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第一章走近细胞 第1节从生物圈到细胞 1 谈谈你所了解的SARS病毒具有怎样的结构 它是怎样生活和繁殖的 病毒一旦离开活细胞 就不再表现生命现象 结构特点 没有细胞结构 化学组成 蛋白质外壳和遗传物质 遗传物质 DNA或RNA 生活方式 寄生在活细胞中 繁殖过程 在活细胞中 靠自身的遗传物质中储存遗传信息 利用细胞内物质 制造新的病毒 一 病毒 2 草履虫是一种什么样的生物 草履虫还能完成哪些生命活动 草履虫是单细胞生物 还有摄食 呼吸 生长 生殖 应激性 实例1 草履虫的运动和分裂 二 生命活动离不开细胞 3 4 自然界中还有哪些生物的结构与草履虫相似 变形虫 如果没有完整的细胞结构 就不可能完成这些生命活动 因此说 单细胞生物的生命活动离不开细胞 衣藻 酵母菌 5 与草履虫相比 人是多细胞的高等生物 人的生命是从什么细胞开始的 实例2人的生殖和发育 6 7 在子女与父母之间 什么细胞充当了遗传物质的 桥梁 人的发育与细胞的生命活动有什么关系 遗传物质的 桥梁 精子和卵细胞 精子和卵细胞结合成为受精卵 受精卵是新生命的开始 人的发育其本质是细胞分裂和细胞分化 由此可见 多细胞的高等生物的生殖和发育也离不开细胞 8 9 完成一个简单的缩手反射 至少需要哪些细胞的参与 感受器传入神经神经中枢传出神经效应器 实例3缩手反射的结构基础 10 11 我们现在的学习活动 又需要多少种类和数量的细胞参与 人的学习活动需要种类和数量繁多的细胞参与 但主要是神经细胞的参与 讨论 12 因此 生物体的某一种细胞受到损害 也会影响该种生物的生命活动 实例4艾滋病 AIDS 病原微生物 艾滋病病毒HIV 攻击对象 免疫系统的淋巴细胞 死亡原因 淋巴细胞被大量破坏 导致人体免疫力降低 其他病原微生物感染 13 除艾滋病外 你还能举出特定的细胞受到损害导致疾病的例子吗 脊髓运动神经元受损 导致小儿麻痹症以及相应肢体瘫痪 胰岛细胞受损 导致糖尿病 大脑皮层上的听觉神经元受损可导致听觉发生障碍 14 以上四个实例是从不同的角度来说明生物的生命活动都离不开细胞 你还能举出其他实例来说明吗 15 例如 生物体的运动离不开肌细胞 兴奋的传导离不开神经细胞 腺体的分泌离不开相关的分泌腺细胞 16 三 生命系统的结构层次 生命系统分为哪几个层次 排列顺序是什么 细胞 组织 器官 系统 个体 种群 群落 生态系统 生物圈 17 四 细胞是最基本的生命系统 各种生物的生命活动是在细胞内或在细胞参与下完成的 单细胞生物 最早生命形式 个体 种群 生物群落 生态系统 生物圈 因此 细胞是地球上最基本的生命系统 18 1 请以一个人 一棵松树或一只草履虫为例 列出生命系统的不同层次 思考与讨论 人 其他各层次的名称不变 但具体内容会发生变化 例如 心脏应为二心房 二心室 种群应为同一区域的所有人 等等 应当指出的是 生物圈只有1个 松树 应去掉 系统 这个层次 细胞 组织 器官 种群的具体内容也会改变 草履虫 细胞本身就是个体 没有组织 器官 系统等层次 19 2 在生命系统的各个层次中 能完整地表现出各种生命活动的最基本的层次是哪一个 说明你的理由 细胞层次 其他层次都是建立在细胞这一层次的基础之上的 没有细胞就没有组织 器官 系统等层次 另一方面 生物体中的每个细胞具有相对的独立性 能独立完成一系列的生命活动 思考与讨论 20 3 一个分子或一个原子 也是一个系统吗 如果是 它们是不是生命系统 如果不是 请说明理由 一个分子或一个原子是一个系统 但不是生命系统 因为生命系统能完成一定的生命活动 单靠一个分子或一个原子是不可能完成生命活动的 思考与讨论 21 不同的生物具有不同的具体的生命系统 这说明了什么呢 越高等的生物其生命系统越复杂 而低等生物则比较简单 由此说明生命系统的复杂性和多样性 从最小的细胞开始 到最大的系统生物圈 尽管生命系统复杂多样 大小不同 但它们层层相依 紧密联系 都离不开细胞这一最基本的生命系统 22 第一章走近细胞 第2节细胞的多样性和统一性 23 24 结论 细胞具有多样性 25 思考 以上这些细胞的共同结构有哪些 26 思考 以上这些细胞的共同结构有哪些 细胞膜细胞质细胞核 思考 你能从中举出一两个例子 说说造成细胞不同的形态结构的原因吗 细胞所处的位置不同 功能不同 是细胞分化的结果 如红细胞 洋葱表皮细胞 27 思考 是不是所有细胞都具有细胞膜 细胞质和细胞核这三个结构呢 28 有些生物的细胞具有这三个结构 有些细胞只具有细胞膜 细胞质 而没有成形的细胞核 29 病毒 如SARS HIV 流感病毒 噬菌体等 真核细胞 生物 原核细胞生物 细菌 蓝藻 支原体 衣原体 细胞结构生物 30 真核细胞和原核细胞除了成形细胞核的有无之外 还有哪些区别 31 原核细胞与真核细胞的主要区别 较大 10 100 m 较小 1 10 m 一个细胞只有一条DNA 与RNA 蛋白质不联结在一起 一个细胞有几条染色体 DNA与RNA 蛋白质联结在一起 无真正的细胞核 只有拟核 有核膜核仁 32 代表生物 蓝藻简介 请从宏观和微观两个方面通过阅读教材概括蓝藻的各种特征和性质 33 蓝藻 宏观 微观 当以细胞群体出现时 如 水体富营养化 水华状如发丝 呈黑蓝色 发菜 没有成形的细胞核 有拟核 环状DNA藻蓝素和叶绿素 能进行光合作用细胞质 核糖体 自养生物 注意 34 二 细胞学说建立的过程 19世纪 德国科学家施莱登和施旺创立了细胞学说 其主要内容是 1 细胞是一个有机体 一切动植物都由细胞发育而来 并由细胞和细胞产物所构成 2 细胞是一个相对独立的单位 既有它自己的生命 又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用 3 新细胞可以从老细胞中产生 施旺 施莱登 35 请仔细阅读课本P10 12的 资料分析 思考下列几个问题 1 第一位发现并命名细胞的科学家是谁 2 细胞学说的建立者是谁 主要观点有哪些 3 细胞学说内容中有些观点是不正确的 如果你是科学家请将其进行修正 4 细胞学说的建立过各给我们什么启示 你能从中领悟到科学发现具有哪些特点 5 细胞学说主要阐明了细胞的多样性还是统一性 6 恩格斯给予细胞学说很高的评价 请你说说你对之的理解 36 资料分析 细胞学说的建立过程 1 从人体的解剖和观察入手 2 显微镜下的重大发现 3 理论思维和科学实验的结合 4 细胞学说在修正中前进 讨论 1 通过分析细胞学说的建立过程 你领悟到科学发现具有哪些特点 2 细胞学说主要说明了细胞的多样性还是统一性 列文 虎克 37 小结一 酵母菌 各种霉菌 食用真菌 38 原生动物门 腔肠动物门 扁形动物门 线形动物门 环节动物门 软体动物门 节肢动物门 脊索动物门 39 生物分类单位 界 门 纲 目 科 属 种 40 生命活动离不开细胞 生活实例 细胞学说的建立 建立学说 原核细胞和真核细胞 理性比较 观察细胞 感性认识 生命系统的结构层次 宏观认识 从生物圈到细胞 细胞的多样性和统一性 小结二 41 第二章组成细胞的分子 第1节细胞中的元素和化合物 42 一 组成细胞的元素 43 1 大量元素 含量在万分之一以上 C H O N P S K Ca Mg等 2 微量元素 Fe Mn Zn Cu B Mo等 C是构成细胞的基本元素 44 二 组成细胞的化合物 无机化合物 有机化合物 水 糖类 脂质 蛋白质 核酸 无机盐 45 46 我体内有丰富的蛋白质 47 奶和奶的制品 48 豆类及豆制品含丰富的蛋白质 49 第2节生命活动的主要承担者 蛋白质 第二章组成细胞的分子 50 蛋白质主要由C H O N4种化学元素组成 很多还含有S P等元素 蛋白质是由多种氨基酸按照不同的方式结合形成的 氨基酸是组成蛋白质的基本单位 51 一 氨基酸及其种类 52 结构通式为 每种氨基酸分子至少都含有一个氨基 NH2 和一个羧基 COOH 还有一分子氢和一个特有的R基团 它们都连在同一个碳原子上 此碳原子叫中心碳原子 53 R基不同 氨基酸就不同 如 甘氨酸的R基是 H 丙氨酸R基是 CH3 54 请写出下面两种氨基酸的R基 55 请同学们阅读课本p21到p22 初步了解 脱水缩合 肽键 二肽 三肽 多肽这几个概念 二 蛋白质的结构及其多样性 56 1 氨基酸形成二肽 57 COOH H NH2 C R1 COOH H HN C R2 氨基酸形成二肽 H 58 CO H NH2 C R1 COOH H N C R2 氨基酸形成二肽 H H2O 肽键 肽键 肽键 肽键 肽键 59 一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接 脱去一分子的水 这种结合方式叫做脱水缩合 连接两个氨基酸分子的化学键 CO NH 叫做肽键 由两分子氨基酸分子缩合而成的化合物 叫做二肽 由多个氨基酸分子缩合而成的 含有多个肽键的化合物 叫做多肽 多肽所呈的链状结构叫做肽链 多肽链具备一定的空间结构后即为蛋白质 因此蛋白质与多肽的差别在于有无空间结构 60 2 氨基酸 多肽和蛋白质的关系 61 3 蛋白质多样性的原因 62 三 蛋白质的功能 结构物质 是构成细胞和生物体的重要物质 肌球蛋白 肌动蛋白 催化作用 酶 运输作用 血红蛋白 调节作用 激素 免疫功能 抗体 63 巩固练习 1 同一草场上的牛和羊吃了同样的草 可牛肉和羊肉的口味却有差异 这是由于 A 同种植物对不同生物的影响不同B 牛和羊的消化功能强弱有差异C 牛和羊的蛋白质结构存在差异D 牛和羊的亲缘关系比较远 C 64 2 下面是日常生活中的一些实例 你知道为什么吗 3 含丰富蛋白质的食物最好煮熟后再食用 2 加酶的洗衣粉不宜用开水溶解 1 沾有血渍 牛奶的衣服不易用热水洗净 血渍 牛奶的主要成分是蛋白质 一般温度下 蛋白质能以胶体的形态溶解于水中 一旦受热 它就会凝固起来 不易溶解于水 绝大多数酶为蛋白质成分 蛋白质在高温时会变性 失去蛋白酶的功能 加热以后 具备一定空间结构的螺旋形蛋白质分子链会松开 这是蛋白质的变性 蛋白质在变性后更加容易消化和吸收 65 1 2个氨基酸分子缩合形成二肽 并生成一分子水 这分子水中的氢来自 A 羧基B 氨基C 羧基和氨基D 连接在碳原子上的氢 2 谷氨酸的R基为 C3H5O2 在一个谷氨酸分子中 含有碳和氧的原子数分别是 A 4 4B 5 4C 4 5D 5 5 C B 66 3 人体免疫球蛋白由4条肽链构成 共有764个氨基酸 则该蛋白质分子中至少含有游离的氨基和羧基数分别是 A 746和764B 760和760C 762和762D 4和4 D 67 4 下列叙述中 哪项是对蛋白质功能的高度概括 A 细胞和生物体重要的结构物质B 收缩 运输 免疫等活动的物质基础C 调节细胞和生物体新陈代谢的重要物质D 生命活动的主要体现者 5 蛋白质和多肽的主要区别是在于蛋白质 A 含有的氨基酸更多B 空间结构更复杂C 相对分子质量更大D 能水解成多种氨基酸 D B 68 6 下列关于蛋白质的叙述中 正确的是 A 蛋白质是以一定方式形成的具有复杂空间结构的高分子化合物B 蛋白质是酶C 每种蛋白质都由20种氨基酸组成D 每种蛋白质都含有C H 0 N S P Fe等元素 7 鸡蛋煮熟后 蛋白质变性失活 这是由于高温破坏了蛋白质的 A 肽键B 肽链C 空间结构D 氨基酸 A C 69 8 下列物质中 有的属于构成蛋白质的氨基酸 有的不是 若将其中构成蛋白质的氨基酸缩合成蛋白质 则其中含有的氨基 羧基和肽键的数目依次是 1 NH2 CH2 COOH 2 NH2 CH2 CH2OH 3 NH2 CH CH2 COOH COOH 4 NH2 CH CH2 COOH 5 NH2 CH CH2 4 NH2 NH2 COOH A 2 2 2B 3 3 2C 4 3 3D 3 4 3 A 70 9 胰岛素是一种蛋白质分子 它含有2条多肽链 其中A链有21个氨基酸 B链有30个氨基酸 据此回答 1 从理论上分析 胰岛素分子至少含有个 COOH 2 糖尿病病人只能注射而不能口服胰岛素的原因什么 2 因为胰岛素是一种蛋白质 口服会在消化道里以蛋白质的形式被消化成氨基酸 而失去胰岛素的功能 71 10 据下列结构式 回答问题 CH3HH H2N C CO NH C CO NH C COOH HCH2CH2 COCOOH NH2 1 该化合物中有种氨基酸 2 该化合物中有个肽键 3 该化合物是由个氨基酸失去分子水而形成的 这样的反应叫做 4 该化合物叫做 72 第3节遗传信息的携带者 核酸 第二章组成细胞的分子 73 一 核酸的分类 功能 是细胞内携带遗传信息的物质 在生物体的遗传 变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用 74 二 核酸在细胞中的分布 观察DNA和RNA在细胞中的分布 实验原理 甲基绿使DNA呈现绿色 吡罗红使RNA呈现红色 75 2 核酸的基本组成单位 核苷酸 三 核酸的化学结构 1 核酸的组成元素 C H O N P等 76 3 DNA的化学结构 腺嘌呤脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 基本组成单位 脱氧核苷酸 77 脱氧核苷酸链 连接 78 DNA分子的多样性和特异性 多样性 四种脱氧核苷酸的数目 比率和排列顺序不同 特异性 不同生物个体具有不同的DNA 79 腺嘌呤核糖核苷酸 鸟嘌呤核糖核苷酸 胞嘧啶核糖核苷酸 尿嘧啶核糖核苷酸 4 RNA的化学结构 基本组成单位 核糖核苷酸 80 核糖核苷酸链 连接 81 DNA与RNA的比较 DNA RNA 主要存在部位 细胞核 细胞质 基本组成单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 碱基种类 A G C T A G C U 五碳糖种类 脱氧核糖 核糖 核苷酸链 一条核糖核苷酸链 两条脱氧核苷酸链 82 1 下列关于核酸的叙述 正确的是 A 核酸由C H O N四种元素组成B 在真核细胞内 核酸只存在于细胞核内C 组成核酸的基本单位有8种D 除病毒外 一切生物都含有核酸 2 由碱基A C和T可以组成的核苷酸种类是 A 8B 5C 6D 3 巩固练习 C B 83 3 玉米根细胞中的DNA分布在下列哪些结构 细胞核 叶绿体 线粒体 细胞质基质A B C D B 4 细胞内的遗传物质是 A DNAB RNAC DNA或RNAD DNA和RNA A 84 5 将用甲基绿和吡罗红染色的人口腔上皮细胞装片放在显微镜下观察 可以看到 A 细胞核内呈现红色 细胞质内呈现绿色B 细胞核内呈现绿色 细胞质内呈现红色C 细胞核和细胞质都呈现绿色D 细胞核和细胞质都呈现红色 6 DNA分子完全水解后 得到的化学物质是 A 核苷酸 五碳糖 碱基B 核苷酸 磷酸 碱基C 核糖 五碳糖 碱基D 脱氧核糖 磷酸 碱基 B D 85 课后探讨题 1 在临床上 医生常给患急性肠炎的病人点滴输入葡萄糖盐水 想一想医生为什么这样做 2 糖类都是甜的吗 米饭和馒头在嘴里多嚼一会会感到有甜味 这是为什么 3 儿童适当多晒太阳 有利于预防佝偻病 为什么 4 种子在入库储存前为什么要晒干处理 但为什么不能加热烘烤干呢 5 为什么很多老年人晚上睡觉时常有抽搐 通常称做 抽筋 现象 应该怎样预防呢 86 第4节细胞中的糖类和脂质 第二章组成细胞的分子 87 思考 1 这些食物含有的能量一样吗 2 图中能尽快补充能量的食物是什么 糖类是主要的能源物质 88 一 细胞中的糖类 1 元素组成 2 种类 3 功能 C H O单糖 二糖 多糖生命活动的主要能源 阅读课本P30 31 细胞中的糖类 并完成下表 89 核糖 脱氧核糖 葡萄糖 果糖 半乳糖 细胞中都有 细胞中都有 细胞中都有 植物细胞中 动物细胞中 组成RNA的成分 组成DNA的成分 主要的能源物质 提供能量 提供能量 90 麦芽糖 蔗糖 乳糖 发芽的小麦 谷粒中含量丰富 蔗糖 甜菜中含量丰富 人和动物乳汁中含量丰富 都能提供能量 91 淀粉 纤维素 肝糖原 肌糖原 植物粮食作物的种子 变态茎或根等储藏器官中 植物细胞的细胞壁中 动物的肝脏中 动物的肌肉组织中 储存能量 支持保护细胞 储存能量 调节血糖 储存能量 92 单糖 二糖 多糖是怎样区分的 1 单糖 不能水解的糖 2 二糖 由两分子的单糖脱水缩合而成 93 3 多糖 由许多的葡萄糖分子连接而成 构成它们的基本单位都是葡萄糖 94 单糖 二糖和多糖的转化过程 单糖 二糖 多糖 95 糖尿病与糖的摄取有关吗 为什么要严格限制糖尿病人的甜味食品以及馒头 米饭等主食 有人认为 吃糖过多或吃得过饱 即使不吃肥肉也很容易引起肥胖 你认为对吗 思考 男性 标准体重 kg 身高 cm 105女性 标准体重 kg 身高 cm 100 96 二 细胞中的脂质 1 组成元素 主要是C H O 有些含有P和N 2 种类及功能 脂肪 磷脂 固醇 细胞内良好的储能物质 还具有隔热 保温 缓冲和减压的作用 构成细胞膜 细胞器膜和核膜的主要成分 包括胆固醇 性激素和维生素D 对人体的代谢起到很重要的调节作用 97 三 生物大分子以碳链为骨架 每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架 由许多单体连接成多聚体 98 第5节细胞中的无机物 第二章组成细胞的分子 99 一 细胞中的水 1 水在细胞中的含量 生物种类不同含水量不同 水生生物 陆生生物 水母 同一生物在生长发育的不同时期 含水量也不同 幼儿和老年人 幼儿和成人体内的含水量 在不同的组织 器官中 水的含量也不相同 100 2 水的存在形式及生理功能 细胞中游离态的水 可以自由流动 细胞中与其他化合物结合的水 95 以上 约4 5 1 是细胞内的良好溶剂2 参与细胞内的生化反应3 运送养料和代谢废物 是细胞的组成成分 101 刚刚收获的小麦种子经暴晒 失去了大量的水份 这些水属于 再将晒干的种子放在试管内用酒精灯加热 试管上将出现小水珠 这些水属于 再点燃种子 最终会得到一些灰白色的灰烬 这些灰烬是 巩固练习 102 二 细胞中的无机盐 1 存在形式 大多数以离子的形式存在 2 生理作用 细胞中许多有机物的重要组成成分维持细胞和生物体的生命活动维持细胞的酸碱平衡 103 水母 104 幼儿和老年人 105 幼儿和成人体内的含水量 106 第1节细胞膜 系统的边界 第三章细胞的基本结构 107 108 科学家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 却不能逸出细胞 伊红为什么不会逸出细胞 此实验说明了什么 材料1 动动脑筋 细胞作为一个完整的系统 它有边界 109 系统的边界 细胞膜 110 111 神经细胞之间的联系 高等植物细胞之间通过胞间连丝进行信息交流 112 体验制备细胞膜的方法 实验 1 选择材料 2 实验原理 3 实验过程 猪成熟的红细胞 红细胞吸水胀破 4 用离心从混合液中分离出纯度较高的细胞膜 思考 如何将盖玻片下的生理盐水换成蒸馏水 113 一 制备细胞膜 正常红细胞形态 114 一 制备细胞膜 红细胞吸水后形态 115 一 制备细胞膜 红细胞失水后形态 116 一 制备细胞膜 提取红细胞 使红细胞吸水破裂 离心分离 117 一 体验制备细胞膜 118 一 体验制备细胞膜 119 一 体验制备细胞膜 120 二 细胞膜的成分 脂质 约50 蛋白质 约40 糖类 约2 10 121 细胞膜的主要成分 脂质 磷脂最丰富 大约占50 蛋白质大约占40 糖类大约占2 10 122 细胞膜的功能 将细胞与外界环境分开 保证细胞内部环境的相对稳定控制物质进出细胞进行细胞之间的信息交流 细胞膜的结构 决定 123 细胞壁成分 纤维素和果胶功能 支持和保护特点 全通透性 124 1 下列哪一项不属于细胞膜的功能 A 控制物质进出细胞B 将胰岛细胞形成的胰岛素 分泌到细胞外C 提高细胞内化学反应的速率D 作为系统的边界 维持细胞内环境的稳定 基础训练 C 125 2 科学家常用哺乳动物红细胞作材料来研究细胞膜的组成 是因为 A 哺乳动物红细胞容易得到B 哺乳动物成熟红细胞内没有核膜 线粒体膜等膜结构C 哺乳动物红细胞在水中容易涨破D 哺乳动物红细胞的细胞膜在光学显微镜下容易观察到 B 基础训练 126 科研上鉴别死细胞和活细胞 常用 染色排除法 例如 用台盼蓝染色 死的动物细胞会被染成蓝色 而活的动物细胞不着色 从而判断细胞是否死亡 你能解释 染色排除法 的原理吗 拓展题 活细胞的细胞膜具有控制物质进出的能力 染色剂无法进入细胞内 所以活细胞不会被染色 当细胞死亡后 细胞膜随之失去控制物质进出的能力 染色剂进入细胞 细胞被染成蓝色 根据细胞是否被染色来细胞是否具有活力 127 课后动动手 请注意搜集日常生活中一些废弃物 塑料小球 废铁丝 泡沫板 试着用它们制造一个细胞膜结构的模型 128 第二节细胞器 129 动植物亚显微结构 130 叶绿体液泡细胞壁 植物细胞比动物细胞多了哪几种结构 131 细胞的结构 细胞膜细胞器线粒体 叶绿体 2层膜 内质网 高尔基体液泡 溶酶体 1层膜 细胞质核糖体 中心体 无膜 细胞质基质 水 无机盐 脂质 糖类 核苷酸和多种酶细胞核 132 存在于动植物细胞中 双层膜 含有少量的DNA内膜向内折叠形成嵴 细胞进行有氧呼吸的主要场所 是细胞的 动力车间 线粒体 形态结构 杆状或粒状 线粒体亚显微结构 133 1 生长旺盛的细胞或生理功能活跃的细胞中线粒体居多 如肝细胞中线粒体多达2000个 一般细胞为几十至几百个 在代谢衰退的细胞中线粒体较少 1 鸟翼的肌原纤维 精子的尾部基端线粒体较多 2 线粒体一般是均匀地分布在细胞质基质中 但它在活细胞中能自由地移动 往往在细胞内新陈代旺盛的道听部位比集中 例如在小鼠受精的分裂面附近比较集中 分析下述例子 说明线粒体有何功能 分布上有何特点 134 线粒体大多是颗粒状 短线状 一般情况下均匀地分布在细胞质基质中 但它在活细胞中能自由移动 往往在细胞内代谢旺盛的部位比较集中 线粒体是进行有氧呼吸的主要场所 为细胞生命活动提供能量 所以 线粒体是细胞的 动力车间 细胞生命活动所需的能量 95 来自线粒体 问题小结 135 叶绿体 136 叶绿体 存在于绿色植物细胞中 双层膜结构 内有基粒 由多个类囊体垛叠而成 绿色植物进行光合作用的细胞器 是植物细胞的 养料制造车间 和 能量转换站 含有少量的DNA 137 高尔基体 高尔基体结构图 138 存在于动植物细胞中 位于细胞核附近的细胞质中 单层膜结构 与细胞分泌物形成有关 对蛋白质进行加工和转运 植物细胞分裂时与细胞壁的形成有关 发送站 高尔基体 139 内质网 内质网结构图 140 内质网 存在于动植物细胞中 广泛分布于细胞质中 成网状 分为粗面和光面两种 单层膜结构 细胞内蛋白质合成和加工 以及脂质合成的 车间 141 牛奶是怎样炼成的 142 143 1 分泌蛋白质是在哪里合成的 分泌蛋白是在内质网上的核糖体中合成的 2 分泌蛋白从合成至分泌到细胞外 经过了哪些细胞器或细胞结构 尝试描述分泌蛋白的合成和运输过程 3 分泌蛋白合成和分泌的过程中需要能量吗 能量由哪里提供 144 科学家用 标记亮氨酸供给豚鼠的胰腺细胞以合成蛋白质 3分钟后标记的氨基酸出现在附有核糖体的内质网中 117分钟后 标记的氨基酸出现在细胞膜内运输蛋白质的囊泡及细胞外的分泌物中 145 核糖体上合成的分泌蛋白 首先进入内质网腔内 加工形成比较成熟的蛋白质 然后内质网以出芽方式形成具膜的小泡将它运输到高尔基体进行进一步的加工 经高尔基体加工成熟的蛋白质再形成分泌囊泡 通过细胞膜排出细胞外面 在这个过程中 内质网膜可通过小泡转化成高尔基体膜 高尔基体膜又可通过分泌囊泡形成细胞膜 146 奶牛的乳腺细胞 核糖体 合成牛奶中的蛋白质 半成品 内质网 把这些半成品运输到高尔基体 高尔基体 对即将分泌出来的牛奶蛋白质进行最后的浓缩和加工 线粒体为整个过程提供能源保障 147 148 细胞膜 细胞器的膜和核膜等共同组成生物膜系统 生物膜在生命活动中的作用1 细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境 同时在细胞与外部环境进行物质运输 能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用 2 许多重要的化学须应需要酶的参与 广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着点 3 细胞内的生物膜把细胞器分隔开 如同一个个小的区室 这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应 而不会互相干扰 保证了细胞生命活动高效 有序地进行 149 第3章第三节细胞核的结构和功能 150 一 问题探讨1 提示 细胞核在细胞的生命活动中起控制作用 如细胞核内贮存的遗传物质携带着遗传信息 可以控制蛋白质的合成 而蛋白质是生命活动的体现者 所以细胞核可以比喻为部队的司令部等 4 提示 不能 细胞生长需要蛋白质等多种物质作基础 细胞分裂需要遗传物质的复制和相关蛋白质的合成 如果没有细胞核 这些生命活动都不能进行 151 什么是细胞核 152 立体结构 平面结构 153 切成两半的变形虫 有核部分能继续生活 无核部分死亡 如果在去核后3天 再将无核部分植入新核 这个变形虫生活正常 这个实验说明什么问题 变形虫实验 154 二 资料分析1 提示 美西螈皮肤的颜色是由细胞核控制的 生物体性状的遗传主要是由细胞核控制的 因为细胞核中有DNA DNA是主要的遗传物质 DNA上有许多基因 通过指导蛋白质的合成 控制生物的性状 2 没有细胞核 细胞就不能分裂 分化 3 细胞核是细胞生命活动的控制中心 4 生物体形态结构的建成主要与细胞核有关 5 细胞核具有控制细胞代谢和遗传的功能 155 一 细胞核的结构 1 核膜 3 核孔 大分子物质的通道 如核酸 蛋白质 2 成分 磷脂分子和蛋白质分子 核仁 染色质 156 2 核仁 通常是匀质的球形小体 在细胞有丝分裂过程中 核仁周期性地消失和重建 核仁 染色质 157 3 染色质 1 概念 主要指细胞核内容易被碱性染料染成深色的物质 2 化学成分 主要是DNA和蛋白质 158 染色质 DNA 蛋白质 3 染色质和染色体 159 3 染色质与染色体的关系 染色质和染色体是细胞中同一种物质在不同时期的两种形态 160 二 细胞核的主要功能 遗传物质储存和复制的场所细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心 细胞结构中最重要部分 161 四 技能训练1 细胞无核部分随着培养天数的增加 死亡个数迅速增加 第4天就没有存活的了 这是因为没有细胞核 细胞的生命活动就无法进行 而细胞有核部分存活个数和时间都要比无核部分多和长 说明细胞核对于细胞的生命活动是不可或缺的 2 提示 细胞有核部分出现死亡现象的可能原因有两方面 一是实验过程中人为因素对细胞造成了伤害 导致部分细胞死亡 二是细胞的正常凋亡 162 一 填充题1 染色质在成为细长的丝 交织成网状 在 细胞核内长丝状的染色质高度螺旋化 缩短变粗 成染色体形态 在 细胞核中的染色体逐渐解开螺旋 又恢复到细丝状染色质的形态 因此说 染色质和染色体是在的两种形态 分裂期 细胞分裂间期 有丝分裂结束时 同一种物质 不同时期细胞中 练习巩固 163 2 组成染色质和染色体的主要物质是 A DNA和RNA B 蛋白质和DNA C 蛋白质和RNA D DNA和脂类 B 164 第四章细胞的物质输入和输出 第1节物质跨膜运输的实例 165 一 渗透作用 半透膜 半透膜是一类可以让小分子物质通过而大分子物质不能通过的一类薄膜的总称 166 渗透作用装置 167 分析实验现象 1 第一组装置的漏斗管内液面为什么会升高 2 第二组装置 用纱布代替玻璃纸 漏斗管内液面还会升高吗 由于单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量 使得管内液面升高 用纱布替代玻璃纸时 因纱布的孔隙很大 蔗糖分子也可以自由通透 因而液面不会升高 168 分析实验现象 4 水分子只能从烧杯中扩散到漏斗中吗 友情提醒 半透膜 水分子可以自由通过 不是的 水分子既可以从烧杯中扩散到漏斗中 也能从漏斗中扩散到烧杯中 只不过 在单位时间内 从烧杯中扩散到漏斗中的水分子数量比较多 3 第三组装置 清水换成同样浓度的蔗糖溶液 结果会怎样 半透膜两侧溶液的浓度相等时 单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量 液面也不会升高 169 得出结论 水渗入漏斗内使液面上升必须具备两个条件 半透膜 半透膜两侧溶液浓度差 170 渗透作用 水分子 或其他溶剂分子 透过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液的扩散 称为渗透作用 条件 具有半透膜 主要 半透膜两侧的溶液浓度不同 171 课题一水分子的跨膜运输 问题 细胞是否会发生渗透作用呢 一 动物细胞的吸水和失水 红细胞置于清水中 分析右图 一段时间后红细胞会发生什么变化 放到清水中 细胞不断吸水膨胀直至胀破 疑问 红细胞是否也是发生渗透作用呢 172 探究 红细胞是否具有发生渗透作用的条件 问题一红细胞的相当于半透膜 为什么 因为 细胞膜同样具有有些物质可以通过 而有些物质不能通过的特点 问题二什么情况下 红细胞会发生吸水或失水 课题一水分子的跨膜运输 细胞膜 当外界溶液浓度 细胞质基质浓度时 红细胞失水 当外界溶液浓度 细胞质基质浓度时 红细胞吸水 173 课题一水分子的跨膜运输 1 细胞膜相当于半透膜 2 外界溶液与细胞质基质存在浓度差 总结 红细胞发生渗透作用的条件 174 1 红细胞内的血红蛋白等有机物能够透过细胞膜吗 不可以 因为血红蛋白是大分子 不能透过细胞膜 2 当外界溶液浓度过低时 红细胞会发生什么变化 原因 会发生吸水并且胀破 因为外界溶液浓度过低 红细胞不断吸水 而细胞膜的伸缩性是一定的 超过了这个限度 细胞就会破裂 3 红细胞吸水或失水的多少与什么有关 红细胞吸水或失水的多少主要取决于红细胞内外的浓度差 一般差值越大 吸水或失水越多 课题一水分子的跨膜运输 思考 175 红细胞不吸水也不失水 保持细胞原有的形态 因为外界溶液浓度 细胞内浓度 所以单位时间渗入的水分子数量等于渗出的水分子数量 水分子的运动达到动态平衡 因此表现细胞既不吸水也不失水 4 如果将红细胞放置于生理盐水中呢 细胞有什么变化 原因 课题一水分子的跨膜运输 176 问题 1 植物细胞会出现失水的情况吗 2 植物细胞在什么情况下会失水 3 原生质层是否相当与半透膜 当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时 177 2 植物细胞的吸水与失水 探究 植物细胞相当于半透膜 原生质层 178 探究实验 植物细胞的吸水和失水 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 表达与交流 原生质层是一层半透膜吗 原生质层相当于一层半透膜 设计方案 按预定方案进行实验 分析实验结果 得出结论 总结 写实验报告并适当交流 预期结果 将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中 观察其大小的变化 再将细胞浸润在清水中 观察其大小的变化 在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变小 细胞皱缩 在清水中植物细胞的中央液泡会变大 细胞膨胀 179 植物细胞的质壁分离及复原 180 实验现象 变小 逐渐恢复原来大小 原生质层恢复原来位置 原生质层脱离细胞壁 基本不变 基本不变 181 得出结论 植物细胞原生质层相当于一层半透膜 成熟的植物细胞靠渗透作用吸水 细胞液与细胞外界溶液发生了渗透作用 182 2 质壁分离及复原现象 183 初始浓度 0Mg2 Ca2 Si4 离子 培养液中的离子浓度 水稻 番茄 物质跨膜运输的其他实例实例一 1 水稻培养液中的钙 镁两种离子浓度为什么会增高 是不是水稻不吸收反而向外排出呢 2 不同作物对无机盐离子的吸收有差异吗 184 4 细胞对物质的吸收有选择吗 如果有 这种选择性有普遍性吗 3 水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的 其他物质的跨膜运输也是这样吗 水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的 其他物质的跨膜运输并不都是这样 这取决于细胞生命活动的需要 细胞对物质的吸收是有选择的 这种选择性具有普遍性 185 1 以下可以发生渗透作用的是 A 煮熟的马铃薯条放入水中B 把干种子放在清水中C 烈日下菠菜叶子下垂D 放在盐水中的萝卜变软 D 巩固练习 186 2 a b c是三个相邻的细胞 已知a细胞液浓度 b细胞液浓度 c细胞液浓度 如图所示 能正确表示水分在三者之间关系的是 C A B C D 187 3 田间一次施肥过多 作物变得枯萎发黄 俗称 烧苗 其原因是 A 根细胞从土壤中吸收的养分过多B 根细胞不能从土壤中吸水C 根系不能将水向上运输D 根系被肥料分解释放的热能烧毁 B 188 4 利用高浓度盐水 NaCl溶液 杀菌防腐的原理是 A 盐水中的Cl 有杀菌防腐的作用B 盐水中的Na 不利于细菌的生活C 盐水是中性的 不适于细菌的生活D 由于渗透作用使细菌细胞内的水分渗出而死亡 D 189 1 剥取洋葱鳞茎的鳞片叶 外表皮紫色较浓的更好 用解剖刀或刀片在叶片外表皮划一0 5cm见方的 井 字 2 用尖嘴镊从 井 字中央的一角小心地将洋葱鳞片叶外表皮撕下 平铺在载玻片中央 3 用小滴管在表皮上滴一滴质量分数为30 的蔗糖溶液 盖上盖玻片 用吸水纸吸去多余液体 4 在显微镜下观察 可见原生质缓慢收缩 逐渐出现与细胞壁分离的现象 直到原生质收缩成球状小团 与细胞壁完全分开 5 在盖玻片的一侧滴加清水 用吸水纸在盖玻片的另一侧吸收 使清水置换蔗糖溶液 6 在显微镜下观察 可见质壁分离现象缓慢复原 进行实验 190 1 实验结果与你与预期相吻合吗 它是否支持你所作出的假设 如果有的结果与预期有所不同 你认为应当作怎样的解释 2 如果没有细胞壁 实验结果会有什么不同 3 如果滴加的是0 5克ml的蔗糖溶液 实验结果会有什么不同 交流 不会发生质壁分离现象 只发生渗透作用的吸水或失水 高浓度的蔗糖溶液导致植物细胞严重失水而死亡 不可能发生质壁分离复原 191 讨论 1 正常生活着的红细胞内的血红蛋白等有机物能过细胞膜外吗 2 根据现象判断红细胞的细胞膜相当与什么膜 红细胞内的血红蛋白等有机物一般不能透过细胞膜 红细胞的细胞膜相当于 问题探讨 中的半透膜 3 当外界溶液的浓度低时 红细胞一定会吸水而涨破吗 当外界溶液的浓度低于红细胞内部的浓度时 红细胞一般会因持续吸水而涨破 192 4 红细胞吸水或失水的多少取决与什么 红细胞吸水或失水的多少主要取决于红细胞内外浓度的差值 一般情况下 差值较大时吸水或失水较多 讨论 193 第二节生物膜的流动镶嵌模型 194 细胞膜的主要成分 脂质 磷脂最丰富 大约占50 蛋白质大约占40 糖类大约占2 10 195 动动脑筋 细胞膜的组成成分中含有脂质 材料一 1859年 E Oerton选用500多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行了上万次的研究 发现凡是易溶于脂质的物质 也容易穿过膜 反之 不容易溶于脂质的物质 也不容易穿过膜 1897年 Crijins和Hedin用红细胞做实验 同样也证明分子的通透性与其在脂质中的溶解度有关 且溶解度越大越容易通过 你从以上实验中能得出什么结论 并说明理由 196 1925年荷兰科学家Gorter和Grendel从细胞膜中提取脂质 铺成单层分子 发现面积是细胞膜的2倍结论 细胞膜中的磷脂是双层的 材料二 197 电镜下观察细胞膜有 暗 亮 暗 结构图像 你从以上实验中能得出什么结论 动动脑筋 科学家对细胞膜化学成分深层分析发现 细胞膜会被蛋白酶分解 提示 蛋白酶是生物体内普遍存在的只对蛋白质分解起催化作用的物质 猜想 细胞膜的组成成分中还含有其它物质 细胞膜的组成成分中还含有蛋白质 材料三 材料四 198 糖类 细胞膜结构示意图 199 磷脂是一种由甘油 脂肪酸和磷酸所组成的分子 头 部是亲水的 尾 部是疏水的 200 二 思考与讨论13 提示 因为磷脂分子的 头部 亲水 所以在水 空气界面上磷脂分子是 头部 向下与水面接触 尾部则朝向空气一面 科学家因测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍 才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论 201 流动镶嵌模型的基本内容 1 磷脂双分子层构成膜的基本支架 其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧 疏水性的尾部朝向内侧 2 蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层表面 有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中 有的横跨整个磷脂双分子层 体现了膜结构内外的不对称性 202 3 磷脂分子是可以运动的 具有流动性 其分子的运动有多种形式 4 大多数的蛋白质分子也是可以运动的 也体现了膜的流动性 5 细胞膜外表 有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白 叫做糖被 糖被与细胞识别 胞间信息交流等有密切联系 203 想象空间 发挥空间想象力 想象一个近似球型的细胞 其细胞膜的磷脂双分子层的三维立体结构 204 胆碱 磷酸 甘油 脂肪酸 205 不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质 细胞膜 206 207 208 白细胞吞噬病毒的过程 209 附 磷脂 膜脂 的运动有多种形式 1 侧向扩散 2 旋转运动 3 摆动运动 4 伸缩运动 5 翻转运动 6 旋转异构 210 第三节物质跨膜运输的方式 211 被动运输 物质进出细胞 顺浓度梯度的扩散方式 自由扩散 协助扩散 物质通过简单的扩散作用进出细胞 进出细胞的物质借助载体蛋白的扩散 一 被动运输 212 1 自由扩散 特征 1 顺浓度梯度运输 2 不需要载体 3 不需要消耗能量 213 自由扩散 214 2 协助扩散 特征 1 顺浓度梯度运输 2 需要载体参与 3 不需要消耗能量 215 二 思考与讨论1 自由扩散和协助扩散都不需要消耗能量 因为二者都是顺物质的浓度梯度进行的 2 自由扩散与协助扩散的共同之处是都不需要细胞消耗能量 不同之处是 前者不需要蛋白质的协助 后者必须有蛋白质的协助才能实现 3 因为自由扩散和协助扩散都是顺物质的浓度梯度进行的 不需要细胞消耗能量 所以统称为被动运输 216 二 主动运输 物质从低浓度一侧运输到高浓度的一侧 需要载体蛋白的协助 同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量 这种方式叫做主动运输 217 主动运输 特征 1 逆浓度梯度运输 2 需要载体 3 需要消耗能量 218 主动运输 219 主动运输的意义 保证了活细胞能够按照生命活动的需要 主动选择吸收所需要的营养物质 排出代谢废物和对细胞有害的物质 注意 主动运输 能够体现对矿质离子选择性 220 对比 比较三种物质运输方式的异同 顺浓度梯度 顺浓度梯度 逆浓度梯度 不需要 需要 需要 不消耗 不消耗 需要消耗 氧气 水 二氧化碳等通过细胞膜 葡萄糖通过红细胞 葡萄糖 氨基酸通过小肠上皮细胞膜 离子通过细胞膜等 221 三 胞吞和胞吐 一些大分子或物质团块的运输 是通过胞吞和胞吐作用来实现的 胞吞 物质以囊泡包裹的形式通过细胞膜 从细胞外进入细胞内的过程 如果进入的是固态物质 称为吞噬 如果进入的是液态物质 称为胞饮 胞吐 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 222 运输速率 浓度差 运输速率 耗氧量 运输速率 浓度差 上面几幅坐标图中所表示的分别是哪种物质运输方式 为什么 思考 运输速率 浓度差 时间 细胞内浓度 细胞外浓度 223 四 技能训练1 K 和Mg2 是通过主动运输进入细胞的 2 Na 和Cl 是通过主动运输排出细胞的 3 提示 因为以上四种离子细胞膜内外的浓度差较大 细胞只有通过主动运输才能维持这种状况 224 第一节降低化学反应活化能的酶 一酶的作用和本质 225 斯帕兰扎尼实验过程 现象 推测 证明 本实验能证明 问题探讨 肉块放入小金属笼内 让鹰吞下 肉块消失了 是胃内的化学物质将肉块分解了 收集胃内的化学物质 看看这些物质在体外是否也能将肉块分解 胃具有化学消化的作用 226 一 酶的作用和本质1 细胞代谢 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应 统称为细胞代谢是生命活动的基础 2 酶在代谢中的作用 227 酶在细胞代谢中的作用 2H2O2 2H2O O2 1 常温下反应2 加热3 Fe3 做催化剂4 过氧化氢酶 228 比较过氧化氢在不同条件下的分解速率 2ml 2ml 2ml 2ml 3 3 3 3 常温 90 FeCl3 肝脏研磨液 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 变亮 复燃 过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样 反应条件 8滴 大量 复燃 229 比较过氧化氢在不同条件下的分解速率 2ml 2ml 2ml 2ml 3 3 3 3 常温 90 FeCl3 肝脏研磨液 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴 不明显 少量 较多 大量 不复燃 不复燃 变亮 复燃 过氧化氢在不同条件下的分解速率不一样 反应条件 无关变量 对照组 实验组 230 酶在细胞代谢中的作用 正是由于酶的催化作用 细胞代谢才能在温和的条件下快速进行 各条件使反应加快的本质 加热 Fe3 酶 提高分子的能量 降低化学反应的活化能 更显著地降低化学反应的活化能 231 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 反应物 产物 活化能 反应进程 能量 232 催化剂在化学反应中的作用 反应物 产物 活化能 反应进程 能量 233 酶的作用 同无机催化剂相比 酶降低活化能的作用更显著 因而催化效率更高 降低活化能催化作用 234 235 3 酶的本质A 酶本质的探索 1 1857年 法国巴斯德通过显微镜观察 提出酿酒中发酵是由于酵母细胞的存在结论 没有活细胞的参与 糖类是不可能变成酒精的 236 2 德国李比希结论 发酵是酵母细胞中的某些物质 但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用 3 德国毕希纳过程 结论 将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶 237 4 美国萨姆纳1926年 从刀豆种子中提出脲酶结晶 脲酶是一种蛋白酶20世纪30年代 相继提出了多种酶的蛋白结晶结论 酶是一类具有催化作用的蛋白质 238 5 20世纪80年代切赫 奥特曼发现少数RNA也具有生物催化作用结论 酶是具有催化作用的有机物 其中绝大多数是蛋白质 少数是RNA 239 B 酶的定义 酶 是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物 绝大多数的酶是蛋白质 少数的酶是RNA 怎样验证酶的存在 与双缩脲反应催化脂肪酶水解的酶是 主要的合成部位 判断 酶是蛋白质所有的细胞都能产生酶 240 酶在细胞代谢中的作用 正是由于酶的催化作用 细胞代谢才能在温和的条件下快速进行 各条件使反应加快的本质 加热 Fe3 酶 提高分子的能量 降低化学反应的活化能 更显著地降低化学反应的活化能 241 为了验证加酶洗衣粉是否比普通洗衣粉有更强的去污力 有一个生物实验小组把同样的脏布条放在不同的烧杯内浸泡 课堂练习 242 我要设计广告 1 请设计实验来验证加酶洗衣粉对何种污渍起作用 2 请设计一则加酶洗衣粉的商业广告 广告时间为一分钟 设计广告时要注意用语的科学性和艺术性 既反映产品的科技含量 又有浓郁的生活气息 还要符合广告法 243 第一节降低化学反应活化能的酶 一酶的特性 244 1 高效性 意义 2 专一性一中酶只能催化一种或一类化学反应3 多样性4 作用条件比较温和 二 酶的特性 245 246 酶活性 酶对化学反应的催化效率最适的温度和PH条件下 酶的活性最高不同的酶具有不同的最适的温度和最适PH 247 过酸 过碱或温度过高