内容正文:
第4讲 细胞中的物质在生命活动中的相互关系(综合融会课)
在生命活动中,细胞内的各种物质彼此联系、相互协调和制约,综合发挥作用。高考命题中,借助新情境材料,结合细胞代谢、基因表达、个体稳态等生命活动,对细胞中的化合物考查频次较高,对学生的综合思维、创新应用能力提出了较高要求。本讲从“水、无机盐与细胞代谢及稳态调节”“蛋白质与核酸的相互关系”“生物大分子的多样性及相互关系”三个角度综合分析“细胞中的物质在生命活动中的相互关系”,帮学生贯通知识联系,打通知识壁垒。
综合提能(一) 水、无机盐与细胞代谢及稳态调节
[综合考法体验]
1.(2022·湖北高考)水是生命的源泉,节约用水是每个人应尽的责任,下列有关水在生命活动中作用的叙述,错误的是( )
A.水是酶促反应的环境
B.参与血液中缓冲体系的形成
C.可作为维生素D等物质的溶剂
D.可作为反应物参与生物氧化过程
答案:C
解析:自由水是化学反应的介质,故水是酶促反应的环境,A正确;
血液中的缓冲对是由离子组成的,离子溶解在水中才能形成缓冲体系,B正确;
维生素D属于脂质,脂质通常不溶于水,C错误;
自由水能参与化学反应,故水可作为反应物参与生物氧化过程,D正确。
2.(2020·江苏高考)下列关于细胞中无机化合物的叙述,正确的是( )
A.自由水是生化反应的介质,不直接参与生化反应
B.结合水是细胞结构的重要组成成分,主要存在于液泡中
C.无机盐参与维持细胞的酸碱平衡,不参与有机物的合成
D.无机盐多以离子形式存在,对维持生命活动有重要作用
答案:D
解析:自由水是生化反应的介质,也能作为反应物直接参与生化反应,A错误;
结合水是细胞结构的重要组成成分,植物成熟细胞中的自由水主要存在于液泡中,B错误;
无机盐参与维持细胞的酸碱平衡,也能参与有机物的合成,如Fe2+是合成血红蛋白分子必需的无机盐离子,C错误;
无机盐多以离子形式存在,对维持生命活动有重要作用,D正确。
[系统思维建模]
(一)水与细胞代谢
(二)水和无机盐与稳态的调节
1.人体水盐平衡调节
2.无机盐及其在稳态中的作用
[迁移应用训练]
考法(一) 水与细胞代谢的关系
1.(2023·无锡期末)种子库在适当的低温下保存植物的种子。入库保存前需对种子进行清洗、干燥等处理,然后密封包装存入-18 ℃的冷库。下列叙述正确的是( )
A.入库前干燥处理主要是除去大量自由水,降低代谢速率
B.冷库中-18 ℃的低温会造成种子细胞中呼吸酶变性失活
C.密封包装袋中需要充入充足的氧气,以维持种子的活性
D.种子入库前需要灭菌处理,减少有机物的消耗及霉变现象
答案:A
解析:入库前干燥处理主要是除去大量的自由水,以降低种子的代谢速率,利于储存,A正确;
低温下呼吸酶的活性会降低,但低温并没有破坏酶的结构,不会失去活性,B错误;
种子储存时需要降低氧气的含量,以减弱细胞的呼吸作用,利于储存,C错误;
种子入库前需要清洗、干燥处理,既减少种子细胞呼吸消耗有机物也能在一定程度上防止霉变现象,灭菌可能会对种子造成一定损伤,D错误。
2.[多选]结合下列曲线,分析下列有关无机物在生物体内含量的说法,错误的是( )
A.曲线①可表示人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄变化的曲线
B.曲线②可表示细胞由休眠转入旺盛代谢过程中自由水与结合水比值的变化
C.曲线③可以表示新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中,其内无机盐的相对含量变化
D.曲线③可以表示人从幼年到成年体内相对含水量的变化
答案:CD
解析:人一生中体内自由水与结合水的比值随年龄的增长逐渐降低,对应曲线①,A正确;
细胞由休眠转入旺盛代谢过程中自由水与结合水的比值越来越大,最后保持相对稳定,对应曲线②,B正确;
新鲜的玉米种子在烘箱中被烘干的过程中,由于不断失水,而无机盐的质量不变,因此其内无机盐的相对含量越来越高,最后不变,对应曲线②,C错误;
人从幼年到成年体内相对含水量逐渐降低,对应曲线①,D错误。
考法(二) 无机盐与渗透压及稳态的关系
3.[多选](2021·河北高考)高盐饮食后一段时间内,虽然通过调节饮水和泌尿可以使细胞外液渗透压回归Na+摄入前的水平,但机体依旧处于正钠平衡(总Na+摄入多于排泄)状态。下列叙述正确的是( )
A.细胞外液渗透压主要来源于Na+和Cl-
B.细胞外液渗透压回归与主动饮水、抗利尿激素分泌增加有关
C.细胞内液不参与细胞外液渗透压的调节
D.细胞外液渗透压回归但机体处于正钠平衡时,细胞外液总量和体液总量均增多
答案:ABD
解析:细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-,A正确;
高盐饮食后一段时间内,细胞外液渗透压会升高,机体通过主动饮水和增加抗利尿激素的分泌来降低细胞外液渗透压,从而使细胞外液渗透