2026届高三生物一轮复习艺体班分子与细胞导学案

第01讲 走近细胞 考点一 细胞是最基本的生命系统 导读： 预习内容： 1.建立者：主要是施莱登和施旺 2.主要内容 (1)细胞是一个有机体，一切 都由细胞发育而来，并由 和 所构成。 (2)细胞是一个 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生命起作用。 (3)新细胞是由老细胞 产生的。 3.意义 (1) 细胞学说的建立，明确了 是生命有机体的结构和生命活动的基本单位，揭示了动物和植物的 ，从而阐明了生物界的统一性。 (2)细胞学说中关于细胞是生命活动基本单位的观点，使生物学的研究进入 水平，并为后来进 入 水平打下基础，极大地促进了生物学的研究进程，它是自然科学史上的一座丰碑。 (3)细胞学说中细胞分裂产生新细胞的结论，不仅解释了 ，也为后来 的确立埋下了伏笔。 4.建立过程 时间 科学家 重要发展 1543年 比利时的维萨里、法国的比夏 揭示了 1665年 英国的 用显微镜观察植物木栓组织，发现并命名 19世纪 德国的 细胞是构成动植物体的基本单位 1858年 德国的魏尔肖 细胞通过 产生新细胞 导思： 1.生命活动离不开细胞 原因主要体现在两个方面 （1）生物类型 ①单细胞生物：依靠 就能完成各种生命活动，如细菌、蓝细菌、草履虫、变形虫等。 ②多细胞生物：依赖各种 密切合作，共同完成一系列复杂的生命活动，如绝大多数动物、植物和真菌。 ③病毒： 细胞结构，主要由 和 组成。 独立进行生命活动，必须 在活细胞中，借助宿主细胞的物质和结构进行繁殖，表现出生命特征。如噬菌体专一寄生在 中，HIV主要寄生在人体的 细胞中。 （2）细胞是动植物的生命活动基础 ①各种生理活动：细胞代谢②生长发育：细胞增殖与分化③遗传变异：细胞内基因的传递和变化 2.生命系统的结构层次 ①最基本和最大的生命系统分别是 。 ②地球上最早的生命形式是单细胞生物（既是细胞也是个体）。 ③生物繁殖和进化的基本单位是 ；生态系统是由 及其所处的无机环境构成的。 ④植物没有系统层次。 【易错辨析】 (1)细胞学说揭示了生物界的多样性和统一性，认为细胞一定都是由细胞分裂产生的。(　　) (2)细胞学说仅涉及动物细胞、植物细胞。( ) (3)细胞学说的创立完全是由施莱登和施旺完成的。(　　) (4)细胞学说认为一切生物体均由细胞组成。(　　) 导练： 例1．下列关于细胞学说的叙述，正确的有几项？(　　) ①细胞学说认为一切动植物都只由细胞构成　②细胞学说阐明了生物界的统一性与差异性　③细胞学说认为细菌是生命活动的基本单位　④细胞学说的提出为生物学研究进入分子水平打下基础 ⑤细胞学说的研究过程运用了完全归纳法，因此是可信的 A.0 B.1 C.2 D.3 【变式训练】1.细胞学说是19世纪自然科学史上的一座丰碑，下列相关说法正确的是(　　) A.德国科学家施莱登和施旺是细胞的发现者和命名者 B.列文虎克用自制显微镜观察到不同形态的红细胞、精子和细菌等 C.施旺提出植物体都是由细胞构成的，细胞是植物体的基本单位 D.细胞学说揭示了细胞为什么要产生新细胞 【变式训练】2.下列关于生命系统结构层次的叙述，正确的是(　　) A．病毒属于生物，是生命系统基本的结构层次B．高等动物和高等植物都具有器官和系统这两个层次 C．酵母菌属于生命系统结构层次中的细胞层次和个体层次D．地球上所有的生物构成地球上最大的生命系统 例2．下列关于生命系统结构层次的叙述，正确的是(　　) A.病毒属于生物，是生命系统基本的结构层次B.高等动物和高等植物都具有器官和系统这两个层次 C.酵母菌属于生命系统结构层次中的细胞层次和个体层次D.地球上所有的生物构成地球上最大的生命系统 【变式训练】1.2020年10月5日，诺贝尔生理学或医学奖颁发给丙型肝炎病毒的发现者。丙型肝炎病毒是一种RNA病毒。下列有关该病毒的叙述，正确的是(　　) A.丙型肝炎病毒属于生命系统结构层次的最低层次B.一定含有C、H、O、N四种元素，不一定含有P C.丙型肝炎病毒的遗传物质彻底水解后有6种产物D.丙型肝炎病毒与肺炎链球菌二者的增殖方式相同 【变式训练】2.奥密克戎是2019新型冠状病毒变异株，2021年11月9日在南非被首次检测到。世卫组织称，该变异毒株在全球总体风险评估为非常高，可能在世界广泛传播。下列叙述正确的是(　　) A．新型冠状病毒是一种单细胞生物，在分类上属于原核生物 B．病毒的生活离不开细胞，是自然界最基本的生命系统 C．与原始毒株相比，变异毒株的RNA由一条链变为两条链 D．新型冠状病毒含有核酸和蛋白质，可通过核酸检测排查感染者 考点二 细胞的多样性与统一性 导读： 预习内容： 1.分类依据：细胞内有无 。 2.原核生物：细胞内没有 ，叫作原核细胞。由 构成的生物叫作原核生物。 特征：“三无”、“两有”。 (1)蓝细菌(旧称蓝藻) 　 （3）大肠杆菌 （4）支原体 源于P12“拓展应用”支原体肺炎是一种常见的传染病，是目前发现的 的 的原核生物，没有细胞壁。 3.真核生物：细胞内有 ，叫作真核细胞，由真核细胞构成的生物叫作真核生物，如 等。 【易错辨析】 (1)蓝细菌无细胞核、核糖体。(　　)(2)蓝细菌与酵母菌的相同之处是二者都有拟核。(　　) (3)蓝细菌的能量来源于其线粒体的有氧呼吸过程。(　　)(4)念珠蓝细菌、发菜、黑藻和绿藻都是原核生物。(　　)(5)链球菌的抗原由核糖体合成并经高尔基体运输至细胞膜。(　　) (6)原核细胞与真核细胞都有DNA和蛋白质结合形成的染色质。(　　) 导思： 1.细胞的多样性体现及原因分析 （1）体现：细胞的形状、大小、种类、结构等方面的差异，如原核细胞与真核细胞；动物细胞和植物细胞的不同；同一个体不同类型细胞。 （2）原因：直接原因：构成细胞的 分子不同； 根本原因：DNA的多样性(不同生物间)及 (同种生物不同细胞间)。 2.细胞的统一性的“五个”表现 导练： 例．如图为蓝细菌结构示意图，其羧酶体中含有光合作用固定CO2的酶。下列相关叙述错误的是(　　) A.蓝细菌不具有生物膜系统B.细胞壁富含纤维素和果胶 C.气泡、类囊体等结构可能有利于细胞提升物质运输效率 D.羧酶体的功能与核糖体联系紧密，并与绿色植物细胞的叶绿体基质类似 【变式训练】1.衣藻和大肠杆菌都是单细胞生物。下列有关二者的叙述，正确的是(　　) A.都属于原核生物B.都以DNA作为遗传物质 C.都具有叶绿体，都能进行光合作用D.都具有线粒体，都能进行呼吸作用 【变式训练】2.科学家发现一种嗜热好氧杆菌，长有许多触角(又叫集光绿色体)，内含大量叶绿素，能在菌苔(细菌群落)上同其他细菌争夺阳光。下列相关叙述正确的是(　　) A．该菌细胞内无细胞器，但能进行有氧呼吸B．除去该菌的细胞壁需要利用纤维素酶和果胶酶 C．培养该菌的培养基可以不含碳源，但必须给予光照D．该菌生命活动所需能量主要来自线粒体 【变式训练】3.下列关于酵母菌和乳酸菌的叙述，错误的是(　　) A．酵母菌和乳酸菌都能进行无氧呼吸B．酵母菌有线粒体，而乳酸菌无线粒体 C．酵母菌具有细胞核，而乳酸菌具有拟核D．溶菌酶能破坏酵母菌和乳酸菌的细胞壁 考点三 用显微镜观察多种多样的细胞 导读： 预习内容： 1.应用：装片要薄且厚薄均匀 2.放大倍数是指 ，而不是指 。 3.放大倍数计算：显微镜的放大倍数= 1.目镜与物镜的区别及其长短与放大倍数之间的关系 ①物镜越长，放大倍数越 ，视野越 ，距装片距离越 ②目镜越长，放大倍数越 ； 显微镜的使用 导思： 项目 目镜长度 物镜长度 物镜与玻片的距离 细胞数目 细胞大小 视野范围 视野亮度 低倍镜 长 大 亮 高倍镜 短 小 暗 导练： 1.细胞在视野中呈单行或单列排布，计算时只考虑长度或宽度：放大后视野中的细胞数与放大倍数成 。 2.细胞在视野中呈充满排布状况时，计算时要考虑面积的变化：放大后视野中的细胞数与放大倍数的 。 例1．如图①表示两种物镜及其与装片的位置关系，②是低倍镜下的视野。下列相关叙述正确的是(　　) A.甲物镜被乙物镜替换后，视野的亮度会增强，因为乙离装片的距离更近 B.乙物镜被甲物镜替换后，在视野中看到的细胞数量会减少 C.要想换用高倍镜观察②中的细胞a，需要将装片向左移动 D.换用乙物镜的操作顺序是：转动转换器→调节光圈→移动装片→转动细准焦螺旋 1．（2023·海南·高考真题）衣藻和大肠杆菌都是单细胞生物。下列有关二者的叙述，正确的是（    ） A．都属于原核生物B．都以DNA作为遗传物质 C．都具有叶绿体，都能进行光合作用D．都具有线粒体，都能进行呼吸作用 2．（2022·辽宁·高考真题）下列关于硝化细菌的叙述，错误的是（    ） A．可以发生基因突变 B．在核糖体合成蛋白质C．可以进行有丝分裂 D．能以CO2作为碳源 3．（2022·海南·高考真题）脊髓灰质炎病毒已被科学家人工合成。该人工合成病毒能够引发小鼠脊髓灰质炎，但其毒性比天然病毒小得多。下列有关叙述正确的是（    ） A．该人工合成病毒的结构和功能与天然病毒的完全相同B．该人工合成病毒和原核细胞都有细胞膜，无细胞核 C．该人工合成病毒和真核细胞都能进行细胞呼吸D．该人工合成病毒、大肠杆菌和酵母菌都含有遗传物质 4．（2021·浙江·高考真题）蓝细菌是一类古老的原核生物。下列叙述错误的是（　　） A．没有内质网，但有核糖体B．没有成形的细胞核，但有核仁 C．没有叶绿体，但能进行光合作用D．没有线粒体，但能进行细胞呼吸 5．（2021·辽宁·高考真题）下列有关病毒在生物学和医学领域应用的叙述，错误的是（　　） A．灭活的病毒可用于诱导动物细胞融合B．用特定的病毒免疫小鼠可制备单克隆抗体 C．基因工程中常用噬菌体转化植物细胞D．经灭活或减毒处理的病毒可用于免疫预防 6．（2024·广东·高考真题）关于技术进步与科学发现之间的促进关系，下列叙述正确的是（　　） A．电子显微镜的发明促进细胞学说的提出B．差速离心法的应用促进对细胞器的认识 C．光合作用的解析促进花期控制技术的成熟D．RNA聚合酶的发现促进PCR技术的发明 7．（2024·全国·高考真题）细胞是生物体结构和功能的基本单位。下列叙述正确的是（    ） A．病毒通常是由蛋白质外壳和核酸构成的单细胞生物B．原核生物因为没有线粒体所以都不能进行有氧呼吸 C．哺乳动物同一个体中细胞的染色体数目有可能不同D．小麦根细胞吸收离子消耗的ATP主要由叶绿体产生 第02讲 细胞中的元素和化合物 考点一 组成细胞的元素和化合物 导读： 预习内容： 1.统一性： 。 2.差异性： 。 1.分类 （1）按含量分类 ①大量元素：如 等。 ②微量元素：含量少，但不可缺少，和大量元素一样重要，如 等。 （2）按作用分类 ①主要元素： 6种。 ②基本元素(细胞中含量最多的元素)： 4种。 注意：鲜重下含量高低依次为： ；干重下含量高低依次为： 。 ③最基本元素： ，因为生物大分子都以 为基本骨架。 （3）特点：不同生物体内化学元素的种类 ，但含量 。 4.存在形式：大多以 的形式存在（教材P17）　　　 导思： 【易错辨析】 (1)细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要（ ） (2)氨基酸是蛋白质的基本组成单位，所以它们的元素组成相同（ ） (3)组成细胞的各种元素都是以化合物的形式存在的。(　　) (4)梨的果实和叶片的细胞中化合物的种类和含量大体是相同的。(　　) (5)微量元素虽然含量少，但它们既参与细胞结构组成，也参与细胞的代谢调节（ ） 1.无机化合物 ①水：鲜重 ，大多为 ； ②无机盐：大多以 形式存在； 2.有机化合物 ①糖类：只含 （能源物质） ② 脂质：主要含 ，此外还含 （ 物质） ③ 蛋白质：主要含 （ 物质） ④ 核酸：含 （ 物质） 判断：在沙漠植物仙人掌的活细胞中含量最多的化合物是蛋白质（ ） 导练： 例1．下列有关生物体中元素和化合物的叙述，正确的是(　　) A.性激素在核糖体上合成，经内质网加工再由高尔基体分泌 B.血红蛋白含有Mg2＋且参与O2运输，叶绿素含有Fe2＋且吸收可见光 C.通道蛋白通过自身构象的改变来完成物质的跨膜运输 D.控制细菌性状的基因位于拟核的DNA分子上和质粒上 考点二 细胞中的水和无机盐 导读： 预习内容： 1.含量：活细胞中含量最多化合物 在不同情况下细胞含水量的高低(填“>”或“<”)： ①生物种类：水生生物含水量_ ___陆生生物含水量。 ②生长发育阶段：幼儿___ __成年；幼嫩部分__ _成熟部分。 ③组织器官种类与代谢程度： 牙齿__ __骨骼__ _血液。 2.结构 极性分子→(1)良好溶剂 氢键→不稳定→(2)具有流动性 氢键→温度不易改变→(3)较高的比热容 3.存在形式、作用 项目 结合水 自由水 概念 与细胞内的其他物质相结合的水， 叫做结合水 细胞中绝大部分的水以 的形式存在，可以自由流动，叫做自由水 作用 是 的重要组成部分 ①细胞内 剂 ②参与 ③为细胞提供 境 ④运送营养物质和 练习：[2020·高考全国卷Ⅰ，T30(2)]农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是_肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收 。 导思： 4.自由水/结合水与代谢、抗逆性的关 自由水 ⇌结合水 自由水含量越高，代谢越旺盛；结合水含量越高，抗逆性越强。 考查角度： (1)烘烤后的种子为什么不能萌发？ 知识点3 细胞中的无机盐 【归纳总结】常考无机盐的功能 导练： 【易错辨析】 (1)由于共价键的存在，水具有较高的比热容。(　　) (2)晒干的种子细胞内不含有水分，导致细胞代谢停止。(　　) (3)将作物秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是无机盐。(　　) (4)细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在，如CaCO3构成骨骼、牙齿等。(　　) 例1.在玉米细胞中O元素的含量明显高于人体细胞，而N元素的含量又明显低于人体细胞。下列有关这两种细胞中元素和化合物的叙述，错误的是(　　) A.两种细胞中含量较多的四种元素都是C、H、O、NB.玉米细胞中O元素含量更高可能与细胞中糖类较多有关 C.两种细胞中1 g葡萄糖彻底氧化分解释放出的能量相等 D.两种细胞中蛋白质存在差异的原因是基因的选择性表达 例2．下列关于细胞中水的叙述，错误的是(　　) A.水是极性分子，易与带正电荷或负电荷的分子结合，因此水是良好的溶剂 B.水在常温下维持液体状态与氢键的不断断裂和形成有关 C.自由水和结合水都能参与细胞内的生物化学反应D.自由水和结合水在一定条件下可以互相转化 例3．（2019·全国卷Ⅲ，29(2)）氮元素是植物生长的必需元素，合理施用氮肥可提高农作物的产量。农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮(NH)和硝态氮(NO)。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源)中NH和NO的吸收具有偏好性(NH和NO同时存在时，对一种离子的吸收量大于另一种)。请设计实验对这种偏好性进行验证，要求简要写出实验思路、预期结果和结论。 考点三 检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质 导读： 预习内容： 1.还原糖的种类：葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖。 2.原理还原糖+斐林试剂（水浴加热）→ 3.试剂：斐林试剂（甲液：0.1 g/mL的NaOH溶液、乙液：0.05 g/mL的CuSO4溶液， 4.反应实质： 。 1.原理：在 下，肽键与双缩脲试剂中Cu2+作用，产生 。 2.材料：豆浆、鲜肝研磨液 3.试剂：双缩脲试剂（现配现用，依次添加，A液：0.1g/mL的NaOH溶液；B液：0.01g/ mL的CuSO4溶液） 4.现象：紫色 导思： 【易错提醒】 项目 斐林试剂 双缩脲试剂 成分相同 NaOH(甲液)和CuSO4(乙液) NaOH(A液)和CuSO4(B液) 浓度不同 0.1 g/mL的NaOH溶液、 的CuSO4溶液 的NaOH溶液、0.01 g/mL的CuSO4溶液 原理不同 新配制的Cu(OH)2与加入的还原糖在 条件下反应，Cu(OH)2被还原糖中的醛基还原生成砖红色的Cu2O沉淀 在碱性环境下的Cu2＋与具有两个以上肽键的化合物发生反应，生成 络合物 用法不同 甲液和乙液等量混匀后立即使用 先加A液1 mL，摇匀；再加B液4滴，摇匀 使用条件 ℃温水浴加热 不需加热，摇匀即可 颜色反应 →棕色→砖红色(沉淀) 浅蓝色→ (1)原理： (2)选材：富含脂肪且色浅 导练： 【易错辨析】 (1)还原糖和蛋白质的检测都需要加热处理。(　　) (2)斐林试剂和双缩脲试剂都需要先混合再使用。(　　) (3)在脂肪鉴定中酒精的作用是洗去浮色。(　　) (4)在检测还原糖时应先加入斐林试剂甲液，再加入斐林试剂乙液。(　　) 例1．(2022·重庆卷，11)在一定条件下，斐林试剂可与葡萄糖反应生成砖红色沉淀，去除沉淀后的溶液蓝色变浅，测定其吸光值可用于计算葡萄糖含量。下表是用该方法检测不同样本的结果。下列叙述正确的是(　　) 样本 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 吸光值 0.616 0.606 0.595 0.583 0.571 0.564 葡萄糖含量/(mg·mL－1) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 A.斐林试剂与样本混合后立即生成砖红色沉淀B.吸光值与样本的葡萄糖含量有关，与斐林试剂的用量无关 C.若某样本的吸光值为0.578，则其葡萄糖含量大于0.4(mg·mL－1) D.在一定范围内葡萄糖含量越高，反应液去除沉淀后蓝色越浅 1.(2023·北京卷，1)PET－CT是一种使用示踪剂的影像学检查方法。所用示踪剂由细胞能量代谢的主要能源物质改造而来，进入细胞后不易被代谢，可以反映细胞摄取能源物质的量。由此可知，这种示踪剂是一种改造过的(　　) A.维生素 B.葡萄糖 C.氨基酸 D.核苷酸 2.(2022·浙江6月选考，5)生物体中的有机物具有重要作用。下列叙述正确的是(　　) A.脂肪对植物细胞起保护作用B.鸟类的羽毛主要由角蛋白组成 C.糖原是马铃薯重要的储能物质D.纤维素是细胞膜的重要组成成分 3.(2021·海南卷，1改编)下列关于纤维素的叙述正确的是(　　) A.是植物和蓝细菌细胞壁的主要成分B.易溶于水，在人体内可被消化 C.与淀粉一样都属于多糖，二者的基本组成单位不同D.水解的产物与斐林试剂反应产生砖红色沉淀 4.(2023·重庆卷，2)几丁质是昆虫外骨骼和真菌细胞壁的重要成分，中国科学家首次解析了几丁质合成酶的结构，进一步阐释了几丁质的合成过程(如下图)。该研究结果在农业生产上有重要意义。下列叙述错误的是(　　) A.细胞核是真菌合成几丁质的控制中心B.几丁质是由多个单体构成的多糖物质 C.细胞通过跨膜运输将几丁质运到胞外D.几丁质合成酶抑制剂可用于防治病虫害 5.(2021·浙江6月选考，5)无机盐是生物体的组成成分，对维持生命活动有重要作用。下列叙述错误的是(　　) A.Mg2＋存在于叶绿体的类胡萝卜素中B.HCO对体液pH起着重要的调节作用 C.血液中Ca2＋含量过低，人体易出现肌肉抽搐D.适当补充I－，可预防缺碘引起的甲状腺功能减退症 6.(2021·湖北卷，2)很久以前，勤劳的中国人就发明了制饴(麦芽糖)技术，这种技术在民间沿用至今。麦芽糖制作的大致过程如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.麦芽含有淀粉酶，不含麦芽糖B.麦芽糖由葡萄糖和果糖结合而成 C.55～60 ℃保温可抑制该过程中细菌的生长D.麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低 7. (2019课标全国Ⅲ，29，11分)氮元素是植物生长的必需元素，合理施用氮肥可提高农作物的产量。 (1) 植物细胞内，在核糖体上合成的含氮有机物是_蛋白质__，在细胞核中合成的含氮有机物是__核酸__，叶绿体中含氮的光合色素是___叶绿素___。 (2) 农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮（NH4＋）和硝态氮（NO3-）。已知作物甲对同一种营养液（以硝酸铵为唯一氮源）中NH4＋和NO3-的吸收具有偏好性（NH4＋和NO3-同时存在时，对一种离子的吸收量大于另一种）。请设计实验对这种偏好性进行验证，要求简要写出实验思路、预期结果和结论。 8．（2024·甘肃·高考真题）甘肃陇南的“武都油橄榄”是中国国家地理标志产品，其果肉呈黄绿色，子叶呈乳白色，均富含脂肪。由其生产的橄榄油含有丰富的不饱和脂肪酸，可广泛用于食品、医药和化工等领域。下列叙述错误的是（    ） A．不饱和脂肪酸的熔点较低，不容易凝固，橄榄油在室温下通常呈液态 B．苏丹Ⅲ染液处理油橄榄子叶，在高倍镜下可观察到橘黄色的脂肪颗粒 C．油橄榄种子萌发过程中有机物的含量减少，有机物的种类不发生变化 D．脂肪在人体消化道内水解为脂肪酸和甘油后，可被小肠上皮细胞吸收 第03讲 糖类和脂质 考点一 细胞中的糖类 导读： 预习内容： 1.糖的共同点： （1）元素：C、H、O（但几丁质的基本单位是乙酰葡萄糖胺，还含N） （2）糖类是主要的__ _物质 （3）形成途径：_ _ （4）葡萄糖+葡萄糖 麦芽糖 2.糖的分类：（按种类） （1）单糖： 水解的糖 （2）二糖——可水解成 （由两分子单糖 而成的糖。） C6H12O6+C6H12O6C12H22O11 （3）多糖——可水解成 （由多分子单糖脱水缩合而成的糖。） 为什么淀粉、糖原和纤维素的基本单位相同，功能上有很大差异？ 【教材隐性知识】为什么人类很难消化纤维素，营养学家还将其列为人类“第七类营养素”呢？ 3.几丁质 几丁质又称壳多糖。广泛分布于甲壳类动物和昆虫的外骨骼（真菌细胞壁成分）。 应用：几丁质及其衍生物在医药、化工等方面有广泛的用途。例如：几丁质能与溶液中的重金属离子有效结合，因此可用于废水处理；可以用于制作食品的包装纸和食品添加剂；可以用于制造人造皮肤等。 导思： 【易错提示】1.常考的“糖”填空 (1)还原糖与非还原糖:常见的还原糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖,非还原糖包括 、多糖等。  (2)RNA、DNA、ATP中的糖依次为 _、 、 。  (3)植物细胞壁中的糖: 。 (4)细胞膜中的糖: 、糖脂。  (5)真菌细胞壁及昆虫外骨骼的糖： _。 (6)病毒中的糖: _(RNA病毒)、 (DNA病毒)。 (7)存在于核糖体中的糖： __，染色体主要成分的糖： _。 (8)血浆中的糖(葡萄糖):正常的血糖浓度为　 　 mmol/L。  (9)植物体中储能的糖： ，人和动物体储能的糖： 。 2.单糖、二糖和多糖的转化 多糖氧化分解的终产物是葡萄糖( ) 导练： 例1．人体摄入的糖类，有的能被细胞直接吸收，有的必须经过水解后才能被细胞吸收，下列糖类中能直接被细胞吸收的是(　　) A．葡萄糖 B．蔗糖C．麦芽糖 D．乳糖 【变式训练】1.如图为糖的分类示意图，下列相关叙述正确的是(　　) A．图中①与②的区别为是否能够被水解B．图中的③只代表葡萄糖 C．枯枝落叶中的纤维素经微生物分解可产生葡萄糖 D．图中的④都能与血液中的葡萄糖相互转化，以维持血糖浓度的相对稳定 【变式训练】2.壳多糖是已知的含氮多糖，其广泛存在于虾、蟹、昆虫的外壳中。下列关于壳多糖和其他多糖的叙述，错误的是(　　) A．多糖均含有C、H、O这三种元素B．糖原只分布在动物的肝脏细胞中 C．纤维素能促进胃肠的蠕动和排空D．壳多糖可用于制作人造皮肤 【变式训练】3.肥胖与长期糖摄入超标有关，培养健康的饮食习惯，控制高糖类副食的摄入，是防止肥胖发生的有效手段。下列认识正确的是(　　) A．糖是细胞内主要的储能物质，常被形容为“生命的燃料” B．糖在生产生活中有广泛的用途，某些糖可用于废水处理、制作人造皮肤等 C．糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪，在糖类代谢发生障碍时，脂肪也能大量转化为糖类 D．糖尿病是一种常见的糖代谢异常疾病，病人饮食中不能含任何糖类 考点二 细胞中的脂质 导读： 预习内容 1.共同点 （1）主要是 ，磷脂还含有 （2）合成场所： （3）特点： ①相对于糖类，脂质分子 含量低， 含量高； ②通常不溶于 ，易溶于 。 2.分类、分布及功能： 按化学本质分类 元素组成 功能及分布 脂肪 C、H、O 磷脂 C、H、O、N、P 固醇 胆固醇 C、H、O 性激素 维生素D 导思： 判断：磷脂是所有细胞必不可少的脂质（ ） 同为脂肪，为什么常温下动物脂肪呈现固态，而植物脂肪却呈液态？ 为什么等量的脂肪比糖类含能量多？但一般情况下脂肪却不是生物体利用的主要能源物质? 【易错辨析】 1.糖类均由C、H、O三种元素组成。(　 　)2.淀粉水解的终产物是CO2和水。(　 　) 3.胞中可以检测到麦芽糖。(　 　)4.几丁质能与溶液中的重金属离子有效结合，因此可用于废水处理。(　 　) 5.胆固醇存在于所有细胞中，是组成细胞和生物体的重要有机化合物。(　 　) 6.不饱和脂肪酸的熔点较低，不容易凝固。(　 　) 糖类和脂质的比较 糖类 项目 脂质 C、H、O 元素组成 C 、 H 、 O，有些含有N 、P 单糖、二糖、多糖 种类 脂肪、磷脂、固醇 淀粉：叶绿体；纤维素：高尔基体 糖原：主要是肝脏、肌肉 合成 部位 主要是内质网 ①主要的能源物质 ②构成细胞结构，如糖被、细胞壁 ③核酸的组成成分，如核糖、脱氧核糖 生理 作用 ①生物体的储能物质（脂肪） ②构成细胞膜的重要成分（磷脂） ③调节新陈代谢和生殖发育(性激素) 导练： 例1．合理均衡的膳食对维持人体正常生理活动有重要意义。据下表分析，叙述错误的是(　　) 　　　　项目 食物/100 g　　　 能量/kJ 蛋白质/g 脂肪/g 糖类/g ① 880 6.2 1.2 44.2 ② 1 580 13.2 37.0 2.4 ③ 700 29.3 3.4 1.2 A.含主要能源物质最多的是②B.需控制体重的人应减少摄入①和② C.青少年应均衡摄入①、②和③D.蛋白质、脂肪和糖类都可供能 【变式训练】1.几丁质是由1 000～3 000个N乙酰葡萄糖胺聚合而成，是广泛存在于甲壳类动物和昆虫外骨骼中的一种多糖。下列叙述正确的是(　　) A.昆虫外骨骼中提取到的几丁质与糖原的元素组成相同B.若干个相连的氮原子构成的结构是几丁质的基本骨架 C.可用斐林试剂鉴定几丁质是否为还原糖D.糖原和几丁质都是动物细胞内的储能物质 【变式训练】2.脂质可为机体提供所需的能量、必需脂肪酸等，但摄入过多会导致高脂血症、动脉粥样硬化等疾病。下列有关叙述正确的是(　　) A.脂肪、磷脂、固醇都属于脂质，且都是储能物质B.植物脂肪大多含有饱和脂肪酸，在室温时呈液态 C.磷脂中甘油的两个羟基与磷酸及其他衍生物结合 D.胆固醇是人体细胞膜的重要成分，高脂血症可能与胆固醇偏高有关 例2．葡萄糖是人体所需的一种单糖。下列关于人体内葡萄糖的叙述，错误的是(　　) A.葡萄糖是人体血浆的重要组成成分，其含量受激素的调节 B.葡萄糖是机体能量的重要来源，能经自由扩散通过细胞膜 C.血液中的葡萄糖进入肝细胞可被氧化分解或转化为肝糖原 D.血液中的葡萄糖进入人体脂肪组织细胞可转变为甘油三酯 【变式训练】1.科研人员将某油料种子置于条件适宜的环境中培养，定期检测种子萌发过程(含幼苗)脂肪含量和干重，结果如图所示，下列叙述错误的是(　　) A.导致AB段种子干重增加的元素主要是氧元素B.BC段细胞中“结合水/自由水”的值会下降 C.有机物的氧化分解导致BC段种子干重减少D.C点幼苗开始光合作用，种子干重开始增加 【变式训练】2.常言道：“马无夜草不肥”，其实是有科学依据的。生物体内有一种被称为“BMAL1”的蛋白质，能促进脂肪堆积，这种蛋白质在白天减少，夜间增多。下列有关叙述正确的是(　　) A．糖类和脂肪都是细胞中主要的能源物质B．“BMAL1”在夜间可能会促进脂肪转化为糖类 C．脂肪不仅能储存能量，还具有保温作用D．脂肪分子中氢的含量远远少于糖类 1.(2023·北京卷，1)PET－CT是一种使用示踪剂的影像学检查方法。所用示踪剂由细胞能量代谢的主要能源物质改造而来，进入细胞后不易被代谢，可以反映细胞摄取能源物质的量。由此可知，这种示踪剂是一种改造过的(　　) A.维生素 B.葡萄糖 C.氨基酸 D.核苷酸 2.(2022·浙江6月选考，5)生物体中的有机物具有重要作用。下列叙述正确的是(　　) A.脂肪对植物细胞起保护作用B.鸟类的羽毛主要由角蛋白组成 C.糖原是马铃薯重要的储能物质D.纤维素是细胞膜的重要组成成分 3.(2021·海南卷，1改编)下列关于纤维素的叙述正确的是(　　) A.是植物和蓝细菌细胞壁的主要成分B.易溶于水，在人体内可被消化 C.与淀粉一样都属于多糖，二者的基本组成单位不同D.水解的产物与斐林试剂反应产生砖红色沉淀 4.(2023·重庆卷，2)几丁质是昆虫外骨骼和真菌细胞壁的重要成分，中国科学家首次解析了几丁质合成酶的结构，进一步阐释了几丁质的合成过程(如下图)。该研究结果在农业生产上有重要意义。下列叙述错误的是(　　) A.细胞核是真菌合成几丁质的控制中心B.几丁质是由多个单体构成的多糖物质 C.细胞通过跨膜运输将几丁质运到胞外D.几丁质合成酶抑制剂可用于防治病虫害 5.(2021·湖北卷，2)很久以前，勤劳的中国人就发明了制饴(麦芽糖)技术，这种技术在民间沿用至今。麦芽糖制作的大致过程如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.麦芽含有淀粉酶，不含麦芽糖B.麦芽糖由葡萄糖和果糖结合而成 C.55～60 ℃保温可抑制该过程中细菌的生长D.麦芽中的淀粉酶比人的唾液淀粉酶的最适温度低 6．（2024·全国·高考真题）大豆是我国重要的粮食作物。下列叙述错误的是（    ） A．大豆油含有不饱和脂肪酸，熔点较低，室温时呈液态 B．大豆的蛋白质、脂肪和淀粉可在人体内分解产生能量 C．大豆中的蛋白质含有人体细胞不能合成的必需氨基酸 D．大豆中的脂肪和磷脂均含有碳、氢、氧、磷4种元素 第04讲 蛋白质和核酸 考点一 蛋白质是生命活动的主要承担者 导读： 预习内容： 知识点1 氨基酸的结构及种类（教材中与氨基酸相关知识总结） 1.元素组成：主要是 ，有些含 等 2.结构简式： ①特点： 每个氨基酸分子至少都含有一个 和一个 ，并连在同一个 原子上。 问题1.部分氨基酸分子中含有一个以上的氨基或羧基，那么它们存在什么位置呢？ 导思： 氨基酸的种类取决于什么？ 3.氨基酸的种类：组成人体蛋白质的 种氨基酸 （1）必需氨基酸: ，必须从外界环境中直接获取的氨基酸，共 种。 注意：（婴儿9种，组氨酸） （2） 非必需氨基酸: 氨基酸，共 种。 源于必修1 P30“与社会的联系”：组成人体蛋白质的必需氨基酸有8种， 巧记为【甲携来一本亮色书】： 甲(甲硫（蛋）氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)。 【教材中的隐性知识】教材必修1 P30“与社会的联系”(改编):评价蛋白质营养价值的依据是什么？ 【易错提醒】 1.蛋白质是生物体主要的能源物质。(　　) 2.氨基酸序列改变或蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化。(　　) 3.氨基酸的空间结构和种类决定蛋白质的功能。(　　) 4.评价蛋白质食品营养价值主要依据其必需氨基酸的种类和含量( ) 知识点2　蛋白质的结构和功能 1.蛋白质的结构： (1)氨基酸的脱水缩合：一个氨基酸分子的 和另一个氨基酸分子的 相连接，同时脱去 ，这种结合的方式叫 。 ①合成场所： ②条件（翻译）： ③H2O中各元素的来源：H来自于_ __，O来自于_ _ ④多肽的命名： (2)蛋白质的形成过程： 元素： 　↓ 氨基酸：蛋白质的 　↓脱水缩合（核糖体） 二肽：由 缩合而成的化合物 　↓脱水缩合（ ） 多肽(链)：由多个氨基酸缩合而成的，含有多个肽键的化合物，通常呈链状结构（少数环状） 　↓盘曲折叠 注意：三肽及以上可以称多肽或肽链 蛋白质：具有一定的 【教材中的隐性知识】必修1 P30“正文”: 由于氨基酸之间能够形成 ，从而使得肽链能够 ，形成具有 的蛋白质分子。 注意：①人类许多疾病与人体细胞内肽链的折叠错误有关，如囊性纤维化、阿尔兹海默症、帕金森病。 肽链的连接方式----二硫键 ②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。 (3)蛋白质结构的多样性： 直接原因：组成蛋白质的氨基酸 可能成千上万，形成肽链时，氨基酸 千变万化，肽链数目和盘曲、折叠方式（α-螺旋、β-折叠）及其形成的 不同千差万别，因此，蛋白质分子的结构极其多样。 根本原因：①不同生物体： ；②同一生物体： 。 2.蛋白质的功能多样性： 3.蛋白质的水解、变性和盐析： （1）盐析：蛋白质在盐溶液中 ，使蛋白质凝聚从溶液中析出，该过程是 的。 （2）水解： 断裂，蛋白质分解为 。与脱水缩合相反，需要 的催化。 注意：脱水缩合：减少水分子；水解：增加水分子。 （3）变性： 发生改变，肽键 。 该过程一般不可逆。 注意：仍能与双缩脲试剂发生紫色反应。 变性使蛋白质的空间结构变得伸展、松散，使肽键暴露（应用：煮熟的食物容易消化吸收）。 知识点3　蛋白质的相关计算与分析 1.脱水缩合过程中形成肽键数、脱去水分子数计算： 肽链 氨基酸数 肽链数 肽键数 脱水数 2 1 1 1 3 1 2 2 … … 1 … … n 1 n－1 n－1 n 2 n－2 n－2 n 3 n－3 n－3 n m n－m n－m (1) 在链状多肽中：脱去的水分子数 = 【易错提醒】环状肽和链状肽的区别 ①肽键数=氨基酸数=脱去的水分子数。 ②主键上没有游离的氨基和羧基。 2.肽链中氨基、羧基、蛋白质的相对分子质量计算： （1）游离氨（羧）基数目=肽链数+R基中氨（羧）基数 （2）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 ①无二硫键的蛋白质的相对分子质量=氨基酸数×氨基酸的平均分子质量a-失去的水个数×18 ②有二硫键的蛋白质的相对分子质量=氨基酸数×氨基酸的平均分子质量a -失去的水个数×18-2 ×二硫键个数 3.多肽中原子数计算： 请找出下图蛋白质中N原子数和O原子数，并找出规律？ （1）N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数 （2）O原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的O原子数 导练： 例1．科学家已经发现了第21种和第22种氨基酸——硒代半胱氨酸和吡咯赖氨酸，硒代半胱氨酸也可以在人体中合成，吡咯赖氨酸只存于甲烷菌中。下列关于组成蛋白质的氨基酸的说法，错误的是 (　　) A.组成人体蛋白质的氨基酸有13种必需氨基酸，8种非必需氨基酸 B.组成人体蛋白质的氨基酸都含有C、H、O、N C.这两种氨基酸的结构也符合组成蛋白质的氨基酸的结构通式 D.第21种和第22种氨基酸的理化性质不同，原因是二者的R基不同 【变式训练】食用花卉是一类富含氨基酸且有利于人体氨基酸营养平衡的天然绿色食品。下列有关食用花卉中氨基酸的叙述，正确的是(　　) A.各种氨基酸都含有元素C、H、O、N、SB.食用花卉中的氨基酸可以用双缩脲试剂来检测 C.必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标 D.通过检测氨基酸的种类可鉴定区分不同种类的花卉 例2．对蛋清溶液做如下两种方式的处理。下列有关分析错误的是(　　) 蛋清溶液 A.经①②过程处理，蛋白质的空间结构及肽键没有遭到破坏 B.经③④过程处理，分别破坏了蛋白质的空间结构及肽键 C.经处理后乙溶液中的肽链数目增多，甲溶液中不变D.向甲、乙两溶液中加入双缩脲试剂，甲变紫、乙不变紫 【变式训练】蛋白质是生命活动的主要承担者，生物体内不同类型的蛋白质行使不同的功能。下列相关叙述错误的是(　　) A.葡萄糖进入小肠上皮细胞需要借助载体蛋白，并消耗能量 B.某种蛋白与病原体结合，可抑制病原体对人体细胞的黏附 C.突触后膜上的受体蛋白，可特异性识别并结合神经递质 D.用胰蛋白酶处理生物膜，不会改变生物膜的选择透过性 例3．多肽有链状的，也有环状的。下列有关说法不正确的是(　　) A.一条链状多肽至少含有1个氨基和1个羧基B.n个氨基酸形成环状多肽时相对分子质量的变化为18n C.多肽能盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子D.将环状n肽彻底水解需要破坏的肽键数量为(n－1) 【变式训练】如图为一个由200个氨基酸构成的蛋白质分子，其中“—S—S—”是将两条肽链连接起来的二硫键(由两个—SH形成，即—SH＋—SH→—S—S—＋2H)。下列叙述正确的是(　　) A.该分子中含有197个肽键B.该蛋白质中至少含有2个游离的氨基 C.参与构成该蛋白质分子的氨基酸中至少有200个氨基 D.合成该蛋白质的过程中，其相对分子质量减少了3 568 考点二 核酸是遗传信息的携带者 导读： 预习内容： 知识点1 核酸的分类和功能 1.核酸的分布和功能： 核酸 分类 脱氧核糖核酸DNA 核糖核酸 RNA 功能 ①携带遗传信息 ②控制遗传、变异和蛋白质生物合成 2.DNA分布和功能： DNA 作为遗传物质 真核细胞 细胞质中 原核细胞 DNA病毒 【教材中的隐性知识】源于必修1 P27思考：原核细胞的DNA也是双链链状结构吗？位于细胞内的什么部位？ 3.RNA分布和功能： 4.教材中核酸的功能常考点 （1）DNA：携带遗传信息，控制性状 （2）RNA：作为遗传物质(某些病毒）；传递遗传信息(mRNA)；运输氨基酸(tRNA)；组成核糖体(rRNA)；作为酶，具有催化作用。 知识点2 核酸的结构层次 注意：DNA与RNA的判断：一看“五碳糖”，二看“碱基” 1.DNA和RNA的区别： 注意;DNA一般是双链，稳定、变异少。RNA一般是单链，不稳定、变异丰富。 导思： 知识点3 教材中与核酸有关的知识（常考点） 【透析重难点】 1.辨析DNA、RNA、ATP和核苷酸中“A”的含义 2.不同生物的核酸、核苷酸、碱基、遗传物质归纳 生物种类 核酸种类 碱基种类 核苷酸种类 遗传物质 细胞生物（真核、原核） DNA和RNA  种  种 病毒 DNA病毒 DNA  种  种 RNA病毒 RNA 种 种 3.DNA、RNA和蛋白质三者之间的关系 生物多样性的直接原因是 ； 根本原因是DNA的多样性； 。 知识点4 DNA的特性 1.多样性 组成DNA的脱氧核苷酸虽然只有4种，但是如果数量不限，在连成长链时，排列顺序是极其多样的，所以DNA分子具有多样性。 2.特异性 每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的比例和排列顺序是特定的，遗传信息储存在特定的核苷酸的排列顺序中。 源于必修1 P34“问题探讨”：DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息的原因是 。DNA鉴定技术还可以应用在 等方面。 导练： 例．1.下图甲为生物体内的一种化合物，图乙为大肠杆菌的核酸的一部分。下列说法错误的是(　　) A.图甲参与形成的核酸分子不能携带遗传信息 B.将图甲③中的氧原子去掉，则两图所含五碳糖相同 C.图乙的核酸分子中一般不存在游离的磷酸基团 D.图乙中编号4对应的物质不属于该核酸的单体 【变式训练】图甲是组成乙或丙的基本单位(单体)。下列相关叙述错误的是(　　) A.甲中a为核糖或者脱氧核糖，b为腺苷 B.病毒中的核酸可能是乙，也可能是丙 C.人的神经细胞中含有甲的种类是8种 D.小麦根尖细胞遗传物质中，甲中的m有4种 例．2.细胞内的核酸通常需要与蛋白质结合成为核酸—蛋白质复合物，才能行使特定的生理功能。下列有关叙述错误的是(　　) A.RNA与蛋白质结合有利于肽链的合成 B.DNA与蛋白质结合能调控基因的表达 C.真核细胞和原核细胞中均存在DNA与蛋白质形成的复合物 D.DNA的合成过程需要蛋白质，蛋白质的合成过程不需要DNA 【变式训练】生物体内存在着多种结合蛋白质，核蛋白就是其中的一类。核蛋白是由核酸与蛋白质结合形成的，下列相关叙述正确的是(　　) A.彻底水解某一核蛋白就可以得到脱氧核糖 B.哺乳动物红细胞中血红蛋白的合成与核蛋白无关 C.分裂中期可观察到被甲紫溶液着色的核蛋白位于细胞核 D.流感病毒、烟草花叶病毒等动植物病毒的化学本质就是核蛋白 考点三 生物大分子以碳链为基本骨架 导读： 知识点1 基本骨架（教材中常见的基本骨架总结） 每一个单体都由若干个相连的碳原子构成的 为骨架，再由许多单体连接成多聚体，因此，生物大分子是以 基本骨架的。 (源于必修1 P33“正文”)碳是“生命的核心元素”的原因是 。 【归纳总结】教材中常见的基本骨架 （1）DNA： 作为DNA的基本骨架。 （2）细胞膜： 作为细胞膜(生物膜)的基本骨架。 （3）生物大分子： 作为生物大分子的基本骨架。 （4）细胞： 作为细胞的基本骨架。 源于必修1 P38“复习与提高”：多糖和核酸都是由许多单体组成的多聚体，试从组成二者单体种类的角度分析核酸是遗传信息的携带者，而多糖不是的原因： 。 导思： 知识点2 大分子物质的初步水解和彻底水解 物质 初步水解产物 彻底水解产物 DNA RNA 蛋白质 淀粉 导练： 例．1.已知①酶、②抗体、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是人体内有重要作用的物质。下列说法正确的是(　　) A.①②③都是由氨基酸通过肽键连接而成的B.③④⑤都是生物大分子，都以碳链为骨架 C.①②⑥都是由含氮的单体连接成的多聚体D.④⑤⑥都是人体细胞内的主要能源物质 【变式训练】1.下列有关细胞物质组成叙述正确的是(　　) A.蛋白质、DNA的多样性均与其单体的排列顺序以及自身的空间结构有关 B.淀粉和纤维素均为多糖，它们的功能出现差异的原因是它们的基本组成单位不同 C.只含有C、H、O三种元素的小分子有机物不一定是糖类、脂肪、固醇 D.在T2噬菌体中由A、G、C、T四种碱基构成的核苷酸最多有7种 【变式训练】2.生物大分子绝不是简单的长长的线状单链，而往往是经过反复的盘曲、折叠，保持某种特殊的立体形状，这种立体形状称为构象。别构现象是指某些蛋白质表现其功能时，其构象会发生变化，从而改变了整个分子的性质。下列说法错误的是(　　) A.酶与底物结合催化底物分解，会发生别构现象 B.离子与通道蛋白结合引起通道蛋白构象改变，从而使离子通道开启 C.DNA甲基化能引起DNA构象的改变，从而控制基因的表达 D.DNA粗提取时通过酒精溶解蛋白质，蛋白质没有发生别构现象 1．（2023·海南·高考真题）科学家将编码天然蜘蛛丝蛋白的基因导入家蚕，使其表达出一种特殊的复合纤维蛋白，该复合纤维蛋白的韧性优于天然蚕丝蛋白。下列有关该复合纤维蛋白的叙述，正确的是（    ） A．该蛋白的基本组成单位与天然蜘蛛丝蛋白的不同B．该蛋白的肽链由氨基酸通过肽键连接而成 C．该蛋白彻底水解的产物可与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应 D．高温可改变该蛋白的化学组成，从而改变其韧性 2．（2023·湖北·高考真题）球状蛋白分子空间结构为外圆中空，氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧，而非极性基团分布在内侧。蛋白质变性后，会出现生物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列叙述错误的是（　　） A．蛋白质变性可导致部分肽键断裂B．球状蛋白多数可溶于水，不溶于乙醇 C．加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质D．变性后生物活性丧失是因为原有空间结构破坏 3．（2023·浙江·高考真题）我国科学家在世界上首次人工合成的结晶牛胰岛素，其化学结构和生物活性与天然胰岛素完全相同。结晶牛胰岛素的化学本质是（　　） A．糖类 B．脂质 C．蛋白质 D．核酸 4.（2024·吉林·高考真题）钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2+感受器。小鼠钙调蛋白两端有近似对称的球形结构，每个球形结构可结合2个Ca2+。下列叙述错误的是（    ） A．钙调蛋白的合成场所是核糖体B．Ca2+是钙调蛋白的基本组成单位 C．钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关D．钙调蛋白结合Ca2+后，空间结构可能发生变化 5.（2024·湖北·高考真题）人的前胰岛素原是由110个氨基酸组成的单链多肽。前胰岛素原经一系列加工后转变为由51个氨基酸组成的活性胰岛素，才具有降血糖的作用。该实例体现了生物学中“结构与功能相适应”的观念。下列叙述与上述观念不相符合的是（    ） A．热带雨林生态系统中分解者丰富多样，其物质循环的速率快 B．高温处理后的抗体，失去了与抗原结合的能力 C．硝化细菌没有中心体，因而不能进行细胞分裂D．草履虫具有纤毛结构，有利于其运动 第05讲 细胞膜和细胞核 考点一 细胞膜的结构和功能 导读： 知识点1 细胞膜的功能 教材中生命系统信息传递的三类主体【拓展延伸】 1.细胞膜：也称质膜，是细胞的边界 （1）植物细胞的细胞壁： ①主要成分： ②合成场所： ③去除方法： ④功能： ⑤特性： 注意：细胞壁不是植物细胞“系统的边界” 【拓展延伸】细胞壁相关知识总结（常考点） (1)不同生物细胞壁的主要成分不同，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，细菌细胞壁的主要成分是 ，而真菌细胞壁的主要成分是 。溶菌酶可以水解肽聚糖而不能水解几丁质，所以溶菌酶能杀死细菌，却对真菌基本没作用。 (2)酶解法除植物细胞壁（所用酶为纤维素酶和果胶酶）后的结构为原生质体。P选三37 (3)从细胞壁的功能上理解，由于细胞壁是全透性的，对物质没有选择性，故细胞壁不是系统的边界，细胞膜才是系统的边界。P必一63 (4)主要形成时期及过程：形成于有丝分裂末期，细胞板向四周扩展形成新的细胞壁。P必113 2.细胞膜的功能： （1） （2） 。 注意：鉴定细胞是否死亡方法 ①台盼蓝染色（也称染色排除法），蓝色的是死细胞 ②植物细胞：观察是否发生质壁分离及复原 （3） 。 【教材隐性知识】源于必修1 P41“图3-2”：细胞间的三种信息交流方式，据图分析回答： (1)植物细胞间的胞间连丝、人体内胰岛素的作用过程、精子和卵细胞之间的识别和结合分别属于图中的哪种方式？ 导思： 知识点2　对细胞膜成分、结构的探索 1.细胞膜成分探索： (1)1895年，欧文顿对植物细胞的通透性进行上万次的实验 ①现象： ，容易穿过细胞膜。 ②结论：推测细胞膜是由 组成的。 (2)20世纪初，科学家利用哺乳动物的红细胞分离出细胞膜，进行化学分析，得知组成细胞膜的脂质有 ，其中 含量最多。 (3)1925年，两位荷兰科学家戈特和格伦德尔提取红细胞脂质平铺，将其在空气—水界面上铺展成单分子层。 ①现象：其面积是红细胞表面积的 2 倍。 ②结论：推断细胞膜中的磷脂分子必然排列为 。 (4)1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力。 ①现象：发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。 ②结论：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有 。 2.细胞膜成分总结： （1）蛋白质（约占40%） 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的 和 越多。 （2）脂质（约占50%） 主要是 ，动物细胞有胆固醇。 （3）糖类（约占2%-10%） 形成 、 后与 等有关。 3.细胞膜结构探索： (1)20世纪40年代：有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质。 (2)1959年：罗伯特森实验：→电镜下细胞膜呈暗-亮-暗三层结构→提出假说：生物膜是由 三层结构构成，他把细胞膜描述为 的统一结构。 (3)20世纪60年代：人们对这一模型的异议增加了，不少科学家对于生物膜是静态的观点提出质疑。 膜静态模型不能解释下列现象：细胞的生长、分裂、变形虫的变形运动等现象都是难以实现的。把生物膜描述为静态的结构，这显然与膜功能的多样性相矛盾。 (4)人—鼠细胞融合实验： 实验方法：荧光标记法 1970年，弗雷和埃迪登( Frye和Edidin ）等科学家用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用发红色荧光的染料标记人细胞表面的蛋白质分子，将小鼠细胞和人细胞融合。 诱导细胞融合的方法： 等 (5)1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜模型： ↓ 提出了流动镶嵌模型 知识点3　流动镶嵌模型的基本内容 1.流动镶嵌模型的基本内容： （1）组成成分： ① ：脂双层为基本骨架。 ②蛋白质： 于脂双层中（大多数蛋白质是可以运动的）。 ③糖类（少）：分布于细胞表面（由信息传递等功能）。 （2）结构特点： （影响因素是温度: 一定范围内，温度升高，膜流动性加快） （3）功能特点： 导练： 【易错辨析】 (1)细胞膜的成分中含有脂质、蛋白质和糖类。(　　) (2)在组成细胞膜的脂质中，胆固醇最丰富。(　　) (3)生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定。(　　) (4)细胞膜的成分是恒定不变的。(　　) (5)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构。(　　) (6)细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的。(　　) (7)细胞膜的流动性与温度没有关系。(　　) (8)动物细胞间的黏着性与细胞膜上的糖蛋白有关。(　　) 考向1 结合细胞膜的结构和功能，考查生命观念 例1．膜蛋白在生物体的许多生命活动中起着重要作用，下列相关叙述错误的是(　　) A.肝细胞的细胞膜上具有胰高血糖素的受体蛋白 B.肾小管上皮细胞的细胞膜上具有主动运输水分子的转运蛋白 C.甲状腺细胞的细胞膜上具有促甲状腺激素的受体蛋白 D.肺部细胞的细胞膜上具有新冠病毒S蛋白识别的受体蛋白 【变式训练】1.脂蛋白是一种富含胆固醇的特殊大分子，表面由胆固醇及磷脂包裹，嵌有亲水性载脂蛋白，可以进入并沉积在血管壁上促进动脉粥样硬化。右图是脂蛋白的结构模式图。下列相关叙述正确的是(　　) A.位于脂蛋白核心的a是水分子，在细胞中有结合水和自由水两种存在形式 B.b表示蛋白质，基本组成单位是氨基酸，脂蛋白与苏丹Ⅲ结合形成橘黄色颗粒 C.c表示磷脂分子，由甘油、脂肪酸和磷酸等组成，在空气—水界面铺展成单分子层 D.胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，由于氢含量比糖高是细胞内良好的储能物质 【变式训练】2.下列关于细胞膜成分和功能的叙述，正确的是(　　) A.细胞膜的成分可以使用双缩脲试剂和苏丹Ⅲ染液进行鉴定 B.科研上常用染色法鉴定细胞死活，是因为细胞膜可以将细胞与外界环境分隔开 C.改变细胞膜上某种蛋白质的结构可能会影响细胞间的信息交流 D.细胞膜外侧的糖类只可与细胞膜上的蛋白质结合形成糖蛋白，具有保护和润滑作用 考点二 细胞核的结构和功能 导读： 知识点1 细胞核的功能及其实验探究 1.细胞核的分布：真核细胞内 细胞核——细胞的 “控制中心” 真核细胞都有一个细胞核吗？ （1）没有细胞核： 。 （2）一个细胞核：大多数真核细胞。 （3）多个细胞核： 。 2.细胞核功能实验探究： (1)黑白美西螈核移植实验： ①结论：美西螈的肤色遗传受细胞核控制，证明细胞核是遗传的控制中心。 ②实验不足：实验缺少对照。 如何设计对照实验？ ③对照： 结论：美西螈的肤色遗传受细胞核控制，证明细胞核是遗传的控制中心。 (2)蝾螈受精卵横缢实验： 结论：蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制，说明细胞核是代谢的控制中心。 该实验是如何设置对照的？ 提示：既有相互对照（有核和无核）又有自身前后对照（无核者重新挤入核） (3)变形虫切割与核移植实验 结论：变形虫的分裂、生长、再生、对刺激的反应等生命活动受细胞核控制，证明细胞核是代谢的控制中心。 去核后的变形虫仍能生活一段时间的原因是什么？ 提示：已合成的蛋白质仍发挥作用。 (4)伞藻嫁接与核移植实验：嫁接实验 ①结论：伞帽的形状与 伞柄 无关，与 假根 有关。 ②不足：无法排除假根中其他物质(如细胞质)对实验的影响。 实验名称 结论 美西螈核移植实验 美西螈的肤色是由细胞核控制的（遗传） 蝾螈受精卵横缢实验 细胞核控制着细胞的分裂、分化（代谢） 变形虫切割实验 细胞核控制细胞的生命活动（代谢） 伞藻嫁接与核移植实验 生物体的形态结构主要与细胞核有关（遗传） 导思： 知识点2 细胞核的结构 核膜（磷脂＋蛋白质）： （外膜上附着大量核糖体，常与内质网相连） 核孔：实现核质之间 。 核仁：与 。 核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢的关系： 染色质： 注意：染色质与染色体 (1)染色质与染色体的关系：染色质和染色体是同种物质在细胞不同时期的两种存在状态。 (2)特点：易被 染料染成深色（高倍镜只能看到染色体，看不到染色质） 导练： 【易错辨析】 (1)核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出。(　　) (2)染色体和染色质只是形态不同，而成分完全相同。(　　) (3)细胞核是细胞代谢的控制中心，也是细胞代谢的中心。(　　) (4)所有的真核细胞都有细胞核，且只有一个核。(　　) (5)蓝细菌无细胞核，也无核糖体。(　　) (6)细胞是生物体代谢和遗传的基本单位。(　　) (7)细胞核是细胞的控制中心，所以要在细胞的最中央。(　　) 考向1 结合细胞核的结构和功能，考查生命观念 例．1.细胞核在细胞增殖时发生消失与重建，重建细胞核时，膜小泡聚集在单个染色体周围，形成核膜小泡，最终融合形成细胞核，过程如图所示。下列相关说法正确的是(　　) A.核膜是由两层磷脂分子和蛋白质组成的 B.核膜小泡中的染色体上，每个染色体含有两个DNA分子 C.核膜小泡形成完整细胞核的过程与生物膜的流动性密切相关 D.重建后的细胞核中行使遗传功能的结构是核仁 【变式训练】核孔复合体位于核孔上，主要由核孔蛋白构成，是物质进出细胞核的通道。心房颤动(房颤)是临床上最常见并且危害严重的心律失常疾病，最新研究表明，其致病机制是核孔复合体的运输障碍。下列有关说法错误的是(　　) A．核孔数量随细胞种类以及细胞代谢状况不同发生改变 B．核孔复合体从功能上来说具有双向性，表现在既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA等的出核运输 C．核孔运输障碍发生的根本原因可能是编码核孔复合体的基因发生突变所致 D．核膜由两层磷脂分子组成，房颤的成因与核膜内外的信息交流异常有关 考向2 围绕细胞核功能的实验，考查科学探究 例．2.科研人员将变形虫(甲)置于放射性同位素标记的磷脂介质中培养一段时间后，将其被标记的细胞核取出并移植到未被标记的去核变形虫(乙)中，置于普通培养基中继续培养，观察到变形虫(乙)进行有丝分裂产生的两个子细胞的核膜均含放射性标记。由此可以说明(　　) A.细胞核的核膜是由两层磷脂分子组成的B.分裂时细胞核中部内陷，缢裂为两个新核 C.亲代变形虫的核膜可参与子代核膜的建立D.细胞核是变形虫代谢和遗传的控制中心 【变式训练】伞藻是一种能进行光合作用的单细胞绿藻，由伞帽、伞柄和假根三部分构成，细胞核在假根内。科学家用伞形帽和菊花形帽两种伞藻做嫁接和核移植实验(如图1、2所示)。下列相关叙述错误的是(　　) A.图2中移去细胞核的甲伞藻的生命活动将逐渐减缓直至停止 B.图2中的③与图1中①的帽形相同，都是菊花形帽 C.图1中①②的帽形因嫁接而改变D.题述实验说明生物体形态结构的建成与细胞核有关 1.(2022·广东卷，7)拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构，功能是协助mRNA转移。与野生型相比，推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中，有更多mRNA分布于(　　) A.细胞核 B.细胞质C.高尔基体 D.细胞膜 2.(2022·河北卷，1)关于细胞膜的叙述，错误的是(　　) A.细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流B.细胞膜上多种载体蛋白协助离子跨膜运输 C.细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中D.细胞膜上多种蛋白质参与细胞间信息交流 3.(2021·河北卷，2)关于细胞核的叙述，错误的是(　) A.有丝分裂过程中，核膜和核仁周期性地消失和重现B.蛋白质合成活跃的细胞，核仁代谢活动旺盛 C.许多对基因表达有调控作用的蛋白质在细胞质合成，经核孔进入细胞核 D.细胞质中的RNA均在细胞核合成，经核孔输出 4.(2022·浙江6月选考，15改编)下列关于细胞核结构与功能的叙述，正确的是(　　) A.核膜为单层膜，有利于核内环境的相对稳定B.核膜上有核孔，可调控核内外的物质交换 C.核仁是核内的圆形结构，主要与mRNA的合成有关D.染色质由RNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体 5.(2022·海南卷)肌动蛋白是细胞骨架的主要成分之一。研究表明，Cofilin­1是一种能与肌动蛋白相结合的蛋白质，介导肌动蛋白进入细胞核。Cofilin­1缺失可导致肌动蛋白结构和功能异常，引起细胞核变形，核膜破裂，染色质功能异常。下列有关叙述错误的是(　　) A.肌动蛋白可通过核孔自由进出细胞核B.编码Cofilin­1的基因不表达可导致细胞核变形 C.Cofilin­1缺失可导致细胞核失去控制物质进出细胞核的能力 D.Cofilin­1缺失会影响细胞核控制细胞代谢的能力 6.（2024·甘肃·高考真题）高原大气中氧含量较低，长期居住在低海拔地区的人进入高原后，血液中的红细胞数量和血红蛋白浓度会显著升高，从而提高血液的携氧能力。此过程主要与一种激素——促红细胞生成素（EPO）有关，该激素是一种糖蛋白。下列叙述错误的是（    ） A．低氧刺激可以增加人体内EPO的生成，进而增强造血功能 B．EPO能提高靶细胞血红蛋白基因的表达并促进红细胞成熟 C．EPO是构成红细胞膜的重要成分，能增强膜对氧的通透性 D．EPO能与造血细胞膜上的特异性受体结合并启动信号转导 7.（2024·安徽·高考真题）在多细胞生物体的发育过程中，细胞的分化及其方向是由细胞内外信号分子共同决定的某信号分子诱导细胞分化的部分应答通路如图。下列叙述正确的是（    ） A．细胞对该信号分子的特异应答，依赖于细胞内的相应受体 B．酶联受体是质膜上的蛋白质，具有识别、运输和催化作用 C．ATP水解释放的磷酸分子与靶蛋白结合，使其磷酸化而有活性 D．活化的应答蛋白通过影响基因的表达，最终引起细胞定向分化 8.（2024·安徽·高考真题）真核细胞的质膜、细胞器膜和核膜等共同构成生物膜系统。下列叙述正确的是（    ） A．液泡膜上的一种载体蛋白只能主动转运一种分子或离子 B．水分子主要通过质膜上的水通道蛋白进出肾小管上皮细胞 C．根尖分生区细胞的核膜在分裂间期解体，在分裂末期重建 D．[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体基质和内膜上 第06讲 细胞器和生物膜系统 考点一 主要细胞器的结构和功能 导读： 知识点1　细胞质的组成 提示：细胞质细胞代谢的主要场所 在细胞质中，除了细胞器外，还有呈胶质状态的细胞质基质，由水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等组成。在细胞质基质中也进行着多种化学反应。 导思： 知识点2　细胞器 1.分离细胞器的方法： 2. 观察细胞器： 注意：光学显微镜仅观察到外部形态结构，要看内部结构需要电子显微镜才行 动植物细胞的亚显微结构： （1）线粒体 ①分布： ②形态：大多数呈椭球形。 ③结构：外膜、内膜（折叠成嵴,有氧呼吸第三阶段场所）、线粒体基质（液态有氧呼吸第二阶段场所）。 提示：线粒体内膜向内折叠成嵴，嵴增大膜面积分布有氧呼吸的酶。 ④功能：有氧呼吸的主要场所，细胞生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体。 （2）叶绿体 ①功能：光合作用的场所，“养料制造车间”和“能量转换站” （光能→有机物中稳定的化学能） ②分布：主要分布于植物叶肉细胞中。 （3）内质网 注意：粗面内质网其上有核糖体附着；光面内质网上无核糖体附着 ①分布：动植物细胞，由单层膜围成。 ②形态：膜性管道系统。 ③结构：与细胞膜、核膜相连。 ④功能：粗面内质网（蛋白质合成、加工运输）、光面内质网（脂质、糖原合成）。 （4）高尔基体 ①分布：广泛分布于真核细胞。 ②结构：单层膜，由一些扁平的囊和小泡构成 ③功能：主要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”；与植物细胞的细胞壁形成有关（融合原生质体再生细胞壁也与高尔基体有关）；与动物细胞的分泌物形成有关（突触小泡的形成也与高尔基体有关）；与溶酶体的形成有关。 （5）溶酶体——“消化车间” ①分布：动物和真菌细胞中内含多种水解酶，起源于高尔基体。 ②功能： 。 提示：溶酶体分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或病菌可以维持细胞内部相对稳定。 （6）液泡（★内含细胞液） ①成分：糖类、无机盐、色素（水溶性，主要是 ）和蛋白质等。 ②作用:调节植物细胞内环境，能渗透吸水，使细胞保持坚挺。 ③分布：主要存在于成熟的植物细胞。 （7）核糖体 ①分布：广泛分布于真核细胞、原核细胞。 ②结构：无膜结构，蛋白质+rRNA（大亚基和小亚基）。 ③类型：附着在内质网或核膜上：主要合成分泌蛋白，也可以合成溶酶体内和细胞膜上的蛋白质；游离在细胞质基质中：合成胞内蛋白（血红蛋白、呼吸氧化酶、载体）。 （8）核糖体 ①结构：由两个相互垂直的中心粒及周围物质构成。 ②分布：动物与低等植物细胞中（如藻类、地衣植物等） ③功能：与细胞的有丝分裂有关（在分裂间期自我复制，前期发出星射线形成纺锤体）。 知识点4　细胞骨架 1.结构组成： 。 2.功能： 。 导练： 【易错辨析】 1. 将细胞器分离出来常用的方法是密度梯度离心法。( ) 2. 有氧呼吸释放的能量全部来自线粒体。( ) 3. 有氧呼吸释放的能量全部来自线粒体。( ) 4. 被溶酶体分解后的产物都将留在细胞内被继续利用。( ) 5. 液泡中含有糖类、无机盐和色素，但不含蛋白质。( ) 6. 中心体和细胞骨架都只存在于真核细胞中。( ) 7. 细胞骨架的化学本质为蛋白质，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。( ) 考向1 围绕细胞器的结构和功能，考查结构与功能观 例1．生物界细胞的形态、结构和功能是多样的，但其结构与功能总是相适应的，下列观点正确的是(　　) A.小肠绒毛细胞上具有很多微绒毛，其膜表面积与体积的比值增大有利于提高物质交换的效率 B.核糖体是“生产蛋白质的机器”，只在真核细胞中存在 C.癌细胞分裂异常旺盛，故其游离的核糖体较少 D.哺乳动物成熟的红细胞运输O2的能力强，线粒体含量相对多 【变式训练】如图为真核细胞中的四种细胞器的结构模式图，下列有关叙述正确的是(　　) A．用高倍显微镜观察这四种细胞器均需要对其染色B．四种结构均有生物膜，甲、乙结构均能增加生物膜面积 C．分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程需要甲、丙的参与 D．甲中含有分解葡萄糖的酶，乙、丁中含有光合作用相关的色素 考向2 结合细胞器相关图像、曲线分析，考查科学思维 例2．下列关于细胞器的结构和功能的说法，正确的是(　　) A.四种结构中均可以发生A—U配对现象B.a、b、d上进行的生理活动都需要c提供能量 C.分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程需要b、c的参与D.a、c、d都具有双层膜结构 【变式训练】用差速离心法分离出某动物细胞的三种细胞器，经测定它们有机物的含量如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A.细胞器甲是线粒体，其能完成的生理过程是葡萄糖的氧化分解 B.细胞器乙含有蛋白质和脂质，说明其具有膜结构，一定与分泌蛋白的合成和加工有关 C.细胞器丙中进行的生理过程产生水，该细胞器不一定只存在动物细胞中 D.发菜细胞与此细胞共有的细胞器可能有甲和丙 考点二 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 导读： 知识点1 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动 1.实验原理： (1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球或球形，不需染色，制片后直接观察。 (2)活细胞中的细胞质处于不断流动的状态。观察时可用细胞质中的 的运动作为标志。 2.实验器具： 3.实验选材及原因： 实验 观察叶绿体 观察细胞质的流动 选材 藓类叶 菠菜叶或番薯叶稍带些叶肉的下表皮（叶肉细胞含叶绿体，但表皮细胞不含叶绿体） 新鲜的黑藻（属于高等植物） 原因 4.实验步骤： (1)观察叶绿体 滴：在洁净的载玻片中央滴一滴清水(保持有水状态，以保证叶绿体的正常形态且能悬浮在细胞质基质中) 取：用镊子取一片小叶 放：将一片小叶放入载玻片上的清水中 盖：盖上盖玻片 看：临时装片应一直保持有水状态，以免影响细胞活性 (2)观察细胞质流动 注意：将黑藻放在光照、室温条件下培养可以促进细胞质的流动 导练： 考向1 结合用高倍显微镜观察叶绿体的实验，考查观察和方案实施能力 例1．黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物，分布广泛、易于取材，可用作生物学实验材料。下列说法正确的是(　　) A．黑藻细胞叶绿体较大，用高倍光学显微镜可观察到叶绿体的双层膜结构 B．黑藻细胞分裂时，中心体会在间期复制，前期发出星射线形成纺锤体 C．黑藻细胞中细胞质流动方向为顺时针时，则显微镜下观察到的流动方向为逆时针 D．黑藻叶片是进行质壁分离以及质壁分离复原实验的良好材料 【变式训练】如图所示，在显微镜下看到的细胞质流动方向为逆时针。下列说法正确的是(　　) A.装片中细胞内细胞质的实际流动方向为逆时针 B.观察细胞质流动的实验操作过程：取黑藻幼嫩小叶→染色→制片→观察 C.图中叶绿体绕细胞核进行定向循环流动D.观察细胞质流动时，应以液泡的运动作为参照物 考点三 细胞器之间的协调配合及生物膜系统 导读： 知识点1 生物膜系统 1.生物膜系统的组成 生物膜包括 2.生物膜在功能上的联系 导思： 知识点2 生物膜系统中各生物膜的联系 1.成分上的联系 （1）相似性：主要成分为 。 （2）差异性：各种成分所占的比例不同，功能越复杂的生物膜，其 的种类和数量就越多。 2.结构上的联系 （1）由磷脂双分子层构成基本骨架，蛋白质分子分布其中，都具有一定的流动性。 （2）在结构上具有一定的连续性 知识点3 细胞器之间的协调配合 1.分泌蛋白 胞内蛋白 分泌蛋白 作用场所 细胞内 细胞外 实例 呼吸酶、DNA聚合酶、各种转氨酶、DNA解旋酶、RNA聚合酶等细胞生命活动必需的酶 唾液淀粉酶、胃蛋白酶、消化酶、抗体及部分激素。 游离的核糖体→氨基酸形成肽链 ↓ 内质网→加工肽链形成蛋白质 ↓囊 泡 高尔基体→进一步修饰加工成成熟的蛋白质 ↓囊 泡 细胞膜→囊泡与细胞膜融合 ↓分 泌 细胞外 注意：整个过程需要线粒体供能 知识点4 教材中与分泌蛋白合成和分泌过程有关知识（常考点） 1.常考题型一：放射性同位素标记出现的位置 标记氨基酸出现的先后顺序： 2.常考题型二：分泌蛋白合成和分泌过程中膜面积变化 综合比较：高尔基体的膜面积基本不变 内质网： 高尔基体： 细胞膜： 导练： 考向1 结合分泌蛋白的合成和运输过程，考查科学思维 例1．某些两亲性分子(如磷脂)，分散于水中时会自发形成一类具有封闭双层结构的有序组合体，称为囊泡(包括图中的内吞泡和分泌小泡)。在一些细胞中囊泡用来储存、运输和消化细胞产品和废物。如图表示某细胞部分结构和功能示意图。下列说法正确的是(　　) A.囊泡甲中产生的物质都通过胞吐分泌到细胞外B.内吞泡和分泌小泡的形成都要消耗细胞呼吸产生的能量 C.核膜是双层膜结构，物质进出细胞核都是通过核孔进行的 D.囊泡能否将物质准确运输到目的位置取决于膜的流动性 【变式训练】如图是高等动物细胞内蛋白质合成、加工及定向转运的主要途径示意图，其中a～f表示细胞结构，①～⑧表示生理过程。下列相关叙述错误的是(　　) A. 图示结构中，除a外其他均属于细胞的生物膜系统 B. B.过程①中多个结构a附着于mRNA上，可提高蛋白质合成速率 C.生长激素的合成和转运途径是⑤→⑥→⑧D.结构c中的蛋白质均依赖①→④过程转运 考向2 围绕生物膜系统的组成、结构和功能，考查生命观念 例2．凝血酶原是由肝细胞合成的重要凝血蛋白因子，其活性可用凝血酶原时间(PT)反映。PT是指在缺乏血小板的血浆中加入过量的Ca2＋和组织凝血活酶，凝血酶原转化为凝血酶，导致血浆凝固所需的时间。下列叙述错误的是(　　) A.凝血酶原的加工与肝细胞中的内质网和高尔基体等细胞器有关 B.凝血酶原以胞吐的形式进入内环境，该过程不需要膜蛋白参与 C.若肝细胞损伤严重，PT将延长 D.PT可作为临床诊断肝炎的重要指标 【变式训练】细胞生命活动依赖于胞内运输系统。运输系统将大量需要运输的物质分拣、包装到囊泡中，利用动力蛋白水解ATP驱动囊泡在细胞骨架上移动，高效精确地将物质运输到相应结构中发挥功能。下列叙述正确的是(　　) A.血红蛋白可通过囊泡分泌到细胞外 B.核糖体可出芽形成囊泡将肽链运往内质网进行加工 C.在胞内运输过程中，内质网起到重要的交通枢纽作用 D.动力蛋白驱动囊泡在细胞骨架上的移动伴随着能量代谢 1．（2024·浙江·高考真题）浆细胞合成抗体分子时，先合成的一段肽链（信号肽）与细胞质中的信号识别颗粒（SRP）结合，肽链合成暂时停止。待SRP与内质网上SRP受体结合后，核糖体附着到内质网膜上，将已合成的多肽链经由 SRP受体内的通道送入内质网腔，继续翻译直至完成整个多肽链的合成并分泌到细胞外。下列叙述正确的是（    ） A．SRP 与信号肽的识别与结合具有特异性 B．SRP受体缺陷的细胞无法合成多肽链 C．核糖体和内质网之间通过囊泡转移多肽链 D．生长激素和性激素均通过此途径合成并分泌 2．（2023·海南·高考真题）不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见表。 红细胞质膜 神经鞘细胞质膜 高尔基体膜 内质网膜 线粒体内膜 蛋白质（%） 49 18 64 62 78 脂质（%） 43 79 26 28 22 糖类（%） 8 3 10 10 少 下列有关叙述错误的是（    ） A．蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分，二者的运动构成膜的流动性 B．高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关 C．哺乳动物红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象 D．表内所列的生物膜中，线粒体内膜的功能最复杂，神经鞘细胞质膜的功能最简单 3．（2023·浙江·高考真题）囊泡运输是细胞内重要的运输方式。没有囊泡运输的精确运行，细胞将陷入混乱状态。下列叙述正确的是 A．囊泡的运输依赖于细胞骨架B．囊泡可来自核糖体、内质网等细胞器 C．囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性D．囊泡将细胞内所有结构形成统一的整体 4．（2023·浙江·高考真题）性腺细胞的内质网是合成性激素的场所。在一定条件下，部分内质网被包裹后与细胞器X融合而被降解，从而调节了性激素的分泌量。细胞器X是（    ） A．溶酶体 B．中心体 C．线粒体 D．高尔基体 5．（2022·重庆·高考真题）以蚕豆根尖为实验材料，在光学显微镜下不能观察到的是（    ） A．中心体 B．染色体 C．细胞核 D．细胞壁 6．（2024·安徽·高考真题）变形虫可通过细胞表面形成临时性细胞突起进行移动和摄食。科研人员用特定荧光物质处理变形虫，发现移动部分的细胞质中聚集有被标记的纤维网架结构，并伴有纤维的消长。下列叙述正确的是（    ） A．被荧光标记的网架结构属于细胞骨架，与变形虫的形态变化有关 B．溶酶体中的水解酶进入细胞质基质，将摄入的食物分解为小分子 C．变形虫通过胞吞方式摄取食物，该过程不需要质膜上的蛋白质参与 D．变形虫移动过程中，纤维的消长是由于其构成蛋白的不断组装所致 7．（2024·山东·高考真题）某植物的蛋白P由其前体加工修饰后形成，并通过胞吐被排出细胞。在胞外酸性环境下，蛋白P被分生区细胞膜上的受体识别并结合，引起分生区细胞分裂。病原菌侵染使胞外环境成为碱性，导致蛋白P空间结构改变，使其不被受体识别。下列说法正确的是（　　） A．蛋白P前体通过囊泡从核糖体转移至内质网B．蛋白P被排出细胞的过程依赖细胞膜的流动性 C．提取蛋白P过程中为保持其生物活性，所用缓冲体系应为碱性 D．病原菌侵染使蛋白P不被受体识别，不能体现受体识别的专一性 8．（2024·吉林·高考真题）下图表示某抗原呈递细胞（APC）摄取、加工处理和呈递抗原的过程，其中MHCⅡ类分子是呈递抗原的蛋白质分子。下列叙述正确的是（    ） A．摄取抗原的过程依赖细胞膜的流动性，与膜蛋白无关B．直接加工处理抗原的细胞器有①②③ C．抗原加工处理过程体现了生物膜系统结构上的直接联系 D．抗原肽段与MHCⅡ类分子结合后，可通过囊泡呈递到细胞表面 9．（2024·浙江·高考真题）浆细胞合成抗体分子时，先合成的一段肽链（信号肽）与细胞质中的信号识别颗粒（SRP）结合，肽链合成暂时停止。待SRP与内质网上SRP受体结合后，核糖体附着到内质网膜上，将已合成的多肽链经由 SRP受体内的通道送入内质网腔，继续翻译直至完成整个多肽链的合成并分泌到细胞外。下列叙述正确的是（    ） A．SRP 与信号肽的识别与结合具有特异性 B．SRP受体缺陷的细胞无法合成多肽链 C．核糖体和内质网之间通过囊泡转移多肽链 D．生长激素和性激素均通过此途径合成并分泌 第07讲 物质运输 考点一 渗透作用及其现象分析 导读： 知识点1 渗透作用 1.渗透作用的概念： 透过半透膜的 。 渗透作用发生的条件： （1） （2）半透膜两侧溶液存在 2.渗透结果：水分子可以通过半透膜进行双向扩散，直到水分子进出速率达到动态平衡。 3.水的运输方向： ①从溶质的角度分析： ②从水分子自身的角度分析： 知识点2　渗透系统变式分析（常考点） 导思： 问题1：若溶质分子不能通过半透膜，只有水分子可以通过半透膜，且S1（蔗糖）＞S2（清水），则液面变化如何？渗透平衡时有没有水分子进出？渗透平衡时S1溶液浓度=S2溶液浓度吗？ （1）现象： （2）渗透平衡时： 问题2：若溶质分子能通过半透膜，水分子可以通过半透膜，且S1＞S2，则液面变化如何？ S1和S2是同种溶质，且能透过半透膜，S1溶液渗透压大于S2溶液浓度。 问题3：若溶质分子能通过半透膜，水分子可以通过半透膜，则液面变化如何？ S1和S2是两种不同的溶质且只有水和S1能透过半透膜。 （1）若S1的物质的量浓度>S2的物质的量浓度。 （2）若S1的物质的量浓度<S2的物质的量浓度。 问题4: 半透膜只允许水分子通过，分析液面变化及原因是? 问题5: 半透膜只允许水分子通过，分析液面变化及原因是? 导练： 考向1 围绕渗透作用的原理及应用，考查科学思维 例1．如图为一个渗透装置，假设溶质分子或离子不能通过半透膜，实验开始时，液面a和b平齐。下列判断错误的是(　　) A.如果甲、乙都是蔗糖溶液，甲的浓度低于乙，则液面a会下降，液面b会上升 B.如果甲、乙分别是葡萄糖溶液和蔗糖溶液，两者的质量分数相同，则液面a会上升，液面b会下降 C.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的浓度不一定相等 D.当半透膜两侧的渗透作用达到平衡时，甲、乙溶液的渗透压一定相等 【变式训练】1.某同学设计的渗透装置实验如图所示(开始时状态)，烧杯中盛放有蒸馏水。图中猪膀胱膜允许单糖透过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一段时间后再加入蔗糖酶(微量)。下列有关该实验描述正确的是(　　) A．漏斗中液面开始时先上升，加酶后即下降 B．漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后下降，最后保持内外液面基本相平 C．漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后保持一定的液面差不变 D．加酶后在烧杯中可检测出的有机物仅有葡萄糖 【变式训练】2.如图实验装置中，半透膜只允许水分子和单糖分子透过，向a侧加入质量分数为5%的蔗糖溶液，向b侧加入质量分数为5%的葡萄糖溶液，初始状态如图。则下列关于液面的变化及相关叙述正确的是(　　) A．a先降后升，b先升后降B．a先升后降，b先降后升 C．当液面最终停止变化时，半透膜两侧溶液浓度相等D．当液面最终停止变化时，b侧浓度高于a侧 考点二 水分子进出细胞的实例分析 导读： 知识点1 动物细胞的吸水和失水 过程 条件 吸水膨胀 ①外界溶液的浓度 细胞质的浓度 失水皱缩 ②外界溶液的浓度 细胞质的浓度 形态不变 ③外界溶液的浓度 细胞质的浓度 知识点2 成熟植物细胞的吸水和失水 1.成熟植物细胞具有 。 2.植物细胞壁对于水和大部分溶质是通透的，且伸缩性比较小。 3.原生质层特性 ①选择透过性②相当于半透膜③伸缩性大 条件 现象 外界溶液浓度＞细胞液浓度，细胞 ，发生 现象。 外界溶液浓度＜细胞液浓度，细胞 （植物细胞有细胞壁不会吸水涨破），失水的细胞发生 。 外界溶液浓度=细胞液浓度，水分子进出平衡，细胞保持原态 导思： 知识点3 观察植物细胞的质壁分离和复原 1.实验原理： （1）内因： ①成熟的植物细胞的 相当于一层半透膜。 ②原生质层比细胞壁的伸缩性 。 （2）外因：细胞液和外界溶液存在 ，细胞能渗透吸水和失水。 2.实验材料： 紫色洋葱鳞片叶外表皮（原因）： 注意： ①不能用未成熟的细胞，如根尖分生区细胞（原因： ） ②可以用绿色植物的叶肉细胞，如黑藻叶片（为什么? ） 3.实验试剂：0.3g/mL的蔗糖溶液（该浓度既能使植物细胞发生质壁分离，又不会使细胞失水过多影响复原） （1）浓度过低： （2）浓度过高： 4.实验步骤： 质壁分离： 质壁分离复原： 导练：【易错辨析】 (1)渗透作用中膜两侧溶液的浓度指的是质量分数。(　　) (2)在渗透作用中，当半透膜两侧溶液浓度相等时，水分子不再通过半透膜。( 　) (3)将动物细胞放入一定浓度的外界溶液中，不能发生渗透作用。(　　) (4)植物细胞的原生质层包括细胞膜、细胞质和细胞核。(　 　) 知识点4 植物细胞质壁分离实验的应用（拓展延伸） 1.不同外界溶液中植物细胞的变化： 不同类型外界溶液 ①清水中：细胞略膨胀 ②溶质可透过膜的溶液（如KNO3、甘油、尿素、葡萄糖等）中： 。 ③溶质不能透过膜的溶液 2.用于判断成熟细胞的死活： 3.测定细胞液浓度范围 4.比较不同植物细胞的细胞液浓度大小 5.比较未知浓度溶液的浓度大小 6.鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液) 考向1 结合动植物细胞吸水与失水，考查科学思维 例1．将家兔红细胞甲、乙、丙(细胞内部溶液浓度相等)分别置于三种不同浓度(a、b、c)的溶液中，水分子的跨膜运输示意图如下(箭头方向表示水分子的进出，箭头粗细表示水分子出入的多少)。下列说法正确的是(　　) A．据图可知，三种溶液浓度c＜b＜a B．甲细胞发生了渗透吸水现象 C．光学显微镜下可以观察到乙细胞有水分子进出 D．如果把丙细胞换成洋葱表皮细胞，则其会涨破 【变式训练】将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞分别用一定浓度的甲、乙溶液处理，一段时间内，细胞的原生质体相对体积变化如图。下列说法错误的是(　　) A.a～d阶段液泡的体积逐渐减小，颜色加深B.a～b阶段甲溶液的溶质分子可能进入细胞液 C.与a点相比，d点时洋葱表皮细胞的吸水能力大D.处于a、c两点的洋葱表皮细胞的细胞液浓度大体相等 考向2 结合实验原理和步骤，考查科学思维 例2．在观察某植物细胞的质壁分离及质壁分离复原实验中，依次观察到的结果示意图如下，其中①②指细胞结构。下列叙述正确的是(　　) A.甲状态时不存在水分子跨膜运输进出细胞的现象 B.甲→乙变化的原因之一是结构①的伸缩性比结构②的伸缩性大 C.乙→丙的变化是由外界溶液浓度小于细胞液浓度所致 D.细胞发生渗透作用至丙状态，一段时间后该细胞会破裂 【变式训练】质壁分离和质壁分离复原是某些生物细胞响应外界水分变化而发生的渗透调节过程。下列叙述错误的是(　　) A.施肥过多引起的“烧苗”现象与质壁分离有关B.质壁分离过程中，细胞膜可局部或全部脱离细胞壁 C.质壁分离复原过程中，细胞的吸水能力逐渐降低D.1 mol/L NaCl溶液和1 mol/L蔗糖溶液的渗透压大小相等 考向3 结合实验拓展应用，考查科学探究能力 例3．基于对植物细胞质壁分离原理的理解判断，下列各项无法通过质壁分离实验证明的是(　　) A.成熟植物细胞的死活B.原生质层比细胞壁伸缩性大 C.成熟的植物细胞能进行渗透吸水D.水分子可以通过通道蛋白进入细胞 【变式训练】用细胞液浓度相同的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞分别制成5个临时装片，同时滴加甲、乙、丙、丁、戊5种不同浓度的蔗糖溶液，处理相同时间后，观察记录原生质体的体积变化，绘制结果如图所示。下列有关叙述正确的是(　　) A.甲溶液中紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离程度大于丁溶液中的 B.实验后，甲～戊溶液中外表皮细胞的细胞液浓度最低的是乙溶液 C.将丙溶液中的外表皮细胞浸润在清水中，可发生质壁分离的复原 D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液浓度与戊蔗糖溶液浓度相当 考点三 物质出入细胞的方式及影响因素 导读： 知识点1 小分子物质进出细胞方式的比较 1.物质出入细胞的方式： 项   目 被动运输 主动运输 自由扩散 协助扩散 运输方向 是否需蛋白质 是否耗能 代表例子 2.转运蛋白：载体蛋白vs通道蛋白： 名称 通道蛋白 载体蛋白 转运对象 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 只容许与自身 部位相适应的分子或离子通过 特点 通道蛋白不需要与转运的分子或离子 每次转运时都会发生自身 的改变 实例 K+、Na+离子、水分子 葡萄糖 导思： 知识点2 教材中与主动运输相关知识（拓展延伸） 1.主动运输消耗的能量来源： （1）第一类：直接消耗ATP的主动运输，通常称为泵（ATP驱动泵）。 ①Na+-K+泵 ②H+泵 问题：如图表示人体成熟红细胞的部分结构和功能，葡萄糖进入红细胞时的运输特点是什么？ 提示　 （1）第二类：间接消耗ATP的主动运输。 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Na+浓度差的能量。但是Na+浓度差的建立是依靠Na+-K+泵的，而Na+-K+需要消耗ATP。 2.主动运输的类型： ATP驱动 协同转运 光驱动 （1）协同转运 细胞外Na+浓度高→Na+顺浓度内流→为其他物质逆浓度运输提供能量 同向转运 逆向转运 物质进出细胞的方式比较 方式 被动运输 主动运输 胞吞 胞吐 自由扩散 协助扩散 运输方向 低浓度→ 高浓度 细胞内→ 细胞外 是否需要 (消耗) 蛋白质 不需要 需要 需要 能量 不消耗 模型 举例 O2、CO2、甘油、乙醇、苯 人的红细胞吸收 、H2O通过通道蛋白的运输 小肠上皮细胞吸收葡萄糖、无机盐、氨基酸等 白细胞吞噬病菌 分泌蛋白的分泌 影响因素 浓度差 浓度差；转运蛋白的种类和数量 载体蛋白种类和数量；能量 温度；能量 知识点4 影响物质跨膜运输速率的因素 1.影响自由扩散的因素： 2.影响协助扩散的因素： 3.影响主动运输的因素： 4.影响物质跨膜运输速率的因素 导练： 【易错辨析】 (1) 细胞质中的氢离子可以通过扩散作用进入液泡内。(　　) (2)Na＋与有关载体蛋白结合排出神经细胞属于主动运输。(　　) (3)细胞外液中的K＋进入神经细胞属于自由扩散。(　　) (4)液泡中积累了大量离子，故液泡膜不具有选择透过性。(　　) (5)主动运输使膜内外物质浓度趋于一致，维持了细胞的正常代谢。(　　) (6)人红细胞吸收胆固醇与吸收葡萄糖的相同点是需要转运蛋白的协助。(　　) (7)新生儿从乳汁中获得抗体需要消耗能量。(　　) (8)激素都必须通过主动运输进入细胞内才能完成对细胞代谢的调节。(　　) 考向1 结合物质跨膜运输的影响因素，考查科学思维、科学探究 例1．如图是科研人员测得的水稻根细胞随氧气浓度变化对Ca2＋和SiO的吸收情况。下列有关叙述正确的是(　　) A.影响水稻根细胞吸收Ca2＋和SiO的因素仅是氧气浓度 B.A与C对照，说明根细胞膜上SiO的载体比Ca2＋载体少 C.A点的吸收量比B点少的主要外界因素是氧气浓度D.B点以后及时中耕松土，有利于提高两种离子的吸收量 【变式训练】如图甲、乙分别表示洋葱根尖在不同O2浓度及不同底物浓度情况下(其他条件适宜)，从含硝酸钾的全营养液中吸收NO的速率曲线图。下列相关描述不正确的是(　　) A．a点时影响离子吸收速率的主要因素是能量B．b点时离子吸收速率不再增大是因为载体蛋白的数量有限 C．c点时影响离子吸收速率的主要因素是底物浓度 D．d点时离子吸收速率不再增大是因为底物浓度太高，细胞发生质壁分离 考向2结合物质跨膜运输的有关实验分析，考查科学探究 例2．为探究细胞吸收葡萄糖的条件，将兔的成熟红细胞和肌肉细胞分别置于含有5.0%葡萄糖的培养液中进行实验，一段时间后测定培养液中葡萄糖的含量，结果如表。 组别 培养条件 肌肉细胞 成熟红细胞 甲 加入葡萄糖载体抑制剂 5.0% 5.0% 乙 加入呼吸抑制剂 4.7% 3.5% 丙 不做任何处理 2.5% 3.5% 以下分析正确的是(　　) A.该实验的对照组为甲组，因变量为培养液中葡萄糖的含量 B.甲组与丙组比较，可知肌肉细胞和成熟红细胞吸收葡萄糖均需要通道蛋白 C.乙组与丙组比较，可知肌肉细胞和成熟红细胞吸收葡萄糖均需要能量 D.实验结果说明肌肉细胞吸收葡萄糖的方式既有主动运输，也有协助扩散 【变式训练】丽藻是一种水生植物，某实验小组测定了丽藻细胞液中离子浓度与其生活环境中相应离子浓度的比值，统计结果如下表所示，下列相关叙述错误的是(　　) 离子种类 H2PO SO Cl－ K＋ Na＋ Ca2＋ Mg2＋ 细胞液中离子浓度/池水中相应离子浓度的值 18 050 25 100 1 065 46 13 10 A.表格数据说明丽藻对不同离子的吸收存在差异，说明细胞膜具有选择透过性 B.表格中的比值不同反映了丽藻细胞膜上运输不同离子的载体蛋白数量不同 C.若池水缺氧，则离子的吸收将受影响，但丽藻对水的吸收不受影响 D.若池水温度降低，丽藻对离子的吸收速率都将减慢 1.（2023·浙江·高考真题）缬氨霉素是一种脂溶性抗生素，可结合在微生物的细胞膜上，将K＋运输到细胞外（如图所示），降低细胞内外的K＋浓度差，使微生物无法维持细胞内离子的正常浓度而死亡。下列叙述正确的是（    ） A．缬氨霉素顺浓度梯度运输K＋到膜外 B．缬氨霉素为运输K＋提供ATP C．缬氨霉素运输K＋与质膜的结构无关 D．缬氨霉素可致噬菌体失去侵染能力 2.（2024·浙江·高考真题）婴儿的肠道上皮细胞可以吸收母乳中的免疫球蛋白，此过程不涉及（    ） A．消耗 ATP B．受体蛋白识别 C．载体蛋白协助 D．细胞膜流动性 3.（2023·辽宁·高考真题）血脑屏障的生物膜体系在控制物质运输方式上与细胞膜类似。下表中相关物质不可能存在的运输方式是（    ） 选项 通过血脑屏障生物膜体系的物质 运输方式 A 神经生长因子蛋白 胞吞、胞吐 B 葡萄糖 协助扩散 C 谷氨酸 自由扩散 D 钙离子 主动运输 A．A B．B C．C D．D 4.（2023·全国·高考真题）物质输入和输出细胞都需要经过细胞膜。下列有关人体内物质跨膜运输的叙述，正确的是（    ） A．乙醇是有机物，不能通过自由扩散方式跨膜进入细胞 B．血浆中的K+进入红细胞时需要载体蛋白并消耗ATP C．抗体在浆细胞内合成时消耗能量，其分泌过程不耗能 D．葡萄糖可通过主动运输但不能通过协助扩散进入细胞 5.（2022·全国·高考真题）植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是（    ） A．水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度 B．水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c C．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度 D．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度 6.（2024·山东·高考真题）仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成，内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时，内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等；干旱环境下，内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列说法错误的是（　　） A．细胞失水过程中，细胞液浓度增大B．干旱环境下，外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的低 C．失水比例相同的情况下，外层细胞更易发生质壁分离 D．干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快，有利于外层细胞的光合作用 7.（2024·全国·高考真题）干旱缺水条件下，植物可通过减小气孔开度减少水分散失。下列叙述错误的是（    ） A．叶片萎蔫时叶片中脱落酸的含量会降低B．干旱缺水时进入叶肉细胞的会减少 C．植物细胞失水时胞内结合水与自由水比值增大D．干旱缺水不利于植物对营养物质的吸收和运输 第08讲 酶和ATP（第一课时） 考点一 酶的本质和作用 导读： 知识点1 酶的本质和作用 1.酶与细胞代谢的关系： （1）细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。 细胞代谢的主要场所： （2）细胞代谢是细胞生命活动的基础，但细胞代谢中也会产生代谢废物，甚至会产生对细胞有害的物质，如过氧化氢。 （3）代谢类型： ①物质代谢 ②能量代谢 2.酶的催化作用实验验证：比较过氧化氢在不同条件下的分解 （1）实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用。 （2）实验原理： ①加热是化学反应常见的条件； ②Fe3+是无机催化剂； ③新鲜肝脏中含有过氧化氢酶。 （2） 判断H2O2的分解快慢依据： （3） ① ；② （4）实验过程和现象 对照实验 对照组 实验组 试管编号 1 2 3 4 一 H2O2浓度 3% 3% 3% 3% 剂量 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 二 反应条件 常温 90 ℃ FeCl3溶液 肝脏研磨液（H2O2酶） 剂量 2滴清水 2滴清水 2滴 2滴 结果 气泡产生 卫生香复燃情况 （5）实验结论： ①1、4号试管对照，说明 。 ②3、4号试管对照，说明 。 ③与1号试管相比，2号试管产生的气泡多，这一现象说明 4.酶的催化作用机理 图中①表示： 。 图中②表示： 。 图中④表示： 。 图中③表示： 。 图中⑤表示： 。 导思： 【教材隐性知识】（人教版必修1 P78图拓展）酶作为生物催化剂，与无机催化剂相比，在发挥作用过程中有哪些共同特点？酶除了具有催化功能外，可以调节生命活动吗？ 5.酶的本质探索： （1）1857年，法国微生物学家巴斯德认为发酵需要酵母活细胞参与。 （2）德国化学家李比希认为发酵是某些物质在细胞死亡裂解后的作用。 （3）德国化学家毕希纳证明酵母细胞提取液和活细胞一样可以引起发酵，并把这种物质称为酿酶。 （4）1926年，美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取了脲酶的结晶，证实了脲酶是一种蛋白质。 （5）20世纪80年代，切赫和奥尔特曼少数RNA也具有生物催化功能。 结论： 【教材隐性知识】源于必修1 P81“关于酶本质的探索”：巴斯德认为酿酒中的发酵是由酵母细胞引起的，没有活细胞就不能产生酒精；李比希却认为引起发酵的只是酵母细胞中的某些化学物质，不一定需要活的细胞。请你利用酵母细胞、研磨和过滤装置、葡萄糖溶液等材料设计一个实验来结束这一争论。 6.酶的本质： （1）本质： 。 （2）合成原料： 。 （3）合成场所： （4）作用场所： 。 （5）来源： （6）功能： 7.验证酶的化学本质： （1）颜色反应法：蛋白质类酶可用 鉴定，反应后呈 。 （2）酶解法：甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理，酶活性与处理时间的关系如图所示。 【易错提示】有关酶的本质和作用 项目 错误说法 正确理解 产生场所 具有分泌功能的细胞才能产生 化学本质 蛋白质 作用场所 只在细胞内起催化作用 温度影响 低温和高温均使酶变性失活 作用 酶具有调节、催化等多种功能 来源 有的可来源于食物等 导练： 【易错辨析】 (1)酶既可以作为催化剂，也可以作为另一个反应的底物。(　　) (2)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸。(　　) (3)酶提供了反应过程中所必需的活化能。(　　) (4)酶活性的发挥离不开其特定的结构。(　　) (5)纤维素酶能够降解植物细胞壁和细菌细胞壁。(　　) (6)有的酶能催化蛋白质水解，有的酶能催化脂肪水解，有的酶能催化淀粉水解。(　　) 考向1 结合酶的本质、作用和特性，考查生命观念 例1．蛋白质磷酸化是在蛋白质激酶的催化作用下，将ATP的磷酸基团转移到底物蛋白质中某些氨基酸(丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸)残基上的过程。蛋白质磷酸化可使没有活性的蛋白质转化为有活性的蛋白质，是调节和控制蛋白质活力和功能最普遍的机制。下列叙述正确的是(　　) A.蛋白质激酶可将磷酸基团转移到不同的氨基酸残基上，说明酶不具有专一性 B.蛋白质磷酸化可以改变蛋白质的活性，该过程与ATP的水解有关，为放能反应 C.蛋白质激酶发挥催化作用的过程中可提高该反应的活化能，使反应速率更快 D.蛋白质活性变化与其结构改变有关，蛋白质结构的改变不一定导致其活性丧失 【变式训练】1.嚼馒头时会感觉有甜味，那是因为唾液淀粉酶将淀粉分解成了麦芽糖。下列有关酶的说法，错误的是(　　) A.升高温度和加酶都能加快H2O2分解的速率，二者作用机理相同 B.高温、强酸、强碱都会导致唾液淀粉酶的空间结构改变而使其失活 C.唾液淀粉酶既可作为淀粉水解的催化剂，又可作为蛋白酶催化的反应底物 D.唾液淀粉酶能够与双缩脲试剂反应显紫色 【变式训练】2.酶是生物催化剂，下列有关酶的叙述正确的是(　　) A．酶脱离生物体以后无法起作用B．在酶的最适温度下储存酶 C．酶通过提供化学反应活化能加快反应速率D．蛋白酶可以水解唾液淀粉酶 【变式训练】3.下列有关生物体内酶的叙述，正确的是(　　) A．酶在完成催化作用后立即失活B．酶只能在活细胞内才能发挥作用 C．大多数酶是在核糖体上合成的D．酶为反应过程供能从而降低反应活化能 考点二 酶的特性及酶相关实验 导读： 知识点1 酶的高效性 1.定义：与 相比，酶降低活化能的作用 ，催化效率更高。 2.意义：使细胞代谢快速进行。 3.曲线分析 ①曲线分析：酶对应曲线A，无机催化剂对应曲线B，未加催化剂对应曲线C。 ②结论：与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。 4.结论： ①a、b相比说明 。 ②a、c相比说明 。 ③催化剂只缩短到达平衡点的时间，不改变化学反应的平衡点。 【名师点拨】 (1)酶的高效性是指 更显著。 (2)酶的催化效率是无机催化剂的107～1013倍，说明酶具有 。 知识点2 酶的专一性及验证专一性实验 导思： 知识点4 探究影响酶活性的条件 1.酶活性 （1）定义： （2）表示方法：可用在一定条件下酶所催化某一 表示。 2.探究温度对酶活性的影响 （1）实验选择材料是什么？原因？ （2）检测试剂选择什么？原因？ （3）实验材料先分别处理温度，还是先混合？ ①实验材料：淀粉、淀粉酶 不选用H2O2作为反应底物的原因？ ②检测试剂：碘液 不选用斐林试剂进行鉴定的原因? 问题3：实验材料先处理温度，还是先混合？ 3.探究pH对酶活性的影响 （1）实验选择材料是什么？原因？ （2）检测试剂选择什么？ （3）先往试管加入酶溶液还是底物? ①实验材料：H2O2、H2O2酶 不选用淀粉作为反应底物的原因？ 先往试管加入酶溶液还是底物? 强酸、强碱会使酶的 ，使酶 。(蛋白质变性) 知识点5 影响酶促反应速率的因素的曲线分析 1.温度和pH对酶促反应速率的影响 据图可知，不同pH条件下，酶最适温度 ；不同温度条件下，酶最适pH ，即反应溶液pH(温度)的变化不影响酶作用的最适温度(pH)。 2.底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响 图甲中OP 段酶促反应速率的限制因素是 ，而P点之后的限制因素可能为 ； 即在底物充足、其他条件适宜的情况下,酶促反应速率与酶浓度成 相关。 3.酶的竞争性抑制剂和非竞争性抑制剂 （1）由于竞争性抑制剂与底物竞争，因此，其抑制作用可以通过增大底物的浓度来抵消其抑制作用。 （2）由于非竞争性抑制剂不与底物竞争，因此，其抑制作用不能通过增加底物的浓度来抵消其抑制作用。 导练： 【易错辨析】 (1)可以利用肝脏研磨液催化H2O2的分解探究酶的高效性。(　　) (2)酶的活性越高，酶促反应速率越快。(　　) (3)在探究温度或pH对酶活性影响的实验中，可先控制酶的温度或pH，再将酶与底物混合，也可以先将酶与底物混合，再控制酶的温度或pH。(　　) (4)若用唾液淀粉酶进行pH对酶活性影响的实验，则应将60 ℃水浴改为37 ℃水浴。(　　) (5)在测定唾液淀粉酶的活性时，将溶液pH由1提升到6的过程中，该酶的活性将不断上升。(　　) 考向1 结合酶的特性，考查科学探究 例1．如图曲线反映了温度或pH对A、B、C三种酶活性的影响。下列相关叙述正确的是(　　) A．酶B和酶C的最适温度相似，但最适pH一定不同 B．图甲中a点和c点，酶A的活性相同，空间结构也相同 C．图乙中d点，酶B和酶C的空间结构都有一定程度的破坏 D．酶A、酶B和酶C都可能存在于人体的内环境中 【变式训练】1.为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20 ℃)、B组(40 ℃)和C组(60 ℃)，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。下列分析正确的是(　　) A．实验结果表明该酶的最适温度是40 ℃B．实验过程中pH的变化不会对该实验产生影响C．20 ℃条件下，t3时温度提高10 ℃，产物浓度会增加D．60 ℃条件下，t2时增加底物的量不会改变产物浓度 【变式训练】2.在洗涤剂中添加碱性纤维素酶可大大提高对衣物的洗涤效果。研究人员从某芽孢杆菌菌株中分离纯化出一种碱性纤维素酶，探究其催化作用的最适pH和温度，结果如图。下列相关叙述不正确的是(　　) A．碱性纤维素酶的催化机理是降低反应所需的活化能B．该酶的最适温度在50 ℃左右 C．不同温度下，该酶的最适pH有差异D．30 ℃酶活性低的原因是空间结构被破坏 【变式训练】3.如表是有关淀粉酶的探究实验，“＋”表示加，“－”表示不加。下列叙述正确的是(　　) 试管编号 1 2 2 mL 3%淀粉溶液 ＋ － 2 mL 3%蔗糖溶液 － ＋ 1 mL 2%淀粉酶溶液 ＋ ＋ 结果检测 滴加斐林试剂并水浴加热 实验结果 砖红色 无砖红色 A.实验的目的是探究pH对淀粉酶活性的影响B．能用碘液对实验的结果进行检测 C．实验中的自变量是催化剂的种类D．实验结果说明淀粉酶具有专一性 考向2 结合外界因素对酶活性的影响，考查科学思维 例2．如图表示酶的活性与温度的关系。下列叙述正确的是(　　) A.随着温度的升高，酶的活性一直升高B.温度在T2时比在T1时更适合酶的保存 C.酶的空间结构在T1时比T3时破坏更严重D.温度为T2时，酶降低活化能的作用最显著 【变式训练】如图曲线乙表示在最适温度、最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。据图分析正确的是(　　) A.酶量增加后，B点向左上方移动B.增大pH，重复该实验，A、B点位置都不变 C.限制曲线AB段反应速率的主要因素是反应物浓度 D.B点后，升高温度，酶活性增强，将呈现曲线丙所示变化 考向3 结合与酶有关的实验探究，考查科学探究 例3.下列有关酶的探究实验的叙述，合理的是(　　) 选项 探究内容 实验方案 A 酶的高效性 用FeCl3和过氧化氢酶分别催化等量H2O2分解，待H2O2完全分解后，检测产生的气体总量 B 酶的专一性 用淀粉酶催化淀粉和蔗糖水解，用碘液检测 C 温度对酶活性的影响 用淀粉酶分别在热水、冰水和常温下催化淀粉水解，反应相同时间后，检测淀粉分解程度 D pH对酶活性的影响 用H2O2酶在不同pH条件下催化H2O2分解，用斐林试剂检测 【变式训练】某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是(　　) 组别 pH CaCl2 温度(℃) 降解率(%) ① 9 ＋ 90 38 ② 9 ＋ 70 88 ③ 9 － 70 0 ④ 7 ＋ 70 58 ⑤ 5 ＋ 40 30 注：＋/－分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白。 A．该酶的催化活性依赖于CaCl2 B．结合①②组的相关变量分析，自变量为温度 C．该酶催化反应的最适温度为70 ℃，最适pH为9 D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物 1．（2024·浙江·高考真题）下列不属于水在植物生命活动中作用的是（    ） A．物质运输的良好介质 B．保持植物枝叶挺立 C．降低酶促反应活化能 D．缓和植物温度变化 2．（2023·河北·高考真题）关于蛋白质空间结构的叙述，错误的是（    ） A．淀粉酶在0℃时空间结构会被破坏 B．磷酸化可能引起蛋白质空间结构的变化 C．氨基酸种类的改变可能影响蛋白质空间结构 D．载体蛋白在转运分子时其自身构象会发生改变 3．（2024·浙江·高考真题）红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶（PAL）能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取 PAL 酶液，测定 PAL 的活性，测定过程如下表。 下列叙述错误的是（    ） A．低温提取以避免PAL 失活 B．30℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗 C．④加H2O补齐反应体系体积 D．⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应 4．（2023·广东·高考真题）中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序，其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是（    ） A．揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触B．发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性 C．发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性D．高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质 5．（2022·广东·高考真题）某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的 组别 pH CaCl2 温度（℃） 降解率（%） ① 9 + 90 38 ② 9 + 70 88 ③ 9 - 70 0 ④ 7 + 70 58 ⑤ 5 + 40 30 注：+/-分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白 A．该酶的催化活性依赖于CaCl2B．结合①、②组的相关变量分析，自变量为温度 C．该酶催化反应的最适温度70℃，最适pH9D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物 第08讲 酶和ATP（第二课时） 考点一 ATP的结构和功能 导读： 知识点1 ATP的结构 1.ATP是一种高能磷酸化合物 （1）ATP的中文名称　 。 （2）ATP的组成元素： 。 （3）ATP结构简式： 。 （4）A、T、P、～的含义：其中“A”表示 ，“T”表示 ，“P”表示 ，“～”代表 (这种特殊的化学键 )。 导思： 【归纳总结】辨析下列物质结构中“A”的含义 （4） ATP为什么不稳定： （5） （6） ATP是高能磷酸化合物的原因是： 2.ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质 问题1：如何设计实验探究ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质？ 知识点2　ATP的功能 1.ATP的功能 问题2：ATP是唯一的直接能源物质吗？ 【拓展延伸】NTP与dNTP 导练： 考向1 结合ATP的结构和功能，考查结构与功能观 例1．如图是ATP的结构简式，图中①②表示一种特殊的化学键。下列相关叙述错误的是(　　) A.②断裂后的产物可直接与Pi结合形成ATPB.①断裂后的产物可作为合成RNA的原料 C.细胞中的高能磷酸化合物不止ATP一种 D.ATP和ADP相互转化的能量供应机制体现了生物界的统一性 【变式训练】1.生物体内的高能磷酸化合物有多种，它们在人体合成代谢中有一定差异，如表所示。下列相关叙述最为准确的是(　　) 高能磷酸化合物 ATP GTP UTP CTP 主要用途 能量“货币” 蛋白质合成 糖原合成 脂肪和磷脂的合成 A.GTP脱去两个磷酸基团是DNA的合成的原料之一B.UTP除了用于糖原合成，还可作为转录的原料 C.无光情况下，叶肉细胞内合成ATP的场所是线粒体 D.在糖原、脂肪和磷脂的合成过程中，消耗的能量均不能来自ATP 【变式训练】2.ATP是细胞的能量“通货”，关于ATP的叙述错误的是(　　) A．含有C、H、O、N、PB．必须在有氧条件下合成C．胞内合成需要酶的催化D．可直接为细胞提供能量 【变式训练】3.下列关于ATP分子的叙述，正确的是(　　) A．A表示腺嘌呤，P表示磷酸基团B．ATP分子中含有C、H、O、N、P五种元素 C．1 mol ATP水解，释放出30.54 kJ的能量来自两个特殊化学键的断裂 D．T表示胸腺嘧啶，因而ATP的结构与核苷酸很相似 考点二 ATP与ADP可以相互转化及ATP的利用 导读： 知识点1 ATP与ADP可以相互转化 1.ATP的水解：需要水解酶的参与。 2.ATP的合成：需要ATP合成酶的参与。 注意：不是可逆反应，物质可逆，但所需的酶、场所、能量的来源是不同的。 导思： 3.放能反应与吸能反应： （1）吸能反应总是与_ _相联系，由ATP水解提供能量； 放能反应总是与__ 相联系，释放的能量贮存在ATP中。 （2）能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。 【教材隐性知识】 (1)源于必修1 P87“图5－4”：人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时，每分钟约有0.5 kg的ATP转化为ADP，释放能量，以供运动之需，但人体内ATP总含量并没有太大变化，请分析原因： 。 (2)源于必修1 P89“拓展应用”：在植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都是以ATP作为能量“货币”的，由此说明： 。 知识点3 ATP的供能机制 1.ATP为主动运输提供能量的过程 参与Ca2＋主动运输的载体蛋白是一种 。当膜内侧的Ca2＋与其相应位点结合时，其酶活性就被激活了。 在载体蛋白这种酶的作用下，ATP分子的 脱离下来与载体蛋白结合，这一过程伴随着 ，这就是 。 载体蛋白磷酸化导致其 发生变化，使Ca2＋的结合位点转向膜外侧，将Ca2＋释放到膜外。 2.ATP供能机制 ATP 释放 →蛋白质等分子 →分子 改变， 也被改变→参与各种化学反应。 导练： 【易错辨析】 1．ATP是驱动细胞生命活动的唯一的直接能源物质。(必修1 P86正文)(　 　) 2．ATP由腺苷、核糖和三分子磷酸组成。(必修1 P86相关信息)(　 　) 3．ATP含有3个特殊化学键，但是只有一个特殊化学键会发生断裂。(必修1 P86正文) (　 　) 4．植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸形成ATP，而动物细胞只能通过细胞呼吸形成ATP。(必修1 P87图5­5)(　　) 5．ATP水解释放的能量可用于细胞内的放能反应。(必修1 P89正文)(　 　) 考向1 围绕ATP的转化和利用，考查物质与能量观 例1．蛋白质的磷酸化与去磷酸化被比喻为一种“分子开关”，分子开关的机理如图所示。下列有关分子开关的说法，错误的是(　　) A.剧烈运动过程中分子开关的频率远高于静息状态B.“分子开关”的磷酸化与去磷酸化过程属于可逆反应 C.蛋白质的磷酸化是翻译后的修饰D.细胞膜上存在蛋白质的磷酸化与去磷酸化 【变式训练】1.如图所示为ATP合成酶结构及其作用机制。H＋沿着线粒体内膜上ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质，推动ATP的合成。某些减肥药物能够增加线粒体内膜对H＋的通透性，降低H＋膜内外浓度差。下列相关叙述正确的是(　　) A.ATP合成酶还存在于叶绿体内膜和叶绿体类囊体薄膜B.图中合成ATP的能量来自H＋浓度差产生的势能 C.图中产生的ATP可用于一切生命活动D.减肥药物会加快ATP的产生，有利于健康 【变式训练】2.如图是生物界中能量“货币”ATP的循环示意图。下列相关叙述正确的是(　　) A．图中的M指的是腺苷，N指的是核糖B．暗反应中ATP用于固定CO2和还原C3 C．ATP的“充电”需要酶的催化，而“放能”不需要 D．食物为ATP“充电”指的是有机物经过氧化分解，释放能量并生成ATP 【变式训练】3.根据所消耗能量的来源不同，主动运输分为三种类型，如图a、b、c所示，■、▲、○代表跨膜的离子或小分子。下列相关说法错误的是(　　) A．图中属于膜外侧的是P侧B．a类型主动运输可能不消耗能量 C．b类型所需ATP可以产生于细胞质基质、线粒体D．蓝细菌有可能存在c类型的主动运输 1.（2021·海南·高考真题）研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1~2min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是（    ） A．该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATPB．32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性 C．32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等 D．ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内 2.（2021·湖南·高考真题）某些蛋白质在蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用下，可在特定氨基酸位点发生磷酸化和去磷酸化，参与细胞信号传递，如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．这些蛋白质磷酸化和去磷酸化过程体现了蛋白质结构与功能相适应的观点 B．这些蛋白质特定磷酸化位点的氨基酸缺失，不影响细胞信号传递 C．作为能量“通货”的ATP能参与细胞信号传递D．蛋白质磷酸化和去磷酸化反应受温度的影响 3.（2021·北京·高考真题）ATP是细胞的能量“通货”，关于ATP的叙述错误的是（　　） A．含有C、H、O、N、P B．必须在有氧条件下合成 C．胞内合成需要酶的催化 D．可直接为细胞提供能量 4.（2023·重庆·高考真题）哺乳动物可利用食物中的NAM或NA合成NAD+，进而转化为NADH（[H]）。研究者以小鼠为模型，探究了哺乳动物与肠道菌群之间NAD+代谢的关系，如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．静脉注射标记的NA，肠腔内会出现标记的NAM B．静脉注射标记的NAM，细胞质基质会出现标记的NADH C．食物中缺乏NAM时，组织细胞仍可用NAM合成NAD+ D．肠道中的厌氧菌合成ATP所需的能量主要来自于NADH 6．（2024·全国·高考真题）ATP可为代谢提供能量，也参与RNA的合成，ATP结构如图所示，图中～表示高能磷酸键，下列叙述错误的是（    ）    A．ATP转化为ADP可为离子的主动运输提供能量 B．用α位32P标记的ATP可以合成带有32P的RNA C．β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键不能在细胞核中断裂 D．光合作用可将光能转化为化学能储存于β和γ位磷酸基团之间的高能磷酸键 7．（2024·安徽·高考真题）在多细胞生物体的发育过程中，细胞的分化及其方向是由细胞内外信号分子共同决定的某信号分子诱导细胞分化的部分应答通路如图。下列叙述正确的是（    ） A．细胞对该信号分子的特异应答，依赖于细胞内的相应受体 B．酶联受体是质膜上的蛋白质，具有识别、运输和催化作用 C．ATP水解释放的磷酸分子与靶蛋白结合，使其磷酸化而有活性 D．活化的应答蛋白通过影响基因的表达，最终引起细胞定向分化 1.ATP是腺苷三磷酸的英文名称缩写。ATP分子的结构可以简写成A—P～P～P，其中A代表腺苷，由一分子的腺嘌呤和一分子核糖组成，P代表磷酸基团，～代表一种特殊的化学键，A—P可代表腺嘌呤核糖核苷酸。(P86) 2.对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，产生ATP的生理过程是呼吸作用，场所是细胞质基质和线粒体；对于绿色植物来说，产生ATP的生理作用是呼吸作用和光合作用，场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体。(P87) 3.ATP在细胞中含量少，转化迅速，含量处于动态平衡。(P87) 4.细胞内的化学反应有些是需要吸收能量的，有些是释放能量的。吸能反应一般与ATP水解的反应相联系，由ATP水解提供能量；放能反应一般与ATP合成相联系，释放的能量储存在ATP中。(P89) 第09讲 细胞呼吸 考点一 探究酵母菌细胞呼吸的方式 导读： 知识点1 探究酵母菌细胞呼吸的方式 【注意】呼吸≠呼吸作用 细胞呼吸是指 细胞内经过一系列的 ，生成 ，释放能量并生成 的过程。 1.实验材料：酵母菌 （1）单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于 。 （2）有氧呼吸： 。 （3）无氧呼吸：产生 。 2.实验设计 请阅读教材P90-91探究酵母菌细胞呼吸的方式相关内容，完成以下问题。 （1）你能对酵母菌细胞呼吸的方式提出什么问题？ （2）作出假设：___________________________________________ （3）自变量？因变量？因变量如何检测？ （4）实验思路及预期结果。 （5）如何选择器材设计实验装置 导思： 3.实验过程及现象 如何在通入空气中去除CO2？ 瓶应封口放置一段时间后再连通澄清石灰水，为何？ 【拓展延伸】有同学认为，在有氧呼吸实验装置中10％的NaOH溶液不能完全吸收空气中的CO2，以致可能对实验结果有干扰，你同意吗？你如何避免这种可能性的发生，以保证实验更严谨？ 验证空气中的CO2是否完全被吸收？ 4.实验结果分析 （1）CO2的检测及结论 现象：澄清石灰水 ，且 呼吸装置比 呼吸的更浑浊。 溴麝香草酚蓝水溶液→ 。 结论： （2）酒精的检测及结论 现象：橙色重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿色。 由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。 5.实验结论 酵母菌单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。 （1）细胞呼吸 ①有氧呼吸： 。 ②无氧呼吸： 。 （2）绝大多数生物细胞呼吸的的主要形式都是有氧呼吸。 6.本实验为对比实验，分析各种变量： （1）自变量为 。 （2）因变量为 。CO2的鉴定：CO2可使 变混浊，也可使 溶液由 。酒精的鉴定：酒精与橙色的 溶液在 条件下发生化学反应，变成 色。 （3）无关变量： 等，要遵循 原则。 知识点3 教材实验中的“显色”归纳（常考点） 知识点4　“液滴移动法”探究细胞呼吸的方式（拓展） 1.原理 （1）装置甲：NaOH的作用是吸收掉细胞呼吸产生的CO2，红墨水滴移动的距离代表细胞呼吸吸收O2的量。 （2）装置乙：红墨水滴移动的距离代表细胞呼吸产生的CO2量与吸收的O2量的差值。 现　象 结　论 装置甲 装置乙 液滴左移 液滴不动 液滴不动 液滴右移 液滴左移 液滴右移 液滴不动 液滴不动 2.变式训练：若将发芽种子换成玉米胚，结果如何？ 装置1 装置2 结果 着色液滴 移 着色液滴 只进行有氧呼吸 着色液滴 着色液滴 只进行产生乳酸的无氧呼吸 着色液滴 着色液滴 既进行有氧呼吸又进行产生乳酸的无氧呼吸 导练： 【易错辨析】 （1）检测酵母菌培养过程中是否产生CO2，可判断其呼吸方式。(必修1 P90“探究·实践”)( 　) （2）在酸性条件下，酒精会使重铬酸钾溶液由蓝变绿再变黄。(必修1 P90“探究·实践”)(　 　) （3）检测CO2的产生除澄清石灰水外，还可以用溴麝香草酚蓝溶液检测。(必修1 P90“探究·实践”)(　 　) （4）在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可依据澄清石灰水的浑浊程度判断细胞呼吸的方式。(必修1 P90“探究·实践”)(　 　) （5）在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可直接向酵母菌培养液中添加酸性的重铬酸钾溶液检测酒精。(必修1 P90“探究·实践”)(　 　) （6）对比实验一般是两个或两个以上的实验组与对照组相对比。(必修1 P92“科学方法”)(　 　) 考向1 结合探究酵母菌的呼吸方式，考查科学探究能力 例1．某研究小组为了探究酵母菌的细胞呼吸方式，设计了如下图所示的实验装置(不考虑其他因素的影响)。以下说法错误的是(　　) A.甲装置有色液滴不动，乙装置中液滴右移，说明酵母菌只进行无氧呼吸 B.甲装置有色液滴左移，说明酵母菌只进行有氧呼吸 C.甲装置有色液滴左移，乙装置有色液滴不动，说明酵母菌只进行有氧呼吸 D.乙装置有色液滴右移，说明酵母菌中一定存在无氧呼吸 【变式训练】1.下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，下列有关分析错误的是(　　) A．质量分数为10%的NaOH溶液能够吸收空气中的CO2 B．可用溴麝香草酚蓝溶液代替澄清的石灰水来检测呼吸产物CO2 C．与B瓶酵母菌相比，A瓶中酵母菌的细胞呼吸需要水的参与，而且也有水的生成 D．B瓶酵母菌细胞呼吸产生的能量少，葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失 【变式训练】2.酸性重铬酸钾既能将酒精中的羟基氧化成羧基，也能将葡萄糖中的醛基氧化成羧基，因此酸性重铬酸钾溶液与酒精和葡萄糖都会出现由橙色变为灰绿色的颜色变化。在探究酵母菌无氧呼吸产物时，下列检测或鉴定不一定能成功的是(　　) A．可在B瓶中加入澄清石灰水检测CO2的产生 B．培养一段时间后，向A瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，观察颜色变化 C．可用斐林试剂检测葡萄糖是否消耗完D．适当延长酵母菌培养时间，充分耗尽葡萄糖后再进行鉴定 考点二 细胞呼吸的方式及过程 导读： 知识点1 有氧呼吸 1.主要场所：线粒体 2.线粒体适应于有氧呼吸的主要特点： （1）线粒体内膜向内折叠形成嵴,大大增加了线粒体的内膜表面积 （2）线粒体内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。 3.过程图解 注意：第一、二阶段所产热能（大）、ATP（小）；第三阶段所产热能（大）、ATP（小） （1）[H]是指NADH(还原型辅酶Ⅰ)。 （2）有氧呼吸过程中，水的利用发生在 阶段，水的产生发生在 阶段，氧的利用发生在 阶段，CO2的产生发生在 阶段。因此，CO2中的氧来自 ，生成物水中的氧来自 。 （3）有氧呼吸过程的三个阶段都释放能量，释放能量最多的是 阶段。能产生[H]的步骤有 阶段，产生的[H]能与氧气结合形成水，并释放 。 （5）在有氧呼吸过程中[H]的转移途径为 、 到 ；而NAD＋相反。 4.总反应式 5.有氧呼吸定义 指细胞在 的参与下，通过多种酶的催化作用，把 等 ，同时生成 的过程。 导练： 2.“源于必修1 P93思考讨论”与燃烧迅速释放能量相比，有氧呼吸是逐级释放能量的，这对于生物体来说具有什么意义？ 知识点2 无氧呼吸（有机物的不彻底氧化分解） 1.无氧呼吸过程 2.不同生物无氧呼吸产物类型及原因 注意：形象记忆：马吃甜玉米 3.概念 指细胞在 参与的情况下，葡萄糖等有机物经过 分解，释放 能量，生成 ATP的过程。 问题1: 同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？ 【教材隐性知识】 1.源于必修1 P94“小字部分”：蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。 知识点4 细胞呼吸的意义 1.为生物体提供能量 2.生物体代谢的枢纽 3.意义：细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。 导练： 【易错辨析】 1.细胞呼吸过程中产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ的简化表示方法。(必修1 P93相关信息)(　　) 2.无氧呼吸只在第一阶段释放少量的能量，生成少量的ATP。(必修1 P94正文)(　　) 3.人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸，能在肝脏中再次转化为葡萄糖。(必修1 P94相关信息)(　　) 4.细胞呼吸是生物体代谢的枢纽，蛋白质、糖类和脂质的代谢都可以通过细胞呼吸过程联系起来。(必修1 P94正文)(　　) 考向1 围绕细胞呼吸的过程，考查生命观念 例1．线粒体中的[H]与氧气结合的过程需要细胞色素c的参与。细胞接受凋亡信号后，线粒体中的细胞色素c可转移到细胞质基质中，并与Apaf1蛋白结合引起细胞凋亡。下列说法错误的是(　　) A.细胞色素c位于线粒体的内膜B.细胞色素c功能丧失的细胞将无法合成ATP C.有氧呼吸过程产生[H]的场所为细胞质基质和线粒体基质 D.若细胞中Apaf1蛋白功能丧失，细胞色素c将不会引起该细胞凋亡 【变式训练】1.下图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图，下列叙述正确的是(　　) A．若用18O标记葡萄糖，则物质a中会检测到18OB．条件Y下，产生的物质a使溴麝香草酚蓝溶液变黄色 C．酵母菌产生物质b的场所有线粒体基质、细胞质基质 D．条件X下酵母菌细胞呼吸时，葡萄糖中的能量主要以热能形式散失 【变式训练】2.下列有关细胞利用葡萄糖进行细胞呼吸的叙述中，正确的是(　　) A．无氧呼吸时，葡萄糖中能量的主要去向是以热能形式散失 B．剧烈运动时，人体产生的CO2来自细胞质基质和线粒体基质 C．进行有氧呼吸的生物不一定具有线粒体D．无氧呼吸过程中有[H]积累，有氧呼吸过程中没有[H]积累 考向2 结合有氧呼吸中电子传递链，考查模型与建模的能力 例1．呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传递体组成的将电子传递到分子氧的“轨道”，如下图所示，下列相关叙述错误的是(　　) A.图示过程是有氧呼吸的第三阶段，是有氧呼吸过程中产能最多的阶段 B.有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给了氧气 C.高能电子在传递过程中逐级释放能量推动H＋跨过内膜到达线粒体基质 D.呼吸链的电子传递所产生的膜两侧H＋浓度差为ATP的合成提供了驱动力 【变式训练】体育运动大体可以分为有氧运动和无氧运动。有氧运动过程中骨骼肌主要靠有氧呼吸供能，如慢跑。无氧运动过程中骨骼肌除进行有氧呼吸外，还会进行无氧呼吸，如短跑等。如图为有氧呼吸的某个阶段的示意图。回答下列问题。 (1)图示过程是有氧呼吸的第________阶段。人在短跑时，产生CO2的具体部位是________________，产生[H]的具体部位是________________，有氧呼吸过程中的能量变化是___________________________________。 而人在慢跑时，消耗的O2在细胞呼吸中的用途是__________________________。 (2)据图可知，H＋沿着线粒体内膜上的ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质，推动某物质(A)合成ATP，则A为________。有的减肥药物能够增加线粒体内膜对H＋的通透性，使得H＋回渗到线粒体基质，推动ATP合成酶生成的ATP量减少，该药物能够加快体内有机物的消耗，但会严重危害健康，具体危害是_______________________________________________(写出一点即可)。 (3)有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上进化产生的，从能量的角度分析，与无氧呼吸相比，有氧呼吸能够________________________，其在进化地位上更为高等。 (4)为判断不同运动强度(高运动强度、中运动强度、低运动强度)下细胞呼吸的方式，设计了相关实验，大体实验思路如下：让同一个体分别在三种不同运动强度(高、中、低)下运动相同一段时间后，测定相关指标数据。测定的指标为 ______________________________________________________________________。 考点三 细胞呼吸的影响因素及其应用 导读： 知识点1 细胞呼吸的影响因素 影响细胞呼吸因素： 内因：遗传因素：不同植物呼吸速率不同（阳生植物＞阴生植物）； 同一植物不同发育时期不同（幼苗期＞成熟期）； 同一植物不同器官呼吸速率不同（生殖器官＞营养器官）。 外因：环境因素：温度（酶）、O2浓度、 H2O 、CO2浓度等 1.温度： （1）机理：通过影响 来影响呼吸速率。 （2）应用： ① 零上低温下贮存蔬菜、水果。 ② 在大棚蔬菜的栽培过程中， 。 ③温水和面，发酵快。 导思： 2.O2浓度： 各点分析： ①Q点： ②P点： ③R点： ④A点： ⑤B点： 应用： ①中耕松土，可增强根的呼吸作用，有利于矿质元素的吸收。 ②低氧储存蔬菜、水果、粮食为了减少有机物消耗，应控制低氧(a点氧气浓度)环境。 结合O2浓度影响细胞呼吸的曲线分析： ①O2浓度为C时，AB＝BC，此时有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖“不是”一样多，理由是 。 ②在保存蔬菜、水果时，应选择R点对应的O2浓度，理由是 。 3.CO2浓度： （1）机理：增加CO2的浓度对细胞呼吸有明显的 作用。 （2）应用：① 地窖中CO2浓度高，有利于蔬菜水果的储存。 ②在水果、蔬菜保鲜中， 增加CO2浓度（或充入N2）可抑制细胞呼吸， 减少有机物消耗。 4.水分 1.蔬果储存：零上低温、低氧、湿度适中 2.种子储存：零上低温、低氧、干燥 导练： 【易错辨析】 1.中耕松土、适时排水都是通过改善氧气供应来促进作物根系的呼吸作用。(必修1 P95正文)(　　) 2.破伤风芽孢杆菌易在被锈钉扎过的伤口深处繁殖，原因是伤口深处氧气缺乏。(必修1 P95思考·讨论)(　　) 3.酿酒过程的早期需要不断通气的目的是促进酵母菌有氧呼吸产生酒精。(必修1 P95思考·讨论)(　　) 考向1 结合影响细胞呼吸的因素，考查科学思维 例1．呼吸熵(RQ＝放出的CO2量/吸收的O2量)可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。如图是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸熵的关系。以下叙述中，正确的是(　　) A.呼吸熵越大，细胞有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱B.B点有氧呼吸的强度大于A点有氧呼吸的强度 C.为了减少有机物的损耗，最好将氧分压调至C点D.C点以后，细胞呼吸强度不再随氧分压的变化而变化 【变式训练】研究小组通过实验探究适宜温度条件下某绿色植物呼吸速率受氧气浓度的影响，结果如图所示。据图分析正确的是(　　) A． A点时细胞呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质 B．P点无氧呼吸和有氧呼吸相等，CO2生成量等于O2吸收量 C．欲测定该绿色植物呼吸作用受氧气浓度的影响应遮光处理 D．储存蔬果最好选择无氧条件，以降低有氧呼吸消耗有机物 考向2 围绕细胞呼吸原理的应用，考查社会责任 例2．下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是(　　) A.水稻根部只能进行无氧呼吸，所以能长期适应缺氧环境 B.荔枝在无O2、保持干燥、零下低温中，可延长保鲜时间 C.登山时人体主要通过无氧呼吸获得能量D.高等生物保留无氧呼吸，有利于对缺氧环境的适应 【变式训练】1.下列有关细胞呼吸的原理及其应用的说法，正确的是(　　) A．用谷氨酸棒状杆菌制作味精时，应密封，以利于谷氨酸棒状杆菌的发酵 B．稻田定期排水，主要是为了防止无氧呼吸产生的乳酸对细胞造成毒害 C．中耕松土能促进根部细胞的有氧呼吸，有利于根部细胞对矿质离子的吸收 D．用透气的消毒纱布包扎伤口，主要是为了避免组织细胞缺氧死亡 【变式训练】2.下列关于细胞呼吸原理的应用，正确的是(　　) A．制作酸奶时，应通入空气使乳酸菌快速繁殖B．种子储藏前，应晒干以减少自由水含量降低代谢 C．温室种植蔬菜，适当提升夜间温度可以提高产量 D．人体进行有氧运动，可防止无氧呼吸产生的酒精造成的损害 1.（2023·重庆·高考真题）哺乳动物可利用食物中的NAM或NA合成NAD+，进而转化为NADH（[H]）。研究者以小鼠为模型，探究了哺乳动物与肠道菌群之间NAD+代谢的关系，如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．静脉注射标记的NA，肠腔内会出现标记的NAMB．静脉注射标记的NAM，细胞质基质会出现标记的NADH C．食物中缺乏NAM时，组织细胞仍可用NAM合成NAD+ D．肠道中的厌氧菌合成ATP所需的能量主要来自于NADH 2.（2023·北京·高考真题）运动强度越低，骨骼肌的耗氧量越少。如图显示在不同强度体育运动时，骨骼肌消耗的糖类和脂类的相对量。对这一结果正确的理解是（　　） A．低强度运动时，主要利用脂肪酸供能B．中等强度运动时，主要供能物质是血糖 C．高强度运动时，糖类中的能量全部转变为ATPD．肌糖原在有氧条件下才能氧化分解提供能量 3.（2023·山东·高考真题）水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H+转运减缓，引起细胞质基质内H+积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是（    ） A．正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质 B．检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成 C．转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足 D．转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒 4.（2023·湖南·高考真题）食品保存有干制、腌制、低温保存和高温处理等多种方法。下列叙述错误的是（    ） A．干制降低食品的含水量，使微生物不易生长和繁殖，食品保存时间延长 B．腌制通过添加食盐、糖等制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖 C．低温保存可抑制微生物的生命活动，温度越低对食品保存越有利 D．高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并可破坏食品中的酶类 5.（2023·湖南·高考真题）关于细胞结构与功能，下列叙述错误的是（    ） A．细胞骨架被破坏，将影响细胞运动、分裂和分化等生命活动 B．核仁含有DNA、RNA和蛋白质等组分，与核糖体的形成有关 C．线粒体内膜含有丰富的酶，是有氧呼吸生成CO2的场所 D．内质网是一种膜性管道系统，是蛋白质的合成、加工场所和运输通道 6.（2023·全国·高考真题）植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是（    ）    A．在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，只进行无氧呼吸产生乳酸 B．a~b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程 C．每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多 D．植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP 7.（2023·浙江·高考真题）为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是（    ） A．酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量B．酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量 C．可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标 D．不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等 8．（2024·甘肃·高考真题）梅兰竹菊为花中四君子，很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护，养护不当会影响花卉的生长，如兰花会因浇水过多而死亡，关于此现象，下列叙述错误的是（    ） A．根系呼吸产生的能量减少使养分吸收所需的能量不足 B．根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足 C．浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸 D．根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加 9．（2024·安徽·高考真题）细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应，磷酸果糖激酶1(PFK1）是其中的一个关键酶。细胞中 ATP减少时，ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是（    ） A．在细胞质基质中，PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等 B．PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变而变性失活 C．ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于正反馈调节 D．运动时肌细胞中 AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快 10．（2024·广东·高考真题）研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母（WT）sqr基因后获得的突变株△sqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是（　　） A．碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸B．线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱 C．有氧条件下，WT 比△sqr的生长速度快D．无氧条件下，WT 比△sqr产生更多的ATP 11．（2024·山东·高考真题）心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞，随后该巨噬细胞线粒体中NAD+浓度降低，生成NADH的速率减小，引起有机酸ITA的生成增加。ITA可被细胞膜上的载体蛋白L转运到细胞外。下列说法错误的是（　　） A．细胞呼吸为巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程提供能量B．转运ITA时，载体蛋白L的构象会发生改变 C．该巨噬细胞清除死亡细胞后，有氧呼吸产生CO2的速率增大 D．被吞噬的死亡细胞可由巨噬细胞的溶酶体分解 12．（2024·山东·高考真题）种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中，乙醇脱氢酶催化生成乙醇，与此同时NADH被氧化。下列说法正确的是（　　） A．p点为种皮被突破的时间点B．Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸 C．Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加D．q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多 1.CO2可使澄清石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。(P91“探究·实践”) 2.检测酒精的产生：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。(P91“探究·实践”) 3.概括地说，有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，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。（P93） 4．无氧呼吸的全过程都是在细胞质基质中进行的。第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。第二个阶段是，丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。（P94） 5．无论是分解成酒精和二氧化碳或者是转化成乳酸，无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。（P94） 6．破伤风由破伤风芽孢杆菌引起，这种病菌只能进行无氧呼吸。（P95“思考·讨论”） 第10讲 光合作用（第一课时） 考点一 捕获光能的色素 导读： 知识点1 实验：绿叶中色素的提取和分离 1.实验原理： （1）提取原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂 中。 （2）分离原理：绿叶中色素在 (汽油)中的 不同。 提示：层析液由石油醚、丙酮、苯混合而成。 （3）分离方法： （4）提取试剂： 注意: 如果实验室没有无水乙醇,也可以用体积分数为95%的乙醇,但需要加入适量的无水碳酸钠。 结论：溶解度 ，扩散速度快；溶解度 ，扩散速度慢。 2.实验步骤： （1）提取色素：鲜嫩、颜色深绿的叶片（ ）；称取、剪碎；加入SiO2（ ）和CaCO3（ ）、10ml无水乙醇（ ），迅速研磨并用单层尼龙布（ ）过滤，过滤后及时用棉塞将试管塞严 （2）制备滤纸条 剪两角原因？ 提示： （3）画滤液细线 ★要求：细、直、齐 ；待滤液干后，重复1—2次（ ） （4）分离绿叶中的色素： 色素分离 ★要求：滤液线不能触及层析液→ ，无法分离。 注意：小烧杯上盖培养皿其目的是 。 3.实验结果： 色素种类 颜色 类胡萝卜素(含量约占1/4) 橙黄色 黄色 叶绿素(含量约占3/4) 蓝绿色 黄绿色 形象记忆：胡黄ab向前走 4.实验结果分析： 绿叶中色素的种类 色素种类 色素含量 扩散速度 溶解度 胡萝卜素 最少 最快 最大 类胡萝卜素 (含量约占1/4) 叶黄素 较少 较快 较大 叶绿素a 最多 较慢 较小 叶绿素 (含量约占3/4) 叶绿素b 较多 最慢 最小 色素的功能： 。 5.色素的功能： （1）吸收化光能 ①叶绿素主要吸收 ；②类胡萝卜素主要吸收 。 结论：一般情况下，光合作用吸收的光是 。叶绿素主要吸收蓝紫光和红光；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 6.实验结果异常分析： （1）收集的滤液绿色过浅的原因分析 （2）滤纸条色素带重叠 （3）滤纸条看不到色素带 导练： 考向1 结合色素的提取与分离实验，考查科学探究能力 例1．如图是某同学用无水乙醇分别提取正常光照和强光照下某种植物等量叶片中的光合色素，然后用层析液进行纸层析得到的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列相关叙述正确的是(　　) A.实验研磨操作中若加入的二氧化硅或碳酸钙过少，都会导致色素条带颜色变深 B.实验中对研磨液过滤时，采用滤纸过滤，实验效果更好 C.色素分离过程中如果滤液细线触及层析液，会缩短四条色素带间的距离 D.与正常光照下相比，该植物强光照下叶片会发黄 【变式训练】1.下列关于植物细胞中光合色素的说法，正确的是(　　) A．光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上B．Mg是构成叶绿素所必需的微量元素 C．叶绿素对绿光吸收最多，所以叶片呈绿色D．用纸层析法分离色素时，含量多的色素在滤纸上扩散快 【变式训练】2.某同学在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时，进行了以下操作：①将5 g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中，加入无水乙醇后直接进行研磨；②将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1 cm处用钢笔画一条横线；③为增强实验效果，将滤液细线画粗些；④将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，轻轻插入层析液中，让滤液细线浸入层析液中。该同学的操作有误的是(　　) A．① B．①②C．①②③ D．①②③④ 【变式训练】3.某实验小组利用新鲜的绿叶为材料，进行绿叶中色素的提取与分离实验，实验结果如图所示。请回答下列问题： (1)分离绿叶中的色素常用纸层析法，该方法的原理是__________________________________ _______________________________________________________________________________。 A、B是滤纸条上的标记，根据实验现象可知层析液最先所处的位置是________(填“A”或“B”)处。 (2)在色素的提取与分离过程中，偶然发现某植株缺失第Ⅲ条色素带。缺失第Ⅲ条色素带的植株不能合成________，导致对________光的吸收能力明显减弱。 考点二 叶绿体的结构与功能 导读： 知识点1 叶绿体结构与功能相适应 【问题1】叶绿体适于进行光合作用的结构特点？ （1）结构 外表：①外膜、②内膜。 内部：③叶绿体基质：含有与暗反应有关的酶；④基粒：由类囊体堆叠而成,分布有色素和与光反应有关的酶。 ↓决定 （2）功能：进行 的场所。 （光合作用一定发生在叶绿体内吗？例如，光合细菌无叶绿体） ↑证据 （3）恩格尔曼的实验： ①极细光束照射水绵：需氧细菌只集中分布在叶绿体被光束照射到的部位。 ②完全曝光：需氧细菌分布在叶绿体所有受光的部位。 实验一结论：叶绿体光合作用释放氧气。 ③用透过三棱镜的光照射水绵：大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。 实验二结论：叶绿体主要吸收红光和蓝紫光。 资料1：恩格尔曼实验 实验结论1：叶绿体能吸收光能 用于光合作用释放O2 导思： 恩格尔曼实验设计的巧妙之处： (1)实验材料用 ，水绵的叶绿体 分布，便于观察，用需氧细菌可确定 的部位。 (2)没有空气的黑暗环境排除了 的干扰。 (3)用极细的光束照射，叶绿体上可分为 和 的部位，相当于一组对比实验。 (4)临时装片局部曝光与完全暴露在光下的实验再一次验证实验结果。 综合两个实验可以得出：叶绿体主要吸收红光与蓝紫光用于光合作用放出O2。 资料2 :在类囊体膜上和叶绿体基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶。 实验结论2：叶绿体是进行光合作用的场所，并且能够吸收特定波长的光。 导练： 【易错辨析】 (1)叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素。(　　) (2)叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同。(　　) (3)秋天叶片变黄，是叶黄素含量增多导致的。(　　) (4)光合作用需要的光合色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。(　　) (5)叶绿体内膜的面积远远大于外膜的面积。(　　) 考向1 围绕叶绿体的结构及捕获光能的色素，考查结构与功能观 例1．叶绿体是植物进行光合作用的场所，下列关于叶绿体结构与功能的叙述，正确的是(　　) A.叶绿体中的色素的合成都需要Mg2＋和光照 B.H2O在光下分解为NADPH和O2的过程发生在叶绿体基质中 C.CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上D.光合作用的产物——淀粉是在叶绿体基质中合成的 【变式训练】1.高等植物的光合作用依赖光合色素。不同环境条件下，叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化，这种转化称为“叶绿素循环”。研究发现，在适当遮光条件下，叶绿素a/叶绿素b的值会降低，以适应环境。下图是①②两种叶绿素的吸收光谱。下列关于叶绿素的叙述，正确的是(　　) A.图中①和②主要分布在叶绿体的内膜上B.利用纸层析法分离色素时，②应位于滤纸条的最下端 C.植物叶片呈现绿色是由于①②主要吸收绿光D.弱光下①的相对含量增高有利于植物对弱光的利用 【变式训练】2.德国科学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的吸收光谱。他将三棱镜产生的散射光投射到丝状水绵体上，并在水绵悬液中放入需氧细菌，观察细菌的聚集情况(如图所示)。他由实验结果得出光合作用在红光区和蓝紫光区最强。这个实验的思路是(　　) A．细菌对不同的光反应不一，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强 B．需氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强 C．需氧细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强 D．需氧细菌大量消耗O2，使水绵的光合速率大幅度加快 【变式训练】3.如图为叶绿体亚显微结构模式图，下列关于其结构与功能的叙述，正确的是(　　) A． 叶绿体分布在植物体的所有细胞中 B．叶绿素在高等植物体内主要有两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色 C．同线粒体一样，叶绿体的内膜极大地扩展了受光面积D．吸收光能的色素都分布在①外膜上 考点三 光合作用的原理 导读： 知识点1 光合作用的概念及反应式 1.概念：指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将 转化成储存着能量的有机物，并且释放出 的过程。 2.过程： 注意：(CH2O)表示糖类。 3.实质：合成有机物，储存能量。 知识点2 探索光合作用原理的部分实验 1．探索光合作用原理的部分实验 年份 科学家 发现 19世纪末 — 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，然后甲醛分子缩合成糖 1928 — 发现 对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过 转化成糖 1937 英国植物学家希尔 发现 ，即离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应 1941 美国科学家鲁宾和卡门 用 的方法，研究了光合作用中氧气来源于H2O： H218O＋CO2→植物→18O2； H2O＋C18O2→植物→O2 (注意：15N、18O无放射性) 1954 美国科学家 发现在光照下，叶绿体可合成 。1957年，他发现该过程总是与 相伴随 知识点3 光合作用的过程 根据是否需要光能，这些化学反应可以概括地分为 和 （现在也称为碳反应）两个阶段。 1.光反应（必须有光） （1）场所： （2）物质变化： ①水的光解： ②NADPH的合成： ③ATP的合成： （3）光反应的条件：水、ADP、NADP＋、Pi、色素、光、酶。 （4）能量变化：将 转化为储存在 中的化学能。 2.暗反应（有无光均可） （1）场所： 。 （2）物质变化： ①CO2的固定： ②C3的还原： （3）能量变化： 中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能 （4）暗反应的条件：ATP、NADPH、CO2、C5，多种酶 （5）光反应与暗反应之间的联系 光反应为暗反应提供 暗反应为光反应提供 。 【教材隐性知识】源于必修1 P104“相关信息”：光合作用的产物有一部分是 ，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入 ，再通过韧皮部运输到植株各处。 淀粉——叶绿体基质合成 蔗糖——细胞质基质合成 3.光反应与暗反应的比较 知识点5 化能合成作用 能够利用 的某些 时所释放的能量来制造有机物的合成作用。 例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细菌。 导练： 【易错辨析】 （1）叶绿体中光合色素吸收的光能，一方面用于H2O分解产生氧和NADPH；一方面用于ATP的合成。(必修1 P103正文)(　 　) （2）水分解为氧和H＋的同时，被叶绿体夺去两个电子。电子经传递可用于NADP＋与H＋结合形成NADPH。(必修1 P103相关信息)(　 　) （3）NADPH既可作还原剂，又可为暗反应提供能量。(必修1 P103正文)(　 　) （4）光合作用的产物有淀粉和蔗糖，淀粉和蔗糖可以进入筛管，通过韧皮部运输到植株各处。(必修1 P104相关信息)(　 　) 考向1 围绕光合作用的过程，考查科学思维 例1．羟基乙酸可作为合成多种有机物的原料。研究人员构建了一种非天然的酶催化CO2固定新途径(CETCH循环)，高效地将CO2转化为羟基乙酸，并利用该途径研制出能合成羟基乙酸的人造叶绿体(如图)。下列分析错误的是(　　) A.人造叶绿体内的水既作为多种物质的溶剂，还参与相关代谢 B.为了使人造叶绿体持续地运作，需要源源不断地输入光能 C.图中的CETCH循环需要NADP＋、ADP和Pi作为直接原料 D.若人造叶绿体得到广泛应用，一定程度上可抵消碳排放的影响 【变式训练】1.希尔从细胞中分离出叶绿体，并发现在没有CO2时，给予叶绿体光照，就能放出O2，同时使电子受体还原。希尔反应是：H2O＋氧化态电子受体→还原态电子受体＋1/2O2。在希尔反应的基础上，阿尔农又发现在光下的叶绿体，不供给CO2时，既积累NADPH也积累ATP；进一步实验，撤去光照，供给CO2，发现NADPH和ATP被消耗，并产生有机物。下列关于希尔反应和阿尔农发现的叙述，不正确的是(　　) A．光合作用释放的O2来自水而不是CO2B．NADPH和ATP的形成发生在叶绿体类囊体的薄膜上 C．希尔反应与CO2合成有机物的过程是两个过程 D．光合作用的光反应过程为CO2合成有机物提供ATP和NADPH 【变式训练】2.如图是光合作用过程的图解，其中A～G代表物质，a、b、c代表生理过程。下列相关叙述错误的是(　　) A．图中a过程发生在类囊体薄膜上B．若光照突然停止，短时间内叶绿体中F的含量会增加 C．c过程是CO2固定，发生在叶绿体基质中D．E接受C和 NADPH释放的能量并被NADPH还原 【变式训练】3.将一株质量为20 g的黄瓜幼苗栽种在光照等适宜的环境中，一段时间后植株达到40 g，其增加的质量来自(　　) A．水、矿质元素和空气B．光、矿质元素和水C．水、矿质元素和土壤D．光、矿质元素和空气 考向2 围绕光合作用过程中物质含量的变化分析，考查科学思维 例2．植物的气孔一般是指叶片表面的一对保卫细胞围成的小孔，是植物体与外界环境进行水气交换的重要结构，其开闭多遵循昼开夜闭的节律，气孔的分布与开闭对植物适应干旱条件至关重要。下列推断合理的是(　　) A.夏季晴朗的中午，气孔大量关闭，短时间内叶肉细胞中NADPH的含量将下降 B.若某陆生植物平展生长的叶片气孔分布不均匀，则其上表面的气孔数量较多 C.若气孔昼开夜闭的节律与胞间CO2浓度有关，则胞间CO2浓度升高促进气孔关闭 D.沙漠地区的仙人掌气孔遵循昼闭夜开的节律，推测其光合作用在夜晚进行 【变式训练】光合作用过程包括光反应和暗反应，如图表示光反应与暗反应的关系，据图判断，下列叙述不正确的是(　　) A．光反应为暗反应提供ATP和NADPHB．停止光照，叶绿体中ATP和NADPH含量下降 C．ATP的移动方向是由类囊体薄膜到叶绿体基质D．植物在暗处可大量合成(CH2O) 1．（2023·全国·高考真题）植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素的叙述，错误的是（    ） A．氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素 B．叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上 C．用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰 D．叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越慢 2．（2023·湖北·高考真题）植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ光复合体，PSⅡ光复合体含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究发现，PSⅡ光复合体上的蛋白质LHCⅡ，通过与PSⅡ结合或分离来增强或减弱对光能的捕获（如图所示）。LHCⅡ与PSⅡ的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是（　　）    A．叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，PSⅡ光复合体对光能的捕获增强 B．Mg2+含量减少会导致PSⅡ光复合体对光能的捕获减弱 C．弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，不利于对光能的捕获D．PSⅡ光复合体分解水可以产生H+、电子和O2 3．（2023·湖北·高考真题）高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1℃，水稻、小麦等作物减产约3%~8%。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是（　　） A．呼吸作用变强，消耗大量养分B．光合作用强度减弱，有机物合成减少 C．蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫D．叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少 4．（2023·山西·高考真题）我国劳动人民在漫长的历史进程中，积累了丰富的生产、生活经验，并在实践中应用。生产和生活中常采取的一些措施如下。 ①低温储存，即果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放 ②春化处理，即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理 ③风干储藏，即小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏 ④光周期处理，即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长 ⑤合理密植，即栽种作物时做到密度适当，行距、株距合理 ⑥间作种植，即同一生长期内，在同一块土地上隔行种植两种高矮不同的作物 关于这些措施，下列说法合理的是（    ） A．措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作物开花的关系 B．措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗C．措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用 D．措施①③④的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度 5．（2023·全国·高考真题）植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开，反之关闭，保卫细胞含有叶绿体，在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K⁺．有研究发现，用饱和红光（只用红光照射时，植物达到最大光合速率所需的红光强度）照射某植物叶片时，气孔开度可达最大开度的60%左右。回答下列问题。 (1)气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、 （答出2点即可）等生理过程。 (2)红光可通过光合作用促进气孔开放，其原因是 。 (3)某研究小组发现在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片，气孔开度可进一步增大，因此他们认为气孔开度进一步增大的原因是，蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K＋。请推测该研究小组得出这一结论的依据是 。 (4)已知某种除草剂能阻断光合作用的光反应，用该除草剂处理的叶片在阳光照射下气孔 （填“能”或“不能”）维持一定的开度。 6．（2024·广东·高考真题）银杏是我国特有的珍稀植物，其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列实验操作正确的是（　　） A．选择新鲜程度不同的叶片混合研磨B．研磨时用水补充损失的提取液 C．将两组滤纸条置于同一烧杯中层析D．用过的层析液直接倒入下水道 7．（2024·甘肃·高考真题）类胡萝卜素不仅参与光合作用，还是一些植物激素的合成前体。研究者发现了某作物的一种胎萌突变体，其种子大部分为黄色，少部分呈白色，白色种子未完全成熟即可在母体上萌发。经鉴定，白色种子为某基因的纯合突变体。在正常光照下（400μmol·m-2•s-1），纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光和弱光（1μmol·m-2•s-1）下培养一周，提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量，结果如图所示。回答下列问题。 (1)提取叶片中叶绿素和类胡萝卜素常使用的溶剂是 ，加入少许碳酸钙可以 。 (2)野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高，其原因是 。 (3)正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子，因为 。 (4)现已知此突变体与类胡萝卜素合成有关，本研究中支持此结论的证据有：①纯合体种子为白色；② 。 (5)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷，X最可能是 。若以上推断合理，则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设，请完成下面的实验设计： ①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在 条件下培养一周，然后将野生型植株均分为A、B两组，将突变体植株均分为C、D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。 ②测量指标：每组取3-5株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的 。 ③预期结果： 。 8．（2024·河北·高考真题）高原地区蓝光和紫外光较强，常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响，研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率，以及覆膜后幼苗光合色素的含量，结果如图、表所示。 回答下列问题： (1)如图所示，三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异，其中 光可被位于叶绿体 上的光合色素高效吸收后用于光反应，进而使暗反应阶段的还原转化为 和 。与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的 较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。 (2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比，选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时，可利用 作为溶剂。测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光，原因是 。 (3)研究表明，覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果，其原因为 （答出两点即可）。 第12讲 细胞增殖 考点一 细胞增殖和细胞周期 导读 知识点1 细胞增殖 1.细胞不能无限长大 ①相对表面积影响物质交换的效率： ②细胞核和细胞质之间有一定关系： 2.概念：细胞通过细胞分裂增加细胞数量的过程，叫作细胞增殖。 3.意义：细胞增殖是重要的生命活动，是生物生长、发育、繁殖、遗传的基础。 4.类型 （1）细胞通过分裂进行增殖 ①有丝分裂：体细胞数目增加。 ②减数分裂：生殖细胞形成方式。 ③无丝分裂：如蛙的红细胞。 ④二分裂：原核细胞分裂方式。 5.过程：细胞增殖包括 和 两个连续的过程。 导思 知识点2　细胞周期 1.概念： 的细胞，从 开始，到 时为止，为一个细胞周期。 2.细胞周期的表示方法 名称 表示方法 图中字母表示细胞周期 扇形图 A→B→C→A（即从A→A） 为一个细胞周期 直线图 a+b 或 c+d 为一个细胞周期 【易错辨析】 1．同一生物体器官的大小主要取决于细胞数量的多少。(必修1 P110正文)(　 　) 2．细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础。(必修1 P110正文)(　 　) 3．同一生物的不同组织细胞的增殖都具有周期性。(必修1 P110正文)(　 　) 4．细胞周期中细胞生长发生在分裂间期。(必修1 P111正文)(　 　) 导练 考向1 围绕细胞周期的分析和应用，考查科学思维 例1．下列关于细胞周期的说法，错误的是(　　) A．通常不同物种的细胞周期长度不同B．有分裂能力的细胞不一定都有细胞周期 C．细胞周期会受到环境因素的影响D．观察有丝分裂应选择细胞周期长的材料 【变式训练】真核细胞中的细胞周期蛋白A可促进DNA的复制，细胞中某种特异性siRNA(一种双链RNA)可以导致翻译细胞周期蛋白A的mRNA降解。下列分析错误的是(　　) A．这种特异性siRNA内含有氢键B．这种特异性siRNA会使细胞周期加快 C．细胞周期蛋白A可能需通过核孔进入细胞核发挥作用 D．细胞周期蛋白A的合成会受此种特异性siRNA的影响 考点二 高等生物的有丝分裂和无丝分裂 导读 知识点1 有丝分裂的过程 1.高等植物的有丝分裂 时期 图示 主要变化特征 有丝分裂前的间期 前期 每条染色体包括两条由一个共同的着丝粒连接着的并列的姐妹染色单体； ②核仁逐渐解体，核膜逐渐消失； ③细胞两极发出纺锤丝，形成一个梭形的纺锤体； ④染色体散乱分布于纺锤体中央 中期 ①纺锤丝牵引染色体运动，使其着丝粒排列在赤道板（假想的结构）上； ②染色体形态比较稳定，数目比较清晰，便于观察（观察的最佳时期） 后期 ①每个着丝粒分裂成两个，姐妹染色单体分开，染色体数目加倍（姐妹染色单体消失）； ②染色体在纺锤丝的牵引下移向细胞两极，细胞的两极各有一套形态和数目完全相同的染色体。 末期 ①染色体变成染色质丝，纺锤丝消失； ②核膜、核仁出现，形成两个新的细胞核； ③赤道板位置出现细胞板并逐渐扩展形成新的细胞壁（细胞壁的形成与高尔基体有关）。 2.有丝分裂过程中的“加倍” 成分或结构 时期 原因 DNA 染色体 中心体 细胞核 知识点2 动植物细胞有丝分裂的异同 2.动植物细胞有丝分裂的异同 高等植物细胞 区别 动物细胞 知识点3 与细胞有丝分裂相关的细胞器及其生理作用（常考点） 1. ：间期（动植物）与相关蛋白质的合成有关。 2. ：前期（动物、低等植物）与纺锤体的形成有关。 3. ：末期（植物）与细胞壁的形成有关。 4. ：整个细胞周期（动植物）提供能量。 知识点4 有丝分裂的意义 将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。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。 知识点5 无丝分裂 1.过程 ①细胞核先延长，核的中部向内凹陷，缢裂成两个细胞核。 ②整个细胞从中部缢裂成两部分，形成两个子细胞。 2.特点：分裂过程中不会出现染色体和纺锤丝的变化。 注意：有DNA的复制和均分。 3.实例：蛙的红细胞的无丝分裂。 【易错辨析】　 1.有丝分裂前期染色质逐渐螺旋化形成了染色单体。(必修1 P112图6­2)(　 　) 2.在一个细胞周期中，DNA的复制和中心粒的倍增可能发生在同一时期。(必修1 P114图6­3)(　 　) 3.低等植物细胞和动物细胞都含有中心体，有丝分裂前期，中心粒发出星射线形成纺锤体。(必修1 P114正文)(　 　) 4.无丝分裂发生在原核细胞中，且无DNA复制。(必修1 P115正文) (　 　) 导思 知识点6 有丝分裂的图像和曲线分析 染色体数 1 1 2 染色单体数 0 2 0 DNA数 1 2 2 1.有丝分裂过程中细胞内核DNA含量、染色体数、染色单体数量变化(假定生物体细胞中染色体数为2n) 间期 前期 中期 后期 末期 核DNA 2N→4N 4N 4N 4N 4N→2N 染色体 2N 2N 2N 2N→4N 4N→2N 染色单体 0→4N 4N 4N 4N→0 0 2.核DNA数量变化 注意：1.间期DNA复制；2.末期结束，细胞一分为二。 间期 前期 中期 后期 末期 染色体 2n 2n 2n 2n→4n 4n→2n 核DNA 2n→4n 4n 4n 4n 4n→2n 染色单体 0→4n 4n 4n 4n→0 0 3.染色体数量变化 注意：1.后期着丝粒分裂；2.末期结束，细胞一分为二。 间期 前期 中期 后期 末期 染色体 2n 2n 2n 2n→4n 4n→2n 核DNA 2n→4n 4n 4n 4n 4n→2n 染色单体 0→4n 4n 4n 4n→0 0 4.染色单体数量变化 注意：1.间期染色体复制形成 染色单体，一条染色体 上有两条染色单体。 2.后期着丝粒分裂，染色单体消失。 间期 前期 中期 后期 末期 染色体 2n 2n 2n 2n→4n 4n→2n 核DNA 2n→4n 4n 4n 4n 4n→2n 染色单体 0→4n 4n 4n 4n→0 0 5.有丝分裂染色体与核DNA之比： 6.每条染色体上DNA的含量： 7.根据柱状图判断有丝分裂时期： 导练 考向1 围绕有丝分裂各时期的变化，考查科学思维 例1．在进行有丝分裂的动物细胞的一个细胞周期中，在同一时期发生的变化是(　　) A.染色单体出现和纺锤体的形成B.中心粒倍增和DNA的复制 C.DNA数目加倍和染色体数目加倍D.核膜、核仁的消失和着丝粒排列在赤道板位置上 【变式训练】某同学观察根尖有丝分裂实验后，绘制的各时期细胞图如下所示。下列叙述错误的是(　　) A． 有丝分裂的细胞出现的先后顺序是①⑤②③ B．图中M为细胞板、N为核仁、P为星射线 C．细胞分裂过程中，核DNA的复制与染色体复制是同步进行的 D．细胞④内有蛋白质的合成，且合成场所为一种无膜结构的细胞器 考向2 围绕与细胞周期相关的曲线(图像)，考查科学思维 例2．如图是某二倍体植物细胞有丝分裂过程中染色体、核DNA数量比值的变化曲线。下列有关说法正确的是(　　) A.核DNA的复制发生在A～B段B.与核DNA复制相关酶的合成只发生在B～C段 C.染色体数目的加倍发生在D～E段D.C～D段的染色体数是E～F段的两倍 【变式训练】如图1和图2表示细胞周期不同时期染色体和核DNA的数量关系，下列有关叙述不正确的是(　　) A． 观察染色体形态和数目的最佳时期处于图1的CD段 B．图1中DE段的细胞染色体数目加倍，但核DNA数量不变 C．图2中a对应图1中的AB段，c对应图1中的EF段 D．有丝分裂过程不会出现图2中d所示的情况 考点三 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 导读 知识点1 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 1.实验原理： （1）在高等植物体内：有丝分裂常见于根尖、芽尖等分生区细胞。 （2）各个细胞的分裂是独立进行的：因此在同一分生组织中可以看到处于不同分裂时期的细胞。 （3）通过在高倍镜下：各个时期细胞内染色体的存在状态，就可以判断这些细胞分别处于有丝分裂的那个时期。 （4）染色体容易被碱性染料染色：如甲紫溶液旧称龙胆紫溶液，或者醋酸洋红液着色。 2.实验步骤： 注意：取材时间应选择上午10时或下午2时。 导思 【问题1】可以用哪些材料观察细胞的有丝分裂过程？ 【问题2】如何选取到根尖分生区细胞？ 【问题3】如何将细胞分散开以便在显微镜下观察？ 【问题4】如何判断细胞所处分裂时期？ 【问题5】如何比较细胞周期中不同时期的时间长短？ 【问题6】如何比较细胞周期中不同时期的时间长短？ 导练 考向1 结合观察根尖分生区细胞的有丝分裂，考查科学探究能力 例1．下列关于“观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂”实验的操作与效果的叙述，正确的是(　　) A.遗漏了解离过程，可能无法清晰观察到分生区细胞 B.遗漏了漂洗过程，可能无法清晰观察到纺锤体 C.延长染色的时间，可以更好地观察染色体的形态 D.发现分裂中期的细胞，适当等待可观察到后期的出现 【变式训练】在制作和观察植物细胞有丝分裂临时装片的活动中，甲、乙、丙三位同学剪取洋葱根尖后，立即进行如下表所示的操作步骤。下列叙述错误的是(　　) 学生 操作步骤 解离 漂洗 染色 制片 观察 甲 ＋ － ＋ ＋ ＋ 乙 ＋ ＋ － ＋ ＋ 丙 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 注：“＋”表示进行了该项操作，“－”则表示没有进行。 A．实验中解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散 B．甲、乙两位同学观察不到染色体都是因为染色体未被着色 C．丙同学观察到视野中处于分裂期的细胞数目少于分裂间期的细胞数目 D．漂洗的目的是洗去浮色，便于观察 【变式训练】美花石斛的茎是名贵中药材，在一天中细胞分裂存在日节律性。图1、图2是某兴趣小组的实验结果，分裂期的细胞数占观察细胞总数的比值作为细胞分裂指数。下列说法正确的是(　　) A．选取新生茎尖作为实验材料的主要原因是茎尖伸长区细胞分裂旺盛 B．细胞周期中各时期的顺序是⑤→④→②→①→③ C．由图1可知，细胞周期中分裂期的细胞持续时间更长 D．由图2可知，在日节律上，9：00左右是美花石斛细胞分裂的高峰期 1．（2023·浙江·高考真题）为筛选观察有丝分裂的合适材料，某研究小组选用不同植物的根尖，制作并观察根尖细胞的临时装片。下列关于选材依据的叙述，不合理的是（　　） A．选用易获取且易大量生根的材料B．选用染色体数目少易观察的材料 C．选用解离时间短分散性好的材料D．选用分裂间期细胞占比高的材料 2．（2023·湖北·高考真题）在观察洋葱根尖细胞有丝分裂的实验中，某同学制作的装片效果非常好，他将其中的某个视野放大拍照，发给5位同学观察细胞并计数，结果如下表（单位：个）。关于表中记录结果的分析，下列叙述错误的是（　　） 学生 分裂间期 分裂期 总计 前期 中期 后期 末期 甲 5 6 3 2 6 22 乙 5 6 3 3 5 22 丙 5 6 3 2 6 22 丁 7 6 3 2 5 23 戊 7 7 3 2 6 25 A．丙、丁计数的差异是由于有丝分裂是一个连续过程，某些细胞所处时期易混淆 B．五位同学记录的中期细胞数一致，原因是中期染色体排列在细胞中央，易区分 C．五位同学记录的间期细胞数不多，原因是取用的材料处于旺盛的分裂阶段 D．戊统计的细胞数量较多，可能是该同学的细胞计数规则与其他同学不同 3．（2023·湖北·高考真题）快速分裂的癌细胞内会积累较高浓度的乳酸。研究发现，乳酸与锌离子结合可以抑制蛋白甲的活性，甲活性下降导致蛋白乙的SUMO化修饰加强，进而加快有丝分裂后期的进程。下列叙述正确的是（　　） A．乳酸可以促进DNA的复制B．较高浓度乳酸可以抑制细胞的有丝分裂 C．癌细胞通过无氧呼吸在线粒体中产生大量乳酸 D．敲除蛋白甲基因可升高细胞内蛋白乙的SUMO化水平 4．（2023·辽宁·高考真题）下图为眼虫在适宜条件下增殖的示意图（仅显示部分染色体）。下列叙述正确的是（    ）    A．②时期，细胞核的变化与高等动物细胞相同B．③时期，染色体的着丝粒排列在赤道板上 C．④时期，非同源染色体自由组合D．⑤时期，细胞质的分裂方式与高等植物细胞相同 5．（2023·河北·高考真题）关于动物细胞有丝分裂的叙述，错误的是（    ） A．精原细胞能通过有丝分裂产生子细胞 B．DNA在分裂间期边解旋边复制 C．细胞DNA总量在分裂后期减半 D．核仁在分裂末期染色体解螺旋时重新形成 6．（2024·湖北·高考真题）芽殖酵母通过出芽形成芽体进行无性繁殖（图1），出芽与核DNA复制同时开始。一个母体细胞出芽达到最大次数后就会衰老、死亡。科学家探究了不同因素对芽殖酵母最大分裂次数的影响，实验结果如图2所示。下列叙述错误的是（    ） A．芽殖酵母进入细胞分裂期时开始出芽 B．基因和环境都可影响芽殖酵母的寿命 C．成熟芽体的染色体数目与母体细胞的相同 D．该实验结果为延长细胞生命周期的研究提供新思路 3 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$