第一单元 走近细胞与组成细胞的分子(教师用书)-【创新方案】2026年高考生物一轮复习(多选版)
2025-07-22
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案 |
| 知识点 | 分子与细胞 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 29.00 MB |
| 发布时间 | 2025-07-22 |
| 更新时间 | 2025-07-22 |
| 作者 | 山东一帆融媒教育科技有限公司 |
| 品牌系列 | 创新方案·高三总复习一轮 |
| 审核时间 | 2025-07-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53158206.html |
| 价格 | 10.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第一单元走近细胞与组成细胞的分子
第1课时 走近细胞
1.3.1 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
1.3.2 描述原核细胞与真核细胞的最大区别是原核细胞没有由核膜包被的细胞核
一、细胞学说的建立
1.连线串知——了解科学家及其成就
2.判断正误——辨清教材微点
(1)(2023·广东卷)新细胞产生方式的发现是对细胞学说的修正。 (√)
(2)细胞学说提出一切生物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成。 (×)
(3)新细胞是由老细胞分裂产生的。 (√)
(4)人体中的每个细胞都能单独地完成各项生命活动。 (×)
(5)细胞学说从不同方面揭示了生物界的多样性和统一性。 (×)
(6)细胞学说认为一切生物体均由细胞组成。 (×)
(7)按照被归纳的对象是否是全部对象,归纳法可以分为完全归纳法和不完全归纳法,细胞学说的建立应用了不完全归纳法。 (√)
二、细胞是基本的生命系统
1.识图作答——掌握生命系统的各层次
(1)细胞是生命活动的基本单位,生命活动离不开细胞,因为单细胞生物一个细胞就是一个个体,单个细胞能够独立完成生命活动;多细胞生物依赖各种分化的细胞密切合作,共同完成复杂的生命活动;病毒无细胞结构,必须寄生在活细胞中才能生活。
(2)①~④依次表示组织、种群、群落、生物圈。单细胞生物不具有组织、器官、系统层次,细胞即是个体;植物没有系统层次。
(3)原子、分子、化合物及细胞内的细胞器等成分不是(填“是”或“不是”)生命系统。
2.判断正误——辨清教材微点
(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)生命系统的层次中不能含非生物成分。 (×)
(3)单细胞生物既属于细胞层次,又属于个体层次。 (√)
(4)病毒虽然不能独立完成生命活动,但属于生命系统的结构层次。 (×)
三、细胞的多样性和统一性
1.识图作答——理清三种生物的细胞示意图
(1)图1属于原核细胞,图2属于真核细胞。(均填“原核细胞”或“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。
(3)写出图1中下列各序号所代表结构的名称:
①拟核;③细胞壁;⑤核糖体;⑥鞭毛。
(4)图1蓝细菌中无图2细胞中的⑥叶绿体,但也能进行光合作用的原因是其细胞中含有藻蓝素和叶绿素及光合作用所需的酶。
(5)图1代表的细胞与图2代表的细胞都具有细胞膜、细胞质、核糖体和细胞壁,并且都以DNA为遗传物质,这体现了细胞的统一性。
(6)图2所示细胞结构不能(填“能”或“不能”)通过高倍显微镜观察到。
(7)若使用高倍显微镜观察植物细胞,操作步骤如下:
2.判断正误——辨清教材微点
(1)为尽快观察,可直接使用高倍物镜。 (×)
(2)在高倍镜下视野较暗,可以用粗准焦螺旋进行调节。 (×)
(3)高倍镜视野下细胞较大,细胞数目较少。 (√)
(4)若要将视野右上方的物像移至视野中央,应将装片向左上方移动。 (×)
(5)观察未经染色的动物细胞时,应使用平面镜和较小的光圈,适当将视野亮度调暗些。 (√)
融通大概念建构知识体系
[盘点总结]
(1)细胞学说中三个“未涉及”:未涉及原核细胞;未涉及病毒;未涉及生物或细胞间的“差异性”。
(2)草履虫等单细胞生物既属于细胞层次,又属于个体层次;植物没有系统层次。
(3)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。
(4)病毒属于生物,但不属于生命系统的结构层次。
核心点(一) 原核细胞和真核细胞的比较
[系统知能]
(一)原核细胞与真核细胞异同的分析
(二)细胞多样性与统一性的分析
1.细胞多样性的“两个”原因
2.细胞统一性的“五个”表现
[题点全练]
题点1 细胞学说和生命系统的结构层次
1.(2025·济宁模拟)下列关于细胞学说的建立过程及内容要点的叙述,正确的是 ( )
①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 ②细胞学说揭示了细胞的多样性和生物体结构的统一性 ③施莱登和施旺是细胞学说的主要建立者 ④细胞学说认为细胞分为原核细胞和真核细胞 ⑤列文虎克发现并命名了细胞 ⑥所有的细胞都来源于先前存在的细胞
A.②③⑤ B.③④⑥
C.①⑤⑥ D.①③⑥
解析:选D 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,这是细胞学说的主要内容之一,①正确;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,②错误;细胞学说的建立者主要是施莱登和施旺,③正确;细胞学说没有认为细胞分为原核细胞和真核细胞,④错误;罗伯特·胡克发现并命名了细胞,⑤错误;所有的细胞都来源于先前存在的细胞,新细胞是由老细胞分裂产生的,⑥正确。
2.(2024·浙江6月选考)细胞是生物体结构和生命活动的基本单位,也是一个开放的系统。下列叙述正确的是 ( )
A.细胞可与周围环境交换物质,但不交换能量
B.细胞可与周围环境交换能量,但不交换物质
C.细胞可与周围环境交换物质,也可交换能量
D.细胞不与周围环境交换能量,也不交换物质
解析:选C 细胞是一个开放的系统,可以与周围环境进行物质和能量的交换,C正确。
3.(2025·襄阳模拟)系统是指彼此间相互作用、相互依赖的组分有规律地结合而形成的整体。下列相关叙述不能为“细胞是基本的生命系统”这一观点提供支持的是 ( )
A.T2噬菌体只有侵入大肠杆菌后才能增殖
B.细胞膜是边界,各类细胞器分工合作,细胞核是控制中心
C.离体的叶绿体在一定的条件下能释放氧气
D.细胞是开放的,不断与外部环境进行物质运输、能量转化和信息传递
解析:选C 病毒没有细胞结构,T2噬菌体只有侵入大肠杆菌后才能增殖,体现了细胞是基本的生命系统,A不符合题意;细胞膜是边界,各类细胞器分工合作,细胞核是控制中心,细胞是彼此间相互作用、相互依赖的组分有规律地结合而形成的整体,支持细胞是基本的生命系统,B不符合题意;离体的叶绿体在一定的条件下能释放氧气,没有依赖完整的细胞结构,不能体现细胞是基本的生命系统,C符合题意;细胞是开放的,不断与外部环境进行物质运输、能量转化和信息传递,说明细胞是基本的功能单位,支持细胞是基本的生命系统,D不符合题意。
4.病毒作为生物生活在地球上,如图是某种病毒的模式图。以下表述是其特征的是 ( )
A.病毒有细胞结构
B.病毒一般由核酸和蛋白质组成
C.病毒的生活可以离开活细胞
D.病毒属于生命系统中最简单的层次
解析:选B 病毒是非细胞生物,没有细胞结构,A不符合题意;病毒一般由内部核酸和蛋白质外壳组成,B符合题意;病毒必须寄生于活细胞中生活,C不符合题意;生命系统中最简单的层次是细胞,病毒不属于生命系统中的层次,D不符合题意。
[微点拨]
与病毒相关的知识
(1)增殖过程:吸附→注入→合成→组装→释放。
(2)成分:主要由蛋白质和核酸组成。
(3)生活方式:寄生。
(4)分类:按宿主:植物病毒(烟草花叶病毒)、动物病毒(HIV)、细菌病毒(T2噬菌体);按遗传物质:DNA病毒(T2噬菌体)、RNA病毒(HIV、SARS)。
题点2 细胞的多样性与统一性
5.(2024·全国甲卷)细胞是生物体结构和功能的基本单位。下列叙述正确的是 ( )
A.病毒通常是由蛋白质外壳和核酸构成的单细胞生物
B.原核生物因为没有线粒体所以都不能进行有氧呼吸
C.哺乳动物同一个体中细胞的染色体数目有可能不同
D.小麦根细胞吸收离子消耗的ATP主要由叶绿体产生
解析:选C 病毒没有细胞结构,不属于单细胞生物,A错误;某些原核生物虽然没有线粒体,但细胞中含有与有氧呼吸相关的酶,故能进行有氧呼吸,如硝化细菌,B错误;哺乳动物同一个体中细胞的染色体数目有可能不同,如配子中的染色体数目为体细胞的一半,C正确;小麦根细胞吸收离子消耗的ATP主要由线粒体产生,D错误。
6.(2023·海南高考)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
解析:选B 衣藻为单细胞真核生物,大肠杆菌属于原核生物,原核生物和真核生物的遗传物质都是DNA,A错误,B正确;衣藻具有叶绿体,能进行光合作用,大肠杆菌没有叶绿体,不能进行光合作用,C错误;大肠杆菌属于原核生物,无线粒体,D错误。
[微技法]
常见原核生物与真核生物的快速判定
核心点(二) 高倍显微镜的使用方法
[题点全练]
题点1 高倍显微镜的使用方法及操作
1.(2025·重庆模拟)某生物社团成员将黑藻放在适宜光照、温度等条件下培养一段时间后放在显微镜下观察,视野中一叶绿体位于液泡右下方,细胞质环流方向为逆时针,如图所示。下列相关叙述错误的是 ( )
A.显微镜的放大倍数是目镜放大倍数和物镜放大倍数的乘积
B.低倍物镜转为高倍物镜后用细准焦螺旋调焦
C.实际上叶绿体位于液泡的左上方
D.细胞质实际流动方向为顺时针
解析:选D 显微镜的放大倍数是目镜放大倍数和物镜放大倍数的乘积,A正确;低倍物镜转为高倍物镜后,只能用细准焦螺旋调焦,B正确;显微镜下成的是左右相反、上下颠倒的虚像,视野中叶绿体位于液泡右下方,所以实际上叶绿体位于液泡的左上方,细胞质实际流动方向仍为逆时针,C正确,D错误。
2.(2025·哈尔滨模拟)利用显微镜观察人的血细胞,使用相同的目镜,但在两种不同放大倍数的物镜下,所呈现的视野分别为甲和乙(如图)。下列相关叙述正确的是 ( )
A.若使用相同的光圈,则甲比乙暗
B.在甲中所观察到的细胞,在乙中均可观察到
C.若玻片右移,则甲、乙的物像会左移
D.若在甲中看到模糊的物像,改换成乙就可以看到清晰的物像
解析:选C 甲放大倍数小,可视范围大,若显微镜使用相同的光圈,则甲比较亮,A错误;甲放大倍数小,看到的面积大,乙中看到的只是甲中的一部分,B错误;若玻片右移,则甲的物像和乙的物像都会左移,C正确;若在低倍镜下看到的物像模糊,则改换成高倍镜仍不能看到清晰的物像,D错误。
3.(2025·信阳模拟)显微镜是一种由一个透镜或几个透镜组合构成的光学放大仪器,用光学显微镜可以观察多种多样的细胞。据图分析,下列有关叙述正确的是 ( )
A.图①为显微镜的镜头,该镜头安放在镜筒的上方,由a转成b视野变亮
B.图②为显微镜下的视野,向右移动装片,c细胞可移到视野中央
C.图③可以作为植物细胞有丝分裂观察的实验材料
D.若图④为物镜10×的显微镜下的图像,物镜换成40×,可观察到4个细胞
解析:选D 图①中的镜头带有螺纹,是物镜,物镜需要安装在转换器上,且物镜越长放大倍数越大,故b的放大倍数大于a,则由a转成b视野变暗,A错误;显微镜成的是倒立的虚像,即上下相反、左右相反,若图②为显微镜下的视野,c细胞位于视野的左方,实际位于视野的右方,故向左移动装片,c细胞可移到视野中央,B错误;图③细胞含有大液泡,是成熟的植物细胞,不能再进行细胞分裂,因此不能作为观察细胞有丝分裂实验的材料,C错误;若图④为物镜10×的显微镜下的图像,视野中充满64个细胞,当目镜不变,物镜换成40×,此时放大倍数为原来的4倍,则视野中可观察到64÷42=4(个)细胞,D正确。
题点2 显微镜下结果观察与异常情况分析
4.用普通光学显微镜观察切片,当用低倍物镜看清楚后,转换成高倍物镜却看不到或看不清原来观察到的物体。下列有关原因不可能的是 ( )
A.低倍镜下物像没有移到视野中央
B.放大倍数变小,看不清物像
C.低倍物镜和高倍物镜的焦点不在同一平面
D.视野变暗,没有调光
解析:选B 当用低倍物镜看清楚后,需要移动装片,使物像移动到视野中央,然后再换用高倍物镜,否则可能观察不到原来的物体,A不符合题意;转换成高倍物镜后,物像放大倍数变大,B符合题意;从低倍物镜转换成高倍物镜时,如果高倍物镜与低倍物镜的焦点不在同一平面,就不能看清原来观察到的物体,C不符合题意;由低倍物镜转换成高倍物镜后,视野会变暗,若没有调光,可能会导致看不到或看不清原来观察到的物体,D不符合题意。
5.[多选](2025·济宁模拟)下列有关显微镜的使用,说法错误的是 ( )
A.若使用目镜10×、物镜10×的镜头组合观察某细胞,则显微镜下该细胞表面积被放大100倍
B.在塑料薄膜上用笔写下“9>6”,在显微镜视野中观察到的塑料薄膜图像应是“9<6”
C.视野中有一异物,若移动装片和转动目镜后异物仍不动,则异物位于反光镜上
D.放大100倍时观察到视野被相连的64个细胞所充满,则放大400倍后视野中可观察到的细胞大约有16个
解析:选ACD 若使用目镜10×、物镜10×的镜头组合观察某细胞,则显微镜下该细胞的长或宽被放大100倍,A错误;在塑料薄膜上用笔写下“9>6”,由于显微镜下呈现的是倒立的虚像,因此在显微镜视野中观察到的图像应是“9<6”,B正确;视野中有一异物,若移动装片和转动目镜后异物仍不动,则异物位于物镜上,C错误;放大100倍时观察到视野被相连的64个细胞所充满,则放大400倍后视野中可检测到的细胞大约有64÷16=4(个),D错误。
[题后悟法]
1.显微镜的成像特点和物像移动规律
2.视野范围内细胞数量变化的相关计算
(1)若视野中的细胞为单行,计算时只需要考虑长度或宽度,则放大后视野中的细胞数与放大倍数成反比(如图甲所示)。
(2)若视野中充满细胞,计算时要考虑面积的变化,则放大后视野中的细胞数与放大倍数的平方成反比(如图乙所示)。
3.显微镜下视野模糊的原因及调节视野亮度的操作
(1)视野模糊的原因
①整个视野模糊——细准焦螺旋未调节好。
②视野一半清晰、一半模糊——观察材料有重叠,观察材料应薄而透明。
③有异物存在。
(2)调节视野亮度的操作
①观察染色标本或高倍镜观察——光线宜强。
②观察无色或未染色标本或低倍镜观察——光线宜弱。
③视野一半暗一半亮——应调反光镜。
4.判断污物存在的位置
(1)污物可能存在的位置:目镜、物镜或装片。
(2)判断方法
破译新情境模式生物
细胞都被认为是一个共同祖先细胞的后裔,而在进化中这个祖先细胞的根本性质是保持不变的,因此,科学家可以将研究一种生物所得到的知识用于其他种的生物,从而催生了“模式生物”的出现。它们通常有个体较小、容易培养、操作简单、生长繁殖快的特点,常见模式生物如噬菌体(某种病毒)、大肠杆菌、酵母菌、拟南芥、果蝇和小白鼠等。
[问题串知]
(1)大肠杆菌与酵母菌都是单细胞生物,二者的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核。
(2)“模式生物”能体现细胞的统一性和多样性。
(3)“模式生物”的研究都能体现生命活动离不开细胞,原因是什么?
提示:病毒需要寄生在活细胞内才能表现出生命活动,单细胞生物依靠单个细胞完成生命活动,多细胞生物通过各种分化的细胞完成生命活动。
(4)“模式生物”噬菌体、大肠杆菌、酵母菌能不能在普通培养基中进行培养?并说明理由。
提示:噬菌体不能在普通培养基中培养,大肠杆菌和酵母菌能在普通培养基中培养。原因是噬菌体是病毒,必须寄生在活细胞内,需要用活的宿主细胞培养;而大肠杆菌和酵母菌属于细胞生物,可以独立完成生命活动,可以在普通培养基中培养。
[课时跟踪检测]
一、选择题
1.细胞学说是生物学大厦的基石,被恩格斯列入19世纪自然科学三大发现之一。下列有关细胞学说及其建立过程的叙述,错误的是 ( )
A.细胞学说揭示了生物界和非生物界的统一性
B.施莱登和施旺运用不完全归纳法总结出植物和动物都是由细胞构成的
C.技术的进步对细胞学说的建立起到了关键的支持作用
D.细胞学说使生物学研究由器官、组织水平进入细胞水平
解析:选A 细胞学说使人们认识到动植物有共同的结构基础——细胞,揭示了动、植物的统一性,从而阐明了生物界的统一性,A错误;细胞学说主要是由施莱登和施旺提出的,他们运用不完全归纳法总结出植物和动物都是由细胞构成的,B正确;显微镜的发明使人们能直观地观察到细胞,故技术的进步对细胞学说的建立起到了关键的支持作用,C正确;细胞学说使生物学的研究由器官、组织水平进入细胞水平,D正确。
2.(2025·延边模拟)如图为生命系统的结构层次图,序号和箭头依次代表了从微观到个体再到宏观的具体层次,结合所学的知识进行分析,下列叙述错误的是 ( )
A.草履虫没有的微观结构层次是①②③
B.比利时的维萨里和法国的比夏分别揭示了图中③和②所代表的结构层次
C.不能在图中找到HIV相应的位置
D.④的发现者和命名者是英国科学家罗伯特·胡克
解析:选B 草履虫属于单细胞生物,不具有的微观结构层次是①(系统)②(器官)③(组织),A正确;比利时的维萨里和法国的比夏分别揭示了图中②(器官)和③(组织)结构层次,B错误;HIV不能在题图中找到相应的位置,病毒没有生命系统的结构层次,C正确;图中④代表细胞,既是④的发现者,也是命名者的是英国科学家罗伯特·胡克,D正确。
3.(2025年1月·八省联考四川卷)在硝化细菌中,不会发生的生命活动是 ( )
A.核膜的消失与重建 B.肽键的形成与断裂
C.ATP的合成与水解 D.基因的转录与翻译
解析:选A 核膜的消失和重建只有能分裂的真核细胞才发生,硝化细菌是原核细胞,没有核膜,A符合题意;硝化细菌能合成蛋白质,能发生肽键的形成与断裂,B不符合题意;ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质,在硝化细菌中会发生ATP的合成与水解,C不符合题意;硝化细菌以DNA为遗传物质,能够进行基因的表达合成相应的蛋白质,也就存在基因的转录与翻译,D不符合题意。
4.(2025·广州模拟)支原体是一种单细胞生物,可寄生在组织细胞内并引发支原体肺炎等疾病,如图为支原体的结构模式图。下列关于支原体的叙述正确的是 ( )
A.遗传物质是DNA和RNA
B.营寄生的支原体不能独立完成生命活动
C.支原体从分类上看属于原核生物
D.与动物细胞的区别包括没有核膜和有细胞壁
解析:选C 支原体具有细胞结构,所以遗传物质是DNA,A错误;细胞是生命活动的基本单位,支原体是单细胞原核生物,能独立完成生命活动,B错误;由题图可知,支原体无以核膜为界限的细胞核,属于原核生物,C正确;动物细胞是真核细胞无细胞壁,支原体是原核生物无细胞壁,支原体与动物细胞的主要区别是没有以核膜为界限的细胞核,D错误。
5.(2025·太原模拟)蓝细菌和黑藻是两种常见的水生生物,在湖泊中蓝细菌漂浮在水面生长,黑藻生长在浅水区的水底,枝叶伸展在水中。下列相关叙述正确的是 ( )
A.两者因细胞壁成分不同而导致其功能也不相同
B.在生命系统的结构层次中,两者既是细胞也是个体
C.蓝细菌细胞中的DNA都是环状的,黑藻细胞核中的染色质一般为丝状
D.蓝细菌细胞以无丝分裂方式增殖,黑藻细胞有丝分裂过程需要中心体的参与
解析:选C 蓝细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖,黑藻细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,二者细胞壁的成分不同,但功能大体相同,都具有支持和保护作用,A错误。在生命系统的结构层次中,蓝细菌既是细胞也是个体;黑藻是多细胞生物,属于个体,B错误。蓝细菌是原核生物,其DNA都是环状的;黑藻是真核生物,细胞核内的染色质一般呈丝状,C正确。蓝细菌细胞以二分裂方式增殖,黑藻是高等植物,不含有中心体,D错误。
6.科学家发现一种嗜热好氧杆菌,长有许多触角(又叫集光绿色体),内含大量叶绿素,能在菌苔(细菌群落)上同其他细菌争夺阳光。下列相关叙述正确的是 ( )
A.该菌细胞内无细胞器,但能进行有氧呼吸
B.除去该菌的细胞壁需要利用纤维素酶和果胶酶
C.培养该菌的培养基可以不含碳源,但必须给予光照
D.该菌生命活动所需能量主要来自线粒体
解析:选C 嗜热好氧杆菌为原核生物,含有的细胞器是核糖体,没有线粒体,但能进行有氧呼吸,A、D错误;该菌为原核生物,细胞壁的主要成分为肽聚糖,B错误;该菌内含有大量叶绿素,可以进行光合作用,故培养该菌的培养基可以不含碳源,但必须给予光照,C正确。
7.(2025·济南模拟)下列有关显微镜的使用方法,叙述错误的是 ( )
A.显微镜对光时,应让低倍物镜对准通光孔
B.若低倍镜下视野中有一污物,移动装片和转动目镜污物均不动,则污物在物镜上
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,适当将视野亮度调暗些
D.若实物为“上” 字,则视野中观察到的为“”字
解析:选D 在使用显微镜对光时,应该让低倍物镜对准通光孔,再转动反光镜对光,A正确;用显微镜进行观察时,视野中出现的污物可能位于目镜、物镜或装片,若转动目镜和移动装片污物均不动,则污物在物镜上,B正确;观察未经染色的动物细胞时,为增加对比度,应适当将视野亮度调暗些,所以应使用平面镜和较小的光圈,C正确;由于显微镜成的像为上下、左右均颠倒的虚像,实物为“上” 字,则在显微镜的视野中观察到的是“”,D错误。
8.(2025·长春模拟)木耳原产于我国,是重要的药食兼用真菌。但如果长时间泡发可能会滋生椰毒假单胞杆菌,后者能分泌耐高温的米酵菌酸和毒黄素,造成食物中毒。据此分析,下列相关叙述正确的是 ( )
A.木耳和椰毒假单胞杆菌的遗传物质都是DNA
B.与米酵菌酸和毒黄素合成相关的基因位于椰毒假单胞杆菌的染色体上
C.米酵菌酸和毒黄素的加工、分泌需要高尔基体参与
D.米酵菌酸的毒性可通过高温烹饪完全消除
解析:选A 木耳和椰毒假单胞杆菌都是细胞生物,其遗传物质都是DNA,A正确;椰毒假单胞杆菌属于原核生物,不含染色体,也不含高尔基体,B、C错误;根据题意可知,该细菌产生的米酵菌酸耐高温,故高温烹饪不能消除米酵菌酸的毒性,D错误。
9.[多选]甲型流感病毒和肺炎支原体都是引发急性呼吸道传染病的常见病原体。甲型流感病毒是单链RNA病毒,肺炎支原体是原核生物。下列叙述正确的是 ( )
A.甲型流感病毒和肺炎支原体的正常生命活动都离不开细胞
B.甲型流感病毒和肺炎支原体的遗传物质都集中在拟核区域
C.甲型流感病毒易发生变异可能导致原疫苗的保护效果减弱
D.肺炎支原体细胞膜上的蛋白质在侵染过程中发挥重要作用
解析:选ACD 甲型流感病毒需要寄生在宿主细胞中,利用宿主细胞中的物质生活和增殖;肺炎支原体是原核生物,正常生命活动也离不开细胞,A正确。肺炎支原体是原核生物,遗传物质集中在拟核区域;甲型流感病毒没有细胞结构,故不存在拟核区域,B错误。甲型流感病毒是单链RNA病毒,易发生变异,导致抗原成分发生一定的改变,因此原疫苗的保护效果减弱,C正确。肺炎支原体侵染过程中需要特异性识别的蛋白质分子,因此细胞膜上的蛋白质在侵染过程中发挥重要作用,D正确。
10.[多选](2025·宜春模拟)下图中①~④表示显微镜的镜头,⑤⑥表示在不同物镜下观察到的细胞图像示意图。下列相关叙述正确的是 ( )
A.①~④中物镜的放大倍数有40、100两种
B.组合①~④中的镜头,可使物像最多放大1 000倍
C.观察到图⑤所示细胞后直接换高倍物镜即可观察到图⑥所示细胞
D.若图⑤是将细胞放大100倍,则图⑥是将细胞放大了400倍
解析:选ABD 图中①②为目镜,③④为物镜,物镜放大倍数有40、100两种,A正确;物像的放大倍数=物镜放大倍数×目镜放大倍数,将目镜与物镜组合,选②④组合的放大倍数最大,为1 000倍,B正确;观察到图⑤所示细胞后,因所观察的目标细胞位于视野的左侧,所以应先将装片向左移,将所观察细胞移到视野中央后再换高倍物镜才可看到图⑥所示细胞,C错误;图⑤中共有8个细胞呈一行,图⑥中共有2个细胞呈一行,所以若图⑤是将细胞放大100倍,则图⑥是将细胞放大了400倍,D正确。
二、非选择题
11.(14分)(2025·南昌模拟)衡水湖蕴含着丰富的动植物资源,有芦苇、荷花、白鹭、丹顶鹤等,其景色吸引着大批的游客。请结合生物学知识回答以下问题:
(1)细胞学说揭示了动植物的 ,从而阐明了 的统一性。(2分)
(2)地球上基本和最大的生命系统结构层次分别是 、 。衡水湖属于湿地生态系统,是由 和 相互关联形成的统一整体。(4分)
(3)与白鹭相比,湖中的芦苇不具有的生命系统结构层次是 ;与细菌相比,白鹭特有的生命系统结构层次是 。白鹭在繁殖季节中繁殖了3只小白鹭,小白鹭生长发育的基础是 。(3分)
(4)湖中所有的鱼 (填“属于”或“不属于”)生命系统的种群层次,原因是 。(3分)
(5)细胞是生命活动的基本单位,下列事实或证据符合这一观点的是 (多选,填字母)。(2分)
A.变形虫是单细胞生物,能进行摄食和运动
B.荷花的生长发育离不开细胞的分裂和分化
C.当敌害来临时,丹顶鹤惊飞
D.芦苇离体的叶绿体在一定条件下能释放氧气
解析:(1)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。(2)基本的生命系统结构层次是细胞,最大的生命系统结构层次是生物圈。生态系统是由无机环境和生物群落构成的相互关联的统一整体。(3)芦苇是植物,与白鹭相比,没有系统这一层次;白鹭是动物,细菌是单细胞生物,与细菌相比,白鹭特有的生命系统结构层次是组织、器官和系统。细胞增殖、分化是生物生长发育的基础。(4)种群是指在一定的空间范围内,同种生物的所有个体形成的一个整体,而湖中所有的鱼包括很多种,是多个种群,不属于一个种群。(5)变形虫是单细胞生物,其单个细胞就能独立完成摄食和运动等生命活动,该事实支持细胞是生命活动的基本单位,A符合题意;荷花的生长和发育离不开细胞的分裂和分化,也能说明生命活动离不开细胞,即细胞是生命活动的基本单位,B符合题意;当敌害来临时,丹顶鹤惊飞属于反射,其行为需要一系列神经细胞和肌肉细胞的协调配合完成,该事实同样支持细胞是生命活动的基本单位,C符合题意;芦苇离体的叶绿体只是一种细胞器,并不是细胞,芦苇离体的叶绿体在一定条件下能释放氧气,不能说明细胞是生命活动的基本单位,D不符合题意。
答案:(1)统一性 生物界 (2)细胞 生物圈 生物群落 无机环境 (3)系统 组织、器官和系统 细胞增殖、分化 (4)不属于 湖中所有的鱼包括很多种,是多个种群 (5)ABC
12.(9分)(2025·济宁模拟)下图是人们常见的几种单细胞生物,据图回答下面的问题。
(1)人们认为这几种生物具有统一性,原因是 。
大肠杆菌与其他几种生物最大的区别是 。(3分)
(2)与绿色开花植物细胞的结构和功能类似的生物是 ,判断的依据是 。(3分)
(3)眼虫与植物和动物都有相同之处,从进化的角度看,眼虫有 ,与植物细胞相似;眼虫有眼点,能感受光的刺激,这些特征与动物相似。从以上分析可以看出,眼虫可能是与 很接近的生物。(2分)
(4)病毒与图中生物最大的区别是 。(1分)
解析:(1)图示生物均具有细胞膜、细胞质、核糖体,遗传物质都是DNA,故人们认为图示生物具有统一性。大肠杆菌是原核生物,其他几种生物是真核生物,原核生物和真核生物的最大区别是没有以核膜为界限的细胞核。(2)由于衣藻含有细胞壁和叶绿体,能进行光合作用,因此与绿色开花植物细胞结构和功能类似。(3)眼虫含有叶绿体,可以进行光合作用,与植物细胞类似;其能运动,有眼点,能感知光线强弱,无细胞壁,这些特征与动物类似;从进化角度来看,它可能是与动植物共同祖先接近的生物。(4)病毒属于非细胞生物,与图中生物最大的区别是无细胞结构。
答案:(1)都有细胞膜、细胞质、核糖体,遗传物质都是DNA 没有以核膜为界限的细胞核 (2)衣藻 含有细胞壁和叶绿体,能进行光合作用 (3)叶绿体 动植物共同祖先 (4)无细胞结构
第2课时 细胞中的元素和化合物
1.1.1说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成
1.1.2指出水大约占细胞重量的2/3,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
1.1.3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
一、组成细胞的元素
识图作答——掌握组成细胞的元素分类
1.写出图中标号所代表的元素或元素种类:
①C,②N,③P,④Fe,⑤大量,⑥微量。
2.⑤和⑥元素类别划分的依据是元素在细胞中的含量不同。
3.存在形式:大多以化合物的形式存在。
4.组成细胞的元素在无机自然界中都能够找到,体现了生物界和非生物界具有 统一性;细胞中各种元素的相对含量与无机自然界中大不相同,体现了生物界和非生物界具有差异性。
二、组成细胞的化合物及有机物的检测
识图作答——理清组成细胞的主要化合物及相对含量
1.组成细胞的化合物
(1)组成细胞的化合物可分为无机物和有机物两大类。
(2)由上图可知,细胞内含量最多的化合物是①水,含量最多的有机化合物是②蛋白质。
(3)在日常膳食中要做到不同食物合理搭配,才能满足机体营养需要,原因是不同食物中营养物质的种类和含量有很大差别。
2.生物组织中有机物的检测
生物组织中含有蛋白质、糖类、脂质等多种化合物,可以通过实验检测它们的存在。
(1)实验原理:某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应。
①还原糖+斐林试剂砖红色沉淀
②脂肪+苏丹Ⅲ染液橘黄色
③蛋白质+双缩脲试剂紫色
(2)实验步骤
①还原糖的检测
②脂肪的检测和观察
③蛋白质的检测和观察
三、细胞中的水和无机盐
“有收无收在于水,收多收少在于肥”“上粪不浇水,庄稼撅着嘴”。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.细胞中的水
“有收无收在于水”说明了水的重要作用。水的存在形式与植物的代谢和抗逆性(抗寒、抗干旱)有密切关系,如图表示两种存在形式的水的比值与植物代谢强度和抗逆性的关系(A、B表示水的存在形式)。
(1)A表示自由水,B表示结合水。
(2)水的存在形式不同,所起的作用不同,A的作用是细胞内良好的溶剂;参与生物化学反应;为细胞提供液体环境;运送营养物质和代谢废物,B的作用是 细胞结构的重要组成部分。
(3)据图总结水的存在形式与植物代谢强度和抗逆性的关系:细胞中自由水所占比例越大,细胞代谢越旺盛;细胞中结合水所占比例越大,细胞抗逆性越强。
2.细胞中的无机盐
“收多收少在于肥”中的“肥”主要为农作物提供无机盐。细胞中的无机盐主要以离子形式存在,在细胞中无机盐含量很少,但作用很重要。
(1)植物体缺Mg会影响光合作用,玉米在生长过程中缺P,植株会特别矮小,根系发育差,叶片小且呈紫色。原因是Mg是构成叶绿素的元素,而P是组成细胞膜、细胞核(填结构)的重要成分,这说明了无机盐的作用是细胞内复杂化合物的重要组成成分。
(2)Zn2+是激活色氨酸合成酶的必要成分,缺乏Zn2+会影响生长素合成导致植物生长受阻,通常会出现节间缩短,叶片变小呈簇生状,俗称“小叶病”。 该现象说明无机盐的作用是维持细胞和生物体的正常生命活动。
融通大概念建构知识体系
核心点(一) 细胞中的水和无机盐
[系统知能]
(一)运用发散思维总结归纳生命活动中的水
[例1] (2024·江西高考)农谚有云:“雨生百谷”。“雨”有利于种子的萌发,是“百谷”丰收的基础。下列关于种子萌发的说法,错误的是 ( )
A.种子萌发时,细胞内自由水所占的比例升高
B.水可借助通道蛋白以协助扩散方式进入细胞
C.水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成
D.光合作用中,水的光解发生在类囊体薄膜上
[解析] 种子萌发时,代谢加强,结合水转变为自由水,细胞内自由水所占的比例升高,A正确;水可借助通道蛋白以协助扩散方式进入细胞,不需要消耗能量,B正确;丙酮酸的生成属于有氧呼吸第一阶段,没有水的直接参与,C错误;光合作用中,水的光解属于光反应阶段,发生在类囊体薄膜上,D正确。
[答案] C
(二)归纳概括常考的几种无机盐的功能
[例2] [多选]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。下列叙述正确的是 ( )
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
[解析] 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(如CaCO3),A正确;Ca2+不能自由通过细胞膜的磷脂双分子层,需要载体协助,B错误;维生素D能有效地促进人体肠道对钙和磷的吸收,故适当补充维生素D可以促进肠道对钙的吸收,C正确;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,会出现抽搐等症状,D正确。
[答案] ACD
(三)对照法探究某元素是否为植物生长发育的必需元素
(1)实验设计
①对照组:植物+完全培养液→正常生长。
②实验组
(2)注意事项
①实验中应保证实验材料的统一性,即材料的种类、生长状况等应一致。
②实验组用缺素培养液,对照组用完全培养液,不能用蒸馏水作空白对照。
③实验组加入X盐的目的是二次对照,使实验组前后对照(自身对照),以增强说服力。
[例3] 为验证铁是植物生长发育所必需的元素,某生物兴趣小组成员将大豆幼苗放在相应的营养液中进行培养。下列与实验设计有关的叙述,正确的是 ( )
A.本实验必须设置对照组,对照组的培养液为溶有适量铁离子的蒸馏水
B.为保证根系对铁离子的吸收,应尽量提高培养液中铁离子的浓度
C.实验过程中需定期补充培养液,定期通入空气增加培养液中的溶解氧
D.如果缺铁一组出现了叶片变黄的现象,说明铁元素是叶绿素的重要组成成分
[解析] 本实验的自变量为铁离子的有无,且实验设计应遵循单一变量原则,故对照组的培养液为溶有适量铁离子的完全培养液,A错误;铁离子浓度过高会对植物造成损伤,故培养液中铁离子的浓度应适宜,B错误;为保证幼苗的正常生长,实验过程中需定期补充培养液,定期通入空气增加培养液中的溶解氧,C正确;如果缺铁一组出现了叶片变黄的现象,则还需添加铁元素,若叶片重新变绿,可说明铁元素是叶绿素的重要组成成分,D错误。
[答案] C
[题点全练]
题点1 细胞中的水
1.(2025年1月·八省联考晋陕宁青卷)水是影响植物功能的关键因素之一,下列叙述错误的是 ( )
A.结合水与自由水比值升高可提高植物耐旱耐寒能力
B.水能为光合作用生成的还原型辅酶Ⅰ(NADH)提供氢
C.水是良好的溶剂,有利于营养物质在植物体内的运输
D.水分子以自由扩散或协助扩散方式进出植物根毛细胞
解析:选B 在正常情况下,结合水与自由水比值升高,可提高植物耐旱耐寒能力,A正确;水能为光合作用生成的还原型辅酶Ⅱ(NADPH)提供氢,B错误;水是良好的溶剂,有利于营养物质在植物体内的运输,C正确;水分子以自由扩散或协助扩散方式进出植物根毛细胞,D正确。
2.(2025·佳木斯模拟)某生物兴趣小组以玉米幼苗为实验材料进行了如下探究实验。下列叙述错误的是 ( )
A.步骤一损失的水在细胞中主要以游离形式存在,是细胞内的良好溶剂
B.步骤二损失的水在细胞中主要与蛋白质、多糖等物质结合
C.步骤三损失的主要是无机盐,它们在细胞中主要以离子形式存在
D.干旱环境中生长的玉米,其细胞中结合水与自由水的比值相对较高
解析:选C 步骤一是晾晒幼苗,此时失去的是自由水,自由水在细胞中主要以游离形式存在,是细胞内的良好溶剂,A正确;步骤二是烘干幼苗,此时细胞结构遭到破坏,失去的是结合水,结合水能与细胞内蛋白质、多糖等其他物质相结合,B正确;步骤三可燃烧幼苗中的有机物,故步骤三损失的主要是有机物,剩下的灰分是无机盐,C错误;细胞中的结合水含量与植物抗逆能力有关,干旱环境中生长的玉米,其细胞中结合水的含量相对较高,自由水的含量相对较低,D正确。
3.在冬季来临过程中,随着气温的逐渐降低,冬小麦体内会发生一系列适应低温的生理变化,抗寒能力逐渐增强。第二年,农民在储存小麦种子前,需将刚收获的小麦种子晒干后,才收进粮仓存放。下列叙述错误的是 ( )
A.自由水是细胞中水的主要存在形式
B.越冬的小麦体内自由水与结合水的比值下降
C.小麦种子在晒干过程中失去的水分主要是结合水
D.水是极性分子,使得自由水成为细胞内的良好溶剂
解析:选C 小麦种子晒干过程中失去的水分主要是自由水,C错误。
题点2 细胞中的无机盐
4.(2025·重庆模拟)研究人员发现了锌金属的第一个伴侣蛋白ZNG1,它可将锌运送到需要锌的蛋白质处发挥作用。下列叙述错误的是 ( )
A.锌在细胞中的含量很少但功能不可替代,因此是组成细胞的微量元素
B.ZNG1运送锌的功能与其氨基酸的排列顺序及肽链的盘曲、折叠方式有关
C.该实例说明细胞中的无机盐和有机物相互配合才能保证某些生命活动的正常进行
D.锌是构成ZNG1的重要元素,说明无机盐可以参与构成细胞内的重要化合物
解析:选D 锌在细胞中的含量很少但功能不可替代,因此是组成细胞的微量元素,A 正确;ZNG1是蛋白质,蛋白质的功能与其含有的氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链的盘曲、折叠方式和形成的空间结构有关,B正确;由题意可知,锌被ZNG1运送到需要锌的蛋白质处发挥作用,这说明细胞中的无机盐和有机物需要相互配合才能保证某些生命活动的正常进行,C正确;根据题意,ZNG1作为锌的伴侣蛋白可以运输锌,但锌并不是组成ZNG1的元素,D错误。
5.[多选](2025·保定模拟)一批在相同条件下培养出的盆栽黄瓜幼苗表现出叶片发黄的缺素症状。现取若干株该盆栽黄瓜幼苗随机分为A、B、C三组,分别施用等量适宜浓度的NH4NO3溶液、MgSO4溶液和Mg(NO3)2溶液,一段时间后观察并比较盆栽黄瓜幼苗叶片的颜色变化。下列叙述正确的是 ( )
A.本实验的目的是探究导致盆栽黄瓜幼苗叶片发黄的元素种类
B.若A、C两组叶片变绿,B组叶片发黄,则说明该批盆栽黄瓜幼苗叶片发黄是由于缺N
C.若A 组叶片发黄,B、C 两组叶片变绿,则说明该批盆栽黄瓜幼苗叶片发黄是由于缺 Mg
D.若A、B两组叶片发黄,C组叶片变绿,则说明该批盆栽黄瓜幼苗叶片发黄是由于缺少N或 Mg
解析:选ABC 根据题干信息可知,本实验的目的是探究导致盆栽黄瓜幼苗叶片发黄的元素种类,A正确;A、C两组溶液中都含有N元素,而B组溶液中无N,若A、C两组叶片变绿,B组叶片发黄,说明该批盆栽黄瓜幼苗叶片发黄是由于缺N,B正确;B、C两组溶液中都含有Mg元素,A组溶液中无Mg,若A组叶片发黄,B、C两组叶片变绿,说明该批盆栽黄瓜幼苗叶片发黄是由于缺Mg,C正确;A组没有提供Mg元素,B组没有提供N元素,若A、B两组叶片发黄,C组叶片变绿,说明该批盆栽黄瓜幼苗叶片发黄可能是由于缺少N和Mg,D错误。
6.某运动员比赛后,经化验其血液中Ca2+含量太低,导致神经和肌肉的兴奋性过高而出现抽搐。该事实说明Ca2+的作用是 ( )
A.构成细胞化合物的重要成分
B.维持细胞的正常形态
C.调节渗透压和酸碱平衡
D.维持细胞和生物体的正常生命活动
解析:选D 血液中Ca2+的含量太低,使该运动员出现抽搐等症状,体现了Ca2+维持细胞和生物体的正常生命活动的作用,D正确。
核心点(二) 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
[系统知能]
1.区分斐林试剂与双缩脲试剂的“一同四不同”
成分
相同
都含有NaOH和CuSO4两种成分,且NaOH溶液的质量浓度都为0.1 g/mL
CuSO4
浓度不同
斐林试剂和双缩脲试剂中CuSO4溶液的质量浓度分别为0.05 g/mL、0.01 g/mL
添加顺
序不同
检测还原糖时,需将斐林试剂甲液和乙液等量混匀后立即使用;检测蛋白质时,先加双缩脲试剂A液再加双缩脲试剂B液
反应条
件不同
检测还原糖时,加入斐林试剂后需水浴加热;检测蛋白质时,加入双缩脲试剂后不需要加热
检测原
理不同
斐林试剂检测还原糖的原理是新配制的斐林试剂中Cu2+被还原糖还原成Cu+,从而生成砖红色的Cu2O沉淀;双缩脲试剂检测蛋白质的原理是先加入双缩脲试剂A液营造碱性环境,在此环境中Cu2+与肽键形成紫色络合物
2.检测实验成功的“二关键”和操作上的“三唯一”
(1)实验成功的“二关键”
选材
①实验中都不宜选取有颜色的材料,否则会干扰实验结果的颜色变化。
②蛋白质检测中,若用大豆作材料,必须提前浸泡;若用蛋清作材料,必须稀释,防止其黏在试管上不易刷洗;且该实验应预留部分组织样液作对比
设置
对照
物质检测实验一般不设立对照实验,若需设立对照实验,对照组应加入成分已知的物质,如验证唾液淀粉酶是蛋白质,对照组可加入稀释的鸡蛋清
(2)操作上的“三唯一”
唯一需要
加热
还原糖检测必须水浴加热,不能用酒精灯直接加热;若不加热,则无砖红色沉淀
唯一需要
显微镜
切片法检测生物组织中的脂肪
唯一使用
酒精
脂肪的检测,用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色
3.还原糖和蛋白质检测时的注意事项
(1)在还原糖检测实验中,若待测组织样液中不含还原糖,加入斐林试剂水浴加热后的现象不是无色,而是蓝色,即Cu(OH)2自身的颜色。
(2)检测蛋白质时,加入双缩脲试剂B液后,如果没有产生明显的紫色反应,可能的原因是加入的双缩脲试剂B液过量,CuSO4在碱性溶液中生成大量的Cu(OH)2产生蓝色絮状沉淀,会遮蔽实验中所产生的紫色,影响观察效果。
(3)斐林试剂甲液和双缩脲试剂A液完全相同,将斐林试剂乙液用蒸馏水稀释5倍后便成为双缩脲试剂B液,可用于蛋白质的检测。
[题点全练]
1.下列物质的鉴定实验中所用试剂与现象对应关系错误的是 ( )
A.还原糖-斐林试剂-砖红色
B.DNA-台盼蓝染液-蓝色
C.脂肪-苏丹Ⅲ染液-橘黄色
D.淀粉-碘液-蓝
解析:选B 还原糖与斐林试剂在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀,A正确;在沸水浴条件下,DNA遇二苯胺试剂呈蓝色,B错误;苏丹Ⅲ染液可将脂肪染成橘黄色,C正确;淀粉遇碘变蓝,D正确。
2.(2025·邢台模拟)下列关于检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验操作步骤的叙述,正确的是 ( )
A.用于检测还原糖的斐林试剂甲液和乙液,可直接用于蛋白质的检测
B.若要检测花生种子细胞中是否含有脂肪,一定需要用显微镜观察
C.检测可溶性还原糖时,要加入斐林试剂(甲液和乙液等量混合均匀再加入)
D.用双缩脲试剂检测蛋白质时,需水浴加热2 min才能观察到紫色
解析:选C 用于检测还原糖的斐林试剂甲液和用于检测蛋白质的双缩脲试剂A液相同,但斐林试剂乙液和双缩脲试剂B液的质量浓度不同,故斐林试剂甲液和乙液不可直接用于蛋白质的检测,A错误;检测花生种子细胞中是否含有脂肪,一般需要用显微镜观察,但也可在组织样液中直接加入试剂进行检测,不需要用显微镜观察,B错误;利用斐林试剂检测还原糖时,要将甲液(NaOH溶液)和乙液(CuSO4溶液)等量混合均匀后再加入,C正确;用双缩脲试剂检测蛋白质时,不需要水浴加热,D错误。
3.在一定条件下,斐林试剂可与葡萄糖反应生成砖红色沉淀,去除沉淀后的溶液蓝色变浅,测定其吸光值可用于计算葡萄糖含量。如表是用该方法检测不同样本的结果。下列叙述正确的是 ( )
样本
①
②
③
④
⑤
⑥
吸光值
0.616
0.606
0.595
0.583
0.571
0.564
葡萄糖含量/
(mg/mL)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
A.斐林试剂与样本混合后立即生成砖红色沉淀
B.吸光值与样本的葡萄糖含量有关,与斐林试剂的用量无关
C.若某样本的吸光值为0.578,则其葡萄糖含量大于0.4 mg/mL
D.在一定范围内葡萄糖含量越高,反应液去除沉淀后蓝色越浅
解析:选D 可用斐林试剂检测还原糖,斐林试剂与样本混合,在水浴加热的条件下,出现砖红色沉淀,A错误;吸光值与样本的葡萄糖含量和斐林试剂的用量均有关,B错误;由题表分析可知,葡萄糖含量越高,吸光值越小,若某样本的吸光值为0.578,则其葡萄糖含量为0.3~0.4 mg/mL,C错误;在一定范围内葡萄糖含量越高,生成的砖红色沉淀(氧化亚铜)越多,反应液去除沉淀后蓝色越浅,D正确。
4.[多选]采摘后的香蕉果实在自然成熟过程中,淀粉、葡萄糖的含量变化如图所示。将不同成熟阶段的果实去皮并研磨成匀浆后检测,下列叙述错误的是 ( )
A.将第10d的果实匀浆与碘液混合后会出现蓝色反应
B.将第25d的果实匀浆与双缩脲试剂混合后不会出现紫色反应
C.若要检测第15d的果实活细胞中是否含有脂肪,不需要用显微镜观察
D.将第15d的果实匀浆与斐林试剂混合后不需要水浴加热即可出现砖红色沉淀
解析:选BCD 由题图可知,第10d的果实匀浆淀粉含量较高,与碘液混合后会出现蓝色反应,A正确;第25d的果实匀浆存在蛋白质(如酶),与双缩脲试剂混合后会出现紫色反应,B错误;若要检测第15d的果实活细胞中是否含有脂肪,需要制作临时切片,然后用显微镜观察,C错误;第15d的果实匀浆中含有还原糖,与斐林试剂混合后水浴加热才会出现砖红色沉淀,D错误。
主攻学困点强化规范表达
1.玉米细胞和人体细胞干重中含量较多的四种元素都是C、H、O、N,但玉米细胞中的含量大小关系为O>C>H>N,而在人体细胞中的含量大小关系为C>O>N>H,原因是什么?
提示:组成玉米细胞和人体细胞的主要成分都是糖类、脂质和蛋白质等,这些物质都含有C、H、O,蛋白质中还含有大量的N。玉米细胞中含糖较多导致氧元素的含量较高,人体细胞中含蛋白质较多导致氮元素的含量较高。
2.组成细胞的元素追根溯源来自无机环境,而细胞内各种元素的比例与无机环境大不相同,原因是什么?
提示:细胞是有生命的,它可以主动地、有选择地从无机环境中获取生命活动需要的元素,因此细胞内各种元素的比例与无机环境大不相同。
3.植物体缺Mg会影响光合作用的原因是什么?
提示:光合作用的正常进行不能缺少叶绿素,而Mg是叶绿素合成的必需元素,所以缺Mg会使叶绿素的形成受到阻碍,进而影响光合作用。
4.人长期缺Fe会导致贫血,原因是什么?
提示:Fe是构成血红素的元素,血红素参与血红蛋白的合成,故缺Fe会导致血红蛋白无法合成从而导致贫血。
5.农田施肥的同时,往往需要适当浇水,此时浇水的原因是什么?(答出1点即可)
提示:肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收。
6.鉴定豆浆中的蛋白质时,需先将双缩脲试剂A液加入样液中摇匀,再加入适量的双缩脲试剂B液。请分析A液和B液分别加入的原因是什么?
提示:先加双缩脲试剂A液营造碱性环境,再加双缩脲试剂B液让铜离子和蛋白质中的肽键产生紫色反应。
[课时跟踪检测]
一、选择题
1.(2025·石嘴山模拟)“巨型稻”平均株高2米左右,茎秆粗壮、穗大粒多、产量高,富含K、Ca、Zn、Mg等营养元素。下列相关叙述正确的是 ( )
A.K、Zn是组成“巨型稻”细胞的微量元素
B.“巨型稻”中的元素都可以在无机自然界中找到
C.“巨型稻”和普通稻的细胞中元素种类差别很大
D.构成“巨型稻”细胞的化合物中淀粉的含量最高
解析:选B K是组成“巨型稻”细胞的大量元素,A错误;生物体中的元素都可以在无机自然界中找到,没有一种化学元素是细胞所特有的,体现了生物界与非生物界的统一性,B正确;组成“巨型稻”和普通稻的元素种类大体相同,但含量可能会有差异,C错误;构成“巨型稻”细胞的化合物中含量最高的是水,D错误。
2.下列关于水的叙述,正确的是 ( )
A.细胞中呈游离状态的、可自由流动的水越多,细胞抗逆性越强
B.水可与蛋白质、多糖等结合,提高水的流动性和溶解性
C.极性水分子的电子对称分布,使其成为细胞中的良好溶剂
D.氢键使水有较高的比热容,有利于维持生命系统的稳定性
解析:选D 细胞中自由水与结合水比值越低,即结合水越多,细胞的抗逆性越强,A错误;水与细胞内的其他物质,如蛋白质、多糖等结合,使水失去流动性和溶解性,B错误;由于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,是细胞中的良好溶剂,C错误;由于氢键的存在,水具有较高的比热容,导致水的温度相对不容易发生改变,有利于维持生命系统的稳定性,D正确。
3.(2025·潮州模拟)植物的生长离不开水和无机盐,下列叙述正确的是 ( )
A.在干旱或盐渍环境下,细胞的结合水含量相对提高
B.寒冬时节,自由水比例增加,从而增加细胞的抗寒能力,保护细胞
C.细胞内微量元素如Ca、Fe、Mn、Cu、Zn、B等大多以化合物形式存在
D.无机环境中的元素在生物体内都能找到,这体现了无机环境与生物界的多样性和统一性
解析:选A 细胞中结合水和自由水比例不同,细胞的代谢和抗逆性不同,当细胞内结合水与自由水比例相对增高时,细胞的代谢减慢,抗逆性增强,所以寒冬时节,结合水比例增加,从而增加细胞的抗寒能力,保护细胞;在干旱或盐渍等环境下,细胞的结合水含量相对提高,抗逆性增强,A正确,B错误。Ca是大量元素,细胞内的元素大多以化合物的形式存在,C错误。生物体内的元素在无机环境中都能找到,这体现了无机环境与生物界的统一性,D错误。
4.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.在厌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.通入CO2的溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄
D.在氨基酸溶液中加入双缩脲试剂,混匀后逐渐变成紫色
解析:选C 斐林试剂为蓝色,在新鲜的梨汁中加入斐林试剂,混匀后在水浴加热条件下由蓝色变成砖红色,A错误;厌氧发酵时果汁中有酒精生成,在厌氧发酵的果汁中加入酸性重铬酸钾溶液,混匀后由橙色变成灰绿色,B错误;通入CO2的溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,C正确;蛋白质和多肽中含有肽键,可与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应,但氨基酸中不含肽键,不能与双缩脲试剂发生紫色反应,D错误。
5.合理施肥是充分发挥肥料的增产作用,实现高产、稳产、低成本的重要措施。有机肥料养分全,肥效慢;化肥肥分浓,见效快,常用的化肥有氮肥、磷肥和钾肥等。下列叙述正确的是 ( )
A.农作物从肥料中获得的无机盐大多以化合物的形式存在于细胞中
B.有机肥料能为农作物提供有机物,以及N、N、K+等
C.P被农作物吸收后,可参与构成DNA、ADP、磷脂等
D.N被农作物吸收参与构成蛋白质后,主要存在于其R基上
解析:选C 农作物从肥料中获得的无机盐在细胞中多以离子的形式存在,A错误;有机肥料中的有机物不能直接被农作物吸收利用,需被分解者分解为无机物后才能被植物吸收,B错误;DNA、ADP和磷脂中都含P,农作物从肥料中吸收的P可以参与这些物质的构成,C正确;N主要存在于蛋白质的—CO—NH—这一结构中,D错误。
6.(2024·重庆高考)下表据《中国居民膳食指南》得到女性3种营养元素每天推荐摄入量,据表推测,下列错误的是 ( )
年龄段
摄入量
钙/(mg/d)
铁/(mg/d)
碘/(μg/d)
0.5~1岁
350
10
115
25~30岁(未孕)
800
18
120
25~30岁(孕中期)
800
25
230
65~75岁
800
10
120
A.以单位体重计,婴儿对碘的需求高于成人
B.与孕前期相比,孕中期女性对氧的需求量升高
C.对25岁与65岁女性,大量元素的推荐摄入量不同
D.即使按推荐量摄入钙,部分女性也会因缺维生素D而缺钙
解析:选C 由表格数据可知,婴儿每天推荐碘的摄入量为115 μg,普通成人为120 μg,相差不大,但成人的体重远高于婴儿,所以以单位体重计,婴儿对碘的需求高于成人,A正确;铁是血红蛋白(可运输氧气)的重要成分,由表中数据可知,孕中期女性对铁的摄入量高于未孕女性,由此推测孕中期胎儿发育加快,孕妇的新陈代谢加快,与孕前期相比,孕中期女性对氧的需求量升高,B正确;大量元素主要有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg,由表格数据可知对25岁与65岁女性,钙的推荐摄入量均为800 mg/d,C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,所以即使按推荐量摄入钙,部分女性也会因缺维生素D而缺钙,D正确。
7.(2025·乐山模拟)降钙素是由甲状腺滤泡旁细胞合成和分泌的一种单链多肽。过多的降钙素可抑制破骨细胞正常活动引起的骨自溶,使骨释放钙减少,同时促进骨不断摄取血液中的钙在骨中沉积,导致血钙降低。下列叙述错误的是 ( )
A.降钙素可影响人体内离子态钙和化合态钙间的转化
B.骨质疏松患者服用钙片和维生素D时,须同服降钙素
C.若降钙素剂量使用不当,有可能引起骨骼肌抽搐
D.骨是降钙素的靶器官,但对不同细胞的作用效果不同
解析:选B 钙元素在血浆中以钙离子的形式存在,在骨骼中以碳酸钙(和磷酸钙)的形式存在,降钙素能使骨释放钙减少,同时促进骨不断摄取血液中的钙在骨中沉积,从而影响人体内离子态钙和化合态钙之间的转化,A正确;降钙素的化学本质是单链多肽,不能口服,B错误;降钙素的主要作用是降低血钙,若剂量过大,则可能导致血液中钙的含量过低,导致肌肉抽搐,C正确;过多的降钙素可抑制破骨细胞正常活动引起的骨自溶,同时促进骨不断摄取血液中的钙在骨中沉积,说明骨是降钙素的靶器官,但对不同细胞的作用效果不同,D正确。
8.遨游太空五个月的799粒水稻太空种子曾搭乘神舟十六号飞船返回地球并被移交给某学院,意味着太空种子育种实验在该校正式成立。下列相关叙述错误的是 ( )
A.水稻种子萌发时结合水与自由水的比值高于休眠时
B.在太空中植物细胞内含量最多的化合物是水
C.航天员体内若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
D.植物细胞内含量最多的有机物是蛋白质
解析:选A 种子在萌发时细胞代谢旺盛,自由水比例增高,水稻种子在萌发时结合水与自由水的比值低于休眠时,A错误;水是活细胞中含量最多的化合物,B正确;Na+与细胞的兴奋性有关,航天员体内若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,C正确;植物细胞内含量最多的有机物是蛋白质,D正确。
9.[多选](2025·赣州模拟)“茶园养鸡”是一种新型的生态养殖模式,为探究鸡粪对土壤肥力的影响,研究人员将C、N、P作为计量土壤肥力的元素进行了调查,结果如图所示。下列分析正确的是 ( )
A.土壤中碳与氮的含量比值与鸡粪添加量呈正相关
B.通过添加鸡粪可增加氮的相对含量来提高茶园土壤肥力
C.氮是叶绿素的组成元素,缺氮会使叶片变黄且影响产量
D.组成细胞的元素在无机环境中都能找到,体现了生物界与无机自然界具有统一性
解析:选BCD 据图分析可知,随着鸡粪添加量的增加,土壤中碳的相对含量基本不变,氮的相对含量逐渐增加,所以土壤中碳与氮的含量比值与鸡粪添加量没有表现正相关,A错误;随着鸡粪添加量的增加,土壤中氮的相对含量逐渐增加,故通过添加鸡粪可增加氮的相对含量来提高茶园土壤肥力,B正确;叶绿素的组成元素有C、H、O、N、Mg等,缺氮会使叶片变黄且影响产量,C正确;组成细胞的元素在无机环境中都能找到,没有一种是生物特有的,这体现了生物界与无机自然界的统一性,D正确。
10.[多选]“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下表所示。以下说法正确的是 ( )
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.只根据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,即在缺钾培养液中加入钾,观察植物叶片生长是否恢复正常
解析:选ABD 实验的自变量是培养液的种类,因变量是叶片边缘是否出现枯黄色,A正确;甲、乙两组培养液均含有Mg,不能得出镁是合成叶绿素的必需元素的结论,B正确;通过甲、乙两组实验的对比,才能证明缺钾会导致植物出现“焦边”现象,C错误;本实验可以增加一组二次对照实验(自身对照实验),即在缺钾培养液中加入钾,观察植物叶片生长是否恢复正常,D正确。
二、非选择题
11.(15分)(2025·淄博模拟)水是细胞中含量最多的化合物,其功能很多,没有水就没有生命;细胞中的无机盐虽然含量很少,但是当某些无机盐缺乏时,细胞生命活动会难以正常进行。
(1)在冬季来临过程中,随着气温的逐渐降低,冬小麦体内发生了一系列适应低温的生理变化,如图为冬小麦在不同时期含水量变化关系图。
①水在细胞中以两种形式存在,其中结合水的功能是 。(2分)
②随着气温下降,冬小麦细胞中自由水与结合水含量的比值 ,抗寒能力 。(2分)
(2)在某地区种植的冬小麦经常出现白苗病,观点一认为是土壤中缺锌引起的,理由是锌是许多酶的活化剂,缺锌导致与叶绿素合成有关的酶活性降低,使叶片失绿;观点二认为是土壤中缺镁引起的,理由是 ,缺镁导致叶绿素无法形成。有同学利用三组长势相同的冬小麦幼苗完成下列实验,探究哪种观点正确。 (2分)
组别
培养液
实验处理
观察指标
A
全素培养液
相同且适宜条件下培育相同的一段时间
幼苗的生长发育状况
B
缺锌培养液
C
缺镁培养液
①预测实验结果与结论: 组的冬小麦幼苗正常生长。
若B组冬小麦幼苗表现出白苗病,而C组正常生长,则观点一正确;
若 ,
则观点二正确;
若 ,
则观点一和观点二都不正确;
若B、C两组冬小麦幼苗都表现为白苗病,则观点一和观点二都正确。(5分)
②若实验证明冬小麦白苗病是由缺锌引起的,从科学研究的严谨角度出发,为进一步证明该观点正确,还应增加的实验步骤是 。
增加步骤后预期的实验结果是 。(4分)
解析:(1)①水在细胞内以自由水与结合水的形式存在,结合水是细胞结构的重要组成成分。②由图可知,随着气温下降,冬小麦细胞中自由水减少,结合水增加,自由水与结合水含量的比值降低,代谢减弱,抗寒能力增强。(2)由于镁是构成叶绿素的元素,缺镁导致叶绿素无法形成,从而导致植物失绿,出现白苗病。①由题表可知,A组是全素营养液,因此A组的冬小麦幼苗正常生长。如果冬小麦白苗病是由缺锌引起的,则B组冬小麦幼苗表现出白苗病,而C组正常生长;如果冬小麦白苗病是由缺镁引起的,则C组冬小麦幼苗表现出白苗病,而B组正常生长;如果冬小麦白苗病与缺锌和缺镁都无关,则B、C两组冬小麦幼苗均正常生长;如果冬小麦白苗病与缺锌和缺镁都有关,则B、C两组冬小麦幼苗都表现为白苗病。②若实验证明冬小麦白苗病是由缺锌引起的,要进一步证明该观点正确,可在已出现白苗病的B组加入含锌的培养液(适量的锌离子),相同条件培养一段时间。若B组冬小麦幼苗白苗病病症消失,正常生长,则可进一步证明冬小麦白苗病是由缺锌引起的。
答案:(1)①细胞结构的重要组成部分 ②减小 增强 (2)镁是构成叶绿素的元素 ①A C组冬小麦幼苗表现出白苗病,而B组正常生长 B、C两组冬小麦幼苗均正常生长 ②在已出现白苗病的B组加入含锌的培养液(适量的锌离子),相同条件下培养一段时间 B组冬小麦幼苗白苗病病症消失,正常生长
12.(8分)炸薯条是常见的食品。不同品种的马铃薯块茎还原糖含量有差异,若马铃薯块茎中还原糖含量过高,可能导致油炸过程中产生有害物质。为检测还原糖含量,研究人员采用不同方法制备马铃薯块茎提取液,结果如下表所示。
方法
提取液颜色
提取液澄清度
还原糖浸出程度
一
浅黄色
澄清
充分
二
深红褐色
澄清
充分
三
浅红褐色
不澄清
不充分
(1)马铃薯块茎提取液中含有淀粉,此外还含有少量麦芽糖、果糖和 等还原糖。(1分)
(2)据表分析,三种马铃薯块茎提取液制备方法中,方法 最符合检测还原糖的要求,原因是这种方法制备提取液时还原糖浸出程度 ,并且提取液的颜色 ,有利于对实验结果的准确观察。(3分)
(3)检测不同品种的马铃薯块茎还原糖含量的操作步骤:取不同品种的马铃薯块茎提取液2 mL分别注入不同的试管, ,
观察试管中出现的颜色变化。(2分)
(4)结果分析:不同品种的马铃薯块茎还原糖含量的多少可通过比较 进行估量。(2分)
解析:(1)马铃薯块茎提取液中含有淀粉,此外还含有少量麦芽糖、果糖和葡萄糖等还原糖。(2)据表分析,三种马铃薯提取液制备方法中,方法一最符合检测还原糖的要求,这种方法制备提取液时还原糖浸出程度充分,并且提取液的颜色浅,有利于对实验结果的准确观察。(3)检测不同品种的马铃薯块茎还原糖含量的操作步骤:取不同品种的马铃薯块茎提取液2 mL分别注入不同的试管,分别向各支试管加入新配制的斐林试剂1 mL,将试管置于盛有50~65 ℃温水的大烧杯中加热约2 min,观察试管中出现的颜色变化。(4)不同品种的马铃薯块茎还原糖含量的多少可通过比较砖红色的深浅(或砖红色沉淀的多少)进行估量。砖红色越深(或砖红色沉淀越多),说明还原糖含量越高;砖红色越浅(或砖红色沉淀越少),说明还原糖含量越低。
答案:(1)葡萄糖 (2)一 充分 浅 (3)分别向各支试管加入新配制的斐林试剂1 mL,将试管置于盛有50~65 ℃温水的大烧杯中加热约2 min (4)砖红色的深浅(或砖红色沉淀的多少)
第3课时 细胞中的糖类和脂质
1.1.4 概述糖类有多种类型,它们既是细胞的重要结构成分,又是生命活动的主要能源物质
1.1.5 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
一、细胞中的糖类
1.填写表格——理清糖类的分类和功能
糖类是重要的能源物质,细胞中常见的糖类列举如下,据此填写下表(填序号),从不同角度对细胞中常见的糖分类,并回答下列问题。
①葡萄糖;②果糖;③半乳糖;④核糖;⑤脱氧核糖;⑥淀粉;⑦纤维素;⑧糖原;⑨蔗糖;⑩麦芽糖;乳糖
分类角度
种类
序号
按是否能水解及水解产物
不能水解
单糖
①②③④⑤
能水解为2分子单糖
二糖
⑨⑩
能水解为多个单糖
多糖
⑥⑦⑧
按分布
主要存在于动物
③⑧
主要存在于植物
②⑥⑦⑨⑩
动植物共有
①④⑤
按是否具有还原性
还原糖
①②③④⑤⑩
非还原糖
⑥⑦⑧⑨
按功能
细胞中主要能源物质
①
细胞中储能物质
⑥⑧
细胞中结构物质
④⑤⑦
(1)葡萄糖可以口服,也可以注射;蔗糖只能口服不能注射,原因是什么?
提示:葡萄糖属于单糖,可以直接进入细胞;蔗糖属于二糖,必须经过消化作用分解成两分子单糖后才能进入细胞,因此不能直接静脉注射。
(2)淀粉、糖原和纤维素都属于多糖,它们的基本单位都是葡萄糖,为什么它们在功能上差别很大?
提示:虽然三种多糖的基本单位都是葡萄糖,但是葡萄糖连接的方式、数量等不同,因此它们具有不同的化学性质。
2.判断正误——辨清教材微点
(1)(2023·全国乙卷)以葡萄糖为单体形成的生物大分子可以是淀粉或糖原。 (√)
(2)细胞中糖类的元素组成均为C、H、O。 (×)
(3)淀粉水解的终产物是二氧化碳和水。 (×)
(4)生物体内的糖类绝大多数以多糖的形式存在。 (√)
(5)谷物中不含糖类,糖尿病患者可以放心食用。 (×)
(6)纤维素不能被人体吸收利用。 (√)
(7)人体摄入的淀粉,必须消化分解成葡萄糖,才能被细胞吸收。 (√)
二、细胞中的脂质
1.填写表格——掌握脂质的种类和功能
种类
功能
脂肪
细胞内良好的储能物质;保温、缓冲和减压
磷脂
构成生物膜的重要成分(主要在内质网合成)
固醇
胆固醇
构成动物细胞膜的重要成分,在人体内参与血液中脂质的运输
性激素
促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成
维生素D
促进人和动物肠道对钙和磷的吸收
(1)脂肪和糖类都能提供能量,但脂肪是细胞内良好的储能物质,原因是什么?
提示:与糖类相比,脂肪含氧少,含氢多,相同质量的脂肪氧化分解需要更多氧,释放更多能量。
(2)医生建议缺钙的婴幼儿服用钙剂的同时,还要服用少量鱼肝油,原因是什么?
提示:鱼肝油含丰富的维生素D,维生素D能有效促进肠道对钙的吸收。
(3)人类很难消化纤维素,但一些科学家仍将纤维素等其他糖类称为人类的“第七类营养素”,理由是什么?
提示:虽然人类很难消化纤维素,但是纤维素能够刺激胃肠蠕动,改善胃肠环境,有利于排出体内有害物质。
(4)在北京鸭育肥时,每天食用大量的玉米、谷类,没有过多脂肪类食物的摄入,但却导致体内大量脂肪堆积。请分析其中的原因。
提示:细胞中的糖类和脂肪是可以相互转化的。摄入的糖类过多时可以大量转化成脂肪储存在皮下结缔组织等处,从而导致肥胖。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。
2.判断正误——辨清教材微点
(1)(2023·湖南卷)雄帝企鹅负责孵蛋,孵蛋期间不进食,主要靠消耗体内脂肪以供能。 (√)
(2)组成脂质分子的元素是C、H、O。 (×)
(3)种子中储存的脂肪大多含有不饱和脂肪酸,常温下呈液态。 (√)
(4)脂肪分子中氧的含量远远少于糖类,而氢的含量更多。 (√)
(5)蛋白质、脂质和糖类都可为人体供能。 (√)
(6)细胞膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的。 (×)
(7)磷脂水解的终产物是甘油和脂肪酸。 (×)
融通大概念建构知识体系
核心点(一) 糖类和脂质的比较
[系统知能]
1.应用物质与能量观理解脂肪、糖类等化合物
2.列表比较糖类和脂质
项目
糖类
脂质
区别
元素组成
一般为C、H、O
C、H、O(N、P)
种类
单糖、二糖、多糖等
脂肪、磷脂、固醇等
合成
部位
淀粉:叶绿体
纤维素:高尔基体
糖原:主要是肝脏、肌肉
主要是内质网
生理
作用
①重要的能源物质;
②构成细胞结构,如糖被、细胞壁;
③核酸的组成成分,如核糖、脱氧核糖
①细胞内良好的储能物质,如脂肪;
②构成细胞膜的重要成分,如磷脂;
③调节新陈代谢和生殖,如性激素
相同质量
的物质分
解情况
耗O2少,产H2O少,释放能量少
耗O2多,产H2O多,释放能量多
联系
糖类脂肪
[典例] [多选]糖类和脂质都是细胞的重要组成成分,其中糖类是细胞的重要能源物质,某些脂质则是细胞中重要的储能物质。下列有关叙述错误的是 ( )
A.真核细胞中的糖类分子有多种类型且都能为细胞提供能源
B.因构成多糖的单糖种类、数目和排列顺序不同,所以多糖功能不同
C.植物细胞中的磷脂、固醇和脂肪都是由C、H、O构成的
D.固醇类物质可参与细胞构成,又可作为细胞间的信号分子
[解析] 并不是所有糖类分子都能为细胞提供能源,如核糖和脱氧核糖,A错误;多糖大都是由葡萄糖脱水缩合形成的,多糖功能的不同是由单糖的数目及排列方式决定的,与单糖的排列顺序基本无关,B错误;磷脂由C、H、O、N、P构成,而固醇和脂肪是由C、H、O构成的,C错误;固醇分为胆固醇、维生素D和性激素等,胆固醇参与动物细胞膜的构成,性激素作为细胞间的信号分子调节细胞的代谢活动,D正确。
[答案] ABC
[题点全练]
题点1 糖类的种类及功能
1.(2023·新课标卷)葡萄糖是人体所需的一种单糖。下列关于人体内葡萄糖的叙述,错误的是 ( )
A.葡萄糖是人体血浆的重要组成成分,其含量受激素的调节
B.葡萄糖是机体能量的重要来源,能经自由扩散通过细胞膜
C.血液中的葡萄糖进入肝细胞可被氧化分解或转化为肝糖原
D.血液中的葡萄糖进入人体脂肪组织细胞可转变为甘油三酯
解析:选B 人体血浆中含有葡萄糖,葡萄糖是人体血浆的重要组成成分,葡萄糖的含量受多种激素的调节,如胰岛素、胰高血糖素等,A正确;葡萄糖是细胞生命活动的主要能源物质,其不能经自由扩散通过细胞膜,B错误;血液中的葡萄糖进入肝细胞后,可被转化为肝糖原或被氧化分解,C正确;血液中的葡萄糖进入人体脂肪细胞可转变为甘油三酯,D正确。
2.(2025·衡水调研)如图为某单糖的概念模型,下列相关叙述正确的是 ( )
A.若M为果糖,则①与斐林试剂共热有砖红色沉淀产生
B.若②均由M构成,则②不能都为细胞的生命活动供能
C.若③为ATP,则单糖M应是脱氧核糖
D.若M为核糖,则③可以是T2噬菌体的遗传物质
解析:选B 果糖与葡萄糖缩合形成蔗糖,蔗糖是非还原糖,与斐林试剂共热(水浴加热)没有砖红色沉淀产生,A错误;若②均由M构成,则M是葡萄糖,②可以是纤维素、淀粉、糖原等多糖,淀粉、糖原是细胞内的储能物质,纤维素是构成植物细胞壁的主要物质,不为细胞的生命活动供能,B正确;ATP为腺苷三磷酸,腺苷由核糖和腺嘌呤组成,C错误;T2噬菌体的遗传物质是DNA,构成DNA的五碳糖为脱氧核糖,D错误。
3.(2025·贵阳模拟)糖类是生命活动不可缺少的重要物质,下列叙述错误的是 ( )
A.淀粉与糖原的基本单位不同,但都可以作为细胞的储能物质
B.人在患急性肠炎时,静脉注射液中的葡萄糖可为患者补充能量
C.细胞膜外表面蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白,具有识别作用
D.糖类摄入过多的情况下,可以大量转化为脂肪而引起肥胖
解析:选A 淀粉与糖原的基本组成单位都是葡萄糖,A错误;人在患急性肠炎时,可以通过静脉注射输入葡萄糖,葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质,在细胞内氧化分解释放大量的能量,为患者的生命活动供能,B正确;有些糖类可以与蛋白质结合形成糖蛋白,糖蛋白与细胞识别有关,C正确;糖类摄入过多的情况下,可以大量转化为脂肪而引起肥胖,D正确。
题点2 脂质的种类和功能
4.(2024·甘肃高考)甘肃陇南的“武都油橄榄”是中国国家地理标志产品,其果肉呈黄绿色,子叶呈乳白色,均富含脂肪。由其生产的橄榄油含有丰富的不饱和脂肪酸,可广泛用于食品、医药和化工等领域。下列叙述错误的是 ( )
A.不饱和脂肪酸的熔点较低,不容易凝固,橄榄油在室温下通常呈液态
B.苏丹Ⅲ染液处理油橄榄子叶,在高倍镜下可观察到橘黄色的脂肪颗粒
C.油橄榄种子萌发过程中有机物的含量减少,有机物的种类不发生变化
D.脂肪在人体消化道内水解为脂肪酸和甘油后,可被小肠上皮细胞吸收
解析:选C 由题意可知,橄榄油含有丰富的不饱和脂肪酸,不饱和脂肪酸的熔点较低,不容易凝固,则橄榄油在室温下通常呈液态,A正确;油橄榄子叶富含脂肪,脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色,因此在高倍镜下可观察到橘黄色的脂肪颗粒,B正确;油橄榄种子萌发过程中由于细胞呼吸的消耗,有机物的总量减少,但有机物的种类增多,C错误;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,脂肪在人体消化道内水解为脂肪酸和甘油后,可被小肠上皮细胞吸收,D正确。
[微技法]
常见脂质的判断方法
(1)根据元素组成判断:只含C、H、O的脂质是脂肪和固醇,含有N和P的脂质是磷脂。
(2)根据作用判断:储能物质为脂肪,细胞结构的重要脂质成分是磷脂。
(3)根据分布判断:具有细胞结构的生物都含有的脂质是磷脂。
5.(2023·湖北高考)维生素D3可从牛奶、鱼肝油等食物中获取,也可在阳光下由皮肤中的7⁃脱氢胆固醇转化而来,活化维生素D3可促进小肠和肾小管等部位对钙的吸收。研究发现,肾脏合成和释放的羟化酶可以促进维生素D3的活化。下列叙述错误的是 ( )
A.肾功能下降可导致机体出现骨质疏松
B.适度的户外活动,有利于少年儿童的骨骼发育
C.小肠吸收的钙减少可导致细胞外液渗透压明显下降
D.肾功能障碍时,补充维生素D3不能有效缓解血钙浓度下降
解析:选C 肾脏合成和释放的羟化酶可以促进维生素D3的活化,活化维生素D3可促进小肠和肾小管等部位对钙的吸收,因此,肾功能下降会导致小肠和肾小管等部位对钙的吸收受阻,从而使机体出现骨质疏松,A正确;在阳光下皮肤中的7⁃脱氢胆固醇可转化成维生素D3,活化维生素D3可促进小肠和肾小管等部位对钙的吸收,因此适度的户外活动,有利于少年儿童的骨骼发育,B正确;细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-,因此小肠吸收钙减少不会导致细胞外液渗透压明显下降,C错误;肾功能障碍时,维生素D3活化受阻,因此补充的维生素D3不能促进小肠和肾小管等部位对钙的吸收,从而不能有效缓解血钙浓度下降,D正确。
6.科学家采用同位素标记法将合成胆固醇的前体物质进行标记,发现由乙酸到胆固醇的全部生物合成过程至少包括36步化学反应,最终确定了胆固醇合成的简化途径:乙酸→…→甲基二羟戊酸→…→胆固醇。静脉注射放射性标记的胆固醇后,放射性大部分出现在肝脏,且甲状腺激素可加速此过程。下列有关叙述错误的是 ( )
A.甲基二羟戊酸可直接合成胆固醇
B.乙酸生成甲基二羟戊酸的过程可能需要多种酶的参与
C.肝脏可能是处理胆固醇的重要器官
D.甲状腺激素可以降低血液中胆固醇的含量
解析:选A 由题意可知,由乙酸到胆固醇的全部生物合成过程至少包括36步化学反应,由“胆固醇合成的简化途径:乙酸→…→甲基二羟戊酸→…→胆固醇”可知,甲基二羟戊酸不能直接合成胆固醇,乙酸生成甲基二羟戊酸的过程可能需要多种酶的参与,A错误,B正确;静脉注射放射性标记的胆固醇后,放射性大部分出现在肝脏,说明肝脏可能是处理胆固醇的重要器官,C正确;甲状腺激素能加速胆固醇进入肝脏,说明甲状腺激素可以降低血液中胆固醇的含量,D正确。
题点3 糖类和脂质的综合考查
7.(2025·南昌二模)常言道:“马无夜草不肥”,其实是有科学依据的。生物体内有一种被称为“BMAL1”的蛋白质,能促进脂肪堆积,这种蛋白质在白天减少,夜间增多。下列有关叙述正确的是 ( )
A.糖类和脂肪都是细胞中重要的能源物质
B.BMAL1在夜间可能会促进脂肪转化为糖类
C.脂肪不仅能储存能量,还具有保温作用
D.脂肪分子中氢的含量远远少于糖类
解析:选C 糖类是细胞中的重要能源物质,脂肪是细胞中良好的储能物质,A错误;BMAL1在夜间可能会促进糖类转化为脂肪,B错误;脂肪不仅有储存能量的作用,还有保温、缓冲的作用,C正确;脂肪分子中氢的含量多于糖类,氧的含量少于糖类,D错误。
8.[多选]体内过多的脂肪会增加滑冰运动员体内氧气消耗,导致运动员在比赛后程降速。研究证明,低氧刺激配合特定强度的有氧运动能显著提高脂肪参与有氧呼吸的比例。下列有关叙述正确的是 ( )
A.脂肪是人体中一种主要的储能物质
B.与糖原相比,同质量的脂肪中氢元素的含量少,氧元素含量多
C.脂肪属于脂质,其组成元素包括C、H、O、N等
D.有氧运动可以降低脂肪含量,但只靠运动不一定能达到减肥的目的
解析:选AD 脂肪是细胞内良好的储能物质,它是人体中一种主要的储能物质,A正确;同质量的脂肪和糖类相比,氢元素含量多,氧元素含量少,B错误;脂肪属于脂质,其组成元素包括C、H、O,C错误;由题干信息分析可知,有氧运动可以降低脂肪含量,但只通过运动不一定能达到减肥的目的,还需要合理膳食、科学健身等,D正确。
核心点(二) 糖类和脂质的相互转化
[题点全练]
题点1 动物体内糖类和脂质的相互转化
1.(2025·惠州模拟)研究表明,糖类和脂肪之间可以相互转化,但是有一定的条件,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。根据这一理论,以下说法正确的是 ( )
A.糖尿病患者因糖类代谢发生障碍,引起脂肪分解供能,其皮下脂肪一般会变薄
B.只要运动和多吃瘦肉就可以减少脂肪的堆积,从而达到控制体重的目的
C.因为脂肪不能大量转化为糖类,所以糖尿病患者不必限制脂肪的摄入量
D.糖类和脂肪之间可以相互转化,所以它们的组成元素和单体完全相同
解析:选A 糖尿病患者因糖类代谢发生障碍,引起人体通过脂肪分解供能,脂肪分解增加,其皮下脂肪一般会变薄,A正确;糖类在供应充足的情况下,可以大量转化为脂肪,故若运动和多吃瘦肉但不控制糖类的摄入,也会引起脂肪的堆积,B错误;脂肪不能大量转化为糖类,糖尿病患者过多摄入脂肪会导致脂肪在体内堆积,不利于健康,且糖尿病患者体内的脂肪也可转化为糖类,故也应限制脂肪的摄入量,C错误;组成糖类和脂肪的单体是不同的,如糖原的单体是葡萄糖,而脂肪的单体是甘油和脂肪酸,D错误。
2.糖类和脂肪是人体的能源物质,随着运动强度的变化,脂肪与糖类的供能比例如图所示,下列有关叙述正确的是 ( )
A.脂肪和糖类是生命活动的主要承担者
B.细胞中糖类与脂肪能相互转化
C.中等运动强度时,脂肪和糖类的供能比例相同,消耗量也相同
D.运动强度越高,越有利于减肥
解析:选B 生命活动的主要承担者是蛋白质,A错误;细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的,B正确;分析题图可知,中等强度运动时,糖类和脂肪的供能比例相等,但由于等量的糖类与脂肪中,糖类储存的能量比脂肪少,所以消耗糖类的量多于脂肪,C错误;运动强度越高,脂肪供能比例越低,糖类供能比例越高,说明高强度运动不利于减肥,D错误。
3.如图是食物被人体消化吸收后,通过一系列代谢途径为人体提供营养的示意图。下列相关叙述错误的是 ( )
A.人的小肠上皮细胞以主动运输的方式吸收葡萄糖
B.人体内脂肪和糖类之间的转化程度有着明显的差异
C.人成熟的红细胞能完成图中“葡萄糖→中间产物→CO2+水”的全部过程
D.细胞呼吸能为人体提供能量,也是物质代谢的枢纽
解析:选C 人小肠上皮细胞以主动运输的方式吸收葡萄糖,需要载体和能量,A正确;人体内脂肪和糖类之间的转化程度有明显的差异,糖类可以大量转化成脂肪,脂肪不能大量转化成糖类,B正确;葡萄糖经过有氧呼吸可最终转化为CO2和水,人成熟的红细胞没有线粒体,不能进行有氧呼吸,C错误;细胞呼吸能为人体提供能量,形成的中间产物能转化成其他物质,即细胞呼吸也是物质代谢的枢纽,D正确。
题点2 种子萌发过程中糖类和脂质的相互转化
4.(2025·潍坊模拟)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重要能源物质,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,蓖麻种子萌发初期干重增加,增加的主要元素是H
解析:选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;糖类是胚生长发育的重要能源物质,由脂肪转化为糖类需要酶的作用,即需要蛋白质参与,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;蓖麻种子萌发初期干重增加的原因主要是脂肪在不断转变成糖类等其他形式的有机物,糖类物质中O的比例大于脂肪的,因此导致种子干重增加的主要元素是O,D错误。
5.(2025·厦门模拟)科研人员将某油料种子置于条件适宜的环境中培养,定期检测种子萌发(含幼苗)过程中的脂肪含量和干重,结果如图所示,下列叙述错误的是 ( )
A.导致ab段种子干重增加的元素主要是氧元素
B.bc段细胞中“结合水/自由水”的值会下降
C.有机物的氧化分解导致bc段种子干重减少
D.c点时幼苗开始进行光合作用,种子干重开始增加
解析:选D 与糖类相比,脂肪分子中氧含量低,转化成糖类的过程中增加了氧元素,导致种子干重增加,A正确;种子萌发时,细胞代谢旺盛,需要的自由水增加,结合水/自由水的值会下降,B正确;bc段有机物继续氧化分解,导致种子干重减少,C正确;c点前,光合作用就已经开始,c点后,光合作用强度大于呼吸作用强度,幼苗开始积累有机物,D错误。
6.[多选](2025·石家庄模拟)如图甲和图乙分别表示油菜种子在发育和萌发过程中糖类和脂肪的变化曲线。下列分析错误的是 ( )
A.种子形成时,脂肪水解酶的活性较低
B.种子萌发时脂肪转变为可溶性糖,说明可溶性糖是种子萌发的直接供能物质
C.脂肪中氧的含量比糖类高,所以相同质量时脂肪所含能量也比糖类多
D.种子发育过程中,由于可溶性糖更多地转变为脂肪,种子需要的氮元素增加
解析:选BCD 由图甲可知,种子形成时脂肪所占比例增加,可推测此时脂肪水解酶的活性较低,A正确;种子萌发时,脂肪转变为可溶性糖,但此时种子生命活动的直接供能物质是ATP,B错误;由于脂肪中氧的含量低于糖类,而氢的含量更高,所以质量相等的可溶性糖和脂肪相比,脂肪储存的能量多于可溶性糖,C错误;由图甲可知,种子发育过程中,可溶性糖更多地转变为脂肪,脂肪的组成元素是C、H、O,故不会导致种子需要的氮元素增加,D错误。
[题后悟法]
1.多糖的水解与氧化分解
多糖和二糖水解的终产物是其单体,如淀粉水解的终产物是葡萄糖,蔗糖水解的产物是葡萄糖和果糖;糖类氧化分解的终产物是CO2和H2O。
2.糖类和脂肪在人体内的转化过程
3.有关糖类和脂质的几个易错点
(1)多糖的单体一般是葡萄糖,二糖并不都是由葡萄糖组成的,如蔗糖是由葡萄糖和果糖组成的。
(2)并非所有的糖都是能源物质,如核糖、脱氧核糖、纤维素等不参与氧化分解提供能量。
(3)并非所有的糖都是还原糖,如淀粉、纤维素、蔗糖都是非还原糖,不能用斐林试剂检测。
(4)脂肪是细胞内良好的储能物质,但不构成膜结构,磷脂和胆固醇均参与膜结构的组成。
(5)等质量的脂肪和糖类相比,脂肪中H的比例高,故脂肪氧化分解释放的能量多,需要的O2多,产生的H2O多。
4.种子形成和萌发过程中的相关物质变化
(1)糖类和脂质
类型
非油料作物种子(如小麦)
油料作物种子(如大豆)
种子
形成时
可溶性糖(还原糖)→淀粉
糖类→脂肪
种子
萌发时
淀粉→可溶性糖(还原糖)
脂肪→甘油、
脂肪酸→糖类
(2)干重和鲜重
种子形成时,光合作用产物的输入导致其干重增加。种子萌发时,吸收水分导致其鲜重增加,非油料作物种子由于只进行细胞呼吸导致干重减少,油料作物种子萌发初期干重有所增加(是因为脂肪转化为糖类的过程中增加了氧元素),然后再减少。
破译新情境减肥是减掉了脂肪细胞吗?
瘦素是由脂肪细胞分泌的一种蛋白质类激素,它通过作用于下丘脑来控制食欲。“瘦素抵抗”是指随着体内脂肪增多,瘦素也会增多,在大量瘦素的长期刺激下,下丘脑会变得不再敏感。“瘦素抵抗”情况下,人体食欲增加,很容易积累脂肪。
减肥只会让脂肪细胞的体积变小,而不会减少脂肪细胞的总数。节食期间,人体内的脂肪细胞并不是消失了,而只是变小了。一旦停止节食,这些“饿急了”的脂肪细胞便会加速脂肪储存机制,迅速将自己再次撑大。
[问题串知]
(1)肥胖是体内脂肪积聚过多导致的一种状态,脂肪是细胞内良好的储能物质。口服瘦素不能达到减少摄食的目的,原因是瘦素是蛋白质,口服会被消化分解,无法发挥作用。
(2)与糖类相比,同质量的脂肪氧化分解耗氧量多,从分子的元素组成角度分析,原因是脂肪分子中氧的含量远远低于糖类,而氢的含量更高。
(3)下丘脑细胞接收瘦素信号进行调节的过程,体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能。若有人想要检测瘦素的化学本质是蛋白质,可选用双缩脲试剂,结果是产生紫色反应。
(4)饮食中过多糖类物质的摄入易导致肥胖的发生。糖类与脂肪之间的转化程度在不同情况下具有显著差异,具体体现在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。
[课时跟踪检测]
一、选择题
1.糖类是自然界中广泛分布的一类重要的有机化合物,我们的衣食住行等方面都可能出现糖类的身影。下列有关糖类的叙述正确的是 ( )
A.脱氧核糖不能为细胞提供能量,它是RNA 的组成成分
B.芹菜富含纤维素等糖类,所以摄入芹菜会导致血糖明显升高
C.几丁质是一种多糖,能用于处理含有重金属离子的废水
D.棉麻类衣物中含有纤维素,它是植物细胞中的储能物质
解析:选C 脱氧核糖不能为细胞提供能量,它是DNA 的组成成分,A错误;芹菜富含纤维素等糖类,但是纤维素在人体内很难被消化,所以摄入芹菜不会导致血糖明显升高,B错误;几丁质是一种多糖,能与溶液中的重金属离子有效结合,所以可用于处理含有重金属离子的废水,C正确;棉麻类衣物中含有纤维素,它是植物细胞细胞壁的主要成分之一,不能作为储能物质提供能量,D错误。
2.(2025·赣州模拟)某地的板鸭肉嫩骨脆,味香可口,是腊味中的上品,其制作过程主要包括选鸭、育肥、腌制、风干和烤制等。下列有关叙述正确的是 ( )
A.成品板鸭瘦肉部分含量最多是化合物是水
B.高温烤制会破坏板鸭中蛋白质分子的肽键
C.板鸭中富含室温下呈液态的不饱和脂肪酸
D.育肥时鸭子可将谷物中的糖类转化为脂肪
解析:选D 板鸭在制作过程中需要经过腌制、风干的过程,会丢失大量的自由水,烤制过程中会丢失自由水和结合水,所以制作好的成品板鸭中含量最多的化合物是蛋白质,A错误;高温烤制板鸭的过程中会破坏蛋白质的空间结构,使蛋白质结构变得伸展松散,但并未破坏肽键,B错误;板鸭含有室温下呈固态的饱和脂肪酸,C错误;育肥时鸭子可将谷物中的糖类转化为脂肪,D正确。
3.(2025·广州模拟)透明质酸是由N⁃乙酰氨基葡萄糖和葡萄糖醛酸为双糖单位(如图所示)聚合而成的一种多糖,是细胞外基质的主要成分,这种结构使其具有极强的保水作用。透明质酸的更新是对抗皮肤衰老的关键。下列叙述正确的是 ( )
A.透明质酸和脂肪、糖原具有相同的元素组成
B.暂缓皮肤衰老可能与透明质酸可以清除氧自由基有关
C.透明质酸合成酶基因以其两条链为转录模板链
D.抑制透明质酸的合成可以提高皮肤滋润度
解析:选B 由题图可知,透明质酸主要含有碳、氢、氧和氮,而脂肪和糖原含有碳、氢和氧元素,A错误;由题意可知,透明质酸的更新是对抗皮肤衰老的关键,因此暂缓皮肤衰老可能与透明质酸可以清除氧自由基有关,B正确;透明质酸合成酶基因的转录是以基因的一条链为模板进行的,C错误;由题意可知,透明质酸是细胞外基质的主要成分,具有极强的保水作用,因此抑制透明质酸的合成会降低皮肤滋润度,D错误。
4.种子萌发过程中,储藏的淀粉、脂肪等物质在酶的催化下生成简单有机物,为新器官的生长和呼吸作用提供原料。下列叙述错误的是 ( )
A.种子萌发时,赤霉素合成酶基因的表达增强
B.种子萌发过程中,细胞内自由水的比例增大
C.种子萌发时,淀粉的分解增多以提供葡萄糖
D.种子萌发时,糖类会大量转化为脂肪以提供能量
解析:选D 赤霉素能够促进种子萌发,即种子萌发时,赤霉素合成酶基因的表达增强,以合成更多赤霉素,A正确;自由水所占比例相对较高时,细胞的代谢增强,则种子萌发过程中,细胞内自由水的比例增大,B正确;由题意可知,种子萌发过程中,储藏的淀粉、脂肪等物质在酶的催化下生成简单有机物,为新器官的生长和呼吸作用提供原料,则种子萌发时,淀粉的分解增多以提供葡萄糖,C正确;种子萌发时,脂肪会转化为糖类以提供能量,D错误。
5.(2024·怀化模拟)我国科学家通过转基因技术使面包酵母在质膜表面表达纤维二糖磷酸化酶和α⁃葡聚糖磷酸化酶,进而可利用农作物秸秆合成人工淀粉和生产单细胞蛋白,助力粮食安全生产,其过程如图所示。下列分析错误的是 ( )
A.纤维素转化为淀粉的物质基础是组成两者的单体相同
B.纤维素与淀粉的转化途径说明酶具有专一性和高效性
C.葡萄糖在酵母菌体内转化为氨基酸才能参与形成蛋白质
D.调控发酵的温度或pH可改变酶活性以影响终产物生成
解析:选B 纤维素转化为淀粉的物质基础是组成两者的单体相同,都是葡萄糖,A正确;酶的高效性是指与无机催化剂相比,酶的催化效率更高,故纤维素与淀粉的转化途径不能说明酶具有高效性,B错误;葡萄糖在酵母细胞内须转化为氨基酸,氨基酸才能通过脱水缩合形成蛋白质,C正确;酶的活性受到温度、pH等因素的影响,故调控发酵的温度或pH可改变酶的活性,从而影响终产物的生成,D正确。
6.(2025·昭通模拟)细胞中的脂肪酸可以来源于直接吸收食物中的外源性脂肪酸,也可以由内源性的糖和氨基酸转化生成。下列关于脂肪酸的叙述,错误的是 ( )
A.磷脂水解的终产物包括甘油、脂肪酸
B.植物种子中储存的脂肪主要含不饱和脂肪酸
C.脂肪是由三分子脂肪酸和一分子甘油组成的酯
D.糖类在供应充足的情况下,可大量转化为脂肪
解析:选A 磷脂分子由甘油、脂肪酸、磷酸及其他衍生物组成,故水解终产物包括甘油、脂肪酸和磷酸及其他衍生物,A错误;植物种子中储存的脂肪主要含不饱和脂肪酸,因此熔点较低,室温下呈液态,B正确;脂肪是由三分子脂肪酸和一分子甘油组成的酯,是细胞中良好的储能物质,C正确;糖类在供应充足的情况下,可大量转化为脂肪,而脂肪只有在糖类供能不足时,才能转化成糖类,且不能大量转化为糖类,D正确。
7.(2025·娄底模拟)几丁质又称壳多糖,是某些昆虫外骨骼的重要组成成分,在细胞中几丁质的合成需要几丁质合成酶的催化,下列分析错误的是 ( )
A.几丁质和几丁质合成酶中都含有C、H、O等元素
B.构成几丁质和几丁质合成酶的基本单位不相同
C.几丁质合成酶抑制剂可用于某些农业害虫的防治
D.几丁质合成酶能够为几丁质的合成提供能量
解析:选D 几丁质和几丁质合成酶中都含有C、H、O等元素,A正确。几丁质是多糖,几丁质合成酶是蛋白质,两者的基本单位不相同,B正确。几丁质是某些昆虫外骨骼的组成成分,几丁质合成酶抑制剂可以抑制几丁质合成酶的活性,抑制生物合成几丁质的过程,从而用于防治某些农业害虫,C正确。几丁质合成酶只能起催化作用,不能提供能量,D错误。
8.[多选]甘薯口味甘甜,含糖量高,其甜度主要由葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖等可溶性糖的含量决定。科学家测定了不同品种的甘薯中麦芽糖和蔗糖的含量随贮藏时间的变化,结果如图所示,下列相关说法错误的是 ( )
A.人体细胞表面存在运输甘薯细胞中各种可溶性糖的转运蛋白
B.提取贮藏时间为30天的两种甘薯的蔗糖,加入斐林试剂并水浴加热后颜色相同
C.推测甘薯在贮藏过程中麦芽糖含量下降的原因可能是淀粉酶活性增强
D.长期大量食用甘薯可导致胰岛素分泌增多从而促进糖类转化成脂肪
解析:选AC 人体细胞表面没有运输蔗糖和麦芽糖的转运蛋白,二糖需水解成单糖后才会被细胞吸收,A错误;蔗糖是非还原糖,不能与斐林试剂发生反应,则提取贮藏时间为30天的两种甘薯的蔗糖,加入斐林试剂并水浴加热后,两者均呈蓝色(斐林试剂的颜色),B正确;淀粉酶活性增强会导致淀粉水解成麦芽糖增多,C错误;长期大量食用甘薯会使胰岛素分泌增多,促进葡萄糖转化成脂肪,D正确。
9.[多选](2025·岳阳模拟)实验测得小麦、大豆、花生三种生物干种子中三大类有机物含量如图,下列有关叙述正确的是 ( )
A.花生种子中的脂肪分子需要转化为糖类后,才能分解供能
B.进行还原糖的检测时斐林试剂甲液和乙液先混合再使用
C.小麦种子中的脂肪、蛋白质、淀粉都含有的元素是C、H、O
D.萌发时,相同质量的三种种子需要的O2量不同
解析:选BCD 脂肪分子可以被直接氧化供能,也可以转化为糖类后再氧化分解供能,A错误;进行还原糖的检测时斐林试剂甲液和乙液先混合再使用,水浴加热条件下可出现砖红色沉淀,B正确;小麦种子中的脂肪(元素组成是C、H、O)、蛋白质(元素组成是C、H、O、N等)、淀粉(元素组成是C、H、O),都含有的元素是C、H、O,C正确;由题图可知,三种种子中脂肪、淀粉所占比例不同,故相同质量的三种种子萌发时需要的O2量不同,D正确。
二、非选择题
10.(6分)(2025·重庆模拟)大多数植物种子的贮藏物质以脂肪(油)为主,并储存在细胞的油体中。种子萌发时,脂肪水解生成脂肪酸和甘油,然后脂肪酸和甘油分别在多种酶的催化下形成葡萄糖,最后转变成蔗糖,并转运至胚轴供给胚生长和发育,如图所示。
(1)大多数植物种子以贮藏脂肪为主,这是因为与糖类相比,脂肪是更好的 物质。相同质量的脂肪彻底氧化分解释放出的能量比糖类多,原因是 。(3分)
(2)脂肪最后转变为蔗糖,蔗糖可被水解,生成果糖和 。(1分)
(3)油料种子萌发初期(真叶长出之前),干重先增加、后减少。“后减少”是由于大量蔗糖用于细胞呼吸等异化作用,分解为二氧化碳和水等代谢废物,导致干重减少,“先增加”的原因是
。(2分)
解析:(1)由于脂肪是细胞内良好的储能物质,所以大多数植物种子以贮藏脂肪为主。相同质量的脂肪与糖类相比,H元素含量多,O元素含量少,故彻底氧化分解时脂肪耗氧多,产生能量多,糖类比脂肪耗氧少,产生能量少。(2)脂肪最后转变为蔗糖,蔗糖可被水解,生成葡萄糖和果糖。(3)油料种子萌发初期(真叶长出之前),干重先增加、后减少。其原因是早期由于大量脂肪转变为蔗糖,蔗糖的氧元素含量高于脂肪,导致干重增加;之后由于大量蔗糖用于细胞呼吸,分解为二氧化碳和水等代谢产物,导致干重减少。
答案:(1)储能 相同质量的脂肪和糖类相比,H元素含量多,O元素含量少,故彻底氧化分解时脂肪耗氧多,产生能量多,糖类比脂肪耗氧少,产生能量少 (2)葡萄糖 (3)早期由于大量脂肪转变为蔗糖,蔗糖的氧元素含量高于脂肪,导致干重增加
11.(9分)(2025·昭通模拟)肥胖对健康的影响引起社会的广泛关注,研究人员对肥胖的成因进行了相关研究,请回答以下问题:
(1)脂肪可用 染液鉴定,鉴定时使用体积分数为50%的酒精的目的是 ,最终会呈现 色。脂肪主要通过饮食摄入,也可以由糖类或蛋白质等物质转化而来。(3分)
(2)科研人员选取同龄且健康的A、B、C三个品系的小鼠,每个品系分为对照组和实验组,现有等量的高脂饲料和常规饲料,对照组应饲喂等量的 饲料,实验组饲喂等量的 饲料,在适宜环境中饲养8周,禁食12 h后检测 相对值(反映小鼠的肥胖程度),结果如图甲所示。三个品系小鼠中,最适宜作为肥胖成因研究对象的是 品系小鼠。(4分)
(3)检测上述所选品系小鼠细胞内与脂肪代谢相关酶的含量,结果如图乙所示,图中HSL、ATGL和TGH分别代表激素敏感脂酶、脂肪甘油三酯酶和甘油三酯水解酶。据图乙推测,小鼠肥胖的原因可能是其细胞内 的含量明显低于正常鼠,影响了脂肪的利用与转化。(2分)
解析:(1)脂肪可用苏丹Ⅲ染液鉴定,鉴定时使用体积分数为50%的酒精的目的是洗去浮色,最终会呈现橘黄色。(2)根据等量原则和对照原则可知,对照组和实验组的处理分别是饲喂等量的常规饲料和高脂饲料,因变量的衡量指标为脂肪细胞体积相对值。根据实验结果可知,三个品系小鼠中,A品系小鼠最适宜作为肥胖成因研究对象。(3)由图乙可知,肥胖小鼠体内HSL(激素敏感脂酶)和ATGL(脂肪甘油三酯酶)含量明显低于对照组,据此可推测,小鼠肥胖的原因可能是其细胞内HSL和ATGL(激素敏感脂酶和脂肪甘油三酯酶)的含量明显低于正常鼠。
答案:(1)苏丹Ⅲ 洗去浮色 橘黄 (2)常规 高脂 脂肪细胞体积 A (3)HSL和ATGL(或激素敏感脂酶和脂肪甘油三酯酶)
第4课时 蛋白质和核酸
1.1.6 阐明蛋白质通常由20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
1.1.7 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
一、蛋白质是生命活动的主要承担者
1.识图作答——弄明蛋白质的基本组成单位
下图为四种氨基酸的结构简式,据图回答问题:
(1)写出图中序号代表的结构名称:①氨基;②和④为R基;③羧基。
(2)据上图可知氨基酸共有的元素是C、H、O、N,有的还含有S、Se等元素。
(3)比较图中几种氨基酸,写出氨基酸分子的结构通式:。其特点是从数量上看,至少有一个氨基和一个羧基;从位置上看,都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
(4)由图可知,各种氨基酸的区别在于R基的不同。组成人体蛋白质的氨基酸有21种。根据人体细胞能否合成,可以把这些氨基酸分为两类:人体细胞不能合成的是必需氨基酸(共8种);人体细胞能合成的是非必需氨基酸(共13种)。
2.识图作答——掌握蛋白质的结构和功能
如图是氨基酸之间发生一系列反应形成血红蛋白的过程,回答下列问题:
(1)多肽的形成过程
①图中a过程称为脱水缩合,该过程中生成的H2O中氢原子来自的化学基团是氨基和羧基,氧原子来自的化学基团是羧基。
②氨基酸经过a过程形成的化学键称为肽键,形成的化合物为二肽。
③乙为多肽,若乙由n个氨基酸构成,则形成乙的过程脱去的水分子数为n-1。
(2)蛋白质的结构层次
①图中b过程表示肽链盘曲折叠。据图描述从氨基酸到血红蛋白的形成过程:氨基酸之间通过脱水缩合形成肽链,肽链盘曲、折叠形成一定空间结构,然后四条肽链聚集在一起形成具有复杂空间结构的血红蛋白。
②归纳生物体内蛋白质结构具有多样性的原因是不同蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序不同;肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。
3.连线串知——了解蛋白质的功能
二、核酸是遗传信息的携带者
1.识图作答——理清生物体细胞中核酸的结构层次
(1)核酸的基本组成单位是b核苷酸,一分子b由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子a含氮碱基组成,故核酸的元素组成为C、H、O、N、P。
(2)若b是c的基本单位,则a表示A、T、C、G四种碱基,五碳糖为脱氧核糖。若b是d的基本单位,则a表示A、U、C、G四种碱基,五碳糖为核糖。
(3)据图可知,c为DNA,是由b脱氧核苷酸聚合成的2条脱氧核苷酸链构成,主要分布于细胞核中;d为RNA,是由b核糖核苷酸聚合成的1条核糖核苷酸链构成,主要分布于细胞质中。
(4)核酸是遗传信息的携带者,遗传信息储存在核苷酸的排列顺序之中,其中DNA分子是储存、传递遗传信息的生物大分子,部分病毒的遗传信息储存在RNA中。
(5)鱼体内有多少种a、几种五碳糖?鱼体内的遗传物质中含有多少种a、几种五碳糖?大肠杆菌体内由A、G、U 3种碱基组成的b有几种?HIV体内有多少种a?
提示:鱼体内有DNA和RNA两种核酸,因此有A、T、G、C、U 5种碱基,有核糖和脱氧核糖2种五碳糖。鱼体内的遗传物质是DNA,含有A、T、G、C 4种碱基,有1种五碳糖即脱氧核糖;大肠杆菌体内A、G、U 3种碱基组成的核苷酸有5种,包括3种核糖核苷酸、2种脱氧核苷酸;HIV体内只有RNA一种核酸,因此有4种碱基。
2.判断正误——辨清教材微点
(1)(2024·贵州卷)rRNA彻底水解的产物是碱基、核糖、磷酸。 (√)
(2)核酸是细胞内携带遗传信息的物质。 (√)
(3)核糖核苷酸的排列顺序决定了DNA分子的多样性。 (×)
(4)所有生物的遗传信息都储存在DNA中。 (×)
(5)同一生物体的不同细胞中,DNA基本相同,RNA不完全相同。 (√)
(6)真核生物以DNA为遗传物质,部分原核生物以RNA为遗传物质。 (×)
三、生物大分子以碳链为骨架
识图作答——理清三种生物大分子形成的模式图
(1)组成多糖、蛋白质、核酸的基本单位分别是a单糖、b氨基酸、c核苷酸,这些基本单位称为单体。生物大分子是由许多单体连接成的多聚体。
(2)碳是“生命的核心元素”的原因是生物大分子以碳链为基本骨架。
融通大概念建构知识体系
[盘点总结]
(1)在人体中,组成蛋白质的氨基酸共21种,其中有些氨基酸人体并不能合成,称为必需氨基酸。
(2)同一生物不同细胞蛋白质不同的直接原因是mRNA不同,根本原因是基因的选择性表达。
(3)在DNA的一条链和RNA中,连接相邻两个核苷酸的化学键是磷酸二酯键;在DNA分子中,连接两条链的化学键是氢键。
(4)生物的遗传信息大都储存在DNA中,但部分病毒的遗传信息储存在RNA中,如HIV。
核心点(一) 蛋白质的结构和功能
[系统知能]
(一)比较蛋白质的变性和水解
变性
是由高温、过酸、过碱、重金属盐等因素导致的,蛋白质的空间结构发生了不可逆的变化,肽链变得松散,丧失了生物活性,但是肽键一般不断裂。变性后仍能与双缩脲试剂发生紫色反应
水解
在蛋白酶作用下,肽键断裂,蛋白质分解为短肽进而彻底水解为氨基酸。水解产生的多肽能与双缩脲试剂发生紫色反应,氨基酸则不能
提醒:结构与功能相适应,因此,不论蛋白质变性还是水解,蛋白质的结构均已发生改变,功能也相应改变或丧失。
[例1] (2024年1月·九省联考甘肃卷)手抓羊肉是西北地区餐桌上常见的美食,其味道鲜美,含有丰富的蛋白质。下列有关蛋白质的叙述,错误的是 ( )
A.煮熟后蛋白质变性,更容易被人体消化
B.蛋白质可分解成氨基酸被人体细胞吸收
C.人体细胞的生命活动主要由蛋白质承担
D.蛋白质的功能主要取决于氨基酸的种类
[解析] 煮熟后蛋白质变性,此时蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散,容易被蛋白酶水解,因此更容易被人体消化,A正确;蛋白质的基本单位是氨基酸,蛋白质可分解成氨基酸被人体细胞吸收,B正确;蛋白质是生命活动的主要承担者,具有催化、运输、免疫等功能,人体细胞的生命活动主要由蛋白质承担,C正确;蛋白质的结构决定其功能,蛋白质的结构与氨基酸的种类、数目、排列顺序以及肽链盘曲、折叠形成的空间结构等都有关,D错误。
[答案] D
(二)常考蛋白质的分布和功能
名称
分布或来源
功能
大多数酶
细胞内或细胞外
催化作用
转运蛋白
生物膜
运输某些物质
某些激素
(如胰岛素)
由内分泌腺(细胞)合
成分泌至内环境中
调节生命活动
抗体
由浆细胞合成并
分泌至内环境中
免疫作用
血红蛋白
红细胞内
主要运输O2
糖蛋白
细胞外表面
保护、润滑、参与细胞表面的识别及细胞间的信息传递等
结构蛋白
细胞膜、肌纤维等
构成细胞和生物体的成分
[例2] [多选]下列关于膜蛋白的说法,正确的是 ( )
A.不同膜蛋白的功能不同,根本原因是基因的多样性和基因的选择性表达
B.由膜蛋白介导的胞吞(胞吐)过程对物质运输没有选择性
C.癌变细胞的某些膜蛋白减少导致其易于分散和转移
D.膜蛋白可能具有催化、能量转换、信息交流等多种功能
[解析] 不同膜蛋白的功能不同,直接原因是蛋白质结构不同,根本原因是基因的多样性和基因的选择性表达,A正确;由膜蛋白介导的胞吞(胞吐)过程对物质运输有选择性,B错误;癌变细胞的某些膜蛋白(如糖蛋白)减少,细胞间的黏着性下降,导致其容易分散和转移,C正确;多种生物膜(如线粒体内膜、叶绿体类囊体薄膜、细胞膜等)上分布有不同的膜蛋白,膜蛋白可能具有催化、能量转换、信息交流等多种功能,D正确。
[答案] ACD
[题点全练]
1.(2023·海南高考)科学家将编码天然蜘蛛丝蛋白的基因导入家蚕,使其表达出一种特殊的复合纤维蛋白,该复合纤维蛋白的韧性优于天然蚕丝蛋白。下列有关该复合纤维蛋白的叙述,正确的是 ( )
A.该蛋白的基本组成单位与天然蜘蛛丝蛋白的组成单位不同
B.该蛋白的肽链由氨基酸通过肽键连接而成
C.该蛋白彻底水解的产物可与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应
D.高温可以改变该蛋白的化学组成,从而改变其韧性
解析:选B 蛋白质的基本组成单位都是氨基酸,A错误;题述复合纤维蛋白的肽链是由氨基酸通过肽键连接而成的,B正确;蛋白质彻底水解的产物为氨基酸,无肽键,不能与双缩脲试剂发生紫色反应,C错误;高温可破坏蛋白质的空间结构,但不改变其化学组成,D错误。
2.(2025·石家庄模拟)硒代半胱氨酸的结构与半胱氨酸类似,只是其中的硫原子被硒取代。下列相关叙述错误的是 ( )
A.硒代半胱氨酸的硒元素位于氨基酸的R基上
B.硒代半胱氨酸能与双缩脲试剂在常温下发生紫色反应
C.发生脱水缩合时,水中的氢既可来自硒代半胱氨酸的氨基也可来自其羧基
D.硒代半胱氨酸中一定含有的元素是C、H、O、N、Se
解析:选B 氨基酸的不同在于R基的不同,硒元素位于硒代半胱氨酸的R基上,A正确;双缩脲试剂检测的是蛋白质(或多肽)中的肽键,硒代半胱氨酸没有肽键,不能与双缩脲试剂发生紫色反应,B错误;发生脱水缩合时,水中的氢既可来自硒代半胱氨酸的氨基也可来自其羧基,C正确;根据氨基酸通式可知,硒代半胱氨酸中一定含有的元素是C、H、O、N、Se,D正确。
3.(2025·成都模拟)下图是某多肽化合物的结构式。下列关于该化合物的叙述,错误的是 ( )
A.该化合物是三肽,含有两个肽键
B.氨基酸的不同种类取决于R基②④⑥
C.该多肽中含有四个羧基、三个氨基
D.形成该多肽链时,会脱去两个水分子
解析:选C 题图中的多肽含有两个游离的羧基、一个游离的氨基,C错误。
[微技法]
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。
4.(2024·黑吉辽卷)钙调蛋白是广泛存在于真核细胞的Ca2+感受器。小鼠钙调蛋白两端有近似对称的球形结构,每个球形结构可结合2个Ca2+。下列叙述错误的是 ( )
A.钙调蛋白的合成场所是核糖体
B.Ca2+是钙调蛋白的基本组成单位
C.钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关
D.钙调蛋白结合Ca2+后,其空间结构可能会发生变化
解析:选B 钙调蛋白的化学本质是蛋白质,其合成场所是核糖体,A正确;蛋白质的基本组成单位是氨基酸,B错误;由于肽链上不同氨基酸之间可以形成氢键等化学键使得肽链能盘曲、折叠,形成具有一定空间结构的蛋白质分子,故钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关,C正确;钙调蛋白是Ca2+感受器,结合Ca2+后空间结构可能会发生改变,D正确。
5.如图所示,蛋白质暴露在高浓度的尿素环境中会发生变性,除去尿素后,蛋白质的空间结构和生物功能可以恢复。下列有关叙述正确的是 ( )
A.尿素使蛋白质变性过程中破坏了蛋白质中的肽键,使其不能与双缩脲试剂发生紫色反应
B.尿素使蛋白质变性过程中改变了原有蛋白质中氨基酸的数量
C.构成蛋白质的氨基酸种类和排列顺序相同则蛋白质结构相同
D.高温也可使蛋白质变性,变性后的蛋白质更容易被蛋白酶水解
解析:选D 分析题图可知,尿素可使蛋白质变性,变性后蛋白质的空间结构发生改变,但肽键没有断裂,因此仍可与双缩脲试剂发生紫色反应,A错误;变性过程中,蛋白质中的氨基酸数量没有改变,B错误;蛋白质结构多样性取决于氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构,C错误;高温使蛋白质的空间结构变得伸展、松散,容易被蛋白酶水解,D正确。
核心点(二) 蛋白质的相关计算
[题点全练]
题点1 氨基酸脱水缩合基本规律相关计算
1.(2025·大连模拟)一条多肽链的化学式为CxHyOpNqS,将它彻底水解后,只得到下列四种氨基酸,则水解得到的氨基酸个数为 ( )
A.p-1 B.q+1
C.q-1 D.p+1
解析:选A 由题图可知,题图所示4种氨基酸均只含有1个羧基,且R基均不含O原子,氨基酸连接时一个氨基酸的氨基和另一个氨基酸的羧基相连接,生成一分子水,假设形成该多肽的氨基酸个数为m,根据该多肽链的化学式,可得出p=2m-(m-1),即m=p-1,A正确。
2.(2025·成都模拟)牛肝菌是常见的野生真菌,进食未加工成熟的牛肝菌会引起呕吐、腹痛及腹泻等中毒症状。环状八肽α⁃鹅膏蕈碱是毒蘑菇中常见的毒性物质。下列说法正确的是 ( )
A.牛肝菌细胞与乳酸菌细胞结构相似,遗传物质主要存在于环状DNA中
B.α⁃鹅膏蕈碱由8个氨基酸脱水缩合而成,共脱去7分子水,含有7个肽键
C.组成α⁃鹅膏蕈碱的元素一定有C、H、O、N,N元素主要存在于R基中
D.食用牛肝菌造成患者出现腹泻症状,患者不仅要补充水分还需要补充无机盐
解析:选D 牛肝菌是真菌,属于真核生物,其遗传物质主要位于染色体上;乳酸菌是原核生物,其遗传物质主要位于拟核中,拟核为环状DNA,A错误;α⁃鹅膏蕈碱是环状八肽,由8个氨基酸脱水缩合而成,共脱去8分子水,含有8个肽键,B错误;α⁃鹅膏蕈碱为环状八肽,其组成元素一定有C、H、O、N,其中N元素主要存在于“—CO—NH—”中,C错误;食用牛肝菌造成腹泻时,患者在丢失大量水分的同时也会丢失无机盐,因此患者除补充水分外还需补充无机盐,D正确。
3.[多选]在某动物体内,由81个氨基酸形成胰岛素原,加工切除M片段(31~60)后成为能降低血糖的胰岛素(如图所示)。下列相关叙述错误的是 ( )
A.胰岛素分子中含有2条肽链、49个肽键
B.加工完成后的胰岛素分子中含有的氨基数和羧基数均不会少于49个
C.胰岛素中的肽键在核糖体上形成,二硫键(—S—S—)在细胞质基质中形成
D.M片段的切除需要酶的催化,每生成一个M片段的同时会消耗2个水分子
解析:选BC 由题图分析可知,胰岛素分子是由51个氨基酸形成的2条肽链构成的,则其含有49个肽键,A正确;加工完成后的胰岛素分子中含有的氨基数和羧基数均不会少于2个,B错误;胰岛素是分泌蛋白,其中的肽键在核糖体上形成,二硫键(—S—S—)在内质网中形成,C错误;M片段的切除需要酶的催化,每生成一个M片段需要消耗2个水分子,D正确。
题点2 利用“原子守恒”计算蛋白质(多肽)中的原子数
4.经测定,某多肽链分子式是C21HxOyN4S2,其中含一个二硫键(—S—S—)。已知该多肽由下列氨基酸中的其中几种作为原料合成:苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。下列关于该多肽的叙述错误的是 ( )
A.该多肽水解后产生的氨基酸分别是苯丙氨酸、亮氨酸和半胱氨酸
B.该多肽中H原子数和O原子数分别是30和5
C.该多肽形成过程中至少需要3种tRNA
D.该多肽在核糖体上形成,形成过程中相对分子质量减少了54
解析:选D 该多肽链分子式是C21HxOyN4S2,含有2个S,所以水解产物中有2个半胱氨酸。题干中的每个氨基酸中都只有1个N,所以该多肽由4个氨基酸组成。根据C原子守恒,每个半胱氨酸含有3个C,所以另外两个氨基酸共含有15个C,可知为苯丙氨酸和亮氨酸,A正确;该多肽形成过程中脱去3分子水、形成一个二硫键脱去2个H,所以多肽中O原子数为8-3=5(个),H原子数为38-6-2=30(个),B正确;该多肽由3种氨基酸组成,形成过程中至少需要3种tRNA,C正确;该多肽形成时脱去3分子水和2个H,相对分子质量减少18×3+2=56,D错误。
5.[多选](2025·徐州模拟)如图表示对某蛋白质分子结构中相关数据的统计结果,据此分析,下列表述正确的是 ( )
A.与合成之前的氨基酸分子相比,该蛋白质少了124个氧原子
B.该蛋白质的组成元素一定只有C、H、O、N
C.参与合成该蛋白质的氨基酸共有羧基141个
D.该蛋白质水解为氨基酸时,相对分子质量共增加2 232
解析:选ACD 分析题图可知,该蛋白质的肽链数为2条,所以与合成之前的氨基酸分子相比,该蛋白质形成过程中脱去的水分子数为126-2=124,所以少了124个氧原子,A正确;该蛋白质的组成元素至少有C、H、O、N,可能还有其他元素,B错误;由题图可知,该蛋白质由126个氨基酸构成,且构成蛋白质的氨基酸的R基上有15个羧基,故构成该蛋白质的氨基酸共有15+126=141(个)羧基,C正确;由以上分析可知,该蛋白质合成过程中脱去124个水分子,所以该蛋白质水解时,需要消耗124分子水,相对分子质量增加124×18=2 232,D正确。
题点3 多肽中除去氨基酸的有关计算
6.某多肽含20个氨基酸,其中天冬氨酸有4个,分别位于5、6、15、20位(如图所示);肽酶X专门作用于多肽中天冬氨酸羧基端的肽键,肽酶Y专门作用于多肽中天冬氨酸氨基端的肽键,下列相关叙述正确的是 ( )
A.该二十肽至少含有22个肽键
B.该二十肽游离的氨基和羧基各为1个和8个
C.肽酶X完全作用后产生的多肽共含有氨基酸19个
D.肽酶Y完全作用后产生的多肽中氧原子数目比二十肽多了4个
解析:选C 由题图可知,该多肽是一条肽链,根据肽键数目=氨基酸数目-肽链条数,该二十肽含有的肽键数目应是19个,A错误。该二十肽含游离的氨基或羧基数目=肽链条数+R基中含有的氨基或羧基数,则该肽链游离的氨基数目至少为1个;由于每个天冬氨酸R基上含有1个羧基且该多肽有4个天冬氨酸,所以该肽链游离的羧基数目至少为5个,B错误。肽酶X专门作用于天冬氨酸羧基端的肽键,完全作用后形成3条多肽链和1个氨基酸(第6位的天冬氨酸会脱离肽链),则产生的多肽链中共含有19个氨基酸,C正确。肽酶Y专门作用于天冬氨酸氨基端的肽键,肽酶Y完全作用该多肽链后,共断开4个肽键,其中的第5位和第20位天冬氨酸会脱离肽链,每断开一个肽键消耗1分子水而增加1个氧原子,故增加4个氧原子,又因为第5位和第20位天冬氨酸的脱离(每个天冬氨酸中含有4个氧原子),共减少8个氧原子,所以肽酶Y完全作用后产生的多肽中,氧原子数目比二十肽少8-4=4(个),D错误。
[题后悟法]
1.蛋白质中游离氨基或羧基数的计算
(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=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数。
2.蛋白质相对分子质量、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)。
(3)环状肽的特点是肽键数与氨基酸数相同,即肽键的数目=脱去的水分子的数目=氨基酸的数目。
(4)如果形成二硫键,每形成一个二硫键需去掉两个H。
3.链状多肽中相关原子数量的关系
(1)碳原子数=氨基酸的个数×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×2-二硫键数×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=各氨基酸中氮原子的总数。
[特别提醒] 由于R基上的碳原子数不容易确定,且氢原子数较多,因此以氮原子数或氧原子数为突破口,计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
4.多肽中除去氨基酸的有关计算
(1)若除去多肽内部的一个氨基酸,需水解两个肽键;若除去多肽一端的一个氨基酸,需水解1个肽键。
(2)每水解1个肽键,则需要1分子水参与,肽键数减少1个,生成物与原多肽相比氧原子增加1个,氢原子增加2个,氨基增加1个,羧基增加1个。
核心点(三) 核酸及其与蛋白质的关系
[系统知能]
(一)不同生物的核酸、核苷酸、碱基和五碳糖的归纳
(二)“三看法”判断DNA和RNA
[例1] (2025·洛阳模拟)三位在丙肝病毒研究方面作出杰出贡献的科学家被授予诺贝尔生理学或医学奖,已知丙肝病毒所含核酸为单链RNA。下列相关叙述正确的是 ( )
A.丙肝病毒的组成成分彻底水解后的产物是六种小分子物质
B.单链RNA 中不存在碱基互补配对
C.ATP 水解释放两个磷酸基团后,可作为合成RNA的原料
D.病毒是生命系统的最基本层次
[解析] 丙肝病毒是 RNA病毒,其组成成分包括蛋白质和 RNA,蛋白质彻底水解的产物是氨基酸,RNA彻底水解的产物是核糖、磷酸和四种碱基,所以丙肝病毒彻底水解后的小分子物质不止六种,A错误;单链结构的 RNA中也可能存在碱基互补配对,如tRNA,B错误;ATP水解释放两个磷酸基团后成为腺嘌呤核糖核苷酸,是合成 RNA的原料之一,C正确;生命系统的最基本层次是细胞,病毒不属于生命系统的结构层次,D错误。
[答案] C
(三)建模分析蛋白质和核酸之间的关系
(四)常见的核酸—蛋白质复合体
[例2] 核酸通常与蛋白质结合以“核酸—蛋白质”复合体的形式存在。下列叙述错误的是 ( )
A.核糖体可以看作“核酸—蛋白质”复合体
B.T2噬菌体可以看作“核酸—蛋白质”复合体
C.真核细胞染色质以“核酸—蛋白质”复合体存在
D.原核细胞DNA复制时,不会出现“核酸—蛋白质”复合体
[解析] 核糖体主要由RNA和蛋白质构成,可以看作“核酸—蛋白质”复合体,A正确;T2噬菌体由DNA和蛋白质构成,可以看作“核酸—蛋白质”复合体,B正确;真核细胞的染色质由DNA和蛋白质构成,可以“核酸—蛋白质”复合体的形式存在,C正确;原核细胞DNA复制时,DNA聚合酶与DNA结合形成“DNA—蛋白质”复合体,D错误。
[答案] D
[题点全练]
题点1 核酸的结构和功能
1.(2025·长春模拟)下图中甲是组成乙或丙的基本单位(单体)。下列相关叙述错误的是 ( )
A.如果甲中的m是U,则甲一定是丙的基本单位
B.如果甲中的m是G,则甲一定是乙的基本单位
C.如果甲中的a是脱氧核糖,则甲物质聚合成的大分子物质可以分布于线粒体和叶绿体中
D.如果甲中的a是核糖,则甲物质聚合成的大分子物质可以分布于细胞核和细胞质中
解析:选B 如果甲中的m是U,则甲为核糖核苷酸,是丙(tRNA)的基本单位,A正确;如果甲中的m是G,则甲为鸟嘌呤脱氧核苷酸或鸟嘌呤核糖核苷酸,不一定是乙(DNA)的基本单位,B错误;如果甲中的a是脱氧核糖,则甲为脱氧核苷酸,其聚合成的大分子物质是DNA,可以分布于线粒体和叶绿体中,C正确;如果甲中的a是核糖,则甲为核糖核苷酸,其聚合成的大分子物质是RNA,可以分布于细胞核和细胞质中,D正确。
2.下列关于各种生物的核酸中含有的碱基、核苷酸、五碳糖种类的叙述,正确的是 ( )
选项
A
B
C
D
生物或
细胞
T4
噬菌体
烟草叶
肉细胞
烟草花
叶病毒
豌豆根
毛细胞
碱基
5种
5种
4种
8种
核苷酸
5种
8种
8种
8种
五碳糖
1种
2种
2种
2种
解析:选B T4噬菌体是DNA病毒,含有4种碱基、4种核苷酸及1种五碳糖,A错误;烟草叶肉细胞和豌豆根毛细胞均是真核细胞,均含有5种碱基、8种核苷酸和2种五碳糖,B正确,D错误;烟草花叶病毒是RNA病毒,含有4种碱基、4种核苷酸及1种五碳糖,C错误。
[微点拨]
生物种类与核酸、碱基及核苷酸种类的关系
生物种类
核酸种类
碱基种类
核苷酸种类
细胞生物
DNA和
RNA
5种
8种
病毒
DNA病毒
DNA
4种
4种
RNA病毒
RNA
4种
4种
3.(2024·海南高考)海南黎锦是非物质文化遗产,其染料主要来源于植物。DNA条形码技术可利用DNA条形码序列(细胞内一段特定的DNA序列)准确鉴定出染料植物的种类。下列有关叙述正确的是 ( )
A.不同染料植物的DNA均含有元素C、H、O、N、S
B.DNA条形码序列由核糖核苷酸连接而成
C.染料植物的DNA条形码序列仅存在于细胞核中
D.DNA条形码技术鉴定染料植物的依据是不同物种的DNA条形码序列不同
解析:选D 不同染料植物的DNA均含有C、H、O、N、P五种元素,A错误;构成DNA的基本单位是脱氧核糖核苷酸,故DNA条形码序列由脱氧核糖核苷酸连接而成,B错误;染料植物的DNA条形码序列主要存在于细胞核中,很少一部分存在于细胞质中,C错误;DNA条形码技术鉴定染料植物的依据是不同物种的DNA条形码序列不同,D正确。
题点2 核酸与蛋白质之间的关系
4.(2025·崇左模拟)在真核细胞中,阿尔古蛋白在由小分子RNA调节的基因沉默(基因不表达)中扮演了一个重要角色,而阿尔古蛋白被发现存在于一系列的细菌和古生菌中。下列相关叙述正确的是 ( )
A.阿尔古蛋白、RNA以及基因的元素组成均相同,但它们的组成单体不同
B.古生菌中应含有一种无膜结构的细胞器,该细胞器能合成阿尔古蛋白
C.阿尔古蛋白可能是通过影响DNA聚合酶的活性致使基因沉默的
D.真核细胞与细菌细胞内的DNA都能与蛋白质缠绕在一起形成染色体
解析:选B 阿尔古蛋白的基本组成元素是C、H、O、N,组成单体是氨基酸,RNA以及基因的元素组成都是C、H、O、N、P,组成单体分别是核糖核苷酸、脱氧核苷酸,A错误;古生菌为原核生物,其细胞中含有一种无膜结构的细胞器核糖体,核糖体是蛋白质合成的场所,B正确;DNA聚合酶在DNA复制过程中发挥重要作用,而阿尔古蛋白在由小分子RNA调节的基因沉默(基因不表达)中扮演了一个重要角色,因此阿尔古蛋白可能是通过影响RNA聚合酶的活性致使基因沉默的,C错误;细菌为原核细胞,没有染色体,D错误。
5.(2025年1月·八省联考四川卷)下列关于细胞内糖类、蛋白质和核酸的叙述中,正确的是 ( )
A.糖类、蛋白质和核酸都是细胞内重要的生物大分子
B.核酸经酶分解后得到含A、T、G、C碱基的四种核苷酸
C.由mRNA全长序列可知其编码蛋白质的氨基酸序列
D.淀粉酶是在淀粉的生物合成过程中起催化作用的蛋白质
解析:选C 多糖、蛋白质和核酸都是细胞内重要的生物大分子,糖类中的单糖和二糖不是生物大分子,A错误;核酸包括DNA和RNA,只有DNA经酶分解后可得到含A、T、G、C碱基的四种核苷酸,B错误;由mRNA全长序列可根据碱基互补配对原则和密码子表推测其编码蛋白质的氨基酸序列,C正确;淀粉合成酶是在淀粉的生物合成过程中起催化作用的蛋白质,淀粉酶是使淀粉发生水解的酶,D错误。
主攻学困点强化规范表达
1.胰岛素分子与其他蛋白质结构不同的直接原因是什么?
提示:构成胰岛素分子的氨基酸的种类、数目、排列顺序与其他蛋白质的不同,肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构也与其他蛋白质的不同。
2.烤熟的鸭子,其蛋白质一定发生了变性,食物加工过程中蛋白质变性不影响(填“影响”或“不影响”)蛋白质的营养价值。煮熟的蛋白质容易(填“容易”或“不容易”)消化,原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散,易被蛋白酶催化水解。
3.熟鸡蛋无法返生的原因是什么?
提示:高温破坏了蛋白质的空间结构,使蛋白质变性,且该过程是不可逆的。
4.自从全国打击拐卖儿童DNA数据库建成后,借助“打拐DNA数据库”,数以千计的被拐儿童重回父母身边。打拐DNA数据库能帮助大量的被拐儿童找到亲生父母的原因是什么?
提示:不同个体的DNA如同指纹一样具有特异性,如果能从父母的DNA指纹中找到孩子的所有条带,就可以确定亲子关系。
5.随着生活水平的提高,人们对营养保健食品日益关注。核酸保健品真的能保健吗?不能,理由是核酸在消化道内需彻底消化才能被吸收,且人体内一般不缺乏合成核酸的原料。
6.多糖和核酸都是由许多单体组成的多聚体,核酸能携带遗传信息,但多糖不能,原因是什么?
提示:核酸分子中4种脱氧核苷酸(或核糖核苷酸)在数量、排列顺序上千差万别,从而能够承担起携带遗传信息的功能;而构成多糖的单体是单糖,无论是由多少个单糖构成的多糖,它的顺序没有变化。
[课时跟踪检测]
一、选择题
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
解析:选A 血红蛋白属于蛋白质,构成蛋白质的基本单位是氨基酸,约有21种;组成DNA的单体是4种脱氧核苷酸;组成淀粉和纤维素的单体均是葡萄糖,因此组成血红蛋白的单体的种类最多,A符合题意。
2.核酸和蛋白质都是重要的生物大分子,下列相关叙述错误的是 ( )
A.组成元素都有C、H、O、N
B.细胞内合成新的分子时都需要模板
C.在细胞质和细胞核中都有分布
D.高温变性后降温都能缓慢复性
解析:选D 核酸的组成元素为C、H、O、N、P,蛋白质的组成元素主要为C、H、O、N,故两者的组成元素都有C、H、O、N,A正确;核酸和蛋白质的合成都需要模板,DNA复制时以DNA分子的两条链为模板,转录时以DNA的一条链为模板,合成蛋白质以mRNA为模板,B正确;核酸和蛋白质在细胞质和细胞核中都有分布,DNA主要分布在细胞核中,RNA主要分布在细胞质中,C正确;DNA经高温变性后降温能缓慢复性,蛋白质经高温变性后降温不能复性,D错误。
3.(2025·韶关模拟)下列关于脱氧核糖核酸(DNA)分布的叙述,正确的是 ( )
A.蛙的成熟红细胞中不含DNA分子
B.人体细胞的细胞质中也有DNA分子
C.含DNA的原核细胞不会同时含RNA
D.细菌细胞中的遗传物质是染色质
解析:选B 蛙的成熟红细胞含有细胞核等结构,含有DNA分子,A错误;人体细胞的细胞质中也有DNA分子,B正确;原核细胞和真核细胞内都含有两种核酸,即同时含有DNA和RNA,C错误;细菌细胞不含染色质,细菌细胞中的遗传物质是DNA,D错误。
4.(2025·唐山模拟)如图是三种化合物的结构简式,下列有关这三种化合物的叙述,错误的是 ( )
A.三种化合物可以用一个结构通式表示
B.三种化合物的共同点之一是都含有一个氨基、一个羧基
C.三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应
D.三种化合物两两结合形成的物质的游离氨基数相同
解析:选B 三种化合物都是构成生物体中蛋白质的氨基酸,都可以用氨基酸的结构通式表示,A正确;图中三种氨基酸的共同点应为至少都含有一个氨基和一个羧基,并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上,B错误;三种化合物不含肽键,都不能与双缩脲试剂发生紫色反应,C正确;三种化合物的R基上均没有氨基,则三种化合物两两结合形成的物质的游离氨基数相同,D正确。
5.烟草花叶病毒(TMV)由蛋白质外壳包裹着一条RNA链组成,只能在宿主细胞内增殖。下列叙述正确的是 ( )
A.蛋白质和RNA都属于生物大分子
B.TMV的遗传物质是DNA和RNA
C.组成TMV的核苷酸上的碱基有5种
D.TMV属于异养型的原核生物
解析:选A 蛋白质和RNA都属于生物大分子,分别是由氨基酸和核糖核苷酸经脱水缩合而成,A正确;TMV的遗传物质是RNA,则组成TMV的核苷酸上的碱基有4种,分别是A、U、G、C,B、C错误;TMV无细胞结构,不属于原核生物,D错误。
6.(2025·重庆模拟)研究表明,引起阿尔茨海默病的β⁃AP(β淀粉样蛋白)是由其前体蛋白APP(一种含695个氨基酸的跨膜蛋白)在病理状态下异常加工而成的。APP形成β⁃AP的过程如图所示。根据上述信息,下列说法正确的是 ( )
A.APP形成β⁃AP的过程中只需要β⁃分泌酶的作用
B.β⁃AP分子中至少含有39个肽键
C.β⁃AP寡聚合物是由多个β⁃AP分子脱水缩合形成
D.β⁃AP的作用效果可能是引起大脑功能异常,说明所有蛋白质都可在细胞内发挥作用
解析:选C 由图可知,APP形成β⁃AP的过程中需要β⁃分泌酶和γ⁃分泌酶的作用,A错误;由图可知,β⁃AP分子中的氨基酸数目为39个,则肽键数=氨基酸数-肽链数=38个,B错误;根据题图可知,β⁃AP寡聚合物是由多个β⁃AP分子脱水缩合形成的,C正确;由题意可知,β⁃AP的作用效果可能是引起大脑功能异常,但并不能说明所有蛋白质都在细胞内发挥作用,D错误。
7.(2025·怀化模拟)HSP是机体细胞受高温等刺激后合成的一类热休克蛋白,某些HSP能帮助变性蛋白复性,某些HSP可与受损蛋白质结合形成复合物,转移到溶酶体中进行降解。下列叙述合理的是 ( )
A.热休克蛋白HSP一定是由21种氨基酸脱水缩合而成
B.某些HSP能重新连接变性蛋白质中断裂的肽键
C.高温使HSP变性后不能与双缩脲试剂发生紫色反应
D.降解受损的蛋白质有利于细胞的正常代谢活动
解析:选D 构成人体细胞中蛋白质的氨基酸有21种,但构成HSP的氨基酸不一定是21种,A不合理;蛋白质变性主要是空间结构发生改变,不会出现肽键断裂,B不合理;高温会破坏蛋白质的空间结构,不破坏蛋白质的肽键,高温使HSP变性后依然能与双缩脲试剂发生紫色反应,C不合理;降解受损的蛋白质有利于维持细胞正常代谢活动,D合理。
8.(2025·扬州模拟)生物大分子通常都有一定的分子结构规律,是由一定的基本结构单位,按一定的排列顺序和连接方式形成的多聚体。下列表述正确的是 ( )
A.若该图为一段肽链的结构模式图,则1表示肽键,2表示中心碳原子,3表示R基
B.若该图为一段单链DNA的结构模式图,则1表示磷酸基团,2表示脱氧核糖,3的种类有4种
C.若该图为一段RNA的结构模式图,则1表示核糖,2表示磷酸基团,3的种类有4种
D.若该图表示多糖的结构模式图,则淀粉、纤维素和糖原的结构是相同的
解析:选C 如果题图为一段肽链的结构模式图,则1表示中心碳原子,2中包括肽键,3表示R基,A错误;如果题图为一段单链DNA的结构模式图,则1表示脱氧核糖,2表示磷酸基团,3表示含氮碱基,DNA中的碱基有A、T、C、G四种,B错误;如果题图为一段RNA的结构模式图,则1表示核糖,2表示磷酸基团,3表示含氮碱基,RNA中的碱基有A、U、C、G四种,C正确;淀粉、纤维素和糖原的基本组成单位相同,都是葡萄糖,但是组成不同多糖的葡萄糖之间的连接方式不同,D错误。
9.[多选]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是组成A、B、C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。据图分析,下列叙述错误的是 ( )
A.人体细胞中单体a、b的结构可用d表示,人体中d的种类有4种
B.人体细胞中单体c的结构可用e表示,e的种类有21种
C.人体内A的种类在神经细胞与表皮细胞中不同,C则不完全相同
D.A、B的多样性由d中的n充分体现,C的多样性由e中的R充分体现
解析:选ACD 分析题图可知,a表示脱氧核苷酸,b表示核糖核苷酸,d表示核苷酸,人体内的核苷酸有8种,A错误;分析题图可知,c表示氨基酸,在人体中,组成蛋白质的氨基酸有21种,B正确;A是DNA,在神经细胞与表皮细胞中相同,C是蛋白质,在神经细胞与表皮细胞中不完全相同,这是基因选择性表达的结果,C错误;A是DNA,B是RNA,其多样性由d(核苷酸)的种类、数量和排列顺序充分体现,C(蛋白质)的多样性除了与e中的R有关,还与氨基酸的数目、排列顺序、肽链的盘曲折叠方式及其形成的空间结构有关,D错误。
10.[多选]生物体内参与生命活动的生物大分子可由单体聚合而成,构成蛋白质等生物大分子的单体和连接键以及检测生物大分子的试剂等如下表。下列叙述正确的是 ( )
单体
连接键
生物大分子
检测试剂或染色剂
葡萄糖
—
①
—
②
③
蛋白质
④
⑤
—
核酸
⑥
A.①可以是淀粉或糖原
B.②是氨基酸,③是肽键,⑤是碱基
C.②和⑤都含有C、H、O、N元素
D.若⑤是脱氧核苷酸,则⑥可以是二苯胺试剂
解析:选ACD 葡萄糖是淀粉、糖原和纤维素等多糖的组成单体,故①可以是淀粉或糖原,A正确;蛋白质是由单体②氨基酸通过脱水缩合形成的,连接氨基酸分子的化学键③是肽键,核酸的单体是核苷酸,故⑤是核苷酸,B错误;②氨基酸的基本元素组成是C、H、O、N等,⑤核苷酸的元素组成是C、H、O、N、P,故②和⑤都含有C、H、O、N元素,C正确;若⑤是脱氧核苷酸,则生物大分子是DNA,DNA可用二苯胺试剂进行鉴定,D正确。
二、非选择题
11.(9分)(2025·河南九师联盟联考)图甲表示有关蛋白质分子的简要概念图,图乙表示一分子的胰岛素原切去C肽(图中箭头表示切点)可转变成一分子的胰岛素(注:图中数字表示氨基酸序号;—S—S—是由2个—SH脱去2个H形成的)。据图回答下列问题:
(1)图甲中A为 等元素,在人体内可以合成的B属于 ,写出其结构简式: 。(3分)
(2)图乙中胰岛素的两条肽链是在核糖体上通过氨基酸的 作用形成的,而二硫键则是后续的加工形成的。每条肽链中的氨基酸是通过 连接的。(2分)
(3)图乙中这51个氨基酸形成胰岛素后,相对分子质量比原来51个氨基酸的总相对分子质量减少了 。(2分)
(4)胰岛素具有降低血糖的作用,生活中糖尿病患者只能通过注射胰岛素来降低血糖,简述其主要原理是 。(2分)
解析:(1)A为组成蛋白质的元素,包括C、H、O、N等元素;B为氨基酸,在人体内可以合成的B属于非必需氨基酸。(2)图乙中胰岛素的两条肽链是在核糖体上通过氨基酸的脱水缩合作用形成的;每条肽链中的氨基酸是通过肽键连接的。(3)依题意和图示分析可知,图乙中这51个氨基酸形成的胰岛素分子含有2条肽链、3个二硫键(—S—S—),在氨基酸形成该胰岛素后,减少的相对分子质量=18×(51-2)+1×6=888。(4)胰岛素为蛋白质,若口服会被消化道中的消化酶分解,从而失去疗效,因此糖尿病患者只能通过注射胰岛素来降低血糖。
答案:(1)C、H、O、N 非必需氨基酸
(2)脱水缩合 肽键
(3)888 (4)胰岛素为蛋白质,若口服会被消化道中的消化酶分解,从而失去疗效
12.(10分)(2025·汕头模拟)下图甲、乙、丙分别表示生物体内的生物大分子的部分结构模式图,请分析并回答下列问题:
(1)图甲中,三种物质的基本单位均为 ,其中存在于动物细胞中并能调节血糖含量的是 ;这三种物质中,在功能上与另外两种截然不同的是 。(3分)
(2)图乙中,①所代表碱基的中文名称是 ,在此核酸片段中,嘌呤与嘧啶的数量比为 。某同学认定该模型表示的生物大分子是DNA,其判断依据是 。(4分)
(3)图丙中,①表示氨基酸经 反应形成多肽链的过程。若氨基酸的平均分子质量为r,通过化学反应形成m条肽链,再经盘曲折叠构成相对分子质量为n的蛋白质,则该蛋白质中的肽键数目是 (用代数式表示)。(3分)
解析:(1)图甲表示多糖,三种物质的基本单位均为葡萄糖;动物细胞中能调节血糖含量的多糖是糖原;在这三种物质中,淀粉和糖原分别是植物和动物的储能物质,纤维素主要构成植物细胞壁,故纤维素在功能上与糖原和淀粉截然不同。(2)图乙中,①所代表碱基的中文名称是胞嘧啶;在图乙所示核酸片段中,嘌呤与嘧啶的数量比为1∶1;判断该模型表示DNA的依据是不含碱基U而含有碱基T。(3)图丙中,①表示氨基酸经脱水缩合反应形成多肽链的过程。设肽键数目为x,则氨基酸的数目为x+m,根据蛋白质的相对分子质量=氨基酸的平均相对分子质量×氨基酸数目-水的相对分子质量×肽键数目,即n=r(x+m)-18x,可得x=(n-rm)/(r-18)。
答案:(1)葡萄糖 糖原 纤维素 (2)胞嘧啶
1∶1 不含碱基U而含有碱基T (3)脱水缩合 (n-rm)/(r-18)
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