高三生物专题复习：细胞的分子组成 讲义

专题一细胞的分子组成考纲要求蛋白质、核酸的结构和功能（2）糖类、脂质的种类和作用（2）水和无机盐的作用（1）考点分布糖类、脂质的种类和作用2024湖南，2024甘肃，2024江苏，水和无机盐2024贵州，，2024重庆（2）重难知识：组成细胞的元素和化合物1.组成细胞的元素来源：从无机自然界有选择的吸收存在：大多数以化合物的形式存在含量：O（鲜重含量最多）Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo（微量元素）C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等（大量元素）作用：C（最基本元素）C、H、O、N（基本元素）C、H、O、N、P、S（主要元素）2.组成细胞的化合物无机化合物：水、无机盐有机化合物：糖类、脂质、蛋白质和核酸3.水（1）存在形式：结合水、自由水结合水的作用：组成细胞结构自由水的作用：①良好溶剂；②为细胞提供液体环境；③参与生化反应；④运送营养物质和代谢废物（2）自由水与结合水的比值大说明新陈代谢旺盛，但抗逆性差；若两者比值小则说明新陈代谢缓慢，但抗逆性强。实例：萌发的种子中自由水／结合水的值大，代谢旺盛；风干种子中自由水／结合水的值小，代谢缓慢，但抵抗寒冷的能力强。4.细胞中的无机盐（1）存在形式：主要是离子形式（2）作用：①组成复杂化合物；②维持细胞和生物体的生命活动；③对维持细胞和生物体正常渗透压、酸碱平衡特别重要。典型例题考点1水1.（2024·贵州）种子萌发形成幼苗离不开糖类等能源物质，也离不开水和无机盐。下列叙述正确的是(

)A.种子吸收的水与多糖等物质结合后，水仍具有溶解性B.种子萌发过程中糖类含量逐渐下降，有机物种类不变C.幼苗细胞中的无机盐可参与细胞构建，水不参与D.幼苗中的水可参与形成NADPH，也可参与形成NADH答案：D解析：A、种子吸收的水与多糖等物质结合后，这部分水为结合水，失去了溶解性，A错误；B、种子萌发过程中糖类含量逐渐下降，有机物种类增加，B错误；C、水也参与细胞构成，如结合水是细胞的重要组成成分，C错误；D、幼苗中的水可参与光合作用形成NADPH，也可通过有氧呼吸第二阶段丙酮酸和水生成NADH，D正确。故选D。2.下列有关水的特性与水的生理功能相互对应关系的叙述，错误的是(

)A.水分子是极性分子，带正电荷或负电荷的分子（或离子）易与水结合B.氢键是水分子间的弱吸引力，决定了水的流动性，是物质运输所必需C.水在低温下结冰，利于细胞处于休眠状态从而度过不利环境条件D.水具有较高的比热容，对于维持生命系统的稳定性十分重要答案：C解析：水分子是极性分子，带正电荷或负电荷的分子（或离子）易与水结合，水的极性的特征决定了水是良好的溶剂，A正确；水分子间弱吸引力氢键不断地断裂，又不断地形成，这决定了其具有流动性，是物质运输所必需，B正确；水一旦结冰，冰晶会破坏细胞的结构，不利于细胞处于休眠状态从而度过不利环境条件，C错误；水具有较高的比热容，吸收相同的热量，温度变化小，有利于维持生命系统的稳定性，D正确。考点2组成细胞的元素和无机盐3.无机盐具有维持生物体生命活动的重要作用。下列叙述错误的是（）A.植物缺Mg2+会导致光反应阶段吸收的光能减少B.哺乳动物缺Fe2+会导致血液运输O2的能力下降C.HCO3－对血浆中pH的稳定有着重要的调节作用D.哺乳动物血液中Ca2+含量高会导致肌肉发生抽搐答案：D解析：Mg2+是组成叶绿素必不可少的成分，叶绿素具有吸收、传递和转化光能的作用，所以植物缺Mg2+会导致光反应阶段吸收的光能减少，A正确；Fe2+是组成血红素的成分，哺乳动物缺Fe2+会导致血液运输O2的能力下降，B正确；无机盐能维持细胞和生物体的酸碱平衡，HCO3-对血浆中pH的稳定有着重要的调节作用，C正确；哺乳动物血液中Ca2+的含量过低，会发生肌肉抽搐，过高会引起肌无力症状，D错误。4.镁是人体内多种酶的激活剂，可参与三百多种酶促反应。此外，镁还具有抑制钾、钙离子通道开启等多种作用。下列叙述错误的是()A.通过食用绿叶蔬菜可补充人体所需的镁B.镁在人体中的作用说明了微量元素的重要性C.Mg2+进行跨膜运输的过程中可能需要消耗能量D.缺镁可能会影响人体神经系统的兴奋性答案：B解析：镁是组成叶绿素的元素，通过食用绿叶蔬菜可补充人体所需的镁，A正确；微量元素是铁、锰、硼、锌、钼、铜，镁不属于微量元素，B错误；Mg2+进行跨膜运输的方式是主动运输，需要消耗能量，C正确；由题意可知，“镁还具有抑制钾、钙离子通道开启等多种作用”，而神经调节与钾离子通道和钙离子通道有关，故缺镁可能会影响人体神经系统的兴奋性，D正确。重难知识：细胞中的有机物一、细胞中的蛋白质1.氨基酸元素组成：C、H、O、N等结构通式：种类：必需氨基酸、非必需氨基酸2.蛋白质结构多样性的原因①氨基酸种类的不同②氨基酸数目的不同③氨基酸排列方式的不同④肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构的不同3.蛋白质的功能功能蛋白：①催化：大多数酶；②运输：血红蛋白、载体蛋白；③调节：蛋白质类激素；④免疫：抗体和淋巴因子结构蛋白：如肌肉、头发中的蛋白质4.肽键、二肽、多肽、肽链等概念的辨析（1）连接两个氨基酸分子的化学键（—NH—CO—）叫作肽键。（2）由两个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物，叫作二肽。由多个氨基酸分子脱水缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫作多肽。多肽一般呈链式结构，称作肽链。（3）环状肽：对于由m个氨基酸构成的环状肽（仍然叫m肽），肽键数=脱去水分子数=氨基酸数。（4）明确蛋白质的空间结构：一条或几条肽链通过一定的化学键相互结合在一起，形成具有复杂结构的蛋白质。（5）多肽与蛋白质的区别主要在于有没有空间结构。（6）盐析使蛋白质溶解度降低，肽键和空间结构不变。变性使蛋白质空间结构改变，肽键不变。5.蛋白质的检测：蛋白质＋双缩脲试剂→紫色二、细胞中的核酸1.核苷酸元素组成：C、H、O、N、P种类：脱氧核苷酸和核糖核苷酸组成：含氮碱基、五碳糖、磷酸2.核酸的种类DNA：一般为双链RNA：一般为单链3.核酸的功能①携带遗传信息②控制遗传、变异和蛋白质合成4.核酸的分布DNA主要分布于细胞核；RNA主要分布于细胞质三、细胞中的糖类1.糖的种类①单糖：五碳糖和六碳糖五碳糖包括核糖（RNA组成部分）和脱氧核糖（DNA组成部分）六碳糖包括葡萄糖（生命活动的主要能源物质）和果糖、半乳糖②二糖：存在于植物体内和动物体内植物：麦芽糖（水解为葡萄糖＋葡萄糖）和蔗糖（水解为果糖＋葡萄糖）动物：乳糖（水解为半乳糖＋葡萄糖）③多糖：存在于植物体内和动物体内植物：淀粉（植物在细胞中重要的储能物质）和纤维素（植物细胞壁的主要组成成分）动物：糖原（人和动物细胞中重要的储能物质）2.还原糖的检测：还原糖＋斐林试剂→砖红色沉淀（水浴加热）四、细胞中的脂质1.细胞中脂质的种类及功能脂肪：储能、保温、缓冲、减压磷脂：生物膜的组成成分固醇：①胆固醇：参与脂质运输、动物细胞膜的组成成分；②维生素D：促进钙、磷的吸收；③性激素：促进生殖器官的发育以及生殖细胞的形成2.脂质的检测：脂肪＋苏丹Ⅲ（Ⅳ）→橘黄色（红色）3.糖类与脂质的转化

（1）血糖可以转化为脂肪血液中的葡萄糖首先被细胞利用（氧化分解供能），其次会合成肝糖原和肌糖原，最后或转变为脂肪和某些非必需氨基酸。糖类与脂质的转化特点：糖类在供应充足情况下，可以大量转化为脂肪；而脂肪只有在糖类代谢发生障碍引起供能不足时才会分解供能，且不能大量转化为糖类。典型例题考点1蛋白质1.蛋白质是生命活动的主要承担者，下列有关蛋白质的叙述，错误的是(

)A.蛋白质的合成需要多种核酸的参与B.是细胞代谢活动中起催化作用的重要物质C.可作为信息分子，调节机体的生命活动D.可作为直接能源物质，驱动ATP的合成答案：D解析：A、蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程，需要DNA、mRNA、tRNA、rRNA等多种核酸的参与，A正确；B、人体内的酶绝大多数是蛋白质，可以在人体细胞内的代谢活动中起催化作用，B正确；C、很多激素，如生长激素、胰岛素的化学本质是蛋白质，可作为信息分子，能够调节机体的生命活动，C正确；D、ATP是细胞中的直接能源物质，蛋白质也可作为能源物质，经过氧化分解释放能量并驱动ATP的合成，D错误。故选：D。2.白蛋白是一类血液中广泛存在的蛋白质，如血清白蛋白。它们通常由一条链状多肽构成，具有多种生理功能。已知某白蛋白分子中含有m个氧原子、n个氮原子，下列关于该白蛋白的叙述，正确的是()A.该白蛋白分子中，肽键最多有m-1个B.该白蛋白基因中，最多有6n个碱基C.该白蛋白空间结构的形成与氢键有关D.低温处理后，该白蛋白的功能会丧失答案：C解析：A、不考虑R基，该白蛋白分子中，肽键最多有m-2个，A错误；B、由于终止密码子不编码氨基酸以及基因的非编码区、内含子等，所以该白蛋白基因中，碱基数一定大于6n个，B错误；C、蛋白质的空间结构的形成与二硫键、氢键等化学键有关，C正确；D、低温不会破坏蛋白质的空间结构，因而不会导致该蛋白质功能的丧失，D错误。考点2核酸3.美国科学家通过调整普通碱基G、C、A、T的分子结构，创建出四种新碱基S、B、P、Z。其中S和B配对，P和Z配对，连接它们之间的氢键都是三个。随后，他们将合成碱基与天然碱基结合，得到了由8种碱基组成的DNA实验证明，该DNA与天然DNA拥有相同属性，也可转录成RNA，但不能复制。下列关于合成的含8种碱基DNA的叙述，错误的是（）A.该DNA分子中磷酸、五碳糖、碱基三者比例为1∶1∶1B.该DNA以磷酸和脱氧核糖交替连接为基本骨架，具有稳定的双螺旋结构C.该DNA分子可通过转录使遗传信息从DNA流向RNAD.含m个碱基对的该DNA中含有n个腺嘌呤，则该DNA中氢键个数为m-n答案：D解析：DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸，一分子脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成，因此该DNA分子中磷酸、五碳糖、碱基三者比例为1:1:1，A正确；DNA分子中，磷酸和五碳糖交替连接排列在DNA分子的外侧，构成DNA分子的基本骨架，DNA分子具有稳定的双螺旋结构，B正确；转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，故该DNA分子可通过转录使遗传信息从DNA流向RNA，C正确；该DNA中含有个腺嘌昤，而腺嘌呤和胸腺嘧啶配对，且两者之间有两个氢键，其余碱基对间有三个氢键，故该DNA中的氢键数为（m－n）×3＋2n=3m－n，D错误。4.细胞中有许多化合物，它们在细胞的生命活动中起着非常重要的作用。下列关于细胞内DNA、RNA、ATP等活性分子的叙述，错误的是（）A.DNA和RNA的合成离不开ATP的参与B.ATP的合成通常与细胞内的放能反应相关联C.DNA与RNA的化学组成区别之一是前者特含有T，后者特含有UD.DNA是细胞核中的主要遗传物质，RNA是细胞质中的主要遗传物质答案：D解析：DNA和RNA的合成需要消耗能量，ATP的水解能为生命活动供能，DNA和RNA的合成离不开ATP的参与，A正确；ATP的合成通常与细胞内的放能反应相关联，放能反应释放的能量储存在ATP中，用来为吸能反应直接供能，B正确；DNA为脱氧核糖核酸，含有的碱基为：A、T、G、C；RNA为核糖核酸，含有的碱基为：A、U、G、C，DNA与RNA的化学组成区别之一是前者特含有T，后者特含有U，C正确；细胞生物的遗传物质均为DNA，只有RNA病毒的遗传物质为RNA，D错误。考点3糖类和脂质5.细胞中不同脂质之间分子结构差异较大，决定了它们在细胞中具有不同的作用。下列关于脂质的说法正确的是（）A.脂肪水解的终产物是二氧化碳和水B.胆固醇能参与人体血液中血糖的运输C.VD属于脂肪，可通过自由扩散进出细胞D.生物膜的选择透过性与磷脂双分子层有关6.几丁质是昆虫外骨骼和真菌细胞壁的重要成分。中国科学家首次解析了几丁质合成酶的结构，进一步阐明了几丁质合成的过程，该研究结果在农业生产上具有重要意义。下列叙述错误的是（）A.细胞核是真菌合成几丁质的控制中心 B.几丁质是由多个单体构成的多糖物质C.细胞通过跨膜运输将几丁质运到胞外 D.几丁质合成酶抑制剂可用于防治病虫害答案：C解析：细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，几丁质是一种多糖，细胞核是真菌合成几丁质的控制中心，A正确；几丁质是一种多糖，多糖是由多个单体构成的，B正确；据图分析可知，几丁质的合成是在细胞膜上进行的，故几丁质运到胞外的过程没有经过跨膜运输，C错误；几丁质是昆虫外骨骼和真菌细胞壁的重要成分，几丁质合成酶抑制剂可以抑制该酶的活性，打断生物合成几丁质的过程，从而让缺乏几丁质的害虫、真菌死亡，故可用于防止病虫害，D正确。7.（2024·江苏）关于人体中肝糖原、脂肪和胃蛋白酶，下列叙述正确的是（

）A.三者都含有的元素是C、H、O、NB.细胞中肝糖原和脂肪都是储能物质C.肝糖原和胃蛋白酶的基本组成单位相同D.胃蛋白酶能将脂肪水解为甘油和脂肪酸答案：B解析：A、肝糖原和脂肪只含有C、H、O，不含N元素，A错误；B、动物细胞中特有的储能物质是肝糖原，动物细胞和植物细胞都含有的储能物质是脂肪，B正确；C、肝糖原的基本组成单位是葡萄糖，胃蛋白酶的基本组成单位是氨基酸，C错误；D、酶具有专一性，胃蛋白酶只能水解蛋白质，不能水解脂肪，D错误。考法突破考法一、区分化合物种类1.“集合法”确定物质之间的关系2.元素组成分析法判断化合物种类3.特征元素提示法判断化合物种类典型例题：区分化合物种类1.如图表示有关生物大分子的简要概念图，下列叙述正确的是（）A.若B为葡萄糖，则C在动物细胞中可能为乳糖B.若C为RNA，则B为核糖核苷酸，A为C、H、O、NC.若C具有信息传递、运输催化等功能，则B可能为氨基酸D.若B为脱氧核苷酸，则C是一切生物的遗传物质答案：C解析：若B为葡萄糖，则C为多糖，在动物细胞中的多糖可能为糖原，乳糖属于二糖，不是生物大分子，A错误；若C为RNA，则B为核糖核苷酸，A为C、H、O、N、P，B错误；若C具有信息传递、运输、催化等功能，则C可能为蛋白质，此时B为氨基酸，C正确；若B为脱氧核苷酸，则C为DNA，DNA是大多数生物的遗传物质，有些病毒的遗传物质是RNA，D错误。考法二、物质鉴定1.鉴定类实验流程2.鉴定试验注意的问题①在显色实验（如物质鉴定）中，材料最好不带颜色或颜色较浅，或实验时对有色材料进行脱色处理。

②可溶性还原糖鉴定中不宜选择甜菜、甘蔗等作为实验材料，因它们主要含蔗糖，蔗糖为非还原糖。

③颜色深浅与所鉴定的物质的含量有关，一般含量越多，颜色越明显。典型例题：物质鉴定生物学实验常呈现“五颜六色”的变化，可以通过颜色变化来确定某些化学成分或结构的存在从而达到实验目的。下列叙述正确的是()A.在小麦种子匀浆中滴加碘液，需经水浴加热才有蓝色反应B.将糖尿病患者的尿液与斐林试剂混合，即出现砖红色沉淀C.在氨基酸溶液中加入双缩脲试剂，混匀后会逐渐变成紫色D.花生子叶细胞经苏丹Ⅲ染色后，显微镜下可见橘黄色颗粒答案：D解析：小麦种子匀浆中富含淀粉，滴加碘液有蓝色反应，不需经水浴加热，A错误；糖尿病患者的尿液中含有葡萄糖，将糖尿病患者的尿液与斐林试剂混合，在水浴加热（50～65℃）条件下才会生成砖红色沉淀，B错误；双缩脲试剂可与蛋白质发生紫色反应，但不能与氨基酸发生颜色反应，C错误；花生子叶细胞中富含脂肪，加入苏丹Ⅲ染液在光学显微镜下可见橘黄色颗粒，D正确。考法三、与蛋白质相关的计算1.“规律法”计算多肽形成时的肽键数与脱去水分子数（1）形成肽链时肽链数目氨基酸数肽键数目脱去水分子数氨基数目羧基数目1条mm-1m-1至少1个至少1个n条mm-nm-n至少n个至少n个2.“公式法”计算蛋白质相对分子质量（1）无二硫键：蛋白质相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数×18（2）有二硫键（—S—S—）时：蛋白质相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数×18-二硫键数目×23.巧用“原子守恒”解答多肽中各原子数的计算题在脱水缩合形成多肽时，C、N原子数目不变，H、O原子数目有变化，其数量关系如下：（1）C原子数=氨基酸的分子数×2+R基上的C原子数（2）H原子数=各氨