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第5章 细胞的能量供应和利用
第1节 降低化学反应活化能的酶
【高考新动向】
1、酶在代谢中的作用
2、探究影响酶活性的因素
【考纲全景透析】
一、酶在细胞代谢中的作用
1、细胞代谢：细胞中每时每刻进行着许多化学反应的统称，是细胞生命活动的基础。
2、酶的概念：产生部位：活细胞，作用：催化作用，成分：绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
3、酶的作用机理
（1）活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
（2）酶催化作用的原理是降低化学反应的活化能。
（3）同无机催化剂相比，酶催化效率更高的原因在于酶降低活化能的作用更显著。
二、酶的本质：酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数是蛋白质，少数是RNA。
三、酶的特性：
1、高效性：酶的催化效率约是无机催化剂的107~1013倍[高考资源网 ]
2、专一性：一种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应
3、作用条件较温和：在过酸、过碱或温度过高的条件下酶会失活；在低温条件下，酶的活性降低，但不会失活。
【热点难点全析】
一、酶的本质、作用及其实验验证
1、酶的本质及生理功能
化学本质 绝大多数是蛋白质 少数是RNA
合成原料 氨基酸 核糖核苷酸
合成场所 核糖体 细胞核（真核生物）
来源 一般来说，活细胞都能产生酶
作用场所 细胞内、外或生物体外均可
生理功能 生物催化作用[高考资源网 ]
作用原理 降低化学反应的活化能
2、酶化学本质的实验验证
3、酶的催化作用的实验验证
（1）原理：2H2O22H2O+O2
（2）实验设计及现象
. 试管编号 试剂 处理 现象
① 2mL H2O2 常温 几乎无气泡产生
② 2mL H2O2 90℃ 有较少气泡产生
③ 2mL H2O2 3.5%FeCl2溶液2滴 有较多气泡
④ 2mL H2O2 新鲜肝脏研磨液2滴 有大量气泡
（4）实验结论
①酶具有催化作用，同无机催化剂一样，都可以加快化学反应速率
②酶具有高效性，同无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
【例】为了认识酶作用的特性，某同学以20%的过氧化氢溶液为反应底物进行了一组实验，其方法及结果如下表所示，通过分析实验不能得出的结论是( )
步骤 方法 观察结果
1 常温下自然分解 氧气泡少而小
2 常温下加铁离子 氧气泡稍多而小
3 常温下加入鲜肝提取液 氧气泡极多而大
4 加入煮沸后冷却的鲜肝提取液 同自然分解一样
【解】选C。本题是以实验现象来分析酶的特征，在考试中比较常见。实验1是其他实验的对照，实验3与1比较可得出酶具有高效性的特点，分析实验4可得出酶发挥作用需要一定的条件，即必须是在常温下有效。实验3与实验2比较说明酶的催化效率比普通的化学催化剂要高。但整个实验不能得出酶有专一性的特点。
二、影响酶促反应的曲线分析
1、表示酶高效性的曲线：
（1）催化剂可加快化学反应速率，与无机催化剂相比，酶的催化效率更高。
（2）酶只能缩短达到化学平衡所需时间，不改变化学反应的平衡点。
（3）酶只能催化已存在的化学反应。
2、表示酶专一性的曲线：
（1）在A反应物中加入酶A，反应速率较未加酶时明显加快，说明酶A催化底物A参加反应。
（2）在A反应物中加入酶B，反应速率和未加酶时相同，说明酶B不催化底物A参加反应。[高考资源网]
3、影响酶活性的曲线：
（1）甲图表明：在一定温度范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用将减弱。
（2）乙图表明：在最适pH时，酶的催化作用最强，高于或低于最适pH，酶的催化作用都将减弱。
由甲、乙两图可见：过酸、过碱、高温都会使酶失活，而低温只是抑制酶的活性，酶分子结构未被破坏，温度升高可恢复活性。
（4）从丙图可以看出：反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
4、底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响：
（1）在其他条件适宜、酶量一定的条件下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量和酶活性限制，酶促反应速率不再增加。
（2）在底物充足，其他条件适宜的条件下，酶促反应速率与酶浓度成正比。
【例】如图表示在不同处理条件(a、b、c)下，某酶促反应生成物的量和反应时间的关系，则处理条件不可能是(　　)
A．温度不同
B．酶制剂的量不同
C．反应底物的量不同
D．pH不同
【解】解析：选C。影响酶活性的因素包括温度、酸碱度、酶浓度、底物浓度等，由图可知，a、b、c三种情况下生成物的量相同，只是达到平衡的时间不同，因此可以推知与反应底物的量不同无密切关系。
【
PAGE第2章 组成细胞的分子
第3节 遗传信息的携带者——核酸
细胞中的糖类和脂质
【高考新动向】
1、核酸的结构和功能
2、糖类、脂质的种类和作用
3、观察DNA、RNA在细胞中的分布
【考纲全景透析】
一、核酸
1、核酸的结构
（1）组成核酸的化学元素：C、H、O、N和P。
（2）基本单位——核苷酸：
①组成：由含氮碱基、五碳糖、磷酸三种小分子组成。
②DNA和RNA在化学组成上的区别
五 碳 糖 含 氮 碱 基
DNA 脱氧核糖 A、T、G、C
RNA 核糖 A、U、G、C
2、种类
脱氧核糖核酸即DNA，主要存在于细胞核内；核糖核酸即RNA，主要存在于细胞质内。
3、核酸的分布
①DNA主要存在于细胞核中，另外线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA；原核细胞的DNA位于拟核中
RNA主要分布于细胞质中。
②观察DNA和RNA在细胞中分布实验中，利用甲基绿和吡罗红两种染色剂，前者使DNA呈现绿色，后者使RNA呈现红色，从而显示DNA和RNA在细胞中的分布。
4、核酸的功能
核酸是遗传信息的携带者，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
二、细胞中的糖类
1、组成元素
只有C、H和O三种元素
2、分类、相互关系、特点及实例
（1）单糖：不能被水解，可直接被吸收。最常见的是葡萄糖，另外比较常见还有果糖、核糖和脱氧核糖等。葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质。
（2）二糖：由两分子单糖缩合而成，必需水解为单糖才能被细胞吸收。最常见的是蔗糖，还有麦芽糖以及人和动物乳汁中的乳糖。
（3）多糖：由多个单糖缩合而成，是生物体内糖绝大多数的存在形式，必需水解为单糖后才可被吸收。最常见的是淀粉，作为植物细胞内的储能物质存在于细胞中。另外还有糖原作为动物细胞的储能物质存在于动物细胞中，纤维素是构成植物细胞壁的主要成分。多糖的基本单位都是葡萄糖。
（4）单糖脱水缩合生成二糖，二糖脱水缩合形成多糖；多糖水解形成二糖，二糖水解成单糖。
3、功能
（1）细胞中的主要能源物质，如葡萄糖是“生命的燃料”。
（2）组成生物体的重要成分，如纤维素是构成细胞壁的成分。
三、细胞质中的脂质
1、元素组成
主要由C、H、O，有的还含有P和N
2、种类和功能
（1）脂肪：生物体内良好的储能物质，还有保温、缓冲和减压减少摩擦的作用
（2）磷脂：构成细胞膜和细胞器膜的重要成分
（3）固醇：①胆固醇：构成细胞膜的重要成分，参与血液中脂质的运输
②性激素：促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成
③维生素D：促进人和动物肠道对钙和磷的吸收
【热点难点全析】
一、DNA与RNA的比较
比较项目[高考资源网 ] 核酸
DNA RNA
基本单位 核苷酸
脱氧核苷酸 核糖核苷酸
分布 细胞核（主要）、线粒体、叶绿体 细胞质（主要）
空间结构 两条链构成规则双螺旋 通常为单链
含氮碱基 A(腺嘌呤)、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）
T（胸腺嘧啶） U（尿嘧啶）
五碳糖 脱氧核糖 核糖
磷酸 磷酸
二、核酸与蛋白质的区别与联系
1.区别
核酸 蛋白质
DNA RNA
元素 C、H、O、N、P C、H、O、N等
分子结构 一般为规则的双螺旋 一般为单链结构 氨基酸→多肽→蛋白质
连接方式
结构多样性 核苷酸的数量及排列顺序 氨基酸的种类、数量、排列顺序及多肽链空间结构不同
形成场所 主要在细胞核复制产生 主要在细胞核转录生成 核糖体
检测试剂 甲基绿（绿色） 吡罗红（红色） 双缩脲试剂（紫色）
主要功能 (1)遗传信息的携带者，决定生物性状，遗传信息的改变提供生物进化原材料(2)某些RNA具催化作用 结构物质：血红蛋白、肌纤蛋白等
功能物质：(1)运输——血红蛋白、载体；(2)催化——酶(多数)；(3)免疫——抗体；(4)调节——胰岛素、生长激素
能源物质：氧化放能，产物有尿素、CO2和H2O等
2.联系
（1）DNA指导蛋白质的合成
（2）DNA多样性与蛋白质多样性的关系
拓展：DNA和蛋白质均存在物种特异性，可作为鉴别不同物种的依据；由于基因选择性表达，不同细胞中核DNA相同，但mRNA和蛋白质不同。
【例】(2012·河北衡水调研)由1分子磷酸、1分子碱基和1分子a构成了化合物b，如图所示，则下列叙述不正确的是(　　)
A．组成化合物b的元素有C、H、O、N、P五种
B．a属于不能水解的糖，是构成生物体的重要成分
C．若a为核糖，则由b组成的核酸主要分布在细胞质
D．幽门螺杆菌体内含化合物m共四种
【解】选D。由1分子磷酸、1分子碱基和1分子a五碳糖组成了核苷酸b，是核酸的基本组成单位，由C、H、O、N、P五种元素组成。a可代表核糖，也可代表脱氧核糖。幽门螺杆菌体内含有核糖核酸和脱氧核糖核酸，共含有A、T、C、G、U五种碱基。
三、“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验分析
1、实验原理：（1）利用甲基绿和吡罗红两种染色剂，前者使DNA呈现绿色，后者使RNA呈现红色，从而显示DNA和RNA在细胞中的分布。（2）盐酸可改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。
2、实验流程:取口腔上皮细胞制片→水解→冲洗涂片→染色→观察。
3、实验现象及相关结论
现象 结论
绿色明显集中且接近细胞中央 DNA主要分布于细胞核中
绿色周围的红色范围较广 RNA广泛分布于细胞质中
4、几种液体在实验中的作用
（1）0.9%NaCl溶液：保持口腔上皮细胞正常形态。
（2）8%盐酸：①改变细胞膜等的通透性；②使染色体中DNA与蛋白质分开。
（3）蒸馏水：①配制染色剂；②冲洗载玻片。
5、该实验不宜选用绿色植物叶肉细胞和其他有颜色的细胞作为实验材料，因为它能干扰颜色观察。
【例】 在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”时，将盛有盐酸和载玻片的小烧杯放在大烧杯中保温5 min。
(1)水浴加热的目的是___________；保温时间过短则_________，过长则____________。
(2)换用高倍物镜前应移动_________，将目标移至视野中央；换用高倍镜后视野变________，若想观察清楚可以__________或_____________。
(3)根据人的口腔上皮细胞中DNA、RNA分布的状况，某同学得出的结论是“真核细胞的DNA主要分布于细胞核中，RNA主要分布于细胞质中”，你认为有何不妥？ _______________________________。
【解】此题考查“DNA和RNA的分布”实验中的操作步骤及显微镜的有关操作等。使用高倍显微镜的方法：取镜、安放和对光后，首先在低倍镜下观察，找到物像，移至视野中央。然后转动转换器，换成高倍镜观察，转动细准焦螺旋，直到看清为止。
答案：(1)使受热均匀　 水解不彻底，染色不充分　 水解过度，不易制片观察　
(2)载玻片 　 暗　 换用大光圈　 反光镜用凹面镜
(3)仅由人口腔上皮细胞实验得出的结论不带有普遍性，不能说明其他真核细胞中DNA、RNA的分布情况
四、糖类和脂质的比较
比较项目 糖类 脂质
区别 元素组成 C、H、O C、H、O（N、P）
种类 单糖、二糖、多糖 脂肪、磷脂、固醇
合成部位 叶绿体、内质网、高尔基体、肝脏和肌肉 主要是内质网
生理作用 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。 ①生物体的储能物质；②生物膜的重要组成成分；③调节新陈代谢和生殖。
联系 糖类 脂肪
1、单糖中的葡萄糖、果糖及二糖中的麦芽糖是还原糖，可用斐林试剂鉴定，多糖不具还原性。
2、多糖中的纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，而原核细胞的细胞壁不含纤维素，是由肽聚糖构成的。因此能否被纤维素酶除去细胞壁，是区分植物细胞和原核细胞的依据之一。
3、糖类和脂肪均由C、H、O三种元素组成，氧化分解产生CO2、H2O，同时释放能量。但脂肪中氢的含量远远高于糖类，所以同质量的脂肪储存的能量是糖类的2倍多。
4、并非所有的糖都是能源物质，如核糖、纤维素不能提供能量；脂肪是主要的储能物质，但不构成膜结构，磷脂和胆固醇均参与膜结构的组成。
【例】下列动、植物糖类、脂肪的分类与比较正确的是(　　)
【解】选A.B项中蔗糖不属于还原糖，葡萄糖、果糖不属于二糖。C项中脂肪不能包含固醇。D项中固醇属于小分子物质。
PAGE第2节 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变
【高考新动向】
1、细胞的分化
2、细胞的全能性
3、细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关系
4、癌细胞的主要特征及防治
【考纲全景透析】
一、细胞的分化
1、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。
2、特点：普遍性、持久性、稳定性和不可逆性
3、意义
（1）细胞分化是生物个体发育的基础。
（2）细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
4、实质：一个个体的各种细胞具有完全相同的遗传信息，但是，在个体发育中，不同细胞的遗传信息的执行情况不同。
5、点拨：（1）细胞分化不会改变细胞内的遗传物质，知识基因的选择性表达。[高考资源网 ][高考资源网 ]
（2）一般来说，细胞分化是不可逆的，但在离体人工培养条件下，高度分化的细胞能够脱分化恢复全能性。
二、细胞的全能性
1、概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能
2、实例：已分化的植物细胞具有发育成完整个体的全能（植物组织培养实验）；高度分化的动物细胞无全能性，但细胞核具有全能性（克隆羊多利的培育成功）。
3、干细胞：动物和人体内保留着少量具有分裂和分化能力的细胞。
三、细胞的衰老
1、特征
（1）细胞内水分减少，体积变小，新陈代谢速率减慢。
（2）某些酶活性降低
（3）细胞呼吸速度减慢，细胞核体积大，染色质固缩、染色加深
（4）色素积累；
（5）细胞膜通透性下改变，使物质运输功能降低
2、假说：自由基学说和端粒学说
四、细胞的凋亡
1、概念：由基因决定的细胞自动结束生命的过程
2、类型：个体发育中细胞的编程性死亡；成熟个体中细胞的自然更新；被病原体感染的细胞的清除
3、意义：对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，以及抵御外界各种因素的干扰都有非常关键的作用
五、细胞的癌变
1、概念：有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中的遗传物质发生变化，就变成不受机体控制的、联系分裂的恶性增殖细胞。是细胞畸形分化的结果
2、癌细胞的主要特征：
（1）适宜条件下，能够无限增殖
（2）细胞的形态结构发生显著变化
（3）癌细胞的表面发生了变化：糖蛋白减少，癌细胞之间黏着性显著降低，容易分散和转移。
3、致癌因子：
（1）物理致癌因子：紫外线、X射线等
（2）化学致癌因子：亚硝胺、黄曲霉毒素
（3）生物致癌因子：如Rous内瘤病毒等
4、细胞癌变的原因：
（1）致癌因子使原癌基因和抑癌基因发生突变.
（2）原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞的生长和分裂的进程；抑癌基因主要是阻止细胞的不正常的增殖。
5、点拨:（1）不是癌细胞才有原癌基因和抑癌基因，正常细胞中也存在
（2）癌细胞在邢台、结构、功能等方面与正常细胞不同的根本原因是细胞内遗传物质发生改变。
【热点难点全析】
一、细胞分化与细胞全能性及其应用
1、细胞分化、细胞全能性及相互比较
细胞分化 细胞全能性
原因 细胞内基因选择性表达 含有本物种全套遗传物质
特点 ①持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎期达到最大限度②稳定性和不可逆性：一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直至死亡③普遍性：生物界中普遍存在，是生物 个体发育的基础 ①高度分化的植物体细胞具有全能性植物细胞在离体的情况下，在一定的营养物质，激素和其他适宜的外界条件下，才能表现其全能性②动物已分化的体细胞全能性受限制，但 细胞核仍具有全能性。例如：动物克隆技术
结果 形成形态、结构、功能不同的细胞 形成新的个体
大小比较 细胞分化程度有高低之分，如体细胞＞生殖细胞＞受精卵 细胞全能性有大小之分，如受精卵＞生殖细胞＞体细胞
关系 两者的遗传物质都不发生改变已分化的细胞仍然保持全能性细胞的分化程度越高，具有的全能性越小
2、干细胞类型及在医学上的应用
（1）类型及相互关系
①类型：干细胞分为3类，全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。
②相互关系（以干细胞分化为红细胞为例）：
（2）应用：医学上，干细胞的研究为器官移植提供了新的思路，为癌症、癫痫、糖尿病等疾病的根治带来了希望。
二、细胞的衰老、凋亡和癌变
1、细胞衰老与个体衰老的关系：单细胞生物细胞衰老即为个体的衰老；多细胞生物，细胞衰老不代表个体的衰老，只有绝大多数细胞衰老，生物体才衰老。
2、细胞的凋亡、坏死与癌变的比较
项目 细胞凋亡 细胞坏死 细胞癌变
与基因的关系 受基因控制 不受基因控制 受突变基因控制
细胞膜的变化 内陷 破裂 糖蛋白等减少，黏着性降低
形态变化 细胞变圆，与周围细胞脱离 细胞外型不规则变化[ ] 呈球形
影响因素 受严格的由遗传机制决定的程序性调控 电、热、冷、机械等不利因素影响 分为物理、化学和病毒致癌因子
对机体的影响 对机体有利 对机体有害 对机体有害
3、细胞分裂、分化、癌变和衰老的关系
（1）区别
结果 遗传物质的变化
细胞分裂 单细胞生物完成生殖，多细胞生物产生新细胞 遗传物质复制后均分
细胞分化 形成不同的组织、器官 遗传物质不发生变化
细胞癌变 无限增殖的癌细胞 [ ] 遗传物质发生改变
细胞衰老 细胞正常死亡 遗传物质不发生变化
（2）联系
PAGE第3章 细胞的基本结构
第2节 细胞器——系统内的分工合作
【高考新动向】
1、生物膜系统的结构和功能
2、主要细胞器的结构和功能
3、观察线粒体和叶绿体
【考纲全景透析】
一、细胞器之间的分工
1.各种细胞器的基本结构和主要功能
2.细胞质基质
（1）组成：水、无机盐、脂质、糖类、氨基酸、核苷酸和多种酶等。
（2）功能：是进行多种化学反应的场所。
二、细胞之间的协调配合
1．分泌蛋白：在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质，如
消化酶、抗体和蛋白质类激素。
2．分泌蛋白的合成、加工、运输
三、细胞的生物膜系统
1、概念：各种细胞器膜和细胞膜、核膜等结构共同构成细胞的生物膜系统。这些生物膜的组成成分和结构很相似，在结构和功能上紧密联系、协调配合。
2、组成：由细胞器膜和细胞膜、核膜等结构共同构成。
3、功能：
（1）细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞的物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性的作用。
（2）广阔的膜面积为多种酶提供附着位点，有利于许多化学反应的进行。
（3）把各种细胞器分隔开，使细胞内能同时进行多种化学反应，不会互相干扰，保证细胞生命活动高效、有序地进行。
四、观察叶绿体和线粒体
1.实验原理
（1）叶绿体主要分布于绿色植物的叶肉细胞，呈绿色，扁平的椭球形或球形，散布于细胞质中，可用高倍显微镜观察其形态和分布。
（2）线粒体普遍存在于动植物细胞中，无色，成短棒状、圆球状、线形或哑铃形等。
（3）健那绿染液能专一性地使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色。通过染色，可在高倍显微镜下观察到生活状态的线粒体的形态和分布。
2.实验操作
制作临时装片→低倍显微镜下找到细胞结构→高倍显微镜下观察
【热点难点全析】
一、细胞器的结构与功能
1、各种细胞器的归纳比较
分[高考资源网 ] [ ][高考资源网 ][高考资源网]布[ ] [高考资源网] 植物特有的细胞器 叶绿体、液泡[高考资源网]
动物和低等植物特有的细胞器 中心体
结构 不具膜结构的细胞器 核糖体、中心体
具单层膜结构的细胞器 内质网、液泡、溶酶体、高尔基体
具双层膜结构的细胞器 线粒体、叶绿体
光学显微镜下可见的细胞器 线粒体、叶绿体、液泡
成分 含DNA的细胞器 线粒体、叶绿体
含RNA的细胞器 核糖体、线粒体、叶绿体
含色素的细胞器 叶绿体、液泡
功能 能产生水的细胞器 线粒体、叶绿体、核糖体、高尔基体
能产生ATP的细胞器 线粒体、叶绿体
能复制的细胞器 线粒体、叶绿体、中心体
能合成有机物的细胞器 核糖体、叶绿体、高尔基体、内质网
与有丝分裂有关的细胞器 核糖体、线粒体、高尔基体、中心体
与蛋白质合成、分泌相关的细胞器 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
能发生碱基互补配对的细胞器 线粒体、叶绿体、核糖体
与主动运输有关的细胞器 核糖体、线粒体
2、几种主要细胞器的结构与功能的比较
结构特点 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
线粒体 叶绿体 高尔基体 内质网 液泡 核糖体 中心体
双层膜，有少量的DNA 单层膜，形成囊泡和管状结构，内有腔 不具膜结构（主要是由蛋白质构成的）
主要功能 有氧呼吸产生ATP的主要场所 光合作用的场所 与动物细胞分泌物的形成及植物细胞壁的形成有关 粗面内质网是核糖体的支架；光面内质网与糖类和脂质的合成及解毒作用有关 储存物质，进行渗透作用，维持植物细胞紧张度 把氨基酸合成蛋白质的场所 与细胞有丝分裂有关——形成的纺锤体牵引染色体，向细胞两极运动
都与能量转换有关
完成功能的主要结构或成分 在内膜、基质和基粒中有许多种与有氧呼吸有关的酶 基粒中进行光反应。基质中进行暗反应 扁平囊和小囊泡 由膜构成的管道系统 液泡及其内的细胞液 蛋白质、RNA和酶 两个相互垂直的中心粒
分布 所有的动植物细胞 绿色植物的叶肉细胞及幼嫩茎的表层细胞 大多数动植物细胞中，一般位于核附近 大多数植物细胞中，广泛分布于细胞质基质中 所有的植物细胞中，高等动物细胞液泡不明显 所有的动植物细胞中 动物细胞和低等植物细胞中，常在核附近
3、各种细胞器的分工与合作
各种生物膜在功能上既有明确分工，又有紧密联系。以分泌蛋白的合成与分泌为例列表如下：
内膜系统 功 能
线粒体 细胞核↓ 基因的转录，将遗传信息从细胞核传递到细胞质 线粒体提供能量
核糖体↓ 利用氨基酸合成多肽
内质网↓ 对多肽进行初级加工如折叠、糖基化等，及以小泡方式输送多肽至高尔基体
高尔基体↓ 再加工为成熟的蛋白质，并以小泡运输到细胞膜与之融合
细胞膜 外排作用，分泌到细胞外成为分泌蛋白
【例】(2012·江苏高三调查)如图是某真核细胞的亚显微结构模式图，正确的说法是(　　)
A．具有双层膜的结构是⑤、⑦
B．原核细胞中也存在②、③
C．⑥与该细胞的细胞壁形成有关
D．⑥、⑧在结构和功能上没有联系
【解】选A。由图可知，该细胞为动物细胞，无细胞壁，图中①～⑧分别为细胞质、中心体、核糖体、细胞膜、线粒体、高尔基体、细胞核、内质网。原核细胞中只有核糖体而无中心体；内质网与高尔基体在结构和功能上有紧密联系。
二、细胞的生物膜系统：
1、各种生物膜之间的联系：
（1）在化学成分上：各种生物膜组成成分相似，均由脂质、蛋白质和少量糖类组成，但每种成分所占的比例不同。
（2）在结构上的联系
各种生物膜在结构上大致相同，都是由磷脂双分子层构成基本支架，蛋白质分子分布其中，具有一定的流动性
在结构上具有一定的连续性
（3）在功能上的联系：
在分泌蛋白的合成、运输、加工、分泌等过程中，各细胞器之间协调配合。其过程如下：
2、生物膜系统的功能
（1）细胞膜：物质运输（载体蛋白等）、能量转换、信息传递（细胞识别——移植免疫、特异性免疫、受体的结合、突触的递质传递、受精作用等）
（2）其他膜：酶附着的支架（为生化反应的进行创造条件）、使细胞内部区域化（保证反应高效、有序的进行）
三、用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体的实验流程
1.观察叶绿体
2.观察叶绿体
3.特别提示
（1）实验过程中的临时装片要始终保持有水状态
（2）用口腔上皮细胞观察线粒体时，要漱净口腔，防止食物碎屑对观察物像的干扰。
（3）线粒体和叶绿体在细胞中的分布不均匀，线粒体在需能多的部位分布多，叶绿体在叶的向光面分布多。
PAGE第3章 细胞的基本组成
第1节 细胞膜——系统的边界
【高考新动向】
细胞膜的结构和功能
【考纲全景透析】
一、细胞膜的制备
1、实验材料
（1）选材：人或其他哺乳动物成熟的红细胞。
（2）原因：哺乳动物成熟红细胞无核膜和众多的细胞器膜，容易制取纯净的细胞膜；没有细胞壁，细胞容易吸水涨破。
2、实验原理
利用渗透作用，使红细胞吸水涨破，除去细胞内的其他物质，制得细胞膜。
二、细胞膜的成分和功能
1、细胞膜的成分
磷脂（主要）
脂质（约50%） 胆固醇（动物细胞具有）
成分 蛋白质（约40%）：与细胞膜功能密切相关
糖类（约2%—10%）
主要由脂质和蛋白质组成，此外，还有少量的糖类。
2、细胞膜的功能
（1）将细胞与外界环境分隔开，保障细胞内部环境的相对稳定
（2）控制物质进出细胞：①需要的营养物质进入。
②抗体、激素等分泌物的排出。[高考资源网 ]
③细胞废物的排出。
（3）进行细胞间信息交流：①通过化学物质传递信息
②通过细胞膜直接接触传递信息
③通过细胞通道传递信息
三、生物膜系统
1、组成
由细胞膜、核膜以及细胞期膜共同组成的膜系统。
2、关系
生物膜在结构和功能上是紧密联系的统一整体。
3、功能
（1）细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用。
（2）生物膜广阔的膜面积为多种酶提供附着位点，有利于许多化学反应的进行。
（3）生物膜把各种细胞器分隔开，使细胞内能同时进行多种化学反应，而不会互相干扰，保证细胞生命活动高校、有序的进行
注意：植物的细胞壁，化学成分主要是纤维素和果胶，对植物细胞有支持和保护的作用。
【热点难点全析】
一、生物膜系统的结构和功能
1.各种生物膜在结构上的联系
不同生物膜之间能相互转变，反映了不同生物膜的成分、结构具有相似性。
2.细胞膜的成分
成分 含量 在细胞膜中的作用
脂质 [ ] 磷脂 约50%[高考资源网 ] 其中磷脂构成细胞膜的基本支架
胆固醇
蛋白质 约40% （1）载体蛋白、受体蛋白等在物质运输、信息交流中具有重要作用（2）功能越复杂的膜中，蛋白质种类和含量越多
糖类 约2%-10% 与细胞膜上部分蛋白质和脂质结合形成糖蛋白、糖脂，与细胞识别等作用有关
3.生物膜系统的功能
（1）细胞膜的功能
（2）其他膜的功能:附着酶，是许多生化反应的重要场所
分割作用，把细胞分隔成一个个小区室，使细胞的结构和功能区域化，保证细胞中各种反应互不干扰，有序高校进行。
【例】下图表示各种膜的组成成分含量，该图不能说明的是(　　)
A．构成细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质
B．膜中的脂质和蛋白质含量的变化与膜的功能有关
C．膜的功能越简单，所含蛋白质的数量越少
D．膜的功能越复杂，所含糖类的种类和数量越多
【解】选D。由图可知，构成髓鞘、人红细胞膜、小鼠肝细胞膜和变形虫细胞膜的成分中，脂质和蛋白质的含量都远远高于糖类，说明构成细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，故A正确。
二、“体验制备细胞膜的方法”的实验分析
1、选取哺乳动物成熟红细胞做实验材料的原因
（1）动物细胞无细胞壁，吸水易涨破。
（2）无核膜和各种细胞器膜，易制的纯净的细胞器膜。
（3）红细胞单个存在，便于制成悬浮液，且材料易得。
2、原理：利用渗透作用，使红细胞吸水涨破，除去细胞内其他杂质，制的细胞膜。
3、实验步骤：
选材：猪(或牛、羊等)的新鲜的红细胞稀释液
↓
制作装片：用滴管吸取少量红细胞稀释液，滴一滴在载玻片上，盖上盖玻片
↓
观察：用显微镜观察红细胞形态(由低倍→高倍)
↓
滴蒸馏水：在盖玻片的一侧滴，在另一侧用吸水纸吸引
↓
观察：持续观察细胞的变化
↓
结果：凹陷消失，细胞体积增大，细胞破裂，内容物流出，获得细胞膜
【高考零距离】
1.(2012·广东高考)有关生物膜结构与功能的叙述,正确的是(　　)
A.膜载体蛋白的合成不需要ATP
B.葡萄糖跨膜运输不需要载体蛋白
C.线粒体外膜与内膜的主要功能不同
D.变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同
【解析】任何蛋白质的合成都需要消耗ATP;葡萄糖的跨膜运输方式为主动运输或协助扩散,都需要载体蛋白的参与;组成线粒体外膜和内膜的蛋白质种类和数量不同,主要功能也不同;几乎所有的生物膜的基本组成成分都是蛋白质和磷脂。
【答案】C
2.(2011·海南高考)关于动物细胞膜的叙述，错误的是 （）
A．细胞膜含有糖脂和糖蛋白
B．细胞融合与细胞膜的流动性有关
C．ATP为CO2分子通过细胞膜提供能量
D．细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的
【解析】A项,细胞膜的成分有蛋白质、糖链、磷脂分子，糖链与蛋白质构成糖蛋白，与脂质构成糖脂;B项,细胞融合体现细胞膜的流动性，除此还有吞噬细胞的吞噬作用、蛋白质的分泌等;C项,CO2跨膜方式为自由扩散，不需要消耗能量;D项,依据细胞膜的流动镶嵌模型，细胞膜上的分子是运动的。
【答案】C
3.（2011·广东高考）以下关于猪血红蛋白提纯的描述，不正确的是()
A.洗涤红细胞时，使用生理盐水可防止红细胞破裂
B.猪成熟红细胞中缺少细胞器和细胞核，提纯时杂蛋白较少
C.血红蛋白的颜色可用于凝胶色谱法分离过程的监测
D.在凝胶色谱法分离过程中，血红蛋白比分子量较小的杂蛋白移动慢
【解析】A项，红细胞的细胞液渗透压与生理盐水渗透压相等，用生理盐水可防止红细胞破裂；B项，哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核与众多的细胞器，提纯时杂蛋白较少；C项，血红蛋白是有色蛋白，因此在凝胶色谱分离时可以通过观察颜色来判断什么时候应该收集洗脱液；D项，凝胶色谱法分离蛋白质的原理，相对分子质量越大的通过凝胶色谱柱的速度越快。
【答案】D
4.（2010·全国1高考）下列过程中,不直接依赖细胞膜的流动性就能完成的是
A.植物体胞杂交中原生质体融合 B.mRNA与游离核糖体的结合
C.胰岛B细胞分泌胰岛素 D.吞噬细胞对抗原的摄取
【解析】本题主要考查细胞膜的结构特点—具有一定的流动性，考查学生的理解能力。植物体细胞杂交中原生质体的融合依赖于细胞膜的流动性，胰岛B细胞分泌胰岛素的过程属于外排作用，吞噬细胞对抗原的摄取属于内吞作用，内吞和外排作用均与细胞膜的流动性有直接的关系；而mRNA与游离核糖体的结合与细胞膜的流动性无关。
【答案】B
5.(2010·安徽高考)下列关于生物膜结构和功能的叙述，正确的是( )
A．肌细胞的细胞膜上有协助葡萄糖跨膜运输的载体
B．细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构
C．线粒体内膜上只分布着合成ATP的酶
D．核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出
【解析】本题考查有关生物膜的相关知识。磷脂双分子层是生物膜的基本骨架，蛋白质分子与细胞的功能密切相关，如一些物质的跨膜运输、细胞间的信息交流等。葡萄糖进入人和哺乳动物成熟的红细胞是协助扩散，进入其他细胞是主动运输，但都必须有载体的协助，所以A项正确；有的信息交流的受体在细胞内部，故B项错误；线粒体内膜上分布着合成ATP的酶，也有合成H2O的酶等，故C项错误；核孔可以让蛋白质和RNA进出，但不是自由进出，而是主动选择，故D项错误。
【答案】A
PAGE第6章 细胞的生命历程
第1节 细胞的增殖
【高考新动向】
1、细胞的生长和增殖的周期性
2、细胞的无丝分裂
3、细胞的有丝分裂
4、观察细胞的有丝分裂
5、模拟探究细胞表面积与体积的关系
【考纲全景透析】
一、细胞的生长[ ]
1、细胞表面积与体积的关系：细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率就越低。
2、细胞核占细胞体积的相对比值：细胞核中的DNA不会随着细胞体积扩大而增加。
3、细胞的表面积与体积的关系、细胞核占细胞体积的相对比值两者限制了细胞的长大，这也是细胞不能无限长大的原因。
二、细胞的有丝分裂和增殖的周期性
1、真核细胞增殖的方式：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。
2、细胞周期：（1）细胞类型：连续分裂的细胞
（2）持续时间：从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止。
（3）阶段划分：分裂间期和分裂期
（4）特点：不同类型的细胞，细胞周期持续时间不同；细胞周期中分裂间期时间长[
3、有丝分裂过程
（1）间期：完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。
（2）前期：染色质丝螺旋化形成染色体，核仁解体，核膜消失，细胞两极发出纺缍丝，形成纺缍体。（记忆口诀：膜仁消失显两体）。
（3）中期：染色体的着丝点两侧都有纺缍丝附着，并牵引染色体运动，使染色体的着丝点排列在赤道板上。这个时期是观察染色体的最佳时期，同时注意赤道板并不是一个具体结构，是细胞中央的一个平面。（记忆口诀：形数清晰赤道齐）。
（4）后期：着丝点分裂，姐妹染色单体分开，成为两条染色体，分别移向细胞两极，分向两极的两套染色体形态和数目完全相同。（记忆口诀：点裂数增均两极）。
（5）末期：染色体变成染色质，纺缍体消失，出现新的核膜和核仁，出现细胞板，扩展形成细胞壁，将一个细胞分成二个子细胞。（记忆口诀：两消两现重开始）。
4、动植物细胞有丝分裂的主要不同
植物细胞有丝分裂 动物细胞有丝分裂
相同点 分裂过程基本相同染色体的行为、形态、数目的变化规律相同分裂间期都完成了染色体的复制分裂期实现染色体平均分配到两个子细胞中
不同点[高考资源网][高考资源网] 前期 [ ] [高考资源网 ] 纺锤体的形成方式不同[高考资源网][高考资源网 ]
细胞两极发出纺锤丝 中心粒发出星射线
末期 细胞分裂方式不同
细胞板形成细胞壁 细胞膜向内凹陷使细胞缢裂
5、意义：将亲代细胞的染色体经过复制，精确地平均分配到两个子细胞中，在亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性，对于生物的遗传有重要意义。
三、无丝分裂
1、过程：细胞核延长→核中央向内凹进，缢裂成两个细胞核→真个细胞向中央凹陷→缢裂成两个子细胞。
2、特点：没有出现纺锤丝和染色体的变化。核膜、核仁不消失。
3、实例：蛙的红细胞的分裂。
四、意义
细胞分裂是生物生长、发育、繁殖、遗传的基础
【热点难点全析】
一、细胞周期
1、细胞类型：
（1）只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如发育中的受精 卵、根尖分生区、茎的形成层、生发层、各种干细胞等。
(2)高度分化的细胞，如神经细胞、表皮细胞等没有细胞周期。
(3)发生减数分裂的细胞无细胞周期。
2、细胞周期的表示方法
（1）常规表示法（扇形图、直线图、曲线图）
B组DNA含量在2C到4C之间，说明细胞正处于DNA复制时期；C组细胞中DNA已经加倍说明细胞处在分裂期。
3、影响因素
(1)内部因素：不同种类的细胞，细胞周期持续的时间不同，间期和分裂期所占的比例也不同。
(2)外部因素：温度、pH、射线、生理和病理状况等通过影响酶的活性影响细胞周期。
【例】下图A表示细胞进行有丝分裂的一个细胞周期所用的时间，图B表示连续分裂的细胞相邻的两个细胞周期图。下列叙述中，正确的是(多选)(　　)
A．一个细胞周期是指乙→乙的全过程
B．在高等植物细胞内，两组中心体之间发射出星射线形成纺锤体发生在甲→乙过程
C．c、d两段都要消耗ATP
D．b段的主要变化是DNA的复制及有关蛋白质的合成
【解】选AC。高等植物细胞内不存在中心体；c、d两段分别表示分裂间期和分裂期，c段要消耗ATP用于DNA的复制和蛋白质的合成，d段消耗ATP用于染色体的移动；b段是分裂期，不存在DNA的复制。
二、有丝分裂过程中染色体、DNA的规律性变化
1、DNA、染色体、染色单体、同源染色体对数、染色体组数变化（二倍体生物）
间期 前期 中期 后期 末期
DNA数（2C） 2C→4C 4C 4C 4C 2C
染色单体数 0→4N 4N 4N 4N→0 0
染色体数（2N） 2N 2N 2N 2N→4N 2N
同源染色体对数 N N N N→2N N
染色体组数 2 2 2 4 2
2、DNA、染色体、每条染色体上DNA含量变化曲线
（1）a→b、l→m的变化原因都是DNA分子复制。
（2）g→h、n→o变化的原因都是着丝点分裂，姐妹染色单体分开，形成子染色体。
（3）染色单体在细胞周期中的起点为0，终点也为0。
三、有丝分裂过程中相关结构和数目的规律性变化
1.细胞周期中几种细胞结构的变化
(1)纺锤体的变化：形成(前期) 解体(末期)
(2)核膜、核仁的变化：解体(前期)重建(末期)
(3)中心体变化规律(动物细胞、低等植物细胞)
（4）染色体行为变化规律
2．与细胞有丝分裂有关的细胞器及相应的生理作用
细胞器 细胞类型 作用时期 生理作用
核糖体 动物、植物 整个时期 各种蛋白质的合成
中心体 动物、低等植物 前期 纺锤体的形成
高尔基体 植物 末期 细胞壁的形成
线粒体 动物、植物 整个时期 提供能量
3.动植物细胞的识别
（1）动物细胞：细胞为圆形；有中心体；细胞缢裂
（2）高等植物细胞：细胞为方形；有细胞板，无中心体
（3）低等植物细胞：细胞为方形；有细胞板，有中心体
【例】(2012·南京市质检)如图甲表示细胞分裂的不同时期与每条染色体DNA含量变化的关系，图乙表示处于细胞有丝分裂某个时期的细胞图像。下列说法中正确的是(　　)
A．图甲中AB段形成的原因是DNA分子复制
B．图甲中DE段可表示有丝分裂后期或减数第一次分裂的后期
C．图乙中细胞处于图甲中的BC段
D．图乙中细胞含8条染色体、8个DNA分子、2个染色体组
【答案】A
四、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
1、实验原理
（1）龙胆紫将染色体染成深色。
（2）盐酸和酒精混合液（1︰1）使组织中的细胞相互分离开来。
（3）显微镜可观察细胞有丝分裂各期图像。
2、实验步骤
（1）洋葱根尖的培养
（2）装片的制作
制作流程：取材→解离→漂洗→染色→制片
①取材：剪取根尖2mm~3mm，注意取材时间。
②解离：药液: 质量分数为15%的盐酸，体积分数为95%的酒（(1：1混合液)。时间: 3~5min 。目的：使组织中的细胞相互分离开来。
③漂洗：用清水漂洗约3min。目的：洗去药液，防止解离过度，并有利于染色。
④染色：用质量浓度为0.01g/mL或0.02g/mL的龙胆紫溶液（或醋酸洋红液）染色3~ 5min，
目的：使染色体着色，利于观察。
⑤制片：将根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片上再加一片载玻片。然后用拇指轻轻地按压载玻片。目的：使细胞分散开来，有利于观察。
（3）观察
①先在低倍镜下找到根尖分生区细胞：细胞呈正方形，排列紧密，有的细胞正在分裂。
②换高倍镜下观察：分裂中期→分裂前、后、末期→分裂间期。（注意各时期细胞内染色体形态和分布的特点）。其中，处于分裂间期的细胞数目最多。
PAGE第4章 细胞的物质输入和输出
第2节 生物膜的流动镶嵌模型、物质跨膜运输的方式
【高考新动向】
物质出入细胞的方式
【考纲全景透析】
一、对生物膜结构的探索历程
1、19世纪末，欧文顿根据脂溶性物质更容易通过细胞膜，提出膜是由脂质组成的。
2、20世纪初，化学分析表明，膜的主要成分是脂质和蛋白质。
3、1925年，荷兰科学家得出结论：细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。
4、20世纪40年代，科学家推测脂质两边各覆盖着蛋白质。
5、1959年，罗伯特森认为生物膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成。
6、1970年，人鼠细胞杂交实验表明，细胞膜具有流动性。
7、1972年，桑格和尼克森提出的生物膜的流动镶嵌模型为大多数人所接受。
二、生物膜流动镶嵌模型的基本内容
1、结构
2、结构特点：具有一定的流动性。原因是组成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的。
3、功能特点：具有选择透过性。
三、物质跨膜运输的方式
1、离子和小分子物质的运输方式
（1）被动运输：
①自由扩散：不需要载体蛋白和能量，如水、CO2、O2、甘油、乙醇、苯等。
②协助扩散：需要载体蛋白，但不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖。动力：浓度差。
（2）主动运输：既需要载体协助，又需要消耗能量，如细胞吸收K＋、Na＋、Ca2＋、氨基酸等。动力：能量（ATP提供）。
2、大分子物质的运输方式
大分子物质以胞吞和胞吐方式进出细胞。
【热点难点全析】
一、生物膜的组成结构及功能间的关系
1、生物膜的流动镶嵌模型
(1)细胞膜中的脂质除磷脂外，还有一些糖脂和胆固醇。
(2)糖脂和糖蛋白都分布于细胞膜的外表面。
(3)脂质和蛋白质分子并不是均匀分布的，而是呈不对称性分布。
2、生物膜的结构特点——具有一定的流动性
（1）结构基础：构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是运动的。
（2）实验验证——人鼠细胞融合实验
（3）实例证明：质壁分离与复原、变形虫的变形运动、胞吞和胞吐、白细胞吞噬细菌及载体对相应物质的转运等。
（4）膜的流动性受温度影响，在一定温度范围内，随温度升高，膜的流动性加快。
3、生物膜的流动性与选择透过性的关系：
流动性与选择透过性都是对细胞膜的描述，但两者既有区别又有联系。
（1）区别：流动性是生物膜的结构特性，选择透过性是生物膜的功能特性，主动运输能充分说明选择透过性。
（2）联系：流动性是选择透过性的结构基础。因为只有细胞膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功能，才能表现出选择透过性。相反，如果细胞膜失去了选择透过性，细胞可能已经死亡了。
4、膜的组成结构和功能可表示为：
特别提醒：(1)细胞膜组成中的蛋白质有部分起载体作用，由于其特异性和数量的多少，决定了其运输物质的种类和数量。
(2)流动性是细胞膜结构的固有属性，无论细胞是否与外界发生物质交换关系，流动性总是存在的，而选择透过性只在完成物质交换功能时才能体现出来。
二、物质运输的方式及影响因素
1、物质运输方式的比较
运输方向 特点 图例 实例
离子、小分子物质 自由扩散 [高考资源网][ [高考资源网]由高浓度向低浓度[高考资源网] 不需要载体和能量 水、甘油、乙醇、苯、CO2、O2、脂质
协助扩散 由高浓度向低浓度 需要载体不需要能量 红细胞吸收葡萄糖
主动运输 由低（高）浓度向高（低）浓度 既需要载体又需要能量 小肠吸收无机盐、葡萄糖、氨基酸等
大分子物质 胞吞 由细胞外到细胞内 需要消耗能量 略 白细胞吞噬病菌
胞吐 由细胞内到细胞外 需要消耗能量 略 分泌蛋白的分泌、神经递质的释放
2、影响跨膜运输的因素
（1）物质浓度（在一定浓度范围内）
（2）氧气浓度
（3）温度
温度可影响生物膜的流动性和酶的活性，因而会影响物质跨膜运输的速率。
【例】(2012·长春毕业班第一次调研)下图有关概念的分析，正确的是(　　)
A．①和②所示的过程都需要消耗细胞内ATP水解释放的能量
B．只有①所示的过程能逆浓度梯度运输物质
C．大分子物质只有通过①所示的过程才能进入细胞
D．腌制蜜饯时蔗糖进入细胞与过程①和②有直接关系
【解】选B。①表示主动运输，②表示协助扩散，协助扩散是顺浓度梯度运输物质，不消耗能量。一些大分子物质可通过胞吞和胞吐进出细胞。蜜饯腌制过程中细胞因失水过多死亡，此时细胞的选择透过性丧失。
PAGE第2章 组成细胞的分子
第一节 细胞中的元素和化合物、 细胞中的无机物
【高考新动向】
1、水和无机盐的作用
2、检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质
【考纲全景透析】
一、组成细胞的元素
1. 大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。
2. 微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。
3. 最基本的元素是C。
4．作用
(1)组成化合物进而构成细胞，如蛋白质、核酸等。
(2)影响生物体的生命活动，如B能促进花粉萌发和花粉管的伸长。
5．生物界与非生物界的关系[ ]
(1)组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到——统一性。
(2)组成生物体的化学元素在生物体内与无机自然界中的含量相差很大——差异性。
二、组成细胞的化合物
1．种类[高考资源网 ]
(1)无机化合物：水、无机盐
(2)有机化合物：糖类、脂质、蛋白质、核酸
2．含量
(1)含量最多的化合物：水
(2)含量最多的有机物：蛋白质
(3)占细胞干重最多的化合物：蛋白质
三、水
1.细胞中的含量
在抽成细胞的各种化合物中，水的含量最多，一般为85%至90%。不同生物体内水的含量差别很大，统一生物体不同器官水的含量也不同。
2.水的存在形式及功能
自由水 结合水
存在形式 细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动 与细胞内的其他物质相结合存在
功能 （1）细胞内的良好溶剂（2）参与细胞内的许多生化反应（3）为细胞提供液体环境（4）运送营养物质和代谢废物 是细胞结构的重要组成成分
四、无机盐
1.存在形式：绝大多数以离子的形式存在，少部分是细胞内化合物的组成成分。
2.生理功能：细胞和生物体的重要组成成分；维持细胞和生物体的生命活动；如渗透压、酸碱平衡等。
3.常见无机盐离子的功能
I：甲状腺激素的主要成分，缺乏时患地方性甲状腺肿；
Fe：血红蛋白的主要成分，缺乏时患贫血；[高考资源网]
Mg:叶绿素的组成成分；
【热点难点全析】
一、生物组织中糖类、脂肪和蛋白质的检测
1、利用某些化学试剂与生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。
还原糖 脂肪 蛋白质 淀粉
鉴定剂 斐林试剂 苏丹Ⅲ染液（或苏丹Ⅳ染液） 双缩脲试剂 碘液
颜色反应 砖红色沉淀 橘黄色（或红色） 紫色 [高考资源网 ] 蓝色
2、实验流程归纳：
（1）选材→制备组织样液→显色反应。
（2）脂肪的检测还可利用显微镜观察法，实验流程为：取材→切片→制片→观察。
3、实验材料的选择：
（1）可溶性还原糖的鉴定实验中，最理想的实验材料是还原糖含量较高的生物组织（或器官），而且组织的颜色较浅，易于观察。可选用苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜等。
（2）脂肪的鉴定实验中，实验材料最好选富含脂肪的生物组织，若利用显微镜观察，则最好选择花生种子。如果是新鲜花生种子，可不必浸泡，浸泡效果反而不好，如果是干种子，需浸泡3h～4h最适宜切片（浸泡时间短，不容易切片；浸泡时间过长，组织太软，切下的薄片不易成形）。
（3）蛋白质的鉴定实验，最好选用富含蛋白质的生物组织。植物材料常用大豆，且浸泡1d～2d，适于研磨，动物材料常用鸡卵清蛋白。
4、实验操作中的注意事项
（1）在鉴定可溶性还原糖的实验中，加热试管中的溶液时，应该用试管夹夹住试管上部，放入盛50℃～65℃温水的大烧杯中加热。注意试管底部不要接触烧杯底部；斐林试剂不稳定易变性，应现配现用。
（2）还原糖、蛋白质的鉴定实验中，在加相应试剂鉴定之前，要留出一部分组织样液，以便与鉴定后的样液颜色作对比，增强实验的说明力。[高考资源网]
（3）在蛋白质的鉴定实验中，如果用蛋清稀释液作为实验材料，一定要稀释到一定程度，否则，与双缩脲试剂发生反应后会粘在试管的内壁上，使反应不彻底，试管也不易洗刷干净。
二、细胞中的无机物
1、细胞中的水
（1）自由水与结合水之间的转化
①自由水和结合水在一定条件下存在着动态转化，自由水和结合水的转化受代谢强度和温度的影响。
②细胞内代谢越强，细胞所处的温度越高，则会有较多的结合水转化为自由水。反之亦然。
（2）细胞中产生谁的结构与代谢过程
结构 代谢过程
叶绿体基质 光合作用暗反应阶段
线粒体 有氧呼吸第三阶段
核糖体 氨基酸脱水缩合反应生成多肽
高尔基体 植物细胞纤维素的合成
细胞核 DNA的复制、转录
2、细胞中的无机盐
（1）存在形式：大多数以离子形式存在，如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2＋、Cl-、HCO3- 、SO42-等。
（2）功能：①细胞内复杂化合物的组成成分，如Mg2+是叶绿素分子必须的成分，Fe2＋是血红蛋白的主要成分，PO43-是组成ATP、磷脂的重要成分。②参与维持正常的生命活动，如血液中的Ca2+含量过低会出现抽搐，过高会引发肌无力。③维持生物体内的平衡，渗透压的平衡，主要靠Na+、Cl-，K+对细胞内液渗透压起决定作用；酸碱平衡，人血浆中的HCO3-等对血浆pH的稳定起重要作用。
【例】(2012·西安第一次联考)干旱可以使植物枯萎，人体老化的特征之一是细胞内含水量明显下降，急性肠炎的病人需要及时补充水分，这些现象说明了生命离不开水。下面与水相关的叙述不正确的是(　　)
A．细胞内的许多化学反应需要水的参与，比如光合作用和有氧呼吸
B．核糖体中进行的化学反应要脱水
C．生物体内不同细胞的自由水和结合水的含量有所差别
D．水是维持人体内环境渗透压的主要物质
【解】选D。维持人体内环境渗透压的主要物质是无机盐和蛋白质，渗透压大小取决于单位体积溶液中溶质的微粒数目。
PAGE第3节 能量之源——光与光合作用
【高考新动向】
1、光合作用的基本过程
2、影响光合作用速率的环境因素
【考纲全景透析】
一、捕获光能的色素和结构
1、捕获光能的色素
（1）绿叶中色素的提取和分离
①可以利用无水乙醇提取绿叶中的色素，在研磨时还应加入少许二氧化硅和碳酸钙，其中前者有助于研磨充分，后者可防止研磨中色素别破坏。
②分离的原理是利用色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的再滤纸上扩散的快，反之则慢。
③层析的结果：四条色素带从上往下依次为：
橙黄色（胡萝卜素）→黄色（叶黄素）→蓝绿色（叶绿素a）→黄绿色（叶绿素b）
（2）色素的种类和吸收光谱
色素种类 颜色 吸收光谱 滤纸条位置
叶绿素 （约占3/4） 叶绿素a[ ] 蓝绿色 主要吸收 [ ][高考资源网]蓝紫光和红光 [ 中下层
叶绿素b 黄绿色 最下层
类胡萝卜素（约占1/4） 胡萝卜素 橙黄色 主要吸收蓝紫光 最上层
叶黄色 黄色 中上层
二、叶绿体的结构和功能
1、叶绿体的结构
外表：双层膜
内部：基质，含有与暗反应有关的酶
基粒，由类囊体堆叠而成，分布有色素和与光反应有关的酶
2、叶绿体的功能
进行光合作用的场所。
3、恩格尔曼的实验：好氧细菌只分布于叶绿体被光束照射的部位
三、光合作用的探究历程
1、直到18世纪中期，人们一起以为只有土壤中的水分是植物建造自身的原料。
2、1771年，英国的普利斯特利的实验证实：植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得污浊的空气。
3、1779年，荷兰的英格豪斯证明了植物体的绿叶在更新空气中不可缺少。
4、1785年，随着空气组成成分的发现，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳。
5、1864年，德国的萨克斯的实验证实了光合作用的产物除氧气外还有淀粉。
6、1939年，美国的鲁宾和卡门利用同位素标记法证明了光合作用释放的氧气来自水。
7、20世纪40年代，美国的卡尔文，利用同位素标记技术最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。
四、光合作用的基本过程及原理的应用
光合作用过程包括光反应和暗反应两个连续的过程。
1、光合作用强度：是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。可通过测定一定时间内原料消耗的数量或产物生成的数量来定量表示。
2、影响光合作用强度的环境因素
（1）空气中二氧化碳的浓度
（2）土壤中水分的多少
（3）光照长短与强弱以及光的成分
（4）温度的高低等
3、原理的应用
(1)光合作用强度：指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。可通过测定一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示。
(2)影响光合作用强度的环境因素
①光照强度以及光的成分；
②空气中CO2的浓度；
③温度的高低等；
④土壤中H2O的多少。
五、化能合成作用
1、概念：某些细菌利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用。
2、实例：硝化细菌能利用NH3氧化成HNO2和HNO3时所释放的化学能，将二氧化碳和水合成为糖类。
3、自养生物和异养生物
（1）自养生物：绿色植物和硝化细菌都能将无机物转化为自身组成物质，因此属于自养生物。
（2）异养生物：人、动物、真菌以及大多数细菌只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动，属于异养生物。
【热点难点全析】
一、“绿叶中色素的提取和分离”的实验分析
1、原理解读：
（1）色素的提取：可以用无水乙醇（或丙酮）作溶剂提取绿叶中的色素，而不能用水，因为叶绿体中的色素不能溶于水。
（2）色素的分离：利用色素在层析液中的溶解度不同进行分离，溶解度大的在滤纸上扩散得快，反之则慢。
2、实验流程图示：
（1）提取色素：
加入少许SiO2、CaCO3和10mL无水乙醇迅速研磨并用单层尼龙布过滤
（2）制备滤纸条：
长与宽略小于试管，在一端剪去两角；在距剪去两角的一端1cm处画铅笔线。
（3）画滤液细线：
用毛细吸管吸取色素绿叶沿铅笔线画一条直且均匀的滤液细线；
（4）色素分离：
将滤液条插入有3mL层析液的试管中，有滤液细线的一端朝下。
（5）观察结果：
滤纸条上有四条颜色宽度不同的色素带，如图。
3、实验中几种化学试剂的作用：
（1）无水乙醇用于提取绿叶中的色素。
（2）层析液用于分离绿叶中的色素。
（3）二氧化硅可增加杵棒与研钵间的摩擦力，破坏细胞结构，使研磨充分。
（4）碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。
4、实验中的注意事项：
（1）选材：应选取鲜嫩、颜色深绿的叶片，以保证含有较多的色素。
（2）提取色素：研磨要迅速、充分，且加入各物质的量要成比例，以保证提取较多的色素和色素浓度适宜。
（3）画滤液细线：用力要均匀，快慢要适中。滤液细线要细、直，且干燥后重复画一两次，使滤液细线既有较多的色素，又使各色素扩散的起点相同。
（4）色素分离：滤液细线不要触及层析液，否则滤液细线中的色素分子将溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。
二、光合作用的过程分析
1、过程图解
2、反应式及元素去向
方程式：CO2＋H218O （CH2O）＋18O2。
（1）O元素：H218O→18O2
（2）C元素：14CO2→14C3→（14CH2O）。
（3）H元素：H218O→[H] →（CH2O）。
3、光反应与暗反应的比较
光反应 暗反应
条件 必须在光下 有光无光都可以
场所 叶绿体类囊体薄膜 叶绿体基质
物质转化
能量转化 光能转导ATP中活跃的化学能再到有机物中稳定的化学能
联系 光反应为暗反应提供[H]、ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi，如图
4、光照和CO2浓度变化对植物细胞内C3、C5、[H]、ATP和O2用（CH2O）合成量的影响
三、影响光合速率的环境因素及应用
1、光照强度对光合作用强度的影响
A点：光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。
AB段：随光照强度增强，光合作用强度也逐渐增强，CO2释放量逐渐减少，这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用，此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。
B点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度等于细胞呼吸强度（光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长），B点所示光照强度称为光补偿点。
BC段：表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了，C点所示光照强度称为光饱和点。
2、CO2浓度对光合作用强度的影响
图1和图2都表示在一定范围内，光合作用速率随CO2浓度的增大而增大，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合作用速率不再增加。
图1中A点表示光合作用速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点；
图2中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。
图1和图2中的B和B′点都表示CO2饱和点。
3、温度对光合作用速率的影响
温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。
4、必需元素供应对光合速率的影响
在一定浓度范围内，增大必需元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物渗透失水而萎蔫。
5、水分的供应对光合作用速率的影响
水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用。
【例】(2012·南京市高三质检)如图曲线Ⅰ表示黄豆在适宜温度、CO2浓度为0.03%的环境中光合作用速率与光照强度的关系。在y点时改变某条件，结果发生了如曲线Ⅱ的变化。下列分析合理的是(　　)
A．与y点相比较，x点时叶绿体中C3化合物含量低
B．在y点时，适当升高温度可导致曲线由Ⅰ变为Ⅱ
C．制约x点时光合作用的因素主要是叶绿体中色素的含量
D．制约z点时光合作用的因素可能是二氧化碳浓度
【解】选D。x点时，光照强度较弱，光反应提供的[H]和ATP较少，C3化合物的浓度较y点时高，A项不正确；题目中提到已是在适宜温度下，如果再提高温度，会降低光合作用速率，B项不正确；制约x点的光合作用因素是光照强度，C项不正确；
四、光合作用与细胞呼吸
1、光合作用与有氧呼吸的比较
光合作用 有氧呼吸
代谢类型 合成作用（或同化作用） 分解作用（或异化作用）
物质变化 无机物 有机物 有机物 无机物
能量变化 光能→化学能（储能） 化学能→ATP、热能（放能）
实质 合成有机物，储存能量 分解有机物、释放能量，供细胞利用
场所 叶绿体 活细胞（主要在线粒体）
条件 只在光下进行 有光、无光都能进行
联系
3、光合作用与细胞呼吸的计算：
（1）光合作用速率表示方法：
通常以一定时间内CO2等原料的消耗或O2、（CH2O）等产物的生成数量来表示。但由于测量时的实际情况，光合作用速率又分为表观光合速率和真正光合速率。
（2）在有光条件下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸，实验容器中O2增加量、CO2减少量或有机物的增加量，称为表观光合速率，而植物真正光合速率＝表观光合速率＋呼吸速率。如图所示：
（3）呼吸速率：将植物置于黑暗中，实验容器中CO2增加量、O2减少量或有机物减少量，即表示呼吸速率。
（4）一昼夜有机物的积累（用CO2量表示）可用下式表示：
积累量＝白天从外界吸收的CO2量－晚上呼吸释放的CO2量。
C6H12O6合
成量减少
仍正常进行
暗反应
C3还原减弱
光反应减弱
CO2供应不变
光照强→弱
1、
O2产生减少
ATP减少
[H]减少
CO2固定
仍正常进行
C3含量上升
C5含量下降
C6H12O6合
成量增加
仍正常进行
暗反应
C3还原增强
光反应增强
CO2供应不变
光照弱→强
2、
O2产生增多
ATP增多
[H]增多
CO2固定
仍正常进行
C3含量下降
C5含量上升
C6H12O6合
成量减少
仍正常进行
[H]相对增加
ATP相对增加
上述两种物质
转化速度变慢，
O2产生减少
暗反应
减少CO2供应
光照不变
3、
CO2固定减弱
C3还原
仍正常进行
C3含量下降
C5含量
C6H12O6合
成量增加
仍正常进行
[H]相对减少
ATP相对减少
上述两种物质
转化速度变快，
O2产生增加
暗反应
增加CO2供应
光照不变
4、
CO2固定增强
C3还原
仍正常进行
C3含量上升
C5含量下降
PAGE第2章 组成细胞的分子
第2节 生命活动的主要承担者——蛋白质
【高考新动向】
蛋白质的结构和功能
【考纲全景透析】
一、蛋白质的化学组成
1、元素组成
以C、H、O和N为主，个别还含有S、Fe等。
2、基本单位——氨基酸
（1）组成蛋白质的氨基酸约有20种，它们的R基不同。分为必需氨基酸（8种，人体细胞不能合成的，必须从外界直接获取）和非必需氨基酸（12种，人体细胞可以合成）。
（2）结构通式：
特点：至少有一个氨基和一个羧基,并且都有一个氨基和一个羧基连在同一碳原子上。
二、蛋白质的结构及其多样性
1、蛋白质的结构层次
2、蛋白质的合成场所：核糖体
形成过程：脱水缩合
构成：多个氨基酸分子经脱水缩合形成含有多个肽键—CO—NH—的化合物。
蛋白质是由多个氨基酸通过缩合反应即一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连，同时脱掉一分子水，连接氨基酸分子的化学键叫肽键。
结构：链状（多肽链）
3、蛋白质结构的多样性的原因
（1）氨基酸种类不同。
（2）氨基酸数目成百上千。
（3）氨基酸排列顺序千变万化。
（4）多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。
三、蛋白质的功能
一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的承担者。
1、结构蛋白：构成细胞和生物体，如头发、肌肉等
2、催化功能：绝大多数酶都是蛋白质
3、运输功能：具有运输载体的功能，如血红蛋白
4、调节功能：调节生命活动，如胰岛素、生长激素等
5、免疫功能：如抗体
【热点难点全析】
一、蛋白质的结构层次及其多样性
元素：C、H、O、N（有的含有S、Fe等）
【例】一条肽链的分子式为C22H34O13N6，其水解后共产生了下列3种氨基酸：[ ]
据此判断，下列有关叙述错误的是(　　)
A．1个C22H34O13N6分子水解后可以产生3个谷氨酸
B．合成1个C22H34O13N6分子同时将产生5个水分子
C．1个C22H34O13N6分子中存在1个游离的氨基和3个游离的羧基
D．在细胞中合成1个C22H34O13N6分子至少需要3种tRNA
【解】选C。由于题目中的氨基酸中，每个氨基酸含有一个氮原子，因此该肽链是由6个氨基酸脱去5分子水形成。每一种氨基酸只能由一种特定的tRNA来转运，因此在细胞中合成1个C22H34O13N6分子至少需要3种tRNA。
二、蛋白质的结构和功能
1．蛋白质的结构(合成过程)
2．蛋白质的功能
功能 举例
构成细胞和生物体结构的重要物质 构成动物和人体的肌肉，构成生物膜、核糖体、染色体等的成分
构成细胞和生物体的功能物质 催化作用 参与生物体各项生命活动的酶多数是蛋白质
运输作用 红细胞中的血红蛋白，细胞膜上的载体蛋白
运动功能 肌动蛋白和肌球蛋白，二者使肌肉收缩，产生运动
构成细胞和生物体的功能物质 信息传递作用，调节作用 胰岛素、生长激素等蛋白质类激素，能调节生物体的生命活动
免疫作用 生物体内的抗体，能消灭外来抗原物质
细胞内的能源物质 在糖类和脂肪供应不足的情况下，机体也会分解蛋白质供能
PAGE第2节 细胞的能量“通货”——ATP
ATP的主要来源——细胞呼吸
【高考新动向】
1、ATP在能量代谢中的作用
2、细胞呼吸
3、探究酵母菌的呼吸方式
【考纲全景透析】
一、细胞的能量“通货”——ATP
1、生物体中的能源物质细胞中的糖类、脂肪等有机物都储存着化学能，但直接给细胞生命活动提供能量的却是ATP。
2、ATP的结构：结构简式：A—P～P～P
一个ATP分子中含有一个腺苷，两个高能磷酸键，三个磷酸基团。
3、ATP的功能：直接给细胞的生命活动提供能量。
4、ATP的利用：ATP可用于主动运输、生物发电和发光、肌细胞收缩、大脑思考等。
5、ATP与ADP的相互转化
（1）相互转化关系式
（2）合成ATP的能量来源
①动、植物和微生物：细胞呼吸分解有机物所释放的能量。
②绿色植物：除细胞呼吸所释放的能量外，还包括光合作用吸收、固定的光能。
（3）能量去向：用于生物体的各项生命活动。
（4）ATP与ADP的相互转化是生物界的共性。
二、探究酵母菌细胞呼吸的方式
1、酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。
2、检测CO2的产生可使澄清石灰水变浑浊，另外使用溴麝香草粉蓝水溶液检测，变化是由蓝变绿再变黄。
3、检测酒精的产生可使用橙色的重铬酸钾溶液，其在酸性条件下，与酒精发生化学反应，变成灰绿色。
三、细胞呼吸
1、细胞呼吸
（1）定义：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。
（2）类型：有氧呼吸和无氧呼吸。
2、有氧呼吸
（1）反应式：
C6H12O6＋6H2O＋6O2 6CO2＋12H2O＋能量。
（2）过程：
第一阶段 第二阶段 第三阶段
场所 细胞质基质 线粒体 线粒体
反应物 葡萄糖[ ] 丙酮酸和水 [H]和氧气
生成物 丙酮酸、[H]、ATP CO2、[H]、ATP H2O、ATP
能量 少量 少量 大量
3、无氧呼吸
（1）反应式：
①转化成乳酸的反应式：C6H12O6 2C3H6O3＋能量。
②分解成酒精的反应式：C6H12O6 2C2H5OH＋2CO2＋能量。
（2）过程：第一阶段：与有氧呼吸第一阶段相同。
第二阶段：在细胞质基质中完成，产物是酒精和CO2或乳酸。
4、点拨
（1）有氧呼吸三个阶段都产生ATP，无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。
（2）不同生物无氧呼吸产物不同，其原因在于催化反应的酶不同。
（3）原核生物无线立体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸。
（4）微生物的无氧呼吸也成为发酵，但动植物的无氧呼吸不能称为发酵。
[高考资源网 ]
【热点难点全析】
一、ATP与ADP的相互转化
1、ATP的结构式
从简式可看出，ATP的结构特点可用“一、二、三”来总结，即一个腺苷、两个高能磷酸键、三个磷酸基团。
2、ATP的形成途径
3、ATP合成与水解的比较
ATP的合成 ATP的水解
反应式 ADP＋Pi＋能量 ATP ATP ADP＋Pi＋能量
所需酶 ATP合成酶 ATP水解酶
能量来源 光能（光合作用）、化学能（细胞呼吸） 储存在高能磷酸键中的能量
能量去路 储存于形成的高能磷酸键 用于各项生命活动
反应场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体 生物体的需能部位
注：ATP与ADP之间的相互转化过程中，反应类型、反应所需酶以及能量的来源、去路和反应场所都不相同，因此ATP和ADP的相互转化不是可逆反应。但是物质时可循环利用的。
4、ATP的去向：
【例】下列关于ATP的叙述中，正确的是(　　)
A．ATP分子由1个腺嘌呤脱氧核苷酸和2个磷酸基团组成
B．线粒体内大量合成ATP的部位是基质
C．在剧烈运动时，肌细胞产生ATP的速率增加[高考资源网 ]
D．叶绿体内ATP的运输方向是基质→类囊体薄膜
【解】选C。ATP的组成中包括腺苷和3个磷酸，其中腺苷包括腺嘌呤和核糖，因此，可以说1个腺嘌呤核糖核苷酸和2个磷酸基团组成ATP分子；在剧烈运动时，由于消耗能量多，产生的能量多才能满足生命活动的需要；叶绿体中通过光反应产生的ATP，在暗反应中用于还原三碳化合物，因此ATP的运输方向是从类囊体薄膜到基质。
二、细胞呼吸的过程及影响因素
1、有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解及分析
分析：（1）有氧呼吸第一、二阶段产生的[H]用于第三阶段与O2结合生成水；无氧呼吸第一阶段产生的[H]用于第二阶段将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2或乳酸
（2）有氧呼吸中H2O既是反应物，又是生成物，且生成的H2O中的氧全部来自O2。
（3）不同生物无氧呼吸的产物不同，是由于催化反应的酶不同。
（4）有氧呼吸中各元素的来源和去路
2、有氧呼吸与无氧呼吸的比较
有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 场所[ ] 细胞质基质和线粒体 细胞质基质
条件 氧气和酶 酶
产物 二氧化碳和水 酒精和二氧化碳或乳酸
能量 大量能量 少量能量
相同点 实质 分解有机物，释放能量
联系 第一阶段的场所及转变过程相同
3、影响细胞呼吸的环境因素及应用
（1）呼吸速率与温度的关系（如图）：
①温度通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率
最适温度时，细胞呼吸最强，超过最适温度呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制；低于最适温度时，酶活性下降，细胞呼吸受抑制。
②应用：生产上常利用这一原理在低温下贮存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高产量。
（2）呼吸速率与O2浓度的关系（如图）：
①O2浓度低时，无氧呼吸占优势，随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强；但当O2浓度达到一定值后，随O2浓度增大，有氧呼吸不再加强（受呼吸酶数量等因素的影响）。
②应用：生产上常利用适当降低氧气浓度等能够抑制细胞呼吸、减少有机物消耗的原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间，中耕松土增加根的有氧呼吸；在医疗上选用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”包扎伤口，可抑制厌氧病原菌的繁殖。
（3）呼吸速率与含水量的关系（如图）：
在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。（2）在作物种子储藏时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。
（4）呼吸速率与CO2的关系（如图）
在蔬菜、水果保鲜中，增加CO2浓度（或充入N2）可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗。
（5）总结：外部因素在影响呼吸作用时是综合起作用的，有时在其他因素满足的情况下，某一因素成为限制因素。如动物冬眠时呼吸速率低的限制因素是温度，而夏季作物受涝而死亡，其限制因素则是O2。
【例】第十二届国际果蔬食品博览会于2011年9月23日至26日在中国北方著名的果品和蔬菜生产加工基地——烟台举行，当地的苹果果形端正、皮薄甜脆、汁多爽口，享誉全国。为了尽量延长新鲜苹果的贮藏时间，贮藏条件最好是(　　)
A．低O2、适当的湿度、零上低温
B．低O2、适当的湿度、零下低温
C．无O2、保持干燥、零上低温
D．无CO2、保持干燥、零下低温
【解】选A。本题考查影响细胞呼吸的因素。要长时间贮藏水果，就要降低其细胞呼吸，减少有机物的消耗。在低温条件下，呼吸酶活性降低；低氧状态下，细胞有氧呼吸弱，无氧呼吸受到抑制，整个细胞呼吸强度处于最低状态，可以有效减少营养物质的消耗，但若温度低于零度，则会冻伤水果。湿度适中，减少水果中水分丢失，有利于保鲜。
三、酵母菌细胞呼吸方式的实验探究
1、实验探究过程
（1）提出问题：酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是无氧条件下；酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物是什么。
（2）作出假设：针对上述问题，根据已有的知识和生活经验（如酵母菌可用于酿酒、发面等）作出合理的假设。
（3）设计并进行实验
①配制酵母菌培养液。
②检测CO2的产生，装置如图所示。
③检测酒精的产生：自A、B中各取2mL滤液分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液中的颜色变化。
（4）实验现象
甲、乙两装置中石灰水都变浑浊，但甲中浑浊程度高且速度快。
2号试管中溶液由橙色变成灰绿色，1号试管不变色。
（5）实验结论:
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳。
2、实验中的关键步骤
（1）将装置（甲）连通橡皮球，让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶，既保证O2的充分供应，又使进入A瓶的空气先经过NaOH的锥形瓶，洗除空气中的CO2，保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。
（2）B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水。
PAGE第4章 细胞的物质输入和输出
第1节 物质跨膜运输的实例
【高考新动向】
1、通过模拟实验探究膜的透性
2、观察植物细胞的质壁分离和复原
【考纲全景透析】
一、细胞的吸水和失水：
1、原理：发生了渗透作用。
渗透作用必须具备两个条件：（1）具有半透膜；
（2）膜两侧溶液具有浓度差。
2、动物细胞的吸水和失水（以红细胞为例：红细胞膜相当于一层半透膜）
细胞质：有一定浓度和组织液发生渗透。
（1）当外界溶液浓度＜细胞质浓度时，细胞吸水涨破。
（2）当外界溶液浓度＞细胞质浓度时，细胞失水皱缩。
（3）当外界溶液浓度＝细胞质浓度时，水分进出平衡。
3、植物细胞的吸水和失水
（1）在成熟的植物细胞中，细胞壁：全透性；原生质层（包括细胞膜＋液泡膜＋二者之间的细胞质）相当于一层半透膜；细胞液：具有一定浓度，和外界溶液发生渗透
（2）成熟植物细胞发生质壁分离的条件是：外界溶液浓度＞细胞液浓度，发生质壁分离复原的条件是外界溶液浓度＜细胞液浓度。
（3）原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。
4、验证细胞吸水、失水的实验：动物细胞：红细胞的涨破和皱缩实验[ ]
植物细胞：质壁分离和质壁复原实验
二、物质跨膜运输的其他实例
1、物质跨膜运输的特点
（1）水分子是顺相对含量的梯度跨膜运输的。
（2）无机盐的跨膜运输
①水稻和番茄对同一离子的吸收量不同，具有选择性。
②人体甲状腺滤泡上皮细胞可以逆相对含量梯度从血液中吸收钾。
③不同微生物对不同矿物质的吸收表现出较大的差异。
2、生物膜的功能特性
（1）细胞膜和其他生物膜都具有选择透过性膜，水分子、一些离子和小分子可以通过，而其他的离子、小分子和打分则不能通过。
（2）选择透过性膜一定是半透膜，半透膜不一定是选择透过性膜。生物膜的选择透过性是活细胞的一个重要特征。
【热点难点全析】
一、渗透作用的组成及原理分析：
1、如图，作为一个渗透系统，须同时具备两个条件：
（1）半透膜：可以是生物性的选择透过性膜，如细胞膜，
也可以是物理性的过滤膜，如玻璃纸。特性，允许水分子及小分子通过，不允许蔗糖等大分子通过
（2）半透膜两侧的溶液具有浓度差。
渗透作用模型 植物细胞与外界溶液形成渗透系统
图解
基本组成或条件 半透膜、浓度差 原生质层具有选择透过性、细胞液与外界溶液之间具有浓度差
原理 水分子通过半透膜的扩散作用 细胞液通过原生质层与外界溶液之间发生渗透
水扩散的方向 低浓度溶液→高浓度溶液
2、渗透作用的发生：
（1）当S1浓度>S2浓度时，单位时间内由S2→S1的水分子数多于S1→S2的水分子数，外观上表现为S1液面上升；
（2）当S1浓度（3）在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，则S1溶液浓度仍大于S2。
（4）特点：1）水分子总是由溶液浓度低的部位向浓度高的部位渗透。
2）半透膜两侧溶液浓度差是渗透作用发生的动力，既决定着渗透的方向，又决定着渗透的速度，即浓度差越大，渗透越快。
3、渗透作用原理的应用：
（1）比较不同溶液浓度大小
[高考资源网] 漏斗内 烧杯内
溶液浓度 M[ ] N
现象及结论 ①若漏斗内液面上升，则M＞N②若漏斗内液面不变，则M＝N③若漏斗内液面下降，则M＜N
4、验证渗透作用发生的条件
（1）具半透膜。
（2）具有浓度差。
二、生物膜的选择透过性
1、实例
同一植物吸收不同离子[高考资源网 ]
有差异 植物细胞膜对无机盐离子的吸收
不同植物吸收同一离子
2、结构基础
细胞膜上载体蛋白的种类和数量不同。
3、实验验证
4、知识拓展
（1）植物吸收水分的方式是自由扩散，而对无机盐离子则以主动运输方式吸收，因此可以说植物对水分和无机盐的吸收是两个相对独立的过程
（2）作物栽培时，不同作物及同一作物的不同生长发育期对无机盐离子的需求不同，因此要合理施肥。
三、观察植物细胞的质壁分离及复原
1．原理：成熟的植物细胞构成渗透系统可发生渗透作用。
2．流程
4．实验结论
成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用，当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水，当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水。
PAGE第3章 细胞的基本结构
第3节 细胞核——系统的控制中心
【高考新动向】
细胞核的结构和功能
【考纲全景透析】
一、细胞核的结构
1、核膜：不连续的双层膜，把核内物质与细胞质分开。
2、核孔：实现核质之间的物质交换和信息交流。
3、核仁：与某些RNA的合成和核糖体的形成有关，蛋白质合成旺盛的细胞核仁大而明显。随细胞周期周期性的消失和重建。
4、染色质：由DNA和蛋白质组成，是遗传信息的主要载体。在细胞分裂前期高度螺旋化变粗变短形成染色体，染色体在分裂末期解螺旋变细变长形成染色质。染色体和染色质是同种物质在不同时期的两种状态。
二、细胞核的功能
1、细胞核是遗传信息库，遗传物质储存和复制的主要场所。
2、细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。
3、注意：对于真核细胞染色体是DNA的主要载体，但不是唯一载体，载体还有线粒体和叶绿体。
原核细胞无细胞核，遗传物质主要分布在拟核中。
三、细胞是统一的整体
1、细胞各组分之间分工合作，使生命活动能够在变化的环境中自我调控、高度有序的进行。
2、细胞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。[ ]
【热点难点全析】
一、细胞核的结构与功能
名称 特点 功能[高考资源网]
核膜和核孔 ①核膜是双层膜，外膜表面有核糖体附着②核膜不是连续的，其上有核孔③ ①化学反应的场所，核膜上有酶附着，利于多种化学反应的进行②控制物质进出，小分子离子通过核膜进出，大分子物质通过核孔进出
核仁 遮光性强，易与其他结构区别在有丝分裂中周期性消失和重现 参与某些RNA的合成及核糖体的形成
染色质 ①易被碱性染料染成深色②由DNA和蛋白质组成③与染色体的关系：[高考资源网 ] 是遗传物质的主要载体
二、细胞核功能的实验探究
1．黑白美西螈核移植实验
(1)实验过程
(2)实验结论：美西螈皮肤颜色遗传受细胞核控制。
(3)实验分析：该实验无对照组，可将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞形成重组细胞进行培养作为对照。
2．蝾螈受精卵横缢实验
(1)实验过程 [ ]
(2)实验结论：蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制。
(3)实验分析：该实验既有相互对照，又有自身前后对照。
3．变形虫切割实验
(1)实验过程
(2)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。
(3)实验分析：该实验既有相互对照，又有自身前后对照。
4．伞藻嫁接与核移植实验
(1)伞藻嫁接实验过程
(2)伞藻核移植实验过程
(3)实验结论：伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的。
(4)实验分析：伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的作用，从而证明是细胞核控制伞藻“帽”的形状。
【例】一同学将下图乙伞藻的细胞核与伞部去掉，并将甲伞藻的细胞核移入乙中，则存活下来的乙伞藻其外形是(　　)
【解】解析：选B。根据甲乙图分析，甲伞藻的细胞核移入去掉核与伞部的乙伞藻中，因伞藻的伞形主要由细胞核控制，故存活下来的乙伞藻其外形与B选项图形最相似。
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