高考生物复习夺标学案：专题01 细胞的分子组成

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高考生物夺标系列 专题01 细胞的分子组成一、考纲解读考纲下载考纲解读命题规律命题趋势1.蛋白质、核酸的结构和功能      Ⅱ1.本专题知识难度较低，基础性强，多为结合实验分析与探究考查生物有机分子检测的原理及应用。2.水和无机盐的作用大都直接考查，有时也会结合具体的问题情境要求考生做出分析判断。3.高考试题中经常挖掘教材中易被考生忽略的小考点对有机物进行考查，以综合应用题居多，例如蛋白质的元素组成和特征元素、蛋白质与代谢、蛋白质与核酸的关系、糖与生命活动的关系等。1.常考内容：近五年课标高考试题对有机物的考查尤为突出，共出现24次，如2012广东理综3、2012安徽理综1、2012江苏单科19等。2.考查题型：以选择题为主，单科卷每题分值1～3分，理综卷每题分值4分或6分；非选择题主要涉及糖类、脂肪和蛋白质的鉴定。3.能力要求：本专题试题的能力考查集中在理解和实验探究探究层次，相关考题的难度中等偏低。1.命题趋势：有机物的元素组成、功能与检测趋向于以材料分析和实验探究的角度进行。2.热点预测：预计2014年高考对细胞分子组成的考查，还将集中在细胞中有机物的功能理解与检测上，水分、无机盐考点也不容忽视，题型主要为选择题。2.糖类、脂质的种类和作用  Ⅱ3.水和无机盐的作用   Ⅰ4.实验：观察DNA、RNA在细胞中的分布5.实验：检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质二、热点题型分析热点题型一  分类比较，解化合物的元素组成关系题【例1】下列都含有氮元素的一组物质是   （   ）A．脱氧核糖和脱氧核糖核酸       B．胰岛素和核糖核酸C．丙酮酸和丙氨酸               D．脂肪和脂肪酶【例2】用含32P的磷酸盐培养液培养动物细胞，一段时间后，细胞的结构以及化合物中均具有放射性的是   （　　）①脱氧核糖 ②核膜 ③ATP ④转运RNAA.①③  B.①③④  C.②③④  D.①②③解析  本题以放射性元素为话题，实质是考查“P元素”的分布，明确细胞各种结构及其化合物的元素组成是正确解题的重中之重。脱氧核糖属于糖类，不含P；核膜属于生物膜，以磷脂双分子层为基本骨架，含有P；ATP为三磷酸腺苷，由1分子腺嘌呤、3分子磷酸和1分子脱氧核糖脱水缩合而成，含P；转运RNA含有磷酸基，含P。答案  C【例3】下图为人体细胞中几种有机物元素组成及相互关系图，除相关元素外，大写字母代表为大分子物质，小写字母为小分子物质。据图回答：⑴请在图中横线上写出两种重要有机物A和C的元素组成。⑵B为＿＿＿，它彻底水解的产物是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。⑶D具有多样性，其原因是：从c分析是由于＿＿＿＿＿＿，从A分析是由于＿＿＿＿＿＿。答案  ⑴N、P  N  ⑵mRNA  磷酸、核糖、碱基  ⑶组成D的c种类、数量、排列顺序不同   组成A的a的排列顺序不同题型攻略 【知识储备】1.有机化合物的分类及元素组成种类分类元素组成糖类单糖：葡萄糖、果糖、半乳糖等六碳糖；核糖和脱氧核糖等五碳糖C、H、O二糖：蔗糖和麦芽糖（植物特有）；乳糖（动物特有）多糖：淀粉和纤维素（植物特有）；糖原（动物特有）脂质脂肪：每分子脂肪由1分子甘油和3分子脂肪酸组成C、H、O磷脂：每分子磷脂由1分子甘油、1分子磷酸和2分子脂肪酸组成C、H、O、N、P固醇：包括胆固醇、性激素和维生素DC、H、O蛋白质结构蛋白、组织蛋白、催化蛋白（酶）、调节蛋白（激素）、免疫蛋白（抗体）、运载蛋白（血红蛋白）等C、H、O、N，有的含P、S，还有的含Fe、Cu、Mn、I、Zn核酸DNA和RNAC、H、O、N、P               2.DNA通过转录形成mRNA，再经过翻译形成蛋白质，DNA和蛋白质是染色体的主要成分。3.特定化合物分布。如核糖在RNA、ATP中，脱氧核糖在DNA中，磷脂在生物膜中，血红蛋白在红细胞中。【方法技巧】正确解答此类题目，应准确掌握化合物的分类、元素组成及其分布等内容，针对化合物的元素组成的特殊之处进行归纳整理。如：磷脂除了与脂肪、固醇所共有的C、H、O等元素外，还含有N和P；动植物特有的二糖、多糖等。热点题型二  巧用守恒，解答与蛋白质有关的计算题【例1】某蛋白质的相对分子质量为11935，在合成这个蛋白质分子过程中脱水量为1908，假设氨基酸的平均相对分子质量为127，则组成该蛋白质分子的肽链有…………（   ）A．1条  B．2条  C．3条  D．4条解析  本题着眼于蛋白质的相对分子质量与脱水数、氨基酸相对分子质量和肽链数之间的关系，依据物质守恒原理，把握蛋白质形成前后的相对分子质量变化关系，即蛋白质的相对分子质量＋氨基酸脱水缩合时脱掉的水分子的分子质量＝氨基酸的相对分子质量之和，是正确解答本题的金钥匙。若用n表示氨基酸数、m表示肽链条数，则：n×127＝11935＋1908，推知：n＝109；脱水数＝n－m＝1908÷18＝106，得m＝109－106＝3，此蛋白质由3条肽链构成。答案  C【例2】某肽链由51个氨基酸组成，如果用肽酶将其分解成1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽，则这些短肽的氨基总数的最小值、肽键总数、分解成这些小分子肽所需水分子总数依次是…………（   ） 【例3】胰岛素是一种蛋白质分子，它含有2条多肽链，A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，2条多肽链间通过2个二硫键(二硫键是由2个－SH连接而成的)连接，在A链上也形成1个二硫键，如图所示为结晶牛胰岛素的平面结构示意图。据此回答:⑴这51个氨基酸形成胰岛素后，分子质量比原来减少了＿＿＿。⑵胰岛素分子中含有肽键＿＿＿个，肽键可表示为＿＿＿＿＿＿＿。⑶从理论上分析，胰岛素分子至少有＿＿＿个－NH2，至少有＿＿＿个－COOH。解析  ⑴该蛋白质分子形成过程中，脱水分子数＝n－m＝51－2＝49，形成3个二硫键(－S－S－)时脱掉6个氢，因此，分子质量减少量＝49×18＋6＝888；⑵形成肽键数＝脱水分子数＝49，肽键可表示为：－CO－NH－；⑶每条肽链至少含有一个氨基和一个羧基，两条肽链至少含有2个氨基和2个羧基。答案  ⑴888；⑵49   －CO－NH－；⑶2   2【例4】现有一种“十五肽”，分子式为CxHyNzOdSe（z＞15，d＞16）。已知其彻底水解后得到下列几种AA：问：将一个“十五肽”彻底水解，可生成＿＿个半胱氨酸、＿＿个天门冬氨酸和＿＿个赖氨酸。题型攻略 【知识储备】1.蛋白质形成过程中的氨基、羧基、脱水数、形成肽键数等的数量关系肽链序数氨基酸数肽键数脱去水分子数氨基酸平均相对分子质量蛋白质平均相对分子质量氨基数目羧基数目1 n1n1－1n1－1bn1b－18（n1－1）至少1个至少1个2 n2n2－1n2－1bn2b－18（n2－1）至少1个至少1个……………………m nmnm－1nm －1bnm b－18（nm －1）至少1个至少1个合计nn－mn－mbnb－18（n－m）至少m个至少m个2．由蛋白质形成前后分子质量总量不变，即反应前氨基酸分子量之和＝形成的蛋白质分子、水分子及其它物质的分子量之和。【方法技巧】蛋白质计算问题作为蛋白质学习的难点问题，是令学生头疼的一类问题。若能对蛋白质形成前后的各种数量关系进行归纳，如氨基数、羧基数、肽键数、脱水数及其这些变化过程中的各种原子数量变化关系，结合蛋白质形成前后特殊原子和特殊基团守恒的原理予以处理，如例3、4中利用“特殊”原子（如N、S、O）守恒，即可化繁为简。【易错指导】在蛋白质的相关计算中，解答时，易出现两类错误，应予以注意：一是计算蛋白质的分子质量时，易忽视脱水以外的其它物质，如形成二硫键时的脱氢；二是利用原子守恒原理计算氨基酸的种类和数量时，易忽视所脱水分子中的H和O。热点题型三  理清关系，解答化合物的结构与功能关系题【例1】下列关于核酸的叙述，正确的是…………（　　）A．核酸由C、H、O、N组成 B．除病毒外，一切生物都有核酸存在C．核酸是生物的遗传物质  D．组成核酸的基本单位是脱氧核糖核苷酸【例2】下图为人体内两种重要化合物A与B的化学组成关系，相关叙述中正确的是…………（　　）A．a的种类约有20种，b的种类有8种B．a的结构通式可表示为 C．B是人的遗传物质D．A的种类在神经细胞与表皮细胞中相同，B则不同【例3】下图表示构成生物体重要成分的四种有机物。请回答：⑴A是指＿＿＿；E在动物中是指＿＿＿，在植物中主要指＿＿＿。⑵F是指＿＿＿；它是由B（脂肪酸和甘油）形成的，除此之外，脂类还包括＿＿＿和＿＿＿。⑶C是指＿＿＿；C形成G的过程叫做＿＿＿。⑷D是指＿＿＿；D聚合形成的物质H是＿＿＿，对细胞型生物而言，该物质是＿＿＿，主要分布＿＿＿。题型攻略 【知识储备】几类有机化合物的类型、基本单位和功能比较种类基本单位功能糖类单糖主要有能源物质蛋白质AA（约20种）催化、运输、调节、免疫、结构等脂质脂肪甘油和脂肪酸主要的储能物质磷脂甘油、脂肪酸和磷酸结构物质：生物膜的重要成分固醇 调节物质DNA脱氧核苷酸（4种）遗传物质RNAtRNA核糖核苷酸（4种）在蛋白质合成时，搬运氨基酸rRNA构成蛋白质的装配机器核糖体mRNA是蛋白质合成的模板【易错指导】对相关物质的分类、分布及其功能不祥是导致出错的主要原因。解题时，应准确审题，理清各种关系，找出相应的关键词，如“主要的能源物质（糖类）”“主要的储能物质（脂肪）”“主要的遗传物质（DNA）”“遗传物质（核酸）”等，既可快速排除错误答案，也可有效避免错误。热点题型四 理解原理，解答物质鉴定实验题【例1】下列有关实验及显色结果的叙述，正确的是…………（　　）A．水浴加热条件下，蔗糖与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀B．沸水浴条件下，脱氧核苷酸与二苯胺发生作用呈现蓝色C．常温条件下，蛋白质与双缩脲试剂发生作用呈现紫色D．常温条件下，核糖核酸与甲基绿作用呈现绿色【例2】菠菜叶中虽然含有大量的还原糖，却不宜作鉴定还原糖的实验材料，主要原因是……（　）A．叶片不易磨碎，还原糖不宜释放B．在研磨时，糖类易被破坏C．叶片中的叶绿素颜色较深，掩盖了发生的颜色反应D．叶片中光合作用的产物以淀粉的形式存在【例3】某校生物兴趣小组设计并计划完成三个实验：一、研究细胞膜的结构与功能；二、检验尿液中是否含有葡萄糖；三、证明血液中存在葡萄糖。实验材料：新取的尿液样品、加有柠檬酸钠的猪血、清水、双缩脲试剂、试管、离心机、三脚架、大烧杯、火柴、酒精灯、石棉网等。请回答：⑴取2mL猪血放入清水中，一段时间后，细胞由于吸水而破裂。将膜成分分离提纯后，用双缩脲试剂可鉴定蛋白质，具体现象是＿＿＿＿＿＿。⑵要检验葡萄糖，实验中还缺少的一种试剂是＿＿＿，检验的原理是＿＿＿＿。⑶不能直接用试剂鉴定血液中存在的葡萄糖。其原因是＿＿＿＿＿＿。⑷简要写出实验二可能出现的现象和结论：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。⑸简要写出实验三的实验步骤和观察到的现象。＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿题型攻略 【知识储备】 鉴定主要化合物的常用试剂、使用方法和实验现象待测物质常用试剂使用方法实验现象脂肪苏丹Ⅲ在待测液体中直接加入试剂后观察；或对待测组织滴加试剂染色后，在显微镜下观察橘黄色反应苏丹Ⅳ红色反应还原糖斐林试剂/班氏糖定性试剂在待测物质的溶液中，加入相应试剂后，在50—65℃条件下水浴加热砖红色反应蛋白质双缩脲试剂在待测样液中加入试剂，摇匀观察紫色反应淀粉碘液在淀粉溶液中滴加碘液蓝色反应DNA甲基绿将细胞杀死固定后，用甲基绿—吡啰红染色剂染色绿色反应RNA吡罗红红色反应蛋白块（胰）蛋白酶在适宜温度条件观察蛋白块变化被分解消失【易错指导】化合物鉴定类试题的错误主要表现在：一是审题不够细致，错误获取信息，如将脱氧核苷酸看成脱氧核糖核酸；二是对实验试剂的作用对象不清，如将甲基绿与吡罗红的作用记混导致出错；三是对鉴定试剂的使用方法不清，如DNA与二苯胺、还原糖与斐林试剂需要水浴加热，但双缩脲试剂、苏丹Ⅲ或Ⅳ、碘液的使用条件则为常温。