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高中生物学业水平合格性考试:人教版(2019)必修1+必修2必背考点汇编必修1《分子与细胞》必背考点汇编专题一细胞的分子组成一、说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素组成,它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子。1.大量元素和微量元素。(1)大量元素:C、H、O、N、P、S、Ca、Mg等。(2)微量元素:Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。点拨①大量元素与微量元素对于维持生物体的生命活动都起着非常重要的作用。②C是生命的核心元素,生物大分子以碳链为基本骨架。2.生物界与非生物界的统一性和差异性。(1)统一性:组成细胞的化学元素在无机自然界中都能够找到,没有一种化学元素为细胞所特有。(2)差异性:细胞中各种元素的相对含量与无机自然界中的大不相同。3.细胞中的化合物组成细胞中的各种元素大多以化合物的形式存在。如水、蛋白质、核酸、糖类、脂质等。细胞内含量最多的化合物是水,含量最多的有机化合物是蛋白质。4.每一个单体都是以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架;生物大分子是由许多单体连接成的多聚体。如:蛋白质的单体是氨基酸,多糖的单体是葡萄糖,核酸的单体是核苷酸。二、指出水大约占细胞重量的2/3,以自由水和结合水的形式存在,赋予了细胞许多特性,在生命活动中具有重要作用。1.含量:活细胞中含量最多的化合物。占细胞鲜重的70%~90%。2.存在形式和作用(1)结合水:细胞内与其他物质相结合的水。它是细胞结构的重要组成部分。第1页共96页
(2)自由水:①概念:细胞中绝大部分以游离的形式存在,可以自由流动的水。②作用:细胞内的良好溶剂。参与生物化学反应;提供液体环境;运送营养物质和代谢废物。点拨:①自由水和结合水在一定条件下可以相互转化。②自由水/结合水的比值越高,细胞的代谢越旺盛,抵抗不良环境的能力越弱。【目标检测】:1.甘蔗吃起来特别甜,所以甘蔗的细胞中含量最多的物质是(D)A.蔗糖B.脂质C.麦芽糖D.水2.北京地区小麦干种子含水量约为14%,此时活细胞内水分(D)A.全部是自由水B.全部是结合水C.主要是自由水D.主要是结合水3.植物在冬季来临之前,随着气温的逐渐降低,其体内会发生--系列适应低温的生理生化变化,抗寒能力逐渐增强。下图为冬小麦在不同时期含水量和呼吸速率变化关系图,据图回答下列问题。(1)在9~12月间,随着气温的不断下降,结合水的含量相对,由于结合水与亲水性物质结合而不易结冰,因此有利于增强冬小麦的抗性。(2)从10月初开始,冬小麦的呼吸作用,植物细胞消耗的糖分减少,有利于糖分的积累,这样就提高了的浓度,使冰点。(3)在9~12月间,自由水与结合水的比值不断,新陈代谢不断。3.(1)增加寒(2)逐渐减弱细胞液降低(3)降低减弱第2页共96页
三、举例说出无机盐在细胞内含量虽少,但与生命活动密切相关。1.存在形式:细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。2.含量:仅占细胞鲜重的1%~1.5%。作用:(1)组成复杂的化合物,如Mg是构成叶绿素的元素,Fe是构成血红素的元素,P是组成细胞膜、细胞核的重要成分。(2)维持细胞和生物体的生命活动,如哺乳动物的血液中若钙离子含量太低,会出现抽搐:人体内Na⁺缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低,最终引发肌肉酸痛、无力等。(3)维持细胞的酸碱平衡和渗透压平衡.【目标检测】:1.细胞内的无机盐离子(如K′、Ca³°、H₂PO₄等)的主要生理作用不包括(A)A.细胞的结构物质之一B.维持细胞形态C.维持细胞正常的生命活动D.维持细胞的酸碱平衡2.酷暑季节,室外作业的工人应多喝(A)A.盐汽水B.碳酸型饮料C.蛋白质型饮料D.纯净水3.某人在高温下剧烈劳动过久,流汗过多,致使体液中Ca²含量太低,腿部出现肌肉抽搐现象,这说明(C)A.Ca²⁺是构成细胞结构的成分之一B.Ca²⁺能维持细胞的正常形态C.维持细胞正常的生命活动D.调节渗透压和酸碱平衡4.已知Mn²⁺是许多酶的活化剂,例如它能激活硝酸还原酶。缺Mn²⁺的植物无法利用硝酸盐,这说明无机盐离子(B)。A.对维持细胞的形态和功能有重要作用B.对维持生物体某些蛋白质的功能有重要作用C.对调节细胞内的渗透压有重要作用D.是细胞内某些复杂化合物的组成成分四、概述糖类有多种类型,它们既是细胞的重要结构成分,又是生命活动的主要能源物质。1.功能:糖类是主要的能源物质。第3页共96页
2.元素组成:一般由C、H、O三种元素组成。3.种类及作用种类作用单糖五碳糖(核糖、脱氧核糖)核酸的组成成分六碳糖(葡萄糖、果糖、半乳糖)葡萄糖是主要的能源物质二糖蔗糖、麦芽糖(植物特有)作为能量来源乳糖(动物特有)多糖纤维素植物细胞壁的基本成分淀粉植物细胞的储能物质糖原动物细胞的储能物质几丁质节肢动物外骨骼的重要成分点拨:①并不是所有的糖类都是能源物质,如核糖、脱氧核糖不是生物体的能源物质。②淀粉、纤维素、糖原的基本组成单位都是葡萄糖。③还原糖:葡萄糖、麦芽糖、果糖等;非还原糖:蔗糖、淀粉、糖原、纤维素等。【目标检测】:1.植物细胞和动物细胞中的储能物质依次是(C)A.纤维素和糖原B.麦芽糖和乳糖C.淀粉和糖原D.葡萄糖和纤维素2.下列各种糖类物质中,既存在于黄牛细胞又存在于黄豆细胞内的是(D)A.淀粉和核糖B.糖原、乳糖、蔗糖C.葡萄糖、核糖和麦芽糖D.核糖、脱氧核糖和葡萄糖五、举例说出不同种类的脂质对维持细胞结构和功能具有重要作用。1.组成元素:主要是C、H、O,有的还含有N、P。2.种类及作用种类元素常见种类作用脂肪C、H、O/储能、保温、缓冲、减压磷脂C、H、O、P、N/构成生物膜(细胞膜、液泡膜、线粒体膜等)的重要成分固醇C、H、O胆固醇构成动物细胞膜的重要成分第4页共96页
性激素维持生物第二性征,促进生殖器官发育及生殖细胞形成维生素D促进人和动物肠道对钙和磷的吸收点拨①糖类和脂质可以相互转化。②同等质量的脂肪比糖类含有的能量更多,是因为脂肪中C、H元素含量高。【目标检测】:1.在细胞内的脂质中,对生物体正常的新陈代谢和生殖过程起着积极的调节作用的是(C)A.脂肪B.磷脂C.固醇D.维生素D2.生物体内的主要能源物质和主要储能物质分别是(B)A.糖类、蛋白质B.糖类、脂肪C.糖类、糖原D.葡萄糖、糖原六、阐明蛋白质通常由约21种氨基酸分子组成,它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构,细胞的功能主要由蛋白质完成。1.基本组成单位————氨基酸。①组成元素:主要是C、H、O、N。②氨基酸结构通式为②氨基酸结构通式为③结构特点:每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH₂)和一个羧基(-COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团(R基)。各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。组成绝大多数生物体蛋白质的氨基酸有21种。2.肽链的形成———脱水缩合。两个氨基酸脱水缩合形成二肽,连接两个氨基酸分子的化学键叫作肽键。由多个氨基酸分子缩合而成,含有多个肽键的化合物,叫作多肽。多肽通常呈链状结构,叫作肽链。3.蛋白质的结构及其多样性。许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链,它们通过一定的化学键如二硫键相互结合在一起。这些肽链可盘曲、折叠形成更为复杂的空间结构。构成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺第5页共96页
序千变万化,多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别,因此蛋白质分子的结构极其多样。4、蛋白质的功能(生命活动的主要承担者)。①构成细胞和生物体的重要物质,即结构蛋白。②催化作用:如绝大多数酶。③调节作用,即传递信息:如胰岛素、生长激素。④免疫作用:如免疫球蛋白(抗体)。⑤运输作用:如红细胞中的血红蛋白。点拨①氨基酸的R基决定氨基酸的种类。②氨基酸的脱水缩合发生在核糖体上。③蛋白质结构的多样性决定功能的多样性。④蛋白质是生命活动的主要承担者。【目标检测】:1.下列分子中,不属于构成蛋白质的氨基酸的是(B)B.BD.H₂N-CH₂H₂OH₄D.H₂N-CH₂H₂OH₄2.下列关于蛋白质的叙述中,正确的是(C)A.蛋白质是酶,其基本组成单位是氨基酸B.蛋白质都是由21种氨基酸组成C.蛋白质是肽链以一定的方式形成具有复杂空间结构的高分子化合物D.各种蛋白质都含有C、H、O、N、P等元素3.下图是某蛋白质的肽链结构示意图(图甲,其中的数字为氨基酸序号)及肽链的部分放大图(图乙),请据图回答问题。第6页共96页
(1)根据图甲可知,该化合物是由个氨基酸分子失去个水分子而形成的。(2)根据图甲可知,该肽链中有肽键个。肽键是由一个氨基酸的和另一个氨基酸的通过反应形成的。(3)图乙所示结构中,表示R基的有。图乙中有个氨基、个羧基。(4)氨基酸是组成的基本结构单位,它的结构通式是。(5)请在图中用箭头标出其中的一个肽键。(1)124123(2)123氨基羧基脱水缩合(3)②④⑥⑧22(5)请在图中用箭头标出其中的一个肽键。(1)124123(2)123氨基羧基脱水缩合(3)②④⑥⑧22(4)蛋白质七、概述核酸由核苷酸聚合而成,是储存与传递遗传信息的生物大分子。1.基本组成单位———核苷酸(8种)(1)组成元素:C、H、O、N、P。(2)结构:含有一分子磷酸、一分子五碳糖(脱氧核糖或核糖)、一分子含氮碱基(A、T、C、G、U5种)2.核酸的种类核酸包括两大类:一类是脱氧核糖核酸,简称DNA:一类是核糖核酸,简称RNA。3.核酸的功能核酸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。4.核酸的分布:真核细胞的DNA主要分布在细胞核中。线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA。RNA主要分布在细胞质中。第7页共96页
点拨①核酸的水解产物是核苷酸,彻底水解的产物有磷酸、五碳糖、碱基。②在同种生物不同细胞中,DNA一般相同,RNA和蛋白质不完全相同。③构成DNA的核苷酸有4种,构成RNA的核苷酸有4种。【目标检测】:1.同位素示踪技术是生物学研究中常用的手段,如果仅要求标记生物细胞中的核酸,而不标记蛋白质,应标记的同位素是(C)A.¹⁴cB.³HC.³²PD.³⁵S2.右图表示某种大分子物质的基本组成单位。下列关于它的叙述中,正确的是(C)。A.该物质是脱氧核糖核苷酸,人体内有4种B.该物质只含有C、H、O、P四种元素2.右图表示某种大分子物质的基本组成单位。下列关于它的叙述中,正确的是(C)。A.该物质是脱氧核糖核苷酸,人体内有4种B.该物质只含有C、H、O、P四种元素C.该物质聚合成的大分子是RNA,它主要分布在细胞质中D.在T2噬菌体和HIV的宿主细胞中都找不到这种物质3.继禽流感后,猪流感再次威胁人类的安全,各国政府和科学家在多个领域开展了广泛的合作。已检测发现猪流感病毒含尿嘧啶(U),则其遗传物质是(B)A.DNAB.RNAC.核苷酸D.氨基酸4.人体细胞中,含有的核酸、碱基、核苷酸种类分别是(B)。A.1种、4种、4种B.2种、5种、8种C.2种、4种、4种D.2种、5种、5种5.回答下列有关核酸的问题(1)DNA大多是由两条氨基酸4.人体细胞中,含有的核酸、碱基、核苷酸种类分别是(B)。A.1种、4种、4种B.2种、5种、8种C.2种、4种、4种D.2种、5种、5种5.回答下列有关核酸的问题(1)DNA大多是由两条脱氧核苷酸链构成的,RNA通常是由1条核糖核苷酸链构成的。(2)若图示为脱氧核苷酸链,则从碱基组成上看,还应有的碱基是T;图中①是磷。第8页共96页
(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U。图中②是核糖,④是鸟嘌呤核糖核苷酸。八、检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质。某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。糖类中的还原糖(如葡萄糖、果糖、麦芽糖等)与斐林试剂发生作用,生成砖红色沉淀。脂脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色:蛋白质与双缩脲试剂产生紫色反应。【目标检测】:1.下列哪组试剂在使用过程中,必须经过加热(A)A.斐林试剂鉴定还原糖的过程B.双缩脲试剂鉴定蛋白质时C.苏丹Ⅲ染液鉴定花生子叶中的脂肪时D.碘液鉴定淀粉时2.在做脂肪鉴定的实验中,用到50%的酒精溶液,作用是(D)A.消毒B.作为染色辅助剂C.便于观察D.洗去切片的浮色3.鉴定蛋白质时,事先留出一些黄豆组织样液,主要目的是(B)A.重复两次B.与加入双缩脲试剂后的颜色作对照C.再用于还原糖的鉴定D.失败后还可重做4.根据“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”的实验,回答下列问题:(1)在鉴定苹果组织样液中的还原糖时,将鉴定用的斐林试剂注入样液试管后,样液颜色呈蓝色。经水浴处理,试管的样液颜色变成砖红色。(2)鉴定细胞中脂肪的材料一般用花生,鉴定试剂是苏丹Ⅲ染液,显微镜下可看到细胞中的脂肪颗粒变成了橘黄色。(3)蛋白质与双缩脲试剂发生作用,可使组织样液呈紫色。(4)淀粉遇碘液变蓝色。专题二细胞的基本结构一、说明有些生物体只有一个细胞,而有的由很多细胞构成,这些细胞的形态和功能多样,第9页共96页
但都具有相似的基本结构。描述原核细胞与真核细胞的最大区别是原核细胞没有由核膜包被的细胞核。1.细胞学说(1)建立者:主要是两位德国科学家施莱登和施旺。(2)要点内容:①细胞是一个有机体,一切动植物都是由细胞发育而来,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,又对其它细胞共同组成的整体生命起作用。③新细胞是由老细胞分裂产生的。(3)建立意义:揭示了动物和植物的统一性,从而阐明了生物界的统一性。2.生命系统的结构层次:细胞→组织→器官→系统(植物没有)→个体→种群→群落→生态系统→生物圈。3.细胞是生物体结构和功能的基本单位。除了病毒以外,所有生物都是由细胞构成的。细胞是基本的生命系统。4.细胞的分类:根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核,把细胞分为原核细胞和真核细胞。比较项目原核细胞真核细胞本质区别无以_核膜_为界限的细胞核有以_核膜_为界限的细胞核大小较小较大细胞壁有,主要成分是肽聚糖植物细胞有,成分是_纤维素_和果胶_;动物细胞无细胞壁。细胞质只有核糖体一种细胞器有各种细胞器细胞核_拟核_,无核膜和核仁有核膜和核仁DNA有DNA,无_染色体_细胞核内有_DNA_和_蛋白质形成的染色体相同点①都具有相似的_细胞膜_和_细胞质_②都以_DNA_作为遗传物质点拨①原核生物:由原核细胞构成的生物,如蓝细菌、细菌(包括硝化细菌、乳酸菌、大肠杆菌、肺炎链球菌等)、放线菌、支原体等。②真核生物:由真核细胞构成的生物,如动物(包括草履虫、变形虫等原生动物)、植物、真第10页共96页
菌(酵母菌、霉菌等)等。③病毒没有细胞结构,其化学成分为DNA(或RNA)和蛋白质。【目标检测】:1.对细胞学说内容的理解,正确的是(B)A.一切生物都是由细胞构成B.细胞对与其他细胞共同组成整体的生命起作用C.所有的细胞都只能由细胞分裂而来D.细胞是一个完全独立的单位2.右图所示的细胞可能是(B)A.酵母细胞B.原核细胞C.动物细胞2.右图所示的细胞可能是(B)A.酵母细胞B.原核细胞C.动物细胞D.植物细胞3.下图中的A为蓝藻细胞结构示意图,B为水绵细胞结构示意图。请据图分析回答:(1)与水绵细胞相比较,蓝藻细胞由于没有以核膜为界限的细胞核(1)与水绵细胞相比较,蓝藻细胞由于没有以核膜为界限的细胞核,因而属于原核细胞。(2)在蓝藻细胞和水绵细胞中,它们共有的结构有细胞膜、细胞质和细胞壁,这体现了不同类细胞之间的统一性。(3)由于蓝藻细胞和水绵细胞都能进行光合作用,因而属于自养生物。在它们的光合作用色素中都有叶绿素,不同的是蓝藻还含有藻蓝素。二、概述细胞都由质膜包裹,质膜将细胞与其生活环境分开,能控制物质进出,并参与细胞间的信息交流。1.成分:主要由脂质和蛋白质组成,还有少量的糖类。2.功能:将细胞与外界环境分隔开;控制物质进出细胞;进行细胞间的信息交流。3.生物膜的流动镶嵌模型(1)提出者:辛格和尼科尔森(2)基本内容:磷脂双分子层是膜的基本支架,蛋白质在磷脂双分子层中的分布是不对称和不均匀的。膜结构具有流动性。构成膜的结构成分不是静止的。生物膜是由流动的磷脂双分子层与镶嵌着的球蛋白按二维排列组成的。4.细胞膜的结构特点:具有一定的流动性。第11页共96页
5.细胞膜的功能特点:具有选择透过性。点拨①构成生物膜的脂质中磷脂最丰富;功能越复杂的生物膜,其上的蛋白质种类和数量越多。②细胞间信息交流的方式多种多样,例如激素的调节,精子和卵细胞的识别,植物细胞之间通过胞间连丝相互连接。③细胞膜外的糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。【目标检测】:1.科学家常用哺乳动物的成熟的红细胞作材料来研究细胞膜的组成,是因为(C)A.哺乳动物红细胞容易得到B.哺乳动物红细胞在水中容易涨破C.哺乳动物成熟的红细胞内没有核膜、线粒体膜等膜结构D.哺乳动物红细胞的细胞膜在光学显微镜下容易观察到2.下列过程主要与细胞膜的功能有关的是(A)A.保障细胞内部环境的相对稳定B.合成与分泌激素C.红细胞运输氧气D.激素在血液中的运输3.取两种不同的海绵动物,使其细胞分散成单个状态,然后掺在一起混合培养,发现只有同种的细胞才相互结合。这可以作为细胞膜哪一功能的典型例子(A)A.细胞识别B.免疫C.控制物质进出D.排泄三、阐明细胞内具有多个相对独立的结构,担负着物质运输、合成与分解、能量转换和信息传递等生命活动。1.细胞壁(1)成分:主要是纤维素和果胶(2)功能:对植物细胞有支持和保护作用。2.细胞质(含有细胞质基质和细胞器)。(1)线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间”。细胞生命活动所需的能量,大约95%来自线粒体。(2)叶绿体是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”。(3)内质网是由单层膜连接而成的网状结构,是细胞内蛋白质合成和加工和运输通道,其中光面内质网是合成脂质的场所。第12页共96页
(4)核糖体有的附于粗面内质网上,有的游离在细胞质基质中。是“生产蛋白质的机器”。(5)高尔基体主要是对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装的“车间”及“发送站”。植物细胞中的高尔基体在植物细胞有丝分裂过程中,与细胞壁的形成有关。(6)液泡主要存在于植物的细胞中,内有细胞液,其中含有糖类、无机盐、色素、蛋白质等物质,可以调节细胞内的环境。充盈的液泡还可以使植物细胞保持坚挺。(7)中心体存在于动物和低等植物的细胞中,由两个互相垂直排列的中心粒及周围物质组成,与细胞的有丝分裂有关。(8)溶酶体是具有单层膜结构的细胞器,含有多种水解酶,能分解衰老、损伤的细胞器,吞噬并杀死侵人细胞的病毒或细菌,是细胞的“消化车间”。点拨①植物细胞特有的细胞器有叶绿体、液泡。②中心体分布在动物与低等植物细胞中。③细胞质中有由蛋白质纤维组成的细胞骨架,维持着细胞的形态,锚定并支撑着许多细胞器,与细胞的运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关。④分离细胞器的方法是差速离心法。【目标检测】:1.关于植物细胞壁的叙述,错误的是(D)①主要成分是纤维素和果胶②具有支持、保护作用③具有选择透过性④不属于细胞结构A.①③B.②④C.②③D.③④2.细胞内与能量转换有关的细胞器是(A)A.线粒体、叶绿体B.内质网、核糖体C.高尔基体、线粒体D.叶绿体、内质网3.在蝌蚪发育成蛙的过程中,蝌蚪的尾逐渐消失,与这一“自溶”现象有关的细胞器是(B)A.线粒体B.溶酶体C.核糖体D.细胞核4.在真核细胞中,无膜结构的是(B)A.线粒体和中心体B.核糖体和中心体C.中心体和高尔基体D.高尔基体和核糖体四、阐明遗传信息主要储存在细胞核中。(1)结构:主要有核膜、核仁、染色质。(2)功能:遗传信息库,细胞代谢和遗传的控制中心。1.细胞核的分布:除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞第13页共96页
外,真核细胞都有细胞核。2.细胞核的结构:①核膜:双层膜,把核内物质与细胞质分开。②核孔:实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。③核仁:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。④染色质:极细的丝状物,易被碱性染料染成深色。由DNA和蛋白质组成,其中DNA是遗传信息的载体。与染色体的关系是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。3.细胞核的功能:是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。【目标检测】:1.细菌与酵母菌在结构和功能上的区别是(B)A.前者无核仁、核糖体,后者有核仁、核糖体B.前者核内无染色体,后者核内有染色体C.两者都有细胞壁,形成与高尔基体有关D.两者都有核糖体,能够制造糖蛋白2.从母羊甲的体细胞中取出细胞核,注入到母羊乙去掉细胞核的卵细胞中,融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎,再植入到另一只母羊丙的子宫内,生出的小羊大多数性状(B)A.难以预测B.像甲C.像乙D.像丙3.人成熟的红细胞和精子的寿命都很短,这一事实体现了(D)A.环境因素的影响B.功能对寿命的影响C.遗传因素的影响D.核、质的相互依存关系五、举例说明细胞各部分结构之间相互联系、协调一致,共同执行细胞的各项生命活动。1.分泌蛋白的合成和分泌①合成场所:附着在内质网上的核糖体②初步加工场所:内质网③进一步加工、包装场所:高尔基体④提供能量的细胞器:线粒体点拨分泌蛋白(消化酶、抗体等)的合成需要四种细胞器:核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。合成和分泌过程:核糖体(合成肽链)→内质网(加工成具有一定空间结构的蛋白质)→高尔基体(进一步修饰加工)→囊泡→细胞膜→细胞外。2.生物膜系统第14页共96页
(1)细胞膜、核膜、细胞器膜共同构成细胞的生物膜系统,它们在结构和功能上紧密联系、相互协调。(2)功能: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的作用。广阔的膜面积为多种酶提供附着位点,有利于许多重要的化学反应的进行。把各种细胞器分隔开,使细胞内能同时进行多种化学反应,而不会互相干扰,保证细胞生命活动高效、有序地进行。【目标检测】:1.牛奶中含有乳球蛋白和奶酪蛋白等物质。在奶牛的乳腺细胞中,与乳汁的合成和分泌有密切关系的细胞器有(A)A.核糖体、线粒体、内质网和高尔基体B线粒体、内质网、高尔基体和中心体C.溶酶体、线粒体、核糖体和高尔基体D.核糖体、白色体、高尔基体和内质网2.右图为某细胞的部分结构及蛋白质转运示意图,请回答下列问题。(1)内质网上合成的蛋白质不能通过进入细胞核,这表明这种转运具有2.右图为某细胞的部分结构及蛋白质转运示意图,请回答下列问题。(1)内质网上合成的蛋白质不能通过进入细胞核,这表明这种转运具有性。(2)若该图表示的是高等植物的叶肉细胞、则图中未绘制出的细胞器有。(3)研究表明画对线粒体膜有稳定作用,可以推测人体缺硒时下列细胞中最易受损的是(填字母)。A.口腔上皮细腔B.心肌细胞C.脂肪细胞D.肺泡细胞(4)在分泌蛋白的合成运输过程中,内质网和高尔基体膜面积变化情况分别为和。2.(1)核孔选择(2)叶绿体和液泡(3)B(4)减少不变六、使用高倍显微镜观察几种细胞:用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动;尝试制作真核细胞的三维结构模型。1.探究·实践:使用高倍显微镜观察几种细胞。使用高倍显微镜的方法取镜、安放和对光后,首先在低倍物镜下观察,找到物像,移至视野中央。第15页共96页
然后转动转换器,换成高倍物镜观察,转动细准焦螺螺旋和反光镜,直至看清为止。点拨使用高倍显微镜时,对焦只能调节细准焦螺旋;可调节遮光器、凹面镜,以增加视野亮度。2.探究·实践:用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动。①实验原理:高等绿色植物的叶绿体存在于细胞质中,呈绿色、扁平的椭球或球形,可以在高倍显微镜下观察它的形态和分布。活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察细胞质的流动,可用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。②注意事项:临时装片中的叶片要保持有水状态。显微镜的光线要调节得相对暗淡些。3.探究·实践:尝试制作真核细胞的三维结构模型。(1)实验原理:模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性描述。包括物理模型、概念模型、数学模型等。以实物或图画形式直观地表达认识对象地特征,这种模型就是物理模型。本活动运用建构物理模型的方法。(2)注意事项:建构真核细胞模型时,要注意细胞与细胞器之间以及不同细胞器之间的大小比例,以及相应的空间位置。在设计并制作细胞模型时,科学性应该是第一位的,其次才是模型的美观与否。【目标检测】:1.一个细小物体若被显微镜放大50倍,这里“被放大50倍”是指该细小物体的(D)A.体积B.表面积C.像的面积D.长度或宽度2.用显微镜镜检人血涂片时,发现视野内有一清晰的淋巴细胞如图。为进一步放大该细胞,首先应将其移至视野正中央,则装片的移动方向应是(A)D.长度或宽度2.用显微镜镜检人血涂片时,发现视野内有一清晰的淋巴细胞如图。为进一步放大该细胞,首先应将其移至视野正中央,则装片的移动方向应是(A)A.向右上方B.向左上方C.向右下方D.向左下方3.右图表示用光学显微镜观察植物叶片表皮上的气孔时的几个操作步骤。要把显微镜视野下的图像从甲调整为乙,规范的操作步骤是(A)。①移动载玻片②调节光圈和反光镜③转动转换器④转动细准焦螺旋⑤转动粗准焦螺旋A.①、③、②、④第16页共96…
A.①、③、②、④第16页共96…B.②、③、④、①C.④、③、①、⑤D.③、②、①、⑤4.右图表示动物、植物细胞二合一显微结构模式图。(1)如果A细胞表示人体的骨骼肌细胞,则细胞器[9]线粒体含量较多。。(2)12所示结构是D.③、②、①、⑤4.右图表示动物、植物细胞二合一显微结构模式图。(1)如果A细胞表示人体的骨骼肌细胞,则细胞器[9]线粒体含量较多。。(2)12所示结构是染色质,其化学组成为DNA和蛋白质,它与染色体的关系为同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。(3)动物细胞、植物细胞内都存在但功能不同的细胞器是[5]高尔基体,该结构在植物细胞有丝分裂时,与细胞壁形成有关。(4)有双层膜的结构但又不属于细胞器的是细胞核。(5)如果B图为大蒜根尖成熟区细胞,则应该没有[4]叶绿体。(6)若某细胞同时具有上图中的各种细胞器(结构),则为低等植物细胞(7)“停车坐爱枫林晚,霜叶红于二月花”,与之有关的细胞结构是[2]液泡。专题三细胞的物质输入和输出一、阐明质膜具有选择通过性。1.水进出细胞的原理(1)原理:渗透作用。(2)条件:①具有半透膜;②膜两侧的溶液具有浓度差。点拨①红细胞吸水和失水的现象、植物细胞质壁分离及其复原的实验,说明细胞可以通过渗透作用吸水或失水。②动物细胞的细胞膜、植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。③生物膜是一种选择透过性膜,是严格的半透膜。2.动物细胞的吸水与失水当外界溶液溶质的浓度小于细胞质的浓度时,细胞吸水膨胀;当外界溶液溶质的浓度大于细胞质的浓度时,细胞失水皱缩;当外界溶液溶质的浓度等于细胞质的浓度时,水分进出细胞处于动态平衡。【目标检测】:第17页共96页
将人体红细胞分别放在蒸馏水、生理盐水(0.9%NaCl溶液)、浓盐水(9%NaCl溶液)、淡盐水(0.1%NaCl溶液)中,一段时间后,下列对红细胞形态变化的叙述错误的是(A)A.蒸馏水中的红细胞无变化B.生理盐水中的红细胞无变化C.浓盐水中的红细胞皱缩D.淡盐水中的红细胞涨破二、举例说明有些物质顺浓度梯度进出细胞,不需要额外提供能量(被动运输)。运输方式运输方向是否需要转运蛋白运输方式运输方向是否需要转运蛋白是否消耗能量图例模型举例自由扩散高浓度↓低浓度不需要不消耗O₂、CO₂、甘油、乙醇、苯等小分子进出细胞协助扩散高浓度↓低浓度需要不消耗水和离子借助通道蛋白的运输,一些小分子有机物的运输(如葡萄糖进入红细胞)点拨①镶嵌在细胞膜上的一些特殊的蛋白质,能够协助离子和一些小分子有机物实现跨膜运输,这些蛋白质即为转运蛋白。②转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。载体蛋白在转运物质时会发生构象改变,分子与离子通过通道蛋白时不需要与通道蛋白结合。【目标检测】:1.人体组织细胞从周围环境中吸收乙醇的量主要取决于(A)A.环境中乙醇的浓度B.细胞膜上载体的数量第18页共96页
C.细胞中ATP的数量D.细胞膜上载体的种类2.甲、乙两种物质分别依赖自由扩散和协助扩散进入细胞,如果以人工合成的无蛋白质的磷脂双分子膜代替细胞膜,维持其它条件不变,则(D)A.甲运输被促进B.乙运输被促进C.甲运输被抑制D.乙运输被抑制三、举例说明有些物质逆浓度梯度进出细胞,需要能量和载体蛋白(主动运输)。运输方式运输方向运输方式运输方向是否需要转运蛋白是否消耗能量图例模型举例主动运输低浓度↓高浓度需要消耗小肠吸收葡萄糖,轮藻吸收K⁺主动运输普遍存在于动植物和微生物细胞中,通过主动运输来选择吸收所需要的物质,排出代谢废物和对细胞有害的物质,从而保证细胞和个体生命活动的需要。点拨①影响主动运输的因素有载体蛋白、能量。②载体蛋白具有特异性;载体蛋白具有饱和现象。③主动运输消耗的能量来自细胞呼吸。④细胞膜具有选择透过性。【目标检测】:1.红细胞吸收无机盐和葡萄糖的共同点是(C)A.都可以从低浓度一边倒高浓度一边B.都需要供给ATPC.都需要载体协助D.既需要载体协助又需要消耗能量2.已知某种物质通过细胞膜的方式如右图所示,则下列哪种物质也是通过该方式被运输的(B)A.H₂O2.已知某种物质通过细胞膜的方式如右图所示,则下列哪种物质也是通过该方式被运输的(B)A.H₂OB.K⁺C.甘油D.苯第19页共96页
3.如图表示给某细胞施予呼吸抑制剂后,该细胞对某物质的吸收速率与细胞膜外该物质浓度的关系。下列有关叙述错误的是(C).A.该物质不能直接穿过细胞膜上的磷脂分子间隙B.该细胞吸收这种物质与ATP和ADP的相互转化无直接关系C.这种物质进人该细胞的方式与O₂进入该细胞的方式相同3.如图表示给某细胞施予呼吸抑制剂后,该细胞对某物质的吸收速率与细胞膜外该物质浓度的关系。下列有关叙述错误的是(C).A.该物质不能直接穿过细胞膜上的磷脂分子间隙B.该细胞吸收这种物质与ATP和ADP的相互转化无直接关系C.这种物质进人该细胞的方式与O₂进入该细胞的方式相同D.该细胞对这种物质的吸收速率与核糖体的功能有关4.囊性纤维化是一种严重的遗传性疾病,导致这一疾病发生的主要原因是编码CFTR蛋白的基因发生突变。图甲表示CFTR蛋白在氯离子跨膜运输过程中的作用,图乙表示四种不同的物质在细胞内外的相对浓度差异,据图回答有关问题。(1)图甲所示的氯离子跨膜运输的正常进行是由膜上的决定的。若图乙所示物质跨膜运输的方向是由膜内至膜外,则物质的跨膜运输方式与图甲中氯离子相同的是。(2)在正常细胞内,氯离子在CFTR蛋白的协助下通过方式转运至细胞外。在病变条件下,由于CFTR蛋白异常关闭,分子向膜外扩散的速度减慢,导致覆盖于肺部.上皮细胞表面的黏液不能被稀释。4.(1)功能正常的CFTR蛋白Na+(2)主动运输水四、举例说明大分子物质可以通过胞吞、胞吐进出细胞。1.大分子与附着在细胞膜表面的蛋白质结合,引起这部分细胞膜内陷形成小囊,包围着大分子,然后小囊从细胞膜上分离下来,形成囊泡,进人细胞内部,这种现象叫胞吞。例如:变形虫摄取水中的有机颗粒。2.细胞需要外排的大分子,先在细胞内形成囊泡,囊泡移动到细胞膜处,与细胞膜融合,将大分子排出细胞,这种现象叫胞吐。例如:消化腺细胞分泌消化酶。3.结构基础:细胞膜的流动性。第20页共96页
点拨物质跨膜运输过程中,胞吞、胞吐需要消耗细胞呼吸所释放的能量。【目标检测】:1.下列关于物质出入细胞的叙述中,正确的是(A)。A.变形虫摄取有机物颗粒就是胞吞作用B.K⁺通过自由扩散的方式进入轮藻细胞C.小肠上皮细胞吸收葡萄糖时不消耗能量D.碘通过协助扩散进人甲状腺滤泡上皮细胞2.新生儿小肠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。这两种物质分别被吸收到新生儿血液中的方式是(B)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3.如图表示细胞膜结构示意图及物质出人细胞的方式,据图回答下列问题。(1)脂溶性物质容易通过细胞膜,主要与构成细胞膜的(填图甲中的序号)有关。(2)白细胞能改变形状穿过毛细血管壁,到达炎症部位吞噬病菌,这说明。白细胞通过的方式吞噬病毒、病菌。(3)人的小肠上皮细胞可以吸收葡萄糖,却不吸收比葡萄糖相对分子质量更小的木糖,这说明了,这种特性与图甲中的(填图甲中的序号)有关。(4)假如该细胞膜表示胃上皮细胞膜,酒精通过它可用图甲中的(填字母)表示;假如该细胞膜表示小肠上皮细胞膜,吸收Na⁺可用图甲中的(填字母)表示。(5)图乙所示的方式可表示图甲中的(填字母)。3.(1)③(2)细胞膜具有一定的流动性胞吞(3)细胞膜具有选择透过性①(4)ba(5)a五、探究植物细胞的吸水和失水。1.细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。第21页共96页
2.原生质层:细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。3.当外界溶液的浓度大于细胞液的浓度时,细胞失水,细胞发生质壁分离:当外界溶液的浓度小于细胞液的浓度时,细胞吸水,细胞发生质壁分离的复原;当外界溶液的浓度等于细胞液的浓度时,水分进出细胞处于动态平衡。4.质壁分离产生的条件:①具有大液泡;②具有细胞壁;③外界溶液的浓度大于细胞液的浓度。5.质壁分离产生的原因。(1)内因:原生质层具有选择透过性,原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。(2)外因:外界溶液的浓度大于细胞液的浓度。6.探究·实践:探究植物细胞的吸水和失水。(1)实验原理:植物细胞发生质壁分离现象是由于渗透失水造成的,而发生质壁分离复原现象则是由于渗透吸水造成的。外界溶液中央液泡大小原生质层的位置细胞大小.蔗糖溶液变小脱离细胞壁基本不变清水逐渐恢复原来大小恢复原位基本不变(2)注意事项:所选材料为高等植物细胞,应具有中央液泡,且具有明显的标记物(如洋葱鳞片叶细胞的中央液泡中含有紫色色素,或黑藻的细胞质中富含叶绿体)。质壁分离和复原现象是活细胞才能发生的生理现象。【目标检测】:1.水进出植物细胞的原理是(A)。A.渗透作用B.呼吸作用C.脱水缩合D.光合作用2.下列能引起植物细胞质壁分离的是(B).A.外界溶液浓度等于细胞液浓度B.外界溶液浓度大于细胞液浓度C.外界溶液浓度小于细胞液浓度D.外界溶液浓度大于细胞质浓度3.原生质层是指(C)。A.液泡膜和细胞壁之间的细胞质B.细胞膜和液泡膜以及液泡中的细胞液C.细胞膜和液泡膜以及两膜之间的细胞质D.由液泡中的细胞液构成的液体环境4.在浓蔗糖溶液中,能够发生质壁分离的细胞是(D)。A.人的肝脏细胞B.根尖分生区细胞C.蛙的红细胞D.洋葱的表皮细胞第22页共96页
专题四细胞的能量供应和利用一、说明绝大多数酶是一类能催化生化反应的蛋白质,酶活性受到环境因素(如PH和温度等)的影响。(一)酶的作用和本质1.酶在细胞代谢中的作用:降低化学反应的活化能,保证细胞代谢快速有序地进行。(1)细胞代谢:细胞内每时每刻进行着许多化学反应。(2)活化能: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。2.酶的化学本质。(1)酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质。点拨①酶的来源:由活细胞产生,但可以在活细胞内或细胞外发挥作用。②酶的成分:绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA,因此酶的合成原料不一定都是氨基酸(少数酶的合成原料是核糖核苷酸)。③酶的催化特性:催化反应前后,酶的性质和数量没有变化;与无机催化剂相比,酶降低化学反应活化能的作用更显著,催化效率更高。(2)关于酶本质的探索。①毕希纳用酵母菌活细胞与酵母菌细胞提取液对葡萄糖进行发酵实验(对比实验),证明活酵母菌细胞和酵母菌细胞中的物质都能引起发酵,结束了法国微生物学家巴斯德与德国化学家李比希对酵母菌发酵机理的争论。②科学家证实大多数酶是蛋白质,也有少数RNA具有生物催化功能。(二)酶的特性1.高效性:与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。2.专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。3.作用条件较温和:与无机催化剂相比,酶所催化的化学反应一般在比较温和的条件下进行。点拨催化作用需要适宜的温度、pH等条件。温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低;过酸、过碱点拨催化作用需要适宜的温度、pH等条件。温度和pH偏高或偏低,酶的活性都会明显降低;过酸、过碱或温度过高,都会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。0℃左右时,酶的活性很低,但不会破坏酶的空间结构,在适第23页共96页
宜的温度下酶的活性会升高。酶的活性受温度和pH的影响如图所示。【目标检测】:1.关于酶的特性,下列表述中错误的一项是(D)A.酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物B.化学反应前后,酶的化学性质和数量不变C.酶的催化效率很高,但易受温度和酸碱度影响D.一旦离开活细胞,酶就失去催化能力2.能够使唾液淀粉酶水解的是(C)A.淀粉酶B.脂肪酶C.蛋白酶D.肽酶3.人在发高烧时,常常食欲大减,最根本的原因是(C)A.所吃食物不能消化B.胃没有排空C.体温超过合适温度,消化酶的活性下降D.吃药使人没有了胃口4.胃蛋白酶在进入小肠后就几乎没有了催化作用,主要原因是(A)A.pH不适合B.胃中已经起了消化作用,不能再起作用了C.被小肠中的物质包裹起来,所以起不到催化作用D.小肠中没有蛋白质可被消化二、解释ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。1.ATP是一种高能磷酸化合物,其中文名称是腺苷三磷酸,结构简式是A—P~P~P。其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表一种特殊的化学键。2.ATP与ADP的相互转化:(写反应式)3.形成ATP的能量来源①呼吸作用:有机物分解所释放的能量。②光合作用:吸收光能。4.ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质。点拨①ATP与ADP相互转化反应式中的物质是可逆的,能量是不可逆的,酶也不相同。ATP与ADP相互转化,是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的。ATP与ADP相互转化的能量第24页共96页
供应机制,在所有生物的细胞内都是一样的,体现了生物界的统一性。②ATP普遍存在于生物体的细胞内,它的水解与合成伴随着能量的释放与贮存,是生物体进行各项生命活动的直接能源物质(即细胞的能量“货币”)。许多吸能反应(如蛋白质的合成)与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量;许多放能反应(如葡萄糖的氧化分解)与ATP的合成相联系,释放的能量储存在ATP中。③细胞和生物体进行各项生命活动的主要能源物质是糖类,生物体内重要储能物质是脂肪,动物细胞内的主要储能物质是糖原,植物细胞内的主要储能物质是淀粉,能量的最终来源是太阳能。【目标检测】:1.ATP分子简式和18个ATP所具有的特殊化学键数目分别是(B)A.A—P—P~P和18个B.A—P~P~P和36个C.A~P~P和36个D.A~P~P~P和56个2.ADP转变成ATP必须的条件是(✔)A.磷酸、水、酶B.磷酸、能量、水C.能量、酶、磷酸D.酶、腺苷、磷酸3.钙离子释放到细胞膜外是一个主动运输的过程。下图是ATP为钙离子运输提供能量的示意图。下列有关该过程的叙述,错误的是(D)。A.参与Ca+主动运输的载体蛋白能催化ATP水解B.脱离ATP分子的末端磷酸基团使载体蛋白磷酸化C.载体蛋白磷酸化导致其空间结构发生变化D.载体蛋白磷酸化时能量转移到ADP分子上三、说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。1.细胞呼吸(也叫呼吸作用)(1)概念:有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放能量并生成ATP的过程。第25页共96页
(2)实质:细胞内的有机物氧化分解,并释放能量。(3)类型:有氧呼吸和无氧呼吸。点拨呼吸与呼吸作用的含义不同。呼吸通常指通过呼吸运动吸进氧气,排出二氧化碳的过程。呼吸作用在细胞内进行,也叫细胞呼吸,是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放能量并生成ATP的过程。2.细胞呼吸的方式。(1)有氧呼吸。①概念:细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量ATP的过程。②有氧呼吸的过程和特点。阶段场所反应物(底物)生成物(产物)释放的能量第一阶段细胞质基质葡萄糖(不需要氧)丙酮酸+[H]少量第二阶段线粒体基质丙酮酸+H₂OCO₂+[H]少量第三阶段线粒体内膜[H]+O₂H₂O大量全过程细胞质基质和线粒体葡萄糖+O₂+H₂OCO₂+H₂O2870kJ/mol(其中977.28kJ储存在ATP中)③有氧呼吸的总反应式:C6④有氧呼吸的意义:有氧呼吸是大多数生物特别是人和高等动植物获得能量的主要途径。点拨有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体(主要场所是线粒体),释放的能量一部分储存于ATP,大部分以热能的形式散失。(2)无氧呼吸。①概念:在没有氧气参与的情况下,葡萄糖等有机物经过不完全分解,释放少量能量的过程。②无氧呼吸的过程和特点。阶段场所反应物(底物)生成物(产物)释放的能量第一阶段细胞质基质葡萄糖内酮酸+[H]少量第二阶段细胞质基质丙酮酸+[H]乳酸或酒精+CO₂少量全过程细胞质基质葡萄糖乳酸或酒精+CO₂196.65kJ/mol(其中61.08kJ储存在ATP中)第26页共96页
点拨无氧呼吸全过程都在细胞质基质中进行,释放少量的能量,大部分能量储存于不彻底氧化产物(乳酸或酒精)中。③无氧呼吸的化学反应式。乳酸发酵:C6酒精发酵:C6H点拨大多数植物、酵母菌的无氧呼吸产生酒精和CO2④无氧呼吸的意义:进行无氧呼吸的微生物绝大多数是细菌。高等植物在水淹的情况下,可以进行短暂的无氧呼吸,以适应缺氧环境。人在剧烈运动时,肌肉细胞也能以无氧呼吸的方式将葡萄糖分解为乳酸,释放出一定能量,满足人体的需要。4.细胞呼吸原理的应用。(1)传统食品(如馒头、面包、泡菜等)的制作和现代发酵工业产品(如青霉素、味精等)的生产,都建立在对微生物细胞呼吸原理利用的基础上。(2)在农业生产上,人们采取的很多措施与调节呼吸作用的强度有关,如中耕松土、适时排水,就是通过改善氧气供应来促进作物根系的呼吸作用,以利于作物生长。(3)在储藏果蔬时,控制低温、低氧条件,减弱果蔬的呼吸作用,以减少有机物的消耗。点拨①选用透气纱布或创可贴等敷料包扎伤口,为伤口创造疏松透气的环境,避免厌氧病原菌的繁殖,有利于伤口的痊愈。②利用微生物生产各种发酵产品,如利用酵母菌、醋酸杆菌和谷氨酸棒状杆菌的细胞呼吸分别生产各种酒、食醋和味精。③对板结的土壤及时松土透气,促进植物根细胞的有氧呼吸,有利于根系的生长和对无机盐的吸收。此外,松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖,加速微生物对土壤中有机物的分解。④如果稻田中的氧气不足,水稻的根细胞就会进行无氧呼吸,时间长了,产生的酒精就会对根细胞产生毒害作用,使根系变黑、腐烂,因此,稻田需要定期排水。⑤破伤风芽孢杆菌是厌氧菌,适合在较深的伤口这种缺少氧气的环境中生存并大量繁殖,所第27页共96页
以,伤口较深或被锈铁钉扎伤后,应及时延医诊治。⑥百米冲刺等无氧运动是人体细胞在相对缺氧状态下进行的剧烈运动,由于肌细胞供氧不足,需要通过无氧呼吸来补充能量,乳酸大量积累会刺激肌细胞周围的神经末梢,使人产生肌肉酸胀乏力的感觉。5.影响细胞呼吸的因素。(1)遗传因素(决定酶的种类和数量)。(2)环境因素:温度、O₂浓度、CO₂浓度、含水量等。①温度通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响细胞呼吸速率。②在一定氧浓度范围内,有氧呼吸的强度随氧浓度的增加而增强;有氧环境对无氧呼吸起抑制作用,抑制作用随氧浓度的增加而增强。从化学平衡角度分析,在一定范围内,O₂浓度增加,有氧呼吸速率加快,而CO₂浓度增加,有氧呼吸速率减慢。③在一定范围内,细胞呼吸强度随含水量的增加而增强,随含水量的减少而减弱。【目标检测】:1.根据细胞呼吸的原理,贮存新鲜的水果和蔬菜时,应选择(D)A.零上低温、无氧、干燥B.零下低温、低氧、干燥C.零下低温、无氧、一定的湿度D.零上低温、低氧、一定的湿度2.有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是(B)①都产生CO₂②都需要酶③都需要氧④都产生ATP⑤都生成丙酮酸A.②③⑤B.②④⑤C.②③④D.①②⑤3.结合细胞呼吸原理分析,下列日常生活中的做法不合理的是(D)。A.处理伤口选用透气的创可贴B.给农作物施肥要结合疏松土壤C.真空包装食品以延长保质期D.采用快速短跑进行有氧运动3.右图细胞呼吸过程简图,请据图分析回答:(1)图中②所示生理过程是C.真空包装食品以延长保质期D.采用快速短跑进行有氧运动3.右图细胞呼吸过程简图,请据图分析回答:(1)图中②所示生理过程是有氧呼吸,其在细胞内进行的场所是细胞质基质和线粒体,其总反应式是可以概括为:能量。(3)图中③和④所示的生理过程都是无氧呼吸,在细胞内进行的场所是细胞质基质。(4)可以发生在人体肌肉细胞中的生理过程是②③第28页共96页
四、说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量,这些能量在二氧化碳和水转变为糖和氧气的过程中,转换并储存为糖分子中的化学能。(一)捕获光能的色素和结构1.捕获光能的色素(类胡萝卜素和叶绿素)色素种类颜色含量主要吸收光谱胡萝卜素橙黄色1/4蓝紫光叶黄素黄色叶绿素a蓝绿色3/4红光和蓝紫光叶绿素b黄绿色2.叶绿体的结构适于进行光合作用。(1)叶绿体的结构。叶绿体由内膜、外膜、基质和许多基粒组成。每个基粒由许多类囊体堆叠而成,类囊体上分布着吸收光能的色素。众多基粒和类囊体,极大扩展了受光面积。(2)叶绿体的功能:植物细胞进行光合作用的场所。点拨在叶绿体内部巨大的膜表面上,分布着许多吸收光能的色素分子。在类囊体膜上和叶绿体基质中,还有许多进行光合作用所必需的酶。这是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。(二)光合作用的原理和应用1.光合作用的概念: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。2.探索光合作用原理的部分实验。(1)希尔的实验:希尔通过实验证明离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解、产生氧气的化学反应,即希尔反应。点拨希尔的实验揭示水的光解并非必须与糖的合成相关联,由此可见,希尔反应是一个相对独立的反应阶段。(2)鲁宾和卡门的实验:用¹⁶O的同位素¹⁵O分别标记H2O和CO2,给第一组植物提供H2O和C18O2第29页共96页
第二组植物释放的氧气都是18O(3)阿尔农的发现:在光照下,叶绿体合成ATP的过程与水的光解相伴随。3.光合作用的过程3.光合作用的过程光合作用过程包括光反应和暗反应两个连续的过程。(1)光反应阶段:光合作用的第一个阶段。该阶段的化学反应以水为原料、以光能为动力,在叶绿体的类囊体薄膜上进行。利用光能将水分解为O2和H+,H+与NAD(2)暗反应阶段:光合作用的第二个阶段。该阶段的化学反应不需要光,在叶绿体的基质中进行,以CO2为原料。在特定酶的作用下,CO2被C5固定形成两个C3,在有关酶的催化作用下,C₃接受ATP和NADPH释放的能量,并被NADPH还原,再经一系列变化形成CH2O和C5,C5又可以参与(3)光合作用的实质:把二氧化碳和水合成为有机物,同时把光能转变成储存在有机物中稳定的化学能。(4)光合作用的反应式:4.光合作用的意义。(1)将CO2和(2)将光能转化成化学能,为生物体的生命活动提供能量来源。(3)光合作用驱动生命世界的运转。第30页共96页
点拨①光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。②光合作用吸收CO_{2}释放O₂,使大气中的O2和C5.影响光合作用的因素。光合作用强度以光合速率为衡量指标,是指植物在单位时间内通过光合作用制造的有机物的量(或消耗CO_{2}的量、产生O_{2}的量)。①光照强度。光是光合作用的动力。光合作用强度与光照强度的关系如右图所示。图中A点光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,释放①光照强度。光是光合作用的动力。光合作用强度与光照强度的关系如右图所示。图中A点光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,释放COB点为光补偿点,此时细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用,即光合作用强度=细胞呼吸强度:C点对应的光照强度为光饱和②CO₂浓度、含水量和矿质元素含量。CO₂和水是光合作用的原料,是影响光合作用的直接因素:矿质元素影响叶绿体的形成和结构、酶的活性等,是影响光合作用的间接因素。叶片气孔的开度会影响C的供应量进而影响光合作用的进行。光合作用强度与CO2的供应量进而影响光合作用的进行。光合作用强度与CO质元素含量的关系如右图所示。③温度。光合作用需要众多的酶参与,温度是影响酶活性的重要因素之一。光合作用强度与温度的关系如右图所示。点拨夏季中午温度高,蒸腾作用强,保卫细胞失水,导致气孔关闭(与减少水分散失相适应),影响CO第31页共96页
7.光合作用和细胞呼吸的区别与联系。比较项目光合作用细胞呼吸比较项目光合作用细胞呼吸反应场所绿色植物(在叶绿体中进行)所有生物(主要在线粒体中进行)反应条件光、色素、酶等酶(时刻进行)物质转变将无机物CO₂和H₂O合成为有机物(CH₂O)分解有机物,产生CO₂和H₂O能量转化把光能转变成化学能储存在有机物中释放有机物中的能量,部分转移至ATP实质合成有机物、储存能量分解有机物、释放能量联系CO₂、H₂O(三)化能合成作用化能合成作用是指少数种类的细菌(如硝化细菌、硫细菌、铁细菌等)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合成作用。如生活在土壤中的硝化细菌,能将土壤中的NH3氧化成HNO2,进而将HNO2氧化成HN【目标检测】:1.在光照充足条件下,给绿色植物提供18O标记的水,A.只在葡萄糖中B.只在淀粉中C.在糖和脂肪中D.在植物周围的空气中2.下列条件下,改变哪一项与提高农作物的产量关系不大(A)A.适当增加空气中O₂的含量B.适当提高温度C.适当增加空气中CO2的含量第32页共96页
3.下图是夏季晴朗的白天,某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。下列有关光合作用强度变化原因的分析中,错误的是(B)A.从A→B主要原因是光照增强,气温上升B.从B→C主要原因是温度过高,酶失活C.从C→D主要原因是气孔打开,强度变化原因的分析中,错误的是(B)A.从A→B主要原因是光照增强,气温上升B.从B→C主要原因是温度过高,酶失活C.从C→D主要原因是气孔打开,COD.从D→E主要原因是光照减弱,气温下降4.下图是光合作用过程的图解,请据图回答:(1)A表示太阳能,它可转变为储存在D中的活跃的化学能。(2)物质C是ADP,物质D是ATP。(3)美国科学家鲁宾和卡门利用同位素标记法进行探究,证明了光合作用释放的氧气全部来自于水(化合物名称)。(4)暗反应中需要光反应提供的物质是ATP和NADPH。(5)若光照减弱,则光合作用速率明显下降,原因是光合作用的光反应阶段产物减少,因而影响暗反应的进行。5.下图是真核细胞部分代谢过程示意图,①~⑤代表酶促反应过程,甲、乙、丙分别表示不同的物质。据图回答下列问题。第33页共96页
(1)光合作用过程包括[①]阶段和[②阶段;CO2进入叶绿体后与结合而被固定形成C3,(2)过程③是在(选填“有氧”或“无氧”)条件下完成的。消耗等量的葡萄糖,细胞有氧呼吸比无氧呼吸生成的ATP数量选填“多”或“少”)。(3)陆生植物长期水淹会导致烂根现象,这与图中[丙]的产生有关;人体剧烈运动后肌肉酸痛,与图中[乙]的产生有关。5.(1)光反应暗反应Cs(或五碳化合物)NADPH(2)有氧多(3)酒精(或(C2H5OH五、比较过氧化氢在不同条件下的分解;探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用;探究影响酶活性的条件;探究酵母菌细胞呼吸的方式;绿叶中色素的提取和分离;探究环境因素对光合作用强度的影响。1.探究·实践:比较过氧化氢在不同条件下的分解。(1)实验原理:FeCl₃溶液中的Fe³⁺和肝脏研磨液中的过氧化氢酶都可影响过氧化氢分解为水和氧气的速率。(2)科学方法:控制变量和对照实验。①“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中,加热、加入FeCl3溶液、加入肝脏研磨液是人为控制的对过氧化氢溶液的不同处理方式,属于自变量:导致不同试管中的过氧化氢出现不同的分解速率属于因变②对照实验是指除作为自变量的因素外,其余因素(无关变量)都保持一致,并将结果进行比较的实验。1号试管未作任何处理,叫作空白对照。2号试管与1号试管构成对照实验,实验结果说明加热能促进过氧化氢的分解,提高反应速率;3号试管与1号试管构成对照实验,实验结果说明FeCl₃溶液中的Fe³⁺具有催化作用,能提高过氧化氢分解的速率;4号试管与1号试管构成对照实验,实验结果说明肝脏研磨液中的过氧化氢酶具有催化作用,能提高过氧化氢分解的速率。4号试管与3号试管构成对照实验(对比实验),实验结果说明过氧化氢酶比Fe³⁺的催化效率高得多。点拨酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要,因为细胞内每时每刻都在高效地进行着成千上万种化学反应,而生物体内的细胞处于常温、常压状态下,只有酶能够满足这样的要第34页共96页
求。2.探究·实践:淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用。①实验原理:淀粉和蔗糖都是非还原糖,不能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀,但在酶的催化作用下都可以水解成还原糖。淀粉酶可以催化淀粉水解成还原糖,但不能催化蔗糖水解。②注意事项:碘液无法检测蔗糖是否水解,因此本实验不可用碘液作为检测试剂。3.探究·实践:影响酶活性的条件。实验原理:酶活性是指酶催化特定化学反应的能力,酶活性可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。酶的催化功能与其独特的空间结构密不可分。当环境中含有影响或破坏其空间结构的因素时(如高温、强酸或强碱等),酶的活性就会受到影响甚至失活。点拨①探究温度对酶活性的影响,可用淀粉酶作实验材料,自变量是温度,因变量是酶的活性,因变量的观测指标是淀粉的水解情况,用碘液作检测试剂(不用斐林试剂,原因是使用斐林试剂需要加热且实验步骤较为繁琐)。不用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响,原因是过氧化氢在不同温度下的分解速率不同,温度越高,过氧化氢分解得越快,故无法判断过氧化氢分解速率的变化究竟是温度改变对过氧化氢的直接作用还是温度改变影响过氧化氢酶活性所致。②探究pH对酶活性的影响,可用过氧化氢酶作实验材料,自变量是pH,因变量是酶的活性,因变量的观测指标是氧气的释放情况。不用淀粉酶探究pH对酶活性的影响,原因是实验时加入的酸和碱会促进淀粉水解,无法判断淀粉分解速率的变化究竟是酸碱对淀粉的直接作用还是pH改变影响淀粉酶活性所致。4.探究.实践:探究酵母菌细胞呼吸的方式。(1)实验原理:①酵母菌属于兼性厌氧菌,在有氧和无氧条件下都能生存,便于用来研究细胞呼吸的不同方式。②CO₂能使澄清石灰水变混浊,也能使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。比较相同时间内石灰水混浊程度的高低或溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短,可以检测酵母菌培养液中CO₂的产生情况。③橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下能与酒精发生化学反应,变成灰绿色,但由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化,因此检测酵母菌培养液中是否有酒精产生时,需将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。第35页共96页
(2)实验结论:酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水;在无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生酒精,还产生少量的二氧化碳。(3)科学方法:对比实验。对比试验是设置两个或两个以上的实验组,通过对实验结果的比较分析,来探究某种因素对实验对象的影响。对比实验是对照实验的一种特殊形式,也称为相互对照实验。对比试验一般没有空白对照,并且设置的每个实验组的结果都是事先未知的。5.探究·实践:绿叶中色素的提取和分离。(1)实验原理:①绿叶中的色素位于叶绿体囊状结构的薄膜上,需要研磨破碎细胞才能释放出色素。②绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,因此可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。③绿叶中的不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的色素随层析液在滤纸条上扩散得快,反之则慢,这样,绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸条上的扩散而分开。(2)注意事项:①取材时要选用新鲜浓绿的叶片,以便使滤液中含有较多的色素。②研磨时加入二氧化硅的目的是为了研磨得更充分,更有效地破坏细胞结构;加入少许碳酸
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