高考冲刺一 生命的物质基础和结构基础.docx
《高考冲刺一 生命的物质基础和结构基础.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考冲刺一 生命的物质基础和结构基础.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
高考冲刺一生命的物质基础和结构基础
高考冲刺一生命的物质基础和结构基础
热点分析
高考动向
本单元内容包括组成生命的物质和细胞结构两部分内容。
除水和无机盐的作用、细胞学说的建立过程要求掌握的程度为Ⅰ层次外，其他对知识要求掌握的程度均为Ⅱ层次。
本单元从物质组成角度介绍了生物体的统一性和多样性。
在高考试题中，该部分内容往往与其他专题的内容整合在一起呈现综合题。
尤其关注：
氨基酸的结构特点及蛋白质的结构特点；蛋白质功能的多样性；核酸的结构和功能；动植物体内糖的种类及功能；脂质的种类和作用；生物组织中还原糖、蛋白质、脂肪的鉴定。
细胞是地球上最基本的生命系统，细胞结构和功能内容在高考中都具有举足轻重的地位。
尤其是各种细胞器的结构和功能，细胞膜及生物膜系统等相关知识。
按照往年的命题特点，细胞结构中的生物膜系统的结构、功能、联系，各种细胞器的形态、分布、结构与功能也将继续作为命题的重点。
本单元在复习过程中，应当运用系统的观点、整体性的观点学习、理解和整合，通过建立表格、绘制图形、构建体系等方法认识细胞各部分结构的联系，并能够与物质的输入输出、细胞的代谢、细胞的生命过程等章节内容联系在一起。
在今年的高考中，考查题型可能还是主要以选择题的形式为主，但是应当注意细胞膜的提取、细胞器的结构和功能、细胞生物膜系统的结构和功能及其与生产、生活实践的联系等方面的内容。
知识升华
知识网络
考点归纳突破
1．常见化学元素及作用：
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。
血液中的Ca2+具有促进血液凝固的作用，如果用柠檬酸钠或草酸钠除掉血液中的Ca2+，血液就不会发生凝固。
属于植物中不能再利用元素，一旦缺乏，幼嫩的组织会受到伤害。
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。
属于植物中不能再利用元素，一旦缺乏，幼嫩的组织会受到伤害。
Mg：
叶绿体的组成元素。
很多酶的激活剂。
植物缺镁时老叶易出现叶脉失绿。
B：
促进花粉的萌发和花粉管的伸长，缺乏植物会出现花而不实。
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：
血钾含量过低时，会出现心肌的自动节律异常，并导致心律失常。
N：
N是构成叶绿素、蛋白质和核酸的必需元素。
N在植物体内形成的化合物都是不稳定的或易溶于水的，故N在植物体内可以自由移动，缺N时，幼叶可向老叶吸收N而导致老叶先黄。
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。
植物体内缺P，会影响到DNA的复制和RNA的转录，从而影响到植物的生长发育。
P还参与植物光合作用和呼吸作用中的能量传递过程，因为ATP和ADP中都含有磷酸。
P也是容易造成水域生态系统富营养化的一种元素。
植物缺P时老叶易出现茎叶暗绿或呈紫红色，生育期延迟。
Zn：
是某些酶的组成成分，也是酶的活化中心。
如催化吲哚和丝氨酸合成色氨酸的酶中含有Zn，没有Zn就不能合成吲哚乙酸。
所以缺Zn引起苹果、桃等植物的小叶症和丛叶症，叶子变小，节间缩短。
2．自由水和结合水与细胞代谢
①一般情况下，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人休眠。
②当自由水比例增加时，生物体代谢活跃，生长迅速，例如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，代谢强度就会下降，抗寒、抗热、抗早的性能提高。
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。
3．氨基酸、肽键、失去水分子数及多肽的相对分子质量：
氨基酸平均相对分子质量
氨基酸数目
肽键数目
脱去水分子数
多肽相对分子质量
氨基数目
羧基数目
1条肽链
a
m
m－1
m－1
Ma－18×
（m－1）
至少一个
至少一个
N条肽链
a
m
m－n
m－n
Ma－18×
（m－n）
至少n个
至少n个
氨基酸及其相关计算
①构成生物体的氨基酸主要约20种。
其中人体内的必需氨基酸有8种。
②当n个氨基酸缩合成一条肽链时，脱去的水分子数＝肽键数＝n-1。
当n个氨基酸形成m条肽链时，脱去的水分子数＝肽键数＝n-m。
③当n个不同氨基酸相互间缩合成多肽时，可以有n+1种排列方式。
④蛋白质的分子量计算公式：
n×a-（n-m）×18-2b（其中n为氨基酸个数，a为氨基酸平均分子
量，m为多肽链条数，b为二硫键数）。
⑤多肽链中的氨基酸残基数与相对应信使RNA及DNA片段中碱基数目之间的比例关系为1：
3：
6。
4．斐林试剂与双缩脲试剂的比较
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／mLCuSO4）液。
不同点：
①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；而双缩脲试剂在使
用时，先加A液后加B液。
因为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。
②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。
③反应原理与结果不同
还原糖的检测：
因还原糖中含有醛基（—CHO），在碱性溶液中温水浴加热2min后，会被新制Cu（OH）2氧化，使（—CHO）氧化成（—COOH），而Cu（OH）2被还原为Cu2O砖红色沉淀，其反应式如下：
蛋白质的检测：
双缩脲反应是指具有两个或两个以上肽键的化合物在碱性条件下可与Cu2+反应，生成紫色的络合物。
因所有蛋白质均含多个肤键，因而均可发生此反应。
反应中先加Na0H溶液的目的就是制造碱性环境。
5．细胞器的分布、形态、结构、成分及功能比较
分
布
植物特有的细胞器
质体（叶绿体、白色体）
动物和低等植物特有的细胞器
中心体
动、植物都有的细胞器
线粒体、内质网、高尔基体、核糖体
主要存在于植物中的细胞器
液泡
主要存在于动物中的细胞器
中心体、溶酶体
分布最广泛的细胞器
核糖体（真、原核细胞、线粒体、叶绿体）
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
内质网、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（都有半自主性）
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、内质网、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、分泌有关的细胞器（结构）
核糖体、内质网、高尔基体、线粒体（细胞膜）
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）
6．原核细胞与真核细胞的区别
在原核细胞中的DNA分子不与蛋白质结合，成游离态，所以一般讲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，具有类似于内质网的功能。
由原核细胞构成的生物称为原核生物，主要包括：
支原体、细菌和蓝藻类。
模式图（如图）
细菌模式图
蓝藻模式 支原体模式图
由真核细胞构成的生物称为真核生物，地球上绝大多数的生物属于真核生物，如酵母菌、霉菌等真菌；绿藻（水绵）、硅藻、褐藻（海带）、红藻（紫菜）等藻类，所有的高等植物和动物。
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。
生物学原理在生产和生活中的应用实例
与蛋白质有关的物质
——酶、载体、糖被、抗体、血红蛋白、细胞色素C等
细胞色素C（cytochromec）：
来自三羧酸循环中产生的琥珀酸辅酶A，其肽链仅有104个氨基酸，体内大量存在，一般无需外源补充；且外源补充与体内含量相比甚微。
细胞色素C是生物氧化的一个非常重要的电子传递体，在线粒体崤上与其它氧化酶排列成呼吸链，参与细胞呼吸过程。
细胞色素C是含铁的结合蛋白，有抗原性，可引起过敏反应，静脉滴注前须作皮肤试验。
肝细胞炎症时细胞膜通透性较高，细胞色素C可能进人细胞内。
可用以治疗肝衰竭，增加细胞氧化，提高氧的利用。
与蛋白质有关的药物——干扰素等
干扰素（IFN）是一种广谱抗病毒剂，并不直接杀伤或抑制病毒，而主要是通过细胞表面受体作用使细胞产生抗病毒蛋白，从而抑制病毒的复制；同时还可增强自然杀伤细胞（NK细胞）、巨噬细胞和T淋巴细胞的活力，从而起到免疫调节作用，并增强抗病毒能力。
脂肪与肥胖
脂肪有多方面的作用，但它在体内的含量是有一定限度的，过多则会影响机体的代谢活动，产生许多疾病。
也就是人们常说的：
“肥胖是疾病发生的温床。
”总的来说，脂肪含量的增高与肥胖程度成正比。
水和无机盐的应用
种子贮存前都要晒干，主要目的就是减少自由水，降低种子的细胞代谢速率，降低有机物的消耗，以延长寿命。
农民在移栽植物时往往要剪掉一些大的叶片，主要的目的就是减少水分的散失，避免植物失水过多而死亡，提高移栽成活率
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。
低温对植物细胞的损伤
植物冷害的主要机理是由于在低温下，构成膜的脂质由液相转变为固相，即膜脂变相，引起与膜相结合的酶失活。
植物冷害的主要机制见下图所示。
此外，冰点以下低温对植物的危害叫冻害。
冻害主要是低温形成的冰晶对细胞的伤害，冰晶的形成包括细胞间结冰和细胞内结冰。
细胞间结冰引起植物受害的主要原因是：
一使细胞严重脱水，造成蛋白质变性等；二是冰晶体对细胞造成机械损伤；三是结冰植物如果此时遇到温度骤然回升，冰晶迅速融化，细胞吸水却来不及膨胀而被撕裂（损伤）。
细胞内结冰则对细胞膜、细胞器乃至整个细胞产生破坏作用，从而给植物带来致命损伤。
经典例题透析
类型一：
构成细胞的化学元素
1．（08江苏卷）下列各组物质中，由相同种类元素组成的是（）
A．胆固醇、脂肪酸、脂肪酶 B．淀粉、半乳糖、糖原
C．氨基酸、核苷酸、丙酮酸 D．性激素、生长激素、胰岛素
解析：
考查化合物的元素组成。
A选项中胆固醇属于脂类，主要含C、H、O三种元素，而脂肪酶本质属于蛋白质，至少含有C、H、O、N四种元素；B选项中三种物质均为糖类，含有C、H、O三种相同的元素；C选项中氨基酸至少含有C、H、O、N四种元素，而核苷酸含有C、H、O、N、P五种元素；D选项中性激素属于脂类，主要含C、H、O三种元素，而胰岛素本质属于蛋白质，至少含有C、H、O、N四种元素。
【答案】B
总结升华：
组成细胞的化学元素是组成细胞分子的开章开节内容，从整个知识内容看：
信息量不大，难度较低。
但是是掌握化合物的基础。
在掌握细胞中的化学元素过程中注意和化合物整合在一起掌握效果更好。
举一反三：
【变式1】
（2007广东高考）下列有关生物体化学成分的叙述正确的是（）
A．精瘦肉中含量最多的是蛋白质 B．组成细胞壁主要成分的单体是氨基酸
C．T2噬菌体的遗传物质含有硫元素 D．与精子形成相关的雄激素属于脂质
【答案】D
【变式2】
（2007山东高考理综样题）组成生物的化学元素在生物体中起重要作用。
下列关于几种元素与光合作用关系的叙述中，正确的是（）
A．C是组成糖类的基本元素，在光合作用中C元素从CO2先后经C3、C5形成CH2O
B．N是叶绿素的组成元素之一，没有N植物就不能进行光合作用
C．O是构成有机物的基本元素之一，光合作用制造的有机物中的氧来自于水
D．P是构成ATP的必需元素，光合作用中光反应和暗反应过程均有ATP的合成
【答案】B
类型二：
构成细胞的无机化合物
2．（2007江苏）某生物小组进行无土栽培实验，观察不同矿质元素对南瓜植株生长发育的影响。
在4组单因素缺素培养实验中，他们观察到其中一组的表现为老叶形态、颜色正常，但幼叶颜色异常，呈黄白色。
该组缺乏的元素是（）
A．K B．P C．Mg D．Fe
解析：
无机盐离子在细胞中大多以离子形式存在，植物体生长发育的不同阶段对不同无机盐离子的利用不同；无机盐进入生物体后有两种利用状态：
可以被再利用的无机盐——进入植物体后以离子状态存在的，如K。
进入植物体后以不稳定化合物的形式存在，如P、Mg等；不被再利用的无机盐——进入植物体后形成稳定的化合物，如Fe。
题干信息：
其中一组的表现为老叶形态、颜色正常，但幼叶颜色异常，呈黄白色，是衰老的部位正常，幼嫩受到损伤，缺少不被再利用的无机盐。
【答案】D
总结升华：
（1）无机盐进入植物体的方式：
主动运输；
（2）无机盐在植物体内的运输：
随着水的运输而运输；（3）无机盐在植物体内的利用（见解析）
举一反三：
【变式1】下列有关生物体内元素及其生理作用的叙述中，不正确的是（）
A．人体内的K在维持细胞内液渗透压上起决定性作用
B．人体缺Ca时可引起肌肉抽搐和骨质疏松
C．植物落叶中Fe的含量比其正常生长时要低
D．P在维持叶绿体膜的结构和功能上起重要作用
【答案】C
【变式2】水是生命之源，是一切生命活动的基础，下列有关水的说法不正确的是（）
A．水生生物和陆生生物活细胞中含量最高的化合物都是水
B．水中溶氧量的多少影响所有水生生物的形态、生理和分布
C．种子入库前晒干的目的是减少种子体内的自由水和结合水，抑制种子和微生物的呼吸作用
D．所有生态系统对生物圈中水循环有重要的调节作用
【答案】C
类型三：
构成细胞的有机化合物
3．（08广东卷）请回答以下有关细胞物质组成和功能的问题：
（1）细胞中含有N元素的生物大分子是（）
A．核苷酸和糖原 B．胰岛素和核酸
C．氨基酸和胰高血糖素 D．血红蛋白和纤维素
（2）细胞中的糖类可以分为3类，其中可以被消化道直接吸收的是____________。
完全由葡萄糖缩合而
成的二糖是____________。
（3）构成细胞膜的脂质是____________和____________。
（4）癌细胞转移与细胞膜上____________减少有关。
解析：
本题考查了生物学基础知识，涉及了细胞的组成元素和化合物等。
含N元素的分子有核苷酸、胰岛素、核酸、氨基酸、胰高血糖素和血红蛋白。
其中含N的大分子有胰岛素、核酸、胰高血糖素和血红蛋白。
能被消化道直接吸收的糖是单糖，细胞膜由蛋白质、磷脂、胆固醇和糖类组成。
【答案】
（1）B（胰岛素和核酸）
（2）单糖；麦芽糖
（3）磷脂和胆固醇
（4）糖蛋白
总结升华：
构成细胞的有机化合物包括糖类、脂质、蛋白质和核酸；
（1）有机化合物的元素组成：
都有C、H、O元素
（2）各种有机化合物的种类（3）各种有机化合物的单体名称（4）各种有机化合物的功能
举一反三：
【变式1】（2008天津理综）下列关于蛋白质和氨基酸的叙述，正确的是（）
A．具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的
B．高等动物能合成生命活动所需要的20种氨基酸
C．细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是一种蛋白质
D．在胚胎发育过程中，基因选择性表达，细胞会产生新的蛋白质
【答案】D
【变式2】下面图解是人体细胞内两种重要有机物B、E的元素组成及相互关系图。
关于此图的叙述正确的是（）
①E→G发生的主要场所是细胞核。
②G→B发生的场所是细胞质。
③B具有多种结构的直接原因是由于b的种类、数目和排列次序不同。
④B具有多种重要功能的根本原因是因为e的排列次序不同。
⑤E在氯化钠溶液中的溶解度是随着氯化钠溶液浓度的变化而变化的。
A．①② B．①②③⑤ C．①②④⑤ D．①②③④⑤
【答案】D
【变式3】关于蛋白质计算：
某多肽的分子式为C55H70O19N10，已知它由下列四种氨基酸组成：
甘氨酸（C2H5O2N）、丙氨酸（C3H7O2N）、苯丙氨酸（C9H11O2N）、谷氨酸（C5H9O4N），那么该多肽彻底水解可产生多少个谷氨酸分子（）
A．4 B．5 C．6 D．3
【答案】A
解析：
由于4种氨基酸分子各含有1个N原子，根据该多肽的分子式，可知该多肽为十肽，其水解需要9分子水，又每分子甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸各含有2个O原子，每分子谷氨酸含有4个O原子，设谷氨酸有x个，其他3种氨基酸有（10－x）个，根据脱水缩合前后O原子守恒可得：
（10-x）×2+4X=19+9（19是多肽中的氧原子数，9是水中的氧原子数），解方程得x＝4。
类型四：
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
4．（2008重庆理综）
Ⅰ．为了研究在大豆种子萌发和生长过程中糖类和蛋白质的相互关系，某研究小组在25℃、黑暗、无菌、湿润的条件下萌发种子，然后测定在不同时间种子和幼苗中相关物质的含量，结果如图所示：
（1）在观察时间内，图中可溶性糖含量的变化是_____________，萌发前营养物质主要储存在大豆种子
的____________中，此结构最初由____________发育而来．
（2）上图表明：
糖类和蛋白质之间的关系是____________，糖类在____________过程中产生一些中间
产物，可以通过____________作用生成相对应的____________。
（3）如果在同样条件下继续培养，预测上图曲线的最终变化趋势是_________，其原因是_________。
Ⅱ．在上述定量测定之前，进行了蛋白质含量变化的预测实验，请填充实验原理；判断实验步骤中划线部分是否正确，并更正错误之处；写出实验结果。
（1）实验原理：
蛋白质____________其颜色深浅与蛋白质含量成正比
（2）实验步骤：
①将三份等量大豆种子分别萌发1、5、9天后取出，各加入适量蒸馏水，研碎、提取、定容后离心
得到蛋白质制备液；
②取3支试管，编号1、2、3，分别加入等量的萌发1、5、9天的蛋白质制备液。
③在上述试管中各加入等量的双缩脲试剂A和B（按比例配制）的混合液，振荡均匀后，在沸水浴
a
中加热观察颜色变化
b
a：
____________
b：
____________
（3）实验结果：
____________．
解析：
本题综合性较强，综合考查了物质代谢、个体发育、物质鉴别、实验分析以及识图能力。
I．分析图中曲线可看出：
可溶性糖先上升，后保持相对稳定。
而蛋白质与总糖含量的变化是相反的关系，即总糖量下降，而蛋白质的量上升，说明了糖可以转化成蛋白质。
这一转化过程发生在糖类氧化分解的过程中，某些中间产物经过转氨基作用生成相应的非必需氨基酸。
如果在同样条件下继续培养，因其培养条件是无光，萌发的种子不能进行光合作用制造有机物，自身所含有的有机物会逐渐下降，表现为曲线下降。
大豆个体发育的起点是受精卵，受精卵发育成胚（包括胚芽、子叶、胚轴和胚根四部分）。
受精极核发育成胚乳的过程中，营养物质被子叶吸收，故大豆的营养物质主要贮存在子叶中。
II．考查了蛋白质的鉴别原理，以及双缩脲试剂的使用方法：
先加A液振荡均匀，再滴加B液，摇匀，观察颜色的变化（呈现紫色）。
本题注意与斐林试剂的使用方法进行区别，防止混淆。
【答案】Ⅰ.
（1）先增加，然后保持相对稳定子叶受精卵
（2）糖类可转换成蛋白质氧化分解转氨基氨基酸
（3）下降，黑暗条件下无光合作用并且呼吸作用消耗有机物
Ⅱ．
（1）与双缩脲试剂作用产生紫色反应
（2）判断正误
a:
错。
更正：
加入双缩脲试剂A混合均匀后，再加入试剂B
b:
错。
更正：
不加热或直接观察
（3）实验结果：
1、2、3号试管中颜色依次加深
总结升华：
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的实验
（1）原理
（2）操作步骤注意的问题（3）实验现象（4）斐林试剂和双缩脲试剂的比较
举一反三：
【变式1】（08广东理基）双缩脲试剂可以鉴定蛋白质，是由于蛋白质有（）
A．肽键 B．氨基酸 C．羧基 D．氨基
【答案】A
【变式2】（2007广东高考）下列健康人的4种液体样本中，能与双缩脲试剂发生紫色颜色反应的是（）
①尿液②胃液③汗液④唾液
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
【答案】D
类型五：
原核细胞的结构
5．（2007山东高考理综）3月24日是世界结核病防治日。
下列关于结核杆菌的描述正确的是（）
A．高倍显微镜下可观察到该菌的遗传物质分布于细胞核内
B．该菌是好氧细菌，其生命活动所需能量主要由线粒体提供
C．该菌感染机体后能快速繁殖，表明其可抵抗溶酶体的消化降解
D．该菌的蛋白质在核糖体合成、内质网加工后由高尔基体分选运输到相应部位
【答案】C
解析：
本题以结核杆菌为例，考查细胞的结构和功能及进入人体后的变化情况。
结核杆菌的遗传物质是DNA，用显微镜是不能观察的；结核杆菌是原核生物细胞中具有核糖体，不具有其他细胞器，如线粒体、内质网、高尔基体等。
总结升华：
（1）原核细胞的结构：
没有核膜包围的成型的细胞核，只有拟核；有核糖体，没有其他细胞器；除支原体外都有细胞壁结构
（2）遗传物质：
DNA
举一反三：
【变式1】下列生物中，除细胞膜外几乎不含磷脂分子的有（）
升级会员 