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2025届高三生物一轮复习:必修1知识清单(问答篇)
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1
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第1章 走近细胞
细胞学说内容及其意义
1.细胞学说的建立过程是什么?
肉眼观察→显微观察→理论归纳→不断修订
2.细胞学说的建立者以及主要内容分别是什么?
建立者主要是两位德国科学家施莱登和施旺,主要内容:
(1)细胞是一个有机体,一切动植物都由细胞发育而来,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,又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用;(3)新细胞是由老细胞的分裂产生的
3.细胞学说建立的意义?
(1)细胞学说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)细胞学说使人们认识到植物和动物有着共同的结构基础——细胞,从而在思想观念上打破了在植物学和动物学之间横亘已久的壁垒。
(3)细胞学说中关于细胞是生命活动基本单位的观点,使得生物学的研究进入细胞水平,并为后来进入分子水平打下了基础。
(4)细胞学说中细胞分裂产生新细胞的结论,不仅解释了个体发育,也为后来生物进化论的确立埋下了伏笔。
注意:(1)细胞学说只是涉及了动植物,不涉及原核生物、真菌和病毒。
(2) 细胞学说只是揭示了动植物具有统一性,没有揭示差异性、多样性。
(3) 并非一切细胞都是分裂而来,比如受精卵是通过受精作用产生。“所有细胞都来源于先前存在的细胞”,至今未被推翻。
4.归纳法的概念以及分类?
归纳法:由一系列具体实施推出一般结论的思维方法。施莱登和施旺在只是观察了部分动植物组织的基础上,利用不完全归纳法提出“所有的动植物都是由细胞构成的”,且这一结论是可信的。
项目
完全归纳法
不完全归纳法
考察的对象范围
考察了某一类事物所有对象
考察了某一类事物的部分对象
结论的可靠程度
结论是真实可靠的
结论不一定真实可靠,有时存在例外的可能
细胞是基本的生命系统
1.为什么说细胞是生命活动的基本单位,生命活动离不开细胞?
单细胞生物依赖单个细胞就可以完成摄食、生长、应激等生命活动;多细胞生物依赖各种分化的细胞密切合作,共同完成一系列复杂的生命活动;病毒——没有细胞结构,必须依赖活细胞才能存活。
动植物生命活动,比如各种生理活动的基础——细胞代谢,生长发育的基础——细胞增殖分化,遗传与变异的基础——细胞内基因的传递和变化等,都说明细胞是生命活动的基本单位,生命活动离不开细胞。
2.生命系统的结构层次有哪些?所有生物都具有生命系统各个层次吗?
细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈
并非所有生物都具有各个层次。(1)病毒是非细胞生物,不能独立完成生命活动,不属于生命系统的结构层次;(2)单细胞生物既属于细胞层次,也属于个体层次,不具有组织、器官、系统层次;(3)植物体无“系统”层次。
3.最基本的生命系统是什么?
各层生命系统的形成、维持和运转都是以细胞为基础的,无论从结构还是功能上,细胞都是生命系统最基本的层次。能完整表现生命活动的最小单位是细胞。细胞是生物体结构和功能的基本单位,细胞只有保持完整性,才能正常完成各项生命活动。
注意:非生物成分、病毒不属于生命系统结构层次,但可以参与构成生命系统的结构层次,如生态系统构成。
病毒知识整合
1.病毒的组成以及分类?
病毒是一类无细胞结构的生物,一般由蛋白质外壳和遗传物质(核酸)组成,每种病毒只有DNA或RNA一种核酸,遗传物质就是所含核酸。分为动物病毒、植物病毒、细菌病毒。不同的病毒只能寄生在特定的宿主细胞内,具有专一性。如T2噬菌体是一种专门寄生大肠杆菌的病毒。
注意:新冠病毒外有包膜,这层包膜主要来源于宿主细胞膜,包膜还含有病毒自身的糖蛋白,其中某些蛋白可与人体细胞表面的受体识别并侵入细胞,但不属于细胞间信息交流。病毒外包膜主要成分是磷脂和蛋白质,而某些细菌表面的荚膜主要成分是多糖,荚膜可以帮助细菌抵抗吞噬细胞的吞噬,有利于在宿主体内生活并繁殖。
2.病毒的繁殖方式以及应用有哪些?
病毒必须依赖活细胞生存,繁殖方式一般为:吸附→注入→合成→组装→释放,没有细胞分裂等繁殖方式。病毒的应用:疫苗研制、遗传物质种类探究实验、动物细胞融合、基因工程载体等。
使用高倍显微镜观察几种细胞
1.显微镜的实验原理是什么?
显微镜的放大倍数等于目镜与物镜放大倍数的乘积;放大倍数的实质是指放大的长度或者宽度,不是指面积或体积。
2.高倍镜的正确使用方法是什么?成像特点和物象移动规律?
在低倍镜下观察清晰物象后,再用高倍镜。
移动装片(将要观察的物像移至视野中央)→转动转换器(换上高倍物镜)→调反光镜或光圈(使视野变得明亮)→转动细准焦螺旋(将物像调清晰,进行观察),使用高倍镜只能调细准焦。
显微镜下所成像为放大倒立的虚像,相当于将观察物体水平旋转180度;装片与物像移动方向相反,偏向哪个方向往哪移。细胞质环流方向与实际方向相同。
原核细胞和真核细胞
1.真核细胞和原核细胞分类依据是什么?拟核的概念?
依据是细胞内有无以核膜为界限的细胞核,这是原核和真核细胞最明显的区别,也是二者区分的主要依据、本质区别、根本区别。拟核:有环状DNA分子所在的细胞内特定区域,没有核膜包围的细胞核,也没有染色体。
2.原核细胞与真核细胞的异同体现在哪些方面?
项目
原核细胞
真核细胞
模式图解
大小
较小(运输效率较高)
较大
本质区别
无以核膜为界限的细胞核
有以核膜为界限的真正的细胞核
细胞壁
主要成分肽聚糖
植物细胞细胞壁主要成分是纤维素和果胶
细胞器
唯一的核糖体
有核糖体和其他细胞器
细胞核
拟核,核膜、核仁
有核膜和核仁
DNA存在形式
拟核:大型环状
质粒:小型环状
细胞核:DNA和蛋白质结合形成染色体(质)
细胞质:在线粒体、叶绿体中裸露存在
遗传物质
DNA
举例
“三菌”蓝细菌、放线菌、其他细菌
“三体”支原体、衣原体、立克次氏体
酵母菌等真菌,衣藻,高等植物、动物等
是否遵循遗传规律
不遵循孟德尔遗传规律
核基因遵循,质基因不遵循
遗传信息的表达
转录、翻译同时同地点进行
转录主要在细胞核,翻译在细胞质
变异类型
基因突变
基因突变、基因重组、染色体变异
细胞分裂
二分裂
有丝分裂、无丝分裂和减数分裂
3.没有细胞核一定是原核细胞吗?
不一定,大多数哺乳动物成熟红细胞没有细胞核,植物成熟筛管细胞无细胞核,但均为真核细胞。病毒没细胞核,既不是原核生物,也不是真核生物。
4.所有原核生物都是异养生物吗?原核生物无线粒体,只能无氧呼吸吗?
蓝细菌细胞内含有藻蓝素和叶绿素,是能进行光合作用的自养生物。化能合成作用的细菌也属于自养生物。细菌中的多数种类是营腐生或寄生生活的异养生物。原核生物无线粒体,但含有与有氧呼吸相关的酶,很多细菌能进行有氧呼吸。
5.单细胞生物与原核生物之间的关系?
原核生物一定是单细胞生物,但单细胞生物不一定都是原核生物,如单细胞动物(草履虫等)、单细胞植物(绿藻)、单细胞真菌(酵母菌)等属于真核生物。
6.带“藻”字的生物一定是原核生物吗?
不一定,蓝细菌(蓝藻)、螺旋藻属于原核物,常见的绿藻(如衣藻、水绵、小球藻、团藻)、红藻(如紫菜、石花菜)、褐藻(如海带、裙带菜)等属于真核生物。黑藻属于真核的高等植物,无中心体,叶片由单层细胞构成,常被用作观察叶绿体和胞质环流的实验材料。
7.带“菌”字的生物一定是原核生物吗?
不一定,上述表格中“三菌”属于原核生物。真菌属于真核生物,包括酵母菌、霉菌(如根霉、青霉、曲霉、毛霉等)、大型真菌(如蘑菇、木耳、灵芝等)
8.支原体与细菌的结构、与动物细胞的结构分别有什么区别?
支原体是原核生物,可能是最小、最简单的单细胞生物。与细菌区别是,支原体没有细胞壁,与动物细胞的区别是有无核膜包围的细胞核。
9.注意:大多数哺乳动物成熟红细胞无细胞核——真核细胞
(1)无细胞核,属于真核细胞;不分裂,来自于骨髓造血干细胞的分化;无核糖体,不能合成蛋白质;无线粒体,只能进行无氧呼吸,其ATP来自无氧呼吸;无细胞核和众多的细胞器,是提取细胞膜的理想材料。
(2)衰老的红细胞,就不存在“细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩,染色加深”这个特点。
(3)镰刀型细胞贫血症:基因突变导致血红蛋白结构改变,导致红细胞结构的形态改变。
(4)功能是运输氧气,但不消耗氧气;成熟红细胞内血红蛋白(含Fe2+)含量丰富,但不属于内环境的成分;不具有生物膜系统;细胞寿命很短,说明核质相互依存;葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散。
细胞的多样性和统一性
1.细胞的多样性表现在哪些方面?细胞多样性的原因?
表现:细胞的形态、大小、种类、结构等各不同
原因:(1)直接原因:构成细胞的蛋白质分子结构不同;
(2)根本原因:不同个体是由于细胞中所含DNA(或基因或遗传物质)不同;同一个体,不同类型细胞是基因选择性表达的结果;环境角度(进化角度),细胞与环境相互作用,通过自然选择等原因造成的。
2.细胞的统一性表现在哪些方面?
(1)结构:都有细胞膜、细胞质、核糖体;(2)能量:一般都以ATP作为直接能源物质;(3)组成:组成细胞的元素和化合物种类基本相同;(种类基本相同、含量有差异)(4)增殖:都以细胞分裂的方式增殖;(5)遗传:都以DNA作为遗传物质,共用一套遗传密码
细胞中的元素和化合物
1. 生物界与非生物界的统一性和多样性体现在哪里?
组成细胞的化学元素,在无机自然界中都能够找到,体现二者统一性;细胞中各种元素的相对含量与无机环境大不相同,体现差异性。(种类上统一性,含量上差异性)
2.组成细胞的化学元素有多少种?如何分类?与人体健康和生命有关的微量元素有哪些?
常见有20多种。按含量分类,大量元素C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等;微量元素Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等。微量元素含量虽然很少,但是生理作用不可替代。已被确认与人体有关的微量元素有铁、锰、锌、铜、钴、铬、硒、碘、镍、氟等。 按作用分类,最基本元素是C;基本元素是C、H、O、N。
3.细胞中含量最多的元素、数量最多的元素分别是什么?元素的存在形式?
在细胞的鲜重中元素含量,O>C>H>N(含量最多的元素是氧元素,但数量最多的是氢原子)。在细胞的干重中,一般是C>O>N>H,但不绝对,比如玉米是O>C>H>N。
组成细胞的化学元素大多以化合物的形式存在(如水、蛋白质、核酸等),少数是以离子形式存在。(无机盐大多数以离子形式存在,少数以细胞内化合物形式存在)
生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的鉴定
1.有机物鉴定的实验思路是什么?
某些化学试剂能够与生物组织中的有关有机物产生特定颜色反应,根据颜色来鉴定有关物质的存在。
2.检测生物组织中还原糖的原理、步骤和结论?砖红色说明一定含有葡萄糖吗?常见还原糖有哪些?
不一定,砖红色只能推测组织样液中含还原糖。常见还原糖葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖等。蔗糖和多糖不是还原糖。
3.脂肪的鉴定的原理和步骤?
脂肪+ 苏丹Ⅲ染液→ 橘黄色。
4.蛋白质的鉴定原理和步骤?
5、三类有机物检测在操作上的特殊地方?
唯一需要加热
还原糖检测,且必须水浴加热,不能用酒精灯直接加热。若不加热,无砖红色沉淀出现
唯一需要显微镜
用“切片法”观察脂肪颗粒需要;用花生种子匀浆脂肪检测则不需要
唯一使用酒精
脂肪的检测,用体积分数为50%的酒精洗去浮色
6、斐林试剂与双缩脲试剂在成分、原理、使用方法等方面的异同?
比较项目
斐林试剂
双缩脲试剂
成分g/mL
甲液
乙液
A液
B液
0.1 NaOH
0.05 CuSO4
0.1 NaOH
0.01 CuSO4
反应原理
含醛基的可溶性还原糖将Cu(OH)2还原为Cu2O沉淀
具有两个或两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2+反应生成络合物
添加顺序
甲、乙等量混匀、立即使用
先A后B(A用1 mL,B用4滴)
反应条件
50~65℃水浴加热
不需加热
反应现象
样液浅蓝色→棕色→砖红色
样液变紫色
相同点
都含有NaOH、CuSO4两种成分,且NaOH浓度都是0.1 g/mL
7、 高中生物与酒精有关的知识有哪些?(具体使用方法和作用看教材)
体积分数50%酒精——洗去浮色 (脂肪的检测,必修一P19)
体积分数70%酒精——防腐,杀死及时固定
(研究土壤中小动物类群丰富度,选二P30)、发酵瓶、榨汁机等器具消毒 (制作果酒果醋,选三P7)、外植体消毒、双手和操作台 (菊花组织培养,选三P36)
酒精——浸润涂布器 (体积分数70%-75%均可,稀释涂布平板法操作,选三P17)
体积分数95%乙醇+无水碳酸钠(可代替无水乙醇)——色素提取 (绿叶中色素的提取和分离提取,必修一P98)
体积分数95%酒精+质量分数15%HCL——配制解离液
(观察根尖分生区有丝分裂,必修一P116)
体积分数95%酒精——冲洗卡诺氏液 (低温诱导染色体数目加倍,必修二P89)
体积分数95%预冷酒精——析出DNA (DNA的粗提取与鉴定,选三P74)
必修1 2.2细胞中的无机物
1、 细胞中的水以哪两种形式存在?功能分别是什么?
水在细胞中的存在形式:自由水和结合水
自由水:绝大多数的水呈游离状态,可以自由流动,叫做自由水。
结合水:与细胞内其他化合物(蛋白质、多糖等物质)相结合的水。
自由水的作用:①细胞内的良好溶剂 ②参加许多生物化学反应③为细胞生活提供液体环境 ④运输营养物质和代谢废物
结合水的作用:细胞结构的重要组成成分
2、 为什么水是良好的溶剂?
水分子的空间结构及电子的不对称分布,使水分子成为一个极性分子。带有正电荷或负电荷的分子或离子都容易与水结合,因此,水是良好的溶剂。
3、 水具有流动性和较高比热容的原因是什么?
水分子具有氢键,易于断裂和形成,使水具有流动性和较高的比热容。
4、 自由水和结合水的含量与细胞代谢及抗逆性的关系?
在正常情况下,细胞内自由水所占比例越大,细胞代谢就越旺盛;而结合水越多,细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。
5、 细胞中的大多数无机盐以什么形式存在?举例说明无机盐在细胞中的作用。
无机盐的存在形式:主要以离子形式存在
无机盐的作用:
①组成细胞中某些复杂的化合物(Mg2+参与构成叶绿素,Fe2+参与构成血红素)
②维持细胞和生物体的生命活动(Na+缺乏或引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低,最终引发肌肉酸痛、无力等;血液中Ca2+含量太低会出现抽搐现象,血液中Ca2+含量太高会引起肌无力)
③维持生物体内的酸碱平衡(如人血浆中 HCO3-、H2PO4-等的调节)和细胞的渗透压(Na+、Cl-维持细胞外液渗透压,K+维持细胞内液渗透压)
2.3细胞中的糖类和脂质
1、 生物体的主要能源物质是什么?细胞生命活动的主要能源物质是什么?糖类 葡萄糖
2、 什么是单糖?常见的单糖有哪些?参与形成DNA、RNA、ATP的糖分别是?
单糖:不能水解的糖,可直接被细胞吸收。
常见的单糖有:葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖
参与形成DNA、RNA、ATP的糖分别是:脱氧核糖、核糖、核糖
3、 什么是二糖?常见的二糖有哪些?它们分别是由哪两个单糖脱水缩合形成?
二糖:由两分子单糖脱水缩合而成的糖,一般要水解成单糖才能被细胞吸收。常见的二糖:蔗糖、麦芽糖、乳糖。蔗糖=葡萄糖+果糖、麦芽糖=葡萄糖+葡萄糖、乳糖=葡萄糖+半乳糖
4、 什么是多糖?常见的多糖有哪些?它们分别有什么作用?
多糖:由多个单糖脱水缩合而成的糖,生物体内的糖绝大多数以多糖形式存在。
常见的多糖及其作用:淀粉:是植物细胞中主要的储能物质
纤维素:是构成植物细胞壁的主要成分
糖原:是人和动物细胞中的储能物质
几丁质:广泛分布在甲壳类动物和昆虫外骨骼中,能用于废水处理、制作食品包装纸和食品添加剂、制作人造皮肤等
5、 哪些糖是植物特有的?哪些糖是动物特有的?哪些糖是动植物共有的?
植物特有:果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉、纤维素
动物特有:半乳糖、乳糖、糖原、几丁质
动植物共有:葡萄糖、核糖、脱氧核糖
6、 哪些糖是还原糖?哪些糖是非还原糖?
还原糖:常见的还原糖是葡萄糖、果糖、麦芽糖
非还原糖:蔗糖、多糖(淀粉、纤维素、糖原、几丁质)
7、 所有的糖都能提供能量吗?举例说明
并非所有的糖都是能源物质,如核糖、脱氧核糖、纤维素为结构糖,构成结构,不提供能量。
8、 常见的脂质有哪些?组成脂质的化学元素有哪些?
常见的脂质有脂肪、磷脂、和固醇。组成脂质的化学元素主要是C、 H、O,有些脂质(磷脂)含有P和N。
9、 与糖类相比,脂质在元素含量上有何特点?
与糖类不同的是,脂质分子中氧的含量远远低于糖类,而氢的含量更高。与相同质量的糖类相比,脂肪在被彻底氧化分解时,脂肪耗氧多,释放能量多,产生的水多,产生CO2少。
10、 脂肪是由什么组成的?脂肪有哪些作用?
脂肪是由三分子脂肪酸和一分子甘油发生反应形成的酯,即三酰甘油(又称甘油三酯)。脂肪是细胞内良好的储能物质,具有保温、缓冲和减压、保护内脏器官的作用。
11、 饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸有什么区别?
若脂肪酸长链中的碳原子之间都以单键连接,则为饱和脂肪酸,饱和脂肪酸熔点较高,容易凝固;若脂肪酸长链中碳原子之间存在双键,则为不饱和脂肪酸,不饱和脂肪酸熔点较低,不容易凝固。
12、 植物脂肪和动物脂肪的特点分别是?
植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸,在室温时呈液态;大多数动物脂肪含饱和脂肪酸,室温时呈固态。
13、 磷脂由哪几部分组成?元素组成是?磷脂的作用是什么?
磷脂是一种由甘油、脂肪酸、磷酸等组成的分子,头部亲水,尾部疏水。
磷脂的元素组成:C、H、O、N、P
磷脂的作用:是构成细胞膜和细胞器膜的重要成分。
14、 固醇类物质包括哪些?它们的作用分别是什么?
固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D。
胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液中脂质的运输;
性激素能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成;
维生素D能有效促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。
15、 糖类和脂质之间的相互转化情况是怎样的?
糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪;而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍,引起供能不足时,才会分解供能,而且不能大量转化为糖类。
必修1 2.4蛋白质是生命活动的主要承担者
1、 举例说明蛋白质的功能有哪些?
(1)结构蛋白,是构成细胞和生物体的重要物质。如肌肉、头发、羽毛、蛛丝等。
(2)催化作用,如绝大多数酶。
(3)运输作用,血红蛋白、细胞膜上的载体蛋白。
(4)调节作用(信息传递),如胰岛素和生长激素等。
(5)免疫功能,如免疫反应中产生的抗体。
(6)保护、识别的功能,如细胞膜表面的糖蛋白。
2、 组成人体蛋白质的氨基酸有多少种?根据什么分为两类?
氨基酸种类:组成人体蛋白质的氨基酸约有21种。
①必需氨基酸:人体细胞不能合成的,必须从外界环境中直接获取的氨基酸,共8种(赖氨酸、亮氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸)
②非必需氨基酸:人体细胞能够合成的氨基酸,共13种
3、 写出氨基酸的结构通式,氨基酸的组成元素有哪些?氨基酸的结构特点是什么?不同氨基酸之间的区别是什么?
氨基酸结构通式:
组成元素:C、H、O、N、(P、S)
特点:①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在同一个碳原子上
②各种氨基酸之间的区别在于R基的不同
4、 用文字和箭头表示出由氨基酸形成蛋白质的大致过程。
5、 绘制两个氨基酸脱水缩合的示意图。脱水缩合、肽键、二肽、多肽的概念分别是?
脱水缩合:一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(-NH2),脱去一分子水而连接起来,这种结合方式叫做脱水缩合。
肽键:连接两个氨基酸分子的化学键叫做肽键。
二肽:由两个氨基酸缩合而成化合物,叫做二肽。
多肽:由多个氨基酸分子缩合而成的,含有多个肽键的化合物,叫做多肽。
肽链:多肽通常呈链状,叫做肽链。
6、 脱去的H2O中H、O的来源分别是?
H2O中H和O的来源:H既来自-NH2又来自—COOH,O只来自—COOH 。
7、 蛋白质的结构多样,种类繁多的原因有哪些?
①氨基酸层面:氨基酸的种类、数目、排列顺序不同
②肽链层面:肽链盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同
8、 什么是蛋白质的变性?哪些因素可以导致蛋白质变性?
蛋白质变性:是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏,从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失。
化学因素:高温/强酸/强碱/有机溶剂/重金属离子
物理因素:紫外线/X射线
9、 变性后的蛋白质还能与双缩脲试剂发生紫色反应吗?
变性只是蛋白质的空间结构被破坏,肽键没有断裂,因此依然能用双缩脲试剂检测。
10、 盐析、变性和水解有什么区别?
盐析:物理变化,蛋白质空间结构未破坏,肽键未断裂
变性:化学变化,蛋白质空间结构被破坏,肽键未断裂
水解:化学变化,蛋白质空间结构被破坏,肽键断裂
11、 为什么吃熟鸡蛋和熟肉容易消化?
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。
12、 蛋白质有关计算问题:
(1)链状多肽:肽键数=脱去水分子数=氨基酸数-肽链数
环状多肽:肽键数=脱去水分子数=氨基酸数
(2)至少含有游离的氨基或羧基数=肽链数
(3)游离氨基数或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基数或羧基数
(4)蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量 - 脱去的水分子数×18- 二硫键数×2
3.3细胞核的结构和功能
1. 所有细胞都有细胞核吗?所有细胞都只有一个细胞核吗?P54
高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等 不一定,双小核草履虫有两个细胞核,人的骨骼肌细胞中细胞核多达数百个。
2. 美西螈核移植实验结论是?有什么设计缺陷?
美西螈的肤色的遗传(性状)是由细胞核控制的 缺乏对照组
注意:本实验可以证明动物细胞核具有全能性
3. 蝾螈受精卵横缢实验结论是?细胞核控制细胞的分裂和分化。
4. 变形虫的切割实验结论是?细胞核可以控制变形虫摄取食物和对外界刺激作出反应
注:横缢实验和切割实验既设计了相互对照也设计了自身前后对照
5. 伞藻嫁接及核移植实验结论是?伞藻的形态结构特点取决于细胞核
注:伞藻嫁接的缺陷:假根中既有细胞核,也有细胞质,该实验不能排除细胞质的影响。
6. 综上说明细胞核的功能是?细胞核控制着细胞的代谢和遗传
7. 细胞核的结构中,核膜几层膜?几层磷脂双分子层?几层磷脂分子层?核膜主要由什么构成?核膜控制物质进出有无选择透过性?能通过核膜的主要是什么物质?核膜的功能是?在细胞周期中的表现? p56
双层膜;两层;四层;主要由蛋白质和磷脂分子组成;有选择透过性;小分子物质;把核内物质与细胞质分开;核膜在细胞周期过程中表现出周期性的消失和重建。
8. 核膜上的孔洞称为?核孔控制物质进出有无选择透过性?是否需要能量?核孔的作用是?
核孔;有选择透过性;需要;实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
9. 核仁的作用是?在细胞周期中的表现?
与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。 周期性消失和重建。
注:核膜、核仁在分裂前期消失,分裂末期重现。
10. 比较染色体与染色质的成分、特性、功能、存在时期、形态、关系、变化?
染色质
染色体
同种物质
成分相同
主要是DNA和蛋白质
特性相同
容易被碱性染料染成深色
功能相同
遗传物质的主要载体
不同时期
分裂间期
分裂期
两种形态
细长的丝
光镜下能看到呈圆柱状或杆状结构
关系
同一物质在不同时期的两种存在状态
11. 碱性染料是PH呈碱性的染料吗?常用的碱性染料有哪些?
不是 甲紫溶液、醋酸洋红溶液等。
12. DNA在原核细胞和真核细胞细胞核中存在形式的区别?
DNA在原核细胞中以裸露的环状形式存在,在真核细胞细胞核中与蛋白质结合以染色体的形式存在。
13. 分裂期细胞中的核DNA可以复制吗?
不能。因为分裂期染色质已经高度螺旋化成为染色体,其中的DNA无法解螺旋,不能够进行复制。
14. 在细胞分裂时,如何保证了亲子代细胞在遗传性状上的一致性?
DNA携带的遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞
15. 细胞核能够控制细胞代谢的原因?
细胞核中有DNA,DNA上储存着遗传信息。遗传信息就像细胞生命活动的“蓝图”,细胞依据这个“蓝图”,进行物质合成、能量转化和信息交流,完成生长、发育、衰老和凋亡。正是由于这张“蓝图”储藏在细胞核里,细胞核才具有控制细胞代谢的功能。
16. 细胞核功能较为全面的阐述应该是?
细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。
17. 细胞代谢的控制中心、代谢中心分别是?p56
细胞核、细胞质基质
18. 细胞作为基本的生命系统,其结构复杂而精巧;各组分之间分工合作成为一个统一的整体,使生命活动能够在变化的环境中怎样进行?
自我调控、高度有序地进行。
19. 细胞是进化中怎样形成的结果?生物与环境长期相互作用
20. 细胞哪些内容的基本单位?
既是生物体结构的基本单位,也是生物体代谢和遗传的基本单位。
21. 代谢越旺盛的细胞,核仁、核孔、核糖体的特点是?
核仁明显、核孔多、核糖体多
代谢越旺盛的细胞核孔越多的原因是:代谢越旺盛的细胞,核质间物质交换和信息交流越频繁,而核孔能实现核质之间的物质交换和信息交流;
22. 物质进出细胞核都要通过核孔吗?
核孔是蛋白质(如RNA聚合酶、DNA聚合酶),RNA等大分子主动运输进出细胞核的通道;
也是离子和水分子等小分子物质被动运输进出细胞核的通道。
注意:核孔具有选择透过性。核孔是由多种蛋白质构成的复合结构,表现出明显的选择性,如细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质。
23. 模型的概念?P57
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的描述。
24. 模型都是借助于具体的实物或其他形象化的手段来表达的?
有的实物或其他形象化的手段,有的则通过抽象的形式来表达。
25. 包括哪几种类型?并举例?
物理模型(DNA双螺旋结构模型、膜的流动镶嵌模型)、概念模型(概念图)、数学模型(曲线、公式)等。
26. 物理模型的概念?
以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征,这种模型就是物理模型。
27. 照片是什么模型?
拍出的细胞(亚)显微结构的照片是真实的,不是模型。
28. 同一生物体内所有细胞中的DNA都是一样的吗?为什么体内细胞的形态,结构和功能如此多样?
除了生殖细胞外其余细胞中的DNA是一样的
基因选择性表达(遗传信息的表达情况不同)
第四章 细胞的物质输入和输出
4.1 被动运输
1. 渗透作用的概念?P62
水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散,称为渗透作用。
2. 渗透作用的条件?
①具有半透膜 ②膜两侧溶液具有浓度差
3. 渗透方向?
低浓度溶液一侧向高浓度溶液一侧
4. 渗透装置长颈漏斗中为蔗糖,烧杯中为清水,长颈漏斗内液面高度如何变化?达到平衡时长颈漏斗内外浓度是否相等?达到平衡的原因?水分子是否有进出?
液面升高到一定程度后不再变化;
不相等,但减小了溶液两侧的浓度差;
漏斗内的溶液浓度高于漏斗外的,吸引水分子进入漏斗内,当液面上升到一定高度时产生静水压,当二者达到平衡后,漏斗内外液面高度差不再发生变化。(即浓度差的作用等于高度差的作用);
有,但单位时间内水分子进出相等。
5. 玻璃纸换成纱布会怎样?
纱布是全透的,结果内外液面相平,不会发生渗透现象。
6. 长颈漏斗内外溶液浓度相等时,起始液面相同,经过一段时间,长颈漏斗内液面是否会发生变化? 不会
7. U型管A、B两侧分别加入等体积等质量浓度的蔗糖溶液和葡萄糖溶液,A、B两侧液面高度会发生什么变化?变化的原因?
葡萄糖一侧液面先升高再降低,达到平衡时蔗糖侧的液面高于葡萄糖一侧。
原因是起始状态,葡萄糖的物质的量浓度大于蔗糖,吸水液面升高;之后由于葡萄糖能够通过半透膜向蔗糖溶液扩散,而蔗糖不能通过半透膜,会使蔗糖一侧物质的量浓度增大,使葡萄糖的液面降低,蔗糖液面升高;最终两侧葡萄糖浓度大致相等,蔗糖侧物质的量浓度更大,蔗糖侧吸水更多,液面更高。
8. 动物细胞的吸水和失水以及动态平衡的条件和现象?P63
失水:外界浓度大于细胞质浓度,细胞皱缩
吸水:外界浓度小于细胞质浓度,细胞膨胀
动态平衡:外界浓度等于细胞质浓度,细胞保持正常形态
9. 动物细胞的半透膜是什么结构,什么与外界溶液构成浓度差?
细胞膜,细胞质
10. 植物细胞的半透膜是什么结构?什么是原生质层?什么与外界溶液构成浓度差?
原生质层;
由细胞膜、液泡膜以及两膜之间的细胞质组成,不包括细胞核和液泡内的细胞液。此结构仅存在于成熟的植物细胞中。
细胞液与外界溶液构成浓度差。
11. 植物细胞的吸水和失水以及动态平衡的条件和现象?
失水:外界浓度大于细胞质浓度,细胞质壁分离
吸水:外界浓度小于细胞质浓度,细胞质壁分离复原
动态平衡:外界浓度等于细胞质浓度,细胞保持正常形态
12. 质壁分离的质指的是?
原生质层
13. 质壁分离的内因和外因分别是什么?
植物内因:
①成熟植物细胞的原生质层具有选择透过性,相当于一层半透膜,
②细胞壁和原生质层具有一定的伸缩性,且原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。(质壁分离及复原的内因)
外界因素:当细胞液浓度小于外界溶液浓度时,细胞渗透失水,发生质壁分离;
14. 细胞壁的特点及作用?
全透性 支持和保护细胞
15. 半透膜与生物膜相比有什么区别?
生物膜具有选择透过性而人工合成的半透膜无
16. 探究植物细胞吸水和失水实验用到材料及试剂?P64
紫色的洋葱鳞片叶(撕取外表皮细胞)。质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液,清水。
17. 观察植物细胞的质壁分离与复原的时候用低倍镜观察了几次? 3
18. 紫色洋葱鳞片叶的外表皮,紫色洋葱鳞片叶的内表皮以及黑藻有什么特点,适合用它们观察质壁分离吗?
紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中含有色素,使液泡呈现紫色,更有利于观察。
紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞的细胞液中无色素,但也是成熟的植物细胞,可配合有色溶液进行观察或是在用显微镜观察时改用平面反光镜,缩小光圈;
黑藻叶因含叶绿体,使原生质层呈现绿色,从而便于观察。
19. 实验中用的是质量分数为0.3g/mL的蔗糖,如果浓度过高过低会怎么样?
蔗糖浓度过高导致细胞失水过多死亡;
蔗糖浓度过低浓度过低不发生质壁分离或发生质壁分离的速度过慢导致现象不明显。
20. 质壁分离实验选择的实验材料有何要求? 有颜色的活的成熟植物细胞。
21. 清水中,植物细胞会一直吸水吗?为什么?
不会。 植物细胞有细胞壁,细胞壁的收缩性是有限度的,植物细胞因吸水产生的膨压作用于细胞壁,细胞壁产生壁压,最后达到动态平衡。
22. 植物细胞质壁分离复原后细胞液的浓度一定等于外界溶液浓度吗?
不一定 细胞液浓度大于或等于外界溶液浓度
23. 为什么视野下当部分细胞发生了质壁分离时,也有部分区域的细胞没发生质壁分离?
不同部位的细胞的细胞液浓度有差异。
24. 质壁分离实验结果是什么?
外界溶液
中央液泡
原生质层的位置
细胞大小
蔗糖溶液
颜色加深
与细胞壁分离
基本不变
清水
颜色变浅
贴近细胞壁
基本不变
25. 质壁分离与复原的实验的拓展应用实验应如何设计
(1) 验证原生质层和细胞壁的伸缩性
将待测细胞置于蔗糖溶液中进行镜检,如果发生质壁分离和复原,则是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性
(2) 判断细胞的活性:
将待测细胞置于蔗糖溶液中进行镜检,如果发生质壁分离和复原,则是活细胞;如果不发生质壁分离,则是死细胞。
(3) 能使植物细胞质壁分离自动复原的溶液有哪些?为什么会发生质壁分离自动复原的现象?
一定浓度的硝酸钾溶液或一定浓度的尿素溶液、葡萄糖溶液等。
因为细胞失水质壁分离的同时会通过自由扩散或主动运输吸收该类物质;当细胞液浓度大于外界溶液时,细胞开始吸水,质壁分离复原。
(4) 比较未知溶液的浓度?
将同一植物的相同成熟细胞置于未知浓度的溶液中进行镜检,记录刚刚发生质壁分离所需时间并比较所用时间的长短,判断溶液浓度的大小(时间越短,未知溶液的浓度越大)。
(5) 测定细胞液的浓度?
将待测细胞置于一系列浓度梯度的蔗糖溶液中并分别进行镜检,则细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的蔗糖溶液的浓度之间。
(6) 比较不同植物细胞细胞液的浓度?
将不同植物细胞置于同一浓度的蔗糖溶液中进行镜检,根据对刚刚发生质壁分离所需的时间的比较,判断细胞液浓度(即时间越短,细胞液浓度越小)。
26. 植物细胞吸水的方式有哪些?适合于什么细胞?
吸胀作用(未形成液泡)如:分生区,干种子;渗透作用(形成液泡)如:成熟植物细胞。
27. 在同一外界环境下细胞的吸水能力与细胞液的浓度的关系?
细胞液的浓度越大,吸水能力越强
28. 被动运输的定义、分类?P65
物质顺浓度梯度进行的跨膜运输。 分为自由扩散与协助扩散
29. 自由扩散的定义、举例、特征、影响因素?P66
物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式,叫作自由扩散,也叫简单扩散;
例如:H2O、气体、脂溶性小分子 (甘油、脂肪酸、维生素D,性激素、苯)、小分子有机物(尿素、乙醇)等;
从高浓度到低浓度(顺浓度梯度或顺相对含量梯度),既不消耗能量,也不需要载体;
30. 影响因素:浓度差
31. 协助扩散的定义、举例、特征、影响因素?
这种借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式,叫作协助扩散,也叫易化扩散;
例如:葡萄糖进入红细胞、Na+通过离子通道内流、K+通过离子通道外流,水通道运输(水的主要运输方式);
特征:从高浓度到低浓度(顺浓度梯度或顺相对含量梯度),不消耗能量、需要转运蛋白;
影响因素:转运蛋白的种类和数量、浓度差
32. 转运蛋白的定义?分为哪两种?
镶嵌在膜上的一些特殊的蛋白质,能够协助这些物质顺浓度梯度跨膜运输,这些蛋白质称为转运蛋白。
转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型。
33. 载体蛋白和通道蛋白转运的特点?P66-P67
载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变;通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时,不需要与通道蛋白结合。
34. 比较载体蛋白与通道蛋白:构象是否改变?是否与被转运分子结合?运输的物质举例?
载体蛋白:构象改变,与被转运分子结合,如葡萄糖进入红细胞
通道蛋白:构象不改变,不与被转运分子结合,如Na+通道运输、K+通道运输,水通道运输
4.2主动运输与胞吞胞吐
1. 主动运输的概念?特点?实例?P69
物质逆浓度梯度进行跨膜运输,需要载体蛋白的协助,同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量,这种方式叫作主动运输。
特点:低浓度到高浓度,需要能量,需要载体。
例如:离子、氨基酸、葡萄糖进入小肠绒毛上皮细胞、Na+—K+泵、生长素
2. 与主动运输有关的细胞器?
核糖体、线粒体
3. 载体蛋白的特点?
①具有专一性:与一种或一类分子或离子结合;②具有饱和性③转运过程中,结构发生变化;④可重复转运 ⑤不同生物膜上,载体蛋白的种类和数量不同
4. 影响主动运输速率的因素?
载体蛋白的种类和数量、能量的供应
5. 主动运输的意义?P70
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,从而保证细胞和生物个体生命活动的需要。
6. 胞吞与胞吐的过程?实例?P71
当细胞摄取大分子时,首先是大分子与膜上的蛋白质结合,从而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,进入细胞内部,这种现象叫胞吞;
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;
如:白细胞吞噬病菌;痢疾内变形虫吞噬肠壁组织细胞等
7. 胞吞与胞吐的特点?
①运输对象一般为大分子物质②都需要消耗细胞代谢所需要的能量
③胞吞胞吐过程中会发生膜的弯曲、折叠、融合,体现了生物膜的流动性
8. 胞吞胞吐的物质运输穿过几层膜? 0
9. 细胞膜的功能特性是?该特性的结构基础是?P72
选择透过性 转运蛋白的种类和数量,或转运蛋白空间结构的变化(转运蛋白的专一性)
10. 引发阿米巴痢疾的原因是什么?P72“与社会的联系”
在人体肠道内寄生的一种变形虫——痢疾内变形虫,能通过胞吐作用分泌蛋白酶,溶解人的肠壁组织,通过胞吞作用“吃掉”肠壁组织细胞,并引发阿米巴痢疾。
11. 小分子跨膜运输(自由扩散、协助扩散、主动运输)体现了膜的什么特点?胞吞和胞吐体现了膜的特点?
选择透过性 一定的流动性
12. 有哪些方法能快速判定物质出入细胞的方式?
13. 同一物质进入不同细胞的方式能否不同?同一物质进出同一细胞的方式能否不同?
能,如葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散,进入小肠绒毛上皮细胞、肾小管细胞(肾小管的重吸收作用)的方式为主动运输;
能,如钠离子进入神经细胞靠离子通道为协助扩散;钠离子运出神经细胞靠Na+—K+泵为主动运输。
14. 以下模型分别代表哪些运输方式?
自由扩散 协助扩散 主动运输
15. 消耗能量的运输方式一定就是主动运输吗?
不一定,胞吞和胞吐也消耗能量
16. 小分子物质的运输方式一定都是被动运输或主动运输吗?
不一定,如神经递质的释放是胞吐(外排)作用。
温度影响物质跨膜运输的原理是?
温度既可以通过影响膜的流动性进而影响物质运输速率,温度也可以通过影响酶的活性从而影响呼吸速率,进而影响物质运输速率。所以说温度既可以影响被动运输,也可以影响主动运输,还可以影响胞吞胞吐。
17. 探究是主动运输还是被动运输的方法:
18. 探究是自由扩散还是协助扩散的方法
19. 主动运输能使膜内外物质浓度趋于一致?
主动运输是低浓度向高浓度的运输,是消耗能量的,所以会使内外浓度差异更大,而不是趋于一致。
20. 常见的三种主动运输类型?
由ATP直接提供能量(ATP驱动泵)、间接提供能量(协同转运或偶联转运蛋白)以及光驱动泵3种基本类型。
Na+-K+泵 H+泵
ATP驱动泵既是载体同时也是催化ATP水解的酶。(既有运输功能,也有催化功能)
如图:小肠上皮细胞逆浓度吸收葡萄糖时,没有直接消耗ATP,而是利用膜两侧Na+跨膜浓度梯度提供能量(产生电化学势能/浓度梯度势能)。但是Na+浓度差的建立是依靠Na+-K+泵的,而Na+-K+泵的运输需要消耗ATP。
第五章 细胞的能量供应和利用
5.1 降低化学反应活化能的酶
1.什么是细胞代谢?
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称为细胞代谢。细胞代谢离不开酶。
2.比较过氧化氢在不同条件下的分解情况
1.什么是变量?如何区分三大变量?
变量是实验过程中的变化因素称为变量。
①自变量:在实验过程中人为控制的对实验对象进行处理的因素。如上述实验中加热、FeCl3 溶液、肝脏研磨液。
②因变量:随着自变量的改变而变化的变量。如上述实验中 H2O2分解速率。
③无关变量:除自变量外,实验过程中可能还会存在一些对实验结果造成影响的可变因素,叫作无关变量。如反应物 的浓度、反应时间、试剂的用量、实验室温度等。
2. 如何区分判断对照组和实验组?
①上述实验中,1 号试管为对照组;2、3、4 号试管是实验组。
②在于通过实验组和对照组的对比,消除无关变量对实验结果的影响,增强实验结果的可信度。
③在生物对照实验中,只有一个变量。在这个变量中,接近现实生活的叫对照组,而偏离现实生活的叫实验组。
3.活化能概念: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称为活化能。
4.酶具有高效性的原因是?
无机催化剂和酶均可降低活化能,与无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,催化效率更高。
5.细胞代谢为什么离不开酶?
由于酶的催化作用,细胞代谢才能在温和条件下快速有序地进行。
注意:①酶不仅在细胞内发挥作用,在细胞外和生物体外也能发挥作用。
②酶与无机催化剂作用的机理都是降低反应活化能,不能为反应提供能量。加热能为反应提供能量。
③酶和无机催化剂可改变化学反应的反应速率,但反应前后自身的性质和数量不变。
6.酶的作用条件比较温和?
①过酸、过碱或温度过高,会使酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活。
②低温时,酶的活性很低,但酶的空间结构稳定,在适宜的温度下酶的活性会升高;酶制剂适宜在低温下保存。
动物体内的酶最适 pH 值大多在 6.5-8.0 ,但是胃蛋白酶的最适 pH 值为 1.5
四、探究温度和 p H 值对酶活性的影响
3.研究温度和 pH 影响酶活性实验的 5 个注意点?
①在探究影响酶活性的条件时,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。
②当研究温度对酶活性的影响时,温度是自变量,pH 等能够影响酶活性的其他因素属于无关变量,在实验时一定要 遵循无关变量保持相同且适宜。
③在探究温度和 pH 对酶活性的影响实验时,不能先将酶和反应物混合后再分别放置在不同条件下处理,原因是把酶 和反应物混合后会立即发生催化反应。
④不能用 H2O2 为原料探究温度对过氧化氢酶催化活性的影响,原因是温度升高时 H2O2 会分解。
⑤探究温度对淀粉酶活性的影响时,不能用斐林试剂来检测因变量,因为斐林试剂使用时要水浴加热,会改变自 变量。
五、酶的本质
1. 关于酶本质的探索过程?
2. 酶的化学本质是什么?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。二者有什么区别?
三、酶的特性
1. 酶具有高效性?酶的催化效率是无机催化剂的 107- 1013 倍。
2. 酶具有专一性?每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
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。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖。用淀粉酶分别催化淀粉和蔗
糖的水解反应,再用斐林试剂鉴定溶液中有无还原糖,就可以看出淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。
②本实验的自变量是底物的种类;因变量是底物是否被水解。
③本实验可用碘液检测因变量吗?
答案:不能,因为蔗糖水解与否,不能用碘液检测。
④在已知淀粉酶可以催化淀粉水解的情况下,设置1号试管有无必要?
有必要。设置 1 号试管,可以进一步确认淀粉酶能够催化淀粉水解成还原糖,对 2 号试管起
5.2细胞的能量“货币”ATP
一、ATP 是一种高能磷酸化合物
二、ATP 与 ADP 可以相互转化?
能量①:动物、人、真菌和大多数细菌来自呼吸作用时有机物分解释放的能量;绿色植物来自光能和呼吸作用所释放的能量。
能量②:用于绝大多数生命活动
1. ATP 在生物体内含量?很少
2. ATP 和 ADP 的相互转化时刻不停地发生,并且处于动态平衡。
3. ATP 和 ADP 的相互转化的能量供应机制,在所有生物的细胞内部都是一样的,体现了生物界的统一性。
三、ATP 的利用
1.ATP 是生命活动的直接能源物质,ATP 的利用实例?
用于细胞的主动运输、肌细胞收缩、物质合成、大脑思考、生物发电、发光等。
2.ATP 是细胞内流通的能量货币”?(1)吸能反应 (例如蛋白质合成) 一般与 ATP 的水解相联系,由 ATP 水解提供能量。
(2)放能反应 (例如葡萄糖的氧化分解) 一般与 ATP 的合成相联系,释放的能量储存在 ATP 中。
(3)能量通过ATP 分子在吸能反应和放能反应中流通,因此称为“能量货币”。
3.ATP 的供能机理(以 ATP 为主动运输供能为例)
①ATP 转化为 ADP,磷酸基团(Pi)的去向及其作用是什么?
ATP 水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化,这些分子被磷酸化后,空间结构发生变化,活性也被改变, 因而可以参与各种化学反应。
②从 Ca2+的转运过程看,Ca2+的载体蛋白有什么作用?
答案:有两种作用,一是运输作用,结合Ca2+ 进行跨膜运输; 二是催化作用,能催化 ATP 水解。
5.3细胞呼吸的原理和应用
呼吸作用的实质?细胞内的有机物氧化分解,并释放能量,因此也叫细胞呼吸。
一、探究酵母菌细胞呼吸方式
1. 酵母菌是一种单细胞真菌,其代谢类型?兼性厌氧型,可用于研究细胞呼吸的不同方式。
2. 细胞呼吸产物的检测方法?
3. 图甲中的空气先通过 NaOH 溶液的目的?吸收空气中的 CO2,保证使澄清石灰水变混浊的是酵母菌有氧呼吸产生 的 CO2。
4. B 瓶先密封放置一段时间?耗尽瓶中的氧气,保证使澄清石灰水变混浊的是酵母菌无氧呼吸产生的 CO2。
5. 葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化。应注意?将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。
6. 设置两个或两个以上的实验组?对结果的比较分析,来探究某种因素对实验对象的影响,这样的实验叫作 对比实验。
二、细胞呼吸的方式
注意:①在有氧呼吸过程中,水即是第二阶段的反应物,又是第三阶段的产物。CO2 是第二阶段的产物。
②有氧呼吸中,氧气全部参与第三阶段,全部生成水。
③葡萄糖不能进入线粒体,因此线粒体中没有葡萄糖
④一般来说,动物细胞无氧呼吸的产物是乳酸,植物细胞无氧呼吸的产物是酒精和 CO2。
⑤人体细胞呼吸产生的 CO2 ,全部来自有氧呼吸。
⑥无氧呼吸第一阶段产生的[H]用于还原丙酮酸。
三、与细胞呼吸有关的计算:
①消耗等量葡萄糖时,无氧呼吸与有氧呼吸产生的 CO2 的物质的量之比为 1 ∶3。
②产生等量的 CO2 时,无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖的物质的量之比为 3 ∶ 1。
③无氧呼吸产生的酒精和 CO2 的物质的量相等;有氧呼吸消耗 O2 和产生 CO2 的物质的量相等。
四、影响细胞呼吸的环境因素
五、细胞呼吸的意义?
1. 为生物体的绝大多数生命活动过程提供能量。
2. 生物体代谢的枢纽。细胞呼吸的中间产物,可以转化为其他非糖物质,蛋白质、糖类和脂质的代谢都可以与细 胞呼吸联系起来。
六、细胞呼吸的原理的应用有哪些方面?
1.包扎伤口要透气,防止厌氧型细菌的繁殖
2.利用酵母菌的无氧呼吸酿酒,乳酸菌无氧呼吸可做酸奶,醋酸杆菌有氧呼吸可酿醋
3.果蔬、粮食要低温、低氧储存,减弱呼吸作用,以减少有机物的消耗。
4.破伤风芽孢杆菌是厌氧型生物
5.有氧运动可以避免肌肉细胞供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸。
(1)图甲中的A点只进行无氧呼吸,对应图乙中0₂浓度为a时的情况。
(2)图甲中的C点既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,对应图乙中0₂浓度为c时的情况,此时最适合储藏
(3)图甲中的D点只进行有氧呼吸,对应图乙中O₂浓度为d时的情况。
5.4光合作用与能量转化
一、捕获光能的色素和结构
1.绿叶中色素的提取和分离
(1) 提取原理?绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。
分离原理?不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸条上扩散得快,反之则慢。
(2) 无水乙醇?提取色素;层析液:分离色素;碳酸钙:防止色素被破坏;二氧化硅:充分研磨。
(3) 分离色素的方法?纸层析法
(4) 结果?
(5) 注意事项?
2.捕获光能是结构——叶绿体?
3. 恩格尔曼的实验设计的妙处?
①实验材料选得妙?实验材料选择水绵和需氧细菌。水绵的叶绿体呈螺旋带状, 便于观察;用
需氧细菌可确定释放氧气多的部位。
②排除干扰的方法妙?没有空气的黑暗环境,排除了氧气和光的干扰。
③实验对照设计得妙?用极细的光束点状投射,叶绿体上可分为有光照和无光照 的部位,相当于一组对照实验。
二、光合作用的原理和应用
1. 光合作用的概念和实质?
(1)概念?光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,将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)实质?合成有机物,储存能量。
2.探索光合作用原理的部分实验?
① 19 世纪末,科学界普遍认为,在光合作用中,CO2 分子的 C 和 O 被分开,O2 被释放,C 与 H2O 结合成甲醛。
②1928 年,科学家发现甲醛对植物有毒害作用,而且甲醛不能通过光合作用转化成糖。
③1937 年,英国植物学家发现离体叶绿体在适当条件下发生水的光解,产生氧气,称作希尔反应。
④1941年,鲁宾和卡门用同位素标记法,研究光合作用氧气的来源。
⑤1954 年,阿尔农发现,在光照下,叶绿体可合成 ATP。1957 年,他发现这一过程总是与水的光解相伴随。
3.光合作用的过程
4. 光反应和暗反应的比较?
三、影响光合作用强度的内因和外因
1.光合作用的强度 (速率)?植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
光合作用强度 (速率) - 呼吸作用强度 (速率) = 净光合作用强度 (速率)
2.如何测定光合作用的强度呢?
光照下,植物不仅进行光合作用,还同时进行呼吸作用。因此不能直接测定光合作用强度,应先在光照条件下测 定净光合作用强度,再在黑暗条件下测定呼吸作用强度,再二者相加计算得出总光合作用强度。
3.影响光合作用强度的内因:光合色素的含量、酶是数量和活性
4.影响光合作用强度的外因:光照强度、CO2浓度、温度、水、矿质元素
①光照强度?通过影响光反应影响光合作用,适当增强光照强度可提高光合作用速率。
光补偿点:光合速率等于呼吸速率时所需的光照强度,即B点时的光照强度。
光饱和点:达到最大光合速率时所需的最小光照强度,即C点对应的光照强度。
②CO2浓度?通过影响暗反应影响光合作用,一定范围内,CO2浓度越高,光合作用速率越高。
③温度?温度通过影响光合作用相关酶的活性影响光合作用,冬季,温室栽培可适当提高温度;晚上可适当降低温 度,以降低细胞呼吸消耗有机物。(保持适当的昼夜温差,提高产量)
④水分?缺水会导致植物气孔关闭,而使得 CO2的吸收量减少,使暗反应速率降低,最终导致光合作用速率降低。
⑤矿质元素?例如缺镁会导致叶绿素含量下降,最终导致光合作用速率降低。农业生产上要注意合理施肥。
N 是组成酶、ATP、叶绿素的组成元素;P 是类囊体薄膜中磷脂、ATP 的组成元素。
四、化能合成作用
1.利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量制造有机物。例如硝化细菌、硫化细菌等
2.与光合作用的区别?利用的能量不同,光合作用利用光能合成有机物,化能合成作用利用化学能合成有机物。 3.能进行光合作用或化能合成作用的生物都是自养型生物,在生态系统中都属于生产者。
五、外界环境条件突然改变对 C3 、C5 、ATP 和 NADPH 含量的短时间影响
1.举例分析?(分析一个物质含量变化,要从来源和去路两个方面分析)
2.总结如下:
①以上分析只表示条件改变后短时间内各物质相对含量的变化,而非长时间。
②以上各物质变化中,C3 和 C5 含量的变化是相反的,NADPH 和 ATP 含量变化是一致的。
③一个 C5和 CO2结合生成两个C3 ,所以暗反应速率稳定时(起点),C3的量是C5的两倍。
六、光合作用和呼吸作用的联系
1.物质和能量联系?
2.元素转移路线?
如果给绿色植物浇灌 H218O ,能在(CH2O)中能检测得到 18O 吗?能,H2O → CO2 →C3 → (CH2O)
第6章细胞的生命历程
6.1细胞的增殖
一、限制细胞长大的原因?细胞体积越大,其相对表面积越小,细胞的物质运输的效率就越低。细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。细胞核控制范围(核质比)大→细胞小。
二、细胞增殖
1.细胞增殖的意义?生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础
2.真核细胞分裂的方式?有丝分裂、无丝分裂、减数分裂。有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式。
(一)细胞周期
(1)概念?指连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止。
(2)两个阶段:
分裂间期?从细胞在一次分裂结束之后到下一次分裂之前
分裂期?分为前期、中期、后期、末期
(二)植物细胞有丝分裂各期的主要特点:
1.分裂间期特点?分裂间期所占时间长。完成DNA的复制和有关蛋白质的合成。
结果?每个染色体都形成两个姐妹染色单体,呈染色质形态
2.前期特点?①出现染色体、出现纺锤体②核膜、核仁消失
染色体特点?1、染色体散乱地分布在细胞中心附近。2、每个染色体都有两条姐妹染色单体
3.中期特点?①所有染色体的着丝点都排列在赤道板上 ②染色体的形态和数目最清晰
染色体特点?染色体的形态比较固定,数目比较清晰。故中期是进行染色体观察及计数的最佳时机。
4.后期特点?①着丝点一分为二,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体。并分别向两极移动。②纺锤丝牵引着子染色体分别向细胞的两极移动。这时细胞核内的全部染色体就平均分配到了细胞两极
染色体特点?染色单体消失,染色体数目加倍。
5.末期特点?①染色体变成染色质,纺锤体消失。②核膜、核仁重现。③在赤道板位置出现细胞板,并扩展成分隔两个子细胞的细胞壁。
6.参与的细胞器:间期?核糖体,中心体
前期?中心体(复制形成纺锤体)
末期?高尔基体(细胞壁的合成)
线粒体全过程。
三、植物与动物细胞的有丝分裂的比较
不同点?植物细胞 前期纺锤体的来源 由两极发出的纺锤丝直接产生 末期细胞质的分裂
细胞中部出现细胞板形成新细胞壁将细胞隔开
动物细胞 由中心体周围产生的星射线形成。细胞中部的细胞膜向内凹陷使细胞缢裂
相同点?1、都有间期和分裂期。分裂期都有前、中、后、末四个阶段。
2、分裂产生的两个子细胞的染色体数目和组成完全相同且与母细胞完全相同。染色体在各期的变化也完全相同。
3、有丝分裂过程中染色体、DNA分子数目的变化规律。动物细胞和植物细胞完全相同。
五、有丝分裂的意义?
将亲代细胞的染色体经过复制以后,精确地平均分配到两个子细胞中去。从而保持生物的亲代和子代之间的遗传性状的稳定性。
六、无丝分裂?
特点?在分裂过程中没有出现纺锤丝和染色体的变化。但是有遗传物质的复制和平均分配。例:蛙的红细胞到对照的作用。
6.2细胞的分化
1.什么是细胞分化?细胞分化有什么特点,其实质是什么?
概念:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程
特点:持久性、不可逆性、普遍性
实质:细胞中的基因选择性表达的结果。即个体发育过程中,不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。
2.细胞分化的时间、结构、意义是什么?
时间:发生在整个生命进程中,胚胎时期达到最大限度。
结果:形成不同的组织和器官
意义:①细胞分化是生物个体发育的基础。能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官。
②使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,有利于提高生物体各种生理功能的效率。
3.分化细胞表达的基因有什么差异?
管家基因:所有细胞均表达的一类基因。其表达产物是维持细胞基本生命活动所必修的,如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。
奢侈基因:不同类型细胞特异性表达的一类基因,其产物赋予不同细胞特异性的生理功能,如血红蛋白基因、胰岛素基因。
4.细胞分化过程中遗传物质一定不变吗?请从分子和细胞水平总结细胞分化过程中的“变”与“不变”?
5.什么是细胞的全能性?细胞具有全能性的原因是什么?
概念:细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。
原因:细胞内含有发育成完整个体所需的全套遗传信息。
6.与体细胞相比,生殖细胞中核遗传物质减少了一半,是否还具有全能性?为什么?
具有。染色体与基因是成对的,生殖细胞中染色体数目,基因数目减少一半,但基因种类没有减少。但基因的种类没有减少仍然含有控制生长发育的全部遗传信息。
7.哪些实例能证明细胞具全能性?细胞全能性高低如何比较?
植物组织培养快速繁殖花卉、蔬菜等。动物克隆技术证明动物细胞核具有全能性。
全能性高低比较:受精卵>生殖细胞>体细胞;动物细胞>植物细胞;分化程度低的细胞>分化程度高的细胞。
8.什么是干细胞?有哪些种类?为什么可以用干细胞培养组织、器官来修复受损的组织和器官?
概念:一类具有分裂和分化能力的细胞。在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞。
种类:全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞。或胚胎干细胞、成体干细胞、诱导多能干细胞(IPS)
干细胞具有分裂分化的能力,可培养出组织或器官。
6.3细胞的衰老和死亡
1.细胞的衰老有哪些特征?原因是什么?有什么意义?
意义:细胞衰老是人体内发生的正常生命现象,正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新。
2.什么是细胞凋亡?凋亡有哪些类型?其意义是什么?
3.细胞凋亡和细胞坏死有什么区别?
4.什么是细胞自噬?有什么意义
概念:在一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过溶酶体降解后再利用,这就是细胞自噬。
意义:①处于营养缺乏条件下的细胞,通过细胞自噬可以获得维持生存所需的物质和能量。
②在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时,通过细胞自噬,可以清除受损或衰老的细胞器,以及感染的微生物和毒素,从而维持细胞内部环境的稳定。
③有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡。
④细胞自噬机制的研究对许多疾病的防治有重要意义
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