2023届高考生物二轮复习第1讲细胞的分子组成学案

这是一份2023届高考生物二轮复习第1讲细胞的分子组成学案，共23页。
专题一　细胞的基本组成和物质运输第1讲　细胞的分子组成课标要求考情分析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。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。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。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。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。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。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在高考命题上,对于细胞中的水和无机盐,常结合细胞代谢考查水盐的存在形式、来源及利用。结合细胞结构考查糖类和脂质的种类、分布、作用及合成。蛋白质与核酸是高考命题的重点。考查内容多涉及蛋白质与核酸的元素组成、结构和功能的多样性,以及结合基因表达考查蛋白质与核酸的合成过程中的有关内容。利用新情境材料考查蛋白质的结构和功能是近几年高考常见的命题新形式热点一　细胞中的无机物[情境引领]结合下图判断下列相关叙述正误。(1)晒干的种子细胞内不含有水分,①种子细胞代谢停止,有利于种子储存。(　×　)提示:晒干的种子细胞内自由水减少,导致细胞代谢减慢,有利于长时间储存。(2)图中③④所指的H2O在细胞中的存在形式是一样的。(　×　)提示:③主要为自由水,④主要为结合水。(3)当人体饮水不足时,下丘脑分泌的抗利尿激素减少。(　×　)提示:当人体饮水不足时,细胞外液渗透压升高,下丘脑分泌的抗利尿激素增多,促进肾小管和集合管重吸收水,减少尿量的排出。(4)题图说明细胞中的无机盐主要以化合物形式存在。(　×　)提示:细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。(5)缺铁会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降。(　√　)(6)Mg参与构成叶绿体中的各种色素。(　×　)提示:Mg参与构成叶绿体中的叶绿素,不参与构成其他色素。 [基础巩固]1.细胞中的水(1)水的存在形式、功能、特点及进出细胞的方式。(2)水与细胞代谢。2.细胞中的无机盐(1)无机盐的存在形式及功能。(2)常考无机盐功能归纳整合。[思维拓展]1.植株底部叶片是生长代谢较弱的成熟或衰老的叶片,需要Mg、Fe等元素的量较少,而顶部叶片是生长代谢旺盛的幼叶,需要Mg、Fe等元素的量较多。甲组盛有含除Mg以外的各种元素的营养液,乙组盛有含除Fe以外的各种必需元素的营养液,一段时间后甲组的大豆植株底部叶片先开始发黄,乙组的大豆植株顶部叶片先开始发黄。据此分析甲组植株底部叶片先开始发黄,而乙组植株顶部叶片先开始发黄的原因。提示:甲组的培养液中缺Mg,Mg在植物体内可以由老叶转移到幼叶,属于可再被利用的元素,因此甲组植株底部叶片先开始发黄;乙组的培养液中缺Fe,Fe是不能再被利用的元素,不能从老叶转移到新叶,因此乙组植株顶部叶片先开始发黄。2.请以刚收获的、籽粒饱满程度相同的新鲜花生种子为实验材料,验证“自由水含量越高,代谢越强”的结论。写出简单的实验思路。提示:取刚收获的、籽粒饱满程度相同的新鲜花生种子适量,均分为甲、乙两组。甲组迅速风干,乙组保持新鲜状态,置于相同的密闭容器内,在适宜条件下保温一段时间。检测甲、乙两组种子干重减少量(或容器中二氧化碳增加量)。围绕水、无机盐的存在形式和功能,考查理解能力1.(不定项)(2021·山东卷)关于细胞中的 H2O 和 O2,下列说法正确的是(　ABD　)A.由葡萄糖合成糖原的过程中一定有 H2O 产生B.有氧呼吸第二阶段一定消耗 H2OC.植物细胞产生的 O2 只能来自光合作用D.光合作用产生的 O2 中的氧元素只能来自H2O解析:葡萄糖脱水缩合形成多糖的过程有H2O生成;有氧呼吸第二阶段丙酮酸和H2O在线粒体基质中被分解成二氧化碳和[H];植物细胞产生的氧气不仅来自光合作用,植物细胞内的过氧化氢酶可催化过氧化氢分解,产生氧气;根据鲁宾和卡门的实验可知,光合作用产生的O2中的氧元素只能来自水。2.下列关于细胞中水和无机盐的叙述,错误的是(　D　)A.由于水分子具有极性的特点,因此水是生物体内物质运输的主要介质B.过量摄入钠盐会导致细胞外液渗透压升高C.线粒体内膜上产生ATP的同时一定有水生成D.K+内流是神经纤维产生静息电位的主要原因解析:水分子是极性分子,是良好的溶剂,具有流动性,因此水是生物体内物质运输的主要介质;细胞外液渗透压90%以上来自Na+和Cl-,因此过量摄入钠盐会导致细胞外液渗透压升高;有氧呼吸的第三阶段在线粒体内膜上进行,[H]与氧气结合形成水的同时释放能量,合成ATP;K+外流是神经纤维产生静息电位的主要原因。结合水盐平衡调节,考查对综合知识的融会贯通能力3.(不定项)(2021·河北卷)高盐饮食后一段时间内,虽然通过调节饮水和泌尿可以使细胞外液渗透压回归Na+摄入前的水平,但机体依旧处于正钠平衡(总Na+摄入多于排泄)状态。下列叙述正确的是(　ABD　)A.细胞外液渗透压主要来源于Na+和Cl-B.细胞外液渗透压回归与主动饮水、抗利尿激素分泌增加有关C.细胞内液不参与细胞外液渗透压的调节D.细胞外液渗透压回归但机体处于正钠平衡时,细胞外液总量和体液总量均增多解析:细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-;细胞外液渗透压下降回归到正常水平,与主动饮水增加水的摄入、抗利尿激素分泌增加促进肾脏重吸收水有关;细胞内液中的许多成分与细胞外液可以进行交换,故细胞内液可以参与细胞外液渗透压的调节;细胞外液渗透压回归但机体仍处于正钠平衡状态,即Na+量偏多的状态,细胞外液和体液中需保留更多水来维持渗透压,故细胞外液总量和体液总量均增多。4.(2022·山东临沂一模)低钠血症分为脑性盐耗综合征和抗利尿激素不适当分泌综合征两大类。人体内的脑钠素可引起尿钠增加,而醛固酮可导致尿钠减少,两种激素分泌异常均可导致钠从肾丢失引起脑性盐耗综合征;抗利尿激素不适当分泌综合征是指渗透压调节中枢功能紊乱所引起的稀释性低钠血症。下列叙述错误的是(　D　)A.血钠的来源主要是食物,去路有排尿、排汗等B.脑性盐耗综合征可能由脑钠素分泌增加或醛固酮分泌减少引起C.检测血液中脑钠素、醛固酮、抗利尿激素三种激素的含量可判断某低钠血症患者的病因D.醛固酮、抗利尿激素在血钠调节上相互协同解析:醛固酮可导致尿钠减少,血钠含量升高;抗利尿激素不适当分泌综合征是指渗透压调节中枢功能紊乱所引起的稀释性低钠血症,说明二者具有拮抗作用。[总结提升]无机盐在稳态调节中的作用(1)水盐平衡调节。(2)盐平衡调节过程。热点二　细胞中的有机物 [情境引领]下图中甲、乙、丙、丁表示某植物细胞中的不同化合物,据图判断下列叙述正误。(1)物质甲为该生物的遗传物质,物质甲为磷脂。(　×　)提示:物质丙(DNA)为该生物的遗传物质,物质甲为磷脂。(2)可用苏丹Ⅲ染液来鉴定物质乙。(　×　)提示:可用双缩脲试剂来鉴定物质乙(蛋白质)。(3)物质甲构成生物膜的基本支架,细胞膜中乙和丁结合形成的物质具有识别功能。(　√　)(4)甲、乙、丙三种物质不可能同时出现在叶绿体中。(　×　)提示:叶绿体为半自主性细胞器,叶绿体内含有DNA(丙)、RNA和核糖体,叶绿体的双层膜上含有磷脂(甲)和蛋白质(乙),叶绿体内与光合作用有关的酶也属于蛋白质(乙)。(5)细胞膜、细胞质基质中负责转运氨基酸的载体都是蛋白质。(　×　)提示:细胞质基质中tRNA负责转运氨基酸。(6)同一个体不同种类体细胞中核DNA、mRNA和蛋白质都不相同。(　×　)提示:同一个体不同种类体细胞中核DNA相同,由于基因的选择性表达,mRNA、蛋白质不完全相同。(7)原核生物含有结构1与结构2。(　×　)提示:原核生物没有结构2(染色体)。(8)新型冠状病毒和大肠杆菌中均含有DNA和RNA两类核酸。(　×　)提示:新型冠状病毒仅含有RNA一种核酸。(9)乙、丙除了组成结构2,还可组成核糖体和病毒。(　√　)(10)脂质不参与生命活动的调节。(　×　)提示:有的脂质参与生命活动的调节,如性激素。 [基础巩固]1.蛋白质的结构与功能2.核酸与蛋白质的三个层次及相互关系3.糖类和脂质的种类[思维拓展]1.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氧气消耗量与二氧化碳释放量的关系,设计实验以确定种子的类型,简要写出实验思路并预期实验结果及结论。提示: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释放量的比值低(或CO2释放量和O2消耗量的比值高)的一组为谷类种子;萌发时O2消耗量和CO2释放量的比值高(或CO2释放量和O2消耗量的比值低)的一组为油料种子。2.蛋白质、核酸的水解产物和代谢终产物相同吗?提示:不相同。核酸的初步水解产物是核苷酸,彻底水解产物是碱基、五碳糖和磷酸,代谢终产物是CO2、H2O和磷酸盐等。蛋白质的初步水解产物是小分子肽,彻底水解产物是氨基酸,代谢终产物是CO2、H2O、尿素等。蛋白质和核酸的结构、功能及相互联系分析1.核酸通常与蛋白质结合以“核酸—蛋白质”复合体的形式存在。下列叙述错误的是(　C　)A.T2噬菌体、HIV和烟草花叶病毒都可以看作是“核酸—蛋白质”复合体B.紫外线、酒精消杀病毒分别能破坏复合体中的核酸和蛋白质C.原核细胞中的“核酸—蛋白质”复合体就是核糖体“RNA—蛋白质”复合体D.真核细胞内遗传信息传递过程中,可出现核酸与相应的酶形成的复合体解析:原核细胞中的“核酸—蛋白质”复合体不仅仅是核糖体“RNA—蛋白质”复合体,如DNA复制时,DNA与DNA聚合酶形成的复合体。2.(2021·全国甲卷)已知①酶、②抗体、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是人体内有重要作用的物质。下列说法正确的是(　C　)A.①②③都是由氨基酸通过肽键连接而成的 B.③④⑤都是生物大分子,都以碳链为骨架C.①②⑥都是由含氮的单体连接成的多聚体D.④⑤⑥都是人体细胞内的主要能源物质解析:①酶的化学本质是蛋白质或RNA,②抗体的化学本质是蛋白质,③激素的化学本质是有机物,如蛋白质、氨基酸的衍生物、脂质等,只有蛋白质才是由氨基酸通过肽键连接而成的;④糖原是生物大分子,⑤脂肪不是生物大分子,③激素不一定是生物大分子;人体细胞内的主要能源物质是糖类,⑥核酸是生物的遗传物质,⑤脂肪是机体主要的储能物质。[总结提升]1.蛋白质和核酸的相互关系及6个易失分点(1)ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分为腺嘌呤核糖核苷酸。(2)DNA分子两条链之间的碱基、单链上相邻碱基之间和单链上单体之间分别通过氢键、“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”和磷酸二酯键相连。(3)氨基酸脱水缩合的方式只有一种,而其排列方式有多种。(4)同一个体的不同种类体细胞中核DNA相同,mRNA和蛋白质不完全相同。(5)1个tRNA中含有1个反密码子,但不能认为其只含有3个碱基。(6)蛋白质多样性的根本原因是基因多样性(不同个体间)或基因的选择性表达(同一个体的不同细胞间)。2.常见的核酸—蛋白质复合体围绕糖类和脂质的种类和功能,考查对基础知识的理解能力3.研究发现,当癌细胞自己无法制造脂质时,就会从自身环境中吞噬脂质,以确保这些必需物质的稳定供应,导致人们通过抑制脂质的合成来靶向杀死癌细胞的方法失败。下列有关说法错误的是(　A　)A.等量的脂肪彻底氧化分解比糖类释放的能量多,所以脂肪是生物体内主要的能源物质B.胆固醇是构成癌细胞细胞膜的重要成分,而且还可参与血液中脂质的运输C.内质网是细胞内蛋白质合成和加工的场所,同时也是脂质的合成“车间”D.同时阻断癌细胞中脂质的合成与摄取可能有利于癌症的治疗解析:等量的脂肪比糖类含能量多,但糖类才是生物体利用的主要能源物质,脂肪是良好的储能物质。4.(不定项)(2020·山东卷)棉花纤维由纤维细胞形成。蔗糖经膜蛋白SUT转运进入纤维细胞后逐渐积累,在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成。研究人员用普通棉花品系培育了SUT表达水平高的品系F,检测两品系植株开花后纤维细胞中的蔗糖含量,结果如图所示。下列说法正确的是(　BC　)A.纤维素的基本组成单位是葡萄糖和果糖B.曲线甲表示品系F纤维细胞中的蔗糖含量C.15～18天曲线乙下降的主要原因是蔗糖被水解后参与纤维素的合成D.提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期延后解析:纤维素的基本组成单位是葡萄糖;品系F的纤维细胞SUT表达水平高,对蔗糖的运输增加,分析曲线可知,曲线甲蔗糖含量的最高值大于曲线乙,说明曲线甲表示品系F纤维细胞中的蔗糖含量;曲线乙表示普通棉花品系纤维细胞中的蔗糖含量,推测15～18天为纤维细胞的加厚期,此时期蔗糖被大量水解,所以15～18天曲线乙下降;由题图可知,品系F纤维细胞的加厚期在9～12天,普通棉花品系纤维细胞的加厚期在15～18天,提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期提前。[易错提醒]糖类和脂质的7个易错点(1)并非所有糖类都是能源物质,如核糖、脱氧核糖、纤维素等不参与氧化分解提供能量。(2)还原糖有葡萄糖、麦芽糖、果糖、乳糖、半乳糖等,非还原糖有蔗糖、多糖等。(3)麦芽糖由两分子葡萄糖组成,蔗糖由葡萄糖和果糖组成,乳糖由半乳糖和葡萄糖组成,纤维素、淀粉、糖原的单体都是葡萄糖。(4)等质量的脂肪和糖类相比,脂肪中H的含量高,O的含量低,故脂肪氧化分解释放的能量多,需要的O2多,产生的H2O多。(5)脂肪和糖类是可以相互转化的。血液中的葡萄糖除供细胞利用外,多余的部分可以合成糖原储存,如果还有富余,就可以转变成脂肪和某些氨基酸。(6)糖类、脂肪和蛋白质的供能关系:其供能顺序为糖类→脂肪→蛋白质。蛋白质一般不供能,只在病理状态或衰老状态下才氧化分解供能。(7)RNA、DNA、ATP、RNA病毒、DNA病毒中的糖依次是核糖、脱氧核糖、核糖、核糖、脱氧核糖;细胞膜中的糖与蛋白质结合形成糖蛋白,与脂质结合形成糖脂。围绕生物大分子进行综合考查分析与解决问题的能力5.(2021·山东卷)细胞内分子伴侣可识别并结合含有短肽序列 KFERQ 的目标蛋白形成复合体,该复合体与溶酶体膜上的受体 L 结合后,目标蛋白进入溶酶体被降解。该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶,调控细胞内α-酮戊二酸的含量,从而促进胚胎干细胞分化。下列说法错误的是(　C　)A.α-酮戊二酸合成酶的降解产物可被细胞再利用B.α-酮戊二酸含量升高不利于胚胎干细胞的分化C.抑制 L 基因表达可降低细胞内α-酮戊二酸的含量D.目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜具有物质运输的功能解析:α-酮戊二酸合成酶被溶酶体降解,其降解产物可被细胞再利用;根据题干信息“该过程可通过降解α-酮戊二酸合成酶,调控细胞内α-酮戊二酸的含量,从而促进胚胎干细胞分化”,说明α-酮戊二酸含量降低促进细胞分化,而含量升高不利于胚胎干细胞的分化;根据题干信息“该复合体与溶酶体膜上的受体L 结合后,目标蛋白进入溶酶体被降解”,所以如果抑制 L 基因表达,则复合体不能与受体L结合,不利于降解α-酮戊二酸合成酶,细胞中α-酮戊二酸的含量会升高;目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜具有物质运输的功能。6.生物大分子是由许多基本的组成单位连接而成的。下列关于细胞利用基本单位合成生物大分子的叙述,错误的是(　D　)A.若基本单位中含有尿嘧啶,则该生物大分子可能定是HIV的遗传物质B.若基本单位为葡萄糖,则该生物大分子可能是植物细胞壁的主要成分之一C.若生物大分子是分子式为C55H50O19N10的多肽链,则该多肽水解最多需要9分子水D.若生物大分子是人和动物细胞中的储能物质,则其基本单位为甘油和脂肪酸解析:若基本单位中含有尿嘧啶,则该生物大分子是RNA,可能是HIV的遗传物质;若生物大分子是分子式为C55H50O19N10的多肽链,每种氨基酸至少含有一个氮原子,故该多肽最多由10个氨基酸脱水缩合而成,则一分子该多肽水解最多需要9分子水;若生物大分子是人和动物细胞中的储能物质,则为糖原,其基本单位为葡萄糖,甘油和脂肪酸组成的是脂肪,脂肪不是生物大分子。