(共49张PPT)
第1讲 走近细胞
第一单元
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以核膜为界限的细胞核。
3.使用光学显微镜观察各种细胞,结合电镜照片分析细胞的亚显微结构。
备考指导
1.以生命系统的结构层次为线索,借助生命系统从微观到宏观的层次性,将不同层次的知识有机结合起来,构建合理的知识体系。
2.通过列表比较和构建物理模型,理解真、原核细胞的不同。
3.通过实际操作掌握高倍镜的使用方法。
内容索引
01
02
03
第一环节 必备知识落实
第二环节 关键能力形成
第三环节 核心素养提升
第一环节 必备知识落实
知识点一
细胞学说及其建立过程
知识筛查
1.细胞学说及其建立过程
(1)主要建立者:德国科学家施莱登和施旺。
(2)学说要点:细胞是一个有机体,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;细胞是一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体生命起作用;新细胞是由老细胞分裂产生的。
(3)建立过程
2.意义
(1)揭示了动物和植物的统一性,从而阐明了生物界的统一性。
(2)在思想观念上打破了植物学和动物学之间的壁垒,促使解剖学、生理学、胚胎学等学科获得了共同的基础,催生了生物学的问世。
(3)使生物学的研究由器官、组织水平进入细胞水平。
(4)细胞学说中细胞分裂产生新细胞的结论,不仅解释了个体发育,也为后来生物进化论的确立埋下了伏笔。
知识落实
下列关于细胞学说及其内容的叙述,错误的是( )
A.细胞学说认为细胞分为真核细胞和原核细胞
B.细胞学说认为一切动植物都是由细胞和细胞产物构成的
C.所有的细胞必定是由已存在的活细胞产生的
D.细胞学说的建立者主要是德国科学家施莱登和施旺
A
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。细胞学说没有将细胞分为真核细胞和原核细胞,A项错误。细胞学说认为细胞是一个有机体,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,B项正确。细胞学说认为新细胞是由老细胞分裂产生的,C项正确。细胞学说的建立者主要是德国科学家施莱登、施旺,D项正确。
知识点二
细胞是基本的生命系统
知识筛查
1.生命系统的结构层次
(1)生命系统最基本的层次:[①]细胞。最大的生命系统:[②]生物圈。
(2)地球上最早出现的生命形式:单细胞生物。
2.生命活动离不开细胞
易错易混明辨生命系统结构层次的4个易错点
(1)并非所有生物都具有生命系统的各个层次,如植物无“系统”层次。
(2)生命系统的层次中可含“非生物成分”,如生态系统中的无机环境。
(3)单细胞生物既属于细胞层次,又属于个体层次。
(4)原子、分子、化合物、病毒等不能独立完成生命活动,不属于生命系统的结构层次。
知识落实
“细胞是生命活动的基本单位”,下列哪一项叙述不符合这一观点 ( )
A.单细胞生物可以依赖细胞进行各项生命活动
B.多细胞生物的生命活动是以每个细胞的生命活动为基础的
C.病毒无细胞结构,病毒的生命活动只能在宿主细胞内完成
D.细胞是生物体结构的基本单位,但不是生物体代谢和遗传的基本单位
D
细胞既是生物体结构和功能的基本单位,也是生物体代谢和遗传的基本单位。
知识点三
细胞的多样性和统一性
知识筛查
1.使用高倍显微镜观察几种细胞
(1)实验原理
①放大倍数的计算:显微镜的放大倍数等于目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。
②放大倍数是指长度或宽度的放大倍数,不是指面积或体积的放大倍数。
(2)显微镜的使用
易错易混有关显微镜使用的3个易错点
(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,例如实物为汉字“上”,则视野中观察到的物像为“上”。若物像在左上方,要将其移至视野中央,则装片应向左上方移动。
2.原核细胞和真核细胞
图1
图2
(1)图1属于原核细胞,图2属于真核细胞。
(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大肠杆菌中下列结构的名称。
①拟核,③细胞膜,⑤核糖体,⑥鞭毛。
(4)图1蓝细菌中无图2细胞中的③叶绿体,但也能进行光合作用的原因是其细胞内含有藻蓝素和叶绿素及光合作用所需的酶。
(5)原核细胞与真核细胞的比较
3.细胞的多样性和统一性分析
(1)细胞多样性的体现及原因
①体现:细胞的形状、大小、种类、结构等方面的差异,如原核细胞与真核细胞,动物细胞和植物细胞,等等。
②直接原因:构成细胞的蛋白质分子不同。
③根本原因:DNA的多样性(不同生物间)及基因的选择性表达(同种生物不同细胞间)。
(2)细胞统一性的“五个”表现
知识落实
下列关于酵母菌和乳酸菌、绿藻和蓝细菌这两组生物的叙述,正确的是( )
A.酵母菌具有细胞核,而乳酸菌具有核仁
B.溶菌酶能破坏酵母菌的细胞壁
C.绿藻和蓝细菌都能发生基因突变和染色体变异
D.绿藻和蓝细菌都含有与光合作用有关的酶和色素
乳酸菌是原核生物,有拟核,无核膜和核仁,A项错误。溶菌酶只能破坏乳酸菌等细菌的细胞壁,不能破坏酵母菌等真菌的细胞壁,B项错误。蓝细菌是原核生物,不含染色体,不能发生染色体变异,C项错误。
D
第二环节 关键能力形成
能力形成点一
病毒的结构和特点
典型例题
(2022海南卷)脊髓灰质炎病毒已由科学家人工合成。该人工合成病毒能够引发小鼠脊髓灰质炎,但其毒性比天然病毒小得多。下列有关叙述正确的是( )
A.该人工合成病毒的结构和功能与天然病毒的完全相同
B.该人工合成病毒和原核细胞都有细胞膜,无细胞核
C.该人工合成病毒和真核细胞都能进行细胞呼吸
D.该人工合成病毒、大肠杆菌和酵母菌都含有遗传物质
D
由题意可知,人工合成的脊髓灰质炎病毒的毒性比天然病毒小得多,据此可推测二者在结构和功能上存在差异,A项错误。病毒不具有细胞结构,不能进行细胞呼吸,只能在活的宿主细胞中增殖,B、C两项错误。
整合构建
1.从7个角度整合病毒的相关知识
(1)病毒无细胞结构,其物质合成
和能量供应都由宿主细胞提供,如
在宿主细胞的核糖体中合成自身蛋
白质。
(2)用放射性同位素标记病毒时,
应先用含有放射性物质的普通培
养基培养宿主细胞,再用被标记的
宿主细胞培养病毒。
2.根据遗传物质对病毒进行分类
(1)DNA类病毒:噬菌体、天花病毒、乙型肝炎病毒。
(2)RNA类病毒:烟草花叶病毒、人类免疫缺陷病毒、SARS病毒、禽流感病毒。
训练突破
新型冠状病毒是一种RNA病毒,能特异性地侵染人体肺部细胞。下列相关叙述正确的是( )
A.新型冠状病毒结构简单,核糖体是其唯一的细胞器
B.新型冠状病毒利用宿主细胞的脱氧核苷酸来合成自身的遗传物质
C.用酒精擦拭或高温水浸泡餐具能阻断新型冠状病毒通过餐具传播
D.获得大量新型冠状病毒的方法是将其接种在营养齐全的培养基上培养
C
新型冠状病毒属于非细胞生物,无核糖体,A项错误。新型冠状病毒的遗传物质是RNA,其利用宿主细胞的核糖核苷酸来合成自身的遗传物质(RNA),B项错误。用酒精擦拭或高温水浸泡餐具能阻断新型冠状病毒通过餐具传播,C项正确。新型冠状病毒不能独立生活,只能寄生在活细胞中,D项错误。
能力形成点二
真、原核生物(细胞)的判断
典型例题
下图为生物界常见的四种细胞示意图,下列说法正确的是( )
A.a、b 两种细胞可能来自同一生物,但所表达的基因完全不相同
B.a、b、c三种细胞不能合成有机物,而d细胞能合成有机物
C.能够发生渗透作用的细胞只有d细胞
D.利用电子显微镜观察可区分c细胞和d细胞
D
分析题图可知,a、b、c、d细胞分别是哺乳动物成熟的红细胞、神经细胞、细菌细胞、高等植物细胞。红细胞(a)和神经细胞(b)可能来自同一生物,所表达的基因也有可能相同,如 ATP 合成酶基因,A项错误。神经细胞(b)能合成神经递质等;c细胞若为硝化细菌,则可以进行化能合成作用,合成有机物,B项错误。四种细胞均能发生渗透作用,C项错误。利用电子显微镜观察细胞有无以核膜为界限的细胞核,从而区分真核细胞和原核细胞,D项正确。
整合构建
1.运用“二看法”判断真核细胞与原核细胞
2.关注原核细胞、真核细胞的4个“不等于”
(1)能进行光合作用的生物不等于真核生物,如蓝细菌是原核生物,细胞内无叶绿体但含有叶绿素和藻蓝素,能进行光合作用。
(2)能进行有氧呼吸的生物不等于真核生物,如需氧型原核生物的细胞质中和细胞膜上含有与有氧呼吸有关的酶,虽然没有线粒体但也能进行有氧呼吸。
(3)原核生物不等于原生生物,原生生物是低等的单细胞真核生物,如草履虫、变形虫等。
(4)没有细胞核的细胞不等于原核细胞,如哺乳动物成熟的红细胞无细胞核,但属于真核细胞。
训练突破
1.下列有关大肠杆菌的叙述正确的是( )
A.大肠杆菌拟核DNA中有控制性状的基因
B.大肠杆菌中DNA分子数目与基因数目相同
C.在普通光学显微镜下能观察到大肠杆菌的核糖体
D.大肠杆菌分泌的蛋白质需要经过内质网加工
A
大肠杆菌拟核的DNA中有控制性状的基因,可以控制相关蛋白质的合成,A项正确。每个DNA中都含有许多个基因,故大肠杆菌中DNA分子数目小于基因数目,B项错误。核糖体属于亚显微结构,在普通光学显微镜下观察不到,C项错误。大肠杆菌无内质网,D项错误。
2.下列关于真核细胞与原核细胞的叙述,错误的是( )
A.原核细胞的拟核区外没有遗传物质,真核细胞的细胞核外还存在遗传物质
B.真核细胞具有多种具膜细胞器,而原核细胞没有任何具膜细胞器
C.通常真核细胞具有更小的相对表面积
D.二者均具有结构相似的细胞膜
A
原核细胞拟核区外的质粒也含有遗传物质。
能力形成点三
显微镜使用的三个注意事项
典型例题
图甲中①②和③④分别表示目镜和物镜,
⑤⑥表示物镜与载玻片之间的距离,图乙和
图丙分别表示不同物镜下观察到的图像
(目镜均为②)。下列叙述错误的是( )
A.图丙是图乙装片右移后观察到的图像
B.①比②的放大倍数小,③比④的放大倍数大
C.把视野里的标本从图乙转为图丙时,
应选用组合②③⑤
D.从图乙转为图丙时,正确的调节顺序为转动转换器→调节光圈→移动标本→转动细准焦螺旋
D
图乙转为图丙时应先把观察的物像移至视野中央,再转动转换器换上高倍物镜,D项错误。
整合构建
1.理解显微镜的物镜、目镜与成像特点
(1)物镜与目镜的区分
①区分物镜和目镜,要看有无螺纹。有螺纹的是物镜,没有螺纹的是目镜。
②区分倍数看长短。物镜长的倍数大,目镜短的倍数大。还可看物镜镜头离标本的距离,倍数越高,物镜镜头离标本越近。
(2)高倍镜与低倍镜的比较
(3)显微镜的成像特点
①成像特点:显微镜下所成的像为放大的倒立的虚像,例如实物为字母“b”,则视野中观察到的为“b”。
②移动规律:若物像偏左上方,要移至视野中央,则装片应向左上方移动,即“偏哪向哪移(或同向移动)”。
2.“图示法”计算显微镜视野中的细胞数目
(1)若视野中细胞成单行排列,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时看到m个细胞,放大倍数变成400时看到的细胞数目=m×(40/400)=m/10(个)。
(2)若视野中细胞均匀分布,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时看到m个均匀分布的细胞,放大倍数变成400时看到的细胞数目=m×(40/400)2=m/100(个)。
3.判断污物存在的位置
(1)污物可能存在的位置:物镜、目镜或装片。
(2)判断方法如下。
训练突破
1.下列有关显微镜的使用方法的叙述,错误的是( )
A.观察装片时,先用低倍镜后用高倍镜是因为低倍镜下易找到要观察的目标
B.若低倍镜下视野的右上角有一不清晰物像,此时可换用高倍镜并调节细准焦螺旋对其进行观察
C.观察未经染色的动物细胞时,应使用平面镜和较小的光圈,适当将视野调暗些
D.若要将视野右上方的物像移至视野中央,应将装片向右上方移动
B
当在低倍镜下找到物像时,应先将它移到视野中央,调至清晰后再换用高倍镜观察。
2.下列关于下图所示生物学实验的叙述,正确的是( )
A.若图①表示将显微镜镜
头由a转换成b,则视野中观
察到的细胞数目增多
B.若图②是显微镜下洋
葱根尖某视野的图像,则向左上方移动装片能观察清楚c细胞的特点
C.若图③是在显微镜下观察细胞质流动,发现细胞质的流动方向是顺时针,则实际上细胞质的流动方向是逆时针
D.图④中“ ”处视野内可看到16个细胞,且视野明显变暗
B
题图①为物镜,物镜越长,放大倍数越大,若将显微镜镜头由a转换成b,则视野中观察到的细胞数目减少,A项错误。若题图③是在显微镜下观察细胞质流动,发现细胞质的流动方向是顺时针,则实际上细胞质的流动方向是顺时针,C项错误。题图④的放大倍数为100时,视野内有64个细胞,则放大倍数为400时,可看到4个细胞,此时视野明显变暗,D项错误。
第三环节 核心素养提升
高考真题剖析
【例题】 下列关于微生物的叙述,正确的是( )
A.蓝细菌细胞内含有叶绿体,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.破伤风梭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
核心素养考查点剖析:本题以“微生物”为载体,重点考查原核生物与真核生物的区别,较好地考查了“生命观念”这一学科素养。
答案:C
解析:蓝细菌为原核生物,无叶绿体,含有叶绿素和藻蓝素,可进行光合作用,A项错误。酵母菌有成形的细胞核,为真核生物,B项错误。破伤风梭菌为原核生物,其代谢类型为异养厌氧型,细胞内不含线粒体,不含与有氧呼吸有关的酶,只能进行无氧呼吸,C项正确。支原体属于原核生物,原核细胞中DNA裸露,未形成染色质,仅有唯一的细胞器——核糖体,D项错误。
典题训练
1.右图是显微镜下观察到的某植物根尖细胞有丝分裂图像,下列叙述错误的是( )
A.该图像是低倍镜下找到分生区细胞后,再转换为
高倍镜观察到的
B.若将目镜由5×换成10×,则观察到的细胞的面积
是原来的2倍
C.若将目镜由5×换成10×,则A细胞可能不在视野范围内
D.“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中需要进行压片使细胞分散开
若将目镜由5×换成10×,则观察到的细胞的长或宽的放大倍数是原来的2倍,而面积是原来的4倍。
B
2.(2023海南卷)衣藻和大肠杆菌都是单细胞生物。下列有关二者的叙述,正确的是( )
A.都属于原核生物
B.都以DNA作为遗传物质
C.都具有叶绿体,都能进行光合作用
D.都具有线粒体,都能进行呼吸作用
B
衣藻属于真核生物,A项错误。衣藻和大肠杆菌的遗传物质都是DNA,B项正确。大肠杆菌没有叶绿体和线粒体,也不能进行光合作用,C、D两项错误。(共64张PPT)
第2讲 细胞中的元素和化合物、细胞中的无机物
第一单元
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.指出水大约占细胞质量的2/3,在细胞中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。
备考指导
1.建立“元素→化合物→结构→功能”的思维模型,在大脑中形成清晰的知识脉络。
2.结合实例分析自由水与结合水的比例与细胞代谢的关系。
3.列表比较有机物的检测方法。
内容索引
01
02
03
第一环节 必备知识落实
第二环节 关键能力形成
第三环节 核心素养提升
第一环节 必备知识落实
知识点一
细胞中的元素和化合物
知识筛查
1.组成细胞的元素
图中①是最基本元素,②是基本元素,③是主要元素。
2.生物界与非生物界的统一性和差异性
3.组成细胞的化合物
(2)含量
①占细胞鲜重最多的化合物是水。
②占细胞鲜重最多的有机化合物是蛋白质。
③占细胞干重最多的化合物是蛋白质。
易错易混走出元素与化合物的3个误区
(1)误区一:易混淆元素与化合物的干重和鲜重。
①在组成细胞的元素中,鲜重百分比的大小关系为O>C>H>N;干重百分比的大小关系为C>O>N>H。
②在组成细胞的化合物中,鲜重百分比的大小关系为水>蛋白质>脂质>糖类,但对于干重来讲,蛋白质含量最多。
(2)误区二:误以为生物体内大量元素重要,而微量元素不重要。
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。
(3)误区三:易混淆“数量”和“含量”。
人体活细胞中氧元素的含量最多,但氢原子的数量最多。
知识落实
1.下列有关元素的说法,正确的是( )
A.C是生物体的最基本元素,因为它是生物体内含量最多的元素
B.生物体缺少某些微量元素对生物影响不大
C.血红蛋白中的Fe作为无机盐,能调节细胞外液渗透压
D.细胞中C、H、O等元素大多以化合物的形式存在
占细胞鲜重最多的元素是O,A项错误。微量元素也是必不可少的,如缺铁会导致贫血,B项错误。血红蛋白存在于红细胞内,其中的Fe不能调节细胞外液渗透压,C项错误。
D
2.下表是有活性的番茄细胞中的部分元素及含量,下图表示番茄细胞中化合物的含量。下列说法正确的是( )
A.表中含量最多的元素是a,数量最多
的元素也是a
B.若图表示细胞鲜重,则甲中含量最多
的元素为表中的b
C.若表表示组成人体细胞的元素及含量,
则a、b、c的含量与番茄细胞中的完全相同
D.若图表示细胞完全脱水后的化合物含量,
则甲应为蛋白质
元素 a b c
含量/% 65 18 10
D
在有活性的细胞中,占细胞鲜重百分比最高的元素是a(O),其次是b(C),再次是c(H)。题表中含量最多的元素是a(O),数量最多的元素是c(H),A项错误。细胞鲜重中含量最多的化合物是水,水中不含b(C),B项错误。组成人体细胞和番茄细胞的化学元素的种类大体相同,但含量有差别,C项错误。细胞干重中含量最多的化合物是蛋白质(甲),D项正确。
知识点二
细胞中的水和无机盐
知识筛查
1.细胞中的水
(1)含量:生物体的含水量随着生物种类的不同有所差别,一般为60%~95%。
(2)水的结构特点
①水是极性分子,因此水是良好的溶剂。
②水分子之间具有氢键,易于断裂和形成,使水具有流动性和较高的比热容。
(3)细胞中的水
②自由水/结合水的值与代谢、抗逆性的关系
2.细胞中的无机盐
3.10种常考无机盐功能举例
(1)N:构成蛋白质、ATP、NADP+、叶绿素、核苷酸等的元素。
(2)P:构成ATP、NADP+、核苷酸、磷脂的元素。
(3)Mg:参与构成叶绿素(与光反应有关)。
(4)Ca2+:可调节肌肉收缩和血液凝固,血钙过高会造成肌无力,血钙过低会引起抽搐。
(5)S:甲硫氨酸、半胱氨酸等含硫氨基酸的组成成分(蛋白质的特征元素,故常用35S标记追踪蛋白质去向)。
(6)Fe:构成血红素的元素(人体缺Fe会导致贫血,无氧呼吸加剧,可引发乳酸积累致使酸中毒)。
(7)I-:构成甲状腺激素等的元素(婴幼儿缺碘时可导致缺乏甲状腺激素,进而引发克汀病)。
(8)Na+:维持细胞外液渗透压,动作电位形成离不开“Na+内流”。
(9)K+:维持细胞内液渗透压,静息电位的维持离不开“K+外流”。
(10)Cl-:与Na+共同维持细胞外液渗透压——细胞外液渗透压90%以上来自Na+和Cl-。
知识落实
1.下列有关细胞中的元素的叙述,正确的是( )
A.细胞中常见的元素有20多种,根据其作用大小分为大量元素和微量元素
B.各种化合物的元素组成中都含有C,故C是生命的核心元素
C.不同细胞中元素的种类大体相同,但含量存在一定的差异
D.占人体细胞干重和鲜重百分比最多的元素都是O
细胞中常见的元素有20多种,根据其含量的多少分为大量元素和微量元素,A项错误。很多无机化合物中不含C,如H2O、NaCl;生物大分子以碳链为基本骨架,所以说C是生命的核心元素,B项错误。占人体细胞干重百分比最多的元素是C,而占人体细胞鲜重百分比最多的元素是O,D项错误。
C
2.在显微镜下分别观察小麦的叶肉细胞和干种子的胚细胞,发现叶肉细胞的细胞质中有明显的细胞质流动现象,而干种子的胚细胞则无此现象,原因是( )
A.叶肉细胞是活细胞,而干种子的胚细胞是死细胞
B.叶肉细胞中有自由水,干种子的胚细胞中没有自由水
C.叶肉细胞的自由水与结合水的比值大
D.干种子的胚细胞的自由水与结合水的比值大
休眠细胞仍是活细胞,种子在晒干的过程中,自由水大量蒸发,干种子的胚细胞中有少量自由水,结合水含量的相对值大,代谢不活跃,所以细胞质流动不明显。
C
3.下列有关无机盐的叙述,错误的是( )
A.无机盐在细胞内含量很少,主要以离子的形式存在,具有维持渗透压、酸碱度及细胞正常生命活动的功能
B.人体内Na+主要存在于细胞内液,K+主要存在于细胞外液
C.某些无机盐是细胞内一些大分子物质的组成成分,如Fe是构成血红素的元素,Mg是构成叶绿素的元素
D.N是植物体内的重要元素之一,酶、核酸、ATP中都含有N
人体内Na+主要存在于细胞外液,维持细胞外液渗透压,K+主要存在于细胞内液,维持细胞内液渗透压。
B
知识点三
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
知识筛查
1.还原糖的检测
(1)检测原理
(2)检测步骤
2.脂肪的检测
(1)检测原理:脂肪+苏丹Ⅲ染液→橘黄色。
(2)检测步骤
3.蛋白质的检测
(1)检测原理:蛋白质+双缩脲试剂→紫色。
(2)检测步骤
易错易混1.三类有机物检测在操作步骤上的“三个唯一”
(1)唯一需要加热——还原糖检测,且必须水浴加热,不能用酒精灯直接加热。若不加热,则无砖红色沉淀出现。
(2)唯一需要使用显微镜——脂肪检测。
(3)唯一使用酒精——脂肪检测,用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色。
2.实验中的“三易一误”
3.斐林试剂与双缩脲试剂的“一同三不同”
知识落实
1.下列关于“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验的叙述,正确的是( )
A.常用番茄、苹果等组织样液作为检测植物组织内还原糖的实验材料
B.脂肪的检测中花生子叶切片细胞间不可能出现橘黄色脂肪颗粒
C.脂肪的检测中体积分数为50%的酒精溶液是为了溶解组织中的脂肪
D.蛋白质的检测中加入的质量浓度为0.1 g/mL的NaOH 溶液可为反应提供碱性环境
D
番茄的红色会影响对实验现象的观察,故检测还原糖时不能选择番茄作为实验材料,A项错误。切片时,被破坏的子叶细胞会释放出少量脂肪,细胞间会出现橘黄色脂肪颗粒,B项错误。检测脂肪的实验中,体积分数为50%的酒精溶液的主要作用是洗去浮色,C项错误。蛋白质检测实验中,先加入双缩脲试剂A液(质量浓度为0.1 g/mL的 NaOH溶液),提供一个碱性环境,再加入双缩脲试剂B液(质量浓度为0.01 g/mL 的CuSO4溶液),D项正确。
2.下图为鉴定蛋白质的流程图,其中甲、乙、丙、丁的含义分别是( )
A.黄豆浆、双缩脲、1 mL、4滴
B.花生种子研磨液、双缩脲、
4滴、1 mL
C.黄豆浆、双缩脲、4滴、1 mL
D.花生种子研磨液、斐林试剂、
1 mL、4滴
鉴定蛋白质时要选择含蛋白质丰富的组织样液,花生种子的脂肪含量高,而黄豆的蛋白质含量高,故应选择黄豆浆;鉴定蛋白质用双缩脲试剂;先向待测组织样液中注入双缩脲试剂A液1 mL,摇匀,再注入双缩脲试剂B液4滴,摇匀。
A
3.用碘液、苏丹Ⅲ染液和双缩脲试剂检测甲、乙、丙三种植物干种子中的三大类有机物,颜色反应如下表所示,其中“+”的数量代表颜色反应深浅程度。下列有关说法错误的是( )
A.乙种子中含蛋白质最多
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.在观察颜色反应时有可能用到光学显微镜
D.这三种试剂使用时均不需要水浴加热
植物 碘液 苏丹Ⅲ染液 双缩脲试剂
甲 ++++ ++ +
乙 ++ ++++ ++
丙 + ++ ++++
A
根据甲、乙、丙中出现颜色的深浅程度可以确定,甲中主要含有淀粉,乙中主要含有脂肪,丙中主要含有蛋白质,A项错误。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,B项正确。在观察颜色反应时,鉴定脂肪的实验中可能需要用到光学显微镜,C项正确。题述三种试剂的使用均不需要水浴加热,在鉴定还原糖时需要水浴加热,D项正确。
第二环节 关键能力形成
能力形成点一
组成细胞的元素及化合物的判断
典型例题
右图是细胞中几种重要化合物
的元素组成示意图。下列相关叙
述错误的是( )
A.人体缺I会使甲状腺激素分泌增加
B.组成生物体的蛋白质若含S等元素,这些元素一定位于R基中
C.组成核糖和脱氧核糖的元素只有C、H、O
D.植物生长发育过程中,如果缺Mg,植物的叶片会变黄
A
人体缺I会导致甲状腺激素的合成和分泌减少,A项错误。氨基酸的结构通式中,除R基以外的其他部位只含有C、H、O、N四种元素,若含有其他元素,则一定位于R基中,B项正确。核糖和脱氧核糖属于五碳糖,它们的组成元素只有C、H、O,C项正确。由于Mg是合成叶绿素的必需元素,所以植物生长发育过程中,如果缺Mg,植物的叶片会因缺乏叶绿素而变黄,D项正确。
整合构建
1.判断元素与化合物的4个“明确”
2.组成细胞的元素和化合物的相关推断
(1)根据特征元素推断化合物的种类
(2)根据代谢产物推断化合物的元素组成
(3)根据化合物的元素含量推断氧化分解时放能多少
脂肪的含氢量>糖类的含氢量 等质量的脂肪彻底氧化分解时释放的能量和消耗的O2量都多于糖类
训练突破
1.图1是细胞中几种化合物含量的扇形图,图2是活细胞中部分元素含量的直方图。下列说法错误的是( )
A.若细胞代谢正常,则图1中的甲是水
B.若细胞代谢正常,则图1中的乙是
蛋白质
C.若细胞代谢正常,则图2中的b是H
D.若细胞完全脱水,则含量最多的元素不是图2中的a
C
若细胞代谢正常,说明是正常的活细胞,活细胞中含量最多的化合物是水,其次是蛋白质,A、B两项正确。题图2中的b应为C,不是H,C项错误。活细胞中含量最多的元素是O,但如果细胞完全脱水,则含量最多的元素是C(即题图2中的b),D项正确。
2.生命的物质基础是组成细胞的元素和化合物,下图中Ⅰ~Ⅶ代表不同的化合物,面积不同代表含量不同,其中Ⅰ和Ⅱ代表两大类化合物。请据图分析,下列叙述正确的是( )
A.图中Ⅰ代表有机物
B.细胞中Ⅳ都以离子的形式存在
C.细胞干重和鲜重中含量最多的分别是Ⅴ和Ⅲ
D.若Ⅴ和Ⅵ分别代表蛋白质和脂质,则Ⅶ代表核酸
C
据题图可知,Ⅰ为无机物,Ⅱ为有机物,Ⅲ为水,Ⅳ为无机盐,Ⅴ为蛋白质,Ⅵ为脂质(或糖类和核酸),Ⅶ为糖类和核酸(或脂质),A项错误。Ⅳ为无机盐,在细胞中主要以离子的形式存在,B项错误。细胞干重和鲜重中含量最多的化合物分别是Ⅴ蛋白质和Ⅲ水,C项正确。若Ⅴ和Ⅵ分别代表蛋白质和脂质,则Ⅶ代表糖类和核酸,D项错误。
能力形成点二
衍射法与对照法突破细胞中的水和无机盐
典型例题
1.下列关于水与生命活动的说法,错误的是( )
A.细胞发生癌变,其自由水含量较正常细胞的低
B.正在萌发的种子中结合水与自由水的比值降低
C.在线粒体和核糖体中进行的化学反应都有水生成
D.自由水和结合水在一定的条件下可以相互转化
A
细胞发生癌变,细胞代谢增强,细胞内自由水的含量较正常细胞的高,A项错误。正在萌发的种子中自由水的含量增多,结合水与自由水的比值降低,有利于种子的萌发,B项正确。线粒体是进行有氧呼吸的主要场所,水在线粒体内膜上生成,核糖体中氨基酸通过脱水缩合形成多肽,C项正确。细胞中的自由水和结合水在一定条件下可以相互转化,这也是细胞适应环境的一种表现,D项正确。
2.设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐,某同学的构思大致如下图所示。本实验中采用甲组与乙组之间的空白对照,以及乙组中实验前(无X)与实验后(有X)之间的自身对照。
下列叙述正确的是( )
A.对照组是甲组、乙组实验后
B.此实验控制无关变量只需选
一些相同的植物
C.此实验如果是无土栽培,
则实验前营养液要灭菌
D.为防止外界影响,此实验需在
黑暗密闭条件下进行
C
该实验中对照组是甲组、乙组实验前,A项错误。此实验的无关变量包括植物的种类、大小以及培养条件等,B项错误。由于培养的是植物,故需在光照条件下进行,D项错误。
整合构建
1.运用衍射法归纳细胞中的水
知识延伸水与种子的关系
(1)种子晒干时减少的是自由水,浸泡后种子仍能萌发;种子烘干后丧失的主要是结合水,种子死亡不萌发;种子萌发吸收水主要是自由水增多,代谢加强。
(2)不同种子的亲水能力不同:大豆(主要含蛋白质)>小麦、玉米(主要含淀粉)>花生(主要含脂肪)。
(3)种子的含水量并不是越多越好:在一定范围内,种子的萌发率随着水分的增加而升高,超过该范围,种子的萌发率又会随着水分的增加而降低。
2.运用对照法探究植物生长必需的无机盐
(1)实验目的:探究无机盐X是不是植物生长发育所必需的化合物。
(2)实验设计
(3)实验中的对照
训练突破
1.“精打细算用好水资源,从严从细管好水资源”是我国纪念2024年“世界水日”和开展“中国水周”活动的主题。水是生命之源,无机盐对维持生物体的生命活动也具有重要意义。下列关于生物体内水和无机盐的叙述,错误的是( )
A.结合水是细胞结构的重要组成成分
B.细胞中结合水与自由水的比值不是固定不变的
C.细胞中的无机盐大多以化合物的形式存在
D.Mg2+和Fe2+分别参与植物叶绿素和人体血红蛋白的合成
C
结合水与细胞内的结构结合在一起,是细胞结构的重要组成成分,A项正确。细胞中结合水与自由水的比值不是固定不变的,细胞代谢增强,则自由水的比例增加,细胞代谢减弱,则结合水的比例增加,B项正确。细胞中的无机盐大多以离子的形式存在,C项错误。Mg2+和Fe2+分别参与植物叶绿素和人体血红蛋白的合成,D项正确。
2.适宜温度和光照下,在缺少某无机盐的“完全培养液”中培养水稻幼苗,植物叶片显出缺绿症状,补充镁盐培养一段时间后,上述症状消失。下列有关叙述错误的是( )
A.补充镁盐后,该幼苗叶肉细胞内NADPH的合成速率降低
B.该实验说明镁是构成水稻幼苗叶绿素分子的必需元素
C.该实验说明无机盐对于维持生物体的生命活动有重要意义
D.该实验的对照组可用含该无机盐的完全培养液培养植株
A
补充镁盐培养一段时间后,该幼苗缺绿症状消失,说明叶绿素含量增加了,则叶肉细胞光反应产生NADPH的速率将升高,A项错误。该实验说明镁是构成水稻幼苗叶绿素分子的必需元素,B项正确。该实验中缺镁导致植物叶片显出缺绿症状,进而影响了光合作用的进行,说明无机盐对于维持生物体的生命活动有重要意义,C项正确。实验组用的是缺少某无机盐的“完全培养液”,因此对照组可用含该无机盐的完全培养液培养植株,D项正确。
第三环节 核心素养提升
高考真题剖析
【例题1】 (2019海南卷改编)下列关于颜色变化的叙述,错误的是( )
A.淀粉遇碘液可显蓝色
B.葡萄糖与斐林试剂反应呈砖红色
C.蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色
D.脂肪被苏丹Ⅲ染液染成紫色
核心素养考查点剖析:本题以糖类、脂肪和蛋白质的鉴定实验为载体,重点考查了“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验的原理,较好地考查了“科学探究”这一学科素养。
答案:D
解析:脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。
【例题2】 (2019全国Ⅲ卷)氮元素是植物生长的必需元素,合理施用氮肥可提高农作物的产量。回答下列问题。
(1)植物细胞内,在核糖体上合成的含氮有机物是 ,在细胞核中合成的含氮有机物是 ,叶绿体中含氮的光合色素是 。
核心素养考查点剖析:本题以验证离子的吸收偏好为载体,重点考查了实验方案的设计,较好地考查了“科学探究”这一学科素养。
答案:(1)蛋白质 核酸 叶绿素
解析:(1)植物细胞内,含氮有机物有蛋白质、核酸、叶绿素和磷脂等,其中蛋白质在核糖体上合成,核酸(DNA和RNA)主要在细胞核中合成,叶绿体中的叶绿素含有C、H、O、N、Mg,类胡萝卜素含有C、H、O。(2)根据
典题训练
1.(2024新课标卷)干旱缺水条件下,植物可通过减小气孔开度减少水分散失。下列叙述错误的是( )
A.叶片萎蔫时叶片中脱落酸的含量会降低
B.干旱缺水时进入叶肉细胞的 CO2会减少
C.植物细胞失水时胞内结合水与自由水比值增大
D.干旱缺水不利于植物对营养物质的吸收和运输
A
脱落酸能够促进叶片和果实的衰老和脱落,叶片萎蔫时叶片中脱落酸的含量会升高,A项错误。CO2通过气孔进入叶肉细胞,干旱缺水条件下,植物气孔开度减小,进而导致进入叶肉细胞的CO2减少,B项正确。植物细胞失水时,失去的主要是自由水,细胞内结合水与自由水的比值增大,C项正确。植物根细胞主要通过主动运输从土壤中吸收营养物质,干旱缺水降低了植物体内的自由水含量,进而使植物细胞的代谢能力减弱,能量供应不足,最终导致植物对营养物质的吸收和运输受阻;且营养物质需溶解于水中才能被运输,D项正确。
2.(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( )
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
B
细胞中大多数无机盐以离子的形式存在,细胞中有以无机离子形式存在的钙,也有以化合物形式存在的钙,A项正确。人体内Ca2+不能自由通过细胞膜的磷脂双分子层,需要转运蛋白协助,B项错误。维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收,C项正确。钙离子能降低神经肌肉的兴奋性,人体血液中钙离子浓度过低易出现抽搐现象,D项正确。
3.无机盐对于维持生物体的生命活动具有重要作用。下列相关叙述错误的是( )
A.蔬菜中的草酸不利于机体对食物中钙的吸收
B.缺Fe会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降
C.和ATP一样,KH2PO4也能为生物体提供能量
D.植物秸秆燃烧产生的灰烬中含有丰富的无机盐
C
蔬菜中的草酸会与食物中的钙结合成草酸钙沉淀,不利于机体对钙的吸收,A项正确。Fe是血红蛋白的组成成分,血红蛋白的主要作用是运输O2,缺Fe会导致哺乳动物血液运输O2的能力下降,B项正确。无机盐参与化合物组成及生命活动的维持,但不提供能量,C项错误。植物秸秆燃烧的是有机物,产生的灰烬中含有丰富的无机盐,D项正确。
4.下表表示小麦种子和大豆种子主要的营养成分及相对含量。下列有关叙述错误的是( )
A.小麦种子和大豆种子细胞
中大多数无机盐以离子形式
存在
B.与小麦种子相比,大豆种子
更适合用来饲喂产奶期的奶牛
C.用大豆种子匀浆鉴定蛋白
质时,应先滴加双缩脲试剂A液
D.小麦种子中含有的糖类较多,是检测还原糖的理想材料
种子 营养成分及相对含量 水分 无机盐 蛋白质 脂质 糖类 核酸
小麦 种子 1 423 12.1 8.1 3.3 69.6 3.2
大豆 种子 1 502 10.2 35.1 16.0 18.6 8.2
D
无机盐大多数以离子形式存在,A项正确。小麦种子富含糖类(淀粉),大豆种子富含蛋白质,与小麦种子相比,大豆种子更适合用来饲喂产奶期的奶牛,B项正确。用大豆种子匀浆鉴定蛋白质时,应先滴加双缩脲试剂A液制造碱性环境,再滴加双缩脲试剂B液,且不能过量,C项正确。小麦种子富含淀粉,而淀粉是非还原糖,故小麦种子不是检测还原糖的理想材料,D项错误。(共52张PPT)
第3讲 蛋白质是生命活动的主要承担者
第一单元
课标要求
阐明蛋白质通常由21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。
备考指导
运用结构和功能相统一的观点,复习蛋白质结构与功能的多样性。
内容索引
01
02
03
第一环节 必备知识落实
第二环节 关键能力形成
第三环节 核心素养提升
第一环节 必备知识落实
知识点一
蛋白质的功能
知识筛查
1.蛋白质是生命活动的主要承担者
一切生命活动都离不开蛋白质,蛋白质是生命活动的主要承担者。
2.蛋白质的功能举例
知识落实
1.(2023浙江卷)我国科学家在世界上首次人工合成的结晶牛胰岛素,其化学结构和生物活性与天然胰岛素完全相同。结晶牛胰岛素的化学本质是
( )
A.糖类 B.脂质
C.蛋白质 D.核酸
A
胰岛素的化学本质是蛋白质,由题干“人工合成的结晶牛胰岛素,其化学结构和生物活性与天然胰岛素完全相同”可知,结晶牛胰岛素的化学本质也是蛋白质,C项符合题意。
2.蛋白质是决定生物体结构和功能的重要物质。下列相关叙述错误的是
( )
A.细胞膜、细胞质基质中负责转运氨基酸的物质都是蛋白质
B.氨基酸序列相同的肽链可折叠成不同的空间结构
C.细胞内的蛋白质发生水解时,通常需要另一种蛋白质的参与
D.蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关
A
细胞膜上负责转运氨基酸的物质是蛋白质,而细胞质基质中负责转运氨基酸的物质是tRNA,A项错误。氨基酸序列相同的肽链可折叠成不同的空间结构,从而具有不同的功能,B项正确。细胞内的蛋白质发生水解时,通常需要蛋白质水解酶的参与,而蛋白质水解酶是另一种蛋白质,C项正确。蛋白质的空间结构一旦被破坏,其生物活性就会丧失,可见蛋白质的生物活性与蛋白质的空间结构有关,D项正确。
知识点二
蛋白质的基本组成单位——氨基酸
知识筛查
1.氨基酸的结构
(1)写出图中结构的名称。
a.氨基,b.羧基。
(2)通过比较图中三种氨基酸,写出氨基酸的结构通式: 。
(3)氨基酸的不同取决于R基的不同,图中三种氨基酸的R基依次为
—CH(CH3)2、—CH3和—H。
(4)结构特点
巧学助记氨基酸的结构通式
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,左手拽的是氨基,右手还把羧基牵。
2.种类
(1)组成人体蛋白质的氨基酸有21种,其区别为R基的不同。
(2)根据人体细胞能否合成分类
①人体细胞不能合成的是必需氨基酸(共8种)。
②人体细胞能合成的是非必需氨基酸(共13种)。
知识落实
1.右图为氨基酸分子的结构通式示意图。下列叙述正确的是( )
A.结构④在所有生物体内均有21种
B.氨基酸脱水缩合产生水,水中的氢来自②和③
C.结构④中含有的氨基或羧基一般不参与脱水缩合
D.生物体内n个氨基酸形成1条肽链脱去n个水分子
C
氨基酸的种类由R基决定,R基最多有21种,所以氨基酸的种类最多有21种,不是所有生物体内均有21种氨基酸,A项错误。氨基酸脱水缩合产生水,水中的氢来自①和③,B项错误。n个氨基酸形成1条肽链脱去(n-1)个水分子, D项错误。
2.下面依次为丙氨酸、丝氨酸和天冬氨酸的结构简式,由这3个氨基酸脱水缩合成的化合物中,含有的氨基、羧基和肽键的数目是( )
A.1,1,3 B.3,3,2 C.1,1,2 D.1,2,2
D
1条肽链上至少有1个游离的氨基和1个游离的羧基,分别在肽链的两端;题图中天冬氨酸的R基上有1个羧基,故由这3种氨基酸脱水缩合形成的化合物中有氨基1个、羧基2个。而肽键数=氨基酸数-肽链数=3-1=2(个)。
知识点三
蛋白质的结构及其多样性
知识筛查
1.氨基酸的脱水缩合
(1)过程a的名称是脱水缩合,
发生场所是核糖体。
(2)物质b是二肽。
(3)箭头c是肽键,是连接两个氨基酸
分子的化学键。
(4)H2O中H的来源是羧基和氨基。
(5)多个氨基酸发生该反应,产物名称为多肽。
2.蛋白质的结构层次
3.蛋白质的结构多样性
(1)表现:组成一种蛋白质的氨基酸数目可能成千上万,氨基酸形成肽链时,不同种类氨基酸的排列顺序千变万化,肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别,这就决定了蛋白质分子的结构多样性。
(2)模型
易错易混关注蛋白质结构和性质的7个易错点
(1)氨基、羧基书写误区:不要将氨基错写为NH2或—NH3;不要将羧基误写为COOH。正确的书写应为—NH2、—COOH。
(2)蛋白质变性的误区: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)由于基因的选择性表达,同一生物的不同细胞中蛋白质的种类和数量会出现差异。
(4)蛋白质的盐析和变性的区别
①盐析:鸡蛋清中加入食盐溶液看到白色絮状物,加水后白色絮状物消失。盐析属于物理变化。
②变性:蛋白质变性是指蛋白质在某些物理和化学因素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性丧失的现象。变性属于化学变化。
(5)氨基酸数目≠氨基酸种类:蛋白质分子含有多个氨基酸,而构成生物体蛋白质的氨基酸最多有21种。
(6)R基中不一定有碳原子,如甘氨酸上的R基是一个氢原子。
(7)多肽≠蛋白质:在核糖体上合成的是多肽,不是蛋白质,多肽必须经过加工后,才能形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。
知识落实
1.下图表示1条肽链的分子结构简式,下列叙述错误的是( )
A.这条肽链中的肽键数目是2个
B.构成肽链的氨基酸数目是2个
C.合成多肽的生理过程称为脱水缩合
D.在合成该肽链时脱去了2个水分子
B
根据题图可知,该条肽链是由3个氨基酸脱水缩合形成的。
2.研究人员在实验室中研究蛋白质的折叠时发现,尿素可以使蛋白质去折叠(或变性),成为失去自然构象的松散肽链,除去尿素后,蛋白质又可以自发地重新折叠(或复性)成原来的构象,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.蛋白质的结构与组成该蛋
白质的氨基酸的种类、数目和
排列顺序有关
B.去除尿素后,变性的蛋白质
恢复它们原来的构象,功能也
可能随之恢复
C.暴露在高浓度尿素溶液中的变性的蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应
D.当蛋白质和细胞内的其他分子发生相互作用时,其构象不会发生变化
D
蛋白质结构多样性与构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链盘曲、折叠方式及其形成的空间结构相关,A项正确。分析题图可知,高浓度的尿素溶液可以使蛋白质变性,除去尿素后,蛋白质结构恢复,结构决定功能,所以蛋白质功能也可能随之恢复,B项正确。暴露在高浓度尿素溶液中的变性的蛋白质只是空间结构发生变化,肽键并未断裂,所以能与双缩脲试剂发生紫色反应,C项正确。当蛋白质和细胞内的其他分子发生相互作用时,其构象可能会发生变化,D项错误。
第二环节 关键能力形成
能力形成点一
氨基酸的结构通式分析及判断方法
典型例题
下图为6种有机物的结构式,若由其中能构成生物体蛋白质的氨基酸经脱水缩合形成1条链状多肽(每种氨基酸只有1个),则该多肽的氨基酸个数、氨基个数和相对分子质量减少值依次是( )
A.6、4、90 B.5、2、72
C.4、3、54 D.5、4、72
B
根据氨基酸的结构特点可知,①②③④⑥是构成蛋白质的氨基酸,即该多肽的氨基酸个数为5个;由于⑥的R基上有1个氨基,所以该多肽含有2个游离的氨基;5个氨基酸脱去了4分子水,所以相对分子质量减少了18×4=72。
整合构建
1.熟记氨基酸的结构通式
找出氨基酸的共同体,即图中“不变部分”(连接在同一碳原子上的—NH2、
—COOH和—H),剩下的部分即为R基。倘若找不到上述“不变部分”,则不属于构成蛋白质的氨基酸。
2.“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸
训练突破
1.下面是3种化合物的结构简式,下列有关这3种化合物的叙述,错误的是( )
A.3种化合物可以用1个结构通式表示
B.3种化合物的共同点之一是都含有1个氨基、1个羧基
C.3种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应
D.3种化合物两两结合形成的物质的游离氨基数相同
B
3种化合物都是构成蛋白质的氨基酸,都可用氨基酸的结构通式表示,A项正确。题图中3种氨基酸的共同点应为“至少都含有1个氨基、1个羧基”,B项错误。双缩脲试剂鉴定蛋白质产生紫色反应,是由于蛋白质中含有肽键,而氨基酸中无肽键,故不能与双缩脲试剂发生紫色反应,C项正确。3种化合物两两结合形成的物质中游离的氨基数分别是1、1、1,D项正确。
2.请仔细观察下图所示图解,下列叙述正确的是( )
A.上述结构全部属于氨基酸
B.若上述氨基酸形成链状
四肽,则应该具有3个肽键,2个
游离的氨基,2个游离的羧基
C.若上述氨基酸形成环状
四肽,则应该有4个肽键,2个
游离的氨基,1个游离的羧基
D.若上述①②③ 3种物质,
每种仅有1个,则形成的三肽种
类最多有27种
C
题图中④的氨基和羧基没有连接在同一个碳原子上,所以不是组成蛋白质的氨基酸,A项错误。若①②③⑤形成链状四肽,则应该具有3个肽键,3个游离的氨基,2个游离的羧基,B项错误。若①②③⑤形成环状四肽,则应该有4个肽键,2个游离的氨基,1个游离的羧基,C项正确。若①②③ 3种物质,每种仅有1个,则形成的三肽种类有6种,D项错误。
能力形成点二
多肽形成过程中相关数量的计算方法
典型例题
现有1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,如下图所示。下列有
关叙述正确的是( )
A.合成该多肽时,至少需要
36个密码子
B.控制合成该多肽的相应基因至少有36个碱基
C.将1个该“十二肽”分子彻底水解后有(z-12)个赖氨酸
D.该分子是在核糖体上合成的,并且需要61种tRNA参与
C
在翻译时,1个密码子编码1个氨基酸,因此,合成该多肽时,至少需要12个密码子;在基因的转录、翻译过程中,若只考虑编码氨基酸的序列,则DNA中的碱基数与蛋白质中氨基酸的个数之比是6∶1,因此,控制合成该多肽的相应基因至少有72个碱基;组成该十二肽的氨基酸中只有赖氨酸的R基中含有1个氨基,所以该十二肽中比12多出来的氮原子数即赖氨酸的数目,因此赖氨酸的数目=z-12;1种tRNA转运1种氨基酸,故该十二肽在核糖体上合成,最多需要12种tRNA参与。
整合构建
1.蛋白质的相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系
(1)肽键数=失去水分子数=氨基酸数-肽链数。
(2)蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数×18(不考虑形成二硫键)。
注氨基酸平均分子质量为a。
肽链 数目 氨基 酸数 肽键 数目 脱去水 分子数 肽链相对 分子质量 氨基 数目 羧基
数目
1条 m m-1 m-1 am-18(m-1) 至少1个 至少1个
n条 m m-n m-n am-18(m-n) 至少n个 至少n个
2.蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算
(1)至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数。
(2)游离氨基或羧基数目=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数。
3.蛋白质形成过程中相关原子数的变化
氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在1个氨基酸中,若不考虑R基,至少含有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,要失去部分氢原子、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)碳原子数=氨基酸的分子数×2+R基上的碳原子数。
(2)氢原子数=各氨基酸中氢原子的总数-脱去的水分子数×2。
(3)氧原子数=各氨基酸中氧原子的总数-脱去的水分子数。
(4)氮原子数=肽链数+肽键数+R基上的氮原子数=氨基酸的分子数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子的总数。
(5)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,计算特定氨基酸的个数最为简便。若已知某肽链的分子式,则在该肽链中:
①含2个氨基的氨基酸数=氮原子数-肽键数-1;
②含2个羧基的氨基酸数=(氧原子数-肽键数-2)/2。
4.氨基酸数目与相应DNA、RNA片段中碱基数目的关系
基因表达中氨基酸与相应DNA、mRNA中碱基之间的数量关系如下图所示。
由于mRNA中有终止密码子,上述关系应理解为每合成1个氨基酸至少需要mRNA上的3个碱基和DNA(基因)上的6个碱基。
知识延伸有关多肽计算的注意事项
(1)环状肽如右图所示。
根据图示可知,肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数(由于环状肽首尾氨基酸彼此相连,故形成1个环状肽比形成1条直链肽要多生成1个水分子)。
(2)在计算多肽的相对分子质量时,还要考虑一些其他的化学变化过程,如二硫键(—S—S—)的形成,每形成1个二硫键,脱去2个—H,故相对分子质量减少2。
训练突破
1.右图所示是由n个氨基酸缩合而成的某蛋白质的结构图,其中二硫键“—S—S—”是一种连接蛋白质中两条肽链的化学键(—SH+—SH→—S—S—+2H)。下列说法正确的是( )
A.该蛋白质至少含有(n-2)个氧原子
B.合成该蛋白质时生成(n-2)个水分子
C.该蛋白质至少含有(n+2)个羧基
D.该蛋白质的水解产物增加(2n-4)个氢原子
B
n个氨基酸至少含有的氧原子数为2n,n个氨基酸形成题图所示的蛋白质过程中脱掉的水分子数为(n-2)个,对应脱掉的氧原子数为(n-2)个,则该蛋白质至少含有的氧原子数为2n-(n-2)=(n+2)个,A项错误,B项正确。1条肽链中至少含有1个游离的氨基和1个游离的羧基,所以该蛋白质至少含有2个羧基,C项错误。该蛋白质水解时需消耗(n-2)个水分子,破坏2个二硫键需要4个氢,所以该蛋白质的水解产物中氢原子增加了2×(n-2)+4=2n(个),D项错误。
2.1条由39个氨基酸形成的环状多肽,其中有4个谷氨酸(R基为—CH2—CH2—COOH)。下列关于该多肽的叙述,正确的是( )
A.有38个肽键
B.可能没有游离的氨基
C.至少有5个游离的羧基
D.至多有36种氨基酸
B
1条由39个氨基酸形成的环状多肽,应有39个肽键,A项错误。因为谷氨酸的R基上没有游离的氨基,也不知道其他氨基酸的R基,因此该多肽可能没有游离的氨基,B项正确。由于谷氨酸的R基上有1个游离的羧基,则该多肽至少有4个游离的羧基,C项错误。组成蛋白质的氨基酸最多为21种,D项错误。
3.经测定,某多肽分子式是C21HxOyN4S2。已知该多肽是由下列氨基酸中的几种为原料合成的:苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。下列有关该多肽的叙述,错误的是( )
A.该多肽是三肽化合物
B.水解后能产生3种氨基酸
C.氢原子数和氧原子数分别是32和5
D.在核糖体上形成时相对分子质量减少了54
A
题干中给出的几种氨基酸都只含有1个氮原子,因此分子式为C21HxOyN4S2的多肽是由4个氨基酸脱水缩合形成的四肽,A项错误。该化合物中含有2个硫原子,因此分子式为C21HxOyN4S2的多肽中含有2个半胱氨酸(C3H7O2NS),由碳原子数可推知除了有2个半胱氨酸,还有2个氨基酸参与该多肽的形成,分别是苯丙氨酸和亮氨酸。所以该四肽化合物水解产生的氨基酸是3种,多肽中氢原子数和氧原子数分别是32和5,B、C两项正确。4个氨基酸脱水缩合脱去了3分子水,相对分子质量减少了54,D项正确。
4.右图表示1个由200个氨基酸构成的蛋白质分子。下列叙述正确的是( )
A.该分子含有198个肽键
B.这200个氨基酸中至少有200个氨基
C.合成该蛋白质时相对分子质量减少了3 564
D.该分子至少含有2个游离的羧基
D
题图所示蛋白质分子含有2条肽链,且2条肽链之间由2个肽键连接,故该分子一共含有200个肽键,A项错误。由题图可知,第70位、120位的氨基酸R基上有氨基,故组成该蛋白质分子的200个氨基酸中至少含有202个氨基,B项错误。合成该蛋白质分子时脱去的水分子数与形成的肽键数相等,故合成该蛋白质分子时相对分子质量减少了18×200=3 600,C项错误。该蛋白质分子含有2条肽链,至少含有2个游离的羧基,D项正确。
第三环节 核心素养提升
实验设计遵循的四大基本原则
1.单一变量原则:即除自变量(实验变量)以外,应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜。如生物材料相同(大小、生理状况、年龄、性别等)、实验器具相同(型号、洁净程度等)、实验试剂相同(用量、浓度、使用方法等)和条件相同(保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等)。
2.对照原则:应设置对照实验,使实验组与对照组的自变量不同(其他因素都相同),以消除无关变量对实验结果的影响,增强实验结果的可信度。
3.平行重复原则:在实验设计中为了避免实验结果的偶然性,必须对所做实验进行足够次数的重复,以获得多次实验结果的平均值,保证实验结果的准确性。
4.科学性原则:在设计实验时必须有充分的科学依据,即实验目的要明确,实验原理要正确,实验研究的材料和实验方法的选择要恰当,整个实验设计的思路和实验方法的确定都不能偏离实验原理、有关的生物学知识及其他学科领域的基本知识。
典例剖析
已知蛋白质和双缩脲试剂反应呈现紫色,请你根据给出的实验材料设计1个验证唾液中含有蛋白质的实验,要求写出:(1)基本的实验步骤;(2)预期的结果和结论。
材料用具:双缩脲试剂A液,双缩脲试剂B液,蛋清稀释液(含有丰富蛋白质),水,小烧杯,玻璃棒,试管,滴管和滴瓶,镊子,脱脂棉。
核心素养考查点剖析:本题以蛋白质的鉴定为载体,重点考查了实验设计遵循的基本原则,较好地考查了“科学探究”这一学科素养。
答案:(1)步骤:
①用清水漱口后取适量唾液到小烧杯中,备用;
②取2 mL蛋清稀释液和2 mL唾液分别加入甲、乙2支试管中;
③分别向2支试管中加入双缩脲试剂A液1 mL,摇匀,再加入双缩脲试剂B液4滴,摇匀;
④观察并对照2支试管的颜色。
(2)预期结果和结论:甲、乙2支试管都呈现紫色,说明唾液中含有蛋白质。
解析:要验证唾液中含有蛋白质,可采取设置对照实验的方法。取2支相同的试管,在其中一支试管中加入适量唾液,在另一支试管中加入等量蛋清稀释液作为对照,经过相同的处理后,根据2支试管中溶液的颜色变化来判断唾液中是否含有蛋白质。
典题训练
芝麻种子中含有丰富的脂肪,脂肪与苏丹Ⅲ染液反应会呈现橘黄色,请设计1个验证芝麻种子中含有脂肪的实验,写出基本的实验思路和预期结果、结论即可。
答案:(1)实验思路:将适量芝麻种子研磨后制成组织样液,取部分组织样液加到试管中,加入适量的苏丹Ⅲ染液,摇匀后和原组织样液对比,观察颜色变化。
(2)预期结果和结论:芝麻种子组织样液出现明显的橘黄色,说明芝麻种子中含有脂肪。
解析:芝麻种子很小,因此要验证芝麻种子中含有脂肪不能像花生子叶那样做切片用显微镜观察,要先把芝麻种子研磨后制成组织样液,再染色观察颜色变化,这样才符合科学性的原则。为了实验严谨,应留部分组织样液与实验组形成对照。(共54张PPT)
第4讲 细胞中的糖类和脂质、核酸是遗传信息的携带者
第一单元
课标要求
1.概述糖类有多种类型,它们既是细胞的重要结构成分,又是生命活动的重要能源物质。
2.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。
3.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。
备考指导
1.理论联系实际,结合表格和概念图的形式,复习核酸、糖类和脂质等知识。
2.结合表格和概念图的形式,学习有机物的结构与功能等知识。
内容索引
01
02
03
第一环节 必备知识落实
第二环节 关键能力形成
第三环节 核心素养提升
第一环节 必备知识落实
知识点一
细胞中的糖类和脂质
知识筛查
1.细胞中的糖类
(1)元素组成:一般由C、H、O三种元素组成。
(2)主要作用:糖类是重要的能源物质。
(3)分类
a.单糖
①含义:不能水解的糖类。
b.二糖:分布在植物中的二糖主要是蔗糖和麦芽糖;分布在动物中的二糖主要是乳糖。
c.多糖
2.细胞中的脂质
(1)元素组成:主要是C、H、O,有些脂质还含有P和N。
(2)化学性质:脂质的分子结构差异很大,通常都不溶于水,而溶于脂溶性有机溶剂。
(3)特点:与糖类不同,脂质分子中氧的含量远远低于糖类,而氢的含量更高。
(4)分类及功能
(5)细胞中糖类与脂质的关系
①细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的。血液中的葡萄糖除供细胞利用外,多余的部分可以合成糖原储存起来;如果葡萄糖还有富余,就可以转变成脂肪和某些氨基酸。脂肪被消化吸收后,可以在皮下结缔组织等处以脂肪组织的形式储存起来。
②糖类和脂肪之间的转化程度是有明显差异的。例如,糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪;而脂肪一般只在糖类供能不足时,才会分解供能,而且不能大量转化为糖类。
知识落实
1.下图为与某种单糖A有关的概念图,下列说法错误的是( )
A.若某种单糖A为果糖,
则物质①是蔗糖
B.若③是动物细胞中的储能物质,
则③是糖原
C.若构成物质②的碱基有胸腺嘧啶,
则某种单糖A为核糖
D.若④是腺嘌呤核糖核苷酸,则它可作为ATP的组成部分
C
若构成物质②的碱基有胸腺嘧啶,则某种单糖A为脱氧核糖。
2.下列有关脂质的叙述,正确的是( )
A.脂质中的磷脂是细胞膜的组成成分
B.维生素D和性激素不属于固醇类物质
C.脂肪比相同质量的多糖彻底氧化产能少
D.脂质在核糖体、内质网及高尔基体上合成
A
维生素D和性激素都属于固醇类物质,B项错误。脂肪比相同质量的多糖彻底氧化产能多,C项错误。脂质在内质网上合成,D项错误。
知识点二
核酸的结构、功能与分布
知识筛查
1.核酸的种类与功能
(1)核酸的种类:生物体中的核酸有2种,DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)。
(2)核酸的结构(如下图所示)
巧学助记DNA结构的“一、二、三、四、五”
(1)一种结构——一种规则的双螺旋结构;
(2)两条长链——两条脱氧核苷酸长链;
(3)三种组成——磷酸、含氮碱基、五碳糖;
(4)四种单体——A、G、C、T 四种脱氧核苷酸;
(5)五种元素——C、H、O、N、P。
(3)核酸的功能
(4)核酸分子的多样性和特异性
①多样性:组成DNA分子的脱氧核苷酸虽然只有4种,但是在连成长链时,排列顺序是极其多样的,所以DNA分子具有多样性。
注 DNA空间结构不具有多样性,注意与蛋白质具有多样性的原因进行区分。
②特异性:每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的比例和排列顺序是特定的,其特定的排列顺序代表了特定的遗传信息。
2.DNA和RNA的比较
注 DNA中有T无U,而RNA中有U无T,因此,研究DNA的复制时可标记胸腺嘧啶(T),研究RNA的复制时可标记尿嘧啶(U)。
3.填写不同生物的核酸、核苷酸、碱基及遗传物质
4.生物大分子以碳链为骨架
易错易混有关核酸结构的4个易错点
(1)混淆ATP、DNA、RNA和核苷酸中“A”的含义。
(2)误认为RNA为单链结构,没有氢键。
DNA一般为双链结构,RNA一般为单链结构,但tRNA的单链结构中存在部分双链区,双链区中有氢键。
(3)脱氧核糖≠脱氧核苷酸≠脱氧核糖核酸。
脱氧核糖是一种五碳糖,脱氧核苷酸是脱氧核糖核酸的基本组成单位,而脱氧核糖核酸是DNA。
(4)核糖≠核糖核苷酸≠核糖核酸。
核糖是一种五碳糖,核糖核苷酸是核糖核酸的基本组成单位,而核糖核酸是RNA。
知识落实
1.下列有关核酸的叙述,正确的是( )
A.生物都有DNA和RNA两种核酸,遗传物质都是DNA
B.核酸分子中嘌呤数等于嘧啶数,碱基之间通过氢键形成碱基对
C.真核细胞的RNA主要分布在细胞核中
D.核酸的基本组成单位是核苷酸,其组成元素是C、H、O、N、P
D
没有细胞结构的病毒只有一种核酸,DNA或RNA;由细胞构成的生物都含有DNA和RNA两种核酸,遗传物质都是DNA,A项错误。核酸包括DNA和RNA,其中RNA分子一般是单链的,其嘌呤数一般不等于嘧啶数,且碱基之间一般不通过氢键形成碱基对,B项错误。真核细胞的RNA主要分布在细胞质中,DNA主要分布在细胞核中,C项错误。核酸包括DNA和RNA,其基本组成单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸,组成元素是C、H、O、N、P, D项正确。
2.下表表示各种生物的碱基、核苷酸、五碳糖的种类,正确的是( )
B
选项 生物或细胞 碱基 核苷酸 五碳糖
A 人类免疫缺陷病毒 5种 5种 1种
B 烟草叶肉细胞 5种 8种 2种
C 烟草花叶病毒 4种 8种 2种
D 豌豆根毛细胞 8种 8种 2种
人类免疫缺陷病毒和烟草花叶病毒均属于RNA病毒,只含有RNA 1种核酸,所以有4种碱基、4种(核糖)核苷酸、1种五碳糖(核糖),A、C两项错误。烟草叶肉细胞和豌豆根毛细胞均含有DNA和RNA 2种核酸,所以有8种核苷酸(4种脱氧核苷酸+4种核糖核苷酸)、2种五碳糖(脱氧核糖和核糖)、5种碱基,B项正确,D项错误。
第二环节 关键能力形成
能力形成点一
糖类和脂质的种类和作用
典型例题
下列关于糖类和脂质的叙述,正确的有( )
①分别含有5个和12个碳原子的核糖、蔗糖都能被酶催化水解 ②糖原和淀粉的水解产物虽然不同,但都是能源物质 ③能合成糖原的生物一定是动物 ④在糖尿病患者的尿液中加入斐林试剂即可出现砖红色沉淀 ⑤胆固醇在人体内参与血液中脂质的运输 ⑥所有的脂质都是细胞膜的组成成分 ⑦脂肪属于脂质的一种,脂肪和磷脂的组成元素相同
A.1项 B.2项
C.3项 D.4项
B
核糖是单糖,是不能水解的糖,①错误。糖原和淀粉的水解产物都是葡萄糖,②错误。能合成糖原的生物一定是动物,糖原只存在于动物细胞中,③正确。在糖尿病患者的尿液中加入斐林试剂,需水浴加热后才会出现砖红色沉淀,④错误。胆固醇在人体内参与血液中脂质的运输,⑤正确。脂质包括脂肪、磷脂和固醇,脂肪不是细胞膜的组成成分,⑥错误。脂肪只含有C、H、O,而磷脂中还含有P甚至N,⑦错误。
整合构建
1.糖类的合成场所、种类及相互关系
糖类的合成场所:叶绿体(葡萄糖、淀粉)、内质网(糖基团)、肝(肝糖原)、肌肉(肌糖原)和细胞膜(纤维素)等。
2.脂肪的组成、特点和功能分析
(1)脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯。
(2)脂肪酸可以是饱和的,室温时呈固态,如动物脂肪;也可以是不饱和的,室温时呈液态,如食用油。
(3)脂肪不是唯一的储能物质,动物细胞中还有糖原,植物细胞中还有淀粉。
(4)脂肪是机体主要的储能物质的原因:脂肪的体积比较小,但所含的能量比较多。
(5)脂肪氧化分解释放能量比较多的原因:脂肪分子中氢的含量比较多,而能量的释放与氢的氧化有关。
3.糖类与脂质的共性和特性以及二者的转化
(1)元素组成
(2)生理功能
(3)糖类与脂质的转化:过多的糖类可以大量转化为脂肪,而脂肪不能大量转化为糖类。
4.能源物质的归纳
训练突破
1.下列物质中,动物细胞内不具有的是( )
A.几丁质 B.糖原
C.核糖 D.纤维素
D
2.下图表示糖的常见种类及其之间的转化过程,下列相关叙述正确的是( )
B
A.核糖和脱氧核糖都是核酸的基本组成单位
B.单糖→二糖→淀粉,其中单糖指的是葡萄糖
C.图中①可能是肌糖原,在人体内该糖原水解可以补充血糖
D.图中②可能是纤维素,是植物细胞壁的主要成分之一,在叶绿体内合成
核酸的基本组成单位是核苷酸,A项错误。淀粉的基本组成单位是葡萄糖,B项正确。人体内的肌糖原不能直接水解成葡萄糖,C项错误。组成植物细胞壁的纤维素不是在叶绿体内合成的,其合成场所为细胞膜,D项错误。
3.中国科学家屠呦呦因在抗疟疾药物——青蒿素方面的杰出贡献而获得2015年诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素是一种脂质类物质,主要用于治疗疟疾。下列有关脂质的叙述,错误的是( )
A.胆固醇和雌激素均属于固醇类脂质
B.脂质在哺乳动物精子形成中具有重要作用
C.脂质都能被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色
D.内质网是脂质合成的场所
C
脂质中的脂肪能被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。
能力形成点二
三法突破核酸的结构及与蛋白质的比较
典型例题
下图是人体细胞中两种重要有机物
B、E的元素组成及相互关系图。
下列关于此图的叙述,错误的是( )
A.E→G发生的场所主要是细胞核,G→B发生的场所是细胞质
B.B的多种重要功能只与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.B和E都以碳链为骨架
B
由题图可知,b是氨基酸,B是蛋白质,e是核苷酸,E是DNA,G是mRNA;B的功能还与肽链的盘曲、折叠形成的空间结构有关。
整合构建
1.巧记RNA与ATP的两种关系
(1)元素组成都是C、H、O、N、P。
(2)AMP(ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分)是组成RNA的基本单位之一,如图所示。
2.运用“三看”法快速区分DNA、RNA
3.运用表格法辨析蛋白质与核酸
知识延伸DNA多样性、蛋白质多样性和生物多样性的关系
训练突破
1.科学家发现蛋白质合成用到的供能物质有鸟苷三磷酸(GTP),GTP与ATP类似。下图为与基因表达相关的3种分子示意图,下列相关叙述错误的是( )
A.甲、乙、丙的组分中均有糖类
B.乙的水解产物中含有丙
C.丙可为乙的合成提供原料
D.甲、乙共由8种核苷酸组成
B
乙的水解产物中含有鸟嘌呤核糖核苷酸,与丙水解产生的G-P分子的组成相同,因此丙的水解产物可以作为合成乙的原料。
2.下图表示化合物a和m参与化合物b的构成情况,下列叙述错误的是( )
A.若m为腺嘌呤,则b可能为腺嘌呤核糖核苷酸
B.在噬菌体、烟草花叶病毒体内b均为4种
C.若a为核糖,则ADP脱去1个磷酸后,可形成b
D.若a为脱氧核糖,则由b构成的核酸可存在于人类免疫缺陷病毒中
D
人类免疫缺陷病毒的遗传物质是RNA,其基本组成单位为核糖核苷酸,故a应为核糖,D项错误。
第三环节 核心素养提升
高考真题剖析
【例题1】 (2023北京卷)PET-CT是一种使用示踪剂的影像学检查方法。所用示踪剂由细胞能量代谢的重要能源物质改造而来,进入细胞后不易被代谢,可以反映细胞摄取能源物质的量。由此可知,这种示踪剂是一种改造过的( )
A.维生素
B.葡萄糖
C.氨基酸
D.核苷酸
核心素养考查点剖析:本题以“示踪剂”为载体,重点考查了糖类的功能,较好地考查了“生命观念”这一学科素养。
答案:B
解析:分析题意可知,该示踪剂由细胞能量代谢的重要能源物质改造而来,应是糖类,且又知该物质进入细胞后不易被代谢,可以反映细胞摄取能源物质的量,则该物质应是被称为“生命的燃料”的葡萄糖。
【例题2】 (2020浙江卷)某DNA片段的结构如下图所示。下列叙述正确的是( )
A.①表示胞嘧啶
B.②表示腺嘌呤
C.③表示葡萄糖
D.④表示氢键
核心素养考查点剖析:本题以DNA片段结构图为载体,重点考查了DNA的结构,较好地考查了“生命观念”这一学科素养。
答案:D
解析:题图中的①表示胸腺嘧啶,②表示胞嘧啶,③表示脱氧核糖,④表示氢键。
典题训练
1.组成下列多聚体的单体的种类最多的是( )
A.血红蛋白 B.DNA
C.淀粉 D.纤维素
A
血红蛋白属于蛋白质,其单体是氨基酸,在人体中组成蛋白质的氨基酸有21种;DNA的单体是脱氧核苷酸,脱氧核苷酸共有4种;淀粉属于多糖,其单体是葡萄糖;纤维素属于多糖,其单体是葡萄糖。
2.下列与蛋白质、核酸相关的叙述,错误的是( )
A.一个核糖体上可以同时合成多条肽链
B.一个蛋白质分子可以含有多个金属离子
C.一个mRNA分子可以结合多个核糖体
D.一个DNA分子可以转录产生多个RNA分子
A
一个核糖体上一次只能合成一条肽链,A项错误。一个蛋白质分子可以含有多个金属离子,如一个血红蛋白含有四个Fe2+,B项正确。一个mRNA分子可以结合多个核糖体,合成多条肽链,C项正确。一个DNA分子上含有多个基因,不同基因可以转录产生不同的RNA分子,D项正确。
3.(2024湖南卷)细胞膜上的脂类具有重要的生物学功能。下列叙述错误的是( )
A.耐极端低温细菌的膜脂富含饱和脂肪酸
B.胆固醇可以影响动物细胞膜的流动性
C.糖脂可以参与细胞表面识别
D.磷脂是构成细胞膜的重要成分
饱和脂肪酸的熔点较高,容易凝固,耐极端低温细菌的膜脂富含不饱和脂肪酸,A项错误。胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,其对于调节膜的流动性具有重要作用,B项正确。细胞膜表面的糖类分子可与脂质结合形成糖脂,这些糖类分子与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系,因此糖脂可以参与细胞表面识别,C项正确。磷脂是构成细胞膜的重要成分,D项正确。
A
4.下列关于糖类的叙述,正确的是( )
A.单糖可以被进一步水解为更简单的化合物
B.构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为果糖
C.细胞识别与糖蛋白中蛋白质有关,与糖被无关
D.糖类是大多数植物体干重中含量最多的化合物
D
单糖是不能水解的糖,A项错误。构成淀粉、糖原和纤维素的单体都是葡萄糖,B项错误。细胞识别与糖蛋白中的糖被有关,C项错误。大多数植物细胞富含纤维素、淀粉等,糖类是其干重中含量最多的化合物,D项正确。
5.下列与真核生物中核酸有关的叙述,错误的是( )
A.线粒体和叶绿体中都含有 DNA 分子
B.合成核酸的酶促反应过程中不消耗能量
C.DNA 和 RNA 分子中都含有磷酸二酯键
D.转录时有 DNA 双链解开和恢复的过程
B
酶通过降低化学反应的活化能实现其催化作用,但合成核酸的酶促反应过程中仍消耗能量。
6.已知①酶、②抗体、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是人体内有重要作用的物质。下列说法正确的是( )
A.①②③都是由氨基酸通过肽键连接而成的
B.③④⑤都是生物大分子,都以碳链为骨架
C.①②⑥都是由含氮的单体连接成的多聚体
D.④⑤⑥都是人体细胞内的重要能源物质
C
酶的化学本质是蛋白质或RNA,所以酶不都是由氨基酸通过肽键连接而成的,激素中的固醇类激素(如性激素)属于脂质,不是由氨基酸通过肽键连接而成的,A项错误。生物大分子又称为单体的多聚体,多糖、蛋白质、核酸都是由各自的单体连接成的多聚体;固醇类激素和脂肪都属于脂质,脂质不属于生物大分子,B项错误。酶的化学本质是蛋白质或RNA,其单体是氨基酸或核苷酸;抗体的化学本质是蛋白质,组成蛋白质的单体是氨基酸;组成核酸的单体是核苷酸,氨基酸和核苷酸都含有氮元素,C项正确。糖原是人和动物细胞内的储能物质,脂肪是细胞内良好的储能物质,核酸是细胞内携带遗传信息的物质,D项错误。
