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热点4中学与大学教材的衔接专题十关注“科技、社会、生活”热点1.糖类代谢糖类代谢(有氧呼吸过程有氧呼吸过程)糖酵解途径和柠檬酸循环糖酵解途径和柠檬酸循环(TCA循环循环)有关有关大学知识补充拓展大学知识补充拓展(1)糖的体内分解代谢途径及场所生物体中糖的氧化分解主要有3条途径：糖的无氧氧化、糖的有氧氧化和磷酸戊糖途径。糖酵解是指1个葡萄糖分子转变为2个丙酮酸分子的过程。催化糖酵解反应的一系列酶存在于细胞质基质中，因此糖酵解全部反应过程均在细胞质基质中进行。糖酵解是所有生物体进行葡萄糖分解代谢所必须经过的共同阶段。而磷酸戊糖途径是将六碳糖转变成五碳糖的过程，从而为DNA复制或转录合成RNA提供必要的脱氧核糖和核糖的物质支持。n 热点解读(2)糖酵解过程图解(3)TCA循环有氧呼吸的第二阶段在线粒体基质中完成TCA循环是需氧生物体内普遍存在的代谢途径，发生场所是线粒体，又称为柠檬酸循环或者三羧酸循环，或者以发现者Hans Adolf Krebs的姓名命名为Krebs循环。三羧酸循环是三大营养素(糖类、脂类、氨基酸)的最终代谢通路，又是糖类、脂类、氨基酸代谢联系的枢纽。糖酵解的产物丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A后，进入TCA循环，最终彻底氧化分解为CO2和H2O，并产生NADH、FADH2和GTP。具体过程如下图：(4)氧化磷酸化在线粒体的内膜上进行。在该阶段中，氢原子进入电子传递链(呼吸链)，最后传递给氧，与之生成水；同时通过电子传递过程伴随发生的氧化磷酸化作用产生ATP分子(大量)。训练训练1研究表明，癌细胞和正常分化细胞在有氧条件下产生的ATP总量没有明显差异，但癌细胞从内环境中摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖是正常细胞的若干倍。下图是癌细胞在有氧条件下葡萄糖的部分代谢过程，据图分析回答问题：解析解析葡萄糖进入癌细胞的方式是主动运输，运输过程中需要细胞膜上载体蛋白的协助，因此A为载体蛋白。进入细胞的葡萄糖可以通过氨基转换作用转化为人体非必需氨基酸。DNA复制的原料是四种游离的脱氧核苷酸。(1)图中A代表细胞膜上的_。葡萄糖进入癌细胞后，在代谢过程中可通过_作用形成非必需氨基酸，也可通过形成五碳糖进而合成_作为DNA复制的原料。载体蛋白氨基转换脱氧核苷酸答案解析(2)在有氧条件下，癌细胞细胞呼吸的方式为_。与正常细胞相比，过程在癌细胞中明显增强的有_(填编号)，代谢途径发生这种变化的意义在于能够_，从而有利于癌细胞的增殖。有氧呼吸和无氧呼吸产生大量的中间产物，为合成DNA和蛋白质等重要物质提供原料答案解析解析解析根据题意可知，癌细胞与正常细胞在有氧条件下产生的ATP总量差别不大，但是摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖是正常细胞的若干倍，说明癌细胞在有氧条件下摄取的葡萄糖除了用于进行有氧呼吸外，还用于进行无氧呼吸。因此，与正常细胞相比，过程明显增强，而过程没有增强；癌细胞的不断分裂增殖过程中，需要葡萄糖转化为脱氧核糖作为合成脱氧核苷酸的原料，因此过程也增强。癌细胞这种代谢途径的变化可以增加代谢过程中中间产物的种类和数量，为DNA的复制和相关蛋白质的合成提供所需的原料。(3)细胞在致癌因子的影响下，_基因的结构发生改变而被激活，进而调控_的合成来改变代谢途径。若要研制药物来抑制癌症患者细胞中的异常代谢途径，图中的过程_(填编号)不宜选为作用位点。原癌酶答案解析解析解析原癌基因存在于一切正常细胞中，具有引起细胞癌变的潜能。在致癌因子的作用下，原癌基因的结构发生改变时，可造成相关酶的合成改变从而改变代谢过程。根据分析可知，与正常细胞相比，癌细胞的过程明显加强，但如果抑制过程，正常细胞也不能吸收葡萄糖，因此要研制药物来抑制癌细胞的异常代谢途径，应该选择过程作为药物的作用位点，而不能选择过程作为药物的作用位点。2.光合作用中的有机物及输出问题光合作用中的有机物及输出问题光合作用的产物主要以磷酸丙糖的形式运出叶绿体，原因如下：磷酸丙糖亦称为三碳糖磷酸，是3-磷酸甘油醛和二羟丙酮磷酸的平衡混合物。生物体内常见的磷酸丙糖有磷酸二羟丙酮、3-磷酸甘油醛。磷酸丙糖是光合作用中最先产生的糖，也是光合作用产物从叶绿体运输到细胞质基质的主要形式。光合作用的碳同化既可以在叶绿体中形成淀粉，暂时储存在叶绿体中，又可以通过叶绿体被膜上的转运器运出叶绿体，在细胞质基质中合成蔗糖。合成的蔗糖或者临时贮藏于液泡内，或者从光合细胞中输出，经韧皮部装载通过长距离运输运向库细胞。训练训练2在光合作用过程中，CO2与C5(五碳化合物)结合的直接产物是磷酸丙糖(TP)，TP的去向主要有三个。下图为叶肉细胞中部分代谢途径示意图。淀粉是暂时存储的光合作用产物，其合成场所应该在叶绿体的_。淀粉运出叶绿体时先水解成TP或_，后者通过叶绿体膜上的载体运送到细胞质基质中，合成由_构成的蔗糖，运出叶肉细胞。基质中葡萄糖葡萄糖和果糖答案3.细胞的增殖细胞的增殖(1)细胞周期的调控检验点(类似于进程中的卡，允许是否进下一阶段的检查站)细胞周期检验点是细胞周期调控的一种机制，主要是确保周期每一环节有序、全部完成并与外界环境因素相联系。G1/S检验点：在酵母中称start点，在哺乳动物中称R点(restriction point)，控制细胞由静止状态的G1进入DNA合成期，相关的事件包括DNA是否损伤，细胞外环境是否适宜，细胞体积是否足够大(不符合要求就不能进入S期)。S期检验点：DNA复制是否完成。G2/M检验点：是决定细胞一分为二的控制点，相关的事件包括DNA是否损伤，细胞体积是否足够大。中后期检验点(纺锤体组装检验点)：任何一个着丝点没有正确连接到纺锤体上，都会抑制APC(一种复杂蛋白)活性，引起细胞周期中断。答案答案会影响DNA复制；会阻断细胞周期使细胞停留在间期；能用于癌症治疗。训练训练3(2016全国，2改编)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间，使DNA双链不能解旋，会影响DNA复制、转录过程吗？会阻断细胞周期使细胞停留在中期吗？能用于癌症治疗吗？答案(2)细胞周期长短的测定方法及相关图解脉冲标记DNA复制和细胞分裂指数观察测定法这是一种建立较早且被广泛采用的方法。这种方法主要适用于细胞种类构成相对简单，细胞周期时间相对较短，周期运转均匀的细胞群体。以体外培养细胞为例，简单介绍其实验过程和结果分析，首先，应用3HTdR短期饲养细胞，数分钟至半小时后，将3HTdR洗脱，置换新鲜培育液并继续培养。随后，每隔半小时或一小时定期取样，作放射自显影观察分析，从而确定细胞周期各个时相的长短。其结果分析方法如图所示。经3HTdR短暂标记后，凡是处于S期的细胞均被标记。置换新鲜培养液后培养一定时间，被标记的细胞将陆续进入M期。最先进入M期的标记细胞是被标记的S期最晚期细胞。所以，从更换培养液培养开始，到被标记的M期细胞开始出现为止，所经历的时间为G2期时间()。从被标记的M期细胞开始出现，到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时，所经历的时间为M期时间(TM)。从被标记的M期细胞数占M期细胞总数的50%开始，经历到最大值，再下降到50%，所经历的时间为S期时间(TS)。从被标记的M期细胞开始出现并逐渐消失，到被标记的M期细胞再次出现，所经历的时间为一个细胞周期总时间(TC)。TC减去 、TM、TS后所剩余的时间即为 。2GT2GT1GT流式细胞分选仪测定法流式细胞分选仪是一种快速测定和分析流体中细胞或颗粒物各种参数的大型实验仪器。它可以逐个地分析细胞或颗粒物的某个参数，也可以结合各种细胞标记技术，同时分析多个参数，如细胞种类、DNA、RNA、蛋白质含量以及这些物质在细胞周期中的变化等。还可以用作对某个细胞群体中的各种细胞进行分析。流式细胞分选仪在细胞周期研究中应用广泛。从DNA含量着眼，G1期和G2/M期细胞含有固定的DNA含量，分别为1C和2C(2n和4n)，S期细胞的DNA含量介于1C和2C之间。应用流式细胞分选仪测定细胞周期，可以通过监察细胞DNA含量在不同时间内的变化，从而确定细胞周期时间长短，也可以通过直接标记DNA复制，如同应用上述放射性同位素标记技术，经过统计细胞数量和被标记的分裂期细胞占的百分比，对细胞周期进行综合分析(参见Ormerod,1990)。如果应用流式细胞分选仪技术并结合细胞周期同步化，综合分析细胞周期时间，将会使实验结果分析更加简便可靠。例如，2017年全国卷考查了细胞阻断同步化的3种方法：a.DNA合成阻断法；b.秋水仙素阻断法；c.血清饥饿法。然后，将细胞从抑制中释放出来，所有细胞将会同步运转。应用流式细胞分选仪测定这些细胞的周期时间，实验不但简单可靠，同时还可以通过改变某些因素，或加入某些物质，从而研究这些物质因素对细胞周期的影响。(3)有丝分裂促因子，即MPF，或称卵细胞成熟促进因子，也叫M期促进因子，在细胞周期调控中有重要的作用。1970年，R.T.Johnson和P.N.Rao将Hela细胞同步化在细胞周期中的不同时期，然后将M期细胞与其他间期细胞在仙台病毒介导下融合，并继续培养一定时间。他们发现，与M期细胞融合的间期细胞发生了形态各异的染色体凝缩，并称之为早熟染色体凝缩(premature chromosome condensation,PCC)，此种染色体则称早熟凝缩染色体。不同时期的间期细胞与M期细胞融合，产生的PCC的形态各不相同。G1期PCC为细单线状，S期PCC为粉末状，G2期PCC为双线染色体状。PCC的这种形态变化可能与DNA复制状态有关。早熟染色体凝缩在其他细胞中也被证实。M期细胞可以诱导PCC，提示在M期细胞中可能存在一种诱导染色体凝缩的因子，称为细胞有丝分裂促进因子。训练训练4分裂期细胞的细胞质中含有一种促进染色质凝集为染色体的物质。将某种动物的分裂期细胞与G1期(DNA复制前期)细胞融合后，可能出现的情况是 A.来自G1期细胞的染色质开始复制B.融合细胞DNA含量是G1期细胞的2倍C.来自G1期细胞的染色质开始凝集D.融合后两细胞仍按各自的细胞周期运转答案解析解析解析染色质是一种动态结构，其形态随细胞周期的不同发生变化，进入分裂期时，染色质高度螺旋、折叠形成凝集的染色体。促进染色质凝集的物质分子在细胞中各个时期都会起作用。4.细胞凋亡的实例：细胞凋亡的实例：青蛙尾的消失，人胚胎发育时手指间的细胞死亡，皮肤表皮细胞脱落及体内血细胞更新、根冠细胞不断脱落死亡等，吞噬细胞清除病菌、自身衰老病变细胞，效应T细胞把靶细胞裂解死亡。细胞凋亡对机体是有利的，是基因控制的程序性死亡。5.相关的实验设计思路和方法相关的实验设计思路和方法(1)探究衰老基因(或癌基因)在细胞核还是细胞质内？(2)探究决定细胞衰老的因素是由于培养环境的恶化还是细胞本身决定思路：年轻女性个体细胞，老年男性个体细胞；将两类细胞先单独培养；再选两类相同数量的细胞在相同的环境中混合培养。年轻女性老年男性单独培养50代10代混合培养 若混合培养增殖代数与单独培养相同，则年轻女性细胞旺盛增殖时老年男性细胞停止分裂则决定因素在细胞本身。若混合培养增殖代数与单独培养不相同，则年轻女性细胞旺盛增殖时老年男性细胞停止分裂则决定因素在细胞体外。注意：年轻女性细胞和老年男性细胞必须分清可通过老年细胞染色体上“巴氏小体”特定结构区分好，并通过计数推算增殖代数。(3)探究体内细胞衰老是由于细胞内决定还是体内恶化的环境导致。思路方法组织移植技术将皮肤移植到F1上，F1衰老时再移植到F2身上，移植的皮肤细胞远远超过在亲代上的存活时间。结论：引起皮肤细胞体内衰老的主要原因是体内环境的恶化，即衰老个体内的环境因素影响了上皮细胞的增殖和衰老。另一方法：骨髓干细胞移植老年个体免疫干细胞破坏移植年轻个体的骨髓和胸腺，免疫功能恢复移植老年个体的骨髓和胸腺，免疫功能不恢复该方法注意移植时选用亲缘关系近的个体，减少免疫排斥。6.组织特异性基因与管家基因组织特异性基因与管家基因细胞分化是通过严格而精密调控的基因表达实现的。分化细胞基因组中所表达的基因大致可分为两种基本类型：一类是管家基因；另一类称为组织特异性基因，或称奢侈基因。管家基因是指所有细胞中均要表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所必需的。如微管蛋白基因、糖酵解酶系基因与核糖体蛋白基因等。而组织特异性基因是指不同的细胞类型进行特异性表达的基因，其产物赋予各类细胞特异的形态结构特征与特异的生理功能。如卵清蛋白基因、上皮细胞的角质蛋白基因和胰岛素基因等。7.癌细胞知识归纳及拓展癌细胞知识归纳及拓展(1)癌细胞异常分化的结果；(2)原癌基因、抑癌基因突变结果即形成原、抑癌基因的等位基因，与正常细胞相比较，遗传物质发生改变；(3)原、抑癌基因是正常基因，二者共同协调保证细胞周期精确顺利进行，所有正常细胞都含这两类基因，该基因不能被敲除；(4)所有细胞都有端粒酶基因，只在特定细胞选择性表达受精卵、胚胎、造血干细胞、生发层细胞中，随时发挥催化作用合成染色体顶端的DNA片段，保证染色体不随细胞分裂而变短(正常细胞该基因不表达，端粒逐渐变短，只能分裂50次左右；癌细胞中的该基因得以表达，可无限增殖)，该基因也不能被敲除；(5)癌细胞糖蛋白基因表达减少，糖蛋白减少，易扩散和转移，无接触抑制和贴壁生长现象，但甲胎蛋白和癌胚抗原基因表达加强；(6)一般不遗传给后代，主要发生在体细胞中。8.交叉互换图解交叉互换图解发生在减前期四分体阶段，导致配子种类增多，属于基因重组的一种情况。可见，4条染色单体出现两个交叉，两个同源染色体各自的两个姐妹着丝点并排存在。9.基因表达调控基因表达调控转录、RNA加工(拼接和剪切)，翻译(加工、切割氨基酸等)三个水平。2017全国卷考到真核生物细胞有mRNA剪切机制，原核细胞没有，故真核生物含内含子的目的基因不能在原核细胞表达。训练训练5细胞分化是奢侈基因选择表达的结果。下列属于奢侈基因的是 A.血红蛋白基因 B.ATP合成酶基因C.呼吸酶基因 D.核糖体蛋白基因答案解析解析解析只有在红细胞(幼小的)中，控制血红蛋白合成的基因才能选择性的表达。10.神经神经肌肉连接肌肉连接(突触结构突触结构)传导方向，从神经肌肉，该处类似于神经突触，也包括突触前膜、突触间隙、突解后膜(肌肉细胞的细胞膜)三部分。11.电位变化相关曲线及生物学名称电位变化相关曲线及生物学名称(1)静息电位外正内负，K外流造成，该现象称“极化”状态。其大小与细胞内K浓度高低有关。(2)动作电位外负内正，Na内流造成，该过程包括“去极化”和“反极化”，其峰值大小与组织液中Na浓度成正相关。(3)静息电位恢复“复极化”状态，通过NaK泵将进细胞的Na泵出细胞，K运回细胞，是主动运输，消耗能量。训练训练6神经细胞兴奋后恢复为静息电位(即复极化)状态消耗ATP(2016全国，4D)()训练训练7低钠海水中动作电位的峰值如何变化？。降低答案7.(2018常州一模)图1是某种植物的CO2同化方式，吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用；图2表示不同地区A、B、C三类植物在晴朗夏季的光合作用日变化曲线，请据图分析并回答下列问题：n 例题引领(1)图1代表的植物对应图2中的_(填字母)类植物，图1所示细胞在夜间能产生ATP的场所是_。图1中苹果酸脱羧后产生的可供线粒体呼吸的物质a是_。该植物夜间能吸收CO2，却不能合成糖类等有机物的原因是_。A细胞质基质和线粒体丙酮酸没有光照，不能进行光反应，无法为暗反应答案提供H和ATP(2)有人判断图1所代表的植物可能是仙人掌科植物，其判断的理由是_。答案该植物夜间气孔打开吸收CO2，白天关闭气孔防止水分散失，符合仙人掌科植物的特征(3)在上午10时，突然降低环境中CO2浓度后的一小段时间内，植物A和植物B细胞中C3含量变化的差异是_。植物A基本不变，植物B下降答案(4)图2中m点为曲线B与X轴交点，影响m点向左移动的因素有_(多选)。A.植物缺镁 B.调整温度使之更适宜C.天气转阴 D.CO2浓度适当下降E.CO2浓度适当提高答案当光照强度为7.5 klx时,植物C光合作用固定的CO2量是_。(5)实验探究光照强度对植物C生理代谢的影响时，得到相关代谢数据如下表：8.4 molm2s1答案黑暗条件下CO2释放量光照强度为7.5 klx时O2释放量1.2 molm2s17.2 molm2s18.(2015全国，30)肾上腺素和迷走神经都参与兔血压的调节，回答相关问题：(1)给实验兔静脉注射0.01%的肾上腺素0.2 mL后，肾上腺素作用于心脏，心脏活动加强加快使血压升高。在这个过程中，肾上腺素作为激素起作用，心脏是肾上腺素作用的_，肾上腺素对心脏起作用后被_，血压恢复。肾上腺素的作用是_(填“催化”“供能”或“传递信息”)。靶器官灭活传递信息答案解析解析解析能被特定的激素作用的器官、细胞就是该激素的靶器官、靶细胞。本题中肾上腺素作用于心脏，因此心脏就是肾上腺素的靶器官。激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活了。激素种类多、量极微，既不构成细胞结构，又不提供能量，也不起催化作用，而是随体液到达靶器官、靶细胞，使其原有的生理活动发生变化。解析解析神经调节的结构基础是反射弧，反射弧通常由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器组成，其中效应器是由传出神经末梢和它所支配的肌肉或腺体等构成，本题中心肌细胞可以看成效应器的组成成分。神经递质由突触前膜释放，与突触后膜上的特异性受体结合发挥作用后被灭活。(2)剪断实验兔的迷走神经后刺激其靠近心脏的一端，迷走神经末梢释放乙酰胆碱，使心脏活动减弱减慢、血压降低。在此过程中，心脏活动的调节属于_调节。乙酰胆碱属于_(填“酶”“神经递质”或“激素”)，需要与细胞膜上的_结合才能发挥作用。神经神经递质(特异性)受体答案解析解析解析作为信号分子的激素和神经递质，均需与相应受体结合后方可发挥作用，且均具有高效性，发挥作用后均被灭活或被转移，此为两类信号分子的共同特点。(3)肾上腺素和乙酰胆碱在作用于心脏、调节血压的过程中所具有的共同特点是_(答出一个特点即可)。都需要与相应的受体结合后才能发挥作用答案解析
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