高一上学期生物人教版必修1

必修一学业水平考试复习

专题一组成细胞的分子

知识要点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。点拨：一、组成细胞的元素1.大量元素和微量元素。(1)大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。(2)微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。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。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。点拨：二、组成细胞的化合物1.水(1)含量：活细胞中含量最多的化合物。(2)存在形式和作用。①自由水：细胞内良好的溶剂；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。②结合水：细胞结构的重要组成部分。2.无机盐。(1)存在形式：大多数以离子的形式存在。(2)作用：组成复杂的化合物，维持生命活动；维持酸碱平衡和渗透压平衡。3.糖类。(1)组成元素：C、H、O(2)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、果糖等)主要的能源物质二糖蔗糖、麦芽糖作为能量来源乳糖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。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4.脂质(1)组成元素：主要是C、H、0，有的还含有N、P。(2)种类及作用。5.蛋白质。(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。RH2N－C－COOH

HOHNHR1

—C—C—OH2+—NHR2OH

—C—COHH

—CNH2HR1—C—ON—H

C—HR2COOHH2O+(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。6.核酸。(1)基本组成单位——核苷酸(8种)。组成元素：C、H、O、N、P。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。五碳糖含氮碱基磷酸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。7.探究·实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。(1)实验原理。还原糖(葡萄糖、果糖、麦芽糖等)可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀；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。(2)注意事项。①还原糖鉴定材料宜选用富含还原糖、颜色浅的生物组织。②斐林试剂必须现配现用，即将甲液与乙液等量混匀后使用；而双缩脲试剂使用时，应先加A液，再加B液。[例1]下列物质中，能够脱水缩合形成肽链的是()A.葡萄糖B.氨基酸C.核苷酸D.脂肪酸[例2]下列关于蛋白质的叙述，正确的是()A.组成蛋白质的基本单位是核苷酸B.细胞中的蛋白质都具有催化功能C.蛋白质的结构受温度的影响D.蛋白质的功能与其空间结构无关[例3]淀粉、纤维素和糖原的共同特征是()A.都是植物细胞内的糖类B.都含有C、H、0、N四种元素C.基本组成单位都是五碳糖D.基本组成单位都是六碳糖典例分析BCD[例4]自由水在生物体的许多化学反应中充当()A.溶剂B.催化剂C.载体D.能源物质[例5]根据“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验，回答下列问题。(1)鉴定成熟苹果果肉中存在还原糖所用的试剂是斐林试剂，该试剂与细胞内的还原糖经水浴

会出现

沉淀。(2)在鉴定脂肪的实验中，如果使用苏丹Ⅲ作为染色剂，不宜直接使用花生油作为鉴定的材料，原因是

。(3)利用刚刚配制好的斐林试剂甲液、乙液以及蒸馏水，也能用于鉴定蛋清稀释溶液中的蛋白质。使用过程中先加

(填“甲液”或“乙液”),然后用蒸馏水稀释

(填“甲液”或“乙液”)后滴加。A加热砖红色苏丹Ⅲ能将脂肪染成橘黄色，花生油的黄色对实验结果有影响甲液乙液必修一学业水平考试复习

专题二细胞的基本结构

知识要点一、走近细胞1.细胞学说。(1)一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物构成。(2)细胞是一个相对独立的单位。(3)新细胞可以由老细胞分裂产生。2.生命系统的结构层次：细胞→组织→器官→系统(植物没有系统)→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。(1)原核细胞：细胞较小，无核膜、核仁，没有成形的细胞核；遗传物质(一个环状DNA分子)集中的区域称为拟核；没有染色体；只有核糖体一种细胞器。(2)真核细胞：细胞较大，有核膜、核仁，有真正的细胞核；有一定数目的染色体(DNA与蛋白质结合而成)；一般有多种细胞器。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。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。点拨：5.探究·实践：使用高倍显微镜观察几种细胞。光学显微镜的操作步骤：对光→低倍物镜观察→移至视野中央→高倍物镜观察。二、细胞的基本结构1.细胞壁：植物细胞壁位于植物细胞的细胞膜外面，其主要成分为纤维素和果胶，对细胞起支持和保护作用。2.细胞膜。(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。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。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。点拨：(4)细胞膜的结构特点：具有流动性。(5)细胞膜的功能特点：具有选择透过性。3.细胞质(含有细胞质基质和细胞器)。(1)线粒体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)内质网内质网是由单层膜连接而成的网状结构，是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道。(4)核糖体。核糖体是“生产蛋白质的机器”，有的附于粗面内质网上，有的游离在细胞质基质中。(5)高尔基体。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。成熟的植物细胞都有液泡。液泡内有细胞液，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。动物细胞的中心体与有丝分裂有关。(8)溶酶体。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”。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分离细胞器的方法差速离心法。点拨：(9)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。4.细胞核。(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。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。点拨：5.生物膜系统。(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：维持细胞内部环境的相对稳定；许多重要化学反应的位点；把各种细胞器分隔开，提高生命活动的效率。[例1]细胞学说揭示了()A.自然界与生物界的统一性B.自然界和生物界的差异性C.细胞的统一性和生物体结构的统一性D.动植物细胞结构的差异性[例2]组成细胞膜基本支架的物质是()A.磷脂B.脂肪C.蛋白质D.核酸[例3]经研究发现，动物的唾液腺细胞内高尔基体含量较多。其原因主要是()A.腺细胞的生命活动需要较多的能量B.腺细胞要合成大量的蛋白质C.高尔基体可加工和运输蛋白质D.高尔基体与细胞膜的主动运输有关[例4]“种瓜得瓜，种豆得豆”这种现象主要决定于细胞的()A.细胞壁B.细胞膜C.细胞核D.液泡典例分析CACC[例5]右图为高等植物细胞亚显微结构模式图。据图回答下列问题：(1)细胞中的“养料制造车间”是[]

。(2)既可以调节细胞内的环境，又可以使细胞保持坚挺的细胞器是[]

。(3)细胞生命活动所需的能量95%来自[]

。(4)细胞代谢和遗传的控制中心是[]

。(5)细胞的边界是[]

。⑤叶绿体⑥液泡②线粒体⑦细胞核④细胞膜必修一学业水平考试复习

专题三细胞的物质输入与输出

知识要点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。点拨：一、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。二、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。三、植物细胞的吸水与失水1.细胞内的液体环境主要指的是液泡里面的细胞液。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。(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。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四、物质跨膜运输的方式1.被动运输。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。点拨：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+2.主动运输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。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。点拨：3.胞吞和胞吐。(1)胞吞：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)胞吐：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。[例1]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.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.淡盐水中的红细胞胀破[例2]植物细胞质壁分离和复原实验无法证明的是()A.成熟植物细胞的死活B.原生质层比细胞壁的伸缩性大C.成熟的植物细胞能渗透吸水D.水分子通过通道蛋白进出细胞[例3]人体红细胞吸收下列物质时，需消耗能量的是()A.K+B.甘油C.H2OD.O2典例分析ADA[例4]右图表示巨噬细胞消化细菌的过程。下列叙述正确的是()A.①是胞吐，②是胞吞B.吞噬后，细菌悬浮在细胞溶胶中C.①处的过程不需要载体蛋白的参与D.②处细菌的细胞膜与巨噬细胞的细胞膜发生融合C[例5]如图为物质通过红细胞膜的示意图，其中黑点代表物质分子，圆圈代表载体蛋白，好表示能量，请回答下列问题。(1)表示被动运输的是

，它们的共同点是

。(2)K+通过

(填序号)方式进人红细胞，判断的依据是物质运输需要

。(3)与①方式相比，③方式的主要特点是需要借助

，该物质是在细胞内的

上合成的。①③顺浓度梯度运输，不消耗能量②载体蛋白和消耗能量转运蛋白核糖体必修一学业水平考试复习

专题四细胞的能量供应和利用

知识要点一、降低化学反应活化能的酶(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.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量；实验中过氧化氢溶液的浓度、反应时间等是会对实验结果产生影响的无关变量，无关变量应控制相同且适宜。FeCl3肝脏研磨液90℃常温1234②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。3.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，少数是RNA。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。点拨：(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：(1)含义：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。(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。最适温度t/℃υ抑制失活t/℃υ最适pH3.作用条件较温和。(1)含义：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。失活失活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。点拨：酶

酶ADP+Pi+能量ATP二、细胞的能量“货币”ATP(腺苷三磷酸)是一种高能磷酸化合物。结构简式：A-P~P~P。2.ATP与ADP的相互转化：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。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”)。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。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。点拨：三、细胞呼吸的原理和应用1.细胞呼吸的实质：细胞内的有机物氧化分解，并释放能量。2.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。(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。3.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。葡萄糖[H]丙酮酸少量能量有氧呼吸分成三个阶段：酶2丙酮酸+少量[H]+少量能量第一阶段：

C6H12O6不需要氧的参与细胞质基质中完成细胞质基质葡萄糖[H]丙酮酸少量能量丙酮酸H2O少量能量CO2[H]有氧呼吸分成三个阶段：第二阶段：

2丙酮酸+6H2O6CO2+[H]+少量能量酶细胞质基质不需要氧直接参与线粒体基质中完成葡萄糖[H]丙酮酸少量能量丙酮酸少量能量H2O大量能量H2O[H]与O2结合CO2O2有氧呼吸分成三个阶段：[H]第三阶段：

[H]+6O212H2O+大量能量酶细胞质基质需要氧的参与线粒体内膜上完成C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶③有氧呼吸的总反应式：④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。乳酸发酵：酒精发酵：

C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量酶C6H12O62C3H6O3（乳酸）+少量能量酶(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无氧呼吸全过程都在细胞质基质中进行，释放少重的能量，大部分能董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大多数植物、酵母菌的无氧呼吸产生酒精和CO2(酒精会毒害根细胞，产生烂根现象)；高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官(如马铃薯块茎、甜莱块根等)的无氧呼吸产生乳酸。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。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。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。四、光合作用与能量转化(一)捕获光能的色素和结构1.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；加入少许碳酸钙的目的是中和有机酸，防止在研磨过程中叶绿素受到破坏。③研磨要迅速的原因有二：一是有机溶剂容易挥发；二是叶绿素容易被氧化。④制备滤纸条时，剪去滤纸条一端的两个角，可以使色素在滤纸条上扩散均匀，便于观察实验结果。⑤画滤液细线要细且直。这样可以防止色素带重叠，使色素分子均匀分布在一条直线上；重复画2~3次滤液细线，是为了增加滤液细线上的色素分子数量，使实验效果更加明显。⑥分离色素时，不要让滤纸条上的滤液细线接触到层析液，因为色素易溶解于层析液中。叶绿素a胡萝卜素叶黄素叶绿素b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(3)实验结果(如右图)。2.捕获光能的色素。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。这是叶綠体捕获光能、进行光合作用的结构基础。点拨：3.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。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。点拨：(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。类囊体H2OO2光反应NADPHATPADP+PiNADP＋光反应阶段ADP＋PiATP光能酶NADP＋(氧化型辅酶2)＋H＋NADPH(还原型辅酶2)酶H2OH＋＋O2光能叶绿体基质3.光合作用的过程。叶绿体基质H2OCO2（CH2O)光反应暗反应NADPHATPADP+PiNADP＋2C3C5类囊体O2光反应阶段暗反应阶段CO2＋C52C3酶CO2的固定2C3(CH2O)ATP、酶NADPHC3的还原卡尔文循环2C3C5ATP、酶NADPH①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CO2释放O2,使大气中的O2和CO2含量保持相对稳定。点拨：(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.光合作用的意义。(1)将CO2和H2O合成为有机物，供植物体自身和所有异养型生物利用。(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。点拨：在“探究光照强度对植物光合作用强度的影响”实验中，利用小烧杯与光源的距离来控制自变量(光照强度)，以一定时间内圆形小叶片浮起的数量作为观测因变量(光合作用强度)的指标。5.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(或吸收CO2的量、释放O2的量)。(1)探究.实践：探究环境因素对光合作用强度的影响。实验原理：只要影响到光合作用原料和能量供应的因素，影响叶绿体的形成和结构的因素，影响酶活性的因素等，都可能是影响光合作用强度的因素。(2)影响光合作用的因素。内部因素:影响光合作用的因素外界因素光照强度CO2浓度矿质元素温度含水量如叶面积指数、色素的含量、酶的活性等AB光照强度OCO2吸收CCO2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CO2的量表示此时的细胞呼吸强度；B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点为光饱和点，光合作用强度不再随着光照强度加强而增加。CO2浓度/含水量/矿质元素含量O光合速率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CO2的供应量进而影响光合作用的进行。光合作用强度与CO2浓度、含水量和矿质元素含量的关系如右图所示。O1020304050温度/℃光合速率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CO2的供应，进而影响光合作用。

延长光照时间:生产实践中提高光能利用率的措施增加光照面积:如补充人工光照、多季种植提高光合作用效率如合理密植光照强度的控制:阳生植物和阴生植物间作适当提高CO2浓度:施用农家肥控制适宜的温度(适当提高白天温度，降低夜间温度)必需矿质元素的供应:施肥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(CH2O)、O2

光合作用

呼吸作用CO2、H2O[例1]ATP是细胞的能量“货币”。下列关于ATP的叙述，错误的是()A.ATP的末端磷酸基团具有较高的转移势能B.ATP水解是一个吸收能量的过程C.ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质D.ATP与ADP相互转化的能量供应机制是细胞的共性[例2]在甲、乙试管中各加人2mL体积分数为3%的过氧化氢溶液，再向甲试管中加入2滴新鲜猪肝匀浆，向乙试管中加入2滴质量分数为3.5%的FeCl3溶液，观察到的现象是()A.甲试管产生气泡比乙试管快B.甲试管和乙试管产生气泡的速度一样C.甲试管产生气泡比乙试管慢D.甲试管产生气泡，乙试管不产生气泡[例3]在有氧呼吸过程中，氧的作用是()A.为生成ATP直接供能B.与[H]结合生成水C.催化丙酮酸和水分解成二氧化碳D.氧化葡萄糖形成丙酮酸典例分析BAB必修一学业水平考试复习

专题五细胞的生命历程

一、细胞的增殖1.细胞增殖。(1)概念：细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程。(2)意义：细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。(3)周期性：物质准备——分裂——物质准备——再分裂.....知识要点细胞不能无限长大。限制细胞长大的原因之一是细胞表面积与体积的比值。随着细胞的生长，细胞表面积与体积的比值越来越小，物质运输效率也越来越低。点拨：分裂间期分裂期2.细胞周期。(1)概念：连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。(2)分裂间期：从细胞一次分裂结束到下一次分裂之前，占细胞周期的90%~95%。分裂间期完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，为分裂期进行活跃的物质准备。(3)分裂期：从开始进行细胞分裂到细胞分裂结束。有丝分裂的分裂期可以分为前期、中期、后期、末期四个时期。植物细胞有丝分裂过程分裂间期前期核膜核仁染色质纺锤丝着丝粒染色体（含两条姐妹染色单体）①核膜逐渐消失，核仁逐渐解体②染色质丝螺旋缠绕、缩短变粗，成为染色体(每条染色体的两条姐妹染色单体由一个共同的着丝粒连接着)③细胞的两极发出纺锤丝，形成一个梭形的纺锤体中期每条染色体的着丝粒两侧均有纺锤丝附着，纺锤丝牵引着染色体运动，使每条染色体的着丝粒排列在细胞中央的赤道板上；染色体的形态比较固定，数目最清晰。后期每个着丝粒分裂成两个，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，由纺锤丝牵引着分别向细胞的两极移动，使得细胞两极各有--套染色体，这两套染色体的形态和数目完全相同。子染色体末期子细胞到达细胞两极的染色体变成细长而盘曲的染色质丝；纺锤体逐渐消失；出现新的核膜、核仁；在赤道板位置出现一个细胞板，细胞板逐渐扩展成细胞壁，将一个细胞分隔成两个子细胞。每个子细胞中含有的染色体数目与亲代细胞的相等。②染色体数目：每个子细胞的=亲代细胞中的①一个细胞分裂成两个子细胞中期后期间期前期末期中心粒倍增中心粒发出星射线细胞膜从细胞的中部向内凹陷(2)动物细胞的有丝分裂。(3)动物细胞、植物细胞有丝分裂的区别不同点动物细胞植物细胞前期纺锤体形成方式位于细胞两极的两组中心粒发出星射线,由两组中心粒之间的星射线形成纺锤体由细胞两极发出纺锤丝形成纺锤体末期细胞质分裂方式细胞膜从细胞的中部向内凹陷，把一个细胞缢裂成两个子细胞由细胞板形成细胞壁，将细胞一分为二①动物细胞有由一对中心粒构成的中心体，中心粒在间期倍增，成为两组。进入分裂期的前期，两组中心粒分别移向细胞两极。②动物细胞没有细胞壁，分裂的末期不形成细胞板。点拨：(4)有丝分裂的主要特征：分裂过程中有染色体和纺锤体的出现，复制后的染色体数目加倍，再平均分配到两个子细胞中，细胞的亲代和子代之间具有完全相同的染色体。(5)有丝分裂的重要意义：亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA的复制)之后，精确地平均分配到两个子细胞中，从而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。正常细胞的分裂是在机体的精确调控之下进行的。随着细胞分裂次数增加，细胞走向衰老和凋亡。但有的细胞受到致癌因子的作用，遗传物质发生变化，变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，即为癌细胞。点拨：实验中所观察到的细胞在解离时已被杀死，只观察一个细胞是不能看到细胞分裂的连续动态变化。点拨：4.探究·实践：观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂。(1)实验原理：高等植物体内，有丝分裂常见于根尖、芽尖等的分生区细胞；各个细胞的分裂是独立进行的，因此同一分生组织中的细胞处于不同的分裂时期；通过高倍显微镜观察细胞中染色体的存在状态，可判断各个细胞所处的分裂时期，进而推知细胞分裂的过程；染色体容易被碱性染料(如甲紫溶液、醋酸洋红液等)染成深色。步骤操作方法时间(min)目的解离剪取洋蒽根尖2~3mm立即放入盛有盐酸和酒精混合液(1:1)的玻璃皿中3~5使组织中的细胞相互分离开来漂洗用镊子取出根尖，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10洗去药液，防止解离过度染色把根尖放入盛有甲紫溶液(或醋酸洋红液)的玻璃皿中染色3~5使染色体着色制片将根尖放在载玻片上，加一滴清水，用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，轻轻按压