上海市高中生物学业水平测试知识点梳理

上海市高中生物学业水平测试知识点梳理敬业中学2015届课堂作业设计PAGE814/246第一章走近生命科学第一节走进生命科学的世纪一．生命科学发展简史1．生命科学发展阶段（1）描述法和比较法生物学阶段我国古代：《诗经》——诗歌总集；贾思勰《齐民要术》——农书；李时珍《本草纲目》——药书。国外：17世纪显微镜的发明，生物研究进入细胞水平；18世纪林耐的“生物分类法则”；19世纪施莱登和施旺的“细胞学说”；达尔文《物种起源》的“进化论”。（2）实验法生物学阶段遗传学奠基人孟德尔的豌豆杂交试验和摩尔根进一步揭示遗传机制(伴性遗传)的果蝇实验。（3）分子生物学阶段1953年DNA双螺旋结构的分子模型建立，生物研究进入分子水平(微观领域)；我国科学家人工合成结晶牛胰岛素和酵母丙氨酸转移核糖核酸(核酸领域)。2．当代生命科学的发展方向微观领域的方向——分子生物学宏观领域的方向——生态学3．当代生命科学研究的重大成果人体胚胎干细胞研究——世界十大科学成就之首人体基因组计划——生命科学的“阿波罗登月计划”(用于人类疾病的基因诊断、治疗)【解析】克隆是指无性生殖系，具体地说，是指从一个共同的祖先，通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的DNA、细胞或个体。从生殖方式看属于无性生殖，但题干要求解释的是已分化的体细胞为什么能发育成新个体，从遗传学角度分析，已分化的动物体细胞之所以能发育成和供体个体相似的生物体，说明它们具有基本相同的遗传物质，且供体细胞中的这些遗传物质具有发育成完整个体的潜能——细胞的全能性。3．2003年2月l4日，世界上第一只体细胞克隆动物——6岁的多利羊因进行性肺病恶化，被处以“安乐死”，其年龄仅为正常羊寿命的一半，下列评论中不合理的是（C）A．多利羊过早死亡表明克隆动物可能存在基因缺陷B．这引发了关于克隆动物的新一轮争论C．应该尽快禁止克隆动物的研究D．动物体细胞克隆技术有待改进和提高【解析】克隆技术作为一项新的科学技术，还处于发展阶段，还不成熟；可能存在基因缺陷；而从伦理角度的争论就更多，尤其是克隆人。应该从提高技术水平、制定相关的规范等角度促进其发展，而不是盲目禁止。第二节走进生命科学实验室一．生命科学探究的基本步骤1．基本步骤学习或生活实践——提出疑问——提出假设——设计实验——实施实验——分析数据——得出结论——解答疑问——新的疑问——进一步探究。2．实验设计的原则（1）等量原则；（2）单一变量原则；（3）设置对照原则；（4）可操作性原则；（5）平行重复原则；（6）随机性原则。二．生命科学实验的基本要求重视观察和实验：（1）带着问题学习；（2）了解方法和步骤；（3）做好观察和记录；（4）及时处理数据；（5）做好讨论和实验报告。三．本节例题1．1882年，荷兰医生艾克曼率领一支医疗队到达荷属东印度。艾克曼注意到脚气病在当地人群中蔓延。艾克曼开始研究病因，最初，他根据疾病的突发性，认为脚气病可能是一种传染病，却一直没有找到可能引起脚气病的病原菌。1890年，他的实验鸡群中爆发了多发性神经炎，症状与脚气病相似，得病的鸡出现痉挛，颈部间后弯曲，但仍然没有找到致病微生物。而一位饲养员用米糠代替精米，所喂养的鸡只只都很健康。这一现象引起艾克曼的注意，他意识到脚气病可能是一种营养缺乏病，米糠中可能含有治疗脚气病的因子。艾克曼把鸡分成两组，进行胃饲实验。l897年，艾克曼终于证明实验鸡群的多发性神经炎是由精米喂养引起，加入米糠即可治愈。他也用米糠治愈了所有求诊的脚气病病人。后来两位科学家从米糠中分离出这种营养因素即维生素B1或称硫胺素。（1）艾克曼把鸡分成两组，分别是实验组和对照组。（2）从维生素B的发现得出生命科学探究的一般步骤是：提出疑问，提出假设，设计实验，实施实验，分析数据，得出结论。【解析】实验设计的原则之一是设置对照，所以分成实验组和对照组。实验组也可以根据具体情况再分组。实验1.1细胞的观察和测量一．实验目的学会高倍显微镜的使用和显微测微尺的使用。二．实验原理应用显微镜的成像原理，同时借助显微镜的物镜测微尺和目镜测微尺，两尺配合使用，进行测量和运算，得出细胞的大小。三．实验过程1．低倍镜观察：对光→规范地安放玻片→调焦→低倍镜观察。2．高倍镜的使用：在高倍镜下观察细胞，首先必须在低倍镜下调整焦距使物像达到最清晰，并把要进一步放大的物像移到视野的正中央。转动转换器，使高倍镜到位。在转动时，两眼要从显微镜侧面注意观察，避免镜头与玻片相碰。在高倍镜下观察细胞应使用细调节器，绝不可以用粗调节器，避免镜头压碎玻片。3．放大倍数=目镜的放大倍数×物镜的放大倍数。4．显微测微尺的使用（1）将物镜测微尺有刻度的一面朝上放在载物台上夹好，使测微尺刻度位于视野中央。调焦至看清物镜测微尺的刻度。（2）小心移动物镜测微尺和目镜测微尺(如目镜测微尺刻度模糊，可转动目镜上透镜进行调焦，使两尺左边的“0”点一直线重合，然后由左向右找出两尺另一重合的直线。（3）记录两条重合线间目镜测微尺和物镜测微尺的格数。按照下式计算目镜测微尺每格的长度等于多少μm。若物镜测微尺每格长度=l0μm。则目镜测微尺每格的长度(μm)=物镜测微尺的格数/目镜测微尺的格数×10。例如：目镜测微尺20小格等于镜台测微尺3小格，已知镜台测微尺每格10μm，则3小格的宽度为3×10=30μm，那么相应地在目镜测微尺上每小格大小为：3×10÷20=1.5μm。四．注意事项1．镜检时，如有必要使镜筒倾斜，须注意倾斜角度不能超过45°，以免由于整个镜体重心不稳而翻倒。2．转动调节器时，不要用力过猛，以防机件损坏。典型例题1．(2002)下列现象不属于应激性的是（D）A．植物根的向地生长B．植物茎的向光性C．蛾类的夜间活动D．仙人掌的叶变成刺2．(2001)植物的根向地生长，而茎则背地生长，这种现象说明生物具有（D）A．新陈代谢作用B．遗传性C．变异性D．应激性3．(2000)生物个体死亡不会导致该物种绝灭，主要是由于生物具有（C）A．遗传变异特征B．新陈代谢特征C．生殖特征D．适应环境的特征本章小结1．生命科学是研究生命活动及其规律的科学，是与我们的生存有着密切关系的一门基础科学。它涉及到种植业、畜牧业、渔业、食品加工业、医学、制药、环境保护等方面，关系到人类生活的各个领域。2．在生命科学发展的早期，主要是采用描述法和比较法进行生物体形态结构特征的观察和记录。随着生命科学、物理学、化学和数学的发展和相互渗透，实验法逐渐成为生命科学主要研究手段。3．17世纪显微镜的发明，使生命科学的研究进入到细胞水平。1953年DNA双螺旋结构分子模型的建立，将生命科学的研究深入到分子水平，并为现代生物技术的形成和发展奠定了基础。4．21世纪将是生命科学突飞猛进的时代，它面临的重大课题有后基因组学、基因治疗和转基因技术、生物多样性保护和脑科学研究等。它将对人类和社会经济的发展产生决定性的影响。5．生命科学的探究过程源自问题的提出，为了解决问题，可以提出多种假设，用观察、调查和实验来检验假设是否正确，从而获得新的发现和新的理论。在探究过程中，还可能提出更多的问题，激发进一步探究。查阅与问题相关的文献资料，有助于假设的提出和实验的设计。6．从总体上看，当代生物科学主要朝着微观和宏观两个方面发展：在微观方面，生物学已经从细胞水平进入到分子水平去探索生命的本质；在宏观方面，生态学逐渐兴起并取得了巨大发展。第二章生命的物质基础第一节生物体中的无机化合物一．水1．含量：是生物体中含量最多的化合物。不同生物的含水量不同，不同的生长发育阶段含水量不同，代谢旺盛的器官含水量高。2．存在形式：（1）结合水(4.5%)；（2）自由水。3．生理功能结合水：与其他大分子物质一起构成细胞的组成成分。自由水：（1）自由水是细胞中的良好溶剂；（2）参与各种代谢；（3）运输养料和废物；（4）调节体温；（5）维持细胞形态。4．人体缺乏表现：（1）缺水10%，生理紊乱；（2）缺水20%，生命停止。二．无机盐1．含量：是生物体中含量最少的化合物，仅占细胞干重的1%。2．存在形式：大多以离子状态存在。3．生理功能（1）参与组成生物体内的重要化合物。如：血红蛋白：Fe2+、骨骼：Ca2+(缺钙，肌肉抽搐)、PO43—是磷脂的组成成分、Mg是植物叶绿素的必需成分、Zn是多种酶的组成元素、I是甲状腺素的原料。（2）参与生物体的代谢活动。（3）调节机体的渗透压和酸碱平衡。三．本节例题1．下列有关组成生物体的化学元素的叙述错误的是（B）A．在不同的生物体内，组成它们的化学元素种类大体相同B．在同一种生物体内，各种化学元素的含量相同C．组成生物体的化学元素，在无机自然界都可以找到D．组成生物体最基本的元素是C【解析】不管是哪一种生物，组成它们的化学元素种类大体相同，但是含量是不同的。组成生物体的元素中，C是最基本的元素(约占生物体干重的49%)。2．过度肥胖者的脂肪组织中，占细胞重量的60%以上的物质是（C）A．蛋白质B．脂肪C．水D．糖类【解析】只要是活的细胞，无论是哪种类型，水是生物体内含量最多的化合物。3．某人剧烈运动时，引起肌肉突然抽搐的血液中下列含量过低的物质是（D）A．水分B．钠盐C．钾盐D．钙盐【解析】本题主要考查的是无机盐对生命活动的重要调节作用。钙元素是骨胳、牙齿的重要组成成分，对调节肌细胞的活动有重要作用。由于各种元素是以化合物的形式存在于生物体中的，所以应选钙盐。第二节生物体中的有机化合物一．糖类1．概念：符合化学通式Cm(H2O)n，俗称碳水化合物。(m，n≥3)，m，n可以不相等。组成元素C、H、O。2．作用（1）维持生命活动所需能量的主要来源；（2）组成生物体结构的基本原料。3．种类种类分布功能单糖：不能水解的最简单的糖戊糖核糖(C5H10O5)细胞中都有组成RNA的成分脱氧核糖(C5H10O4)细胞中都有组成DNA的成分己糖葡萄糖(C6H12O6)细胞中都有主要的能源物质果糖(C6H12O6)植物细胞中提供能量半乳糖(C6H12O6)动物细胞中提供能量双糖：由两分子单糖经脱水缩合而成的糖麦芽糖(C12H22O11)发芽的种子含量丰富提供能量蔗糖(C12H22O11)甘蔗甜菜含量丰富提供能量乳糖(C12H22O11)动物乳汁含量丰富提供能量多糖：由许多个葡萄糖经脱水缩合而成的糖淀粉(CH2O)n叶绿体、块根、块茎、种子中储存能量纤维素(CH2O)n植物细胞的细胞壁支持保护细胞糖原(CH2O)n肝糖原动物的肝脏中储存能量，调节血糖肌糖原动物的肌肉组织中储存能量4．其他多糖物质：多糖+脂质=糖脂多糖+蛋白质=糖蛋白二．脂质：俗称脂类物质。1．化学性质：不溶于水，易溶于有机溶剂。2．种类（1）脂肪(甘油三酯)：组成元素C、H、O。①基本成分：甘油和脂肪酸。甘油：脂肪分子中碳与碳之间由双键连接，即含不饱和脂肪酸，室温时呈液态，称为(植物)油。植物油为脂溶性维生素的溶剂。脂肪酸：脂肪分子中碳与碳之间均以单键连接，即只含饱和脂肪酸，室温时呈固态，称为(动物)脂。②作用：最好的储能物质；缓冲外界打击；防止能量损失，维持体温恒定。（2）磷脂：组成元素C、H、O、N、P。①结构：由亲水的头部和疏水的尾部组成极性分子。②功能：组成细胞膜结构的双分子层。③种类：卵磷脂和脑磷脂。（3）胆固醇：①含量：正常人体含l50g。②分布：全身各组织中，以脑及神经组织中最为丰富，在内脏和皮下脂肪的含量也高。③功能：组成细胞膜结构的重要成分；机体生成激素(雌激素、雄激素、肾上腺皮质激素)和维生素D的原料。④血液胆固醇偏高与心血管疾病发生明显相关。三．蛋白质1．概念RNH2COOHHC以氨基酸为基本单位，由一条或者多条多肽链构成的大分子化合物。是生物体中含量最多的有机物(干重占50%)。氨基酸有RNH2COOHHC2．基本组成单位：氨基酸。组成元素C、H、O、N。（1）共同特点：在与羧基(—COOH)相连的C原子上同时连有一个氨基(—NH2)。（2）不同之处：侧链所连接R基团不同，代表不同的氨基酸种类。3．化学结构（1）肽键(—CO—NH—)：一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基脱去一分子水缩合形成的化学键。在由一条多肽链组成的蛋白质分子中，如果分子中一共有M个氨基酸组成，则分子中：肽键数=脱下的水分子数=M－1。在由N条多肽链组成的蛋白质分子中，如果分子中一共有M个氨基酸组成，则分子中：肽键数=脱下的水分子数=M－N。蛋白质的分子量=氨基酸个数×平均分子量－脱下的水分子数×18（2）肽链：氨基酸通过肽键连接而成的链状结构。肽链不是直线结构，而是折叠或螺旋成一定的空间结构。（3）多肽：由3个以上氨基酸残基连成的肽链，3个组成就是三肽，4个组成就是四肽，……n个氨基酸组成就是n肽。（4）自由氨基和自由羧基：每条多肽链的一端至少有1个自由氨基(N端)，另一端至少有一个自由羧基(C端)。4．蛋白质多样性的原因：20种氨基酸的种类、数目、排列顺序及多肽链的空间结构(功能多样性的主因)。5．功能（1）机体构造的主要成分(结构物质)。（2）酶、抗体、激素(胰岛素、生长素)、血红蛋白等的必需原料(调节物质)。（3）分解供能占日需总能的10%~15%(能源物质)。四．核酸1．定义：细胞内携带遗传信息的物质。组成单位：核苷酸，组成元素C、H、O、N、P。2．分类脱氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)结构规则的双螺旋结构单链结构组成基本单位脱氧核苷酸核糖核苷酸碱基嘌呤腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)嘧啶胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)五碳糖脱氧核糖核糖无机酸磷酸磷酸分布主要存在于细胞核主要存在于细胞质3．作用：核酸是一切生物体(包括病毒)的遗传物质，对于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。五．维生素1．概念：是生物生长和代谢必需的微量有机化合物。2．特点：需要量极少，但不能缺乏。膳食多样化是避免缺乏症的合理方法。3．分类：根据溶解特性划分。（1）脂溶性维生素：A(夜盲症)、D(软骨病、佝偻病)、E、K溶解于脂肪，不溶于水，与脂肪一起被淋巴组织吸收后，可在体内储存。（2）水溶性维生素：B族(B1和B6)(皮炎、神经炎)、C(坏血症)溶解于水，不溶于脂肪，直接吸收进入血液中，吸收后很少储存，过多的则由尿液排出。六．本节例题1．动物细胞中的主要能源物质是（A）A．葡萄糖B．乳糖C．糖原D．蔗糖【解析】生命活动的主要能源物质是葡萄糖，乳糖是动物双糖，糖原是动物体的储能多糖，蔗糖是植物双糖。2．一个由n条多肽链组成的蛋白质分子共由m个氨基酸脱水缩合而成，该蛋白质完全水解共需水分子（D）A．n个B．m个C．(m+n)个D．(m－n)个【解析】本题考查内容是关于蛋白质的结构与水解。水解就是在特定条件下，把蛋白质分子从肽键处断开形成氨基酸的过程，所需水分子数就是肽键数。m个氨基酸在组成n条多肽链的蛋白质过程中，脱去m－n个水分子，同时形成m－n个肽键，所以水解需要m－n个水分子。3．比较糖类和脂质的组成元素，结果如下表。据表回答：含量成分CHO物质脂质75%12%13%糖类44%6%50%（1）糖类和脂质在化学组成上的相同点是都含有C，H，O元素。（2）糖类和脂质在化学组成上的不同点是各种元素所占的比例不同。（3）1g葡萄糖氧化分解释放的能量为17.15kJ，而1g脂肪氧化分解释放的能量为38.91kJ。解释原因脂肪中所含的氢较多，因此储存的能量较多。【解析】本题考查的是糖类和脂质的化学元素组成。糖类和脂质都具有C，H，O三种化学元素，不同的是各种元素所占的比例。脂肪与葡萄糖相比，氧的含量较少，但氢的含量较多，因此两者在氧化时，所释放的能量不同。4．细胞中脂肪的作用是（B）A．激素的主要成分B．储能的主要物质C．酶的主要成分D．细胞膜的主要成分【解析】脂肪是生物体内储存能量的物质。此外，高等动物和人体的脂肪，还有减少身体热能的散失，维持体温，减少内部器官之间的摩擦和缓冲外界压力的作用。5．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（A）①NH2—CH2—COOH②NH2—CH2—CH2OH③NH2—CH—CH2—COOH│COOH④NH2—CH—CH2—COOH│NH2⑤NH2—CH—(CH2)4—NH2│COOHA．2,2,2B．3,3,2C．4,3,3D．3,4,3【解析】首先根据氨基酸分子的结构通式判断哪些物质是构成蛋白质的氨基酸，哪些物质不是构成蛋白质的氨基酸。将5种物质与氨基酸的结构通式进行比较，就可发现：②不是氨基酸，④虽是含氨基的酸，但不是构成蛋白质的氨基酸，因为构成蛋白质的氨基酸都至少有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。其次，将构成蛋白质的氨基酸按照脱水缩合的方式连接起来形成三肽，最后数出此三肽中氨基、羧基和肽键数目：氨基2个，羧基2个，肽键2个。6．肝糖原经过酶的催化作用，最终水解成（A）A．葡萄糖B．乳糖C．麦芽糖D．CO2和H2O【解析】肝糖原是动物体内储能物质，属于多糖，经水解后能够生成单糖(葡萄糖)。CO2和H2O是肝糖原氧化分解的终产物，也称为代谢最终产物。7．下列关于核酸的叙述中，正确的是（C）A．核酸由C，H，O，N元素组成B．除病毒外，一切生物都有核酸存在C．核酸是一切生物的遗传物质D．组成核酸的基本单位是脱氧核苷酸【解析】核酸的元素组成主要是C，H，O，N，P，任何一种核酸中都含有P。核酸是一切生物的遗传物质，病毒也是一种生物，是由蛋白质衣壳和核酸核心组成，核酸是DNA或RNA。核酸分为两大类，一类是脱氧核糖核酸，基本单位是脱氧核糖核苷酸；一类是核糖核酸，基本单位是核糖核苷酸。所以A，B，D三项都是错误的。8．T2噬菌体，鸡，禽流感病毒的核酸中各具有的碱基和核苷酸种类依次分别是（C）A．4,8,4和4,8,4B．4,5,4和4,5,4C．4,5,4和4,8,4D．4,8,4和4,5,4【解析】本题考查的是核酸的种类以及DNA、RNA的化学组成和区别。构成噬菌体和禽流感病毒的核酸只有一种，分别为DNA和RNA，组成DNA和RNA的碱基各四种；组成DNA和RNA的基本单位是核苷酸，都是由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基组成的。鸡属于动物，构成它的核酸包括DNA和RNA两类。由于DNA和RNA各含有的4种碱基中，有A，C，G三种相同，只是RNA中以U代替了DNA中的T，因此构成DNA和RNA的碱基实际上就有5种；构成DNA和RNA的核苷酸，虽有三种碱基相同，但由于五碳糖不同，DNA中的核苷酸是由脱氧核糖组成的四种脱氧核苷酸，RNA中的核苷酸是由核糖组成的四种核糖核苷酸。因此，DNA和RNA中的核苷酸共有8种。实验2.1食物中的主要营养成分的鉴定一．实验目的学会植物组织中还原性糖，脂肪和蛋白质的鉴定。二．实验原理某些化学试剂能够使生物组织中有关有机物产生特定颜色反应。可以根据特定的颜色反应，鉴定生物组织中还原性糖，脂肪和蛋白质的存在。三．实验过程1．预备实验材料方法与试剂现象结论1%淀粉糊在试管中加1%淀粉糊(多糖)2mL，滴加碘液2滴蓝色淀粉糊中有大量淀粉存在(多糖鉴定法)1%葡萄糖溶液在试管中加葡萄糖溶液2mL，滴加2滴班氏试剂，均匀加热至沸腾砖红色葡萄糖属于还原性糖(还原性糖鉴定法)10%鸡蛋清溶液在试管中加鸡蛋清溶液2mL，然后加入2mL5%NaOH溶液震荡，再滴加2～3滴1%CuSO4溶液(5%NaOH+l%CuSO4称为双缩脲试剂)紫色蛋清中含有蛋白质(蛋白质鉴定法)植物油在试管中加植物油2mL，逐步滴加苏丹Ⅲ染液几滴橘红色植物油属于脂肪(脂肪鉴定法)2．正式实验（1）梨果肉薄片+班氏试剂(均匀加热)→红黄色沉淀；（2）花生仁子叶薄片+苏丹Ⅲ染液→橘红色；（3）含有蛋白质的材料与双缩脲试剂产生紫色反应。四．注意事项1．还原性糖的鉴定：预备实验时，加热试管中的溶液，应使用试管夹夹住试管上部，并放入盛有开水的大烧杯中水浴加热。2．脂肪的鉴定：切片时刀口要向内，同时注意不要伤着自己和他人。3．蛋白质的鉴定：使用双缩脲试剂时，应先加NaOH溶液，造成碱性环境，再加CuSO4溶液，且CuSO4溶液不能多加，否则CuSO4的蓝色将遮盖颜色反应的真实结果。典型例题1．(2002)生物体生命活动的物质基础是指（C）A．各种化合物B．各种化学元素C．组成生物体的各种化学元素和化合物D．大量元素和微量元素2．(2002)在鉴定蛋白质的实验中，在含蛋白质溶液的试管中加入双缩脲试剂，振荡均匀后，溶液呈现的颜色是（C）A．砖红色B．白色C．紫色D．橘红色3．(2002)谷氨酸的R基为－C3H5O2，在谷氨酸分子中，碳和氧的原子数分别是（B）A．4、4B．5、4C．4、5D．5、54．(2002)下列能与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀物的是（C）A．纤维素B．淀粉C．葡萄糖D．脂肪5．(2002)某蛋白质由A、B、两条肽链构成，A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，缩合时形成的水分子数为（B）A．48B．49C．50D．516．(2001)下列物质中，不属于蛋白质的是（B）A．淀粉酶B．性激素C．胰岛素D．胰蛋白酶7．(2001)细胞中既属单糖，又是呼吸作用中常利用的能源物质是（C）A．脱氧核糖B．淀粉C．葡萄糖D．麦芽糖8．下列物质中，有的属于构成人体的氨基酸，有的不是。哪些是氨基酸（①③⑤）①NH2—CH2—COOH②NH2—CH2—CH2OH③NH2—CH—CH2—COOH④NH2—CH—CH2—COOHCOOHNH2⑤NH2—CH—(CH2)4—NH2COOH9．生命活动的物质基础是构成生物体的各种化学元素和化合物。10．组成生物体的化合物无机化合物(H2O、无机盐)；有机化合物。11．组成生物体的化学元素，基本元素C，主要元素C、H、O、N、P、S。常见种类有20种，特点是：①含量最多的1种是O。②组成生物体的元素种类O、C、H、N、P、S，组成细胞的主要元素含量由高到低的顺序是大体相同。③不同生物体内各种化学元素的含量相差很大，可分为大量元素(如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等)和微量元素(如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Cl)。作用：①组成细胞的成分，如C、H、O、N、P、S等主要元素，占97%，按鲜重看，含量比例由高到低是O、C、H、N、P、S。②构成化合物，请举一例说明：蛋白质由CHON组成(或糖类由CHO组成，或核酸由CHONP组成)。③影响生物体的生命活动，如缺B油菜会“华而不实”。12．一般情况下，占细胞鲜重最多的化合物是水；占细胞鲜重最多的有机化合物是蛋白质；占细胞干重最多的化合物是蛋白质；肌肉细胞中含量最多的化合物是水；旱生植物细胞中含量最多的化合物是水。13．肽链中肽键、氨基酸、得失水分子的关系是氨基酸数目－肽链数目＝肽键数目＝得失水分子数目。14．各举一例分别说明生物界和非生物界具有统一性和差异性：统一性：组成生物体的化学元素，在无机自然界中都可以找到，没有一种化学元素是生物界所特有的；差异性：组成生物体的化学元素在生物体内和无机自然界中的差异很大。15．生命活动的体现者是蛋白质；而生命活动的控制者是核酸，它是通过基因的表达来实现的。本章小结1．水是维持生命活动的重要物质，它是生物化学反应的介质，并具有运送物质、参与代谢、调节体温、保持体温恒定的作用。细胞中水的存在形式有自由水和结合水两种，其中含量最多的形式的主要作用是细胞内的良好溶剂，细胞内许多生化反应必须有水的参与，运输营养物质和代谢废物。2．无机盐大多数以离子形式存在于生物体内，其含量虽然很少，但它们却是调节生理机能不可缺少的物质。重要作用：有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的组成成分，如Fe是血红蛋白的主要成分，Mg是叶绿素分子必需的成分；许多无机盐离子对于生物体的代谢(生命)活动有重要作用，如血液中Ca2+含量太低就会出现抽搐现象；无机盐对于维持细胞的内环境的稳定(酸碱平衡)也很重要。3．蛋白质是由氨基酸组成的生物大分子化合物。氨基酸与氨基酸之间以肽键相连接形成肽链，氨基酸的数目、种类、排列顺序决定了肽链的多样性。蛋白质的空间结构是其功能多样性的基础。蛋白质不但是生物体的结构物质，而且在生理活动中起调节作用。蛋白质在细胞中的含量只比水少，占细胞干重的50%以上其基本组成单位是氨基酸，大约有20种，在结构上都符合结构通式。氨基酸分子间以脱水缩合的方式互相结合形成多肽，再加工成有特定空间的蛋白质。10个氨基酸构成1条多肽链，脱9份水，形成9个肽键。由多个氨基酸分子缩合而成的化合物称为多肽，其通常呈链状结构，称为肽链。4．糖类是细胞的主要能源物质，糖类的通式是(CH2O)n。糖类可分为单糖﹑双糖和多糖等几类。葡萄糖、核糖、脱氧核糖、果糖和半乳糖属于单糖，葡萄糖是细胞的主要能源物质，核糖一般不作为能源物质，它们是核酸的组成成分；双糖中蔗糖和麦芽糖是植物糖，乳糖是动物糖；多糖中糖原是动物体内的多糖物质，为动物体内的能源和结构物质。淀粉和纤维素是植物体内的主要多糖物质，淀粉和糖原是细胞中重要的储能物质。动植物共有的是葡萄糖，核糖，脱氧核糖形式，其中核糖和脱氧核糖分别主要位于细胞的DNA和RNA。5．核酸是由核苷酸为单体组成的生物大分子化合物。核酸有两种，一种为脱氧核糖核酸(DNA)，一种为核糖核酸(RNA)。它们的基本组成单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸。核酸是遗传信息的载体。基本单位核苷酸，由一分子磷酸﹑一分子含氮碱基和一分子五碳糖组成。脱氧核糖核酸简称DNA，主要存在于细胞核中。核糖核酸简称RNA，主要存在于细胞质中。6．脂类主要是由C、H、O三种化学元素组成。脂质可分为脂肪、类脂和固醇，后者包括胆固醇、性激素和VD，主要是对维持正常的新陈代谢和生殖过程等生命活动起重要调节作用。脂肪、磷脂和胆固醇是最常见的脂质。脂肪由甘油和脂肪酸构成，是生物体内的能量储存的重要形式；磷脂分子结构中有亲水性头部和疏水性尾部，是构成细胞膜的主要成分；胆固醇是组成细胞膜结构的重要成分之一，也是许多激素的重要组成部分。7．维生素是生物生长和代谢所必需的微量有机物，按其溶解特性可分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。第三章生命的结构基础第一节细胞膜一．细胞膜的结构1．化学成分：主要由磷脂分子和蛋白质分子构成，外侧有少量多糖。2．细胞膜的流动镶嵌结构：（1）以磷脂双分子层为基本骨架；（2）蛋白质分子有的排在磷脂双分子层的两侧，有的镶嵌或者贯穿在整个磷脂双分子层中；（3）糖被：糖蛋白和糖脂，是细胞识别外界信息的“信号天线”。3．特点：（1）细胞膜具有一定的流动性；（2）活细胞的细胞膜具有选择透过性功能。死细胞的细胞膜具全透性。二．物质通过细胞膜的方式1．溶质分子的通过方式被动运输主动运输自由扩散协助扩散细胞膜两侧物质浓度差由高浓度到低浓度由高浓度到低浓度由低浓度到高浓度是否需要载体不需要需要需要是否消耗细胞内的能量不需要不需要需要代表例子氧气、二氧化碳、甘油、乙醇等出入细胞葡萄糖通过红细胞膜葡萄糖、氮基酸通过小肠上皮细胞2．大分子物质和颗粒性物质的通过方式胞吞胞吐方向进入细胞运出细胞过程附着在细胞膜上，膜内陷形成小囊被包入，从膜上脱离，形成小囊泡，进入细胞内部在细胞膜内被包围形成小囊泡，与细胞膜融合移到细胞表面，向外张开，排出细胞是否消耗细胞内的能量需要需要代表例子白细胞吞噬细菌消化酶的分泌三．细胞的吸水与失水1．渗透作用：水分子通过半透膜(细胞膜)的扩散运动过程。2．关于“一个活的成熟的植物细胞可以看成一个渗透系统”的分析（1）细胞壁，全透性，水和溶质可自由通过。（2）细胞膜，液泡膜和部分细胞质合称原生质层，可看成一层选择透过性膜，相当于半透膜。（3）原生质层两侧的溶液即细胞液和外界溶液存在着浓度差。3．质壁分离和复原细胞液浓度＜外界溶液→液泡失水→原生质层收缩→质壁分离细胞液浓度＞外界溶液→液泡吸水→原生质层复原→质壁分离复原四．细胞膜的功能1．保护作用。2．运输作用(即选择透过性)。3．信息交流(膜上特殊蛋白质即受体与外界环境)。4．细胞识别。5．血型决定。五．本节例题1．细胞膜的结构特点是（D）A．构成细胞膜的磷脂分子可以运动B．构成细胞膜的蛋白质分子可以运动C．构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子是静止的D．构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都可运动【解析】细胞膜的结构特点：组成细胞膜的蛋白质和磷脂分子具有一定的流动性。2．如右图是人体小肠上皮细胞亚显微结构模式图(黑点表示葡萄糖分子)，据图回答下列问题：(在[]写上相应的数字，在写上相应的文字)（1）图中①②所指的物质是磷脂分子，蛋白质分子。其中磷脂双分子层是细胞的基本支架；而另一种物质的多个分子分别以不同的深度镶嵌或贯穿在细胞膜的基本支架中，或者附着在它们的表面。（2）人体小肠上皮细胞吸收葡萄糖的方式是主动运输，葡萄糖通过该细胞膜时需要膜上[②]蛋白质的协助，此外还需要细胞代谢中产生的能量。【解析】细胞膜由蛋白质分子和磷脂分子组成，蛋白质分子附着，镶嵌，贯穿在整个磷脂双分子层中。细胞与周围环境进行的物质交换与细胞的识别、分泌、排泄、免疫都有关系。3．用不同荧光染料标记的抗体，分别与鼠细胞和人细胞的细胞膜上的一种抗原结合，两类细胞则分别产生绿色荧光和红色荧光。将两类细胞融合成一个细胞时，其一半呈绿色，一半呈红色。在37°C下保温40分钟后，细胞上两种荧光点呈均匀分布(如右图所示)，试问：（1）人和鼠细胞膜表面的抗原属于构成膜结构的起受体作用的糖蛋白。为使人、鼠细胞膜融合在一起，必须除去细胞膜表面起免疫(或识别)作用的糖蛋白。（2）融合细胞表面的两类荧光染料分布的动态变化，可以证实关于细胞膜结构“模型”的膜物质分子能够运动观点是成立的。（3）融合细胞表面的两类荧光染料最终均匀分布，原因是构成模结构的磷脂分子和蛋白质分子都是运动的，这表明膜的结构具有一定的流动性。（4）细胞融合实验若在20°C条件下进行，则两种表面抗原平均分布的时间大大延长，这说明膜蛋白质分子运动的速度随温度的降低而减慢。若在1°C条件下，两种表面抗原便难以平均地分布，这又说明环境温度很低(接近0°C)时，蛋白质分子运动速度也接近零。【解析】细胞膜表面的糖蛋白可起识别作用。使人和鼠细胞融合及荧光染料重新分布的基础是细胞膜具有一定的流动性。细胞膜流动性与温度有关，温度高，流动性大，温度低，流动性小。实验3.1探究细胞外界溶液浓度与质壁分离的关系一．实验目的探究植物细胞质壁分离的程度与外界溶液浓度的关系。二．实验原理成熟植物细胞具有中央大液泡。细胞壁的特点：全透性的，伸缩性较小。细胞膜，液泡膜相当于半透膜。原生质层：包括细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。原生质层相当于半透膜。当细胞液浓度＞外界溶液浓度，细胞吸水，质壁分离复原。当细胞液浓度＜外界溶液浓度，细胞失水，质壁分离。三．实验过程1．第一步：用清水制作洋葱鳞叶外表皮的临时装片，先用低倍镜观察。2．第二步：尝试用不同浓度梯度的蔗糖溶液(浓度分别为10%，20%，30%)引流，使洋葱表皮细胞发生质壁分离。3．第三步：使洋葱表皮细胞浸润于清水中，观察质壁分离的复原。四．注意事项1．撕下的表皮既能观察到紫色，又不带有叶肉细胞。2．选用的洋葱紫色越深越好。如果使用的洋葱紫色较浅，则不利于观察。3．观察到质壁分离现象后，要尽快滴加清水使其复原，否则，细胞会因质壁分离时间过长而失水死亡。4．决不能在显微镜的载物台上滴加蔗糖溶液和清水。滴加蔗糖溶液和清水的步骤，分别要重复3次以上。千万要注意，绝不能让蔗糖溶液溢至盖玻片上，以免污染物镜。5．在观察洋葱根尖有丝分裂的实验中，要用根尖的分生区细胞：细胞呈正方形，排列紧密，有的细胞正在分裂。这样才能看到不同分裂期细胞。第二节细胞核和细胞器一．细胞核：储存遗传物质的场所，细胞生长发育和分裂增殖的调控中心。形态结构功能核膜两层膜组成，其上有核孔，利于大分子物质进出细胞质与细胞核之间的界膜，限制染色质于细胞核内核基质透明均一的核液核内进行生化反应的场所核仁一个或几个圆球形结构与核糖体的形成有关染色质可被碱性染料染成蓝色的细丝状物质，由DNA和蛋白质组成遗传物质DNA的载体二．细胞质1．细胞质基质——液体部分（1）悬浮各种细胞器。（2）为细胞新陈代谢提供场所、物质和环境条件。如ATP，核苷酸，氨基酸。2．细胞器（1）线粒体：①结构：双层膜，嵴(扩大膜面积)，基质。②成分：呼吸酶，DNA等。③功能：有氧呼吸(呼吸作用)的主要场所。（2）叶绿体：①结构：双层膜，基质，基粒(扩大膜面积)。②成分：光合色素，光合酶，DNA等。③功能：光合作用的场所。④分布：高等植物细胞特有。（3）内质网：①结构：单层膜的网状物。②分类：滑面型，粗面型。③功能：增大膜面积；与蛋白质的运输及脂质(脂肪)合成代谢有关。（4）高尔基体：①结构：单层膜，扁平囊状和泡状结构。②功能：与动物细胞分泌物的形成有关，与植物细胞细胞壁(纤维素)的形成有关。（5）核糖体：①结构：无膜，体积最小，数量最多。②成分：蛋白质，RNA。③功能：合成蛋白质的场所。附着核糖体：合成分泌蛋白(如抗体，酶，蛋白质类激素)和膜蛋白。游离核糖体：合成结构蛋白(细胞质中的蛋白质)和特殊蛋白(如血红蛋白)。（6）中心体：①结构：两个垂直排列的中心粒，无膜结构。②分布：动物和低等植物细胞。③功能：与动物细胞分裂有关，形成纺锤体。（7）液泡：①结构：单层膜，含细胞液。②分布：一般成熟植物细胞具有大型液泡。③功能：储存物质(糖类，无机盐，色素，蛋白质等)，与渗透吸水有关。（8）溶酶体：①结构：单层膜，含多种水解酶。②分布：所有细胞都有。③功能：可消化进入细胞内的异物及衰老无用的细胞碎片。三．真核细胞和原核细胞原核细胞真核细胞细胞大小较小(lμm~10μm)较大(l0μm~50μm)细胞核没有成形的细胞核，遗传物质DNA集中在细胞中央，称为拟核。无核膜，无核仁有成形的，真正的细胞核，有核膜，有核仁染色体无染色体，只有一条裸露的DNA分子由蛋白质和DNA分子组成细胞器只有核糖体多种细胞器细胞壁主要含肽聚糖含纤维素，果胶举例细菌，放线菌，蓝藻，支原体，立克次氏体，衣原体原生动物，真菌，植物，动物和人细胞(除病毒外)是生物体结构单位和功能单位。植物细胞特有的结构和细胞器：细胞壁、叶绿体和大液泡。与胰岛素(酶)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(提供能量)。微生物中：细菌为原核生物、真菌为真核生物、病毒无细胞结构。四．本节例题1．下列生物中属于原核生物的一组是（A）①蓝藻②酵母菌③草履虫④小球藻⑤水绵⑥青霉菌⑦葡萄球菌⑧链霉菌A．①⑦⑧B．①②⑥⑧C．①③④⑦D．①②⑥⑦⑧【解析】原核生物包括蓝藻，细菌，放线菌，衣原体，支原体等。酵母菌和青霉菌属于真菌(真菌分为酵母菌，霉菌和蕈三类)。草履虫属于原生生物，原生生物属于真核生物。小球藻，蓝藻和水绵虽然都属于藻类，但小球藻，水绵属于真核生物。葡萄球菌属于细菌(细菌分为球菌，杆菌和螺旋菌或弧菌三类，因此，带有“球”“杆”和“螺旋或弧”字的菌为细菌)。链霉菌属于放线菌(要注意与真菌中的霉菌的区别)。2．组成染色体和染色质的主要物质是（B）A．DNA和RNAB．DNA和蛋白质C．RNA和蛋白质D．磷脂和DNA【解析】染色质是细胞核中易被碱性染料着色的丝状结构，在细胞分裂期染色质缩短变成染色体，分裂结束后染色体解旋成丝状染色质，它们是同一种物质在不同时期细胞中的两种形态。因此，染色质好染色体都是由DNA和蛋白质组成。实验3.2颤藻和水绵细胞的比较观察一．实验目的通过颤藻和水绵细胞的比较观察，了解真核细胞和原核细胞的区别。二．实验原理真核细胞和原核细胞的最本质区别在于：真核细胞有成形的细胞核，而原核细胞无成形的细胞核，只有拟核。三．实验过程1．制备水绵临时装片（1）滴清水；（2）取样品；（3）散开；（4）盖盖玻片；（5）低倍镜观察；（6）高倍镜观察。2．制备颤藻临时装片(方法步骤同步骤1)3．染色和比较观察（1）碘液引流：在盖玻片一侧滴加碘液，在另一侧用吸水纸进行引流。（2）比较细胞内结构差异。4．结论在水绵细胞内有染成棕色、圆球形的细胞核，而颤藻细胞内没有。深蓝紫色的颗粒是光合作用形成的淀粉。颤藻——原核生物，色素分布在细胞质中，无染色较深、形态固定的结构。水绵——真核生物，色素分布在叶绿体中，有染色较深、形态固定的结构。四．注意事项1．洋品不能取太多，否则相互重叠反而看不清细胞。2．碘液引流要充分，重复多次。第三节非细胞形态的生物——病毒一．病毒的形态和结构1．结构特点（1）一类非细胞结构的生物体。（2）很小，绝大多数病毒的大小在150nm以下，电子显微镜可见。2．主要成分蛋白质和核酸(一种病毒只含有一种，即RNA或DNA)。3．结构模式：核心(核酸位于中心)，衣壳(蛋白质包在周围)。4．活动特点：寄生性。5．病毒的种类（1）植物病毒；（2）动物病毒；（3）细菌病毒(噬菌体)二．病毒与人类的关系1．危害（1）病毒性传染病：病毒性感冒，狂犬病，水痘，腮腺炎，脊髓灰质炎。（2）乙型肝炎：由乙型肝炎病毒(HBV)引起，可通过血液传播，母婴传播。（3）艾滋病：由艾滋病病毒(人类免疫缺陷病毒HIV)感染T淋巴细胞，传播途径：血液传播，性传播，母婴传播。2．益处（1）杀灭农业害虫(生物防冶)；（2）制造疫苗；（3）转基因技术。三．本节例题1．关于病毒增殖的叙述中，正确的是（B）A．病毒侵入宿主细胞后，合成一种蛋白质B．病毒的增殖只能在宿主的活细胞中进行C．病毒增殖时以核衣壳为单位D．在普通的培养基上能培养病毒【解析】病毒进行复制式增殖只有在活细胞中才能进行。典型例题1．(2001)下列细胞器中．都具有双层膜结构的一组是（B）A．叶绿体和中心体B．叶绿体和线粒体C．内质网和高尔基体D．线粒体和内质网2．(2001)在植物细胞中与细胞壁形成有关，在动物细胞中与细胞分泌物形成有关的细胞器是（C）A．内质网B．中心体C．高尔基体D．核糖体3．(2000)下列不属于遗传物质载体的是（C）A．染色体B．叶绿体C．高尔基体D．线粒体4．(2001)原核细胞与真核细胞最明显的区别是（D）A．有无细胞膜B．有无细胞壁C．有无核物质D．有无成形的细胞核5．(2002)a、b、c是三个相邻的细胞，假设三个细胞的细胞液浓度关系为a>b>c。下列图示能正确表示水分渗透方向的是（C）aaaabcbcbcbcABCD 6．(2001)下列细胞，主要靠吸胀作用吸收水分的是（A）A．根尖生长点细胞B．根毛细胞C．叶肉细胞D．叶表皮的保卫细胞7．(2002)在植物细胞的质壁分离与复原的实验中，在发生了质壁分离的植物细胞内，原生质层和细胞壁之间的空隙充满了（D）A．细胞液B．清水C．空气D．蔗糖液8．病毒、蓝藻和酵母菌都具有的物质或结构是（D）A．细胞壁B．细胞膜C．线粒体D．核酸9．下列物质通过小肠绒毛细胞的细胞膜时，既不需要载体协助，又不需要消耗能量的是（B）A．葡萄糖B．甘油C．氨基酸D．钾离子10．变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病毒，这些生理活动的完成都依赖于细胞膜的（C）A．选择透过性B．主动运输C．一定的流动性D．保护作用11．细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质构成，外表有一层糖蛋白，又叫糖被，与细胞表面的识别有密切的关系；细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，这种特点与细胞的物质交换有关，在物质交换的方式中，主要方式是主动运输，它决定细胞膜的功能特性是选择透过性。12．具有单层膜的细胞器有内质网、高尔基体、液泡、溶酶体，不具有膜结构的细胞器有核糖体、中心体。在分泌功能旺盛的细胞中，高尔基体、内质网、线粒体细胞器发达、数量多，除小泡外，与分泌活动有关的非细胞器结构是细胞膜。原核和真核细胞中都具有的细胞器是核糖体，只分布于动物和低等植物细胞中的细胞器是中心体。与植物细胞分裂末期细胞壁形成有关细胞器是高尔基体，与动物细胞分裂方向有关的细胞器是中心体；调节成熟植物细胞的内环境和渗透压的细胞器是液泡。与植物体的颜色表现有关的细胞器是液泡和叶绿体。高等植物细胞与高等动物相比特有的结构是细胞壁、液泡、叶绿体。13．叶绿体和线粒体都具有双层膜，后者的内膜向内折叠形成嵴，分布着与有关的酶；是细胞进行有氧呼吸的主要场所。前者的基粒上分布着与光反应有关的酶和色素。两种细胞器的基质中都分布着各自的DNA和酶等物质，都是与能量代谢密切相关的细胞器。14．一个成熟的植物细胞可以看成一个渗透系统是因为：①细胞壁：全透性；②原生质层(细胞膜、液泡膜以及这两层膜之间的细胞质(注意：不包括细胞核))相当于半透膜；③细胞液具有一定的浓度可能与外界溶液形成浓度差。15．细胞的吸水和失水：实验表明，渗透作用的产生必须具备两个条件：一是具有半透膜；二是具有浓度差。水和溶质都可以自由通过细胞壁。从整个植物细胞来看，把原生质层(细胞膜、液泡膜、细胞质)看做是一层选择性透过膜，将液泡里面的细胞液与外界溶液隔离开来。质壁分离和复原的实验原理：当外界溶液的浓度大于细胞液的浓度时，植物细胞就通过渗透作用失水，逐渐表现出质壁分离的现象；当外界溶液的浓度小于细胞液的浓度时，植物细胞就通过渗透作用吸水，逐渐表现出质壁分离复原的现象。农业生产上的应用：合理灌溉。16．右图是某种生物的细胞亚显微结构示意图，试据图回答：（1）图中[2]的主要成分是纤维素，与其形成有关的细胞器是[5]高尔基体。（2）图中[1]的结构特点是具有流动性，功能特点是选择透过性。（3）非生物界的能量通过图中结构[4]叶绿体的光合作用后，才能进入生物界。其色素位于类囊体膜上，这些色素的作用是吸收、转化和传递能量。（4）细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所，它是细胞生长发育和细胞分裂增殖的控制中心。（5）若该细胞是紫色洋葱鳞片叶细胞，则色素主要存在于[14]液泡。如果是植物的根毛细胞，则图中不应有的结构是[4]叶绿体。（6）细胞进行生命活动所需的能量主要是由[11]线粒体供给，该结构的主要功能是进行有氧呼吸的主要场所，该生理功能消耗的主要能源物质是葡萄糖。完成上述生理过程所需的酶是由[13]核糖体合成的。所释放的二氧化碳在充足的光照条件下将扩散到[4]叶绿体处被利用。（7）如果该细胞是低等藻类植物细胞，则图中还应该有中心体。（8）染色体主要由DNA和蛋白质组成。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。（9）细胞内具有双层膜结构的除有[4]叶绿体、[11]线粒体外，还有[8]核膜也是双层膜结构。（10）在细胞有丝分裂过程中，周期性地重建和消失的是[8、6]核膜、核仁。17．(2002)右图是动物细胞亚显微镜结构图，请据图回答下列问题。（1）有丝分裂的过程中，与纺缍丝的形成直接相关的细胞器是[5]中心体。（2）若该细胞为胃腺细胞，其合成胃蛋白酶的场所是[2]核糖体。（3）能够增大细胞内膜的面积，并能够作为细胞内蛋白质通道的细胞器是[4]内质网。（4）葡萄糖氧化分解时，产生CO2和H2O的过程是在[8]线粒体细胞器中进行的。（5）储存遗传信息和进行DNA复制的主要场所是[6、7]细胞核。18．染色体与染色质的关系：同一种物质不同时期的两种状态。19．影响根吸收矿质元素的因素：①内因：载体的种类、数目不同；②外因：土壤温度和氧气量；土壤溶液的酸碱度和浓度。问题讨论：中耕松土为什么能提高氮肥的利用率?促进固氮菌固氮，促进硝化细菌的硝化作用，抑制反硝化细菌的反硝化作用，提高土壤中的N素含量和氮素利用率；同时促进植物根的呼吸作用，为含氮离子的吸收提供能量。20．无土栽培（1）概念：利用溶液培养法的原理，把植物体生长发育过程中所需要的各种矿质元素，按照一定比例配制成营养液，来栽培植物的技术。（2）特点：人工环境取代土壤环境，能直接调节和控制这种人工环境，使植物更好的生长发育。（3）优点：①全年栽培，产量很高；②节水节肥，产品清洁卫生，有利于实现农作物栽培的工厂化和自动化；③扩大了农作物栽培的范围和面积。21．真核细胞核的亚显微结构包括核膜、核仁和染色质，核膜上有核孔，它是大分子的通道，核仁与细胞器形成有关。细胞核的主要功能是遗传物质储存和复制的场所、是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。DNA的载体有染色体、线粒体、叶绿体。22．判断原核和真核细胞的标准主要是有无核膜包围的细胞核。常见的原核生物有细菌、蓝藻、放线菌、支原体，其中最小的是支原体，它不同于其它原核生物的是无细胞壁。能够进行光合作用的是蓝藻，能够利用无机物合成有机物但不利用光能的是硝化细菌。本章小结1．细胞膜把细胞与外界环境分隔开，具有保护细胞的作用，还具有控制物质进出、实现细胞与外界进行信息交流等功能。细胞膜主要有脂质、蛋白质和多糖组成。磷脂双分子层是细胞膜的基本支架，蛋白质分子有的附着在磷脂双分子层的内外两侧，有的以不同深度镶嵌或贯穿在磷脂双分子层中。细胞膜的流动性对于细胞完成各种生理功能是非常重要的。2．物质通过细胞膜的运输方式，有被动运输、主动运输和胞吞胞吐。被动运输是顺浓度梯度运输的过程，不需要消耗细胞的能量，包括自由扩散和协助扩散。主动运输是逆浓度梯度运输的过程，需要消耗细胞的能量，还需要载体蛋白的协助。大分子或颗粒状物质通过胞吞胞吐的方式运输。水通过渗透方式进出细胞。运输方式运输方向是否需要载体是否消耗能量示例自由扩散浓度高到低否否O2、CO2协助扩散浓度高到低是否H2O主动运输浓度低到高是是3．在细胞膜以内，细胞核以外的部分叫细胞质。细胞质主要包括细胞质基质和细胞器。为新陈代谢的进行提供各种原料和反应场所。细胞质中分布着内质网、高尔基体、核糖体、线粒体等各种细胞器，它们执行着各自功能，又相互协同，使细胞中的各种生命活动井然有序地进行。植物细胞还具有细胞壁、液泡及叶绿体等结构。名称功能存在细胞(动、植物)线粒体有氧呼吸的主要场所动、植叶绿体光合作用的场所植内质网蛋白质加工、运输、脂类代谢动、植高尔基体储存、加工、转运细胞分泌物，(植)形成细胞壁动、植核糖体蛋白质合成的场所动、植中心体有丝分裂动、低等植物液泡维持细胞形态、渗透压植溶酶体消化异物动、植4．细胞核由核膜、核仁、染色质和核基质组成，是储存遗传物质的场所，是调控细胞代谢活动的中心。具有细胞核的细胞为真核细胞。原核细胞仅具拟核，没有真正的细胞核。5．细胞是生物体结构和生命活动的基本单位。在生物界存在着真核细胞和原核细胞两大类，它们的主要区别是有无核膜包被的细胞核。原核生物常见的有细菌、蓝藻、放线菌、支原体。6．病毒非常小，不具有细胞结构，其主要成分是核酸和蛋白质。病毒只有寄生在特定的活细胞中才能增殖。第四章生命的物质变化和能量转换第一节生物体内的化学反应新陈代谢1．概念：生物体与内外环境之间的物质和能量的交换过程，是生物体内全部有序的代谢(生化)反应的总称。2．过程（1）同化作用：把从外界环境中获取的营养物质，转变成自身的组成物质，并储存能量。（2）异化作用：分解自身的一部分组成物质，把分解的最终产物排出体外，并释放能量。3．意义：新陈代谢是生命活动的基础，是生命最本质的特征。一．合成反应和分解反应1．合成反应（1）定义：由小分子形成大分子的化学反应。（2）举例：单糖合成多糖，核苷酸合成核酸。2．分解反应（1）定义：由大分子分解形成小分子的化学反应。（2）举例：①水解反应：(物质加水进行的分解反应)比如蛋白质的分解过程。②氧化分解反应：(分子降解过程中释放出[H]的分解反应)比如葡萄糖的氧化分解过程。反应式：。二．生物催化剂——酶1．概念：酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物。2．化学本质：大多数是蛋白质，少数是RNA。因此也称为生物催化剂。3．命名：根据各种酶的来源以及它们所催化的底物来命名。如：唾液淀粉酶是唾液腺产生的催化淀粉水解酶，胰蛋白酶是胰腺产生的催化蛋白质水解的酶，还有肠肽酶，纤维素酶(分解植物细胞壁)等。4．酶的特性（1）高效性：催化效率(即酶的活性)远高于无机催化剂。（2）专一性：酶特定活性部位与底物完全契合时才能起催化作用。（3）多样性：生物细胞内有成千上万种酶。5．影响酶的催化的内外条件酶的催化活性需要适宜的温度和pH值，辅助因子，抑制剂。三．生命活动的直接能源物质——ATP1．中文名称：腺苷三磷酸(ATP，A：腺苷，T：其数量为三个，P：磷酸基)。2．结构简式：A－P～P～P。A代表腺苷(腺嘌呤核苷)，－代表普通化学键，即一个腺苷上连接三个磷酸基，P代表磷酸基，～代表高能磷酸键。3．ATP与ADP的转化：ATPQUOTEADP+Pi+能量(反应中物质可逆，能量不可逆)。4．ATP的功能(去向)：为生命活动提供直接能源，是能源的携带和转运者，被称为“能量货币”。5．ATP来源：所有活细胞的呼吸作用，植物细胞的光合作用(光反应)。四．本节例题1．下列能正确说明酶的特征的是（A）A．绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNAB．酶是活细胞产生的，只能在生物体内发挥催化作用C．酶的活性随着温度的升高而不断提高D．每一种酶只能催化一种物质的化学反应【解析】酶的特征应包括酶的本质及其生理特性两个方面。2．嫩肉粉是以蛋白酶为主要成分的食品添加剂，就酶的作用特点而言，下列使用方法中最佳的是（D）A．炒肉的过程中加入B．肉炒熟后起锅前加入C．先用沸水溶解后与肉片混匀，炒熟D．室温下与肉片混匀，放置一段时间，炒熟【解析】本题考查酶的催化作用需要的条件。3．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，淀粉四种溶液，班氏试剂，试管，37°C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混匀，37°C恒温水浴加热一段时间。③取出试管，分别加入适量的班氏试剂，混匀，沸水浴加热一段时间。④观察实验现象并记录实验结果。（3）结果预测：含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管(试管甲)，以及含有淀粉和淀粉酶溶液的试管(试管丁)中出现红黄色，其他试管中不出现红黄色。（4）结论：(哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶)酶的催化作用具有专一性。（5）在上述实验中，如果仅将37°C恒温水浴锅的温度调到20°C，而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出现红黄色沉淀的试管中的颜色会比37°C时的浅，其原因是20°C低于酶的最适温度，酶的活性低，水解产生的还原糖少。【解析】本题考查酶的专一性实验的相关内容。4．ATP分子在细胞内能够释放能量，储存能量，从结构上看，其原因是（C）①腺苷很容易吸收能量和释放能量②第二个磷酸基团很容易从ATP上脱离和结合③第三个磷酸基团很容易从ATP上脱离，使ATP转变成ADP④ADP可以迅速地与磷酸基团结合，吸收能量形成第二个高能磷酸键，使ADP转变成ATPA．①③B．②④C．③④D．①④【解析】从ATP的结构简式可知，末端的高能磷酸键容易断裂和重新形成，从而保证能量的释放和储存。实验4.1探究酶的高效性一．实验目的比较过氧化氢酶与Fe3+的催化效率，证明酶的高效性。二．实验原理新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶，FeCl3是一种无机催化剂，它们都可以催化H2O2分解成H2O和O2。三．实验过程1．取5支试管各加入5mL3%H2O2溶液。2．分别加入蒸馏水，新鲜猪肝匀浆，3.5%FeCl3溶液，经高温处理的猪肝匀浆，经高温处理的3.5%FeCl3溶液各0.5mL。3．观察各试管内气泡发生情况并记录。四．注意事项1．每支试管保持等量。2．摇匀然后检验氧气。第二节光合作用一．光合作用的研究历史时间1642年1771年1785年1864年20世纪30年代20世纪40年代国家比利时英国荷兰德国美国美国科学家赫尔蒙特普利斯特利英格豪斯萨克斯鲁宾与卡门卡尔文结论原料是水植物可以更新空气光照是必要条件产物是淀粉产物氧来自水CO2转化成有机物的途径二．叶绿体及其色素1．进行光合作用的主要器官——叶片；进行光合作用的场所——叶绿体。2．叶绿体结构（1）双层膜。（2）基质(叶绿体内液体)。（3）基粒(类囊体：多层饼状膜结构组成，增加受光面积，其膜上分布大量光合色素)。3．光合色素：由上至下（1）种类：①类胡萝卜素(含量约占总量的1/5)：包括胡萝卜素(橙黄色)，叶黄素(黄色)。②叶绿素(含量约占总量的4/5)：叶绿素a(蓝绿色)，叶绿素b(黄绿色)。（2）作用：色素具有选择吸收光能的特性。叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。三．光合作用的过程1．定义叶绿体吸收并利用光能，将CO2和H2O合成有机物并释放O2，将光能转化成化学能的过程。2．光合作用的总反应式CO2+2H2OQUOTE(CH2O)+H2O+O2↑。3．过程光反应暗反应(卡尔文循环)类别场所基粒(类囊体)膜上叶绿体基质中条件光，色素，酶，ADP，Pi，NADP+酶，ATP，NADPH，C5物质变化水的光解，ATP的形成，NADPH的形成CO2的固定，C3的还原，C5的再生能量变化光能→活跃化学能活跃化学能→稳定化学能实质将无机物合成有机物，将光能转化为化学能联系1．光反应为暗反应提供NADPH和ATP2．暗反应为光反应提供ADP+Pi和NADP+4．产物的去向（1）大部分在叶肉细胞中转变成蔗糖；（2）一部分在叶绿体中转变成淀粉；（3）一部分参与蛋白质，氨基酸和脂质等的合成。四．影响光合作用的因素1．光照(主要影响光反应)在一定的光照强度范围内，光合速率(即光合作用的强度)随着光照强度增加而加快(因为光反应产生的NADPH和ATP增多，使暗反应加快，光合作用产物增加)。当达到某一光照强度，光合速率达到饱和后不再加快(主要原因是受暗反应中酶和CO2供应量等的限制)。2．二氧化碳浓度(主要影响暗反应)二氧化碳浓度太低，不能进行光合作用；在一定浓度范围内，随着二氧化碳浓度的升高，光合速率加快；当二氧化碳浓度超过一定浓度时，光合速率不再加快。3．温度：主要影响酶的活性。即在一定温度范围内，随着温度的升高，光合速率不断加快，但超过一定的温度，随着温度的升高，光合速率逐渐减慢。植物细胞中酶的最适温度为25°C～30°C，超过35°C，酶的活性开始下降。总之，光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢。五．本节例题1．在光合作用实验中，如果所用的水中有20%的水分子含18O，二氧化碳中有68%的二氧化碳含18O，那么，植物进行光合作用释放的氧气中，含18O的比例为（A）A．20%B．44%C．64%D．88%【解析】据同位素示踪可知，光合作用过程中释放的氧气全部来自水，故作为光合作用原料的水中有20%含18O，光合作用释放的氧气中这个比值也是20%。2．下列有关光合作用的叙述中，错误的是（A）A．叶绿体离开叶肉细胞便不能进行光合作用B．温度降到0°C时依然有植物进行光合作用C．叶绿素吸收的光能要转移给ADP形成ATPD．光反应和暗反应都有许多酶参与催化作用【解析】A是错的，科学家在研究叶绿体的结构和光合作用过程时都是通过离体叶绿体进行的，离体叶绿体是能够进行光合作用的；B是对的，植物进行光合作用的最低温度，最适温度和最高温度，在不同的植物是不一样的，这与植物的原始地理分布有关，分布在热带地区的植物，植物正常生长发育所需要的温度较高，但在寒冷地区分布的植物，进行光合作用所需的温度就较低，特别是分布在北极圈内的植物和高原植物，是能够在0°C左右的条件下正常生长发育的；C也是对的，叶绿素吸收光能后，其中的一个电子由基态被激发到激发态而成为高能电子，经传递而离开叶绿体，此时叶绿素分子中就缺失一个电子，叶绿素分子就从水分子中夺取一个电子，水分子就被分解，而在电子传递过程中，高能电子中的能量就释放出来用于将ADP和Pi合成ATP；D是对的，在整个光合作用过程中进行的每一步反应都是需要酶来催化的。3．如右图所示，某植物上的绿叶经阳光照射24小时后，经脱色并用碘液处理，结果有锡箔覆盖部位不呈蓝色，而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色。本实验证明（C）①光合作用需要二氧化碳②光合作用需要光③光合作用需要叶绿素④光合作用放出氧气⑤光合作用制造淀粉A．①②B．③⑤C．②⑤D．①③【解析】这是一道关于光合作用的条件，产物的分析题。光照24小时，叶片裸露的部分进行光合作用，脱色后用碘处理变蓝，说明有淀粉生成，应选⑤；有锡箔覆盖的位置，因没有光，不能进行光合作用，未产生淀粉，用碘处理不变蓝，说明光合作用需要光，没有光就不能进行光合作用，应选②。4．如右图表示绿色植物在水分充足的条件下，光合作用的速度与环境因素的关系。请仔细分析图中曲线，回答下列问题：（1）从图中曲线可知影响光合作用的主要非生物因素是光照强度和温度。（2）根据你对图中曲线的分析，你认为光合作用强度与温度之间的关系是在一定的温度范围内，光合作用强度随着温度的升高而增强。（3）你认为在温度为40°C，光照强度为c时，限制光合作用进行的内在因素是暗反应过程中酶的数量和酶的最大活性，外界因素可能是CO2。（4）在光照强度为b的条件下，温度为30°C时，限制光合作用的内在因素是光反应，如果大棚栽培蔬菜，在这种情况下应采取什么措施有利于蔬菜的生长？适当降低温度，原因是降低呼吸消耗。（5）在光照强度为b，温度为20°C时，限制光合作用的内在因素是暗反应中酶的活性，如果大棚栽培蔬菜，此时应采取什么措施有利于蔬菜的生长？适当提高温度，原因是提高暗反应过程中酶的活性。【解析】影响光合作用的因素很多，如水分，光照强度，温度，CO2浓度等均对光合作用产生影响。根据题干部分的要求，已不考虑水分对光合作用的影响。从图中曲线可以看出，光合作用强度与光照强度的关系是：在一定的光照强度范围内，光合作用强度随着光照强度的增加而增强。光合作用强度与温度的关系是：在一定的温度范围内，光合作用强度随着温度的升高而增强。温度对光合作用过程中光反应的影响不大，但对暗反应的影响很大，主要是影响暗反应过程中酶的活性，所以在光照充足，温度较低的条件下，光合作用的强度主要是受暗反应的限制，此时适当提高温度有利于植物的生长。光照强度主要影响光合作用的光反应过程，对暗反应过程没有直接影响。在温度适宜，光照强度较低的条件下，限制光合作用强度的主要内在因素是光反应，此时适当降低温度有利于植物的生长。如果光照条件和温度都适宜时，限制光合作用强度的主要因素是CO2的浓度，酶的数量和酶的最大活性的限制。实验4.2叶绿体中色素的提取和分离一．实验目的学会提取和分离叶绿体色素的方法；探索叶绿体中有几种色素。二．实验原理提取的原理：色素不溶于水而溶于有机溶剂——用无水酒精提取叶绿体色素。分离的方法：纸层析法。层析液为石油醚，各种色素因随着层析液在滤纸上扩散的速度不同而分层。三．实验过程1．材料：新鲜菠菜叶片。2．步骤（1）研磨QUOTE（2）过滤。（3）滤纸条上画滤液细线：画细而直的滤液线，阴干后，重复几次(目的：保证滤液线上的色素含量，使层析结果清晰可见)。（4）分离：纸层析法(层析液：石油醚)。注：层析液不能没及滤液细线。3．荧光现象：透射光(绿色)，反射光(红色)。四．注意事项1．要选取新鲜，颜色较深的叶片，以使滤液中含较多的色素。2．研磨要迅速而充分。3．层析时，滤纸条上的滤液细线一定不能浸入层析液中，否则会因色素溶解在烧杯内的层析液中而导致实验失败。实验4.3探究影响光合作用的因素参考方案一真空渗水法一．实验目的根据控制变量原则和对照原则，探究影响光合作用的因素。二．实验原理用打孔器将植物叶片打成小圆片，再用真空渗水法排除叶圆片细胞间隙的空气，充以水分，可使叶圆片沉于水中。在水中的叶圆片进行光合作用时吸收水中的CO2而放出氧气。由于氧在水中的溶解度很小，主要积累在细胞间隙，结果可使下沉的叶圆片上浮。根据上浮所需时间的长短，即能比较光合作用的强弱。三．实验过程1．用直径约1cm的打孔器打下小圆片30片左右，每次5片放入已吸入5mL水的注射器中，先排出空气后，用手指堵住前端小孔，同时把活塞向外抽拉，即可造成负压而排出叶圆片组织中的空气，重复多次，轻放活塞，整个叶圆片全部充满水分而下沉，将叶圆片连同水倒入烧杯中备用。2．取烧杯6只，其中3只各倒入30mL～40mL用煮沸后急速冷却的约25°C的水配制的1%NaHCO3溶液，另3只各倒入煮沸后急速冷却的约25°C的水。每只烧杯中放入叶圆片5片，并使彼此分散不重叠，置于距光源5cm处。3．观察叶圆片表面的变化，每隔5分钟记录各烧杯中上浮的叶圆片数量。四．注意事项1．为什么要用煮沸后急速冷却的约25°C的水？这样处理使溶解在水中的气体大大减少，避免了无关因素的干扰。2．探究光合作用实验为什么要对叶片打孔？对叶片打孔，使叶圆片更充分吸收光照，进行光合作用，释放氧气。CO2在水中溶解度很大，植物叶肉细胞释放的O2可积累在细胞间，造成叶圆片的浮力增大。打孔时要避开叶的主脉，因为叶脉上没有叶绿体的，影响实验结果。3．NaHCO3稀溶液为何能够为植物光合作用提供CO2？植物光合作用所需的CO2的浓度较低。空气中的CO2浓度一般只有0.03%，但这对于植物进行光合作用已经够用了。NaHCO3稀溶液之所以能够为植物光合作用提供CO2，并不是因为该溶液可以不断地大量放出CO2气体，使空气中CO2浓度迅速提高，而是建立了一个平衡溶液体系：HCO3-+H2OQUOTEH2CO3+OH-，H2CO3QUOTECO2+H2O，该体系能够使周围环境保持一个相对稳定的CO2饱和分压，使植物叶片始终处于CO2浓度相对稳定的环境之中。4．叶圆片间不要重叠是为了叶圆片受光充分，光合作用能充分进行。5．真空渗水法的记录表。杯号条件不同时间(min)叶圆片上浮数叶圆片平均上浮时间(min)温度光照NaHCO3浓度5101520参考方案二溶解氧传感器测定法一．实验目的溶解氧传感器可精确测出液体中的溶解氧的含量的变化，利用溶解氧传感器测量植物叶片光合作用中释放氧气的量，就可以比较精确地了解植物光合作用的强度。二．实验步骤将等量黑藻放入已盛有NaHCO3溶液的3个烧杯中，分别插入溶解氧传感器，记录液体中溶解氧的初始读数。然后对3个实验装置分别给以黑暗、距光源5cm、距光源20cm的处理，注意计算机显示各装置中溶解氧浓度的变化。将20min内的变化作定量分析，收集3个以上的实验数据，计算平均值后制成函数曲线。三．注意事项应根据实际研究的要求确定控制条件和单因子变量。1．光照强度对光合作用的影响控制条件为2%NaHCO3、25°C水温，变量为20W、40W、60W、l00W白炽灯(光照距离相等)。2．CO2浓度对光合作用强度的影响控制实验条件为40W白炽灯、25°C水温，变量为0%NaHCO3、0.5%NaHCO3、1%NaHCO3、2%NaHCO3、4%NaHCO3。3．温度对光合作用强度的影响控制条件为40W白炽灯、2%NaHCO3，变量为10°C、15°C、25°C、35°C。第三节细胞呼吸(生物氧化)细胞呼吸的定义：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成CO2或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。一．糖的有氧呼吸1．反应式：C6H12O6+6H2O+6O2QUOTE6CO2+12H2O+能量2．特点（1）酶促反应(酶所催化的反应)；（2）分步进行(22步)；（3）能量缓慢释放(部分转移给ATP，大部分以热能散失，维持体温)。3．两大阶段阶段场所反应物产物能量第一阶段(糖酵解)细胞质基质C6H12O62C3H4O3+4[H]少量能量第二阶段线粒体2C3H4O3+6H2O6CO2+20[H]少量能量24[H]+6O212H2O大量能量二．糖的无氧呼吸(微生物的无氧呼吸为发酵)1．反应式：C6H12O6QU