走近细胞与细胞的分子组成
第1讲 走近细胞
考试说明 1.细胞学说的建立过程(Ⅰ)。
2.原核细胞和真核细胞的异同(Ⅱ)。
3.实验:用显微镜观察多种多样的细胞。
考点一 细胞在生命系统中的作用
1.生命活动离不开细胞
2.生命系统的结构层次
图1-1-1
(1)地球上最基本的生命系统是 。
(2)地球上最大的生命系统是 。
(3)植物没有 层次;单细胞生物没有组织、器官、系统这三个层次。
(4)地球上最早出现的生命形式: 。最简单的生物且不属于生命系统的是 。
(5)生物繁殖和进化的基本单位是 ;生态系统由 和无机环境组成。
3.整合病毒的相关知识
图1-1-2
正误辨析
(1)H7N9型禽流感病毒的遗传物质含5种碱基,由8种核苷酸构成。 ( )
(2)“HIV由蛋白质和核酸组成,乙肝病毒依赖人体肝细胞生活”都能支持“生命活动离不开细胞”的观点。 ( )
(3)一个单细胞生物的生命系统中只有细胞这一个层次。( )
(4)一棵白杨树的生命系统层次包括细胞、组织、器官、系统、个体。 ( )
(5)池塘中的水、阳光等也是生命系统的组成部分。( )
(6)一株菠菜的最基本和最大的生命系统层次分别是细胞和生物圈。 ( )
(7)原子、分子都是一个系统,但不能独立完成生命活动,不是生命系统。 ( )
(8)生命系统是由生命物质组成的,不可能含有无生命的非生物成分。 ( )
命题角度1 考查病毒的成分、结构及生活方式
1.下列关于病毒的说法,错误的是 ( )
A.逆转录病毒只含有A、U、G、C 4种碱基
B.病毒的蛋白质外壳在宿主细胞的核糖体中合成
C.病毒可在空气、水、土壤等介质中长期独立生存
D.病毒是非细胞生物,因此它不是生命系统
2.埃博拉病毒是一种单链RNA病毒,能引起埃博拉出血热。如图1-1-3为埃博拉病毒结构示意图,其中字母分别指的是7种病毒蛋白。以下推测合理的是 ( )
图1-1-3
A.GP可能是细胞表面的糖蛋白,与病毒侵染细胞时信息识别有关
B.假如L是一种RNA聚合酶,则可以催化病毒的逆转录过程
C.合成7种蛋白质需要宿主细胞内4种游离的核苷酸、ATP和酶
D.病毒RNA可能以胞吞的方式进入宿主细胞
题后归纳
(1)病毒被认为是生物的主要原因是其能进行“增殖”,病毒单独存在时并不具备“生物活性”,不能独立完成一定的生命活动,因此它不属于生命系统的结构层次,而且病毒不能在普通培养基上生存,只能在活细胞中生存,原因是病毒本身缺少蛋白质合成系统、原料、能量等,这些条件必须由宿主细胞提供。
(2)病毒的蛋白质外壳具有抗原性。
(3)不同病毒破坏细胞类型不同
①SARS病毒破坏人的肺部等处的细胞;②乙肝病毒破坏肝细胞;③脊髓灰质炎病毒破坏脊髓灰质前角的运动神经元,导致小儿麻痹;④HIV主要破坏人的T细胞,使人基本丧失特异性免疫能力。
(4)病毒的遗传物质不一定为DNA
噬菌体、天花病毒、乙肝病毒的遗传物质为DNA;H1N1病毒、烟草花叶病毒、HIV、SARS病毒、流感病毒的遗传物质为RNA。
(5)病毒只能通过基因突变产生新的变异类型。
命题角度2 考查生命系统的结构层次
3.下列有关生命系统结构层次的说法,正确的是 ( )
A.生命系统中最大的结构层次是生态系统
B.草履虫既属于细胞层次,也属于个体层次
C.病毒没有细胞结构,所以其生活不需要依赖活细胞
D.高等植物的个体水平以下包括组成个体的系统、器官、组织和细胞
4.[2018·辽宁实验中学模拟] 下列各项研究实例与生命系统的结构层次对应正确的是 ( )
选项
研究实例
结构层次
A
家鼠数量每天可增加1.47%
个体
B
某地苍鹭的数量变动
种群
C
兔与狐之间的能量传递效率
群落
D
瓢虫的空间分布
群落
考点二 细胞的多样性及细胞学说
1.写出图1-1-4中各序号所代表的结构名称
图1-1-4
(1)细菌细胞中:① ,② ,⑤ 。
(2)蓝藻细胞中:① ,② ,⑤ 。
(3)高等植物细胞中:① ,③ ,⑤ ,⑧ 。
2.将常见真核生物和原核生物序号填入所属集合中
①蓝藻 ②绿藻 ③蓝球藻 ④小球藻 ⑤硝化细菌 ⑥青霉菌 ⑦发菜 ⑧酵母菌 ⑨乳酸菌 ⑩小麦 水绵 变形虫
图1-1-5
3.细胞学说
(1)细胞学说的建立过程(连线)
(2)基本内容
①细胞是一个有机体,一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成。
②细胞是一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。
③新细胞可以从老细胞中产生。
(3)意义
①揭示了细胞统一性和生物体结构统一性。
②揭示了生物之间存在一定的亲缘关系。
正误辨析
(1)硝化细菌无线粒体,只能通过无氧呼吸获得能量。 ( )
(2)蓝藻无细胞核,也无核糖体;酵母菌有细胞核,无叶绿体。 ( )
(3)大肠杆菌和酵母菌通过线粒体进行有氧呼吸。 ( )
(4)发菜、颤藻和绿藻的变异来源都只有基因突变。 ( )
(5)细胞学说从不同的方面说明了细胞的统一性和差异性。 ( )
教材拓展
[必修1 P9] 原核生物中除了分布广泛的各种细菌外,还有蓝藻,结合高中阶段学习过的知识完成下列关于蓝藻的知识小体系。
图1-1-6
1.真核细胞与原核细胞的6个方面的区别
图1-1-7
2.细胞的多样性和统一性分析
(1)细胞多样性的体现及原因
①体现:细胞的形状、大小、种类、结构等方面的差异,如原核细胞与真核细胞、动物细胞和植物细胞、同一个体不同类型的细胞。
②直接原因:构成细胞的蛋白质分子不同。
③根本原因:DNA的多样性(不同生物间)及基因的选择性表达(同种生物不同细胞间)。
(2)细胞统一性的“五个”表现
图1-1-8
命题角度1 考查原核细胞与真核细胞的比较
1.下列关于原核细胞和真核细胞的叙述,错误的是 ( )
A.两者都能合成蛋白质
B.两者的遗传物质都是DNA
C.两者都可以进行无丝分裂
D.两者都可能进行光合作用
2.下列关于图1-1-9所示生物或细胞的叙述,正确的是 ( )
图1-1-9
A.a、b、c、d均在DNA中储存遗传信息
B.a、b、c、d均能进行有氧呼吸
C.b、d均可在叶绿体中合成有机物
D.b、c、d均有纤维素和果胶构成的细胞壁
易错警示 真、原核细胞的“6”个不一定
1.不属于真核生物的不一定就是原核生物,病毒没有细胞结构,既非原核生物也非真核生物。
2.带“菌”字的不一定都是细菌(原核生物),如酵母菌是真核生物。
3.带“藻”字的不一定都是蓝藻(原核生物),如绿藻是真核生物。
4.能进行光合作用的细胞不一定都含有叶绿体,如蓝藻无叶绿体。
5.能进行有氧呼吸的细胞不一定都含有线粒体,如硝化细菌。
6.没有细胞核的细胞不一定都是原核细胞,如哺乳动物的成熟红细胞。
命题角度2 细胞的多样性与统一性、细胞学说
3.[2018·辽宁大连八中模拟] 下列关于硝化细菌、蓝藻、根尖分生区细胞以及神经细胞共性的描述中,正确的是 ( )
①均具有磷脂双分子层与蛋白质构成的细胞膜结构
②ATP是所有细胞可直接利用的能源物质
③都以核糖体作为蛋白质合成的“机器”
④遗传信息均储存在核糖核酸分子中
⑤编码氨基酸的密码子基本相同
⑥所有生物的新陈代谢都是以细胞为单位进行的
A.①②③ B.①④⑤
C.①②③⑤⑥ D.①②③④⑤⑥
4.下列关于细胞学说的叙述,不正确的是 ( )
A.细胞学说主要由施莱登和施旺创立
B.“细胞通过分裂产生新细胞”是对细胞学说的重要补充
C.“细胞是一个相对独立的单位”是细胞学说的基本观点之一
D.细胞学说从细胞水平上揭示了生物界的统一性和差异性
题后归纳 细胞学说中3个“未涉及”和2个“统一了”
(1)3个“未涉及”
①未涉及原核细胞;
②未涉及病毒;
③未涉及生物或细胞间的“差异性”。
(2)2个“统一了”
①统一了“动植物”(均由细胞构成);
②统一了“细胞”(细胞均有自己的生命,又对整体的生命起作用;新细胞均来自老细胞)。
命题角度3 用集合思想来解决生物类群和生物概念问题
5.模型作为一种认识手段和思维方式,是科学认识过程中抽象化与具体化的辩证统一。下列选项中各种概念之间的关系,表述正确的是 ( )
图1-1-10
考点三 实验:用显微镜观察多种多样的细胞
1.实验原理
(1)放大倍数的计算:显微镜的放大倍数等于目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。
(2)放大倍数的计量标准:放大倍数是指放大的长度或宽度,不是指面积或体积。
2.实验步骤
(1)低倍镜:取镜→安放→对光→安放装片→调焦→观察。
(2)高倍镜观察的“四字诀”
①“找”:在低倍镜下“找”到要放大观察的物像。
②“移”:“移”动装片,把要放大观察的物像移至视野中央。
③“转”:“转”动转换器,换用高倍物镜。
④“调”:“调”节光圈,使视野亮度适宜;“调”节细准焦螺旋,使物像清晰。
3.显微镜的使用原理
(1)高倍镜与低倍镜的比较
比较
项目
物像
大小
看到的细
胞数目
视野
亮度
物镜与玻
视野
范围
片的距离
高倍镜
大
少
暗
近
小
低倍镜
小
多
亮
远
大
(2)成像特点及装片移动规律
①显微镜下所成的像是倒立且放大的虚像:倒立是指上下、左右均颠倒180度,相当于将观察物水平旋转180度。
②装片的移动规律:装片与物像移动方向相反,相对于视野中央,物像偏哪个方向,装片就向哪个方向移,即“同向移动”。
1.[2018·山东聊城模拟] 下列有关显微镜操作的说法,错误的是 ( )
A.高倍镜下细胞质流向是逆时针的,则细胞中细胞质流向应是顺时针的
B.标本染色较深,观察时可选用凹面反光镜和调大光圈
C.物镜换成高倍镜后,如果视野模糊,应调节细准焦螺旋
D.装片反放可能导致低倍物镜下能观察到标本,高倍镜下无法观察
2.如图1-1-11所示,甲中①②表示目镜,③④表示物镜,⑤⑥表示观察时物镜与装片之间的距离,乙和丙分别表示不同物镜下观察到的物像。下面描述正确的是 ( )
图1-1-11
A.观察物像丙时应选用甲中①④⑥组合
B.从图中的乙转为丙,正确调节顺序:转动转换器→调节光圈→移动标本→调节细准焦螺旋
C.若丙是由乙放大10倍后的物像,则细胞的面积增大为原来的10倍
D.若丙中观察到的细胞是位于乙中右上方的细胞,从图中的乙转为丙时,应向右上方移动装片
易错警示 有关显微镜使用的8个易错点
(1)调节粗准焦螺旋使镜筒下降时,双眼要从侧面注视物镜与玻片标本之间的距离,到快接近时(距离约为0.5 cm)停止下降。
(2)必须先用低倍物镜观察,找到要观察的物像,移到视野中央,然后再换用高倍物镜。
(3)换用高倍物镜后,不能再转动粗准焦螺旋,只能用细准焦螺旋来调焦。
(4)换用高倍物镜后,若视野太暗,应先调节遮光器(换大光圈)或反光镜(用凹面反光镜)使视野明亮,再调节细准焦螺旋。
(5)显微镜下所看到的物像是物体放大后的倒像。“实物”与“像”之间的关系是“实物”旋转180°就是“像”。例如实物为字母“b”,则视野中观察到的为“q”。
(6)凡观察颜色深的标本时,光线应强;观察颜色浅的标本时,光线不宜太强。可通过扩大或缩小光圈、旋转反光镜等调节光线。
(7)观察透明标本时,一般视野要暗,以增大明暗反差。观察透光不佳的标本时,视野要亮。
(8)测微尺在目镜上,在不同的放大倍数下,图示测微尺每小格的实际长度相同。
真题·预测
1.[2018·海南卷] 关于酵母菌和乳酸菌的叙述,错误的是 ( )
A.酵母菌和乳酸菌都能进行无氧呼吸
B.酵母菌有线粒体,而乳酸菌无线粒体
C.酵母菌具有细胞核,而乳酸菌具有拟核
D.溶菌酶能破坏酵母菌和乳酸菌的细胞壁
2.[2017·海南卷] 下列关于原核生物的叙述,错误的是 ( )
A.大肠杆菌的细胞内有核糖体
B.细胞对物质的吸收具有选择性
C.拟核区中含有环状的DNA分子
D.蓝藻细胞的叶绿体中含有叶绿素
3.[2016·上海卷] 下列病毒的构成组合中错误的是( )
①DNA ②RNA ③蛋白质 ④磷脂
A.②③④
B.①②③
C.①③
D.②③
4.[2015·海南卷] 细胞是生命活动的基本单位。关于细胞结构的叙述,错误的是 ( )
A.细菌有核糖体,无叶绿体
B.蓝藻无细胞核,也无核糖体
C.水绵有细胞核,也有叶绿体
D.酵母菌有细胞核,无叶绿体
5.[2015·上海卷] 细菌共有的特征是 ( )
①光学显微镜下可见 ②具有细胞结构 ③属于二倍体
④能寄生
A.①② B.①④
C.②③ D.③④
1.蓝球藻和小球藻在细胞结构等方面存在着较大的差异。下列对于这两种生物的叙述正确的是 ( )
A. 均含有叶绿素和类胡萝卜素
B. 均在叶绿体基质中完成二氧化碳的固定和C3的还原
C. 细胞膜均有控制内外物质交换的作用
D. 有丝分裂过程中均会以一定方式形成细胞壁
2.下列关于病毒的说法,正确的是 ( )
A.SARS病毒的遗传物质位于其拟核中
B.在实验室,可以用牛肉膏蛋白胨培养基培养病毒
C.病毒是最基本的生命系统
D.病毒同所有生物一样,能够发生遗传、变异和进化
3.根据“化学元素→化合物→C→组织→器官→洋葱(个体)”,下列有关叙述不正确的是 ( )
A. 与烟草花叶病毒相比,C能独立生活,两者都含有核糖核酸
B. 蓝藻和C都有核糖体,若两者都能进行光合作用,则都有叶绿素参与
C. 洋葱鳞片叶内表皮可用于质壁分离实验,也可以用于有丝分裂实验
D. 洋葱富含钾、锌、硒,与根尖成熟区细胞膜上载体的种类和数量有关
1.病毒没有细胞结构,只有依赖活细胞才能生活。
2.细胞是最基本的生命系统。
3.原核细胞与真核细胞最主要的区别是原核细胞没有成形的细胞核;二者共有的结构是细胞膜、细胞质和核糖体。
4.原核生物主要包括细菌和蓝藻两大类。
5.蓝藻没有叶绿体,但含有藻蓝素和叶绿素,能进行光合作用。
6.细胞学说揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性。
第2讲 细胞中的元素和化合物、细胞中的无机物
考试说明 1.水和无机盐的作用(Ⅰ)。
2.实验:检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质。
考点一 细胞中的元素和化合物
1.细胞中的元素
(1)元素的来源、分类和存在形式
图1-2-1
(2)生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系
图1-2-2
2.细胞中的化合物
图1-2-3
3.正确区分细胞鲜重、干重中的元素和化合物的含量
图1-2-4
正误辨析
(1)因为C是细胞干重中最多的元素,所以其是最基本的元素。 ( )
(2)活细胞中含量最多的化学元素是碳元素。 ( )
(3)细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要。 ( )
(4)主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定。 ( )
(5)细胞中的一种元素的作用能被其他元素替代。 ( )
(6)组成细胞的各种化合物在占细胞干重百分比中,因为脂质中脂肪是储能物质,所以脂质最多。 ( )
(7)淀粉、脂肪、蛋白质和核酸4种生物分子都含C、H、O、N这4种元素。 ( )
(8)细胞中的脱氧核糖核酸和脂肪酸都不含氮元素。 ( )
命题角度1 细胞中元素含量、种类及作用
1.下列物质中元素组成相同的一组是 ( )
A.糖原、胰岛素、甲状腺激素
B.ATP、DNA、RNA
C.淀粉、淀粉酶、淀粉酶基因
D.纤维素、性激素、生长激素
2.[2018·河北衡水冀州中学模拟] 下列有关组成细胞的元素的说法,正确的是 ( )
A.组成生物体的大量元素中,C是最基本的元素,在细胞鲜重中含量也是最多的
B.微量元素在生物体内含量很少,但必不可少,如叶绿素的合成离不开Mg
C.生物体内携带氨基酸进入核糖体的有机物一定不含S
D.P是磷脂、蛋白质、ATP和核糖等多种化合物的组成元素
题后归纳 判断元素与化合物分子的四个“明确”
图1-2-5
命题角度2 利用图表分析细胞中的元素及化合物
3.[2018·山西太原五中模拟] 构成细胞的有机化合物及其组成元素如下表,下列叙述中正确的是 ( )
有机化合物
组成元素
甲
C、H、O
乙
C、H、O,很多种类还含有N和P
丙
C、H、O、N,很多种类还含有S
丁
C、H、O、N、P
A.基因中不含甲类化合物
B.肺炎双球菌中肯定有乙类化合物
C.叶绿体中不含丙类化合物
D.丁类化合物只存在于细胞核中
图1-2-6
4.如图1-2-6所示,下列有关说法错误的是 ( )
A. 若该图表示的是活细胞中四种基本元素含量,则同等质量的大豆和花生中,大豆中含有的④比花生多
B. 若该图表示的是活细胞中四种化合物的含量,则性激素的化学本质不属于①
C. 若该图表示的是活细胞中四种化合物的含量,则烘干的小麦种子胚细胞中含量最多的化合物是①
D. 若该图表示的是活细胞中四种基本元素的含量,则地壳和活细胞中含量最多的元素都是②,由此说明生物界与非生物界具有统一性
易错警示 有关生物体内元素的错误认识
(1)误以为生物体内大量元素重要,微量元素不重要
大量元素、微量元素是根据元素的含量划分的。无论是大量元素还是微量元素,都是生物体必需的元素,对于维持生物体的生命活动都起着非常重要的作用。
(2)误以为在所有情况下细胞内含量最多的元素都是C
在细胞鲜重中含量最多的元素是O而不是C,在细胞干重中含量最多的元素是C。
考点二 细胞中的水和无机盐
1.细胞中的水
(1)细胞中水的存在形式和功能
图1-2-7
(2)自由水与结合水的比值和细胞代谢的关系
①关系
图1-2-8
②实例:衰老的细胞内水分含量减少,细胞萎缩,体积减小,细胞代谢速率减慢。
2.细胞中的无机盐
图1-2-9
3.十种常考无机盐功能举例
(1)N:参与构成 、ATP、NADP+、叶绿素、核苷酸等。
(2) :参与构成ATP、NADP+、核苷酸、磷脂等。
(3) :参与构成叶绿素(与光反应有关)。
(4)Ca2+:可调节肌肉收缩和血液凝固,血钙过高会造成肌无力,血钙过低会引起抽搐。
(5) :甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分(蛋白质的特征元素,故常用35S标记追踪蛋白质去向)。
(6) :血红蛋白的组成成分(缺Fe2+时,贫血,无氧呼吸加剧,可引发乳酸积累,导致酸中毒)。
(7) :甲状腺激素的组成成分。
(8)Na+:维持细胞外液渗透压,动作电位形成离不开Na+内流。
(9)K+:维持 渗透压, 电位的维持离不开K+外流。
(10)Cl-:与Na+共同维持细胞外液渗透压——细胞外液渗透压90%以上来自Na+和Cl-。
正误辨析
(1)同种植物萌发种子的含水量与休眠种子的含水量相同。 ( )
(2)贮藏中的种子不含水分,以保持休眠状态。 ( )
(3)活细胞中无机盐含量最少,作用也最小。 ( )
(4)细胞中的无机盐大多数以化合物形式存在,如CaCO3构成骨骼、牙齿。 ( )
(5)植物缺Mg会使光反应和暗反应强度均减弱。 ( )
(6)适应高渗环境的动物可排出体内多余的盐。 ( )
(7)水和无机盐都可以作为细胞的能源物质。 ( )
命题角度1 考查细胞中水的存在形式及功能
1.[2018·湖南师大附中模拟] 结合图1-2-10中曲线,分析有关无机物在生物体内含量的说法,错误的是 ( )
图1-2-10
A.曲线①可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄变化的曲线
B.曲线②可表示细胞由休眠转入旺盛代谢过程中自由水与结合水比值的变化
C.曲线③可以表示一粒新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中,其内无机盐的含量变化
D.曲线①可以表示人从幼年到成年体内含水量的变化
2.[2018·吉林长春八校模拟] 水是生命之源,下列有关生物体内水的叙述,不合理的是 ( )
A.结合水是细胞的组成成分,越冬植物体内结合水所占比例会升高
B.人体细胞中的内质网、线粒体和核糖体都会产生水
C.胰岛素发挥作用的过程中只产生水,不消耗水
D.绿色植物暗反应所需的还原剂的形成与叶绿体中的水的光解密切相关
题后归纳 衍射法归纳细胞中的水
图1-2-11
命题角度2 考查细胞中无机盐的功能及其实验分析
3.[2017·海南卷] 无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列相关叙述错误的是 ( )
A.蔬菜中的草酸不利于机体对食物中钙的吸收
B.缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降
C.和ATP一样,KH2PO4也能为生物体提供能量
D.植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐
4.设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐,某同学的构思大致如下:本实验中采用甲组、乙组之间的对照,以及乙组中实验前(无X)与实验后(有X)之间的自身对照。下列叙述正确的是 ( )
图1-2-12
A.对照组是甲组、乙组实验后
B.此实验的无关变量只是相同的植物
C.此实验如果是无土栽培,则实验前营养液要灭菌
D.为防止外界影响,此实验需在黑暗密闭条件下进行
题后归纳 生物体内无机盐生理功能的实验验证
(1)对照组
植物+完全培养液正常生长。
(2)实验组
图1-2-13
分析:
①实验中应保证实验材料的同一性,即材料的种类、生长状况一致等。
②实验组加入X盐的目的是二次对照,使实验组前后对照,以增强说服力。
考点三 实验:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
1.糖类的检测
(1)原理
①还原糖+斐林试剂砖红色沉淀。
②淀粉+碘液蓝色。
(2)检测步骤
图1-2-14
2.脂肪的检测
(1)检测原理:脂肪+苏丹Ⅲ染液橘黄色;
脂肪+苏丹Ⅳ染液红色。
(2)检测步骤
方法一:花生种子匀浆+3滴苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液 →橘黄色(红色)。
方法二:
图1-2-15
3.蛋白质的检测
(1)检测原理:蛋白质+双缩脲试剂→紫色。
(2)检测步骤
图1-2-16
4.实验成功关键点
(1)三个实验中都不宜选取有颜色的材料,否则会干扰实验结果的颜色变化。
(2)由于苏丹Ⅲ染液或苏丹Ⅳ染液易溶于酒精,故可用体积分数为50%的酒精洗去浮色。
(3)蛋白质鉴定中,若用大豆作材料,必须提前浸泡;若用蛋清作材料,必须稀释,否则试管不易刷洗。
(4)物质鉴定实验一般可预留部分样液作对照实验,若需进一步设立对照实验,对照组应加入成分已知的物质,如验证唾液淀粉酶是蛋白质,对照组可加入稀释的鸡蛋清溶液。
命题角度1 考查生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验
1.在生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中,对实验材料的选择,下列叙述错误的是 ( )
A.斐林试剂和双缩脲试剂的成分中都含有NaOH溶液
B.花生种子含脂肪多且子叶肥厚,是用于脂肪鉴定的理想材料
C.食用花生油最好选用苏丹Ⅳ染液来鉴定,而一般不选用苏丹Ⅲ染液来鉴定
D.甘蔗茎的薄壁组织含有较多糖且近于白色,因此可以用于还原糖的鉴定
2.如图1-2-17是鉴定生物组织中某种成分的操作流程图。下列相关叙述正确的是 ( )
图1-2-17
A.图中的M试剂也可以用于鉴定脂肪
B.可用菠菜叶片替代苹果
C.石英砂的作用是使研磨更充分
D.M试剂由甲、乙两种液体组成,使用时先加甲液再加乙液
题后归纳
(1)三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”
①唯一需要加热——还原糖检测,且必须水浴加热,不能用酒精灯直接加热。若不加热,则无砖红色沉淀出现。
②唯一需要使用显微镜——脂肪检测。
③唯一使用酒精——脂肪的鉴定,实验用体积分数为50%的酒精洗去浮色。
(2)斐林试剂与双缩脲试剂的“一同、三不同”
图1-2-18
命题角度2 以曲线图、表格、柱形图考查种子成熟与萌发时有机物的变化
3.[2018·河北石家庄二模] 如图1-2-19为实验测得的小麦、大豆、花生干种子中三类有机物的含量百分比,据图分析错误的是 ( )
图1-2-19
A. 同等质量的种子中,大豆所含的N最多,小麦所含的N最少
B. 三种种子中有机物均来自光合作用,含量的差异与所含基因有关
C. 萌发时,三种种子都会不同程度地吸水,为细胞呼吸创造条件
D. 相同质量的三种种子萌发需要O2的量相同,所以种植深度一致
4.油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如图1-2-20所示。将不同成熟阶段的种子制成匀浆后检测,结果正确的是( )
图1-2-20
选项
取样时间
检测试剂
检测结果
A
第10天
斐林试剂
不显色
B
第20天
双缩脲试剂
不显色
C
第30天
苏丹Ⅲ染液
橘黄色
D
第40天
碘液
蓝色
题后归纳 种子形成和萌发时物质变化
种子的发育与成熟
种子萌发
糖类与脂
肪的变化
可溶性糖合成淀粉、转化为脂肪等
淀粉先水解为麦芽糖,再水解为葡萄糖;脂肪水解为甘油和脂肪酸
干重
增加
减少(油料作物先增加后减少)
水
自由水减少
自由水增加
主要激
脱落酸减少,赤霉素增加
素变化
脱落酸增加,赤霉素减少
真题·预测
1.[2017·全国卷Ⅰ] 下列关于细胞结构与成分的叙述,错误的是 ( )
A.细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测
B.检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色
C.若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色
D.斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液,可被葡萄糖还原成砖红色
2.[2015·山东卷] 下列有关细胞内物质含量比值的关系,正确的是 ( )
A.细胞内结合水/自由水的比值,种子萌发时比休眠时高
B.人体细胞内O2/CO2的比值,线粒体内比细胞质基质高
C.神经纤维膜内K+/Na+的比值,动作电位时比静息电位时高
D.适宜条件下光合作用过程中C5/C3的比值,停止供应CO2后比停止前高
3.[2016·海南卷] 水在植物的生命活动中具有重要作用。风干种子只有吸收足够的水才能进行旺盛的代谢活动,使胚生长。小麦种子萌发过程中吸水量随时间变化的趋势如图1-2-21所示。回答下列问题:
(1)植物细胞中的水通常以结合水和自由水两种形式存在。风干种子细胞中的水主要是以 的形式存在。经阶段Ⅰ吸水后,种子中的水主要是以 的形式存在。
图1-2-21
(2)在阶段Ⅱ,种子吸水速率 (填“大于”“小于”或“等于”)阶段Ⅰ,呼吸速率 (填“大于”“小于”或“等于”)阶段Ⅰ。
(3)从细胞膜组成和结构的角度来推测,水分可经过细胞膜中的 、 从细胞外进入细胞内。
1.下列有关生物体内水和无机盐的叙述,错误的是 ( )
A.只有成熟的植物细胞才可以通过渗透作用吸水,而动物细胞则不能
B.人体缺铁会影响正常的有氧呼吸功能
C.无机盐离子对维持血浆的正常浓度和酸碱平衡等有重要作用
D.镁是构成叶绿素的必需成分,植物缺乏镁时会导致叶片发黄
2.下列关于实验操作的叙述,正确的是 ( )
A. 不宜选用橙汁鉴定还原糖,原因是其中不含还原糖
B. 鉴定花生子叶中的脂肪需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪颗粒
C. “检测生物组织中的还原糖”和“检测生物组织中的蛋白质”实验中,CuSO4的作用相同
D. 在常温下,将双缩脲试剂加入酶溶液中一定能观察到紫色反应
1.大量元素、微量元素都是生物必需的元素,对维持生物体生命活动都起着非常重要的作用。
2.占细胞鲜重含量最多的元素是氧,占细胞干重含量最多的元素是碳。
3.活细胞中自由水与结合水的比值高低能反映该细胞的代谢水平。
4.斐林试剂是甲液和乙液等量混合使用;双缩脲试剂是先加A液1 mL,再加B液4滴。
5.还原糖与斐林试剂在水浴加热时生成砖红色沉淀。
6.脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色,被苏丹Ⅳ染液染成红色。
7.蛋白质与双缩脲试剂产生紫色反应。
第3讲 生命活动的主要承担者——蛋白质
考试说明 蛋白质的结构和功能(Ⅱ)。
考点一 蛋白质的结构和功能
1.组成蛋白质的氨基酸及其种类
图1-3-1
2.多肽与蛋白质的结构及其多样性
图1-3-2
(1)元素组成(主要):a. 。
(2)基本单位:b. 。
(3)①过程有水产生的原因是 。
(4)肽键可表示为 。直链多肽中b的数目与c的数目的关系是 。
(5)d表示的是 。
3.蛋白质的功能
将下列实例与相应的蛋白质功能连接起来。
实例 功能
①肌肉、毛发等 (a)免疫功能
②血红蛋白 (b)调节作用
③抗体 (c)催化作用
④胰岛素 (d)运输作用
⑤唾液淀粉酶 (e)细胞和生物体的结构蛋白
正误辨析
(1)具有氨基和羧基的物质就是构成蛋白质的氨基酸。 ( )
(2)人体内不同氨基酸之间的差异是由DNA决定的。 ( )
(3)组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合。 ( )
(4)血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接。 ( )
(5)蛋白质中肽链的盘曲和折叠被解开时,其特定功能并未发生改变。 ( )
(6)蛋白质结构具有多样性的原因是构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和空间结构不同,只要有其中一项不同,蛋白质的结构就不同。 ( )
(7)蛋白质在核糖体上合成后已具有正常生理功能。 ( )
(8)人体内含有多种多样的蛋白质,每种蛋白质都含有20种氨基酸。 ( )
教材拾遗
[必修1 P23] 在鸡蛋清中加入食盐会出现白色絮状物,高温加热后鸡蛋清会呈白色固体状态,导致蛋白质出现这两种情况的原因是否相同?试进行分析。
1.蛋白质的结构层次及其多样性
(1)氨基酸的脱水缩合
①过程:一个氨基酸分子中的氨基(—NH2)和另一个氨基酸分子中的羧基(—COOH)相连接,同时脱去一分子水。
②二肽形成示例,如图1-3-3所示。
图1-3-3
③肽键:连接两个氨基酸分子的化学键可表示为—CO—NH—。
(2)蛋白质的结构层次
图1-3-4
①肽的名称确定:一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为几肽,含三个及三个以上氨基酸分子的可称为多肽。
②H2O中各元素的来源:H来自—COOH和—NH2,O来自—COOH。
③一条肽链上氨基数或羧基数的确定:一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基,分别位于肽链的两端;其余的氨基(或羧基)在R基上。
2.蛋白质的结构多样性决定其功能多样性
图1-3-5
命题角度1 考查氨基酸种类及结构特点
1.[2018·江苏常州一中模拟] 图1-3-6是三种化合物的结构简式,下列有关这三种化合物的叙述,错误的是 ( )
图1-3-6
A.三种化合物可以用一个结构通式表示
B.三种化合物的共同点之一是都含有一个氨基、一个羧基
C.三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应
D.三种化合物两两结合形成的物质中游离氨基数相同
题后归纳 “两看法”判断组成蛋白质的氨基酸
图1-3-7
命题角度2 考查蛋白质结构及多样性
2.图1-3-8是某一多肽链的分子结构式,据图分析,下列叙述错误的是 ( )
图1-3-8
A.①是氨基,⑤是羧基
B.该肽链中只有一个肽键,是④
C.该肽链中的R基有②③⑥
D.该多肽形成时失去了两分子水
3.[2018·黑龙江大庆铁人中学模拟] 朊病毒蛋白(PrP)有两种构象:一种是PrPc,一种是PrPsc,它们的比较如下表:
朊病毒蛋白
PrPc
PrPsc
空间结构
以螺旋为主
以折叠为主
溶解度
高
低
致病性
不致病
致病
肽链中氨基酸排列顺序
相同
由此可以推测,这两种蛋白质表现出不同性质的原因是 ( ) A.溶解度不同 B.氨基酸的种类不同
C.空间结构不同 D.氨基酸的数量不同
题后归纳 蛋白质结构的3点提醒
(1)不要将氨基写为NH2或—NH3;不要将羧基写为或COOH;也不要将肽键写为CO—NH或。
(2)氨基酸数目≠氨基酸种类:组成蛋白质分子的氨基酸数目可能成百上千,但构成生物体蛋白质的氨基酸种类约有20种。
(3)多肽≠蛋白质:在核糖体上经脱水缩合形成的多肽往往没有生物活性,由一条或多条肽链通过一定化学键(如二硫键等)盘曲、折叠形成具有复杂空间结构的蛋白质才能行使特定功能。
命题角度3 结合生活实践综合考查蛋白质的功能
4.下列生理过程中,没有蛋白质直接参与的是 ( )
A.线粒体基质中的CO2进入细胞质基质的过程
B.有丝分裂间期DNA进行半保留复制的过程
C.受精作用过程中精子与卵细胞的识别过程
D.免疫系统清除侵入内环境的病原体的过程
5.[2018·成都七中模拟] HSP是机体细胞受高温刺激后合成的一类热休克蛋白。该蛋白可发挥如图1-3-9所示的
作用,以保护机体细胞不受破坏。图中HSP起的作用是 ( )
图1-3-9
A. 促进肽键的形成 B. 抑制氨基酸脱水缩合
C. 促使肽链形成空间结构 D. 维持蛋白质结构稳定性
题后归纳 几种常考蛋白质的分布和功能
名称
分布
功能
绝大多数酶
细胞内或细胞外
催化作用
载体蛋白
细胞膜
运输某些物质如
离子、氨基酸等
某些激素(如生长
激素、胰岛素)
内环境中
调节生命活动
抗体
内环境中
免疫作用
血红蛋白
红细胞内
主要运输O2
和部分CO2
糖蛋白(受体蛋白)等
细胞膜表面
保护、润滑、
识别等作用
结构蛋白
细胞膜、肌纤维等
构成细胞和
生物体的成分
考点二 蛋白质的相关计算
1.蛋白质中游离氨基数或羧基数的计算
(1)至少含有的游离氨基数或羧基数=肽链数。
(2)游离氨基数或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基数或羧基数。
2.蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和脱去的水分子数的关系
(1)肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数。
(2)蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量-脱去的水分子数×18。
肽链
数
氨基
酸数
肽键
数
脱去的
水分子数
多肽链相对
分子质量
氨基
数
羧基
数
1条
m
m-1
m-1
ma-
18(m-1)
至少
1个
至少
1个
n条
m
m-n
m-n
ma-
18(m-n)
至少
n个
至少
n个
注:氨基酸的平均相对分子质量为a。
3.与蛋白质中的氮原子数、氧原子数相关的计算
(1)由于R基上的碳原子数不好确定,且氢原子数较多,因此以氮原子数或氧原子数为突破口,计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
(2)氮原子数=肽键数+肽链数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子总数。
(3)氧原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子总数-脱去的水分子数。
命题角度1 直链肽的相关计算
1.[2018·山东聊城高二模拟] 某五十肽中有丙氨酸(R基为—CH3)2个,现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图1-3-10所示)得到几种不同的有机产物,其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在,下列有关该过程产生的全部有机物中有关原子、基团或肽键数目的叙述,错误的是 ( )
图1-3-10
A.肽键数目减少4个
B.氨基和羧基分别增加4个
C.氢原子数目增加8个
D.氧原子数目增加2个
题后拓展 分析“碳骨架”,确定氨基酸种类和数目
当题目中给出肽链的结构简式时,首先找出“中心碳原子”和“—CO—NH—”交替连接构成的“基本骨架”,然后在肽键中间“断开”,即可数出氨基酸的个数,通过比较R基的种类数可得出氨基酸的种类数。
命题角度2 环状肽的相关计算
2.[2019·河南林州一中调研] 某蛋白质的结构如图1-3-11所示,其中—S—S—表示连接两条相邻肽链的二硫键,若该蛋白质由m个氨基酸构成,则每分子蛋白质在形成时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为 ( )
图1-3-11
A.m个、18m
B.(m-4)个、18(m-4)
C.(m-3)个、18(m-3)+4
D.(m-2)个、18(m-2)+4
题后归纳
图1-3-12
(1)环状肽的结构与计算
环状肽如图1-3-12所示:
根据图示可知,肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数(由于环状肽首尾氨基酸彼此相连,故形成一个环状肽时,比形成一条直链肽要多脱去一个水分子)。
(2)在蛋白质相对分子质量的计算中,若通过图示或其他形式告知蛋白质中含有二硫键时,要考虑脱去的H的质量,每形成一个二硫键,脱去2个H。
命题角度3 利用原子守恒法进行蛋白质的计算
3.[2018·山西太原五中模拟] 经测定,某多肽分子式是C21HxOyN4S2。已知该多肽是以下列氨基酸中的几种为原料合成的,苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。下列有关该多肽链的叙述错误的是( )
A.该肽链是三肽化合物
B.水解后能产生3种氨基酸
C.氢原子数和氧原子数分别是32和5
D.在核糖体上形成时相对分子质量减少了54
真题·预测
1.[2018·全国卷Ⅱ] 下列关于人体中蛋白质功能的叙述,错误的是 ( )
A.浆细胞产生的抗体可结合相应的病毒抗原
B.肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程
C.蛋白质结合Mg2+形成的血红蛋白参与O2运输
D.细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分
2.[2018·江苏卷] 哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用,加压素具有升高血压和减少排尿的作用。两者结构简式如图1-3-13所示,各氨基酸残基用3个字母缩写表示。下列叙述正确的是 ( )
图1-3-13
A.两种激素都是由八肽环和三肽侧链构成的多肽类化合物
B.氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢全部来自氨基
C.肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类无关
D.两种激素间因2个氨基酸种类不同导致生理功能不同
3.[2017·海南卷] 有关蛋白质结构与功能的叙述,错误的是 ( )
A.蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关
B.数量相同的5种氨基酸可以组成不同的多肽链
C.将抗体溶于NaCl溶液中会造成其生物活性的丧失
D.氨基酸序列相同的多肽链可折叠成不同的空间结构
4.[2017·江苏卷] 下列关于肽和蛋白质的叙述,正确的是 ( )
A.α-鹅膏蕈碱是一种环状八肽,分子中含有8 个肽键
B.蛋白质是由2 条或2 条以上多肽链构成的
C.蛋白质变性是由于肽键的断裂造成的
D.变性蛋白质不能与双缩脲试剂发生反应
1.下列有关肽键的叙述,错误的是 ( )
A.多肽中的肽键数等于或小于脱水缩合过程中的氨基酸数
B.含肽键的物质都可与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应
C.核糖体上可形成肽键,溶酶体内可发生肽键的水解
D.肽键的元素组成为C、H、O、N,其牢固程度与碳碳双键紧密相关
2.纤毛是某些原核细胞和真核细胞表面伸出的、能运动的突起,精子的尾部也属于纤毛。纤毛的运动与其含有的动力蛋白有关,动力蛋白具有ATP酶的活性,能通过自身空间结构的改变引起运动。下列说法合理的是 ( )
A. 真核细胞和原核细胞中合成动力蛋白的细胞器不同
B. 动力蛋白具有催化功能,通过提供能量与改变结构引起纤毛运动
C. 纤毛运动中动力蛋白通过肽键的合成与断裂改变空间结构
D. 动力蛋白基因突变可能导致男性不育
1.组成生物体蛋白质的氨基酸分子至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
2.脱水缩合是一个氨基酸分子的羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(—NH2)相连接,同时脱去一分子水的过程。
3.氨基酸分子以脱水缩合的方式形成肽键,由肽键连接氨基酸分子(残基)形成肽链,肽链盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子。
4.组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同,肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别,是蛋白质结构具有多样性的直接原因。
5.蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质,具有催化、运输、免疫、信息传递等许多功能。一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者。
第4讲 细胞中的核酸、糖类和脂质
考试说明 1.核酸的结构和功能(Ⅱ)。
2.糖类、脂质的种类和作用(Ⅱ)。
3.实验:观察DNA、RNA在细胞中的分布。
考点一 核酸的结构与功能
1.核酸的结构层次
图1-4-1
2.核酸的功能和分布
(1)
(2)
正误辨析
(1)核苷酸种类不同取决于碱基的不同。 ( )
(2)DNA和RNA的碱基组成相同,五碳糖不同。 ( )
(3)只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质。 ( )
(4)大肠杆菌细胞内含有4种碱基、4种核苷酸。 ( )
(5)DNA分子的一条链中两个相邻碱基通过“—磷酸—脱氧核糖—磷酸—”相连。 ( )
(6)分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同。 ( )
(7)核酸和蛋白质都具有物种特异性,核苷酸和氨基酸也具有物种特异性。 ( )
(8)真核生物以DNA为遗传物质,部分原核生物以RNA为遗传物质。 ( )
1.比较核酸的种类和组成
分类
脱氧核糖核酸—— DNA
核糖核酸—— RNA
基本
单位
名称
脱氧核糖核苷酸
核糖核苷酸
组成
磷酸
磷酸
含氮碱基(A、G、C、T)
含氮碱基(A、G、C、U)
脱氧核糖
核糖
种类
腺嘌呤脱氧核苷酸
腺嘌呤核糖核苷酸
鸟嘌呤脱氧核苷酸
鸟嘌呤核糖核苷酸
胞嘧啶脱氧核苷酸
胞嘧啶核糖核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
尿嘧啶核糖核苷酸
2.归纳核酸的功能
图1-4-2
3.列表比较核酸和蛋白质
项目
核酸
蛋白质
DNA
RNA
组成元素
C、H、O、N、P
C、H、O、N、P
C、H、O、N等
组成
单位
氨基酸
形成
场所
主要在细胞核中复制产生
主要在细胞核中转录生成
核糖体
检测
试剂
甲基绿(绿色)
吡罗红(红色)
双缩脲试剂(紫色反应)
分子
结构
一般为规则的双螺旋结构
一般为单链结构
氨基酸→多肽→蛋白质
结构多
样性的
决定
因素
DNA多样性、蛋白质多样性因果关系
联系
DNA、RNA和蛋白质三者间的内在关系:
命题角度1 考查核酸的组成、结构及功能
1.[2018·江西上饶联考] 关于核酸的说法,不正确的是( )
A. DNA和RNA的基本组成单位都是核苷酸,不含DNA的生物一定没有细胞结构
B. 同一个体的不同细胞中,DNA和RNA含量可能都不相同
C. 在DNA分子中每个脱氧核糖都连接两个磷酸基团
D. tRNA分子内也存在碱基对,其基本组成单位之一可用于合成ATP
2.[2018·河南郑州外国语学校调研] 如图1-4-3中甲所示,物质b是组成乙或丙的基本单位(单体)。下列相关叙述中错误的是 ( )
图1-4-3
A.如果图甲中的a是核糖,则b是丙的基本单位
B.如果m是胸腺嘧啶(T),则b是乙的基本单位
C.在多个b聚合成乙或丙的过程中都要产生水
D.乙或丙彻底水解的产物是甲
题后归纳 “三看”法快速确认DNA、RNA
图1-4-4
命题角度2 考查碱基、核苷酸种类与生物种类的关系
3.不同生物含有的核酸种类不同,原核生物和真核生物同时含有DNA和RNA,病毒体内含有DNA或RNA,下列各种生物中关于碱基、核苷酸、五碳糖种类的描述正确的是( )
选项
A
B
C
D
生物
烟草花叶病毒
T2噬菌体
烟草叶肉细胞
豌豆根毛细胞
碱基
4种
5种
8种
8种
核苷酸
4种
5种
8种
5种
五碳糖
1种
1种
2种
2种
题后归纳 不同生物的核酸、核苷酸、碱基及遗传物质
生物类别
核酸
核苷酸
碱基
遗传物质
举例
原核生物
和真核生物
含有DNA和
RNA两种核酸
8种
5种
DNA
细菌、人等
病毒
只含DNA
4种
4种
DNA
T2噬菌体
只含RNA
4种
4种
RNA
烟草花
叶病毒
命题角度3 考查蛋白质与核酸的关系
4.关于蛋白质与核酸的叙述,错误的是 ( )
A.蛋白质多样性的体现与核酸有关
B.细胞核中含有蛋白质和RNA
C.DNA分子的复制不需要蛋白质的参与
D.基因表达过程中可产生核酸和蛋白质
5.生物体内某些重要化合物的元素组成和功能关系如图1-4-5所示。其中X、Y代表元素,a、b、c是组成A、B、C三种生物大分子的单体,这三种单体的结构可用d或e表示。据图分析正确的是 ( )
图1-4-5
A.人体细胞中单体a、b的结构可用d表示,人体中d的种类有4种
B.大肠杆菌细胞内单体c的结构可用e表示,e的种类约有20种
C.a、b是生物体内遗传信息的携带者,C是生命活动的主要承担者
D.A、B的多样性由d中的n充分体现,C的多样性由e中的R充分体现
题后归纳 核DNA、mRNA、蛋白质的“相同”与“不完全相同”
图1-4-6
考点二 糖类、脂质的种类和作用
1.细胞中的糖类
(1)元素:仅由 (元素)构成。
(2)糖的种类和功能
2.细胞中的脂质
(1)组成元素:主要是 ,有些种类还含有 。
(2)脂质的种类和功能:
图1-4-7
正误辨析
(1)发芽小麦种子中的麦芽糖水解可产生果糖。 ( )
(2)甜菜里的蔗糖水解可产生葡萄糖和果糖。 ( )
(3)多糖在细胞中不与其他分子相结合。 ( )
(4)细胞中的糖类都是能源物质。 ( )
(5)细胞中的糖类都可以与斐林试剂反应,产生砖红色沉淀。 ( )
(6)并非所有细胞都含有糖类,并非所有的糖都是由C、H、O三种元素组成的。 ( )
(7)葡萄糖彻底氧化分解时,消耗的O2与释放的CO2的物质的量比值为1,同等质量的脂肪彻底氧化分解时该比值大于1。 ( )
(8)脂质中,只有磷脂是构成细胞膜的重要物质。 ( )
教材拓展
[必修1 P31] 如图1-4-8是淀粉、纤维素和糖原的示意图,试分析其共同点。
图1-4-8
1.糖类的合成场所、种类及相互关系
糖类的合成场所:叶绿体(葡萄糖、淀粉)、内质网(糖基团)、高尔基体(纤维素)、肝脏(肝糖原)和肌肉(肌糖原)。
图1-4-9
2.糖类与脂质的共性和特性以及二者的转化
(1)元素组成
(2)生理功能
(3)糖类与脂质的转化:过量的糖类可以大量转化为脂肪,而脂肪不能大量转化为糖类。
3.能源物质的归纳
图1-4-10
命题角度1 考查糖类的种类和功能
1.糖类是生物体的重要组成物质和能源物质,下列有关糖类的叙述正确的是 ( )
A.在ATP、RNA、质粒和叶绿体中均含有核糖
B.葡萄糖是构成麦芽糖、纤维素、淀粉和糖原的基本单位
C.在细胞膜上糖类均与蛋白质结合形成糖蛋白
D.所有糖类都是生物体的主要能源物质
2.图1-4-11为糖类概念图,下列说法不正确的是 ( )
图1-4-11
A. 若某种单糖A为果糖,则物质①是蔗糖
B. 若③是动物细胞中的储能物质,则③是糖原
C. 若构成物质②的碱基有胸腺嘧啶,则某种单糖A为核糖
D. 若④是腺嘌呤核糖核苷酸,则它可作为ATP的组成部分
题后归纳 高考常考的“糖”
(1)还原糖与非还原糖:还原糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖,非还原糖包括蔗糖、多糖等。
(2)RNA、DNA、ATP中的糖依次为核糖、脱氧核糖、核糖。
(3)植物细胞壁中的糖:纤维素。
(4)细胞膜中的糖:糖蛋白、糖脂中含糖。
(5)病毒中的糖:RNA病毒含核糖,DNA病毒含脱氧核糖。
命题角度2 考查脂质的种类和功能
3.下列有关脂质的叙述,正确的是 ( )
A.脂质中的磷脂是细胞膜的组成成分
B.维生素D和性激素不属于固醇类物质
C. 脂肪只存在于动物的脂肪细胞中,而其他部位和植物细胞中没有
D.脂质在核糖体、内质网及高尔基体上合成
命题角度3 综合考查糖类、脂质和其他化合物
4.[2018·衡水中学二模] 糖类和脂质是细胞中两种重要的有机物,下列相关叙述错误的是 ( )
A.消耗等质量的脂肪比糖类释放的能量更多
B.淀粉、纤维素和糖原的基本组成单位都是葡萄糖
C.糖类可以在叶绿体、高尔基体中合成
D.淀粉和脂肪水解的终产物都是二氧化碳和水
5.[2018·湖北荆州质检] 如图1-4-12为C、H、O、N、P等元素构成大分子物质甲~丙及结构丁的示意图。下列相关叙述不正确的是 ( )
图1-4-12
A.若图中物质甲能与碘液发生蓝色反应,则单体3为葡萄糖
B.若图中丁是一种细胞器,则单体1为氨基酸,单体2为核糖核苷酸
C.若图中丁能被碱性染料染成深色,则物质丙可控制物质乙的合成
D.物质甲、乙、丙为生物大分子,都有物种特异性
题后归纳 常见有机物的水解产物及元素组成的比较
物质
初步水解产物
彻底水解产物
元素组成
淀粉
麦芽糖
葡萄糖
C、H、O
脂肪
甘油+脂肪酸
甘油+脂肪酸
蛋白质
多肽
氨基酸
C、H、O、N(S)
核酸
核苷酸
磷酸、五碳糖、碱基
C、H、O、N、P
考点三 实验:观察DNA和RNA在细胞中的分布
1.实验原理
(1)甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同。
显示DNA和RNA
(2)
盐酸
2.实验步骤
图1-4-13
3.实验成功关键点
(1)选材:口腔上皮细胞、无色的洋葱鳞片叶内表皮细胞(上述细胞均无色,便于DNA和RNA着色)。
(2)缓水流冲洗目的:防止载玻片上的细胞被冲走。
(3)几种试剂在实验中的作用
试剂
作用
甲基绿
使DNA呈现绿色
吡罗红
使RNA呈现红色
质量分数为0.9%的NaCl溶液
保持口腔上皮细胞的正常形态
质量分数为8%的盐酸
①改变细胞膜的通透性;②使染色质中的DNA与蛋白质分离
蒸馏水
①配制染色剂;②冲洗载玻片
1.下列关于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的说法,正确的是 ( )
A.吡罗红甲基绿染液必须用生理盐水配制,目的是维持细胞的正常形态
B.盐酸能够改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞
C.该实验用口腔上皮细胞而不用叶肉细胞,是因为叶肉细胞不含RNA
D.盐酸有利于染色质中DNA与蛋白质分开,不利于DNA与染色剂结合
2.图1-4-14表示“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的基本实验步骤,对该实验基本步骤的叙述错误的是 ( )
图1-4-14
A.①表示制片,首先应在洁净的载玻片上滴一滴质量分数为0.9%的NaCl溶液
B.②表示水解,需要用质量分数为8%的盐酸处理烘干后的装片
C.③表示用缓水流冲洗,以免影响染色
D.④表示用甲基绿和吡罗红对标本先后进行染色
易错警示 观察DNA和RNA在细胞中分布的易错点
(1)应选择口腔上皮细胞或无色的洋葱鳞片叶内表皮细胞,不能用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞或叶肉细胞,以防止颜色的干扰。
(2)吡罗红甲基绿染液:混合使用,且现配现用。
(3)DNA和RNA在细胞核和细胞质中均有分布,只是量不同,故结构中强调“主要”,而不能说“只”存在于细胞核或细胞质中。
真题·预测
1.[2018·海南卷] 下列与真核生物中核酸有关的叙述,错误的是 ( )
A.线粒体和叶绿体中都含有DNA分子
B.合成核酸的酶促反应过程中不消耗能量
C.DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯键
D.转录时有DNA双链解开和恢复的过程
2.[2018·江苏卷] 下列关于糖类的叙述,正确的是 ( )
A.单糖可以被进一步水解为更简单的化合物
B.构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为果糖
C.细胞识别与糖蛋白中蛋白质有关,与糖链无关
D.糖类是大多数植物体干重中含量最多的化合物
3.[2018·江苏卷] 脂质与人体健康息息相关,下列叙述错误的是 ( )
A.分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲作用
B.蛇毒中的磷脂酶因水解红细胞膜蛋白而导致溶血
C.摄入过多的反式脂肪酸会增加动脉硬化的风险
D.胆固醇既是细胞膜的重要组分,又参与血液中脂质的运输
4.[2017·海南卷] 关于哺乳动物体内脂质与糖类的叙述,错误的是 ( )
A.固醇在动物体内可转化成性激素
B.C、H、O、P是构成脂质和糖原的元素
C.脂肪与糖原都是细胞内储存能量的物质
D.胆固醇是细胞膜的组分,也参与血脂运输
5.[2017·江苏卷] 下列关于糖类化合物的叙述,正确的是 ( )
A.葡萄糖、果糖、半乳糖都是还原糖,但元素组成不同
B.淀粉、糖原、纤维素都是由葡萄糖聚合而成的多糖
C.蔗糖、麦芽糖、乳糖都可与斐林试剂反应生成砖红色沉淀
D.蔗糖是淀粉的水解产物之一,麦芽糖是纤维素的水解产物之一
1.下列关于细胞内蛋白质和核酸及其相互关系的叙述,正确的是 ( )
A.控制合成不同蛋白质的DNA分子碱基含量可能相同
B.同一个体的神经细胞与骨骼肌细胞具有相同的DNA和RNA
C.蛋白质功能具有多样性的根本原因是控制其合成的mRNA具有多样性
D.基因的两条链可分别作模板进行转录,以提高某种蛋白质合成的效率
2.下列有关各种化合物的叙述,正确的是 ( )
A. 各种糖都能与斐林试剂发生显色反应
B. 各种脂质都参与生物膜的构成
C. 各种蛋白质的合成都需要模板
D. 各种核酸分子中嘌呤数都等于嘧啶数
1.核酸包括两大类:一类是脱氧核糖核酸,简称DNA;一类是核糖核酸,简称RNA。
2.糖类是主要的能源物质,大致可以分为单糖、二糖和多糖。其中葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质。
3.淀粉和糖原分别是植物细胞和动物细胞的重要储能物质。纤维素是构成植物细胞壁的主要成分。构成它们的基本单位都是葡萄糖。
4.脂质包括脂肪、磷脂和固醇等。其中脂肪是细胞内良好的储能物质;磷脂是构成生物膜的重要成分;固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D等。
5.以碳链为基本骨架的糖类、脂质、蛋白质、核酸等有机化合物,是构成“生命大厦”的基本框架,因此说“碳是生命的核心元素”。
第一单元 走近细胞与细胞的分子组成
第1讲 走近细胞
考点一
【知识梳理】
1.活细胞 单个细胞 各种分化的细胞
2.细胞 组织 系统 种群 群落 生物圈
(1)细胞 (2)生物圈 (3)系统 (4)单细胞生物 病毒
(5)种群 生物群落
3. DNA或RNA 蛋白质和核酸 活细胞
正误辨析
(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)√ (8)×
[解析] (1)因为组成病毒的核酸只有DNA或RNA,所以其只有4种碱基,核苷酸也只有4种。
(2)“HIV由蛋白质和核酸组成”不能支持“生命活动离不开细胞”的观点。
(3)一个单细胞生物既是细胞层次,又是个体层次。
(4)植物没有系统这一结构层次。
(6)一株菠菜最大的生命系统层次是个体。
(8)生命系统的层次中可能含有非生物的成分,如生态系统和生物圈包括非生物的物质和能量。
【对点训练】
1.C [解析] 逆转录病毒为RNA病毒,应只含有A、U、G、C 4种碱基;病毒的蛋白质外壳需要在宿主细胞的核糖体上合成;病毒没有细胞结构,不可在空气、水、土壤等介质中长期独立生存;病毒是非细胞生物,因此它不是生命系统。
2.D [解析] 病毒没有细胞结构,A错误;RNA聚合酶是DNA转录合成RNA过程中用到的酶,病毒逆转录过程需要逆转录酶,B错误;合成蛋白质的原料是氨基酸,C错误;大分子出入细胞的方式是胞吐或胞吞,D正确。
3.B [解析] 生命系统的结构层次从小到大的次序为细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈,因此最大的结构层次是生物圈,A错误;草履虫是单细胞生物,既属于细胞层次,也属于个体层次,B正确;病毒没有细胞结构,但其生活必须依赖活细胞,C错误;高等植物的个体水平以下包括组成个体的器官、组织和细胞,没有系统,D错误。
4.B [解析] 研究家鼠数量变化属于种群层次;某地苍鹭的数量变动属于种群层次;兔与狐之间的能量传递效率属于生态系统层次;瓢虫的空间分布属于种群的空间特征,即种群层次。
考点二
【知识梳理】
1.(1)拟核 细胞壁 核糖体 (2)拟核 细胞壁 核糖体
(3)细胞壁 叶绿体 细胞核 核糖体
2.①③⑤⑦⑨ ②④⑥⑧⑩
3.①—d ②—a ③—b ④—c
正误辨析
(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
[解析] (1)硝化细菌无线粒体,但细胞内有催化有氧呼吸的酶,能进行有氧呼吸。
(2)蓝藻属于原核生物,无细胞核,但有核糖体。
(3)大肠杆菌为原核生物,没有线粒体。
(4)绿藻为真核生物,其变异来源除了基因突变外,还有染色体变异等。
(5)细胞学说说明了细胞的统一性,并未说明细胞的差异性。
教材拓展
核糖体 藻蓝素和叶绿素 生产者
【对点训练】
1.C [解析] 原核细胞和真核细胞都有核糖体,都能合成蛋白质,A项正确;细胞生物的遗传物质都是DNA,B项正确;原核细胞的分裂方式为二分裂,真核细胞的分裂方式为无丝分裂、有丝分裂和减数分裂,C项错误;如蓝藻细胞是原核细胞,能进行光合作用,植物的叶肉细胞是真核细胞,也能进行光合作用,D项正确。
2.A [解析] T2噬菌体为DNA病毒,细胞生物的遗传物质都是DNA,A正确;噬菌体是病毒,不能进行呼吸作用,B错误;蓝藻和叶肉细胞都可以进行光合作用,但蓝藻为原核生物,没有叶绿体,C错误;b、c、d中只有叶肉细胞细胞壁的成分为纤维素和果胶,D错误。
3.C [解析] 题中所有细胞均具有细胞膜结构,都含有核糖体,①③正确;所有细胞均可以直接利用ATP作为能源物质,②正确;具有细胞结构的生物,遗传物质是DNA,遗传信息储存于DNA(脱氧核糖核酸)中,④错误;所有生物共用一套遗传密码,⑤正确;细胞是生物体结构和功能的基本单位,⑥正确。
4.D [解析] 细胞学说主要由施莱登和施旺创立,A正确;“细胞通过分裂产生新细胞”是魏尔肖对细胞学说的重要补充,B正确;细胞是一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用,C正确;细胞学说从细胞水平上揭示了生物界的统一性,未揭示其差异性,D错误。
5.B [解析] 原核细胞具有细胞结构,而病毒没有细胞结构,两者不存在包含关系;专门侵染细菌的病毒叫细菌病毒,又叫噬菌体;蓝藻细胞是原核细胞;生命系统包含生态系统,两者是包含关系,而不是并列关系。
考点三
【对点训练】
1.A [解析] 高倍镜下成的像是上下、左右颠倒的虚像,但细胞质环形流动方向不变,A错误;标本染色较深,可以通过选用凹面反光镜和调大光圈增大视野亮度,B正确;物镜换成高倍镜后,只能调节细准焦螺旋,C正确;装片反放可能导致低倍物镜下能观察到标本,高倍镜下无法观察,D正确。
2.D [解析] 据题图判断,丙是高倍镜下观察到的物像,因此观察物像丙时应选用②③⑤组合,A错误;从图中的乙转为丙,需要先把观察物像移到视野中央,再换用高倍物镜,
用细准焦螺旋调焦,还要调整视野亮度,故正确调节顺序为移动装片→转动转换器→调节光圈→调节细准焦螺旋,B错误;显微镜的放大倍数是指被观察物体长或宽的放大倍数,而不是面积的放大倍数,C错误;若丙图观察到的细胞是位于乙图右上方的细胞,从图中的乙转为丙时,应先向右上方移动装片,D正确。
【五年真题】
1.D [解析] 酵母菌为兼性厌氧型生物,既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸;乳酸菌为厌氧型生物,只能进行无氧呼吸,A正确。酵母菌为真核生物,有细胞核,有线粒体等膜性细胞器;乳酸菌为原核生物,没有细胞核,但有拟核,其细胞中只有核糖体一种细胞器,无线粒体等膜性细胞器,B、C正确。细菌细胞壁的成分是肽聚糖,可以被溶菌酶溶解,D错误。
2.D [解析] 大肠杆菌属于原核生物,细胞内只有核糖体一种细胞器,A项正确。细胞膜能够控制物质进出细胞,B项正确。原核细胞拟核区核物质是环状的DNA, C项正确。蓝藻是原核生物,不含叶绿体, D项错误。
3.B [解析] 一种病毒只含有一种核酸,即DNA或 RNA。核酸位于病毒的中心,构成它的核心,蛋白质包裹在核心周围,构成病毒的衣壳。部分病毒的衣壳外表面还具有膜结构。综上所述,A、C、D项正确,B项错误。
4.B [解析] 本题考查细菌、蓝藻、水绵和酵母菌在结构上的比较。细菌和蓝藻为原核生物,只有核糖体一种细胞器,B项错误,A项正确。水绵为真核生物,细胞内有细胞核和大型带状叶绿体,C项正确。酵母菌为真核生物,有细胞核,但没有叶绿体,D项正确。
5.A [解析] 细菌在光学显微镜下均可看到,①正确;细菌是具有细胞结构的原核生物,②正确;细菌无染色体,故无几倍体之说,③错误;细菌中有自养细菌,如硝化细菌,非寄生生活,④错误。
【2020预测】
1.C [解析] 蓝球藻属于原核生物,细胞内含有叶绿素和藻蓝素,不含类胡萝卜素,小球藻属于真核生物,细胞内叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素,A错误;蓝球藻中没有叶绿体,B错误;不管是原核细胞还是真核细胞,它们的细胞膜都有控制物质进出的功能,C正确;原核细胞不能进行有丝分裂,有丝分裂是真核细胞的分裂方式之一,D错误。
2.D [解析] 病毒没有细胞结构,不存在拟核,A错误;病毒营寄生生活,只能在活细胞中生长、繁殖,不能用普通的培养基来培养,B错误;最基本的生命系统是细胞,C错误;遗传、变异和进化是生物的基本特征之一,病毒也不例外,D正确。
3.C [解析] 题干体现的是生命系统的结构层次,其中C表示细胞,细胞是最基本的生命系统,能独立生活,细胞含有DNA和RNA(核糖核酸),烟草花叶病毒的遗传物质是RNA(核糖核酸),故两者都含有核糖核酸,A正确;蓝藻属于原核生物,只含有一种细胞器,即核糖体,因含有叶绿素和藻蓝素及相关的酶,所以可以进行光合作用,构成洋葱植株的细胞属于真核细胞,其能进行光合作用的细胞中含有叶绿体(含有叶绿素等),B正确;洋葱鳞片叶内表皮细胞已高度分化,不能进行有丝分裂,C错误;细胞膜具有选择透过性,细胞可依据自身生命活动选择性地吸收所需物质,这与细胞膜上载体的种类和数量有关,D正确。
第2讲 细胞中的元素和化合物、细胞中的无机物
考点一
【知识梳理】
1.(1)C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu C 基本骨架 C、H、O、N
(2)种类 统一 含量 差异
2.水 无机盐 干重
3.O>C>H>N 水>蛋白质 H2O C>O>N>H 蛋白质
正误辨析
(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)× (8)×
[解析] (1)因为碳元素在生物体中构成有机物的基本骨架,所以其是最基本元素。
(2)活细胞中氧元素含量最多。
(3)微量元素是生物体内含量很少但必不可少的元素。
(5)细胞中每种元素的作用是不同的。
(6)在占干重百分比中,蛋白质最多。
(7)淀粉、脂肪只含有C、H、O 3种元素。
(8)脱氧核糖核酸的组成元素为C、H、O、N、P。
【对点训练】
1.B [解析] 糖原、淀粉、纤维素、性激素的组成元素是C、H、O;甲状腺激素、胰岛素、淀粉酶、生长激素的主要组成元素是C、H、O、N;ATP、DNA、RNA、淀粉酶基因的组成元素是C、H、O、N、P。
2.C [解析] 组成生物体的大量元素中,C是最基本的元素,在细胞鲜重中含量最多的元素是O,A错误;叶绿素的合成离不开Mg,但Mg是大量元素,B错误;携带氨基酸进入核糖体的有机物是tRNA,其组成元素只有C、H、O、N、P,C正确;磷脂和ATP的组成元素是C、H、O、N、P,蛋白质中一定含有C、H、O、N,有的还含有S,核糖的组成元素为C、H、O,D错误。
3.B [解析] 甲表示糖类,基因是有遗传效应的DNA片段,脱氧核糖是DNA的组成成分之一;乙表示脂质,细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层,肺炎双球菌具有细胞膜;丙表示蛋白质,叶绿体膜的主要成分就是蛋白质和磷脂;丁表示核酸,DNA主要分布在细胞核中,RNA主要分布在细胞质中。
4.D [解析] 若题图表示的是活细胞中四种基本元素含量,则④表示N,同等质量的大豆和花生中,大豆含有的氮元素比花生多,A正确;若题图表示的是活细胞中四种化合物的含量,则①表示蛋白质,而性激素的本质是脂质,B正确;若题图表示的是活细胞中四种化合物的含量,则①表示蛋白质,烘干的小麦种子胚细胞中含量最多的化合物是蛋白质,C正确;生物界与非生物界具有统一性是指组成细胞的元素都能在自然界中找到,细胞没有特有的元素,D错误。
考点二
【知识梳理】
1.(1)结合水 细胞结构 自由水 化学反应 液体环境 营养物质和代谢废物
(2)旺盛 差 缓慢 强
2. 离子 复杂化合物 生命活动
3.(1)蛋白质 (2)P (3)Mg (5)S (6)Fe2+ (7)I- (9)细胞内液 静息
正误辨析
(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√ (7)×
[解析] (1)与同种植物休眠种子相比,萌发种子的含水量较高。
(2)贮藏中的种子,自由水与结合水的比值低,代谢弱,以保持休眠状态,并非不含水分。
(3)活细胞内无机盐含量虽然很少,但其作用却非常重要,是不可取代的。
(4)细胞中的无机盐大多数以离子形式存在。
(7)水和无机盐都不能提供能量,都不能作为细胞的能源物质。
【对点训练】
1.C [解析] 随着年龄增加,人体内含水量逐渐减少,新陈代谢速率减慢,自由水与结合水比值下降,A、D正确;细胞由休眠转入旺盛代谢过程中自由水与结合水比值增大,B正确;随着新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干,水分不断减少,无机盐含量基本不变,C错误。
2.C [解析] 结合水的比例越高,植物抗逆性越强,A正确;人体细胞中的内质网中脂质的合成、线粒体内膜上有氧呼吸第三阶段和核糖体中蛋白质的合成都会产生水,B正确;促进血糖的氧化分解是胰岛素的作用之一,该过程中既有水的消耗也有水的产生,C错误;绿色植物暗反应所需的还原剂的形成与光反应中水的光解密切相关,D正确。
3.C [解析] 草酸可与钙形成不溶性的草酸钙,不利于机体对钙的吸收,A项正确。铁是合成血红蛋白所不可缺少的成分,故缺铁影响血液运输O2,B项正确。无机盐不能为生物体提供能量, C项错误。植物秸秆燃烧剩下的灰烬中含有丰富的无机盐, D项正确。
4.C [解析] 该实验中对照组是甲组、乙组实验前;此实验的无关变量有植物种类、每组中的植物数量、培养条件等;由于培养的是植物,故需在光照下进行。
考点三
【对点训练】
1.D [解析] 双缩脲试剂由两种试剂组成:0.1 g/mL的NaOH溶液和0.01 g/mL的CuSO4溶液;斐林试剂也由两种试剂组成:0.1 g/mL的NaOH溶液和0.05 g/mL的CuSO4溶液。食用花生油颜色较深,而苏丹Ⅲ染液可将脂肪染成橘黄色,不易区分,故最好选用苏丹Ⅳ染液,可以将脂肪染成红色。甘蔗茎的薄壁组织含有较多的蔗糖,蔗糖不是还原糖。
2.C [解析] 根据选材及颜色变化可知,该实验检测的是还原糖,其中M试剂是斐林试剂,斐林试剂不能用于鉴定脂肪,A错误;由于菠菜叶片呈绿色,会影响对实验结果的观察,所以不能用菠菜叶替代苹果,B错误;石英砂的作用是使研磨更充分,C正确;斐林试剂由两种液体(甲液即0.1 g/mL的NaOH溶液和乙液即0.05 g/mL的CuSO4溶液)组成,使用时应先将甲、乙两液混合后再加入样液中,D错误。
3.D [解析] 同等质量的种子中,大豆所含的蛋白质最多,所以大豆所含的N最多,小麦所含的蛋白质最少,即含N最少,A项正确;三种种子中有机物均来自光合作用,不同生物种子有机物含量的差异与所含基因有关,B项正确;萌发时,三种种子都会不同程度地吸水,为细胞呼吸创造条件,C项正确;相同质量的三种种子萌发,由于花生种子中脂肪含量较多,所以需要O2的量多,种植深度应较浅,D项错误。
4.C [解析] 第10天有可溶性糖,不排除有还原糖的可能,故加入斐林试剂,水浴加热后可能出现砖红色沉淀,A错误;种子中一定含有蛋白质,加入双缩脲试剂后会产生紫色反应,B错误;第30天种子中有脂肪,与苏丹Ⅲ染液发生反应,呈现橘黄色,C正确;第40天种子中无淀粉,加入碘液后不会呈现蓝色,D错误。
【五年真题】
1.B [解析] 完整的细胞膜具有选择透过性,台盼蓝不是细胞所需物质,所以在细胞膜完整的情况下,台盼蓝不能进入细胞,细胞不能被染色,只有在细胞膜不完整的情况下,细胞才能被染色,A项正确。双缩脲试剂可以和有肽键的物质发生紫色反应,氨基酸没有肽键,B项错误。染色体可以被碱性染料染色,醋酸洋红液是一种碱性染料,C项正确。斐林试剂是由甲液NaOH溶液和乙液CuSO4溶液等量混合而成的,是含有Cu2+的碱性溶液,可被葡萄糖等还原糖还原成Cu2O,从而出现砖红色沉淀,D项正确。
2.D [解析] 种子萌发比休眠时自由水的含量高,结合水/自由水的比值降低,A项错误。O2进入线粒体和CO2从线粒体中出来的方式都是自由扩散,因此人体细胞内细胞质基质中O2含量偏高,而CO2含量偏低,而线粒体内O2含量偏低,而CO2含量偏高,故线粒体内O2/CO2的比值比细胞质基质低,B项错误。神经细胞内K+浓度明显高于膜外,而Na+浓度比膜外低,静息电位的产生与维持主要是由于K+外流,动作电位产生的机制是Na+内流,所以神经纤维膜内K+/Na+的比值,动作电位时比静息电位时低,C项错误。光合作用过程中停止供应CO2前,C3的含量是C5的2倍,停止供应CO2后C3的含量降低,C5的含量升高,因此C5/C3的比值,停止供应CO2后比停止前高,D项正确。
3.(1)结合水 自由水
(2)小于 大于
(3)磷脂(或脂质)双分子层 水通道
[解析] 本题以种子萌发过程为素材,考查植物代谢的相关知识。(1)风干种子中的自由水含量很少,细胞中的水主要是结合水。阶段Ⅰ种子吸水主要是吸胀吸水,阶段Ⅰ以后种子中的水主要以自由水的形式存在。(2)图中阶段Ⅱ种子吸胀吸水达到饱和,而中央大液泡又没形成,种子吸水速率小于阶段Ⅰ,种子吸收足够的水后开始进行旺盛的代谢活动,种子在阶段Ⅱ的呼吸速率大于阶段Ⅰ。(3)细胞膜的结构主要包括磷脂双分子层和膜蛋白,因此水分进入细胞需经过磷脂双分子层和水通道蛋白。
【2020预测】
1.A [解析] 当细胞液浓度大于外界溶液浓度时,成熟的植物细胞可以通过渗透作用吸水,当细胞质浓度大于外界溶液浓度时,动物细胞也能通过渗透作用吸水,A错误;铁是血红蛋白的重要组成成分,而血红蛋白具有运输氧气的功能,所以人体缺铁会影响血红蛋白的合成,进而影响正常的有氧呼吸功能,B正确;无机盐离子对维持血浆的正常浓度和酸碱平衡等有重要作用,C正确;镁是构成叶绿素的必需成分,植物缺镁,会导致叶绿素的合成减少,进而引起叶片发黄,D正确。
2.B [解析] 检测还原糖的原理是斐林试剂与还原糖反应生成砖红色沉淀,而橙汁有颜色,影响对颜色反应的观察,A错误。脂肪能被苏丹Ⅲ染成橘黄色或者被苏丹Ⅳ染成红色,观察花生子叶中的脂肪需要借助显微镜,B正确。 在“检测生物组织中的还原糖”实验中CuSO4与氢氧化钠反应生成氢氧化铜,氢氧化铜与醛基发生反应,生成砖红色沉淀;在“检测生物组织中的蛋白质”实验中,CuSO4的作用是铜离子在碱性条件下与蛋白质反应生成紫色络合物,C错误。酶的化学本质是蛋白质或RNA,其中RNA不能与双缩脲试剂产生紫色反应,D错误。
第3讲 生命活动的主要承担者——蛋白质
考点一
【知识梳理】
1.C、H、O、N 氨基 羧基
同一个碳原子上 非必需 必需
2.(1)C、H、O、N (2)氨基酸
(3)氨基酸脱水缩合形成多肽
(4)—NH—CO— 直链多肽中肽键的数目=氨基酸的数目-肽链的数目 (5)功能多样性
3.①-(e) ②-(d) ③-(a) ④-(b) ⑤-(c)
正误辨析
(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)×
[解析] (1)构成蛋白质的氨基酸至少有一个氨基和一个羧基,且它们连接在同一个碳原子上,故具有氨基和羧基的物质不一定是构成蛋白质的氨基酸。
(2)DNA控制蛋白质的合成,而不是控制氨基酸的合成。
(3)组成蛋白质的氨基酸之间脱水缩合的方式相同。
(4)蛋白质的不同肽链间可通过二硫键等化学键连接,不一定是肽键。
(5)蛋白质的空间结构被破坏,其特定功能会改变。
(6)蛋白质结构具有多样性的原因是氨基酸的种类、数目和排列顺序不同,以及蛋白质的空间结构不同,而不是氨基酸的空间结构不同。
(7)多数蛋白质在核糖体上合成后需经过加工才具有正常生理功能。
(8)每种蛋白质不一定都含有20种氨基酸。
教材拾遗
不同。在食盐作用下析出蛋白质,蛋白质本身的结构没有改变,仍维持原有的生物活性;高温加热后蛋白质的空间结构发生了改变,丧失了原有的生物活性。
【对点训练】
1.B [解析] 三种化合物都是构成蛋白质的氨基酸,都可用氨基酸的结构通式表示,A正确;题图中三种氨基酸的共同点之一应为“至少都含有一个氨基、一个羧基”,B错误;双缩脲试剂与蛋白质产生紫色反应,是由于蛋白质中有肽键,氨基酸中无肽键,故不能与双缩脲试剂发生紫色反应,C正确;三种化合物两两结合形成的物质中游离的氨基数都是1,D正确。
2.B [解析] 分析题图可知,①为氨基,⑤为羧基,A正确;该多肽链中共有2个肽键,B错误;该肽链中的R基有3个,为题图中②③⑥,C正确;该多肽链中有2个肽键,形成时失去两分子水,D正确。
3.C [解析] 由表中信息可知,两种蛋白质的肽链中氨基酸排列顺序相同,由此可确定,两种蛋白质的空间结构不同是它们表现出不同性质的原因。
4.A [解析] CO2从线粒体基质进入细胞质基质的方式是自由扩散,不需要蛋白质的参与;DNA进行半保留复制的过程中需要解旋酶和DNA聚合酶的相关作用,这些酶属于蛋白质;受精作用过程中精子与卵细胞的识别过程与细胞膜上的糖蛋白有关;免疫系统清除侵入内环境的病原体的过程中,产生的抗体属于蛋白质。
5.C [解析] 分析题图可知,HSP能促进多肽链转变成蛋白质,即促使肽链形成空间结构,C项正确,A、B、D三项均错误。
考点二
【对点训练】
1.D [解析] 题述五十肽脱掉其中的2个丙氨酸(位于肽链中间),在丙氨酸的两侧各断裂一个肽键,因此肽键数目减少4个,A正确;断裂四个肽键,即水解形成4个氨基和4个羧基,B正确;脱掉丙氨酸的过程需要4个水分子参与水解,所以氢原子数目增加8个,氧原子数目增加4个,C正确,D错误。
2.D [解析] 该蛋白质由一条环肽和两条肽链构成,脱去的水分子数等于肽键数,即(m-2)个。减少的相对分子质量应为18(m-2)+4,其中4是因为有两个二硫键,每形成一个二硫键,就要脱去2个H,所以共脱去4个H。
3.A [解析] 分析题干信息可知,题干中给出的几种氨基酸都只含有一个氮原子,因此分子式为C21HxOyN4S2的多肽是由4个氨基酸脱水缩合形成的四肽,A错误;该化合物中含有2个硫原子,因此分子式是C21HxOyN4S2的多肽中含有2个半胱氨酸(C3H7O2NS),由碳原子数可推知除了两个半胱氨酸,还有两个氨基酸参与该多肽的形成,分别是苯丙氨酸和亮氨酸,所以该四肽化合物水解产生的氨基酸有3种,多肽中氢原子数和氧原子数分别是32和5,B、C正确;4个氨基酸脱水缩合形成多肽时脱去了3个水分子,相对分子质量减少了54,D正确。
【五年真题】
1.C [解析] 蛋白质的功能包括组成细胞和生物体的结构(如组成肌肉的某些蛋白质)、免疫(如抗体)、运输(如血红蛋白)、调节(如蛋白质类激素)、催化(如大多数酶)等,A、B、D项正确。血红蛋白是由蛋白质结合Fe2+形成的,是具有运输O2功能的蛋白质,C项错误。
2.D [解析] 两种激素都是由六肽环和三肽侧链构成的多肽类化合物,A项错误。氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中氢分别来自羧基和氨基,B项错误。肽链中游离氨基的数目取决于参与构成肽链的氨基酸种类,C项错误。由题干和图可知,两种激素间因2个氨基酸种类不同导致生理功能不同,D项正确。
3.C [解析] 蛋白质的空间结构决定了它的理化性质以及生物活性,A项正确。数量、种类相同的氨基酸排列顺序不同,形成的肽链不同,B项正确。蛋白质在NaCl溶液中结构不变,生物活性不变,C项错误。氨基酸序列相同的多肽链折叠方式不同,会形成不同的空间结构, D项正确。
4.A [解析] 环状肽分子中肽键数与氨基酸数一致,A项正确。蛋白质可由1条多肽链构成,B项错误。蛋白质变性是其特定的空间构象改变,肽键没有断裂,仍能与双缩脲试剂发生反应,C、D项错误。
【2020预测】
1.D [解析] 在链状肽中,肽键数=含有的氨基酸数-肽链数,在环状肽中,肽键数=含有的氨基酸数,A正确;含肽键的物质都可与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应,B正确;氨基酸的脱水缩合过程发生在核糖体上,因此核糖体上可形成肽键,溶酶体内含有多种水解酶,
可发生肽键的水解,C正确;肽键的元素组成为C、H、O、N,其可表示为,不含碳碳双键,D错误。
2.D [解析] 动力蛋白的化学本质是蛋白质,真核细胞和原核细胞中合成动力蛋白的细胞器均是核糖体,A错误;动力蛋白具有ATP酶的活性,催化ATP水解放能从而改变结构引起纤毛运动,具有催化功能的动力蛋白不能提供能量,B错误;纤毛运动与其含有的动力蛋白有关,但该过程中没有肽键的合成与断裂,C错误;精子的尾部属于纤毛,纤毛的运动与其含有的动力蛋白有关,动力蛋白基因突变可能会导致精子的运动能力降低,从而引起男性不育,D正确。
第4讲 细胞中的核酸、糖类和脂质
考点一
【知识梳理】
1.C、H、O、N、P 磷酸 五碳糖 含氮碱基 核苷酸 脱氧核糖 核糖 U
2.(1)遗传信息 遗传、变异和蛋白质合成 (2)细胞核 细胞质
正误辨析
(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)×
[解析] (1)核苷酸的种类取决于五碳糖的种类以及碱基的种类。
(2)RNA中不含T,DNA中不含U。
(3)噬菌体不具有细胞结构,但噬菌体的DNA也携带遗传信息。
(4)大肠杆菌细胞内含有DNA和RNA,共含有5种碱基、8种核苷酸。
(5)DNA分子的一条链中两个相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”相连。
(6)基因中的碱基的排列顺序代表遗传信息。
(7)核苷酸和氨基酸不具有物种特异性。
(8)细胞生物的遗传物质都是DNA。
【对点训练】
1.C [解析] DNA和RNA的基本组成单位都是核苷酸,不含DNA的生物是病毒,病毒无细胞结构,A正确;同一个体的不同细胞中,进行分裂的细胞中的DNA含量与未进行分裂的细胞中的DNA含量一般不同,由于基因的选择性表达,各细胞中RNA含量可能会有差异,B正确;DNA分子内部的每个脱氧核糖都连接两个磷酸基团,但每条脱氧核苷酸链的一端都有一个脱氧核糖仅连接一个磷酸基团,C错误;tRNA分子结构中也存在碱基对,其基本组成单位之一腺嘌呤核糖核苷酸可用于合成ATP,D正确。
2.D [解析] 由题图可知,乙为双链DNA,丙为tRNA。如果a是核糖,则b是核糖核苷酸,是构成RNA的基本单位,A正确;T是DNA特有的碱基,所以如果m为T,则b为乙的基本单位,B正确;b聚合成乙或丙的过程中都能产生水,C正确;核酸初步水解的产物是核苷酸,彻底水解的产物是五碳糖、碱基和磷酸,D错误。
3.A [解析] 烟草花叶病毒为RNA病毒,其含有的碱基、核苷酸、五碳糖种类分别为4种、4种、1种,A正确;T2噬菌体为DNA病毒,其含有的碱基、核苷酸、五碳糖种类分别为4种、4种、1种,B错误;烟草、豌豆为植物,它们含有的碱基、核苷酸、五碳糖种类均分别为5种、8种、2种,C、D错误。
4.C [解析] 根据中心法则可知,蛋白质的合成受核酸的控制,A正确;细胞核中含有蛋白质和RNA,B正确;DNA分子的复制需要解旋酶、DNA聚合酶的催化,而这些酶的本质是蛋白质,C错误;基因表达过程中可产生核酸(RNA)和蛋白质,D正确。
5.B [解析] 根据题图可判断,A代表DNA,B代表RNA,C代表蛋白质,a、b、c分别代表脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸。d为核苷酸,e为氨基酸,m为磷酸,f为五碳糖,n为碱基。人体中d的种类有8种,脱氧核苷酸和核糖核苷酸各4种。生物体内遗传信息的携带者是核酸而不是核苷酸。DNA、RNA的多样性由d的数量、排列顺序以及d中n的种类充分体现,蛋白质C的多样性由e的数量、排列顺序以及e中R基的种类和C的空间结构充分体现。
考点二
【知识梳理】
1.(1)C、H、O
(2)单糖 二糖 多糖 蔗糖、麦芽糖 淀粉、纤维素 葡萄糖、核糖、脱氧核糖 乳糖 糖原 脱氧核糖 纤维素 淀粉 糖原 葡萄糖
2.(1)C、H、O P、N
(2)脂肪 胆固醇 性激素 维生素D
正误辨析
(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× (7)√
(8)×
[解析] (1)1分子麦芽糖水解产生2分子的葡萄糖。
(3)细胞中多糖可与蛋白质结合形成糖蛋白。
(4)细胞中的纤维素、核糖、脱氧核糖不能供能。
(5)只有还原糖才能与斐林试剂在水浴加热条件下反应,产生砖红色沉淀。
(6)所有细胞都含有糖类,所有的糖都是由C、H、O三种元素组成的。
(7)脂肪中氢/氧的值比糖分子中高,同等质量的脂肪彻底氧化分解时需消耗较多的氧气。
(8)脂质中的胆固醇也是构成动物细胞膜的重要成分。
教材拓展
①三者都含有C、H、O三种元素;②其基本组成单位均是六碳糖中的葡萄糖;③三者均是由许多葡萄糖连接而成的多糖。
【对点训练】
1.B [解析] ATP、RNA和叶绿体中均含有核糖,质粒是环状DNA,只含脱氧核糖,A错误;葡萄糖是构成麦芽糖、纤维素、淀粉和糖原的基本单位,B正确;在细胞膜上部分糖类与磷脂结合形成糖脂,C错误;纤维素不是生物体的能源物质,而是构成植物细胞壁的主要成分之一,D错误。
2.C [解析] 据题图分析可知,若某种单糖A为果糖,根据果糖+葡萄糖→蔗糖,可知①是蔗糖,A项正确;如果某种单糖A经聚合反应形成的物质③作为动物细胞中储存能量的物质,则物质③是糖原,B项正确;如果某种单糖A与磷酸和碱基结合形成物质②,其中碱基有胸腺嘧啶,则②是脱氧核苷酸,某种单糖A为脱氧核糖,C项错误;ATP脱去2个磷酸基就是腺嘌呤核糖核苷酸,因此,腺嘌呤核糖核苷酸可参与ATP的组成,D项正确。
3.A [解析] 脂质中的磷脂是细胞膜的组成成分,A正确;维生素D和性激素都属于固醇类物质,B错误;脂肪是细胞内良好的储能物质,广泛存在于动植物细胞中,C错误;脂质在内质网上合成,D错误。
4.D [解析] 由于等质量的脂肪比糖类含H多,所以氧化分解等质量的脂肪比糖类释放的能量更多,A正确;淀粉、纤维素、糖原的基本组成单位都是葡萄糖,B正确;淀粉可以在叶绿体中合成,纤维素可以在高尔基体中合成,C正确;淀粉水解的终产物是葡萄糖,脂肪水解的终产物是甘油和脂肪酸,二者氧化分解的终产物是二氧化碳和水,D错误。
5.D [解析] 若物质甲能与碘液发生蓝色反应,则其为淀粉,单体3为淀粉的基本组成单位——葡萄糖,A正确;若图中丁是一种细胞器,则其是核糖体,由核酸和蛋白质构成,单体1为氨基酸,单体2为核糖核苷酸,B正确;若图中丁能被碱性染料染成深色,则丁为染色体,物质丙为DNA,物质乙为蛋白质,DNA可控制蛋白质的合成,C正确;物质甲是多糖,没有物种特异性,D错误。
考点三
【对点训练】
1. B [解析] 吡罗红甲基绿染液应用蒸馏水、乙酸和乙酸钠进行配制,A错误;实验中加入质量分数为8%的盐酸的作用:一是改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞;二是使染色质中的DNA与蛋白质分离,有利于DNA与染色剂结合,B正确,D错误;叶肉细胞中含有叶绿体,绿色会干扰实验结果,因此不用叶肉细胞作实验材料,C错误。
2.D [解析] ①表示制片,先在洁净的载玻片上滴一滴生理盐水,以维持细胞的正常形态,A正确;②表示水解,需要用质量分数为8%的盐酸处理烘干后的玻片,B正确;③表示用缓水流冲洗,以免影响染色,C正确;④表示用甲基绿吡罗红混合染色剂对标本进行染色,D错误。
【五年真题】
1.B [解析] 线粒体和叶绿体也是DNA的载体,都含有DNA分子,A正确;合成核酸的酶促反应过程中消耗能量,B错误;DNA和RNA分子中都含有磷酸二酯键,C正确;转录时,需要DNA双链片段解旋,完成转录后DNA双链又恢复,D正确。
2.D [解析] 单糖不能进一步水解,A项错误。构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为葡萄糖,B项错误。细胞识别与糖蛋白中蛋白质、糖链都有关,C项错误。植物体干重中含量最多的化合物是糖类,D项正确。
3.B [解析] 脂肪具有缓冲作用,可减少内脏器官之间的摩擦,A项正确。酶具有特异性,磷脂酶只能水解磷脂而不能水解蛋白质,B项错误。动脉硬化与反式脂肪酸有关,摄入过多的反式脂肪酸会增加动脉硬化的风险,C项正确。胆固醇既构成动物细胞膜,同时也参与血液中脂质的运输,D项正确。
4.B [解析] 性激素的化学本质是固醇,A项正确。脂肪、固醇和糖原都由C、H、O构成,磷脂由C、H、O、N、P构成,B项错误。糖原是动物细胞的储能物质,脂肪也是细胞的储能物质, C项正确。胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,在人体中还参与血液中脂质的运输, D项正确。
5.B [解析] 葡萄糖、果糖、半乳糖的元素组成都是C、H、O,A项错误。淀粉、糖原、纤维素的单体都是葡萄糖,B项正确。蔗糖是非还原糖,不能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀, C项错误。淀粉的水解产物之一是麦芽糖,纤维素的水解产物是葡萄糖, D项错误。
【2020预测】
1.A [解析] 碱基含量相同的DNA,其碱基的排列顺序不一定相同,则控制合成的蛋白质不同,A正确。同一个体不同体细胞的细胞核中的DNA相同,但是RNA和蛋白质存在差异,B错误。蛋白质功能具有多样性的根本原因是DNA具有多样性,C错误。转录仅以基因的一条链为模板进行,D错误。
2.C [解析] 只有还原糖才能与斐林试剂发生显色反应,A错误。脂质中脂肪、维生素D等未参与构成生物膜,B错误。蛋白质的合成需要mRNA作为模板,C正确。单链RNA中嘌呤数不一定等于嘧啶数,D错误
微信/支付宝扫码支付