1、1 普通高中课程标准实验教科书普通高中课程标准实验教科书 生物生物 1 必修必修 分子与细胞分子与细胞 第一章第一章 走近细胞走近细胞 第第 1 节节 从生物圈到细胞从生物圈到细胞 资料分析 1.提示：草履虫除能完成运动和分裂外，还能完成摄食、呼吸、生长、应激性等生命活动。如果没有完整 的细胞结构，草履虫不可能完成这些生命活动。 2.提示：在子女和父母之间，精子和卵细胞充当了遗传物质的桥梁。父亲产生的精子和母亲产生的卵细胞 通过受精作用形成受精卵，受精卵在子宫中发育成胚胎，胚胎进一步发育成胎儿。胚胎发育通过细胞分裂、 分化等过程实现。 3.提示：完成一个简单的缩手反射需要许多种类的细胞参与，如
2、由传入神经末梢形成的感受器、传入神经 元、中间神经元、传出神经元、相关的骨骼肌细胞，等等。人的学习活动需要种类和数量繁多的细胞参与。 由细胞形成组织，由各种组织构成器官，由器官形成系统，多种系统协作，才能完成学习活动。学习活动 涉及到人体的多种细胞，但主要是神经细胞的参与。 4.提示：例如，胰岛细胞受损容易导致胰岛素依赖型糖尿病；脊髓中的运动神经元受损容易导致相应的肢 体瘫痪；大脑皮层上的听觉神经元受损可导致听觉发生障碍，等等。 5.提示：例如，生物体的运动离不开肌细胞；兴奋的传导离不开神经细胞；腺体的分泌离不开相关的腺（上 皮）细胞，等等。 （三）思考与讨论 1.提示：如果把龟换成人，图中其
3、他各层次的名称不变，但具体内容会发生变化。例如，心脏应为二心房、 二心室；种群应为同一区域的所有人，等等。应当指出的是，生物圈只有 1 个。如果换成一棵松树，图中 应去掉“系统”这个层次，细胞、组织、器官、种群的具体内容也会改变。如果换成一只草履虫，细胞本身 就是个体，没有组织、器官、系统等层次。 2.提示：细胞层次；其他层次都是建立在细胞这一层次的基础之上的，没有细胞就没有组织、器官、系统 等层次。另一方面，生物体中的每个细胞具有相对的独立性，能独立完成一系列的生命活动，某些生物体 还是由单细胞构成的。 3.提示：一个分子或一个原子是一个系统，但不是生命系统，因为生命系统能完成一定的生命活动
4、，单靠 一个分子或一个原子是不可能完成生命活动的。 （四）练习 基础题 1.（1）活细胞：A、D、G、I； （2）死细胞：B、E； （3）细胞的产物：C、F、H。 2.（1）细胞层次（也是个体层次，因为大肠杆菌是单细胞生物） ； （2）种群层次； （3）群落层次。 拓展题 1.提示：不是。病毒不具有细胞结构，不能独立生活，只能寄生在活细胞中才能生活，因此，尽 管人工合成脊髓灰质炎病毒，但不意味着人工制造了生命。 2.提示：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
5、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，或者被某些人用做生物武器，将给人类带来灾难。 2 第第 2 节节 细胞的多样性和统一性细胞的多样性和统一性 答案和提示 （一）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、正在分裂的植物细胞和 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，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
6、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 体形状，排列紧密，有利于起到保护作用。 （二）实验 1.使用高倍镜观察的步骤和要点是： （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，直到看清楚材料为止。 2.提示：这些细胞在结构上的共同点是：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是：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.提示：从模式图中可以看出，大肠杆菌没有明显的细胞核，没有核膜，细胞外有鞭毛，等等。 （三）思考与讨
7、论 提示：绝大多数细胞有细胞核，只有少数细胞没有细胞核。例如，人的成熟的红细胞就没有细胞核。细菌 是单细胞生物，蓝藻以单细胞或以细胞群体存在，它们的细胞与植物细胞和动物细胞比较，没有成形的细 胞核，而有拟核。拟核与细胞核的区别主要有两点： （1）拟核没有核膜，没有核仁； （2）拟核中的遗传物 质不是以染色体的形式存在，而是直接以 DNA 的形式存在。 （四）资料分析 1.提示：通过分析细胞学说的建立过程，可以领悟到科学发现具有以下特点。 （1）科学发现是很多科学家的共同参与，共同努力的结果。 （2）科学发现的过程离不开技术的支持。 （3）科学发现需要理性思维和实验的结合。 （4）科学学说的建立
8、过程是一个不断开拓、继承、修正和发展的过程。 2.细胞学说主要阐述了生物界的统一性。 3.提示：细胞学说的建立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；细胞学说的建立标志着生物学的研究进入到细胞水平，极大地促进了生物学的研究进程。 （五）练习 基础题 1.B。2.提示： （1）人体皮肤：本切片图中可见上皮组织的细胞、角质保护层细胞（死 亡）和皮下结缔组织中的多种细胞。 迎春叶：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） ，等等。 （2）动植物细胞的共同点为：
9、都有细胞膜、细胞质和细胞核；不同点为：植物细胞有细胞壁、有液泡，植 3 物细胞一般还有叶绿体。 （3）因为它们都是由多种组织构成的，并能行使一定的功能。例如，人体皮肤由上皮组织、肌肉组织、结 缔组织和神经组织共同构成，人体皮肤有保护、感受环境刺激等功能；迎春叶由保护组织（表皮） 、营养组 织、机械组织和输导组织等构成，有进行光合作用、运输营养物质等功能。 3.原核细胞和真核细胞的根本区别是：有无成形的细胞核。即真核细胞有核膜包围的细胞核；原核细胞没 有细胞核，只有拟核，拟核的结构比细胞核要简单。 它们的区别里包含着共性：细胞核和拟核的共同点是都有遗传物质 DNA，体现了彼此之间在生物进化上的
10、联系。 自我检测的答案和提示一、概念检测 判断题 1. 。2. 。3.。选择题 1.C。2.D。3.B。 画概念图 3 个问号分别表示的连接词是：不具有、具有、具有。 二、技能应用 提示：假定人脑每个细胞完全充满水，一个脑细胞的平均大小为 1.5 10-15 m3。 如果脑细胞是简单的立方体，那么平均大小的脑细胞每边长度约为 1.14 10-5 m。 第第 2 章章 组成细胞的分子组成细胞的分子 第第 1 节节 细胞中的元素和化合物细胞中的元素和化合物 答案和提示（一）思考与讨论 1.提示：有机化合物和无机化合物的区别主要看它们的分子组成中是否有碳元素，如糖类是有机化合物， 由碳、氢、氧三种元
11、素组成；水是无机化合物，由氢、氧两种元素组成。当然这不是严格意义上的区别。 对这两类化合物的严格区分，请参照化学教科书。 2.提示：细胞中最多的有机化合物是蛋白质，无机化合物是水。蛋白质是组成生物体的重要物质，在生命 活动中起重要作用；水是生命之源，离开水，生命活动就无法进行。 3.提示：植物的叶肉细胞、果实细胞和种子的细胞中通常含有较多的糖类、脂质和蛋白质。如禾谷类的果 实、种子中含淀粉（多糖）较多；甘蔗的茎和甜菜的根含蔗糖多；花生、芝麻种子中含脂质多；大豆种子 中含蛋白质多，等等。要想从植物的果实、种子中获得糖类、脂质和蛋白质，就要设法使细胞破碎，再将 这些物质提取出来。 （二）实验 3.
12、生物材料中有机化合物的种类、含量不同。因此，我们应选择多种多样的食物，保证获得全 面的营养。 （三）练习 基础题 1.（1）； （2）。3.B。 拓展题 1.提示：细胞是有生命的，它可以主动地从环境中获取生命活动需要的元素。这是生物与非生物的 区别之一。 2.提示：不能。生命系统内部有严谨有序的结构，不是物质随意堆砌而成的。 第第 2 节节 生命活动的主要承担者生命活动的主要承担者蛋白质蛋白质 答案和提示（一）问题探讨 1.提示：富含蛋白质的食品有大豆制品，如豆浆、豆腐、腐竹；奶类制品，如奶粉、酸奶、袋装奶；还有 肉、蛋类食品，如烤肉、肉肠、鸡蛋，等等。 4 2.提示：有些蛋白质是构成细胞和生
13、物体的结构成分，如结构蛋白；有些蛋白质能够调节生命活动，如胰 岛素；有些蛋白质有催化作用，如绝大多数酶都是蛋白质；有些蛋白质具有运输载体的功能，如红细胞中 的血红蛋白；有些蛋白质有免疫功能，如人体内的抗体。 3.提示：因为氨基酸是构成蛋白质的基本单位，在人体内约有 20 种氨基酸，其中有 8 种是人体需要而不能 自己合成的，必须从外界环境获得，如赖氨酸、苯丙氨酸等，它们被称为必需氨基酸。所以有些食品中要 添加赖氨酸或苯丙氨酸等人体必需的氨基酸。 （二）思考与讨论 1 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
14、基和羧基。 （三）思考与讨论 2 1.提示：氨基酸二肽三肽多肽，一条多肽链盘曲折叠形成蛋白质，或几条多肽链折叠形成蛋 白质。 2.提示：食物中的蛋白质要经过胃蛋白酶、胰蛋白酶、肠蛋白酶、肠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，具有完成人体生命活动的结构和功能。 3.提示：10 个氨基酸能够组成 2010 条互不相同的长链。氨基酸的种类、数量、排列顺序以及蛋白质空间结 构的不同是蛋白质多种多样的原因。 （四）旁栏思考题 n 个氨基酸形成一条肽链时，脱掉 n1 个水分子，形成 n1 个
15、肽键。同理，n 个氨基酸形成 m 条肽链时， 脱掉 nm 个水分子，形成 nm 个肽键。 （五）练习 基础题 1.（1）； （2）。2.A。 3.B。 拓展题 提示：红细胞中的蛋白质和心肌细胞中的蛋白质，其氨基酸的种类、数量和排列顺序以及蛋白质 分子的空间结构都不同，它们的功能也不相同。 第第 3 节节 遗传信息的携带者核酸遗传信息的携带者核酸 答案和提示（一）问题探讨 1.提示：脱氧核糖核酸。DNA 是主要的遗传物质，而每个人的遗传物质都有所区别，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
16、以利用 DNA 鉴定技术。 3.提示：需要。因为 DNA 鉴定只是提供了犯罪嫌疑人的遗传物质方面的信息，还需要有嫌疑人是否有作案 动机、时间，是否在犯罪现场，是否有证人等其他证据。如果有人蓄意陷害某人，也完全有可能将他的头 发、血液等含有 DNA 的物质放在现场。因此案件侦察工作应在 DNA 鉴定的基础上，结合其他证据确定罪 犯。 （二）旁栏思考题 原核细胞的 DNA 位于拟核区域。 （三）练习 基础题 1.（1）； （2）； （3）。2.C。3.C。 5 第第 4 节节 细胞中的糖类和脂质细胞中的糖类和脂质 （一）问题探讨 1.不一样。2.糖类。 （二）思考与讨论 1.提示：脂肪主要分布在人
17、和动物体内的皮下、大网膜和肠系膜等部位。某些动物还在 特定的部位储存脂肪，如骆驼的驼峰。2.提示：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里。3.提示：脂肪除了可以储存大量能量外，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。 （三）旁栏思考题 1.糖尿病人饮食中，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 解后生成的是葡萄糖。2.熊在冬眠前大量取食获得的营养，有相当多的部分转化为脂肪储存，既可御寒， 也供给冬眠中生命活动所需的能量。 （四）练习 基础题 1.（1）； （2）。2.C。 3.C。 4.C
18、。 5.C。 拓展题 1.提示：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源必须由糖类来供应。而脂肪 是生物体内最好的储备能源。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 胞内的储能物质，但它是极性化合物，是高度的水合形式，在机体内贮存时所占的体积相当于同等重量的 脂肪所占体积的 4 倍左右。因此脂肪是一种很“经济”的储备能源。与糖类氧化相比，在生物细胞内脂肪的 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，糖类和脂肪都可以作为储备能源，但是糖类是生物体生命活动利用 的主要
19、能源物质。 2.提示：葡萄糖是不能水解的糖类，它不需要消化可以直接进入细胞内，因此葡萄糖可以口服也可以静脉 注射；但是蔗糖只能口服而不可以静脉注射，因为蔗糖是二糖，必须经过消化作用分解成两分子单糖后才 能进入细胞。蔗糖经过口服后，可以在消化道内消化分解，变成单糖后被细胞吸收。 第第 5 节节 细胞中的无机物细胞中的无机物 （一）问题探讨 1.提示：水在细胞中的重要作用：水是细胞结构的重要组成成分，是细胞内的良好溶剂，许多种物质溶解 在水中，细胞内的许多化学反应也都需要有水的参与，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
20、，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.提示：无机盐在细胞中的重要作用：细胞中许多有机物的重要组成成分，调节细胞的生命活动等。 （二）旁栏思考题 2.提示：20 世纪 70 年代以前，人们普遍认为缺碘只能引起甲状腺肿大，还没有认识到缺碘对儿童智力的影 响。 进入 80 年代以后， 人们认识到缺碘对人类危害最大的不是甲状腺肿， 而是造成不同程度的脑发育落后， 只有补足了碘才能确保婴幼儿脑的正常发育。根据 1994 年的统计结果，中国缺碘地区的人口达 7.27 亿， 约占全国人口总数的 56%， 轻度缺碘或碘营养不足已波
21、及所有省、 市。 1995 年的儿童碘营养调查结果表明： 许多经济发达的大城市，儿童尿碘也在 100 g/L 以下，甲状腺肿大率在 5%以上。证明城市也存在不同程 度的碘缺乏。目前公认标准为：人群尿碘水平在 100 g/L 以上，才能基本上消除碘缺乏危害。从这个全新 6 的认识出发，我国几乎所有地区，包括以前认为的非病区，实际上都是缺碘地区，因此需要补碘的范围已 扩大到全国（高碘地区除外） 。 3.提示：不同细胞内的化合物都是由无机物和有机物组成的，其种类有一定差别。例如，淀粉只存在于植 物细胞中，糖原只存在于动物细胞中。不同细胞中各种化合物的含量也有一定差别。例如，肌细胞中含蛋 白质较多，脂
22、肪细胞中含脂肪较多。但是，各种细胞中的化合物组成及含量又有许多共性。例如，所含的 有机物都是糖类、脂质、蛋白质和核酸，无机物中都有无机盐和水；各种化合物在不同细胞中的含量一般 维持在一定范围内。这体现了生命世界在物质组成上的统一性。 （三）思考与讨论 1.提示：人类贫血症中有缺少红细胞和缺少血红蛋白两种类型，它们都可导致贫血。而血红蛋白的分子结 构不能缺少的一种元素就是铁，所以缺铁会导致血红蛋白的合成障碍，引起贫血。缺铁性贫血是一种常见 的贫血症。正常人体内含铁量约为 35 g，它是制造血红蛋白的主要原料之一。当铁缺乏时，血红蛋白就 不能合成，从而发生缺铁性贫血。 2.提示：光合作用不能缺少叶
23、绿素，而叶绿素的分子结构中不能缺少的元素之一就是镁。镁是叶绿素的组 成元素之一，因此，镁对于光合作用有重要意义。缺镁时叶绿素的形成受到阻碍，从而影响光合作用。此 外，镁还是许多酶的活化剂，镁还能促进脂肪的合成。因此，镁是重要的生命元素。 （四）练习 基础题 1.C。 2.A。 3.D。 拓展题 提示：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。 自我检测的答案和提示自我检测的答案和提示 一、概念检测 判断题 1.。 2.。 3
24、.。 4.。 5.。 6.。选择题 1.A。 2.B。 3.D。 4.A。 画概念图 完成下面有关蛋白质分子的概念图 二、知识迁移 自由水，结合水，自由水。 三、技能应用 提示：20 种氨基酸在形成肽链时可以有不同的序列，这 是肽链形式多样的主要原因。用数学的排列组合方式可 以解释， 假若一段只有 20 个氨基酸的肽链， 那么由于不 同的排列组合可以形成的肽链形式就有 2020 种之多。 更 何况肽链中的氨基酸数目远不止 20 个，通常是成百上 千，可以想像形成的肽链形式将会是一个天文数字。 四、思维拓展 提示：在陨石中发现了氨基酸，且非地球所有，这说明宇宙中很可能还存在与地球生物类似的生命形
25、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。 第三章第三章 细胞的基本结构细胞的基本结构 7 第第 1 节节 细胞膜系统的边界细胞膜系统的边界 （一）问题探讨 1.提示：气泡是光亮的，里面只有空气。细胞是一个具有细胞膜、细胞核和细胞质的复杂结构，而且是一 个立体的结构，在显微镜下，通过调节焦距可以观察到细胞的不同层面。光学显微镜下不能看见细胞膜， 但是能够观察到细胞与外界环境之间是有界限的。 2.提示：在电子显微镜诞生之前，科学家已经能够确定细胞膜的存在了。依据的实验事实主要有：进入活 细胞的物质要通过一道选择性的屏障，并不是所有的物质都能进入细胞；用显微注射器将
26、一种叫做伊红的 物质注入变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能很快逸出细胞；在光学显微镜下看到，用微针触 碰细胞表面时，细胞表面有弹性，可以伸展；用微针插入细胞内，细胞表面有一层结构被刺破；如果细胞 表面结构受损面过大，细胞会死亡。 （二）实验 提示：细胞破裂后细胞内物质流出，细胞膜和细胞质中的其他结构质量不一样，可以采用不 同转速离心的方法将细胞膜与其他物质分开，得到较纯的细胞膜。 （三）练习 基础题 1.C。 2.A。 3.C。 拓展题 1.提示：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出入，阻挡其他 物质出入的作用。这样类比也有不妥当的地方。例如，窗纱是
27、一种简单的刚性的结构，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，它只是被动地在起作用。 2.提示： “染色排除法”利用了活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞的原理。 台盼蓝染色剂是细胞不需要的 物质，不能通过细胞膜进入细胞，所以活细胞不被染色。而死的动物细胞的细胞膜不具有控制物质进出细 胞的功能，所以台盼蓝染色剂能够进入死细胞内，使其被染色。 细胞膜的主要功能细胞膜的主要功能 细胞膜对于细胞整个结构的完整性以及细胞的正常生命活动都是至关重要的。其功能概括起来有以下几个 方面。 （1）细胞的界膜这是细胞膜最重要
28、的功能。无论是真核细胞还是原核细胞，都必定有一个由一定膜结构形 成的界膜，不然的话就不会有细胞存在。细胞膜的出现使生命起源到了细胞的形式，也保证了细胞生命活 动的正常进行。细胞膜的出现使各种生物大分子集中到一个相对稳定的微环境中，这样有利于细胞的物质 和能量代谢，也有利于细胞的生长发育。 （2） 物质的跨膜运输膜的存在使细胞成为一个相对独立的系统， 但细胞不是一个封闭的系统， 细胞的生存、 生长和发育依赖于细胞内外的物质交流。膜对于物质的运输具有选择性，只有在需要时，物质才会被运转。 物质既可以从浓度高的一侧转运到浓度低的一侧，也可以从浓度低的一侧转运到浓度高的一侧。前者属被 动运输，不需要细
29、胞提供代谢能量；后者属主动运输，需要细胞提供代谢能量。对于大分子的运输，细胞 采用的是内吞与外排的方式，通过将物质包裹在囊泡中进行转运。 （3）信号转导膜上的某些蛋白属于信号受体蛋白，这些蛋白与胞外信号分子相结合被激活，然后将信号转 入胞内，再通过胞内信号转导分子沿信号通路传递，最终产生特定的生物学效应。例如，某些信号分子激 8 活细胞膜上的受体后，可促进细胞增殖。 （4）胞间连接与通讯多细胞生物体内，细胞通过细胞膜进行细胞间的多种相互作用。动物细胞间有多种连 接方式，概括起来为：紧密连接、锚定连接和间隙连接，植物细胞间主要是通过细胞壁连接在一起。有些 细胞连接方式主要是为细胞间的通讯提供结构
30、基础，如动物细胞的间隙连接，在相邻细胞间形成孔道结构； 植物细胞间的胞间连丝，也成为细胞间物质转运和信息交流的通道。 （5）胞间的识别识别是指细胞对同种或异种细胞、同源或异源细胞以及对自己或异己分子的认识和鉴别。 通过细胞表面受体与胞外信号分子的选择性相互作用，导致一系列的生理生化反应，从而实现信号传递。 细胞识别是细胞发育和分化过程中一个十分重要的环节，细胞通过识别和黏着形成不同类型的组织。 第第 2 节节 细胞器系统内的分工合作细胞器系统内的分工合作 （一）问题探讨 1.提示：一件产品是由多个零部件组成的，不同车间生产不同的零部件之后，要有组装车间完成装配工作， 质量检测部门负责检查产品的
31、质量。同时要有部门提供原材料，有部门提供设计图，还要有部门负责动力 供应，等等。部门齐全，配合协调，才能生产出优质产品。 2.提示：例如蛋白质的合成。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。 （二）资料分析 1.分泌蛋白是在内质网上的核糖体中合成的。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。分泌蛋白是在内质网上的核糖体内初步合成，在内质 网内加工，由囊泡运输到高尔基体做进一步加
32、工，再由囊泡运输到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌 到细胞外。3.提示：需要，如核糖体在将氨基酸连接成肽链的过程中就需要能量。这些能量是由线粒体进 行有氧呼吸提供的。 （三）旁栏思考题 线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，能够提供细胞生命活动需要的能量。鸟类飞 翔、运动员运动需要大量能量，所以飞翔鸟类的胸肌细胞中、运动员的肌细胞中线粒体多。同样道理，新 生细胞的生命活动比衰老细胞、病变细胞旺盛，所以线粒体多。 （四）练习 基础题 1.图 1 中，注字的“内质网”应是“高尔基体”，“高尔基体”应是“内质网”。染色质的注字 指示线位置有误。中心体还应包括指示线下方的中心粒。图 2 中，注字的“核
33、仁”应是“叶绿体”，“叶绿体” 应是“线粒体”，“核糖体”应是“中心体”。2.C。 3.B。 4.C。 拓展题 提示：溶酶体的膜在结构上比较特殊，如经过修饰等，不会被溶酶体内的水解酶水解。 第第 3 节节 细胞核系统的控制中心细胞核系统的控制中心 （一）问题探讨 1.提示：细胞核在细胞的生命活动中起控制作用，如细胞核内贮存的遗传物质携带着遗传 信息，可以控制蛋白质的合成，而蛋白质是生命活动的体现者，所以细胞核可以比喻为部队的司令部等。 2.不能。3.不能。4.提示：不能。细胞生长需要蛋白质等多种物质作基础，细胞分裂需要遗传物质的复制和 相关蛋白质的合成，如果没有细胞核，这些生命活动都不能进行。
34、 （二）资料分析 1.提示：美西螈皮肤的颜色是由细胞核控制的。生物体性状的遗传主要是由细胞核控制的，因为细胞核中 9 有 DNA，DNA 是主要的遗传物质。DNA 上有许多基因，通过指导蛋白质的合成，控制生物的性状。 2.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.生物体形态结构的建成主要与细胞核有关。 5.细胞核具有控制细胞代谢和遗传的功能。 （三） 旁栏思考题 提示： 同一个生物体内所有细胞的“蓝图”都是一样的 （除非发生体细胞突变或细胞癌变） 。 生物体内细胞形态、结构和功能的多种多样，是细胞分化的结果。 （四）技能训练 1.细胞无核部分随着培养天数的增
35、加，死亡个数迅速增加，第 4 天就没有存活的了，这是因为没有细胞核， 细胞的生命活动就无法进行。而细胞有核部分存活个数和时间都要比无核部分多和长，说明细胞核对于细 胞的生命活动是不可或缺的。 2.提示：细胞有核部分出现死亡现象的可能原因有两方面，一是实验过程中人为因素对细胞造成了伤害， 导致部分细胞死亡；二是细胞的正常凋亡。 （五）练习 基础题 1.（1）； （2）。2.C。3.C。 拓展题 提示：出生小牛的绝大部分性状像母牛甲。因为小牛获得的是母牛甲细胞核中的遗传物质，所以它 的性状与母牛甲最相似。 自我检测的答案和提示自我检测的答案和提示 一、概念检测 判断题 1.。 2. 。
36、选择题 C。 连线题 二、知识迁移 提示：与溶酶体的作用有关。细胞死亡后，溶酶体膜破裂， 各种水解酶释放出来，分解细胞中的蛋白质等物质，这时的 畜、禽肉烹饪后更鲜嫩。这个过程需要一定的时间。 三、技能应用 调暗视野有两种方法：一是转动反光镜使进光量减少；二是 选择小的光圈，减少进光量。 四、思维拓展 1.提示： （1）精卵结合时需要精子提供父方的遗传物质； （2）精子要 靠尾部摆动游到卵细胞所在位置， 才能与卵细胞结合这一过程需要大 量的能量，这些能量主要来自线粒体内进行的有氧呼吸。 2.提示：从生物膜在组成、结构、功能上的联系来考虑。 第四章第四章 细胞的物质输入和输出细胞的物质输入和输出
37、第第 1 节节 物质跨膜运输的实例物质跨膜运输的实例 （一）问题探讨 1.由于单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈 10 漏斗渗出的水分子数量，使得管内液面升高。 2.用纱布替代玻璃纸时，因纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透，因而液面不会升高。 3.半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数 量，液面也不会升高。 （二）思考与讨论 1.红细胞内的血红蛋白等有机物一般不能透过细胞膜。 2.红细胞的细胞膜相当于“问题探讨”中的半透膜。 3.当外界溶液的浓度低于红细胞内部的浓度时，红细胞一般会因持续吸水而涨破。 4.红细胞吸水或失
38、水的多少主要取决于红细胞内外浓度的差值。一般情况下，差值较大时吸水或失水较多。 （三）资料分析 1.在培养过程中，水稻吸收水分及其他离子较多，吸收 Ca2+、Mg2+较少，结果导致水稻培养液里的 Ca2+、 Mg2+浓度增高。2.不同作物对无机盐的吸收是有差异的。3.水分子跨膜运输是顺相对含量梯度的，其他物质 的跨膜运输并不都是这样，这取决于细胞生命活动的需要。4.细胞对物质的吸收是有选择的。这种选择性 具有普遍性。 （四）练习 基础题 1.。 2.。 3. 。 拓展题 提示：农业生产上的轮作正是针对不同作物根系对矿质元素的选择性吸收而采取的生产措施。如果长期在 同一块田里种植同种
39、作物，地力就会下降（俗称伤地） ，即某些元素含量下降，这样就会影响作物的产量。 水势与植物细胞吸水水势与植物细胞吸水 细胞吸水有三种方式：未形成液泡的细胞，靠吸涨作用吸水；液泡形成以后，细胞主要靠渗透作用吸水； 与渗透作用无关的代谢性吸水。在这三种方式中以渗透作用吸水为主。渗透作用是水分进出细胞的基本过 程，而且水分移动需要能量做功。根据热力学原理，系统中物质的总能量可分为束缚能和自由能，束缚能 是不能转化为用于做功的能量，而自由能是在温度恒定的条件下用于做功的能量。一种物质每摩尔的自由 能就是该物质的化学势，衡量水分反应或转移能量的高低，用水势表示。水溶液的化学势与同温同压同一
40、系统中的纯水的化学势之差除以水的偏摩尔体积所得的商，称为水势。 纯水的自由能最大，水势也最高。溶液中的溶质颗粒降低了水的自由能，所以溶液中水的自由能要比纯水 低。将纯水的水势定为零，溶液的水势就成为负值。溶液越浓，水势越低。在一个渗透系统中，水移动方 向决定于半透膜两边溶液的水势高低。水势高的溶液的水，流向水势低的溶液。水分从水势高的系统通过 半透膜向水势低的系统移动的现象，称为渗透作用。一个成长植物细胞的细胞壁主要是由纤维素分子组成 的，它对水和溶质是全通透的。而细胞膜和液泡膜都是半透膜，实际上可以把包括细胞膜、细胞质和液泡 膜在内的原生质层当做一个半透膜来看待。液泡里的细胞液具有一定的水势
41、。这样，细胞液、原生质层和 环境中溶液之间，便会发生渗透作用。当环境中溶液的水势高，而液泡中细胞液的水势低时，环境中溶液 所含的水就会进入细胞中。当然，细胞吸水不仅仅与水势有关，还受到其他因素的影响。 第第 2 节节 生物膜的流动镶嵌模型生物膜的流动镶嵌模型 （一）问题探讨 11 1.提示：三种材料比较，弹力布更能体现细胞膜的柔变性和一定的通透性，相对好一些。当然，这几种材 料的特点与真实的细胞膜之间还有不小的差距。 2.提示：有条件的话，使用微孔塑胶或利用激光给气球打上微孔都可以作为模型的细胞膜。使用透析袋也 可以。如果制作临时使用的模型，利用猪或其他动物的膀胱做细胞膜是更加理想的材料。 （
42、二）思考与讨论 1 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.有必要。仅靠推理得出的结论不一定准确，还应通过科学实验进行检验和修正。 3.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，尾部则朝 向空气一面。科学家因测得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。 （三）思考与讨论 2 1.提示：在建立生物膜模型的过程中，实验技术的进步起到了关键性的推动作用。如 电子显微镜的诞生使人们终于看到了膜的存在；冰冻蚀刻技术和扫描电子显微镜技术使人们认识到膜的内 外两侧并不对称；荧光标记小
43、鼠细胞与人细胞的融合实验又证明了膜的流动性等。没有这些技术的支持， 人类的认识便不能发展。 2.提示：在建立生物膜模型的过程中，结构与功能相适应的观点始终引导人们不断实践、认识，再实践、 再认识；使人类一步步接近生物膜结构的真相。例如，不同生物膜的功能是有差异的。在生命系统中，一 般来说，功能的不同常伴随着结构的差异，而早期的生物膜模型假定所有的生物膜都是相同的，这显然与 不同部位的生物膜功能不完全相同是矛盾的。还有，不同膜的厚度也不完全一样。由此促进学者们重新研 究脂质和蛋白质相互作用的问题。一些学者使用了更加先进的技术，运用红外光谱等技术证明，膜蛋白主 要为球形结构。冰冻蚀刻电镜技术又证明
44、，脂双层中分布有蛋白质颗粒，这样又发展了生物膜模型。生物 膜中存在不同种类的蛋白质，以及蛋白质在生物膜中的不同分布情况，恰能较好地解释不同结构的生物膜 具有不同的生理功能。 （四）练习 基础题 1.提示：细胞膜太薄了，光学显微镜下看不见，而 19 世纪时还没有电子显微镜，学者 们只好从细胞膜的生理功能入手进行探究。2.脂质和蛋白质。 3.提示：这两种结构模型都认为，组成细胞膜的主要物质是脂质和蛋白质，这是它们的相同点。不同点是： （1）流动镶嵌模型提出蛋白质在膜中的分布是不均匀的，有些横跨整个脂双层，有些部分或全部嵌入脂双 层，有些则镶嵌在脂双层的内外两侧表面；而三层结构模型认为蛋白质均匀分布
45、在脂双层的两侧。 （2）流 动镶嵌模型强调组成膜的分子是运动的；而三层结构模型认为生物膜是静态结构。4.D。 拓展题 1.提示：生物膜结构的研究历史反映了科学研究的艰辛历程，也告诉我们建立模型的一般方法。科学家根 据观察到的现象和已有的知识提出解释某一生物学问题的假说或模型，用观察和实验对假说或模型进行检 验、修正和补充。一种模型最终能否被普遍接受，取决于它能否与以后的观察和实验结果相吻合，能否很 好地解释相关现象，科学就是这样一步一步向前迈进的。 2.提示：生物膜的流动镶嵌模型不可能完美无缺。人类对自然界的认识永无止境，随着实验技术的不断创 新和改进，对膜的研究将更加细致入微，对膜结构的进一
46、步认识将能更完善地解释细胞膜的各种功能，不 12 断完善和发展流动镶嵌模型。 第第 3 节节 物质跨膜运输的方式物质跨膜运输的方式 （一）问题探讨 1.从图上可以看出，氧气、二氧化碳、氮气、苯等小分子（苯还是脂溶性的）很容易通 过合成的脂双层；水、甘油、乙醇等较小的分子也可以通过；氨基酸、葡萄糖等较大的有机分子和带电荷 的离子则不能通过合成的脂双层。2.提示：葡萄糖不能通过人工合成的无蛋白的脂双层，但小肠上皮细胞 能大量吸收葡萄糖，推测小肠上皮细胞的细胞膜上有能够转运葡萄糖的蛋白质。 3.提示：通过观察此图还可联想并提出，细胞需要的离子是否也通过细胞膜上的蛋白质来运输等问题。 （二）思考与讨论
47、 1.自由扩散和协助扩散都不需要消耗能量。因为二者都是顺物质的浓度梯度进行的。 2.自由扩散与协助扩散的共同之处是都不需要细胞消耗能量。不同之处是：前者不需要蛋白质的协助，后 者必须有蛋白质的协助才能实现。 3.因为自由扩散和协助扩散都是顺物质的浓度梯度进行的，不需要细胞消耗能量，所以统称为被动运输。 （三）旁栏思考题 ：这是细胞的胞吞作用。这对于人体有防御功能，并有利于细胞新陈代谢的正常进行。 （四）技能训练 1.K+和 Mg2+是通过主动运输进入细胞的。2.Na+和 Cl 是通过主动运输排出细胞的。 3.提示：因为以上四种离子细胞膜内外的浓度差较大，细胞只有通过主动运输才能维持
48、这种状况。 （五）练习 基础题 1.D。 2.A。 拓展题 提示：低温环境肯定会影响物质的跨膜运输。温度会影响分子运动的速率，影响化学反应的速率， 因此，组成细胞膜的分子的流动性也会相应降低，呼吸作用释放能量的过程也会因有关酶的活性降低而受 到抑制。这些都会影响物质跨膜运输的速率。 自 我 检 测 的 答 案 和 提 示自 我 检 测 的 答 案 和 提 示 一 、 概 念 检 测 判 断 题 1. 。 2. 。 3. 。 4. 。 5. 。选择题 1.D。 2.C。 画概念图 二、知识迁移 提示：小肠绒毛上皮细胞能够从消化了的食物中吸收葡萄 糖，却很难吸收相对分子质量比葡萄糖小的木糖。这一事
49、 实说明细胞膜对物质进入细胞具有选择透过性。这与细胞 的生活关系密切，细胞膜的这一特性使细胞尽可能地只吸 收自身需要的物质，细胞不需要或对细胞有害的物质常被 阻挡在细胞外。 三、技能应用 提示：温度高低会提高或降低水分子通过半透膜的扩散速率。在一定温度范围内，提高温 度会加快水分子通过半透膜的速率；而降低温度则减缓水分子通过半透膜的速率。 实验方案设计如下： 按本章第 1 节渗透现象示意图组装好三组装置。在第一组的烧杯外用酒精灯或水浴锅加热升温；第二组烧 杯外加冰块降温；第三组留作对照。三组装置同时开始实验，并记录液面变化及时间。 四、思维拓展 13 提示：在顺浓度梯度的情况下，葡萄糖、氨基酸等分子可以通过协助扩散进入细胞。当细胞外葡萄糖或氨 基酸的浓度低于细胞内时，如果此时细胞的生命活动需要这些营养物质，细胞还能吸收这些营养物质，是 通过主动运输。 第第 5 章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用 第第 1 节节 降低化学反应活化能的酶降低化学反应活化能的酶 （一）问题探讨 1.这个实验要解决的问题是：鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化？2.是胃内的化学物质将肉块 分解了。3.提示：收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。 （二）实验 1.2
