专题01 细胞的分子组成教学案.docx
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专题01细胞的分子组成教学案
2013高考生物二轮复习专题01细胞的分子组成教学案
【2013考纲】
1.蛋白质、核酸的结构和功能Ⅱ2．糖类、脂质的种类和作用Ⅱ
3．水和无机盐的作用Ⅰ4．细胞学说的建立过程Ⅰ
5．多种多样的细胞Ⅱ6．细胞膜系统的结构和功能Ⅱ
7．主要细胞器的结构和功能Ⅱ8．细胞核的结构和功能Ⅱ
【知识网络构建】
【重
点知识整合】
一、蛋白质、核酸的结构和功能
1.核酸与蛋白质的关系
2．DNA的多样性与蛋白质多样性的关系
蛋白质、核酸的结构和种类具有物种差异性，因而可以从分子水平上用来区分不同物种的亲缘关系。
3．蛋白质和核酸的相关计算
（1）蛋白质的相关计算：
①计算蛋白质中的氨基酸数目：
若已知多肽中氮原子数为m，氨基个数为n，则缩合为该多肽的氨基酸数目为m－n＋肽链数。
若已知多肽中的氮原子数为m，则缩合成该多肽的氨基酸数目最多为m。
②计算蛋白质中的O、N原子数目：
O原子数＝各氨基酸中O原子的总数－脱去水分子数＝R基上的O原子数＋氨基酸个数＋肽链数。
N原子数＝各氨基酸中N原子的总数＝R基上的N原子数＋肽键数＋肽链数。
③计算形成的肽键数、脱去的水分子数：
若由氨基酸脱水缩合形成链状肽，则肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸个数－肽链数。
若由氨基酸脱水缩合形成环状肽，则肽键数＝氨基酸个数＝脱去的水分子数。
④氨基酸数与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间关系的计算：
（DNA）基因的碱基数（至少）∶mR
NA的碱基数（至少）∶蛋白质中氨基酸的数目＝6∶3∶1；
肽键数（得失水数）＋肽链数＝氨基酸数＝mRNA碱基数/3＝（DNA）基因碱基数/6。
（2）核酸的相关计算：
①DNA的种类＝4n（n
代表碱基对数）；
②DNA的相对分子质量＝脱氧核苷酸数×脱氧核苷酸平均相对分子质量－（脱氧核苷酸数－2）×18；
③RNA的相对分子质量＝核糖核苷酸数×核糖核苷酸平均相对分子质量－（核糖核苷酸数－1）×18。
例1、关于核酸的叙述，正确的是（ ）
A．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质
B．DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的
C．分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同
D．用甲基绿和吡罗红混合染色SARS病毒可观察到DNA和RNA的分布
二、糖、脂类的种类和作用
1．糖的种类及相互关系
2．糖类的作用
（1）生物细胞生命活动的主要能源物质——葡萄糖。
（2）生物细胞中的储能物质——淀粉、糖原。
（3）参与生物细胞构成的物质——核糖、脱氧核糖、纤维素。
3．脂质的作用
（1）脂肪：
生物体内的主要储能物质。
（2）磷脂：
生物膜的主要组成成分。
（3）固醇：
对生物体正常的新陈代谢和生殖过程起调节作用。
【知识拓展】
1．几种有机物的元素组成图示归纳
2.有机物水解产物和代谢产物总结
物质
基本单位
初步水解产物
彻底水解产物
代谢产物
DNA
脱氧核苷酸
4种脱氧核苷酸
磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
RNA
核糖核苷酸
4种核糖核苷酸
磷酸、核糖、含氮碱基
蛋白质
氨基酸
多肽
氨基酸
CO2、H2O尿素
多糖
葡萄糖
二糖
葡萄糖
CO2、H2O
脂肪
甘油、脂肪酸
甘油、脂肪酸
甘油、脂肪酸
CO2、H2O
例2、下列关于糖的叙述，正确的是（ ）
A．葡萄糖和果糖分子均有还原性B．葡萄糖和麦芽糖均可被水解
C．构成纤维素的单体是葡萄糖和果糖D．乳糖可以被小肠上皮细胞直接吸收
三水和无机盐的作用
1．生物体内水的存在、来源和利用
2．水分含量与新陈代谢、生物抗性的关系
（1）细胞中自由
水/结合水的比值越大，生物新陈代谢越旺盛，其抗性越小；该比值越小，生物新陈代谢越缓慢，其抗性越大。
（2）衰老的细胞内水分含量减少，细胞萎缩，体积减小，细胞代谢速率减慢。
（3）不同种类的生物、同一生物的不同器官及不同生长发育时期，细胞的含水量不同。
3．无机盐
（1）主要存在形式：
离子。
（2）吸收的主要方式：
主动运输（转运）。
例3、研究发现，砷（As）可以富集在植物体内，转化为毒性很强的金属有机物，影响水稻的株高、根长和干重；加P（与As原子结构相似）处理后水稻茎叶和根中P含量增加、As含量相对减少，水稻生长加快，干重增加。
对此现象合理的解释是（多选）（ ）
A．As在水稻细胞内富集，由细胞膜的结构特点决定
B．As进入水稻细胞，导致有关酶失去活性，影响细胞代谢
C．P影响As的吸收，与细胞膜上的载体种类和数量有关
D．P是构成磷脂、核酸和ATP的重要元素，能促进水稻生长发育
【高频考点突破】
考点一化合物元素的组成
命题热点
（1）糖类、脂质、蛋白质和核酸的元素组成
（2）蛋白质和核酸之间的关系
命题角度
此类问题，常有两种考查形式：
一是列举几种化合物，比较元素组成的差异；二是根据元素组成判断化合物的种类
1．有机化合物的元素组成
（1）必含元素：
C、H、O
（2）特征元素：
S→蛋白质，Fe→血红蛋白，Mg→叶绿素，I→甲状腺激素。
2．常见结构或生物的化合物组成
结构或生物
化合物
HIV病毒、核糖体
RNA和蛋白质
T2噬菌体、染色体
DNA和蛋白质
抗体、受体、载体
蛋白质
例1、下列有关人体内元素和化合物的叙述，正确的是（ ）
A．纤维素和脂肪都是由C、H、O三种元素组成的
B．ATP、磷脂、抗体、DNA的组成元素中都有C、H、O、N、P
C．蛋白质分子中的N主要存在于氨基中，核酸中的N主要存在于碱基中
D．人体内参与信息传递的分子都是蛋白质
【变式探究】图示中a、b为小分子生命物质，甲、乙、丙代表大分子生命物质。
下列相关叙述不正确的是（ ）
A．在噬菌体、HIV和SARS病毒体内，a都只有4种
B．甲、乙可共存于大肠杆菌的细胞质基质中
C．连接两个a和两个b之间的化学键不同
D．在某人的神经细胞和浆细胞中，甲、乙一般相同，丙不同
考点二蛋白质的结构和功能
命题热点
（1）蛋白质的结构
和功能的关系
（2）氨基酸脱水缩合及相关计算
命题角度
高考对此类问题的考查，较多涉及蛋白质的结构及功能，单科卷也会以选择题形式考查氨基酸脱水缩合及蛋白质的结构分析
例2.胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编码的。
下列有关胰岛素的叙述，正确的是（ ）
A．胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链
B．沸水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂
C．胰岛素的功能取决于氨基酸的序列
，与空间结构无关
D．核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素
【变式探究】下图甲、乙、丙为组成生物体的相关化合物，乙为一个由α、β、γ三条多肽链形成的蛋白质分子，共含271个氨基酸，图中每条虚线表示由两个巯基（—SH）脱氢形成一个二硫键（—S—S—）。
下列相关叙述不正确的是（ ）
A．甲为组成乙的基本单位，且乙中最多含有20种甲
B．由不同的甲形成乙后，相对分子量比原来少了4832
C．丙主要存在于细胞核中，且在乙的生物合成中具有重要作用
D．如果甲中的R为C3H5O2，则由两分子甲形成的化合物中含有16个H
考点三、生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质的检测
高考对本实验的考查主要有两种类型：
一是以选择题形式考查试剂类型、检测物质及颜色反应的对应关系；二是以实验分析题形式考查物质检测的有关步骤及实验分析。
高中生物实验常见颜色归纳
1．赤（红）：
斐林试剂与还原糖作用，在热水浴中生成砖红色沉淀；班氏试剂与葡萄糖反应，在沸水浴中生成砖红色沉淀；脂肪可以被苏丹Ⅳ染液染成红色，该反应不需要加热；在观察植物细胞的有丝分裂实验中，用醋酸洋红液将染色体（或染色质）染成红色。
2．红、橙：
叶绿素a和叶绿素b主要吸收红橙光和蓝紫光。
3．橙、黄：
脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，该反应不需要加热；叶绿体中色素的提取和分离实验中，滤纸条分出的色带中最上边的是胡萝卜素——橙黄色，其下边的是叶黄素——黄色。
4．黄绿色和蓝绿色：
叶绿体中色素的提取和分离实验中，滤纸条分出的色带中最下边的是叶绿素b——黄绿色，其上边的是叶绿素a——蓝绿色。
5．绿色：
叶绿体中色素的提取和分离实验中，用丙酮提取的叶绿素的颜色是绿色。
6．蓝色：
在光合作用发现过程中，德国科学家萨克斯做的实验中发现曝光的那一半叶片用碘蒸气处理后呈深蓝色。
7．紫蓝色：
在温度对酶活性的影响中，淀粉遇碘后，形成紫蓝色的复合物；胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
紫色：
蛋白质与双缩脲试剂发生作用（不用沸水浴），产生紫色反应。
例3.不同植物种子中所含营养成分有差异，如豆类作物中蛋白质含量较高，玉米种子中淀粉含量较高，花生种子中脂肪含量相对较多。
下表表示用碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂测得甲、乙、丙三种植物的干种子中三大类有机物颜色反应，其中“＋”的数量代表颜色反应深浅程度，有关说法不正确的是（ ）
试剂
碘液
苏丹Ⅲ
染液
双缩脲试剂
甲
＋＋＋＋
＋＋
＋
乙
＋＋
＋＋＋＋
＋＋
丙
＋
＋＋
＋＋＋＋
A．乙种子中含蛋白质最多
B．碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂与相应的物质发生的颜色反应分别是蓝色、橘黄色和紫色
C．在观察颜色时有可能用到光学显微镜
D．这三种试剂使用时均不需要水浴加热
（2）某玉米新品种中的蛋白质含量高于普通玉米，请用所学的方法设计实验加以验证。
实验原理：
_______________________________________。
材料用品：
新鲜的普通玉米子粒，新鲜的新品种玉米子粒，研钵，试管，漏斗，纱布，吸管，清水，双缩脲试剂A液，双缩脲试剂B液，量筒
方法步骤：
①将两种玉米子粒分别进行________，制备组织样液。
②取A、B两支试管，向A中加入新品种玉米组织样液2mL，B中加入普通玉米组织样液2mL。
③向A、B两支试管中分别加入2mL________，摇匀，再分别加入3滴________，摇匀。
④观察_________________________________________。
预期的结果：
__________________________________。
【难点探究】
难点一 有关同位素标记法的实例归纳及应用
例1
、同位素标记法是生物学常用的一种研究方法，下列相关叙述正确的是（ ）
A．设法让洋葱根尖吸收含3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸，只能在分生区细胞中检测到放射性
B．给小麦供应14CO2,14C不会出现在线粒体中
C．给豚鼠供应18O2，其呼出气体中不含有C18O2
D．赫尔希和蔡斯用35S标记噬菌体的蛋白质时，标记元素
在氨基酸的R基中
难点二 几种重要的化合物
1．有关蛋白质或多肽及其功能
蛋白质种类
功能
促激素
释放激素
调节垂体的分泌活动
促激素
调节内分泌腺的分泌活动
生长激素
促进生长，主要是促进蛋白质的合成和骨的生长
抗利尿激素
促进肾小管和集合管对水的重吸收
胰岛素
降低血糖
胰高血糖素
升高血糖
胸腺素
促进T淋巴细胞的分化
绝大多数酶
催化作用
抗体
免疫作用
抗毒素
与外毒素特异性结合的蛋白质
凝集素
血清中与红细胞凝集原相对应的成分
干扰素
T细胞产生的抗病毒、抗肿瘤的可溶性糖蛋白
细胞膜上的载体蛋白
运输作用
细胞膜表面的受体蛋白（糖蛋白）
识别、通讯作用
神经递质的受体
神经递质作用于突触后神经元或效应器细胞的受体
细胞膜上的受体（膜受体）
选择性与某些化学物质结合，引发生理效应
2．核酸和蛋白质的联系
3.与水相关的生理过程和结构
（1）细胞中产生水的生理过程及结构：
生理过程
结构
光合作用的暗反应
叶绿体基质
有氧呼吸第三阶段
线粒体
氨基酸脱水缩合
核糖体
纤维素（细胞壁）的合成
高尔基体
肝糖原、肌糖原的合成
肝脏细胞、肌肉细胞
ATP的合成
细胞质基质、线粒体、叶绿体
DNA的复制
细胞核、线粒体、叶绿体
（2）细胞中消耗水的生理过程及结构：
生理过程
结构
光合作用的光反应
叶绿体类囊体的薄膜上
有氧呼吸第二阶段
线粒体
ATP的水解
细胞质、线粒体、叶绿体
大分子有机物（肝糖原、肌糖原、
淀粉、脂肪、蛋白质）的水解
细胞质基质、消化道
例2、下列关于核酸的说法，错误的是（ ）
A．核酸与ATP都含有C、H、O、N、P元素
B．由碱基A、C和T可以组成的核苷酸有6种
C．DNA和RNA的自我复制都遵循碱基互补配对原则
D．用甲基绿吡罗红染色剂进行染色观察DNA和R
NA在细胞中的分布
难点三 几种化合物的显色反应
化合物
鉴定试剂
颜色反应
反应条件
蛋白质
双缩脲试剂
紫色
常温
脂肪
苏丹Ⅲ（苏丹Ⅳ）
橘黄色（红色）
切片，显微镜观察
还原糖
斐林试剂
砖红色
水浴加热
淀粉
碘液
蓝色
常温下
DNA
甲基绿
绿色
温水
RNA
吡罗红
红色
温水
例3、请根
据下表所列实验内容回答有关问题。
组别
实验材料
实验试剂
观察记录
A
经稀释的鸡蛋清
双缩脲试剂
颜色反应
B
人的口腔上皮细胞
甲基绿、吡罗红混合染色试剂
细胞染色情况
C
紫色洋葱鳞片叶外表皮
0.3g/mL蔗糖染液
质壁分离现象
D
蔗糖溶液
斐林试剂
是否出现砖红色沉淀
E
洋葱根尖
解离液、龙胆紫溶液等
细胞的有丝分裂
（1）A～E六组实验中需要使用光学显微镜的是__________。
使用高倍显微镜观察的步骤和要点是：
①先用低倍镜找到观察的物象，移到____________；②转动转换器换上高倍物镜，调节____________，直至看清楚物像为止。
（2）A组实验所观察到的颜色反应是________。
在B组实验中观察到细胞质被染成了红色，说明________大部分存在于细胞质中。
在D组实验中，能否观察到砖红色沉淀________（能/否），原因是____________________________________________________。
（3）E组实验中装片的制作流程为：
解离→________________→制片。
【易错点点睛】
易错点1.脂肪与脂质、脂质与磷脂、固醇与胆固醇关系
有的同学经常把脂肪和脂质混淆，认为二者是相同的，或者认为脂肪包括脂质，这些看法都是错误的。
脂肪只是脂质中的一类物
质，脂质除包括脂肪以外，还包括磷脂和固醇。
脂肪元素组成只有C、H、O三种，脂质的元素组成除C、H、O外，有的还有N、P。
磷脂是构成生物膜的主要成分，是脂质的一种。
固醇包括胆固醇、性激素和维生素D。
例1、下列图中动植物糖类、脂质的分类与比较正确的是
易错点2.RNA和ATP的关系
ATP去掉二个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一的腺嘌呤核糖核苷酸。
在下列四种化合物的化学组成中，与圆圈中“A”所对应的名称相符合的是（）
A．①——腺嘌呤核糖核苷酸B．②——腺苷
C．③——腺嘌呤脱氧核苷酸D．④——腺嘌呤
【历届高考真题】
【2012年高考试题】
1.（2012北京高考2）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
2.（2012江苏高考19）下表中有关人体细胞化合物的各项内容，正确的是（）
编号[来
化合物
实验检测
组成单位[
主要功能
检测试剂
颜色反应
1
脂肪
苏丹Ⅲ染液
橘黄色
脂肪酸
储存能量
2
糖原
斐林试剂
砖红色
葡萄糖
提供能量
3
蛋白质
双缩脲试剂
紫色
氨基酸
承担生命活动
4
核酸
甲基绿染液
绿色
核苷酸
携带遗传信息
A.①B.②C.③D.④
3.（2012江苏高考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
4.（2012安徽高考1）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
5.（2012广东高考3）分析下表，可推测
溶液
双缩脲试剂
碘液
斐林试剂
甲
＋
－
－
乙
－
＋＋
－
甲、乙混合
＋
＋
＋
注：
“＋”显色，“＋＋”显色更深；“－”不显色。
A.甲溶液含有淀粉B.乙溶液含有还原糖C.混合溶液不含淀粉D.混合溶液含有淀粉酶
6.（2012海南卷1）关于生物体内组成蛋白质的氦基酸的叙述
，错误的是
A.分子量最大的氨基酸是甘氨酸B.有些氨基酸不能在人体细胞中合成
C.氨基
酸分子之间通过脱水缩合形成肽键D.不同氨基酸之间的差异是由R基引起的
7.（2012海南卷2）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.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
8.（2012海南卷7）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
9.（2012上海卷2）如果图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．①②B．②③C．①③D．①②③
10.（2012上海卷3）下列食物营养成分与鉴定试剂及显色反应之间的对应关系中，错误的是
A．淀粉：
碘液，蓝紫色B．还原糖：
班氏试剂，红黄色
C．脂肪：
苏丹III染液，橘红色D．蛋白质：
双缩脲试剂，黄绿色
11.（2012上海卷5）微生物的种类繁多，下列微生物中属于原核生物的是
①黏菌②酵母菌③蓝细菌④大肠杆菌⑤乳酸杆菌
A．①②③B．②③④C．③④⑤D．①④⑤
【2011年高考试题】
1.（2011·新课标）下表是根据实验目的，所需选用的试剂与预期的实验结果正确的是
实验目的
试剂
预期的实验结果
A
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
醋酸洋红
染色体被染成紫红色
B
检测植物组织中的脂肪
双缩脲试剂
脂肪颗粒被染成红色
C
检测植物组织中的葡萄糖
甲基绿
葡萄糖与甲基绿作用，生成绿色沉淀
D
观察DNA和RNA在细胞中的分布
斐林试剂
吡罗红
斐林试剂将DNA染成绿色，吡罗红将RNA染成红色
2.（2011·北京）胰岛素的A，B两条肽链是由一个基因编码
的。
下列有关胰岛素的叙述，正确的是
A.胰
岛素基因的两条DNA单链分别编码A,B两条肽链
B.沸水浴加热之后，构成胰岛素的充分伸展并断裂
C.胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关。
D.核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素。
3.（2011·山东）只有在保持细胞活性的条件下，才能显示细胞中某物质或结构的实验是
A.苏丹Ⅲ染色观察花生种子子叶细胞中的脂肪
B.龙胆紫染色观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂
C.健那绿（詹纳斯绿B）染色观察动物细胞的线粒体
D.甲基绿、派洛宁（呲罗红）染色观察动物细胞中的DNA和RNA
4.（2011·江苏）下列物质合成时，需要模板的是
A．磷脂和蛋白质B．DNA和酶C．性激素和胰岛素
D．神经递质和受体
5.（2011·江苏）研究发现，砷（As）可以富集在植物体内，转化为毒性很强的金属有机物，影响水稻的株高、根长和干重；加P（与As原子结构相似）处理后水稻茎叶和根中P含量增加、As含量相对减少，水稻生长加快，干重增加。
对此现象合理的解释是（多选）
A．As在水稻细胞内富集，由细胞膜的结构特点决定
B．As进入水稻细胞，导致有关酶失去活性，影响细胞代谢
C．P影响As的吸收，与细胞膜上的
D．P是构成磷脂、核酸和ATP的重要元素，能促进水稻生长发育
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