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第四单元　细胞的生命历程
第一讲细胞的增殖
[教材知识问题化梳理]
一、细胞生长与细胞周期
1．细胞不能无限长大的原因
(1)细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。
(2)细胞核与细胞质的关系限制了细胞的长大。
2．细胞周期[动漫演示更形象　见课件光盘]
二、有丝分裂[动漫演示更形象　见课件光盘]
1．过程(以高等植物细胞为例)
时期　　　图像　　　主要特点
　　　　　
[巧学助记]　有丝分裂各时期的特点
间期复制又合成，膜仁消失现两体；
形定数晰赤道齐， 点裂数加均两极；
两消两现重开始。
2．动植物细胞有丝分裂的主要区别
纺锤体形成不同(前期) 细胞分裂方式不同(末期)
植物细胞 细胞两极发出纺锤丝 细胞板形成细胞壁
动物细胞 中心粒发出星射线 细胞膜向内凹陷使细胞缢裂
3.意义
亲代细胞的染色体经过复制后精确地平均分配到两个子细胞中，保持了细胞的亲子代之间遗传性状的稳定性。
三、无丝分裂
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1．判断有关细胞分裂叙述的正误。
(1)蛙受精卵发育过程中不能发生DNA的半保留复制(2012·四川卷T1B)(×)
(2)动物细胞有丝分裂过程中细胞板在末期形成(2010·海南卷T3A)(×)
(3)动物细胞有丝分裂末期，细胞膜内陷形成两个子细胞(2010·海南卷T3C)(√)
(4)无丝分裂过程中核膜不消失(2009·广东卷T23A)(√)
(5 )动物细胞仅以有丝分裂方式进行增殖(2009·广东卷T23C)(×)
2．判断有关观察细胞有丝分裂实验叙述的正误。
(1)解离和压片都有利于根尖分生区细胞分散(2012·江苏卷T15A)(√)
(2)显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体(2012·江苏卷T15C)(×)
(3)剪取5 cm根尖，用酒精和吡罗红混合液解离染色(2010·天津卷T3A)(×)
(4)要观察植物细胞的细胞板结构，应选取处于有丝分裂后期的细胞(2008·上海卷T3C)(×)
二、在回顾教材图表中强化学科能力
据染色体与姐妹染色单体图解回答下列问题：
(1)复制前与复制后染色体、染色单体及DNA的比值各是多少？
提示：复制前1∶0∶1；复制后1∶2∶2。
(2)染色体数与着丝点数目始终相等吗？
提示：相等。
(3)在减数分裂过程中，会发生如图所示的染色体变化吗？在有丝分裂和减数分裂中，染色体和DNA数量之比为1∶2的时期有哪些？
提示：会；在有丝分裂的前期，中期以及减数第一次分裂和减数第二次分裂的前期和中期
细 胞 周 期
1.细胞类型与细胞周期
(1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期，如植物形成层细胞、根尖分生区细胞、动物皮肤生发层细胞。
(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
方法名称 表示方法 说明
扇形图 A→B→C→A为一个细胞周期
直线图 a＋b或c＋d为一个细胞周期
坐标图 a＋b＋c＋d＋e为一个细胞周期
3．分裂间期的物质变化
(1)G1期
(2)S期：完成DNA复制——每条染色体上1个DNA复制为2个DNA，且两个DNA位于两条染色单体上，两条染色单体由一个着丝点连在一起，即：
(3)G2期：合成蛋白质——主要是用于形成纺锤丝(星射线)。
[联前系后]
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细胞分裂产生子细胞的三种去向
(1)继续分裂：始终处于细胞周期中，保持连续分裂状态，如动物红骨髓细胞、植物形成层细胞。
(2)暂不分裂：仍具分裂能力，在一定条件下可回到细胞周期中继续分裂，如肝脏细胞、黄骨髓造血细胞。
(3)细胞分化：失去分裂能力，分化为其他组织器官细胞，如骨骼肌细胞、洋葱表皮细胞。
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[例1]　(2013·西北九校联考)图甲中，ab表示一个细胞周期，cd表示另一个细胞周期；图乙中，按箭头方向，表示细胞周期。据图分析下列说法中不正确的是(　　)
A．处于图甲、图乙的细胞不会出现同源染色体分离
B．处于图甲a和图乙B→A时期的细胞可进行DNA复制
C．处于图甲、图乙各时期的细胞一定有同源染色体的存在
D．处于图甲b时期的细胞，若着丝点分裂，染色体数目一定加倍
[解析]　图甲中a和c、图乙中B→A时期都为细胞有丝分裂的间期，图甲中b和d、图乙中A→B都为细胞分裂周期的分裂期；在细胞的有丝分裂过程中，间期完成DNA复制和有关蛋白质的合成，后期着丝点分裂，染色体数目加倍；有丝分裂不会发生同源染色体分离的现象，若为某单倍体生物的体细胞，则细胞中不一定有同源染色体存在。
[答案]　C
(1)用字母和箭头表示图乙中一个完整的细胞周期。
提示：B→A→B。
(2)图甲中b＋c可表示一个细胞周期吗？
提示：不可以。
有丝分裂中相关结构和数目的变化
1.染色体形态、数目及DNA数目变化规律[动漫演示更形象　见课件光盘]
染色体 变化规律
形态 ①②图示及含义： A——间期，染色质的复制；B——前期，染色质变为染色体；C——后期，着丝点一分为二，染色单体分开变为两条染色体；D——末期，染色体解螺旋，成为染色质
行为 复制→→→→(间)　(前)　　(中)　　　(后)　　　　(末)
数目 间期前期中期后期末期染色体2N2N2N4N4N→2N染色单体0→4N4N4N00DNA2N→4N4N4N4N4N→2N
曲线(模型)
2．相关结构的变化规律
细胞结构 变化规律
纺锤体 形成(前期)―→消失(末期)
核膜、核仁 消失(前期)―→重建(末期)
中心体 倍增―→移向两极―→平均分配(间期) (前期) (末期)
[联前系后]
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与有丝分裂有关的细胞器及其生理作用
细胞器名称 细胞类型 时期 生理作用
核糖体 动、植物 间期(主要) 有关蛋白质的合成
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、植物 整个细胞周期 提供能量
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　　[例2]　(2013·西城一模)下图为某种植物根尖细胞分裂过程中染色质与染色体规律性变化的模式图。下列相关判断正确的是(　　)
A．①→②过程是有丝分裂间期，此时细胞内核膜解体、核仁消失
B．低温处理导致④→⑤过程中染色单体不分开使染色体数目加倍
C．⑤→⑥过程处于有丝分裂后期，细胞中的染色体组数增加一倍
D．⑥→⑦过程中DNA解旋酶可使染色体解旋变为细丝状的染色质
[解析]　①→②表示的是染色体的复制过程，属于有丝分裂间期，而不是核膜解体、核仁消失的前期；④→⑤过程中染色体单体已分开成为染色体，低温抑制纺锤体形成，染色体可以复制，但着丝点分离后不能被拉向两极，全部保留在同一细胞内，导致染色体加倍；⑥→⑦过程中染色体解旋变为细丝状的染色体，不是DNA解旋酶的作用，DNA解旋酶作用于DNA分子的双螺旋结构。
[答案]　C
———————[规律方法]—————————————————————
确定染色体、染色单体、DNA三者之间关系的方法
(1)当有染色单体存在时，染色体∶染色单体∶DNA＝1∶2∶2。
(2)当无染色单体存在时，染色体∶DNA＝1∶1。
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易误点 混淆动植物细胞有丝分裂的区别
失误类型 知识理解类失误
　　
1．动植物细胞有丝分裂的区别
时期 植物细胞有丝分裂 动物细胞有丝分裂
间期
前期 中心粒移到细胞两极，并发出星射线构成纺锤体
末期 细胞膜由中部向内凹陷，细胞缢裂成两部分
2．动、植物细胞分裂图像的识别
(1)细胞为圆形；有中心体；细胞膜缢裂→动物细胞。
(2)细胞为方形，有细胞板
　　
高考命题常从以下角度设置陷阱
(1)以文字形式呈现动植物细胞有丝分裂各时期的特征，从中予以辨析。
(2)以图像形式呈现动植物细胞有丝分裂各时期，从中辨析动物(植物)细胞的有丝分裂图像。
1．与高等植物细胞有丝分裂相比，下列不是动物细胞有丝分裂特有的是(　　)
A．染色体经过复制后精确均分到两个子细胞中
B．中心体周围发射出星射线
C．在细胞分裂末期，细胞缢裂成两部分
D．在细胞分裂初期，两组中心粒分别移向细胞两极
解析：不论是动物细胞的有丝分裂还是植物细胞的有丝分裂，都会将复制后的染色体精确均分到两个子细胞中；高等植物细胞中没有中心体，动物细胞中有中心体；动物细胞分裂的末期不形成细胞板，而是缢裂形成两个子细胞；在动物的细胞有丝分裂前期，两组中心粒分别移向细胞两极。
答案：A
2．下图是某学生绘出的某高等植物的细胞分裂图像。其中错误的是(　　)
A．a和b　　　　　　　　 B．c和d
C．b和d D．e和f
解析：b、e图都表示有丝分裂末期，植物细胞有丝分裂末期出现细胞板，细胞膜不向内凹陷；高等植物没有中心体。
答案：C
有丝分裂中DNA含量变化的两种曲线
[典型图示][课件展示更丰富　见配套光盘]
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——————————————————————————————————————　　[信息解读]
(1)图1表示有丝分裂过程中核DNA含量的变化曲线，图中ab段表示间期，bd段表示分裂期的前、中、后、末四个时期，ab段变化的原因是DNA复制，cd段变化的原因是着丝点分裂，姐妹染色单体分开，细胞分裂为两个子细胞。
(2)图2表示有丝分裂过程中每条染色体上DNA含量变化曲线，图中ef段表示间期，fg段表示含有姐妹染色单体的时期，即有丝分裂的前期和中期，hi段表示有丝分裂的后期和末期。
(3)图2还可表示减数分裂过程中每条染色体上DNA含量变化曲线图，其中fg段表示减数第一次分裂和减数第二次分裂的前期和中期。
[解题技法]
(1)分析DNA分子含量变化曲线时，要看清纵坐标代表的含义是细胞核中DNA分子含量变化，还是每条染色体上DNA含量变化。每条染色体上含有1个DNA分子还是2个DNA分子(DNA复制后)。
(2)解答此类问题时，要注意分析曲线变化的原因，并能与细胞分裂的各个时期相对应，熟记各时期染色体、DNA和染色单体的数量关系是解题的关键。此外，还要归
纳特殊类型曲线，如间期染色体数目变化曲线可表示如下：
[强化训练]
下图中图1、图2分别表示某种生物细胞有丝分裂过程中某一时期的模式图，图3表示有丝分裂过程中不同时期每条染色体上DNA分子数目的变化，图4表示有丝分裂中不同时期染色体和核DNA数量的关系。下列有关叙述不正确的是(　　)
A．图1所示细胞中共有4条染色体，8个DNA分子；图2所示细胞中共有0条姐妹染色单体
B．图1所示细胞处于图3中B→C段；完成图3中C→D段变化的细胞的分裂时期是后期
C．有丝分裂过程中不会出现图4中d所示的情况
D．图4中a可对应图3中的B→C段；图4中c可对应图3中的A→B段
解析：选D　图1中1条染色体中包含2条姐妹染色单体；图2中染色单体分离后就不再称为染色单体，只能称为染色体。图3中纵坐标的含义是“每条染色体上DNA分子数”，B→C段的1条染色体上有2个DNA分子，对应图1，C→D段的变化表示染色体上DNA分子由2个变成1个，表示后期着丝点分裂的过程。图4中d表示细胞中核DNA含量为2N，染色体数目为4N，不可能出现这种情况。图4中a可对应有丝分裂后期，b可对应有丝分裂前、中期，c可对应有丝分裂末期。第三讲能量之源——光与光合作用
[教材知识问题化梳理]
一、捕获光能的色素和叶绿体的结构
1．叶绿体
(1)结构示意图：
(2)结构
(3)功能：进行光合作用的场所
2．色素的种类和功能
色素 功能
叶绿素 叶绿素a：蓝绿色 吸收红光和蓝紫光
叶绿素b：黄绿色
类胡萝卜素 叶黄素：黄色 吸收蓝紫光
胡萝卜素：橙黄色
二、光合作用的探索历程[连线][动漫演示更形象　见课件光盘]
三、光合作用的过程[动漫演示更形象　见课件光盘]
四、光合作用原理的应用
1．光合作用强度
(1)概念：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
(2)表示方法：用一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示。
2．影响因素
(1)空气中CO2浓度。
(2)土壤中水分含量。
(3)光照的时间、强度以及光的成分。
(4)温度的高低。
3．应用
控制光照的强弱和温度的高低，适当增加作物环境中CO2的浓度来提高光合作用强度。
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1．判断下列有关叶绿体色素叙述的正误。
(1)利用纸层析法可分离4种叶绿体色素(2012·海南卷T9B)(√)
(2)叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光(2012·海南卷T9A)(√)
(3)红枫叶片呈红色是因为吸收了红光(2011·海南卷T12B)(×)
(4)液泡中色素吸收的光能用于光合作用(2011·海南卷T12D)(×)
2．判断下列有关光合作用叙述的正误。
(1)光反应为暗反应提供[H]和H2O(2010·海南卷T4A)(×)
(2)破坏叶绿体外膜后，O2不能产生(2011·浙江卷T1A)(×)
(3)离体叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成碳(暗)反应(2011·浙江卷T1D)(√)
(4)光照下叶绿体中的ATP主要是由光合作用合成的糖经有氧呼吸产生的(2008·江苏卷T5C)(×)
3．(2011·新课标全国卷)番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，原因是(　　)
A．光反应强度升高，暗反应强度降低
B．光反应强度降低，暗反应强度降低
C．光反应强度不变，暗反应强度降低
D．光反应强度降低，暗反应强度不变
答案：B
二、在回顾教材图表中强化学科能力
上图为夏季晴朗的白天，植物光合作用强度曲线图，据图回答问题：
(1)在12时左右光合作用强度明显减弱的原因是什么？
答案：光照过强→气孔关闭→CO2供应不足→光合作用下降。
(2)C点与B点相比，C3和C5化合物含量发生怎样的变化？
答案：C3含量相对下降，C5含量相对上升。
光合作用的过程
1.光反应与暗反应的比较
过程 光反应 暗反应
图解
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 ①水光解：2H2O4[H]＋O2↑②ATP的合成：ADP＋PiATP
能量转化 光能→电能→活跃的化学能→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ATP和Pi，如图：
2．光照和CO2浓度变化对光合作用物质含量变化的影响
当外界条件改变时，光合作用中C3、C5、[H]、ATP的含量变化可以采用下图分析：
(1)图示：
(2)分析：
条件 过程变化 C3 C5 [H]和ATP 模型分析
光照由强到弱，CO2供应不变 ①过程减弱②③过程减弱④过程正常进行 增加 减少 减少或没有
光照由弱到强，CO2供应不变 ①过程增强　②③过程增强　④过程正常进行　 减少 增加 增加
光照不变，CO2由充足到不足 ④过程减弱　　①②③过程正常进行，随C3减少②③减弱，①过程正常 减少 增加 增加
光照不变，CO2由不足到充足 ④过程增强①②③正常进行，随C3增加②③增强，①过程正常 增加 减少 减少
[例1]　(2011·新课标全国卷改编)在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图。据此判断下列说法不正确的是(　　)
A．图中物质A可表示C3化合物
B．图中物质A可表示C5化合物
C．若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，一段时间后，物质A的浓度将比物质B高
D．CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的低
[解析]　CO2浓度降低时，C3化合物的产生减少而消耗不变，故C3化合物的含量降低，与物质A的变化趋势一致；而C5化合物的产生不变却消耗减少，故C5化合物的含量增加，与物质B的变化趋势一致。在达到相对稳定时，C3化合物的含量是C5化合物含量的2倍。CO2 浓度较低时，暗反应强度低，需要的[H]和ATP的量少，故在较低的光照强度时就能达到此CO2浓度时的最大光合速率。
[答案]　B
请分析将CO2浓度从1%迅速降低至0.003%后，物质B浓度升高的原因。
提示：当CO2浓度突然降低时，C5化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5化合物积累。
影响光合作用的环境因素及应用
1.光照强度与光合作用速率的关系曲线
(1)曲线分析(如图)：
A点
AB段
B点
B点后
(2)应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低，如图中虚线所示。间作套种农作物，可合理利用光能。
2．CO2浓度
(1)曲线分析：图1中A点表示CO2补偿点，即光合作用速率等于呼吸作用速率时的CO2浓度，图2中A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。B和B′点都表示CO2饱和点。
(2)应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光合作用速率。
3．温度
(1)曲线分析：
温度主要通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。
(2)应用：冬季，温室栽培可适当提高温度；晚上可适当降低温度，以降低细胞呼吸消耗有机物。
[例2]　(2013·南京一模)某生物兴趣小组就影响植物光合作用的因素进行了研究，获得如下图所示的实验结果。下列有关分析正确的是(　　)
A．该实验表明，温度、光照强度和CO2浓度都会影响植物光合作用的强度
B．当光照强度大于7时，该植物在15℃和25℃的环境中合成有机物的速率相同
C．随着温度的升高，该植物的呼吸速率逐渐增强
D．该植物可在较低温度、较弱光照的环境中快速生长
[解析]　图中影响植物光合作用的因素只涉及温度和光照强度，并没有涉及CO2浓度；当光照强度大于7时，该植物在15℃和25℃的环境中积累有机物的速率相同，但是在25℃环境中该植物呼吸速率较大，所以25℃环境中该植物合成有机物的速率较大；由题图知5℃和15℃时植物的呼吸速率相等。
[答案]　D
易误点 不能正确区分表观光合作用速率与真正光合作用速率
失误类型 知识理解类失误
　　
1．表观(净)光合作用速率与真正光合作用速率的表示方法
(1)净光合速率：常用一定时间内O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量表示。
(2)真正光合速率：常用一定时间内O2产生量、CO2固定量或有机物产生量表示。
2．表观光合作用速率与真正光合作用速率的关系
(1)绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率(A点)。
(2)绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。
(3)真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
高考命题常从以下角度设置陷阱
高考命题常以曲线图形式考查光合作用速率与呼吸作用速率之间的关系。在题干信息中，常以“CO2吸收量”、“有机物的制造量”或“有机物的积累量”等来表示光合作用速率。在解答时，应根据具体情况判断图中的光合作用速率表示的是真正光合速率还是表观光合速率。
以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与细胞呼吸的影响，结果如下图所示。相关分析正确的是(　　)
A．光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等
B．光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多
C．温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少
D．两曲线的交点表示光合作用制造的与细胞呼吸消耗的有机物的量相等
解析：选A　光下CO2的消耗量应为CO2吸收量与呼吸CO2释放量之和，35℃时消耗量为3.00＋3.50＝6.50,30℃时为3.50＋3.00＝6.50。图中可见光下25℃时CO2吸收量最大，故25℃时植物积累的有机物的量最多。25℃时，光合作用CO2的消耗量应为3.75＋2.25＝6.00，而30℃、35℃时都为6.50。图中两曲线的交点应表示光合作用积累的与呼吸作用消耗的有机物的量相等。
解读密闭容器及自然环境中植物光合作用曲线
[典型图示][课件展示更丰富　见配套光盘]
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图1　夏季一昼夜CO2吸收和释放变化曲线
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[信息解读]
(1)图1中各点含义及形成原因分析：
a点：凌晨2时～4时，温度降低，呼吸作用减弱，CO2释放减少。
b点：有微弱光照，植物开始进行光合作用。
bc段：光合作用小于呼吸作用。
c点：上午7时左右，光合作用等于呼吸作用。
ce段：光合作用大于呼吸作用。
d点：温度过高，部分气孔关闭，出现“午休”现象。
e点：下午6时左右，光合作用等于呼吸作用。
ef段：光合作用小于呼吸作用。
fg段：没有光照，停止光合作用，只进行呼吸作用。
(2)图2中各点含义及形成原因分析：
AB段：无光照，植物只进行呼吸作用。
BC段：温度降低，呼吸作用减弱。
CD段：4时后，微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度＜呼吸作用强度。
D点：随光照增强，光合作用强度＝呼吸作用强度。
DH段：光照继续增强，光合作用强度＞呼吸作用强度。其中FG段表示“光合午休”现象。
H点：随光照减弱，光合作用强度下降，光合作用强度＝呼吸作用强度。
HI段：光照继续减弱，光合作用强度＜呼吸作用强度，直至光合作用完全停止。
1．下列有关叶绿素的说法正确的是(　　)
A．叶绿素在高等植物体内有两种，叶绿素a呈黄绿色，叶绿素b呈蓝绿色
B．叶绿体的类囊体薄膜和基质中均含有与光合作用有关的色素和酶
C．叶绿体色素提取和分离实验中，在滤纸条上叶绿素a比叶绿素b扩散得慢
D．叶绿素是光合作用中重要的物质，能吸收光能
解析：选D　A错误，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色。B错误，基质中只有与光合作用有关的酶而无叶绿素。C错误，滤纸条上叶绿素a比叶绿素b扩散得快。
2.右图是在“绿叶中色素的提取和分离”实验中得到的四条色素带，若将其置于暗室中，并用红光照射，色素带呈暗色的是(　　)
A．①④　　　　　　　　　 B．②③
C．③④ D．④②
解析：选C　叶绿素a和叶绿素b吸收红光和蓝紫光，图中③是叶绿素a，④是叶绿素b。
3.(2013·广州模拟)某生物兴趣小组想探究蔬菜不同叶片在叶绿素含量上的区别，选择了新鲜菠菜的“绿叶”、“嫩黄叶”，做“绿叶中色素的提取和分离”实验。实验结果如图，下列说法正确的是(　　)
选项 组别 滤纸条编号 判断依据
A 绿叶组 甲 叶绿素a带和叶绿素b带较宽
B 嫩黄叶组 甲 叶绿素a带和叶绿素b带较宽
C 绿叶组 乙 上起的第一和第二条带较窄
D 嫩黄叶组 乙 上起的第一和第二条带较窄
解析：选A　绿叶较嫩黄叶含有更多的叶绿素a和叶绿素b。在滤纸条上，上起的第三和第四条带分别代表叶绿素a和叶绿素b，绿叶组中叶绿素a和叶绿素b所代表的两条色素带更宽。
4．(2011·江苏高考)某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射、光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是(　　)
A．光吸收差异显著，色素带缺第2条
B．光吸收差异不显著，色素带缺第2条
C．光吸收差异显著，色素带缺第3条
D．光吸收差异不显著，色素带缺第3条
解析：选B　叶黄素主要吸收蓝紫光，在层析带上(从上至下)是第2条。
5．下列关于叶绿体的色素叙述错误的是(　　)
A．矿质元素能影响叶绿素的合成
B．提取叶绿素时选用层析液的原因是色素可溶于有机溶剂
C．低温条件下色素合成受阻
D．黄化苗中无叶绿素，但有其他色素存在
解析：选B　Mg是合成叶绿素的主要元素；提取叶绿素是利用叶绿体中的色素溶解于有机溶剂如酒精或丙酮(相似相溶)，形成色素液，层析液的作用是溶解并分离不同色素，这是两个不同的过程；低温会降低酶的活性进而影响色素的合成；黄化苗因缺光而不能产生叶绿素，所以变黄，但有其他色素存在。
6．(2011·海南高考)红枫是一种木本观赏植物，在生长季节叶片呈红色。下列关于该植物的叙述，正确的是(　　)
A．红枫叶片不含叶绿素
B．红枫叶片呈红色是因为吸收了红光
C．红枫叶片能吸收光能进行光合作用
D．液泡中色素吸收的光能用于光合作用
解析：选C　红枫叶片呈红色，是因为叶绿素含量少，呈现出了花青素的颜色。红枫叶片呈红色是吸收其他光而反射红光造成的。只有叶绿体中的色素能吸收光能进行光合作用。
7．(2012·四川高考)科研人员获得一种叶绿素b完全缺失的水稻突变体，该突变体对强光照环境的适应能力更强。请回答：
(1)提取水稻突变体的光合色素，应在研磨叶片时加入________，以防止色素被破坏。用纸层析法分离该突变体叶片的光合色素，缺失的色素带应位于滤纸条的________。
(2)该突变体和野生型水稻的O2释放速率与光照强度的关系如图所示。当光照强度为n时，与野生型相比，突变体单位面积叶片中叶绿体的氧气产生速率________。当光照强度为m时，测得突变体叶片气孔开放程度比野生型更大，据此推测，突变体固定CO2形成________的速率更快，对光反应产生的________消耗也更快，进而提高了光合放氧速率。
(3)如果水稻出现叶绿素a完全缺失的突变，将无法进行光合作用，其原因是________________________________________________________________________
______________________________________。
解析：(1)研磨叶片时，添加碳酸钙可防止色素被破坏；叶绿素b在层析液中的溶解度最小，扩散的速度最慢，所以在层析时，叶绿素b色素带在滤纸条的最下端。(2)分析曲线可知，当光照强度为n时，突变体与野生型水稻的O2释放速率相等，但是因为突变体的呼吸速率较野生型的强，所以突变体单位面积叶片中叶绿体的O2产生速率较大。在光合作用暗反应过程中，CO2与C5合成C3，光反应为暗反应提供NADPH和ATP。(3)极少数处于特殊状态下的叶绿素a能转化光能，所以叶绿素a完全缺失，则不能进行光能的转化，光合作用无法进行。
答案：(1)CaCO3　最下端　(2)较大　C3　NADPH、ATP　(3)缺失叶绿素a不能完成光能转换
[必备答题流程]
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[案例技法展示]
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[典例]　中国沙棘能在干旱、水土流失严重的黄土高原地区生长，有显著的保持水土 、改善生态的功能。科学家对生长在某区域两个不同地段(水分条件相对较好的沟底和水分条件较差的坡面)的中国沙棘雌、雄株进行了研究，测曲线如图所示，请分析回答下列问题：
注：图中序号及方框是为方便试题分析所加。
(1)曲线Ⅱ中，6：00～10：00之间净光合速率明显加快，这是因为随着光照强度的增加，光反应产生的__________不断增多，促进了光合作用的进行。
(2)曲线Ⅰ中，比较8：00和12：00两个时刻，单位时间、单位叶面积制造的有机物总量________(填“一定”或“不一定”)相等。14：00时净光合速率明显降低，原因是______________________________。
(3)12：00～14：00之间和16：00～18：00之间导致曲线Ⅰ下降的主要外界因素分别是______________________、______________________。
(4)在水分条件相对较好的沟底，14：00～16：00之间，雌、雄株单位时间、单位叶面积有机物积累量的大小情况是雄株______雌株(填“＞”“＜”或“＝”)。
(5)由图中数据可知，土壤水分含量的变化对中国沙棘______(填“雄株”或“雌株”)净光合速率的影响较大，______(填“雄株”或“雌株”)更适合在干旱地区生存。
信息①：题干坐标图表示的是沙棘净光合速率随时间的变化曲线。
信息②：由曲线Ⅰ、Ⅱ的变化趋势可知，在光照强度最强时(12～14时)，净光合速率反而下降。
信息③：坐标中四条曲线自上而下的顺序是
Ⅱ(沟底，雄株)→
Ⅰ(沟底，雌株)→
Ⅲ(坡面，雌株)→
Ⅳ(坡面，雄株)，即坡面雄株净光合速率最弱。
信息④：设问(2)中，曲线Ⅰ在8：00和12：00两个时刻，净光合速率相等。
　解读①：由信息①④可知，曲线Ⅰ在8：00时和12：00时的呼吸速率不一定相等，且净光合速率＝真正光合速率－呼吸速率，因此，即使净光合速率相同，制造有机物总量(真正光合速率)也不一定相同。
解读②：由信息②可联想到夏季中午的“光合午休”现象，即12：00～14：00之间导致曲线Ⅰ下降的主要外界因素是气孔关闭，影响了CO2的供应。
解读③：由信息③可知，曲线Ⅳ(坡面，雄株)代表的净光合速率最弱，即雌株更适宜在干旱地区生存。
1．设问(1)可联系：光合作用中光反应阶段的产物是[H]、ATP和氧气，其中[H]、ATP为暗反应阶段的原料。
2．设问(2)(4)可联系：净光合速率＝真正光合速率－呼吸速率；净光合速率可用单位时间、单位面积CO2的吸收量或O2的释放量等表示，真正光合速率可用单位时间、单位叶面积制造的有机物总量等表示。
3．设问(3)可联系：北方夏季中午“光合午休”现象光照太强，温度太高 气孔关闭，CO2供应不足 光合速率下降，即引起“光合午休”的直接原因是CO2供应不足。
标准答案 失分防范
(1) [H]和ATP 答“NADPH和活跃的化学能”也得分，答“H和ATP”不得分，只答其中一项不得分
(2) 不一定　气孔关闭，影响了CO2的供应 答“CO2供应不足”也得分，只答“气孔关闭”不得分
(3) CO2浓度　光照强度 答“CO2和光照”也得分，答“水分、温度等”不得分
(4) ＞
(5) 雄株　雌株 看清坐标曲线中右侧的注释，避免雄株与雌株颠倒！
易错探因 (1)因未理清净光合速率与真正光合速率的关系，只是根据净光合速率相等，便错误地认为制造有机物的总量也相等。(2)因不理解“光合午休”现象的原因，而不能准确回答设问(3)。
[大题冲关集训]
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1．将一定数量的生长良好的盆栽植物移入密闭的温室中栽培，栽培期间利用自然光，在温度适宜的条件下测得的24小时内CO2浓度曲线如下图所示，据图回答问题：
(1)与BC段相比，CD段的形成原因是________________，DE段曲线下降的原因是________________________________________________________________________。
(2)AB段和EF段光合作用的速率等于________。
(3)由图可知该植物长期在该密闭温室中能否正常生长？________(填“能”“不能”或“无法判断”)。
(4)在E点敞开棚顶后光合作用速率的变化如何？______(填“变大”“变小”“不变”或“无法判断”)。
解析：题图表示一昼夜中温室内CO2浓度的变化曲线，与BC段相比，CD段的形成原因是CO2浓度太高或O2太少。DE段光照逐渐增加，光合速率大于呼吸速率，故CO2浓度下降。AB段和EF段，CO2的浓度不变，此时光合速率等于呼吸速率。若该植物长期生活在密闭温室中，没有CO2的补充将不能正常生长。E点敞开棚顶后，大气中CO2进入温室，使其光合速率变大。
答案：(1)CO2浓度太高或O2太少　光合作用强度大于呼吸作用强度 　(2)呼吸作用速率　(3)不能　(4)变大
2．下图1表示人参叶肉细胞内的部分代谢过程，甲～丁表示物质，①～⑤表示过程。科研人员研究了不同环境条件下CO2浓度对人参叶片净光合速率的影响，并得到如图2、3所示的曲线。请回答下列问题：
(1)图1中发生在线粒体中的生理过程有________；③过程中，[H]的作用是______________________；甲和丁依次表示________。
(2)从图2可知，与20 ℃相比，温度为15 ℃时，增加CO2浓度对提高净光合速率效果________(填“显著”或“不显著”)，其原因是____________________________________。
(3)从图3可知，当光照强度为180 μmol光子·m－2·s－1时，增加CO2浓度对人参叶片净光合速率的影响幅度不大，原因是在这种条件下，图1中________(填标号)过程中产生的________较少。
解析：(1)有光直接参与的是光反应，光反应生成的两种产物参与暗反应，因此，①③分别表示在叶绿体中进行的光反应和暗反应；④表示在细胞质基质中进行的细胞呼吸的第一阶段，②表示在线粒体基质中进行的有氧呼吸的第二阶段，⑤表示在线粒体内膜上进行的有氧呼吸的第三阶段，因此，图1中发生在线粒体中的生理过程有②⑤；③表示暗反应，光反应产生的[H]参与三碳化合物的还原；甲表示光反应产生的ATP，丁表示光反应产生的氧气，氧气参与有氧呼吸的第三阶段。(2)从图中可以看出，与20 ℃相比，温度为15 ℃时，增加CO2浓度对提高净光合速率效果不显著，原因是温度低时，参与光合作用的酶活性低。(3)光照强度直接影响①光反应，光照强度较小时，光反应产生的[H]和ATP较少，从而影响暗反应的进行。
答案：(1)②⑤　还原三碳化合物　ATP、O2　(2)不显著　温度低，酶活性低　(3)①　[H]、ATP
3．(2012·广东高考)荔枝叶片发育过程中，净光合速率及相关指标的变化见下表：
叶片 发育时期 叶面积(最大面积的%) 总叶绿素含量(mg/g·fw) 气孔相对开放度(%) 净光合速率(μmolCO2/m2·s)
A 新叶展开前 19 － － －2.8
B 新叶展开中 87 1.1 55 1.6
C 新叶展开完成 100 2.9 81 2.7
D 新叶已成熟 100 11.1 100 5.8
注：“－”表示未测数据。
(1)B的净光合速率较低，推测原因可能是：①叶绿素含量低，导致光能吸收不足；②______________，导致____________。
(2)将A、D分别置于光温恒定的密闭容器中，一段时间后，A的叶肉细胞中，将开始积累________；D的叶肉细胞中，ATP含量将________。
(3)与A相比，D合成生长素的能力________；与C相比，D的叶肉细胞的叶绿体中，数量明显增多的结构是________。
(4)叶片发育过程中，叶面积逐渐增大，是______________________________________
________的结果；D的叶肉细胞与表皮细胞的形态、结构和功能差异显著，其根本原因是________。
解析：(1)B组新叶没有完全展开，发育还不成熟，叶绿素含量较低，导致光能吸收不足；气孔相对开放度较低，导致CO2吸收不足，从而导致净光合速率较低。(2)将A、D分别置于光温恒定的密闭容器中，一段时间后，容器内氧气耗尽，A的叶肉细胞进行无氧呼吸，开始积累酒精；CO2浓度下降，暗反应减弱，消耗的ATP减少，D的叶肉细胞中ATP含量增加。(3)生长素主要的合成部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子，与A相比，D合成生长素的能力弱；D的叶绿素含量高于C，与光合作用有关的色素主要分布在类囊体薄膜上，故D的基粒数量多于C。(4)叶片发育的过程中，细胞生长和细胞分裂导致叶面积逐渐增大；由同一细胞发育而来的各种细胞，其形态、结构和功能发生显著差异的根本原因是基因的选择性表达。
答案：(1)气孔相对开放度较低　CO2吸收不足
(2)酒精　增加
(3)较低　类囊体(基粒)
(4)细胞分裂和细胞生长(细胞数量和体积增加)　基因的选择性表达第三讲生命活动的主要承担者——蛋白质
[教材知识问题化梳理]
一、氨基酸及其种类
[动漫演示更形象　见课件光盘]
1．氨基酸的结构
(1)结构通式：
2．氨基酸的种类
约20种
[巧学助记]　巧记八种必需氨基酸
一(异亮氨酸)家(甲硫氨酸)来(赖氨酸)写(缬氨酸)两(亮氨酸)三(色氨酸)本(苯丙氨酸)书(苏氨酸)
二、蛋白质的结构及其多样性
[动漫演示更形象　见课件光盘]
1．二肽的形成
(1)过程①：名称：脱水缩合；场所：核糖体。
(2)物质②：二肽。
(3)结构③：肽键，其结构简式为：—NH—CO—。
(4)H2O中H的来源：一个来自氨基，一个来自羧基；O来源于羧基。
2．蛋白质多样性的原因
三、蛋白质的功能
将下列实例与相应的蛋白质功能连接起来
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1．判断下列有关氨基酸说法的正误。
(1)有些氨基酸不能在人体细胞内合成(2012·海南卷T1B)(√)
(2)不同氨基酸之间的差异是由R基引起的(2012·海南卷T1D)(√)
(3)相对分子质量最大的氨基酸是甘氨酸(2012·海南卷T1A)(×)
(4)人体必需的氨基酸称为必需氨基酸(2013·广州模拟T1A)(×)
2．判断下列有关蛋白质结构与功能叙述的正误。
(1)氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键(2012·海南卷T1C)(√)
(2)有些蛋白质是染色体的组成成分(2012·海南卷T2A)( √)
(3)蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变(2009·福建卷T4A)(×)
(4)食盐作用下析出的蛋白质发生了变性(2012·海南卷T2C)(×)
二、在回顾教材图表中强化学科能力
比较四种氨基酸，回答下列问题：
(1)组成氨基酸的元素有哪些？
答案：C、H、O、N。(有的还含S等)
(2)氨基酸共有的结构是什么？如何判断某种氨基酸是否属于组成蛋白质的氨基酸？
答案：，判断依据：是否有一个－NH2和一个－COOH连在同一个C原子上。
蛋白质的结构层次及其多样性
C、H、O、N(有的还含有S等元素)
[联前系后]
——————————————————————————————————————
蛋白质多样性与生物多样性的关系
　　
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[例1]　(2013·孝感统考)下面是有关蛋白质分子的简要概念图，下列对该图的分析正确的是(　　)
A．甲中可能含有S
B．从根本上说生物的多样性取决于蛋白质的多样性
C．乙中含有的基本单位之一可能是H2N—CH2—CH2—OH
D．不同蛋白质中氨基酸的种类和数目一定不同
[解析]　由图分析可知，甲为构成蛋白质的基本元素，构成蛋白质的元素包括C、H、O、N，有的还含有S、P，因此甲中可能含有S；从根本上说，生物的多样性取决于遗传信息的多样性；组成蛋白质的氨基酸至少含有一个—NH2和一个—COOH，选项C中的化合物缺少—COOH；不同蛋白质中氨基酸的种类和数目可能相同，但排列顺序或空间结构可能不同。
[答案]　A
———————[规律方法]————————————————————
组成蛋白质的氨基酸的判断方法
(1)从数量上看：至少有一个—NH2和一个—COOH，下列不属于构成蛋白质的氨基酸：
a．H2N—CH2—CH2OH 缺乏羧基(—COOH)
b． 缺乏氨基(—NH2)
(2)从位置上看，必须有一个—NH2和一个—COOH连在同一个碳原子上，如下不属于构成蛋白质的氨基酸：

——————————————————————————————————————
氨基酸脱水缩合过程分析
1.氨基酸脱水缩合的过程
2．过程分析
(1)脱水缩合产生的H2O中的H来自于—COOH和—NH2，而氧则只来自于—COOH。
(2)一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，并分别位于肽链的两端。
(3)R基中的—NH2或—COOH不参与主链中肽键的形成，故多余的—NH2或—COOH位于R基中。
3．相关计算
(1)蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系：
①肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数。
②蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量－脱去水分子数×18。
(2)蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算：
①至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数。
②游离氨基或羧基数目＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。
(3)假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链：
形成肽链数 形成肽键数 脱去水分子数 氨基数目 羧基数目 多肽相对分子质量
1 n－1 n－1 至少1个 至少1个 na－18(n－1)
m n－m n－m 至少m个 至少m个 na－18(n－m)
[例2]　右图表示一个由153个氨基酸残基构成的蛋白质分子。下列叙述错误的是(　　)
A．该分子中含有153个肽键和1个二硫键
B．参与构成该分子的氨基酸中至少有1个氨基酸含2个羧基，1个氨基酸含2个氨基
C．该分子中至少有2个氨基酸残基含硫
D．合成该蛋白质时生成152个水分子
[解析]　由153个氨基酸缩合成一条多肽链含有152个肽键，再加上图中所示由R基中的羧基和氨基形成的1个肽键，该蛋白质分子共含有153个肽键；图中有1个二硫键则说明至少有2个氨基酸残基含硫；每形成1个肽键生成1分子水，该蛋白质共含有153个肽键，即生成153个水分子。
[答案]　D
二硫键的形成图示为—SH＋HS—→—S—S—＋2H。若氨基酸相对分子质量平均为100，则该蛋白质分子的相对分子质量是多少？
提示：12 544(100×153－18×153－2＝125 44)。
易误点一 对氨基酸、多肽与蛋白质间的关系理解不到位
失误类型 知识理解类失误
　　
1．三者间的关系
(1)氨基酸、多肽没有复杂的空间结构，而蛋白质具有一定的空间结构。蛋白质变性失活只是破坏了空间结构。
(2)在核糖体上合成的初级产物是多肽，而蛋白质是由一条或几条多肽链和其他物质结合、加工而形成的。即基因控制蛋白质合成时，翻译的直接产物应为多肽。
(3)决定蛋白质多样性的原因中，从氨基酸角度分析是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序不同；从多肽角度分析，是多肽链折叠、盘曲形成的空间结构不同。
2．链状肽与环状肽
一般情况下，多肽呈链状，故又叫肽链，它的两端分别含有一个游离的氨基和羧基；环状肽首尾相接，只有R基上才有游离的氨基和羧基。环状肽的肽键数＝脱水数＝氨基酸数。
　　
高考命题常从以下角度设置陷阱
(1)结构角度：
以氨基酸脱水缩合或蛋白质水解为素材，考查氨基酸种类、结构及蛋白质的结构多样性。
(2)功能角度：
结合具体物质，利用某些特定的生命活动，考查蛋白质功能的多样性。
1．(2012·上海高考)生物体中的某种肽酶可水解肽链末端的肽键，导致(　　)
A．蛋白质分解为多肽链
B．多肽链分解为若干短肽
C．多肽链分解为氨基酸
D．氨基酸分解为氨基和碳链化合物
解析：选C　肽酶可水解肽链末端的肽键，最终将多肽链分解为氨基酸。
2．有一种名为“Notch”的蛋白质，它能快速修复受损的脑细胞。下列有关该蛋白质的说法不正确的是(　　)
A．构成该蛋白质的氨基酸种类最多为20种
B．合成蛋白质时脱水过程是在核糖体中完成的
C．该蛋白质的结构与血红蛋白不同的主要原因是组成两种蛋白质的氨基酸数目、种类和排列次序各不相同
D．控制该蛋白质合成的mRNA上密码子数目和蛋白质中氨基酸数目相同
解析：选D　终止密码子不编码任何氨基酸，因此mRNA上密码子数目和蛋白质中氨基酸数目不相等。
[课件展示更丰富　见配套光盘]
易误点二 不能准确进行蛋白质的相关计算
失误类型 审题偏差类失误
　　
A．O原子数目不变　　　 B．肽键数目减少7个
C．C原子数目减少12个 D．氨基和羧基数目各增加3个
[自主尝试]　选__A__。
[解题指导]
关键点 信息解读
① 该三十九肽中共有4个丙氨酸，根据去掉丙氨酸后形成的4条肽链可确定，丙氨酸在三十九肽中分别位于第8、18、27、39个氨基酸位置
② 选项中各数量变化是三十九肽与其水解后产生的4条多肽中相应数量的差值
　　
(1)因不能将图中信息转换为文字信息，即不能准确确定4个丙氨酸的位置，而错误地认为去掉4个丙氨酸需水解8个肽键，因而氧原子数不变，误认为选项A正确
(2)此类问题还常因计算游离氨基和羧基数目而失误。解答时要注意题目中的关键词是“至少含有”还是“共有多少”，要特别注意R基有无游离的氨基或羧基
表示蛋白质相关计算类试题的柱状图解读
[典型图示][课件展示更丰富　见配套光盘]
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[信息解读]
(1)由R基上羧基数目为15和羧基总数为17，可确定该蛋白质中含有2条肽链(羧基总数＝R基羧基数＋肽链条数)。
(2)由氨基酸数目和肽链条数可确定该蛋白质中含有124个肽键(126－2＝124)。
(3)由氨基总数和肽链条数可确定R基中含有的氨基数为15(17－2＝15)。
(4)此类图还可以表示以下几种关系
①分泌蛋白加工、运输过程中相应结构生物膜面积的变化。
②细胞呼吸过程中植物非绿色器官CO2释放量与O2吸收量间的关系。
③细胞分裂过程中不同时期的DNA、染色体及染色单体的数目。
[解题技法]
[强化训练]
(2013·莆田模拟)某肽链由51个氨基酸组成，如果用肽酶把其分解成1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽，则这些短肽的氨基总数的最小值、肽键总数、分解成这些小分子肽所需要的水分子总数依次是(　　)
解析：选C　在这9个短肽分子中，最小的为2肽，只含有2个氨基酸分子，每一个短肽的肽键数＝氨基酸数－1，故肽键总数为：(2－1)＋2×(5－1)＋3×(6－1)＋3×(7－1)＝42，这些小分子肽共9个，水解成这些小分子肽需破坏8个肽键，需要8分子水，故选C。
验证性实验的设计
(1)验证性实验的特点：
①验证研究对象的已知属性、特征及与其他因素的关系。
②由于实验原理、结论是已知的，因此不存在实验假设。
③实验目的、结果、结论三者是一致的、统一的。
④实验的操作步骤可以是曾经做过的，也可以是未曾做过的。
(2)验证性实验设计思路：
①根据验证的目的，运用所学的知识或题目所提供的信息找出完成实验的依据，即实验原理。
②从题目所给的实验材料、用具、药品中寻找实验的设计思路，明确具体的设计方案。
③依据实验目的、实验原理确定实验变量，弄清自变量如何操作，因变量如何检测，无关变量如何控制。
④依据对变量的分析，合理设置对照，以实现对单一变量的控制，排除无关变量的干扰，增强实验结果的可信度和说服力。
[典例]　大蒜含有各种抗氧化物质如维生素A、C与E以及硒，能清除各种自由基，有保护心脏的作用。大蒜含有各种含硫的氨基酸如蒜素半胱氨酸，切开或压碎后，蒜素半胱氨酸经酵素(如胱硫醚连接酶)的作用，会分解并产生多种呛鼻气味的硫化物(如硫化氢)，具有降低胆固醇的作用。蒜素半胱氨酸能减轻心肌梗塞症状：梗塞面积、心室肥大减小，心肌收缩力增强。实验结果显示，经蒜素半胱氨酸处理的动物，左心室肌细胞内胱硫醚连接酶的活性增加，血浆里的硫化氢量增加，死亡率大为降低。
根据以上材料，回答下列问题：
(1)大蒜保护心脏的主要作用是_____________________________________________。
(2)某实验小组阅读该材料后，想设计实验验证大蒜和蒜素半胱氨酸对心肌梗塞的缓解效果，以下为实验报告的部分内容，请予以完善。
①实验自变量为__________；实验观察指标(因变量)是________。
②实验过程：
第一步：取九只小鼠，结扎冠状动脉后，随机分成三组，编号为A、B、C。
第二步：A组小鼠不做处理作为___________________________________________。
B组小鼠________________________________________________________________；
C组小鼠________________________________________________________________。
第三步：在其他条件相同且适宜的情况下，饲养三组小鼠。一段时间后，解剖观察小鼠心肌梗塞情况。
[解题指导]
(1)慎审试题，获取有效信息。由题干信息可知，大蒜的功能是清除自由基，抗氧化作用，此外还能产生硫化物，降低胆固醇。
(2)确定自变量和因变量。本实验的目的是验证大蒜和蒜素半胱氨酸对心肌梗塞的缓解效果，因此自变量是大蒜和蒜素半胱氨酸的有无，因变量是心肌梗塞的临床表现。
(3)验证实验设计的实验原则。①等量原则，食物中除大蒜和蒜素半胱氨酸外，其余都相同。②对照原则，实验组和对照组对照。③分组要“随机均分”。④单一变量原则，除自变量外，各种无关变量都相同。
[标准答案]
(1)①抗氧化作用，清除自由基；②产生硫化氢，降低胆固醇
(2)①是否饲喂大蒜或蒜素半胱氨酸　心肌梗塞面积、心室肥大程度、心肌收缩力(答出两点即可)　②第二步：对照组　饲喂含一定量大蒜的饲料　饲喂等量的含一定量蒜素半胱氨酸的饲料
———————[归纳小结]—————————————————————
实验设计中“操作步骤”书写表达的“四步曲”
1 分组标号：选择相同的材料平均分为A、B两组或甲、乙两组。
2 实验处理：按照实验要求分别对实验组和对照组进行处理，体现单一变量原则和等量原则。如验证甲状腺激素的生理作用实验中，每日用灌胃器给甲组小鼠灌喂甲状腺激素溶液，给乙组小鼠灌喂等量的蒸馏水。
3 培养或观察：把两个组放在相同的条件下培养或观察。如把两组小鼠放在适宜、相同的环境中，定时测量与记录甲、乙两组小鼠的耗氧量和活动量。
4 结果与结论：根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，归纳出一般概括性的结论，并用文字、图表、绘图等方法做一个简明的总结。
——————————————————————————————————————第二单元　细胞的结构与物质的输入和输出
第一讲细胞膜与细胞核(含生物膜的流动镶嵌模型)
[教材知识问题化梳理]
一、细胞膜的成分和功能[动漫演示更形象　见课件光盘]
1．细胞膜的制备
(1)原理：细胞吸水涨破获得细胞膜。
(2)材料：人或其他哺乳动物的成熟红细胞。
(3)选材原因：
①无细胞核和众多细胞器，易制得纯净的细胞膜。
②无细胞壁，细胞易吸水涨破。
2．细胞膜的成分
3．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)控制物质物质进出。
(3)
二、生物膜的结构
1．对生物膜结构探索历程连线
2．流动镶嵌模型的基本内容
(1)结构模型：
(2)结构特点：
①特点：具有一定的流动性。
②原因：组成膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是运动的。
[巧学助记]　巧记细胞膜的结构与功能
细胞膜，磷蛋糖，双分子，成支架；
蛋镶嵌，控进出，选择性，膜流动；
糖蛋白，膜外面，信交流，三类型。
三、细胞核的结构和功能
1．结构
2．功能
(1)细胞核是遗传信息库。
(2)细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1．判断有关细胞膜叙述的正误。
(1)构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇(2010·山东卷T4B)(×)
(2)细胞膜含有糖脂和糖蛋白(2011·海南卷T1A)(√)
(3)变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同(2012·广东卷T1D)(×)
(4)生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定(2010·山东卷T4A)(√ )
(5)胰岛B细胞分泌胰岛素依赖于细胞膜的流动性(2010·全国卷ⅠT1A)(√)
(6)细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的(2011·海南卷T1D)(√)
2．判断有关细胞核叙述的正误。
(1)核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出(2010·安徽卷T1D)(×)
(2)胰岛细胞中核孔数目多于口腔上皮细胞(2009·山东卷T1D改编)(√)
(3)胰岛素基因转录的场所是细胞核(2011·福建卷T1D)(√)
(4)真核细胞的核膜上有大量的多种酶，有利于多种化学反应的顺利进行(2013·嘉兴模拟T2B)(√)
二、在回顾教材图表中强化学科能力
据人鼠细胞融合实验回答下列问题：
(1)人、鼠细胞膜蛋白最终均匀分布的原因是什么？
答案：膜蛋白是运动的，即膜具有一定流动性。
(2)若适当降低温度，膜蛋白最终均匀分布的时间会延长，由此说明什么？
答案：温度能影响膜的流动性。
(3)细胞融合利用了细胞膜的什么特点？你还能列出哪些实例利用了该特点？
答案：细胞膜具有一定的流动性。
实例：胞吞和胞吐、变形虫的运动及吞噬、分泌蛋白的传递与分泌等。
细胞膜的组成、结构和功能
1．组成、结构和功能的关系
2．细胞膜的功能
[例1]　细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用。下列相关叙述不正确的是(　　)
A．细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用
B．细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性
C．细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异
D．载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质
[解析]　细胞膜的糖被(即糖蛋白)在细胞间具有识别作用；细胞膜是一种选择透过性膜，对物质进出细胞具有选择性；由细胞膜内外结合的蛋白质功能有差异可推知，相关蛋白质种类也有差异；载体蛋白协助物质进行跨膜运输，所以该类蛋白质不是镶在细胞膜内外表面的蛋白质。
[答案]　D
(1)细胞膜上的蛋白质有哪些功能？
提示：运输作用(载体)、催化作用(酶)、识别作用(受体)。
(2)如何判断细胞膜的内侧和外侧？
提示：有糖蛋白的一侧为膜的外侧。
细胞核的结构和功能
1.细胞核的结构和功能
名称 特点 功能
核膜和核孔 ①核膜是双层膜，外膜与内质网相连，且有核糖体附着②在有丝分裂中核膜周期性消失和重建③核膜是不连续的，其上有核孔，在代谢旺盛的细胞中核孔数目较多④核膜具有选择透过性 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 ①折光性强，易与其他结构区分②在有丝分裂中周期性消失和重现 参与rRNA的合成与核糖体的形成
染色质 ①易被碱性染料染成深色②主要由DNA和蛋白质组成③与染色体的关系： 是遗传物质的主要载体
2．细胞核功能的实验分析
实验内容 实验过程 实验结论 实验分析
两种美西螈细胞核移植 美西螈皮肤颜色遗传是由细胞核控制的 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
横缢蝾螈受精卵 蝾螈的细胞分裂和分化是由细胞核控制的 该实验既有相互对照，又有自身对照
将变形虫切成两半 变形虫的分裂、生长、 再生、应激性是由细胞核控制的 该实验既有相互对照，又有自身对照
伞藻嫁接与核移植 (1)伞藻嫁接实验过程：(2)伞藻核移植实验过程 伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的 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2]　(2013·南京模拟)下图为细胞核结构模式图，下列有关叙述正确的是(　　)
A．①是由DNA和蛋白质组成的环状结构
B．②是产生核糖体、mRNA和蛋白质的场所
C．核膜由两层磷脂分子组成，蛋白质、DNA等生物大分子可以穿过核膜进出细胞核
D．核孔对物质的运输具有选择性
[解析]　图中①为由DNA和蛋白质结合生成的链状染色质；②为核仁，与核糖体的形成、rRNA的合成有关；核膜为双层膜，具有选择性，蛋白质等生物大分子不能自由进出核膜。
[答案]　D
代谢旺盛的细胞，核质之间的物质交换频繁，蛋白质合成旺盛。据此推测核孔、核仁与细胞代谢的关系。
提示：代谢旺盛的细胞，核仁较大，核孔数目较多。
易误点一 不能辨析膜的流动性和选择透过性及其关系
失误类型 知识理解类失误
1．细胞膜的结构特点——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)实例证明：质壁分离与复原、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞的吞噬作用、细胞融合等。
(3)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。
2．细胞膜的功能特点——选择透过性
(1)结构基础：细胞膜上载体的种类和数量。
(2)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。
3．生物膜选择透过性与流动性的联系
细胞膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。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。
　　
高考命题常从以下角度设置陷阱
列举各种生理变化过程实例，判断相应实例是与膜的流动性有关，还是与膜的选择透过性有关。
(2010·全国卷Ⅰ)下列过程中，不直接依赖细胞膜的流动性就能完成的是(　　)
A．胰岛B细胞分泌胰岛素
B．吞噬细胞对抗原的摄取
C．mRNA与游离核糖体的结合
D．植物体细胞杂交中原生质体融合
解析：选C　A中胰岛素的分泌方式是胞吐；B中吞噬细胞对抗原的摄取是胞吞；D中植物体细胞杂交中原生质体的融合首先需要细胞膜的融合；以上三项均直接依赖细胞膜的流动性。C中过程是在核糖体上完成的，没有涉及生物膜。
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易误点二 不能准确判断细胞膜的功能
失误类型 审题偏差类失误
　　
分析上述材料体现了细胞膜的哪项功能(　　)
A．细胞膜中磷脂含量越高，功能越复杂
B．细胞膜作为系统的边界，严格控制物质进出细胞
C．细胞膜具有信息交流的功能
D．细胞膜的组成成分主要为磷脂和蛋白质
[自主尝试]　选__C__。
[解题指导]
关键点 信息解读
① 色斑是内皮素在皮肤中分布不均匀导致的
② 内皮素拮抗剂竞争性争夺黑色素细胞膜上的受体，从而使内皮素失去了与受体结合的机会而失去作用。该过程体现了细胞膜具有信息交流的功能
(1)因不能准确理解题干信息，不明确内皮素与内皮素拮抗剂的作用原理及相互关系，而不能正确选出答案。
(2)细胞膜的信息交流功能是高考考查的重点，试题多通过列举实例，据此判断实例中体现了细胞膜的哪项功能。除此之外，还常以实验分析题形式考查细胞膜的选择透过性功能。
细胞膜的流动镶嵌结构模型解读
[典型图示][课件展示更丰富　见配套光盘]
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[信息解读]
(1)磷脂分子的头部亲水、尾部疏水，在空气—水界面上呈单层铺展，在水中以磷脂双分子层形式形成脂质体，将药物放入脂质体内部，可利用其流动性，与膜融合后将药物运送至病变细胞。
(2)图2中①是糖蛋白，②是载体蛋白，③是磷脂双分子层，④是嵌入磷脂双分子层中的蛋白质，据此可确定细胞膜的结构特点如下：
①镶嵌性：膜的基本结构是由磷脂双分子层镶嵌蛋白质构成的。
②不对称性：膜两侧的分子性质和结构不相同，如糖蛋白只分布于细胞膜的外表面。
(3)图2中a是协助扩散，b是自由扩散，c是主动运输。
[解题技法]
(1)分析此类问题要明确磷脂分子的结构特点，从而理解细胞膜以磷脂双分子层为基本支架的原因。
(2)解答此类问题要准确判断各种组成成分，并根据是否需要能量、载体判断物质跨膜运输的方式。
[强化训练]
1．(2013·瑞安中学月考)磷脂是组成细胞膜的重要成分，这与磷脂分子的头部亲水、尾部疏水的性质有关。某研究小组发现植物种子细胞以小油滴的方式贮存油，每个小油滴都由磷脂膜包被着，该膜最可能的结构是(　　)
A．由单层磷脂分子构成，磷脂的尾部向着油滴内
B．由单层磷脂分子构成，磷脂的头部向着油滴内
C．由两层磷脂分子构成，结构与细胞膜完全相同
D．由两层磷脂分子构成，两层磷脂的头部相对
解析：选A　磷脂分子的特点为具有亲水性的头部和疏水性的尾部，小油滴由磷脂膜包裹着时，与内侧小油滴接触的应是疏水的尾部，亲水的头部朝向外侧，故只需单层的磷脂分子。
2．下图1是生物膜的流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图，其中离子通道是一种通道蛋白，通道蛋白是横跨质膜的亲水性通道，允许适当大小的离子顺浓度梯度通过。图2表示磷脂在细胞膜内外两侧分布的百分比。
请据图分析下列叙述不正确的是(　　)
A．图1所示生物膜最可能是细胞膜
B．物质通过离子通道不需要消耗ATP
C．由图1和图2可知，膜脂和膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的
D．丁的化学成分为蛋白质
解析：选D　图1中丁是糖蛋白，分布于细胞膜外表面，故图1所示生物膜最可能是细胞膜。由题干信息可知，物质顺浓度通过通道蛋白，因此不消耗ATP。由图1和图2可知，膜的成分在膜上的分布是不对称的。
探究细胞膜组成成分和功能的实验设计
1．细胞膜组成成分的实验设计
细胞膜成分 鉴定试剂(方法) 结果
磷脂 ①脂溶剂处理 细胞膜被溶解
②磷脂酶处理 细胞膜被破坏
③脂溶性物质透过实验 脂溶性物质优先通过
蛋白质 ①双缩脲试剂 紫色
②蛋白酶处理 细胞膜被破坏
2．细胞膜结构及结构特点的探究
(1)细胞膜磷脂双分子层的鉴定：提取细胞膜结构中磷脂分子，铺在水面上，测磷脂占有面积，与细胞膜面积对比分析。
(2)细胞膜流动性的鉴定：①方法：荧光蛋白标记法。
②思路：取A、B两种动物细胞，分别用红、绿荧光染料标记两种动物细胞膜上的蛋白质，进行融合实验，观察在细胞融合过程中两种颜色的荧光在细胞膜上的分布情况。
3．探究细胞膜功能的实验设计
(1)探究细胞膜具有控制物质进出细胞的功能(选择透过性)，可用台盼蓝染色(活细胞不着色，死细胞着色)。
(2)探究细胞具有识别功能，可将大量同种生物和亲缘关系较远的生物的精子或卵细胞混合在一起，发现只有同种生物的精子和卵细胞能相互结合。
[典例]　为探究温度对膜透性的影响，取质量和形态相同的两块马铃薯进行对照实验，所得到的结果如下：
时间(h) 温度(℃) 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
20℃ 0 ＋5 ＋7 ＋9 ＋12 ＋14 ＋16
40℃ 0 ＋0.03 0 －2 －3 －3.5 －4
在40℃时，随着时间增加，马铃薯质量下降的主要原因是膜的通透性增大、细胞内容物外渗造成的。请完成下列实验设计方案并回答问题：
实验原理：
随膜的通透性增大，细胞内容物外渗，会使外部溶液的电导度增大。溶液电导度的大小可以用电导仪进行检测。电导仪非常灵敏，空气中的CO2、温度会影响测量结果。
实验仪器与药品：电导仪、恒温水浴锅、烧杯、量筒、洗瓶、滤纸、蒸馏水。
实验步骤：
第一步：取4只相同的烧杯，分别加入10 mL蒸馏水，编号为A、B、C、D；
第二步：取2块质量为10克且形态相同的马铃薯用蒸馏水反复冲洗三次，用滤纸将水吸干，再分别放入A、B两烧杯中，C、D两烧杯作为对照；
第三步：________________________________________________________________；
第四步：1.5小时后取出烧杯中的马铃薯，使烧杯中的溶液保持或恢复至20℃；
第五步：_________________________________________________________________。
结果预测：_________________________________________________________________。
讨论：实验步骤中设计C、D组作为对照的目的是___________________________________________________________________________。
[解题指导]
(1)确定实验目的。证明40℃时，马铃薯质量下降的主要原因是膜通透性增大导致细胞内容物外渗造成的。
(2)明确实验原理。①膜通透性增大 细胞内容物外渗 外部溶液的电导度增大。
②电导度大小与外部溶液浓度成正相关，外部溶液浓度与膜通透性成正相关。因此电导度大小可表示膜通透性大小。
(3)结果预测。验证性实验的结果与实验目的一致。由于空气中CO2也会影响电导度大小，因此实验结果预测时，应排除空气中CO2的影响。
[标准答案]
第三步：A和C烧杯置于20℃下；B和D烧杯置于50℃的恒温水浴中(只要答案合理均可)
第五步：用电导仪分别测量溶液的电导度，并记录结果预测：B烧杯中溶液电导度减去D烧杯中溶液电导度的值大于A烧杯中溶液电导度减去C烧杯中溶液电导度的值(只要答案合理并与第三步的答案对应就可)
讨论：排除空气中的CO2等因素对实验结果的干扰
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材料信息型题目的解题技巧第四讲核酸、糖类与脂质
[教材知识问题化梳理]
一、核酸的结构、功能和分布
1．结构层次
2．功能
(1)是细胞内携带遗传信息的物质。
(2)在生物体的遗传、变异和蛋白质的合成中有重要作用。
3．分布
(1)观察原理
(2)分布特点
二、细胞中的糖类
三、脂质的种类和功能[连线]
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1．判断有关核酸说法的正误。
(1)组成DNA和ATP的元素种类不同(2010·江苏卷T1B)(×)
(2)DNA和RNA中的五碳糖相同(2010·江苏卷T1A)(×)
(3)DNA和RNA的核苷酸之间的连接方式不同(2008·广东卷T37C)(×)
(4)只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质(2011·海南卷T16A)(×)
(5)用甲基绿和吡罗红混合染色SARS病毒可观察到DNA和RNA的分布(2011·海南卷T16D)(×)
2．判断有关糖类和脂质说法的正误。
(1)葡萄糖和麦芽糖可被水解(2010·海南卷T1B)(×)
(2)构成纤维素的单体是葡萄糖和果糖(2010·海南卷T1C)(×)
(3)棉、麻的主要成分是纤维素(2012·上海卷T17B)(√)
(4)糖原代谢的最终产物是葡萄糖(2009·江苏卷T1B)(×)
(5)脂肪和生长激素是生物体内的能源物质(2009·江苏卷T1D)(×)
(6)脂质具有携带遗传信息的功能(2009·广东卷T21D)(×)
二、在回顾教材图表中强化学科能力
比较DNA和RNA化学组成，回答下列问题：
(1)如何判断某种核苷酸是脱氧核苷酸还是核糖核苷酸？
答案：①据五碳糖
②含氮碱基
(2)细菌和病毒体内含有多少种含氮碱基？
答案：细菌体内有A、T、G、C、U五种含氮碱基，病毒体内只有A、T、G、C或A、U、G、C四种含氮碱基。
核酸的分类和结构
1.核酸的组成
(1)基本单位——核苷酸的组成：
(2)核酸的种类及组成：
2．碱基、核苷酸种类与生物种类的关系
生物类别 核酸 核苷酸 碱基 遗传物质 举例
原核生物和真核生物 含有DNA和RNA两种核酸 8 5 DNA 细菌、人等
病毒 只含DNA 4 4 DNA 噬菌体
只含RNA 4 4 RNA 烟草花叶病毒
[联前系后]
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碱基种类与同位素标记
由于DNA含有A、T、C、G四种碱基，RNA含有A、U、C、G四种碱基，因此研究DNA的复制时可标记胸腺嘧啶(T)，研究RNA的形成时可标记尿嘧啶(U)。
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[例1]　如图所示，a、b和c构成了化合物m。下列叙述正确的是(　　)
A．若c为腺嘌呤，则m为腺嘌呤脱氧核苷酸
B．禽流感病原体和幽门螺杆菌体内的m都为4种
C．ATP脱去两个磷酸基团，可形成m中的一种
D．b和c交替连接，构成遗传物质的基本骨架
[解析]　若c为腺嘌呤，则m为腺嘌呤脱氧核苷酸或腺嘌呤核糖核苷酸；禽流感病原体是禽流感病毒，其为RNA病毒，故体内的m是4种，而幽门螺杆菌是原核生物，含有DNA和RNA，故体内的m为8种；ATP脱去两个磷酸基团变为腺嘌呤核糖核苷酸，它是m中的一种；图中的a和b交替连接，构成遗传物质的基本骨架。
[答案]　C
糖类和脂质的种类和作用
1．糖类和脂质的分类
2．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 葡萄糖、淀粉：叶绿体纤维素：高尔基体糖原：主要是肝脏、肌肉 主要是内质网
区别 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，如核糖、脱氧核糖 ①生物体的储能物质，如脂肪②构成生物膜的重要成分，如磷脂③调节新陈代谢和生殖，如性激素
联系 糖类??脂肪
[联前系后]
——————————————————————————————————————
糖类和脂质元素组成与细胞呼吸的关系
(1)脂质分子中氧的含量少于糖类，而氢的含量多于糖类。
(2)有氧呼吸第三阶段是[H]＋O2―→H2O＋能量，因此[H]越多，消耗的O2越多，释放能量越多。等质量的脂质与糖类相比，脂质氧化分解释放能量多于糖类。
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[例2]　糖类和脂质是细胞中两种重要的有机物，相关的叙述错误的是(　　)
A．细胞膜上的脂质包括磷脂、胆固醇等
B．糖类中的淀粉、纤维素和糖原都完全由葡萄糖缩合而成
C．淀粉和脂肪水解的终产物是二氧化碳和水
D．质量相同的糖类和脂肪被彻底分解时，糖类耗氧少
[解析]　本题考查糖类和脂质的种类及水解与氧化分解的不同。细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，胆固醇也是细胞膜的重要成分；葡萄糖是淀粉、纤维素和糖原的单体；淀粉水解的终产物是葡萄糖，脂肪水解的终产物是甘油和脂肪酸；因脂肪中C、H的比例比糖类中的高，故质量相同的糖类和脂肪氧化分解时脂肪的耗氧量多，产能也多。
[答案]　C
糖类、脂肪和蛋白质水解终产物和氧化分解的终产物都是哪些物质？
提示：
物质 水解终产物 氧化分解终产物
蛋白质 氨基酸 二氧化碳、水、尿素
多糖(淀粉、糖原) 葡萄糖 二氧化碳、水
脂肪 甘油和脂肪酸 二氧化碳、水
观察DNA和RNA在细胞中的分布
1．实验原理
(1)甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同：
(2)盐酸
2．实验步骤
　　
　
　细胞核部分被染成绿色，细胞质部分被染成了红色
DNA主要分布在细胞核中，　RNA主要分布在细胞质中
[例3]　关于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的叙述，不正确的是(　　)
A．利用紫色的洋葱鳞片叶表皮细胞做实验材料时可以观察到红色区域较大，主要位于细胞质中
B．含RNA的区域被吡罗红染色剂染成红色
C．实验过程中，需要先在低倍镜下选择染色均匀且色泽浅的区域，移至视野中央
D．质量分数为8%的盐酸有利于染色质中DNA与蛋白质分离
[解析]　紫色洋葱鳞片叶不宜做该实验的实验材料，因紫色的液泡会干扰对红色细胞质的观察；RNA主要分布于细胞质中，DNA可被甲基绿染色剂染成绿色，RNA可被吡罗红染色剂染成红色；实验过程中，需要先在低倍镜下选择染色均匀且色泽浅的区域移至视野中央；盐酸可改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时又有利于染色质中DNA与蛋白质分离。
[答案]　A
易误点一 混淆DNA、RNA、核苷酸和ATP中“A”的含义
失误类型 知识理解类失误
1．ATP、DNA、RNA和核苷酸中“A”的含义
(1)核苷酸分子中的A是腺嘌呤。
(2)ATP中的A是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。
(3)DNA和RNA中的A分别是腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸。
2．RNA与ATP的关系
(1)元素组成都是C、H、O、N、P。
(2)ATP去掉二个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一的腺嘌呤核糖核苷酸。
　　
高考命题常从以下角度设置陷阱
(1)元素组成角度：
比较DNA、RNA和ATP的元素组成。
(2)结构方面：
①比较DNA和RNA化学组成的不同；
②对比ATP结构简式与核苷酸的结构简式。
下列各种物质中的“A”表示碱基腺嘌呤的是(　　)
解析：选B　图A中“A”表示腺苷；图B中“A”表示腺嘌呤；图C中“A”表示腺嘌呤脱氧核苷酸，图D中“A”表示腺嘌呤核糖核苷酸。
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易误点二 混淆核酸的初步水解与彻底水解
失误类型 审题偏差类失误
　　
(　　)
A．1种五碳糖　　　　　　　　 B．4种脱氧核苷酸
C．5种含氮碱基 D．8种核苷酸
[自主尝试]　选__C__。
[解题指导]
关键点 信息解读
① 细胞生物体内的核酸有DNA和RNA两类，但遗传物质只能是DNA
② 考查“初步水解”和“彻底水解”的区别。核酸初步水解的产物是核苷酸，彻底水解的产物是磷酸、五碳糖和含N碱基
(1)因不能区分“初步水解”和“彻底水解”而误选B、D。
(2)因不明确生物种类与遗传物质的关系，而误选C。
(3)此类问题还常从核酸与生物种类角度考查，如“鱼体内含有多少种碱基”或“鱼体内的核酸彻底水解会得到多少种碱基”。
蛋白质与核酸关系的网络图示
[典型图示][课件展示更丰富　见配套光盘]
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—————————————————————————————————————— [信息解读]
(1)图1中由A、B、C三种大分子之间的关系可推断A为DNA、B为RNA，C为蛋白质，甲是DNA复制，乙是转录，丙是翻译；单体a、b、c分别为脱氧核苷酸，核糖核苷酸和氨基酸；元素X为N、P，Y为N。
(2)染色体的主要成分是DNA和蛋白质，核糖体的主要成分是RNA和蛋白质，因此图2中甲、乙、丙分别是DNA、RNA和蛋白质，a是核苷酸，b是氨基酸。
[解题技法]
(1)分析此类问题要借助基因表达中遗传信息的流动，明确DNA、RNA和蛋白质的关系：。
(2)解答此类问题要明确蛋白质和核酸的元素组成，此外还要明确染色体、核糖体等结构的化学组成。
[强化训练]
下图为人体内两种重要化合物A与B的化学组成关系。相关叙述中正确的是(多选)(　　)
A．a的种类约有20种，b的种类有8种
B．a的结构通式可表示为
C．B是人的遗传物质
D．A的种类在神经细胞与表皮细胞中相同，B则不相同
解析：选BC　染色体主要由蛋白质和DNA组成，B的组成元素为C、H、O、N、P，应为DNA，是人的遗传物质，基本单位b为4种脱氧核苷酸；a为氨基酸，约有20种，结构简式为；人体内的不同细胞中，所含遗传物质(B)相同，蛋白质(A)不同；人体内的不同细胞中，所含遗传物质(B)相同，蛋白质(A)不同。
实验目的和实验原理的准确把握
1．实验目的确认方法
(1)根据题目信息，要求考生直接写出实验目的。此类试题难度较小，一般先找题目中含“探究(验证、证明或研究等)……”的字眼，或者题目提出的问题(或假设)等，然后进行语言修辞上的整理。使其读起来既符合语言逻辑，又符合生物学原理。
(2)据题目给出的实验装置或实验现象等推断出实验目的。一般情况下，实验目的中必须包含三个要素，即自变量、因变量和二者的关系。自变量可根据不同的实验条件对比得出；因变量一般根据题目信息、实验现象分析得出，或由所学知识推理得出；另外，因变量和自变量之间的关系因实验而异，常用“促进”“抑制”“影响”等表示。
2．实验原理的确认及作用
通俗地讲，实验原理就是设计实验必须遵循的基本原理，包括实验中相关实验试剂的选择依据(如鉴定脂肪酶属于蛋白质，需选用双缩脲试剂，依据为蛋白质与双缩脲试剂能发生紫色反应)，主要步骤的设计依据等。因此，要熟知高中教材中涉及的各种试剂的选择依据及相应的生理过程，进而确认实验原理，或根据实验原理进行科学的实验设计。
[典例]　狂犬病是由狂犬病毒(遗传物质为RNA)引起的，人类也会因猎犬咬伤而感染，其他感染此病的恒温动物如猫、狼、狐等也可传播。就目前而言，注射狂犬疫苗是预防狂犬病的有效途径。要研制狂犬疫苗，必须知道狂犬病毒的大分子组成，设计实验探究其物质组成。
(1)实验原理：RNA溶液遇吡罗红染液显红色。
还需要补充的两个实验原理是：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(2)实验步骤：
①用三支洁净的试管分别取等量的含有狂犬病病毒的溶液，编号为A、B、C；
②向A试管中滴加适量的甲基绿染液；
③向B试管中滴加适量吡罗红染液；
④向C试管中_____________________________________________________。
(3)设计一个表格并记录实验结果。
[解题指导]
(1)确定实验原理。实验原理是设计实验的依据，原理的确定应依据教材知识和实验目的。本实验的目的是探究狂犬病毒的大分子组成。根据已有知识可知，病毒由核酸和蛋白质组成，检测蛋白质可用双缩脲试剂，检测DNA可用甲基绿染液，检测RNA可用吡罗红染液。
(2)实验步骤的补充完善。补充完善实验步骤要根据实验设计所需的材料、条件，找出实验变量，消去已用材料用具，分析未用材料和用具，排序填充即可。
(3)表格式实验结果的呈现。表格的设计要从自变量和因变量上展示，内容包括选用试剂、实验现象、实验结果等内容。
[标准答案]
(1)①蛋白质溶液与双缩脲试剂反应显紫色　②DNA溶液遇甲基绿染液呈绿色　(2)④滴加适量的双缩脲试剂，振荡
(3)
试管 A B C
试剂 甲基绿染液 吡罗红染液 双缩脲试剂
现象 不变色 红色 紫色
结果 不存在DNA 存在RNA 存在蛋白质
———————[归纳小结]————————————————————————
解答此类问题要多注重对教材实验原理的对比和归纳。
1 原理对比：可从纵向角度比较实验原理、材料等，如颜色反应的实验、活体染色的、本色观察的等。
2 原理归纳：可从横向的角度拓展实验原理、材料等不同方面的应用。第二讲细胞的分化、衰老、凋亡及癌变
[教材知识问题化梳理]
一、细胞分化与细胞的全能性
1．细胞分化
(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)实质：基因的选择性表达。
2．细胞的全能性
(1)概念：已分化的细胞，仍具有发育成完整个体的潜能。
(2)分析下列实例所依据的原理：
①植物组织培养：植物细胞的全能性。
②克隆羊多利：动物细胞核的全能性。
二、细胞的衰老和凋亡
1．细胞衰老的特征
(1)代谢的变化：
(2)细胞核的变化：
[巧学助记]　细胞衰老特征的记忆口诀
2．细胞的凋亡
(1)概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
(2)类型
(3)意义
三、细胞的癌变
1．癌变机理
原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控。
2．癌细胞的特征
3．致癌因子的类型和实例(连线)
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1．判断有关细胞分化与全能性叙述的正误。
(1)不同分化细胞的遗传信息相同(2012·上海卷T16A改编)(√)
(2)断尾壁虎长出新尾巴过程中发生了细胞分化(2011·北京卷T1A改编)(√)
(3)玉米种子萌发长成新植株体现了细胞的全能性(2011·山东卷T2A)(×)
(4)ATP合成酶基因属于奢侈基因，在不同细胞中选择性表达(2009·山东卷T2B改编)(×)
(5)细胞分化过程中遗传信息的表达情况不同(2009·江苏卷T6C改编)(√)
2．判断有关细胞衰老、凋亡和癌变叙述的正误。
(1)细胞普遍衰老会导致个体衰老(2012·山东卷T3A)(√)
(2)衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录(2012·山东卷T3D)(√)
(3)细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡(2012·山东卷T3C)(×)
(4)细胞凋亡受基因调控，不利于个体生长发育(2011·江苏卷T5C)(×)
(5)细胞癌变导致细胞黏着性降低，易分散转移(2011·江苏卷T5D)(√)
(6)原癌基因只存在于癌细胞中(2009·海南卷T4C)(×)
二、在回顾教材图表中强化学科能力
细胞种类 小肠上皮细胞 平滑肌细胞(分布于内脏器官) 心肌细胞 神经细胞 白细胞
寿命 1～2 d 很长 很长 很长 5～7 d
能否分裂 能 能 不能 绝大多数不能 不能
据细胞寿命与分裂能力的数据回答下列问题：
(1)细胞的寿命与分裂能力之间有对应关系吗？寿命短的细胞是否一定能分裂？
答案：无关系。寿命短的细胞不一定能分裂，如白细胞。
(2)细胞的寿命和分裂能力与它们承担的功能有关系吗？
答案：有关系。如神经细胞和心肌细胞寿命长，而白细胞寿命短。
细胞分化与细胞全能性
1.细胞分化与细胞全能性的区别
细胞分化 细胞的全能性
原理 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，直到死亡③普遍性：在生物界中普遍存在 ①高度分化的植物体细胞具有全能性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
结果 形成形态、结构、功能不同的细胞 形成新的个体
2．两者的关系
(1)细胞分化不会导致遗传物质改变，已分化的细胞都含有保持该物种遗传性所需要的全套遗传物质，因而都具有全能性。
(2)一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以实现；细胞分化程度越低，全能性就越高。细胞全能性比较如下：
①受精卵>生殖细胞>体细胞
②能够增殖的细胞>停止增殖的细胞
③植物细胞>动物细胞
[联前系后]
——————————————————————————————————————
细胞分化与基因表达
(1)在细胞基因组中表达的基因分两类：一类是维持基本生命活动所必需的，称为管家基因；一类是指导合成特异性蛋白的基因，称奢侈基因。细胞分化是奢侈基因的选择性表达的结果。
(2)细胞分化后形成的不同细胞中，核DNA相同，mRNA和蛋白质一般不同。
—————————————————————————————————————— [例1]　(2013·西城区质检)下列关于细胞分化的叙述错误的是(　　)
A．细胞分化意味着不同细胞内合成了功能不同的特异性蛋白质
B．细胞分化是动物和植物发育的基础，且贯穿于其整个生命进程中
C．通常体内已分化的细胞将一直保持分化后的状态直至衰老死亡
D．具有分裂能力的细胞一定会分化，且分化程度越高分裂能力就越低
[解析]　细胞分化是基因选择性表达的结果，基因的选择性表达使细胞内蛋白质的种类产生差异；细胞分化发生在生物体的整个生命进程中；细胞分化是不可逆的，因此体内已分化的细胞将一直保持分化后的状态直至衰老死亡；具有分裂能力的细胞不一定会发生分化。
[答案]　D
细胞衰老、凋亡和癌变
1.个体衰老与细胞衰老的关系
(1)单细胞生物：个体衰老或死亡与细胞衰老或死亡同步。
(2)多细胞生物：个体衰老与细胞衰老有密切的关系。个体衰老过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程，但未衰老的个体内也有细胞衰老。
2．衰老、凋亡和癌变的比较
实质 结果 遗传物质
细胞衰老 内因、外因共同作用 细胞正常死亡 不发生改变
细胞凋亡 遗传机制决定的程序性调控 基因决定的细胞自动结束生命的正常死亡
细胞癌变 致癌因子诱发突变 形成无限增殖的癌细胞 发生改变
3．癌变的机理
(1)原癌基因与抑癌基因：
原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程；抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。癌症就是一系列原癌基因与抑癌基因的突变逐渐积累的结果。
(2)机理：
[例2]　(2012·安徽高考)脊椎动物在胚胎发育中产生了过量的运动神经元，它们竞争肌细胞所分泌的神经生长因子，只有接受了足够量神经生长因子的神经元才能生存，并与靶细胞建立连接，其他的则发生凋亡。下列叙述正确的是(　　)
A．脊椎动物细胞凋亡仅发生在胚胎发育时期
B．一个存活的神经元只与一个靶细胞建立连接
C．神经元凋亡是不受环境影响的细胞编程性死亡
D．神经元凋亡是由基因控制的、自动的细胞死亡
[解析]　细胞凋亡发生在整个生命过程中，故A项错误；一个存活的神经元含有很多突触，能与多个靶细胞建立连接，故B项错误；依题意，只有接受到足够量的神经生长因子的神经元才能生存，说明细胞凋亡受环境影响，故C项错误；细胞凋亡是由基因控制的、细胞自动结束生命的过程，故D项正确。
[答案]　D
———————[规律方法]———————————————————————
判断细胞凋亡和细胞坏死的方法
(1)从方式看
(2)从结果看
——————————————————————————————————————
[课件展示更丰富　见配套光盘]
易误点 不能准确理解细胞凋亡的原理
失误类型 审题偏差类失误
　　
中科院近来发现一种诱导细胞凋亡的新机制。在H2O2和TNF－α(一种淋巴因子)等因素的诱导下鼠肝细胞内的溶酶体释放微量的胰凝乳蛋白酶，将细胞质内的Bid蛋白分解成更小的cBid，后者与线粒体、溶酶体的膜结合，诱导内容物释放 最终导致细胞凋亡(如图所示)。请结合所学知识分析，下列叙述不正确的是(　　)
A．该过程与细胞膜的信息交流有关
B．cBid可能会引起细胞能量供应能力下降，加速细胞的凋亡
C．溶酶体中胰凝乳蛋白酶的释放具有促进细胞凋亡的作用，而其他内容物释放无此功能
D．溶酶体内含有水解酶，在细胞凋亡中具有重要作用
[自主尝试]　选__C__。
[解题指导]
关键点 解读信息
① 结合题干中文字和图中细胞膜上受体与H2O2等物质结合过程，可说明该过程与细胞膜的信息交流有关
② 由图中可看出，cBid与线粒体结合，诱导其内溶物释放，导致线粒体功能受损，细胞供能不足而加速细胞凋亡
　　
(1)因不能将题干中文字信息和图文信息有机结合和有效转换，而不能准确理解细胞凋亡的原理，而误认选项A、B不正确。
(2)因不明确溶酶体中水解酶的作用，而误认为选项C正确。水解酶的大量释放会引起细胞大分子物质的降解，也会促进细胞凋亡。
(3)此类问题在高考题中也可以流程图形式考查细胞凋亡的机理，如2009·天津卷T4(见“课堂考点集训”T5)
对照实验的类型及设置
1．对照组和实验组的确认
对照组通常指在自然状态下或已知影响因素所造成的结果的一组实验；而实验组通常指某种自变量的改变对实验结果的影响未知，需要人为探索的一组实验。对照组能帮助人们排除无关变量所造成的实验误差，与实验组对照有助于得出真实可信的结果或结论。
2．对照实验的类型
(1)空白对照。设置两组实验，其中施加实验变量(要研究的因素)处理的为实验组，常态或未施加实验变量(要研究的因素)处理的为对照组。自变量为实验变量的有无。一般验证性实验采用空白对照。
(2)相互对照。设置几个实验组，每一组既作为实验组， 同时又是其他组的对照。自变量为实验变量的不同量度(或类别)。一般探究“××最适(佳)条件”的实验采用相互对照。
(3)自身对照。实验组、对照组在同一实验对象上进行，即实验处理前的为对照组，处理后的为实验组，自变量为实验变量的处理与否。
(4)条件对照。增设了与实验变量无关的实验组。常结合空白对照进行，具有反证或加强作用。
在不同的实验中，即使相同的实验设计，对照类型也可能不同。
例：以R、S两种肺炎双球菌为实验模型，可以设计如下实验：
A．(S型细菌的DNA＋DNA酶)＋基本培养基，接种R型细菌
B．S型细菌的DNA＋基本培养基，接种R型细菌
C．S型细菌的蛋白质＋基本培养基，接种R型细菌
D．S型细菌的多糖＋基本培养基，接种R型细菌
若为“验证DNA是肺炎双球菌的遗传物质”，则A为实验组，B为空白对照组，C、D为条件对照组。
若为“探究肺炎双球菌的遗传物质”，则B、C、D为相互对照组，A为条件对照组。
[典例]　机体的免疫系统对核辐射损伤很敏感，主要表现在核辐射会诱导免疫细胞凋亡。人白细胞介素18(IL 18)能促进免疫细胞的增殖和分化，提高机体免疫功能。某科研小组开展了“IL 18对核辐射诱导小鼠脾细胞凋亡的抑制作用”的研究，方法如下：
选取若干实验小鼠，随机分成三组：①组无辐射损伤；②组辐射损伤(60Co照射，下同)；③组先辐射损伤，1天后注射IL 18,14天后分别取各组小鼠脾细胞进行体外培养，在培养了0 h、12 h、24 h、48 h后，进行细胞凋亡检测，得到的细胞凋亡相对值如下表：
组别 处理方法 0 h 12 h 24 h 48 h
① 无辐射损伤 0.046 0.056 0.048 0.038
② 辐射损伤 0.460 0.420 0.530 0.520
③ 辐射损伤＋IL－18 0.239 0.265 0.279 0.269
(1)细胞凋亡是由遗传机制决定的________死亡。从表中数据可知，细胞凋亡相对值越小，说明发生凋亡的脾细胞数目越________；从________(组别)两组数据可知，IL 18能够抑制核辐射诱导的脾细胞凋亡。
(2)科研小组还设置了第④组实验，方法是先注射IL 18,3天后进行辐射损伤，14天后的实验操作同前三组。与第③组相比，设置第④组的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[解题指导]
(1)“细胞凋亡相对值”是归纳结论的依据：
“细胞凋亡相对值”是指细胞凋亡的数量与细胞总数的比值。因此细胞凋亡相对值越小，说明发生凋亡的细胞数目越少。
(2)对照实验组及实验结论的确立：
各组对照实验遵循单一变量原则，只有一个变量，该实验中有如下对照实验：
对照实验 自变量 实验结论或探究问题
①② 是否有辐射损伤 核辐射会诱导脾细胞凋亡
②③ IL 18的“有、无” IL 18能够抑制核辐射诱导的脾细胞凋亡
③④ 辐射前后注射IL 18 辐射前后注射IL 18，对抑制核辐射诱导的脾细胞凋亡的影响
[标准答案]
(1)编程性(或程序性)　少　②③
(2)比较核辐射前后注射IL 18对抑制核辐射诱导的脾细胞凋亡的影响
———————[归纳小结]———————————————————
图像表格变量法的判断
一般表格中的列标题、图像中的横坐标对应自变量，行标题、纵坐标对应因变量。
——————————————————————————————————————第二讲ATP的主要来源——细胞呼吸
[教材知识问题化梳理]
一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
(1)酵母菌细胞呼吸方式：有氧呼吸和无氧呼吸。
(2)产物的检测：
试剂 现象(颜色变化)
CO2 澄清的石灰水 变浑浊
溴麝香草酚蓝水溶液 由蓝变绿再变黄
酒精 在酸性条件下，使用橙色的重铬酸钾 橙色→灰绿色
二、有氧呼吸[动漫演示更形象　见课件光盘]
(1)反应式：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。
(2)过程图解：
三、无氧呼吸
1．反应式
(1)酒精发酵：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量。
(2)乳酸发酵：C6H12O62C3H6O3＋能量。
2．场所及过程
(1)场所：细胞质基质。
(2)过程：
①第一阶段：与有氧呼吸第一阶段完全相同。
②第二阶段：丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和CO2或者转化为乳酸。
(3)产生能量：无论哪种无氧呼吸都只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP，葡萄糖分子中大部分能量则存留在不彻底的氧化产物中。
[巧学助记]　口诀记忆细胞呼吸
细胞呼吸三过程，有氧无氧一段同，
葡(萄)糖分解丙酮氢，还要释放少量能。
有氧呼吸二阶段，丙酮和水来反应，
能量CO2还原氢，线(粒)体基质内完成。
有氧呼吸三阶段，O2氧化还原氢，
大量能量水生成，线(粒)体内膜来完成。
无氧呼吸二阶段，还原物质不放能。,[效果自评组合式设计]
1．判断有关细胞呼吸说法的正误。
(1)葡萄糖氧化分解为丙酮酸只发生在细胞有氧时(2012·上海卷T25A改编)(×)
(2)种子风干脱水后呼吸强度增强(2011·海南卷T3A)(×)
(3)无氧呼吸的终产物是丙酮酸(2010·课标卷T2A)(×)
(4)有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水(2010·课标卷T2B)(×)
(5)无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累(2010·课标卷T2C)(×)
2.右图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶1、酶2和酶3依次分别存在于(　　)
A．线粒体、线粒体和细胞质基质
B．线粒体、细胞质基质和线粒体
C．细胞质基质、线粒体和细胞质基质
D．细胞质基质、细胞质基质和线粒体
答案：C
二、在回顾教材图表中强化学科能力
据有氧呼吸过程图解回答问题：
(1)请分析葡萄糖中氧的转移途径。
答案：C6H12O6→C3H4O3→CO2。
(2)用18O2供给动物有氧呼吸，在哪种呼吸产物中首先含有18O
答案：HO。
(3)脂肪与糖相比，含H高，而O的含量少。则等量的脂肪与糖相比，有氧呼吸释放能量和耗氧量的多少有何不同？
答案：脂肪氧化分解耗氧量大，产生能量多。
探究酵母菌细胞呼吸的方式
1.实验原理
细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸，有氧呼吸消耗的O2和产生的CO2的量相等，不会引起密闭容器内气体压强的改变；无氧呼吸包括酒精发酵和乳酸发酵。酒精发酵产生CO2，而乳酸发酵不产生任何气体，因此，前者可引起密闭容器中气体压强升高，后者则不改变密闭容器中的气体压强。
2．实验过程
(1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋葡萄糖溶液)。
(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2 mL滤液分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化
3．注意事项
(1)通入A瓶的空气中不能含有CO2，以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊完全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瓶中的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保通入澄清石灰水中的CO2是由无氧呼吸产生的。
[例1]　(2013·唐山模拟)某同学在研究马铃薯块茎无氧呼吸的产物时，设计了如下实验：取新鲜马铃薯块茎，洗净，切成碎屑。向锥形瓶中放入适量的马铃薯块茎碎屑，并向瓶中充入N2，装置示意图如图。下列说法不正确的是(　　)
A．向锥形瓶中充入N2的目的是制造无氧环境
B．若溴麝香草酚蓝水溶液不变色，则说明马铃薯块茎细胞进行的是酒精发酵
C．实验前应对马铃薯块茎碎屑消毒
D．溴麝香草酚蓝水溶液也可以换成澄清的石灰水
[解析]　该实验的目的是研究马铃薯块茎无氧呼吸的产物，故充入N2的目的是制造无氧环境；若溴麝香草酚蓝水溶液不变色，则说明马铃薯块茎细胞进行的是乳酸发酵；为防止马铃薯块茎上杂菌呼吸作用干扰实验结果，实验前需对马铃薯块茎消毒；检验CO2也可用澄清石灰水。
[答案]　B
细胞呼吸的过程
1.有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解
2．过程分析
(1)有氧呼吸中氧元素的来源和去路：
(2)反应物和产物：
①CO2是在第二阶段产生的，是由丙酮酸和水反应生成的，场所是线粒体基质。
②O2参与了第三阶段，[H]和O2结合生成水，所以细胞呼吸产生的水中的氧来自于O2，场所是线粒体内膜。
③有氧呼吸过程中的反应物和生成物中都有水，反应物中的水用于第二阶段和丙酮酸反应，生成物中的水是有氧呼吸第三阶段[H]和O2结合生成的。
④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。
(3)能量代谢：
①有氧呼吸三个阶段都释放能量产生ATP，而无氧呼吸只在第一阶段释放能量产生ATP。
②细胞呼吸释放的能量大部分以热能散失，少部分转移到ATP中。
[联前系后]
——————————————————————————————————————
有氧呼吸与线粒体
(1)有氧呼吸的场所并非只是线粒体：
①真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。
②原核细胞无线粒体，在细胞质中进行有氧呼吸。
(2)无线粒体的真核细胞(生物)只能进行无氧呼吸，如哺乳动物成熟红细胞和蛔虫等。
——————————————————————————————————————　[例2]　将含酵母菌的葡萄糖溶液均分为4份，分别置于甲、乙、丙、丁四种条件下培养，测得CO2和O2体积变化的相对值如下图。下列叙述正确的是(　　)
A．甲条件下，细胞呼吸的产物除CO2外，还有乳酸
B．乙条件下，有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多
C．丙条件下，细胞呼吸产生的ATP最少
D．丁条件下，产物中的CO2全部来自线粒体
[解析]　甲条件下，酵母菌进行无氧呼吸，产生的是CO2和酒精。乙条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸消耗的葡萄糖少。丙条件下产生的ATP不是最少的，产生ATP最少的是甲条件下。丁条件下，吸收的O2与释放的CO2一样多，酵母菌只进行有氧呼吸，所以产生CO2全部来自线粒体。
[答案]　D
———————[规律方法]————————————————————
据产物判断细胞呼吸的类型
(1)无CO2产生 只进行无氧呼吸产生乳酸。
(2)不耗O2，但产生CO2 只进行产生酒精的无氧呼吸。
(3)消耗O2等于释放CO2 只进行以葡萄糖为底物的有氧呼吸。
(4)CO2释放量大于O2吸收量 既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸。
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[动漫展示更丰富　见课件光盘]
易误点 不能掌握细胞呼吸的有关计算
失误类型 审题偏差类失误
　　
某实验室用两种方式进行酵母菌发酵葡萄糖生产酒精。，其余条件相同且适宜。实验过程中每小时测定一次两发酵，记录数据并绘成如下图所示坐标图。据此下列说法中正确的是(　　)
A．实验结束时甲、乙两发酵罐中产生的二氧化碳量之比为6∶5
B．甲、乙两发酵罐分别在第5 h和第3 h无氧呼吸速率最快
C．甲发酵罐实验结果表明在有氧气存在时酵母菌无法进行无氧呼吸
D．该实验证明向葡萄糖溶液中通入大量的氧气可以提高酒精的产量
[自主尝试]　选__B__。
[解题指导]
关键点 信息解读
① 甲发酵罐中先进行有氧呼吸，再进行无氧呼吸，乙发酵罐中只进行无氧呼吸
② 甲中消耗O2为6，生成酒精为18，据此可确定甲中产生CO2为24。乙中产生酒精量为15，据此可确定乙产生CO2为15，故甲、乙产生CO2之比为8∶5
　　
(1)误认为甲中只进行有氧呼吸，或混淆了无氧呼吸中C2H5OH和CO2的量的关系，而不能准确计算甲、乙发酵罐中CO2之比。
(2)此类问题还常以柱状图形式考查，解答的关键是明确有氧呼吸和无氧呼吸各物质量的关系，并准确确定O2、CO2和酒精的关系。
影响细胞呼吸因素的曲线解读
[典型图示][课件展示更丰富　见配套光盘]
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[信息解读]
(1)温度对呼吸速率的影响是通过影响酶的活性实现的，因此温度与呼吸速率的关系与温度影响酶促反应速率的曲线是一致的。
(2)图2中Q点只进行无氧呼吸，R点表示细胞呼吸速率最低，P点表示只进行有氧呼吸，QR段释放CO2逐渐减少的原因是无氧呼吸逐渐减弱，但由于O2浓度较低，有氧呼吸也比较弱。
(3)在保存蔬菜、水果时，应保持低温、低氧条件。
[解题技法]
(1)“钟”型曲线：典型的酶促反应曲线，影响该曲线变化的因素是温度、pH。
(2)下降型曲线：呼吸反应速率逐渐减缓，一般受生成物含量的影响，随生成物的增多而减缓，如CO2浓度。
(3)上升型曲线：呼吸反应速率逐渐加快，一般受反应物含量的影响，随反应物的增多而增加，如含水量。
[强化训练]
以下甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述不正确的是(　　)
A．甲图中氧浓度为a时的情况对应的是乙图中的A点
B．甲图中氧浓度为b时的情况对应的是乙图中的D点
C．甲图的a、b、c、d四种浓度中c是最适合贮藏的
D．甲图中氧浓度为d时没有酒精产生
解析：选B　甲图中氧浓度为a时，细胞只释放CO2不吸收O2，说明细胞只进行无氧呼吸，对应乙图中的A点；甲图中氧浓度为b时，CO2的释放量远远大于O2的吸收量，说明细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，且无氧呼吸强度大，应在乙图中的AC段之间；贮藏植物器官应选择CO2产生量最少即细胞呼吸最弱时(甲图中的c)；氧浓度为d时，CO2释放量与O2的吸收量相等，细胞只进行有氧呼吸，因此没有酒精产生。
探究细胞呼吸的类型
1．实验装置
装置甲中NaOH溶液的作用是吸收掉呼吸所产生的CO2，红色液滴移动的距离代表酵母菌细胞呼吸吸收的O2量。装置乙中红色液滴移动的距离代表酵母菌细胞呼吸吸收的O2量与产生的CO2量的差值。
2．实验分析
现象 结论
甲装置 乙装置
液滴左移 液滴不动 只进行有氧呼吸
液滴不动 液滴右移 只进行无氧呼吸
液滴左移 液滴右移 既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
3．注意事项
(1)为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置进行灭菌，所测种子进行消毒处理。
(2)对照组的设置：为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测定的生物灭活(将种子煮熟)，其他条件均不变。
(3)若选用绿色植物作实验材料，测定细胞呼吸速率，需将整个装置进行遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。
[典例]　不同种类的种子中储存的营养物质的种类不同。在科学研究中常用RQ(RQ＝释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积)来表示生物的有氧呼吸的能源物质的不同。下面是测定发芽种子呼吸商的两个装置图：
(1)装置一中的小瓶中加入NaOH溶液的目的是_______________________________。
(2)若发芽的种子已长出幼苗，进行该实验时，则应将装置放置在何种条件下进行？________；原因是____________________________________________________________。
(3)小琪同学来做这个实验，她将同一种正在发芽的种子等量分装入两个装置。假定其他操作步骤无误，她发现装置一中的着色液向左移动，而装置二中的着色液位置却不发生改变，则可推定该种子发芽过程所消耗的能源物质主要是________，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
若发现装置一与装置二中的着色液均匀向左移动，则该种子发芽过程中所消耗的能源物质主要是________________，理由是___________________________________________
________________________________________________________________________。
[解题指导]
(1)明确装置的作用。装置一中的小瓶中加入NaOH溶液的目的是吸收发芽种子呼吸产生的CO2，根据着色液滴移动的刻度测出细胞呼吸消耗的O2体积。装置二的作用是比较种子发芽时进行细胞呼吸消耗的O2体积与释放CO2的体积的变化大小，作为对照。
(2)测定绿色植物呼吸速率的方法。若发芽的种子已长出幼苗，幼苗可进行光合作用，为避免光合作用的干扰，应将装置放置于黑暗条件下。
(3)呼吸底物与RQ的关系。据装置二中着色液位置不改变说明种子发芽时进行呼吸作用消耗的O2体积与释放CO2的体积相等，呼吸商为1。只有当以葡萄糖(或糖类)为能源物质进行有氧呼吸时，消耗的O2体积与释放CO2的体积才相等。脂肪的元素组成中，碳、氢百分比含量较高，氧占的比例小，氧化分解时耗氧多，呼吸商小于1。因此若发现装置一与装置二中的着色液均向左移动，说明种子进行有氧呼吸，且细胞呼吸消耗的O2体积大于释放CO2的体积，呼吸商小于1，消耗的能源物质主要是脂肪(或脂质)。
[标准答案]
(1)吸收发芽种子呼吸产生的二氧化碳
(2)黑暗条件　避免幼苗进行光合作用，干扰细胞呼吸的气体量变化
(3)葡萄糖(或糖类)　以葡萄糖为能源物质进行有氧呼吸时，吸收的氧气等于释放出的二氧化碳　脂肪(或脂质)　脂肪中碳氢百分比含量较高，吸收的氧气大于释放的二氧化碳
———————[归纳小结]————————————————————
1 以绿色植物作实验材料，在测定呼吸商时，应该在黑暗环境下进行，以排除光合作用对细胞呼吸的影响。
2 用脂肪 或脂质 含量高的种子，如油料种子做测定实验，则液滴移动更明显 因其消耗O2量更大 。
3 在利用该类装置探究细胞呼吸类型时，应先确定细胞呼吸的底物是葡萄糖还是脂肪。
——————————————————————————————————————第一讲走近细胞
[教材知识问题化梳理]
一、从生物圈到细胞
1．生命活动离不开细胞
2．生命系统的结构层次[动漫演示更形象　见课件光盘]
(1)地球上最基本的生命系统是细胞。
(2)生物圈是地球上最大的生命系统。
(3)生命系统由简单到复杂的层次是细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈。
[特别提示]　①并非所有生物都具有生命系统的各个层次，如单细胞生物只有细胞、个体层次，植物无系统层次，病毒不属于生命系统；②生命系统的层次中可含“非生物成分”。
二、细胞的多样性和统一性
1．真核细胞与原核细胞的区别与联系
2．常见真、原核生物举例(将序号填入所属的集合中)
①蓝藻　②绿藻　③发菜　④紫菜　⑤硝化细菌
⑥酵母菌　⑦大肠杆菌　⑧链球菌　⑨玉米　⑩青蛙
[巧学助记]　巧记常见的原核生物和真核(单细胞)生物
(1)原核生物：一藻(蓝藻)；二菌(细菌、放线菌)；三体(支原体、衣原体、立克次氏体)。
(2)真核生物：一(衣藻)团(藻)酵母(菌)发霉(菌)了。
三、细胞学说
1．将细胞学说建立过程连线
2．主要内容
(1)细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成。
(2)细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。
(3)新细胞可以从老细胞中产生。
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1．判断下列有关生命系统结构层次说法的正误。
(1)人体的结构层次为细胞、组织、器官、系统
(2012·北京卷T2B)(√)
(2)蓝藻只属于细胞层次，不属于个体层次
(2013·中山模拟T1A)(×)
(3)“太湖中所有鱼”属于生命系统的一个结构层次
(2013·潍坊模拟T2B)(×)
2．判断下列有关细胞说法的正误。
(1)病毒是一类具有细胞结构的生物
(2010·新课标全国卷T1A)(×)
(2)蓝细菌、大肠杆菌和乳酸杆菌属于原核生物
(2012·上海卷T5)(√)
(3)乳酸菌与动植物相比，细胞内没有核糖体
(2012·山东基本能力T54改编)(×)
(4)细菌有细胞核，蓝藻有叶绿体
(2012·重庆卷T1改编)(×)
(5)真核生物以DNA为遗传物质，部分原核生物以RNA为遗传物质
(2011·山东卷T5C)(×)
3．判断下列有关细胞学说叙述的正误。
(1)施莱登和施旺共同提出了细胞学说
(2009·广东卷)(√)
(2)细胞学说认为一切生物都是由细胞构成的
(2013·延吉模拟T1A)(×)
(3)细胞通过分裂产生新细胞(√)
(4)细胞学说揭示了细胞的多样性和生物体结构的多样性(×)
二、在回顾教材图表中强化学科能力
比较两图回答下列问题：
(1)与酵母菌相比，图中两类细胞有哪些特点？
答案：无核膜、核仁和染色体，除核糖体外，无其他细胞器。
(2)图中两类细胞与真核细胞在结构方面的统一性表现在哪些方面？
答案：都有细胞膜、细胞质和核糖体。
(3)蓝藻细胞无叶绿体，但能进行光合作用，请分析其原因。
答案：蓝藻细胞含有藻蓝素和叶绿素，并含有光合作用有关的酶，能进行光合作用。
原核细胞与真核细胞
原核细胞 真核细胞
模式图解
大小 较小 较大
本质区别 无以核膜为界限的细胞核 有以核膜为界限的真正的细胞核
细胞壁 主要成分为肽聚糖 植物细胞细胞壁主要成分是纤维素和果胶
细胞质 有核糖体，无其他细胞器 有核糖体和其他细胞器
细胞核 拟核，无核膜和核仁 有核膜和核仁
DNA存在形式 拟核：大型环状；质粒：小型环状 细胞核中：和蛋白质形成染色体(质)；细胞质中：在线粒体、叶绿体中裸露存在
是否遵循遗传规律 不遵循孟德尔遗传规律 核基因遵循，质基因不遵循
变异类型 基因突变 基因突变、基因重组、染色体变异
细胞分裂 二分裂、出芽 有丝分裂、无丝分裂和减数分裂
遗传物质 DNA
[联前系后]
——————————————————————————————————————细胞器种类与生物种类的关系
1 原核细胞和真核细胞都有核糖体。
2 动物细胞和低等植物细胞有中心体。, 3 植物细胞有叶绿体、大液泡。
——————————————————————————————————————[例1]　(2012·重庆高考)下列细胞亚显微结构示意图，正确的是(　　)
[解析]　选项A、B中细菌细胞和蓝藻细胞都是原核细胞，原核细胞内唯一的细胞器是核糖体，没有线粒体和叶绿体等细胞器；选项C、D中的水稻叶肉细胞和小鼠肝脏细胞都是真核细胞，但中心体只存在于动物细胞和低等植物细胞中，所以选项C中水稻叶肉细胞内不应有中心体。
[答案]　D
细菌和蓝藻都没有线粒体，它们能否进行有氧呼吸？
提示：细菌和蓝藻都可进行有氧呼吸，蓝藻还可进行光合作用。
细胞的多样性和统一性
1.细胞的多样性
(1)表现：细胞的形态、大小、种类、结构等各不相同。
(2)根本原因：不同生物的遗传物质不同以及多细胞生物不同细胞内基因的选择性表达。
2．细胞的统一性
(1)表现：
①化学组成：组成细胞的元素基本一致，化合物种类也非常相似(水、无机盐、氨基酸、核苷酸等)。
②结构：都具有细胞膜、细胞质、核糖体。
③遗传物质：都以DNA作为遗传物质，且遗传密码通用。
④能源物质：都以ATP作为直接能源物质。
(2)细胞学说揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性，使人们认识到各种生物之间存在共同的结构基础。
3．细胞形态结构多样性与功能多样性相统一的实例
(1)蛔虫在肠道内寄生，只进行无氧呼吸，细胞内没有线粒体。
(2)哺乳动物成熟的红细胞无核，也没有核糖体、线粒体等细胞器，所以自身不能合成蛋白质，呼吸作用方式是无氧呼吸，不能进行细胞分裂，因而寿命较短。
(3)神经细胞具有突起，有利于提高兴奋传导的效率；且已高度分化，不具有分裂能力。
(4)卵细胞大，有利于储存丰富的营养物质；精子小，含细胞质很少，尾部含丰富线粒体，有利于精子的运动。
(5)具分泌功能的细胞往往形成很多突起，以增大表面积，提高分泌效率，且细胞中高尔基体含量较多。
(6)癌细胞形态结构发生改变，细胞膜上糖蛋白含量减少，使得细胞间黏着性减小，易于扩散和转移。
[例2]　(2013·湖南联考)下列有关生物的共同特征的叙述，正确的是(　　)
A．酵母菌、乳酸菌都是细菌，且都能进行有丝分裂，遗传都遵循孟德尔遗传规律
B．酵母菌、乳酸菌、硝化细菌都不含叶绿素，且都是分解者，都能进行有氧呼吸
C．乳酸菌、硝化细菌、蓝藻都是原核生物，且都有细胞壁，体内含有DNA和RNA两类核酸分子
D．乳酸菌、硝化细菌都是异养型生物，在电镜下可观察到核糖体附着在内质网上
[解析]　酵母菌是真核生物，不属于细菌，乳酸菌是原核生物，不能进行有丝分裂，且孟德尔遗传定律只适用于进行有性生殖的生物；硝化细菌能够利用无机物合成有机物，属于生产者，乳酸菌是厌氧型细菌，进行无氧呼吸；硝化细菌是自养型生物，乳酸菌和硝化细菌均为原核生物，细胞内无内质网等细胞器。
[答案]　C
易误点一 常见原核生物与真核生物
失误类型 知识理解类失误
　　
1．常见的原核生物及与之易混淆的真核生物
常见的原核生物 易与之混淆的真核生物
细菌：细菌常带有“杆、球、螺旋”或“弧”字 酵母菌、霉菌(如青霉菌、根霉、曲霉、毛霉等)
放线菌：如链霉菌等
蓝藻：念珠藻、发菜、鱼腥藻 衣藻、轮藻、黑藻、水绵等
衣原体、支原体(无细胞壁)、立克次氏体 原生动物：草履虫、变形虫、疟原虫等
2．真核生物与原核生物的判断方法
(1)看有无真正的细胞核，有则是真核生物，无则是原核生物。
(2)看细胞器种类，只有核糖体的为原核生物，细胞器种类多的则是真核生物。
　　
高考命题常从以下角度设置陷阱
(1)生物类群角度：
列举多种生物，判断生物的类群，即属于原核生物还是真核生物。
(2)结构与功能角度：
以原核生物和真核生物结构与功能的异同点为命题点，通过某一具体生物进行考查。
1．(2012·上海高考改编)微生物的种类繁多，下列微生物中属于原核生物的是(　　)
①霉菌　②酵母菌　③蓝藻　④大肠杆菌　⑤乳酸杆菌
A．①②③　　　　　　　　　 B．②③④
C．③④⑤ D．①④⑤
解析：选C　蓝藻、大肠杆菌、乳酸杆菌都没有细胞核，都属于原核生物。而霉菌、酵母菌都有真正的细胞核，都属于真核生物。
2．(2013·六州模拟)下列有关发菜和硝化细菌的说法不正确的是(　　)
A．均能将无机物合成为有机物，属于自养生物
B．均无核膜包被的细胞核，属于原核生物
C．均能进行有氧呼吸和化能合成作用
D．在生态系统中均属于生产者
解析：选C　发菜属于蓝藻类微生物，能进行光合作用；硝化细菌能进行化能合成作用。二者均为原核生物且都能将二氧化碳等无机物合成为有机物，因此属于自养生物，在生态系统中均属于生产者。
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易误点二 显微镜使用常见的理解误区
失误类型 审题偏差类失误
　　
　　
下列描述正确的是(　　)
A．观察物像丙时应选用甲中①④⑥组合
B．从图中的乙转为丙，正确的调节顺序：转动转换器→调节光圈→移动标本→转动细准焦螺旋
C．若丙是由乙放大10倍后的物像，则细胞的面积增大为原来的10倍
D．若丙图观察到的细胞是位于乙图右上方的细胞，从图中的乙转为丙时，应向右上方移动装片
[自主尝试]　选__D__。
[解题指导]
关键点 获取信息
a 物镜有螺纹，目镜没有螺纹，由此可知①②是目镜，③④为物镜
b 丙是乙物像的放大图像，由此可知，观察丙图，应选用放大倍数大的物镜和目镜，物镜镜头越长，放大倍数越大，目镜相反，应选用②③⑤组合
　　
(1)因不能准确理解“螺纹”的关键信息，而不能确定物镜和目镜，错选A项。
(2)因不理解显微镜放大倍数是长度或宽度，误认为是面积或体积，而误选C项。
(3)此类问题还常因视野中细胞数目的计算方面出现失误。若视野中细胞在直径上呈单行，则看到的细胞数量与放大倍数成反比；若视野中细胞均匀分布，观察到的细胞数与放大倍数的平方成反比。如将乙图放大2倍后，观察到的气孔数是2个，而不是4个。
表示生物类群和生物概念范畴的集合图解读
[典型图示][课件展示更丰富　见配套光盘]
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说明：图1表示生态系统中不同生物类群的归属；
图2表示依据不同结构对生物类群的划分。
[信息解读]
(1)图1中d分别包含于a、c中，e分别包含于b、c中，a、b中有部分属于c。若表示生态系统中的生物类群，则a可表示生产者，b是分解者，c是原核生物，d是蓝藻，e是腐生细菌。
(2)图2是集合图的变式，是按照某一结构或功能进行分类，如框图③内的生物都具有细胞结构，且都有细胞壁。
(3)此类图还可以表示生物学概念间的关系，如体液、细胞内液、细胞外液及血浆之间的关系。
[解题技法]
(1)分析此类问题要借助数学中集合的思想，明确各成分之间的包含关系。
(2)解答此类题目时，要准确记忆和理解各生物类群的归属、原核生物与真核生物结构的异同及生物学概念的内涵和外延。
[强化训练]
1．(2013·连云港模拟)下列不符合如图关系的是(　　)
A．a是有细胞壁的生物、b是植物、c是发菜
B．a是细胞核、b是染色质、c是DNA
C．a是免疫细胞、b是淋巴细胞、c是T细胞
D．a是激素、b是蛋白质类激素、c是胰岛素
解析：选A　发菜是蓝藻的一种，属于原核生物。
2.(2011·山东高考)右图是某些生物学概念间的关系，其中Ⅰ代表整个大圆，Ⅱ包含Ⅳ。下列各项不符合图示关系的是(　　)
A．Ⅰ体液　Ⅱ细胞外液　Ⅲ细胞内液
Ⅳ组织液
B．Ⅰ突触　Ⅱ突触前膜　Ⅲ突触后膜　Ⅳ突触小泡
C．Ⅰ核酸　Ⅱ核糖核酸　Ⅲ脱氧核糖核酸　Ⅳ信使RNA
D．Ⅰ免疫　Ⅱ特异性免疫　Ⅲ非特异性免疫　Ⅳ细胞免疫
解析：选B　本题考查基本概念之间的关系，意在考查考生的识图能力、图文转换能力以及理解能力。突触包括突触前膜、突触间隙和突触后膜，突触小泡不属于突触前膜。
有关显微镜类实验题的解题技巧
[配有实验演示视频　见课件光盘]
1.显微镜的相关问题分析
(1)目镜和物镜：
①目镜越长，放大倍数越小，反之则放大倍数越大。
②物镜越长，放大倍数越大，物像清晰时距装片距离越近。
(2)显微镜放大倍数与细胞数目的关系：
(3)判断污物存在的位置
①污物可能存在的位置：物镜、目镜或装片。
②判断方法：
2．临时装片的制作技术
方法 实验材料特点 实验名称
压片法 比较疏松的材料，如根尖、花药等，实验中要压碎，以使细胞分散，便于观察 观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
装片法 微小生物(如草履虫、衣藻)或大型生物的部分细胞(如人口腔上皮细胞、叶表皮细胞)，直接观察 ①观察DNA和RNA在细胞中的分布②用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体③观察植物细胞的吸水和失水
切片法 相对较大、较硬的材料，如花生 生物组织中脂肪的检测
涂片法 液体材料 观察人血细胞涂片
[典例]　图甲是显微镜下看到的菠菜叶表皮的一部分细胞，图乙是显微镜下看到的变形虫(通体近透明)。请分析回答下列问题：
(1)某同学在观察菠菜叶表皮细胞时，进行了如下操作：先用一块洁净纱布擦拭镜头，再在一干净的载玻片中央滴一滴清水，放入一小块菠菜叶表皮，小心展平后，放在显微镜载物台正中央，并用压片夹压住，然后在双眼侧视下，将物镜降至距玻片标本约2 cm～2.5 cm处停止。用左眼向目镜里观察，同时转动粗准焦螺旋，缓慢上升镜筒。指出上述操作中不正确的地方，并加以修正：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
(2)在高倍显微镜下观察甲与乙，在具体操作上的区别是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[解题指导]
①在显微镜操作中，要正确选择反光镜和光圈。若被观察物像视野暗，应选用凹面镜和大光圈，反之则应选择平面镜和小光圈。据题意“变形虫通体近透明”，可推测视野亮度大，应选用平面镜和小光圈。
②显微镜光学部件的维护。凡是光学部件，只能用特定的擦镜纸擦拭，以免损坏、污染透镜。
③临时装片的制作流程是“一擦二滴三取四浸五盖六染七吸”，本实验在制作临时装片时，未盖盖玻片。
④物镜与玻片间的距离。在观察时，应先将物镜降至距玻片标本0.5 cm～1 cm左右，再反向旋转粗准焦螺旋，缓缓上升镜筒。若由低倍镜转换为高倍镜，则只能调节细准焦螺旋。
[标准答案]
(1)①镜头应该用擦镜纸擦拭，不能用纱布
②忘记加盖盖玻片，应将材料展平后盖上盖玻片
③物镜离玻片距离太大，物镜应降至距玻片标本0.5 cm～1 cm(或0.5 cm或1 cm)处
(2)在高倍显微镜下观察甲需要利用凹面镜和较大的光圈，在高倍显微镜下观察乙用平面镜和较小的光圈
———————[归纳小结]——————————————————————
对显微镜类试题的解答要注意的几个方面
1 使用显微镜的程序：取镜→安放→对光→观察。
2 临时装片的制作流程：只要牢记“一擦二滴三取四浸五盖六染七吸”即可。
3 对放大倍数的考查：要牢记“被放大的像的倍数是实物的长度或宽度，而非面积或体积”。
4 对实物与像移动方向的考查：只记住“若使偏离视野中心的像回到视野中央，则像偏向哪个方向就向哪个方向移动装片”。
5 污物位置的判断：见上述知识讲解部分。
——————————————————————————————————————第二讲细胞器——系统内的分工合作
[教材知识问题化梳理]
一、细胞器之间的分工
连线细胞器的形态、结构和功能
[巧学助记]　巧记双层膜和无膜细胞器
线叶双(线粒体、叶绿体有双层膜)，
无心糖(中心体和核糖体没有膜结构)。
二、细胞器之间的协调配合
1．分泌蛋白和胞内蛋白
种类比较　　 分泌蛋白 胞内蛋白
合成场所 附着在内质网上的核糖体 游离的核糖体
作用场所 细胞外 细胞内
实例 消化酶、抗体、部分激素 呼吸酶等
2．分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌[动漫演示更形象　见课件光盘]
三、细胞的生物膜系统
1．组成
细胞膜、核膜和各种细胞器膜。
2．功能
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1．判断有关细胞器叙述的正误。
(1)线粒体是细胞内物质氧化和能量转换的主要场所(2012·江苏卷T4B)(√)
(2)正常状态下溶酶体对自身机体的细胞结构无分解作用(2012·山东卷T5D)(×)
(3)叶绿体被膜由双层膜组成(2010·海南卷T1B)(√)
(4)细胞器在细胞中的分布与细胞的功能相适应(2012·江苏卷T4D)(√)
(5)由rRNA和蛋白质组成的核糖体具有特定的空间结构(2012·江苏卷T4C)(√)
2．判断有关生物膜叙述的正误。
(1)抗体从合成到分泌不经过高尔基体(2010·全国卷ⅡT1B)(×)
(2)高尔基体具有对蛋白质进行加工的功能(2010·全国卷ⅡT1D)(√)
(3)靠近细胞膜的囊泡可由高尔基体形成(2008·江苏T21D)(√)
(4)形成分泌蛋白的多肽最早是在内质网上合成的(2008·江苏卷T21A)(×)
二、在回顾教材图表中强化学科能力
请据分泌蛋白合成、加工、运输过程图解回答下列问题：
(1)与分泌蛋白合成、加工、运输有关的细胞结构有哪些？
答案：核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜。
(2)内质网和高尔基体在分泌蛋白加工中的作用是什么？
答案：内质网将多肽链加工成具有一定空间结构的蛋白质，高尔基体对来自内质网的蛋白质进行进一步加工、分类和包装。
细胞器的结构和功能
1.线粒体和叶绿体的比较
线粒体 叶绿体
不同点 结构
增大膜面积的方式 内膜向内腔折叠形成嵴 由囊状结构的薄膜堆叠而成基粒
完成的生理过程 有氧呼吸的主要场所，完成有氧呼吸的第二、三阶段 光合作用的场所，完成光合作用的全过程
所含的酶种类 与有氧呼吸有关的酶，分布于内膜和基质中 与光合作用有关的酶，分布于类囊体薄膜和基质中
相同点 均具有能量转换功能；均具有双层膜结构；均含有少量DNA，与细胞质遗传有关；均能产生水，也消耗水；共同参与自然界中的碳循环
2.各种细胞器分类归纳
分布 动植物都有的细胞器 线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、溶酶体
主要分布于植物中的细胞器 叶绿体　液泡
主要分布于动物中的细胞器 中心体
分布最广泛的细胞器 核糖体(真、原核细胞)
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 高尔基体、内质网、液泡、溶酶体
具双层膜结构的细胞器 线粒体、叶绿体
成分 含DNA的细胞器 线粒体、叶绿体
含RNA的细胞器 线粒体、叶绿体、核糖体
含色素的细胞器 叶绿体、液泡
功能 能产生ATP的细胞器 线粒体、叶绿体
能半自主复制的细胞器 线粒体、叶绿体
与有丝分裂有关的细胞器 核糖体(间期蛋白质的合成)、中心体(动物)、高尔基体(植物)、线粒体
与蛋白质的合成、加工、运输、分泌有关的细胞器 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
与主动运输有关的细胞器 核糖体(载体蛋白合成)、线粒体(提供能量)
能产生水的细胞器 叶绿体(光合作用)、线粒体(有氧呼吸)、核糖体(脱水缩合)、高尔基体(植物细胞壁的形成)等
能碱基互补配对的细胞器 叶绿体和线粒体(DNA复制、转录、翻译)、核糖体(翻译)
[例1]　(2012·全国卷)下列关于叶绿体和线粒体的叙述，正确的是(　　)
A．线粒体和叶绿体均含有少量的DNA
B．叶绿体在光下和黑暗中均能合成ATP
C．细胞生命活动所需的ATP均来自线粒体
D．线粒体基质和叶绿体基质所含酶的种类相同
[解析]　选A　线粒体和叶绿体均含有少量DNA；叶绿体在光下可进行光反应合成ATP，在黑暗中则不能合成ATP；生命活动所需ATP主要来自线粒体，此外，细胞质基质中进行的有氧呼吸的第一阶段和无氧呼吸也能提供少量的ATP；线粒体基质中含有与有氧呼吸有关的酶，而叶绿体基质中含有与光合作用暗反应有关的酶，因此酶的种类不同。
线粒体和叶绿体都含有少量DNA，那么线粒体和叶绿体能否控制蛋白质的合成？又能否控制生物的性状？
提示：在线粒体和叶绿体内能发生复制、转录和翻译(有核糖体)过程，能通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状。
各种生物膜之间的联系
1.生物膜的组成
2．各种生物膜之间的联系
(1)在化学组成上的联系：
①相似性：各种生物膜在组成成分的种类上基本相同，都主要由蛋白质和脂质组成。
②差异性：各种生物膜在组成成分的含量上有显著差异，这与不同的生物膜功能的复杂程度有关——功能越复杂的生物膜中，蛋白质的种类和数量就越多。
(2)在结构上的联系：
①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，都具有一定的流动性。
②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、加工、运输过程中，生物膜系统各部分之间协调配合如下图所示：
[例2]　下图为某激素蛋白的合成与分泌过程示意图(其中物质X代表氨基酸；a、b、c、d、e表示细胞结构)。下列说法中正确的是(　　)
A．图中a、b、c和d依次表示内质网、高尔基体、具膜小泡和细胞膜
B．物质X的加工和分泌过程说明生物膜在功能上具有密切联系
C．在图中e结构内，葡萄糖可氧化分解产生CO2
D．有分泌功能的细胞才有a、b、c、d结构，抑制e的功能会影响主动运输
[解析]　选B　图中可以看出a、b、c、d、e代表的细胞结构依次是内质网上的核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜和线粒体，选项A错误；线粒体只能进行有氧呼吸的第二、三阶段，葡萄糖分解为丙酮酸在细胞质基质中进行，选项C错误；真核细胞一般都具有a、b、c、d结构，D项错误。
易误点一 不易分辨的特殊细胞的结构与功能
失误类型 知识理解类失误
　　
1．特殊细胞的结构与功能
(1)哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和细胞器：
①哺乳动物成熟的红细胞没有核膜和细胞器膜，所以实验室常用作提取纯度较高的细胞膜的实验材料。
②哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，也没有一般的细胞器，如核糖体、线粒体等，所以自身不能合成蛋白质，呼吸作用方式是无氧呼吸，不能进行细胞分裂，而且寿命较短。
③红细胞数目的增多源于造血干细胞的增殖分化。
(2)并非植物细胞都有叶绿体和大液泡，根尖分生区细胞没有的细胞器：叶绿体、中心体、液泡。有叶绿体和细胞壁的细胞一定是植物细胞。
(3)蛔虫在人体肠道内寄生，无线粒体只进行无氧呼吸。
(4)有中心体的细胞不一定是动物细胞，也可能是低等植物细胞。
(5)蓝藻等原核生物虽无叶绿体和线粒体，但仍能进行光合作用和细胞呼吸。
2．真、原核细胞及动、植物细胞的判断方法
高考命题常从以下角度设置陷阱
(1)从细胞器分布角度：
列举多种生物，判断各种生物所具有的细胞器种类。
(2)从结构与功能角度：
列举多种特殊种类的生物，考查具有或不具有某种结构的生物能否完成相应的生理功能。
1．(2012·海南高考)关于细胞中细胞器的叙述，错误的是(　　)
A．大肠杆菌无线粒体，有核糖体
B．水稻叶肉细胞有叶绿体，也有液泡
C．酵母菌有线粒体，也有叶绿体
D．小鼠肝细胞有线粒体，也有内质网
解析：选C　大肠杆菌是原核生物，细胞中只有核糖体，而无线粒体等较复杂的细胞器。水稻叶肉细胞是高度分化的细胞，有液泡和叶绿体，叶绿体能进行光合作用。酵母菌是真菌，有线粒体，无叶绿体。小鼠肝细胞是高等动物细胞，细胞中有线粒体，也有内质网。
2．(2013·东北三省四市联考)下列有关细胞结构的叙述正确的是(　　)
A．能进行光合作用的细胞一定有叶绿体
B．能进行有氧呼吸的细胞一定有线粒体
C．能进行有丝分裂的细胞一定有细胞核
D．能进行蛋白质合成的细胞一定有内质网
解析：选C　蓝藻能进行光合作用，但无叶绿体；硝化细菌等能进行有氧呼吸，但无线粒体；有丝分裂是真核细胞进行细胞分裂的方式；原核生物无内质网，但也可以合成蛋白质。
[课件展示更丰富　见配套光盘]
易误点二 不能准确判断分泌蛋白的合成、加工、运输过程
失误类型 审题偏差类失误
　　
A．无法继续合成　　　　　 B．可以进入高尔基体
C．可能被加工成熟 D．无法被分泌到细胞外
[自主尝试]　选__D__。
[解题指导]
关键点 信息解读
① P肽段位于分泌蛋白新生肽链上，其功能是引导新生肽链由核糖体进入内质网，以进行初步加工
② P肽段缺失，可导致新生肽链不能进入内质网，即不能进一步加工，也就不能分泌到细胞外
　　
(1)没有弄清图中P肽段与分泌蛋白之间的关系，P肽段功能缺失，新生多肽链不能进入内质网，只是影响多肽的加工和运输，并不影响其合成。
(2)对分泌蛋白的合成与分泌过程中所涉及的生物膜系统的结构和功能上的联系不清楚。
(3)此类问题还常因分泌蛋白合成加工、运输过程中涉及的结构而失误。在回答时，应注意辨析题目要求的是“细胞器”“具膜细胞器”还是“细胞结构”。
分泌蛋白加工、运输过程中内质网、高尔基体
和细胞膜膜面积变化曲线及直方图
[典型图示][课件展示更丰富　见配套光盘]
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—————————————————————————————————————— [信息解读]
(1)分泌蛋白加工、运输过程为：
内质网高尔基体细胞膜
(2)图1和图2分别以直方图和曲线图形式表示在分泌蛋白加工、运输过程中，内质网膜面积减小，高尔基体膜面积基本不变，细胞膜面积相对增大。
[解题技法]
(1)分析此类问题要注意横坐标和纵坐标表示的含义和每一个柱状图代表的物质(结构)，要对同一物质(结构)变化前后进行比较。
(2)解答此类问题时，要先判断该物质是否是分泌蛋白，并结合分泌蛋白的合成、加工和运输过程进行综合分析。
[强化训练]
1．下面是某细胞在进行某生命活动前后几种生物膜面积的变化图，在此变化过程中最可能合成(　　)
A．血红蛋白　　　　　　　　 B．性激素
C．呼吸酶 D．抗体
解析：选D　解答本题首先要清楚血红蛋白、呼吸酶是细胞内蛋白，抗体是分泌蛋白，性激素属于脂质。其次要清楚分泌蛋白的合成与分泌的基本环节：细胞核(DNA转录形成mRNA)→核糖体(合成蛋白质)→内质网(初加工并运输蛋白质)→高尔基体(加工、包装、运输)→细胞膜(胞吐)→细胞外。
2．用35S标记一定量的氨基酸来培养某哺乳动物的乳腺细胞，测得与合成和分泌乳蛋白相关的一些细胞器上放射性强度的变化曲线如图甲所示，在此过程中有关的生物膜面积的变化曲线如图乙所示。下列叙述不正确的是(　　)
A．图甲中a曲线所指的细胞结构是内质网
B．图甲中c曲线所指的细胞结构是高尔基体
C．图乙中f曲线表示的细胞结构是高尔基体
D．图乙中d曲线表示的细胞结构是内质网
解析：选A　氨基酸首先在核糖体上被利用，然后进入内质网中进行初步加工，形成具有一定空间结构的蛋白质，再到达高尔基体中进一步加工为成熟的蛋白质。故图甲中a、b、c依次是核糖体、内质网和高尔基体。在分泌蛋白的合成与分泌过程中，内质网的膜面积减少、细胞膜的膜面积增加，高尔基体的膜面积前后基本不变(先增加后减少)。
预测实验结果与结论的方法
1．实验结果的分析
(1)验证性实验：结果和结论是唯一的，依据自变量与因变量的关系，可用逆推法，由结论推出相应的结果。
(2)探究性实验：结果和结论是不确定的，应先把自变量与因变量所对应的各种关系都考虑到，然后用逆推法描述出各种可能出现的结果。
2．实验结果的呈现
(1)利用表格呈现实验结果。表格的设计应当从自变量和因变量上展开，通常有两种模式：
①单因子变量表格的模式：
自变量 …… …… ……
因变量
②多因子变量表格的模式：
项目 自变量B …… ……
自变量A 因变量
……
(2)利用曲线图呈现实验结果。以曲线图的形式表示时，通常以横坐标表示自变量，纵坐标表示因变量，并在坐标轴上标注单位或符号。
[典例]　生物学家研究发现，癌细胞的无限增殖受某调控基因的控制，该调控基因能激发所有动物细胞大量增殖。为探究该调控基因是存在于细胞质内还是细胞核内，科研人员做了以下实验设计。
请根据以上思路，继续完成下列实验设计方案：
(1)实验方案：(实验提示：癌细胞能连续培养，但细胞形态发生明显改变。如何观察细胞形态不作实验设计要求)
①用胰蛋白酶分别处理宫颈癌细胞和小鼠肝脏使之分散成单个细胞。
②分别使单个癌细胞和单个肝细胞的核、质分离。
③________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
④取2个培养瓶分别编号甲、乙，各加入等量的培养液。
⑤________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
⑥分别观察甲、乙两个培养瓶中的子细胞形态是否产生癌变特征。
(2)预测实验结果及结论：
实验结果 结论
①若甲瓶中重组细胞甲分裂产生的细胞产生癌变，而乙组细胞无癌变特征
② 调控基因位于细胞质
③若甲、乙两瓶中重组细胞甲和重组细胞乙分裂产生的细胞均有癌变特征
[解题指导]
(1)确定“探究调控基因存在于细胞质内还是细胞核内”的方法。
①从遗传学的角度可采用正反交的实验方法；
②从细胞学的角度，可采取细胞核移植构建重组细胞的方法。据题中图解及实验方案①②给予的信息可以确定，只能选用细胞核移植构建重组细胞法进行实验探究。
(2)不同类型实验预测实验结果与结论的方法。
①探究性实验：探究性实验的预测实验结果不唯一，大多有三种可能：变量促进结果，变量抑制结果，变量与结果无关。预测实验结果与结论时的表述方式为“若……(注：接预测的实验现象)，则说明……(注：接预测的实验结论)”。
②验证性实验：验证性实验的实验结果是唯一的，即实验原理所描述的结果，预测实验结果与结论时的表述方式为“A组……(注：接实验现象)，B组……(注：接实验现象)，证明……(注：接实验验证的结论)”。
③探究性实验中也可能会出现“预测最可能的结果”的问题，此种情况应根据已有知识推测最合理的结果。
[标准答案]
(1)③取癌细胞核和肝细胞质形成重组细胞甲，取癌细胞质和肝细胞核形成重组细胞乙
⑤分别取等量重组细胞甲和重组细胞乙，依次加入到甲、乙两个培养瓶中，进行细胞培养
(2)①若甲瓶中重组细胞甲分裂产生的细胞产生癌变，而乙组无癌变特征，则调控基因存在于细胞核中
②若乙瓶中重组细胞乙分裂产生的细胞产生癌变，而甲组无癌变特征，则调控基因存在于细胞质中
③若甲、乙两瓶中重组细胞甲和重组细胞乙分裂产生的细胞均具有癌变特征，则调控基因同时存在于细胞核和细胞质中(其他答案合理亦可)
———————[归纳小结]————————————————————
——————————————————————————————————————第三讲物质跨膜运输的实例与方式
物质跨膜运输的实例与方式
[教材知识问题化梳理]
一、细胞的吸水和失水
1．渗透作用的条件
2．动物细胞的吸水和失水
(2)现象
3．植物细胞的吸水和失水[动漫演示更形象　见课件光盘]
　　
(2)现象
二、物质跨膜运输的其他实例
1．实例
(1)植物对无机盐离子的吸收：
①不同植物(如番茄、水稻)对同一离子的吸收能力不同。
②同种植物对不同离子的吸收能力不同。
(2)人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是逆(逆、顺)浓度梯度进行的。
2．结论
细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。
三、物质跨膜运输的方式[动漫演示更形象　见课件光盘]
将物质运输的方式、特点和实例连线
[巧学助记]　巧记物质出入细胞的方式
跨膜运输三类型，自由、协助和主动，
自由、协助高到低，主动运输逆着行；
胞吞、胞吐非跨膜，不需载体需耗能，
大分子颗粒来进出，全靠膜的流动性。
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1．撕取紫色洋葱外表皮，分为两份，假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致，一份在完全营养液中浸泡一段时间，浸泡后的外表皮称为甲组；另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间，浸泡后的外表皮称为乙组。然后，两组外表皮都用浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液处理，一段时间后表皮细胞中的水分不再减少。请判断此时甲、乙两组细胞水分渗出量的大小，以及水分运出细胞方式说法的正误。
(1)甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，主动运输(×)
(2)甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高，主动运输(×)
(3)甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低，被动运输(√)
(4)甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等，被动运输(×)
2．判断下列有关物质运输说法的正误。
(1)血浆中的碘进入甲状腺滤泡上皮细胞属于自由扩散(2012·海南卷T11D)(×)
(2)氢离子可以通过扩散作用进入液泡内(2011·北京卷T3B)(×)
(3)主动运输过程中，需要载体蛋白协助和ATP提供能量(2010·天津卷T4A)(√)
(4)细胞对离子的吸收具有选择性(2009·宁夏卷T3B)(√)
(5)液泡中积累大量离子，故液泡膜不具有选择透过性(2009·宁夏卷T3D)(×)
二、在回顾教材图表中强化学科能力
据水稻和番茄对离子吸收图解分析：
(1)水稻和番茄分别主要吸收哪些离子？
答案：水稻主要吸收Si4＋，番茄主要吸收Ca2＋、Mg2＋。
(2)图示反映同一植物对不同离子的吸收量如何？不同植物对同一离子的吸收量又怎样？
答案：同一植物对不同的离子吸收量不同，不同植物对同一离子的吸收量不同。
(3)由此说明植物对水和无机盐离子的吸收有什么关系？
答案：植物对水和无机盐的吸收是两个相对独立的过程。
渗透作用的原理及应用
1.渗透作用模型与植物细胞的比较
渗透作用模型 植物细胞与外界溶液形成的渗透系统
图解
基本组成或条件 半透膜、浓度差 原生质层——选择透过性膜浓度差——细胞液与外界溶液之间
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作用
水扩散的方向 低浓度溶液→高浓度溶液
2.常见渗透装置图分析
(1)若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2→S1的水分子数多于S1→S2，外观上表现为S1液面上升；若S1溶液浓度小于S2，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。
(2)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。因为液面高的一侧形成的压强，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
3．渗透作用原理的拓展应用
(1)比较不同溶液浓度大小：
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
(2)验证渗透作用发生的条件：
(3)探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例)：
烧杯内盛淀粉溶液 漏斗内盛碘液 结论
变蓝 不变蓝 碘能通过半透膜，而淀粉不能
不变蓝 变蓝 淀粉能通过半透膜，而碘不能
变蓝 变蓝 淀粉和碘都能通过半透膜
不变蓝 不变蓝 淀粉和碘都不能通过半透膜
[例1]　(2013·无锡一中摸底)右图所示的U形管中间被半透膜(体积小于或等于单糖的物质才能通过)隔开，两侧分别加入等量的0.1 mol·L－1蔗糖溶液和麦芽糖溶液。一段时间后左右两侧液面高度变化是怎样的？若向U形管两侧加入等量某种微量物质，最终右侧液面上升，那么加入的这种微量物质最可能是什么(　　)
A．右侧液面高度下降；葡萄糖
B．两侧液面高度不变；蔗糖酶
C．两侧液面高度不变；麦芽糖酶
D．右侧液面高度下降；蒸馏水
[解析]　半透膜两侧的溶液物质的量浓度相等，因此两侧液面高度不变；若向U形管两侧加入的物质是等量的蔗糖酶，则左侧的每个蔗糖分子会被分解成1分子果糖和1分子葡萄糖；溶液浓度增加，左侧液面升高，但随着果糖、葡萄糖不断透过半透膜进入右侧，而麦芽糖不能透过半透膜，这样右侧溶液浓度不断增加，最终右侧液面上升。
[答案]　B
(1)该实验过程中，左侧液面动态变化过程是怎样的？
提示：左侧液面开始不变，加入蔗糖酶后，左侧液面开始上升，但最终下降。
(2)若单糖也不能通过半透膜，则加入蔗糖酶后左右两侧液面最终如何变化？
提示：左侧液面上升，右侧液面下降。
物质出入细胞的方式
1.物质跨膜运输方式——膜的选择透过性
物质跨膜运输的方式 被动运输 主动运输
自由扩散 协助扩散
物质运输方向 高浓度→低浓度 高浓度→低浓度 低浓度→高浓度
是否需要载体 不需要 需要 需要
是否消耗能量 不消耗 不消耗 消耗ATP
图　例
模　型
举　例 O2、CO2、H2O、甘油、乙醇、苯等 红细胞吸收葡萄糖 小肠吸收葡萄糖、氨基酸、无机盐等
2．胞吞和胞吐——膜的流动性
胞吞(内吞) 胞吐(外排)
条件 细胞摄取或排出大分子和颗粒物质的方式
原理 生物膜的流动性
特点 物质通过小泡转移，需要消耗能量，不需要载体
方向 细胞外→内 细胞内→外
实例 变形虫吞食食物颗粒，白细胞吞噬病菌等 胰岛B细胞分泌胰岛素
[例2]　(2012·安徽高考)蛙的神经元内、外 Na＋ 浓度分别是 15 mmol/L 和 120 mmol/L。在膜电位由内负外正转变为内正外负过程中有 Na＋ 流入细胞，膜电位恢复过程中有Na＋排出细胞。下列判断正确的是(　　)
A．Na＋ 流入是被动运输、排出是主动运输
B．Na＋ 流入是主动运输、排出是被动运输
C．Na＋ 流入和排出都是被动运输
D．Na＋ 流入和排出都是主动运输
[解析]　依题干信息，神经细胞外Na＋浓度高于细胞内，故Na＋内流是一个顺浓度梯度运输的过程，属于被动运输；Na＋外流(排出)是一个逆浓度梯度运输的过程，属于主动运输。
[答案]　A
———————[规律方法]——————————————————————
物质运输方式的判断方法
(1)据分子大小判断：
(2)根据运输方向判断：逆浓度梯度的跨膜运输方式是主动运输。顺浓度梯度的跨膜运输方式为被动运输。
——————————————————————————————————————
易误点一 忽视发生质壁分离的条件和细胞类型
失误类型 知识理解类失误
　　
1．发生质壁分离的条件
(1)外因：外界溶液浓度>细胞液浓度。
(2)内因：原生质层的伸缩性>细胞壁的伸缩性。
2．细胞是否能发生质壁分离及复原的判断
(1)从细胞角度分析：
①具有中央大液泡的成熟植物细胞才可发生质壁分离现象。
②死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分离现象。
(2)从溶液角度分析：
①在溶质可穿膜的溶液中(如KNO3、尿素甘油等)细胞会发生先质壁分离后自动复原现象。
②在溶质不能穿膜的溶液中细胞只会发生质壁分离现象，不能自动复原。
③在高浓度溶液中细胞可发生质壁分离现象，但会因过度失水而死亡不再复原。
高考命题常从以下角度设置陷阱
(1)列举不同类型的细胞或对植物细胞进行某种处理后，判断能否发生质壁分离现象。
(2)列举不同的溶液，以判断成熟植物细胞在溶液中发生的现象。
1．(2013·黄山七校联考)用酶解法除去新鲜紫色洋葱鳞片叶的外表皮细胞的细胞壁得到原生质体，将其置于0.3 g/mL的蔗糖溶液中，一段时间后，原生质体一定不发生(　　)
A．质壁分离　　　　　　　　　 B．渗透失水
C．颜色加深 D．吸水力增大
解析：选A　将植物细胞除去细胞壁而得到的原生质体放在0.3 g/mL的蔗糖溶液会发生失水，液泡颜色加深，随着进一步失水，细胞液的浓度增大，吸水力增大，由于细胞壁不存在，看不到质壁分离现象。
2．假定将甲、乙两株植物的表皮细胞分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液的浓度均比细胞液的浓度高。蔗糖分子不能透过膜，甘油分子可以较快地透过膜。在显微镜下连续观察，甲、乙两个细胞的变化是(　　)
A．甲、乙两个细胞发生质壁分离后，不发生质壁分离复原
B．甲、乙两个细胞发生质壁分离后，乙细胞随后发生质壁分离复原
C．甲、乙两个细胞发生质壁分离后，甲细胞随后发生质壁分离复原
D．甲、乙两个细胞发生质壁分离后，又都发生质壁分离复原
解析：选B　由于两种溶液浓度均比细胞液浓度高，所以都会发生质壁分离现象，但由于蔗糖分子不能透过膜，甘油分子可以较快地透过膜进入细胞，使得细胞液浓度增大，这样水分子又进入了细胞，所以乙细胞随后会发生质壁分离复原。
[课件展示更丰富　见配套光盘]
易误点二 不能正确辨析物质运输的方式
失误类型 审题偏差类失误
　　
Na＋ K＋泵是一种常见的ATP－驱动泵(如下图所示)，
由此可知(　　)
A．该载体不一定能催化ATP水解，但一定能促进物质的转运
B．Na＋通过Na＋ K＋泵的跨膜运输方式是主动运输，K＋通过Na＋ K＋泵的跨膜运输方式是协助扩散
C．葡萄糖进入红细胞的方式与Na＋和K＋通过Na＋ K＋泵的跨膜运输的方式相同
D．Na＋ K＋泵对维持动物细胞的渗透压平衡起着非常重要的作用
[自主尝试]　选__D__。
[解题指导]
关键点 信息解读
① Na＋ K＋泵即Na＋ K＋ATP酶，能催化ATP水解，故选项A错误
② 由图中信息可知，Na＋和K＋能通过Na＋ K＋泵实现从低浓度到高浓度的跨膜运输，同时消耗能量，因此两种离子的跨膜运输方式都属于主动运输，红细胞以协助扩散方式吸收葡萄糖，选项B、C错误
　
(1)因不能准确理解题干中关于Na＋ K＋泵的功能，而错选A项和B项。
(2)因混淆各种物质的运输方式，不能准确判断红细胞吸收葡萄糖的方式是协助扩散，而错选C项。
(3)此类问题还常借助结构模式图和曲线，判定物质出入细胞的方式。
与物质跨膜运输有关的曲线解读
[典型图示][课件展示更丰富　见配套光盘]
——————————————————————————————————————
——————————————————————————————————————[信息解读]
(1)曲线1、2表示物质浓度对跨膜运输速率的影响，其中曲线1表示的运输方式为自由扩散，曲线2表示的运输方式是协助扩散或主动运输。曲线2中P点之后运输速率不变的原因是膜上载体蛋白的数量有限。
(2)曲线3、4表示O2浓度对跨膜运输速率的影响，其中曲线3表示的运输方式为自由扩散或协助扩散，曲线4表示的运输方式为主动运输。曲线4中P点之后运输速率不变的限制因素是载体蛋白的数量。
(3)若曲线3表示哺乳动物成熟红细胞的物质运输，还可表示主动运输(哺乳动物成熟红细胞无线粒体，进行无氧呼吸)。
[解题技法]
(1)分析此类曲线题时，要注意区分横坐标表示的意义，如曲线2和曲线4横坐标不同，表示的物质运输方式不同。
(2)解答此类问题时，要明确自由扩散、协助扩散和主动运输三种跨膜运输方式的区别和联系，主要从是否需要能量和载体蛋白两个方面考虑。
[强化训练]
某科学家在研究物质运输时发现有下列四种曲线关系，在研究某种物质的运输时，发现与曲线②和④相符，最可能是下列哪一过程(　　)
A．糖从血浆进入人的成熟红细胞
B．Na＋通过离子通道进入神经细胞
C．小肠上皮细胞从小肠内吸收氨基酸
D．组织细胞从组织液吸收氧气
解析：选C　该种物质有最大运输速率，说明不是自由扩散，该物质运输与氧浓度有关，说明不是协助扩散，即该物质的运输方式为主动运输。A、C、D运输方式分别为：协助扩散、主动运输、自由扩散。Na＋通过离子通道进入神经细胞与氧浓度无关。
观察植物细胞的质壁分离和复原
[动漫演示更形象　见课件光盘]
1.实验操作流程
2．实验拓展应用
(1)判断成熟植物细胞是否有生物活性：
(2)测定细胞液浓度范围：
(3)比较不同植物细胞的细胞液浓度：
(4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)：
[典例]　某小组确定研究课题：探究植物细胞外界溶液浓度与质壁分离的关系。该小组选用水生植物黑藻作为实验材料，并作实验假设：如果将其叶片分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，其细胞失水量随着外界溶液浓度增加而增加。该小组学生设计实验步骤如下：配制质量分数为10%、20%、30%的蔗糖溶液，分别盛于培养皿中。从黑藻茎上取下叶片，用吸水纸吸干叶片上的水分，并制成装片，显微镜下观察，选取5个细胞测量其A、B(如图A为细胞的长度，B为原生质体长度)。在此基础上，请你参与设计、分析与讨论。
(1)请你设计一表格，用于记录数据，计算并记录B/A(%)值。
(2)该小组同学根据记录数据作曲线如图。请你就该结果作分析并得出结论。
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
结论：___________________________________________________________________。
(3)讨论：如果要说明上述质壁分离现象是由于相应浓度的外界溶液引起的，而非细胞本身的原因，应如何设计实验？
[解题指导]
(1)分析实验材料确定表格设计项目：
①根据题干提供的信息，探究“植物细胞外界溶液浓度与质壁分离的关系”实验的自变量是不同蔗糖浓度，因变量是“由细胞的长度A和原生质体长度B计算得出的B/A(%)值”，由此推出表格应体现B、A、B/A值。
②实验材料是“选取5个细胞”，是为了避免实验中的偶然性，必须对其测量项取平均值，由此推出表格应体现5个细胞及平均值。
③蔗糖溶液要求配制“10%、20%、30%”三种，因此表格应体现三种蔗糖溶液的浓度。
(2)正确的结论来源于准确的读图与析图：
为了增加实验结果的直观性，对表格数据进行坐标曲线格式转化，得到的B/A(%)值绘制成曲线，通过曲线不难看出：①B/A值越小，说明质壁分离程度越大。②随着外界溶液浓度的增大，B/A值下降，说明质壁分离程度随溶液浓度增大而增大。从而得到结论：细胞失水量随着外界溶液浓度的增大而增加。
(3)排除细胞本身对实验的影响
排除细胞本身对实验的影响的方法是设置对照实验，只要增加“清水对照组”，观察清水中的黑藻细胞，确认细胞形态正常，无质壁分离现象，就可排除细胞本身的原因。
[标准答案]
(1)表格如下：
细胞 10%蔗糖溶液 20%蔗糖溶液 30%蔗糖溶液
B(μm) A(μm) B/A(%) B(μm) A(μm) B/A(%) B(μm) A(μm) B/A(%)
1
2
3
4
5
平均值
(2)①B/A值越小，说明质壁分离程度越大
②随着溶液浓度的增大，B/A值下降，说明质壁分离程度随外界溶液浓度增大而增大
结论：质壁分离程度(细胞失水量)随着外界溶液浓度的增大而增加
(3)设置清水对照组，观察清水中的黑藻细胞，确认细胞形态正常，无质壁分离现象。
———————[归纳小结]————————————————————————
(1)判断细胞是否有活性，还可通过观察细胞质是否流动予以判断，细胞质流动是活细胞的特征。
(2)在质壁分离及复原实验中存在自身对照，质壁分离与未分离对照为第一次对照，质壁分离复原为第二次对照。
—————————————————————————————————————第三讲减数分裂与受精作用
[教材知识问题化梳理]
一、减数分裂
2．过程(以精子形成过程为例)[动漫演示更形象　见课件光盘]
3．卵细胞与精子形成过程中的差异
精子的形成 卵细胞的形成
产生部位 睾丸 卵巢
是否变形 变形 不变形
细胞质分裂方式 两次均等分裂 第一次不均等分裂，第二次次级卵细胞分裂不均等，极体均等分裂。
产生生殖细胞数目 1个初级精母细胞可产生4个精子 1个初级卵母细胞只产生1个卵细胞
[巧学助记]　巧记细胞分裂方式的判断
有丝同源不配对，减Ⅱ无源难成对，
联会形成四分体，同源分离是减Ⅰ。
二、受精作用
(1)概念：卵细胞和精子相互识别、融合成为受精卵的过程。
(2)过程
(3)结果：受精卵中的染色体数目又恢复到体细胞中的数目，其中有一半染色体来自精子(父方)，另一半来自卵细胞(母方)。
(4)意义：对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异都是十分重要的。
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1．判断下列有关叙述的正误。
(1)蛙受精卵发育成原肠胚过程中不能发生同源染色体分离(2012·四川卷T1C)(√)
(2)果蝇的精细胞中一定存在Y染色体(2008·上海卷T8B)(×)
(3)非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组(2011·江苏卷T22B)(√)
(4)姐妹染色单体分离分别进入两个子细胞只发生在减数分裂过程中(2008·广东卷T21B)(×)
2．(2010·江苏高考T21)人类精子发生过程中，下列说法正确的是(多选)(　　)
A．细胞中染色单体数最多可达92条
B．姐妹染色单体携带的遗传信息可能是不同的
C．染色单体的交叉互换发生在同源染色体分离之前
D．一个精原细胞产生两个相同精子的概率最大为1/223
答案：ABC
3．(2010·安徽高考)雄蛙的一个体细胞经有丝分裂形成两个子细胞(C1、C2)，一个初级精母细胞经减数第一次分裂形成两个次级精母细胞(S1、S2)，比较C1与C2、S1与S2细胞核中DNA数目及其贮存的遗传信息，正确的是(　　)
A．DNA数目C1与C2相同，S1与S2不同
B．遗传信息C1与C2相同，S1与S2不同
C．DNA数目C1与C2不同，S1与S2相同
D．遗传信息C1与C2不同，S1与S2相同
答案：B
二、在回顾教材图表中强化学科能力
据染色体交叉互换示意图回答问题：
(1)交叉互换发生在哪一时期，是在哪些染色体之间发生？
答案：减数第一次分裂前期；同源染色体的非姐妹染色单体之间。
(2)交叉互换属于哪种变异类型？
答案：基因重组。
(3)一个染色体组成为AaBb的精原细胞，在发生交叉互换的情况下，能产生几种类型的精子？
答案：AB、ab、Ab、aB四种类型的精子。
精子和卵细胞的形成
1.形成过程比较
2．减数第一次分裂与减数第二次分裂的比较
　 　名称项目　 　 减数第一次分裂 减数第二次分裂
着丝点 不分裂 分裂
染色体 2n→n，减半 n→2n→n，不减半
DNA数目 4n→2n，减半 2n→n，减半
染色体主要行为 同源染色体联会、分离 染色单体分开
同源染色体 有 无
[例1]　(2013·合肥质检)在荧光显微镜下观察被标记的某动物的睾丸细胞，等位基因A、a被分别标记为红、黄色，等位基因B、b被分别标记为蓝、绿色。①③细胞都处于染色体向两极移动的时期。不考虑基因突变和交叉互换，下列有关推测合理的是(　　)
A．①时期的细胞中向每一极移动都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个
B．③时期的细胞中向每一极移动都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各1个
C．②时期的初级精母细胞中都有红、黄、蓝、绿色荧光点，各2个
D．图中精细胞产生的原因是减数第一次分裂或减数第二次分裂过程异常
[解析]　①为有丝分裂后期，③为减Ⅱ后期，故①时期的细胞中每一极均有一套完整的染色体，即红、黄、蓝、绿荧光点各1个；正常情况下，③时期的细胞中，移向两极的染色体相同，均只有每对同源染色体中的一半，即荧光点各有红、黄中的1个，蓝、绿中的1个；②时期的细胞中有4种颜色的荧光点各2个；图中精细胞中出现了等位基因，说明减Ⅰ异常。
[答案]　C
———————[规律方法]—————————————————————————
细胞分裂过程中形成异常细胞的原因分析
(以基因型为AaBb的细胞为例)
(1)若形成的子细胞是AAaaBb，则形成原因是有丝分裂过程中两条染色体的姐妹染色单体未分开。
(2)若形成的子细胞是AaB或Aab或ABb或aBb类型，则形成原因是减数分裂过程中，同源染色体未分离。
(3)若形成的子细胞是AAB或AAb或ABB或aBB或aaB或aab或Abb或abb类型，则形成原因是减数分裂过程中，姐妹染色单体未分开。
——————————————————————————————————————
细胞分裂中染色体、DNA数量变化
1.减数分裂中染色体、DNA等数量变化
比较项目分裂方式　 　 染色体数目变化 DNA数目变化 染色单体数目变化 同源染色体对数变化
减数分裂 间期 性原细胞 2N 2N→4N 0～4N N
第一次分裂 前、中、后期 2N 4N 4N N
末期 N 2N 2N 0
第二次分裂 前、中期 N 2N 2N 0
后期 2N 2N 0 0
性细胞 N N 0 0
2．有丝分裂与减数分裂坐标曲线的比较
项目 有丝分裂 减数分裂
染色体数目变化
DNA含量变化
3．DNA、染色体曲线模型判断技巧
[例2]　(2013·江南十校联考)下图是细胞分裂和受精作用过程中核DNA含量和染色体数目的变化，据图分析正确的是(　　)
A．具有染色单体的时期只有CD、GH、MN段
B．着丝点分裂只发生在DE、NO段
C．GH段和OP段，细胞中含有的染色体数是相等的
D．MN段相对于AB段发生了核DNA含量的加倍
[解析]　图示中a段为有丝分裂，b段为减数分裂，c段中的LM为受精作用，MQ为有丝分裂，故具有染色单体的时期除CD、GH、MN段外还有IJ段(减Ⅱ前、中期)且该阶段还发生着丝点分裂；GH段染色体数为体细胞染色体数，而OP段着丝点已分裂，是GH段的2倍；MQ是一个完整的有丝分裂过程，MN段发生了DNA的复制，复制后DNA数是AB段的2倍。
[答案]　D
(1)同源染色体分离，非同源染色体自由组合发生在图中哪一段？
提示：GH段。
(2)LM段染色体数目变化的原因是什么？
提示：受精作用。
易误点 不能准确判断减数分裂产生子细胞的种类和数目
失误类型 知识理解类失误
　　
1．正常情况下产生配子的种类分析(未变异)
分析配子产生时应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”。
(1)若是一个个体则产生2n种配子，n代表同源染色体对数或等位基因对数。
(2)若是一个性原细胞，则一个卵原细胞仅产生1个卵细胞，而一个精原细胞可产生4个2种(两两相同)精细胞。例：YyRr基因型的个体产生配子情况如下：
可能产生配子的种类 实际能产生配子的种类
一个精原细胞 4种 2种(YR、yr或Yr、yR)
一个雄性个体 4种 4种(YR、yr、Yr、yR)
一个卵原细胞 4种 1种(YR或yr或Yr或yR)
一个雌性个体 4种 4种(YR、yr、Yr、yR)
2．变异条件下产生配子的种类分析
由图可以看出，在只研究两对同源染色体、三对基因的情况下，仅发生基因突变或基因重组，就能产生众多类型的配子。
高考命题常从以下角度设置陷阱
(1)已知几种配子种类，判断其来源。
(2)已知亲代细胞的基因型，判断其产生配子的种类。
1．从某动物产生的精子中提取出四个，经测定基因型分别为AB、Ab、aB、ab，若不考虑交叉互换与基因突变，下列说法错误的是(　　)
A．这四个精子至少来自两个精原细胞
B．这四个精子可能来自同一个精原细胞
C．AB、ab不可能来自同一个次级精母细胞
D．AB、Ab不可能来自同一个初级精母细胞
解析：选B　一个精原细胞进行减数第一次分裂时等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合，形成基因型为AABB和aabb或AAbb和aaBB的两个次级精母细胞，减数第二次分裂时，在不考虑交叉互换与基因突变的情况
下，由同一个次级精母细胞形成的两个精细胞及精子的基因型是完全相同的，为AB、AB(ab、ab)或Ab、Ab(aB、aB)。若出现基因型为AB、Ab、aB、ab的四个精子，说明它们至少来自两个精原细胞。
2．(2013·郑州质量检测)一个基因型为AaBb(两对基因独立遗传)的初级精母细胞，在减数分裂过程中发生基因突变，其中一条染色单体上的A突变为a，该细胞以后的减数分裂正常进行，则其可产生多少种配子(　　)
A．1种　　　　　　　　　 B．2种
C．3种 D．4种
解析：选C　正常情况下，一个基因型为AaBb的初级精母细胞经减数分裂能产生AB、AB、ab、ab或Ab、Ab、aB、aB四个配子，其中两两相同，如一个A突变成a，则有三种配子，故C正确。
有丝分裂与减数分裂图像的判断
[典型图示][课件展示更丰富　见配套光盘]
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(1)三个前期图：
(2)三个中期图：
(3)三个后期图：
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[信息解读]
(1)前期图像的判断方法：
结果：A为有丝分裂前期，B为减数第一次分裂前期，C为减数第二次分裂前期。
(2)中期图像的判断方法：
结果：E为有丝分裂中期，F为减数第二次分裂中期，G为减数第一次分裂中期。
(3)后期图像的判断方法：
结果：H为有丝分裂后期，I为减数第二次分裂后期，K为减数第一次分裂后期。
[解题技法]
(1)分析此类问题要根据染色体的数目、分布及同源染色体的有无及行为等方面判断。
(2)解答此类问题可依据以下判断方法：
[强化训练]
1．下列有关动物细胞增殖的说法中，与图相吻合的是(　　)
A．甲、乙两细胞正在进行有丝分裂
B．丙细胞一定为次级卵母细胞
C．只有乙、丙两细胞中存在同源染色体
D．甲细胞一定是次级精母细胞
解析：选B　甲细胞为次级精母细胞或第一极体，乙细胞为初级精母细胞，丙细胞质不均等分裂，且无同源染色体，一定为次级卵母细胞。甲和丙细胞中均无同源染色体。
2．(2013·南通一调)某哺乳动物的基因型为AABbEe，如图是其一个精原细胞在产生精细胞过程中某个环节的示意图，据此可以判断(　　)
A．图示细胞为次级精母细胞，细胞中含一个染色体组
B．该精原细胞产生的精细胞的基因型有ABe、aBe、AbE
C．图示细胞中，a基因来自基因突变或基因重组
D．三对基因的遗传遵循自由组合定律
解析：选B　图示细胞中无同源染色体，且均等分裂，故该细胞是次级精母细胞，细胞中含两个染色体组。因为亲代细胞中无a基因，故其来自基因突变。正常情况下，一个精原细胞减数分裂产生的精细胞有两种基因型，图示细胞发生了基因突变，产生的精细胞有三种基因型，分别为ABe、aBe和AbE。A、a与B、b位于同一对同源染色体上，其遗传不遵循基因的自由组合定律。
细胞的能量供应和利用　细胞的生命历程
(时间60分钟，满分100分)
一、选择题(每小题2分，共40分)
1．科学家研究发现，人和其他哺乳动物一样，体内也存在一种被称为“ISL1”的心脏祖细胞，它可以分化为心肌、血管等特定类型的细胞。下列有关心脏祖细胞的说法错误的是(　　)
A．心脏祖细胞分化程度比心肌细胞的低
B．心脏祖细胞的分化性能比胚胎干细胞的低
C．心脏祖细胞与心肌细胞的核遗传信息相同
D．心脏祖细胞与造血干细胞形态结构不同的直接原因是mRNA不同
解析：选D　心肌细胞是由心脏祖细胞分化而来的，可见心脏祖细胞的分化程度比心肌细胞的低。胚胎干细胞具有发育的全能性，故心脏祖细胞的分化性能比胚胎干细胞的低。同一个体的不同体细胞都是由同一个细胞(受精卵)分裂、分化形成的，故含有相同的遗传信息。心脏祖细胞与造血干细胞形态结构不同的直接原因是蛋白质不同，根本原因才是mRNA不同。
2．(2013·潍坊模拟)下列叙述中属于人体细胞有丝分裂与减数分裂共同特点的是(　　)
A．正常情况下同一细胞形成的子细胞的基因型一定相同
B．分裂产生的子细胞均含有控制该生物生长发育的全部遗传信息
C．分裂过程中始终存在同源染色体
D．分裂过程中均可发生基因突变、基因重组和染色体变异
解析：选B　减数分裂形成的四个子细胞的基因型不一定相同；一个染色体组含有控制生物生长发育的全部遗传信息，有丝分裂产生的子细胞含有两个染色体组，减数分裂产生的子细胞含有一个染色体组；减数第二次分裂过程中无同源染色体；基因重组只能发生在减数第一次分裂过程中。
3．英国伦敦帝国理工大学研究人员在2011年第11期《自然医学》杂志上发表论文称，他们发现妇女子宫内膜中一种名为SGK1的酶含量高低会直接影响妇女生育能力，含量过高会导致不孕，含量过低则易导致流产。下列相关叙述错误的是(　　)
A．SGK1的发现有助于不孕症或习惯性流产的研究和治疗
B．SGK1的发现有助于新型避孕药物的开发
C．SGK1的活性受温度影响较大，而受酸碱度的影响较小
D．SGK1的生理作用是催化人体内相应的化学反应
解析：选C　根据题干信息可知，SGK1的发现有助于不孕症或习惯性流产的研究和治疗；由于SGK1含量过高会导致不孕，所以SGK1的发现有助于新型避孕药物的开发；SGK1是酶，酶的活性不仅受温度影响较大，而且受酸碱度的影响也较大；酶的生理作用是催化人体内相应的化学反应。
4.(2013·郑州模拟)假设人体内有L个基因，人的骨骼肌细胞中有M个基因处于表达状态，唾液腺细胞中有N个基因处于表达状态。下列有关分析不正确的是(　　)
A．L、M、N三者的大小关系是M＋N>L
B．从种类上看，M、N中有部分基因是不同的
C．从种类上看，M、N中有部分基因是相同的
D．仅从数量上看，L值最大，它大于M、N中的任一值
解析：选A　骨骼肌细胞和唾液腺细胞是基因选择性表达的结果。在不同的组织细胞中，能表达的基因中有一部分是相同的，如控制呼吸酶合成的基因等一些“控制基本生命活动的基因”；有一部分是不同的，如唾液腺细胞中能表达的唾液淀粉酶基因在骨骼肌细胞中不能表达。说明某一细胞中表达的基因占全部基因的一部分，不能得出A选项的结论。
5．下图为某同学所作的酶催化作用的模型。下列叙述正确的是(　　)
A．图中的A一定是蛋白质，因为A是酶
B．若图中的B表示氨基酸，A表示酶，则该生理过程表示脱水缩合
C．该模型是物理模型，能很好地解释酶的专一性
D．人成熟的红细胞内不能合成酶，也无上述模型表示的生理过程
解析：选C　绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA；图中的模型表示分解反应；哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，不能合成酶，但只要是活细胞就能进行新陈代谢，就能发生模型表示的分解反应，如红细胞中葡萄糖的氧化分解。
6．2,6 二氯酚靛酚是一种蓝色染料，能被还原剂还原成无色。从叶绿体中分离出类囊体，置于2,6 二氯酚靛酚溶液中，对其进行光照，发现溶液变成无色，并有O2释放。此实验证明(　　)
A．光合作用在类囊体上进行
B．光合作用产物O2中的氧元素来自CO2
C．光反应能产生还原剂和O2
D．光合作用与叶绿体基质无关
解析：选C　依据题中信息可判断，光照后溶液变为无色，说明有还原剂产生；有O2释放，说明该过程有O2产生。类囊体是光合作用光反应阶段的场所，而暗反应需在叶绿体基质中进行。
7．下列有关植物光合作用和有氧呼吸过程中ATP、ADP的说法，正确的是(　　)
A．一株植物在一段较长时间内，有氧呼吸产生的ATP多于光反应产生的ATP
B．植物有氧呼吸过程中产生大量ATP的阶段既消耗水，又产生水
C．光合作用和有氧呼吸过程中都有ATP与ADP的转化
D．光照增强，叶绿体基质中ADP含量升高
解析：选C　有氧呼吸只消耗部分有机物，所以一株植物在一段较长时间内，有氧呼吸产生的ATP少于光反应产生的ATP；植物有氧呼吸第三阶段产生大量ATP，该阶段不消耗水；生命活动中都有ATP与ADP的转化；光照增强，光反应加快，叶绿体基质中ADP含量降低。
8．ATP荧光仪是专门设计用于快速检测微生物数量的测试仪器。其工作原理是ATP的含量与活细胞的活性、种类和数量呈一定的比例关系。ATP可以和虫荧光素相互作用而发出生物光，光的强度和微生物的数量呈正相关。其反应式如下：
虫荧光素＋ATP＋O2虫荧光素(被氧化的)＋AMP＋CO2＋PPi＋光。
下列有关ATP及ATP荧光仪工作原理的叙述，错误的是(　　)
A．检测过程中ATP内的化学能转变成光能
B．荧光的强度反映出微生物的相对数量
C．ATP释放能量需要酶的参与
D．微生物体内ATP的产生都需要氧气的参与
解析：选D　不同种类的微生物体内产生ATP的条件不同，厌氧微生物体内ATP的产生就不需要氧气的参与。
9．(2013·广州模拟)美国麻省理工学院的研究人员研制出一种全新抗病毒药物“DRACO”，几乎可以杀死所有病毒。DRACO可以定向追踪被病毒浸染的细胞，引发细胞凋亡，从而杀死有害细胞，治愈感染。实验表明，在这一过程中，DRACO对健康细胞不会造成损害。下列有关叙述不正确的是(　　)
A．DRACO不能直接杀死所有病毒
B．DRACO的作用机理可能与溶酶体有关
C．DRACO的作用机理与效应T细胞类似
D．DRACO可以诱导细胞膜上糖蛋白减少
解析：选D　由题意可知，DRACO主要通过诱导被病毒侵染的细胞裂解来达到杀死病毒的目的。细胞膜上糖蛋白减少是癌细胞的特征，且从题干中无法获取D项所述信息。
10．下图表示某高等植物光合作用和呼吸作用的部分过程及二者间的关系，下列说法正确的是(　　)
A．过程①、②进行的场所是叶绿体基质
B．属于光合作用过程的有①、②、③、⑤
C．X物质和Y物质分别表示C5和丙酮酸
D．完成过程②还需要ATP参与
解析：选D　过程①、②分别是光反应中水的光解和暗反应中C3的还原，它们分别在叶绿体类囊体薄膜上和叶绿体基质中进行；属于光合作用过程的有①、②、⑤，③属于细胞呼吸；X物质和Y物质分别表示C3和丙酮酸；过程②是C3的还原，需要[H]和ATP参与。
11．在上海世博会E区，是以英国贝丁顿“零能耗”社区为原型的“世博零碳馆”。整个小区只使用可再生资源产生的能源，不需要向大气排放CO2。下列有关叙述错误的是(　　)
A．橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与CO2发生化学反应变成灰绿色
B．碳在叶肉细胞内的转化途径为：CO2→C3→(CH2O)→丙酮酸→CO2
C．人在剧烈运动时产生的CO2都是有氧呼吸的产物
D．“零碳馆”房顶植物吸收的CO2将参与暗反应合成有机物
解析：选A　橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应变成灰绿色；碳在叶肉细胞内光合作用的转化途径为CO2→C3→(CH2O)，呼吸作用的转化途径为(CH2O)→丙酮酸→CO2；人体无氧呼吸的产物是乳酸，故剧烈运动时产生的CO2都是有氧呼吸的产物；光合作用过程中植物吸收的CO2在暗反应阶段合成有机物。
12．(2013·孝感统考)一个基因型为TtMm(这两对基因可以自由组合)的卵原细胞，在没突变的情况下，如果它所产生的卵细胞的基因组成为TM，则由该卵原细胞分裂产生的下列细胞中，基因组成表示正确的是(　　)
A．减数第一次分裂产生的极体为TTMM，减数第二次分裂产生的极体为TM
B．减数第一次分裂产生极体为tm，减数第二次分裂产生的极体为mm
C．减数第一次分裂产生的极体为tm，减数第二次分裂产生的极极为TM或tm
D．减数第一次分裂产生的极体为ttmm，减数第二次分裂产生的极体为TM或tm
解析：选D　一个基因组成为TtMm的卵原细胞产生了一个TM的卵细胞，那么其次级卵母细胞的基因组成为TTMM，第一极体的基因组成为ttmm，最终产生的1个卵细胞为TM，第二极体中有1个为TM,2个为tm。
13．某植物的光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25 ℃和30 ℃，右图为该植物处于25 ℃环境中光合作用强度随光照强度变化的坐标图。下列叙述正确的是(　　)
A．a点时叶肉细胞的生理活动只受温度的影响
B．b点时植物才开始进行光合作用
C．若将温度从25 ℃提高到30 ℃时，a点上移，d点下移
D．c点时该植物O2的产生量为V1＋V2
解析：选D　据图分析，a点时叶肉细胞进行呼吸作用，但不进行光合作用，细胞呼吸受多种因素的影响，不只是受温度的影响；b点时植物光合作用产生的O2量等于呼吸作用吸收的O2量，在此之前就进行光合作用；若将温度从25 ℃提高到30 ℃时，光合作用减弱，产生的O2量减少，但呼吸作用增强，吸收的O2量增加，故a、d点均上移；c点时该植物O2的产生量为V1＋V2。
14．(2013·石家庄模拟)甲～丁依次表示某种动物体内一些细胞的细胞分裂图(甲)，细胞周期(乙)，某时期细胞中的染色体数目、染色单体数目与DNA数目的关系变化(丙)，染色体中DNA含量的变化曲线(丁)，下列叙述中正确的是(　　)
A．图甲所示细胞处于图乙中的a→b段、图丁中的f→g段
B．物质含量处于丙图时期的细胞，处于图乙中的a→b段
C．图丙中的c、d、e依次代表染色体、DNA、染色单体
D．乙图中b→a段和丁图中的O→f段的主要特征基本相同
解析：选D　连续分裂的细胞才具有细胞周期，而甲图为减数第一次分裂后期图像，减数分裂的细胞无细胞周期，故A、B错。由甲图可知该生物体细胞中染色体的数量为4条，故丙图中d应为染色体，c、e为DNA或染色单体。乙图中b→a段和丁图中的O→f段均属于细胞分裂的间期，主要特征基本相同，均有DNA的复制和相关蛋白质的合成。
15．(2013·青岛模拟)将一植株放在密闭玻璃罩内，置于室外一昼夜，获得实验结果如下图所示。下列有关说法错误的是(　　)
A．图甲中的光合作用开始于C点之前，结束于F点之后
B．到达图乙中的d点时，玻璃罩内的CO2浓度最高
C．图甲中的F点对应图乙中的g点
D．经过这一昼夜之后，植物体的有机物含量会增加
解析：选C　图甲C点和F点时，光合作用强度等于呼吸作用强度；光合作用开始于C点之前，结束于F点之后。图乙中的d点之前，呼吸作用强度大于光合作用强度，环境中CO2浓度不断升高；d点之后到h点之前，光合作用强度大于呼吸作用强度，环境中CO2浓度不断降低；h点之后，呼吸作用强度大于光合作用强度，环境中CO2浓度又开始不断升高，但不能升高到d点对应的CO2浓度。在图甲中的F点，光合作用强度等于呼吸作用强度，对应图乙中的h点。根据图甲可直接看出，玻璃罩内的CO2浓度降低，植物体的有机物含量会增加。
16．(2013·衡阳六校联考)在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学使用相关试剂的情况如表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为(　　)
甲 乙 丙 丁
丙酮 － ＋ ＋ ＋
水 ＋ － － －
CaCO3 ＋ ＋ － ＋
SiO2 ＋ ＋ ＋ －
A．①②③④ B．②④①③
C．④②③① D．③②①④
解析：选B　由表可知，甲同学加的溶剂为水，而不是有机溶剂丙酮，色素不溶于水，因而提取不到叶绿体中的色素，所得结果应为②；乙同学的操作正确， 所得结果应为④，即自上而下依次出现的条带分别代表胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，且叶绿素a和叶绿素b的含量较多；丙同学尽管使用了有机溶剂丙酮，可以提取到色素，但由于未加CaCO3，叶绿素可能被破坏，因而下边的两条色素带比正常的窄，所得结果应为①；丁同学未加SiO2，可能造成研磨不充分，导致各种色素的提取量均少于正常水平，所得结果应为③。
17．(2013·滨州一模)下图所示为人工培养的肝细胞中DNA含量随时间的变化曲线，据图判断正确的是(　　)
A．细胞周期时长为14 h
B．染色体数量倍增发生在Ⅰ段
C．Ⅱ段可观察到高度螺旋化的染色体
D．基因突变最可能发生于Ⅲ段
解析：选C　一个细胞周期包括间期(G1、S、G2)和分裂期，图中Ⅰ为S期，Ⅱ为G2和分裂期，Ⅲ为G1期，故该细胞的细胞周期为20 h；染色体数量倍增发生在有丝分裂后期，发生在 图中的Ⅱ段；Ⅱ段DNA加倍，包括G2和分裂期，分裂期可观察到高度螺旋化的染色体；基因突变发生于DNA复制期，即Ⅰ段。
18．下图1表示某酶促反应过程，图2表示图1的反应过程中有关物质浓度随时间变化的曲线(物质a的起始浓度为10 mmol/L)。下列叙述中，不正确的是(　　)
A．物质a可以是麦芽糖但不可以是乳糖
B．曲线④表示在某实验条件下物质a在2 min时间内完全分解
C．若曲线①②③表示不同温度下的酶促反应速率，则曲线①温度一定低于曲线②和③
D．若曲线①②③表示不同酶浓度下的酶促反应速率，则曲线①酶浓度高于曲线②和③
解析：选C　物质a含有两个单体，且这两个单体相同，而乳糖由半乳糖和葡萄糖脱水而成，故物质a不可以为乳糖。若曲线①②③表示不同温度下的酶促反应速率，则曲线①对应的酶的活性最高，但与曲线②和③对应的温度的大小关系无法确定。
19．有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的O2时，其产生的酒精和CO2的量如下图所示。据图中信息推断错误的是(　　)
A．氧浓度为a时酵母菌没有有氧呼吸，只进行无氧呼吸
B．当氧浓度为b和d时，酵母菌细胞呼吸的过程会不同
C．当氧浓度为c时，2/5的葡萄糖用于酵母菌酒精发酵
D．a、b、c、d不同氧浓度下，细胞都产生[H]和ATP
解析：选C　无氧呼吸产生的酒精和CO2的物质的量相同，氧浓度为a时，酒精量等于CO2的量，表明酵母菌只进行无氧呼吸；当氧浓度为b时，CO2的量大于酒精的量，说明酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸同时进行，而氧浓度为d时，酒精的量为零，说明酵母菌只进行有氧呼吸；当氧浓度为c时，根据酒精的量可以计算出无氧呼吸消耗的葡萄糖的量为6÷2＝3，再根据有氧呼吸产生的CO2的量可以计算出有氧呼吸消耗的葡萄糖的量为(15－6)÷6＝1.5。该酵母菌酒精发酵消耗的葡萄糖占总消耗葡萄糖的3÷(3＋1.5)＝2/3；无论有氧呼吸还是无氧呼吸都能产生[H]和ATP。
20．将生长状况相同的等量某种植物的叶片分成4等份，在不同温度下分别暗处理1 h，再光照1 h(光照强度相同)，测其有机物变化，得到如下的数据。由此可以得出的结论是(　　)
A．该植物在27 ℃时生长的最快，在29 ℃和30 ℃时将不表现为生长现象
B．该植物呼吸作用和光合作用的最适温度在所给的四个温度中都是29 ℃
C．27 ℃、28 ℃和29 ℃光合作用制造的有机物的量相等
D．30 ℃时光合作用制造的有机物等于呼吸作用消耗的有机物，都是1 mg/h
解析：选B　据题意可知，暗处理后有机物的减少量可表示呼吸强度，记为x；设光合作用强度为y，则光照后与暗处理前的有机物增加量可表示为m＝y－2x，则光合强度y＝m＋2x；净光合作用强度可表示为y－x＝m＋x。由以上分析可得：在4个温度下，m＋x的值都大于0，因此植物在4个温度下都可正常生长，且29 ℃生长最快；在4个温度下，x和m＋x的值都是在29 ℃下最大，即该温度是所给的4个温度中呼吸作用和光合作用的最适温度；27 ℃、28 ℃和29 ℃下，m＋2x的值不相等，因此光合作用制造的有机物的量不相等；30 ℃时光合作用制造的有机物为m＋2x＝3 mg/h，而呼吸作用消耗的有机物为x＝1 mg/h。
二、非选择题(共60分)
21．(14分)ATP和酶在生物生命活动中具有重要作用，光合作用、糖代谢和蛋白质合成等反应都有酶和ATP的参与。请回答有关酶和ATP的问题。
(1)在蛋白质合成过程中，氨基酸需要先与ATP反应活化后才能与tRNA特异性结合，在此反应中氨基酸和ATP反应生成氨酰－AMP和PPi，则此反应中ATP断裂的化学键是________。
(2)某学习小组将一些生长状况相同、大小相似的鸭茅绿叶分成4等份，在不同温度下分别暗处理1 h，再用适当的相同的光照射1 h，测其重量变化，(假设在光下和黑暗条件下，细胞呼吸消耗有机物量相同)以研究温度对光合速率的影响，结果如表。
组别 1 2 3 4
温度(℃) 27 28 29 30
暗处理后重量变化/mg －1 －2 －3 －1
光照后重量变化(与暗处理前相比)/mg ＋3 ＋3 ＋3 ＋1
从酶的角度分析光合速率发生表中所示变化的原因是________，这体现了酶的什么特性？________________________________________________________________________。
(3)下列关于ATP的叙述正确的是(多选)(　　)
A．细胞内的ATP能够快速分解和合成
B．由反应式“ATP＝ADP＋Pi＋能量”可以看出ATP与ADP之间的反应为可逆反应
C．ATP被比喻为细胞内的能量“通货”，体现了生物界的统一性
D．ATP中含有一个高能磷酸键，该化学键在一定条件下容易水解和重新生成
解析：酶具有专一性，且需要温和的反应条件。酶活性会随温度的变化而变化，从而影响酶促反应速率。ATP中含有两个高能磷酸键，存在于第1、2和第2、3磷酸基团之间。ATP与ADP之间的转化由于酶及能量来源等不同，不是可逆反应。
答案：(1)高能磷酸键　(2)酶的活性在一定范围内随着温度的升高先增强后减弱　反应条件的温和性　(3)AC
22．(12分)2012年1月6日，在美国纽约伦斯勒的神经干细胞研究所工作的Sally Temple等研究人员发现“人视网膜色素上皮组织也存在神经干细胞”，并将该成果发表在《细胞－干细胞》(Cell Stem Cell)期刊上。下图是相关研究图解，回答以下问题：
(1)图中a过程代表的细胞分裂方式为________。请在方框内绘制出一个细胞周期内染色体(质)与核DNA数比值的变化曲线图。
(2)神经元通过许多“突起”来扩大其细胞膜面积，其细胞内________(填细胞器)扩大膜面积的方式与此类似。
(3)细胞具有全能性的原因是______________________________。
正常情况下，视网膜色素上皮组织细胞________(填“具有”或“不具有”)全能性。
解析：在组织细胞的增殖中细胞的分裂方式为有丝分裂。从DNA复制到复制过程结束，核DNA数逐渐增多而染色体(质)数不变，从DNA复制结束到着丝点断裂之前，核DNA数是染色体(质)数的两倍，染色体(质)数与核DNA数的比值等于0.5，DNA复制前和着丝点断裂之后，核DNA数和染色体(质)数相等，染色体(质)数与核DNA数的比值等于1。线粒体内膜向内腔折叠形成嵴，类似于神经元细胞的突起。
答案：(1)有丝分裂　如图　(2)线粒体　(3)(生物体的每个)细胞具有本物种所需要的全部基因　不具有
23．(12分)下图1为某种绿色植物叶片的气孔结构示意图，中间两个呈肾形的细胞称为保卫细胞，它可调节气孔的开闭。研究人员将该叶片放在内部温度为15 ℃的密闭容器中，研究光照强度与光合速率的关系，结果如图2所示。请回答：
(1)在黑暗条件下，保卫细胞中合成ATP的场所有________________________。
(2)从图1中可以看出两个细胞贴近部分的细胞壁较厚，伸缩性较小，外侧部分较薄。图1所示箭头为炎热夏季中午细胞中水分流动的总方向，这时气孔________。此时，主要影响叶肉细胞中光合作用的________反应。
(3)据图2分析，在1 klx的光照条件下，该叶片在5小时内由光合作用产生的O2量约为________ mL。
(4)其他条件不变，若以CO2吸收量为观测指标，请在图3中画出该植物在密闭容器内CO2吸收量的变化曲线。
解析：(1)黑暗条件下，保卫细胞通过细胞呼吸产生ATP，场所为细胞质基质和线粒体。(2)炎热夏季中午，植物会出现午休现象，关闭气孔，导致CO2的吸收量减少，影响光合作用的暗反应阶段。(3)图2中A点表示植物呼吸作用吸收O2效率为11.2 mL/h，在1 klx的光照条件下，该植物每小时向环境中释放11.2 mL O2，因此该叶片在此光照条件下，总光合速率＝呼吸速率(11.2 mL/h)＋净光合速率(11.2 mL/h)＝22.4 mL/h,5小时内产生的O2量为112 mL。(4)光合作用过程中CO2吸收量与O2释放量相等。
答案：(1)细胞质基质和线粒体　(2)部分关闭　暗
(3)112　(4)如图
24．(22分)请回答下列有关光合作用的问题。
(1)如下图装置，反应杯的溶液中加入红花菜豆叶片及少量NaHCO3(可提供CO2)，并连接氧传感器，氧传感器的另一端与计算机连接，以监测瓶中O2浓度的变化。
红花菜豆叶片放入反应杯前需抽空叶肉细胞间隙内的气体，目的是________________________________________________________________________。
随着测试时间的延长，叶片的光合速率逐渐下降，原因是密闭的反应杯中________________________，此时，叶绿体中的________(填“C3”或“C5”)含量下降。
(2)某研究小组获得了红花菜豆的叶黄素缺失突变体。从叶黄素缺失突变体叶片中提取色素，研磨叶片时加入碳酸钙是为了防止________。用纸层析法分离色素，色素层析条带分离结果是________(从图中选择标号)。
(3)下图所示为景天科植物的叶肉细胞内进行的光合作用过程。吸收CO2并转变成苹果酸的过程发生在晚上；白天，苹果酸分解产生CO2，参与卡尔文循环。
据图分析，该类植物夜晚能吸收CO2，却不能合成C6H12O6的原因是________________________________________________________________________，
白天该植物进行光合作用所需的CO2的来源有________和________。
解析：(1)根据题意，氧传感器及计算机用于监测瓶中O2浓度的变化，抽空叶肉细胞间隙内的气体，可排除原有气体对实验结果的干扰。实验中加入少量NaHCO3，随着时间的推移，CO2浓度逐渐降低，致使CO2供应不足，光合作用速率下降。CO2是暗反应中合成三碳化合物的原料，CO2供应不足导致叶绿体中三碳化合物的含量降低。(2)绿叶中色素层析时，自上而下的顺序为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。对叶黄素缺失突变体进行色素层析时，色素带缺第2条。(3)光合作用过程中，光反应阶段产生的ATP和[H]为暗反应提供能量和还原剂。晚上，没有光照，不进行光反应，缺少ATP和[H]，暗反应无法进行；据图可知，白天景天科植物进行光合作用，所需CO2来自苹果酸分解和呼吸作用。
答案：(1)排除原有气体对实验结果的干扰　CO2不足　C3　(2)色素被破坏　B　(3)没有光照，光反应不能正常进行，无法为暗反应提供所需的ATP、[H]　苹果酸分解　呼吸作用第二讲组成细胞的元素及无机化合物
[教材知识问题化梳理]
一、组成细胞的元素和化合物
1．组成细胞的元素
2．组成细胞的化合物
(2)含量
[巧学助记]　巧记微量元素和大量元素
(1)微量元素：铁(Fe)猛(Mn)碰(B)新(Zn)木(Mo)桶(Cu)。
(2)大量元素：洋人探亲，丹留人盖美家，即C(探)、O(洋)、H(亲)、N(丹)、S(留)、P(人)、Ca(盖)、Mg(美)、K(家)。
二、细胞中的无机物
1．细胞中的水
(1)存在形式：自由水和结合水。
2．细胞中的无机盐
(1)存在形式：主要以离子形式存在。
(2)功能
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1．判断有关细胞中元素和化合物说法的正误。
(1)细胞中一种元素的作用能被其他元素替代
(2012·江苏卷T1A)(×)
(2)细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要
(2012·江苏卷T1D)(×)
(3)Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是组成细胞的微量元素
(2013·合肥模拟T2A)(×)
(4)脂肪酸和磷脂含有相同的元素组成(2010·上海卷T9B)(×)
(5)主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定
(2012·江苏卷T1C)(√)
2．判断下列有关水和无机盐的说法的正误。
(1)水是细胞中含量最多的化合物(2013·济南模拟T1A)(√)
(2)结合水是细胞和生物体的组成成分
(2013·南京模拟T2B)(√)
(3)缺铁性贫血是因为体内缺乏铁，血红蛋白不能合成(2013·潍坊模拟T2C)(√)
(4)细胞中的无机盐多以化合物形式存在，如CaCO3构成牙齿、骨骼(2013·烟台模拟T2B)(×)
二、在回顾教材图表中强化学科能力
比较两图数据，回答下列问题：
(1)占细胞鲜重和干重最多的元素相同吗？试从组成人体化合物的角度分析其原因。
答案：不同，占鲜重最多的是O，占干重最多的是C，因为占细胞鲜重最多的化合物是水，水中含量最多的元素是O；占细胞干重最多的化合物是蛋白质，蛋白质中含最多的元素是C。
(2)组成人体细胞的主要元素有哪些？试举例说明它们分别参与了哪些生物大分子的组成。
答案：C、H、O、N、P、S。C、H、O参与糖类、脂肪的组成，C、H、O、N等参与蛋白质的组成，C、H、O、N、P参与核酸的组成。
组成细胞的元素和化合物
1.细胞中元素的种类
2．生物界与非生物界的统一性和差异性
3．元素的生理功能
(1)维持机体正常的生命活动：如K＋可保持心肌正常兴奋性，微量元素B能促进花粉的萌发和花粉管的伸长等。
(2)组成细胞的化合物：
[例1]　(2012·海南高考)关于植物细胞中元素的叙述，错误的是(　　)
A．番茄和水稻根系吸收Si元素的量相等
B．细胞中含量最多的四种元素是C、O、H和N
C．植物根系通过主动运输吸收无机离子需要ATP
D．与豆科植物共生的根瘤菌可为豆科植物生长提供N元素
[解析]　本题考查了组成细胞的化学元素、植物对矿质元素的吸收等方面的知识。C、H、O、N四种元素是组成细胞的基本元素，含量最多。番茄和水稻根细胞运输Si的载体数量不同，所以吸收Si元素的量也不相等。植物根吸收无机离子是主动运输，需消耗ATP。与豆科植物共生的根瘤菌可固氮，可为自身和豆科植物提供N元素。
[答案]　A
水和无机物
1．细胞中的水
(1)自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系：
自由水/结合水
(2)细胞中产生水的结构及代谢过程：
产水结构 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 氨基酸脱水缩合生成多肽
高尔基体 植物细胞纤维素的合成
细胞核 DNA复制、转录
2.细胞中无机盐的生理功能
(1)组成某些复杂的化合物：
无机盐 参与形成的化合物
N(NO) 蛋白质、ATP(ADP)、叶绿素、核酸(DNA或RNA)
P(PO) ATP(ADP)、磷脂、核酸(DNA或RNA)
Mg2＋ 叶绿素组成成分
S(SO) 某些蛋白质的特征元素
Fe2＋ 动物血红蛋白
I－ 甲状腺激素
(2)维持细胞和生物体的正常生命活动。例如，哺乳动物血液中Ca2＋含量过低就会出现抽搐。
(3)维持生物体的平衡，如维持血浆pH稳定的HCO、HPO；维持细胞外液渗透压稳定的Na＋、Cl－。
[联前系后]
——————————————————————————————————————
(1)Na＋、K＋与渗透压的关系：
Na＋主要维持细胞外液的渗透压，K＋主要维持细胞内液的渗透压。
(2)无机盐与光合作用的关系：
N、Mg是组成叶绿素的成分，P是组成类囊体膜及ATP的成分。缺乏N、Mg和P元素，植物的光合作用将会受到影响。
—————————————————————————————————————— [例2]　结合下列曲线，分析有关无机物在生物体内含量的说法，错误的是(　　)
A．曲线①可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄变化的曲线
B．曲线②可表示细胞呼吸速率随自由水与结合水比值的变化
C．曲线③可以表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中，其内无机盐的相对含量变化
D．曲线①可以表示人从幼年到成年体内含水量的变化
[解析]　C项中随着新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干，水分不断减少，无机盐相对含量逐渐增多，因此C项是错误的。A、D项正确，随着年龄增加，新陈代谢减慢，自由水与结合水比值下降。B项中自由水与结合水比值增加，会导致细胞呼吸速率加快。
[答案]　C
若横坐标代表温度，适当提高温度后，细胞中自由水与结合水比值的变化，可用哪条曲线来表示？动物进入休眠期，细胞中自由水与结合水比值可用图中哪条曲线来表示？
提示：曲线②；曲线①。
易误点一 元素与化合物的含量及种类
失误类型 知识理解类失误
　　
1．元素与化合物含量的界定
(1)在组成细胞的元素中，占鲜重百分比：O>C>H>N；占干重百分比：C>O>N>H。
(2)在组成细胞的化合物中，占鲜重百分比：水>蛋白质>脂质>糖类，但在占干重百分比中，蛋白质最多。
(3)水是细胞中含量最多的化合物，氧元素是水的主要组成部分，因此组成生物体的元素中，O元素含量最多。
2．判断元素和化合物的四点“明确”
(1)判断元素的含量时要明确是鲜重还是干重。
(2)判断元素的差异时要明确是种类还是含量。
(3)判断化合物的元素组成要明确每种化合物的化学本质。
(4)判断微量元素时，要明确含量和是否是生物体所必需的。
　　
高考命题常从以下角度设置陷阱
(1)元素和化合物的含量角度：
通过图表、曲线列举几种元素和化合物的含量，据此判断元素和化合物的种类。
(2)元素和化合物的种类角度：
给定某种化合物，判断其元素组成的种类。
(2013·济宁模拟)下图1是细胞中3种化合物含量的扇形图，图2是有活性的细胞中元素含量的柱形图，下列说法不正确的是(　　)
A．若图1表示正常细胞，则甲、乙化合物共有的元素中含量最多的是a
B．若图1表示细胞完全脱水后化合物含量的扇形图，则甲化合物中含量最多的元素为图2中的b
C．图2中含量最多的元素是a，这与细胞中含量最多的化合物无关
D．若图1表示正常细胞，则乙化合物具有多样性，其必含的元素为C、H、O、N
解析：选C　正常细胞中含量最多的是水，其次是蛋白质。有活性的细胞中元素含量最多的是氧，其次是碳，再者是氢。因此甲、乙分别为H2O和蛋白质，a、b、c分别为氧、碳、氢。H2O和蛋白质共有元素为H、O，而O在活细胞中含量最多；细胞脱水后含量最多的是蛋白质，因此在脱水的细胞中甲为蛋白质，蛋白质是以碳元素为骨架建立的大分子物质，其中碳含量最多；细胞中含量最多的元素是氧，这与细胞中水的含量有关；蛋白质具有多样性，其必含的元素为C、H、O、N。
[课件展示更丰富　见配套光盘]
易误点二 混淆无机盐的功能
失误类型 审题偏差类失误
　　
研究发现，砷(As)可以富集在植物体内，转化为毒性很强
(　　)
A．As在水稻细胞内富集，由细胞膜的结构特点直接决定
B．As进入水稻细胞，导致有关酶失去活性，影响细胞代谢
C．P影响As的吸收，与细胞膜上的载体种类和数量有关
D．P是构成磷脂、核酸和ATP的重要元素，能促进水稻生长发育
[自主尝试]　选__A__。
[解题指导]
关键点 信息解读
① As在植物体内富集，说明As能被植物吸收，无机盐的吸收与细胞膜的功能特点——选择透过性有关；As能毒害植物，因其是重金属，可导致蛋白质(如酶)变性失活
② 加入P后，植物体内P含量增加，As含量相对减少，可推测P与As结构相似，竞争性争夺细胞膜上载体
　　
(1)因不能掌握影响蛋白质变性的因素，而误认为选项B错误。
(2)因不理解载体蛋白运输的机理，而误认为选项C错误。
(3)因不能准确掌握无机盐功能，而误认选项D错误。
(4)此类问题还常借助无土栽培营养液，并结合光合作用和植物对无机盐离子的吸收来考查。
自由水与结合水相对含量变化类曲线图解读
[典型图示][课件展示更丰富　见配套光盘]
——————————————————————————————————————
　　
——————————————————————————————————————
[信息解读]
(1)冬季气温下降，植物的含水量下降，其中，自由水含量下降，结合水含量相对上升。
(2)气温下降导致蒸腾作用减弱是植物含水量变化的主要原因。
(3)植物代谢旺盛程度与自由水及结合水的相对含量有关。冬季植物抗寒性增强与结合水含量相对增多有关，呼吸速率下降与自由水含量减少有关。
(4)冬季呼吸速率减弱，植物对无机盐离子的吸收也会明显减少。
[解题技法]
(1)分析此类问题要仔细读题，识图明确题干信息，准确分析各曲线的基本变化趋势。
(2)解答此类题目时，要联系所学水分相对含量与植物细胞代谢强度及抗逆性的关系等知识，综合分析，归纳作答。
[强化训练]
下图中能正确反映某植物种子含水量与呼吸作用强度之间关系的曲线是(　　)
A．Ⅰ　　　　　　　　 B．Ⅱ
C．Ⅲ D．Ⅳ
解析：细胞呼吸需要水分，种子萌发时要先吸收水分。在一定范围内，种子含水量相对越高，呼吸作用相对越旺盛。
答案：A
无机盐的生理作用及其实验验证分析
1．植物必需无机盐的判断依据
(1)由于缺乏某种元素，植物的生长发育遇到障碍，不能完成它的生活史。
(2)除去某种元素以后，植物体表现出专一的病症，而且这种缺素症是可以利用该元素进行预防和恢复的。
(3)某种元素在植物营养上表现的效果是直接的，而不是由土壤的物理、化学或微生物等因素的改变而产生的间接效果。
2．判断方法
溶液培养法，具体操作过程可归纳如下图：
[典例]　科学施肥可使作物接近最高产量而又不会造成肥料浪费。实验表明锌肥的施用量与番茄的果实产量密切相关，下面为实验结果曲线图，请完善探究实验的相关问题。
(1)实验目的：_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
材料用具：不同浓度的硫酸锌溶液(本实验SO对实验结果的影响可忽略)，用相同的杉木糠和土壤浸出液栽培的240株长势相同的番茄幼苗。
(2)实验步骤：
①将240株番茄幼苗平均分成________组并编号；
②在相同且适宜条件下将幼苗培养至花蕾期，_________________________________
________________________________________________________________________；
③继续培养至果实成熟，_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
④绘制实验结果曲线图(如上图)。
(3)实验分析与结论：
①结果表明，施用锌肥的最佳浓度范围是____________________________________。
②根据该实验的结果分析科学施肥的理由：__________________________________
________________________________________________________________________。
[解题指导]
(1)准确、规范“实验目的”：
实验目的的获取需依据提示信息，从题意给予的信息可以看出，本实验研究的是“锌肥的施用量与番茄的果实产量的关系”，所要研究的内容是“未知属性”，实验目的应该定位在“探究”上；从曲线图给予的信息可以看出“不同硫酸锌溶液浓度下，番茄果实产量不同”；因此本实验的实验目的就是“探究锌肥施用量对番茄产量的影响”。或根据坐标图提出另外的实验目的。
(2)确定分组的数量及实验设计的原则：
①明确分组依据，进行合理分组：题中曲线图横坐标中不同硫酸锌溶液浓度的数量是分组的依据。曲线图中给出了7种不同浓度的硫酸锌溶液，再考虑要设计对照实验，因此要把240株番茄幼苗平均分成8组。
②紧扣实验设计的原则：根据平行重复原则，将240株番茄幼苗平均分成8组并编号；根据等量原则、对照原则，“实验组喷洒适量且等体积的不同浓度的硫酸锌溶液，对照组喷洒等量的蒸馏水”。
[标准答案]
(1)探究锌肥施用量对番茄产量的影响(探究种植番茄时施用锌肥的最佳浓度范围)
(2)①8　②实验组喷洒适量且等体积的不同浓度的硫酸锌溶液，对照组喷洒等量的蒸馏水
③称量每组番茄所结果实的重量
(3)①12 mg/L～16 mg/L
②锌肥施用量超过最佳范围(12 mg/L～16 mg/L)时果实产量下降，且造成浪费
———————[归纳小结]—————————————————————
1 对实验目的的确认，要先确定实验的自变量和因变量及其关系。本实验的自变量是硫酸锌溶液浓度，因变量是果实相对产量，它们之间的关系为硫酸锌溶液浓度会影响果实产量。
2 实验分组要注意单一变量原则，选材要保证材料的统一性。
3 验证某种无机盐功能时，要注意二次对照的设置。
——————————————————————————————————————第三单元　细胞的能量供应和利用
第一讲酶和ATP
[教材知识问题化梳理]
一、酶的本质和作用[动漫演示更形象　见课件光盘]
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、线粒体、叶绿体(真核生物)
来源 一般来说，活细胞都能产生酶
生理功能 具有生物催化作用
作用原理 降低化学反应的活化能
[特别提示]　要验证某种酶是蛋白质可用双缩脲试剂，要验证某种酶是RNA，可选用吡罗红染液。
二、酶的特性
对酶的特性和原理进行连线
[巧学助记]　巧记酶的来源和特性
活细胞内来合成，降低化能是本领；
高效专一需温和，催化反应属它行。
三、ATP的结构、功能和利用
(1)ATP的结构：
(2)生成ATP的途径
(3)ATP与ADP的相互转化：ATPADP＋Pi＋能量。
(4)ATP的功能：ATP是细胞生命活动的直接能源物质。
[效果自评组合式设计]
一、在小题集训中洞悉命题视角
1．判断下列有关酶说法的正误。
(1)酶提供了反应过程所必需的活化能(2011·海南卷T14A)(×)
(2)酶是活细胞产生的并具有催化作用的蛋白质(2009·重庆卷T1B)(×)
(3)高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性(2009·重庆卷T1A)(×)
(4)酶分子在催化反应完成后立即被降解成氨基酸(2011·海南卷T14D)(×)
(5)淀粉酶溶液中加入蛋白酶不会导致淀粉酶活性发生变化(2012·海南卷T4B)(×)
2．判断下列有关ATP叙述的正误。
(1)1个ATP分子中含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团(2013·广州模拟T3A)(×)
(2)线粒体内膜上不能合成ATP(2012·北京卷T1A)(×)
(3)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源(2008·广东卷T4A)(×)
(4)人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡(2008·天津卷T6④)(×)
二、在回顾教材图表中强化学科能力
据ATP结构式回答下列问题：
(1)图中①、②、③的结构分别是什么？
答案：①腺嘌呤、②核糖、③磷酸基。
(2)腺苷是由图中哪些结构组成的？
答案：腺苷由图中①＋②构成。
(3)ATP分子去掉2个磷酸基团后的剩余部分是什么物质？
答案：是腺嘌呤核糖核苷酸。
酶的高效性和专一性
1.高效性
(1)原理：与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著。
(2)实验验证(教材实验)：[配有实验演示视频　见课件光盘]
①
③实验结论
(3)曲线模型：
2．专一性
(1)原理模型：
(2)实验验证：
①设计思路：
方案一
方案二
②设计示例：
(3)曲线模型：
[联前系后]
——————————————————————————————————————
酶与激素的比较
酶 激素
来源 活细胞产生 专门的内分泌腺或特定部位细胞产生
化学本质 绝大多数是蛋白质，少数是RNA 固醇类、多肽、蛋白质、氨基酸衍生物等
生理功能 催化作用 调节作用
共性 在生物体内均属高效能物质 ，即含量少、作用大、生物代谢不可缺少
——————————————————————————————————————
[例1]　(2013·大连模拟)下表是探究淀粉酶对淀粉和蔗糖作用的实验设计及结果。根据实验结果，以下结论正确的是(　　)
试管编号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
2 mL 3%淀粉溶液 ＋ ＋ ＋ － － －
2 mL 3%蔗糖溶液 － － － ＋ ＋ ＋
1 mL 2%的新鲜淀粉酶溶液 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
反应温度(℃) 40 60 80 40 60 80
2 mL本尼迪特试剂 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
砖红色深浅 ** *** * # # #
注：“＋”表示添加，“－”表示不加，“*”的多少代表颜色的深浅，#表示无颜色变化。
A．蔗糖被水解成非还原糖
B．淀粉在淀粉酶的作用下水解成还原糖
C．淀粉酶活性在40℃时比在60℃时高
D．淀粉酶对蔗糖的水解具有专一性
[解析]　①～③号试管中均有淀粉和淀粉酶，且均有砖红色，说明淀粉在淀粉酶的作用下水解成还原糖，砖红色越深，说明淀粉酶活性越高，B正确、C错误；④～⑥号试管均未出现砖红色，说明淀粉酶不能催化蔗糖的水解，A、D错误。
[答案]　B
(1)通过哪几组对比，能说明温度能影响酶的活性？
提示：由①、②、③对比可说明温度影响酶活性。
(2)由表中数据如何说明酶具有专一性？
提示：由①与④或②与⑤或③与⑥对照可说明酶的催化作用具有专一性。
ATP的结构与功能
1.结构及组成部分的含义
2．ATP的再生和利用
3．ATP产生速率与O2供给量之间的关系
(1)A点表示在无氧条件下，细胞可进行无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。
(2)AB段表示随O2供应量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生速率随之增加。
(3)BC段表示O2供应量超过一定范围后，ATP的产生速率不再加快，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。
[联前系后]
——————————————————————————————————————
不同物质中“A”代表的含义
—————————————————————————————————————— [例2]　下列有关生物体内直接能源物质——ATP的叙述不正确的是(　　)
A．原核细胞中没有线粒体，但也能产生ATP
B．在光照条件下，叶绿体内既有ATP的产生，又有ATP的分解
C．在有氧与无氧的条件下，细胞质基质都能形成ATP
D．ATP中的“A”与DNA、RNA中的碱基“A”表示的是同一种物质
[解析]　原核细胞中虽然没有线粒体，但仍可以通过呼吸作用产生ATP。在光照条件下，叶绿体通过光反应产生ATP，通过暗反应消耗ATP。有氧呼吸的第一阶段和无氧呼吸均发生在细胞质基质中，均有ATP产生。ATP中的“A”表示腺苷，DNA、RNA中的碱基“A”表示腺嘌呤，故D项错。
[答案]　D
易误点 常见的有关酶的错误说法
失误类型 知识理解类失误
　　
有关酶的几种说法
项目 错误说法 正确说法
产生场所 具有分泌功能的细胞才能产生 活细胞(不考虑哺乳动物成熟红细胞等)
化学本质 蛋白质 有机物(大多为蛋白质，少数为RNA)
作用场所 只在细胞内起催化作用 可在细胞内、细胞外、体外发挥作用
温度影响 低温和高温均使酶变性失活 低温只抑制酶的活性，不会使酶变性失活；高温使酶变性失活
作用 酶具有调节、催化等多种功能 酶只起催化作用
来源 有的可来源于食物等 酶只在生物体内合成
　　
高考命题常从以下角度设置陷阱
(1)化学本质和分布方面：
以选择题形式考查酶的本质、基本组成单位，以及某种结构中是否有某种酶的存在。
(2)功能方面：
与激素相比较，考查酶在细胞代谢中的作用。
1．(2013·衡阳模拟)下列有关酶的叙述正确的是(　　)
①是有分泌功能的细胞产生的　②有的从食物中获得，有的在体内转化而来　③凡是活细胞，一般都能产生酶　④酶都是蛋白质　⑤有的酶不是蛋白质　⑥酶在代谢中有多种功能　⑦在新陈代谢和生长发育中起调控作用　⑧酶只是起催化作用
A．①②⑤　　　　　　　　 B．①⑤⑧
C．③⑤⑧ D．①③⑤
解析：选C　酶是由活细胞产生的，具有生物催化作用的有机物。就酶的化学本质而言，主要是蛋白质，还有RNA，④错、⑤对；就酶作用的场所而言，有胞内酶和胞外酶，活细胞一般都能产生胞内酶，①错、③对；代谢是细胞内全部有序化学变化的总称，在这一过程中，需要酶的催化，⑥⑦错，⑧对。
2．(2011·福建高考)正常人体内的激素、酶和神经递质均有特定的生物活性，这三类物质都是(　　)
A．在细胞内发挥作用
B．由活细胞产生的蛋白质
C．与特定分子结合后起作用
D．在发挥作用后还能保持活性
解析：选C　酶可以在细胞外发挥作用，激素和神经递质都可以与细胞膜表面的受体相结合，从而起作用。激素中的性激素是固醇类物质；大部分酶的化学本质是蛋白质，少数是RNA；部分神经递质是单胺类物质。激素和神经递质与细胞膜上的受体识别并结合起作用，而酶的作用也具有专一性。激素和神经递质起作用后会在相应酶的作用下被处理而失去活性，即激素和神经递质起作用后会发生代谢性失活。
酶促反应速率类曲线解读
[典型图示][课件展示更丰富　见配套光盘]
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图1　温度和pH对酶促反应速率的影响
图2　底物浓度和酶浓度对酶促反应速率的影响
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[信息解读]
(1)在一定温度(pH)范围内，随温度(pH)的升高，酶的催化作用增强，超过这一范围，酶的催化作用逐渐减弱。过酸、过碱、高温都会使酶变性失活，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。
(2)丙图：在其他条件适宜、酶量一定的情况下，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。
丁图：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正相关。
(3)温度和pH是通过影响酶活性来影响酶促反应速度的；底物浓度和酶浓度是通过影响底物与酶的接触来影响酶促反应速率的，并不影响酶的活性。
[解题技法]
(1)在分析温度和pH对酶活性影响的曲线时，要借助数学中分段函数的思想，分段描述，即以最适温度(pH)为界限进行表述。
(2)在解答此类问题时，要特别关注纵坐标表示的是酶促反应速率，还是生成物的量。
[强化训练]
1．对化学本质为蛋白质的酶而言，下列符合其催化反应变化规律的曲线应是(　　)
解析：选D　解题时需要注意纵坐标与横坐标表示的含义。温度与反应速率的关系如选项A曲线所示；pH与反应速率的关系应如选项A曲线所示；当酶量加倍时，反应速率加快，但由于底物的量有限，最后产物量应相等。
2．图甲是过氧化氢酶活性受pH影响的曲线，图乙表示在最适温度下，pH＝b时H2O2分解产生的O2量随时间的变化曲线。若该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下改变正确的是(　　)
A．pH＝a时，e点下移，d点左移
B．pH＝c时，e点为0
C．温度降低时，e点不移动，d点右移
D．H2O2量增加时，e点不移动，d点左移
解析：选C　O2的最大释放量只与H2O2的量有关，与酶的活性无关，与pH＝b时相比，pH＝a时酶的活性下降，e点不变，d点右移；H2O2不稳定，在过氧化氢酶失活时，H2O2仍能分解；温度降低时酶的活性降低，e点不变，但H2O2完全分解所用的时间延长，d点右移；增加H2O2量，e点上移，d点右移。
探究温度和pH对酶活性的影响
[动漫演示更形象　见课件光盘]
1.温度对酶活性的影响
(1)原理解读：
②温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
(2)实验设计程序：
　　 　　
本实验不宜选用过氧化氢酶催化过氧化氢分解，因为过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加热的条件下分解也会加快。
2．pH对酶活性的影响
(1)原理解读：
①H2O2H2O＋O2↑。
②pH影响酶的活性，从而影响O2的生成量，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验O2生成量的多少。
(2)实验设计：
O2的产生速率
[特别提醒]
①在温度对酶活性的影响实验中，只能运用碘液检测底物，不能利用斐林试剂检验产物的生成，因为利用斐林试剂检测时需水浴加热到50～65℃，导致低温下的实验组由于温度变化，影响实验结果。
②设计实验程序时，不能将底物和淀粉酶液先混合再控制温度，否则在温度未达到所预设温度时酶已发生作用。
[典例]　(2012·全国卷)某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：
①在A、B、C、D、E 5支试管中分别加入pH 5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5 mL，再分别加入质量分数为1%的淀粉液1 mL。
②各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1 mL，摇匀。
③将5支试管放入70℃恒温水浴中，保温时间相同且合适。
④取出各试管，分别加入斐林试剂2 mL，摇匀。
⑤观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。
上述实验步骤中有2处错误，请更正并说明更正的理由(不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数)，以便实验能得到正确的预期结果。
(1)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[解题指导]
(1)确定实验的变量。本题探究的是pH对酶活性的影响，因此pH是自变量，酶活性是因变量，温度是无关变量，但温度必须适宜，人唾液淀粉酶的最适温度为37℃左右，70℃时会导致酶失活。
(2)斐林试剂的使用方法。斐林试剂由甲液NaOH和乙液CuSO4等量混合而成，且使用时必须加热，如不加热，则任何一组都不会发生颜色反应。
[标准答案]
(1)③中70℃应改为37℃。因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37℃
(2)在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在50℃～60℃水浴中一段时间。因为在高温条件下斐林试剂与还原糖反应显色
———————[归纳小结]—————————————————————
实验评价题的应对策略
(1)看有无对照实验，如果有，看对照实验设计是否合理。
(2)看实验是否遵循了单一变量原则。如研究温度对酶活性的影响实验中，温度为自变量。除自变量外，其他条件应完全一样。包括：①实验对象的一致性；②等量原则——每次实验所加试剂的量要相等；③实验控制时间的一致性；④实验条件的一致性等。
(3)看实验步骤是否完整，顺序是否合理。
(4)看实验仪器、药剂的使用是否合理，包括药剂的配备、使用及用量的多少等。
(5)看实验结果的验证是否合理。

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