专题01 细胞的分子组成-备战2024年高考生物一轮复习重难点突破讲解与训练（新教材）

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2、注重理论联系实际，高三生物的考试并不仅仅是考概念，学会知识的迁移非常重要，并要灵活运用课本上的知识。不过特别强调了从图表、图形提取信息的能力。历年高考试题，图表题都占有比较大的比例。那些图表题虽不是教材中的原图，但它源于教材而又高于教材，是对教材内容和图表的变换、深化、拓展，使之成了考查学生读图能力、综合分析能力、图文转换能力的有效途径。
3、一轮复习基础知识的同时，还要重点“攻坚”，突出对重点和难点知识的理解和掌握。这部分知识通常都是学生难于理解的内容，做题时容易出错的地方。分析近几年的高考生物试题，重点其实就是可拉开距离的重要知识点。
4、学而不思则罔，思而不学则殆。这一点对高三生物一轮复习很重要。尤其是对于错题。错题整理不是把错题抄一遍。也不是所有的错题都需要整理。
专专题分析
题型解读
该专题内容基础，容易理解，高考中常以选择题的形式命题，难度不大。
考向分析
围绕结构决定功能的角度，侧重对知识的熟练掌握。
答题技巧
抓住核心关键词，结合题中情景，精准定位课本相关知识。
对点训练
题1 细胞的分子组成
一、单选题
1．（2023·全国·统考高考真题）生物体内参与生命活动的生物大分子可由单体聚合而成，构成蛋白质等生物大分子的单体和连接键以及检测生物大分子的试剂等信息如下表。
根据表中信息，下列叙述错误的是（ ）
A．①可以是淀粉或糖原
B．②是氨基酸，③是肽键，⑤是碱基
C．②和⑤都含有C、H、O、N元素
D．④可以是双缩脲试剂，⑥可以是甲基绿和吡罗红混合染色剂
【答案】B
【详解】A、葡萄糖是多糖的单体，多糖包括淀粉、糖原和纤维素，故①可以是淀粉或糖原，A正确；
B、蛋白质是由单体②氨基酸通过脱水缩合形成③肽键连接形成的，核酸的单体是核苷酸，故⑤是核苷酸，B错误；
C、②氨基酸的元素组成是C、H、O、N，⑤核苷酸的元素组成是C、H、O、N、P，C正确；
D、检测蛋白质的④可以是双缩脲试剂，检测核酸的⑥可以是甲基绿和吡罗红混合染色剂，D正确。
故选B。
2．（2022·河南洛阳·统考二模）某同学所做相关高中生物实验得到的结果，如图a~d所示。下列叙述正确的是（ ）

A．图a视野中的橘黄色脂肪颗粒是经苏丹III染液染色处理的
B．图b视野中发生质壁分离的细胞取自紫色洋葱鳞片叶内表皮
C．图c中位于最宽条带上的色素在层析液中的溶解度最高
D．图d细胞中染色体将逐渐变成细长而盘曲的染色质丝
【答案】A
【详解】A、苏丹Ⅲ染液能将脂肪染成橘黄色，A正确；
B、紫色洋葱鳞片叶内表皮无色，而图中的液泡呈紫色，B错误；
C、图c中位于条带最上方的色素在层析液中的溶解度最高，最宽条带为从上至下第三条，说明色素含量最多，C错误；
D、图d为分裂前期，细胞中染色质将逐渐螺旋、缩短变粗形成染色体，D错误。
故选A。
3．（2022·陕西安康·统考二模）国际种子库旨在把世界各地各种植物种子保存在地下仓库里，以防因全球物种迅速缩减而造成物种灭绝。入库保存前需要对种子进行清洗、干燥等处理，然后密封包装存入约-18℃的冷库。下列有关叙述错误的是（ ）
A．大豆种子富含蛋白质，其匀浆可用作鉴定蛋白质的材料
B．入库前的干燥处理能有效降低种子中自由水的含量
C．-18℃的低温使种子细胞的蛋白质发生不可逆的变性失活
D．给密封包装袋充入氮气，能减小细胞呼吸速率以减少物质消耗
【答案】C
【详解】A、大豆种子含有较多的蛋白质，其匀浆可用于鉴定蛋白质，A正确；
B、自由水与代谢的强弱有关，入库前干燥处理，减低种子中自由水含量，降低种子的代谢速率，利于储存，B正确；
C、-18℃的低温不会使蛋白质变性，高温才会使其失活变性，C错误；
D、给密封包装袋充入氮气，降低氧气浓度，减弱细胞呼吸，以减少物质消耗，D正确。
故选C。
4．（2023·湖北·统考高考真题）球状蛋白分子空间结构为外圆中空，氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧，而非极性基团分布在内侧。蛋白质变性后，会出现生物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列叙述错误的是（ ）
A．蛋白质变性可导致部分肽键断裂
B．球状蛋白多数可溶于水，不溶于乙醇
C．加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质
D．变性后生物活性丧失是因为原有空间结构破坏
【答案】A
【详解】A、蛋白质的变性作用主要是由于蛋白质分子内部的结构被破坏，天然蛋白质的空间结构是通过氢键等次级键维持的，而变性后次级键被破坏，A错误；
B、球状蛋白氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧，而非极性基团分布在内侧，说明外侧主要是极性基团，可溶于水，不易溶于乙醇，B正确；
C、加热变性的蛋白质空间结构发生改变，该空间结构改变不可逆，不能恢复原有的结构和性质，C正确；
D、变性后空间结构改变，导致一系列理化性质变化，生物活性丧失，D正确。
故选A。
5．（2023·海南海口·统考模拟预测）自2022年5月以来，欧洲多国爆发由于感染猴痘病毒（一种含包膜的双链DNA病毒）引发的疫情。人感染后通常会出现发烧、头痛、皮疹等症状。84消毒液、75%酒精等家用消毒剂可以杀死猴痘病毒。下列相关叙述正确的是（ ）
A．猴痘病毒在体外环境可存活数月，说明病毒的生命活动与细胞无关
B．一个猴痘病毒和一个大肠杆菌同属于生命系统结构层次中的个体层次
C．猴痘病毒化学组成有核酸、蛋白质、脂质等
D．75%酒精可以杀死猴痘病毒的原因是酒精破坏了病毒蛋白的肽键
【答案】C
【详解】A、猴痘病毒在体外环境可存活数月，只是处于未侵染状态，但其增殖过程，即生命的体现离不开细胞，A错误；
B、猴痘病毒没有细胞结构，不属于生命系统层次，一个大肠杆菌既属于个体层次，也属于细胞层次，B错误；
C、根据题意可知，猴痘病毒的主要成分是核酸和蛋白质，包膜中还含有脂质，C正确；
D、75%酒精可以杀死猴痘病毒的原因是酒精破坏了病毒蛋白的空间结构，未破坏蛋白质的肽键，D错误。
故选C。
6．科学家发现了一种生活在加勒比海红树林中的巨型细菌（名为华丽硫珠菌），该细菌能够利用CO2合成有机物。细胞中含有两个膜囊，膜囊甲包含所有遗传物质，核糖体也位于其中；膜囊乙充满了水，占细菌总体积的73%，将细胞质限制在外围空间，紧贴细胞壁。下列相关叙述错误的是（ ）
A．膜囊甲是该菌的遗传信息库，不能完成基因表达的全过程
B．膜囊乙有利于维持细胞内部渗透压的稳定
C．华丽硫珠菌作为生产者，是生态系统的基石
D．华丽硫珠菌和T2噬菌体两者的遗传物质彻底水解的产物相同
【答案】A
【详解】A、膜囊甲包含所有的遗传物质（可完成转录），是该菌的遗传信息库，又含有核糖体（翻译的场所），所以膜囊甲能完成基因表达的全过程，A错误；
B、膜囊乙充满了水，占细菌总体积的73%，将细胞质限制在外围空间，紧贴细胞壁，从形态结构看，膜囊乙类似于细胞中的液泡，液泡有利于维持渗透压的稳定，所以膜囊乙有利于维持渗透压的稳定，B正确；
C、题干中已知该细菌能够利用CO2合成有机物，为自养生物，自养生物都是生产者，是生产者是生态系统的基石，所以说该细菌是生态系统的基石，C正确；
D、该细菌的遗传物质是DNA，T2噬菌体的遗传物质也是DNA，DNA的彻底水解产物为磷酸、脱氧核糖、4种含氮碱基，D正确。
故选A。
7．（2023·湖北·统考高考真题）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，活化维生素D3可促进小肠和肾小管等部位对钙的吸收。研究发现，肾脏合成和释放的羟化酶可以促进维生素D3的活化。下列叙述错误的是（ ）
A．肾功能下降可导致机体出现骨质疏松
B．适度的户外活动，有利于少年儿童的骨骼发育
C．小肠吸收钙减少可导致细胞外液渗透压明显下降
D．肾功能障碍时，补充维生素D3不能有效缓解血钙浓度下降
【答案】C
【详解】A、肾功能下降会导致维生素D3的活性下降，进而减少小肠和肾小管等部位对钙的吸收，导致机体出现骨质疏松，A正确；
B、因为阳光下皮肤中可以进行维生素D3的转化，而它又能促进钙的吸收，因此适度的户外活动，有利于少年儿童的骨骼发育，B正确；
C、细胞外液渗透压主要由钠离子和氯离子提供，小肠吸收钙减少并不会导致细胞外液渗透压明显下降，C错误；
D、肾功能障碍时，维生素D3的活化受阻，只有活化的维生素D3才能促进钙的吸收，因此补充维生素D3不能有效缓解血钙浓度下降，D正确。
故选C。
8．细胞是生命的单元，它由不同的分子构建而成，是最基本的生命系统，是完成各项生命活动的结构基础。下列相关叙述错误的是（ ）
A．水是活细胞中含量最多的化合物，自由水是细胞内良好的溶剂
B．DNA是遗传信息的携带者，同一个体的不同体细胞中核酸是相同的
C．火星上发现只有厌氧生物才能产生的磷化氢，说明火星上可能有生命
D．蛋白质的多样性与氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链数目等有关
【答案】B
【详解】A、水是活细胞中含量最多的化合物，自由水是细胞内良好的溶剂，A正确；
B、核酸是遗传信息的携带者，同一个体的不同体细胞中RNA往往不完全相同，B错误；
C、火星上发现只有厌氧生物才能产生的磷化氢，说明火星上可能有生命，C正确；
D、蛋白质的多样性与氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链数目及肽链的空间结构等有关，D正确。
故选B。
9．雪莲果含有丰富的糖类、萜类、酚酸类、类黄酮、氨基酸、无机盐等成分，具有滋润肠道、预防便秘、控制血糖、降低血脂等功能。雪莲果可以生吃，也可以加工成不同产品，满足广大消费者对雪莲果的不同需求。下列有关叙述正确的是（ ）
A．淀粉由葡萄糖缩合形成，水解产物只有葡萄糖
B．体内脂肪供应充足可以大量转化为糖类
C．氨基酸数目和氨基酸中氨基数和羧基数一定是相同的
D．缺铁会导致哺乳动物血液运输氧气的能力下降
【答案】D
【详解】A、淀粉由葡萄糖缩合形成，水解最终产物是葡萄糖，中间产物是麦芽糖，A错误；
B、糖类和脂质是可以相互转化的，但是糖类和脂肪之间的转化程度是有明显差异的，体内脂肪不能大量转化为糖类，B错误；
C、由于氨基酸中的R上可能携带氨基、羧基，因此氨基酸数目和氨基酸中氨基数和羧基数不一定相同，C错误；
D、缺铁会导致哺乳动物血红蛋白含量下降，进而导致血液运输氧气的能力下降，D正确。
故选D。
10．（2023·广东·模拟预测）当细胞受外界信号刺激时，内质网中的Ca2+经内质网膜上的IP3R通道蛋白释放到细胞质，促进游离在细胞质基质中的蛋白激酶C（PKC）结合在细胞膜上并被二酰甘油（DAG）活化，PKC长期维持活性有利于细胞增殖及分化过程的进行。其中由磷脂酰肌醇二磷酸（PIP2，一种磷脂）水解形成的DAG易被DAG激酶磷酸化或被DAG脂酶水解，导致其不能长期维持PKC的活性，而由磷脂酰胆碱（PC）经磷脂酶水解形成的DAG则较稳定。下列叙述错误的是（ ）
A．IP3R通道蛋白合成受阻会抑制细胞质基质中PKC的活化
B．PKC被DAG活化后，PKC的空间结构发生改变
C．浆细胞形成过程中，DAG激酶、DAG脂酶和磷脂酶作用都增强
D．PIP2水解产生的其他产物中很可能含有磷元素
【答案】C
【详解】A、内质网中的Ca2+经内质网膜上的IP3R通道蛋白释放到细胞质后，会促进游离在细胞质基质中的蛋白激酶C（PKC）结合在细胞膜上并被DAG活化，因此IP3R通道蛋白合成受阻会抑制细胞质基质中PKC的活化，A正确；
B、蛋白质的功能是由其空间结构决定的，PKC被DAG活化后，PKC的空间结构会发生改变，B正确；
C、浆细胞由B细胞或记忆B细胞分化而来，其形成过程依赖PKC的长期效应。DAG激酶和DAG脂酶作用增强时，DAG被DAG激酶磷酸化或被DAG脂酶水解，不能维持PKC的长期效应；磷脂酶将PC水解可形成稳定的DAG，磷脂酶作用增强，有利于形成稳定的DAG，可维持PKC的长期效应，C错误；
D、DAG只含有C、H、O三种元素，磷脂PIP2水解得到的其他物质中含有磷元素，D正确。
故选C。
多选题
1．核酸是生物体内重要的化合物，当用蛇毒磷酸二酯酶处理小鼠核酸时，得到的产物是5′—核苷酸（五碳糖的5′位连接磷酸）的混合物，当用牛脾磷酸二酯酶处理小鼠核酸时，产物是“3′—核苷酸”（五碳糖的3′位连接磷酸）的混合物。下列有关核酸的叙述，错误的是（ ）
A．用上述两种酶分别处理核酸均可得到4种水解产物
B．蛇毒磷酸二酯酶发挥作用的机理是提高反应所需的能量
C．上述实验证明核苷酸是通过3′，5′—磷酸二酯键连接而成的
D．小鼠体内的核酸主要存在于细胞核中，并且可以与蛋白质相结合
【答案】ABD
【详解】A、用蛇毒磷酸二酯酶处理小鼠核酸时，由于小鼠的核酸有两种--DNA和RNA ，因而可得到8种水解产物，当用牛脾磷酸二酯酶处理小鼠核酸时，得到不止8种水解产物，A错误；
B、蛇毒磷酸二酯酶发挥作用的机理是降低化学反应的活化能，B错误；
C、用两种磷酸二酯酶处理的结果不同，因而上述实验证明核苷酸是通过3′，5′—磷酸二酯键连接而成的，C正确；
D、小鼠体内的DNA主要存在于细胞核中，而RNA主要存在于细胞质中，D错误。
故选ABD。
2．驱动蛋白与细胞内物质运输有关，驱动蛋白家族成员众多，其中典型的驱动蛋白1是由两条轻链和两条重链构成的异源四聚体，具有两个球形的头、一个螺旋状的杆和两个扇子状的尾（如图）。驱动蛋白通过头结合和水解ATP，导致颈部发生构象改变，驱动自身及所携带的“货物”分子沿细胞骨架定向“行走”，将“尾部”结合的“货物”转运到指定位置。下列叙述错误的是（ ）
A．典型的驱动蛋白1中至少含有4个游离的氨基、2个游离的羧基
B．细胞骨架除参与物质运输外，还与细胞运动、分裂等相关
C．合成驱动蛋白1和细胞骨架的原料分别是氨基酸、葡萄糖
D．驱动蛋白分子既具有运输功能，又具有酶的催化特性
【答案】AC
【详解】A.细胞骨架是真核细胞特有的。典型的驱动蛋白1是由4条链组成的，因此至少含有4个游离的氨基、4个游离的羧基，A错误；
B.细胞骨架参与物质运输、细胞运动、细胞分裂等，B正确；
C.细胞骨架的化学本质是蛋白质，合成驱动蛋白1和细胞骨架的原料都是氨基酸，C错误；
D.据题意，驱动蛋白具有转运“货物”和催化ATP水解双重功能，D正确。
故选AC。
三、综合题
1．（2023·全国·统考高考真题）为了研究蛋白质的结构与功能，常需要从生物材料中分离纯化蛋白质。某同学用凝胶色谱法从某种生物材料中分离纯化得到了甲、乙、丙3种蛋白质，并对纯化得到的3种蛋白质进行SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳，结果如图所示（“+”“-”分别代表电泳槽的阳极和阴极）。已知甲的相对分子质量是乙的2倍，且甲、乙均由一条肽链组成。回答下列问题。

(1)图中甲、乙、丙在进行SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳时，迁移的方向是_____（填“从上向下”或“从下向上”）。
(2)图中丙在凝胶电泳时出现2个条带，其原因是_____。
(3)凝胶色谱法可以根据蛋白质_____的差异来分离蛋白质。据图判断，甲、乙、丙3种蛋白质中最先从凝胶色谱柱中洗脱出来的蛋白质是_____，最后从凝胶色谱柱中洗脱出来的蛋白质是_____。
(4)假设甲、乙、丙为3种酶，为了减少保存过程中酶活性的损失，应在_____（答出1点即可）条件下保存。
【答案】(1)从上向下
(2)丙由两条肽链组成
(3) 相对分子质量 丙 乙
(4)低温
【详解】（1）电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。电泳时，分子质量越大，迁移距离越小，根据题中给出甲蛋白质的分子质量是乙的2倍，故甲的迁移距离相对乙较小，可判断出迁移方向是从上到下。
（2）题中给出甲、乙均由一条肽链构成，图示凝胶电泳时甲、乙分别出现1个条带，故丙出现2个条带，说明丙是由2条肽链构成。
（3）凝胶色谱法主要根据蛋白质的相对分子质量差异来分离蛋白质，相对分子质量大的蛋白质只能进入孔径较大的凝胶孔隙内，故移动距离较短，会先被洗脱出来，分子质量较小的蛋白质进入较多的凝胶颗粒内，移动距离较长，会后被洗脱出来。据图判断，丙的分子质量最大，最先被洗脱出来，乙的分子质量最小，最后被洗脱出来。
（4）为了减少保存过程中酶活性的损失，应在酶的保存在低温条件下进行。
2．（2023·四川·二模）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
【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。
单体
连接键
生物大分子
检测试剂或染色剂
葡萄糖
—
①
—
②
③
蛋白质
④
⑤
—
核酸
⑥