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專題一
細胞的分子組成、結構功能
專題一
細胞的分子組成、結構功能
解讀課標明晰重點
專題一
細胞的分子組成、結構功能
構建網絡縷清思路
專題一
細胞的分子組成、結構功能
構建網絡縷清思路
專題一
細胞的分子組成、結構功能
自查自糾夯實基礎
專題一
細胞的分子組成、結構功能
自查自糾夯實基礎
專題一
細胞的分子組成、結構功能
自查自糾夯實基礎
專題一
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專題一
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專題一
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專題一
細胞的分子組成、結構功能
自查自糾夯實基礎
考點一
細胞的分子組成
核心知識整合
考點一
細胞的分子組成
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考點一
細胞的分子組成
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細胞的分子組成
名師特別提醒
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考點一
細胞的分子組成
科學思維專訓
考點一
細胞的分子組成
科學探究專訓
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科學探究專訓
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科學探究專訓
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高考真題回顧
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謝謝觀賞專題一　細胞的分子組成、結構功能
概念
細胞是生物體結構與生命活動的基本單位
1．說出細胞的組成元素。
2．指出水的存在形式及作用。
3．舉例說出無機鹽在生命活動中的作用。
4．舉例說出糖類、脂質的種類和作用。
5．闡明蛋白質、核酸的結構和功能。
6．闡明細胞生物膜系統的結構和功能。
7．闡明各種細胞器的結構和功能。
8．闡明細胞核的結構和功能。
9．描述原核細胞和真核細胞的最大區別。
10．舉例說明被動運輸和主動運輸的特點。
提示：①化合物?、诰S持生命活動　③良好溶劑?、軘M核?、莺四ぁ、迌δ堋、呱锬ぁ、嘀|?、徕}和磷?、獯呋?、調節、免疫、運輸　?遺傳信息　?一定的流動性　?主動運輸　?信息交流　?選擇透過性　?細胞質基質　?生物膜系統　?核糖體
一、細胞的多樣性和統一性
1．新冠病毒是一類具有細胞結構的生物，在實驗室中可用牛肉膏蛋白胨培養基培養。(×)
提示：病毒沒有細胞結構，要用活細胞培養。
2．藍藻、綠藻、毛霉、大腸桿菌和乳酸菌都屬于原核生物。(×)
提示：綠藻、毛霉屬于真核生物。
3．細胞學說的建立揭示了生物的統一性與多樣性。(×)
提示：細胞學說的建立揭示了細胞的統一性和生物體結構的統一性。
二、細胞的分子組成
1．高溫下蛋白酶失活是因為破壞了氨基酸之間的肽鍵。(×)
提示：高溫破壞的是蛋白質的空間結構而不是肽鍵。
2．RNA具有傳遞遺傳信息、轉運和催化等功能。(√)
提示：mRNA傳遞遺傳信息，tRNA轉運氨基酸，少數酶的化學本質是RNA。
3．脂質中只有磷脂參與生物膜的構成。(×)
提示：除磷脂外，膽固醇也是構成動物細胞膜的重要成分。
4．血鈣過低會出現抽搐，說明無機鹽具有維持機體正常滲透壓的作用。(×)
提示：血鈣過低會出現抽搐，說明無機鹽具有維持細胞和生物體的正常生命活動的作用。
三、生物膜系統
1．功能越復雜的細胞膜，蛋白質的種類和數量越多。(√)
2．細胞膜上的受體是細胞間信息交流所必需的結構。(×)
提示：高等植物細胞之間可以通過胞間連絲進行信息交流。
3．生物膜系統是對生物體內所有膜結構的統稱，但不包括囊泡的膜。(×)
提示：生物膜系統是對細胞內所有膜結構的統稱，例如細胞膜、細胞器膜和核膜，也包括囊泡的膜。
四、細胞器
1．人體內成熟的紅細胞中沒有線粒體，不能產生ATP。(×)
提示：人體內成熟的紅細胞中沒有線粒體，能進行無氧呼吸產生ATP。
2．沒有葉綠體或中央大液泡的細胞是動物細胞。(×)
提示：植物根尖分生區細胞沒有葉綠體和中央大液泡。
3．高爾基體是肽鏈合成和加工的場所。(×)
提示：肽鏈的合成在核糖體，高爾基體可以對來自內質網的蛋白質進行加工。
4．細胞骨架是由蛋白質纖維組成的網架結構，與細胞運動、分裂、分化以及物質運輸、能量轉換、信息傳遞等生命活動密切相關。(√)
五、細胞核
1．核膜由兩層磷脂分子組成，蛋白質、RNA、DNA等生物大分子都可以穿過核膜上的核孔進出細胞核。(×)
提示：核膜由兩層膜共四層磷脂分子組成，蛋白質、RNA等生物大分子可以穿過核膜上的核孔進出細胞核，但DNA不可以。
2．核仁和核膜在細胞分裂周期中始終存在。(×)
提示：在細胞分裂前期，核膜解體，核仁消失。
3．細胞核是遺傳信息庫，是細胞代謝和遺傳的控制中心，也是細胞代謝的中心。(×)
提示：細胞代謝的中心是細胞質，不是細胞核。
六、細胞的物質運輸
1．植物細胞的原生質層由細胞膜和液泡膜組成。(×)
提示：植物細胞的原生質層由細胞膜、液泡膜以及這兩層膜之間的細胞質組成。
2．相對分子質量小的物質或離子都可以通過自由擴散進出細胞。(×)
提示：離子通常通過主動運輸進出細胞。
3．植物細胞通過主動運輸吸收不同礦質離子的速率都相同。(×)
提示：植物細胞通過主動運輸吸收不同礦質離子的速率不同。
4．以胞吐、胞吞方式運輸的都是生物大分子。(×)
提示：某些小分子的神經遞質，例如谷氨酸、甘氨酸、一氧化氮等通過胞吐方式運輸。
考點一　細胞的分子組成
1．理清糖類、脂質、蛋白質、核酸的分子組成
2．熟記蛋白質結構多樣性的原因和蛋白質的功能多樣性
總結：蛋白質是生命活動的主要承擔者。
3．歸納核酸的種類、結構及功能
4．熟記細胞中脂質的種類和作用
5．總結細胞中水的產生、利用和作用
6．歸納細胞中無機鹽的形式和作用
1．三大能源物質的供能順序為：糖類→脂肪→蛋白質，等質量的脂肪和糖相比，脂肪中H的含量高，O的含量低，故脂肪氧化分解釋放的能量多，需要O2多，產生H2O多。
2．多糖的單體都是葡萄糖，但二糖并不是僅由葡萄糖組成的，如蔗糖是由葡萄糖和果糖組成的。
3．并非所有的糖都是能源物質，如核糖、脫氧核糖、纖維素等不參與氧化分解提供能量。
4．淀粉、糖原、纖維素、蔗糖等屬于非還原糖，不能用斐林試劑檢測。單糖是不需消化即可直接吸收的糖，二糖和多糖必須消化后才能吸收。
5．脂質≠脂肪，脂質包括脂肪、磷脂和固醇；固醇≠膽固醇，固醇包括膽固醇、性激素和維生素D。
6．脂肪是主要的儲能物質，但不參與構成膜結構；磷脂是構成生物膜的重要成分；膽固醇是構成動物細胞膜的重要成分。
7．多肽≠蛋白質，兩者都有肽鍵，都可與雙縮脲試劑發生作用，產生紫色反應，但只有蛋白質具有空間結構。
8．核酸≠DNA≠脫氧核苷酸，核酸包括DNA和RNA。DNA的基本單位是脫氧核苷酸，含有AGCT4種堿基；RNA的基本單位是核糖核苷酸，含有AGCU4種堿基。
9．水解≠氧化分解，例如淀粉徹底水解產物為葡萄糖，不產生ATP；淀粉徹底氧化分解產物為CO2和H2O，產生ATP。
10．吃熟雞蛋容易消化的原因是：高溫引起蛋白質不可逆的永久變性失活，使蛋白質分子的空間結構變得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。
11．在生物體中組成蛋白質的氨基酸大約有20種，但自然界中氨基酸不只20種，而且不是每種蛋白質都含有20種氨基酸。
12．雞蛋清＋食鹽→白色的絮狀物絮狀物消失，此過程中蛋白質結構沒有發生變化。
1．人的紅細胞和心肌細胞的主要成分都是蛋白質，但兩種細胞的功能完全不同，請解釋原因。
提示：組成蛋白質的氨基酸的種類、數量和排列順序以及蛋白質分子的空間結構都不同，它們的功能也不相同。
2．葡萄糖可以口服，也可以靜脈注射進入人體細胞。蔗糖是否也可以？為什么？
提示：蔗糖只能口服而不可以靜脈注射。因為蔗糖是二糖，必須經過消化作用分解成兩分子單糖后才能進入細胞。蔗糖經過口服后，可以在消化道內消化分解，變成單糖后被細胞吸收。
1．鎂是葉綠素的重要組成元素，植物體缺少鎂元素會導致葉片發黃，影響光合作用。請設計實驗證明鎂是植物必需的礦質元素。
實驗材料：某種植物幼苗若干、完全培養液、缺鎂培養液。
請寫出該實驗的設計思路并預測實驗結果。
提示：選擇生理狀況相同的植物幼苗若干，分成A、B兩組，A組用完全培養液培養、B組用缺鎂培養液培養，一段時間后，觀察兩組葉片是否變黃。若B組葉片發黃，再補充鎂離子，一段時間葉片恢復綠色，則證明鎂是植物必需的礦質元素。
2．谷類種子和油料種子分別以淀粉和脂肪為主要營養物質，種子萌發時這兩種物質都氧化分解為CO2和H2O。現有谷類種子和油料種子各一組，請根據種子在適宜條件下萌發時氧氣消耗量與二氧化碳釋放量的關系，設計實驗以確定種子的類型，簡要寫出實驗思路并預期實驗結果及結論。
提示：實驗思路：分別檢測這兩組種子萌發時O2消耗量和CO2釋放量的比值(或CO2釋放量和O2消耗量的比值)，并比較兩組比值的大小。
預期實驗結果和結論：萌發時O2消耗量和CO2釋放量的比值低(或CO2釋放量和O2消耗量的比值高)的一組為谷類種子；萌發時O2消耗量和CO2釋放量的比值高(或CO2釋放量和O2消耗量的比值低)的一組為油料種子。
1．[2020·新高考卷Ⅰ(山東卷)，改編]棉花纖維由纖維細胞形成。蔗糖經膜蛋白SUT轉運進入纖維細胞后逐漸積累，在纖維細胞的加厚期被大量水解后參與纖維素的合成。研究人員用普通棉花品系培育了SUT表達水平高的品系F，檢測兩品系植株開花后纖維細胞中的蔗糖含量，結果如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．纖維素的基本組成單位是葡萄糖和果糖
B．曲線乙表示品系F纖維細胞中的蔗糖含量
C．15～18天曲線乙下降的主要原因是蔗糖被水解后參與纖維素的合成
D．提高SUT的表達水平會使纖維細胞加厚期延后
解析：根據題意分析題圖，甲乙曲線蔗糖含量都是先上升是因為蔗糖經膜蛋白SUT轉運進入纖維細胞后積累，隨后蔗糖含量下降是因為在纖維細胞的加厚期被大量水解后參與纖維素的合成造成的。品系F中的SUT表達水平提高，對蔗糖的運輸增加，而甲曲線蔗糖含量的最高值大于乙且上升的時間早于乙，所以曲線甲應為品系F纖維細胞中的蔗糖含量。纖維素的基本組成單位是葡萄糖，A錯誤；品系F中的SUT表達水平提高，對蔗糖的運輸增加，分析曲線可知，甲曲線蔗糖含量的最高值大于乙且上升的時間早于乙，所以曲線甲應為品系F纖維細胞中的蔗糖含量，B錯誤；由題干信息“蔗糖在纖維細胞的加厚期被大量水解后參與纖維素的合成”可知，15～18天曲線乙下降的主要原因是蔗糖被水解后參與纖維素的合成，C正確；甲曲線蔗糖含量下降的時間早于乙曲線，故提高SUT的表達水平會使纖維細胞加厚期提前，D錯誤。
答案：C
2．(2020·浙江卷，改編)下列關于生物體中有機物的敘述，正確的是(　　)
A．淀粉的單體是蔗糖
B．膽固醇是人體所需的物質
C．蛋白質是生物體內重要的儲能物質
D．人細胞中儲存遺傳信息的物質是RNA
解析：淀粉的單體是葡萄糖，A錯誤；膽固醇是動物細胞膜的重要成分，是人體所需的物質，B正確；糖類和脂肪是生物體內重要的儲能物質，C錯誤；人細胞中儲存遺傳信息的物質是DNA，D錯誤。
答案：B
3．(2020·江蘇卷)下列關于細胞中無機化合物的敘述，正確的是(　　)
A．自由水是生化反應的介質，不直接參與生化反應
B．結合水是細胞結構的重要組成成分，主要存在于液泡中
C．無機鹽參與維持細胞的酸堿平衡，不參與有機物的合成
D．無機鹽多以離子形式存在，對維持生命活動有重要作用
解析：自由水是生化反應的介質，有些水還直接作為反應物參與生物化學反應，如有氧呼吸，A錯誤；結合水是組成細胞結構的重要成分，主要存在形式是水與蛋白質、多糖等物質結合，成為生物體的構成成分，而液泡中的水屬于自由水，B錯誤；細胞中大多數無機鹽以離子的形式存在，對維持細胞和生物體的生命活動有重要作用，能參與維持細胞的酸堿平衡，也能參與有機物的合成，如Mg2＋是合成葉綠素的原料，C錯誤、D正確。
答案：D
4．(2020·江蘇卷)下列關于細胞中生物大分子的敘述，錯誤的是(　　)
A．碳鏈是各種生物大分子的結構基礎
B．糖類、脂質、蛋白質和核酸等有機物都是生物大分子
C．細胞利用種類較少的小分子脫水合成種類繁多的生物大分子
D．細胞中生物大分子的合成需要酶來催化
解析：生物大分子都是以碳鏈為基本骨架，A正確；糖類中的單糖、二糖和脂質不屬于生物大分子，B錯誤；細胞中利用種類較少的小分子(單體)脫水縮合成種類繁多的生物大分子(多聚體)，如許多氨基酸分子脫水縮合后通過肽鍵相連形成蛋白質，C正確；生物大分子的合成過程一般需要酶催化，D正確。
答案：B
熱點一　考查細胞中的無機物
1．(2020·貴陽適應性測試)下列關于生物體內水和無機鹽的敘述，不正確的是(　　)
A．體內參與運輸營養物質和代謝廢物的水是自由水
B．某些無機鹽是組成ATP、RNA和纖維素的必需成分
C．生物體內無機鹽濃度的大小會影響細胞的吸水或失水
D．自由水與結合水的比例隨生物個體代謝的強弱而變化
解析：自由水可以運輸細胞所需的養料和細胞代謝產生的廢物，A正確。纖維素屬于多糖，糖類的元素組成只有C、H、O，與無機鹽無關，B錯誤。生物體內無機鹽濃度影響體液的滲透壓，從而影響細胞吸水和失水，C正確。新陳代謝旺盛時，自由水與結合水的比例將升高，D正確。
答案：B
熱點二　考查糖類和脂質的分類及功能
2．(2020·佛山聯考)下列關于糖類和脂質的敘述，正確的是(　　)
A．淀粉、麥芽糖和蔗糖徹底水解的產物都是葡萄糖
B．糖原只存在于動物的肝臟中，是重要的儲能物質
C．脂肪是最常見的脂質，是組成細胞膜的成分
D．人體血液中的膽固醇過多可能引發心腦血管疾病
解析：蔗糖水解產物既有葡萄糖，也有果糖，A錯誤；糖原存在于肝臟和肌肉細胞中，存在于肝臟細胞的為肝糖原，存在于肌肉細胞的為肌糖原，B錯誤；脂肪不是組成細胞膜的成分，C錯誤；人體血液中的膽固醇過多可能引發心腦血管疾病，D正確。
答案：D
熱點三　考查蛋白質、核酸的功能及相互關系
3．(2020·遵義聯考)蛋白質和核酸是細胞中重要的生物大分子。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．蛋白質和核酸的共有元素是C、H、O、N
B．核酸通過控制蛋白質的合成控制生物體的性狀
C．由蛋白質纖維組成的細胞骨架有利于維持細胞形態
D．染色體與核糖體均是由核酸和蛋白質組成的細胞器
解析：蛋白質的組成元素為C、H、O、N，有的還含有S，核酸的組成元素為C、H、O、N、P，所以蛋白質和核酸的共有元素是C、H、O、N，A正確；核酸是生物性狀的控制者，蛋白質是生命活動的體現者，核酸通過控制蛋白質的合成控制生物體的性狀，B正確；細胞骨架是由蛋白質纖維組成的，有利于維持細胞的形態，C正確；染色體的主要組成成分是DNA和蛋白質，核糖體的組成成分是rRNA和蛋白質，但染色體不是細胞器，D錯誤。
答案：D
4．(2018·全國卷Ⅲ)回答下列與蛋白質相關的問題：
(1)生物體中組成蛋白質的基本單位是________，在細胞中合成蛋白質時，肽鍵是在________這一細胞器上形成的。合成的蛋白質中有些是分泌蛋白，如________(填“胃蛋白酶”“逆轉錄酶”或“酪氨酸酶”)。分泌蛋白從合成至分泌到細胞外需要經過高爾基體，此過程中高爾基體的功能是________。
(2)通常，細胞內具有正常生物學功能的蛋白質需要有正確的氨基酸序列和________結構，某些物理或化學因素可以導致蛋白質變性，通常，變性的蛋白質易被蛋白酶水解，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如果DNA分子發生突變，導致編碼正常血紅蛋白多肽鏈的mRNA序列中一個堿基被另一個堿基替換，但未引起血紅蛋白中氨基酸序列的改變，其原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)生物體中組成蛋白質的基本單位是氨基酸；細胞中合成蛋白質時，在核糖體上mRNA的密碼子翻譯成氨基酸，氨基酸之間脫水縮合形成肽鍵；胃蛋白酶是胞外酶屬于分泌蛋白，逆轉錄酶和酪氨酸酶屬于胞內酶；分泌蛋白從合成至分泌到細胞外還需要內質網加工，再經過高爾基體的進一步加工、分類、包裝，最后形成分泌小泡轉運至細胞膜，通過胞吐的方式分泌出去。(2)細胞內的蛋白質都有特定的氨基酸數目、種類和排列順序以及由肽鏈盤曲、折疊形成的一定的空間結構；某些物理或化學因素可以使蛋白質分子的空間結構變得伸展、松散，肽鍵暴露，易與蛋白酶接觸，使蛋白質被水解。(3)編碼正常血紅蛋白多肽鏈的mRNA序列中一個堿基被另一個堿基替換，改變后的密碼子翻譯的氨基酸還是原來的氨基酸，這是密碼子的簡并性，所以不會引起血紅蛋白中氨基酸序列的改變。
答案：(1)氨基酸　核糖體　胃蛋白酶　對蛋白質進行加工、分類和包裝　(2)空間　蛋白質變性使肽鍵暴露，暴露的肽鍵易與蛋白酶接觸，使蛋白質降解　(3)遺傳密碼具有簡并性
與蛋白質、核酸相關的5個易錯易混點
(1)高溫使蛋白質變性的原因不是破壞了氨基酸之間的肽鍵，而是破壞了肽鏈盤曲折疊形成的空間結構。
(2)由氨基酸分子經脫水縮合構成的環狀肽與鏈狀肽在失水數問題上的不同：由于環狀肽是首尾相接，所以一般情況下，肽鍵數與氨基酸數相等，特殊情況下，兩個氨基酸R基之間也可能出現脫水縮合現象。
(3)DNA一般是雙鏈結構，也有環狀的，如質粒DNA、線粒體和葉綠體中的DNA。RNA一般是單鏈結構。雙鏈DNA的堿基對之間含氫鍵，某些RNA(如tRNA)中也含氫鍵。
(4)1個tRNA中含有1個反密碼子，但不能認為其只含有3個堿基。
(5)rRNA參與核糖體的構成，且具有催化肽鍵形成的作用。
熱點四　考查細胞中化合物的推斷
5．(2020·貴陽適應性考試)如圖表示真核細胞某些結構的主要組成成分(圖中字母是元素符號)，下列敘述正確的是(　　)
A．甲表示磷脂分子，它是生物膜的基本支架，也是生物膜功能的主要承擔者
B．物質乙、丙的單體可分別表示氨基酸和核糖核苷酸
C．基因和結構2在行為上存在著明顯的平行關系，摩爾根用實驗證明了基因在結構2上
D．結構2在根尖成熟區的細胞中呈現周期性的變化
解析：分析題圖可知，圖中甲、乙、丙分別為磷脂分子、蛋白質和DNA，結構1和2分別為生物膜和染色體。磷脂分子是生物膜的基本支架，蛋白質是生物膜功能的主要承擔者，A錯誤；蛋白質、DNA的單體分別是氨基酸和脫氧核糖核苷酸，B錯誤；染色體主要由蛋白質和DNA組成，基因是有遺傳效應的DNA片段，基因和染色體在行為上存在著明顯的平行關系，摩爾根用假說—演繹法證明了基因位于染色體上，C正確；染色體在分裂細胞中呈現周期性的變化，根尖成熟區的細胞是高度分化的細胞，不能進行分裂，D錯誤。
答案：C
四大類有機物的推斷方法
(1)根據元素判斷。
①只含有C、H、O的可能是糖類、脂肪和固醇，然后根據糖類、脂肪和固醇的特點進一步確定。
②含有C、H、O、N四種元素的最可能是蛋白質，若含有S，則一定是蛋白質。
③含有P的為核酸或磷脂。
(2)根據關鍵詞進行判斷：如由“折疊”聯想到多肽，“儲能物質”聯想到脂肪，“結構物質”聯想到蛋白質，“遺傳物質”聯想到核酸，“主要能源物質”聯想到糖類。

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