组成细胞分子

组成细胞分子第一页，共八十六页，2022年，8月28日综合分析近几年各地高考理综试题生物部分，本章有以下高考命题规律。1.命题内容：考查时一般是本章内的综合或章节综合，如组成蛋白质的元素和特征元素、蛋白质的合成与细胞器的关系、蛋白质与核酸的关系，糖类、脂质、水和无机盐与生命活动的关系，以及蛋白质、脂肪和糖类的检测实验。第二页，共八十六页，2022年，8月28日2.命题形式：近五年的课标高考试题，多为选择题，非选择题也有出现。3.命题思路：第一，主要集中考查组成细胞的有机物，除了蛋白质和核酸外，其他侧重考查这些物质在生命活动中的功能。第二，结合蛋白质、脂肪和糖类的检测实验考查实验探究能力。4.命题趋势：2014年高考对于本章的考查还将集中在细胞中有机物的功能理解与检测上，水和无机盐的功能也不容忽视，趋向于以材料分析和实验探究的角度进行考查，题型主要为选择题，分值大约为4~8分。第三页，共八十六页，2022年，8月28日根据近几年高考命题特点和规律，本章的复习备考策略如下。1.知识方面：重点关注组成细胞的分子对生命活动的功能方面的内容，但对于蛋白质和核酸也要关注结构组成以及细胞内的生物合成过程。2.能力方面：课标高考试题对本章的能力考查，集中在理解能力和实验探究能力，因此除了掌握基础实验的实验要点外，还应加强对文字、图片材料阅读和分析能力的训练以及探究实验能力的训练。第四页，共八十六页，2022年，8月28日第五页，共八十六页，2022年，8月28日1.分类（1）按含量分：大量元素（C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg）、微量元素（Fe、Zn、Mn、Cu、Mo、B）。（2）按作用分：最基本元素（C）、主要元素（C、H、

O、N、P、S）。2.来源：有选择地从无机自然界获得。3.存在形式：大多是化合物形式。第六页，共八十六页，2022年，8月28日二、组成细胞的化合物1.种类（1）无机物（水和无机盐）。（2）有机物（蛋白质、核酸、糖类和脂质）。2.含量（1）含量最多的化合物：水。（2）含量最多的有机物：蛋白质。第七页，共八十六页，2022年，8月28日三、检测生物组织中的有机物第八页，共八十六页，2022年，8月28日四、细胞中的水和无机盐1.水的种类和作用（1）细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，叫自由水。作用：①细胞内的良好溶剂；②细胞生活的液体环境；③为细胞运送营养物质和新陈代谢中产生的废物。（2）细胞内的一部分与其他物质相结合的水，叫结合水。作用：是细胞结构的重要组成成分。第九页，共八十六页，2022年，8月28日2.无机盐的存在形式和作用（1）细胞中的无机盐大多数以离子形式存在。（2）主要功能：①一些无机盐是细胞内复杂化合物的重要组成成分；②许多无机盐对于维持细胞的酸碱平衡、渗透压平衡及细胞和生物体的生命活动有非常重要的作用。第十页，共八十六页，2022年，8月28日组成细胞的元素和化合物1.组成细胞的元素和化合物的种类第十一页，共八十六页，2022年，8月28日（1）大量元素和微量元素的划分依据是含量。（2）氧元素占细胞鲜重的比例最大，碳元素占细胞干重的比例最大。2.生物界和非生物界的统一性和差异性细胞中的元素都可以在地壳中找到，说明生物界和非生物界具有统一性。细胞和地壳中各种元素的含量不同，说明生物界和非生物界具有差异性。原因：生物体有选择地从无机自然界获取物质进行生命历程中的各种代谢。第十二页，共八十六页，2022年，8月28日3.化合物的元素组成AMP第十三页，共八十六页，2022年，8月28日a.从化合物的元素组成上分析代谢产物：糖类、脂质和蛋白质的组成元素都有C、H、O，可推知其代谢产物中都有CO2和H2O；蛋白质中含N，故其代谢产物还有尿素。b.从化合物的元素含量上分析储能效率：脂肪的H/O高于糖类，因此脂肪彻底氧化分解时所消耗O2和产生H2O比等量的糖类多，释放的能量也多于糖类。第十四页，共八十六页，2022年，8月28日无土栽培需要配制营养液，营养液中应含有植物必需的各种元素。请回答下列有关问题：（1）有人在配制培养基时使用了NH4NO3、KNO3、CaCl2·2H2O、MgSO4·7H2O、螯合铁溶液、微量元素溶液，为使作物正常生长，还需补充含等元素的化合物。P第十五页，共八十六页，2022年，8月28日（2）植物吸收NH4NO3可用于合成()A.核苷酸和纤维素B.淀粉和蛋白质C.蛋白质和DNAD.脂肪和RNA（3）用完全培养液同时培养了番茄和黄瓜两种植物，下列有关叙述错误的是()A.组成它们的化学元素的种类大体相同B.黄瓜植株体内含有的元素都是其必需元素C.同一种元素在两种植物体内含量不同D.植物对元素的吸收与细胞膜的选择透过性有关CB第十六页，共八十六页，2022年，8月28日本题考查大量元素的种类、化合物的元素组成及元素统一性和差异性等内容。（1）大量元素有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg。由营养液的配方可知，该营养液中缺乏P。（2）核苷酸、RNA和DNA由C、H、O、N、P五种元素组成，脂肪、纤维素和淀粉由C、H、O三种元素组成，蛋白质中含C、H、O、N等元素。（3）不同生物在元素种类上具有统一性，而在元素含量上具有差异性，由于环境污染等原因，植物体内含有的元素不一定是植物必需的元素。第十七页，共八十六页，2022年，8月28日（1）P（2）C（3）B1.含量（1）各种细胞中水的含量最多。（2）不同生物体中水的含量差别很大。（3）同一生物体在不同器官和不同生长发育阶段水的含量不同：幼嫩部分＞老熟部分，幼年时期＞成年时期。细胞中的水第十八页，共八十六页，2022年，8月28日2.存在形式和功能第十九页，共八十六页，2022年，8月28日3.水的含量与代谢的关系（1）代谢旺盛的细胞，自由水含量升高，结合水含量下降，故结合水/自由水的比值减小；细胞代谢慢，自由水含量降低，结合水/自由水的比值提高。（2）处于休眠状态的细胞，自由水含量一般较低。（3）而抗逆性较强的植物，结合水的含量高。（4）植物种子在晒干的过程中散失的是自由水。第二十页，共八十六页，2022年，8月28日4.细胞中产生水的结构与代谢过程第二十一页，共八十六页，2022年，8月28日（双选）对于生物体内自由水的叙述不正确的是()A.生物体代谢旺盛时含量最丰富的物质B.不发生化学反应C.生物体内各种反应的介质D.植物越冬时，自由水含量升高第二十二页，共八十六页，2022年，8月28日自由水是可以参与代谢、以游离形式存在的水，代谢旺盛时含量多，可以作为各种反应的介质，还可作为水解反应、光合作用及细胞呼吸的反应物。进入冬季，部分自由水转化为结合水使自由水含量降低，抗寒能力增强。BD第二十三页，共八十六页，2022年，8月28日细胞中的无机盐1.存在形式：多数为离子状态。2.生理功能第二十四页，共八十六页，2022年，8月28日3.植物必需无机营养的实验验证实验组还可以设置自身对照（前后对照），即在出现病症后，再加入X元素，观察其是否恢复。第二十五页，共八十六页，2022年，8月28日已知Mn2+是许多酶的活化剂，它能激活硝酸还原酶，缺Mn2+的植物无法利用硝酸盐。这说明无机盐离子（）A.对维持细胞形态和功能有重要作用B.对维持生物体的生命活动有重要作用C.对维持细胞酸碱平衡有重要作用D.对调节细胞渗透压有重要作用第二十六页，共八十六页，2022年，8月28日上述四个选项均是无机盐的功能，本题中缺Mn2+的植物无法利用硝酸盐，说明无机盐离子对维持生物体的生命活动有重要作用。B第二十七页，共八十六页，2022年，8月28日检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1.还原糖的检测第二十八页，共八十六页，2022年，8月28日2.蛋白质的检测第二十九页，共八十六页，2022年，8月28日3.脂肪的检测方法一：花生种子匀浆+3滴苏丹Ⅲ染液橘黄色方法二：第三十页，共八十六页，2022年，8月28日4.淀粉的检测单糖：所有的醛糖都是还原糖，如葡萄糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖；许多酮糖也是还原糖，例如果糖，因为它在碱性溶液中能异构化为醛糖。所有的多糖都不是还原糖，大部分二糖(除蔗糖)都是还原糖。第三十一页，共八十六页，2022年，8月28日现有无标签的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液各一瓶，可用双缩脲试剂、斐林试剂和淀粉溶液将它们鉴定出来。请回答下列问题。（1）用试剂将上述四种溶液进行初步鉴定，流程如下，请填充相应内容。第三十二页，共八十六页，2022年，8月28日（2）区分发生显色反应一组溶液的方法及鉴定结果是。第三十三页，共八十六页，2022年，8月28日（1）由于稀蛋清和淀粉酶溶液的本质是蛋白质，蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应，而葡萄糖和淀粉不与双缩脲试剂反应，所以可以用双缩脲试剂将四种溶液分为两组；葡萄糖属于还原糖，可与斐林试剂作用产生砖红色沉淀，而淀粉不能，所以可用斐林试剂将淀粉与葡萄糖分开；（2）淀粉可被淀粉酶分解形成还原糖，还原糖可与斐林试剂反应产生砖红色沉淀，而稀蛋清无这一特性，所以可以用淀粉溶液和斐林试剂将稀蛋清和淀粉酶区分开。第三十四页，共八十六页，2022年，8月28日（1）（2）将淀粉溶液分别与发生显色反应的两种溶液混合，一段时间后，用斐林试剂分别处理上述两种混合液，水浴加热后观察到无颜色变化的溶液是稀蛋清溶液，出现砖红色沉淀的溶液是淀粉酶溶液第三十五页，共八十六页，2022年，8月28日考纲要求考点分析蛋白质的结构和功能(Ⅱ)1.氨基酸的结构特点及蛋白质的形成过程2.蛋白质的功能多样性3.蛋白质组成和结构的有关计算第三十六页，共八十六页，2022年，8月28日一、蛋白质的基本单位——氨基酸1.在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种。2.结构特点：每种氨基酸分子相同点是至少都含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上；不同氨基酸的R基不同。第三十七页，共八十六页，2022年，8月28日4.种类（1）必需氨基酸：人体细胞不能合成的，必需从外界环境中直接获取。成人8种：缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸（俗称蛋氨酸）、色氨酸、苏氨酸、赖氨酸。“携一两本淡色书来”。婴儿9种（多的一种是组氨酸）（2）非必需氨基酸：人体细胞能够合成的。如甘氨酸、丙氨酸等。第三十八页，共八十六页，2022年，8月28日

二、蛋白质分子的合成1.氨基酸连接成肽链的方式——脱水缩合：一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱去一分子水，形成一个肽键的反应。肽键的结构是—CO—NH—。2.肽：由两个氨基酸形成的叫做二肽，由多个氨基酸形成多肽。多肽呈链状结构，叫做肽链。一个蛋白质中可以含有一条或多条肽链。第三十九页，共八十六页，2022年，8月28日三、蛋白质结构和功能的多样性1.蛋白质结构多样性的原因：氨基酸的种类、数量和排列顺序不同，多肽链的空间结构不同。2.蛋白质的功能多样性（1）构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白；（2）对细胞内的化学反应有催化作用；（3）具有运输载体功能，如血红蛋白；（4）起信息传递作用，能够调节机体的生命活动，如胰岛素；（5）具有免疫功能，如抗体。3.蛋白质是生命活动的主要承担者。第四十页，共八十六页，2022年，8月28日蛋白质的结构和功能1.蛋白质的组成层次第四十一页，共八十六页，2022年，8月28日2.脱水缩合的过程第四十二页，共八十六页，2022年，8月28日（1）脱去的水分子的氧来自—COOH，两个H分别来自两个氨基酸。（2）肽链延伸时，新的氨基酸连接到肽的羧基端。第四十三页，共八十六页，2022年，8月28日蛋白质的结构a.化学结构：由一条或几条多肽链组成，每条多肽链至少含有一个游离的氨基和一个游离的羧基。b.空间结构：由一条或几条肽链通过一定的化学键(如二硫键)折叠、盘曲，形成具有特定空间结构的蛋白质。c.一般加热、重金属以及乙醇等使蛋白质变性，是空间结构发生改变，而肽键并没有改变。第四十四页，共八十六页，2022年，8月28日如图表示有关蛋白质分子的简要概念图，下列对图示分析不正确的是()A.A中一定含有C、H、O、N四种元素B.①过程是在核糖体上完成的，且有H2O生成C.多肽中B的数目等于C的数目D.蛋白质结构多样性体现了生物的多样性第四十五页，共八十六页，2022年，8月28日由氨基酸中一定含有C、H、O、N四种元素推出蛋白质分子也含有这四种元素。氨基酸脱水缩合成肽的过程叫翻译，翻译的场所是核糖体。一条多肽链中肽键数＝氨基酸数-1。蛋白质是生物性状的体现者，蛋白质的多样性可以体现出多种多样的性状。C第四十六页，共八十六页，2022年，8月28日蛋白质的有关计算1.肽键数、多肽相对分子质量、氨基数、羧基数（1）链状多肽第四十七页，共八十六页，2022年，8月28日（2）环状多肽（了解）第四十八页，共八十六页，2022年，8月28日2.原子数目计算N原子数＝各氨基酸的N原子总数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数O原子数＝各氨基酸的O原子总数－脱去的水分子数＝肽键数＋肽链数×2＋R基上的O原子数H原子数＝各氨基酸的H原子总数－脱去的水分子数×2

第四十九页，共八十六页，2022年，8月28日3.蛋白质的氨基酸数与相应基因及RNA片段中碱基数目的关系（不考虑终止密码子）第五十页，共八十六页，2022年，8月28日某蛋白质分子由2条肽链组成，共657个氨基酸（如图所示），请回答：（课时达标训练第14题）第五十一页，共八十六页，2022年，8月28日（1）该蛋白质分子中至少含有游离的氨基

个，游离的羧基

个。（2）该蛋白质分子中，共有

个肽键；在该蛋白质分子形成过程中，相对分子质量减少了

。（3）假设该蛋白质分子中的一条肽链为178肽，其分子式为CxHyNzOwS(z>178,w>179),并且是由下列五种氨基酸组成的：第五十二页，共八十六页，2022年，8月28日那么将该178肽彻底水解后将会得到个赖氨酸，个天冬氨酸（结果可含分子式中未知数）。（4）控制该蛋白质合成的基因中至少有个脱氧核苷酸对（需要考虑终止密码子）。第五十三页，共八十六页，2022年，8月28日（1）蛋白质中至少含有游离的氨基数=游离的羧基数=肽链数。（2）肽键数=氨基酸数-肽链数=脱去水分子数=655。减少的相对分子质量为水的相对分子质量和脱去6个H的相对分子质量(每形成一个—S—S—就脱去2个H)。（3）五种氨基酸中只有赖氨酸R基中含有一个—NH2，多肽中N原子数=各氨基酸N原子数，因此赖氨酸个数为z-178。五种氨基酸中只有天冬氨酸的R基中含有—COOH，故天冬氨酸个数为(w-179)/2。（4）不考虑终止密码子时，该蛋白质对应的mRNA有657×3＝1971个碱基，加上终止密码子则有1974个。该mRNA对应的基因长度至少为1974对（3948个）碱基。第五十四页，共八十六页，2022年，8月28日（1）22（2）65511796（3）z-178(w-179)/2（4）1974第五十五页，共八十六页，2022年，8月28日第五十六页，共八十六页，2022年，8月28日一、核酸1.作用：细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。2.核酸的基本组成单位——核苷酸：由一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成。DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸。

3.DNA与RNA在化学组成上的区别第五十七页，共八十六页，2022年，8月28日4.分布：真核生物的DNA主要分布在细胞核内，少量在线粒体、叶绿体中。RNA大部分存在于细胞质中。5.“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验（1）检测原理：甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同。

甲基绿＋DNA→绿色；吡罗红＋RNA→红色。第五十八页，共八十六页，2022年，8月28日（2）盐酸的作用：①改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；②使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。二、糖类1.组成元素是C、H、O。2.功能（1）主要的能源物质；（2）构成生物体细胞的结构成分，如纤维素是植物细胞壁的主要成分。第五十九页，共八十六页，2022年，8月28日3.分类（根据水解情况不同）（1）单糖：不能水解的糖类，可直接被细胞吸收，如：葡萄糖、脱氧核糖；（2）二糖：由两个单糖脱水缩合形成的糖类，如：蔗糖、麦芽糖、乳糖；（3）多糖：由多个单糖脱水缩合而成的糖类，如：麻制品的主要成分就是纤维素。第六十页，共八十六页，2022年，8月28日三、脂质1.其组成化学元素：主要是C、H、O，有些还有N、P。与糖类相比，H的含量更多，O的含量更少。2.存在：存在于所有细胞中，是组成细胞和生物体的重要有机化合物。3.种类及功能（1）脂肪：细胞内良好的储能物质，还有保温、缓冲和减压等作用。第六十一页，共八十六页，2022年，8月28日（2）磷脂：构成细胞膜、细胞器膜、核膜的重要成分。（3）固醇：胆固醇是构成细胞膜的成分，并参与血液中脂质运输；性激素能促进动物生殖器官的发育和生殖细胞形成；维生素D能促进人体对Ca、P的吸收。第六十二页，共八十六页，2022年，8月28日核酸的分类、结构和功能1.核酸的基本单位——核苷酸第六十三页，共八十六页，2022年，8月28日a.DNA和RNA结构组成区别：核糖和尿嘧啶为RNA特有；脱氧核糖和胸腺嘧啶为DNA特有。b.若图示中碱基为A，五碳糖为核糖，则两部分之和为腺苷，为ATP中A代表的含义。第六十四页，共八十六页，2022年，8月28日2.核酸的分类、分布和成分第六十五页，共八十六页，2022年，8月28日3.不同生物的核酸、核苷酸及碱基的情况第六十六页，共八十六页，2022年，8月28日a.RNA作为遗传物质的前提是生物体内不存在DNA，当RNA作为遗传物质时，由于RNA单链结构不稳定，容易发生突变。b.少数RNA具有催化功能，特指生物体内的酶。c.朊病毒既无DNA，也无RNA，蛋白质起遗传物质的作用。d.蛋白质、核酸的结构及种类具有物种差异性，因而可以从分子水平上，通过分析不同物体的核酸和蛋白质来区分或判断不同物种间的亲缘关系，也可用于刑事案件的侦破或亲子鉴定。第六十七页，共八十六页，2022年，8月28日如图所示由1分子磷酸、1分子碱基和1分子化合物a构成了化合物b。下列有关叙述正确的是()A.若m为腺嘌呤，则b肯定为腺嘌呤脱氧核苷酸B.若a为核糖，则b为DNA的基本组成单位C.若m为尿嘧啶,则DNA中肯定不含b这种化合物D.若由b构成的核酸能被吡罗红染成红色，则a为脱氧核糖第六十八页，共八十六页，2022年，8月28日若m为腺嘌呤，则b为腺嘌呤脱氧核苷酸或腺嘌呤核糖核苷酸，A错误；若a为核糖，则b为核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位，B错误；DNA中含有T，但不含有U，C正确；RNA可被吡罗红染成红色，RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，a为核糖，D错误。C第六十九页，共八十六页，2022年，8月28日蛋白质与核酸的区别和联系1.蛋白质和核酸的区别第七十页，共八十六页，2022年，8月28日2.蛋白质和核酸的联系第七十一页，共八十六页，2022年，8月28日a.生物多样性的直接原因是蛋白质多样性；b.生物多样性的根本原因是DNA多样性；c.同一生物不同部位细胞形态功能不同的根本原因是基因的选择性表达（转录形成的mRNA不同）。第七十二页，共八十六页，2022年，8月28日如图为人体中的两种重要有机物B、E的组成及相互关系图，关于此图的叙述中正确的是()A.E和G在同一个体的不同细胞中含量基本相同B.G是遗传物质的载体，在细胞核中合成C.B是细胞中含量最多的有机物D.鉴定B时需要水浴加热第七十三页，共八十六页，2022年，8月28日从元素的种类和E、G、B的关系上分析可知，E代表DNA，G代表RNA，B代表蛋白质。蛋白质是细胞中含量最多的有机物。分裂的细胞与不分裂的细胞DNA含量可能不同，由于基因的选择性表达，所合成的RNA种类和数量不同。RNA带有相关DNA的遗传信息，作为模板控制蛋白质的合成，染色体才是遗传物质的载体。用双缩脲试剂检测蛋白质时，不需要加热。C第七十四页，共八十六页，2022年，8月28日糖类和脂质1.糖类的化学组成和种类（1）图解分析：第七十五页，共八十六页，2022年，8月28日（2）列表分析：第七十六页，共八十六页，2022年，8月28日具有还原性的糖类：葡萄糖、果糖、麦芽糖等，可与斐林试剂在50～65℃热水浴中反应，产生砖红色沉淀。蔗糖、淀粉等不是还原糖。2.脂质的化学组成和种类第七十七页，共八十六页，2022年，8月28日3.糖类和脂质的联系第七十八页，共八十六页，2022年，8月28日请回答以下有关细胞质组成和功能的问题：(1)细胞中含有N元素的生物大分子是()A.核苷酸和糖原B.胰岛素和核酸C.氨基酸和