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高 三 生 物（第17讲）【教学内容】第一章 细 胞（含绪论）【重点与难点】1、 细胞的各部分结构与功能。细胞内各种结构之间的相互联系。生物膜系统之间的相互联系。2、 有丝分裂的过程中各时期的特征。3、 细胞是一个统一整体。细胞的全能性。【延伸与拓展】 构成细胞的化合物，都有其重要的生理功能，是细胞的生命活动所必需的，但是任何一种化合物都不能单独地完成某一种生命活动，只有按照一定方式有机地组织起来，才能表现出细胞和生物体的生命现象。本部分的重点是构成细胞的各种化合物的结构和功能，难点是蛋白质的结构和功能。这部分内容是学习细胞结构和功能的基础，也是学习动植物新陈代谢、遗传的物质基础所需的基础知识。在学习构成细胞的化合物时，要联系化学中的有关知识，这也是跨学科综合命题的知识点之一。 1.各种化合物在细胞中的含量：在构成细胞的各种化合物中，含量最多的是水，其次是蛋白质，在细胞的干物质中（水除外）含量最多的是蛋白质。另外，同一种生物的细胞中含水量与细胞的代谢状况有关，生长旺盛的细胞含水量多，而趋向衰老的细胞中含水量低。 2.蛋白质的结构和功能：蛋白质的基本组成单位是氨基酸，氨基酸的基本组成元素是C、H、O、N，氨基酸通过缩合方式形成多肽(肽链)，一条或几条肽链按照一定方式通过一定的化学键结合起来形成蛋白质分子。在肽链形成过程中，两个氨基酸分子通过缩合的方式形成二肽，要失去一个水分子,形成一个肽键，多个（n个）氨基酸分子缩合形成一条肽链（多肽），要失去n-1个水分子，这条肽链中含有n-1个肽键。如果是n个氨基酸分子缩合形成二条肽链，要失去n-2个水分子，这个蛋白质的肽链中含有n-2个肽键。依此类推，一个蛋白质分子形成过程中失去的水分子数为氨基酸总数减去肽链的数目。而在缩合过程中，失去一个水分子则形成一个肽键，所以蛋白质分子中的肽键数目与失去水分子数目相同。简单表示为：失去水分子数=肽键数=氨基酸总数肽链数。 由于组成蛋白质分子的氨基酸种类、数目、排列顺序以及肽链的数目和空间结构不同，从而使蛋白质分子具有多种多样的结构，这是蛋白质分子结构多样性的原因，其结构的多样性决定了功能的多样性。如某些激素是蛋白质：如胰岛素、生长激素；所有的酶是蛋白质：如淀粉酶、蛋白酶等；细胞膜上运输物质的载体是蛋白质；红细胞中运输氧气的血红蛋白是一种含铁的蛋白质；在血浆中存在一些具有免疫作用的抗体也是蛋白质，等等。 细胞各部分结构和功能是学习以后有关内容的重要基础知识，只有学好细胞各部分的结构和功能，才能理解细胞各结构之间的联系和各种结构之间的协调性，以及各种生命活动的正常进行。细胞膜是保护细胞和控制物质进出的门户、细胞质是物质和能量的转换和供应场所、细胞核是细胞生命活动的控制中心。一个细胞是一个有机的统一整体，只有保持其完整性，才能完成各项生命活动。这部分内容应注意以下几点： 1.区别原核生物和真核生物：由原核细胞构成原核生物，如：蓝藻、细菌和放线菌；由真核细胞构成真核生物，如：真菌、植物和动物。 原核细胞与真核细胞的主要区别是有无成形的细胞核，也可以说是有无核膜，因为有核膜就有成形的细胞核，无核膜就没有成形的细胞核。这里有几个问题应引起注意：(1)病毒既不是原核生物也不是真核生物，因为病毒没有细胞结构。(2)原生动物(如草履虫、变形虫等)是真核生物。(3)不是所有的菌类都是原核生物，细菌（如硝化细菌、乳酸菌等）是原核生物，而真菌(如酵母菌、霉菌、蘑菇等)是真核生物。 2.正确理解各种细胞器的结构和功能：各种细胞器的结构与功能是相适应的。如叶绿体是光合作用的场所，在学习叶绿体的结构时应与光合作用所需的色素和酶的分布联系起来。同样线粒体的结构应与有氧呼吸有关的酶分布联系在一起。 同时各种细胞器在细胞中完成生命活动时并不是孤立的，而是密切配合，共同完成某一生命活动，因此各种细胞器之间具有协调性。如在胰岛素的合成过程中，合成的场所是核糖体，胰岛素的运输要通过内质网来进行，胰岛素在分泌之前还要经高尔基体的加工，在合成和分泌过程中线粒体提供能量。因此与胰岛素合成、运输、分泌有关的细胞器是：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。 3.各种细胞器的比较：各种细胞器膜的化学成分与细胞膜相同，都含有蛋白质和脂类分子。膜的结构与细胞膜基本相同，基本骨架都是磷脂双分子层，细胞器的膜和细胞膜可称为生物膜。 在真核细胞中，具有双层膜结构的细胞器是：叶绿体、线粒体；具有单层膜结构的细胞器是：内质网、高尔基体、液泡；不具膜结构的是：中心体、核糖体。另外，要知道细胞核是双层膜，细胞膜是单层膜，但它们都不是细胞器。这部分的知识要结合选修本上的生物膜系统一起来复习。 4.动植物细胞的区别。植物细胞有细胞壁和质体(主要是叶绿体)，而动物细胞没有，成熟的植物细胞有明显的液胞，而动物细胞中液胞不明显；在低等植物和动物细胞中有中心体，而高等植物细胞则没有；此外，高尔基体在动植物细胞中的作用不同。 每个细胞就像一个生物体那样，也要经过生长、衰老、死亡几个阶段，而细胞能用繁殖方式来繁殖。它是一切具有细胞结构的生物体进行生长、发育和繁殖的基础，对维持生物体的一切生命活动和延续物种具有重要意义，是生殖与发育以及遗传的重要基础知识。 有丝分裂过程中各期的特征、各期图形的辨认以及动植物细胞有丝分裂的区别；有丝分裂实验和有丝分裂的意义。难点是：有丝分裂过程中染色体、染色单体和DNA分子数目的变化规律。在学习这些知识时应采用比较的方法，利用表格、坐标曲线等来突破难点。下面几个问题应重点掌握：1.有丝分裂中各期的主要特征:有丝分裂过程中各个时期的特征是基础，只有掌握了各期的主要特征，才能辨认各期图形，从而进一步理解染色体、染色单体和DNA的变化规律。并且各期的特征是密切联系的，间期的复制为分裂期染色体的平均分配作好了物质上准备,分裂期染色体的行为特征保证了染色体的平均分配。 分裂间期的主要变化是组成染色体的DNA复制和有关蛋白质的合成,复制前每个染色体含有一个DNA分子，不存在染色单体；复制的结果是每个染色体含有2个DNA分子，2个染色单体，但这2个染色单体还是通过一个着丝点相连，而染色体的数目是以着丝点数目来计算的，所以复制前后的染色体数目不变，但DNA数目加倍。从这里还可以看出DNA复制和染色单体的形成发生在间期。分裂期染色体的行为特征应熟练掌握,在此基础上才能进一步理解染色体、染色单体和DNA的变化规律。假设某生物体细胞染色体数目为2N，在有丝分裂过程中，各时期细胞中染色体、染色单体和DNA分子数目的变化规律如下表所示。 时 期 间 期 前 期中 期后 期末 期染色体数 2N 2N 2N 4N4N2N染色单体数 04N 4N 4N 0 0DNA分子数2N4N 4N 4N 4N4N2N 如果将染色体、染色单体和DNA的变化用坐标曲线表示出来，可绘制成下列曲线。在细胞周期中每个细胞核或细胞中DNA含量的变化曲线如图所示，纵坐标为每个细胞核中DNA相对量，横坐标为细胞周期；图表示细胞周期中染色体数目变化曲线。 图1 图2 2 4N 1 2N A B C D E F 0 A B C D E F 2.动、植物细胞有丝分裂的异同：两者的相同点是染色体的行为特征相同，染色体复制后平均分配到两个子细胞中去；两者的区别见下表： 前 期（纺锤体的形成方式不同） 末 期（细胞质的分裂方式不同）植物由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体在赤道板位置出现细胞板形成细胞壁将细胞质分裂为二动物由细胞的两组中心粒发出星射线形成纺锤体细胞膜从中部向内凹陷将细胞质缢裂为二3.关于显微镜使用的几个问题：在用显微镜观察装片时，要遵循“先低后高”的原则。首先，在观察时要先用低倍镜观察（低），找到物像后再换成高倍物镜观察（高）；此时应使用细准焦螺旋。【例题精讲】例1 蝉一般在24以下时不鸣叫，而在24以上，光照达一定强度时才鸣叫，决定这种现象的是 A.应激性 B.变异性 C.遗传性 D.适应性【解析】 本题要求学生正确区别应激性、适应性、遗传性和变异性。蝉的鸣叫是对温度和日光刺激所发生的反应，是应激性，而决定这种特性的则是遗传性。所以此题应选C。此题的关键是“决定”二字，最常见错误是没有注意“决定”二字，而错选A。例2在光照充足的条件下，一个植物细胞叶绿体基质内的O2扩散到相邻细胞的线粒体基质内，至少要通过几层膜 A3 B4 C5 D6【解析】 本题考查细胞内有关膜结构的知识的理解。我们知道线粒体和叶绿体都是双层膜，细胞膜是单层膜。叶绿体基质内的O2扩散到叶绿体外的细胞质内必须通过2层膜；O2从这个细胞质内扩散到相邻细胞的细胞质内要通过2层膜，即这两个细胞的细胞膜；从细胞质内扩散到线粒体内又要通过2层膜。这样共要通过6层膜，所以正确答案是D。如果将此题问题改成：至少要通过几层磷脂分子？结果会怎样呢? 例3.对某生物体细胞的细胞核中的DNA含量进行测定，在细胞周期中每个细 胞核或细胞中DNA含量的变化曲线如右图 2所示，纵坐标为每个核或细胞中DNA相对 量，横坐标为细胞周期，请回答下列问题： 1 (1)图中AB表示 ， 此期的主要特征是 。 A B C D E F (2)图中BC表示 ，此期的染色体、染色单体和DNA数目之比为 。 (3)观察染色体形态和数目的最好时期在 之间。 (4)染色单体形成在 之间，消失在 之间。(5)CD与DE时期的染色体数目之比为 ，DNA数目之比为 。 【解析】 此图是细胞周期中的DNA含量的变化曲线，必须在掌握染色体和DNA的变化规律基础上才能正确解答此题。具体分析如下： （1）从AB细胞中的DNA含量加倍，因此这是分裂间期。此期的主要特征是：组成染色体的DNA复制和有关蛋白质的合成；（2）BC表示分裂期的前期，此期的染色体、染色单体和DNA数目之比为1:2:2，因为在间期染色体进行了复制，因此前期和中期的每个染色体含有2个染色单体，含有2个DNA分子；（3）观察染色体的形态和数目最好在中期（CD），因为中期染色体的形态比较固定，数目比较清晰；（4）染色单体是在间期（AB）形成的，因为染色体是在间期复制的，结果是每个染色体含有2个染色单体。染色单体消失在后期（DE），因为后期每个染色体的2个染色单体分开成为2个染色体，这时染色单体就不存在了；（5）CD与DE时期的染色体数目之比为1:2，因为后期由于着丝点分裂，染色体数目加倍。这两个时期的DNA数目没有变化，所以两者的比为1:1。 综上所述,此题正确答案为:(1)分裂间期 组成染色体的DNA复制和有关蛋白质的合成(2)分裂期的前期 1:2:2 (3) CD (4) AB DE (5) 1:2 1:1 【同步练习】1. 家鸡与原鸡很相似，但产卵量远远超过了原鸡，这说明生物体具有 A.多样性 B.遗传性 C.变异性 D.遗传和变异特性2. 生活在水里的植物没有发达的根系，生活在沙漠中的仙人掌的叶变成了刺。这些事实说明生物具有 A.适应性 B.多样性 C.遗传性 D.应激性 3. 地衣能在岩石表面生长，它分泌的地衣酸又能使岩石风化,因此被称为“植物界的开路先锋”。这种现象说明生物体既能 ，又能 。4. 每种生物能够基本上保持稳定，而又能向前发展进化的原因是生物都有_和 的特征。 5. 生活在沙漠中的仙人掌细胞中含量最多的化合物是 A.水 B.蛋白质 C.脂类 D.糖类6. 一条肽链上有60个肽键，那么形成这条肽链的氨基酸分子数及形成过程中生成的水分子数分别是 A.61和61 B.60和59 C.61和60 D.60和607. 红细胞内铁含量降低时，其血红蛋白减少，红细胞的输氧功能相应地减弱，这个事实说明铁的作用是 A. 以化合物形式存在 B.红细胞的结构物质 C. 调节离子平衡 D.调节渗透平衡和PH值8. 谷氨酸的R基为-C3H5O2，在一个谷氨酸分子中，含有碳和氢的原子数分别是 A.4，7 B.5，8 C.6，10 D.5，99. 分子式为C12H22O11和C1864H3012O576N468S21的这两种物质最可能是 A.脂类和蛋白质 B.脂类和核酸 C.糖类和核酸 D.糖类和蛋白质10.原生质的主要成分是 A. 水和无机盐 B. 蛋白质和核酸 C.糖类和蛋白质 D.蛋白质、脂类和核酸11.将离体培养的植物细胞，用纤维素酶除去其细胞壁得到的无定形部分统称为 。12.在洋葱根尖细胞中，具有双层膜结构的细胞器是 A.叶绿体和线粒体 B.叶绿体 C.内质网 D.线粒体13. 某种毒素因妨碍细胞呼吸而影响生物体的生活，这种毒素可能作用于细胞的 A.核糖体 B.细胞核 C.细胞膜 D.线粒体 14.科学研究发现：附着在内质网上的核糖体主要合成某些专供输送到细胞外面的分泌物质，下列哪种物质是由这种核糖体合成的 A.性激素 B.呼吸氧化酶 C.胃蛋白酶 D.血红蛋白 15.细菌和酵母菌在结构上的重要区别是 A.有无细胞结构 B.有无成形的细胞核 C.有无细胞壁 D.有无染色体 16.下面对线粒体与叶绿体的共同特征的叙述中，不正确的是 A.都是细胞的能量转换器 B.所含酶的功能相同 C.基质中都有DNA和RNA D.都具有双层膜结构 17. 如果要将植物细胞融合，融合之前先要除去细胞壁，最好选用 A. 淀粉酶 B.纤维素酶 C. 盐酸 D.龙胆紫溶液 18. 根据细胞膜的化学成分和结构特点，分析下列材料并回答有关问题： （1）1895年Overton在研究各种未受精卵细胞的透性时，发现脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂类的物质透过细胞膜十分困难。这表明组成细胞膜的主要成分中有 。 （2）1925年Gorter Grendel用丙酮提取红细胞膜的类脂，并将它在空气、水界面上展开时，这个单层分子的面积相当于原来红细胞表面积的两倍。由此可以认为细胞膜组成骨架是 。19. 洋葱根尖有丝分裂装片的制作步骤是 A.解离漂洗染色制片 B.解离染色漂洗制片 C.染色漂洗解离制片 D.染色制片解离漂洗20. 在细胞周期中，细胞内的主要变化恰好相反的两个时期是 A.间期和末期 B.中期和后期 C.前期和后期 D.前期和末期21. 用显微镜观察根尖装片时，为使视野内看到的细胞数目最多，应选用下列哪组目镜和物镜的组合 A.目镜10，物镜40 B.目镜5，物镜10 C. 镜5，物镜40 D.目镜10，物镜1022.在视野右下方发现一后期的细胞，要将其移至视野正中，应将装片应向什么方向移动？ A.左上方 B.左下方 C.右上方 D.右下方23. 在有丝分裂过程中，纺锤体出现和消失分别发生在有丝分裂的 A.前期和中期 B.前期和末期 C.间期和后期 D.后期和末期24.下表为某生物的体细胞进行有丝分裂过程中，一个细胞或一个核中染色体数、染色单体数和DNA分子数在各期的变化情况。请回答下列问题：组号间 期前 期中 期后 期末 期 A2040 40 40 40 20 B 20 20 20 40 20 C040 40 40 0 0(1) 组是染色体数目的变化数据。(2) 组是染色单体数目的变化数据。(3) 组是DNA分子数目的变化数据。(4)从表中可以看出，该生物的体细胞有染色体 个。25.所有高等植物细胞都具有的结构是 A. 叶绿体 B. 大液泡 C. 中心体 D. 细胞壁26.草履虫能正常地完成各项生命活动的前提条件是 A.膜有选择透过性 B. 细胞需保持完整性 C. 线粒体不断供能 D. 细胞核内有遗传物质27.在动物细胞有丝分裂过程中，DNA 含量和染色体数目加倍分别发生在 A. 间期和后期 B. 后期和间期 C. 前期和中期 D. 中期和末期28.用低倍显微镜观察某装片时，如果发现视野中有一异物，移动装片，