
《必修1分子與細(xì)胞》:
1.鹽析
在雞蛋清中加入食鹽會(huì)出現(xiàn)白色絮狀物,高溫加熱后雞蛋清會(huì)呈現(xiàn)白色固態(tài)狀,導(dǎo)致蛋白質(zhì)出現(xiàn)這兩種情況的原理相同嗎?說明理由。
——[問題源于《必修1》P23“與生活的聯(lián)系”]
【提示】不同。在食鹽作用下析出蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)沒有改變,仍維持原有的生物活性;高溫加熱后蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變,喪失了原有的生物活性。
【點(diǎn)睛】鹽析一般是指溶液中加入無機(jī)鹽類而使某種物質(zhì)溶解度降低而析出的過程,原理是物質(zhì)在不同濃度的鹽溶液中溶解度不同—蛋白7質(zhì)在高濃度鹽溶液中析出,而DNA是在低濃度鹽溶液中析出,鹽析為可逆反應(yīng),由此可見,鹽析與高溫、過酸、過堿導(dǎo)致的蛋白質(zhì)不可逆轉(zhuǎn)變性失活有本質(zhì)不同。
【例證】(2017·全國(guó)卷Ⅱ,3)下列關(guān)于生物體中酶的敘述,正確的是
A.在細(xì)胞中,核外沒有參與DNA合成的酶
B.由活細(xì)胞產(chǎn)生的酶在生物體外沒有催化活性
C.從胃蛋白酶的提取液中沉淀該酶可用鹽析的方法
D.唾液淀粉酶催化反應(yīng)最適溫度和保存溫度是37℃
【解析】細(xì)胞質(zhì)中線粒體和葉綠體內(nèi)也有參與DNA合成的酶,A錯(cuò)誤;在適宜環(huán)境下,酶在生物體內(nèi)外都有催化活性,B錯(cuò)誤;在胃蛋白酶的提取液中加入某些無機(jī)鹽溶液后,可以使胃蛋白酶凝聚而從溶液中析出,C正確;唾液淀粉酶催化反應(yīng)的最適溫度不適合該酶的保存,應(yīng)該在低溫下保存,D錯(cuò)誤。
【答案】C
2.水鹽與生命健康
患急性腸炎的病人脫水時(shí)需要及時(shí)補(bǔ)充水分,同時(shí)也需要補(bǔ)充體內(nèi)丟失的無機(jī)鹽,因此,輸入葡萄糖鹽水是常見的治療方法。大量出汗會(huì)排出過多的無機(jī)鹽,導(dǎo)致體內(nèi)的水鹽平衡和酸堿平衡失調(diào),這時(shí)應(yīng)多喝淡鹽水。
——[摘自《必修1》P36“與生活的聯(lián)系”]
3.分離各種細(xì)胞器的方法
研究細(xì)胞內(nèi)各種細(xì)胞器的組成成分和功能,需要將這些細(xì)胞器分離出來。常用的方法是差速離心法:將細(xì)胞膜破壞后,形成由各種細(xì)胞器和細(xì)胞中其他物質(zhì)組成的勻漿;將勻漿放入離心管中,用高速離心機(jī)在不同的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行離心處理,就能將各種細(xì)胞器分離開。
——[摘自《必修1》P44“小框內(nèi)容”]
4.溶酶體與硅肺(關(guān)注健康關(guān)愛生命)
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)有40種以上的疾病是由于溶酶體內(nèi)缺乏某種酶產(chǎn)生的,如礦工中常見的職業(yè)病——硅肺。當(dāng)肺部吸入硅塵(SiO2)后,硅塵被吞噬細(xì)胞吞噬,吞噬細(xì)胞中的溶酶體缺乏分解硅塵的酶,而硅塵卻能破壞溶酶體膜,使其中的水解酶釋放出來,破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu),使細(xì)胞死亡,最終導(dǎo)致肺的功能受損。
——[摘自《必修1》P46“相關(guān)信息”]
5.細(xì)胞骨架
真核細(xì)胞中有維持細(xì)胞形態(tài)、保持細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)有序性的細(xì)胞骨架。細(xì)胞骨架是由蛋白質(zhì)纖維組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、分裂、分化以及物質(zhì)運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)換、信息傳遞等生命活動(dòng)密切相關(guān)。
——[摘自《必修1》P47“小字內(nèi)容”]
6.脂質(zhì)體靶向給藥系統(tǒng)
利用生物膜的特性將磷脂小球包裹的藥物運(yùn)輸?shù)交疾〔课唬ㄟ^小球膜與細(xì)胞膜融合,將藥物送入細(xì)胞,這一過程體現(xiàn)了細(xì)胞膜的什么特點(diǎn)?
——[問題源于《必修1》P49“相關(guān)信息”]
7.磷脂結(jié)構(gòu)
磷脂是一種由甘油、脂肪酸和磷酸等所組成的分子,磷酸“頭”部是親水的,脂肪酸“尾”部是疏水的。
——[摘自《必修1》P66“思考與討論”]
8.通道蛋白
通道蛋白是一類跨越細(xì)胞膜磷脂雙分子層的蛋白質(zhì)。它包含兩大類:水通道蛋白和離子通道蛋白。水通道與人體體液平衡的維持密切相關(guān),例如,腎小球的濾過作用和腎小管的重吸收作用,都與水通道的結(jié)構(gòu)和功能有直接關(guān)系。離子通道是由蛋白質(zhì)復(fù)合物構(gòu)成的。一種離子通道只允許一種離子通過,并且只有在對(duì)特定刺激發(fā)生反應(yīng)時(shí)才瞬時(shí)開放。離子通道與神經(jīng)信息的傳遞、神經(jīng)系統(tǒng)和肌肉方面的疾病密切相關(guān)。
——[摘自《必修1》P74“科學(xué)前沿”]
9.鹽酸催化淀粉水解
20世紀(jì)60年代以前,醫(yī)院里用的葡萄糖是用鹽酸催化淀粉水解的方法來生產(chǎn)的,生產(chǎn)過程需要在245kPa的高壓和140~150℃的高溫下進(jìn)行,并且需要耐酸的設(shè)備。60年代以后改用酶法生產(chǎn)。
——[摘自《必修1》P85“與社會(huì)的聯(lián)系”]
10.溶菌酶與抗生素
溶菌酶能夠溶解細(xì)菌的細(xì)胞壁,具有抗菌消炎的作用。在臨床上與抗生素復(fù)合使用,能增強(qiáng)抗生素的療效。
——[摘自《必修1》P87“科學(xué)技術(shù)社會(huì)”]
11.細(xì)胞呼吸與光合作用中的[H]
(1)細(xì)胞呼吸過程:這里的[H]是一種十分簡(jiǎn)化的表示方式,這一過程實(shí)際上是氧化型輔酶Ⅰ(NAD+)轉(zhuǎn)化成還原型輔酶Ⅰ(NADH)。
——[摘自《必修1》P94“相關(guān)信息”]
(2)光合作用過程:這里的[H]是一種十分簡(jiǎn)化的表示方式。這一過程實(shí)際上是輔酶Ⅱ(NADP+)與電子和質(zhì)子(H+)結(jié)合,形成還原型輔酶Ⅱ(NADPH)。
——[摘自《必修1》P103“相關(guān)信息”]
12.藻類植物與光譜
海洋中的藻類植物,習(xí)慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻,它們?cè)诤K械拇怪狈植家来问菧\、中、深,這與光能的捕獲有關(guān)嗎?
——[摘自《必修1》P100“拓展題”]
13.端粒與端粒酶及細(xì)胞衰老機(jī)制兩學(xué)說
每條染色體的兩端都有一段特殊序列的DNA,稱為端粒。端粒DNA序列在每次細(xì)胞分裂后會(huì)縮短一截。
在生命活動(dòng)中,細(xì)胞不斷進(jìn)行各種氧化反應(yīng),以及輻射和有害物質(zhì)入侵等會(huì)刺激細(xì)胞產(chǎn)生自由基,自由基產(chǎn)生后,即攻擊和破壞細(xì)胞內(nèi)各種執(zhí)行正常功能的生物分子。
——[摘自《必修1》P122“細(xì)胞衰老的原因”]
14.單一基因突變是否會(huì)引發(fā)癌癥
根據(jù)大量的病例分析,癌癥的發(fā)生并不是單一基因突變的結(jié)果,至少在一個(gè)細(xì)胞中發(fā)生5~6個(gè)基因突變,才能賦予癌細(xì)胞所有的特征,這是一種累積效應(yīng)。因此,生活中的致癌因子很多,但是癌癥發(fā)生的頻率并不是很高,而且易患癌癥的多為老年人。
——[摘自《必修1》P126“小字內(nèi)容”]
《必修2遺傳與進(jìn)化》
1.突變果蠅的變異類型驗(yàn)證
按照遺傳規(guī)律,白眼雌果蠅(XwXw)與紅眼雄果蠅(XWY)交配,后代雄果蠅都應(yīng)該是白眼的,后代雌果蠅都應(yīng)該是紅眼的。可是有一天,摩爾根的合作者布里吉斯(Bridges)發(fā)現(xiàn)白眼雌果蠅和紅眼雄果蠅雜交所產(chǎn)生的子一代中出現(xiàn)了一個(gè)白眼雌果蠅。大量的觀察發(fā)現(xiàn),在上述雜交中,2000~3000只紅眼雌果蠅中會(huì)出現(xiàn)一只白眼雌果蠅,同樣在2000~3000只白眼雄果蠅中會(huì)出現(xiàn)一只紅眼雄果蠅。你怎樣解釋這種奇怪的現(xiàn)象?如何驗(yàn)證你的解釋?
——[摘自《必修2》P38拓展題]
2.果蠅紅眼的形成
形成果蠅紅眼的直接原因是紅色色素的形成,而紅色色素的形成需要經(jīng)歷一系列生化反應(yīng),每一個(gè)反應(yīng)所涉及的酶都與相應(yīng)的基因有關(guān),因此,紅眼的形成實(shí)際上是多個(gè)基因協(xié)同作用的結(jié)果。但是,科學(xué)家只將其中一個(gè)因突變而導(dǎo)致紅眼不能形成的基因命名為紅眼基因。請(qǐng)你根據(jù)上述事實(shí),分析紅眼的形成與紅眼基因的關(guān)系。
——[摘自《必修2》P71“拓展題”]
3.細(xì)胞質(zhì)基因與母系遺傳
線粒體和葉綠體中的DNA,都能夠進(jìn)行半自主自我復(fù)制,并通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制某些蛋白質(zhì)的合成。為了與細(xì)胞核的基因相區(qū)別,將線粒體和葉綠體中的基因稱作細(xì)胞質(zhì)基因。
對(duì)人的線粒體DNA的研究表明,線粒體DNA的缺陷與數(shù)十種人類遺傳病有關(guān)。這些疾病很多是與腦部和肌肉有關(guān)的。例如,線粒體肌病和神經(jīng)性肌肉衰弱、運(yùn)動(dòng)失調(diào)及眼視網(wǎng)膜炎等。這些遺傳病都只能通過母親遺傳給后代。
——[摘自《必修2》P70“細(xì)胞質(zhì)基因”]
4.多年的山柳菊研究為何讓孟德爾一無所獲?
孟德爾對(duì)雜交實(shí)驗(yàn)的研究也不是一帆風(fēng)順的。他曾花了幾年時(shí)間研究山柳菊,結(jié)果卻一無所獲。主要原因是:(1)山柳菊沒有既容易區(qū)分又可以連續(xù)觀察的相對(duì)性狀;(2)當(dāng)時(shí)沒有人知道山柳菊有時(shí)進(jìn)行有性生殖,有時(shí)進(jìn)行無性生殖;(3)山柳菊的花小,難以做人工雜交實(shí)驗(yàn)。
——[摘自《必修2》P11“思考與討論”]
5.等位基因顯隱性關(guān)系的相對(duì)性
具有一個(gè)鐮刀型細(xì)胞貧血癥突變基因的個(gè)體(即雜合子)并不表現(xiàn)鐮刀型細(xì)胞貧血癥的癥狀,因?yàn)樵搨€(gè)體能同時(shí)合成正常和異常的血紅蛋白,并對(duì)瘧疾具有較強(qiáng)的抵抗力,鐮刀型細(xì)胞貧血癥主要流行于非洲瘧疾猖獗的地區(qū),請(qǐng)根據(jù)這一事實(shí)探討突變基因?qū)Ξ?dāng)?shù)厝松娴挠绊憽?br />
——[摘自《必修2》P84“拓展題”]
6.基因治療
基因治療是指用正常基因取代或修補(bǔ)病人細(xì)胞中有缺陷的基因,從而達(dá)到治療疾病的目的。基因治療是否需要對(duì)機(jī)體所有細(xì)胞進(jìn)行基因修復(fù)?試說明原因。
——[問題源于《必修2》P94“科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)”]
7.“精明的捕食者”策略
關(guān)于捕食者在進(jìn)化中的作用,美國(guó)生態(tài)學(xué)家斯坦利(S.M.stanley)提出了“收割理論”:捕食者往往捕食個(gè)體數(shù)量多的物種,這樣就會(huì)避免出現(xiàn)一種或少數(shù)幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的局面,為其他物種的形成騰出空間。捕食者的存在有利于增加物種多樣性。
——[摘自《必修2》P123“小字內(nèi)容”]
8.鏈孢霉生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)
野生型鏈孢霉能在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng),而用X射線照射后的鏈孢霉卻不能在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。在基本培養(yǎng)基中添加某種維生素后,經(jīng)過X射線照射的鏈孢霉又能生長(zhǎng)了。請(qǐng)你對(duì)這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出合理的解釋。
——[摘自《必修2》P96“三、技能應(yīng)用”]
《必修3穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》
1.生物學(xué)中的穩(wěn)態(tài)
近幾十年來,生物科學(xué)飛速發(fā)展,使人們能更詳細(xì)地揭示穩(wěn)態(tài)的機(jī)制。現(xiàn)在認(rèn)為,機(jī)體的調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要有三個(gè),即神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)和免疫系統(tǒng),三者具有共同的“語言”——信息分子。這三大調(diào)節(jié)系統(tǒng)互相聯(lián)系,形成完整的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò),共同維持機(jī)體的穩(wěn)態(tài)。
隨著科學(xué)的發(fā)展,穩(wěn)態(tài)概念也在不斷發(fā)展。人們發(fā)現(xiàn),許多生命活動(dòng)都有類似于內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的特性。例如,在分子水平上,存在基因表達(dá)的穩(wěn)態(tài);在器官水平上,存在心臟活動(dòng)(血壓、心率)的穩(wěn)態(tài)等;在宏觀水平上,種群數(shù)量的消長(zhǎng)存在穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象,的生態(tài)系統(tǒng)——生物圈也存在穩(wěn)態(tài)。可見在生命系統(tǒng)的各個(gè)層次上,都普遍存在著穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象。穩(wěn)態(tài)已經(jīng)成為生物科學(xué)的一大基本概念。
——[摘自《必修3》P11“科學(xué)史話”]
2.反射弧與神經(jīng)元
膝跳反射和縮手反射的反射弧所包含的神經(jīng)元個(gè)數(shù)相同嗎?如何證明脊髓是上述兩種反射的神經(jīng)中樞?
——[問題源于《必修3》P17“思考與討論”]
3.神經(jīng)遞質(zhì)種類
目前已知的神經(jīng)遞質(zhì)種類很多,主要有乙酰膽堿,多巴胺、去甲腎上腺素、腎上腺素、5-羥色胺、氨基酸類(如谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸等)、一氧化氮等。
——[摘自《必修3》P19“相關(guān)信息”]
4.腎上腺素
腎上腺的髓質(zhì)分泌腎上腺素,它的分泌活動(dòng)受內(nèi)臟神經(jīng)的直接支配。在恐懼、嚴(yán)重焦慮、劇痛、失血等緊急情況下,腎上腺素的分泌增多,人表現(xiàn)為警覺性提高、反應(yīng)靈敏、呼吸頻率加快、心率加速等特征。請(qǐng)分析這個(gè)例子中,神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)之間的聯(lián)系。
——[摘自《必修3》P33“拓展題”]
5.遠(yuǎn)離毒品,慎用心理藥物
(1)多數(shù)吸毒者所采用的靜脈注射方式可引起多種感染,包括肝炎、細(xì)菌性心內(nèi)膜炎和艾滋病等。
(2)心理藥物可分為三類:興奮劑、鎮(zhèn)靜劑、致幻劑。興奮劑具嚴(yán)重的毒副作用,可能導(dǎo)致細(xì)胞和器官功能異常,損害免疫力等。鎮(zhèn)靜劑能沖淡感受外界事物的情緒,使人表現(xiàn)出冷淡、消極,肌肉活力下降、精神萎靡不振等。大麻等致幻劑會(huì)使人產(chǎn)生幻覺,并出現(xiàn)類似精神分裂癥的癥狀。
——[摘自《必修3》P34科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)]
6.預(yù)實(shí)驗(yàn)
在進(jìn)行科學(xué)研究時(shí),有時(shí)需要在正式實(shí)驗(yàn)前先做一個(gè)預(yù)實(shí)驗(yàn),這樣可以為進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)摸索條件,也可以檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和可行性,以免由于設(shè)計(jì)不周,盲目開展實(shí)驗(yàn)而造成人力、物力和財(cái)力的浪費(fèi)。預(yù)實(shí)驗(yàn)也必須像正式實(shí)驗(yàn)一樣認(rèn)真進(jìn)行才有意義。
——[摘自《必修3》P51“探究”內(nèi)容]
7.討論以下行為是否可以傳染艾滋病,并分析原因
(1)與艾滋病病人共同進(jìn)餐;(2)靜脈吸毒者共用一個(gè)針管;(3)在運(yùn)動(dòng)中撞到艾滋病患者;(4)與艾滋病患者擁抱;(5)與艾滋病患者共用文身、文眉器械;(6)觸摸艾滋病患者摸過的門把手;(7)輸入含有HIV的血液;(8)叮咬過艾滋病患者的蚊蠅叮咬正常人;(9)與艾滋病患者共用沖水馬桶;(10)與艾滋病病人共用剃須刀。
——[摘自《必修3》P41“科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)”]
8.植物激素與動(dòng)物激素的比較
植物激素與動(dòng)物激素都稱作“激素”,兩者的區(qū)別主要表現(xiàn)在哪些方面?
——[問題源于《必修3》P48“知識(shí)鏈接”]
9.黑光燈誘捕昆蟲
黑光燈之所以夜間能用來誘殺昆蟲,是因?yàn)橼吂庑岳ハx的視網(wǎng)膜上有一種色素,它能夠吸收某一特殊波長(zhǎng)的光,并引起光反應(yīng),刺激視覺神經(jīng),通過神經(jīng)系統(tǒng)指揮運(yùn)動(dòng)器官,從而引起昆蟲翅和足的運(yùn)動(dòng),趨向光源。
——[摘自《必修3》P62“黑光燈”誘捕昆蟲的原理]
【解讀】用黑光燈誘捕具有趨光性的昆蟲不屬于樣方法,而是屬于去除取樣法,是用相對(duì)估計(jì)法估計(jì)種群的絕對(duì)量。其原理是:在一個(gè)封閉的種群里,用同樣的方法連續(xù)捕捉被調(diào)查動(dòng)物,隨著連續(xù)的捕捉,導(dǎo)致種群內(nèi)個(gè)體數(shù)逐漸減少,造成每次捕獲數(shù)逐次遞減,但捕獲的總累積數(shù)則逐漸增加,當(dāng)單次捕獲數(shù)降到0時(shí),捕獲的總累積數(shù)就等于該種群的總個(gè)體數(shù)。
【思考】黑光燈誘捕昆蟲和性外激素誘殺害蟲的原理相同嗎?分別屬于生態(tài)系統(tǒng)中的何種信息傳遞?
【提示】原理不同,前者利用了昆蟲的趨光性,后者是利用了昆蟲之間通過激素傳遞信息的通訊。前者屬于物理信息,后者屬于化學(xué)信息。
10.物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)在生態(tài)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用
生態(tài)農(nóng)業(yè)是指運(yùn)用生態(tài)學(xué)原理,在環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的思想指導(dǎo)下,應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)建立起來的多層次、多功能的綜合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系。
生態(tài)系統(tǒng)中能量多級(jí)利用和物質(zhì)循環(huán)再生是生態(tài)學(xué)的一條基本原理。在生態(tài)系統(tǒng)中,能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)主要是通過食物鏈來完成的。食物鏈既是一條能量轉(zhuǎn)換鏈,也是一條物質(zhì)傳遞鏈,從經(jīng)濟(jì)上看還是一條價(jià)值增值鏈。因此,遵循這一原理,就可以合理設(shè)計(jì)食物鏈,使生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量被分層次多級(jí)利用,使生產(chǎn)一種產(chǎn)品時(shí)產(chǎn)生的有機(jī)廢棄物,成為生產(chǎn)另一種產(chǎn)品的投入,也就是使廢物資源化,以便提高能量轉(zhuǎn)化效率,減少環(huán)境污染。