内容正文:
专题1 细胞的分子组成、结构与功能
模块整合 生命的结构与功能观
考点1 组成细胞的分子(步步高P2-4)
考点2 细胞的基本结构(步步高P4-7)
考点3 物质进出细胞的方式(步步高P7-9)
热点聚焦1 蛋白质的分选和信号介导的蛋白质的合成、运输
热点聚焦2 主动运输的类型
网络构建:细胞的分子组成、结构和功能【P1】
【联系】教材中涉及的15N、18O、3H、14C、32P、35S标记的应用实例
1.稳定同位素:
①15N: 。
②18O: 。
2.放射性同位素:
①3H: 。
②14C: 。
③32P: 。
④35S: 。
细胞中
的元素
种类
功能
大量元素:
C、H、0、N、P、S、K、Ca、Mg等
微量元素:
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等
①组成生物体的 .
②维持正常生命活动
梅塞尔森和斯塔尔/证明DNA半保留复制/用15N标记大肠杆菌的DNA(必修二P54)
鲁宾和卡门/研究光合作用中氧气的来源/用18O分别标记H2O和CO2(必修一P102)
化合物
分泌蛋白的合成和运输/用3H标记亮氨酸(必修一P51)
卡尔文/研究光合作用中碳的转移/用14C标记CO2(必修一P104)
赫尔希和蔡斯/噬菌体侵染细菌的实验/用32P标记噬菌体的DNA(必修二P45)
赫尔希和蔡斯/噬菌体侵染细菌的实验/用35S标记噬菌体的蛋白质(必修二P45)
01
重要的能源物质
分类:单糖、二糖、多糖
功能:① .
② .
组成细胞的化合物
脂肪:与糖类相比,“H多O少”
磷脂:构成 .
的重要成分
固醇:胆固醇、性激素、维生素D
①组成复杂化合物
② .
③维持细胞的
酸碱平衡和渗透压
细胞
中的
化合物
有机物
无机物
细胞膜和多种细胞器膜
结构蛋白
功能蛋白
生命活动的主要承担者
DNA
RNA
携带遗传信息
维持生命活动
自由水
结合水
转化
【联系】血浆pH及
细胞外液渗透压的维持
【联系】
①自由水含量越高, 。
②结合水含量越高, 。
代谢越旺盛
抗逆性越强
无机盐
水
糖类
脂质
蛋白质
核酸
口诀:催狗运面条
注:
①组成细胞的元素大多以化合物的形式存在。
②无机盐大多数以离子的形式存在
结构
细胞壁
细胞膜
细胞质
.
细胞
真核细胞
原核细胞
植物细胞: .
真 菌: .
细 菌: .
拟核
纤维素和果胶
磷脂双分子层
蛋白质
多糖
结构
结构特点:
.
信息交流
物质进出
屏障保护
功能
功能特点:
.
决定
.
细胞器(8种)
细胞骨架:由 组成
核膜(双层膜,细胞核的边界)
染色质 染色体
核仁: .
细胞壁
细胞膜
细胞质
细胞核
几丁质
肽聚糖
流动性
选择透过性
细胞质基质
参与某种RNA的合成以及核糖体的形成
类群
细菌、蓝细菌
支原体、衣原体
立克次氏体
【联系】真核细胞和原核细胞
①共同点:
都有 ,
遗传物质都是 。
②主要区别:
。
细胞膜、细胞质、核糖体
DNA
有无以核膜为界限的细胞核
注:
病毒是生物,但是没有细胞结构,需要寄生在活细胞中。
蛋白质纤维
易错归纳【P2】
02
1.常见的“核酸-蛋白质”复合体归纳:
染色体
DNA聚合酶
RNA聚合酶
核糖体
RNA复制酶
逆转录酶
易错归纳【P5】
02
2.细胞骨架的结构与功能:【必修一P50】
细胞骨架是由 组成的网架结构,维持着细胞的 ,
锚定并支撑着许多的细胞器,
与细胞 、 、 以及
、 、 .
等生命活动密切相关。
蛋白质纤维
形态
运动
分裂
分化
物质运输
能量转化
信息传递
易错归纳【P5】
02
3.生物膜系统的组成和功能:【必修一P52】
①概念:
在细胞中,许多细胞器都有膜,如内质网、
高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等,
这些 和 、 等结构,
共同构成细胞的生物膜系统。
细胞器膜
细胞膜
核膜
易错归纳【P5】
02
3.生物膜系统的组成和功能:【必修一P52】
②功能:
a.细胞膜不仅使细胞具有一个 的内部环境,同时在细胞与外部环境
进行 、 和 的过程中起着决定性的作用。
b.许多重要的化学反应需要 的参与,广阔的膜面积为多种 提供了附着位点。
c.细胞内的生物膜把各种 分隔开,如同一个个小的区室,
这样使得细胞内能够同时进行多种化学反应,而互不干扰,
保证了细胞生命活动 地进行。
相对稳定
物质运输
能量转化
信息传递
酶
酶
细胞器
高效、有序
模块整合:生命的结构与功能观【P14】
03
分子水平的
结构与功能相适应 DNA DNA作为生物遗传物质的结构基础:
①具有规则的双螺旋结构→是DNA具有稳定性的基础。
②磷酸和脱氧核糖构成的基本骨架的不变性和内部碱基排列的可变性
→是DNA能携带大量遗传信息的基础。
③双链之间通过严格的碱基配对相连→是DNA精确复制的基础。
蛋白质 蛋白质结构多样性与功能多样性的关系:
氨基酸在形成肽链时排列顺序千变万化,
肽链通过盘曲、折叠形成的空间结构千差万别,
形成了结构和功能极其多样的蛋白质。
脂肪 与糖类相比,脂肪作为主要储能物质:
与糖类相比,脂肪结构上“H多O少”。
多糖 淀粉、纤维素和糖原在生物体中承担的功能不同:
葡萄糖聚合的结构不同
模块整合:生命的结构与功能观【P14】
03
细胞水平的
结构与功能相适应 叶绿体具有吸收、传递并转化光能合成有机物的功能 类囊体薄膜层层堆叠形成广阔的膜面积为与光反应有关的色素和酶提供了附着位点;叶绿体基质呈溶胶状,围绕着类囊体薄膜,为光反应和暗反应的物质交流提供了方便
哺乳动物的红细胞
可运输氧气 细胞成熟后无细胞核及细胞器
根尖分生区细胞
连续有丝分裂 细胞体积小,但细胞核相对较大
神经元之间需要
进行频繁的信号传递 结构上含有突起,包括轴突和树突
神经元之间兴奋
只能单向传递 神经递质只能由突触前膜释放作用于突触后膜
浆细胞可大量
合成并分泌抗体 浆细胞具有发达的内质网和高尔基体
模块整合:生命的结构与功能观【P14】
03
生态
系统
水平
的
结构
与功能相适应 生态系统执行
能量流动和
物质循环的
功能 生态系统的营养结构包括食物链和食物网,
食物链和食物网是生态系统物质循环和能量流动的渠道。
改变生态系统的营养结构,有助于生态系统功能的优化,
如:农田生态系统物种少,结构简单,抵抗外来干扰的能力弱,优化其营养结构,采用“桑基鱼塘”等生态农业模式,
就可以使其抵抗外界干扰等的功能得到提升。
小结 无论分子、细胞,还是个体、生态系统,一定的结构必然能执行一定的功能,
任何功能也都由一定的结构来完成。结构与功能总是相适应的。
典题感悟【P15】
04
1.(2024·湖北,8)人的前胰岛素原是由110个氨基酸组成的单链多肽。前胰岛素原经一系列加工后转变为由51个氨基酸组成的活性胰岛素,才具有降血糖的作用。
该实例体现了生物学中“结构与功能相适应”的观念。
下列叙述与上述观念不相符合的是( )
A.热带雨林生态系统中分解者丰富多样,其物质循环的速率快
B.高温处理后的抗体,失去了与抗原结合的能力
C.硝化细菌没有中心体,因而不能进行细胞分裂
D.草履虫具有纤毛结构,有利于其运动
C
生态系统水平,√;
分子水平,√;
硝化细菌-原核生物,可以进行细胞分裂,方式为二分裂,×;
细胞水平,√;
典题感悟【P15】
04
2.(2023·湖南,2)关于细胞结构与功能,下列叙述错误的是( )
A.细胞骨架被破坏,将影响细胞运动、分裂和分化等生命活动
B.核仁含有DNA、RNA和蛋白质等组分,与核糖体的形成有关
C.线粒体内膜含有丰富的酶,是有氧呼吸生成CO2的场所
D.内质网是一种膜性管道系统,是蛋白质的合成、加工场所和运输通道
C
细胞骨架与细胞运动、分裂和分化等生命活动密切相关,√;
核仁在细胞核内,与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关,√;
有氧呼吸生成CO2的场所是线粒体基质,×;
内质网是由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构连接
形成一个连续的内腔相通的膜性管道系统,
是蛋白质的合成、加工场所和运输通道,√;
A.E1和E2两种酶作用的场所为组织液
B.图中代谢过程主要发生在人体肌细胞内
C.载体蛋白T1、T2、T3的结构和功能相同
D.胰岛素和胰高血糖素都可以调节此过程
3.如图所示为人体细胞内糖原的一种代谢过程,E1、E2、E3是与糖原代谢有关的三种酶,T1、T2、T3为载体蛋白。下列有关叙述正确的是( )
典题感悟【P15】
04
D
糖原在细胞内,故E1和E2两种酶作用的场所为细胞质基质,×;
肝糖原可以水解为葡萄糖,肌糖原不能水解为葡萄糖,故主要发生在肝细胞内,×;
载体蛋白T1、T2、T3运输的物质不同,故三者的结构和功能不同,×;
胰岛素可以促进糖原的合成,胰高血糖素可以促进肝糖原的水解,√;
典题感悟【P16】
04
4.IRP是一种调节线粒体结构和功能稳定性的蛋白质。
为了解IRP对线粒体功能的调节作用和具体机制,科学家进行了相关实验。
(1)线粒体是进行有氧呼吸第 阶段的场所,
线粒体增加膜面积的方式是 。
(2)JC10是一种荧光染料,JC10的单体发绿色荧光。正常线粒
体发挥功能时,会发生膜电位的变化,变化的膜电位会使得
JC10聚合形成多聚体进而发出红色荧光。科学家检测了JC10
处理野生型和IRP敲除(不表达)小鼠细胞的荧光情况,结果如
图1所示。图中结果说明IRP对线粒体正常发挥功能是必要的,
判断依据是 。
二和三
内膜向内折叠形成嵴
→必备知识
IRP敲除小鼠的红色荧光强度低于野生型,绿色荧光强度高于野生型
→描述现象
(3)研究发现,IRP敲除小鼠中Hif1α和Hif2α两种蛋白的含量明显高于野生型。为探究IRP敲除小鼠中这两种蛋白的作用,科学家继续进行了实验。抑制剂PX-478和PT-2385可以分别抑制Hif1α和Hif2α两种蛋白的功能。
①测量野生型和IRP敲除小鼠线粒体的耗氧速率,结果如图2所示,
说明IRP敲除小鼠线粒体功能障碍的原因主要是:
蛋白含量的提高抑制了有氧呼吸第 阶段。
②测量LDHA(细胞呼吸第一阶段的一种酶)表达量,
结果如图3所示,说明IRP敲除小鼠的Hif1α蛋白
含量提高后 (填“促进”或“抑制”)了LDHA的表达。
Hif2α
链式逻辑:IRP敲除→Hif1α和Hif2α含量高→线粒体功能异常
三
野生型 :1低,2低
IRP敲除 :1高,2高
IRP敲除+PX:1低,2高
IRP敲除+PT:1高,2低
促进
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