本模块包括细胞的分子组成、细胞的结构、细胞的代谢、 细胞的增殖以及细胞的分化、衰老和死亡等内容。 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位。细胞生物学是生命科学的重要基础学科，分子生物学的发展促使细胞生物学的研究进入了分子水平。

  本模块选取了细胞生物学方面最基本的知识，是学习其他模块的基础。它还反映了细胞生物学研究的新进展及相关 的实际应用。通过本模块的学习，学生将在微观层面上，更深入地理解生命的本质。了解生命的物质性和生物界的统一 性，细胞生命活动中物质、能量和信息变化的统一，细胞结构与功能的统一，生物体部分和整体的统一等，有助于科学 自然观的形成。学习细胞的发现、细胞学说的建立和发展， 有助于学生加深对科学研究过程和本质的理解。

  1.1 细胞由多种多样的分子组成，包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋 白质和核酸等，其中蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子

  1.1.1 说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成，它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子

  ①水的功能：结合水是细胞结构的重要组成部分；自由水是细胞内良好的溶剂、参与许多化学反应、为细胞提供液体环境、运送营养物质和代谢废物

  ②无机盐的功能：组成一些复杂化合物，维持细胞和生物体的正常生命活动，对维持细胞和生物体正常的渗透压、酸碱平衡非常重要

  ①八种必需氨基酸有亮氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、缬氨酸。[甲来写一本亮色书]（必需氨基酸指的是本身不能制造，或者产生速度不能供自身需求，而需要从食物中获得的氨基酸。）

  A:N、Mg是组成叶绿素的成分，N、P组成叶绿素类囊体膜和ATP的成分，N也是光合酶的组成成分

  A：脂肪中O的含量远低于糖类，而O的含量更高，等质量的脂肪和糖类氧化分解时，脂肪释放的能量更多，需要的O2多，产生的H2O多

  4. Q:呼吸熵是物质氧化分解时释放的CO2与消耗O2的比值，糖类的呼吸熵等于1，而脂肪的呼吸熵却小于1，请从糖类和脂质的元素组成方面分析原因

  A：脂肪和糖类均由C、H、O三种元素组成，但脂肪中C、H含量高，而O含量低，故脂肪氧化分解释放的能量更多，需要的O2多，产生的H2O多

  ④有丝的意义是：将亲代细胞的染色体进过复制（关键是DNA的复制）之后，精确地平均分配到到子细胞中。由于染色体上有遗传物质DNA，因而在细胞的亲代和子代之间保持了遗传的稳定性。

  ⑤减数和受精作用的意义是：对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，维持了生物遗传的稳定性，对于生物的遗传和变异，都是十分重要的

  A:土壤板结导致土壤中缺氧，根细胞进行无氧呼吸，产生的ATP减少，供给根细胞用于矿质元素吸收的能量减少，光合色素的合成和酶减少，光合速率下降

  A：均由受精卵和分化而来，不同的体细胞在形态、结构和生理功能上不同的根本原因是基因的选择性表达，直接原因是细胞中的蛋白质不同

  A：前者是由于头发基部的黑色素细胞衰老，细胞中酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少；白化病患者是细胞中控制合成酪氨酸酶的基因异常，不能合成酪氨酸酶，细胞中缺少酪氨酸所致

  1）检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质；（2）观察叶绿体和细胞质流动；（3）尝试制作线）使用光学显微镜观察各种细胞，可结合电镜照片分析细胞的亚显微结构。

  1）通过模拟实验探究膜的透性；（2）观察植物细胞的质壁分离和复原；（3）探究酶催化的专一性、高效性及影响酶活性的因素；（4）提取和分离叶绿体色素；（5）探究不同环境因素对光合作用的影响；（6）探究酵母菌的呼吸方式；（7）制作和观察根尖细胞有丝简易装片，或观察其永久装片。

  处于细胞周期不同阶段的细胞，结合有丝模型，描述细胞增殖的主要特征，并举例说明细胞的分化、衰老、死亡等生命现象

  生物通过生殖、发育和遗传实现生命的延续和种族的繁衍，通过进化形成物种多样性和适应性，进化的本质是遗传物质的改变。

  本模块选取的减数和受精作用、DNA分子的结构和功能、遗传和变异的基本原理及应用等知识，主要是从细胞水平和分子水平阐述生命的延续性；选取的现代生物进化理论和物种形成等知识，主要是为了阐明生物进化的过程和原因。本模块的内容，对于学生理解生命的延续和发展，认识生物界及生物多样性，形成生物进化的观点，树立正确的自然观有重要意义；同时，对于学生理解有关原理在促进经济与社会发展、增进人类健康等方面的价值，也是十分重要的。

  3.1.2 概述DNA分子是由四种脱氧核苷酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息

  ③基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状；基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状

  3.3.2 阐明基因中碱基序列的改变有可能导致它所编码的蛋白质及相应的细胞功能发生变化，甚至带来致命的后果

  3.3.3 描述细胞在某些化学物质、射线以及病毒的作用下，基因突变概率可能提高，而某些基因突变能导致细胞失控，甚至发生癌变

  3.3.4 阐明进行有性生殖的生物在减数过程中，染色体所发生的自由组合和交叉互换，会导致控制不同性状的基因重组，从而使子代出现变异

  ①基因重组的类型：（1）互换：四分体的非姐妹染色单体的互换（发生在减数分类I前期的四分体时期）（2）自由组合：位于非同源染色体上的非等位基因自由组合（发生在减数分类I后期）（3）肺炎链球菌转化实验：R型细菌转化为S型细菌（4）人工重组：基因工程

  ①化石是研究生物进化最直接、最重要的证据，它证实了生物是由原始的共同祖先经过漫长的地质年代逐渐进化而来的的，而且还揭示出生物从水生到陆生、从简单到复杂、从低等到高等的进化规律

  ②“收割理论”：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间有利于增加物种的多样性．

  12.Q：利用①aaBBCC②AAbbCC和③AABBcc来确定这三对等位基因是否分别位于三对同源染色体上的实验思路？

  A：①×②，②×③，①×③三个杂交组合，分别得到F1并自交得到F2，若各杂交组合F2中均出现四种表型，且比例为1:1:1:1即可

  在本模块的教学中，教师应创造条件让学生参与调查、观察、实验和制作等活动，引导学生从生活经验中发现和提出问题，学习有关概念、原理、规律和模型，应用有关知识分析和解决实践中的问题，体验科学家探索生物生殖、遗传和进化奥秘的过程。基于近年来基因组研究的进展，教师可介绍通过生物信息学方法获得筛查遗传病的技术。为帮助学生达成对概念3的理解，促进学生生物学学科核心素养的提升，应开展下列教学活动：

  （1）运用模型、装片或视频观察模拟减数过程中染色体的变化；（2）搜集DNA分子结构模型建立过程的资料并进行讨论和交流；（3）制作DNA分子双螺旋结构模型；（4）模拟植物或动物性状分离的杂交实验；（5）调查常见的人类遗传病并探讨其预防措施。

  1）搜集生物进化理论发展的资料，探讨生物进化观点对人们思想观念的影响；（2）用数学方法讨论自然选择使种群的基因频率发生变化；（3）探讨耐药菌的出现与抗生素滥用的关系。

  ● 结合DNA双螺旋结构模型，阐明DNA分子作为遗传物质所具有的特征，以及通过复制、转录、翻译等过程传递和表达遗传信息（生命观念、科学思维）；

  ● 运用统计与概率的相关知识，解释并预测种群内某一遗传性状的分布及变化（科学思维、科学探究）；

  ● 运用遗传与变异的观点，解释常规遗传学技术在现实生产生活中的应用（生命观念、社会责任）；

  ● 分析不同类型的证据，探讨地球上现存的丰富多样的物种是由共同祖先长期进化形成的（生命观念、科学思维、社会责任）；

  ● 基于可遗传的变异，以及变异可能带来的生存与繁殖优势等方面的实例，解释生物的适应是自然选择的结果（生命观念、科学思维）。

  所有的生命系统都存在于一定的环境之中，在不断变化的环境条件下，依靠自我调节机制维持其稳态。高等生物体和在生长、发育、代谢、遗传和变异等各种生命活动中，通过一定的调节机制，使机体保持稳态，并作为一个整体完成复杂的生命活动，适应多变的环境。

  本模块选取有关生命活动调节与稳态的知识，有助于学生理解高等生物个体生命活动的规律，从系统分析的角度，认识个体生命系统的稳态；也有助于学生理解健康生活方式对于维持内环境的稳态、疾病预防的意义。

  概念1 生命个体的结构与功能相适应，各结构协调统一共同完成复杂的生命活动，并通过一定的调节机制保持稳态

  1.2.2 举例说明机体不同器官、系统协调统一地共同完成各项生命活动，是维持内环境稳态的基础

  1.3 神经系统能够及时感知机体内、外环境的变化，并作出反应调控各器官、系统的活动，实现机体稳态

  1.3.1 概述神经调节的基本方式是反射（可分为条件反射和非条件反射），其结构基础是反射弧

  ①交感神经和副交感神经作用通常相反的意义：使机体对外界刺激作出更精确的反应，使机体更好适应环境

  ③条件反射的意义：使机体具有更强的预见性、灵活性和适应性，大大提高了动物应对复杂环境变化的能力

  ①K+浓度只影响静息电位（升高→静息电位降低；降低→静息电位升高），Na+浓度只影响动作电位（降低→动作电位降低；升高→动作电位升高）

  1.3.4 分析位于脊髓的低级神经中枢和脑中相应的高级神经中枢相互联系、相互协调，共同调控器官和系统的活动，维持机体的稳态

  1.4.1 说出内分泌系统主要由内分泌腺组成，包括垂体、甲状腺、胸腺、肾上腺、胰岛和性腺等多种腺体，它们分泌的各类激素参与生命活动的调节

  1.4.2 举例说明激素通过分级调节、反馈调节等机制维持机体的稳态，如甲状腺激素分泌的调节和血糖平衡的调节等

  ③分级调节的意义：可以放大激素调节的调节效应，形成多级反馈调节，有利于精细调控，从而维持机体的稳态

  ④免疫活性物质包括抗体、细胞因子、溶菌酶等。抗体主要存在于血清中；细胞因子由淋巴细胞（B,T），包括白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子

  A：不是，如低温使机体减慢提高组织对缺氧和阻断血液情况下的耐受能力；感冒时发热机体的白细胞增多，抗体生成加快，有利于清除病毒。

  A：不是如刺激交感神经产生的唾液酶多水少，有利于消化；刺激副交感神经所分泌的唾液。酶少水多，有利于润滑食物，利于吞咽。

  A: 血糖升高，胰岛素泌增加，促进组织细胞对血糖的摄取，利用，储存和转化，并抑制肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖

  A: 体液免疫中受抗原刺激后的辅助性T细胞与B细胞结合并参与激活B细胞，辅助性T细胞产生的细胞因子促进B细胞的增殖分化过程。细胞免疫中辅助性T细胞产生的细胞因子能加速细胞毒性T细胞并分化.

  A: 植物产生的生长向侧芽运输，且侧芽对生长素浓度比较敏感，抑制其生长发育，顶芽生长素浓度低，优先发育生长。

  13.Q: 小麦、玉米在即将成熟时，如果经历一段时间的干热后又遇大雨，种子就容易在宿舍上发芽，请解释原因。（提示：高温下脱落酸易降解）

  A: 脱落酸能促进种子，抑制发芽液质高温。持续高温使脱落酸降。