第2讲 细胞中的元素和化合物
细胞中的无机物
[考纲要求] 1.水和无机盐的作用(Ⅰ)。2.实验：检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质。
一、组成细胞的元素和化合物
[判一判]
1．生物界和非生物界在元素组成的种类和含量上都相同 ( × )
2．Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等是组成细胞的微量元素 ( × )
3．微量元素因含量少，所以对生命活动影响不大 ( × )
4．组成人体细胞的主要元素是O、C、H、N、P、S ( √ )
5．组成细胞的元素以化合物的形式存在 ( × )
6．占细胞鲜重最多的化合物是水，占细胞干重最多的化合物是蛋白质 ( √ )
[巧记] (1)记忆微量元素可利用口诀：铁 锰 碰 新 木 桶(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu)。(谐音记忆法)
(2)记忆大量元素：C、H、O三种以H2O、CO2化合物形式吸收；N、P、K三大肥料元素；Mg、Ca、S——美好的东西应该留住。
[解惑] 碳是最基本元素不是因为干重含量最多，而是因为碳易构成基本骨架，是大分子物质形成的基础。
二、生物组织中糖类、脂肪和蛋白质检测的原理
[连一连]
[巧记] 苏丹Ⅲ遇脂肪，颜色变化为橘黄；砖红色沉淀何时显？斐林试剂把糖验；蛋白质类双缩脲，紫色络合无处藏。
三、细胞中的无机物
1．细胞中水的存在形式及功能
(1)水在细胞中的存在形式有自由水和结合水两种。
(2)细胞中水的功能
①结合水是细胞结构的重要组成成分。
②自由水是细胞内的良好溶剂，参与许多生物化学反应，为细胞生存提供液体环境，运送营养物质和代谢废物等。
2．细胞中的无机盐
(1)在细胞中的存在形式：主要是离子。
(2)生理作用
①细胞的组成成分，如Mg2＋参与叶绿素合成；Fe2＋参与血红蛋白合成。
②维持生命活动。
[解惑] 种子晒干时减少的是自由水，细胞仍能保持活性；加热或炒熟失去的主要是结合水，种子死亡不萌发。
考点一 分析组成细胞的化学元素
1．完善细胞中的元素分类
2．元素与化合物的含量排序
(1)在组成细胞的元素中，占鲜重百分比前四位的依次是O>C>H>N；占干重百分比 前四位的依次是C>O>N>H。
(2)在组成细胞的化合物中，占鲜重百分比前四位的依次是水>蛋白质>脂质>糖类。但在干重百分比中，蛋白质最多。
3．生物界与非生物界的统一性和差异性分析
易错警示 组成细胞化学元素的2个误区
(1)误以为生物体内大量元素重要，微量元素不重要
大量元素、微量元素是根据元素的含量划分的。无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，对于维持生物体的生命活动都起着非常重要的作用。
(2)误以为细胞内含量最多的元素是C
细胞内含量最多的元素是O而不是C，组成细胞干重最多的元素是C。
1．(2012·江苏卷，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
答案 C
解析 细胞中不同元素的功能不尽相同，不能相互替代，如Mg参与叶绿素的构成、I参与构成甲状腺激素、Fe参与构成血红蛋白等，A项错误；脱氧核苷酸的组成元素是C、H、O、N、P，脂肪酸的组成元素是C、H、O，故脱氧核苷酸中含有氮元素，B项错误；主动运输能主动选择吸收细胞需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，所以有助于维持细胞内元素组成的相对稳定，C项正确；微量元素含量虽少，但对于细胞的生命活动却是必不可少的，D项错误。
2．以下是生物体内四种有机物的组成与功能关系图，有关叙述错误的是 ( )
A．小麦种子中，物质A是葡萄糖，物质E是淀粉
B．相同质量的E和F彻底氧化分解，释放能量较多的是F
C．物质C的种类约有20种，基本组成元素是C、H、O、N
D．SARS病毒的物质H彻底水解后，产物是CO2和H2O
答案 D
解析 糖类是主要的能源物质，小麦种子中的主要糖类是淀粉，其基本单位是葡萄糖。生物体内主要的储能物质是脂肪(F)，与糖类相比，相同质量情况下，氧化分解后可释放出更多的能量。G是蛋白质，其基本单位是氨基酸，约有20种，基本组成元素是C、H、O、N。SARS病毒的遗传物质是RNA，其彻底水解后的产物是核糖、碱基和磷酸。
1．元素的组成分析及应用
(1)据特征元素推测化合物的种类：
(2)利用同位素示踪法通过标记特殊物质中的标志性元素，研究该物质在生物体内的合成运输等生理作用。
(3)从化合物的元素组成分析代谢产物：糖类、脂质和蛋白质都含有C、H、O，故其代谢产物都有CO2和H2O；蛋白质中还有N，其代谢产物中还含有尿素。
(4)从化合物的元素含量上分析氧化分解释放能量的多少：脂肪的含氢量多于糖类，因此等质量的脂肪彻底氧化分解时所消耗的O2比糖类多，释放的能量也多于糖类。
2．生物界具有统一性的拓展理解
(1)从化学元素角度分析：组成生物体的化学元素种类大体相同。
(2)从分子水平角度分析：①所有生物DNA分子的空间结构(规则的双螺旋结构)和化学组成(四种脱氧核苷酸)相同；②所有生物共用一套遗传密码子；③蛋白质的基本单位——氨基酸的种类基本相同。
(3)从结构角度分析：除病毒外，生物体都是由细胞组成的。
(4)从能量角度分析：生物体都是以ATP作为能量“通货”的。
考点二 聚焦生物体内的水和无机盐
1．完善生物体内水的综合关系图
思考 上述关系图中产生水的过程①②③⑤⑥发生的场所分别是叶绿体基质、线粒体内膜、细胞质基质和线粒体、核糖体、主要是细胞核；利用水的过程①②⑤发生场所分别是叶绿体基粒、线粒体基质、消化道。
2．生物体内无机盐生理功能的实验验证
(1)对照组
植物＋完全培养液―→正常生长
易错警示 与水的存在形式有关的3个易错点
(1)细胞内自由水/结合水比例升高，则代谢旺盛；反之代谢缓慢。
(2)秋冬季节，蒸腾作用弱，吸水减少，结合水含量相对升高，有利于植物抗寒性提高。
(3)升高或降低温度时，结合水与自由水可以相互转化，以增强细胞的抗逆性。升高温度时，自由水增多；反之，结合水增多。
3．植物在冬季来临过程中，随着气温的逐渐降低，体内发生了一系列适应低温的生理生化变化，抗寒能力逐渐增强。下图为冬小麦在不同时期含水量和呼吸速率变化关系图。请据图判断下列叙述不正确的是 ( )
A．气温下降导致蒸腾作用减弱是植物含水量变化的主要原因
B．植物抗寒性增强与结合水含量相对增多有关
C．植物抗寒性的变化与细胞呼吸无关
D．冬季植物对无机盐的吸收也会明显减少
答案 C
解析 温度降低，植物的代谢速率随之降低，产生的各种化合物减少，导致细胞液浓度降低而使细胞吸收的水分减少。结合水比值升高时，植物抗逆性增强。由图中可看出，随冬季来临，植物体内自由水含量下降，结合水含量上升。温度降低，细胞呼吸减弱，消耗的有机物减少，可溶性糖含量相对增加，从而使细胞液浓度增大，不易结冰。植物对无机盐的吸收是主动运输，主动运输需要消耗细胞呼吸产生的能量，由图中曲线可知，冬季气温下降，细胞呼吸减弱，产生的ATP减少，影响植物对无机盐的吸收。
4．关于水在人体内的生理作用，下列叙述正确的是 ( )
A．膝跳反射的兴奋传导离不开水
B．基因表达中的翻译过程没有水生成
C．用于留种的晒干种子中不含自由水
D．结合水的比例越高，人体细胞的代谢活动越旺盛
答案 A
解析 任何生命活动都离不开水，膝跳反射是一种反射活动，这个过程离不开水的参与。基因表达中的翻译过程也就是蛋白质的合成过程，即脱水缩合过程，有水的生成。用于留种的晒干种子中虽然失去了大部分的自由水，但是仍然含有少量的自由水。自由水的比例越高，人体细胞的代谢活动越旺盛。
坐标曲线题解答案例分析
以上面第3题为例：(1)仔细读题：识图明确题干及图中曲线所提供的信息。
(2)提取有效信息：冬季气温下降→植物含水量下降，自由水含量下降，结合水含量 上升→植物细胞呼吸速率下降。
(3)联系所学水分相对含量与植物细胞代谢强度及抗逆性的关系分析每一小题涉及的问题，归纳作答。
实验二 聚焦生物组织中特定有机物的检测
1．完善实验原理及步骤
2．斐林试剂和双缩脲试剂的比较
比较项目 斐林试剂 双缩脲试剂
不同点 使用方法 甲液和乙液混合均匀后即可使用，且现配现用 使用时先加A液再加B液
实质 新配制的Cu(OH)2反应 碱性条件下的Cu2＋
呈色反应条件 需水浴加热 不需加热即可反应
反应原理 还原糖中的醛基被Cu(OH)2氧化，Cu(OH)2被还原为Cu2O 具有两个以上肽键的化合物在碱性条件下与Cu2＋反应生成络合物
颜色 砖红色 紫色
浓度 乙液CuSO4浓度为0.05_g/mL B液CuSO4浓度为0.01_g/mL
相同点 都含有NaOH、CuSO4两种成分，且所用NaOH浓度都是0.1_g/mL
易错警示 有关物质鉴定实验的3点提示
(1)在物质鉴定实验中应注意选择无色或颜色浅的材料，这样可以避免材料本身的颜色掩盖反应结果，如鉴定还原糖一般不用有色的叶片，鉴定蛋白质一般不用血红蛋白等。
(2)物质鉴定实验一般不设立对照实验，若需设立对照实验，对照组应加入成分已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。
(3)易写错别字提示：“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”；双缩脲试剂中的“脲”不可错写成“尿”。
5．(2012·广东卷，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
答案 D
解析 双缩脲试剂、碘液、斐林试剂分别用于检测蛋白质、淀粉和还原糖。根据实验结果可知：甲溶液中含有蛋白质，不含淀粉，A项错误；乙溶液中含有淀粉，不含还原糖，B项错误；混合溶液遇碘呈蓝色，说明混合溶液中含有淀粉，C项错误；甲、乙混合后淀粉含量减少并产生了还原糖，说明甲溶液中的淀粉酶将淀粉部分水解产生了还原糖，D项正确。
6．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的颜色反应如下表，其中“＋”的数量代表颜色反应深浅程度，下列有关说法不正确的是 ( )
试剂种类 碘液 苏丹Ⅲ染液 双缩脲试剂
甲 ＋＋＋＋ ＋＋ ＋
乙 ＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋
丙 ＋ ＋＋ ＋＋＋＋
A.乙种子中主要含蛋白质
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．这三种试剂的使用均不需要水浴加热
答案 A
解析 碘液用于检验淀粉的存在，其颜色反应为蓝色；苏丹Ⅲ染液用于检验脂肪的
存在，其颜色反应为橘黄色；双缩脲试剂用于检验蛋白质的存在，其颜色反应为紫
色。分析表格可知，甲种子中主要含淀粉，乙种子中主要含脂肪，丙种子中主要含
蛋白质。在脂肪的切片法鉴定实验中需要用光学显微镜进行观察。
物质鉴定实验中重要操作归纳
1．加热。只有鉴定还原糖时，需要在50～65 ℃温水浴中加热才能出现砖红色沉淀，其余两个实验不需加热。
2．用量。鉴定蛋白质时，如待测组织样液为2 mL，则A液为1 mL，B液为4滴。注意B液用量不能过量，否则会与A液产生蓝色Cu(OH)2沉淀，干扰实验的紫色现象。
3．显微镜。脂肪鉴定时可用显微镜，如要观察橘黄色脂肪颗粒，则一定要在显微镜下
观察。
序号 错因分析 正确答案 序号 错因分析 正确答案
① 忽视等量性原则 2 mL蛋白质 ② 表述不完整 NaOH溶液
③ 把探究实验误认为验证实验 若出现砖红色沉淀，则证明牛奶中含有还原糖，否则无还原糖 ④ 把探究实验误认为验证实验 若出现紫色，则证明牛奶中含有蛋白质，否则无蛋白质
⑤ 对照组不完整 B、C ⑦ 对探究类实验的目的不明确 通过对照探究牛奶中是否含有还原糖
⑥ 对照组不完整 B、C
题组一 组成细胞的元素和无机物
1．(2012·海南卷，7)关于植物细胞中元素的叙述，错误的是 ( )
A．番茄和水稻根系吸收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
答案 A
解析 C、H、O、N四种元素是组成细胞的基本元素，含量最多。番茄和水稻根细胞运输Si的载体数量不同，所以吸收Si元素的量也不相等。植物根吸收无机离子是主动运输，需消耗ATP。与豆科植物共生的根瘤菌可固氮，可为自身和豆科植物提供N元素。
2．(2011·上海卷，13)生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，通过在液泡中贮存大量的Na＋而促进细胞吸收水分，该现象说明液泡内Na＋参与 ( )
A．调节渗透压 B．组成体内化合物
C．维持正常pH D．提供能量
答案 A
解析 液泡内的各种矿质离子等能够参与调节细胞液的渗透压，盐生植物液泡中贮存大量的Na＋，增大了细胞液的渗透压，使细胞吸水能力增强。
3．(2010·上海卷，9)下列选项中，含有相同元素的一组化合物是 ( )
A．纤维素和尿素 B．脂肪酸和磷脂
C．腺苷三磷酸和核糖核酸 D．胆固醇和血红蛋白
答案 C
解析 腺苷三磷酸和核糖核酸的组成元素均为C、H、O、N、P；纤维素含C、H、O，不含N；脂肪酸含C、H、O，不含P；血红蛋白含Fe2＋而胆固醇不含Fe2＋。
题组二 生物组织中有机物的鉴定
4．(2012·江苏卷，19)下表中有关人体细胞化合物的各项内容，正确的是 ( )
编号 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.① B．② C．③ D．④
答案 C
解析 列表中编号①所述内容中脂肪的组成单位是甘油和脂肪酸，故A不正确；②所述内容中糖原是非还原糖，不能用斐林试剂鉴定，故B不正确；③中各项内容均正确；④所述内容中核酸分为DNA和RNA，甲基绿染液只能用来鉴定DNA，故D不正确。
5．(经典高考题)为进一步确定来源不同的A、B、C、D、E五种物质(或结构)的具体类型，进行了下列实验，实验现象与结果如下表：
①各种物质(或结构)的性质、染色反应的结果，见下表：
A B C D E
来源 猪血 马肝 蛙表皮 棉花 霉菌
水溶性 ＋ － ＋ － ＋
灰分 ＋ － ＋ － －
染色反应 甲基绿溶液 － － ＋ － －
斐林试剂 － － － － －
苏丹Ⅲ溶液 － ＋ － － －
双缩脲试剂 ＋ － ＋ － ＋
碘液 － － － － －
注：“＋”表示有(溶解)；“－”表示无(不溶解)；灰分指物质充分燃烧后剩下的部分。
②A为红色，检测A的灰分后发现其中含有Fe元素。
③将适量的E溶液加入盛有D的试管中，混合一段时间后，混合液能与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀。
根据以上实验现象和结果，推断出：
A．______________；B.______________；C.______________；
D．________________；E.________________。
答案 血红蛋白 脂肪 染色质(体) 纤维素(半纤维素) 纤维素酶(半纤维素酶)
解析 A中物质可与双缩脲试剂反应，呈紫色且含Fe元素，可判断出A为血红蛋白。B中物质遇苏丹Ⅲ呈颜色反应，可判断出B为脂肪。C中物质能分别与甲基绿、双缩脲试剂发生颜色反应，可判断出C为染色质(体)，同时含有DNA和蛋白质。D中物质来自棉花，分解产物为葡萄糖，不属于淀粉，则D为纤维素(半纤维素)。E中含有将纤维素分解成葡萄糖的酶，推断出霉菌可合成纤维素酶(半纤维素酶)。
【组题说明】
考 点 题 号 错题统计 错因分析
组成细胞的元素及化合物 1、2、3、4
细胞中的无机物 5、6、7、8、13、14
生物组织中有机物的鉴定 9、10、11、12、15
1.下列有关组成生物体的化学元素的说法，正确的是 ( )
A．相对于K＋来说，Na＋对于维持细胞内液的渗透压具有更重要的作用
B．血液中钙离子含量太低，会出现抽搐现象
C．由Fe参与组成的血红蛋白，是内环境的成分之一
D．P是磷脂、ATP及核糖等多种化合物的组成元素
答案 B
解析 K＋对于维持细胞内液的渗透压具有重要的作用；由Fe参与组成的血红蛋白，存在于红细胞中，不是内环境的成分；磷脂、ATP中含有P，核糖由C、H、O三种元素组成，不含P。
2．苹果含有Zn，Zn是形成与记忆力息息相关的蛋白质不可缺少的元素，儿童缺Zn就会导致大脑发育不完善。因此，苹果又被称为记忆之果，这说明无机盐离子( )
A．对于维持酸碱平衡有重要作用
B．对于维持细胞形态有重要作用
C．对于调节细胞渗透压有重要作用
D．对于维持生物体的生命活动有重要作用
答案 D
解析 分析材料可知，儿童缺Zn就会导致大脑发育不完善，可以说明Zn对于维持生物体的生命活动有重要作用。
3．如下图1为细胞中3种化合物含量的扇形图，图2为有活性的细胞中元素含量的柱形图，下列说法不正确的是 ( )
A．若图1表示正常细胞，则A、B化合物共有的元素中含量最多的是a
B．若图1表示细胞完全脱水后化合物含量的扇形图，则A化合物中含量最多的元素为图2中的b
C．图2中含量最多的元素是C，这与细胞中含量最多的化合物有关
D．若图1表示正常细胞，则B化合物具有多样性，其必含的元素为C、H、O、N
答案 C
解析 由图2表示有活性的细胞中元素含量的相对值分析，a代表O，b代表C。若图1表示正常细胞，则A表示H2O，B表示蛋白质，二者共有的元素在细胞中含量最多的是O，故A正确；若图1表示完全脱水后的细胞，则A为蛋白质，蛋白质中含量最多的元素为C，故B正确；图2中含量最多的元素a是O，故C错误；若图1表示正常细胞，则B化合物表示蛋白质，其具有多样性，必含的元素为C、H、O、N，故D正确。
4．下列关于元素与化合物的叙述，正确的是 ( )
A．植物根尖从土壤溶液中吸收的N可以用于合成蛋白质、脂肪和核酸
B．相同的元素在不同的生物体内组成相同的化合物
C．不论鲜重还是干重，组成细胞的元素中C、H、O、N的含量最多
D．C是构成细胞的基本元素，也是组成每种化合物的必需元素
答案 C
5．下列关于生物体内水的叙述，不正确的是 ( )
A．结合水是细胞的重要组成成分
B．血细胞中的水大部分是自由水
C．细胞内结合水与自由水的比值与新陈代谢强度无关
D．自由水可参与细胞内物质的运输与化学反应
答案 C
解析 水在细胞中的存在形式有结合水和自由水，结合水是组成细胞结构的重要成分，自由水是细胞内的良好溶剂、细胞生活的液体环境和各种生物化学反应的介质，自由水与结合水的比例变化主要取决于新陈代谢强度。
6．下列关于水的叙述中，正确的是 ( )
A．若不同种生物细胞中的自由水和结合水的比值相同，则它们的代谢强度相同
B．在有氧呼吸过程中，线粒体既消耗水又产生水
C．酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸均不产生水
D．线粒体、核糖体、中心体在其生理活动中都可以产生水
答案 B
解析 细胞代谢的强度不仅与自由水和结合水的比值有关，还与温度等因素有关，A错误；有氧呼吸第二阶段丙酮酸在水的参与下彻底氧化分解，第三阶段[H]与氧结合生成水，B正确；有氧呼吸过程有水产生，C错误；中心体的功能是形成纺锤体，无水产生，D错误。
7．下列有关无机盐在生物体中功能的叙述，错误的是 ( )
A．镁是叶绿体中参与光合作用的各种色素的组成元素
B．人体缺铁会影响正常的有氧呼吸功能
C．人体血液中Ca2＋浓度太低，会出现抽搐症状
D．细胞中的某些无机盐离子对维持细胞的酸碱平衡具有一定作用
答案 A
解析 镁是构成叶绿素的元素；人体缺铁会影响血红蛋白的合成，从而影响有氧呼吸；细胞中的某些无机盐离子如HCO/CO对维持细胞的酸碱平衡具有一定作用。
8．下列有关无机盐的叙述，正确的是 ( )
A．人体的血浆渗透压由无机盐维持
B．细胞中的无机盐主要以化合物形式存在
C．细胞进行脂肪、DNA、RNA等物质合成时都需要磷酸盐
D．K是构成细胞的大量元素，对维持细胞正常功能有重要作用
答案 D
解析 人体的血浆渗透压大小主要与无机盐和蛋白质的含量有关；细胞中的无机盐主要以离子形式存在；脂肪中只含有C、H、O三种元素，故脂肪合成时不需要磷酸盐；K属于构成细胞的大量元素，在维持细胞内液正常的渗透压中起重要作用。
9．在可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中，对实验材料的选择错误的是( )
A．马铃薯块茎中含有较多的糖且近于白色，可用于进行可溶性还原糖的鉴定
B．花生种子富含脂肪且子叶肥厚，是用于脂肪鉴定的好材料
C．大豆种子蛋白质含量高，是进行蛋白质鉴定的理想植物组织材料
D．鸡蛋清含蛋白质多，是进行蛋白质鉴定的实验材料
答案 A
解析 用于可溶性还原糖鉴定的材料的要求是：①含糖量高，且必须是还原糖(如葡萄糖、麦芽糖、果糖)。②颜色较浅或近于白色，便于观察。马铃薯块茎中含有的糖大多是淀粉，还原糖含量极少。用于脂肪鉴定的材料是富含脂肪的种子，花生种子富含脂肪，是用于脂肪鉴定的理想材料。用于蛋白质鉴定的材料是富含蛋白质的生物组织，常用的是大豆和鸡蛋清(蛋白)。
10．下列四项是对有关混合液在适宜条件下发生反应后现象的描述，其中正确的是
( )
选项 有关物质 所用试剂 颜色反应
A 淀粉与足量淀粉酶混合液 碘液 蓝色
B 蛋白质与足量蛋白酶混合液 双缩脲试剂 紫色
C 蔗糖与足量淀粉酶混合液 斐林试剂 砖红色
D 脂肪与足量脂肪酶混合液 苏丹Ⅳ染液 橘黄色
答案 B
解析 淀粉酶将淀粉水解，因此混合液遇碘液后不变蓝色，A错误；由于蛋白酶的化学本质为蛋白质，因此混合液可与双缩脲试剂反应呈现紫色，B正确；淀粉酶不能分解蔗糖，因此混合液遇斐林试剂后无颜色反应，C错误；脂肪酶将脂肪分解，因此混合液遇苏丹Ⅳ染液后无颜色反应，D错误。
11．下列有关实验操作步骤的叙述中，正确的是 ( )
A．用于鉴定还原糖的斐林试剂甲液和乙液，可直接用于蛋白质的鉴定
B．脂肪的鉴定实验中可能需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪颗粒
C．鉴定还原糖时，要先加入斐林试剂甲液摇匀后再加入乙液
D．用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B液要混合均匀后，再加入含样品的试管中，且必须现用现配
答案 B
解析 斐林试剂与双缩脲试剂所用物质相同，且所用氢氧化钠溶液的浓度相同，但二者所用的硫酸铜溶液的浓度不同。鉴定还原糖时，甲、乙两液要现用现配，等量混合均匀后加入；而鉴定蛋白质时要先加A液，再加B液。还原糖、蛋白质的颜色反应是试剂与其发生化学反应的结果，是肉眼可见的；而脂肪的鉴定中，由于脂肪颗粒小且分散在细胞中，所以需要借助显微镜才能观察到。
12．将小麦种子分别置于20 ℃和30 ℃培养箱中培养4天，依次取等量的萌发种子分别制成提取液Ⅰ和提取液Ⅱ。取3支试管甲、乙、丙，分别加入等量的淀粉液，然后按如图加入等量的提取液和蒸馏水，45 ℃水浴保温5分钟，立即在3支试管中加入等量斐林试剂并用50～65 ℃的温水浴加热2分钟，摇匀并观察试管中的颜色。结果是 ( )
A．甲呈蓝色，乙呈砖红色，丙呈无色
B．甲呈无色，乙呈砖红色，丙呈蓝色
C．甲、乙皆呈蓝色，丙呈砖红色
D．甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色
答案 D
解析 萌发的小麦种子可产生淀粉酶，能将淀粉分解成可溶性还原糖，而在不同的温度条件下，产生酶的量是不同的，30 ℃时酶产生量远大于20 ℃时，因此在提取液Ⅱ中产生酶的量远大于提取液Ⅰ，由此产生的还原糖的量：乙>甲>丙，因此用斐林试剂鉴定甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色(Cu(OH)2的颜色)。
13．由于无土栽培作物易于管理，优质高产，因此该项技术广泛应用于现代农业，同时无土栽培也是确定一种元素是否是植物生活所必需的元素的最常用的方法。
(1)无土栽培所用营养液中的无机盐在植物体内的作用是________________和________________。植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求也不同，所以应视具体情况调整____________________________，供作物____________________性吸收无机盐离子。
(2)为了验证镍为植物生活所必需的元素，请完成下列问题。
①材料用具：完全营养液甲、缺镍的营养液乙(其他元素均具备)、适当的容器和固定材料、长势相似的玉米幼苗、含镍的无机盐等。
②方法步骤(完善表格)：
项目 A组(20株长势相似的玉米幼苗) B组(a.___________________)
处理 放入缺镍的营养液乙中培养 b.__________________________
培养 相同且适宜的条件下培养数天
观察 c.____________________________
预期结果 d.________________ e.____________
③从科学研究的严谨角度出发，为进一步证实A、B两组玉米生长状况的差异是由于镍元素的供应不同引起的，还应增加的实验步骤及结果是：____________________
_______________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
答案 (1)细胞的组成成分 调节植物的生命活动 营养液中无机盐的组成和比例(营养液的配方) 选择
(2)②a.20株同A组长势相似的玉米幼苗 b．放入等量的完全营养液甲中培养 c．玉米幼苗的生长状况 d．玉米幼苗生长不正常 e．玉米幼苗生长正常 ③在缺镍的营养液乙中加入一定量的含镍的无机盐，一段时间后玉米幼苗恢复正常生长(或症状消失)，则镍是必需元素
解析 (1)题中无土栽培所用营养液中无机盐的作用是构成细胞的组成成分和调节植物的生命活动。从题中给出的信息“植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求也不同”可以看出，植物对不同无机盐的吸收根据需要具有选择性，所以应根据不同作物、不同生长发育时期对无机盐离子不同需求的具体情况，在配制营养液时随时调整无机盐的组成和比例，以便供作物选择性地吸收无机盐离子。(2)实验设计要遵循对照原则和单一变量原则。A组玉米幼苗放在缺镍的营养液乙中培养，则B组幼苗应放在等量的完全营养液甲中培养。本题要确定不能生长的一组确实是因缺镍导致的，故要进行二次实验，应在缺镍的营养液乙中加入一定量的含镍的无机盐，一段时间后看玉米幼苗能否恢复正常生长。
14．互花米草是一种滩涂草本盐沼植物，对水淹的生态环境有很强的适应能力，曾被称为“保滩护堤、促淤造陆的最佳植物”。来自美国东海岸的互花米草在引入我国后，出现生长蔓延、破坏生态环境的严重问题。为了探究互花米草对水淹生态环境的适应机制，为进一步调控措施的研究提供依据，某科研小组以“探究互花米草体内自由水和结合水的比值与潮汐水淹时间的关系”为课题，设计了如下实验：
①选取同一海滩的互花米草幼苗分别栽种于多个沙盆中。
②将长势相同生长良好的互花米草幼苗平均分成5组，分别在每天进行0 h、3 h、6 h、12 h和24 h的水淹处理。
③在处理50 d后，采取整株植株并测定自由水与结合水含量，计算自由水与结合水的比值。实验结果如下表所示：
水淹时间(h/d) 自由水与结合水的比值
0 1.5
3 0.75
6 1.25
12 1.1
24 1.0
分析实验过程及实验结果，回答以下问题：
(1)在该实验中，________________是自变量。请结合表格数据在图中绘出折线图。
(2)为了能最大程度地模拟互花米草水淹的生态环境，在进行水淹处理时，实验用水应为________________水，来源于______________________。
(3)自由水与结合水的比值和植物的代谢能力及抗逆性有着密切的关系。根据实验结果可知，互花米草在水淹时间为________h/d的环境下，抗逆性最强。在进行水淹处理时间为________h/d的环境下，代谢活动最强。
(4)在实验结束时，水淹时间为24 h/d的实验组互花米草长势最差，甚至死亡，导致该现象发生的主要原因是______________________________________________
_____________________________________________________________________。
答案 (1)水淹时间
如图
(2)海 互花米草采样地点 (3)3 0 (4)长期水淹导致互花米草进行无氧呼吸造成供能不足，酒精中毒
解析 (1)由实验目的可确定该实验的自变量是水淹时间，因变量是自由水与结合水的含量。绘曲线应对照图中数据先画点，后连线。(2)为了确保实验结果的可靠性，该实验应选取互花米草采样点的海水。(3)结合(1)所画的曲线分析，水淹3 h/d，自由水与结合水的比值最低，说明互花米草的抗逆性最强；而在没有水淹时，自由水与结合水比值最高，代谢最旺盛。(4)在水淹时间为24 h/d的环境下，植物因缺氧而长时间进行无氧呼吸造成供能不足，酒精中毒。
15．2009年6月，国家食品药品监督管理局通告了“东方牌”系列奶粉为不合格产品，经查，该系列奶粉是用80%的麦芽糊精和20%的奶粉简单勾兑而成的。由于含有大量糖类物质，而蛋白质含量低，婴儿喜欢吃却得不到足够的蛋白质营养。请据以上资料，回答下列问题：
(1)劣质奶粉中含有大量还原糖，如果用斐林试剂鉴定，则该试剂与待测样液在试管中混合均匀后，还必须经过__________处理，预计试管中混合液的颜色变化是____________________________。
(2)如果要鉴定劣质奶粉中是否含有蛋白质，所用的试剂是
__________________________。
(3)评价奶粉营养价值高低的主要标准是看必需氨基酸的种类和含量。赖氨酸是人体必需氨基酸，缺乏则会影响体内蛋白质的合成，出现营养不良。赖氨酸是否也是大鼠的必需氨基酸呢？某生物兴趣小组利用下列材料和用具就此问题进行了探究，请补充并完善他们的实验原理和实验方案。
材料和用具：20只生长发育状况相同的正常幼年大鼠、分装在不同试剂瓶中的20种氨基酸、不含蛋白质和氨基酸的食物、秤、天平等。
实验原理：___________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
实验方案：
①配食：___________________________________________________________
__________________，配制成食物A(对照组)；___________________________
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________，
配制成食物B。
②分组：将20只大鼠平均分成甲、乙两组，分别称量其体重。
③饲喂：甲组每天饲喂适量的食物A，____________________________________
_____________________________________________________________________。
④观测：_____________________________________________________________。
实验结果预测及结论：
实验结果(营养状况和体重) 实验结论
答案 (1)水浴加热 由蓝色变成砖红色 (2)双缩脲试剂
(3)实验原理：必需氨基酸在动物体中不能合成，只能从食物中获得的氨基酸。当动物缺乏必需氨基酸时，就会影响体内蛋白质的合成，出现营养不良，体重增加缓慢
实验方案：①取一定量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入含量和比例适宜的20种氨基酸 另取等量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入除赖氨酸以外的19种氨基酸，其含量和比例与食物A中相同 ③乙组每天饲喂与食物A等量的食物B，且两组大鼠其他饲养条件相同 ④分别测量甲、乙两组大鼠的体重，并计算体重增加量
实验结果预测及结论见下表
实验结果(营养状况和体重) 实验结论
两组大鼠营养状况和体重基本相同 赖氨酸不是大鼠的必需氨基酸
乙组大鼠出现营养不良、体重增加缓慢等症状，甲组大鼠正常 赖氨酸是大鼠的必需氨基酸
解析 (1)利用斐林试剂鉴定还原糖需要水浴加热，其颜色变化表现为由蓝色变成砖红色。(2)鉴定蛋白质的有无用双缩脲试剂。(3)必需氨基酸是动物体内不能合成，只能从食物中获得的氨基酸。其动物缺乏必需氨基酸，将影响体内蛋白质的合成，出现营养不良，体重增加缓慢。因此，要探究赖氨酸是否为必需氨基酸，应取一定量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入含量和比例适宜的20种氨基酸，配制成食物A；另取等量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入除赖氨酸以外的19种氨基酸，其含量和比例与食物A中相同。对甲、乙两组大鼠分别饲喂等量的食物A、食物B。一段时间后，分别测量两组大鼠的体重，计算体重增加量。若两组大鼠营养状况和体重基本相同，则赖氨酸不是大鼠的必需氨基酸；若乙组大鼠营养不良、体重增加缓慢，甲组大鼠正常，则赖氨酸是大鼠的必需氨基酸。
教师备课资源(教师用书独具)
1．有关元素的含量分析
项目 判断依据 包含元素
大量元素 占生物体总重量万分之一以上的元素 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
微量元素 生命活动必需，但需要量很少的元素 Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo
主要元素 共占细胞总量的97%以上 C、H、O、N、P、S
基本元素 无论干重还是鲜重，C、H、O、N都是含量最多的四种元素 C、H、O、N
最基本元素 构成有机物的基本骨架 C
图解模型
特别提醒 无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，对于维持生物体的生命活动起着非常重要的作用。例如P是组成ATP、膜结构的重要成分；Ca2＋是组成骨骼、牙齿的成分；Mg2＋是叶绿素的成分；Fe2＋是血红蛋白的成分。
2．有关元素的作用分析
元素 生理作用 含量异常
N 蛋白质、ATP、NADP＋、叶绿素、核苷酸等的组成元素之一 植物缺N时，植物矮小、叶片薄而黄
P ATP、NADP＋、核苷酸、磷脂的组成元素之一；动物牙齿、骨骼的组成成分 植物缺P时，开花迟而小、植株易倒伏
I 甲状腺激素的组成成分 人体缺乏时患地方性甲状腺肿或呆小症
Fe 组成血红蛋白的元素之一 人体缺乏时患缺铁性贫血
Ca 降低神经系统的兴奋性 动物血钙过低时，会出现抽搐现象；血钙过高时，会患肌无力
Mg 组成叶绿素的元素之一 缺乏时叶片变黄，影响光合作用
B 促进花粉的萌发和花粉管的伸长 油菜缺硼时，会出现“花而不实”
K 促进植物体内淀粉的运输；维持动物细胞内液渗透压 植物缺乏时抗逆能力减弱，易受病虫害侵袭
3.同位素示踪法在高中生物中的应用示例
同位素示踪法是利用放射性元素作为示踪剂，对研究对象进行同位素标记的微量分析方法。用于研究细胞或生物体内元素或化合物的来源、组成、分布和去向等，进而了解化学物质的变化、反应机理或细胞的结构和功能。用于示踪的放射性同位素一般是细胞化合物的重要元素，如3H、14C、15N、18O、32P、35S等。
高中生物涉及的实例：
(1)分别以HO和C18O2作为原料，探究光合作用释放的氧气全部来自于水。
(2)用14CO2追踪光合作用的暗反应过程，证明了在C3植物中碳的转化过程为14CO2→14C3→(14CH2O)。
(3)标记植物吸收的某种矿质元素(15N)，探究矿质元素在植物体内的运输途径。
(4)分别用32P和35S标记噬菌体的DNA、蛋白质，用该噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，探究噬菌体的遗传物质是DNA。
(5)用15N标记DNA分子中的碱基，探究DNA分子的半保留复制。
(6)人工合成带有放射性同位素(32P)标记的单链DNA片段，制成DNA探针，用于基因诊断或检测饮用水中的某种病菌。
(7)用3H标记氨基酸，探究分泌蛋白在细胞中的合成、运输与分泌途径。第3讲 生命活动的主要承担者——蛋白质
[考纲要求] 蛋白质的结构和功能(Ⅱ)。
一、氨基酸及其种类
[判一判]
1．在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种 ( √ )
2．分子式中只要有氨基和羧基，就可以判断其为构成生物体的氨基酸 ( × )
3．评价蛋白质食品营养价值主要依据其必需氨基酸的种类和含量 ( √ )
4．每种氨基酸分子都含有一个氨基和一个羧基，且都连在同一个碳原子上 ( × )
5．各种氨基酸都共有的结构是 ( √ )
6．各种氨基酸理化性质不同的原因在于R基的不同 ( √ )
[巧记] (1)8种必需氨基酸：取两(亮、异亮)册(色)书(苏)本(苯丙)携(缬)家(甲)来(赖)。
(2)氨基酸的结构通式：氨基酸中有个碳，伸出四手向外连，下面连着氢原子，上面顶着R基团，左手拽的是氨基，右手还把羧基牵。
二、蛋白质的结构及其多样性
1．脱水缩合：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。
2．二肽的形成：
3．多肽：由多个氨基酸分子缩合而成，含有多个肽键的化合物。
4．结构多样性
(1)组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同。
(2)组成蛋白质的多肽链形成的空间结构不同。
[解惑] 多肽化合物的命名是依据含有的氨基酸的总数，即2个氨基酸形成二肽，3个氨基酸形成三肽。
三、蛋白质的功能
[连一连]
[辨析] 酶(a)、激素(b)与蛋白质(c)的关系可用右面图示表示
考点一 分析氨基酸及其种类
观察下面的氨基酸结构图示，回答问题：
1．写出图中结构名称：a.氨基，c.羧基。
2．通过比较图中两种氨基酸，写出氨基酸的结构通式：
3．不同的氨基酸取决于R基的不同，图中两种氨基酸的R基分别是b、d(用字母代号表示)。
易错警示 有关氨基酸组成的2点说明
(1)同时含有一个或多个氨基和羧基的有机酸都属于氨基酸，种类较多。
(2)组成蛋白质的氨基酸中至少有一个氨基和一个羧基，并非只有一个氨基和一个羧基，R基中可能含有氨基和羧基。
1．(2012·海南卷，1)关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述，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
答案 A
解析 甘氨酸的分子量是75，不是分子量最大的氨基酸。由于缺乏中间产物，有8种氨基酸不能在人体细胞中合成，必须从食物中获得，称为必需氨基酸。氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键。R基的特异性决定氨基酸的特异性。
2．下面是三种组成蛋白质的氨基酸的结构式，据图分析下列叙述不正确的是( )
A．以上这三种氨基酸的R基依次分别是—H、—CH3、—CH2OH
B．这三种氨基酸理化性质的不同取决于R基不同
C．甲是最简单的氨基酸
D．从上式可看出，只要含有一个氨基和一个羧基的化合物就是组成蛋白质的氨基酸
答案 D
解析 根据组成蛋白质的氨基酸的结构通式可判断：甲、乙、丙三种氨基酸的R基分别是—H、—CH3、—CH2OH，不同氨基酸R基的不同决定了其理化性质的不同；组成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
1．有关氨基酸结构通式的分析
2．组成蛋白质的氨基酸的判断标准
(1)数量标准：至少含有一个—NH2和一个—COOH。
(2)位置标准：一个—NH2和一个—COOH连接在同一个碳原子上。
考点二 聚焦蛋白质的结构层次及其多样性
1．观察下面的二肽形成图示回答问题
(1)过程①名称：脱水缩合，其场所是：核糖体。
(2)物质②名称：二肽。
(3)结构③名称：肽键，其结构简式为：—NH—CO—(或—CO—NH—)
(4)H2O中H的一个来自氨基，一个来自羧基。
(5)多个氨基酸发生该反应，产物名称为多肽。
2．观察氨基酸、多肽、肽链、肽键和蛋白质的关系图示
(1)多肽与蛋白质的最重要的区别是多肽无空间结构。
(2)如果合成的蛋白质是唾液淀粉酶，需要参与的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。
3．完善蛋白质的结构多样性和功能多样性图示
易错警示 蛋白质结构的2个误区
(1)氨基、羧基和肽键的书写误区
不要将氨基错写为NH2或—NH3；不要将羧基误写为COOH或COOH；也不要将肽键误写为CO—NH或CONH。
(2)蛋白质变性的误区分析
高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的肽键，而是破坏了肽链盘曲折叠形成的空间结构。
3．如图所示，物质A是在胰岛B细胞中合成的，且与血糖调节有关。物质B是一种淋巴因子，可干扰病毒DNA在宿主细胞中的复制。物质C由浆细胞合成并分泌，且具有免疫作用。物质D由垂体分泌，可促进蛋白质的合成和骨的生长。下列有关说法正确的是 ( )
A．A、B、C、D四种物质分别为胰岛素、干扰素、抗体、生长素
B．物质A、B、C、D结构多样性的直接原因是a的种类、数量和排列顺序不同
C．与A、B、C、D四种物质的合成、分泌有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
D．高温和低温均能破坏物质A的空间结构，使其调节血糖的能力丧失
答案 C
解析 A、B、C、D四种物质分别为胰岛素、干扰素、抗体、生长激素，均属于分泌蛋白，其合成和分泌与核糖体、内质网、高尔基体、线粒体有关。物质A、B、C、D结构多样性的直接原因是氨基酸的种类、数量、排列顺序及多肽链的空间结构的不同。高温能破坏胰岛素的空间结构，使其功能丧失，低温下胰岛素的空间结构稳定。
4．在胰岛B细胞中先合成胰岛素原，胰岛素原再通过蛋白酶的水解作用，生成胰岛素(如图所示)。胰岛素原水解所需的水分子中的氢用于 ( )
A．形成—COOH和—SH
B．形成—NH2和—COOH
C．形成—SH和—OH
D．形成—COOH和连接碳的—H
答案 B
解析 比较胰岛素原与胰岛素的结构，可见胰岛素原通过蛋白酶的水解作用破坏的是氨基酸之间的肽键。肽键形成时水分子中的氢来自—NH2和—COOH，故肽键被破坏时消耗的水分子中的氢用于形成—NH2和—COOH。
拓展理解 二硫键形成过程
蛋白质分子中除了肽键外，还含有其他化学键，如二硫键。一个二硫键(“—S—S—”)是由2个“—SH”形成的，形成过程中要脱去2个氢。故计算蛋白质分子量时除减去H2O的分子量外，还应考虑脱去H的分子量。上图为胰岛素分子形成3个二硫键的情况。
新情境信息案例分析
上面的第4题，乍一看是一种新情境问题，题目的背景知识并不是同学们所熟悉的，但切勿慌乱，实际上这类题目往往“起点高、落点低”，有的可直接从题干中寻找答案，有的则需要把材料中的新内容与已学过的教材知识联系起来，找到与教材的衔接点，即所谓的“题在书外，理在书中”。本题实质上是考查氨基酸脱水缩合形成肽键时形成的水分子中氢的来源，再进行知识迁移转换为肽键断裂时消耗的水分子中氢的去向。
考点三 归纳蛋白质合成过程的有关计算
1．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条肽链或m条肽链：
形成肽链数 形成肽键数 脱去水分子数 氨基数目 羧基数目 多肽相对分子质量
1 n－1 n－1 至少1个 至少1个 na－18(n－1)
m n－m n－m 至少m个 至少m个 na－18(n－m)
2.假设某多肽中氨基酸数为n，控制其合成的基因和mRNA中至少含有的碱基数为6n和3n。
易错警示 有关蛋白质计算的5个易错提示
(1)氨基酸与相应DNA、RNA片段中碱基数目之间计算时，当出现关键词“最多”、“至少”时，不应考虑该计算过程中终止密码的碱基数。
(2)计算O和H的数量变化时，不要漏掉增加H2O中的O、H数值。
(3)若形成的多肽是环状：氨基酸数＝肽键数＝失去水分子数。
(4)在蛋白质相对分子质量的计算中，若通过图示或其他形式告知蛋白质中含有二硫键时，要考虑脱去氢的质量，每形成一个二硫键，脱去2个H。
(5)关于蛋白质的计算中，要特别注意题中设问的是“氨基酸的数量”还是“氨基酸的种类”。
5．现有一种“十二肽”，分子式为CXHYNZOWS(Z>12，W>13)。已知将它彻底水解后只得到下列氨基酸。
下列叙述中，正确的是 ( )
A．合成该多肽时，至少需36个密码子
B．控制合成该多肽相应的基因至少有36个碱基
C．将一个该“十二肽”分子彻底水解后有(Z－12)个赖氨酸
D．将一个该“十二肽”分子彻底水解后有(W－13)个天冬氨酸
答案 C
解析 该多肽为十二肽，说明有12个氨基酸参与了肽链的合成，根据氨基酸和密码子的一一对应关系，至少需要12个密码子(不考虑终止密码)；控制十二肽合成的直接模板mRNA至少有12×3＝36个碱基，对应的基因中至少有12×6＝72个碱基；由于5种氨基酸中只有赖氨酸的R基上有一个氨基，这条肽链中的氮原子数＝肽键数＋1＋赖氨酸的个数×1，即Z＝11＋1＋赖氨酸的个数，赖氨酸的个数＝Z－12，所以该“十二肽”彻底水解后有(Z－12)个赖氨酸；由于5种氨基酸中只有天冬氨酸的R基上有一个羧基含有2个氧原子，这条肽链中的氧原子数＝肽键数＋2＋天冬氨酸的个数×2，即W＝11＋2＋天冬氨酸的个数×2，天冬氨酸的个数＝(W－13)/2，所以该“十二肽”彻底水解后有(W－13)/2个天冬氨酸。
6．某非环状多肽，经测定其分子式是C21HxOyN4S2。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作为原料合成的。苯丙氨酸(C9H11NO2)、天冬氨酸(C4H7NO4)、丙氨酸(C3H7NO2)、亮氨酸(C6H13NO2)、半胱氨酸(C3H7NO2S)。下列有关该多肽的叙述，不正确的是
( )
A．该多肽彻底水解后能产生3种氨基酸
B．该多肽中氢原子数和氧原子数分别是32和5
C．该多肽有三个肽键，为三肽化合物
D．该多肽在核糖体上形成，形成过程中相对分子质量减少了54
答案 C
解析 依据分子式中N为4个，并分析提供的氨基酸种类，可得出由4个氨基酸组成，为四肽，存在三个肽键，即C项是错误的。再分析多肽的形成：在核糖体上，形成过程中相对分子质量减少了54；再分析S的数目为2个，可分析出4个氨基酸中有2个是半胱氨酸(C3H7NO2S)，即水解能形成的氨基酸为3种，再结合碳原子数目为21个，减去6个C原子(2个是半胱氨酸)，为15个C原子，可分析出另外两个氨基酸分别为苯丙氨酸和亮氨酸，进一步推出该多肽中氢原子数和氧原子数分别是32和5，A、B、D三项是正确的。
[互动探究] 该多肽中含有多少个游离氨基和羧基？
提示 均为1个。
蛋白质合成中的相关计算
1．氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数＝各氨基酸中氨基总数－肽键数。
2．羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数＝各氨基酸中羧基总数－肽键数。
3．氮原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中N的总数。
4．氧原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的氧原子数＝各氨基酸中O的总数－脱去水分子数。
5．氢原子数＝各氨基酸中H的总数－2×脱去水分子数。
序号 错因分析 正确答案 序号 错因分析 正确答案
① 不理解氨基结构 —NH2 ② 不理解羧基结构 —COOH
③ 不理解肽键结构 —CO—NH— ④ 对“种类”和“数目”辨析不清 2
⑤ 不理解多肽的命名依据 三肽 ⑥ 写错字 脱水缩合
⑦ 不全面 氨基和羧基 ⑧ 不理解水的参与 CHHOCOOHCHC6H5NH2和C6H5—COOH
题组一 蛋白质的结构与特点
1．判断正误：
(1)细胞中氨基酸种类和数量相同的蛋白质是同一种蛋白质(2008·天津，1C) ( )
(2)蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变(2009·福建，4A) ( )
(3)tRNA、mRNA、rRNA都参与蛋白质的合成(2008·海南，7C) ( )
(4)磷脂和蛋白质合成时，需要模板(2011·江苏，1A改编) ( )
(5)具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的(2008·天津，1A) ( )
(6)常温条件下，蛋白质与双缩脲试剂发生作用呈现紫色，是由于蛋白质有肽键(2008·广东理基，42A和2009·江苏，21C) ( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√
2．(2012·上海卷，6)生物体中的某种肽酶可水解肽链末端的肽键，导致 ( )
A．蛋白质分解为多肽链
B．多肽链分解为若干短肽
C．多肽链分解为氨基酸
D．氨基酸分解为氨基和碳链化合物
答案 C
解析 肽酶可水解肽链末端的肽键，最终将多肽链分解为氨基酸。
3．(2012·海南卷，2)下列关于蛋白质的叙述，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
答案 C
解析 染色体的组成成分主要是蛋白质和DNA。酶是生物催化剂，反应前后其分子结构不变。蛋白质遇高温、重金属盐变性，盐析出的蛋白质没有变性。双缩脲试剂可与蛋白质发生显色反应生成紫色络合物。
题组二 蛋白质的相关计算
4．(2009·上海卷，15)某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成。该蛋白质至少有氧原子的个数是 ( )
A．n－m B．n－2m
C．n＋m D．n＋2m
答案 C
解析 两个氨基酸脱水缩合形成一个肽键，每个肽键中含一个氧原子；n个氨基酸缩合形成m条肽链，应有肽键n－m个，所以肽键中氧原子是n－m个，一条肽链中除肽键外还至少含有一个完整的羧基，里面有两个氧原子，所以m条肽链中应至少还有2m个氧原子，再加上肽键中的n－m个，所以应至少有氧原子的个数为n－m＋2m＝n＋m。
题组三 与蛋白质有关的实验探究
5．(2010·广东卷，29)假设你去某饲料研究所进行课外实践活动，需要完成以下任务：
(1)选用恰当的试剂检测某样品中是否含有蛋白质。提供的试剂有：①碘液，②苏丹Ⅲ溶液，③双缩脲试剂，④斐林试剂。你选用的试剂应该是________；蛋白质与相应试剂反应后，显示的颜色应为________。
(2)完善以下实验设计，并回答问题。
探究A动物蛋白对小鼠生长的影响
资料：饲料中的蛋白含量一般低于20%；普通饲料可维持小鼠正常生长；A动物蛋白有可能用于饲料生产。
一、研究目的：探究A动物蛋白对小鼠生长的影响。
二、饲料
1．基础饲料：基本无蛋白质的饲料；
2．普通饲料(含12%植物蛋白)：基础饲料＋植物蛋白；
3．实验饲料：基础饲料＋A动物蛋白。
三、实验分组
实验组号 小鼠数量(只) 饲料 饲养时间(天)
1 10 基础饲料 21
2 10 实验饲料1(含6%A动物蛋白) 21
3 10 实验饲料2(含12%A动物蛋白) 21
4 10 实验饲料3(含18%A动物蛋白) 21
5 10 实验饲料4(含24%A动物蛋白) 21
6 10 Ⅰ Ⅱ
备注：小鼠的性别组成、大小、月龄、喂饲量和饲养环境均相同。
四、实验方法和检测指标：略
①实验组6中，Ⅰ应该为______________，原因是______________________；Ⅱ应该为________，原因是__________________________________________________。
②要直观和定量地反映小鼠的生长情况，可以测量小鼠的________和________。
答案 (1)③ 紫色 (2)①普通饲料 需要普通饲料作为对照 21 饲养时间相同，实验结果的比较才有意义 ②体重 体长
解析 (1)检测蛋白质的试剂为双缩脲试剂，蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色。(2)①Ⅰ应为普通饲料，与前面5组实验形成对照，可以分析得出含A动物蛋白的饲料与含植物蛋白的普通饲料对小鼠生长影响的差别；Ⅱ应为21，原因是实验要遵循单一变量原则。②要直观和定量地反映小鼠的生长情况，可以测量小鼠的体重和体长。
【组题说明】
考 点 题 号 错题统计 错因分析
蛋白质的结构与特点 1、2、3、4、5、9、10
蛋白质的相关计算 6、7、8、11、12、13
与蛋白质有关的实验探究 14
1.如图是有关蛋白质分子的简要概念图，对图示分析正确的是 ( )
A．a肯定含有P
B．①过程有水生成
C．多肽中b的数目等于c的数目
D．d表示氨基酸种类的多样性
答案 B
解析 只有少数氨基酸的组成元素中含有P。由氨基酸脱水缩合形成多肽的过程肯定有水生成。氨基酸的数目和肽键的数目不一定相等，直链肽中肽键的数目＝氨基酸的数目－肽链的数目。d表示的是蛋白质种类的多样性，而不是氨基酸种类的多样性。
2．下列有关蛋白质的作用，正确的是 ( )
①催化与调节 ②运动 ③运输物质 ④储存遗传信息 ⑤免疫 ⑥主要的能源物质 ⑦信息传递 ⑧构成生物体和细胞的主要物质
A．①②③④⑤⑥⑦⑧ B．①②③⑤⑦⑧
C．①②③⑤⑥⑦ D．②③⑤⑥⑦⑧
答案 B
解析 蛋白质不能储存遗传信息，也不是主要的能源物质。
3．下列有关蛋白质和核酸的叙述中，正确的是 ( )
A．组成每一种蛋白质的氨基酸均有20种，组成核酸的碱基有4种
B．蛋白质中的氮元素主要存在于氨基中，核酸中的氮元素主要存在于碱基中
C．蛋白质和DNA分子均具有热变性，但蛋白质的热变性是不可逆的
D．蛋白质的合成直接受DNA分子控制
答案 C
解析 组成蛋白质的氨基酸约有20种，但组成每一种蛋白质的氨基酸不一定有20种，组成核酸的碱基共有5种；蛋白质中的氮元素主要存在于肽键中；在加热条件下，蛋白质和DNA分子均会发生变性，即空间结构发生改变，但DNA分子具有复性的特点；蛋白质的合成直接受mRNA的控制。
4．下列有关蛋白质结构和功能的叙述中，不正确的是 ( )
A．各种蛋白质都是通过肽键连接的
B．各种蛋白质的基本组成单位都是氨基酸
C．氨基酸的空间结构和种类决定了蛋白质的功能
D．细胞膜上的糖蛋白参与生物细胞间的信息传递
答案 C
解析 各种蛋白质都是以氨基酸为基本组成单位，氨基酸之间通过肽键连接。组成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序及蛋白质的空间结构决定了蛋白质的功能。不同的蛋白质承担着不同的生物学功能，如细胞膜上的糖蛋白参与生物细胞间的信息传递。
5．如图所示为某细胞中一条肽链的结构简式，R1、R2和R3是3个不同的化学基团。下列有关分析不正确的是 ( )
A．该肽链中的肽键数是2
B．该肽链是由3个氨基酸脱去3分子水缩合形成的
C．合成该肽链的细胞器是核糖体
D．该化合物能与双缩脲试剂发生紫色反应
答案 B
解析 图中所示的化合物为三肽，含有2个肽键，是由3个氨基酸脱去2分子水缩合形成的，合成场所在核糖体，A、C正确，B错误；含有肽键的化合物均能与双缩脲试剂发生紫色反应，D正确。
6．某直链多肽的分子式为C22H34O13N6，其水解后产生了如下3种氨基酸，下列相关叙述正确的是 ( )
A．合成1分子该物质将产生6个水分子
B．在细胞中合成该物质时只需要3种tRNA
C．该多肽分子含有一个游离氨基和一个游离羧基
D．该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸
答案 D
解析 分析结构简式可知，三种氨基酸都只含有一个氨基，因此该多肽含有6个氨基酸，合成1分子该物质将产生5个水分子；合成此多肽时需要几种tRNA是由mRNA上有几种密码子决定的，如果只有3种密码子，则只需要3种tRNA，如果有3种以上密码子，则需3种以上tRNA；通过计算可知该多肽由2个甘氨酸、1个丙氨酸和3个谷氨酸经脱水缩合形成，因此含有4个游离的羧基和1个游离的氨基。
7．如图是某蛋白质的肽链结构示意图(图1，其中数字为氨基酸序号)及部分肽链放大示意图(图2)，请据图判断下列叙述中正确的是 ( )
A．图2中含有的R基是①②④⑥⑧
B．该蛋白质中含有1条肽链，124个肽键
C．图2中具有4种氨基酸，4个肽键
D．从图2可推知该肽链至少含有3个游离的羧基
答案 D
解析 图2中①是氨基而不是R基，故A错误；由图1可知，该蛋白质含有1条肽链，124个氨基酸，123个肽键，故B错误；图2中③⑤⑦为3个完整的肽键，有4个氨基酸，故C错误；图2中含有2个游离的羧基，在多肽链末端的第124个氨基酸上至少还有1个游离的羧基，故D正确。
8.二硫键“—S—S—”是蛋白质中连接两条肽链之间的一种化学
键。如图是由280个氨基酸组成的某蛋白质的结构图，下列相关
叙述正确的是 ( )
A．该蛋白质至少有两个羧基
B．该蛋白质完全水解需要277个水分子
C．该蛋白质的功能由氨基酸的数量、种类、排列顺序三方面决定
D．该蛋白质至少含有280个氨基
答案 A
解析 分析题意可知，该蛋白质由两条肽链和一个环肽构成，因此该蛋白质至少有2个氨基和2个羧基，完全水解需要278个水分子；蛋白质的功能是由蛋白质的结构决定的，蛋白质的结构又由氨基酸的数量、种类、排列顺序及肽链的空间结构决定。
9．下列关于氨基酸和蛋白质的叙述，错误的是 ( )
A．酪氨酸几乎不溶于水，而精氨酸易溶于水，这种差异是由R基的不同引起的
B．甜味肽的分子式为C13H16O5N2，则该甜味肽是一种二肽
C．某二肽的化学式是C8H14N2O5，水解后得到丙氨酸(R基为—CH3)和另一种氨基酸X，则X的化学式应该是C5H9NO4
D．n个氨基酸共有m(m>n)个氨基，则由这些氨基酸缩合成的一个多肽中氨基的数目为m－n
答案 D
解析 由氨基酸的结构通式可知，不同氨基酸之间只有R基不同，故氨基酸是否溶于水等性质是由R基决定的，A正确；最小的肽是二肽，由于每种氨基酸中至少含有1个N，那么二肽分子中应至少含有2个N，因甜味肽分子式中只有2个N，故该甜味肽一定为二肽，B正确；氨基酸分子式可写成C2H4O2N—R，将—R换成—CH3，即为丙氨酸，形成二肽时要脱去1分子H2O，再根据化学反应前后原子守恒可推出氨基酸X的分子式，C正确；n个氨基酸含有m个氨基，说明n个氨基酸的所有R基因共有(m－n)个氨基，又因每条肽链中至少含有1个氨基(位于肽链一端)，故该多肽链中氨基的数目为(m－n＋1)，但如果形成的是环肽，则多肽中氨基的数目(m－n)，D错误。
10．层粘连蛋白分子是由一条重链(A链)和两条轻链(B1、B2链)构成的高分子糖蛋白。作为细胞的结构成分，它含有多个结合位点，对细胞间粘连及细胞的分化等都有作用。层粘连蛋白分子结构示意图如图，若该蛋白分子由m个氨基酸构成，下列相关说法不正确的是 ( )
A．该蛋白分子含有的肽键数为m－3
B．该蛋白分子在细胞识别中具有重要作用
C．癌细胞膜相对正常细胞膜而言表面的层粘连蛋白分子少
D．该物质的合成只需核糖体即可完成
答案 D
解析 该蛋白分子是由3条肽链组成，因此含有(m－3)个肽键；层粘连蛋白是一种糖蛋白，具有多个结合位点，在细胞识别中具有重要作用；癌细胞易扩散，而层粘连蛋白对细胞间粘连起作用，故癌细胞膜上的层粘连蛋白会比较少；该蛋白的合成除了需要核糖体外，至少还需要线粒体提供能量。
11．某多肽的分子式为C42H65N11O9，它彻底水解后只得到以下3种氨基酸，则此多肽中含有的赖氨酸个数为 ( )
A．2个 B．3个
C．5个 D．8个
答案 B
解析 假设甘氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸的数目分别为a、b、c。由于这三种氨基酸都只含有一个羧基，该多肽的氧原子数＝肽键中的氧原子数＋游离的羧基中的氧原子数，即9＝肽键中的氧原子数＋2。因此，该多肽含有7个肽键，8个氨基酸，即a＋b＋c＝8。根据该多肽含有的氮原子数分析，可得a＋b＋2c＝11，可求出c＝3。
12．某致病细菌分泌的外毒素，无色，细针状结晶，对小鼠和人体有很强的毒性，可引起流涎、呕吐、便血、痉挛等症状，以致死亡。该外毒素为环状肽，其结构简式如图所示：
请据图分析回答：
(1)该化合物中含有游离的__________个氨基，__________个羧基。
(2)该化合物是由________个氨基酸组成的，区别这些氨基酸的种类依靠的是其结构中的__________。
(3)组成该化合物的氨基酸有________种，其中有________个氨基酸的R基相同，这个R基是________________。
(4)该化合物为____________肽化合物，含有________个肽键。
(5)填写虚线框内结构的名称：A.__________________，B.___________________。
答案 (1)0 0 (2)7 R基 (3)5 3 —CH3 (4)环状七 7 (5)肽键 R基
解析 据图分析，该外毒素为环状七肽，具有7个肽键，由5种不同的氨基酸组成，其中有1种氨基酸出现3次，其R基为—CH3，区别氨基酸的种类依靠的是其结构中的R基。该化合物没有游离的氨基和羧基。虚线框内结构A、B的名称依次是肽键和R基。
13．已知20种氨基酸的平均相对分子质量为128。图1为某蛋白质的肽链结构示意图(其中数字为氨基酸序号)，图2为部分肽链放大示意图，请据图回答下列问题：
(1)该化合物由氨基酸脱去____________个水分子形成，这种结合方式叫做____________，图1所示的蛋白质的相对分子质量为____________。如果核苷酸的平均相对分子质量为400，则指导该蛋白质产生的基因的相对分子质量最小为____________。
(2)图2中有________种R基，肽键是________(填序号)；该肽链至少有________个游离的羧基。
(3)假设有一个十肽，分子式为CxHyOzNmSn，组成该肽的氨基酸只有图2中的几种，则含有①的氨基酸有____________个。
答案 (1)123 脱水缩合 13 652 284 244 (2)3 ②④⑥ 3 (3)m－10
解析 氨基酸通过脱水缩合形成蛋白质。该蛋白质由一条多肽链构成，其相对分子质量＝氨基酸的总分子质量－脱去的水的总分子质量－形成二硫键脱去的氢的分子质量＝124×128－(124－1)×18－2×3＝13 652。在不考虑终止密码的条件下，基因中的碱基数∶氨基酸数＝6∶1，而基因是由两条脱氧核苷酸链组成的，则指导该蛋白质产生的基因的相对分子质量＝124×6×400－(124×6－2)×18＝284 244。图2中有4个R基，3种R基，肽键为②④⑥。图2中的R基含有2个羧基，而构成该蛋白质的多肽链的首或尾含有1个游离的羧基，故该蛋白质至少含有3个游离的羧基。构成该十肽的氨基酸的R基中只有结构①含有1个N，其他氨基酸的R基中均不含N，那么m－10个N均在①结构中，所以含有①的氨基酸有m－10个。
14．洗衣粉是人们日常生活中的必备品，各种含酶制剂的洗衣粉因洗涤效果好而备受青睐。下面是两生物兴趣小组的同学针对含酶制剂的洗衣粉所做的实验，请你分析回答相关问题：
(1)甲组同学用含有不同种类酶制剂的洗衣粉进行了如表所示的实验，他们做该实验的目的是探究_________________________________________________________。
该实验还应控制的无关变量有___________________________________________
________________。该实验中__________________________分别构成两组对照实验。
组别 布料大小 污染物 水温
A(蛋白酶洗衣粉) 5×5 cm 蛋白质 40 ℃
B(脂肪酶洗衣粉) 5×5 cm 蛋白质 40 ℃
C(蛋白酶洗衣粉) 5×5 cm 淀粉 40 ℃
(2)乙组同学为了探究蛋白酶洗衣粉中的蛋白酶的化学本质是蛋白质，用以下所给的条件进行了探究，请你帮助他们完成下列实验。
实验原理：蛋白质能与双缩脲试剂发生作用，呈现紫色反应。
实验材料：质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液(双缩脲试剂A液)、质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液(双缩脲试剂B液)、蛋白酶洗衣粉、普通洗衣粉、滴管、试管、蒸馏水等。
实验步骤：
①取两支试管编号1、2；
②____________________________________________________________________
______________________________________________________________________；
③_____________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
______________________________________________________________________；
④观察两支试管中的颜色变化。
可能的现象及结论：____________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
答案 (1)酶的专一性 洗衣粉的用量、污染物的含量、水质、pH等 A与B、A与C (2)实验步骤：②向1号试管中加入2 mL蛋白酶洗衣粉溶液，向2号试管中加入2 mL普通洗衣粉溶液 ③然后，向两支试管中各加入1 mL质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，振荡摇匀；再向两支试管中分别加入3～4滴质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液，振荡摇匀 可能的现象及结论：1号试管中出现紫色，2号试管中未出现紫色，说明该蛋白酶洗衣粉中的蛋白酶的化学本质是蛋白质；1、2号试管中均未出现紫色，说明该蛋白酶洗衣粉中的蛋白酶的化学本质不是蛋白质
解析 (1)该实验的自变量是洗衣粉所含有的酶与污染物成分之间的对应关系，因此可用来探究酶的专一性。洗衣粉的用量、污染物的含量、水质及pH等都是无关变量。(2)本实验的目的是探究蛋白酶是否为蛋白质，加酶洗衣粉和普通洗衣粉的差异在于有没有蛋白酶，所以用双缩脲试剂对两种洗衣粉进行检测，如果含加酶洗衣粉的试管中出现紫色，而含普通洗衣粉的试管中未出现紫色，则说明蛋白酶为蛋白质，反之则不是。
教师备课资源(教师用书独具)
1．巧用数字“一、二、三、四、五”梳理蛋白质的结构与功能
“一个通式”指氨基酸的结构通式。
“二个标准”指组成蛋白质的氨基酸必须同时具备的标准有两个：一是数量标准，二是位置标准。
“三个数量关系”指蛋白质分子合成过程中的三个数量关系：脱去水分子数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数。
“四个原因”指蛋白质分子结构多样性的原因有四个：氨基酸的种类不同、氨基酸的数量不同、氨基酸排列顺序不同、蛋白质的空间结构不同。
“五大功能”指蛋白质分子有5个功能：细胞的组成物质、催化作用、免疫作用、运输作用和调节作用。
2．蛋白质的结构层次
基本单位 氨基酸
化学结构 氨基酸脱水缩合形成多肽
空间结构 一条或多条肽链盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质分子
3.蛋白质的结构和功能多样性的原因分析
分析角度 具体解释
蛋白质本身 氨基酸的数量、种类、排列顺序及肽链空间结构→结构多样性→功能多样性
遗传物质 千变万化的碱基对排列顺序→遗传信息的多样性→蛋白质的多样性
生物进化 千变万化的环境条件→通过自然选择保留适应环境的个体及个体内的蛋白质→个体的多样性和蛋白质的多样性
4.几种常见蛋白质的分布和功能
此部分经常借助某些具体的蛋白质从不同的角度进行命题，现举例如下：
名称 分布 功能
大多数酶 细胞内或细胞外 催化作用
载体蛋白 细胞膜 运输某些物质如离子、氨基酸等
某些激素(如生长激素、促甲状腺激素、胰岛素、胰高血糖素等) 内环境中 调节生命活动
抗体 内环境中 免疫作用
血红蛋白 红细胞内 主要运输氧气和部分二氧化碳
糖蛋白 细胞膜表面 保护、润滑、识别等作用
5.氨基酸的排列与多肽种类的计算
假若有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分为以下两种情形：
(1)A、B、C三种氨基酸，在每种氨基酸数目无限的情况下，可形成肽类化合物的种类：
形成三肽的种类：
形成二肽的种类：
(2)A、B、C三种氨基酸，且每种氨基酸只有一个的情况下，可形成肽类化合物的种类：
形成三肽的种类：
形成二肽的种类：第一单元 走近细胞和组成细胞的分子
1．涵盖范围
本单元包括必修1第一、二章内容，即生命系统的结构层次、显微镜的使用，原、真核细胞的比较及组成细胞的元素和各种化合物。
2．考情分析
(1)考查力度：所占分值2～6分。
(2)考查内容
①显微镜的使用。(重难点)
②原核、真核细胞的比较。(重点)
③病毒与人类健康的关系。(热点)
④蛋白质的有关计算及与核酸的关系。(难点)
(3)考查题型：选择题和实验题。
3．复习指导
(1)复习线索
①以生命系统的结构层次为线索，借助于生命系统从微观到宏观的层次性，将不同层次系统的知识有机结合起来，构建合理的知识体系，以实现不同模块之间的有机结合。
②以细胞的多样性和统一性为线索，将显微镜的使用、原核细胞和真核细胞的比较、细胞学说等内容有机联系起来。
③以构成生物的化学元素为线索，引申出各种化合物的组成、结构和功能等相关知识。
④以“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验为线索，系统复习教材中常规实验的原理、过程，并升华为实验方法和实验原则等问题。
(2)复习方法
①比较法：原、真核细胞的比较；蛋白质与核酸；糖类与脂质。
②概念图法：以细胞为中心，将细胞结构、功能、分类构建概念图。
第1讲 走近细胞
[考纲要求] 1.多种多样的细胞(Ⅱ)。2.细胞学说的建立过程(Ⅰ)。3.实验：用显微镜观察多种多样的细胞。
一、从生物圈到细胞
[判一判]
1．病毒没有细胞结构，只有依赖活细胞才能生活 ( √ )
2．所有生物都具有生命系统的各个层次 ( × )
3．细胞是最基本的生命系统 ( √ )
4．培养皿中大肠杆菌菌落属于群落层次 ( × )
5．培养基被污染后，大肠杆菌和滋生的其他的细菌、真菌共同构成生态系统( × )
[解惑] 病毒无细胞结构，不能独立生存，故不属于生命系统；但能进行新陈代谢，能繁殖产生后代，故是生物。
二、细胞的多样性和统一性
1．高倍镜的使用“四字诀”
找：先在低倍镜下找到图像，并调节至清晰。
↓
移：将观察点移到视野中央。
↓
转：转动转换器，换成高倍镜。
↓
调：调节细准焦螺旋及光圈，使图像清晰。
2．原核细胞与真核细胞的比较
(1)图1代表的细胞与图2细胞最主要的区别是没有以核膜为界限的细胞核。
(2)写出图1中下列结构的名称：①拟核；⑤核糖体。
(3)图1蓝藻细胞中无图2细胞中③叶绿体，但它也能进行光合作用的原因是含有藻蓝素和叶绿素及光合作用所需的酶。
(4)图1和图2细胞的统一性表现在：都有细胞膜、核糖体和DNA分子。
3．常见真、原核生物举例(连一连)
[辨析] 单细胞生物(a)与原核生物(b)的关系：单细胞生物中细菌、蓝藻
都是原核生物，但变形虫、草履虫、酵母菌是单细胞生物但不是原核
生物。如图所示：
三、细胞学说
1．建立(连一连)
2．内容
3．意义：证明了动植物界具有统一性。
[解惑] 细胞学说仅涉及到动植物细胞，不涉及原核细胞、真菌和病毒。
考点一 聚焦细胞的多样性和统一性
1．比较分析原核细胞与真核细胞
比较项目 原核细胞 真核细胞
细胞壁 有，主要成分是糖类和蛋白质 植物细胞有，主要成分是纤维素和果胶
细胞质 有核糖体，无其他细胞器 有核糖体和其他细胞器
细胞核 拟核，无核膜和核仁 有核膜和核仁
易错警示 注意原、真核细胞的5个“不一定”
(1)细胞壁的主要成分不一定都是纤维素和果胶。植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，而细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖。
(2)能进行光合作用的细胞不一定都含有叶绿体。蓝藻是原核生物，细胞中无叶绿体但含有叶绿素和藻蓝素，能进行光合作用。
(3)不属于真核生物的不一定就是原核生物。病毒没有细胞结构，既非原核生物也非真核生物。
(4)带“菌”的不一定都是细菌(原核生物)。乳酸菌、大肠杆菌、硝化细菌等细菌和放线菌都是原核生物，但酵母菌和霉菌属于真核生物。
(5)带“藻”的不一定都是蓝藻(原核生物)。除蓝藻这一类(颤藻、蓝球藻、念珠藻等)外，其余的带“藻”的如绿藻、红藻、褐藻、团藻、衣藻等都是真核生物。
2．汇总细胞统一性和多样性的表现
(1)统一性
①化学组成：组成细胞的元素和化合物种类基本一致。
②结构：都具有细胞膜、细胞质、核糖体。
③遗传物质：都以DNA作为遗传物质，且遗传密码子通用。
④能源物质：都以ATP作为直接能源物质。
(2)多样性：细胞的多样性是细胞分化的结果，表现在细胞的形状、大小、种类、结构等方面的差异。
1．(2012·重庆卷，1)下列细胞亚显微结构示意图，正确的是 ( )
答案 D
解析 选项A、B中的细菌细胞和蓝藻细胞都是原核细胞，原核细胞内唯一的细胞器是核糖体，没有线粒体和叶绿体等细胞器，故选项A、B错误；选项C、D中的水稻叶肉细胞和小鼠肝脏细胞都是真核细胞，但中心体只存在于动物细胞和低等植物细胞中，所以选项C中水稻叶肉细胞内不应有中心体，故选项C错误，选项D正确。
[互动探究] (1)上述四个图示组成的生物细胞增殖方式一样吗？(2)哪些细胞组成的生物能够遵循遗传的基本规律？(3)哪些细胞组成的生物只存在一种可遗传的变异？
提示 (1)不一样，A、B只有二分裂，C、D具有无丝分裂、有丝分裂、减数分裂 (2)C、D (3)A、B
2．图a、b、c分别是三种生物细胞的结构模式图。下列相关叙述正确的是 ( )
A．以上三种细胞内遗传物质的载体是染色体
B．a细胞有细胞壁，而b、c细胞没有该结构
C．三种细胞中共同具有的细胞器只有核糖体
D．a、b细胞内具膜结构的细胞器组成了生物膜系统
答案 C
解析 图示细胞中a是高等植物细胞，b是动物细胞，c是细菌。A项中c不存在染色体。B项中c具有细胞壁。D项中高等动、植物细胞生物膜系统是由细胞膜、细胞器膜和核膜组成的。只有C项是正确的，三种细胞均有核糖体。
细胞结构图像的识别方法
考点二 关注病毒与人体健康
1．整合与病毒有关的知识
2．病毒在结构上与硝化细胞、酵母菌等生物有怎样的区别？
答案 病毒没有细胞结构，既不属于真核生物，也不属于原核生物，没有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核等结构。
3．病毒能否在普通培养基上生存？又该如何用放射性同位素标记病毒呢？
答案 不能；先用含有放射性同位素的普通培养基培养寄主细胞，再用寄主细胞培养病毒。
3．研究表明：引起世界恐慌的“非典型性肺炎”的病原体(SARS病毒)是一种冠状病毒，结构如图所示。下列有关该病毒的叙述，正确的是 ( )
A．SARS病毒体内仅有A、T、C、G四种碱基
B．SARS病毒属于由原核细胞构成的生物
C．SARS病毒能在培养基上生长增殖
D．SARS病毒具有生命特征
答案 D
解析 病毒是非细胞型生物，仅由一种核酸或由一种核酸与蛋白质组成，只能以特
定的宿主细胞为寄生对象，并在宿主细胞内进行复制式增殖。由图可知：SARS病
毒的遗传物质为RNA，仅有A、U、C、G四种碱基，而不含有T，没有细胞结构，
不能在培养基上生长增殖，但具有增殖等生命特征。
4．2011年4月的“阴性艾滋病”事件引起了社会各界的关注，由此加重了人们的“恐艾”心理。关于艾滋病病毒(HIV)，下列叙述正确的是 ( )
A．HIV是一种单细胞生物，在分类上属于原核生物
B．由于HIV体内只有一种细胞器，所以其营寄生生活
C．获取大量HIV的方法是将其接种在营养物质齐全的培养基上培养
D．HIV不参与构成种群、群落、生态系统、生物圈这些生命系统的结构层次
答案 D
解析 艾滋病病毒(HIV)没有细胞结构，不是单细胞生物，也不是原核生物；艾滋病病毒没有细胞结构，因而没有细胞器；病毒营寄生生活，因而培养病毒的方法是将其接种在含有寄主的培养基上培养；艾滋病病毒作为一种生物，不参与构成种群、群落、生态系统、生物圈这些生命系统的结构层次。
实验一 用显微镜观察多种多样的细胞
1．显微镜各部件的识别
2．显微镜的使用
3．目镜与物镜的结构、长短与放大倍数之间的关系
(1)放大倍数与长短的关系
①物镜越长，放大倍数越大，距载玻片距离越近。
②目镜越长，放大倍数越小。
(2)显微镜放大倍数的含义
①显微镜放大倍数是指物像边长的放大倍数。
②总的放大倍数是目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。
4．高倍镜与低倍镜观察情况的比较
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
易错警示 有关显微镜使用的4个易错点分析
(1)换用高倍镜后，不能再转动粗准焦螺旋，只能用细准焦螺旋来调节。
(2)换用高倍镜后，若视野太暗，应先调节遮光器(换大的光圈)或反光镜(用凹面反光镜)使视野明亮，再调节细准焦螺旋。
(3)显微镜呈放大倒立的虚像，例如实物为字母“b”，则视野中观察到的为“q”。若物像在左上方，则装片应向左上方移动。
(4)观察颜色深的材料，视野应适当调亮，反之则应适当调暗；若视野中出现一半亮一半暗则可能是反光镜的调节角度不对；若观察花生切片标本材料一半清晰一半模糊不清，则可能是由花生切片厚薄不均匀造成的。
5．如图所示，甲图中①②表示目镜，③④表示物镜，⑤⑥表示物镜与载玻片之间的距离，乙和丙分别表示不同物镜下观察到的图像。下列描述正确的是 ( )
A．观察物像丙时应选用甲中①④⑥组合
B．从图中的乙转为丙，正确的调节顺序为：转动转换器→调节光圈→移动装片→转动细准焦螺旋
C．若丙是由乙放大10倍后的物像，则细胞的面积增大为原来的10倍
D．若丙图观察到的细胞是位于乙图右上方的细胞，从图中的乙转为丙时，应向右上方移动装片
答案 D
解析
(1)依据①与②，③与④，⑤与⑥放大倍数的关系
(2)明确乙与丙的关系
6．显微镜目镜为10×、物镜为10×时，视野中被均匀分布的64个分生组织细胞所充满。若物镜转换为40×后，则在视野中可检测到的分生组织细胞数为 ( )
A．2个 B．4个 C．8个 D．16个
答案 B
解析 显微镜的放大倍数＝目镜倍数×物镜倍数。在放大100倍时，设视野直径为d，则面积S＝π()2，此时视野中有64个细胞；当放大到400倍时，其直径相当于原来的1/4，则圆面积S＝π()2，即为原来的1/16，故看到的细胞数目为64/16＝4个。
1．视野中细胞数目的相关计算
(1)若视野中细胞成单行，计算时只考虑长度，可根据看到的细胞数目与放大倍数成反比的规律进行计算。如：在显微镜放大倍数为40倍时看到m个细胞，放大倍数变成400倍时看到的细胞数目＝m÷()＝m/10(个)。
(2)若视野中细胞均匀分布在整个视野，可根据看到的细胞数目与放大倍数的平方成反比的规律进行计算。如：在显微镜放大倍数为40倍时看到m个均匀分布的细胞，放大倍数变为400倍时看到的细胞数目＝m÷()2＝m/100(个)。
2．显微镜的放大倍数与物像位置变化
(1)目镜、物镜及其放大倍数大小的判断
螺纹→
(2)物像移动：物像移动方向与装片移动方向相反。即物像偏向视野中央的哪个方向，就向哪个方向移动装片，可使物像回到视野中央。
3．判断污物存在的位置
污物可能存在的位置：物镜、目镜或装片。判断方法如下：
序号 错因分析 正确答案 序号 错因分析 正确答案
① 没有理解植物细胞与动物细胞的根本区别 甲图细胞有细胞壁 ② 没有理解真、原核细胞最主要的区别 含有以核膜为界限的细胞核
③ 笔下误 镜头应该用擦镜纸擦拭，不能用纱布 ④ 只指出了不正确的地方，没有改正 忘记加盖玻片，应将材料展平后盖上盖玻片
⑤ 改正的答案模糊不准 物镜离玻片距离太大，物镜应降至距玻片标本0.5～1 cm处 ⑥ 不能根据题干中提供的材料的透明性选择反光镜和光圈 在高倍显微镜下观察甲需要利用凹面镜和较大光圈，在高倍显微镜下观察乙用平面镜和较小光圈
题组一 生命系统与细胞学说
1．(2012·北京卷，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
答案 B
解析 从生命活动的角度理解，人体最基本的结构层次是细胞，然后依次为组织、器官、系统。元素、化合物、分子、细胞器等不属于生命系统的结构层次，种群、群落、生态系统是个体水平以上的结构层次，故B项正确。
2．(2009·天津卷，2)下列是有关著名科学家通过研究取得重要理论成果的论述，正确的是 ( )
A．虎克(R.Hooke)在显微镜下观察木栓组织发现蜂窝状“细胞”，建立了细胞学说
B．坎农(W.B.Cannon)通过研究细胞内基因表达的过程，提出了内环境稳态概念
C．摩尔根(T.H.Morgan)对雄果蝇白眼性状的遗传分析，证明了基因位于染色体上
D．韦尔穆特(I.Wilmut)等在体外条件下将羊体细胞培养成了成熟个体，证明了哺乳动物体细胞具有全能性
答案 C
解析 细胞学说是施莱登和施旺共同建立的。坎农提出了稳态维持机制的经典解释。内环境稳态是在神经调节和体液调节的共同作用下，通过机体各种器官、系统分工合作，协调统一而实现的。将羊体细胞培养成成熟个体，证明了哺乳动物体细胞核具有全能性而不是体细胞具有全能性。
题组二 病毒、原核细胞和真核细胞
3．判断下列说法的正误：
(1)T2噬菌体感染菌体，不会导致菌体裂解(2012·海南卷，5D) ( )
(2)病毒是一类具有细胞结构的生物(2010·课标全国卷，1A) ( )
(3)蓝藻细胞具有细胞核且DNA分子呈环状(2010·课标全国卷，1B) ( )
(4)蓝藻无叶绿体，但能进行光合作用(2011·海南卷，10B) ( )
(5)衣藻进行光合作用的场所是叶绿体(2010·北京卷，2C) ( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√
4．(2011·山东卷，5)下列关于原核生物和真核生物的叙述，正确的是 ( )
A．原核生物细胞无线粒体，不能进行有氧呼吸
B．真核生物细胞只进行有丝分裂，原核生物细胞只进行无丝分裂
C．真核生物以DNA为遗传物质，部分原核生物以RNA为遗传物质
D．真核生物细胞具有细胞膜系统(生物膜系统)，有利于细胞代谢有序进行
答案 D
解析 原核生物细胞虽然没有线粒体，但有的也能进行有氧呼吸；真核生物细胞分裂的主要方式是有丝分裂；原核生物也是以DNA作为遗传物质，只有少数病毒是以RNA作为遗传物质；真核细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会相互干扰，保证细胞生命活动高效、有序地进行，故D正确。
题组三 显微镜的使用及细胞结构图示的考查
5.(2011·上海卷，14)如图为测量保卫细胞长度的局部显微视野，下
列表述错误的是 ( )
A．要测量该细胞的长度，需旋转目镜
B．物镜从10×换为40×，图示测微尺每小格所代表的长度变小
C．在不同放大倍数下，图示测微尺每小格的实际长度不同
D．若视野中物像不清晰，会造成测量误差
答案 C
解析 测微尺在目镜上，在不同的放大倍数下，图示测微尺每小格的实际长度相同，故C错误，所以物镜由10×换为40×，测微尺每小格所代表的长度变小；图示测微尺不在保卫细胞直径上，需旋转目镜调节；视野中物像不清晰，会造成测量误差。
6．(2010·江苏卷，26节选)如图为酵母菌细胞结构示意图。请回答下列问题。
(1)酵母菌细胞结构与菠菜叶肉细胞相比，最主要的区别是酵母菌_______________；与蓝藻细胞相比，最主要的区别是酵母菌________________________。
(2)图中含有RNA的结构有______________(填序号)。
(3)图中不能直接分解葡萄糖但能释放CO2的结构是________(填序号)。
(4)为制备酵母菌原生质体，需用酶解法除去结构①，但应在________________溶液中进行。
答案 (1)没有叶绿体 具有以核膜为界限的细胞核(成形的细胞核) (2)②④⑥⑧ (3)⑥ (4)等渗(或高渗)
解析 (1)酵母菌为真菌，与菠菜叶肉细胞相比，无叶绿体；酵母菌为真核生物，与作为原核生物的蓝藻细胞相比，其主要区别是具有以核膜为界限的细胞核。(2)RNA包括mRNA、tRNA、rRNA三种类型，后者存在于核糖体中。前两者可以存在于细胞质、线粒体、细胞核中。(3)线粒体是有氧呼吸的主要场所，进行有氧呼吸的第二、三阶段。在线粒体中分解的底物是丙酮酸。(4)酵母菌具有细胞壁，可以保护酵母菌不会因吸水而涨破，故去除细胞壁时，为防止酵母菌吸水涨破，需要在等渗或高渗
溶液中进行。
【组题说明】
考 点 题 号 错题统计 错因分析
生命系统与细胞学说 3、4
病毒、原核细胞和真核细胞的比较 1、2、5、6、7、8、9、10、11、13、14
显微镜的使用 12、15
1.据《齐鲁晚报》报道，山东省十几个县市的某种玉米患上了“粗缩病”，该病是由灰飞虱传播“粗缩病”病毒引起的。下列有关叙述中错误的是 ( )
A．培养“粗缩病”病毒不能用普通的培养基
B．“粗缩病”病毒的遗传物质复制所需原料来自于寄主细胞
C．“粗缩病”病毒核酸的基本元素是C、H、O、N
D．“粗缩病”病毒的生命活动离不开寄主细胞
答案 C
解析 “粗缩病”病毒核酸的基本元素是C、H、O、N、P，因此C项不正确。另外三项中涉及到病毒的培养、复制和生命活动的进行都离不开活细胞，是正确的。
2．有关下图所示的四种不同生物的相关叙述，正确的是 ( )
A．甲、乙两种细胞的细胞壁都可用纤维素酶完全水解
B．乙为低等植物细胞，细胞中的核糖体和叶绿体均含RNA
C．丙的遗传物质是单链RNA，其突变率远高于DNA病毒
D．丁的细胞中无线粒体却能进行有氧呼吸
答案 C
解析 水绵是植物细胞，细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，不能用纤维素酶完全水解；而蓝藻是原核细胞，细胞壁的主要成分不是纤维素，故也不能用纤维素酶完全水解。蓝藻是原核细胞，细胞中也无叶绿体。艾滋病病毒的遗传物质是RNA，单链RNA不稳定，容易发生变异。变形虫为真核生物，细胞中含线粒体，D项错误。
3．很多科学家在细胞学说创立的过程中作出了突出贡献，下面说法中不符合事实的是
( )
A．詹森制造的显微镜第一次使人类能够观察到肉眼无法区分的奇妙的显微领域
B．虎克第一次观察到了活的细胞并为之命名
C．列文虎克首次观察到了材料丰富的真正的活细胞
D．魏尔肖的著名论断是对细胞学说的重要补充
答案 B
解析 虎克用显微镜观察的是木栓组织，所观察并命名的细胞是死细胞，而不是活细胞。
4．下列有关生命系统结构层次的叙述，不正确的是 ( )
A．细胞是地球上最基本的生命系统
B．“三倍体”是从个体层次对体细胞染色体数量特征的描述
C．“太湖中所有鱼”属于生命系统研究的一个结构层次
D．物质循环是指组成生物体的元素在生命系统的最高层次内所进行的循环流动
答案 C
解析 细胞是能独立完成生命活动的最小单位，是最基本的生命系统，A正确；“三倍体”是指含有三个染色体组的个体，B正确；“太湖中所有鱼”有多个物种，C错误；物质循环是指组成生物体的元素在无机环境和生物群落中循环利用，即在生物圈内进行循环流动。
5．下面表格所示是两种细胞所具有的特征。从表格中给出的特征分析，下列说法不正确的是 ( )
特征 细胞Ⅰ 细胞Ⅱ
细胞壁 有 有
核糖体 有 有
成形的细胞核 无 有
光合作用 有 无
细胞呼吸 有 有
A.细胞Ⅰ是原核细胞，可能是蓝藻
B．细胞Ⅱ是真核细胞，可能是植物的根尖细胞
C．两种细胞的细胞壁具有相同的组成成分
D．细胞Ⅰ没有线粒体
答案 C
解析 由表格信息可知，细胞Ⅰ无成形的细胞核，为原核细胞，其中除核糖体外，无其他细胞器，能进行光合作用，因此可能为蓝藻。细胞Ⅱ有成形的细胞核，并且有细胞壁，为植物细胞。植物的根尖细胞无叶绿体，不能进行光合作用。植物细胞的细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，原核细胞的细胞壁的主要成分与真核细胞不同，如细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖。
6．除病毒外，其他有机体都是以细胞为基本单位构成的。下列有关细胞和有机体的叙述中，正确的是 ( )
A．在高等动植物细胞中，有机体大小与细胞大小直接相关
B．人的卵细胞、受精卵细胞、造血干细胞和红细胞中，红细胞最能体现细胞结构和功能的统一
C．在各种真核生物的细胞中，有细胞壁的细胞不一定具有叶绿体，但具有叶绿体的细胞一定具有细胞壁
D．在各种生物细胞中，有以核膜为界限的细胞核的细胞不一定具有细胞壁，没有以核膜为界限的细胞核的原核细胞一定具有细胞壁
答案 C
解析 有机体的大小与单个细胞的大小无直接关系，A错。每个细胞都能体现细胞结构和功能的统一，B错。植物细胞具有细胞壁，但并非所有的植物细胞都具有叶绿体，但具有叶绿体的细胞一定具有细胞壁，C正确。真核细胞具有以核膜为界限的细胞核，但并非所有的真核细胞都具有细胞壁；大多数原核细胞都具有细胞壁，但支原体无细胞壁，D错。
7．下列关于原核细胞与真核细胞的叙述，正确的是 ( )
A．原核细胞具有染色质，真核细胞具有染色体
B．原核细胞中没有核糖体，真核细胞中含有核糖体
C．原核细胞没有以核膜为界限的细胞核，真核细胞有细胞核
D．原核细胞的DNA分布于拟核，真核细胞的DNA分布于细胞核
答案 C
解析 原核细胞无染色质，在拟核中分布有裸露的DNA分子，真核细胞中含有染色体或染色质。原核细胞和真核细胞中都有核糖体。原核细胞的DNA主要分布于拟核中，细胞质中的质粒是环状DNA分子；真核细胞中的DNA主要存在于细胞核，线粒体和叶绿体中也有分布。
8．细胞的统一性体现在 ( )
①一切生物都由细胞和细胞产物组成
②细胞都有相似的基本结构，如细胞膜、细胞质等
③真核细胞细胞核内有染色体，原核细胞无染色体，但有拟核，其中都含有DNA
④真核细胞和原核细胞都多种多样
A．②④ B．②③ C．①② D．①②③
答案 B
解析 细胞的统一性表现在都有细胞膜、细胞质和DNA，而④表现了细胞的多样性，不符合题意。①是错误的，病毒无细胞结构。
9．下列有关“菌”的描述中，不正确的是 ( )
A．酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸
B．硝化细菌无染色体，故不能产生可遗传的变异
C．乳酸杆菌在细胞质基质中产生乳酸
D．S型肺炎双球菌有荚膜，菌落光滑，有毒性
答案 B
解析 酵母菌为兼性厌氧型微生物，A正确；硝化细菌是原核生物，无染色体，但可以产生基因突变，B错误；乳酸杆菌为原核生物，进行无氧呼吸，产生乳酸的过程发生在细胞质基质中，C正确；S型肺炎双球菌菌落光滑，有毒性，D正确。
10．下列有关生物的共同特征的叙述，正确的是 ( )
A．酵母菌、乳酸菌都是细菌，且都能进行有丝分裂，遗传都遵循遗传规律
B．酵母菌、乳酸菌、硝化细菌都不含叶绿素，且都是分解者，都能进行有氧呼吸
C．乳酸菌、硝化细菌、蓝藻都是原核生物，且都有细胞壁，体内含有DNA和RNA两类核酸分子
D．乳酸菌、硝化细菌都是异养型生物，在电镜下可观察到核糖体附着在内质网上
答案 C
解析 酵母菌是真核生物，不属于细菌，乳酸菌是原核生物，不能进行有丝分裂，且孟德尔遗传定律只适用于进行有性生殖的生物，A错误；硝化细菌能够利用无机物合成有机物，属于生产者，乳酸菌是厌氧型细菌，进行无氧呼吸，B错误；硝化细菌是自养型生物，乳酸菌和硝化细菌均为原核生物，细胞内无内质网等细胞器，D错误。
11．细胞可分为真核细胞和原核细胞两大类。下列关于原核细胞与真核细胞的描述中，错误的是 ( )
A．两类细胞中8种核苷酸都含有C、H、O、N、P
B．两类细胞合成蛋白质的场所都是核糖体
C．遗传物质载体都由DNA和蛋白质组成
D．原核细胞都没有以核膜为界限的细胞核
答案 C
解析 真核细胞和原核细胞都含有DNA和RNA，共有8种核苷酸，含C、H、O、N和P，故A正确；蛋白质的合成场所都是核糖体，故B正确；原核细胞的遗传物质是裸露的环状DNA分子，故C错误；原核细胞和真核细胞最主要的区别是原核细胞无以核膜为界限的细胞核，故D正确。
12．①②③④⑤是操作显微镜的几个步骤。如图为用显微镜观察的两个视野，其中标注黑色的细胞为主要观察对象。由视野甲到视野乙时，操作过程正确的是 ( )
①转动粗准焦螺旋 ②转动细准焦螺旋 ③调节光圈 ④转动转换器 ⑤移动玻片
A．①②③④ B．⑤④③②
C．③①⑤④ D．④⑤②③
答案 B
解析 分析两图可知，由视野甲转到视野乙，即物镜从低倍镜转换到高倍镜。由低倍镜转换到高倍镜的具体操作是先将要观察的细胞移至视野的中央，然后转动转换器换到高倍镜下，调节光圈和反光镜使视野明亮，再调节细准焦螺旋使图像清晰即可观察。
13．下面是四类细胞的结构模式图，请据图回答：
(1)从结构上看，________与其他三者的差别最大，主要表现为__________________。
(2)Ⅳ属于________________细胞，判断依据是______________________________。
(3)将Ⅱ细胞置于0.3 g/mL的蔗糖溶液中，细胞将会发生______________________现象，与该过程有关的细胞器是________(填序号)。
(4)四类细胞中共有的细胞器是________。
(5)在离体条件下，若将Ⅰ进行细胞培养，则会周期性消失和重现的细胞结构是__________________(填结构名称)。
答案 (1)Ⅲ 无以核膜为界限的细胞核(无核膜或无成形的细胞核) (2)低等植物 具有细胞壁和叶绿体，同时还有中心体 (3)质壁分离 ⑤ (4)核糖体 (5)核仁、核膜(或染色体、纺锤体)
14．细胞是生物体的基本结构和功能单位，而自然界中生物种类繁多，就所学生物知识回答以下问题：
(1)下列生物中，与引起“发热伴血小板综合征”的“新型布尼亚病毒”病原体有明显区别的是____________________。
①大肠杆菌 ②发菜 ③蓝藻 ④酵母菌 ⑤霉菌 ⑥HIV ⑦水绵 ⑧SARS病原体 ⑨细菌
(2)研究人员对分别取自3种不同生物的部分细胞(甲、乙、丙)进行分析、观察和实验，获得的结果如下表(表中“√”表示“有”，“×”表示“无”)。
核膜 光合作用(能否) 核糖体 细胞壁
甲 √ √ √ √
乙 √ × √ ×
丙 × √ √ √
①甲、乙、丙3种细胞最可能取自哪类生物？
甲________，乙________，丙________。
A．洋葱 B．兔子 C．蘑菇 D．蓝藻
②细菌的细胞结构(左图)和洋葱表皮细胞结构(右图)在光学显微镜下，最主要的区别是_________________________________________________________________
_____________________________________________________________________，
这反映了细胞的________性。
答案 (1)①②③④⑤⑦⑨
(2)①A B D ②细菌无以核膜为界限的细胞核，洋葱表皮细胞有以核膜为界限的细胞核 差异
15．生物学实验中常用普通光学显微镜，试回答：
(1)一个细小物体若被显微镜放大50倍，这里“被放大50倍”是指放大该标本的________。
(2)当显微镜的目镜为10×、物镜为10×时，在视野直径范围内看到一行相连的8个细胞，若目镜不变、物镜换成40×时，则在视野中可看到________个细胞。
(3)在光照明亮的实验室里，用白色洋葱表皮细胞观察失水之后的细胞，在显微镜视野中能清晰地看到细胞壁，但看不清楚细胞膜是否与细胞壁发生质壁分离，为便于判断，此时应 ( )
A．改用凹面反光镜，放大光圈
B．改用凹面反光镜，缩小光圈
C．改用平面反光镜，放大光圈
D．改用平面反光镜，缩小光圈
(4)在用显微镜观察玻片标本时，如果要观察的物像位于视野的左上方，应向________移动玻片，方能使要观察的物像位于视野的中央；在玻片上写一个字母“b”，则在显微镜的视野中观察到的是“____________”。
(5)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)。
科学家依据____________________________将细胞分为原核细胞和真核细胞，属于原核细胞的是________________(填字母)。图中能进行光合作用的是________________(填字母)，A、B所示细胞都有的细胞器是___________________。提取细胞膜时通常选用D图中的____________细胞，原因是__________________
______________________________________________________________________。
答案 (1)长度或宽度 (2)2 (3)D (4)左上方 q (5)有无以核膜为界限的细胞核 B B、C 核糖体 红 哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和众多具膜的细胞器
解析 (1)显微镜的放大倍数是指长度或宽度的放大倍数。(2)该题中的细胞排列成“一行”，所以放大倍数增大到原来的4倍后，看到的细胞数目为8÷4＝2(个)。(3)应将视野亮度调暗一些才能看到质壁分离的现象。视野调暗的方法有二：一是将凹面反光镜换成平面反光镜；二是用小光圈。(4)物像位于左上方，只有将装片向左上方移动才能将物像移到视野中央。显微镜成像为倒像，所以观察“b”时，看到的物像是“q”。(5)原核细胞和真核细胞的划分依据是有无以核膜为界限的细胞核。图中B是蓝藻，属于原核细胞，且能进行光合作用；C为植物的叶肉组织，其中的叶肉细胞可以进行光合作用。A为动物细胞，属于真核细胞，真核细胞和原核细胞都具有的细胞器是核糖体。提取细胞膜时应选用D图中的红细胞，因为哺乳动物的成熟红细胞，只有细胞膜而无核膜和其他细胞器膜，所以适合作为提取细胞膜的材料。
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1．生物的基本类群——六界分类系统
生物
2．病毒及其特征
(1)病毒无细胞结构，在生物学分类上独立成界，既不属于真核生物，又不属于原核生物，主要由蛋白质和核酸构成。
(2)病毒营寄生生活。因为缺乏细胞所具有的酶系统和能量，病毒只有在活细胞内才具有生物现象，因此，人们培养病毒只能用活的宿主细胞，如用鸡胚培养H1N1型流感病毒。
(3)根据宿主的不同，可将病毒分为植物病毒(如烟草花叶病毒)、动物病毒(如流感病毒)、细菌病毒(如T4噬菌体)。根据其遗传物质的不同，又可以分为DNA病毒和RNA病毒(如烟草花叶病毒、流感病毒)。
(4)病毒的遗传物质是DNA或RNA，故每种病毒的碱基和核苷酸各有4种；在病毒增殖过程中，病毒只提供核酸(DNA或RNA)模板，其他如氨基酸、核苷酸等原料及核糖体、tRNA都由宿主细胞提供。
3．原核生物的种类与判别方法
(1)原核生物的种类：细菌、放线菌、支原体、衣原体、蓝藻[简记为：放一(衣)只(支)细篮(蓝)子]。
(2)细菌的文字性判别方法
①直接判断：如硝化细菌、反硝化细菌。
②有形判断：细菌的基本形态有球形、杆形、螺旋形。凡是“菌”字前面有“杆”、“球”、“螺旋”及“弧”字的均属细菌，如大肠杆菌、肺炎双球菌、霍乱弧菌等都是细菌。
③无形判断：有些细菌的“菌”字前没有表示细胞形状的字，如乳酸菌、根瘤菌、红螺菌也属于细菌。
注意 酵母菌、霉菌虽有“菌”字，但属于真核生物。
4．真核生物的类型
(1)真菌
①酵母菌：单细胞，兼性厌氧型。
②霉菌：丝状真菌，如毛霉、根霉、曲霉、青霉、赤霉菌、面包霉、木霉等。
③大型真菌：蘑菇、木耳、灵芝等大型真菌。
(2)原生生物：草履虫、变形虫、疟原虫、眼虫等单细胞动物。
(3)植物
低等植物：无根、茎、叶分化，如藻类(衣藻、水绵、海带、紫菜)和地衣；高等植物：苔藓植物、蕨类植物、种子植物。
(4)动物：果蝇、鼠、人等。
5．各类细胞图像的判断
(1)显微图像与亚显微图像的判断
①表示出核糖体、内质网、高尔基体等细胞器的结构，则为电子显微镜下的亚显微结构图。
②未表示出细胞器的结构，则为普通光学显微镜下的显微结构图。
(2)真核细胞、原核细胞图像的判断
①有核膜(或有以核膜为界限细胞核)，则为真核细胞。
②无核膜(或无以核膜为界限细胞核)，则为原核细胞。
(3)动、植物细胞图像的判断
①有中心体，但无细胞壁、叶绿体、大液泡，则为动物细胞图。
②有中心体，还有细胞壁、叶绿体、大液泡、则为低等植物细胞图。
③无中心体，有细胞壁、叶绿体、大液泡，则为高等植物细胞图。
6．玻片标本的制作
(1)玻片标本的分类
显微镜观察实验中，玻片标本可分为以下几种：
①切片：用从生物体上切取的薄片制成，如叶横切片。
②涂片：用生物液体标本(如细菌培养液、血液)经过涂抹在载玻片上制成的标本，如人体血涂片。
③装片：用从生物体上撕下或挑取的少量材料制成，如洋葱表皮细胞和人体口腔上皮细胞装片。
④压片：将质地较疏松的生物材料(如花药、根尖、昆虫唾液腺等)稍用力压碎在载玻片上，使其成为一薄层而制成。
(2)临时玻片标本的制作
①压片法：取材→固定→解离(对不易分散的材料用盐酸处理)→染色→压片。
②装片法：将材料放在载玻片上的水滴中展平→放盖玻片时应从一侧慢慢盖在水滴上，防止气泡产生→染色(或改变溶液浓度)时从一侧滴染色液或溶液，在另一侧用吸水纸吸引。
③切片法：取材→切片→选取薄片放在载玻片上→染色→盖盖玻片。
④涂片法：取一滴液体材料放在载玻片一端→用另一载玻片呈30°～45°角将材料推涂成均匀的薄层。
7．显微镜下绘制生物简图的方法
欲将在显微镜下观察到的物像绘制成生物简图，其正确方法如下：
(1)按照一定的比例，将观察到的物像用铅笔绘出图的大致轮廓。
(2)图中结构的明暗部分，用小黑点的疏密(越暗的地方细点越多，不能用涂抹或阴影的方式)来表示。
(3)图中的主要结构向右引水平线，注明名称或编号。
(4)在图的下方写上所画图形的名称。
8．细胞的多样性归纳
细胞的多样性是因为生物体内的细胞所处的位置和功能不同，是细胞分化的结果。
(1)根尖分生区细胞无叶绿体和大液泡，是观察有丝分裂的好材料。成熟区等根部和其他不见光部位都无叶绿体。
(2)叶肉细胞、保卫细胞含叶绿体，但表皮细胞不含叶绿体。
(3)肾小管、心肌、肝脏等部位细胞因代谢旺盛，线粒体多。肠腺、胰岛等一些合成消化酶或蛋白质类激素的细胞，核糖体、高尔基体多。
(4)真核生物如果没有线粒体则不能进行有氧呼吸(如蛔虫的体细胞无线粒体，只能进行无氧呼吸，原料是葡萄糖，产物是乳酸)。原核生物的蓝藻没有叶绿体但有光合色素，可进行光合作用；无线粒体，但可进行有氧呼吸。
(5)哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和细胞器。
(6)鱼类、两栖类、鸟类的红细胞有细胞核，提取DNA可用鸡血。
(7)青蛙红细胞的分裂方式是无丝分裂。
(8)神经细胞表面形成突起(树突和轴突)，是产生和传导兴奋的功能细胞。
(9)花粉、极核、卵细胞都是经减数分裂产生的子细胞。
(10)干细胞：分化程度低，全能性高，诱导可分化产生其他功能的细胞。
(11)癌细胞：无限增殖，表面糖蛋白减少，黏着性降低。因其不断合成蛋白质，故核糖体多而且代谢旺盛、核仁较大。
(12)与免疫有关的细胞：吞噬细胞、B细胞、T细胞、浆细胞、效应T细胞。能特异性识别抗原的有B细胞、T细胞、效应T细胞。
(13)原核细胞无以核膜为界限的细胞核，细胞器只有核糖体。
(14)细菌、植物都有细胞壁，但成分不同：植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，可用纤维素酶和果胶酶去除。细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，可被溶菌酶分解。第4讲 遗传信息的携带者——核酸
细胞中的糖类和脂质
[考纲要求] 1.核酸的结构和功能(Ⅱ)。2.糖类、脂质的种类和作用(Ⅱ)。3.实验：观察DNA、RNA在细胞中的分布。
一、核酸的结构、功能和分布
1．核酸的结构
(1)化学元素：C、H、O、N、P。
(2)单体——核苷酸。
①填写单体的组成成分：a.磷酸；b.五碳糖； c.含氮碱基。
②填写有关组成成分的种类：b.2种；c.5种。
③单体的种类
(3)比较DNA和RNA在组成上的区别：①DNA特有的结构：脱氧核糖、胸腺嘧啶(T)；②RNA特有的结构：核糖、尿嘧啶(U)。
2．核酸的功能
(1)细胞内携带遗传信息的物质。
(2)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。
[巧记] DNA组成结构的“五、四、三、二、一”
五：五种元素；四：四种单体；三：三种小分子；二：二条脱氧核苷酸长链；一：一种双螺旋结构。
二、细胞中的糖类
1．化学组成与种类
2．功能
(1)组成生物的重要成分。
(2)生物体的主要能源物质。
[判一判]
1．所有糖都有甜味 ( × )
2．所有糖都是能源物质 ( × )
提示 并非所有的糖都是能源物质，如核糖、纤维素不提供能量。
3．所有糖都必须经消化后才能吸收 ( × )
4．所有糖都可以用斐林试剂鉴定 ( × )
提示 斐林试剂只能鉴定可溶性还原糖，而淀粉、蔗糖均为非还原糖，不能用斐林试剂鉴定。
5．各种生物的细胞壁都是由纤维素参与构成的 ( × )
提示 纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，而原核细胞的细胞壁不含纤维素，是由肽聚糖构成的。
三、细胞中的脂质
[连一连]
[判一判]
1．所有的激素都是蛋白质 ( × )
2．脂肪、磷脂、胆固醇都可参与膜结构的组成 ( × )
考点一 透视核酸的结构层次
1．完善核酸结构层次的相关名称
2．不同生物的核酸、核苷酸及碱基的情况
生物类别 核酸 核苷酸 碱基 遗传物质 举例
原核生物和真核生物 含有DNA和RNA两种核酸 8 5 DNA 细菌、人等
病毒 只含DNA 4 4 DNA 噬菌体
只含RNA 4 4 RNA 烟草花叶病毒
易错警示 核苷酸、DNA、RNA和ATP中“A”的含义辨析
(1)核苷酸分子中的A是腺嘌呤。
(2)DNA和RNA中的A是腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸。
(3)ATP中的A是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。
1.如图所示，a、b和c构成了化合物m。下列叙述正确的是( )
A．若c为腺嘌呤，则m为腺嘌呤脱氧核苷酸
B．禽流感病原体和幽门螺杆菌体内的m都为4种
C．ATP脱去两个磷酸基团，可形成m中的一种
D．b和c交替连接，构成遗传物质的基本骨架
答案 C
解析 若c为腺嘌呤，则m为腺嘌呤脱氧核苷酸或腺嘌呤核糖核苷酸；禽流感病原体是禽流感病毒，其为RNA病毒，故体内的m为4种，而幽门螺杆菌是原核生物，含有DNA和RNA，故体内的m为8种；ATP脱去两个磷酸基团变为腺嘌呤核糖核苷酸，它是m中的一种；图中的a和b交替连接，构成遗传物质的基本骨架。
2．细胞内的生物大分子是由单体相互结合形成的多聚体。图中甲、乙、丙为细胞内重要的三种多聚体，a和b为其单体。请结合此图，判断相关叙述中正确的是( )
A．在人体细胞内，a共有4种
B．ATP是由a连接两个高能磷酸键形成的
C．b可与双缩脲试剂发生紫色反应
D．在某人的神经细胞和肝细胞中，甲一般相同，乙、丙一般不相同
答案 D
解析 T2噬菌体为DNA病毒，主要成分是DNA和蛋白质；甲流病毒为RNA病毒，主要成分是RNA和蛋白质。由此可知，甲为DNA，乙为RNA，丙为蛋白质，相应的a为核苷酸，b为氨基酸。人体细胞内a共有8种；ATP为三磷酸腺苷，断裂两个高能磷酸键后为一磷酸腺苷，即腺嘌呤核糖核苷酸，而a是核苷酸，包括脱氧核苷酸和核糖核苷酸；蛋白质或多肽因为有肽键，可与双缩脲试剂发生紫色反应，而氨基酸不能发生紫色反应。
碱基种类与核苷酸种类的关系
1．只有DNA或RNA的生物——病毒
4种碱基＋1种磷酸＋1种五碳糖
2．同时含有DNA和RNA的生物——所有真核生物和原核生物
考点二 蛋白质与核酸之间的联系
1．区别下表中的蛋白质与核酸
蛋白质 核酸
元素组成 至少含C、H、O、N C、H、O、N、P
基本单位 氨基酸 核苷酸
连接方式
合成场所 核糖体 细胞核(主要)、线粒体、叶绿体
结构多样性的原因 ①氨基酸种类不同；②氨基酸数目成百上千；③氨基酸排列顺序千变万化；④肽链的盘曲、折叠方式及其形成的蛋白质空间结构千差万别 ①核苷酸数量不同；②核苷酸排列顺序多样
功能 ①构成细胞和生物体；②催化；③调节；④运输；⑤免疫；⑥信息传递 ①生物的遗传物质；②参与信息传递和表达；③产生可遗传的变异
2.完善蛋白质与核酸之间的关系
(1)核酸控制蛋白质的合成
(2)DNA多样性蛋白质多样性生物多样性
易错警示 有关细胞多样性和物种特异性的辨析
(1)细胞多样性的原因分析
不同生物细胞多样性的根本原因是DNA分子的多样性；而同一生物细胞多样性的根本原因是基因的选择性表达(转录形成的mRNA不同)。上述两种情况下细胞多样性的直接原因均是蛋白质分子的多样性。
(2)物质分子与物种特异性之间的关系辨析
蛋白质、核酸的结构及种类具有物种特异性，因而可以从分子水平上，通过分析不同物种的核酸和蛋白质来区分或判断不同物种间的亲缘关系，也可用于刑事案件的侦破或亲子鉴定，但生物体内的水、无机盐、糖类、脂质、氨基酸等则不具有物种特异性。
3．如图是人体细胞中三种重要的大分子有机物B、G、E的元素组成、基本单位及相互关系图。下列关于此图的叙述，不正确的是 ( )
A．E→G发生的主要场所是细胞核，G→B发生的场所是核糖体
B．B的功能多样性只与b的种类、数目和排列顺序有关
C．E中e的排列顺序决定了B中b的排列顺序
D．元素X是N，元素Y是N和P
答案 B
解析 从图中分子之间的关系可知，G的组成元素是C、H、O、N、P，它又是生物大分子，因此可能是某种核酸，E通过控制G合成实现对B合成的控制，由此可推断E是DNA，G是mRNA，B是蛋白质。E→G为转录过程，主要发生在细胞核中，G→B是翻译过程，发生在核糖体中；B的功能多样性取决于它结构的多样性，除与氨基酸(b)的种类、数目和排列顺序有关外，还与蛋白质的空间结构有关；DNA分子上的脱氧核苷酸(e)的排列顺序代表遗传信息，它决定着蛋白质上氨基酸的排列顺序；氨基酸一般由C、H、O、N 4种元素组成，因此元素X为氮元素，脱氧核苷酸由C、H、O、N、P组成，因此元素Y是N和P。
4．如图表示人体细胞内的几种重要化合物A、B、C的化学组成及它们之间的关系。下列相关说法中，不正确的是 ( )
A．A和B是染色体的主要成分
B．过程1、2、4都有水的产生
C．密码子存在于B和C中
D．过程3、4进行的场所和所利用的酶不同
答案 C
解析 从两个方面判断图解中的分子种类：一是分子本身的元素组成；二是分子间的内在联系。小分子a的组成元素是C、H、O、N，由此可以初步判断其为氨基酸，小分子b的组成元素是C、H、O、N、P，由此可以初步判断其为核苷酸。再根据A、B、C三种大分子物质的相互关系图解，联想到转录和翻译过程，B→C→A为基因表达过程，C为mRNA，这样就可以判断A是蛋白质，B是DNA。由a合成A以及由b合成B的过程中有水的产生；C→A是翻译过程，涉及氨基酸的脱水缩合，也有水的产生。B→C是转录过程，主要在细胞核中进行，C→A是翻译过程，在核糖体上进行，转录和翻译所利用的酶不同。mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基叫做一个密码子，所以C项错误。
解答蛋白质和核酸相结合试题的技巧案例
解答与此有关的题目时，只要能将物质和过程判断准确，一般不会失分。
单体a是脱氧核苷酸，单体b是核糖核苷酸，单体c是氨基酸，A是DNA，B是RNA，C是蛋白质。
考点三 糖类与脂质的比较分析
名称项目 糖类 脂质
合成部位 细胞器：叶绿体、高尔基体，器官：肝脏和肌肉 主要是内质网
与能量的关系 主要的能源物质。动物细胞中的糖原、植物细胞中的淀粉是重要的储能物质 脂肪是细胞内良好的储能物质
与细胞膜的关系 糖被的重要组成成分 磷脂是构成细胞膜的基本支架，胆固醇是动物细胞膜的重要成分
易错警示 对糖类、脂肪功能的理解分析
(1)糖类功能的全面理解
①糖类是生物体的主要能源物质
a．糖类是生物体进行生命活动的主要能源物质(70%)；b.淀粉和糖原分别是植物、动物细胞内的储能物质，而纤维素为结构物质，非储能物质。
②糖类是细胞和生物体的重要结构成分
a．五碳糖是构成核酸的主要成分；b.纤维素和果胶是植物细胞壁的主要成分；c.细菌的细胞壁主要由肽聚糖组成。
③糖类是细胞通讯、识别作用的基础，也是细胞膜的成分，如在细胞膜上糖类常与蛋白质结合在一起构成糖蛋白。
(2)脂肪是细胞内良好的储能物质的原因
相对于糖类、蛋白质，脂肪中C、H的比例高，而O比例小，故在氧化分解时，单位质量的脂肪较糖类、蛋白质消耗的氧气多，产生的水多，产生的能量也多。
5．下列关于组成细胞的化合物的叙述，正确的是 ( )
A．胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分之一
B．蔗糖和麦芽糖水解的产物都是葡萄糖
C．脂肪和纤维素都是生物体内的能源物质
D．蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变
答案 A
解析 蔗糖的水解产物是葡萄糖和果糖，故B错误；纤维素是构成细胞壁的重要成分，不能被氧化供能，故C错误；组成蛋白质的肽链结构改变时，蛋白质的空间结构将发生改变，其功能会发生改变，故D错误。
6．下列关于组成细胞的化合物的叙述，正确的是 ( )
A．核酸、脂肪含有C、H、O、N等元素
B．磷脂是动植物细胞必不可少的脂质
C．植物细胞中主要的二糖是乳糖和麦芽糖
D．淀粉和蔗糖彻底水解得到的单糖都是葡萄糖
答案 B
解析 脂肪不含N，故A错误；磷脂是构成细胞膜等生物膜的重要成分，动植物细胞必然含有，故B正确；乳糖是动物细胞特有的二糖，植物细胞内主要的二糖是蔗糖和麦芽糖，故C错误；蔗糖水解得到的是葡萄糖和果糖，故D错误。
细胞内的能源物质种类及其分解放能情况
1．主要能源物质：糖类。
2．主要储能物质：脂肪。除此之外，动物细胞中的糖原和植物细胞中的淀粉也是重要的储能物质。
3．直接能源物质：ATP。糖类、脂肪、蛋白质中的能量只有转移到ATP中，才能被生命活动利用。
4．细胞中的能源物质为糖类、脂肪、蛋白质，三者供能顺序是：糖类→脂肪→蛋白质。糖类是主要的能源物质；当外界摄入能量不足时(如饥饿)，由脂肪分解供能；蛋白质作为生物体重要的结构物质，一般不提供能量，但在营养不良、疾病、衰老等状态下也可分解提供能量。
5．能源物质为生命活动供能的过程
实验三 观察DNA和RNA在细胞中的分布
完善该实验的原理、步骤和结论
易错警示 观察DNA和RNA在细胞分布实验中的4个注意问题
(1)选材：口腔上皮细胞、无色的洋葱鳞片叶内表皮细胞，不能用紫色洋葱表皮细胞或叶肉细胞，以防止颜色的干扰。
(2)缓水流冲洗目的：防止载玻片上的细胞被冲走。
(3)几种试剂在实验中的作用
①0.9%的NaCl溶液(生理盐水)：保持口腔上皮细胞正常形态。
②8%的盐酸：a.改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；b.使染色质中DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。
③蒸馏水：a.配制染色剂；b.冲洗载玻片。
④吡罗红甲基绿染液：混合使用，且现用现配。
(4)DNA和RNA在细胞核和细胞质中均有分布，只是量的不同，故结论中强调“主要”而不能说“只”存在于细胞核或细胞质中。
7．下列关于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的说法，正确的是 ( )
A．甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同，实验中应分别加入甲基绿和吡罗红
B．盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞
C．该实验用口腔上皮细胞而不用叶肉细胞，是因为叶肉细胞不含RNA
D．盐酸有利于染色质中DNA与蛋白质分开，不利于DNA与染色剂结合
答案 B
解析 实验中加入质量分数为8%的盐酸的重要作用：一是改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；二是使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于染色，故B正确、D错误；甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同，实验中应配成吡罗红甲基绿染色剂，故A错误；叶肉细胞中含有叶绿体，绿色会干扰实验结果，因此不用叶肉细胞作实验材料，故C错误。
8．下列关于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的叙述，不正确的是 ( )
A．利用紫色的洋葱鳞片叶表皮细胞做实验材料时，可以观察到红色区域较大，主要位于细胞质中
B．含RNA的区域被吡罗红染色剂染成红色
C．实验过程中，需要先在低倍显微镜下选择染色均匀且色泽浅的区域移至视野中央
D．质量分数为8%的盐酸有利于染色质中DNA与蛋白质分离
答案 A
解析 紫色洋葱鳞片叶表皮细胞不宜做该实验的实验材料，因为紫色的液泡会干扰对红色细胞质的观察；RNA主要分布于细胞质中，DNA可被甲基绿染色剂染成绿色，RNA可被吡罗红染色剂染成红色；实验过程中，需要先在低倍显微镜下选择染色均匀且色泽浅的区域移至视野中央；盐酸可改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时又有利于染色质中DNA与蛋白质分离。
[互动探究] (1)本题如改成洋葱鳞片叶内表皮细胞作为实验材料，实验能否成功？(2)实验中使用质量分数为8%的盐酸除了有利于染色质中DNA与蛋白质分离，还有什么重要作用？
提示 (1)能 (2)可改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞
教材实验再现题的解题技巧
教材实验在复习中不仅要注意对实验技术的掌握，对实验原理、实验流程、实验现象、实验结论等内容的分析、归纳与总结，而且要站在全新的、应用的角度去重新分析已做过的每一个实验，从中提取出真正要掌握的最重要的内容，主要包括两部分：一是每个实验的设计思路，做到触类旁通、能力迁移；二是每个实验中最基本的实验方法和技术(如显微镜的使用、徒手切片、临时装片的制作、研磨、过滤、细菌培养等)。
序号 错因分析 正确答案 序号 错因分析 正确答案
① 审题不清 N、P ② 审题不清 N
③ 忽视“中文名称” 脱氧核糖核酸 ④ 忽视“彻底水解产物”；出现错别字 脱氧核糖、磷酸、四种含氮碱基
⑤ 忽视“从b分析”造成多答 氨基酸种类、数目和排列顺序不同 ⑥ 不能从糖蛋白的作用确定其位置 外侧
题组一 核酸的结构与功能
1．(2011·海南卷，16)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
答案 B
解析 没有细胞结构的病毒，其内的核酸也是携带遗传信息的物质；DNA分子中两条脱氧核苷酸单链之间的碱基对是由氢键连接而成的；分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子中碱基的排列顺序不一定相同，所以其携带的遗传信息也不一定相同；病毒体内只含一种核酸(DNA或RNA)，所以用甲基绿和吡罗红混合染色，不能观察到DNA和RNA的分布。
2．(2010·江苏卷，1)下列关于核酸的叙述中，正确的是 ( )
A．DNA和RNA中的五碳糖相同
B．组成DNA与ATP的元素种类不同
C．T2噬菌体的遗传信息贮存在RNA中
D．双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数
答案 D
解析 DNA含的五碳糖是脱氧核糖，RNA含的五碳糖是核糖；组成DNA与ATP的元素种类都是C、H、O、N、P；T2噬菌体的遗传信息贮存在DNA中；DNA中A与T配对、G与C配对，故双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数。
题组二 糖类、脂质的比较
3．(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．①② B．②③ C．①③ D．①②③
答案 A
解析 图1表示由相同的单体构成的生物大分子，图2表示由不同的单体构成的生物大分子。纤维素和淀粉都是由葡萄糖聚合形成的，只有一种单体，可用图1表示；而核酸是由四种不同的核苷酸连接而成的，可以用图2表示；多肽是由不同种类的氨基酸脱水缩合形成的，也可用图2表示。
4．判断下列说法的正误：
(1)构成纤维素的单体是葡萄糖和果糖(2010·海南，1C) ( )
(2)葡萄糖和麦芽糖可被水解，蔗糖和乳糖水解的产物都是葡萄糖(2010·海南，1B和2009·江苏，1C) ( )
(3)葡萄糖和果糖分子均有还原性(2010·海南，1A) ( )
(4)胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输(2009·福建，4D) ( )
(5)脂质具有的生物学功能有构成生物膜、调节生理代谢和储存能量(2009·广东，21ABC) ( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√
题组三 有机分子的检测
5．(2011·山东卷，6)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)染色观察动物细胞中的线粒体
D．甲基绿、派洛宁(吡罗红)染色观察动物细胞中的DNA和RNA
答案 C
解析 苏丹Ⅲ、龙胆紫、甲基绿和吡罗红都是大分子染色剂，不是活细胞所选择吸收的物质，用它们给细胞中的物质染色时，要用盐酸等杀死细胞以破坏细胞膜的选择透过性，从而让染色剂顺利进入细胞而实现染色，所以，A、B、D三项均不符合题意；而健那绿是一种活性染色剂，能在保持细胞活性的情况下给线粒体染色，C项正确。
6．(经典高考题)从细胞膜上提取了某种成分，用非酶法处理后，加入双缩脲试剂出现紫色；若加入斐林或班氏试剂并加热，出现砖红色。该成分是 ( )
A．糖脂 B．磷脂
C．糖蛋白 D．脂蛋白
答案 C
解析 由三大类有机物的鉴定实验可知，蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应，葡萄糖可与斐林试剂作用产生砖红色沉淀，因此该成分中同时含有糖类和蛋白质，即该成分为糖蛋白。
【组题说明】
考 点 题 号 错题统计 错因分析
核酸及相关问题 1、2、3、4
细胞中的糖类与脂质 6、7、8、14
观察DNA和RNA在细胞中的分布 5
有机分子综合 9、10、11、12、13、15
1.如图为核苷酸的模式图，下列相关说法正确的是 ( )
A．DNA与RNA在核苷酸上的不同之处表现在①和②两方面上
B．如果要构成ATP，只要在①位置上加上2个磷酸基团即可
C．③在病毒中共有4种，在人体中共有8种
D．植物体内的③有5种，②有2种
答案 D
解析 ①是磷酸基团，②是五碳糖(有脱氧核糖和核糖2种)，③是含氮碱基(共有A、G、C、T、U 5种)。DNA与RNA在核苷酸上的不同，一方面是②的种类不同，即脱氧核苷酸中的②是脱氧核糖，核糖核苷酸中的②是核糖；另一方面是③的种类不同，脱氧核苷酸中的③有A、T、G、C 4种，核糖核苷酸中的③有A、U、G、C 4种。要构成三磷酸腺苷，不仅要在①位置上加上2个磷酸基团，而且②必须是核糖，③必须是腺嘌呤。
2．下列关于脱氧核糖核苷酸各成分间连接关系的选项中，正确的是 ( )
A．磷酸—脱氧核糖—含氮碱基
B．脱氧核糖—磷酸—含氮碱基
C．磷酸—含氮碱基—脱氧核糖
D．磷酸—核糖—含氮碱基
答案 A
解析 脱氧核苷酸由磷酸—脱氧核糖—含氮碱基组成，磷酸与含氮碱基不相连，它们都连在脱氧核糖上。
3.如图为某核苷酸长链的示意图，下列相关叙述中，错误的是( )
A．图中所示为脱氧核苷酸长链
B．2为脱氧核糖
C．4为胞嘧啶脱氧核苷酸
D．5只能在细胞核中找到
答案 D
解析 根据碱基种类可以判断，该核苷酸长链为脱氧核苷酸(含胸腺嘧啶T)长链。所以，2为脱氧核糖，4为胞嘧啶脱氧核苷酸。5(脱氧核苷酸长链)主要位于细胞核中，但在细胞质中也能找到，所以选D。
4．下列对蛋白质和核酸的关系的描述中，错误的是 ( )
A．生物体内蛋白质的分子结构最终都是由DNA分子决定的
B．基因中的遗传信息通过mRNA传递到蛋白质，遗传信息可以通过蛋白质中氨基
酸的排列顺序得到表达
C．蛋白质的空间结构具有多样性，而DNA的空间结构没有多样性
D．真核细胞中，DNA的复制和转录主要在细胞核中完成，而蛋白质的合成均在细胞质中完成
答案 A
解析 蛋白质的合成是由遗传物质决定的，某些生物的遗传物质不是DNA，因此，蛋白质的分子结构不是都由DNA分子决定的，故A错误；基因在表达的过程中，遗传信息通过mRNA传递到蛋白质，由蛋白质中氨基酸的排列顺序来表达，故B正确；DNA的空间结构都是规则的双螺旋结构，故C正确；真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，复制和转录主要在细胞核内进行，蛋白质的合成在细胞质中的核糖体上完成，故D正确。
5．若要观察DNA和RNA在细胞中的分布，下列四组材料或用具中全部需要用到的一组是 ( )
A．显微镜、盐酸和蒸馏水
B．吡罗红甲基绿染色剂和蔗糖溶液
C．口腔上皮细胞、盐酸和龙胆紫
D．健那绿、酒精灯和生理盐水
答案 A
解析 在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”的实验中，不需要蔗糖溶液、龙胆紫和健那绿。
6．淀粉→麦芽糖→葡萄糖→糖原，表示某生物体内糖类的转化过程，则下列说法中正确的是 ( )
A．此生物一定是动物，因为能将淀粉转化为糖原
B．上述关于糖的转化不可能发生在同一生物体内
C．此生物一定是植物，因为它能利用淀粉和麦芽糖
D．淀粉和糖原都是动物细胞储存能量的多糖
答案 A
解析 能够合成糖原是动物细胞的特征，故A正确；在动物细胞中可以发生上述转化，故B错误；动物细胞也可利用淀粉和麦芽糖，故C错误；淀粉是植物细胞储存能量的多糖，故D错误。
7．下面是关于脂质的叙述，正确的是 ( )
A．磷脂由C、H、O三种元素组成，是构成膜的主要成分
B．性激素的化学本质是蛋白质，对维持生物体的生殖过程起着重要的调节作用
C．脂肪只存在于动物的脂肪细胞中，而其他部位和植物细胞中没有
D．企鹅体内的脂肪有减少热量散失、维持体温恒定的作用
答案 D
解析 磷脂应含有P；性激素的化学本质是固醇；在动物的一般组织中都有脂肪的分布，此外，脂肪也可以分布在植物细胞中；脂肪是生物体的储能物质，同时还可以起到保温的作用。
8．糖类和脂质是细胞中两种重要的有机物，下列相关叙述错误的是 ( )
A．细胞膜上的脂质包括磷脂、胆固醇等
B．糖类中的淀粉、纤维素和糖原都完全由葡萄糖缩合而成
C．淀粉和脂肪水解的终产物是二氧化碳和水
D．质量相同的糖类和脂肪被彻底分解时，糖类耗氧少
答案 C
解析 细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，胆固醇也是细胞膜的重要成分；葡萄糖是淀粉、纤维素和糖原的单体；淀粉水解的终产物是葡萄糖，脂肪水解的终产物是甘油和脂肪酸；因脂肪中C、H的比例比糖类中的高，故质量相同的糖类和脂肪氧化分解时脂肪的耗氧量多，产能也多。
9．下列关于生物体内化合物的说法，正确的是 ( )
A．蛋白质通过主动运输进入细胞
B．脱氧核糖是构成RNA的重要成分
C．脂肪既能储存能量、又能起保温作用
D．tRNA、抗体、激素在发挥作用后均失活
答案 C
解析 蛋白质是大分子物质，通过胞吞作用进入细胞。脱氧核糖是构成DNA的重要成分。tRNA发挥作用后，还可以继续转运其他氨基酸。
10．多糖、蛋白质、核酸等生物大分子，都是由许多基本组成单位(即单体)连接而成的，因而，被称为单体的多聚体。下列有关单体与多聚体的叙述中，错误的是( )
A．单体连接成多聚体都需要消耗ATP
B．单体进入细胞的方式都是被动运输
C．有的多聚体在细胞识别中起信息传递作用
D．有的多聚体在细胞增殖时平均分配到两个子细胞中
答案 B
解析 物质的合成需要消耗ATP；单体进入细胞的方式不一定都是被动运输，如氨基酸进入细胞的方式是主动运输；一些蛋白质类激素、细胞膜上的糖蛋白等在细胞识别中起信息传递作用；多聚体DNA在细胞增殖时复制后平均分配到两个子细胞中。
11．如图表示细胞内某些有机物的元素组成、单体及功能关系，其中A、B代表某些元素，X、Y、Z、P代表单体，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表由单体形成的多聚体，下列相关叙述错误的是 ( )
A．A和B所代表的元素中存在相同的种类，如N
B．P在生物体内约有20种，可以用双缩脲试剂鉴定
C．Ⅰ可以代表糖类，也可以代表脂肪
D．Y物质中的单糖是脱氧核糖，Ⅳ的多样性由Ⅱ决定
答案 B
解析 图中A代表的元素是N、P，B代表的元素是N，因此，A、B中都含有N；图中P为氨基酸，氨基酸不能用双缩脲试剂鉴定；糖类和脂肪都只含C、H、O三种元素且都是能源物质；图中Ⅳ为蛋白质，Ⅱ为DNA，Y是脱氧核苷酸，Y中含有脱氧核糖，Ⅳ(蛋白质)的多样性是由Ⅱ(DNA)的多样性决定的。
12．根据下列概念图做出的判断，正确的是 ( )
A．若甲图中a和b分别代表酵母菌和蓝藻，d可以代表原核生物
B．乙图能体现酶(c)、蛋白质(a)和固醇物质(b)的关系
C．丙图表示糖类(a)和糖原(b)的关系
D．丁图可体现出细胞(c)、核糖体(a)和线粒体(b)的关系
答案 D
解析 酵母菌为真核生物，蓝藻为原核生物，所以甲图中d不可能为原核生物；蛋白质不全为酶；糖类包括糖原。
13．如图所示为构成细胞的元素及化合物，a、b、c、d代表不同的小分子物质，A、B、C代表不同的大分子物质，请分析回答下列问题。
(1)物质a是____________，检验物质a的常用试剂是______________________。在动物细胞内，与物质A作用最相近的物质是________________________。若物质A在动物、植物细胞中均可含有，并且是细胞内最理想的储能物质，不仅含能量多而且体积较小，则A是______________。
(2)物质b是__________。若某种B分子含有2条直链肽链，由18个b分子(平均相对分子质量为128)组成，则该B分子的相对分子质量大约为________________。
(3)物质c在人体细胞中共有________种，分子中________的不同决定了c的种类不同。
(4)物质d是__________，d和__________、维生素D都属于固醇类物质。
答案 (1)葡萄糖 斐林试剂 糖原 脂肪 (2)氨基酸 2 016 (3)4 含氮碱基 (4)雄性激素 胆固醇
解析 从图中信息“植物细胞内特有的储能物质”可判断A为淀粉，进而判断a为葡萄糖；从“核糖体的主要成分”这一信息及元素组成可判断B是蛋白质、C是核糖核酸，b是氨基酸、c是核糖核苷酸；从“促进生殖器官发育……”这一信息可判断d是雄性激素。葡萄糖是还原糖，可用斐林试剂进行检验。动物细胞内与淀粉作用相似的物质是糖原。动植物体内都有的储能物质为脂肪。由18个氨基酸形成的2条多肽链构成的蛋白质，其相对分子质量为18×128－(18－2)×18＝2 016。人体内共有4种核糖核苷酸，种类由含氮碱基决定。固醇类物质包括性激素、胆固醇和维生素D等。
14．糖既是生物体进行生命活动的主要能源物质，也是细胞结构的重要成分。
(1)细胞核内作为染色体组成成分的单糖主要是____________________。
(2)细胞呼吸最常用的糖是________，这种物质被彻底氧化分解的主要场所是________，这种物质最初产生于植物细胞的________(细胞器)。
(3)存在于细胞膜上的糖蛋白具有保护、润滑和参与________________的作用。
(4)植物细胞壁的主要成分之一____________________是一种多糖。人体细胞中也贮存着多糖，这些多糖的主要贮存部位是________________。
答案 (1)脱氧核糖 (2)葡萄糖 线粒体 叶绿体
(3)细胞识别 (4)纤维素 肝脏和肌肉
解析 (1)染色体主要由DNA和蛋白质构成，脱氧核糖是构成DNA的单糖。(2)葡萄糖被彻底氧化分解的主要场所是线粒体，植物通过叶绿体进行光合作用，把CO2和H2O转变成葡萄糖等有机物。(3)细胞膜上的糖蛋白具有保护、润滑和参与细胞识别等作用。(4)纤维素是构成细胞壁的主要成分之一。在人体中，贮存在肝脏中的糖原叫肝糖原，贮存在肌肉中的糖原叫肌糖原。
15．某科研人员对玉米组织、小白鼠组织、T2噬菌体(一种病毒，含有蛋白质和另外一种物质)、乳酸菌等样品进行化学成分分析，结果忘记了贴标签，请你帮他判断：
(1)含有水、DNA、RNA、糖原和蛋白质等成分的生物是______________________。
(2)含有染色体的生物是____________、____________。
(3)含有水、DNA、RNA、蛋白质和细胞壁等成分或结构的生物是____________________、____________________。
(4)没有细胞结构的生物是____________________；没有以核膜为界限的细胞核的生物是__________________，它属于____________________生物。
(5)含有水、DNA、RNA、纤维素和蛋白质等成分的生物是____________________。
(6)从上述分析可以看出，生物中都含有________________和________________两种成分。
答案 (1)小白鼠 (2)玉米 小白鼠 (3)乳酸菌 玉米
(4)T2噬菌体 乳酸菌 原核 (5)玉米 (6)蛋白质 核酸
解析 具有细胞结构的生物都含有DNA和RNA，但只有动物细胞中才含有糖原，因为糖原是动物细胞内的能源物质，故具有“(1)”特征的生物一定是小白鼠。真核细胞在有丝分裂(或减数分裂)时出现染色体，故具有“(2)”特征的生物是玉米和小白鼠。细菌和植物具有细胞壁，故具有“(3)”特征的生物是乳酸菌和玉米。“(4)”没有细胞结构的生物是病毒，即T2噬菌体；没有以核膜为界限的细胞核的生物是原核生物，即乳酸菌。植物细胞壁中含有纤维素，故具有“(5)”特征的生物是玉米。“(6)”从以上分析可以看出，题干中提到的生物都含有蛋白质和核酸两种成分。
教师备课资源(教师用书独具)
1．核酸分子组成“2、5、8”
“2、5、8”即构成核酸的糖类有2种：核糖和脱氧核糖；碱基有5种：腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)、尿嘧啶(U)；核苷酸有8种：核糖核苷酸4种和脱氧核苷酸4种。
2．蛋白质与核酸的关系
3．DNA、RNA、蛋白质的水解产物和代谢终产物的比较
项目 DNA RNA 蛋白质
基本单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 氨基酸
初步水解产物 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 多肽
彻底水解产物 脱氧核糖、含氮碱基和磷酸 核糖、含氮碱基和磷酸 氨基酸
代谢终产物 CO2、H2O、尿素和磷酸盐等 CO2、H2O和尿素
特别提醒 所有有机物均含C、H、O，代谢终产物均有CO2和H2O。
