【高考冲刺】2014年高考生物三轮复习专题一 细胞化学成分的统一性学案

第一单元　生命系统的细胞基础
考情分析预测
　分析近三年课标地区高考真题情况，考查的侧重点是有关化合物的鉴定、细胞器的结构与功能和细胞的生物膜系统等。本专题内容涉及的题型结构主要为选择题，以考查基本知识和基础概念为主，难度一般不大。预测今年本专题高考的考查仍然会以细胞器和生物膜为主的选择题和图表题形式出现，同时，需关注元素和化合物以及鉴定的试题。具体来说就是：
(1)一般以选择题的形式考查有关细胞的分子组成，主要涉及细胞的组成元素、蛋白质、核酸和化合物的鉴定，而其中的化合物的鉴定是重中之重。
(2)一般以选择题的形式考查有关细胞的结构。主要涉及细胞器的结构和功能，细胞的生物膜系统，如考查的细胞器主要是叶绿体、线粒体、核糖体、内质网、高尔基体等，这些细胞器分别跟光合作用、呼吸作用、蛋白质分泌等有关。
在三轮复习时，需要着重关注以下两个方面：
(1)细胞的分子组成部分：选择题的选项中，与蛋白质、核酸、糖类、脂质、水和无机盐等物质有关的知识点出现的较多，所以对这些物质的结构和功能一定要很清楚，避免混淆。掌握有关化合物的显色反应。
(2)细胞的结构部分：要对每个细胞器的结构和功能弄清楚，不要张冠李戴；还要清楚物质的反应究竟在哪里进行；懂得哪些细胞器有无膜结构，要有识图和图文转换的能力。如认识细胞的亚显微结构的图文转换能力。同时，需掌握细胞膜和生物膜系统的区分以及它们的功能。
知识网络构建
专题一 细胞化学成分的统一性
考点一　有关同位素标记法的实例归纳及应用
例1 同位素标记法是生物学常用的一种研究方法，下列相关叙述正确的是(　　)
A．设法让洋葱根尖吸收含3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸，只能在分生区细胞中检测到放射性
B．给小麦供应14CO2,14C不会出现在线粒体中
C．给豚鼠供应18O2，其呼出气体中不含有C18O2
D．赫尔希和蔡斯用35S标记噬菌体的蛋白质时，标记元素在氨基酸的R基中
例2 在某细胞培养液中加入32 P 标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP ，发现其含量变化不大，但部分ATP 的末端P 已带上放射性标记，该现象不能说明(　　)
A．部分32 P 标记的ATP 是重新合成的 B．ATP 是细胞内的直接能源物质
C．ATP 中远离A 的P 容易脱离 D．该过程中ATP 既有合成又有分解
考点二　几种重要的化合物
　1．有关蛋白质或多肽及其功能
蛋白质种类 功能
促激素释放激素 调节垂体的分泌活动
促激素 调节内分泌腺的分泌活动
生长激素 促进生长，主要是促进蛋白质的合成和骨的生长
抗利尿激素 促进肾小管和集合管对水的重吸收
胰岛素 降低血糖
胰高血糖素 升高血糖
胸腺素 促进T淋巴细胞的分化
绝大多数酶 催化作用
抗体 免疫作用
抗毒素 与外毒素特异性结合的蛋白质
凝集素 血清中与红细胞凝集原相对应的成分
干扰素 T细胞产生的抗病毒、抗肿瘤的可溶性糖蛋白
细胞膜上的载体蛋白 运输作用
细胞膜表面的受体蛋白(糖蛋白) 识别、通讯作用
神经递质的受体 神经递质作用于突触后神经元或效应器细胞的受体
细胞膜上的受体(膜受体) 选择性与某些化学物质结合，引发生理效应
2．核酸和蛋白质的联系
3.与水相关的生理过程和结构
(1)细胞中产生水的生理过程及结构：
生理过程 结构
光合作用的暗反应 叶绿体基质
有氧呼吸第三阶段 线粒体
氨基酸脱水缩合 核糖体
纤维素(细胞壁)的合成 高尔基体
肝糖原、肌糖原的合成 肝脏细胞、肌肉细胞
ATP的合成 细胞质基质、线粒体、叶绿体
DNA的复制 细胞核、线粒体、叶绿体
(2)细胞中消耗水的生理过程及结构：
生理过程 结构
光合作用的光反应 叶绿体类囊体的薄膜上
有氧呼吸第二阶段 线粒体
ATP的水解 细胞质、线粒体、叶绿体
大分子有机物(肝糖原、肌糖原、淀粉、脂肪、蛋白质)的水解 细胞质基质、消化道
例3 下列关于核酸的说法，错误的是(　　)
A．核酸与ATP都含有C、H、O、N、P元素
B．由碱基A、C和T可以组成的核苷酸有6种
C．DNA和RNA的自我复制都遵循碱基互补配对原则
D．用甲基绿吡罗红染色剂进行染色观察DNA和RNA在细胞中的分布
例4 下列有关蛋白质结构和功能的叙述中，不正确的是(　　)
A．各种蛋白质的基本连接键都是肽键
B．各种蛋白质的结构单位都是氨基酸
C．氨基酸的空间结构和种类决定了蛋白质功能
D．细胞膜上的糖蛋白参与生物细胞间的信息传递
　考点三　几种化合物的显色反应
化合物 鉴定试剂 颜色反应 反应条件
蛋白质 双缩脲试剂 紫色 常温
脂肪 苏丹Ⅲ(苏丹Ⅳ) 橘黄色(红色) 切片，显微镜观察
还原糖 斐林试剂 砖红色 水浴加热
淀粉 碘液 蓝色 常温下
DNA 甲基绿 绿色 温水
RNA 吡罗红 红色 温水
例5 请根据下表所列实验内容回答有关问题。
组别 实验材料 实验试剂 观察记录
A 经稀释的鸡蛋清 双缩脲试剂 颜色反应
B 人的口腔上皮细胞 甲基绿、吡罗红混合染色试剂 细胞染色情况
C 紫色洋葱鳞片叶外表皮 0.3 g/mL蔗糖染液 质壁分离现象
D 蔗糖溶液 斐林试剂 是否出现砖红色沉淀
E 洋葱根尖 解离液、龙胆紫溶液等 细胞的有丝分裂
(1)A～E六组实验中需要使用光学显微镜的是__________。使用高倍显微镜观察的步骤和要点是：①先用低倍镜找到观察的物象，移到____________；②转动转换器换上高倍物镜，调节____________，直至看清楚物像为止。
(2)A组实验所观察到的颜色反应是________。在B组实验中观察到细胞质被染成了红色，说明________大部分存在于细胞质中。在D组实验中，能否观察到砖红色沉淀________(能/否)，原因是________________________________________________________。
(3)E组实验中装片的制作流程为：解离→________________→制片。
教师备用习题
备选理由：考查元素和化合物的组成，与例3补充使用。
1．下列有关生物体化学成分的叙述正确的是(　　)
A．与精子形成相关的雄激素属于脂质
B．组成植物细胞壁主要成分的单体是氨基酸
C．T2噬菌体的遗传物质含有硫元素
D．鸡蛋清中含量最多的是蛋白质
备选理由：考查了有关同位素标记法，与例1补充使用。
2．同位素标记法是用放射性同位素标记的化合物追踪物质的运行和变化规律，从而揭示生命的机理。下列对一些重大科学发现过程中应用同位素标记法的叙述不正确的是(　　)
A．鲁宾和卡门利用18O标记H2O和CO2，证明光合作用释放的氧气来自于水
B．卡尔文利用14C标记CO2，探明光合作用中有机物的转化途径
C．科学家在豚鼠的胰腺细胞中注射3H标记的亮氨酸，追踪分泌蛋白的合成和运输过程
D．赫尔希和蔡斯利用分别含35S和32P的培养基培养噬菌体，实现噬菌体的标记，进而证明DNA是遗传物质
备选理由：考查的是有关化合物和结构，与例2补充使用。
3．下列有关化合物或结构的叙述，正确的是(　　)
A．植物细胞都含有溶酶体、叶绿体和内质网
B．毛霉、青霉和酵母菌都含有核膜和线粒体
C．生长素和干扰素的基本组成单位都是氨基酸
D．麦芽糖、蔗糖和半乳糖都是由两个单糖结合形成
参考答案
第一单元　生命系统的细胞基础
专题一 细胞化学成分的统一性
例1【解析】 D 此题考查的是课本中利用同位素标记法所进行的几个实验，属于考纲理解层次。尿嘧啶核糖核苷酸是组成RNA的一种特殊的基本单位，只要是能够合成RNA的细胞均能检测到放射性，故A错误；B给小麦供应14CO2,14C会首先出现在C3中，接着出现在(CH2O)中，通过光合作用合成的(CH2O)可以被有氧呼吸直接利用即14C会出现在线粒体中，故B错误；C给豚鼠供应18O2,18O会首先出现在水中，紧接着含有18O的水又可以参与有氧呼吸的第二阶段与丙酮酸反应生成C18O2，故C错误；大多数的蛋白质都含有S元素，S元素只能存在于氨基酸结构的R基中，故D正确。
【点评】同位素用于追踪物质运行和变化过程时，叫做示踪元素。用示踪元素标记的化合物，化学性质不变。人们可以根据这种化合物的性质，对有关的一系列化学反应进行追踪。这种科学研究方法叫做同位素标记法。用同位素示踪法追踪某元素或物质的来龙去脉从而得出相应的结论，具有真实性和可靠性。同位素标记法与分泌蛋白、光合作用、噬菌体侵染细菌、基因工程、基因诊断等生物知识相关，生物学上经常使用的同位素是组成原生质的主要元素，即H、N、C、S、P和O等的同位素。但18O和15N没有放射性。
例2【解析】 B 本题主要考查通过同位素标记ATP的合成与分解等相关内容。细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP，其含量变化不大，部分ATP的末端P已带上放射性标记，说明32P参与了ATP的合成和分解，且ATP中远离A的P容易脱离与结合，但题干中不能说明ATP是细胞内的直接能源物质。
【点评】 ATP是一种含有高能磷酸键的有机化合物，它的大量化学能就储存在高能磷酸键中，是生命活动能量的直接来源，但本身在体内含量并不高。 用含32 P 标记的磷酸分子，可以跟踪P的去向。一般情况下，生物体需要能量时，三磷酸腺苷(ATP)就会在有关酶的催化下，使远离A的高能磷酸键断裂，生成二磷酸腺苷(ADP)和游离的磷酸(Pi)，并放出能量。而在有机物氧化分解或光合作用过程中，ADP又可获取能量，与游离的Pi结合形成ATP。ATP和ADP这种相互转化，是时刻不停且处于动态平衡中的。
例3【解析】 B 核酸属于考纲理解层次。含有A、C碱基的核苷酸一共有4种，但T只存在于脱氧核苷酸中，故A、C、T三种碱基只能构成五种核苷酸，故B错。
【点评】核酸是由核苷酸或脱氧核苷酸通过3′，5′－磷酸二酯键连接而成的一类生物大分子。具有非常重要的生物功能，主要是贮存遗传信息和传递遗传信息。包括核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两类。单个核苷酸是由含氮碱基、五碳糖和磷酸三部分构成的。构成核苷酸的碱基分为嘌呤和嘧啶二类。前者主要指腺嘌呤(A)和鸟嘌呤(G)，DNA和RNA中均含有这二种碱基。后者主要指胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)和尿嘧啶(U)，胞嘧啶存在于DNA和RNA中，胸腺嘧啶只存在于DNA中，尿嘧啶则只存在于RNA中。
例4【解析】 C 考查蛋白质的有关知识，属考纲理解层次。 C应是蛋白质的空间结构决定蛋白质功能。
【点评】 蛋白质结构功能的研究是从分子水平了解生命现象的基础。此知识点的范围很广，涉及从氨基酸到蛋白质的空间结构及检测方法，酶、膜蛋白等的结构功能，酶的催化，蛋白质的表达、纯化、合成、加工及在细胞中的运转，蛋白质的多样性等。
例5 【答案】 (1)BCE　视野的中央　细准焦螺旋
(2)紫色(反应)　RNA　否　蔗糖是非还原糖，不会与斐林试剂反应产生砖红色沉淀(或其他合理答案酌情给分) (3)漂洗→染色
【解析】 本题考查了几组显色反应的实验及高倍显微镜的使用。方法是：在低倍镜下找到物像后移至视野中央；转动转换器换上高倍物镜，此时视野光线变暗，视野范围变小；换用凹面反光镜，使视野明亮；调节细准焦螺旋，使物像清晰。重复上述几个步骤，直到所要观察的倍数。
AD两组直接可以通过肉眼观察。双缩脲试剂A的成分是氢氧化钠的质量分数为0.1 g/mL的水溶液；双缩脲试剂B的成分是硫酸铜的质量分数为0.01 g/mL的水溶液。双缩脲试剂可以验证蛋白质的存在。甲基绿—吡罗红为碱性染料，它分别能与细胞内的DNA、RNA结合呈现不同颜色。当甲基绿与吡罗红作为混合染料时，甲基绿与染色质中DNA选择性结合显示绿色或蓝色；吡罗红与核仁、细胞质中的RNA选择性结合显示红色。当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，根据扩散作用原理，水分会由细胞液中渗出到外界溶液中，通过渗透作用失水。斐林试剂是由质量分数为0.1 g/mL的氢氧化钠溶液和质量分数为0.05 g/mL的硫酸铜溶液配制而成。解离液，常用于根尖等细胞的涂片，它能使细胞壁中层(果胶质)溶解，而使细胞分开。
【点评】 双缩脲试剂本是用来检测双缩脲，因蛋白质中也有－CO－NH－因此也可用于检验蛋白质，与蛋白质接触后的颜色呈紫色。RNA对吡罗红亲和力大，被染成红色，而DNA对甲基绿亲和力大，被染成绿色。
成熟的植物细胞在外界溶液浓度高的条件下，细胞内的水分会向细胞外渗透，因为失水导致原生质层收缩，而细胞壁的伸缩性要小于原生质层，所以产生了原生质层和细胞壁的分离现象即为质壁分离。
斐林试剂与可溶性的还原性糖 (葡萄糖、果糖和麦芽糖)在水浴加热的条件下，能够生成砖红色的氧化亚铜沉淀，因此，斐林试剂常用于鉴定可溶性的还原性糖的存在与否。
解离就是用解离液使组织的细胞相互分离开来，便于最后制片时能被压成一薄层进行显微观察。解离液中酒精的作用是迅速杀死细胞，固定细胞的分裂相。
漂洗的目的是去除根中多余的解离液，特别是盐酸。
教师备用习题
1．【解析】 A 此题考查的是生物体元素、化合物知识，属于考纲分析比较层次。脂质包括脂肪、类脂、固醇，固醇包括胆固醇、性激素、维生素D；植物细胞壁主要成分为纤维素和果胶(细菌细胞壁为肽聚糖)噬菌体的遗传物质为DNA，含C、H、O、N、P，S为蛋白质特有的元素；鸡蛋清中含量最多的是水。
2．【解析】 D 本题考查了同位素的相关知识，光合作用过程中释放的氧气来自水的光解，因此利用18O标记H2O和CO2可以证明；光合作用过程中利用14C标记CO2可以看出碳原子从二氧化碳到三碳化合物再到有机物的转化途径；分泌蛋白的形成过程指从氨基酸到多肽到蛋白质的合成和运输过程；DNA分子不含有硫元素，标记是没有价值的。
3．【解析】 B 此题考查细胞器的分布、真核细胞特有的结构以及一些化合物的组成等知识点，属于考纲分析判断层次。植物的根细胞没有叶绿体；毛霉、青霉和酵母菌都属于真核生物，含有核膜和线粒体；生长素的化学本质是吲哚乙酸，其基本组成单位不是氨基酸；麦芽糖、蔗糖是由两个单糖结合形成，而半乳糖为单糖，不是由两个单糖结合形成。