2012年高中生物会考条目解析分子与细胞

12012年高中生物会考条目解析分子与细胞1．分子与离子（1）生物的基本特征：①以细胞为基本结构和功能单位，②有相同的化学成分，③新陈代谢，④稳态，⑤应激性，⑥生殖与遗传，⑦进化。（2）组成细胞的主要元素有C、H、O、N等，其中C是所有生命系统中的核心元素。2．无机物（1）水是细胞内含量最多的化合物（60～90％）。水是细胞内良好的溶剂，是生物体内物质运输的主要介质；水具有调节体温的作用。没有水就没有生命，水是生命的摇篮。（2）大多数无机盐以离子形式存在，对于维持生命活动有重要作用，如维持血浆的正常浓度、酸碱平衡和神经肌肉的兴奋性，哺乳动物血液中Ca2+含量过低会发生抽搐，Fe2+是血红蛋白的主要成分，Mg2+是叶绿素的必需成分。3．有机化合物及生物大分子（1）糖类由C、H、O组成。根据糖类是否能够水解及水解后的产物，糖类可分为单糖、二糖和多糖。单糖是不能水解的糖，是糖类的结构单元，葡萄糖和果糖都是单糖，分子式均为C6H12O6，葡萄糖是最重要的能源物质。蔗糖和麦芽糖属于二糖，分子式是C12H22O11，其中一分子蔗糖的水解后的终产物是一分子葡萄糖和一分子果糖，一分子麦芽糖的水解后的终产物是两分子葡萄糖。多糖有淀粉、纤维素和糖元，其中淀粉、纤维素水解后的终产物是许多个葡萄糖分子。淀粉和糖元是生物体内的重要贮能物质，糖元贮藏在动物的肝脏和肌肉中。（2）脂质由C、H、O组成，有的含有P、N。脂质包括油脂、磷脂、植物蜡和胆固醇。油脂由甘油和脂肪酸组成，是生物体内主要储存能量的物质。磷脂分子是由亲水极性头部的磷酸和亲脂非极性尾部的脂肪酸构成，它是构成细胞内各种膜结构的重要成分。植物蜡对植物细胞起保护作用。胆固醇是人体必需的，但血液中胆固醇过多可能引起心脑血管疾病。（3）①蛋白质的基本组成单位是氨基酸，约有20种，其结构通式是个碳原子上同时连接着一个氨基（－NH2），一个羧基（－COOH），一个R基，一个H，不同的氨基酸有不同的R基。②一个氨基酸分子的氮基（－NH2）与另一个氨基酸分子的羧基（－COOH）相连接，同时失去一分子水的过程称为脱水缩合，连接两个氨基酸分子的键（－NH－CO－）称为肽键，两个氨基酸分子缩合而成的化合物称为二肽。3个或3个以上的氨基酸分子缩合而成的链状结构称为多肽．多肽通常呈链状结构，叫肽链。一条或几条肽链形成一定的空间结构称为蛋白质。肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数目－肽链数。③由于氨基酸种数、数目、排列次序和肽链空间结构不同，因而蛋白质结构具有多样性。蛋白质分子结构的多样性决定了蛋白质分子功能的多样性：①构成细胞和生物体的重要物质，如肌肉蛋白；②催化作用，如酶；③调节作用，如胰岛素、生长激素；④免疫作用，如抗体；⑤运输作用，如细胞膜上的载体。④蛋白质空间结构会随温度升高发生改变，空间结构一旦改变，便会失去生物学活性，即蛋白质的热变性，温度超过40～50℃时，一般则蛋白质生物学活性就可能失去。（4）核酸分为脱氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA）两种。DNA存在于细胞核、线粒体和叶绿体内，DNA中贮藏的遗传信息控制着细胞的所有活动，并决定细胞和整个生物体的遗传特性。RNA主要分布在细胞质，RNA在合成蛋白质时是必需的。（5）检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验，依据某些化学试剂能够与生物组织中的有关物质产生特定的颜色反应这一原理设计的。可溶性还原糖与本尼迪特试剂发生作用生成红黄色沉淀［沸水浴加热，麦芽糖、葡萄糖和果糖是还原糖］；脂肪可以被苏丹Ⅲ染成橙黄色［必须用显微镜观察］；蛋白质与双缩脲试剂发生作用可以产生紫色反应［先加NaOH，后加CuSO4］；淀粉遇碘变蓝色。4．细胞概述（1）细胞学说主要阐明了生物结构的统一性，即所有的生物都是由一个或者多个细胞组成的；细胞是所有生物的结构和功能的基本单位；所有的细胞必定是由别的细胞产生的。2（2）最小的细胞是属于细菌类的支原体细胞；最大的细胞是鸵鸟蛋的卵黄；生物体的增大，主要是由于细胞数目的增多。细胞体积大，其表面积与体积之比就相对变小，如果表面积与体积之比越大，细胞与外界物质交换速度就越快。原核细胞没有核膜包被的细胞核，真核细胞有核膜包被的细胞核。（3）使用高倍镜观察细胞的实验操作过程：①先在低倍镜下观察，找到要观察的物象；②移动载玻片，将所要观察的细胞（物象）移动到视野中央；③转动转换器，让高倍镜头正对通光孔；④调节细准焦螺旋，使物象清晰。低倍镜与高倍镜比较：低倍物镜镜头短、视野亮度亮、物象小、细胞数量多；高倍物镜镜头长、视野亮度暗、物象大、细胞数量多少。光学显微镜观察标本时，标本被放大倍数是指放大标本的长度或宽度，显微镜观察到的物像是倒像，因此物像移动的方向与装片移动方向相反。（4）右图，1-细胞膜，2-细胞壁，3-细胞溶胶，4-叶绿体，5-高尔基体，6-核仁，7-染色质，8-核被膜，9-核基质，10-核孔，11-线粒体，12-内质网，13-核糖体，14-液泡，15-中心体5．细胞膜与细胞壁（1）细胞膜，主要由磷脂分子和蛋白质分子组成。两层磷脂分子（脂双层，称单位膜）构成基本支架，蛋白质分子（脂蛋白）覆盖、贯穿、镶嵌在基本支架（双层磷脂分子层）中。结构特点是具有一定的流动性。在细胞控制和细胞通讯方面有重要作用：①有些膜蛋白控制某些分子和离子的出入（物质交换），②有些膜蛋白起着生物催化剂的作用（酶），③有些可以起着细胞标志物的作用（细胞识别、免疫）。功能特性是选择透过性。（2）细胞壁，植物细胞的细胞膜外有一层细胞壁，主要由纤维素组成；全透性，具有保护细胞和支撑植物体作用。真菌和细菌的细胞壁和植物细胞细胞壁成分不相同。6．细胞质（1）内质网：单层膜结构，由囊腔和细管组成的细胞器。内质网向内与细胞核膜相连，向外与质膜相连，构成复杂的膜系统。内质网是它有两种类型，①粗面内质网，上面有核糖体颗粒，具运输蛋白质的功能；②光面内质网，没有颗粒，具氧化酒精和合成磷脂的功能。（2）核糖体：非膜结构。由RNA和蛋白质组成，是细胞内将氨基酸合成蛋白质的场所。（3）高尔基体：单层膜结构，由扁平小囊和小泡组成。是细胞中的物质转运系统，承担着物质运输的任务。在动物细胞中与分泌物的形成有关，并有运输作用。在植物细胞中与细胞壁的形成有关。（4）线粒体：双层膜结构，由外膜、内膜和基质构成，内膜突起形成嵴，内有少量DNA、RNA和核糖体，是细胞进行有氧呼吸的主要场所，被称为“动力车间”。（5）叶绿体：双层膜结构，内膜里面充满基质，基粒的类囊体膜（光合膜）上分布有叶绿素（主要吸收红光和蓝紫光），包括叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）和类胡萝卜素（主要吸收蓝紫光），包括胡萝卜素（橙黄色）和叶黄素（黄色）。是植物进行光合作用的细胞器。（6）液泡，单层膜结构，内有细胞液，含有无机盐类、糖类、氨基酸、色素等。植物的花、果实和叶有各种颜色是由于液泡中的各种色素引起。能调节细胞渗透吸水的作用。（7）中心体：中心体是由2个中心粒组成，呈垂直排列，与细胞有丝分裂有关。（8）细胞溶胶，细胞进行新陈代谢的主要场所。（9）观察叶绿体。（10）与分泌蛋白合成、运输、分泌有关的细胞器是：核糖体（合成）、内质网（运输）、高尔基体（加工）、线粒体（提供能量）。具有双层膜结构的细胞器是：细胞核、叶绿体、线粒体。具有单层膜结构的细胞器是：内质网、高尔基体、液泡。不具膜结构的是：中心体、核糖体。（11）植物细胞有细胞壁和叶绿体，成熟的植物细胞有明显的液泡，而动物细胞中没有；在低等植物和动物细胞中有中心体，而高等植物细胞则没有。7．细胞核（1）细胞核，最大的细胞器，是遗传物质贮存和复制的场所，是细胞的控制中心。（2）核仁，由某些染色体片段构成，与核糖体形成有关。（3）染色质，主要由DN人和蛋白质构成，染色质和染色体是同一种物质在细胞分裂不同时期的两种不同形态，染色体的数目等于着丝粒的数目，是遗传物质的主要载体。3（4）核被膜，双层膜结构，其外层与粗面型内质网相连，具选择透过性。（5）核孔是蛋白质、RNA等大分子物质进出细胞核的通道。8．原核细胞原核细胞与真核细胞的主要区别是有无成形的细胞核，即有无核被膜，原核细胞只有核糖体一种细胞器，细胞呼吸场所是质膜，所有细菌（如硝化细菌、乳酸菌等）是原核生物，而真菌（如酵母菌、霉菌、蘑菇等）是真核生物。9．细胞与能量ATP是三磷酸腺苷，结构简式是A－P～P～P，其中：A代表腺苷，P代表磷酸基，～代表高能磷酸键，－代表普通化学键。ATP在细胞内含量很低，但ATP与ADP可以相互转化（其中物质可逆，能量不可逆）。ADP转化成ATP时所需要的能量，对于动物和人来说，来自细胞内呼吸作用中分解有机物释放出的能量（场所是细胞质基质、线粒体）；对于绿色植物来说，还可来自光合作用（场所是叶绿体）。从反应的性质分析，ATP的分解是一种水解反应，所需的酶是水解酶，而ATP的合成是一种合成反应，所需的酶为合成酶。ATP分解产生的能量是各项生命活动所需能量的直接来源。10．物质出入细胞的方式（1）扩散是指分子从高浓度处向低浓度处运动的现象，水分子通过膜的扩散称为渗透，渗透方向是从水分子相对较多处向相对较少处扩散。（2）教材图3-4所示，当细胞内外水分子的相对数目相等，也就是溶液浓度相等时，红细胞和植物细胞都没发生变化；当细胞外水分子的相对较多，也就是溶液浓度相对低时，红细胞吸水而破裂，植物细胞吸水而膨胀；当细胞内外水分子的相对较少，也就是溶液浓度相对高时，红细胞失水而收缩，植物细胞失水而发生质壁分离。（3）被动转运是从高浓度一侧运输到低浓度一侧，不消耗能量。其中不需要载体蛋白的扩散有H2O、CO2、甘油等；需要载体蛋白的扩散称为易化扩散。（4）主动转运是需要载体，需要消耗ATP的能量。主动转运是细胞最重要的吸收或排出物质的方式。主动转运能将物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧.（5）进出细胞的物质被一部分质膜包起来，然后这一部分质膜与整个质膜脱离，裹着该物质运到细胞的内侧，称为胞吞；运到细胞的外侧，称为胞吐。（6）观察植物细胞的质壁分离与质壁分离复原实验原理：成熟植物细胞的原生质层（主要包括细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质）相当于一层半透膜，原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。当外界溶液的浓度大于细胞液的浓度时，植物细胞就通过渗透作用失水，发生质壁分离（液泡体积缩小、颜色加深、细胞液浓度增大）。当发生质壁分离的细胞，在外界溶液的浓度小于细胞液的浓度时，植物细胞就通过渗透作用吸水，发生质壁分离复原（液泡体积增大、颜色变浅、细胞液浓度减小）。11．酶（1）酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质（合成酶的场所主要是核糖体，水解酶的酶是蛋白酶），少数酶是RNA（核酶）。酶的催化作用具有高效性和专一性（每种酶只能催化一种或一类化合物的化学反应）；并且需要适宜的温度和pH值等条件，在最适宜的温度和pH下，酶的活性最高。温度和pH偏高和偏低，酶的活性都会明显降低，原因是过酸、过碱和高温，都能使酶分子结构遭到破坏而失去活性。（2）在实验过程中可以变化的因素称为变量，其中人为改变的变量叫自变量。随自变量的变化而变化的变量叫因变量。通常，自变量是原因，因变量是结果，二者具有因果关系。实验的目的在于获得和解释这种前因后果。在实验设计和操作中，要尽量减少无关变量，而且不同实验组中的无关变量必须完全相同，这样就可以避免由于无关变量的差异引起实验结果的差异，就能够清晰地研究自变量与因变量的关系。通过对照实验，就可以平衡和消除无关变量的影响。12．细胞呼吸（1）需氧呼吸指细胞必须在有氧的参与下，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生CO2和水，同时释放出大量能量的过程，反应如下：C6H12O6＋6O2＋6H2O→6CO2＋12H2O＋能最（30ATP）。包括：笫一阶段（糖酵解）C6H12O6→2C3H4O3（丙酮酸）＋少量[H]＋少量能量（细胞溶胶）；笫二阶段（柠檬酸循环）2C3H4O3（丙酮4酸）→6CO2＋大量[H]＋少量能量（线粒体基质）；第三阶段（电子传递链）[H]＋O2→H2O＋大量能量（线粒体内