高三生物专项复习课件：细胞的分子组成与结构

专题1细胞的分子组成与结构踏踏实实过一遍基础1.细胞生物学细胞结构与功能细胞代谢细胞生命历程原核细胞与真核细胞的异同细胞膜(结构与功能+物质进出细胞的方式)细胞质酶(作用机制、本质、特性、影响酶促反应速率的因素)ATP(结构与功能)细胞呼吸(有氧呼吸和无氧呼吸的过程、细胞呼吸的应用)光合作用(光反应和暗反应的过程、影响因素)细胞周期有丝分裂(过程与意义)细胞分化、衰老、凋亡、癌变间期(DNA复制和相关蛋白质的合成)分裂期(细胞质基质+细胞器+细胞骨架)细胞核(结构+功能)生物膜系统(组成+功能)细胞的分子组成(无机化合物+有机化合物)考点3物质进出细胞的方式考点2细胞的基本结构考点1组成细胞的分子专题1基础知识梳理细胞的分子组成日积跬步，以致千里。回归课本-必修1-P191.组成细胞的元素追根溯源来自无机环境，为什么细胞内各种元素的比例与无机环境的大不相同？

细胞是生命活动的基本单位，虽然组成细胞的元素来自无机环境，但是构成细胞的主要元素C、H、O、N含量与无机环境差异很大，这与细胞内的有机化合物如糖类、脂质、蛋白质和核酸有关。2.将细胞内含有的各种物质配齐，并按照它们在细胞中的比例放在一个试管中，能构成一个生命系统吗？为什么？不能。因为生命系统内部是一个严谨有序的结构，不是由物质随意堆砌而成的。教材中涉及的3H、15N、14C、18O、32P、35S标记的应用实例大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等微量元素:Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等细胞中的元素种类生物体和外界环境中元素组成上的统一性和差异性，及其原因？教材16页元素的主要存在形式——化合物CHON胡萝卜素糖类脂肪固醇叶黄素氨基酸氨基酸氨基酸+S+Se蛋白质+Mg核苷酸脱氧核糖核酸(DNA)+P叶绿素ATP

NADH

NADPH磷脂脱氧核苷酸核糖核苷酸核糖核酸(RNA)C、H、O、N四种元素在细胞中含量很高还原糖的检测步骤试管1号2号3号①向试管内注入测定的液体2mL葡萄糖溶液2mL蒸馏水2mL待测样液②向试管内注入斐林试剂1mL斐林试剂(甲液和乙液等量混合均匀后再注入)③水浴加热将试管放入50~60℃的水中水浴加热2~3min④观察记录观察并记录试管中颜色变化1号和3号试管出现砖红色沉淀，2号试管中无砖红色沉淀出现，说明待测样液中含有还原糖。实验结果和结论：1.检测生物组织中的糖类和蛋白质两种对照，反应原理，材料选择

蛋白质的检测步骤试管1号2号3号①向试管内注入测定的液体2mL蛋白质溶液2mL蒸馏水2mL待测样液②向试管内注入双缩脲试剂A液0.1g/mL的NaOH溶液1mL，摇匀②向试管内滴加双缩脲试剂B液0.01g/L的CuSO4溶液4滴，摇匀④观察记录观察并记录试管中颜色变化1号和3号试管出现紫色，2号试管中无紫色出现，说明待测样液中含有蛋白质。实验结果和结论：两种对照，反应原理，材料选择

试剂斐林试剂双缩脲试剂作用成分使用方法原理反应条件检测还原糖检测蛋白质甲液：0.1g/mLNaOH乙液：0.05g/mLCuSO4A液：0.1g/mLNaOHB液：0.01g/mLCuSO4甲液与乙液等体积混合使用，现配现用。水浴加热。先加较多A液，再加少量B液。Cu(OH)2被还原糖还原成Cu2O砖红色沉淀。蛋白质在碱性条件下与Cu2+络合，生成紫色络合物。水浴加热(50~65℃)碱性环境、常温无机盐功能组成复杂化合物____________维持细胞的酸碱平衡和渗透压无机物细胞中的化合物水自由水结合水功能细胞结构重要组成部分结合水/自由水的值与代谢强弱、抗逆性的关系，细胞内产生水、消耗水的反应及场所。转化维持生命活动有机物细胞主要存在形式生理盐水水与细胞代谢细胞呼吸，脱水缩合光反应、细胞呼吸、水解高温、干旱→气孔关闭汗液调节→体温调节渗透吸水水通道蛋白无机盐及其在维持稳态中的作用

跨膜运输：需要转运蛋白①组成复杂的化合物②维持渗透压和酸碱平衡③维持生命活动有机物糖类(C、H、O)脂质(C、H、O,有的还含N、P)蛋白质(C、H、O、N等)核酸(C、H、O、N、P)分类功能单糖、二糖、多糖⑤_________________________________脂肪磷脂固醇联系糖、脂肪中氢和氧比例差异构成⑥_______________________的重要成分胆固醇、性激素、维生素D包括结构蛋白功能蛋白功能生命活动的主要承担者联系结构蛋白、载体蛋白、糖蛋白、受体、催化、调节(激素)等作用实例包括功能DNARNA携带遗传信息联系RNA的分布与功能重要的能源物质；组成细胞的化合物细胞膜和多种细胞器膜细胞中的化合物细胞糖类和脂质的种类和功能ATP、核酸及受体中糖的种类水解/（氧化分解）回归课本-必修1-P27肝糖原和肌糖原非必需氨基酸糖类脂肪可大量不可大量核苷酸磷酸(1种)五碳糖(2种)含氮碱基(5种）组成（8种）C、H、ON、P氨基酸(21种)多肽链蛋白质CRH2NCOOH氨基羧基侧链基团(21种)C、H、ON、(S)等分类核酸与蛋白质的结构层次肽键相连H中心碳原子脱氧核苷酸(4种)核糖核苷酸(4种)脱氧核苷酸长链核糖核苷酸长链脱氧核糖核酸核糖核酸磷酸二酯键相连2条1条双螺旋盘曲折叠核酸与蛋白质的结构层次

常见“核酸—蛋白质”复合体归纳固定结构

临时结构固定结构

临时结构回归课本-必修1-P32归纳总结蛋白质构象与活性(1)蛋白质空间结构的改变，往往会引起蛋白质活性的改变。(2)蛋白质结构的改变不一定会造成失活。例如载体蛋白。(3)蛋白质变性的实质主要是蛋白质空间结构被破坏，变性的过程中肽键不断裂，有些情况下变性是可逆的。蛋白块蛋白溶液+水+食盐蛋白块蛋白块+水蛋白块蛋白溶液+水+双缩脲试剂+双缩脲试剂+双缩脲试剂+双缩脲试剂+双缩脲试剂+双缩脲试剂紫色紫色紫色紫色紫色紫色重金属盐或乙醇或高温等蛋白质变性和盐析多糖和核酸都是由许多单体组成的多聚体，试从组成二者单体种类的角度分析，为什么核酸是遗传信息的携带者，而多糖不是？回归课本-必修1-P38__________作为生物大分子的基本骨架_____________________________作为DNA的基本骨架________________作为细胞膜(生物膜)的基本骨架______________作为细胞的基本骨架DNA生物大分子细胞膜细胞磷酸-脱氧核糖交替连接碳链磷脂双分子层细胞骨架基本骨架(蛋白质、核酸、多糖)细胞的基本结构日积跬步，以致千里。基础知识梳理病毒结构生活方式：③_____不具有细胞结构细胞壁细胞膜细胞质④_____细胞联系噬菌体侵染细菌的实验DNA病毒和RNA病毒通过侵染细胞进行增殖原核细胞类群共同点主要区别都有细胞膜、细胞质、核糖体，遗传物质都是DNA有无以核膜为界限的细胞核真核细胞寄生拟核类型繁殖细菌、支原体、衣原体等植物病毒、动物病毒、噬菌体非细胞结构生物——病毒日积跬步，以致千里。基础知识梳理回归课本-必修1-P142002年7月12日，美国《科学快报》报道了纽约州立大学几位病毒学家人工合成脊髓灰质炎（俗称小儿麻痹症）病毒的消息和简略的研究过程。用人工合成的病毒感染小鼠的实验证明，人工合成的病毒能够引发小鼠脊髓灰质炎，只是毒性比天然病毒小得多。(1)人工合成脊髓灰质炎病毒，是否就是人工制造了生命？①因为细胞是基本的生命系统，科学家一般将人工合成生命定义为人工组装细胞，从这个意义上说，人工合成脊髓灰质炎病毒还不能称为人工合成生命。②病毒由生物大分子构成，并且能自我复制，具备生物的一些基本特征，因此在生物学上一般认为它是不同于动物、植物、真菌和原核生物的一类特殊的生物，从这个意义上说，人工合成脊髓灰质炎病毒也可以视为人工合成生命。2002年7月12日，美国《科学快报》报道了纽约州立大学几位病毒学家人工合成脊髓灰质炎（俗称小儿麻痹症）病毒的消息和简略的研究过程。用人工合成的病毒感染小鼠的实验证明，人工合成的病毒能够引发小鼠脊髓灰质炎，只是毒性比天然病毒小得多。(2)人工合成病毒的研究，应该肯定还是应该否定？为什么？①从肯定的角度看，人工合成病毒可以使人类更好地认识病毒，如研制抵抗病毒的药物和疫苗，从而更好地为人类的健康服务②从否定的角度看，人工合成病毒的研究也可能会合成某些对人类有害的病毒，如果这些病毒传播开来，或者被某些人用作生物武器，将给人类带来灾难。回归课本-必修1-P14原核生物、真核生物日积跬步，以致千里。基础知识梳理原核细胞真核细胞细胞核(本质区别)无以核膜为界限细胞核原核细胞与真核细胞的比较都以DNA为遗传物质DNA不与蛋白质结合形成染色质，DNA为环状(无端粒)，DNA存在的区域称为拟核。有以核膜为界限细胞核DNA与组蛋白结合形成染色质，DNA为线状(有端粒)，原核细胞真核细胞遗传、变异原核细胞与真核细胞的比较基因重组：通过细胞之间进行基因转移，如肺炎球菌转化(基因水平转移)基因重组：通过有性生殖进行基因转移(基因垂直转移)原核细胞真核细胞基因的表达边转录边翻译核基因：先转录后翻译质基因：边转录边翻译基因一般无内含子基因通常有内含子原核细胞与真核细胞的比较原核细胞真核细胞细胞壁细胞膜细胞质除支原体外，一般都有细胞壁，成分是肽聚糖除动物细胞外，一般都有细胞壁，纤维素和果胶(植物细胞)，几丁质(真菌细胞)细胞膜的结构(流动镶嵌模型)和功能基本相似原核细胞的细胞膜会承担一些真核生物的生物膜系统的功能。①无真核细胞的细胞骨架,②只有一种细胞器:核糖体,

③无生物膜系统,

④质基因：质粒①有细胞骨架,②有多种细胞器,

③有生物膜系统,

④质基因：线粒体和叶绿体DNA，少数种类有质粒(如酵母菌)原核细胞与真核细胞的比较原核细胞真核细胞代谢有些种类可以进行有氧呼吸，其场所为：细胞质基质和细胞膜有些种类可以进行光合作用(如：蓝细菌)。绝大多数可以进行有氧呼吸，其场所为：细胞质基质和线粒体绿色植物进行光合作用的场所为：叶绿体。有些种类可以进行化能合成作用(如：硝化细菌)原核细胞与真核细胞的比较原核细胞真核细胞增殖方式(分裂方式)二分裂体细胞增殖：有丝分裂、无丝分裂生殖细胞增殖：减数分裂二分裂有丝分裂无丝分裂减数分裂DNA复制细胞一分为二原核细胞与真核细胞的比较原核细胞真核细胞DNA复制原核细胞与真核细胞的比较原核细胞与真核细胞的核糖体结构不同原核细胞与真核细胞的DNA聚合酶结构不同原核细胞与真核细胞的RNA聚合酶结构不同红霉素、环丙沙星、利福平等抗菌药物能够抑制细菌的生长，它们的抗菌机制如下表所示抗菌药物抗菌机制红霉素能与核糖体结合，抑制肽链的延伸环丙沙星抑制细胞DNA复制利福平抑制细胞RNA聚合酶的活性原核细胞与真核细胞的比较1.组成细胞的元素和化合物种类基本相同2.具有相似的细胞膜、细胞质和核糖体3.都以DNA作为遗传物质4.都以ATP为直接能源物质5.都以细胞分裂的方式增殖6.遗传密码基本相同。7.均遵循中心法则8.DNA均采用半保留方式复制DNARNA蛋白质原核细胞与真核细胞的比较细胞真核细胞细胞壁成分纤维素和果胶(植物细胞)细胞膜(系统边界)结构决定功能磷脂双分子层蛋白质多糖糖蛋白结构特点具有⑦_______细胞融合、胞吞、胞吐物质进出联系联系自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞和胞吐的判断屏障保护信息交流功能特点⑧__________活细胞的特征联系细胞质(代谢中心)⑨__________细胞器细胞骨架具膜细胞器无膜细胞器组成生物膜系统联系分泌蛋白形成及细胞器间配合细胞核(控制中心)核膜(细胞核的边界)染色质核仁染色体联系参与⑩________________________________有丝分裂、减数分裂过程中染色体结构、数目的变化流动性选择透过性细胞质基质某种RNA的合成以及核糖体的形成联系癌细胞的特征、细胞识别细胞膜的结构与功能关系生物膜系统的组成和功能归纳与概括“囊泡运输”多角度比较归纳各种细胞器化学组成半自主细胞器的特点but有所不同内共生学说多角度比较归纳各种细胞器时间方式细胞骨架的结构与功能考点3物质进出细胞的方式

必备整合细胞的物质组成、结构和物质运输细胞的吸水和失水渗透平衡≠浓度相等；达到渗透平衡时，半透膜两侧水分子移动达到动态平衡，此时膜两侧溶液的浓度未必相等，如透析袋内蔗糖溶液与透析袋外的清水可达到渗透平衡，但浓度不会相等。

转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两种类型，它们的作用特点分析如下：(1)载体蛋白和通道蛋白对物质的运输都有选择性。载体蛋白和通道蛋白的作用辨析(2)载体蛋白需要和被转运的物质结合，且会发生自身构象的改变；

通道蛋白运输时不需要和被转运物质结合。(3)载体蛋白既能够执行协助扩散，又能够执行主动运输;

通道蛋白只能执行协助扩散，即通道蛋白只能顺浓度梯度运输。物质进出细胞方式的判断(1)同一种物质进出细胞的运输方式不一定相同，例如人的红细胞吸收葡萄糖的方式是?肾小管细胞重吸收葡萄糖的方式是?(2)消耗能量的运输方式不一定是主动运输，也可能是?(3)通过胞吞、胞吐运输的不一定是大分子物质，如?(2024年福建卷，T3，A)幽门螺杆菌通过减数分裂进行繁殖()(2024年湖北卷，T8，C)硝化细菌没有中心体，因而不能进行细胞分裂()(2024年全国甲卷，T1，A)病毒通常是由蛋白质外壳和核酸构成的单细胞生物()(2024年全国甲卷，T1，B)原核生物因为没有线粒体所以都不能进行有氧呼吸()(2022年辽宁卷，T8，C)蓝细菌没有线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP()(2023年山东卷，T1，A)原核细胞无核仁，不能合成rRNA()(2024年新课标卷，T6，A)培养基中的细菌不能通过有丝分裂进行增殖()(2024年浙江第二次，T6)细胞是生物体结构和生命活动的基本单位，也是一个开放的系统。下列叙述正确的是（）A.细胞可与周围环境交换物质，但不交换能量B.细胞可与周围环境交换能量，但不交换物质C.细胞可与周围环境交换物质，也可交换能量D.细胞不与周围环境交换能量，也不交换物质C(2024年北京卷，T1)关于大肠杆菌和水绵的共同点，表述正确的是()A.都是真核生物B.能量代谢都发生在细胞器中C.都能进行光合作用D.都具有核糖体D(2023年海南卷，T1)衣藻和大肠杆菌都是单细胞生物。下列有关二者的叙述，正确的是()A.都属于原核生物B.都以DNA作为遗传物质C.都具有叶绿体，都能进行光合作用D.都具有线粒体，都能进行呼吸作用B(2022年北京卷，T1)鱼腥蓝细菌分布广泛，它不仅可以进行光合作用，还具有固氮能力。关于该蓝细菌的叙述，不正确的是()A.属于自养生物B.可以进行细胞呼吸C.DNA位于细胞核中D.在物质循环中发挥作用C(2022年辽宁卷，T1)下列关于硝化细菌的叙述，错误的是（）A.可以发生基因突变B.在核糖体合成蛋白质C.可以进行有丝分裂D.能以CO2作为碳源C(2022年海南卷，T1)脊髓灰质炎病毒已被科学家人工合成。该人工合成的病毒能够引发小鼠脊髓灰质炎，但其毒性比天然病毒小得多。下列有关叙述正确的是（）A.该人工合成病毒的结构和功能与天然病毒的完全相同B.该人工合成病毒和原核细胞都有细胞膜，无细胞核C.该人工合成病毒和真核细胞都能进行细胞呼吸D.该人工合成病毒、大肠杆菌和酵母菌都含有遗传物质D细胞的分子组成无机物有机物水无机盐糖类脂质蛋白质核酸存在形式作用存在形式作用种类功能种类功能结构层次功能结构层次功能(自由水+结合水)(自由水增强细胞代谢，结合水增强抗逆性)(离子+化合物)(参与生命活动、参与组成化合物、维持渗透压和酸碱度)(单糖、二糖、多糖/还原糖、非还原糖)(主要能源物质、结构物质、信息物质)(脂肪、磷脂、固醇：胆固醇、性激素和维生素D)(储能、缓冲减压、保护、结构物质、调节物质)(氨基酸→肽链→蛋白质)、变性和盐析(核苷酸→核苷酸长链→核酸)(生命活动主要承担者：结构、催化、调节、运输、免疫)(遗传信息的携带者，有些RNA起催化作用)与蛋白质或糖类结合细胞分子组成与有机物结合形成复杂化合物(2024年浙江第一次，T2)下列不属于水在植物生命活动中作用的是（）A.物质运输的良好介质B.保持植物枝叶挺立C.降低酶促反应活化能D.缓和植物温度变化C(2022年湖北卷，T1)水是生命的源泉，节约用水是每个人应尽的责任，下列有关水在生命活动中作用的叙述，错误的是（）A.水是酶促反应的环境B.参与血液中缓冲体系的形成C.可作为维生素D等物质的溶剂D.可作为反应物参与生物氧化过程C(2024年重庆卷，T2)下表据《中国膳食指南》得到女性3种营养元素每天推荐摄入量，据表推测，下列错误的是（）A.以单位体重计，婴儿对碘的需求高于成人B.与孕前期相比，孕中期女性对氧的需求量升高C.对25岁与65岁女性，大量元素的推荐摄入量不同D.即使按推荐量摄入钙，部分女性也会因缺维生素D而缺钙C(2022年全国甲卷，T1)钙在骨骼生长和肌肉收缩等过程中发挥重要作用。晒太阳有助于青少年骨骼生长，预防老年人骨质疏松。下列叙述错误的是()A.细胞中有以无机盐离子形式存在的钙B.人体内Ca2+可自由通过细胞膜的磷脂双分子层C.适当补充维生素D可以促进肠道对钙的吸收D.人体血液中钙离子浓度过低易出现抽搐现象B下列叙述错误的是（）X与果糖的分子式都是C6H12O6X是植物体内的主要贮藏物质X是植物体内重要的单糖X是纤维素的结构单元(2022年浙江第一次，T9)植物体内果糖与X物质形成蔗糖的过程如图所示B(2024年甘肃卷，T1)甘肃陇南的“武都油橄榄”是中国国家地理标志产品，其果肉呈黄绿色，子叶呈乳白色，均富含脂肪。由其生产的橄榄油含有丰富的不饱和脂肪酸，可广泛用于食品、医药和化工等领域。下列叙述错误的是（）A.不饱和脂肪酸的熔点较低，不容易凝固，橄榄油在室温下通常呈液态B.苏丹Ш染液处理油橄榄子叶，在高倍镜下可观察到橘黄色的脂肪颗粒C.油橄榄种子萌发过程中有机物的含量减少，有机物的种类不发生变化D.脂肪在人体消化道内水解为脂肪酸和甘油后，可被小肠上皮细胞吸收C(2024年辽宁卷，T1)钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2+感受器。小鼠钙调蛋白两端有近似对称的球形结构，每个球形结构可结合2个Ca2+。下列叙述错误的是（）A.钙调蛋白的合成场所是核糖体B.Ca2+是钙调蛋白的基本组成单位C.钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关D.钙调蛋白结合Ca2+后，空间结构可能发生变化B(2023年海南卷，T2)

科学家将编码天然蜘蛛丝蛋白的基因导入家蚕，使其表达出一种特殊的复合纤维蛋白，该复合纤维蛋白的韧性优于天然蚕丝蛋白。下列有关该复合纤维蛋白的叙述，正确的是()A.该蛋白的基本组成单位与天然蜘蛛丝蛋白的不同B.该蛋白的肽链由氨基酸通过肽键连接而成C.该蛋白彻底水解的产物可与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应D.高温可改变该蛋白的化学组成，从而改变其韧性B(2023年河北卷，T1)

关于蛋白质空间结构的叙述，错误的是()A.淀粉酶在0℃时空间结构会被破坏B.磷酸化可能引起蛋白质空间结构的变化C.氨基酸种类的改变可能影响蛋白质空间结构D.载体蛋白在转运分子时其自身构象会发生改变A(2023年湖北卷，T2)球状蛋白质分子空间结构为外圆中空，氨基酸侧链极性基团分布在分子外侧，而非极性基团分布在内侧。蛋白质变性后，会出现生物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列叙述错误的是()A.蛋白质变性可导致部分肽键断裂B.球状蛋白多数可溶于水，不溶于乙醇C.加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质D.变性后生物活性丧失是因为原有的空间结构破坏A(2022年湖北卷，T17)人体中血红蛋白构型主要有T型和R型，其中R型与氧的亲和力约是T型的500倍，内、外因素的改变会导致血红蛋白一氧亲和力发生变化，如：血液pH升高，温度下降等因素可促使血红蛋白从T型向R型转变。正常情况下，不同氧分压时血红蛋白氧饱和度变化曲线如下图实线所示（血红蛋白氧饱和度与血红蛋白-氧亲和力呈正相关）。下列叙述正确的是（）A.体温升高时，血红蛋白由R型向T型转变，实线向虚线2方向偏移B.在肾脏毛细血管处，血红蛋白由R型向T型转变，实线向虚线1方向偏移C.在肺部毛细血管处，血红蛋白由T型向R型转变，实线向虚线2方向偏移D.剧烈运动时，骨骼肌毛细血管处血红蛋白由T型向R型转变，有利于肌肉细胞代谢A(2022年湖南卷，T3)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象，部分解折后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外，加热也能使碱性蛋白酶失活，如图所示。下列叙述错误的是（）A.碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活B.加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的C.添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果D.添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量，减少环境污染B(2022年湖南卷，T1)胶原蛋白是细胞外基质的主要成分之一，其非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高。下列叙述正确的是（）A.胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中B.皮肤表面涂抹的胶原蛋白可被直接吸收C.胶原蛋白的形成与内质网和高尔基体有关D.胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高C(2024年海南卷，T1)海南黎锦是非物质文化遗产，其染料主要来源于植物。DNA条形码技术可利用DNA条形吗序列(细胞内一段特殊DNA序列)准确鉴定出染料植物的种类。下列叙述正确的是（）A.不同染料植物的DNA均含有元素C、H、O、N、SB.DNA条形码序列由核糖核苷酸连接而成