高三生物复习学案：专题1 细胞的分子组成与结构

这是一份高三生物复习学案：专题1 细胞的分子组成与结构，共12页。
核心考点整合
考点整合一：组成细胞的化学元素及重要化合物
1．组成细胞的化学元素的种类归纳
2．水和无机盐
3.糖类和脂质
4.蛋白质和核酸
【例1】 （2010·福建理综改编）下列关于组成细胞化合物的叙述，不正确的是
A．蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能会发生改变
B．RNA与DNA的分子结构相似，由四种核苷酸组成，可以储存遗传信息
C．DNA分子碱基的特定排列顺序，构成了DNA分子的特异性
D．胆固醇是构成细胞膜的重要成分，直接参与氨基酸的主动运输
[解析] 肽链通过盘曲和折叠构成具有一定空间结构的蛋白质，不同结构的蛋白质，具有不同的功能，因此蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其相应的功能就会发生改变，故A正确；RNA与DNA的分子结构相似，分别由四种脱氧核苷酸和四种核糖核苷酸组成，可以储存遗传信息，故B正确；DNA分子碱基的数目及排列顺序不同构成了DNA分子的多样性，而每个DNA分子碱基的排列顺序是特定的，构成了DNA分子的特异性，故C正确；胆固醇是构成细胞膜的重要成分，通过稳定细胞膜的流动性来影响物质的运输，故D不正确。
[答案] D
【互动探究1】 （2010·衡水中学测试）下列对组成细胞的有机物的描述，正确的是
A．动物乳汁中的乳糖和植物细胞中的纤维素都属于多糖
B．细胞膜上的脂质主要包括磷脂、胆固醇等
C．细胞核内的核酸只含脱氧核糖，细胞质中的核酸只含核糖
D．质量相同的糖、脂肪和蛋白质氧化分解所释放的能量是相同的
[解析] 乳糖是二糖；DNA主要存在于细胞核中，线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA，RNA主要存在于细胞质中；糖、脂肪和蛋白质含有的碳氢比例不同，质量相同的糖、脂肪和蛋白质氧化分解所释放的能量是不同的，脂肪释放能量最多。
[答案] B
考点整合二：主要细胞器的结构和功能分类总结
（1）从结构上分
①双膜：线粒体、叶绿体；
②单膜：内质网、液泡、溶酶体、高尔基体；
③无膜：核糖体、中心体。
（2）从功能上分
①与细胞主动运输有关的细胞器：核糖体（提供载体）及线粒体（提供能量）；
②与细胞有丝分裂有关的细胞器：核糖体（合成蛋白质参与构成染色体与纺锤体）、中心体（形成纺锤体）、高尔基体（植物细胞分裂末期形成细胞壁）、线粒体（为整个过程提供能量）；
③与蛋白质合成、加工和分泌有关的细胞器：核糖体（合成）、内质网（加工、运输）、高尔基体（加工、分泌）、线粒体（供能）；
④产生ATP的细胞器：叶绿体（光反应阶段）、线粒体（有氧呼吸的第二、三阶段）；
⑤能产生水的细胞器：核糖体（氨基酸脱水缩合）、线粒体（有氧呼吸第三阶段）、叶绿体（光合作用暗反应）；
⑥能进行碱基互补配对的细胞器：核糖体（翻译过程）、线粒体和叶绿体（DNA分子的复制、转录和翻译过程）。
（3）从分布上分
①动植物细胞一般均有的细胞器：高尔基体、线粒体、核糖体、内质网等；
②动物细胞和低等植物细胞特有的细胞器：中心体；
③植物细胞特有的细胞器：液泡、叶绿体。
（4）从成分上分
①含DNA的细胞器：叶绿体、线粒体；
②含RNA的细胞器：叶绿体、线粒体、核糖体；
③含色素的细胞器：叶绿体、液泡（有的液泡中没有色素，大液泡的形成标志细胞成熟，失去了分裂能力）。
【例2】 （2010·安徽模拟）如图，①～④表示某细胞内的部分细胞器。下列有关叙述正确的是
A．该图是在高倍光学显微镜下看到的结构
B．此细胞不可能是原核细胞，只能是动物细胞
C．结构①不能将葡萄糖分解成二氧化碳和水
D．结构①和④都存在碱基A和T的互补配对
[解析] 该图表示的是细胞的亚显微结构，在电子显微镜下才能观察到，故A错误；原核细胞中除具有核糖体外，不具备其他细胞器，而该细胞中含有中心体，可能是动物细胞或低等植物细胞，故B错误；图中①表示线粒体，葡萄糖只能先在细胞质基质中分解成丙酮酸，丙酮酸进入线粒体被进一步氧化分解，形成二氧化碳和水，故C正确；A和T的互补配对发生在DNA分子复制、转录、逆转录等过程，线粒体中含有DNA，能进行DNA复制，故①中能发生A和T的配对，④表示核糖体，在核糖体中发生翻译过程，不涉及A和T的配对，故D错误。
[答案] C
【互动探究2】 （2009·北京理综，2）细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用。下列相关叙述不正确的是
A．细胞膜的糖被在细胞间具有识别作用
B．细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性
C．细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异
D．载体蛋白是镶在细胞膜内外表面的蛋白质
[解析] 细胞膜上的糖被具有识别作用；细胞膜具有选择透过性，对进出细胞膜的物质具有选择性；载体蛋白是跨膜蛋白而不是镶在细胞膜内外表面。
[答案] D
考点整合三：细胞膜系统的结构与功能
1．细胞膜的成分、结构与功能之间的相互关系
2．细胞的生物膜系统
细胞内的各种细胞器膜和细胞膜、核膜等结构共同构成细胞的生物膜系统。
（1）各种膜在结构上的联系
生物膜在结构上具有一定的连续性，具体如图所示：
（2）各种膜在功能上的联系（以分泌蛋白的合成与分泌为例）
【例3】 （2010·保定调研一）如图为某细胞膜的结构示意图，下列叙述中错误的是
A．若该细胞为甲状腺细胞，则促甲状腺激素对甲状腺的调节作用与d有关
B．若该细胞为神经细胞，则静息电位的形成可能与膜上的b物质有关
C．若该膜为突触后膜，则突触间隙位于图示膜的上部
D．若将该细胞膜的磷脂层平展在水面上，则与水面接触的是c侧
[解析] 与细胞识别有关的应该是糖蛋白（图中e表示），A错误。静息电位的形成是细胞内外Na＋和K＋不平衡移动形成的，Na＋和K＋的移动与细胞膜上镶嵌的载体蛋白有关，B正确。由图示糖蛋白的糖链的伸展方向可判断上面为膜的外表面，突出间隙为细胞外部，C正确。
[答案] A
【互动探究3】 下列关于真核细胞生物膜的叙述，正确的是
A．生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定
B．构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇
C．有氧呼吸及光合作用产生ATP均在膜上进行
D．核糖体、内质网、高尔基体的膜都参与蛋白质的合成与运输
[解析] 本题考查真核细胞生物膜的化学组成、结构和功能，意在考查考生对细胞膜的结构和功能、有氧呼吸和光合作用的场所和生理过程以及细胞器的结构和功能的理解能力。构成膜的脂质主要是磷脂和胆固醇，因此B选项错误。有氧呼吸的三个阶段均可以产生ATP，有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行，有氧呼吸的第二阶段在线粒体基质中进行，有氧呼吸的第三阶段在线粒体内膜上进行；光合作用的光反应阶段可以产生ATP，而该过程在叶绿体的类囊体膜（基粒）上进行，所以C选项不正确。蛋白质的合成在核糖体上进行，但核糖体没有膜结构，因此D选项错误。
[答案] A
考点整合四：细胞核及真原核细胞比较
1．细胞核
细胞核结构核膜：双层膜结构，核孔：细胞核与细胞质之间物质交换和， 信息交流的通道mRNA→外，蛋白质→内
染色质和染色体：主要由DNA和蛋白质组
成，同一种物质在不同时
期的两种形态
功能：遗传物质贮存、复制和转录的场所，也是新陈
代谢的控制中心
特别提示：核孔是大分子物质进出的通道，但它不是“全透性”的。核孔能够控制物质出入，具有一定的选择性。高考中涉及的通过核孔出入的大分子物质主要有：（1）信使RNA在核内合成后通过核孔进入细胞质；（2）转录和翻译需要的酶以及组成染色体、核糖体的蛋白质在细胞质中合成后通过核孔进入细胞核。
2．真原核细胞比较
原核细胞与真核细胞
特别提示：（1）病毒是没有细胞结构的生物，切不可把它们当成原核生物。
（2）需氧型细菌等原核生物无线粒体，但细胞膜上存在着有氧呼吸酶，也能进行有氧呼吸。
（3）蓝藻属原核生物，无叶绿体，有光合片层，也能进行光合作用。
（4）常见原核生物、真核生物的种类及从属关系（见图）。
【例4】 （2010·山东淄博模拟）下列是几种常见生物的细胞结构示意图，有关叙述正确的是
A．能进行光合作用的是③，①一定不能发生质壁分离
B．具有核膜、核仁、内质网的细胞是①③
C．与①相比，②③中的DNA为单链结构
D．不遵循孟德尔遗传规律的基因只存在于②③细胞中
[解析] 由图可知，①是草履虫，②是细菌，③是蓝藻。蓝藻细胞内有叶绿素，能进行光合作用，只有具有大液泡的植物细胞才能发生质壁分离，而草履虫无细胞壁不能发生质壁分离，A对；蓝藻是原核生物，无成形的细胞核，没有核膜、核仁等结构，唯一的细胞器是核糖体，B错；细菌和蓝藻中的DNA是双链结构，C错；孟德尔的遗传规律只适用于真核生物有性生殖过程中的核基因遗传，D错。
[答案] A
【互动探究4】 下列有关叙述中，正确的是
①核酸 ②蛋白质 ③染色体（质） ④液泡 ⑤叶绿体 ⑥线粒体 ⑦核膜 ⑧核糖体 ⑨细胞壁
A．①②③⑧在乳酸菌、酵母菌、噬菌体内都存在
B． ①②⑧⑨在支原体、烟草细胞内都存在
C． 衣藻、蓝藻的细胞中都存在①②④⑤⑧⑨
D． ①②③④⑤在衣藻体内都存在，⑥⑦⑧⑨在酵母菌体内都存在
[解析] 染色体是真核生物细胞核内遗传物质的载体，乳酸菌是原核生物、噬菌体是病毒属于非细胞生物，都不存在染色体，A选项不正确；支原体是最小的能独立生活的原核生物，它没有细胞壁，B选项不正确；蓝藻是原核生物，细胞内不存在液泡和叶绿体，C选项不正确。
[答案] D
高考链接
1.（2010·新课标全国卷，1）下列有关细胞的叙述，正确的是
A．病毒是一类具有细胞结构的生物
B．蓝藻细胞具有细胞核且DNA分子呈环状
C．人体所有细胞的细胞周期持续时间相同
D．内质网膜和高尔基体膜都具有流动性
解析：本题综合考查原核细胞与真核细胞的区别以及细胞的生命历程，意在考查考生的判断推理能力。A项病毒没有细胞结构；B项蓝藻细胞为原核细胞，没有成形的细胞核；C项人体内进行连续分裂的细胞才有细胞周期，而神经细胞、肌肉细胞等高度分化的细胞没有细胞周期；D项内质网膜、高尔基体膜与细胞膜的结构类似，组成膜的蛋白质分子和磷脂分子大多是可以运动的，即具有一定的流动性。
答案：D
2．（2010·重庆卷，3）下列有关细胞结构和功能的叙述，正确的是
A．在植物细胞有丝分裂末期高尔基体参与细胞壁的形成
B．在动物细胞有丝分裂间期能观察到纺锤体和中心体
C．分泌蛋白合成后在内质网和细胞质基质中加工
D．质粒和线粒体是既有核酸又有外膜的细胞结构
解析：本题主要以细胞器、质粒、分泌蛋白、有丝分裂为载体，考查细胞的结构和功能，意在考查考生的理解能力。高尔基体与植物细胞有丝分裂中细胞壁的形成有关，A正确；动物细胞分裂期才能观察到纺锤体和中心体，B错；分泌蛋白是在内质网和高尔基体中加工的，C错；质粒是一种小型环状的DNA分子，没有外膜。
答案：A
3．（2010·北京卷，2）下列对生物细胞代谢活动的描述，不正确的是
A．大肠杆菌在拟核区转录信使RNA
B．乳酸杆菌在细胞质基质中产生乳酸
C．衣藻进行光合作用的场所是叶绿体
D．酵母菌的高尔基体负责合成蛋白质
解析：本题考查细胞代谢活动，意在考查考生对原核细胞与真核细胞结构和功能的理解。大肠杆菌属原核生物，没有成形的细胞核，其转录过程发生在拟核中；乳酸杆菌产生乳酸属无氧呼吸过程，发生在细胞质基质中；衣藻是单细胞绿藻，属真核生物，其环状叶绿体是光合作用的场所；酵母菌属真核生物，其高尔基体的作用是参与细胞的分泌活动，将内质网合成的多种蛋白质进行加工（如糖基化等）、分类与包装，并分门别类地运送到细胞的特定部位或分泌到细胞外，蛋白质是在核糖体上合成的。
答案：D
4．（2010·福建卷，2）下列有关造血干细胞中物质运输的途径，可能存在的是
A．吸收的葡萄糖：细胞膜→细胞质基质→线粒体
B．合成的细胞膜蛋白：高尔基体→核糖体→细胞膜
C．转录的mRNA：细胞核→细胞质基质→高尔基体
D．合成的DNA聚合酶：核糖体→细胞质基质→细胞核
解析：本题考查造血干细胞中葡萄糖、细胞膜蛋白、mRNA和DNA聚合酶的运输途径，意在考查考生对葡萄糖的氧化分解途径、细胞膜蛋白的合成和运输途径、mRNA和DNA聚合酶的合成场所和起作用的部位等知识的掌握和理解情况。通过细胞膜进入造血干细胞内的葡萄糖，在细胞质基质中被分解成丙酮酸，在有氧气存在的情况下，丙酮酸进入线粒体继续进行有氧呼吸的第二和第三阶段，因此葡萄糖是不进入线粒体的，故A选项错误；
分泌蛋白在核糖体上合成后，经过内质网的加工后进入高尔基体中进行加工和包装，然后以胞吐的方式通过细胞膜排出细胞外，而细胞膜蛋白在核糖体上合成后，通过细胞质基质，到达细胞膜，所以B选项错误；mRNA主要在细胞核中形成，通过核膜上的核孔进入细胞质基质中，然后与核糖体结合，作为合成蛋白质的模板，因此C选项也不正确；DNA聚合酶的化学本质是蛋白质，在核糖体上合成后，通过细胞质基质到达核膜处，通过核孔进入细胞核中，用于DNA的复制，故D选项正确。
答案：D
比较项目
水
无机盐
存在形式
自由水、结合水
多数以离子形式存在，少数以化合物的形式存在
功能
（1）细胞内的良好溶剂；（2）运输营养物质和代谢废物；（3）参与生化反应；（4）维持细胞及生物体的固有形态
（1）组成复杂的化合物；（2）维持细胞和生物体的生命活动；（3）调节细胞渗透压和酸碱平衡
比较项目
糖类
脂质
组成元素
C．H、O
主要由C．H、O组成，还有N、P等
种类
单糖、二糖、多糖
脂肪、磷脂、固醇
与能量
关系
主要的能源物质，动物细胞中的糖原，植物细胞中的淀粉是重要的储能物质
脂肪是主要的储能物质
与细胞
组成
糖蛋白是细胞膜的重要组成成分；五碳糖是核酸的成分；纤维素是细胞壁的成分等
磷脂是细胞膜的基本骨架，胆固醇是动物细胞膜的组成成分
比较项目
蛋白质
核酸
元素组成
C．H、O、N
C．H、O、N、P
基本组
成单位
氨基酸（约20种）
核苷酸（DNA：4种脱氧核苷酸；RNA：4种核糖核苷酸）
形成场所
核糖体
细胞核、线粒体、叶绿体
主要功能
生命活动的主要体现者：（1）结构物质；（2）功能物质（催化、调节、运输、免疫等）
遗传信息的携带者，控制生物性状
相关计算
（1）脱水数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数
（2）氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数＝各氨基酸中氨基的总数－肽键数
（3）羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数＝各氨基酸中羧基的总数－肽键数
（4）蛋白质相对分子质量＝各氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数－18×脱水数
（5）N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子的总数
（6）O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子的总数－脱水数
（7）H原子数＝各氨基酸中H原子的总数－2×脱水数
注意：上述计算公式适用的前提是肽链而不是肽环。
（8）基因控制蛋白质合成过程中，DNA、mRNA、蛋白质三者的基本组成单位脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸的数量比例关系为6：3：1
内膜系统
组成
功能
线 粒 体
细胞核
基因的转录，将遗传信息从细胞核传递到细胞质
线粒体提供能量
↓
核糖体
利用氨基酸合成蛋白质
↓
内质网
对蛋白质进行初级加工（如折叠、糖基化等）形成比较成熟的蛋白质及以小泡的方式输送蛋白质至高尔基体
↓
高尔
基体
再加工为成熟的蛋白质，以小泡形式运输到细胞膜并与之融合
↓
细胞膜
外排作用，分泌到细胞外成为分泌蛋白
比较项目
原核细胞
真核细胞
细胞器
有分散的核糖体，无其他细胞器
有各种细胞器
细胞质
中DNA
小型环状DNA（质粒）
存在于线粒体、叶绿体中
细胞核
无核膜、核仁和染色体，有大型环状DNA（拟核）
有成形的细胞核，有核膜、核仁和染色体
细胞分裂
二分裂
主要为有丝分裂
实例
细菌、放线菌、蓝藻
酵母菌、霉菌、动物、植物