2025导与练总复习生物学Ⅰ(高考一轮)(人教)第一单元　走近细胞和组成细胞的分子含答案

2025导与练总复习生物学Ⅰ(高考一轮)(人教)第一单元走近细胞和组成细胞的分子第1讲走近细胞[课标要求]1.说明有些生物体只有一个细胞,而有的由很多细胞构成,这些细胞形态和功能多样,但都具有相似的基本结构。2.描述原核细胞与真核细胞的最大区别是原核细胞没有由核膜包被的细胞核。3.活动:使用光学显微镜观察各种细胞。考点一细胞是生命活动的基本单位1.细胞学说及其建立过程(1)细胞学说的内容和意义。(1)并不是所有新细胞都由老细胞分裂产生,如受精卵来源于精子和卵细胞的融合。(2)细胞学说的建立应用了不完全归纳法。(2)建立过程(连线)。提示:①—d②—a③—b④—c2.细胞是基本的生命系统(1)生命活动离不开细胞。(2)生命系统的结构层次。理解生命系统的结构层次(1)不是所有的生物都具有生命系统的所有层次,如植物没有系统这一层次,单细胞生物没有组织、器官、系统这三个层次,单细胞生物一个细胞就是一个个体。(2)病毒不能进行独立的代谢,不属于生命系统的结构层次。病毒无细胞结构,不能独立生存,只能寄生在活细胞内。(3)生态系统的层次中可含“非生物成分”,如生态系统中的无机环境。(4)地球上最早的生命形式是单细胞生物。生物繁殖和进化的基本单位是种群。(5)组成细胞的元素、蛋白质等物质和细胞膜等结构都不能独立表现出生命特征,不属于生命系统的结构层次。[正误辨析]1.细胞学说使生物学研究从器官、组织水平进入细胞水平,并为后来进入分子水平打下了基础。(√)2.细胞学说揭示了生物界的多样性和统一性。(×)提示:细胞学说没有揭示生物界的多样性。3.蓝细菌既属于细胞层次,又属于个体层次。(√)4.由于病毒属于生物,因此属于生命系统最基本的结构层次。(×)提示:病毒虽然属于生物,但不能独立生存,故不属于生命系统的结构层次,生命系统最基本的结构层次是细胞。5.完全归纳法得出的结论是可信的,不完全归纳法得出的结论是不可信的。(×)提示:不完全归纳法得出的结论很可能是可信的。[教材微点思考]1.(必修1P8“拓展应用2”拓展)据图分析病毒的结构和特点。(1)病毒能不能用培养微生物的培养基培养?为什么?提示:不能;因为病毒只能寄生在活的宿主细胞中,其物质合成和能量供应都依赖于宿主细胞。(2)HIV的最外层有脂质膜包被,推测其进入宿主细胞的方式是什么?提示:依靠脂质膜和细胞膜的融合,以类似胞吞的方式进入宿主细胞。(3)T2噬菌体是专一侵染大肠杆菌的病毒,如果想用放射性同位素标记T2噬菌体,该如何操作?请写出基本思路。提示:先用含有放射性同位素的培养基培养大肠杆菌,再用标记后的大肠杆菌培养T2噬菌体。2.(必修1P12“生物科技进展”拓展)我国科学家将酿酒酵母的16条染色体重新设计并人工合成为1条染色体,将其移植到去核的酿酒酵母细胞后,该细胞表现出相应的生命特征。请从生命的系统观角度分析说明,这是不是实现了人工合成生命?为什么?提示:不是。细胞是最基本的生命系统,该项研究只是人工合成了酿酒酵母的染色体,还没有实现对细胞的设计与合成,所以不是实现了人工合成生命。细胞学说的创立过程及内容辨析1.(2023·山东泰安期末)细胞学说、生物进化论与能量守恒定律被恩格斯誉为“19世纪自然科学三大发现”。以下与细胞学说相关的叙述,错误的是(C)A.细胞学说为后来进化论的确立埋下了伏笔B.细胞学说的提出主要运用了观察、不完全归纳法和推论等科学方法C.细胞学说的主要内容之一是“细胞的结构基础是各种分子”D.细胞学说揭示了动物和植物的统一性,从而阐明了生物界的统一性解析:细胞学说提出之时并未认识到细胞的分子组成,“细胞的结构基础是各种分子”不是细胞学说的内容。细胞学说中2个“统一了”和3个“未涉及”生命系统的结构层次及相互关系2.(2024·山东淄博月考)下列有关生命系统结构层次的叙述,正确的是(B)A.红豆植株叶肉细胞内的叶绿体和线粒体是生命系统B.池塘中的水、阳光等也是生命系统的一部分C.蛋白质和核酸等生物大分子本身也可算为“系统”,也属于“生命系统”层次D.单细胞生物没有组织、器官、系统、个体这几个结构层次解析:红豆植株叶肉细胞内的叶绿体和线粒体不能独立完成生命活动,不属于生命系统;池塘中的水、阳光等属于生态系统,也是生命系统中的一部分,属于非生物的物质和能量;生命系统最小的层次是细胞,蛋白质和核酸不属于“生命系统”层次;单细胞生物的一个细胞既是个体层次也是细胞层次,只是没有组织、器官、系统这几个结构层次。从“系统观”角度理解生命系统的各结构层次及相互关系病毒的结构、代谢及生活方式3.(2024·江苏宿迁期中)2020年10月5日,诺贝尔生理学或医学奖颁发给丙型肝炎病毒的发现者。丙型肝炎病毒是一种RNA病毒。下列有关该病毒的叙述,正确的是(C)A.丙型肝炎病毒属于生命系统结构层次的最低层次B.一定含有C、H、O、N四种元素,不一定含有PC.丙型肝炎病毒的遗传物质彻底水解后有6种产物D.丙型肝炎病毒与肺炎链球菌二者的增殖方式相同解析:病毒无细胞结构,不属于生命系统的结构层次;丙型肝炎病毒是由RNA和蛋白质组成的,一定含有C、H、O、N、P五种元素;丙型肝炎病毒的遗传物质是RNA,彻底水解的产物有磷酸、核糖和4种含氮碱基,共6种;肺炎链球菌为原核生物,其增殖方式是二分裂,丙型肝炎病毒通过在宿主细胞内复制进行增殖。4.(2023·安徽合肥模拟)甲型流感病毒和肺炎链球菌均可引发肺炎,但两者的结构不同,甲型流感病毒是一种含有单链RNA的病毒。下列有关甲型流感病毒与肺炎链球菌的叙述,正确的是(B)A.两者均可独立完成各项生命活动B.两者均含蛋白质和核酸,但遗传物质不同C.两者均无线粒体,但都可通过有氧呼吸供能D.两者均可接种在营养物质全面的培养基上进行培养解析:病毒没有细胞结构,不能独立完成各项生命活动,因此不能进行呼吸作用,也不可接种在培养基上进行培养;两者均含蛋白质和核酸,但遗传物质不同,甲型流感病毒的遗传物质是RNA,肺炎链球菌的遗传物质是DNA。病毒的相关知识整合说明:并不是所有病毒侵染细胞时只将其遗传物质注入细胞中,蛋白质外壳留在细胞外。比如有些包膜病毒(如HIV、SARS病毒、H5N1等)在其核衣壳外面还有类似细胞膜的包膜,它们借助包膜与宿主细胞膜融合,将整个核衣壳注入细胞中。考点二细胞的多样性和统一性1.识图并比较原核细胞与真核细胞(1)图1属于原核细胞,图2属于真核细胞。(填“原核细胞”或“真核细胞”)(2)图1代表的细胞与图2代表的细胞最主要的区别是图1代表的细胞没有以核膜为界限的细胞核;两类细胞共有的细胞器是核糖体。(3)写出图1大肠杆菌细胞中下列结构的名称:①拟核;③细胞壁;⑤核糖体;⑥鞭毛。(4)图1蓝细菌中无图2细胞中的⑥叶绿体,但也能进行光合作用的原因是其细胞中含有藻蓝素和叶绿素及光合作用所需的酶。2.原核细胞和真核细胞的七个差异(1)能进行光合作用的细胞不一定都含有叶绿体,如蓝细菌。(2)能进行有氧呼吸的细胞不一定都含有线粒体,如蓝细菌、硝化细菌。(3)细胞不一定都有生物膜系统,如原核细胞只有细胞膜,没有生物膜系统。(4)原生生物不是原核生物,原生生物是指最简单的真核生物,如草履虫、变形虫等。(5)名称中带“菌”字的不一定都是细菌:如酵母菌、霉菌(青霉、毛霉等)是真核生物,但“菌”字前带有“杆”“球”“螺旋”及“弧”字的一般都是细菌。[正误辨析]1.没有细胞核的细胞一定属于原核细胞。(×)提示:哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核,但其为真核细胞。2.控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体的DNA上。(×)提示:细菌中没有线粒体。3.原核细胞中既有DNA也有RNA。(√)4.没有叶绿体的细胞不能进行光合作用,没有线粒体的细胞不能进行有氧呼吸。(×)提示:蓝细菌没有叶绿体,但其细胞中有叶绿素和藻蓝素,可以进行光合作用,且它没有线粒体,但细胞中有与有氧呼吸有关的酶,可以进行有氧呼吸。5.真核细胞的细胞核中有DNA—蛋白质复合物,而原核细胞的拟核中没有。(×)提示:原核细胞拟核中DNA复制及转录都需要酶催化,故拟核中存在由DNA和酶构成的DNA—蛋白质复合物。[教材微点思考]1.(必修1P11正文拓展)试分析原核细胞基因突变的频率明显高于真核细胞的理由。提示:真核细胞的遗传物质与蛋白质结合形成染色体(质),遗传物质受到蛋白质的“保护”。原核细胞的遗传物质裸露,没有蛋白质的保护,更易受到外界环境的影响而发生突变。2.(必修1P11“旁栏思考”拓展)原核生物和真核生物在进化上的联系是真核生物由原核生物进化而来。推测原核细胞和病毒出现的先后顺序及其依据。提示:先出现原核细胞,后出现病毒,因为病毒必须寄生在活细胞中才能存活。3.(必修1P11“图16”、P12“拓展应用2”拓展)观察并分析下列四种生物的结构模式图。(1)从细胞生命活动的角度说明,为什么图中这些细胞都具有核糖体这种细胞器?提示:蛋白质是生命活动的主要承担者,核糖体是合成蛋白质的场所。(2)观察丙细胞与甲细胞的结构有什么区别?提示:丙细胞没有细胞壁和鞭毛,而甲细胞有。1.生物界常见生物类群的划分2.细胞的多样性和统一性的分析(1)细胞多样性的体现及原因。(2)细胞统一性的“五个”表现。原核、真核细胞的结构和功能比较1.(2021·湖南卷)关于下列微生物的叙述,正确的是(C)A.蓝藻细胞内含有叶绿体,能进行光合作用B.酵母菌有细胞壁和核糖体,属于单细胞原核生物C.破伤风杆菌细胞内不含线粒体,只能进行无氧呼吸D.支原体属于原核生物,细胞内含有染色质和核糖体解析:蓝藻属于原核生物,原核细胞中没有叶绿体,但含有藻蓝素和叶绿素,能够进行光合作用;酵母菌属于真核生物中的真菌,有细胞壁和核糖体;破伤风杆菌属于原核生物,原核细胞中没有线粒体,破伤风杆菌是厌氧微生物,只能进行无氧呼吸;支原体属于原核生物,没有核膜包被的细胞核,仅含有核糖体这一种细胞器,拟核内DNA裸露,无染色质。2.(多选)(2024·山东济南期中)沙眼衣原体是一类原核生物,有较复杂的、能进行一定代谢活动的酶系统,但不能合成高能化合物,营严格的细胞内寄生生活。下列说法正确的是(AC)A.沙眼衣原体是独立的生命系统,其系统的边界是细胞膜B.沙眼衣原体的遗传物质主要是DNAC.沙眼衣原体和肺炎支原体都有细胞膜、细胞质和拟核D.沙眼衣原体与哺乳动物的成熟红细胞都不具有核糖体解析:沙眼衣原体是一类原核细胞,有独立的生命系统,其系统的边界是细胞膜;沙眼衣原体含有细胞结构,其遗传物质是DNA;沙眼衣原体和肺炎支原体都是原核生物,都有细胞膜、细胞质和拟核;沙眼衣原体属于原核生物,含有核糖体。细胞的统一性和多样性辨析3.(2020·北京卷)丰富多彩的生物世界具有高度的统一性。以下对于原核细胞和真核细胞统一性的表述,不正确的是(D)A.细胞膜的基本结构是脂双层B.DNA是它们的遗传物质C.在核糖体上合成蛋白质D.通过有丝分裂进行细胞增殖解析:原核细胞和真核细胞细胞膜的基本支架都是磷脂双分子层;真核细胞和原核细胞都含有DNA和RNA,但以DNA作为遗传物质;真核生物和原核生物细胞中都有核糖体,核糖体是蛋白质合成的场所;真核生物的细胞增殖方式是有丝分裂、无丝分裂和减数分裂,原核生物如细菌,通过二分裂方式进行增殖,原核生物不能进行有丝分裂。4.(2024·辽宁沈阳联考)下列关于生物的统一性和差异性的说法,正确的是(B)A.细胞学说能说明所有生物在结构上具有统一性B.细胞器种类、数量的不同体现了真核细胞功能的差异性C.生物体的差异性表现在组成不同个体的元素种类和含量差异都很大D.原核细胞与真核细胞结构的统一性体现在都具有DNA、RNA、蛋白质和核糖体解析:细胞学说揭示了动植物结构的统一性;真核细胞中含有很多细胞器,不同的细胞器功能不同,因此细胞器种类、数量的不同体现了真核细胞功能的差异性;生物的统一性表现在组成不同个体的元素种类基本相同,生物体的差异性表现在组成不同个体的元素含量差异都很大;原核细胞与真核细胞的结构统一性主要体现在都具有细胞膜、细胞质(核糖体)。考点三使用高倍显微镜观察几种细胞1.掌握高倍显微镜的使用方法2.显微镜使用的相关知识(1)放大倍数。(2)比较高倍镜与低倍镜的观察视野。项目物像大小看到细胞数目视野亮度物镜与玻片的距离视野范围高倍镜大少暗近小低倍镜小多亮远大(3)光学显微镜下观察到的细胞结构被称为“显微结构”,电子显微镜下观察到的细胞结构被称为“亚显微结构”。如图比较了肉眼、光学显微镜、电子显微镜的分辨率。下列结构中属于显微结构的是①②③④,属于亚显微结构的是⑤⑥⑦⑧⑨。①大液泡②细胞核③叶绿体形态④染色后的线粒体⑤核孔⑥中心体⑦内质网⑧核糖体⑨细胞膜的“三层结构”[教材微点思考]1.(必修1P9“探究·实践”拓展)若视野中出现一半亮一半暗,观察花生切片标本材料时出现一半清晰一半模糊,出现上述两种情况的原因分别可能是什么?提示:前者可能是反光镜的调节角度不对;后者可能是花生切片厚薄不均匀。2.(必修1P9“探究·实践”拓展)若所观察视野中有“污物”,应如何判断“污物”的位置?提示:1.显微镜的目镜和物镜及放大倍数的区别(1)目镜越长,放大倍数越小,反之则放大倍数越大。(2)物镜越长,放大倍数越大,与装片距离越近,如H1;反之则放大倍数越小,与装片距离越远,如H2。(3)物镜上有螺纹,而目镜无螺纹。2.归纳概括显微镜成像特点及装片移动规律3.探究视野中细胞数目与放大倍数变化的关系若视野中细胞为单行,计算时只考虑长度;若视野中充满细胞,计算时考虑面积的变化。细胞数量与放大倍数的变化规律如下表:项目低倍镜下放大倍数为a高倍镜下放大倍数为na视野中一行细胞数量c×(1/n)均匀布满视野内细胞数量b×(1/n2)高倍显微镜的使用方法及操作1.(2023·河南信阳二模)显微镜是一种由一个透镜或几个透镜组合构成的光学放大仪器,下列有关叙述正确的是(D)A.图①为显微镜的镜头,该镜头安放在镜筒的上方,由a转成b视野变亮B.图②为显微镜下的视野,向右移动装片,c细胞可移到视野中央C.图③可作为植物细胞有丝分裂观察的实验材料D.若图④为物镜10×的显微镜下的图像,物镜换成40×,可观察到4个细胞解析:观察图①可知,图中的镜头带有螺纹,是物镜,物镜需要安装在转换器上,且物镜越长放大倍数越大,故b的放大倍数大于a,则由a转成b视野变暗;显微镜成像是倒立的虚像,即上下相反、左右相反,若图②为显微镜下的视野,c细胞位于视野的左方,实际位于视野的右方,故向左移动装片,c细胞可移到视野中央;图③细胞含有大液泡,是成熟的植物细胞,不能再进行细胞分裂,因此不能作为观察细胞有丝分裂实验的材料;若图④为物镜10×的显微镜下的图像,64个细胞充满视野,当目镜不变,物镜换成40×,此时放大倍数为原来的4倍,则视野中可观察到64÷42=4(个)细胞。2.(2024·河北保定月考)要将如图低倍镜视野中的M细胞进一步放大观察,必要的操作有(A)①向右移动载玻片②转动转换器③调节粗准焦螺旋④调节细准焦螺旋⑤调节光圈⑥提升镜筒A.①②⑤④ B.①⑥②④C.②③⑤⑥ D.②④⑥⑤解析:图中M细胞位于视野的右侧,因此在换用高倍镜前首先要向右移动载玻片,将M细胞移到视野的中央,然后转动转换器换上高倍镜,换上高倍镜后视野会变暗,所以要调节光圈,增加透光量,最后调节细准焦螺旋,使物像清晰。结果观察与异常情况分析3.用普通光学显微镜观察切片,当用低倍物镜看清楚后,转换成高倍物镜却看不到或看不清原来观察到的物体。下列有关原因不可能的是(B)A.低倍镜下物像没有移到视野中央B.放大倍数变小,看不清物像C.低倍物镜和高倍物镜的焦点不在同一平面D.切片放反,盖玻片在下面解析:转换成高倍物镜后,物像放大倍数变大。显微镜下结果观察异常情况分析(1)视野模糊原因分析。①整个视野模糊——细准焦螺旋未调节好。②视野一半清晰,一半模糊——观察材料有重叠,观察材料应薄而透明。③有异物存在。(2)调节视野亮度的操作。①观察染色标本或高倍镜观察——光线宜强。②观察无色或未染色标本或低倍镜观察——光线宜弱。③视野一半暗一半亮——应调反光镜。基础巩固练1.(2023·辽宁大连期中)人类在1665年已经发现细胞,而“细胞学说”直到1838年才由施旺、施莱登建立。施旺、施莱登能建立“细胞学说”,主要通过(A)A.对大量科学事实进行归纳概括B.发现真核细胞和原核细胞的区别C.大幅度提高显微镜的制作技术D.观察记录大量不同生物标本解析:细胞学说主要由德国科学家施莱登和施旺建立,后来魏尔肖对细胞学说进行了补充,是对大量科学事实进行归纳概括提出来的;细胞学说揭示了动植物细胞的统一性,并未涉及真核细胞与原核细胞的区别;显微镜的发明及制作技术推动了细胞学说的提出;细胞学说的提出是借助显微镜观察大量的细胞,而不是观察标本。2.(2023·河北邯郸期末)金丝猴群栖于高山密林中,主要以树叶、嫩树枝、花、果、树皮和树根为食。下列有关叙述错误的是(B)A.金丝猴生命活动的正常进行离不开体内各种细胞的密切合作B.金丝猴成熟的红细胞和蓝细菌在结构上最主要的区别是有无成形的细胞核C.花、果实都属于植物的器官,植物没有系统这一生命系统结构层次D.该密林内所有动植物都是由细胞发育而来的,并由细胞和细胞产物构成解析:金丝猴是多细胞动物,需要依赖各种分化的细胞密切合作,共同完成一系列复杂的生命活动;金丝猴成熟的红细胞中没有细胞核,蓝细菌属于原核细胞,也没有成形的细胞核;花、果实都属于植物的器官,与多细胞动物相比,植物没有系统这一生命系统结构层次;细胞学说指出“一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成”。3.下列关于大肠杆菌和蓝细菌的说法,错误的是(D)A.大肠杆菌是不能进行光合作用的异养生物,而蓝细菌是能进行光合作用的自养生物B.二者都有细胞结构,都以DNA为遗传物质C.二者细胞中都没有以核膜为界限的细胞核,但都有拟核D.二者都属于原核生物,与真核生物相比,细胞中都没有核膜,没有核糖体解析:大肠杆菌是不能进行光合作用的异养生物,蓝细菌含有叶绿素和藻蓝素,是能进行光合作用的自养生物;蓝细菌和大肠杆菌都是有细胞结构的生物,都以DNA作为遗传物质;蓝细菌和大肠杆菌都属于原核生物,都没有成形的细胞核,都有拟核;蓝细菌和大肠杆菌都属于原核生物,与真核生物相比,原核生物细胞中都没有核膜,但有核糖体。4.(2023·山东青岛期中)下列有关显微镜的叙述,正确的是(C)A.目镜越长,放大倍数越大B.如果视野中有异物,转动转换器后异物消失,则异物在目镜上C.如果视野太暗,需要将反光镜调成凹面镜D.显微镜的放大倍数越大,视野中看到的细胞数目越多解析:目镜长度与放大倍数成反比,目镜越长,放大倍数越小;显微镜观察时如果发现视野中有一异物,则异物可能来源于装片、物镜和目镜三处,转动转换器切换物镜后异物消失,则异物在物镜上;显微镜视野太暗时,可以通过调节光圈和反光镜来调节视野亮度,应选择大光圈和凹面镜,因为大光圈可以增加进光量,凹面镜对光有汇聚作用,所以反光镜应该选择凹面镜;显微镜的放大倍数越大,看到的细胞就越大,但数目就越少。5.(2024·海南海口模拟)病原体引起的肺炎会影响人们的身体健康。常见的肺炎有细菌性肺炎、支原体肺炎、病毒性肺炎(如SARS病毒引起的非典型肺炎)和肺真菌病(如曲霉菌病)等。下列有关叙述正确的是(B)A.SARS病毒、支原体都只有核糖体一种细胞器B.曲霉菌和SARS病毒的核酸中碱基种类不完全相同C.抗生素可抑制细菌的细胞壁形成,可以治疗支原体肺炎D.在营养成分齐全的培养基上可培养病毒、细菌解析:SARS病毒没有细胞结构,支原体是原核生物,只有核糖体一种细胞器;曲霉菌含有DNA和RNA两种核酸,含有A、T、U、G、C5种碱基,SARS病毒是RNA病毒,只含有RNA一种核酸,只有A、U、G、C4种碱基;支原体没有细胞壁,故抗生素不可以治疗支原体肺炎;病毒没有细胞结构,依赖活的宿主细胞才能完成生命活动,不能用培养基来培养。6.(2023·湖北荆门模拟)生命系统存在着从细胞到生物圈各个不同的结构层次。下列相关叙述不正确的是(C)A.艾滋病病毒(HIV)虽无细胞结构,但其表面有由磷脂双分子层构成的包膜B.肺炎支原体作为基本的生命系统无细胞壁C.人工合成脊髓灰质炎病毒实际上就是人工制造了生命D.生态系统中存在非生命的物质和能量,也属于生命系统解析:细胞膜是以磷脂双分子层为基本支架的,HIV虽无细胞结构,但其表面有由磷脂双分子层为基本支架构成的包膜;细胞是最基本的生命系统,肺炎支原体为原核细胞,属于基本的生命系统,且没有细胞壁;病毒不具有细胞结构,不能独立生活,只有寄生在特定的活细胞中才能进行生命活动,因此人工合成了脊髓灰质炎病毒并不意味着人工制造了生命;生命系统包括生态系统层次,其中包括无机环境,所以生态系统中存在非生命的物质和能量。7.(2024·山东临沂模拟)内共生学说认为叶绿体的祖先是蓝细菌,在生物进化过程中蓝细菌被原始真核细胞吞噬,与其共生进化成为现在的叶绿体。依据该学说,下列相关说法正确的是(B)A.被吞噬的蓝细菌含有叶绿素和类胡萝卜素B.叶绿体中的DNA与蓝细菌中的DNA均为环状C.叶绿体可以通过有丝分裂的方式增殖D.叶绿体所需蛋白质均由自身的DNA编码解析:蓝细菌含有叶绿素和藻蓝素;根据内共生学说,叶绿体中的DNA与蓝细菌中的DNA均为环状;叶绿体中不含染色体,不能通过有丝分裂的方式增殖;叶绿体所需蛋白质主要由核基因编码,自身的DNA编码少数蛋白质。8.(2024·江西吉安月考)如图是显微镜下观察到的几种细胞或组织图像(D中细胞取自猪的血液),请据图回答下列问题。(1)材料中各种生物形态差别很大,从结构来看,它们与病毒的最大区别是。不能用普通培养基成功培育出病毒的理由是

。

(2)科学家依据将细胞分为原核细胞和真核细胞,材料所提及的生物中,属于原核生物的是(填图中字母),与真核细胞的统一性表现在都有

(写出两点即可)。

(3)地球上最基本的生命系统是,图中能表示生命系统个体层次的是(填字母)。

(4)过量繁殖会引起水华的是(填图中字母),该细胞中含有,因此能利用光能合成有机物,故其代谢类型是型。(5)某同学用显微镜观察酵母菌时,已知一组镜头如图,目镜标有5×和10×,物镜标有10×和40×。视野中图像最暗的组合是(填序号),视野中能观察到的细胞数目最多的组合是(填序号)。解析:(1)病毒是非细胞结构的生物,材料中各种生物形态差别很大,从结构来看,它们与病毒的最大区别是具有细胞结构。病毒的结构简单,由蛋白质和核酸组成,病毒只能寄生在活的生物体细胞内,不能用普通培养基培育出病毒。(2)科学家依据有无以核膜为界限的细胞核将细胞分为原核细胞和真核细胞,属于原核生物的是B蓝细菌和E细菌,它们在结构上最大的特点是没有以核膜为界限的细胞核,与真核细胞的统一性表现在都具有相似的细胞膜和细胞质,都以DNA作为遗传物质。(3)地球上最基本的生命系统是细胞;B蓝细菌和E细菌是单细胞生物,个体即细胞,图中能表示生命系统个体层次的是B蓝细菌和E细菌。(4)过量繁殖会引起水华的是B蓝细菌;蓝细菌中含有藻蓝素和叶绿素,藻蓝素和叶绿素能吸收光能,进行光合作用,故其代谢类型是自养型。(5)低倍镜的视野亮、观察到的细胞数目多、细胞体积小,高倍镜视野暗、观察到的细胞数目少、细胞体积大。目镜没有螺纹,镜筒越长放大倍数越小;物镜有螺纹,镜筒越长放大倍数越大,则视野中图像最暗的组合是②③,视野中能观察到的细胞数目最多的组合是①④。答案:(1)具有细胞结构病毒不能独立生存,需要寄生在活细胞内生活和繁殖(2)有无以核膜为界限的细胞核BE相似的细胞膜和细胞质,都以DNA作为遗传物质(3)细胞BE(4)B藻蓝素和叶绿素自养(5)②③①④综合提升练9.(多选)下列有关细胞多样性与统一性的叙述,正确的是(ABC)A.原核细胞与真核细胞都能以ATP作为直接能源物质B.不同生物细胞具有多样性的根本原因是DNA的多样性C.同一生物的细胞具有多样性的直接原因是所含蛋白质的不同D.原核细胞与真核细胞具有相似的染色质解析:原核细胞没有染色质。10.(多选)(2023·辽宁大连模拟)支原体肺炎是一种常见的传染病,其病原体是一种称为肺炎支原体的无壁原核生物。溶菌酶能够溶解细菌的细胞壁,具有抗菌消炎的作用。下列相关叙述,错误的是(ACD)A.肺炎支原体没有染色体,因此以无丝分裂方式增殖B.肺炎支原体没有线粒体,但能进行有氧呼吸产生ATPC.膜蛋白在肺炎支原体的核糖体合成,在内质网加工D.溶菌酶和抗生素联合使用,能增强支原体肺炎的治疗效果解析:无丝分裂是真核细胞的增殖方式,肺炎支原体是原核生物,没有染色体,不能以无丝分裂方式进行增殖;肺炎支原体是原核生物,没有线粒体,但有与有氧呼吸有关的酶,所以能进行有氧呼吸产生ATP;肺炎支原体是原核生物,没有内质网,有核糖体,所以膜蛋白在肺炎支原体的核糖体合成,但无内质网加工;溶菌酶和抗生素都是作用于细菌的细胞壁,支原体不具有细胞壁,所以不能增强支原体肺炎的治疗效果。11.(多选)下列有关①②③④四个框图内所包括生物的共同特征的叙述,错误的是(ABC)A.框图①内的生物都是分解者,且都不能独立生活B.框图②内的生物都是异养生物,且都能分裂生殖C.框图③内的生物都有中心体,遗传物质都是DNAD.框图④内的生物都有核糖体,都能进行有氧呼吸解析:框图①内的生物是T2噬菌体和醋酸杆菌,醋酸杆菌是分解者,能独立生活,而T2噬菌体是病毒,是消费者,不能独立生活;框图②内的生物是醋酸杆菌、硝化细菌、绿藻,醋酸杆菌是异养生物,硝化细菌、绿藻是自养生物,醋酸杆菌、硝化细菌是分裂生殖,绿藻是真核生物,通常不进行分裂生殖;框图③内的生物是醋酸杆菌、硝化细菌、T2噬菌体、绿藻,醋酸杆菌、硝化细菌、T2噬菌体都没有中心体,绿藻有中心体,框图③内的遗传物质都是DNA;框图④内的生物是醋酸杆菌和硝化细菌,都有核糖体,都能进行有氧呼吸。12.(2024·河北邯郸月考)肺炎支原体(MP)是一种原核生物,其黏附于宿主细胞膜表面后可模仿宿主细胞膜结构,逃逸机体的免疫应答,引起慢性感染和无症状携带。如图为支原体的结构示意图,请回答下列问题。(1)支原体中含有RNA的细胞器是(填序号)。

(2)广谱青霉素可抑制细菌的增殖,但支原体对其并不敏感,推测青霉素对细菌的作用位点为(填结构名称)。作用于核糖体小亚基的四环素类抗生素可抑制支原体和细菌的增殖,却不会抑制人体细胞的增殖,原因可能是

。(3)支原体与流感病毒在结构上最大的差别是。有学者认为,支原体感染人体后,产生的抗体也会引发脑、肝、肾等脏器组织的损伤,人体抗体基因表达过程与支原体中基因表达过程的不同之处在于

。

解析:(1)支原体中含有RNA的细胞器是④核糖体。(2)支原体与细菌都是原核生物,区别在于支原体无细胞壁,据此推测青霉素对细菌的作用位点为细胞壁。人是真核生物,作用于核糖体小亚基的四环素类抗生素可抑制支原体和细菌的增殖,却不会抑制人体细胞的增殖,可能是因为真核细胞(人体细胞)和原核细胞(支原体、细菌)的核糖体(小亚基)不同。(3)支原体是原核生物,流感病毒是非细胞结构生物,二者结构上最大的区别是有无细胞结构(支原体有细胞结构,而流感病毒无细胞结构);真核生物转录主要在细胞核中进行,翻译主要在细胞质中进行,有时间和空间上的区分,原核生物无细胞核,可以边转录边翻译,即支原体是边转录边翻译,人体内抗体是先转录后翻译。答案:(1)④(2)细胞壁真核细胞(或人体细胞)和原核细胞(或支原体、细菌)的核糖体(小亚基)不同(3)有无细胞结构(支原体有细胞结构,而流感病毒无细胞结构)支原体是边转录边翻译,人体内抗体是先转录后翻译第2讲细胞中的无机物、糖类和脂质[课标要求]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.活动:检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质。考点一组成细胞的元素和化合物、无机物1.细胞中的元素(1)生物界和非生物界在元素种类和含量上的关系。(2)元素的来源、分类及存在形式。2.组成细胞的化合物3.细胞中的水(1)水的性质。(2)细胞中水的存在形式和功能。(3)自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系。4.细胞中的无机盐[正误辨析]1.无论是大量元素还是微量元素,对维持生物体的生命活动都起着非常重要的作用。(√)2.肌肉细胞中含量最多的化合物是蛋白质。(×)提示:活细胞中含量最多的化合物为水,肌肉细胞也不例外。3.水分子间氢键比较弱,易断裂易形成,使其在常温下能够维持液体状态,具有流动性。(√)4.寒冬来临时,植物细胞内结合水/自由水的值上升。(√)5.无机盐参与维持细胞的酸碱平衡,不参与有机物的合成。(×)提示:无机盐参与维持细胞的酸碱平衡,也参与有机物的合成。6.在酸性土壤中,小麦可吸收利用土壤中N2和NO3-。(提示:植物可以吸收土壤中的NO3-和NH4[教材微点思考]1.(必修1P16“思考·讨论”拓展)玉米细胞和人体细胞干重中含量较多的四种元素都是C、H、O、N,但玉米细胞中的含量大小关系为O>C>H>N,而在人体细胞中的含量大小关系为C>O>N>H,这是为什么?提示:组成玉米细胞和人体细胞的主要成分都是糖类、脂质和蛋白质等,这些物质含有C、H、O,蛋白质中还含有大量的N。玉米细胞中含糖较多,人体细胞中含蛋白质较多。2.(必修1P22“旁栏思考”拓展)摄入过多的食盐会导致高血压及其他心脑血管疾病,是否应不摄入或过少摄入食盐?请分析原因。提示:不是。NaCl在人体中发挥重要的作用,不摄入或长期获取的食盐量过少也会带来危害,因为不摄入或摄取食盐过少有可能导致细胞外液渗透压过低,容易引发低钠血症等。1.归纳概括与水相关的知识点2.比较归纳十种常考无机盐的功能及应用细胞中的元素和化合物1.(2024·河北石家庄期中)下列有关细胞中化合物的叙述,正确的是(C)A.I、Cu、Ca等微量元素虽然含量少,但在细胞中也具有重要作用B.叶绿体中的光合色素都含有Mg,缺Mg会影响植物的光合作用C.只含有C、H、O三种元素的小分子有机物不一定是糖类或脂肪D.RNA所含的元素种类比蛋白质多,RNA和DNA所含的元素种类相同解析:组成细胞的元素中,Ca属于大量元素;光合色素中的叶绿素含有Mg,类胡萝卜素不含Mg;只含C、H、O的小分子物质除了糖类和脂肪外,还有其他物质,如乙醇、丙酮酸、乳酸等;除C、H、O、N外,蛋白质还可能含有S、Fe等其他多种元素,而组成核酸的元素只有C、H、O、N、P,核酸包括DNA和RNA。细胞中水的存在形式和功能2.(2024·安徽滁州月考)下列有关水的叙述正确的是(A)A.葡萄糖、蛋白质、脂肪在其彻底氧化分解过程中都产生水B.细胞内的自由水与结合水都是良好的溶剂,都能参与物质运输和化学反应C.衰老的细胞中水分减少、代谢加快、酶活性降低D.将作物秸秆晒干后,其体内剩余的物质主要是无机盐解析:葡萄糖、蛋白质、脂肪在其彻底氧化分解过程中都产生水和二氧化碳;自由水是细胞内的良好溶剂,可参与物质运输,参与化学反应,结合水是细胞结构的重要组成部分;衰老的细胞中水分减少、代谢减慢、大多数酶活性降低;晒干过程中散失的主要是自由水,秸秆充分晒干剩余物质主要包括有机物、结合水和无机盐等。3.(2024·广东珠海月考)在种子萌发和成熟过程中,种子的内部都会发生剧烈的物质变化。下列对种子内部发生的物质变化的描述,不正确的是(C)A.在种子萌发过程中自由水和结合水的比值增大,种子的呼吸加强,代谢加快B.在种子成熟过程中自由水和结合水的比值降低,种子的呼吸逐渐减弱,代谢减慢C.在种子萌发过程中种子的干重减小,酶的活性增强,物质的转化加快,有机物的种类减少D.在油料种子成熟过程中种子的干重增加,糖类物质减少,脂肪的含量增加解析:在种子萌发过程中自由水和结合水的比值增大,酶的活性增强,物质的转化加快,种子呼吸增强,代谢加快,干重减小,有机物的种类增加;在种子成熟过程中自由水和结合水的比值降低,种子的呼吸逐渐减弱,代谢减慢,水分减少,干重增加;在油料种子成熟过程中,糖类物质减少,脂肪的含量增加。细胞中无机盐功能的分析4.(2022·全国甲卷)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。5.(2024·北京海淀月考)Zn2+是激活色氨酸合成酶的必要成分,缺Zn2+会影响生长素合成导致植物生长受阻,通常会出现节间缩短,叶片变小呈簇生状,俗称“小叶病”。下列说法错误的是(C)A.依据元素在细胞内的含量划分,锌属于微量元素B.无机盐在细胞中含量很少,主要以离子形式存在C.为探究小叶病是否由缺锌引起,对照组应使用缺锌的完全培养液D.该现象说明无机盐对于维持细胞和生物体的正常生命活动有重要意义解析:探究小叶病是否由缺锌引起,实验自变量为是否缺锌,对照组应使用完全培养液,实验组使用缺锌培养液。验证某种元素的生理功能(1)实验设计。①对照组:植物+完全培养液正常生长。②实验组:(2)实验成功的关键。①实验中应保证实验的无关变量相同且适宜,如材料的种类、生长状况应一致等。②实验组用只缺X的培养液,对照组用完全培养液,不能用蒸馏水作对照。③实验组加入X的目的是二次(前后)对照,使实验组前后对照,以增强说服力。考点二检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1.实验原理某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应。还原糖+斐林试剂砖红色沉淀脂肪+苏丹Ⅲ染液→橘黄色蛋白质+双缩脲试剂→紫色2.实验步骤与实验结论(1)还原糖的检测和观察。(2)脂肪的检测和观察。(3)蛋白质的检测和观察。(1)检测还原糖时,在加热条件下能将Cu(OH)2中的Cu2+还原成Cu+,从而生成砖红色的Cu2O沉淀。使用的斐林试剂要现配现用的原因:斐林试剂很不稳定,久置容易产生蓝色的Cu(OH)2沉淀。(2)在还原糖检测实验中,若待测组织样液中不含还原糖,加入斐林试剂水浴加热后出现的现象是呈蓝色,即Cu(OH)2自身的颜色。(3)检测蛋白质时,加入双缩脲试剂B液后,如果没有产生明显的紫色反应,可能的原因是加入的双缩脲试剂B液过量,CuSO4在碱性溶液中生成大量的Cu(OH)2产生蓝色絮状沉淀,会遮蔽实验中所产生的紫色,影响观察效果。(4)斐林试剂甲液和双缩脲试剂A液完全相同,将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释5倍后便成为双缩脲试剂B液,可用于蛋白质的检测。[正误辨析]1.在使用斐林试剂检测还原糖时,应先往待测样液中加氢氧化钠溶液,再加入等体积的硫酸铜溶液。(×)提示:检测还原糖时,应将氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液等量混合后再加入待测样液中。2.若待测样液中含氨基酸,则加入双缩脲试剂后即产生紫色反应。(×)提示:双缩脲试剂可与多肽或蛋白质发生紫色反应,但不能与氨基酸发生紫色反应,因为氨基酸中不含肽键。3.脂肪鉴定中使用50%的酒精溶液的目的是提取花生子叶中的脂肪颗粒。(×)提示:脂肪鉴定中使用50%的酒精溶液的目的是洗去浮色。4.利用斐林试剂的甲液、乙液和蒸馏水也能完成蛋白质的鉴定。(√)[教材微点思考]1.(必修1P18“探究·实践”拓展)鉴定豆浆中的蛋白质时,需先将双缩脲试剂A液加入样液中摇匀,再加入适量的双缩脲试剂B液。请分析A液和B液分别加入的原因。提示:先加双缩脲试剂A液营造碱性环境,再加双缩脲试剂B液让铜离子和蛋白质产生紫色反应。2.(必修1P18“探究·实践”拓展)现有两瓶没有标记的糖尿病患者(尿液中含有一定量葡萄糖)和肾小球肾炎患者(尿液中含有一定量蛋白质)的尿液样品,如何进行区分?提示:方法一:用斐林试剂对两瓶尿样进行检测,有砖红色沉淀生成的是糖尿病患者的尿样;没有砖红色沉淀生成的是肾小球肾炎患者的尿样。方法二:用双缩脲试剂来检测,有紫色产生的是肾小球肾炎患者的尿样,另一瓶是糖尿病患者的尿样。1.比较斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”2.实验成功的2个注意点(1)三个实验中都不宜选取有颜色的材料,否则会干扰实验结果的颜色反应。(2)实验中,在加相应试剂之前要留出部分组织样液,目的是作为对照,以便与反应后的样液颜色作对比,增强实验的说服力。有机物的检测的相关实验1.(2024·安徽六安期中)某兴趣小组在野外发现一种组织颜色为白色的不知名野果,该小组把这些野果带回实验室欲检测其中是否含有还原糖、脂肪和蛋白质,下列叙述正确的是(A)A.观察该野果细胞中的脂肪颗粒需要使用显微镜B.若向该野果的组织样液中加入斐林试剂并水浴加热出现较深的砖红色,说明该野果中含有大量的葡萄糖C.进行蛋白质的检测时可用斐林试剂的甲液和乙液代替双缩脲试剂A液和B液,因为它们的成分相同D.还原糖检测实验结束时将剩余的斐林试剂装入棕色瓶,以便长期保存备用解析:观察该野果细胞中的脂肪颗粒,需要使用显微镜;向该野果的组织样液中加入斐林试剂并水浴加热出现较深的砖红色,说明该野果中含有大量的还原糖,但不能确定是否含葡萄糖;双缩脲试剂和斐林试剂的成分虽然相同,但成分的质量浓度不同;斐林试剂使用时是现用现配,不能长期放置。2.(多选)(2024·湖南长沙月考)在香蕉果实成熟过程中,果实中的贮藏物不断代谢转化,香蕉逐渐变甜。如图甲中Ⅰ、Ⅱ两条曲线分别表示香蕉果实成熟过程中两种物质含量的变化趋势。现取成熟到第x天和第y天的等量香蕉果肉进行研磨,分别加入等量的蒸馏水中制成两种提取液。然后在a、b试管中各加5mL第x天的提取液,在c、d试管中各加5mL第y天的提取液(图乙)。下列说法正确的是(ABC)A.在a、c试管中各加入等量碘液后,两试管均呈蓝色,但c试管颜色较浅B.图甲中表示淀粉含量变化的曲线是Ⅰ,表示还原糖含量变化的曲线是ⅡC.图甲中Ⅰ、Ⅱ曲线所表示的物质的组成元素都是C、H、OD.在b、d试管中各加入等量斐林试剂后水浴加热,两试管均呈砖红色,b试管颜色较深解析:由题意可知,曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示淀粉含量和还原糖含量变化,与a试管相比,c试管内的淀粉含量下降,所以加入等量碘液后,两试管均呈蓝色,但是c试管颜色较浅;图甲中Ⅰ、Ⅱ曲线所表示的物质都是糖类,元素组成都是C、H、O;b、d试管用斐林试剂检测还原糖,对应曲线Ⅱ,b试管还原糖较少,颜色较浅,d试管还原糖较多,颜色较深。考点三细胞中的糖类和脂质1.细胞中的糖类(1)单糖可不经消化直接被吸收,而二糖、多糖必须经消化水解成单糖后才能被吸收。(2)多糖水解的终产物是其单体,如淀粉水解的终产物是葡萄糖;糖氧化分解的终产物是CO2和H2O等。2.细胞中的脂质3.细胞中糖类与脂质的关系[正误辨析]1.纤维素和淀粉的功能不同,彻底水解的产物也不同。(×)提示:纤维素和淀粉的彻底水解的产物都是葡萄糖。2.几丁质与糖原都属于动物体内的多糖,都能参与细胞结构的构建。(×)提示:糖原不能参与细胞结构的构建,属于细胞内的储能物质。3.与葡萄糖相比,等质量脂肪彻底氧化分解消耗的氧气更多。(√)4.所有细胞中都至少含有一种脂质。(√)5.磷脂水解的终产物为甘油和脂肪酸。(×)提示:甘油和脂肪酸是脂肪水解的终产物。[教材微点思考]1.(必修1P24“图23”拓展)淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖,为什么它们在化学性质上有很大差距?提示:虽然三种多糖的基本单位都是葡萄糖,但是葡萄糖连接的方式、数量等不同,因此它们具有不同的化学性质。2.(必修1P27正文拓展)医生建议缺钙的婴幼儿服用钙剂的同时,还要服用少量鱼肝油,为什么?提示:鱼肝油含丰富的维生素D,维生素D能有效促进肠道对钙的吸收。细胞中糖类的种类和功能1.(2023·河北衡水调研)如图为某单糖的概念模型,下列相关叙述正确的是(B)A.若M为果糖,则①与斐林试剂共热有砖红色沉淀产生B.若②均由M构成,则②不能都为细胞的生命活动供能C.若③为ATP,则单糖M应是脱氧核糖D.若M为核糖,则③可以是T2噬菌体的遗传物质解析:果糖与葡萄糖缩合形成的糖为蔗糖,蔗糖是非还原糖,与斐林试剂共热(水浴加热)没有砖红色沉淀产生;若②均由M构成,则M是葡萄糖,②可以是纤维素、淀粉、糖原等多糖,淀粉、糖原是细胞内的储能物质,纤维素是构成植物细胞壁的主要物质,不为细胞的生命活动供能;ATP为腺苷三磷酸,腺苷由核糖和腺嘌呤组成;T2噬菌体的遗传物质是DNA,构成DNA的五碳糖为脱氧核糖。2.(多选)棉花纤维由纤维细胞形成。蔗糖经膜蛋白SUT转运进入纤维细胞后逐渐积累,在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成。研究人员用普通棉花品系培育了SUT表达水平高的品系F,检测两品系植株开花后纤维细胞中的蔗糖含量,结果如图所示。下列说法正确的是(BC)A.纤维素的基本组成单位是葡萄糖和果糖B.曲线甲表示品系F纤维细胞中的蔗糖含量C.15～18天曲线乙下降的主要原因是蔗糖被水解后参与纤维素的合成D.提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期延后解析:纤维素的基本组成单位是葡萄糖;品系F中的SUT表达水平提高,对蔗糖的运输增加,分析曲线可知,曲线甲蔗糖含量的最高值大于曲线乙且上升的时间早于曲线乙,说明曲线甲应为品系F纤维细胞中的蔗糖含量;由题干信息“在纤维细胞的加厚期被大量水解后参与纤维素的合成”可知,15～18天曲线乙下降的主要原因是蔗糖被水解后参与纤维素的合成;曲线甲蔗糖含量下降的时间早于曲线乙,故提高SUT的表达水平会使纤维细胞加厚期提前。细胞中脂质的种类、功能以及与糖类的转化3.(2024·辽宁大连月考)果糖广泛存在于水果及蜂蜜中,其甜度大于葡萄糖,近年来含高浓度果糖的果葡糖浆被广泛用于食品工业中。下图表示果糖和葡萄糖在肝脏细胞内的部分代谢途径,下列分析错误的是(D)A.果糖、葡萄糖分子都以碳链为基本骨架B.血糖水平较低时,果糖可为肝细胞的生命活动提供能量C.过量摄入果糖或葡萄糖都会导致脂肪肝的发病率升高D.在细胞供能不足时,脂肪可以大量转化为葡萄糖和果糖解析:果糖和葡萄糖都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架;据图可知,血糖水平较低时,果糖可分解为丙酮酸,然后再彻底氧化分解,为肝细胞的生命活动提供能量;据图可知,过量摄入果糖或葡萄糖都会转化为脂肪酸,从而导致脂肪肝的发病率升高;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,且脂肪不能大量转化为糖类。4.(2024·安徽合肥期中)为探究蓖麻的种子(脂肪含量很高)萌发过程中的物质变化,某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件均适宜的黑暗环境中培养,定期检查萌发种子(含幼苗)的脂肪、蔗糖、葡萄糖的含量和干重变化,结果如图所示,据图分析。下列说法正确的是(B)A.图甲表示脂肪在酶的作用下水解为葡萄糖,其中一部分进一步转化为蔗糖B.糖类是蓖麻生长发育的主要能源物质,由脂肪转化为糖类需要蛋白质参与C.用苏丹Ⅲ染液对蓖麻种子切片染色,可通过肉眼观察到橘黄色脂肪颗粒D.据图乙分析,蓖麻种子萌发初期时干重增加,增重的主要元素是氢解析:脂肪在酶的作用下水解为甘油、脂肪酸,再转化为糖类;糖类是生命活动的主要能源物质,脂肪转化为糖类过程中需要酶的参与,酶的本质主要是蛋白质;用苏丹Ⅲ染液对蓖麻种子切片染色,需在显微镜下才能观察到橘黄色的脂肪颗粒;脂肪可通过水解变成甘油和脂肪酸,然后再转变成糖类等其他形式的有机物,此过程中增重的主要元素是氧,因此导致种子干重增加的主要元素是氧。种子形成和萌发过程中糖类和脂质的变化项目非油料作物种子(如小麦)油料作物种子(如大豆)种子形成时可溶性糖(还原糖)→淀粉糖类→脂肪种子萌发时淀粉→可溶性糖(还原糖)脂肪→甘油、脂肪酸→糖类种子形成时,光合作用产物的输入导致其干重增加。种子萌发时,吸收水分导致其鲜重增加,非油料作物的种子由于只进行细胞呼吸导致干重减少,油料作物种子萌发初期干重有所增加(是因为脂肪转化为糖类的过程中增加了氧元素),然后再减少。基础巩固练1.(2023·山东青岛期中)下列有关组成生物体元素的叙述,正确的是(A)A.组成细胞的元素中,C、H、O、N这四种元素的含量最多B.Zn2+是人体中多种酶的组成成分,说明锌不是人体内的微量元素C.组成生物体和组成无机自然界的化学元素中,碳元素的含量最多D.Ca是构成人体细胞的微量元素解析:组成细胞的元素中,C、H、O、N这四种元素的含量最多;锌是人体内的微量元素;组成生物体和组成无机自然界的化学元素中,氧元素的含量最多;Ca是构成人体细胞的大量元素。2.(2024·山东临沂模拟)根据某些化学试剂与生物组织中的相应化合物产生的特定的颜色反应,可以检测生物组织中存在的糖类、脂肪或蛋白质。下列实验操作或分析错误的是(A)A.梨匀浆与斐林试剂作用能够生成砖红色沉淀,说明其中含有葡萄糖B.将斐林试剂适当处理,可以代替双缩脲试剂用于检测豆浆中的蛋白质C.在检测还原糖、蛋白质前留出部分组织样液,目的是与反应后的颜色进行对照D.检测花生种子中的脂肪时用苏丹Ⅲ染色后未用酒精冲洗,会干扰对橘黄色颗粒的观察解析:梨匀浆与斐林试剂作用能够生成砖红色沉淀,说明其中含有还原糖,不一定就是葡萄糖;斐林试剂与双缩脲试剂的成分相同,但斐林试剂乙液的质量浓度比双缩脲试剂的B液高,可以将乙液稀释以后用于鉴定蛋白质;在检测还原糖、蛋白质前留出部分组织样液,目的是与反应后的颜色进行对照,增强实验的说服力;检测花生种子中的脂肪时用苏丹Ⅲ染色后未用酒精洗去浮色,会干扰对橘黄色颗粒的观察。3.(2023·湖南长沙模拟)鸭子主要以玉米等植物为食,有时也吃鱼虾,食物经消化吸收后转化为鸭子自身的营养成分,下列相关叙述正确的是(C)A.鸭子与玉米的细胞中各种元素的含量相同B.玉米与鱼虾中的各种糖类都能为鸭子提供能量C.虾的几丁质外壳是一种可用于制造人造皮肤的多糖D.供能不足时,鸭子体内脂肪可大量转化成糖类解析:不同生物体内的元素种类相似,但元素的含量差异很大;玉米体内的纤维素不能供能,鱼虾中的几丁质也不能供能;甲壳类动物和昆虫的外骨骼中含有几丁质,可以用于制造人造皮肤等;脂肪不能大量转化为糖类。4.(2023·江苏南京联考)下列广告语相对比较科学的是(B)A.××口服液:含有丰富的C、N、P、Zn等微量元素B.××饮料:含有多种无机盐,无机盐不能有效补充人体运动时消耗的能量C.××食用油:天然植物油,不含不饱和脂肪酸D.××八宝粥:由桂圆、红豆、糯米等精制而成,不含糖,适合糖尿病患者食用解析:C、N、P属于大量元素,Zn属于微量元素;无机盐不是生物体的能源物质,无机盐不能补充人体运动时消耗的能量;天然植物油,含不饱和脂肪酸;八宝粥由桂圆、红豆、糯米等精制而成,红豆、糯米等含有丰富的淀粉,淀粉水解后会产生葡萄糖,故不适合糖尿病患者食用。5.(2023·湖南长沙模拟)农谚有云:“有收无收在于水,收多收少在于肥。”水和无机盐在农作物的生长发育过程中发挥着重要的作用。下列关于水和无机盐的叙述,错误的是(B)A.农作物从外界吸收的磷酸盐可用于细胞内合成DNA和RNAB.结合水是细胞内的良好溶剂,可直接参与光合作用过程C.由于氢键的存在,水具有较高的比热容,有利于维持生命系统的稳定性D.活性蛋白失去结合水后会改变空间结构,重新得到结合水后不能恢复其活性解析:DNA和RNA的元素组成均为C、H、O、N、P,含有磷元素,故农作物从外界吸收的磷酸盐可用于细胞内合成DNA和RNA;自由水是细胞内的良好溶剂,可直接参与光合作用过程;由于水分子的极性,一个水分子的氧端靠近另一个水分子的氢端时,它们之间的静电吸引作用就形成一种弱的引力,这种弱的引力称为氢键,氢键的存在,使水有较高的比热容,使水的温度不易发生改变,有利于维持生命系统的稳定性;蛋白质失活后,其活性不能恢复。6.(2024·湖南雅礼中学月考)植物性食物中的纤维素具有较强的吸水性和黏性,且人体缺乏相应的消化酶,不能被消化吸收,但有利于人体健康,在营养学上称为“第七类营养素”。纤维素的生理功能往往与其结构特点相关联。以下关于纤维素的功能说法错误的是(D)A.纤维素具有较强的吸水性,故能增加食物体积,使人有饱腹感,防止食物过多摄入,利于血糖的控制B.纤维素不能被消化,但能促进肠道的蠕动,利于排便,减少肠道癌变的发生概率C.纤维素的黏性能发挥降低血液中胆固醇浓度的作用,有利于减少心血管疾病的发生概率D.纤维素与淀粉都属于多糖,在细胞中水解成葡萄糖后可给细胞提供能量解析:由题意可知,植物性食物中的纤维素具有较强的吸水性和黏性,故能增加食物体积,使人有饱腹感,防止食物过多摄入,利于血糖的控制;由于人体内缺乏分解纤维素的酶,纤维素不能被消化,但能促进肠道的蠕动,利于排便,减少肠道癌变的发生概率;机体中胆固醇浓度过高时会引发机体心血管疾病的发生,而纤维素的黏性能发挥降低血液中胆固醇浓度的作用,有利于减少心血管疾病的发生概率;人体中缺乏分解纤维素的酶,纤维素不能在细胞中被水解利用。7.豆固醇为大豆细胞的组分,通常不能被人体肠道吸收,其结构与胆固醇相似。饭后服用豆固醇能抑制肠黏膜对胆固醇的吸收。下列关于固醇的说法不正确的是(B)A.豆固醇可以作为降低人体内胆固醇含量的药物B.豆固醇与糖类、磷脂的组成元素相同C.肠道能吸收胆固醇,不能吸收豆固醇,体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能D.维生素D也是固醇类物质,可以促进人体肠道对钙和磷的吸收解析:因为豆固醇能抑制肠黏膜对胆固醇的吸收,因此,豆固醇可以作为降低人体内胆固醇含量的药物;胆固醇的组成元素只有C、H、O,糖类的组成元素一般也只有C、H、O,而磷脂的组成元素除了C、H、O,还含有P甚至N,又知豆固醇结构与胆固醇相似,据此可推测,豆固醇与糖类的组成元素相同。8.(2024·河南洛阳月考)某实验小组将花生种子置于适宜条件下培养,定期检测种子萌发及幼苗生长发育过程中脂肪的相对含量和干重,结果如图所示。回答下列问题。(1)在花生种子中,脂肪的主要功能是。

(2)检测花生种子中的脂肪时所常用的染液是,制片过程中常用50%的酒精溶液,其作用是。(3)经检测,花生种子萌发初期(AB段)糖类含量增加,据图分析,其原因可能是。导致种子干重增加的主要元素是(填“O”或“H”)。

(4)种子萌发到BC段时,干重反而降低,可能是由于该阶段的幼苗(答出1点)。C点以后,幼苗干重增加,必须满足的外界条件是(答出2点)。

解析:(1)脂肪中氢的比例较高,储存能量多,在花生种子中,脂肪的主要功能是细胞内良好的储能物质。(2)检测花生种子中的脂肪时所常用的染液是苏丹Ⅲ染液,可以将脂肪染成橘黄色,为洗去浮色,常用50%的酒精。(3)由题图可知,花生种子萌发时,脂肪含量显著降低,脂肪转化为糖类。脂肪中氧的含量远低于糖类的,转化为糖类时会消耗更多的氧。(4)种子萌发为幼苗后,其干重的增加依赖于光合作用,当幼苗不能进行光合作用或光合作用强度低于呼吸作用强度时,可出现BC段的变化。幼苗干重的增加(C点后),必须满足的外界条件有适宜的光照、一定的矿质元素(用于叶绿素、酶等的合成)等。答案:(1)细胞内良好的储能物质(2)苏丹Ⅲ染液洗去浮色(3)脂肪转化为糖类O(4)不能进行光合作用(或光合作用强度低于呼吸作用强度)适宜的光照、一定的矿质元素综合提升练9.(多选)(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。下列叙述正确的是(ABD)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能降解低密度脂蛋白(LDL)的受体,导致血液中胆固醇增多出现高胆固醇血症;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;低密度脂蛋白(LDL)的受体介导低密度脂蛋白(生物大分子)以胞吞方式进入肝脏细胞。10.(多选)(2023·湖南长沙模拟)某研究小组将水稻种子分别置于20℃和30℃的恒温培养箱中培养5天,依次取等量的萌发种子制成提取液Ⅰ、提取液Ⅱ,然后按照下表实验步骤进行实验。下列对实验的分析正确的是(BD)实验步骤甲乙丙1加入2mL淀粉溶液21mL提取液Ⅰ1mL提取液Ⅱ1mL蒸馏水345℃水浴保温5min4等量斐林试剂,65℃水浴加热5观察试管中液体颜色A.甲是浅砖红色、乙是砖红色、丙是无色B.在适宜温度下,萌发的种子中合成的淀粉酶较多C.提取液中含有淀粉酶,将淀粉分解为麦芽糖和葡萄糖D.实验中淀粉溶液的浓度、淀粉溶液的温度、淀粉溶液的量属于无关变量解析:将水稻种子分别置于两种温度下培养,由于30℃的条件下水稻种子代谢较20℃条件下要旺盛,所以提取液Ⅰ中含有淀粉酶的量比提取液Ⅱ中少,最终导致试管甲中淀粉被水解的量少于试管乙,即试管乙中产生的麦芽糖的量多于试管甲,加入等量的斐林试剂并置于65℃水浴中后,甲试管中呈现砖红色的程度较乙试管浅,图中的丙试管由于没有淀粉酶,所以无颜色变化,该试管在整个实验过程中起对照作用,由于斐林试剂本身是蓝色的,故甲是浅砖红色、乙是砖红色、丙是蓝色;适宜温度下,萌发的种子代谢旺盛,合成的淀粉酶较多;萌发种子制成的提取液中含有淀粉酶,淀粉酶将淀粉分解为麦芽糖,麦芽糖在麦芽糖酶的作用下形成葡萄糖;本实验的自变量为不同温度条件下培养的萌发种子的提取液,淀粉溶液的浓度、淀粉溶液的温度、淀粉溶液的量属于无关变量。11.(2023·河北石家庄模拟)铝是地壳中含量最多的金属元素,主要以硅酸盐和氧化物的形式存在,不易被植物吸收。但是酸性土壤中游离态的铝离子会进入植物体内,铝离子抑制植物根系伸长,改变根尖细胞形状,破坏细胞的完整性,影响细胞壁的组成,是限制作物生长的主要因素之一。回答下列问题。(1)铝离子可以与细胞壁中的相关基团结合,使细胞壁固化失去延展性,这对细胞的影响是。铝离子能与磷脂结合,破坏生物膜功能,影响细胞正常分裂,其原理可能是

。

(2)铁膜是水生植物长期生长在滞水条件下,在根表面形成的一种铁锰氧化物胶膜。铁膜能富集土壤中大量的金属和非金属元素,是研究影响水生植物对元素吸收的重要因素。科研人员通过实验研究水生植物对铝离子的耐受能力,实验分成三组,CK组:全营养液;Fe20组:全营养液中加入20mg/L的Fe2+;Fe30组:全营养液中加入30mg/L的Fe2+,得到如图实验结果。①三组实验需要选择数量相同、长势相似的同种植物进行实验,除需要加入不同浓度的Fe2+,还需要用处理。

②分析图中的实验结果,我们能得到的结论是。(3)科研人员接下来的研究表明缺磷也会导致水生植物对铝离子吸收量的增加,但不清楚缺磷导致植物对铝离子吸收增加有没有铁膜的作用,请设计相关的探究实验,写出实验方案、预期结果及结论(注:铁膜可人工去除)。解析:(1)细胞壁的延展性影响细胞的生长、纵向伸长等。在植物细胞有丝分裂后期高尔基体参与形成新的细胞壁,铝对生物膜的破坏会影响高尔基体的功能,进而限制新细胞壁的合成从而影响细胞正常分裂。(2)由题干信息可知,该实验的目的是研究水生植物对铝离子的耐受能力,因此实验时除需要加入不同浓度的Fe2+,还需要用一定浓度的含铝离子的溶液处理。分析题图实验结果,可得到的实验结论是Fe2+能促进根中铝含量升高,浓度升高促进作用增强;Fe2+抑制根的伸长,浓度升高抑制作用增大。(3)第一步:判断缺磷促进铝离子的吸收与铁膜的关系。通过对比有铁膜状态下和无铁膜状态下缺磷引起的根部铝离子增加量,可以判断缺磷促进铝离子的吸收与铁膜有没有关系;第二步:根据实验结果得出结论。见答案。答案:(1)抑制细胞的生长铝对生物膜的破坏会影响高尔基体的功能,会限制新细胞壁的合成从而影响细胞正常分裂(2)①一定浓度的含铝离子的溶液②Fe2+能促进根中铝含量升高,浓度升高促进作用增强;Fe2+抑制根的伸长,浓度升高抑制作用增大(3)实验方案:①将长势相同、生理状态相似的水稻均分为A、B、C、D四组;②A组种植在全营养液中,B组种植在除去磷的全营养液中,C组除去铁膜后种植在全营养液中,D组除去铁膜后种植在除去磷的全营养液中,其他条件相同且适宜;③一段时间后,检测四组水稻根中的铝含量,测量结果分别记为a、b、c、d。预期结果及结论:若a=c<b=d,则说明缺磷直接促进水生植物对铝离子的吸收,与铁膜无关;若a<b,c<d且b>d,则说明缺磷既可直接促进水生植物对铝离子的吸收,也可以通过铁膜促进铝离子的吸收。第3讲蛋白质和核酸[课标要求]1.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。2.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。考点一蛋白质的结构和功能1.组成蛋白质的氨基酸的元素、结构与种类提醒组成蛋白质的氨基酸的元素组成中,有的还含有S等。各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。2.蛋白质的合成及结构层次(1)多肽的形成过程。①肽的名称确定:一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为几肽。②H2O中各元素的来源:H来自氨基和羧基,O来自羧基。③一条肽链上氨基数或羧基数的确定:一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基,分别位于肽链的两端;其余的氨基(或羧基)在R基上。(2)蛋白质的结构层次。3.蛋白质结构多样性与功能多样性明辨蛋白质的盐析、变性和水解(1)盐析:是由溶解度的变化引起的,蛋白质的空间结构没有发生变化,盐析具有可逆性。(2)变性:是由于高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致的蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化,肽链变得松散,丧失了生物活性,但是肽键一般不断裂。(3)水解:在蛋白酶等作用下,肽键断裂,蛋白质分解为短肽和氨基酸。水解和脱水缩合的过程相反。[正误辨析]1.具有氨基和羧基的化合物都是构成生物体蛋白质的氨基酸。(×)提示:构成生物体蛋白质的氨基酸应至少含有一个氨基和一个羧基,并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。2.细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质不一定是同一种蛋白质。(√)3.胰岛素和抗体的差异与组成它们的氨基酸之间的连接方式有关。(×)提示:无论哪种蛋白质,其中氨基酸之间都是通过形成肽键连接。4.肽链能折叠是由于氨基酸之间能形成氢键或二硫键。(√)5.高温处理过的蛋白质空间结构被破坏,功能丧失,但仍能与双缩脲试剂发生紫色反应。(√)[教材微点思考]1.(必修1P28“图28”拓展)抗体和头发的主要成分均为蛋白质,但功能却相差极大,请从氨基酸角度分析,原因是什么?提示:组成抗体和头发的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同。2.(必修1P33“生物科学史话”拓展)牛胰岛素的B链由30个、17种氨基酸形成,这条肽链形成过程脱去多少分子水?这些氨基酸可形成的蛋白质种类最多有多少?提示:这条肽链形成过程脱去29分子水。这些氨基酸的排列顺序可能有1730种,则这些氨基酸形成的蛋白质最多有1730种。1.归纳总结常考蛋白质的分布和功能2.有关蛋白质结构的计算规律如图为由50个氨基酸形成的多肽示意图,其中含有4个丙氨酸(R基为—CH3)。现脱掉其中的丙氨酸,得到4条多肽链和5个氨基酸(脱下的氨基酸均以游离态正常存在),那么:(1)水解得到的几种有机物比原五十肽增加了8个氧原子。(2)若将得到的5个氨基酸缩合成五肽,则有5种不同的氨基酸序列。(1)有关蛋白质形成过程中的数量关系。假设氨基酸的平均相对分子质量为a,由n个氨基酸分别形成1条链状多肽或m条链状多肽时:形成肽链数形成肽键数脱去水分子数蛋白质相对分子质量1n-1n-1na-18(n-1)mn-mn-mna-18(n-m)①若肽链上出现了二硫键(—S—S—,由两个—SH脱H形成),每形成一个二硫键要再减去2(两个氢原子),若无特殊说明,则不考虑二硫键。②若为环状多肽,则可将相对分子质量计算公式na-18(n-m)中的肽链数(m)视为零,再进行相关计算。③游离氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数。(2)利用原子守恒法计算肽链中的原子数:在一个氨基酸中,若不考虑R基,则含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。在脱水缩合形成多肽时,要失去部分氢、氧原子,但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下:①氧原子数=各氨基酸中氧原子的总数-脱去的水分子数。②氮原子数=肽链数+肽键数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子的总数。③由于R基上的碳原子数不好确定,且氢原子数较多,因此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口,计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。(3)多肽中除去氨基酸的有关计算。①若除去多肽内部的一个氨基酸,需水解掉两个肽键;若除去多肽一端的一个氨基酸,需水解掉1个肽键。②每水解1个肽键,则需要1分子水参与,肽键数减少1个,生成物与原多肽相比氧原子增加1个,氢原子增加2个,氨基增加1个,羧基增加1个。(4)多肽种类的计算。以21种氨基酸构成四肽的种类为例:①若每种氨基酸数目不限,可形成四肽的种类有:214种。②若每种氨基酸只有一个,可形成四肽的种类有(21×20×19×18)种。组成蛋白质的氨基酸的种类与结构1.(2023·河北石家庄月考)硒代半胱氨酸的结构与半胱氨酸类似,只是其中的硫原子被硒取代。下列相关叙述错误的是(B)A.硒代半胱氨酸的硒元素位于氨基酸的R基上B.硒代半胱氨酸能与双缩脲试剂在常温下发生紫色反应C.发生脱水缩合时,水中的氢既可来自硒代半胱氨酸的氨基也可来自其羧基D.硒代半胱氨酸中一定含有的元素是C、H、O、N、Se解析:氨基酸的不同在于R基的不同,硒元素位于硒代半胱氨酸的R基上;双缩脲试剂检测的是蛋白质(或多肽)中的肽键,硒代半胱氨酸没有肽键,不能与双缩脲试剂发生紫色反应;脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接,同时脱去一分子水,脱去的水分子中的氢来自一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基,故发生脱水缩合时,水中的氢既可来自硒代半胱氨酸的氨基也可来自其羧基;根据氨基酸通式可知,硒代半胱氨酸中一定含有的元素是C、H、O、N、Se。蛋白质的相关计算2.(2024·辽宁朝阳期中)一条多肽链,化学式为CxHyOpNqS,将它彻底水解后,只得到下列四种氨基酸,则水解得到的氨基酸个数为(A)A.p-1 B.q+1C.q-1 D.p+1解析:由题图可知,题图所示4种氨基酸均只含有1个氨基和1个羧基,氨基酸连接时一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基相连接,生成一分子水,假设形成该多肽的氨基酸个数为m,根据多肽化学式CxHyOpNqS,可得出p=2m-(m-1),即m=p-1。蛋白质的结构与功能的分析3.(2023·湖北卷)球状蛋白分子空间结构为外圆中空,氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧,而非极性基团分布在内侧。蛋白质变性后,会出现生物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列叙述错误的是(A)A.蛋白质变性可导致部分肽键断裂B.球状蛋白多数可溶于水,不溶于乙醇C.加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质D.变性后生物活性丧失是因为原有空间结构破坏解析:蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素的作用下,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