專題一細胞微專題1細胞的分子組成課標要求考情分析1.說出細胞主要由C、H、O、N、P、S等元素構成,它們以碳鏈為骨架形成復雜的生物大分子。2.指出水大約占細胞重量的2/3,以自由水和結合水的形式存在,賦予了細胞許多特性,在生命活動中具有重要作用。3.舉例說出無機鹽在細胞內含量雖少,但與生命活動密切相關。4.概述糖類有多種類型,它們既是細胞的重要結構成分,又是生命活動的主要能源物質。5.舉例說出不同種類的脂質對維持細胞結構和功能有重要作用。6.闡明蛋白質通常由20種氨基酸分子組成,它的功能取決于氨基酸序列及其形成的空間結構,細胞的功能主要由蛋白質完成。7.概述核酸由核苷酸聚合而成,是儲存與傳遞遺傳信息的生物大分子在高考命題上,對于細胞中的水和無機鹽,常結合細胞代謝考查水鹽的存在形式、來源及利用。結合細胞結構考查糖類和脂質的種類、分布、作用及合成。蛋白質與核酸是高考命題的重點。考查內容多涉及蛋白質與核酸的元素組成、結構和功能的多樣性,以及結合基因表達考查蛋白質與核酸的合成過程中的有關內容。利用新情境材料考查蛋白質的結構和功能是近幾年高考常見的命題新形式[自我校對]①差異性②維持生命活動③參與生化反應④運送營養物質和代謝廢物⑤主要能源物質;構成細胞結構⑥儲能⑦生物膜⑧脂質⑨鈣和磷⑩催化、調節、免疫、運輸遺傳信息1.(必修1P17正文)組成細胞的各種元素大多以化合物的形式存在。2.(必修1P17旁欄思考)梨的果實和葉片的細胞中所含化合物的種類大體相同,但含量相差很大。3.(必修1P21小字)每個水分子可以與周圍水分子靠氫鍵相互作用在一起。氫鍵比較弱,易被破壞,只能維持極短時間,這樣氫鍵不斷地斷裂,又不斷地形成,使水在常溫下能夠維持液體狀態,具有流動性。同時,由于氫鍵的存在,水具有較高的比熱容,這就意味著水的溫度相對不容易發生改變,水的這種特性,對于維持生命系統的穩定性十分重要。4.(必修1P21正文)在正常情況下,細胞內自由水所占的比例越大,細胞的代謝就越旺盛;而結合水越多,細胞抵抗干旱和寒冷等不良環境的能力就越強。5.(必修1P22思考·討論)葉綠素的組成元素有C、H、O、N、Mg;血紅素的組成元素有C、H、O、N、S、Fe。6.(必修1P24正文)生物體內的糖類絕大多數以多糖的形式存在。7.(必修1P25正文)幾丁質也是一種多糖,又稱為殼多糖。廣泛存在于甲殼類動物和昆蟲的外骨骼中。幾丁質能與溶液中的重金屬離子有效結合,因此可用于廢水處理;可以用于制作食品的包裝紙和食品添加劑;可以用于制作人造皮膚。8.(必修1P25正文)脂質分子中氧的含量遠遠低于糖類,而氫的含量更高。9.(必修1P27正文)膽固醇是構成動物細胞膜的重要成分,在人體內還參與血液中脂質的運輸。10.(必修1P27正文)糖類在供應充足的情況下,可以大量轉化為脂肪;而脂肪一般只在糖類代謝發生障礙,引起供能不足時,才會分解供能,而且不能大量轉化為糖類。11.(必修1P30與社會的聯系)組成人體蛋白質的氨基酸中有8種氨基酸是人體細胞不能合成的,必須從外界環境中獲取,因此,被稱為必需氨基酸。另外13種氨基酸是人體細胞能夠合成的,叫作非必需氨基酸。12.(必修1P32與社會的聯系)蛋白質變性是指蛋白質在某些物理和化學因素作用下其特定的空間構象被破壞,從而導致其理化性質的改變和生物活性喪失的現象。高溫使蛋白質分子的空間結構變得伸展、松散,容易被蛋白酶水解,因此吃熟雞蛋、熟肉容易消化。13.(必修1P34正文)真核細胞的DNA主要分布在細胞核中,線粒體、葉綠體內也含有少量的DNA。RNA主要分布在細胞質中。14.(必修1P35正文)核酸是細胞內攜帶遺傳信息的物質,在生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合成中具有極其重要的作用。15.(必修1P37本章小結)多糖、蛋白質和核酸分別以單糖、氨基酸和核苷酸為單體組成多聚體,相對分子質量很大,稱為生物大分子。生物大分子以碳鏈為骨架。重點1水和無機鹽的作用及實驗探究1.厘清水與細胞代謝的關系2.歸納概括無機鹽及其在穩態維持中的作用[特別提醒]植物礦質元素吸收和水分吸收的關系項目水分吸收礦質元素吸收區別水分吸收為滲透作用,不需要ATP礦質元素吸收為主動運輸,需要ATP聯系①都發生在根毛區;②礦質元素需溶于水中才能被吸收;③礦質元素的吸收增加細胞液濃度,從而促進水的吸收;④水分能及時將吸收的礦質元素運走,在一定程度上也促進了礦質元素的吸收考向1圍繞水和無機鹽的存在形式及與代謝的關系,考查理解能力1.鈣在骨骼生長和肌肉收縮等過程中發揮重要作用。曬太陽有助于青少年骨骼生長,預防老年人骨質疏松。下列敘述錯誤的是(B)A.細胞中有以無機離子形式存在的鈣B.人體內Ca2+可自由通過細胞膜的磷脂雙分子層C.適當補充維生素D可以促進腸道對鈣的吸收D.人體血液中鈣離子濃度過低易出現抽搐現象解析:人體內的Ca2+不可自由通過細胞膜的磷脂雙分子層,需要載體蛋白的協助。2.(2023·廣東梅州二模)水是生命之源,一切生命活動都離不開水。下列有關水的敘述,正確的是(C)A.細胞中的結合水可以結合、溶解、運輸無機鹽B.自由水作為一種良好溶劑的原因是水為非極性分子C.手有時會磨出水泡,水泡中的液體主要是組織液D.水是有氧呼吸和無氧呼吸共同的代謝終產物解析:細胞中的水包括自由水和結合水,其中自由水既可溶解無機鹽,也可運輸無機鹽;水分子是極性分子,易與帶正電荷或負電荷的分子(或離子)結合,因此水是良好的溶劑;手有時會磨出水泡,主要原因是由于擠壓和摩擦使局部毛細血管壁通透性增大,血漿穿過毛細血管壁進入組織液的液體增加,在局部形成水泡,因此水泡中的液體主要是指組織液;無氧呼吸的產物是二氧化碳和酒精或乳酸,不產生水。(1)MgSO4必須溶解在水中才能被根吸收。(2018·海南卷)(√)(2)細胞的有氧呼吸過程不消耗水但能產生水。(×)(3)結合水是植物細胞結構的重要組成成分;自由水和結合水比值的改變會影響細胞的代謝活動。(√)(4)農田施肥的同時,往往需要適當澆水,此時澆水的原因是肥料中的礦質元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收(答出1點即可)。(5)(經典高考題)為了確定某種礦質元素是否是植物的必需元素,應采用的方法是觀察含全部營養的培養液中去掉該礦質元素前、后植株生長發育狀況。考向2圍繞水和無機鹽在農業生產中的應用及實驗,考查科學探究能力3.(2023·湖北襄陽模擬)鎘(Cd)是一種毒性很大的重金屬元素,會對植物的生長造成傷害。現以洋蔥為材料探究外源鈣(Ca)能否緩解Cd的毒害。在25℃培養洋蔥鱗莖,待剛長出葉片后將幼苗平均分組、編號。每組鎘處理和鈣處理的濃度組合如表,其他培養條件相同且適宜。兩周后,測定植株高度,結果如圖。以下實驗結果分析或推測錯誤的是(D)組別鎘處理(μmol/L)010100300鈣處理(mmol/L)0A1B1C1D10.1A2B2C2D21A3B3C3D310A4B4C4D4A.鎘能抑制洋蔥生長,在一定范圍內隨鎘濃度的升高,抑制作用逐漸加強B.在低鎘濃度條件下,外源鈣對洋蔥生長無明顯影響C.在中、高鎘濃度條件下,外源鈣能部分緩解鎘對洋蔥生長造成的抑制作用D.若Ca2+與Cd2+競爭細胞表面數量有限的離子通道,當溶液中Ca2+和Cd2+同時存在時,Ca2+濃度越高,越有利于植株生長解析:A1、B1、C1、D1四組是在無鈣處理時進行的,因此自變量只有鎘濃度,實驗結果說明:鎘能抑制洋蔥生長,且在一定范圍內隨鎘濃度的升高,抑制作用逐漸加強;A組無鎘,B組低鎘,A1、B1組無外源鈣,A2～A4、B2～B4組有外源鈣,對比可知,在低鎘濃度條件下,外源鈣對洋蔥生長無明顯影響;在中、高鎘濃度條件下,隨鈣濃度升高,平均株高逐漸增加,說明外源鈣能部分緩解鎘對洋蔥生長造成的抑制作用;Ca2+濃度過高,可能會導致細胞失水,不利于植株生長。4.(2021·河北卷)為探究水和氮對光合作用的影響,研究者將一批長勢相同的玉米植株隨機均分成三組,在限制水肥的條件下做如下處理:(1)對照組;(2)施氮組,補充尿素(12g·m-2);(3)水+氮組,補充尿素(12g·m-2)同時補水。檢測相關生理指標,結果見下表。生理指標對照組施氮組水+氮組自由水/結合水6.26.87.8氣孔導度(mmol·m-2·s-1)8565196葉綠素含量(mg·g-1)9.811.812.6RuBP羧化酶活性(μmol·h-1·g-1)316640716光合速率(μmol·m-2·s-1)6.58.511.4注:氣孔導度反映氣孔開放的程度。回答下列問題:(1)植物細胞中自由水的生理作用包括

等(寫出兩點即可)。補充水分可以促進玉米根系對氮的,提高植株氮供應水平。

(2)參與光合作用的很多分子都含有氮。氮與離子參與組成的環式結構使葉綠素能夠吸收光能,用于驅動兩種物質的合成以及的分解;RuBP羧化酶將CO2轉變為羧基加到分子上,反應形成的產物被還原為糖類。

(3)施氮同時補充水分增加了光合速率,這需要足量的CO2供應。據實驗結果分析,葉肉細胞CO2供應量增加的原因是

。

解析:(1)自由水是細胞內的良好溶劑,許多種物質溶解在自由水中;細胞內的許多生化反應也需要水的參與,如光合作用、細胞呼吸等;植物的大多數細胞必須浸潤在以水為基礎的液體環境中;自由水在植物體內的流動還可以運送營養物質和代謝廢物。氮肥可溶解在水中,補充水分可以促進玉米根系對氮的吸收和運輸,從而提高植株氮供應水平。(2)鎂是組成葉綠素的重要元素,在葉綠體類囊體薄膜上,利用色素捕獲的光能可進行水的光解,產生NADPH和ATP。暗反應進行時,CO2在RuBP羧化酶的作用下與C5結合形成C3,C3最終被還原成糖類。(3)葉綠體吸收光能的能力加強,水的光解速率加快,使得光反應速率加快,固定CO2的速率加快;施氮同時補充水分使氣孔導度增大,有利于外界CO2進入葉肉細胞,為暗反應提供原料。答案:(1)是細胞內的良好溶劑;參與細胞內的某些生化反應;為細胞提供液體環境;運送營養物質和代謝廢物(寫出兩點即可)吸收和運輸(2)鎂NADPH和ATP水C5(3)葉綠體吸收光能的能力加強,水的光解速率加快,使得光反應速率加快,固定CO2的速率加快;施氮同時補充水分使氣孔導度增大,有利于外界CO2進入葉肉細胞,為暗反應提供原料識表:表中第一行展示了實驗分組:對照組、施氮組、水+氮組;第一列則展示檢測的各項生理指標:自由水/結合水、氣孔導度、葉綠素含量、RuBP羧化酶活性、光合速率,其他各列依次對應不同分組對應的指標數值。析表:該實驗的目的是探究水和氮對光合作用的影響。分析數據:自由水/結合水的值:對照組<施氮組<水+氮組。氣孔導度:施氮組<對照組<水+氮組。葉綠素含量:對照組<施氮組<水+氮組。RuBP羧化酶活性:對照組<施氮組<水+氮組。光合速率:對照組<施氮組<水+氮組。聯表:施氮的同時補充水分使氣孔導度增加,CO2吸收量增多,同時RuBP羧化酶活性增大,使固定CO2的效率增加,植物有足量的CO2供應,從而增加了光合速率。重點2深入理解細胞中各有機物的功能1.歸納概括糖類和脂質的種類和功能2.歸納概括蛋白質的結構和功能3.構建蛋白質和核酸的結構與功能關系模型4.常見的核酸—蛋白質復合體[特別提醒]厘清與蛋白質和核酸相關的3個易錯點(1)高溫使蛋白質變性的原因不是破壞了肽鏈上的肽鍵,而是破壞了肽鏈盤曲折疊形成的空間結構,所以變性后的蛋白質還可以與雙縮脲試劑發生反應。(2)低溫和鹽析未破壞蛋白質的空間結構;溫度過高、過酸、過堿、重金屬鹽都會使蛋白質的空間結構發生不可逆的改變。(3)DNA一般是雙鏈結構,質粒DNA、線粒體和葉綠體中的DNA是環狀的。RNA一般是單鏈結構。雙鏈DNA的堿基對間含氫鍵,某些RNA(如tRNA)中也含氫鍵。考向1圍繞糖類和脂質與人體健康、生活生產中的應用,考查社會責任1.(2023·福建廈門期中)肥胖與長期糖攝入超標有關,培養健康的飲食習慣,控制高糖類副食的攝入,是防止肥胖發生的有效手段。下列認識正確的是(B)A.糖是細胞內主要的儲能物質,常被形容為“生命的燃料”B.糖在生產生活中有廣泛的用途,某些糖可用于廢水處理、制作人造皮膚等C.糖類在供應充足的情況下,可以大量轉化為脂肪,在糖類代謝發生障礙時,脂肪也能大量轉化為糖類D.糖尿病是一種常見的糖代謝異常疾病,病人飲食中不能含任何糖類解析:葡萄糖是細胞生命活動所需要的主要能源物質,常被形容為“生命的燃料”;糖在生產生活中有廣泛的用途,幾丁質是一種多糖,可用于廢水處理、制作人造皮膚等;糖類在供應充足的情況下,可以大量轉化為脂肪,在糖類代謝發生障礙時,脂肪也不能大量轉化為糖類;糖尿病是一種常見的糖代謝異常疾病,病人飲食不應該含有過多的糖類,但并不意味著不能含任何糖類。2.(2023·湖北卷)維生素D3可從牛奶、魚肝油等食物中獲取,也可在陽光下由皮膚中的7-脫氫膽固醇轉化而來,活化維生素D3可促進小腸和腎小管等部位對鈣的吸收。研究發現,腎臟合成和釋放的羥化酶可以促進維生素D3的活化。下列敘述錯誤的是(C)A.腎功能下降可導致機體出現骨質疏松B.適度的戶外活動,有利于少年兒童的骨骼發育C.小腸吸收鈣減少可導致細胞外液滲透壓明顯下降D.腎功能障礙時,補充維生素D3不能有效緩解血鈣濃度下降解析:腎臟合成和釋放的羥化酶可以促進維生素D3的活化,腎功能下降會導致維生素D3的活性下降,進而減少小腸和腎小管等部位對鈣的吸收,導致機體出現骨質疏松;因為陽光下皮膚中的7-脫氫膽固醇可轉化成維生素D3,而維生素D3又能促進鈣的吸收,因此適度的戶外活動,有利于少年兒童的骨骼發育;細胞外液滲透壓主要與無機鹽和蛋白質的含量有關,在組成細胞外液的各種無機鹽離子中,含量上有明顯優勢的是Na+和Cl-,細胞外液滲透壓的90%以上來源于Na+和Cl-,因此小腸吸收鈣減少并不會導致細胞外液滲透壓明顯下降;腎功能障礙時,維生素D3的活化受阻,只有活化的維生素D3才能促進鈣的吸收,因此補充維生素D3不能有效緩解血鈣濃度下降。(1)纖維素和蔗糖的基本組成單位都是葡萄糖和果糖。(2020·山東卷改編)(×)(2)纖維素是植物和藍藻細胞壁的主要成分,不易溶于水,在人體內不被消化。(2021·海南卷改編)(×)(3)性激素屬于固醇類物質,能維持人體第二性征;維生素D能促進小腸對鈣、磷的吸收,缺乏維生素D會影響骨骼發育。(2020·海南卷改編)(√)(4)糖類、脂質、蛋白質和核酸等有機物都是生物大分子。(2020·江蘇卷)(×)(5)女性皮下脂肪厚,在沒有食物和飲水的條件下,女性的生存期限會比男性長。請從脂肪的元素組成及主要作用角度分析出現上述現象的原因:脂肪是良好的儲能物質,其含氫量高于糖類,氧化分解時釋放的能量多,產生的水多。考向2圍繞蛋白質和核酸在生活、生產實踐和醫學上的應用,考查科學思維能力3.(2022·湖南卷)洗滌劑中的堿性蛋白酶受到其他成分的影響而改變構象,部分解折疊后可被正常堿性蛋白酶特異性識別并降解(自溶)失活。此外,加熱也能使堿性蛋白酶失活,如圖所示。下列敘述錯誤的是(B)A.堿性蛋白酶在一定條件下可發生自溶失活B.加熱導致堿性蛋白酶構象改變是不可逆的C.添加酶穩定劑可提高加堿性蛋白酶洗滌劑的去污效果D.添加堿性蛋白酶可降低洗滌劑使用量,減少環境污染解析:由題“部分解折疊后可被正常堿性蛋白酶特異性識別并降解(自溶)失活”可知,堿性蛋白酶在一定條件下可發生自溶失活;由題圖可知,加熱導致堿性蛋白酶由天然狀態變為部分解折疊,部分解折疊的堿性蛋白酶降溫后可恢復到天然狀態,因此一定條件下加熱導致堿性蛋白酶構象改變是可逆的;堿性蛋白酶受到其他成分的影響而改變構象,而且加熱也能使堿性蛋白酶失活,從而降低添加堿性蛋白酶洗滌劑的去污效果,故添加酶穩定劑可提高加堿性蛋白酶洗滌劑的去污效果;酶具有高效性,堿性蛋白酶能催化蛋白質水解成多肽和氨基酸,可有效清除汗漬、奶漬、醬油漬等污漬,故添加堿性蛋白酶可降低洗滌劑使用量,減少環境污染。4.(2023·浙江高三適應性考試)牛胰核糖核酸酶是一種能催化核糖核酸降解的蛋白質分子,而物質X會導致該酶去折疊而失去活性,當去除物質X后,它又會重新折疊恢復活性。下列敘述正確的是(B)A.組成牛胰核糖核酸酶和核糖核酸的元素相同B.牛胰核糖核酸酶和核糖核酸均由各自基本單位連接形成C.物質X可能破壞了牛胰核糖核酸酶中的肽鍵而使其失去活性D.該實例表明高溫下變性失活的蛋白質通過一定處理也能恢復活性解析:牛胰核糖核酸酶屬于蛋白質分子,由C、H、O、N等元素構成,而核糖核酸的元素組成為C、H、O、N、P,元素組成不完全相同;牛胰核糖核酸酶是由氨基酸連接而成,核糖核酸是由核糖核苷酸連接而成;根據題意分析,加入物質X會導致牛胰核糖核酸酶去折疊而失去活性,去除物質X后,該酶又會重新折疊并恢復活性,因此物質X沒破壞牛胰核糖核酸酶中的肽鍵;該實例表明物質X導致的蛋白質的去折疊失活,去除物質X后能恢復活性,不能說明高溫下變性失活的蛋白質通過一定處理也能恢復活性。(1)膠原蛋白的氮元素主要存在于氨基中。(2022·湖南卷)(×)(2)蛋白質和DNA的組成元素都含有C、H、O、N,具有相同的空間結構。(2020·北京卷)(×)(3)核酸和蛋白質高溫變性后降溫都能緩慢復性。(2021·江蘇卷)(×)(4)變性的蛋白質易被蛋白酶水解,原因是蛋白質變性使肽鍵暴露,暴露的肽鍵易與蛋白酶接觸,使蛋白質降解。考向3以新的科研成果等為信息載體考查蛋白質和核酸5.(2023·湖南聯考)科學研究發現,細胞內普遍存在被稱為分子伴侶的一類蛋白質,如圖所示,該類蛋白質能夠識別并結合異常折疊或裝配的蛋白質,幫助其正確折疊、轉運或防止它們聚集,其本身不參與最終產物的形成。下列關于分子伴侶的敘述正確的是(D)A.分子伴侶是由一種基因控制的在核糖體上合成的蛋白質B.分子伴侶在內質網中調節蛋白質的正確折疊和裝配,并參與蛋白質的合成C.分子伴侶具有特定的結構,能識別異常折疊的蛋白質,也能識別正常折疊的蛋白質D.分子伴侶具有降解異常蛋白質,防止它們聚集的作用解析:分子伴侶是一類蛋白質,不是由一種基因控制合成的;分子伴侶能識別并結合異常折疊或裝配的蛋白質,幫助其正確折疊、轉運或防止它們聚集,該過程發生在內質網中,但其本身不參與蛋白質的合成;分子伴侶具有特定的結構,能識別異常折疊的蛋白質,正常折疊的蛋白質沒有識別位點;結合圖示可知,分子伴侶具有降解異常蛋白質,防止它們聚集的作用。6.(2023·河北衡水檢測)一個蛋白質分子與其他蛋白質(或其他物質)結合后,其空間結構發生改變,使它適應于生命活動的需要,這一類變化稱為別構效應。如血紅蛋白四個亞基中,第1個亞基結合O2后引起血紅蛋白分子的構象變化,使其他亞基更加容易與O2結合。下列有關敘述錯誤的是(B)A.血紅蛋白發生別構效應時不需要消耗線粒體產生的ATPB.別構效應會使酶的活性增強,使其降低活化能的效率更顯著C.有些載體蛋白在跨膜轉運某些分子或離子時會發生別構效應D.若DNA也能發生別構效應,則可能會影響細胞內基因的表達解析:血紅蛋白存在于紅細胞中,細胞中無線粒體,而且血紅蛋白發生別構效應時不需要消耗ATP;別構效應使酶空間結構改變,可能會使酶的活性增加,也可能使酶的活性降低;載體蛋白在跨膜轉運某些分子或離子時,需要與運輸物質結合,進而改變空間結構,發生別構效應;若DNA也能發生別構效應,則該效應可能會影響細胞內基因的表達。生物分子的生活情境情境材料衡量食品中蛋白質成分營養價值高低的一個很重要的指標是看必需氨基酸的種類和含量,很多人喜歡吃豆腐,就是因為豆腐中含有一些人類必需的氨基酸。制作豆腐時,在煮熟的豆漿中加入熟石膏或鹽鹵(俗稱鹵水)即可制作豆腐,因此有“鹵水點豆腐,一物降一物”之說。問題探究(1)有的同學偏食,從蛋白質營養角度分析這種飲食習慣為什么不合理?提示:偏食可能會導致某些必需氨基酸攝入不足,影響細胞內蛋白質的合成,引起營養不良。(2)利用熟石膏或鹽鹵制作豆腐是利用了什么原理?該過程中有無肽鍵的斷裂?提示:利用了熟石膏或鹽鹵中的金屬離子使蛋白質變性的原理;蛋白質空間結構改變的過程不會發生肽鍵的斷裂。(3)當人、畜誤食銅鹽、汞鹽等重金屬鹽中毒后,你認為應采取什么措施解毒?提示:重金屬鹽中毒后,可以立即服用大量的豆漿、牛奶或蛋清,它們中的蛋白質可以和重金屬離子反應,從而在一定程度上保護人、畜。1.(2023·山東德州模擬)硫酸軟骨素是一種廣泛分布于軟骨及結締組織中的硫酸化多糖,該多糖是由氨基化單糖聚合而成的,能降低脂質合成相關酶的活性,在臨床上可有效降低血清中的膽固醇、三酰甘油含量。下列說法正確的是(C)A.硫酸軟骨素的元素組成有C、H、O、S四種B.硫酸軟骨素作為能源物質參與細胞的生命活動C.膽固醇含量過低可影響動物細胞膜結構的穩定D.膽固醇和三酰甘油是在相同酶的催化下合成的解析:硫酸軟骨素是由氨基化單糖聚合而成的硫酸化多糖,元素組成有C、H、O、N、S五種;該多糖可降低某些酶的活性,不作為能源物質;膽固醇是構成動物細胞膜的重要成分,所以膽固醇含量過低可影響動物細胞膜結構的穩定;酶具有專一性,膽固醇和三酰甘油是在不同酶的催化下合成的。2.(2023·河北邯鄲二模)科學研究者發現了一種特殊的分子機制,即蛋白質PCSK9能降解低密度脂蛋白(LDL)的受體,而低密度脂蛋白是血液中最豐富的膽固醇顆粒,LDL在血液中積累會導致動脈粥樣硬化和心臟病的發生。下列敘述錯誤的是(C)A.膽固醇在人體內參與血液中脂質的運輸B.PCSK9增多會導致高膽固醇血癥C.實驗中可用32P標記人體中的膽固醇成分D.LDL通過受體以胞吞方式進入肝臟細胞解析:膽固醇不僅是動物細胞膜的重要成分,在人體內還參與血液中脂質的運輸;蛋白質PCSK9能降解LDL的受體,導致血液中膽固醇增多;膽固醇的組成元素是C、H、O,故不能用32P標記人體中的膽固醇成分;LDL是生物大分子,LDL的受體介導LDL以胞吞方式進入肝臟細胞。微專題突破練一、選擇題1.食用花卉是一類富含氨基酸且有利于人體氨基酸營養平衡的天然綠色食品。下列有關食用花卉中氨基酸的敘述,正確的是(C)A.各種氨基酸都含有元素C、H、O、N、SB.食用花卉中的氨基酸可以用雙縮脲試劑來檢測C.必需氨基酸的種類和含量是評價食物營養價值的重要指標D.通過檢測氨基酸的種類可鑒定區分不同種類的花卉解析:組成氨基酸的基本元素是C、H、O、N,有的含有S;雙縮脲試劑是通過與蛋白質中的肽鍵發生反應而鑒定蛋白質的,氨基酸中不含肽鍵,因而食用花卉中的氨基酸不可以用雙縮脲試劑來檢測;必需氨基酸是人體不能合成但是是人體需要的氨基酸,只能從食物中獲得,因此,必需氨基酸的種類和含量是評價食物營養價值的重要指標;通過檢測氨基酸的種類不能鑒定區分不同種類的花卉,因為氨基酸不具有種的特異性。2.(2023·江蘇徐州一模)下列有關細胞中化合物的敘述,正確的是(C)A.纖維素、葉綠素、性激素都是生物大分子B.構成血紅蛋白的某些氨基酸中含有S、Fe等元素C.ATP和RNA都含有腺苷,組成元素相同D.無機鹽參與維持細胞的酸堿平衡,不參與有機物的合成解析:性激素和葉綠素不是由許多單體連接成的多聚體,不是生物大分子;血紅蛋白含有S、Fe等元素,但氨基酸中不含Fe;ATP脫去3個磷酸基團后,則為腺苷,RNA的基本組成單位之一腺嘌呤核糖核苷酸脫去1個磷酸基團后也為腺苷,故ATP和RNA都含有腺苷,組成元素相同,均為C、H、O、N、P;有些無機鹽參與有機物的合成,比如鎂參與合成葉綠素,鐵參與合成血紅蛋白。3.(2023·四川達州二模)蛋白質表面吸附水分子后出現“水膜”,“水膜”被破壞會導致蛋白質變性,從而暴露出更多的肽鍵。下列推測不合理的是(D)A.蛋白質中有“—N—C—C—N—C—C—…”的重復結構B.細胞內組成蛋白質“水膜”的水屬于結合水C.強酸、強堿和高溫等會破壞蛋白質的“水膜”D.可用雙縮脲試劑檢測蛋白質“水膜”是否被破壞解析:蛋白質的基本組成單位是氨基酸,一個氨基和一個羧基連接在同一個碳上,一個氨基酸的羧基和另一個氨基酸的氨基之間脫水縮合形成肽鍵,所以蛋白質中有“—N—C—C—N—C—C—…”的重復結構;水與蛋白質結合后失去了流動性和溶解性,成為生物體的構成成分,所以細胞內組成蛋白質“水膜”的水屬于結合水;蛋白質的“水膜”被破壞會導致蛋白質變性,而強酸、強堿和高溫等會破壞蛋白質的空間結構,從而使蛋白質變性,所以推測強酸、強堿和高溫等會破壞蛋白質的“水膜”;蛋白質“水膜”無論是否被破壞,都可以與雙縮脲試劑發生紫色反應。4.(2023·廣東汕尾一模)蛋白質、核酸等生物大分子的功能依賴于其獨特的結構。下列有關生物大分子的敘述錯誤的是(D)A.生物大分子的基本組成單位均以碳鏈為基本骨架B.DNA分子螺旋化程度的不同可能影響其復制的進行C.蛋白質在高溫下失活是因為其空間結構發生了改變D.組成淀粉和纖維素的基本單位不同導致功能出現差異解析:生物大分子如蛋白質、核酸等是由許多單體連接成的多聚體,每一個單體都以若干個相連的碳原子構成的碳鏈為基本骨架;DNA分子復制是以DNA的兩條鏈為模板進行的,該過程中DNA需要先解旋,故DNA分子螺旋化程度的不同可能影響其復制的進行;蛋白質在高溫下失活是因為其空間結構發生了改變;組成淀粉和纖維素的基本單位相同,都是葡萄糖。5.(2023·山東濰坊二模)脂滴(LDs)是最新發現的一種新型細胞器,主要儲存脂肪等脂質。哺乳動物的LDs還具有蛋白質介導的抗菌能力:在響應侵入機體的LPS時,多種宿主防御蛋白會在LDs上組裝成復雜的簇,以應對細菌的侵襲。LPS是細菌的脂多糖,它能抑制LDs內脂質在線粒體內的降解,同時增加LDs與細菌的接觸。下列說法正確的是(C)A.LDs可能是由磷脂雙分子層包裹而成的細胞器B.LPS含有C、H、O元素,其合成部位是內質網C.LDs可作為組織和使用防御蛋白殺死細胞內病原體的細胞器D.LPS是由哺乳動物細胞產生的信號分子,可抑制LDs內脂質的代謝解析:脂滴(LDs)主要儲存脂肪等脂質,脂質不溶于水,則脂滴可能是由單層磷脂分子包裹而成的細胞器,尾部朝內有利于儲存脂質;細菌沒有內質網,所以LPS不在內質網合成;由題干可知,多種宿主防御蛋白會在LDs上組裝成復雜的簇,以應對細菌的侵襲,所以LDs可作為組織和使用防御蛋白殺死細胞內病原體的細胞器;LPS是細菌的脂多糖,不是哺乳動物細胞產生的信號分子。6.(2023·山東淄博模擬)血管緊張素是由肝臟分泌的前體物質——血管緊張素原(一種血清球蛋白)水解形成的一種多肽類激素,能引起血管收縮,升高血壓,用于改善各種原因引起的低血壓癥。下列相關敘述正確的是(A)A.血管緊張素原的形成需經內質網和高爾基體的加工B.雙縮脲試劑不能與血管緊張素發生紫色反應C.血管緊張素與血管緊張素原具有相同的空間結構D.可通過靜脈注射或口服血管緊張素等方式改善低血壓癥解析:血管緊張素原屬于分泌蛋白,故其形成需經內質網和高爾基體的加工;血管緊張素是多肽類激素,能與雙縮脲試劑發生紫色反應,但口服會被消化分解而喪失活性;血管緊張素是由血管緊張素原水解形成的,兩者空間結構不同。7.LIP蛋白是存在于七鰓鰻免疫系統中的免疫活性物質。科研人員發現LIP會識別人體腫瘤細胞上特有的糖鏈,鎖定細胞后從外面打孔,導致腫瘤細胞因膜破裂而死亡。已知膀胱癌患者尿液樣本中該特有糖鏈的含量是正常人的2～3倍。下列說法錯誤的是(C)A.LIP可能是細胞因子,在特異性免疫中發揮重要作用B.LIP可利用雙縮脲試劑進行檢測,且合成需經內質網加工C.LIP導致腫瘤細胞因膜破裂引起的死亡屬于細胞凋亡D.利用LIP對疑似病人的尿液進行檢測可幫助醫生對膀胱癌進行確診解析:根據題干信息“鎖定細胞后從外面打孔,導致腫瘤細胞因膜破裂而死亡”,這與免疫過程中細胞因子的作用相似,故可推測LIP可能是細胞因子,在特異性免疫中發揮重要作用;結合A項解析可知,LIP蛋白可能是細胞因子,屬于分泌蛋白,需要經過內質網和高爾基體加工,可以與雙縮脲試劑發生紫色反應;細胞凋亡是由基因決定的程序性死亡,而LIP使腫瘤細胞死亡,是細胞膜破裂導致的,不屬于細胞凋亡;由于“膀胱癌患者尿液樣本中該特有糖鏈的含量是正常人的2～3倍”,而“LIP會識別人體腫瘤細胞上特有的糖鏈”,所以能利用LIP對糖鏈的識別能力對膀胱癌進行確診。8.下列有關生物體內物質含量比值關系的敘述,正確的是(C)A.蛋白質/脂質的值,線粒體內膜比外膜低B.人體細胞無氧呼吸增強,產生CO2/消耗O2的值升高C.寒冷環境,結合水/自由水的值適當升高,植物體抗逆性增強D.有氧呼吸條件下,O2濃度/CO2濃度的值,葉肉細胞線粒體基質比細胞質基質高解析:線粒體內膜是有氧呼吸第三階段的場所,其功能比外膜更多、更復雜,因此線粒體內膜的蛋白質/脂質的值大于線粒體外膜;人體細胞進行無氧呼吸時,產物是乳酸,不產生CO2,故產生CO2/消耗O2的值不變;結合水含量越多,植物的抗逆性越強,故在寒冷環境,結合水/自由水的值適當升高,植物體抗逆性增強;有氧呼吸條件下,O2由細胞質基質通過自由擴散進入線粒體基質,線粒體基質中進行有氧呼吸第二階段,產生的CO2通過自由擴散進入細胞質基質,故O2濃度/CO2濃度的值,葉肉細胞線粒體基質比細胞質基質低。9.(2023·四川瀘州三診)硒代半胱氨酸是科學家在人體中發現的新氨基酸,由終止密碼子UGA編碼,其結構和半胱氨酸類似,只是后者的硫原子被硒取代。下列有關敘述錯誤的是(A)A.硒元素存在于含硒代半胱氨酸蛋白質的肽鍵中B.運載硒代半胱氨酸的tRNA分子結構中含有ACU序列C.硒代半胱氨酸的出現使運載氨基酸的tRNA種類發生改變D.基因中的堿基序列向氨基酸序列轉換需要RNA聚合酶參與解析:半胱氨酸的硫原子位于氨基酸的R基中,硒取代硫,則硒元素也存在于含硒代半胱氨酸蛋白質的R基中;根據密碼子與反密碼子堿基互補配對,編碼硒代半胱氨酸的密碼子是UGA,則tRNA中的反密碼子是ACU;正常情況下,三種終止密碼子不翻譯氨基酸,tRNA的種類是61種,現在有一種終止密碼子翻譯硒代半胱氨酸,則tRNA的種類變為62種,種類發生了改變;基因中的堿基序列向氨基酸序列轉換首先需要將基因中的堿基序列轉化為mRNA中的堿基序列,該過程稱為轉錄,需要RNA聚合酶的參與。10.(2023·山東聯考)某種胰島素是由51個氨基酸組成的蛋白質,含有2條肽鏈和3個二硫鍵。在提取該胰島素的過程中,β巰基乙醇的使用濃度會直接影響其結構。當β巰基乙醇的使用濃度過高時,該種胰島素的二硫鍵斷裂、肽鏈伸展。下列敘述錯誤的是(D)A.胰島素與糖原均是由多個單體連接成的多聚體B.高濃度β巰基乙醇改變了胰島素的空間結構進而導致其功能喪失C.經高濃度β巰基乙醇處理的胰島素仍可與雙縮脲試劑發生紫色反應D.胰島素的肽鍵、二硫鍵的形成及肽鏈折疊等過程是在高爾基體內完成的解析:胰島素和糖原都是生物大分子,二者都是由多個單體連接成的多聚體;高濃度β巰基乙醇使胰島素的二硫鍵斷裂、肽鏈伸展,改變了胰島素的空間結構,使其功能喪失;高濃度β巰基乙醇只能導致胰島素的二硫鍵斷裂,不會破壞其肽鍵,因此經高濃度β巰基乙醇處理的胰島素仍能與雙縮脲試劑發生紫色反應;肽鍵的形成是在核糖體上進行的,二硫鍵的形成及肽鏈的折疊等蛋白質的加工過程是在內質網和高爾基體內完成的。11.(2023·廣東汕頭一模)細胞質基質中Ca2+濃度較低,其中短暫的Ca2+濃度增加具有非常重要的生理意義,細胞會根據Ca2+濃度增加的幅度、頻率等做出相應的生理應答。內質網是細胞中非常重要的鈣庫,具有儲存Ca2+的作用。下列說法錯誤的是(A)A.組織液中的Ca2+進入組織細胞的方式為主動運輸B.哺乳動物的血液中Ca2+的含量太低會使動物抽搐C.內質網膜上可能有運輸Ca2+的通道蛋白和載體蛋白D.Ca2+與激素、mRNA一樣可以作為傳遞信息的物質解析:細胞質基質中Ca2+濃度較低,組織液中的Ca2+進入細胞中是順濃度梯度且需要轉運蛋白的協助,所以屬于協助擴散;哺乳動物的血鈣過低會引起抽搐,血鈣過高會引起肌無力;內質網是鈣庫,可以通過載體蛋白以主動運輸的方式將Ca2+運進內質網來儲存Ca2+,當需要細胞做出相應的生理應答時,內質網通過通道蛋白以協助擴散的方式將Ca2+運到細胞質基質;細胞會根據Ca2+濃度增加的幅度、頻率等做出相應的生理應答,所以Ca2+與激素、mRNA一樣可以作為傳遞信息的物質。12.(2023·山東濰坊二模)如圖表示細胞內發生的某些物質合成過程,其中①②③④表示不同的生物大分子,④是細胞內的儲能物質,a、b、c表示組成對應大分子的單體。下列說法正確的是(C)A.①主要分布在細胞核,a是脫氧核糖核苷酸B.②③在真核細胞內的存在部位不同,但可能都具催化作用C.在動植物細胞內④可代表不同物質,但c是同一物質D.②→③→④是基因的有序表達過程,體現了基因對性狀的控制解析:由題干可知,④是細胞內的儲能物質且是生物大分子,可推知④是多糖,催化其合成的③是蛋白質類的酶,因此③是蛋白質,RNA指導蛋白質合成,因此②是RNA,DNA指導RNA的合成,因此①是DNA,DNA主要分布在細胞核中,a是②RNA的單體,即a是核糖核苷酸;由以上分析可知,②③分別表示RNA、蛋白質,RNA在細胞質和細胞核中都有,但主要存在于細胞質中,蛋白質在細胞質及細胞核中都有,因此二者存在部位有相同之處,酶的化學本質為蛋白質或RNA,因此二者都可能具有催化作用;④在動物細胞內可代表糖原,在植物細胞內可代表淀粉,二者的單體c都是葡萄糖;①DNA→②RNA→③蛋白質是基因的有序表達過程,體現了基因對性狀的控制。13.(2023·廣東佛山模擬)合成生物學是生物科學的一個新興分支學科,其研究成果有望破解人類面臨的健康、能源、環境等諸多問題,比如為食品研發賦能:開發多種功能的替代蛋白、糖類和脂質等。下列有關蛋白質、糖類和脂質的敘述正確的是(D)A.脂肪分子中C、H的比例高,O的比例低,是細胞的主要能源物質B.糖原和淀粉的功能不同是因為其單體的排列順序不同C.細胞中各種蛋白質的合成過程都需要核糖體和線粒體參與D.細胞膜、細胞質、細胞核中均含有由糖類參與形成的化合物解析:細胞中的主要能源物質是糖類,脂肪是良好的儲能物質;糖原和淀粉的單體都是葡萄糖,其排列順序不影響糖原和淀粉的功能;原核細胞中沒有線粒體,故不是所有蛋白質的合成都需要線粒體參與;細胞膜、細胞質、細胞核中均含有由糖類參與形成的化合物,例如細胞膜上有糖蛋白,細胞質和細胞核中都有RNA,RNA中有核糖。二、非選擇題14.火鍋是不可多得的美味,而在眾多的火鍋菜品中,蝦丸更是深受人們的喜愛。蝦丸是將精選的蝦肉研碎成糜(蝦糜)團成丸狀,新鮮的蝦糜不宜常溫放置太久。長期存儲時,常采用低溫保存,冷凍太久會影響蝦丸的口感。回答下列問題。(1)蝦糜中的蛋白質是通過脫水縮合方式形成的。蝦丸經過加熱后,蛋白質的空間結構發生改變,稱為。這時的蛋白質更容易消化,原因是。

(2)低溫儲存能延長蝦糜制品的保存時間,這是因為低溫能夠抑制的活性,降低(填“微生物”或“蝦糜細胞”)的細胞呼吸強度。

(3)長時間冷凍會影響蝦糜制品的凝膠強度,導致口感變差。科研人員將添加了不同濃度海藻糖的蝦糜放在-18℃下冷凍,檢測其凝膠強度的變化。結果如圖所示:由實驗結果可知,隨著冷凍時間的增加,蝦糜蛋白凝膠強度,且海藻糖可以(填“減緩”或“加強”)這種變化,但考慮成本以及效果,選擇濃度為的海藻糖添加最好。

(4)進一步研究發現,隨著冷凍時間的延長,不同氨基酸的基之間形成的二硫鍵含量有所上升,破壞原有的網格結構。推測海藻糖的添加可以二硫鍵的增加,從而保護網格結構的穩定,維持蝦糜制品的口感。

解析:(1)氨基酸是組成蛋白質的基本單位,蛋白質是氨基酸經過脫水縮合過程形成的;高溫下蛋白質空間結構發生改變,叫作蛋白質的變性;變性后蛋白質的空間結構變得伸展、松散,容易被蛋白酶水解,所以加熱后的蛋白質更容易消化。(2)低溫能抑制微生物細胞內酶的活性,降低微生物的細胞呼吸強度,延長蝦糜制品的保存期。(3)由圖可知,隨著冷凍時間的延長,蝦糜蛋白凝膠強度下降;加入海藻糖可在一定程度上緩解凝膠強度的下降,而使用6%和9%海藻糖的效果基本相同,所以從成本以及效果考慮,選擇濃度為6%的海藻糖添加最好。(4)不同氨基酸的R基中的巰基可能會形成二硫鍵;二硫鍵增加會破壞網格結構,使凝膠強度下降,海藻糖能緩解凝膠強度下降,推測海藻糖能抑制二硫鍵增加,從而保護網格結構的穩定,維持口感。答案:(1)氨基酸變性高溫使蛋白質的空間結構變得伸展、松散,容易被蛋白酶水解(2)酶微生物(3)下降減緩6%(4)R抑制15.如圖1表示細胞內某些化合物的元素組成及其相互關系,甲、乙、丙、丁、戊、己代表不同的有機物,1、2、3、4代表組成大分子物質的單體。圖2表示丙的結構,其由三條多肽鏈形成,共含有271個氨基酸。請分析回答下列問題。(1)細胞中的1與2相比特有的化學成分是。

(2)細胞中的乙除了圖示作用,還有(至少答出兩點)等作用。

(3)己和丙參與構成生物膜結構,其中膜的功能主要由膜上的(填“丙”或“己”)決定。丁、戊都是動物細胞中的儲能物質,相同質量的丁、戊含能量多的是。

(4)5為絕大多數生命活動直接供能。在綠色開花植物的根尖細胞中,形成5的結構