细胞的分子组成和基本结构

1、课前延伸课前延伸直击考点直击考点课前延伸课前延伸直击考点直击考点第第1 1讲细胞的分子组成和基本结构讲细胞的分子组成和基本结构判断下列说法的正误(以下题目皆从高考题选取改编)1.磷脂和蛋白质合成时,需要模板(2011年江苏改编)()答案:,dna复制合成dna、转录合成rna、翻译合成蛋白质过程需要模板,磷脂合成不需要模板。2.dna分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的(2011年海南)()答案:,dna分子中两条单链之间的碱基对是由氢键连接而成。3.人体细胞中雌性激素合成的场所是核糖体人体细胞中雌性激素合成的场所是核糖体(2011年福年福建建)()答案答案:,雌性激素属于性激

2、素雌性激素属于性激素,是固醇类物质是固醇类物质,不是蛋白不是蛋白质质,其合成的场所应该是内质网。其合成的场所应该是内质网。4.正常人体内的激素、酶和神经递质均有特定的生物正常人体内的激素、酶和神经递质均有特定的生物活性活性,这三类物质都是在发挥作用后还能保持活性这三类物质都是在发挥作用后还能保持活性(2011年福建年福建)()答案答案:,激素和神经递质与特定的分子结合并传递一定激素和神经递质与特定的分子结合并传递一定的信息后的信息后,一般会与另一些物质结合或发生分解而失去一般会与另一些物质结合或发生分解而失去作用。只有酶在发挥作用后仍然保持活性。作用。只有酶在发挥作用后仍然保持活性。5.真核生

3、物细胞具生物膜系统,有利于细胞代谢有序进行(2011年山东)()答案:,真核生物细胞具有生物膜系统,把各种细胞器分隔开,使细胞内能同时进行多种化学反应,互不干扰。6.核糖体是蛋白质合成和加工的主要场所(2011年江苏)()答案:,核糖体是合成蛋白质的场所,但蛋白质加工的场所应为内质网和高尔基体。7.蓝藻细胞具有细胞核且dna分子呈环状(2010年新课标全国)()答案:,蓝藻细胞为原核细胞,不具有细胞核。8.造血干细胞中吸收葡萄糖的运输途径是：细胞膜 细胞质基质 线粒体(2010年福建)()答案:,细胞中葡萄糖的分解场所是细胞质基质，线粒体无法直接利用葡萄糖。 组成细胞的元素及无机化合物【问题引

4、领】1.如何根据元素组成判断糖类、脂肪、蛋白质和核酸?2.与水生成和利用有关的细胞器、生理过程有哪些?【核心突破】1.用元素观点分析化合物问题(1)据元素组成判断物质种类根据不同化合物的元素组成来判断其归属为哪类化合物。如某化合物只含c、h、o,可判断此化合物属糖类或脂肪;s是蛋白质的标志元素等。几种有机物的元素组成归纳如下:(2)研究化合物中元素转移方向的常用方法研究化合物中元素转移方向常用的方法是同位素标记法,其应用实例归纳如下:放射性同位素标记co2、h2o、o2,示踪光合作用和细胞呼吸中碳、氧原子的去向。放射性元素标记的氨基酸示踪分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌途径,以证明生物膜在结构

5、和功能上的联系。分别用32p、35s标记噬菌体,在噬菌体侵染细菌实验中,证明dna是遗传物质。用14n培养液培养15n标记的大肠杆菌,证明dna分子的半保留复制方式。2.有关水的整合分析(1)含水量与代谢强度、生物抗性的关系:自由水与结合水的比值大小,决定着细胞或生物体的代谢强度。比值越大,代谢越强;反之,代谢越弱。生物的抗性与之相反,即二者比值越大,抗性越弱;比值越小,抗性越强。(2)水与光合作用的关系:水是光合作用的原料(光反应)、也是产物(暗反应);水是光合作用的介质,整个过程都在水中进行;叶肉细胞缺水,气孔关闭,气孔关闭后,导致co2供应不足,光合作用速率减慢。(3)水与细胞呼吸的关系

6、:水是细胞呼吸的反应介质;水既是细胞呼吸的原料(有氧呼吸第二阶段),也是细胞呼吸的产物(有氧呼吸第三阶段);在一定范围内种子的细胞呼吸会随水的增加而加强(干燥的种子利于贮存,潮湿的种子因细胞呼吸消耗有机物而不利于贮存);叶肉细胞缺水会导致细胞呼吸减弱。【例1】 (2012年江西南昌高三检测)同位素标记法是生物学常用的一种研究方法,下列相关叙述正确的是()a.设法让洋葱根尖吸收含3h标记的尿嘧啶核糖核苷酸,只能在分生区细胞中检测到放射性b.给小麦供应14co2,14c不会出现在线粒体中c.给豚鼠供应18o2,其呼出气体中不含有c18o2d.赫尔希和蔡斯用35s标记噬菌体的蛋白质时,标记元素在氨基

7、酸的r基中解析:本题考查的是教材中利用同位素标记法所进行的几个实验。尿嘧啶核糖核苷酸是组成rna的一种特殊的基本单位,只要是能够合成rna的细胞均能检测到放射性,故a错误;给小麦供应14co2,14c会首先出现在c3中,接着出现在(ch2o)中,通过光合作用合成的(ch2o)可以被有氧呼吸直接利用,即14c会出现在线粒体中,故b错误;给豚鼠供应18o2,18o会首先出现在水中,紧接着含有18o的水又可以参与有氧呼吸的第二阶段与丙酮酸反应生成c18o2,故c错误;大多数的蛋白质都含有s元素,s元素只能存在于氨基酸结构的r基中,故d正确。答案:d。【巩固提升1】 (2012年杭州高级中学期中考试)

8、下列有关生物体内水和无机盐的叙述错误的是()a.细胞代谢过程中,只有叶绿体、线粒体、核糖体中有水生成b.水既是细胞内良好的溶剂,又是生物体内物质运输的主要介质c.无机盐离子对维持血浆的正常浓度和酸碱平衡等有重要作用d. 镁是构成叶绿素的必需成分,植物缺乏镁时会导致叶片发黄解析:叶绿体光合作用暗反应中产生水,线粒体有氧呼吸第三阶段产生水;核糖体中氨基酸脱水缩合形成水,高尔基体形成细胞壁过程产生水等。答案:a。 组成细胞的有机物相关知识盘点【问题引领】1.dna、rna、蛋白质三者间的联系是什么?2.它们之间具有哪些数量关系?【核心突破】1.dna、rna、蛋白质三者间的联系(1)(2)2.dna

9、dna、rnarna、蛋白质三者间的相关计算、蛋白质三者间的相关计算(1)计算蛋白质中的氨基酸数目计算蛋白质中的氨基酸数目若已知多肽中氮原子数为若已知多肽中氮原子数为m m,氨基个数为氨基个数为n n,则缩合为则缩合为该多肽的氨基酸数目为该多肽的氨基酸数目为m m-n n+ +肽链数。肽链数。若已知多肽中的氮原子数为若已知多肽中的氮原子数为m m,则缩合成该多肽的氨则缩合成该多肽的氨基酸数目最多为基酸数目最多为m m。若形成的多肽为环状若形成的多肽为环状,氨基酸数氨基酸数= =肽键数肽键数= =失去的水分失去的水分子数。子数。(2)计算蛋白质中的o、n原子数目o原子数=各氨基酸中o原子的总数-

10、脱去水分子数=r基上的o原子数+氨基酸个数+肽链数n原子数=各氨基酸中n原子的总数=r基上的n原子数+肽键数+肽链数(3)氨基酸数与相应dna及rna片段中碱基数目之间关系的计算(dna)基因的碱基数(至少) mrna的碱基数(至少) 蛋白质中氨基酸的数目=6 3 1肽键数(得失水数)+肽链数=氨基酸数=mrna碱基数/3=(dna)基因碱基数/6 【例2】 图示某胰岛素分子及其局部放大示意图,若该胰岛素是由51个氨基酸分子脱水缩合形成的,下列有关此图的叙述中,不正确的是()a.该胰岛素是由基因控制在内质网上的核糖体合成的b.该胰岛素在合成过程中,相对分子质量比合成前减少了888c.该胰岛素分

11、子中游离的氨基、羧基和肽键数依次是2、2、49d.在局部放大图中能标志不同氨基酸的是标号、和解析:由图示知、是肽键。、是r基,决定氨基酸的种类,d正确;胰岛素属于分泌蛋白,是由内质网上的核糖体合成的,a正确;每形成一个二硫键失两个氢,因此该胰岛素在合成过程中,相对分子质量比合成前减少了(51-2)18+32=888,b正确;处有氨基,处有羧基,所以该胰岛素分子中游离的氨基、羧基数至少分别为3和3,而不是2和2,即c不正确。答案:c。 计算多肽相对分子质量时,除了关注脱去的水分子数之外,还要关注肽键之外的化学键,如本题的二硫键。在涉及dna、mrna、trna、蛋白质等的综合性计算时,关键是明确

12、氨基酸数。氨基酸数trna数mrna的碱基数(至少)(dna)基因的碱基数(至少)=1136【巩固提升2】 (2012年泉州质检)多糖、蛋白质、核酸等生物大分子,都是由许多基本组成单位(即单体)连接而成,因而,被称为单体的多聚体。下列有关单体与多聚体的叙述中,错误的是()a.单体连接成多聚体都需要消耗atpb.单体进入细胞的方式都是被动运输c.有的多聚体在细胞识别中起信息传递作用d.有的多聚体在细胞增殖时平均分配到两个子细胞中解析解析:单体连接成多聚体属于合成反应单体连接成多聚体属于合成反应,需要消耗能量需要消耗能量(atp);绝大部分单体进入细胞的方式是主动运输绝大部分单体进入细胞的方式是主

13、动运输,但但也有特例也有特例,例如葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散。例如葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散。细胞识别中细胞识别中,蛋白质在信息传递方面起重要的作用蛋白质在信息传递方面起重要的作用,如如糖蛋白糖蛋白;核酸是遗传物质核酸是遗传物质,在细胞的增殖过程中均分到在细胞的增殖过程中均分到子细胞中。子细胞中。答案答案:b。 细胞结构中常考知识盘点【问题引领】1. 细胞膜的成分、结构和功能是什么?2.与代谢反应、细胞分裂、遗传和变异有关的细胞器有哪些?3.生物膜系统在结构和功能上有何联系?【核心突破】1.图解细胞膜的结构与功能的关系 此图充分体现出生物体的结构与功能相适应的科学观点。(1)细胞膜

14、主要由磷脂分子和蛋白质分子构成,此外还有少量糖类和胆固醇。(2)构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动,使细胞膜具有一定的流动性。(3)出入细胞的物质种类和数目与细胞膜上蛋白质的种类、数目有关,这体现了细胞膜在物质交换中的选择透过性。2.细胞亚显微结构相关知识归纳(1)细胞器及其功能(2)细胞器与细胞分裂(3)细胞器与遗传变异含dna(基因)的细胞器:线粒体、叶绿体(都有半自主性);含rna的细胞器:线粒体、叶绿体、核糖体;能自我复制的细胞器:线粒体、叶绿体、中心体;能发生碱基互补配对的细胞器(结构):线粒体、叶绿体、核糖体(细胞核、拟核)。(4)细胞器与生物膜不具有膜结构的细胞器:核

15、糖体、中心体。具单层膜的细胞器:内质网、高尔基体、液泡、溶酶体。具双层膜的细胞器:线粒体、叶绿体。3.生物膜系统在结构与功能上的联系(1)生物膜在结构上的联系联系图解在不同结构的膜之间相互转化时,以“膜泡”或“囊泡”形式转化的是间接相连的生物膜。(2)生物膜在功能上的联系(以分泌蛋白的合成、加工、运输为例)(3)分泌蛋白在合成和分泌过程中相关坐标图分析用含有放射性标记的氨基酸的培养基来培养离体胃腺细胞,其放射性氨基酸的量在核糖体(a)、内质网(b)和高尔基体(c)中随时间的变化曲线如图1。胃蛋白酶分泌前和分泌后几种生物膜面积的相对变化曲线如图2、图3。分泌蛋白由附着在内质网上的核糖体合成,先经

16、内质网加工,再以囊泡形式进入高尔基体进一步加工,最终以胞吐的方式出细胞。整个过程中高尔基体膜面积几乎不变。【例【例3】 (2012年泉州质检年泉州质检)内质网中的蛋白质运输到内质网中的蛋白质运输到高尔基体后高尔基体后,存在着不同的去向存在着不同的去向,其转运过程如下图。其转运过程如下图。下列叙述错误的是下列叙述错误的是()a.受体k的作用是使蛋白a被转运回内质网b.蛋白b通过载体蛋白的协助分泌到细胞外c.高尔基体膜通过囊泡可转化为内质网膜和细胞膜的一部分d.内质网和高尔基体分别形成的囊泡中的蛋白b空间结构不同 解析:由图中可看出,内质网以出芽的方式形成囊泡,包裹蛋白a、蛋白b,通过受体k的作用

17、与高尔基体融合。接着,高尔基体对蛋白进行加工、分类和包装,分泌到细胞不同靶部位,蛋白a与受体k连结,形成囊泡,被运回内质网;蛋白b经高尔基体加工后形成囊泡运往细胞膜,通过胞吐作用分泌到细胞外。在此过程中,内质网、高尔基体和细胞膜形成间接联系,膜可以相互转化。蛋白b是大分子物质,不可能借助载体蛋白运输。答案:b。【巩固提升3】 (2012年滨州模拟)下图表示某真核细胞中四种生物膜上发生的化学变化示意图,相关叙述错误的是()a.是内质网膜 b.与细胞板的形成有关c.是叶绿体内膜 d.与atp的合成有关解析:从的反应看该过程是光反应,因此是叶绿体中的类囊体薄膜,而属于线粒体内膜,与atp合成有关。答

18、案:c。 物质运输方式的判断及影响因素的分析【问题引领】1. 如何判断物质进出细胞的方式?2.影响物质跨膜运输速率的因素是什么?3.探究物质跨膜运输方式的实验设计思路是怎样的?【核心突破】1.物质运输方式的判断2.影响物质跨膜运输方式因素的曲线分析(1)物质浓度(在一定浓度范围内)(2)o2浓度(3)温度(ph)温度(ph)可影响生物膜的流动性和有关酶的活性,因而影响物质运输速率。3.探究物质跨膜运输方式的实验设计(1)探究是主动运输还是被动运输植株+培养液呼吸抑制剂(2)探究是自由扩散还是协助扩散植株+培养液蛋白抑制剂蛋白抑制剂（或蛋白酶）（或蛋白酶）【例4】 (2012年北京门头沟3月抽样测试)下图甲表示某生物膜结构,a、b、c、d表示物质跨膜运输方式,图乙和图丙表示物质运输曲线。若某物质跨膜运输过程中,细胞内、外该物质浓度变化符合图丙,则该物质跨膜运输方式分别对应图甲和图乙中的()a.a、nb.b、mc.c、nd.c、m解析:由图丙知,细胞内物质浓度高于细胞外物质浓度,该物质跨膜运输方式为主动运输。由图乙可知,曲线m表示物质的转运速率与被转运分子的浓度成正比,因此曲线m表示的是自由扩散的跨膜运输方式;曲线n表示在一定范围内物质的转运速率与被转运分子的浓度成正比,而超过一