第03讲 组成细胞的分子- 2025年高考生物一轮复习回归教材考点一遍过

第03讲 组成细胞的分子 一、教材重要结论性语言 （1）细胞中的元素和化合物 ①P16组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素是细胞特有的（生物体所需的物质，是从自然界获取的） ②P17细胞中含量最多的化合物是水，含量最多的有机物是蛋白质 ③向试管内注入2mL还原糖组织液，向试管内注入1mL斐林试剂（甲液和乙液等量混合均匀），试管呈蓝色，将试管放入盛有50-65℃温水的大烧杯加热约2min，试管内呈砖红色。（P18） ④用刀片在花生子叶切下薄片，放入盛有清水的培养皿中，从培养皿选取最薄的切片，在花生子叶滴2-3滴苏丹Ⅲ染液，染色3min；用吸水纸吸取染液，再滴加1-2滴50%的酒精溶液洗去浮色；制成临时装片。在低倍镜下找到花生子叶最薄处，换高倍镜后观察。（P19） ⑤向试管内注入稀释的蛋白质组织样液2mL，向试管注入双缩脲A液1mL摇匀，向试管内注入双缩脲试剂B液4滴摇匀，组织样液变成紫色。（P19） （2）细胞中的无机物 ①水是细胞内良好的溶剂，许多种物质能够在水中溶解；细胞内的许多生物化学反应都需要水的参与。（P20） ②水分子是一个极性分子。带有正电荷或负电荷的分子都容易与水（结合水）结合。由于氢键的存在，水具有较高的比热容，水的这种特性，对维持生命系统的稳定性十分重要。（P21） ③水在细胞中以两种形式存在，绝大部分的水呈游离状态，可以自由流动，叫作自由水；一部分水鱼细胞内的其他物质相结合，叫作结合水。自由水是细胞内良好溶剂；结合水是细胞结构的重要组成部分。在正常情况下，细胞内自由水所占比例越大，细胞的代谢就越旺盛；而结合水越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。（P21） ④将种子晒干就是减少其中自由水的量使其代谢水平降低，便于储藏；结合水比例上升，以避免气温下降时自由水过多导致结冰而损害自身。（P21） ⑤细胞中大多数以离子的形式存在，含量较多的阳离子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等，阴离子有Cl-、SO4-、PO43-、HCO3-等。（P21） ⑥Mg是构成叶绿素的元素，Fe是构成血红素的元素。P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞必不可少的许多化合物（磷脂、ATP、NADH、NADPH、DNA、RNA）的成分。人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等，当大量出汗排出过多的无机盐后，应多喝淡盐水。哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2+，如果Ca2+的含量太低，动物会出现抽搐等症状。生物体的某些无机盐离子，必须保持一定的量，这对维持细胞的酸碱平衡也非常重要。（P22） （3）细胞中的糖类和脂质 ①人在患急性肠炎时，往往采取静脉输液治疗，输液的成分就含有葡萄糖（C6H12O6）。葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质，常被形容为“生命的燃料”。葡萄糖不能水解，不能水解，可以被细胞直接吸收的糖称为单糖，常见的单糖还有果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等。（P23） ②二糖（C12H22O11）由两分子单糖脱水缩合而成，生活中常见的二糖有蔗糖、麦芽糖、乳糖，二糖一般要水解为单糖才能被细胞吸收。（P24） ③生物体内的糖类绝大多数以多糖[（C6H10O5）n]的形式存在。生活中常见的多糖有淀粉、纤维素、糖原、几丁质，淀粉是最常见的多糖，人体摄入的淀粉，必须经过消化分解成葡萄糖，才能被细胞吸收利用；纤维素在人和动物体内很难被消化；糖原主要分布在人和动物的肝脏和肌肉中，人和动物血液中的葡萄糖含量低于正常值时，肝脏中的糖原便分解产生葡萄糖及时补充；几丁质广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中，几丁质能与溶液中的重金属离职有效结合，可以用于制作视频的包装纸和食品添加剂，可以用于制作人造皮肤。（P24-25） ④《中国居民膳食指南（2016）》提出的“控糖”建议是：控制添加糖的摄入量，每天摄入不超过50g，最好控制在25g以下。（P25） ⑤脂质存在于所有细胞中，是组成细胞和生物体的重要有机化合物。组成脂质的化学元素是C、H、O，有些脂质还含有P和N。与糖类不同的是，脂质分子中氧的含量远远低于糖类，而氢的含量更高。常见的脂质有脂肪、磷脂和胆固醇等，通常都不溶于水，而溶于脂溶性有机溶剂。（P25） ⑥脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应形成的酯，即三酰甘油（又称甘油三酯）。脂肪酸可以是饱和的，也可以是不饱和的。植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸，在室温时呈液态，大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸，室温时呈固态。（P26） ⑦1g糖原氧化分解释放出17kJ的能量，而1g脂肪可以放出39kJ的能量。脂肪是细胞内良好的储能物质。（P26） ⑧脂肪不仅是储能物质，还是很好的绝热体，起到保温作用，分布内脏器官周围的脂肪还具有缓冲和减压的作用，可以保护内脏器官。（P26） ⑨磷脂与脂肪的不同之处在于甘油的一个羟基（—OH）不是与脂肪酸结合成酯，而是与磷酸及其衍生物结合。磷脂除了C、H、O外，还含有P甚至N。磷脂是构成细胞膜、多种细胞器膜的重要成分。在人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆种子种，磷脂含量丰富。(P27) ⑩固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D等。胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输。性激素能促进人和动物生殖器官的发育及生殖细胞的形成；维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。（P27） ⑪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。但是糖类和脂肪之间的转化程度是有明显差异的。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代谢发生障碍，引起供能不足时，才能分解供能，而且不能大量转化为糖类。（P27） （4）蛋白质是生命活动的主要承担者 ①蛋白质是生命活动的主要承担者。蛋白质是细胞的基本组成成分，具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御等重要功能。细胞的各项生命活动都离不开蛋白质。（P29） ②氨基酸是组成蛋白质的基本单位。每种氨基酸至少都含有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（R），各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。（P29） ③组成人体蛋白质的氨基酸有21种，其中8种是人体细胞不能合成的，它们是赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋（甲硫）氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸，这些氨基酸必须从外界环境中获取，因此，被称为必需氨基酸。（P30） ④蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。氨基酸分子首先通过互相结合的方式进行连接：一个氨基酸分子的羧基（—COOH）和另一个氨基酸分子的氨基（—NH2）相连接，同时脱去一分子的水，这种结合方式的化学键叫作肽键。（P30） ⑤含有多个肽键的化合物，叫作多肽。多肽通常呈链状结构，叫作肽链。由于氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键如二硫键相互连接在一起。这些肽链不呈直线，也不在同一个平面上，而是形成更为复杂的空间结构。（P30）⑥组成一种蛋白质的氨基酸树木可能成千上万，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，因此，蛋白质分子的结构及其多样，这就是蛋白质种类繁多的原因。（P31） ⑦每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，就可能影响其功能。（P31） ⑧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。变性的蛋白质不能恢复原来状态。（P32） （5）核酸是遗传信息的携带者 ①核酸包括两大类：一类是脱氧核糖核酸，简称DNA；另一类是核糖核酸，简称RNA。真核细胞的DNA主要分布在细胞核，线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA。RNA主要分布在细胞质中。（P34） ②核苷酸是核酸的基本组成单位。每个核酸分子是由几十个乃至上亿个核苷酸连接而成的长链。一个核苷酸是由一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成的。DNA和RNA各含4种碱基，但是组成二者的碱基种类有所不同，组成DNA的4种碱基是胸腺嘧啶（T）、腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C），组成RNA的4种碱基是尿嘧啶（U）、腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。DNA是由脱氧核苷酸连接而成的长链，RNA是由核糖核苷酸连接而成的长链。一般情况下，DNA由两条脱氧核苷酸链构成，RNA由一条核糖核苷酸链构成。（P35） ③核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。DNA分子是储存、传递遗传信息的生物大分子；不分病毒的遗传信息储存在RNA中，如HIV（人类免疫缺陷病毒）、SARS（严重急性呼吸综合征）病毒等。（P35） ④生物大分子以碳链为骨架，在构成细胞的化合物中，多糖、蛋白质、核酸都是生物大分子。多糖的基本单位是单糖，组成蛋白质的基本单位是氨基酸，组成核酸的基本单位是核苷酸，这些基本单位称为单体。（P36） 二、典型图解 （1）水分子之间靠氢键结合示意图 水分子之间的氢键决定了它哪些物理性质，为什么说水是生命得以存在的基础？ ①水为什么是细胞内的良好溶剂？水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，氢原子以公用电子对与氧原子结合。氧原子一端稍带负电荷，氢原子一端稍带正电荷，使水成为极性分子。使得带有正电荷或负电荷的分子（或离子）都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂。 ②由于水分子是极性分子，能够促进许多分子分离为离子。这在调控肌肉收缩、神经传导中起重要作用。 ③由于水是极性分子，使得邻近的水分子之间可以形成氢键。氢键使得水分子与周围水分子相互作用。由于氢键比较弱，易被破坏，氢键就能不断地断裂又不断形成，使得水在常温下能够维持液体状态，具有流动性。水的流动性，保证了水能够把细胞代谢所需要的营养物质运输到细胞，把细胞代谢产生的废物运送到排泄器官或直接排出体外。 ④由于水是极性分子，可以形成氢键。在温度升高时，热能首先破坏氢键，吸收和储存热能；在温度降低时，氢键形成，向周围释放热能；使水具有较高的比热容。因此水可以作为热的缓冲剂，当环境温度变化较快的时候，水的温度变化相对较慢。这样以水为介质的生命体系就能维持温度的相对稳定，使生物体较少受外界温度变化的影响。 （2）一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图 ①植物体缺Mg会影响光合作用，为什么？ ②为什么缺Fe会引起缺Fe性贫血？ ③为什么植物体缺P会影响其生长发育？ ①Mg是叶绿素的组成元素之一。叶绿素的分子的形成不能缺少Mg。光合作用的正常进行离不开叶绿素，缺Mg使叶绿素形成受到阻碍，进而影响光合作用。 ②Fe是血红素的组成元素之一。血红素的形成不能缺少Fe。血红素是血红蛋白的组成成分，人体内红细胞缺少或血红素减少都会导致贫血。缺Fe会导致血红素合成障碍，进一步导致血红蛋白合成障碍，从而引起缺Fe性贫血。 ③P是植物生长发育所必需的大量元素，是许多重要化合物（如DNA、RNA、ATP、NADPH、磷脂）重要组成成分，磷脂是细胞膜等生物膜的重要组成成分，它们在光合作用和细胞呼吸等生理过程中起着重要作用。当P供应不足时，核酸的合成就会受影响，并进一步影响蛋白质的合成；ATP、NADPH合成受影响，并进一步影响细胞内糖类的代谢。因此，缺乏P的植株会由于糖类代谢的障碍出现叶片颜色异常，并且长的矮小、结实率降低。 （3）氨基酸分子结构通式 通过氨基酸分子结构通式能够解决哪些问题？ ①从氨基酸的结构通式可以看出，组成生物体蛋白质的氨基酸的共同点是至少都含有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（R），各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。从而可以识别出组成蛋白质的氨基酸。 ②从氨基酸的结构通式可以得出氨基酸的表示式为：（C2H4O2N）R。因此，可以根据氨基酸的分子式确定R基的组成（氨基酸的分子式—C2H4O2N）。 ③可以根据R基的组成确定氨基酸的分子式(R基+C2H4O2N）。 （4）氨基酸脱水缩合示意图 理解氨基酸脱水缩合示意图能够解决哪些问题？ ①形成肽键的数目=脱去水的分子数=氨基酸数－肽链数 ②蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸相对平均相对分子质量－18×（氨基酸数－肽链数） ③蛋白质中至少含有游离氨基数（羧基数）=肽链数 ④蛋白质中含有游离氨基数=肽链数+氨基酸中R基中氨基数；蛋白质中含有游离羧基数=肽链数+氨基酸中R基中羧基数 ⑤脱去的氧原子数＝氨基酸数－肽链数；氧原子数=各氨基酸中氧原子的总数－（氨基酸数－肽链数）。 ⑥蛋白质分子中氮原子数＝肽链数＋肽键数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。 （5）DNA和RNA在化学组成上的异同 ①不同生物的核酸、核苷酸、碱基和五碳糖的归纳 生物 核酸 核苷酸 碱基 五碳糖 病毒 DNA或RNA 4种（脱氧核苷酸或核糖核苷酸） 4种（A、G、T、C或A、G、U、C） 1种（脱氧核糖或核糖） 原核生物 DNA和RNA 8种，4种脱氧核苷酸、4种核糖核苷酸 5种：A、G、T、C、U 2种：脱氧核糖和核糖 真核生物 DNA和RNA 8种，4种脱氧核苷酸、4种核糖核苷酸 5种：A、G、T、C、U 2种：脱氧核糖和核糖 ②对病毒来说，核酸与遗传物质是一致的，为DNA或RNA；对原核生物和真核生物来说，核酸包括DNA和RNA，遗传物质都是DNA。 ③同一个体不同的体细胞中，核DNA相同。由于基因的选择性表达，同一个体的不同体细胞中mRNA和蛋白质等不完全相同。 三、教材重要习题 （1）P19练习与应用，拓展应用，1、2 1.组成细胞的元素在无机自然界都能找到，体现了生物界和无机界的统一性；组成细胞的各种元素的比例与无机环境的大不相同，体现了生物界和无机界的差异性。组成细胞的各种元素的比例与无机环境的之所以大不相同，是因为生物体是有选择地从无机自然界获取所需要的元素。 2.不能。因为它们根本没有细胞的精细结构,活细胞内是有内部DNA控制,RNA传到,蛋白质行动而形成的一个系统,你的这个没法保证这些物质按活细胞内部的运动规律运动,所以是没有生命活动的。 （2）P22练习与应用，拓展应用，1、2 1.浓度0.9%的意思是0.9g的氯化钠溶于100ml的灭菌注射用水里，生理盐水的渗透压与人体血液的渗透压是基本相等的，它是等渗的溶液，临床上主要用来治疗多种原因所导致的失水，还有低氯性的代谢性的酸中毒，另外也可以作为外用消炎的溶液，用来冲洗伤口、冲洗眼部或者还可以作为其它药物的静脉滴注时候的溶媒，药物使用的时候一定要避免过多过快的滴注，否则会出现血压升高、急性的左心衰竭、心率加快、水钠潴留的副作用。 2.水是生命之源，地球上最早的生命就是起源于水中的。科学家在火星上发现了流动水的痕迹，说明那里可能有自由流动的水。同时，那里的土壤中还含有生命必需的一些元素，所以科学家才会作出这样的推测。 （3）P27练习与应用，拓展应用1、2 1.糖类是生物体所利用的主要能源物质，尤其是大脑和神经系统所利用的能源必须由糖类来供应。而脂肪是生物体内最好的储备能源。脂肪是非极性化合物，可以以无水的形式储存在体内。虽然糖原也是动物细胞内的储能物质，但它是极性化合物，是高度的水合形式，在机体内储存时所占的体积相当于同等重量的脂肪所占体积的4倍左右，因此脂肪是一种很“经济”的储备能源。与糖类氧化相比，在生物细胞内脂肪的氧化速率比糖类慢，而且需要消耗大量的氧；此外，糖类氧化既可以在有氧条件下也可以在无氧条件下进行，所以对于生物体的生命活动而言，糖类和脂肪都可以作为储备能源，但是糖类是生物体生命活动利用的主要能源物质。 2.鱼肝油主要含有维生素A和维生素D。维生素D有助于细胞吸收和储存钙和磷，所以当婴幼儿服用钙片时，医生会建议同时服用鱼肝油来促进钙的吸收。当维生素D缺乏时，婴幼儿容易患佝偻病、软骨病等。 （4）P32练习与应用 1.食物中的蛋白质是大分子有机物，它们都要被消化成细胞可以吸收的小分子物质才能被人体吸收，这些小分子都要在人体细胞内重新合成不同的蛋白质在人体内执行不同的功能。 3.必需氨基酸是人体细胞不能合成的氨基酸，必须从食物中获得，因此在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们注重其中必需氨基酸的种类和含量。 （5）P36练习与应用 （1）“一切疾病都与基因受损有关”过于绝对，疾病有的是基因受损导致的，还有很多疾病是受到细菌等病原体影响导致的。“基因是核酸片段”属于概念有误，核酸包括DNA和RNA，除少数病毒外，生物的基因是DNA上有遗传效应的片段。“补充某些特定的核酸，可增强基因的修复能力”这是混淆概念关系以误导消费者。人们吃的食物中已经含有很多核酸，不需要额外补充核酸，核酸也不是人体需要的营养物质；人体内不缺乏合成核酸的原料；人体细胞不会直接利用外来核酸，无论是食物中的核酸，还是补充特定的核酸，都不能直接被细胞利用，都要被消化系统内的酶分解后才能被人体细胞利用；细胞内的基因修复有复杂的机制，补充核酸不会增强基因修复能力。 （2）向推销人员询问该核酸保健品的成分、功效，及如何起到保健作用的原理；运用已学习的核酸知识与推销员交流，传递正确的营养保健知识；表明不会购买核酸保健品的态度。 （6）P38 复习与提高 1.（1）冬小麦的含水量从9月至12月处于下降趋势，因为随着冬季来临，气温下降，细胞中自由水的含量显著下降有助于抵抗低温冻害。 (2) 在寒冷的情况下，自由水可以结成冰而伤害植物，结合水则不会结冰。因此，冬季来临时，冬小麦细胞内自由水的比例逐渐降低，而结合水的比例逐渐上升，可以避免气温下降时自由水过多导致容易结冰而损害自身，这是植物适应环境的一种表现，是生物进化的结果。 (3) 略。 2.蛋白质的功能是由氨基酸种类、数目和排列顺序、多肽链折叠或盘曲形成的空间结构决定的。人的红细胞承担运输氧的作用，是因为血红蛋白的结构适于运输氧；而心肌细胞主要是承担心脏律动作用，其心肌蛋白的结构适于律动。 3.构成多糖的基本单位是葡萄糖，无论多少个葡萄糖构成多糖，它的顺序没有什么变化。核酸就不同了，构成核酸的核苷酸，无论是脱氧核苷酸还是核糖核苷酸，都各含4种碱基。核酸是由核苷酸连接而成的长链，核酸分子中4种脱氧核苷酸（或核糖核苷酸）在数量、排列顺序上就会千差万别，从而能够承担起携带遗传信息的功能。因此说核酸是遗传信息的携带者，而多糖不是。 4.在陨石中发现了氨基酸，且非地球所有，这说明宇宙中很可能还存在与地球生物类似的生命形式。因为氨基酸是组成蛋白质的基本单位，而蛋白质又是生命活动的主要承担者。 【链接高考真题】 考点1 细胞中的元素和无机物 1．（2024·浙江·高考真题）下列不属于水在植物生命活动中作用的是（    ） A．物质运输的良好介质 B．保持植物枝叶挺立 C．降低酶促反应活化能 D．缓和植物温度变化 2.(2022·全国甲卷，1)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 3.(2020·江苏卷，17)生物学实验常呈现“五颜六色”的变化。下列实验中溶液颜色变化的叙述正确的是(　　) A.在新鲜的梨汁中加入斐林试剂，混匀后在加热条件下由无色变成砖红色 B.在无氧发酵的果汁中加入酸性重铬酸钾溶液，混匀后由蓝色变成灰绿色 C.在DNA溶液中加入二苯胺试剂，混匀后在沸水浴条件下逐渐变成蓝色 D.在氨基酸溶液中加入双缩脲试剂，混匀后逐渐变成紫色 4.[2020·全国卷Ⅰ，30(2)]农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是___________________________________________________(答出1点即可)。 一、单项选择题 1.《氾胜之书》中提到收获的粮食要“曝使极燥”，降低粮食的含水量后才入仓储存。下列说法错误的是(　　) A.“曝使极燥”后，细胞丧失了全部水分，新陈代谢完全停止 B.植物生长的不同时期，细胞内自由水与结合水的比值可能不同 C.粮食晾晒过程中含水量大幅度降低，可降低储存时有机物的损耗 D.若用高温烘焙的方式处理使粮食干燥，这些粮食以后可能萌发率较低，不宜做种 2．细胞中的元素和各种化合物是细胞代谢的物质基础，下列相关叙述中正确的是（    ） A．细胞中的各种核酸都是遗传物质 B．在细胞中有很多种类的蛋白质与糖类、脂质以及核酸相结合 C．自由水和结合水的含量会发生变化，但二者不能相互转化 D．等质量的脂肪比糖类含有更多的能量，是因为脂肪中氧含量相对较高 3．海底往往形成富含氧化锰的锰结核矿。研究发现一种以锰为“食”的细菌，该菌可以利用锰将CO2转化成有机物，满足自身需要。下列有关该细菌的叙述正确的是（    ） A．该菌内的酶可由细胞中脱氧核糖核苷酸直接指导合成 B．该菌通过无丝分裂进行增殖，不会出现纺锤丝和染色体 C．从外界环境吸收的N元素可用来合成ATP和磷脂等物质 D．从该菌利用锰的方式推断，其属于生态系统中的分解者 4．图示为细胞中水的存在形式及其作用，下列叙述正确的是（　　） A．冬季来临，结合水/自由水的比例增大，细胞代谢水平和抗逆性均减弱 B．烘干种子时，部分自由水转变成结合水 C．甲的含义是“组成细胞的结构”，如果这部分水失去会导致细胞死亡 D．从图中可以推测，温度越高，细胞中的自由水越多 5．在人体不同组织中水的存在形式与其功能直接相关，血液中的水主要是自由水，有利于物质运输，心肌中的水主要是结合水，可以维持肌肉细胞的形态，有利于肌肉的收缩。下列关于生物组织中水的叙述，正确的是（    ） A．人体不同组织的形态与含水量直接相关，含水量相同的组织，形态一定相同 B．唾液腺细胞合成唾液淀粉酶过程中产生的水，来自氨基酸的氨基和羧基 C．不同物质与水的结合能力不同，同一细胞不同时期水的结合方式不变 D．温度下降会影响哺乳动物体内自由水和结合水的比值，使动物抵抗寒冷的能力增强 6．生命依赖于水，细胞也离不开水，细胞中的水以自由水和结合水两种形式存在。正常情况下，细胞内自由水所占比例越大，细胞代谢越旺盛。在冬季来临过程中，为了增强抗寒能力，冬小麦在不同时期的含水量发生了变化（如下图所示）。下列叙述错误的是（　　） A．冬季，冬小麦自由水的比例下降，可避免低温时自由水过多导致结冰而损害自身 B．在冬季来临过程中，冬小麦的结合水含量升高，但其水的主要存在形式始终是自由水 C．水分子是一种极性分子，带电分子或离子都易与水结合，因此，水是良好的溶剂 D．细胞内结合水的存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合，从而失去溶解性 7.图中表示部分化合物的元素组成，其中数字表示元素。下列相关叙述中错误的是(　　) A.图中所示①②为大量元素，③④为微量元素 B.人体缺③会影响正常的有氧呼吸功能 C.甲状腺激素、血红蛋白等从细胞中分泌到细胞外的方式是胞吐 D.图示化合物合成过程都需要消耗能量 【解析】C　血红蛋白为胞内蛋白，不需要胞吐释放，C错误。 8.下列有关细胞中化合物的叙述，正确的是(　　) A.I、Cu、Ca等微量元素虽然含量少，但在细胞中也具有重要作用 B.叶绿体中的光合色素都含有Mg，缺Mg会影响植物的光合作用 C.只含有C、H、O三种元素的小分子有机物不一定是糖类或脂肪 D.RNA所含的元素种类比蛋白质多，RNA和DNA所含的元素种类相同 9.关于生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质和DNA的检测实验，下列叙述正确的是(　　) A.还原糖、DNA的检测通常分别使用双缩脲试剂、二苯胺试剂 B.检测还原糖、蛋白质和DNA都需要进行水浴加热 C.二苯胺试剂和用于配制斐林试剂的NaOH溶液都呈无色 D.脂肪、蛋白质检测时分别可见橘黄色颗粒、砖红色沉淀 10.为检测生物组织中的还原糖，制备了某苹果的两种提取液：①浅红色浑浊的匀浆；②浅黄色澄清的匀浆。下列叙述正确的是(　　) A.提取液②加入斐林试剂并加热产生砖红色沉淀，说明②中含有还原糖 B.与提取液②相比，①更适合用于检测苹果中的还原糖 C.提取液中含有淀粉、少量的麦芽糖和蔗糖等还原糖 D.检测还原糖时，先加入双缩脲试剂A液再加入B液 11.“焦边”是由缺钾所引起的植物叶片边缘出现枯黄色的现象。某同学欲探究钾对植物叶片生长情况的影响，配制了两种培养液进行实验，培养液主要成分的配方如表所示。以下说法错误的是(　　) 组别 培养液类别 培养液所含主要成分的质量浓度/(mg·L－1) KNO3 CaCl2·2H2O MgSO4·7H2O (NH4)2SO4 甲组 完全培养液 25 000 150 250 134 乙组 缺钾培养液 0 150 250 134 A.因变量为叶片边缘是否出现枯黄色 B.该实验不能证明镁是合成叶绿素的必需元素 C.乙组实验结果可以证明缺钾会导致植物出现“焦边”现象 D.可以增加一组二次对照实验，即在缺素培养液中加入钾，观察植物叶片生长是否恢复正常 12.果糖广泛存在于水果及蜂蜜中，其甜度大于葡萄糖，近年来含高浓度果糖的果葡糖浆被广泛用于食品工业中。下图表示果糖和葡萄糖在肝脏细胞内的部分代谢途径，下列分析错误的是(　　) A.果糖、葡萄糖分子都以碳链为基本骨架 B.血糖水平较低时，果糖可为肝细胞的生命活动提供能量 C.过量摄入果糖或葡萄糖都会导致脂肪肝的发病率升高 D.在细胞供能不足时，脂肪可以大量转化为葡萄糖和果糖 13.“待到樱花盛开时，期待与君再相逢。”这是2020年春天湖北人民向全国人民发出的深情邀约。武汉大学在2021年春天，选择樱花盛开最美的两天，专门请医护人员来武大赏樱。下列有关生物遗传物质的叙述，正确的是(　　) A.病毒的遗传物质是DNA或RNA B.新冠病毒的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸 C.既有DNA又有RNA的人体细胞，其遗传物质是DNA或RNA D.樱花的遗传物质主要是DNA 14.无论在细胞结构中还是在细胞的生命活动中，蛋白质常常与其他物质结合形成复合物来发挥作用。下列相关叙述错误的是(　　) A.蛋白质与多糖结合形成的复合物可能具有信息传递作用 B.蛋白质与DNA结合形成的复合物可能存在于大肠杆菌 C.脂质—蛋白质—脂质组成的三层复合物参与构成了几乎所有的生物膜 D.宿主细胞的RNA—蛋白质复合物中的蛋白质可能来自病毒 15.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都是人体细胞内的主要能源物质 16.左旋肉碱能够促进脂肪水解的产物——脂肪酸穿过线粒体膜进行氧化供能，因此在运动时可以促进身体内脂肪的燃烧来提供能量，下列相关叙述错误的是(　　) A.脂肪酸和葡萄糖的组成元素都是C、H、O，都能进入线粒体分解供能 B.线粒体的内膜上蛋白质的种类和数量多于外膜 C.人体细胞中的储能物质有脂肪、肝糖原和肌糖原 D.运动能够使左旋肉碱促进脂肪酸进入线粒体的速率增强 17.用葡萄糖培养液培养脂肪细胞时，即使没有向培养液中添加脂肪，新形成的脂肪细胞中也会出现油滴。下列相关叙述正确的是(　　) A.葡萄糖在培养液中转化为脂肪后进入脂肪细胞 B.葡萄糖转化为脂肪后，其元素的种类会发生改变 C.等质量的脂肪和糖类氧化分解时，脂肪释放的能量更多 D.葡萄糖转化为脂肪时会伴随着ATP的合成 18.根据下表相关信息判断，同质量的脂肪和糖类在氧化分解时会出现差异的相关分析，错误的是(　　) 物质 各元素比例 氧化分解时 C O 耗氧量 释放能量 产生的水 脂肪 75% 13% 较多 较多 X 糖类 44% 50% 较少 较少 Y A.脂肪和糖类中的H的比例分别是12%和6% B.相同质量条件下，脂肪比糖类在氧化分解时耗氧量多 C.糖类中O的比例高，因此氧化分解时产生的水为X<Y D.脂肪中C、H的比例较高，所以释放的能量较多 19.玉米胚乳中含有大量淀粉，而胚芽中脂肪的含量达17%～45%，故可从玉米种子中提炼玉米油。种子吸水萌发时，玉米胚芽合成赤霉素并释放到胚乳和糊粉层，糊粉层细胞接受赤霉素刺激后产生水解酶并释放到胚乳，促进淀粉水解。下列叙述错误的是(　　) A.淀粉的单体是葡萄糖，葡萄糖常作为细胞生命活动的能源物质 B.淀粉和脂肪的组成元素相同，两者均为玉米籽粒的储能物质 C.萌发期玉米籽粒的胚乳提取液与斐林试剂反应后会出现砖红色沉淀 D.糊粉层细胞产生的水解酶释放到胚乳后，会使玉米籽粒干重减少 20.为探究蓖麻种子(脂肪含量达70%)萌发过程中的物质变化，某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件均适宜的黑暗环境中培养，定期检查萌发种子(含幼苗)的脂肪、蔗糖、葡萄糖的含量和干重变化，结果如下图所示，据图分析。 下列说法正确的是(　　) A.图甲表示脂肪在酶的作用下水解为葡萄糖，其中一部分进一步转化为蔗糖 B.糖类是胚生长发育的主要能源物质，由脂肪转化为糖类需要蛋白质参与 C.用苏丹Ⅲ染液对蓖麻种子切片染色，可通过肉眼观察到橘黄色脂肪颗粒 D.据图乙分析，蓖麻种子萌发初期时干重增加，增加的主要元素是氢 二、多项选择题 21.下列有关生物体内水的叙述，错误的是(　　) A.自由水在生物体的许多化学反应中充当载体 B.种子储存前晒干是为了减少自由水的含量，降低种子的代谢速率 C.冬季，植物体内结合水含量高于自由水含量，以增强植物的抗寒能力 D.自由水和结合水的比例处于动态变化中，有利于生物体更好地适应多变的环境 22.脂肪组织既可以储存能量，还可以分泌多种脂肪因子如性激素、前列腺素等。脂滴是所有脂肪细胞内储存能量的结构，由内质网以出芽的形式缢裂而成。下列说法正确的是(　　) A.能量主要储存在脂滴中的甘油三酯内 B.脂肪因子主要作用是催化细胞的代谢活动 C.脂滴可能由内质网膜外层磷脂分子层出芽形成 D.脂肪细胞的内质网上可能具有脂质合成酶 23.高脂饮食(HFD)会诱导心肌损伤，许多心血管疾病的发生都与Mst1基因的持续激活有关。Mst1是由Mst1基因合成的蛋白激酶，可以减少线粒体分裂蛋白的合成和增加线粒体融合蛋白的合成。在探究Mst1参与高脂饮食诱导心肌损伤的机制的研究过程中，科研人员做了如下实验： a.正常饮食(ND)，正常小鼠(WT)； b.正常饮食(ND)，Mst1基因敲除小鼠(Mst1—/—)； c.高脂饮食(HFD)，正常小鼠(WT)； d.高脂饮食(HFD)，Mst1基因敲除小鼠(Mst1—/—)。 连续喂养16周后，分别检测心肌柠檬酸合成酶(在线粒体内与有氧呼吸相关)活性和ATP含量，结果如下图。相关叙述正确的是(　　) A.实验的自变量是饮食中的脂肪含量，a是对照组，b、c、d是实验组 B.由于柠檬酸合成酶位于线粒体内，而使得心肌细胞的ATP均在线粒体内产生 C.c组小鼠心肌细胞的线粒体的体积可能大于d组细胞 D.实验表明高脂饮食可以损伤线粒体，而Mst1基因敲除可以缓解这种损伤 24.生物体内某些重要化合物的元素组成和功能关系如图所示，其中X、Y代表元素，a、b、c分别是组成甲、乙、丙三种生物大分子的单体，这三种单体的结构可用d或e表示。下列相关叙述错误的是(　　) A.X表示的元素是N和P，Y表示的元素一定有N B.在真核细胞中，甲主要分布于细胞质，乙主要分布于细胞核 C.如果d是乙的基本单位，那么n不可能是尿嘧啶 D.e是丙的基本单位，多个e可通过肽键连接起来 25.乙酰六胜肽为人体内源性生物活性物质，是一种具有穿透细胞膜能力的小分子链状六肽，由于能够阻断神经肌肉间的信息传导，避免肌肉过度收缩，减少了动态纹的发生，还能有效重组胶原蛋白，增加弹力蛋白活性，多用于化妆品内作为抗皱成分。下列相关叙述正确的是(　　) A.乙酰六胜肽可与甲、乙液等量配制的双缩脲试剂呈紫色反应 B.乙酰六胜肽进入细胞充分体现了细胞膜的功能特点 C.氨基酸的种类和数量就决定了该小分子多肽的功能 D.该多肽由6个氨基酸通过5个肽键相连 三、非选择题 26.“有收无收在于水，收多收少在于肥”、“上粪不浇水，庄稼噘着嘴”、“犁地深一寸，等于上层粪”。农业谚语是人民群众总结出的农业生产经验，它用简单通俗、精炼生动的话语反映出深刻的道理，是中华民族的文化瑰宝。 (1)植物根系既能从土壤中吸收水分也能吸收无机盐。根细胞内水分的作用有___________________________________________________(答出2点即可)。 (2)当土壤含水量过高时，反而不利于植物的正常生长，可能的原因有___________________________________________________(答出两点即可)。 (3)增施有机肥有利于叶绿素分子合成的主要原因是____________________________________________________________。 27.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。农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮(NH)和硝态氮(NO)。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源)中NH和NO的吸收具有偏好性(NH和NO同时存在时，对一种离子的吸收量大于另一种)。请设计实验对这种偏好性进行验证，要求简要写出实验思路、预期结果和结论。 28.谷类种子和油料种子分别以淀粉和脂肪为主要营养物质，种子萌发时这两种物质都氧化分解为CO2和H2O。 (1)油料作物种子如花生、蓖麻在播种时，播种的深度相对较浅，从物质代谢的角度分析，可能的原因是___________________________________________。 (2)现有谷类种子和油料种子各一组，请根据种子在适宜条件下萌发时O2消耗量与CO2释放量的关系，设计实验以确定种子的类型，简要写出实验思路并预期实验结果及结论：___________________________________________________。 29.矿质元素在植物的生长发育过程中起重要作用，其中有的元素可以在植物体内转移被再次利用，而有的元素则不可以。植物生长过程中缺镁和缺铁都会导致叶片发黄，为研究缺镁和缺铁对植物生长影响的差异，某同学设计如下实验：取3株生长健壮、发育状况一致的大豆植株，随机均等分成甲、乙、丙三组，且用符合实验要求的容器进行培养。甲组盛有含除镁以外的各种必需元素的营养液，乙组盛有含除铁以外的各种必需元素的营养液，丙组盛有含各种必需元素的营养液，将三组植株置于相同且适宜的条件下培养，并对溶液通气。一段时间后甲组的大豆植株底部叶片先开始发黄，乙组的大豆植株顶部叶片先开始发黄，而丙组未出现叶片发黄现象。 (1)缺镁和缺铁都会导致叶片发黄是因为缺镁和缺铁都会影响________的合成。该实验设计存在一处明显问题，指出并纠正：___________________________。 (2)若停止对溶液通气，则一段时间后会出现烂根现象，分析其原因：__________________________________________________________________。 (3)植株底部叶片是生长代谢较弱的成熟或衰老的叶片，需要铁、镁等必需元素的量较少，而顶部叶片是生长代谢旺盛的幼叶，需要镁、铁等必需元素的量较多。据此分析甲组植株底部叶片先开始发黄，而乙组植株顶部叶片先开始发黄的原因：_________________________________________________________________。 30.蛋白质是生命活动的主要承担者。回答下列与蛋白质相关的问题： (1)从氨基酸分子水平分析，决定蛋白质结构多样性的原因是____________________________。 结构的多样性决定了功能的多样性，例如，酶能够通过_______________________________ 的机制催化生化反应高效进行。 (2)“分子伴侣”是一类能帮助多肽进行初步折叠、组装或转运的蛋白质，由此推测其主要存在于________(填细胞结构)中。“ATP合成酶”是一类分布于生物膜上催化ADP合成ATP的复合蛋白质，由此推测，在动物细胞中其主要存在于________(填细胞结构)上。 (3)利用蛋清做如下实验。实验一：在蛋清中加入食盐，会看到白色的絮状物出现。兑水稀释后絮状物消失，蛋清恢复原来的液体状态。实验二：加热蛋清，蛋清变成白色固体。恢复常温后，凝固的蛋清不能恢复液体状态。从蛋白质结构的角度分析，请简述上述两个实验结果产生差异的原因_______________________ _______________________________________________________________。 (4)基因对生物性状的控制也是通过蛋白质来实现的。例如，与圆粒豌豆相比较，皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来DNA序列，导致淀粉分支酶不能合成，最终导致细胞内淀粉含量低，游离蔗糖含量高，种子不能有效保留水分而皱缩。由此说明基因、蛋白质与性状的关系是____________________________________。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 18 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第03讲 组成细胞的分子 一、教材重要结论性语言 （1）细胞中的元素和化合物 ①P16组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素是细胞特有的（生物体所需的物质，是从自然界获取的） ②P17细胞中含量最多的化合物是水，含量最多的有机物是蛋白质 ③向试管内注入2mL还原糖组织液，向试管内注入1mL斐林试剂（甲液和乙液等量混合均匀），试管呈蓝色，将试管放入盛有50-65℃温水的大烧杯加热约2min，试管内呈砖红色。（P18） ④用刀片在花生子叶切下薄片，放入盛有清水的培养皿中，从培养皿选取最薄的切片，在花生子叶滴2-3滴苏丹Ⅲ染液，染色3min；用吸水纸吸取染液，再滴加1-2滴50%的酒精溶液洗去浮色；制成临时装片。在低倍镜下找到花生子叶最薄处，换高倍镜后观察。（P19） ⑤向试管内注入稀释的蛋白质组织样液2mL，向试管注入双缩脲A液1mL摇匀，向试管内注入双缩脲试剂B液4滴摇匀，组织样液变成紫色。（P19） （2）细胞中的无机物 ①水是细胞内良好的溶剂，许多种物质能够在水中溶解；细胞内的许多生物化学反应都需要水的参与。（P20） ②水分子是一个极性分子。带有正电荷或负电荷的分子都容易与水（结合水）结合。由于氢键的存在，水具有较高的比热容，水的这种特性，对维持生命系统的稳定性十分重要。（P21） ③水在细胞中以两种形式存在，绝大部分的水呈游离状态，可以自由流动，叫作自由水；一部分水鱼细胞内的其他物质相结合，叫作结合水。自由水是细胞内良好溶剂；结合水是细胞结构的重要组成部分。在正常情况下，细胞内自由水所占比例越大，细胞的代谢就越旺盛；而结合水越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。（P21） ④将种子晒干就是减少其中自由水的量使其代谢水平降低，便于储藏；结合水比例上升，以避免气温下降时自由水过多导致结冰而损害自身。（P21） ⑤细胞中大多数以离子的形式存在，含量较多的阳离子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等，阴离子有Cl-、SO4-、PO43-、HCO3-等。（P21） ⑥Mg是构成叶绿素的元素，Fe是构成血红素的元素。P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞必不可少的许多化合物（磷脂、ATP、NADH、NADPH、DNA、RNA）的成分。人体内Na+缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛、无力等，当大量出汗排出过多的无机盐后，应多喝淡盐水。哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2+，如果Ca2+的含量太低，动物会出现抽搐等症状。生物体的某些无机盐离子，必须保持一定的量，这对维持细胞的酸碱平衡也非常重要。（P22） （3）细胞中的糖类和脂质 ①人在患急性肠炎时，往往采取静脉输液治疗，输液的成分就含有葡萄糖（C6H12O6）。葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质，常被形容为“生命的燃料”。葡萄糖不能水解，不能水解，可以被细胞直接吸收的糖称为单糖，常见的单糖还有果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等。（P23） ②二糖（C12H22O11）由两分子单糖脱水缩合而成，生活中常见的二糖有蔗糖、麦芽糖、乳糖，二糖一般要水解为单糖才能被细胞吸收。（P24） ③生物体内的糖类绝大多数以多糖[（C6H10O5）n]的形式存在。生活中常见的多糖有淀粉、纤维素、糖原、几丁质，淀粉是最常见的多糖，人体摄入的淀粉，必须经过消化分解成葡萄糖，才能被细胞吸收利用；纤维素在人和动物体内很难被消化；糖原主要分布在人和动物的肝脏和肌肉中，人和动物血液中的葡萄糖含量低于正常值时，肝脏中的糖原便分解产生葡萄糖及时补充；几丁质广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中，几丁质能与溶液中的重金属离职有效结合，可以用于制作视频的包装纸和食品添加剂，可以用于制作人造皮肤。（P24-25） ④《中国居民膳食指南（2016）》提出的“控糖”建议是：控制添加糖的摄入量，每天摄入不超过50g，最好控制在25g以下。（P25） ⑤脂质存在于所有细胞中，是组成细胞和生物体的重要有机化合物。组成脂质的化学元素是C、H、O，有些脂质还含有P和N。与糖类不同的是，脂质分子中氧的含量远远低于糖类，而氢的含量更高。常见的脂质有脂肪、磷脂和胆固醇等，通常都不溶于水，而溶于脂溶性有机溶剂。（P25） ⑥脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应形成的酯，即三酰甘油（又称甘油三酯）。脂肪酸可以是饱和的，也可以是不饱和的。植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸，在室温时呈液态，大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸，室温时呈固态。（P26） ⑦1g糖原氧化分解释放出17kJ的能量，而1g脂肪可以放出39kJ的能量。脂肪是细胞内良好的储能物质。（P26） ⑧脂肪不仅是储能物质，还是很好的绝热体，起到保温作用，分布内脏器官周围的脂肪还具有缓冲和减压的作用，可以保护内脏器官。（P26） ⑨磷脂与脂肪的不同之处在于甘油的一个羟基（—OH）不是与脂肪酸结合成酯，而是与磷酸及其衍生物结合。磷脂除了C、H、O外，还含有P甚至N。磷脂是构成细胞膜、多种细胞器膜的重要成分。在人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆种子种，磷脂含量丰富。(P27) ⑩固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D等。胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输。性激素能促进人和动物生殖器官的发育及生殖细胞的形成；维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。（P27） ⑪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。但是糖类和脂肪之间的转化程度是有明显差异的。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代谢发生障碍，引起供能不足时，才能分解供能，而且不能大量转化为糖类。（P27） （4）蛋白质是生命活动的主要承担者 ①蛋白质是生命活动的主要承担者。蛋白质是细胞的基本组成成分，具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御等重要功能。细胞的各项生命活动都离不开蛋白质。（P29） ②氨基酸是组成蛋白质的基本单位。每种氨基酸至少都含有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（R），各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。（P29） ③组成人体蛋白质的氨基酸有21种，其中8种是人体细胞不能合成的，它们是赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋（甲硫）氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸，这些氨基酸必须从外界环境中获取，因此，被称为必需氨基酸。（P30） ④蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。氨基酸分子首先通过互相结合的方式进行连接：一个氨基酸分子的羧基（—COOH）和另一个氨基酸分子的氨基（—NH2）相连接，同时脱去一分子的水，这种结合方式的化学键叫作肽键。（P30） ⑤含有多个肽键的化合物，叫作多肽。多肽通常呈链状结构，叫作肽链。由于氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键如二硫键相互连接在一起。这些肽链不呈直线，也不在同一个平面上，而是形成更为复杂的空间结构。（P30）⑥组成一种蛋白质的氨基酸树木可能成千上万，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，因此，蛋白质分子的结构及其多样，这就是蛋白质种类繁多的原因。（P31） ⑦每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，就可能影响其功能。（P31） ⑧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。变性的蛋白质不能恢复原来状态。（P32） （5）核酸是遗传信息的携带者 ①核酸包括两大类：一类是脱氧核糖核酸，简称DNA；另一类是核糖核酸，简称RNA。真核细胞的DNA主要分布在细胞核，线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA。RNA主要分布在细胞质中。（P34） ②核苷酸是核酸的基本组成单位。每个核酸分子是由几十个乃至上亿个核苷酸连接而成的长链。一个核苷酸是由一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成的。DNA和RNA各含4种碱基，但是组成二者的碱基种类有所不同，组成DNA的4种碱基是胸腺嘧啶（T）、腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C），组成RNA的4种碱基是尿嘧啶（U）、腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。DNA是由脱氧核苷酸连接而成的长链，RNA是由核糖核苷酸连接而成的长链。一般情况下，DNA由两条脱氧核苷酸链构成，RNA由一条核糖核苷酸链构成。（P35） ③核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。DNA分子是储存、传递遗传信息的生物大分子；不分病毒的遗传信息储存在RNA中，如HIV（人类免疫缺陷病毒）、SARS（严重急性呼吸综合征）病毒等。（P35） ④生物大分子以碳链为骨架，在构成细胞的化合物中，多糖、蛋白质、核酸都是生物大分子。多糖的基本单位是单糖，组成蛋白质的基本单位是氨基酸，组成核酸的基本单位是核苷酸，这些基本单位称为单体。（P36） 二、典型图解 （1）水分子之间靠氢键结合示意图 水分子之间的氢键决定了它哪些物理性质，为什么说水是生命得以存在的基础？ ①水为什么是细胞内的良好溶剂？水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，氢原子以公用电子对与氧原子结合。氧原子一端稍带负电荷，氢原子一端稍带正电荷，使水成为极性分子。使得带有正电荷或负电荷的分子（或离子）都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂。 ②由于水分子是极性分子，能够促进许多分子分离为离子。这在调控肌肉收缩、神经传导中起重要作用。 ③由于水是极性分子，使得邻近的水分子之间可以形成氢键。氢键使得水分子与周围水分子相互作用。由于氢键比较弱，易被破坏，氢键就能不断地断裂又不断形成，使得水在常温下能够维持液体状态，具有流动性。水的流动性，保证了水能够把细胞代谢所需要的营养物质运输到细胞，把细胞代谢产生的废物运送到排泄器官或直接排出体外。 ④由于水是极性分子，可以形成氢键。在温度升高时，热能首先破坏氢键，吸收和储存热能；在温度降低时，氢键形成，向周围释放热能；使水具有较高的比热容。因此水可以作为热的缓冲剂，当环境温度变化较快的时候，水的温度变化相对较慢。这样以水为介质的生命体系就能维持温度的相对稳定，使生物体较少受外界温度变化的影响。 （2）一种叶绿素分子和血红素分子局部结构简图 ①植物体缺Mg会影响光合作用，为什么？ ②为什么缺Fe会引起缺Fe性贫血？ ③为什么植物体缺P会影响其生长发育？ ①Mg是叶绿素的组成元素之一。叶绿素的分子的形成不能缺少Mg。光合作用的正常进行离不开叶绿素，缺Mg使叶绿素形成受到阻碍，进而影响光合作用。 ②Fe是血红素的组成元素之一。血红素的形成不能缺少Fe。血红素是血红蛋白的组成成分，人体内红细胞缺少或血红素减少都会导致贫血。缺Fe会导致血红素合成障碍，进一步导致血红蛋白合成障碍，从而引起缺Fe性贫血。 ③P是植物生长发育所必需的大量元素，是许多重要化合物（如DNA、RNA、ATP、NADPH、磷脂）重要组成成分，磷脂是细胞膜等生物膜的重要组成成分，它们在光合作用和细胞呼吸等生理过程中起着重要作用。当P供应不足时，核酸的合成就会受影响，并进一步影响蛋白质的合成；ATP、NADPH合成受影响，并进一步影响细胞内糖类的代谢。因此，缺乏P的植株会由于糖类代谢的障碍出现叶片颜色异常，并且长的矮小、结实率降低。 （3）氨基酸分子结构通式 通过氨基酸分子结构通式能够解决哪些问题？ ①从氨基酸的结构通式可以看出，组成生物体蛋白质的氨基酸的共同点是至少都含有一个氨基（—NH2）和一个羧基（—COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团（R），各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。从而可以识别出组成蛋白质的氨基酸。 ②从氨基酸的结构通式可以得出氨基酸的表示式为：（C2H4O2N）R。因此，可以根据氨基酸的分子式确定R基的组成（氨基酸的分子式—C2H4O2N）。 ③可以根据R基的组成确定氨基酸的分子式(R基+C2H4O2N）。 （4）氨基酸脱水缩合示意图 理解氨基酸脱水缩合示意图能够解决哪些问题？ ①形成肽键的数目=脱去水的分子数=氨基酸数－肽链数 ②蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸相对平均相对分子质量－18×（氨基酸数－肽链数） ③蛋白质中至少含有游离氨基数（羧基数）=肽链数 ④蛋白质中含有游离氨基数=肽链数+氨基酸中R基中氨基数；蛋白质中含有游离羧基数=肽链数+氨基酸中R基中羧基数 ⑤脱去的氧原子数＝氨基酸数－肽链数；氧原子数=各氨基酸中氧原子的总数－（氨基酸数－肽链数）。 ⑥蛋白质分子中氮原子数＝肽链数＋肽键数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。 （5）DNA和RNA在化学组成上的异同 ①不同生物的核酸、核苷酸、碱基和五碳糖的归纳 生物 核酸 核苷酸 碱基 五碳糖 病毒 DNA或RNA 4种（脱氧核苷酸或核糖核苷酸） 4种（A、G、T、C或A、G、U、C） 1种（脱氧核糖或核糖） 原核生物 DNA和RNA 8种，4种脱氧核苷酸、4种核糖核苷酸 5种：A、G、T、C、U 2种：脱氧核糖和核糖 真核生物 DNA和RNA 8种，4种脱氧核苷酸、4种核糖核苷酸 5种：A、G、T、C、U 2种：脱氧核糖和核糖 ②对病毒来说，核酸与遗传物质是一致的，为DNA或RNA；对原核生物和真核生物来说，核酸包括DNA和RNA，遗传物质都是DNA。 ③同一个体不同的体细胞中，核DNA相同。由于基因的选择性表达，同一个体的不同体细胞中mRNA和蛋白质等不完全相同。 三、教材重要习题 （1）P19练习与应用，拓展应用，1、2 1.组成细胞的元素在无机自然界都能找到，体现了生物界和无机界的统一性；组成细胞的各种元素的比例与无机环境的大不相同，体现了生物界和无机界的差异性。组成细胞的各种元素的比例与无机环境的之所以大不相同，是因为生物体是有选择地从无机自然界获取所需要的元素。 2.不能。因为它们根本没有细胞的精细结构,活细胞内是有内部DNA控制,RNA传到,蛋白质行动而形成的一个系统,你的这个没法保证这些物质按活细胞内部的运动规律运动,所以是没有生命活动的。 （2）P22练习与应用，拓展应用，1、2 1.浓度0.9%的意思是0.9g的氯化钠溶于100ml的灭菌注射用水里，生理盐水的渗透压与人体血液的渗透压是基本相等的，它是等渗的溶液，临床上主要用来治疗多种原因所导致的失水，还有低氯性的代谢性的酸中毒，另外也可以作为外用消炎的溶液，用来冲洗伤口、冲洗眼部或者还可以作为其它药物的静脉滴注时候的溶媒，药物使用的时候一定要避免过多过快的滴注，否则会出现血压升高、急性的左心衰竭、心率加快、水钠潴留的副作用。 2.水是生命之源，地球上最早的生命就是起源于水中的。科学家在火星上发现了流动水的痕迹，说明那里可能有自由流动的水。同时，那里的土壤中还含有生命必需的一些元素，所以科学家才会作出这样的推测。 （3）P27练习与应用，拓展应用1、2 1.糖类是生物体所利用的主要能源物质，尤其是大脑和神经系统所利用的能源必须由糖类来供应。而脂肪是生物体内最好的储备能源。脂肪是非极性化合物，可以以无水的形式储存在体内。虽然糖原也是动物细胞内的储能物质，但它是极性化合物，是高度的水合形式，在机体内储存时所占的体积相当于同等重量的脂肪所占体积的4倍左右，因此脂肪是一种很“经济”的储备能源。与糖类氧化相比，在生物细胞内脂肪的氧化速率比糖类慢，而且需要消耗大量的氧；此外，糖类氧化既可以在有氧条件下也可以在无氧条件下进行，所以对于生物体的生命活动而言，糖类和脂肪都可以作为储备能源，但是糖类是生物体生命活动利用的主要能源物质。 2.鱼肝油主要含有维生素A和维生素D。维生素D有助于细胞吸收和储存钙和磷，所以当婴幼儿服用钙片时，医生会建议同时服用鱼肝油来促进钙的吸收。当维生素D缺乏时，婴幼儿容易患佝偻病、软骨病等。 （4）P32练习与应用 1.食物中的蛋白质是大分子有机物，它们都要被消化成细胞可以吸收的小分子物质才能被人体吸收，这些小分子都要在人体细胞内重新合成不同的蛋白质在人体内执行不同的功能。 3.必需氨基酸是人体细胞不能合成的氨基酸，必须从食物中获得，因此在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时，人们注重其中必需氨基酸的种类和含量。 （5）P36练习与应用 （1）“一切疾病都与基因受损有关”过于绝对，疾病有的是基因受损导致的，还有很多疾病是受到细菌等病原体影响导致的。“基因是核酸片段”属于概念有误，核酸包括DNA和RNA，除少数病毒外，生物的基因是DNA上有遗传效应的片段。“补充某些特定的核酸，可增强基因的修复能力”这是混淆概念关系以误导消费者。人们吃的食物中已经含有很多核酸，不需要额外补充核酸，核酸也不是人体需要的营养物质；人体内不缺乏合成核酸的原料；人体细胞不会直接利用外来核酸，无论是食物中的核酸，还是补充特定的核酸，都不能直接被细胞利用，都要被消化系统内的酶分解后才能被人体细胞利用；细胞内的基因修复有复杂的机制，补充核酸不会增强基因修复能力。 （2）向推销人员询问该核酸保健品的成分、功效，及如何起到保健作用的原理；运用已学习的核酸知识与推销员交流，传递正确的营养保健知识；表明不会购买核酸保健品的态度。 （6）P38 复习与提高 1.（1）冬小麦的含水量从9月至12月处于下降趋势，因为随着冬季来临，气温下降，细胞中自由水的含量显著下降有助于抵抗低温冻害。 (2) 在寒冷的情况下，自由水可以结成冰而伤害植物，结合水则不会结冰。因此，冬季来临时，冬小麦细胞内自由水的比例逐渐降低，而结合水的比例逐渐上升，可以避免气温下降时自由水过多导致容易结冰而损害自身，这是植物适应环境的一种表现，是生物进化的结果。 (3) 略。 2.蛋白质的功能是由氨基酸种类、数目和排列顺序、多肽链折叠或盘曲形成的空间结构决定的。人的红细胞承担运输氧的作用，是因为血红蛋白的结构适于运输氧；而心肌细胞主要是承担心脏律动作用，其心肌蛋白的结构适于律动。 3.构成多糖的基本单位是葡萄糖，无论多少个葡萄糖构成多糖，它的顺序没有什么变化。核酸就不同了，构成核酸的核苷酸，无论是脱氧核苷酸还是核糖核苷酸，都各含4种碱基。核酸是由核苷酸连接而成的长链，核酸分子中4种脱氧核苷酸（或核糖核苷酸）在数量、排列顺序上就会千差万别，从而能够承担起携带遗传信息的功能。因此说核酸是遗传信息的携带者，而多糖不是。 4.在陨石中发现了氨基酸，且非地球所有，这说明宇宙中很可能还存在与地球生物类似的生命形式。因为氨基酸是组成蛋白质的基本单位，而蛋白质又是生命活动的主要承担者。 【链接高考真题】 考点1 细胞中的元素和无机物 1．（2024·浙江·高考真题）下列不属于水在植物生命活动中作用的是（    ） A．物质运输的良好介质 B．保持植物枝叶挺立 C．降低酶促反应活化能 D．缓和植物温度变化 解题要领 选项 知识点 教材知识点或题干信息 A 自由水 教材20页：水可以把营养物质运送到各个细胞，同时也把各个细胞在新陈代谢中产生的废物，运送到排泄器官或者直接排出体外。 B 液泡中的细胞液 教材48页：充盈的液泡可以使植物细胞保持坚挺。 C 酶的催化作用 教材78页：酶降低反应的活化能。C不属于水在植物生命活动中作用。 D 水的特性 教材21页：水具有较高的比热容，这就意味着水的温度相对不容易发生改变。 【答案】C 2.(2022·全国甲卷，1)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 解题要领 选项 知识点 教材知识点或题干信息 A 无机盐存在形式 教材21页：细胞中大多数以离子形式存在。 B Ca2+通过细胞膜的方式 教材69页：Na+、K+、Ca2+等离子和其他物质在逆浓度梯度跨膜运输时，首先要与载体蛋白的特定部位结合。B错误。 C 维生素D的功能 教材27页：维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。 D 无机盐的作用 教材22页：哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2+，如果Ca2+的含量太低，动物会出现抽搐等症状。 【答案】B 3.(2020·江苏卷，17)生物学实验常呈现“五颜六色”的变化。下列实验中溶液颜色变化的叙述正确的是(　　) A.在新鲜的梨汁中加入斐林试剂，混匀后在加热条件下由无色变成砖红色 B.在无氧发酵的果汁中加入酸性重铬酸钾溶液，混匀后由蓝色变成灰绿色 C.在DNA溶液中加入二苯胺试剂，混匀后在沸水浴条件下逐渐变成蓝色 D.在氨基酸溶液中加入双缩脲试剂，混匀后逐渐变成紫色 解题要领 选项 知识点 教材知识点或题干信息 A 还原性糖检测 教材19页：还原性糖溶液加入斐林试剂，混匀后在加热条件下由蓝色变成砖红色。A错误。 B 检查酒精的产生 教材91页：橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下雨乙醇发生化学反应，变成灰绿色。B错误。 C DNA的检测 选择性必修3教材75页：在DNA溶液中加入二苯胺，混合均匀后，将试管置于沸水中加热5min。待试管冷却后，溶液变成蓝色。C正确。 D 双缩脲试剂的作用 教材18页：蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。D错误。 【答案】C 4.[2020·全国卷Ⅰ，30(2)]农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是___________________________________________________(答出1点即可)。 解题要领 三段论是人们进行数学证明、办案、科学研究等思维时，能够得到正确结论，的科学性思维方法之一。是演绎推理中的一种正确思维的形式。我们可以以表示为： 大前提 小前提 结论 一般性原则 符合大前提一般性原则的特殊化陈述（要求真实可信） 符合一般性原则的特殊化陈述 水是细胞内良好的溶剂，许多种物质能够在水中溶解（P20）。Na+、K+、Ca2+等离子和其他物质在逆浓度梯度跨膜运输时，首先要与载体蛋白的特定部位结合（P69）。 大前提 小前提 结论 一般性原则 符合大前提一般性原则的特殊化陈述（要求真实可信） 符合一般性原则的特殊化陈述 农田施肥的同时，往往需要适当浇水 矿质元素要溶解在水中才能被吸收 肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收 【答案】肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收 一、单项选择题 1.《氾胜之书》中提到收获的粮食要“曝使极燥”，降低粮食的含水量后才入仓储存。下列说法错误的是(　　) A.“曝使极燥”后，细胞丧失了全部水分，新陈代谢完全停止 B.植物生长的不同时期，细胞内自由水与结合水的比值可能不同 C.粮食晾晒过程中含水量大幅度降低，可降低储存时有机物的损耗 D.若用高温烘焙的方式处理使粮食干燥，这些粮食以后可能萌发率较低，不宜做种 【解析】A　“曝使极燥”通过晾晒，种子丢失自由水，而仍保留少量的结合水，代谢减慢，并未停止，A错误；生长旺盛的时候，自由水与结合水的比值较高，反之，自由水与结合水的比值较低，植物生长的不同时期，其代谢速率不同，因此细胞内自由水与结合水的比值可能不同，B正确；水是呼吸作用的底物，含水量降低，呼吸作用减弱，有机物消耗降低，因此粮食晾晒过程中含水量大幅度降低，可降低储存时有机物的损耗，C正确；高温烘焙会使种子丢失自由水和结合水，导致细胞死亡，这些粮食以后可能萌发率较低，不宜做种，D正确。 2．细胞中的元素和各种化合物是细胞代谢的物质基础，下列相关叙述中正确的是（    ） A．细胞中的各种核酸都是遗传物质 B．在细胞中有很多种类的蛋白质与糖类、脂质以及核酸相结合 C．自由水和结合水的含量会发生变化，但二者不能相互转化 D．等质量的脂肪比糖类含有更多的能量，是因为脂肪中氧含量相对较高 【解析】B 在有细胞结构的生物中，只有DNA是遗传物质，RNA不是遗传物质，A错误；细胞中蛋白质可以与糖类、脂质以及核酸相结合，形成糖蛋白、脂蛋白等，B正确；自由水和结合水可以相互转化，例如在温度升高后一些结合水会转变成自由水，C错误；等质量的脂肪和糖类相比，脂肪中H和C的相对含量更高，O的含量低，D错误。 3．海底往往形成富含氧化锰的锰结核矿。研究发现一种以锰为“食”的细菌，该菌可以利用锰将CO2转化成有机物，满足自身需要。下列有关该细菌的叙述正确的是（    ） A．该菌内的酶可由细胞中脱氧核糖核苷酸直接指导合成 B．该菌通过无丝分裂进行增殖，不会出现纺锤丝和染色体 C．从外界环境吸收的N元素可用来合成ATP和磷脂等物质 D．从该菌利用锰的方式推断，其属于生态系统中的分解者 【解析】C 细胞生物的遗传物质是DNA（脱氧核糖核酸），可控制蛋白质的合成。酶多数是蛋白质，少数是RNA，但脱氧核糖核苷酸是构成DNA的基本单位，不能控制酶的合成，A错误；该细菌属于原核生物，但无丝分裂是真核细胞的分裂方式，其分裂过程不出现纺锤丝和染色体的变化，B错误；ATP和磷脂都含有N，故从外界环境吸收的N元素可用来合成ATP和磷脂等物质，C正确；该菌可以利用锰将CO2转化成有机物，是自养生物，应属于生产者，D错误。 4．图示为细胞中水的存在形式及其作用，下列叙述正确的是（　　） A．冬季来临，结合水/自由水的比例增大，细胞代谢水平和抗逆性均减弱 B．烘干种子时，部分自由水转变成结合水 C．甲的含义是“组成细胞的结构”，如果这部分水失去会导致细胞死亡 D．从图中可以推测，温度越高，细胞中的自由水越多 【解析】C 冬季来临，结合水/自由水的比例增大，细胞代谢水平降低，但抗逆性增强，A错误；烘干种子时，自由水不能转变成结合水，自由水和结合水都散失，B错误；甲的含义是“组成细胞的结构”，结合水是细胞结构的重要组成成分，如果这部分水失去会导致细胞死亡，C正确；一定范围内，温度升高，结合水可以转化为自由水，但是细胞生存需要适宜的温度，不能过高的升高温度，D错误。 5．在人体不同组织中水的存在形式与其功能直接相关，血液中的水主要是自由水，有利于物质运输，心肌中的水主要是结合水，可以维持肌肉细胞的形态，有利于肌肉的收缩。下列关于生物组织中水的叙述，正确的是（    ） A．人体不同组织的形态与含水量直接相关，含水量相同的组织，形态一定相同 B．唾液腺细胞合成唾液淀粉酶过程中产生的水，来自氨基酸的氨基和羧基 C．不同物质与水的结合能力不同，同一细胞不同时期水的结合方式不变 D．温度下降会影响哺乳动物体内自由水和结合水的比值，使动物抵抗寒冷的能力增强 【解析】B 组织的形态与含水量以及水的存在形式有关，即使含水量相同，组织形态也不一定相同，A错误；唾液淀粉酶是分泌蛋白质，氨基酸脱水缩合形成的水来自氨基和羧基，B正确；不同物质与水的结合能力不同，但同一细胞不同时期水的结合方式可能有差异，C错误；哺乳动物为恒温动物，温度的下降不会影响体内水存在形式的转化，D错误。 6．生命依赖于水，细胞也离不开水，细胞中的水以自由水和结合水两种形式存在。正常情况下，细胞内自由水所占比例越大，细胞代谢越旺盛。在冬季来临过程中，为了增强抗寒能力，冬小麦在不同时期的含水量发生了变化（如下图所示）。下列叙述错误的是（　　） A．冬季，冬小麦自由水的比例下降，可避免低温时自由水过多导致结冰而损害自身 B．在冬季来临过程中，冬小麦的结合水含量升高，但其水的主要存在形式始终是自由水 C．水分子是一种极性分子，带电分子或离子都易与水结合，因此，水是良好的溶剂 D．细胞内结合水的存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合，从而失去溶解性 【解析】B 在冬季来临前，冬小麦的自由水比例会逐渐降低，而结合水比例会逐渐上升，以避免气温下降时自由水过多导致结冰而损害自身，A 正确；由图可知，约 9月中旬开始，冬小麦的结合水的相对含量明显高于自由水，B 错误；水分子的空间结构及电子的不对称分布，使得水分子成为一个极性分子。带有正电荷或负电荷的分子（或离子）都容易与水结合，因此，水是良好的溶剂，C正确；细胞内结合水的存在形式主要是水与蛋白质、多糖等物质结合，这样水就失去流动性和溶解性，成为生物体的构成成分，D正确。 7.图中表示部分化合物的元素组成，其中数字表示元素。下列相关叙述中错误的是(　　) A.图中所示①②为大量元素，③④为微量元素 B.人体缺③会影响正常的有氧呼吸功能 C.甲状腺激素、血红蛋白等从细胞中分泌到细胞外的方式是胞吐 D.图示化合物合成过程都需要消耗能量 【解析】C　血红蛋白为胞内蛋白，不需要胞吐释放，C错误。 8.下列有关细胞中化合物的叙述，正确的是(　　) A.I、Cu、Ca等微量元素虽然含量少，但在细胞中也具有重要作用 B.叶绿体中的光合色素都含有Mg，缺Mg会影响植物的光合作用 C.只含有C、H、O三种元素的小分子有机物不一定是糖类或脂肪 D.RNA所含的元素种类比蛋白质多，RNA和DNA所含的元素种类相同 【解析】C　组成细胞的元素中，Ca属于大量元素，A错误；光合色素中的叶绿素含有Mg，类胡萝卜素不含Mg，B错误；只含C、H、O的小分子物质除了糖类和脂肪外，还有其他物质，如乙醇、丙酮酸、乳酸等，C正确；除C、H、O、N外，蛋白质还可能含有S、Fe等其他多种元素，而组成核酸的元素只有C、H、O、N、P，核酸包括DNA和RNA，D错误。 9.关于生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质和DNA的检测实验，下列叙述正确的是(　　) A.还原糖、DNA的检测通常分别使用双缩脲试剂、二苯胺试剂 B.检测还原糖、蛋白质和DNA都需要进行水浴加热 C.二苯胺试剂和用于配制斐林试剂的NaOH溶液都呈无色 D.脂肪、蛋白质检测时分别可见橘黄色颗粒、砖红色沉淀 【解析】C　还原糖检测试剂是斐林试剂，DNA检测试剂是二苯胺试剂，A错误；检测还原糖和DNA需进行水浴加热，蛋白质检测不需进行水浴加热，B错误；脂肪检测时可见橘黄色颗粒，蛋白质检测时呈紫色，D错误。 10.为检测生物组织中的还原糖，制备了某苹果的两种提取液：①浅红色浑浊的匀浆；②浅黄色澄清的匀浆。下列叙述正确的是(　　) A.提取液②加入斐林试剂并加热产生砖红色沉淀，说明②中含有还原糖 B.与提取液②相比，①更适合用于检测苹果中的还原糖 C.提取液中含有淀粉、少量的麦芽糖和蔗糖等还原糖 D.检测还原糖时，先加入双缩脲试剂A液再加入B液 【解析】A　还原糖鉴定是颜色反应，提取液②本身虽具有浅黄色，但颜色较浅且澄清，因此加入斐林试剂并加热产生砖红色沉淀，说明②中含有还原糖，A正确；提取液①由于颜色为浅红色且浑浊，因此相比而言②更适合检测苹果中的还原糖，B错误；淀粉和蔗糖不是还原糖，C错误；检测还原糖使用的是斐林试剂，而双缩脲试剂可用于蛋白质的鉴定，D错误。 11.“焦边”是由缺钾所引起的植物叶片边缘出现枯黄色的现象。某同学欲探究钾对植物叶片生长情况的影响，配制了两种培养液进行实验，培养液主要成分的配方如表所示。以下说法错误的是(　　) 组别 培养液类别 培养液所含主要成分的质量浓度/(mg·L－1) KNO3 CaCl2·2H2O MgSO4·7H2O (NH4)2SO4 甲组 完全培养液 25 000 150 250 134 乙组 缺钾培养液 0 150 250 134 A.因变量为叶片边缘是否出现枯黄色 B.该实验不能证明镁是合成叶绿素的必需元素 C.乙组实验结果可以证明缺钾会导致植物出现“焦边”现象 D.可以增加一组二次对照实验，即在缺素培养液中加入钾，观察植物叶片生长是否恢复正常 【解析】C　本题实验自变量是有无钾离子，因变量是植物叶片边缘是否出现枯黄色的现象，A正确；实验目的是探究钾对植物叶片生长情况的影响，甲、乙两组中镁含量无差异，不能判断镁元素是否参与合成叶绿素，B正确；乙组植物出现“焦边”现象，也可能是其他因素引起的，所以需要进一步实验证明，比如增加一组二次对照实验，即在缺素培养液中加入钾，观察植物叶片生长是否恢复正常，C错误，D正确。 12.果糖广泛存在于水果及蜂蜜中，其甜度大于葡萄糖，近年来含高浓度果糖的果葡糖浆被广泛用于食品工业中。下图表示果糖和葡萄糖在肝脏细胞内的部分代谢途径，下列分析错误的是(　　) A.果糖、葡萄糖分子都以碳链为基本骨架 B.血糖水平较低时，果糖可为肝细胞的生命活动提供能量 C.过量摄入果糖或葡萄糖都会导致脂肪肝的发病率升高 D.在细胞供能不足时，脂肪可以大量转化为葡萄糖和果糖 【解析】D　果糖和葡萄糖是组成多糖的单体，每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，A正确；据图可知，血糖水平较低时，果糖可分解为丙酮酸，然后再彻底氧化分解，为肝细胞的生命活动提供能量，B正确；据图可知，过量摄入果糖或葡萄糖都会转化为脂肪酸，从而导致脂肪肝的发病率升高，C正确；脂肪一般只在糖类代谢发生障碍引起供能不足时，才会分解供能，脂肪不能大量转化为糖类，D错误。 13.“待到樱花盛开时，期待与君再相逢。”这是2020年春天湖北人民向全国人民发出的深情邀约。武汉大学在2021年春天，选择樱花盛开最美的两天，专门请医护人员来武大赏樱。下列有关生物遗传物质的叙述，正确的是(　　) A.病毒的遗传物质是DNA或RNA B.新冠病毒的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸 C.既有DNA又有RNA的人体细胞，其遗传物质是DNA或RNA D.樱花的遗传物质主要是DNA 【解析】A　病毒只有一种核酸，其遗传物质是DNA或RNA，A正确；新冠病毒的遗传物质是RNA，水解产生4种核糖核苷酸，B错误；既有DNA又有RNA的人体细胞，其遗传物质是DNA，C错误；细胞生物的遗传物质是DNA，D错误。 14.无论在细胞结构中还是在细胞的生命活动中，蛋白质常常与其他物质结合形成复合物来发挥作用。下列相关叙述错误的是(　　) A.蛋白质与多糖结合形成的复合物可能具有信息传递作用 B.蛋白质与DNA结合形成的复合物可能存在于大肠杆菌 C.脂质—蛋白质—脂质组成的三层复合物参与构成了几乎所有的生物膜 D.宿主细胞的RNA—蛋白质复合物中的蛋白质可能来自病毒 【解析】C　蛋白质和多糖结合形成糖蛋白，分布在细胞膜的外侧，可能具有信息交流的功能，A正确；大肠杆菌虽然不具有染色体，但是在DNA复制过程中，DNA聚合酶与DNA结合可以形成复合物， B正确；所有生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质组成的三层复合物是罗伯特森提出的细胞膜的静态模型，现在大多数人所接受的是辛格和尼科尔森提出的流动镶嵌模型，C错误；有些逆转录病毒侵染细胞的过程中，其逆转录酶(属于蛋白质)会进入宿主细胞参与逆转录过程，D正确。 15.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都是人体细胞内的主要能源物质 【解析】C　①酶的化学本质是蛋白质或RNA，②抗体的化学本质是蛋白质，③激素的化学本质是多肽和蛋白质、氨基酸类衍生物、固醇类等，只有多肽和蛋白质是由氨基酸通过肽键连接而成的，RNA、固醇类激素等不是通过肽键连接而成的，A错误；③激素中蛋白质类属于生物大分子，④糖原属于生物大分子，⑤脂肪的相对分子质量较小，不属于生物大分子，B错误；①酶的化学本质是蛋白质或RNA，其基本单位是氨基酸或核苷酸，都含氮元素，②抗体的化学本质是蛋白质，其基本单位是氨基酸，含氮元素，⑥核酸包括DNA和RNA，其基本单位是核苷酸，含氮元素，C正确；④糖原属于多糖，糖类是生物体主要的能源物质，⑤脂肪是细胞内良好的储能物质，不是主要能源物质，⑥核酸是细胞内携带遗传信息的物质，不是能源物质，D错误。 16.左旋肉碱能够促进脂肪水解的产物——脂肪酸穿过线粒体膜进行氧化供能，因此在运动时可以促进身体内脂肪的燃烧来提供能量，下列相关叙述错误的是(　　) A.脂肪酸和葡萄糖的组成元素都是C、H、O，都能进入线粒体分解供能 B.线粒体的内膜上蛋白质的种类和数量多于外膜 C.人体细胞中的储能物质有脂肪、肝糖原和肌糖原 D.运动能够使左旋肉碱促进脂肪酸进入线粒体的速率增强 【解析】A　脂肪酸和葡萄糖的组成元素都是C、H、O，据题干信息，脂肪酸能进入线粒体中，但是葡萄糖不能进入线粒体，A错误；线粒体内膜向内凹陷形成嵴，其膜上有与有氧呼吸有关的酶，因此其蛋白质的种类和数量多于外膜，B正确；据题干信息，运动时左旋肉碱可以促进身体内脂肪的燃烧，因此运动过程中，左旋肉碱促进脂肪酸进入线粒体的速率增强，D正确。 17.用葡萄糖培养液培养脂肪细胞时，即使没有向培养液中添加脂肪，新形成的脂肪细胞中也会出现油滴。下列相关叙述正确的是(　　) A.葡萄糖在培养液中转化为脂肪后进入脂肪细胞 B.葡萄糖转化为脂肪后，其元素的种类会发生改变 C.等质量的脂肪和糖类氧化分解时，脂肪释放的能量更多 D.葡萄糖转化为脂肪时会伴随着ATP的合成 【解析】C　葡萄糖进入脂肪细胞之后转化为脂肪，A错误；葡萄糖和脂肪的组成元素都是C、H、O，B错误；与糖类相比，脂肪中含有H的比例较高，氧化分解时消耗的氧气较多，释放的能量多，C正确；葡萄糖转化为脂肪时会伴随着ATP的消耗，D错误。 18.根据下表相关信息判断，同质量的脂肪和糖类在氧化分解时会出现差异的相关分析，错误的是(　　) 物质 各元素比例 氧化分解时 C O 耗氧量 释放能量 产生的水 脂肪 75% 13% 较多 较多 X 糖类 44% 50% 较少 较少 Y A.脂肪和糖类中的H的比例分别是12%和6% B.相同质量条件下，脂肪比糖类在氧化分解时耗氧量多 C.糖类中O的比例高，因此氧化分解时产生的水为X<Y D.脂肪中C、H的比例较高，所以释放的能量较多 【解析】C　由表中数据可知，脂肪中C＝75%，O＝13%，因此H＝12%；糖类中C＝44%，O＝50%，因此H＝6%；糖类和脂肪氧化分解时，耗氧量的多少取决于有机物中H、C所占的比例，而脂肪中H、C的含量高，氧化分解时耗氧量多，释放的能量多，形成的CO2和H2O也多，故X>Y。 19.玉米胚乳中含有大量淀粉，而胚芽中脂肪的含量达17%～45%，故可从玉米种子中提炼玉米油。种子吸水萌发时，玉米胚芽合成赤霉素并释放到胚乳和糊粉层，糊粉层细胞接受赤霉素刺激后产生水解酶并释放到胚乳，促进淀粉水解。下列叙述错误的是(　　) A.淀粉的单体是葡萄糖，葡萄糖常作为细胞生命活动的能源物质 B.淀粉和脂肪的组成元素相同，两者均为玉米籽粒的储能物质 C.萌发期玉米籽粒的胚乳提取液与斐林试剂反应后会出现砖红色沉淀 D.糊粉层细胞产生的水解酶释放到胚乳后，会使玉米籽粒干重减少 【解析】D　淀粉是由葡萄糖经过脱水缩合形成的多聚体，而葡萄糖常作为细胞生命活动的能源物质，A正确；淀粉和脂肪的组成元素相同，都含C、H、O，两者均为玉米籽粒的储能物质，B正确；萌发期玉米籽粒的胚乳提取液含有还原糖，与斐林试剂反应后会出现砖红色沉淀，C正确；糊粉层细胞产生的水解酶释放到胚乳后，促进淀粉水解成葡萄糖，会使玉米籽粒干重增加，D错误。 20.为探究蓖麻种子(脂肪含量达70%)萌发过程中的物质变化，某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件均适宜的黑暗环境中培养，定期检查萌发种子(含幼苗)的脂肪、蔗糖、葡萄糖的含量和干重变化，结果如下图所示，据图分析。 下列说法正确的是(　　) A.图甲表示脂肪在酶的作用下水解为葡萄糖，其中一部分进一步转化为蔗糖 B.糖类是胚生长发育的主要能源物质，由脂肪转化为糖类需要蛋白质参与 C.用苏丹Ⅲ染液对蓖麻种子切片染色，可通过肉眼观察到橘黄色脂肪颗粒 D.据图乙分析，蓖麻种子萌发初期时干重增加，增加的主要元素是氢 【解析】B　脂肪在酶的作用下水解为甘油、脂肪酸，再转化为糖类，A错误；糖类是生命活动的主要能源物质，脂肪转化为糖类过程中需要酶的参与，酶的本质主要是蛋白质，B正确；用苏丹Ⅲ染液对蓖麻种子切片染色，需在显微镜下才能观察到橘黄色的脂肪颗粒，C错误；脂肪在不断转变成糖类等其他形式的有机物，糖类物质中氧的比例大于脂肪，因此导致种子干重增加的主要元素是氧，D错误。 二、多项选择题 21.下列有关生物体内水的叙述，错误的是(　　) A.自由水在生物体的许多化学反应中充当载体 B.种子储存前晒干是为了减少自由水的含量，降低种子的代谢速率 C.冬季，植物体内结合水含量高于自由水含量，以增强植物的抗寒能力 D.自由水和结合水的比例处于动态变化中，有利于生物体更好地适应多变的环境 【解析】AC　自由水是细胞内的良好溶剂，许多物质能够溶解在自由水中，自由水在生物体的许多化学反应中充当溶剂，A错误；结合水大约占细胞内全部水分的4.5%，冬季，植物体内结合水所占的比例增加，以增强植物的抗寒能力，但结合水含量不一定高于自由水含量，C错误。 22.脂肪组织既可以储存能量，还可以分泌多种脂肪因子如性激素、前列腺素等。脂滴是所有脂肪细胞内储存能量的结构，由内质网以出芽的形式缢裂而成。下列说法正确的是(　　) A.能量主要储存在脂滴中的甘油三酯内 B.脂肪因子主要作用是催化细胞的代谢活动 C.脂滴可能由内质网膜外层磷脂分子层出芽形成 D.脂肪细胞的内质网上可能具有脂质合成酶 【解析】CD　糖类是主要的能源物质，脂肪是良好的储能物质，A错误；脂肪组织可以分泌多种脂肪因子如性激素、前列腺素等，这些脂肪因子属于激素，可以调节细胞的生命活动，B错误；磷脂分子头部亲水，尾部疏水，内质网膜外层磷脂分子，头部朝外，尾部朝里，可包裹脂肪出芽形成脂滴，C正确；内质网可分为粗面内质网和光面内质网，光面内质网与脂质合成有关，所以脂肪细胞的内质网上可能具有脂质合成酶，D正确。 23.高脂饮食(HFD)会诱导心肌损伤，许多心血管疾病的发生都与Mst1基因的持续激活有关。Mst1是由Mst1基因合成的蛋白激酶，可以减少线粒体分裂蛋白的合成和增加线粒体融合蛋白的合成。在探究Mst1参与高脂饮食诱导心肌损伤的机制的研究过程中，科研人员做了如下实验： a.正常饮食(ND)，正常小鼠(WT)； b.正常饮食(ND)，Mst1基因敲除小鼠(Mst1—/—)； c.高脂饮食(HFD)，正常小鼠(WT)； d.高脂饮食(HFD)，Mst1基因敲除小鼠(Mst1—/—)。 连续喂养16周后，分别检测心肌柠檬酸合成酶(在线粒体内与有氧呼吸相关)活性和ATP含量，结果如下图。相关叙述正确的是(　　) A.实验的自变量是饮食中的脂肪含量，a是对照组，b、c、d是实验组 B.由于柠檬酸合成酶位于线粒体内，而使得心肌细胞的ATP均在线粒体内产生 C.c组小鼠心肌细胞的线粒体的体积可能大于d组细胞 D.实验表明高脂饮食可以损伤线粒体，而Mst1基因敲除可以缓解这种损伤 【解析】CD　本实验自变量为饮食中的脂肪含量和小鼠类型，本实验要研究Mst1参与高脂饮食诱导心肌损伤的机制，因此a、b、c相对于d都属于对照组，d是实验组，A错误；心肌细胞的细胞质基质可以进行细胞呼吸的第一阶段，可以产生少量的ATP，因此ATP不一定均在线粒体内产生，B错误；d组Mst1基因被敲除，不能合成Mst1，据题意可知，Mst1增加线粒体融合蛋白的合成，因此c组小鼠线粒体融合，心肌细胞的线粒体的体积可能大于d组细胞，C正确；题干中心肌柠檬酸合成酶是一种与有机物氧化分解相关的酶，表明该酶的活性与线粒体功能呈正相关，分析柱形图可以发现在正常小鼠体内，高脂饮食相比较于正常饮食心肌柠檬酸合成酶的活性降低，而在Mst1基因敲除小鼠体内，高脂饮食相比较于正常饮食，心肌柠檬酸合成酶的活性虽然降低但降低的幅度较小，分析ATP的合成量也是相同的变化趋势，因此可推断高脂饮食会导致线粒体功能损伤，而Mst1基因敲除可以在一定程度(提高心肌柠檬酸合成酶活性，促进ATP合成)上减轻这种损伤，D正确。 24.生物体内某些重要化合物的元素组成和功能关系如图所示，其中X、Y代表元素，a、b、c分别是组成甲、乙、丙三种生物大分子的单体，这三种单体的结构可用d或e表示。下列相关叙述错误的是(　　) A.X表示的元素是N和P，Y表示的元素一定有N B.在真核细胞中，甲主要分布于细胞质，乙主要分布于细胞核 C.如果d是乙的基本单位，那么n不可能是尿嘧啶 D.e是丙的基本单位，多个e可通过肽键连接起来 【解析】BC　由图可知，甲是DNA，乙是mRNA，丙是蛋白质，a表示脱氧核苷酸，b表示核糖核苷酸，c表示氨基酸，可推断X表示的元素是N和P，Y表示的元素一定有N，A正确；甲为DNA，乙为RNA，在真核细胞中，甲主要分布于细胞核，乙主要分布于细胞质，B错误；如果d是乙(RNA)的基本单位，则d是核糖核苷酸，含U不含碱基T，所以n可能是尿嘧啶，C错误；丙是蛋白质，e是氨基酸，所以e是丙的基本单位，多个e可通过肽键连接起来，D正确。 25.乙酰六胜肽为人体内源性生物活性物质，是一种具有穿透细胞膜能力的小分子链状六肽，由于能够阻断神经肌肉间的信息传导，避免肌肉过度收缩，减少了动态纹的发生，还能有效重组胶原蛋白，增加弹力蛋白活性，多用于化妆品内作为抗皱成分。下列相关叙述正确的是(　　) A.乙酰六胜肽可与甲、乙液等量配制的双缩脲试剂呈紫色反应 B.乙酰六胜肽进入细胞充分体现了细胞膜的功能特点 C.氨基酸的种类和数量就决定了该小分子多肽的功能 D.该多肽由6个氨基酸通过5个肽键相连 【解析】BD　乙酰六胜肽可与双缩脲试剂发生紫色反应，但甲液和乙液等量混合的是斐林试剂，斐林试剂用于检测还原糖，检测蛋白质是依次加入双缩脲试剂A液、B液，A错误；由题可知，乙酰六胜肽是一种具有穿透细胞膜能力的小分子，体现了细胞膜的功能特点——选择透过性，B正确；除了氨基酸的种类和数量决定该小分子多肽的功能，还有氨基酸的排列顺序，肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构也决定该多肽的功能，C错误；由题可知，该多肽是链状六肽，因此该多肽由6个氨基酸通过5个肽键(肽键数＝氨基酸数－肽链数)相连，D正确。 三、非选择题 26.“有收无收在于水，收多收少在于肥”、“上粪不浇水，庄稼噘着嘴”、“犁地深一寸，等于上层粪”。农业谚语是人民群众总结出的农业生产经验，它用简单通俗、精炼生动的话语反映出深刻的道理，是中华民族的文化瑰宝。 (1)植物根系既能从土壤中吸收水分也能吸收无机盐。根细胞内水分的作用有___________________________________________________(答出2点即可)。 (2)当土壤含水量过高时，反而不利于植物的正常生长，可能的原因有___________________________________________________(答出两点即可)。 (3)增施有机肥有利于叶绿素分子合成的主要原因是____________________________________________________________。 【答案】（1）根细胞的组成成分；参与细胞内的生化反应；运送营养和代谢废物等 （2）植物根部因缺氧进行无氧呼吸，根部能量供应不足，影响物质运输；植物根部因无氧呼吸产生大量酒精而出现烂根现象 （3）有机肥被微生物分解产生N、Mg等无机盐，有利于叶绿素的合成 27.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。农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮(NH)和硝态氮(NO)。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源)中NH和NO的吸收具有偏好性(NH和NO同时存在时，对一种离子的吸收量大于另一种)。请设计实验对这种偏好性进行验证，要求简要写出实验思路、预期结果和结论。 【解析】本实验的目的是验证作物甲对硝酸铵中的NH和NO的吸收具有偏好性，因变量是作物甲对二者的吸收量，因此可将生理状态相同的若干作物甲培养在适宜浓度的以硝酸铵为唯一氮源的营养液中，在适宜条件下培养一段时间，并测定实验后营养液中的NH和NO的浓度，最后进行比较，如果实验后营养液中的NH的浓度低于NO，可说明作物甲对硝酸铵中的NH的吸收具有偏好性；反之，则说明作物甲对硝酸铵中的NO的吸收具有偏好性。 【答案】实验思路：配制营养液(以硝酸铵为唯一氮源)，用该营养液培养作物甲，一段时间后，检测营养液中NH和NO剩余量。预期结果和结论：若营养液中NO剩余量小于NH剩余量，则说明作物甲偏好吸收NO；若营养液中NH剩余量小于NO剩余量，则说明作物甲偏好吸收NH。 28.谷类种子和油料种子分别以淀粉和脂肪为主要营养物质，种子萌发时这两种物质都氧化分解为CO2和H2O。 (1)油料作物种子如花生、蓖麻在播种时，播种的深度相对较浅，从物质代谢的角度分析，可能的原因是___________________________________________。 (2)现有谷类种子和油料种子各一组，请根据种子在适宜条件下萌发时O2消耗量与CO2释放量的关系，设计实验以确定种子的类型，简要写出实验思路并预期实验结果及结论：___________________________________________________。 【答案】（1）脂肪中氧的含量远远低于糖类，而氢的含量更高。等质量的脂肪与糖类氧化分解时，脂肪释放的能量更多，需要的O2多，产生的H2O多 （2）实验思路：分别检测这两组种子萌发时O2消耗量和CO2释放量的比值(或CO2释放量和O2消耗量的比值)，并比较两组比值的大小。预期实验结果和结论：萌发时O2消耗量和CO2释放量的比值低(或CO2释放量和O2消耗量的比值高)的一组为谷类种子；萌发时O2消耗量和CO2释放量的比值高(或CO2释放量和O2消耗量的比值低)的一组为油料种子 29.矿质元素在植物的生长发育过程中起重要作用，其中有的元素可以在植物体内转移被再次利用，而有的元素则不可以。植物生长过程中缺镁和缺铁都会导致叶片发黄，为研究缺镁和缺铁对植物生长影响的差异，某同学设计如下实验：取3株生长健壮、发育状况一致的大豆植株，随机均等分成甲、乙、丙三组，且用符合实验要求的容器进行培养。甲组盛有含除镁以外的各种必需元素的营养液，乙组盛有含除铁以外的各种必需元素的营养液，丙组盛有含各种必需元素的营养液，将三组植株置于相同且适宜的条件下培养，并对溶液通气。一段时间后甲组的大豆植株底部叶片先开始发黄，乙组的大豆植株顶部叶片先开始发黄，而丙组未出现叶片发黄现象。 (1)缺镁和缺铁都会导致叶片发黄是因为缺镁和缺铁都会影响________的合成。该实验设计存在一处明显问题，指出并纠正：___________________________。 (2)若停止对溶液通气，则一段时间后会出现烂根现象，分析其原因：__________________________________________________________________。 (3)植株底部叶片是生长代谢较弱的成熟或衰老的叶片，需要铁、镁等必需元素的量较少，而顶部叶片是生长代谢旺盛的幼叶，需要镁、铁等必需元素的量较多。据此分析甲组植株底部叶片先开始发黄，而乙组植株顶部叶片先开始发黄的原因：_________________________________________________________________。 【解析】(1)镁是叶绿素的组成元素，铁影响与叶绿素合成相关的酶的活性，因此，缺镁和缺铁都会因影响叶绿素的合成而导致叶片发黄；实验设计时为避免误差过大，实验材料的数量应足够大，本实验中每组只取一株大豆植株，太少，容易由于偶然因素而使实验出现误差，应该多取几株生长健壮、发育状况一致的大豆植株，随机均等分成三组。(2)若停止对溶液通气，则溶液缺乏氧气，根细胞进行无氧呼吸产生的酒精对根细胞有毒害作用，一段时间后会出现烂根现象。(3)在植物生长过程中，成熟或衰老的叶片中的叶绿素已经合成，需要镁和铁的量较少，所以营养液缺镁和缺铁时，短时间内不会出现叶片发黄的现象，而幼叶由于代谢旺盛、生长迅速，需要合成大量的叶绿素，所以营养液缺镁和缺铁时，短时间内会出现叶片发黄的现象，但实际情况是缺铁时符合上述分析，而缺镁时正好相反，成熟或衰老的叶片先出现发黄现象，幼叶后出现发黄现象，则说明老叶中的镁转移至幼叶被重新利用，而铁不能转移被再次利用。 【答案】(1)叶绿素　每组只取一株大豆植株，太少，容易由于偶然因素而使实验出现误差。应该多取几株生长健壮、发育状况一致的大豆植株，随机均等分成三组　(2)溶液缺乏氧气，根细胞进行无氧呼吸产生的酒精对根细胞有毒害作用　(3)镁在植物体内可从老叶转移至幼叶(被重新利用)，而铁不能转移被再次利用 30.蛋白质是生命活动的主要承担者。回答下列与蛋白质相关的问题： (1)从氨基酸分子水平分析，决定蛋白质结构多样性的原因是____________________________。 结构的多样性决定了功能的多样性，例如，酶能够通过_______________________________ 的机制催化生化反应高效进行。 (2)“分子伴侣”是一类能帮助多肽进行初步折叠、组装或转运的蛋白质，由此推测其主要存在于________(填细胞结构)中。“ATP合成酶”是一类分布于生物膜上催化ADP合成ATP的复合蛋白质，由此推测，在动物细胞中其主要存在于________(填细胞结构)上。 (3)利用蛋清做如下实验。实验一：在蛋清中加入食盐，会看到白色的絮状物出现。兑水稀释后絮状物消失，蛋清恢复原来的液体状态。实验二：加热蛋清，蛋清变成白色固体。恢复常温后，凝固的蛋清不能恢复液体状态。从蛋白质结构的角度分析，请简述上述两个实验结果产生差异的原因_______________________ _______________________________________________________________。 (4)基因对生物性状的控制也是通过蛋白质来实现的。例如，与圆粒豌豆相比较，皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来DNA序列，导致淀粉分支酶不能合成，最终导致细胞内淀粉含量低，游离蔗糖含量高，种子不能有效保留水分而皱缩。由此说明基因、蛋白质与性状的关系是____________________________________。 【解析】(1)从氨基酸分子水平分析，构成蛋白质的氨基酸的种类、数目和排列顺序不同，决定了蛋白质结构的多样性。酶能够通过显著降低反应活化能的机制催化生化反应高效进行。(2)根据“分子伴侣”是一类能帮助多肽进行初步折叠、组装或转运的蛋白质，可推测其主要存在于内质网中。动物细胞通过细胞呼吸产生ATP，场所是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜，“ATP合成酶”是一类分布于生物膜上催化ADP合成ATP的复合蛋白质，据此推测在动物细胞中其主要存在于线粒体内膜上。(3)实验一在蛋清中加入食盐，有白色絮状物出现，兑水稀释后絮状物消失，说明蛋白质的空间结构没有被破坏；实验二蛋清加热后恢复常温，蛋白质不能恢复为液态，说明蛋白质的空间结构遭到了破坏。(4)该实例说明了基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。 【答案】(1)氨基酸的种类、数目和排列顺序　显著降低反应活化能　(2)内质网　线粒体内膜 (3)前者蛋白质的空间结构没有被破坏，后者蛋白质的空间结构遭到破坏 (4)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 12 学科网（北京）股份有限公司 $$