高中生物02高考冲刺：分子与细胞-知识讲解——高考冲刺 分子与细胞

高考冲刺一分子与结构专题
【高考展望】
本专题的知识点难度较低，高考命题一般是本专题内的综合或与别的章节进行综合，例如蛋白质的组成和特征元素，某些特殊蛋白质的特殊元素，蛋白质与代谢，蛋白质与核酸的关系，糖类在生命活动中的作用等。

近几年高考对有机物的考查最为突出，经常以教材中易被考生忽略的小考点进行命题，或者是结合实验探究进行命题。

【知识升华】
一、知识络
二、常见化学元素及作用
N：N是构成叶绿素、蛋白质和核酸的必需元素。

N是一种容易造成水域生态系统富营养化的一种化学元素，在水域生态系统中，过多的N与P配合会造成富营养化，在淡水生态系统中的富营养化称为“水华”，在海洋生态系统中的富营养化称为“赤潮”。

动物体内缺N，实际就是缺少氨基酸，就会影响到动物体的生长发育。

P：P是构成磷脂、核酸和ATP的必需元素。

P也是容易造成水域生态系统富营养化的一种元素。

Ca：人体缺乏会患骨软化病，血液中Ca2+含量低会引起抽搐，过高则会引起肌无力。

Fe：血红蛋白的组成成分，缺乏会患缺铁性贫血。

血红蛋白中的Fe是二价铁，三价铁是不能利用的。

Mg：叶绿体的组成元素。

很多酶的激活剂。

植物缺镁时易出现叶脉失绿。

B：促进花粉的萌发和花粉管的伸长，缺乏时，植物会出现花而不实，即只开花不结果。

I：甲状腺激素的成分，缺乏幼儿会患呆小症，成人会患地方性甲状腺肿。

K：可使植物抗倒伏，保持挺拔状态，接受充足光照，促进光合作用中糖类的合成、运输；维持细胞
内液的渗透压，维持心肌舒张，保持心肌正常兴奋性。

Na ：对于动物心脏的搏动、神经兴奋是不可缺少的。

注意：神经冲动的产生和传导时，静息电位及动作电位的形成依赖于Na +、K +
离子的运输。

二、自由水和结合水与细胞代谢
1.一般情况下，含水量越高，代谢越活跃。

代谢活跃时，生物体含水量在 70％以上；含水量降低，生命活动不活跃或进入休眠。

2.当自由水比例增加时，即自由水与结合水的比值增大时，生物体代谢活跃，生长迅速。

例：干种子内所含的主要是结合水，干种子只有吸足水分，获得大量自由水，才能进行旺盛的生命活动。

3.当自由水向结合水转化较多时，即自由水与结合水的比值减小时，代谢强度会下降，抗寒、抗热、抗早的性能提高。

例：旱生植物比水生植物具有较强抗旱能力。

其生理原因之一就是结合水含量较高。

三、水和无机盐相关知识的应用
1.种子贮存前都要晒干，目的是为了减少自由水，降低种子的细胞代谢速率，降低有机物的消耗，以延长种子的寿命。

2.农民在移栽植物时往往要剪掉一些大的叶片，主要目的是为了减少水分的散失，避免植物失水过多而死亡，提高移栽成活率。

3.在农业生产中中耕松土，主要目的就是增加土壤中氧气的浓度，提高植物根部细胞呼吸的强度，促进植物根吸收土壤中的无机盐离子。

【高清课堂：高考冲刺一 分子与细胞结构专题 368649 细胞中的有机物】 四、四大有机物：糖类、蛋白质、核酸、脂质 1.有关多聚体的比较 ①3种多糖的合成场所：
淀粉的合成场所是叶绿体，纤维素的合成场所是高尔基体、糖原的合成场所为肝脏、肌肉。

②蛋白质的合成与运输场所：核糖体、内质、高尔基体
与蛋白质有关的物质：酶、载体、糖被、抗体、血红蛋白、干扰素 2. 有关蛋白质结构的相关计算
氨基酸数、肽键数、失去水分子数、多肽的相对分子质量： 肽链数 氨基酸 平均分子量
氨基酸 数目 肽键数目 脱去 水分子数 多肽
相对分子量
氨基 数目
羧基 数目
1条肽链 a m m －1 m －1 ma －18×（m －1） 至少1个 至少1个 N 条肽链
a
m
m －n
m －n
ma －18×（m －n ） 至少n 个 至少n 个
注意：
① 构成生物体的氨基酸约为20种。

其中人体内的必需氨基酸有8种。

多聚体 单体
聚合方式
种类
多样性的主要原因 多糖
葡萄糖
C 6H 12O 6
脱水结合
糖原、淀粉、纤维素
葡萄糖数目不同 糖链的分支不同 蛋白质
氨基酸
氨基酸数目不同 氨基酸种类不同 氨基酸排列顺序不同 肽链空间结构不同 核酸
核苷酸
DNA （脱氧核糖核酸） RNA （核糖核酸）
核苷酸排列次序不同
② 多肽链中的氨基酸数与相对应信使 RNA及DNA片段中碱基数目之间的比例关系为1：3：6。

3.细胞中的能源物质
（1）生物体的主要能源物质为糖类（当生物感到饥饿时，往往会食用淀粉类食物）
（2）细胞生命活动的主要能源物质为葡萄糖（其能直接进入细胞被细胞吸收利用）
（3）主要的储能物质：脂肪，另外植物的淀粉和动物的糖原也有储能作用。

（4）生命活动直接的能源物质：ATP（ATP中储存着活跃化学能，易被释放出来）
4. 归纳具有颜色反应的鉴定实验
实验名称实验材料试剂现象
脂肪鉴定花生子叶苏丹Ⅲ（苏丹Ⅳ）橘黄色（橘红色）
还原性糖鉴定
梨
（白色或近白色水果）
斐林试剂或
本尼迪特试剂
产生砖红色沉淀
蛋白质鉴定牛奶或豆浆双缩脲试剂溶液变成紫色淀粉鉴定马铃薯碘液材料变蓝
观察细胞中DNA和RNA分布口腔上皮细胞
甲基绿和吡罗红
混合染色剂
细胞核染成绿色
细胞质染成红色
粗提DNA的鉴定鸡血红细胞二苯胺溶液变蓝细胞内
线粒体的观察
口腔上皮细胞健那绿染液线粒体被染成蓝绿色
有丝分裂中染色体的观察
洋葱根尖
（分生区细胞）
龙胆紫染液
(或醋酸洋红染液）
染色体染成紫色（红色）
细胞呼吸产生CO2酵母菌培养液溴麝香草酚蓝水溶液
（BTB）
由蓝变绿再变黄
细胞无氧呼吸
产生酒精鉴定
酵母菌培养液酸性重铬酸钾溶液溶液由橙色变为绿色
①相同点：两种试剂的成分相似。

斐林试剂甲液为 0.1g／mLNaOH溶液，乙液为0.05g／mL的CuSO4溶液；双缩脲试剂A液为0.1g／mL的NaOH溶液，B液为0.01g／mL CuSO4)液。

②不同点：
使用方法不同：斐林试剂的甲液和乙液要混合均匀后方可使用，而且是现用现配（斐林试剂中起实质作用的是新制的Cu(OH)2溶液，斐林试剂配制时间过长，Cu(0H)2悬浊液就沉淀在底部而无法参与反应）；而使用双缩脲试剂时，先加A液后加B液。

处理方式不同：斐林试剂加入组织样液中后需加热方能反应，而双缩脲试剂加入组织样液中不需加热即可反应。

五、原核细胞与真核细胞的区别
1.原核细胞与真核细胞的主要区别在于：有无成形的细胞核
原核细胞中的 DNA分子不与蛋白质结合，呈游离态，所以原核细胞没有染色体，也就没有染色体变异。

原核细胞中只有一种类型的细胞器——核糖体，比真核细胞中的核糖体小一些。

没有其他形式的细胞器，但细胞膜常向内陷以增加膜面积，进行有氧呼吸的原核细胞，有氧呼吸过程主要是在内陷的细胞膜进行。

进行光合作用的原核生物，光合作用的光反应也是在内陷的细胞膜上进行的。

2.原核生物与真核生物
（1）真核生物：由真核细胞构成的生物称为真核生物，主要包括动物、植物、真菌。

例：酵母菌、霉菌、绿藻（水绵）、硅藻、褐藻（海带）、红藻（紫菜）、所有的高等植物和动物（2）原核生物：由原核细胞构成的生物称为原核生物，主要包括细菌、蓝藻类、支原体。

细菌蓝藻支原体（无细胞壁）（3）常见的原核生物及易与之混淆的真核生物
原核生物易与之混淆的真核生物
细菌（常带有杆、球、螺旋、弧等形状定语）：如醋酸（杆）菌、乳酸（杆）菌、大肠杆菌、螺旋菌等真菌：酵母菌、霉菌（如青霉菌、根霉菌、曲霉等）
放线菌：放线菌、链霉菌
蓝藻：念珠藻、发菜、蓝球藻、颤藻低等植物：衣藻、轮藻、黑藻、水绵等衣原体、支原体（无细胞壁）原生动物：草履虫、变形虫、疟原虫
【高清课堂：高考冲刺一分子与细胞结构专题368649细胞的结构】
六、细胞器的分布、形态、结构、成分及功能比较
分布
高等植物特有的细胞器叶绿体、液泡
动物和低等植物特有的细胞器中心体
主要存在于动物中的细胞器中心体、溶酶体
动、植物都有的细胞器线粒体、内质、高尔基体、核糖体
分布最广泛的细胞器
核糖体
（真、原核细胞、线粒体、叶绿体中均有）
结构
不具膜结构的细胞器核糖体、中心体
具单层膜的细胞器内质、高尔基体、液泡、溶酶体具双层膜的细胞器线粒体、叶绿体
光学显微镜下可见的细胞器线粒体、叶绿体、液泡
成分含DNA（基因）的细胞器线粒体、叶绿体含RNA的细胞器线粒体、叶绿体、核糖体
含色素的细胞器叶绿体、液泡（有的液泡无色素）
功能
能产生水的细胞器线粒体、叶绿体、核糖体、高尔基体能产生ATP的细胞器线粒体、叶绿体（细胞质基质也能产生）能量转换器线粒体、叶绿体能复制的细胞器线粒体、叶绿体、中心体
能合成有机物的细胞器核糖体、叶绿体、内质、高尔基体
与有丝分裂有关的细胞器核糖体、线粒体、中心体、高尔基体
与分泌蛋白的合成、运输、分泌
核糖体、内质、高尔基体、线粒体（细胞膜）有关的细胞器（结构）
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）
（1）生物膜层数＝磷脂双分子层数＝磷脂分子层数×2
（2）并非所有细胞壁的成分都含有纤维素
植物细胞壁的成分为纤维素和果胶，真菌及细菌的细胞壁成分与植物的不同。

【典型例题】
类型一、组成细胞的元素和化合物
例1．关于植物细胞中元素的叙述，错误
．．的是（）
A.番茄和水稻根系吸收Si元素的量相等
B.细胞中含量最多的四种元素是C、O、H和N
C.植物根系通过主动运输吸收无机离子需要ATP
D.与豆科植物共生的根瘤菌可为豆科植物生长提供N元素
【答案】A
【解析】不同植物的根系对同种无机盐离子的吸收不同，A不正确；细胞中含量最多的元素为C、O、H、N，B正确；植物根系吸收无机盐离子的方式为主动运输，需要消耗ATP，C正确；豆科植物和根瘤菌为共生关系，根瘤菌具有固氮作用，可豆科植物提供N元素，D正确。

【点评】本题主要考查组成细胞的元素，同时还考查了离子的吸收方式及根瘤菌和豆科植物的关系。

举一反三：
【变式1】下列关于细胞中化学元素的叙述，正确的是（）
A．细胞中一种元素的作用能被其他元素替代
B．细胞中的脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素
C．主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定
D．细胞中的微量元素因含量极少而不如大量元素重要
【答案】C
【解析】不同的元素有不同的作用，在细胞内不能被别的元素替代，A错；脱氧核苷酸由C、H、O、N和P五种元素组成，脂肪酸由C、H和O三种元素组成，B错；主动运输使细胞能对外界物质有选择的吸收和排出，能维持细胞内元素的平衡，C正确；微量元素虽然含量极少，但却是维持正常生命活动不可缺少的，也非常重要，D错
例2．如果下图1表示纤维素的结构组成方式，那么符合图2所示结构组成方式的是（）
①核酸②多肽③淀粉
A．①② B．②③ C．①③ D．①②③
【答案】A
【解析】图1可表示由相同的单体构成的生物大分子，图2表示由不同的单体构成的生物大分子。

纤维素和淀粉都是有葡萄糖聚合形成的，只有一种单体，可用图1表示；而核酸是由四种不同的核苷酸连接而成的，可以用图2表示；多肽是由不同种类的氨基酸脱水缩合形成，也可用图2表示；故A选项正确。

【点评】本题主要考查细胞中生物大分子多糖、核酸、蛋白质的结构。

举一反三：
【变式1】关于蛋白质的叙述，错误
．．的是（）
A.有些蛋白质是染色体的组成成分
B.酶在催化反应前后，其分子结构不变
C.在食盐作用下析出的蛋白质发生了变性
D.蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应
【答案】C
【解析】染色体的主要组成成分是DNA和蛋白质，A正确；作为催化剂的酶在反应前后不发生变化，B 正确；少量的盐能够促进蛋白质的溶解，但如果向蛋白质溶液中加入浓的盐溶液，可使蛋白质的溶解度降低而从溶液中析出，这种现象叫做盐析，依据的原理是蛋白质在不同浓度盐溶液中的溶解度不同，没有改变蛋白质的空间结构，C不正确；蛋白质分子中含有肽键，可以与双缩脲试剂产生紫色反应，D正确。

类型二、原核细胞和真核细胞
例3．从生命活动的角度理解，人体的结构层次为（）
A.原子、分子、细胞器、细胞
B. 细胞、组织、器官、系统
C.元素、无机物、有机物、细胞
D.个体、种群、群落、生态系统
【答案】B
【解析】生命系统的结构层次从小到大是细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统和生物圈。

元素、原子、分子、化合物都不是生命系统的结构层次。

人体是属于个体层次，由细胞、组织、器官、系统组成。

【点评】考查对生命系统的结构层次的理解。

举一反三：
【变式1】下列关于真核细胞结构的叙述，错误的是（）
A．细胞器在细胞质中的分布与细胞的功能相适应
B．线粒体是细胞内物质氧化和能量转换的主要场所
C．由rRNA和蛋白质组成的核糖体具有特定空间结构
D．高尔基体是细胞内蛋白质合成、加工和运输的场所
【答案】D
【解析】蛋白质的合成在核糖体上，而不是高尔基体，D错误；细胞器有不同的功能，它们的分布与细胞的功能相适应的，A正确；线粒体是有氧呼吸的主要场所，B正确；核糖体是合成蛋白质的细胞器，它具有特定的空间结构，C正确。

【变式2】关于细胞中细胞器的叙述，错误
．．的是（）
A.大肠杆菌无线粒体，有核糖体
B.水稻叶肉细胞有叶绿体，也有液泡
C.酵母菌有线粒体，也有叶绿体
D.小鼠肝细胞有线粒体，也有内质
【答案】C
【解析】大肠杆菌是原核生物，只有核糖体这一种细胞器，没有线粒体，A正确；水稻叶肉细胞是成熟的植物细胞，含有叶绿体、液泡，B正确；酵母菌属于真菌，是真核生物，代谢类型为异养兼性厌氧，有线粒体但没有叶绿体，C错误；小鼠肝细胞为动物细胞，具有线粒体和内质，D正确。

类型三、细胞膜、细胞质（细胞器）、细胞核
例4．下列关于叶绿体和线粒体的叙述，正确的是（）
A.线粒体和叶绿体均含有少量的DNA
B.叶绿体在光下和黑暗中均能合成ATP
C.细胞生命活动所需的ATP均来自线粒体
D.线粒体基质和叶绿体基质所含酶的种类相同
【答案】A
【解析】线粒体和叶绿体的基质中都含少量的DNA和RNA，A正确；叶绿体是光合作用的细胞器，在光
合作用的光反应阶段产生ATP、暗反应消耗ATP，B错误；细胞生命活动所需的ATP由细胞呼吸产生，真核生物有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段的场所是线粒体，C错误；酶具有专一性，不同的生命活动所进行的化学反应不同，所需的酶不同，叶绿体和线粒体基质中所含酶不同，D错误【点评】醒主要考查线粒体和叶绿体的结构及功能。

举一反三：
【变式1】蛙的神经元内、外Na＋浓度分别是15mmol/L和120mmol/L。

在膜电位由内负外正转变为内正外负过程中有Na＋流入细胞，膜电位恢复过程中有Na＋排出细胞。

下列判断正确的是（）A．Na＋流入是被动运输，排出是主动运输
B．Na＋流入是主动运输，排出是被动运输
C．Na＋流入和排出都是被动运输
D．Na＋流入和排出都是主动运输
【答案】A
【解析】Na+流入细胞是由高浓度流入低浓度，故为被动运输。

Na+排出细胞是由低浓度流入高浓度，故为主动运输。

【变式2】某同学以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料，经不同处理和染色体剂染色，用高倍显微镜观察。

下列描述正确的是（）
A．经吡罗红甲基绿染色，可观察到红色的细胞核
B．经吡罗红甲基绿染色，可观察到绿色的细胞质
C．经健那绿染色，可观察到蓝绿色颗粒状的线粒体
D．经苏丹Ⅲ染色，可观察到橘黄色颗粒状的蛋白质
【答案】C
【解析】用新鲜洋葱鳞片叶内表皮做材料，经吡罗红甲基绿染色，细胞质应该被染成红色，细胞核应该被染成绿色，经健那绿染色，可观察到蓝绿色颗粒状的线粒体，经苏丹Ⅲ染色，看到的应该是脂肪，而不是蛋白质。