专题01 细胞的物质基础--2024年高考生物【热点·重点·难点】专练(新高考专用)
展开一、对知识进行层级化的框架梳理:生物知识点比较多,我们可以引导学生以逻辑关系对知识进行层级化的“知识框架”梳理,以便让学生更牢固地掌握基础知识, 从而能够更好地把知识融会贯通。
二、回归教材,注重教材细节:新课标I卷的题“不偏”“不怪”“不坑”,不会在题目中设“语言陷阱”,大多数题考查的内容直接或改编至教材。
三、帮助学生进行“方法类知识”的梳理,深入理解生物学研究方法
四、掌握生物学实验的两大要素:自变量和对照。自变量保证了实验设计的逻辑正确,对照保证实验在特定条件下进行。
五、帮助学生总结一些答题技巧。做选择题把握住(1)高考题往往有非常明确的选项,比我们平时的模拟题要简单。(2)对于重要概念不能过于死记硬背,要理解。(3)生物不是数学,不考复杂的计算,数字越复杂,答案可能越简单。所以要善于运用倒推法、排除法来做选择题。做好以上几点,相信二轮复习后学生会有一个很大的提升。
专题 01 细胞的物质基础
高考感知
命题趋势
1.重点是组成细胞的四种有机物及相关实验、组成细胞的无机物,该部分内容的命题以选择题为主。
2.试题情境主要选自大学教材中的相关知识,要求学生在题干信息提取加工的基础上,结合教材原型知识进行作答,通常是考查学生已学知识在新情境中的迁移应用。核心素养的考查主要是生命观念和科学思维的考查,引导学生用模型认知与建构等科学思维深入理解相关概念,形成结构与功能等生命观念。
知识必备
重点:
一、细胞中的元素和化合物
1.组成细胞的化学元素,在无机自然界中都能够找到,没有一种化学元素为细胞所特有,这说明了生物界与无机自然界具有统一性;但是,细胞与无机自然界相比,各种元素的相对含量又大不相同,这说明了生物界与无机自然界具有差异性。(P16)
2.组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。细胞中含量最高的化合物是水,它同时也是含量最高的无机物,含量最高的有机物是蛋白质。(P17)
3.组成细胞的主要化合物及相对含量示意图(P17):
4.用化学试剂检测生物组织中的化合物或观察结构(P18)
需要加热的是还原糖的鉴定,需要借助显微镜的是脂肪鉴定。常见的还原糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖。
5.脂肪的检测和观察实验中,切片后,从培养皿中选取最薄的切片,用毛笔蘸取放在载玻片的中央;在花生子叶薄片上滴2~3滴苏丹Ⅲ染液,染色3 min,用吸水纸吸去染液,再用50%的酒精洗去浮色;先在低倍镜下观察,再换高倍镜观察,视野中被染成橘黄色的脂肪颗粒清晰可见。(P19“探究·实践”)
6.蛋白质的检测和观察实验中,加入组织样液2 mL后,先注入双缩脲试剂A液1 mL,摇匀,再注入双缩脲试剂B液4滴,摇匀,可见组织样液变成紫色。(P19“探究·实践”)
二、细胞中的无机物
1.自由水的作用:水是细胞内良好的溶剂,许多种物质能够在水中溶解;细胞内的许多生物化学反应也都需要水的参与。多细胞生物体的绝大多数细胞,必须浸润在以水为基础的液体环境中。水在生物体内流动,可以把营养物质运送到各个细胞,同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物,运送到排泄器官或者直接排出体外。(P20)
2.细胞内结合水的存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合,这样水就失去流动性和溶解性,成为生物体的构成成分。(P21)
3.在正常情况下,细胞内自由水所占的比例越大,细胞的代谢就越旺盛;而结合水越多,细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。(P21)
4.细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。(P21)
5.无机盐的作用有:
①某些重要化合物的组成部分,如Mg是构成叶绿素的元素,Fe是构成血红素的元素。②对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用,如缺钙时哺乳动物会抽搐。③对维持细胞酸碱平衡非常重要。④维持正常渗透压,即水盐平衡。(P22)
6.医用生理盐水是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。(P22“练习与应用”,二、拓展应用)
7.一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图(P22“思考·讨论”)
三、细胞中的糖类和脂质
1.糖类是主要的能源物质。糖类大致可以分为单糖、二糖、多糖。(P23)
2.常见植物二糖有蔗糖和麦芽糖,动物二糖为乳糖。蔗糖可水解为葡萄糖和果糖,麦芽糖可水解成2分子葡萄糖,乳糖可水解成葡萄糖和半乳糖。(P24)
3.生物体内的糖类绝大多数以多糖的形式存在。植物体内的多糖有淀粉(储能多糖)和纤维素 (结构多糖),动物体内的多糖有糖原,其主要分布在人和动物的肝脏和肌肉中,是人和动物细胞的储能物质。淀粉、纤维素、糖原的基本单位是葡萄糖分子。(P24)
4.几丁质也是一种多糖,又称壳多糖,广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中。(P25)
5.组成脂质的化学元素主要是C、H、O,有些脂质(磷脂)还含有N、P。(P25)
6.常见的脂质有脂肪、磷脂和固醇等。其中磷脂是构成膜的重要成分;固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D等。胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液中脂质的运输。性激素能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成。维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙、磷的吸收。(P25~27)
7.脂质分子中氧的含量远远低于糖类,而氢的含量更高,所以氧化分解时,需氧量更高,释放的能量更多。(P25)
8.脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯,即三酰甘油(又称甘油三酯)。植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸,在室温时呈液态,如日常炒菜用的食用油(花生油、豆油和菜籽油等);大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸,室温时呈固态。(P26)
9.脂肪不仅是储能物质,还是一种很好的绝热体。皮下厚厚的脂肪层起到保温的作用。分布在内脏器官周围的脂肪还具有缓冲和减压的作用,可以保护内脏器官。(P26)
四、蛋白质是生命活动的主要承担者
1.蛋白质是生命活动的主要承担者,也是主要的体现者。其功能包括: (1)结构蛋白,如肌肉、羽毛、头发;(2)催化作用,如酶;(3)运输,如血红蛋白;(4)信息传递作用,如胰岛素;(5)防御作用,如抗体。(P28~29)
2.氨基酸是组成蛋白质的基本单位。在人体中组成蛋白质的氨基酸有21种。其中有8种是人体细胞不能合成的,它们是赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋(甲硫)氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸,这些氨基酸必须从外界环境中获取,因此,被称为必需氨基酸。另外13种氨基酸是人体细胞能够合成的,叫作非必需氨基酸。(P30“与社会的联系”)
3.氨基酸分子的结构通式是:
在结构上具有的特点是:每种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。各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。(P29)
4.由多个氨基酸分子缩合而成的,含有多个肽键的化合物,叫作多肽。多肽通常呈链状结构,叫作肽链。肽链能盘曲、折叠,形成有一定空间结构的蛋白质分子。(P30)
5.蛋白质种类繁多的原因是组成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序不同以及肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。(P31)
6.蛋白质经高温后变性失活,这是因为高温破坏了蛋白质的空间结构,但未破坏肽键。高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散,容易被蛋白酶水解,因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。(P32“与社会的联系”)
五、核酸是遗传信息的携带者
1.核酸包括两大类:一类是脱氧核糖核酸,简称DNA;另一类是核糖核酸,简称RNA。(P34)
2.真核细胞的DNA主要分布在细胞核中,线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA。RNA主要分布在细胞质中。(P34)
3.一个核苷酸是由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成的。根据五碳糖的不同,可以将核苷酸分为脱氧核糖核苷酸(简称脱氧核苷酸)和核糖核苷酸。(P34)
4.DNA和RNA都含有的碱基是A、C和G,DNA特有的碱基是T,RNA特有的碱基是U。(P35)
5.DNA水解的产物是脱氧核苷酸,彻底水解的产物是磷酸、脱氧核糖、4种碱基。
6.有细胞结构的生物包括原核生物和真核生物,遗传物质是DNA;没有细胞结构的病毒,遗传物质大多数是DNA,少数是RNA。例如烟草花叶病毒、艾滋病病毒(HIV)和SARS病毒是RNA病毒。
7.脱氧核苷酸和核糖核苷酸(P35)
8.DNA与RNA在化学组成上的异同(P35)
9.生物体内各种物质的元素组成:
纤维素:C、H、O;脂肪:C、H、O;
磷脂:C、H、O、N、P;酶:C、H、O、N等或C、H、O、N、P;
DNA:C、H、O、N、P;RNA:C、H、O、N、P;
ATP:C、H、O、N、P。
难点:
1.验证某种矿质元素的生理功能
(1)实验设计
②实验组
(2)实验成功关键点
①实验中应保证实验材料的统一性,即材料的种类、生长状况应一致等。
②实验组用只缺X的培养液,对照组用完全培养液,不能用蒸馏水作对照。
③实验组加入X的目的是二次对照,使实验组前后对照,以增强说服力。
2.蛋白质相关的计算规律
(1)蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算
①至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数;
②游离氨基或羧基数目=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数。
(2)蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系
①肽键数=失去水分子数=氨基酸数-肽链数;
②蛋白质相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数×18(不考虑形成二硫键)。
注:假设氨基酸平均相对分子质量为a。
(3)利用原子守恒计算肽链中原子数
氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在一个氨基酸中,若不考虑R基,至少含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。在脱水缩合形成多肽时,要失去部分氢原子和氧原子,但是碳原子、氮原子的数目不会减少。多肽中的相关数量关系如下:
①碳原子数=氨基酸的个数×2+R基上的碳原子数。
②氢原子数=各氨基酸中氢原子的总数-脱去的水分子数×2。
③氧原子数=各氨基酸中氧原子的总数-脱去的水分子数。
④氮原子数=肽链数+肽键数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子的总数。
长难句突破
1.植物根系既能从土壤中吸收水分也能吸收无机盐。根细胞内水分的作用有根细胞的组成成分;参与细胞内的生化反应;运送营养和代谢废物等。(答2点)
2.某运动饮料广告词“解口渴,更解体渴”,其中的“解体渴”主要指该饮料中含有大量水和少量无机盐,能补充剧烈运动散失的水分和无机盐。
3.缺Fe会导致贫血的原因:血红素的分子结构不能缺少的一种元素就是Fe,缺Fe会导致血红素的合成受阻,从而引起贫血。
4.呼吸熵是物质氧化分解时释放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,请从糖类和脂肪的元素组成方面分析原因脂肪和糖类均由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多,需要O2多,产生的H2O多。
5.哺乳动物体内胆固醇并非有害无益,原因是胆固醇是动物细胞膜的重要组成成分,在人体内还参与血液中脂质的运输。
6.胰岛素在核糖体上合成后还不具有降低血糖的生物活性,请从蛋白质的结构方面分析原因:核糖体上合成的多肽不具有复杂的空间结构,只有经过盘曲、折叠形成一定空间结构后才能行使正常的生理功能。
7.长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而导致疾病,请分析原因:赖氨酸为必需氨基酸,人体不能合成,只能从食物中摄取才能保证正常的生命活动,玉米中不含赖氨酸,因此长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而患病。
8.蛋白质变性后还可用双缩脲试剂检测吗?请说明理由。能,因为蛋白质变性后空间结构改变,没有破坏氨基酸之间的肽键。
满分技巧
1.区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同四不同”
2.三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”
(1)唯一需要水浴加热——还原糖检测。若不加热,则无砖红色沉淀出现。
(2)唯一需要显微镜——脂肪颗粒的观察。
(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。
3.实验成功的4个关键点
(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观察。
(2)脂肪鉴定的过程中滴加1~2滴体积分数为50%的酒精的目的是洗去浮色,原因是苏丹Ⅲ易溶于酒精。
(3)物质鉴定实验一般不设立对照实验,若需设立对照实验,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。
(4)实验中,在加相应试剂之前要留出部分组织样液,目的是作为对照,以便与鉴定后的样液颜色作对比,增强实验的说服力。
4.不同生物的核酸、核苷酸、碱基、五碳糖、遗传物质的归纳
5.核酸与蛋白质的比较
(1)DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系
(2)核DNA、mRNA、蛋白质的“相同”与“不完全相同”
6.有机物初步水解产物、彻底水解产物和代谢终产物
易错点拨
1.关于糖类和脂质的4点辨析
(1)多糖和二糖不能直接被吸收,只能水解为单糖才能被人体吸收,这是由细胞膜的选择透过性决定的。
(2)糖类不一定都提供能量:如纤维素是组成植物细胞壁的成分,核糖和脱氧核糖是组成核酸的成分,它们一般不提供能量。
(3)脂质中构成生物膜的不一定只有磷脂:胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分。
(4)糖类和脂肪均由C、H、O三种元素组成,氧化分解时均产生CO2、H2O,同时释放能量。但脂肪中氢的含量远远高于糖类,所以同质量的脂肪和糖类氧化分解,脂肪耗氧量多,放能多,产生水多。
2.关于蛋白质的5个易错点
(1)组成蛋白质的元素一定有C、H、O、N,一般还含有S元素。
(2)多肽和蛋白质的区别:多肽没有明显的空间结构,必须经过加工后,才能形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。
(3)煮熟的食物易被人体消化,是因为高温破坏了蛋白质的空间结构,肽链变得松散,易被蛋白酶水解。
(4)高温、过酸、过碱、重金属盐等都会使蛋白质的空间结构发生不可逆的变化,但低温不会。
(5)酒精、加热、紫外线方法消毒、杀菌的原理是使细菌和病毒的蛋白质变性。
3.有关核酸的4个易错点
(1)分清在真核生物细胞DNA和RNA分布中的“主要”和“只”的不同,如真核细胞中,DNA主要分布于细胞核中,而不是只分布于细胞核中(线粒体和叶绿体中有少量DNA)。
(2)病毒核酸中嘌呤碱基数不一定与嘧啶碱基数不同,如在双链DNA病毒和双链RNA病毒中,其嘌呤碱基数与嘧啶碱基数相等。
(3)碱基互补配对方式不只存在于双链DNA中,有些RNA病毒是以双链RNA为遗传物质,tRNA中也有局部双链区。
(4)蛋白质和DNA的分子多样性并不都与空间结构有关,如DNA分子多样性取决于碱基的数目和排列顺序,其空间结构一般都是双螺旋结构。
限时检测 (限时30分钟)
一、单选题
1.(2023·辽宁葫芦岛·统考一模)中华绒螯蟹(又名大闸蟹)的生长与季节有很大的关系,俗话说:“秋风起,蟹脚肥;菊花开,闻蟹来”,此时蟹黄多油满、壳薄、肉质细腻而有香味。蟹肉含有大量的蛋白质、脂肪、磷脂、维生素等,营养丰富,下列说法错误的是( )
A.组成蟹细胞的钙、铁、磷、氮等元素大多以化合物的形式存在
B.蟹壳含有几丁质,能与溶液中的重金属离子有效结合,用于废水处理
C.秋季母蟹因其含量较高的脂肪而黄多油满,因此脂肪是蟹细胞主要的能源物质
D.蟹肉中丰富的蛋白质经高温蒸煮后,会发生变性,易被消化
【答案】C
【分析】多糖:糖原、淀粉、纤维素、几丁质。其中纤维素和几丁质不供能,而是合成细胞结构;氨基酸在核糖体上合成多肽,在内质网、高尔基体上加工形成具有一定空间结构的蛋白质。蛋白质在高温、强酸、强碱条件下,会导致酶的空间结构遭到破坏而失活。
【详解】A、构成细胞中的元素(比如钙、铁、磷、氮等)大多是以化合物的形式存在,A正确;
B、几丁质是一种多糖,存在于甲壳类动物和昆虫体的外骨骼中,可以与重金属离子有效结合,用于废水处理,B正确;
C、糖类是细胞的主要能源物质,脂肪是细胞内良好的储能物质,C错误;
D、蛋白质会在高温条件下导致空间结构遭到破坏,肽键暴露,更易被蛋白酶水解,D正确。
故选C。
2.(2023秋·甘肃天水·高三统考阶段练习)二硫键“—S—S”是蛋质中连接两条肽链之间的一种化学键。如图是由280个氨基酸组成的某蛋白质的结构图,对其叙述正确的是( )
A.该蛋白质至少有280个氨基
B.形成该蛋白质的过程中脱去了277个水分子
C.该蛋白质至少有2个游离的羧基
D.该蛋白质的功能由氨基酸的数量、种类、排列顺序三方面决定
【答案】C
【分析】蛋白质结构多样性的原因:构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和多肽盘曲折叠形成的方式以及其形成的空间结构有关。
【详解】AC、由图示可知,该蛋白质是由280个氨基酸组成的2条链状肽和1条环状肽,一条肽链至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基,因此该蛋白质至少有2个游离的氨基和2个游离的羧基,A错误,C正确;
B、该蛋白质是由280个氨基酸组成的2条链状肽和1条环状肽,则形成该蛋白质的过程中共形成280-2=278(个)肽键,即脱去了278个水分子,B错误;
D、蛋白质的结构决定其功能,故而该蛋白质的功能是由氨基酸的数量、种类、排列顺序和肽链的盘曲折叠方式及其形成的空间结构决定的,D错误。
故选C。
3.(2023秋·湖北·高三校联考阶段练习)研究组成细胞的物质,实际上就是在探寻生命的物质基础。下列关于组成细胞的化合物的叙述,正确的是( )
A.果糖、核糖和乳糖均可被细胞直接吸收并分解供能
B.脂肪是由两分子脂肪酸和一分子甘油发生反应而形成的酯
C.若某血浆蛋白的氨基酸序列发生改变,则其原有生理功能可能丧失
D.细胞中的水大部分与其他物质结合,无机盐大多数以化合物形式存在
【答案】C
【分析】细胞中氨基酸通过脱水缩合反应形成肽链,肽链再经折叠、盘曲等变化形成各种各样的蛋白质分子。脂肪酸的物理状态与其化学键相关,饱和脂肪酸以固态形式存在,不饱和脂肪酸以液态形式存在。细胞中糖类、脂质、蛋白质之间在一定条件下可以相互转化。
【详解】A、核糖不能氧化分解供能,乳糖为二糖,一般不能被细胞直接吸收,A错误;
B、脂肪是由三分子脂肪酸和一分子甘油发生反应而形成的酯,B错误;
C、蛋白质的功能与其结构(氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链的盘曲折叠等)有关,蛋白质结构改变,其功能也可能发生相应改变,C正确;
D、细胞中的水大部分以游离形式存在,无机盐大多数以离子形式存在,D错误。
故选C。
4.(2023秋·安徽六安·高三六安一中校考阶段练习)细胞中的大分子物质对于细胞代谢、遗传变异和生命活动调节等方面都具有重要的意义。下列相关叙述错误的是( )
A.肝脏细胞主要通过通道蛋白以协助扩散的方式吸收水分
B.多糖不一定是能源物质,例如纤维素是植物细胞壁的成分,脱氧核糖是DNA的成分
C.抗体由浆细胞合成并分泌,可以识别特定的抗原并与之结合
D.烟草花叶病毒的基因是具有遗传效应的RNA片段,将其彻底水解可以得到6种产物
【答案】B
【分析】核酸根据五碳糖不同分为DNA和RNA,DNA主要存在于细胞核中,RNA主要存在于细胞质中,具有细胞结构的生物含有DNA和RNA两种核酸,遗传物质是DNA;多糖包括淀粉、纤维素、糖原,淀粉是植物细胞的储能物质,纤维素是植物细胞壁的组成成分,糖原是动物细胞的储能物质;蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者,有的蛋白质是结构物质,有的蛋白质具有催化功能,有的蛋白质具有运输功能,有的蛋白质具有调节机体生命活动的功能,有的蛋白质具有免疫功能。
【详解】A、肝脏细胞吸收水分的方式有两种:一是通过水通道蛋白以协助扩散的方式进行(主要方式),二是以自由扩散的方式进行,A正确;
B、多糖不一定是能源物质,例如纤维素是植物细胞壁的主要成分,脱氧核糖是DNA的成分,两者都不是能源物质,但脱氧核糖不是多糖,B错误;
C、B细胞受到抗原刺激后会增殖、分化产生浆细胞,浆细胞可以产生抗体,抗体可以识别特定的抗原并与之结合,C正确;
D、烟草花叶病毒的核酸是RNA,所以它的基因是具有遗传效应的RNA片段,RNA彻底水解的产物是核糖、磷酸及4种碱基,共6种,D正确。
故选B。
5.(2023秋·宁夏银川·高三银川唐徕回民中学校考阶段练习)甲图中①②③④表示不同化学元素所组成的化合物,乙图表示由单体构成的化合物(局部)。以下说法错误的是( )
A.甲图中所示的化学元素只有大量元素,没有微量元素
B.若甲图中②是储能物质,则其可能是淀粉,也可能是脂肪
C.若乙图表示多肽,则其变性后不能与双缩脲试剂发生紫色反应
D.若乙图表示核糖核酸,则其彻底水解后,产物种类最多可达6种
【答案】C
【分析】分析题图:在甲图中,①的组成元素是C、H、O、N,最可能是蛋白质或氨基酸;②的组成元素只有C、H、O,可能是糖类或脂肪;③的组成元素是C、H、O、N、P,可能是ATP或核酸;④的组成元素是C、H、O、N、Mg,可能是叶绿素。乙图可以表示由单体构成的生物大分子,如核酸、蛋白质等。
【详解】A、甲图中所示的化学元素C、H、O、N、P、Mg都是大量元素,A正确;
B、淀粉是植物细胞中储能物质,脂肪是细胞内良好的储能物质,淀粉和脂肪均由C、H、O三种元素组成。甲图中的②含有C、H、O三种元素,若②是储能物质,则其可能是淀粉,也可能是脂肪,B正确;
C、若乙图表示多肽,其变性后肽键仍存在,故能与双缩脲试剂发生紫色反应,C错误;
D、若乙图表示核糖核酸(RNA),则其彻底水解后,产物种类可达6种:磷酸、核糖、4种含氮的碱基(A、U、G、C),D正确。
故选C。
6.(2023秋·河南·高三漯河高中校联考阶段练习)无机盐在细胞中含量很少,但对于维持细胞和生物体的生命活动有非常重要的作用。下列关于无机盐的叙述,错误的是( )
A.N和Mg的缺乏都会对植物的光合作用产生影响
B.镰刀型细胞贫血症的发生与Fe的供给不足无关
C.P是许多重要化合物(如核酸、ATP)和生物膜的重要组成成分
D.K+、Na+参与维持神经肌肉的兴奋性,Ca2+与神经肌肉的兴奋性无关
【答案】D
【分析】细胞中的无机盐含量比较少,但具有重要的生理功能,如很多无机盐与蛋白质等物质结合成复杂的化合物,参与细胞中各种生命活动;当某些无机盐含量过多或过少时,生物体可能出现相应病症。
【详解】A、N和Mg参与许多与光合作用有关的物质(如叶绿素)的构成,N和Mg的缺乏都会对植物的光合作用产生影响,A正确;
B、镰刀型细胞贫血症的发生是由于血红蛋白基因突变,而缺铁会导致缺铁性贫血,因此镰刀型细胞贫血症的发生与Fe的供给不足无关,B正确;
C、核酸、ATP和磷脂中都含有P,磷脂是构成生物膜的重要成分,因此P是许多重要化合物(如核酸、ATP)和生物膜的重要组成成分,C正确;
D、K+、Na+与Ca2+均与神经肌肉的兴奋性有关,如缺Ca2+引起的肌肉抽搐是由于神经肌肉的兴奋性增强,D错误。
故选D。
7.(2023·四川雅安·统考一模)生物体中的无机物主要包括水、无机盐和无机酸碱等。下列关于活细胞中的无机物叙述正确的是( )
A.活细胞中含量最高的无机物是水
B.活细胞中的无机物大都以离子状态存在
C.活细胞中无机物均不参与细胞中能量转换
D.有机物氧化分解产物都是无机物
【答案】A
【分析】水是细胞中含量最多的化合物。无机盐在细胞中大多数以离子的形式存在,对生物体的生命活动起着重要作用。
【详解】A、活细胞中含量最多的化合物是水,细胞中的水以自由水和结合水的形式存在,A正确;
B、活细胞中的无机盐大都以离子状态存在,无机物主要包括水、无机盐和无机酸碱等,B错误;
C、活细胞中无机物可参与细胞中能量转换,如镁参与构成叶绿素,C错误;
D、有机物氧化分解产物可以是无机物,也可以转化成有机物,D错误。
故选A。
8.(2023·浙江·高三专题练习)维生素D3可从牛奶、鱼肝油等食物中获取,也可在阳光下由皮肤中的7-脱氢胆固醇转化而来。其化学本质属于( )
A.油脂B.磷脂C.脂质D.蛋白质
【答案】C
【分析】由题目信息可知,维生素D3既可以从食物中获取,又可以在阳光化由其他物质转化而来,从而促进小肠和肾小管等部位对钙的吸收。
【详解】维生素D3其化学本质为脂质,C正确,ABD错误。
故选C。
9.(2023秋·河南·高三漯河高中校联考阶段练习)蛋白质是生命活动的主要承担者。下列有关蛋白质的说法,正确的是( )
A.细胞膜上的蛋白质与物质运输、信息传递等过程有关,与能量转化过程无关
B.组成蛋白质的主要元素是C、H、O、N等,其中N元素主要存在于氨基中
C.煮沸消毒的主要原理是高温可引起细菌和病毒的蛋白质发生空间结构的改变
D.同一个体不同细胞中蛋白质种类完全不同是由于基因的选择性表达
【答案】C
【分析】蛋白质的功能-生命活动的主要承担者:①构成细胞和生物体的重要物质,即结构蛋白,如羽毛、头发、蛛丝、肌动蛋白;②催化作用:如绝大多数酶;③传递信息,即调节作用:如胰岛素、生长激素;④免疫作用:如免疫球蛋白(抗体);⑤运输作用:如红细胞中的血红蛋白。
【详解】A、细胞膜上的蛋白质与物质运输、信息传递、能量转化等过程均有关,A错误;
B、组成蛋白质N元素主要存在于-NH-CO-中,B错误;
C、煮沸消毒的主要原理是高温可引起细菌和病毒的蛋白质发生空间结构的改变,C正确;
D、同一个体不同细胞中蛋白质种类不完全相同是由于基因的选择性表达,D错误。
故选C。
10.(2023·河南·襄城高中校联考一模)组成细胞的分子都有与它所承担的功能相适应的独特结构。下列有关叙述正确的是( )
A.蛋白质、多糖、核苷酸等生物大分子均以碳链为基本骨架
B.tRNA分子形似“三叶草”的结构与碱基之间的氢键有关
C.DNA和蛋白质经高温处理后其空间结构均会发生不可逆的破坏
D.组成糖原、淀粉和纤维素的基本单位不同导致功能出现差异
【答案】B
【分析】碳链构成生物大分子(多糖、蛋白质、核酸)基本骨架。
【详解】A、生物大分子如蛋白质、核酸等是由许多单体连接成的多聚体,每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架;核苷酸是核酸的基本单位,不是大分子,A错误;
B、tRNA分子形似“三叶草”的结构与部分碱基进行互补配对形成氢键有关,B正确;
C、DNA经高温处理后其空间结构的变化是可逆,C错误;
D、组成糖原、淀粉和纤维素的基本单位都是葡萄糖,D错误。
故选B。
二、综合题
11.(2023·全国·高三专题练习)种子中储藏着大量淀粉、脂质和蛋白质,不同植物的种子中,这些有机物的含量差异很大。通常根据有机物的含量将种子分为淀粉种子、油料种子和豆类种子。下图是油料种子成熟和萌发过程中营养物质的含量变化示意图。回答下列问题:
(1)油料种子成熟与萌发过程中,糖类和脂肪是相互转化的,图中给出的依据是 。
(2)相同质量时豆类种子在萌发时吸水量比油料种子 ,理由是 。
(3)谷类种子和油料种子分别以淀粉和脂肪为主要营养物质,种子萌发时这两种物质都氧化分解为CO2和H2O。现有谷类种子和油料种子各一组,请根据种子在适宜条件下萌发时O2消耗量与CO2释放量的关系,设计实验以确定种子的类型:
实验思路:
分别检测这两组种子萌发时O2消耗量和CO2释放量的比值(或CO2释放量和O2消耗量的比值),并比较两组比值的大小。
预期实验结果及结论:
萌发时O2消耗量和CO2释放量的比值 的一组为油料种子。
请解释:
【答案】(1)糖类和脂肪二者的含量变化相反
(2) 多 植物可利用蛋白质等亲水性物质进行吸胀吸水,而脂肪不吸水
(3) 大 谷类种子含有较多的淀粉,油料种子含有较多的脂肪。脂肪对于同质量的淀粉来说,脂肪含有更多的H,而含较少,所以以脂肪为有氧呼吸的主要原料时,氧气消耗量和二氧化碳释放量的比值要大于以淀粉为原料时的比值
【分析】1、分析曲线图1:该图是油料种子成熟过程中部分有机物的含量变化图,分析可知可溶性糖在40天中都存在,第30天后淀粉不存在,脂肪从第10天开始增加。可见种子成熟时,糖类(可溶性糖和淀粉)含量减少,脂肪含量增多。
2、分析曲线图2:该图是油料种子萌发过程中有机物的变化,分析可知油料种子萌发10天内,脂肪含量下降,糖类含量增加。
【详解】(1)分析图1可知,油料种子在成熟过程中,糖类(可溶性糖和淀粉)含量减少,脂肪含量增多;油料种子萌发过程中,脂肪含量下降,糖类含量增加,两者的含量变化相反,故糖类和脂肪是相互转化的。
(2)植物可利用蛋白质等亲水性物质进行吸胀吸水,而脂肪不吸水,因此,相同质量时豆类种子在萌发时吸水量比油料种子多。
(3)谷类种子含有较多的淀粉,油料种子含有较多的脂肪。脂肪对于同质量的淀粉来说,脂肪含有更多的H,而含较少,所以以脂肪为有氧呼吸的主要原料时,氧气消耗量和二氧化碳释放量的比值要大于以淀粉为原料时的比值。因此,萌发时氧气消耗量和二氧化碳释放量的比值低的一组为谷类种子;萌发时氧气消耗量和二氧化碳释放量的比值高的一组为油料种子。
12.(2023·山西运城·校联考模拟预测)胶原在哺乳动物体内含量丰富,是一种由三条肽链拧成的纤维状蛋白质,部分区域呈螺旋形,下图是前胶原在两种前胶原酶的作用下形成胶原的示意图。回答下列问题:
(1)结合图示分析,胶原至少含有 个游离的—COOH。切除N-前肽,需要断开端肽 (填“氨基端”或“羧基端”)的肽键。
(2)前胶原由3条α链螺旋而成。已知每条α链具有含150个氨基酸残基的N-前肽和含250个氨基酸残基的C-前肽。C-前肽含三条肽链,且存在2个链内二硫键和5个链间二硫键,则这5个链间二硫键最可能在 (填场所)中形成。合成C-前肽时,相对分子质量将减少 。
(3)去乙酰化酶(SIRT3)可以对NLRC4蛋白进行去乙酰化修饰,其与胶原结构不同的原因是 。研究团队发现,SIRT3缺失的小鼠,其NLRC4蛋白的激活程度显著降低。该实验说明SIRT3的作用机理是 。
【答案】(1) 3 氨基端
(2) 内质网 4460
(3) 组成二者的氨基酸种类、数目和排列顺序不同,(肽链的)空间结构不同 去乙酰化酶(SIRT3)通过对NLRC4蛋白进行去乙酰化修饰而使NLRC4活化
【分析】1、构成蛋白质的基本单位是氨基酸,其结构特点为每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基,且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,这个碳原子还连接一个氢和一个R基,氨基酸的不同在于R基的不同。
2、氨基酸在核糖体中通过脱水缩合形成多肽链,而脱水缩合是指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,同时脱出一分子水的过程,连接两个氨基酸的化学键是肽键。
【详解】(1)胶原含3条肽链,至少含有3个游离的羧基(-COOH)。根据题图可知,切除N-前肽,需要断开端肽氨基端的肽键。
(2)C-前肽的5个链间二硫键最可能在内质网中形成。C-前肽含250个氨基酸残基和7个二硫键,合成C-前肽时,相对分子质量将减少(250-3)×18+7×2=4460。
(3)去乙酰化酶与胶原的结构不同的原因是组成二者的氨基酸种类、数目和排列顺序不同,(肽链的)空间结构不同。去乙酰化酶(SIRT3)可以对NLRC4蛋白进行去乙酰化修饰。SIRT3缺失的小鼠,其NLRC4蛋白的激活程度显著降低,这说明去乙酰化酶(SIRT3)通过对NLRC4蛋白进行去乙酰化修饰而使NLRC4活化。
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高考感知:明考向知规律
长难句突破
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知识必备:重点讲解(全面梳理)
易错点拨
难点突破1.验证某种矿质元素的生理功能 难点突破2.蛋白质相关的计算规律
1.关于糖类和脂质的4点辨析
2.关于蛋白质的5个易错点
3.有关核酸的4个易错点
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课标要求——明考向
近年考情——知规律
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。
1.2 指出水大约占细胞重量的2/3,以自由水和结合水的形式存在,赋予了细胞许多特性,在生命活动中具有重要作用。
1.3 举例说出无机盐在细胞内含量虽少,但与生命活动密切相关。
1.4 概述糖类有多种类型,它们既是细胞的重要结构成分,又是生命活动的主要能源物质。
1.5 举例说出不同种类的脂质对维持细胞结构和功能有重要作用。
1.6 阐明蛋白质通常由20种氨基酸分子组成,它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构,细胞的功能主要由蛋白质完成。
1.7 概述核酸由核苷酸聚合而成,是储存与传递遗传信息的生物大分子。
(2023.全国乙卷.T1)蛋白质的结构及多样性、核酸的元素组成及基本单位
(2023.湖北卷.T3)脂质的种类及功能,内环境的理化性质
(2023.湖北卷.T2)蛋白质的变性
(2023.北京卷.T1)糖类的功能
(2023.湖南卷.T5)细胞中的水、细胞的吸水和失水
(2023.湖南卷.T1)组成细胞的元素,脂质的种类及功能
(2022全国甲卷)无机盐的存在形式及功能﹔主动运输;
(2021全国甲卷)生物大分子的基本骨架及形成原因﹔蛋白质的结构及多样性﹔核酸的功能﹔糖类的功能﹔
(2021全国乙卷)细胞中水的存在形式及功能;有氧呼吸过程﹔
还原糖
脂肪
蛋白质
淀粉
试剂
斐林试剂
苏丹Ⅲ
双缩脲试剂
碘液
现象
砖红色沉淀
橘黄色
紫色
蓝色
肽链
数目
氨基
酸数
肽键
数目
脱去水
分子数
蛋白质相
对分子质量
氨基
数目
羧基
数目
1条
m
m-1
m-1
am-
18(m-1)
至少
1个
至少
1个
n条
m
m-n
m-n
am-
18(m-n)
至少
n个
至少
n个
生物
种类
核酸
种类
碱基
种类
核苷酸
种类
五碳糖
遗传
物质
实例
细胞
生物
2种(DNA
和RNA)
5种
8种
2种
DNA
人、酵母
菌、细菌等
病
毒
DNA病毒
1种(DNA)
4种
4种
1种
DNA
T2噬菌体等
RNA病毒
1种(RNA)
4种
4种
1种
RNA
SARS病毒、HIV等
专题02 细胞的结构和功能--2024年高考生物【热点·重点·难点】专练(新高考专用): 这是一份专题02 细胞的结构和功能--2024年高考生物【热点·重点·难点】专练(新高考专用),文件包含专题02细胞的结构和功能原卷版docx、专题02细胞的结构和功能解析版docx、专题02细胞的结构和功能限时检测卷docx等3份试卷配套教学资源,其中试卷共37页, 欢迎下载使用。
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