 高中生物学必修一课后问题答案第1章 走近细胞 第1节 细胞是生命活动的基本单位 教材第2页问题探讨 1.提示：可以将大熊猫和冷箭竹几种器官、组织制成装片或切片，在显微镜下观察这些组织是否由细胞构成；或者，查阅科学研究文献，把科学家已经获得的研究结果作为证据。 2.提示：评价时注重证据获取的可行性和科学性。 教材第3～4页思考·讨论 1.通过对动植物体的解剖和显微观察获得证据，通过归纳概括形成结论。 2.可信。因为在细胞学说的建立过程中，科学家不仅运用了不完全归纳法，还揭示了动植物的个体与细胞的内在规律性关系(如细胞是动植体生命活动的基本单位，动物体是由受精卵这个细胞发育而成的)，这样的科学归纳比一般的不完全归纳更具可信度。这一结论，实际上是阐释了植物和动物在结构上的一致性，由此突破了植物学和动物学之间的壁垒，也推动了人们对细胞开展深入的研究。 3.“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”，这暗示着人的身体的每个细胞都凝聚着漫长的进化史；细胞学说主要阐明了生物界的统一性，因为它揭示了动物和植物的统一性，从而阐明了生物界的统一性。 4.通过分析细胞学说建立的过程，领悟到科学发现具有以下的特点： (1)科学发现需从观察入手。 (2)科学发现的过程离不开技术的支持。 (3)科学理论的形成需要观察与归纳概括的结合。 (4)科学学说的建立是一个不断开拓、继承、修正和发展的过程。 教材第7页思考·讨论 1.叶的表皮细胞主要起保护作用；心肌细胞是心脏的重要组成部分，众多心肌细胞收缩、舒张使心脏得以搏动。 2.冷箭竹的光合作用在含有叶绿体的细胞中进行，大熊猫的血液运输氧的功能是靠红细胞完成的。 3.大熊猫和冷箭竹繁殖后代关键靠生殖细胞。 4.生物圈的碳氧平衡与地球上所有生物细胞的生命活动都有关系，因为基本上每个细胞都要进行呼吸作用消耗氧气和释放二氧化碳，而绿色植物的一些细胞和蓝细菌能进行光合作用吸收二氧化碳和释放氧气。正因为有了细胞的呼吸作用和光合作用，才能保持生物圈中的碳氧平衡。 教材第8页练习与应用 一、概念检测 1.(1)√(2)√ (3)× [叶绿体是一种细胞器而不是一种细胞。离体的叶绿体在一定的条件下能释放氧气，说明这一生理过程单个叶绿体也能完成，不支持“细胞是生命活动的基本单位”这一观点。] (4)√ 2.C [多细胞生物的每个细胞只能完成特定的生命活动。] 3.(1)人体皮肤纵切片：本切片图中可见上皮组织的细胞、角质层细胞(死亡)和皮下结缔组织中的多种细胞。 迎春叶横切片：表皮细胞(保护)、保卫细胞(控制水分蒸发和气体进出)、叶肉细胞(光合作用)、导管细胞(运输水和无机盐)、筛管细胞(运输有机物)等。 (2)动植物细胞的共同点：都有细胞膜、细胞质和细胞核。不同点：植物细胞有细胞壁、液泡，有些植物细胞还有叶绿体。 (3)因为人体皮肤和迎春叶都是由多种组织组成的。例如，人体皮肤由上皮组织、结缔组织、神经组织和肌肉组织组成，这些不同的组织按照一定的次序结合在一起构成行使保护等功能的器官。 二、拓展应用 1.能。如在显微镜下观察草履虫、人口腔上皮细胞、酵母菌细胞，发现这些细胞都有细胞膜、细胞质和细胞核，于是得出了单细胞生物都有细胞膜、细胞质和细胞核的结论；在显微镜下观察人的口腔上皮细胞，心肌细胞、神经细胞，发现这些细胞都有细胞核，于是得出人体所有细胞都有细胞核的结论。在使用这种方法时也需要注意存在例外的可能，如人的成熟的红细胞没有细胞核。 2.病毒不能独立进行代谢活动，只能在活细胞内寄生，依靠活细胞完成各项生命活动，所以说无细胞结构的病毒的生活离不开细胞。 3.不能。细胞学说支持生物进化的观点。新细胞由老细胞产生，老细胞由更老的细胞产生，如此上溯，现代生物的细胞都是远古生物细胞的后代，小小的细胞内部，凝聚着数十亿年基因的继承和改变。每个细胞，每个生物，都是历史的产物。 第2节 细胞的多样性和统一性 教材第9页问题探讨 1.从图中至少可以看出5种细胞，它们分别是红细胞、白细胞、口腔上皮细胞、洋葱根尖细胞和洋葱表皮细胞。这些细胞共同的结构有细胞膜、细胞质和细胞核(植物细胞还有细胞壁，人的成熟红细胞没有细胞核)。 2.提示：细胞具有不同的形态结构是因为生物体内的细胞所处的位置不同，功能不同，这是细胞分化的结果。例如，红细胞呈两面凹的圆饼状，这有利于与氧气充分接触，起到运输氧气的作用；洋葱表皮细胞呈长方形，排列紧密，起到保护作用。 教材第9～10页探究·实践 1.使用高倍镜观察的步骤和要点：(1)首先用低倍镜观察，找到要观察的物像，移到视野的中央；(2)转动转换器，用高倍镜观察，并轻轻转动细准焦螺旋，直到看清楚物像。 2.这些细胞在结构上的共同点：有细胞膜、细胞质和细胞核，植物细胞还有细胞壁。各种细胞之间的差异和产生差异的可能原因：这些细胞的位置和功能不同，其结构与功能相适应，这是个体发育过程中细胞分化产生的差异。 3.从大肠杆菌的电镜照片可以看出，大肠杆菌没有明显的细胞核，没有核膜，大肠杆菌细胞外有鞭毛等。 教材第11页旁栏思考题 “原核细胞”中的“原”字指“原始”的含义；“真核细胞”中的“真”字指“真正”的含义；从进化的视角看，真核细胞是由原核细胞进化而来的。 教材第12页练习与应用 一、概念检测 1.(1)× [真菌是真核生物。] (2)√ [原核生物中的蓝细菌是自养生物，其他大多数细菌是异养生物。] (3)√ [原核生物是单细胞生物，真核生物大多数是多细胞生物，少数是单细胞生物，如草履虫、变形虫。] 2.D [细菌是原核生物，没有成形的细胞核和染色体；草履虫、衣藻、变形虫是真核生物，有细胞核和染色体。衣藻、细菌有细胞壁，草履虫、变形虫没有细胞壁。草履虫、衣藻、变形虫、细菌都有细胞膜、细胞质、遗传物质、储存遗传物质的场所。] 3.根瘤菌细胞是原核细胞，植物细胞是真核细胞，根据有无由核膜包被的细胞核可以区分根瘤菌细胞与植物细胞。 二、拓展应用 1.细胞学说可以解释细胞为什么具有统一性。细胞通过分裂产生新细胞，所有的细胞都来源于先前存在的细胞。细胞的多样性是细胞分化的结果，细胞的结构与功能相适应。 2.(1)支原体与动物细胞结构的区别是支原体没有成形的细胞核，只有裸露的DNA和核糖体一种细胞器。 (2)与细菌相比，支原体没有细胞壁。 (3)支原体是原核生物。 教材第14页复习与提高 一、选择题 1.C [细胞学说揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性。] 2.D [原核生物最明显的标志是没有核膜包被的细胞核。沙眼衣原体是原核生物，通过电子显微镜观察它是否具有核膜包被的细胞核可以确定其是否为原核生物。] 3.D [生态系统属于生命系统。] 4.C [原核细胞虽然结构简单，但是依然具有多样性，A错误；原核细胞与真核细胞之间具有统一性，B错误；新细胞是由老细胞分裂产生的，D错误。] 二、非选择题 1.画概念图 3个问号分别表示的连接词从左到右依次是不具有、具有、具有。 2.(1)细胞膜、细胞质、细胞核(或储存遗传物质的场所) (2)眼虫、衣藻 含有叶绿体，能进行光合作用，衣藻还有细胞壁 变形虫、草履虫 具有细胞膜、细胞质和成形的细胞核.不具有细胞壁 (3)眼虫有叶绿体，与植物细胞类似；眼虫有眼点能感受光的刺激，有鞭毛，能运动，这些特征与动物类似。从以上分析可以看出，眼虫与植物和动物都有相同之处，说明眼虫可能是与植物、动物共同祖先很接近的生物 3.(1)可以有不同答案。因为细胞是基本的生命系统，科学家一般将人工合成生命定义为人工组装细胞，从这个意义上说，人工合成脊髓灰质炎病毒还不能称为人工合成生命。病毒是生物大分子构成，并且能自我复制，具备生物的一些基本特征，因此在生物学上一般认为它是不同于动物、植物、真菌和原核生物的一类特殊的生物，从这个意义上说，人工合成脊髓灰质炎病毒也可以视为人工合成生命。本题的目的不是让学生在知识层面获得一个标准答案，而是活跃思维，认识生物界的复杂性。 (2)人工合成病毒的研究，其意义具有两面性，用绝对肯定或绝对否定的态度都是不全面的。从肯定的角度看，人工合成病毒可以使人类更好地认识病毒，例如，研制抵抗病毒的药物和疫苗，从而更好地为人类的健康服务；从否定的角度看，人工合成病毒的研究也可能会合成某些对人类有害的病毒，如果这些病毒传播开来，或者被某些人用作生物武器，将给人类带来灾难。 第2章 组成细胞的分子 第1节 细胞中的元素和化合物 教材第16页问题探讨 开放性问题，答案合理即可。如“为什么组成地壳和细胞的各种元素的相对含量差异很大。” 教材第16页思考·讨论 1.在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素是一样的，都是C、H、O、N。这是因为玉米和人都是生物，组成它们的主要成分是水、糖类、脂质和蛋白质等物质，这些物质含有C、H、O，蛋白质中还含有大量的N。 2.提示：细胞中有些元素含量很少，但是却有重要作用，如在玉米细胞干重中，S只有0.17%，Mg只有0.18%，但很多蛋白质都含有S，叶绿体中的叶绿素分子中含有Mg，如果缺少S或Mg，细胞就不能合成这些蛋白质或叶绿素。 3.提示：玉米细胞中氧元素的含量明显高于人体细胞，而氮元素的含量明显低于人体细胞，这说明玉米细胞和人体细胞中的不同有机物的含量有差别，如玉米细胞中的糖类要多一些，而人体细胞中的蛋白质的含量要多一些；Ca的含量也有区别，这与玉米和人体的物质和结构组成有关。 教材第17页旁栏思考题 提示：梨的果实细胞中含较多的糖类和水等，不含叶绿素。 教材第18～19页探究·实践 1.略。 2.开放性问题，答案合理即可。 3.不同生物材料中有机化合物的种类、含量有差异，因此在日常膳食中要遵循“多样、均衡”的原则，满足机体生命活动的需要。 教材第18～19页练习与应用 一、概念检测 1.(1)√ [组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到，没有一种化学元素为细胞所特有。] (2)× [微量元素的作用并不微小。] (3)√ [不同种类的细胞的组成元素和化合物种类基本相同，这体现了细胞的统一性；不同种类的细胞的组成元素和化合物含量往往有一定差异，这体现了细胞的多样性。] 2. 3.C [人体细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质。] 4.B [组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到，没有一种化学元素是生物界所特有的，这说明了生物界与无机自然界具有统一性。] 二、拓展应用 1.细胞是生命活动的基本单位，虽然组成细胞的元素来自无机环境，但是构成细胞的主要元素C、H、O、N含量与无机环境差异很大，这与细胞内的有机化合物如糖类、脂质、蛋白质和核酸有关。 2.不能。生命系统内部是一个严谨有序的结构，不是物质随意堆砌而成的。 第2节 细胞中的无机物 教材第20页问题探讨 1.水在细胞中的重要作用：水是细胞结构的重要组成成分，自由水是细胞内的良好溶剂，许多种物质溶解在这部分水中，细胞内的许多生物化学反应也都需要水的参与，多细胞生物体的绝大多数细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中。水在生物体内的流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时也把各个细胞在代谢中产生的废物，运送到排泄器官或者直接排出体外。总之，各种生物体的一切生命活动都离不开水。 2.表中氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钠、磷酸二氧钾、碳酸氢钠为无机盐。无机盐在细胞中起重要作用，是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分，许多种无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有非常重要的作用。 教材第21页旁栏思考题 略。 教材第22页思考·讨论 1.植物光合作用的正常进行离不开叶绿素，而叶绿素的分子结构中不能缺少的元素之一就是Mg。Mg是叶绿素的组成元素之一，因此，Mg对于绿色植物的光合作用有重要意义。缺Mg时叶绿素的合成受到阻碍，从而影响光合作用。 2.提示：人体内血红蛋白和红细胞的减少都可以导致贫血。血红素(血红蛋白的组成成分)的分子结构中不能缺少的一种元素就是Fe。缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍，从而引起贫血。缺铁性贫血症是一种常见的贫血症。 3.提示：这说明了P对于植物正常的生长发育是必不可少的。P作为植物生长发育所必需的大量元素之一，是许多重要化合物(如核酸、ATP等)和生物膜等的重要组成成分，也在光合作用和呼吸作用等与能量代谢有关的反应中扮演重要角色。当P供应不足时，核酸的合成会受到影响，并会影响蛋白质的合成，还会影响体内糖类的代谢。因此，缺P的植株叶片颜色异常，并且长得矮小，结实率低。 教材第22页旁栏思考题 提示：盐是日常生活中不可缺少的调味品，它的主要成分是NaCl。虽然Na＋和Cl－在细胞的代谢中发挥重要的作用，但它们并不是越多越好。世界卫生组织(WHO)推荐每人每天食盐摄入量以5 g为宜。据《中国居民营养与慢性病状况报告(2015)》显示，虽然我国居民平均每天烹调用盐在2012年比2002年下降了1.5 g，但还是达到了10.5 g，而且中老年群体食盐消费量明显高于青少年群体。摄入盐过多对人类健康的危害很大。例如，有大量证据表明，增加盐的摄入会增加高血压及其他心血管疾病的患病风险；高盐饮食与骨质疏松症、糖尿病等相关。但是，并不是所有的人群都适合低盐饮食，某些疾病患者可能要维持相当水平的盐摄入。该思考题可以让学生体会到适度与平衡的重要性。 教材第22页练习与应用 一、概念检测 (1)× [自由水是良好的溶剂，能参与物质运输和化学反应，结合水是细胞结构的重要组成部分。] (2)× [自由水与结合水的含量与新陈代谢有关，同一株植物中，老叶细胞比幼叶细胞中自由水的含量低。] (3)× [将作物秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是有机化合物。] 二、拓展应用 1.质量分数为0.9%的氯化钠溶液的浓度，正是人体细胞所处液体环境的浓度，所以质量分数为0.9%的氯化钠溶液叫生理盐水。当人体需要补充盐溶液或输入药物时，应输入生理盐水或用生理盐水作为药物的溶剂，以保证人体细胞的生活环境维持在相对稳定的状态。 2.水是生命之源，地球上最早的生命就是起源于水中的。科学家在火星上发现了流动水的痕迹，说明那里可能有自由流动的水。同时，那里的土壤还含有生命必需的一些元素，所以科学家才会作出这样的推测。 第3节 细胞中的糖类和脂质 教材第23页问题探讨 1.糖类是细胞生命活动所需要的主要能源物质。 2.这说明细胞可以将葡萄糖转化为脂肪。 教材第24页旁栏思考题 糖尿病病人饮食中，米饭、馒头等主食也需限量，是因为其中富含淀粉，淀粉经消化分解后生成葡萄糖，进而使血糖升高。 教材第25页批判性思维 除淀粉外的复杂糖类，如纤维素、果胶等，被称为膳食纤维。膳食纤维大量存在于蔬菜、水果、海藻和粮食(特别是粗粮)等植物性食物中；它们既不能被肠道消化、吸收，也不能产生能量，只是肠道里的匆匆过客，最终混在食物残渣里，随着粪便一起排出体外。但膳食纤维能够促进胃肠的蠕动和排空。所以，多吃一些富含膳食纤维的食物，排便就会通畅，并且减少患大肠癌的机会；还有利于降低过高的血脂和血糖等，从而有利于维持心脑血管的健康、预防糖尿病、维持正常体重等。由于膳食纤维具有如此重要的保健作用，因此一些科学家把它称作人类的“第七类营养素”。 教材第26页思考·讨论 1.脂肪主要分布在人和动物体内的皮下、内脏器官周围。某些动物还在特定的部位储存脂肪，如骆驼的驼峰。 2.花生、油菜、向日葵、松子、核桃、蓖麻等植物都含有较高的脂肪，这些植物的脂肪多储存在它们的种子中。 3.脂肪除了可以储存大量能量，还具有隔热、保温和缓冲的作用，可以有效地保护动物和人体的内脏器官。 4.提示：当人类过多地摄入脂肪类食物又缺少运动时，就有可能导致肥胖、高血压。另外体内脂肪过多将增加内脏器官尤其是心脏的负担。 教材第27页旁栏思考题 细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的。当北京鸭摄入的糖类过多时，糖类在鸭体内就转变成了脂肪，并在皮下组织等处储存起来。 教材第27页练习与应用 一、概念检测 1.(1)√ [磷脂是构成细胞膜的重要成分，也是构成各种细胞器膜的重要成分。] (2)× [纤维素主要存在于植物细胞中，动物细胞中不含纤维素。] (3)× [淀粉是植物细胞内的储能物质。] 2.C [糖原是动物细胞中的多糖，淀粉是植物体内的储能物质，纤维素是所有植物细胞的细胞壁的主要组成成分。蔗糖和麦芽糖是植物细胞中的二糖。] 二、拓展应用 1.(1)减少甜味食品摄入，如含蔗糖(白砂糖、绵白糖、冰糖、红糖)、葡萄糖和果糖等的食物。减少油炸食品和肥肉的摄入。 (2)①少食多餐，切忌暴饮暴食。②食物种类多样化，保证营养均衡。③避免或尽量减少油炸、油煎、油焖、糖醋、腌制、酱汁等高油高糖高盐食品。④避免或尽量少吃零食，学会观看食物配料表，食品添加剂多的食物尽量避免，合理搭配营养素比例。⑤烹调方式尽量选择煮、蒸、炖、烩等少油方式。 2.糖类是生物体主要利用的能源物质，尤其是大脑和神经所利用的能量必须由糖类来供应。脂肪是非极性化合物，可以以无水的形式储存在体内。虽然糖原也是动物细胞的储能物质，但是它是极性化合物，是最高的水合形式，在机体内储存时所占体积相当于等重量的脂肪所占体积的4倍左右。脂肪与糖类氧化相比，在生物体细胞内脂肪的氧化速率比糖类慢，而且需要消耗大量氧气。此外，糖类氧化既可以在有氧条件下进行，也可以在无氧条件下进行，所以对于生物体的生命活动而言，糖类是主要能源物质，而脂肪是主要储能物质。 第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 教材第28页问题探讨 1.用某些动物组织提取的胶原蛋白制作手术缝合线，能够被人体组织吸收，是因为组成动物和人体的胶原蛋白是相似的物质。 2.提示：这种手术缝合线要变为小分子物质才能被吸收，初中学习过食物中的蛋白质是要分解为氨基酸才能被吸收，因此说蛋白质在化学组成上应该可以分为更小的分子。 教材第29页思考·讨论 1.每个氨基酸都有氨基和羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。 2.“氨基酸”代表了氨基酸分子结构中主要的部分——氨基和羧基。 教材第31页思考·讨论 1.氨基酸脱水缩合形成二肽、三肽……多肽；一条肽链按照一定形态，盘曲、折叠构成空间结构，多条肽链聚集形成复杂的空间结构。 2.食物中的蛋白质要经过蛋白酶和肽酶等多种水解酶的作用，才能分解为氨基酸。这些氨基酸进入人体细胞后，要形成二肽、三肽到多肽，由多肽构成人体的蛋白质。人体的蛋白质与食物中的蛋白质不一样。 3.10个氨基酸能够组成2110条互不相同的长链。氨基酸的种类、数量、排列顺序以及肽链盘曲折叠方式和形成的空间结构不同是蛋白质多种多样的原因。 教材第32页练习与应用 一、概念检测 1.(1)√ (2)× [氨基酸通过脱水缩合的方式形成的是肽链，肽链需进一步盘曲、折叠才能形成蛋白质。] (3)× [蛋白质可以分布在细胞外或者细胞膜上。] (4)√ 2.A 3.A [构成蛋白质的氨基酸分子中至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。] 4.B [胆固醇的本质是固醇，它是脂质的一种。] 二、拓展应用 1.提示：食物中的蛋白质是大分子有机物，它们都要被消化成细胞可以吸收的小分子物质才能被人体吸收，这些小分子都要在人体细胞内重新合成不同的蛋白质，在人体内执行不同的功能。 2.(1)5 4 4 (2)如图所示 (3)提示：蛋白质的结构会影响其功能，如果氨基酸的顺序发生了改变，不一定还具有脑啡肽的功能。 3.必需氨基酸是人体细胞不能合成的氨基酸，必须从食物中获得，因此在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们注重其中必需氨基酸的种类和含量。 第5节 核酸是遗传信息的携带者 教材第34页问题探讨 1.人的遗传信息储存在DNA分子中，而每个人的遗传信息都有所区别，因此DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息。 2.提示：DNA鉴定技术还可以运用在亲子鉴定上。在研究人类起源、不同类群生物的亲缘关系等方面，也可以利用DNA鉴定技术。 教材第36页练习与应用 一、概念检测 1.(1)√ [DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸。] (2)× [对真核生物来说，遗传物质除位于细胞核中，还位于线粒体、叶绿体中。对于原核生物来说，遗传物质位于细胞质中。] (3)√ [构成DNA的单体是脱氧核苷酸。] 2.C [组成DNA的五碳糖是脱氧核糖。] 3.C [甘油不是核苷酸的组成成分，一个核苷酸由一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成。] 4.C [豌豆叶肉细胞中的核酸有DNA和RNA，含有的碱基种类为A、G、C、T、U，共5种。] 二、拓展应用 (1)“一切疾病都与基因受损有关”过于绝对，疾病有的是基因受损导致的，还有很多疾病是由细菌等病原体导致的。“基因是核酸片段”属于错误说法，核酸包括DNA和RNA，除少数病毒外，生物的基因是DNA上有遗传效应的片段。“补充某些特定的核酸，可增强基因的修复能力”这是混淆概念关系以误导消费者。人们吃的食物中已经含有很多核酸，不需要额外补充核酸，核酸也不是人体需要的营养物质；人体内不缺乏合成核酸的原料；人体细胞不会直接利用外来核酸，无论是食物中的核酸，还是补充特定的核酸，都不能直接被细胞利用，都要被消化系统内的酶分解后才能被人体细胞利用；细胞内的基因修复有复杂的机制，补充核酸不会增强基因修复能力。 (2)提示：向推销人员询问该核酸保健品的成分、功效，及如何起到保健作用的原理；运用已学习的核酸知识与推销员交流，传递正确的营养保健知识；表明不会购买核酸保健品的态度。 教材第38页复习与提高 一、选择题 1.A [生物大分子以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架。] 2.B [蔗糖、甘油、脂肪酸的元素组成是C、H、O，核酸的元素组成是C、H、O、N、P，故水稻和玉米从外界吸收硝酸盐和磷酸盐，可以用于细胞内合成核酸。] 3.D [分析题干信息，推测Mn2＋是硝酸还原酶的活化剂。] 4.D [大量运动出汗时会丢失无机盐，故需要补充生理盐水，另外该同学昏倒是能量供应不足的缘故，还应补充葡萄糖。] 5.A [葡萄糖是单糖，可直接被人体细胞吸收。蔗糖、麦芽精、乳糖是二糖，必须水解成单糖才能被人体细胞吸收。] 6.D [核酸携带遗传信息。] 7.A 8.B [RNA彻底水解后，得到核糖、磷酸、含氮碱基。RNA中不含葡萄糖、氨基酸、脱氧核糖。] 二、非选择题 1.(1)冬小麦的含水量从9月至12月处于下降趋势，因为随着冬季来临，气温下降，细胞中自由水的含量显著下降有助于抵抗低温冻害。 (2)在寒冷的情况下，自由水可以结成冰而伤害植物，结合水则不会结冰。因此，冬季来临时，冬小麦细胞内自由水的比例逐渐降低，而结合水的比例逐渐上升，可以避免气温下降时自由水过多导致容易结冰而损害自身，这是植物适应环境的一种表现，是生物进化的结果。 (3)水在细胞中以两种形式存在：自由水和结合水。自由水的作用：①细胞内的良好溶剂；②参与细胞内的生化反应；③为细胞提供液体环境；④运输营养物质和代谢废物。结合水是细胞结构的重要组成成分。 2.蛋白质的功能是氨基酸种类、数目和排列顺序、多肽链折叠或盘曲形成的空间结构决定的。人的红细胞承担运输氧的作用，是因为血红蛋白的结构适于运输氧；而心肌细胞主要是承担心脏律动作用，其心肌蛋白的结构适于律动。 3.多糖如淀粉的基本单位是葡萄糖，无论多少个葡萄糖构成淀粉，它的顺序没有什么变化。核酸就不同了，构成核酸的核苷酸，无论是脱氧核苷酸还是核糖核苷酸，都各含4种碱基。核酸是由核苷酸连接而成的长链，核酸分子中4种脱氧核苷酸(或核糖核苷酸)在数量、排列顺序上就会千差万别，从而能够承担起携带遗传信息的功能。因此说核酸是遗传信息的携带者，而多糖不是。 4.在陨石中发现了氨基酸，且这些氨基酸不是来自地球，这说明宇宙中很可能还存在与地球生物类似的生命形式。因为氨基酸是组成蛋白质的基本单位，而蛋白质又是生命活动的主要承担者。 第3章 细胞的基本结构 第1节 细胞膜的结构和功能 教材第40页问题探讨 1.活细胞的细胞膜具有选择透过性，染料台盼蓝是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜，因此活细胞不被染色。死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能，台盼蓝能通过细胞膜进入细胞，死细胞能被染成蓝色。 2.细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出细胞的功能。 教材第42页思考·讨论 1.最初认识到细胞膜是由脂质组成的，是通过对现象的推理分析得出的。 2.提示：因为磷脂分子的“头”部亲水，所以在水—空气界面上磷脂分子是“头”部向下与水面接触的，“尾”部则朝向空气一面。科学家因测得磷脂单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍，才得出膜中的脂质必然排列为连续的两层这一结论。 3.磷脂分子具有亲水头部，疏水尾部，在水里，磷脂分子的疏水尾部相对，亲水头部朝向水形成双分子层。细胞膜所处的环境是以水为溶剂的液体环境，故细胞膜是由磷脂双分子层构成的。 4.如果将磷脂分子置于水—苯的混合溶剂中，磷脂的“头部”将与水接触，“尾部”与苯接触，磷脂分子分布成单层。 教材第45页旁栏思考题 一是因为水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙；二是因为膜上存在水通道蛋白，水分子可以借助水通道蛋白通过膜。 教材第46页练习与应用 一、概念检测 1.(1)× [构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多可以运动，这体现了细胞膜的流动性。] (2)× [细胞膜的控制作用是相对的，环境中一些对细胞有害的物质有可能进入；有些病毒、病菌也能侵入细胞，使生物体患病。] (3)× [细胞膜具有流动性，向细胞内注射物质后，细胞膜上不会留下空洞。] 2 B [水分子是小分子物质，可通过扩散跨膜运输，也可通过细胞膜上的水通道蛋白进出细胞。] 二、拓展应用 1.把细胞膜与窗纱进行类比，合理之处是说明细胞膜与窗纱一样，具有容许一些物质进出，阻挡其他物质进出的作用。但这样类比也有不妥当的地方。例如，窗纱是一种简单的刚性结构，功能较单纯；细胞膜的结构和功能要复杂得多。细胞膜是活细胞的重要组成部分，活细胞的生命活动是一个主动的过程；而窗纱是没有生命的，它只是被动地起作用。 2.(1)由双层磷脂分子构成的脂质体，两层磷脂分子之间的部分是疏水的，脂溶性药物能被稳定地包裹在其中；脂质体的内部是水溶液的环境，能在水中结晶的药物可稳定地包裹其中。 (2)由于脂质体是磷脂双分子层构成的，到达细胞后可能会与细胞的细胞膜发生融合，从而使药物在细胞内发挥作用。 第2节 细胞器之间的分工合作 教材第47页问题探讨 1.提示：研制飞机是一个复杂的系统工程，需要不同部门的合作与配合，缺少任何一个部门都难以完成研制的工作。 2.提示：细胞是一个更复杂的系统，细胞内分布着诸多的“部门”，它们既有分工又有合作，共同配合完成生命活动。例如，分泌蛋白的合成中，细胞核是遗传信息库，蛋白质的合成要在遗传信息的指导下进行，核糖体是合成蛋白质的场所，同时内质网、高尔基体等细胞器也在蛋白质合成中起到重要的作用。这说明细胞的生命活动也是需要多个“部门”和“车间”协调配合完成的。 教材第50页探究·实践 1.叶绿体的形态和分布有利于接受光照，进行光合作用。例如，叶绿体大多呈椭球形，在不同光照条件下会改变方向。在弱光下，叶绿体以其椭球体的正面朝向光源，在强光下，叶绿体以其椭球体的侧面朝向光源。这使得叶绿体在弱光下能接受较多的光照，在强光下能避免叶绿体被灼伤。又如，叶片栅栏组织(接近上表皮)细胞中的叶绿体较海绵组织(接近下表皮)的细胞中的多，这使得叶片的叶绿体能够接受更多的光照进行光合作用。 2.提示：细胞质是细胞代谢的主要场所。细胞质中含有细胞代谢所需的原料、代谢所需的催化剂(酶)、细胞器等物质与结构。细胞质的流动，为细胞内物质运输创造了条件，从而保障了细胞生命活动的正常进行。 教材第51页思考·讨论 1.分泌蛋白是在核糖体中合成的。 2.提示：分泌蛋白从合成至分泌到细胞外，经过了核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜等结构。分泌蛋白在游离的核糖体中合成一段肽链后，转移到粗面内质网上继续合成，并在内质网内加工，由囊泡运输到高尔基体进一步加工，再由囊泡运输到细胞膜，囊泡与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞外。 3.提示：需要能量，如核糖体在将氨基酸连接成肽链的过程中需要能量，囊泡与细胞膜融合将蛋白质分泌到细胞外的过程也需要能量。这些能量主要是由线粒体通过有氧呼吸提供的。 教材第53页练习与应用 一、概念检测 1.(1)√ (2)× [生物膜系统还包括细胞膜、核膜等。] 2.A 3.C [唾液淀粉酶是分泌蛋白，在游离的核糖体上合成一段肽链后，这段肽链与核糖体一起转移到粗面内质网上继续其合成过程，并且边合成边转移到内质网腔内进行加工，由囊泡运输到高尔基体进一步加工，再由囊泡运输到细胞膜，囊泡与细胞膜融合，将唾液淀粉酶分泌到细胞外，这些过程都需要线粒体提供能量。] 4.B [心肌不停地收缩和舒张，需要消耗大量的能量。] 5.上图是动物细胞的亚显微结构图。注字的“内质网”应是“高尔基体”，“高尔基体”应是“内质网”。“染色质”的指示线位置有误，或将“染色质”改为“核仁”。“中心体”还应包括指示线下方的中心粒。图中不应有叶绿体。 下图是成熟植物细胞的亚显微结构图，若是高等植物细胞，注字的“核仁”应是“叶绿体”，“叶绿体”应是“线粒体”，“核糖体”应是“中心粒”，且不应有“中心粒”。 二、拓展应用 溶酶体中含有多种水解酶，但溶酶体膜却不会被水解。根据这一事实，可以作出多种合理假说。例如，膜的成分可能被修饰，使得酶不能对其发挥作用；溶酶体膜可能因为所带电荷或某些特定基团的作用而能使酶远离自身；可能因膜转运物质使得膜周围的环境(如pH)不适合酶发挥作用；等等。 第3节 细胞核的结构和功能 教材第54页问题探讨 提示：说明了克隆牛的性状由母牛乙的细胞核控制。 教材第54～55页思考·讨论 1.美西螈皮肤的颜色是皮肤表皮细胞内的黑色素决定的。表皮细胞内合成了黑色素，使皮肤呈黑色，不能合成黑色素的，皮肤呈白色。细胞内黑色素的合成是由细胞核控制的。 2.真核细胞若没有细胞核，细胞就不能分裂、分化。 3.细胞核是细胞生命活动的控制中心。 4.伞藻的形态结构取决于细胞核。 5.提示：克隆牛是由重组的卵细胞发育成的。重组细胞包含了母牛乙的细胞核和母牛甲的细胞质。由这一重组细胞发育成的克隆牛性状几乎与母牛乙一模一样，这说明性状是由细胞核决定的。克隆牛所有的细胞都来自重组细胞的细胞分裂，其细胞核中的遗传物质与母牛乙的相同。 6.细胞核具有控制细胞代谢和遗传的功能。 教材第56页旁栏思考题 提示：同一生物体内的所有细胞都来自受精卵的分裂，细胞内的“蓝图”都是一样的。体内细胞的形态、结构和功能多样，是细胞分化的结果。 教材第58页练习与应用 一、概念检测 1.(1)√ [核孔是大分子物质出入细胞核的通道。] (2)√ 2.C [细胞核内与行使遗传功能有关的结构是染色质，因为染色质中有含量相对稳定的DNA，而DNA是遗传物质的载体。] 3.D [细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，其功能与细胞核在细胞中的位置无关。] 二、拓展应用 1.提示：染色体呈高度螺旋状态，这种状态有利于在细胞分裂过程中移动并分配到子细胞中去，而染色质呈细丝状，有利于DNA完成复制、转录等生命活动。 2.提示：有性生殖的子代继承了双亲的遗传信息，在子代中双亲的遗传物质得到了重新组合，从而大大增加了生物变异，增加了适应多变环境的能力，也为进化提供了原材料。克隆是无性繁殖的产物，克隆人与亲代相比，遗传物质是一样的，没有什么变化，因而降低了适应环境变化的能力。还有，如果克隆人对某种疾病具有易感性，就可能带来灾难性的后果；在社会学意义上，克隆人没有传统意义上的父亲和母亲，这会冲击原有的家庭和社会伦理观念，等等。 教材第60页复习与提高 一、选择题 1.C [细胞骨架的主要成分是蛋白质。] 2.C [具膜囊泡可以与细胞膜融合，故囊泡膜的主要成分与细胞膜的相同，都为脂质和蛋白质。] 3.D [白细胞可以吞噬病菌，说明细胞膜具有一定的流动性。] 4.B [各种生物膜的化学组成与结构很相似。] 5.B [中心体与蛋白质的合成无关，与细胞的有丝分裂有关。] 6.A [组成染色体的主要物质是蛋白质和DNA。] 二、非选择题 1. 2.(1)高尔基体、内质网、线粒体 (2)一定的流动性 (3)脂质、蛋白质 (4)细胞膜、核膜 控制物质进出细胞的 第4章 细胞的物质输入和输出 第1节 被动运输 教材第62页问题探讨 1.烧杯中的水分子进入漏斗中导致漏斗液面升高。事实上半透膜两侧的水分子都能够通过扩散作用自由进出，但由于蔗糖溶液中水的相对含量(单位体积中的水分子数)比烧杯中的水的相对含量低，因此，烧杯中的水扩散到漏斗中的速度比漏斗中的水扩散到烧杯中的速度相对更快些，导致漏斗中水量增加，液面上升。如果漏斗管足够长，当管内的液面上升到一定高度之后，管中的水柱产生的压力将加快漏斗中水分向外扩散的速度，最终达到平衡，液面将不再上升。 2.不会，因为纱布不是半透膜，孔隙很大，可溶于水的物质都能够自由通过，包括水分子和蔗糖分子都能通过。 3.漏斗管中的液面将保持不变。 教材第63页思考·讨论 1.红细胞内的血红蛋白等大分子物质一般不能透过细胞膜。这些物质相当于“问题探讨”所示装置中的蔗糖。 2.红细胞的细胞膜相当于一层半透膜。 3.不一定。因为红细胞吸水膨胀后细胞内液浓度也会下降，如果外界溶液浓度不是很低，有可能细胞质的浓度下降后与外界溶液的浓度达到平衡，此时，红细胞将不再吸水。 4.红细胞吸水或失水的多少主要取决于红细胞内外溶液浓度的差值。一般情况下，差值较大时红细胞吸水或失水较多。 5.生理盐水为质量分数为0.9%的氯化钠溶液，其浓度与人体细胞细胞质的浓度相同，人体细胞能保持正常的形态。 教材第66页旁栏思考题 因为甘油、乙醇等都是脂溶性物质，与磷脂分子有较强的亲和力，容易通过磷脂双分子层出入细胞。 教材第67页练习与应用 一、概念检测 1.(1)√ [细胞膜和液泡膜都相当于半透膜。] (2)× [水分子进入细胞的方式是自由扩散或协助扩散。] (3)× [载体蛋白在转运分子和离子时与分子或离子结合，并且自身构象发生改变；通道蛋白不与所转运的分子或离子结合。] 2.D [水分子可以通过通道蛋白进入细胞无法通过质壁分离实验证明。] 3.B [由于两种溶液的浓度均比细胞液的浓度高，甲乙两细胞都会失水发生质壁分离，但由于甘油能进入细胞，所以乙细胞随后又发生质壁分离复原。] 二、拓展应用 1.提示：可以配制出一系列浓度梯度的蔗糖溶液。将紫色洋葱鳞片叶表皮细胞置于配好的各种浓度的蔗糖溶液中，适当时间后用显微镜观察细胞质壁分离情况。记录刚好发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度，以及刚好尚未发生质壁分离的细胞所用的蔗糖溶液浓度，据此推算出细胞液浓度应介于这两个浓度之间。 2.假设：温度变化会影响水分子通过半透膜的扩散速率。 设计实验提示：可以借用本节“问题探讨”中的渗透装置进行实验。将该渗透装置置于不同温度的环境中，通过比较不同温度下漏斗管内液面上升速度的快慢，判定温度是否影响水分子的扩散速率。实验中要注意排除各种无关变量的干扰，如置于不同温度中的漏斗内的蔗糖溶液的量和浓度必须相等，以确保实验的准确性。 第2节 主动运输与胞吞、胞吐 教材第69页问题探讨 1.不是。 2.需要细胞提供能量。 3.具有一定的普遍性。 教材第71页思考·讨论 1.细胞膜结构的流动性是胞吞、胞吐的基础；胞吞、胞吐过程中膜的变形本身也体现了膜的流动性。 2.因为游离于细胞质基质中的核糖体所合成的蛋白质也只能游离于细胞质基质中。由于蛋白质是大分子有机物，无法直接通过被动运输或主动运输穿过细胞膜运输到细胞外，所以一般只能留在细胞内供细胞自身使用。而附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质能够进入内质网腔中，并借助囊泡移动进入高尔基体，经加工包装后，包裹在囊泡中的蛋白质就可以胞吐的方式分泌到细胞外。 教材第72页练习与应用 一、概念检测 1.(1)× [离子主要通过主动运输方式进入细胞。] (2)× [大分子有机物主要通过胞吞作用进入细胞内，不需要转运蛋白的协助。] (3)× [被动运输中的协助扩散需要膜上的转运蛋白，不需要消耗能量。] (4)√ 2.A [腌制果脯时由于细胞外液浓度过高，细胞失水死亡，然后糖分大量进入细胞才导致果脯慢慢变甜，不是细胞主动吸收糖分的结果。] 3.A [细胞内的生物大分子(如胃蛋白酶原)运出细胞的方式是胞吐。] 二、拓展应用 1.放入蒸馏水中的草履虫，其伸缩泡的伸缩频率加快，放入海水中的则伸缩频率减慢。 2.提示：主动运输和被动运输的区别之一是是否需要能量，而能量来自细胞呼吸，故可通过抑制根细胞呼吸，并观察无机盐离子吸收速率是否受影响来判断其吸收过程属于主动运输还是被动运输。具体步骤：取甲、乙两组生长状态基本相同的柽柳幼苗，放入适宜浓度的含有Ca2＋、K＋的溶液中；甲组给予正常的细胞呼吸条件，乙组抑制细胞呼吸；一段时间后测两组植株根系对Ca2＋、K＋的吸收速率。若两组植株对Ca2＋、K＋的吸收速率相同，说明柽柳从土壤中吸收无机盐为被动运输；若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率，说明柽柳从土壤中吸收无机盐是主动运输。 教材第74页复习与提高 一、选择题 1.A [将发生质壁分离的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞置于清水中，液泡会吸水，颜色将变浅。] 2.A [将刚萎蔫的菜叶放入清水中，菜叶细胞会渗透吸水，水分通过自由扩散和协助扩散进入细胞。] 3.C [K＋进入小肠绒毛上皮细胞的方式是主动运输，需要载体蛋白协助。] 4.D [加热使生物膜失去了选择透过性，花青素从细胞液进入水中。] 二、非选择题 1. 2.(1)K＋、Mg2＋ 这两种离子的浓度细胞内大于细胞外，细胞若要吸收这两种离子必须逆浓度梯度进行 (2)Na＋、Cl－ 这两种离子的浓度细胞内小于细胞外，细胞若要排出这两种离子必须逆浓度梯度进行 3.(1)渗出 变大 (2)缓慢增大后趋于稳定 蔗糖 清水 (3)乙二醇 变大 (4)中央液泡 第5章 细胞的能量供应和利用 第1节 降低化学反应活化能的酶 教材第76页问题探讨 1.便于取出实验材料(肉块)，排除物理性消化对肉块的影响，确定其是否发生了化学性消化。 2.是胃内的化学物质将肉块分解了。 3.收集胃内的化学物质，将肉块放入这些物质中，看看这物质在体外是否也能将肉块分解。 教材第77页探究·实践 1.2号试管冒出的气泡多。这一现象说明加热能促进过氧化氢的分解，提高反应速率。 2.不能。 3.说明FeCl3中的Fe3＋和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解的速率。 4.4号试管的反应速率比3号试管快得多。说明过氧化氢酶比Fe3＋的催化效率高得多。细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对细胞内化学反应的顺利进行至关重要。 教材第79～80页思考·讨论 1.巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的，但是认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用是不正确的；李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质是合理的，但是认为这些物质只有在酵母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用是不正确的。 2.提示：巴斯德是微生物学家，特别强调生物体或细胞的作用；李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。他们的争论促使后人把对酶的研究的目标集中在他们争论的焦点上，使科学研究更加有的放矢。 3.毕希纳的实验说明，酵母菌细胞中的某些物质能够在酵母菌细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母菌细胞中一样。 4.萨姆纳历时9年用正确的科学方法，发扬坚持不懈、百折不挠的科学精神，将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人。 5.一般来说，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，少数酶是RNA。 教材第80页练习与应用 一、概念检测 1.D [酶可以在细胞内发挥作用，也可以在细胞外发挥作用，A、B错误。绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，C错误。] 2.D [与无机催化剂相比，酶具有高效性。] 二、拓展应用 1.加入2滴煮沸过的肝脏研磨液的5号试管，可以与加入新鲜的肝脏研磨液的4号试管进行对照；加入2滴蒸馏水的6号试管可以作为3号试管和4号试管的对照组。 提示：本小节“探究·实践”涉及的自变量并非只有一个，而是包括温度和催化剂两个变量，1号试管中仅放置了过氧化氢溶液，可以起到对照作用。2号试管与1号试管的区别在于温度，3号试管和4号试管与1号试管的区别在于比1号试管多了催化剂。3号试管和4号试管之间也可以起相互对照作用。加入2滴煮沸过的肝脏研磨液的5号试管，可以与加入新鲜的肝脏研磨液的4号试管进行对照；同理，加入2滴蒸馏水的6号试管可以作为3号试管和4号试管的对照组。 2. 3.提示：可用双缩脲试剂等鉴定蛋白质。在萨姆纳之前，之所以很难鉴定酶的本质，主要是因为细胞中酶的提取和纯化非常困难。 教材第81～82页探究·实践 1.有必要。 2.开放性问题，合理即可。 教材第85页练习与应用 一、概念检测 1.D [肌肉组织中富含蛋白质，嫩肉粉中起分解作用的酶是蛋白酶。] 2.B [唾液淀粉酶的本质是蛋白质，故蛋白酶能够促使唾液淀粉酶水解。] 3.D [酶在较高温度下容易变性失活，将刚采摘的新鲜糯玉米立即放入85 ℃的水中热烫处理2 min，可破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶的活性，防止酶将有甜味的可溶性糖转化为不具有甜味的淀粉。] 二、拓展应用 1.提示：这个模型中A代表某类酶，B代表反应物，C和D代表产物。这个模型的含义是酶A与反应物B专一性结合，催化化学反应的发生，生成了产物C和D。这个模型可以类比解释酶的专一性。 2.(1)A点：随着反应物浓度的增加，反应速率加快。B点：反应速率在此时达到最高。C点：反应速率不再随反应物浓度的增加而升高，维持在相对稳定的水平。 (2)如果从A点开始温度升高10 ℃，曲线上升的幅度变小。因为图中原曲线表示在最适温度下反应速率随反应物浓度的变化，温度高于或低于最适温度，反应速率都会变慢。如图中曲线Ⅰ。 (3)该曲线表明，B点时反应物的浓度足够大，是酶的数量限制了反应速率的提高，这时加入少量的酶，会使反应速率加快。如图中曲线Ⅱ。 第2节 细胞的能量“货币”ATP 教材第86页问题探讨 1.萤火虫发光的生物学意义主要是相互传递求偶信号，以便交尾、繁衍后代。 2.有。萤火虫腹部后端细胞内的荧光素，是其特有的发光物质。 3.有。萤火虫腹部细胞内一些有机物中储存的化学能，只有在转变成光能时，萤火虫才能发光。 教材第89页练习与应用 一、概念检测 1.B [ATP分子中远离A的是两个特殊的化学键。] 2.D [能直接给细胞生命活动提供能量的是ATP(腺苷三磷酸)。] 3.B [对于绿色植物来说，ATP合成所需的能量既可来自光能，也可以来自呼吸作用所释放的能量；对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，ATP合成所需的能量来自呼吸作用所释放的能量。] 4.C [离子通过离子泵的跨膜运输需要载体蛋白和消耗能量，属于主动运输，A错误；离子通过离子泵的跨膜运输是主动运输，是逆浓度梯度进行的转运，B错误；动物一氧化碳中毒会减少能量的供应，进而会降低离子泵跨膜运输离子的速率，C正确；离子的跨膜运输需要载体蛋白，因此加入蛋白质变性剂会影响载体蛋白的功能，从而降低离子泵跨膜运输离子的速率，D错误。] 二、拓展应用 1.提示：如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反应，需要消耗能量，是吸能反应。这一反应所需要的能量是由ATP水解为ADP时释放的能量提供的。如丙酮酸的氧化分解，能够释放能量，是放能反应。这一反应所释放的能量除以热能形式散失外，还用于ADP转化为ATP的反应，储存在ATP中。 2.提示：在储存能量方面，ATP同葡萄糖相比具有以下两个特点，一是ATP分子中含有的化学能比较少，1分子ATP转化为ADP时释放的化学能大约只是1分子葡萄糖彻底氧化分解所释放能量的1/94；二是ATP分子中所含的是活跃的化学能，而葡萄糖分子中所含的是稳定的化学能。葡萄糖分子中稳定的化学能只有转化为ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞利用。 3.提示：植物、动物、细菌和真菌等生物的细胞内都具有能量“货币”——ATP，这可以从侧面说明生物界具有统一性，也反映了种类繁多的生物有着共同的起源。 第3节 细胞呼吸的原理和应用 教材第90页问题探讨 1.通气可以给酵母菌提供呼吸需要的氧气，利于酵母菌进行旺盛的细胞分裂；密封则是避免空气进入，便于酵母菌在无氧条件下分解有机物产生酒精。 2.在有氧条件下，酵母菌分解营养物质释放的能量多，这些能量可以为酵母菌细胞进行物质代谢和细胞分裂提供充足的动力。 3.密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精的同时，能为自己的生命活动提供少量能量。 教材第90～91页探究·实践 B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。这是因为B瓶在封口后，培养液液面上方的空气中还存在一定量的氧气，静置一段时间，让酵母菌将这部分氧气消耗尽，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶可认为检验的是酵母菌的无氧呼吸释放的气体。 教材第93页思考·讨论 1.有氧呼吸的能量转化效率为×100%≈34%。在标准状态下，1 mol ADP形成1 mol ATP，需要30.54 kJ的能量，故977.28 kJ的能量大约能使32mol ADP转化为ATP。 2.提示：燃烧是一种迅速释放能量的过程，而有氧呼吸过程则是逐步缓慢释放能量，这种方式保证有机物中的能量得到最充分的利用，主要表现在两个方面，可以使有机物中的能量逐步转移到ATP中，能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定状态。 教材第94页旁栏思考题
教材第95页思考·讨论 1.用透气的“创可贴”包扎伤口，可防止厌氧型病菌在伤口内繁殖，有利于伤口的愈合；利用粮食和酵母菌等在控制通气的条件下进行发酵，通过酵母菌的无氧呼吸产生酒精；给花盆中板结的土壤松土，有利于根进行有氧呼吸，促进根系生长，等等。 2.提示：酸奶制作是利用了乳酸菌的无氧呼吸；收获后的粮食要晒干再储藏，就是通过降低细胞呼吸速率来延长储存时间。 教材第96页思维训练 提示：这一论点包含两个要点，线粒体原本是一种独立生存的细菌，后来在与真核细胞共生过程中进化成细胞内的结构。由此可见，证据1、证据3和证据4能够支持这一论点，而证据2不支持。 教材第96页练习与应用 一、概念检测 1.(1)× [乳酸菌无氧呼吸不产生气体，产生的是乳酸。] (2)√ [酵母菌无氧呼吸产生酒精。] 2.C [氧气浓度为0时，该器官只进行无氧呼吸，A错误；氧气浓度大于0小于10%时，该器官的呼吸作用方式是有氧呼吸和无氧呼吸，B错误；氧气浓度大于10%，二氧化碳释放量与氧气吸收量相等，说明该器官只进行有氧呼吸，C正确；保存该器官时，并非氧气浓度越低越好，D错误。] 3.B [有氧呼吸的全过程可以概括地分为三个阶段。第一个阶段：葡萄糖分解成丙酮酸，产生少量的[H]，并释放出少量的能量，在细胞质基质中进行。第二个阶段：丙酮酸与水彻底分解成二氧化碳和[H]，并释放出少量的能量，在线粒体基质中进行。第三个阶段：第一、二两个阶段产生的[H]与氧气结合生成水，同时释放出大量能量，在线粒体内膜上进行。上清液中只含有细胞质基质，只发生有氧呼吸的第一个阶段，因此其终产物为丙酮酸(实验是在有氧条件下进行的，故无氧呼吸被抑制)。沉淀物中虽然含有线粒体，但没有细胞质基质，不能直接吸收葡萄糖，因此不发生反应，只有丙试管中的酵母菌进行有氧呼吸产生二氧化碳和水。] 二、拓展应用 1.提示：松土透气可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收，促进作物生长，吸收更多的CO2，缓解全球气球变暖现象；增强根系的水土保持能力；避免根细胞由于无氧呼吸产生酒精对根系造成的伤害。此外，松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，促使这些微生物对土壤有机物的分解，为植物生长提供更多的CO2，也有可能导致局部大气CO2浓度上升。松土不当，可能伤害植物根系；要根据不同植物、植物不同的生长阶段等，采取不同的松土方法。 2.提示：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，都与线粒体无关。联想到地球的早期以及原核细胞的结构，可以大胆作出这样的推测，在生物进化史上先出现无氧呼吸，而后才出现有氧呼吸。继而推测，地球早期的单细胞生物只进行无氧呼吸。体内骨骼肌细胞保留进行无氧呼吸的能力，可以理解为漫长的生物进化史在人类身上留下的印记，同时也可以理解为人体在进行长跑等剧烈运动时，在供氧不足的情况下，骨骼肌细胞保留一定的无氧呼吸来供能，有一定的适应意义。 第4节 光合作用与能量转化 教材第97页问题探讨 1.用人工光源生产蔬菜，可以避免由于自然环境中光照强度不足导致光合作用强度低而造成的减产。同时，人工光源的强度和不同色光是可以调控的，可以根据植物生长的情况进行调节，以使蔬菜产量达到最大。 2.影响光合作用的因素很多，既有植物自身条件，也有外界环境条件。二氧化碳浓度、营养液和温度是影响植物生长的重要外部条件，因此要进行控制，以便让植物达到最佳的生长状态。 教材第98～99页探究·实践 1.滤纸条上有4条不同颜色的色素带，从上往下依次为胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)，其中叶绿素a的色素带最宽。 2.滤纸条上的色素带说明了绿叶中的色素有4种，它们在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散的快慢也不同；同时由于4种色素的颜色不同，也说明不同色素吸收了不同波长的光。 教材第99页旁栏思考题 绿色光源发出绿色的光，这种波长的光线不能被光合色素吸收，因此无法用于光合作用中制造有机物。 教材第100～101页思考·讨论 1.氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。 2.实验材料选择水绵和需氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用需氧细菌可确定水绵释放氧气多的部位；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，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验；临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果等。 3.这是因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光的照射下，叶绿体会释放氧气，适于好氧细菌在此区域分布。 4.叶绿体是进行光合作用的场所，并且能够吸收特定波长的光。 教材第101页练习与应用 一、概念检测 1.(1)× [叶绿体中的胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b吸收的光能都能用于光合作用。] (2)√ (3)× [叶片呈绿色是因为叶绿体中的色素不吸收绿光，叶片会反射绿光。] 2.A [并非所有植物细胞中均含有色素，它主要分布在绿色植物的叶肉细胞中。] 二、拓展应用 1.有关。不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光，即红藻反射出红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄光。水层对光波中的红、橙部分的吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水中较深的地方。 2.提示：与传统生产方式相比，植物工厂生产蔬菜可以精确控制植物的生长周期、生长环境、上市时间等，但同时面临技术难度大、操控要求高、需要掌握各种不同蔬菜的生理特性等问题。综述性短文要求资料新颖、证据确凿、逻辑清晰、言之有理。 教材第102～103页思考·讨论 1.不能说明。希尔反应仅说明了离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解、产生氧气。该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并没有直接观察到氧元素的转移。 2.能够说明。希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，悬浮液中有H2O，没有合成糖的另一种必需原料——CO2，因此，该实验说明水的光解并非必须与糖的合成相关联，暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段。 3.光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水，而并不来源于CO2。 4.合理即可。例如： 教材第104页思考·讨论 1.光反应阶段与暗反应阶段的区别如表所示。
2.物质联系：光反应生成的ATP和NADPH供暗反应C3的还原利用，而暗反应为光反应提供了ADP、Pi和NADP＋。 能量联系：光反应为暗反应提供了活跃的化学能，暗反应将活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能。 教材第106页练习与应用 一、概念检测 1.(1)√ [在光反应阶段，叶绿体利用所吸收的光能，将水分解为H＋和氧，其中的氧以分子形式(O2)释放出去。] (2)× [光反应只能在光照条件下进行，暗反应在有光、无光下均能进行。] (3)× [影响光反应的因素会影响暗反应，如温度。] 2.D [CO2参与暗反应，与C5结合形成C3，C3在ATP、NADPH和有关酶的作用下形成糖类。] 3.
二、拓展应用 1.(1)光照增强 (2)温度过高，气孔关闭，二氧化碳吸收量减少 (3)光照减弱，温度下降 (4)光照强度、温度、CO2 (5)根据本题信息，可以利用温室大棚控制光照强度、温度的方式，如补光、遮阴、生炉子、喷淋降温等，提高绿色植物光合作用强度。 2.开放性问题，答案合理即可。 教材第108页复习与提高 一、选择题 1.B [ATP也可以由光合作用产生。] 2.B [植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，纤维素酶的作用是催化纤维素的水解，从而去除细胞壁。] 3.B [当温度为t2时，化学反应速率最快，即酶的催化效率最高，降低活化能的效果更为显著，则该反应需要的活化能最低，A错误；当反应物浓度增大时，化学反应速率可能加快，t2对应的数值可能会增加，B正确；酶适合在低温条件下保存，C错误；t1时，只是抑制了酶的活性，但酶的空间结构没有被破坏，而t3时，酶的空间结构已遭破坏，D错误。] 4.C [叶绿体中含有色素，能吸收光能，将水分解，产生氧气和H＋。] 5.D [叶绿体基质消耗ATP，不能合成ATP。] 6.D [高纬度地区(夏季的白天长)，阳光充足，而且光照强烈，所以那里的瓜果进行光合作用的时间长，光合作用的强度大，积累的糖类自然就会很多。夜间温度比较低，植株的细胞呼吸相对比较弱，消耗的糖类物质就会比较少。这样，瓜果内积存的糖类比较多。瓜果的细胞内的糖类在有关酶的催化作用下，最终转化成果糖和葡萄糖等，所以特别甜。] 二、非选择题 1.以真核生物有氧呼吸和光合作用为例
2.(1)随着CO2浓度的增加，作物的光合作用速率随之提高 CO2参与光合作用暗反应，在光照充足的情况下，CO2增加，其单位时间内与五碳化合物结合形成的三碳化合物也会增加，形成的葡萄糖也增加，故光合作用速率增加 (2)NADPH和ATP的供应限制、固定CO2的酶活性不够高、C3的再生速率不足、有机物在叶绿体中积累较多等 (3)提示：可能成立。若植物长期处于CO2倍增环境下，降低了固定CO2的酶含量或者活性，当恢复到大气CO2浓度后，已经降低的固定CO2的酶的含量或活性未能恢复，又失去了高浓度CO2的优势，因此会表现出比大气CO2浓度下更低的光合作用速率。 (4)提示：回答本题的关键是摒弃简单的线性思维方式，要从生命活动的复杂性角度去回答。首先，不能只从光合作用速率可能提高的角度来看待温室效应，而必须全面分析温室效应可能产生的环境问题。其次，仅从大气CO2浓度升高是否能提高光合作用速率的角度看，也不能以线性思维来看待。植物光合作用受到温度、水分等外部因素的影响，也受到内部酶的活性等因素的影响。长期高CO2浓度可能使某些酶活性降低，高温也可能引起植物体内其他的变化，如色素含量降低；同时温室效应导致气温升高，引起蒸腾作用增强从而影响水分供应，高温环境下呼吸作用增强，消耗的有机物也增多。因此，温室效应不一定会提高作物产量。 第6章 细胞的生命历程 第1节 细胞的增殖 教材第110页问题探讨 1.象与鼠相应器官和组织的细胞大小无明显差异。 2.生物体的生长，既靠细胞分裂增加细胞的数量，又要靠细胞生长增大细胞的体积。 教材第114页思考·讨论 1.动物细胞有丝分裂和植物细胞有丝分裂在染色体的行为、染色体和DNA数量变化等方面的共同规律：前期，染色质丝螺旋缠绕，缩短变粗形成染色体，每条染色体由两条并列的姐妹染色单体组成，此时染色体的数量不变，但DNA的数量较体细胞加倍；中期，染色体的着丝粒都排列在赤道板位置上；后期，染色体的着丝粒分裂成两个，两条姐妹染色单体分开，在纺锤丝的牵引下分别移向细胞的两极，此时染色体的数量加倍，而DNA的数量保持不变；末期，染色体逐渐变成细长而盘曲的染色质丝，末期结束后子细胞中染色体和DNA的数量与亲代相同。 2.动物细胞的有丝分裂过程与植物细胞的不同点：第一，动物细胞有由一对中心粒构成的中心体，中心粒在间期倍增，成为两组。进入分裂期后，两组中心粒分别移向细胞两极。在这两组中心粒的周围，发出大量放射状的星射线，两组中心粒之间的星射线形成了纺锤体；第二，动物细胞分裂的末期不形成细胞板，而是细胞膜从细胞的中部向内凹陷，最后把细胞缢裂成两部分，每部分都含有一个细胞核。 3.细胞有丝分裂的重要意义：将亲代细胞的染色体经过复制(关键是DNA的复制)之后，精确地平均分配到两个子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。 教材第115页思维训练 1.细胞越小，表面积与体积的比值越大。 2.细胞越大，表面积与体积的比值越小，物质运输的效率就越低。 3.细胞不是越小越好，因为细胞中有众多的必需物质和细胞器，细胞太小，就没有足够的空间，细胞就不能进行相应的生命活动，不能发挥出相应的生理功能。 教材第116～117页探究·实践 1.处于间期的细胞最多。因为细胞周期中间期所占时间最长。 2.提示：某时期的时间＝洋葱的细胞周期总时长×某一时期的细胞数占计数细胞总数的比例，某时期的细胞数占计数细胞总数的比例越大，该时期的时间越长。 教材第117页练习与应用 一、概念检测 1.(1)× [与分裂期相比，处于分裂前的间期的细胞数目较多。] (2)× [分裂前的间期，两条姐妹染色单体由一个共同的着丝粒连接，染色体数不变。] 2.如图所示。
二、拓展应用 1.分裂前的间期持续时间明显比分裂期长，这是因为在分裂前的间期，细胞要进行DNA分子的复制和有关蛋白质的合成，即为分裂期进行物质准备，这都需要时间。 2.开放性问题，答案合理即可。 第2节 细胞的分化 教材第118页问题探讨 1.健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。 2.骨髓中的造血干细胞能够通过细胞增殖和分化，不断产生不同种类的血细胞。 教材第118～119页思考·讨论 1.组成上皮组织、结缔组织、肌肉组织、神经组织的细胞的形态、结构、功能的不同点总结如下。这些细胞在形态上相差很大，结构上也有区别，功能上各不相同，但总体上都由细胞膜、细胞质、细胞核组成。
2.正常情况下，这些细胞不能恢复成早期胚胎细胞。对这四种组织来说，一种组织的细胞不会转变成其他组织的细胞 教材第120页思考·讨论 1.已经分化的植物细胞在离体培养条件下能够形成完整的植物体。 2.能。已高度分化的植物细胞中有该植物的全套遗传信息，在适宜的条件下，这些细胞也能形成新的植株。 3.将肠上皮细胞单独培养不能获得新的个体；与资料1中的实验相比，资料2中的实验说明已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。 教材第121页旁栏思考题 已分化的动物体细胞的细胞核中含有该动物几乎全部的遗传物质(少数遗传物质存在于线粒体的DNA中)。 教材第122页练习与应用 一、概念检测 1.(1)× [某些没有分化的细胞如受精卵也具有全能性。] (2)× [一般来说，细胞的分化程度越高，其全能性越低，但是也有特例，如卵细胞是高度分化的细胞，其全能性也高。] 2.D [骨髓干细胞与胰岛B细胞都是由同一受精卵分裂、分化形成的，它们的基因组成相同，基因表达情况不同。] 3.D [就一个个体来说，各种细胞具有完全相同的遗传信息，但形态、结构和功能却有很大差异，这是细胞中的基因选择性表达的结果。] 二、拓展应用 1.同传统的生产方式相比，用组织培养技术生产植物幼苗的优势是快速、能大量繁殖、不受季节影响，同时还能保持植物的优良品质 2.开放性问题，答案合理即可。 第3节 细胞的衰老和死亡 教材第123页问题探讨 1.老年人白头发的形成与毛囊细胞的衰老有密切的关系，随着毛囊细胞的衰老，细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，所以老年人的头发会变白。 2.老年人体内仍有幼嫩的细胞，如精原细胞仍能增殖产生精子、造血干细胞一生都能增殖产生各种类型的血细胞；年轻人体内也有衰老的细胞，如皮肤表皮细胞衰老形成角质层细胞，最后细胞凋亡、脱落。 3.对多细胞生物而言，细胞衰老与个体衰老并不是一回事。个体体内的细胞总是在不断更新着，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。但从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。对单细胞生物而言，细胞的衰老就是个体的衰老。 教材第125页思考·讨论 1.从实验1中得出的结论是年龄越大的个体的体细胞可增殖代数越少，年龄越小的个体的体细胞可增殖代数越多，细胞增殖的能力与个体的年龄有密切的关系。 2.分析实验2可知细胞核对细胞分裂的影响大一些。 教材第127页思维训练 1.细胞的寿命与分裂能力无对应关系。寿命短的细胞不一定能分裂，如白细胞的寿命只有5～7 d，但不能分裂。 2.有关系。 3.提示：学生可作出各种推测。皮肤表皮细胞的寿命约为10 d，生发层细胞的分裂能力强。 教材第127页练习与应用 一、概念检测 1.(1)× [对于单细胞生物来说，个体的衰老与细胞的衰老一致；对于多细胞生物来说，无论是年轻个体还是衰老个体，细胞总是在不断更新着，总有一部分细胞处于衰老状态，一部分细胞处于年轻状态，只是衰老的生物体内处于衰老状态的细胞相对较多。] (2)√ [每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体，称为端粒。端粒受损后，端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。] (3)√ [细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程。细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳态，以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用。] (4)× [细胞死亡包括细胞凋亡和细胞坏死。] 2.C [细胞不能继续分化不是细胞衰老的特征。] 二、拓展应用 细胞凋亡的速率与它们的功能有关系。因为白细胞的功能是吞噬病菌等，所以白细胞凋亡的速率很快。细胞凋亡不仅保证了多细胞生物个体发育的正常进行，而且在维持生物体内部环境的稳定、抵御外界各种因素的干扰方面也都起着非常关键的作用。 教材第130页复习与提高 一、选择题 1.C [有丝分裂并不是细胞增殖的唯一方式。如蛙的红细胞的增殖方式为无丝分裂。] 2.A [在有丝分裂的前期和中期，DNA分子数∶染色体数∶染色单体数＝2∶1∶2。] 3.C [受精卵是未分化的细胞，它的全能性最高。] 4.D [成熟红细胞无线粒体，只能进行无氧呼吸，产物为乳酸，不能产生二氧化碳，A正确；成熟的红细胞中没有细胞器，网织红细胞和成熟红细胞的分化程度各不相同，B正确；细胞分化的根本原因是基因的选择性表达，故造血干细胞与幼红细胞中基因的执行情况不同，C正确；成熟红细胞衰老后，其细胞中没有细胞核、核糖体等结构，不能发生基因的表达，D错误。] 5.A [衰老细胞内由于水分减少和多种酶活性降低，新陈代谢速率减慢。] 二、非选择题 1.(1)
(2)19.3 h 17.3 h 2 h 2.(1)判断的依据：鸡爪胚胎发育时期有蹼，长成鸡爪后蹼消失，所有鸡爪的形成都经历了这样的过程，可见受到严格的由遗传机制决定的程序性控制，因此是细胞凋亡的结果。另外。细胞坏死是指细胞在种种不利因素影响下导致的死亡，鸡爪的形成过程中没有出现不利因素的影响，因此不可能是细胞坏死造成的。 (2)细胞凋亡的特点：受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。 (3)鸡爪和鸭掌在胚胎发育时期都有蹼，但鸡爪的蹼由于细胞凋亡而消失，这有利于鸡适应陆地生活，而鸭掌 上的蹼没有消失，这有利于鸭适应水生生活。由此可见，细胞凋亡有利于生物体的生存。 3.开放性问题，答案合理即可。 |
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