第一章：走近細胞第1節從生物圈到細胞（一）問題探討1.提示：病毒盡管不具有細胞結構，但它可以寄生在活細胞中，利用活細胞中的物質生活和繁殖。2.提示：SARS病毒侵害了人體的上呼吸道細胞、肺部細胞，由于肺部細胞受損，導致患者呼眩頰咭蠔粑δ芩ソ叨勞觥４送猓琒ARS病毒還侵害人體其他部位的細胞。（二）資料分析1.提示：草履蟲除能完成運動和分裂外，還能完成攝食、呼吸、生長、應激性等生命活動。假如沒有完整的細胞結構，草履蟲不行能完成這些生命活動。2.提示：在子女和父母之間，精子和卵細胞充當了遺傳物質的橋梁。父親產生的精子和母親產生的卵細胞通過受精作用形成受精卵，受精卵在子宮中發育成胚胎，胚胎進一步發育成胎兒。胚胎發育通過細胞分裂、分化等過程實現。3.提示：完成一個簡潔的縮手反射須要很多種類的細胞參加，如由傳入神經末梢形成的感受器、傳入神經元、中間神經元、傳出神經元、相關的骨骼肌細胞，等等。人的學習活動須要種類和數量繁多的細胞參加。由細胞形成組織，由各種組織構成器官，由器官形成系統，多種系統協作，才能完成學習活動。學習活動涉與到人體的多種細胞，但主要是神經細胞的參加。4.提示：例如，胰島細胞受損簡潔導致胰島素依靠型糖尿病；脊髓中的運動神經元受損簡潔導致相應的肢體癱瘓；大腦皮層上的聽覺神經元受損可導致聽覺發生障礙，等等。5.提示：例如，生物體的運動離不開肌細胞；興奮的傳導離不開神經細胞；腺體的分泌離不開相關的腺（上皮）細胞，等等。（三）思索與探討1.提示：假如把龜換成人，圖中其他各層次的名稱不變，但詳細內容會發生變更。例如，心臟應為二心房、二心室；種群應為同一區域的全部人，等等。應當指出的是，生物圈只有1個。假如換成一棵松樹，圖中應去掉“系統”這個層次，細胞、組織、器官、種群的詳細內容也會變更。假如換成一只草履蟲，細胞本身就是個體，沒有組織、器官、系統等層次。2.提示：細胞層次；其他層次都是建立在細胞這一層次的基礎之上的，沒有細胞就沒有組織、器官、系統等層次。另一方面，生物體中的每個細胞具有相對的獨立性，能獨立完成一系列的生命活動，某些生物體還是由單細胞構成的。3.提示：一個分子或一個原子是一個系統，但不是生命系統，因為生命系統能完成確定的生命活動，單靠一個分子或一個原子是不行能完成生命活動的。（四）練習基礎題1.（1）活細胞：A、D、G、I；（2）死細胞：B、E；（3）細胞的產物：C、F、H。2.（1）細胞層次（也是個體層次，因為大腸桿菌是單細胞生物）；（2）種群層次；（3）群落層次。拓展題1.提示：不是。病毒不具有細胞結構，不能獨立生活，只能寄生在活細胞中才能生活，因此，盡管人工合成脊髓灰質炎病毒，但不意味著人工制造了生命。2.提示：人工合成病毒的探討，其意義具有兩面性，用確定確定或確定否定的看法都是不全面的。從確定的角度看，人工合成病毒可以使人類更好地相識病毒，例如，研制反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，人工合成病毒的探討也可能會合成某些對人類有害的病毒，假如這些病毒傳播開來，或者被某些人用做生物武器，將給人類帶來災難。第2節細胞的多樣性和統一性四、答案和提示（一）問題探討1.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、正在分裂的植物細胞和洋蔥表皮細胞。這些細胞共同的結構有：細胞膜、細胞質和細胞核（植物細胞還有細胞壁，人的成熟紅細胞沒有細胞核）。2.提示：細胞具有不同的形態結構是因為生物體內的細胞所處的位置不同，功能不同，是細胞分化的結果。例如，紅細胞呈兩面凹的圓餅狀，這有利于與氧氣充分接觸，起到運輸氧氣的作用；洋蔥表皮細胞呈長方體形態，排列緊密，有利于起到愛護作用。（二）試驗1.運用高倍鏡視察的步驟和要點是：（1）首先用低倍鏡視察，找到要視察的物像，移到視野的中心。（2）轉動轉換器，用高倍鏡視察，并輕輕轉動細準焦螺旋，直到看清晰材料為止。2.提示：這些細胞在結構上的共同點是：有細胞膜、細胞質和細胞核，植物細胞還有細胞壁。各種細胞之間的差異和產生差異的可能緣由是：這些細胞的位置和功能不同，其結構與功能相適應，這是個體發育過程中細胞分化產生的差異。3.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，細胞外有鞭毛，等等。（三）思索與探討提示：絕大多數細胞有細胞核，只有少數細胞沒有細胞核。例如，人的成熟的紅細胞就沒有細胞核。細菌是單細胞生物，藍藻以單細胞或以細胞群體存在，它們的細胞與植物細胞和動物細胞比較，沒有成形的細胞核，而有擬核。擬核與細胞核的區分主要有兩點：（1）擬核沒有核膜，沒有核仁；（2）擬核中的遺傳物質不是以染色體的形式存在，而是干脆以DNA的形式存在。（四）資料分析1.提示：通過分析細胞學說的建立過程，可以領悟到科學發覺具有以下特點。（1）科學發覺是很多科學家的共同參加，共同努力的結果。（2）科學發覺的過程離不開技術的支持。（3）科學發覺須要理性思維和試驗的結合。（4）科學學說的建立過程是一個不斷開拓、繼承、修正和發展的過程。2.細胞學說主要闡述了生物界的統一性。3.提示：細胞學說的建立揭示了細胞的統一性和生物體結構的統一性，使人們相識到各種生物之間存在共同的結構基礎；細胞學說的建立標記著生物學的探討進入到細胞水平，極大地促進了生物學的探討進程。（五）練習基礎題1.B。2.提示：（1）人體皮膚：本切片圖中可見上皮組織的細胞、角質愛護層細胞（死亡）和皮下結締組織中的多種細胞。迎春葉：表皮細胞（愛護）、保衛細胞（限制水分蒸發和氣體進出）、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），等等。（2）動植物細胞的共同點為：都有細胞膜、細胞質和細胞核；不同點為：植物細胞有細胞壁、有液泡，植物細胞一般還有葉綠體。（3）因為它們都是由多種組織構成的，并能行使確定的功能。例如，人體皮膚由上皮組織、肌肉組織、結締組織和神經組織共同構成，人體皮膚有愛護、感受環境刺激等功能；迎春葉由愛護組織（表皮）、養分組織、機械組織和輸導組織等構成，有進行光合作用、運輸養分物質等功能。3.原核細胞和真核細胞的根本區分是：有無成形的細胞核。即真核細胞有核膜包圍的細胞核；原核細胞沒有細胞核，只有擬核，擬核的結構比細胞核要簡潔。它們的區分里包含著共性：細胞核和擬核的共同點是都有遺傳物質DNA，體現了彼此之間在生物進化上的聯系。自我檢測的答案和提示一、概念檢測推斷題1.×。2.×。3.√。選擇題1.C。2.D。3.B。畫概念圖3個問號分別表示的連接詞是：不具有、具有、具有。二、技能應用提示：假定人腦每個細胞完全充溢水，一個腦細胞的平均大小為1.5×10-15m3。假如腦細胞是簡潔的立方體，則平均大小的腦細胞每邊長度約為1.14×10-5m。三、思維拓展學生可以有不同的回答，略。其次章：組成細胞的分子第1節細胞中的元素和化合物四、答案和提示（一）思索與探討1.提示：有機化合物和無機化合物的區分主要看它們的分子組成中是否有碳元素，如糖類是有機化合物，由碳、氫、氧三種元素組成；水是無機化合物，由氫、氧兩種元素組成。當然這不是嚴格意義上的區分。對這兩類化合物的嚴格區分，請參照化學教科書。2.提示：細胞中最多的有機化合物是蛋白質，無機化合物是水。蛋白質是組成生物體的重要物質，在生命活動中起重要作用；水是生命之源，離開水，生命活動就無法進行。3.提示：植物的葉肉細胞、果實細胞和種子的細胞中通常含有較多的糖類、脂質和蛋白質。如禾谷類的果實、種子中含淀粉（多糖）較多；甘蔗的莖和甜菜的根含蔗糖多；花生、芝麻種子中含脂質多；大豆種子中含蛋白質多，等等。要想從植物的果實、種子中獲得糖類、脂質和蛋白質，就要設法使細胞裂開，再將這些物質提取出來。（二）試驗3.生物材料中有機化合物的種類、含量不同。因此，我們應選擇多種多樣的食物，保證獲得全面的養分。（三）練習基礎題1.（1）；（2）√。3.B。拓展題1.提示：細胞是有生命的，它可以主動地從環境中獲得生命活動須要的元素。這是生物與非生物的區分之一。2.提示：不能。生命系統內部有嚴謹有序的結構，不是物質隨意堆砌而成的。五、參考資料1.探討細胞中元素和化合物的基本方法元素是對具有相同核電荷數的一類原子的總稱。不同元素的發光光譜（元素的原子受到刺激時所呈現的特有顏色）是不一樣的，由元素發出來的光譜，用分光器（棱鏡或光柵）大體上可以辨別是什么顏色。另外，也可以由元素的汲取光譜來推斷。每種化合物都有它獨特的紅外光譜，可以作為化合物的“指紋”。鑒定一種化合物，要先依據化合物的來源和其他性質提出有限的幾個可能化合物，然后把它的光譜和這些已知化合物的光譜相比較。另外，還可以用電子光譜、旋光度、核磁共振、質譜法、X射線、衍射等方法來進行分析。2.植物體和土壤的部分元素含量的比較表7植物體和土壤部分元素含量比較表元素植物的平均組成

（簇新物重量比例）/%土壤的平均

組成/%C

H

Ca

K

N

Si

Mg

P

S

Na

Cl

Fe70

18

10.5

0.5

0.3

0.3

0.2

0.04

0.07

0.05

0.02

0.02

0.0150

2

-

1.4

1.5

0.1

34

0.6

0.1

0.05

0.7

0.01

43.檢測生物組織中糖類、脂肪、蛋白質的其他簡易方法（1）檢測生物組織中糖類的其他簡易方法Molisch反應（α-萘酚反應）

此方法是鑒定糖類最常用的顏色反應。它的原理是：糖類在濃酸作用下所形成的糠醛與其衍生物可以與α-萘酚作用，形成紅紫色復合物。由于在糖溶液與濃硫酸兩液面間出現紅紫色的環，因此又稱紫環反應。α-萘酚也可用麝香草酚或其他的苯酚化合物代替，麝香草酚溶液比較穩定，其靈敏度與α-萘酚一樣。除了糖類之外，各種糠醛衍生物、葡萄糖醛酸、丙酮、甲酸、乳酸等都可以呈現近似的陽性反應。因此，陰性反應證明沒有糖類物質的存在；而陽性反應只能說明有糖類存在的可能。蒽酮反應

糖類經濃酸水解，脫水生成的糠醛與其衍生物與蒽酮（10-酮-9，10-二氫蒽）反應生成藍綠色復合物。Benedict反應

班氏試劑是斐林試劑的改良（也是含有Cu2+的堿性溶液），能使具有自由醛基或酮基的糖類氧化，其本身則變成磚紅色或黃色的Cu2O，可用來測定還原糖的存在。它利用檸檬酸作為Cu2+的絡合劑，其堿性比斐林試劑弱，靈敏度高，干擾因素少，因而在實際應用中有更多的優點。Bial反應（甲基間苯二酚反應）

戊糖與濃鹽酸加熱形成糠醛，在有Fe3+存在的條件下，它與甲基間苯二酚（地衣酚）縮合，形成深藍色的沉淀物（此沉淀物溶于正丁醇）。己糖也能發生反應，產生灰綠色甚至棕色的沉淀物。（2）檢測生物組織中脂肪的其他簡易方法油點試驗（spottest）

將含有脂肪的混合物磨碎后擦在一片濾紙（或牛皮紙）上，然后朝向光源觀看，應當有半透亮的油點出現。此油點不能揮發掉。當濾紙浸過苯（或醚、異丙醇等）后，油點消逝；或將混合物磨碎后溶于苯液中，然后過濾。取一濾紙放入濾液中，取出后讓苯揮發，朝向光源觀看，如有半透亮油點存在，則證明混合物中含有脂肪。乳液形成試驗（emulsiontest）

將一含有脂肪的混合物溶液略微加熱，加入少量乙醇，搖勻后靜置。脂肪可分散成很多微粒，形成白色乳狀液。（3）檢測生物組織中蛋白質的其他簡易方法對各種氨基酸特異的某些顏色反應（見表8），可用來檢測含有這些氨基酸的蛋白質。這些顏色反應包括Millon反應、黃蛋白反應、茚三酮反應以與Hopkins-Cole(水合乙醛酸)反應等。Millon反應

米倫試劑為硝酸、亞硝酸、硝酸汞、亞硝酸汞的混合物，能與單酚與雙酚和吲哚衍生物產生顏色反應，但不能檢驗尿蛋白。茚三酮反應

蛋白質、多肽和各種氨基酸具有茚三酮反應。除無α氨基的脯氨酸和羥脯氨酸呈黃色外，其他氨基酸生成紫紅色，最終為藍色化合物。黃蛋白反應

它是芳香族氨基酸，特殊是酪氨酸和色氨酸蛋白質所特有的顏色反應。表8部分氨基酸的顏色反應

所測定的氨基酸名稱試劑顏色精氨酸

半胱氨酸

半胱氨酸

組氨酸，酪氨酸

色氨酸

色氨酸

酪氨酸

酪氨酸

酪氨酸，色氨酸

苯丙酪氨酸Sakaguchi(坂口)反應

硝普鹽反應

Sullivan反應

Pauly反應

水合乙醛酸反應

（Hopkins-Cole反應）

Ehrlich反應

Millon反應

Folin-Ciocalteu反應

黃蛋白反應α-萘酚和次氯酸鈉

硝普鈉（亞硝基鐵氰化鈉）溶于稀氨溶液中

萘醌-[1,2］-4-磺酸鈉和亞硫酸氫鈉

重氮化的對氨基苯磺酸溶于堿性溶液

水合乙醛酸溶于硫酸中

對二甲基氨基苯醛溶于鹽酸中

硝酸汞溶于亞硝酸，加熱

磷鉬鎢酸

煮沸的濃硝酸紅

紅

紅

紅

紫

藍

紅

紅

黃生命活動的主要擔當者四、答案和提示（一）問題探討1.提示：富含蛋白質的食品有大豆制品，如豆漿、豆腐、腐竹；奶類制品，如奶粉、酸奶、袋裝奶；還有肉、蛋類食品，如烤肉、肉腸、雞蛋，等等。2.提示：有些蛋白質是構成細胞和生物體的結構成分，如結構蛋白；有些蛋白質能夠調整生命活動，如胰島素；有些蛋白質有催化作用，如絕大多數酶都是蛋白質；有些蛋白質具有運輸載體的功能，如紅細胞中的血紅蛋白；有些蛋白質有免疫功能，如人體內的抗體。3.提示：因為氨基酸是構成蛋白質的基本單位，在人體內約有20種氨基酸，其中有8種是人體須要而不能自己合成的，必需從外界環境獲得，如賴氨酸、苯丙氨酸等，它們被稱為必需氨基酸。所以有些食品中要添加賴氨酸或苯丙氨酸等人體必需的氨基酸。（二）思索與探討11.每個氨基酸都有氨基和羧基，并且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上。2.“氨基酸”代表了氨基酸分子結構中主要的部分──氨基和羧基。（三）思索與探討21.提示：氨基酸→二肽→三肽→……→多肽，一條多肽鏈盤曲折疊形成蛋白質，或幾條多肽鏈折疊形成蛋白質。2.提示：食物中的蛋白質要經過胃蛋白酶、胰蛋白酶、腸蛋白酶、腸肽酶等多種水解酶的作用，才能分解為氨基酸。這些氨基酸進入細胞后，要形成二肽、三肽到多肽，由多肽構成人體的蛋白質。人體的蛋白質與食物中的蛋白質不一樣，具有完成人體生命活動的結構和功能。3.提示：10個氨基酸能夠組成2010條互不相同的長鏈。氨基酸的種類、數量、排列依次以與蛋白質空間結構的不同是蛋白質多種多樣的緣由。（四）旁欄思索題n個氨基酸形成一條肽鏈時，脫掉n-1個水分子，形成n-1個肽鍵。同理，n個氨基酸形成m條肽鏈時，脫掉n-m個水分子，形成n-m個肽鍵。（五）練習基礎題1.（1）√；（2）√。2.A。3.B。拓展題提示：紅細胞中的蛋白質和心肌細胞中的蛋白質，其氨基酸的種類、數量和排列依次以與蛋白質分子的空間結構都不同，它們的功能也不相同。第3節遺傳信息的攜帶者四、答案和提示（一）問題探討1.提示：脫氧核糖核酸。DNA是主要的遺傳物質，而每個人的遺傳物質都有所區分，因此DNA能夠供應犯罪嫌疑人的信息。2.提示：DNA鑒定技術還可以運用在親子鑒定上。在探討人類起源、不同類群生物的親緣關系等方面，也可以利用DNA鑒定技術。3.提示：須要。因為DNA鑒定只是供應了犯罪嫌疑人的遺傳物質方面的信息，還須要有嫌疑人是否有作案動機、時間，是否在犯罪現場，是否有證人等其他證據。假如有人蓄意陷害某人，也完全有可能將他的頭發、血液等含有DNA的物質放在現場。因此案件偵察工作應在DNA鑒定的基礎上，結合其他證據確定罪犯。（二）旁欄思索題原核細胞的DNA位于擬核區域。（三）練習基礎題1.（1）√；（2）√；（3）√。2.C。3.C。第4節細胞中的糖類和脂質四、答案和提示（一）問題探討1.不一樣。2.糖類。（二）思索與探討1.提示：脂肪主要分布在人和動物體內的皮下、大網膜和腸系膜等部位。某些動物還在特定的部位儲存脂肪，如駱駝的駝峰。2.提示：花生、油菜、向日葵、松子、核桃、蓖麻等植物都含有較高的脂肪，這些植物的脂肪多儲存在它們的種子里。3.提示：脂肪除了可以儲存大量能量外，還具有隔熱、保溫柔緩沖的作用，可以有效地愛護動物和人體的內臟器官。（三）旁欄思索題1.糖尿病人飲食中，米飯、饅頭等主食也需限量，是因為其中富含淀粉，淀粉經消化分解后生成的是葡萄糖。2.熊在冬眠前大量取食獲得的養分，有相當多的部分轉化為脂肪儲存，既可御寒，也供應冬眠中生命活動所需的能量。（四）練習基礎題1.（1）√；（2）√。2.C。3.C。4.C。5.C。拓展題1.提示：糖類是生物體主要利用的能源物質，尤其是大腦和神經所利用的能源必需由糖類來供應。而脂肪是生物體內最好的儲備能源。脂肪是非極性化合物，可以以無水的形式儲存在體內。雖然糖原也是動物細胞內的儲能物質，但它是極性化合物，是高度的水合形式，在機體內貯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“經濟”的儲備能源。與糖類氧化相比，在生物細胞內脂肪的氧化速率比糖類慢，而且須要消耗大量氧氣，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。2.提示：葡萄糖是不能水解的糖類，它不須要消化可以干脆進入細胞內，因此葡萄糖可以口服也可以靜脈注射；但是蔗糖只能口服而不行以靜脈注射，因為蔗糖是二糖，必需經過消化作用分解成兩分子單糖后才能進入細胞。蔗糖經過口服后，可以在消化道內消化分解，變成單糖后被細胞汲取。第3章

細胞的基本結構第1節

細胞膜──系統的邊界答案和提示（一）問題探討1.提示：氣泡是光亮的，里面只有空氣。細胞是一個具有細胞膜、細胞核和細胞質的困難結構，而且是一個立體的結構，在顯微鏡下，通過調整焦距可以視察到細胞的不同層面。光學顯微鏡下不能望見細胞膜，但是能夠視察到細胞與外界環境之間是有界限的。2.提示：在電子顯微鏡誕生之前，科學家已經能夠確定細胞膜的存在了。依據的試驗事實主要有：進入活細胞的物質要通過一道選擇性的屏障，并不是全部的物質都能進入細胞；用顯微注射器將一種叫做伊紅的物質注入變形蟲體內，伊紅很快擴散到整個細胞，卻不能很快逸出細胞；在光學顯微鏡下看到，用微針觸碰細胞表面時，細胞表面有彈性，可以伸展；用微針插入細胞內，細胞表面有一層結構被刺破；假如細胞表面結構受損面過大，細胞會死亡。（二）試驗提示：細胞裂開后細胞內物質流出，細胞膜和細胞質中的其他結構質量不一樣，可以采納不同轉速離心的方法將細胞膜與其他物質分開，得到較純的細胞膜。（三）練習基礎題1.C。

2.A。

3.C。拓展題1.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具有容許一些物質出入，阻擋其他物質出入的作用。這樣類比也有不妥當的地方。例如，窗紗是一種簡潔的剛性的結構，功能較單純；細胞膜的結構和功能要困難得多。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，它只是被動地在起作用。2.提示：“染色解除法”利用了活細胞的細胞膜能夠限制物質進出細胞的原理。臺盼藍染色劑是細胞不須要的物質，不能通過細胞膜進入細胞，所以活細胞不被染色。而死的動物細胞的細胞膜不具有限制物質進出細胞的功能，所以臺盼藍染色劑能夠進入死細胞內，使其被染色。第2節細胞器──系統內的分工合作答案和提示（一）問題探討1.提示：一件產品是由多個零部件組成的，不同車間生產不同的零部件之后，要有組裝車間完成裝配工作，質量檢測部門負責檢查產品的質量。同時要有部門供應原材料，有部門供應設計圖，還要有部門負責動力供應，等等。部門齊全，協作協調，才能生產出優質產品。2.提示：例如蛋白質的合成。細胞核是遺傳信息庫，蛋白質的合成要在遺傳信息的指導下進行，核糖體是合成蛋白質的場所，同時內質網、高爾基體等細胞器也在蛋白質合成中起到重要的作用。這說明細胞的生命活動也是須要多個“部門”和“車間”協調協作完成的。（二）資料分析1.分泌蛋白是在內質網上的核糖體中合成的。2.提示：分泌蛋白從合成至分泌到細胞外，經過了核糖體、內質網、高爾基體和細胞膜等結構。分泌蛋白是在內質網上的核糖體內初步合成，在內質網內加工，由囊泡運輸到高爾基體做進一步加工，再由囊泡運輸到細胞膜，與細胞膜融合，將蛋白質分泌到細胞外。3.提示：須要，如核糖體在將氨基酸連接成肽鏈的過程中就須要能量。這些能量是由線粒體進行有氧呼吸供應的。（三）旁欄思索題線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所，能夠供應細胞生命活動須要的能量。鳥類翱翔、運動員運動須要大量能量，所以翱翔鳥類的胸肌細胞中、運動員的肌細胞中線粒體多。同樣道理，新生細胞的生命活動比蒼老細胞、病變細胞旺盛，所以線粒體多。（四）練習基礎題1.圖1中，注字的“內質網”應是“高爾基體”，“高爾基體”應是“內質網”。染色質的注字指示線位置有誤。中心體還應包括指示線下方的中心粒。圖2中，注字的“核仁”應是“葉綠體”，“葉綠體”應是“線粒體”，“核糖體”應是“中心體”。2.C。

3.B。

4.C。拓展題提示：溶酶體的膜在結構上比較特殊，如經過修飾等，不會被溶酶體內的水解酶水解。第3節細胞核──系統的限制中心答案和提示（一）問題探討1.提示：細胞核在細胞的生命活動中起限制作用，如細胞核內貯存的遺傳物質攜帶著遺傳信息，可以限制蛋白質的合成，而蛋白質是生命活動的體現者，所以細胞核可以比方為部隊的司令部等。2.不能。3.不能。4.提示：不能。細胞生長須要蛋白質等多種物質作基礎，細胞分裂須要遺傳物質的復制和相關蛋白質的合成，假如沒有細胞核，這些生命活動都不能進行。（二）資料分析1.提示：美西螈皮膚的顏色是由細胞核限制的。生物體性狀的遺傳主要是由細胞核限制的，因為細胞核中有DNA，DNA是主要的遺傳物質。DNA上有很多基因，通過指導蛋白質的合成，限制生物的性狀。2.沒有細胞核，細胞就不能分裂、分化。3.細胞核是細胞生命活動的限制中心。4.生物體形態結構的建成主要與細胞核有關。5.細胞核具有限制細胞代謝和遺傳的功能。（三）旁欄思索題提示：同一個生物體內全部細胞的“藍圖”都是一樣的（除非發生體細胞突變或細胞癌變）。生物體內細胞形態、結構和功能的多種多樣，是細胞分化的結果。（四）技能訓練1.細胞無核部分隨著培育天數的增加，死亡個數快速增加，第4天就沒有存活的了，這是因為沒有細胞核，細胞的生命活動就無法進行。而細胞有核部分存活個數和時間都要比無核部分多和長，說明細胞核對于細胞的生命活動是不行或缺的。2.提示：細胞有核部分出現死亡現象的可能緣由有兩方面，一是試驗過程中人為因素對細胞造成了損害，導致部分細胞死亡；二是細胞的正常凋亡。（五）練習基礎題1.（1）√；（2）×。2.C。

3.C。拓展題提示：誕生小牛的絕大部分性狀像母牛甲。因為小牛獲得的是母牛甲細胞核中的遺傳物質，所以它的性狀與母牛甲最相像。第四章細胞的物質輸入和輸出第1節物質跨膜運輸的實例答案和提示（一）問題探討1.由于單位時間內透過玻璃紙進入長頸漏斗的水分子數量多于從長頸漏斗滲出的水分子數量，使得管內液面上升。2.用紗布替代玻璃紙時，因紗布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透，因而液面不會上升。3.半透膜兩側溶液的濃度相等時，單位時間內透過玻璃紙進入長頸漏斗的水分子數量等于滲出的水分子數量，液面也不會上升。（二）思索與探討1.紅細胞內的血紅蛋白等有機物一般不能透過細胞膜。2.紅細胞的細胞膜相當于“問題探討”中的半透膜。3.當外界溶液的濃度低于紅細胞內部的濃度時，紅細胞一般會因持續吸水而漲破。4.紅細胞吸水或失水的多少主要取決于紅細胞內外濃度的差值。一般狀況下，差值較大時吸水或失水較多。（三）資料分析1.在培育過程中，水稻汲取水分與其他離子較多，汲取Ca2+、Mg2+較少，結果導致水稻培育液里的Ca2+、Mg2+濃度增高。2.不同作物對無機鹽的汲取是有差異的。3.水分子跨膜運輸是順相對含量梯度的，其他物質的跨膜運輸并不都是這樣，這取決于細胞生命活動的須要。4.細胞對物質的汲取是有選擇的。這種選擇性具有普遍性。（四）練習基礎題1.√。2.√。3.×。拓展題提示：農業生產上的輪作正是針對不同作物根系對礦質元素的選擇性汲取而實行的生產措施。假如長期在同一塊田里種植同種作物，地力就會下降（俗稱傷地），即某些元素含量下降，這樣就會影響作物的產量。第2節生物膜的流淌鑲嵌模型答案和提示（一）問題探討1.提示：三種材料比較，彈力布更能體現細胞膜的柔變性和確定的通透性，相對好一些。當然，這幾種材料的特點與真實的細胞膜之間還有不小的差距。2.提示：有條件的話，運用微孔塑膠或利用激光給氣球打上微孔都可以作為模型的細胞膜。運用透析袋也可以。假如制作臨時運用的模型，利用豬或其他動物的膀胱做細胞膜是更加志向的材料。（二）思索與探討11.最初相識到細胞膜是由脂質組成的，是通過對現象的推理分析得出的。2.有必要。僅靠推理得出的結論不確定精確，還應通過科學試驗進行檢驗和修正。3.提示：因為磷脂分子的“頭部”親水，所以在水—空氣界面上磷脂分子是“頭部”向下與水面接觸，尾部則朝向空氣一面。科學家因測得單分子層的面積恰為紅細胞表面積的2倍，才得出膜中的脂質必定排列為連續的兩層這一結論。（三）思索與探討21.提示：在建立生物膜模型的過程中，試驗技術的進步起到了關鍵性的推動作用。如電子顯微鏡的誕生使人們最終看到了膜的存在；冰凍蝕刻技術和掃描電子顯微鏡技術使人們相識到膜的內外兩側并不對稱；熒光標記小鼠細胞與人細胞的融合試驗又證明白膜的流淌性等。沒有這些技術的支持，人類的相識便不能發展。2.提示：在建立生物膜模型的過程中，結構與功能相適應的觀點始終引導人們不斷實踐、相識，再實踐、再相識；使人類一步步接近生物膜結構的真相。例如，不同生物膜的功能是有差異的。在生命系統中，一般來說，功能的不同常伴隨著結構的差異，而早期的生物膜模型假定全部的生物膜都是相同的，這明顯與不同部位的生物膜功能不完全相同是沖突的。還有，不同膜的厚度也不完全一樣。由此促進學者們重新探討脂質和蛋白質相互作用的問題。一些學者運用了更加先進的技術，運用紅外光譜等技術證明，膜蛋白主要為球形結構。冰凍蝕刻電鏡技術又證明，脂雙層中分布有蛋白質顆粒，這樣又發展了生物膜模型。生物膜中存在不同種類的蛋白質，以與蛋白質在生物膜中的不同分布狀況，恰能較好地說明不同結構的生物膜具有不同的生理功能。（四）練習基礎題1.提示：細胞膜太薄了，光學顯微鏡下看不見，而19世紀時還沒有電子顯微鏡，學者們只好從細胞膜的生理功能入手進行探究。2.脂質和蛋白質。3.提示：這兩種結構模型都認為，組成細胞膜的主要物質是脂質和蛋白質，這是它們的相同點。不同點是：（1）流淌鑲嵌模型提出蛋白質在膜中的分布是不勻稱的，有些橫跨整個脂雙層，有些部分或全部嵌入脂雙層，有些則鑲嵌在脂雙層的內外兩側表面；而三層結構模型認為蛋白質勻稱分布在脂雙層的兩側。（2）流淌鑲嵌模型強調組成膜的分子是運動的；而三層結構模型認為生物膜是靜態結構。4.D。拓展題1.提示：生物膜結構的探討歷史反映了科學探討的艱辛歷程，也告知我們建立模型的一般方法。科學家依據視察到的現象和已有的學問提出說明某一生物學問題的假說或模型，用視察和試驗對假說或模型進行檢驗、修正和補充。一種模型最終能否被普遍接受，取決于它能否與以后的視察和試驗結果相吻合，能否很好地說明相關現象，科學就是這樣一步一步向前邁進的。2.提示：生物膜的流淌鑲嵌模型不行能完備無缺。人類對自然界的相識永無止境，隨著試驗技術的不斷創新和改進，對膜的探討將更加細致入微，對膜結構的進一步相識將能更完善地說明細胞膜的各種功能，不斷完善和發展流淌鑲嵌模型。第3節物質跨膜運輸的方式答案和提示（一）問題探討1.從圖上可以看出，氧氣、二氧化碳、氮氣、苯等小分子（苯還是脂溶性的）很簡潔通過合成的脂雙層；水、甘油、乙醇等較小的分子也可以通過；氨基酸、葡萄糖等較大的有機分子和帶電荷的離子則不能通過合成的脂雙層。2.提示：葡萄糖不能通過人工合成的無蛋白的脂雙層，但小腸上皮細胞能大量汲取葡萄糖，推想小腸上皮細胞的細胞膜上有能夠轉運葡萄糖的蛋白質。3.提示：通過視察此圖還可聯想并提出，細胞須要的離子是否也通過細胞膜上的蛋白質來運輸等問題。（二）思索與探討1.自由擴散和幫助擴散都不須要消耗能量。因為二者都是順物質的濃度梯度進行的。2.自由擴散與幫助擴散的共同之處是都不須要細胞消耗能量。不同之處是：前者不須要蛋白質的幫助，后者必需有蛋白質的幫助才能實現。3.因為自由擴散和幫助擴散都是順物質的濃度梯度進行的，不須要細胞消耗能量，所以統稱為被動運輸。（三）旁欄思索題提示：這是細胞的胞吞作用。這對于人體有防衛功能，并有利于細胞新陳代謝的正常進行。（四）技能訓練1.K+和Mg2+是通過主動運輸進入細胞的。2.Na+和Cl－是通過主動運輸排出細胞的。3.提示：因為以上四種離子細胞膜內外的濃度差較大，細胞只有通過主動運輸才能維持這種狀況。（五）練習基礎題1.D。2.A。拓展題提示：低溫環境確定會影響物質的跨膜運輸。溫度會影響分子運動的速率，影響化學反應的速率，因此，組成細胞膜的分子的流淌性也會相應降低，呼吸作用釋放能量的過程也會因有關酶的活性降低而受到抑制。這些都會影響物質跨膜運輸的速率。細胞的能量供應和利用第1節降低化學反應活化能的酶答案和提示（一）問題探討1.這個試驗要解決的問題是：鳥類的胃是否只有物理性消化，沒有化學性消化？2.是胃內的化學物質將肉塊分解了。3.提示：收集胃內的化學物質，看看這些物質在體外是否也能將肉塊分解。（二）試驗1.2號試管放出的氣泡多。這一現象說明加熱能促進過氧化氫的分解，提高反應速率。2.不能。3.說明FeCl3中的Fe3+和簇新肝臟中的過氧化氫酶都能加快過氧化氫分解的速率。4.4號試管的反應速率比3號試管快得多。說明過氧化氫酶比Fe3+的催化效率高得多。細胞內每時每刻都在進行著成千上萬種化學反應，這些化學反應須要在常溫、常壓下高效率地進行，只有酶能夠滿意這樣的要求，所以說酶對于細胞內化學反應的順當進行至關重要。（三）資料分析1.巴斯德認為發酵與活細胞有關是合理的，但是認為發酵是整個細胞而不是細胞中的某些物質在起作用是不正確的；李比希認為引起發酵的是細胞中的某些物質是合理的，但是認為這些物質只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發揮作用是不正確的。2.提示：巴斯德是微生物學家，特殊強調生物體或細胞的作用；李比希是化學家，傾向于從化學的角度考慮問題。他們的爭辯促使后人把對酶的探討的目標集中在他們爭辯的焦點上，使科學探討更加有的放矢。3.畢希納的試驗說明，酵母細胞中的某些物質能夠在酵母細胞裂開后接著起催化作用，就像在活酵母細胞中一樣。4.薩姆納歷時9年用正確的科學方法，堅持不懈、百折不撓的科學精神，將酶提純出來。勝利屬于不畏艱苦的人。（四）旁欄思索題絕大多數酶是蛋白質，強酸、強堿、高溫等猛烈條件都會影響到蛋白質的結構，所以酶比較“嬌氣”。（五）第一小節練習基礎題1.巴斯德：發酵與活細胞有關，發酵是整個細胞而不是細胞中的某些物質在起作用。李比希：引起發酵的是細胞中的某些物質，但是這些物質只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發揮作用。畢希納：酵母細胞中的某些物質能夠在酵母細胞裂開后接著起催化作用，就像在活酵母細胞中一樣。薩姆納：酶是蛋白質。2.提示：（1）細胞內每時每刻都在進行著成千上萬種化學反應，這些化學反應須要高效率地進行，酶的催化效率比無機催化劑高得多。（2）細胞內的化學反應須要在常溫、常壓、酸堿度適中等溫柔條件下進行，無機催化劑經常須要協助以高溫、高壓、強酸、強堿等猛烈條件才能有較高的催化效率。3.D。拓展題1.提示：可用第2章中學過的鑒定蛋白質的方法。在薩姆納之前，之所以很難鑒定酶的本質，主要是因為細胞中酶的提取和純化特別困難。2.提示：（1）如四膜蟲的rRNA前體具有催化活性。（2）目前已有發覺具催化活性的DNA的報道。（六）其次小節練習基礎題1.B。

2.B。3.提示：這個模型中A代表某類酶，B代表反應底物，C和D代表反應產物。這個模型的含義是：酶A與底物B專一性結合，催化反應的發生，產生了產物C和D。這個模型揭示了酶的專一性。拓展題1.（1）A點：隨著反應底物濃度的增加，反應速率加快。B點：反應速率在此時達到最高。C點：反應速率不再隨反應底物濃度的增加而上升，維持在相對穩定的水平。（2）假如A點時溫度上升10℃，曲線上升的幅度變小。因為圖中原曲線表示在最適溫度下催化速率隨底物濃度的變更。溫度高于或低于最適溫度，反應速率都會變慢。（3）該曲線表明，B點的反應底物的濃度足夠大，是酶的數量限制了反應速率的提高，這時加入少量的酶，會使反應速率加快（圖略）。第2節細胞的能量“通貨”答案與提示（一）問題探討1.螢火蟲發光的生物學意義主要是相互傳遞求偶信號，以便交尾、繁衍后代。2.螢火蟲腹部后端細胞內的熒光素，是其特有的發光物質。3.有。螢火蟲腹部細胞內一些有機物中儲存的化學能，只有在轉變成光能時，螢火蟲才能發光。（二）思索與探討1.1分子葡萄糖所含的能量，約是1分子ATP所含能量的94倍（指ATP轉化為ADP時釋放的能量）。2.有道理。糖類和脂肪分子中的能量很多而且很穩定，不能被細胞干脆利用。這些穩定的化學能只有轉化成ATP分子中活躍的化學能，才能被細胞干脆利用。（三）練習基礎題1.B。2.提示：吸能反應：如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反應，須要消耗能量，是吸能反應。這一反應所須要的能量是由ATP水解為ADP時釋放能量來供應的。放能反應：如丙酮酸的氧化分解，能夠釋放能量，是放能反應。這一反應所釋放的能量除以熱能形式散失外，用于ADP轉化為ATP的反應，儲存在ATP中。3.提示：在儲存能量方面，ATP同葡萄糖相比具有以下兩個特點：一是ATP分子中含有的化學能比較少，一分子ATP轉化為ADP時釋放的化學能大約只是一分子葡萄糖的1/94；二是ATP分子中所含的是活躍的化學能，而葡萄糖分子中所含的是穩定的化學能。葡萄糖分子中穩定的化學能只有轉化為ATP分子中活躍的化學能，才能被細胞利用。拓展題提示：植物、動物、細菌和真菌等生物的細胞內都具有能量“通貨”──ATP，這可以從一個側面說明生物界具有統一性，也反映種類繁多的生物有著共同的起源。細胞呼吸答案和提示（一）問題探討1.兩者的共同點是：都是物質的氧化分解過程；都能產生二氧化碳等產物，并且都釋放出能量。2.不能。否則，組成細胞的化合物會快速而徹底地氧化分解，能量會快速地全部釋放出來，細胞的基本結構也就會遭到徹底的破壞。3.在無氧條件下，細胞能夠通過無氧呼吸來釋放能量。但是，無氧呼吸比有氧呼吸釋放的能量要少很多。（二）探究提示：重鉻酸鉀可以檢測有無酒精存在。這一原理可以用來檢測汽車司機是否喝了酒。詳細做法是：讓司機呼出的氣體干脆接觸到載有用硫酸處理過的重鉻酸鉀或三氧化鉻的硅膠（兩者均為橙色），假如呼出的氣體中含有酒精，重鉻酸鉀或三氧化鉻就會變成灰綠色的硫酸鉻。（三）小字部分的問題有氧呼吸的能量轉換效率大約是40%。這些能量大約可以使2.3×1025個ATP轉化為ADP。（四）旁欄思索題提示：一般來說，假如無氧呼吸產生的乳酸或酒精過多，會對細胞產生毒害。酵母菌在無氧以與其他條件適合的狀況下，隨著發酵產物（如酒精）的增多，養分物質的削減以與pH發生變更等的影響，它的繁殖速率漸漸下降，死亡率漸漸上升，酒精發酵最終就會停止。其他的例子如用乳酸桿菌使牛奶發酵形成酸牛奶，最終狀況也是這樣。（五）資料分析1.提示：參見本節參考資料。2.提示：胖人通過適量的運動，細胞呼吸的速率會加快，細胞內有機物的分解會增加，體重就會下降。應當將蔬菜和瓜果放入冰箱或地窖等冷涼的地方貯存，這樣能夠降低細胞呼吸的速率，削減細胞內有機物的損耗。（六）練習基礎題1.C。

2.B。3.提示：有氧呼吸與無氧呼吸的第一個階段完全相同：都不須要氧；都與線粒體無關。聯想到地球的早期以與原核細胞的結構，可以作出這樣的推想：在生物進化史上先出現無氧呼吸而后才出現有氧呼吸，即有氧呼吸是由無氧呼吸發展變更而形成的。先出現原核細胞而后出現真核細胞，即真核細胞是由原核細胞進化而來的。4.不能。因為綠色植物在光合作用中也能形成ATP。拓展題提示：人與鳥類和哺乳類維持體溫的能量來源都是細胞呼吸。在這些生物的細胞呼吸過程中，葡萄糖等分子中穩定的化學能釋放出來：除一部分儲存在ATP中外，其余的則轉化成熱能，可以干脆用于提升體溫；ATP水說明放出的能量，除了維持各項生命活動外，有一部分也能轉化成熱能，用于提升體溫。而維持體溫的相對穩定，還需困難的調整機制。能量之源——光與光合作用答案和提示（一）問題探討1.用這種方法可以提高光合作用強度。因為葉綠素汲取最多的是光譜中的藍紫光和紅光。不同顏色的光照對植物的光合作用會有影響。2.因為葉綠素對綠光汲取最少，所以不運用綠色的塑料薄膜或補充綠色光源。（二）試驗1.濾紙條上有4條不同顏色的色帶，從上往下依次為：胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃素（黃色）、葉綠素a（藍綠色）、葉綠素b（黃綠色）。這說明綠葉中的色素有4種，它們在層析液中的溶解度不同，隨層析液在濾紙上擴散的快慢也不一樣。2.濾紙上的濾液細線假如觸到層析液，細線上的色素就會溶解到層析液中，就不會在濾紙上擴散開來，試驗就會失敗。（三）資料分析1.恩格爾曼試驗的結論是：氧氣是葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所。2.提示：試驗材料選擇水綿和好氧細菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于視察，用好氧細菌可確定釋放氧氣多的部位；沒有空氣的黑暗環境解除了氧氣和光的干擾；用極細的光束照耀，葉綠體上可分為光照多和光照少的部位，相當于一組對比試驗；臨時裝片暴露在光下的試驗再一次驗證明驗結果，等等。3.葉綠體是進行光合作用的場所。（四）旁欄思索題提示：持這種觀點的人，很可能是在無光條件下做的這個試驗。無光時，植物不進行光合作用，只進行細胞呼吸，所以沒有釋放氧氣，而是釋放二氧化碳，也就是使空氣變污濁了。（五）思索與探討11.光合作用的原料是二氧化碳和水，產物是糖類和氧氣，場所是葉綠體，條件是要有光，還須要多種酶等。光合作用的反應式是：CO2+H2O(CH2O)+O22.提示：從人類對光合作用的探究歷程來看，生物學的發展與物理學和化學的探討進展關系很親密。例如，直到1785年，由于發覺了空氣的組成，人們才明確綠葉在光下放出的氣體是氧氣，汲取的是二氧化碳，這個事例說明生物學的發展與化學領域的探討進展親密相關。又如，魯賓和卡門利用同位素標記法證明光合作用釋放的氧氣來自水，而不是來自二氧化碳；卡爾文用同位素示蹤技術探明白二氧化碳中的碳在光合作用中轉化成有機物中碳的途徑，都說明在科學發展的進程中，相關學科的相互促進，以與技術手段的進步對科學發展的推動作用。（六）思索與探討21光反應階段暗反應階段所需條件必需有光有光無光均可進行場所類囊體的薄膜上葉綠體內的基質中物質變更H2O分解成O2和［H］；形成ATP二氧化碳被固定；C3被［H］還原，最終形成糖類；ATP轉化成ADP和Pi能量轉換光能轉變為化學能，儲存在ATP中ATP中的化學能轉化為糖類中儲存的化學能2.物質聯系：光反應階段產生的［H］，在暗反應階段用于還原C3；能量聯系：光反應階段生成的ATP，在暗反應階段中將其儲存的化學能釋放出來，幫助C3形成糖類，ATP中的化學能則轉化為儲存在糖類中的化學能。（七）第一小節練習基礎題1.（1）×；（2）√。2.B。3.結論是：葉綠體主要汲取紅光和藍光用于光合作用，放出氧氣。拓展題1.植物體汲取光能的色素，還存在于植物幼嫩的莖和果實等器官的一些含有光合色素的細胞中。2.提示：是的。不同顏色的藻類汲取不同波長的光。藻類本身的顏色是反射出來的光，即紅藻反射出了紅光，綠藻反射出綠光，褐藻反射出黃色的光。水層對光波中的紅、橙部分汲取顯著多于對藍、綠部分的汲取，即到達深水層的光線是相對富含短波長的光，所以汲取紅光和藍紫光較多的綠藻分布于海水的淺層，汲取藍紫光和綠光較多的紅藻分布于海水深的地方。（八）其次小節練習基礎題1.（1）√；（2）×。2.B。

3.D。

4.C。

5.D。

6.B。7.光合作用中光反應階段的能量來源是光能，暗反應階段的能量來源是ATP。8.白天若突然中斷二氧化碳的供應，葉綠體內首先積累起來的物質是五碳化合物。拓展題1.（1）依據圖中的曲線表明，7～10時間合作用強度不斷增加，這是因為在確定溫度和二氧化碳供應足夠的狀況下，光合作用的強度是隨著光照加強而增加的。（2）在12時左右光合作用強度明顯減弱，是因為此時溫度很高，蒸騰作用很強，氣孔大量關閉，二氧化碳供應削減，導致光合作用強度明顯減弱。（3）14～17時間合作用強度不斷下降的緣由，是因為此時間照強度不斷減弱。第6章細胞的生命歷程第1節細胞的增殖答案和提示（一）問題探討1.象與鼠相應器官和組織的細胞大小無明顯差異。2.生物體的生長，既靠細胞分裂增加細胞的數量，還要靠細胞生長增大細胞的體積。（二）試驗11.當NaOH與含酚酞的瓊脂塊相遇時，其中的酚酞變成紫紅色，這是常用的檢測NaOH的方法，從瓊脂塊的顏色變更就知道NaOH擴散到多遠；在相同時間內，NaOH在每一瓊脂塊內擴散的深度基本相同，說明NaOH在每一瓊脂塊內擴散的速率是相同的。2.依據球體的體積公式V=4/3πr3，表面積公式S=4πr2，計算結果如下表。細胞直徑

（μm）表面積

（μm2）體積

（μm3）比值（表面積/體積）20125641870.30302826141300.203.細胞越大，物質運輸的效率越低，所以多細胞生物體是由很多細胞而不是由少數體積更大的細胞構成的。細胞越大，須要與外界環境溝通的物質越多；但是細胞體積越大，其表面積相對越小，細胞與四周環境之間物質溝通的面積相對小了，所以物質運輸的效率越低。（三）試驗21.間期的細胞最多。因為間期時間最長。2.每一時期的時間=洋蔥的細胞周期（12h）×每一時期的細胞數占計數細胞總數的比例（四）批判性思維細胞體積的最小限度，是由完成細胞功能所必需的基本結構（如核糖體）和物質（如酶）所須要的空間確定的。（五）旁欄思索題有絲分裂的絲指的是紡錘絲。（六）技能訓練提示：限制細胞長大的因素主要有兩方面。1.細胞表面積與體積的比。原生動物細胞中的伸縮泡就是增大膜表面積與體積的比。2.細胞的核質比，細胞核所限制的細胞大小與核的大小成比例。所以像草履蟲這樣個體較大的細胞有兩個細胞核，保證正常的核質比。（