专题1细胞的分子组成与结构第1讲.docx
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专题1细胞的分子组成与结构第1讲
专题一细胞的分子组成与结构
［考点与考试要求］
1.蛋白质的结构和功能（B）2.核酸的结构和功能（A）3.糖类的种类和作用（B）
4.脂质的种类和作用（A）5.水和无机盐的作用（A）6.细胞学说建立的过程（A）
7.原核细胞和真核细胞（B）8.细胞膜的结构和功能（B）9.细胞器的结构和功能（B）
10.细胞核的结构与功能（B）11.生物膜系统（B）
第1讲构成细胞的化合物（第1课时）
［课堂导学案］
一.化学元素与化合物
1.元素的分类
大量元素：
。
微量元素：
。
基本元素：
。
主要元素：
。
最基本元素：
。
鲜重中含量最多的元素是，
鲜重中含量最多的化合物是，
干重中含量最多的元素是，
干重中含量最多的化合物是。
2.常见的化合物的组成元素
化合物
化学元素
化合物
化学元素
糖类、脂肪
叶绿素
磷脂
甲状腺激素
固醇
DNA、RNA
蛋白质
ADP、ATP
胰岛素
血红蛋白
【例题l】下列关于元素及化合物的叙述，正确的是（）
A．N不仅是生物膜系统的重要组成元素，也是脂质、ATP、DNA等不可缺少的成分
B．人体内环境中的Na+、Cl-有维持渗透压的功能
C.无论是鲜重还是干重，碳元素占人体细胞的百分比最高
D.碳元素在生物群落与无机环境之间主要以二氧化碳和含碳有机物的形式循环
答案：
C
二.蛋白质的结构和功能
1．蛋白质的化学组成和结构
⑴元素组成：
，有的还有P、S、Fe、Zn、Cu、B、Mn、I等。
⑵单位：
（约20种，有8种必需氨基酸，12种非必需氨基酸）
⑶化学结构：
由多个氨基酸分子脱水缩合而成，含有多个肽键的化合物，叫。
多肽呈链状结构，叫。
一个蛋白质分子含有肽链。
⑷结构特点：
由于组成蛋白质的不同，肽链的千差万别，蛋白质分子的结构具有丰富的性。
2．蛋白质的功能及常见种类
蛋白质功能
常见种类
物质的作用
构成细胞和生物体的重要物质
位于细胞膜外，有保护、润滑、识别等作用
突触后膜上能与一定的递质发生特异性结合，改变突触后膜对离子的通透性，激起突触后膜神经元产生兴奋或抑制
为肌细胞的组成蛋白质
运输作用
位于细胞膜上，在物质运输过程中起作用
红细胞中的含Fe2+的蛋白质。
其特性是在氧浓度高的地方与氧结合，在氧浓度低的地方与氧分离
催化作用
绝大多数的酶是蛋白质，具有生物催化作用
调节作用
调节糖代谢，降低血糖浓度
促进生长，主要促进蛋白质的合成和骨骼的生长
刺激垂体合成并分泌促甲状腺激素
免疫作用
机体受抗原刺激后产生的球蛋白。
主要分布于血清中，也分布于组织液等细胞外液中
由多种细胞产生的具有广泛的抗病毒、抗肿瘤和免疫调节作用的可溶性糖蛋白
3．与蛋白质有关的计算：
[设肽链数（m）；氨基酸总数（n）；氨基酸平均分子量（a）；氨基酸平均分子量（b）；核苷酸总数（c）；核苷酸平均分子量（d）]
（1）蛋白质（和多肽）：
氨基酸经脱水缩合形成多肽。
各种元素的质量守恒，其中H、O参与脱水。
每个氨基酸至少有1个氨基和1个羧基，多余的氨基和羧基来自R基。
①氨基酸各原子数计算：
C原子数=R基上C原子数+；H原子数=R基上H原子数+；
O原子数=R基上O原子数+；N原子数=R基上N原子数+。
②每条肽链游离氨基和羧基至少各个；m条肽链蛋白质游离氨基和羧基至少各个。
③肽键数=脱水数（得失水数）=氨基酸数-肽链数=。
④蛋白质分子量=氨基酸总分子量一脱水总分子量=。
（2）蛋白质中氨基酸数目与双链DNA（基因）、mRNA碱基数的计算：
①DNA基因的碱基数（至少）：
mRNA的碱基数（至少）：
蛋白质中氨基酸的数目=。
②肽键数（得失水数）+肽链数=氨基酸数=mRNA碱基数=（DNA）基因碱基数。
三.核酸化学组成与功能
1.核酸的化学组成：
组成核酸的基本单位是，共有种，含氮碱基有种。
脱氧核苷酸和核糖核苷酸在成分上的差异是前者含有和，后者含有和。
2.核酸的功能：
遗传信息的携带者。
绝大多数生物的遗传物质是，部分病毒的遗传物质是。
DNA主要分布在，中也有分布；RNA主要分布在中，
中也有分布。
四．DNA、RNA与蛋白质之间的关系
（1）DNA、RNA与蛋白质之间的关系
（2）DNA多样性、蛋白质多样性与生物多样性的关系
【例题2】某肽链由51个氨基酸组成，如果用肽酶把其分解成1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽，则这些短肽的氨基总数的最小值、肽键总数、分解成这些小分子肽所需要的水分子总数依次是
答案：
C
［课后巩固案］
一.单选题：
（）1.某化合物含C、H、O、N、S等元素，下列哪项最不可能是它的功能
A.激发并维持第二性征B.抵抗病毒引起的感染
C.降低血糖浓度D.在特定的位点上切割基因
（）2.如图表示细胞中各种化合物或主要元素占细胞鲜重的含量，以下按①②③④顺序排列，正确的是
A.水、蛋白质、糖类、脂质；N、H、O、C
B.蛋白质、糖类、脂质、水；O、C、N、H
C.水、蛋白质、脂质、糖类；H、O、C、N
D.蛋白质、水、脂质、糖类；C、O、H、N
（）3.关于人体内蛋白质的叙述，错误的是
A.合成蛋白质的氨基酸都含有C、H、O、N、S元素B.蛋白质也可被氧化分解释放能量
C.组成肌肉细胞的有机物中蛋白质含量最多D.有些蛋白质具有调节新陈代谢的作用
（）4.某蛋白质分子中有M个氨基酸，其中有N条肽链，则此蛋白质中至少含有多少个氧原子
A.2MB.M-NC.MD.M+N
（）5.在下列四支试管中分别加入一些物质，甲试管：
豆浆；乙试管：
氨基酸溶液；丙试管：
牛奶和蛋白酶；丁试管：
人血液中的红细胞和蒸馏水。
上述四支试管中加入双缩脲试剂振荡后，有紫色反应的是
A.甲、丁B.甲、乙、丁C.甲、乙、丙D.甲、丙、丁
（）6.蛋白质分子能被肽酶降解，至于哪一肽键被断裂则决定于肽酶的类型。
肽酶P能断裂带有侧链R4的氨基酸和相邻氨基酸的羧基基团之间的肽键。
下列说法正确的是
A.上图所示肽链一定由五种氨基酸脱水缩合而成
B.在肽酶P的作用下，经过脱水缩合可以形成两条肽链
C.肽酶P可以催化1处的化学键断裂
D.该肽链中含有游离的氨基和羧基各一个
（）7.现有氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为
A．798、2和2B．798、12和10C．799、1和1D．799、11和9
（）8.下面是几个同学对蛋白质和核酸之间关系的总结，你认为其中错误的是
A.在真核细胞中，DNA的复制和RNA的转录主要在细胞核中完成，而蛋白质的合成均在细胞质中
完成
B.基因中的遗传信息通过mRNA传递到蛋白质，遗传信息通过蛋白质中氨基酸的排列顺序得到表
达
C.在同一个生物体内，不同的体细胞中DNA分子是相同的，但蛋白质和RNA是不同的
D.在蛋白质合成旺盛的细胞中，DNA分子多，转录成的mRNA分子也多，从而翻译成的蛋白质就
多，如胰岛细胞与口腔上皮细胞相比较就是如此
（）9.分析一条多肽链得到以下结果：
（单位：
个）
元素或基团
C
H
O
N
-NH2
-COOH
多肽
202
348
62
53
3
2
推算这种多肽中氨基酸的数目及这些氨基酸中的羧基、氨基数依次是
A．10154102B．625355C．535453D．515253
（）10.肽链在核糖体上合成后，进一步形成蛋白质时需要进行加工，在加工时常常要切去一部分氨基酸，再构成蛋白质。
现有一条含100个氨基酸的肽链，其中含游离的氨基14个，加工时共切去氨基酸16个，则加工后多肽链所含的游离氨基至少还有
A．0个B．1个C．2个D．14个
二.多选题：
（）11.下面是某蛋白质的肽链结构示意图（图1，其中数字为氨基酸序号）及部分肽链的放大图（图2）。
请据图判断，下列叙述中正确的是
A.该蛋白质中含有两条肽链49个肽键
B.图2中含有的R基是①②④⑥⑧
C.从图2可推知该蛋白质至少含有4个游离的羧基
D.控制该蛋白质合成的mRNA中至少含有51个密码子
（）12．下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中肯定含有S元素
B．多肽中B的数目等于C的数目
C．①过程都是在核糖体上完成的
D．蛋白质结构和功能的多样性是生物多样性的根本原因
三。
非选择题：
13.下图表示细胞内某些有机物的元素组成和功能关系，其中A、B代表元素，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是生物大分子，图中X、Y、Z、P分别为构成生物大分子的基本单位，请回答下列问题：
（1）图中A是，图中B是，图中X是，Ⅰ在小麦种子中主要是指。
（2）图中Z是，使用甲基绿、吡罗红混合染液染色，可使Ⅲ呈现色。
（3）图中P的结构通式为，填写出由P形成Ⅳ的结构层次。
（4）Ⅲ和Ⅳ两者都有多样性，两者多样性的关系是前者后者。
14.右图表示生物体内某些有机物的组成及功能关系，其中D直接决定着氨基酸的排列顺序，C、E都是高分子化合物，也是构成染色体的主要物质，A、B是组成它们的基本单位。
请据图分析回答：
（1）真核生物体内的A物质有种，B物质在生物体内约有种。
（2）合成C、D的A物质的不同点表现在和，
C物质和D物质在空间结构上的不同点表现在，C物质与D物质的关系是。
（3）头发和肌肉的主要成分均为E，但功能相差极大，从B角度分析是由于；从C角度分析是由于。
（4）在人的神经细胞与表皮细胞中相同的是，不同的是（用图中字母回答）
（5）若要证明C和D在人口腔上皮细胞中的“分布”位置，则可选用对细胞进行染色。
第1讲构成细胞的化合物（第2课时）
［课堂导学案］
一、糖类与脂质：
1.细胞生命活动所需要的主要能源物质是_核酸的糖是物细胞分裂末期细胞板形成的糖是为动植物细胞中重要储能物质的糖分别是和。
2.作为细胞内良好储能物质的脂质是；参与构成细胞膜以及细胞器膜的重要脂质是；胆固醇既是构成细胞膜的重要成分，又参与人体血液中的运输；性激素能促进人和动物
的发育以及的形成；能有效促进人和动物肠道对钙、磷吸收的脂质是。
3.糖类与脂质的比较
元素
类别
存在
生理功能
糖类
糖
五碳糖：
________
主要在细胞质内
①核糖和脱氧核糖是构成_______的重要化学成分。
②糖类是生物进行生命活动的主要____物质
③______和___是细胞中储藏能量的物质
④纤维素是植物_____的主要成分
五碳糖：
_________
主要在细胞核内
六碳糖：
______________
主要在细胞质
糖
麦芽糖、蔗糖
植物细胞
乳糖
动物细胞
__糖
淀粉、纤维素
植物细胞
肝糖原和肌糖原
动物细胞
脂类
（N、P）
_____________
动、植物细胞中
①是生物体内储藏能量的物质②有维持恒定体温的作用
类脂：
磷脂、糖脂
在脑、肺、肝、卵和大豆中磷脂含量较多
磷脂是构成________的重要成分
固醇：
主要包括胆固醇、性激素、肾上腺皮质激素和VD等
动物细胞中
对维持和调节新陈代谢的正常进行起积极作用
4.绿色植物体内糖类的代谢，可用下左图表示：
5.人和动物体内糖类的代谢，可用下右图表示：
【例题1】下右图表示糖类的化学组成和种类，则相关叙述正确的是（）
A．①、②、③依次代表单糖、二糖、
多糖，它们均可继续水解
B．①、②均属还原糖，在加热条件下与
斐林试剂发生反应将产生砖红色沉淀
C．④、⑤分别为纤维素、肌糖原，二者
均贮存能量，可作为贮能物质
D．④是植物细胞壁的主要成分，使用纤维素酶可将其破坏，④的合成与高尔基体有关
答案：
D
[易错辨析]生命活动中的能源：
①细胞内常用能源物质——葡萄糖（呼吸作用的底物）；②生物体内的主要能源物质——糖类；
③生命活动的直接能源——ATP（三磷酸腺苷）；④生命活动的最终能源——太阳能；
⑤生物体内的储能物质——脂肪（C、H比例高，释放能量多）；
⑥植物细胞内储能物质——淀粉；⑦动物细胞内储能物质——糖原。
二.水：
1．生物体内的水
细胞内含量
功能
备注
结合水
约4％—5％比较稳定，但在抗逆性比较强细胞中比重大。
细胞结构的重要组成成分
与结合水结合的物质应该具有亲水性
自由水
95％左右。
一般地说，代谢旺盛的细胞中，比重较大
①良好_______________
②直接参与细胞内的化学反应（如__________________________等）
③化学反应的介质④在细胞内的流动，可促进细胞内物质的运输等
成熟的植物细胞中，主要存在于
________________等结构里。
2．生物体水的产生与利用
水分产生
水分利用
结构
生理过程
结构
生理过程
有氧呼吸第三阶段
有氧呼吸第二阶段
脱水缩合
大分子（糖、脂肪、蛋白质等）物质分解与消化
合成多糖（纤维素）
暗反应
光反应
糖原合成
ATP水解糖原水解
3．含水量与代谢强度、生物抗性的关系
自由水/结合水比值的大小决定细胞或生物体的代谢强度，比值越大表明细胞中水含量越多，代谢越；反之代谢越。
但是生物的抗逆性与此相反，即二者比值越抗性越弱，比值越抗性越强。
4.人体内水的平衡及其调节
人体内水平衡的调节是通过调节水的摄入量与排出量之间的平衡来实现的。
人体内当下丘脑渗透压感受器感受到血浆中的渗透压升高时，通过传入神经纤维将兴奋传到，产生渴觉来调节水的摄入量；传到下丘脑使下丘脑神经细胞分泌并由垂体后叶释放的增加，从而促进肾小管和集合管对水分的重吸收，减少了尿的排出。
使人体的水分代谢保持了平衡。
三.无机盐：
1.存在形式：
大多数在细胞内呈存在。
2.含量：
约占l％一1.5％
3.生理功能：
①细胞的结构成分，有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的重要组成成分（如Mg2+是
分子的必需成分；Fe2+是的主要成分）
②参与并维持生物体的代谢活动（如哺乳动物中必须含一定量的Ca2+，如果中Ca2+含量过低，就会出现）
③调节渗透压和酸碱平衡（如静脉滴注用0.9％就是维持渗透压平衡）
四.检测生物组织中的化合物及有机物分解产物
1．化合物的检测
实验试剂
实验材料
实验条件
实验现象
还原糖
苹果汁、梨汁
沸水浴
脂肪
花生子叶切片
显微镜观察
蛋白质
豆浆或蛋清稀释液
振荡混匀
DNA
鸡血中粗提取的DNA
沸水浴
RNA
人口腔上皮细胞
显微镜观察
2．有机物水解产物和代谢产物
物质
基本单位
初步水解
彻底水解
代谢分解
DNA
___________4种
CO2、H2O、含N废物
RNA
___________4种
CO2、H2O、含N废物
蛋白质
多肽
CO2、H2O、尿素
多糖
二糖
CO2、H2O
脂肪
甘油、脂肪酸
CO2、H2O
［课后巩固案］
一.单选题：
1-10题
（）1.实验测得小麦、大豆、花生三种生物干种子中三大类有机物含量如图，有关叙述正确的是
A.用双缩脲试剂检测大豆种子研磨滤液呈紫色
B.蛋白质检测实验最好选用花生作为材料
C.三种种子都常用来做成面粉或榨食油
D.萌发时相同质量的三种种子需要的O2量相同
（）2.人体中水的含量约占65%，下列选项中能正确说明水对人体重要性的是
①水同糖类、脂肪、蛋白质一样为人体提供能量
②没有水人体内大部分化学反应就根本不会发生
③水的比热小，有利于维持体温 ④体内营养物质的运输离不开水
A．①②B．②③C．②④D．③④
（）3．幼小植物体内自由水/结合水比值不断增大时，植物体内新陈代谢活跃，生长迅速；自由水/结合水比值不断减少时，植物体内的新陈代谢减弱，生长缓慢。
下面解释正确的是
①结合水是构成植物细胞结构的一部分 ②结合水参与某些代谢反应 ③自由水是各种代谢活动的介质 ④自由水参与某些代谢反应
A．①②B．②③C．③④D．①④
（）4.在患急性肠炎时，要及时注射生理盐水；不慎受伤后，要用0.9%的盐水清洁伤口；在高温作业时，要喝淡盐水。
以下各项中属于以上三种做法的主要原因依次是
①消毒 ②维持水分代谢平衡 ③维持无机盐代谢的平衡 ④降温 ⑤是细胞的等渗溶液并有清洁作用
A．①②④B．③②⑤C．②⑤③D．②③④
（ ）5．生物体内脂肪的生理功能包括
①生物膜的重要成分 ②储能物质
③缓冲和减压、保护内脏器官 ④具有生物学活性，对生命活动具有调节作用
⑤促进人和动物肠道对钙和磷的吸收 ⑥绝热体，保温作用
A．①②⑥B．②③⑥C．③④⑤D．①②③④⑤⑥
（）6．下列哪一组物质的基本组成单位是相同的
A．动物和植物的遗传物质B．动物的肝糖原和抗原
C．人的胰岛素和性激素D．植物的纤维素和维生素
（）7.下列图中动植物糖类、脂质的种类与比较正确的是
（）8．右下图是油菜种子在发育和萌发过程中，糖类和脂肪的变化曲线。
下列分析正确的是
A．干重相等的可溶性糖和脂肪，所贮存的
能量大致相同
B．种子发育过程中，由于可溶性糖更多地
转变为脂肪，种子需要的N增加
C．种子萌发时，脂肪酶的活性很高
D．种子萌发时，脂肪转变为可溶性糖，说
明可溶性糖是种子生命活动的直接能源
物质
（）9．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存在于叶绿体中而不存在于线粒体中的糖类
③存在于动物细胞中而不存在于植物细胞中的糖类
A．核糖、脱氧核糖、乳糖B．脱氧核糖、核糖、乳糖
C．核糖、葡萄糖、糖原D．脱氧核糖、葡萄糖、糖原
（）10．用不同的化学试剂可以检测不同物质的存在。
用斐林试剂可以检测还原糖（葡萄糖、麦芽糖）的存在，用双缩脲试剂可以检测蛋白质的存在，医学上，可用这两种试剂检验尿液辅助进行疾病诊断。
请分析这两种试剂能够诊断的疾病应该是
A．糖尿病、肠炎B．胃炎、肾炎C．糖尿病、肾炎D．胃炎、肠炎
二.多选题：
11-12题
（）11．下列关于实验操作步骤的叙述中，不正确的有
A．用于鉴定可溶性还原糖的斐林试剂甲液和乙液，可直接用于蛋白质的鉴定
B．脂肪的鉴定实验中需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪滴
C．鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试剂甲液摇匀后，再加入乙液
D．用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B液要混合均匀后，再加入含样品的试管中，且必须现
配现用
（）12．科学工作者研究了钙和硼对某种植物花粉粒萌发和花粉管生长的影响，结果如图所示。
下列结论与结果相符的是
A．钙或硼对花粉粒萌发和花粉管生长都有同样的影响
B．适宜浓度的硼或钙明显有利于花粉粒萌发或花粉管生长
C．钙对花粉管生长有明显影响，而一定范围内几乎不影响花粉粒的萌发
D．硼对花粉粒萌发有明显影响，而一定范围内几乎不影响花粉管的生长
三。
非选择题：
13．根据图示回答问题：
（1）图中所示的材料中，含水量最低的是______和________。
原因是_____________________________________________
_________________________________________________。
（2）图中的________含水量最高，由图可推知，一般生物体内水分的含量约占体重的________。
（3）人体内的水约占人体总重的________，统称为________，除一部分存在于人体细胞内液中外，其余的构成人体的细胞外液，即________、________和________。
（4）人体血液的pH变化范围很小，只能在7.35～7.45的范围内变化，否则将会有生命危险。
实验证明，在50mL的血液中加入1滴（0.05mL）10mol·L－1的盐酸时，pH基本不变。
显然，人体血液具有____________的作用。
（5）注射用的生理盐水浓度为________，原因是_____________________。
（6）肺气肿病人由于呼吸不畅，会使内环境中的pH变________。
14.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：
（1）用一种试剂将上述4种溶液区分为两组，这种试剂是_____________________，其中发生显色反应的一组是_____________和_________溶液，不发生显色反应的一组是________和________溶液。
（2）用________试剂区分不发生显色反应的一组溶液。
（3）区分发生显色反应一组溶液的方法及鉴定结果是:
______________________________________________________________________。
答案：
专题一细胞的分子组成与结构
第1讲构成细胞的化合物（第1课时）
［课堂导学案］
一.化学元素与化合物
1.元素的分类
大量元素：
C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg。
微量元素：
Fe、Mn、B、Cu、Mo、Zn、Ni。
基本元素：
C、H、O、N。
主要元素：
C、H、O、N、S、P。
最基本元素：
C。
鲜重中含量最多的元素是O，鲜重中含量最多的化合物是水，
干重中含量最多的元素是C，干重中含量最多的化合物是蛋白质。
2.常见的化合物的组成元素
化合物
化学元素
化合物
化学元素
糖类、脂肪
C、H、O
叶绿素
C、H、O、N、P、Mg
磷脂
C、H、O、N、P
甲状腺激素
C、H、O、N、I
固醇
C、H、O
DNA、RNA
C、H、O、N、P
蛋白质
C、H、O、N等
ADP、ATP
C、H、O、N、P
胰岛素
C、H、O、N、S
血红蛋白
C、H、O、N、Fe
二.蛋白质的结构和功能
1．蛋白质的化学组成和结构
⑴元素组成：
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