2.1细胞中的元素和化合物（含答案）高中生物学人教版（2019）必修1 分子与细胞

高中生物学 教材同步 人教版（2019） 必修1 分子与细胞 第2章 组成细胞的分子 第1节 细胞中的元素和化合物 题集-任务1
一、选择题（每题 2 分，共 40 分）
细胞中哪些元素是构成有机分子的主要元素，这些元素在细胞结构中发挥着核心作用？
A. 钠（Na）、镁（Mg）、铁（Fe）
B. 碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）
C. 磷（P）、硫（S）、钾（K）、钙（Ca）
D. 氯（Cl）、镁（Mg）、钠（Na）、钾（K）
在细胞中，磷元素主要存在于以下哪种有机化合物中，并参与能量的转移？
A. 碳水化合物
B. 脂类
C. 蛋白质
D. 核酸
下列哪种有机化合物主要负责细胞的能量储存和供应，同时也是细胞膜的重要组成部分？
A. 碳水化合物
B. 脂类
C. 蛋白质
D. 核酸
蛋白质在细胞中具有多种功能，下列哪一项不属于蛋白质的功能？
A. 作为酶催化生化反应
B. 构成细胞结构
C. 储存遗传信息
D. 调节细胞功能
核酸包括DNA和RNA，它们的主要功能是什么？
A. 提供细胞结构支持
B. 储存和传递遗传信息
C. 参与能量代谢
D. 控制细胞渗透压
水在细胞中的作用不包括以下哪一项？
A. 作为溶剂参与化学反应
B. 调节细胞温度
C. 储存遗传信息
D. 参与物质代谢
无机盐在细胞中的主要功能是什么？
A. 提供能量
B. 维持细胞的渗透压
C. 构成细胞膜
D. 合成蛋白质
碳水化合物根据其分子结构可以分为哪几类？
A. 单糖、双糖、多糖
B. 脂肪酸、甘油、磷脂
C. 氨基酸、肽链、多肽
D. 核苷、核苷酸、核酸
脂类包括脂肪、磷脂和固醇，其中哪一种脂类是细胞膜的主要成分？
A. 脂肪
B. 磷脂
C. 固醇
D. 甘油
蛋白质由氨基酸通过何种化学键连接而成？
A. 磷酸键
B. 酯键
C. 肽键
D. 糖苷键
在细胞内，哪种有机化合物主要负责催化生化反应？
A. 碳水化合物
B. 脂类
C. 蛋白质
D. 核酸
核酸中的核糖是构成哪种核酸的组成部分？
A. DNA
B. RNA
C. 蛋白质
D. 碳水化合物
下列哪种元素在蛋白质的组成中起关键作用，参与酶的活性中心？
A. 钾（K）
B. 硫（S）
C. 钠（Na）
D. 镁（Mg）
细胞中水的高含量主要是为了满足什么生物学需求？
A. 提供细胞结构
B. 作为溶剂和参与化学反应
C. 储存能量
D. 传递遗传信息
钙离子在细胞中主要参与以下哪种生理过程？
A. 能量代谢
B. 信号传导
C. 蛋白质合成
D. DNA复制
氮元素在细胞中主要存在于以下哪种有机化合物中？
A. 碳水化合物
B. 脂类
C. 蛋白质
D. 无机盐
细胞膜中的磷脂双分子层主要决定了细胞膜的哪一特性？
A. 高能量储存
B. 选择性通透性
C. 遗传信息储存
D. 酶催化功能
多糖在植物细胞中主要构成细胞壁的成分是：
A. 葡萄糖
B. 淀粉
C. 纤维素
D. 糖原
在细胞内，蛋白质的结构层级中，决定其功能的是哪一层结构？
A. 一级结构
B. 二级结构
C. 三级结构
D. 四级结构
细胞内水的高比例对于细胞代谢活动有重要影响，以下哪一项不是其主要作用？
A. 作为溶剂
B. 参与化学反应
C. 维持细胞形状
D. 储存遗传信息
二、填空题（每题 1 分，共 20 分）
细胞中构成有机分子的主要元素有碳、______、氧、氮。
脂类包括脂肪、______和固醇。
DNA和RNA属于______化合物，负责遗传信息的储存和传递。
蛋白质由氨基酸通过______键连接而成。
细胞膜的主要成分是磷脂和______。
水在细胞中起到溶剂和参与______反应的作用。
磷元素主要存在于核酸和______中，参与能量转移。
无机盐在细胞中主要用于维持______压和参与生理活动。
多糖根据分子结构可分为单糖、双糖和______。
脂类在细胞膜中主要以______双分子层形式存在。
蛋白质在细胞中担任酶、结构和______功能。
核酸中的核糖是构成______的组成部分。
钙离子在细胞中主要参与信号______。
碳水化合物主要负责提供和______能量。
细胞膜的磷脂双分子层赋予其______通透性。
无机盐中的钾离子在细胞内主要维持______平衡。
细胞内水的高比例有助于维持细胞的______。
硫元素在蛋白质中主要存在于胱氨酸等含硫氨基酸中，参与______键的形成。
细胞膜中的糖类主要用于细胞的______识别。
RNA在细胞中主要参与蛋白质的______过程。
三、简答题（每题 5 分，共 20 分）
简述细胞中碳水化合物的分类及其在细胞中的主要功能。
解释脂类在细胞膜中的作用，并说明其对细胞功能的重要性。
讨论蛋白质在细胞中的多种功能，并举例说明不同类型蛋白质的作用。
描述水在细胞中的三大主要作用，并说明其对细胞生命活动的影响。
四、论述题（每题 10 分，共 20 分）
结合细胞中的主要元素和有机化合物，论述它们在细胞生命活动中的重要性，并举例说明不同元素在特定有机分子中的作用。
探讨无机化合物和有机化合物在细胞中的协同作用，说明它们如何共同支持细胞的代谢和生理功能，并结合具体实例进行说明。
结束语
请检查所有题目是否已作答，确保答题纸上的答案完整无误。祝学习愉快！
参考答案
一、选择题
B. 碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）
解析：碳、氢、氧、氮是构成有机分子的主要元素，参与形成细胞内的各种有机大分子，如蛋白质、核酸、碳水化合物和脂类等。
D. 核酸
解析：磷元素主要存在于核酸中，如DNA和RNA，它们参与能量转移，如ATP中的磷酸基团。
B. 脂类
解析：脂类不仅用于能量储存，还是细胞膜的主要组成部分，特别是磷脂，通过磷脂双分子层构成细胞膜的基本结构。
C. 储存遗传信息
解析：储存遗传信息的功能属于核酸，蛋白质的功能包括酶催化、构成细胞结构和调节功能，不包括储存遗传信息。
B. 储存和传递遗传信息
解析：DNA和RNA负责储存和传递遗传信息，DNA储存遗传信息，RNA在蛋白质合成过程中传递信息。
C. 储存遗传信息
解析：储存遗传信息是核酸的功能，水在细胞中作为溶剂、参与代谢反应和调节温度，不负责储存遗传信息。
B. 维持细胞的渗透压
解析：无机盐在细胞中主要用于维持渗透压和平衡，参与神经传导和肌肉收缩等生理活动。
A. 单糖、双糖、多糖
解析：根据分子结构，碳水化合物分为单糖（如葡萄糖）、双糖（如蔗糖）和多糖（如淀粉、纤维素）。
B. 磷脂
解析：磷脂是细胞膜的主要成分，通过磷脂双分子层形成细胞膜的基本结构，提供选择性通透性。
C. 肽键
解析：氨基酸通过肽键连接形成蛋白质，肽键是蛋白质一级结构的基础。
C. 蛋白质
解析：酶是蛋白质的一种，负责催化细胞内的生化反应，极大地加速反应速率。
B. RNA
解析：核糖是RNA的组成部分，DNA中含有脱氧核糖。
B. 硫（S）
解析：硫元素存在于某些氨基酸（如半胱氨酸）中，参与形成二硫键，稳定蛋白质的三级结构。
B. 作为溶剂和参与化学反应
解析：水作为溶剂溶解各种物质，参与细胞内的化学反应，并通过高比热容调节细胞温度。
B. 信号传导
解析：钙离子在细胞内作为信号分子，参与多种信号传导途径，如肌肉收缩和神经传导。
C. 蛋白质
解析：氮元素主要存在于蛋白质和核酸中，是氨基酸和核苷酸的组成部分。
B. 选择性通透性
解析：磷脂双分子层的疏水性内部和亲水性外部赋予细胞膜选择性通透性，控制物质进出。
C. 纤维素
解析：纤维素是植物细胞壁的主要成分，多糖的一种，提供细胞结构支持。
C. 三级结构
解析：蛋白质的三级结构决定其功能，通过氢键、离子键、疏水相互作用等维持蛋白质的空间构象。
D. 储存遗传信息
解析：水不参与遗传信息的储存，这一功能由核酸完成。水的主要作用是作为溶剂、参与化学反应和维持细胞形状。
二、填空题
氢（H）
磷脂
核酸
肽
蛋白质
代谢
ATP
渗透压
多糖
磷脂
调节
RNA
传导
储存
选择性
渗透
形状
二硫
识别
合成
三、简答题
简述细胞中碳水化合物的分类及其在细胞中的主要功能。
碳水化合物根据分子结构分为单糖、双糖和多糖。单糖如葡萄糖是细胞的主要能量来源，参与细胞呼吸产生ATP。双糖如蔗糖和乳糖在消化后分解为单糖供细胞利用。多糖如淀粉和糖原用于能量储存，纤维素构成植物细胞壁，提供结构支持。
解释脂类在细胞膜中的作用，并说明其对细胞功能的重要性。
脂类，尤其是磷脂，构成细胞膜的双分子层结构，提供膜的流动性和柔韧性。磷脂的疏水尾部和亲水头部使膜具有选择性通透性，控制物质进出细胞。此外，脂类如胆固醇在膜中调节膜的流动性，稳定膜结构，确保细胞正常功能。
讨论蛋白质在细胞中的多种功能，并举例说明不同类型蛋白质的作用。
蛋白质在细胞中担任多种功能，包括酶的催化作用（如DNA聚合酶）、结构支持（如微管和肌动蛋白）、运输（如血红蛋白运输氧气）、信号传导（如受体蛋白）和调节功能（如激素）。不同类型的蛋白质通过其特定的结构实现不同的功能，确保细胞的正常运作。
描述水在细胞中的三大主要作用，并说明其对细胞生命活动的影响。
水在细胞中的主要作用包括作为溶剂，溶解和运输细胞内的物质；参与化学反应，如水解反应和代谢反应；调节细胞温度，通过吸收和释放热量维持细胞内温度稳定。这些作用保证了细胞内环境的稳定和生命活动的正常进行。
四、论述题
结合细胞中的主要元素和有机化合物，论述它们在细胞生命活动中的重要性，并举例说明不同元素在特定有机分子中的作用。
细胞中的主要元素如碳、氢、氧和氮是构成有机化合物的基础，这些化合物包括碳水化合物、脂类、蛋白质和核酸等。碳元素的四价特性使其能形成复杂的有机分子骨架，支持多样的分子结构。氮元素存在于氨基酸和核苷酸中，参与蛋白质和核酸的合成。磷元素在ATP和核酸中起关键作用，参与能量转移和遗传信息传递。硫元素在蛋白质中通过二硫键稳定其结构。各元素在有机分子中的特定作用确保了细胞结构的稳定、代谢的高效和遗传信息的准确传递，从而支持细胞的生命活动。
探讨无机化合物和有机化合物在细胞中的协同作用，说明它们如何共同支持细胞的代谢和生理功能，并结合具体实例进行说明。
无机化合物和有机化合物在细胞内相互协作，共同维持细胞的代谢和生理功能。无机盐如钾离子和钠离子维持细胞的渗透压和电化学梯度，支持神经传导和肌肉收缩。有机化合物如ATP提供能量，驱动各种生化反应。例如，钙离子作为信号分子，结合蛋白质调控细胞内信号传导路径。同时，蛋白质酶催化无机和有机物质的转化，参与能量代谢和物质合成。水作为无机溶剂，支持有机化合物的溶解和反应发生。这种协同作用确保细胞内环境的稳定和生命活动的正常进行。