、分裂和分化，以___________的形式存在。
②抑癌基因：主要阻止细胞不正常的增殖，被称为细胞____________的“制动器”。
劳氏肉瘤病毒、SV40、
EB病毒
非激活
异常增殖
(2)癌变的机理
3．癌症的预防、诊断与治疗
(1)预防措施：远离致癌因子；改变不良的
___________________和行为。
(2)治疗手段：外科手术切除、__________、___________________等。
生活习惯
放射治疗
化学治疗
想一想
癌症都是不治之症吗？请举例说明。
【提示】 不都是。如果早发现，有些癌症完全可以通过手术切除、化疗或放疗治愈，如乳腺癌等。
要点突破讲练互动
1．概念剖析
(1)癌细胞的本质——一种病态细胞。
(2)产生原因：受到致癌因子的作用，致癌因子类似于人生病时的致病因子。
癌细胞的相关分析
(3)产生结果:引起细胞内部结构功能的改变,具体来说遗传物质发生变化，细胞不受机体的控制，进行连续分裂。
2．主要特征
(1)在适宜条件下，无限增殖——与正常细胞的比较
(2)形态结构发生显著变化
细胞来源 细胞周期 分裂次数 存活时间
正常人肝细胞 22小时 50～60 45.8～55天
海拉宫颈癌细胞 22小时 无限分裂 1951年至今
(3)细胞表面发生了变化
细胞膜表面的糖蛋白减少→细胞间黏着性下降→细胞容易移动(易扩散、转移)，失去了接触抑制现象。
①接触抑制：正常细胞在体外培养时，表现为贴壁生长和汇合成单层后停止生长的特点,即接触抑制现象。
②癌细胞失去接触抑制性，即使堆积成群，仍然可以生长，形成多层，如图所示：
特别提醒 (1)癌细胞不具备传染性，即癌细胞不能在个体间相互传染。
(2)细胞在癌变过程中遗传物质会发生改变(基因突变)，但是一旦形成癌细胞，由于其增殖方式是有丝分裂，所以一般不会再改变遗传物质。
下列关于癌细胞的结构或物质与功能相适应的说法错误的是( )
A．细胞的畸形分化与癌细胞的产生有直接关系
B．癌细胞细胞膜两侧镶嵌的糖蛋白数量比正常的体细胞大量减少
C．体细胞癌变后会丧失原来的生理状态，但其细胞核依然具有全能性
例1
D．癌细胞的分裂、生长过程需要大量的核糖体参与合成蛋白质
关键点
【思路点拨】本题考查了癌细胞的结构或物质等内容，分析时应从以下几个方面入手：
①癌细胞的特点。
②癌细胞相应的生理变化过程。
③癌变的原因及结构变化。
【解析】 癌细胞的产生是细胞畸形分化的结果，而糖蛋白只分布于细胞膜的外侧，其减少是癌细胞易扩散的原因。由于癌变细胞核中含有其全套的遗传信息，所以仍具有全能性，核糖体在间期参与蛋白质的合成。
【答案】 B
【探规寻律】 (1)癌细胞的概念抓三个关键点：“致癌因子的作用”、“遗传物质发生变化”和“恶性增殖细胞”。
(2)癌细胞特征从三个方面理解：“不死的细胞”、“变态的细胞”和“扩散的细胞”。
1．原癌基因与抑癌基因
原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程；抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。癌症就是一系列原癌基因与抑癌基因的突变逐渐积累的结果。
2．癌变机理的图解
癌变的机理
3．原癌基因与抑癌基因不是简单地相互拮抗
(1)原癌基因是维持机体正常活动所必需的基因,在细胞分裂过程中它负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程。只有当原癌基因突变成癌基因(或称激活、活化)后，细胞才会恶性增殖。
(2)抑癌基因是一类抑制细胞过度生长、增
殖,从而遏制肿瘤形成的基因，抑癌基因的丢失或失活，可能导致肿瘤发生。
(3)抑癌基因和原癌基因共同对细胞的生长和分化起着调节作用。对原癌基因和抑癌基因的研究，将使人类有可能真正从根本上治疗癌症。
名师点睛 ①癌症发生的根本原因是基因突变，是由于受到致癌因子的作用，使细胞中的原癌基因和抑癌基因发生突变。
②癌症发生的几率与其生存环境、生活习
惯、心理状态、年龄、机体免疫能力等有密切关系。一般情况下，长期接触各种致癌因子，具有不良生活习惯、免疫能力弱、心理状态不好的人患癌症的几率增加。
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．致癌因子激活原癌基因
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】 考查癌症形成的原因。引起癌变的外界因素大体分为三类，
例2
即物理因素、化学因素和生物因素，C和D属于其中的物理因素和化学因素，属于外界因素.A选项中“细胞中酪氨酸酶活性降低”可导致人体内黑色素含量减少，例如，头发变白、皮肤白化等。而原癌基因激活则属于引起细胞癌变的内在因素。
【答案】 B
变式训练
(2012·北大附中高一质检)常吸烟的人和被动吸烟的人易患肺癌，其发病原因是( )
A．肺部细胞被焦油粘附而不能正常代谢
B．肺部细胞中的原癌基因被焦油等物质所激活
C．肺部细胞在焦油等作用下发生基因突变
D．其它部位癌变细胞通过转移使肺部发生癌变
解析：选B。患癌症的根本原因是患者的原癌基因被激活。
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第二节 细胞的分化
学习导航
1.说明细胞的分化。[重、难点]
2．举例说明细胞的全能性。[重点]
3．分析人体造血干细胞分化形成各种血细胞的功能。
新知初探思维启动
一、细胞分化
1．概念：在个体发育过程中，后代细胞间在______________________________上发生___________________的过程。
2．特点：细胞分化是一种持久性的变化，而且是生物界中__________________的一种生命现象。
形态、结构和生理功能
稳定性差异
普遍存在
想一想
1．经细胞分化形成的细胞，其细胞内遗传信息相同吗？
【提示】 相同。
二、细胞的全能性
1．植物细胞的全能性
(1)概念：高度分化的植物细胞仍有________
______________的潜能。
2．动物细胞的全能性
发育成
完整植株
(1)已分化的动物体细胞的__________仍具有全能性。
(2)目前，还不能将已分化的动物体细胞培养成新个体。
3．干细胞:动物和人体内具有____________能力的细胞，如骨髓中的____________能增殖分化成不同的血细胞。
细胞核
分裂和分化
造血干细胞
想一想
2.现在很多医院的妇产科会发放关于婴儿脐带血保存的宣传单，上面写着储存脐带血的种种好处，脐带血为何有那么多的好处呢？
【提示】 脐带血中含有造血干细胞。
要点突破讲练互动
1．概念剖析
(1)发生时间：个体发育过程中。
(2)细胞来源：一个或一种细胞。
(3)结果：形成形态、结构和生理功能上有稳定性差异的细胞。
细胞分化的相关分析
2．过程图示
3．实质分析
各种细胞具有完全相同的遗传物质，但不同的细胞中遗传信息的执行情况不同，如图所示：
4．特点
(1)持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎期达到最大限度。
(2)不可逆性：一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。
(3)普遍性：是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。
(4)遗传物质未发生变化。
5．意义
是个体发育的基础。个体发育是通过细胞增殖和细胞分化来实现的。细胞增殖只能使细胞的数目增多，细胞生长只能使细胞体积增大。只有通过细胞分化才能产生出不同形
态、不同结构、不同功能的细胞，由这些不同的细胞再构成组织，进而形成胚胎、幼
体，并发育成成体。
(2011·高考大纲全国卷)下列能说明某细胞已经发生分化的是( )
A．进行ATP的合成
B．进行RNA的合成
C．存在血红蛋白
D．存在纤维蛋白原基因
【思路点拨】 解答本题的关键是明确细胞分化的实质为基因的选择性表达。
例1
【解析】 细胞分化是指在个体发育中，相同细胞的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。人体内的所有体细胞中含有的基因都是相同的，因此都含有纤维蛋白原基因，故D项错误；只要是活细胞,都能进行ATP和RNA的合成，所以A、B两项错误；血红蛋白只存在于红细胞内，是基因选择性表达的产物，故C项正确。
【答案】 C
变式训练
解析：选B。细胞分化是细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程，结果形成不同的细胞、组织。
1．概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。这是因为分化的细胞核中含有保持本物种遗传性所需要的全套遗传基因，并未因分化而失去基因。
2．植物细胞全能性和动物细胞全能性
(1)高度分化的植物体细胞具有全能性
细胞的全能性
①植物细胞全能性表现的条件：在离体的情况下，在一定的营养物质、激素和其他适宜的外界条件下，细胞才能表现其全能性。
②应用：利用植物组织培养技术，进行快速繁殖，拯救濒危物种等。
(2)动物已分化的体细胞全能性受限制，但细胞核仍具有全能性。例如，动物克隆技术。
(3)动植物的体细胞一般是通过有丝分裂增殖而来，已分化的体细胞都有一套和受精卵相同的遗传物质，这是体细胞具有全能性的根本原因。
3．几种细胞全能性比较
一般情况下，分化程度越高，全能性越低，二者呈负相关。同一生物体内细胞的全能性高低为：受精卵＞生殖细胞＞体细胞增殖细胞＞不增殖细胞。
(2011·高考山东卷改编)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植株
D．胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株
例2
【解析】 细胞具有发育成完整个体的潜能叫做细胞的全能性。种子萌发长成植株，发生了细胞分化，但没有经过细胞离体培养，故没有体现出体细胞的全能性，A项不符合题意；骨髓造血干细胞形成各种血细胞，仅仅是细胞分化的过程,没有完整个体的形成,体现不出细胞的全能性，B项不符合题意；花粉离体培养发育成植株，
经历了细胞分化，体现的是花粉(生殖细胞)的全能性，没有体现体细胞的全能性，C项不符合题意；胡萝卜根韧皮部细胞经植物组织培养发育成新植株,该过程既有细胞分化,又体现出体细胞的全能性，D项符合题意。
【答案】 D
【探规寻律】 (1)细胞全能性的物质基础：细胞中含有本物种的全部遗传物质。
(2)植物细胞的全能性可以通过植物组织培养来实现，动物细胞通过核移植表现其细胞核的全能性。
变式训练
D．植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性
解析：选C。生物体内的细胞由于基因的选择性表达，而不能表现全能性，在离体和一定的营养条件下能体现其全能性，而对于动物而言，由于条件技术不够成熟，所以细胞全能性不能表达，而克隆羊的成功只能说明动物细胞核的全能性，卵细胞属于已高度分化的细胞。
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第四单元
第一章 细胞的增殖与分化
第一章 细胞的增殖与分化
第一章 细胞的增殖与分化
第一节 细胞的增殖
学习导航
1.模拟探究细胞表面积与体积的关系。
2．简述细胞的生长和增殖的周期性。
3．观察细胞的有丝分裂并概述其过程。
[重点]
4．掌握有丝分裂过程中DNA和染色体的变化规律。[重、难点]
5．描述细胞的无丝分裂。
新知初探思维启动
一、模拟探究细胞表面积与体积的关系
1．实验原理
(2)在相同时间内，NaOH扩散的体积与琼脂块的总体积的比值，可以反映NaOH扩散的效率，从而预测表面积和体积之比与细胞代谢的关系。
红色
2．实验步骤
(1)制备琼脂块：切取3块边长分别为3 cm、2 cm、1 cm
↓ 的含酚酞的琼脂块正方体
(2)浸泡：质量浓度为0.001 g/mL的________溶液，浸泡
↓ 并不时翻动琼脂块10分钟
(3)切割：捞取、干燥并均分两份琼脂块
NaOH
↓
(4)测量、记录、计算，得出结果
3．实验结论
(1)琼脂块的表面积和体积之比随着琼脂块的增大而______________；
(2)NaOH扩散的体积和整个琼脂块体积之比随着琼脂块的增大而减小，即细胞越大与外界的物质交换效率________。
减小
越低
4．推论
二、真核细胞分裂方式
表面积与体积
三、有丝分裂
1．细胞周期
下一次分裂结束
一次分裂结束
2．分裂间期
(2)意义：为分裂期进行活跃的物质准备。
3．分裂期(以高等动物细胞为例)
时期 变化特征
DNA的复制
前期
染色体
核膜
↓
中期
赤道板上
↓
后期
姐妹染色单体
↓
末期
缢裂
核膜
核仁
4．动、植物细胞有丝分裂的不同
时期 植物细胞有丝分裂 动物细胞有丝分裂
间期
无中心粒的复制
完成_______的复制
中心粒
时期 植物细胞有丝分裂 动物细胞有丝分裂
前期
细胞两极发出
_________构成纺锤体
中心粒移到细胞两极,并发出________,构成纺锤体
纺锤丝
星射线
时期 植物细胞有丝分裂 动物细胞有丝分裂
末期
_________扩展为细胞壁，分隔细胞质
细胞膜___________
_________，缢裂细胞质
细胞板
由中部向
内凹陷
5.意义
(1)特征：将亲代细胞的__________经过复制加倍(实质为DNA的复制)之后，精确地平均分配到两个子细胞中。
(2)意义:在细胞的亲子代间保证了_________的稳定。
染色体
遗传物质
判一判
(1)所有细胞都具有细胞周期。(×)
(2)分裂期比分裂间期时间长。(×)
(3)姐妹染色单体在间期形成,在前期可看到.
(√)
(4)在有丝分裂过程中,后期的染色体数最多.
(√)
四、无丝分裂
1．特点：分裂过程中不形成_________，也不出现染色体。
2．实例：蛙的红细胞的无丝分裂。
3．过程：细胞核先拉长→中央部分变细断开→形成两个细胞
纺锤体
想一想
原核细胞的分裂方式是无丝分裂吗？
【提示】 不是,原核细胞的分裂为二分裂.
要点突破讲练互动
1．前提条件
(1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期，有些细胞分裂结束后不再进行分裂，它们就没有细胞周期。
细胞周期
(2)生物体有细胞周期的细胞有：受精卵、干细胞、分生区细胞、形成层细胞、生发层细胞、癌细胞(不正常分裂)。
(3)减数分裂形成的细胞和已分化的细胞没有细胞周期。
2．细胞周期的表示方法
(1)扇形图 (2)直线图
(3)曲线图
(4)柱形图表示法
说明：B组的DNA相对含量在2C到4C之间,说明细胞正处于DNA复制时期；C组细胞中的DNA已经加倍说明细胞处于分裂期。
名师点睛 (1)细胞周期必需是分裂间期在前,分裂期在后。
(2)分裂间期和分裂期只是人为划分的，实际它们是一个连续的过程。
(3)分裂间期可分为G1期，S期和G2期，G1期和G2期是RNA和蛋白质合成旺盛的时期，S期是DNA的复制期。
连续分裂的细胞，相邻的两个细胞周期可表示为下图，下列叙述正确的是( )
①a＋b为一个细胞周期
②c、d两段都要消耗ATP
③b段的主要变化是DNA的复制及有关蛋白质的合成
例1
④d段主要完成遗传物质的平均分配
⑤若该细胞为植物细胞，则在b段最初时期高尔基体活动增强
A．①②④ B．③④⑤
C．②④⑤ D．①③⑤
关键点
【思路点拨】 本题主要考查细胞周期的相关知识，分析时建议从以下两方面入手：
①理解细胞周期的含义。
②知道细胞周期中各阶段的物质结构变化。
【解析】 分析图可知，a＋b为一个细胞周期，c＋d为一个细胞周期,a、c为分裂间期,
b、d为分裂期。分裂间期和分裂期都消耗ATP。分裂间期主要进行DNA的复制及RNA和蛋白质的合成，为分裂期做准备。遗传物质的平均分配在分裂期。高尔基体在植物细胞中参与细胞壁的形成，细胞壁的形成在末期进行。
【答案】 A
互动探究
(1)与b阶段完成遗传物质的平均分配相关的细胞变化是什么？
(2)从a与b的长短比例考虑，观察有丝分裂时选用什么样的材料更为合适？
【提示】 (1)着丝粒分开，姐妹染色单体分开，在纺锤丝的牵引下移向细胞两极。
(2)应选用b/a较大的材料。
1．有丝分裂过程各时期的特点
有丝分裂过程的相关分析
项目
时期 主要特点 确定某一图像
分裂时期的依据
间期 DNA复制和蛋白质合成 染色质状态，核仁、核膜存在
前期 出现纺锤体和染色体，核仁解体、核膜消失 无核膜、核仁,染色体散乱排列
项目
时期 主要特点 确定某一图像
分裂时期的依据
中期 着丝粒排列在赤道板上 着丝粒居中排列
后期 着丝粒分裂，染色单体变成染色体 着丝粒分裂，染色体数目加倍
末期 染色体变成染色质状态 形成两个子细胞,核仁、核膜重现
2.动植物细胞有丝分裂过程的比较
项目
名称 不同点 相同点
前期纺锤体形成 末期子细胞形成
植物细胞 纺锤体的形成没有中心体参与，细胞两极发出纺锤丝，形成纺锤体 在赤道板的位置形成细胞板，并由中央向四周扩展形成新的细胞壁 间期、中期、后期的变化情况相同：染色体都要经过自我复制，然后平均分配到两个子细胞中，使每个子细胞中，具有一套数目和形态完全相同的染色体
项目
名称 不同点 相同点
前期纺锤体形成 末期子细胞形成
动物细胞 由间期复制的中心体，移向两极的两组中心粒发出星射线，形成纺锤体 分隔成两个细胞时不形成细胞板，而是细胞中部的细胞膜内陷缢裂成两个细胞 间期、中期、后期的变化情况相同：染色体都要经过自我复制,然后平均分配到两个子细胞中，使每个子细胞中，具有一套数目和形态完全相同的染色体
特别提醒 (1)观察染色体最好的时期是中期.
(2)在显微镜下观察到的数目最多的是处于分裂间期的细胞。
(3)染色体、核仁和核膜是周期性消失的结构.
(2012·上杭一中高一检测)如图是同一细胞不同分裂时期的图像，据图分析可做出的判断是( )
A．若按分裂的先后顺序排列，应为①→④→③→②
例2
B．图①中中心体发出的星射线形成了纺锤体，此时共有6条染色体
C．图③中着丝粒分裂后，染色体数目加倍,染色单体数目也加倍
D．图④中，着丝粒整齐地排列在细胞板上,此时是观察染色体的最佳时期
【解析】 由图可知，此为植物细胞分裂期图像，植物细胞分裂前期由纺锤丝形成纺锤体，由中心体发出星射线形成纺锤体的是动物细胞有丝分裂过程中所具有的，着丝粒分裂后，染色体数目加倍，染色单体消失。图④为有丝分裂的中期，着丝粒整齐排列在赤道板上。细胞板是末期才形成的。
【答案】 A
互动探究
(1)图①中染色体数、染色单体数和DNA分子数的比例关系是怎样的？
(2)和上述细胞分裂有关的细胞器有哪些？
【提示】 (1)1∶2∶2。
(2)核糖体，高尔基体，线粒体。
【探规寻律】 分裂期特点记忆口诀
(1)两消两现色散乱(前)：其中两消是指核仁和核膜消失,两现是指染色体和纺锤体出现;
(2)形定数晰赤道齐(中)：形定数晰是指染色体形态数目清晰，着丝粒整齐地排列在“赤道”上；
(3)粒裂数加均两极(后)：粒裂数加是指染色体、着丝粒分裂，染色体数目加倍并向两极移动；
(4)两消两现重开始(末)：两消两现是指染色体和纺锤体消失，核仁和核膜重现进入下一个细胞周期。
1．染色体、染色单体、DNA的关系
2．染色体数目的变化及相互关系(假定正常体细胞的细胞核中DNA含量为2a，染色体数目为2N)
有丝分裂过程中DNA、染色体的变化
间期 前期 中期 后期 末期
DNA含量 2a→4a 4a 4a 4a 4a→2a
染色体数目 2N 2N 2N 4N 4N→2N
染色单体数目 0→4N 4N 4N 0 0
3.染色体、DNA在有丝分裂过程中的变化曲线图
如图所示为人工培养的肝细胞中DNA含量随时间的变化曲线，据图判断正确的是( )
例3
A．细胞周期时长为14小时
B．染色体数量倍增发生在Ⅰ段
C．Ⅱ段可以看到圆柱形状或杆状的染色体
D．DNA复制发生于Ⅲ段
【解析】 分析坐标曲线，细胞周期时长为20小时；染色体数量倍增发生在Ⅱ段，为分裂期的某些时期，Ⅱ段可观察到染色体的形态；Ⅰ段的S期发生DNA的复制。
【答案】 C
【探规寻律】 DNA、染色体、染色单体数量变化的特殊时期
DNA数目加倍开始的时期→间期；
姐妹染色单体形成的时期→间期；
染色体数目加倍的时期→后期；
染色单体数为零的时期→后期和末期；
染色体数与DNA分子数之比为1∶2的时期→前期和中期；
染色体数与DNA分子数之比为1∶1的时期→后期和末期。
变式训练
(2012·辽宁阜新实验中学高一检测)处于有丝分裂过程中的动物细胞，细胞内的染色体数(a)，染色单体数(b)，DNA分子数(c)可表示为如图所示的关系，此时，细胞内可能发生着( )
A．中心粒移向两极
B．着丝粒分裂
C．细胞板形成
D．DNA分子进行复制
解析：选A。本题考查细胞分裂过程中染色体、DNA、染色单体的变化，分析如下：
染色体与DNA数量关系:①没有染色单体时,
DNA分子数＝染色体数；②有染色单体时，DNA分子数＝染色单体数＝2×染色体数。
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第二章 细胞能量的来源与转变
第二章 细胞能量的来源与转变
第一节 细胞中的能源物质
学习导航
1.阐明ATP的结构及生理功能。[重点]
2．解释ATP与ADP的相互转化及ADP的形成途径。[重、难点]
3．概述糖类、脂质的种类和作用。[重点]
新知初探思维启动
一、ATP
A－P～P～P
2．结构特点
(1)高能量：ATP是一种高能磷酸化合物，含有两个__________________。
(2)不稳定:在有关酶的催化作用下,________
_______________易断裂,释放出大量能量。
3．ATP与ADP的相互转化
高能磷酸键
远离腺
苷的高能磷酸键
判一判
(1)ATP中的两个高能磷酸键均易断裂。(×)
(2)ATP脱去两个磷酸基后的产物为腺嘌呤核糖核苷酸。(√)
(3)ATP与ADP的相互转化为可逆反应。(×)
(4)原核细胞合成ATP时的能量来源主要是细胞呼吸。(√)
二、探究活动：ATP的生理作用
1．实验原理：ATP能使疲劳的腓肠肌
_______________________。
2．活动程序
(1)制备_________________放于质量浓度为0.65 g/dL的氯化钠溶液中备用。
(2)将蛙腓肠肌放于滴有质量浓度为0.65 g/dL氯化钠溶液的载玻片上,使其呈______状。
恢复收缩能力
蛙腓肠肌
直线
(3)利用坐标纸测其长度，用铜锌叉间歇刺激肌肉，直到肌肉疲劳______________。
(4)向肌肉滴1滴质量浓度为1.2 g/dL的______溶液，用铜锌叉刺激，测量并记录其长度。
(5)吸去葡萄糖溶液；向肌肉滴1滴_______溶液，用铜锌叉刺激，测量并记录其长度。
3．实验结论：ATP是肌肉收缩的直接能源物质，而葡萄糖则不是。
不再收缩
葡萄糖
ATP
三、糖类
1．糖类的元素组成及功能
(1)元素组成：只由______________三种元素组成。
(2)功能：细胞生命活动的_______________.
2．糖类的分类及生理作用
C、H、O
主要能源物质
类别 特点 常见种类或作用
单糖 不能水解的糖 五碳糖：______、____________
六碳糖：葡萄糖、果糖、半乳糖
二糖 水解产生两
分子单糖 蔗糖：甘蔗、甜菜
麦芽糖：发芽的麦粒
乳糖：_____细胞中常见的二糖
多糖 多糖是自然界中含量最_____的糖，可水解生成许多单糖 糖元：存在于动物的______、骨骼肌细胞的细胞质中
淀粉：植物细胞储存能量的物质
纤维素：植物细胞壁的基本成分
核糖
脱氧核糖
动物
肝脏
多
想一想
超市中所谓的无糖饼干真的无糖吗？
【提示】 不是。饼干中含淀粉等，淀粉为多糖。
四、脂质
1．元素组成及分类
脂质主要元素组成有__________，有的脂质还含有N、P等元素。脂质可分为_______、类脂和__________。
2．功能
(1)脂肪：细胞内的______________物质。
动物脂肪：________、减少器官间摩擦、缓冲外界压力等。
C、H、O
脂肪
固醇
主要储能
保温
(2)磷脂：构成___________的重要成分。
(3)固醇：维持和调节生物体正常的新陈代谢和生殖过程。
生物膜
要点突破讲练互动
1．相互转化图解
ATP与ADP的相互转化
分析：
(1)光合作用和细胞呼吸等放能反应与ATP的
合成相联系，细胞呼吸中释放的能量一部分
储存在ATP中，另一部分以热能的形式散失.
(2)主动运输等吸能反应与ATP的分解相联系,所以ATP是直接能源物质。
(3)ATP在生物体内含量很低，但是ATP与
ADP在细胞内的转化十分迅速，从而使细胞内ATP的含量总是处于动态平衡中。
2．ATP与ADP的相互转化是不可逆的过程
反应式 ATP ADP＋Pi＋能量 能量＋Pi＋ADP
ATP
类型 水解反应 合成反应
条件 水解酶 合成酶
场所 活细胞多种场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体
能量转化 放能 吸能
能量来源 高能磷酸键 细胞呼吸、光合作用
能量去向 用于各项生命活动 储存于ATP中
特别提醒 ATP和ADP的相互转化中，物质是可逆的，但能量不可逆。
如图表示的是ATP与ADP之间的转化图，可以确定( )
A．A为ADP，B为ATP
B．能量1和能量2来源相同
C．酶1和酶2是同一种酶
D．X1和X2是同一种物质
【解析】 本题考查对ATP与ADP之间相互转化知识的理解和掌握。
例1
由图中能量的方向可以看出，A为ATP，B为ADP；能量1来自ATP中高能磷酸键的水解所释放的化学能，能量2在动物体内来自有机物氧化分解释放的化学能，在植物体内除来自有机物氧化分解所释放的化学能外，还可来自光能；酶1和酶2是催化不同反应的不同的酶；X1和X2是同一种物质Pi。
【答案】 D
变式训练
ATP转化为ADP可用下图表示。式中X代表
( )
A．H2O B．[H]
C．P D．Pi
解析：选D。ATP全称是三磷酸腺苷，其结构式可简写成A—P～P～P；ADP全称是二磷酸腺苷，结构式可简写成A—P～P，其中P代表磷酸基团。ATP转化成ADP的转化式可写成：ATP酶,ADP＋Pi＋能量。因而题中的X应代表磷酸(Pi)。
1．糖类的种类、分布和功能
糖类、脂质的种类及相关功能
种类 分布 主要功能
单糖 核糖 动植物细胞 组成RNA
脱氧核糖 组成DNA
葡萄糖 细胞的主要能源物质
种类 分布 主要功能
二糖 蔗糖 甜菜、甘蔗等
植物细胞中 能水解成
单糖而供能
麦芽糖 发芽的小麦等
植物细胞中
乳糖 人和动物的
乳汁中
种类 分布 主要功能
多糖 淀粉 玉米、小麦、水稻、马铃薯、山药等植物细胞中 植物细胞中重要的储能物质
纤维素 植物细胞壁中 植物细胞壁的主要组成成分
糖元 主要存在于人和动物的肝脏、骨骼肌细胞的细胞质中 人和动物细胞中重要的储能物质
名师点睛 (1)葡萄糖、果糖、麦芽糖和乳糖是还原性糖，可与班氏试剂反应，产生砖红色沉淀；淀粉、蔗糖、纤维素和糖元是非还原性糖。
(2)动物所特有的糖：半乳糖、乳糖和糖元。植物所特有的糖：淀粉、纤维素、蔗糖、麦芽糖。动、植物所共有的糖：葡萄糖、核糖和脱氧核糖。
2．脂质
(1)种类及作用
①脂肪：细胞内的主要储能物质。动物脂肪还有保温、减少器官间摩擦、缓冲外界压力等作用。
②类脂：结构脂质，如磷脂是构成生物膜的重要成分。
(2)特点
①脂肪中C、H所占比例远高于糖类。这是等质量脂肪氧化分解释放的能量多于糖类的原因，同时也是消耗相等质量的脂肪、糖
类、蛋白质，脂肪耗氧量最多的原因。
②由于性激素、维生素D是小分子脂质，因此可以被细胞直接吸收。
例2
A．大量糖类输入并参与代谢，导致种子质量不断增加
B．细胞代谢利用大量糖类，导致淀粉含量降低
C．糖类不断转化为脂质，导致脂质含量持续增加
D．糖类不转化为蛋白质，导致含氮物质含量不变
【解析】分析图像可以看出，油菜种子在成熟的过程中，可溶性糖和淀粉含量都减少，而脂肪的含量及种子的总质量迅速增加，有机物主要以脂肪的形式储存在油菜种子中，可见大量的糖类输入主要参与脂肪的合成，细胞代谢过程中，大量糖类转化为脂质是淀粉含量降低的主要原因，A、B、C选项都正确。
含氮物质含量在种子成熟过程中基本保持稳定，可知细胞代谢过程中蛋白质的消耗与合成保持平衡，D选项错误。
【答案】 D
变式训练
解析：选D。胆固醇、雄性激素和维生素D都属于固醇，固醇为脂质为一种。
【探规寻律】 细胞中的能源物质
(1)ATP是生命活动的直接能源物质。
(2)糖类是主要的能源物质。
(3)脂肪是重要的储能物质。
(4)太阳能是能量的最终来源。
(5)蛋白质等有机物也能为生命活动提供能量.
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第三节 真核细胞与原核细胞
学习导航
1.学会通过染色方法使用显微镜观察真核细胞和原核细胞。[难点]
2．分析真核细胞和原核细胞的主要区别。
[重点]
新知初探思维启动
一、探究活动：观察大肠杆菌和酵母菌
1．原理
(1)___________________ 染液是碱性染料，能将核酸染色。
(2)__________ 能将酵母菌细胞核染色。
2．活动程序
草酸铵结晶紫
碘液
(1)大肠杆菌：______→干燥→固定→______
→冲洗→吸干→镜检。
(2)酵母菌：_____→______→观察→绘图。
二、原核细胞和真核细胞
1．分类依据：_____________________。
2．主要特征
(1)原核细胞：结构简单，无______和以膜为基础的________，遗传物质集中在______。
涂片
染色
制片
染色
遗传物质有无核膜包被
核膜
细胞器
拟核
(2)真核细胞：结构复杂，遗传物质由______包被，有明显的______和膜性__________。
想一想
原核细胞没有一种细胞器吗？
【提示】 不是，原核细胞没有以膜为基础的细胞器，但有核糖体。
核膜
核仁
细胞器
要点突破讲练互动
1．大肠杆菌涂片制作及观察
(1)活动程序
涂片:在洁净的载玻片中央滴一小滴无菌水,用在酒精灯上灼烧过的接种环挑取少量菌体与水混合涂成均匀薄层
观察大肠杆菌和酵母菌的活动程序
↓
干燥：自然干燥
↓
固定：标本向上，在微火上通过3～4次，进行固定
↓
染色：滴加草酸铵结晶紫1～2滴，染色1 min
↓
冲洗：斜置载玻片，用水轻轻冲去染液，至流水变清
↓
吸干：用吸水纸轻轻吸去载玻片上的水分，干燥
↓
镜检：先用低倍镜找到目标物，再用高倍镜进行观察
↓
绘图：
(2)注意事项
①先固定后染色。涂片干燥后，经加热细菌会紧密地粘附在载玻片上，染色后清洗，染液被洗去，菌体不会被冲掉，便于观察。
②避免实验中大肠杆菌直接接触人体，使人受到感染。
2．酵母菌临时装片的制作及观察
(1)活动程序
制片：在载玻片中央滴一滴酵母菌培养液，盖上盖玻片
↓
染色：在盖玻片一侧滴一滴碘液，在另一侧用吸水纸吸引
↓
观察：先用低倍镜找到目标物，再用高倍镜进行观察
↓
绘图：
(2)注意事项：①滴加碘液不宜太多，以免污染载物台。
②视野中染成蓝色的为淀粉粒，染色黄亮的为酵母菌。
在观察“大肠杆菌和酵母菌”实验中,固定、用草酸铵结晶紫染液染色、冲洗的目的依次是( )
A．固定玻片、将核酸染色、冲洗掉大肠杆菌避免感染
B．使大肠杆菌吸附在载玻片上、将核酸染色、洗去染液
例1
C．微火加热进行固定、将核酸染色、洗去染液
D．微火加热固定，将核酸染色、冲洗掉大肠杆菌避免感染
【解析】 固定的目的是将大肠杆菌吸附在载玻片上；草酸铵结晶紫可将大肠杆菌的核酸进行染色，便于观察；冲洗的目的是洗去染液。
【答案】 B
变式训练
在光学显微镜下看到的细菌和酵母菌，在结构上的主要差别是( )
A．细菌细胞和酵母菌细胞的颜色不同
B．细菌的细胞体积比酵母菌的小
C．细菌没有与酵母菌相同的细胞核
D．细菌不具有与酵母菌相同的核膜
解析：选C。细菌为原核生物，酵母菌为真核生物，二者的主要差别在于细菌无核膜包被的细胞核，酵母菌有核膜包被的细胞核。
1．差异性
原核细胞与真核细胞的比较
原核细胞 真核细胞
直径大小 较小(0.2～10 μm) 较大(20～30 μm)
染色体 无染色体 有染色体
细胞核 无核膜和核仁 有核膜和核仁
原核细胞 真核细胞
细胞器 只有核糖体，无其他细胞器 有核糖体和其他细胞器
细胞壁 成分是肽聚糖、氨基酸、胞壁酸 植物细胞壁的成分是纤维素和果胶等
细胞膜 都具有，成分、结构相似
实例 细菌、蓝藻、放线菌、支原体、衣原体等 植物、动物、真菌、人类等
2.统一性
(1)原核细胞具有与真核细胞相似的细胞膜和细胞质。
(2)原核细胞与真核细胞内都有遗传物质(DNA)。
名师点睛 (1)蓝藻为原核生物，无叶绿体但含有光合色素，能进行光合作用。
(2)有些细菌虽无线粒体，但仍可进行有氧呼吸，如硝化细菌。
(3)支原体虽为原核生物，但无细胞壁。
(4)细菌的判定：凡菌字前带有“球”、
“杆”、“螺旋”，“弧”等字的一般是细菌。
如图是两类细胞的亚显微结构模式图，请据图回答：
例2
(1)甲图细胞属于________细胞，判断的理由是________。
(2)甲、乙两图的细胞均有的结构名称是核糖体、______和________。
(3)乙图中,对细胞有支撑和保护作用的结构,其组成物质主要是________________。
关键点
【思路点拨】 本题主要考查原核细胞与真核细胞的区别，解答本题关键掌握：
①原核细胞的结构特点。
②原核细胞、真核细胞的共同点。
③植物细胞细胞壁的组成。
【解析】 区别原核细胞和真核细胞的依据是细胞内有无由膜包被的细胞核。据此判断甲为原核细胞，乙为真核细胞。甲、乙两图细胞均有的结构名称是核糖体、细胞壁、细胞膜。乙图中，对细胞有支撑和保护作用的结构是细胞壁,其组成物质是纤维素和果胶,主要是纤维素。
【答案】 (1)原核 无核膜(无由膜包被的细胞核)
(2)细胞壁 细胞膜 (3)纤维素和果胶
互动探究
(1)甲图遗传物质集中的区域为何结构？
(2)乙图细胞是来自于根尖分生区细胞吗？
【提示】 (1)拟核。
(2)不是,根尖分生区细胞中无叶绿体和液泡.
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第二节 细胞凋亡
学习导航
1.探讨细胞凋亡的机制。[重、难点]
2．说出细胞凋亡与人类健康的关系。[重点]
新知初探思维启动
一、细胞凋亡
1．概念：指在生物个体生长发育过程中，由______控制的，按照一定程序发生的细胞死亡，又称编程性细胞死亡。
2．过程
基因
细胞膜
染色体
凋亡小体
核膜
染色体
泡状和芽状突起
消失
凋亡小体
3．机制
细胞按照发育程序进行的一种自杀性死亡过程。
4．生物学意义
(1)清除___________________的细胞。
(2)清除完成正常使命的_________细胞。
(3)清除体内的有害细胞。
(4)维持器官和组织中_________的相对稳定.
多余、无用
衰老
细胞数目
判一判
(1)细胞凋亡属于细胞死亡的一种。(√)
(2)细胞凋亡是由基因控制的自动结束生命的过程。(√)
(3)细胞凋亡过程中，核膜破裂，但细胞膜保持完整。(×)
二、细胞凋亡与人类健康
1．相关疾病
原因 实例
细胞凋亡不足 肿瘤的发生、自身免疫疾病等
细胞凋亡过盛 帕金森氏综合症、再生障碍性贫血等
2.治疗措施
(1)通过放射疗法或化学疗法来激活肿瘤细胞自杀程序，促使肿瘤细胞凋亡。
(2)运用神经生长因子延缓______________，从而达到治疗帕金森氏综合症等神经系统退行性疾病。
神经细胞凋亡
要点突破讲练互动
1．区别
细胞凋亡与细胞坏死
细胞凋亡 细胞坏死
生理性过程，为正常死亡的过程 病理性过程
温和的刺激或药物引起 剧烈的刺激和损伤引起
细胞凋亡 细胞坏死
主要由凋亡相关的基因引起 和基因无关
细胞分为一个个小体(凋亡小体) 胞浆外溢
细胞变圆，与周围的细胞脱离开 细胞外形不规则变化
细胞膜内陷 细胞膜破裂
被周围细胞吞噬 引起周围炎症反应
2.实例
(1)细胞凋亡
①胚胎发育时期，手指缝间细胞的消失。
②蝌蚪尾部的消失。
(2)细胞坏死
人体皮肤细胞因挤压、摩擦、低温冷冻导致的死亡。
特别提醒 细胞凋亡和细胞坏死都是细胞的死亡过程，但二者的死亡机理不同。细胞凋亡是一个主动的、有利于个体生存的过程，而细胞坏死是一个被动的、对个体生存有害的过程。
下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述中，错误的一项是( )
A．细胞凋亡是主动的，细胞坏死是被动的
B．细胞凋亡是生理性的，细胞坏死是病理性的
C．细胞凋亡是由基因调控的，细胞坏死是由外界因素引起的
D．细胞凋亡是急性的，细胞坏死是慢性的
例1
【解析】细胞死亡是细胞生命活动的结束。在多细胞生物体中，细胞的死亡有两种不同的形式：细胞凋亡和细胞坏死。所谓细胞凋亡，是指细胞在一定阶段由特定基因控制的自杀程序引起的正常死亡，是细胞主动发生的自杀现象。细胞坏死是由强烈的外界因素造成的细胞损伤和急速死亡。细胞坏死是意外的、被动的死亡，故又称病理性死亡。
【答案】 D
变式训练
以下哪一项变化不是细胞凋亡起始阶段所发生的( )
A．细胞皱缩 B．内质网膨胀
C．形成凋亡小体 D．细胞连接消失
解析：选C。细胞凋亡的大致过程可划分为三个阶段，形成凋亡小体为第二阶段发生的变化。
1．细胞凋亡的生物学意义
(1)有利于清除多余细胞。在胚胎发育至某阶段时，特定区域的细胞(群)就会发生自然凋亡，清除这些“多余”的细胞有利于器官的发生。人的肢体发育中，早期的手和足形似桨板，只有当某些多余细胞凋亡后，才能形成正常的指和趾。
细胞凋亡与人类健康
(2)有利于清除无用细胞。如蝌蚪变成青蛙时,尾的细胞凋亡退化。
(3)有利于清除发育不正常的细胞。
(4)有利于清除有害细胞。如某些被病毒感染的细胞和一些肿瘤细胞可以通过细胞凋亡的方式清除，作为自身的一种保护机制。
(5)有利于清除已经完成正常使命的衰老细胞.人的红细胞分化成熟后是无核有功能的细胞,可存活120 d，然后自然死亡。
(6)维持器官和组织中细胞数目的相对平衡。细胞凋亡是细胞增殖的相反过程，两者既对立又统一，相互协调。
2．细胞凋亡与人类健康
(1)正常的细胞凋亡可以保证人体的正常发育和各个身体器官功能的正常发挥。
(2)不正常的细胞凋亡会导致许多疾病的发生,如肿瘤的发生、自身免疫疾病等与细胞凋亡不足有关，而帕金森氏综合症、再生障碍性贫血等与细胞凋亡过盛有关。
特别提醒 (1)细胞的衰老和凋亡是正常的生命现象，细胞凋亡是维持生物体内细胞动态平衡1的基本行为。
(2)细胞凋亡不仅发生在个体发育的胚胎时期,而且贯穿于整个生命过程的始终。
例2
A．细胞凋亡能维持组织中细胞数目的相对平衡
B．人的早期胚胎有尾，上述流程可以描述人尾部细胞的凋亡过程
C．②过程中凋亡细胞被吞噬，表明细胞凋亡是细胞被动死亡的过程
D．凋亡相关基因是机体固有的，在动物生长发育过程中发挥重要作用
关键点
【思路点拨】 本题主要考查细胞凋亡的相关知识，解答本题的关键是掌握：
①细胞凋亡的含义。
②细胞凋亡的实例。
③细胞凋亡的意义。
【解析】 细胞凋亡与细胞增殖可以维持生物体细胞数目的相对平衡状态。②过程中凋亡细胞被吞噬，是细胞主动死亡的过程，C错；凋亡相关基因是机体本来就有的，只是在特定时期才会表达、发挥作用。
【答案】 C
互动探究
(1)图中膜受体的化学本质是什么？
(2)吞噬细胞清除凋亡细胞的过程体现了细胞膜的什么特性？
【提示】 (1)糖蛋白。
(2)流动性。
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第二单元
第一章 细胞中的蛋白质
第一章 细胞中的蛋白质
第一章 细胞中的蛋白质
第一节 蛋白质的结构与功能
学习导航
1.说明氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。[重、难点]
2．概述蛋白质的结构和功能。[重点]
新知初探思维启动
一、蛋白质的基本单位——氨基酸
1．结构
(1)写出结构通式：
(2)结构特点(—NH2、—COOH与氨基酸的关系)
①数量关系：都至少含有一个________和一个__________。
氨基
羧基
②位置关系：都有______________________连结在_____________________上。
2．种类
(1)分类依据：________________。
(2)种类：组成动植物蛋白质的氨基酸约____种。
一个氨基和一个羧基
同一个碳原子
R基的不同
20
判一判
(1)组成氨基酸的元素只有C、H、O、N。(×)
(2)不同的氨基酸都只有一个氨基和一个羧基.
(×)
(3)侧链基团上可能含有氨基或羧基。(√)
二、蛋白质的结构及其多样性
1．蛋白质的结构层次
脱水缩合
链状
空间结构
2．蛋白质种类多样性的原因
形成的空间结构不同
种类不同
数目成百上千
排列顺序千变万化
肽链的盘曲、折叠方式不同
想一想
形成肽键时脱去的水分子中的H和O分别来源于哪个基团？
【提示】 —NH2和—COOH，—COOH。
三、蛋白质的功能
蛋白质结构的多样性决定了蛋白质功能的多样性。
功能 举例
催化 胃蛋白酶等酶
调节 胰岛素等激素
结构 胶原蛋白、弹性蛋白和角质蛋白等
运输 血红蛋白、载体
运动 肌动蛋白、肌球蛋白
免疫 抗体
信息传递 激素与受体的识别等
要点突破讲练互动
1．结构通式
氨基酸的结构特点
2.结构特点
(1)—NH2和—COOH的数目：每种氨基酸都至少含有一个—NH2和一个—COOH，R基中也可能存在—NH2或—COOH。
(2)连接位点：构成蛋白质的氨基酸都有一个—NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上.此特点为判断某化合物是否是构成蛋白质的氨基酸的依据。
特别提醒 (1)决定氨基酸种类和性质的是氨基酸的R基；
(2)氨基酸的分子式可记为C2H4O2NR，此分子式在计算中方便实用。
如图是四种构成蛋白质的氨基酸的结构简式，下列叙述错误的是 ( )
例1
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基依次是—H、—CH3、
—CH2OH、—CH2COOH
C．R基中可以有氨基或羧基
D．只要含有氨基和羧基的化合物就是构成蛋白质的氨基酸
关键点
【思路点拨】 本题主要考查氨基酸的物质组成及结构特点，解答本题关键掌握：
①氨基酸的结构通式。
②决定氨基酸种类的结构—R基。
③R基可能有哪些特殊基团。
【解析】 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，氨基酸的种类区别决定于R基的不同，如—H、—CH3、—CH2OH、—CH2COOH；C项，R基中可能含有任意基团，也可能包括氨基或羧基；D项，构成蛋白质的氨基酸至少都含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
【答案】 D
互动探究
(1)上述四种氨基酸中共有的结构是什么？
(2)甲、乙、丙、丁四种氨基酸中—NH2和—COOH的连接有何共同特点？
【提示】(1)
(2)每个氨基酸中都有一个—NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上。
1．过程图示(以二肽的形成为例)
氨基酸脱水缩合过程的分析
2．过程分析(以二肽的形成为例)
(1)脱水缩合的部位：一个氨基酸的氨基中—H和另一个氨基酸的羧基中—OH；
(2)脱水缩合的主要产物是二肽，其他产物是水；
(3)连接二肽中两个氨基酸之间的化学键为肽键，表示为—CO—NH—；
(4)一条肽链至少含有一个游离的—NH2和一个游离的—COOH，分别位于肽链的两端，R基中的—NH2和—COOH不参与脱水缩合过程。
特别提醒 (1)脱水缩合产生的H2O中H来自氨基和羧基，O来自羧基；
(2)环状肽中可能不含有游离的—NH2和游离的—COOH；
(3)n个氨基酸经脱水缩合产生的链状多肽，称为n肽，形成过程中脱去(n－1)个水分子.
(2012·黄冈高一检测)某致病细菌分泌的外毒素为无色、细针状结晶，对小鼠和人体有很强的毒性，可引起流涎、呕吐、便
血、痉挛等，最终导致死亡。该外毒素为环状肽，结构式如图所示：
例2
请据图分析回答：
(1)该化合物中含有________个游离的氨基，________个游离的羧基。
(2)组成该化合物的氨基酸有________种，其中重复出现的R基是________，请写出氨基酸的结构通式________。
(3)该化合物含有________个肽键。
(4)B框所示的R基所构成的氨基酸的相对分子质量是________。
(5)该外毒素在环状肽形成过程中失去了________个水分子，相对分子质量减少了________。
【解析】 (1)题图为环状肽，且R基中不含氨基和羧基，所以该化合物中游离的氨基和羧基数都为0；(2)(3)氨基酸的种类是由R基的种类决定的，图中共有7个肽键，含有7个氨基酸残基，其中R基只有5种，
重复出现的R基是—CH3；(4)结合氨基酸的结构通式，B框所示的R基所构成的氨基酸的相对分子质量就能计算出来；(5)在蛋白质形成过程中，每形成一个肽键就脱去1分子
水，图中含有7个肽键，共脱去7个水分子，相对分子质量减少了7×18＝126。
【答案】 (1)0 0
(2)5 —CH3
(3)7 (4)163 (5)7 126
【探规寻律】 (1)氨基酸形成蛋白质的相关数量计算
①假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链：
形成肽链数 形成肽键数 脱去水分子数 氨基数目 羧基数目 多肽相对分子质量
1 n－1 n－1 至少1个 至少1个 na－18(n－1)
m n－m n－m 至少m个 至少m个 na－18(n－m)
②肽链中氨基、羧基与肽键数目的计算规律
a．在一条肽链主链的两端分别是—COOH和—NH2，侧链R基中的—COOH和—NH2不参与脱水缩合过程，所以多肽的氨基(或羧基)数目＝R基中的氨基(或羧基)数目＋肽链数。
b．对于由n个氨基酸构成的环状肽而言，产生的肽键数＝脱去水分子数＝n；所含的氨基(或羧基)只存在于R基中。
(2)脱水缩合形成的多肽不能发挥生理功能，只有经过加工折叠才能形成具有一定生理功能的蛋白质。
变式训练
现在有1000个氨基酸，其中氨基有1020个，羧基有1050个，则由此合成的4条多肽链中共有肽键、氨基、羧基的数目是( )
A．999、1016、1046
B．996、1、1
C．996、24、54
D．996、1016、1046
解析：选C。解答本题的具体分析如下：(1)1个氨基酸一般都含有1个氨基和1个羧基,另外R基中也可能含有氨基或羧基。1000个氨基酸共有1020个氨基和1050个羧基，说明有1020－1000＝20个氨基和1050－1000＝50个羧基存在于R基中，且不参与脱水缩合.
(2)氨基酸发生脱水缩合时，相邻氨基酸的氨基和羧基脱水缩合形成肽键，这样每1条肽链中，除R基外只有1个氨基和1个羧基，形成肽键数目是氨基酸数目减去1。
综上分析，题干中1000个氨基酸合成4条肽链时，共有肽键：1000－4＝996个，共有氨基:20＋4＝24个，共有羧基:50＋4＝54个.
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第二节 酶在代谢中的作用
学习导航
1.指出酶的化学本质，说明酶在代谢中的作用。[重点]
2．探究影响酶活性的因素。[重、难点]
3．描述酶的专一性和高效性。[重点]
新知初探思维启动
一、酶的概念和作用
蛋白质
催化
2．新陈代谢与酶的关系
新陈代谢是活细胞全部有序____________的总称，其中大部分反应是在______________下进行的。
二、影响酶活性的因素
1．温度：适当的温度下,酶的活性______，温度过高，酶的分子结构遭到破坏而______
________，温度过低，酶活性________，但不会使酶失活。
化学反应
酶的催化作用
最高
失去
活性
降低
2．pH：适宜pH下，酶活性_________，pH过高或过低，酶______________。
3．生物种类：不同的生物种类，酶的最适宜温度有差异。不同酶的最适pH也不同，如人体内胃蛋白酶的最适pH为_______，而胰蛋白酶的最适pH为________。
最高
失去活性
1.9
8.1
判一判
(1)人在高烧时，体内酶失去活性。(×)
(2)胃蛋白酶在pH由2→10→2时，活性变化为高→低→高。(×)
(3)较低温度下，酶活性降低,适当升高温度,酶活性升高。(√)
三、酶的特性
1．探究活动：比较过氧化氢酶和Fe3＋的催化效率。
(1)目的要求：比较酶与__________________的催化效率。
(2)实验原理：新鲜的肝脏研磨液含有______
__________，Fe3＋是一种无机催化剂，它们都可以催化____________分解成水和氧气。
普通催化剂(Fe3＋)
过氧
化氢酶
过氧化氢
(3)活动程序及现象
(4)实验结论：酶具有_____________。
2．一种酶只能催化_________________的反应，说明酶还具有____________的特点。例如，唾液淀粉酶只能催化淀粉水解而不能催化纤维素水解。
高效性
一种或一类底物
专一性
想一想
将肝脏进行研磨的原因是什么？
【提示】 增大酶与底物的接触面积。
要点突破讲练互动
1．酶的概述
酶的概述及相关实验分析
化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA
合成原料 氨基酸 核糖核苷酸
合成场所 核糖体 细胞核(主要)
化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA
来源 一般活细胞中均能产生
生理功能 具有生物催化功能
具有特性 专一性；高效性；需要适宜的pH、温度等
2.比较过氧化氢在不同条件下的分解实验分析
实验设计及现象分析
试管号 3.5%的
H2O2
溶液 自变量 因变量 点燃卫
生香检
测 结果分析
处理方法 气泡多少
1 2 mL 几乎没有 无复燃 H2O2自然分解缓慢
试管号 3.5%的
H2O2
溶液 自变量 因变量 点燃卫
生香检
测 结果分析
处理方法 气泡多少
2 2 mL 90 ℃水
浴加热 较多 有复燃 加热能促进H2O2分解
3 2 mL 滴加
3．5%的FeCl3溶液2滴 更多 复燃性较强 Fe3＋能催化H2O2的分解
试
管
号 3.5%的
H2O2
溶液 自变量 因变量 点燃卫
生香检
测 结果分析
处理方法 气泡多少
4 2 mL 滴加20%的肝脏研磨液2滴 很多 复燃性更强 过氧化氢酶有催化H2O2分解的作用，且效率高
特别提醒 (1)实验设计应遵循对照原则。上述实验中，1为对照组，其余的为实验组，其中3和4还可相互对照。
(2)对照实验中只能有一个自变量，即单一变量原则。如用滴加过酶的滴管再去滴加FeCl3，少量的酶带到滴加FeCl3的实验组中,就会干扰实验结果的准确性。
(2011·高考海南卷)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。如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( )
例1
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
【解析】 酶能提高反应速率，缩短反应时间，但不改变反应结果。甲曲线反应速率减慢，不正确；乙曲线同样未能体现酶的高效性，不正确；丙曲线反应物浓度不可能迅速下降后又上升，不正确。
【答案】 D
变式训练
(2012·雅礼中学高一检测)在煮过的和没煮过的马铃薯片上分别滴几滴过氧化氢。在马铃薯片X上出现泡沫，在马铃薯片Y上没有泡沫，以下哪一项解释是正确的( )
A．马铃薯片X是煮过的，因为过氧化氢只影响碳水化合物分解成单糖
B．马铃薯片X是煮过的，因为没煮过的马铃薯片中的酶能使过氧化氢不起作用
C．马铃薯片X是没煮过的，因为过氧化氢分解马铃薯片中的酶
D．马铃薯片X是没煮过的，因为马铃薯中含有酶，促使过氧化氢分解，但酶会在高温中失活
解析：选D。马铃薯片上含有过氧化氢酶，过氧化氢酶在高温下变性失活。
1.探究温度对酶活性的影响(其他条件均适宜)
(1)实验设计思路
探究影响酶活性的因素
(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
↓
在各自所控制的温度下保温一段时间
↓
滴加碘液，观察颜色变化
特别提醒 本实验不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解，因为过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加热的条件下分解也会加快。
(2010·高考海南卷改编)为探究NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响，某同学进行了实验，实验步骤和结果见表。
请回答：
例2
试管编号
实验步骤 1 2 3 4
1%NaCl溶液(mL) 1
1%CuSO4溶液(mL) 1
1%Na2SO4溶液(mL) 1
试管编号
实验步骤 1 2 3 4
蒸馏水(mL) 1
pH＝6.8缓冲液(mL) 1 1 1 1
1%淀粉溶液(mL) 1 1 1 1
唾液淀粉酶溶液(mL) 1 1 1 1
各试管放入37 ℃恒温水浴保温适宜时间
取出试管，加入1%碘溶液0.1 mL
观察结果 无色 深蓝色 浅蓝色
(1)分析实验结果可知：对酶活性有影响的离子是_______________________________，
其中对酶活性有抑制作用的离子是______，对酶活性有促进作用的离子是________。
(2)该实验中设置4号试管的目的是_______；设置3号试管的目的是_______________。
(3)上述实验中若用班氏试剂代替碘溶液进行检测，并将4支试管先放在37 ℃恒温水浴中保温一段时间，取出后，滴加班氏试剂再放入沸水浴中加热一会儿，则1～4号试管中的颜色依次是________、_______、_______、________。根据上述实验结果，在操作过程中，保温之前不能加入班氏试剂，其原因是____________________________。
【思路点拨】 解答本题的关键是在几组实验中，除自变量不同外，其他无关变量均应保持相同。
【解析】 该实验的大体思路是向1、2、
3、4号试管中分别加入1%NaCl溶液、1%CuSO4溶液、1%Na2SO4溶液和蒸馏水来观察唾液淀粉酶水解淀粉的情况，以此判断NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响。
(1)实验的自变量是加入的1%NaCl、
1%CuSO4、1%Na2SO4溶液和蒸馏水，分析实验结果可知，加入1%NaCl溶液的1号试管中淀粉被淀粉酶完全水解，所以可能是Na＋或Cl－促进酶活性，如果是Na＋能够促进唾液淀粉酶的活性，则3号试管中最后的
结果应该也是无色，而3号试管中现象为浅
蓝色，
所以是Cl－能够促进唾液淀粉酶的活性；同理，通过2号和3号试管的比较可知，Cu2＋能够抑制唾液淀粉酶的活性；
(3)1号试管中的唾液淀粉酶的活性增强，淀粉被水解成麦芽糖，所以加入班氏试剂后有深砖红色沉淀生成，2号试管中的唾液淀粉酶的活性受抑制，淀粉未被水解成麦芽糖，所以加入班氏试剂后无砖红色沉淀生成，3号试管中的唾液淀粉酶的活性未受到影响，淀粉部分被水解成麦芽糖，所以加入班氏试剂后有浅砖红色沉淀生成，
4号试管中的唾液淀粉酶的活性也未受到影响，结果同3号试管；班氏试剂中含有Cu2＋,对淀粉酶的活性有影响，故保温之前不能加入班氏试剂。
互动探究
(1)若没有第3组实验,那么实验结论是什么？
(2)本实验中的碘液改为班氏试剂，若是探究温度对酶活性的影响时，用上述实验材料，鉴定时能否将碘液改为班氏试剂？为什么？
【提示】 (1)NaCl溶液能促进酶的活性，CuSO4溶液会抑制酶的活性。
(2)不能，因为班氏试剂的使用若改变温度，会对实验结果形成干扰。
1．酶浓度对酶促反应速率的影响
酶促反应速率的相关曲线分析
(1)甲图说明：在底物充足，其他条件适宜的情况下，酶浓度与酶促反应速率成正比。
(2)乙图说明：
①与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
②酶只会缩短达到化学平衡所需的时间，不改变化学反应的平衡点。
2．反应底物浓度对酶反应速率的影响
通过图示可以看出：
(1)加入酶A时，一定范围内随底物浓度的增加反应速率增加，当底物浓度超过一定范围后反应速率不再改变。
(2)酶A会促进酶促反应的进行，而酶B不会,说明酶具有专一性。
3．pH和温度对酶活性的影响
(1)甲图说明：①在最适pH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用将减弱。
②过酸过碱都会使酶失活。
③不同的酶最适pH不同。
(2)乙图说明：①在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用将减弱。
②低温只会抑制酶的活性，而高温会使酶失活。
(3)丙图说明：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
特别提醒 (1)上述图中有多处是几条曲线共位于同一坐标系中，分析某一条件对酶作用的影响时，其余几个条件应是一致的或是最合适的，即符合单一变量的原则。
(2)影响酶活性的因素一定影响酶促反应的速率，但影响酶促反应速率的因素不一定影响酶的活性。
(2012·佛山一中高一检测)如图表示某种酶在不同处理条件(a、b、c)下催化某种反应物的量和反应时间的关系，解读此图可获得的信息是( )
例3
A．a、b、c表示温度，则一定是a＞b＞c
B．a、ba、c表示酶的浓度，则a＞b＞c
C．a、b、c表示底物的浓度，则a＞b＞c
D．a、b、c表示温度，则不可能是a＞b＞c
【解析】 本题考查反应物的量随时间变化的曲线，在同一反应时间内，a中反应物的量最低，c中反应物的量最高，则可能是a中酶浓度高，c中酶浓度低。
【答案】 B
【探规寻律】 在认识和解答坐标曲线题型时，要注意以下“四看”：
(1)看两坐标轴的含义,了解两个变量的关系.
(2)看曲线的变化，掌握变量的增减快慢的生物学意义。
(3)看“五点”，即起点、终点、顶点、转折点、交叉点，理解特殊点的意义。
(4)看不同曲线的变化，理解曲线之间的内在联系。
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第二章 细胞的衰老与凋亡
第二章 细胞的衰老与凋亡
第一节 细胞衰老
学习导航
1.探讨细胞的衰老机制，总结影响细胞衰老的因素。[难点]
2．简述细胞衰老的特征。[重点]
新知初探思维启动
一、人类对细胞衰老的认识
1．细胞衰老是细胞生命活动过程中的一个阶段，是生理活动和功能______________的衰退过程。
2.所有的细胞都处在不同程度的__________中,只是各种组织细胞衰老的速度有快有慢.
不可逆
衰老过程
3．影响细胞衰老的内在因素:生物的物种、年龄、性别和细胞核的变化等。
想一想
1．新生婴儿体内有没有衰老的细胞？
【提示】 有。
二、细胞衰老的特征
1．细胞内水分_______，细胞体积______，新陈代谢的速度降低。
2．细胞内酶的活性降低，色素________。
3．细胞膜皱缩，流动性_________，运输功能___________。
4．线粒体数量减少，体积_________甚至外膜破坏。
减少
缩小
沉积
下降
减弱
膨大
5．内质网排列___________，解体，总量有所__________。
6．核膜_______，染色体________，基因表达出现关闭现象。
无序化
减少
内折
固缩
判一判
(1)衰老细胞的膜透性增大，但物质运输功能
降低。(√)
(2)老年人的“老年斑”是皮肤色素沉积所致.
(√)
(3)衰老细胞的体积缩小，细胞核体积也减小.
(×)
三、细胞衰老与人类健康
1．细胞的正常衰老有利于实现机体的自我更新。
2．细胞的异常衰老会威胁健康，如儿童早衰症就是细胞过早衰老引起的疾病。
3．人体衰老
(1)含义:是生理功能下降和紊乱的综合表现,是______________的生命过程。
不可逆转
减少
干燥，皱缩
4．细胞衰老的实例
(1)肌细胞衰老→肌肉萎缩，运动功能减退，行动迟缓。
(2)胸腺细胞衰老→_____萎缩,____________ 的生成能力下降。
胸腺
T淋巴细胞
5．延缓衰老的措施
想一想
2．有的人少年白发，俗称“少白头”，这
是否是人体早衰的表现？
【提示】 不是。
要点突破讲练互动
1．形态和结构上的变化
细胞核——增大，染色加深，核膜内折
染色体——凝聚固缩
细胞质——色素沉积，影响细胞的正常功能
线粒体——数量减少,体积膨大甚至外膜破坏
细胞膜——黏度增加，流动性降低
细胞衰老的特征
2.分子水平的变化
DNA：从总体上看DNA的合成及表达在细胞衰老时均受抑制。
RNA：含量降低。
蛋白质：合成减弱，稳定性降低，易断裂。
酶：活性降低，部分或完全失活。
脂质：不饱和脂肪酸被氧化，引起膜脂之间交联，膜的流动性降低。
特别提醒 衰老细胞与癌变细胞都是不能正常代谢的细胞，衰老细胞的代谢较慢，癌变细胞的代谢较快。
例1
【解析】 A正确，细胞内多种酶的活性降
低；B错误，细胞内色素会随着细胞衰老而逐渐积累；C、D正确，细胞内水分减少、细胞新陈代谢的速率减慢。
【答案】 B
互动探究
(1)衰老细胞水分减少，主要是细胞内的自由水还是结合水减少了？
(2)白化病人的头发变白是细胞内的某些酶的活性降低造成的吗？
【提示】 (1)自由水。
(2)缺乏酪氨酸酶。
【探规寻律】 细胞衰老特征的记忆技巧
“一大一少一多两低”
(1)一大：细胞核体积变大，染色质固缩，染色加深。
(2)一少：细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，代谢速率减慢。
(3)一多：细胞内色素积累增多。
(4)两低：膜的物质运输功能降低，有些酶的活性降低。
1．个体衰老与细胞衰老的对应关系
细胞衰老与人类健康
个体衰老表现 对应的细胞衰老原因
皮肤干燥、发皱 细胞内水分减少，体积缩小
头发变白 细胞内的酶活性降低
老年斑 细胞内色素(脂褐素)的积累
无力 细胞内呼吸速率减慢
吸收能力下降 细胞膜通透性功能改变
由上表看出，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
2．细胞衰老与人类健康的关系
特别提醒 (1)单细胞生物的细胞衰老也意味着个体衰老。
(2)多细胞生物的细胞衰老与个体衰老是不同步的，衰老个体中也存在没有衰老的细胞和新生的细胞。
关于个体衰老与细胞衰老关系的叙述,正确的是( )
A．正在衰老的个体，体内无幼嫩细胞
B．处于青春期的年轻人，体内无衰老细胞
C．总体上看，衰老的个体内，细胞普遍衰老
D．对于单细胞生物来说，个体的衰老不同于细胞衰老
例2
【解析】 本题考查细胞衰老和个体衰老的关系，对于单细胞生物两者是同步的。而对于多细胞生物来说，两者不是同步进行的，幼龄生物体内也存在着细胞的衰老死亡，而老龄生物体内也存在着幼嫩细胞。多细胞生物个体的衰老是生物体中细胞普遍衰老的结果。
【答案】 C
变式训练
关于细胞衰老的说法错误的是( )
A．人的一生中，体细胞分裂50～60次，因而各种细胞寿命一样
B．机体内有保持着不断分裂能力的细胞
C．生物体内随时有细胞衰老死亡，同时又有大量新增殖的细胞代替它们
D．细胞衰老是正常的生命现象
解析：选A。人体内各种细胞的寿命并不等长，如小肠绒毛上皮细胞的寿命仅为几天，而红细胞为上百天，神经细胞则达数十年。
知能演练轻巧夺冠
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第二节 核酸与细胞核
学习导航
1.分析细胞核在生长、分化等生命活动中的作用。[重、难点]
2．说出细胞核的结构及各部分功能。[重点]
新知初探思维启动
一、细胞核的功能
1．探究活动
(1)伞藻嫁接实验：新生伞帽形状与原假根所属物种的伞帽____________，说明生物体形态结构建成主要由___________控制。
(2)变形虫切割培养实验：说明细胞生命活动的控制中心是_____________。
完全一致
细胞核
细胞核
2．功能
(1)是遗传物质______和_______的场所。
(2)是细胞遗传特性和代谢活动的控制中心，在细胞的生命活动中起着_______的作用。
二、细胞核的结构
1．分布
除了高等植物__________________和哺乳动物______________等极少数种类的细胞外，所有真核细胞都有细胞核。
储存
复制
决定性
韧皮部成熟的筛管
成熟的红细胞
2．数量
一般一个细胞只有一个细胞核，但有些特殊的细胞可同时含有多个细胞核。
3．大小：因_________不同而不同。
物种
蛋白质
细胞质
碱性染料
DNA
消失
重建
核糖核酸
RNA
想一想
在细胞核内哪种结构可比喻为“人的大脑”,能够调控其他结构进行工作？
【提示】 染色质中的DNA。
要点突破讲练互动
1．细胞核功能的实验探究
细胞核的功能
实验内容 实验方法及结果 得出结论
伞藻嫁接 伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的
将变形虫切成两半 变形虫的分裂、生长、再生、应激性是由细胞核控制的
特别提醒 变形虫切割实验和伞藻嫁接实验都遵循了对照原则，目的是排除无关变量对实验结果的影响，提高实验结果的可信度。
2．细胞核的功能理解
(1)细胞核是遗传物质储存和复制的场所。DNA携带遗传信息，并通过复制由亲代传给子代，保证了遗传信息的连续性。
(2)细胞核是细胞遗传特性和代谢活动的控制中心。细胞核通过控制酶和蛋白质的合成，进而控制细胞代谢和生物性状。
蛙成熟的未受精卵具有活跃的DNA合成能力，而脑组织则不能分裂。科学家进行了如图所示的核移植实验，请分析回答下列问题。
例1
(1)蛙成熟的未受精卵中DNA合成所需的酶是在细胞质中的________上合成的，并通过________进入细胞核中；除此之外，细胞质还为细胞核代谢提供所需的________等。
(2)脑细胞无核部分仍能够生活一段时间，但最终死亡的原因是________________________________________________________________________。
(3)单独的细胞核不能生存的原因是___________________________________。
(4)本实验证明了_____________________。
【解析】 多数酶的本质为蛋白质，核糖体是蛋白质的合成场所，DNA合成需要的酶在核糖体上合成后，通过核孔进入细胞核。细胞质还可为细胞核提供原料、能量等。细胞质内物质的合成需要细胞核的控制。细胞质和细胞核是相互依存的。
【答案】 (1)核糖体 核孔 原料、能量
(2)失去细胞核的控制，细胞质无法合成新的物质
(3)无物质和能量的供应
(4)细胞质和细胞核是相互依存的统一整体
变式训练
右图所示为再生能力很强的原生动物喇叭虫,将之切成①②③三截(图中a.纤毛；b.核；c.根部)，能再生成喇叭虫的是( )
A．① B．②
C．③ D．①②③
解析:选B.细胞核是遗传物质储存和复制的场所，是细胞遗传特性和代谢活动的控制中心,在细胞的生命活动中起着决定性的作用。
1．核膜
(1)结构
①双层膜，外膜上附着许多核糖体，常与内质网相连。
②核膜不是完全连续的，其上具有核孔。
(2)功能
①起屏障作用，把核内物质与细胞质分开。
细胞核的结构
②控制离子和小分子物质进出细胞核。
③核孔是大分子物质进出细胞核的通道。代谢旺盛的细胞中，核孔数目较多。
2．核仁
(1)核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
(2)蛋白质合成旺盛的细胞中，核仁体积相对较大。
3.染色质与染色体
染色质 染色体
不同点 存在时期 分裂间期 分裂期
形态 细长的丝状 呈棒状或杆状
相
同
点 成分 主要是DNA和蛋白质
特性 易被碱性染料染成深色
功能 遗传物质的主要载体
关系
特别提醒 核膜和核仁均在细胞的分裂过程中周期性地消失和重建；染色体与染色质在细胞分裂过程中周期性地相互转化。
(2012·大庆高一检测)下列有关细胞核结构的叙述，正确的是( )
A．代谢旺盛的细胞核内DNA的数量上升
B．细胞核的核膜对物质具有选择透过性，而核孔可以允许任意物质通过
C．不同细胞中核仁的大小和数量是一样的
D．细胞核内行使遗传功能的重要结构是染色体
例2
关键点
【思路点拨】 本题考查细胞核的结构，解答本题关键掌握：
①细胞核内DNA的数量与代谢强度无关。
②不同物种细胞中核仁的大小，数量不同。
③核孔可允许RNA、蛋白质等大分子物质通过。
【解析】 代谢旺盛的细胞中蛋白质的含量较多，因此细胞内核糖体较多，核孔数目较多，核仁体积较大，但是与细胞核内DNA的数量无关。细胞核的核膜、核孔对物质的进出均具有选择透过性。细胞核是遗传特性与代谢活动的控制中心，其行使者是DNA，而DNA是染色体的主要成分之一。
【答案】 D
互动探究
(1)选项C的结构有什么功能？
(2)选项D的结构在什么时期出现？
【提示】 (1)与核糖体的合成有关。
(2)细胞分裂期。
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第三节 光能的捕获和利用
学习导航
1.说出人们对光合作用的认识过程。[重点]
2．提取和分离叶绿体色素。[重、难点]
3．阐明光合作用中光反应和暗反应物质和能量转化的大致过程。[重点]
4．分析环境因素对光合作用速率的影响。
[重、难点]
新知初探思维启动
一、光合作用的概念分析
项目 内容
场所 绿色植物的__________中
反应物 CO2和H2O
能量来源 光能
产物 有机物和氧气
实质 合成有机物，贮存能量
叶绿体
二、光合作用的早期研究
1642年海尔蒙特→建造植物体的原料只是
______。
↓
水
绿色植物
↓
英格豪斯证实：植物只有在______下，才能“净化”空气
光
淀粉
暗处放置
↓
叶绿体
好氧细菌
叶绿体
↓
三、叶绿体的结构
1．叶绿体的形态
高等植物细胞中叶绿体通常呈_____________
____________，数目较多。
2．叶绿体与白色体或有色体的相互转变
将叶绿体长时间置于暗处,叶绿体则转变成不含色素的白色体或只有类胡萝卜素的有色体,但光照后又可恢复为具有叶绿素的叶绿体.
扁平的椭球
形或球形
3．叶绿体的亚显微结构
(1)表面具有两层膜。
(2)基粒：内部有许多绿色柱状的基粒，每个基粒有数十个扁平囊状的类囊体。基粒间还有基质类囊体与基粒的类囊体相连，从而使各类囊体的腔彼此相通。与光反应有关的色素和酶都分布在_________________。
类囊体的膜上
(3)基质：在基粒之间充满着基质。与暗反应有关的酶则分布在________中。在叶绿体中还含有少量的DNA、RNA。
4．叶绿体中的色素
基质
想一想
叶片呈现绿色的原因是什么？
【提示】叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少，绿光被反射出来。
四、光合作用过程
1．图中Ⅰ的名称是___________，Ⅱ的名称是__________，Ⅰ＋Ⅱ总称为光合作用。
光反应
暗反应
2．Ⅰ进行的场所是_____________，Ⅱ进行的场所是__________________中。
3．图中的化学反应
(1)Ⅰ中的化学反应
①水的光解：水分解成________________。
②ATP的合成：在有关酶的作用下，ADP与Pi转化成ATP。
③能量变化：光能→电能→活跃的化学能。
类囊体膜
叶绿体基质
O2和质子H＋
(2)Ⅱ中的化学反应
①CO2的固定：CO2与C5结合形成________.
②C3的还原：C3接受ATP的能量并被NADPH还原，形成糖类和C5。
③能量变化：活跃的化学能→___________.
(3)总反应方程式：
两个C3
稳定化学能
判一判
(1)叶绿素a在光能到电能的转换起重要作用.
(√)
(2)光反应形成的NADPH和ATP中都含有活跃的化学能。(√)
(3)暗反应只在无光条件下进行。(×)
(4)光反应、暗反应是两个独立的过程。(×)
五、影响光合作用的因素
从光合作用的原料、条件分析，影响光合作用的因素有______________、CO2浓度、温度、无机盐、水分、叶龄等。
光照强度
要点突破讲练互动
光合作用的过程分析
由上述图解可以看出光合作用中光反应和暗反应的区别与联系。
1．区别
项目 光反应 暗反应
反应条件 光照、色素、酶 多种酶、NADPH、
ATP
外界原料 水 CO2
产物 O2、NADPH、ATP 有机物和水
场所 类囊体膜上 叶绿体基质
反应速率 较快 较缓慢
能量变化 光能→ATP中
活跃的化学能 ATP中活跃的化学能→
(CH2O)中稳定的化学能
2.联系
(1)光反应为暗反应提供NADPH和ATP；暗反应为光反应提供ADP和Pi。即两个反应阶段相辅相成，密切联系。
(2)没有光反应，暗反应缺乏NADPH和ATP,无法进行；暗反应受阻，光反应因产物积累也不能正常进行。可见，二者相互制约。
特别提醒 (1)暗反应有光、无光都能进行。若光反应停止,暗反应可以持续一段时间内,但时间不长，故一般认为晚上只进行细胞呼吸，不进行暗反应。
(2)相同光照时间内，若光照和黑暗间隔处理比一直光照有机物积累多，因为间隔处理NADPH、ATP基本不积累，利用充分；但一直光照会造成NADPH、ATP的利用不充分而积累。
(2012·南昌高一检测)如图所示，图甲为叶绿体结构与功能示意图，图乙表示一株小麦叶片细胞内C3相对含量在一天24小时内的变化，请据图分析：
例1
(1)图甲中A、B、C、D分别表示参与光合作用或光合作用生成的物质，则A、B、C、D依次为______________________________、
__________、____________、__________。
(2)在a中发生的过程称为光反应，a中参与此过程的物质是____________。光合作用全过程中能量转换过程是__________________。
(3)图乙中AB段C3含量较高，其主要原因是___________________________________。
(4)E点C3含量极少，其原因是____________________________________。
【解析】 (1)水参与的是光反应,生成氧气;二氧化碳参与暗反应形成三碳化合物，三碳化合物被还原形成五碳化合物和糖类。
(2)光反应需要色素吸收光能，
并转化成ATP中活跃的化学能；同时ATP的合成需要酶的参与。暗反应中能量是由活跃的化学能转化成稳定的化学能。
(3)无光条件下，不能进行光反应，所以暗反应中缺少NADPH、ATP，C3不能被还原。
(4)E点是在盛夏时，光照强烈，温度较高，蒸腾作用散失水分较多，导致气孔关闭，气体交换停止。
【答案】 (1)H2O CO2 C3(三碳化合物) C5(五碳化合物)
(2)色素和酶 光能→活跃化学能→稳定化学能
(3)无光不进行光反应，C3不能被还原
(4)气孔关闭，叶肉细胞内CO2含量低，CO2固定下降
【探规寻律】 C3和C5的含量变化
(1)停止光照
C3含量上升，C5含量下降，原因是缺少NADPH、ATP，C3还原被阻断，而CO2的固定仍在继续消耗C5，产生一定量的C3。
(2)停止CO2的供应
C3含量下降，C5的含量会上升，原因是合成C3的原料减少，不能合成C3，
而光反应产生的NADPH、ATP仍能还原C3,双重因素导致C3的含量降低，C5仍在产生，而C5的消耗减少，导致C5的含量上升。
1．光照强度：直接影响光反应速率，光反应产物NADPH与ATP的数量多少会影响暗反应速率，这是最主要的因素。
2．温度：影响光合作用过程，特别是暗反应中酶的催化效率,从而影响光合作用强度.
3．CO2浓度：CO2是暗反应的原料，CO2的浓度高低直接影响暗反应速率。
影响光合作用的因素
4．矿质元素:例如Mg是叶绿素的组成成分,
N是光合酶的组成成分，P是ATP分子的组成成分。
5．水分：水分是光合作用的原料之一，缺
少时可使光合作用强度下降。
6．光合作用强度的日变化：影响光合作用的外界条件每天都在时时刻刻变化着,所以,光合作用强度在一天中也有变化。
例如，当晴天无云而太阳光照强烈时，光合作用便形成两个高峰，一个是在上午，一个是在下午。中午前后光合作用强度下降，呈现“午休”现象，其原因有三点：第一，水分在中午供给不足，气孔关闭；第二，CO2供应不足；第三，光合产物来不及运走，积累在叶肉细胞的细胞质中，阻碍细胞内CO2的运输。
(2011·高考新课标全国卷) 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，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图。回答问题：
例2
(1)图中物质A是________(C3化合物、C5化合物)。
(2)在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度
比A的低，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,暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时,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照强度比CO2浓度为1%时的________(高、低)，其原因___________________________________。
关键点
【思路点拨】 本题主要考查外界环境对光合作用的影响，解答本题的关键是：
①A、B物质的名称。
②CO2参与光合作用的暗反应过程，是与C5结合。
③光反应为暗反应提供NADPH和ATP。
【解析】 (1)CO2浓度降低时，C3化合物产生减少而消耗继续,故C3化合物的浓度降低,所以物质A代表的是C3化合物。(2)在正常情
况下，1 mol CO2与1 mol C5化合物结合形成
2 mol C3化合物，即C3化合物的浓度是C5化
合物浓度的2倍。CO2浓度迅速下降到
0.003%后，C5化合物的产生量不变而消耗
量减少，故C5化合物的浓度升高。
(3)CO2浓度继续处于0.003%时，因光反应产物NADPH和ATP的积累而抑制光反应过
程，足量的NADPH和ATP引起暗反应中C5化合物的浓度又逐渐降低，而C3化合物的浓度逐渐升高，在达到相对稳定时，C3化合物的浓度仍是C5化合物浓度的2倍。(4)CO2浓度较低时，暗反应减弱，需要的NADPH和ATP量减少，故CO2浓度为0.003%时，在较低的光照强度时就能达到最大光合速率。
【答案】 (1)C3化合物 (2)暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5化合物的含量稳定。根据暗反应的特点，此时C3化合物的分子数是C5化合物的2倍 当CO2浓度突然降低时，C5化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5化合物积累 (3)高 (4)低 CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需ATP和NADPH少
变式训练
(2011·高考新课标全国卷)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，其叶片光合作用强度下降，原因是( )
A．光反应强度升高，暗反应强度降低
B．光反应强度降低，暗反应强度降低
C．光反应强度不变，暗反应强度降低
D．光反应强度降低，暗反应强度不变
解析：选B。镁是构成叶绿素的重要成分，缺镁植物不能合成叶绿素。叶绿素含量降低使幼苗吸收光能的能力减弱，光合作用的光反应强度降低，故A、C项错误；因为暗反应需要光反应提供NADPH和ATP，故光反应强度降低后，为暗反应提供的NADPH和ATP减少，暗反应的强度也降低，故B项正确、D项错误。
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第一单元
第一章 细胞概述
第一章 细胞概述
第一章 细胞概述
第一节 人类对细胞的认识
学习导航
1.分析细胞的发现和细胞学说的创立过程，归纳细胞学说的基本观点。[重、难点]
2．简述细胞与有机体之间的关系。[重点]
新知初探思维启动
一、细胞的发现和细胞学说的创立
1．细胞的发现
科学家 显微镜放大倍数 贡献
1604年詹森 10～30倍 制成了世界上第一台显微镜，可以观察一些小昆虫的__________
1665年罗伯特·胡克 _______倍 观察木栓薄片时，发现并命名了___________
1674年列文虎克 300倍 观察到活的________、______、_____________和精子
整体形态
40～140
细胞
原生生物
细菌
红细胞
2.细胞学说
(2)主要内容
①所有的动物和植物都是由______构成的；
②细胞是生物体结构和功能的__________；
③细胞只能由______________而来。
施旺
施莱登
细胞
基本单位
细胞分裂
判一判
(1)细胞学说揭示了细胞具有统一性。(√)
(2)所有生物都是由细胞构成的。(×)
(3)显微镜的发明和应用对细胞学说的创立有很大作用。(√)
二、细胞和有机体
1．生物的分类及代表生物
(1)单细胞生物
①原核生物界：包括______、______等；
②原生生物界的大部分：如__________、单细胞藻类；
③真菌界的一部分:如_______、部分霉菌。
细菌
蓝藻
原生动物
酵母菌
(3)非细胞生物：__________。
2．细胞的地位
(1)细胞是有机体(除病毒外)结构和功能的
__________________。
蘑菇
藓类、蕨类、
各种树木花卉
病毒
基本单位
(2)生物的生殖、发育和遗传等生命现象都是以___________为基础。
想一想
能用普通培养基来培养病毒吗？
【提示】 不能。病毒无细胞结构，不能独立进行生命活动，必须用活细胞来培养。
细胞
要点突破讲练互动
1．细胞学说的创立过程、内容及意义
细胞学说
2．细胞学说内容的拓展
(1)除病毒外，细胞是生物体结构和功能的基本单位。
(2)新细胞除了通过细胞分裂产生，还可以通过细胞融合等其他途径产生，如精子和卵细胞融合形成受精卵。总之，新细胞来源于已经存在的细胞。
特别提醒 细胞学说将生物在细胞这个结构基础上统一起来,但不能体现生物的多样性.
下列有关细胞学说的叙述，正确的是( )
A．英国科学家胡克是细胞的发现者，也是细胞学说的主要提出者
B．细胞是构成一切生物的基本单位
C．细胞具有相对独立性
D．细胞学说揭示了细胞的多样性和统一性
例1
【解析】 细胞学说的创立者为施莱登和施旺，A错误；病毒也是生物，但不具有细胞结构，B错误；细胞是一个相对独立的单位,既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用，C正确；细胞学说揭示了细胞的统一性，D错误。
【答案】 C
互动探究
(1)一切生物都是由细胞组成的对吗？
(2)细胞学说能否体现生物的多样性？
【提示】 (1)不对，如病毒。
(2)不能。
1．单细胞生物
一个细胞就是一个完整的个体，能完成相应的各种生命活动，如运动、繁殖、对刺激做出反应等。
2．多细胞生物
细胞是有机体(除病毒外)的基本单位
由很多细胞构成，但其生命开始于一个细胞——受精卵，经过细胞分裂和分化，最后发育成成熟个体。在许多分化细胞的密切配合下，生物体能完成一系列复杂的生命活动。
3．病毒
无细胞结构，必须依靠活细胞才能生活。
下列说法错误的是( )
A．细胞是大多数生物的基本结构单位
B．有机体是指单细胞生物、多细胞生物，也指病毒等生物
C．细胞的发现和显微镜的制作有着密切关系
D．生物材料与非生物材料的区别是有无细胞结构
例2
【解析】 病毒无细胞结构,但也属于生物,因此不能将有无细胞结构作为判断生物材料与非生物材料的标准。
【答案】 D
变式训练
病毒属于生物的主要理由是( )
A．由有机物组成
B．具有细胞结构
C．能使其他生物致病
D．能复制产生后代
解析：选D。病毒是一类个体极小、不具备细胞结构、营寄生生活的生物，病毒一般由蛋白质构成的外壳和内部遗传物质——核酸组成。病毒在宿主细胞内繁殖，能繁殖产生后代，是病毒属于生物的主要理由。
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第二节 细胞的形态和功能
学习导航
1.使用显微镜观察多种多样的细胞。
[重、难点]
2．认同细胞的形态与功能相统一的观点。
[重点]
新知初探思维启动
一、细胞的形状和大小
1．形状
(2)多细胞生物:圆形、椭圆形、方形、扁形、梭形、多角形等，也有的呈不规则形状。
2．大小(一般情况下)
(1)动植物细胞的体积________微生物细胞。
(2)高等动物的卵细胞_________体细胞。
二、细胞的形态与功能的统一
1．细胞的形态与功能有密切的关系，如下表：
大于
大于
类型 形态 功能
动物细胞 肌肉细胞 长条形或__________ 具有______功能
红细胞 圆盘状 有利于_________气体的交换
神经细胞 有长长的__________ 提高_________的效率
植物细胞 茎的木纤维细胞 梭形 利于茎部起_____作用
保卫细胞 半月形，2个细胞围成一个______ 利于____和_____等生命活动
长梭形
收缩
O2和CO2
突起
冲动传递
支持
呼吸
气孔
蒸腾
2.细胞的____________相统一是有机体细胞的一个重要特征，____________越高的细胞越明显。
三、细胞的观察工具——显微镜
形态与功能
分化程度
0.2 μm
100 μm
3．显微结构与亚显微结构
(1)显微结构：____________下观察到的细胞结构。
(2)亚显微结构：______________下观察到的细胞结构。
物镜
可见光
聚光器
光学显微镜
电子显微镜
想一想
分辨率与放大倍数的区别及联系。
【提示】 (1)区别：分辨率是显微镜清晰区分两点的最小距离，放大倍数是目镜和物镜放大倍数的乘积。
(2)联系：光学显微镜的放大倍数达到1千倍左右时，分辨率达到最大值，若超过这个倍数，物像就模糊。
要点突破讲练互动
细胞是有机体最基本的结构和功能单位，其重要特征之一是形态和功能的统一，分化程度较高的细胞尤为明显。例如：
(1)动物体内的肌肉细胞呈长条形或长梭形，具有收缩功能；红细胞呈圆盘状，利于O2和CO2气体的交换。
细胞的形态与功能相统一
(2)高等植物茎部的木纤维细胞呈梭形，起支持作用；叶表皮的保卫细胞呈半月形，2个细胞围成一个气孔，利于呼吸和蒸腾等生命活动。
特别提醒 细胞的形态结构不同，执行功能不同,细胞功能以一定的物质和结构作基础,细胞结构决定细胞功能，二者是相统一的。
用短线将下列细胞的名称，形态、结构特点及相应的功能、意义连接起来。
例1
【解析】 细胞的形态结构是与功能相适应
的。具体分析如下：红细胞呈圆盘状、体积
小，有利于在血管内快速运行；无核，主要含血红蛋白，有利于结合较多的氧气；体积小则相对表面积大，有利于提高气体交换效
率。小肠绒毛上皮细胞，靠近小肠壁的一面细胞膜有许多突起，大大增加了小肠绒毛上皮细胞的细胞膜面积，
而细胞膜控制着细胞与外界的物质交换，这大大增加了物质的吸收面积，有利于营养物质的吸收。精子含极少的细胞质,末端有尾,有利于运动，卵细胞则含大量营养物质，供胚胎发育利用。神经细胞有许多突起，便于传导神经冲动。
【答案】
【探规寻律】 判断不同细胞的形态结构与功能对应的技巧
(1)遵循细胞的形态结构与功能相适应的观点.先确定细胞的功能，然后分析该功能所需的有利的形态结构特点。
(2)熟记一些常见的特化细胞，如红细胞、精子和卵细胞等，采用排除法解答。
变式训练
细胞具有多样性，下面对细胞形态结构与功能的关系的理解有偏差的是( )
A．卵细胞富含营养、体积大，与早期胚胎发育相适应
B．精子具有尾，与其运动功能相适应
C．神经细胞有长的突起，与其传导功能相适应
D．红细胞无细胞核，与其能再生的功能相适应
解析：选D。红细胞无细胞核，其内部主要为血红蛋白，这与红细胞具有运输氧气的功能是相适应的。
1．使用步骤
(1)一般步骤：取镜、安放→对光→压片→调焦→观察。
(2)使用高倍镜观察的要领
①观察时应先使用低倍镜,然后换用高倍镜.
②换用高倍镜前，应先把要观察的目标移至视野中央。
显微镜的使用
③换用高倍镜时，可直接转动转换器，使高倍镜对准通光孔即可。
④换用高倍镜后，只需调节细准焦螺旋进行调焦。
2．镜头与放大倍数的关系
(1)显微镜放大倍数的理解
①显微镜放大的是物像的长度或宽度，而不是面积或体积。
②放大倍数＝目镜的放大倍数×物镜的放大倍数
(2)放大倍数与镜头长短的关系
①目镜(无螺纹)：成反比，即目镜越长放大倍数越小(如图1)。
②物镜(有螺纹)：成正比，即物镜越长放大倍数越大(如图2)。
3．高倍镜与低倍镜的比较
项目 物像大小 看到细胞数目 视野亮度 物镜与玻片距离 视野范围
高倍镜 大 少 暗 近 小
低倍镜 小 多 亮 远 大
4.显微镜的成像特点及装片移动方向的判断
(1)成像特点
显微镜成的像为左右相反、上下颠倒的虚像,即物像与实物是倒置的，将物像旋转180°后与实物的位置相同。
(2)装片移动方向的判断
视野中物像移动的方向与载玻片中实物的运动方向正好相反，所以移动装片时，应按照同向原则，即物像往哪偏离就将装片往哪移动，就可将物像移至视野中央。
举例：
分析：移动前物像位于左上方，若使物像位于视野中央，物像需向右下方移动，操作时应使标本向左上方移动。
5．显微镜下细胞的排列与放大倍数的关系
(1)视野中细胞呈一行排布
视野中的细胞数目与放大倍数成反比。
举例：
(2)视野中细胞呈充满排布
视野中的细胞数目与放大倍数的平方成反比.
举例：
名师点睛 显微镜操作歌口诀
一取二放三安装，四转低倍五对光，六上玻片七下降，八升镜筒细观赏，看完低倍转高倍，九退整理后归箱。
显微镜是生物学科中最为重要的观察工具之一，下面是关于显微镜使用过程中的几个问题：
(1)在低倍镜下寻找到需观察的细胞后，若要进一步放大观察，则操作的主要程序为：
①把________移到________。
②__________________________________。
③________至物像清晰。
例2
(2)下图1是在使用目镜为10×，物镜也为10×的显微镜下观察蛙的皮肤上皮细胞时的视野，下图2是更换物镜后的视野，则更换的物镜应为________(放大倍数)。
(3)细胞内的细胞质并不是静止的，而是在不断地流动着，其方式多数呈环形流动。若在显微镜下观察到一个细胞的细胞质沿逆时针方向流动，则实际的流动方向应为______。
(4)用显微镜观察口腔上皮细胞时，一般需经染色才能较清楚的观察到，若无染色剂，应怎样调节显微镜也可以较清楚的观察到口腔上皮细胞？________________________。
关键点
【思路点拨】 本题主要考查显微镜使用的相关知识，解答本题关键掌握：
①低倍镜下观察的视野范围大，高倍镜下则小。
②显微镜下一行细胞数量变化的相关计算。
③显微镜的成像特点。
【解析】 (1)使用高倍镜前，一定要将物像移至视野中央，换用高倍镜后，只调节细准焦螺旋。
(2)一行细胞数量的变化，可根据放大倍数与视野范围成反比的规律计算。图中细胞数量缩小了4倍,故显微镜的放大倍数应增大4倍.
(3)显微镜成的像为左右相反,上下颠倒的像,故显微镜下细胞质沿逆时针方向流动时，实际的流动方向也为逆时针。
(4)观察口腔上皮细胞时，若不染色，通过调节视野亮度也可看清楚。
【答案】 (1)①要放大观察的物体 视野中央
②转动转换器换上高倍镜 ③调节细准焦螺旋
(2)40× (3)逆时针
(4)缩小光圈(或调节反光镜)降低视野的亮度
知能演练轻巧夺冠
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第三单元
第一章 细胞的物质交换
第一章 细胞的物质交换
第一章 细胞的物质交换
第一节 细胞膜的结构与功能
学习导航
1.通过探究细胞结构的研究资料，培养学生依据实验现象，推理分析的能力。[难点]
2．简述细胞膜的结构与功能。[重点]
新知初探思维启动
一、细胞膜的结构
1．细胞膜结构的认识过程
1895年：欧瓦顿发现，____________物质比________物质更容易透过细胞膜进入细胞中
↓
1915年：科学家将细胞膜分离出来，化学分析表明，其主要成分是________________
脂溶性
非脂溶性
磷脂和蛋白质
↓
1917年：朗姆瓦发现______________在水面上排成了单层，而且其____________的极性头部都浸入水中
↓
1925年：高特和格伦德发现，红细胞细胞膜中的__________排成单层后的面积恰好等于红细胞表面积的_________
磷脂分子
磷酸基团
磷脂
两倍
↓
1972年：辛格等提出细胞膜的__________模型，该模型目前被普遍接受
2．细胞膜的流动镶嵌模型
流动镶嵌
一定的流动性
运动
基本骨架
(4)结构特点：具有一定的_________。
识别
糖蛋白
外表面
流动性
判一判
(1)细胞膜的组成成分为脂质和蛋白质。(×)
(2)蛋白质在细胞膜行使功能中起重要作用。(√)
(3)不同细胞的细胞膜的主要组成成分相同。(√)
二、细胞膜的功能
1．具有_________作用，可以保护细胞不受外来物质的干扰和有害物质的侵袭。
2．具有控制细胞与外界物质_____的功能。
3．负责细胞与细胞之间_________________
_________________。
屏障
交换
信息的接收
与传递
要点突破讲练互动
利用电子显微镜对细胞膜进行观察，可看到如图结构。
细胞膜的结构
(1)化学成分：主要由脂质和蛋白质组成。
(2)基本骨架：磷脂双分子层。
(3)磷脂分子及其排列的特点：磷脂分子包括亲水性的头部和疏水性的尾部。磷脂分子以疏水尾部相对，亲水头部朝向两侧，构成了磷脂双分子层。
(4)蛋白质在膜上的排列方式：覆盖、镶嵌或贯穿于磷脂双分子层中。
(5)蛋白质的功能
①作为载体，负责细胞内外物质运输。
②信号转导作用，糖蛋白和信号分子结合进行。
(6)细胞膜的结构特性：具有一定的流动性。
特别提醒 (1)通过糖蛋白的位置可判断细胞膜的内侧和外侧。
(2)细胞膜上的脂质主要是磷脂，还有胆固醇和糖脂。
如图表示细胞膜的流动镶嵌模型，请据图回答：
例1
(1)图中[B]是____________。构成细胞膜结构的基础是[ ]______________。
(2)与细胞膜的识别功能有关的结构是[ ]
________。
(3)吞噬细胞吞噬细菌的过程体现了细胞膜具有________的特性。
(4)不同细胞的细胞膜的生理功能不同，主要取决于细胞膜上的哪些结构的不同？
______(填写标号)。
【思路点拨】 解答本题的关键是明确图中各部分结构的名称及相应功能。
【解析】 磷脂分子和蛋白质在膜结构方面都起了重要的作用，但作为基本骨架结构的是磷脂双分子层，蛋白质在行使功能中起重要作用。吞噬作用过程中细胞膜的形状发生很大的改变，说明细胞膜的流动性。
【答案】 (1)蛋白质 [D]磷脂双分子层
(2)[E]糖蛋白 (3)一定的流动性 (4)B、E
互动探究
(1)图中哪侧为细胞膜外侧，用字母表示？
(2)B在D中的分布有哪些情况？
【提示】 (1)E。
(2)覆盖、镶嵌、贯穿。
1．具有屏障作用
生物体的生命活动都是以细胞为基本单位进行的，一切细胞均由保持细胞系统完整的细胞膜保护着，没有细胞膜，细胞将受到外来物质的干扰和有害物质的侵袭，其生存是不可能的。
2．控制细胞与外界物质交换的功能
细胞膜的功能
细胞膜具有控制细胞与外界物质交换的功能,细胞膜的控制作用具有普遍性和相对性，图解如下：
①②③表明细胞膜的控制作用具有普遍性，④表明细胞膜的控制作用具有相对性。
3．负责信息的接收与传递
动物细胞膜表面的糖蛋白具有识别作用，就像细胞与细胞间以及细胞与大分子物质间互相联络的语言。
特别提醒 (1)细胞膜控制细胞与外界物质的交换体现了细胞膜的功能特性——选择透过性，细胞死亡后，其功能随之消失。
(2)通过细胞膜排出的物质并非都是废物，如抗体、激素等。
据最新研究发现，内皮素在皮肤中分布不均，是造成色斑的主要原因。内皮素拮抗剂进入皮肤，可以和黑色素细胞膜的受体结合，使内皮素失去作用，这为美容研究机构带来了福音。分析上述材料体现了细胞膜的哪项功能( )
A．细胞膜中磷脂含量越高，功能越复杂
B．细胞膜作为系统的边界，严格控制物质进出细胞
例2
C．细胞膜具有信息交流的功能
D．细胞膜的组成成分主要为磷脂和蛋白质
【解析】 细胞膜的功能可为三种，即：屏障作用、控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流。细胞膜受体的本质为糖蛋白，具有细胞识别功能，可接受外界信息，体现了细胞膜具有信息交流的功能。细胞膜的主要组成成分为脂质和蛋白质，
脂质中磷脂最丰富，细胞膜的功能与蛋白质密切相关，细胞膜功能越复杂，蛋白质的种类就越多。细胞膜功能与成分是两个不同的概念，应区分开。
【答案】 C
变式训练
下列关于细胞膜的功能的叙述中，错误的是( )
A．多细胞生物细胞间的信息交流大多与细胞膜的结构和功能有关
B．多细胞生物的生存不仅依赖于细胞间的物质和能量的交换，也有赖于信息的交流
C．细胞膜控制物质进出细胞的作用是相对的
D．细胞膜将细胞与外界系统隔开，形成绝对独立的系统，保证细胞内部环境的稳定
解析：选D.细胞膜的功能主要是屏障作用、控制物质进出、信息交流等。其中细胞膜控制物质进出细胞是相对的。细胞膜形成相对独立的系统，而不是绝对独立的系统。
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