2024届高考生物考前冲刺第1篇专题素能提升专题1细胞微专题1细胞的分子组成教师用书

专题一细胞微专题1细胞的分子组成课标要求考情分析1.说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成,它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子。2.指出水大约占细胞重量的2/3,以自由水和结合水的形式存在,赋予了细胞许多特性,在生命活动中具有重要作用。3.举例说出无机盐在细胞内含量虽少,但与生命活动密切相关。4.概述糖类有多种类型,它们既是细胞的重要结构成分,又是生命活动的主要能源物质。5.举例说出不同种类的脂质对维持细胞结构和功能有重要作用。6.阐明蛋白质通常由20种氨基酸分子组成,它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构,细胞的功能主要由蛋白质完成。7.概述核酸由核苷酸聚合而成,是储存与传递遗传信息的生物大分子在高考命题上,对于细胞中的水和无机盐,常结合细胞代谢考查水盐的存在形式、来源及利用。结合细胞结构考查糖类和脂质的种类、分布、作用及合成。蛋白质与核酸是高考命题的重点。考查内容多涉及蛋白质与核酸的元素组成、结构和功能的多样性,以及结合基因表达考查蛋白质与核酸的合成过程中的有关内容。利用新情境材料考查蛋白质的结构和功能是近几年高考常见的命题新形式[自我校对]①差异性②维持生命活动③参与生化反应④运送营养物质和代谢废物⑤主要能源物质;构成细胞结构⑥储能⑦生物膜⑧脂质⑨钙和磷⑩催化、调节、免疫、运输遗传信息1.(必修1P17正文)组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在。2.(必修1P17旁栏思考)梨的果实和叶片的细胞中所含化合物的种类大体相同,但含量相差很大。3.(必修1P21小字)每个水分子可以与周围水分子靠氢键相互作用在一起。氢键比较弱,易被破坏,只能维持极短时间,这样氢键不断地断裂,又不断地形成,使水在常温下能够维持液体状态,具有流动性。同时,由于氢键的存在,水具有较高的比热容,这就意味着水的温度相对不容易发生改变,水的这种特性,对于维持生命系统的稳定性十分重要。4.(必修1P21正文)在正常情况下,细胞内自由水所占的比例越大,细胞的代谢就越旺盛;而结合水越多,细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。5.(必修1P22思考·讨论)叶绿素的组成元素有C、H、O、N、Mg;血红素的组成元素有C、H、O、N、S、Fe。6.(必修1P24正文)生物体内的糖类绝大多数以多糖的形式存在。7.(必修1P25正文)几丁质也是一种多糖,又称为壳多糖。广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中。几丁质能与溶液中的重金属离子有效结合,因此可用于废水处理;可以用于制作食品的包装纸和食品添加剂;可以用于制作人造皮肤。8.(必修1P25正文)脂质分子中氧的含量远远低于糖类,而氢的含量更高。9.(必修1P27正文)胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液中脂质的运输。10.(必修1P27正文)糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪;而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍,引起供能不足时,才会分解供能,而且不能大量转化为糖类。11.(必修1P30与社会的联系)组成人体蛋白质的氨基酸中有8种氨基酸是人体细胞不能合成的,必须从外界环境中获取,因此,被称为必需氨基酸。另外13种氨基酸是人体细胞能够合成的,叫作非必需氨基酸。12.(必修1P32与社会的联系)蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏,从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散,容易被蛋白酶水解,因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。13.(必修1P34正文)真核细胞的DNA主要分布在细胞核中,线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA。RNA主要分布在细胞质中。14.(必修1P35正文)核酸是细胞内携带遗传信息的物质,在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。15.(必修1P37本章小结)多糖、蛋白质和核酸分别以单糖、氨基酸和核苷酸为单体组成多聚体,相对分子质量很大,称为生物大分子。生物大分子以碳链为骨架。重点1水和无机盐的作用及实验探究1.厘清水与细胞代谢的关系2.归纳概括无机盐及其在稳态维持中的作用[特别提醒]植物矿质元素吸收和水分吸收的关系项目水分吸收矿质元素吸收区别水分吸收为渗透作用,不需要ATP矿质元素吸收为主动运输,需要ATP联系①都发生在根毛区;②矿质元素需溶于水中才能被吸收;③矿质元素的吸收增加细胞液浓度,从而促进水的吸收;④水分能及时将吸收的矿质元素运走,在一定程度上也促进了矿质元素的吸收考向1围绕水和无机盐的存在形式及与代谢的关系,考查理解能力1.钙在骨骼生长和肌肉收缩等过程中发挥重要作用。晒太阳有助于青少年骨骼生长,预防老年人骨质疏松。下列叙述错误的是(B)A.细胞中有以无机离子形式存在的钙B.人体内Ca2+可自由通过细胞膜的磷脂双分子层C.适当补充维生素D可以促进肠道对钙的吸收D.人体血液中钙离子浓度过低易出现抽搐现象解析:人体内的Ca2+不可自由通过细胞膜的磷脂双分子层,需要载体蛋白的协助。2.(2023·广东梅州二模)水是生命之源,一切生命活动都离不开水。下列有关水的叙述,正确的是(C)A.细胞中的结合水可以结合、溶解、运输无机盐B.自由水作为一种良好溶剂的原因是水为非极性分子C.手有时会磨出水泡,水泡中的液体主要是组织液D.水是有氧呼吸和无氧呼吸共同的代谢终产物解析:细胞中的水包括自由水和结合水,其中自由水既可溶解无机盐,也可运输无机盐;水分子是极性分子,易与带正电荷或负电荷的分子(或离子)结合,因此水是良好的溶剂;手有时会磨出水泡,主要原因是由于挤压和摩擦使局部毛细血管壁通透性增大,血浆穿过毛细血管壁进入组织液的液体增加,在局部形成水泡,因此水泡中的液体主要是指组织液;无氧呼吸的产物是二氧化碳和酒精或乳酸,不产生水。(1)MgSO4必须溶解在水中才能被根吸收。(2018·海南卷)(√)(2)细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水。(×)(3)结合水是植物细胞结构的重要组成成分;自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动。(√)(4)农田施肥的同时,往往需要适当浇水,此时浇水的原因是肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收(答出1点即可)。(5)(经典高考题)为了确定某种矿质元素是否是植物的必需元素,应采用的方法是观察含全部营养的培养液中去掉该矿质元素前、后植株生长发育状况。考向2围绕水和无机盐在农业生产中的应用及实验,考查科学探究能力3.(2023·湖北襄阳模拟)镉(Cd)是一种毒性很大的重金属元素,会对植物的生长造成伤害。现以洋葱为材料探究外源钙(Ca)能否缓解Cd的毒害。在25℃培养洋葱鳞茎,待刚长出叶片后将幼苗平均分组、编号。每组镉处理和钙处理的浓度组合如表,其他培养条件相同且适宜。两周后,测定植株高度,结果如图。以下实验结果分析或推测错误的是(D)组别镉处理(μmol/L)010100300钙处理(mmol/L)0A1B1C1D10.1A2B2C2D21A3B3C3D310A4B4C4D4A.镉能抑制洋葱生长,在一定范围内随镉浓度的升高,抑制作用逐渐加强B.在低镉浓度条件下,外源钙对洋葱生长无明显影响C.在中、高镉浓度条件下,外源钙能部分缓解镉对洋葱生长造成的抑制作用D.若Ca2+与Cd2+竞争细胞表面数量有限的离子通道,当溶液中Ca2+和Cd2+同时存在时,Ca2+浓度越高,越有利于植株生长解析:A1、B1、C1、D1四组是在无钙处理时进行的,因此自变量只有镉浓度,实验结果说明:镉能抑制洋葱生长,且在一定范围内随镉浓度的升高,抑制作用逐渐加强;A组无镉,B组低镉,A1、B1组无外源钙,A2～A4、B2～B4组有外源钙,对比可知,在低镉浓度条件下,外源钙对洋葱生长无明显影响;在中、高镉浓度条件下,随钙浓度升高,平均株高逐渐增加,说明外源钙能部分缓解镉对洋葱生长造成的抑制作用;Ca2+浓度过高,可能会导致细胞失水,不利于植株生长。4.(2021·河北卷)为探究水和氮对光合作用的影响,研究者将一批长势相同的玉米植株随机均分成三组,在限制水肥的条件下做如下处理:(1)对照组;(2)施氮组,补充尿素(12g·m-2);(3)水+氮组,补充尿素(12g·m-2)同时补水。检测相关生理指标,结果见下表。生理指标对照组施氮组水+氮组自由水/结合水6.26.87.8气孔导度(mmol·m-2·s-1)8565196叶绿素含量(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:气孔导度反映气孔开放的程度。回答下列问题:(1)植物细胞中自由水的生理作用包括

等(写出两点即可)。补充水分可以促进玉米根系对氮的,提高植株氮供应水平。

(2)参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与离子参与组成的环式结构使叶绿素能够吸收光能,用于驱动两种物质的合成以及的分解;RuBP羧化酶将CO2转变为羧基加到分子上,反应形成的产物被还原为糖类。

(3)施氮同时补充水分增加了光合速率,这需要足量的CO2供应。据实验结果分析,叶肉细胞CO2供应量增加的原因是

。

解析:(1)自由水是细胞内的良好溶剂,许多种物质溶解在自由水中;细胞内的许多生化反应也需要水的参与,如光合作用、细胞呼吸等;植物的大多数细胞必须浸润在以水为基础的液体环境中;自由水在植物体内的流动还可以运送营养物质和代谢废物。氮肥可溶解在水中,补充水分可以促进玉米根系对氮的吸收和运输,从而提高植株氮供应水平。(2)镁是组成叶绿素的重要元素,在叶绿体类囊体薄膜上,利用色素捕获的光能可进行水的光解,产生NADPH和ATP。暗反应进行时,CO2在RuBP羧化酶的作用下与C5结合形成C3,C3最终被还原成糖类。(3)叶绿体吸收光能的能力加强,水的光解速率加快,使得光反应速率加快,固定CO2的速率加快;施氮同时补充水分使气孔导度增大,有利于外界CO2进入叶肉细胞,为暗反应提供原料。答案:(1)是细胞内的良好溶剂;参与细胞内的某些生化反应;为细胞提供液体环境;运送营养物质和代谢废物(写出两点即可)吸收和运输(2)镁NADPH和ATP水C5(3)叶绿体吸收光能的能力加强,水的光解速率加快,使得光反应速率加快,固定CO2的速率加快;施氮同时补充水分使气孔导度增大,有利于外界CO2进入叶肉细胞,为暗反应提供原料识表:表中第一行展示了实验分组:对照组、施氮组、水+氮组;第一列则展示检测的各项生理指标:自由水/结合水、气孔导度、叶绿素含量、RuBP羧化酶活性、光合速率,其他各列依次对应不同分组对应的指标数值。析表:该实验的目的是探究水和氮对光合作用的影响。分析数据:自由水/结合水的值:对照组<施氮组<水+氮组。气孔导度:施氮组<对照组<水+氮组。叶绿素含量:对照组<施氮组<水+氮组。RuBP羧化酶活性:对照组<施氮组<水+氮组。光合速率:对照组<施氮组<水+氮组。联表:施氮的同时补充水分使气孔导度增加,CO2吸收量增多,同时RuBP羧化酶活性增大,使固定CO2的效率增加,植物有足量的CO2供应,从而增加了光合速率。重点2深入理解细胞中各有机物的功能1.归纳概括糖类和脂质的种类和功能2.归纳概括蛋白质的结构和功能3.构建蛋白质和核酸的结构与功能关系模型4.常见的核酸—蛋白质复合体[特别提醒]厘清与蛋白质和核酸相关的3个易错点(1)高温使蛋白质变性的原因不是破坏了肽链上的肽键,而是破坏了肽链盘曲折叠形成的空间结构,所以变性后的蛋白质还可以与双缩脲试剂发生反应。(2)低温和盐析未破坏蛋白质的空间结构;温度过高、过酸、过碱、重金属盐都会使蛋白质的空间结构发生不可逆的改变。(3)DNA一般是双链结构,质粒DNA、线粒体和叶绿体中的DNA是环状的。RNA一般是单链结构。双链DNA的碱基对间含氢键,某些RNA(如tRNA)中也含氢键。考向1围绕糖类和脂质与人体健康、生活生产中的应用,考查社会责任1.(2023·福建厦门期中)肥胖与长期糖摄入超标有关,培养健康的饮食习惯,控制高糖类副食的摄入,是防止肥胖发生的有效手段。下列认识正确的是(B)A.糖是细胞内主要的储能物质,常被形容为“生命的燃料”B.糖在生产生活中有广泛的用途,某些糖可用于废水处理、制作人造皮肤等C.糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪,在糖类代谢发生障碍时,脂肪也能大量转化为糖类D.糖尿病是一种常见的糖代谢异常疾病,病人饮食中不能含任何糖类解析:葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质,常被形容为“生命的燃料”;糖在生产生活中有广泛的用途,几丁质是一种多糖,可用于废水处理、制作人造皮肤等;糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪,在糖类代谢发生障碍时,脂肪也不能大量转化为糖类;糖尿病是一种常见的糖代谢异常疾病,病人饮食不应该含有过多的糖类,但并不意味着不能含任何糖类。2.(2023·湖北卷)维生素D3可从牛奶、鱼肝油等食物中获取,也可在阳光下由皮肤中的7-脱氢胆固醇转化而来,活化维生素D3可促进小肠和肾小管等部位对钙的吸收。研究发现,肾脏合成和释放的羟化酶可以促进维生素D3的活化。下列叙述错误的是(C)A.肾功能下降可导致机体出现骨质疏松B.适度的户外活动,有利于少年儿童的骨骼发育C.小肠吸收钙减少可导致细胞外液渗透压明显下降D.肾功能障碍时,补充维生素D3不能有效缓解血钙浓度下降解析:肾脏合成和释放的羟化酶可以促进维生素D3的活化,肾功能下降会导致维生素D3的活性下降,进而减少小肠和肾小管等部位对钙的吸收,导致机体出现骨质疏松;因为阳光下皮肤中的7-脱氢胆固醇可转化成维生素D3,而维生素D3又能促进钙的吸收,因此适度的户外活动,有利于少年儿童的骨骼发育;细胞外液渗透压主要与无机盐和蛋白质的含量有关,在组成细胞外液的各种无机盐离子中,含量上有明显优势的是Na+和Cl-,细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-,因此小肠吸收钙减少并不会导致细胞外液渗透压明显下降;肾功能障碍时,维生素D3的活化受阻,只有活化的维生素D3才能促进钙的吸收,因此补充维生素D3不能有效缓解血钙浓度下降。(1)纤维素和蔗糖的基本组成单位都是葡萄糖和果糖。(2020·山东卷改编)(×)(2)纤维素是植物和蓝藻细胞壁的主要成分,不易溶于水,在人体内不被消化。(2021·海南卷改编)(×)(3)性激素属于固醇类物质,能维持人体第二性征;维生素D能促进小肠对钙、磷的吸收,缺乏维生素D会影响骨骼发育。(2020·海南卷改编)(√)(4)糖类、脂质、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子。(2020·江苏卷)(×)(5)女性皮下脂肪厚,在没有食物和饮水的条件下,女性的生存期限会比男性长。请从脂肪的元素组成及主要作用角度分析出现上述现象的原因:脂肪是良好的储能物质,其含氢量高于糖类,氧化分解时释放的能量多,产生的水多。考向2围绕蛋白质和核酸在生活、生产实践和医学上的应用,考查科学思维能力3.(2022·湖南卷)洗涤剂中的碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象,部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活。此外,加热也能使碱性蛋白酶失活,如图所示。下列叙述错误的是(B)A.碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活B.加热导致碱性蛋白酶构象改变是不可逆的C.添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果D.添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量,减少环境污染解析:由题“部分解折叠后可被正常碱性蛋白酶特异性识别并降解(自溶)失活”可知,碱性蛋白酶在一定条件下可发生自溶失活;由题图可知,加热导致碱性蛋白酶由天然状态变为部分解折叠,部分解折叠的碱性蛋白酶降温后可恢复到天然状态,因此一定条件下加热导致碱性蛋白酶构象改变是可逆的;碱性蛋白酶受到其他成分的影响而改变构象,而且加热也能使碱性蛋白酶失活,从而降低添加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果,故添加酶稳定剂可提高加碱性蛋白酶洗涤剂的去污效果;酶具有高效性,碱性蛋白酶能催化蛋白质水解成多肽和氨基酸,可有效清除汗渍、奶渍、酱油渍等污渍,故添加碱性蛋白酶可降低洗涤剂使用量,减少环境污染。4.(2023·浙江高三适应性考试)牛胰核糖核酸酶是一种能催化核糖核酸降解的蛋白质分子,而物质X会导致该酶去折叠而失去活性,当去除物质X后,它又会重新折叠恢复活性。下列叙述正确的是(B)A.组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单位连接形成C.物质X可能破坏了牛胰核糖核酸酶中的肽键而使其失去活性D.该实例表明高温下变性失活的蛋白质通过一定处理也能恢复活性解析:牛胰核糖核酸酶属于蛋白质分子,由C、H、O、N等元素构成,而核糖核酸的元素组成为C、H、O、N、P,元素组成不完全相同;牛胰核糖核酸酶是由氨基酸连接而成,核糖核酸是由核糖核苷酸连接而成;根据题意分析,加入物质X会导致牛胰核糖核酸酶去折叠而失去活性,去除物质X后,该酶又会重新折叠并恢复活性,因此物质X没破坏牛胰核糖核酸酶中的肽键;该实例表明物质X导致的蛋白质的去折叠失活,去除物质X后能恢复活性,不能说明高温下变性失活的蛋白质通过一定处理也能恢复活性。(1)胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中。(2022·湖南卷)(×)(2)蛋白质和DNA的组成元素都含有C、H、O、N,具有相同的空间结构。(2020·北京卷)(×)(3)核酸和蛋白质高温变性后降温都能缓慢复性。(2021·江苏卷)(×)(4)变性的蛋白质易被蛋白酶水解,原因是蛋白质变性使肽键暴露,暴露的肽键易与蛋白酶接触,使蛋白质降解。考向3以新的科研成果等为信息载体考查蛋白质和核酸5.(2023·湖南联考)科学研究发现,细胞内普遍存在被称为分子伴侣的一类蛋白质,如图所示,该类蛋白质能够识别并结合异常折叠或装配的蛋白质,帮助其正确折叠、转运或防止它们聚集,其本身不参与最终产物的形成。下列关于分子伴侣的叙述正确的是(D)A.分子伴侣是由一种基因控制的在核糖体上合成的蛋白质B.分子伴侣在内质网中调节蛋白质的正确折叠和装配,并参与蛋白质的合成C.分子伴侣具有特定的结构,能识别异常折叠的蛋白质,也能识别正常折叠的蛋白质D.分子伴侣具有降解异常蛋白质,防止它们聚集的作用解析:分子伴侣是一类蛋白质,不是由一种基因控制合成的;分子伴侣能识别并结合异常折叠或装配的蛋白质,帮助其正确折叠、转运或防止它们聚集,该过程发生在内质网中,但其本身不参与蛋白质的合成;分子伴侣具有特定的结构,能识别异常折叠的蛋白质,正常折叠的蛋白质没有识别位点;结合图示可知,分子伴侣具有降解异常蛋白质,防止它们聚集的作用。6.(2023·河北衡水检测)一个蛋白质分子与其他蛋白质(或其他物质)结合后,其空间结构发生改变,使它适应于生命活动的需要,这一类变化称为别构效应。如血红蛋白四个亚基中,第1个亚基结合O2后引起血红蛋白分子的构象变化,使其他亚基更加容易与O2结合。下列有关叙述错误的是(B)A.血红蛋白发生别构效应时不需要消耗线粒体产生的ATPB.别构效应会使酶的活性增强,使其降低活化能的效率更显著C.有些载体蛋白在跨膜转运某些分子或离子时会发生别构效应D.若DNA也能发生别构效应,则可能会影响细胞内基因的表达解析:血红蛋白存在于红细胞中,细胞中无线粒体,而且血红蛋白发生别构效应时不需要消耗ATP;别构效应使酶空间结构改变,可能会使酶的活性增加,也可能使酶的活性降低;载体蛋白在跨膜转运某些分子或离子时,需要与运输物质结合,进而改变空间结构,发生别构效应;若DNA也能发生别构效应,则该效应可能会影响细胞内基因的表达。生物分子的生活情境情境材料衡量食品中蛋白质成分营养价值高低的一个很重要的指标是看必需氨基酸的种类和含量,很多人喜欢吃豆腐,就是因为豆腐中含有一些人类必需的氨基酸。制作豆腐时,在煮熟的豆浆中加入熟石膏或盐卤(俗称卤水)即可制作豆腐,因此有“卤水点豆腐,一物降一物”之说。问题探究(1)有的同学偏食,从蛋白质营养角度分析这种饮食习惯为什么不合理?提示:偏食可能会导致某些必需氨基酸摄入不足,影响细胞内蛋白质的合成,引起营养不良。(2)利用熟石膏或盐卤制作豆腐是利用了什么原理?该过程中有无肽键的断裂?提示:利用了熟石膏或盐卤中的金属离子使蛋白质变性的原理;蛋白质空间结构改变的过程不会发生肽键的断裂。(3)当人、畜误食铜盐、汞盐等重金属盐中毒后,你认为应采取什么措施解毒?提示:重金属盐中毒后,可以立即服用大量的豆浆、牛奶或蛋清,它们中的蛋白质可以和重金属离子反应,从而在一定程度上保护人、畜。1.(2023·山东德州模拟)硫酸软骨素是一种广泛分布于软骨及结缔组织中的硫酸化多糖,该多糖是由氨基化单糖聚合而成的,能降低脂质合成相关酶的活性,在临床上可有效降低血清中的胆固醇、三酰甘油含量。下列说法正确的是(C)A.硫酸软骨素的元素组成有C、H、O、S四种B.硫酸软骨素作为能源物质参与细胞的生命活动C.胆固醇含量过低可影响动物细胞膜结构的稳定D.胆固醇和三酰甘油是在相同酶的催化下合成的解析:硫酸软骨素是由氨基化单糖聚合而成的硫酸化多糖,元素组成有C、H、O、N、S五种;该多糖可降低某些酶的活性,不作为能源物质;胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,所以胆固醇含量过低可影响动物细胞膜结构的稳定;酶具有专一性,胆固醇和三酰甘油是在不同酶的催化下合成的。2.(2023·河北邯郸二模)科学研究者发现了一种特殊的分子机制,即蛋白质PCSK9能降解低密度脂蛋白(LDL)的受体,而低密度脂蛋白是血液中最丰富的胆固醇颗粒,LDL在血液中积累会导致动脉粥样硬化和心脏病的发生。下列叙述错误的是(C)A.胆固醇在人体内参与血液中脂质的运输B.PCSK9增多会导致高胆固醇血症C.实验中可用32P标记人体中的胆固醇成分D.LDL通过受体以胞吞方式进入肝脏细胞解析:胆固醇不仅是动物细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液中脂质的运输;蛋白质PCSK9能降解LDL的受体,导致血液中胆固醇增多;胆固醇的组成元素是C、H、O,故不能用32P标记人体中的胆固醇成分;LDL是生物大分子,LDL的受体介导LDL以胞吞方式进入肝脏细胞。微专题突破练一、选择题1.食用花卉是一类富含氨基酸且有利于人体氨基酸营养平衡的天然绿色食品。下列有关食用花卉中氨基酸的叙述,正确的是(C)A.各种氨基酸都含有元素C、H、O、N、SB.食用花卉中的氨基酸可以用双缩脲试剂来检测C.必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标D.通过检测氨基酸的种类可鉴定区分不同种类的花卉解析:组成氨基酸的基本元素是C、H、O、N,有的含有S;双缩脲试剂是通过与蛋白质中的肽键发生反应而鉴定蛋白质的,氨基酸中不含肽键,因而食用花卉中的氨基酸不可以用双缩脲试剂来检测;必需氨基酸是人体不能合成但是是人体需要的氨基酸,只能从食物中获得,因此,必需氨基酸的种类和含量是评价食物营养价值的重要指标;通过检测氨基酸的种类不能鉴定区分不同种类的花卉,因为氨基酸不具有种的特异性。2.(2023·江苏徐州一模)下列有关细胞中化合物的叙述,正确的是(C)A.纤维素、叶绿素、性激素都是生物大分子B.构成血红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,组成元素相同D.无机盐参与维持细胞的酸碱平衡,不参与有机物的合成解析:性激素和叶绿素不是由许多单体连接成的多聚体,不是生物大分子;血红蛋白含有S、Fe等元素,但氨基酸中不含Fe;ATP脱去3个磷酸基团后,则为腺苷,RNA的基本组成单位之一腺嘌呤核糖核苷酸脱去1个磷酸基团后也为腺苷,故ATP和RNA都含有腺苷,组成元素相同,均为C、H、O、N、P;有些无机盐参与有机物的合成,比如镁参与合成叶绿素,铁参与合成血红蛋白。3.(2023·四川达州二模)蛋白质表面吸附水分子后出现“水膜”,“水膜”被破坏会导致蛋白质变性,从而暴露出更多的肽键。下列推测不合理的是(D)A.蛋白质中有“—N—C—C—N—C—C—…”的重复结构B.细胞内组成蛋白质“水膜”的水属于结合水C.强酸、强碱和高温等会破坏蛋白质的“水膜”D.可用双缩脲试剂检测蛋白质“水膜”是否被破坏解析:蛋白质的基本组成单位是氨基酸,一个氨基和一个羧基连接在同一个碳上,一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基之间脱水缩合形成肽键,所以蛋白质中有“—N—C—C—N—C—C—…”的重复结构;水与蛋白质结合后失去了流动性和溶解性,成为生物体的构成成分,所以细胞内组成蛋白质“水膜”的水属于结合水;蛋白质的“水膜”被破坏会导致蛋白质变性,而强酸、强碱和高温等会破坏蛋白质的空间结构,从而使蛋白质变性,所以推测强酸、强碱和高温等会破坏蛋白质的“水膜”;蛋白质“水膜”无论是否被破坏,都可以与双缩脲试剂发生紫色反应。4.(2023·广东汕尾一模)蛋白质、核酸等生物大分子的功能依赖于其独特的结构。下列有关生物大分子的叙述错误的是(D)A.生物大分子的基本组成单位均以碳链为基本骨架B.DNA分子螺旋化程度的不同可能影响其复制的进行C.蛋白质在高温下失活是因为其空间结构发生了改变D.组成淀粉和纤维素的基本单位不同导致功能出现差异解析:生物大分子如蛋白质、核酸等是由许多单体连接成的多聚体,每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架;DNA分子复制是以DNA的两条链为模板进行的,该过程中DNA需要先解旋,故DNA分子螺旋化程度的不同可能影响其复制的进行;蛋白质在高温下失活是因为其空间结构发生了改变;组成淀粉和纤维素的基本单位相同,都是葡萄糖。5.(2023·山东潍坊二模)脂滴(LDs)是最新发现的一种新型细胞器,主要储存脂肪等脂质。哺乳动物的LDs还具有蛋白质介导的抗菌能力:在响应侵入机体的LPS时,多种宿主防御蛋白会在LDs上组装成复杂的簇,以应对细菌的侵袭。LPS是细菌的脂多糖,它能抑制LDs内脂质在线粒体内的降解,同时增加LDs与细菌的接触。下列说法正确的是(C)A.LDs可能是由磷脂双分子层包裹而成的细胞器B.LPS含有C、H、O元素,其合成部位是内质网C.LDs可作为组织和使用防御蛋白杀死细胞内病原体的细胞器D.LPS是由哺乳动物细胞产生的信号分子,可抑制LDs内脂质的代谢解析:脂滴(LDs)主要储存脂肪等脂质,脂质不溶于水,则脂滴可能是由单层磷脂分子包裹而成的细胞器,尾部朝内有利于储存脂质;细菌没有内质网,所以LPS不在内质网合成;由题干可知,多种宿主防御蛋白会在LDs上组装成复杂的簇,以应对细菌的侵袭,所以LDs可作为组织和使用防御蛋白杀死细胞内病原体的细胞器;LPS是细菌的脂多糖,不是哺乳动物细胞产生的信号分子。6.(2023·山东淄博模拟)血管紧张素是由肝脏分泌的前体物质——血管紧张素原(一种血清球蛋白)水解形成的一种多肽类激素,能引起血管收缩,升高血压,用于改善各种原因引起的低血压症。下列相关叙述正确的是(A)A.血管紧张素原的形成需经内质网和高尔基体的加工B.双缩脲试剂不能与血管紧张素发生紫色反应C.血管紧张素与血管紧张素原具有相同的空间结构D.可通过静脉注射或口服血管紧张素等方式改善低血压症解析:血管紧张素原属于分泌蛋白,故其形成需经内质网和高尔基体的加工;血管紧张素是多肽类激素,能与双缩脲试剂发生紫色反应,但口服会被消化分解而丧失活性;血管紧张素是由血管紧张素原水解形成的,两者空间结构不同。7.LIP蛋白是存在于七鳃鳗免疫系统中的免疫活性物质。科研人员发现LIP会识别人体肿瘤细胞上特有的糖链,锁定细胞后从外面打孔,导致肿瘤细胞因膜破裂而死亡。已知膀胱癌患者尿液样本中该特有糖链的含量是正常人的2～3倍。下列说法错误的是(C)A.LIP可能是细胞因子,在特异性免疫中发挥重要作用B.LIP可利用双缩脲试剂进行检测,且合成需经内质网加工C.LIP导致肿瘤细胞因膜破裂引起的死亡属于细胞凋亡D.利用LIP对疑似病人的尿液进行检测可帮助医生对膀胱癌进行确诊解析:根据题干信息“锁定细胞后从外面打孔,导致肿瘤细胞因膜破裂而死亡”,这与免疫过程中细胞因子的作用相似,故可推测LIP可能是细胞因子,在特异性免疫中发挥重要作用;结合A项解析可知,LIP蛋白可能是细胞因子,属于分泌蛋白,需要经过内质网和高尔基体加工,可以与双缩脲试剂发生紫色反应;细胞凋亡是由基因决定的程序性死亡,而LIP使肿瘤细胞死亡,是细胞膜破裂导致的,不属于细胞凋亡;由于“膀胱癌患者尿液样本中该特有糖链的含量是正常人的2～3倍”,而“LIP会识别人体肿瘤细胞上特有的糖链”,所以能利用LIP对糖链的识别能力对膀胱癌进行确诊。8.下列有关生物体内物质含量比值关系的叙述,正确的是(C)A.蛋白质/脂质的值,线粒体内膜比外膜低B.人体细胞无氧呼吸增强,产生CO2/消耗O2的值升高C.寒冷环境,结合水/自由水的值适当升高,植物体抗逆性增强D.有氧呼吸条件下,O2浓度/CO2浓度的值,叶肉细胞线粒体基质比细胞质基质高解析:线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,其功能比外膜更多、更复杂,因此线粒体内膜的蛋白质/脂质的值大于线粒体外膜;人体细胞进行无氧呼吸时,产物是乳酸,不产生CO2,故产生CO2/消耗O2的值不变;结合水含量越多,植物的抗逆性越强,故在寒冷环境,结合水/自由水的值适当升高,植物体抗逆性增强;有氧呼吸条件下,O2由细胞质基质通过自由扩散进入线粒体基质,线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段,产生的CO2通过自由扩散进入细胞质基质,故O2浓度/CO2浓度的值,叶肉细胞线粒体基质比细胞质基质低。9.(2023·四川泸州三诊)硒代半胱氨酸是科学家在人体中发现的新氨基酸,由终止密码子UGA编码,其结构和半胱氨酸类似,只是后者的硫原子被硒取代。下列有关叙述错误的是(A)A.硒元素存在于含硒代半胱氨酸蛋白质的肽键中B.运载硒代半胱氨酸的tRNA分子结构中含有ACU序列C.硒代半胱氨酸的出现使运载氨基酸的tRNA种类发生改变D.基因中的碱基序列向氨基酸序列转换需要RNA聚合酶参与解析:半胱氨酸的硫原子位于氨基酸的R基中,硒取代硫,则硒元素也存在于含硒代半胱氨酸蛋白质的R基中;根据密码子与反密码子碱基互补配对,编码硒代半胱氨酸的密码子是UGA,则tRNA中的反密码子是ACU;正常情况下,三种终止密码子不翻译氨基酸,tRNA的种类是61种,现在有一种终止密码子翻译硒代半胱氨酸,则tRNA的种类变为62种,种类发生了改变;基因中的碱基序列向氨基酸序列转换首先需要将基因中的碱基序列转化为mRNA中的碱基序列,该过程称为转录,需要RNA聚合酶的参与。10.(2023·山东联考)某种胰岛素是由51个氨基酸组成的蛋白质,含有2条肽链和3个二硫键。在提取该胰岛素的过程中,β巯基乙醇的使用浓度会直接影响其结构。当β巯基乙醇的使用浓度过高时,该种胰岛素的二硫键断裂、肽链伸展。下列叙述错误的是(D)A.胰岛素与糖原均是由多个单体连接成的多聚体B.高浓度β巯基乙醇改变了胰岛素的空间结构进而导致其功能丧失C.经高浓度β巯基乙醇处理的胰岛素仍可与双缩脲试剂发生紫色反应D.胰岛素的肽键、二硫键的形成及肽链折叠等过程是在高尔基体内完成的解析:胰岛素和糖原都是生物大分子,二者都是由多个单体连接成的多聚体;高浓度β巯基乙醇使胰岛素的二硫键断裂、肽链伸展,改变了胰岛素的空间结构,使其功能丧失;高浓度β巯基乙醇只能导致胰岛素的二硫键断裂,不会破坏其肽键,因此经高浓度β巯基乙醇处理的胰岛素仍能与双缩脲试剂发生紫色反应;肽键的形成是在核糖体上进行的,二硫键的形成及肽链的折叠等蛋白质的加工过程是在内质网和高尔基体内完成的。11.(2023·广东汕头一模)细胞质基质中Ca2+浓度较低,其中短暂的Ca2+浓度增加具有非常重要的生理意义,细胞会根据Ca2+浓度增加的幅度、频率等做出相应的生理应答。内质网是细胞中非常重要的钙库,具有储存Ca2+的作用。下列说法错误的是(A)A.组织液中的Ca2+进入组织细胞的方式为主动运输B.哺乳动物的血液中Ca2+的含量太低会使动物抽搐C.内质网膜上可能有运输Ca2+的通道蛋白和载体蛋白D.Ca2+与激素、mRNA一样可以作为传递信息的物质解析:细胞质基质中Ca2+浓度较低,组织液中的Ca2+进入细胞中是顺浓度梯度且需要转运蛋白的协助,所以属于协助扩散;哺乳动物的血钙过低会引起抽搐,血钙过高会引起肌无力;内质网是钙库,可以通过载体蛋白以主动运输的方式将Ca2+运进内质网来储存Ca2+,当需要细胞做出相应的生理应答时,内质网通过通道蛋白以协助扩散的方式将Ca2+运到细胞质基质;细胞会根据Ca2+浓度增加的幅度、频率等做出相应的生理应答,所以Ca2+与激素、mRNA一样可以作为传递信息的物质。12.(2023·山东潍坊二模)如图表示细胞内发生的某些物质合成过程,其中①②③④表示不同的生物大分子,④是细胞内的储能物质,a、b、c表示组成对应大分子的单体。下列说法正确的是(C)A.①主要分布在细胞核,a是脱氧核糖核苷酸B.②③在真核细胞内的存在部位不同,但可能都具催化作用C.在动植物细胞内④可代表不同物质,但c是同一物质D.②→③→④是基因的有序表达过程,体现了基因对性状的控制解析:由题干可知,④是细胞内的储能物质且是生物大分子,可推知④是多糖,催化其合成的③是蛋白质类的酶,因此③是蛋白质,RNA指导蛋白质合成,因此②是RNA,DNA指导RNA的合成,因此①是DNA,DNA主要分布在细胞核中,a是②RNA的单体,即a是核糖核苷酸;由以上分析可知,②③分别表示RNA、蛋白质,RNA在细胞质和细胞核中都有,但主要存在于细胞质中,蛋白质在细胞质及细胞核中都有,因此二者存在部位有相同之处,酶的化学本质为蛋白质或RNA,因此二者都可能具有催化作用;④在动物细胞内可代表糖原,在植物细胞内可代表淀粉,二者的单体c都是葡萄糖;①DNA→②RNA→③蛋白质是基因的有序表达过程,体现了基因对性状的控制。13.(2023·广东佛山模拟)合成生物学是生物科学的一个新兴分支学科,其研究成果有望破解人类面临的健康、能源、环境等诸多问题,比如为食品研发赋能:开发多种功能的替代蛋白、糖类和脂质等。下列有关蛋白质、糖类和脂质的叙述正确的是(D)A.脂肪分子中C、H的比例高,O的比例低,是细胞的主要能源物质B.糖原和淀粉的功能不同是因为其单体的排列顺序不同C.细胞中各种蛋白质的合成过程都需要核糖体和线粒体参与D.细胞膜、细胞质、细胞核中均含有由糖类参与形成的化合物解析:细胞中的主要能源物质是糖类,脂肪是良好的储能物质;糖原和淀粉的单体都是葡萄糖,其排列顺序不影响糖原和淀粉的功能;原核细胞中没有线粒体,故不是所有蛋白质的合成都需要线粒体参与;细胞膜、细胞质、细胞核中均含有由糖类参与形成的化合物,例如细胞膜上有糖蛋白,细胞质和细胞核中都有RNA,RNA中有核糖。二、非选择题14.火锅是不可多得的美味,而在众多的火锅菜品中,虾丸更是深受人们的喜爱。虾丸是将精选的虾肉研碎成糜(虾糜)团成丸状,新鲜的虾糜不宜常温放置太久。长期存储时,常采用低温保存,冷冻太久会影响虾丸的口感。回答下列问题。(1)虾糜中的蛋白质是通过脱水缩合方式形成的。虾丸经过加热后,蛋白质的空间结构发生改变,称为。这时的蛋白质更容易消化,原因是。

(2)低温储存能延长虾糜制品的保存时间,这是因为低温能够抑制的活性,降低(填“微生物”或“虾糜细胞”)的细胞呼吸强度。

(3)长时间冷冻会影响虾糜制品的凝胶强度,导致口感变差。科研人员将添加了不同浓度海藻糖的虾糜放在-18℃下冷冻,检测其凝胶强度的变化。结果如图所示:由实验结果可知,随着冷冻时间的增加,虾糜蛋白凝胶强度,且海藻糖可以(填“减缓”或“加强”)这种变化,但考虑成本以及效果,选择浓度为的海藻糖添加最好。

(4)进一步研究发现,随着冷冻时间的延长,不同氨基酸的基之间形成的二硫键含量有所上升,破坏原有的网格结构。推测海藻糖的添加可以二硫键的增加,从而保护网格结构的稳定,维持虾糜制品的口感。

解析:(1)氨基酸是组成蛋白质的基本单位,蛋白质是氨基酸经过脱水缩合过程形成的;高温下蛋白质空间结构发生改变,叫作蛋白质的变性;变性后蛋白质的空间结构变得伸展、松散,容易被蛋白酶水解,所以加热后的蛋白质更容易消化。(2)低温能抑制微生物细胞内酶的活性,降低微生物的细胞呼吸强度,延长虾糜制品的保存期。(3)由图可知,随着冷冻时间的延长,虾糜蛋白凝胶强度下降;加入海藻糖可在一定程度上缓解凝胶强度的下降,而使用6%和9%海藻糖的效果基本相同,所以从成本以及效果考虑,选择浓度为6%的海藻糖添加最好。(4)不同氨基酸的R基中的巯基可能会形成二硫键;二硫键增加会破坏网格结构,使凝胶强度下降,海藻糖能缓解凝胶强度下降,推测海藻糖能抑制二硫键增加,从而保护网格结构的稳定,维持口感。答案:(1)氨基酸变性高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散,容易被蛋白酶水解(2)酶微生物(3)下降减缓6%(4)R抑制15.如图1表示细胞内某些化合物的元素组成及其相互关系,甲、乙、丙、丁、戊、己代表不同的有机物,1、2、3、4代表组成大分子物质的单体。图2表示丙的结构,其由三条多肽链形成,共含有271个氨基酸。请分析回答下列问题。(1)细胞中的1与2相比特有的化学成分是。

(2)细胞中的乙除了图示作用,还有(至少答出两点)等作用。

(3)己和丙参与构成生物膜结构,其中膜的功能主要由膜上的(填“丙”或“己”)决定。丁、戊都是动物细胞中的储能物质,相同质量的丁、戊含能量多的是。

(4)5为绝大多数生命活动直接供能。在绿色开花植物的根尖细胞中,形成5的结构