高考生物专练之重难点02 组成细胞的分子（解析版）

重难点02组成细胞的分子知识点一：组成细胞中的元素和化合物1、大米中含碳水化合物75%左右，蛋白质7%-8%，脂肪1.3%-1.8%，并含有丰富的B族维生素等。大米中的碳水化合物主要是淀粉。2、组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在，如水、蛋白质、核酸、糖类、脂质等。细胞内含量最多的化合物是水，含量最多的有机物是蛋白质。3、化合物的元素组成：蛋白质的组成元素有C、H、O、N元素构成，有些还含有P、S；核酸的组成元素为C、H、O、N、P；脂质的组成元素有C、H、O，有些还含有N、P；糖类的组成元素为C、H、O。4、活细胞中含量最多的化合物是水，其次是蛋白质，然后是脂质和糖类；组成细胞的化学元素中，占细胞鲜重最多的是O，其次是C，然后是H、N。5、组成细胞的元素按照含量不同分为大量元素和微量元素，大量元素包括C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg等，其中C、H、O、N、S、P是主要元素，C、H、O、N是基本元素，C是最基本的元素；微量元素包括Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等，具有量小作用大的特点。6、生物界与非生物界具有统一性体现在组成生物体的化学元素在无机自然界中都存在，没有一种是生物所特有的；生物界与非生物界具有差异性体现在组成生物体的化学元素在生物界的含量和在无机自然界的含量差异很大。知识点二：蛋白质1、蛋白质的基本单位是氨基酸，组成蛋白质的氨基酸约有20种，其结构通式为：，这21种氨基酸的区别在于R基不同，因此只要知道R基团即可写出相应氨基酸的结构式,。2、蛋白质的结构层次：C、H、O、N等化学元素→氨基酸（基本单位）→氨基酸分子通过脱水缩合反应互相结合→多肽→盘曲折叠形成一定空间结构的蛋白质。3、氨基酸通过脱水缩合形成多肽链，而脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱出一分子水的过程；氨基酸形成多肽过程中的相关计算：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数一肽链数，游离氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数，至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数。脱水缩合过程中的相关计算：（1）脱去的水分子数=形成的肽键个数=氨基酸个数-肽链条数；（2）蛋白质分子至少含有的氨基数或羧基数，应该看肽链的条数，有几条肽链，则至少含有几个氨基或几个羧基；（3）蛋白质分子量=氨基酸分子量×氨基酸个数-水的个数×18。4、蛋白质的理化性质：（1）蛋白质的水解：蛋白质在酸性、碱性、酶等条件下发生水解，水解的最终产物是氨基酸。（2）盐析：盐析为蛋白质在水溶液中溶解度的降低，不影响活性。（3）变性：蛋白质的变性：受热、酸碱、重金属盐、某些有机物（乙醇、甲醛等）、紫外线等作用时蛋白质可发生变性，失去其生理活性；变性是不可逆过程，是化学变化过程。5、蛋白质的功能：生命活动的主要承担者：①构成细胞和生物体的重要物质，即结构蛋白，如羽毛、头发、蛛丝、肌动蛋白；②催化作用：如绝大多数酶；③传递信息，即调节作用：如胰岛素、生长激素；④免疫作用：如免疫球蛋白（抗体）；⑤运输作用：如红细胞中的血红蛋白。知识点三：核酸1、核酸分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。其中二者的五碳糖不同，共同的碱基是A、C、G，T是DNA特有的碱基，U是RNA特有的碱基。2、DNA分子的稳定性，主要表现在DNA分子具有独特的双螺旋结构；DNA分子的多样性主要表现为构成DNA分子的四种脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序；特异性主要表现为每个DNA分子都有特定的碱基序列。3、核酸根据五碳糖不同分为DNA和RNA两种，DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，脱氧核糖核苷酸中与脱氧核糖相连的碱基有A、T、G、C四种，根据碱基不同脱氧核糖核苷酸分为4种；RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，核糖核苷酸中与核糖相连的碱基有A、U、G、C四种，根据碱基不同核糖核苷酸分为4种。知识点四：糖类糖类通常是由C、H、O三种元素组成，分为单糖、二糖和多糖，是主要的能源物质。糖类包括单糖、二糖和多糖。单糖包括五碳糖（脱氧核糖、核糖）和六碳糖（葡萄糖、果糖、半乳糖）、二糖（蔗糖、麦芽糖、乳糖）和多糖（纤维素、淀粉、糖原等）。其中葡萄糖是生命活动所需的主要能源物质，核糖与脱氧核糖是构成核酸的成分，多糖主要包括淀粉、纤维素和糖原，淀粉是植物体内的主要储能物质，纤维素是构成细胞壁的主要成分，糖原是动物细胞内的储能物质，分为肝糖原和肌糖原。知识点五：细胞中的无机化合物1、自由水：细胞中绝大部分以自由水形式存在的，可以自由流动的水，其主要功能：（1）细胞内的良好溶剂。（2）细胞内的生化反应需要水的参与（3）多细胞生物体的绝大部分细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中.（4）运送营养物质和新陈代谢中产生的废物。2、结合水：细胞内的一部分与其他物质相结合的水，它是组成细胞结构的重要成分。3、细胞中的无机盐：(1)存在形式：细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，叶绿素中的Mg、血红蛋白中的Fe等以化合态形式存在。(2)无机盐的生物功能：复杂化合物的组成成分；维持正常的生命活动：如Ca2+可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐；维持酸碱平衡和渗透压平衡。知识点六：还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定1、血糖是指血液中的葡萄糖，葡萄糖是还原性糖。2、(1)斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，能生成砖红色沉淀，斐林试剂是由甲液(质量浓度为0.1g/mL氢氧化钠溶液)和乙液(质量浓度为0.05g/mL硫酸铜溶液)组成；(2)鉴定还原糖时，要将甲液和乙液混合均匀后再加入含样品的试管中，且需水浴加热。（3）蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应。使用豆浆检测蛋白质，该实验过程中，双缩脲试剂可与蛋白质发生紫色反应，用双缩脲试剂检测蛋白质时不需要水浴加热。豆浆中含有蛋白质，实验结果为紫色。（4）脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定，呈橘黄色，使用浸泡过的花生种子检测脂肪，实验过程中，体积分数为50%的酒精的作用是洗去浮色；脂肪可被苏丹Ⅲ溶液染成橘黄色，实验所观察的被苏丹Ⅲ染液着色的小颗粒是脂肪颗粒。走会考察物质的元素组成及分布、功能等知识，要求学生能根据它们的功能判断图中各化合物的名称。同时要注意将较琐碎的知识点进行归纳整合到组成细胞的元素与化合物这一知识点上，有利于掌握和应用。同时组成蛋白质的基本单位氨基酸的结构特点以及蛋白质多样性的原因也是考察的热点。（建议用时：30分钟）一、单选题1、分析2019-nCoV的化学组成，得到下图所示组成关系，相关叙述正确的是（）A．a→甲的过程在2019-nCoV的核糖体上完成B．乙彻底水解可产生磷酸、核糖和A、G、T、C四种碱基C．a与a之间通过“-NH-COOH-”相连接D．2019-nCoV的遗传信息储存在大分子乙中【答案】D【解析】【分析】题图分析，首先由图中2019-nCoV联想到RNA和蛋白质，然后推出甲、乙两种物质分别是蛋白质和RNA，a、b是构成甲、乙的小分子物质，所以a、b可能是氨基酸和核糖核苷酸，最后根据元素组成再确认甲、a分别是蛋白质和氨基酸，乙、b分别是RNA和核糖核苷酸。2019-nCoV无细胞结构，只有侵入宿主细胞，利用宿主细胞的核糖体才能合成自身的蛋白质；RNA中含有U而不含T；氨基酸之间通过肽键“—NH—CO—中间的化学键”相连接；RNA是2019-nCoV的遗传物质。【详解】A、2019-nCoV是RNA病毒，由RNA和蛋白质组成，没有细胞结构。2019-nCoV只有侵入宿主细胞，利用宿主细胞的核糖体才能合成自身的蛋白质，A错误；B、RNA中含有U而不含T，B错误；C、氨基酸之间通过肽键相连接，图示不是肽键，C错误；D、乙（RNA）是2019-nCoV的遗传物质，D正确。故选D。2、下列有关组成细胞的化学元素的叙述，正确的是（

）A．组成细胞最基本的元素是氮 B．活细胞内含量最多的元素是氧C．Mg、Zn、Ca等大量元素是生物体必不可少的 D．微量元素对于生物体来说可有可无【答案】B【解析】【分析】组成生物体的化学元素根据其含量不同分为大量元素和微量元素两大类：（1）大量元素是指含量占生物总重量万分之一以上的元素，包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg，其中C、H、O、N为基本元素，C为最基本元素，O是含量最多的元素；（2）微量元素是指含量占生物总重量万分之一以下的元素，包括Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。【详解】A、组成细胞最基本的元素是碳，A错误；B、活细胞内由于水的含量最高，含量最高的元素是氧，B正确；C、Zn属于微量元素，C错误；D、微量元素含量虽少，但是对于生物体来说同样具有重要的作用，D错误。故选B。3、下列关于有机物的鉴定实验中，易导致实验失败的操作是①蛋白质鉴定时，将NaOH溶液和CuSO4溶液混合后再加入样液

②还原糖鉴定时，需要进行水浴加热

③脂肪鉴定时，实验材料选用花生油，染色剂选用苏丹Ⅳ

④脂肪鉴定过程中，对装片染色后需用清水漂洗后放在显微镜下镜检A．①④ B．①③C．②③ D．③④【答案】A【解析】【分析】生物组织中化合物的鉴定：（1）斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色（沉淀），斐林试剂只能检验生物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉）；（2）蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应；（3）脂肪可用苏丹Ⅲ染液（或苏丹Ⅳ染液）鉴定，呈橘黄色（或红色；【详解】①蛋白质鉴定时，应先加少量的NaOH溶液，后加入CuSO4溶液，①错误；②还原糖鉴定时，需要进行水浴加热，②正确；③脂肪鉴定时，实验材料选用花生油，染色剂选用苏丹Ⅳ将脂肪染成红色，③正确；④脂肪鉴定过程中，对装片染色后需用50%酒精漂洗后放在显微镜下镜检，④错误。故选A。【点睛】本题考查生物组织中化合物的鉴定，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的试剂及试剂的使用方法、实验现象等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。4、下列有关细胞中元素和化合物的叙述，正确的是（

）A．用苏丹Ⅲ染液对脂肪组织进行染色时，可用无水酒精冲洗浮色B．脂肪分子中含H比糖类多，是主要的能源物质C．氨基酸脱水缩合产生水，水中的氧来自氨基酸的羧基D．DNA和RNA主要组成元素的种类不同，碱基种类不完全相同【答案】C【解析】【分析】【详解】在利用花生种子作为鉴定脂肪的材料时，使用50%的酒精洗去浮色，故A错误；糖类是主要的能源物质，脂肪是重要的储能物质，故B错误；氨基酸脱水缩合产生的水中，氢原子来自氨基和羧基，而氧原子来自羧基，故C正确；组成DNA和RNA的元素相同都是C、H、O、N、P，碱基不完全相同，DNA特有的碱基是T，而RNA特有的碱基是U，故D错误。5、下列能与斐林试剂反应生成砖红色沉淀的是①果糖

②乳糖

③蔗糖

④纤维素

⑤淀粉

⑥脂肪A．①② B．②③④C．①⑤⑥ D．①②④【答案】A【解析】【分析】斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色（沉淀），斐林试剂只能检验生物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉）。【详解】能与斐林试剂反应生威砖红色沉淀的是还原性糖，如①果糖、②乳糖。而③蔗糖属于非还原性二糖，④纤维素、⑤淀粉属于多糖，多糖无还原性，⑥脂肪不具有还原性，所以不与斐林试剂反应生成砖红色沉淀。故选A。【点睛】本题只需学生识记还原糖的种类即可，多糖全部都不是还原糖。6、某一物质分子式为C35H70O19N10S2，这种物质最有可能是（

）A．糖类 B．脂质C．核酸 D．蛋白质【答案】D【解析】【分析】糖类和脂肪的组成元素只有C、H、O；磷脂、核酸（DNA、RNA）的组成元素为C、H、O、N、P；蛋白质主要由C、H、O、N四种化学元素组成，多数蛋白质还含有S和P，有些蛋白质还含有铁、铜、锰、锌等矿物质。【详解】A、糖类的组成元素只有C、H、O，不含N、S，A错误；B、脂质的组成元素主要是C、H、O，有的含有N、P，但是不含S，B错误；C、核酸的组成元素为C、H、O、N、P，不含S，C错误；D、蛋白质主要由C、H、O、N四种化学元素组成，有些蛋白质还含有S和P，D正确。故选D。7、下列关于脂质的叙述，正确的是

（

）A．脂质中的磷脂是细胞膜的组成成分B．维生素D和性激素不属于固醇类物质C．脂肪比相同质量的多糖彻底氧化产能少D．脂质在核糖体、内质网和高尔基体上合成【答案】A【解析】【详解】A、细胞膜的组成成分包括脂质、蛋白质和少量糖类，其中脂质分子中主要是磷脂，A正确；B、维生素D和性激素属于脂质中的固醇类物质，B错误；C、与相同质量的多糖相比，脂肪中的C、H元素含量多，O元素含量少，彻底氧化分解消耗的氧气多，产能也多，C错误；D、脂质主要在光面内质网上合成，D错误。故选A。【点睛】本题考查脂质的有关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识的网络结构的能力。8、下列哪组糖类物质能与①~③中的叙述依次对应（）①存在于RNA中而不存在于DNA中的糖类②存在于植物细胞中而不存在于动物细胞中的二糖③存在于动物细胞中而不存在于植物细胞中的多糖A．核糖、麦芽糖、乳糖B．脱氧核糖、乳糖、乳糖C．核糖、蔗糖、糖原D．脱氧核糖、麦芽糖、糖原【答案】C【解析】【分析】糖类包括：单糖、二糖、多糖。单糖中包括五碳糖和六碳糖，其中五碳糖中的核糖是RNA的组成部分，脱氧核糖是DNA的组成部分，而六碳糖中的葡萄糖被形容为“生命的燃料”；二糖包括麦芽糖、蔗糖和乳糖，其中麦芽糖和蔗糖是植物细胞中特有的，乳糖是动物体内特有的；多糖包括淀粉、纤维素和糖原，其中淀粉和纤维素是植物细胞特有的，糖原是动物细胞特有的。【详解】①核糖存在于RNA中而不存在于DNA中，DNA中的五碳糖为脱氧核糖；②存在于植物细胞中而不存在于动物细胞中的二糖由麦芽糖和蔗糖；③糖原是动物细胞中特有的多糖，即存在于动物细胞中而不存在于植物细胞中。故选C。9、水是生命之源，下列有关水的叙述，正确的是（

）A．结合水一般不参与代谢，它使各种组织器官有一定形状、硬度B．水在细胞内的存在状态有自由水和结合水两种，生命活动越旺盛，结合水的含量就越高C．夏季，人在高温作业或剧烈活动后要喝淡盐水是为了补充水分及降温D．冬天针叶树体内结合水的含量会减少【答案】A【解析】【详解】结合水的功能是细胞结构的重要成分，不参与代谢反应，故A正确；代谢旺盛的细胞，自由水含量高，故B错误；高温作业或剧烈运动后，机体在排出水分的同时还有少量无机盐，因此需要补充淡盐水以维持水和无机盐离子的相对稳定，故C错误；冬天针叶林体内结合水含量高，抗寒性强，故D错误。【点睛】水的形成和功能汇总10、蚕丝和棉花都是纺织业的重要原料，它们的成分分别属于（）A．糖类、糖类 B．蛋白质、蛋白质C．蛋白质、糖类 D．糖类、蛋白质【答案】C【解析】【分析】【详解】蚕丝主要是蛋白质，A、D错误。棉花主要是纤维属于糖类，C正确，B错误。【点睛】本题考查细胞中的有机物相关知识，意在考察考生对知识点的理解掌握程度。11、下列有关蛋白质结构和功能的叙述中，正确的是（）A．催产素和血管舒张素均为九肽，但它们的功能差异很大，完全取决于构成两者的氨基酸种类B．由三个不同种类的氨基酸构成的三肽最多有27种C．鸡蛋煮熟后，蛋白质变性失活，但并未引起蛋白质分子中肽键的断裂D．肽键中元素组成的不同也是影响蛋白质结构多样性的原因【答案】C【解析】【分析】【详解】催产素和血管舒张素均为九肽，结构不同取决于氨基酸的种类、数量和排列顺序不同，故A错误；若有足量的三种氨基酸，则它们能形成多肽的种类还取决于组成该多肽的氨基酸数，若该多肽由n（n≥）个氨基酸组成，由其种类最多是3n种，故B错误；鸡蛋煮熟后，蛋白质变性失活，失去空间结构，但并未引起蛋白质分子中肽键的断裂，故C正确；肽键（-NH-CO-）中元素组成相同，故D错误。12、下列叙述中，错误的是（）A．多聚体水解后的产物是它的单体B．脂肪彻底氧化分解后的产物是CO2和H2O，所以CO2和H2O是脂肪的单体C．淀粉和纤维素的单体都是单糖D．DNA和RNA单体的分子组成不同【答案】B【解析】【分析】单体是能与同种或他种分子聚合的小分子的统称；是能起聚合反应或缩聚反应等而成高分子化合物的简单化合物；是合成聚合物所用的低分子的原料，多糖（淀粉、糖原和纤维素）、蛋白质、核酸等生物大分子都是由许多单体连接而成，因而被称为多聚体。【详解】A、多聚体由单体聚合而成，水解后的产物是它的单体，A正确；B、脂肪由甘油和脂肪酸构成，且不属于生物大分子，B错误；C、淀粉和纤维素均由葡萄糖构成，故其单体都是单糖，C正确；D、DNA和RNA单体分别为脱氧核苷酸和核糖核苷酸，故它们的分子组成不同，D正确。故选B。【点睛】本题知识点简单，考查组成细胞的化合物，只要考生识记组成细胞的化合物及其基本组成单位即可正确答题。13．下列叙述中，是淀粉、纤维素和糖原的共同特征的是（）A．都是细胞内储存能量的主要物质 B．都含有C、H、O、NC．都是还原糖 D．基本组成单位都是葡萄糖【答案】D【解析】【详解】纤维素在植物细胞中参与组成细胞壁，不能提供能量，A项错误；淀粉、纤维素和糖原都含有C、H、O三种元素，B项错误；基本组成单位都是葡萄糖，C项错误，D项正确。二、非选择题14、下图表示一条核苷酸链（部分），请结合该图回答以下问题:(1)DNA大多是由2条________链构成的双螺旋结构。(2)若该图为DNA链，②是________，③是________，④的名称是________。(3)若该图为RNA链，则其特有的碱基组成的核苷酸的名称是________。【答案】(1)脱氧核苷酸(2)脱氧核糖腺嘌呤鸟嘌呤脱氧核苷酸(3)尿嘧啶核糖核苷酸【解析】【分析】分析题图：图示为某核酸片段结构示意图，其中①是磷酸，②是五碳糖，③是含氮碱基（腺嘌呤），④是鸟嘌呤核糖核苷酸或者鸟嘌呤脱氧核苷酸。(1)DNA大多是由两条脱氧核苷酸链构成，两条链反向平行。(2)组成DNA的碱基有A、C、G、T，五碳糖为脱氧核糖。若图为DNA链，图中①是磷酸，②是脱氧核糖，③是腺嘌呤，④是鸟嘌呤脱氧核苷酸。(3)DNA与RNA组成上的不同表现在五碳糖和含氮碱基，DNA中五碳糖是脱氧核糖，RNA上使核糖，DNA中含氮碱基是A、T、C、G，RNA中是A、U、C、G，RNA中特有的碱基是U，组成的核苷酸的名称是尿嘧啶核糖核苷酸。【点睛】本题考查DNA和RNA结构以两者的不同的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力。15、图甲表示有关蛋白质分子的简要概念图；图乙表示某三十九肽中共有丙氨酸（R基为-CH3）4个，现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的多肽。据图回答下列问题：(1)图甲中A为_______________，B的结构通式为____________，人体内可以合成的B属于______________，C是__________（化学键名称）。(2)蛋白质的结构具有多样性，从蛋白质自身分析，原因有氨基酸的______________不同，以及蛋白质的___________千变万化。(3)图乙中，三十九肽被水解后肽键数量减少_____个，氨基和羧基分别增加____个、______个，C原子减少_______个，O原子减少_______个。【答案】(1)CHON非必需氨基酸肽键(2)种类、数量和排列顺序空间结构(3)733121【解析】【分析】1、分析题图甲可知，A是蛋白质的组成元素，包括C、H、O、N等，B是蛋白质的基本单位氨基酸，组成蛋白质的氨基酸至少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；①是氨基酸的脱水缩合反应，C是连接氨基酸残基的化学键是肽键。2、题图乙是三十九肽水解掉4个丙氨酸得到4条长短不等的多肽，丙氨酸的位置应该是8号、18号、27号、39号，因此水解掉4个丙氨酸需要水解7个肽键，消耗7分子水。(1)由分析可知，A是C、H、O、N等基本元素；B是蛋白质的基本单位氨基酸，氨基酸的结构通式为：。在人体内可以合成的氨基酸是非必需氨基酸；①是氨基酸的脱水缩合反应，C是连接氨基酸残基的化学键是肽键。(2)蛋白质结构多样性决定功能多样性，蛋白质多样性与组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构有关。(3)由分析可知，三十九肽被水解后肽键数量减少7个肽键；产物是4条短肽和4个丙氨酸，因此短肽中游离的氨基、羧基分别是4个、4个，与三十九肽相比增加3个氨基、3个羧基；每个丙氨酸的C是