專題1細胞的分子組成高考生物（江蘇省專用）考點1組成細胞的元素和無機物一、組成細胞的元素1.細胞中的必需元素知識清單元素的分類

元素種類按作用分最基本元素

C

基本元素C、H、O、N

主要元素

C、H、O、N、S、P

按含量分

大量

元素C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg等

微量

元素

Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo

、Cl等[巧學巧記]組成細胞的微量元素

2.存在形式:大多以

化合物

的形式存在。組成細胞的化合物的種類和含量可表示如下:

名師點睛元素和化合物的含量和種類(1)占細胞鮮重最多的元素和化合物分別是O和水。(2)占細胞干重最多的元素和化合物分別是C和蛋白質。(3)構成生物大分子的基本骨架的元素是C。3.元素的統一性和差異性二、細胞中的無機物1.水的存在形式和生理作用2.細胞中的水與細胞代謝、抗逆性的關系

存在形式含量特點生理作用結合水約

4.5%

在細胞中與其他物質結合在一起是組成

細胞結構

的重要成分,與細胞的抗逆性有關自由水約

95.5%

以

游離

的形式存在,可以自由流動,易蒸發(1)是良好的

溶劑

;(2)各種生物化學反應的介質或直接作為反應物參與反應;(3)運輸營養物質和運走

代謝廢物

;(4)為細胞提供

液體

環境[知能拓展]細胞內水的產生和利用3.無機鹽的存在形式和生理作用

元素功能含量異常時的癥狀I甲狀腺激素的組成元素缺乏時患地方性甲狀腺腫Fe血紅蛋白的組成元素缺乏時患缺鐵性貧血Ca降低神經系統的興奮性哺乳動物血鈣過低時,會出現抽搐現象;血鈣過高時,會患肌無力Mg組成葉綠素的元素之一缺乏時葉片變黃,無法進行光合作用B促進花粉的萌發和花粉管的伸長油菜缺硼時,會出現“花而不實”K促進植物體內淀粉的運輸;動物細胞內滲透壓的維持缺乏時植物抗逆能力減弱,易受病害侵襲[知能拓展]細胞中無機鹽的作用及無機鹽含量異常時的癥狀的分析4.驗證某種無機鹽的生理作用的實驗思路①實驗組

②對照組正常植物+完全培養液→正常生長例1

(2013江蘇單科,16,2分)下列關于生物體與水分的關系,敘述正確的是

()A.貯藏中的種子不含水分,以保持休眠狀態B.水從根系向地上部分的運輸與細胞壁無關C.適應高滲環境的動物可排出體內多余的鹽D.缺水時,動物體的正反饋調節能促使機體減少水的散失解析貯藏中的種子自由水含量低,以保持休眠狀態;水沿著由死亡細胞的細胞壁圍成的導管從

植物的根系向地上部分運輸;適應高滲環境的動物細胞外液滲透壓相對較高,但仍要排出體內多

余的鹽,以維持內環境穩態;缺水時,動物體的負反饋調節能促使機體減少水的散失。答案

C考點2蛋白質的結構和功能一、蛋白質的基本組成單位——氨基酸1.元素組成:

C、H、O、N

等。2.種類:構成蛋白質的氨基酸約有

20

種;3.結構通式:

;

5.結構特點:都至少含有一個

氨基

和一個

羧基

,并且都有一個氨基和一個羧基連接在

同一個碳原子

上。4.氨基酸的結構通式解讀[巧學巧記]氨基酸的結構通式若把一個氨基酸分子與人體對比(如圖),則軀干——中心碳原子頭部——R基(—R)右手——氨基(—NH2)左手——羧基(—COOH)下肢——H原子二、蛋白質的形成1.方式:脫水縮合

(1)上述合成的物質是

二肽

和水。(2)生成物中虛線框中的結構稱為

肽鍵

,其結構簡式為

—NH—CO—

。(2)氨基酸經脫水縮合形成的H2O中的H來自—COOH中的

—OH

和—NH2中的

H

,而O只

來自于

—COOH

中的O。名師點睛氨基、羧基及肽鍵的書寫形式2.合成場所:

核糖體

。3.蛋白質的結構層次氨基酸

二肽

多肽

蛋白質

正確錯誤(舉例)氨基—NH2NH2或—NH3羧基—COOHCOOH

肽鍵—CO—NH—CO—NH

[巧學巧記]利用四個“一”記住蛋白質的結構和形成過程三、蛋白質的多樣性名師點睛蛋白質和多肽的區別與聯系

蛋白質多肽結構具空間結構具平面結構多樣性原因四個方面只有三個方面,無空間結構的差異聯系蛋白質可由一條或幾條肽鏈盤旋、折疊而成

名稱確定翻譯的直接產物是多肽,還不能叫蛋白質,必須再加工后,形成一定的空間結構才叫蛋白質

例2

(2015福建理綜,1,6分)人體內含有多種多樣的蛋白質,每種蛋白質

()A.都含有20種氨基酸B.都是在細胞內發揮作用C.都具有一定的空間結構D.都能催化生物化學反應解析組成人體蛋白質的氨基酸約有20種,但并不是每種蛋白質都含有20種氨基酸;有些蛋白質

可以在細胞外發揮作用,如消化酶;每種蛋白質均有其獨特的空間結構;蛋白質的功能具有多樣

性,如有些蛋白質具有催化作用,有些蛋白質具有免疫、運輸或調節作用。答案

C考點3核酸、糖類與脂質一、核酸的結構與功能1.核酸的結構層次

[巧學巧記]

(1)DNA的結構可以歸納為“5、4、3、2、1”來理解記憶

(2)利用圖形理解記憶核苷酸的組成:[巧學巧記]

(1)DNA的結構可以歸納為“5、4、3、2、1”來理解記憶3.DNA和RNA的比較分類

脫氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)組成單位

成分堿基A(

腺嘌呤

)、C(胞嘧啶)、G(

鳥嘌呤

)

T(

胸腺嘧啶

)U(尿嘧啶)

五碳糖

脫氧核糖

核糖

磷酸磷酸功能

是主要的遺傳物質,攜帶和

復制

遺傳信息,并決定蛋白質的合成①RNA是某些病毒的遺傳物質②在遺傳信息表達中起作用:

mRNA

——蛋白質合成的直接模板tRNA——運輸

特定

氨基酸rRNA——核糖體的組成成分③催化作用:極少數酶屬于RNA存在

①真核生物:

細胞核

(主要)、線粒體、葉綠體②原核生物:

擬核

、質粒主要存在于

細胞質

中名師點睛堿基種類與核苷酸種類的關系二、糖類的種類和生理作用1.元素組成:

C、H、O

。2.糖類的種類、功能及分布名師點睛對還原性糖和糖類水解產物的分析(1)并不是所有的糖都是還原性糖①葡萄糖、果糖、麥芽糖是還原性糖。②蔗糖、淀粉、糖原、纖維素等屬于非還原性糖。(2)并非所有的二糖水解的產物都一樣①一分子蔗糖可水解為一分子果糖與一分子葡萄糖。②一分子麥芽糖可水解為兩分子葡萄糖。③一分子乳糖可水解為一分子葡萄糖和一分子半乳糖。三、細胞中的脂質1.元素組成:

主要是C、H、O,有的含有N、P

。2.種類及作用種類

功能脂肪

(1)細胞內良好的

儲能物質

(2)保溫、緩沖和減壓作用類脂(如磷脂)

構成

細胞膜

的重要成分固醇膽固醇(1)構成動物細胞膜的重要成分(2)參與血液中

脂質

的運輸(3)還可轉化成

維生素D

性激素促進人或動物生殖器官的發育和生殖細胞的形成,維持第二性征

維生素D促進人和動物腸道對

鈣和磷

的吸收3.糖類與脂質的比較比較項目

糖類脂質區別元素組成C、H、O主要是C、H、O,有的還含有N、P

種類

合成部位淀粉:葉綠體纖維素:高爾基體糖原:主要是肝臟、肌肉內質網

生理作用①主要的能源物質②構成細胞結構,如糖被、細胞壁③核酸的組成成分,如核糖、脫氧核糖①生物體的儲能物質,如脂肪②構成生物膜的重要成分,如磷脂③調節新陳代謝和生殖,如性激素聯系

糖類

脂肪

②組成元素的比例不同:脂肪中氧的含量遠遠少于糖類,而碳和氫的含量比糖類高。因此,同等

質量的糖和脂肪氧化分解,脂肪所消耗的氧氣遠遠多于糖類,所釋放的能量也明顯多于糖類。例3

(2013江蘇單科,1,2分)下列關于生物體內有機物的敘述正確的是

()A.脂質不參與生命活動的調節B.蛋白質是生物體主要的能源物質C.核酸是生物體儲存遺傳信息的物質D.糖類不參與細胞識別和免疫調節解析脂質中的固醇參與生命活動的調節;糖類是生物體主要的能源物質;核酸是生物體儲存遺

傳信息的物質;細胞膜上的糖蛋白參與細胞的識別和免疫調節,糖蛋白中含有糖,因此糖類參與

細胞識別和免疫調節。答案

C名師點睛糖類與脂肪的不同①對生物體的作用側重點不同:糖類是生物體的主要能源物質;脂肪則是主要儲能物質。考點4生物組織中有機物的鑒定1.原理生物組織中某些有機化合物能與某些化學試劑產生特定的

顏色反應

。2.檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(1)實驗原理①糖類的檢測:糖類

②脂肪的檢測:

③蛋白質的檢測:蛋白質+

雙縮脲試劑

紫色

方法步驟還原性糖的檢測(1)制備組織樣液

(2)鑒定樣液:

脂肪的檢測制作切片→染色→

去浮色

→制片→鏡檢(50%乙醇)蛋白質的檢測(1)制備樣液(豆漿)

(2)鑒定樣液

(2)檢測步驟(3)斐林試劑與雙縮脲試劑的比較名師點睛(1)鑒定還原性糖,應選擇可溶性還原糖含量高、組織顏色淺或近于白色的植物,如白蘿

卜、梨等。(2)鑒定脂肪的材料,最好選擇富含脂肪的種子,如花生種子。(3)鑒定蛋白質的實驗材料最好選擇富含蛋白質的生物組織(或器官),如大豆、雞蛋蛋清或稀釋

的豆漿。

斐林試劑

雙縮脲試劑

甲液乙液A液B液成分0.1g/mLNaOH溶液0.05g/mLCuSO4溶液0.1g/mLNaOH溶液0.01g/mLCuSO4溶液鑒定物質可溶性還原糖

蛋白質

添加順序甲乙兩液等量混勻后立即使用

先加入A液2mL,搖勻;再加入B液3~4滴,搖勻

反應條件50~65℃水浴加熱

不需加熱,搖勻即可

反應現象樣液出現磚紅色沉淀

樣液變紫色

二、觀察DNA和RNA在細胞中的分布1.實驗原理(1)甲基綠和吡羅紅對DNA和RNA的

親和力

不同

顯示DNA和RNA在細胞中的分布2.實驗試劑——鹽酸的作用鹽酸能改變細胞膜的

通透性

→加速染色劑進入細胞,同時使染色質中的DNA和

蛋白質

分離→有利于

DNA

與染色劑結合。3.

例4

(2014江蘇單科,22,3分)關于生物組織中還原糖的鑒定,下列敘述正確的是(多選)

()A.量取2mL斐林試劑時應優先選用5mL量筒而不用10mL量筒B.隔水加熱時,試管中液體的液面應低于燒杯中水的液面C.在組織樣液中加入斐林試劑后試管內液體呈現無色,加熱后變成磚紅色D.實驗結束時將剩余的斐林試劑裝入棕色瓶,以便長期保存備用解析量取試劑時宜選用適度容量量筒,不應選用過大容量量筒,A正確;為使反應液均勻受熱,

水浴加熱時,試管內液體液面應低于燒杯中水的液面,B正確;斐林試劑是NaOH溶液和CuSO4溶

液生成的Cu(OH)2懸濁液,Cu(OH)2呈藍色,C錯誤;Cu(OH)2易分解,故斐林試劑必須現配現用,D錯

誤。答案

AB題型1數量計算類——蛋白質形成過程中的相關計算<方法詮釋>1.蛋白質相對分子質量、氨基酸數、肽鏈數、肽鍵數和失去水分子數的關系肽鍵數=失去水分子數=氨基酸數-肽鏈數;蛋白質相對分子質量=氨基酸數目×氨基酸平均相對分子質量-脫去水分子數×18。2.蛋白質中游離氨基或羧基數目的計算(1)至少含有的游離氨基或羧基數=肽鏈數。(2)游離氨基或羧基數目=肽鏈數+R基中含有的氨基或羧基數。題型突破肽鏈數目氨基酸數肽鍵數目脫去水分子數多肽鏈相對分子質量氨基數目羧基數目1條mm-1m-1am-18(m-1)至少1個至少1個n條mm-nm-nam-18(m-n)至少n個至少n個注:氨基酸平均相對分子質量為a。3.蛋白質中含有N、O原子數的計算N原子數=肽鍵數+肽鏈數+R基上的N原子數=各氨基酸中N原子總數。O原子數=肽鍵數+2×肽鏈數+R基上的O原子數=各氨基酸中O原子總數-脫去水分子數。4.氨基酸的排列與多肽種類的計算(1)倘若由n種氨基酸形成一個三肽,那么形成三肽的種類:

n3種。(2)倘若n種氨基酸形成一個m肽,則形成的多肽種類為nm種。(3)倘若由n種氨基酸形成一個三肽,且每種氨基酸只有一個,則形成三肽的種類:

n×(n-1)×(n-2)種。(4)倘若由n種氨基酸形成一個n肽,且每種氨基酸只有一個,則形成n肽的種類:n×(n-1)×(n-2)×…×

1=n!。DNA(基因)

mRNA

蛋白質(性狀)堿基數6∶堿基數3∶氨基酸數15.氨基酸與相應DNA、RNA片段中堿基數目之間的關系<易錯易混>1.若形成的多肽是環狀:氨基酸數=肽鍵數=失去水分子數。2.在蛋白質相對分子質量的計算中若通過圖示或其他形式告知蛋白質中含有二硫鍵時,要考慮

脫去氫的質量,每形成一個二硫鍵,脫去2個H。例1

(2016江蘇宿遷三校高三學情調研,5)有關圖中蛋白質的敘述,正確的是

()

A.含有兩條肽鏈B.共有126個肽鍵C.R基中共含17個氨基D.形成該蛋白質時共脫掉125個水分子思路導引

解析蛋白質中羧基總數等于R基中羧基數+肽鏈數,因此該蛋白質中含有2條肽鏈,A正確;肽鍵

數=氨基酸數-肽鏈數,即含有124個肽鍵,脫掉124個水分子,故B、D均錯誤;蛋白質中氨基數=肽

鏈數+R基中氨基數,因此R基中含有15個氨基,C錯誤。答案

A1-1

(2014上海單科,28,2分)一條由39個氨基酸形成的環狀多肽,其中有4個谷氨酸(R基為—CH2—CH2—COOH),則該多肽

()A.有38個肽鍵B.可能沒有游離氨基C.至少有5個游離羧基D.至多有36種氨基酸答案

B解析39個氨基酸形成環狀多肽,有39個肽鍵,A項錯誤;該環狀多肽主鏈上沒有游離的氨基,不

能確定側鏈基團中是否含有游離的氨基,故該多肽可能沒有游離的氨基,B項正確;該多肽為環

狀,主鏈上沒有游離的羧基,谷氨酸的側鏈基團中含有游離的羧基,故該多肽至少含有4個游離的

羧基,C項錯誤;組成該多肽的氨基酸最多有20種,D項錯誤。題型2分析判斷類——元素組成、有機物功能和種類的判斷<方法詮釋>1.通過關系圖記憶有機物的元素組成

2.從元素組成判斷化合物的種類、代謝產物及放能多少(1)根據特征元素來推斷化合物:

(2)從化合物的元素組成分析代謝產物①糖類、脂質和蛋白質都含有C、H、O,故其代謝產物都有CO2和H2O。②蛋白質中還有N,其代謝產物中還含有尿素。(3)從化合物的元素含量上分析氧化分解釋放能量的多少。脂肪的含氫量高于糖類,因此等質量的脂肪徹底氧化分解時所消耗的O2比糖類多,釋放的能量也

多于糖類。3.由結構(或物質)推測元素組成首先分析該結構或物質的組成成分,再推測其元素組成。如:細胞膜→蛋白質+糖類+磷脂→C、H、O、N、P;染色體→蛋白質+DNA→C、H、O、N、P;核糖體→蛋白質+RNA→C、H、O、N、P;病毒→蛋白質+核酸→C、H、O、N、P;糖被→蛋白質+糖類→C、H、O、N;甲狀腺激素→氨基酸+I→C、H、O、N、I;血紅蛋白→蛋白質+Fe→C、H、O、N、Fe。<易錯易混>1.不是所有的脂質都只由C、H、O三種元素組成,如磷脂分子中還含有N、P。2.不是所有的細胞膜都只由蛋白質、糖類和磷脂組成,有的還含有膽固醇。3.蛋白質不只是由C、H、O、N四種元素組成的,有些蛋白質還含有其他元素。4.核糖體和染色體的組成元素相同,都含有C、H、O、N、P。例2

(2013海南單科,1,2分)關于生物體內有機化合物所含元素的敘述,錯誤的是

()A.葉綠素含有鎂元素B.血紅蛋白含有鐵元素C.脫氧核糖含有磷元素D.胰島素含有碳元素思路導引解析脫氧核糖屬于單糖,是五碳糖中的一種,其元素組成為C、H、O,故C項錯誤。答案

C2-1

(2016江蘇鹽城高三期中,21)圖中甲、乙、丙表示某動物細胞中的不同化合物,下列有關敘

述錯誤的是(多選)

()

A.脫氧核苷酸是構成物質甲的基本單位B.物質甲為該生物的主要遺傳物質C.可用蘇丹Ⅲ染液來鑒定物質乙D.物質丙構成生物膜的基本骨架答案

BC解析由題圖可知,甲是DNA,其基本組成單位是脫氧核苷酸,A正確;由題意可知,該生物是動物,

其遺傳物質是甲,不能說主要是甲,B錯誤;分析題圖可知,物質乙是蛋白質,用雙縮脲試劑檢測,C

錯誤;分析題圖可知,物質丙是磷脂,磷脂雙分子層構成生物膜的基本骨架,D正確。題型3實驗探究類——生物材料中有機成分的鑒定<方法詮釋>生物材料中有機成分的確認