高中生物必修1《分子與細(xì)胞》教材答案與提示

高中《生物學(xué)》必修1教材答案提示與練習(xí)應(yīng)用答案

第1章走近細(xì)胞

1.1細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位

問題探討

1.如果讓你提供證據(jù)說明大熊貓和冷箭竹都是由細(xì)胞構(gòu)成的，你將如何獲取和提供證

據(jù)？

【答案】可以將大熊貓和冷箭竹幾種器官、組織制成裝片或切片，在顯微鏡下觀察這

些組織是否由細(xì)胞構(gòu)成；或者查閱科學(xué)研究文獻(xiàn)，利用科學(xué)家已經(jīng)獲得的研究結(jié)果為證據(jù)。

2.與同學(xué)相互評(píng)價(jià)各自的證據(jù)是否正確和充分。

【答案】評(píng)價(jià)時(shí)注重證據(jù)獲取的可行性和科學(xué)性。

思考討論

1.科學(xué)家是如何通過獲得證據(jù)來說明動(dòng)植物體由細(xì)胞構(gòu)成這一結(jié)論的？

【答案】通過對(duì)動(dòng)植物體的解剖和顯微觀察獲得證據(jù)，通過歸納概括形成結(jié)論。

2.施萊登和施旺只是觀察了部分動(dòng)植物的組織，卻歸納出"所有的動(dòng)植物都是由細(xì)胞

構(gòu)成的"。這一結(jié)論可信嗎？為什么？這一結(jié)論對(duì)生物學(xué)研究有什么意義？

【答案】可信。因?yàn)樵诩?xì)胞學(xué)說建立過程中，科學(xué)家不僅運(yùn)用了不完全歸納法，還揭

示了動(dòng)植物的個(gè)體與細(xì)胞的內(nèi)在規(guī)律性關(guān)系(如細(xì)胞是動(dòng)植物生命活動(dòng)的基本單位，動(dòng)物

體是由受精卵這個(gè)細(xì)胞發(fā)育而成的)，這樣的科學(xué)歸納比一般的不完全歸納更具可信度。

這一結(jié)論，實(shí)際上是闡釋了植物和動(dòng)物在結(jié)構(gòu)上的一致性，由此突破了植物學(xué)和動(dòng)物學(xué)之

間的壁壘，也推動(dòng)了人們對(duì)細(xì)胞深入地開展研究。

3."所有的細(xì)胞都來源于先前存在的細(xì)胞"，這是否暗示著你身體的每個(gè)細(xì)胞都凝聚

著漫長的進(jìn)化史？細(xì)胞學(xué)說主要闡明了細(xì)胞的多樣性還是生物界的統(tǒng)一性？

【答案】"所有的細(xì)胞都來源于先前存在的細(xì)胞"，這暗示著人的身體的每個(gè)細(xì)胞都

凝聚著漫長的進(jìn)化史；細(xì)胞學(xué)說主要闡明了生物界的統(tǒng)一性，因?yàn)樗沂玖藙?dòng)物和植物的

統(tǒng)一性，從而闡明了生物界的統(tǒng)一性。

4.通過分析細(xì)胞學(xué)說建立的過程，你領(lǐng)悟到科學(xué)發(fā)現(xiàn)具有哪些特點(diǎn)？

［答案］通過分析細(xì)胞學(xué)說建立的過程，領(lǐng)悟到的科學(xué)發(fā)現(xiàn)具有以下的特點(diǎn)。

(1)科學(xué)發(fā)現(xiàn)需從觀察入手。

(2)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程離不開技術(shù)的支持。

(3)科學(xué)理論的形成需要觀察與歸納概括的結(jié)合。

(4)科學(xué)學(xué)說的建立是一個(gè)不斷修正和發(fā)展的過程。

思考

一個(gè)分子或一個(gè)原子，也是一個(gè)系統(tǒng)嗎？如果是，它們是不是生命系統(tǒng)？如果不是，

請(qǐng)說明理由。

【答案】一個(gè)分子或一個(gè)原子是一個(gè)系統(tǒng)，但不是一個(gè)生命系統(tǒng)。不同層次的生命系

統(tǒng)都要有多個(gè)組成成分，每個(gè)組成成分都執(zhí)行一定的功能，它們之間相互配合完成生命活

動(dòng)，而一個(gè)分子或原子不具有生命系統(tǒng)的功能。

思考?討論

請(qǐng)結(jié)合圖1-3,分析討論以下問題。

1.葉的表皮細(xì)胞和心肌細(xì)胞各有什么功能？

【答案】葉的表皮細(xì)胞主要起保護(hù)作用；心肌細(xì)胞是心臟的重要組成部分，眾多心肌

細(xì)胞收縮、舒張使心臟得以搏動(dòng)。

2.冷箭竹的光合作用是在哪些細(xì)胞中進(jìn)行的？大熊貓的血液運(yùn)輸氧的功能是靠哪種

細(xì)胞完成的？

【答案】冷箭竹的光合作用發(fā)生在葉肉細(xì)胞中，因?yàn)檫@些細(xì)胞中含有葉綠體；大熊貓

的血液運(yùn)輸氧的功能靠紅細(xì)胞完成。

3.大熊貓和冷箭竹繁殖后代關(guān)鍵是靠什么細(xì)胞？

【答案】大熊貓和冷箭竹繁殖后代關(guān)鍵是靠生殖細(xì)胞完成的。

（通過上面3個(gè)問題的討論可以看出，動(dòng)植物體的生命活動(dòng)是靠一個(gè)個(gè)細(xì)胞完成的。）

4.生物圈的碳氧平衡是不是與地球上所有生物細(xì)胞的生命活動(dòng)都有關(guān)系？為什么？

【答案】生物圈的碳氧平衡與地球上所有生物細(xì)胞的生命活動(dòng)都有關(guān)系，因?yàn)榛旧?/p>

每個(gè)細(xì)胞都要進(jìn)行呼吸作用，消耗氧氣和釋放二氧化碳，而綠色植物細(xì)胞和藍(lán)細(xì)菌能進(jìn)行

光合作用，吸收二氧化碳和釋放氧氣。正因?yàn)橛辛思?xì)胞的呼吸作用和光合作用，才能保持

生物圈中的碳氧平衡。

練習(xí)與應(yīng)用

一、概念檢測

1.判斷下列事實(shí)或證據(jù)是否支持細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位。

（1）草履蟲是單細(xì)胞生物，能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和分裂。（V）

（2）人體發(fā)育離不開細(xì)胞的分裂和分化。（V）

（3）離體的葉綠體在一定的條件下能釋放氧氣。（x）

（4）用手抓握物體需要一系列神經(jīng)細(xì)胞和肌肉細(xì)胞的協(xié)調(diào)配合。（V）

2.下列敘述與細(xì)胞學(xué)說不相符的是（C）

A.植物和動(dòng)物都是由細(xì)胞構(gòu)成的，這反映了生物界的統(tǒng)一性

B.植物和動(dòng)物有著共同的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

C.人體每個(gè)細(xì)胞都能單獨(dú)完成各項(xiàng)生命活動(dòng)

D.新細(xì)胞是通過已存在的細(xì)胞分裂產(chǎn)生的

3.觀察人體皮膚縱切片和迎春葉橫切片的光學(xué)顯微鏡圖像，回答問題。

（1）在兩張切片的圖像中，盡可能多地寫出你認(rèn)識(shí)的細(xì)胞名稱以及它們可能的功能。

【答案】人體皮膚：本切片圖中可見上皮組織的細(xì)胞、角質(zhì)保護(hù)層細(xì)胞（死亡）和皮

下結(jié)締組織中的多種細(xì)胞；迎春葉：表皮細(xì)胞（保護(hù)）、保衛(wèi)細(xì)胞（控制水分蒸發(fā)和氣體

進(jìn)出）、葉肉細(xì)胞（光合作用）、導(dǎo)管細(xì)胞（運(yùn)輸水和無機(jī)鹽）、篩管細(xì)胞（運(yùn)輸有機(jī)物），

（2）比較動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞，描述它們的共同點(diǎn)和區(qū)別。

【答案】植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞的共同點(diǎn)是：有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核；區(qū)別是：植

物細(xì)胞有細(xì)胞壁、液泡，有些植物細(xì)胞還有葉綠體。

（3）為什么把人體皮膚和迎春葉都稱為器官？

【答案】因?yàn)槿梭w皮膚和迎春葉都是由多種組織組成的。例如：人體皮膚由上皮組織、

結(jié)締組織、神經(jīng)組織和肌肉組織組成,這些不同的組織按照一定的次序結(jié)合在一起構(gòu)成行

使保護(hù)等功能的器官。

二、拓展應(yīng)用

1.某同學(xué)在顯微鏡下觀察了菠菜、天竺葵、柳樹葉片中的葉肉細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)這些葉肉細(xì)

胞中都有葉綠體，于是得出了植物葉肉細(xì)胞都有葉綠體的結(jié)論。他得出這個(gè)結(jié)論應(yīng)用了不

完全歸納法。你還能列舉不完全歸納法其他應(yīng)用的例子嗎？在使用這種方法時(shí)，要注意什

么問題？

【答案】提示：可用已學(xué)過的植物或動(dòng)物的分類、細(xì)胞所具有的結(jié)構(gòu)進(jìn)行舉例，也可

以結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行舉例。運(yùn)用不完全歸納法時(shí)，要審慎地接受所得出的結(jié)論，歸納時(shí)需

要注意抓住所歸納對(duì)象的本質(zhì)特征。

2.病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，一般由核酸和蛋白質(zhì)組成。但是，病毒的生活離不開細(xì)胞，請(qǐng)

查閱資料，說明病毒的生活為什么離不開細(xì)胞。

【答案】病毒盡管沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，但病毒必須寄生在細(xì)胞中生活，依靠細(xì)胞中的物質(zhì)

來合成自己需要的物質(zhì)，離開了細(xì)胞，病毒就不能長時(shí)間生存，因此說，病毒的生活是離

不開細(xì)胞的。

3.如果"新細(xì)胞都是從老細(xì)胞中產(chǎn)生的"不成立，細(xì)胞一直可以從無機(jī)環(huán)境中自然發(fā)

生，生物進(jìn)化的觀點(diǎn)還能被人們普遍接受嗎？請(qǐng)用自己的語言簡要闡述細(xì)胞學(xué)說是否支持

生物進(jìn)化的觀點(diǎn)。

【答案】如果"新細(xì)胞都是從老細(xì)胞中產(chǎn)生的"不成立，細(xì)胞一直可以從無機(jī)環(huán)境中

自然發(fā)生，生物進(jìn)化論中生物都起源于共同原始祖先的觀點(diǎn)就會(huì)受到質(zhì)疑。一切動(dòng)植物都

是由細(xì)胞發(fā)育而來的，并由細(xì)胞和細(xì)胞產(chǎn)物所構(gòu)成，說明動(dòng)物和植物的統(tǒng)一性，從而闡明

了生物界的統(tǒng)一性，這也支持生物有著共同起源的觀點(diǎn)。

1.2細(xì)胞的多樣性和統(tǒng)一性

問題探討

1.圖中共有幾種細(xì)胞？它們的名稱分別是什么？有哪些共同的結(jié)構(gòu)？

【答案】從圖中至少可以看出5種細(xì)胞，它們分別是：紅細(xì)胞、白細(xì)胞、口腔上皮細(xì)

胞、洋蔥根尖細(xì)胞和洋蔥表皮細(xì)胞。這些細(xì)胞共同的結(jié)構(gòu)有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核(植

物細(xì)胞還有細(xì)胞壁，人的成熟紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核)。

2.請(qǐng)舉一二個(gè)例子，說說不同種類細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)不同的原因。

【提示】細(xì)胞具有不同的形態(tài)結(jié)構(gòu)是因?yàn)樯矬w內(nèi)的細(xì)胞所處的位置不同、功能不同，

是細(xì)胞分化的結(jié)果。例如，紅細(xì)胞呈兩面凹的圓餅狀，這有利于與氧充分接觸，起到運(yùn)輸

氧的作用；洋蔥表皮細(xì)胞呈長方體形狀，排列緊密，有利于起到保護(hù)作用。

探究?實(shí)踐

L使用高倍鏡觀察的步驟和要點(diǎn)是什么？

【答案】使用高倍鏡觀察的步驟和要點(diǎn)是：(1)首先用低倍鏡觀察，找到要觀察的物像,

移到視野的中央；⑵轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器，用高倍鏡觀察，并輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋,直到看清楚物

像為止。

2.歸納所觀察到的細(xì)胞在結(jié)構(gòu)上的共同點(diǎn)，并描述它們之間的差異，分析產(chǎn)生差異的

可能原因。

【提示】這些細(xì)胞在結(jié)構(gòu)上的共同點(diǎn)是：有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核，植物細(xì)胞還有

細(xì)胞壁。各種細(xì)胞之間的差異和產(chǎn)生差異的可能原因是：這些細(xì)胞的位置和功能不同，其

結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，這是個(gè)體發(fā)育過程中細(xì)胞分化產(chǎn)生的差異。

3.下圖是大腸桿菌的電鏡照片，你在本實(shí)驗(yàn)中觀察到的細(xì)胞與大腸桿菌有什么主要區(qū)

別？

【提示】從模式圖中可以看出，大腸桿菌沒有明顯的細(xì)胞核，沒有核膜，細(xì)胞外有鞭

旁欄思考

你如何解讀"原核細(xì)胞"和"真核細(xì)胞"中的"原"字和"真"字？據(jù)此推測原核生

物和真核生物在進(jìn)化上的聯(lián)系。

【答案】"原核細(xì)胞"中的"原"字指"原始"的含義；"真核細(xì)胞"中的"真"字

指"真正”的含義；從進(jìn)化的意義看，真核細(xì)胞是由原核細(xì)胞進(jìn)化而來的。

練習(xí)與應(yīng)用

一、概念檢測

1.基于對(duì)原核生物和真核生物的理解，判斷下列表述是否正確。

（1）真菌和細(xì)菌是原核生物。（X）

（2）原核生物中既有自養(yǎng)生物，又有異養(yǎng)生物。（V）

（3）原核生物是單細(xì)胞生物，真核生物既有單細(xì)胞生物也有多細(xì)胞生物。（V）

2.草履蟲、衣藻、變形蟲和細(xì)菌都是單細(xì)胞生物。盡管它們的大小和形狀各不相同，

但它們都有相似的結(jié)構(gòu)，即都具有（D）

A.細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核、液泡

B.細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核

C.細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核、染色體

D.細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、儲(chǔ)存遺傳物質(zhì)的場所

3.根瘤菌（屬于細(xì)菌）與豆科植物共生形成根瘤。在對(duì)根瘤菌進(jìn)行分離時(shí)，如何根據(jù)

細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，來區(qū)分根瘤菌細(xì)胞與植物細(xì)胞？

【提示】根瘤菌是細(xì)菌，屬原核細(xì)胞，沒有成形的細(xì)胞核，植物細(xì)胞有成形的細(xì)胞核。

二、拓展應(yīng)用

1.細(xì)胞雖然形態(tài)多種多樣，但是基本結(jié)構(gòu)具有高度的統(tǒng)一性。細(xì)胞為什么會(huì)有統(tǒng)一

性？細(xì)胞的多樣性又是怎樣產(chǎn)生的？

【提示】細(xì)胞之所以會(huì)有統(tǒng)一性，是因?yàn)榧?xì)胞來源于細(xì)胞，即新細(xì)胞是從老細(xì)胞通過

分裂而形成的，所有細(xì)胞都來自一類共同的祖先，所以具有統(tǒng)一性。細(xì)胞的多樣性是在進(jìn)

化過程中，由于自然選擇等原因，細(xì)胞出現(xiàn)結(jié)構(gòu)分化、分別承擔(dān)不同功能而產(chǎn)生的。

2.支原體肺炎是一種常見的傳染病，其病原體是一種稱為肺炎支原體的單細(xì)胞生物

(見下圖)，請(qǐng)據(jù)圖分析回答。

產(chǎn)——I

(1)支原體與動(dòng)物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)有什么區(qū)別？

【答案】支原體與動(dòng)物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的區(qū)別是:支原體沒有成形的細(xì)胞核，只有游離的DNA

和核糖體一種細(xì)胞器。

(2)支原體與細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)有什么區(qū)別？

【答案】支原體與細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)的區(qū)別是：支原體沒有細(xì)胞壁。

(3)支原體是真核生物還是原核生物？

【答案】支原體是原核生物。

復(fù)習(xí)與提高

一、選擇題

1.細(xì)胞學(xué)說為生物學(xué)的發(fā)展起到了奠基的作用，主要原因是它揭示了（C）

A.植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的區(qū)別

B.原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的區(qū)別

C.生物體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性

D.生物界細(xì)胞的多樣性

2.沙眼衣原體是一類導(dǎo)致人患沙眼的病原體，通過電子顯微鏡觀察其細(xì)胞結(jié)構(gòu)，可以

確定沙眼衣原體是原核生物。作為判斷的主要依據(jù)是（D）

A.有細(xì)胞壁

B.有細(xì)胞膜

C.沒有線粒體

D.沒有以核膜包被的細(xì)胞核

3.生命系統(tǒng)存在著從細(xì)胞到生物圈各個(gè)不同的結(jié)構(gòu)層次。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的

是(D)

A.細(xì)胞是基本的生命系統(tǒng)

B.草履蟲可以看作是基本的生命系統(tǒng)

C.植物體和動(dòng)物體共有的生命系統(tǒng)層次有細(xì)胞、組織、器官、個(gè)體

D.生態(tài)系統(tǒng)中存在非生命的物質(zhì)和成分，不屬于生命系統(tǒng)

4.細(xì)胞是生物體的基本結(jié)構(gòu)和功能單位。下列有關(guān)細(xì)胞的敘述，正確的是(C)

A.原核細(xì)胞結(jié)構(gòu)簡單，所以不具有多樣性

B.原核細(xì)胞與真核細(xì)胞之間不具有統(tǒng)一性

C.除病毒外，生物體都是由細(xì)胞構(gòu)成的

D.新細(xì)胞是從老細(xì)胞的細(xì)胞核中產(chǎn)生的

二、非選擇題

1.畫概念圖

畫概念圖可以直觀而形象地表示概念之間的相互關(guān)系，幫助你梳理所學(xué)的知識(shí)，建立

良好的知識(shí)結(jié)構(gòu)。請(qǐng)你分析下圖，在"？"處填寫適當(dāng)?shù)倪B接詞。

【答案】三個(gè)問號(hào)所表達(dá)的連接詞，從左到右為：不具有、具有、具有。

2.下圖是人們常見的幾種單細(xì)胞生物，據(jù)圖回答下面的問題。

(1)這幾種生物共有的結(jié)構(gòu)是______O

【答案】細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核(或儲(chǔ)存遺傳物質(zhì)的場所)

(2)與綠色開花植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能類似的生物是你判斷的依據(jù)是

；與哺乳動(dòng)物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能類似的生物是______，你判斷的依據(jù)是。

【答案】眼蟲、衣藻含有葉綠體，能進(jìn)行光合作用，衣藻還含有細(xì)胞壁變形蟲、草履

蟲具有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和成形的細(xì)胞核，不具有細(xì)胞壁

(3)眼蟲與植物和動(dòng)物都有相同之處，從進(jìn)化的角度看，你認(rèn)為合理的解釋是。

【答案】眼蟲有葉綠體，與植物細(xì)胞類似；眼蟲有眼點(diǎn)能感受光的刺激，有鞭毛，能

運(yùn)動(dòng)，這些特征與動(dòng)物類似。從以上分析可以看出，眼蟲與植物和動(dòng)物都有相同之處，說

明眼蟲可能是與植物、動(dòng)物共同祖先很接近的生物

3.2002年7月12日，美國《科學(xué)快報(bào)》報(bào)道了紐約州立大學(xué)幾位病毒學(xué)家人工合

成脊髓灰質(zhì)炎(俗稱小兒麻痹癥)病毒的消息和簡略的研究過程。用人工合成的病毒感染小

鼠的實(shí)驗(yàn)證明，人工合成的病毒能夠引發(fā)小鼠脊髓灰質(zhì)炎，只是毒性比天然病毒小得多。

回答下列問題。

(1)人工合成脊髓灰質(zhì)炎病毒，是否就是人工制造了生命？

【提示】可以有不同答案。因?yàn)榧?xì)胞是基本的生命系統(tǒng)，科學(xué)家一般將人工合成生命

定義為人工組裝細(xì)胞，從這個(gè)意義上說，人工合成脊髓灰質(zhì)炎病毒還不能稱為人工合成生

命。病毒由生物大分子構(gòu)成，并且能自我復(fù)制，具備生物的一些基本特征，因此在生物學(xué)

上一般認(rèn)為它是不同于動(dòng)物、植物、真菌和原核生物的一類特殊的生物，從這個(gè)意義上說,

人工合成脊髓灰質(zhì)炎病毒也可以視為人工合成生命。本題的目的不是讓學(xué)生在知識(shí)層面獲

得一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)答案，而是活躍思維，認(rèn)識(shí)生物界的復(fù)雜性。

(2)人工合成病毒的研究，應(yīng)該肯定還是應(yīng)該否定？為什么？

【提示】人工合成病毒的研究，其意義具有兩面性，用絕對(duì)肯定或絕對(duì)否定的態(tài)度都

是不全面的。從肯定的角度看，人工合成病毒可以使人類更好地認(rèn)識(shí)病毒，如研制抵抗病

毒的藥物和疫苗，從而更好地為人類的健康服務(wù)；從否定的角度看，人工合成病毒的研究

也可能會(huì)合成某些對(duì)人類有害的病毒，如果這些病毒傳播開來，或者被某些人用作生物武

器，將給人類帶來災(zāi)難。

第2章組成細(xì)胞的分子

2.1細(xì)胞中的元素和化合物

問題探討

比較組成地殼和組成細(xì)胞的部分元素的含量，你能提出什么問題？就自己提出的問題

與其他同學(xué)交流。

【答案】示例：為什么組成地殼和細(xì)胞的各種元素的相對(duì)含量差異很大？

思考?討論

左表是玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞內(nèi)含量較多的化學(xué)元素的種類及其含量。要分析細(xì)胞中各

種元素及含量是非常復(fù)雜的事情，因此，呈現(xiàn)出來的數(shù)據(jù)一般都是大概的。

討論

1.在玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞中含量較多的四種元素一樣嗎？怎樣解釋這種現(xiàn)象？

【答案】玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞中含量較多的四種元素是一樣的，都是c、H、。、N。

這是因?yàn)橛衩缀腿硕际巧?，組成它們的主要成分都是水、糖類、脂類和蛋白質(zhì)等物質(zhì)，

這些物質(zhì)含有C、H、。，蛋白質(zhì)中還含有大量的N元素。

2.細(xì)胞中有些元素含量很少，是否意味著它們不重要？

【提示】細(xì)胞中有些元素含量很少，但是卻有重要作用，如在玉米細(xì)胞中，S只有

0.17%,Mg只有0.18%，但很多蛋白質(zhì)都含有S,葉綠體中的葉綠素分子就含有Mg,如

果缺少S或Mg,細(xì)胞就不能合成這些蛋白質(zhì)或葉綠素。

3.比較組成玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞中的元素種類和含量，你還能得出哪些結(jié)論？

【提示】組成玉米細(xì)胞中氧元素的含量明顯要高于人體細(xì)胞，而氮元素的含量明顯又

低于人體細(xì)胞，這說明玉米細(xì)胞和人體細(xì)胞中的不同有機(jī)物的含量有差別，如玉米細(xì)胞中

的糖類要多一些，而人體細(xì)胞中的蛋白質(zhì)的含量要多一些；Ca元素的含量也有區(qū)別，這與

玉米和人體的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)組成有關(guān)。

旁欄思考

梨的果實(shí)和葉片的細(xì)胞中所含化合物的種類和含量有什么明顯的差別？

【提示】梨的果實(shí)細(xì)胞中糖類和水等物質(zhì)多，不含葉綠素。

探究?實(shí)踐

1.略。2.略。

3.全班共檢測了多少種生物材料？這些生物材料中有機(jī)化合物的種類、含量一樣嗎？

這對(duì)我們選擇食物有什么啟發(fā)？

【答案】不同生物材料中有機(jī)化合物的種類、含量有差異，因此在日常膳食中要遵循

”多樣、均衡"的原則，滿足機(jī)體生命活動(dòng)的需要。

練習(xí)與應(yīng)用

一、概念檢測

1.基于對(duì)細(xì)胞元素組成、元素含量等的認(rèn)識(shí)，判斷下列相關(guān)表述是否正確。

(1)細(xì)胞中不存在無機(jī)自然界沒有的特殊元素。(V)

(2)細(xì)胞中微量元素含量很少，作用也很微小。(x)

(3)不同種類的細(xì)胞其組成元素和化合物種類基本相同，但含量又往往有一定差異,

這既體現(xiàn)了細(xì)胞的統(tǒng)一性，又反映了細(xì)胞的多樣性。(V)

2.將下列試劑與相應(yīng)的待測樣品、相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果用線連接起來。

3.在下列有機(jī)化合物中，人體細(xì)胞內(nèi)含量最多的一種是(C)

A脂質(zhì)B.糖類

C.蛋白質(zhì)D.核酸

4.科學(xué)家在研究生物體的化學(xué)成分時(shí)，發(fā)現(xiàn)組成生物體的元素在無機(jī)自然界中也都存

在，這一事實(shí)主要說明(B)

A.生物來源于非生物

B.生物界與無機(jī)自然界具有統(tǒng)一性

C.生物界與無機(jī)自然界具有差異性

D,生物與非生物在元素組成上沒有區(qū)別

二、拓展應(yīng)用

1.組成細(xì)胞的元素追根溯源來自無機(jī)環(huán)境,為什么細(xì)胞內(nèi)各種元素的比例與無機(jī)環(huán)境

的大不相同？

【答案】細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位，雖然組成細(xì)胞的元素來自無機(jī)環(huán)境，但是構(gòu)成

細(xì)胞的主要元素C、H、0、N含量與無機(jī)環(huán)境差異很大，這與細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)化合物如糖類、

脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸有關(guān)。

2.將細(xì)胞內(nèi)含有的各種物質(zhì)配齊，并按照它們?cè)诩?xì)胞中的比例放在一個(gè)試管中，能

構(gòu)成一個(gè)生命系統(tǒng)嗎？為什么？

【答案】不能。因?yàn)樯到y(tǒng)內(nèi)部是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)有序的結(jié)構(gòu)，不是由物質(zhì)隨意堆砌而成

的。

2.2細(xì)胞中的無機(jī)物

問題探討

右側(cè)是某種運(yùn)動(dòng)員飲料的化學(xué)成分表。請(qǐng)回憶初中所學(xué)知識(shí)，結(jié)合此表討論以下問題。

1.喝飲料主要是給身體補(bǔ)充水。水在細(xì)胞中起什么作用？

【提示】水在細(xì)胞中的作用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。水是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分；

水是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑，許多物質(zhì)必須溶解在水中，細(xì)胞內(nèi)的許多化學(xué)反應(yīng)也都需要水的

參與；多細(xì)胞生物體的絕大多數(shù)細(xì)胞必須浸潤在以水為基礎(chǔ)的液體環(huán)境中；通過水在生物

體內(nèi)的流動(dòng)，可以把營養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)送到各個(gè)細(xì)胞，同時(shí)，也把各個(gè)細(xì)胞在代謝中產(chǎn)生的廢物

運(yùn)送到排泄器官或者直接排出體外?？傊鞣N生物體的一切生命活動(dòng)，都離不開水。

2.表中哪些成分屬于無機(jī)鹽？為什么要在運(yùn)動(dòng)員喝的飲料中添加無機(jī)鹽？無機(jī)鹽在

細(xì)胞的生活中起什么作用？

【提示】表中的氯化鈉、氯化鉀、磷酸二氫鈉、磷酸二氫鉀、碳酸氫鈉等都屬于無機(jī)

鹽，它們?cè)陲嬃现幸噪x子的形式存在。運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)中會(huì)大量出汗，出汗時(shí)人體會(huì)排出大

量無機(jī)鹽，所以要給他們補(bǔ)充無機(jī)鹽。無機(jī)鹽可以調(diào)節(jié)細(xì)胞的生命活動(dòng)，也是許多有機(jī)物

的重要組成成分。

旁欄思考

1.這些離子有什么重要的作用？請(qǐng)查找資料，尋求答案。

思考?討論

1.植物體缺Mg會(huì)影響光合作用，為什么？

【提示】光合作用的正常進(jìn)行不能缺少葉綠素，而葉綠素的分子結(jié)構(gòu)中不能缺少的元

素之一就是Mg。Mg是葉綠素的組成元素之一，因此，它對(duì)于光合作用具有重要意義。

缺Mg使葉綠素的形成受到阻礙，進(jìn)而影響光合作用。

2.有一種貧血癥叫缺鐵性貧血癥，為什么缺Fe會(huì)導(dǎo)致貧血？

【提示】人體內(nèi)血紅蛋白和紅細(xì)胞的減少都可以導(dǎo)致貧血。血紅蛋白的分子結(jié)構(gòu)不能

缺少的一種元素就是Fe。缺Fe會(huì)導(dǎo)致血紅蛋白的合成障礙，從而引起貧血。缺鐵性貧血

是一種常見的貧血癥。

3.植物體缺P常表現(xiàn)為生長發(fā)育不正常，這說明什么？分析為什么植物體缺P會(huì)影響

其生長發(fā)育。

【提示】這說明了P對(duì)于植物正常的生長發(fā)育是必不可少的。P作為植物生長發(fā)育所

必需的大量元素之一，是許多重要化合物（如核酸、ATP等）和生物膜等的重要組成成分,

也在光合作用和呼吸作用等與能量代謝有關(guān)的反應(yīng)中扮演重要角色。當(dāng)P供應(yīng)不足時(shí)，核

酸的合成會(huì)受到影響，并會(huì)波及蛋白質(zhì)的合成，還會(huì)影響體內(nèi)糖類的代謝。因此，缺乏P

的植株會(huì)由于糖類代謝障礙而出現(xiàn)葉片顏色異常，并且長得矮小、結(jié)實(shí)率低。

2.攝入食鹽過多或過少會(huì)對(duì)人體健康造成怎樣的危害？請(qǐng)查找資料，尋找答案。

【提示】鹽是日常生活中不可缺少的調(diào)味品，它的主要成分是NaCI。雖然Na+和

在細(xì)胞的代謝中發(fā)揮重要的作用，但它們并不是越多越好。世界衛(wèi)生組織（WHO）推薦每

人每天食鹽攝入量以5g為宜。據(jù)《中國居民營養(yǎng)與慢性病狀況報(bào)告（2015）》顯示，雖

然我國居民平均每天烹調(diào)用鹽量在2012年比2002年下降了1.5g，但還是達(dá)到了10.5g,

而且中老年群體食鹽消費(fèi)量明顯高于青少年群體。攝入鹽過多對(duì)人類健康的危害很大。例

如，有大量證據(jù)表明，增加鹽的攝入會(huì)增加高血壓及其他心血管疾病的患病風(fēng)險(xiǎn)；高鹽飲

食與骨質(zhì)疏松癥、糖尿病等相關(guān)。但是，并不是所有的人群都適合低鹽飲食，某些疾病患

者可能要維持相當(dāng)水平的鹽攝入。該思考題可以讓學(xué)生體會(huì)到適度與平衡的重要性。

練習(xí)與應(yīng)用

一、概念檢測

1.水和無機(jī)鹽是細(xì)胞的重要組成成分。判斷下列相關(guān)表述是否正確。

(1)細(xì)胞內(nèi)的自由水和結(jié)合水都是良好的溶劑，都能參與物質(zhì)運(yùn)輸和化學(xué)反應(yīng)。(X)

(2)同一株植物中，老葉細(xì)胞比幼葉細(xì)胞中自由水的含量高。(X)

(3)將作物秸稈充分曬干后，其體內(nèi)剩余的物質(zhì)主要是無機(jī)鹽。(x)

二、拓展應(yīng)用

L醫(yī)用生理鹽水是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的氯化鈉溶液。生理鹽水的含義是什么？在什么情

況下需要用生理鹽水？

【答案】質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的氯化鈉溶液的濃度，正是人體細(xì)胞所處液體環(huán)境中溶質(zhì)的

濃度，所以叫生理鹽水。當(dāng)人體需要補(bǔ)充鹽溶液或輸入藥物時(shí)，應(yīng)輸入生理鹽水或用生理

鹽水作為藥物的溶劑，以保證人體細(xì)胞的生活環(huán)境維持在穩(wěn)定的狀態(tài)。

2.目前已經(jīng)探明，在火星兩極地區(qū)有固態(tài)水，而那里的土壤中含有生命必需的Mg、

Na、K等元素?？茖W(xué)家也曾在火星上發(fā)現(xiàn)了流動(dòng)水的痕跡?？茖W(xué)家據(jù)此推測，火星上曾經(jīng)

或者現(xiàn)在存在著生命。為什么科學(xué)家會(huì)作出這樣的推測呢？

【答案】水是生命之源，地球上最早的生命就是起源于水中的?？茖W(xué)家在火星上發(fā)現(xiàn)

了流動(dòng)水的痕跡，說明那里可能有自由流動(dòng)的水。同時(shí)，那里的土壤中還含有生命必需的

一些元素，所以科學(xué)家才會(huì)作出這樣的推測。

2.3細(xì)胞中的糖類和脂質(zhì)

問題探討在科學(xué)研究和制藥等領(lǐng)域，經(jīng)常要進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)。體外培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞時(shí),

需要為細(xì)胞分裂和生長提供營養(yǎng)。絕大多數(shù)情況下，培養(yǎng)基中都會(huì)有葡萄糖。

討論

1.對(duì)于培養(yǎng)的細(xì)胞來說，葡萄糖可能起什么作用？【答案】糖類是細(xì)胞生命活動(dòng)所需

要的主要能源物質(zhì)。2.在培養(yǎng)脂肪細(xì)胞時(shí)，即便沒有向培養(yǎng)基中添加脂肪，新形成的脂肪

細(xì)胞中也會(huì)出現(xiàn)油滴。這說明什么？【答案】這說明細(xì)胞可以將葡萄糖轉(zhuǎn)化為脂肪。旁欄

思考糖尿病病人的飲食受到嚴(yán)格的限制，受限制的并不僅僅是甜味食品，米飯和饅頭等主

食也都需定量攝取。為什么？【答案】問題在糖尿病病人的飲食中，米飯、饅頭等主食也

需限量，是因?yàn)檫@些主食富含淀粉，淀粉經(jīng)消化分解后生成的是葡萄糖。批判性思維

既然人類很難消化纖維素，為什么一些科學(xué)家還將纖維素等其他糖類稱為人類的"第

七類營養(yǎng)素”呢？

【答案】除淀粉外的復(fù)雜糖類，如纖維素、果膠等，被稱為膳食纖維。膳食纖維大量

存在于蔬菜、水果、海藻和糧食（特別是粗糧）等植物性食物中；它們既不能被腸道消化、

吸收，也不能產(chǎn)生能量，只是腸道里的匆匆過客，最終混在食物殘?jiān)?，隨著糞便一起排

出體外。但膳食纖維能夠促進(jìn)胃腸的蠕動(dòng)和排空。所以，多吃一些富含膳食纖維的食物，

排便就會(huì)通暢，并且減少患大腸癌的機(jī)會(huì)；還有利于降低過高的血脂和血糖等，從而有利

于維護(hù)心腦血管的健康、預(yù)防糖尿病、維持正常體重等。由于膳食纖維具有如此重要的保

健作用，因此一些科學(xué)家把它稱作人類的"第七類營養(yǎng)素"。思考?討論

1.在人和哺乳動(dòng)物體內(nèi)，脂肪主要分布在哪些部位？【提示】脂肪主要分布在人和動(dòng)

物體內(nèi)的皮下、大網(wǎng)膜和腸系膜等部位。某些動(dòng)物還在特定的部位儲(chǔ)存脂肪，如駱駝的駝

峰。2.請(qǐng)說出脂肪含量比較高的幾種植物。脂肪主要分布在這些植物的什么器官中？【提

示】花生、油菜、大豆、向日葵、松、核桃、篦麻等植物都含有較多的脂肪，這些植物的

脂肪多儲(chǔ)存在它們的種子里。3.脂肪對(duì)細(xì)胞和生物體可能有哪些作用？【提示】脂肪除了可

以儲(chǔ)存大量能量，還具有隔熱、保溫和緩沖的作用，可以有效地保護(hù)動(dòng)物和人體的內(nèi)臟器

官。4.說到脂肪，你可能會(huì)想到肥胖、高血壓、心臟病，脂肪的攝入量與健康有怎樣的關(guān)

系呢？【提示】相關(guān)內(nèi)容可參考"背景資料"中的"關(guān)于脂肪和膽固醇的爭議"。旁欄思

考北京鴨每天吃的都是一些玉米、谷類和菜葉，為何長了一身肥肉？

【答案】北京鴨細(xì)胞中的糖類和脂質(zhì)是可以相互轉(zhuǎn)化的。當(dāng)北京鴨攝入的糖類過多時(shí),

糖類在鴨體內(nèi)就轉(zhuǎn)變成了脂肪，并在皮下組織等處儲(chǔ)存起來。練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測

1.基于對(duì)細(xì)胞中的糖類和脂質(zhì)的認(rèn)識(shí)，判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）磷脂是所有細(xì)胞

必不可少的脂質(zhì)。（V）（2）植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞的組成成分都含有纖維素。（x）（3）

脂肪、淀粉、糖原都是人體細(xì)胞內(nèi)的儲(chǔ)能物質(zhì)。（x）2.水稻和小麥的細(xì)胞中含有豐富的

多糖,這些多糖是（C）A.淀粉和糖原B.糖原和纖維素C.淀粉和纖維素D.蔗

糖和麥芽糖3.在人和動(dòng)物皮下結(jié)締組織中含量豐富的儲(chǔ)能物質(zhì)是（C）A.糖原B.淀

粉C.脂肪D.蛋白質(zhì)二、拓展應(yīng)用1.為什么等量的脂肪比糖類含能量多，但在一般情

況下脂肪卻不是生物體利用的主要能源物質(zhì)？請(qǐng)查找資料回答這個(gè)問題?！敬鸢浮刻穷愂?/p>

生物體所利用的主要能源物質(zhì)，尤其是大腦和神經(jīng)系統(tǒng)所利用的能源必須由糖類來供應(yīng)。

而脂肪是生物體內(nèi)最好的儲(chǔ)備能源。脂肪是非極性化合物，可以以無水的形式儲(chǔ)存在體內(nèi)。

雖然糖原也是動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的儲(chǔ)能物質(zhì)，但它是極性化合物，是高度的水合形式，在機(jī)體內(nèi)

儲(chǔ)存時(shí)所占的體積相當(dāng)于同等重量的脂肪所占體積的4倍左右，因此脂肪是一種很"經(jīng)濟(jì)"

的儲(chǔ)備能源。與糖類氧化相比，在生物細(xì)胞內(nèi)脂肪的氧化速率比糖類慢，而且需要消耗大

量的氧；此外，糖類氧化既可以在有氧條件下也可以在無氧條件下進(jìn)行，所以對(duì)于生物體

的生命活動(dòng)而言，糖類和脂肪都可以作為儲(chǔ)備能源，但是糖類是生物體生命活動(dòng)利用的主

要能源物質(zhì)。2.醫(yī)生建議缺鈣的嬰幼兒在服用鈣片的同時(shí)，還要服用少量的魚肝油。服用

魚肝油有助于鈣的吸收。請(qǐng)查閱相關(guān)資料，解釋其中的科學(xué)道理。【答案】魚肝油主要含

有維生素和維生素維生素有助于細(xì)胞吸收和儲(chǔ)存鈣和磷，所以當(dāng)嬰幼兒服用鈣片

ADoD

時(shí)，醫(yī)生會(huì)建議同時(shí)服用魚肝油來促進(jìn)鈣的吸收。當(dāng)維生素D缺乏時(shí)，嬰幼JL容易患佝僂

病、軟骨病等。

2.4蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者

問題探討

從某些動(dòng)物組織中提取的膠原蛋白，可以用來制作手術(shù)縫合線。手術(shù)后過一段時(shí)間,

這種縫合線就可以被人體組織吸收，從而避免拆線的痛苦。

討論

1.為什么這種縫合線可以被人體組織吸收？

【答案】用某些動(dòng)物組織提取的膠原蛋白制作手術(shù)縫合線，能夠被人體組織吸收，是

因?yàn)榻M成動(dòng)物和人體的膠原蛋白是相似的物質(zhì)。

2.這種筵合線發(fā)生什么樣的化學(xué)變化才能被吸收？這對(duì)你認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)的化學(xué)組成有

什么啟示?

【提示】這種手術(shù)縫合線要變?yōu)樾》肿游镔|(zhì)才能被吸收，初中學(xué)習(xí)過食物中的蛋白質(zhì)

要分解為氨基酸才能被吸收，因此說蛋白質(zhì)在化學(xué)組成上應(yīng)該可以分為更小的分子。

思考?討論1

觀察下列幾種氨基酸的結(jié)構(gòu)。

討論

1.這些氨基酸的結(jié)構(gòu)具有什么共同特點(diǎn)？

【答案】每種氨基酸至少都含有一個(gè)氨基和一個(gè)竣基，并且都有一個(gè)氨基和一個(gè)竣基

連接在同一個(gè)碳原子上。

2."氨基酸”這一名詞與其分子結(jié)構(gòu)有怎樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系？

【答案】"氨基酸"代表了氨基酸分子結(jié)構(gòu)中的主要部分——氨基和竣基。

思考?討論2

觀察圖，討論并回答下列問題。

1.從氨基酸到蛋白質(zhì)大致有哪些結(jié)構(gòu)層次？

【答案】氨基酸脫水縮合形成二肽、三肽……多肽；一條肽鏈按照一定形態(tài)折疊、盤曲

構(gòu)成空間結(jié)構(gòu)；多條肽鏈構(gòu)成更為復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。

2.進(jìn)入人體消化道的蛋白質(zhì)食物，要經(jīng)過哪些消化酶的作用才能分解為氨基酸？這些

氨基酸進(jìn)入人體細(xì)胞后，需經(jīng)過怎樣的過程才能變?yōu)槿梭w的蛋白質(zhì)？人體中的蛋白質(zhì)和食

物中的蛋白質(zhì)會(huì)一樣嗎？

【答案】食物中的蛋白質(zhì)要經(jīng)過胃蛋白酶、胰蛋白酶、腸肽酶等多種水解酶的作用，

才能分解為氨基酸。這些氨基酸進(jìn)入人體細(xì)胞后，要脫水縮合形成二肽、三肽……多肽，由

多肽鏈構(gòu)成人體蛋白質(zhì)。人體蛋白質(zhì)與食物中的蛋白質(zhì)不一樣，其具有完成人體生命活動(dòng)

的結(jié)構(gòu)和功能。

3.如果用21個(gè)不同的字母代表21種氨基酸，若寫出由10個(gè)氨基酸組成的長鏈，可

以寫出多少條互不相同的長鏈？試著說出蛋白質(zhì)種類多種多樣的原因（提示：一個(gè)蛋白質(zhì)

分子往往含有成百上千個(gè)氨基酸）。

【答案】10個(gè)氨基酸能夠組成211。條互不相同的長鏈。氨基酸的數(shù)目、種類、排列

順序的多樣性，以及蛋白質(zhì)具有復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，是蛋白質(zhì)種類多種多樣的原因。

練習(xí)與應(yīng)用

一、概念檢測

1.判斷下列有關(guān)蛋白質(zhì)的表述是否正確。

（1）蛋白質(zhì)徹底水解的產(chǎn)物是氨基酸。（。）

（2）氨基酸僅通過脫水縮合的方式就可以形成蛋白質(zhì)。（x）

（3）只有細(xì)胞內(nèi)才有蛋白質(zhì)分布。（x）

（4）蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)與其功能密切相關(guān)。（V）

2.質(zhì)量相等的下列食物中，蛋白質(zhì)含量最多的是（A）

A.燒牛肉B.烤甘薯C.饅頭D.米飯

3.下列物質(zhì)中，屬于構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的是（A）

n

4.下列物質(zhì)中，不屬于蛋白質(zhì)的是（B）

A.胰島素B.膽固醇C.胃蛋白酶D.抗體

二、拓展應(yīng)用

1.民間有一種"吃什么補(bǔ)什么”的說法，如吃魚眼能明目，喝虎骨酒可以壯筋骨。請(qǐng)

你運(yùn)用本節(jié)所學(xué)的知識(shí)對(duì)這種說法作出評(píng)價(jià)。

【提示】食物中的蛋白質(zhì)是大分子有機(jī)物，它們都要被消化成細(xì)胞可以吸收的小分子

物質(zhì)才能被人體吸收，這些小分子都要在人體細(xì)胞內(nèi)重新合成不同的蛋白質(zhì)在人體內(nèi)執(zhí)行

不同的功能。

2.某種腦啡肽具有鎮(zhèn)痛作用，可以作為藥物來使用，它的基本組成單位是氨基酸。下

面是該腦啡肽的結(jié)構(gòu)式。

回答下列問題。

(1)構(gòu)成一個(gè)腦啡肽的氨基酸數(shù)目是_____；有一種氨基酸參與了脫水縮合反應(yīng)；生

成的水分子數(shù)目是__O

【答案】5,4,4。

(2)請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出其中的一個(gè)肽鍵。

【答案】略。

(3)如果上圖中的氨基酸順序發(fā)生了改變，它還會(huì)具有腦啡肽的功能嗎？為什么？

【答案】不能，因?yàn)榘被岬呐帕许樞驔Q定了腦啡肽的功能，如果氨基酸排列順序變

了，新的物質(zhì)就不具有腦啡肽的鎮(zhèn)痛功能。

3.在評(píng)價(jià)各種食物中蛋白質(zhì)成分的營養(yǎng)價(jià)值時(shí)，人們格外注重其中必需氨基酸的種類

和含量。這是為什么？

【答案】必需氨基酸是人體細(xì)胞不能合成的氨基酸，必須從食物中獲得，因此在評(píng)價(jià)

各種食物中蛋白質(zhì)成分的營養(yǎng)價(jià)值時(shí)，人們注重其中必需氨基酸的種類和含量。

2.5核酸是遺傳信息的攜帶者

問題探討

DNA指紋技術(shù)在案件偵破工作中有重要的用途。刑偵人員將從案發(fā)現(xiàn)場收集到的血

液、頭發(fā)等樣品中提取的DNA,與犯罪嫌疑人的DNA進(jìn)行比較，就有可能為案件的偵

破提供證據(jù)。

討論

1.為什么DNA能夠提供犯罪嫌疑人的信息？

【答案】DNA是遺傳物質(zhì)，攜帶有遺傳信息，不同個(gè)體的遺傳信息一般都有區(qū)別，因

此，DNA能夠提供犯罪嫌疑人的信息。

2.你還能說出DNA鑒定技術(shù)在其他方面的應(yīng)用嗎？

【提示】可以進(jìn)行親子鑒定；鑒別在地震等災(zāi)害中遇難親屬的遺體等。

練習(xí)與應(yīng)用

一、概念檢測

1.核酸是遺傳信息的攜帶者。判斷下列有關(guān)核酸的組成和分布的表述是否正確。

(1)DNA和RNA的基本組成單位是核甘酸。(V)

（2）核酸是生物的遺傳物質(zhì)，僅存在于細(xì)胞核中。（x）

（3）構(gòu)成DNA的單體是脫氧核苜酸。（V）

2.根據(jù)組成單糖的碳原子數(shù)目，可將單糖分為五碳糖和六碳糖等，組成DNA的五碳

糖是（C）

A.核糖B.葡萄糖C.脫氧核糖D.麥芽糖

3.下列物質(zhì)中，不是核昔酸組成成分的是（C）

A.堿基B.核糖C.甘油D磷酸

4.豌豆葉肉細(xì)胞中的核酸，含有的堿基種類是（C）

A.1種B.4種C.5種D.8種

二、拓展應(yīng)用

隨著生活水平的提高，人們對(duì)營養(yǎng)保健食品日益關(guān)注。一些廠家在核酸保健品的廣告

中用到類似的宣傳語：一切疾病都與基因受損有關(guān)；基因是核酸片段；補(bǔ)充某些特定的核

酸，可增強(qiáng)基因的修復(fù)能力。

（1）請(qǐng)對(duì)上述三段宣傳語作出評(píng)析，指出其中的邏輯漏洞。

【答案】"一切疾病都與基因受損有關(guān)“過于絕對(duì)，疾病有的是基因受損導(dǎo)致的，還

有很多疾病是受到細(xì)菌等病原體影響導(dǎo)致的。"基因是核酸片段"屬于概念有誤，核酸包

括DNA和RNA,除少數(shù)病毒外，生物的基因是DNA上有遺傳效應(yīng)的片段。"補(bǔ)充某些

特定的核酸，可增強(qiáng)基因的修復(fù)能力"這是混淆概念關(guān)系以誤導(dǎo)消費(fèi)者。人們吃的食物中

已經(jīng)含有很多核酸，不需要額外補(bǔ)充核酸，核酸也不是人體需要的營養(yǎng)物質(zhì)；人體內(nèi)不缺

乏合成核酸的原料；人體細(xì)胞不會(huì)直接利用外來核酸，無論是食物中的核酸，還是補(bǔ)充特

定的核酸，都不能直接被細(xì)胞利用，都要被消化系統(tǒng)內(nèi)的酶分解后才能被人體細(xì)胞利用；

細(xì)胞內(nèi)的基因修復(fù)有復(fù)雜的機(jī)制，補(bǔ)充核酸不會(huì)增強(qiáng)基因修復(fù)能力。

（2）如果有人向你推銷核酸保健品，你將如何回應(yīng)？

【提示】向推銷人員詢問該核酸保健品的成分、功效，及如何起到保健作用的原理；

運(yùn)用已學(xué)習(xí)的核酸知識(shí)與推銷員交流，傳遞正確的營養(yǎng)保健知識(shí)；表明不會(huì)購買核酸保健

品的態(tài)度。

復(fù)習(xí)與提高

一、選擇題

1.多糖、蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子構(gòu)成了細(xì)胞生命大廈的基本框架，構(gòu)成這些分子

基本骨架的元素是（A）

A.CB.HC.OD.N

2.水稻和玉米從外界吸收硝酸鹽和磷酸鹽，可以用于細(xì)胞內(nèi)合成（B）

A.蔗糖B.核酸C.甘油D.脂肪酸

3.植物利用硝酸鹽需要硝酸還原酶，缺MM+的植物無法利用硝酸鹽。據(jù)此，對(duì)Mn2+

的作用，正確的推測是（D）

A.對(duì)維持細(xì)胞的形態(tài)有重要作用

B.對(duì)維持細(xì)胞的酸堿平衡有重要作用

C.對(duì)調(diào)節(jié)細(xì)胞的滲透壓有重要作用

D.MrP+是硝酸還原酶的活化劑

4.某同學(xué)在烈日下參加足球比賽時(shí)突然暈倒，醫(yī)生根據(jù)情況判斷，立即給他做靜脈滴

注處理。請(qǐng)推測，這種情況下最合理的注射液應(yīng)該是（D）

A.生理鹽水B.氨基酸溶液

C.葡萄糖溶液D.葡萄糖生理鹽水

5.人體攝入的糖類，有的能被細(xì)胞直接吸收，有的必須要經(jīng)過水解后才能被細(xì)胞吸收。

下列糖類中，能直接被細(xì)胞吸收的是（A）

A.葡萄糖B.蔗糖C.麥芽糖D.乳糖

6.脂質(zhì)不具有的功能是（D）

A儲(chǔ)存能量B.構(gòu)成膜結(jié)構(gòu)

C.調(diào)節(jié)生理功能D攜帶遺傳信息

7.由許多氨基酸縮合而成的肽鏈，經(jīng)過盤曲折疊才能形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白

質(zhì)。下列有關(guān)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性原因的敘述，錯(cuò)誤的是（A）

A.組成肽鏈的化學(xué)元素不同

B.肽鏈的盤曲折疊方式不同

C.組成蛋白質(zhì)的氨基酸排列順序不同

D.組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類和數(shù)量不同

8.多糖、蛋白質(zhì)和核酸的基本組成單位不同，因此它們徹底水解后的產(chǎn)物也不同。RNA

徹底水解后，得到的物質(zhì)是（B）

A.氨基酸、葡萄糖、含氮堿基

B.核糖、含氮堿基、磷酸

C.氨基酸、核甘酸、葡萄糖

D.脫氧核糖、含氮堿基、磷酸

二、非選擇題

1.在冬季來臨過程中，隨著氣溫的逐漸降低，植物體內(nèi)發(fā)生了一系列適應(yīng)低溫的生理

生化變化，抗寒能力逐漸增強(qiáng)。下圖為冬小麥在不同時(shí)期含水量變化關(guān)系圖。

回答下列問題。

(1)冬小麥的含水量從9月至12月處于下降趨勢(shì)，請(qǐng)解釋原因。

【答案】冬小麥的含水量從9月至12月處于下降趨勢(shì)，因?yàn)殡S著冬季來臨，氣溫下

降，細(xì)胞中自由水的含量顯著下降有助于抵抗低溫凍害。

(2)冬小麥的自由水下降非常快，而結(jié)合水則上升上俄多，這是為什么？

【答案】在寒冷的情況下，自由水可以結(jié)成冰而傷害植物，結(jié)合水則不會(huì)結(jié)冰。因此,

冬季來臨時(shí)，冬小麥細(xì)胞內(nèi)自由水的比例逐漸降低，而結(jié)合水的比例逐漸上升，可以避免

氣溫下降時(shí)自由水過多導(dǎo)致容易結(jié)冰而損害自身，這是植物適應(yīng)環(huán)境的一種表現(xiàn)，是生物

進(jìn)化的結(jié)果。

(3)請(qǐng)闡述水在細(xì)胞中的重要作用。

【答案】略。

2.人的紅細(xì)胞和心肌細(xì)胞的主要成分都是蛋白質(zhì)，但紅細(xì)胞主要承擔(dān)運(yùn)輸氧的作用,

心肌細(xì)胞承擔(dān)心臟律動(dòng)作用，請(qǐng)從蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的角度分析這兩種細(xì)胞功能不同的主要原因。

【答案】蛋白質(zhì)的功能是由氨基酸種類、數(shù)目和排列順序、多肽鏈折疊或盤曲形成的

空間結(jié)構(gòu)決定的。人的紅細(xì)胞承擔(dān)運(yùn)輸氧的作用，是因?yàn)檠t蛋白的結(jié)構(gòu)適于運(yùn)輸氧；而

心肌細(xì)胞主要是承擔(dān)心臟律動(dòng)作用，其心肌蛋白的結(jié)構(gòu)適于律動(dòng)。

3.多糖和核酸都是由許多單體組成的多聚體，試從組成二者單體種類的角度分析，為

什么核酸是遺傳信息的攜帶者，而多糖不是？

【答案】構(gòu)成多糖的基本單位是葡萄糖,無論多少個(gè)葡萄糖構(gòu)成多糖，它的順序沒有

什么變化。核酸就不同了，構(gòu)成核酸的核昔酸，無論是脫氧核昔酸還是核糖核苦酸，都各

含4種堿基。核酸是由核甘酸連接而成的長鏈，核酸分子中4種脫氧核甘酸（或核糖核昔

酸）在數(shù)量、排列順序上就會(huì)千差萬別，從而能夠承擔(dān)起攜帶遺傳信息的功能。因此說核

酸是遺傳信息的攜帶者，而多糖不是。

4.1969年，人們?cè)趬嬄溆诎拇罄麃喣嫔?zhèn)的隕石中發(fā)現(xiàn)了氨基酸，這些氨基酸不

是來自地球。由此你可以作出什么推測？

【答案】在隕石中發(fā)現(xiàn)了氨基酸，且非地球所有，這說明宇宙中很可能還存在與地球

生物類似的生命形式。因?yàn)榘被崾墙M成蛋白質(zhì)的基本單位，而蛋白質(zhì)又是生命活動(dòng)的主

要承擔(dān)者。

第3章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)

3.1細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能

問題探討

鑒別動(dòng)物細(xì)胞是否死亡常用臺(tái)盼藍(lán)染液。用它染色時(shí)，死細(xì)胞會(huì)被染成藍(lán)色，而活細(xì)

胞不會(huì)著色。

討論

1.為什么活細(xì)胞不能被染色，而死細(xì)胞能被染色?

【答案】活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過性，染料臺(tái)盼藍(lán)是細(xì)胞不需要的物質(zhì)，不易通

過細(xì)胞膜，因此活細(xì)胞不被染色。死細(xì)胞的細(xì)胞膜失去控制物質(zhì)出入細(xì)胞的功能，臺(tái)盼藍(lán)

能通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，死細(xì)胞能被染成藍(lán)色。

2.據(jù)此推測，細(xì)胞膜作為細(xì)胞的邊界，應(yīng)該具有什么功能？

【答案】細(xì)胞膜作為細(xì)胞的邊界，具有控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能。

思考?討論

1.最初對(duì)細(xì)胞膜成分的認(rèn)識(shí)，是通過對(duì)現(xiàn)象的推理分析，還是通過對(duì)膜成分的提取與

檢測？

【答案】最初對(duì)細(xì)胞膜成分的認(rèn)識(shí)，是通過對(duì)現(xiàn)象的推理分析得出的。

2.根據(jù)磷脂分子的特點(diǎn)解釋，為什么磷脂在空氣一水界面上鋪展成單分子層？科學(xué)家

是如何推導(dǎo)出"脂質(zhì)在細(xì)胞膜中必然排列為連續(xù)的兩層“這一結(jié)論的？

【答案】因?yàn)榱字肿拥?頭部"親水，尾部疏水，所以在水-空氣的界面上磷脂分子

是"頭部"向下與水面接觸，"尾部"則朝向空氣的一面。科學(xué)家因測得從紅細(xì)胞中提取

的脂質(zhì)，鋪成單分子層的面積恰為紅細(xì)胞表面積的2倍，才得出膜中的脂質(zhì)必然排列為連

續(xù)的兩層這一結(jié)論。

3.磷脂分子在水中能自發(fā)地形成雙分子層，你如何解釋這一現(xiàn)象？由此，你能否就細(xì)

胞膜是由磷脂雙分子層構(gòu)成的原因作出分析？

【答案】由于磷脂分子有親水的"頭部"和疏水的"尾部"，在水溶液中，朝向水的

是"頭部"，"尾部"受水的排斥。當(dāng)磷脂分子的內(nèi)外兩側(cè)均是水環(huán)境時(shí)，磷脂分子的"尾

部”相對(duì)排列在內(nèi)側(cè)，"頭部"則分別朝向兩側(cè)水的環(huán)境，形成磷脂雙分子層。細(xì)胞的內(nèi)

外環(huán)境都是水溶液，所以細(xì)胞膜磷脂分子的"頭部"向著膜的內(nèi)外兩側(cè)而"尾部"相對(duì)排

在內(nèi)側(cè)，形成磷脂雙分子層。

4.如果才僦脂分子置于水-苯的混合溶劑中，磷脂分子將會(huì)如何分布？

【答案】如果將磷脂分子置于水-苯的混合溶劑中，磷脂的"頭部"將與水接觸，"尾

部"與苯接觸，磷脂分子分布睜層。

旁欄思考

既然膜內(nèi)部分是疏水的，水分子為什么能跨膜運(yùn)輸呢？

【答案】一是因?yàn)樗肿訕O小，可以通過由于磷脂分子運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的間隙；二是因?yàn)?/p>

膜上存在水通道蛋白，水分子可以通過通道蛋白通過膜。

練習(xí)與應(yīng)用

一、概念檢測

1.基于對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能的理解，判斷下列相關(guān)表述是否正確。

(1)構(gòu)成細(xì)胞膜的磷脂分子具有流動(dòng)性，而蛋白質(zhì)是固定不動(dòng)的。(X)

(2)細(xì)胞膜是細(xì)胞的一道屏障，只有細(xì)胞需要的物質(zhì)才能進(jìn)入，而對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)

則不能進(jìn)入。(X)

(3)向細(xì)胞內(nèi)注射物質(zhì)后，細(xì)胞膜上會(huì)留下一個(gè)空洞。(X)

2.細(xì)胞膜的特性和功能是由其結(jié)構(gòu)決定的。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(B)

A.細(xì)胞膜的脂質(zhì)結(jié)構(gòu)使溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，容易通過細(xì)胞膜

B.由于磷脂雙分子層內(nèi)部是疏水的，因此水分子不能通過細(xì)胞膜

C.細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)分子有物質(zhì)運(yùn)輸功能

D,細(xì)胞的生長現(xiàn)象不支持細(xì)胞膜的靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型

二、拓展應(yīng)用

1.在解釋不容易理解的陌生事物時(shí)，人們常用類比的方法，將陌生的事物與熟悉的事

物作比較。有人在解釋細(xì)胞膜時(shí)，把它與窗紗進(jìn)行類比：窗紗能把昆蟲擋在外面，同時(shí)窗

紗的小洞又能讓空氣進(jìn)出。你認(rèn)為這種類比有什么合理之處，有沒有不妥當(dāng)?shù)牡胤剑?/p>

【提示】把細(xì)胞膜與窗紗進(jìn)行類比，合理之處是說明細(xì)胞膜與窗紗一樣可以允許一些物

質(zhì)出入，阻擋其他物質(zhì)出入。這樣的類比也有不妥之處。例如，窗紗是一種簡單的剛性的

結(jié)構(gòu)，功能較單純，細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能要復(fù)雜得多；細(xì)胞膜是活細(xì)胞的重要組成部分，

活細(xì)胞的生命活動(dòng)是一個(gè)主動(dòng)的過程，而窗紗是沒有生命的，它只能是被動(dòng)地在起作用。

2.下圖是由磷脂分子構(gòu)成的脂質(zhì)體，它可以作為藥物的運(yùn)載體，將其運(yùn)送到特定的細(xì)

胞發(fā)揮作用。在脂質(zhì)體中，能在水中結(jié)晶的藥物被包在雙分子層中，脂溶性的藥物被包在

兩層磷脂分子之間。

(1)為什么兩類藥物的包裹位置各不相同？

【答案】由雙層磷脂分子構(gòu)成的脂質(zhì)體，兩層磷脂分子之間的部分是疏水的，脂溶性

藥物能被穩(wěn)定地包裹在其中；脂質(zhì)體的內(nèi)部是水溶液的環(huán)境，能在水中結(jié)晶的藥物可穩(wěn)定

地包裹其中。

(2)請(qǐng)推測：脂質(zhì)體到達(dá)細(xì)胞后，藥物將如何進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用？

【答案】由于脂質(zhì)體是磷脂雙分子層構(gòu)成的，到達(dá)細(xì)胞后可能會(huì)與細(xì)胞的細(xì)胞膜發(fā)生

融合，也可能會(huì)被細(xì)胞以胞吞的方式進(jìn)入細(xì)胞，從而使藥物在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用。

3.2細(xì)胞器之間的分工合作

問題探討

1.如果缺少其中的某個(gè)部門，C919飛機(jī)還能制造成功嗎？

【答案】研制大飛機(jī)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要不同部門的分工與合作，缺少任何

一個(gè)部門都難以完成研制工作。

2.細(xì)胞中是否也具有多種不同的"部門"？這些"部門”也存在類似的分工與合作

嗎？

【提示】細(xì)胞是一個(gè)更復(fù)雜的系統(tǒng)，細(xì)胞內(nèi)分布著諸多的"部門"，它們既有分工又

有合作，共同配合完成著生命活動(dòng)。例如，分泌蛋白質(zhì)的合成中，細(xì)胞核是遺傳信息庫，

蛋白質(zhì)的合成要在遺傳信息的指導(dǎo)下進(jìn)行，核糖體是合成蛋白質(zhì)的場所同時(shí)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾

基體等細(xì)胞器也在蛋白質(zhì)合成中起到重要的作用。這說明細(xì)胞的生命活動(dòng)也是需要多個(gè)"部

門"和"車間”協(xié)調(diào)配合完成的。

探究?實(shí)踐

1.葉綠體的形態(tài)和分布，與葉綠體的功能有什么關(guān)系？

【答案】葉綠體的形態(tài)和分布有利于接受光照，進(jìn)行光合作用，例如，葉綠體大多呈

橢球形，在不同光照條件下會(huì)改變方向。在弱光下，葉綠體以其橢球體的正面朝向光源，

在強(qiáng)光下，葉綠體以其橢球體的側(cè)面朝向光源。這使得葉綠體在弱光下能接受較多的光照,

在強(qiáng)光下能避免葉綠體被灼傷。又如，葉片細(xì)胞的柵欄組織（接近上表皮）中的葉綠體較海

綿組織（接近下表皮）中的多，這使得葉片的葉綠體能夠接收更多的光照進(jìn)行光合作用。

2.植物細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)處于不斷流動(dòng)的狀態(tài)，這對(duì)于活細(xì)胞完成生命活動(dòng)有什么意義？

【提示】細(xì)胞質(zhì)是細(xì)胞代謝的主要場所。細(xì)胞質(zhì)中含有細(xì)胞代謝所需要原料、代謝所

需的酶和細(xì)胞器等。細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)，為細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸和結(jié)構(gòu)移動(dòng)創(chuàng)造了條件，從而保障

了細(xì)胞生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。

思考?討論

1.分泌蛋白是在哪里合成的？

【答案】分泌蛋白是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體中合成的。

2.分泌蛋白從合成至分泌到細(xì)胞外，經(jīng)過了哪些細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)？嘗試描述分泌蛋

白合成和運(yùn)輸?shù)倪^程。

【提示】分泌蛋白從合成至分泌到細(xì)胞外，經(jīng)過了核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和細(xì)胞膜

等結(jié)構(gòu)。分泌蛋白在核糖體上合成，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)加工，由囊泡運(yùn)輸?shù)礁郀柣w做進(jìn)一步的

加工，再由囊泡運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞膜，與細(xì)胞膜融合，將蛋白質(zhì)分泌到細(xì)胞外。

3.分泌蛋白合成和分泌的過程中需要能量嗎？能量由哪里提供？

【提示】需要，如核糖體在將氨基酸連接成肽鏈的