专题1 细胞的分子组成

专题1细胞的分子组成高考生物考点1组成细胞的元素和无机物一、组成细胞的元素与化合物1.细胞中的元素种类(1)

(2)分类

知识清单注意:大量元素和微量元素的分类依据是元素在生物体内的含量,而不是生理作用。微量元素含

量虽少,但其生理作用却不可替代。大量元素

含量占生物体总质量万分之一

微量元素[轻松记忆]

(1)大量元素(C、H、O、N、S、P、Ca、Mg、K),可利用谐音“她请杨丹留人盖

美家”来记。

(2)微量元素(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu),可利用谐音“铁猛碰新木桶”来记。

2.组成细胞的化合物(1)

(2)含量

例1

(2016湖北武汉重点中学期末,23)如图甲是细胞中3种化合物含量的扇形图,图乙是有活性

的细胞中元素含量的柱形图,下列说法不正确的是

()

A.若图甲表示正常细胞,则A、B化合物共有的元素中含量最多的是aB.若图甲表示细胞完全脱水后化合物含量的扇形图,则A化合物中含量最多的元素为图乙中的bC.图乙的正常细胞中数量最多的元素是c,这与细胞中含量最多的有机物有关D.若图甲表示正常细胞,则B化合物具有多样性,其必含的元素为C、H、O、N解析根据扇形图甲中各化合物的比例可判断正常细胞中A、B分别为H2O和蛋白质,它们的共

有元素为H、O,而O在活细胞中含量最多,A正确;细胞脱水后含量最多的化合物为蛋白质,蛋白

质是以碳链为骨架建立的大分子物质,其中碳含量最多,对应于图乙中的b,B正确;活细胞中氢元

素数量最多,但由于其原子量最小,所以其含量仅占第三,这与活细胞中含量最多的化合物H2O有

关,C错误;蛋白质具有多样性,必含的元素为C、H、O、N,可能还含有S、P等其他元素,D正

确。答案

C二、组成细胞的无机物1.细胞中的水(1)存在形式:

自由水

和

结合水

。(2)

2.细胞中的无机盐(1)无机盐的存在形式及作用

(2)对照法验证无机盐的生理功能①对照组:植物+完全培养液→正常生长②实验组:

[知能拓展]

(1)无机盐离子中Na+、Cl-对维持血浆渗透压至关重要,人体血浆渗透压90%以上来

自Na+和Cl-。(2)Na+、K+对细胞内外渗透压大小所起的作用不同。Na+主要维持细胞外液的渗透压,K+主要维

持细胞内液的渗透压。例2

(2016河南洛阳期中,9)关于生物体内水和无机盐的叙述,不正确的是

()A.体内参与运输营养物质和代谢废物的水是自由水B.细胞中无机盐多数以化合物形式存在C.生物体内无机盐浓度的大小会影响细胞的吸水或失水D.自由水与结合水的比例随生物个体代谢的强弱而变化解析自由水是细胞内的良好溶剂,参与运输营养物质和代谢废物,A正确;细胞中无机盐多数以

离子的形式存在,B错误;无机盐浓度的大小会影响细胞的渗透压,进而影响细胞吸水或失水,C正

确;自由水与结合水可以相互转化,自由水与结合水的比例随生物个体代谢的强弱而变化,D正

确。答案

B考点2

蛋白质的结构与功能一、组成蛋白质的氨基酸及其种类

二、蛋白质的合成及其结构、功能多样性1.二肽的形成过程

+

+H2O

(1)过程①名称:

脱水缩合

;场所:

核糖体

。(2)物质②:

二肽

。(3)结构③:

肽键

,其结构简式为:

。(4)H2O中H的来源:

一个来自氨基,一个来自羧基

;O来源于

羧基

。2.蛋白质的结构层次氨基酸

多肽

蛋白质3.蛋白质结构与功能的多样性

[巧学妙记]

(1)巧记8种必需氨基酸一(异亮氨酸)家(甲硫氨酸)人来(赖氨酸)写(缬氨酸)两(亮氨酸)三(色氨酸)本(苯丙氨酸)书(苏氨

酸)。(2)蛋白质形成的四个“一”

例3

(2016辽宁大连三中期中,11)下面是某一多肽链的分子结构式,据图分析下列叙述错误的

是

()

A.①是氨基、⑤是羧基B.该肽链中只有一个肽键,是④C.该肽链中的R基有②③⑥D.该多肽形成时失去了两分子水解析分析题图,图中①为氨基,⑤为羧基,A正确;该多肽链中共有2个肽键,B错误;该肽链中的R

基有3个,为图中②③⑥,C正确;该多肽链中有2个肽键,形成时失去两分子水,D正确。答案

B考点3核酸、糖类与脂质一、糖类与脂质1.细胞中的糖类

2.细胞中的脂质

3.糖类与脂质的比较比较项目糖类脂质区别元素组成C、H、O主要是C、H、O,有的还含有N、P种类单糖、二糖、多糖等脂肪、磷脂、固醇等合成部位淀粉:叶绿体纤维素:高尔基体糖原:主要是肝脏、肌肉内质网生理作用①主要的能源物质②构成细胞结构,如糖被、细胞壁③核酸的组成成分,如核糖、脱氧核糖①生物体的储能物质,如脂肪②构成生物膜的重要成分,如磷脂③调节生物体的新陈代谢和生长发育,如性激素联系糖类 脂肪[知能拓展]

(1)糖类和脂肪均由C、H、O三种元素组成,氧化分解时均产生CO2、H2O,同时释

放能量。但脂肪中氢的含量远远高于糖类,所以同质量的脂肪和糖类氧化分解,脂肪耗氧量多,

放能多,产生水多。(2)糖类是主要的能源物质。但并非所有的糖都是能源物质,如核糖、脱氧核糖、纤维素参与细

胞结构组成,不提供能量。例4

(2016河北衡水中学二调,5)糖类和脂质是细胞中两种重要的有机物,相关的叙述错误的是

()A.细胞膜上的脂质包括磷脂、胆固醇等B.糖类中的淀粉、纤维素和糖原都完全由葡萄糖缩合而成C.淀粉和脂肪水解的终产物是二氧化碳和水D.质量相同的糖类和脂肪被彻底分解时,糖类耗氧少解析磷脂是构成细胞膜及各种细胞器膜等膜结构的重要成分,胆固醇是构成动物细胞膜的重

要成分,A正确;糖类中的淀粉、纤维素和糖原的基本单位(即单体)都是葡萄糖,B正确;淀粉和脂

肪水解的终产物分别是葡萄糖和甘油、脂肪酸,淀粉和脂肪彻底氧化分解的终产物是二氧化碳和水,C错误;脂肪中氢的含量远远高于同等质量糖类中氢的含量,而氧的含量远远低于同等质量

糖类中氧的含量,所以质量相同的糖类和脂肪被彻底分解时,糖类耗氧少,D正确。答案

C二、核酸1.核酸的结构层次

2.核酸的功能与分布(1)

(2)

3.不同生物的核酸、核苷酸及碱基的归纳生物类别核酸核苷酸种类碱基种类遗传物质举例真、原核生物含有DNA和RNA两种核酸85DNA细菌、人等病毒只含DNA44DNA噬菌体只含RNA44RNA烟草花叶病毒例5

(2015课标Ⅰ,1,6分)下列叙述错误的是

()A.DNA与ATP中所含元素的种类相同B.一个tRNA分子中只有一个反密码子C.T2噬菌体的核酸由脱氧核糖核苷酸组成D.控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体中的DNA上解析DNA与ATP中所含元素均为C、H、O、N、P,A正确;一个tRNA上虽有多个碱基,但只有

在翻译过程中与mRNA上的密码子发生碱基互补配对的3个特定碱基称为反密码子,B正确;T2噬

菌体中只有DNA一种核酸,其基本组成单位为脱氧核糖核苷酸,C正确;细菌为原核生物,没有线

粒体,控制性状的基因位于拟核和质粒上,D错误。答案

D考点4生物组织中有机物的鉴定与观察一、生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质的检测1.还原糖的检测(1)检测原理:还原糖中的醛基(—CHO)在加热条件下能将Cu(OH)2中的Cu2+还原成Cu+,从而生成

砖红色的Cu2O沉淀,即还原糖+斐林试剂→砖红色(水浴加热)。(2)检测步骤

2.脂肪的检测(1)检测原理:脂肪+苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液→橘黄色(红色)。(2)检测步骤方法一:花生种子匀浆+3滴苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液→橘黄色(红色)方法二:

3.蛋白质的检测(1)检测原理:肽键结构在碱性溶液中能与Cu2+结合生成紫色络合物,即蛋白质+双缩脲试剂→紫色。(2)检测步骤

[失分警示]

(1)易忽略斐林试剂本身的颜色:斐林试剂实际上是新配制的Cu(OH)2呈浅蓝色,不

是无色,故非还原糖(蔗糖)+斐林试剂水浴加热后的现象不是无色。(2)易混淆双缩脲试剂和斐林试剂的使用:检测还原糖的斐林试剂甲液、乙液必须混合后加入,

且现配现用;检测蛋白质的双缩脲试剂必须先加A液,后加B液,且B液不能过量。(3)易写错“斐”和“脲”字:“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”,双缩脲试剂中

“脲”不可错写成“尿”。(4)误认为脂肪的鉴定必须使用显微镜:若要观察被染色的脂肪颗粒,则使用显微镜,但若要观察

溶液颜色变化,则不必使用显微镜。例6

(2015高考题重组改编)下列有关有机物检测的说法正确的是

()A.用双缩脲试剂检测蛋白尿,需水浴加热方可呈现出紫色(2015四川理综,5A)B.组织切片上滴加苏丹Ⅲ染液,显微观察有橘黄色颗粒说明有脂肪(2015江苏单科,23A)C.组织样液中滴加斐林试剂,不产生砖红色沉淀说明没有还原糖(2015江苏单科,23B)D.利用双缩脲试剂检测生物组织中的蛋白质不需要碱性环境(2015天津理综,5A)解析用双缩脲试剂检测蛋白尿时不需要加热,A错误;脂肪被苏丹Ⅲ染液染色呈橘黄色,脂肪被

苏丹Ⅳ染液染色呈红色,B正确;斐林试剂检测还原糖需要水浴加热,即使有还原糖存在,没有水

浴加热也不产生砖红色沉淀,C错误;用双缩脲试剂检测蛋白质的原理是在碱性溶液中肽键结构

与C

结合生成紫色络合物,D错误。答案

B二、观察DNA和RNA在细胞中的分布1.实验原理(1)甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的

亲和力

不同

显示DNA和RNA在细胞中的分布(2)盐酸2.实验步骤

3.

4.实验中试剂的作用例7

(2015高考题重组改编)关于DNA的实验,叙述正确的是

()A.用兔的成熟红细胞可提取DNA(2015广东理综,3A)B.用健那绿和吡罗红染色观察DNA和RNA在细胞中的分布(2014四川理综,4B)C.DNA提取组织样液中滴加斐林试剂,不产生砖红色沉淀说明没有还原糖(2015江苏单科,23B)D.用甲基绿对人的口腔上皮细胞染色,细胞核呈绿色(2015广东理综,3D,修改)解析兔的成熟红细胞没有细胞核,不可提取DNA,A错误;健那绿染液是对活细胞中线粒体进

行染色的专一性染料,B错误;斐林试剂与还原糖水浴加热才可产生砖红色沉淀,C错误;甲基绿与试剂作用甲基绿使DNA呈现绿色吡罗红使RNA呈现红色质量分数为0.9%的NaCl溶液保持口腔上皮细胞的正常形态质量分数为8%的盐酸①改变细胞膜的通透性②使染色质中的DNA与蛋白质分离蒸馏水①配制染色剂;②冲洗载玻片细胞核DNA结合呈绿色,D正确。答案

D题型1数量计算类——多肽形成过程中的相关数量计算<方法诠释>1.表格法记忆m个氨基酸形成多肽链规律题型突破肽链数目氨基酸数肽键数目脱去水分子数多肽链相对分子量氨基数目羧基数目1条mm-1m-1am-18(m-1)至少1个至少1个n条mm-nm-nam-18(m-n)至少n个至少n个2.原子守恒法计算蛋白质中各原子数(1)N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数=各氨基酸中N原子的总数。(2)O原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的O原子数=各氨基酸中O原子的总数-脱去水分子数。(3)游离—NH2或—COOH数=肽链数×1+R基团中—NH2或—COOH数(环肽中主链上不再有游离

氨基或羧基)。3.基因表达中氨基酸与相应DNA、mRNA中碱基数目关系DNA(基因)

mRNA

蛋白质碱基数∶碱基数∶氨基酸数6∶3(最多)∶1(最多)<易错易混>1.只有连在同一个碳原子上的氨基和羧基才参与形成肽键,R基上的氨基或羧基不参与肽键的

形成。2.由n个氨基酸构成一环状肽,则形成肽键数=失去水分子数=氨基酸数。3.若n种氨基酸形成一个m肽,则形成的多肽种类为nm种。若有n种氨基酸形成一个n肽,且每种氨

基酸只有一个,则形成n肽的种类为n×(n-1)×(n-2)×…×1=n!。例1

(2016山东潍坊期末,9)一条肽链的分子式为C22H34O13N6,其水解产物中只含有下列3种氨基

酸。下列叙述错误的是

()

甘氨酸

丙氨酸

谷氨酸A.合成1个C22H34O13N6分子将产生5个水分子B.在细胞中合成1个C22H34O13N6分子至少需要3种tRNAC.1个C22H34O13N6分子完全水解后可以产生3个谷氨酸D.1个C22H34O13N6分子中存在1个游离的氨基和3个游离的羧基思路导引

解析由题意可知,分子式为C22H34O13N6的肽链中含有6个氨基酸,合成该多肽链时形成5个肽键,

产生5分子水,A正确;由题意可知,该肽链水解产生了3种氨基酸,由于在翻译过程中一种氨基酸

可以由一种或多种tRNA来转运,则合成该肽链时至少需要三种tRNA,B正确;设该肽链水解产生的甘氨酸是X个,丙氨酸是Y个,谷氨酸是Z个,根据化学反应前后原子数量的守恒可以得出关系

式:①5X+7Y+9Z=34+10,②2X+3Y+5Z=22,③2X+2Y+4Z=13+5,解得X=2,Y=1,Z=3,C正确;由C项

分析可知,该肽链中有3个谷氨酸,谷氨酸R基中含有羧基,因此该肽链中游离的羧基是1+3=4(个),

D错误。答案

D1-1

(2016湖北孝感高中期末,4)氨基酸的平均相对分子质量为120,如有一个2条链的多肽,相对

分子质量为12276,合成这个多肽的氨基酸的数目和指导它合成的DNA分子中的最少脱氧核苷

酸数目依次为

()A.144,864B.144,432C.120,720D.120,360答案

C解析在多肽合成时,氨基酸数-肽链条数=肽键数=脱去的水分子数。氨基酸数×120-(氨基酸数

-肽链数)×18=12276,代入后可求得氨基酸数=120;在DNA指导蛋白质合成时,DNA分子中脱氧

核苷酸数目∶氨基酸数(最多)=6∶1(最多),所以DNA分子中脱氧核苷酸数目至少为120×6=720,

C正确。1-2

(2016河南郑州一中调考,9)如图所示在下列物质中,若将其中能构成人体蛋白质的氨基酸

通过脱水缩合形成蛋白质分子(每种氨基酸只有一个),则此蛋白质分子中所含有的羧基、氨基

和肽键的数目依次是

()

④

A.3,3,2B.4,3,3C.3,2,4D.2,2,2答案

C解析分析可知,图中①②③④⑥氨基酸属于组成人体蛋白质的氨基酸,此五种氨基酸(各一个)

的R基中共含2个羧基(③和④的R基中各含1个羧基)、1个氨基(位于②的R基中),由此五种氨基

酸(各一个)组成的蛋白质中:(1)所含有的羧基=肽链数+R基中含有的羧基数=1+2=3(个);(2)所含有的氨基=肽链数+R基中含有的氨基数=1+1=2(个);(3)形成的肽键数=氨基酸数-肽链数=5-1=4(个)。题型2分析推断类——根据元素的种类与功能推断有机物的种类<方法诠释>1.元素分析法判断化合物的种类与功能(1)根据特征元素推测化合物的种类

(2)从化合物的元素组成分析代谢产物糖类、脂肪和蛋白质都含有C、H、O,故其代谢终产物都有CO2和H2O;蛋白质中还有N,故其代

谢产物中还含有尿素。(3)从化合物的元素含量上比较化合物氧化分解释放能量的多少脂肪的含氢量多于糖类,因此等质量的脂肪彻底氧化分解时所消耗的O2量多于糖类,释放的能量

也多于糖类。2.依中心法则判断核酸与蛋白质

根据中心法则,可以推断图中A为DNA、B为RNA、C为蛋白质,甲是DNA复制、乙是转录、丙

是翻译;单体a、b、c分别为脱氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸;元素X为N、P,Y为N等。3.集合法确定物质之间的关系

<易错易混>1.糖类的“水解”与“氧化分解”多糖和二糖水解的终产物是其单体,如淀粉水解的产物是葡萄糖,蔗糖水解的产物是葡萄糖和果

糖;糖类氧化分解的终产物是CO2和H2O。2.糖类并非都能提供能量。纤维素是组成细胞壁的成分,核糖和脱氧核糖是组成核酸的成分,它

们都不提供能量。3.构成生物膜的脂质并非只有磷脂。磷脂是构成生物膜的基本骨架,胆固醇也是构成细胞膜的

成分。例2

(2016江苏扬州期末,2)分析HIV的化学组成,得到下图所示组成关系,相关分析正确的是

()

A.a物质中都含有S元素B.甲在HIV的核糖体合成C.乙是HIV的遗传物质D.甲和乙都是单链结构A.甲可能是麦芽糖溶液B.①是斐林试剂,使用时需水浴加热C.乙液可能是一种酶溶液D.②是紫色,③是核苷酸思路导引

解析还原糖与斐林试剂水浴加热生成砖红色沉淀,故①是斐林试剂,甲是葡萄糖、果糖、麦芽

糖等还原糖的一种,一分子麦芽糖是由两分子葡萄糖形成的,A、B正确;蛋白质与双缩脲试剂发

生紫色反应,大多数酶是蛋白质,蛋白质的基本单位是氨基酸,C正确、D错误。答案

D