《分子与细胞》第1 章 走近细胞 答案和提示 第1 节 细胞是生命活动的基本单位 (一)问题探讨
1. 提示:可以将大熊猫和冷箭竹几种器官、组织制成装片或切片,在显微镜下观察这些组 织是否由细胞构成;或者,查阅科学研究文献,利用科学家已经获得的研究结果为证据。 2. 提示:评价时注重证据获取的可行性和科学性。 (二)思考· 讨论
分析细胞学说建立的过程
1. 通过对动植物体的解剖和显微观察获得证据,通过归纳概括形成结论。
2. 可信。因为在细胞学说的建立过程中,科学家不仅运用了不完全归纳法,还揭示了动植 物的个体与细胞的内在规律性关系(如细胞是动植体生命活动的基本单位,动物体是由受精 卵这个细胞发育而成的),这样的科学归纳比一般的不完全归纳更具可信度。这一结论,实 际上是阐释了植物和动物在结构上的一致性,由此突破了植物学和动物学之间的壁垒,也推 动了人们对细胞深入地开展研究。
3. “所有的细胞都来源于先前存在的细胞”,这暗示着人的身体的每个细胞都凝聚着漫长 的进化史;细胞学说主要阐明了生物界的统一性,因为它揭示了动物和植物的统一性,从而 阐明了生物界的统一性。
4. 通过分析细胞学说建立的过程,领悟到的科学发现具有以下的特点。 (1)科学发现需从观察入手。
(2)科学发现的过程离不开技术的支持。
(3)科学理论的形成需要观察与归纳概括的结合。 (4)科学学说的建立是一个不断修正和发展的过程。 从细胞的视角看生命世界
1. 叶的表皮细胞主要起保护作用;心肌细胞是心脏的重要组成部分,众多心肌细胞收缩、 舒张使得心脏得以搏动。
2. 冷箭竹的光合作用发生在叶肉细胞中,因为这些细胞含有叶绿体;大熊猫的血液运输氧 的功能靠红细胞完成。
3. 大熊猫和冷箭竹繁殖后代关键是靠生殖细胞完成的。
(通过上面3 个问题的讨论可以看出,动植物体的生命活动是靠一个个细胞完成的。) 4. 生物圈的碳氧平衡与地球上所有生物细胞的生命活动都有关系,因为基本上每个细胞都 2
要进行呼吸作用消耗氧气和释放二氧化碳,而绿色植物的一些细胞和蓝细菌能进行光合作用 吸收二氧化碳和释放氧气。正因为有了细胞的呼吸作用和光合作用,才能保持生物圈中的碳 氧平衡。
(三)练习与应用 概念检测 1. (1)√;(2)√;(3)× ;(4)√。 2. C。
3. 本题提示如下。
(1)人体皮肤:本切片图中可见上皮组织的细胞、角质保护层细胞(死亡)和皮下结缔组 织中的多种细胞;迎春叶:表皮细胞(保护)、保卫细胞(控制水分蒸发和气体进出)、叶 肉细胞(光合作用)、导管细胞(运输水和无机盐)、筛管细胞(运输有机物),等等。
(2)植物细胞和动物细胞的共同点是:有细胞膜、细胞质、细胞核;区别是:植物细胞有 细胞壁、液泡,有些植物细胞还有叶绿体。
(3)因为人体皮肤和迎春叶都是由多种组织组成的。例如,人体皮肤由上皮组织、结缔组 织、神经组织和肌肉组织组成,这些不同的组织按照一定的次序结合在一起构成行使保护等 功能的器官。 拓展应用
1. 提示:可用学生已学过的植物或动物的分类、细胞所具有的结构进行举例,也可以结合 学生的生活经验进行举例。运用不完全归纳法时,要审慎地接受所得出的结论,归纳时需要 注意抓住所归纳对象的本质特征。
2. 病毒尽管没有细胞的结构,但病毒必须寄生在细胞中生活,依靠细胞中的物质来合成自 己需要的物质,离开了细胞,病毒就不能长时间生存,因此说,病毒的生活是离不开细胞的。 3. 如果“新细胞都是从老细胞中产生的”不成立,细胞一直可以从无机环境中自然发生, 生物进化论中生物都起源于共同原始祖先的观点就会受到质疑。一切动植物都是由细胞发育 而来的,并由细胞和细胞产物所构成,说明动物和植物的统一性,从而阐明了生物界的统一 性,这也支持生物有着共同起源的观点。 第2 节 细胞的多样性和统一性 (一)问题探讨
1. 从图中至少可以看出5 种细胞,它们分别是:红细胞、白细胞、口腔上皮细胞、洋葱根 3
尖细胞和洋葱表皮细胞。这些细胞共同的结构有细胞膜、细胞质和细胞核(植物细胞还有细 胞壁,人的成熟红细胞没有细胞核)。
2. 提示:细胞具有不同的形态结构是因为生物体内的细胞所处的位置不同,功能不同,是 细胞分化的结果。例如,红细胞呈两面凹的圆饼状,这有利于与氧充分接触,起到运输氧的 作用;洋葱表皮细胞呈长方体形状,排列紧密,有利于起到保护作用。 (二)探究· 实践
1. 使用高倍镜观察的步骤和要点是:(1)首先用低倍镜观察,找到要观察的物像,移到视 野的中央;(2)转动转换器,用高倍镜观察,并轻轻转动细准焦螺旋,直到看清楚物像为 止。
2. 提示:这些细胞在结构上的共同点是:有细胞膜、细胞质和细胞核,植物细胞还有细胞 壁。各种细胞之间的差异和产生差异的可能原因是:这些细胞的位置和功能不同,其结构与 功能相适应,这是个体发育过程中细胞分化产生的差异。
3. 提示:从模式图中可以看出,大肠杆菌没有明显的细胞核,没有核膜,细胞外有鞭毛, 等等。
(三)旁栏思考
“原核细胞”中的“原”字指“原始”的含义;“真核细胞”中的“真”字指“真正”含义; 从进化的视角看,真核细胞是由原核细胞进化而来的。 (四)练习与应用 一、概念检测 1. (1)× ;(2)√;(3)√。 2. D。
3. 提示:根瘤菌是细菌,属原核细胞,没有成形的细胞核,植物细胞有成形的细胞核。 二、拓展应用
1. 提示:细胞之所以会有统一性,是因为细胞来源于细胞,即新细胞是从老细胞通过分裂 而形成的,所有细胞都来自一类共同的祖先,所以具有统一性。细胞的多样性是在进化过程 中,由于自然选择等原因,细胞出现结构分化、分别承担不同功能而产生的。
2. (1)支原体与动物细胞结构的区别是:支原体没有成形的细胞核,只有游离的DNA和
核
糖体一种细胞器。
(2)支原体与细菌的细胞结构的区别是:支原体没有细胞壁。 (3)支原体是原核生物。 4
“ 复习与提高 ” 参考答案 一、选择题
1. C。2. D。3. D。4. C。 二、非选择题 1. 画概念图
三个问号所表达的连接词,从左到右为:不具有、具有、具有。 2. (1)细胞膜、细胞质、细胞核(或储存遗传物质的场所)。
(2)眼虫、衣藻 含有叶绿体,能进行光合作用,衣藻还有细胞壁 变形虫、草履虫具有细 胞膜、细胞质和成形的细胞核,不具有细胞壁。
(3)眼虫有叶绿体,与植物细胞类似;眼虫有眼点能感受光的刺激,有鞭毛,能运动,这 些特征与动物类似。从以上分析可以看出,眼虫与植物和动物都有相同之处,说明眼虫可能 是与植物、动物共同祖先很接近的生物。
3. (1)提示:可以有不同答案。因为细胞是基本的生命系统,科学家一般将人工合成生命 定义为人工组装细胞,从这个意义上说,人工合成脊髓灰质炎病毒还不能称为人工合成生命。 病毒由生物大分子构成,并且能自我复制,具备生物的一些基本特征,因此在生物学上一般 认为它是不同于动物、植物、真菌和原核生物的一类特殊的生物,从这个意义上说,人工合 成脊髓灰质炎病毒也可以视为人工合成生命。本题的目的不是让学生在知识层面获得一个标 准答案,而是活跃思维,认识生物界的复杂性。
(2)提示:人工合成病毒的研究,其意义具有两面性,用绝对肯定或绝对否定的态度都是 不全面的。从肯定的角度看,人工合成病毒可以使人类更好地认识病毒,如研制抵抗病毒的 药物和疫苗,从而更好地为人类的健康服务;从否定的角度看,人工合成病毒的研究也可能 会合成某些对人类有害的病毒,如果这些病毒传播开来,或者被某些人用作生物武器,将给 人类带来灾难。 5
《分子与细胞》第2 章 组成细胞的分 子 答案和提示 第1 节 细胞中的元素和化合物 (一)问题探讨
示例:为什么组成地壳和细胞的各种元素的相对含量差异很大? (二)思考· 讨论
1. 在玉米细胞和人体细胞中含量较多的四种元素是一样的,都是C、H、O、N。这是因为 玉米和人都是生物,组成它们的主要成分都是水、糖类、脂类和蛋白质等物质,这些物质含 有C、H、O,蛋白质中还含有大量的N元素。
2. 提示:细胞中有些元素含量很少,但是却有重要作用,如在玉米细胞中,S只有0.17%, Mg只有0.18%,但很多蛋白质都含有S,叶绿体中的叶绿素分子就含有Mg,如果缺少S或Mg,
细胞就不能合成这些蛋白质或叶绿素。
3. 提示:组成玉米细胞中氧元素的含量明显要高于人体细胞,而氮元素的含量明显又低于 人体细胞,这说明玉米细胞和人体细胞中的不同有机物的含量有差别,如玉米细胞中的糖类 要多一些,而人体细胞中的蛋白质的含量要多一些;Ca元素的含量也有区别,这与玉米和
人体的物质和结构组成有关。 (三)旁栏
提示:梨的果实细胞中糖类和水等物质多,不含叶绿素。 (四)探究· 实践 1. 略。 2. 略。
3. 不同生物材料中有机化合物的种类、含量有差异,因此在日常膳食中要遵循“多样、均 衡”的原则,满足机体生命活动的需要。 (五)练习与应用 概念检测 1. (1)√;(2) × ;(3)√。 2. 苏丹Ⅲ染液 豆浆 砖红色沉淀 斐林试剂 梨汁 橘黄色 双缩脲试剂 花生子叶 紫色 3. C。 4. B。 6
拓展应用
1. 细胞是生命活动的基本单位,虽然组成细胞的元素来自无机环境,但是构成细胞的主要 元素C、H、O、N含量与无机环境差异很大,这与细胞内的有机化合物如糖类、脂质、蛋白 质和核酸有关。
2. 不能。因为生命系统内部是一个严谨有序的结构,不是由物质随意堆砌而成的。 第 2 节 细胞中的无机物 (一)问题探讨
1. 提示:水在细胞中的作用主要表现在以下几个方面。水是细胞结构的重要组成成分;水 是细胞内的良好溶剂,许多种物质必须溶解在水中,细胞内的许多化学反应也都需要有水的 参与;多细胞生物体的绝大多数细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中;通过水在生物体 内的流动,可以把营养物质运送到各个细胞,同时,也把各个细胞在代谢中产生的废物运送 到排泄器官或者直接排出体外。总之,各种生物体的一切生命活动,都离不开水。
2. 提示:表中的氯化钠、氯化钾、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、碳酸氢钠等都属于无机盐, 它们在饮料中以离子的形式存在。运动员在运动中会大量出汗,出汗时人体会排出大量无机 盐,所以要给他们补充无机盐。无机盐可以调节细胞的生命活动,也是许多有机物的重要组 成成分。
(二)思考· 讨论
1. 提示:光合作用的正常进行不能缺少叶绿素,而叶绿素的分子结构中不能缺少的元素之 一就是Mg。Mg是叶绿素的组成元素之一,因此,它对于光合作用具有重要意义。缺Mg使
叶绿素的形成受到阻碍,进而影响光合作用。
2. 提示:人体内血红蛋白和红细胞的减少都可以导致贫血。血红蛋白的分子结构不能缺少 的一种元素就是Fe。缺Fe会导致血红蛋白的合成障碍,从而引起贫血。缺铁性贫血是一种常
见的贫血症。 3. 提示:这说明了P对于植物正常的生长发育是必不可少的。P作为植物生长发育所必需的 大量元素之一,是许多重要化合物(如核酸、ATP等)和生物膜等的重要组成成分,也在光