高中《生物學》必修1教材答案提示與練習應用答案

第1章走近細胞

1.1細胞是生命活動的基本單位

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

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

2.與同學相互評價各自的證據(jù)是否正確和充分。

【答案】評價時注重證據(jù)獲取的可行性和科學性。

思考討論

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

【答案】通過對動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植物的組織，卻歸納出"所有的動植物都是由細胞

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

【答案】可信。因為在細胞學說建立過程中，科學家不僅運用了不完全歸納法，還揭

示了動植物的個體與細胞的內(nèi)在規(guī)律性關(guān)系(如細胞是動植物生命活動的基本單位，動物

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

這一結(jié)論，實際上是闡釋了植物和動物在結(jié)構(gòu)上的一致性，由此突破了植物學和動物學之

間的壁壘，也推動了人們對細胞深入地開展研究。

3."所有的細胞都來源于先前存在的細胞"，這是否暗示著你身體的每個細胞都凝聚

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

【答案】"所有的細胞都來源于先前存在的細胞"，這暗示著人的身體的每個細胞都

凝聚著漫長的進化史；細胞學說主要闡明了生物界的統(tǒng)一性，因為它揭示了動物和植物的

統(tǒng)一性，從而闡明了生物界的統(tǒng)一性。

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

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

(1)科學發(fā)現(xiàn)需從觀察入手。

(2)科學發(fā)現(xiàn)的過程離不開技術(shù)的支持。

(3)科學理論的形成需要觀察與歸納概括的結(jié)合。

(4)科學學說的建立是一個不斷修正和發(fā)展的過程。

思考

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

請說明理由。

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

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

動，而一個分子或原子不具有生命系統(tǒng)的功能。

思考?討論

請結(jié)合圖1-3,分析討論以下問題。

1.葉的表皮細胞和心肌細胞各有什么功能？

【答案】葉的表皮細胞主要起保護作用；心肌細胞是心臟的重要組成部分，眾多心肌

細胞收縮、舒張使心臟得以搏動。

2.冷箭竹的光合作用是在哪些細胞中進行的？大熊貓的血液運輸氧的功能是靠哪種

細胞完成的？

【答案】冷箭竹的光合作用發(fā)生在葉肉細胞中，因為這些細胞中含有葉綠體；大熊貓

的血液運輸氧的功能靠紅細胞完成。

3.大熊貓和冷箭竹繁殖后代關(guān)鍵是靠什么細胞？

【答案】大熊貓和冷箭竹繁殖后代關(guān)鍵是靠生殖細胞完成的。

（通過上面3個問題的討論可以看出，動植物體的生命活動是靠一個個細胞完成的。）

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

【答案】生物圈的碳氧平衡與地球上所有生物細胞的生命活動都有關(guān)系，因為基本上

每個細胞都要進行呼吸作用，消耗氧氣和釋放二氧化碳，而綠色植物細胞和藍細菌能進行

光合作用，吸收二氧化碳和釋放氧氣。正因為有了細胞的呼吸作用和光合作用，才能保持

生物圈中的碳氧平衡。

練習與應用

一、概念檢測

1.判斷下列事實或證據(jù)是否支持細胞是生命活動的基本單位。

（1）草履蟲是單細胞生物，能進行運動和分裂。（V）

（2）人體發(fā)育離不開細胞的分裂和分化。（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)細胞和肌肉細胞的協(xié)調(diào)配合。（V）

2.下列敘述與細胞學說不相符的是（C）

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

B.植物和動物有著共同的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

C.人體每個細胞都能單獨完成各項生命活動

D.新細胞是通過已存在的細胞分裂產(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識的細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胞、角質(zhì)保護層細胞（死亡）和皮

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

進出）、葉肉細胞（光合作用）、導管細胞（運輸水和無機鹽）、篩管細胞（運輸有機物），

（2）比較動物細胞和植物細胞，描述它們的共同點和區(qū)別。

【答案】植物細胞和動物細胞的共同點是：有細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核；區(qū)別是：植

物細胞有細胞壁、液泡，有些植物細胞還有葉綠體。

（3）為什么把人體皮膚和迎春葉都稱為器官？

【答案】因為人體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

使保護等功能的器官。

二、拓展應用

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

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

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

么問題？

【答案】提示：可用已學過的植物或動物的分類、細胞所具有的結(jié)構(gòu)進行舉例，也可

以結(jié)合生活經(jīng)驗進行舉例。運用不完全歸納法時，要審慎地接受所得出的結(jié)論，歸納時需

要注意抓住所歸納對象的本質(zhì)特征。

2.病毒沒有細胞結(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胞，請

查閱資料，說明病毒的生活為什么離不開細胞。

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

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

不開細胞的。

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

生，生物進化的觀點還能被人們普遍接受嗎？請用自己的語言簡要闡述細胞學說是否支持

生物進化的觀點。

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

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

是由細胞發(fā)育而來的，并由細胞和細胞產(chǎn)物所構(gòu)成，說明動物和植物的統(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。

1.2細胞的多樣性和統(tǒng)一性

問題探討

1.圖中共有幾種細胞？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種細胞，它們分別是：紅細胞、白細胞、口腔上皮細

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

物細胞還有細胞壁，人的成熟紅細胞沒有細胞核)。

2.請舉一二個例子，說說不同種類細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)不同的原因。

【提示】細胞具有不同的形態(tài)結(jié)構(gòu)是因為生物體內(nèi)的細胞所處的位置不同、功能不同，

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

氧的作用；洋蔥表皮細胞呈長方體形狀，排列緊密，有利于起到保護作用。

探究?實踐

L使用高倍鏡觀察的步驟和要點是什么？

【答案】使用高倍鏡觀察的步驟和要點是：(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)動轉(zhuǎn)換器，用高倍鏡觀察，并輕輕轉(zhuǎn)動細準焦螺旋,直到看清楚物

像為止。

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

可能原因。

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

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

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

3.下圖是大腸桿菌的電鏡照片，你在本實驗中觀察到的細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胞核，沒有核膜，細胞外有鞭

旁欄思考

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

物和真核生物在進化上的聯(lián)系。

【答案】"原核細胞"中的"原"字指"原始"的含義；"真核細胞"中的"真"字

指"真正”的含義；從進化的意義看，真核細胞是由原核細胞進化而來的。

練習與應用

一、概念檢測

1.基于對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）原核生物是單細胞生物，真核生物既有單細胞生物也有多細胞生物。（V）

2.草履蟲、衣藻、變形蟲和細菌都是單細胞生物。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.細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核、液泡

B.細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核

C.細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核、染色體

D.細胞膜、細胞質(zhì)、儲存遺傳物質(zhì)的場所

3.根瘤菌（屬于細菌）與豆科植物共生形成根瘤。在對根瘤菌進行分離時，如何根據(jù)

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

【提示】根瘤菌是細菌，屬原核細胞，沒有成形的細胞核，植物細胞有成形的細胞核。

二、拓展應用

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

性？細胞的多樣性又是怎樣產(chǎn)生的？

【提示】細胞之所以會有統(tǒng)一性，是因為細胞來源于細胞，即新細胞是從老細胞通過

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

化過程中，由于自然選擇等原因，細胞出現(xiàn)結(jié)構(gòu)分化、分別承擔不同功能而產(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胞生物

(見下圖)，請據(jù)圖分析回答。

產(chǎn)——I

(1)支原體與動物細胞的結(jié)構(gòu)有什么區(qū)別？

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

和核糖體一種細胞器。

(2)支原體與細菌的細胞結(jié)構(gòu)有什么區(qū)別？

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

(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。

復習與提高

一、選擇題

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

A.植物細胞與動物細胞的區(qū)別

B.原核細胞和真核細胞的區(qū)別

C.生物體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性

D.生物界細胞的多樣性

2.沙眼衣原體是一類導致人患沙眼的病原體，通過電子顯微鏡觀察其細胞結(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.有細胞壁

B.有細胞膜

C.沒有線粒體

D.沒有以核膜包被的細胞核

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

是(D)

A.細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.植物體和動物體共有的生命系統(tǒng)層次有細胞、組織、器官、個體

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

A.原核細胞結(jié)構(gòu)簡單，所以不具有多樣性

B.原核細胞與真核細胞之間不具有統(tǒng)一性

C.除病毒外，生物體都是由細胞構(gòu)成的

D.新細胞是從老細胞的細胞核中產(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，幫助你梳理所學的知識，建立

良好的知識結(jié)構(gòu)。請你分析下圖，在"？"處填寫適當?shù)倪B接詞。

【答案】三個問號所表達的連接詞，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】細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核(或儲存遺傳物質(zhì)的場所)

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

；與哺乳動物細胞的結(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，能進行光合作用，衣藻還含有細胞壁變形蟲、草履

蟲具有細胞膜、細胞質(zhì)和成形的細胞核，不具有細胞壁

(3)眼蟲與植物和動物都有相同之處，從進化的角度看，你認為合理的解釋是。

【答案】眼蟲有葉綠體，與植物細胞類似；眼蟲有眼點能感受光的刺激，有鞭毛，能

運動，這些特征與動物類似。從以上分析可以看出，眼蟲與植物和動物都有相同之處，說

明眼蟲可能是與植物、動物共同祖先很接近的生物

3.2002年7月12日，美國《科學快報》報道了紐約州立大學幾位病毒學家人工合

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

鼠的實驗證明，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。因為細胞是基本的生命系統(tǒng)，科學家一般將人工合成生命

定義為人工組裝細胞，從這個意義上說，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，并且能自我復制，具備生物的一些基本特征，因此在生物學

上一般認為它是不同于動物、植物、真菌和原核生物的一類特殊的生物，從這個意義上說,

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生在知識層面獲

得一個標準答案，而是活躍思維，認識生物界的復雜性。

(2)人工合成病毒的研究，應該肯定還是應該否定？為什么？

【提示】人工合成病毒的研究，其意義具有兩面性，用絕對肯定或絕對否定的態(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識病毒，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；從否定的角度看，人工合成病毒的研究

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

器，將給人類帶來災難。

第2章組成細胞的分子

2.1細胞中的元素和化合物

問題探討

比較組成地殼和組成細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

與其他同學交流。

【答案】示例：為什么組成地殼和細胞的各種元素的相對含量差異很大？

思考?討論

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

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

討論

1.在玉米細胞和人體細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】玉米細胞和人體細胞中含量較多的四種元素是一樣的，都是c、H、。、N。

這是因為玉米和人都是生物，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.細胞中有些元素含量很少，是否意味著它們不重要？

【提示】細胞中有些元素含量很少，但是卻有重要作用，如在玉米細胞中，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,細胞就不能合成這些蛋白質(zhì)或葉綠素。

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

【提示】組成玉米細胞中氧元素的含量明顯要高于人體細胞，而氮元素的含量明顯又

低于人體細胞，這說明玉米細胞和人體細胞中的不同有機物的含量有差別，如玉米細胞中

的糖類要多一些，而人體細胞中的蛋白質(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

梨的果實和葉片的細胞中所含化合物的種類和含量有什么明顯的差別？

【提示】梨的果實細胞中糖類和水等物質(zhì)多，不含葉綠素。

探究?實踐

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化合物的種類、含量一樣嗎？

這對我們選擇食物有什么啟發(fā)？

【答案】不同生物材料中有機化合物的種類、含量有差異，因此在日常膳食中要遵循

”多樣、均衡"的原則，滿足機體生命活動的需要。

練習與應用

一、概念檢測

1.基于對細胞元素組成、元素含量等的認識，判斷下列相關(guān)表述是否正確。

(1)細胞中不存在無機自然界沒有的特殊元素。(V)

(2)細胞中微量元素含量很少，作用也很微小。(x)

(3)不同種類的細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)了細胞的統(tǒng)一性，又反映了細胞的多樣性。(V)

2.將下列試劑與相應的待測樣品、相應的實驗結(jié)果用線連接起來。

3.在下列有機化合物中，人體細胞內(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.科學家在研究生物體的化學成分時，發(fā)現(xiàn)組成生物體的元素在無機自然界中也都存

在，這一事實主要說明(B)

A.生物來源于非生物

B.生物界與無機自然界具有統(tǒng)一性

C.生物界與無機自然界具有差異性

D,生物與非生物在元素組成上沒有區(qū)別

二、拓展應用

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

的大不相同？

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

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

脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸有關(guān)。

2.將細胞內(nèi)含有的各種物質(zhì)配齊，并按照它們在細胞中的比例放在一個試管中，能

構(gòu)成一個生命系統(tǒng)嗎？為什么？

【答案】不能。因為生命系統(tǒng)內(nèi)部是一個嚴謹有序的結(jié)構(gòu)，不是由物質(zhì)隨意堆砌而成

的。

2.2細胞中的無機物

問題探討

右側(cè)是某種運動員飲料的化學成分表。請回憶初中所學知識，結(jié)合此表討論以下問題。

1.喝飲料主要是給身體補充水。水在細胞中起什么作用？

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

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

參與；多細胞生物體的絕大多數(shù)細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，可以把營養(yǎng)物質(zhì)運送到各個細胞，同時，也把各個細胞在代謝中產(chǎn)生的廢物

運送到排泄器官或者直接排出體外?？傊?，各種生物體的一切生命活動，都離不開水。

2.表中哪些成分屬于無機鹽？為什么要在運動員喝的飲料中添加無機鹽？無機鹽在

細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

鹽，它們在飲料中以離子的形式存在。運動員在運動中會大量出汗，出汗時人體會排出大

量無機鹽，所以要給他們補充無機鹽。無機鹽可以調(diào)節(jié)細胞的生命活動，也是許多有機物

的重要組成成分。

旁欄思考

1.這些離子有什么重要的作用？請查找資料，尋求答案。

思考?討論

1.植物體缺Mg會影響光合作用，為什么？

【提示】光合作用的正常進行不能缺少葉綠素，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會導致貧血？

【提示】人體內(nèi)血紅蛋白和紅細胞的減少都可以導致貧血。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會導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會影響

其生長發(fā)育。

【提示】這說明了P對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)的反應中扮演重要角色。當P供應不足時，核

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

的植株會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)實率低。

2.攝入食鹽過多或過少會對人體健康造成怎樣的危害？請查找資料，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，但還是達到了10.5g,

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

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

者可能要維持相當水平的鹽攝入。該思考題可以讓學生體會到適度與平衡的重要性。

練習與應用

一、概念檢測

1.水和無機鹽是細胞的重要組成成分。判斷下列相關(guān)表述是否正確。

(1)細胞內(nèi)的自由水和結(jié)合水都是良好的溶劑，都能參與物質(zhì)運輸和化學反應。(X)

(2)同一株植物中，老葉細胞比幼葉細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)主要是無機鹽。(x)

二、拓展應用

L醫(yī)用生理鹽水是質(zhì)量分數(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)量分數(shù)為0.9%的氯化鈉溶液的濃度，正是人體細胞所處液體環(huán)境中溶質(zhì)的

濃度，所以叫生理鹽水。當人體需要補充鹽溶液或輸入藥物時，應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家也曾在火星上發(fā)現(xiàn)了流動水的痕跡?？茖W家據(jù)此推測，火星上曾經(jīng)

或者現(xiàn)在存在著生命。為什么科學家會作出這樣的推測呢？

【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家在火星上發(fā)現(xiàn)

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

一些元素，所以科學家才會作出這樣的推測。

2.3細胞中的糖類和脂質(zhì)

問題探討在科學研究和制藥等領(lǐng)域，經(jīng)常要進行動物細胞培養(yǎng)。體外培養(yǎng)動物細胞時,

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

討論

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

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

細胞中也會出現(xiàn)油滴。這說明什么？【答案】這說明細胞可以將葡萄糖轉(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，是因為這些主食富含淀粉，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，最終混在食物殘渣里，隨著糞便一起排

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

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

于維護心腦血管的健康、預防糖尿病、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

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

峰。2.請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

脂肪多儲存在它們的種子里。3.脂肪對細胞和生物體可能有哪些作用？【提示】脂肪除了可

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

官。4.說到脂肪，你可能會想到肥胖、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】北京鴨細胞中的糖類和脂質(zhì)是可以相互轉(zhuǎn)化的。當北京鴨攝入的糖類過多時,

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

1.基于對細胞中的糖類和脂質(zhì)的認識，判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）磷脂是所有細胞

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

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

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.在人和動物皮下結(jié)締組織中含量豐富的儲能物質(zhì)是（C）A.糖原B.淀

粉C.脂肪D.蛋白質(zhì)二、拓展應用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)？請查找資料回答這個問題?！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。

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

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

儲存時所占的體積相當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"

的儲備能源。與糖類氧化相比，在生物細胞內(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行，所以對于生物體

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

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，還要服用少量的魚肝油。服用

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

有維生素和維生素維生素有助于細胞吸收和儲存鈣和磷，所以當嬰幼兒服用鈣片

ADoD

時，醫(yī)生會建議同時服用魚肝油來促進鈣的吸收。當維生素D缺乏時，嬰幼JL容易患佝僂

病、軟骨病等。

2.4蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者

問題探討

從某些動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

因為組成動物和人體的膠原蛋白是相似的物質(zhì)。

2.這種筵合線發(fā)生什么樣的化學變化才能被吸收？這對你認識蛋白質(zhì)的化學組成有

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，初中學習過食物中的蛋白質(zhì)

要分解為氨基酸才能被吸收，因此說蛋白質(zhì)在化學組成上應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？

【答案】每種氨基酸至少都含有一個氨基和一個竣基，并且都有一個氨基和一個竣基

連接在同一個碳原子上。

2."氨基酸”這一名詞與其分子結(jié)構(gòu)有怎樣的對應關(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)成更為復雜的空間結(jié)構(gòu)。

2.進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

氨基酸進入人體細胞后，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。這些氨基酸進入人體細胞后，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

的結(jié)構(gòu)和功能。

3.如果用21個不同的字母代表21種氨基酸，若寫出由10個氨基酸組成的長鏈，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：一個蛋白質(zhì)

分子往往含有成百上千個氨基酸）。

【答案】10個氨基酸能夠組成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)具有復雜的空間結(jié)構(gòu)，是蛋白質(zhì)種類多種多樣的原因。

練習與應用

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、拓展應用

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

你運用本節(jié)所學的知識對這種說法作出評價。

【提示】食物中的蛋白質(zhì)是大分子有機物，它們都要被消化成細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；生

成的水分子數(shù)目是__O

【答案】5,4,4。

(2)請在圖中標出其中的一個肽鍵。

【答案】略。

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

【答案】不能，因為氨基酸的排列順序決定了腦啡肽的功能，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.在評價各種食物中蛋白質(zhì)成分的營養(yǎng)價值時，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胞不能合成的氨基酸，必須從食物中獲得，因此在評價

各種食物中蛋白質(zhì)成分的營養(yǎng)價值時，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)在其他方面的應用嗎？

【提示】可以進行親子鑒定；鑒別在地震等災害中遇難親屬的遺體等。

練習與應用

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、拓展應用

隨著生活水平的提高，人們對營養(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；補充某些特定的核

酸，可增強基因的修復能力。

（1）請對上述三段宣傳語作出評析，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，疾病有的是基因受損導致的，還

有很多疾病是受到細菌等病原體影響導致的。"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上有遺傳效應的片段。"補充某些

特定的核酸，可增強基因的修復能力"這是混淆概念關(guān)系以誤導消費者。人們吃的食物中

已經(jīng)含有很多核酸，不需要額外補充核酸，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；人體細胞不會直接利用外來核酸，無論是食物中的核酸，還是補充特

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

細胞內(nèi)的基因修復有復雜的機制，補充核酸不會增強基因修復能力。

（2）如果有人向你推銷核酸保健品，你將如何回應？

【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；

運用已學習的核酸知識與推銷員交流，傳遞正確的營養(yǎng)保健知識；表明不會購買核酸保健

品的態(tài)度。

復習與提高

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Mn2+

的作用，正確的推測是（D）

A.對維持細胞的形態(tài)有重要作用

B.對維持細胞的酸堿平衡有重要作用

C.對調(diào)節(jié)細胞的滲透壓有重要作用

D.MrP+是硝酸還原酶的活化劑

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

注處理。請推測，這種情況下最合理的注射液應該是（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，有的能被細胞直接吸收，有的必須要經(jīng)過水解后才能被細胞吸收。

下列糖類中，能直接被細胞吸收的是（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，錯誤的是（A）

A.組成肽鏈的化學元素不同

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)生了一系列適應低溫的生理

生化變化，抗寒能力逐漸增強。下圖為冬小麥在不同時期含水量變化關(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，請解釋原因。

【答案】冬小麥的含水量從9月至12月處于下降趨勢，因為隨著冬季來臨，氣溫下

降，細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?？欤Y(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)合水則不會結(jié)冰。因此,

冬季來臨時，冬小麥細胞內(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

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

進化的結(jié)果。

(3)請闡述水在細胞中的重要作用。

【答案】略。

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

心肌細胞承擔心臟律動作用，請從蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的角度分析這兩種細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。人的紅細胞承擔運輸氧的作用，是因為血紅蛋白的結(jié)構(gòu)適于運輸氧；而

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

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、排列順序上就會千差萬別，從而能夠承擔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，人們在墜落于澳大利亞默奇森鎮(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。因為氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位，而蛋白質(zhì)又是生命活動的主

要承擔者。

第3章細胞的基本結(jié)構(gòu)

3.1細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能

問題探討

鑒別動物細胞是否死亡常用臺盼藍染液。用它染色時，死細胞會被染成藍色，而活細

胞不會著色。

討論

1.為什么活細胞不能被染色，而死細胞能被染色?

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

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

能通過細胞膜進入細胞，死細胞能被染成藍色。

2.據(jù)此推測，細胞膜作為細胞的邊界，應該具有什么功能？

【答案】細胞膜作為細胞的邊界，具有控制物質(zhì)進出細胞的功能。

思考?討論

1.最初對細胞膜成分的認識，是通過對現(xiàn)象的推理分析，還是通過對膜成分的提取與

檢測？

【答案】最初對細胞膜成分的認識，是通過對現(xiàn)象的推理分析得出的。

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

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

【答案】因為磷脂分子的"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?？茖W家因測得從紅細胞中提取

的脂質(zhì)，鋪成單分子層的面積恰為紅細胞表面積的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

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。當磷脂分子的內(nèi)外兩側(cè)均是水環(huán)境時，磷脂分子的"尾

部”相對排列在內(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。細胞的內(nèi)

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

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輸呢？

【答案】一是因為水分子極小，可以通過由于磷脂分子運動而產(chǎn)生的間隙；二是因為

膜上存在水通道蛋白，水分子可以通過通道蛋白通過膜。

練習與應用

一、概念檢測

1.基于對細胞膜結(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)成細胞膜的磷脂分子具有流動性，而蛋白質(zhì)是固定不動的。(X)

(2)細胞膜是細胞的一道屏障，只有細胞需要的物質(zhì)才能進入，而對細胞有害的物質(zhì)

則不能進入。(X)

(3)向細胞內(nèi)注射物質(zhì)后，細胞膜上會留下一個空洞。(X)

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

A.細胞膜的脂質(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胞膜

C.細胞膜的蛋白質(zhì)分子有物質(zhì)運輸功能

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

二、拓展應用

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

物作比較。有人在解釋細胞膜時，把它與窗紗進行類比：窗紗能把昆蟲擋在外面，同時窗

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

【提示】把細胞膜與窗紗進行類比，合理之處是說明細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，細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能要復雜得多；細胞膜是活細胞的重要組成部分，

活細胞的生命活動是一個主動的過程，而窗紗是沒有生命的，它只能是被動地在起作用。

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載體，將其運送到特定的細

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)請推測：脂質(zhì)體到達細胞后，藥物將如何進入細胞內(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，到達細胞后可能會與細胞的細胞膜發(fā)生

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

3.2細胞器之間的分工合作

問題探討

1.如果缺少其中的某個部門，C919飛機還能制造成功嗎？

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

一個部門都難以完成研制工作。

2.細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】細胞是一個更復雜的系統(tǒng)，細胞內(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。例如，分泌蛋白質(zhì)的合成中，細胞核是遺傳信息庫，

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

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

門"和"車間”協(xié)調(diào)配合完成的。

探究?實踐

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,

在強光下能避免葉綠體被灼傷。又如，葉片細胞的柵欄組織（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行光合作用。

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

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

需的酶和細胞器等。細胞質(zhì)的流動，為細胞內(nèi)物質(zhì)運輸和結(jié)構(gòu)移動創(chuàng)造了條件，從而保障

了細胞生命活動的正常進行。

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胞外，經(jīng)過了哪些細胞器或細胞結(jié)構(gòu)？嘗試描述分泌蛋

白合成和運輸?shù)倪^程。

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

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，由囊泡運輸?shù)礁郀柣w做進一步的

加工，再由囊泡運輸?shù)郊毎?，與細胞膜融合，將蛋白質(zhì)分泌到細胞外。

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