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第二单元　细胞代谢
第6讲　水进出细胞的原理
1．(必修1 P62)渗透作用：水分子(或其他溶剂分子)通过半透膜的扩散。如果半透膜两侧存在浓度差，渗透的方向就是水分子从水的相对含量高的一侧向相对含量低的一侧渗透。
2．如图表示将紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于0.3 g/mL蔗糖溶液中的示意图。
图中②是液泡膜，③是细胞膜，④是细胞质，②③④共同构成的⑥为原生质层。
3．洋葱鳞片叶外表皮细胞发生质壁分离的结构基础是原生质层具有选择透过性，原生质层伸缩性大于细胞壁的伸缩性。
4．质壁分离及复原实验可验证植物细胞也是一个渗透系统。以紫色洋葱外表皮细胞为实验材料制成临时装片后，为使表皮细胞浸润在蔗糖溶液中，操作方法是从盖玻片的一侧滴加(质量浓度为0.3 g/mL的)蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。
5．显微镜下观察洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离，主要观察紫色中央液泡的大小变化和原生质层的位置。水分子穿过洋葱鳞片叶外表皮细胞膜进入细胞的方式为自由扩散和协助扩散。
6．当保卫细胞细胞液的渗透压大于外界溶液的渗透压时，气孔开放。在气孔开放过程中，保卫细胞的吸水能力会逐渐增大。
1．将洋葱细胞放入大于细胞液浓度的KNO3溶液中，一段时间后没有观察到质壁分离现象，可能的原因有该细胞是死细胞，或者是根尖分生区细胞，或者发生质壁分离后又自动复原。
2．由袁隆平海水稻科研团队研发的海水稻，适合在海边滩涂等盐碱地生长。有人提出，海水稻根部细胞的细胞液浓度比一般水稻品种(生长在普通土壤上)的高。利用质壁分离实验方法设计实验进行验证：分别取海水稻和普通水稻根成熟区细胞，制成临时装片；配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液并对细胞进行处理，观察对比两种植物细胞发生质壁分离的情况。
第7讲　物质出入细胞的方式及影响因素
1．(必修1 P65)被动运输：物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量的物质跨膜运输方式。
2．(必修1 P66)自由扩散(简单扩散)：物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式。
3．(必修1 P66)协助扩散(易化扩散)：借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式。
4．(必修1 P66～67)转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型，通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过。分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合。而载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，而且每次转运时都会发生自身构象的改变。
5．(必修1 P69)主动运输：物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量的物质跨膜运输方式。
6．(必修1 P70)主动运输的意义：通过主动运输来选择吸收所需要的物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，从而保证细胞和个体生命活动的需要。
7．(必修1 P72)细胞膜具有选择透过性的结构基础：细胞膜上转运蛋白的种类和数量，或转运蛋白空间结构的变化。通过胞吞或胞吐进出细胞，需要膜上蛋白质的参与，更离不开膜上磷脂双分子层的流动性。
8．细胞膜上的H＋-ATP酶是一种转运H＋的载体蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解释放的能量将H＋泵出细胞，导致细胞外的pH降低；此过程中，H＋-ATP酶作为载体蛋白在转运H＋时发生的变化是载体蛋白发生磷酸化，导致其空间结构改变。
9．胞吞和胞吐两种运输方式的共同点是都能运输大分子物质；都通过囊泡运输；都消耗细胞的能量。
1．若对离体心肌细胞施用某种毒素，结果心肌细胞对Ca2+吸收量明显减少，而对K＋的吸收不受影响，其原因最可能是运输Ca2+的载体被破坏。
2．转运蛋白功能存在差异的直接原因有构成转运蛋白的氨基酸种类、数量和排列顺序不同，以及转运蛋白的空间结构的不同。
3．影响离子泵运输离子的外界因素主要有O2浓度和温度，其依据是离子泵运输离子需要消耗细胞内的ATP，细胞内产生ATP的过程为细胞呼吸，O2浓度能够影响细胞呼吸，进而影响离子泵运输离子；温度影响载体蛋白的运动和细胞呼吸中酶的活性，因此影响离子泵的运输。
4．农业生产中，农作物生长所需的氮元素可以的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收的速率与O2浓度的关系如图所示。
(1)由图可判断进入根细胞的运输方式是主动运输，判断的依据是主动运输需要细胞呼吸提供能量，在一定O2浓度范围内，根细胞对的吸收速率与O2浓度呈正相关，说明进入根细胞需要能量。
(2)O2浓度大于a时，作物乙吸收的速率不再增加，其原因是主动运输需要载体蛋白，此时载体蛋白数量达到饱和。
(3)作物甲和作物乙各自在最大吸收速率时，作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙，判断的依据是作物甲在最大吸收速率时，对应O2浓度和吸收速率均大于作物乙。
第8讲　酶和ATP
1．(必修1 P78)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．(必修1 P78)与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。
3．(必修1 P81)酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。
4．(必修1 P82)酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应。细胞代谢能够有条不紊地进行，与酶的专一性是分不开的。
5．(必修1 P84)酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。
6．(必修1 P84)过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。低温下酶的空间结构稳定，因此，酶制剂适宜在低温下保存。
7．生物体内各项生理活动的进行都需要酶的催化，酶作用的机理是降低化学反应所需的活化能。
8．酶活性是酶催化特定化学反应的能力，可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。
9．(必修1 P86)ATP是一种高能磷酸化合物。
10．(必修1 P87)ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的。
11．①腺苷；②腺嘌呤；③腺嘌呤脱氧核苷酸；④腺嘌呤核糖核苷酸。
12．(必修1 P88)ATP供能机制：ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质等分子磷酸化，这些分子被磷酸化后，空间结构发生变化，活性也被改变，因而可以参与特定的化学反应。
13．(必修1 P89)许多吸能反应与ATP水解的反应相联系；许多放能反应与ATP的合成相联系。
1．不能以过氧化氢为材料来探究温度对过氧化氢酶活性的影响，原因是温度升高会促进过氧化氢分解，会影响实验结果。
2．细胞内绝大多数需要能量的生命活动都是由ATP水解直接提供能量的，但细胞内ATP的含量却能基本保持稳定，原因是ATP与ADP之间存在相互转化，且这种转化处于动态平衡之中。
3．科学家发现，一种化学结构与ATP相似的物质GTP也能为细胞的生命活动提供能量，从化学结构的角度解释GTP可以供能的原因是GTP中含有两个特殊的化学键，该化学键具有较高的转移势能，当GTP水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。
第9讲　细胞呼吸的原理和应用
1．(必修1 P91)探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中，实验的自变量是有无氧气。
2．(必修1 P91)
因变量 检测方法
CO2产生的多少 澄清石灰水变浑浊的程度
溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的时间长短
是否有酒精产生 橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下可与酒精发生化学反应，使溶液变成灰绿色。可通过观察溶液颜色是否变化来确定
3．(必修1 P93)有氧呼吸：指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。
4．(必修1 P92～93)真核细胞有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行，产物为丙酮酸、[H]、少量能量；第二阶段在线粒体基质中进行，需要消耗水，产物为CO2、[H]、少量能量；第三阶段在线粒体内膜上进行，消耗O2，产生水和大量能量。
5．(必修1 P92)有氧呼吸的反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。
6．有氧呼吸过程中葡萄糖中能量的去向：大部分以热能的形式散失，少部分转化为ATP中的化学能。
7．(必修1 P94)无氧呼吸的化学反应式：
(1)产酒精的无氧呼吸：C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量；
(2)产乳酸的无氧呼吸：C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量。
8．(必修1 P94)无氧呼吸的概念：在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。
9．(必修1 P94)细胞呼吸的实质：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。
10．(必修1 P93～94)在细胞内，1 mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2 870 kJ的能量，可使977.28 kJ左右的能量储存在ATP中；而1 mol葡萄糖在分解成乳酸以后，只释放出196.65 kJ的能量，其中只有61.08 kJ的能量储存在ATP中。据此分析在进行无氧呼吸的过程中，葡萄糖中的能量的主要去向是存留在酒精或乳酸中；葡萄糖氧化分解释放出的能量的主要去向是以热能的形式散失。
11．(必修1 P94)蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。
12．(必修1 P96)科学家就真核细胞线粒体的起源，提出了一种解释：有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌，二者在共同生存繁衍的过程中，需氧细菌进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。
13．有氧呼吸第一阶段与无氧呼吸第一阶段完全相同，都不需要氧气，都不在线粒体中进行。结合地球早期大气中没有氧气以及原核细胞中没有线粒体的事实，推测地球早期的单细胞生物的细胞呼吸方式是无氧呼吸，细胞呼吸的两种类型的进化过程是由无氧呼吸进化产生有氧呼吸的。
1．(必修1 P91)在检测酒精的实验中，将酵母菌培养的时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖的原因是葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化。
2．粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，其原因是种子在有氧呼吸过程中产生了水。
3．同一植株的底部叶片呼吸作用强度比顶部叶片弱，其内部原因最可能是同一植株的底部叶片衰老，酶活性降低。
4．中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用有减少杂草与植物对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤氧气含量，促进根系细胞的呼吸。
5．若将某种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是植物在光下进行光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，所以有氧呼吸会增加。
第10讲　捕获光能的色素和结构
1．(必修1 P98)色素提取的原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中。
2．(必修1 P98)色素分离的原理：不同的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。
3．(必修1 P98)提取色素时，加入剪碎的叶片后还需要加入二氧化硅、碳酸钙和无水乙醇，三者的作用分别是有助于研磨得充分、防止研磨中色素被破坏、溶解色素。
4．某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，可能的原因有：研磨不充分，色素未能充分提取出来；称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小；未加入碳酸钙或加入过少，部分色素分子被破坏。
5．(必修1 P98)绿叶中的色素有4种，它们可以归为两大类：叶绿素(含量约占3/4)和类胡萝卜素(含量约占1/4)，其中前者包含叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色)，后者包含胡萝卜素(橙黄色)和叶黄素(黄色)。
6．(必修1 P99)色素分离时，关键应注意滤液细线不要触及层析液，原因是防止滤液细线中的色素被层析液溶解，而不能在滤纸上扩散。
7．(必修1 P99)叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
8．(必修1 P100～101)恩格尔曼实验设计的巧妙之处：实验材料用水绵和需氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋带状分布，便于观察，用需氧细菌可确定释放氧气的部位；没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰；用极细的光束照射，叶绿体上可分为有光照和无光照的部位，相当于一组对比实验；临时装片局部曝光与完全暴露在光下的实验再一次验证实验结果。
9．(必修1 P101)叶绿体是进行光合作用的场所。在它内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子，在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。
1．温室或大棚种植蔬菜时，最好选用无色透明的玻璃或塑料薄膜，原因是它可以使各种颜色的光通过；若补充光源，可选择红光或蓝紫光，原因是植物光合作用主要吸收红光或蓝紫光。
2．从叶片色素的种类和含量角度分析，秋天树叶变红的原因是秋天天气转凉，气温降低，叶片中的叶绿素含量下降，液泡中花青素的颜色逐渐凸显出来，此季节花青素接近红色。
3．海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布大致是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关，不同颜色的藻类吸收不同波长的光，藻类本身的颜色是它们“反射”的光。
第11讲　光合作用的原理
1．(必修1 P102)探索光合作用的部分实验。
年份 科学家 发现
1937年 英国植物学家希尔 离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应称作希尔反应
1941年 美国科学家鲁宾和卡门 用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气来源于H2O： O＋CO2→植物→18O2；H2O＋C18O2→植物→O2
1954年 美国科学家阿尔农 在光照下，叶绿体可合成ATP。1957年，他发现该过程总是与水的光解相伴随
2．(必修1 P103)水分解为氧和H＋的同时，被叶绿素夺去两个电子。电子经传递，可用于NADP＋与H＋结合形成NADPH。NADPH的作用是可作为暗反应阶段的还原剂；储存部分能量供暗反应阶段利用。
3．(必修1 P104)光合作用的产物有一部分是淀粉，还有一部分是蔗糖。蔗糖可以进入筛管，再通过韧皮部运输到植株各处。
4．(必修1 P106)光合作用的基本过程。
5．光合作用的反应式(产物为C6H12O6)：6CO2＋12H2OC6H12O6＋6O2＋6H2O。
　图为番茄叶肉细胞进行光合作用的过程及磷酸丙糖的转化和运输情况。
(1)其中磷酸丙糖转运器发挥作用时，并不会直接改变叶绿体内磷酸丙糖和Pi的总含量。磷酸丙糖转运器维持叶绿体内磷酸丙糖和Pi的总含量不变的原因是Pi与磷酸丙糖通过磷酸丙糖转运器严格按照1∶1反向交换进行转运。
(2)将离体的叶绿体置于磷酸浓度低的外界悬浮液中，叶绿体CO2的固定速率会减慢，原因为外界磷酸浓度低，不利于磷酸丙糖的输出，叶绿体中淀粉等光合产物积累，导致暗反应过程受阻，从而影响CO2的固定。
(3)蔗糖是大多数植物长距离运输的主要有机物，与葡萄糖相比，以蔗糖作为运输物质的优点是非还原糖较稳定。
第12讲　光合作用的影响因素及应用
1．(必修1 P105)探究环境因素对光合作用强度的影响的实验中，利用抽气法排出叶片细胞间隙中的气体，使其沉入水中，通过LED台灯与烧杯之间的距离调节光照强度。
2．(必修1 P105)光合作用的过程中产生O2的多少与光合作用强度密切相关，O2积累在细胞间隙从而使下沉的叶片上浮。因此可依据一定时间内圆形小叶片上浮的数量，来比较光合作用强度。
3．(必修1 P105)探究光照强度对光合作用强度影响的实验中，抽出圆形小叶片细胞间气体后先放在黑暗下的目的是防止提前进行光合作用。给予光照一段时间后叶片上升的原因是光合作用产生的氧气大于细胞呼吸消耗的氧气，细胞间隙充满氧气，所以叶片上浮。该实验中NaHCO3的作用是给光合作用提供CO2，密闭的液滴移动装置中NaHCO3的作用是保持CO2浓度稳定。
4．在一定光照强度范围内，光合作用强度随光照强度的增强而增强。
5．影响光合速率的外界因素主要是光照强度、温度、CO2浓度等。
6．“正其行，通其风”是通过提高二氧化碳浓度来提高光合作用速率的。
1．生长环境中的CO2浓度由1%降低到0.03%时，植物的光饱和点的变化是降低，原因是CO2浓度降低时，暗反应的强度低，所需要的ATP和NADPH少。光补偿点的变化是升高，原因是在合成有机物的量不变时，CO2浓度降低，所需要的光照强度增大。
2．用菠菜类囊体和人工酶系统组装的人工叶绿体，能在光下生产目标多碳化合物。若要实现黑暗条件下持续生产，需稳定提供的物质有NADPH、ATP和CO2。生产中发现即使增加光照强度，产量也不再增加，若要增产，可采取的有效措施有增加CO2的浓度和适当提高环境温度。
3．干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少。
第13讲　光合作用和细胞呼吸的综合应用
　温室大棚生产上，夜晚适当降低温度是为了减少细胞呼吸有机物的消耗来增加一天中有机物的积累量。
1．正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位，原因是自身呼吸消耗或建造植物体结构。
2．整个植株表现为单位时间内CO2吸收量为0时，该植株叶肉细胞的光合作用强度大于叶肉细胞的细胞呼吸强度，原因是该条件下叶肉细胞的光合速率等于整个植株的细胞呼吸速率，因此叶肉细胞的光合速率大于叶肉细胞的呼吸速率。
3．CO2补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度，C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。干旱会导致气孔开度减小，研究发现在同等程度干旱条件下，C4植物比C3植物生长得好。从两种植物CO2补偿点的角度分析，可能的原因是C4植物的CO2补偿点低于C3植物，C4植物能够利用较低浓度的CO2。

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