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文档简介
第1章走近细胞
第1节从生物圈到细胞.病毒不具有细胞结构,它是寄生在活细胞中,利用活细胞中的物质生活和繁殖。(P2”问题探讨”).单细胞生物单个细胞就能完成各种生命活动,但前提是必需要有完整的细胞结构(P4“讨论”).举例说明并非所有生物都必须具有生命系统的全部结构层次。单细胞生物只有细胞、个体层次,植物无系统层次,病毒不属于生命系统。(至少列举两个实例)(P6“思考与讨论”1).在生命系统的各个层次中,能整地表现各种生命活动的最微小的层次是细胞层次。(P6"思考与讨论”2).现存各种生物的生命活动是在细胞内或在细胞参与下完成的,地球上最早出现的生命形式,也是具有细胞形态的单细胞生物。(P6“教材正文”).分子、原子和病毒是否存在生命系统,请说明理由:不存在,因为不能独立完成生命活动。生命系统的典型特征是能完成一定的生命活动。(P6”思考与讨论”3)第2节细胞的多样性和统一性.原核细胞无叶绿体,但有的能进行光合作用的原因是:含有光合色素和与光合作用有关的酶。(P9“蓝藻细胞”).成人身体中的细胞根据分化程度不同,可分为600多种,这说明细胞多样性的直接原因是构成细胞的蛋白质分子不同;其根本原因是不同生物间DNA分子具有多样性以及同一生物不同细胞间基因的选择性表达。(P8“相关信息”“讨论”第2题)3。原核细胞和真核细胞在结构上的统一性表现在都有细胞膜、细胞质与核糖体,遗传物质都是DNA。(P10“教材内容”改编).原核细胞没有染色体,控制其性状的基因位于拟核和质粒中,它们在遗传时都不遵循孟德尔遗传规律,其原因是:原核细胞没有染色体,在细胞分裂时,它们都是随机分配的,没有固定的分离比。(P10"思考与讨论”改编).要组装细胞就要确定对细胞生活必不可少的“基本基因”,寻找“基本基因”的思路是:逐个破坏基因,看哪些基因是绝对不可或缺的。(P12“科学前沿”).在同一个由多细胞构成的生物体内,由于细胞结构和功能的分化,生物体的细胞呈现多样性。(P12“本章小结”)第2章组成细胞的分子第1节细胞中的元素和化合物1.科学家在研究生物体的化学成分时,发现组成生物体的元素在非生物界中也都存在,这一事实主要说明:生物界与非生物界具有统一性。(P19“基础题”)2.组成细胞的元素追根溯源来自无机环境,但是,细胞内各种元素的比例与无机环境的大不相同。这是因为细胞是有生命的,它可以主动地从环境中获取生命活动需要的元素(P19“拓展题1”).将细胞内含有的各种物质配齐,并按照它们在细胞中的比例放在一个试管中,并不能构成一个生命系统。因为生命系统内部有严谨有序的结构,不是物质随意堆砌而成的(P19“拓展题2”).不同状态的细胞中C、0、H、N4种基本元素的含量不同,细胞鲜重中这四种元素含量由高到低顺序是:O>C>H>N(用“>”连接)。细胞干重中这四种元素含量由高到低顺序是:C>O>N>H(用“>”连接)。(P17图2-1、2-2).细胞中含量最多的有机化合物、无机化合物依次是蛋白质、水。它们对生命的意义分别是:蛋白质是组成生物体的重要物质,在生命活动中起重要作用;水是生命之源,离开水,生命活动就无法进行。(P10”思考讨论2”).不同生物材料中有机化合物的种类、含量有差异,因此在日常膳食中要遵循“多样、均衡”(或不同食物合理搭配)的原则,满足机体生命活动的需要。(P19“讨论题3”)第2节生命活动的主要承担者——蛋白质.组成人体细胞的氨基酸中的必需氨基酸是指人体细胞不能合成的(婴儿有9种,比成人多的一种是组氨酸),必须从外界环境中直接获取的氨基酸,成人共有8种,另外12种氨基酸是人体细胞能够合成的,叫做非必需氨基酸。(P21”与生活的联系”).在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时,人们格外注重食物中必需氨基酸的种类和含量。(P21”与生活的联系”).蛋白质结构层次:蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子,其结构层次可表示为:氨基酸———合多肽―――――立蛋白质(用文字和箭头表示)。(P22”思考与讨论”1)4.进入人体消化道的蛋白质食物,要经过胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠蛋白酶、肠肽酶等多种水解酶的作用,才能分解为氨基酸。这些氨基酸进入细胞后,要形成二肽、三肽到多肽由 构成人体的蛋白质。人体的蛋白质与食物中的蛋白质不一样,具有完成人体生命活动的结构和功能。(P22”思考与讨论”2).如果用20个不同的字母分别代表20种氨基酸,由10个氨基酸组成的长链,可以写出2010条互不相同的长链。由此分析,若有n种氨基酸形成一个三肽,则形成三肽的种类有止种;若n种氨基酸形成一个m肽,则形成的多肽种类为nm种;若有n种氨基酸形成一个三肽,且每种氨基酸只有一个,则形成三肽的种类为nX(n—1)X(n—2)种;若有n种氨基酸形成一个n肽,且每种氨基酸只有一个,则形成n肽的种类:nX(n-1)X(n-2)X…X1=n!种。(P22”思考与讨论”3).细胞中蛋白质种类众多的直接原因是蛋白质分子结构是极其多样的,蛋白质功能多样的直接原因是 。(P22”思考与讨论”3、P23“教材”).多肽和蛋白质的区别是:在核糖体上合成的是多肽,没有明显的空间结构,多肽必须经过加工后,才能形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。(P22“教材”).n个氨基酸形成m条肽链时共脱去n-m个水分子,每个水分子都是在一个氨基酸分子的竣基和另一个氨基酸分子的氨基相连接的过程中形成的。(P22”旁栏思考题”).在鸡蛋清中加入食盐后出现白色絮状物,鸡蛋煮熟后鸡蛋清呈现的白色固态状物,白色絮状物和白色固态状物的形成原理不相同(不相同、相同),理由是:白色絮状物的形成是蛋白质在食盐作用下的析出,蛋白质本身的结构没有改变,仍维持原有的生物活性;白色固态状物的形成是鸡蛋煮熟过程中高温加热后蛋白质的空间结构发生了改变,丧失了原有的生物活性。(P23”与生活的联系”)吃熟鸡蛋容易消化,其原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散,容易被蛋白酶水解。(P23”与生活的联系”)蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测,其原因是高温破坏肽链盘曲折叠形成的空间结构,没有破坏氨基酸之间的肽键。(P23“与生活的联系”)长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而导致疾病,请分析原因:赖氨酸为必需氨基酸,人体不能合成,只能从食物中摄取才能保证正常生命活动,玉米中不含赖氨酸,因此长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而患病。(P23”与生活的联系”).细胞中的结构蛋白是指构成细胞和生物体结构的蛋白质。(P23“图2-7”)胰高血糖素能使人体的血糖升高,这体现了蛋白质有信息传递和调节机体生命活动的功能。(P23“图2-7”).蛋白质中氨基酸有这样或那样的排列顺序,这是由细胞核中贮存的遗传信且决定的。(P23“知识链接”)8.头发和肌肉的主要成分均为蛋白质,但功能相差极大,从氨基酸角度分析,原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同。(P24“拓展题”)12.人的红细胞和心肌细胞的主要成分都是蛋白质,但这两种细胞的功能却完全不同。其原因是红细胞中的蛋白质和心肌细胞中的蛋白质,其氨基酸的种类、数量和排列顺序以及蛋白质分子的空间结构都不同,它们的功能也不相同。据此分析,同一种生物的不同体细胞中蛋白质不同,这是细胞中基因选择性表达的结果,而不同生物蛋白质不同的根本原因是DNA(基因或遗传信息的特异性导致的。(P24“拓展题”)1969年,人们在坠落于澳大利亚启逊镇的陨石中发现了氨基酸,这些氨基酸不是来自地球。由此推测宇宙中很可能还存在与地球生物类似的生命形式。理由是:氨基酸是组成蛋白质的基本单位,而蛋白质又是生命活动的主要承担者。(P38“思维拓展”)第3节遗传信息的携带者——核酸.DNA的中文全名为 。在案件侦破中,DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息,因为DNA是主要的遗传物质,而每个人的遗传物质都有所区别。(P26“问题探讨”1).DNA鉴定技术可以运用在亲子鉴定上,还可在研究人类起源、不同类群生物的亲缘关系等方面应用。(P26“问题探讨”2).观察DNA和RNA在细胞分布实验选材时,不选用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞或叶肉细胞,因为:紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞含紫色液泡,叶肉细胞含叶绿体,易对实验结果造成颜色干扰.观察DNA和RNA在细胞分布实验选材时,不能用哺乳动物成熟红细胞观察DNA和RNA,因为:哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核,没有DNA.观察DNA和RNA在细胞分布实验中,在水解之前要用酒精灯烘干载玻片,其原因是烘干可迅速杀死并固定细胞,否则细胞内的溶酶体会对核酸造成破坏.DNA与RNA在化学组成上的区别是DNA中含有脱氧核糖、胸腺嘧啶(T),RNA中含有核糖、尿喀咤(U)。(P26“图2-10”)7构成DNA分子的脱氧核苷酸虽然只有4种,但是如果数量丕限,在组成长链时,排列顺序是极其多样化的,它所贮存的遗传信息的容量就非常大。(P29“教材”)第4节细胞中的糖类和脂质.当你在学校参加运动会消耗了大量体力时,能尽快地为你补充能量的物质是糖类,因为糖类是主要的能源物质。(P30“问题探讨”2).人体内糖原合成与分解的生理意义在于维持血糖稳定。但是,只有分布在肝脏中的肝糖原可 补充血糖,肌肉中的肌糖原不能分解为葡萄糖。(P31“教材”改编).糖尿病人饮食中,米饭、馒头等主食也需限量,是因为其中富含淀粉,淀粉经消化分解后生成的是葡萄糖。(P31“旁栏思考”).熊在冬眠前大量取食获得的营养,有相当多的部分转化为脂肪储存,其作用是:脂肪既可御寒,也供给冬眠中生命活动所需的能量。(P32“旁栏思考”).相对于糖类、蛋白质分子,脂肪分子中C、H的比例高,而O比例小。请据此说明,在氧化分解时,和糖类、蛋白质相比单位质量的脂肪消耗的氧气、产生的水及能量有何特点:单位质量的脂肪比糖类、蛋白质消耗的氧气多,产生的水多,产生的能量也多。(P31“教材”改编). 呼吸熵是物质氧化分解时释放CO2与消耗O2的比值,糖类的呼吸熵等于1,而脂肪的呼吸熵却小于1,请从糖类和脂肪的元素组成方面分析原因脂肪和糖类均由C、H、O三种元素组成,但脂肪中“C”“H”含量高,而“O”含量低,故脂肪氧化分解释放的能量多,需要O多,产生的HO多。(P31“教材”改编).当人过多地摄入脂肪类食物又缺少运动时,就有可能导致肥胖、增加内脏器官尤其是心脏的负担。胆固醇在许多动物性食物中含量丰富,但过多的摄入胆固醇,会在血管壁上形成沉积,造成血管堵塞,危及生命。据此分析,在日常膳食中我们要注意什么:限制高脂肪、高胆固醇类食物的过量摄入。(P32、33”与生活的联系”综合).哺乳动物体内胆固醇并非有害无益,原因是胆固醇是高等动物细胞膜的重要组成成分,在人体内还参与血液中脂质的运输。(P32、33“与生活的联系”综合).和糖类相比,脂肪是一种很“经济”的储备能源,因为脂肪是非极性化合物,可以以无水的形式储存在体内。虽然糖原也是动物细胞内的储能物质,但它是极性化合物,是高度的水合形式,在机体内贮存时所占的体积相当于同等重量的脂肪所占体积的4倍左右。因此脂肪是一种很“经济”的储备能源。(P33“拓展题”1).从物质氧化分解的角度分析说明,糖类和脂肪中,为什么糖类是生物体生命活动利用的主要能源物质。因为与糖类氧化相比,在生物细胞内脂肪的氧化速率比糖类慢,而且需要消耗大量氧气,此外,糖类氧化既可以在有氧条件下也可以在无氧条件下进fio所以,对于生物体的生命活动而言,糖类和脂肪都可以作为 ,但是糖类是生物体生命活动利用的主要能源物质。(P33“拓展题”1).葡萄糖可以口服也可静脉注射,这是因为葡萄糖是不能水解的糖类,它不需要消化可以直接进入细胞内,因此葡萄糖可以口服也可以静脉注射。(P33“拓展题”2).蔗糖能不能口服,能不能静脉注射,请说明原因。蔗糖只能口服而不可以静脉注射。因为蔗糖是二糖,必须经过消化作用分解成两分子单糖后才能进入细胞。蔗糖经过口服后,可以在消化道内消化分解,变成单糖后被细胞吸收。(P33“拓展题”2).淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖,但因为葡萄糖连接的方式、数量等不同,因此它们具有了不同的化学性质。(P31”图2-12”)第5节细胞中的无机物.植物根系既能从土壤中吸收水分也能吸收无机盐.。根细胞内水分的作用有根细胞的组成成分;参与细胞内的生化反应;运送营养和代谢废物等。(答2点)(P35“教材”水的作用).在光合作用中水的作用是参与光反应;作为良好溶剂;运 等(答出两点即可)。(P35“教材”水的作用).某运动饮料广告词“解口渴,更解体渴”,其中的“解体渴”主要指该饮料中含有大量水和少量无机盐,能补充剧烈运动散失的水分和无机盐。(P34“问题探讨”改编).大量出汗会排出过多的无机盐,导致体内的水盐 失调,这时应多喝淡盐水。(P36”与生活的联系”).研究表明钾是40多种酶的辅助因子,能激活酶的活性,说明无机盐具有维持细胞和生物体生命活动的重要作用。(P36“教材”无机盐作用).新收获的种子晒干能降低细胞的代谢,是因为种子晒干过程中丢失了自由水;烘烤晒干的种子丢失的水在细胞中的作用主要是细胞2^构的重要组成成分。(P38“知识迁移”).Na+、K+对细胞内外渗透压大小所起的作用一样吗?不一挂。原因是晅±主要维持细胞处液的渗透压,K+主要维持细胞内液的渗透压。(P36“教材”无机盐作用).绿色植物长期缺Mg会导致叶子变黄,其原因是?Mg是叶绿素的组成成分,缺Mg会导致叶绿素无法合成,而类胡萝卜素不含Mg,叶子显出类胡萝卜素的颜色,即黄色。(P35“思考与讨论”改编)9.衰老的细胞自由水含量低,而癌细胞自由水含量相对高,由此说明自由水与细胞代谢的关系是:自由水相对含量越高,细胞代谢越旺盛。(P35“教材”自由水作用).对于患急性肠炎的病人,治疗时经常需要输入生理盐水,这是因为:患急性肠炎的病人因腹泻而丢失水的同时也丢失了大量的无机盐,为了维持体内水盐平衡,需要补充生理盐丞。(P36”与生活的联系”).无土栽培所用营养液中的无机盐在植物体内的作用是细胞的组 和 生命活动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营养液中无机盐的组成和比例(营养液配方),供作物选 吸收无机盐离子。(P36“技能训练”、2009年山东高考题改编).设计实验“探究某无机盐是植物生长发育所必需的”,请写出实验设计思路用完全营养液和缺少某种无机盐的“完全营养液”对相同植物进行无土栽培,若实验组出现生长异常,则在实验组的培养液中补加这种无机盐,观察异常症状能否消除。(P36"技能训练”)第3章细胞的基本结构第1节细胞膜—系统的边界.若要研究细胞膜的化学组成,首先要把细胞膜与细胞的其他组分分离开。(P40“教材”).膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段,因为它将生命物质与外界环境分隔开,产生了原始的细胞,并成为相对独立的系统。(P42“教材”).在多细胞生物体内,各个细胞都不是孤立存在的,它们之间必须保持功能的协调,才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换,也有赖于信息的交流。这种交流大多与 有关。(P42、43“教材”).哺乳动物红细胞在发育成熟过程中,细胞核发生的较明显及其意义是:细胞核逐渐退化,并从细胞中排出。这为能携带氧的血红蛋白腾出空间。(P42“教材”).鉴别死细胞和活细胞通常用“染色排除法”,如台盼蓝可使死的动物细胞染色,而活的动物细胞不着色。“染色排除法”的原理是活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞。(P43“拓展题”)第2节细胞器—系统内的分工合作.为了研究细胞器的功能,将正常叶片置于适量的溶液X中,用组织捣碎机破碎细胞,再用差速离心法分离细胞器。该实验所用溶液X应满足的条件是pH应与细胞质基质的相同,渗透压应与细胞内的相同(答出2点即可)。(P44“教材”、2020•全国卷H第30题).矿工中常见的职业病—一硅肺形成是因为肺部吸入硅尘(SiO2)后,硅尘被吞噬细胞吞噬,但是,吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶,而硅尘却能破坏溶酶体膜使其中的水解酶释放出来,破坏细胞结构,使细胞死亡,最终导致肺的功能受损。(P46“相关信息”).溶酶体的功能是 、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌(P46“教材”).分泌蛋白合成过程中内质网的作用是对多肽进行初步加工(如盘曲、折叠、糖基化等),形成较成熟的蛋白质,再以囊泡的方式运送至高尔基彳。高尔基体的作用是将较成熟的蛋白质再加工(浓缩、分类、包装)为成熟的蛋白质,并以囊泡的方式运输到细胞膜。高尔基体为转化的“枢纽”。(P46“教材”).豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白的形成过程中高尔基体的作用是对蛋白质进行加工修饰(P46“教材”、2020•全国卷I第29题).在分泌蛋白加工和运输过程中,内质网膜、高尔基体膜、细胞膜三种膜的面积变化是:内质网膜面积减小,高尔基体膜面积基本不变,细胞膜面积相对增大。(P49“图3-8”).不选取植物叶肉细胞观察线粒体是因为①植物细胞中线粒体相对较少;②叶绿体呈现的绿色与健那绿染液将线粒体染成的蓝绿色相近,会掩盖并影响对线粒体的观察。(P47“实验”).在观察叶绿体的实验中发现,在弱光下以叶绿体椭球形的正面朝向光源,在强光下则以侧面朝向光源,这有何意义:弱光下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。(P47“实验”改编).与分泌蛋白形成“有关的细胞器”有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体;“有关的细胞结构”有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞核、细胞膜;“有关的膜结构”有网、高尔基体、线粒体、细胞核、细胞膜。(P49“图3-8”).利用生物膜的特性将磷脂小球包裹的药物运输到患病部位,通过小球膜与细胞膜融合,将药物送入细胞,这一过程体现了细胞膜具有一定的流动性。(P49”相关信息”).肾功能发生障碍时,目前常用的治疗方法是采用透析型人工肾替代病变的肾脏行使功能,人工肾利用细胞膜选择透过性的特点。(P50"与社会的联系”).溶酶体内含有多种水解酶,为什么溶酶体膜不被分解?尝试提出一种假说,解释这种现象:①溶酶体膜与其他细胞器膜相比,经过了特殊的修饰,使其不能被水解酶水解;②溶酶体内的酶只有在酸性条件下才能发挥作用,而溶酶体膜介于酸性和中性环境之间且不断地运动着,分解它们的酶难以起作用。(P50“拓展题”).新宰的畜、禽,如果马上把肉做熟了吃,这时候的肉比较老,过一段时间再煮,肉反而鲜嫩。这可能与肌细胞内的 有关,你判断的依据或理由是:当细胞死亡后,溶酶体膜破裂,各种水解酶释放出来,分解细胞中的蛋白质等物质,这时畜、禽肉烹饪后更鲜嫩,这个过程需要一定的时间。(P58“知识迁移”).可根据细胞结构对细胞种类进行区分判断,植物细胞的判断依据有:有细胞壁;成熟植物细胞有大液泡,有的有叶绿体;无中心体的是高等植物细胞,有中心体的是低等植物细胞。动物细胞的判断依据有:无细胞壁、大液泡、叶绿体,有中心体。原核细胞的判断依据有:无细胞核,只含有核糖体一种细胞器。(P核“图3-7”).有的生物学家推测,在生物进化过程中,真核细胞内部的膜很可能来自细胞膜。科学家作出这种推测的依据是:某些细胞器的膜结构可以和细胞膜相互转换;这些膜结构的成分非常相似。(P48“思维拓展”2).细胞生物膜在成分上的相似性体现在各种生物月M都主要由脂质和蛋白质组成(P41”细胞膜成分”、49“细胞生物膜系统”).细胞生物膜在成分上的差异性体现在组成生物膜的每种成分所占的比例不同,功能越复杂的生物膜,其蛋白质的种类和数量就越多。多41“细胞膜成分”、49“细胞生物膜系统”).细胞生物膜在结构上的联系体现在:①各种生物膜在结构上大致相同,都是由磷脂双分子层构成基本支架, 分子分布其中,大都具有一定的流动性。②内质网膜和核膜、细胞膜直接联系,和高尔基体膜、细胞膜通过囊泡间接联系。(P68“图4-6”、49“图3-9”).用光学显微镜观察未经染色的动物细胞,若想看清细胞的边缘及细胞核,把视野调暗(调亮、调暗)可看得比较清晰,达到此目的方法有:一是转动反光镜使进光量减少;二是选择小的光圈,减少进光量。量58“技能应用”)第3节细胞核—系统的控制中心.没有细胞核,细胞不能生长和分裂。其原因是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,而如果没有细胞核,这些生命活动都不能进行,所以没有细胞核细胞不能生长和分裂。(P52“问题探讨”4).生物体的性状主要是由细胞核控制的,其原因是: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。(P53“讨论”1).真核细胞核内的核仁被破坏,抗体合成将不能正常进行的原因是核仁与核糖体的形成有关,核仁被破坏,不能形成核糖体,抗体蛋白的合成将不能正常进行。(P53“图3-10”改编).若不考虑体细胞突变或细胞癌变,同一个生物体内所有细胞的遗传信息都是一样的但是,生物体内细胞形态、结构和功能的多种多样,这是细胞分化的结果。(P54”旁栏思考”).细胞的结构复杂而精巧,各组分之间分工合作成为一个整体,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。这是几十亿年进化的产物。综合而言,细胞是生物体 、代谢和遗传的基本单位。(P55“教材”改编).科学家通过细胞培养实验发现,无核细胞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,这一现象说明;没有细胞核,细胞的生命活动就无法进行和无核细胞培养相比,有核细胞存活个数和时间都要比无核部分多和长,这说明细胞核对于细胞的生命活动是不可或缺的。在实验过程中还发现,细胞有核部分也出现了死亡现象,其可能原因有: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;细胞的正常凋亡。(P56“技能训练”).从母牛甲的体细胞中取出细胞核,注人到母牛乙去核的卵细胞中,融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎,将胚胎植入母牛丙的子宫内。出生小牛的绝大部分性状像牛甲这是因为小牛获得的是母牛甲细胞核中的遗传物质。(P56“拓展题”).科学研究证实,在精细胞变形为精子的过程中,精子的头部几乎只保留了细胞核,部分细胞质变成精子的颈部和尾部,大部分细胞质及多数细胞器被丢弃,但全部线粒体被保留下来,并集中在尾的基部。请你从遗传、代谢两方面对这一现象作出解释。①精卵结合时需要精子提供父方的遗传物质;②精子要靠尾部摆动游到卵细胞所在位置,才能与卵细胞结合这一过程需要大量的能量,这些能量主要来自线粒体内进行的有氧呼吸。(P58“思维拓展”)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.将人的红细胞放入4℃蒸馏水中,一段时间后红细胞破裂,主要原因是蒸馏水大量进入红细胞。(P60“图4—1”改编).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。但是,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。(P61”思考与讨论”3、4).你吃比较咸的食物时,你的口腔和唇的黏膜会有干涩的感觉。这是由于口腔中溶液的浓度大于口腔和唇的黏膜细胞质的浓度,细胞失水导致的。(P61”与生活的联系”).成熟植物细胞与外界溶液可构成渗透系统,这是因为:原生质层相当于一层半透膜;若细胞液和外界溶液之间存在浓度差,它们就可以构成渗透系统。(P61“教材”).原生质层与原生质体的区别是:原生质层由细胞膜、液泡膜以及两膜间的细胞质组成,原生质体是指去除植物细胞壁以后所剩下的植物细胞结构。(P61“教材”).成熟植物细胞发生质壁分离的原因是外界溶液的浓度大于细胞液浓度,且原生质层比细胞壁伸缩性大。(P62“教材”).质壁分离实验中置换细胞外界溶液的操作方法是:在盖玻片的一侧滴入外界溶液,从盖玻片的另一侧用吸水纸吸引,重复几次。(P62“教材”).若在植物细胞质壁分离后发生了自动复原,你认为发生自动复原的原因是:外界溶液的溶质分子被细胞吸收,使细胞内外浓度差逆转,导致细胞液浓度大于外界溶液浓度,细胞吸水使植物细胞发生质壁分离复原。(P62“教材”改编).农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮(NH+)和硝态氮仆0-)。已知作物甲对同一种43营养液(以硝酸铵为唯一氮源)中NH+和NO『的吸收具有偏好性(NH+和NO「同时存在时,对一种离子的吸收量大于另一种)。请设计实验对这种偏好性进行验证,要求简要写出实验思路、预期结果和结论。实验思路:配制营养液(以硝酸铵为唯一氮源),用该营养液培养作物甲,一段时间后,检测营养液中NH+和NO3r剩余量。预期结果和结论:若营养液中NO-剩余量小于NH+剩余量,则说明作物甲偏好吸收NO-;若营养液中 3 4 3 NH+■剩余量小于NO-剩余量,则说明作物甲偏好吸收NH:°(P63“资料分析”、2019•全国卷m,T29).取某植物的成熟叶片,用打孔器获取叶圆片,等分成两份,分别放入浓度(单位为g/mL)相同的甲糖溶液和乙糖溶液中,得到甲、乙两个实验组(甲糖的相对分子质量约为乙糖的2倍)。据上述信息判断,甲组糖溶液的物质的量浓度小于(大于、小于、等于)乙组糖溶液。一段时间后水分交换达到平衡,这时检测甲、乙两组的溶液浓度,发现甲组中甲糖溶液浓度升高。若实验过程中叶细胞和溶液之间没有溶质交换,则甲糖溶液浓度升高的原因是:甲糖溶液浓度低于叶细胞的细胞液浓度,叶细胞吸水导致甲糖溶液浓度升高。(P63“实验”、2020・全国卷H,T5改编).细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜,其选择透过性具体表现为:可以让水分子自由通过,一些离子和小分子也可以通过,而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。(P64“教材”).不同的饮料浓度不同。浓度低的饮料可以用来补充体内水分,浓度高的饮料不能(能、不能)能起到这样的作用。请你对上述现象作出解释:当人感到口渴时,细胞内水分含量较低,细胞质浓度较高,低浓度的溶液(饮料)进入体内,使细胞外的浓度低于细胞内,水分就会通过渗透作用进入细胞,补充细胞中的水分,所以浓度低的饮料可以用来补充体内水分。而如果是浓度高的饮料进入体内,与细胞中的浓度相同,甚至高于细胞内的浓度,水分就不会进入细胞,甚至会从细胞中反向渗出,就无法补充水分了(P64”与社会的联系”).浓度低的饮料可以用来补充体内水分,浓度高的饮料不能很好地起到补充体内水分的作用,因为过高浓度的饮料反而会导致细胞失水。(P64”与社会的联系”).农业生产上的轮作是指农民在同一块田里种植的作物种类会因年份有所不同,也就是有计划地更换作物种类来种。这是针对不同作物根系对矿质元素的选择性吸收而采取的生产措施。如果长期在同一块田里种植同种作物,某些元素含量就会下降,这样就会影响作物的产量。.温度高低会提高或降低水分通过半透膜的扩散速率吗?请你提出假设,并设计检验该假设的实验方案。实验假设:温度高低会提高或降低水分子通过半透膜的扩散速率。在一定温度范围内,提高温度会加快水分子通过半透膜的速率;而降低温度则减缓水分子通过半透膜的速率。实验方案设计:准备三套渗透装置(漏斗内为蔗糖溶液、烧杯内为清水、漏斗口密封半透膜),在第一组的烧杯外用酒精灯或水浴锅加热升温;第二组烧杯外加冰块降温;第三组留作对照。三组装置同时开始实验,并记录液面变化及时间。(P76“技能应用”)第2节生物膜的流动镶嵌模型将人的肝细胞中的磷脂全部提取并铺成单层分子,其面积是肝细胞表面积的2倍吗?为什么?大大超过2倍,肝细胞具有核膜和多种细胞器膜。(P65“教材”改编)从磷脂分子结构分析,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的原因是:磷酸“头”部是亲水的,脂肪酸“尾”部是疏水的(P66"思考与讨论”3)在建立生物膜模型的过程中,实验技术的进步起到了关键性的推动作用。没有这些技术的支持,人类的认识便不能发展。(P67”思考与讨论”1)在建立生物膜模型的过程中,结构与功能相适应的观点始终引导人们不断实践、认识,再实践、再认识,使人类一步步接近生物膜结构的真相。生物膜中存在不同种类的蛋白质,以及蛋白质在生物膜中的不同分布情况,恰能较好地解释不同结构的生物膜具有不同的生理功能。(P67"思考与讨论”2)在流动镶嵌模型中,构成生物膜基本支架的是磷脂双分子层,由于蛋白质的分布使生物膜的结构表现出不对称性。(P68“教材”改编)细胞膜和其他生物膜都具有流动性和选择透过性,流动性的结构基础是组成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的:选择透过性的结构基础主要是膜上转运蛋白的种类和数量。(P68“教材”改编)将大量同种生物和亲缘关系较远的精子和卵细胞混合在一起,发现只有同种生物的精子和卵细胞才能结合,则说明细胞膜具有识作用,这种作用与细胞膜上的糖蛋白有关。(P68“教材”改编)在小鼠细胞和人细胞的融合实验中,若降低温度,细胞完全融合所需要的时间明显延长,请分析原因:温度会影响分子的运动,进而影响细胞膜的流动性。(P69“图4-5”)科学家在实验中发现:细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解,也会被蛋白酶分解。这些事实说明,组成细胞膜的物质中有脂质和蛋白质。(P69“基础题”2)比较流动镶嵌模型与蛋白质-脂质-蛋白质三层结构模型。这两种结构模型都认为,组成细胞膜的主要物质是脂质和蛋白质,这是它们的相同点。不同点是:①流动镶嵌模型提出蛋白质在膜中的分布是不均匀的,有些横跨整个脂双层,有些部分或全部嵌入脂双层,有些则在脂双层的内外两侧表面;而三层结构模型认为蛋白质均匀分布在脂双层的两侧。②流动镶嵌模型强调组成膜的分子是运动的;而三层结构模型认为生物膜是静态结构。皿69“基础题”3)针对某一生物学问题建立模型的一般方法是:科学家根据观察到的现象和已有的知识提出解释某一生物学问题的假说或模型,用 对假说或模型进行检验、修正和补充。一种模型最终能否被普遍接受,取决于它能否与以后的观察和实验结果相吻合,能否很好地解释相关现象。(P69“拓展题”1)第3节物质跨膜运输的方式.研究发现,葡萄糖不能通过人工合成的无蛋白的脂双层,但小肠上皮细胞能大量吸收葡萄糖,推测小肠上皮细胞的细胞膜上有能够转运葡萄糖的蛋白质。(P70”讨论”2).自由扩散和协助扩散统称为被动运输,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。(P71"思考与讨论”3).人体的白细胞能吞噬入侵的细菌,细胞碎片及衰老的红细胞,这是细胞的胞吞作用。这对于人体有何意义:对人体有防御功能,并有利于细胞新陈代谢的正常进行(P72“旁栏思考”).免疫细胞行使免疫功能时,会涉及胞吞和胞吐这两种物质跨膜运输方式,这两种方式的共同点有:能运输生物大分子等;运输过程中形成囊泡;需要消耗能量。(P72”教材”).囊性纤维化是细胞中某种蛋白质结构异常,影响YNa+和Cl-的跨膜运输,这一事例说明这种结构蛋白属于细胞膜上的载体蛋自,也反映了细胞膜对离子的吸收具有选择性是通过细胞膜上 来实现的。(P73”与社会的联系”).温度对被动运输和主动运输都有影响,其原因是:①温度影响磷脂分子和蛋白质分子的运动速率,从而影响膜的流动性;②温度也影响酶的活性,进而影响能量的供应(P73“拓展题”改编).通道蛋白是一类跨越细胞膜磷脂双分子层的蛋白质。它包含两大类:水通道蛋白和离子通道蛋白。(P73“科学前沿”).小肠绒毛上皮细胞能够从消化了的食物中吸收葡萄糖,却很难吸收相对分子质量比葡萄糖小的木糖。这一事实说明细胞膜对物质进入细胞具有选择透过性。从细胞生命活动角度分析,细胞膜的这一特性使细胞尽可能地只吸收自身需要的物质,细胞不需要或对细胞有害的物质常被阻挡在细胞外。(P76“知识”).在顺浓度梯度的情况下,葡萄糖、氨基酸等分子可以通过协助扩散进入细胞。当细胞外葡萄糖或氨基酸的浓度低于细胞内时,如果细胞的生命活动需要这些营养物质,细胞还能通过主动运吸收这些营养物质。(P76“思维拓展”)第5章细胞的能量供应和利用第1节降低化学反应活化能的酶一、酶的作用和本质1,胰岛素等蛋白质类或多肽类激素只能注射,不能口服,原因是口服会导致该类激素被蛋白酶和肽酶分解成氨基酸而失效。(P78“问题探讨”改编)酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要,这是因为酶能使细胞内的化学反应在常温、常压下高效率地进行。(P79“讨论”4)比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中的过氧化氢溶液最好现配现用,其原因是:过氧化氢在常温下会分解,长时间旋转会导致过氧化氢溶液浓度不准确,影响实验结果。(P79“实验”)加热、FeCl3溶液、过氧化氢酶都可加快过氧化氢的分解,这说明加热、无机催化剂和酶都能加快化学反应速率,但也有区别,三者的区别是:加热只是为反应提供能量,并不降低活化能。无机催化剂和酶都能降低反应所需的活化能,只是酶降低活化能的作用更显著。(P79“实验”、P80“图5-2”)5,生物体内酶的化学本质是绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。(P82“讨论”5).酶是细胞代谢所必需的。理由是:①细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应,这些化学反应需要高效率地进行,酶的催化效率比无机催化剂高得多;②细胞内的化学反应需要在常温、常压、酸碱度适中,可制备无细胞的酵母汁用于发酵,酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液,缓冲液的作用是保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜加,以确保酶的活性。(P81“教材”改编,2020浙江卷).验证酶有催化作用的实验中需设置两组,第一组:反应物+清水;第二组:反应物+等量的与反应物相应酶溶液,观察两组是否发生反应及反应速率速率的快慢。预期结果:第一组反应速率慢或无反应,第二组反应速率快.设计简单的实验验证从大豆种子中提取的脲酶是蛋白质,写出简单的实验思路:向脲酶溶液和蛋白质溶液中分别加入双缩脲试剂,若都出现紫色反应,则说明脲酶是蛋白质。(P82“拓展题”1改编).在萨姆纳之前,很难鉴定酶的本质的主要原因是细胞中酶的提取和纯化非常困难。请写出鉴定某种酶的结晶是不是蛋白质的实验设计思路:取两支试管编号,分别加入等量的待测酶溶液、已知蛋白液;分别在两支试管中加入等量的双缩脲试剂,振荡试管观察溶液颜色变化。若呈现紫色,说明该酶的化学本质为蛋白质;否则该酶的化学本质不是蛋白质。(P82“拓展题”1).酶具有催化作用,请写出判断某种酶是不是有催化作用的实验设计思路:取两对试管编号,分别加入等量的同种底物,然后在一支试管中加入与底物相应的酶液,另一支试管中加入等量的蒸馏水,检测底物是否被分解。若底物被分解,则证明酶具有催化作用,否则不具有催化作用二、酶的特性.酶具有高效性的原理是同无机催化剂相比,酶能显著降低化学反应的活化能(P83“教材”改编).酶的催化作用有专一性,这是因为酶和底物在发生化学反应的过程中要发生特异性结合,特定结构的酉I只能和牛!定结构的底物分子结合。这说明酶催化作用的专一性是由酶和底物的分子结决定的。(P86“基础题”3改编).生物体内酶的化学本质是蛋白质或RNA,其特性有高效性、专一性、作用条件温和([2016•全国卷H,T29).酶活性是指酶对化学反应的催化效率,酶活性大小通常以单位时间内底物的消耗量或产物的生成量来表示。环境条件的改变影响细胞内酶的活性。(P83“教材”改编).酶比较“娇气”,这里的“娇气”指酶的条件较温和,其原因是:绝大多数酶是蛋白质,强酸、强碱、高温等剧烈条件都会影响到蛋白质的结构。(P85“旁栏思考”).验证酶高效性的实验中需设置两组,第一组:反应物+无机催化剂;第二组:反应物十等量的与反应物相应酶溶液,观察比较两组反应速率的快慢。预期结果:第一组反应速率慢,第二组反应速率快。(P85“教材”改编).验证酶的专一性的实验可有两种设计思路,思路一、第一组:反应物+相应酶溶液;第二组:另一反应物十等量相同酶溶液,观察两组中反应物是否被分解。预期结果:第一组反应物被分解,第二组反应物不被分解。思路二、第一组:反应物+相应酶溶液;第二组:相同反应物十等量另一种酶溶液,观察两组中反应物是否被分解。预期结果:第一组反应物被分解,第二组反应物不被分解。(P85“教材”改编).若以新鲜的稀释的唾液(含唾液淀粉酶)、体积分数为3%的可溶性淀粉溶液、37℃温水、95℃热水、冰水、碘液等材料进行“探究温度对酶活性的影响”实验,实验原理为:温度影响酶的活性,从而影响淀粉的水解;滴加碘液,根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。实验步骤为:①取6支试管,分别编号为1与1,、2与2’、3与3’;②在1、2、3号试管中各加入2mL稀释的唾液,1,、2‘、3‘试管中分别加入2mL可溶性淀粉溶液;③将1号与1,号试管置于冰水中水浴5min,将2与2,号试管置于37℃温水中水浴5min,将3与3,号试管置于95℃热水中水浴5min;④将1、2、3号试管中的溶液分别加入1,、2‘、3,试管中混合,摇匀,并将1‘、2,、3,号试管依次将置于冰水、37℃温水、95℃热水中数分钟;⑤取出试管,分别滴加2滴碘液,摇匀,观察现象。实验现象:1,号和3,号试管呈蓝色,2,号试管无蓝色出现。实验结论:酶发挥催化作用需要适宜的温度条件,温度过高或过低都会影响酶活性。在此类实验中应特别注意,底物和酶溶液应先分别在预设的温度中保温一段时间后再混合,保证反应从一开始就是预设的温度。另外,检测底物是否被分解的试剂宜选用碘液,不宜选用斐林试剂,因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热,而该实验中需严格控制温度。(P84“实验”、P108“选择题”1).若以质量分数为20%的新鲜肝脏研磨液、体积分数为3%的过氧化氢溶液、质量分数为5%的HCl溶液、质量分数为5%的NaOH溶液、蒸馏水、带火星的卫生香等材料进行“探究PH对酶活性的影响”实验,实验原理为:肝脏研磨液中有过氧化氢酶,过氧化氢酶可催化过氧化氢分解为水和氧气,pH影响酶的活性,从而影响O的生成速率,可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验。的生成速率。实验步骤为:①取1支试管,分别编号为1、2、3号,并分别加入2滴过氧化氢酶溶液;②在1、2、3号试管中依次加入1mL蒸屈水、1mL5%的HCl、1mL5%的NaOH;③在1、2、3号试管中加入2mL过氧化氢溶液,立即将带火星的卫生香插入试管内(液面的上方),观察燃烧情况。实验现象:1号试管中的卫生香燃烧剧烈,2、3号试管中卫生香燃烧较弱。实验结论:过酸、过碱都会影响酶的活性,适宜诩下酶的活性最高。在探究pH对酶活性的影响实验中,宜先保证酶的最适温度(排除温度干扰),且将溶液的dH调至实验要求的pH后再让反应物与酶接触,不宜在未达到预设pH前,让反应物与酶接触。(P79、84”实验”).请写出测定酶的最适温度(PH)的实验设计思路:在一定的温度(PH)范围内,设置多个不同的温度(PH)梯度,分别测定酶活性。若所测得数据出现峰值,峰值所对应的温度(PH)为最适温度(PH),否则继续扩大温度(PH)范围,直到测出峰值。(P85“图5-3、5-4”).探究影响酶活性的因素时,不用淀粉、淀粉酶探究pH对酶活性的影响,其原因是pH的设置过程中会用到盐酸,而盐酸可催化淀粉水解。(P85"与社会的联系”).不能用H2O2为原料探究温度对过氧化氢酶催化活性的影响,原因是温度对HQ的分解影响较大。(P79、84“实验”).人发烧时不想吃东西,原因是体温升高导致消化酶活性降低,食物在消化道中消化缓慢。(P85“教材”改编).酶制剂适于在低温(0〜4℃)下保存的原因是:在0c左右时,酶的活性很低,但酶的空间结木^稳定,在适宜的温度下酶的活性可以升高,因此酶制剂适于在低温(0〜4℃)下保存。(P85“教材”改编).唾液淀粉酶随食物进入胃内就会失活,原因是唾液淀粉酶的最适pH为6.8,而胃液的pH为0.9〜1.5。(P85“教材”改编).在植物细胞中具有支持和保护作用的结构是细胞壁,在不破坏细胞内部结构的情况下,适用于纤维素酶和果胶酶去除该结构,这利用了酶的专一性。(P86“基础题”2).在最适温度下,若酶量一定,则反应物浓度与酶所催化的化学反应速率的关系为:在一定的反应物浓度范围内,酶催化的化学反应速率随着反应物浓度的增加而加快,达到一定浓度后化学反应速率不再增加。这时可加入少量的同种酶,会发生的变化是:反应速率加快。(P86“基础题”1).在最适温度下,若反应物量一,则酶浓度与酶所催化的化学反应速率的关系为:在一定的酶浓度范围内,酶催化的化学反应速率随着酶浓度的增加而加快,达到一定浓度后化学反应速率不再增加。(P86“基础题”1改编).加酶洗衣粉中添加了多种酶制剂,这些酶制剂不仅可以有效地清除衣物上的污渍,而且对人体没有毒害作用,并且不会污染环境,你认为不会污染环境的原因是:这些酶制剂及其分解产物能够被微生物分解。(P86“拓展题”3改编).溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁,具有抗菌消炎的作甩。在临床上,往往将溶菌酶与抗生素复合使用,这有什么好处:能增强抗生素的疗效。七87”科学技术社会”).溶菌酶具有抗菌消炎作用的原因是:溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁;你认为细菌性溶菌酶能否用于真菌感染,你的理由是。不能,因为真菌和细菌细胞壁的成分不同且酶具有专一性,所以细菌性溶菌酶不能用于真菌感染。(P87“科学技术社会”改编).含酶牙膏可以分解细菌,使我们牙齿亮洁,口气清新。若将此牙膏放在质量分数为10%的NaOH溶液中浸泡一定时间,再取出进行分解口腔细菌的实验,发现与不用此牙膏的效果相同,原因是:强碱条件使酶的空间结构破坏从而失去活性。(P87“科学技术社会”改编).“多酶片”是经特殊工艺制成的双层药片,可用于治疗消化不良。内层是肠溶衣(不易溶于胃液,可溶于肠液)包裹的胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶,外层是糖衣(可溶于胃液)包裹的胃蛋白酶。为使药物充分发挥作用,使用时建议整片吞服(填“整片吞服”或“嚼碎服用”),理由是整片吞服使肠溶衣在胃液中不被破坏,确保肠溶衣包裹的酶在肠溶液中发挥作用,若嚼碎服用,肠溶衣包裹的酶释放后会在酸性的胃液中失活,无法发挥作用。(P87“科学技术社会”改编)第2节细胞的能量通货.萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递求偶信号,以便交尾、繁衍后代。(P88”问题探讨”1).在活细胞中,ATP的作用是直接给细胞的生命活动提供能量。区88”问题探讨”1).活细胞中ATP与ADP的相互转化有何特点:时刻不停且处于动态平衡之中。(P89“教材”).生物界共有的能量供应机制是:ATP与ADP相互转化的能量供应机制。(P89“教材”).催化ATP水解的酶与催化ATP生成的酶丕是(填“是”或“不是”)同一种酶;高等植物叶肉细胞内ATP在叶绿体类囊体薄膜、细胞质基质和线粒体等部位生成。(P89“图5-5、5-6”).植物细胞可以通过 形成ATP,而动物细胞只能通过呼吸作用形成ATP.(P89“图5-6”).细胞内的吸能反应、放能反应与ATP的关系是:吸能反应一般与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量;放能反应一般与ATP的合成相联系,释放的能量储存在ATP中。也就是说,能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。(P89“教材”).人体内ATP的含量很少,但在剧烈运动时,每分钟约有0.5kg的ATP转化为ADP,以供运动之需,但人体内ATP总含量并没有太大变化,请分析原因:ATP与ADP时刻不停地发生快速相互转化,并且处于动态平衡之中。(P89“教材”).细胞中合成ATP的场所有:细胞质基质、线粒体、叶绿体;分解ATP的场所有:生物体内需能部位,如细胞膜、叶绿体基质、细胞质基质、 等(至少写出三个)。(P89“图5-6”改编).如果把糖类和脂肪比作大额支票,ATP则相当于现金。这种比喻的道理是糖类和脂肪分子中能量很多而且很稳定,不能被细胞直接利用;这些稳定的化学能只有转化成ATP分子中活跃的化学能,才能被细胞直接利用。(P90”思考与讨论”2改编).细胞中的吸能反应、放能反应与ATP和ADP的相互转化间的关系为:吸能反应所需要的能量是由ATP水解为ADP时释放能量来提供的。放能反应所释放能量的一部分用于ADP转化为ATP的反应,储存在ATP中。(P90”基础题)2.在储存能量方面,ATP同葡萄糖相比具有以下特点:一是ATP分子中含有的化学能比较少,一分子ATP转化为ADP时释放的化学能大约只是一分子葡萄糖的1/94;二是ATP分子中所含的是活跃的化学能,而葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能。葡萄糖分子中稳定的化学能只有转化为ATP分子中活跃的化学能,才能被细胞利用。(P90“基础题”3).植物、动物、细菌和真菌的细胞内,都以ATP作为能量“通货”,由此说明:生物界具有统一性,也说明种类繁多的生物有着共同的起源。(P90“拓展题”)第4节能量之源—光与光合作用一捕获光能的色素和结构.叶片一般呈现绿色,从绿叶中色素对光的吸收分析,这是因为叶绿素对绿光吸收很少,绿光被反射出来,所以叶片呈现绿色。(P97“问题探讨”2、P99“教材”).玉米中有时会出现白化苗,但白化苗存活一段时间后会死亡,其死亡的是:种子中贮存的养分耗尽,且不能进行光合作用。(P97“教材”).绿叶中色素提取时选用新鲜的绿叶,这是因为新鲜绿色的叶片中色素含量高,从而使滤液中色素含量较高,实验效果明显。分离绿叶中色素时所用滤纸为干燥的定性滤纸,这是因数滤纸预先干燥处理可使层析液在滤纸上快速扩散。(P98“材料用具”).绿叶中色素提取实验中要“迅速、充分”研磨剪碎的绿叶,这是为了减少乙醇挥发,充分溶解色素。盛放滤液的试管管口加棉塞可减少乙醇才¥发和色素氧化。(P98”方法步骤”).绿叶中色素分离实验中,对制备的滤纸条剪去两角的原因是:层析液在滤纸带边缘扩散速度快,内部慢,减去两角,不让两侧渗透过快,这样就能获得较平整白色素带(P98“方法步骤”).绿叶中色素分离实验中,画滤液细线时要注意所画的滤液细线要直、细、匀。另外,要在滤液细线干燥后重复画一两次,这样可以使积累在滤纸上的色素量较多,使分离出的色素带清晰分明。(P98“方法步骤”).绿叶中色素分离实验结果中,从滤纸条上色素带的位置可知,各种色素在层析液中溶解度的高低依次为:胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b(用“>”连接)。从色素带的宽度可知,各种色素的含量一般情况下为:叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素(用“>”连接)。(P98”观察与记录”).分离绿叶中的色素时不能让滤液细线触及层析液。这是因为滤纸上的滤液细线如果触到层析液,细线上的色素就会溶解到层析液中,就不会在滤纸上扩散开来,实验就会失败。(P98“讨论”2).温室或大棚种植蔬菜时,最好选择无色透明的玻璃、塑料薄膜,理由是有色玻璃或塑料薄膜主要透过同色光,其他色光很少或不能透过,光照强度会减弱,不利于光合作用;而无色透明的玻璃或塑料薄膜能透过日光中各种色光,光照强度较大,有利于光合作用的进行。(P99”与社会的联系”).研究发现,光、温度、矿质元素都可影响叶绿素合成。光是影响叶绿素合成的主要条件,一般植物在黑暗中丕能合成叶绿素,叶片会发黄,离体叶绿素在强光下易分解。温度可影响与叶绿素合成有关酶的活性,一般叶绿素合成的最低温度是2〜4℃,最适温度是30℃,另外低温时叶绿素容易被破坏,叶子会变黄。有些矿质元素是叶绿素合成的必需元素,如氮、镁;有些矿质元素是叶绿素合成的辅助成分,如铁、铜是某些酶的活化剂。因此,植物如果缺镁、铁后叶绿素都不能合成,叶子会变黄。.叶绿体和线粒体两种细胞器内部扩大膜面积的方式不同,分别是:线粒体通过内膜向内折叠 扩大膜面积;叶绿体通过类囊体堆叠形成基扩大膜面积。(P93“图5-8”、P99“图5-11”).海洋中的藻类植物,习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻,它们在海水中的垂直分布一般依次是浅、中、深,这种现象与 有关,既不同颜色的藻类吸收不同波长的光。光100“拓展题”2).分析教材恩格尔曼的实验,会发现该实验方法的巧妙之处有:①巧选实验材料:实验材料选择水绵和好氧细菌,水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于观察,用好氧细菌可确定释放氧气多的部位;②巧妙排除了干扰因素:没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰;③巧妙设计对照实验:用极细的光束照射,叶绿体上可分为光照多和光照少的部位,相当于一组对比实验;通过临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果,等等。(P100“讨论”2).研究发现,叶绿体中有多种与光合作用有关的酶,请你据此作出一个推论:叶绿体是进行光合作用的场所。(P100“讨论”3).恩格尔曼在证明光合作用放氧部位是叶绿体后,紧接着又做了一个实验:他用透过三棱镜的光照射水绵临时装片,惊奇地发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。这一实验说明叶绿体主要吸收红光和蓝光用于光合作用,放出氧气。(P100“基础题”3).叶绿体和线粒体在结构和功能上有哪些相同点,具有双层膜结构;含有DNA;含有酶;人作为生理功能的一种原料(至少写出三点)等。(P108“概念检测”2)第4节能量之源—光与光合作用二光合作用的原理和应用长句填空1.针对普利斯特利的实验,有人认为植物也能使空气变污浊。持这种观点的人,很可能是在无光条件下做的这个实验。因为:无光时,植物不进行光合作用,只进行细胞呼吸,所以没有释放氧气,而是释放二氧化碳,也就是使空气变污浊了。^101”旁栏思考题”)2.英格豪斯认为普利斯特利的实验只有在光下才能成功,那么,“只要有光照,植物一定能更新空气”,这句话对吗?请说明理由。不对,植物更新空气的前提是光合速率大于呼吸速率,即净光合速率>0,若光照强度不够充分(在光补偿点以下),则植物不但不能更新空气,反而会使空气变得更浑浊。(P101“英格豪斯实验”改编).结合教材P102图5-13萨克斯实验可绘制如下示意图:味处理叶片 照是 跳蒸气烹蒸萨克斯的实验示意图该实验中对叶片暗处理的目的是使叶片中的营养物质(淀粉)消耗掉,增强实验说服力。从实验设计角度分析,该实验的自变量是光照,因变量是有无淀粉生成,观测指标是碘蒸气处理后叶片颜色变化,实验组是遮光处理组,对照组是曝光处理组。因此,该实验除了能证明光合作用的产物有淀粉外,还可证明:光是光合作用的必要条件。(P102“萨克斯实验”改编).萨克斯实验中在染色前通常用酒精对叶片进行脱色处理,这们做的目的是防止叶片中色素颜色对实验结果的干扰。(P102“萨克斯实验”改编).光照下卡尔文给小球藻悬浮液通入1£。2,一定时间后杀死小球藻,同时提取产物并分析。实验发现,仅仅30s的时间,放射性代谢产物多达几十种。缩短时间到7s,发现放射性代谢产物减少到12种,想要探究CO2转化成的第一个产物是什么,可能的实验思路是?不断缩短光照时间后杀死小球藻,同时提取产物并分析,直到最终提取物中只有一种放射性代谢产物,该物质即为CO,转化成的第一个产物。(P102“卡尔文实验”改编).光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。光合作用的原料是二氧化碳和水,产物是糖类和氧气,场所是吐绿体,条件是要有光,还需要多种酶等。若用(CH2O)表示糖类,光合作用的过程可用反应式:来概括光合作用。(P101、102“教材”、“思考与讨论”1)I。。44。小乳(CH。)4Oz.光合作用中的[H]是一种十分简化的表示方式。这一过程实际上是辅酶II(NADP+)与电子和质子(H+)结合,形成还原型辅酶牙(NADPH)。呼吸作用中的[H]是还原型辅酶I(NADH的简化表示方法。(P103“相关信息”).光照射叶绿体中提取的色素并不能发生光反应,因为光反应的发生除需色素、光照之外,还需ADP、Pi、HO、NADP+、酶(写出5种)等物质。(P103“图5-15”、“相关信 2 息”).叶绿体中C3的分子数量多于C5的分子数量,从光合作用的过程分析,其原因是:暗反应CO"固定时,每消耗1分子C,产生2分子C;C还原时,每还原2分子C产生1分子C,因此当暗反应速率达到稳定时,C的分子数是C5的2倍。(P104“教材”、“图5-15”)10.“光反应制约暗反应,暗反应也制约光反应”,这句话对吗,请说明理由。对,光反应为暗反应提供[印和ATP,故光反应停止时,暗反应无法进行,然而光反应也需暗反应为之提供ADP、Pi和NADP+等,故暗反应停止(如停止CO供应)时,光反应也将受制约,从而导致。产生速率下降。(P103、104“图5-15”“教材”).光反应阶段是指光合作用第一阶段中的化学反应,必须有光才能进行。(P103“教材”).暗反应阶段是指光合作用第二个阶段中的化学反应,有没有光都可以进行。(P104“教材”).化能合成作用是指自然界中少数种类的细菌,利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的过程。(P105“教材”).请根据教材“图5-15”分析当光照和CO2浓度变化时,短时间内植物光合作用的细胞内C3、C5、[H]和ATP、(CH2O)含量的变化:①光照强度由强到弱,CO2供应不变,C3、C5、[H]和ATP、(CH2O)含量的变化依次为:增加、减少、减少或没有、减少;②光照强度由弱到强,CO2供应不变,C3、C5、[H]和ATP、(CH2O)含量的变化依次为:减少、增加、增加、增加;③光照不变,CO2量由充足到不足,C3、C5、[H]和ATP、(CH2O)含量的变化依次为:减少、增加、增加、减少;④光照不变,CO2量由不足到充足,C3、C5、[H]和ATP、(CH2O)含量的变化依次为:增加、减少、减少、增加。(P104“图5-15”).下表为光合作用光反应和暗反应阶段的比较:光合作用7、的过程对比项目、^光反应阶段暗反应阶段所需条件①必须有光② 进行场所③ 1:④ 中物质变化⑤ ⑥ :C3被⑦ 还原,最终形成糖类;ATP转化成⑧ 口能量转换⑨ ⑩ 请补全表中序号①〜⑧处所填写的内容:②有光无光均可:③类囊体的薄膜;④叶绿体内的基质;⑤HJ分解成O和[H];形成ATP;⑥二氧化碳被固定⑦H]⑧ADP和Pi;⑨光能转变为化学能,储存在ATP中;⑩ATP中的化学能转化为糖类中储存的化学能。(P105”思考与讨论”1、“教师教学用书”).请写出光反应阶段和暗反应阶段之间的物质和能量的联系:①物质联系:光反应阶段产生的[H],在暗反应阶段用于还原C3;②能量联系:光反应阶段生成的ATP,在暗反应阶段中将其储存的化学能释放出来,帮助C3形成糖类,ATP中的化学能则转化为储存在糖类中的化学能。(P105”思考与讨论”2、“教师教学用书”).科学家用含有14C的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子,这种碳原子的转移途径是:二氧化碳-三碳化合物-糖类(二氧彳也^一三碳化合物—糖类)。(P106“基础题”5).研究发现,在夏季晴朗的白天,某种绿色植物叶片的光合作用强度在上午7〜10时光合作用强度不断增强,这说明,在一定温度和二氧化碳供应充足的情况下,光合作用的强度是随着光照加强而增强的。但中午12时左右光合作用强度明显减弱,是因为此时温度很
高,蒸腾作用很强,气孔大量关闭,二氧化碳供应减少,导致光合作用强度明显减弱。下午14〜17时光合作用强度又不断下降,其原因是光照强度不断减弱。(P106”拓展题”1、2018•全国I,T30).光下培养密闭容器中的植物,容器中二氧化碳浓度先下降后不变的原因是:开始时,光合作用吸收二氧化碳量大于细胞呼吸释放二氧化碳量,随着容器中二氧化碳浓度降低,光合作用减弱,直至光合作用吸收的二氧化碳量与细胞呼吸释放的二氧化碳量达到动态平衡。(P104”环境因素对光合作用强度的影响”改编)20.下图为“探究光照强弱对光合作用强度的影响”的实验装置图,实验中通过调整台灯与烧杯之间的距离来调节光照强度,请填写下列相关内容:寓含C6寓含C6的清水
小圆形叶片该实验的自变量是光照强度,因变量是光合作用强度,因变量可通过观测单位时间内被抽去空气的小圆形叶片上浮的数量或者是浮起相同数量的叶片所用的时间长短来表示。图示中间盛水的玻璃柱的作用:吸收灯光的热量,避免光照对烧杯内水温产生影响。从光合作用和呼吸作用角度分析,小圆形叶片上浮的原因是光合彳^用产生白0/大于有氧呼吸消耗的0。实验中也可将小圆形叶片可以放入NaHC03溶液中,这样可确保溶液中C0/含量充足。(P105“教材实验”)21.下图一表示光照强度对光合作用速率的影响及不同光照强度下叶绿体和线粒体间气体关系,图二表示C02浓度或光照强度对光合作用速率的影响:b点:光合速组工呼吸速率图一 图二由图一可看出,真正光合速率可用光合作用消耗的CO2量或产生的O量表示,净光合速率可用光合作用过程中从环境中吸收的CO2量或释放到环境中的O量表示,呼吸速率可用呼吸释放的82量或消耗的O量表示。真正光合速率、净光合速率和呼吸速率三者间关系为:真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。图二中A点代表呼吸速率,细胞呼吸增强,A点上移;反之,A点上移。若适当增大CO2浓度(光照强度),B点左移,口点右移,若适当减小CO2浓度(光照强度),8点右移,口点左移,若土壤土壤缺Mg2+,8点右移,C点左移,D点代表最大光合速率,若增大光照强度或增大CO2浓度使光合速率增大时,D点向右上移动;反之,移动方向相反。(P105“教材实验”实验结果拓展)22.在农业生产中,无论是大田栽培还是温室栽培,若土壤板结,光合速率则会下降,其原因是:土壤板结,导致土壤中缺氧,根细胞进行无氧呼吸,产生的ATP减少,供给根细胞用于矿质元素吸收的能量减少,光合色素的合成和酶数量减少,光合作用减弱。(P106“拓展题”2改编).在大棚种植农作物过程中,使用有机肥有利于增产,从影响光合作用的因素分析,其原因是:有机肥在被微生物分解的时候会产生无机盐并释放CO/增加了土壤中矿质元素含量和大棚中的CO1浓度,促进光合作用。(P106“拓展题”2改编).若将某种植物密闭在无02、但其他条件适宜的小室中,照光培养一段时间后,发现植物的有氧呼吸增加,原因是?某种植物在光下光合作用释放的02使密闭小室中02增加,而02与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节,所以当02增多时,有氧呼吸会增加。(2017•新课标卷I,T29).我国新疆哈密地区种植的哈密瓜特别甜。在哈密地区农作物生长的季节,白天长且阳光充足,光照强烈,夜间温度比较低。请分析哈密地区种植的哈密瓜特别甜的原因:哈密瓜植株的叶片白天进行光合作用的时间长,光合作用的强度大,积累的糖类多;夜间温度比较低,哈密瓜植株的细胞呼吸相对比较弱,消耗的糖类物质就会比较少,这样,哈密瓜内积存的糖类比较多,这些糖类在有关酶的催化作用下,最终转化成果糖和葡萄糖,所以哈密瓜特别甜。由上述信息判断,在农作物种植过程中,要实现增产可采取的措施有:白天适当增加光照时间和光照强度,夜间适当 等。(P108“思维拓展”).温室生产中适当提高昼夜温差越大,有利于作物生长提高产量,如果昼夜温差过大反而并不利于作物生长。请解释上述现象。白天适当提高温度有利于提高光合产量,夜晚不进行光合作用,适当降低温度可降低呼吸速率从而减少有机物消耗,故适当提高昼夜温差可提高作物有机物积累量,从而提高作物产量。但是如果夜晚温度过低时,呼吸酶活性过小,呼吸作用被过度抑制,减弱矿质离子的吸收等代谢过程,从而制约次日的光合作用,故昼夜温差过大反而并不利于作物生长。(P108“思维拓展”改编).中耕是指作物生长期中,在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施,该栽培措施对作物的作用有避免杂草与农作物竞争阳光、水、无机盐,提升作物光合作用强度,保证物质与能量更多的流向农作物,促进农作物的生长发育;松土能增加土壤中氧气含量,增强根细胞呼吸作用强度,促进根细胞的生长发育,促进水和无机盐的吸收(答出2点即可)。(P108“知识迁移”改编、2020•全国卷I,T29)第3节ATP的主要来源——细胞呼吸.比较呼吸作用和物质的燃烧,两者的共同点是:都是物质的氧化分解过程;都能产生二氧化碳等产物,并且都释放出能量.(P91"问题探讨”1).若细胞中的呼吸作用像有机物在体外燃烧那么剧烈,这会对细胞产生哪些影响:组成细胞的有机化合物会迅速而彻底地氧化分解,能量会迅速地全部释放出来,细胞的基本结构也就会遭到彻底的破坏.(P91"问题探讨”2).酵母菌便于用来研究细胞呼吸的不同方式,其原因是:酵母菌是一种单细胞真菌,在有氧和无氧的条件下都能生存,属于兼性厌氧菌,因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。(P91“实验”).重铬酸钾可以检测有无酒精存在。这一原理在日常生活中可以用来检测汽车司机是否喝了酒。具体做法是:让司机呼出的气体直接接触到载有用硫酸处理过的重铬酸钾或三氧化铬的硅胶(两者均为橙色),如果呼出的气体中含有酒精,重铬酸钾或三氧化铬就会变成灰绿色的硫酸铬。(P92”结论、交流和应用”用.若利用教材“探究酵母菌细胞的呼吸方式”实验装置,进行探究20℃下分别培养6h和12h以及50℃下分别培养6h和12h酵母菌细胞有氧呼吸情况的实验。则该实验的自变量是温度和培养时间。对于此类具有 变量的对照实验,探究的原则是先探究其中的一个变量,然后探究另一个变量。请你设计一个记录上述实验现象或结果的表格:,实验中可用橡皮球或气泵控制有氧条件。(P92“实验”、P108”技能应用”1)温度20℃50℃时间6h12h6h12h实验现象.原核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质;真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。(P93“教材”改编).肌细胞内的肌质体就是由大量变形的线粒体组成的,肌质体的存在对肌细胞有何意义:肌质体有利于对肌细胞的能量供应。(P93“教材”改编).线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,其在结构上有哪些特点与功能相适应?①线粒体具有内、外两层膜,内膜向内折叠形成嵴,扩大了内膜的表面积;②线粒体的内膜和基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶。(P93“教材”改编).以葡萄糖为底物的有氧呼吸过程中,没有氧气参与阶段形成的产物有丙酮酸、[H]、二氧化碳。(P93“图5-9”).有氧呼吸过程中产生的[H]实际上是氧化型辅酶I(NAD十)转化成还原型辅酶I(NADH),该过程发生在有氧呼吸的第一、第二阶段。(P94“相关信息”改编).有氧呼吸所产生H2O中的H来自葡萄糖和H2O(填写相应物质)。(P93“图5-9”).进行有氧呼吸时,O2的消耗量一定等于CO2的产生量吗?其原因是什么。不一定。因有氧呼吸利用的物质不同而不同。若利用葡萄糖进行有氧呼吸时,O2的消耗量等于CO2的产生量;若利用脂肪进行有氧呼吸时,O2的消耗量则大于CO2的产生量,因为脂肪与葡萄糖相比,H的含量高。(P93“教材”“有氧呼吸最常利用的底物是葡萄糖”改编).如果是以脂肪为底物进行有氧呼吸,消耗O2的量和产生CO2的量间的关系是:消耗O2的量要大于产生CO,的量,其原因是:与葡萄糖相比,脂肪含H量高,因此有氧呼吸 2 消耗O的量大于产生CO"的量。(P93“教材”“有氧呼吸最常利用的底物是葡萄糖”改编).在细胞内,1mol的葡萄糖彻底氧化分解以后,释放出2870kJ的能量,只有1161kJ左右的能量储存在ATP中,其余的能量则以热能的形式散失掉了,故有氧呼吸的能量转换效率大约是40%,你的计算过程为:1161・2870处40%。已知ADP转化为ATP需能量为30.54kJ/mol,则1mol的葡萄糖彻底氧化分解后释放出的能量大约可产生38molATP,既使2.3X1025个ADP转化为ATP°(P94"教材问题”).有氧呼吸过程中能量形式转化过程为:有机物中稳定的化学能转化为热能和ATP中活跃的化学能。(P94“教材”改编).与有机物在生物体外燃烧相比,有氧呼吸在发生条件、能量释放及利用方面的不同特点是:有氧呼吸是在温和的条件下进行的;有机物中的能量是逐步释放的;一部分能量储存在ATP中。(P9
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