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熱點4中學與大學教材的銜接 專題十關注 科技 社會 生活 熱點 1 糖類代謝 有氧呼吸過程 糖酵解途徑和檸檬酸循環(huán) TCA循環(huán) 有關大學知識補充拓展 1 糖的體內分解代謝途徑及場所生物體中糖的氧化分解主要有3條途徑 糖的無氧氧化 糖的有氧氧化和磷酸戊糖途徑 糖酵解是指1個葡萄糖分子轉變?yōu)?個丙酮酸分子的過程 催化糖酵解反應的一系列酶存在于細胞質基質中 因此糖酵解全部反應過程均在細胞質基質中進行 糖酵解是所有生物體進行葡萄糖分解代謝所必須經過的共同階段 而磷酸戊糖途徑是將六碳糖轉變成五碳糖的過程 從而為DNA復制或轉錄合成RNA提供必要的脫氧核糖和核糖的物質支持 熱點解讀 2 糖酵解過程圖解 3 TCA循環(huán) 有氧呼吸的第二階段在線粒體基質中完成TCA循環(huán)是需氧生物體內普遍存在的代謝途徑 發(fā)生場所是線粒體 又稱為檸檬酸循環(huán)或者三羧酸循環(huán) 或者以發(fā)現(xiàn)者HansAdolfKrebs的姓名命名為Krebs循環(huán) 三羧酸循環(huán)是三大營養(yǎng)素 糖類 脂類 氨基酸 的最終代謝通路 又是糖類 脂類 氨基酸代謝聯(lián)系的樞紐 糖酵解的產物丙酮酸氧化脫羧生成乙酰輔酶A后 進入TCA循環(huán) 最終徹底氧化分解為CO2和H2O 并產生NADH FADH2和GTP 具體過程如下圖 4 氧化磷酸化 在線粒體的內膜上進行 在該階段中 氫原子進入電子傳遞鏈 呼吸鏈 最后傳遞給氧 與之生成水 同時通過電子傳遞過程伴隨發(fā)生的氧化磷酸化作用產生ATP分子 大量 訓練1研究表明 癌細胞和正常分化細胞在有氧條件下產生的ATP總量沒有明顯差異 但癌細胞從內環(huán)境中攝取并用于細胞呼吸的葡萄糖是正常細胞的若干倍 下圖是癌細胞在有氧條件下葡萄糖的部分代謝過程 據(jù)圖分析回答問題 解析葡萄糖進入癌細胞的方式是主動運輸 運輸過程中需要細胞膜上載體蛋白的協(xié)助 因此A為載體蛋白 進入細胞的葡萄糖可以通過氨基轉換作用轉化為人體非必需氨基酸 DNA復制的原料是四種游離的脫氧核苷酸 1 圖中A代表細胞膜上的 葡萄糖進入癌細胞后 在代謝過程中可通過 作用形成非必需氨基酸 也可通過形成五碳糖進而合成 作為DNA復制的原料 載體蛋白 氨基轉換 脫氧核苷酸 答案 解析 2 在有氧條件下 癌細胞細胞呼吸的方式為 與正常細胞相比 過程在癌細胞中明顯增強的有 填編號 代謝途徑發(fā)生這種變化的意義在于能夠 從而有利于癌細胞的增殖 有氧呼吸和無氧呼吸 產生大量的中間產物 為 合成DNA和蛋白質等重要物質提供原料 答案 解析 解析根據(jù)題意可知 癌細胞與正常細胞在有氧條件下產生的ATP總量差別不大 但是攝取并用于細胞呼吸的葡萄糖是正常細胞的若干倍 說明癌細胞在有氧條件下攝取的葡萄糖除了用于進行有氧呼吸外 還用于進行無氧呼吸 因此 與正常細胞相比 過程明顯增強 而 過程沒有增強 癌細胞的不斷分裂增殖過程中 需要葡萄糖轉化為脫氧核糖作為合成脫氧核苷酸的原料 因此 過程也增強 癌細胞這種代謝途徑的變化可以增加代謝過程中中間產物的種類和數(shù)量 為DNA的復制和相關蛋白質的合成提供所需的原料 3 細胞在致癌因子的影響下 基因的結構發(fā)生改變而被激活 進而調控 的合成來改變代謝途徑 若要研制藥物來抑制癌癥患者細胞中的異常代謝途徑 圖中的過程 填編號 不宜選為作用位點 原癌 酶 答案 解析 解析原癌基因存在于一切正常細胞中 具有引起細胞癌變的潛能 在致癌因子的作用下 原癌基因的結構發(fā)生改變時 可造成相關酶的合成改變從而改變代謝過程 根據(jù)分析可知 與正常細胞相比 癌細胞的 過程明顯加強 但如果抑制 過程 正常細胞也不能吸收葡萄糖 因此要研制藥物來抑制癌細胞的異常代謝途徑 應該選擇過程 作為藥物的作用位點 而不能選擇過程 作為藥物的作用位點 2 光合作用中的有機物及輸出問題光合作用的產物主要以磷酸丙糖的形式運出葉綠體 原因如下 磷酸丙糖亦稱為三碳糖磷酸 是3 磷酸甘油醛和二羥丙酮磷酸的平衡混合物 生物體內常見的磷酸丙糖有磷酸二羥丙酮 3 磷酸甘油醛 磷酸丙糖是光合作用中最先產生的糖 也是光合作用產物從葉綠體運輸?shù)郊毎|基質的主要形式 光合作用的碳同化既可以在葉綠體中形成淀粉 暫時儲存在葉綠體中 又可以通過葉綠體被膜上的轉運器運出葉綠體 在細胞質基質中合成蔗糖 合成的蔗糖或者臨時貯藏于液泡內 或者從光合細胞中輸出 經韌皮部裝載通過長距離運輸運向庫細胞 訓練2在光合作用過程中 CO2與C5 五碳化合物 結合的直接產物是磷酸丙糖 TP TP的去向主要有三個 下圖為葉肉細胞中部分代謝途徑示意圖 淀粉是暫時存儲的光合作用產物 其合成場所應該在葉綠體的 淀粉運出葉綠體時先水解成TP或 后者通過葉綠體膜上的載體運送到細胞質基質中 合成由 構成的蔗糖 運出葉肉細胞 基質中 葡萄糖 葡萄糖和果糖 答案 3 細胞的增殖 1 細胞周期的調控檢驗點 類似于進程中的卡 允許是否進下一階段的檢查站 細胞周期檢驗點是細胞周期調控的一種機制 主要是確保周期每一環(huán)節(jié)有序 全部完成并與外界環(huán)境因素相聯(lián)系 G1 S檢驗點 在酵母中稱start點 在哺乳動物中稱R點 restrictionpoint 控制細胞由靜止狀態(tài)的G1進入DNA合成期 相關的事件包括DNA是否損傷 細胞外環(huán)境是否適宜 細胞體積是否足夠大 不符合要求就不能進入S期 S期檢驗點 DNA復制是否完成 G2 M檢驗點 是決定細胞一分為二的控制點 相關的事件包括DNA是否損傷 細胞體積是否足夠大 中 后期檢驗點 紡錘體組裝檢驗點 任何一個著絲點沒有正確連接到紡錘體上 都會抑制APC 一種復雜蛋白 活性 引起細胞周期中斷 答案 會影響DNA復制 會阻斷細胞周期使細胞停留在間期 能用于癌癥治療 訓練3 2016 全國 2改編 某種物質可插入DNA分子兩條鏈的堿基對之間 使DNA雙鏈不能解旋 會影響DNA復制 轉錄過程嗎 會阻斷細胞周期使細胞停留在中期嗎 能用于癌癥治療嗎 答案 2 細胞周期長短的測定方法及相關圖解 脈沖標記DNA復制和細胞分裂指數(shù)觀察測定法這是一種建立較早且被廣泛采用的方法 這種方法主要適用于細胞種類構成相對簡單 細胞周期時間相對較短 周期運轉均勻的細胞群體 以體外培養(yǎng)細胞為例 簡單介紹其實驗過程和結果分析 首先 應用3H TdR短期飼養(yǎng)細胞 數(shù)分鐘至半小時后 將3H TdR洗脫 置換新鮮培育液并繼續(xù)培養(yǎng) 隨后 每隔半小時或一小時定期取樣 作放射自顯影觀察分析 從而確定細胞周期各個時相的長短 其結果分析方法如圖所示 經3H TdR短暫標記后 凡是處于S期的細胞均被標記 置換新鮮培養(yǎng)液后培養(yǎng)一定時間 被標記的細胞將陸續(xù)進入M期 最先進入M期的標記細胞是被標記的S期最晚期細胞 所以 從更換培養(yǎng)液培養(yǎng)開始 到被標記的M期細胞開始出現(xiàn)為止 所經歷的時間為G2期時間 從被標記的M期細胞開始出現(xiàn) 到其所占M期細胞總數(shù)的比例達到最大值時 所經歷的時間為M期時間 TM 從被標記的M期細胞數(shù)占M期細胞總數(shù)的50 開始 經歷到最大值 再下降到50 所經歷的時間為S期時間 TS 從被標記的M期細胞開始出現(xiàn)并逐漸消失 到被標記的M期細胞再次出現(xiàn) 所經歷的時間為一個細胞周期總時間 TC TC減去 TM TS后所剩余的時間即為 流式細胞分選儀測定法流式細胞分選儀是一種快速測定和分析流體中細胞或顆粒物各種參數(shù)的大型實驗儀器 它可以逐個地分析細胞或顆粒物的某個參數(shù) 也可以結合各種細胞標記技術 同時分析多個參數(shù) 如細胞種類 DNA RNA 蛋白質含量以及這些物質在細胞周期中的變化等 還可以用作對某個細胞群體中的各種細胞進行分析 流式細胞分選儀在細胞周期研究中應用廣泛 從DNA含量著眼 G1期和G2 M期細胞含有固定的DNA含量 分別為1C和2C 2n和4n S期細胞的DNA含量介于1C和2C之間 應用流式細胞分選儀測定細胞周期 可以 通過監(jiān)察細胞DNA含量在不同時間內的變化 從而確定細胞周期時間長短 也可以通過直接標記DNA復制 如同應用上述放射性同位素標記技術 經過統(tǒng)計細胞數(shù)量和被標記的分裂期細胞占的百分比 對細胞周期進行綜合分析 參見Ormerod 1990 如果應用流式細胞分選儀技術并結合細胞周期同步化 綜合分析細胞周期時間 將會使實驗結果分析更加簡便可靠 例如 2017年全國卷 考查了細胞阻斷同步化的3種方法 a DNA合成阻斷法 b 秋水仙素阻斷法 c 血清饑餓法 然后 將細胞從抑制中釋放出來 所有細胞將會同步運轉 應用流式細胞分選儀測定這些細胞的周期時間 實驗不但簡單可靠 同時還可以通過改變某些因素 或加入某些物質 從而研究這些物質因素對細胞周期的影響 3 有絲分裂促因子 即MPF 或稱卵細胞成熟促進因子 也叫M期促進因子 在細胞周期調控中有重要的作用 1970年 R T Johnson和P N Rao將Hela細胞同步化在細胞周期中的不同時期 然后將M期細胞與其他間期細胞在仙臺病毒介導下融合 并繼續(xù)培養(yǎng)一定時間 他們發(fā)現(xiàn) 與M期細胞融合的間期細胞發(fā)生了形態(tài)各異的染色體凝縮 并稱之為早熟染色體凝縮 prematurechromosomecondensation PCC 此種染色體則稱早熟凝縮染色體 不同時期的間期細胞與M期細胞融合 產生的PCC的形態(tài)各不相同 G1期PCC為細單線狀 S期PCC為粉末狀 G2期PCC為雙線染色體狀 PCC的這種形態(tài)變化可能與DNA復制狀態(tài)有關 早熟染色體凝縮在其他細胞中也被證實 M期細胞可以誘導PCC 提示在M期細胞中可能存在一種誘導染色體凝縮的因子 稱為細胞有絲分裂促進因子 訓練4分裂期細胞的細胞質中含有一種促進染色質凝集為染色體的物質 將某種動物的分裂期細胞與G1期 DNA復制前期 細胞融合后 可能出現(xiàn)的情況是A 來自G1期細胞的染色質開始復制B 融合細胞DNA含量是G1期細胞的2倍C 來自G1期細胞的染色質開始凝集D 融合后兩細胞仍按各自的細胞周期運轉 答案 解析 解析染色質是一種動態(tài)結構 其形態(tài)隨細胞周期的不同發(fā)生變化 進入分裂期時 染色質高度螺旋 折疊形成凝集的染色體 促進染色質凝集的物質分子在細胞中各個時期都會起作用 4 細胞凋亡的實例 青蛙尾的消失 人胚胎發(fā)育時手指間的細胞死亡 皮膚表皮細胞脫落及體內血細胞更新 根冠細胞不斷脫落死亡等 吞噬細胞清除病菌 自身衰老病變細胞 效應T細胞把靶細胞裂解死亡 細胞凋亡對機體是有利的 是基因控制的程序性死亡 5 相關的實驗設計思路和方法 1 探究衰老基因 或癌基因 在細胞核還是細胞質內 2 探究決定細胞衰老的因素是由于培養(yǎng)環(huán)境的惡化還是細胞本身決定思路 年輕女性個體細胞 老年男性個體細胞 將兩類細胞先單獨培養(yǎng) 再選兩類相同數(shù)量的細胞在相同的環(huán)境中混合培養(yǎng) 若混合培養(yǎng)增殖代數(shù)與單獨培養(yǎng)相同 則年輕女性細胞旺盛增殖時老年男性細胞停止分裂則決定因素在細胞本身 若混合培養(yǎng)增殖代數(shù)與單獨培養(yǎng)不相同 則年輕女性細胞旺盛增殖時老年男性細胞停止分裂則決定因素在細胞體外 注意 年輕女性細胞和老年男性細胞必須分清 可通過老年細胞染色體上 巴氏小體 特定結構區(qū)分好 并通過計數(shù)推算增殖代數(shù) 3 探究體內細胞衰老是由于細胞內決定還是體內惡化的環(huán)境導致 思路方法 組織移植技術 將皮膚移植到F1上 F1衰老時再移植到F2身上 移植的皮膚細胞遠遠超過在親代上的存活時間 結論 引起皮膚細胞體內衰老的主要原因是體內環(huán)境的惡化 即衰老個體內的環(huán)境因素影響了上皮細胞的增殖和衰老 另一方法 骨髓干細胞移植 老年個體免疫干細胞破壞 移植年輕個體的骨髓和胸腺 免疫功能恢復移植老年個體的骨髓和胸腺 免疫功能不恢復 該方法注意移植時選用親緣關系近的個體 減少免疫排斥 6 組織特異性基因與管家基因細胞分化是通過嚴格而精密調控的基因表達實現(xiàn)的 分化細胞基因組中所表達的基因大致可分為兩種基本類型 一類是管家基因 另一類稱為組織特異性基因 或稱奢侈基因 管家基因是指所有細胞中均要表達的一類基因 其產物是對維持細胞基本生命活動所必需的 如微管蛋白基因 糖酵解酶系基因與核糖體蛋白基因等 而組織特異性基因是指不同的細胞類型進行特異性表達的基因 其產物賦予各類細胞特異的形態(tài)結構特征與特異的生理功能 如卵清蛋白基因 上皮細胞的角質蛋白基因和胰島素基因等 7 癌細胞知識歸納及拓展 1 癌細胞 異常分化的結果 2 原癌基因 抑癌基因突變結果 即形成原 抑癌基因的等位基因 與正常細胞相比較 遺傳物質發(fā)生改變 3 原 抑癌基因是正?；?二者共同協(xié)調保證細胞周期精確順利進行 所有正常細胞都含這兩類基因 該基因不能被敲除 4 所有細胞都有端粒酶基因 只在特定細胞選擇性表達 受精卵 胚胎 造血干細胞 生發(fā)層細胞中 隨時發(fā)揮催化作用合成染色體頂端的DNA片段 保證染色體不隨細胞分裂而變短 正常細胞該基因不表達 端粒逐漸變短 只能分裂50次左右 癌細胞中的該基因得以表達 可無限增殖 該基因也不能被敲除 5 癌細胞糖蛋白基因表達減少 糖蛋白減少 易擴散和轉移 無接觸抑制和貼壁生長現(xiàn)象 但甲胎蛋白和癌胚抗原基因表達加強 6 一般不遺傳給后代 主要發(fā)生在體細胞中 8 交叉互換圖解 發(fā)生在減 前期四分體階段 導致配子種類增多 屬于基因重組的一種情況 可見 4條染色單體出現(xiàn)兩個交叉 兩個同源染色體各自的兩個姐妹著絲點并排存在 9 基因表達調控 轉錄 RNA加工 拼接和剪切 翻譯 加工 切割氨基酸等 三個水平 2017全國卷 考到真核生物細胞有mRNA剪切機制 原核細胞沒有 故真核生物含內含子的目的基因不能在原核細胞表達 訓練5細胞分化是奢侈基因選擇表達的結果 下列屬于奢侈基因的是A 血紅蛋白基因B ATP合成酶基因C 呼吸酶基因D 核糖體蛋白基因 答案 解析 解析只有在紅細胞 幼小的 中 控制血紅蛋白合成的基因才能選擇性的表達 10 神經 肌肉連接 突觸結構 傳導方向 從神經 肌肉 該處類似于神經突觸 也包括突觸前膜 突觸間隙 突解后膜 肌肉細胞的細胞膜 三部分 11 電位變化相關曲線及生物學名稱 1 靜息電位 外正內負 K 外流造成 該現(xiàn)象稱 極化 狀態(tài) 其大小與細胞內K 濃度高低有關 2 動作電位 外負內正 Na 內流造成 該過程包括 去極化 和 反極化 其峰值大小與組織液中Na 濃度成正相關 3 靜息電位恢復 復極化 狀態(tài) 通過Na K 泵將進細胞的Na 泵出細胞 K 運回細胞 是主動運輸 消耗能量 訓練6神經細胞興奮后恢復為靜息電位 即復極化 狀態(tài)消耗ATP 2016 全國 4D 訓練7低鈉海水中動作電位的峰值如何變化 降低 答案 7 2018 常州一模 圖1是某種植物的CO2同化方式 吸收的CO2生成蘋果酸儲存在液泡中 液泡中的蘋果酸經脫羧作用釋放CO2用于光合作用 圖2表示不同地區(qū)A B C三類植物在晴朗夏季的光合作用日變化曲線 請據(jù)圖分析并回答下列問題 例題引領 1 圖1代表的植物對應圖2中的 填字母 類植物 圖1所示細胞在夜間能產生ATP的場所是 圖1中蘋果酸脫羧后產生的可供線粒體呼吸的物質a是 該植物夜間能吸收CO2 卻不能合成糖類等有機物的原因是 A 細胞質基質和線粒體 丙酮酸 沒有光照 不能進行光反應 無法為暗反應 答案 提供 H 和ATP 2 有人判斷圖1所代表的植物可能是仙人掌科植物 其判斷的理由是 答案 該植物夜間氣孔打開吸收CO2 白天關閉氣孔防止水分散失 符合仙人掌科植物的特征 3 在上午10時 突然降低環(huán)境中CO2濃度后的一小段時間內 植物A和植物B細胞中C3含量變化的差異是 植物A基本不變 植物B下降 答案 4 圖2中m點為曲線B與X軸交點 影響m點向左移動的因素有 多選 A 植物缺鎂B 調整溫度使之更適宜C 天氣轉陰D CO2濃度適當下降E CO2濃度適當提高 答案 當光照強度為7 5klx時 植物C光合作用固定的CO2量是 5 實驗探究光照強度對植物C生理代謝的影響時 得到相關代謝數(shù)據(jù)如下表 8 4 mol m 2 s 1 答案 8 2015 全國 30 腎上腺素和迷走神經都參與兔血壓的調節(jié) 回答相關問題 1 給實驗兔靜脈注射0 01 的腎上腺素0 2mL后 腎上腺素作用于心臟 心臟活動加強加快使血壓升高 在這個過程中 腎上腺素作為激素起作用 心臟是腎上腺素作用的 腎上腺素對心臟起作用后被 血壓恢復 腎上腺素的作用是 填 催化 供能 或 傳遞信息 靶器官 滅活 傳遞信息 答案 解析 解析能被特定的激素作用的器官 細胞就是該激素的靶器官 靶細胞 本題中腎上腺素作用于心臟 因此心臟就是腎上腺素的靶器官 激素一經靶細胞接受并起作用后就被滅活了 激素種類多 量極微 既不構成細胞結構 又不提供能量 也不起催化作用 而是隨體液到達靶器官 靶細胞 使其原有的生理活動發(fā)生變化 解析神經調節(jié)的結構基礎是反射弧 反射弧通常由感受器 傳入神經 神經中樞 傳出神經和效應器組成 其中效應器是由傳出神經末梢和它所支配的肌肉或腺體等構成 本題中心肌細胞可以看成效應器的組成成分 神經遞質由突觸前膜釋放 與突觸后膜上的特異性受體結合發(fā)揮作用后被滅活 2 剪斷實驗兔的迷走神經后刺激其靠近心臟的一端 迷走神經末梢釋放乙酰膽堿 使心臟活動減弱減慢 血壓降低 在此過程中 心臟活動的調節(jié)屬于 調節(jié) 乙酰膽堿屬于 填 酶 神經遞質 或 激素 需要與細胞膜上的 結合才能發(fā)揮作用 神經 神經遞質 特異性 受體 答案 解析 解析作為信號分子的激素和神經遞質 均需與相應受體結合后方可發(fā)揮作用 且均具有高效性 發(fā)揮作用后均被滅活或被轉移 此為兩類信號分子的共同特點 3 腎上腺素和乙酰膽堿在作用于心臟 調節(jié)血壓的過程中所具有的共同特點是 答出一個特點即可 都需要與相應的受體結合后才能發(fā)揮作用 答案 解析