第五章检测卷
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括22小题，每小题2.5分，共55分)
1．下图是对动物细胞有丝分裂时染色体数(a)、染色单体数(b)和DNA分子数(c)的统计图。下列说法中不正确的是( )
A．①可以用于表示细胞分裂的前期
B．①不能表示细胞分裂的后期
C．间期用②表示最恰当
D．③可表示细胞分裂完成
答案 C
解析 ①中染色体数(a)、染色单体数(b)和DNA分子数(c)的比值是1∶2∶2，符合这个比例的是前期、中期；②这种比例是不可能的，③可以表示末期。
2．下图为同一植物细胞处在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
答案 B
解析 由图可知，a为植物细胞的最外层结构，故为细胞壁，主要由纤维素和果胶组成；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；细胞板逐渐形成细胞壁，此过程与高尔基体密切相关。
3．分裂期细胞的细胞质中含有一种促进染色质凝集为染色体的物质。将某种动物的分裂期细胞与G1期(DNA复制前期)细胞融合后可能出现的情况是( )
A．来自G1期细胞的染色质开始复制
B．融合细胞的核DNA含量是G1期细胞的2倍
C．来自G1期细胞的染色质开始凝集
D．融合后两细胞仍按各自的细胞周期运转
答案 C
解析 两细胞融合后，在分裂期细胞的细胞质中的物质的影响下，G1期细胞的染色质开始凝集为染色体，故C选项正确；凝集的染色体不能再进行复制，故A选项错误；分裂期细胞的DNA已经复制加倍，故融合细胞的核DNA含量是G1期细胞的3倍，故B选项错误；融合后的细胞开始具有一个周期，D选项错误。
4．如图为有关细胞增殖的概念图，下列说法正确的是( )
A．①过程中无纺锤丝和染色体的出现，人的红细胞以此种方式增殖
B．②过程中保持了遗传性状在亲子代之间的稳定性
C．进行②过程中，染色体和核DNA在各个时期的数量变化规律完全相同
D．③过程大约占细胞周期的5%，主要完成DNA的复制和有关蛋白质的合成
答案 B
解析 ①过程为无丝分裂，无纺锤丝和染色体的出现，蛙的红细胞以此种方式增殖，而人的红细胞不能进行自我增殖，只能由造血干细胞通过有丝分裂产生；过程②为有丝分裂，进行②过程时，核DNA在分裂间期加倍，染色体在分裂后期加倍，两者的数量变化规律是不完全相同的，③为分裂间期，大约占细胞周期的90%～95%。
5．下图表示动物细胞在有丝分裂的分裂期，各种距离或长度随时间的变化规律曲线，下列叙述中错误的是( )
A．曲线a代表两个中心体间的距离
B．曲线b代表牵引染色体的纺锤丝长度变化
C．曲线c代表姐妹染色单体分开的两条子染色体之间的距离
D．曲线d代表染色体的着丝点与纺锤丝的相应极之间的平均距离
答案 B
解析 动物细胞在有丝分裂的分裂前期开始时，两组中心粒发出星状射线，逐渐移向两极，到达两极后保持最大距离不变；牵引染色体的纺锤丝长度变化，是由长变短，牵引染色体移向两极；中期时染色体的着丝点排列在赤道板上，此时染色体的着丝点与纺锤丝的相应极之间的平均距离(d)最大，随后逐渐缩小，而姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体之间的距离(c)，正好相反，由0逐渐增大。
6．下列有关观察高等植物细胞有丝分裂实验现象的叙述，其中错误的是( )
A．分生区的细胞呈正方形
B．能够观察到中心体发出的星状射线形成纺锤体
C．处于分裂前期的细胞可以观察到核仁
D．向左下方略移动装片，图像向右上方移动
答案 B
解析 分生区的细胞呈正方形，高等植物细胞中不存在中心体，纺锤体是由细胞的两极发出的；在分裂前期，核仁和核膜是逐渐消失的，所以可以在前期观察到核仁；由于显微镜形成的是一个倒像，所以向左下方略移动装片，图像向右上方移动。
7．取生长健壮的小麦根尖，经过解离、漂洗、染色、制片过程，制成临时装片，放在显微镜下观察。下列有关叙述正确的是( )
A．应该选一个处于间期的细胞，持续观察它从间期到末期的全过程
B．如果在低倍镜下看不到细胞，可改用高倍镜继续观察
C．如果在一个视野中不能看全各个时期，可移动装片从周围细胞中寻找
D．如果视野过暗，可以转动细准焦螺旋增加视野的亮度
答案 C
解析 将根尖放入盐酸和酒精中解离时，细胞已死亡，所以不可能继续分裂。如果在低倍镜下看不到细胞，可能是因为光线太暗。如果视野太暗，可换用大的光圈或用凹面反光镜。
8．关于细胞分化的说法正确的是( )
①分化是稳定的，而且一般是不可逆的，一旦细胞沿一定的方向分化，便不会再回到原先的状态 ②细胞分化后，细胞中合成的蛋白质不同 ③分化的结果是赋予不同种类的细胞特异的结构和功能 ④一般不会出现细胞核遗传物质的改变 ⑤细胞分化的实质是基因的选择性表达
A．②③④⑤
B．①②④⑤
C．①②③⑤
D．①②③④⑤
答案 D
解析 细胞分化是基因选择性表达的结果，形成的蛋白质不同，从而导致细胞的形态结构和生理功能不同，细胞分化具有稳定性和持久性以及不可逆性，在分化时遗传物质一般不会出现变化。
9．每年的2月4日是“世界癌症日”。在人体内正常细胞转变为癌细胞的过程中，不会发生的改变是( )
A．细胞中的染色体数
B．细胞的形态结构
C．细胞中的遗传物质
D．细胞的分裂能力
答案 A
解析 与正常细胞相比，癌变细胞的形态结构发生了改变，并且能无限增殖；细胞癌变的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生突变，因此DNA的结构发生改变，而染色体数目没有发生改变。
10．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．细胞癌变导致细胞的黏着性降低，易分散转移
答案 D
解析 细胞中基因的选择性表达导致细胞分化，细胞种类增多，所以A选项错误；细胞衰老表现为，在衰老的细胞内水分减少，结果使细胞萎缩，体积变小，细胞新陈代谢的速度减慢，衰老的细胞内，有些酶活性降低，细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累，衰老的细胞内呼吸速度减慢，细胞核体积增大，染色质固缩，染色加深，细胞膜通透性功能改变，使物质运输功能降低，所以B选项错误；细胞凋亡受基因控制，对机体的生长发育有利，所以C选项错误；癌细胞的表面发生了变化：由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少，使得细胞彼此之间的黏着性下降，因而容易移动，转移至其他组织或器官中分裂、生长，这就是医学上所说的癌细胞转移，所以D选项正确。
11．干细胞移植现已成为治疗糖尿病的一种临床技术。自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为胰岛样细胞，以替代损伤的胰岛B细胞，达到治疗糖尿病的目的。下列叙述正确的是( )
A．骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成不同，基因表达产物不同
B．骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成相同，基因表达产物不同
C．胰腺组织微环境造成骨髓干细胞基因丢失，分化成为胰岛样细胞
D．胰腺组织微环境对骨髓干细胞分化无影响，分化是由基因决定的
答案 B
解析 由信息可知，胰岛样细胞由自体骨髓干细胞分化而来，胰腺组织是体细胞有丝分裂、分化的细胞，基因与体细胞相同，所以骨髓干细胞与胰岛样细胞及胰腺组织的基因组成相同，但基因选择性表达产物不同。
12．下列有关细胞分化的叙述，正确的是( )
A．种子形成幼苗与细胞的分裂和分化直接相关
B．红细胞的形成与基因表达有关而与细胞分化无关
C．胡萝卜叶肉细胞脱分化形成愈伤组织后不再具有全能性
D．癌细胞的产生与细胞的畸形分化无直接关系
答案 A
解析 种子萌发的过程是细胞分裂和分化的过程，通过细胞分化形成植物体的各种器官，A正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达；愈伤组织是由胡萝卜叶肉细胞通过有丝分裂形成的，仍然具有全能性；癌细胞是细胞畸形分化的结果。
13．细胞凋亡是细胞按照发育程序进行的，死亡的命令早已“编写”在组织发育的“时间表”中。此“时间表”是指( )
A．细胞发育所经历的时间
B．细胞生存环境中的物质改变
C．细胞中的DNA
D．细胞中的蛋白质
答案 C
解析 细胞的凋亡受基因控制，而基因是有遗传效应的DNA片段，所以凋亡的命令早已“编写”在组织发育的DNA中。
14．下列关于细胞增殖与分化的叙述，错误的是( )
A．能增殖的细胞不一定能分化
B．正常情况下，细胞增殖和分化过程都会导致一些基因丢失
C．细胞增殖和分化过程中都有基因的表达
D．花药离体培养过程中既有细胞增殖也有细胞分化
答案 B
解析 能增殖的细胞不一定能分化，如精原细胞可以增殖但不能分化；正常情况下，细胞增殖和分化过程都不会丢失基因；细胞增殖和分化过程中都需要合成蛋白质，所以都会发生基因的表达；花药离体培养包括脱分化和再分化两个过程，脱分化中存在细胞增殖，再分化中既有细胞增殖也有细胞分化。
15．下列有关细胞癌变的叙述，不正确的是( )
A．引起细胞癌变的致癌因子有物理因子、化学因子和病毒因子
B．紫外线和黄曲霉素是不同类型的致癌因子
C．原癌基因能调控细胞周期，控制细胞分裂和生长
D．癌变细胞内酶活性降低导致细胞代谢减缓
答案 D
解析 癌变细胞内酶活性提高，因为细胞代谢增强变成只分裂不分化的细胞，所以D选项是错误的。
16．研究表明，在化疗(主要利用抗癌剂杀死癌细胞)的同时给实验鼠服用二甲双胍，可抑制实验鼠体内的乳腺癌细胞扩散。下列相关叙述正确的是( )
A．化疗是目前治疗癌症的唯一手段
B．二甲双胍不可能导致实验鼠体内细胞表面的糖蛋白减少
C．原癌基因突变促使细胞癌变，抑癌基因突变抑制细胞癌变
D．只要原癌基因或抑癌基因发生突变就会导致癌症
答案 B
解析 A项，目前治疗癌症的手段除化疗外还有手术切除、放疗等；B项，癌细胞容易扩散转移的原因是细胞膜表面的糖蛋白减少，而二甲双胍能抑制乳腺癌细胞的扩散，故不可能导致实验鼠体内细胞表面的糖蛋白减少；C项，原癌基因和抑癌基因的突变是细胞癌变的根本原因；D项，切除胸腺的鼠不能产生T细胞，因而不能通过细胞免疫将癌细胞清除，故比正常鼠患癌症的几率高。
17．5月31日是世界卫生组织(WHO)发起的世界无烟日，自20世纪50年代以来，全球范围内已有大量流行病学研究证实，吸烟是导致肺癌的首要危险因素。下列有关肺癌和癌细胞的叙述正确的是( )
A．细胞膜上的糖蛋白增加，导致癌细胞易发生转移
B．细胞的形态结构显著变化与细胞癌变无直接关系
C．致癌病毒感染人细胞后，会导致细胞内的基因发生改变
D．致癌因子会使正常基因突变成原癌基因和抑癌基因
答案 C
解析 细胞膜上的糖蛋白减少，导致癌细胞易发生转移；细胞癌变导致细胞的形态结构显著变化；环境中致癌因子会使原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控变成癌细胞。
18．下列关于人和动物细胞的叙述，正确的一组是( )
①正常细胞癌变后在人体内将成为抗原，在体外可连续培养 ②细胞内水分减少，代谢速度减慢可能是衰老
③癌变是细胞原癌基因从激活状态转为抑制状态的过程 ④动物细胞的细胞膜表面的糖蛋白具有特异性，是细胞间相互识别和联络的语言或文字 ⑤癌细胞容易在体内转移与其细胞膜上糖蛋白等物质减少有关
A．①②③⑤
B．①②④⑤
C．①③④
D．②③⑤
答案 B
解析 癌变细胞在人体内成为抗原，能够无限分裂，可在体外连续培养；细胞衰老的特征之一是细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，新陈代谢的速度减慢；癌变是细胞中原癌基因从抑制状态转变成激活状态的过程，使细胞畸形分化；细胞膜表面的糖蛋白具有特异性，是细胞间相互识别和联络的语言或文字；癌细胞表面的糖蛋白等物质减少，使细胞彼此之间的黏着性降低，导致癌细胞容易在体内扩散和转移。
19.右图是某同学画的有丝分裂后期的动物细胞图，图中共有几处明显的错误( )
A．一处
B．二处
C．三处
D．四处
答案 D
解析 仔细观察图形，并根据有丝分裂后期特征得到答案D。四处错误分别为：①未画出中心体；②不应画出细胞板；③应为均等分裂图像；④上下对应的染色体大小形状应相同。
20．下列能说明某细胞已经发生分化的是( )
A．进行ATP的合成
B．进行酶的合成
C．存在血红蛋白
D．存在纤维蛋白基因
答案 C
解析 特异性蛋白合成的实质在于基因选择性表达，因此，看某细胞是否已发生分化，关键看细胞的特异性蛋白是否合成。血红蛋白是红细胞的特异性蛋白。纤维蛋白基因在细胞中普遍存在，不能作为细胞分化的依据。
21．关于细胞的分化、衰老、凋亡与癌变，下面选项中表述正确的是( )
A．细胞的高度分化改变了物种的遗传信息
B．细胞的衰老和凋亡是生物体异常的生命活动
C．原癌基因或抑癌基因发生多次变异累积可导致癌症，因此癌症可遗传
D．良好的心态有利于神经、内分泌系统发挥正常的调节功能，从而延缓衰老
答案 D
解析 本题可排除错误选项。细胞分化的实质是基因的选择性表达，而不改变细胞中的遗传物质，A错误；细胞的分裂、分化、衰老和凋亡是细胞正常的生命历程，B错误；癌变的细胞通常为体细胞，另外，癌症患者通常不再生育，因此癌症不可遗传，C错误。
22．下列关于动物细胞有丝分裂的叙述中，正确的是( )
A．分裂间期有DNA和中心体的复制
B．分裂间期DNA含量和染色体组数都加倍
C．纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂后期
D．染色单体形成于分裂前期，消失于分裂后期
答案 A
解析 动物细胞有丝分裂间期进行染色体的复制，即进行DNA的复制和相关蛋白质的合成，另外，动物细胞的有丝分裂有中心体的参与，在分裂间期，一个中心体复制为两个中心体，A正确；染色体复制并没有使染色体加倍，而是形成染色单体，B、D错误；纺锤体形成于分裂前期，消失于分裂末期，C错误。
二、非选择题(本题包括4小题，共45分)
23．(13分)图甲是显微镜下观察到的某植物根尖细胞有丝分裂图像，其中A、B、C、D、E分别为不同分裂期细胞的代号；图乙是其中一个细胞的放大示意图。请据图回答：
(1)用图甲中字母和箭头表示一个细胞周期的顺序是________________________________。
(2)乙图是表示细胞有丝分裂________期的示意图；图中有________条染色体，________条染色单体，________个DNA分子。
(3)请填写下列标号对应的名称：[2]____________；[4]__________。
(4)在实验室制作洋葱根尖细胞有丝分裂装片的操作过程是：取材→________→________→________→制片。
答案 (1)A→C→D→B→E (2)中 4 8 8 (3)着丝点 纺锤丝 (4)解离 漂洗 染色
24．(12分)下图是某植物细胞有丝分裂一个细胞周期中核内DNA及染色体相对数目(假设正常体细胞的染色体为2n)的变化曲线。分析曲线并回答下列问题：
(1)实线ABCDEF表示________的数量变化，虚线abcde表示________的数量变化。
(2)表示有丝分裂后期的区段：实线应为________段，虚线应为________段。
(3)请分析B→E段染色体发生的变化：_____________________________________
________________________________________________________________________。
(4)从有丝分裂进程的时间分析，此曲线有一个不科学的地方是_____________________。
答案 (1)DNA 染色体 (2)DE cd (3)散乱地排列→赤道板有规律地排列→移向两极 (4)分裂期持续的相对时间太长
25．(10分)下图是有关生物细胞生活史的概括。请据图分析回答问题：
(1)③所示的变化，在生物学上称为____________。
(2)F→G→H过程的技术，在植物学上叫______________，其理论基础是____________________。该植株的产生与“克隆羊”的产生都属于________繁殖。
(3)程序性死亡是一种主动的由基因决定的细胞自我破坏的过程。已知人的神经系统在发育过程中，约有50%的细胞发生程序性死亡。请用学过的生物学知识，简析为什么有的神经细胞发生程序性死亡而有的神经细胞却继续存活。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)细胞分化 (2)组织培养 细胞的全能性 无性 (3)调控程序性死亡的基因在有些神经细胞中表达，使这些神经细胞发生程序性死亡；有些在神经细胞中没有表达，使这些神经细胞继续存活
26．(10分)下面是细胞重大生命活动图式，请据图回答下列问题：
(1)上图表示的是________生物的细胞重大生命活动图式。
(2)细胞识别是细胞信号传导的前提，它是通过________实现的，细胞识别物质的基础是该结构上有__________。
(3)细胞分化过程中，由于某种因子的作用，有可能使________________发生突变，从而使正常细胞发生癌变转化为癌细胞。
(4)图中细胞增殖的主要方式是_____________________________________________。
答案 (1)真核 (2)细胞膜 糖蛋白 (3)原癌基因与抑癌基因 (4)有丝分裂章末整合
本章网络构建
①________；②______________________；③________；④__________；⑤________；⑥________；⑦________；⑧________；⑨________；⑩________； ________； ________； ________； ________。
答案 ①差异性 ②结合水 ③反应物 ④大量 ⑤微量 ⑥生物体维持生命活动的主要能量来源 ⑦脂肪 ⑧细胞膜
⑨固醇 ⑩参与组成细胞和生物体的各种结构 执行各种特定的生理功能 DNA RNA 遗传信息
规律方法整合
方法一 溶液培养法
典例1 与完全营养液培养的植物相比，缺铁元素的营养液培养出的植物表现出缺绿症状，当补充铁盐时，上述症状得以缓解，这说明( )
A．铁是叶绿素合成代谢的必需元素
B．缺绿病症是细胞缺少运输铁离子的载体
C．铁是构成叶绿素分子的必需元素
D．细胞内供能不足会影响铁离子的吸收
答案 A
解析 必需元素是指缺少后影响植物的正常生长，而且当再次添加后，植物又能恢复正常生长。结合题意可知，铁是叶绿素合成代谢的必需元素。
方法链接
1．溶液培养法又称水培法，就是在人工配制的营养液中加入或减少某种无机盐来观察植物的生长情况，从而判断植物生长所必需无机盐的一种方法。
2．探究某种无机盐是否为植物生长所必需无机盐的实验设计思路
(1)对照组
植物＋完全培养液―→正常生长
(2)实验组
迁移训练
1．由于无土栽培作物易于管理，优质高产，因此该项技术广泛应用于现代农业，同时无土栽培也是确定一种元素是否是植物生活所必需的元素的最常用的方法。
(1)无土栽培所用营养液中的无机盐在植物体内的作用是________________和________________。植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求也不同，所以应视具体情况调整____________________________，供作物________性吸收无机盐离子。
(2)为了验证镍为植物生活所必需的元素，请完成下列问题。
①材料用具：完全营养液甲、缺镍的营养液乙(其他元素均具备)、适当的容器和固定材料、长势相似的玉米幼苗、含镍的无机盐等。
②方法步骤(完善表格)：
项目
A组(20株长势相似的玉米幼苗)
B组(a.________________________)
处理
放入缺镍的营养液乙中培养
b.________________________
培养
相同且适宜的条件下培养数天
观察
c.________________________
预期结果
d.________________________
e.________________________
③从科学研究的严谨角度出发，为进一步证实A、B两组玉米生长状况的差异是由于镍元素的供应不同引起的，还应增加的实验步骤及结果是：___________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)细胞的组成成分 调节植物的生命活动 营养液中无机盐的组成和比例(营养液的配方) 选择
(2)②a.20株同A组长势相似的玉米幼苗 b．放入等量的完全营养液甲中培养 c．玉米幼苗的生长状况 d．玉米幼苗生长不正常 e．玉米幼苗生长正常 ③在缺镍的营养液乙中加入一定量的含镍的无机盐，一段时间后玉米幼苗恢复正常生长(或症状消失)，则镍是必需元素
解析 (1)题中无土栽培所用营养液中无机盐的作用是构成细胞的组成成分和调节植物的生命活动。从题中给出的信息“植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求也不同”可以看出，植物对不同无机盐的吸收根据需要具有选择性，所以应根据不同作物、不同生长发育时期对无机盐离子不同需求的具体情况，在配制营养液时随时调整无机盐的组成和比例，以便供作物选择性地吸收无机盐离子。(2)实验设计要遵循对照原则和单一变量原则。A组玉米幼苗放在缺镍的营养液乙中培养，则B组幼苗应放在等量的完全营养液甲中培养。本题要确定不能生长的一组确实是因缺镍导致的，故要进行二次实验，应在缺镍的营养液乙中加入一定量的含镍的无机盐，一段时间后看玉米幼苗能否恢复正常生长。
方法二 有关蛋白质的计算规律
典例2 某一蛋白质由4条肽链组成，共含有109个肽键，则此蛋白质分子中至少含有—NH2和—COOH个数及氨基酸数分别为( )
A．105个，105个，105个
B．110个，110个，110个
C．4个，4个，113个
D．1个，1个，113个
答案 C
解析 每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，多个氨基酸分子缩合而成多肽，因此，每条肽链至少含有一个氨基和一个羧基；组成蛋白质的氨基酸数减去组成蛋白质的肽链条数就等于该蛋白质中肽键数。
方法链接
1．氨基酸数、肽链数、肽键数和失水数的关系
(1)链状肽：肽键数＝失水数＝氨基酸数—肽链数
(2)环状肽：肽键数＝失水数＝氨基酸数
2．蛋白质中游离氨基或羧基数的计算
(1)链状肽：①至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数
②游离氨基或羧基数＝R基中的氨基或羧基数＋肽链数
(2)环状肽：①至少含有的游离氨基或羧基数＝0
②游离氨基或羧基数＝R基中的氨基或羧基数
3．蛋白质中含有N、O原子数的计算
(1)N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中的N原子总数
(2)O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中的O原子总数—脱去水分子数
4．蛋白质相对分子质量的计算
(1)无二硫键时：蛋白质相对分子质量＝氨基酸相对分子质量总和—失去水的相对分子质量总和
(2)有二硫键时：蛋白质相对分子质量＝氨基酸相对分子质量总和—失去水的相对分子质量总和—失去H的相对分子质量总和(失去H的个数等于二硫键中S的个数)
迁移训练
2．某非环状多肽，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(C3H7NO2)、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．该多肽彻底水解后能产生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．该多肽有三个肽键，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
答案 C
解析 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，存在三个肽键，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，可分析出4个氨基酸中有2个是半胱氨酸(C3H7NO2S)，即水解能形成的氨基酸为3种，再结合碳原子数目为21个，减去6个C原子(2个是半胱氨酸)，为15个C原子，可分析出另外两个氨基酸分别为苯丙氨酸和亮氨酸，进一步推出该多肽中氢原子数和氧原子数分别是32和5，A、B、D三项是正确的。
方法三 糖类、脂质、蛋白质和核酸的比较
典例3 下列叙述正确的是( )
A．磷脂是所有细胞必不可缺少的脂质
B．所有细胞壁的组成成分都有纤维素
C．只有多糖、蛋白质、脂肪三类生物大分子以碳链为骨架
D．被形容为“生命的燃料”的物质是指储存能量的多糖
答案 A
解析 磷脂是细胞生物膜结构的重要部分，是所有细胞必不可少的；纤维素是植物细胞壁的主要成分，动物细胞中没有该物质；生物体内的生物大分子都是以碳链为基本骨架，由许多单体连接而成的多聚体；细胞内生命活动的主要能源物质是葡萄糖，常被称为“生命的燃料”。
方法链接
项目
组成元素
基本单位
主要生理功能
糖类
C、H、O
单糖
生物体的重要成分，细胞的主要能源物质
脂质
C、H、O，有
的还有N、P
甘油、脂
肪酸等
脂肪主要是生物体内储存能量的物质；磷脂是构成生物膜的主要成分；固醇类在细胞的营养、代谢中具有重要功能
蛋白质
都有C、
H、O、N
氨基酸
细胞中各种结构的重要成分，占有特殊地位
核酸
C、H、O
N、P
核苷酸
一切生物的遗传物质，对遗传变异和蛋白质的生物合成有极其重要的作用
迁移训练
3．下列关于组成细胞的化合物的叙述，正确的是( )
A．胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分之一
B．蔗糖和麦芽糖水解的产物都是葡萄糖
C．脂肪和纤维素都是生物体内的能源物质
D．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
答案 A
解析 蔗糖的水解产物是葡萄糖和果糖，故B错误；纤维素是构成细胞壁的重要成分，不能被氧化供能，故C错误；组成蛋白质的肽链结构改变时，蛋白质的空间结构将发生改变，其功能会发生改变，故D错误。
方法四 细胞内的三大能源物质
典例4 细胞中的糖类、脂质、蛋白质都可以作为能源物质，其中主要的能源物质是________。但动物若长时间严重饥饿，需大量分解蛋白质作为能源物质时，就会危及生命，其主要原因是有些蛋白质是构成____________的重要物质，有些蛋白质又是调节____________________的重要物质。因此，当蛋白质作为能源大量消耗时，就会影响新陈代谢，甚至危及生命。患肠道疾病的病人由于进食困难，日渐消瘦，主要是体内消耗了________所致。给鸡、鸭喂谷类饲料，也能将它们育肥，主要是____________________的缘故。
答案 糖类 细胞和生物体 动物体的新陈代谢和生长发育 脂肪 糖类过多，转化为脂肪
方法链接
1．主要能源物质是糖类。
2．主要储能物质是脂肪。除此之外，动物细胞中的糖原和植物细胞中的淀粉也是重要的储能物质。
3．细胞中的能源物质为糖类、脂肪、蛋白质，三者供能顺序是：糖类→脂肪→蛋白质。糖类是主要的能源物质；当外界摄入能量不足时(如饥饿)，由脂肪分解供能；蛋白质作为生物体重要的结构物质，一般不提供能量，但在营养不良、疾病、衰老等状态下也可分解提供能量。
迁移训练
4．生物体内氧化所产生的代谢水，不同营养物质有所不同，最高者每氧化1
g即可产生1.07
mL水。骆驼体内贮有大量该物质，30多天不喝水也能正常活动，则该物质最可能是( )
A．蛋白质
B．脂肪
C．葡萄糖
D．肝糖原和肌糖原
答案 B
解析 题中选择项给出的物质中，脂肪含H最多，氧化时产生的水最多，所以骆驼体内的某物质最可能是脂肪。
方法五 DNA、RNA、蛋白质的水解产物和代谢终产物的比较
典例5 DNA分子在彻底水解后，得到的化学物质是( )
A．氨基酸、葡萄糖、碱基
B．脱氧核苷酸
C．脱氧核糖、碱基、磷酸
D．核糖核苷酸
答案 C
解析 DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，因此DNA初步水解的产物是脱氧核苷酸，而脱氧核苷酸进一步水解，得到组成脱氧核苷酸的成分：一分子含氮碱基、一分子脱氧核糖和一分子磷酸。
方法链接
项目
DNA
RNA
蛋白质
基本单位
脱氧核苷酸
核糖核苷酸
氨基酸
初步水解产物
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
多肽
彻底水解产物
脱氧核糖、含氮碱基和磷酸
核糖、含氮碱基和磷酸
氨基酸
代谢终产物
CO2、H2O、尿素和磷酸盐等
CO2、H2O和尿素
迁移训练
5．人体细胞内的核酸水解后，对可能的水解物判断错误的是( )
A．1种五碳糖
B．4种脱氧核苷酸
C．5种含氮碱基
D．8种核苷酸
答案 A
解析 人体细胞内的核酸包括DNA和RNA，其水解可形成4种脱氧核苷酸、4种核糖核苷酸；若彻底水解也可形成5种碱基、2种五碳糖。
方法六 生物大分子的显色反应
典例6 某同学在做生物大分子鉴定时，做完还原糖鉴定后，发现忘记配制双缩脲试剂了，他要尽快做蛋白质的鉴定，应该( )
A．直接用斐林试剂甲液和乙液
B．重新称量药品配制双缩脲试剂
C．斐林试剂甲液(NaOH溶液)可以直接用作双缩脲试剂A液，乙液(CuSO4溶液)要稀释5倍当作双缩脲试剂B液
D．斐林试剂甲液(NaOH溶液)稀释5倍用作双缩脲试剂A液，乙液(CuSO4溶液)可以直接当作双缩脲试剂B液
答案 C
解析 斐林试剂和双缩脲试剂的成分如下表：
试剂名称
化学本质
斐林试剂
甲液
0.1
g/mL的NaOH
乙液
0.05
g/mL的CuSO4
双缩脲试剂
A液
0.1
g/mL的NaOH
B液
0.01
g/mL的CuSO4
方法链接
需鉴定的有机物
常用的实验材料
用于鉴定的试剂
反应产生的颜色
注意的
问题
还原
性糖
苹果、
梨等
斐林试剂
砖红色
沉淀
现配现用
脂肪
花生
苏丹Ⅲ
橘黄色
显微镜
观察
蛋白质
蛋清或
豆浆
双缩脲
试剂
紫色
先后加入
淀粉
小麦、绿叶等
碘液
蓝色
避免绿色干扰
迁移训练
6．以下关于实验的描述，正确的是( )
A．还原性糖遇斐林试剂呈砖红色沉淀
B．西瓜汁中含有丰富的葡萄糖和果糖，可用作还原性糖鉴定的替代材料
C．脂肪的鉴定中发现满视野都呈现橘黄色，于是滴1～2滴体积分数为50%的盐酸洗去多余的染液
D．在稀释的蛋清液中加入双缩脲试剂，振荡摇匀，可看到溶液变为紫色
答案 D
解析 还原性糖与斐林试剂水浴加热才能呈砖红色沉淀，故A错误。西瓜汁颜色较深，不适合作为鉴定还原性糖的替代材料，故B错误。脂肪鉴定时细胞外面多余的染液通常用1～2滴体积分数为50%的酒精溶液洗去，而不是用盐酸，故C错误。第6课时 生命活动的基本单位——细胞
[目标导读] 1.阅读教材P28，概述细胞学说建立的过程、内容和意义。2.结合教材P29图3－1，P30“边做边学”，学会正确使用光学显微镜。3.通过教材P33～34“边做边学”，学会比较不同细胞的异同点。
[重难点击] 1.高倍显微镜的使用。2.细胞的多样性和统一性。
一 细胞学说建立的过程、内容和意义
通过对多种细胞的观察和研究，科学家们揭示了细胞的统一性，最终提出了重要的细胞学说。阅读教材P28～29内容，完成下表并思考：
时间
国家
科学家
重要发展
不足
1665年
英国
胡克
用显微镜观察栎树软木塞切片，发现并命名了细胞
观察的是死细胞，只看到细胞壁
1838年
德国
施莱登
细胞是构成植物体的基本单位
未与动物界相联系
1839年
德国
施旺
一切动、植物都是由细胞构成的
未搞清细胞来源的过程
1858年
德国
魏尔肖
细胞通过分裂产生新细胞
未考虑非细胞结构生物的繁殖
1.施旺和施莱登共同提出的细胞学说的内容是什么？
答案 动物和植物都是由细胞构成的，细胞是动、植物的基本单位。
2．19世纪自然科学的“三大发现”指的是什么？
答案 细胞学说、达尔文的生物进化论、能量守恒与转化定律。
3．能否把细胞学说改为“一切生物都是由细胞构成的”？
答案 不能。病毒没有细胞结构，所以不能说“一切生物都是由细胞构成的”。
4．细胞学说的意义
(1)细胞学说揭示了生物体结构的统一性。
(2)使人们认识到各种生物之间存在共同的结构基础。
(3)细胞学说的建立标志着生物学的研究进入到细胞水平，极大地推进了生物学的研究过程。
特别提醒
细胞学说仅涉及到动植物细胞，不涉及原核细胞、真菌和病毒。
活学活用
1．下列哪一项说法不符合细胞学说的主要内容或补充内容( )
A．生物都是由细胞构成的
B．细胞是一个相对独立的单位
C．新细胞都是先前细胞通过分裂产生的
D．细胞的作用既有独立性又有整体性
答案 A
解析 除病毒、类病毒和朊病毒外，生物体都是由细胞构成的，病毒无细胞结构。
二 光学显微镜的使用
显微镜是生物学中一种常用的仪器，我们初中已经尝试过使用低倍镜观察微观世界，请同学们结合下列材料探究高倍显微镜的使用规律。
1．观察上图1信息，请判断：目镜无(有、无)螺纹，物镜有(有、无)螺纹；甲、乙目镜相比，甲的镜头长度长(长、短)，放大倍数小(大、小)；丙、丁物镜相比，丙的镜头长度长，放大倍数大，和载玻片的距离H1小于(大于、小于)H2。
2．试从图2操作过程总结高倍显微镜的使用方法
低倍镜下找到清晰的目标，将要观察的物像移至视野中央→转动转换器，移走低倍物镜，换成高倍物镜→调节大光圈、凹面镜，使视野明亮→调节细准焦螺旋使图像清晰。
3．通过上述操作试比较高倍镜与低倍镜的视野差异
4．若在显微镜下看到一个细胞在视野的右上方，那么实际上该细胞在装片的哪个方向？
答案 显微镜成的是倒像，该细胞实际上应在装片的左下方。
5．有关视野中污点位置的分析
注意：污点绝不会在反光镜上。
小贴士 显微镜的使用口诀
一取二放，三安装。转换低倍，来对光。放上玻片，粗慢降。缓升镜筒，细观赏。物像移中，转高倍。高倍使用，只细调。收片整理，后归箱。
归纳总结
1．显微镜的放大倍数
2．物像
(1)显微镜所成的像是左右相反、上下颠倒的像。
(2)玻片与物像的移动方向相反。
3．放大倍数的变化与视野范围内细胞数量变化的关系
(1)更改放大倍数，一行视野范围内细胞数量的变化＝更改前观察到的细胞数×，如图：
(2)更改放大倍数，圆形视野范围内细胞数量的变化＝更改前观察到的细胞数×2，如图：
活学活用
2．如图所示：甲图中有目镜、物镜，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图中的①④⑥组合
B．从图中的乙转为丙，正确调节顺序：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．若丙图观察到的细胞是位于乙图右上方的细胞，从图中的乙转为丙时，应向右上方移动装片
问题导析 (1)图甲中①②为目镜(目镜或物镜)，其中②的放大倍数高。图甲中③④为物镜(目镜或物镜)，其中③的放大倍数高。⑤⑥中⑤为高倍物镜与载玻片的距离图像。
(2)由图乙转换成图丙的第一步为移动装片，将要观察的物像移至视野中央。
答案 D
解析 丙图是乙图放大后的物像，应选用甲图中②③⑤组合。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，而不是面积的放大倍数。物像偏向哪个方向，则应向哪个方向移动装片才能使其居于视野中央。
三 细胞的大小和形态
除了病毒外，生物体都是由细胞构成的，试通过使用光学显微镜观察各种各样的细胞，认识细胞的多样性。
1．按照下面的步骤完成实验过程
(1)观察菠菜叶表皮细胞
①将载玻片擦拭干净，在其中央滴一滴清水。
②用镊子夹取菠菜叶下表皮，将其浸入载玻片中央的水滴中并展平，以防止由于细胞的重叠而影响观察效果。
③用镊子夹起盖玻片，使它的一边先接触载玻片中央的水滴边缘，然后轻轻盖在菠菜叶下表皮上，避免产生气泡，用吸水纸吸去多余的水。
④将制作好的玻片标本放到显微镜下观察，记录所观察的现象。
(2)观察人口腔上皮细胞
①用牙签轻轻刮取自己的口腔内侧，牙签上会附着部分口腔上皮细胞。
②将牙签上的刮取物涂布在质量分数为0.9%的生理盐水中。
③口腔上皮细胞无色，因此需要染色。染色时，在盖玻片的一侧滴一滴碘液，在另一侧用吸水纸吸引，重复2～3次。
④将制作好的玻片标本放到显微镜下观察，记录所观察的现象。
(3)观察人的骨组织、肌肉组织和神经组织的永久玻片标本，并绘出所观察到的细胞。
2．观察下面的细胞示意图，思考下面问题
(1)生物体的构成：除病毒等少数种类以外，生物体都是由细胞构成的。
(2)细胞的形态和大小
①不同生物的细胞形态和大小不同。
②同一生物不同组织的细胞形态和大小不同。
③在同一生物的相同组织中，细胞的大小也不一样。
④同一个细胞，处在不同的发育阶段，其大小也会发生改变。
⑤细胞的形态多种多样，有球体、多面体、纺锤体和柱状体等。
(3)细胞的大小、形态与其生理功能是相适应的。
归纳提炼
细胞与生理功能相适应
活学活用
3．下列关于使用显微镜观察各种各样的细胞的叙述中，错误的是( )
A．可选用菠菜叶的下表皮或人口腔上皮细胞为实验材料
B．可直接观察生物细胞的永久玻片标本
C．用镊子夹取菠菜叶的下表皮，将其浸入载玻片中央的生理盐水中并展平
D．用牙签刮取口腔内侧，将刮取物涂布在质量分数为0.9%的生理盐水中
答案 C
解析 用镊子夹取菠菜叶的下表皮，将其浸入载玻片中央的清水中并展平。
当堂检测
1．细胞学说指出：细胞是一切动植物结构的基本单位，这个学说的科学价值主要是( )
A．告诉人们所有的生物均由细胞构成
B．证明了生物彼此间存在着亲缘关系
C．说明了动植物细胞是一样的
D．使人们对生物体的认识进入分子水平
答案 B
解析 几乎所有的生物都具有细胞这一共同的结构基础，根据这一共性的存在，我们可以推断，这些生物之间存在着亲缘关系。
2．下面是5位同学在显微镜观察实验中的具体操作。其中操作正确的是( )
甲：用凹面镜对着光源以增大视野的亮度
乙：用卫生纸擦拭目镜
丙：使用低倍镜找不到细胞，于是立即换上高倍镜期望能快速找到
丁：使用高倍镜已经看到细胞，但有些模糊，于是调节细准焦螺旋
戊：发现被观察对象位于视野左下角，为将其移向视野中心，将玻片移向右上角
A．甲、乙、丙
B．乙、丁、戊
C．甲、丁
D．甲、戊
答案 C
解析 乙应该用擦镜纸擦拭目镜；丙使用低倍镜找不到细胞，换上高倍镜更看不到；由于显微镜成的是倒像，因此戊发现被观察对象位于视野左下角，为将其移向视野中心，应将玻片向左下角移动。
3．用光学显微镜观察人口腔上皮细胞临时装片时，下列操作正确的是( )
A．将物镜对准通光孔
B．先用高倍镜观察，后用低倍镜观察
C．移动装片可确定污物在物镜上
D．使用高倍镜时，用粗准焦螺旋调节
答案 A
解析 用显微镜观察时，应先用低倍镜再用高倍镜；移动装片时，根据视野变化的特点可以确定污物是否在装片上，但并不能据此确定污物是在物镜上还是在目镜上；使用高倍镜时，要用细准焦螺旋调节。
4．2011年7月26日，我国深海潜水器“蛟龙号”下潜深度成功突破5
000米，在这里发现了多种奇特的海洋生物，这些生物的共同点是( )
A．形态相似
B．大小相似
C．结构与功能相统一
D．功能相似
答案 C
解析 多细胞生物由于细胞分化形成了多种多样的细胞，但不管哪种细胞，结构与功能都是相统一的。
5．如图是光学显微镜的结构示意图。请据图回答下列问题：
(1)在显微镜对光时，首先转动[ ]__________，使低倍物镜对准[ ]______________，并保持2
cm的距离。然后转动[ ]____________选择一个较大光圈。最后____________眼注视目镜内，同时转动[ ]__________，得到一个明亮的视野。
(2)在用低倍显微镜观察时，首先应将玻片中的标本放到通光孔的____________。然后双目注视____________和____________之间的距离，转动[ ]__________，使两者靠近但不能接触。最后左眼注视目镜(右眼要求____________)，先转动____________，直到出现物像，再转动[ ]__________，调节至物像清晰。
(3)在用高倍显微镜观察时，首先要将观察的细胞移到视野的__________。然后转动____________，换成高倍物镜。最后再调节____________，使物像清晰。
(4)若想获得细胞表面形态和结构的三维立体图像，则需要使用__________显微镜。
答案 (1)③ 转换器 ⑥ 通光孔 ⑦ 遮光器 左 ⑨ 反光镜 (2)正中央 物镜 玻片 粗准焦螺旋 睁开 粗准焦螺旋 细准焦螺旋 (3)正中央 转换器 细准焦螺旋 (4)扫描电子
40分钟课时作业
基础过关
知识点一 细胞学说
1．细胞学说的建立过程是一个科学家探究、开拓、继承、修正和发展的过程，充满了耐人寻味的曲折。下列说法正确的是( )
A．德国科学家施莱登和施旺发现细胞并创立了细胞学说
B．细胞学说认为细胞分为原核细胞和真核细胞
C．德国科学家魏尔肖指出“细胞是先前细胞通过分裂产生的”
D．细胞学说揭示了生物的统一性和多样性
答案 C
解析 细胞的发现者是英国科学家胡克；细胞学说是针对动植物体而言的，认为一切动植物都由细胞发育而来；细胞学说使人们认识到各种生物之间存在着共同的结构基础。
2．恩格斯曾经把细胞学说、达尔文的生物进化论、能量守恒与转化定律并称为19世纪自然科学的“三大发现”。其中细胞学说创立的重要意义在于( )
①将千变万化的生物界通过细胞结构统一起来 ②证明了生物之间存在着亲缘关系 ③为达尔文的进化论奠定了唯物主义基础 ④所有生物都是由细胞构成的
A．①②③④
B．①②③
C．①②
D．③④
答案 B
解析 细胞学说的内容是：动物和植物都由细胞构成，而不是“所有生物”。
知识点二 显微镜的使用
3．下列关于使用显微镜观察组织切片的说法，正确的是( )
A．物镜越长，放大倍数越大，视野范围越大，每个细胞的物像越大
B．看清物像时，使用与盖玻片间距离越大的物镜，看到的细胞越小，视野中细胞数目越多
C．换用较长的目镜，看到的细胞数目增多，视野变暗
D．换用较长的物镜，看到的细胞数目减少，视野变亮
答案 B
解析 物镜越长，放大倍数越大，使用时镜头离载玻片的距离越近；放大倍数越大，物像越大，视野范围也就越小，透光量越少，视野越暗。
4．下面是用显微镜观察时的几个操作步骤，要把显微镜视野下的标本从下图中的A转为B，其正确的操作步骤是( )
①向右上方移动载玻片 ②调节反光镜使视野明亮 ③转动转换器 ④调节细准焦螺旋 ⑤调节粗准焦螺旋
⑥向左下方移动载玻片
A．①③②④
B．②③④⑥
C．⑥③②④
D．⑥③⑤④
答案 C
解析 从题图中可以看出，A图中的细胞比B图中的多而小，说明A图是低倍镜下的图像，B图是A图左下方细胞在高倍镜下的图像。要按照高倍镜的操作要求去操作。
5．若用同一显微镜观察同一标本4次，每次仅调整物镜或细准焦螺旋，结果得到下列四个图像：物镜镜头与标本最远时观察到的图像和视野中最暗的图像分别是( )
A．④③
B．①③
C．②③
D．②④
答案 A
解析 物镜镜头与标本的距离和放大倍数成反比，倍数越小，距离越远；视野的亮度和放大倍数成反比，放大倍数越大，视野越暗。
6．显微镜目镜为10×、物镜为10×时，视野中被相连的64个分生组织细胞所充满，若物镜转换为40×，则在视野中可检测到的分生组织细胞数为( )
A．2个
B．4个
C．8个
D．16个
答案 B
解析 注意题目中是被64个分生组织细胞所充满，因此计算时不能只看物像的长度或宽度，而是要看物像的面积的变化。放大倍数放大了4倍是指细胞成像的长度或宽度的放大倍数，细胞成像的面积放大的倍数应为4×4＝16，因此，视野中容纳的细胞数只能是原来的1/16，也就是4个。
知识点三 细胞的大小和形态
7．关于细胞的多样性的叙述，错误的是( )
A．不同生物的细胞不完全相同
B．许多生物体由多种细胞构成
C．两个相同生物的体细胞完全相同
D．动植物的器官是由不同细胞构成的
答案 C
解析 两个相同生物的体细胞不可能完全相同。
8．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．精子具有鞭毛与其运动功能相适应
C．神经元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
答案 D
解析 红细胞没有细胞核，不能分裂了。
能力提升
9．使用普通光学显微镜观察水中生物，若发现视野中小动物如图1所示方向游走，请问应把载玻片向如图2所示的哪个方向移动( )
A．甲
B．乙
C．丙
D．丁
答案 C
解析 显微镜下观察到的是倒立的虚像，物像位于哪个方向，玻片应向哪个方向移动。
10．如图为某人体内几种类型的细胞模式图。下列相关叙述中，不正确的是( )
A．这些细胞最初来源于同一个受精卵细胞
B．a的结构已发生很大变化
C．这些细胞在结构上具有统一性
D．这些细胞在功能上是相同的
答案 D
解析 a为精子细胞，其他为体细胞，这些细胞最初来源于同一个受精卵的细胞分裂和分化，基本结构相同，但已分化，所以功能不同。
11．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，则操作的主要顺序为：
①把________________________移到______________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________至物像清晰。
(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？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)①要放大观察的物像 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
12．下图所示光学显微镜的一组镜头，目镜标有5×和15×字样，物镜标有10×和40×字样。请据图回答下列问题：
(1)要仔细观察叶绿体的形态时，显微镜的目镜、物镜的组合应为__________(用标号作答)。此时放大的倍数为__________倍。
(2)在观察叶绿体时，③与④的显微视野中比较明亮的是__________。
(3)若在低倍镜视野中发现有一异物，当移动装片时，异物不动，转换高倍镜后，异物仍可观察到，此异物可能存在于( )
A．物镜上
B．目镜上
C．装片上
D．反光镜上
答案 (1)②③ 600 (2)④ (3)B
解析 (1)显微镜的镜头有两种：目镜和物镜。目镜可从镜筒上端开口处插入，目镜长度与放大倍数成“反比”。物镜的上端有螺丝口，可旋转固定在镜筒下端连接的转换器的三个开口上。物镜长度与放大倍数成“正比”。显微镜的放大倍数为目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。(2)显微镜视野的明亮程度与物镜镜头的通光量有关，低倍物镜放大倍数小，实际观察到的标本区域较大，通光量较大，因而视野明亮；高倍物镜放大倍数大，实际观察到的标本区域较小，通光量较小，因而视野较暗。(3)视野中异物的位置有三种情况：物镜上、目镜上和装片上。移动装片，异物不动，说明不在装片上；转动转换器，换上高倍镜后，仍可观察到，说明不在物镜上，只能存在于目镜上。
个性拓展
13．如图是显微镜的结构示意图，请据图回答下列问题：
(1)如果8上安装的两个物镜标有40×和10×，目镜6标有10×，那么根据图中物镜的安放状态，所观察到物像的__________(填“长度”“面积”或“体积”)是物体的______倍。
(2)某同学依次进行了下列操作：①制作装片；②用左眼注视目镜视野；③转动4调至看到物像；④转动5调至物像清晰。你认为操作程序是否正确？如有补充请作说明。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)某同学在实验时，先用一块洁净的纱布擦拭镜头，再在一干净的载玻片中央滴一滴清水，放入一小块植物组织切片，小心展平后，放在显微镜载物台正中央，并用压片夹压住，然后在双眼侧视下，将物镜降至距离玻片标本1～2
cm处停止；用左眼注视目镜视野，同时转动粗准焦螺旋，缓慢上升镜筒。请指出该同学操作中不正确的地方：_________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)长度 100 (2)不正确。正确操作：①→转动5下降镜筒→②→③转动5调至看到物像→④转动4调至物像清晰 (3)①擦拭镜头不能用纱布，应用专用擦镜纸；②放入一小块植物组织切片，展平后应盖上盖玻片，再放置到显微镜载物台上固定；③将物镜降至距离玻片标本1～2
cm处停止不妥，应直到低倍物镜几乎碰到玻片标本为止第12课时 物质的跨膜运输(二)
[目标导读] 1.阅读教材P55内容，结合图3－34分析主动运输的特点，并比较主动运输和被动运输的不同。2.结合教材P56的知识海洋，识记胞吞和胞吐的特点。
[重难点击] 三种跨膜运输方式的特点。
一 主动运输
被动运输都是顺着浓度梯度进行运输的，除此以外也存在着逆浓度梯度的运输，这就是主动运输。请阅读教材P55内容，结合提供的材料完成下面的分析：
1．在轮藻细胞中钾的含量比它所生存的水环境多63倍，而丽藻细胞中则多1
065倍。
(1)你认为在这些细胞吸收钾时，钾的运输方向是怎样的？
答案 由低浓度到高浓度。
(2)如果加入细胞呼吸抑制剂，吸收过程会立即减弱，说明了什么问题？
答案 说明这些过程是需要消耗能量的。
2．观察下面主动运输示意图：
思考物质的主动运输方式除需要能量外还需要什么？
答案 物质由膜经主动运输方式进入细胞内需要载体蛋白的参与。
3．由上述探究可知，主动运输是逆浓度梯度进出细胞的运输方式，不仅需要膜上载体蛋白的参与，还需要消耗细胞代谢释放的能量。
4．影响主动运输的因素有哪些？请结合所给的信息，思考回答下列问题：
(1)甲、乙、丙三种植物对土壤中M离子的吸收情况不同，甲不能吸收，乙、丙能吸收且丙吸收的速率更快，研究表明甲根毛细胞膜上不具有运输M的载体蛋白，乙、丙根毛细胞膜上具有运输M的载体蛋白，而且丙的细胞膜上运输M的载体蛋白数量多。这说明，载体蛋白的种类和数量会影响主动运输的速率。
(2)研究表明，主动运输的运输速率和细胞的能量供应之间的关系如图所示，请分析：
①ab段：随能量供应的增加，运输速率增大，说明主动运输需要消耗能量。
②bc段：受载体蛋白数量的限制，运输速率不再增加。
归纳提炼
1．影响主动运输的因素
(1)载体蛋白的种类和数量：决定所运输的物质种类和数量。
(2)能量：凡是能够影响能量供应的因素都影响主动运输的速度，如温度、氧气浓度等。
2．主动运输的意义
主动运输能够保证活细胞按照生命活动的需要，主动地选择吸收所需要的营养物质，排出新陈代谢产生的废物和对细胞有害的物质。可见，主动运输对于活细胞完成各项生命活动具有重要意义。
活学活用
1．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NO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
问题导析 (1)据图分析，胡萝卜细胞吸收K＋和NO的方式为主动运输。
(2)影响主动运输的因素有载体蛋白的种类和数量、能量。
答案 B
解析 A、B两点对应的氧浓度不同，细胞呼吸产生的能量不同，导致NO的吸收量不同。B、C两点处于相同氧浓度下，呼吸作用产生的能量相同，但吸收量有差异，是因为膜上运输NO的载体蛋白比运输K＋的载体蛋白数量多。
二 物质跨膜运输方式的判断
三种物质跨膜运输的方式有着明显的不同，请结合下图对比分析：
1．物质A的运输方式是自由扩散，判断的理由是由高浓度到低浓度运输，不需要载体蛋白和能量。
2．物质B的运输方式是协助扩散，判断的理由是由高浓度到低浓度运输，需要载体蛋白，不消耗能量。
3．物质C的运输方式是主动运输，判断的理由是由低浓度到高浓度运输，需要载体蛋白，消耗能量。
4．三种物质的运输中，与图2曲线相符的是物质C。与图3中甲曲线相符的是物质A，与乙曲线相符的是物质B或物质C。
5．氧气的浓度主要通过影响细胞呼吸的强度，进而影响能量的供应。下图是物质跨膜运输方式与细胞中氧气浓度的关系：
(1)图甲中物质的运输速度与氧气浓度无关，说明这种运输方式不需要能量，可能是自由扩散或者协助扩散。
(2)图乙中物质的运输在一定范围内，随着氧气浓度的增加，运输速度加快，说明这种方式消耗能量，表示的是主动运输，mn段运输速度不能继续上升，这是受载体蛋白数量的限制。
归纳总结
活学活用
2．如图是测定了某种生物的细胞对甲、乙两种物质吸收速率与该物质浓度的关系绘制成的曲线，仔细分析后，你认为下列说法中正确的是( )
A．甲物质是主动运输，乙物质是自由扩散
B．甲物质是自由扩散，乙物质可能是主动运输
C．乙醇进入细胞的方式与乙物质相同
D．K＋进入细胞的方式与甲物质相同
问题导析 (1)分析题图，判断甲乙两种物质的运输方式。①随物质浓度的增加，甲的吸收速率一直在增加，可判断甲为自由扩散；②乙的吸收速率增加到一定程度后，不再增加，说明此时乙的吸收速率不再受浓度的影响，最可能受到载体蛋白数量的限制，判断乙为协助扩散或主动运输。
(2)乙醇通过自由扩散进入细胞，因此与甲相同；K＋通过主动运输进入细胞，因此与乙相同。
答案 B
解析 图中甲物质随着物质浓度的增大而吸收速率加快，说明其运输方式为自由扩散；乙物质的运输方式具有载体饱和效应，为协助扩散或主动运输。乙醇和K＋进入细胞的方式分别为自由扩散和主动运输。
三 胞吞和胞吐
载体蛋白虽然能够帮助许多离子和小分子通过细胞膜，但是，对于像蛋白质这样的大分子的运输却无能为力。大分子、颗粒性的物质进出细胞要依靠胞吞和胞吐，结合教材P56内容分析：
1.什么是胞吞？
答案 胞吞就是大分子物质被包裹在细胞膜内陷形成的囊泡中，从细胞外进入细胞内的过程。
2．什么是胞吐？
答案 胞吐就是物质以囊泡的形式通过细胞膜，从细胞内排到细胞外的过程。
3．由图看出，胞吞和胞吐都要发生膜的弯曲、折叠和融合，这体现了生物膜的什么特点？
答案 流动性。
4．如果用抑制剂降低细胞呼吸，细胞的能量供应减少，胞吞和胞吐也会受到影响，这说明什么问题？
答案 胞吞和胞吐需要消耗能量。
方法技巧
判断物质进出细胞的方式
(1)根据分子大小与是否需要载体蛋白、能量
(2)根据运输方向：逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。
活学活用
3．如图表示细胞对大分子物质“胞吞”和“胞吐”的过程，下列与此有关的叙述，错误的是( )
A．a与b均要以膜的流动性为基础才可能发生
B．a要有细胞表面识别和内部供能才可能完成
C．b在细胞分泌的同时膜成分也随之更新
D．b与a分别是细胞排泄废物和摄取养分的基本方式
问题导析 (1)
“胞吞”和“胞吐”即a和b过程，都需要通过膜的融合才能实现，这一过程体现了膜的流动性。
(2)“胞吞”需要通过膜的识别附着在细胞膜上，才能由细胞膜内陷形成小囊泡，进入细胞内，且胞吞需要消耗能量。
(3)胞吐的过程是一系列囊泡转移的过程，而囊泡是由高尔基体通过“出芽”形成的，囊泡在与细胞膜融合的过程中，便将高尔基体膜上的成分转移到细胞膜。
(4)主动运输能主动地选择并吸收营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。
答案 D
解析 胞吞和胞吐是膜流动性的具体表现，胞吞是通过膜外表面的糖蛋白识别，消耗能量进入细胞内；胞吐是高尔基体“出芽”形成的囊泡与细胞膜融合，将大分子物质排到膜外，因此，有部分高尔基体膜的成分转移到细胞膜；排出废物和摄取养分的基本方式是利用膜的选择透过性直接通过细胞膜以被动运输、主动运输等方式进行。
当堂检测
1．主动运输不同于自由扩散，因为前者的特点是( )
A．必须有载体蛋白的协助
B．需要消耗能量
C．物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧
D．上述三项都具备
答案 D
2．下图是植物根从土壤中吸收某矿质离子示意图。据图判断，该离子跨膜进入根毛细胞的方式为( )
A．自由扩散
B．协助扩散
C．主动运输
D．被动运输
答案 C
解析 分析图示可知，矿质离子的运输方向是从低浓度到高浓度，需要载体蛋白协助，还消耗能量，故为主动运输。
3．大肠杆菌在繁殖时，细胞内钾离子的浓度是培养液的3
000倍。如果在培养液中加入一种叫箭毒素的药物，大肠杆菌细胞内钾离子浓度立即下降，这种药物很可能( )
A．使细胞膜变成全透性
B．抑制膜上载体蛋白的活动
C．加快细胞膜的流动
D．使载体蛋白运动方向改变
答案 B
解析 由于钾离子可逆浓度梯度运输进入大肠杆菌，从而在大肠杆菌细胞内大量积累钾离子，所以钾离子的运输方式为主动运输，需要载体蛋白的协助，加入箭毒素后载体蛋白的活动受到抑制，吸收受到限制。
4．细胞吸收物质的方式之一是胞吞，具体过程是：当物质吸附在细胞膜上时，细胞膜内陷，形成小囊泡，囊泡在移动的过程中在细胞内溶解消失，把物质留在细胞质内。以下对胞吞的理解正确的是( )
A．体现了细胞膜的功能特性是选择透过性
B．这个过程不需要消耗能量
C．该过程用于吸收小分子物质
D．体现了细胞膜的结构特点是具有一定的流动性
答案 D
解析 由题意知，该物质进入细胞时，并非通过细胞膜；其原理是以细胞膜的流动性为生理基础；膜分子的运动亦需要消耗能量。胞吞是细胞吸收大分子物质的方式。
5．某植物根系对某营养物质的吸收与该物质溶液浓度的关系如图所示。从图中曲线可以看出，在一定浓度范围内，该植物根系对该物质的吸收速率随浓度增加而增加，当达到P点后吸收速率不再增加。有人认为这种现象可表明该植物根系对该物质的吸收方式为主动运输，也有人认为是被动运输，请设计一个实验加以确定。(已知细胞呼吸产生主动运输所需要的能量)
(1)设计并完善实验步骤
①取甲、乙两组生长发育状况相同的植株，放入适宜浓度的____________________的溶液中；
②甲组的根系给予正常的呼吸条件，乙组的根系__________________________________
________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)预测实验结果并分析
①若两组植株的根系对该物质的吸收速率一样，说明
________________________________________________________________________；
②若________________________________________________________________________，
说明________________________________________________________________________。
答案 (1)①含有该营养物质 ②完全抑制呼吸，其他条件相同 ③一段时间后测定两组植株的根系对该物质的吸收速率 (2)①该植物的根系对该物质的吸收方式不是主动运输 ②乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率或完全不吸收 该植物根系对该物质的吸收方式是主动运输
40分钟课时作业
基础过关
知识点一 主动运输
1．下列生理现象中，需要由细胞提供能量的是( )
A．细胞吸收甘油
B．细胞排出二氧化碳
C．红细胞吸收葡萄糖
D．小肠上皮细胞吸收葡萄糖
答案 D
解析 甘油进入细胞是自由扩散，细胞排出二氧化碳是自由扩散，红细胞吸收葡萄糖是协助扩散，小肠上皮细胞吸收葡萄糖是主动运输，主动运输需要消耗能量，自由扩散和协助扩散不需要消耗能量，选D。
2．下图是某种物质跨膜运输方式的示意图，该运输方式是( )
A．自由扩散
B．协助扩散
C．主动运输
D．被动运输
答案 C
解析 从图中可看出：该物质从低浓度一侧运往高浓度一侧，需要载体蛋白协助，并消耗能量，可判断该物质的运输方式为主动运输。
知识点二 物质跨膜运输方式的判定
3．下图中Ⅰ～Ⅳ说明了物质和离子通过细胞膜的转运方式，下列叙述中正确的是( )
A．均为主动运输
B．图Ⅱ和图Ⅲ为主动运输，图Ⅰ和图Ⅳ为被动运输
C．图Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ为渗透作用
D．图Ⅲ为主动运输，图Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ为被动运输
答案 D
解析 确定是主动运输还是被动运输，要看运输的方向和是否需要载体蛋白和能量。据此判断图Ⅲ为主动运输，图Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ为被动运输。
4．如图表示一种物质的跨膜运输方式，该方式最可能是( )
A．自由扩散
B．协助扩散
C．主动运输
D．胞吞
答案 B
解析 据图，该方式需要载体蛋白，不需要能量，是协助扩散。
5．已知某种物质通过细胞膜的方式如图所示，则下列哪种物质的运输方式与图示不同( )
A．Na＋
B．K＋
C．氧气
D．氨基酸
答案 C
6．下列四项表示正常情况下，不同物质穿过细胞膜进入细胞内的四种情况。若在X点加入有氧呼吸抑制剂，下列曲线中将会发生明显变化的是( )
答案 C
解析 通过上图可以看出A、D为自由扩散，B为协助扩散；C为主动运输，需呼吸作用提供能量，所以加入有氧呼吸抑制剂，曲线就会发生明显变化。
7．在玉米的营养液中加入某种阴离子，结果发现玉米的根细胞在吸收该种阴离子的同时，对氯离子的吸收减少了，但对钾离子的吸收没有影响，最可能的原因是该种阴离子( )
A．妨碍了能量的形成
B．抑制了主动运输
C．与氯离子的载体相同
D．抑制了细胞呼吸
答案 C
解析 影响主动运输的因素有能量和载体蛋白。由题干信息可知，能量供应并未受到影响。
知识点三 胞吞和胞吐
8．吞噬细胞能够吞噬衰老的细胞以及侵入人体的病原菌，对这一过程的认识正确的是( )
A．消耗能量，体现了细胞膜的流动性和选择透过性
B．消耗能量，体现了细胞膜的流动性和识别功能
C．不消耗能量，吞噬的动力来源于膜的流动性
D．不消耗能量，吞噬过程的实质是病原菌的入侵
答案 B
解析 吞噬细胞吞噬衰老的细胞以及侵入人体的病原菌是胞吞，需要消耗能量，体现了细胞膜的流动性和识别功能。
能力提升
9．下图是物质进出细胞方式的概念图，对图示分析正确的是( )
A．据图可确定①为既耗能又需载体蛋白的主动运输
B．⑤和⑥两种方式的共同特点是逆浓度梯度运输物质
C．母乳中的免疫球蛋白可通过①和③两种方式被吸收
D．果脯腌制时蔗糖进入细胞与③胞吞作用有关
答案 A
解析 据图分析可知，①是主动运输，②是被动运输，③④分别为胞吞和胞吐，⑤⑥分别为自由扩散和协助扩散。主动运输既消耗能量也需要载体蛋白协助；被动运输的特点是物质顺浓度梯度运输；免疫球蛋白是大分子物质，通过胞吞作用吸收；蔗糖进入果脯细胞是因为在腌制过程中果脯细胞死亡，细胞膜失去了活性。
10．将等量的NH、PO、K＋、Ca2＋共同置于500
mL水中，再放入一些新鲜的水稻根尖，几小时后，测定混合液中上述四种离子和水的含量变化如下：
项目
H2O
NH
K＋
Ca2＋
PO
减少量
0
83%
72%
98%
82%
下列分析与解释正确的是( )
①离子大量减少而水却没有减少，说明根对水分的吸收和对无机盐离子的吸收是两个不同的过程 ②四种离子都减少，说明根对这些离子都有吸收 ③根对四种离子的吸收量有差异，说明根对离子的吸收具有选择性 ④Ca2＋比K＋明显减少，说明水稻根细胞膜上运输Ca2＋的载体蛋白比运输K＋的载体蛋白多
A．①②
B．①③
C．②③
D．都正确
答案 D
解析 根对水分的吸收和对无机盐离子的吸收是两个不同的过程，前者是渗透作用，后者是主动运输。
11．图1是物质出入细胞的示意图，图2中曲线甲、乙分别代表物质进出细胞的两种方式。据图回答下列问题：
(1)图2中曲线甲代表______________，曲线乙中Q点对应时刻细胞不再吸收物质，此时限制物质进出细胞的因素是______________。
(2)已知某海洋生物的细胞中物质X、物质Y浓度分别为0.60和0.14，而海水中物质X、物质Y浓度分别为0.29和0.38(浓度单位均为mol/L)，由此可知，该细胞能主动地__________(吸收/排出)物质X，可用图1中的________(a、b、c…)表示。
(3)细胞膜中水通道、离子通道是普遍存在的。若肾集合管管壁细胞膜受刺激后发生兴奋时，水通道开放，大量水被肾集合管管壁细胞重吸收，则代表此过程中水的流动可用________(a、b、c…)表示。
(4)若图1代表某生物的细胞膜，该细胞能够分泌胰岛素，则该过程被称为________，其依赖于细胞膜的____________的结构特点。
答案 (1)自由扩散 能量供应 (2)吸收 a (3)c (4)胞吐 流动性
解析 (1)图2中的曲线甲表明吸收物质的数量与细胞内外溶液浓度差成正比，没有饱和现象，说明细胞吸收该物质的方式属于自由扩散。分析曲线乙可知，在细胞内浓度高于细胞外浓度之后，仍能吸收该物质，可见细胞能够逆浓度梯度吸收该物质，并且在Q点出现饱和现象，此时细胞供能不足，说明细胞吸收该物质的方式为主动运输。(2)某海洋生物的细胞中物质X、物质Y浓度分别为0.60和0.14，而海水中物质X、物质Y浓度分别为0.29和0.38(浓度单位均为mol/L)，由此可推知该细胞能主动地吸收物质X，可用图1中a表示。需注意的是a、e两过程均为主动运输，但是a为膜外物质向膜内的运输(吸收)，e为膜内物质向膜外运输(排出)。细胞的内、外侧可依据糖蛋白的位置来判定，糖蛋白位于细胞膜外侧。(4)胰岛素为大分子物质，只能通过胞吐作用分泌到细胞外，该过程依赖于细胞膜的流动性。
12．对法囊藻的细胞液中各种离子浓度的分析表明，细胞液中的成分与海水的成分很不相同，图中阴影部分代表法囊藻细胞液中的离子浓度。请分析回答下列问题：
(1)K＋和Cl－在细胞内积累，而Na＋等在细胞液中的含量低于海水的含量，这表明________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)K＋和Cl－进入细胞的转运方向是____________。这种吸收方式叫__________________，这种吸收方式需要的两个基本条件是____________________________。
(3)Na＋和Ca2＋排出细胞的转运方向是____________________，它们的运输方式属于________________。
(4)法囊藻细胞液中各种离子浓度与海水中各种离子浓度不成比例，其结构基础是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)细胞对矿质元素的吸收具有选择性 (2)从低浓度到高浓度 主动运输 载体蛋白、能量 (3)从低浓度到高浓度 主动运输 (4)细胞膜上载体蛋白的种类和数量
解析 法囊藻中K＋和Cl－浓度与海水中不同，说明细胞吸收矿质元素离子具有选择性。K＋和Cl－进入细胞，以及Na＋和Ca2＋排出细胞都是从低浓度到高浓度，属于主动运输，主动运输需要两个基本条件：载体蛋白和能量。但从细胞膜的结构上看就是载体蛋白的种类和数量。
个性拓展
13．变形虫内伸缩泡周围有许多囊泡，囊泡周围又分布一层线粒体(如图)，伸缩泡内液体浓度比细胞内其他部分低(其浓度只有细胞质的1/2)。据研究，伸缩泡内的Na＋是细胞质的33倍，而K＋则是细胞质的0.85倍；伸缩泡周围的囊泡要不断吸收Na＋，排出K＋，才能形成比细胞质浓度低的囊泡，这些囊泡经融合把液体排入到伸缩泡内，再由伸缩泡排出体外。
(1)变形虫细胞中的伸缩泡结构与大豆叶肉细胞中的______________结构非常相似，联系变形虫的水生环境，推测伸缩泡的功能可能是______________________________________。
(2)囊泡这种吸收Na＋、排出K＋的过程属于________运输方式，需要__________________协助才能完成这一过程。
(3)图中囊泡的周围分布着一层线粒体，其原因可能是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)液泡 排出细胞内多余的水分 (2)主动 Na＋、K＋的载体蛋白 (3)囊泡从细胞质中吸收Na＋、排出K＋需要消耗大量能量第7课时 细胞的类型、细胞膜和细胞壁
[目标导读] 1.阅读教材P37内容，区分原核细胞和真核细胞。2.阅读教材P38～40内容，结合教材P38图3－13，概述细胞膜的亚显微结构及其特点。3.通过教材P40的知识海洋等内容，理解细胞膜的功能。
[重难点击] 1.真核细胞与原核细胞的区别。2.细胞膜的结构和功能。
一 原核细胞和真核细胞
根据细胞内有无由核膜包被的细胞核，细胞可以分为原核细胞和真核细胞两类。试结合教材P37内容，完善图中内容，思考下面的问题。
1．由两图看出，两种细胞都具有的结构有哪些？
答案 细胞膜、细胞质、核糖体。
2．根据核膜的有无可判断，图1属于原核细胞，图2属于真核细胞。
3．分析上述图示，比较原核细胞和真核细胞的异同点，完善下表：
比较项目
原核细胞
真核细胞
不同点
本质区别
没有由核膜包被的细胞核
有由核膜包被的细胞核
大小
较小
较大
细胞壁
主要成分是糖类和蛋白质
植物细胞有，主要成分是多糖(如纤维素和果胶)
细胞质
有核糖体，无其他细胞器
有核糖体，有其他细胞器
细胞核
无核膜、无染色体，环状的DNA分子位于细胞内特定的区域，该区域称为拟核
有核膜、有染色体
相同点
①都具有细胞膜和细胞质；②都有DNA分子
小贴士 1 带“菌”的不一定都是细菌 原核生物 。乳酸菌、大肠杆菌、硝化细菌等细菌和放线菌都是原核生物，但酵母菌和霉菌属于真核生物。
2 带“藻”的不一定都是蓝藻 原核生物 。除蓝藻这一类 颤藻、蓝球藻、念珠藻等 外，其余的带“藻”的如绿藻、红藻、褐藻、团藻、衣藻等都是真核生物。
归纳总结
活学活用
1．下列关于原核细胞与真核细胞的叙述，正确的是( )
A．原核细胞和真核细胞都具有染色体
B．原核细胞中没有核糖体，真核细胞中含有核糖体
C．原核细胞没有由核膜包被的细胞核，真核细胞有细胞核
D．原核细胞的DNA分布于拟核，真核细胞的DNA分布于细胞核
答案 C
解析 原核细胞无染色质，在拟核中有裸露的DNA分子，真核细胞中有染色体或染色质。原核细胞和真核细胞中都有核糖体。原核细胞的DNA主要分布于拟核，细胞质中的质粒是环状DNA分子；真核细胞中的DNA主要存在于细胞核，线粒体和叶绿体中也有分布。
二 细胞膜的成分和结构
1．结合材料分析细胞膜的成分
许多有关细胞膜化学组成的资料，都来自对哺乳动物红细胞膜的研究。请阅读教材P38第一段内容，结合下表中猪的几种细胞的细胞膜组成成分分析，回答问题：
细胞膜的种类
主要成分含量
蛋白质
脂质
糖类
红细胞膜
42%
53%
5%
肌细胞膜
36%
60%
4%
小肠绒毛上皮细胞膜
50%
44%
6%
(1)细胞膜是由哪些化学成分组成的？
答案 细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，此外，还含有少量的糖类。
(2)不同细胞的细胞膜各种成分的含量是否相同呢？
答案 不同。
(3)细胞膜上的蛋白质种类和数量与细胞膜功能有什么关系？
答案 功能越复杂的细胞，细胞膜上蛋白质的种类和数量越多，说明蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用。
2．结合材料图片分析细胞膜的结构
(1)1925年，科学家用有机溶剂提取人红细胞细胞膜的脂质成分，并测定脂质单层分子在水面的铺展面积，发现其铺展面积为红细胞表面积的两倍。这说明了什么问题？
答案 细胞膜可能是由双层脂质分子构成的。
(2)结合教材P38内容，分析下图，请思考完善有关细胞膜的结构内容。
①[4]磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架，由它支持着许多蛋白质分子。
②有的蛋白质分子镶在磷脂双分子层的内外两侧(如图中[2])，有的蛋白质分子部分或全部嵌入磷脂双分子层中(如图中[6])，有的贯穿整个磷脂双分子层(如图中[5])。
③在细胞膜的外表面，还有一些糖分子与细胞膜上的蛋白质分子结合，形成[3]糖蛋白，它与细胞的信息交流有着密切关系。
④图中A、B两侧，A侧是细胞膜的外表面，B侧是细胞膜的内表面。
3．细胞膜的结构特点
(1)1970年，科学家做了人、鼠细胞的融合实验，实验过程图示如下。
实验中，融合细胞的表面绿色荧光和红色荧光最终均匀分布了，该实验说明了什么？
答案 说明构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数不是静止的，而是可以运动的，即细胞膜具有一定的流动性。
①在人—鼠细胞融合的实验中，将温度维持在0
℃与37
℃相比，实验现象有什么变化？
答案 两种荧光不能均匀分布，或者需要更长的时间才能分布均匀，因为温度降低影响了蛋白质运动的速度。
②下列现象中哪些体现了生物膜的流动性a、b、c、d。
a．细胞融合 b．草履虫吞食细菌，使污水净化 c．动物细胞吸水膨胀 d．变形虫伸出伪足 e．水稻细胞吸收硅离子比钙离子多
(2)后来，科学家提出了细胞膜的流动镶嵌模型，该模型的特点为：一是膜具有流动性；二是膜上蛋白质的分布具有不对称性。
归纳提炼
活学活用
2．如图是细胞膜的亚显微结构模式图，据图判断对错。
(1)①的组成单位是氨基酸( )
(2)②和③全部都能运动( )
(3)③构成了细胞膜的基本支架( )
(4)物质进出细胞只与②有关，与③无关( )
(5)①所在的一侧为细胞膜的外侧( )
(6)②与细胞的信息交流有关( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)×
解析 图中①为多糖与蛋白质结合而成的糖蛋白，所以基本单位是氨基酸和葡萄糖，与细胞的信息交流有关，参与细胞间的信息传递。②代表细胞膜中的蛋白质分子，它们可镶在膜的表层或嵌入、贯穿于磷脂双分子层中，大
多数蛋白质分子是运动的。③是磷脂双分子层，是构成细胞膜的基本支架，脂溶性物质容易进入细胞与细胞膜的脂质成分——磷脂分子密切相关。
三 细胞膜的功能和细胞壁
细胞膜作为细胞系统的边界，有着非常重要的功能，结合下列材料和教材P39～40内容分析回答。
1．细胞膜的作用
材料 用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能很快逸出细胞；在光学显微镜下看到，用微针触碰细胞表面时，细胞表面有弹性，可以伸展；用微针插入细胞内，细胞表面有一层结构被刺破；如果细胞表面结构受损面过大，细胞会死亡。
上述材料说明细胞膜将每个细胞与周围环境分隔开，维持了细胞内部环境的相对稳定。如果细胞膜的完整性被破坏，细胞很难生存。
2．材料 细胞膜控制物质进出细胞示意图
分析上图，可以发现：
(1)细胞需要的营养物质可以透过细胞膜从外界进入细胞。
(2)细胞内合成的激素、抗体等物质，细胞产生的代谢废物以及多余的物质，也经过细胞膜排出细胞。
3．多细胞生物体内的各个细胞不是孤立存在的，细胞间的信息交流也与细胞膜有着密切的联系。其类型有下面3种：
示意图
方式
过程
举例
相邻动物细胞间，直接接触
发出信号的细胞→信号分子→靶细胞受体→靶细胞
精子和卵细胞之间的识别和结合
较远动物细胞间，借助体液
内分泌细胞→激素→体液→靶细胞受体→靶细胞
激素的
调节
相邻植物细胞间形成通道
细胞细胞
高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接
4.在植物细胞膜外面还有一层细胞壁，它的组成成分是否与细胞膜一样？细胞壁有哪些功能？
答案 植物细胞壁的成分主要是多糖(如纤维素、果胶等)。细胞壁不仅对细胞具有维持形态的作用，还具有一定的保护作用。
特别提醒
磷脂分子、磷脂双分子层和细胞膜的关系
(1)结构关系
磷脂分子
细胞膜
(2)数量关系
1层细胞膜2层磷脂单分子层
活学活用
3．将小麦种子浸泡在红墨水中10
min后，取出剖开，发现胚为白色，胚乳为红色，这说明( )
A．胚成活，胚乳已死亡
B．胚已死亡，胚乳成活
C．胚和胚乳均成活
D．胚和胚乳均死亡
答案 A
解析 由题意可知，红墨水中的色素分子没有进入胚细胞内，但已进入胚乳细胞中，而色素分子不是细胞所需要的物质，因此具有活性的细胞膜不会选择不需要的物质，不会被染成红色，反之，如被染色说明细胞膜失去了控制物质进出细胞的功能，也就意味着细胞已死亡。
当堂检测
1．如图为生物种类的概念图，对a、b、c所代表的生物种类分析正确的一项是( )
A．a—原核生物、b—细菌、c—流感病毒
B．a—原核生物、b—细菌、c—乳酸菌
C．a—真核生物、b—植物、c—蓝藻
D．a—真核生物、b—真菌、c—大肠杆菌
答案 B
解析 乳酸菌和大肠杆菌属于细菌，细菌是原核生物，蓝藻也是原核生物，植物和真菌属于真核生物，病毒没有细胞结构。
2．下列有关原核细胞的描述，错误的是( )
A．没有核膜，遗传物质集中的区域称为拟核
B．DNA为裸露的环状分子
C．蓝藻有细胞壁，但其化学成分与植物细胞壁不同
D．蓝藻是自养生物，因为其叶绿体可进行光合作用
答案 D
解析 原核细胞没有由核膜包被的细胞核，遗传物质在拟核区，故A正确；DNA是裸露的环状分子，故B正确；蓝藻细胞壁的成分主要是肽聚糖，植物细胞壁的成分主要是多糖(如纤维素和果胶等)，故C正确；蓝藻是自养生物，因为含有藻蓝素和叶绿素能进行光合作用，无叶绿体，故D错误。
3．下列图示中，能正确反映磷脂分子和蛋白质分子构成细胞膜的是( )
答案 A
解析 生物膜的构成是磷脂双分子层的亲水性的头部位于外侧，蛋白质分子有的镶在表面、有的贯穿在磷脂双分子层中，选A。
4．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，这为美容院研究机构带来了福音。上述材料体现了细胞膜的哪项功能( )
A．细胞膜将细胞与外界环境分隔开
B．细胞膜作为系统的边界，严格控制物质进出细胞
C．细胞膜具有信息交流的功能
D．细胞膜具有保护的功能
答案 C
解析 细胞膜中蛋白质的种类和数量越多，功能越复杂，而且题干的材料信息说明内皮素拮抗剂和膜受体结合导致内皮素失去作用，故体现了细胞膜的信息交流功能。所以C正确。
5．研究人员对分别取自3种不同生物的部分细胞(甲、乙、丙)进行分析、观察和实验，获得的结果如下表(表中“√”表示“有”，“×”表示“无”)。
核膜
光合作用(能否)
核糖体
细胞壁
甲
√
√
√
√
乙
√
×
√
×
丙
×
√
√
√
(1)甲、乙、丙3种细胞最可能取自哪类生物？
甲__________，乙__________，丙__________。
A．洋葱
B．兔子
C．蘑菇
D．蓝藻
(2)细菌的细胞结构(左图)和洋葱表皮细胞结构(右图)在光学显微镜下比较，最主要的区别是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
这体现了细胞间的__________性。
答案 (1)A B D (2)细菌无由核膜包被的细胞核，洋葱表皮细胞有核膜包被的细胞核 差异
解析 (1)洋葱是高等植物，其细胞含有细胞壁、核膜、核糖体，能进行光合作用；兔子是动物，其细胞含有核膜、核糖体，无细胞壁，不能进行光合作用；蘑菇是真菌，其细胞含有细胞壁、核膜、核糖体，不能进行光合作用；蓝藻是原核生物，其细胞含有细胞壁、核糖体，能进行光合作用，但无核膜。(2)细菌的细胞含有细胞壁、核糖体，无核膜，在有无核膜这一方面与植物细胞相比，充分显示出了细胞间的差异性。
40分钟课时作业
基础过关
知识点一 原核细胞和真核细胞
1．2005年诺贝尔生理学或医学奖授予澳大利亚学者巴里·马歇尔和罗宾·沃伦，以表彰他们发现了导致胃炎和胃溃疡的病原体，如图为该病原体的结构模式图。该生物属于( )
A．细菌
B．草履虫
C．病毒
D．水绵
答案 A
解析 从图中可以看出，该生物只有拟核，这是原核生物的特征；病毒没有细胞结构；而草履虫、水绵是真核生物。
2．据2010年10月22日中新网报道，巴西官方已宣布发现一种新型“超级细菌”—抗药性细菌“KPC”，这与南亚发现的“超级细菌”不同，几乎能够抵抗所有抗生素，并有致人死亡的病例报道。下列有关叙述正确的是( )
A．细菌的DNA主要分布于拟核中的染色体上
B．细菌的DNA分子呈链状
C．该细菌与乳酸菌、酵母菌一样，同属于原核生物
D．该细菌与酵母菌在结构上的最主要的区别在于有无由核膜包被的细胞核
答案 D
解析 细菌是原核生物，无染色体；细菌的DNA分子呈环状；酵母菌属于真核生物。
3．如图所示的细胞可能是( )
A．酵母细胞
B．原核细胞
C．动物细胞
D．植物细胞
答案 B
解析 该细胞无真正的细胞核，是原核细胞。
知识点二 细胞膜的成分和结构
4．心肌细胞和小肠绒毛上皮细胞在细胞膜上的不同主要体现在( )
A．磷脂的含量高低
B．蛋白质的含量及种类不同
C．糖类的含量及种类不同
D．脂质的含量及种类不同
答案 B
解析 细胞具有多样性，不同细胞的结构不同，导致功能存在差异。细胞膜的不同主要体现在蛋白质的种类和含量的不同上。
5．下列关于细胞膜结构的流动镶嵌模型的论述中，错误的是( )
A．磷脂排列成双分子层
B．蛋白质分子覆盖或镶嵌在磷脂双分子层中
C．膜物质是固定不动的
D．膜物质的运动使其具有流动性
答案 C
解析 在细胞膜结构的流动镶嵌模型中，磷脂排列成双分子层，蛋白质分子覆盖或镶嵌在磷脂双分子层中，构成生物膜的磷脂分子和蛋白质分子的运动使其具有流动性。
6．下列能够反映细胞膜的结构特点的实例是( )
①白细胞吞噬病菌 ②不能吸收蛋白质 ③变形虫的变形运动 ④水分子能自由进出细胞 ⑤细胞融合
A．①②③
B．①③⑤
C．①④⑤
D．③④⑤
答案 B
解析 细胞膜的结构特点是具有流动性，其原因是构成膜的成分(主要是蛋白质分子和磷脂分子)大都是可以运动的。膜的流动性能保证细胞正常的生理功能得以顺利进行，如物质交换、细胞融合等。
知识点三 细胞膜的功能
7．细胞膜对物质进出细胞的控制主要体现在哪些方面( )
①细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞 ②细胞产生的代谢废物可以排出细胞 ③细胞内核酸等重要成分不会流出细胞 ④环境中一切有害的物质都不能通过细胞膜进入细胞
A．①②③
B．①②④
C．②③④
D．①③④
答案 A
解析 环境中的有害物质也可能通过细胞膜进入细胞，如重金属离子、病毒、细菌等。
8．作为系统的边界，细胞膜在细胞的生命活动中有多种功能。下图的模型主要表明了细胞膜的何种功能( )
A．将细胞与外界环境分开
B．控制物质进出细胞
C．进行细胞间信息交流
D．促进物质的运输
答案 C
解析 激素是一种信号分子，图中体现了细胞膜的信息交流功能。
能力提升
9．下列是表示①②③④四个框图内所包括生物的共同特征的叙述，正确的是( )
A．框图①内都是真核生物
B．框图②内的生物都不含光合色素
C．框图③内的生物都具有细胞结构，且都有细胞壁
D．框图④内的生物都能进行光合作用
答案 C
解析 烟草花叶病毒无细胞结构，不属于真核生物；蓝藻含有光合色素，能进行光合作用；衣藻和金鱼藻属于植物，酵母菌属于真菌，蓝藻属于原核生物，都具有细胞壁；酵母菌属于异养生物，不能进行光合作用。
10．人、鼠细胞融合实验，是用带有不同荧光染料的抗体标记两种细胞的膜蛋白，一段时间后两种膜蛋白能在杂种细胞膜上均匀分布形成嵌合体。如图是相关实验记录，据此不能得到的结论是( )
A．当温度增加到15
℃以上，膜的流动性发生变化
B．该实验证明膜蛋白能够在膜表面运动
C．温度对膜蛋白的扩散有影响
D．图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多
答案 D
解析 由图示可知，在低温时形成嵌合体的比例较小，温度适宜时比例较高；15
℃以上时膜的流动性明显发生变化；从图中无法得出融合比例与时间的具体关系。
11．下图是细胞膜的亚显微结构模式图，①～③表示构成细胞膜的物质，据图回答([ ]内填标号)：
(1)细胞膜的主要成分是__________________。
(2)细胞膜的基本支架是[ ]________________。
(3)细胞膜上可以运动的物质包括________________(填序号)。
(4)变形虫表面任何部位都能伸出伪足，人体内的一些白细胞可以吞噬病菌和异物。上述生理过程的完成说明______________________________。
答案 (1)蛋白质和脂质(或蛋白质和磷脂) (2)③ 磷脂双分子层 (3)①②③ (4)细胞膜具有一定的流动性
解析 (1)细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质。(2)细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。(3)细胞膜上的磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动，因此细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。(4)白细胞吞噬病菌体现细胞膜具有一定的流动性。
12．下列各图分别表示几种生物的基本结构单位。请据图回答下面的问题：
(1)最可能属于病毒的是________，它在结构上不同于其他三种生物的显著特点是________________；病毒的生活及繁殖必须在________内才能进行。
(2)图中属于原核细胞的是________，它在结构上不同于真核细胞的最显著特点是______________________，与真核细胞的统一性表现在______________________________。
(3)图中能进行光合作用的是[ ]________，能完成此生理过程的物质基础是因为其内含有________，因而它是一类营________(“自养”或“异养”)生活的生物。
(4)________图展示了哺乳动物的平滑肌细胞，其细胞膜的基本支架是________________。
答案 (1)C 无细胞结构 活细胞 (2)A和B 没有由核膜包被的细胞核 都有细胞膜、细胞质、核糖体和遗传物质DNA (3)B 蓝藻细胞 光合色素 自养 (4)D 磷脂双分子层
解析 病毒无细胞结构，不能独立生活，必须寄生在活细胞内才能进行生活和繁殖。原核细胞与真核细胞最主要的区别是原核细胞无核膜包被的细胞核，相似之处在于都有细胞膜、细胞质和遗传物质DNA。蓝藻细胞内含有光合色素，因此是能进行光合作用的自养生物。平滑肌细胞呈纤维状，磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架。
个性拓展
13．用不同的荧光素标记的抗体，分别与人细胞和小鼠细胞的细胞膜上的一种抗原物质结合，使两类细胞分别产生绿色和红色荧光。当这两种细胞融合成一个细胞时，开始时一半呈绿色，一半呈红色。但在37
℃下保温40
min后，两种颜色的荧光点就呈均匀分布。请据图回答下列问题：
(1)人和小鼠细胞膜表面的抗原属于构成膜结构的____________(物质)。
(2)融合细胞表面两类荧光素分布的动态变化，表明了组成细胞膜的_____________分子是可以运动的，由此可以证实与细胞膜结构“模型”相关的________________________________的观点是成立的。
(3)融合细胞表面两类荧光素最终均匀分布，原因是_________________________________，这表明细胞膜的结构特点是具有____________________。
(4)如果该融合实验在20
℃条件下进行，则两种表面抗原均匀分布的时间将大大延长，这说明_________________________________________________________________________。若在0
℃下培养40
min，则发现细胞仍然保持一半发红色荧光，另一半发绿色荧光。对这一现象的合理解释是______________________________________________________。
答案 (1)蛋白质 (2)磷脂和蛋白质等 膜物质分子能够运动 (3)构成膜结构的磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动 一定的流动性 (4)随环境温度的降低，膜上蛋白质分子的运动速率减慢 细胞膜的流动性特点只有在适宜的条件下才能体现
解析 细胞膜的成分主要是蛋白质分子和磷脂分子，能与荧光素标记的抗体结合的应是膜上的蛋白质分子，即题中所谓的“抗原”物质。人细胞和小鼠细胞融合成一个细胞后，开始时因温度和时间的关系，不同膜上的荧光素表现在相对集中的区域，其物质的流动性暂时未得到体现。将融合细胞置于37
℃下保温40
min后，温度适宜，膜上的分子因流动而发生重新排列，表现出荧光点均匀分布的现象。第2课时 细胞中的元素和无机化合物
[目标导读] 1.阅读教材P8～9，结合P8图2－1，举例说出细胞的元素组成。2.结合教材P9表2－1，理解必需元素含义。3.结合教材P9表2－2，认识细胞中的主要化合物及其相对质量分数。4.阅读教材P10第2、3段，举例说出水在细胞中的存在形式和作用。5.阅读教材P10内容，说出无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。
[重难点击] 1.生物体的元素组成。2.自由水、结合水。3.无机盐的作用。
一 组成细胞的元素
1．组成细胞的元素种类及含量
生物种类繁多、数量巨大，具有广泛的多样性，但组成生物体的化学元素却基本相似，阅读教材P8内容，结合下面材料思考：
表1 地壳和人体中含量较多的元素比较表
地壳
人体
元素
含量(ppm)
元素
含量(ppm)
O
Si
Al
Fe
Ca
Na
K
Mg
H
4.66×105
2．77×105
8．13×104
5．00×104
3．63×104
2．83×104
2．59×104
2．09×104
1．40×103
O
C
H
N
Ca
S
P
Na
K
6.28×105
1．94×105
9．3×104
5．1×104
1．4×104
6．4×103
6．3×103
2．6×103
2．2×103
表2 玉米和人体所含元素与细胞干重的质量分数(%)
元素
玉米
人
O
44.43
14.62
C
43.57
55.99
H
6.27
7.46
N
1.46
9.33
K
0.92
1.09
Ca
0.23
4.67
P
0.20
3.11
Mg
0.18
0.16
S
0.17
0.78
(1)由表1可以看出：①生物体内的任何一种元素都可以在无机自然界找到，说明生物界和非生物界具有统一性。②同一种元素在人体细胞中的含量和地壳中含量不同(相同、不同)，这体现了生物界和非生物界的差异性。
(2)由表2可得出结论：①不同生物体内所含的元素种类基本相同，但是每种元素的含量却有多有少；②同一生物体内不同化学元素的含量不同，其中C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等元素含量较多，称为大量元素；Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等元素含量很少，称为微量元素。
(3)由教材P8图2－1可得：在鲜重条件下，细胞中含量最多的元素是O，其次是C、H、N。
2．生物的元素缺乏症
生物会因环境中缺乏某种元素而产生该元素的缺乏症，根据下面材料思考：
(1)下表是一项“硒与克山病发病相关性”研究的记录
组 别
年 度
观察人数/人
发病人数/人
实验组
(补硒)
1974
4
510
10
1975
6
767
7
对照组
(不补硒)
1974
3
985
54
1975
5
445
52
分析上表数据，可得出的结论是克山病和缺硒有关，硒是人体的必需元素。进一步说明生物缺乏必需元素可能导致疾病。
(2)几十年前，新西兰有一个牧场的大片牧草长势很弱，有的甚至发黄枯萎，即使使用了大量的N、P、K肥也无济于事，后来，人们偶然发现牧场内的一小片牧草长得十分茂盛，原来，这一片”绿洲”的附近有一座钼矿，矿工每天上下班总是抄近路走，他们的鞋子踩过的地方，牧草绿油油的，经过科学家的化验和分析，一公顷牧草只需150克钼就足够了。
上述材料说明：
①钼属于微量元素。
②由材料分析，钼虽然含量少，但是对生物体具有重要的作用，不可缺少。
小贴士 (1)在干重条件下，人体细胞中含量最多的元素是C，其次是O、N、H。
(2)无论在鲜重还是干重条件下，细胞中都有并且含量最多的元素是C、H、O、N、P、S六种，它们被称作组成细胞的主要元素。C、H、O、N四种元素被称作构成化合物和细胞结构的基本元素。C是构成细胞的最基本元素。
(3)无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，对于维持生物体的生命活动起着非常重要的作用。
归纳总结
活学活用
1．一位农民种植的某块农田小麦产量总是比邻近地块的低。他怀疑该农田可能是缺少某种元素，为此将该块肥力均匀的农田分成面积相等的五小块，进行田间实验。除施肥不同外、其他田间处理措施相同。实验结果如下表：
地块
甲
乙
丙
丁
戊
施肥情况
尿素
磷酸二氢钾
磷酸二氢铵
硫酸铵
不施肥
小麦
收获量
55.56
65.26
56.88
55.44
55.11
从表中可判断，该农田最可能缺少的元素是( )
A．K
B．N
C．P
D．S
答案 A
解析 由表中数据可知，在施用磷酸二氢钾后，小麦收获量明显增加，磷酸二氢钾含有P、O、H、K等元素，通过其他组可知，在施用含P、O、H的肥料后小麦并没有明显增产，故该农田可能缺少K元素。
二 组成细胞的化合物
组成细胞的元素多数以化合物的形式存在，如图表示细胞中主要化合物的含量，请阅读教材P9内容，结合该图分析回答下列问题。
1．活细胞中含量最多的化合物和含量最多的有机物分别是什么？
答案 由上图可知，活细胞中含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质。
2．如果是在干重条件下呢？
答案 含量最多的化合物是蛋白质，含量最多的有机化合物是蛋白质。
3．有机化合物和无机化合物有什么区别？
答案 有机化合物和无机化合物的区别主要看它们的分子组成中是否有碳元素，如糖类是有机化合物，由碳、氢、氧三种元素组成；水是无机化合物，由氢、氧两种元素组成。
归纳总结
活学活用
2．判断下列叙述的正误。
(1)生活在沙漠中的仙人掌细胞中，各种化合物占细胞鲜重的含量由多到少排列顺序是蛋白质、糖类、脂质、水( )
(2)细胞中绝大多数元素以化合物的形式存在( )
(3)有机化合物对活细胞重要，无机化合物对活细胞不重要( )
(4)人体的肌肉细胞中含量最多的物质与过度肥胖者的脂肪细胞中含量最多的物质分别是蛋白质、脂肪( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)×
解析 (1)无论是生活在沙漠中，还是在海洋中，所有活细胞中含量最多的化合物都是水。蛋白质是细胞内含量最多的有机化合物，或者说是细胞干重中含量最多的化合物，再次是脂质、糖类和核酸所占比例更小。(3)细胞中的化合物对细胞来说都重要，如缺铁影响红细胞运输氧的功能，进而影响生命。(4)人体的肌肉细胞中含量最多的物质与过度肥胖者的脂肪细胞中含量最多的物质都是水。
三 细胞中的水
水是生命之源，没有水就没有生命，请阅读教材P10内容探究水的存在形式和功能。
1．水的存在方式
(1)鲜种子晒干过程中失去的是可以自由流动的水，称为自由水，干种子用水浸泡后仍能萌发，说明种子仍保持其生理活性。
(2)干种子烘烤过程中所失去的水是结合水，不萌发，说明种子已经死亡，由此可见细胞中一部分水是组成细胞结构的重要成分，称为结合水。
2．自由水的功能
(1)许多细胞生命活动需要的离子、分子都溶解在自由水中，说明自由水是细胞内良好的溶剂。
(2)细胞中几乎所有的化学反应都是以自由水为介质进行的，水是光合作用的原料说明有些自由水可直接作为反应物参与生物化学反应。
(3)水在生物体内的流动(如血液)，可以把其中溶解的营养物质运输到各个细胞，同时又把细胞代谢产生的废物运送到排泄器官或者直接运输到体外，这说明自由水具有运输营养物质和代谢废物的功能。
总之，自由水参与细胞中各种代谢作用，在代谢旺盛的细胞中，自由水的含量一般较多。
3．结合水的功能又是怎样的呢？
结合水是组成细胞结构的重要成分。如休眠的种子、越冬的植物、生活在干旱和盐渍条件下的植物，它们的细胞内结合水的含量相对增多，使得它们抵抗不良环境的能力增强。
4．根据上述的分析，说说二者之间的关系是怎样的？
答案 (1)自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系
自由水/结合水
(2)自由水/结合水与温度的关系：温度升高时，自由水增多，反之结合水增多。
归纳总结
活学活用
3．判断下列有关水的叙述的正误。
(1)参与运输营养物质和代谢废物的水为自由水( )
(2)生物体内的化学反应离不开水( )
(3)自由水与结合水的比例与新陈代谢的强弱关系不大( )
(4)人体细胞内水的存在形式为结合水和自由水( )
(5)水是细胞结构的组成成分之一( )
(6)不同细胞内自由水与结合水的比例相差不大( )
(7)细胞内自由水与结合水的含量是固定不变的( )
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)×
解析 (3)自由水与结合水的比例越高，新陈代谢越强；(6)不同细胞内自由水与结合水的比例差异可能会很大。(7)自由水和结合水在一些条件下可以互相转换，比如降温时部分自由水会转换成结合水。
四 细胞中的无机盐
无机盐在细胞中的含量仅为1%～1.5%，但却有着重要的作用，请阅读教材P10内容，结合下列材料，探究无机盐的存在形式和生理作用。
1．细胞中的无机盐是以什么形式存在的？
答案 细胞中的无机盐常以离子的形式存在，少数以化合物的形式存在，如构成骨骼的CaCO3。
2．结合材料，分析无机盐的功能：
(1)材料1：人体代谢过程中产生的一些代谢物质会改变体液的酸碱度，人体血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaH2PO4/Na2HPO4等酸碱缓冲物质，可以中和这些变化。
该材料说明无机盐对于维持细胞的酸碱平衡具有重要作用。
(2)材料2：下图为三种有机物的分子结构图
由上述结构图可以看出无机盐是合成有机物的原料。
(3)材料3：合成血红蛋白需要铁(Fe2＋)，合成甲状腺激素需要碘，说明无机盐是合成某些具有特殊生理功能的物质的原料。
3．当某些无机盐含量过多或过少时，生物体可能会出现相应的病症。
(1)当缺少Ca2＋时，哺乳动物会出现肌肉抽搐现象，而Ca2＋过多时，又会出现肌肉乏力现象等。
(2)缺少Ca2＋时，番茄果实会出现脐腐现象。
(3)缺少K＋时，番茄植株的老叶尖端和边缘会失绿，直至干枯坏死。
4．给病人输液时，要用0.9%的生理盐水，而不能用蒸馏水或浓盐水，这是为什么？
答案 输液用的生理盐水溶液和血浆渗透压相等，医学上称为等渗溶液。正常人血浆渗透压是相对稳定的，相当于0.9%
NaCl溶液或0.5%的葡萄糖溶液。0.9%的生理盐水和人的体液为等渗溶液，红细胞等血细胞只有在等渗溶液中才能维持它的固有形态和功能。
归纳总结
活学活用
4．判断下列关于人体内水和无机盐的叙述的正误。
(1)都可作为细胞的能源物质( )
(2)都能维持细胞的生命活动( )
(3)细胞中的无机盐均以离子形式存在( )
(4)血钙过高会引起肌肉抽搐( )
(5)无机盐在细胞内含量很少，具有维持细胞的酸碱平衡等功能( )
(6)大量出汗后应多喝淡盐水( )
(7)某些无机盐是细胞内一些大分子物质的组成成分，如Fe参与血红蛋白的构成，Mg参与叶绿素的形成( )
(8)缺少K＋时，番茄植株的老叶边缘会失绿( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)√ (7)√ (8)√
解析 (1)都不可作为细胞的能源物质，能源物质是糖类；(3)细胞中的无机盐大多数以离子形式存在；(4)血钙过低会引起肌肉抽搐。
当堂检测
1．在细胞内含量极少，但对维持生命活动是必不可少的元素有( )
A．Fe、Mn、Zn、Mg
B．Zn、Cu、Mg、Ca
C．Zn、Cu、B、Mn
D．Mg、Mn、Cu、Mo
答案 C
解析 组成生物体的大量元素和微量元素都是维持生命活动必不可少的，其中大量元素含量多，主要包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等；而微量元素含量少，主要包括Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo等。
2．卷柏有“九死还魂草”之称，它在干枯后，若得到充足的水分仍能成活，其原因是( )
A．失去的水为自由水
B．虽失去结合水，但体内含有特殊的物质
C．此生物有特殊的结构
D．以上叙述都不正确
答案 A
解析 植物细胞主要通过渗透作用失水或吸水，而这些水是自由水。如果外界溶液浓度过高，失去结合水，则细胞的结构被破坏而死亡，即使再补足水也不能复活。卷柏属蕨类植物，适应能力强，干枯时失去大量的自由水。
3．落叶的越冬植物体内结合水含量相对增多，这是因为( )
A．使植物冬眠，降低新陈代谢的强度
B．使植物的抗逆性增强，适应寒冷环境
C．植物根不能从土壤中吸收水了
D．植物体内的水不能流动了
答案 B
解析 结合水是组成细胞结构的重要成分，在寒冷环境中，体内结合水的含量相对增多，使植物的抗逆性增强，以适应不良的环境，植物根仍可从土壤中吸收水，只是吸水能力降低一些，植物体内的水仍能流动。
4．无机盐在生命活动中不可缺少，合成叶绿素和血红蛋白分子必需的离子分别是( )
A．Mg2＋、Fe2＋
B．Ca2＋、Mg2＋
C．PO、K＋
D．K＋、I－
答案 A
解析 叶绿素的组成元素是C、H、O、N和Mg；血红蛋白的组成元素是C、H、O、N和Fe。
5．下面是用于无土栽培的一种培养液配方，据表回答问题。
Ca(NO3)2
1.0
g
KCl
1.2
g
MgSO4
0.25
g
FeCl3
0.005
g
KH2PO4
0.25
g
H2O
1
000
mL
(1)该配方中属于植物所需的大量元素是____________________________，微量元素是____________。
(2)该配方中组成细胞的基本元素是________________。用该培养液栽培植物，组成生物体的最基本元素的来源是________________。
(3)如果用该培养液栽培番茄，该配方中明显缺乏的微量元素是________________________。
答案 (1)H、O、N、P、S、K、Ca、Mg Fe、Cl (2)H、O、N 空气中的CO2 (3)Mn、Zn、Cu、B、Mo
40分钟课时作业
基础过关
知识点一 组成细胞的元素
1．下列关于组成细胞的微量元素的说法，不正确的是( )
A．通常指生物体生命活动所必需的，但需要量却很少的一些元素
B．生物体中可以有，也可以没有的一些元素
C．微量元素是细胞维持正常生命活动不可缺少的元素
D．Cu、Zn、Mo等元素是细胞内的微量元素
答案 B
解析 微量元素是指细胞内含量在万分之一以下的元素，含量虽少，但在生命活动中是不可缺少的，主要包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
2．人们经常食用的牛、羊、猪等肉类及白菜、土豆等蔬菜，消化吸收后，其中的成分大多被转化为人体自身的一部分，其根本原因是( )
A．组成生物体细胞的化学元素在无机自然界中都能找到
B．在不同生物的体细胞内，组成它们的化学元素的种类大体相同
C．组成生物体细胞的基本元素是碳
D．不同生物的细胞内，组成它们的化学元素的含量大体相同
答案 B
解析 生物体总是不断地和外界环境进行着物质交换，有选择地从自然界中获取各种物质来满足自身的需要，不管相同生物还是不同生物，组成它们的细胞的化学元素和化合物种类大体是相同的，因此不同生物间可进行物质交换。
知识点二 组成细胞的化合物
3．大海中的水母、海带，陆地上的蜥蜴、小草等都是生物，都是由细胞构成的。这些生物细胞中含量最多的有机物是( )
A．水分
B．蛋白质
C．脂质
D．糖类
答案 B
解析 生物细胞中含量最多的化合物是水分，占细胞的85%～90%。构成生物细胞的有机物中，含量最多的是蛋白质，占细胞的7%～10%，其次是脂质。
4．原产热带非洲地区的光棍树，树形奇特，无刺无叶，它茎干中的白色乳汁可以制取“石油”。光棍树细胞中含量最多的化合物是( )
A．水
B．脂质
C．蛋白质
D．糖类
答案 A
解析 细胞中水的含量大约占85%～90%，蛋白质的含量大约占7%～10%，脂质只占1%～2%，糖类和核酸大约占1%～1.5%，所以含量最多的化合物是水。
知识点三 细胞中的水
5．在探索外星空间是否存在生命的过程中，科学家始终把寻找水作为最关键的一环。这主要是因为水在生命中的意义是( )
A．水可以降温
B．水在生物体内可以流动
C．水能与蛋白质结合
D．生物细胞中几乎所有的化学反应都必须在水中进行
答案 D
解析 生物细胞的许多生化反应必须有水的参与才能进行，生物体的生命活动离不开水，没有水就没有生命。
6．若细胞内结合水与自由水的比值用a表示，则初生细胞a1与衰老细胞a2的大小为( )
A．a1＞a2
B．a1＝a2
C．a1＜a2
D．无法判断
答案 C
解析 初生细胞代谢旺盛，自由水含量高；衰老细胞代谢弱，自由水含量低。
知识点四 细胞中的无机盐
7．适时补充镁元素可使绿色植物叶片正常生长，因为( )
A．镁是组成叶绿素的重要元素
B．镁是合成蛋白质的原料
C．镁能促进植物吸水
D．镁是合成核酸的原料
答案 A
解析 绿色植物的叶片之所以呈现绿色，是因为叶肉细胞中含有叶绿体，其中的叶绿素呈现绿色。而镁是组成叶绿素的重要元素，若缺乏，则叶片会表现出“失绿”的现象。
8．医生常常给病人输液，常把药剂溶解于生理盐水(0.9%的NaCl溶液)中，而不是溶解于蒸馏水中。这是因为( )
A．无机盐在生物体的生命活动中是不可缺少的
B．蒸馏水不含营养物质
C．蒸馏水可增大细胞中自由水比例，使细胞代谢加快，加剧病情
D．生理盐水能维持人体细胞生活环境的稳定状态，防止细胞过度吸水或失水
答案 D
解析 0.9%的NaCl溶液的浓度正好与人体细胞生活的液体浓度相等，在此液体环境中细胞不会因失水和吸水变形。
能力提升
9.如图表示细胞中各种化合物或主要元素占细胞鲜重的含量，以下按①②③④顺序排列正确的是( )
A．蛋白质、水、脂质、糖类，C、O、H、N
B．蛋白质、糖类、脂质、水，N、H、O、C
C．水、蛋白质、脂质、糖类，H、O、N、C
D．水、蛋白质、糖类、脂质，N、H、C、O
答案 A
解析 本题的解题突破口在②上，若表示化合物，则②为水；若表示元素，则②为氧。
10．人体红细胞呈圆饼状，具有运输氧气的功能。下面是将人体红细胞分别放在三种不同的液态环境中，一段时间内的变化示意图，请分析该图说明的问题是( )
A．水分容易进出细胞
B．无机盐离子容易进出细胞
C．红细胞有运输氧气的功能
D．水分和无机盐对于维持细胞的形态和功能有重要作用
答案 D
解析 从图示可知，红细胞在0.9%的生理盐水中维持正常形态，在蒸馏水中吸水涨破，在浓盐水中失水皱缩，所以D选项是正确的。
11．科学工作者研究了钙和硼对某种植物花粉粒萌发和花粉管生长的影响，结果如图所示。下列结论与结果不相符的是( )
A．钙或硼对花粉萌发和花粉管生长都有同样的影响
B．适宜浓度的硼或钙明显有利于花粉萌发或花粉管生长
C．钙对花粉管生长有明显影响，而一定范围内几乎不影响花粉萌发
D．硼对于花粉萌发有明显影响，而一定范围内几乎不影响花粉管生长
答案 A
解析 从图中可看出钙或硼对花粉萌发率和花粉管生长的作用是不同的。一定范围内，钙的浓度变化影响花粉管生长速度，但花粉萌发率几乎不变；硼的浓度变化影响花粉萌发率，但花粉管生长速度几乎不变。
12．分析下列事实，回答有关问题。
事实一 在正常人的血浆中，NaHCO3的含量约为H2CO3含量的20倍。当血浆中的NaHCO3含量减少时，会形成酸中毒；当血浆中的H2CO3含量减少时，则形成碱中毒。
事实二 在初生蝌蚪或幼小植物体内，当自由水的比例减小时机体代谢强度降低；当自由水的比例增大时，机体代谢强度升高。
事实三 P是构成骨骼、牙齿、肌肉及血液的重要元素；Zn是若干跟消化有关的酶的结构中心；Na是体液的主要组成成分。
事实四 人体某些组织的含水量近似，但形态却不同。例如，心肌含水量约为79%而呈坚韧的状态，脑组织中含水量约为84%而呈溶胶状。
(1)事实一表明______________________________________________________________。
(2)你对事实二中现象的全面解释是____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)事实三表明____________________________________________________________。
(4)你对事实四中差异的正确解释是__________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)无机盐具有调节酸碱平衡(pH)的作用
(2)自由水是良好的溶剂，是细胞内生化反应的介质，并参与某些代谢反应，参与体内营养物质和代谢废物的运输
(3)无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分
(4)组织器官的形态差异与生物体内水分的存在形式有关，心肌、脑组织中的水分主要以结合水形式存在
个性拓展
13．华北某地区经常出现苹果小叶病，有人认为是土壤中缺锌引起的，有人认为是土壤中缺镁引起的。现有如下材料，请你完成下列实验，证实上面的猜测哪个正确。
(1)材料用具：三株长势相同的苹果幼苗、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物。
(2)实验原理：任何一种必需元素在植物体内都有一定的作用，一旦缺乏，就会表现出相应的症状。根据全素培养液和相应缺锌、缺镁的培养液对苹果生长发育的比较，判断小叶病的病因。
(3)方法步骤：
①首先配制全素培养液和相应的缺锌培养液和________培养液，分别放入三个培养缸并编号为A、B、C。
②将三株长势相同的幼苗分别培养在上述三种培养液中。
③放在适宜的条件下培养一段时间，观察苹果幼苗的生长发育状况。
(4)结果预测和分析：
①________缸内的苹果幼苗正常生长。
②若B缸内苹果幼苗表现出小叶病，而C缸没有，则说明______________________________；若C缸内苹果幼苗表现出小叶病，而B缸没有，则说明________________________________；若B、C两缸内的幼苗都表现为小叶病，则说明______________________________________；若B、C两缸内的幼苗都不表现为小叶病，则说明__________________________________。
(5)若实验证明苹果小叶病是由缺锌引起的，从科学研究的严谨角度出发，还应增加的实验步骤是：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
增加步骤后的实验结果是________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (3)①缺镁 (4)①A ②苹果小叶病是由缺锌引起的 苹果小叶病是由缺镁引起的 苹果小叶病与缺锌和缺镁都有关 苹果小叶病与缺锌和缺镁都无关 (5)在缺锌的完全培养液B中加入一定量的含锌的无机盐 一段时间后小叶病消失，幼苗恢复正常生长第18课时 影响光合作用的环境因素
[目标导读] 1.结合教材展示的实例，分析影响光合作用的环境因素。2.结合实例概述光合作用原理的实践应用。
[重难点击] 影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用。
一 影响光合作用的环境因素
光合作用受多种环境因素的影响，其中光照强度、CO2浓度和温度等作用较为明显。
1．光照强度对光合速率的影响
(1)光照强度：单位叶面积上所接收的可见光能量。
(2)光合速率：单位时间单位叶面积上CO2的固定量。
(3)光照是植物进行光合作用不可缺少的条件，下图是布莱克曼用黑藻实验得到的结果。请结合教材P76～77的相关内容，分析回答：
①图中显示出光照强度与光合速率的关系是怎样的？
答案 在光照强度较低时，植物光合速率也很低。随着光照强度的逐渐增强，光合速率也相应地变大；当光照强度进一步提高时，光合速率的增加幅度逐渐减小；当光照强度超过某一定值时，光合速率就不再增加。
②光照强度是通过影响光合作用哪一阶段来达到影响光合速率的？并说明理由。
答案 光照强度是通过影响光反应阶段来影响光合作用速率的。光照减弱，光反应速率减弱，产生的[H]和ATP的量减少，从而使三碳化合物的还原速率减小，进而使光合速率减小；光照增强，产生的[H]和ATP的量增多，从而使三碳化合物的还原加快，进而使光合速率增加。
2．CO2是光合作用的原料之一。下图是布莱克曼用黑藻实验得到的结果。请结合教材P76～77的相关内容，分析回答：
(1)图中显示出CO2浓度与光合速率的关系是怎样的？
答案 在一定范围内，植物光合速率随着CO2浓度的上升而增加，在达到某一定值后，再增加CO2浓度，光合速率不再增加。
(2)图中曲线上B点的含义是什么？
答案 B点的含义是指达到最大光合速率时，所需的最小CO2浓度。
(3)请思考CO2浓度是通过影响光合作用哪一阶段来达到影响光合速率的？并说明理由。
答案 CO2浓度是通过影响光合作用暗反应阶段来达到影响光合速率的。CO2浓度降低，暗反应中CO2固定速率减弱，从而导致光合速率减小；CO2浓度增加，暗反应中的CO2固定速率增加，从而导致光合速率提高。
3．结合教材P76～77的内容，分析回答温度对光合速率的影响问题
(1)温度通过影响酶活性来影响光合作用速率，教材P76表4－3说明，不同植物光合作用的最适温度不同，一般在25～30℃左右。
(2)下图为温度和光合速率的关系曲线，请分析：
①低温下植物光合速率变低的原因主要是酶活性降低。
②高温下光合速率变低的原因除了酶活性降低外，主要还是由于高温使植物失水过多，影响气孔的开闭，减少了CO2进入细胞的量。
4．结合教材P77相关内容，分析水和营养元素对光合速率的影响问题
(1)水是光合作用的原料，能直接影响光合速率。
(2)营养元素一般间接地影响光合速率，如氮元素能促进叶片面积的增大和叶片数目的增多，从而增加光合面积。
小贴士 内部因素对光合作用也有着重要的影响，主要包括色素的种类和含量、酶的数量、五碳化合物的含量等。如叶龄对叶片光合能力的影响就是内部因素综合作用的结果(如图所示)。
5．提高光能利用率
(1)在农业生产中主要通过增加光照面积、延长光照时间等提高光能利用率。
(2)将下列生产实例和利用的光合作用原理连接起来。
方法技巧
多因素对光合速率的影响
(1)图甲中，当光照强度低于P点时，三条曲线重合，说明此时限制光合速率的因素是光照强度；当光照强度高于Q点时，限制光合速率的因素主要是温度。
(2)综合上述坐标曲线可知：P点之前时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因素，随其不断加强，光合速率不断提高。当到Q点之后时，要想提高光合速率，可采取适当提高除横坐标之外的其他因素。
活学活用
1．一般说来，光照增强，光合作用增强。但在夏天光照最强的中午，光合作用反而下降。其原因是( )
A．蒸腾作用太强，体内水分不足
B．酶的活性降低
C．气孔关闭，氧释放不出，抑制光反应
D．气孔关闭，CO2供应不足
问题导析 (1)分析题干中信息，“夏季光照最强的中午”说明光照强度已不再是限制因素，此时间段内温度也最高，蒸腾作用过强导致植物失水过多，从而引起气孔关闭。
(2)气孔关闭导致CO2吸收困难，从而使光合作用缺乏原料CO2，光合速率下降。
答案 D
解析 光照增强，蒸腾作用随之增强，从而避免叶片灼伤，但炎热中午光照过强时，为了防止植物体内水分过度散失，造成萎蔫、干枯，通常植物进行适应性调节，气孔关闭(此时水分主要通过叶表面表皮细胞直接蒸发散失，降低叶表温度)。虽然光反应产生了足够的[H]和ATP，但因气孔关闭，CO2进入叶肉细胞叶绿体中的分子数减少，影响了暗反应中葡萄糖的产生。
2．科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一种植物光合速率的影响，得到的实验结果如图。请据图判断下列叙述不正确的是( )
A．光照强度为a时，造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合速率差异的原因是CO2浓度不同
B．光照强度为b时，造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合速率差异的原因是温度不同
C．光照强度为a～b时，曲线Ⅰ、Ⅱ光合速率随光照强度升高而升高
D．光照强度为a～c时，曲线Ⅰ、Ⅲ光合速率随光照强度升高而升高
问题导析 (1)比较曲线Ⅱ、Ⅲ，在光照强度为a时，在影响光合作用的因素中唯一不同的是CO2浓度。
(2)比较曲线Ⅰ、Ⅱ，在光照强度为b时，在影响光合作用的因素中唯一不同的是温度。
(3)在光照强度为a～b时，比较曲线Ⅰ、Ⅱ的光合速率的变化，二者在a～b范围内，都随光照强度升高而升高。
(4)在光照强度为a～c时，曲线Ⅰ、Ⅲ的光合速率的变化不同：曲线Ⅰ的光合速率随光照强度升高而升高，而曲线Ⅲ在a～c段不受光照强度的影响。
答案 D
解析 由题目中坐标曲线图信息可知，光照强度为a～c时，曲线Ⅰ光合速率随光照强度升高而升高，而曲线Ⅲ在光照强度为b之前，光合速率已达最大值，因此D错误。光照强度为a时，曲线Ⅱ和曲线Ⅲ的变量是CO2浓度，因此其差异是由CO2浓度造成的。同理可知，造成曲线Ⅰ和曲线Ⅱ差异的原因是温度，光照强度为a～b时，限制曲线Ⅰ和曲线Ⅱ光合速率的主要因素是光照强度，因此会随光照强度的上升光合速率升高。
二 光照和二氧化碳骤变对光合作用影响的分析
光反应要在光下进行，暗反应需要二氧化碳，请结合光反应和暗反应的关系图解，分析光照和二氧化碳的变化对叶绿体中各种物质的含量的影响。
1．光反应为暗反应提供[H]和ATP；暗反应产生的ADP和Pi、NADP＋为光反应提供原料；二者是光合作用全过程的两个阶段，是相辅相成的。
2．当光照骤然减弱，CO2供应不变时：光反应生成的[H]和ATP减少；暗反应中三碳化合物被还原减少，含量上升；生成的糖类减少，含量下降；再生的五碳化合物也减少，含量也下降。
3．当光照不变，减少CO2供应时：暗反应中五碳化合物消耗减少，含量上升，三碳化合物的生成减少，含量下降；三碳化合物被还原减少，消耗的[H]和ATP减少，光反应短时间内不变，所以[H]和ATP的含量上升；而暗反应的产物糖类含量也会下降。
4．结合上述分析，完成下表：
改变条件
三碳
化合物
五碳
化合物
[H]
和ATP
产生O2
速率
(CH2O)
合成量
光照强→弱，
CO2供应不变
增加
减少
减少
减慢
减少
光照弱→强，
CO2供应不变
减少
增加
增加
加快
增加
光照不变，
减少CO2供应
减少
增加
增加
减慢
减少
光照不变，
CO2供应增加
增加
减少
减少
加快
增加
知识拓展
1．光反应停止时，暗反应没有立即停止，还可以维持很短的时间，较长时间没有光反应，暗反应也无法进行，所以晚上植物只进行呼吸作用，不进行光合作用；没有暗反应，有机物无法合成，生命活动也就不能持续进行。
2．若同一植物处于两种不同情况下进行光合作用，甲：一直光照10分钟；乙：光照5秒，黑暗5秒，持续20分钟，则光合作用制造的有机物：甲＜乙(暗反应时间长)。
3．色素只存在于光反应部位——叶绿体的类囊体膜上，但光反应和暗反应都需要酶参与，所以光合作用有关酶存在于两个部位——叶绿体的类囊体膜上和基质中。
活学活用
3．离体的叶绿体在光照下进行稳定光合作用时，如果突然中断CO2气体的供应，短暂时间内叶绿体中三碳化合物与五碳化合物相对含量的变化是( )
A．三碳化合物增多、五碳化合物减少
B．三碳化合物增多、五碳化合物增多
C．三碳化合物减少、五碳化合物增多
D．三碳化合物减少、五碳化合物减少
问题导析 (1)突然中断CO2供应，CO2固定速率下降，生成三碳化合物减少，五碳化合物被利用减少，五碳化合物相对增多。
(2)短时间内，三碳化合物的还原仍正常进行，使得三碳化合物更少，五碳化合物相对更多。
答案 C
解析 叶绿体在光照条件下进行的光反应为暗反应提供ATP和[H]。三碳化合物在[H]的还原作用下形成有机物或五碳化合物。此时中断CO2供应，五碳化合物不能与CO2结合成三碳化合物，必然使三碳化合物减少，五碳化合物增多。
当堂检测
1．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
答案 B
解析 镁是叶绿素的组成成分，缺镁会导致叶绿素缺少而使光反应强度降低，进而因[H]和ATP合成不足而使暗反应强度降低。
2．冬季修一些温室大棚可为居民提供新鲜蔬菜，下列说法正确的是( )
A．为提高产量，在阴雨天可适当提高大棚内的温度
B．增施农家肥可提高大棚内二氧化碳浓度，促进晚上暗反应进行，有利于有机物的积累
C．一般情况下，大棚内蔬菜进行光合作用利用的光是自然光
D．蔬菜中的叶绿素对光的吸收率与光波长呈正相关
答案 C
解析 为提高产量，在阴雨天可适当降低大棚内的温度，减少有机物的消耗，A错误；增施农家肥可提高大棚内二氧化碳浓度，促进暗反应进行，有利于有机物的积累，但是暗反应需要光反应提供[H]和ATP，B错误；一般情况下，大棚内蔬菜进行光合作用利用的光是自然的白光，C正确；蔬菜中的叶绿素对光的吸收主要是红光和蓝光，D错误。
3．植物的光合作用受温度(T)和光照强度(L)的影响。如图表明植物在3种不同的光照强度下消耗CO2的情况。分析在－5～0
℃和20～30
℃温度范围内，光合作用的限制因素分别是( )
A．L、T
B．T和L都不是
C．T、L
D．T、T
答案 C
解析 此类曲线的特点是在一个坐标系中自变量不只是横坐标一个，分析时一定要注意先把两个自变量割裂开来，分别看它与因变量的关系，然后再综合两种因素对因变量的共同影响。在－5～0
℃范围内，CO2的消耗量和几倍光强无关，只是随温度的升高而增加，所以其限制因素是温度。在20～30
℃的范围内CO2的消耗量达到最大值，不再变化。温度已不再是限制因素，而随着光照增强，CO2的消耗量在增多，所以此时光照强度是其限制因素。
4．“茶宜高山之阴，而喜日阳之早”，安徽盛产茶叶，科技人员为提高茶叶品质和产量，对茶进行了如图所示的有关研究。请据图回答下列问题：
(1)植物的光合速率受光照强度、CO2浓度和温度等因素的影响，其中光照强度直接影响光合作用的__________过程，CO2浓度直接影响光合作用的________________过程。
(2)如图所示，从8：00开始到10：00左右，净光合速率不断升高并出现第一个高峰。影响的主要环境因素是光照强度逐渐增加、____________、__________________等。
(3)中午时分，光合速率下降，出现光合“午休”现象。从图中的曲线分析，主要原因是气温升高，植物为减少水分散失，气孔部分关闭，导致____________________________。
(4)至下午15：00左右，净光合速率回升出现第二个高峰，但峰值较低，限制的主要因素可能是气温过高，呼吸作用增强，光照减弱以及_________________________________等。
(5)某兴趣小组的同学查资料得知茶树喜阴湿环境，他们设想，如在茶园空隙处间行种植一些高秆作物如玉米等，不仅可以增加经济收入，还可能有效缓解茶树的光合“午休”现象。他们欲利用学校的一块正方形茶园进行探究，请完善以下实验：
①将该茶园均分为东、西两块，分别标为A组、B组，其中B组为实验组，A组为对照组。
②________________________________________________________________________，
对两组进行相同的栽培管理。
③在玉米生长的不同时期，分别测量A、B两组茶树的________________和胞间CO2浓度。
④如果________________________________________________________________________，
则说明他们的设想是正确的，原因可能是间作玉米能提高____________________，降低光照强度和局部温度，提高茶叶的胞间CO2浓度等。
答案 (1)光反应 暗反应 (2)气温回升 CO2浓度适宜 (3)胞间CO2浓度降低 (4)胞间CO2浓度较低 (5)②A组不处理，B组间行种植适量的玉米 ③净光合速率 ④B组的净光合速率和胞间CO2浓度高于A组 环境的空气湿度
解析 (1)光合作用中，光照强度直接影响光合作用的光反应过程，CO2浓度直接影响光合作用的暗反应过程。(2)影响光合作用的外界因素有光照强度、CO2浓度和温度等。(3)炎热夏季中午，气温升高，植物为减少水分散失，气孔部分关闭，导致胞间CO2浓度降低，光合速率下降，这就是植物的光合“午休”现象。(4)炎热夏季午后，光合“午休”结束，植物净光合速率回升出现第二个高峰，但由于气温过高，呼吸作用增强，光照减弱及胞间CO2浓度较低，净光合速率峰值较低。(5)该实验的自变量是茶树林是否间种玉米，因变量是茶树的净光合速率和胞间CO2浓度。实验组茶树间种适量的玉米，对照组不做任何处理。如果实验组茶树净光合速率和胞间CO2浓度高于对照组，则说明同学们的设想是正确的，原因可能是间作玉米能提高环境空气湿度，降低光照强度和局部温度，提高茶叶的胞间CO2浓度等。
40分钟课时作业
基础过关
知识点一 影响光合作用的环境因素
1．生长旺盛的叶片，剪成5毫米见方的小块，抽去叶内气体，做下列处理(见图及图注)。这四个处理中，沉入底部的叶片小块最先浮起的是( )
答案 C
解析 光合作用的正常进行需要光、二氧化碳和水的参与。无光条件下植物的光合作用不能进行，也就不能产生氧气，因而叶片不能上浮，故将选项B和D排除掉；在选项A和C中，A中是煮沸过的自来水，其中二氧化碳的含量少，相比之下C中二氧化碳含量多，光合作用相对旺盛，故产生的O2比A多，所以C中叶片最先上浮。
2．在封闭的温室内栽种农作物，下列不能提高作物产量的措施是( )
A．增加室内CO2浓度
B．增大室内昼夜温差
C．增加光照强度
D．采用绿色玻璃盖顶
答案 D
解析 增加二氧化碳浓度，可提高光合速率；增大温室内昼夜温差有利于有机物的积累；增加光照强度，可提高光合速率，增加有机物积累；光合作用中植物对绿光几乎不吸收，所以采用绿色玻璃盖顶，光合速率很弱，不利于光合作用的进行。
3．现测得某地大田小麦植株上部叶片光合作用在上午11时左右速率最高，而下部叶片在中午12时左右速率最高(该地区天气晴朗的中午12时光照最强烈)。以下对限制小麦光合作用的主要外部因素的分析，不正确的是( )
A．11时之前，光照是所有叶片光合速率的限制因素
B．12时，限制上部叶片光合速率的因素是CO2浓度
C．12时之后，光照将成为下部叶片光合速率的限制因素
D．11时至12时之间，限制下部叶片光合速率的因素是CO2
答案 D
解析 该地区天气晴朗的中午12时光照最强烈，12时之前，对所有叶片，光照还没有达到最强，而且所有叶片光合速率还没达到最高，A正确；中午12时光照最强烈，对于上部叶片蒸腾作用过强，大部分气孔关闭，影响二氧化碳供应，B正确；光强在12时最强，而下部叶片在12时最高，故过了12时，下部叶片光合速率随着光强下降而下降，C正确；11时至12时之间，对于细胞叶片，光强还没达到最强，光合速率还没达到最高，故限制因素为光强，D错误。
4．如图是测得两种植物上层叶子的光合作用同化CO2量与光照强度的关系图。若农田栽培植物过密，则这些叶子因何种因素严重影响产量( )
A．CO2供应不足
B．O2供应不足
C．光照不足
D．温度过低
答案 C
解析 由于叶片过密，相互遮盖，得不到充分光照。
5．某学校生物兴趣小组用伊乐藻进行光合作用的实验，将一枝伊乐藻浸在加有适宜培养液的大试管中，以白炽灯作为光源，移动白炽灯调节其与大试管的距离，分别在10
℃、20
℃和30
℃下进行实验，观察并记录不同距离下单位时间产生的气泡数目，结果如图所示。下列相关叙述不正确的是( )
A．该实验研究的是光照强度和温度对光合速率的影响
B．a点和c点的限制因素分别为温度和光照强度
C．b点条件下伊乐藻能进行光合作用
D．若在缺镁的培养液中进行此实验则b点向右移动
答案 D
解析 白炽灯与大试管间距离的远近影响光照强度，设置10
℃、20
℃和30
℃，表示不同温度对光合速率的影响；a点时，光照强度相同，影响气泡产生的因素是温度；c点时，不同的温度下气泡产生量相同，影响因素是光照强度；b点时，光合作用强度等于呼吸作用强度；在缺镁的培养液中进行此实验，叶绿素的合成减少，吸收的光能减少，b点向左移动。
6．如图表示的是在CO2浓度为1%和0.03%两种情况下，某农作物的光合速率与光照强度之间的关系曲线图，据图分析，限制图中Q点的光合速率的因素是( )
①CO2浓度 ②光照强度
A．①
B．②
C．①②
D．与①和②无关
答案 C
解析 对照两条曲线，相同光照强度下Q点光合作用速率的限制因素为CO2浓度，仅从CO2浓度为0.03%时的曲线分析，在Q点基础上增加光照强度，光合速率仍能增强，因此，限制Q点光合速率的因素还有光照强度。
知识点二 光照和二氧化碳骤变对光合作用影响的分析
7．CO2供应不足最终可影响到绿色植物释放O2减少，以下叙述中最直接的原因是( )
A．CO2不足使固定形成的三碳化合物减少
B．三碳化合物还原所消耗的ATP和[H]减少
C．ATP和[H]减少使光反应分解水减少
D．ADP、Pi、NADP＋减少使光反应分解水减少
答案 D
解析 根据教材中的光合作用图解可知，CO2供应不足，三碳化合物减少，光反应积累的[H]和ATP的量相对增多，细胞中ADP、Pi、NADP＋相应地减少，光反应能力下降，分解水减少，释放O2减少。
8．光合作用过程中，将植物突然从光下移到黑暗中，下图中能表示植物叶绿体中五碳化合物含量变化曲线的是( )
答案 D
解析 没有光会影响到光反应的进行，而光反应为暗反应提供ATP和[H]，它是暗反应还原三碳化合物所必不可少的成分，如果缺少ATP和[H]，必然引起三碳化合物还原减弱，但CO2固定仍正常进行，因此三碳化合物含量上升，五碳化合物含量下降。在五碳化合物没有降低到不能反应之前，CO2的固定一直进行，也就是五碳化合物一直可以形成三碳化合物，但五碳化合物的含量不会降到零。
能力提升
9．如图表示三株脱淀粉(经充分“饥饿”处理)的长势相同的同种植物放在透光的不同钟罩内，以下关于本实验目的的叙述，最准确的是( )
A．证明光合作用的必需条件是CO2
B．证明光合作用的速率随CO2浓度增高而增大
C．证明过多的CO2会阻碍光合作用
D．证明NaOH能促进光合作用
答案 B
解析 NaHCO3浓度越高，则钟罩内CO2的浓度越高，NaOH的作用是吸收钟罩内的CO2，所以三组实验的变量是钟罩内CO2浓度，从大到小依次为Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ，最终结果应是CO2浓度的高低对光合作用强度的影响不同。
10．如图为在不同条件下，光合速率随光照强度的变化而变化的曲线(Y表示除光照强度外的其他因素)。下列有关分析不正确的是( )
A．在OA段，限制光合速率的主要因素是光照强度，而不是Y
B．在AB段，限制光合速率的主要因素有光照强度和Y
C．在BC段，限制光合速率的主要因素是Y，而不是光照强度
D．Y可表示不同的温度或二氧化碳的浓度，其中Y1>Y2>Y3
答案 D
解析 OA段，光合速率主要取决于光照强度，而不是Y；AB段，光照强度和Y的改变都会影响光合速率；BC段，光照强度的改变不再影响光合速率；光合速率随温度的升高而升高，超过一定温度后，光合速率随温度的升高而下降，Y2不一定比Y1低。
11．炎热夏季中午，因失水过多会导致植物气孔关闭，此时叶肉细胞( )
A．三碳化合物含量上升
B．光反应产物不能满足暗反应的需求
C．有机物积累速率明显下降
D．叶绿体基质中ADP含量增加
答案 C
解析 炎热夏季中午，因失水过多会导致植物气孔关闭，此时叶肉细胞中二氧化碳的浓度减小，二氧化碳的固定减弱，三碳化合物含量下降；这时光反应正常进行，ATP和[H]的产生量没有变，光反应产物相对过剩，ATP的利用减少，叶绿体基质中ADP含量减少。
12．图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后，与光合作用有关的五碳化合物(C5)和三碳化合物(C3)在细胞内的变化曲线。据图回答：
(1)图1中A表示的物质是____________，它由____________产生，其作用主要是________________________________________________________________________。
(2)图1中ATP形成所需的能量最终来自于____________________，若用放射性同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是______________。
(3)图2中曲线a表示的化合物是__________，在无光照时，其含量上升的原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)曲线b表示的化合物是________，在无光照时，其含量下降的原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)[H] 水在光下分解 用于三碳化合物的还原 (2)太阳光能 糖类 (3)三碳化合物 CO2与五碳化合物结合形成三碳化合物继续进行，而三碳化合物还原受阻 (4)五碳化合物 五碳化合物与CO2结合形成三碳化合物继续进行，而三碳化合物不能被还原为五碳化合物
解析 (1)光反应为暗反应提供的物质是[H]和ATP，由此可确定A是[H]，[H]是由水光解后经一系列过程产生的，其作用主要是用于三碳化合物的还原。(2)光反应中，光能转换为活跃的化学能储存于ATP等化合物中，14CO2的同化途径为14CO2―→三碳化合物―→糖类。(3)、(4)题干中已说明曲线a、b表示三碳化合物和五碳化合物的含量变化，光照停止后，光反应停止，[H]和ATP下降，三碳化合物的还原减弱直至停止，而CO2的固定仍将进行，因此三碳化合物含量相对升高，五碳化合物含量相对下降，即a表示三碳化合物，b表示五碳化合物。
13．下图中甲、乙、丙三图分别表示几种环境因素对小麦光合速率的影响，除各图中所示因素外，其他因素均控制在适宜范围。请据图回答以下问题：
(1)甲图P点，限制小麦光合速率的因素为________________；乙图Q点，高CO2浓度条件下，若要进一步提高小麦光合速率，可尝试采取的措施是______________；预计丙图Q点之后三条曲线的走势为______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)干旱初期，小麦光合速率下降的主要原因可以用__________图来说明，其具体解释是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)除上述因素外，__________________也是影响光合速率的主要因素之一。
答案 (1)光照强度 适当调节环境温度 三条曲线都会随着温度升高而呈逐渐下降趋势 (2)乙 干旱初期，小麦叶片气孔逐渐关闭，导致体内CO2浓度降低，光合速率下降 (3)必需营养元素的供应
解析 (1)甲图中，3条曲线在P点光合速率相同，因而温度不是限制P点光合速率的因素，限制因素应为光照强度。由乙图中高CO2浓度曲线Q点可知，此时CO2浓度、光照强度不再是光合作用的限制因素，惟有提高温度方可提高光合速率。温度继续升高，将影响酶的活性，因而丙图Q点之后，三条曲线均呈逐渐下降趋势。(2)干旱可引起气孔关闭，体内CO2浓度降低，光合速率下降，可用乙图说明。(3)除了光照强度、温度、CO2浓度外，营养元素也可成为光合作用的影响因素。
个性拓展
14．如图是用健壮植株设计的一个研究植物生理过程的装置，请分析回答下列问题：
(1)在实验前应该将植株在黑暗中放置一昼夜，目的是____________________________。
(2)若实验2小时后，取植物叶片检测发现没有产生淀粉。某同学认为：这一结果可以说明光合作用的条件之一是需要______________。
(3)你认为根据以上实验可否得到上述结论？_________________________________，
理由是_______________________________________________________________________，
可用以改进的方法是再增加一同样装置，但______________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若将NaOH溶液换为CO2的缓冲液，则可用这一装置来测定________________________________________________________________________。
答案 (1)消耗完叶片中原有的淀粉 (2)CO2 (3)不能 缺少对照实验 将装置内NaOH溶液换成蒸馏水，作为对照实验 (4)光合作用中O2的释放速率第20课时 无氧呼吸与细胞呼吸原理的应用
[目标导读] 1.结合教材P83课题研究，阐明无氧呼吸的概念和过程。2.结合教材P84内容，说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。3.联系日常生活中的实例，说出细胞呼吸原理的应用。
[重难点击] 有氧呼吸和无氧呼吸的异同。
一 无氧呼吸
很多生物除了进行有氧呼吸外，还保留了在无氧或缺氧条件下进行无氧呼吸的能力。
1．探究酵母菌的呼吸类型
(1)试管甲中用油脂封住液面的目的是什么？试管乙模拟的是什么环境？
答案 试管甲中用油脂封住液面是为了造成无氧的环境，试管乙模拟的是有氧的环境。
(2)一段时间后两套装置中的澄清石灰水变浑浊的有甲和乙，说明有CO2产生。
(3)该实验说明酵母菌既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸。
(4)取左侧油脂层下反应后的液体，用酸性重铬酸钾(橙色的酸性重铬酸钾遇乙醇呈灰绿色)检验呈现灰绿色，说明有乙醇产生。
2．泡菜是在严格密封的条件下加入乳酸菌发酵得到的，经检验，泡菜中含有大量乳酸，这是出现酸味的原因。
3．结合上述分析和教材，总结无氧呼吸的概念
(1)概念：无氧呼吸是指在无氧或缺氧的条件下，生物的活细胞通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物氧化分解为C2H5OH(乙醇)和CO2或分解为C3H6O3(乳酸)等物质，同时释放较少能量的过程。细胞的无氧呼吸过程过程发生在细胞质基质中。
(2)以葡萄糖为底物的无氧呼吸反应式
①产乙醇的反应式：
C6H12O62C2H5OH(乙醇)＋2CO2＋能量(少量)。
②产乳酸的反应式：
C6H12O62C3H6O3乳酸＋能量(少量)。
小贴士 多数植物组织、酵母菌的无氧呼吸产生乙醇和CO2；人、动物、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根和玉米种子的胚无氧呼吸产生乳酸。
4．下图为有氧呼吸和无氧呼吸的示意图，试着完成有氧呼吸和无氧呼吸的比较表：
项目
有氧呼吸
无氧呼吸
不同点
反应条件
有氧、有氧
呼吸酶
无氧、无氧
呼吸酶
呼吸场所
第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段在线粒体内
全过程都在细胞质基质内
分解产物
CO2和H2O
CO2和乙醇
或乳酸
释放能量
释放能量较多，三个阶段都有ATP生成，第三阶段最多
释放能量较少，第二阶段没有ATP生成
联系
①其实质都是分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动需要；
②二者的第一阶段相同；
③有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上进化而来的
归纳总结
有氧呼吸和无氧呼吸示意图
活学活用
1．判断下列有关细胞呼吸叙述的正误。
(1)蛔虫进行无氧呼吸( )
(2)哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸( )
(3)长跑时，人体产生的CO2是有氧呼吸和无氧呼吸的共同产物( )
(4)马铃薯块茎进行无氧呼吸能产生乳酸( )
(5)无氧呼吸是不需氧的呼吸，因而其底物分解不属于氧化反应( )
(6)有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质( )
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)√
二 细胞呼吸原理的应用
影响细胞呼吸的外界因素主要有温度、氧气和二氧化碳等，生产生活中人们可以利用细胞呼吸的原理，合理控制细胞的呼吸作用为人类服务。
1．细胞呼吸的影响因素
(1)内部因素：主要指不同的生物种类、同一植物的不同器官、不同发育时期的呼吸酶的种类、数量不同。
(2)环境因素
①温度
温度主要是影响呼吸酶的活性。在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强；但超过一定的温度，酶的活性下降，甚至会变性失活，从而使呼吸作用减弱直至停止。
②氧气
a．从曲线可以看出，氧气对有氧呼吸有促进作用，对无氧呼吸有抑制作用。
b．O2浓度为零时，只进行无氧呼吸；O2浓度在10%以下时，进行有氧呼吸和无氧呼吸；O2浓度在10%以上时，只进行有氧呼吸。
c．M点时，有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等，二者消耗的葡萄糖是不是也一样多？
答案 不是。根据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出：有氧呼吸时，1C6H12O6→6CO2；无氧呼吸时，1C6H12O6→2CO2。所以当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时，二者消耗的葡萄糖之比是1∶3。
③二氧化碳
CO2是呼吸作用的产物，对细胞呼吸有抑制作用。
④水
在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。
2．结合教材P85及细胞呼吸的原理分析下列现象
(1)利用酵母菌酿酒时发酵罐要密闭：酵母菌无氧呼吸产生乙醇和二氧化碳。
(2)水稻要适时地露田和晒田：改善土壤的通气条件，增强根系的细胞呼吸。
(3)粮食储存时，往往要求干燥、低氧：抑制细胞呼吸，延长储存时间。
(4)果蔬储藏要求低氧和低温：抑制细胞呼吸，以减少有机物消耗。
特别提醒
生物的细胞呼吸方式的判断
(1)如果某种生物生活在一个缺氧的环境中，说明其进行无氧呼吸，是厌氧型的，如肠道中的蛔虫；如果某种生物生活在一个氧气丰富的环境中，说明进行有氧呼吸，是需氧型的；如果某种生物在有氧和无氧条件下都能生存，则说明其是兼性厌氧型的。
(2)原核生物无线粒体，大多进行无氧呼吸产乳酸(如乳酸菌)或者酒精和二氧化碳，但也有些原核生物进行有氧呼吸，如醋酸杆菌、蓝藻等。绝大多数高等生物以有氧呼吸为主，体现生物呼吸方式的进化方向：无氧呼吸―→有氧呼吸。
活学活用
2．将等量且足量的苹果果肉分别放在O2浓度不同的密闭容器中，1
h后测定O2的吸收量和CO2的释放量，如下表：
O2浓度
变化量
0
1%
2%
3%
5%
7%
10%
15%
20%
25%
O2吸收
量/mol
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.8
CO2
释放
量/mol
1
0.8
0.6
0.5
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.8
下列有关叙述中正确的是( )
A．苹果果肉细胞在O2浓度为0%～3%和5%～25%时，分别进行无氧呼吸和有氧呼吸
B．储藏苹果时，应选择O2浓度为5%的适宜环境条件
C．O2浓度越高，苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛，产生ATP越多
D．苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生乳酸和二氧化碳
问题导析 (1)只要氧气的吸收量不为0，就有有氧呼吸，故氧气浓度在1%～3%内既有有氧呼吸又有无氧呼吸。
(2)氧气浓度为5%时，CO2释放量最少，有机物消耗最少，有利于储藏苹果。
(3)O2浓度超过20%时，随氧浓度的增大，有氧呼吸不再增强。
(4)苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生乙醇和二氧化碳。
答案 B
解析 只要氧气的吸收量不为0，就有有氧呼吸，故氧气浓度在1%～3%内既有有氧呼吸又有无氧呼吸，A错误；O2浓度超过20%时，随氧浓度的增大，有氧呼吸不再增强，C错误；苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生乙醇和二氧化碳，D错误；氧气浓度为5%时，CO2释放量最少，有利于储藏苹果，故B正确。
方法链接 根据气体的变化特点判断细胞呼吸的方式
不吸收O2，放出CO2
只进行产乙醇的无氧呼吸
吸收O2＜放出CO2
有氧呼吸和无氧呼吸
吸收O2＝放出CO2
只进行有氧呼吸
不吸收O2，不放出CO2
只进行产乳酸的无氧呼吸
当堂检测
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
答案 D
解析 动物细胞、乳酸菌、马铃薯块茎、玉米胚等进行无氧呼吸可产生乳酸。植物的常态根细胞在受涝(缺氧)条件下，进行无氧呼吸产生乙醇。
2．下图中能正确表示动物肌细胞内ATP产生量与O2供给量之间关系的曲线是( )
A．a
B．b
C．c
D．d
答案 C
解析 当O2供给量为零时，肌细胞暂时进行无氧呼吸，合成少量的ATP，曲线b不符合题意；随O2供给量逐渐增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放出的能量也明显增多，ATP的产生量随之升高，但有氧呼吸过程还受其他条件的制约，如酶、有机物等，所以ATP的产生量不能无限增多，也不会突然减少。
3．下列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无氧呼吸
C．破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖
D．小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱
答案 B
解析 种子风干脱水后呼吸强度减弱；土壤淹水，导致根系因缺氧而发生无氧呼吸；破伤风杆菌属于厌氧型细菌，无氧条件下才能大量繁殖；种子萌发过程中有氧呼吸逐渐增强。
4．制作泡菜、酸菜时，所用菜坛子必须密封，其原因是( )
A．防止水分蒸发
B．防止菜叶萎蔫
C．防止产生的乳酸挥发
D．乳酸菌在有氧条件下发酵被抑制
答案 D
解析 乳酸菌是厌氧菌，氧气会抑制其无氧呼吸。
5．生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下，据图回答下列问题：
(1)反应①②③④中，可在人体细胞中进行的是________________。
(2)粮食储藏过程中，有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为________________________。
(3)在反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是____________。
(4)在微生物体内丙酮酸可以转化为α－酮戊二酸，该酸在酶的催化下可以转化为谷氨酸，当谷氨酸增多并与酶结合时，可导致谷氨酸合成减少，其原因是__________________________。
答案 (1)①②④ (2)呼吸作用产生水 (3)② (4)酶的活性受到抑制
解析 (1)根据图示信息分析：①是呼吸作用的第一阶段，在细胞质基质中进行；②是有氧呼吸的第二阶段和第三阶段，在线粒体内完成；③是无氧呼吸中的乙醇发酵，在人体细胞中没有此反应发生；④是无氧呼吸中产生乳酸的过程，在细胞质基质中进行，当人体剧烈运动时在局部细胞中会发生此反应，以满足人体细胞对能量的需求。所以可在人体细胞内进行的是①、②和④。(2)粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，这是由于呼吸作用过程中有水的产生。(4)代谢过程中产生的物质与酶结合，使酶的结构发生变化，抑制酶的活性，所以导致谷氨酸合成减少。
40分钟课时作业
基础过关
知识点一 无氧呼吸
1．将乳酸菌的培养条件由无氧条件转变为有氧条件，下列过程不受影响的是( )
A．葡萄糖的利用
B．二氧化碳的释放
C．ATP的形成
D．乳酸的生成
答案 B
解析 乳酸菌只进行无氧呼吸，产生乳酸，与CO2的释放无关；有氧条件下无氧呼吸受到抑制，所以A、C、D都减慢。
2．陆生植物不能长期忍受无氧呼吸，这是因为( )
①产生的乙醇对细胞有毒害作用 ②产生的乳酸对细胞有毒害作用 ③没有专门的无氧呼吸结构 ④产生的能量太少
A．①②
B．①④
C．②③
D．③④
答案 B
解析 长期进行无氧呼吸，一是产生的能量太少，二是产生的乙醇对细胞有毒害作用。
3．下图为不完整的人体细胞呼吸示意图，其中产生ATP最多的过程是( )
A．①
B．②
C．③
D．④
答案 B
解析 图中①表示有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段；②表示有氧呼吸的第三阶段；③表示有氧呼吸的第二阶段；④表示无氧呼吸的第二阶段。其中有氧呼吸的第三阶段释放的能量最多。
4．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。
实验
材料
取样
处理
分组
培养液
供氧
情况
适宜
浓度
酵母
菌液
50
mL
破碎细胞(细胞不完整)
甲
25
mL
75
mL
无氧
乙
25
mL
75
mL
通氧
50
mL
未处理
丙
25
mL
75
mL
无氧
丁
25
mL
75
mL
通氧
下列叙述正确的是( )
A．甲组不产生CO2而乙组产生
B．甲组的乙醇产量与丙组相同
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
答案 D
解析 酵母菌在有氧的条件下能将葡萄糖分解成CO2和水，无氧的条件下将葡萄糖分解成CO2和乙醇。依题意知，甲组、丙组进行无氧呼吸，乙组、丁组进行有氧呼吸。甲、乙两组都产生CO2，由于甲组细胞不完整，甲组的乙醇产量较丙组少，丁组能量转换率较丙组高，丁组的氧气消耗量大于乙组。
知识点二 细胞呼吸原理的应用
5．“一骑红尘妃子笑，无人知是荔枝来。”古人为了吃到鲜荔枝，需要动用大量的人力、物力，而现在通过控制下列哪组条件便可轻松获得新鲜荔枝( )
A．低O2、高CO2、零上低温、湿润
B．低O2、高CO2、零下低温、干燥
C．无O2、高CO2、零上低温、湿润
D．低O2、低CO2、零下低温、干燥
答案 A
解析 影响细胞呼吸的因素主要有水分、氧气、二氧化碳和温度。酶活性在一定温度范围内，随温度的升高而增强，故低温是储藏水果行之有效的方法之一，但零下低温会引起冻伤从而失去水果的口感。氧气是有氧呼吸的原料，二氧化碳是细胞呼吸的产物，降低反应物浓度或增加产物浓度都会降低细胞呼吸的速率。完全无氧条件下，细胞可进行无氧呼吸，而氧气的存在可以起到抑制无氧呼吸的作用，因此氧气应调节至一个合适的浓度，在这个浓度下，氧气对无氧呼吸起抑制作用，而有氧呼吸又很弱，从而使有机物的消耗达到最低。题干中要求减少水分的消耗，所以要放在湿润的环境中。
6．关于真核细胞呼吸的说法，正确的是( )
A．无氧呼吸是不需氧的呼吸，因而其底物分解不属于氧化反应
B．水果储藏在完全无氧的环境中，可将损失减小到最低程度
C．无氧呼吸的酶存在于细胞质基质和线粒体中
D．有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质中
答案 D
解析 无氧呼吸是在缺氧环境中有机物氧化分解的过程，无氧呼吸第一阶段的脱氢过程就是有机物被氧化的过程。水果的储藏需要的环境是低温、低氧和低湿环境，低温、低氧是为了抑制无氧呼吸和有氧呼吸，减少有机物的消耗；若储藏在完全无氧的环境中，无氧呼吸将会加强，产生大量乙醇，既大量消耗了有机物，又增加了水果中乙醇的含量，降低了水果的品质和质量。无氧呼吸的酶存在于细胞质基质中，有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜和线粒体基质中。
能力提升
7．把鼠的肝细胞磨碎后高速离心，细胞匀浆分成a、b、c、d四层。往c层加入葡萄糖，没有CO2和ATP产生，再加入丙酮酸后，马上就有CO2和ATP产生，则c层必定含有( )
①线粒体 ②核糖体 ③细胞质基质 ④ADP
A．①和③
B．②和④
C．①和④
D．②和③
答案 C
解析 丙酮酸进入线粒体，分解产生能量，ADP利用这些能量生成ATP。
8．如图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，测得CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是( )
A．氧浓度为a时，最适于储藏该植物器官
B．氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍
C．氧浓度为c时，无氧呼吸最弱
D．氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等
答案 B
解析 以CO2释放量相对值计算，a浓度：O2吸收量为0，只有无氧呼吸；b浓度：有氧呼吸为3，无氧呼吸为(8－3)；c浓度：有氧呼吸为4，无氧呼吸为(6－4)；d浓度：有氧呼吸为7，无氧呼吸为0。由此判断：c浓度最适于储藏；b浓度无氧呼吸消耗葡萄糖为2.5，为有氧呼吸(0.5)的5倍；d点无氧呼吸强度最弱，为0。
9．把土豆依次放在空气、氮气和空气中各储藏1周。在实验室中测定其CO2的释放量，得到如图所示的实验结果。下列叙述正确的是( )
A．土豆的无氧呼吸不产生CO2
B．在第1周只进行了有氧呼吸
C．在第2周暂时没有细胞呼吸
D．第3周的无氧呼吸先强后弱
答案 A
解析 高等动物的细胞、玉米的胚、甜菜的块根、马铃薯的块茎等无氧呼吸的产物为乳酸且不释放CO2。
10．有一瓶混合酵母菌和葡萄糖的培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的乙醇和CO2的量如下表所示。下列叙述中错误的是( )
氧浓度(%)
a
b
c
d
产生CO2的量(mol)
9
12.5
15
30
产生乙醇的量(mol)
9
6.5
6
0
A.氧浓度为b时，经有氧呼吸产生的CO2为6
mol
B．氧浓度为d时，只进行有氧呼吸
C．氧浓度为c时，消耗的葡萄糖有50%通过乙醇发酵
D．a值约为0
答案 C
解析 据有氧呼吸和无氧呼吸反应式可知，有氧呼吸不产生乙醇，所以d浓度时只进行有氧呼吸；酵母菌进行乙醇发酵产生等物质的量的乙醇和CO2，所以a浓度时只进行无氧呼吸，a值约为0；b浓度时，无氧呼吸产生CO2为6.5
mol，则有氧呼吸产生CO2为12.5－6.5＝6(mol)；c浓度时，无氧呼吸产生CO2为6
mol，消耗葡萄糖为6÷2＝3(mol)，有氧呼吸产生CO2为15－6＝9(mol)，消耗葡萄糖为9÷6＝1.5(mol)。故有2/3的葡萄糖用于乙醇发酵，C错误。
11．下图为细胞呼吸过程，其中a、b表示物质，①～④表示主要步骤，请回答下列问题：
(1)图中a、b表示的物质分别是____________、__________________。
(2)图中②、③过程中都有CO2产生，其场所分别是________________、____________。
(3)过程①除产生能量外，还产生________；在①～④过程中释放能量最多的是________。
(4)②和④过程一般不会同时发生在同一生物体内，其原因是_______________________。
答案 (1)丙酮酸 乳酸 (2)细胞质基质 线粒体 (3)[H] ③ (4)不同生物体内酶的种类不同
解析 图中a和b分别表示丙酮酸、乳酸。②、③过程分别发生在细胞质基质和线粒体中。在过程①中除产生能量外，还可以产生[H]。在①～④过程中，有氧呼吸的第三阶段释放的能量最多。不同生物体细胞中，由于酶的种类不同，无氧呼吸的产物不同。
12．下图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下的CO2的释放量与O2的吸收量的变化，请据图回答以下问题：
(1)O点时，该器官的呼吸作用类型是__________________________________________。
(2)在O2浓度为b%以下时(不包括O点)，该器官的呼吸类型是________________________________，原因是_________________________________。
(3)该器官CO2释放与O2吸收两条曲线在Q点重合，该器官的呼吸类型是____________，原因是________________________________________。
(4)由该曲线提示的原理，我们在进行水果储藏时，应该取O2浓度值为____________________________，理由是________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)无氧呼吸 (2)无氧呼吸与有氧呼吸 CO2的释放量大于O2的吸收量 (3)有氧呼吸 O2的吸收量与CO2的释放量相等 (4)P点对应的O2浓度 果实和种子通过呼吸作用消耗的有机物最少
解析 在无氧的条件下(O点)，植物体只能进行无氧呼吸，且产物是乙醇和CO2。Q点因产生的CO2和吸收的O2的量相等，联系有氧呼吸的知识可知Q点处进行的是有氧呼吸。P点处机体的无氧呼吸及有氧呼吸均较弱，分解有机物相对较少，有利于果实和种子的储藏。
个性拓展
13.如图所示是一名学生制作的一个装置，用来研究温度对酵母菌乙醇发酵的影响。三角瓶内装有悬浮在质量分数为10%的葡萄糖溶液中的2.5
g酵母菌。实验记录小液滴移动量如下表，表中数据为小液滴移动量(单位：cm)。试回答下列问题：
温度
移动量/cm
时间
℃5
10
℃
20
℃
35
℃
55
℃
1
min
0
0.2
0.4
0.7
0
2
min
0
1.0
1.3
1.6
0.1
3
min
0.1
1.9
2.2
2.8
0.2
4
min
0.2
3.1
3.3
4.4
0.3
5
min
0.3
4.0
4.4
4.4
0.4
(1)实验中小液滴移动的方向是向__________，理由是____________________________；移动的速度__________________________，理由是_______________________________。
(2)酵母菌进行乙醇发酵的反应式是___________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)根据表中数据，三角瓶内的葡萄糖完全被酵母菌利用至少需________min。
答案 (1)左 酵母菌乙醇发酵产生了CO2，增大了瓶中气体压力 逐渐减慢，直至停止 葡萄糖被逐渐消耗尽 (2)C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量(少量) (3)4
解析 由于酵母菌乙醇发酵产生CO2，导致瓶中气体压强增大，小液滴向左移动；随着葡萄糖的消耗，细胞呼吸减弱，小液滴移动速度减慢，直至停止。20
℃和35
℃时，5
min时产生的CO2相等，说明此时葡萄糖已消耗完，而在35
℃时的第4
min就达4.4
cm，所以葡萄糖完全被酵母菌利用至少需要4
min。第3课时 糖类、脂质的种类和功能
[目标导读] 1.阅读教材P13并结合图2－3，理解生物大分子的基本骨架。2.阅读教材P14～15内容，概述糖类的种类和功能。3.结合教材P15的边做边学，尝试设计糖类的鉴定实验。4.阅读教材P16～17内容，结合P17图2－7、图2－8、图2－9，举例说出脂质的种类和功能。5.通过教材P16的课题研究，尝试鉴定脂肪。
[重难点击] 1.糖类和脂质的种类和作用。2.设计检测生物组织中糖类和脂肪的实验。
一 生物大分子的基本骨架
科学家说“碳是生命的核心元素”，“没有碳，就没有生命”。阅读教材P13内容，结合下列物质中的碳骨架，然后思考：
1．观察上图，能够看出碳原子之间可以通过单键、双键或三键相结合，形成不同长度的链状、分支链状或环状结构，这些结构称为有机物的碳骨架。
2．观察下面的蛋白质分子中肽链结构图，完善下列内容。
蛋白质分子的肽链是以氨基酸为基本单位的碳骨架构成的，它的碳骨架呈链状结构。
3．组成生物体的最重要的有机化合物有糖类、脂质、蛋白质和核酸。决定这些有机化合物基本性质的因素有碳骨架的结构、长短以及与碳骨架相连接的原子团。
归纳提炼
碳原子有四个外层电子，能和别的原子形成四个强的共价键，因而它能互相连接成不同长度的链状、分支链状或环状结构，这些结构称为有机物的碳骨架。可以说，地球上的生命就是在碳元素的基础上建立起来的，因此说“碳是生命的核心元素”。
活学活用
1．下列关于“地球上的生命是在碳元素的基础上建立起来的”原因的叙述，错误的是( )
A．碳元素在生物体内含量最多
B．碳原子含有4个价电子
C．碳原子之间能以共价键结合
D．许多含碳有机物能连接成链或环
问题导析 (1)生物体内含量最多的元素是O，其次是C、H、N。
(2)碳原子的4个价电子可与其他碳原子结合，也可与其他原子结合，进而形成链状或环状结构。
答案 A
解析 碳元素是组成生物体的主要成分之一，并非含量最多，在生物体内含量最多的元素是氧元素；碳原子的最外层电子是4个，碳原子可形成4个共价电子，这4个共价电子可以与许多原子结合，也可与其他碳原子形成共价键；碳原子以共价键的形式形成链状或环状结构，从而构成有机物的基本碳骨架。
二 糖类的种类和功能
糖类是生物体内主要的能源物质，生物体内含有很多种糖。请阅读教材P14～15内容，分析下面材料，完成下列问题。
1．观察下面几种常见的单糖结构式，结合教材P14内容思考：
(1)观察上图可以看出单糖分子都是由C、H、O三种元素构成的。
(2)上图中核糖和脱氧核糖含有5个碳原子称为五碳糖，葡萄糖、果糖和半乳糖等含有6个碳原子称为六碳糖，五碳糖和六碳糖均是不能再水解的糖类，称为单糖。单糖可直接被细胞吸收。
小贴士 1 核糖和脱氧核糖在动植物细胞中都有分布。
2 葡萄糖分布在动植物细胞中，是生命活动所需要的主要能源物质，常被称为“生命的燃料”。
3 果糖分布于植物细胞中，半乳糖分布于动物细胞中，果糖和半乳糖都可以被氧化分解提供能量。
2．观察几种二糖水解的产物示意图，结合教材P14内容思考：
1分子麦芽糖水解产生2分子葡萄糖；1分子蔗糖水解产生1分子葡萄糖和1分子果糖；1分子乳糖水解产生1分子葡萄糖和1分子半乳糖。可见，二糖是由两分子单糖组成的。
小贴士 1 发芽的小麦等谷粒中麦芽糖含量丰富。
2 在甜菜和甘蔗里蔗糖含量丰富。
3 在人和动物乳汁里乳糖含量丰富。
3．结合教材P14图2－5，回答问题。
(1)植物细胞中的多糖主要有哪些？各有何作用？
答案 植物细胞中的多糖主要是纤维素和淀粉，其中纤维素是植物细胞壁的主要成分，它们形成的网状纤维结构对植物细胞有保护作用；其中淀粉是植物细胞中储存能量的物质。
(2)动物细胞的多糖主要有哪些？其主要作用是什么？
答案 动物细胞中的多糖主要是糖原，糖原是动物细胞中储存能量的物质。
(3)纤维素、淀粉、糖原的最终水解产物是什么？
答案 葡萄糖。
(4)除此之外，糖类还有什么功能？
答案 糖类还能与蛋白质等结合形成复杂的化合物，参与细胞识别、细胞间物质运输和免疫调节等生命活动。
(5)结合教材P15“边做边学”内容，思考完善下列内容：
根据是否具有还原性，将糖类分为还原性糖和非还原性糖。实验中常用斐林试剂来检测还原性糖的存在，单糖、麦芽糖、乳糖等是还原性糖，它们与斐林试剂发生反应，产生砖红色沉淀。淀粉、蔗糖等是非还原性糖，它们与斐林试剂不会产生砖红色沉淀。
小贴士 并非所有的糖类都是能源物质，少数糖是细胞内的结构物质，不能为细胞的生命活动提供能量，如纤维素参与植物细胞壁的构成，脱氧核糖和核糖参与核酸的构成。
4．鉴定生物组织中的糖类
(1)实验原理
①还原性糖有单糖、麦芽糖、乳糖等，而淀粉和蔗糖是非还原性糖，但是淀粉可在淀粉酶的作用下水解成麦芽糖。
②还原性糖与斐林试剂反应，在水浴加热的条件下会产生砖红色沉淀。淀粉遇碘变蓝色。
(2)实验过程和结论
①淀粉的鉴定
a．过程和结果
试剂
试管A
试管B
质量分数为2%的淀粉溶液
3
mL
质量分数为2%的蔗糖溶液
3
mL
稀碘液
2滴
2滴
颜色变化
变蓝
不变蓝
b.结论：淀粉能与碘液呈现蓝色的颜色反应。
c．思考：上述实验中淀粉溶液和蔗糖溶液的质量分数相同，取样量及滴加的碘液量也相同，其目的是排除无关变量对实验的干扰。
②还原性糖的鉴定
a．过程和结果
操作
顺序
项目
试管C
试管D
试管E
1
质量分数为2%的淀粉溶液
3
mL
3
mL
2
质量分数为2%的蔗糖溶液
3
mL
3
清水
1
mL
1
mL
4
唾液
1
mL
5
37
℃温水保温
5
min
5
min
5
min
6
斐林试剂
2
mL
2
mL
2
mL
7
隔水加热
2
min
2
min
2
min
8
颜色反应
没有砖红色
没有砖红色
有砖红色
b.结论：淀粉在唾液中的淀粉酶作用下分解为还原性糖。
c．思考：用斐林试剂鉴定还原性糖实验中出现的颜色变化及原因是什么？
答案 因加入的斐林试剂中含Cu2＋，故溶液呈浅蓝色，加热后，部分Cu2＋被还原为砖红色的Cu2O，因二者混合故呈现棕色，随着反应的继续进行，Cu(OH)2被全部还原为Cu2O，故而出现砖红色的沉淀。
归纳总结
活学活用
2．判断下列关于糖类的叙述的正误。
(1)构成纤维素的基本单位是葡萄糖和果糖( )
(2)葡萄糖和麦芽糖可被水解，蔗糖和乳糖水解的产物都是葡萄糖( )
(3)细胞中的糖类可以分为3类，其中可以被消化道直接吸收的是单糖，完全由葡萄糖缩合而成的二糖是麦芽糖，乳糖可以被小肠上皮细胞直接吸收( )
(4)糖原代谢的最终产物是葡萄糖( )
(5)葡萄糖和果糖分子均有还原性( )
(6)淀粉可以用斐林试剂鉴定并呈现蓝色。水浴加热条件下，蔗糖与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀( )
(7)糖类都是生物体生命活动的能源物质( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)×
解析 (1)构成纤维素的基本单位是葡萄糖；(2)葡萄糖不能被水解，麦芽糖可被水解，蔗糖水解的产物是葡萄糖和果糖，乳糖水解的产物是葡萄糖和半乳糖；(3)乳糖是二糖，水解成葡萄糖和半乳糖，才可以被小肠上皮细胞直接吸收；(4)糖原水解的最终产物是葡萄糖，而代谢的最终产物是CO2和H2O；(6)淀粉和蔗糖为非还原性糖，不能用斐林试剂鉴定，淀粉只能用碘液鉴定呈现蓝色。(7)并非所有的糖都是生物体生命活动的能源物质，如核糖、脱氧核糖、纤维素是结构物质。
三 脂质的种类和作用
脂质也是细胞中一种重要的有机物，在某些方面有着其他有机物不能替代的作用。
1．阅读教材P16～17内容，完成下面的思考：
(1)生物体中的脂质主要由C、H、O三种元素组成，另外有些脂质还含有N、P。
(2)生物体中的脂质包括脂肪、类脂和固醇，其中固醇类包括胆固醇、性激素和维生素D等，不同脂质在化学组成和化学结构上有很大的差异，但都不溶于水。
(3)结合教材P17图2－7、图2－8、图2－9，请完成下列示意图连线：
(4)请将所列各种脂质和对应的功能用线连起来
2．下表是糖类和脂肪的组成元素的比较，据表回答：
含量
成分
C
H
O
物质
脂肪
75%
12%
13%
糖类
44%
6%
50%
(1)糖类和脂肪在元素组成上的相同点是都由C、H、O组成。
(2)糖类和脂肪在元素组成上的不同点是脂肪中C、H两种元素所占比例高，含O少；糖类中含O多，含C、H少。
小贴士 1
g糖原氧化分解释放出约17
kJ的能量，而1
g脂肪可以放出约39
kJ的能量。其原因是脂肪中氧的含量远少于糖类，而碳和氢的含量更多，因此脂肪在氧化分解时的耗氧量要比糖类多，释放出来的能量也多，产生的水也多。因此，脂肪是细胞内重要的储能物质。
3．结合教材P16“课题研究”，分析回答“洋葱根尖细胞中脂肪的鉴定”中的问题。
(1)实验原理：脂肪易被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。
(2)过程
①取根尖细胞，用1
mol/L的盐酸进行解离(使细胞分离开来，便于观察)。
②再用苏丹Ⅲ染液染色。
③一段时间后，用50%乙醇溶液漂洗，目的是洗去浮色。
④用吸水纸吸取乙醇，再滴加1～2滴蒸馏水，加盖玻片，制作成临时装片。
⑤在制作的临时装片上再加一块载玻片，用手指轻压，使根组织细胞分散开。
⑥取下载玻片，将临时装片放在显微镜下观察：在低倍镜下找到根尖组织，如果发现物像偏右上方，应将装片向右上方移动，将物像调至视野中央再换高倍镜观察，并调节细准焦螺旋使物像清晰。
(3)预测结果和结论：在装片中观察到橘黄色的颗粒，说明洋葱的根尖细胞中含有脂肪。
归纳提炼
1．脂质的种类、功能和分布
种类
功能
分布
脂肪
①主要的储能物质
②保温
③缓冲和减压，保护内脏器官
①某些植物的种子、果实
②动物体的脂肪组织
磷脂
构成细胞膜、细胞器膜、核膜的重要成分
①动物的脑、卵
②大豆的种子
固醇
胆固醇
①构成细胞膜的重要成分
②参与人体血液中脂质的运输
动物性食物中含量丰富
性激素
促进生殖器官的发育、生殖细胞的形成、激发和维持第二性征及雌性动物的性周期
由动物的性腺分泌，进入血液、组织液
维生
素D
促进人和动物肠道对钙、磷的吸收
①动物的卵黄
②人体表皮细胞中的胆固醇，经日光照射，转变成维生素D
2.脂肪的鉴定除苏丹Ⅲ染液外也可用苏丹Ⅳ染液，其可将脂肪染成红色。
活学活用
3．下面是关于脂质的叙述，其中正确的是( )
A．磷脂由C、H、O三种元素组成，是构成膜的主要成分
B．性激素的化学本质是蛋白质，对维持生物体的生殖过程起着重要的调节作用
C．脂肪只存在于动物的脂肪细胞中，而其他部位和植物细胞中没有
D．企鹅体内的脂肪有减少热量散失、维持体温恒定的作用
答案 D
解析 磷脂应含有P；性激素的化学本质是固醇；在动物的一般组织中都有脂肪的分布，此外，脂肪也可以分布在植物中；脂肪是生物体的储能物质，同时还可以起到保温的作用。
当堂检测
1．用水解法研究下列物质，水解终产物不都是葡萄糖的是( )
①淀粉 ②蔗糖 ③乳糖 ④麦芽糖
A．①②
B．②③
C．③④
D．①④
答案 B
解析 淀粉、麦芽糖、纤维素和糖原的单体都是葡萄糖，水解终产物均只有葡萄糖一种产物；蔗糖是由葡萄糖和果糖形成的二糖，乳糖是由葡萄糖和半乳糖形成的二糖。
2．媒体报道的“地沟油”事件，引起了公众的关注。“地沟油”的主要成分是脂质，但还有许多致病、致癌的毒性物质。下列有关叙述正确的是( )
A．“地沟油”的主要成分的组成元素一定是C、H、O、N
B．“地沟油”的主要成分是生物体内主要的能源物质
C．“地沟油”的主要成分遇苏丹Ⅲ染液可能呈现橘黄色
D．“地沟油”的主要成分可引起动物细胞内的糖原减少
答案 C
解析 “地沟油”的主要成分为脂质，主要由C、H、O三种元素构成，其主要功能是作为储能物质，A、B错误；脂质与糖原含量的多少无直接关系，D错误。
3．唾液淀粉酶能将淀粉分解为麦芽糖，再在麦芽糖酶的作用下进一步分解为葡萄糖，下列说法不正确的是( )
A．麦芽糖是淀粉的单体
B．葡萄糖是淀粉的单体
C．该过程是水解反应
D．淀粉是一种多聚体
答案 A
解析 淀粉是一种多聚体，其单体是葡萄糖，麦芽糖可以进一步的水解，不是基本单位，也就不是单体；多聚体可以水解成单体。
4．糖类和脂质是细胞中两种重要的有机物，相关的叙述错误的是( )
A．组成脂质的化学元素主要是C、H、O，有些脂质还含有N和P
B．糖类中的淀粉、纤维素和糖原的基本单位都是葡萄糖
C．淀粉和脂肪水解的终产物是二氧化碳和水
D．质量相同的糖类和脂肪被彻底分解时，糖类耗氧少
答案 C
解析 组成脂质的化学元素主要是C、H、O，有些脂质如磷脂还含有N和P；葡萄糖是淀粉、纤维素和糖原的基本单位；淀粉水解的终产物是葡萄糖，脂肪水解的终产物是甘油和脂肪酸；因脂肪中C、H的比例比糖类中的高，故质量相同的糖类和脂肪氧化分解时脂肪的耗氧量多，产能也多。
5．回答下列问题：
(1)组成细胞的几种生物大分子，其主要功能依次是：能源物质、结构物质、遗传物质，则组成它们的单体分别是__________、氨基酸、核苷酸。每个单体都以若干个相连的________原子构成的，以________为基本骨架。有许多单体连接成多聚体，所以说________是生命的核心元素。
(2)从科学角度讲，一日三餐应以________________为主食，理由是__________________。
(3)对于经常参加长跑等运动的人来说，运动前常大量进食面条、土豆和米饭等食物，这样就能使体内的________得到充分储备，有利于延长耐久力。
(4)请分析糖尿病患者体重下降的原因：___________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)单糖 碳 碳链 碳 (2)淀粉类食物 糖类是主要的能源物质 (3)糖原 (4)糖尿病患者由于大量的糖从尿液中排出，能量供应不足，就从储备的蛋白质和脂肪中获得能量，因而体重下降
40分钟课时作业
基础过关
知识点一 生物大分子的基本骨架
1．下列有关生物大分子基本骨架的描述中，不正确的是( )
A．生物大分子是以碳链为基本骨架的
B．碳骨架是碳碳之间通过共价键相结合形成的链状、分支状或环状的结构
C．碳骨架的碳碳之间的共价键可以是单键、双键或三键
D．生物大分子的基本性质仅由碳骨架的排列和长短决定
答案 D
解析 决定生物大分子基本性质的不仅是碳骨架的排列和长短，还与碳骨架相连接的某些含氧、氢、硫、磷的原子团有关。
2．下列关于碳元素的说法，错误的是( )
A．碳原子之间可以形成共价键
B．碳元素在活细胞中含量最多，所以是生物体的核心元素
C．碳原子之间可以形成直链、支链和环状结构
D．碳骨架的结构排列和长短等因素决定了一些重要有机化合物的性质
答案 B
解析 氧元素是活细胞中含量最多的元素。碳元素成为生物体的核心元素并不是因为它的含量，而是因为由碳原子结构决定的生物大分子都是依靠碳骨架建立起来的。
知识点二 糖类的种类及功能
3．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、纤维素和糖原的基本单位均为葡萄糖 ②麦芽糖、乳糖、蔗糖的组成中均有葡萄糖 ③葡萄糖、果糖均为还原性糖，由二者结合成的蔗糖也具有还原性 ④多糖都是动植物细胞内的储能物质
A．①②
B．①③
C．②④
D．③④
答案 A
解析 淀粉、纤维素和糖原等多糖的基本组成单位是葡萄糖，故①正确。麦芽糖是由2分子葡萄糖结合而成，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，不属于植物细胞的储能物质，故④错误。
4．下列有关糖类生理作用的叙述中，错误的是( )
A．糖原是各种生物体的储能物质
B．葡萄糖是细胞内重要的能源物质
C．脱氧核糖是组成DNA的成分
D．纤维素是植物细胞壁的主要成分
答案 A
5．在剖开的小麦种子上滴加碘液；在可溶性淀粉溶液中注入新鲜的淀粉酶溶液后加入新制的斐林试剂并隔水加热。两者的实验现象分别是( )
A．都变蓝
B．都变成砖红色
C．前者变蓝，后者变成砖红色
D．前者变成砖红色，后者变蓝
答案 C
解析 小麦种子富含淀粉，遇碘液显蓝色；淀粉在淀粉酶作用下，水解为麦芽糖，麦芽糖是还原性糖，与斐林试剂反应呈砖红色。
知识点三 脂质的种类和功能
6．脂质在细胞中具有独特的生物学功能。下面是有关脂质的生物学功能，其中属于磷脂的生物学功能的是( )
A．是构成细胞膜的重要成分物质
B．是储能分子，具有保温作用
C．构成生物体表面的保护层
D．具有生物活性，对生命活动起调节作用
答案 A
解析 磷脂是构成细胞膜的重要成分物质，脂肪具有储能和保温等作用，固醇类物质对生命活动具有调节作用，构成植物体表面保护层的是蜡质，属于脂质但不是磷脂，如植物体的果实、叶片等的表面中有蜡质。
7．在还原性糖、脂肪的鉴定实验中，最佳的一组实验材料是( )
①甘蔗的茎 ②油菜籽 ③花生种子 ④梨 ⑤甜菜的块根 ⑥豆浆 ⑦鸡蛋清
A．④②
B．⑤②
C．①②
D．④③
答案 D
解析 注意题中“最佳”一词。甘蔗的茎、甜菜的块根中含量较多的是蔗糖，不是还原性糖；油菜籽中虽含脂肪较多，但太小，操作不方便。
8．下列哪些糖类物质能分别对应：①属于二糖且可用斐林试剂鉴定的糖类；②存在于植物细胞中而不存在于动物细胞中的糖类( )
A．蔗糖、纤维素
B．麦芽糖、淀粉
C．蔗糖、淀粉
D．麦芽糖、糖原
答案 B
解析 二糖有麦芽糖、乳糖、蔗糖等，可溶性还原糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖等。仅存在于植物细胞内的糖：单糖有果糖，二糖有蔗糖、麦芽糖，多糖有淀粉、纤维素等。
能力提升
9．根据表中分析，同质量的脂肪和糖类在氧化分解时的差异，以下说法错误的是( )
物质
各元素比例
氧化分解时
C
O
耗氧量
释放能量
产生的水
脂肪
75%
13%
较多
较多
X
糖类
44%
50%
较少
较少
Y
A.相同质量条件下，脂肪比糖类在氧化分解时耗氧量多
B．脂肪中H的比例是12%
C．相同质量的脂肪和糖类氧化分解时产生的水量XD．脂肪中H的比例较高，所以释放的能量较多
答案 C
解析 脂肪与糖类相比，C/O比值大，相同质量条件下，氧化分解耗氧量多，相应产生的水也多，即X>Y。糖类和脂肪都是由C、H、O三种元素组成的，根据表中数据可知，脂肪中H的比例是1－75%－13%＝12%，糖类中H的比例是1－44%－50%＝6%。
10．下列对多糖功能的分类正确的是( )
答案 C
解析 糖原是动物细胞的储能物质，淀粉是植物细胞的储能物质，二者功能一致。纤维素是植物细胞壁的组成成分，是结构物质。
11．下图表示细胞中由C、H、O三种元素组成的某种化合物的形成过程，据图完成问题：
―→
(1)A是指__________，除了脱氧核糖、核糖外，还有________、________和________。
(2)若B是由两个单体A缩合而成的化合物，则B称为________。植物细胞中最重要的是________和____________，人和动物乳汁中含量最丰富的是________。
(3)若B是由大量单体A缩合而成的化合物，则B称为____________。在人和动物的肝脏中是指__________，在马铃薯块茎中主要是指____________，能形成高等植物细胞壁的是____________。
答案 (1)单糖 葡萄糖 果糖 半乳糖 (2)二糖 蔗糖 麦芽糖 乳糖 (3)多糖 肝糖原 淀粉 纤维素
解析 由单体A只由C、H、O三种元素组成，并且可以继续缩合可知，A是单糖。若B由两个单体A组成，即为二糖；若B由大量单体A组成，即为多糖。
12．根据下列生物学事实回答问题：
材料一 熊在入冬之前要吃大量的食物，在体内转化为脂肪储存起来。冬眠时，进行分解利用，维持生命活动。
材料二 生活在南极寒冷环境中的企鹅，体内脂肪可厚达4
cm。
材料三 幼儿常晒太阳，可以使皮肤表皮细胞内的胆固醇转化为维生素D，预防佝偻病。
(1)材料一说明脂肪是______________________________________________。分布在动物内脏器官周围的脂肪还具有__________和____________的作用。
(2)材料二说明脂肪具有________作用。
(3)材料三说明维生素D能够______________________________________。该物质属于脂质中的________类物质，该类物质除维生素D之外还包括________和________等。
答案 (1)生物体内的储能物质 缓冲 减压 (2)保温 (3)促进人和动物对钙和磷的吸收 固醇 胆固醇 性激素
解析 脂肪是细胞内良好的储能物质，需要时可以分解利用。另外，脂肪还可起到保温、缓冲和减压的作用。维生素D能有效促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。
个性拓展
13．“瘦素”是最近由英国研究人员发现的人体中一种重要激素，它能控制人的食欲。注射“瘦素”后，人的食欲会下降，从而对人体是否发胖起到至关重要的作用。请回答下列问题：
(1)肥胖是由体内脂肪过多引起的，检验脂肪的试剂是________________，颜色反应是________________。
(2)在“5·12汶川大地震”后期的救援中，从废墟下救出的生还者女性较男性多。其原因在于女性皮下脂肪厚，在没有食物和饮水的条件下，女性的生存期限会比男性长。请从脂肪的元素组成及主要作用角度分析出现上述现象的原因：__________________________________
________________________________________________________________________。
(3)某校生物兴趣小组想利用以下材料，设计实验探究“瘦素”能否控制动物的食欲以及能否起到减肥作用，请帮他们完成下列实验设计。
材料用具：大鼠若干只、普通饲料、一定剂量的“瘦素”溶液、生理盐水，其他所需条件均满足。
实验步骤：
第一步：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第二步：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第三步：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第四步：一段时间后，观察大鼠的食欲状况，称量并统计各组大鼠的体重。
答案 (1)苏丹Ⅲ染液 橘黄色
(2)脂肪是重要的储能物质，其含氢量高，氧化分解时释放能量多，产生的水多
(3)第一步：选取身体健康、生长状况基本相同的大鼠若干只，随机平均分为两组，并编号为甲、乙
第二步：甲组每天注射一定剂量的“瘦素”溶液，乙组每天注射等量的生理盐水
第三步：在正常饲养的基础上，在相同且适宜的条件下分别饲养一段时间
解析 (1)检验脂肪应选用苏丹Ⅲ染色，颜色反应为橘黄色。(2)脂肪是生物体的重要储能物质，其含氢量高，氧化分解时释放的能量多，并且产生的水多。(3)实验设计时应遵循对照原则和单一变量原则，此实验的自变量为是否注射“瘦素”，因变量为大鼠的食欲和体重变化。第21课时 细胞周期与动物细胞的有丝分裂
[目标导读] 1.结合教材P92积极思维，归纳细胞大小与细胞生命活动的关系。2.结合教材图5－2，概述有丝分裂细胞周期的概念。3.结合教材图5－3，概述动物细胞有丝分裂的过程，掌握各阶段的主要变化特征。
[重难点击] 1.细胞周期的概念。2.动物细胞有丝分裂的过程。
一 细胞大小与细胞生命活动
细胞生长到一定体积时，就要进行细胞分裂。请结合教材P92积极思维，分析细胞不能无限长大的原因。
将琼脂块切成边长分别为4
cm、2
cm、1
cm的正方体，如图：
1．分别计算它们的体积与表面积及表面积和体积的比值，填入下表：
琼脂块
边长/cm
体积/cm3
表面积/cm2
表面积与
体积之比
1
1
6
6
2
8
24
3
4
64
96
1.5
可见，琼脂块的相对表面积(表面积与体积之比)随着琼脂块体积的增大而减小。
2．推测细胞体积大小和物质运输效率的关系：细胞体积越大，相对表面积越小，物质运输的效率越低。
归纳总结
细胞不能无限长大的原因
(1)受细胞表面积和体积的关系制约(上面已说明)。
(2)受细胞核控制范围的制约：细胞体积过大，细胞核的负担太重，将影响细胞的生命活动。
活学活用
1．“细胞体积守恒定律”表明动物器官的大小主要决定于细胞的数量，而与细胞的大小无关。下列各项中不属于影响细胞体积因素的是( )
A．细胞相对表面积与体积的关系
B．细胞的核与质之间的比例关系
C．细胞内物质的交流与细胞体积的关系
D．细胞膜具有一定的流动性
答案 D
解析 细胞的表面积与体积的关系及核质比都是限制细胞不能无限长大的原因。细胞越大，细胞内物质运输和交流效率越低。
二 细胞周期
细胞以分裂的方式进行增殖，其中有丝分裂具有一定的周期性，结合教材P93，完善细胞周期示意图，理解细胞周期的概念。
1．概念
(1)前提条件：连续分裂的细胞。
(2)起止时间：从一次细胞分裂结束开始，到下一次细胞分裂结束为止。
2．分段
(1)两个阶段：包括分裂间期和分裂期。其中分裂间期占的时间比例大，约占90%～95%。分裂间期主要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期做物质准备。
(2)下图表示细胞连续分裂的过程，其中能表示一个完整的细胞周期的是A～C、C～E、E～G，其中能表示分裂间期的是A～B、C～D、E～F，表示分裂期的是B～C、D～E、F～G。
小贴士 分裂间期是细胞周期的开始，可分为三个阶段：
①G1期(DNA复制前期)：有丝分裂结束与DNA合成前的间隙。G1期是一个生长期，在这一时期中主要进行RNA、蛋白质和酶的合成，为DNA复制做准备。
②S期(DNA复制期)：这是细胞增殖周期中最关键的一个时期。DNA在S期开始阶段合成的强度大，以后逐渐减弱，到S期末，DNA含量便增加一倍，为细胞分裂做准备。
③G2期(DNA复制后期)：此期经历的时间较短，其主要活动是为分裂期做准备。
3．结合下面的材料，分析细胞周期的特点
材料 不同细胞的细胞周期持续时间(t/h)
细胞类型
分裂间期
分裂期
细胞周期
蚕豆根尖分生区细胞
15.3
2.0
17.3
小鼠十二指肠上皮细胞
13.5
1.8
15.3
人的肝细胞
21
1
22
人的宫颈癌细胞
20.5
1.5
22
由材料思考：
(1)不同生物的细胞周期持续时间不一定相同。
(2)细胞周期持续时间相同的细胞，分裂间期和分裂期的比例不一定相同。
(3)不同的细胞其细胞周期中都是分裂间期时间长。
归纳提炼
1．细胞周期的理解
(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。
(2)生物体内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)等。
(3)减数分裂形成的精细胞和卵细胞、已高度分化的细胞没有细胞周期。
2．细胞以分裂的方式进行增殖
真核细胞的分裂方式有三种：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式，有丝分裂具有周期性。
活学活用
2.如图表示细胞分裂的一个周期，下列叙述正确的是( )
A．甲→乙的过程表示分裂间期
B．乙→甲的过程表示分裂期
C．甲→甲的过程为一个细胞周期
D．乙→乙的过程为一个细胞周期
问题导析 (1)图中阴影部分为分裂期，无阴影部分为分裂间期。
(2)一个细胞周期应从乙开始，顺时针旋转一周再到达乙。
答案 D
三 动物细胞的有丝分裂
以动物细胞有丝分裂为例，理解有丝分裂的特征，结合教材和提供的图示完成下面的思考。
1．概念辨析：染色质、染色体与染色单体
如图，A、B呈染色质状态，C呈染色体状态，其中1和2是一对姐妹染色单体，它们由一个共同的[3]着丝点连接着构成一条[4]染色体。
2．有丝分裂各时期的主要特点有哪些？请结合图解，分析回答：
(1)间期(如图1)：完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，中心体也发生复制。
(2)前期(如图2)：染色质由丝状缩短变粗，逐渐形成清晰可见的染色体，每条染色体含有两条染色单体；两个中心体分别移向细胞两极，发出星状射线形成纺锤体。核膜解体、核仁逐渐消失。
(3)中期(如图3)：每条染色体上的着丝点部位与纺锤丝相连，在其牵引下，染色体着丝点排列在细胞中央的赤道板上。
(4)后期(如图4)：每条染色体中的两条染色单体从着丝点的连接处分开，形成两组均等的染色体，在纺锤丝的牵引下移向细胞两极。
(5)末期(如图5)：到达细胞两极的染色体逐渐变为染色质；核膜、核仁重新出现。在赤道板处细胞膜向内凹陷，细胞质一分为二，一个亲代细胞缢裂成两个体积基本相等的子代细胞。
3．与动物细胞有丝分裂有关的细胞器的功能
细胞器
功能
线粒体
供能(DNA复制、蛋白质合成、染色体分开)
中心体
形成纺锤体
核糖体
合成有关蛋白质
归纳总结
活学活用
3．下图表示一个细胞有丝分裂过程中染色体变化的情况。在整个细胞周期中染色体变化的顺序是( )
A．①④⑤③②
B．②③①④⑤
C．①⑤④③②
D．⑤④③②①
答案 C
解析 ①是间期内刚完成复制的染色体，呈丝状，其螺旋化缩短变粗形成⑤；④是分裂中期的染色体状态，到后期着丝点一分为二，两条染色单体成为两条染色体，移至细胞两极直至呈现为②的状态。
当堂检测
1．在细胞周期中，纺锤体的形成和染色体形态、数目最清晰的时期分别是( )
A．间期和中期
B．中期和后期
C．前期和末期
D．前期和中期
答案 D
解析 在细胞有丝分裂过程中，纺锤体的形成在分裂期的前期；染色体的形态、数目最清晰的时期是中期。
2．有丝分裂间期细胞中发生复制的变化，复制的结果是( )
A．DNA含量不变，染色体数目加倍
B．DNA含量加倍，染色体数目不变
C．DNA和染色体数目都加倍
D．DNA和染色体数目都不变
答案 B
解析 分裂间期主要进行染色体复制，即完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，DNA含量加倍，染色体数目不变。
3．下列哪一项叙述表明动物细胞正在进行有丝分裂( )
A．核糖体合成活动加强
B．线粒体产生大量ATP
C．中心体周围发出星状射线
D．高尔基体数目显著增多
答案 C
解析 核糖体合成活动加强和线粒体产生大量ATP只能说明细胞代谢旺盛，不一定进行有丝分裂；在动物细胞中，高尔基体的作用与细胞分泌物的形成有关，高尔基体数目增多，说明细胞分泌活动加强，与有丝分裂无直接关系。只有中心体周围发出星状射线是动物细胞进行有丝分裂的特征。
4．如图所示为某高等生物细胞有丝分裂的某个时期，请据图回答：
(1)此生物是植物还是动物？______。判断的理由是_______________________________
________________________________________________________________________。
(2)此细胞有______条染色体、______条染色单体、________个DNA分子。
(3)它在进入分裂期之前的间期细胞中有________条染色体，在其形成的子细胞中有________个DNA分子。
(4)①和⑤两条形态、大小一样的染色体是经过________________________形成的。
答案 (1)动物 细胞中有中心体无细胞壁 (2)8 0 8 (3)4 4 (4)染色体复制后，又经着丝点分裂
解析 (1)细胞中有中心体无细胞壁，是动物细胞。(2)①～⑧各为一条染色体，故染色体数为8，染色单体数为0，DNA分子数与染色体数相同。(3)从图像看属于动物细胞有丝分裂后期，由于着丝点分裂，姐妹染色单体分开，所以间期染色体数为4，DNA分子数为4。(4)①⑤是上下对应、着丝点刚刚分裂的两条染色体。
40分钟课时作业
基础过关
知识点一 细胞周期
1．下图中a→d表示连续分裂细胞的两个细胞周期。下列叙述中不正确的是( )
A．a和b为一个细胞周期
B．c段结束时DNA含量增加一倍
C．遗传物质平分可发生在d段
D．b和c为一个细胞周期
答案 D
解析 分裂间期的时间要长，所以a和b、c和d各为一个细胞周期。
2．连续分裂的细胞，计算细胞周期开始的时间应从什么时期开始( )
A．子细胞形成时
B．细胞核开始形成时
C．染色体出现时
D．染色体消失时
答案 A
解析 细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次分裂结束开始，到下一次分裂结束为止的过程。可见细胞周期的起点应从上一次分裂结束开始，即子细胞形成时开始。
3．染色质和染色体的正确关系是( )
A．同种物质在细胞不同时期的两种存在状态
B．不同种物质在细胞同一时期的两种存在状态
C．同种物质在细胞同一时期的两种存在状态
D．不同种物质在细胞不同时期的两种存在状态
答案 A
解析 染色质和染色体是同种物质在细胞分裂的不同时期的两种存在状态。
知识点二 动物细胞有丝分裂过程
4．细胞进行有丝分裂时，染色体发生有规律的变化，这些变化的正确顺序是( )
①染色质缩短变粗成染色体 ②染色体变细伸长成染色质 ③组成染色体的DNA复制 ④染色体排列在赤道板上 ⑤着丝点分裂，染色体移向两极
A．③①④⑤②
B．③④①⑤②
C．①③④⑤②
D．①④③⑤②
答案 A
5．下列物质变化示意图中，哪个不可能发生在有丝分裂过程中( )
答案 D
解析 A图可以表示有丝分裂过程中染色体数目的变化，只是在分裂后期染色体数目暂时加倍；B图可以表示有丝分裂过程中DNA数目的变化，间期复制DNA数目加倍，末期细胞一分为二，DNA数目减半；C图中，DNA数目是染色体数目的二倍，有丝分裂间期DNA进行复制，但是染色体的数目没有加倍。染色单体是DNA复制后出现的，与DNA的数量是一致的。
6．下列关于细胞分裂的叙述，正确的是( )
A．成熟的生殖细胞产生后立即进入下一个细胞周期
B．机体内所有的体细胞均处于细胞周期中
C．抑制DNA的合成，细胞将停留在分裂期
D．细胞分裂间期为细胞分裂期提供物质基础
答案 D
解析 细胞周期是指连续分裂的细胞，从一次细胞分裂结束开始，到下一次细胞分裂结束为止的过程。不同物种、不同组织的细胞周期所经历的时间不同，生物的长大，不仅要靠细胞体积的加大，也要靠细胞数目的增多，细胞数目的增多是通过有丝分裂来实现的。生殖细胞成熟后，必须经过受精作用成为受精卵后方可进行有丝分裂。细胞分裂间期进行DNA的复制和有关蛋白质的合成，从而为分裂期打好物质基础。
7．如图表示某种活性物质在一个细胞有丝分裂周期中的含量变化曲线，请判断这种物质可能诱导( )
A．染色体复制
B．染色质螺旋化缩短成染色体
C．染色体的着丝点分裂
D．染色体变成染色质
答案 C
解析 在后期，着丝点分裂，染色单体分离。图像中后期该物质含量达到最大值，可判定该物质与染色单体分离有关。
8．下列关于图示的叙述，不正确的是( )
A．因为细胞中有中心体⑨，所以可以断定该细胞很可能为动物细胞
B．④是一条染色体，包含两条染色单体①和③，两条染色单体由一个着丝点②相连
C．细胞中有8条染色单体
D．在后期时，移向两极的染色体大小、形态各不相同
答案 D
解析 有丝分裂后期移向两极的两套染色体大小、形态及数目完全相同。
能力提升
9．下图为动物细胞有丝分裂过程中的几个示意图，据图分析，以下错误的说法是( )
A．乙期与丙期细胞内染色体数目相等
B．丁期的母细胞有4条染色体
C．甲期的细胞内有4条染色体
D．丙期是观察辨认染色体形态数目的最佳时期
答案 D
解析 乙期与丙期细胞内染色体数目都是4条；丁期有8条染色体，但它的母细胞也就是进行细胞分裂前的细胞有4条染色体；观察辨认染色体形态数目的最佳时期是中期，中期的染色体上含有染色单体。
10.如图为细胞周期中部分细胞核的变化示意图，此过程( )
A．发生在细胞分裂期的末期，核膜再度合成
B．发生在细胞周期的分裂间期，染色质复制
C．发生在细胞分裂期的前期，核膜逐渐解体
D．发生在细胞分裂期的中期，染色体螺旋变粗
答案 C
解析 出现了染色体，核膜正在解体，是前期的特点。
11．下图为动物细胞有丝分裂各时期图像(顺序已打乱)，请回答：
(1)图中细胞分裂的正确排序是__________________。其中染色单体形成于图________，消失于图________。
(2)图中染色体数与其他各图不同的是图__________，引起不同的原因是____________________________________。此时有染色体________条，DNA分子________个，染色单体________条。
(3)研究染色体数目和形态最好的是图中的________时期，此时细胞内染色体、DNA、染色单体之比为________________。
答案 (1)C→E→D→A→B→F C A (2)A 着丝点分裂，两条染色单体变成两条染色体 12 12 0 (3)D 1∶2∶2
12．如图所示为有丝分裂过程中染色体运动的情况，曲线A表示染色体的着丝点与中心粒之间的平均距离，曲线B表示分离的染色体间的距离。试问：
(1)细胞分裂的后期开始于第__________分钟，理由是______________________________。
(2)曲线B的形成是由于在____________的牵引下，使得__________移动的结果。
(3)第20
min细胞分裂进入__________期，其标志是_______________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)10 着丝点分裂后，着丝点与中心粒的距离越来越近 (2)纺锤丝 分离的染色体 (3)末 两套染色体分别到达细胞两极
个性拓展
13．下表表示验证细胞分裂的原因的实验处理及现象：
处理方法
现象
A组
(3只)
不做任何处理，人工培养
变形虫体积增大到一定程度后，分裂增殖
B组
(3只)
人工培养，但体积增大到一定程度时用刀片切去一部分细胞质
切去细胞质后，三只均不分裂，但长到一定体积后，三只均又分裂
C组
(3只)
三只变形虫始终不分裂增殖
回答下列问题：
(1)A组的作用：______________。
(2)每组为何要用三只？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)推测C组的处理方法：_____________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)你的结论是：_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)对照作用
(2)每组用三只变形虫而不用一只，主要考虑实验在每组内的可重复性
(3)在变形虫长大到一定程度(快要分裂)时，用刀片切去一部分细胞质，再长到一定程度(快要分裂)时，再切去一部分细胞质，以此类推
(4)变形虫只有长大到一定体积后才分裂
解析 解答本题的关键是找出实验的自变量和因变量。据A、B两组可知，实验的自变量是变形虫的细胞质体积，因变量是变形虫是否分裂，因此本实验的实验目的是探究细胞质体积与细胞分裂的关系。A组未做处理，作为对照；C组应维持其细胞质体积始终小于一定值，使其始终不增殖。综合检测卷
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括22小题，每小题2.5分，共55分)
1．下列对组成细胞的有机物的描述中，正确的是( )
A．动物乳汁中的乳糖和植物细胞中的纤维素都属于多糖
B．细胞膜上的脂质主要包括磷脂、胆固醇等
C．纤维素和糖原都是能源物质
D．质量相同的糖、脂肪、蛋白质氧化分解所释放的能量是相同的
答案 B
解析 植物细胞中的纤维素属于多糖，乳糖是动物细胞中的二糖；细胞膜上的脂质主要包括磷脂、胆固醇，占细胞膜的50%；纤维素不是能源物质；由于C、H含量不同，质量相同的不同有机物氧化分解所释放的能量不同。
2．如图是由n个氨基酸组成的某蛋白质的结构图，其中二硫键“—S—S—”是一种连接蛋白质中两条肽链之间的化学键(—SH＋—SH→—S—S—＋2H)。则( )
A．该蛋白质至少含有n－2个氧原子
B．合成该蛋白质时生成n－2个水分子
C．该蛋白质至少含有n＋2个羧基
D．该蛋白质水解产物增加2n－4个氢原子
答案 B
解析 如图所示的蛋白质由三条多肽链组成，其中包括一条环状肽。由结构分析可知，该蛋白质含有n－2个肽键，故合成该蛋白质时生成n－2个水分子，B项正确。每条肽链(除环状肽外)至少含有1个羧基，故该蛋白质至少含有2个羧基，C项错误。每个肽键中含1个氧原子，每个羧基含有2个氧原子，故该蛋白质至少含有n－2＋2×2＝n＋2(个)氧原子，A项错误。该蛋白质水解时需加入n－2分子水，破坏二硫键需要4个氢，故该蛋白质水解产物增加2×(n－2)＋4＝2n(个)氢原子，D项错误。
3．科学研究表明，哺乳动物肌肉细胞膜外Na＋浓度是膜内的15倍，K＋浓度膜内是膜外的35倍，这种浓度差与膜上的Na＋－K＋泵有关，其作用原理如图所示，下列说法正确的是( )
A．温度的改变不影响Na＋和K＋的运输
B．呼吸抑制剂不影响Na＋和K＋的运输
C．该运输过程能体现细胞膜的功能特征
D．该运输过程的持续会导致大量ADP的积累
答案 C
解析 本题中Na＋－K＋泵是膜上的载体蛋白，ATP酶在一定的条件下可以被膜外K＋或膜内的Na＋激活，促进ATP分解并释放能量，转运Na＋和K＋。温度能影响ATP合成酶的活性，也能改变ATP酶(分解酶)的活性，进而影响Na＋和K＋的转运；动物细胞合成ATP所需的能量来自细胞的呼吸作用，呼吸抑制剂会影响ATP的合成，进而影响Na＋和K＋的转运；该过程能选择性地吸收K＋，排出Na＋，能够体现细胞膜的选择透过性；细胞内ATP和ADP可以快速转化，不会导致ADP的大量积累。
4．下图是两种细胞的亚显微结构示意图。以下叙述正确的是( )
A．与甲相比，乙细胞特有的细胞器有⑧⑨⑩
B．甲细胞中参与抗体合成和分泌的具膜细胞器有②③⑤⑦
C．乙细胞所构成的组织可作为鉴定还原糖的理想材料
D．甲、乙细胞中的⑦各具有不同的功能
答案 D
解析 ⑩细胞壁不是细胞器；②核糖体没有膜结构；乙中含有叶绿体，会影响颜色的观察，不是鉴定还原糖的理想材料；⑦是高尔基体，动物细胞中与细胞的分泌有关，植物细胞中与细胞壁的形成有关。
5．以下是有关生物体内ATP的叙述，其中正确的一项是( )
A．ATP与ADP相互转化，在活细胞中其循环是永无休止的
B．ATP与ADP是同一种物质的两种形态
C．生物体内的ATP含量很多，从而保证了生命活动所需能量的持续供应
D．ATP与ADP的相互转化，使生物体内各项化学反应能在常温常压下快速顺利地进行
答案 A
解析 活细胞中不停地进行代谢，所以ATP和ADP的相互转化就会不断地进行，ATP与ADP是两种不同的物质，并且ATP在生物体内含量较低，之所以能满足生命活动的需要就是因为ATP和ADP不断地相互转化。酶是能够保障生物体各项生物活动在常温常压下快速顺利地进行的必要条件。
6．关于酶的叙述，错误的是( )
A．同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中
B．低温能降低酶活性的原因是其破坏了酶的空间结构
C．酶通过降低化学反应的活化能来提高化学反应速度
D．酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物
答案 B
解析 低温只能降低酶的活性，并没有改变酶的空间结构，当温度回到最适温度时，酶的催化效率仍然可以达到最大；而高温、强酸和强碱会破坏酶的空间结构，从而导致酶活性的降低甚至丧失，所以B错。
7．在探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的催化作用时，实验人员设置了如下方案，下列叙述正确的是( )
试管编号
①
②
③
④
⑤
⑥
2
mL
3%的淀粉溶液
＋
＋
＋
－
－
－
2
mL
3%的蔗糖溶液
－
－
－
＋
＋
＋
1
mL
2%的淀粉酶溶液
＋
＋
＋
＋
＋
＋
温度(℃)
40
60
80
40
60
80
2
mL斐林试剂
＋
＋
＋
＋
＋
＋
砖红色颜色深浅
＋＋
＋＋＋
＋
－
－
－
注：“＋”表示有；“－”表示无；最后一行“＋”的多少表示颜色的深浅。
A．②④对照，可用来验证酶的专一性
B．由①②③对照可推测出淀粉酶的最适温度为60
℃
C．本实验的变量有一个：实验的反应温度
D．本实验的实验原理之一是斐林试剂与还原糖反应产生砖红色沉淀
答案 D
解析 本实验共有两个变量：温度和底物的种类。根据对照实验的单一变量原则，①②③分别和④⑤⑥形成对照实验，可验证酶的专一性；因为①②③的温度梯度太大，60
℃不能确定为淀粉酶的最适温度，应设置更小的温度梯度才能确定最适温度。
8．某人通过实验研究化合物X对淀粉酶活性的影响，结果如图。曲线Ⅰ为只在底物中加入淀粉酶，曲线Ⅱ为在底物中加入淀粉酶和化合物X。下列分析不正确的是( )
A．化合物X未影响淀粉酶活性的最适温度
B．曲线Ⅰ作为实验对照
C．化合物X对淀粉酶的活性有抑制作用，但未使酶完全失活
D．若底物溶液的pH升高，则曲线Ⅱ的顶点一定上移
答案 D
解析 本题实验是研究化合物X对淀粉酶活性的影响，自变量为是否使用化合物X，使用化合物X的处理是实验组，未使用化合物X的处理是对照组；根据图形信息可以推出，两个曲线中酶的最适温度不变。化合物X不会破坏酶的结构，不会使酶完全失活。pH升高，酶的活性不一定升高，曲线Ⅱ的顶点不一定上移。
9．比较动物的有氧呼吸和无氧呼吸，下列叙述最恰当的是( )
A．糖类是有氧呼吸的主要能源物质，但不是无氧呼吸的主要能源物质
B．有氧呼吸和无氧呼吸过程中都能产生[H]
C．有氧呼吸逐步释放能量，无氧呼吸瞬间释放能量
D．有氧呼吸和无氧呼吸的终产物中都有水
答案 B
解析 细胞呼吸无论是有氧呼吸还是无氧呼吸都是逐步释放能量，而生成乳酸的高等动物细胞的无氧呼吸终产物中没有水。
10．1个葡萄糖分子有氧呼吸释放能量为m，其中40%用于ADP转化为ATP，若1个高能磷酸键所含能量为n，则1个葡萄糖分子在有氧呼吸中产生ATP分子数为( )
A．2n/5m
B．2m/5n
C．n/5m
D．m/5n
答案 B
解析 1个葡萄糖分子在有氧呼吸中产生的ATP分子数为40%m÷n＝2m/5n。
11.右图表示利用磷脂分子制备的一种人工膜结构，对此叙述正确的是( )
A．磷脂分子的“头”部是疏水基团
B．该球体中间可包裹脂类物质
C．磷脂分子在人工膜上是静止不动的
D．生物膜均由两层磷脂双分子层构成
答案 B
12．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，则以下说法有几种是正确的( )
①c、e两点的光合速率为零 ②c、d之间的区段光合速率大于呼吸速率 ③de段光合速率小于呼吸速率
④进行细胞呼吸的区段只有ab段和fg段
A．1种说法正确
B．2种说法正确
C．3种说法正确
D．4种说法正确
答案 A
解析 植物进行光合作用的同时也在进行呼吸作用，所以净光合作用速率是真光合作用速率与呼吸速率的差值。由图中分析可知，c、e两点的光合作用速率与呼吸作用速率相等，所以CO2的吸收速率为0；cd段与de段光合作用速率都大于呼吸作用速率；呼吸作用随时都在进行。
13．下列对Ⅰ、Ⅱ两幅图的相关描述，不正确的是( )
A．以小麦来说，图Ⅰ描述过程主要发生在叶肉细胞中
B．图Ⅰ显现出该植物细胞正处于光合速率大于细胞呼吸速率的状态
C．图Ⅱ氧气浓度为6%时，苹果只进行有氧呼吸
D．图Ⅱ氧气浓度大于18%后，氧气不再是有氧呼吸的限制因素
答案 C
解析 小麦体内的叶绿体主要分布在叶肉细胞中。图Ⅰ中，线粒体产生的CO2不能满足光合作用的需求，还要从外界吸收CO2，说明光合作用速率大于呼吸作用速率。在氧气浓度比较低时，有氧呼吸和无氧呼吸同时进行。由图Ⅱ可以看出，当氧气浓度大于18%后，随着氧气浓度的增大，单位时间内CO2的释放量即呼吸速率不再增加，氧气不再是有氧呼吸的限制因素。
14．将叶面积相等的甲、乙两种植物的叶片分别放置在相同的、温度适宜且恒定的密闭小室中，给予充足的光照，下列有关说法正确的是( )
A．甲、乙两叶片的光合作用强度一定相同
B．甲、乙两叶片的光合作用强度都将逐渐下降
C．若实验一段时间后，甲叶片所在小室中的CO2浓度较乙低，则甲叶片的呼吸强度一定比乙低
D．若实验一段时间后，甲叶片所在小室中的CO2浓度较乙低，则甲固定CO2的能力较乙低
答案 B
解析 不同种植物在相同光照和温度等条件下，光合作用和细胞呼吸的强度不一定相同。在密闭小室中，由于光合作用的进行，CO2浓度降低，光合作用强度逐渐下降，直到与细胞呼吸作用强度相等。若甲叶片所在小室CO2浓度较乙低，说明甲叶片进行光合作用固定CO2的能力较乙高，消耗的CO2多。
15．下图为高等绿色植物光合作用图解，以下说法正确的是( )
A．①是光合色素，分布在叶绿体和细胞质基质中
B．②是氧气，可参与有氧呼吸的第三阶段
C．③是三碳化合物，能被氧化为(CH2O)
D．④是ATP，在叶绿体基质中生成
答案 B
解析 根据光合作用图解可知，图中①是光合色素，分布在叶绿体的类囊体膜(基粒)上；②是氧气，可参与有氧呼吸的第三阶段，并与有氧呼吸第一、二阶段产生的[H]结合生成水，释放大量的能量；③是三碳化合物，在由光反应阶段提供的[H]和ATP的作用下还原为(CH2O)；④是ATP，在叶绿体的类囊体膜(基粒)上生成。
16．下列实验操作与结果或结论均正确的一组是( )
实验操作
结果或结论
A
双缩脲试剂A、B液与蛋白质样液混匀后，将试管水浴加热
溶液呈紫色
B
用甲基绿对口腔上皮细胞进行染色
显微镜下线粒体呈蓝绿色
C
用澄清石灰水鉴定酵母菌的细胞呼吸方式
石灰水变混浊一定是有氧呼吸
D
用质量浓度为0.3
g/mL的葡萄糖溶液处理洋葱表皮细胞
细胞发生质壁分离后不复原
答案 D
解析 蛋白质的鉴定不需要水浴加热；对线粒体染色用的是健那绿而不是甲基绿；酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸均能产生二氧化碳；用质量浓度为0.3
g/mL的葡萄糖溶液处理洋葱表皮细胞，细胞能够发生质壁分离，发生质壁分离的细胞需浸润在蒸馏水或清水中才能复原。
17．如图为某绿色植物在生长阶段体内细胞物质的转变情况，下列有关叙述正确的是( )
A．①和③过程中[H]的产生场所分别是叶绿体和线粒体
B．由③到④的完整过程，需要线粒体的参与才能完成
C．该绿色植物的所有活细胞都能完成图示全过程
D．图中①、②、③、④过程都能产生ATP
答案 B
解析 分析图示可知，图中①过程为光合作用的光反应阶段，②过程为光合作用的暗反应阶段，③过程为有氧呼吸的第一、二阶段，④过程为有氧呼吸的第三阶段。有氧呼吸第一阶段产生[H]，发生的场所是细胞质基质，有氧呼吸的第二、三阶段必须发生在线粒体内，植物的根细胞不能进行光合作用，光合作用的暗反应阶段消耗ATP，而不合成ATP。
18．在人体体细胞增殖的一个细胞周期中，在纺锤体形成时，一个细胞中的染色体数为n，核DNA含量为m；则当该细胞中染色单体消失时，此细胞中的染色体数和核DNA含量分别是( )
A．2n和m
B．n/2和m/2
C．2n和m/2
D．n和m
答案 A
解析 细胞有丝分裂前期纺锤体形成，染色单体消失说明细胞已进入后期，此时细胞中染色体数因着丝点分裂而加倍，为2n，但核DNA含量仍为m。
19．下图1表示细胞有丝分裂过程中每条染色体上DNA含量变化的情况，图2表示处于细胞有丝分裂某个时期的细胞图像。下列说法中不正确的是( )
A．图1中AB段形成的原因是DNA分子复制
B．图2中细胞含有8条染色体，染色体数∶DNA分子数＝1∶1
C．图2中细胞处于图1中的BC段
D．图2中细胞不存在染色单体
答案 C
解析 AB段表示每条染色体上DNA分子数加倍，说明DNA分子完成复制，此时每条染色体包含两条染色单体。图2中细胞处于有丝分裂后期，对应图1中DE段，图2中细胞含有8条染色体，8个DNA分子。细胞中每条染色体含一个DNA分子，不含染色单体。
20．下列有关细胞凋亡、坏死与癌变的说法，正确的是( )
A．细胞坏死常引起炎症；细胞癌变，代谢增强
B．细胞凋亡受基因控制；细胞癌变不受基因控制
C．细胞坏死，膜的通透性降低；细胞癌变，膜的黏着性增强
D．细胞癌变，细胞周期延长；细胞凋亡，细胞周期变短
答案 A
解析 细胞癌变是原癌基因和抑癌基因突变的结果；细胞癌变后，细胞表面的糖蛋白减少，细胞的黏着性降低；细胞癌变后分裂增殖失控，细胞周期变短。
21．如图表示蝌蚪变态发育为成蛙的过程中尾的相对长度与蛋白酶的浓度之间的关系，下列有关叙述正确的是( )
A．尾的相对长度越长，尾部细胞中蛋白酶的浓度越高
B．尾的相对长度越短，单位时间内蛋白质分解所需的水分越少
C．尾的消失是通过细胞坏死完成的
D．蝌蚪变态发育为成蛙与细胞凋亡和细胞分化均有关系
答案 D
解析 图中横坐标右端尾的相对长度短，细胞中蛋白酶的浓度高；蛋白质水解速率快，单位时间内所需水分多；尾的消失与细胞凋亡有关，细胞坏死是不正常死亡；细胞分化是个体发育的基础，蝌蚪尾的消失是细胞凋亡的结果。
22．动物细胞的细胞质中，有一种与细胞衰老有关的复合体结构，其组成物质全部是由基因控制合成的，其中一些物质是由线粒体中的DNA控制合成的，由这种复合体结构变化引起的细胞衰老( )
A．只受细胞核控制
B．只受细胞质控制
C．受细胞质和细胞核共同控制
D．不受细胞质和细胞核的控制
答案 C
解析 因为生物的遗传包括细胞质遗传和细胞核遗传。其中生物的遗传主要受细胞核的控制。题干中提到该复合体结构的合成，其中一些组成物质由线粒体基因控制合成，另一些组成物质一定是由细胞核控制合成的，所以该物质结构变化引起的细胞衰老是核质共同控制的结果。
二、非选择题(本题包括4小题，共45分)
23．(13分)下图甲、丙是两种细胞的亚显微结构模式图，图乙表示图甲中⑨结构的示意图，请据图分析回答：
(1)图甲中⑧的功能是____________________________________________________；染色体运动所需的能量是由[ ]________提供的，星状射线的形成与[ ]____________有关。
(2)图甲所示的分泌物，其产生、运输、加工、分泌到细胞外依次经过的结构是______________(填序号)。
(3)细胞识别与图乙中的________(填序号)有关。
(4)图乙对细胞生命活动至关重要的功能特性是____________________________。
(5)如果将图丙细胞放入0.3
g/mL的蔗糖溶液中，细胞将会出现______________现象。
(6)有光的条件下，14C标记的CO2进入图丙细胞后，首先在[ ]______________中发生反应。
(7)如果图丙细胞是低等植物细胞，则图中还应该有的细胞器是________。
(8)若测定图丙细胞的细胞呼吸强度，需在________条件下进行。
答案 (1)控制细胞的代谢和遗传 ① 线粒体 ⑩ 中心体 (2)③②⑦⑨ (3)a (4)选择透过性 (5)质壁分离 (6)4 叶绿体 (7)中心体 (8)遮光
解析 解答该题的关键是首先判断图甲、乙、丙中的相关结构。图甲细胞无细胞壁，为动物细胞；⑨为细胞膜，图乙为其亚显微结构；图丙细胞有细胞壁、叶绿体、液泡，无中心体，则图丙细胞为高等植物细胞。图甲中⑧为细胞核，其功能是控制细胞的代谢和遗传，线粒体可为染色体的运动提供能量，中心体与星状射线的形成有关。图乙的选择透过性是其重要的功能特征。图丙细胞放入0.3
g/mL的蔗糖溶液中会发生质壁分离现象。有光条件下，CO2进入叶绿体中，参与光反应。若测定细胞呼吸强度，必须排除光合作用的干扰，所以要在遮光条件下进行。
24．(12分)如图表示某绿色植物的部分生理过程，该植物叶片上的气孔白天基本处于关闭状态，晚上开放。请据图回答：
(1)根据这类植物气孔开闭及与之相适应的光合作用特点，推测此类植物最可能的生活环境是______________________________________________。
(2)图中a、b表示的两个生理过程发生的场所是叶绿体的________；C物质产生的场所是______________。
(3)在叶绿体中，ADP的转移途径是____________________________________________。
(4)植物夜晚能吸收CO2，却不能合成(CH2O)，其原因是___________________________。白天，这类植物进行光合作用所需的CO2还可以由图中________(填数字)过程产生。
(5)图中H元素从C物质到③产生的H2O的转移途径是__________________________(用字母和箭头表示)。
(6)与乳酸菌的发酵相比，图中植物呼吸过程中特有的步骤是__________(填数字)，这些过程发生的部位在________(填细胞器)。
答案 (1)干旱(或沙漠)地区 (2)基质中 类囊体膜上(类囊体) (3)从叶绿体基质中转移到类囊体膜上
(4)没有光照，不能进行光反应，不能为暗反应提供还原剂[H]和能量ATP ② (5)C→D→E→H2O
(6)②③ 线粒体
解析 (1)由题干可知，植物叶片上的气孔白天基本处于关闭状态，晚上开放，说明环境干旱，推测此类植物最可能的生活环境是干旱(或沙漠)地区。(2)图中a为CO2的固定，b为C3的还原，发生在叶绿体基质中，C为还原剂[H]，其在叶绿体类囊体膜上产生。(3)ADP在叶绿体基质中产生，在类囊体膜上被消耗利用，故ADP的转移途径是从叶绿体基质中转移到类囊体膜上。(4)植物夜晚能吸收CO2，说明CO2固定正常，却不能合成(CH2O)，说明C3还原受影响，C3还原需要光反应产生的[H]和ATP，由于无光，光反应受阻，无法为暗反应提供还原剂[H]和能量ATP；白天，这类植物进行光合作用所需的CO2还可以由图中呼吸作用②产生。(5)图中H元素从C物质到③产生的H2O的转移途径是C→D→E→H2O。(6)乳酸菌的呼吸类型为无氧呼吸，植物呼吸过程中特有的步骤是有氧呼吸②③过程，其场所为线粒体。
25．(10分)下图为某生物细胞分裂模式图，请据图回答。
(1)图甲中肯定含有染色单体的区段是____________。
(2)图乙为细胞__________分裂__________期图像。该时期的主要特征是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若2号染色体的遗传信息来自父方，那么与之遗传信息完全相同的染色体为________号，其遗传信息完全相同的原因是_____________________________________________。
(4)图乙对应图甲中的________段，图丙对应图甲中的________段。
答案 (1)c～e (2)有丝 后 着丝点分裂，染色单体分开成为两条子染色体，并在纺锤丝的牵引下向细胞两极移动 (3)6 它们是由同一条染色体复制后分离形成的 (4)e～f c～e
解析 (1)首先注意图甲的纵坐标是核DNA的数目，根据分裂前后数目的变化，可以判断该曲线为有丝分裂过程中核DNA数目变化曲线。图中的a～c为有丝分裂间期，c～d为有丝分裂前期，d～e为有丝分裂中期，e～f为有丝分裂后期，在有丝分裂的前期、中期都存在染色单体。(2)图乙表示着丝点分裂，染色单体分离，所以为有丝分裂后期。(3)因为2号和6号是一条染色体复制后形成的两条染色单体分离形成的，所以2号和6号完全一样。(4)图丙中染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2，所以该细胞处于有丝分裂前期和中期。
26．(10分)以下是有关酶的两个实验，根据表格内容分析回答下列问题：
表1：
操作步骤
操作方法
试管A
试管B
试管C
1
加淀粉溶液
2
mL
2
mL
2
mL
2
加淀粉酶溶液
1
mL
1
mL
1
mL
3
温度处理
60
℃
100
℃
0
℃
4
加碘液
2滴
2滴
2滴
表2：
操作步骤
操作方法
试管A
试管B
1
加淀粉溶液
2
mL
2
加蔗糖溶液
2
mL
3
加斐林试剂甲
2
mL
2
mL
4
加斐林试剂乙
数滴
数滴
5
加淀粉酶溶液
1
mL
1
mL
(1)表1为探究__________________________________的实验。
(2)该实验把温度处理改为pH分别为5、7、9是否能用于探究pH对酶活性的影响，为什么？
________________________________________________________________________。
(3)表2为探究__________________的实验。
(4)请修正表2操作步骤中的错误：__________________________________；________________________________________________________________________。
答案 (1)酶的活性受温度影响 (2)不能，因为氢氧化钠与碘液反应，不能在碱性条件下用碘液对淀粉进行鉴定 (3)酶的专一性 (4)斐林试剂甲液和乙液要等量混合均匀后使用 应先加酶溶液后加斐林试剂 加斐林试剂后要水浴加热(任答两项即可)
解析 根据实验题目可以确定自变量，根据自变量也可以确定实验题目；碘液会与氢氧化钠溶液反应，所以在碱性条件下不能用碘液鉴定淀粉；斐林试剂的用法与双缩脲试剂的用法不同，要将斐林试剂甲和乙等量混合均匀后使用，并且要进行水浴加热。第11课时 物质的跨膜运输(一)
[目标导读] 1.阅读教材P52内容，结合图3－29、3－30，阐明被动运输的方式和特点。2.结合教材P53图3－31，理解渗透作用的发生条件及机理。3.结合教材P53～54的课题研究和P55的图3－33，探究植物细胞的吸水和失水。
[重难点击] 1.被动运输的方式和特点。2.渗透作用的发生条件和机理。3.探究植物细胞的吸水和失水。
一 被动运输
1．阅读教材P52第一自然段，思考回答：
(1)物质进出细胞取决于哪些因素？
答案 取决于构成物质的基本微粒的大小、所带的电荷和细胞膜的结构。
(2)什么是扩散？
答案 物质从高浓度区域向低浓度区域迁移的过程，称为扩散。
2．扩散现象有两种方式，请结合教材P52，分析下图，思考下列问题：
(1)方式1和方式2分别称何种扩散？
答案 方式1和方式2分别称自由扩散和协助扩散。
(2)方式1和方式2各具何特点？请将比较的结果填入下表中
方式
转运方向
是否需要
载体蛋白
是否消
耗能量
方式1
高浓度→低浓度
不需要
不消耗
方式2
高浓度→低浓度
需要
不消耗
①方式1中，把不需要载体蛋白参与的简单扩散，称为自由扩散。
②方式2中，把需要载体蛋白参与的扩散，称为协助扩散。
(3)下列物质中，以方式1运输的是a、b、d、e；以方式2运输的是c。
a．O2和CO2进出肺泡 b．苯被鼻黏膜细胞吸收 c．红细胞吸收血液中的葡萄糖 d．胆固醇进入肝细胞 e．甘油和乙醇被小肠上皮细胞吸收
3．影响被动运输的因素有很多，下面A、B是两种被动运输方式的运输速率和被运输物质的浓度之间的关系曲线图：
(1)图A表示的方式是自由扩散，运输速率主要取决于物质的浓度差。
(2)图B表示的方式可能是协助扩散，ab段的限制因素是浓度差，bc段的限制因素是载体蛋白的数量。
(3)请在图C中画出被动运输的运输速率和细胞能量供应的关系曲线。
答案 如图所示
(4)被动运输的影响因素有哪些？
答案 ①自由扩散的影响因素：物质运输速率主要取决于浓度差，也与物质分子大小和脂溶性有关。
②协助扩散的影响因素：除了膜两侧物质的浓度差外，还与膜上载体蛋白的种类和数量有关。当载体蛋白达到饱和时，物质浓度再增加，物质的运输速率也不再增加。
知识拓展
1.
2．载体蛋白具有饱和性：当细胞膜上的载体蛋白已达饱和时，细胞吸收该载体蛋白运载物质的速度不再随物质浓度增大而增大。
活学活用
1．甲、乙两种物质分别以自由扩散和协助扩散方式进入细胞，如果以人工合成的无蛋白磷脂双分子膜代替细胞膜，并维持其他条件不变，则( )
A．甲物质的运输被促进
B．乙物质的运输被促进
C．甲物质的运输被抑制
D．乙物质的运输被抑制
问题导析 (1)自由扩散不需要载体蛋白协助，因此膜上有无蛋白质不影响甲。
(2)协助扩散需要载体蛋白协助，膜上无蛋白质时，会影响到乙。
答案 D
解析 是否需要载体蛋白是自由扩散与协助扩散的区别。由于人工合成的无蛋白磷脂双分子膜无蛋白质，也就没有载体蛋白，协助扩散将受到抑制。
二 渗透及其作用原理
在生物体内，水是细胞与外环境之间交换的物质之一，请阅读教材P52～53内容，结合下图思考：
1．请举例说明什么是渗透现象。
答案 在一个长颈漏斗的漏斗口外密封上一层半透膜，往漏斗内注入质量分数为10%的蔗糖溶液，然后将漏斗浸入盛有质量分数为5%的蔗糖溶液的烧杯中。过一段时间后会出现漏斗管内液面上升的现象，这就是渗透现象。
2．什么是渗透？
答案 在细胞膜等结构的两侧，较多的水分子从溶质分子相对较少的区域向溶质分子相对较多的区域扩散，这一现象称为渗透。
3．渗透现象发生需要的条件：如果将半透膜换成纱布，渗透现象将不会(会、不会)发生；如果漏斗内也注入质量分数为5%的蔗糖溶液，渗透现象将不会(会、不会)发生。这说明渗透现象发生需要两个条件：半透膜和浓度差。
4．发生渗透现象的原理：以半透膜为界面，单位体积烧杯中的水分子数多于漏斗内溶液中的水分子数，所以在单位时间内由烧杯进入漏斗内溶液的水分子数多于由漏斗内溶液进入烧杯的水分子数。因此，一段时间后，漏斗管内的液面会上升。
5．上图中漏斗管内的液面会不会一直升高，为什么？
答案 不会。长颈漏斗中的液面升高时，液体产生的静水压也随之变大，当静水压增大到和渗透压相等时(二者的方向相反，静水压向外、渗透压向内)，通过半透膜进出长颈漏斗的水分子数相等，因此，液面就不再升高了。
6．当液面不再升高时，长颈漏斗内外液体的浓度相等吗？
答案 不相等。当水分子进出达到动态平衡时，长颈漏斗中溶液浓度仍高于烧杯中的液体浓度。
7．水分子可以自由通过细胞膜，细胞生命活动需要的一些离子和小分子也可以通过，而其他的离子和分子不能通过，像这种对进出的物质具有选择作用的膜，称为选择透过性膜。细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。
易混易错
1．半透膜、选择透过性膜的比较
(1)区别：①半透膜是无生命的物理性膜，是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于分子的大小。
②选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体蛋白的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。细胞死亡或膜载体蛋白失活后，其选择透过性丧失。
(2)共性：都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。
2．扩散作用和渗透作用的关系
物质从高浓度区域向低浓度区域迁移的过程称为扩散。渗透作用是一种特殊方式的扩散，它是指水分子或其他溶剂分子通过半透膜(或选择透过性膜)进行的扩散。
3．渗透作用的原理
活学活用
2．“人造细胞”是用羊皮纸或火棉胶等半透性膜材料做成的一个密闭的囊，囊里面装了等量的不同浓度的蔗糖溶液。假设有三个这样的“人造细胞”，分别用A、B、C表示，它们的蔗糖溶液浓度分别是10%、20%和30%。其中A、B细胞的外面套一金属网笼，C细胞的外面没有套金属网笼，如下图把三个“人造细胞”同时放在浓度为15%的蔗糖溶液的玻璃槽中，据图回答：
(1)经过一段时间后，三个“细胞”的变化分别是( )
A．A变大，B稍微变小，C不变
B．A变小，B稍微变大，C不变
C．A变小，B稍微变大，C变大
D．A变大，B稍微变小，C变大
(2)一段时间后，A、B的体积不再变化，此时A内蔗糖溶液的浓度和外界蔗糖溶液的浓度相比
(较高、较低、相等)。B内蔗糖溶液的浓度和外界蔗糖溶液的浓度相比
。
(3)若将C浸入玻璃槽后，每隔半小时称量一次重量，下列坐标曲线中，能正确表示测试结果的是( )
问题导析 (1)A细胞内的蔗糖溶液浓度为10%，而A细胞外的蔗糖溶液浓度为15%，所以A细胞会失水变小。当A的体积不再变化时，说明水分进出达到动态平衡。
(2)B细胞内的蔗糖溶液浓度为20%，而B细胞外的蔗糖溶液浓度为15%，所以B细胞会吸水，但由于B细胞的外面套一金属网笼，所以B细胞的体积稍微变大，从而限制水分进一步进入。
(3)C细胞内的蔗糖溶液浓度为30%，而C细胞外的蔗糖溶液浓度为15%，所以C细胞会吸水，由于C细胞的外面没有套一金属网笼，所以C细胞的体积变大。当水分进出达到动态平衡时C的重量不再增加。
答案 (1)C (2)相等 较高 (3)B
解析 (1)由于水分能够通过半透膜由低浓度向高浓度溶液渗透，因此可以判断A失水体积缩小，B和C会吸水膨胀，但由于B的外面套有金属网笼，体积会被限制在金属网笼的大小范围内，只是稍微变大。(2)A体积不再变化时，说明此时A内蔗糖溶液的浓度和外界蔗糖溶液的浓度相等，水分进出平衡，而B的体积只能稍微增大，内部的蔗糖溶液浓度仍然高。(3)开始时，水分进入C中的较多，C体积增加，重量也增加，当内外液体浓度相等时，水分进出平衡，C的重量不再增加。
三 渗透作用的应用示例
细胞也具有类似于渗透装置的结构，也能发生渗透作用，但是动、植物细胞的渗透系统不同，结合教材P53～54课题研究，思考下面的问题：
1．下图是哺乳动物红细胞在不同浓度溶液中的形态变化：
(1)当把红细胞放在外界溶液中时，是否也能发生渗透作用？若能，则半透膜是什么？
答案 是。红细胞的细胞膜。
(2)请思考下列问题，并将答案填写在横线上。
①在高渗溶液中，即当外界溶液浓度>细胞质浓度时，细胞失水皱缩。
②在低渗溶液中，即当外界溶液浓度<细胞质浓度时，细胞吸水膨胀，直至涨破。
③在等渗溶液中，即当外界溶液浓度＝细胞质浓度时，水分进出细胞处于动态平衡，细胞形态基本不变。
2．下图是植物细胞的渗透系统构成，思考回答下列问题：
(1)植物细胞的细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，称为原生质层，具有选择透过性，相当于一层半透膜。
(2)植物细胞内的液体环境主要是指液泡内部的细胞液。
①当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，植物细胞会失水。
②当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，植物细胞会吸水。
3．植物细胞的吸水和失水实验
质壁分离与复原是植物细胞失水和吸水的实验证据，请结合教材P54内容，完成实验过程并讨论提出的问题。
(1)实验材料：紫色的洋葱鳞片叶。
(2)实验原理
①成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。
②原生质层的内侧细胞液与外界溶液可形成浓度差。
③原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。
(3)实验试剂：质量浓度为0.3
g/mL的蔗糖溶液，蒸馏水。
(4)实验过程
(5)实验分析
①当细胞液浓度<外界溶液浓度时，细胞失水，原生质层和细胞壁分离，发生质壁分离；发生质壁分离的细胞，当细胞液浓度>外界溶液浓度时，细胞吸水，发生质壁分离复原。
②植物细胞在清水中会不会和动物细胞一样发生涨破的现象？
答案 不会。植物细胞具有细胞壁，细胞壁伸缩性较小，所以植物细胞不能无限地吸水而涨破。
③实验中为什么选择成熟的活的植物细胞(如紫色的洋葱鳞片叶外表皮细胞)作为原料？能不能选择幼嫩的植物细胞或者动物细胞？
答案 成熟的植物细胞具有中央大液泡，质壁分离及复原现象明显；幼嫩的植物细胞无中央液泡，虽然也能发生质壁分离，但现象不明显；动物细胞由于没有细胞壁，故不发生质壁分离现象。
小贴士 1 质壁分离：“质”为原生质层，“壁”为细胞壁，即原生质层与细胞壁的分离。
2 实验成功的关键是实验材料的选择，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。
3 质壁分离和质壁分离复原中水分子的移动是双向的，结果是双向水分子运动的差别所导致的现象。
4 质壁分离后在细胞壁和细胞膜之间充满的是浓度降低的外界溶液，因为细胞壁是全透性的，且有水分子通过原生质层渗出来。
5 若用50%的蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能复原，因为细胞过度失水而死亡。
6 若用尿素、乙二醇、KNO3、NaCl做实验，会出现质壁分离自动复原现象，因外界物质会转移到细胞内，从而引起细胞液浓度升高。
归纳总结
活学活用
3．在观察植物细胞的质壁分离和复原的过程中，某同学在视野中看到生活着的洋葱表皮细胞正处于如图所示的状态。a、b表示该部位的溶液浓度，由此可推测( )
A．a>b，细胞渗透吸水
B．a＝b，渗透系统保持动态平衡
C．aD．上述三种情况都有可能
问题导析 (1)图中a为细胞液，b为外界溶液，二者之间为原生质层。
(2)若细胞渗透失水，则a(3)若细胞渗透吸水，则a>b。
(4)若细胞水分子的进出处于动态平衡，则a＝b。
答案 D
解析 图示细胞正处于“质壁分离”状态，要注意此状态的下一步可以是液泡继续增大，也可以是液泡继续变小，也可以是液泡不发生变化。该细胞可能正处于质壁分离过程中，也可能处于质壁分离后的动态平衡过程中，也可能正处于发生质壁分离复原的过程中，故答案D正确。
当堂检测
1．自由扩散的特点是( )
A．物质从高浓度一侧运输到低浓度一侧
B．需要载体蛋白的协助
C．需要消耗细胞代谢释放的能量
D．物质从低浓度一侧到高浓度一侧
答案 A
解析 自由扩散是物质从高浓度一侧运输到低浓度一侧。
2．最能证明植物细胞发生渗透作用原理的实验是( )
A．将萎蔫的青菜放入清水中会变得硬挺
B．将根尖细胞放入清水中会吸水
C．将土豆放入盐水中会变软
D．观察洋葱表皮细胞的质壁分离和复原
答案 D
3．植物体内有三个相邻的细胞a、b、c，已知它们的细胞液浓度大小关系是a＞b＞c，那么它们三者之间水分渗透的方向表示正确的是( )
答案 C
解析 细胞液的浓度高，则吸水能力强，a细胞液浓度最高，c细胞液浓度最低，b介于a、c之间，因此选C。
4．将一植物细胞放入KNO3溶液中，一段时间后发生了质壁分离，下列说法不正确的是( )
A．此细胞是活细胞
B．原生质层具有选择透过性
C．发生质壁分离的细胞一段时间后可自动质壁分离复原
D．原生质层两侧的溶液存在浓度差，KNO3溶液浓度低于细胞液浓度
答案 D
5．成熟的植物细胞具有中央大液泡，可与外界溶液构成渗透系统进行渗透吸水或渗透失水。下图甲表示渗透装置吸水示意图，图乙表示图甲中液面上升的高度与时间的关系，图丙表示成熟植物细胞在某外界溶液中的一种状态(此时细胞有活性)。请据图回答下列问题：
(1)由图甲漏斗液面上升可知，实验初始时c两侧浓度大小是a
b。由图乙可知漏斗中溶液吸水速率在
，最终液面不再上升，当液面不再上升时，c两侧浓度大小是a
b。
(2)图丙中相当于图甲中c结构的是
(填序号)，结构②中充满的液体是
。
(3)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入清水中，发现细胞液泡体积增大，说明细胞在渗透吸水，细胞能否无限吸水？
，原因是
。
(4)把一个已经发生质壁分离的细胞浸入低浓度的蔗糖溶液中，发现细胞液泡体积也在增大。当液泡体积不再增大时，细胞液浓度是否一定和外界溶液浓度相等？
。
答案 (1)＜ 下降 ＜ (2)③④⑤ 外界溶液
(3)不能 细胞壁对原生质层有支持和保护的作用
(4)不一定
40分钟课时作业
基础过关
知识点一 被动运输
1．人体组织细胞从组织液中吸收甘油的量主要取决于( )
A．组织液中甘油的浓度
B．细胞膜上甘油载体的数量
C．细胞呼吸强度
D．细胞膜上载体蛋白的种类
答案 A
解析 组织细胞通过自由扩散的方式从组织液中吸收甘油，不需要载体蛋白和能量，吸收甘油的量取决于组织液中甘油的浓度。
2．物质出入细胞的方式中，自由扩散区别于协助扩散的是( )
A．由高浓度向低浓度扩散
B．需要载体蛋白
C．由低浓度向高浓度扩散
D．不需要载体蛋白
答案 D
解析 自由扩散与协助扩散的相同之处是顺浓度梯度(高浓度→低浓度)，同时均不消耗能量；不同之处表现在自由扩散不需要载体蛋白，而协助扩散需要。
知识点二 渗透及其作用原理
3．图中所示实验装置，一段时间后，含液体3的半透膜袋皱缩，而含液体1的半透膜袋坚挺硬实。请推断实验开始时这3种液体的浓度是(表中的“高”表示高浓度蔗糖溶液，“低”表示低浓度蔗糖溶液)( )
液体1
液体2
液体3
A
高
低
水
B
水
高
低
C
低
水
高
D
水
低
高
答案 A
解析 根据实验现象，液体2浓度应介于液体1和3之间，再根据选项分析，液体2应为低浓度蔗糖溶液，否则无法解释1、2、3浓度为什么会由高到低。
4．若下图表示植物细胞渗透作用的图解，下列说法中错误的是( )
A．植物细胞的原生质层相当于一层半透膜
B．一定条件下，活的、成熟的植物细胞能发生渗透失水或吸水
C．当溶液浓度甲＝乙时，细胞处于动态平衡状态，不发生渗透作用
D．当溶液浓度甲＞乙时，细胞发生渗透失水，当溶液浓度乙＞甲时，细胞发生渗透吸水
答案 C
解析 当半透膜两侧的溶液浓度相同时，不是不发生渗透作用，而是水分在两种溶液中的渗透达到平衡状态。
知识点三 渗透作用的应用示例
5．将人体口腔上皮细胞转移至不同浓度(Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ)的三种蔗糖溶液中，结果在Ⅰ中口腔上皮细胞形态不变，在Ⅱ中口腔上皮细胞皱缩，在Ⅲ中口腔上皮细胞破裂，则这三种蔗糖溶液的浓度是( )
A．Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ
B．Ⅱ＞Ⅰ＞Ⅲ
C．Ⅰ＜Ⅱ＜Ⅲ
D．Ⅰ＜Ⅲ＜Ⅱ
答案 B
解析 动物细胞在高浓度溶液中会失水皱缩，在低浓度溶液中会吸水涨破，在等渗溶液中形态不变，所以Ⅱ＞Ⅰ＞Ⅲ。
6．在浓蔗糖溶液中，能够发生质壁分离的细胞是( )
A．人的口腔上皮细胞
B．蛙的红细胞
C．皮肤的角质层细胞
D．洋葱的表皮细胞
答案 D
解析 质壁分离中的“质”是指原生质层，而不是细胞质，“壁”是指细胞壁。由于A、B、C选项为人或动物细胞，既无液泡，又无细胞壁，所以不能发生质壁分离，而选项D具备以上两个条件，则能发生。
7．质壁分离和复原实验可以说明或证明下列中的( )
①植物细胞的死活 ②原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大 ③当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞渗透失水；反之，细胞则渗透吸水 ④原生质层具有选择透过性 ⑤细胞壁的主要成分是纤维素
A．①③④⑤
B．①②③④
C．②③④⑤
D．①④⑤
答案 B
解析 质壁分离和复原实验可以证明②、③，说明原生质层具有选择透过性，从而可以判断细胞的死活，因死亡细胞的原生质层具有全透性，另外还可以测定细胞液浓度。
能力提升
8.用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞做质壁分离的实验，若发生质壁分离前观察的细胞如右图，则发生质壁分离时所观察到的细胞是( )
答案 A
解析 发生质壁分离时，液泡体积要缩小；液泡内含有紫色色素，细胞质是无色的，只有A正确。
9.在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如图，若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中，则该萝卜条的质量将( )
A．不变
B．增大
C．减小
D．先增后减
答案 B
解析 在b浓度的溶液中，萝卜条的质量下降是细胞失水发生质壁分离，若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度的溶液中，会发生质壁分离复原，质量将增加。
10．下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是( )
A．与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象的观察
B．用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察
C．用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同
D．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察
答案 B
解析 植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，原生质层包括细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，植物细胞的质壁分离指的是原生质层与细胞壁的分离。红色花瓣是由液泡内花青素的颜色呈红色导致的，所以用红色花瓣作为实验材料有利于实验现象的观察，A项正确。黑藻叶片中的叶绿体显绿色，液泡中细胞液的颜色接近无色，两者之间有颜色差异，因此叶绿体的存在不会干扰实验现象的观察，B项错误。紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位的细胞细胞液浓度可能不同，观察到的质壁分离程度可能不同，C项正确。通常做植物细胞质壁分离实验时用紫色洋葱的鳞片叶外表皮，因外表皮细胞的液泡中有较多色素，发生质壁分离时容易观察，D项正确。
11．下图中，甲、乙两图是渗透装置示意图，丙图是根毛细胞示意图。请根据甲、乙、丙三图回答下列问题：(甲图是发生渗透作用的初始状态，乙图是发生了较长时间的渗透作用之后，使漏斗内外的水分子达到平衡时的状态。甲图中：①为清水，②为质量分数为30%的蔗糖溶液)
(1)典型的渗透装置必须具备两个条件：
(指明在甲图中的相应部位)、
。
(2)比较甲图中①和②处溶液浓度的大小：
。
(3)丙图中④的名称为
，甲图中的③相当于丙图中的
，它与丙图中相应结构的区别是
。
(4)若把根毛细胞放入质量分数为30%的蔗糖溶液中，它将出现
现象，再放入清水中，它又出现
现象。
(5)若把根毛细胞放入质量分数为90%的蔗糖溶液中，它会出现什么变化？
。过一段时间再放入清水中，此时的根毛细胞与上题清水中的变化一样吗？
。为什么？
。
(6)盐碱地中的植物常出现萎蔫现象，其原因是
。
答案 (1)③半透膜 膜两侧溶液具有浓度差
(2)②>①
(3)原生质层 ④ 甲图中的③属于半透膜，没有选择透过性，而丙图中的④属于生物膜，具有选择透过性 (4)质壁分离 质壁分离复原 (5)质壁分离 不一样 由于蔗糖溶液浓度过高，根毛细胞过度失水而死亡 (6)土壤溶液浓度大于根毛细胞液的浓度，造成根毛细胞失水，出现萎蔫现象
12．将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞分别浸入不同浓度的蔗糖溶液中，观察各叶片外表皮细胞质壁分离及质壁分离复原的情况，结果如下表。请回答下列问题：
蔗糖溶液浓
度/(g·mL－1)
0.03
0.04
0.05
0.10
0.30
0.50
质壁分离
时间/s
不发生
不发生
240
60
22
12
质壁分离
复原情况
－
－
能
能
能
不能
(1)紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度约为
；最适合本实验的蔗糖溶液浓度为
。
(2)将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞分别浸入浓度均为0.05
g·mL－1的蔗糖溶液、葡萄糖溶液、NaCl溶液中，短时间内
使植物细胞发生质壁分离的速度最快。原因是
。
(3)在此实验中细胞的含水量对质壁分离速度影响较为明显。细胞含水量与质壁分离速度呈
相关，外界溶液浓度一定时，细胞含水量越高，质壁分离速度越
。
答案 (1)0.04～0.05
g·mL－1 0.30
g·mL－1
(2)NaCl溶液 质量浓度为0.05
g·mL－1的NaCl溶液物质的量浓度最大，即在单位体积内的分子或离子数最多，水分子数最少，与细胞液浓度差最大，所以质壁分离速度最快
(3)正 快
解析 利用质壁分离现象分析紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度时，应该确定细胞液在不发生质壁分离和刚发生质壁分离现象时的浓度范围内。最适合本实验的浓度应选择在可以发生质壁分离和质壁分离复原实验的浓度范围内，且时间最短。质壁分离现象发生快慢与细胞内外物质的量浓度(单位体积内的分子或离子数目)差有关，浓度差越大，分离速度越快。
个性拓展
13．某同学进行实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础上继续实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。
增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。
(1)设计出继续完成实验的简要步骤：
①向a、b两管分别加入
，水浴加热(或隔水加热)U型管至适宜温度，观察a、b两管内液面的变化。
②
。
(2)预测实验现象并作出结论。
①如果a、b两管液面高度差缩小且A、B试管内均有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物能通过半透膜。
②
。
答案 (1)①等量蔗糖酶溶液 ②吸取a、b两管内适量液体，分别加入A、B两试管中，并加入2
mL斐林试剂，水浴加热2
min，观察A、B试管内有无砖红色沉淀
(2)②如果a、b两管液面高度差增大且A试管内无砖红色沉淀，B试管内有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜
解析 为催化蔗糖水解，向a、b两管分别加入等量蔗糖酶溶液，并在适宜的条件下对U型管隔水加热。一段时间后，用斐林试剂检验a、b两管内是否有还原性糖产生。若b管内有还原性糖产生，说明蔗糖已经分解。若a管内有还原性糖，说明蔗糖水解的产物能透过半透膜。若蔗糖水解的产物能通过半透膜，水解产物由b侧扩散到a侧，引起a管内溶质浓度增大，水势降低，a、b两侧水位差减小。若蔗糖水解的产物不能通过半透膜，蔗糖水解后，b侧溶质浓度升高，水势降低，水由a管流向b管，a、b两侧水位差增大。第17课时 光合作用的过程
[目标导读] 1.结合教材P75图4－13，回顾叶绿体的结构，掌握光合作用的场所。2.结合教材P75图4－12，分析光合作用的过程，并比较光反应和暗反应。3.阅读教材P76，归纳光合作用的概念和总的反应式。
[重难点击] 光反应与暗反应的过程以及二者的关系。
一 光合作用的场所——叶绿体
结合教材P75图4－13，分析回答以下问题：
(1)[1]外膜和[2]内膜使其内部结构与细胞质基质分开，保证了叶绿体相对独立地进行代谢活动。
(2)由[3]类囊体叠合成[4]基粒，增大了膜面积。
(3)类囊体膜上分布着能够吸收、传递和转换光能的光合色素。
(4)[5]叶绿体基质中还含有少量的DNA和RNA。
(5)与光合作用有关的酶分布在类囊体膜和叶绿体基质中。
方法技巧
巧记叶绿体的结构与功能
叶绿体有膜两层，基质基粒来组成，基质液体能流动，有酶多种在其中，基粒含有类囊体，上有色素、酶附着，吸收光能来产氧，光合作用好场所。
活学活用
1．下面有关叶绿体的叙述，正确的是( )
A．叶绿体中的色素都分布在类囊体膜上
B．叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上
C．光合作用的酶只分布在叶绿体基质中
D．光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上
问题导析 (1)叶绿体的色素只分布在类囊体膜上，内膜和外膜无色素分布。
(2)在叶绿体的类囊体和基质中，含有多种与光合作用有关的酶。
答案 A
解析 叶绿体由内外双层膜、类囊体和基质三部分构成。类囊体是一种扁平的囊状结构，在类囊体膜上，有进行光合作用必需的色素和酶。许多类囊体叠合成基粒，基粒之间充满着基质，其中含有与光合作用有关的酶。
二 光合作用的过程
光合作用是一个非常复杂的过程，包括一系列的化学反应，下图是光合作用的图解，结合该图和教材内容分析：
1．写出各种物质的名称或者符号
①叶绿体中的色素；②O2；③[H]；④ATP；⑤2C3；⑥CO2；⑦(CH2O)。
2．写出反应过程的名称
Ⅰ：光反应；Ⅱ：暗反应；Ⅲ：水的光解；Ⅳ：CO2的固定；Ⅴ：C3的还原。
3．光合作用的过程包括光反应和暗反应阶段，请分析回答：
(1)光反应
①场所：在叶绿体的类囊体膜上进行。
②条件：必须有光、叶绿体中的色素和酶。
③过程
水的光解：2H2O4[H]＋O2；
ATP的生成：ADP＋PiATP。
④能量转变：光能―→ATP中活跃的化学能。
(2)暗反应
①场所：在叶绿体基质中进行。
②条件：需要多种酶参与。
③过程
CO2的固定：CO2＋C52C3；
C3的还原：2C3＋[H](CH2O)＋C5。
④能量转变：ATP中活跃的化学能―→(CH2O)中稳定的化学能。
4．光反应和暗反应有什么联系？
答案 光反应和暗反应是一个整体，二者紧密联系。光反应为暗反应提供[H]和ATP；暗反应为光反应提供ADP和Pi。
5．根据上述所学内容，请归纳出光合作用概念。
答案 绿色植物通过叶绿体吸收光能，将二氧化碳和水合成为有机物并释放出O2，同时也将光能转化为化学能储存在有机物中的过程。
6．请写出光合作用的总的反应式。
答案 反应式：CO2＋H2O(CH2O)＋O2。
7．光合产物除了糖类和氧气外还有蛋白质、脂质等。
归纳总结
比较光反应和暗反应的区别
项目
光反应
暗反应
实质
光能转换为化学能，并放出O2
同化CO2，形成有机物
时间
短促
较缓慢
条件
需叶绿素和光、酶
不需叶绿素和光，需要多种酶
场所
在叶绿体的类囊体膜上进行
在叶绿体内的基质中进行
物质
转化
利用光能将水光解产生[H]、O2，同时产生ATP
将CO2固定，然后还原为(CH2O)
能量
转换
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
联系
光反应为暗反应提供[H]、ATP；暗反应为光反应提供ADP和Pi
活学活用
2．在下列有关光合作用的叙述中，不正确的是( )
A．水的分解发生在叶绿体的类囊体膜上
B．光反应和暗反应中都有许多酶参与
C．温度降到0
℃，仍有植物进行光合作用
D．[H]在光反应和暗反应中都起还原作用，并将能量转移到糖类分子中
问题导析 (1)水的分解属于光反应阶段，场所在叶绿体的类囊体膜上。
(2)光反应和暗反应中都有化学反应，需要酶的催化。
(3)不同植物耐受温度的能力不同。
(4)[H]只在暗反应中起还原作用。
答案 D
解析 光反应进行的场所是叶绿体的类囊体膜上，主要完成水的光解和ATP的合成；在光合作用过程中需要多种酶的参与；温度在0
℃时，植物仍可以进行光合作用，只是光合作用的速率很慢；还原剂[H]只在暗反应中有还原作用，在光反应中无还原作用。
当堂检测
1．叶绿体是植物进行光合作用的细胞器。光能的吸收发生在叶绿体的( )
A．内膜上
B．基质中
C．类囊体膜上
D．各部位上
答案 C
解析 生物体的结构和功能是相适应的，叶绿体之所以能吸收光能进行光合作用，是因为在叶绿体的类囊体膜上有吸收光能的色素和与光合作用有关的酶。
2．光合作用过程中，水的分解及三碳化合物形成糖类所需要的能量分别来自( )
A．光反应产生的ATP和光能
B．都是光反应产生的ATP
C．光能和光反应产生的ATP
D．都是光能
答案 C
解析 光合作用中水的分解发生在光反应阶段，需要光能作能源；三碳化合物在暗反应中被还原，其动力来自光反应产生的ATP，还原剂是光反应产生的[H]。
3.如图为叶绿体的亚显微结构模式图，关于其结构与功能的叙述，不正确的是( )
A．①和②均为选择透过性膜
B．光反应的产物有O2、还原氢和ATP等
C．③上的反应需要光，不需要酶，④中的反应不需要光，需要多种酶
D．光能转变为活跃的化学能在③上进行；活跃的化学能转变为稳定的化学能在④中完成
答案 C
解析 图中①②③④分别为叶绿体的外膜、内膜、类囊体膜和基质。叶绿体的外膜和内膜都具有选择透过性；在叶绿体的类囊体膜上进行光反应，产物有O2、还原氢和ATP等，需要酶的催化，该过程可将光能转化为活跃的化学能储存在ATP中；在叶绿体的基质中进行暗反应，不需要光，但需要多种酶，该过程可将ATP中活跃的化学能转化为稳定的化学能储存在有机物中。
4．下图是光合作用过程示意图，请据图回答下列问题。
(1)请填写字母所代表的物质：a.________，b.________，c.____________，d.____________，e.____________，f.____________，g.____________。
(2)由“f”经暗反应产生“g”可以分成______________、____________两个阶段。
(3)如果用同位素3H标记参与光合作用的水，并追踪3H，它最可能的途径是(用图中字母表示)____________。
答案 (1)H2O O2 ADP＋Pi ATP [H] CO2 (CH2O) (2)CO2的固定 三碳化合物的还原
(3)a→e→g
40分钟课时作业
基础过关
知识点一 光合作用的场所——叶绿体
1．关于叶绿体中的类囊体的正确叙述是( )
A．叶绿体中的一个个基粒就是一个个类囊体
B．全部光合色素都分布在类囊体的双层薄膜上
C．组成各基粒的类囊体之间没有结构上的联系
D．基粒和类囊体极大地扩大了光合作用的反应面积
答案 D
2．下列关于叶绿体基粒的说法中，正确的是( )
①每个叶绿体基粒含有几个到几十个类囊体 ②基粒的薄膜上有进行光合作用的色素 ③基粒附着在内膜的突起——嵴上 ④与光合作用有关的酶全都分布在基粒上
A．①②
B．③④
C．①③
D．②④
答案 A
解析 叶绿体中的基粒是由几个或几十个类囊体叠合形成的结构；与光合作用有关的酶不仅分布在基粒上，而且还分布在叶绿体基质中。
3．叶绿体是植物进行光合作用的细胞器。下列关于叶绿体及色素的叙述中，正确的是( )
A．植物细胞都有叶绿体，叶绿体普遍分布在植物体的所有细胞中
B．叶绿素在高等植物体内有两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色
C．同线粒体一样，叶绿体的内膜极大地扩展了受光面积
D．叶绿体中的色素只吸收红光和蓝紫光进行光合作用
答案 B
解析 不是所有的植物细胞都有叶绿体。一般地讲，叶绿体分布在绿色植物的绿色部分，主要存在于叶肉细胞中。叶绿体中的色素分为两大类：叶绿素和类胡萝卜素。其中，叶绿素又包括蓝绿色的叶绿素a和黄绿色的叶绿素b；类胡萝卜素包括橙黄色的胡萝卜素和黄色的叶黄素。叶绿体的内膜光滑，其内部的基粒和类囊体一方面扩大了膜面积，供色素和酶分布；另一方面极大地扩展了受光面积。叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光，并非不吸收其他颜色的光，只不过吸收量较少。
知识点二 光合作用的过程
4．光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是( )
A．叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应
B．叶绿体的类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应
C．叶绿体基质中可进行光反应和暗反应
D．叶绿体基质中进行暗反应，不进行光反应
答案 D
解析 光反应是在叶绿体的类囊体膜上进行的，该过程必须在有光的条件下才能进行；暗反应是在叶绿体内的基质中进行的，该过程有光无光均可进行。
5．绿色植物光合作用需要水，下列关于水在光下分解的叙述正确的是( )
A．发生在叶绿体基质中
B．产物为氢气和氧气
C．所需能量来自ATP
D．需要光合色素参与
答案 D
解析 水在光下分解属于光反应阶段中的物质变化之一，其发生的场所是在叶绿体类囊体膜上；其分解的产物是[H]和O2；所需能量来自光能；需要光合色素吸收、传递和转换光能。
6．在叶绿体中，ATP和ADP的运动方向是( )
A．ATP和ADP同时由类囊体向叶绿体基质运动
B．ATP和ADP同时由叶绿体基质向类囊体运动
C．ATP由类囊体向叶绿体基质运动，ADP的运动方向则相反
D．ADP由类囊体向叶绿体基质运动，ATP的运动方向则相反
答案 C
解析 在叶绿体中，ATP在类囊体的膜上产生，在叶绿体基质中被消耗产生ADP，而ADP的转运方向则与ATP相反。
7．下图表示植物光合作用的一个阶段，下列各项叙述正确的是( )
A．该反应的场所是叶绿体的类囊体
B．C3生成C6H12O6需要[H]、ATP和多种酶
C．提高温度一定能促进C6H12O6的生成
D．在无光条件下，有利于暗反应进行
答案 B
解析 图示为光合作用的暗反应阶段，该反应进行的场所是叶绿体基质。C3生成C6H12O6需在多种酶的催化下，利用ATP提供的能量，通过[H]的还原进行。若在最适温度条件下，提高温度反而会降低酶的活性，会使反应减弱。在无光条件下，暗反应会因[H]和ATP的缺乏受到限制。
8．下图表示光合作用的过程，其中Ⅰ、Ⅱ表示光合作用的两个阶段，a、b表示相关物质。下列相关叙述正确的是( )
A．阶段Ⅰ表示暗反应
B．阶段Ⅱ表示光反应
C．物质a表示[H]
D．物质b表示C3
答案 C
解析 水是在光反应阶段被利用，二氧化碳是在暗反应阶段被利用，由此可确定Ⅰ、Ⅱ分别为光反应和暗反应阶段；根据光反应和暗反应的关系及ATP与ADP相互转化的特点，可确定a、b分别为[H]和ATP。
能力提升
9．下列属于光合作用光反应的是( )
A．2,4,6
B．2,3,6
C．4,5,6
D．2,6
答案 D
解析 光反应产生ATP和氧气。
10．下面是光合作用的图解，其中正确的是( )
答案 D
解析 光反应为暗反应提供[H]、ATP，有去无回，参与光反应的是水，参与暗反应的是CO2。
11．如图为叶绿体结构示意图，请据图回答下列问题：
(1)叶绿体主要存在于植物的__________________细胞里，是植物进行__________的细胞器。
(2)具有选择透过性的结构是[ ]____________和[ ]__________。
(3)吸收光能的色素分布在[ ]__________上；与光合作用有关的酶分布在[ ]__________上和[ ]________________中。
答案 (1)叶肉 光合作用 (2)① 外膜 ② 内膜
(3)③ 类囊体膜 ③ 类囊体膜 ④ 叶绿体的基质
12．科学工作者从植物细胞中提取叶绿体，放入含有ADP、磷酸盐以及含[H]的载体等物质的溶液中，并在其他条件都适宜的情况下，进行光合作用的有关实验。根据实验结果绘成图(如图)，请根据曲线各段特点回答下列问题：
(1)ab段由于缺乏CO2，光合作用过程中的__________不能进行。因此，无有机物生成。
(2)bc段在提供了CO2之后，由于ab段已积累了大量的________________，所以有机物能够快速合成。
(3)cd段在无光照条件下，由于光合作用过程中的____________________无法进行，又由于ab段所积累的物质被__________，有机物生成量逐渐下降直至为零。
答案 (1)暗反应 (2)[H]和ATP (3)光反应 逐渐用完
解析 (1)ab段，有光照，能进行光反应，生成[H]和ATP，但无CO2，不能进行暗反应，因此无有机物的生成。(2)bc段，无光照，不能继续进行光反应，也就是不能继续生成[H]和ATP。但有ab段生成的[H]和ATP，因此，在有CO2的条件下，暗反应还是照样能进行，所以有有机物生成。(3)cd段，仍然无光照，光反应仍然不能进行，新的[H]和ATP无法继续生成，而ab段积累的物质([H]和ATP)被逐渐用完，所以有机物生成量逐渐下降，直至为零。
个性拓展
13．下图表示叶绿体的结构和功能，请据图回答下列问题：
(1)图中[ ]________________上的叶绿素约占该结构上所有色素的________。
(2)光反应是在[ ]________________上进行的，因为这里分布着_____________________；暗反应是在[ ]_____________________中进行的，因为这里分布着____________________。
(3)光反应的生理意义是：光反应所产生的[3]__________和[ ]____________，是暗反应所必需的____________和______________。
(4)暗反应包括[6]____________和[ ]____________。
答案 (1)2 类囊体的膜 3/4 (2)2 类囊体的膜 与光反应有关的色素和酶 8 叶绿体基质 与暗反应有关的酶 (3)[H] 4 ATP 还原剂 能量
(4)CO2的固定 5 C3的还原第25课时 关注癌症
[目标导读] 1.结合教材图文，理解细胞癌变的原理。2.联系日常生活实际，结合教材P110～111概述癌细胞的特征。3.阅读教材P111～112，了解我国的癌症防治。
[重难点击] 癌细胞的特征和癌变的机理。
一 癌细胞的形成
癌症是威胁人类健康的一大杀手，了解其发病机理有助于预防癌症。引起细胞癌变的因素较多，请结合下列内容进行归纳。
1．致癌因子
生活中我们了解到，吸烟的人容易得肺癌，长期晒太阳会得皮肤癌，在化工厂周围的居民癌症发病率明显增高，核辐射更会导致人患多种疾病，感染肝炎病毒容易得肝癌。
(1)引发细胞癌变的环境因素称为致癌因子，主要分为三大类，分别是物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子。
(2)核辐射属于物理致癌因子，尼古丁属于化学致癌因子，肝炎病毒属于病毒致癌因子。
2．细胞癌变的机理
(1)人体正常细胞中存在原癌基因和抑癌基因，结合教材P109最后一段，说说它们各有什么作用？
答案 原癌基因主要负责调控细胞周期，控制细胞分裂和生长的进程；抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。
(2)结合教材P110图Ⅳ，完善下面细胞癌变的过程图：
(3)据上图可知，癌症是在致癌因子的作用下，一系列原癌基因和抑癌基因发生突变并逐渐积累的结果。
(4)与肿瘤发生相关的某一原癌基因突变后，是否就意味着癌症一定会发生？
答案 不一定。只有当许多这样的基因发生突变时，才能导致细胞出现癌细胞的特征。
易混易错
肿瘤≠癌症：根据肿瘤对人体危害程度的不同，可以分为良性肿瘤和恶性肿瘤。
(1)良性肿瘤：生长缓慢，不转移，逐渐增长时仅是压迫周围组织。
(2)恶性肿瘤：生长迅速，易转移，可以向周围扩散，破坏周围组织，恶性肿瘤又叫癌肿或癌瘤，人们习惯上称之为“癌症”。
活学活用
1．下列关于癌症发生理论的说法，错误的是( )
A．细胞癌变的根本原因是发生了基因突变
B．抑癌基因突变可使肿瘤抑制蛋白不能正常产生
C．原癌基因突变可使致癌蛋白高度表达
D．抑癌基因突变不会引发癌症
答案 D
解析 癌症是一系列的原癌基因与抑癌基因的突变逐渐积累的结果；抑癌基因的产物(肿瘤抑制蛋白)是正常细胞增殖过程中的一类调控因子，若抑癌基因突变会导致细胞周期失控，细胞过度增殖而引发癌症。
二 癌细胞的特征及癌症的防治
1．结合教材P110～111归纳癌细胞的特征
(1)1951年，一名叫海拉的黑人妇女前往John.Hopkins大学医院接受宫颈癌治疗时，生物学研究人员从她的活组织切片中获取了癌细胞，并发展成为一个可用于科学研究的细胞系，这一细胞系就被称为海拉细胞系。该细胞系至今仍在为实验室效力。这说明癌细胞具有无限增殖的特点。
(2)某位病人因为胃癌做了胃部切除手术，但是几个月后发现在其肝部又出现了恶性肿瘤，不得不再次进行手术。说明癌细胞容易在体内扩散和转移，这是癌症引起死亡的主要原因。这种特性与细胞膜上的糖蛋白减少有关，说明癌细胞表面发生了变化。
(3)正常细胞生长到彼此接触时就会停止分裂。癌细胞丧失了接触抑制，这是癌症容易形成肿瘤的原因，如下图：
2．我国的癌症防治
(1)治疗
①手术切除：治疗癌症的主要手段，能最快地切除癌症的原发病灶，对早期癌症的治疗效果较好。
②放射治疗(简称放疗)：利用放射线照射病灶，杀伤特定部位的癌细胞。
③化学治疗(简称化疗)：利用药物阻止有丝分裂间期DNA的复制或分裂期纺锤体的形成，从而抑制癌细胞的生长、扩散，而且能消灭扩散到全身的癌细胞。
④基因治疗：可能成为最直接和最有效的治疗方法。
(2)癌症的预防
三级预防
归纳总结
细胞分裂、细胞分化和细胞癌变的联系
细胞分裂产生的子细胞有的继续保持正常的分裂能力，继续分裂。有的逐渐失去分裂能力发生分化，高度分化的细胞失去了分裂能力。正常的细胞分化形成具有一定形态功能的细胞和组织，但有的细胞受到致癌因子的作用，不能正常地完成细胞分化，而变成不受机体控制的连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。
活学活用
2．癌症是癌细胞在机体内恶性增殖形成恶性肿瘤及其相关症状的一种疾病，下列关于癌症的叙述不正确的是( )
A．癌症是正常细胞的原癌基因被致癌因子激活所产生的
B．由于癌细胞易分散和转移，所以手术摘除肿瘤的患者仍有复发的可能
C．对手术治疗后的癌症患者进行放疗和化疗是为了杀死患者体内残余的癌细胞
D．从媒体广告上看，有的治癌药物的药效在95%以上，因而癌症的治疗并不困难
答案 D
解析 就癌细胞的形成和特征来看，A、B、C都是正确的，由于癌细胞易于扩散和转移，手术摘除肿瘤的患者，其原来肿瘤周围的淋巴液中也存在残余癌细胞，并且癌细胞不受机体的调控，易于恶性增殖。目前对癌症的治疗有一定进展，但并无特效药。
当堂检测
1．人体中的某一体细胞，如果连续分裂60次以上还在继续分裂，此细胞很可能是发生了( )
A．分化能力增强
B．全能性增强
C．衰老
D．癌变
答案 D
解析 人体内的细胞在适宜的条件下分裂50次左右就停止分裂了，只有癌变的细胞才不受机体控制，持续恶性增殖。
2．长期吸烟容易患肺癌的原因是( )
A．烟焦油黏于肺泡壁，使肺泡失去弹性
B．烟焦油能导致机体产生原癌基因
C．烟焦油能激活原癌基因，从抑制状态转变成激活状态，从而使正常细胞发生癌变
D．以上都正确
答案 C
解析 烟中含有的化学致癌因子烟焦油，能激活原癌基因，使正常细胞发生癌变。
3．人和动物细胞的染色体上普遍存在着原癌基因，但是大多数人不患癌症，而只有少数人患癌症，其原因是( )
A．在正常情况下，原癌基因处于受抑制状态
B．原癌基因不能被激活
C．癌细胞是细胞畸形分化造成的
D．大多数人体内没有原癌基因
答案 A
解析 人和动物细胞的染色体上普遍存在着原癌基因，在正常情况下，原癌基因处于受抑制状态，如果由于某种原因，如紫外线、化学药物等刺激下，使原癌基因本身发生改变，就有可能使原癌基因从抑制状态转变成激活状态，从而使正常的细胞发生癌变，成为癌细胞。
4.2011年4月15日～25日是第17届全国肿瘤防治宣传周，其主题是“科学抗癌，关爱生命”，旨在通过科普宣传倡导健康的生活方式，正确预防癌症。肺癌是全世界发病率最高的癌症，目前全球每年新增肺癌患者人数已达120万。下列对癌症的叙述不正确的是( )
A．体细胞癌变的过程中发生了基因突变，导致癌细胞无限增殖
B．细胞膜上糖蛋白增加，导致癌细胞易发生转移
C．环境污染和烟草污染是诱发肺癌的重要因素
D．烟焦油属于化学致癌因子
答案 B
5．2009年诺贝尔生理医学奖授予了三位致力于染色体端粒以及端粒酶研究的科学家。端粒酶是与染色体末端结构相关的一种细胞组分。表中数据显示细胞癌变可能与端粒酶的活性有关，请完成下面的探究实验：
细胞类型
增殖代数
端粒酶活性
正常体细胞
50～60
无
癌细胞
无限
有
(1)实验目的：研究端粒酶与细胞癌变的关系。
(2)实验材料：癌细胞，端粒酶抑制剂，细胞培养液等。
(3)实验步骤：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
结果预测及分析：__________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)请根据上述内容，提出一种治疗癌症的新思路。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (3)实验步骤：
①将癌细胞分成A、B两组
②A组加入端粒酶抑制剂，B组不加，进行培养
③记录并比较A、B两组的增殖代数(分裂次数)
结果预测及分析：若A组比B组增殖代数少，说明端粒酶与细胞癌变(连续分裂)有关；若A组仍然无限增殖，说明端粒酶与细胞癌变(连续分裂)无关
(4)抑制癌细胞中端粒酶的活性(或抑制细胞分裂)或免疫治疗(输入淋巴因子、DNA疫苗)
40分钟课时作业
基础过关
知识点一 癌细胞的形成
1．第二次世界大战后，在日本广岛生活的人癌症发病率很高，主要的致癌因子是( )
A．物理致癌因子
B．化学致癌因子
C．病毒致癌因子
D．烟焦油
答案 A
解析 核辐射是物理致癌因子。
2．细胞癌变的机理是( )
A．自然发生的
B．致癌基因被激活
C．细胞分化中特化出来的
D．衰老的必然结果
答案 B
解析 在个体发育中，大多数细胞能够正常地完成细胞分化，但有的细胞由于受到致癌因子的作用，不能正常地完成细胞分化，而变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，即癌细胞。癌细胞是由于原癌基因被激活，细胞发生转化而引起的。
3．关于原癌基因的叙述，正确的是( )
A．只存在于癌症患者染色体上
B．只存在于被紫外线辐射后的人体染色体上
C．只存在于被病毒侵染后的细胞的染色体上
D．普遍存在于人和动物细胞的染色体上
答案 D
解析 原癌基因在人和动物细胞内普遍存在，只不过在正常情况下处于抑制状态，只有当它们被激活时才使细胞发生癌变。
知识点二 癌细胞的特征和癌症的防治
4．下图是四种人体细胞的培养结果，图中所示细胞最可能是癌细胞的是( )
答案 D
解析 癌细胞之间无接触抑制现象。
5．人类在与癌症的抗争中，逐步积累了治疗癌症的经验，研制出有效的抗癌药物，形成了多种科学的治疗方法。下列治疗方法中将有可能成为最直接和最有效的治疗癌症的方法是( )
A．放射治疗
B．化学治疗
C．手术治疗
D．基因治疗
答案 D
解析 癌变是基因突变的过程，治疗癌症最根本的还是基因治疗。
6．下列关于癌细胞的叙述，正确的是( )
①癌细胞具有无限增殖的能力 ②癌细胞的呼吸速率减慢 ③原癌基因只存在于癌细胞中 ④癌细胞的转移与细胞间黏着性下降有关
A．①②
B．②③
C．③④
D．①④
答案 D
解析 癌细胞的特点是能无限增殖、癌细胞的形态、结构发生明显变化、癌细胞膜上的糖蛋白减少，黏着性降低，容易扩散和转移；原癌基因和抑癌基因在所有细胞都存在，癌细胞的代谢旺盛，故D正确。
能力提升
7．如图为癌细胞产生过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。下列叙述错误的是( )
A．致癌因子是癌变的外因，基因突变是癌变的内因
B．癌细胞的发生是多个基因突变累积的结果，因此易患癌症的多是老年人
C．癌细胞和正常细胞相比，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，是癌细胞易扩散的原因
D．癌细胞和正常细胞相比，细胞形态异常，细胞分化正常
答案 D
解析 物理、化学、病毒致癌因子作用于染色体上的DNA，导致基因突变，因此A正确。癌变是多个突变基因累积的结果，B正确。癌变细胞细胞膜上的糖蛋白减少，细胞的黏着性下降，所以癌细胞易扩散和转移，C正确。癌细胞和正常细胞相比，细胞形态异常，细胞分化异常，变成无限增殖的细胞，D错误。
8．癌症治疗方法主要包括手术治疗、放射治疗、化学治疗、激素治疗、基因治疗和免疫治疗等，请回答下列一组有关癌症及其治疗的问题。
(1)癌细胞的表面发生了变化，细胞膜上的糖蛋白等物质________，使得癌细胞彼此之间的____________显著降低，容易在体内分散和转移。
(2)在细胞分化过程中，如果由于某种外界因素的作用，就有可能使______________和______________发生突变，从而使已分化的正常细胞发生癌变，转化为癌细胞。
(3)放疗是利用射线如放射性同位素产生的α、β、γ射线和各类射线治疗或加速器产生的X射线、电子束、中子束、质子束及其他粒子束等照射患处，杀死癌细胞的一种方法。化疗时应用的烷化剂如二氯甲二乙胺能够与DNA分子发生反应，从而阻止参与DNA复制的酶与DNA的相互作用。此类药物作用于癌细胞周期的______________期。放疗与化疗两种治疗方法中，对患者全身正常细胞影响较小的是________________________。
(4)在适宜条件下，癌细胞能无限增殖。在体外培养10个癌细胞，36
h后，癌细胞数目达到160个，据此推测这种癌细胞的细胞周期为________h。
(5)下列物质和因素中，属于致癌因子的有__________(填写字母代号)。
A．紫外线 B．甘油 C．肝炎病毒 D．烟焦油 E．葡萄糖 F．尼古丁 G．丙酮酸 H．核辐射 I．Rous瘤病毒
J．茶叶中的多元酚
答案 (1)减少 黏着性 (2)原癌基因 抑癌基因 (3)间 放疗 (4)9 (5)ACDFHI第4课时 蛋白质的结构和功能
[目标导读] 1.阅读教材P17内容，结合图2－10和2－11，总结氨基酸的结构特点。2.结合教材P18图2－12和第一段内容，理解脱水缩合过程及相关计算。3.结合教材P18图2－13和最后一段内容，阐述蛋白质结构多样性的原因。4.结合教材P19表2－4，理解蛋白质的功能多样性。
[重难点击] 1.氨基酸的结构通式。2.氨基酸的脱水缩合过程及相关计算。3.蛋白质的结构和功能多样性。
一 氨基酸及其种类
蛋白质是由氨基酸构成的，构成生物体蛋白质的氨基酸约有20种，阅读教材P17内容，结合下面部分氨基酸的化学结构图，分析回答下列问题：
甘氨酸
半胱氨酸
赖氨酸
天冬氨酸
1．各种氨基酸共有的元素是C、H、O、N，其中半胱氨酸还含有S元素。由此推知，蛋白质的结构中，一定含有C、H、O、N四种元素，大多数蛋白质还含有S元素。有的还可能含有Fe等微量元素，如血红蛋白。
2．观察各种氨基酸的分子结构会发现：每种氨基酸分子都至少含有一个氨基(－NH2)和一个羧基(－COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基与同一个碳原子相连，这个碳原子还分别与一个氢原子、一个可变的侧链基团相连接。
3．结合以上共同点，在下面画出氨基酸的通式(各氨基酸的不同部分用R基表示)。
答案
4．观察天冬氨酸和赖氨酸的结构，分析为什么说每个氨基酸“至少”含有一个氨基和一个羧基？
答案 可以看到，天冬氨酸的R基中含有羧基，赖氨酸的R基中含有氨基，因此氨基酸的R基中也可能含有氨基或羧基，所以说每个氨基酸上至少含有一个氨基和一个羧基。
知识拓展
1．氨基酸的种类
2．组成蛋白质的氨基酸的判断标准
(1)数量标准：至少含有一个—NH2和一个—COOH。
(2)位置标准：一个—NH2和一个—COOH连接在同一个碳原子上。
活学活用
1．判断下列相关说法的正误。
(1)在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种( )
(2)氨基、羧基、R基的书写格式分别是：NH2、COOH、R( )
(3)每种氨基酸分子都含有一个氨基和一个羧基，且都连在同一个碳原子上( )
(4)各种氨基酸都共有的结构是
( )
(5)各种氨基酸的区别在于R基不同( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√
解析 (2)氨基、羧基、R基的书写格式分别是：—NH2、—COOH、—R。(3)每种氨基酸分子都至少含有一个氨基和一个羧基，且都连在同一个碳原子上。
二 蛋白质的形成
氨基酸是如何形成结构复杂的蛋白质的呢？下面是氨基酸之间发生一系列反应形成血红蛋白的过程，结合教材P17～18内容完成探究过程。
1．结合上面右图，描述从氨基酸到蛋白质的形成过程
氨基酸→二肽(由两个氨基酸缩合成的化合物)→多肽(由多个氨基酸缩合而成，含有多个肽键的化合物，通常呈链状结构)→肽链盘曲、折叠→具有一定空间结构的蛋白质。
2．在上面左图中所显示的氨基酸与氨基酸的结合方式是什么？
答案 脱水缩合。
3．上面左图中显示的反应过程具有以下特点：
(1)第一个氨基酸分子的羧基(基团)脱去—OH，第二个氨基酸分子的氨基(基团)脱去—H，两氨基酸脱去部分结合形成水。
(2)两个氨基酸之间新形成的化学键称作肽键，表示为—NH—CO—。形成的化合物叫做二肽。
(3)若不考虑R基团，该二肽分子中还含有一个游离的氨基和一个游离的羧基，分别位于肽链的两端。
4．结合脱水缩合过程分析讨论
(1)若m个氨基酸形成1条肽链，会脱去m－1分子水，形成m－1个肽键；若是m个氨基酸形成n条肽链，会脱去m－n分子水，形成m－n个肽键。
(2)假设氨基酸的平均分子量为a，则m个氨基酸形成n条肽链时，所形成肽链的相对分子质量为ma－18(m－n)。
(3)m个氨基酸脱水缩合形成的1条肽链至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基；m个氨基酸脱水缩合形成n条肽链构成的蛋白质中，至少含有n个游离的氨基和n个游离的羧基。
归纳总结
1．蛋白质的结构层次：C、H、O、N等元素→氨基酸→二肽→三肽→多肽蛋白质。
2．肽键的表达式以下几种都可以：—CO—NH—、—NH—CO—，不能忽略其中的“—”。
3．参与脱水缩合的分别是两个氨基酸中与中心碳原子相连的氨基和羧基，而不是R基中的氨基和羧基。
4．已知形成肽链的氨基酸数为n，肽链数为m，氨基酸的平均相对分子量为a，则：
肽键数
n－m
脱去的水分子数
n－m
蛋白质平均分子量
na－18(n－m)
游离的氨基数
≥m
游离的羧基数
≥m
N原子数
≥n
O原子数
≥n＋m
活学活用
2．如图甲为某蛋白质的肽链结构示意图(其中数字为氨基酸序号)，图乙为部分肽链放大图，请据图判断下列叙述中正确的是( )
A．该蛋白质中含有1条肽链124个肽键
B．图乙中含有的R基是①②④⑥⑧
C．从图乙可推知该肽链至少含有2个游离的羧基
D．图乙②中的—NH2不参与脱水缩合反应
问题导析 (1)图甲中有1条肽链，124个氨基酸，123个肽键。
(2)图乙中②④⑥⑧代表R基，③⑤⑦代表肽键。
(3)图乙中肽链右端有1个羧基，R基⑥⑧上也有羧基，据此推理该肽链至少有3个羧基。
答案 D
解析 A项中，肽键数目＝氨基酸数目－肽链数目＝124－1＝123个。B项中①为氨基，而非R基。C项中游离的羧基的数目至少应为3个。D项中图乙②中的—NH2在R基中，不参与脱水缩合反应。
三 蛋白质的结构、功能多样性与鉴定
1．蛋白质结构的多样性
生物界中的蛋白质高达1010～1012种，20种氨基酸是如何形成种类繁多的蛋白质的呢？图中“□”或者“○”代表不同的氨基酸，请阅读教材P18最后一段内容，分析各图代表的含义，归纳结构蛋白质多样性的原因。
(1)图甲说明：氨基酸的种类不同，构成的肽链不同。
(2)图乙说明：氨基酸的数目不同，构成的肽链不同。
(3)图丙说明：氨基酸的排列顺序不同，构成的肽链不同。
(4)图丁说明：肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同。
小贴士 多肽和蛋白质的区别, 1 结构有差异。多肽仅仅是蛋白质的初级结构形式，而蛋白质具有一定的空间结构。蛋白质是由多肽和其他物质结合而成的，一个蛋白质分子可由一条肽链组成也可由多条肽链通过一定的化学键 肯定不是肽键，如二硫键、氢键等 连接而成。
2 功能有差异。多肽往往无生物活性，而蛋白质是具有生物活性的。多肽一般无活性 如蛋白质在胃、小肠中经消化产生的多肽 ，少数有活性，与蛋白质相比，多肽的分子量较小，没有空间结构，一般无活性；蛋白质的分子量较大，有空间结构，有活性 变性后活性下降或消失，活性消失叫做失活 。
2．蛋白质参与组成细胞和生物体的各种结构，并执行各种特定的生理功能。请阅读教材P19表2－4蛋白质的部分功能举例，完成下面的连线。
3．蛋白质的结构与功能多样性的关系
小贴士 1 变性：高温、过酸、过碱或在重金属离子的作用下，蛋白质的分子结构变得伸展、松散，失去活性。变性过程中肽键并没被水解，所以变性后的蛋白质与双缩脲试剂反应仍呈紫色。
2 不同生物之间同类蛋白质也有区别，可以作为鉴定生物间亲缘关系远近的依据。
4．鉴定蛋白质
(1)实验原理：在双缩脲试剂中的NaOH溶液形成的碱性环境下，蛋白质分子中的肽键与
Cu2＋形成紫色的复杂化合物，产生紫色反应。
(2)实验过程和结果
①配制双缩脲试剂：A液：质量浓度0.1
g/mL的NaOH溶液；B液：质量浓度0.01
g/mL的CuSO4溶液。
②取材：取一支洁净试管，加入2
mL牛奶(或鸡卵清蛋白、豆浆、生物组织研磨液等)。
③加双缩脲试剂A液2
mL，轻轻振荡试管，摇匀，试管中液体呈现无色。
④加双缩脲试剂B液3～4滴，轻轻振荡试管，摇匀，试管中液体呈现紫色。
(3)实验结论：待测组织样液中含有蛋白质。
(4)实验思考
①实验中能否先加B液再加A液？
答案 不可以，先加A液是为了制造碱性环境。
②氨基酸能不能发生双缩脲反应？二肽呢？
答案 双缩脲反应是肽和蛋白质所特有的，而氨基酸并没有这种颜色反应。所以氨基酸不能发生双缩脲反应，而二肽是最简单的肽，可以发生双缩脲反应。
易混易错
斐林试剂和双缩脲试剂在成分和使用上的比较
试剂名称
化学本质
使用顺序
和用量
反应
条件
颜色变化
斐林试剂
甲液
0.1
g/mL的NaOH
甲、乙等量混合
再使用
水浴
加热
浅蓝色→棕色→砖红色(沉淀)
乙液
0.05
g/mL的CuSO4
双缩脲试剂
A液
0.1
g/mL的NaOH
先加A液2
mL，再加B液3～4滴，摇匀
常温
无色→浅蓝色→紫色
B液
0.01
g/mL的CuSO4
活学活用
3．用氨基酸自动分析仪测定几种多肽化合物和蛋白质的氨基酸数目如下表所示：
化合物
多肽化合物
蛋白质
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
催产素
牛加压素
血管舒张素
平滑肌舒张素
猪促黑色素细胞激素
人促黑色素细胞激素
牛胰蛋白酶
人胰岛素
免疫球蛋白(抗体)
人血红蛋白
氨基
酸数
目
9
9
9
10
13
22
223
51
764
574
(1)表中①②③的氨基酸数目虽相同，但其生理作用彼此不同，这是因为它们的
不同。
(2)表中③与④、⑤与⑥的功能虽相似，但各自具有专一性。它们之间的差异主要取决于
。
(3)在未知平滑肌舒张素的情况下，推知这种肽类化合物至少有
个氨基和
个羧基，这些氨基和羧基位于肽类化合物的哪一位置？
。
(4)⑧是由51个氨基酸组成的两条多肽链，共有
个肽键。
(5)⑧的生理功能说明蛋白质具有
作用；⑨的生理功能说明蛋白质具有
作用；⑩的生理功能说明蛋白质具有
作用；⑩有4条肽链，在574个氨基酸分子脱水缩合过程中生成
个水分子。
(6)这些实例说明蛋白质的分子结构具有
，这种结构特点决定了
。
答案 (1)氨基酸种类和排列顺序 (2)氨基酸的种类、数量、排列顺序不同 (3)1 1 肽链两端 (4)49 (5)调节 免疫 运输 570 (6)多样性 蛋白质分子具有多种功能
解析 (1)虽然①②③的氨基酸数目相同，但其种类和排列顺序未必相同，因此形成的多肽结构不同，生理功能各异。(2)结构的特异性决定了功能的专一性，就③与④、⑤与⑥而言，均为肽类物质，其结构的差异是由于氨基酸的种类、数量、排列顺序不同导致的。(3)从氨基酸脱水缩合生成多肽的过程可知，肽链为开链式结构，其两端各游离着一个氨基和一个羧基。(4)由51个氨基酸脱水缩合形成两条肽链时共形成49个肽键。(5)⑧为激素，可说明蛋白质具有调节作用；⑨为抗体，说明蛋白质具有免疫功能；⑩为血红蛋白，可运输O2，说明蛋白质具有运输功能；⑩由574个氨基酸形成4条肽链时共脱去水分子数为570(个)。(6)不同的蛋白质其结构不同，所具有的功能也各不相同。
4．下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是( )
A．用于鉴定还原性糖的斐林试剂甲液和乙液，可直接用于蛋白质的鉴定
B．脂肪的鉴定需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的颗粒
C．鉴定还原性糖时，要先加入斐林试剂甲液摇匀后再加入乙液
D．用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B液要混合均匀后，再加入含样品的试管中，且必须现用现配
答案 B
解析 斐林试剂与双缩脲试剂所用溶质相同，且所用氢氧化钠溶液的浓度相同，但二者所用的硫酸铜的浓度不同。而脂肪的鉴定中，由于脂肪颗粒小且分散在细胞中，所以需要借助显微镜才能观察到。鉴定还原性糖时，甲、乙液要现用现配，等量混合均匀后加入；而鉴定蛋白质时要先加A液，再加B液。
方法点拨 斐林试剂和双缩脲试剂的区别可以归纳为以下口诀：“斐林试剂，先混后用，水浴砖红；双缩脲剂，先A后B，常温变紫。”
当堂检测
1．丙氨酸的R基为—CH3，在一个丙氨酸分子中，含有碳和氧的原子数分别是( )
A．3,4
B．4,3
C．3,2
D．4,4
答案 C
2．两个氨基酸缩合成二肽并生成水，这个水分子中的氧原子来自氨基酸的( )
A．氨基
B．羧基
C．R基
D．氨基和羧基
答案 B
解析 羧基中含有氧原子。
3．下列物质中，有的是组成蛋白质的氨基酸，有的不是，若将其中构成蛋白质的氨基酸缩合成化合物，则其含有的氨基、羧基和肽键数目是( )
①NH2—CH2—COOH
②NH2—CH2—CH2OH
⑤NH2—CH2—CH2—COOH
A．3、3、2
B．1、2、1
C．1、3、2
D．3、4、2
答案 B
解析 根据氨基酸的结构特点可判断①、④为组成蛋白质的氨基酸，且④中R基含有1个羧基。再根据脱水缩合反应原理可推知形成的二肽化合物中含有1个氨基、2个羧基、1个肽键。
4．请根据如图所示的化合物结构简式，回答问题。
(1)该化合物属于
，由
种氨基酸构成，形成这种化合物的不同氨基酸的R基编号是
。
(2)该化合物是由
个氨基酸失去
分子的水形成的，这种反应叫做
。
(3)该化合物中有
个肽键，编号是
。
(4)经检测，人和其他哺乳动物胰岛素的氨基酸组成比较如下：
马：β链第30位氨基酸和α链第9位氨基酸与人的不同；
羊：β链第8、9、10位氨基酸与人的不同；
鼠：α链有8个氨基酸、β链有10个氨基酸与人的不同。
不同物种的胰岛素不同，反映在多肽链的氨基酸组成上主要是
。上述几种动物中
和人的亲缘关系最远。
答案 (1)三肽 3 b、d、g (2)3 2 脱水缩合
(3)2 c、e (4)氨基酸的排列顺序不同 鼠
40分钟课时作业
基础过关
知识点一 氨基酸及其种类
1．下列有关氨基酸结构的叙述中，不正确的是( )
A．每种氨基酸只有一个氨基、一个羧基
B．每种氨基酸都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上
C．连接一个氨基和一个羧基的碳原子上还连接一个氢原子和一个侧链基团
D．侧链基团(R基)不同，氨基酸就不同
答案 A
解析 每种氨基酸至少含有一个氨基、一个羧基，有的氨基酸在R基上还有氨基或羧基的分布。
2．下列不是构成蛋白质的氨基酸的一项是( )
A．H2NCH2COOH
答案 B
解析 构成蛋白质的氨基酸的结构特点是有一个氨基和一个羧基连在同一碳原子上，A、C、D所示氨基酸具备上述特点，而B项所示结构中氨基和羧基没有连在同一碳原子上，因此不是构成蛋白质的氨基酸。
知识点二 蛋白质的形成
3．下列能正确表示蛋白质分子由简到繁的结构层次的一组是( )
①氨基酸 ②C、H、O、N等元素 ③氨基酸分子脱水缩合 ④多肽 ⑤形成一定的空间结构
A．①②③④⑤
B．②①④③⑤
C．②①③⑤④
D．②①③④⑤
答案 D
解析 元素以原子的形式构成氨基酸分子，氨基酸通过脱水缩合形成多肽链，多肽链再通过盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子，这是蛋白质结构的不同组成层次。但这种结构层次并不代表体内蛋白质就是从原子开始构成的，体内蛋白质是利用体内合成或转化来的氨基酸以及从体外吸收来的氨基酸为原料形成多肽，再经过盘曲、折叠形成的。
4．如图为某二肽分子结构示意图，已形成肽键和可能形成肽键的—NH2分别是( )
A．①③
B．②④
C．④③
D．⑤⑥
答案 C
解析 参与脱水缩合形成肽键的氨基是氨基酸中与羧基连接在同一个中心碳原子上的氨基，氨基酸的R基中的氨基或羧基不参与肽键的形成。分析分子结构示意图可知，④为已参与形成肽键的氨基，③为左侧氨基酸分子中与羧基同连在中心碳原子上的氨基，可能参与肽键形成，①②⑤⑥分别为形成此二肽的两个氨基酸的R基中的氨基，不参与肽键的形成。
5.右图表示一个由153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152个肽键
B．参与构成该分子的氨基酸中至少有154个氨基和154个羧基
C．该分子空间结构的形成与—S—S—等化学键无关
D．该分子彻底水解将产生153种氨基酸
答案 B
解析 由题图可知，除形成正常肽键外，还在R基之间形成了一个肽键，故该分子中含有153个肽键。该空间结构的形成与二硫键有关。组成蛋白质的氨基酸约有20种。由于R基中含有一个—NH2和一个—COOH，故参与构成该分子的氨基酸中至少有154个—NH2和154个—COOH。
知识点三 蛋白质结构、功能的多样性与鉴定
6．生物体内的蛋白质千差万别，其原因不可能是( )
A．组成肽键的化学元素不同
B．组成蛋白质的氨基酸的种类和数量不同
C．氨基酸的排列顺序不同
D．蛋白质的空间结构不同
答案 A
解析 组成肽键的化学元素都是C、H、O、N。
7．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．已知某化合物含有C、H、O、N等元素，可以推断此物质为蛋白质
C．不同蛋白质分子中组成肽键的化学元素无差异性
D．蛋白质空间结构改变，可能会导致蛋白质失去生物活性，但这种改变一般是可逆的
答案 C
解析 蛋白质多样性与肽链的空间结构有关，与氨基酸的空间结构无关，所以不选A。含有C、H、O、N等元素的化合物较多，不一定是蛋白质，如氨基酸等，所以不选B。蛋白质分子中的肽键都是—CO—NH—，组成元素都是C、H、O、N四种，无差异性。蛋白质的空间结构是决定蛋白质性质的因素之一，过酸、过碱或高温都会使蛋白质的空间结构发生改变，这种改变往往是不可逆的，如酶的活性在高温下失活后即使再降低温度也不会恢复。
8．嫩肉粉的主要作用是利用蛋白酶(一种具有催化作用的蛋白质)对肉中蛋白质进行部分水解，使肉类制品口感达到嫩而不韧、味美鲜香的效果。据《食品添加剂手册》介绍，嫩肉粉的配方为2%木瓜蛋白酶、15%葡萄糖、2%味精及食盐等。某课外活动兴趣小组要对市场上售卖的一种嫩肉粉设计实验进行检测，检测其中是否含有蛋白质，你认为应该选择的材料和试剂是( )
A．淀粉溶液、苏丹Ⅲ染液
B．清水、斐林试剂
C．蛋清溶液、双缩脲试剂
D．清水、双缩脲试剂
答案 D
解析 蛋白酶的化学本质是蛋白质，因此检测蛋白酶的存在与否时应把嫩肉粉溶解于水中并用双缩脲试剂直接检测即可。
能力提升
9．如图是某蛋白质分子的结构示意图，图中“”表示不同种类的氨基酸，图中甲链由21个氨基酸，乙链由19个氨基酸组成，图中“—S—S—”是在蛋白质加工过程中由两个“—SH”脱下2个H形成的。下列有关叙述中，错误的是( )
A．该蛋白质多样性的主要原因是氨基酸的种类和排列顺序
B．该蛋白质分子中至少含有两个羧基
C．图中“－S—S－”代表的化学键也是肽键
D．形成该蛋白质分子时相对分子质量减少了686
答案 C
解析 组成蛋白质的基本单位是氨基酸；图中“－S—S－”代表的化学键不是肽键，是二硫键，而在形成该蛋白质分子的过程中脱去38分子的水，同时形成一个二硫键失去2个氢，相对分子质量减少了38×18＋2＝686；通过分析肽链分子的结构，不难发现每条多肽链至少保留一个羧基(—COOH)和一个氨基(—NH2)。
10．下图表示有关蛋白质分子的简要概念图，下列对图示分析正确的是( )
A．甲中肯定含有S元素
B．多肽中乙的数目等于丙的数目
C．①过程都是经过脱水缩合完成的
D．蛋白质结构和功能的多样性只是由于氨基酸种类不同造成的
答案 C
解析 根据蛋白质的结构层次可知，甲表示构成氨基酸的元素，有C、H、O、N等，可能含有S，但是不一定有S。乙表示氨基酸，丙表示氨基酸分子脱水缩合形成的肽键，对于环状肽而言，乙的数目等于丙的数目，而对于链状肽，乙的数目－肽链数目＝丙的数目。①表示氨基酸分子脱水缩合形成多肽的过程。生物体中组成蛋白质的氨基酸种类约有20种，但由于氨基酸的数目成百上千，排列顺序千变万化，多肽链的空间结构千差万别，导致蛋白质的结构和功能多种多样。
11．资料1：下面的图式中R、R′、R″、R?可能是相同或不相同的原子团或侧链。①②③④分别表示不同的化学键。
资料2：某多肽的化学式为C55H70O19N10，将它彻底水解后得到下列四种氨基酸：
(1)资料2中的四种氨基酸的结构通式是
；丙氨酸的R基是
。
(2)资料1中的肽链水解时，断裂的化学键是
(用数字表示)。
(3)资料2中的多肽，在完全水解后得到
个氨基酸。
答案 (2)③
(3)10
解析 氨基酸分子的结构通式是，不同氨基酸的R基不同。多肽链在水解时，断裂的化学键是肽键(—NH—CO—)。
12．脑啡肽的合成是生物技术在分子水平上的一大突破，下面为脑啡肽的分子结构图。
请根据此化合物的结构分析回答：
(1)该化合物有
个氨基和
个羧基。
(2)该化合物是由
个氨基酸失去
分子水而形成的，这种方式叫做
，该化合物叫
肽。在形成时，相对分子质量减少了
。
(3)该化合物水解后可产生
种氨基酸，造成氨基酸种类不同的原因是
。
(4)现有质量浓度为0.1
g/mL的NaOH溶液、鸡蛋、人的口腔唾液(酶)、质量浓度为0.01
g/mL的CuSO4溶液、水、小烧杯、玻璃棒、试管、滴管和滴瓶。请设计实验证明“脑啡肽是多肽”。
①实验原理：在碱性溶液中，多肽与CuSO4反应产生紫色物质。
②方法步骤：
。
③预期结果：
。
④实验结论：
。
答案 (1)1 1 (2)5 4 脱水缩合 五 72
(3)4 R基不同
(4)②取2支试管分别编号A、B，在A中加入2
mL脑啡肽液，在B中加入2
mL清水；在2支试管中各加入2
mL
0.1
g/mL
NaOH溶液，振荡；在2支试管中各加入3～4滴0.01
g/mL的CuSO4，振荡 ③A试管中出现紫色，B试管中不出现紫色 ④脑啡肽是一种多肽
解析 该多肽含有4个肽键，是由5个氨基酸缩合而成的，在形成多肽时，共脱去4个水分子，相对分子质量减少了4×18＝72。该多肽中有一个氨基和一个羧基；从结构上可以看出，左起第二个氨基酸R基和第三个氨基酸R基相同，应为同一种氨基酸，因此脑啡肽水解后产生4种氨基酸。脑啡肽是多肽，在碱性溶液中，多肽与CuSO4反应产生紫色物质。在设计过程中还应注意空白对照。
个性拓展
13．近年，利用肉毒素去皱美容的做法受到很多专家的质疑。肉毒梭菌是一种致死性很高的病原体，其致病性在于产生的神经麻痹毒素，即肉毒类毒素。它是由两条肽链盘曲、折叠构成的一种生物大分子，1
mg可毒死20亿只小鼠。煮沸1
min或75
℃下加热5～10
min就能使其完全丧失活性。可能引起肉毒梭菌中毒的食品有腊肠、火腿、鱼及鱼制品、罐头食品、臭豆腐、豆瓣酱、面酱、豆豉等。下面是肉毒类毒素的局部结构简式，请据此回答：
(1)肉毒类毒素的化学本质是
，其基本组成单位的结构通式是
。
(2)高温可使肉毒类毒素失活的主要原理是
。
(3)由图示可知，该片段由
种单体组成，有
个肽键，在形成该片段时要脱去
分子水。
(4)一分子肉毒类毒素至少含有
个氨基和
个羧基。
答案 (1)蛋白质 CRHH2NCOOH (2)高温导致蛋白质空间结构被破坏 (3)5 4 4 (4)2 2第1课时 生物科学和我们
[目标导读] 1.阅读教材P2，认识生物科学及其作用。2.结合教材P2积极思维，举例说出癌症的病因和预防措施。3.观察教材P3表1－1，说出传染病的病原体及其发病率。4.观察教材P3表1－2，了解基因诊断的应用及特点。5.分析教材P4～5，尝试像科学家一样实验。
[重难点击] 1.癌症的病因和预防措施。2.科学实验。
一 人类面临的问题之一：健康问题
世界卫生组织预测：未来25年全世界80多亿人口中，将有3亿人患肿瘤，其中1亿人因癌症而死亡，21世纪癌症将成为人类健康的“第一杀手”。除此之外，人类还面临传染病等多种疾病的威胁，请你阅读教材P2～3内容，结合下列材料进行分析。
1．什么是生物科学？生物科学有什么作用？
答案 生物科学是自然科学中的基础学科之一，是研究生命现象和生命活动规律的一门科学。
生物科学不仅是农、林、牧、副、渔、医药卫生和环境保护，以及其他应用科学的基础，也对当前人类面临的诸如人口、能源、粮食、环境和健康等问题的解决具有重要作用。
2．下图是我国死于癌症的人数变化图
(1)我国癌症死亡人数上升的原因主要是人口老龄化、不健康的生活方式等。
(2)不同的人群癌症的发病率不同，这与人们的生活习惯有关，你认为下列生活习惯哪些是健康的呢？B、D、E、I、J
A．吸烟 B．远离放射源 C．酗酒 D．定期体检 E．加强体育锻炼 F．作息不规律 G．大喜大悲 H．喜好油炸食品 I．不吃霉变的食物 J．经常食用新鲜水果和蔬菜
(3)联系自己熟悉的事例，说说哪些环境因素可引发癌症？如何预防癌症的发生？
答案 引发癌症的环境因素有：物理因素(如紫外线、电离辐射等)、化学因素(如黄曲霉素、砷化物、亚硝胺等)和生物因素(乙肝病毒、疱疹病毒等)。
预防癌症的措施：①避免接触物理、化学、生物等各种致癌因子。②增强体质，保持心态健康，养成良好的生活习惯。
3．传染病是由各种病原体引起的能在人与人、动物与动物或人与动物之间相互传播的一类疾病。
(1)下列疾病哪些属于传染病？
①夜盲症 ②癌症 ③猪流感 ④色盲症 ⑤肺结核 ⑥非典型性肺炎 ⑦骨质疏松
答案 ③⑤⑥。
(2)分析教材P3表1－1，归纳引起这些传染病的病原体主要属于哪几类？
答案 它们主要属于病毒类、细菌类和寄生虫类。如狂犬病的病原体属于病毒，肺结核的病原体属于细菌，疟疾的病原体属于寄生虫。
(3)传染病的发生需要三个重要环节(传染源、传播途径和易感人群)，谈谈如何控制传染病的大规模发生？
答案 ①控制传染源：病人隔离等；②切断传播途径：提高环境卫生标准，设立检查站等；③保护易感人群：预防接种等。
4．结合教材P3，举例说明生物科学在防治癌症和传染病方面有何积极作用？
答案 基因诊断技术能够快速、灵敏的诊断某些癌症和多种病原体。利用基因治疗技术从根本上改变患者的症状，恢复正常功能。
归纳总结
1．癌症的增长原因及预防措施
癌症
2．传染病的类型、病原体和诊断方法
传染病
活学活用
1．已知乙肝病人的细胞中含有乙肝病毒，据有关资料统计，80%左右的肝癌患者是由乙肝病人转变而来的，这说明( )
A．乙肝病人一定成为肝癌患者
B．乙肝病毒可使病变的肝组织发生癌变
C．乙肝病人一定长期误食含黄曲霉毒素的物质
D．乙肝病人一定长期接触放射性物质
答案 B
解析 已知乙肝病人的细胞中含有乙肝病毒，再结合题干给出的信息“80%左右的肝癌患者是由乙肝病人转变而来的”，不难选出正确答案。
2．生活中在不知情的情况下，人最可能因下列的哪一种方式感染艾滋病病毒( )
A．住旅店时，使用了病毒携带者用过的而又未及时更换的被褥
B．使用了病毒携带者用过的而又未经严格消毒的餐具
C．与病毒携带者握手
D．洗牙或补牙时，使用了病毒携带者用过的而又未经严格消毒的器械
答案 D
解析 艾滋病的传播方式有性传播、血液传播、母婴传播三种方式。A、B、C都不能传播，洗牙或补牙使用了病毒携带者用过的而又未经严格消毒的器械，属于血液传播。
二 像科学家一样实验：科学实验
要解决我们遇到的与生物科学有关的问题，只有我们学习像科学家一样进行实验才能实现。请阅读教材P4～5内容，回答下列问题。
1．科学家进行科学实验时，所用的科学方法有哪些？
答案 科学方法有观察、测量、实验设计、收集数据和分析数据、安全实验等。
2．请思考并完善下列内容：
(1)观察：就是用一种或多种感官收集信息，为提高感官灵敏度可以使用望远镜、光学显微镜和电子显微镜等。在科学探究中，观察必须真实、准确并如实地记录下来，这些记录就是证据或者数据。
(2)测量：能对被测量对象用比较精确的数据加以表示，为力求精确要多次测量求其平均值，学习正确使用测量工具是保证测量精确的基础。此外，记录测量结果时应使用标准计量单位。
(3)实验设计：假设是根据现有证据和既往实验对将来的事件做出的推论。假设也可能出错，必须通过实验来检验假设的正确与否，巧妙地设计实验是生物科学研究中检验假设正确性的最佳途径。
(4)收集数据和分析数据：把分类、观察或测量得到的内容如实地记录下来的过程称为数据收集。运用数学知识整理、分析、归纳各种数据，可能会发现事物的内在规律，得出独到的见解的过程是在分析数据。
(5)安全实验：科学实验要确保实验安全，只有完全理解并能自觉遵守实验安全规则才能确保实验安全。
知识拓展
科学研究的一般程序
通过观察提出问题→作出假设→设计实验→进行实验→收集和分析数据→得出结论。
(1)生物科学的研究大多从观察开始。
(2)在观察中提出问题。
(3)根据观察到的现象以及研究者自身的知识与经验，对所提出的问题作一个初步的解释及设想，进而提出假说。
(4)对所提出的假说作出科学的预测。
(5)设计严谨的实验对预测进行检验，即用科学实验验证假说的正确与否，在生物学研究的实验设计中要设计对照实验，要考虑实验的重复性。
(6)对实验数据进行统计分析，并得出结论。结论可能肯定所作的假说，也可能否定假说。
(7)修正假说并进一步观察，进入下一个认识周期。
活学活用
3．请判断下列说法是否正确：
(1)观察一定使用望远镜、光学显微镜和电子显微镜( )
(2)在科学探究中，有些数据不能记录( )
(3)测量时一次测量即可，不需多次测量求其平均值( )
(4)为了得到实验结果，可以不遵守实验安全规则( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)×
解析 (1)观察时，为提高灵敏度可以使用望远镜、光学显微镜和电子显微镜等。(2)在科学探究中，观察必须真实、准确并如实地记录下来。(3)测量时为力求精确要多次测量求其平均值。(4)科学实验要确保实验安全，必须自觉遵守实验安全规则。
当堂检测
1.我国在公共场所禁止吸烟，下列关于吸烟的叙述，不正确的是( )
A．香烟中的烟焦油属于化学致癌因素，吸烟者易患肺癌
B．少量吸烟对健康有好处
C．烟草中的有毒物质主要是尼古丁
D．吸烟主要伤害肺，对大脑功能也有损害
答案 B
2．目前，基因诊断技术被广泛应用于下列哪些疾病的诊断( )
A．遗传病
B．肿瘤
C．传染病
D．以上都是
答案 D
解析 基因诊断是通过基因来诊断，所患疾病必须是与基因有关的才可应用。
3．基因诊断能够对多种疾病的病原体进行诊断，其中包括( )
①病毒类 ②细菌类 ③寄生虫类
A．①③
B．②③
C．①②
D．①②③
答案 D
解析 不管什么疾病，只要病因与基因有关，均可应用基因诊断技术。
4．对使用观察法观察生物学现象的要求中，不必要的是( )
A．必须真实、准确
B．必须全面、细致
C．必须借助仪器
D．如实记录观察结果
答案 C
解析 观察法可不借助于仪器，直接观察。
5．请据下列材料，回答有关问题。
材料一 日本长崎、广岛在第二次世界大战时受原子弹爆炸影响，经过对幸存居民29年的观察，发现粒细胞性白血病发病率明显升高，且距离爆炸中心越近，发病率越高。
材料二 我国西北地区居民冬季烧火炕取暖，有时臀部皮肤发生癌变形成所谓的“炕癌”。华北地区食道癌患者中有50%～73%有好热食的饮食习惯。
材料三 3,4－苯并芘是焦油中的主要致癌成分，存在于烟草燃烧产生的烟雾、工厂排放的煤烟、汽车等内燃机排放的废气中。近几十年来，肺癌的发病率有日益增加的趋势，可能与吸入上述气体有关。
材料四 有人用砷酸钠治疗皮肤病后，出现局部色素增加，过度角质化，最后发展为皮肤癌。砷是惟一能使人类致癌而不能使动物致癌的物质。
(1)上述材料显示出哪些因素可以致癌？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)除上述致癌因素外，还有什么致癌因素？
________________________________________________________________________。
(3)请从个人习惯的角度谈谈如何防癌。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)材料显示的致癌因素有：核辐射，过热、过辣的刺激，烟草燃烧时产生的烟雾，工厂排放的煤烟、汽车尾气，有害化学物质等 (2)生物致癌因素 (3)养成良好的饮食习惯，不寻求过辣和过热的刺激，不吸烟和酗酒等
40分钟课时作业
基础过关
知识点一 人类面临的问题之一：健康问题
1．下列属于癌症的疾病是( )
A．白血病
B．败血症
C．坏血病
D．血友病
答案 A
2．在日常生活中，下列不容易引起癌症的生活习惯或工作环境是( )
A．抽烟
B．吃油炸食物或腌制食物
C．医院放射科的工作环境
D．多锻炼，心情愉快
答案 D
解析 引起癌症的外因有物理因素、化学因素和生物因素三类，其中，香烟燃烧过程中和油炸食物产生的煤焦油、腌制食物中产生的亚硝酸盐属于化学致癌因素，而医院放射科的放射线剂量比较高，属于物理致癌因素。多锻炼和心情愉快可以提高自身对疾病的抵抗能力。
3．据报道，某地某些不法商人将霉烂的粮食加工后廉价出售给一些建筑民工，经过工商、公安部门的联合调查，对上述地区进行了治理整顿。霉烂的粮食不能食用的原因是其中含有大量的致癌物质，这种物质是( )
A．黄曲霉毒素
B．二英
C．尼古丁
D．亚硝胺
答案 A
4．哈尔滨血液肿瘤研究所某年收治了1
500多例儿童血液病患者，其中白血病患者高达80%。除了儿童与成年人相比免疫功能比较脆弱外，室内装修材料散发的有害气体也是“杀手”之一。那么，有害气体属于哪种致癌因素( )
A．化学因素
B．物理因素
C．生物因素
D．人为因素
答案 A
解析 化学因素、物理因素、生物因素是诱发癌症的三种环境因素。
知识点二 像科学家一样实验：科学实验
5．长度的标准计量单位是( )
A．m
B．m2
C．hm2
D．mL
答案 A
6．下列哪一项不是在实验设计过程中必须做到的( )
A．实验目的明确
B．实验原理正确
C．实验步骤合理
D．实验预测准确
答案 D
解析 实验结果预测仅仅是实验前，根据实验原理和实验方法对实验现象和实验结果所作的一种或几种逻辑假设，可能正确也可能不正确。
能力提升
7．在生物学实验中把分类、观察或测量得到的内容如实地记录下来的过程称为( )
A．数据收集
B．信息采集
C．数据分析
D．数据整理
答案 A
8．现有一植物的种子，已经知道它的萌发受水分、温度和氧气的影响，但不了解其萌发是否与光有关，探究光的有无对该种子的萌发是否有影响，某同学进行了如下实验：①向垫有滤纸的培养皿中倒入适量的水，将一定量的种子放入培养皿中；②将培养皿置于黑暗、25
℃、空气状况适宜且相同的条件下培养一段时间，观察种子的萌发情况。你认为下列最适宜作实验对照组的是( )
A．另一组置于有光条件下，其他处理相同
B．另一组置于5
℃条件下，其他处理相同
C．另一组置于缺氧条件下，其他处理相同
D．另一组置于有光、5
℃条件下，其他处理相同
答案 A
解析 本实验的研究目的是探究光的有无对该种子萌发的影响，其实验“变量”必然是一组有光和一组无光。其他条件应保持相同。
9．人们为了得到更加准确的实验数据，以反映出生物学现象所渗透的规律性本质，通常对测量及其结果的处理要求是( )
A．随机测量、取中间值
B．随机测量、取平均值
C．测量多次、取平均值
D．测量多次、取中间值
答案 C
解析 运用多次测量取平均值的方法，误差最小、最接近实际情况。
10．在培养皿底部铺上棉花，将生理状况相同的豌豆种子放在棉花上。实验过程与结果如下表所示：
装置
场所
温度
棉花状态
数日后的现象
甲
日光
23
℃
潮湿
全部发芽
乙
日光
23
℃
干燥
没有发芽
丙
黑暗
23
℃
潮湿
全部发芽
丁
黑暗
23
℃
干燥
没有发芽
以上实验最能证明种子发芽需要( )
A．阳光
B．空气
C．温度
D．水
答案 D
解析 甲和丙的单一变量是光照，有光无光种子都能发芽，说明光照不影响种子的发芽；甲和乙、丙和丁对照说明有水种子可以发芽，没有水种子不能发芽，能证明种子发芽需要水分。
11．在中国一个偏僻的山村许多人患有食道癌。发病率比周围地区高出近百倍，这一现象已经延续了几个世纪。外迁村民的后代发病率则明显降低。
(1)请拟定一个调查方案，目的是了解诱导发病的原因。
(2)最终调查结果是：该村不存在有害射线源和致癌的病毒等传染源。村民常吃发霉的粮食，副食主要是腌菜和长期保存的酸菜，几乎不吃新鲜的蔬菜和水果。极少吃新鲜的肉食，肉制品主要是易于保存的熏、腊制品。饮用水中亚硝酸盐含量较高。与邻近村落不同的还有土壤中缺少钼元素。根据调查结果你的推论是什么？
答案 (1)由于外迁村民的后代发病率明显降低，因此是遗传病的可能性不大，很可能是环境中存在致癌因素。所以要根据癌症的诱导因素制订方案：①探测检查这一地区是否存在有害射线。②重点了解村民的生活方式以及生活习惯。由于是消化道癌症，因此应该侧重调查村民的饮食习惯；调查水源和食物成分中是否含有致癌物质。③调查村中是否有致癌生物(如病毒)导致的传染源或传染病。
(2)初步认为是化学因素致癌，根据村民的饮水和食品可以推测致癌物质主要是亚硝酸盐。新鲜水果和蔬菜中的维生素C和钼元素可能有抑制癌症发生的作用。
12．通过阅读下面一段材料，回答下列问题：
非典型性肺炎(SARS)主要是由流感病毒、支原体、衣原体、腺病毒以及其他不明微生物所引起的肺炎。非典型性肺炎主要由受感染者的飞沫近距离传播，接触受感染者的分泌物也会受到感染，是一种呼吸道急性传染病，有比较强的传染力。在我国流行的非典型性肺炎的致病病毒能在空气中存活4～5
h，手会成为它们的依附体，而手又经常接触眼、口、鼻等身体的部位，这些黏膜组织的外壳蛋白会成为冠状病毒与人体细胞相结合的受体，进而成为病毒进入人体的通道。
(1)从SARS的传染途径来看，SARS应当属于________传染病。
(2)引起SARS的病原体是____________。
(3)SARS病原体之所以能够传染给人类，其原因是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)根据SARS传染特点，你认为该如何预防，并写出预防的措施。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)2003年11月至2004年3月期间，禽流感从日本先后蔓延到韩国、东南亚一带，并从南方流入我国境内的部分省份。造成这次禽流感的病原体是____________。在短时间内，禽流感大范围内传染的主要原因是______________________________。
答案 (1)呼吸道 (2)冠状病毒 (3)人体黏膜组织的外壳蛋白会成为冠状病毒与人体细胞相结合的受体，进而成为病毒进入人体的通道 (4)①SARS是一种传染病，严格控制传染源，切断传播途径，保护易感人群都能有效地预防。②SARS是一种呼吸道急性传染病，能进行近距离飞沫传播，所以切断空气传播途径是行之有效的措施，如病人和接触者戴口罩、保持空气流通、对空气进行消毒等 (5)禽流感病毒 地区之间的家禽贸易和候鸟的迁徙等
解析 此题从以下几点进行分析：①SARS的病原体及结构；②传染病的传播途径及传染病的预防措施等。
个性拓展
13．下面是科学家弗莱明发现青霉素所进行的探索实验过程。
Ⅰ.实验操作如图
说明：(1)在实验室里培养细菌、真菌常用琼脂配制成凝胶，平铺在培养皿里作为培养基(如图A)。
(2)某些细菌需要添加特殊的培养液才能正常生长(如图B)。
Ⅱ.探索过程
细菌培养基中，偶然生出青霉素，而其周围细菌没有生长。为什么会出现这种现象？
弗莱明作出了假设并进行了实验：把青霉菌放在培养液中培养，然后观察使用这种培养液对细菌生长的影响。最终根据观察的现象得出了结论：这种培养液阻止了细菌的生长和繁殖。弗莱明在持续的研究中分离出了这一物质，分析出它的特征，并把它命名为青霉素。
根据上述过程请回答：
(1)作为这一实验的下列假设中，你认为最为恰当的是( )
A．青霉菌能产生有利于人类的物质
B．青霉菌污染了细菌生长的培养基
C．青霉菌可能吞噬了细菌
D．青霉菌可能产生了不利于细菌生长、繁殖的物质
(2)为了证明青霉素确实是由青霉菌产生的，而不是由培养液和培养基中的其他物质产生的，应设计对照实验，其实验方法是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若对照实验结果为________________，则充分证明青霉菌确实能产生可阻止细菌繁殖的物质。
答案 (1)D (2)对照组的培养液和培养基中均不加入青霉菌，观察细菌的生长和繁殖情况 (3)细菌正常生长繁殖
解析 本题再现了科学家进行科学发现的过程。观察现象，作出假设，科学的实验设计(对照原则、单一变量原则等)，根据实验现象得出结论。我们要学会这种思考问题的方法。第14课时 酶与酶的特性
[目标导读] 1.结合教材P64～65内容，归纳酶的概念。2.结合教材P65“边做边学”的实验，分析酶催化作用的高效性和专一性。
[重难点击] 1.酶的概念。2.酶的高效性和专一性。
一 认识酶
生物体内不停地进行着许多复杂的化学反应，这些化学反应之所以能迅速而有规律地进行，都和酶有关。试结合相关材料完成下面的分析：
1．请结合以下材料，分析酶的化学本质：
(1)研究表明，绝大多数酶能被蛋白酶水解而失活，水解后最终产物是氨基酸，凡是能使蛋白质变性的因素(如高温、强酸、强碱等)都可使酶变性失活，酶与双缩脲试剂反应呈紫色。这说明绝大多数的酶的化学本质是蛋白质。
(2)S.Altman和T.R.Cech发现有些核糖核酸也具有生物催化作用。说明：少数酶是RNA。
2．请归纳出酶的概念。
答案 酶通常是指由活细胞产生的、具有催化活性的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质，少数为RNA。
3．酶具有催化性
请结合教材P65边做边学，分析酶具有催化性的实验，完善下列问题。
(1)实验原理：2H2O22H2O＋O2↑
(2)实验步骤与结果
操作序号
项目
1号试管
2号试管
1
3%的
H2O2溶液
3
mL
3
mL
2
催化剂
2滴蒸馏水
2滴新鲜酵母菌液
3
振荡试管
振荡
振荡
4
现象记录
无明显变化
产生气泡快且多，使带有火星的卫生香燃烧剧烈
(3)实验结论：从实验过程来看，酶能使原本常温常压下不易发生的化学反应能够发生。由此判断，酶具有催化性。
归纳拓展
来源
一般来说，活细胞都能产生酶
化学本质
大多数酶是蛋白质，少数是RNA
合成原料
氨基酸或核糖核苷酸
合成场所
主要在核糖体上
生理作用
催化作用
作用场所
既可在细胞内也可在细胞外
活学活用
1．判断下列说法的正误。
(1)酶在生物体内有催化和调节作用( )
(2)酶是活细胞产生的具有催化作用的蛋白质( )
(3)有些酶中含有核糖( )
(4)酶只有在活细胞内才能发挥作用( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)×
解析 (1)酶在生物体内只起催化作用。(2)酶的化学本质是有机物，其中绝大多数为蛋白质，少数是RNA。(4)酶在细胞内外都能发挥作用。
二 酶的高效性
1．阅读教材P65内容，说说什么是酶促反应和酶活性？
答案 由酶催化的化学反应称为酶促反应。在酶促反应中，酶的催化效率称为酶活性。
2．实验表明，在25
℃下一个过氧化氢酶分子，1
min内可催化500万个过氧化氢分子发生分解反应。这体现了酶具有高效性。
3．结合教材P66“知识海洋”，分析下图，回答下列问题：
(1)什么是活化能？
答案 分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。
(2)由图可以看出：酶催化作用的实质就是降低活化能，使化学反应在较低能量水平上进行，从而加快化学反应。和无机催化剂相比，酶降低反应活化能的能力更强。
特别提醒
过氧化氢在不同条件下的分解结果
酶和无机催化剂一样，并不改变化学平衡点的位置，只是改变化学反应的速度，使化学反应更快地达到平衡点。而自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化。
活学活用
2.如图，在适宜温度、pH条件下，实线表示没有酶时反应的进程。在T1时，将催化此反应的酶加入反应物中，则图中表示此反应进程的是( )
A．曲线a
B．曲线b
C．曲线c
D．曲线d
问题导析 (1)酶具有高效性，反应用时大大缩短。
(2)酶提高了反应速率，但不会改变化学反应平衡点。
(3)图中实线表明的此化学反应平衡点就是产物浓度不再随时间变化的区段。
答案 C
解析 酶和无机催化剂一样，并不改变化学反应平衡点的位置，只是改变化学反应的速率，使化学反应更快地达到平衡点。从图中可以看出，曲线a、b、d均改变了此反应的平衡，都是错误的。曲线c表示酶使反应达到平衡的时间缩短(即反应速率提高)，而不改变反应的平衡。
三 酶的专一性
1．淀粉酶只能催化淀粉的水解，过氧化氢酶只能催化过氧化氢的分解，它们都不能催化蛋白质和脂质的水解。这说明酶具有什么特性？
答案 专一性。
2．请结合以下实验，探究酶专一性的特点。
(1)实验原理：
①淀粉在淀粉酶的催化作用下，能够水解成麦芽糖。
②麦芽糖是还原性糖，在水浴加热的条件下，能和斐林试剂发生反应生成砖红色的沉淀。
(2)实验过程与现象
操作顺序
项目
试管号
1
2
1
可溶性淀粉溶液
2
mL
2
蔗糖溶液
2
mL
3
淀粉酶溶液
2
mL
2
mL
4
保温时间
5
min
5
min
5
加入斐林试剂
2
mL
2
mL
6
水浴加热时间
1
min
1
min
7
结果
有砖红色沉淀
无砖红色沉淀
(3)实验结论：淀粉酶只催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，说明一种酶只能催化一定的反应物(底物)发生反应，酶的作用具有专一性。
(4)实验中能否将斐林试剂改为碘液？
答案 不能。2号试管中不管酶是否起作用，都不会和碘液发生反应。
3．结合下图分析酶具有专一性的原理
(1)酶具有一定的空间结构，在酶促反应中，酶发挥催化作用与酶的活性中心有关。
(2)从上图来看：酶的活性中心与反应物分子在空间结构上有特殊的匹配关系，当酶的活性中心与反应物分子结合时，就启动了化学反应的发生，如合成反应(a)或分解反应(b)。
(3)酶的专一性保证了体内化学反应有序地进行。
小贴士 有些酶只能催化一种反应物发生反应，如过氧化氢酶只能催化过氧化氢分解；而有些酶能催化一类化学反应，如肽酶能催化多种多肽水解为氨基酸。
归纳提炼
酶的专一性与酶大多数是蛋白质有关
每种蛋白质都有特定的空间结构，酶催化反应时，酶蛋白分子首先与底物分子结合。但酶分子能否与底物分子结合，取决于酶分子的活性部位与底物分子在空间构象上是否对应。
活学活用
3．下图是人体内化学反应的图解，其中英文字母代表物质，数字表示反应前、中、后过程。请据图说明：
(1)图中代表酶的是
，做出判断的依据是
。
(2)图中1和2可以反映出酶具有
，做出判断的依据是
。
(3)如果C代表麦芽糖，那么E和F则是
和
，A则是
。
问题导析 (1)酶具有催化作用，它参与反应，但在反应前后性质不变。
(2)酶具有专一性，一种酶只能催化一种或一类化学反应。
(3)催化麦芽糖水解的酶是麦芽糖酶，麦芽糖水解的产物是葡萄糖。
答案 (1)A 反应前后本身不变 (2)专一性 B、C、D同时存在时，只催化C物质的反应 (3)葡萄糖 葡萄糖 麦芽糖酶
当堂检测
1．下列有关酶的叙述，错误的是( )
A．酶的组成元素都为C、H、O、N
B．酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物
C．酶催化效率高是因为其降低活化能的作用显著
D．过酸、过碱都能使酶的分子结构遭到破坏而失去活性
答案 A
解析 酶的化学本质是蛋白质或RNA，RNA的元素组成中还含有P。
2．如图表示过氧化氢被分解的曲线，说明酶具有( )
①专一性 ②高效性 ③催化特性 ④在温和条件下进行
A．①②
B．②
C．②③
D．①②④
答案 C
解析 由图中曲线可知，加酶的反应最先到达平衡点，加入胶态钯的反应次之，未加酶的反应速度最慢。对三条曲线处理因素的分析可判定，本图体现的是酶的高效性，同时也体现了酶与无机催化剂一样，具有催化作用。
3．对盛有过氧化氢的试管水浴加热和加入催化剂，都能够促进其分解，下列相关的叙述正确的是( )
A．加热和加入催化剂的基本原理是不同的
B．加热和加入催化剂都可以使过氧化氢分子的能量提高
C．加热和加入催化剂都可以降低过氧化氢分子的活化能
D．酶和无机催化剂的作用原理是不同的
答案 A
解析 加热可以使过氧化氢分子的能量提高，加入催化剂可以降低过氧化氢分子的活化能。
4．分析下列现象，回答相关问题：
(1)做唾液淀粉酶催化淀粉实验时，用口含一小口清水，然后将含过的清水加入到淀粉溶液中，会使淀粉水解，和用纯唾液的效果一样，这一现象表明酶具有
。
(2)果酒放久了易产生沉淀，只要加入少量蛋白酶就可使沉淀消失，而加入其他酶则无济于事，这说明酶具有
。
答案 (1)高效性 (2)专一性
解析 酶的高效性指的是酶的用量少但是催化效率高；酶的专一性指的是一种酶只能催化一定的反应物(底物)发生反应。
40分钟课时作业
基础过关
知识点一 认识酶
1．酶在水解过程中，通常能得到多肽，最后能得到氨基酸，这说明( )
A．酶是由活细胞产生的
B．酶是生物催化剂
C．绝大多数酶的化学本质是蛋白质
D．酶的基本组成单位是多肽
答案 C
解析 氨基酸是蛋白质的基本组成单位，酶水解后最终得到氨基酸，可见绝大多数酶的化学本质是蛋白质。
2．20世纪80年代科学家发现了一种RNaseP酶，是由20%的蛋白质和80%的RNA组成的，如果将这种酶中的蛋白质除去，他们发现留下来的RNA仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明( )
A．RNA具有生物催化作用
B．酶是由RNA和蛋白质组成的
C．酶的化学本质是蛋白质
D．绝大多数的酶是蛋白质，少数是RNA
答案 A
3．下列关于酶的叙述中，正确的是( )
A．酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸
B．酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段
C．酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率
D．酶只能由内分泌细胞合成
答案 A
解析 酶的化学本质是蛋白质或RNA。化学本质是RNA的酶的形成不需要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工。酶是通过降低反应的活化能来提高化学反应速率的。能进行正常代谢的细胞都能合成酶。
4．下列有关酶的叙述中，正确的结论有( )
①产生酶的细胞都有分泌功能 ②酶的基本单位是氨基酸或核糖核苷酸 ③酶是生物催化剂 ④生长激素与呼吸酶可来自于同一个细胞
A．2个
B．3个
C．4个
D．1个
答案 B
解析 ①错，产生酶的细胞不一定具有分泌功能。
知识点二 酶的高效性和专一性
5．人的血液中碳酸酐酶的一个分子每分钟可催化分解1
900万个碳酸分子，这说明酶具有的特性是( )
A．多样性
B．专一性
C．催化活性受温度、酸碱度的影响
D．高效性
答案 D
解析 本题考查酶的特性，每分钟分解1
900万个碳酸分子，说明酶具有高效性。
6．下列关于活化能的叙述，不正确的是( )
A．分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量
B．无机催化剂、水浴加热都可以降低化学反应的活化能
C．酶可以降低化学反应的活化能
D．同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用效果更显著
答案 B
解析 酶和无机催化剂均能降低反应的活化能。相比之下，酶降低活化能的作用效果更显著。水浴加热虽然能加快化学反应速度，但并没有降低反应的活化能。
7．下图为酶作用的模式图，根据图中所示，下列叙述错误的是( )
A．甲多为蛋白质
B．此反应为分解反应
C．此反应中甲、乙为反应物，丙、丁为产物
D．甲与乙之间有专一性
答案 C
解析 图示中甲为酶，绝大多数酶是蛋白质，少数的酶是RNA；该反应是在酶(甲)的作用下将乙分解成丙和丁，且酶与底物之间具有专一性。
能力提升
8．下图中的曲线是用过氧化氢作实验材料，根据有关实验结果绘制的。其中能说明酶具有高效性的是( )
答案 A
解析 通常实验验证某种因素的作用时一般要遵循单一变量原则和对照原则。B中除H2O2酶的有无这一变量外，还有另一变量温度，没有遵循单一变量原则，因此B项错；C中除H2O2酶的有无这一变量外，还有变量pH，同样不遵循单一变量原则，因此C项错；D中的变量是H2O2酶的有无，它能说明H2O2酶具有催化作用，但不能说明酶具有高效性，因此D项错。A中，加入H2O2酶的反应比加入胶态钯的反应达到平衡点所用的时间短，说明酶具有高效性。
9．下列各图中，①表示有酶催化的反应曲线，②表示没有酶催化的反应曲线，E表示酶降低的活化能。正确的图解是( )
答案 C
解析 活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。酶可以降低活化能，使反应更容易进行。
10．一透析袋(其膜为半透膜)中装有物质M和分解它的酶，此袋放在盛有蒸馏水的容器中，第二天检查时，在蒸馏水中发现有物质X，根据这一观察，下列哪项是正确的( )
①酶分解了物质X ②M被分解 ③X是物质M的组成成分 ④X能透过透析袋
A．①②③
B．②③④
C．①③④
D．①②④
答案 B
解析 在蒸馏水中没有物质M，有三种可能，一是M不能透过透析袋进入蒸馏水中；二是物质M被酶催化反应，且产物不能进入蒸馏水中；三是物质M被酶催化反应，且产物进入蒸馏水中。既然蒸馏水中发现有物质X，则第三种推测正确。
11．活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。如图为酶的作用模型，请据图回答下列问题：
(1)从图中可以看出，没有酶催化时，发生化学反应需要的活化能
，有酶催化时，发生化学反应需要的活化能
，a指
。因此，酶催化作用的本质是
。
(2)酶的化学本质是
，酶起作用的部位是
。
答案 (1)高 低 酶所降低的活化能 降低化学反应的活化能 (2)蛋白质或RNA 细胞内或细胞外
解析 酶能降低化学反应的活化能，从而提高反应速率。绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。
12．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唾液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，斐林试剂、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。
溶液
试管
蔗糖
溶液
淀粉
溶液
蔗糖酶
溶液
唾液淀粉
酶溶液
甲
＋
－
＋
－
乙
丙
丁
(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：
。
答案 (1)
溶液
试管
蔗糖溶液
淀粉溶液
蔗糖酶
溶液
唾液淀粉
酶溶液
甲
＋
－
＋
－
乙
－
＋
－
＋
丙
＋
－
－
＋
丁
－
＋
＋
－
(2)②混匀，37
℃恒温水浴一段时间 ③取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，水浴加热一段时间 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，以及含淀粉和唾液淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀 (4)酶的催化作用具有专一性
解析 酶具有专一性，一种酶只能对一定的底物发生催化作用。唾液淀粉酶可以将淀粉分解为可溶性的还原性糖，但不能分解蔗糖；蔗糖酶可将蔗糖分解为可溶性的还原糖，但不能分解淀粉。可溶性还原糖遇斐林试剂在水浴加热条件下出现砖红色沉淀。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。实验时可设置四支试管，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37
℃恒温水浴一段时间，然后用斐林试剂来鉴定是否出现可溶性还原糖。
个性拓展
13．为证明唾液中含有淀粉酶，某同学设计了如下实验方案：
实验原理：唾液淀粉酶是蛋白质；蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。
材料用具：(略)
实验步骤：
①收集唾液。
②取一支洁净的试管，向试管中注入2
mL唾液。
③向试管中注入双缩脲试剂A液(NaOH溶液)2
mL，摇匀。
④向试管中注入双缩脲试剂B液(CuSO4溶液)3～4滴，摇匀，观察实验现象。
实验现象：试管中的液体颜色变成紫色。
实验结论：唾液中含有淀粉酶。
(1)请你对该同学设计的实验方案进行评价(提示：唾液淀粉酶能够将淀粉分解成还原性糖，还原性糖与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀)。
(2)请你设计一个证明唾液中含有淀粉酶的实验方案。
答案 (1)该同学设计的实验方案不合理，只能说明唾液中有蛋白质，不能说明唾液中有淀粉酶。
(2)实验方案：
①收集唾液。
②取两支洁净的试管，分别向两支试管中注入2
mL淀粉溶液，并标号为A、B，向A试管中注入2
mL唾液，向B试管中注入2
mL蒸馏水，将两试管放入37
℃的温水中。
③10
min后，向两试管中注入2
mL斐林试剂，然后将两试管放入盛有热水的大烧杯中隔水加热约2
min，观察试管中液体的颜色变化。
实验现象：A试管中出现砖红色的沉淀，B试管中不出现砖红色的沉淀。
实验结论：唾液中含有淀粉酶。
解析 唾液中含有淀粉酶，淀粉酶能催化淀粉水解产生还原性糖，还原性糖在水浴加热条件下与斐林试剂反应出现砖红色沉淀。第四章检测卷
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括22小题，每小题2.5分，共55分)
1．下面关于ATP的叙述，错误的是( )
A．细胞质和细胞核中都有ATP的分布
B．ATP合成所需的能量由磷酸提供
C．ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸
D．正常细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化
答案 B
解析 ATP是细胞内的直接能源物质，细胞膜、细胞质和细胞核中都有ATP的分布。ATP分子是由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三个磷酸基团组成的；一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸基团组成一个核苷酸，所以ATP可以水解为一个核苷酸和两个磷酸基团。正常的细胞中ATP和ADP时刻进行着相互转化，所以ATP与ADP的比值在一定范围内变化。ATP合成时所需要的能量，来自呼吸作用中分解有机物所释放的能量和光合作用中光能转化成的电能。
2.如图①、②代表物质M、N间的相互转化过程，则( )
A．萤火虫体内的能量c可来源于光能
B．吸能反应一般和M的合成相联系
C．能量d用于过程①时大部分以热能形式散失
D．M、N间的相互转化是生物界共有的能量供应机制
答案 D
解析 图中物质M是ATP，物质N是ADP。萤火虫体内的能量c来自呼吸作用，不能来源于光能；吸能反应消耗M，和物质N的形成相联系；能量d用于各种生命活动，和过程①没有关系；M、N间的相互转化是生物界共有的能量供应机制。
3．ATP是细胞的能量“通货”，下列说法不正确的是( )
A．ATP脱去2个磷酸基团后是RNA的基本组成单位之一
B．ATP的合成总是伴随有机物的氧化分解
C．ATP与ADP快速转化依赖于酶催化作用具有高效性
D．动物细胞中只有细胞质基质和线粒体可以产生ATP
答案 B
解析 ATP中的A是腺嘌呤和核糖结合的产物，ATP脱去2个磷酸基团后是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一，A正确；光合作用过程中可以利用光能合成ATP，不需要伴随有机物的氧化分解，B错误；ATP在生物体内含量不多，但可以借助酶的高效性与ADP快速转化，C正确；动物细胞中没有叶绿体，只有细胞质基质和线粒体可以产生ATP，D正确。
4．ATP荧光仪是专门设计用于快速检测微生物数量的测试仪器。其工作原理是ATP的含量与活细胞的活性、种类和数量呈一定的比例关系。ATP可以和虫荧光素相互作用而发出生物光，光的强度和微生物的数量呈一定的比例关系。其反应式如下：
虫荧光素＋ATP＋O2虫荧光素(被氧化的)＋AMP＋CO2＋Pi＋光
下列有关ATP及ATP荧光仪工作原理的叙述，错误的是( )
A．检测过程中ATP中的化学能转变成光能
B．荧光的强度反映出微生物的数量
C．ATP释放能量需要酶的参与
D．微生物体内ATP的产生都需要O2的参与
答案 D
解析 ATP→AMP，释放的化学能转化为光能，而光的强度反映微生物的数量。ATP的产生并不均需O2参与，无氧呼吸过程也可产生ATP。
5．下列关于酶的叙述，正确的是( )
A．人体中酶的活性受温度、pH的影响，并只能在人体的内环境中起作用
B．酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段
C．与光合作用有关的酶分布在类囊体膜上和叶绿体基质中
D．酶均是由腺细胞合成的，具有高效性、专一性
答案 C
解析 酶发挥作用的场所可以在细胞内、内环境、体内的外环境如消化道或体外环境如试管中；若在细胞内发挥作用，如呼吸酶则不需要内质网和高尔基体加工，有些酶是RNA，其合成不需要核糖体的加工；活细胞(哺乳动物成熟的红细胞除外)都可产生酶，故A、B、D都不对。
6．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所示。下列分析错误的是( )
A．甲酶能够抗该种蛋白酶降解
B．甲酶是不可能具有催化功能的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
答案 B
解析 由图可以看出，在该酶的作用下，甲酶的活性没有变化，乙酶的活性逐渐降低；说明该蛋白酶能使乙酶降解，所以乙酶的化学本质是蛋白质；甲酶的化学本质不是蛋白质，只能是RNA。
7．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、[H]和CO2后，可完成暗反应
答案 D
解析 叶绿体是光合作用的场所，A选项中破坏叶绿体外膜后，只要叶绿素及相关的酶存在，在有光和其他适宜条件下，光反应仍然可以进行，所以A选项是错误的；B选项中植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例是变化的，叶绿素由少到多再到稳定，在衰老时叶绿素的含量逐渐减少，B选项是错误的；冬季与夏季相比，影响光合作用的因素主要是温度，而不是光照时间长短，故C选项是错误的；暗反应只要供给其适宜条件就可以进行，而选项D中光合作用暗反应的场所、原料和条件均有，所以可完成暗反应过程，选项D正确。
8．取适量干重相等的4份种子进行不同处理：(甲)风干，(乙)消毒后浸水萌发，(丙)浸水后萌发，(丁)浸水萌发后煮熟冷却、消毒。然后分别放入4个保温瓶中。一段时间后，种子堆内温度最高的是( )
A．甲
B．乙
C．丙
D．丁
答案 C
解析 根据题意，种子在萌发的过程中要进行呼吸作用，呼吸作用越旺盛，产生的热能越多，种子堆内温度就越高，所以分析种子堆内温度高低的关键是分析各份种子呼吸作用的强度。(甲)风干，自由水不丰富，呼吸作用弱；(丙)浸水后萌发与(乙)消毒后浸水萌发相比，不仅种子在进行呼吸作用，而且种子中的微生物也在进行呼吸作用；(丁)浸水萌发后煮熟冷却、消毒，酶在高温下失去了活性，也不能进行呼吸作用，所以通过以上各组对比分析，(丙)浸水后萌发这份种子在保温瓶中温度最高。
9．通过实验测得一片叶子在不同光照强度下CO2吸收和释放的情况如图1所示。图2所示细胞发生的情况与图1曲线中AB段(不包括A、B两点)相符的一项是( )
答案 A
解析 图中AB段光合作用强度小于呼吸作用强度，呼吸作用产生的CO2除进行光合作用，还有部分排出。
10．研究人员发现，从蔬菜叶中可提取大量的各种天然色素，这为目前市场上天然色素“供不应求”的状况提供了一条解决的途径。在进行“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验时，如果在研钵中研磨绿叶时没有加入碳酸钙，最可能会出现的结果是( )
A．研磨不充分，提取的色素少
B．层析后滤纸条上位于下边的两条色素带变窄
C．层析时各种色素不能相互分离，造成色素带的重叠
D．层析后滤纸条上只剩两条色素带
答案 B
解析 CaCO3是保护色素的，不加CaCO3会导致部分叶绿素被破坏，导致叶绿素含量减少，滤纸条上叶绿素带变窄。
11．在做植物实验的暗室内，为了尽可能地降低植物光合作用的强度，最好安装( )
A．红光灯
B．绿光灯
C．白炽灯
D．蓝光灯
答案 B
解析 叶绿素主要吸收红光和蓝光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。这些色素所吸收的光能，都能用于光合作用。光合作用不吸收或很少吸收绿光，绿光下植物光合作用强度最低，题目中要求“尽可能地降低植物光合作用的强度”，当然就不能使用发红光或蓝紫光的灯，安装绿光灯是安全的。至于白炽灯，物理常识告诉我们，白光是由七色光组成的。
12．某同学在做完“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验后，画出了四种色素在滤纸条上分布的模式图，下列四个选项主要表示色素的含量及间隔距离的大小，其中最能显示真实情况的是( )
答案 A
解析 四种色素中，含量最多的是叶绿素a，色素带最宽的也是叶绿素a；含量最少(色素带最窄)的是胡萝卜素，扩散速度最快的也是胡萝卜素，扩散速度最慢的是叶绿素b；相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素，最近的是叶绿素a和叶绿素b。
13．下列关于光合作用和细胞呼吸原理在实践中应用的说法，正确的是( )
A．长期施用农家肥比施用化肥更有利于作物生长
B．中耕松土、合理密植均有利于植物对CO2的吸收
C．连续阴雨天时适当提高温度有利于大棚植物生长
D．荔枝在干燥、低温和无氧环境中，可延长保鲜时间
答案 A
解析 长期使用农家肥，可以为作物提供光合作用所需要的二氧化碳，促进光合作用的进行，有利于作物的生长；中耕松土可以促进植物根的呼吸作用，吸收的是氧气而不是二氧化碳；连续阴雨天会使植物的光合作用减弱，为了有利于作物积累有机物，此时应该降低温度减弱植物的呼吸作用，而不是提高温度；保存荔枝的适宜条件应该是水分充足、低温、低氧的环境。
14．某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48
h后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日光下照光一段时间，去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝色，有的没有出现蓝色。其中，没有出现蓝色的部位是( )
A．a、b和d
B．a、c和e
C．c、d和e
D．b、c和e
答案 B
解析 部位c、e被锡箔纸遮盖所以不能进行光合作用，而a部位为黄白色，没有叶绿素，不能进行光合作用产生淀粉，所以加碘液不会变蓝。
15．细胞呼吸是生物体各种代谢的枢纽。下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A．植物细胞只有在无光条件下才能进行呼吸作用
B．有氧呼吸和无氧呼吸过程中都会产生丙酮酸
C．动物细胞只能进行有氧呼吸
D．没有线粒体的细胞只能进行无氧呼吸
答案 B
解析 植物在白天、晚上均可进行呼吸作用；有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同，均发生在细胞质基质中，都有丙酮酸、[H]的产生；动物细胞在无氧条件下进行无氧呼吸；没有线粒体的细胞(如硝化细菌)，也能进行有氧呼吸。
16．不同种类的生物在不同的条件下，呼吸作用的方式不同。下列对生物细胞呼吸作用方式的判断，错误的是( )
A．若只释放CO2，不消耗O2，则细胞只进行无氧呼吸
B．若CO2的释放量多于O2的吸收量，则细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸
C．若CO2的释放量等于O2的吸收量，则细胞只进行有氧呼吸
D．若既不吸收O2也不释放CO2，则说明该细胞已经死亡
答案 D
解析 对于动物细胞或乳酸菌等，无氧呼吸的产物为乳酸，此时细胞既不吸收O2也不释放CO2。
17.
某生物兴趣小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸的探究实验(如图)。下列分析错误的是( )
A．滴管中冒出的气泡是反应产生CO2的结果
B．试管中加水的主要目的是制造无氧环境
C．若试管中的水换成冷水，气泡释放速率下降
D．被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP，其余的存留在乙醇中
答案 D
解析 酵母菌无氧呼吸产物为乙醇和CO2，研究其过程的实验中，首先要控制无氧的条件，其次其他无关变量要适宜，冒出的气泡表明进行了细胞呼吸，放出的气体是CO2，所以A选项是正确的；加水的目的是制造无氧的环境，所以B选项是正确的；C选项中把适宜温度的水换成冷水，影响酶的活性使其活性降低，所以是正确的；D选项中葡萄糖氧化分解释放出来的能量一部分以热能形式散失，一部分可转移至ATP中，未释放出来的能量储存在乙醇中，所以D选项错误。
18．呼吸熵(RQ＝放出的CO2量/吸收的O2量)可作为描述细胞呼吸过程中O2供应状态的一种指标。如图所示的是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸熵的关系，以下叙述正确的是( )
A．呼吸熵越大，细胞有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱
B．b点有氧呼吸强度大于a点
C．为延长水果的保存时间，最好将氧分压调至c点
D．c点以后细胞呼吸强度不随氧分压的变化而变化
答案 B
解析 酵母菌氧化分解葡萄糖的过程中，如果只进行有氧呼吸，则放出的CO2量与吸收的O2量相等，即RQ＝1。当放出的CO2量大于吸收的O2量时，表明既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，且差值越大，无氧呼吸所占的比例越大，即呼吸熵越大，细胞有氧呼吸越弱，无氧呼吸越强。因为b点的RQ小于a点的RQ，所以b点有氧呼吸强度大于a点的有氧呼吸强度。呼吸熵(RQ)表示放出的CO2量/吸收的O2量，并不代表细胞呼吸强度，故D错误。
19．以下甲、乙两图都表示苹果组织细胞中CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述不正确的是( )
A．甲图中氧浓度为a时的情况对应的是乙图中的A点
B．甲图中氧浓度为b时的情况对应的是乙图中的CD段
C．甲图的a、b、c、d四个浓度中c是最适合储藏的氧浓度
D．甲图中氧浓度为d时没有乙醇产生
答案 B
解析 甲图中氧浓度为a时，细胞只释放CO2不吸收O2，说明细胞只进行无氧呼吸，对应乙图中的A点，A项正确；甲图中氧浓度为b时，CO2的释放量远远大于O2的吸收量，说明既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，且无氧呼吸强度大，应对应乙图中AC段之间，B项错误；储藏植物应选择CO2产生量最少即细胞呼吸最弱时(图甲中的c点)的氧浓度，故C项正确；氧浓度为d时，CO2的释放量与O2的吸收量相等，细胞只进行有氧呼吸，因此没有乙醇产生，D项正确。
20．下列关于呼吸作用的叙述，正确的是( )
A．无氧呼吸的终产物是丙酮酸
B．有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水
C．无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累
D．质量相同时，脂肪比糖原有氧氧化释放的能量多
答案 D
解析 无氧呼吸的最终产物应该是乳酸或者乙醇和二氧化碳，有氧呼吸前两个阶段产生的[H]在线粒体内膜上与氧结合生成水。无氧呼吸不需要O2参与，但是并没有[H]的积累，[H]只在细胞质基质中参与反应，产生了无氧呼吸的产物。质量相同的脂肪和糖类，脂肪所储存的能量更多，因此脂肪是主要的储能物质。
21.某绿色植物的叶肉细胞中存在两种主要的代谢过程，如图所示。对此解释错误的是( )
A．a表示光合作用，只在叶绿体中发生
B．b表示有氧呼吸，只在线粒体中发生
C．a过程可产生氧气和水
D．b过程可能消耗氧气和水
答案 B
解析 图中的a、b两过程分别是光合作用和呼吸作用。绿色植物的叶肉细胞中光合作用是在叶绿体中进行的，其产物还有氧气和水；呼吸作用包括有氧呼吸和无氧呼吸两种方式，有氧呼吸的第一阶段是在细胞质基质中进行的，第二和第三阶段是在线粒体中进行的，无氧呼吸都是在细胞质基质中进行的。
22．在温度、光照等适宜条件下，将消毒后有生活力的小麦种子一直浸没在无菌水中，会使种子死亡。下列对种子死亡原因的分析，合理的是( )
A．缺乏胚芽生长所必需的营养物质
B．不能通过光合作用合成有机物
C．呼吸作用产生的能量均以热能释放
D．呼吸作用的产物对其产生毒害作用
答案 D
解析 消毒后有生活力的种子在适宜条件下，放在无菌水中死亡的原因是：种子进行无氧呼吸产生了乙醇等有害物质，乙醇对细胞具有毒害作用，导致种子死亡，故选D项。种子在萌发过程中里面有足够的营养物质供其生长到长出绿叶，所以在萌发的过程中有足够的有机物和能量，短期内也不需要光合作用制造有机物。所以，A、B、C项不是导致种子死亡的原因。
二、非选择题(本题包括4小题，共45分)
23．(10分)中国的饮食讲究“色、香、味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。
Ⅰ.提取叶绿素
―→―→―→
Ⅱ.探究pH对叶绿素稳定性的影响
取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温(约25
℃)下进行实验，方法和结果如下表。
实验
组号
叶绿素溶
液(mL)
调pH至
处理时
间(min)
溶液颜色
①
3.0
Y
10
绿色
②
3.0
7.0
10
绿色
③
3.0
6.0
10
黄绿色
④
3.0
5.0
10
黄褐色
注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。
根据所学知识和实验结果，请回答：
(1)提取叶绿素实验中的X应该为________________，原因是________________________。
(2)表中Y应该为____，原因是____________________________________________。
(3)若用作食品色素，天然叶绿素不适用于________食品，否则____________________。
(4)小李想了解叶绿素产品中是否含有其他色素，请你提供检测方法并写出主要步骤。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)二氧化硅 可使研磨更充分
(2)8.0 pH间设置应遵循等量原则
(3)酸性 天然叶绿素会分解
(4)层析法。第一步：制备滤纸条；第二步：用毛细吸管吸取少量叶绿素提取液，画细线；第三步：将滤纸条放在层析液中层析，注意不要将提取液细线接触层析液；第四步：观察滤纸条上的色素带的条数和颜色
24．(13分)某同学为研究自然条件下植物光合作用速率的日变化情况，设计了图1所示的装置。实验中将装置置于自然环境中，测定南方夏季某一晴天一昼夜中小室内氧气的增加量或减少量，得到如图2所示曲线。
试完成下列问题：
(1)图2中的c点表示的生物学含义是__________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)图2曲线中，6～8
h时，小室内氧气减少量逐渐减少，其可能的主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)图2曲线中表明中午12
h左右光照最强，光合作用释放的氧气量反而降低(呈“午休”现象)，产生这一现象的主要原因是______________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)如果以缺镁的全营养液培养大豆幼苗，则曲线中a点的移动方向是________________；你的判断依据是____________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)光合作用产生的氧气量与呼吸作用消耗的氧气量相等
(2)植物开始进行微弱的光合作用，且光合作用逐渐增强，但此时间段内光合作用强度仍小于呼吸作用强度
(3)植物由于蒸腾作用增强，气孔关闭，叶肉细胞中CO2的供应减少，光合作用减弱
(4)向右移动 植物缺镁，叶绿素形成减少，导致光合作用产生O2量少，要达到光合作用产生的O2量等于呼吸作用消耗的O2量，则需要更强的光照强度
解析 实验中将该装置置于自然环境中，测定南方夏季某一晴天一昼夜中小室内氧气的增加量或减少量。第(1)问图中c点正好与横轴相交，所以光合作用产生的氧气量与呼吸作用消耗的氧气量相等(注意纵轴不是二氧化碳)。第(2)问6～8
h时，小室内氧气减少量逐渐减小，其可能的主要原因一定要讲清既有光合作用又有呼吸作用，但因光线弱，光合作用小于呼吸作用。第(3)问“午休”现象的原因要讲清：光照过强，植物由于蒸腾作用的增强，气孔关闭，叶肉细胞中CO2供应减少，光合作用减弱。第(4)问要理解镁是叶绿素的重要组成元素。
25．(7分)某小组在探究“影响酶活性的条件”的实验时，提出“过氧化氢酶的活性是否受pH影响”的问题，并设计实验操作步骤如下：
①向甲、乙两试管内各加入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、乙两试管内各加入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)该实验的自变量是________，过氧化氢分解速率是本实验的__________，可观测的指标是______________________。
(2)上述操作步骤中存在明显的缺陷，请指出：_________________________。
(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，冷藏处理不影响实验效果，原因是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)pH
因变量 试管中产生的气泡数量
(2)缺少加蒸馏水的对照 (3)过氧化氢酶是蛋白质，高温时蛋白质变性，冷藏低温蛋白质不变性。
解析 (1)实验目的是探究过氧化氢酶的活性是否受pH影响，故pH为自变量，过氧化氢分解速率为因变量，通过观测试管中产生的气泡数量作为指标。(2)设置了酸性和碱性两组实验组，没有设置加蒸馏水的中性对照组。(3)过氧化氢酶是蛋白质，高温时蛋白质变性，故高温酶失去活性，而低温蛋白质不变性，只是暂时抑制了酶的活性。
26．(15分)如图甲为某校生物兴趣小组探究光照强度对茉莉花光合作用强度影响的实验装置示意图，图乙为所测得的结果。请据图回答下列问题：
(1)请写出控制本实验自变量的一种方法_______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)为了防止无关变量对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，请问对照装置如何设计？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验测得，当用40
W灯泡照射时，红色液滴没有发生移动，这是因为此时__________________________，当改用80
W灯泡照射时，叶绿体中五碳化合物的含量将________。
(4)B点以后，限制茉莉花光合速率的主要环境因素有________________________。
(5)图甲所示装置无法测得A点数据，除非将其中的NaHCO3溶液换为______________溶液，且将装置放在__________环境中。在A点，产生ATP的结构有__________________________。
(6)茉莉花的生长需要浇水，但浇水过多易发生烂根现象。请说明原因_________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)用不同瓦数灯泡或改变灯与广口瓶的距离
(2)将装置中的茉莉花换成死花，其他设置与装置甲一样
(3)光合速率等于呼吸速率 增多
(4)温度、CO2浓度
(5)NaOH 黑暗(或遮光) 细胞质基质和线粒体
(6)浇水过多，土壤缺氧，植物细胞无氧呼吸产生的乙醇有毒害作用
解析 (1)要改变光照强度，有两种方法，一是灯泡不变，通过改变灯与广口瓶的距离来改变光照强度，二是灯与广口瓶的距离不变，通过改变灯泡的功率大小来改变光照强度。(2)该对照实验装置在外界环境不变时，液滴不移动，因此应放一株同样的死植物。(3)用40
W灯泡照射时，瓶中气体量不发生变化，说明细胞呼吸消耗的氧气量等于光合作用产生的氧气量。改用80
W灯泡照射时，光照增强，产生的ATP和[H]增多，三碳化合物的还原加快，生成五碳化合物的速率加快，五碳化合物的含量将增加。(4)图乙中B点时，光合作用强度达到最大，以后随着光照强度的增加不再发生变化，说明光照强度不再是限制因素，温度、CO2浓度可能会成为限制因素。(5)图乙中A点只进行呼吸作用，不进行光合作用，要测量呼吸强度，必须将装置放在黑暗处，否则植物要进行光合作用。(6)浇水过多时，土壤缺氧，植物细胞进行无氧呼吸产生的乙醇对细胞有毒害作用，会造成烂根。章末整合
本章网络构建
①________；②______________________；③________；④__________；⑤________；⑥________；⑦________；⑧________。
答案 ①持久 ②不可逆 ③无限增殖 ④接触抑制 ⑤坏死 ⑥凋亡 ⑦中 ⑧后
规律方法整合
方法一 列表比较细胞周期不同时期的主要变化(以植物细胞为例)
典例1 下列关于植物细胞有丝分裂过程的叙述中，不正确的是( )
A．在分裂间期，每条染色体复制，DNA含量加倍
B．在分裂后期，着丝点分裂，染色体数目加倍，DNA含量也增加
C．分裂中期，染色体的形态和数量最清晰
D．在分裂末期，细胞复制后的染色体平均分配进入子细胞
答案 B
解析 DNA含量加倍是在间期，不是后期，所以B项错误。分裂中期染色体形态固定，数目清晰，是观察染色体的最佳时期。
方法链接
时期
染色体变化规律
其他特点
间期
呈细丝状染色质状态，每条染色体经复制后，就含有2条姐妹染色单体
①合成了大量的蛋白质；②时间比分裂期长很多；③细胞有适度的生长
前期
由细丝状染色质变成染色体，排列散乱
①出现纺锤体；②核仁解体、核膜逐渐消失
中期
每条染色体的着丝点两侧均有纺锤丝牵引，着丝点排列在赤道板上；染色体形态稳定，数目清晰
①赤道板是细胞中央的一个平面；②是观察染色体的最佳时期
后期
着丝点分裂，姐妹染色单体变成子染色体，在纺锤丝牵引下向两极运动
纺锤丝缩短，分向两极的两套染色体形态和数目完全相同
末期
染色体变成丝状染色质
①核仁、核膜重新出现；②纺锤体消失；③赤道板位置上出现细胞板，向四周扩展，形成新的细胞壁，将一个细胞分成2个子细胞
迁移训练
1．染色单体的形成、出现和消失分别发生在细胞周期中的( )
A．前期、中期、后期
B．间期、前期、末期
C．间期、前期、后期
D．前期、后期、末期
答案 C
方法二 有丝分裂过程中有关结构和数据的变化
典例2 根据每个细胞中核DNA相对含量不同，将某种连续增殖的动物细胞归为甲、乙、丙三组，每组细胞数如图1所示。根据细胞中每条染色体的DNA含量在细胞周期中的变化绘制曲线，如图2所示。下列有关分析，不正确的是( )
A．图1中的甲组细胞全部位于图2中的DE段
B．图1中的乙组细胞全部位于图2中的AB段
C．丙组中只有部分细胞的染色体数目加倍
D．图2中的CD段形成原因是着丝点分裂
答案 A
解析 甲组细胞核DNA含量为正常体细胞核DNA数量，对应图2中的DE段或A点以前的时段。乙组细胞核DNA正处于复制阶段，对应图2中的AB段。丙组细胞核DNA含量加倍，可代表处于有丝分裂前期、中期、后期的细胞，其中只有部分细胞位于染色体数暂时加倍的后期。图2中的CD段形成原因是着丝点分裂，染色单体分开。
方法链接 DNA、染色体、染色单体、每条染色体上DNA含量变化曲线
(1)a→b、l→m、p→q的变化原因都是DNA分子复制。
(2)g→h、n→o、r→s变化的原因都是着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体。
(3)染色单体数在细胞周期中的起点为0，终点也为0。
迁移训练
2．如图表示有丝分裂过程中一个细胞中DNA分子数量的变化，相关描述正确的是( )
A．a～c时期染色体数目加倍
B．b～c时期进行DNA分子的复制
C．b～e表示一个细胞周期
D．c～d表示分裂期
答案 B
解析 b～c时期DNA分子数量从2n增加到4n，进行了DNA分子的复制；a～c时期属于间期，染色体数目不加倍；a～d表示一个细胞周期；c～d不能表示分裂期，还包括了间期的一部分。
方法三 与细胞有丝分裂有关的细胞器及相应的生理作用
典例3 菠菜根的分生区细胞不断分裂使根向远处生长，在分裂过程中不会出现的是( )
A．细胞分裂间期，中心体的两个中心粒各自产生一个新的中心粒
B．细胞分裂中期，染色体形态较稳定、数目较清晰
C．细胞分裂前期，核膜和核仁逐渐消失
D．细胞分裂末期，高尔基体参与细胞壁的形成
答案 A
解析 中心体存在于低等植物细胞和动物细胞中，菠菜是高等植物，不含中心体；在有丝分裂中期，染色体的形态较稳定、数目较清晰，是观察染色体形态和数目的最佳时期；有丝分裂前期，核膜解体，核仁消失，出现染色体和纺锤体；在植物细胞有丝分裂末期形成细胞壁，而植物细胞中与细胞壁形成有关的细胞器是高尔基体。
方法链接
细胞器
名称
细胞类型
作用时期
生理作用
核糖体
动物、植物
整个时期，但是主要是间期
各种蛋白质(组成染色体的蛋白质和细胞内的蛋白质)的合成
中心体
动物、低
等植物
前期
纺锤体的形成
高尔基体
植物
末期
细胞壁的形成
线粒体
动物、植物
整个时期
提供能量
迁移训练
3．如图是根尖的结构及细胞分裂和分化的情况，相关叙述正确的是( )
A．观察细胞质壁分离时可选择a和b区细胞
B．观察根尖有丝分裂时应选择a区细胞
C．②过程的进行需要线粒体提供能量
D．③和④过程中细胞核遗传物质发生了改变
答案 C
方法四 巧记细胞的生命历程
典例4 下列关于细胞的分化、衰老和癌变叙述，正确的有( )
①细胞的分化、衰老和癌变对于生物体都是有积极意义的 ②高度分化后的细胞遗传物质发生了改变 ③细胞的衰老与机体的衰老总是同步进行的 ④衰老细胞膜的通透性改变，有利于物质运输 ⑤有些病毒能诱发人的细胞癌变 ⑥细胞癌变主要是因为原癌基因和抑癌基因发生突变 ⑦癌细胞比正常细胞分裂周期长
A．一项
B．两项
C．三项
D．四项
答案 B
解析 细胞的分化、衰老是正常的细胞生命历程，而细胞癌变是原癌基因和抑癌基因被激活发生突变的结果，细胞变成了不死细胞，影响正常的生命活动，所以①错误；细胞分化的实质使其细胞中的基因选择性表达的结果，遗传物质并没有发生改变，所以②错误；单细胞生物细胞衰老和机体衰老是同步的，但多细胞生物却不同步，所以③错误；衰老细胞的通透性改变，从而会出现色素堆积，载体蛋白减少，酶活性减弱等，所以不利于物质运输，故④错误；有些病毒能够激活原癌基因和抑癌基因，所以⑤正确；细胞癌变是多基因改变引起的，但主要是原癌基因和抑癌基因，所以⑥正确；癌细胞是不死细胞，且无限增殖，其细胞分裂周期变短，所以⑦错误，综上所述B正确。
方法链接
1．各过程的区别
项目
细胞衰老
细胞凋亡
细胞坏死
细胞癌变
与基因
的关系
受基因控制
受基因
控制
不受基
因控制
受突变基
因控制
细胞膜
的变化
通透性改
变，物质运
输功能下降
内陷
破裂
糖蛋白减
少，黏着性
降低
2.生命历程之间的联系
(1)细胞的分裂、分化、衰老和凋亡是个体发育过程中必不可少的、正常的生理现象。
(2)细胞分裂是细胞分化的基础，细胞分化是个体发育的基础，仅有细胞分裂而没有细胞分化，生物体就不能进行正常的生长发育。当细胞发育到一定程度时，细胞中的部分细胞衰老。有的细胞开始凋亡，这都是细胞正常发育的需要。
(3)细胞癌变是正常细胞在致癌因子的影响下，原癌基因和抑癌基因发生基因突变的结果。
迁移训练
4．下列关于细胞增殖、分化、衰老、凋亡、癌变的叙述，不合理的是( )
A．细胞总体的衰老导致个体的衰老，但细胞衰老不等同于个体的衰老
B．体内正常细胞的寿命受分裂次数的限制，细胞增殖受环境的影响
C．细胞分化是基因选择性表达的结果，细胞全能性的实现与分化无关
D．不正常分化可产生癌细胞，促进细胞凋亡可以治疗癌症
答案 C
解析 个体衰老和细胞衰老并不是同步的，细胞的衰老在个体的一生中随时可以发生。细胞全能性的实现就是要发育成一个完整的生物体，如果没有细胞分化是不能形成不同的细胞的，也就无法形成新个体。第三章检测卷
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括22小题，每小题2.5分，共55分)
1．施莱登和施旺等科学家提出的细胞学说的主要内容是( )
A．有关动物细胞与植物细胞的区别
B．生物体的结构和功能是统一的
C．一切动物和植物都是由细胞构成的
D．细胞分为原核细胞和真核细胞两大类
答案 C
解析 细胞学说的主要内容是一切动物和植物都是由细胞构成的。
2．下列均不属于原核生物的是( )
A．蓝藻、绿藻
B．葡萄球菌、酵母菌
C．青霉菌、毛霉
D．大肠杆菌、念珠藻
答案 C
解析 蓝藻、葡萄球菌、大肠杆菌和念珠藻均属于原核生物，酵母菌、青霉菌和毛霉均属于真核生物。
3．蓝细菌(蓝藻)与酵母菌的相同之处是( )
A．都有拟核
B．均能进行需(有)氧呼吸
C．都有线粒体
D．均能进行光合作用
答案 B
解析 蓝细菌(蓝藻)属于原核生物，细胞内无核膜包被的细胞核，只有拟核；无线粒体，但含有与有氧呼吸有关的酶，能进行有氧呼吸；无叶绿体，但含有叶绿素等光合色素，能进行光合作用。酵母菌是真核生物，细胞内具有由核膜包围的细胞核；有线粒体，能进行有氧呼吸；无光合色素，不能进行光合作用。
4．观察水绵细胞时，将低倍物镜换成高倍物镜后，物像大小、细胞数目和视野亮度的变化是( )
A．变大、变多、变亮
B．变大、变少、变暗
C．变小、变多、变亮
D．变小、变多、变暗
答案 B
解析 低倍物镜换成高倍物镜后，物像会变大，细胞数目会变少，视野亮度会变暗。
5．下图表示细胞膜中的各种成分及其含量，其中①②③对应的成分是( )
A．①磷脂，②蛋白质，③胆固醇
B．①蛋白质，②脂肪，③纤维素
C．①脂质，②蛋白质，③糖类
D．①蛋白质，②脂质，③糖类
答案 C
解析 细胞膜中脂质含量最多，其次是蛋白质，含量最少的是糖类。
6．细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，下列实例能反映该特点的是( )
①人的细胞与小鼠细胞的融合 ②吞噬细胞吞噬病菌 ③小肠绒毛上皮细胞对Na＋的吸收
④核糖体合成的蛋白质进入细胞核 ⑤变形虫伸出伪足
A．①②④
B．①②⑤
C．②③④
D．③④⑤
答案 B
解析 小分子物质跨膜运输可以通过主动运输或被动运输的过程如Na＋、CO2，蛋白质进入细胞核是通过核孔，其他的活动都与组成生物膜的物质分子的运动有关，即与膜的流动性有关。
7．成人心肌细胞中比腹肌细胞数目显著多的细胞器是( )
A．核糖体
B．线粒体
C．内质网
D．高尔基体
答案 B
解析 根据生物体内结构和功能相统一的原理分析，心肌细胞与腹肌细胞相比，代谢旺盛，所以线粒体多。
8．下列关于细胞的说法，正确的一组是( )
①含细胞壁结构的细胞必定为植物细胞 ②含中心体的细胞必定为动物细胞 ③同一动物体不同细胞中线粒体含量不同 ④植物细胞必定含叶绿体 ⑤能进行光合作用的生物不一定是绿色植物
A．①③
B．①④
C．③⑤
D．②⑤
答案 C
解析 除植物细胞外，细菌也有细胞壁；高等动物细胞和低等植物细胞有中心体；同一动物不同细胞所需能量不同，所以含有的线粒体数目不同；植物只有叶片、幼茎及幼嫩果实表层细胞有叶绿体，像根部细胞就没有叶绿体；蓝藻属于原核生物，含有叶绿素和藻蓝素，也能进行光合作用。
9．下图为细胞核的结构示意图，对该图的叙述，错误的是( )
A．①为核膜，因为有核孔故属于全透性膜
B．②为核仁，与核糖体的形成有关
C．③为染色质，是细胞中DNA储存的主要场所
D．④为核孔，实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
答案 A
解析 ①为核膜，上面的核孔是某些大分子物质进出的通道，具有一定的选择性，核膜是一种选择透过性膜。
10．下列关于细胞的结构与功能的说法，正确的是( )
A．含有DNA的细胞器有细胞核和线粒体
B．所有细胞的能量代谢都离不开线粒体和叶绿体
C．根尖细胞中具有双层膜的细胞器是线粒体和叶绿体
D．有叶绿体的细胞一定也有线粒体
答案 D
解析 含有DNA的细胞器有叶绿体和线粒体，而细胞核不属于细胞器；并非所有的生物都具有叶绿体，如动物细胞和根尖细胞等；根尖细胞不具有叶绿体；只要有叶绿体，说明为植物细胞，所以一定有线粒体。
11．关于下列细胞器的叙述，正确的一组是( )
①线粒体 ②叶绿体 ③高尔基体 ④核糖体 ⑤内质网 ⑥中心体
(1)上述所有的细胞器都含蛋白质 (2)能复制的细胞器只有①② (3)含单层膜的细胞器只有③⑤ (4)含RNA的细胞器只有①②
A．(1)、(3)
B．(1)、(4)
C．(2)、(3)
D．(2)、(4)
答案 A
解析 各种细胞器中都含有蛋白质；能复制的细胞器有①②⑥；含单层膜的细胞器为③⑤，①②为双层膜，④⑥无膜结构；含RNA的细胞器为①②④。
12．下列有关观察叶绿体和线粒体实验的叙述，错误的是( )
A．在高倍显微镜下，叶绿体和线粒体的结构清晰可见
B．观察叶绿体时，应保证临时装片中的叶片保持有水状态
C．健那绿染液可将线粒体染成蓝绿色
D．高倍显微镜下叶绿体一般呈绿色、扁平的椭球形或球形
答案 A
解析 在高倍显微镜下，可以观察叶绿体和线粒体的形态和分布，但无法观察到两种细胞器的内部结构。
13．下列关于细胞结构和功能的叙述，错误的是( )
A．性激素主要是由内质网上的核糖体合成
B．囊泡可以由内质网向高尔基体转运
C．膜蛋白的形成与核糖体、内质网、高尔基体有关
D．内质网既参与物质合成，也参与物质运输
答案 A
解析 A项，性激素的化学本质为脂质，内质网是脂质的合成车间。B项，在分泌蛋白的合成、加工、运输及分泌过程中，由核糖体形成的多肽在内质网中进行初步加工后，被包裹在囊泡中运往高尔基体做进一步的修饰加工。C项，膜蛋白的形成过程类似于分泌蛋白的形成过程，核糖体上合成的多肽经内质网和高尔基体的加工后，通过囊泡运输到膜上。D项，内质网既可参与脂质等物质的合成，也可参与蛋白质等物质的运输。
14．下图是某真核细胞的亚显微结构模式图，正确的说法是( )
A．具有双层膜的结构是⑤⑦
B．原核细胞中也存在②③
C．⑥与该细胞的细胞壁形成有关
D．⑥⑧在结构和功能上没有联系
答案 A
解析 由图可知，该细胞为动物细胞，无细胞壁，图中①～⑧分别为细胞质、中心体、核糖体、细胞膜、线粒体、高尔基体、细胞核、内质网。原核细胞中只有核糖体而无中心体；内质网与高尔基体在结构和功能上有紧密联系。
15．下图为细胞结构的概念图，下列相关叙述正确的是( )
A．该图表示不够完整，缺少细胞核等结构
B．图中c是指细胞膜，e是指细胞质
C．图中b的成分是纤维素和果胶
D．图中g可以利用h产生的二氧化碳
答案 D
解析 从细胞结构的特性分析，图中d表示全透性的细胞壁，c表示完成细胞间信息交流的细胞膜，a表示细胞质，b表示细胞核，e表示细胞质基质，f表示细胞器，g表示叶绿体，h表示线粒体。叶绿体可以利用线粒体产生的二氧化碳。
16．下列关于细胞的生物膜系统的认识，错误的是( )
A．生物膜中的磷脂在细胞膜行使功能时起重要作用
B．分泌蛋白的修饰加工由内质网和高尔基体共同完成
C．生物膜之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新
D．生物膜系统是由细胞膜、各种细胞器膜和核膜共同构成的
答案 A
解析 细胞膜在行使功能时主要与膜中蛋白质有关，A错误；分泌蛋白需要先经过内质网修饰加工后，然后通过囊泡动输到高尔基体上再进行修饰加工，B正确；生物膜之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新，如内质网膜与高尔基体膜之间的转化，C正确；生物膜系统是由细胞膜、各种细胞器膜和核膜共同构成的，D正确。
17．在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察(如图所示)。下列有关叙述正确的是( )
A．第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞质基质区域
B．第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处
C．吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染镜头
D．为了节约实验时间，通常可以省略第一次显微观察步骤
答案 B
解析 A项，第一次观察时由于未滴加蔗糖溶液，细胞还没有发生质壁分离，较易观察到的是紫色的大液泡，由于此时液泡占整个细胞体积的比例较大，因此观察到的无色的细胞质基质区域应较小。B项，第二次观察时已经通过引流法使紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在蔗糖溶液中，可以发现首先从细胞的角隅处开始发生质壁分离。C项，吸水纸的主要作用是吸引蔗糖溶液或清水，使溶液浸润整个标本。D项，第一次显微观察是为了获得实验前的现象，以便于和实验中的现象变化进行前后对照，因此不能省略。
18.如图是某同学用洋葱紫色鳞片叶的外表皮做“植物细胞的吸水与失水”实验中所观察到的细胞图，下列叙述正确的是( )
A．图中1、2、6组成了细胞的原生质层
B．图中细胞处于质壁分离状态，此时6处的浓度一定大于7处的浓度
C．图中1是细胞壁，6中充满了蔗糖溶液
D．图中7是细胞液，在细胞发生质壁分离过程中，其颜色逐渐变浅
答案 C
19．图甲表示四种不同的物质在一个动物细胞内外的相对浓度差异。其中通过图乙所示的过程来维持细胞内外浓度差异的物质是( )
A．Na＋
B．K＋
C．胰岛素
D．CO2
答案 B
解析 图乙表示的过程为主动运输过程，且是由细胞外向细胞内进行的，即该物质浓度细胞内比细胞外的高，由图甲看出K＋符合题意。
20．下图表明小肠绒毛上皮细胞对不同物质的转运(转运的方向由箭头标明，符号的数量代表每种物质的浓度)。下列叙述正确的是( )
A．a物质可能是氧气，b物质可能是葡萄糖
B．a物质可能是胆固醇，b物质可能是甘油
C．a物质可能是胆固醇，b物质可能是氧气
D．a物质可能是葡萄糖，b物质可能是氨基酸
答案 A
解析 从图中可知a从高浓度一侧运输到低浓度一侧，属于自由扩散；b在载体蛋白的协助下从低浓度一侧运输到高浓度一侧，且需要能量，属于主动运输方式。而O2、甘油、胆固醇等出入膜的方式是自由扩散。氨基酸、葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞则是主动运输方式。
21．新生儿小肠绒毛上皮细胞通过消耗能量，可以直接吸收母乳中的免疫球蛋白和半乳糖，这两种物质被吸收到血液中的方式分别是( )
A．主动运输、主动运输
B．胞吞、主动运输
C．主动运输、胞吞
D．被动运输、主动运输
答案 B
解析 免疫球蛋白属于大分子物质，通过胞吞进入血液中。半乳糖是小分子，可跨膜进入新生儿小肠绒毛上皮细胞，属于主动运输。
22．关于下图中序号的描述，正确的是( )
A．①和②所示的过程都需要消耗能量
B．只有①所示的过程能逆浓度梯度运输物质
C．大分子物质只有通过①过程才能进入细胞
D．氨基酸进入组织细胞与过程②有关
答案 B
解析 由图示分析可知：①为主动运输，②为协助扩散，③④为协助扩散与主动运输的实例。协助扩散不需要消耗能量，顺浓度梯度运输，需要载体蛋白协助，A项错误；大分子物质进入细胞的方式为胞吞，不通过主动运输，C项错误；氨基酸进入组织细胞属于主动运输，与①有关，D项错误；只有主动运输能逆浓度梯度运输物质，B项正确。
二、非选择题(本题包括4小题，共45分)
23．(12分)下图表示细胞膜的亚显微结构模式图，请据图回答下列问题：
(1)图中[B]________的基本组成单位是____________。构成细胞膜基本支架的结构是[ ]________________________________________________________________________。
(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一定的________性。这是因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(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)。
(5)细胞膜的外侧是____________(M、N)侧，判断的依据是________________________________________________________________________。
(6)经分析人体细胞内外成分，发现细胞内外化学成分及其含量差别很大，这说明细胞膜具有哪些生理功能？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(7)细胞膜的这种结构模型被称为____________________________________________。
答案 (1)蛋白质 氨基酸 D 磷脂双分子层 (2)E 糖蛋白 (3)流动 组成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子大多数都不是静止不动，而是可以运动的 (4)B
(5)M M侧多糖与蛋白质结合形成糖蛋白，糖蛋白位于细胞膜外侧 (6)①细胞膜将每个细胞与周围环境分隔开，维持了细胞内部环境的相对稳定，并且具有保护作用；②细胞膜还能控制细胞与周围环境进行物质交换
(7)流动镶嵌模型
24．(10分)下图是一个细胞的亚显微结构模式图。请据图回答下列问题：
(1)与烟草叶肉细胞相比，该细胞所特有的结构是[ ]____________。
(2)若此细胞是唾液腺细胞，不应有的细胞器是[ ]____________，细胞吸收的氨基酸将在[ ]__________上被利用合成蛋白质，合成的蛋白质依次经过______________和____________等细胞器的加工与运输，形成相应的分泌物，如唾液淀粉酶。
(3)若该细胞代表人体血液中的红细胞，则该图不正确的地方主要有___________________。
(4)若此细胞为动物细胞，那么脂质在该细胞的[ ]______________内合成，[4]与该细胞的____________活动有关。
答案 (1)4 中心体 (2)3 叶绿体 5 核糖体 内质网 高尔基体 (3)细胞的形态应呈圆饼状，细胞内应无细胞核、细胞壁及各种细胞器 (4)6 内质网 有丝分裂
25．(10分)下图①～⑦为细胞器或细胞的某一结构示意图。请据图回答有关问题：
(1)①～⑦中不属于生物膜系统的是________(填序号)；控制物质进出细胞的结构是________(填序号)。
(2)抗体从产生到分泌到细胞外，依次经过的膜结构是____________(填序号)。若用35S标记一定量的氨基酸来培养该细胞，测得细胞内三种细胞器上放射性强度发生的变化如图所示，则图中的a、b、c所示细胞器的名称依次是________________________________。
(3)⑤结构上可合成的物质是____________，若⑦内________(填字母)结构被破坏，这种物质的合成将不能正常进行，原因是____________________________。
答案 (1)⑤ ⑥ (2)③①⑥ 核糖体、内质网、高尔基体 (3)蛋白质(多肽) b 核仁与核糖体的形成有关
解析 (1)①为高尔基体，②为线粒体，③为内质网，④为叶绿体，⑤为核糖体，⑥为细胞膜，⑦为细胞核；核糖体没有膜结构，不属于生物膜系统；细胞膜能控制物质进出细胞。(2)抗体为分泌蛋白，其产生、运输、加工和分泌到细胞外依次经过的是：⑤(核糖体)→③(内质网)→①(高尔基体)→⑥(细胞膜)，⑤(核糖体)无膜，所以依次经过的膜结构是③①⑥；根据分泌蛋白的合成和分泌过程，由图可知a、b、c所示细胞器的名称依次是核糖体、内质网、高尔基体。(3)⑤(核糖体)与蛋白质的合成有关；⑦(细胞核)内的核仁与核糖体合成有关，当b(核仁)被破坏后，会影响核糖体的形成，从而使蛋白质的合成受影响。
26．(13分)如图为物质进出细胞膜的示意图，请据图回答下列问题：
(1)图1中A代表________分子，B代表__________，C代表____________。
(2)科学家在实验中发现：脂溶性物质能够优先通过细胞膜，并且细胞膜会被溶解脂质物质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解。这些事实说明，组成细胞膜的成分中有_______________。
(3)图1的a～e的五个过程中，代表被动运输的是__________。
(4)能代表氧气运输方式的过程是图1中的编号________；代表葡萄糖从肠腔进入小肠上皮细胞的过程是图1中的编号__________；代表葡萄糖从血浆进入红细胞的过程是图1中的编号__________。
(5)红细胞膜内K＋的浓度是膜外的30倍，膜外Na＋的浓度是膜内的6倍，维持K＋、Na＋分布不均是由膜上的__________所控制的。
(6)图2所示的方式可表示图1中的__________。
答案 (1)蛋白质 磷脂双分子层 糖蛋白 (2)脂质和蛋白质 (3)b、c、d (4)b a c、d (5)载体蛋白 (6)a
解析 细胞膜主要由蛋白质、脂质和少量的糖类组成，其中磷脂双分子层为细胞膜的基本支架，细胞膜上的蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面，有的部分嵌入磷脂双分子层中，有的横跨整个磷脂双分子层。物质进出细胞都要通过细胞膜，进出的方式包括被动运输和主动运输两种方式。自由扩散是细胞膜的一种简单的运输方式，它不需要消耗细胞呼吸所释放的能量，主要取决于膜两侧的浓度差；协助扩散也是一种顺浓度梯度的跨膜运输，物质进出细胞需要借助载体蛋白，但不需要消耗能量；而主动运输的特点是被选择吸收的物质是从低浓度的一侧通过细胞膜运输到高浓度的一侧，必须有载体蛋白的协助才能完成，物质运输的速率受载体蛋白和能量的限制。分析图2可知，此过程是主动运输。第10课时 生物膜系统
[目标导读] 1.结合教材P48边做边学，学会设计真核细胞模型，进一步理解真核细胞的结构。2.阅读教材P49第一、三段，简述生物膜系统的组成和功能。3.阅读教材P49内容，结合图3－28，掌握分泌蛋白的合成和运输，理解细胞是一个有机的统一整体。
[重难点击] 1.分泌蛋白的合成和运输。2.生物膜系统的组成和功能。
一 制作真核细胞模型
根据前面所学的知识，可以通过制作模型来加深对细胞结构知识的理解，阅读教材P48“边做边学”，制作真核细胞亚显微结构模型并思考有关问题：
1．实验目的：模拟制作真核细胞的亚显微结构模型。
2．材料用具：根据本小组模拟制作模型的种类选择材料用具，可用泡沫塑料、木块、纸板、纸片、塑料袋、布、线绳、细铁丝、大头针等材料。
3．模型建立过程
(1)确定模型的种类和规格。
(2)确定使用的材料用具。
(3)设计方案：按照制作方案，分别制作各部分模型，最后将各部分模型组合在一起，完成细胞模型的整体制作。
4．思考
(1)由模型制作我们可以总结出，细胞的完整性是细胞进行正常生命活动的必要条件。
(2)细胞各组分之间分工合作，使生命活动能够在变化的环境中自我调控、高度有序地进行。
(3)细胞既是生物体结构的基本单位，也是生物体功能的基本单位。
(4)细胞的结构和功能是相适应的。
知识拓展
1．模型模拟的是被研究事物(原型)的结构形态或者运动形态，是原型的某个表征和体现，也是原型的抽象和概括。常见的模型包括物理模型、概念模型和数学模型等。
2．物理模型就是根据相似原理，把真实事物按比例放大或缩小制成的模型，它可以模拟真实事物的某些功能和性质。我们制作的细胞结构模型就是一种物理模型。
活学活用
1．要制作水稻叶肉细胞模型，应该带有颜色的一组细胞器是( )
A．线粒体和高尔基体
B．叶绿体和液泡
C．中心体和内质网
D．线粒体和核糖体
问题导析 带有“颜色”也即含有色素的细胞器。
答案 B
解析 含有色素的细胞器只有叶绿体和液泡。
二 生物膜系统
1．结合真核细胞模型的制作，分析在真核细胞中哪些结构是由膜包围着的？
答案 内质网、高尔基体、线粒体、细胞核等，都是由膜围绕而成的。
2．阅读教材P49，思考什么是生物膜系统？
答案 细胞器膜、细胞膜和核膜等膜结构，在组成、成分和结构上相似，共同构成了细胞的生物膜系统。
3．下图是合成的分泌蛋白运输到细胞外的过程示意图，由图思考：
(1)从图示来看，各种生物膜在结构上是相互联系的
①请利用图示完成膜之间的结构联系的探究：
②细胞中面积最大、联系最广的膜是哪一种？
答案 内质网膜。
③生物膜之间的间接联系是以什么形式实现的？
答案 囊泡。
(2)从图示来看，各种生物膜在功能上是相互联系的
①分泌蛋白最初是在哪种细胞器上合成的？
答案 内质网上的核糖体中由氨基酸形成肽链。
②肽链进入内质网进行加工，形成有一定空间结构的蛋白质。内质网是如何将加工后的蛋白质转移到高尔基体的呢？
答案 内质网膜通过出芽的形式形成的囊泡，包裹着要运输的蛋白质，离开内质网，到达高尔基体。
③囊泡膜与高尔基体膜融合，高尔基体对蛋白质做进一步的修饰加工，然后形成包裹着蛋白质的囊泡，移动到细胞膜。
④囊泡膜与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。
⑤分泌蛋白的合成、加工和运输所需的能量是由谁提供的？
答案 由线粒体提供能量。
⑥分泌蛋白从内质网运输到高尔基体再到细胞膜的过程中，共穿过了几层膜结构？
答案 分泌蛋白从内质网运输到高尔基体再到细胞膜都是以囊泡的形式运输的，囊泡和膜的融合不是穿膜的过程，因此这个过程中穿过0层膜结构。
(3)填充下面内容，完善生物膜系统的功能
①把细胞与外部环境分隔开，使细胞具有相对稳定的内部环境。
②在细胞与外部环境的物质运输、能量转化和信息交流等方面发挥重要作用。
③把细胞内的各种细胞器分隔开。
④广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点，使细胞内的各种化学反应互不干扰、高效有序地进行。
4．综上分析：细胞的各组成部分不是彼此孤立的，而是紧密联系、协调一致的，细胞是一个有机的统一整体。
5．分泌蛋白合成、加工和分泌的过程可以归纳为下图
归纳总结
活学活用
2．研究表明细胞膜、内质网膜和高尔基体膜中具有一些相同的蛋白质，而且这类蛋白质在细胞膜中含量较少，在内质网中含量较多，在高尔基体中含量介于两者之间。据此可说明( )
A．细胞膜是由内质网直接转化而来的
B．同一细胞中不同生物膜的成分、结构相同
C．高尔基体能够对蛋白质进行加工
D．生物膜在结构上具有统一性和差异性
问题导析 (1)同一细胞中，各种生物膜都主要由磷脂分子和蛋白质分子构成，这体现了它们的统一性。
(2)各种组成成分的含量不同，又体现了差异性。
答案 D
解析 从题干“细胞膜、内质网膜和高尔基体膜中具有一些相同的蛋白质，但是含量各不相同”。可说明生物膜在结构上具有统一性和差异性。
当堂检测
1．高尔基体具有极性，靠近细胞核的一面称为形成面，接近细胞膜的一面称为成熟面。从形成面到成熟面，膜的厚度和化学成分逐渐发生改变。下列叙述正确的是( )
A．形成面更似核膜，成熟面更似内质网膜
B．形成面更似内质网膜，成熟面更似细胞膜
C．形成面更似核膜，成熟面更似细胞膜
D．形成面更似内质网膜，成熟面更似核膜
答案 B
解析 在分泌蛋白的分泌过程中，内质网形成的囊泡在形成面与高尔基体融合，而成熟面形成囊泡与细胞膜融合，故选B项。
2．如下图所示，图中功能多、联系广的细胞结构甲是指( )
A．高尔基体膜
B．叶绿体膜
C．内质网膜
D．液泡膜
答案 C
解析 内质网内连核膜，外连细胞膜；同时能通过囊泡实现与高尔基体等膜的融合。
3．不同结构的膜之间互相转化，以“出芽”方式进行的是( )
A．核膜和内质网膜
B．内质网膜和高尔基体膜
C．内质网膜和细胞膜
D．细胞膜和线粒体膜
答案 B
解析 按教材理解，可以互相转化的膜是：内质网膜、高尔基体膜和细胞膜，而它们互相转化的方式是不同的。内质网膜和细胞膜在结构上是相连的，所以它们之间的转化是直接转化，没有任何中间过渡形式。内质网膜和高尔基体膜之间由于不直接相连，需要由一种中间形式——囊泡来完成转化，而形成囊泡需要经过“出芽”。同样，高尔基体膜和细胞膜之间，也不直接相连，也需要以“出芽”的形式形成囊泡才能完成膜之间的转化。
4.在一定时间内使用某种动物细胞吸收放射性同位素标记的氨基酸，经检查发现放射性同位素先后出现在图中[2]、[1]、[3]、[4]、[5]、[6]、[7]部位。请据图回答下面的问题。
(1)图中[1]、[4]、[6]分别代表的结构是________、________、________。
(2)图中[7]是________，是由[2]________合成的，请举[7]的一个具体实例，如______________。
(3)[1]的功能是______________。[3]、[5]都叫________，分别由图中的________和__________形成。
(4)[7]的合成、加工、运输过程所需大量能量由[ ]________供给。
(5)由此可以看出，细胞内的生物膜在____________和________上有一定的连续性。
答案 (1)内质网 高尔基体 细胞膜
(2)分泌蛋白 核糖体 胃蛋白酶原(或抗体、胰岛素等)
(3)蛋白质的合成、加工和运输 囊泡 内质网膜 高尔基体膜
(4)8 线粒体 (5)结构 功能
40分钟课时作业
基础过关
知识点一 制作真核细胞模型
1．下列关于模型的叙述，错误的是( )
A．细胞的亚显微结构模型是物理模型
B．模型要体现事物的本质和规律性的联系
C．实物模型的制作首先考虑是否美观
D．数学模型可以用公式、图表等表示
答案 C
解析 设计制作模型时，科学性、知识性、准确性应该是第一位的，其次才是美观与否，实用与否。
2．在制作模型时，下列哪项是首先要考虑的( )
A．实用性
B．科学性
C．美观性
D．趣味性
答案 B
知识点二 细胞的生物膜系统
3．下图所示分泌蛋白合成及分泌的过程，其分泌过程顺序正确的是( )
A．囊泡→高尔基体→内质网→囊泡→膜外
B．囊泡→内质网→高尔基体→囊泡→膜外
C．内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→膜外
D．高尔基体→囊泡→内质网→囊泡→膜外
答案 C
解析 分泌蛋白合成及分泌的过程是核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜外，故C正确。
4．如图表示分泌蛋白的合成、加工和运输过程，①、②、③表示细胞器，a、b、c表示某些过程。下列有关说法不正确的是( )
A．①②③分别是内质网、高尔基体和线粒体
B．该过程可以说明各细胞器的结构和功能之间具有密切的关系
C．a表示脱水缩合过程，b、c表示蛋白质的加工及运输过程
D．图解中的过程在原核细胞中也可以进行
答案 D
5．在某腺体的细胞中，提取出附着有核糖体的内质网和高尔基体，放入含有放射性标记的氨基酸的培养液中，培养液中含有各种细胞器完成其功能所需的物质和条件。很快连续取样，测定标记的氨基酸出现在各细胞器中的情况，结果如图所示。则曲线a、b、c依次代表( )
A．内质网、核糖体、高尔基体
B．内质网、高尔基体、核糖体
C．核糖体、高尔基体、内质网
D．核糖体、内质网、高尔基体
答案 D
解析 图中曲线显示放射性氨基酸首先出现在a中，然后出现在b中，最后才出现在c中。所以曲线a、b、c依次代表核糖体、内质网、高尔基体。
6．下列几种细胞结构中，不属于生物膜系统的是( )
答案 B
解析 生物膜系统是指具有膜的结构，B是中心体，无膜结构，不属于生物膜系统。
7．下列对细胞内生物膜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”形成囊泡，囊泡与高尔基体膜融合
B．细胞质中囊泡与核糖体膜融合
C．细胞膜向内凹陷形成囊泡，离开细胞膜回到细胞质中
D．高尔基体膜突出形成囊泡，离开高尔基体膜与细胞膜融合
答案 B
解析 核糖体没有膜结构。
8．在细胞内，许多由膜组成的像深海中的潜艇一样、在细胞中穿梭往来繁忙地运输着货物的结构，和在其中起重要的交通枢纽作用的结构分别是( )
A．高尔基体、囊泡
B．内质网、高尔基体
C．囊泡、线粒体
D．囊泡、内质网
答案 D
能力提升
9．下图用不同形式表示了浆细胞(能分泌抗体的淋巴细胞)合成、分泌抗体过程中有关结构膜面积的变化，下列对数字和字母所示结构的判断，正确的是( )
A．①－b－内质网，②－c－细胞膜，③－a－高尔基体
B．①－a－内质网，②－c－细胞膜，③－b－高尔基体
C．①－c－高尔基体，②－b－内质网，③－a－细胞膜
D．①－a－核膜，②－b－高尔基体，③－c－内质网
答案 B
解析 分泌蛋白从内质网运输到高尔基体再到细胞膜都是以囊泡的形式运输的，必然伴随着膜面积的变化。内质网膜形成囊泡到高尔基体，高尔基体再形成囊泡到细胞膜，内质网膜面积减少，高尔基体膜面积先增加后减少，细胞膜面积增加。
10．下列有关生物膜系统的说法，正确的是( )
A．细胞膜、叶绿体的内膜与外膜、内质网膜与小肠黏膜都属于生物膜系统
B．所有的酶都在生物膜上，没有生物膜生物就无法进行各种代谢活动
C．生物膜的组成成分和结构都是一样的，在结构和功能上紧密联系
D．细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内的化学反应不会互相干扰
答案 D
解析 生物膜系统是指细胞水平上细胞的各种膜结构，而小肠黏膜属于组织水平，不属生物膜系统，A项错误；在细胞质基质和细胞器内的基质中也有酶的分布，B项错误；不同生物膜的化学组成相似，基本结构大致相同，而不是在组成成分和结构上都一样，C项错误。
11．下图表示真核生物膜的结构与功能，请据图回答下列问题：
(1)生物膜的主要成分是由A______________________和B________________组成。
(2)图中________________(填序号)的结构均具有单层膜。
(3)研究细胞内各种细胞器的组成成分和功能，需要将这些细胞器分离出来，常用的方法是____________。
(4)细胞中分泌蛋白分泌前后________(填序号)生物膜面积将会依次发生改变，由此可以说明，生物膜的结构特点是________________________。
答案 (1)蛋白质 磷脂双分子层 (2)②④⑤⑥
(3)差速离心法 (4)⑤④ 具有一定的流动性
解析 此题考查生物膜系统的组成及功能，①～⑥分别是：线粒体、溶酶体、叶绿体、高尔基体、内质网和液泡。
12．下图所示为胰腺细胞合成与分泌酶颗粒的大体过程。在一定时间内使胰腺细胞吸收放射性同位素标记的氨基酸，经检查发现放射性元素依次出现在①、②、③、④、⑤处。请据图回答有关问题：
(1)④处的物质首先是由[ ]________上的[ ]________合成，然后被[ ]________加工、包装而形成的。
(2)此颗粒由合成部位经[ ]________的运输到达加工部位。
(3)此细胞对颗粒还有________功能。
(4)酶颗粒的合成、运输、加工、分泌等都需要能量，与能量生成极为密切的细胞器是____________。
(5)结构②与结构③的主要成分是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)② 内质网 ① 核糖体 ③ 高尔基体
(2)② 内质网 (3)分泌 (4)线粒体 (5)蛋白质分子和磷脂分子
个性拓展
13．如图甲表示细胞内某种物质的合成和转运过程，图乙表示几种膜结构表面积的变化。据图回答下列问题：
(1)图中的C物质是蛋白质，则结构A是________，其形成与________(结构)有关，C物质形成的方式是________。
(2)C、D代表由细胞内有关结构合成的物质，下列物质中属于C、D类物质的分别是________、________。
a．呼吸酶
b．线粒体膜的组成蛋白
c．胰岛素
d．血红蛋白
(3)G是合成D物质的原料，则G物质从细胞外进入细胞形成D物质到排出细胞外所经过的膜结构依次是________________________(用“→”和文字表示)。
(4)若图乙表示胰岛素合成和分泌过程中的细胞膜、内质网膜和高尔基体膜的面积变化，则①②③分别表示的结构是____________________________________________________。
答案 (1)核糖体 核仁 脱水缩合 (2)abd c
(3)细胞膜→内质网→高尔基体→细胞膜
(4)内质网、高尔基体、细胞膜
解析 (1)、(2)蛋白质的合成是在核糖体上进行的氨基酸脱水缩合的过程。C、D分别代表胞内蛋白和分泌蛋白，呼吸酶、线粒体膜的组成蛋白和血红蛋白都是胞内蛋白，胰岛素属于分泌蛋白。(3)G物质从细胞外进入细胞形成D物质到排出细胞外所经过的膜结构依次是细胞膜→内质网→高尔基体→细胞膜，特别需注意的是G物质进入细胞、D物质排出细胞都要经过细胞膜，不能漏答。(4)在分泌蛋白的加工过程中，内质网出芽形成囊泡融入高尔基体，高尔基体出芽形成囊泡融入细胞膜，故最终是内质网的膜面积减小，细胞膜的面积增大，而高尔基体的膜面积相对稳定。第19课时 细胞呼吸产生能量和有氧呼吸的过程
[目标导读] 1.阅读教材P81，分析细胞呼吸和有机燃料燃烧产生能量过程的不同，理解细胞呼吸的本质。2.结合教材图4－17，概述有氧呼吸的三个阶段，归纳有氧呼吸的反应式。
[重难点击] 有氧呼吸的过程。
一 细胞呼吸的本质
1．请从以下五个方面理解细胞呼吸的概念
(1)发生场所：活细胞内。
(2)分解底物：糖类、脂质、蛋白质等有机物。
(3)呼吸产物：CO2或其他产物(因呼吸类型而异)。
(4)反应类型：氧化分解。
(5)能量变化：有机物中化学能释放，并生成ATP。
2．结合教材P81提供的事实比较燃烧和细胞呼吸并完善下表：
项目
燃烧
细胞呼吸
不同点
能量的释
放速度
剧烈地释放出来，常伴有发光、发热现象
要经过许多中间步骤，能量是逐步释放出来的
能量的释
放形式
全部以热能形式释放
一部分以热能形式释放，一部分转移到ATP等高能化合物中储存起来
条件
一般要高温或者高压
常温、常压
是否
需要酶
不需要
需要
相同点
本质都是氧化分解有机物释放能量的过程，1
mol葡萄糖不论在体外燃烧，还是在体内彻底氧化分解，所产生的能量都是2
870
kJ
归纳总结
细胞呼吸是指在温和条件下，糖类、脂质和蛋白质等有机物在活细胞内，被酶催化氧化分解为二氧化碳或其他产物，逐步释放出能量并生成ATP的过程。其意义是为生物体的生命活动提供能量，并为体内化合物的合成提供原料。
活学活用
1．有机物经体外燃烧和体内彻底氧化分解都会释放能量。下列相关说法中，不正确的是( )
A．若有机物是蛋白质，则在体外燃烧会放出更多的能量
B．若有机物是葡萄糖，两种情况产生的能量一样多
C．两种情况下都能产生CO2和H2O，且能量都以热能的形式放出
D．等质量的脂肪与葡萄糖相比，前者在燃烧或氧化分解时耗氧多、产能多
答案 C
解析 蛋白质在体内氧化分解产生二氧化碳、水和尿素，体外燃烧会产生二氧化碳、水和氮氧化合物，体外燃烧产能更多。葡萄糖经体外燃烧和体内彻底氧化分解的产物相同，产能相同；等质量的脂肪与葡萄糖相比，前者在燃烧或氧化分解时耗氧多、产能多。体内氧化分解会产生ATP。
二 有氧呼吸的过程
有氧呼吸是大多数生物特别是人和高等动植物获取能量的主要途径，结合教材分析下面的问题：
1．有氧呼吸的概念：有氧呼吸是指细胞在氧气的参与下，彻底氧化分解有机物，产生二氧化碳和水，同时释放大量能量的过程。
2．有氧呼吸的主要场所——线粒体
请结合图解，分析线粒体的结构：
线粒体具有双层膜，[3]内膜向内腔折叠形成[2]嵴，大大增加了膜面积，线粒体内充满了液态的[4]基质，线粒体的内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。
3．结合教材P82，完善以葡萄糖为底物的有氧呼吸的过程图解，并归纳三个阶段的物质、能量的变化：
阶段
场所
反应物
产物
释放
能量
第一
阶段
细胞质基质
葡萄糖
丙酮酸、[H]
少量
第二
阶段
线粒体基质
丙酮酸、
H2O
CO2、[H]
少量
第三
阶段
线粒体内膜
[H]、O2
H2O
大量
4.根据上表写出以葡萄糖为底物的有氧呼吸的反应式并标出各元素的去向。
答案
小贴士 分析有氧呼吸时要注意
1 有氧呼吸的反应式中箭头不能写成等号，能量不能写成ATP。
2 葡萄糖是有氧呼吸最常利用的物质，但不是惟一的物质。
3 有氧呼吸的三个阶段都需要不同的酶来催化。
4 原核生物没有线粒体，但是也可进行有氧呼吸。
5 1
mol葡萄糖在体内彻底氧化分解能释放出2
870
kJ的能量，其中有1
161
kJ的能量储存在ATP中，其余的能量以热能的形式散失，以维持体温的恒定。葡萄糖有氧分解时，能量利用率的计算公式为1
161÷2
870×100%≈40.45%，其余能量以热能的形式散失。
归纳总结
活学活用
2．有氧呼吸全过程中的物质变化可分为三个阶段：
①C6H12O6→丙酮酸＋[H]；②丙酮酸＋H2O→CO2＋[H]；③[H]＋O2→H2O。
下列与此相关的叙述中，正确的是( )
A．第③阶段反应极易进行，无需酶的催化
B．第②阶段无ATP生成，第③阶段形成较多的ATP
C．整个过程中，水既是反应物又是产物
D．第①阶段也在线粒体中进行
问题导析 (1)有氧呼吸的三个阶段的共性：都需要酶的催化，都有ATP产生，第三阶段产能最多。
(2)水作为反应物参与了第二阶段的反应，第三阶段有水生成。
(3)第①阶段在细胞质基质中进行。
答案 C
解析 要根据有氧呼吸的三个阶段的具体过程和条件来分析，有氧呼吸的任何一个阶段都需要酶的催化，都有ATP产生；第三阶段产生ATP最多；水作为反应物参与了第二阶段的反应，第三阶段有水生成；第①阶段在细胞质基质中进行。
当堂检测
1．有氧呼吸的主要场所是( )
①线粒体 ②叶绿体 ③细胞质基质
A．①②③
B．①③
C．②③
D．①
答案 D
解析 有氧呼吸的主要场所是线粒体。
2．在伦敦奥运会男子49公斤级拳击比赛决赛中，中国名将邹市明成功卫冕。比赛中，为他骨骼肌提供能量的主要物质和过程分别是( )
A．蛋白质 有氧呼吸
B．脂肪 无氧呼吸
C．葡萄糖 有氧呼吸
D．葡萄糖 无氧呼吸
答案 C
解析 对于人和大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，有氧呼吸最常用的物质是葡萄糖。
3．有氧呼吸过程中，既有水的参与，又有水的生成，它们分别是在哪个阶段( )
A．水参与第一阶段反应，第二阶段有水生成
B．水参与第二阶段反应，第一阶段有水生成
C．水参与第二阶段反应，第三阶段有水生成
D．水参与第三阶段反应，第一阶段有水生成
答案 C
4．如图表示线粒体的亚显微结构示意图。请据图分析回答下列问题：
(1)线粒体由[7]________和[ ]________包被形成。其中后者向内腔折叠形成[ ]__________，从而扩大了________的附着面积。
(2)线粒体是____________的主要场所，其中有关的酶分布在[6]________和[1]________中。
(3)线粒体广泛存在于__________细胞中。从数量来看，____________________的细胞中往往含量较多；从分布来看，细胞内部____________________的部位往往分布的较多。
(4)在线粒体内，由于含有少量的[ ]__________和[4]__________，因而线粒体能够自己合成一些自身的蛋白质，具有一定的独立性。但是线粒体的增殖仍然受到______________的控制，所以线粒体是一种半自主性细胞器。
答案 (1)外膜 6 内膜 2 嵴 酶 (2)有氧呼吸 内膜 基质 (3)动、植物 新陈代谢旺盛 新陈代谢旺盛 (4)3 DNA 核糖体 细胞核
40分钟课时作业
基础过关
知识点一 细胞呼吸产生能量
1．细胞呼吸的实质是( )
A．分解有机物，储存能量
B．合成有机物，储存能量
C．分解有机物，释放能量
D．合成有机物，释放能量
答案 C
解析 细胞呼吸是指有机物在活细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。
2．下列有关细胞呼吸的叙述中，错误的是( )
A．呼吸作用不能够像燃料燃烧一样的剧烈
B．细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解的过程
C．CO2是细胞呼吸的惟一代表性产物
D．ATP分子中高能磷酸键中能量的主要来源是细胞呼吸
答案 C
解析 细胞呼吸是所有生物都具有的一项重要的生命活动，是生物体内有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成CO2或其他产物，并且释放出能量的过程。其实质就是有机物氧化分解释放能量的过程，释放出来的能量一部分以热能的形式散失，一部分转移到ATP等高能化合物中，为各项生命活动提供直接能源。
知识点二 有氧呼吸的过程
3．人体内C6H12O6彻底氧化分解释放出的能量中，大部分的去向是( )
A．以热能形式散失
B．储存于ATP中
C．存在于线粒体中
D．供生命活动利用
答案 A
解析 在细胞内，葡萄糖彻底氧化分解释放的能量有40%转移至ATP中，其余部分的能量就以热能的形式散失掉了。
4．关于有氧呼吸的过程，以下叙述正确的是( )
A．全过程必须有氧参与，并且始终在线粒体中进行
B．第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸，产生大量的[H]和能量
C．第二阶段是丙酮酸分解成CO2和H2O，产生少量的能量
D．第三阶段是[H]和氧结合产生水，同时生成大量的能量
答案 D
解析 有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行，葡萄糖分解成丙酮酸，只产生少量的[H]和能量；第二阶段在线粒体基质中进行，丙酮酸和水被彻底分解成CO2和大量的[H]，并产生少量的能量；第三阶段在线粒体内膜上进行，[H]和氧结合产生水，同时生成大量的能量。
5．有氧呼吸的反应底物有葡萄糖、O2和水，这三种物质参与有氧呼吸反应过程的阶段分别是( )
A．第一阶段、第一阶段、第一阶段
B．第一阶段、第二阶段、第二阶段
C．第一阶段、第二阶段、第三阶段
D．第一阶段、第三阶段、第二阶段
答案 D
解析 第一阶段是1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸和[H]，第二阶段是丙酮酸进入线粒体与水在酶的作用下分解生成二氧化碳和[H]，第三阶段是氧气与前两个阶段产生的[H]经过一系列反应生成H2O。
6．“仙人掌防辐射”“吊兰能吸收装修气味”……不少商家为推销花草，大力宣传各种花草的“防辐射”“防毒”功能。假如人们生活在含有放射性18O2气体的房间内，18O2进入细胞内，最先出现放射性的化合物是( )
A．丙酮酸
B．乳酸
C．二氧化碳
D．水
答案 D
解析 有氧呼吸过程中，氧气并未直接氧化有机物，其作用是接受细胞呼吸过程前两个阶段中产生的[H]，生成水，同时释放出大量的能量。有氧呼吸过程中生成的CO2中的氧来自于葡萄糖和反应物中的水，生成物水中的氧都来自于空气中的氧气。
7．在有氧呼吸过程中，进入细胞的氧将( )
①与氢结合生成水 ②与碳结合生成二氧化碳 ③在线粒体中被消耗 ④在线粒体与细胞质基质中被消耗
A．①③
B．①④
C．②③
D．②④
答案 A
解析 在有氧呼吸过程中，进入细胞的氧用于有氧呼吸的第三阶段，氧化有氧呼吸第一、二阶段生成的[H]，这一步是在线粒体内进行的。
能力提升
8．如图表示有氧呼吸过程图解。下列有关说法正确的是( )
A．①②③中数值最大的是①
B．产生①②的场所是线粒体
C．④代表的物质是氧气
D．乳酸菌能完成图示全过程
答案 C
解析 ①②③表示的是有氧呼吸过程中释放出的能量，其中第三阶段[H]和氧气结合，释放的能量最多。有氧呼吸第一阶段是在细胞质基质中进行的，第二、三阶段在线粒体中进行。乳酸菌是厌氧型原核生物，没有线粒体，也不进行有氧呼吸。
9．用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是( )
A．葡萄糖→丙酮酸→水
B．葡萄糖→丙酮酸→氧
C．葡萄糖→氧→水
D．葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳
答案 D
解析 在细胞质基质中，C6H12O6在酶的作用下分解为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体彻底分解成CO2。
10．向正在进行有氧呼吸的细胞悬液中加入甲、乙、丙、丁四种抑制剂，下列说法正确的是( )
A．若甲能抑制丙酮酸分解，则会使丙酮酸的消耗增加
B．若乙能抑制葡萄糖分解，则会使丙酮酸增加
C．若丙能抑制ATP的形成，则会使ADP的消耗增加
D．若丁能抑制[H]被氧化成水，则会使O2的消耗减少
答案 D
解析 葡萄糖初步分解是在第一阶段，产物为丙酮酸；丙酮酸的消耗在第二阶段，分解产生二氧化碳；[H]的氧化在第三阶段，与O2结合生成水；三个阶段都有能量释放，能量转移给ADP生成ATP。
11．如图是有氧呼吸过程的图解，据图回答下列问题：
(1)有氧呼吸是从__________的氧化分解开始的，全过程分为________个阶段。
(2)有氧呼吸的主要场所是__________。进入该场所的呼吸底物是____________；释放的CO2是在第________阶段产生的；H2O是在第________阶段形成的；产生ATP最多的是第________阶段。
(3)有氧呼吸中氧的作用是______________________，写出有氧呼吸的总反应式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)葡萄糖 三 (2)线粒体 丙酮酸 二 三
三 (3)与[H]结合生成水 C6H12O6＋6O2＋6H2O酶,6CO2＋12H2O＋能量
解析 在有氧呼吸过程中，第一阶段发生在细胞质基质中，将1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，脱下来少量[H](4个[H])，释放少量能量，形成少量ATP；第二阶段发生在线粒体基质中，将丙酮酸彻底分解成CO2，消耗6分子水，脱下来20个[H]，释放少量能量，形成少量ATP；第三阶段发生在线粒体内膜上，前两个阶段脱下的[H]经过一系列反应，与O2结合形成12分子水，释放大量能量，形成大量ATP。从上述过程可以看出，CO2产生于第二阶段，O2用于第三阶段的反应，水生成于第三阶段，释放能量最多的是第三阶段。
12．光合作用与细胞呼吸之间有着密切的联系，下面简图表示了某高等绿色植物两者之间的关系，据图回答下列问题：
(1)①过程是__________________，产生的[H]用于还原__________________。
(2)②过程是____________，发生的场所是__________________。
(3)③过程的场所是__________________，④过程的场所是______________，该过程还有__________的参与。
(4)能产生ATP的过程有__________________，③④⑤中__________________产生的能量最多。
答案 (1)光反应 三碳化合物 (2)暗反应 叶绿体基质 (3)细胞质基质 线粒体基质 水 (4)①③④⑤ ⑤
解析 ①是光反应，产生的[H]用来还原三碳化合物，②是暗反应，发生的场所是叶绿体基质；③过程是有氧呼吸的第一阶段，在细胞质基质中进行，④过程是有氧呼吸的第二阶段，在线粒体基质中进行，此过程有水的参与；⑤过程是有氧呼吸的第三阶段，产能最多。
个性拓展
13．下图是测定植物细胞有氧呼吸产物的装置。
请据图回答问题：
(1)A瓶内NaOH的作用是__________________________________________________，
B瓶内的石灰水的作用是____________________________________________________；
D瓶内石灰水的作用是_____________________________________________________。
(2)为什么要用不透光的玻璃罩来罩住植物？
________________________________________________________________________。
(3)如果将植物换成萌发的种子，实验结果将怎样？
________________________________________________________________________。
(4)如果将D瓶内的石灰水换成饱和Na2CO3溶液也可起到相同的作用，为什么？
________________________________________________________________________。
答案 (1)吸收空气中的CO2 检验CO2是否被完全吸收 检验呼吸作用是否产生CO2 (2)防止植物进行光合作用干扰实验结果 (3)实验结果与绿色植物相同 (4)呼吸作用产生的CO2被饱和的Na2CO3溶液吸收生成NaHCO3，因为NaHCO3溶解度小，故溶液同样出现浑浊第13课时 生命活动的能量“通货”——ATP
[目标导读] 1.结合教材P63，简述ATP的结构特点。2.结合图4－1ATP和ADP的相互转化示意图，阐明二者之间的关系。3.结合教材图4－2，举例说明ATP的利用，理解ATP是能量“通货”的含义。
[重难点击] ATP和ADP的相互转化及其意义。
一 ATP的分子结构
阅读教材P63，结合下图思考回答下列问题：
1．结构
(1)ATP的中文名称是什么？
答案 腺嘌呤核苷三磷酸。
(2)ATP是由哪些部分构成？ATP中的A、T、P分别代表何种含义？
答案 ATP由1分子腺嘌呤、1分子核糖和3分子磷酸组成，其中A代表腺嘌呤核苷，T代表3，P代表磷酸基团。
(3)ATP的结构简式可以表示为：A－P～P～P。其中“－”代表普通化学键，“～”代表高能磷酸键。
(4)组成ATP的化学元素有C、H、O、N、P。
2．结构特点
(1)高能量：ATP是一种高能磷酸化合物。
(2)不稳定：在有关酶的催化作用下，ATP末端的高能磷酸键很容易水解，释放能量。
小贴士 水解自由能在20.92
kJ/mol以上的磷酸化合物称为高能磷酸化合物，ATP中的高能磷酸键水解时释放的能量高达30.54
kJ/mol，是一种高能磷酸化合物。
3．ATP去掉两个磷酸基团后形成的结构就是腺嘌呤核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位之一。
4．ATP中的“A”、“T”和组成DNA中的“A”、“T”含义相同吗？
答案 不同。ATP中的“A”是腺嘌呤核苷，包括腺嘌呤和核糖；“T”的含义是“3”。DNA中的“A”只是指腺嘌呤，“T”是指胸腺嘧啶。
归纳提炼
活学活用
1．下图ATP分子中，水解时释放能量最多的键是( )
A．a
B．b
C．c
D．d
答案 A
解析 1分子ATP由1个腺嘌呤核苷和3个磷酸基团构成，其内含有两个高能磷酸键，且a处的磷酸键最活泼，既容易断裂而释放出大量能量，也容易形成而储存大量的能量。
二 ATP和ADP的相互转化
ATP为生命活动提供能量离不开与ADP的相互转化。下图表示ATP和ADP的相互转化过程，请结合教材图4－1分析思考以下问题：
1．转化过程
(1)在有关酶的催化作用下，ATP分子中末端的高能磷酸键容易水解断裂，于是脱下一个磷酸基团形成游离的Pi(无机磷酸)，同时，储存在这个高能磷酸键中的能量释放出来，ATP就转化成ADP。反应式：ATPADP＋Pi＋能量。
(2)在有关酶的催化作用下，ADP可以接受能量，同时与一个游离的Pi结合，重新形成ATP。反应式：ADP＋Pi＋能量ATP。
2．有人说ATP和ADP相互转化的过程是个可逆反应，这种说法合适吗？通过下面的分析来解答：
(1)从反应条件上看：ATP的分解是一种水解反应，催化该反应的酶Ⅰ属于水解酶；而生成ATP是一种合成反应，催化该反应的酶Ⅱ属于合成酶。上述反应的酶是不相同(相同、不相同)的。
(2)从反应场所上看：ATP合成的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体；而ATP分解的场所比较广泛，消耗能量的部位一般都有ATP的分解。因此，其合成与分解的场所不完全相同。
(3)从能量上看：ATP水解的能量是储存在高能磷酸键内的化学能，释放出来后供各项生命活动利用，不能再由Pi和ADP形成ATP而储存；而合成ATP的能量主要是有机物中的化学能和太阳能，因此，反应中的能量流向是不可逆(可逆、不可逆)的。
综上所述，ATP和ADP相互转化的过程不是(是、不是)可逆反应。
3．ADP合成ATP时所需要的能量来源
(1)动物、人和大多数微生物：来自细胞呼吸作用时有机物分解释放的能量。
(2)绿色植物：来自呼吸作用和光合作用。
小贴士 ATP和ADP的相互转化过程应可以概括为“物质是可逆的，能量是不可逆的，酶是不相同的，场所是不完全相同的”。
归纳总结
ATP和ADP的相互转化归纳
比较项目
ATP的合成
ATP的水解
类型
合成反应
水解反应
条件
由ATP合成酶催化
由ATP水解酶催化
能量
来源
光合作用和细胞呼吸
高能磷酸键
能量
去路
储存在ATP中
用于各项生命活动
活学活用
2．关于“ATPADP＋Pi＋能量”的叙述中，正确的是( )
A．物质和能量都是可逆的
B．物质和能量都是不可逆的
C．物质可逆，能量不可逆
D．物质不可逆，能量可逆
问题导析 (1)式中的物质主要指ATP与ADP和Pi，它们之间是可逆的，即ATP水解释放能量，同时形成ADP＋Pi，而ADP＋Pi接受能量后形成ATP。
(2)能量是不可逆的。即ATP水解释放的能量用于生命活动，但不能再用于ADP＋Pi来合成ATP。
答案 C
解析 ATP与ADP相互转化的反应并不是可逆反应。但是我们不能单纯地利用化学上的观点来判断该反应是否可逆，因为ATP与ADP在活细胞中永无休止地循环进行，该反应能够明确地表示二者在一定条件下的循环过程，所以该循环使ATP不会因能量的不断消耗而用尽，从而保证了生命活动的顺利进行。
三 ATP的能量利用
在生物体内的能量转换和利用中，ATP起着关键作用，阅读教材P64图4－2，思考下面的问题：
1．请举例说明ATP的利用
生物体的各种生命活动都需要消耗能量。
(1)在生物体内ATP直接为生物体的各种需能反应提供能量。
(2)在能量转换中，它也起着关键作用。如生物发电、肌细胞收缩、生物发光、细胞的分裂和生长、细胞的主动运输、恒温动物维持体温等。
2．ATP在细胞中的含量并不多，为什么能为生命活动提供大量的能量？
答案 ATP在细胞内的含量很少，但ATP与ADP在细胞内的相互转化十分迅速，所以可以为生命活动提供直接能源，使细胞内ATP的含量总处在动态平衡之中。
3．为什么说ATP是细胞内流通的能量“通货”？
答案 细胞中的ATP和ADP相互转化，既为生命活动及时提供了能量，又避免了一时用不尽的能量白白流失掉。因此，可以形象地把ATP比喻成细胞内流通的能量“通货”。
归纳总结
细胞的能源物质归纳
项目
物质
原因
直接能
源物质
ATP
水解释放的能量直接用于各种生命活动
主要能
源物质
糖类
生命活动需要的能量大约70%由糖类提供
主要储
能物质
脂肪
1
g脂肪储备的能量是同等质量糖类和蛋白质的两倍多
最终能
量来源
太阳能
地球上所有生物需要的能量都直接或者间接来自植物的光合作用固定的太阳能
活学活用
3．下列哪些生理活动会导致细胞内ADP的含量增加( )
①小肠绒毛上皮细胞吸收K＋和Na＋ ②肾小管对葡萄糖的重吸收 ③血液中的葡萄糖进入红细胞 ④甘油进入小肠绒毛上皮细胞
A．①②③④
B．①②
C．③④
D．①②③
问题导析 (1)根据ATP和ADP相互转化的反应式，我们知道，当细胞内的ATP消耗时，会产生ADP增多的现象。
(2)上述四个过程中，属于主动运输的有①和②，需要消耗能量。
答案 B
解析 根据ATP和ADP相互转化的反应式我们知道，当细胞内的ATP消耗时，会产生ADP增多的现象，在上述4个反应中，①和②这两个过程都是消耗能量的，故可以导致细胞中的ADP含量增加。
当堂检测
1．正常精细胞形成精子的过程中，细胞的很多结构退化消失，但保留了大量线粒体，因为线粒体可以合成精子运动所需的( )
A．乙醇
B．ATP
C．胰岛素
D．淀粉
答案 B
解析 线粒体是产生ATP的主要场所。
2．高等绿色植物体内产生ATP的生理过程有( )
A．细胞呼吸、渗透作用
B．细胞呼吸、蒸腾作用
C．光合作用、主动运输
D．光合作用、细胞呼吸
答案 D
解析 生物体内产生的ATP是由ADP接受能量并结合一分子磷酸形成的。对于高等绿色植物来说，ADP转化成ATP时所需要的能量除了来自细胞呼吸分解有机物释放出的能量外，还可以来自光合作用。
3．枪乌贼是一种生活在海洋中的软体动物，它有巨大的神经细胞，这种神经细胞能像红细胞一样，不断吸收K＋。科学家用一种有毒物质使神经细胞中毒，其吸收K＋的功能就消失。如果注入一种物质，神经细胞又能恢复吸收K＋的功能，一直到这种物质消耗完，请分析这种物质是什么( )
A．淀粉
B．ATP
C．葡萄糖
D．麦芽糖
答案 B
解析 细胞吸收离子是主动运输，主动运输消耗能量，需要载体蛋白，浓度梯度一般由低到高，从题目中可知与K＋浓度无关，载体蛋白存在于细胞膜上，所以与载体蛋白也无关，只能与能量有关，有毒物质抑制了细胞的呼吸作用，没有能量供应，而加入一种物质后，恢复了吸收K＋的功能，可直接利用的能量是ATP，所以选B。
4．下列关于ATP的说法中，不正确的是( )
A．参与ATP组成的化学元素包括C、H、O、N、P
B．衣藻和黑藻细胞产生ATP的生理过程有光合作用和呼吸作用
C．ATP中的能量可以转化为光能和电能
D．ATP在植物、动物和微生物体内的来源相同
答案 D
解析 衣藻和黑藻细胞都属于真核细胞，能够进行光合作用和呼吸作用生成ATP，ATP作为生命活动的直接能源物质，可以转化成光能、电能、机械能和化学能等各种形式的能。ATP在植物、动物和微生物体内的来源不同，都有呼吸作用，但植物细胞中还有光合作用。
5．如图所示ADP转化成ATP时所需能量的主要来源示意图，据图完成下列问题：
(1)1分子ATP中含有________个高能磷酸键。
(2)图中的a、b分别代表____________、____________。
(3)c指________________________________________________________________________。
(4)在动物肌细胞中，进行②反应时，能量来自__________________________________
________________________________________________________________________。
(5)进行①反应时能量用于________________，进行②反应时能量用于________________，由此可见能量是____________________，物质是____________。
答案 (1)2 (2)呼吸作用 光合作用 (3)各项生命活动 (4)储存在ATP中的高能磷酸键中的化学能 (5)合成ATP 各项生命活动 不可逆的 可逆的
解析 (1)ATP的结构简式为A—P～P～P，故1分子ATP中含有2个高能磷酸键。(2)合成ATP时的能量来源，绿色植物来自于光合作用和呼吸作用的生理过程中，动物和人则来自于进行呼吸作用时有机物的氧化分解。(3)ATP水解释放的能量用于细胞的各项生命活动。(4)②反应为ATP的水解反应，释放的能量来自于储存在ATP中的高能磷酸键中的化学能。(5)①反应为ATP的合成反应，其能量储存在ATP中。②反应为ATP的水解反应，释放的能量用于生物体的各项生命活动。在ATP与ADP的相互转化中，物质是可逆的，但能量不可逆。
40分钟课时作业
基础过关
知识点一 ATP的分子结构
1．一分子ATP中含有的腺嘌呤核苷、磷酸基团和高能磷酸键的数目依次是( )
A．1,2,2
B．1,2,1
C．1,3,2
D．2,3,1
答案 C
解析 根据ATP的分子结构简式A—P～P～P可知，ATP中含有高能磷酸键2个，是第二和第三个磷酸键，含有的磷酸基团是3个，只有1个腺嘌呤核苷。
2．如果测得1个高能磷酸键的化学能是8P，那么ATP中的磷酸键能应该是( )
A．8P
B．8P～16P
C．16P～24P
D．24P
答案 C
解析 1个ATP中有2个高能磷酸键和1个普通磷酸键，所以其键能应在16P与24P之间。
3．ATP中的大量化学能储存在( )
A．腺嘌呤核苷内
B．磷酸基团内
C．腺嘌呤核苷和磷酸基团连接键内
D．高能磷酸键内
答案 D
解析 ATP是高能化合物，它的分子简式是A—P～P～P，其中腺嘌呤核苷与磷酸之间的结合键(—)不是高能磷酸键；高能磷酸键内含有较高的能量，ATP分子中的大量化学能就储存在高能磷酸键内，并且远离腺嘌呤核苷的那个高能磷酸键内含有更多的能量。
知识点二 ATP和ADP的相互转化及ATP的利用
4．下面有关ATP和ADP的描述中，正确的是( )
A．ATP在酶的作用下，可以连续脱下3个Pi，释放大量能量
B．ATP在酶的作用下，可以加上一个Pi，储存能量
C．ATP和ADP的相互转化都需要酶的参与
D．ATP转化为ADP不需要酶参与
答案 C
解析 ATP分子的结构简式为A－P～P～P，不可以再加一个Pi；在酶的作用下，ATP可以脱下一个磷酸基团变为ADP，断裂一个高能磷酸键，故A、B项错误。ATP与ADP的相互转化需要不同的酶催化，因此D项也不正确。
5．在人体细胞内同时存在两个过程：ATPADP＋Pi＋能量，以下对①过程和②过程中能量的叙述，正确的是( )
A．①过程和②过程中的能量均来自糖类等有机物的氧化分解
B．①过程和②过程中的能量均供人体各项生命活动直接利用
C．①过程的能量供人体各项生命活动利用，②过程的能量来自糖类等有机物的氧化分解
D．①过程的能量来自于糖类等有机物的氧化分解，②过程的能量供人体各项生命活动利用
答案 C
解析 人体细胞中，ATP分解后释放的能量用于各项生命活动的进行；而生成ATP的能量主要来自糖类等有机物的氧化分解。
6．如图表示ATP和ADP之间的转化，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
答案 D
解析 由图中能量的方向可以看出，A为ATP，B为ADP，能量1来自ATP中远离腺嘌呤核苷的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，在植物体内除了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分别是水解酶和合成酶；X1和X2是同一种物质Pi。
7．细胞中合成ATP的途径不包括( )
A．光合作用
B．细胞呼吸
C．蛋白质的合成
D．葡萄糖的氧化分解
答案 C
解析 蛋白质合成是耗能过程。
8．下列有关人体细胞内ATP的叙述，不正确的是( )
A．一个ATP分子中含有两个高能磷酸键
B．人体细胞合成ATP时都需要氧气的参与
C．内质网上的核糖体合成免疫球蛋白时需要消耗ATP
D．正常细胞中ATP与ADP的比值在一定范围内变化
答案 B
解析 人体细胞能进行无氧呼吸，不需要氧气的参与，但产生的能量较少，故B选项错误。
能力提升
9．下列有关ATP的叙述，正确的是( )
①ATP是生物体内储存能量的主要物质 ②ATP的能量主要储存在腺嘌呤核苷和磷酸基团之间的化学键中
③ATP的水解实际上是指ATP分子中高能磷酸键的水解 ④ATP在细胞内的含量很少，但转化速率很快 ⑤ATP只能在线粒体中生成 ⑥ATP是可流通的“能量货币”
A．①②④
B．③④⑥
C．③⑤⑥
D．③④⑤
答案 B
解析 生物体内主要的储能物质是脂肪而不是ATP。ATP分子的能量储存在磷酸基团与磷酸基团之间的高能磷酸键中。在生命活动需要消耗能量时，ATP分子水解断开远离腺嘌呤核苷的高能磷酸键，释放能量用于各项生命活动。但由于ATP在细胞内的含量很少，需要随时消耗随时产生，因此它在细胞内的转化速率很快，而且能在生命活动过程中随用随取，就像细胞内的一种“能量货币”。细胞内产生ATP的场所除线粒体外，还有细胞质基质和叶绿体等。
10．用小刀将数只萤火虫的发光器割下，使其干燥后研成粉末。取两支试管，分别标上甲、乙，各加入2
mL水和等量的萤火虫发光器研磨粉末，结果发现两支试管中均有短时间的黄色荧光出现。一段时间后黄色荧光消失，再分别进行处理后出现的结果如下图：
由此分析得出的正确结论是( )
A．葡萄糖不是直接能源物质
B．葡萄糖氧化分解可产生ATP
C．ATP是直接能源物质
D．A项和C项
答案 D
解析 两者对照可以说明ATP是直接能源物质，虽然葡萄糖中含有一定的能量，但是不能被萤火虫发光器研磨粉利用，所以葡萄糖不是直接能源物质。
11．如图是腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)的分子结构，请据图回答下列问题：
(1)ATP的结构简式为________________，图中虚线部分的名称是________。
(2)一分子ATP可以看作是由________个磷酸分子、________个核糖分子和________个腺嘌呤缩合而成的。
(3)ATP水解为ADP是指ATP分子中远离A的________________水解，水解时释放的能量是生物体进行________、________和__________________等生命活动所需能量的直接来源。
答案 (1)A－P～P～P 腺嘌呤核苷 (2)3 1 1 (3)高能磷酸键 肌肉收缩 大脑思考 离子的主动运输
12．在活细胞中，下图的循环过程永不停止地进行着。请运用所学知识，分析回答ATP和ADP循环中的有关问题：
(1)ATP作为生物体生命活动的____________物质，其分子结构简式为_______________，
在②过程中，是由于________________________键的断裂而释放出能量。
(2)在绿色植物细胞内，与①相应的生理活动主要是在细胞内的__________________、__________________、__________________中进行。
(3)①中能量E1的来源有哪些？②中能量E2的去向有哪些？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)直接能源 A—P～P～P 远离腺嘌呤核苷的高能磷酸 (2)细胞质基质 线粒体 叶绿体 (3)植物细胞中能量E1来自于光合作用过程中利用的光能和呼吸作用中糖类等有机物氧化分解释放的能量，动物细胞中的能量E1来自于呼吸作用中糖类等有机物氧化分解释放的能量以及其他一些高能磷酸化合物的分解。②中能量E2的去向是转化为其他各种形式的能量，用于生物的各项生命活动，主要有化学能、机械能、电能、渗透能等
解析 ATP是生命活动的直接能源物质，ATP在水解时远离腺嘌呤核苷的那个高能磷酸键断裂。绿色植物细胞产生ATP的部位主要是细胞质基质、线粒体、叶绿体。在光合作用和呼吸作用的过程中，ADP可转化为ATP，所需的能量分别来自光能和糖类等有机物氧化分解释放的能量；ATP水解后，能量转化为其他各种形式的能量，用于生物体的各项生命活动，主要有化学能、机械能、电能、渗透能等。
个性拓展
13．某生物兴趣小组的同学设计了如下实验：
(1)实验材料和用具：
取自同一只蛙的两块活的腓肠肌、任氏液(两栖动物的生理盐水)、0.3
g/mL的葡萄糖溶液、ATP溶液、铜锌叉(可用来刺激肌肉)、载玻片、镊子等。
(2)实验步骤：
Ⅰ.用镊子将蛙的两块离体腓肠肌分别转移至滴有任氏液的载玻片上，并编号为A、B，然后用铜锌叉刺激离体肌肉，两块肌肉都出现了收缩现象。
Ⅱ.用铜锌叉间歇刺激肌肉A、B，直至肌肉都不再收缩为止。
Ⅲ.向丧失收缩功能的肌肉A上滴几滴0.3
g/mL的葡萄糖溶液，同时向丧失收缩功能的肌肉B上滴加等量的ATP溶液。
Ⅳ.然后用铜锌叉分别刺激两块肌肉A、B，观察肌肉A、B的收缩状况。
Ⅴ.实验结果：肌肉A没有出现收缩现象，肌肉B出现收缩现象。
分析实验，回答问题：
①该实验的目的是_______________________________________________。
②步骤Ⅱ的处理目的是_____________________________________________。
③该实验的结论是__________________________________________________。
答案 ①验证ATP是直接供能物质(探究直接供能物质是ATP还是葡萄糖) ②消耗肌肉中原有的能量
③ATP是直接供能物质(ATP是直接供能物质，葡萄糖不是)章末整合
本章网络构建
①____________；②____________；③____________；④____________；⑤____________；⑥____________；⑦____________；⑧____________。
答案 ①蛋白质 ②活化能 ③A－P～P～P ④O2 ⑤ATP ⑥2C3 ⑦丙酮酸 ⑧H2O
规律方法整合
方法一 巧记核心概念——酶
典例1 下列关于酶的化学成分的叙述，不正确的是( )
A．一般地说，酶的化学成分是蛋白质
B．酶是由蛋白质和核酸组成的
C．绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA
D．淀粉酶和过氧化氢酶都是蛋白质
答案 B
解析 酶通常是指由活细胞产生的、具有催化活性的有机物。绝大多数酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA。
方法链接
酶的概念拓展
类别
内容
来源
一般来说，活细胞都能产生酶
功能
降低化学反应的活化能，提高化学反应速率
种类
按存在部位分
胞内酶：合成后在细胞内起作用，如有氧呼吸酶
胞外酶：合成后分泌到细胞外起作用，如消化酶
按功能分
水解酶：在物质水解时起催化作用
合成酶：在物质合成时起催化作用
与无机催化剂
相同的性质
①降低化学反应的活化能，提高反应速率，但不改变反应的方向和平衡点
②反应前后，酶的性质和数量不变
迁移训练
1．下列有关酶的叙述，正确的是( )
A．凡是活细胞都能产生酶，酶可以由具分泌功能的细胞产生，也可以从食物中获取
B．酶只有在细胞内才起作用，既能催化细胞内化学反应，又能在新陈代谢和生长发育中起调控作用
C．将淀粉酶溶液中加入双缩脲试剂发现溶液出现紫色，说明酶的化学本质一定是蛋白质
D．将H2O2酶和蒸馏水同时等量加入H2O2溶液中，发现在有酶的试管中迅速出现大量气泡，说明酶的确降低了化学反应的活化能，具有催化作用
答案 D
解析 涉及到酶的概念理解要抓住这样几个关键词：“通常是指由活细胞产生”、“适宜条件下起催化作用”、“降低活化能”、“绝大多数为蛋白质”。
方法二 列表比较光合作用和有氧呼吸
典例2 下图表示某绿色植物在生长阶段体内物质的转变情况，图中a、b为光合作用的原料，①～④表示相关过程，有关说法不正确的是( )
A．图中①过程进行的场所是叶绿体的类囊体膜
B．光合作用过程中[H]来源于①过程中水的光解，用于③过程三碳化合物的还原
C．在有氧呼吸的第一阶段，除了产生了[H]、ATP外，产物中还有丙酮酸
D．②、④过程中产生ATP最多的是④过程
答案 D
解析 ④相当于有氧呼吸第一、二阶段，②为第三阶段，其中产生ATP最多的是第三阶段(即②)。
方法链接
光合作用和有氧呼吸的比较
项目
光合作用
有氧呼吸
物质变化
无机物有机物
有机物无机物
能量变化
光能→化学能(储能)
化学能→ATP(放能)
实质
合成有机物
分解有机物、释放能量，供细胞利用
场所
叶绿体
活细胞(主要在线粒体)
条件
只在光下进行
有光、无光都能进行
联系
迁移训练
2．某同学绘出了4幅在不同光照下一个叶肉细胞中CO2与O2的产生、利用以及进出细胞情况的示意图，细胞呼吸利用的和光合作用制造的有机物均为葡萄糖。正确的一幅图是( )
答案 B
解析 结合气体的交换可以判断，CO2和O2不可能同时吸收或者放出。
方法三 光合作用的有关计算方法
典例3 下图是某植物叶片CO2吸收量和叶片表面温度的关系曲线，据图分析：
该植物在25
℃、适宜光照、1.5%与21%的O2浓度下，每小时单位叶面积积累的葡萄糖的差值是__________mg。(相对分子质量：CO2—44，葡萄糖—180，计算结果保留一位小数)
答案 10.2
mg
解析 每小时单位叶面积积累的葡萄糖量是表观光合作用。由曲线可直接读出25
℃、适宜光照、1.5%
O2与21%
O2浓度下，CO2吸收分别为30和15，差值为15，再根据光合作用反应式计算：
6CO2―→C6H12O6
264 180
15
mg
x
x＝(180×15)÷264≈10.2(mg)。
方法链接
1．光合速率表示方法
通常以一定时间内CO2等原料的消耗或O2、(CH2O)等产物的生成数量来定量表示。
(1)表观光合速率即净光合速率，常用O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量来表示。
(2)真正光合速率即实际光合速率，常用O2产生量、CO2固定量或有机物的产生量来表示。
2．测定方法
(1)呼吸速率：将植物置于黑暗中，测定容器内CO2的增加量、O2减少量或有机物减少量。
(2)表观光合速率：将植物置于光下，测定容器中O2增加量、CO2减少量或有机物增加量。
(3)真正光合速率：不能直接测出，只有测出表观光合速率和呼吸速率，才可算出真正光合速率。
3．表观光合速率和真正光合速率的关系
在不考虑光照强度对呼吸速率影响的情况下，OA段表示植物呼吸速率，OD段表示植物表观光合速率，OA＋OD段表示真正光合速率。
4．计算公式
真正光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率。即：
(1)光合作用实际产氧量＝实测的氧气释放量＋呼吸作用耗氧量。
(2)光合作用实际二氧化碳消耗量＝实测的二氧化碳吸收量＋呼吸作用二氧化碳释放量。
(3)光合作用葡萄糖净生产量＝光合作用实际葡萄糖生产量－呼吸作用葡萄糖消耗量。
有了以上的公式，再结合光合作用和细胞呼吸的反应式，根据各物质之间的对应关系进行计算。
迁移训练
3．某实验小组将玉米幼苗置于一密闭容器内，测定温度对光合作用和细胞呼吸的影响(用容器内CO2的变化量表示)。实验结果如表所示(“＋”表示增加，“－”表示减少)，下列有关说法正确的是( )
温度(℃)
10
15
20
25
30
35
40
45
适宜光照
－12
－17
－23
－26
－35
－26
－24
－15
黑暗
＋6
＋11
＋18
＋25
＋35
＋40
＋32
＋20
A.由表中数据可知，光合作用酶和细胞呼吸酶的最适温度相同
B．在适宜光照下，35
℃时光合速率小于呼吸速率
C．由表可知，在适宜光照下，最有利于植物生长的温度是30
℃
D．在黑暗情况下，叶肉细胞内无ATP的形成
答案 C
方法四 生物呼吸强度的测定实验
典例4 请据图回答：经数小时后，U形管A、B两处的液面会出现下列哪种情况(实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动，瓶口密封，忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响)( )
A．A处上升，B处下降
B．A、B两处都下降
C．A处下降，B处上升
D．A、B两处都不变
答案 C
解析 小白鼠有氧呼吸消耗同摩尔的氧气，呼出同摩尔的二氧化碳，由于二氧化碳被NaOH溶液吸收，导致瓶内气体的量减少，气压降低，使U形管内的液面A处下降，B处上升。
方法链接 植物组织呼吸强度的探究
欲确认某生物的呼吸强度，应设置两套呼吸装置，如图所示(以发芽种子为例)：
(1)装置甲用来测量有氧呼吸的强度：种子有氧呼吸吸收氧气，放出的CO2被NaOH溶液吸收，导致瓶内气压下降，液滴左移，移动的体积就是种子有氧呼吸吸收的氧气的体积。
(2)装置乙用来测量无氧呼吸(产乙醇和CO2)的强度：种子的无氧呼吸不吸收氧气，放出的CO2气体不被吸收，这样瓶内的气压增加，液滴右移，移动的体积就是种子无氧呼吸放出的CO2的体积。
(3)根据以上原理，实验现象和结论如下表：
实验现象
结论
装置甲
装置乙
液滴左移
液滴不移动
只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸
液滴不移动
液滴右移
只进行产乙醇的无氧呼吸
液滴左移
液滴右移
既进行有氧呼吸，又进行产乙醇的无氧呼吸
液滴不移动
液滴不移动
可能是死种子，或者进行的是产乳酸的无氧呼吸(特殊的植物种子，如玉米的胚)
迁移训练
4．现有一瓶掺有酵母菌的葡萄糖溶液，吸进氧气的体积与放出二氧化碳的体积之比为3∶5，这是因为( )
A．有1/4的酵母菌在进行有氧呼吸
B．有1/3的酵母菌在进行有氧呼吸
C．有1/2的酵母菌在进行有氧呼吸
D．有2/3的酵母菌在进行有氧呼吸
答案 B
解析 假设氧气消耗3
mol，则有氧呼吸产生的二氧化碳也是3
mol，那么无氧呼吸产生的二氧化碳为2
mol。再根据方程式有氧呼吸消耗的葡萄糖的量为1/2
mol，无氧呼吸消耗的葡萄糖的量为1
mol，所以有1/3的酵母菌进行有氧呼吸，2/3的酵母菌进行无氧呼吸。第8课时 细胞质和细胞器
[目标导读] 1.阅读教材P40～43图文，说出几种细胞器的结构和功能。2.通过教材P43边做边学，学会使用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体。
[重难点击] 几种主要细胞器的功能。
一 细胞质
细胞在生命活动中发生着物质和能量的复杂变化，其内部就像一个繁忙的工厂。请阅读教材P40～43，结合材料思考：
1．如果把细胞看作一个鱼缸的话，缸体就是细胞膜，里面的水(代表着细胞质基质)和各种鱼(代表着细胞器)就构成了细胞质。
(1)在细胞质基质中，含有哪些化合物？
答案 含有水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等。
(2)细胞质基质中的细胞骨架由蛋白质纤维组成。细胞骨架维持着细胞形态和细胞内部结构的有序性，还能影响细胞的分裂、分化等。
(3)在细胞质基质中，存在着多种细胞器，有线粒体、叶绿体、内质网、核糖体、高尔基体，还有液泡、中心体和溶酶体等。每一种细胞器都有其特定的形态结构以及各自特定的功能。
2.最能反映一个细胞的功能复杂程度的是细胞器的种类和数量，真核细胞中有着多种多样的细胞器，它们有各自独特的结构和功能。那么，细胞中有哪些细胞器呢？请结合教材图文完成下表：
名称
示意图
形态结构
功能
特别之处
线粒体(动植物细胞中)
短棒状或线状，具有双层膜，内膜向内腔折叠成嵴，嵴的周围充满了液态的基质，内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶
是进行有氧呼吸和形成ATP的主要场所
含DNA和RNA，含有氧呼吸的酶，细胞生命活动越旺盛，含有的线粒体数目越多
叶绿体(主要存在于叶肉细胞中)
椭球状，由双层膜、类囊体和基质构成。许多类囊体叠合成基粒，其上含进行光合作用必需的色素和酶
是绿色植物光合作用的场所
含DNA和RNA、光合色素、与光合作用有关的酶
内质网(动植物细胞中)
由单层膜构成的网状结构，增大了细胞内的膜面积，膜上附着了多种酶，为细胞内各种化学反应的正常进行提供了有利的条件
主要与蛋白质的合成与加工、脂质的合成等有关，还有储存和运输物质的功能
粗面内质网(有核糖体附着)与分泌蛋白的合成、加工、运输有关；光面内质网(无核糖体附着)与脂质和某些糖类的合成有关
核糖体(动植物细胞中)
无膜、含RNA和蛋白质
蛋白质的合成场所
附着在内质网上的核糖体主要合成分泌蛋白；游离于细胞质基质中的核糖体主要合成胞内蛋白
高尔基体(动植物细胞中)
由单层膜围成的扁平小囊和小泡组成
一般与细胞分泌物的形成有关，对蛋白质有加工和转运功能
植物细胞中与细胞壁的形成有关
液泡(植物细胞中)
由单层膜围成的结构，里面的液体叫细胞液，内含糖类、无机盐、色素和氨基酸等物质
调节细胞内环境，维持细胞的渗透压，保持细胞的形态
含色素，如花青素
中心体(一般存在于动物细胞中)
无膜、由两个相互垂直的中心粒及其周围物质构成
与动物细胞的有丝分裂有关
细胞分裂时可以复制
溶酶体
单层膜，内含多种水解酶
分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死入侵的病毒和病菌
与细胞“自溶”有关
小贴士 判断细胞器与生物种类时要注意
1 没有叶绿体的细胞不一定是动物细胞，如植物根尖细胞。
2 没有大液泡的细胞也不一定是动物细胞，如植物根尖分生区细胞。
3 有中心体的细胞不一定是动物细胞，如低等植物细胞。
4 叶绿体是光合作用的场所，但光合作用不一定在叶绿体中进行，如蓝藻细胞。
5 某些原核细胞无线粒体，但仍可进行有氧呼吸。
归纳总结
1．细胞器分类归纳
(1)从分布方面
①高等植物细胞区别于动物细胞的细胞器：叶绿体、大液泡。
②动物、低等植物细胞区别于高等植物细胞的细胞器：中心体。
③原核细胞与真核细胞共有的细胞器：核糖体。
(2)从结构方面
①具有双层膜的细胞器：线粒体、叶绿体。
②具有单层膜的细胞器：内质网、高尔基体、液泡、溶酶体。
③不具有膜结构的细胞器：核糖体、中心体。
(3)从成分方面
①植物细胞中含有色素的细胞器：液泡、叶绿体。
②含有DNA的细胞器：线粒体、叶绿体。
③含有RNA的细胞器：线粒体、叶绿体、核糖体。
(4)从功能方面
①与能量转换有关的细胞器：叶绿体、线粒体。
②能复制的细胞器：中心体、线粒体、叶绿体。
③动、植物细胞都有，但功能不同的细胞器：高尔基体。
2．判断细胞的种类
(1)区分真原核细胞：原核细胞只含有核糖体。
(2)区分动植物细胞：动物细胞不含叶绿体和液泡，也没有细胞壁。
(3)区分高低等植物细胞：低等植物细胞含有中心体。
活学活用
1．连一连
二 使用高倍镜观察叶绿体和线粒体
叶绿体和线粒体是两种非常重要的细胞器，其结构可以用高倍显微镜进行观察。请阅读教材P43内容，完成下列实验流程，然后分析：
1．实验原理
(1)叶绿体一般呈绿色、椭球状，可以用高倍显微镜观察它的形态和分布。
(2)健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可以使活细胞中的线粒体染成蓝绿色，而细胞质仍为无色。
2．实验流程
(1)观察叶绿体
培养：将黑藻放在光照充足、温度适宜的条件下培养1～2
d，并待其长出小叶
↓
制作临时装片
↓
观察
↓
绘图
↓
结论：叶绿体在细胞质中呈绿色扁平椭球形或球形。
(2)观察线粒体
制作玻片标本：取人口腔上皮细胞制作临时玻片标本，并用健那绿染液染色或取大白鼠的胰腺细胞用铁苏木精染色
↓
观察
↓
绘图
↓
结论：线粒体在细胞质中呈蓝色弯曲线条状或颗粒状
特别提醒
1．叶绿体在弱光下以椭球形的正面朝向光源，便于接受较多的光照；在强光下则以侧面朝向光源，以避免被灼伤。
2．在光学显微镜下无法看到叶绿体、线粒体的双层膜结构。
3．观察叶绿体时选用：藓类的叶、黑藻的叶。取这些材料的原因是：叶子薄而小，叶绿体清楚，可取整个小叶直接制片，所以作为实验的首选材料。若用菠菜叶作实验材料，要取菠菜叶的下表皮并稍带些叶肉。因为表皮细胞不含叶绿体。
4．细胞质中的叶绿体不是静止不动的，它会随着细胞质的流动而运动。可以叶绿体为参照物观察细胞质的流动方向和速度。
活学活用
2．判断下列有关说法的正误。
(1)用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体均需染色( )
(2)用高倍显微镜可以观察到线粒体、叶绿体的双层膜( )
(3)人口腔上皮细胞中线粒体数目较多( )
(4)可用黑藻叶观察线粒体( )
(5)小陈在观察成熟叶肉细胞的亚显微结构照片后得出如下结论：叶绿体和线粒体都有双层膜( )
(6)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：菠菜叶下表皮保卫细胞中具有多个叶绿体( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√
解析 (1)观察叶绿体不需要染色。(2)用电子显微镜才可以观察到线粒体、叶绿体的双层膜。(3)线粒体需要经过健那绿染色才能观察到，细胞新陈代谢越旺盛，所需能量越多，线粒体数目越多，人口腔上皮细胞线粒体数目相对较少。(4)黑藻叶本身呈绿色，会干扰对线粒体的观察(5)叶绿体和线粒体均属于双层膜的细胞器。(6)气孔的保卫细胞含有叶绿体，不用染色在光学显微镜下即可看到。
当堂检测
1．下列有关胶质状态的细胞质基质的叙述，不正确的是( )
A．由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸等组成
B．含多种酶
C．能进行多种化学反应
D．含有少量的DNA
答案 D
解析 细胞质基质中不含DNA，少量DNA的存在部位是线粒体和叶绿体。
2．鉴别一个细胞是动物细胞还是植物细胞最好检查它( )
A．有无叶绿体
B．有无液泡
C．有无中心体
D．有无细胞壁
答案 D
解析 植物根尖分生区细胞无叶绿体，也无液泡，低等植物细胞中有中心体，植物细胞都有细胞壁，而动物细胞都没有，因此选D。
3．关于细胞中细胞器的叙述，错误的是( )
A．大肠杆菌无线粒体，有核糖体
B．水稻叶肉细胞有叶绿体，也有液泡
C．酵母菌有线粒体，也有叶绿体
D．小鼠肝细胞有线粒体，也有内质网
答案 C
解析 大肠杆菌是原核生物，细胞中只有核糖体，而无线粒体等较复杂的细胞器。水稻叶肉细胞是高度分化的细胞，有液泡和叶绿体，叶绿体能进行光合作用。酵母菌是真菌，有线粒体，无叶绿体。小鼠肝细胞是高等动物细胞，细胞中有线粒体，也有内质网。
4．下图是根据细胞器的相似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．是否含有色素
D．是否普遍存在于动、植物细胞中
答案 A
解析 图中4种细胞器都含有膜结构，根据膜层数，可分为单层膜细胞器(高尔基体和液泡)和双层膜细胞器(线粒体和叶绿体)。叶绿体和液泡都含色素；线粒体和高尔基体普遍存在于动植物细胞中，叶绿体和液泡存在于植物细胞中。
5．下列是细胞的部分结构放大图，请据图回答下列问题：
(1)与光合作用有关的细胞器是[ ]__________。
(2)细胞进行生命活动所需的能量主要由[ ]____________供给。
(3)①～⑤中不具有生物膜的细胞器是[ ]__________。
(4)与植物细胞壁形成有关的细胞器是[ ]__________。
(5)④结构增大膜面积的方式是________________。
(6)细胞的识别与⑥中的[ ]__________有关。
(7)蛋白质合成的场所是[ ]__________。
答案 (1)④ 叶绿体 (2)② 线粒体 (3)⑤ 核糖体 (4)① 高尔基体 (5)类囊体叠合(答类囊体亦可)
(6)a 糖蛋白 (7)⑤ 核糖体
解析 上图所示依次为高尔基体、线粒体、内质网、叶绿体、核糖体和细胞膜。叶绿体是光合作用的场所；线粒体是生命活动的“能量工厂”，为生命活动提供能量；上述结构只有核糖体没有膜结构；与植物细胞壁形成有关的细胞器是高尔基体；叶绿体内的类囊体叠合成基粒，增大了膜面积；细胞间的识别与细胞膜表面的糖蛋白有关；核糖体是将氨基酸“装配”成蛋白质的“车间”。
40分钟课时作业
基础过关
知识点一 细胞器的结构和功能
1．下面是对四种细胞器结构特征的部分描述，哪一种结构属于细胞的显微结构( )
A．线粒体的棒状结构
B．叶绿体的双层膜结构
C．两个中心粒的相互垂直结构
D．高尔基体的单层膜结构
答案 A
解析 所谓显微结构是指在普通光学显微镜下看到的细胞结构，亚显微结构则是在高倍电子显微镜下看到的细胞结构，所以亚显微结构看得更清楚，更仔细。教材中所描述的细胞结构几乎都是亚显微镜下才能看到的细胞结构，只有A项所描述的才是光学显微镜下看到的结构，它属于显微结构。
2．郁金香的花朵呈鲜橙色，十分鲜亮夺目，其亮丽的颜色主要是由下列哪种结构决定的( )
A．叶绿体
B．液泡
C．线粒体
D．细胞质
答案 B
解析 花的颜色主要由液泡中的色素决定。叶绿体内的色素主要是光合色素，与花的颜色无直接关系。
3．下列结构中不含磷脂的细胞器是( )
A．线粒体和中心体
B．核糖体和染色体
C．高尔基体和内质网
D．核糖体和中心体
答案 D
解析 细胞膜和细胞器膜都含磷脂。
4．有关正常细胞溶酶体的叙述，错误的是( )
A．溶酶体内含有多种水解酶
B．溶酶体是“消化车间”，能分解衰老和损伤的细胞器
C．溶酶体能吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌
D．溶酶体能分解细胞内所有的物质
答案 D
解析 溶酶体内含有多种水解酶，能分解衰老和损伤的细胞器，能吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌，但不能分解正常的细胞和结构。
5．玉米叶肉细胞和蝗虫的体细胞中都具有的结构是( )
①细胞壁 ②细胞膜 ③线粒体 ④叶绿体
⑤中心体 ⑥核糖体 ⑦内质网
A．①②⑥⑦
B．②④⑤⑦
C．②③⑥⑦
D．①③⑤⑥
答案 C
解析 玉米是高等绿色植物，叶肉细胞内含有细胞壁、细胞膜、线粒体、叶绿体、核糖体、内质网；而蝗虫是高等动物，细胞中有细胞膜、线粒体、中心体、核糖体、内质网。所以二者都具有的结构是细胞膜、线粒体、核糖体、内质网。
6．下列关于细胞的说法，正确的一组是( )
①含细胞壁结构的细胞必定为植物细胞 ②含中心体的细胞必定为动物细胞 ③同一动物体不同组织细胞中线粒体含量不同 ④植物细胞必定含叶绿体
A．①③
B．①④
C．③
D．②
答案 C
解析 含细胞壁结构的细胞可能是细菌、真菌；含中心体的细胞也可能为低等植物细胞；植物细胞如根尖成熟区的细胞就不含有叶绿体；同一动物体不同组织细胞中线粒体含量不同，肌肉细胞的线粒体比皮肤细胞的多。
知识点二 使用高倍镜观察细胞结构
7．观察黑藻叶中叶绿体的实验时，下列操作不正确的是( )
A．制作临时装片时，先在载玻片中央滴一滴健那绿染液
B．先在低倍镜下找到细胞，再用高倍镜观察
C．随时保持临时装片中有水状态
D．若视野比较暗，可调节反光镜和增大光圈
答案 A
解析 叶绿体本身具有色素，使之呈绿色，因此不用染色。
8．欲用高倍显微镜观察新鲜菠菜叶片中的叶绿体和大白鼠胰腺细胞的线粒体，应该分别使用的染色剂是( )
A．无需染色；铁苏木精
B．健那绿；无需染色
C．健那绿；铁苏木精
D．铁苏木精染液；无需染色
答案 A
解析 叶绿体内含有大量的叶绿素，观察时无需染色；观察大白鼠胰腺细胞的线粒体，需经铁苏木精染液染色。
能力提升
9.右图所示的三个圆圈1、2、3分别表示有细胞壁、核糖体、中心体的细胞，那么阴影部分表示的细胞可能是( )
A．乳酸菌
B．衣藻
C．肝细胞
D．棉花叶肉细胞
答案 B
解析 只有低等植物细胞才同时具有细胞壁、核糖体、中心体。
10．线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，德国科学家华尔柏在研究线粒体时，统计了某种动物的部分细胞中线粒体的数量(见下表)。不能根据此表得出的结论是( )
肝细胞
肾皮质
细胞
平滑肌
细胞
心肌细胞
动物冬眠时
的肝细胞
950个
400个
260个
12
500个
1
350个
A.冬眠动物与正常情况相比较，其能量代谢的水平高，消耗能量多
B．心肌细胞能量代谢的水平高，消耗的能量多
C．正常情况下，肝细胞消耗的能量比平滑肌细胞多
D．冬眠时肝脏代谢加强，需能量多
答案 A
解析 仅由动物冬眠状态下肝细胞的线粒体数量，不能推知整个生物个体代谢水平的高低。
11．如图是动植物细胞亚显微结构模式图。请据图分析：
(1)比较该图A、B两部分，高等动物细胞内不含有的细胞器有________(填标号)。若B是衣藻细胞，其细胞质中的细胞器除图中所示外，还应有________。若B是蓝藻细胞，其细胞质中的细胞器则只有________。
(2)若A是昆虫的肌细胞，则该细胞中的细胞器[ ]________较多，因为该细胞的生理活动需要________多。
(3)若B是紫色洋葱鳞片叶细胞的一部分，则色素主要存在于[ ]________。如果是植物的根毛细胞，则图中不应有的结构是[ ]________。
(4)若在高倍显微镜下观察⑥需用________染液着色，用B作观察⑥的实验材料是否可以？__________，原因________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)⑨⑩ 中心体 核糖体
(2)⑥ 线粒体 能量
(3)⑨ 液泡 ⑩ 叶绿体
(4)健那绿 不可以 叶绿体的绿色影响了被健那绿染成蓝绿色的线粒体的观察
12．下图是细胞的亚显微结构图，请据图完成下列问题：
(1)图A属于______(填“植物”或“动物”)细胞，其主要依据是____________________。
(2)图A中③对蛋白质有________和________的功能，在植物细胞中，它还与____________的形成有关。
(3)图A中⑥所指的是______________，它是细胞合成__________的场所。
(4)图B中⑤是__________，它是细胞进行__________的主要场所。
(5)图B中有三种细胞器未标上编号，请你用⑥⑦⑧分别给标上，并写上它们的名称：[⑥]____________，[⑦]__________，[⑧]__________。
答案 (1)动物 无细胞壁和液泡，有中心体 (2)加工 转运 细胞壁
(3)核糖体 蛋白质 (4)线粒体 有氧呼吸 (5)叶绿体 内质网 液泡 标号如图所示：
个性拓展
13．在低温条件下，将叶片置于研钵中，加入某种溶液研磨后，将细胞碎片和细胞器用离心法进行分离，第一次分离成沉淀P1(含细胞核和细胞壁碎片)和上层液体S1；随后又将S1分离成沉淀P2(含叶绿体)和上层液体S2；第三次离心将S2分离成沉淀P3(含线粒体)和上层液体S3；最后一次将S3分离成沉淀P4(含核糖体)和上层液体S4。据图回答下列问题(填入相应的字母)。
(1)细胞的DNA主要存在于________部分。
(2)若要继续分离得到与光合作用有关的酶，应选取________部分。
(3)若要研究合成蛋白质的细胞器，应选取________部分。
(4)含有与有氧呼吸有关的酶的是________________________________________。
答案 (1)P1 (2)P2 (3)P4 (4)S1、S2、P3
解析 叶片研磨液
(1)DNA主要存在于细胞核中，同时在细胞质的叶绿体和线粒体中也有分布，因此P1部分含量最多。(2)光合作用的场所是叶绿体，叶绿体的形状呈椭球形或球形，存在于P2中。(3)合成蛋白质的细胞器是核糖体，主要存在于P4部分。(4)能彻底分解葡萄糖的场所是线粒体，它是有氧呼吸的主要场所，存在于S1、S2、P3中。第22课时 观察植物细胞的有丝分裂、无丝分裂
[目标导读] 1.回顾动物细胞有丝分裂的内容，画出细胞的有丝分裂中染色体和DNA等物质的数目变化的坐标曲线图。2.结合教材P95边做边学，制作装片并观察植物细胞的有丝分裂，比较分析动植物有丝分裂的异同。3.概述细胞的无丝分裂。
[重难点击] 1.有丝分裂中染色体和DNA等物质的数目变化特点。2.动植物有丝分裂的异同。
一 有丝分裂中染色体、DNA、染色单体的数量变化规律
下图是不同状态下染色体、DNA分子、染色单体之间的数量对应关系，完善该图，分析有丝分裂中三者的变化规律。
1．结合上述分析，以体细胞中DNA数目为2c、染色体数目为2n为例，完成下表：
项目
时期
染色体形
态变化
核DNA
分子数目
染色体
数目
染色单
体数目
分裂
间期
2c→4c
2n
0→4n
分裂
前期
4c
2n
4n
分裂
中期
4c
2n
4n
分裂
后期
4c
4n
0
分裂
末期
2c
2n
0
2.结合上表数据，在给出的坐标系中画出相应的变化曲线，然后分析：
(1)核DNA变化曲线
答案
①DNA数目加倍是在分裂间期，原因是DNA复制，DNA分子数目加倍。
②DNA数目减半是在末期，原因是细胞一分为二，DNA数目减半。
(2)染色体变化曲线
答案
①染色体数目加倍是在后期，原因是着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，染色体数目加倍。
②加倍后的染色体数目减半是在末期，原因是细胞一分为二，染色体数目减半。
(3)染色单体变化曲线
答案
染色单体形成于间期，可见于前期和中期，消失于后期。
特别提醒
除了上述曲线，我们还会遇到每条染色体上DNA变化的曲线，要注意和核DNA变化曲线相区别：
(1)每条染色体中只能含有1个或者2个DNA分子，因此纵坐标只能是1或者2。
(2)bc段的变化原因是DNA复制，染色单体形成；cd段是存在染色单体的时期(前期和中期)，每条染色体中含有2个DNA分子；de段变化的原因是分裂后期着丝点一分为二，染色单体消失，每条染色体中只含有1个DNA分子。
活学活用
1．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，可分析其细胞周期。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．将周期阻断在DNA复制前会导致甲组细胞数减少
问题导析 (1)分析题图，查看横坐标和纵坐标的含义。细胞中DNA相对含量变化为2c→2c～4c→4c。具2c的时期有DNA合成前期、末期，具2c～4c的时期有DNA合成期，具4c的时期有DNA合成后期、前期、中期、后期。
(2)细胞周期可分为分裂间期和分裂期，其中分裂间期时间较长。
(3)细胞周期中体现出染色体数目加倍的时期是后期。
(4)将细胞阻断在DNA复制前，会使细胞停留在DNA合成前期(2c)。
答案 D
解析 从甲过程到乙过程，DNA含量从2c达到了4c，反映出了细胞中DNA的复制过程。处于甲状态的细胞较多，说明间期持续时间较长。如果将DNA的复制阻断，则会导致甲细胞数增多，而乙、丙细胞数相对减少。
二 观察植物细胞的有丝分裂
1．根据下图和教材P95边做边学内容完成实验步骤
步骤
操作方法
时间
目的
装
片
制
作
取材
剪取洋葱根尖3
mm左右
上午10时至下午2时
此部分是洋葱根尖的分生区部分，再长就是伸长区细胞，压片后不易观察
解离
把剪下的根尖立即放入盛有盐酸和乙醇混合液(1∶1)的玻璃皿中，在室温下解离
3～5min
用药液使组织中的细胞相互分离
漂洗
用镊子把酥软的根尖取出，放入盛有清水的玻璃皿中
约10
min
防止盐酸与染色剂起作用；洗去药液，防止解离过度
染色
把根尖放进盛有质量浓度为0.01
g/mL龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液的玻璃皿中染色
3～5min
使染色体着色，便于观察
制片
用镊子将这段根尖取出来，放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，附上一张滤纸片，在盖玻片上再加一片载玻片。然后，用拇指轻轻地按压载玻片，以便使细胞分散开，便于观察
观察
先在低倍显微镜下观察，找到分生区细胞，再用高倍显微镜观察
2.将各分裂时期的细胞简图绘制在下面的横线上
3．根据上述分析，结合动物细胞有丝分裂的知识，讨论植物细胞和动物细胞有丝分裂的异同
发生时期和内容
高等植物细胞
动物细胞
不同点
间
期
发生复制的结构不完全相同
DNA分子的复制和有关蛋白质的合成
除DNA分子的复制和有关蛋白质的合成外，还有中心体的复制
前
期
形成纺锤体的方式不同
细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体
中心体周围发出星状射线形成纺锤体
末
期
形成子细胞的方式不同
细胞中央出现细胞板向四周扩展形成细胞壁，一个细胞形成两个子细胞
细胞膜中部向内凹陷，一个细胞缢裂成两个子细胞
相同点
分裂间期都进行染色体复制；分裂期都进行染色体平均分配
小贴士 低等植物细胞中既有中心体又有细胞壁。所以，分裂前期由中心体发出星状射线形成纺锤体，分裂末期细胞中央出现细胞板将细胞一分为二。
4．归纳与植物细胞有丝分裂有关的细胞器的功能
细胞器
功能
线粒体
供能(DNA复制、蛋白质合成、染色体分开)
高尔基体
形成细胞板(植物细胞)
核糖体
合成蛋白质
5.有丝分裂的意义
有丝分裂中染色体复制一次，细胞分裂一次，分裂结果是染色体平均分配到两个子细胞中，保证了在子代与亲代细胞间遗传性状的稳定性。
特别提醒
1．实验注意事项
(1)根尖培养：培养时应经常换水，防止根细胞长期缺氧进行无氧呼吸产生酒精，使根细胞中毒、腐烂。
(2)取材：剪取生长旺盛、带有分生区的根尖，长度2～3
mm，同时注意剪取的时间，一般在上午10时至下午2时之间，此时分生区细胞分裂旺盛。
(3)解离：时间不宜过长或过短：过长会使根尖过分酥软且染色体成分被破坏；过短使根尖细胞解离不充分，不能相互分离。
(4)漂洗：一定要彻底，防止残留的解离液(盐酸)继续破坏细胞，同时盐酸也影响染色和腐蚀镜头。先漂洗再染色，两步骤不能颠倒。
(5)压片：用力要恰当均匀，过重可能将组织压烂，过轻则细胞不能分散开。
2．赤道板与细胞板的区别
赤道板不是细胞结构，是一假想平面，在光学显微镜下看不到；细胞板是一真实结构，光学显微镜下能看到，出现在植物细胞有丝分裂的末期。
活学活用
2．如图是某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
问题导析 (1)动植物细胞有丝分裂形成子细胞的方式不同：植物细胞中央出现细胞板向四周扩展形成细胞壁，一个细胞形成两个子细胞；动物细胞在细胞膜中部向内凹陷，一个细胞缢裂成两个子细胞。
(2)b图有细胞壁是植物细胞，细胞一分为二的方式是在赤道板的中央位置出现细胞板。
答案 C
解析 b图有细胞壁是植物细胞，植物细胞的分裂应是在赤道板的中央位置出现细胞板，向四周扩展为细胞壁将细胞分开，而不是细胞膜凹陷。从题干可知，这些细胞是高等植物细胞，但d图却出现了中心体这个结构。
三 无丝分裂
教材中展示了草履虫的无丝分裂过程，高等生物有没有无丝分裂的方式呢？答案是肯定的，下图就是青蛙红细胞的无丝分裂示意图。
1．与有丝分裂相比，无丝分裂具有怎样的特点？
答案 无丝分裂中没有染色体和纺锤体等结构的出现。
2．无丝分裂的过程
(1)细胞核先延长，从中部缢裂成两个。
(2)细胞膜向内凹陷，将细胞一分为二。
3．举例说明在高等动物体内能进行无丝分裂的细胞
在高等动物体内，某些迅速增殖的组织，如口腔上皮细胞、伤口附近的细胞和体外培养的动物细胞，可以通过无丝分裂的方式形成新细胞。
归纳总结
有丝分裂和无丝分裂的区别
项目
有丝分裂
无丝分裂
特点
有染色体和纺锤体的变化
没有染色体和纺锤体的变化
细胞核
有规律地解体和重建
始终存在
举例
生长发育过程中体细胞增殖的主要方式
常见于某些迅速增殖的组织
活学活用
3．下列关于无丝分裂的叙述，错误的是( )
A．低等生物细胞特有的分裂方式
B．也存在遗传物质的复制过程
C．分裂过程中不出现纺锤体
D．分裂过程中不出现染色体的变化
答案 A
解析 无丝分裂是指分裂过程中不会出现纺锤体和染色体的变化。无丝分裂与有丝分裂一样，也存在遗传物质的复制过程。无丝分裂在高等动物体内也存在，如蛙的红细胞的分裂。
当堂检测
1．细胞周期的最初阶段有一种起调节作用的“START”基因表达，以便为DNA的复制做准备，请指出图中“START”基因起作用的时期( )
A．ab
B．de
C．fg
D．gh
答案 B
解析 细胞周期中的ab段与ef段进行DNA复制，在这两个时期之前还有G1期，是细胞周期的最初阶段，是“START”基因起作用的阶段。
2．鉴定一个正在进行有丝分裂的细胞是动物细胞还是植物细胞，最可靠的方法是( )
A．末期细胞分裂的状态
B．细胞核消失和重建的状态
C．纺锤体出现和消失的时期
D．染色体行为变化的规律
答案 A
解析 植物细胞与动物细胞的有丝分裂特点有许多共同之处，如B、C、D三项所涉及的内容，但也有不同之处，如分裂末期植物细胞在赤道板位置出现一个细胞板，最终形成新的细胞壁，将一个母细胞隔裂成为两个子细胞。动物细胞在有丝分裂的末期，细胞的中部不形成细胞壁，而是细胞膜从细胞的中部向内凹陷，最后缢裂成两个子细胞。
3.如图是哪种细胞处于何时期的分裂图( )
①肝细胞 ②茎形成层细胞 ③蓝藻 ④有丝分裂前期 ⑤有丝分裂后期 ⑥有丝分裂末期
A．①④
B．③⑥
C．②⑤
D．②④
答案 C
解析 该细胞有细胞壁和染色体，为真核植物细胞；图中染色体分别移向两极，该细胞处于有丝分裂后期。
4．在“观察植物细胞的有丝分裂”实验中，1～3组同学在剪取洋葱根尖后立即进行的操作步骤如下表，请据表回答：
组别
操作步骤
解离
漂洗
染色
制片
观察
1
－
＋
＋
＋
＋
2
＋
－
＋
＋
＋
3
＋
＋
－
＋
＋
注：“＋”表示已操作，“－”表示未进行该操作。
1～3组同学观察到的实验结果分别是______________。
A．染色体未染上颜色，无法看清
B．细胞重叠，看不到染色体
C．染色体染上颜色，清晰可见
D．染色体着色很浅，模糊不清
答案 B、D、A
40分钟课时作业
基础过关
知识点一 有丝分裂中几种物质的变化规律
1．人皮肤生发层细胞在有丝分裂的后期，染色体数、核中DNA分子数分别为92、92，则该细胞完成分裂后，染色体数和DNA分子数依次为( )
A．46、46
B．46、92
C．92、46
D．92、92
答案 A
解析 有丝分裂后期染色体数和DNA分子数都是正常细胞的2倍。
2．如图表示某生物细胞有丝分裂过程中细胞核内DNA含量变化的曲线。下列有关叙述正确的是( )
A．O～A段表示染色体复制，其含量加倍
B．细菌与B～C段细胞相比主要区别是没有核膜和核仁
C．C～D段细胞核中染色体数∶染色单体数∶DNA分子数的比为1∶2∶2
D．B～D段的每个细胞中含有两组中心粒
答案 D
解析 O～A段表示DNA复制，其含量加倍；B～C段为有丝分裂中期，核膜和核仁消失；C～D段为后期，染色体数∶染色单体数∶DNA分子数的比为4∶0∶4；在分裂间期中心体复制。
3．如图为某学生绘制的植物细胞有丝分裂过程中染色体行为的简图，其中不正确的是( )
答案 C
解析 植物细胞有丝分裂过程中由两极发出纺锤丝形成纺锤体。纺锤丝牵引着染色体的着丝点，中期排列在赤道板上，后期着丝点一分为二。在纺锤丝牵引下移向两极，所以着丝点是受力点，向两极移动时位置应在前，而染色体的两条臂在后。
4.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．着丝点分裂
C．细胞膜向内凹陷
D．DNA分子进行复制
答案 A
解析 由题图可知：a∶b∶c＝1∶2∶2主要对应时期为前、中期。
知识点二 观察植物细胞的有丝分裂实验
5．用光学显微镜观察植物细胞有丝分裂，下列叙述正确的是( )
A．一般用洋葱鳞片叶表皮细胞作为实验材料
B．实验材料需要用醋酸洋红溶液解离
C．解离后的实验材料在高倍镜下可观察到细胞内的细胞质流动
D．从低倍镜转到高倍镜，视野中的细胞数目将减少
答案 D
解析 观察植物细胞的有丝分裂要用分裂旺盛部位的细胞，而不能用洋葱鳞片叶表皮细胞；实验材料要用15%的盐酸和95%的乙醇(1∶1)解离；解离后的细胞已成为死细胞，不可能观察到细胞质流动；从低倍镜转到高倍镜，看到的实际面积小了，视野中的细胞数目将减少。
6．下列属于动物细胞有丝分裂区别于高等植物细胞有丝分裂特点的是( )
A．核膜、核仁消失
B．形成纺锤体
C．中心体周围发出星状射线
D．着丝点分裂，染色单体分离
答案 C
解析 动物细胞有丝分裂前期由中心体发出的星状射线形成纺锤体；植物细胞有丝分裂前期由细胞两极产生纺锤丝形成纺锤体。植物细胞和动物细胞有丝分裂中，染色体变化规律相同。
知识点三 无丝分裂
7．下列关于无丝分裂的说法，错误的是( )
A．分裂过程中无纺锤体和染色体的出现
B．无丝分裂过程中也存在DNA的复制
C．原核生物没有染色体，能够进行无丝分裂
D．蛙的红细胞能进行无丝分裂
答案 C
解析 因为在分裂过程中无纺锤体和染色体的出现，所以叫做无丝分裂。分裂的实质是把遗传物质平均分配给子代，因此在无丝分裂过程中也存在DNA的复制。无丝分裂是真核生物的细胞分裂方式，蛙的红细胞能够进行无丝分裂。
8．无丝分裂与有丝分裂最重要的区别是无丝分裂( )
A．有核膜、核仁周期性地消失和重建
B．形成的子细胞染色体数目减少
C．形成的两个子细胞的大小不同
D．无染色体和纺锤体等结构的出现
答案 D
解析 无丝分裂中核膜、核仁不会周期性出现和消失，无丝分裂中不会形成纺锤体也不会出现染色体，但会出现DNA复制和细胞质分裂。
能力提升
9．与低等植物细胞有丝分裂有关的细胞器是( )
①高尔基体 ②染色体 ③叶绿体 ④线粒体 ⑤核糖体 ⑥中心体
A．①④⑤
B．①④⑤⑥
C．②③⑤⑥
D．①④⑥
答案 B
解析 低等植物与高等动物一样含有中心体，在有丝分裂时，中心体与纺锤体的形成有关；高尔基体与细胞壁的形成有关；核糖体参与蛋白质合成，细胞分裂时所需能量来自细胞中的线粒体而非叶绿体；染色体不是细胞器。
10．下列关于实验过程的描述中，正确的一组是( )
①解离的目的是使细胞重叠 ②漂洗的目的是为了洗去根尖上的盐酸，避免与碱性染料发生中和反应 ③用龙胆紫染液是为了将染色体染成紫色 ④压片可将根尖细胞压成单层，使之不相互重叠 ⑤当看到一个中期细胞时，要注意观察它如何进入后期、末期
A．①④⑤
B．②③④
C．③④⑤
D．①②③
答案 B
解析 解离的主要目的是使细胞分开，还能杀死固定细胞，增加细胞的通透性便于染色，经过解离的细胞已经死亡，不可能再发生持续的周期变化了。
11．下图表示“观察植物细胞的有丝分裂”实验的主要操作步骤。请据图回答：
(1)步骤甲称为________。
(2)步骤乙的目的是________________________________________________________。
(3)步骤丙常用的化学试剂是________________。
(4)在步骤丁的操作过程中，将酥软的根尖放在载玻片上的水滴中，盖上盖玻片后，还要进行的操作是____________________________。
答案 (1)解离 (2)漂洗解离液、便于染色 (3)龙胆紫溶液 (4)加盖载玻片后用拇指轻轻按压
解析 该实验的步骤是解离→漂洗→染色→制片。(1)甲为解离，目的是使细胞分离；(2)乙为漂洗，目的是洗去解离液、便于染色。(3)常用的染色剂是龙胆紫溶液；(4)在步骤丁的操作过程中，将酥软的根尖放在载玻片上的水滴中，盖上盖玻片后，还要压片，使细胞分散开来。
12．下图为某生物一个体细胞分裂模式图，据图回答。
(1)图乙为细胞有丝分裂的________期图像，染色体、染色单体、DNA数量的比为____________。该时期的主要变化是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)图乙对应于图甲中的________段，图丙对应于图甲中的________段。
(3)图甲中c的数值是____，图丙中n的数值是____。
答案 (1)后 8∶0∶8 着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，染色体数目加倍；并在纺锤丝牵引下移向细胞两极 (2)E～F C～D和D～E(或C～E) (3)4 2
解析 图乙是处于有丝分裂后期的图像，该时期的主要变化是着丝点分裂，姐妹染色单体分开成为染色体并在纺锤丝牵引下移向细胞两极，此图中含有8条染色体、0条染色单体、8个DNA分子。图乙(有丝分裂后期)对
应图甲中的E～F段，图丙(含有染色单体，为有丝分裂前期和中期)对应图甲中的C～D和D～E段。由图乙可推知图甲中c＝4，图丙中n＝2。
个性拓展
13.如图是某同学在“目镜10×，物镜40×”的显微镜下看到的洋葱根尖细胞有丝分裂图像，据图回答：
(1)将视野中的图像按有丝分裂的顺序进行排列____________(用数字表示)。
(2)处于有丝分裂后期的图像是________。完成DNA数目加倍的时期是[ ]________。
(3)欲将图中③所指的细胞移到视野的中央进行观察，则装片应向视野的____________移动。
(4)在观察细胞有丝分裂的实验中，你能否看到图像②慢慢地进入下一个分裂期？____________。为什么？____________________________________。
(5)某同学在视野中看到许多呈长方形的细胞，始终找不到进行分裂的细胞图像，请你帮助分析该同学观察不到分裂图像的最可能原因是：___________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)④②①③ (2)① ④ 间期 (3)左下方
(4)不能 细胞已经死亡，失去生命活性
(5)很可能看到的是根尖的伸长区，没有找到根尖的分生区
解析 要明确细胞分裂中不同时期的染色体和DNA的数量关系。由于观察的细胞已经死亡，所以不会看到一个细胞整个分裂的过程，而由于细胞分裂的不同步，可以在一个视野内找到不同时期的分裂图像。显微镜下看到的物像和实物的关系是倒像。在观察细胞有丝分裂过程中，首先要找到分生区。该同学找不到分裂期图像的可能原因是没有找到分生区。第15课时 影响酶促反应速率的因素
[目标导读] 1.结合教材P67，设计实验探究pH和温度变化对酶活性的影响。2.结合教材P68，归纳影响酶促反应速率的因素，并能分析相关曲线。
[重难点击] 温度和pH变化对酶活性影响的有关曲线。
一 pH对酶促反应速率的影响
一个小组的同学利用酵母菌液中的过氧化氢酶、过氧化氢溶液、滤纸、pH试纸、温度计、烧杯等器具和材料，设计了如下实验(实验装置如图)，请结合教材P67“课题研究”分析pH对酶促反应速率的影响。
1．实验过程
(1)将若干同样大小的滤纸片(1
cm2)浸入酵母菌溶液，取出后晾干，滤纸片上附着有过氧化氢酶。
(2)在4只烧杯中盛入体积分数为2%、pH分别为5、7、9、11的过氧化氢溶液(温度相同)，再一片片地放入相同数量的滤纸片。在滤纸片上过氧化氢酶的催化下，H2O2分解为H2O和O2，氧气泡会附着在滤纸片上。随着氧气泡的增多，烧杯底部的滤纸片会上浮，直至浮出液面。
(3)滤纸片接触液面后会下沉，直至烧杯底部，然后由烧杯底部上浮，直至浮出液面，及时记录整个过程所用的时间(t)。
(4)以1/t为纵坐标(酶促反应速率)，pH为横坐标，绘制曲线图。
2．在下面坐标系中画出实验结果的图像。
答案
3．下图是pH对胃蛋白酶和胰蛋白酶活性的影响曲线，请分析：
(1)酶的作用需要适宜的pH：每一种酶只在一定限度的pH范围内才有活性，pH偏高或偏低都会影响酶的活性。一种酶在某一pH时活性最大，此pH称为该酶的最适pH。
(2)不同的酶，最适pH可能不同。
(3)过酸、过碱会导致酶的空间结构破坏，使酶变性失活。
特别提醒
在设计该实验时，特别应注意的一点就是，对照组与各实验组除pH不同外，其他条件都要完全相同。否则，不能说明酶的活性出现差异就是pH影响的结果，这就是“单一变量原则”。至于让哪个因素成为变量，要根据实验目的而定。
活学活用
1．判断下列关于酶说法的正误。
(1)不同的酶可能有不同的pH范围( )
(2)同一生物体内的酶最适pH一定相同( )
(3)pH越高酶的活性越高( )
(4)低于或高于最适pH都会使酶的活性降低甚至丧失( )
(5)胃蛋白酶到了小肠内不能发挥作用( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√
解析 (2)同一生物体内不同部位的酶的最适pH不一定相同，如胃蛋白酶最适pH是2左右，而胰蛋白酶的最适pH是8左右。(3)在一定的pH下，酶活性最大，高于或低于此pH，酶活性均降低。
二 温度对酶促反应速率的影响
下面是某小组设计的探究温度变化对工业淀粉酶(适宜温度60
℃)催化作用的影响实验，思考下列问题：
步骤
试管编号
1
2
3
加入3%可溶性淀粉溶液
2
mL
2
mL
2
mL
提供环境温度
60
℃的水
沸水
冰块
保温
5
min
5
min
5
min
注入2%新鲜淀粉酶溶液
1
mL
1
mL
1
mL
继续保温
5
min
5
min
5
min
滴入碘液
1滴
1滴
1滴
实验现象
无明显颜
色变化
蓝色
蓝色
1.1号试管的现象说明淀粉被完全分解了，2、3号试管的现象说明淀粉没有被完全分解。
2．该实验说明：温度会影响酶活性，温度偏高或偏低都会影响酶活性。
3．能否在反应后加入新配制的斐林试剂观察是否有砖红色沉淀生成，来判断试管中的淀粉是否被分解了？
答案 不能。因为这个实验要严格控制温度，而斐林试剂的反应需要水浴加热。
4．该实验中能否在提供环境温度之前，注入2%新鲜淀粉酶溶液？
答案 不能。因为提前混合酶和底物后，二者会提前反应，影响实验的准确性。
5．能否用过氧化氢和过氧化氢酶来做这个实验？
答案 不能。过氧化氢本身在不同温度下就存在分解速率的差异，会干扰实验结果。
归纳提炼
温度对酶促反应速率的作用曲线解读
(1)在一定的温度范围内，酶促反应速率随着温度的升高而加快；但当温度升高到一定限度时，酶促反应速率不仅不再加快反而随着温度的升高而下降。
(2)在一定条件下，酶活性最大时的温度称为该酶的最适温度。
(3)低温影响酶的活性，但不会使酶的空间结构被破坏，温度升高后，酶仍能恢复活性。但高温会导致酶变性，使其永久失活。
活学活用
2．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t1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高，故t2时更适合酶的保存
D．酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏更严重
问题导析 (1)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。
(2)t1时酶没有失活，当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性上升。
(3)高温会使酶的空间结构遭到破坏，因此t2时酶的空间结构破坏更严重，t1时更适合酶的保存。
答案 B
解析 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；当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性上升；温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；0
℃左右的低温虽然使酶的活性明显降低，但能使酶的空间结构保持稳定；在适宜的温度下酶的活性可以恢复，酶适于在低温下保存，故C、D错误。
三 影响酶促反应速率的其他因素
影响酶促反应速率的因素除了pH、温度之外，还有酶浓度、反应物浓度等，结合教材P68第三自然段，分析下列曲线，回答以下问题：
1．图1探究的是酶浓度对酶促反应速率的影响
在当反应物浓度大大超过酶浓度时，酶浓度与酶促反应的速率成正比例关系。
2．图2探究的是反应物浓度对酶促反应速率的影响
在一定的反应物浓度范围内，酶促反应速率随反应物浓度的增加而上升；当反应物浓度达到某一定值后，再增加反应物浓度，酶促反应速率也不再上升。这是受酶浓度或酶活性的限制。
易混易错
(1)底物浓度不能影响酶活性。
(2)影响酶活性的因素，一定会影响酶促反应的速率，但影响酶促反应的速率的因素不一定影响酶的活性，这是易错点。
(3)pH、温度、紫外线、重金属盐、抑制剂、激活剂等通过影响酶的活性来影响酶促反应的速率；酶的浓度、反应物的浓度等不会影响酶活性，但可以影响酶促反应速率。
活学活用
3．某同学在研究化合物P对淀粉酶活性的影响时，得到如图所示的实验结果。下列有关叙述不正确的是( )
A．在一定范围内，底物浓度影响着酶促反应速率
B．曲线①作为对照实验
C．化合物P对该酶的活性有抑制作用
D．若反应温度不断升高，则A点持续上移
问题导析 (1)在一定范围内，酶促反应速率随反应物浓度的增加而增加，当反应物达到某一定值后，再增加反应物浓度，反应速率不再上升。
(2)欲探究化合物P对淀粉酶活性的影响，需要设置对照实验，其中“仅有酶”的为对照组，“酶＋P”的为实验组。
(3)比较图中两曲线，“酶＋P”的一组的反应速率较低，得出结论：化合物P对该酶有抑制作用。
(4)在一定的温度范围内，酶促反应速率随着温度的升高而加快；但当温度升高到一定限度时，酶促反应速率不仅不再加快反而随着温度的升高而下降。
答案 D
解析 ①②两条曲线对照可以说明P对该酶的活性有抑制作用；一定范围内升高温度，酶活性可能上升，但温度过高也会使酶活性降低，甚至失活。
当堂检测
1．在探究影响酶活性的因素的实验中，探究不同的温度对酶活性的影响时，温度和pH值分别属于( )
A．自变量和因变量
B．因变量和无关变量
C．自变量和无关变量
D．自变量和对照变量
答案 C
解析 根据实验目的，温度为自变量，pH值为无关变量，酶活性为因变量，故C正确。
2．下表是探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用实验设计及结果。
试管编号
①
②
③
④
⑤
⑥
2
mL
3%的淀粉溶液
＋
＋
＋
－
－
－
2
mL
3%的蔗糖溶液
－
－
－
＋
＋
＋
1
mL
2%的新鲜
淀粉酶溶液
＋
＋
＋
＋
＋
＋
反应温度(℃)
40
60
80
40
60
80
2
mL斐林试剂
＋
＋
＋
＋
＋
＋
砖红色深浅
＋＋
＋＋＋
＋
－
－
－
注：“＋”表示有；“－”表示无。
：此行“＋”的多少代表颜色的深浅。
根据实验结果，以下结论正确的是( )
A．蔗糖被水解成非还原性糖
B．淀粉在淀粉酶的作用下水解成葡萄糖
C．淀粉酶活性60
℃比40
℃时高
D．淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性
答案 C
解析 酶具有专一性，一种酶只能对一定的反应物(底物)发生催化作用，淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解，故A、D两项错误；有淀粉溶液的三支试管都出现了砖红色沉淀，这说明淀粉酶将淀粉水解成了还原性糖，但是这种还原性糖是麦芽糖，不是葡萄糖，故B项错误；可以看出在60
℃的条件下砖红色沉淀量比40
℃条件下多，说明60
℃条件下的试管中还原性糖含量比40
℃多，这证明淀粉酶的活性在60
℃时比40
℃时高，故C项正确。
3.图1是某有机物中加入酶后，置于0
℃到80
℃温度不断变化的环境中有机物分解总量与温度的关系图。根据该图判断，如果把这些物质置于80
℃至0
℃的环境中处理，其关系图应为图2中的( )
图1
图2
答案 B
解析 解题时常出现的错误是：酶在80
℃时，由于温度过高而使其活性很低，随温度逐渐降低活性回升。要明确酶大多数是蛋白质，80
℃时因温度过高使分子结构遭到破坏，以后不管温度多么适宜，酶也不再具有催化作用。
4．胰蛋白酶作用于一定量的某种物质(底物)，温度保持在37
℃，pH保持在最适值，生成物量与反应时间关系如下图。请回答下列问题：
(1)该酶作用的底物是__________________。
(2)在140
min后，曲线变成水平，这是因为________________________________。
(3)若增加胰蛋白酶浓度，其他条件不变，请在原图上画出生成物量变化的示意曲线。
(4)若胰蛋白酶浓度和其他条件不变，反应液pH由2逐渐升高到10，则酶催化反应的速率将________________，原因是____________________________________。
(5)下图中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速率和反应温度关系的是__________________。
答案 (1)蛋白质 (2)底物量一定，底物已被耗尽
(3)见下图
(4)不变 在pH＝2时酶已经失活 (5)C
解析 酶有专一性，一种酶只能催化一定的反应物(底物)发生反应。第(1)小题蛋白酶只能催化蛋白质水解。酶催化反应，只能改变反应速率，不能改变反应结果，故第(3)小题画坐标曲线时，反应速度加快，时间缩短，最终生成物量不变。受pH影响，酶在强酸或强碱环境中会因结构改变而变性失活。酶受温度的影响，低温影响酶活性，但不变性失活，随温度升高，反应速率加快，超过最适温度，随温度升高而下降，但第(5)小题侧重于考查胰蛋白酶的最适温度为37
℃。另外第(2)小题考查化学反应的常识，随着反应时间推移，反应底物耗尽，生成物量不再增加。
40分钟课时作业
基础过关
知识点一 pH对酶促反应速率的影响
1．唾液淀粉酶进入胃后就失去其催化作用，主要原因是( )
A．酸碱度不适宜
B．胃蛋白酶抑制了唾液淀粉酶的作用
C．胃中没有淀粉
D．唾液淀粉酶被分解
答案 A
2．下图表示某反应物剩余量随pH及温度的变化情况，正确的是( )
A．在一定范围内，随着pH的升高，酶的活性先降低后升高
B．酶的最适pH是一定的，不随温度升高而升高
C．该酶的最适温度是37
℃
D．随着温度的升高，酶的活性逐渐降低
答案 B
解析 在一定范围内，随着pH的升高，酶的活性先升高后降低，故A错；三条曲线的低峰值一样，最适pH都是8，故B正确；由图可知，反应物剩余量在35
℃最少，故该酶的最适温度不是37
℃，故C错；30
℃至35
℃随着温度的升高，酶的活性逐渐升高，超过35
℃，随着温度的升高，酶的活性逐渐降低，故D错。
知识点二 温度对酶促反应速率的影响
3．分别用0
℃和100
℃的温度处理某种酶后，酶都没有活性，但( )
A．经过0
℃处理的酶的活性能够恢复
B．经过100
℃处理的酶的活性能够恢复
C．经过0
℃处理的酶的空间结构遭破坏
D．经过100
℃处理的酶被水解成了氨基酸
答案 A
解析 高温和低温对酶活性的影响不同，低温不会破坏酶的分子结构，只会抑制酶的活性，若升高温度，酶活性可以恢复；高温破坏酶的分子结构，使酶活性丧失。
4．为了验证温度对酶活性的影响，某同学设计了如下实验方案和步骤：取三支大小相同的试管，编号为甲、乙、丙，分别向三支试管中加入3
mL浆糊，再各加入2
mL新鲜的α－淀粉酶溶液，振荡后，将甲、乙、丙三支试管分别置于0
℃、35
℃、100
℃下约5
min，取出试管，各加入2
mL斐林试剂(边加边振荡)，用热水浴检验，观察试管内物质颜色的变化。下列对实验的评价正确的是( )
①实验步骤不正确 ②温度设置不合理 ③不能用斐林试剂检验
A．只有①正确
B．只有②正确
C．①和②正确
D．①②③都正确
答案 D
解析 应该先将淀粉酶和淀粉溶液设置为相同温度后再混合，如果先加入淀粉酶，会将淀粉先分解，故①实验步骤不正确；α－淀粉酶最适温度在60
℃左右，故②温度设置不合理；斐林试剂检测还原性糖需要水浴加热，因而会影响酶活性，故不能用斐林试剂检验。
5．如图表示的是温度和酶的关系曲线，此曲线不能说明的是( )
A．在B点之前，酶的活性与温度呈正相关，之后呈负相关
B．当温度达到B点时酶的活性最高
C．A点时，酶的活性很低，但随着温度的升高，酶的活性可以上升
D．C点时，酶的活性也很低，当温度降低时，酶的活性可以恢复上升
答案 D
解析 从图中可以看出，随着温度的不断升高，酶的催化作用也在上升，等达到B点时，酶的催化作用达到最高；随后，随着温度的继续上升，酶的催化活性迅速下降。但是A点和C点相比，虽然酶的催化活性都很低，但是A点是低温条件，对酶的分子结构无影响，所以，随着温度的上升，其催化活性也会不断上升，而C点是高温条件，当温度过高时，会破坏酶的分子结构，使酶发生不可逆的变化。
知识点三 其他因素对酶促反应速率的影响
6．下图纵轴为酶促反应速率，横轴为底物浓度，其中能正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速率关系的是( )
答案 B
解析 酶是生物催化剂，具有高效性。当酶的浓度增加一倍时，酶充分与底物接触，加快反应速率；而当反应速率到达一定值时，速率不再增加。底物浓度虽然增加，但并不能使反应速率呈直线，最终使速率保持在一定水平。
7.若底物足够多，其他条件相同且适宜条件下，某酶在不同温度下反应曲线和时间的关系如图所示，从图中不能获得的信息是( )
A．酶促反应的最适温度范围
B．酶因受热而失活
C．酶促反应生成物量与时间的关系
D．酶促反应速率和酶量的关系
答案 D
解析 酶是生物体内的催化剂，其催化作用受温度、pH的影响。从图中曲线可以看出：70
℃时是一条直线，说明酶因受热而失去活性；50
℃时，随着时间的增加，其曲线斜率在减小，最后为零，这说明酶逐渐变性失活；40
℃时，其曲线斜率不变，生成物的量一直在等比例增加，故该酶促反应的最适温度范围是40
℃～50
℃。图中不能体现酶促反应速率和酶量的关系。
8．影响酶催化反应速率的因素有温度、反应物浓度、酶的浓度等。下图表示在最适温度下，某种酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系。有关说法正确的是( )
A．若在B点增加酶的浓度，反应速率会减慢
B．若在A点增加反应物的浓度，反应速率将加快
C．若在C点增加反应物浓度，反应速率将加快
D．若在A点提高反应温度，反应速率会加快
答案 B
解析 A点限制酶促反应速率的因素是反应物浓度，所以在A点增加反应物浓度，反应速率将加快；B、C点限制酶促反应速率的因素是除反应物浓度之外的因素，如酶浓度等，所以在B点增加酶浓度，反应速率将加快；在C点增加反应物浓度，反应速率不变；此曲线设置的温度是最适温度，因此若在A点提高反应温度，反应速率会减慢，故本题选B。
9．下列有关酶的实验设计思路，正确的是( )
A．利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响
B．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性
C．利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性
D．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响
答案 C
解析 因加热会使过氧化氢分解，故不能用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性，A错误；淀粉是否被分解可用碘液来检测，但蔗糖和蔗糖的水解产物葡萄糖和果糖都不能和碘液发生颜色反应，故不能用蔗糖和碘液验证酶的专一性，B错误；酶的高效性是指酶和无机催化剂相比具有较高的催化效率，新鲜的猪肝研磨液含过氧化氢酶属于有机催化剂，氯化铁溶液中的铁离子是无机催化剂，二者都可使过氧化氢分解，故可利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性，C正确；胃蛋白酶的最适pH是1.5，在pH为7和11的环境中变性失活，其pH值梯度设置不合理，故无法验证pH对酶活性的影响，D错误。
能力提升
10．如图甲是H2O2酶活性受pH影响的曲线，图乙表示在最适温度下，pH＝b时H2O2分解产生的O2量随时间的变化曲线。若该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下叙述正确的是( )
A．温度降低时，e点不移，d点右移
B．H2O2量增加时，e点不移，d点左移
C．pH＝c时，e点为0
D．pH＝a时，e点下移，d点左移
答案 A
解析 温度降低时，酶活性下降，反应变慢，生成的氧气量不变，e点不动，达到平衡的时间变长，d点右移。H2O2量增加时，生成的氧气量增多，e点上移，反应时间变长，d点右移。pH＝c时，酶失活，反应无酶催化仍能进行，e点不为0。pH＝a时酶活性下降，e点不动，d点右移。
11．下表是H2O2在不同条件下的分解。据表回答：
试管号
处理
现象(略)
1
2
mL
H2O2＋2滴蒸馏水
产生气泡很少
2
2
mL
H2O2＋2滴FeCl3
产生气泡较多
3
2
mL
H2O2＋2滴肝脏研磨液
产生气泡很多
4
2
mL
H2O2＋2滴(煮沸)肝脏研磨液
基本同1
5
2
mL
H2O2＋2滴肝脏研磨液＋2滴5%HCl
基本同1
6
2
mLH2O2＋2滴肝脏研磨液＋2滴5%NaOH
基本同1
7
基本同3
(1)1号与3号试管的对照实验说明酶具有________。
(2)2号与3号试管的对照实验说明酶具有__________，其中自变量是__________________。
(3)要说明酶的活性受温度的影响，可以通过________和__________号试管的对照。
(4)设置5号、6号、7号试管对照实验是要探究__________________。7号试管的处理为____________________________________。
答案 (1)催化作用 (2)高效性 催化剂 (3)3 4 (4)pH对酶活性的影响 2
mLH2O2＋
2滴肝脏研磨液＋2滴蒸馏水
12．下列A、B、C三图依次表示酶浓度一定时，反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系。请据图回答下列问题：
(1)图A中，反应物达到某一浓度时，反应速率不再上升，其原因是__________________。
(2)图B中，a点所对应的温度称____________________________________________。
(3)图B中，a点到b点的曲线急剧下降，其原__________________________________
________________________________________________________________________。
(4)将酶与反应物混合后，装入甲、乙两试管并分别放入12
℃和75
℃水浴锅中,20
min后取出转入37
℃的水浴锅中保温，两试管内的反应分别为：甲______________，乙______________。
(5)图C表示了__________催化反应的速率变化曲线。
A．唾液淀粉酶
B．胃蛋白酶
C．胰蛋白酶
D．植物淀粉酶
答案 (1)受反应液中的酶浓度限制 (2)酶促反应的最适温度 (3)温度升高，使酶活性下降 (4)催化速度加快 无催化反应 (5)C
解析 (1)图A中，当反应物在低浓度范围内增加时，反应速率上升。当反应物达到某一浓度时，反应速率不再上升，这是因为虽然酶具有高效性，但它的催化能力也是有一定限度的，当所有的酶都发挥了最高催化效能后，反应物浓度增加，反应速率也不会再增加，这是受酶浓度的限制。(2)图B中，a点对应的酶的催化效率最高，说明它对应的温度就是酶促反应的最适温度。(3)从a点到b点，由于温度逐渐升高，酶的分子结构逐渐被破坏，从而使酶活性降低，反应速率下降。(4)由于甲试管的温度较低，所以酶的活性较低，反应速率很慢，当转入37
℃的水浴锅中保温后，其反应速率会迅速增加。乙试管在75
℃的高温下，酶的空间结构被破坏，酶丧失活性，即使再转入37
℃的水浴锅中保温，酶的活性也不能恢复，不再催化反应。(5)图C中，酶的最适pH为弱碱性，唾液淀粉酶和植物淀粉酶的最适pH近于中性，胃蛋白酶的最适pH为强酸性，只有胰蛋白酶的最适pH为弱碱性。
个性拓展
13．某校学习小组要研究温度对酶活性的影响，做了以下实验：①将某种玉米籽粒浸种发芽后研磨成匀浆、过滤，得到提取液。②取6支试管分别加入等量的淀粉溶液后，分为3组并分别调整到不同温度，如下图所示。③然后在每支试管中加入少许等量的玉米籽粒提取液，保持各组温度30分钟。④继续进行实验(提取液中还原物质忽略不计)：
(1)若向A、C、E三支试管中分别加入适量的斐林试剂，水浴加热一段时间，观察三支试管，其中液体颜色呈砖红色的试管是____________；砖红色较深的试管是____________，颜色较深的原因是___________________________________________________________；不变色的试管是____________，不变色的原因是________________________。
(2)若向B、D、F三支试管中分别加入等量的碘液，观察三支试管，发现液体的颜色都是蓝色，产生该颜色的原因是_________________________________________________。
(3)以上实验的三种处理温度不一定是玉米籽粒提取液促使淀粉分解的最适温度。你怎样设计实验才能确定最适温度？(只要求写出设计思路)
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)A和C C 淀粉酶在40
℃时活性相对较高，淀粉酶催化淀粉水解产生的还原性糖多 E 100
℃条件下酶失活 (2)剩余的淀粉遇碘变蓝 (3)在20
℃和100
℃之间每隔一定温度设置一个实验组，其他实验条件保持一致，以反应液和上述试剂(或答碘液或答斐林试剂)发生颜色反应的程度为指标确定最适温度
解析 发芽的玉米籽粒提取液中含有淀粉酶，可催化淀粉水解成麦芽糖，麦芽糖与斐林试剂在水浴加热的条件下生成砖红色沉淀，根据颜色深浅可判断酶活性的高低。在20
℃、40
℃和100
℃三个温度条件下，40
℃是酶的较适宜温度。若要探究使淀粉酶水解的最适温度，需在20
℃和100
℃之间多设置温度梯度重复上述实验操作。第5课时 核酸的结构和功能
[目标导读] 1.阅读教材P20～21内容，结合P20图2－16、P21图2－17，分析核酸的种类、基本单位及结构特点。2.阅读教材P21内容，结合图2－17，理解核苷酸序列的多样性与遗传信息的关系，掌握核酸的功能。
[重难点击] 核酸的结构和功能。
一 核酸的结构
核酸和蛋白质一样，也是生物大分子，那么核酸是怎样构成的呢？试结合教材P20～21内容，分析下图回答问题。
1．核酸的基本组成单位是什么？它是由几个部分组成的？
答案 核酸的基本组成单位是核苷酸，由图1可知，一个核苷酸由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基组成。
2．结合图2分析说明核酸三个组成部分的元素组成是怎样的？并进一步归纳出组成核酸的元素种类。
答案 由图2分析可知：(1)磷酸含有H、O、P三种元素；(2)脱氧核糖、核糖含有C、H、O三种元素；(3)腺嘌呤等含氮碱基含有C、H、N三种元素。综上所述，核酸是由C、H、O、N、P五种元素组成的。
3．由图2可知，五碳糖有几种？二者在元素组成上有什么不同？
答案 五碳糖分为脱氧核糖和核糖两种；第一种比第二种少一个氧原子。
4．核酸因五碳糖不同也可分为脱氧核糖核酸和核糖核酸两种。由图3分析：
(1)RNA特有的含氮碱基是尿嘧啶(U)。
(2)DNA和RNA共有的含氮碱基是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)。
(3)DNA和RNA共有的成分还有磷酸。
5．观察图3思考核酸的组成：每个核酸分子是由几十个乃至上亿个核苷酸连接而成的长链。在绝大多数生物体的细胞中，RNA由一条核糖核苷酸链构成，DNA由两条脱氧核苷酸链构成，这两条链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构，DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。
归纳总结
比较DNA和RNA在结构和组成上的异同
项目
DNA
RNA
中文名
脱氧核糖核酸
核糖核酸
元素组成
C、H、O、N、P
组成成分
五碳糖
脱氧核糖
核糖
碱基
A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)
T(胸腺嘧啶)
U(尿嘧啶)
磷酸
磷酸
一般结构
两条脱氧核苷酸链
一条核糖核苷酸链
活学活用
1．由1分子磷酸、1分子含氮碱基和1分子化合物a构成了化合物b，如图所示，下列叙述正确的是( )
A．若m为腺嘌呤，则b肯定是腺嘌呤脱氧核苷酸
B．若a为核糖，则b为DNA的基本组成单位
C．若m为尿嘧啶，则DNA中肯定不含b这种化合物
D．若由b构成的核酸存在于细胞质中，则a必为脱氧核糖
问题导析 (1)若把图中b看作脱氧核苷酸，则a为脱氧核糖，m可能为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶。
(2)若把图中b看作核糖核苷酸，则a为核糖，m可能为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶。
答案 C
解析 图中m表示含氮碱基、a表示五碳糖、b表示核苷酸。若m为腺嘌呤，不知道五碳糖的种类就无法确定核苷酸的种类，A错；若a为核糖，则b为RNA的基本组成单位，B错；尿嘧啶只在RNA中存在，DNA一定不含，C对；存在于细胞质中的核酸既有DNA又有RNA，所以a不能确定，则D错。
方法点拨 DNA和RNA的区别可以用下列口诀来记忆：“两种核酸有异同，腺鸟胞磷(腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、磷酸)能共用。RNA有尿嘧啶，还有核糖在其中，DNA中含有胸(胸腺嘧啶)，脱氧核糖是特征。”
二 核酸的分布和功能
1．阅读教材P21第二自然段，说出DNA和RNA分布在细胞的哪些部位？
答案 DNA主要集中在细胞核内，线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA。RNA主要分布在细胞质中。
2．阅读教材P21内容，结合提供的材料分析以下问题。
材料 利用DNA可以提供犯罪嫌疑人的信息的原因是DNA是人的遗传物质，每个人的DNA都有所不同，从犯罪现场发现的头发、血液等，都能提取到DNA，都能提供犯罪嫌疑人的信息。
(1)每个人的DNA都有所不同说明DNA分子具有特异性，这是因为每个DNA分子的脱氧核苷酸的数目和排列顺序是特定的，特定的脱氧核苷酸序列代表着特定的遗传信息。
(2)每个人的DNA都有所不同说明DNA分子具有多样性，这是因为组成DNA的脱氧核苷酸若数量不限，在连接成长链时，排列顺序就是极其多样化的，它所储存的遗传信息就会多种多样。
3．研究表明，大肠杆菌和人含有DNA和RNA，乙肝病毒只含有DNA，艾滋病病毒只含有RNA，这说明不同生物含有的核酸种类有差异，参考有关资料完成下表：
生物类别
碱基种类
核苷酸种类
大肠杆菌和人
A、G、C、T、U
8种
乙肝病毒
A、G、C、T
4种
艾滋病病毒
A、G、C、U
4种
4.通过不断的探索，科学家证实核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有十分重要的作用。
归纳提炼
蛋白质和核酸是生命的特征性物质：蛋白质是生命的体现者，核酸是生命的控制者。核酸对性状的控制是通过控制蛋白质的合成实现的。二者比较如下表：
项目
蛋白质
核酸
基本单位
氨基酸
核苷酸
分子结构
氨基酸→多肽链→空间结构→蛋白质
DNA：一般为双螺旋
RNA：单链
多样性
氨基酸种类、数目、排列顺序、空间结构
核苷酸排列顺序
合成场所
核糖体内
主要在细胞核内
主要功能
结构成分、调控代谢、催化、运输、免疫等
遗传物质
相互关系
核酸控制蛋白质的合成
活学活用
2．不同生物含有的核酸种类不同。真核生物同时含有DNA和RNA，病毒体内含有DNA或RNA。下列各种生物中关于碱基、核苷酸种类的描述正确的是( )
选项
A
B
C
D
生物
口腔上
皮细胞
洋葱叶
肉细胞
脊髓灰质
炎病毒
豌豆根
毛细胞
碱基
5种
5种
5种
8种
核苷酸
5种
8种
8种
8种
答案 B
解析 由题可知，口腔上皮细胞、洋葱叶肉细胞、豌豆根毛细胞都属于真核细胞，它们同时含有DNA和RNA，而脊髓灰质炎病毒只有一种核酸。组成DNA的碱基有4种：A、G、C、T，组成RNA的碱基有4种：A、G、C、U，所以共有碱基5种；核苷酸是组成DNA或RNA的单体，DNA的单体有4种脱氧核糖核苷酸(碱基：A、G、C、T)，RNA的单体有4种核糖核苷酸(碱基：A、C、G、U)，由于DNA和RNA含有不同的五碳糖，因而同时含DNA、RNA的生物，碱基虽然有5种，但核苷酸却有8种。
方法点拨 判断生物的遗传物质时，只要是细胞生物，遗传物质一定是DNA；如果是病毒，含有哪种核酸，哪种就是遗传物质。
当堂检测
1．如图是生物体核酸的基本组成单位——核苷酸的模式图，下列说法正确的是( )
A．DNA与RNA在核苷酸上的不同点只在②方面
B．③在艾滋病病毒中有5种
C．③在生物体中共有8种
D．人体内的③有5种，②有2种
答案 D
2．下列叙述中，哪项不是核酸的生理功能( )
A．作为遗传信息的载体，存在于每个细胞中
B．是生物的遗传物质
C．是生物体进行生命活动的主要承担者
D．对生物体的遗传变异和蛋白质的生物合成有极其重要的作用
答案 C
解析 生命活动的主要承担者是蛋白质。
3．人体细胞中的DNA存在于( )
A．核糖体和线粒体
B．线粒体、叶绿体和细胞核
C．线粒体和细胞核
D．细胞核、叶绿体和高尔基体
答案 C
解析 动物体细胞中无叶绿体。
4．请仔细观察分析下图，并回答下列问题：
(1)该图表示的物质名称为
，是构成
的基本组成单位。
(2)若把图中虚线框中的氧去掉，则其名称应为
，是构成
的基本组成单位。
答案 (1)核糖核苷酸 RNA (2)脱氧核糖核苷酸 DNA
40分钟课时作业
基础过关
知识点一 核酸的结构
1．蛋白质和核酸中共有的化学元素是( )
A．C、H、O
B．C、H、O、N、P
C．C、H、O、N
D．C、H、O、P
答案 C
解析 组成蛋白质的化学元素主要是C、H、O、N，组成核酸的化学元素是C、H、O、N、P，共有的化学元素是C、H、O、N。
2．下列关于核酸的分子组成表示正确的是( )
答案 D
解析 磷酸＋脱氧核糖＋碱基组成的是DNA，磷酸＋核糖＋碱基组成的是RNA。A项中碱基连接部位错误。
3．在生命活动中，由DNA分子蕴藏的信息所支配合成的RNA在完全水解后，得到的化学物质是( )
A．脱氧核糖、碱基、磷酸
B．氨基酸、葡萄糖、碱基
C．氨基酸、核苷酸、葡萄糖
D．核糖、碱基、磷酸
答案 D
解析 核酸是一类高分子生物化合物，其基本组成单位是核苷酸。一分子核苷酸是由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基组成的。一个核苷酸分子完全水解后得到一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基。DNA和RNA的不同点之一是组成核苷酸的五碳糖不同，组成DNA的核苷酸中，五碳糖为脱氧核糖，而组成RNA的核苷酸中，五碳糖为核糖。
4．下图是位于双链DNA或双链RNA中的两个核苷酸，下列描述错误的是( )
A．若五碳糖a是核糖，则碱基a有4种、碱基b也有4种
B．若五碳糖a是脱氧核糖，则碱基a有4种、碱基b也有4种
C．若碱基a与碱基b之间有两个氢键，则五碳糖a可能是核糖
D．若碱基a是胸腺嘧啶，则五碳糖b可能是核糖
答案 D
解析 胸腺嘧啶是DNA中特有的碱基，而核糖是RNA中特有的五碳糖，双链DNA或双链RNA中不应同时存在胸腺嘧啶和核糖。
知识点二 核酸的分布和功能
5．下列关于核酸的描述，错误的是( )
A．核酸是细胞内携带遗传信息的物质
B．核酸包括DNA和RNA两种
C．真核生物细胞内DNA只分布在细胞核中，RNA只分布在细胞质中
D．病毒体内的核酸只有一种：DNA或RNA
答案 C
解析 核酸的功能是作为生物体遗传信息的携带者，它包括两种类型：DNA和RNA。真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，RNA主要存在于细胞质中。病毒或只含DNA，或只含RNA。
6．下列与某真核生物体细胞内不同染色体中的DNA分子功能多样性无关的是( )
A．核苷酸的组成种类
B．核苷酸的排列顺序
C．核苷酸的连接方式
D．核苷酸的数量
答案 C
解析 所有核酸分子内核苷酸的连接方式相同，所以DNA分子功能的多样性与核苷酸的连接方式无关，C项正确。
7．DNA指纹法在案件侦破工作中有着重要的作用，从案发现场提取DNA样品，可为案件侦破提供证据，其中的生物学原理是( )
A．不同人体内的DNA所含的碱基种类不同
B．不同人体内的DNA所含的五碳糖和磷酸不同
C．不同人体内的DNA的空间结构不同
D．不同人体内的DNA所含的脱氧核苷酸排列顺序不同
答案 D
解析 DNA是由4种脱氧核苷酸构成的，DNA所含的脱氧核苷酸排列顺序就是遗传信息，不同的人体内的遗传信息不同。
8．下列关于核酸的叙述，不正确的是( )
A．DNA中的五碳糖是脱氧核糖，RNA中的五碳糖是核糖
B．核酸中共有碱基五种
C．组成核酸的核苷酸共有四种
D．核酸是生物内携带遗传信息的物质
答案 C
解析 核苷酸根据五碳糖不同可分为两大类：含有核糖的叫核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位；含有脱氧核糖的叫脱氧核糖核苷酸，是DNA的基本组成单位。由于组成核糖核苷酸的碱基有A、U、G、C四种，所以RNA就有四种核糖核苷酸；由于组成脱氧核糖核苷酸的碱基有A、T、G、C四种，所以DNA就有四种脱氧核糖核苷酸。因此核酸共有两种五碳糖，A、T、G、C、U五种碱基，八种核苷酸。
能力提升
9.如图为某核苷酸长链的示意图，下列相关叙述中，错误的是( )
A．图中所示为脱氧核苷酸长链
B．2为脱氧核糖
C．4为胞嘧啶脱氧核苷酸
D．5只能在细胞核中找到
答案 D
解析 根据碱基种类可以判断，该核苷酸链为脱氧核苷酸(含胸腺嘧啶T)。所以，2为脱氧核糖，4为胞嘧啶脱氧核苷酸。5(脱氧核苷酸链)主要位于细胞核中，但在细胞质中也能找到，所以选D。
10．下列有关DNA和RNA的说法，正确的是( )
A．人体细胞中都含有5种碱基和8种核苷酸
B．硝化细菌的遗传物质由5种碱基构成
C．病毒中可同时含有DNA和RNA两种核酸
D．DNA彻底水解得到的产物中有脱氧核糖，而没有核糖
答案 D
解析 人体成熟红细胞中不含有核酸，故没有碱基与核苷酸，A项错误；硝化细菌的遗传物质为DNA，而组成DNA的碱基只有A、T、C、G四种，B项错误；病毒中只有一种核酸，即DNA或RNA，C项错误；组成DNA的五碳糖为脱氧核糖，D项正确。
11.回答下列有关核酸的问题：
(1)DNA大多是由
条
链构成，RNA通常是由
条
链构成的。
(2)若图示为脱氧核糖核苷酸链，则从碱基组成上看，还应有的碱基是
；图中①是
，②是
，③是
，④是
。
(3)若图示为核糖核苷酸链，则从碱基组成上看，还应有的碱基是
。图中②是
，④是
。
答案 (1)两 脱氧核糖核苷酸 一 核糖核苷酸 (2)T 磷酸 脱氧核糖 含氮碱基(或腺嘌呤) 鸟嘌呤脱氧核苷酸
(3)U 核糖 鸟嘌呤核糖核苷酸
解析 核酸通常由核苷酸链构成。从碱基组成上看，组成DNA的碱基有A、G、C、T四种，组成RNA的碱基有A、G、C、U四种。DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，一个脱氧核苷酸分子由一分子含氮碱基、一分子脱氧核糖、一分子磷酸组成；绝大多数DNA由两条脱氧核苷酸链构成；RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，一个核糖核苷酸分子由一分子含氮碱基、一分子核糖和一分子磷酸组成。
12．生物体内某些有机物及元素组成如下图，已知A、B、C是由a、b、c组成的。请回答下列问题：
(1)x、y分别是
、
。
(2)a经
方式形成A，连接两个a的化学键的结构简式是
。A多种多样，从a分析原因是
。
(3)如果B是人和动物细胞的能源物质，则b的名称是
。
(4)c是由
、
、
构成的，其结构简图是
。
(5)E在化学组成上与D的不同是
。
答案 (1)N P (2)脱水缩合 —NH—CO— 构成A的氨基酸的种类不同，数目不同，排列顺序不同(或构成A的a的种类不同，数目成百上千，排列顺序千差万别) (3)葡萄糖
(4)五碳糖 磷酸 含氮碱基 如图 (5)E含有核糖、尿嘧啶，不含有脱氧核糖、胸腺嘧啶
个性拓展
13．人类基因组计划的实施对人类了解自身的奥秘、增进健康具有不可估量的意义，而其前提是对核酸分子结构和功能的认识。如图表示细胞内与核酸有关的物质或结构。请据图回答：
元素a―→e―→f
(1)细胞内的核酸包括两类：一类是
，简称DNA；另一类是
，简称
。二者除在含氮碱基上有所区别外，还有
。
(2)e和f的关系是
。
(3)f被彻底水解后的产物是
(用字母表示)，元素a包括
。
答案 (1)脱氧核糖核酸 核糖核酸 RNA DNA中含有脱氧核糖而RNA中含有核糖(或在所含五碳糖上的区别)
(2)e是f的基本结构单位 (3)b、c、d C、H、O、N、P
解析 (1)核酸可分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)，前者特有脱氧核糖和胸腺嘧啶，后者特有核糖和尿嘧啶。(2)图中e为核苷酸，f为核酸，e是f的基本结构单位。(3)核酸被彻底水解后的产物为磷酸、五碳糖和含氮碱基，可用字母b、c、d表示。核酸的元素组成为C、H、O、N、P。第23课时 细胞分化和全能性
[目标导读] 1.结合实例概述细胞分化的概念、特点和实质。2.结合植物的组织培养，阐述细胞全能性的概念。
[重难点击] 1.细胞分化的概念、特点和实质。2.细胞全能性的概念。
一 细胞分化
1．细胞分化的概念
(1)结合教材P100，归纳细胞分化的概念。
答案 由一个或一种细胞经细胞分裂产生的后代，在形态结构和生理功能上逐渐发生稳定性差异的过程。
(2)复杂生物体所有体细胞都是由一个受精卵发育而来的，那么经细胞分化形成的各种细胞的细胞核内的遗传物质有没有发生变化呢？
答案 没有。
2．细胞分化的意义
(1)结合教材P101观察植物的不同组织和细胞：用天竺葵的叶制作临时装片进行观察，将观察到的细胞和其形态结构进行连线
(2)由上可知，同一片叶片中的不同细胞的形态结构和生理功能不同，但它们的最初来源都相同。
(3)在个体发育中，细胞分化能够增加细胞的类型，不同的细胞构成了生物体的组织和器官，执行不同的功能，所以细胞分化是生物个体发育的基础。
3．细胞分化的特点
(1)细胞分化发生在生物体的整个个体发育的进程中，说明细胞分化具有持久性。
(2)细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象，说明细胞分化具有普遍性。
(3)研究表明：将蛙的原肠胚时期将来发育成后肢的部分细胞移植到将来发育成背部的细胞中，这部分细胞不会随着周围细胞发育成背部，而是继续沿着原有的分化方向发育成一条后肢。这种现象说明细胞分化具有不可逆性。
4．细胞分化的实质
阅读教材P102，列出下列鸡的细胞所含有的基因和mRNA的种类，“＋”代表“有”，“－”代表“没有”。
项目
类型
卵清蛋
白基因
β珠蛋
白基因
胰岛素
基因
卵清蛋
白mRNA
β珠蛋
白mRNA
胰岛素
mRNA
输卵管
细胞
＋
＋
＋
＋
－
－
成红细胞
＋
＋
＋
－
＋
－
胰岛素
细胞
＋
＋
＋
－
－
＋
据此说明，细胞分化是基因选择性表达的结果。
归纳总结
细胞分裂与细胞分化是两种完全不同的生理过程。但又不是毫无关联、绝对孤立的。列表比较如下：
比较项目
细胞分裂
细胞分化
细胞变化
细胞数目增多
细胞种类增多
发生时间
从受精卵开始
发生在整个生命进程中
意义
保持了亲代和子代之间遗传性状的稳定性
是生物体个体发育的基础
联系
(1)细胞分裂是细胞分化的基础，细胞的分裂与分化往往是相伴相随的。
(2)随着细胞分化程度的增大，细胞的分裂能力逐渐下降
活学活用
1．判断下面说法的正误。
(1)细胞分化是个体发育的基础( )
(2)单细胞生物的细胞分化现象更加明显( )
(3)细胞分裂是细胞分化的基础( )
(4)细胞分化过程中细胞内的遗传物质种类发生了变化( )
(5)细胞分化的方向在胚胎早期已经决定，一般不能逆转( )
(6)生物体的生长发育是细胞分裂和细胞分化的结果( )
(7)细胞分化导致细胞的数目增加( )
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)√ (7)×
解析 (2)单细胞生物不存在细胞分化。(4)细胞分化过程中细胞内的遗传物质种类不会发生变化。(7)细胞分化只增加细胞种类，不会增加细胞数目。
二 细胞的全能性
1．结合教材P103积极思维，分析胡萝卜组织块的培养过程
(1)一个高度分化的韧皮部细胞经过细胞分裂和细胞分化，最终形成了完整的胡萝卜植株，这说明植物细胞具有全能性。
(2)推测其具有全能性的原因：由于体细胞一般是通过有丝分裂繁殖而来的，因此已分化的细胞仍具有全部遗传信息。
(3)植物体上的细胞没有表现出全能性，而是分化成了不同的组织器官，组织培养时要加入多种营养物质和植物激素等，据此推测植物细胞全能性表达需要什么条件？
答案 离体；一定的外界条件。
2．细胞的全能性
(1)细胞的全能性是指已分化的细胞仍具有发育成完成个体的潜能。
(2)所有细胞都有全能性吗？不是。
3．植物组织培养技术的原理和应用
(1)原理：植物细胞的全能性。
(2)应用：快速繁殖植物体。
归纳提炼
全能性的比较
一般来说，分化程度越高，细胞表达的潜能越窄，全能性越低；但是生殖细胞分化程度高，全能性也较高，是个例外。据此比较下列细胞全能性的大小：(1)植物细胞＞动物细胞；(2)受精卵＞生殖细胞＞体细胞；(3)叶肉细胞＜形成层细胞。
活学活用
2．有关细胞全能性的叙述，不正确的是( )
A．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高
B．由于分化，在生物体内细胞的全能性不能表达
C．与受精卵一样，卵细胞属于未分化的细胞，分裂能力强，全能性高
D．在一定条件下，离体培养的植物细胞能表现出全能性
答案 C
解析 不同细胞的全能性不同，一般来说，分化程度越低的细胞，分裂能力越强，全能性越强。受精卵是未分化的
细胞，在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高；但是卵细胞虽然属于高度分化的细胞，也具有较强的全能性；植物细胞只有在离体的条件下，才能表达出细胞全能性。
当堂检测
1．以下能证明植物细胞具有全能性的生产实践是( )
A．从一粒菜豆种子长成一棵植株
B．子房发育成果实
C．用一小片土豆叶片培养成一株完整的植株
D．杂交育种
答案 C
2．在上海世博会上，荷兰馆展出该国的国花郁金香，鲜艳夺目，它是用名贵的郁金香品种的茎尖细胞人工培育而成的。这一培育技术反映了( )
A．细胞具有增殖的功能
B．细胞具有分化的功能
C．分化的细胞具有全能性
D．生物体具有顽强的生命力
答案 C
解析 植物组织培养体现了细胞的全能性，细胞全能性是细胞分化的基础。
3．细胞分化过程中不会出现的是( )
A．细胞的形态结构可能发生改变
B．细胞器种类和数量可能改变
C．蛋白质种类和数量会改变
D．细胞核中的遗传物质肯定改变
答案 D
解析 细胞分化过程中遗传物质不会改变。
4．下图是某细胞增殖和分化的概念图，据图回答下列有关问题。
(1)图A表示的是__________________过程，图B表示的是______________过程。
(2)图中b、c、d、e具有相同的____________。
(3)若e能合成血红蛋白，则b、c、d都________(不能或能)合成，其主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若a为植物细胞，而d能在体外条件下培养成一个植物体，则说明d具有________性。
(5)a、b、c、d、e五个细胞相比，哪一个细胞的全能性是最大的？________。
答案 (1)细胞增殖 细胞分化 (2)遗传信息
(3)不能 控制合成血红蛋白的遗传信息处于关闭状态
(4)全能 (5)a
解析 (1)A过程是一个细胞分裂成多个细胞的过程，属于细胞增殖；B过程是分裂后的细胞形成各种不同形态结构和功能的细胞的过程，属于细胞分化。(2)细胞分化不会导致遗传物质改变，已分化的细胞都含有保持物种遗传性所需要的全套遗传物质，所以b、c、d、e具有相同的遗传信息或遗传物质。(3)细胞分化是基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果，e能合成血红蛋白，其他种类的细胞内的血红蛋白基因处于关闭状态。(4)植物细胞的全能性较高，可以在体外条件下培养成一个植物体。(5)分裂能力越强的细胞，全能性越高。a细胞是干细胞，形状还是球形，具有很强的分裂能力，所以全能性最高。
40分钟课时作业
基础过关
知识点一 细胞分化
1．下图所示的细胞类型转变过程称为( )
A．细胞融合
B．细胞生长
C．细胞分裂
D．细胞分化
答案 D
解析 细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程叫做细胞分化。
2．下列关于细胞分化的叙述，错误的是( )
A．细胞分化是生物个体发育的基础
B．细胞分化过程中遗传信息发生改变
C．细胞分化的原因是不同的细胞遗传信息的执行情况不同
D．细胞分化导致细胞的形态、结构和生理功能发生稳定性差异
答案 B
解析 经细胞分化形成不同的细胞，可构成不同的组织、器官等，
A正确；细胞分化是遗传信息在不同细胞表达情况不同，没有改变遗传信息，B错误、C正确；细胞分化使不同细胞形成不同蛋白质，导致细胞的形态、结构和生理功能发生稳定性差异，D正确。
3．下列能肯定某细胞已经发生分化的是( )
A．进行ATP的合成
B．进行DNA的合成
C．含有血红蛋白
D．存在胰岛素基因
答案 C
解析 细胞分化的实质是基因选择性表达。
ATP的合成发生在所有活细胞中；细胞分裂和分化都能进行mRNA的合成；存在血红蛋白一定是红细胞，是已经高度分化的细胞；所有的正常细胞中都存在胰岛素基因。
4．构成人体的细胞约有230多种，其中胰岛B细胞合成胰岛素，甲状腺细胞合成甲状腺激素。植物的叶肉细胞中含有叶绿素，根尖成熟区表皮细胞形成根毛。正常情况下，分化的细胞还具有一定的寿命。例如，红细胞分化成熟后的寿命约是120天，白细胞的寿命约为12天。下列说法不正确的是( )
A．个体发育过程中的细胞分化对于生物体是有积极意义的
B．在个体发育过程中，有序的细胞分化能够增加细胞的类型
C．由不同类型的细胞构成生物体的组织和器官，并且具备不同的功能
D．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
答案 D
解析 细胞分化使细胞形态、结构、功能发生了稳定性的差异，而遗传物质不变。
知识点二 细胞的全能性
5．下列实例中能体现细胞全能性的是( )
①用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株 ②用植物的种子繁殖后代 ③用烟草的某个组织细胞培育出了可育的完整植株
A．①②
B．①③
C．②③
D．①②③
答案 B
解析 细胞的全能性是指已分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。其中①和③都属于已分化的细胞经过培养形成可育的植株，体现了细胞的全能性。植物用种子繁殖后代，实际是由一个受精卵通过细胞的增殖和分化发育成新个体的过程，所以是由未分化的细胞(受精卵)发育成新个体的过程。
6．植物细胞表现出全能性的必要条件是( )
A．给予适宜的营养和外界条件
B．导入其他植物细胞的基因
C．脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件
D．将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内
答案 C
解析 在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，这是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。当植物细胞脱离母体后，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，植物细胞就可以表现出全能性。
7．下列实例可以说明细胞具有全能性的是( )
A．皮肤被划破后，伤口重新愈合
B．蜥蜴受攻击断尾后重新长出尾部
C．造血干细胞增殖分化产生各种血细胞
D．胡萝卜组织块经离体培养产生完整植株
答案 D
解析 高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的潜在能力。选项A、B为再生，选项C体现的是细胞分化。
8．下列有关细胞全能性的叙述中，错误的是( )
A．克隆绵羊“多利”的诞生证明了动物细胞具有全能性
B．细胞全能性产生的根本原因是细胞内有一套发育成完整个体的全部遗传信息
C．斯图尔德的组织培养成功表明植物细胞具有全能性
D．细胞分化程度越高，它的全能性就越低
答案 A
解析 克隆绵羊“多利”的诞生只能证明动物细胞核具有全能性，不能证明动物细胞具有全能性，A错误；细胞全能性产生的根本原因是细胞内有一套发育成完整个体的全部遗传信，因为它们都来自于受精卵分裂和分化，B正确；斯图尔德的组织培养成功表明植物细胞具有全能性，C正确；细胞分化程度越高，它的全能性就越低，而细胞分化程度越低，则它的全能性越高，D正确。
能力提升
9．细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象，下列不正确的是( )
A．分化发生在生物体的整个生命进程中
B．分化是基因在特定的时间和空间条件下选择表达的结果
C．未离体的体细胞不会表现出全能性
D．分化过程中遗传物质发生了改变
答案 D
解析 分化是指在生物体发育进程中，细胞在形态、结构、功能上发生稳定性差异的过程。离体的植物组织、器官在适宜的条件下能够发育成一颗完整的植株，体现了全能性。分化的实质是基因选择性表达的结果，遗传物质并没改变。
10．乳腺细胞和唾液腺细胞都来自外胚层。乳腺细胞能够合成乳蛋白，不能合成唾液淀粉酶，而唾液腺细胞正好相反。对这一现象的解释是( )
①唾液腺细胞没有合成乳蛋白的基因 ②乳腺细胞没有合成唾液淀粉酶的基因 ③两种细胞都有合成乳蛋白、唾液淀粉酶的基因 ④两种细胞中相关基因选择性地表达
A．①②
B．①④
C．③④
D．②③
答案 C
解析 体细胞都来自受精卵的有丝分裂，所以体细胞含有与受精卵相同的基因，乳腺细胞和唾液腺细胞都有合成乳蛋白、唾液淀粉酶的基因，二者具有不同的功能特征，是基因选择性表达的结果。
11．据图回答问题：
(1)①→②、①→④的过程叫做________________。
(2)①→③的过程叫做________________。
(3)③→⑤的过程叫做________________。
(4)②、③、④细胞的____________和________不同，因此它们属于不同的________。
(5)①～⑤所示各细胞群中，具有分裂能力的是________________(标号)所示的细胞群。
答案 (1)细胞分化 (2)细胞分裂 (3)细胞生长 (4)形态结构 生理功能 组织 (5)①③⑤
解析 ①→②、①→④的过程中，细胞在形态结构和生理功能上产生了稳定性差异，这种变化叫做细胞分化。①→③的过程中，一个细胞分裂成两个细胞，这是细胞分裂。③→⑤的过程中，细胞的体积由小变大，这是细胞的生长。①③⑤细胞群的细胞均有壁薄、质浓、核大、液泡小或无的特点，均具有分裂能力。
12．将分离得到的成熟胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成完整的新植株，如图所示，请分析：
(1)所用的生物技术称为________________________。
(2)分离出来的胡萝卜根细胞成为细胞团是通过________分裂方式来完成的。
(3)细胞团中相同的细胞在发育成胚状体和植株的过程中，形态结构和生理功能逐渐向不同方向变化，这种现象称为____________________。
(4)该实验说明_____________________________________________________________。
(5)在试管苗形成的过程中，要给予一定的光照，其目的是________________________________________________________________________。
答案 (1)植物组织培养 (2)有丝 (3)细胞分化
(4)植物细胞具有全能性 (5)试管苗形成后要进行光合作用合成有机物
个性拓展
13．下图是高等生物个体发育过程中发生的细胞变化，请仔细观察，回答问题：
(1)图示的高等生物其个体发育是从________开始的。
(2)由①到②，细胞的体积增大、数目增多，细胞经历了________和________的过程。
(3)由②到③，由于细胞______，细胞的______、______和________________发生了稳定性的差异，细胞的这种变化是基因在机体发育过程中____________的结果。
(4)若此过程发生在人体中，则由4种细胞构成的组织如：小肠中具有吸收作用的________、组成真皮的__________、具有收缩特性的________和调节人体各种生命活动的________。
答案 (1)受精卵 (2)细胞生长 细胞分裂
(3)分化 形态 结构 生理功能 选择性表达
(4)上皮组织 结缔组织 肌肉组织 神经组织
解析 由图示可以看出生物个体发育起源于同一细胞，就是受精卵，受精卵经过一次分裂形成两个相同的细胞，这两个细胞长大后再连续分裂、生长、分化，最后形
成各种形态、结构、功能不同的细胞，组成各种组织，各种组织构成不同的器官执行不同的功能。章末整合
本章网络构建
①____________；②____________；③____________；④____________；⑤____________；⑥____________；⑦____________；⑧____________；⑨____________。
答案 ①原核 ②真核 ③具有一定的流动性 ④自由 ⑤协助 ⑥主动运输 ⑦叶绿体 ⑧线粒体 ⑨中心体
规律方法整合
方法一 显微镜的使用
典例1 实验中用同一显微镜观察了同一装片4次，得到清晰的四个物像如下图。下列有关该实验的说法正确的是( )
A．换用高倍物镜前应先提升镜筒，以免镜头破坏玻片标本
B．实验者若选用目镜15×和物镜40×组合观察，则像的面积是实物的600倍
C．若每次操作都未调节反光镜，看到清晰物像时物镜离装片最远和光圈最大的分别是①④
D．若视野中有暗有明，则可能是反光镜上有污物
答案 C
解析 换用高倍物镜时，不应提升镜筒，A项错误；放大倍数是指物像的长度或宽度，而像的面积则被放大了600×600＝360
000倍，B项错误；放大倍数越小物镜离装片越远，放大倍数越大视野越暗，因此在未调节反光镜的条件下，看到清晰像时物镜离装片最远和光圈最大的分别是①④，C项正确；视野中有暗有明，最可能是反光镜的调节角度不对，D项错误。
方法链接
1．显微镜的放大倍数
(1)放大倍数是指物像的大小对物体大小的比例。
(2)放大倍数＝目镜放大倍数×物镜放大倍数，这里的放大倍数指的是长度或宽度，而不是面积和体积。
2．物像移动与装片移动的关系
显微镜下所成的像与实物相比是倒置的，所以物像移动的方向与载玻片移动的方向是相反的。
3．放大倍数的变化与视野范围内细胞数量变化的关系
(1)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。
(2)圆形视野范围内细胞数量的变化，可根据看到的实物范围与放大倍数的平方成反比的规律计算。
4．低倍镜换高倍镜的程序
将要观察的物像移至视野中央→转动转换器换高倍物镜→调节视野明亮(大光圈、凹面镜)→调节细准焦螺旋使图像清晰。
5．高倍镜与低倍镜的比较
比较项目
物像大小
看到的
细胞数目
视野亮度
物镜和玻
片的距离
高倍镜
大
少
暗
近
低倍镜
小
多
亮
远
迁移训练
1．小芬利用显微镜观察人的血细胞，使用相同的目镜，但在两种不同放大倍数下，所呈现的视野分别为甲和乙(如下图所示)，下列相关叙述正确的是( )
A．若使用相同的光圈，则甲比乙亮
B．在甲中所观察到的细胞，在乙中均可观察到
C．若玻片右移，则甲的物像会右移而乙的物像左移
D．若在甲看到模糊的物像，改换成乙就可以看到清晰的物像
答案 A
解析 随着放大倍数增大，视野变暗，因此在相同的光圈下，甲视野较乙视野亮；甲是低倍镜下看到的图像，若置于高倍镜下，视野范围变小，故甲中所观察到的细胞在乙中并不是都能观察到；由于显微镜下观察到的是倒像，因此玻片右移，甲、乙的物像均向左移动；高倍镜下观察物像需要在低倍镜下观察清晰后再移到高倍镜下并调节细准焦螺旋至清晰。
方法二 常见的原核生物及与之易混淆的真核生物
典例2 微生物的种类繁多，下列微生物中属于原核生物的是( )
①霉菌 ②酵母菌 ③蓝藻 ④大肠杆菌 ⑤乳酸杆菌
A．①②③
B．②③④
C．③④⑤
D．①④⑤
答案 C
解析 蓝藻、大肠杆菌、乳酸杆菌都没有细胞核，都属于原核生物。而霉菌、酵母菌都有真正的细胞核，都属于真核生物。
方法链接
1．常见的原核生物及与之易混淆的真核生物
常见的原核生物
易与之混淆的真核生物
细菌：细菌常带有“杆、球、螺旋”或“弧”字
酵母菌、霉菌(如青霉菌、根霉、曲霉、毛霉等)
放线菌：如链霉菌等
蓝藻：念珠藻、发菜、鱼腥藻
衣藻、轮藻、黑藻、水绵等
衣原体、支原体(无细胞壁)、立克次氏体
原生动物：草履虫、变形虫、疟原虫等
2.真核生物与原核生物的判断方法
(1)看有无由核膜包被的细胞核，有则是真核生物，无则是原核生物。
(2)看细胞器种类，只有核糖体的为原核生物，细胞器种类多的则是真核生物。
迁移训练
2．在光学显微镜下鉴定一种新的单细胞生物所属类群，不能作为鉴定依据的结构是( )
A．有无成形的细胞核
B．有无核糖体
C．有无叶绿体
D．有无细胞壁
答案 B
解析 原核细胞与真核细胞的区别是原核细胞无成形的细胞核，动物细胞与植物细胞的区别是动物细胞无叶绿体和细胞壁。
方法三 细胞结构图像的识别
典例3 下列细胞亚显微结构示意图，正确的是( )
答案 D
解析 选项A、B中细菌细胞和蓝藻细胞都是原核细胞，原核细胞内唯一的细胞器是核糖体，没有线粒体和叶绿体等细胞器；选项C、D中的水稻叶肉细胞和小鼠肝脏细胞都是真核细胞，但中心体只存在于动物细胞和低等植物细胞中，所以选项C中水稻叶肉细胞内不应有中心体。
方法链接
1．真、原核细胞的判定
根据是否有核膜包被，也就是是否有成形的细胞核来判定，有核膜和多种细胞器的是真核细胞；没有核膜和多种细胞器的大都是原核细胞。
2．动物细胞、植物细胞的判定
项目
动物细胞
植物细胞
不同点
没有细胞壁，没有叶绿体，有中心体，某些低等动物有液泡
有细胞壁，有叶绿体，有大液泡，某些低等植物有中心体
相同点
都有细胞膜、细胞质、细胞核。细胞质中共有的细胞器是线粒体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体等
3．高等植物细胞不一定都具有叶绿体、液泡，但都有细胞壁。低等植物细胞还具有中心体，因此动植物细胞最根本的区别是细胞壁的有无。
迁移训练
3．现有两种细胞的特征如下表所示：
特征
细胞壁
核糖体
核膜
光合作用
细胞呼吸
细胞Ⅰ
有
有
无
有
有
细胞Ⅱ
有
有
有
无
有
从表中给出的特征分析，下列说法正确的是( )
A．细胞Ⅰ是原核细胞，可能是硝化细菌
B．细胞Ⅱ是真核细胞，但不可能是植物细胞
C．细胞Ⅱ在化石记录中出现的时间比细胞Ⅰ要晚
D．两种细胞的细胞壁具有相同的化学成分
答案 C
解析 由核膜的有无可判断细胞Ⅰ是原核细胞，细胞Ⅱ是真核细胞；在化石记录中真核细胞比原核细胞出现晚；硝化细菌不能进行光合作用；原核细胞和真核细胞细胞壁的化学成分不同。
方法四 归类分析细胞器的结构和功能
典例4 下列关于真核细胞结构的叙述，错误的是( )
A．细胞器在细胞质中的分布与细胞的功能相适应
B．线粒体是细胞内物质氧化和能量转换的主要场所
C．核糖体是细胞内合成蛋白质的细胞器
D．高尔基体是细胞内蛋白质合成、加工和运输的场所
答案 D
解析 新陈代谢旺盛的细胞内线粒体较多，这说明细胞器的分布与细胞的功能相适应，A项正确；线粒体是有氧呼吸的主要场所，而有氧呼吸是细胞内物质氧化和能量转换的过程，B项正确；核糖体是细胞内合成蛋白质的细胞器，C项正确；蛋白质合成的场所是核糖体，而不是高尔基体，D项错误。
方法链接
各细胞器的图示如下：
1．对图①和②进行比较
(1)二者的共同点有：都具有双层膜；都与能量转换有关，能产生ATP；含有DNA、RNA，可自主复制、表达。
(2)二者区别
①成分方面：前者含有与有氧呼吸有关的酶，后者含有与光合作用有关的酶和色素。
②增大膜面积方式方面：前者是内膜向内凹陷形成嵴，后者是类囊体叠合形成基粒。
③功能方面：前者是有氧呼吸的主要场所，后者是光合作用的场所。
2．归类探究细胞器的特征
(1)分布上：植物特有的是②⑤；动植物都有的是①③④⑥⑦；真原核细胞共有的是⑦。
(2)结构上：不具膜结构的是⑦⑧；单层膜的是③④⑤⑥；双层膜的是①②；光学显微镜下可见的是①②⑤。
(3)成分上：含DNA的是①②；含RNA的是①②⑦；含色素的是②⑤。
(4)功能上：能产生水的是①②③④⑦；能产生ATP的是①②；能合成有机物的是②③④⑦；能复制的是①②⑧；与有丝分裂有关的是①③⑦⑧；与分泌蛋白合成分泌有关的是①③④⑦；与主动运输有关的是①⑦。
迁移训练
4．下列有关细胞结构和功能的叙述，正确的是( )
A．需氧型生物的细胞都是以线粒体作为产能的“动力车间”
B．溶酶体能合成多种水解酶，并降解所吞噬的物质
C．真核细胞功能不同与各细胞内细胞器的种类和数量不同有密切关系
D．噬菌体、蓝藻、酵母菌都具有核糖体这种细胞器
答案 C
解析 一些好氧型细菌是需氧型生物，而细菌没有线粒体，A错误；溶酶体不能合成水解酶，而且由于缺乏相应的酶，其吞噬的某些化合物不能被降解，B错误；噬菌体是细菌病毒，无细胞结构，故无核糖体这种细胞器，D错误。
方法五 蛋白质分泌相关图示的解读
典例5 下面是某细胞在进行某生命活动前后几种生物膜面积的变化图，在此变化过程中最可能合成( )
A．血红蛋白
B．性激素
C．呼吸酶
D．抗体
答案 D
解析 解答本题首先要清楚血红蛋白、呼吸酶是细胞内蛋白，抗体是分泌蛋白，性激素属于脂质。其次要清楚分泌蛋白的合成与分泌的基本环节：细胞核(DNA转录形成mRNA)→核糖体(合成蛋白质)→内质网(初加工并运输蛋白质)→高尔基体(加工、包装、运输)→细胞膜→细胞外。
方法链接
图甲表示放射性元素标记某种氨基酸，追踪不同时间放射性元素在细胞中的分布情况，图甲不仅表示了放射性元素出现的先后顺序，而且还表示了某种结构中放射性元素的含量变化，理解分泌小泡的形成及放射性元素含量变化是个难点，高尔基体中放射性元素含量下降与分泌小泡形成的对应关系，表示分泌小泡来自高尔基体。
图乙和图丙都表示膜面积随时间的变化关系，只是图乙表示的是前后两个时间点，而图丙表示的是一定时间段内的变化。在上述过程中细胞膜的成分均实现了更新。
迁移训练
5．为了研究酵母菌细胞内蛋白质的合成，研究人员在其培养基中添加3H标记的亮氨酸后，测得与合成和分泌乳蛋白相关的一些细胞器上放射性强度的变化曲线如图甲，有关的生物膜面积变化如图乙，其相关结构关系如图丙，则下列有关说法不正确的是( )
A．图丙中首先可观察到3H标记的细胞器是③
B．能在图丙中④上观察到3H标记表明可能有分泌蛋白合成
C．图甲中c曲线所指的细胞结构是高尔基体
D．图乙中d曲线表示的细胞结构是内质网
答案 A
解析 分泌蛋白的形成过程：核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜→膜外。图甲中a、b、c依次为核糖体、内质网和高尔基体。在分泌蛋白的合成与分泌过程中，内质网的膜面积减少，细胞膜的膜面积增多，高尔基体的膜面积前后基本不变(先增加后减少)。
方法六 渗透作用原理的拓展应用
典例6 如图所示的渗透装置中，开始时的液面高度为a，停止上升时的高度为b，若每次停止上升后都将玻璃管中高出烧杯液面的部分吸出，则a、b液面间的高度差与吸出蔗糖溶液的次数之间的关系是( )
答案 B
解析 每吸出一次，蔗糖溶液浓度就减小一次，而a、b液面的高度差是由半透膜内外溶液浓度差决定的，随着吸出次数的增加内外浓度差越来越小，所以a、b液面高度差也越来越小。
方法链接
1．比较不同溶液浓度大小
项目
漏斗内
烧杯内
溶液浓度
M
N
现象及
结论
①若漏斗内液面上升，则M>N
②若漏斗内液面不变，则M＝N
③若漏斗内液面下降，则M2.验证渗透作用发生的条件
3．探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例)
烧杯内盛
淀粉溶液
漏斗内
盛碘液
结论
变蓝
不变蓝
碘能通过半透膜，而淀粉不能
不变蓝
变蓝
淀粉能通过半透膜，而碘不能
变蓝
变蓝
淀粉和碘都能通过半透膜
不变蓝
不变蓝
淀粉和碘都不能通过半透膜
迁移训练
6.某同学设计渗透装置如右图所示(开始时状态)，烧杯中盛放有蒸馏水，图中猪膀胱膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。该实验过程中最可能出现的是( )
A．漏斗中液面开始时先上升，加酶后即下降
B．漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后下降
C．加酶前后，在烧杯中都可以检测出蔗糖
D．加酶后可以在烧杯中检测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶
答案 B
解析 加酶前，漏斗内溶液浓度高于漏斗外，水分子向漏斗内部扩散得较多，漏斗液面上升；加酶后，蔗糖水解为单糖，摩尔浓度增大，使液面继续上升，后随着单糖逐渐进入烧杯，而使漏斗内溶液浓度下降，液面下降。
方法七 植物细胞质壁分离和复原实验的应用
典例7
将细胞液浓度相同的某种植物细胞(如图所示)，置于不同浓度的蔗糖溶液中，出现如图a～d四种细胞状态，则细胞液浓度位于下列哪两个细胞之间( )
A．c～b
B．a～c
C．a～d
D．d～c
答案 C
解析 根据四个细胞失水程度的大小，可以判断细胞质壁分离的程度，细胞液的浓度介于刚刚分离和未分离的两种蔗糖溶液的浓度之间，a液泡变大，细胞吸水，d的液泡有所变小，质壁分离刚刚发生，b、c的质壁分离明显。
方法链接
1．判断成熟植物细胞是否有生物活性
—镜检→
2．测定细胞液浓度范围
—镜检→
3．比较不同植物细胞的细胞液浓度
—镜检→
4．鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)
—镜检→
迁移训练
7．某同学用质量分数为30%的蔗糖溶液处理某生物细胞，在操作步骤完全正确的情况下，细胞没有出现质壁分离现象。试分析该同学所使用的实验材料可能是( )
①根尖分生区细胞 ②动物细胞 ③死细胞 ④去除了细胞壁的植物细胞
A．②④
B．①②④
C．②③④
D．①②③④
答案 D
解析 浸放在质量分数为30%的蔗糖溶液中，存在着浓度差，在操作步骤完全正确的情况下，细胞没有出现质壁分离现象，可能的原因有：①该细胞是死细胞；②该细胞是没有细胞壁的细胞(动物细胞或者去除了细胞壁的植物细胞)；③该细胞可能是没有大液泡的细胞(如根尖分生区的细胞)。
方法八 物质出入细胞的方式知识归纳
典例8 如图是某物质通过红细胞膜的示意图，请据图回答下列问题：
(1)这是____________运输方式，其理由是____________________________________。
(2)B代表____________。
(3)你认为A可能代表的物质是____________(O2、K＋)。
答案 (1)主动 需要载体蛋白协助且消耗能量，逆浓度梯度 (2)载体蛋白 (3)K＋
解析 由图中可以判断出，该物质运输方向是由低浓度向高浓度，还需要B的协助，因此是主动运输。氧气是以自由扩散方式进入细胞的。
方法链接
1．物质跨膜运输方式——膜的选择透过性
物质出入
细胞的方式
被动运输
主动运输
自由扩散
协助扩散
运输方向
高浓度→低浓度
高浓度→低浓度
一般为低浓度→高浓度
是否需要载体蛋白
不需要
需要
需要
是否消耗能量
不消耗
不消耗
消耗
图例
举例
O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等出入细胞的方式
红细胞吸收葡萄糖
小肠上皮细胞吸收葡萄糖、氨基酸和无机盐等
表示曲线
(一定浓度范围内)
2．影响自由扩散、协助扩散、主动运输的因素
方式
影响因素
自由扩散
细胞膜内外物质的浓度差
协助扩散
①细胞膜内外物质的浓度差；②细胞膜上载体蛋白的种类和数量
主动运输
①载体蛋白的种类和数量；②能量：凡能影响细胞内产生能量的因素，都能影响主动运输，如氧气浓度、温度等
3.胞吞和胞吐——膜的流动性
项目
胞吞
胞吐
条件
细胞摄取或排出大分子和颗粒物质的方式
原理
生物膜的流动性
特点
物质通过囊泡转移，需要消耗能量，不需要载体蛋白
方向
细胞外→内
细胞内→外
实例
变形虫吞食食物颗粒，白细胞吞噬病菌等
胰岛B细胞分泌胰岛素
迁移训练
8．如图为氨基酸和Na＋进出肾小管上皮细胞的示意图，下表选项中正确的是( )
选项
管腔中氨基酸→上皮细胞
管腔中Na＋→上皮细胞
上皮细胞中氨基酸→组织液
A
主动运输
被动运输
主动运输
B
被动运输
被动运输
被动运输
C
被动运输
主动运输
被动运输
D
主动运输
被动运输
被动运输
答案 D
解析 由图分析可知，氨基酸和Na＋由肾小管管腔进入肾小管上皮细胞的过程中，氨基酸由低浓度处向高浓度处运输，需要载体蛋白参与，是主动运输的过程；Na＋由高浓度处向低浓度处运输，并且需要载体蛋白，是被动运输中的协助扩散过程。氨基酸和Na＋由肾小管上皮细胞进入组织液的过程中，氨基酸由高浓度处向低浓度处运输，并且需要载体蛋白，是被动运输中的协助扩散过程；Na＋由低浓度处向高浓度处运输，并且需要载体蛋白和能量，是主动运输的过程。第9课时 细胞核
[目标导读] 1.通过教材P45积极思维，理解细胞核控制着细胞的代谢和遗传。2.阅读教材P46～47内容，结合P46图3－23、图3－24，P47图3－25，掌握细胞核的结构。
[重难点击] 细胞核的结构和功能。
一 细胞核的分布和功能
细胞核对于细胞有着重要的作用，为研究它的功能，科学家做了一系列的实验，结合课本P45积极思维、P46～47内容，分析回答下面问题：
1．实验
(1)上述实验中新长出的伞帽都与谁相同？
答案 新长出的伞帽都与提供细胞核伞藻的伞帽相同。
(2)上述实验中，伞藻长出的帽的形态与什么结构有关？
答案 主要与细胞核有关。
2．(1)在研究DNA和RNA在细胞中分布时，常用特定的染色液处理细胞，这种染色液是什么物质？
答案 吡罗红甲基绿染色液。
(2)处理后的结果是什么？
答案 细胞核呈绿色，细胞质呈红色。
(3)从而可以说明什么问题？
答案 说明细胞中的DNA主要存在于细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。
3．由以上分析可以看出，细胞核控制着细胞的代谢和遗传，也是储存遗传物质DNA的主要场所。
4．细胞核的形态、大小和数目
(1)细胞核的形态通常是球形、也有椭球形、扁平形和不规则的形态。
(2)细胞核的直径平均为5～15
μm，典型的细胞核的体积约为细胞体积的5%～10%。
(3)一般一个细胞只有一个细胞核，但也有细胞含有多个细胞核，如脊椎动物的骨骼肌细胞，哺乳动物成熟的红细胞，被子植物的筛管细胞没有细胞核。
知识拓展
探究细胞核功能的其他经典实验
(1)实验一：美西螈核移值实验
科学家将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来，移植到白色美西螈的去核卵细胞中，移植后长大的美西螈，全部是黑色的。该实验说明美西螈的颜色是由细胞核控制的。
(2)实验二：蝾螈受精卵横缢实验
①甲组实验中，A部分无细胞核，停止分裂；B部分有细胞核，能分裂。
②乙组实验中，将B部分向A部分挤入一个细胞核后，A部分有细胞核，细胞开始分裂；B部分有细胞核，能分裂；最后两半都能发育成正常的胚胎，只是原来无核的一半发育得慢一些。
③经对照可以看出，细胞核控制着细胞的分裂、分化。
(3)实验三：变形虫实验
①观察上图各类细胞或结构的生活状态。
②由实验可以得知，变形虫的摄食、应激性及生长和分裂等各项生命活动都离不开细胞核，细胞核是细胞生命活动的控制中心。
活学活用
1．如图是用动物受精卵做的三个实验，以下实验不能说明的是( )
A．提取受精卵的核单独培养，不久就退化消失，说明缺少细胞质的细胞核不能生存
B．去掉核的细胞单独培养，不久也消失，说明缺少细胞核的细胞也不能存活太久
C．给去核的细胞重新移入细胞核，细胞不仅能正常生活而且能进行有丝分裂，说明细胞只有保持完整性才能进行正常的生命活动
D．实验说明，细胞核是储存遗传物质DNA的主要场所
问题导析 (1)与完整细胞相比，单独培养的核不久消失是因为缺乏细胞质提供的环境条件。
(2)单独培养去掉核的细胞，细胞不久消失，是因为细胞中没有细胞核，细胞质失去了细胞核的作用，不能生存。
(3)重新移入细胞核后，细胞的结构又恢复了完整性，这样的细胞能正常生活。
结合(1)、(2)，可以说明细胞只有保持完整性才能进行正常的生命活动。
答案 D
解析 图中所做的三个实验是：①单独培养离开细胞的细胞核→细胞核消失；②单独培养去核的细胞→细胞消失；③给去核的细胞以新的细胞核→细胞能生存并且繁殖后代。实验①、②分别说明细胞核和细胞质不能单独生存，实验③说明细胞保持完整性才能正常生存和繁殖。综合分析三个实验，可以说明细胞核和细胞质具有相互依存的关系，但不能说明细胞核是储存遗传物质DNA的主要场所，因此D错。
二 细胞核的结构
细胞核的功能是由其结构决定的，下图是细胞核的基本结构，请观察图示，并结合教材P46内容，思考回答下列问题：
1．核膜有几层？核的外膜有什么特点？
答案 两层。核的外膜能和内质网相连，有时附着有核糖体。
2．核孔的功能是什么？大分子物质(如蛋白质和RNA)也能通过核孔进出细胞核，是否说明核孔不具有选择性？
答案 核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。不是。核孔也具有选择性，如核内合成的RNA可以通过核孔进入到细胞质中，但是DNA和染色质就不能通过核孔进入到细胞质中。
3．核仁的功能是与核糖体RNA的合成以及核糖体的形成有关。
4．观察上图，结合教材P46倒数第二段内容，比较染色质和染色体的异同
比较项目
染色质
染色体
不同点
存在时期
分裂间期
分裂期
形态
极细的丝状
呈圆柱状或杆状
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
同一种物质在不同时期的两种表现形态，转化关系为：
染色质染色体
小贴士 核孔和核仁的数目不是固定不变的
1 核孔的密度和总数因细胞类型不同而异，代谢活动低、蛋白质和RNA合成少的细胞，核孔很少。
2 核仁的大小、形状和数目随生物的种类、细胞类型和细胞代谢状态而变化，蛋白质合成旺盛、生长活跃的细胞，如分泌细胞、卵母细胞核仁大。
归纳总结
活学活用
2．判断下列关于细胞核说法的正误。
(1)高倍镜下可观察到结核杆菌的遗传物质分布于细胞核内( )
(2)蓝藻细胞具有细胞核，且DNA分子呈环状( )
(3)在普通光学显微镜下紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中细胞核清晰可见( )
(4)氨基酸、葡萄糖和核苷酸分子均可通过核膜( )
(5)核孔是生物大分子可以选择性进出的通道( )
(6)细胞核有两层核膜，具有核孔，核孔是DNA进入细胞质的通道( )
(7)细胞核含有染色质，染色质就是生物的遗传物质( )
(8)细胞核具有核仁，核仁是细胞代谢和遗传的控制中心( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)× (8)×
解析 (1)结核杆菌是原核生物，没有细胞核。(2)蓝藻细胞没有由核膜包被的细胞核。(3)紫色洋葱鳞片叶外
表皮细胞中清晰可见的是紫色大液泡，不易观察到细胞核。(6)核DNA不进入细胞质，细胞质中的DNA也不能进入细胞核。(7)染色质(染色体)是主要由DNA和蛋白质组成的结构，不是一种物质。(8)细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，核仁是细胞核的一部分，主要功能是与合成核糖体中的RNA有关。
当堂检测
1．关于细胞核结构与功能统一性的叙述中，正确的是( )
A．核仁中的DNA控制着细胞代谢
B．染色质上的DNA储存着大量的遗传信息
C．不同细胞的核孔数量是相同的
D．原核细胞的核膜也具有两层膜，利于控制物质的进出
答案 B
2．下列关于细胞核的说法，不正确的是( )
A．细胞核位于细胞的正中央，所以它是细胞的控制中心
B．细胞核是遗传物质储存和复制的场所
C．细胞核控制细胞的代谢和遗传
D．DNA主要存在于细胞核内
答案 A
3．组成染色质的主要物质成分是( )
A．DNA和蛋白质
B．DNA和RNA
C．RNA和蛋白质
D．磷脂和DNA
答案 A
解析 染色质是由DNA和蛋白质构成的。
4．如图所示是植物细胞的亚显微结构，请据图回答下列问题：
(1)细胞核是[ ]，它由[ ]______________、[7]______________和[8]____________等部分组成。
(2)[ ]____________容易被碱性染料染色，它的主要化学成分是____________和____________，在细胞分裂间期呈______________形态，在细胞分裂期呈__________形态。
(3)[15]的功能是____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)15 6 核仁 染色质 核膜 (2)7 染色质 DNA 蛋白质 染色质 染色体 (3)控制着细胞的代谢和遗传，是储存遗传物质DNA的主要场所
40分钟课时作业
基础过关
知识点一 细胞核的功能
1．如图所示，科学家对单细胞伞藻的幼体嫁接时，将甲的伞柄嫁接到乙的假根上，长出了乙的伞帽。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
答案 C
解析 在缺乏对照的情况下，仅根据图示所进行的操作和实验现象，无法得出细胞核的功能，只有在设置对照的情况下，才能得出细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心的结论。
2．将一黑色公绵羊的体细胞核移入到白色母绵羊的去核卵细胞中，并将此卵细胞植入一黑色绵羊的子宫内发育，生出的小绵羊即是克隆羊。那么，此克隆绵羊为( )
A．黑色公绵羊
B．黑色母绵羊
C．白色母绵羊
D．白色公绵羊
答案 A
解析 生物体性状的遗传主要由细胞核控制，因为“克隆绵羊”的遗传物质来自细胞核，所以它的性状与供核绵羊的性状是相同的。
3．下图表示再生能力很强的原生动物喇叭虫，将它切成①②③三截(图中a：纤毛；b：大核；c：根部)。能再生成喇叭虫的是( )
A．①
B．②
C．③
D．①②③
答案 B
解析 细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。
知识点二 细胞核的结构
4．对染色质和染色体的叙述，错误的是( )
A．染色质是细胞核内易被碱性染料染成深色的物质
B．染色质和染色体的主要成分是DNA和蛋白质
C．染色质和染色体的形态结构完全相同
D．染色质或染色体只存在于真核细胞的细胞核中
答案 C
解析 染色质和染色体是同种物质在不同时期的两种表现形态。
5．下列关于细胞核的叙述，正确的是( )
A．真核细胞的核膜上有多种酶，有利于各种化学反应的顺利进行
B．在电镜下观察处于分裂间期的真核细胞，可以看到细胞核的主要结构有核膜、核仁和染色体
C．真核细胞的核膜上有核孔，脱氧核糖核酸等大分子物质可以通过核孔进入细胞质
D．原核细胞除拟核没有核膜外，其他方面与真核细胞的细胞结构没有差别
答案 A
解析 处于分裂间期的细胞，电镜下可看到细胞核的染色质而不是染色体；脱氧核糖核酸(DNA)不能通过核孔进入细胞质；原核细胞的细胞质中只有核糖体一种细胞器，而无线粒体、内质网等细胞器。
6．细胞核是由核膜、染色质、核仁、核孔组成的，下列有关叙述中，不正确的是( )
A．核膜是双层膜，把核内物质与细胞质分开
B．染色质主要由DNA和蛋白质组成
C．核仁与核糖体中RNA的形成有关
D．核孔实现了细胞间的信息交流
答案 D
解析 核孔是细胞质与细胞核物质交换的通道，实现了核质之间的物质交换和信息交流，但并不是细胞间的信息交流，细胞间信息交流应是不同细胞之间的关系。
能力提升
7．大量事实表明，在蛋白质合成旺盛的细胞中，常有较大和较多的核仁，根据这一事实可以推测( )
A．细胞中的蛋白质主要由核仁合成
B．核仁可能与组成核糖体的必需物质的合成有关
C．无核仁的细胞往往不能合成蛋白质
D．核仁中有DNA，并控制蛋白质的合成
答案 B
解析 核糖体中的RNA来自核仁，根据题意可知，核仁应与组成核糖体的必需物质的合成有关。
8．细胞是一个有机的统一整体，下列叙述与这一观点不相符的是( )
A．细胞只有保持完整性，才能正常地完成各项生命活动
B．病毒没有细胞结构，病毒的生命活动只有在宿主细胞中才能完成
C．离开细胞的细胞器如叶绿体和线粒体等也能独立地完成各项生命活动
D．离开细胞的细胞器如叶绿体和线粒体等不能独立地完成各项生命活动
答案 C
解析 各种细胞结构只有在细胞这个统一整体中，才能完成各自的生命活动，离开了细胞的各种细胞器，都不能独立地完成各自的生命活动；病毒不具有细胞结构，但病毒的一切生命活动只有在宿主细胞内才能完成，从这一意义上可以说，细胞是生物体结构和功能的基本单位。
9．真核细胞单位面积的核孔数目与细胞类型和代谢水平有关。以下细胞中核孔数目最少的是( )
A．胰岛细胞
B．根尖分生区细胞
C．甲状腺细胞
D．口腔上皮细胞
答案 D
解析 细胞的代谢越旺盛，则核孔的数目越多。A、C中的细胞分别分泌胰岛素(或胰高血糖素)和甲状腺激素，代谢旺盛。B中细胞的分裂能力很强，代谢旺盛。只有D为高度分化的细胞，代谢较弱。故而D项的口腔上皮细胞的核孔数目最少。
10．有人利用单细胞真核生物a、b做了如下实验，这个实验最能说明的问题是( )
A．控制c性状发生的遗传信息来自细胞核
B．控制d性状发生的遗传信息来自细胞质
C．性状发生是由细胞核和细胞质的遗传信息共同决定的
D．细胞核内的遗传信息控制生物一切性状的发生
答案 A
解析 据图示可以看出c、d细胞的性状表现取决于细胞核，而不是取决于细胞质，即细胞核控制着细胞的代谢和遗传。
11．观察模式图，据图回答下列问题：
(1)此图表示细胞中________的结构。
(2)一般认为大分子物质出入该结构的通道是[ ]__________。
(3)在细胞分裂期将成为染色体的是[ ]__________。
(4)[ ]__________是附着于核膜外侧能将氨基酸合成蛋白质的场所。
(5)将用放射性同位素标记的某种物质注入金丝雀体内后，经检测，新生细胞的细胞核具有放射性。注入的物质可能是( )
A．脱氧核苷酸
B．脱氧核糖核酸
C．氨基酸
D．核糖核酸
答案 (1)细胞核 (2)2 核孔 (3)1 染色质 (4)6 核糖体 (5)A
解析 大分子物质进出的通道是核孔，附着于核膜外侧并能将氨基酸合成蛋白质的场所是核糖体。
12．如图为典型的细胞核及其周围部分结构示意图。请据图回答下列问题(在[ ]内填标号，________上填相应名称)：
(1)只有在__________细胞中，使用__________显微镜才可以看到此图所表示的结构。
(2)在有丝分裂过程中，[4]________消失，[5]________解体。
(3)[3]__________主要由在细胞质中形成的蛋白质以及__________一起组成，前者是通过[ ]__________进入细胞核内的。
(4)图中可见[1]__________和[ ]__________的连通，使细胞质和细胞核的联系更为紧密。
答案 (1)真核 电子 (2)核仁 核膜 (3)染色质 DNA 2 核孔 (4)内质网 5 核膜
解析 图中所示为细胞核的亚显微结构模式图，需在电子显微镜下才能观察到。4是核仁，有丝分裂过程中，分裂前期核仁消失，核膜解体；3是染色质，由蛋白质、DNA组成，蛋白质等大分子物质通过核孔进出细胞核；1是内质网，与核膜的外层相连。
个性拓展
13．细胞中细胞核与细胞质之间的关系问题曾经是细胞生物学家们研究的一个热点问题。下面是以伞藻为实验材料所做的几个经典生物学实验。
请依据所提供的材料，回答下列问题：
材料一 伞藻是单细胞生物。甲、乙两种伞藻的帽形不同(如图)，现将甲伞藻的A部分与乙伞藻的B部分嫁接在一起，发现第一次长出的帽状体呈中间类型，若切除这一帽状体，第二次长出的帽状体则与甲的帽状体形状相同。
(1)你认为第一次长出的帽状体呈中间类型的原因是：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)第二次长出的帽状体与甲的帽状体形状相同，这说明核、质之间的关系是：_______
________________________________________________________________________。
材料二 当伞藻的帽状体长到一定大小时，就不再继续长大，而是开始发生细胞分裂。于是有人提出了如下假说，细胞分裂与细胞核、质体积的比例有关，当细胞核的体积(h)与细胞质的体积(z)比值太小时，即h∶z太小时，细胞就会发生分裂；反之，就不会发生分裂。并且还做了如下实验：在伞已经长出、核将要分裂时，将伞切去，核的分裂就受到抑制，直到新的再生出来，核才恢复分裂。
(3)请你利用伞藻，另外设计一个实验，作为上述实验的补充，来进一步证明上述假说。
________________________________________________________________________。
答案 (1)B部分含有少量的原乙细胞核指导合成的少量原乙伞藻的蛋白质，A部分将能指导合成甲伞藻的蛋白质，嫁接形成的帽状体有甲、乙两种伞藻的蛋白质，故呈中间类型
(2)细胞质中各种代谢活动或生命现象受细胞核控制，最终决定生物性状的主要是细胞核
(3)在伞帽尚未长成，核不分裂时，将幼小伞帽切去，嫁接上一个长成的伞帽，这个原本不分裂的核就开始分裂了
解析 (1)第一次长出的帽呈中间类型，说明同时含有甲、乙两种伞藻的蛋白质。(2)最终长出的帽的形状是由细胞核控制的，细胞质中已存在的RNA和蛋白质消耗完后，就只表现核控制的性状。第一、二章检测卷
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括22小题，每小题2.5分，共55分)
1．人类的下列疾病中，与生物无关的是( )
A．流感
B．腮腺炎
C．疟疾
D．缺铁性贫血
答案 D
解析 缺铁性贫血是由于缺少铁元素引起的，与生物无关。
2．下列是研究生物学问题的方法，其中正确的步骤是( )
①推论 ②结论 ③问题 ④实验 ⑤观察 ⑥假设
A．③⑥①④⑤②
B．③⑥④⑤①②
C．⑤③①⑥④②
D．⑤③⑥①④②
答案 D
解析 本题考查实验程序。生物科学实验的第一步是观察，观察后发现问题，经过思考提出假设，进而推论，之后设计实验加以验证，得出相应的结论。
3．下列有关组成生物体的化学元素的叙述，正确的是( )
A．微量元素在生物体内含量很少，所以人体不存在微量元素缺乏症
B．每种大量元素在不同的生物体内的含量都是相同的
C．根据组成生物体的化学元素的含量不同分为大量元素和微量元素两大类
D．组成生物体的大量元素中，碳元素在细胞鲜重中的含量是最多的
答案 C
解析 微量元素也是生物体的必需元素，其缺乏时也会导致相应的病症。各元素在不同的生物体内的含量是不同的。细胞鲜重中含量最多的元素是氧。
4．某同学将一株玉米幼苗放到缺镁营养液中，然后放到暗处进行培养，结果幼苗很快变黄，这说明( )
A．镁是玉米的必需元素
B．镁不是玉米的必需元素
C．无法确定镁是不是玉米的必需元素
D．一定是缺少光照引起的叶片变黄
答案 C
解析 因为缺镁和黑暗都会导致幼苗黄化，所以无法判断是哪个因素在起关键作用。
5．当生物体新陈代谢旺盛、生长迅速时，生物体内( )
A．结合水与自由水的比值与此无关
B．结合水与自由水的比值会升高
C．结合水与自由水的比值会降低
D．结合水与自由水的比值会不变
答案 C
解析 生物新陈代谢旺盛、生长迅速时，其体内自由水含量高，结合水相对含量低，结合水与自由水的比值降低。
6．2012“世界水日”的主题是“水与粮食安全”下列关于水的叙述不正确的是( )
A．在探索外星空间是否存在生命的过程中，科学家始终把寻找水作为关键的一环，这是因为生化反应必须在水中进行
B．水是活细胞中含量最高的化合物
C．水在细胞中的存在形式及功能并不是一成不变的
D．一个由m个氨基酸构成的二环多肽，水解需要m－2个水分子
答案 D
解析 环状肽中所含肽键数＝氨基酸数，因此一个由m个氨基酸构成的二环多肽，水解需要m个水分子；自由水与结合水可相互转化。
7．下列关于脂质的叙述正确的是( )
A．脂质的组成元素是C、H、O
3种元素
B．磷脂是脂质的一种，并非所有的细胞都含有磷脂
C．维生素D的化学本质是固醇类物质
D．胆固醇是细胞中最重要的能源物质
答案 C
解析 脂质主要由C、H、O
3种元素组成，少量的还含有N、P，磷脂是构成生物膜的重要物质，所有的细胞都含有磷脂；维生素D属于脂质中的固醇类物质，在细胞的营养中具有重要功能；胆固醇是构成动物细胞的成分之一，在人体内还参与血液中脂质的运输，不作为能源物质，细胞中最重要的能源物质是葡萄糖。
8．某植物体内可以完成下列反应式：(其中◇、○代表不同的单糖)，则◇—○代表的二糖可能是( )
◇—○＋水◇＋○
A．麦芽糖
B．乳糖
C．蔗糖
D．B和C
答案 C
解析 麦芽糖水解后产生两分子葡萄糖，乳糖水解后产生一分子半乳糖和一分子葡萄糖，蔗糖水解后产生一分子葡萄糖和一分子果糖。而乳糖是动物所特有的二糖。
9．下列是某生物体内糖类的某些变化，下说法中不正确的是( )
A．此生物一定是动物，因为能合成糖原和乳糖
B．淀粉和糖原属于多糖，麦芽糖和乳糖属于二糖
C．此生物一定是动物，因为能利用葡萄糖
D．麦芽糖和葡萄糖皆为还原性糖
答案 C
解析 生物体内的多糖有糖原、淀粉和纤维素等。糖原为动物体内特有的多糖，淀粉和纤维素为植物体内特有的多糖，在动物、植物体内都有葡萄糖的存在，所以不能根据能否利用葡萄糖来辨别是动物体还是植物体。
10．甲物质分子式为C12H22O11，乙物质分子式为C57H110O6。若这两种物质作为生物体内的能源物质，在相同条件下，质量相同的甲、乙两种物质被彻底分解时，甲物质比乙物质( )
A．耗氧少，产生能量少
B．耗氧多，产生能量多
C．耗氧多，产生能量少
D．耗氧少，产生能量多
答案 A
解析 甲物质为糖类，乙物质为脂肪。脂肪中氧的含量远远少于糖类，氧化分解时，耗氧量比糖类多，产生的能量也比糖类多。
11．三类营养物质氧化时释放能量与耗氧量如下表：
营养
物质
体外燃烧释放能量(kJ/g)
体内氧化释放能量(kJ/g)
耗氧量(dL/g)
糖
17
17
0.83
蛋白质
23.5
18
0.95
脂肪
39.8
39.8
2.03
据上表内容不能作出的判断是( )
A．糖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分解产物不完全相同
D．同质量时，脂肪贮存能量最多
答案 A
解析 表中数据只是反映了体内或体外氧化放能情况及耗氧量，无法说明哪种物质是主要能源物质，而B、C、D三项的解释与表中信息相对应，属可作出的判断。
12.某蛋白质由三条肽链组成(如图)，共含有48个氨基酸，那么该蛋白质形成过程中共计脱去水分子的个数是( )
A．44
B．45
C．46
D．47
答案 C
解析 三条肽链中有一个是环肽，环肽脱去水分子数等于氨基酸数，所以脱水数目是：48－2＝46个。
13．一条肽链的分子式为C22H34O13N6，其水解产物中只含有下列3种氨基酸。下列叙述错误的是( )
A．合成1个C22H34O13N6分子将产生5个水分子
B．在细胞中合成1个C22H34O13N6分子将形成5个肽键
C．1个C22H34O13N6分子完全水解后可以产生3个谷氨酸
D．1个C22H34O13N6分子中存在1个游离的氨基和3个游离的羧基
答案 D
解析 三种氨基酸都只含有一个氨基，N的总数为6个，说明含有6个氨基酸，要形成一条肽链脱去5分子的水，形成五个肽键；6个氨基酸形成的肽链有13个O，则含有3个谷氨酸；三个谷氨酸多出3个羧基加上游离的一个羧基，该分子中共有4个游离的羧基。
14．分析多肽E和多肽F得到以下结果(单位：个)：
元素或基团
C
H
O
N
氨基
羧基
多肽E
201
348
62
53
3
2
多肽F
182
294
55
54
6
1
多肽E和多肽F中氨基酸的个数最可能是( )
A．199和181
B．340和281
C．58和53
D．51和49
答案 D
解析 多肽中肽键中含有N元素，另外R基中可能还含有氨基，氨基中含有N元素，E的R基中含有2个氨基，所以E可能是由51个氨基酸脱水缩合形成，同理F可能是由49个氨基酸脱水缩合而成。
15．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分子中含有脱氧核糖和胸腺嘧啶
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．DNA分布在细胞核内，RNA分布在细胞质中
答案 B
解析 没有细胞结构的病毒，其内的核酸也是携带遗传信息的物质；分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子中碱基的排列顺序不一定相同，所以其携带的遗传信息也不一定相同；DNA主要分布在细胞核内，RNA主要分布在细胞质中。
16．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与蛋白质的元素种类相同
C．HIV的遗传信息贮存在DNA中
D．双链DNA分子中含有胸腺嘧啶
答案 D
解析 DNA中含有脱氧核糖，RNA中含有核糖；DNA的元素组成是C、H、O、N、P，蛋白质为C、H、O、N等；HIV的遗传物质是RNA。
17．下图中动植物糖类、脂肪的分类与比较，正确的是( )
答案 A
解析 蔗糖是非还原性糖，葡萄糖为单糖；固醇与脂肪同属于脂类；固醇不是由单体形成的多聚体，故不是生物大分子。
18．构成细胞的有机化合物及其组成元素如下表：
有机化合物
组成元素
甲
C、H、O
乙
C、H、O、N、P
丙
C、H、O、N，很多种类还含有P、S
丁
C、H、O，很多种类还含有N和P
请根据上表判断下列叙述中正确的是( )
A．玉米细胞核中不含甲类化合物
B．甘蔗细胞壁中不含乙类化合物
C．红螺菌细胞质中不含丙类化合物
D．酵母菌线粒体中不含丁类化合物
答案 B
解析 根据表格中有机化合物的元素组成分析可知，甲可能是糖类或脂肪，乙是核酸，丙是蛋白质，丁是脂质；玉米细胞核中含有脱氧核糖和核糖；甘蔗细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，不含有核酸；红螺菌细胞质中含有蛋白质；线粒体是双层膜的细胞器，生物膜是由磷脂和蛋白质等成分组成的。
19．下列关于细胞主要化学成分的叙述，错误的是( )
A．蛋白质的多样性与氨基酸的种类、数目、排列顺序等有关
B．脱氧核糖核酸是绝大多数生物的遗传物质
C．胆固醇、性激素、维生素D都属于脂质
D．动物乳汁中的乳糖和植物细胞中的纤维素都属于多糖
答案 D
解析 蛋白质的多样性与氨基酸的种类、数目和排列顺序以及氨基酸形成的肽链的空间结构有关，所以A选项是对的。对于B选项，脱氧核糖核酸是细胞生物的遗传物质，有些病毒只含RNA，它们的遗传信息储存在RNA中，所以，B选项是对的。对于C选项，常见的脂质有脂肪、类脂和固醇等，而固醇类又包括胆固醇、性激素和维生素D，所以C选项也是对的。对于D选项，动物乳汁中的乳糖属于二糖，植物细胞中的纤维素是多糖，所以D选项是错误的。
20．元素和化合物是组成细胞的物质基础，下列有关叙述中正确的是( )
A．磷脂的基本组成单位是甘油和脂肪酸，它是细胞膜的主要成分
B．蛋白质的基本组成单位是氨基酸，它是生命活动的主要承担者
C．DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，它是一切生物的遗传物质
D．淀粉的基本组成单位是葡萄糖，它是植物细胞壁的主要成分
答案 B
解析 甘油和脂肪酸是脂肪的组成单位；某些病毒的遗传物质是RNA；植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。
21．实验测得小麦、大豆、花生三种生物干种子中三大类有机物含量如下图，有关叙述正确的是( )
A．选用花生检验细胞中有脂肪存在时需要使用显微镜
B．向小麦种子的研磨滤液中加入斐林试剂，就会呈砖红色
C．用双缩脲试剂检验大豆组织样液中存在蛋白质加热呈蓝色
D．萌发时相同质量的三种种子需要的O2量基本相同
答案 A
解析 鉴定脂肪的实验中需要用显微镜观察被染上颜色的脂肪微粒；小麦种子含淀粉最多，可以用做鉴定淀粉的实验材料，但需要用碘液来鉴定，呈现蓝色。大豆种子含有蛋白质较多，所以研磨后的样液可以用双缩脲试剂来鉴定，呈现紫色，不需要加热；等质量的种子萌发时消耗氧气最多的是花生种子，因为花生种子含的脂肪量最多。
22．在检测生物细胞中还原性糖、脂肪、蛋白质时，对实验材料选择的叙述，错误的是( )
A．甘蔗茎的薄壁细胞、甜菜的块根等，都含有较多的糖且近于白色，因此可以用于还原性糖的鉴定
B．花生种子含脂肪多且子叶肥厚，是用于脂肪鉴定的理想材料
C．大豆种子蛋白质含量高，是进行蛋白质鉴定的理想植物细胞材料
D．鸡蛋清含蛋白质多，是进行蛋白质鉴定的动物材料
答案 A
解析 选材时，首先要考虑生物细胞中待鉴定物质的含量，其次考虑是否对材料大小有特殊要求。B、C、D所选材料均是适宜的，A项中甘蔗、甜菜虽含糖多，但主要为蔗糖，而蔗糖为非还原性糖，所以不能作为本实验的材料。
二、非选择题(本题包括4小题，共45分)
23．(10分)已知20种氨基酸的平均相对分子质量为128。图1为某蛋白质的肽链结构示意图(其中数字为氨基酸序号)，图2为部分肽链放大示意图。请据图回答下列问题：
(1)该化合物由氨基酸脱去________个水分子形成，这种结合方式叫做________，图1所示的蛋白质的相对分子质量为________。
(2)图2中有________种R基，肽键是________(填序号)；该肽链至少有________个游离的羧基。
(3)虽然高温没有破坏蛋白质的______________键，但蛋白质的空间结构遭到破坏。
(4)假设有一个十肽，分子式为CxHyOzNmSn，组成该肽的氨基酸只有图2中的几种，则含有①的氨基酸有________个。
答案 (1)123 脱水缩合 13
652 (2)3 ②④⑥ 3
(3)二硫键和肽 (4)m－10
解析 氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质；该蛋白质由一条多肽链构成，其相对分子质量＝氨基酸的总分子量－脱去的水的总分子量－形成二硫键脱去的氢的量＝124×128－(124－1)×18－2×3＝13
652；图2中有4个R基，3种R基，肽键为②④⑥，图2中的R基有2个羧基，而构成该蛋白质的多肽链的首或尾含有一个游离羧基，故该蛋白质至少含有3个游离羧基；高温破坏的是蛋白质的空间结构，但其内部的二硫键和肽键并未被破坏；构成该十肽的氨基酸的R基中只有结构①含有1个N，其他氨基酸中只有1个N，那么(m－10)个N均在结构①中，所以含有①的氨基酸有(m－10)个。
24．(10分)如图所示的图解表示构成细胞的元素、化合物及其作用，a、b、c、d代表不同的小分子物质，A、B、C代表不同的大分子物质，请分析回答下列问题：
(1)物质a是____________，在动物细胞内，与物质A作用最相近的物质是____________。若物质A在动物、植物细胞均含有，并作为细胞内的最理想的储存能量的物质，不仅含能量多而且体积较小，则A是____________。
(2)物质b是____________，其分子结构的特点是_____________________________________。若某种B分子由n个b分子(平均相对分子质量为m)组成的2条链组成，则该B分子的相对分子质量大约为______________。
(3)物质c在人体细胞中共有____________种，分子中____________不同，决定了c的种类不同。
(4)细胞内物质B合成的场所是____________，物质C分子结构的特异性是由________________________决定的。
答案 (1)葡萄糖 糖原 脂肪 (2)氨基酸 至少含有一个氨基和一个羧基，并且有一个氨基和一个羧基连在同一碳原子上 mn－(n－2)×18 (3)4 含氮碱基
(4)核糖体 脱氧核苷酸的排列顺序
解析 解答本题要从正反两个方向即功能到物质和元素到物质来分析，先确定出各字母代表什么物质(a、b、c、d分别为葡萄糖、氨基酸、脱氧核苷酸和性激素，A、B、C分别为淀粉、蛋白质、DNA)，然后针对不同问题做出具体解答。淀粉和糖原分别是植物和动物细胞的储能物质，都由葡萄糖脱水缩合而成，但只有脂肪才是它们最经济有效的备用能源物质。该B(蛋白质)的形成，共脱掉(n－2)个水分子，因此相对分子质量是mn－(n－2)×18。DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序代表了遗传信息。
25．(13分)请分析细胞内4种重要有机物的组成及功能，回答下列问题：
(1)A一般是指______________；E在动物细胞中是指______________；在植物细胞中主要是____________。
(2)F是指______________，它是由B______________和______________组成的。除此之外，脂质还包括______________和______________。
(3)C是指______________，由m个C构成G物质(单链)时，其相对分子质量最多可减少________________。
(4)D是指______________，生物体内的H分为______________和______________两大类。
(5)四大有机物在体内氧化分解时，产热量最高者为______________。
(6)四大有机物都含有的化学元素是______________。
答案 (1)葡萄糖 糖原 淀粉 (2)脂肪 甘油 脂肪酸 类脂 固醇 (3)氨基酸 18(m－1) (4)核苷酸 DNA(脱氧核糖核酸) RNA(核糖核酸) (5)脂肪
(6)C、H、O
解析 (1)能源物质是指糖类，葡萄糖是主要的能源物质，由葡萄糖脱水缩合而成的多糖在动物细胞中是指糖原，在植物细胞中是指淀粉，当生命活动需要时，都可在酶的作用下水解为葡萄糖，分解供能。(2)脂肪通常被称为储能物质，当生命活动需要时，可分解成脂肪酸和甘油，再进一步氧化分解供给能量。(3)蛋白质是构成细胞和生物体结构的物质，它的基本单位是氨基酸，通过脱水缩合而成，m个氨基酸构成G时，脱去的水分子数最多是m－1，所以相对分子质量最多可减少18(m－1)。(4)生物体内的核酸为遗传物质，所以构成单位是核苷酸。(5)四大有机物在体内氧化分解时产热量最高的是脂肪，1
g
糖原氧化分解可释放17
kJ能量，而1
g脂肪可放出39
kJ
能量。蛋白质是生物体的结构物质。核酸是生物体内的遗传物质。(6)四大有机物都含有的化学元素是C、H、O。
26．(12分)蛋白质的空间结构遭到破坏，其生物活性就会丧失，这称为蛋白质的变性。高温、强碱、强酸、重金属盐都会使蛋白质变性。请利用提供的材料用具设计实验，
探究乙醇能否使蛋白质变性。(提示：淀粉酶为蛋白质，它可以催化淀粉水解为还原性糖)
材料用具：质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、质量分数为2%的新鲜淀粉酶溶液、蒸馏水、斐林试剂、无水乙醇、烧杯、试管、量筒、滴管、温度计、酒精灯。
(1)实验假设：____________________________________________________________。
(2)实验步骤：
①取两支试管，各加入1
mL
2%的新鲜淀粉酶溶液，编号A、B。
②向A试管中加入适量的无水乙醇；____________________________________________
________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
④________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验结果预测及结论：
①________________________________________________________________________，
说明乙醇能使淀粉酶(蛋白质)变性。
②________________________________________________________________________，
说明乙醇不能使淀粉酶(蛋白质)变性。
(4)该实验的对照组为________试管。
(5)某同学在实验前，向洁净的试管中加入2
mL实验材料中的淀粉溶液和1
mL斐林试剂，混匀后隔水加热2
min，观察现象，然后才开始实验。你认为该同学这样做的目的是________________________________________________________________________。
答案 (1)乙醇能/不能使蛋白质变性 (2)②向B试管中加入等量蒸馏水，摇匀 ③向两支试管中各加入等量且适量的3%的可溶性淀粉溶液，摇匀后放入适宜温度的水浴锅(温水)中维持5分钟 ④取出试管，各加入等量的适量的斐林试剂，摇匀后隔水加热2
min，观察试管中出现的颜色变化 (3)①B试管中出现砖红色沉淀，A试管不出现 ②A、B试管中都出现砖红色沉淀 (4)B
(5)检测淀粉溶液是否变质(或：是否含有还原性糖)第24课时 细胞的衰老和凋亡
[目标导读] 1.结合实例及教材P104，概述细胞衰老的特征。2.结合实例及教材P105，概述细胞凋亡的概念和意义。3.结合教材P106，比较细胞凋亡与细胞坏死。
[重难点击] 1.细胞衰老的特征。2.细胞凋亡的意义。
一 细胞的衰老
1．阅读教材P104归纳出细胞衰老的特征
(1)细胞内水分减少、细胞萎缩，体积变小，代谢速率减慢。
(2)细胞核体积增大，核膜皱折，染色质固缩。
(3)细胞膜通透性改变，物质运输功能降低。
(4)细胞内多种酶的活性降低，呼吸速率减慢，色素逐渐积累。
(5)细胞内物质交流和信息传递受阻。
2．结合教材P104及P105知识海洋分析细胞衰老的原因
(1)胎儿肺部的成纤维细胞可在离体条件下分裂传代约50次，而成人肺部的成纤维细胞在离体条件下只能传代约20次，这说明细胞的衰老与细胞自身有关。
(2)两种理论
①端粒理论：端粒位于染色体的末端，细胞的寿命和端粒的长度有关，衰老细胞的端粒长度会变短。
②自由基理论：细胞内的自由基会攻击和破坏细胞内的生物分子，导致细胞衰老。
方法技巧
细胞衰老的主要特征可以记为：一大(核大)、一小(体积小)、一多(色素积累)和两低(酶活性降低、物质运输能力降低)。
活学活用
1．下列有关细胞衰老的叙述，错误的是( )
A．在衰老细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小
B．衰老细胞的新陈代谢减慢
C．衰老细胞的形态、结构和功能都发生了变化
D．衰老细胞的细胞膜通透性改变，物质运输功能增强
答案 D
解析 细胞衰老的过程是细胞内生理和生化发生复杂变化的过程，最终反映在细胞的形态结构和生理功能上发生了变化。变化的结果是：衰老细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，且细胞新陈代谢速度减慢；细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。
二 细胞的凋亡
1．细胞凋亡的概念
(1)下图是人手掌的发育过程图，结合教材P105相关内容分析回答：
在人手的发育过程中，开始是五个手指愈合在一起，后来手指间的细胞逐渐地消失才使手指分开，这部分细胞的消失是细胞凋亡的结果。这个过程是由遗传机制决定的。
(2)根据上述分析，请归纳什么是细胞凋亡？
答案 细胞凋亡是一个主动地由基因决定的自行结束细胞生命的过程。
2．细胞凋亡在生物体中的意义
(1)蝌蚪在发育中尾部的消失是细胞凋亡的结果，这说明细胞凋亡在个体发育中具有重要的作用。
(2)多细胞生物每天都有大量的新细胞产生，同样也要有大量的细胞凋亡，这说明细胞凋亡能维持生物体细胞数量上的平衡和相应的生命活动。
(3)被病毒感染的细胞可引起细胞凋亡，这样有效的阻止病毒的增殖。
因此，细胞凋亡对生物体正常的生长发育、生命活动稳定状态的维持以及抵御外界各种因素的干扰等方面具有重要的作用。
3．细胞凋亡和细胞坏死
结合教材完成图示，进而比较细胞凋亡和细胞坏死：
项目
细胞凋亡
细胞坏死
影响因素
基因决定的
剧烈的物化因素或严重的病理刺激
与基因
的关系
受基因控制
不受基因控制
细胞结
构变化
核染色质凝集，细胞质浓缩，细胞核裂解，细胞膜内陷，细胞分割成多个凋亡小体
染色质不规则地浓缩，细胞膜破坏，胞浆外溢
结果
巨噬细胞将凋亡小体吞噬
引起机体炎症反应
对机体
的影响
属于生理性变化
属于病理性变化
归纳总结
活学活用
2．以下属于细胞凋亡变化特征的是( )
A．细胞膜破坏，胞浆外溢
B．细胞内容物释放到胞外，对周围细胞产生伤害，引发炎症反应
C．细胞核裂解，细胞膜内陷，将细胞分割成多个有膜包裹的凋亡小体，邻近的细胞或专门的巨噬细胞将凋亡小体吞噬
D．染色质不规则地浓缩，线粒体、细胞核、内质网肿胀
答案 C
解析 细胞凋亡是细胞的一种重要生命活动，是一个主动的由基因决定的细胞程序化或自行结束生命的过程。细胞坏死是极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激引起的细胞损伤和死亡。两种情况下细胞所表现出的变化特征不同，选项A、B、D都是细胞坏死的特征，只有选项C是细胞凋亡的特征。
当堂检测
1．珍珠既是一种有机宝石，又可作为护肤品的主要原料，因为它能有效抑制细胞脂褐素的增加，这表明珍珠在保健上可用于( )
A．促进细胞分裂
B．诱导细胞分化
C．延缓细胞衰老
D．抑制细胞死亡
答案 C
解析 细胞内的色素积累会随着细胞衰老而逐渐增加，它们会妨碍细胞内物质的交流，进而影响细胞正常的生理功能，加速细胞衰老、死亡。珍珠可抑制色素的增加，能够延缓细胞衰老。
2．李白有诗云：“君不见，高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪。”从细胞学角度分析，该过程中不会出现的变化是( )
A．细胞内水分减少
B．细胞核体积缩小
C．酶活性降低
D．细胞内呼吸速率减慢
答案 B
解析 该诗句情景中叙述的是细胞衰老，细胞衰老过程中细胞核体积增大。
3．下列哪项不是细胞凋亡的意义( )
A．是生物体正常发育的基础
B．能维持组织中细胞数目的相对稳定
C．是机体对外界刺激的反应
D．是机体的自我保护机制
答案 C
4．下列关于细胞凋亡的叙述中，错误的是( )
A．细胞凋亡是由基因控制的细胞死亡
B．细胞凋亡的特征是出现凋亡小体
C．细胞凋亡时，局部有炎症反应
D．细胞凋亡在生物个体发育过程中起着重要作用
答案 C
5．科学家从正常生活状态的不同年龄阶段的三只小白鼠体内相同部位分离出相同大小的骨骼肌三块，分别标记为A、B、C，然后测定这三块骨骼肌释放CO2的量，其比为1.3∶1.2∶1。据此分析：
(1)年龄最大的是__________，其CO2的释放量少，可能是细胞内__________(细胞器)的功能减弱所致。
(2)三块骨骼肌细胞内，酶活性最强的是__________，物质交换能力最差的是__________。
(3)三块骨骼肌细胞内，代谢废物沉积最多的是_______。
答案 (1)C 线粒体 (2)A C (3)C
解析 随着细胞的衰老，其新陈代谢速度减慢，所以由CO2的释放量为1.3∶1.2∶1可知，年龄最大的为C，年龄最小的为A。CO2主要是在线粒体内产生的，因而CO2释放量减少可能是由线粒体功能减弱所致，另外衰老的细胞内酶活性降低，物质运输能力下降，代谢废物积累，所以酶活性最强的是A，物质交换能力最差的是C，代谢废物积累最多的是C。
40分钟课时作业
基础过关
知识点一 细胞的衰老
1．在生物体内寿命比较长的细胞是( )
A．人体内的红细胞
B．人体内的白细胞
C．能够保持继续分裂能力的细胞
D．以上三项都是
答案 C
解析 在生物体内寿命比较长的细胞是能够保持继续分裂能力的细胞。
2．下列有关衰老细胞特征的叙述，不正确的是( )
A．衰老的细胞新陈代谢速率加快
B．在衰老的细胞内有些酶的活性降低
C．衰老的细胞呼吸速率减慢
D．细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低
答案 A
解析 衰老的细胞新陈代谢速率降低。
3．关于细胞衰老的说法，错误的是( )
A．人一生中，体细胞分裂50～60次，因而各种细胞寿命一样
B．机体内细胞的寿命与分裂能力之间没有明确的对应关系
C．生物体内随时有大量细胞衰老死亡，同时又有大量新增殖的细胞代替它们
D．细胞衰老是细胞遗传程序所决定的正常生命现象
答案 A
解析 同一个个体内不同组织的细胞分化程度不同，细胞的寿命也不同。有的细胞不完全分化，如表皮生发层的细胞、骨髓的造血干细胞等，可以不断分裂，这样的细胞寿命较长。有的细胞高度分化，如神经细胞、心肌细胞等，这样的细胞在生物体内不再继续分裂，寿命也很长。细胞衰老是正常的生命现象。
知识点二 细胞的凋亡
4．下列说法错误的是( )
A．在个体发育过程中，特定部位的细胞会发生自然凋亡，这有利于器官的正常发育
B．人体在生长发育中产生的衰老细胞，通过启动细胞凋亡程序，可及时将其清除
C．生物体内被病毒感染的细胞和所有肿瘤细胞均可以通过凋亡方式清除掉
D．细胞凋亡和细胞增殖两个过程共同维持机体内器官和组织细胞数目的稳定性
答案 C
解析 细胞凋亡有利于清除多余、无用的细胞，从而有利于器官的正常发育；有利于清除完成正常使命的衰老细胞，这是维持个体正常生理活动及功能表达所必需的；有利于清除体内的有害细胞，生物体内一些被病毒感染的细胞和某些早期产生的肿瘤细胞可以通过细胞凋亡方式清除，但并不是所有的被病毒感染的细胞或是所有的肿瘤细胞都能通过凋亡来清除；细胞凋亡还能维持器官和组织细胞数目的相对稳定，通过细胞凋亡和增殖这两个相互对立又相互协调的过程，来维持其细胞数目的相对稳定。
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．细胞的凋亡有助于消除体内衰老的细胞
C．细胞凋亡是由致病因子引发的急性损伤，能引起细胞破裂，导致炎症反应
D．细胞凋亡的特征是散布的、逐个地从正常组织中死亡和消失，机体无炎症反应
答案 C
解析 细胞凋亡是一个主动的由基因所决定的细胞程序化或自行结束生命的过程，是受到严格的遗传机制决定的程序性调控。细胞凋亡并非是由致病因子引发的，故C错误。
能力提升
6．下列关于细胞分裂、分化、衰老和凋亡的叙述中，正确的是( )
A．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
B．个体发育过程中细胞的分裂、分化和凋亡对于生物体都是有积极意义的
C．细胞分裂存在于个体发育整个生命过程中，细胞分化仅发生于胚胎发育阶段
D．多细胞生物细胞的衰老与机体的衰老总是同步进行的
答案 B
解析 细胞分化是生物个体发育的基础，是基因选择性表达的结果，分化的结果导致细胞的形态和功能各不相同，遗传物质没有发生改变。个体发育过程中细胞的分裂、分化和死亡有利于组织的更新，对于生物体都是有积极意义的。细胞分裂、分化存在于个体发育的整个生命过程中，胚胎发育阶段达到最大限度。
7．科学家为了进一步探究细胞衰老的影响因素，进行了如下实验。
实验1 分别在相同的条件下，体外培养胎儿、中年人和老年人肺的成纤维细胞，结果见下表：
细胞来源
胎儿
中年人
老年人
增殖代数
50
20
2～4
实验2 分别将鼠、鸡、人和龟的体细胞在体外进行培养，结果如图：
实验3 将老年男性细胞和年轻女性细胞混合培养，当老年男性细胞停止分裂时，年轻女性细胞依然分裂旺盛。
实验4 将年轻人体细胞去核后与老年人的完整细胞融合，另将老年人体细胞去核后与年轻人的完整细胞融合，分别在体外培养，结果前者不分裂，后者分裂旺盛。
分析以上实验，回答下列问题：
(1)每个实验可以得出怎样的结论？
①实验1：________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②实验2：_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③实验3：________________________________________________________________。
④实验4：_______________________________________________________________。
(2)影响细胞衰老的内在因素有哪些？
________________________________________________________________________。
(3)实验3的设计是否严密？怎样改进？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)①细胞分裂能力随着生物体的年龄增大而减弱 ②细胞分裂次数与具体物种的特异性有关，一般来讲，寿命越长的物种体细胞分裂的最高次数越多 ③细胞的衰老速度与年龄和性别有关 ④细胞核是决定细胞衰老的重要因素
(2)物种、年龄、性别、细胞核的变化等
(3)实验设计不严密，应该增加2个对照组，具体设计如下：
第一组：同年龄的男性细胞和女性细胞混合培养，看实验结果，以探究性别对细胞分裂能力有什么影响
第二组：同性别的男性或女性细胞分不同年龄一起混合培养，探究在同一条件下年龄对细胞分裂能力的影响第16课时 光合作用的认识过程与光合色素
[目标导读] 1.结合教材P72内容，说出对光合作用的认识过程。2.结合教材P73“边做边学”，掌握提取和分离叶绿体中的光合色素的原理和实验方法，分析实验现象。3.结合教材P74内容，举例说出主要的光合色素。
[重难点击] 提取和分离叶绿体中的光合色素。
一 解开光合作用之谜
植物的光合作用是一个复杂的过程，经过了众多科学家的努力才逐步解开了光合作用的奥秘，阅读教材P72，分析下面几个有关光合作用的重要实验，思考并回答有关问题：
1．17世纪中叶，比利时的范·海尔蒙特第一次试图用定量的方法研究植物的营养来源。通过该实验，他认为植物生长所需要的养料主要来自水，而不是土壤。
2．1771年，英国科学家普利斯特莱将点燃的蜡烛与植物一起放入一个密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭；将小鼠与绿色植物一起放入密闭的玻璃罩内，小鼠不容易窒息而死(如图所示)。
(1)这个实验说明：植物可以吸收CO2，放出O2，从而更新空气成分。
(2)这个实验存在哪些不足？
答案 ①缺少空白对照，应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独放在玻璃罩内，作为空白对照；②没有认识到光在植物更新空气中的作用。
3．1779年，荷兰的扬·英根豪斯把带叶的枝条放入水里。这些叶在阳光下产生O2，在暗处并不产生O2。扬·英根豪斯是怎么认为的呢？
答案 他认为植物需要阳光才能制造出O2。即光照是进行光合作用的条件。
4．1864年，萨克斯把绿叶放在暗处24小时，然后把这个叶片一半曝光，另一半遮光。过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，遮光的一半无颜色变化，曝光的一半呈深蓝色。如图：
(1)该实验中，对照组是曝光的一半叶片，实验组是遮光的一半叶片。
(2)该实验说明：光合作用需要光照；光合作用能制造淀粉。
(3)该实验中，把绿叶放在暗处一段时间的作用是：消耗掉叶片中原有的淀粉，防止对实验结果造成干扰。
5．1940年，美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法进行光合作用实验。甲组向植物提供HO和CO2，发现释放的氧是18O2；乙组向植物提供H2O和C18O2，释放的氧是O2，如图：
(1)这个实验说明：光合作用释放的氧全部来自水。
(2)该实验能不能给植物同时提供HO和C18O2
答案 不行。那样无法分辨氧气中的放射性是来自水还是二氧化碳。
(3)他们还证实了糖类中的氢来自于水。
6．1948年，美国的卡尔文用14C标记CO2，追踪光合作用中碳元素的行踪，证实了CO2被用于合成糖类等有机物。
特别提醒
在光合作用的发现中，科学家们利用了对照实验，使结果和结论更加科学、准确：
(1)普利斯特莱：密闭的玻璃罩内不加植物的是对照组，加植物的是实验组。
(2)萨克斯：自身对照，曝光的一半叶片与遮光的另一半叶片形成对照。
(3)鲁宾和卡门：相互对照，加H218O的一组与加C18O2的一组相互对照。
活学活用
1．如图是利用小球藻进行光合作用实验的示意图，图中A物质和B物质的相对分子质量之比是( )
A．1∶2
B．2∶1
C．8∶9
D．9∶8
问题导析 (1)图中A、B物质都是氧气。
(2)A、B中的元素均来自于反应物中的水。
(3)分别写出A、B的化学式：A.O2；B.18O2。二者的相对分子质量之比为32、36。
答案 C
解析 图中A、B物质是氧气，均来自于反应物中的水。A、B分别为O2、18O2，二者的相对分子质量之比为32∶36＝8∶9。
二 提取和分离叶绿体中的光合色素
植物的光合作用离不开光能，光能的捕获离不开光合色素。结合“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验，探究光合色素的种类和作用。结合教材P74“边做边学”，分析完成下面问题。
1．实验原理
(1)绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，可以用无水乙醇提取绿叶中的光合色素。
(2)不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。因而，色素会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。
2．实验步骤分析
(1)提取色素时，向研钵中加入SiO2、CaCO3及无水乙醇的作用分别是什么？
答案 提取色素时，加入二氧化硅少许，作用是使研磨得充分；碳酸钙少许，作用是防止研磨中色素被破坏；无水乙醇5
mL，作用是溶解色素。
(2)将研磨液过滤到试管中，及时用棉塞塞紧试管口。
(3)制备滤纸条时，剪去两角的作用是防止色素带不整齐，画滤液细线的要求是细而直，吹干后还要重复画几次。
(4)色素分离时，加盖的主要目的是防止层析液挥发；关键应注意滤液细线不能触及层析液，否则滤液细线会被层析液溶解，不能分离。
3．实验结果(色素带的宽窄代表了色素的含量多少，色素扩散的速度和溶解度成正比)
特别提醒
1．层析液是一种挥发性较强的有机溶剂，可用93号汽油代替。
2．如果得到的色素提取液颜色过浅，可能的原因有：
(1)研磨不充分，色素未能充分提取出来。
(2)称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小。
(3)未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。
3．Mg是构成叶绿素的必需元素，另外，叶绿素的合成还需要光照。
活学活用
2．如图1表示某同学做“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验的改进装置，据图回答：
(1)该实验采用的方法是________法，应将提取到的滤液滴在a、b中的____处，向培养皿中倒入________，棉线灯芯下端应____________中。
(2)实验结果得到四个不同颜色的同心圆(如图2)，则1、2、3、4四条带依次表示________、________、__________、__________。若采用的实验材料是秋季的黄叶，四个圆中颜色明显变浅的是__________。
问题导析 (1)分析题中信息，联系教材中关于叶绿体中色素的提取和分离实验。确定题中采取的方法为纸层析法。因此滤液应滴在定性滤纸上的a点。
(2)棉线的作用是将层析液扩散到滤纸上。因此棉线下端应浸在层析液中。
(3)由于不同色素在层析液中的溶解度不同，因此随层析液在滤纸上的扩散速度不同，从而在滤纸上形成4条色素带。
(4)若采用的实验材料为秋季的黄叶，由于温度降低，叶片中的叶绿素被破坏，因而叶绿素a和叶绿素b的色素带明显变浅。
答案 (1)纸层析 a 层析液 浸入层析液 (2)胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 3和4
三 光能的捕获
1．下图为恩吉尔曼的实验图解，请分析回答下列问题：
(1)恩吉尔曼将水绵和能运动的好氧细菌制成临时装片，放在没有空气的黑暗环境中，用极细的光束照射水绵，结果好氧细菌聚集在被光束照射到的叶绿体部位(如图1)。
(2)如果将临时装片置于光下，好氧细菌的分布又如何呢？
答案 好氧细菌分布于叶绿体所有的受光部位(如图2)。
(3)上述实验说明了什么问题？
答案 上述实验说明氧气是由叶绿体在光照条件下释放出来的。
(4)可见光束看起来是白色的，通过三棱镜时会分成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7色连续光谱。用透过三棱镜后的不同颜色的光照射临时装片中水绵的叶绿体，发现好氧细菌聚集于红光区和蓝光区的叶绿体部位(如图)。这说明叶绿体中的色素能有效地吸收和利用红光和蓝光。
2．色素的性质
(1)吸收光谱：叶绿素a和叶绿素b在蓝光和红光部分吸收峰很高；胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，它们还具有保护叶绿素免受强光伤害的作用。
(2)作用：光合色素具有吸收、传递和转换光能的作用。
知识拓展
1．光合色素的吸光性质
(1)内容：叶绿素主要吸收蓝光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
(2)应用：温室或大棚为提高产量和改善品质使用不同颜色的薄膜。
2．研究表明，各种光合色素中，只有少数特殊状态的叶绿素a分子才能吸收转换光能，同时也能接受并利用其他色素分子传递来的光能，而其他的色素分子只能吸收光能，并将光能传递给特殊状态的叶绿素a分子，自身并不能利用光能，叶黄素和胡萝卜素还具有保护叶绿素免遭伤害的作用。
活学活用
3．将叶绿体色素滤液放在自然光源和三棱镜之间，从三棱镜的另一侧，观察连续光谱中明显变暗的区域是( )
A．红光和蓝紫光区
B．黄光和蓝紫光区
C．红光和绿光区
D．黄光和绿光区
答案 A
解析 叶绿体色素主要吸收红光和蓝紫光。
当堂检测
1．下列是有关植物光合作用发现的几个实验或事件：
①德国植物学家萨克斯的实验证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉 ②美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法证明光合作用释放的氧气全部来自水 ③英国科学家普利斯特莱指出植物可以更新空气 ④德国科学家恩吉尔曼用水绵做实验证明氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是植物进行光合作用的场所
上述实验或事件按时间的先后顺序排列，序号正确的是( )
A．③①④②
B．①③④②
C．③①②④
D．①③②④
答案 A
解析 1771年英国科学家普利斯特莱指出植物可以更新空气，1864年德国植物学家萨克斯证明绿色叶片在光合作用中产生淀粉，1880年德国科学家恩吉尔曼用水绵证明氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是植物进行光合作用的场所，1940年美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法证明光合作用释放的氧气全部来自水。
2．萨克斯的实验，在叶片照光24小时后，经脱色、漂洗并用碘液处理，结果有锡箔覆盖的部分呈棕色，而不被锡箔覆盖的部分呈蓝色。本实验说明( )
①光合作用需要CO2 ②光合作用需要光 ③光合作用放出氧 ④光合作用制造淀粉
A．①②
B．③④
C．②④
D．①④
答案 C
解析 对照实验中对照组和实验组相比，一般只改变一个实验因素，通过设计对照组，使实验所得的结果更加可靠。本实验对照组和实验组的可变实验因素是光照，有锡箔覆盖处接受不到光照，而无锡箔覆盖处能接受到光照，因此，该实验充分证明了光合作用需要光。由此变量带来了实验结果的不同，遇碘液变蓝色是淀粉的特性，因此该实验还证明了光合作用能制造淀粉。
3．在“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验中，收集到的滤液绿色过浅，其原因不可能是( )
A．未加二氧化硅，研磨不充分
B．加入大量的无水乙醇提取
C．加入少量无水乙醇提取
D．使用放置数天的菠菜叶
答案 C
解析 要加入少量无水乙醇进行提取，加得太多，提取液颜色会太浅，影响实验。
4．叶绿体色素的纸层析结果显示，叶绿素b位于层析滤纸的最下端，原因是( )
A．相对分子质量最小
B．相对分子质量最大
C．在层析液中的溶解度最小
D．在层析液中的溶解度最大
答案 C
解析 不同的叶绿体色素在层析液中的溶解度不同，所以不同的色素随层析液在滤纸上扩散的速度也不同，在层析液中溶解度越大的色素，随层析液在滤纸上扩散的速度也就越快。叶绿素b在层析液中溶解度最小，所以叶绿素b位于层析滤纸的最下端。
5．回答下列关于“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验的问题。
(1)某同学在做“提取和分离叶绿体中的光合色素”的实验时，操作情况如下所述：
①将2
g新鲜完整的菠菜叶放在研钵中，加入无水乙醇、二氧化硅、CaCO3以后，迅速研磨。
②用毛细吸管吸取少量滤液，沿滤纸上的铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线，并连续迅速地重复画一两次。
③把画好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以求加快色素在滤纸条上的扩散。
结果实验失败，请指出其错误所在：
①________________________________________________________________________，
②________________________________________________________________________，
③________________________________________________________________________。
(2)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“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验。
色素层析结果如图，请根据实验结果填写下表：
组别
滤纸条编号
判断依据
绿叶组
嫩黄叶组
答案 (1)①不应用完整叶片而应剪碎 ②不应连续迅速重复画线，而应吹干后重复画线 ③不应摇晃，以免层析液没及滤液细线
(2)
组别
滤纸条编号
判断依据
绿叶组
A
叶绿素a带和叶绿素b带较宽
嫩黄叶组
B
叶绿素a带和叶绿素b带较窄
解析 剪碎后易捣碎，可以加快操作速度；滤液细线干后再重复画线实验效果好，可以在线上积累更多的色素；绿叶与嫩黄叶相比，嫩黄叶中的叶绿素含量相对较少，从两幅图中也可以看出。
40分钟课时作业
基础过关
知识点一 光合作用的发现历程
1．1771年，英国科学家普利斯特莱将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭。今天我们对这一现象的合理解释是( )
A．植物可以更新空气
B．蜡烛燃烧所需物质来自绿色植物
C．绿色植物在光下能制造有机物
D．绿色植物在光下能释放氧气
答案 D
解析 蜡烛燃烧需要O2，而光合作用可释放O2。
2．历经一个半世纪，科学家们做过许多实验，才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物。在下列几个著名实验中，相关叙述不正确的是( )
A．普利斯特莱的实验证明了植物可以更新空气
B．萨克斯的实验也可证明光是光合作用的必要条件
C．恩吉尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量
D．鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的氧气来自H2O而不是CO2
答案 C
解析 恩吉尔曼的实验能够证明氧气由叶绿体释放出来，叶绿体是进行光合作用的场所，而不能定量分析光合作用生成的氧气量。
知识点二 提取和分离叶绿体中的光合色素
3．在“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验中，不让层析液没及滤液细线的原因是( )
A．避免滤纸上几种色素扩散不均匀而影响实验结果
B．防止滤纸上的滤液细线变粗而使色素太分散
C．防止色素溶解在层析液中而使实验失败
D．避免滤纸上的几种色素混合起来而不分散
答案 C
解析 层析液没及滤液细线，色素会溶解在层析液中，使实验失败。
4．下列关于“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验的叙述中，不正确的是( )
A．可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素
B．叶绿体中的色素能够分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同
C．研钵中加入二氧化硅、碳酸钙和绿叶后直接用杵棒进行研磨，不用作任何处理
D．滤液细线要画得细而直，避免色素带间的部分重叠
答案 C
解析 在“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验中，研磨前要向研钵中加入二氧化硅、碳酸钙和无水乙醇，因此C项不正确。
5．在“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验中，要使色素带清晰又整齐，下列措施与之无关的是( )
A．定性滤纸要干燥
B．剪去滤纸条一端的两角
C．滤液细线画细、齐、均匀
D．盖上培养皿盖
答案 D
解析 使色素带清晰整齐的措施有定性滤纸要干燥，滤纸条一端的两角剪去，画滤液细线要细、直、齐，画得均匀，不让层析液沾上或没及滤液细线，这些都是为了保证同种色素随层析液扩散时速度一致，色素带整齐明显。盖上培养皿盖是为了防止层析液挥发，与整齐无关。
6．提取和分离叶绿体中的光合色素实验主要证明的是( )
A．四种色素在层析液中的溶解度和扩散速度不同
B．叶绿体中色素的种类和色素的颜色
C．叶绿素的含量是胡萝卜素和叶黄素的四倍
D．色素只分布在叶绿体中
答案 B
解析 叶绿体中合光色素提取的原理是色素都是有机物，可以用有机溶剂溶解提取出来；分离原理是色素在层析液中的溶解度和扩散速度不同；实验结果表明叶绿体中的色素共有4种，还可以从滤纸条上分辨出它们的颜色。本实验只能大体分析出色素含量的多少，并不能定量地确定，实验的第一步就已把细胞研磨碎，根本不能看到色素的分布位置。
知识点三 光能的捕获
7．如图为用分光光度计测定叶片中两类色素吸收不同波长光波的曲线图，请判定A和B分别为何种色素( )
A．叶绿素；胡萝卜素和叶黄素
B．胡萝卜素和叶黄素；叶绿素
C．胡萝卜素和叶黄素；叶绿素a
D．叶绿素a；叶绿素b
答案 A
解析 叶绿素能吸收短波的蓝光和长波的红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收短波的蓝紫光。
8．下图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法不正确的是( )
A．叶绿体中甲、乙、丙、丁四种色素都分布在类囊体膜上
B．衰老叶片中甲、乙色素的含量显著减少
C．甲、乙、丙、丁四种色素均可溶于有机溶剂
D．丙、丁两种色素主要吸收红光和蓝光
答案 D
解析 解答此题必须理解坐标图的含义，甲、乙、丙、丁依次为叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素。A选项考查色素的分布，B选项考查色素在不同叶片中的含量，C选项考查色素的提取原理，D选项中甲和乙才是主要吸收红光和蓝光的两种色素。
能力提升
9．将长势相同的四株植物，分别置于不同颜色的玻璃罩内，在同一环境中，接受相同水肥和光照，经过一段时间后，长势最好和最差的依次是( )
①红色透明罩 ②绿色透明罩 ③蓝色透明罩 ④无色透明罩
A．④③
B．②①
C．④②
D．③①
答案 C
解析 无色透明罩可允许各种颜色的单色光透过，而有色透明罩只允许与透明罩颜色相同的一种单色光透过。在白光下，植物长势最好，在绿光下植物长势最差。
10．提取光合色素，进行纸层析分离，对该实验中各种现象的解释，正确的是( )
A．未见色素带，说明材料可能为黄化叶片
B．色素始终在滤纸条上，是因为色素不溶于层析液
C．提取液呈绿色是因为含有叶绿素a和叶绿素b
D．胡萝卜素位于滤纸条的最前方，是因为其在提取液中的溶解度最高
答案 C
解析 在纸层析分离色素时，如果未见色素带，其原因可能是画滤液细线次数太少或层析液没过滤液细线而使色素溶解于层析液中。叶绿体所含的色素中，叶绿素含量比胡萝卜素和叶黄素多，且叶绿素呈现绿色，因此提取液呈现绿色。叶绿体色素的扩散速度随其在层析液中溶解度的不同而不同，溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快。
11．下图表示“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验的部分材料和用具，据图回答下列问题：
(1)图中步骤①加入研钵内的物质：A__________5
mL，作用是____________________；B__________少许，作用是使研磨得充分；C__________少许，作用是_________________。
(2)图中步骤②将糨糊状的研磨液倒入漏斗中，漏斗底部放有____________________。
(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中关键应注意______________________________；加盖的目的是______________________。
(5)实验结束时，在滤纸条上，色素带最宽的是________。扩散速度最快的是__________。
答案 (1)无水乙醇 溶解色素 二氧化硅 碳酸钙 防止色素被破坏 (2)单层尼龙布 (3)防止色素带不整齐 细而直 (4)层析液不要没及滤液细线 防止层析液挥发 (5)叶绿素a 胡萝卜素
12．下图是美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究光合作用的示意图。他们用氧的同位素(18O)分别标记H2O和CO2，使它们分别成为HO和C18O2，然后按示意图做实验。请对实验作出必要说明。
(1)在小球藻进行光合作用过程中，向第一组提供的物质是______________和____________；向第二组提供的物质是______________和______________；向两组共同提供的是______________________。
(2)图中A和B分别代表__________和__________。
(3)这个实验说明了____________________。
答案 (1)C18O2 H2O CO2 HO 光能和小球藻
(2)O2 18O2 (3)光合作用产生的氧气中的氧全部来自水
解析 通过图示可清晰看到提供给第一组的物质是H2O和C18O2；提供给第二组的是HO和CO2。向两组共同提供的是光能和小球藻。虽然向每组提供的水和二氧化碳都有氧，但通过同位素的不同标记以及实验的有意安排，使光合作用释放出的氧为A和B两种。两组实验的结果是A为O2，而B为18O2。
个性拓展
13．为验证叶绿素合成所需的条件，有人设计了如下实验：
实验步骤：
①配制培养基：1号(含蔗糖、水、植物必需的各种矿质元素等)，2号(不含Mg，其他成分与1号相同)。
②小麦种子用清水浸泡后消毒，在无菌条件下，将种子的胚剥离，去掉胚乳。
③在无菌条件下，将胚接种在培养基上。培养两周后，观察幼苗的颜色。如下表所示：
甲
乙
丙
丁
培养基
1号
2号
1号
1号
培养基数目
5
5
5
5
每个培养基接
种胚的数目
10
10
10
10
培养条件
光照16
h/d、
25
℃
？
黑暗、
25
℃
光照16
h/d、
10
℃
实验结果
(幼苗颜色)
绿色
黄色
黄色
黄绿色
请分析回答下列问题：
(1)在该实验设计中，为什么每组用5个培养基，且每个培养基中接种10粒种子的胚？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验中为何不采用完整的种子，而是去掉胚乳，只将胚接种到培养基上萌发？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)乙组的培养条件很可能是______________________________________________。
(4)甲组起____________作用，通过实验可得出结论：叶绿素的合成需要________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)如果样本数量太少，会因为偶然误差而影响实验结果 (2)因为种子的胚乳中可能含有Mg，去掉胚乳后，采用不同的培养基为胚的萌发提供营养，以排除这一干扰 (3)光照16
h/d、25
℃ (4)对照 Mg、光照和适宜的温度
