高考生物第一轮复习 细胞及其分子组成 细胞的基本结构与物质输入和输出教师用书 新人教版必修

高考生物第一轮复习 细胞及其分子组成 细胞的基本结构与物质输入和输出教师用书 新人教版必修

【课堂新坐标】2016 届高考生物第一轮复习 第 1-2 单元 细胞及其分子组成 细胞的基本结构与 物质输入和输出教师用书 新人教版必修 1 第一单元 细胞及其分子组成 第 1 讲 走近细胞 [考纲定位] 1.细胞学说的建立过程(Ⅰ) 2.多种多样的细胞(Ⅱ) 3.用显微镜观察多种多样的细胞(实验) 一、从生物圈到细胞 1．生命活动离不开细胞 2．生命系统的结构层次 (1)地球上最基本的生命系统是细胞。 (2)生物圈是地球上最大的生命系统。 (3)生命系统由简单到复杂的层次是细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈。 二、细胞的多样性和统一性 1．填写真核细胞与原核细胞的区别与联系 原核细 胞与真 核细胞 有无以核膜为界限的细胞核 区别 都有相似的细胞膜、细胞质、核糖体 和 DNA 分子 联系 2．常见原、真核生物举例(将序号填入所属集合中) ①蓝藻 ②绿藻 ③发菜 ④紫菜 ⑤硝化细菌 ⑥酵母菌 ⑦大肠杆菌 ⑧链球菌 ⑨变形虫 ⑩毛霉 【提示】 原核生物：①③⑤⑦⑧；真核生物：②④⑥⑨⑩ 三、细胞学说 1．建立过程(连线) 科学家 成就 ①虎克 a．创立细胞学说 ②施莱登、施旺 b．提出细胞通过分裂 产生新细胞的观点 ③魏尔肖 c．发现并命名细胞 【提示】 ①—c ②—a ③—b 2．基本内容 (1)细胞是一个有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成。 (2)细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。 (3)新细胞可以从老细胞中产生。 3．意义 揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性。 一、思考判断 1．(2010·新课标全国卷)病毒是一类具有细胞结构的生物。(×) 【提示】 病毒无细胞结构。 2．(2012·上海高考)蓝细菌、大肠杆菌和乳酸杆菌属于原核生物。(√) 3．(2012·山东基本能力改编)乳酸菌与动植物相比，细胞内没有核糖体。(×) 【提示】 乳酸菌是原核生物，有核糖体。 4．(2012·海南高考)大肠杆菌无线粒体，有核糖体。(√) 5．(2012·重庆高考改编)细菌有细胞核，蓝藻有叶绿体。(×) 【提示】 细菌无成形的细胞核，蓝藻有叶绿素无叶绿体。 6．(2011·山东高考)真核生物以 DNA 为遗传物质，部分原核生物以 RNA 为遗传物质。(×) 【提示】 细胞生物的遗传物质都是 DNA。 7．(2014·北京高考)蓝藻与酵母菌的相同之处是都有拟核。 (×) 【提示】 酵母菌是真核生物，有成形的细胞核。 8．(2014·上海高考)在电子显微镜下，颤藻和水绵细胞中都能被观察到的结构是溶酶体。(×) 【提示】 颤藻是原核生物，只有核糖体，无溶酶体。 9．(2013·江苏高考)细胞学说从一个方面揭示了生物界的统一性。(√) 10．(2009·广东高考)施莱登和施旺共同提出了细胞学说。(√) 11．一切生物都是由细胞和细胞产物构成的。(×) 【提示】 病毒无细胞结构。 二、图示识读 1．补充完善两图中相应细胞结构名称。 ①核糖体，②拟核， ③拟核_，④细胞膜，⑤核糖体。 2．比较两图回答下列问题 (1)与酵母菌相比，图中两类细胞有哪些特点？ 【提示】 无核膜、核仁和染色体，除核糖体外无其他细胞器。 (2)图中两类细胞与真核细胞在结构方面的统一性表现在哪些方面？ 【提示】 都有细胞膜、细胞质和核糖体。 (3)蓝藻细胞无叶绿体，但能进行光合作用，请分析其原因。 【提示】 蓝藻细胞含有藻蓝素和叶绿素，以及与光合作用有关的酶，故能进行光合作用。 必修 1 第一单元 细胞及其分子组成(这是边文，请据需要手工删加) 高三一轮总复习 生物(这是边文，请据需要手工删加) (对应学生用书第 2 页) 考点 1 原核细胞和真核细胞 原核细胞与真核细胞的比较 原核细胞 真核细胞 模式 图解 大小 较小 较大 本质 区别 无以核膜为界限的细胞核 有以核膜为界限的真正的细胞核 细胞壁 主要成分为肽聚糖 植物细胞细胞壁主要成分是纤维 素和果胶 细胞质 有核糖体，无其他细胞器 有核糖体和其他细胞器 细胞核 拟核，无核膜和核仁 有核膜和核仁 DNA 存 在形式 拟核：大型环状 质粒：小型环状 细胞核：和蛋白质形成染色体 (质) 细胞质：在线粒体、叶绿体中裸 露存在 转录和 转录、翻译可同时进行 转录在核内，翻译在细胞质(核糖 翻译 体)内 是否遵循 遗传规律 不遵循孟德尔遗传规律 核基因遵循，质基因不遵循 变异类型 基因突变 基因突变、基因重组、染色体变 异 细胞分裂 主要二分裂 有丝分裂、无丝分裂和减数分裂 遗传物质 DNA 1．误认为单细胞生物都是原核生物 单细胞的原生动物(如常见的草履虫、变形虫、疟原虫等)是真核生物；单细胞绿藻(如衣藻)、单细胞真菌(如酵母菌)等都是 真核生物。 2.误认为生物名称中带有“藻”字的都是原核生物 蓝藻(念珠藻、鱼腥藻、颤藻、螺旋藻、发菜等)属于原核藻类，但绿藻、红藻等属于真核藻类。 3．误认为生物名称中带有“菌”字的都是细菌 细菌和放线菌属于原核生物，但真菌属于真核生物。 4．真原核生物的“不一定” (1)没有细胞核的生物不一定是原核生物。如病毒没有细胞结构，既不属于原核生物，也不属于真核生物。 (2)真核细胞不一定都有线粒体。某些厌氧型动物如蛔虫的细胞中就没有线粒体。 5．误认为没有叶绿体的细胞不能进行光合作用，没有线粒体的细胞不能进行有氧呼吸。 (1)能进行光合作用的细胞不一定都含有叶绿体。蓝藻是原核生物，细胞中无叶绿体但含有叶绿素和藻蓝素，能进行光合作用。 (2)能进行有氧呼吸的细胞不一定都含有线粒体。需氧型的原核细胞细胞质基质和细胞膜上含有与有氧呼吸有关的酶，细胞虽 然没有线粒体，但能进行有氧呼吸。 角度 1 从细胞结构、细胞代谢的角度考查 1．(2015·石景山区期末)图 a、b、c 分别是三种生物细胞的结构模式图。下列叙述正确的是( ) A．三种细胞内遗传物质的载体都是染色体 B．a 细胞有细胞壁，b、c 细胞没有该结构 C．三种细胞中共同具有的细胞器只有核糖体 D．a、b 细胞能进行有氧呼吸，c 细胞只能进行无氧呼吸 【思路分析】 解答本题从以下几点分析 ①判断 a、b、c三种细胞分别是植物细胞、动物细胞和细菌。 ②确定动、植物细胞为真核细胞，细菌为原核细胞。 ③比较原、真核细胞结构和代谢。 [解析] a、b 为真核细胞，细胞内遗传物质的载体为染色体，c为原核细胞，拟核内只有 DNA，没有染色体。c为细菌细胞， 细菌有细胞壁。原核细胞和真核细胞都有核糖体。需氧型的细菌虽然无线粒体，但能进行有氧呼吸。 [答案] C 角度 2 从生物分类的角度考查 2．微生物的种类繁多，下列微生物中属于原核生物的是( ) ①绿藻 ②酵母菌 ③蓝藻 ④大肠杆菌 ⑤乳酸杆菌 A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D．①④⑤ [解析] 酵母菌为常见单细胞真菌，A 和 B 错；C 和 D 的区别在于①和③，蓝藻也叫蓝细菌，属于原核生物，故 C 正确；绿 藻属于真核生物，故 D 错误。 [答案] C 考点 2 细胞的多样性和统一性 1．细胞的多样性 (1)表现：细胞的形状、大小、种类、结构等方面的差异，如原核细胞与真核细胞、动物细胞与植物细胞、同一个体的不同 类型的细胞。 (2)原因：是遗传变异、生物进化及细胞结构和功能分化的结果。 ①不同生物细胞具有多样性的根本原因：与基因(或 DNA 分子)特异性有关。 ②同一生物不同细胞具有多样性的根本原因：与基因的选择性表达有关。 2．细胞统一性的“五个”表现 (1)化学组成：组成细胞的元素基本一致，化合物种类也非常相似(水、无机盐、氨基酸、核苷酸等)。 (2)结构：都具有细胞膜、细胞质、核糖体。 (3)遗传物质：都以 DNA 作为遗传物质，且遗传密码通用。 (4)能源物质：都以 ATP 作为直接能源物质。 (5)增殖方式：都以细胞分裂的方式增殖。 (1)蛔虫在肠道内寄生，只进行无氧呼吸，细胞内没有线粒体。 (2)哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，也没有一般的细胞器如核糖体、线粒体等，所以自身不能合成蛋白质，呼吸作用方式是 无氧呼吸，不能进行细胞分裂，而且寿命较短。 (3)神经细胞具有突起，有利于提高兴奋传导的效率，且已高度分化，不具有分裂能力。 (4)卵细胞大，有利于储存丰富的营养物质；精子小，含细胞质很少，尾部含有丰富线粒体，有利于精子的运动。 (5)具有分泌功能的细胞往往形成很多突起，以增大表面积，提高分泌效率，且细胞中内质网和高尔基体含量较多。 (6)癌细胞形态结构发生改变，细胞膜上糖蛋白含量减少，使得细胞间黏着性减小，易于扩散和转移。 角度 1 从细胞的多样性角度考查 3．(双选)(2013·广东高考)下表为四种不同细胞的比较结果，正确的是( ) 选项 细胞 细胞壁 光合作用 染色质 细胞全 能性 A 蓝藻细胞 有 有 有 无 B 洋葱根尖细胞 有 无 有 有 C 兔成熟红细胞 无 无 有 有 D 蛙受精卵 无 无 有 有 【思路分析】 解答本题从以下几点分析 ①明确四种细胞的结构特点。 ②分别分析每种细胞的四个方面，判断有无此结构，或能否具有此功能。 [解析] 本题考查细胞结构及功能的相关知识。蓝藻属于原核生物，其外层有细胞壁，细胞内含有藻蓝素和叶绿素，是能进 行光合作用的自养型生物，原核细胞没有由核膜包被的细胞核，也没有染色质，A 项错误；洋葱属于真核生物，由真核细胞构成， 洋葱根尖细胞细胞膜外有细胞壁，细胞质中无叶绿体，不能进行光合作用，细胞核中有染色质，在离体情况下，洋葱根尖细胞具 有发育成完整个体的潜能，B 项正确；兔是哺乳动物，动物细胞无细胞壁，兔成熟的红细胞无细胞器和细胞核，不能进行光合作 用，无染色质，不能表现细胞全能性，C 项错误；蛙是动物，其受精卵无细胞壁，细胞质中无叶绿体，不能进行光合作用，受精 卵能发育成完整个体，具有很高的全能性，D 项正确。 [答案] BD 角度 2 从细胞的统一性角度考查 4．下列关于原核细胞和真核细胞统一性的说法错误的是( ) A．都可进行细胞分裂 B．都具有由核酸和蛋白质构成的细胞器 C．都以 DNA 为遗传物质 D．都能自然发生基因突变和基因重组 [解析] 本题考查原核细胞和真核细胞的特点、基因突变和基因重组，考查理解能力。原核细胞和真核细胞都能发生基因突 变，但基因重组发生在有性生殖过程中，原核细胞自然情况下不能发生基因重组。 [答案] D 理解“结构与功能相统一”观点的两点要求 (1)具有一定的结构就必然有与之相对应的功能存在。 (2)任何功能都需要一定的结构来完成。实验 1 用显微镜观察多种多样的细胞 1．显微镜各部件的识别 2．显微镜的使用 (1)低倍镜：取镜 安放 对光 安放玻片 调焦 观察 (2)高倍镜使用的“四字诀” ①找：在低倍镜下“找”到目标 ②移：“移”动装片，使目标位于视野中央 ③转：“转”动转换器，换用高倍镜 ④调：“调”节细准焦螺旋，使物像清晰 3．目镜与物镜的结构、长短与放大倍数之间的关系 (1)放大倍数与长短的关系 ①物镜越长，放大倍数越大，距载玻片距离越近。 ②目镜越长，放大倍数越小。 (2)显微镜放大倍数的含义 ①显微镜的放大倍数是指物体长度或宽度的放大倍数，而不是面积或体积。 ②总的放大倍数是目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。 4．高倍镜与低倍镜的比较 物像 大小 看到细 胞数目 视野亮度 物镜与载 玻片的距离 视野范围 高倍镜 大 少 暗 近 小 低倍镜 小 多 亮 远 大 5.把握好 3个原则 (1)用眼原则：左眼注视目镜，右眼睁开。这样，一可减轻左眼疲劳，二可方便画图。 (2)物镜选用原则：先低倍后高倍。可以用低倍物镜观察清楚的就无需使用高倍物镜。 (3)准焦螺旋使用原则：先粗后细，使用高倍物镜时，只能使用细准焦螺旋。 (1)调节粗准焦螺旋使镜筒下降时，双眼要从侧面注视物镜与玻片标本之间的距离，到快接近时(距离约为 0.5 cm)停止下降。 (2)换用高倍镜后，若视野太暗，应先调节遮光器(换大的光圈)或反光镜(用凹面反光镜)使视野明亮，再调节细准焦螺旋。 (3)显微镜呈放大倒立的虚像，例如实物为字母“b”，则视野中观察到的为“q”；若物像在左上方，则装片应向左上方移动。 (4)观察颜色深的材料，视野应适当调亮，反之则应适当调暗；若视野中出现一半亮一半暗则可能是反光镜调节角度不对；若 观察花生切片标本材料一半清晰一半模糊不清，则可能是由花生切片厚薄不均匀造成的。 [对点练习] 1．如图所示甲和乙分别表示不同物镜下观察到的图像。把视野 中的标本从图中的甲转为乙时下面描述正确的是 ( ) A．正确调节顺序为：转动转换器→调节光圈→移动装片→转动细准焦螺旋 B．细胞变大，细胞数目变少，视野变亮 C．移动装片可确定视野中的污物是否在物镜上 D．移动装片时需向右方移动 [解析] 此题考查显微镜的使用。低倍镜换用高倍镜时应先移动装片，把物像移至视野中央，再转动转换器换用高倍物镜， 最后调节光圈和细准焦螺旋；低倍镜换用高倍镜后细胞变大，细胞数目变少，视野变暗；移动装片可确定视野中的污物是否在装 片上；移动装片时因甲图中气孔在视野的右方，因此需向右方移动装片。 [答案] D 2．(2013·江苏高考)一个班级分组进行减数分裂实验，下列操作及表述正确的是 ( ) A．换用高倍镜时，从侧面观察，防止物镜与装片碰擦 B．因观察材料较少，性母细胞较小，显微镜视野应适当调亮 C．为观察染色体不同层面的精细结构，用粗准焦螺旋调节焦距 D．一个视野中，用 10×物镜看到 8 个细胞，用 40×物镜则可看到 32 个细胞 [解析] 由于高倍物镜镜头较长，故换用高倍镜时要从侧面观察，防止物镜与装片碰擦，A 项正确；显微镜视野的亮度与观 察细胞的大小无关，B 项错误；要观察染色体不同层面的精细结构，需要用高倍物镜，但换用高倍物镜后只能通过调节细准焦螺 旋来调节焦距，C 项错误；放大倍数越大，看到的细胞数目越少，D 项错误。 [答案] A 绘制知识体系 强化核心要点 1.病毒没有细胞结构，只有依赖活细胞才能生活。 2．细胞是最基本的生命系统。 3．原核细胞与真核细胞最主要的区别是原核细胞 没有成形的细胞核；共有的结构是细胞膜、细胞质 和核糖体。 4．原核生物主要包括细菌和蓝藻两大类。 5．蓝藻没有叶绿体，但含有藻蓝素和叶绿素，能 进行光合作用。 (对应学生用书第 5 页) 如何区分病毒、原核生物和真核生物 很多同学在区分病毒、细菌等生物时，容易混淆，下面从以下几个方面对区分生物类群的方法进行总结。 1．生物的分类 生物 非细胞结构的生物：病毒、类病毒、朊病毒等 具有细 胞结构 的生物 原核生物（没有典型的细胞核）：细菌、 放线菌、蓝藻、衣原体、支原体等 真核生物（具有典型的细胞核）：动物、植物、 真菌（酵母菌、霉菌等） 2．病毒 没有细胞结构，主要由蛋白质和核酸组成，如噬菌体、艾滋病病毒等，必须寄生在活的细胞中才能生存，与具有细胞结构的 生物有本质区别，不要把它们看作原核生物。 3．真、原核生物的分类 (1)原核生物种类较少，有细菌、放线菌、蓝藻、支原体、衣原体和立克次氏体等。 (2)真核生物包括动物、植物、真菌等。其中，动物既有单细胞动物，如草履虫、变形虫、疟原虫等(不要把它们看作原核生 物)，又有多细胞动物(如哺乳类动物等)。植物既有低等植物如藻类植物，又有高等植物如苔藓植物、蕨类植物、裸子植物和被子 植物等。真菌包括酵母菌、霉菌(毛霉、曲霉、青霉)和食用菌(如银耳、黑木耳、灵芝、菇类等)。 4．细菌和真菌的判断 凡“菌”字前有“杆”“球”“弧”和“螺旋”等字的一般情况下都是细菌，如大肠杆菌、肺炎双球菌、霍乱弧菌等都是细 菌。乳酸菌是个特例，它属于杆菌，但却往往省去“杆”字。除此之外的菌类通常都是真菌，如酵母菌、霉菌等。 5.藻类的判断 藻类的种类很多，常见的藻类有蓝藻(如念球藻、颤藻、螺旋藻、发菜等)、红藻(如紫菜、石花菜等)、褐藻(如海藻、裙带菜 等)、绿藻(如衣藻、水绵、小球藻、团藻等)。其中蓝藻为原核生物，其他藻类为真核生物。, (2015·海淀区期末)关于下 列 a、b、c、d 四种生物的叙述，不正确的是( ) A．a 和 d 不具有核膜包被细胞核 B．a 和 b 都能进行光合作用 C．a、b、c、d都能独立繁殖和代谢 D．a、b、c、d都可发生基因突变 [解析] 蓝藻属于原核生物，水绵和酵母菌属于真核生物，噬菌体属于病毒。蓝藻没有核膜包被的细胞核、噬菌体没有细胞 结构，更没有核膜包被的细胞核。蓝藻和水绵都能进行光合作用。a、b、c 都能独立繁殖和代谢，病毒不能独立繁殖和代谢。四 种生物都能发生基因突变。 [答案] C[强化集训]———————————————————————————————————————————— —— 1．下列藻类中属于原核生物的是( ) A．伞藻 B．衣藻 C．硅藻 D．颤藻 [解析] 本题考查原核生物和真核生物的种类。颤藻属于蓝藻的一种，为原核生物；伞藻、衣藻和硅藻均属于真核生物。 [答案] D 2．(2014·惠州调研)下列说法正确的是( ) (1)乳酸菌 (2)酵母菌 (3)硝化细菌 (4)噬菌体 (5)颤藻 (6)水绵 (7)黑藻 A．都具有生物膜系统，遗传物质都是 DNA B．具有核膜的只有(2)(6)(7) C．代谢类型为自养型的是只有(5)(6)(7) D．(1)(2)(3)(4)能用细菌培养基培养 [解析] 乳酸菌、硝化细菌和颤藻属于原核生物，噬菌体属于病毒，酵母菌、水绵和黑藻属于真核生物。病毒没有细胞结构， 原核细胞不具有生物膜系统；硝化细菌也为自养型；噬菌体只能用细菌培养，不能用培养细菌的培养基培养。 [答案] B (对应学生用书第 6 页) [A 基础训练] 1．(2015·北京西城区期末)细胞是生物体结构和功能的基本单位，所有的细胞都( ) A．含有糖原和蛋白质 B．有分裂和分化能力 C．有细胞膜和核糖体 D．能进行有氧呼吸 [解析] 糖原是动物细胞含有的。单细胞生物没有分化能力。厌氧生物不能进行有氧呼吸。 [答案] C 2．下面是几种常见的单细胞生物结构示意图。有关该组生物的叙述错误的是( ) A．①②具有核膜、核仁和染色体 B．④无叶绿体，但可以进行光合作用 C．①②③④共同具有的细胞器是核糖体 D．①②的遗传物质是 DNA，③④的遗传物质是 DNA 或 RNA [解析] 此题考查原核细胞和真核细胞的特点，原核细胞的代谢特点和细胞生物的遗传物质。图中①②分别为草履虫和变形 虫，是真核生物；③④分别为细菌和蓝藻，是原核生物。真核生物具有核膜、核仁和染色体。蓝藻是原核生物，无叶绿体，但蓝 藻细胞中有吸收光能的色素和催化光合作用的酶，能进行光合作用。原核细胞和真核细胞共同具有的细胞器是核糖体。细胞生物 的遗传物质都是 DNA，病毒的遗传物质是 DNA 或 RNA。 [答案] D 3．与菠菜叶肉细胞相比，蓝藻细胞内( ) A．只含有 DNA，不含 RNA B．无线粒体，只能进行无氧呼吸 C．无叶绿体，无光合色素 D．mRNA 尚未完全合成即可与核糖体结合 [解析] 蓝藻是原核细胞、无核膜，因此转录时 mRNA 尚未完全合成即可与核糖体结合。蓝藻细胞既含有 DNA，也含有 RNA， 无线粒体，但能进行有氧呼吸，无叶绿体，但含有吸收光能的色素。 [答案] D [B 真题体验] 1．(2014·上海高考)在电子显微镜下，颤藻和水绵细胞中都能被观察到的结构是( ) A．细胞核 B．核糖体 C．叶绿体 D．溶酶体 [解析] 颤藻属于蓝藻，是原核生物，没有细胞核，只含有核糖体一种细胞器；水绵是真核生物，含有核糖体、叶绿体等复 杂细胞器，故 A错误、B正确；颤藻没有叶绿体、溶酶体等细胞器，故 C、D错误。 [答案] B 2．(2014·北京高考)蓝细菌(蓝藻)与酵母菌的相同之处是( ) A．都有拟核 B．均能进行需(有)氧呼吸 C．都有线粒体 D．均能进行光合作用 [解析] A 项，酵母菌属真核生物，无拟核，含细胞核；C项，蓝藻属原核生物，无线粒体；D 项，酵母菌是异养生物，不能 进行光合作用。 [答案] B 3．(2012·重庆高考)下列细胞亚显微结构示意图，正确的是( ) [解析] 细菌和蓝藻是原核生物，没有叶绿体和线粒体，A、B 错；中心体存在于低等植物细胞和动物细胞中，水稻是高等植 物，不存在中心体，所以 C 错，D正确。 [答案] D 课后限时自测(一) 走近细胞 (时间：60 分 满分：100 分) (对应学生用书第 241 页) 一、选择题(每题 5 分，共 60 分) 1．(2015·肇庆期末)下列哪项不属于生命系统( ) A．一只青蛙 B．青蛙的表皮细胞 C．表皮细胞中的蛋白质分子 D．池塘中的水、阳光等环境因素以及生活在池塘中的各种生物 [解析] 细胞中的分子不属于生命系统。 [答案] C 2．酵母菌、蓝藻、噬菌体都具有的物质或结构是( ) A．细胞壁、线粒体 B．蛋白质、核酸 C．细胞膜、蛋白质、核酸 D．细胞膜、核糖体 [解析] 酵母菌是真核生物，蓝藻是原核生物，二者共有的结构是细胞膜、细胞质和核糖体。噬菌体是病毒，不具有细胞结 构，只由蛋白质和核酸(DNA 或 RNA)组成，所以它们三者在结构上没有共同点。而在物质组成上，蛋白质是生命活动的主要承担者， 核酸是一切生物的遗传物质，故蛋白质和核酸是三者所共有的物质。 [答案] B 3．(2015·湖南师范大学附中模拟)下列有关硝化细菌的叙述中，错误的是( ) A．仅具有核糖体一种细胞器 B．没有线粒体，不能进行有氧呼吸 C．在生态系统组成成分中属于生产者 D．可通过主动运输吸收无机盐离子 [解析] 硝化细菌没有线粒体，但能进行有氧呼吸，是需氧型细菌。 [答案] B 4．(2014·山东省实验中学检测)下列关于颤藻(一种蓝藻)的说法，正确的是( ) A．颤藻的遗传物质是 RNA B．颤藻在分裂过程中不出现基因重组 C．内质网是颤藻细胞内蛋白质的“加工机器” D．线粒体是颤藻进行有氧呼吸的主要场所 [解析] 本题考查原核细胞的结构和特点。细胞生物的遗传物质都是 DNA。基因重组发生在减数分裂过程中，原核细胞不进 行减数分裂，因此颤藻在分裂过程中不出现基因重组。原核细胞没有内质网和线粒体。颤藻的蛋白质加工在细胞质基质，细胞呼 吸在细胞质基质和细胞膜上进行。 [答案] B 5．(2015·南通调研)下列关于乳酸菌和酵母菌的叙述，正确的是( ) A．细胞壁的主要成分都是纤维素和果胶 B．无氧呼吸都能产生二氧化碳 C．氨基酸脱水缩合都在核糖体中进行 D．DNA 都与蛋白质结合形成染色体 [解析] 植物细胞细胞壁的成分是纤维素和果胶，乳酸菌和酵母菌的细胞壁成分不是纤维素和果胶。乳酸菌无氧呼吸产生乳 酸，不产生 CO2。乳酸菌是原核细胞，无染色体。 [答案] C 6．(2014·哈尔滨模拟)硝化细菌、乳酸菌、酵母菌的细胞结构及功能有很大区别，但是它们( ) A．都能进行繁殖和有氧呼吸 B．都没有核膜和染色体 C．都能通过无丝分裂增加细胞数目 D．都含有 DNA 和 RNA 两种核酸 [解析] 乳酸菌为厌氧菌，不能进行有氧呼吸；酵母菌为真核细胞，有核膜和染色体；硝化细菌和乳酸菌为二分裂，酵母菌 为有丝分裂。 [答案] D 7．(2014·揭阳一中开学调研)关于蓝藻和蛔虫结构及代谢特征的比较，正确的是( ) A．蓝藻细胞进行有丝分裂，蛔虫细胞进行无丝分裂 B．蓝藻有叶绿体，蛔虫没有叶绿体 C．蓝藻是光能自养型生物，蛔虫是化能自养型生物 D．蓝藻可以吸收利用 CO2，蛔虫不能吸收利用 CO2 [解析] 蓝藻细胞进行二分裂，蛔虫细胞进行有丝分裂。蓝藻和蛔虫都没有叶绿体。蛔虫是异养生物。蓝藻能通过光合作用 利用 CO2。 [答案] D 8．(2015·青岛一摸)下列关于原核细胞和真核细胞的叙述中正确的是( ) A．含有叶绿素的细胞一定是真核细胞 B．没有核膜和染色体的细胞一定是原核细胞 C．含有有氧呼吸酶的细胞不可能是原核细胞 D．组成生物体的活细胞都具有选择透过性膜 [解析] 蓝藻细胞含有叶绿素，是原核细胞。哺乳动物的成熟红细胞无核膜和染色体，是真核细胞。需氧型的原核细胞含有 有氧呼吸酶。 [答案] D 9．(2014·青岛二中月考)下列关于原核生物和真核生物的叙述，正确的是( ) A．原核生物细胞不含线粒体，不能进行有氧呼吸 B．真核生物细胞只进行有丝分裂，原核生物细胞只进行无丝分裂 C．真核生物以 DNA 为遗传物质，部分原核生物以 RNA 为遗传物质 D．真核生物细胞具有生物膜系统，有利于细胞代谢有序进行 [解析] 此题考查原核生物和真核生物结构和功能方面的区别，具体分析如下： 选项 分析判断 A 原核生物只有核糖体一种细胞器，无线粒体，但需氧型的原核生物能进行有氧呼吸， A错误 B 真核生物细胞的分裂方式包括有丝分裂、减数分裂和无丝分裂；原核生物细胞的分 裂方式为二分裂，B错误 C 原核生物和真核生物的遗传物质都是 DNA，部分病毒的遗传物质是 RNA，C 错误 D 真核细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使得细胞内能够同时进行多种化学反应， 而不会相互干扰，保证细胞生命活动高效、有序的进行，故 D 正确 [答案] D 10．(2015·山东省实验中学模拟)下列关于细胞共性的描述正确的是( ) ①均具有由磷脂双分子层与蛋白质构成的膜结构 ②ATP 是细胞可直接利用的能源物质 ③都具有作为蛋白质合成“机器”的核糖体 ④遗传物质都是脱氧核糖核酸 ⑤共用一套编码氨基酸的密码子 ⑥所有生物的新陈代谢都是以细胞为基础进行的 A．①②③④⑤⑥ B．①②③⑤⑥ C．①④⑤ D．①②③ [解析] 均具有由磷脂双分子层与蛋白质构成的膜结构、ATP 是细胞可直接利用的能源物质、都具有作为蛋白质合成“机器” 的核糖体、遗传物质都是脱氧核糖核酸、共用一套编码氨基酸的密码子、所有生物的新陈代谢都是以细胞为基础进行的，所以 ①②③④⑤⑥都是正确的。 [答案] A 11．(2013·临沂一模)下列有关生物的叙述正确的是( ) A．大肠杆菌的染色体可在光学显微镜下直接观察到 B．病毒可利用细菌的核糖体合成蛋白质 C．蓝藻和绿藻都能利用叶绿体进行光合作用 D．细菌代谢速率极快，细胞膜和细胞器膜为其提供了结构基础 [解析] 大肠杆菌是原核生物，没有染色体，只有裸露的 DNA；蓝藻是原核生物，没有叶绿体，细胞内含有藻蓝素和叶绿素； 绿藻是真核生物，具有叶绿体；细菌是原核生物，细胞内没有具膜的细胞器。 [答案] B 12．(2014·哈尔滨九中模拟)下列有关显微镜操作的叙述，不正确的是( ) A．标本染色较深，观察时应选用凹面反光镜和大光圈 B．将位于视野右上方的物像移向中央，应向右上方移动玻片标本 C．若转换高倍物镜观察，需要先升镜筒，以免镜头破坏玻片标本 D．转换高倍物镜之前，应先将所要观察的物像移到视野正中央 [解析] 本题考查生物必修一观察细胞结构中显微镜的使用，若转换高倍物镜观察，不需要先升镜筒，直接转换就行，因为 显微镜的设计已经考虑了这一点。 [答案] C 二、非选择题(40 分) 13．(15 分)下面分别是蓝藻细胞和酵母菌细胞(①为细胞壁)的结构模式图，请据图回答： (1)蓝藻细胞中的⑤、酵母菌细胞中的②和④分别表示____________、____________、____________。 (2)蓝藻细胞中合成蛋白质的场所是[ ]__________。 其所需要的能量直接来自____________(物质)。 (3)酵母菌细胞与菠菜叶肉细胞相比，主要的区别是酵母菌____________。从细胞结构看，蓝藻细胞呼吸的场所可能是 ________________________。 (4) 从 物 质 合 成 所 利 用 的 能 量 看 ， 蓝 藻 与 硝 化 细 菌 的 主 要 区 别 是 ________________________________________________________________________。 (5) 蓝 藻 细 胞 中 含 有 色 素 的 膜 性 结 构 ④ 大 大 增 加 了 细 胞 内 的 膜 面 积 ， 该 结 构 的 主 要 功 能 是 ________________________________________________________________________。 [解析] (1)由图分析知蓝藻细胞中的⑤、酵母菌细胞中的②和④分别表示拟核、细胞核和核糖体。 (2)蓝藻细胞中合成蛋白质的场所是③核糖体，其所需要的能量直接来自 ATP。 (3)酵母菌细胞结构与菠菜叶肉细胞相比，二者都是真核细胞，但酵母菌是异养生物，无叶绿体。从细胞结构看，蓝藻细胞呼 吸的场所可能是细胞质和细胞膜(或细胞质)。 (4)从物质合成所利用的能量看，蓝藻与硝化细菌的主要区别是蓝藻利用光能进行光合作用，硝化细菌利用化学能进行化能合 成作用。 (5)由于蓝藻含有的色素是藻蓝素和叶绿素，与光合作用有关，因此蓝藻细胞中含有色素的膜性结构④的主要功能应该是进行 光合作用。 [答案] (1)拟核 细胞核 核糖体 (2)③核糖体 ATP (3)无叶绿体 细胞质和细胞膜(或细胞质) (4)蓝藻利用光能，硝化细菌利用化学能 (5)进行光合作用 14．(10 分)(2015·上海六校联考)图 1 是细菌细胞的结构示意图，图 2 是衣藻细胞的结构示意图。分析有关细胞的资料，回 答问题。 (1) 据 图 1 描 述 细 菌 细 胞 中 DNA 的 分 布 状 况 。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)比较相同干质量的叶肉细胞、皮肤细胞和细菌细胞的磷脂数量，比例是 8∶5∶1。为什么细菌细胞的磷脂含量会较少？ ________________________________________________________________________。 (3)图 1 中 4 在基因工程中的作用是________________________________________________________________________。 (4)图示细菌和衣藻能运动，与此相适应的结构是________。(填序号) (5)与衣藻细胞相比，皮肤细胞不具有的细胞结构是______________。 [解析] 细菌是原核生物，衣藻是真核生物。细菌细胞的 DNA 包括拟核 DNA 和质粒 DNA。磷脂是构成生物膜的主要成分，细 菌没有具膜结构的细胞器，因此细胞的磷脂数量较少。衣藻具有杯状的叶绿体，能进行光合作用，属于生态系统的生产者。 [答案] (1)一部分 DNA 集中在细胞中，构成拟核，一部分独立于拟核之外，构成质粒 (2)磷脂是生物膜的主要成分，细菌 没有具膜细胞器 (3)目的基因的载体 (4)3、5 (5)细胞壁、叶绿体 15．(15 分)细胞是生物体结构和功能的基本单位，而自然界中生物种类繁多，就所学生物知识回答以下问题： (1)下列生物中，与引起“发热伴血小板综合征”的“新型布尼亚病毒”病原体有明显区别的是____________。 ①大肠杆菌 ②发菜 ③蓝藻 ④酵母菌 ⑤霉菌 ⑥HIV ⑦水绵 ⑧SARS 病原体 ⑨细菌 (2)下图是几种生物的基本结构单位。请据图回答下面的问题。 ① 最 有 可 能 属 于 病 毒 的 是 ____________ ， 它 在 结 构 上 不 同 于 其 他 两 种 图 示 的 显 著 特 点 是 ________________________________________________________________________； 病毒的生活及繁殖必须在________________内才能进行。 ② 图 中 属 于 原 核 细 胞 的 是 ____________ ， 它 在 结 构 上 不 同 于 真 核 细 胞 的 最 显 著 特 点 是 ________________________________________________________________________， 与真核细胞的统一性表现在________________________________________________________________________。 ③图中能进行光合作用的是[ ]____________，能完成此生理过程的物质基础是因为其内含有__________________，因而 它是一类营____________生活的生物。 [解析] (1)①大肠杆菌、②发菜、③蓝藻、⑨细菌均属于原核生物，④酵母菌、⑤霉菌、⑦水绵均属于真核生物，真核生物 和原核生物都具有细胞结构，而⑥HIV、⑧SARS 病原体是病毒，无细胞结构。 (2)病毒是一类无细胞结构的生物，只有在活的寄主细胞内才能进行增殖；真核细胞与原核细胞显著的差异在于真核细胞有 以核膜为界限的真正的细胞核；只要有色素和相关的酶，不论原核细胞还是真核细胞，都能进行光合作用。 [答案] (1)①②③④⑤⑦⑨ (2)①C 没有细胞结构 活细胞 ②A、B 没有核膜，没有成形的细胞核 具有细胞膜、细胞质、遗传物质 DNA、核糖体 ③B 蓝藻 藻蓝素和叶绿素 自养 第 2 讲 细胞中的元素及无机化合物 [考纲定位] 1.水和无机盐的作用(Ⅰ) 2.检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质(实验) (对应学生用书第 6 页) 一、组成细胞的元素和化合物 1．组成细胞的元素 (2)生物界与非生物界的统一性和差异性 2．组成细胞的化合物 (1)种类 无机化合物：水和无机盐 有机化合物：糖类、脂质、蛋白质、核酸等 (2)含量 含量最多的化合物：水 含量最多的有机物：蛋白质 占细胞干重最多的化合物：蛋白质 二、检测生物组织中的糖类、脂肪和 蛋白质(连线) 鉴定物质 鉴定试剂 颜色变化 ①还原糖 a．苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液 Ⅰ.砖红色沉淀 ②淀粉 b．斐林试剂 Ⅱ.橘黄色(红色) ③脂肪 c．双缩脲试剂 Ⅲ.蓝色 ④蛋白质 d．碘液 Ⅳ.紫色 【提示】 ①－b－Ⅰ ②－d－Ⅲ ③－a－Ⅱ ④－c－Ⅳ 三、水和无机盐的作用 1．水 (1)写出 A、B、C、D反映出的以上两种水的作用 A．组成细胞结构； B．提供细胞生活的液体环境； C．参与许多生化反应； D．运送营养物质和代谢废物。 (2)自由水与结合水的转换：一定限度内，温度升高后，结合水可转换为自由水，自由水与结合水的比例会升高，新陈代谢会 加快。 2．无机盐的存在形式及功能 一、思考判断 1．(2013·重庆高考)在人体活细胞中氢原子的数目最多。(√) 2．(2012·江苏高考)细胞中的一种元素的作用能被其他元素替代。(×) 【提示】 细胞中每种元素的作用是不相同的。 3．(2012·海南高考)植物细胞中含量最多的四种元素 C、H、O 和 N。(√) 4．(2012·江苏高考)细胞中脱氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素。(×) 【提示】 脂肪酸不含氮元素，脱氧核苷酸含有氮元素。 5．(2010·江苏高考)组成 DNA 与 ATP 的元素种类不同。(×) 【提示】 组成 DNA 和 ATP 的元素种类都是 C、H、O、N、P 五种元素。 6．(2012·江苏高考)主动运输机制有助于维持细胞内元素组成的相对稳定。(√) 7．(2014·山东高考)鉴定待测样液中的蛋白质时，先加 NaOH 溶液，振荡后再加 CuSO4 溶液。(√) 8．(2014·海南高考)自由水可作为细胞内化学反应的反应物。(√) 9．(2014·四川高考)在最基本生命系统中，H2O 有自由水和结合水两种存在形式。(√) 10．(2013·江苏高考)贮藏中的种子不含水分，以保持休眠状态。(×) 【提示】 贮藏中的种子，自由水与结合水的比值很低，代谢很弱，以保持休眠状态，并非不含水分。 11．(2012·海南高考)植物根系通过主动运输吸收无机盐离子需要 ATP。(√) 12．(2011·上海高考)生长在含盐量高、干旱土壤中的盐生植物，其液泡内贮存大量的 Na＋，从而促进细胞吸收水分，说明 Na＋参与调节渗透压。(√) 二、图示识读 比较两图数据并回答问题 1．占细胞鲜重和干重最多的元素相同吗？试从组成人体化合物的角度分析其原因。 【提示】 不同，占鲜重最多的是 O，占干重最多的是 C，因为占细胞鲜重最多的化合物是水，水中含量最多的元素是 O； 占细胞干重最多的化合物是蛋白质，蛋白质中含量最多的元素是 C。 2．组成人体细胞的主要元素有哪些？试举例说明它们分别参与了哪些生物大分子的组成。 【提示】 C、H、O、N、P、S。C、H、O 参与糖类、脂肪的组成，C、H、O、N 等参与蛋白质的组成，C、H、O、N、P 参与核 酸的组成。 (对应学生用书第 7 页) 考点 1 组成细胞的元素和化合物 1．细胞中元素的种类 2．生物界与非生物界的统一性和差异性 (1)元素种类上的统一性 ①生物界与非生物界在元素种类上具有统一性，构成生物体的化学元素在无机自然界都能找到，没有一种是生物界所特有的。 ②生物界元素都是从无机环境中获取的，如下图 ③组成生物体的化学元素在生物界与非生物界之间反复出现、循环流动。 (2)元素含量上的差异性 ①组成生物体的化学元素在生物体内和自然界中的含量差异很大。 ②生物体从自然界获取组成自身的元素是有选择的。 ③各种化学元素在生命体系中不是简单的堆积、组合，而是以特殊的有序的方式结合在一起才出现生命现象，这也是生物界 和非生物界的根本区别。 3．元素的生理作用 (1)维持机体正常的生命活动：如 K＋可保持心肌正常兴奋性，微量元素 B 能促进花粉的萌发和花粉管的伸长等。 (2)组成细胞的化合物： 1.易混淆元素与化合物的干重与鲜重 (1)在组成细胞的元素中，占鲜重百分比：O>C>H>N；占干重百分比：C>O>N>H。 (2)在组成细胞的化合物中，占鲜重百分比：水>蛋白质>脂质>糖类，但在占干重百分比中，蛋白质最多。 2.误以为生物体内大量元素重要，微量元素不重要 大量元素、微量元素是根据元素的含量划分的。无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，对于维持生物体的 生命活动都起着非常重要的作用。 3．误以为细胞内含量最多的元素是 C 活细胞内含量最多的元素是 O而不是 C，细胞干重时含量最多的元素是 C。 角度 1 从化合物的组成元素的角度考查 1．(2013·海南高考)关于生物体内有机化合物所含元素的叙述，错误的是( ) A．叶绿素含有镁元素 B．血红蛋白含有铁元素 C．脱氧核糖含有磷元素 D．胰岛素含有碳元素 【思路分析】 弄清选项中的四种有机化合物所含有的元素，特别是特征元素。 [解析] 脱氧核糖属于单糖，组成元素为 C、H、O，无 P元素；叶绿素由 C、H、O、N、Mg 元素组成；血红蛋白由 C、H、O、N、 Fe 元素组成；胰岛素是由 C、H、O、N组成。 [答案] C 角度 2 从元素生理作用的角度考查 2．(2015·昆明一中测试)下列关于生物生命活动的叙述，不正确的是( ) A．缺 N 可通过影响[H]及有关酶的合成而影响细胞呼吸 B．K 是组成细胞的大量元素，对维持细胞正常功能有重要作用 C．当植物缺少 B 时，花药和花丝萎缩，花粉发育不良 D．哺乳动物血液中 Ca2＋含量过高，会出现抽搐现象 [解析] [H]和酶的组成中含有氮元素，所以缺少 N 元素会影响细胞呼吸；K 是组成细胞的大量元素，对细胞的生命活动有重 要作用；B对植物花粉、花药和花丝的发育有重要作用；哺乳动物血液中钙离子含量过低会出现抽搐现象。 [答案] D (1)判断元素和化合物的四点“明确” ①判断元素的含量时要明确是鲜重还是干重。 ②判断元素的差异时要明确是种类还是含量。 ③判断化合物的元素组成要明确每种化合物的化学本质。 ④判断微量元素时，要明确含量和是不是生物体所必需的。 (2)根据特征元素推测化合物种类 Fe(S)→蛋白质；Mg→叶绿素；Ⅰ→甲状腺激素；P→核酸(ATP、磷脂)。 考点 2 水和无机盐 1．细胞中的水 (1)结合水与自由水的比较 含量 存在形式 生理作用 结合水 大约 4．5% 与其他物质结合在一起 细胞结构的重要组成成分 自由水 大约 95．5% 细胞中自由流动、游离状态存 在 良好溶剂、运输作用、液体环 境、原料 (2)水与代谢的关系 自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系 自由水/结合水 比值高 代谢旺盛，但抗逆性差 比值低 代谢强度降低，但抗寒、抗旱、 抗热等抗逆性增强 (3)细胞中水的产生和利用 2．细胞中无机盐的生理功能 (1)组成某些复杂的化合物 无机盐 参与形成的化合物 N(NO－3) 蛋白质、ATP(ADP)、叶绿素、 核酸(DNA 或 RNA) P(PO3－4) ATP(ADP)、磷脂、核酸(DNA 或 RNA) Mg2＋ 叶绿素 S(SO2－4) 某些蛋白质的特征元素 Fe2＋ 动物的血红蛋白 I－ 甲状腺激素 (2)维持细胞和生物体的正常生命活动。例如，哺乳动物血液中 Ca2＋含量过低就会出现抽搐。 (3)维持生物体的平衡，如维持血浆 pH 稳定的 HCO－3、HPO2－4；维持细胞外液渗透压稳定的 Na＋、Cl－。 (1)Na＋、K＋与渗透压的关系： Na＋主要维持细胞外液的渗透压，K＋主要维持细胞内液的渗透压。 (2)无机盐与光合作用的关系： N、Mg 是组成叶绿素的成分，P 是组成类囊体膜及 ATP 的成分。缺乏 N、Mg 和 P 元素，植物的光合作用将会受到影响。 角度 1 从水的存在形式、细胞代谢的角度考查 3．(2014·四川高考)生物体的生命活动离不开水。下列关于水的叙述，错误的是( ) A．在最基本生命系统中，H2O 有自由水和结合水两种存在形式 B．由氨基酸形成多肽链时，生成物 H2O 中的氢来自氨基和羧基 C．有氧呼吸时，生成物 H2O 中的氢来自线粒体中丙酮酸的分解 D．H2O 在光下分解，产生的[H]将固定的 CO2 还原成(CH2O) 【思路分析】 解答本题需弄清以下问题 ①细胞中 H2O 的存在形式。 ②氨基酸脱水缩合的过程。 ③有氧呼吸和光合作用的过程。 [解析] 细胞中，水的存在形式有自由水和结合水，故 A 正确。氨基酸脱水缩合形成多肽链时，生成物水中的氢一个来自氨 基，另一个来自羧基，故 B正确。有氧呼吸时，生成的水中的氢既来自丙酮酸的分解，也来自糖等呼吸底物的分解，故 C错。 光 合作用过程中水的光解生成的[H]用于暗反应三碳化合物的还原，故 D 正确。 [答案] C 角度 2 从无机盐存在形式、生理作用的角度考查 4．(2015·安徽亳州质检)下列关于无机盐的叙述中，正确的是( ) A．细胞中的无机盐主要以化合物的形式存在 B．人体内环境的渗透压主要来源于 Na＋、Cl－ C．细胞合成 ATP、核酸、核糖等物质时均需要磷酸盐 D．贫血症患者的病因是由于体内缺少 Fe2＋ [解析] 细胞中的无机盐主要以离子的形式存在，A 项错误。人体内环境渗透压的 90%以上来源于 Na＋、Cl－，B 项正确。核 糖仅由 C、H、O 三种元素组成，C 项错误。贫血症可能是体内缺少 Fe2＋等外因导致的，也可能是遗传性的，如镰刀型细胞贫血症， D项错误。 [答案] B 细胞内自由水和结合水含量变化的判断 环境恶化——自由水↓，结合水↑。 细胞衰老——自由水↓，结合水↑。 生命活动增强——自由水↑，结合水↓。 实验 2 检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质 1．实验原理 检测物质 鉴定试剂 颜色反应 还原糖 斐林试剂 ――→ 50～65 ℃ 温水浴 砖红色 脂肪 苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液―→ 橘黄色(红色) 蛋白质 双缩脲试剂―→ 紫色 2.实验流程 (1)还原糖的检测 选材：含糖量较高、白色或近于白色的植物组织 制备组 织样液 制浆 过滤（用一层纱布） 取液 显色 反应： 结论：组织样液中含有可溶性还原糖 (2)脂肪的检测： 方法一：花生种子匀浆＋3 滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色 方法二： 取材：花生种子(浸泡)，将子叶切成薄片 制片 ①取最理想的薄片，放在载玻片中央 ②滴 2～3 滴苏丹Ⅲ染液（染色 3 min） ③去浮色（1～2 滴体积分数为 50%的酒精溶液） 制成临时装片(滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片) ↓ 观察：先在低倍镜下找到已着色颗粒，再用高倍显微镜观察 ↓ 结论：圆形小颗粒呈橘黄色，说明植物组织中有脂肪存在 (3)蛋白质的检测： 选材与制备：蛋清稀释液或豆浆滤液 ↓ 显色反应 结论：组织样液中存在蛋白质 (1)还原糖鉴定的实验材料要求 ①浅色：不能用绿色叶片、西瓜、血液等材料，防止颜色的干扰。 ②还原糖含量少：不能用马铃薯(富含淀粉)、甘蔗、甜菜(富含蔗糖)。 (2)唯一需要加热——还原糖鉴定，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热则无砖红色沉淀出现。 (3)非还原糖(如蔗糖)＋斐林试剂――→ 水浴 加热 现象不是无色而是浅蓝色[Cu(OH)2 的颜色]。 (4)唯一需要显微镜——脂肪鉴定，实验用 50%酒精的作用——洗掉浮色。 (5)记准：混合后加入——斐林试剂，且现配现用；分别加入——双缩脲试剂(先加 A 液，后加 B 液，且 B 液不能过量)。两者 成分相同，但 CuSO4 溶液的浓度不同，所以不能混用。 (6)若用大豆做材料，必须提前浸泡；若用蛋清作材料，必须稀释，防止其粘在试管壁上不易刷洗；且该实验应预留部分组织 样液做对比。 (7)易写错别字提示：“斐林试剂”中的“斐”不可错写成“非”，双缩脲试剂中“脲”不可错写成“尿”。 (8)斐林试剂与双缩脲试剂比较 比较 项目 斐林试剂 双缩脲试剂 成分 甲液 乙液 A液 B 液 0.1 g/mL NaOH 溶液 0.05 g/mL CuSO4 溶液 0.1 g/mL NaOH 溶液 0.01 g/mL CuSO4 溶液 反应 原理 含醛基的可溶性还原糖将 Cu(OH)2 还原为 Cu2O 沉淀 具有两个或两个以上肽键的化合物在碱性条 件下与 Cu2＋反应生成络合物 添加 顺序 甲、乙两液等量混匀后立即使用 先加入 A 液 1 mL 摇匀，再加 3～4滴 B液摇 匀 反应 条件 50～65 ℃水浴加热 不需加热 反应 现象 样液浅蓝色→棕色→砖红色 样液变紫色 [对点练习] 1．(多选)(2014·江苏高考)关于生物组织中还原糖的鉴定，下列叙述正确的是( ) A．量取 2 mL 斐林试剂时应优先选用 5 mL 量筒而不用 10 mL 量筒 B．隔水加热时，试管中液体的液面应低于烧杯中水的液面 C．在组织样液中加入斐林试剂后试管内液体呈现无色，加热后变成砖红色 D．实验结束时将剩余的斐林试剂装入棕色瓶，以便长期保存备用 [解析] 用 5 mL 量筒量取 2 mL 斐林试剂比用 10 mL 量筒更精确，A 正确；隔水加热时试管中液体的液面低于烧杯中水的液 面，才能保证试管内液体受热均匀，B正确；在组织样液中加入斐林试剂后试管内液体为蓝色，C 错误；斐林试剂需现配现用，D 错误。 [答案] AB 2．(2014·广东高考)油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如下图所示，将不同成熟阶段的种子匀浆后检测，结果正确的是 ( ) 选项 取样时间 检测试剂 检测结果 A 第 10 天 斐林试剂 不显色 B 第 20 天 双缩脲试剂 不显色 C 第 30 天 苏丹Ⅲ试剂 橘黄色 D 第 40 天 碘液 蓝色 [解析] 据图可知，第 10 天时，有可溶性糖，因此加入斐林试剂，水浴加热后能出现砖红色沉淀，故 A 错；第 20 天，细胞 正常代谢需各种酶存在，而大多数酶化学本质是蛋白质，因此加入双缩脲试剂后，能出现紫色反应，故 B 错；第 30 天时，脂肪的 含量较高，加入苏丹Ⅲ试剂后，出现橘黄色颗粒，故 C正确；第 40 天时，淀粉的含量降至 0，因此加入碘液后，不会出现蓝色， 故 D 错。 [答案] C 绘制知识体系 强化核心要点 1.大量元素、微量元素都是生物必需的元素， 对于维持生物体生命活动都起着非常重要的 作用。 2.占细胞鲜重含量最多的元素是氧，占细胞 干重含量最多的元素是碳。 3.活细胞中自由水/结合水的比值高低能反 映该细胞的代谢水平。 4.斐林试剂是甲液和乙液等量混合使用；双 缩脲试剂是先加 A 液 1 mL，再加 B液 4滴。 5.还原糖与斐林试剂发生作用生成砖红色沉 淀。 6.脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。 7.蛋白质与双缩脲试剂发生作用产生紫色反 应。 (对应学生用书第 10 页) 鉴定类实验总结 1．某些特定化学物质的检测方法 物质 试剂 预期实验结果 蛋白质 双缩脲试剂(先加 A液，摇匀，再加 B液，摇匀) 紫色反应 脂肪 苏丹Ⅲ染液或苏丹Ⅳ染液 橘黄色或红色 还原糖 斐林试剂(现用现配，水浴加热) 砖红色沉淀 淀粉 碘液 蓝色 酒精 酸性重铬酸钾溶液 绿色 CO2 澄清石灰水 石灰水变混浊 溴麝香草酚蓝水溶液 由蓝变绿再变黄 染色体(质) 龙胆紫溶液或醋酸洋红液 深紫色或紫红色 DNA 吡罗红甲基绿染色剂 DNA 被甲基绿染成绿色 RNA RNA 被吡罗红染成红色 线粒体 健那绿染液 蓝绿色 2.实验拓展延伸 (1)物质鉴定 无需提取直接鉴定（还原糖等）→加试剂根 据产生的特定颜色变化进行鉴定 提取后再鉴定（色素等）→层析法分离鉴定 (2)定量检测指标 还原糖、蛋白质、淀粉：颜色的深浅 CO2：变浑浊程度或速度 色素：色素带的宽窄 , 下表中根据实验目的，所选用的试剂与预期的实验结果正确 的是( ) 项目选项 实验目的 试剂 预期的实验结果 A 观察根尖分生组织细胞的有丝 分裂 醋酸洋红 染色体被染成紫红色 B 检测植物组织中的脂肪 双缩脲试 剂 脂肪颗粒被染成红色 C 检测植物组织中的葡萄糖 甲基绿 葡萄糖与甲基绿作用，生成绿色 沉淀 D 观察DNA和RNA在细胞中的分布 斐林试剂 吡罗红 斐林试剂将 DNA 染成绿色，吡罗 红将 RNA 染成红色 [解析] 染色体容易被碱性染料染色，所以被称为染色体，一般所用的染料为醋酸洋红或者龙胆紫，所以 A 正确。脂肪用苏 丹Ⅲ鉴定显橘黄色，与苏丹Ⅳ反应显红色，蛋白质与双缩脲试剂发生显色反应显紫色，所以 B 错误。葡萄糖属于还原性糖，与斐 林试剂反应呈砖红色沉淀，C错误。DNA 与甲基绿发生显色反应显绿色，RNA 与吡罗红发生显色反应显红色，D 错误。 [答案] A[强化集训]———————————————————————————————————————————— —— 1．某同学以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料，经不同处理和染色剂染色，用高倍显微镜观察。下列描述正确的是( ) A．经吡罗红甲基绿染色，可观察到红色的细胞核 B．经吡罗红甲基绿染色，可观察到绿色的细胞质 C．经健那绿染色，可观察到蓝绿色颗粒状的线粒体 D．经苏丹Ⅲ染色，可观察到橘黄色颗粒状的蛋白质 [解析] 解答本题需熟练掌握各实验所用的材料及实验原理，并联系细胞中物质的分布与检测方法。吡罗红和甲基绿对 RNA 和 DNA 的亲和力不同，甲基绿使 DNA 呈现绿色，吡罗红使 RNA 呈现红色。而 DNA 主要分布在细胞核中，RNA 主要分布在细胞质中， 用吡罗红甲基绿染色后，细胞核呈现绿色，细胞质呈现红色，故 A、B 两项都不正确。健那绿是将活细胞中线粒体染色的专一性染 料，可使活细胞中颗粒状的线粒体呈现蓝绿色，故 C 正确。苏丹Ⅲ可使脂肪呈现橘黄色，在显微镜下可观察到细胞中橘黄色的脂 肪颗粒，故 D 错误。 [答案] C 2．(2015·苏北四市期末)下列关于有机物的鉴定实验中，易导致实验失败的操作是( ) ①蛋白质鉴定时，将 NaOH 溶液和 CuSO4 溶液混合后再加入样液 ②还原糖鉴定时，需要进行水浴加热 ③淀粉鉴定时，直接将碘液滴加到淀粉样液中 ④鉴定酵母菌是否产生酒精，可直接将重铬酸钾加入酵母菌培养液的滤液中 A．①④ B．①③ C．②③ D．③④ [解析] 蛋白质的鉴定需要双缩脲试剂，该试剂在使用时要先加 NaOH 溶液然后再加 CuSO4 溶液。还原糖的鉴定需要斐林试剂， 该试剂需要水浴加热，才能看到砖红色沉淀。淀粉的鉴定需要碘液，不需要加热，可直接将碘液滴加到淀粉液中。鉴定酒精需要 使用酸性的重铬酸钾。 [答案] A (对应学生用书第 11 页) [A 基础训练] 1．关于细胞内水和无机盐的叙述，不正确的是( ) A．水是光合作用和有氧呼吸的原料 B．植物缺 Mg 引起光反应和暗反应强度均减弱 C．K＋和 Na＋对神经细胞功能有重要作用 D．细胞内结合水的含量增加，抗逆性减弱 [解析] 本题考查水和无机盐。光合作用和有氧呼吸都需要水。Mg 是合成叶绿素的原料，植物缺 Mg 引起叶绿素合成减少， 光反应和暗反应强度均减弱。在神经细胞的兴奋产生和传导过程中，细胞内外的 K＋和 Na＋起着重要作用。细胞内结合水的含量 增加，抗逆性会增强。 [答案] D 2．由细胞合成的化合物分子中，有许多含一个或多个磷酸基。这样的化合物不可能( ) A．直接为各项生命活动提供能量 B．组成各种生物膜的支架 C．在蛋白质合成中转运氨基酸 D．使血糖浓度降低 [解析] 本题考查 ATP、生物膜的结构、tRNA 组成成分及作用。ATP 直接为各项生命活动提供能量；磷脂双分子层组成各种 生物膜的基本支架；基因指导蛋白质的合成过程中，每种 tRNA 只能识别并转运一种氨基酸。ATP、生物膜的结构、tRNA 中都含有 磷酸基。胰岛素能够使血糖的浓度降低，但胰岛素的化学本质是蛋白质，其组成中不含有磷酸基。 [答案] D 3．(2014·肇庆期末)下列关于实验操作步骤的叙述中，正确的是( ) A．用于鉴定可溶性还原糖的斐林试剂甲液和乙液可直接用于蛋白质的鉴定 B．脂肪的鉴定需借助显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪颗粒 C．鉴定可溶性还原糖时，要在加入斐林试剂甲液摇匀后，再加乙液 D．用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂 A 液与 B 液混合均匀后，再加入到含样品的试管中 [解析] 斐林试剂的甲液与双缩脲试剂的 A 液都是 0.1 g/mL 的 NaOH 溶液，但斐林试剂的乙液为 0.05 g/mL 的 CuSO4 溶液， 双缩脲试剂的 B 液为 0.01 g/mL 的 CuSO4 溶液。斐林试剂使用时是甲液、乙液等量混合均匀后使用，双缩脲试剂使用时是先加 A 液摇匀后再加 B液。 [答案] B [B 真题体验] 1．(2014·上海高考)下列物质中同时含有磷和氮元素的是( ) A．丙酮酸 B．核苷酸 C．氨基酸 D．脂肪酸 [解析] 本题考查的是细胞的分子组成。丙酮酸中只含有 C、H、O，氨基酸有 C、H、O、N，脂肪酸中只含有 C、H、O，核苷 酸中有 C、H、O、N、P，所以选 B。 [答案] B 2．(2014·海南高考)下列关于植物体内水分的叙述，错误的是( ) A．植物体内的水分参与营养物质的运输 B．水是构成叶肉细胞的重要化合物之一 C．自由水可作为细胞内化学反应的反应物 D．同种植物萌发种子的含水量和休眠种子的相同 [解析] 植物体内的水分具有运输功能，能参与无机盐、有机物等营养物质的运输，A 正确；水是构成细胞的重要化合物之 一，即为叶肉细胞的重要化合物之一，B 正确；自由水可作为反应物参与光合作用、呼吸作用等许多化学反应，C正确；一般情况 下，种子萌发时需要吸收水分，故同种植物萌发种子与休眠种子相比，含水量不相同，D错。 [答案] D 3．(2013·江苏高考改编)在 1、3、5 号试管中分别加入 2 mL 蒸馏水，2、4、6 号试管中分别加入 2 mL 发芽的小麦种子匀浆 样液，然后在 1～4 号试管中适量滴加斐林试剂，5、6 号试管中合理滴加双缩脲试剂，摇匀。预期观察到的实验现象是( ) A．1、3、5号试管内都呈砖红色 B．3 组实验中甲组和乙组的实验结果相同 C．4 号试管内呈砖红色，其余试管内都呈蓝色 D．4 号试管内呈砖红色，6 号试管内呈紫色 [解析] 小麦匀浆中含有糖类和蛋白质等物质，还原糖和斐林试剂水浴加热呈砖红色，而蛋白质和双缩脲试剂反应呈紫色， 不能发生反应的试管中则呈现出斐林试剂和双缩脲试剂原本的颜色，即蓝色，因此试管 1、2、3、5 为蓝色、4 号为砖红色、6 号 为紫色，因此答案为 D。 [答案] D 课后限时自测(二) 细胞中的元素及无机化合物 (时间：60 分 满分：100 分) (对应学生用书第 243 页) 一、选择题(每题 5 分，共 60 分) 1．(2014·哈尔滨模拟)下列有关水与生命活动的说法不正确的是( ) A．细胞发生癌变其自由水含量较正常的细胞低 B．正在萌发的种子中结合水与自由水的比值下降 C．在线粒体和核糖体中进行的化学反应都有水生成 D．自由水和结合水在一定的条件下可以相互转化 [解析] 癌细胞能够无限增殖，细胞内代谢比正常细胞旺盛，因此自由水含量较正常细胞高；正在萌发的种子，代谢旺盛， 自由水含量较高，此时结合水与自由水的比值下降；有氧呼吸第三阶段产生水，蛋白质的脱水缩合也会产生水，对应的细胞器分 别是线粒体和核糖体；自由水和结合水在一定条件下可以相互转化。 [答案] A 2．(2013·江苏高考)下列关于生物体与水分的关系，叙述正确的是( ) A．贮藏中的种子不含水分，以保持休眠状态 B．水从根系向地上部分的运输与细胞壁无关 C．适应高渗环境的动物可排出体内多余的盐 D．缺水时，动物体的正反馈调节能促使机体减少水的散失 [解析] 本题从不同的角度考查了生物体内水的有关知识。贮藏的种子中自由水含量低，以保持休眠状态；水沿着由死亡细 胞的细胞壁组成的导管从植物的根系向地上部分运输；缺水时，动物体的负反馈调节能促使机体减少水的散失；适应高渗环境的 动物体液渗透压相对较高，但仍要排出体内多余的盐，以维持内环境稳态。 [答案] C 3．元素和化合物是生物体的物质基础，下列相关叙述正确的是( ) A．糖类和脂质都属于生物大分子，都以碳链为骨架 B．缺水时，血浆中抗利尿激素的含量降低 C．磷脂、ATP、核酸的组成元素均含 C、H、O、N、P D．性激素和甲状腺激素与双缩脲试剂反应均呈紫色 [解析] 生物大分子都以碳链为骨架，生物大分子包括多糖、蛋白质、核酸等，不包括脂质，A 错误；缺水时，血浆渗透压 升高，抗利尿激素分泌增加，调节人体水盐的平衡，B 错误；磷脂、ATP 和核酸的组成元素均包括 C、H、O、N、P，C正确；性激 素属于脂质中的固醇，甲状腺激素属于氨基酸类衍生物，只有蛋白质与双缩脲试剂才能产生紫色反应，D 错误。 [答案] C 4．下列能说明无机盐离子在生物体中的重要作用的是( ) A．当植物缺少 B 时，花药和花丝萎缩，花粉发育不良 B．钠盐是以 Na＋的状态存在于细胞中的 C．农业生产中要给农作物施氮肥 D．山羊的血液中如果 Ca2＋的含量过低，就会出现抽搐 [解析] 植物缺少 B 时，花药和花丝萎缩，花粉发育不良，说明组成细胞的化学元素在生物体中的重要作用；B 项和 C 项没 有体现相应离子在生物体中的作用；血液中 Ca2＋含量过低出现抽搐，说明无机盐离子在生物体中具有重要作用。 [答案] D 5．(2015·沈阳模拟)下列关于无机盐在生物体中功能的叙述，错误的是( ) A．镁是叶绿体中参与光合作用的各种色素的组成元素 B．人体缺铁会影响正常的有氧呼吸功能 C．人体血液中 Ca2＋浓度太低，会出现抽搐症状 D．细胞中的某些无机盐离子对维持细胞的酸碱平衡具有一定作用 [解析] 镁是构成叶绿素的元素。人体缺铁会影响血红蛋白的合成，从而影响氧的运输，进而影响有氧呼吸功能。人体血液 中 Ca2＋浓度太低，会出现抽搐症状。细胞中的某些无机盐离子(如 HCO－3)对维持细胞的酸碱平衡有一定作用。 [答案] A 6．下列食物营养成分与鉴定试剂及显色反应之间的对应关系中，正确的是( ) A．淀粉：碘液，紫色 B．还原糖：斐林试剂，砖红色 C．脂肪：苏丹Ⅲ染液，红色 D．蛋白质：双缩脲试剂，蓝绿色 [解析] 淀粉遇碘产生蓝色。脂肪与苏丹Ⅲ染液产生橘黄色。蛋白质与双缩脲试剂产生紫色。 [答案] B 7．(2014·营口模拟)在还原糖、蛋白质和脂肪的鉴定中，下列有关操作及其作用，错误的一项是( ) A．在鉴定前留出一部分样液，作用是设置对照 B．制备蛋白稀释液，防止蛋白质与双缩脲试剂反应后粘在试管壁上 C．研磨梨或苹果时加入石英砂，是为了研磨充分 D．脂肪鉴定中加入酒精，目的是保持细胞的活性，有利于观察 [解析] 此题考查物质检测的操作，具体分析如下：A 项，物质鉴定前留出一部分样液的作用是进行对照；B项，蛋白液浓度 过高时，反应后粘在试管壁上不易洗掉；C项，研磨生物材料时加石英砂的目的是使研磨充分；D 项，脂肪鉴定时加乙醇是洗去浮 色。 [答案] D 8．(2015·安徽师大附中模拟)在检测下列物质时所选用的实验材料、试剂和反应现象都正确的是( ) 选项 检测物质 实验材料 试剂 反应现象 A 还原糖 胡萝卜 斐林试剂 砖红色沉 淀 B 蛋白质 豆浆 双缩脲试 剂 蓝色 C 脂肪 花生子叶 苏丹Ⅲ染 液 橘黄色 D DNA 人口腔上 皮细胞 吡罗红 红色 [解析] 物质检测中，选用的实验材料一般用白色或无色，这样可避免实验材料的颜色对实验现象产生掩盖作用，故 A错误； 蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色，故 B错误；脂肪与苏丹Ⅲ染液形成橘黄色，故 C 正确；DNA 与甲基绿产生绿色的显色反应。 [答案] C 9．(2014·广漳模拟)表格中是某同学探究不同材料中还原糖含量高低的实验。下列是对结果的分析，错误的是( ) 试管 1 试管 2 试管 3 试管 4 苹果提取液 2 mL 雪梨提取液 2 mL 白菜提取液 2 mL 蒸馏水 2 mL 斐林试剂 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 水浴加热 砖红色很 深 砖红色 深 砖红色 较浅 无砖红 色 A.苹果组织细胞中含还原糖较高 B．白菜叶肉细胞中也含有还原糖 C．试管 4 中溶液为无色 D．试管 1～3 中，溶液颜色渐变成砖红色 [解析] 试管 4 中有斐林试剂，溶液颜色为蓝色或浅蓝色；斐林试剂与还原糖发生的颜色反应，颜色渐变过程为蓝色或浅蓝 色→棕色→砖红色。 [答案] C 10．分析下表，可推测( ) 溶液 双缩脲试剂 碘液 斐林试剂 甲 ＋ － － 乙 － ＋＋ － 甲、乙混合 ＋ ＋ ＋ 注：“＋”显色，“＋＋”显色更深；“－”不显色。 A．甲溶液含有淀粉 B．乙溶液含有还原糖 C．混合溶液不含淀粉 D．混合溶液含有淀粉酶 [解析] 蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应，淀粉遇碘变蓝色，斐林试剂与还原糖在水浴加热条件下生成砖红色沉淀。根 据溶液甲中的颜色变化可知其含有蛋白质；根据乙溶液中的颜色变化可知其含有淀粉；甲、乙混合后，两溶液中的物质发生反应 产生了还原糖，由此可知，甲溶液中含有淀粉酶，乙溶液中含有淀粉。 [答案] D 11．(2015·滨州检测)下表的有关分析错误的是( ) 溶液 溶质的元素组成 检测试剂 颜色反 应 溶质的基本单位 甲 C、H、O ① 砖红色 葡萄糖 乙 C、H、O、N 等 双缩脲试剂 ② ③ A.甲可能是麦芽糖溶液 B．①是斐林试剂，使用时需水浴加热 C．乙液可能是一种酶溶液 D．②是紫色，③是核苷酸 [解析] 糖类中的还原糖(如葡萄糖、果糖、麦芽糖等)，与斐林试剂发生作用，产生砖红色沉淀；蛋白质与双缩脲试剂发生 作用，产生紫色反应。根据表格分析，甲是还原糖，乙是蛋白质，其基本单位是氨基酸。 [答案] D 12．将小麦种子分别置于 20 ℃和 30 ℃培养箱中培养 4 天，依次取等量的萌发种子分别制成提取液Ⅰ和提取液Ⅱ。取 3 支试 管甲、乙、丙，分别加入等量的淀粉液，然后按如图加入等量的提取液和蒸馏水，45 ℃水浴保温 5 分钟，立即在 3支试管中加入 等量斐林试剂并用 50～65 ℃的温水浴加热 2 分钟，摇匀观察试管中的颜色。结果是( ) A．甲呈蓝色，乙呈砖红色，丙呈无色 B．甲呈无色，乙呈砖红色，丙呈蓝色 C．甲、乙皆呈蓝色，丙呈砖红色 D．甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色 [解析] 萌发的小麦种子可产生淀粉酶，能将淀粉分解成可溶性还原糖，而在不同的温度条件下，产生酶的量是不同的，30 ℃ 时酶产生量远大于 20 ℃时，因此在提取液Ⅱ中产生酶的量远大于提取液Ⅰ，由此产生的还原糖的量：乙>甲>丙，因此用斐林试 剂鉴定甲呈浅砖红色，乙呈砖红色，丙呈蓝色[Cu(OH)2 的颜色]。 [答案] D 二、非选择题(40 分) 13．(16 分)根据“生物组织中可溶性还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定”实验，回答下列问题： (1)鉴定成熟苹果果肉中存在还原糖所用的试剂是______________，该试剂与细胞内还原糖发生作用，形成________沉淀。 (2)在鉴定花生子叶中的脂肪的实验中，能将脂肪染成橘黄色的染液是________，用其染色时，冲洗浮色要用酒精，这是因为 酒精________________。 (3)鉴定黄豆组织中存在蛋白质时，向组织液中加入双缩脲试剂 A 摇匀，再向样液中加入双缩脲试剂 B摇匀。其中双缩脲试剂 B的量只需 4 滴，而不能过量，为什么？ ________________________________________________________________________。 (4)本实验注意事项：①斐林试剂极不稳定，其甲液和乙液需________________，使用时再临时混合均匀用于实验。②双缩脲 试剂的使用，应先加试剂________________，造成碱性环境，再加试剂________________。③在可溶性还原糖的鉴定中，对试管 中溶液加热时，试管底部不要触及________，试管口不要朝向______________，以免溶液沸腾时冲出试管造成烫伤。 [解析] 本题考查“生物组织中可溶性还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定”实验的操作和基本知识。 (1)还原糖具有还原性，能将斐林试剂中的 Cu2＋还原成 Cu＋，生成 Cu2O 砖红色沉淀，所以可用斐林试剂鉴定还原糖的存在。 (2)苏丹Ⅲ可将脂肪染成橘黄色。苏丹Ⅲ能溶解在酒精中，根据这一性质可用酒精洗去浮色，便于观察。 (3)双缩脲试剂鉴定蛋白质的原理是蛋白质与双缩脲试剂反应形成紫色。若加入过量的双缩脲试剂 B 即 CuSO4，CuSO4 本身呈 蓝色，与试剂 A反应产生的 Cu(OH)2 也呈蓝色，会掩盖生成的紫色，影响实验观察。 [答案] (1)斐林试剂 砖红色 (2)苏丹Ⅲ 能溶解苏丹Ⅲ (3)过量的双缩脲试剂 B 会与试剂 A反应，使溶液呈蓝色，而掩 盖生成的紫色 (4)①分别配制、储存 ②A 液(0.1 g/mL NaOH 溶液) B 液(0.01 g/mL CuSO4 溶液) ③烧杯底部 实验者或其他人 14．(10 分)(2014·河西质检)农民在储存玉米种子前，需将刚收获的玉米种子晒干后，才收进粮仓存放。如果暴晒的时间不 够长，在粮仓中堆存时玉米会产热导致霉烂。根据科学研究，玉米的产热量与种子消耗的氧气量成正比。播种玉米时，农民又将 玉米种子放在水中浸泡一段时间，随着浸泡时间的延长，种子产热速率也越来越快，种子逐渐变“甜”了，几天后，种子开始发 芽，这时玉米种子内的含水量达到峰值。请根据以上事实及所学知识回答下面的问题： (1)农民晒种时玉米种子失去的主要是以____________的形式存在于细胞中的水。当把种子晒干后放在试管中加热烘烤，直至 碳化，此时失去的水分主要是____________。 (2)随着浸泡时间的延长，玉米种子变甜了，这种甜味物质是____________，可用____________试剂进行鉴定，它是由种子中 的____________(物质)水解后生成的。 (3)通过上述事实可以看出，细胞的代谢强弱与细胞的____________有密切联系。 (4)在种子从浸水萌发到长出第一片真叶这段时间，种子内有机物的变化为____________，而在这段时间内种子的鲜重却在 ____________。 [解析] (1)在细胞内水的存在形式有两种：自由水和结合水。 种子中自由水容易失去，结合水在试管中加热烘烤的过程中 会失去。(2)种子在浸泡过程中，细胞内的淀粉水解为麦芽糖和葡萄糖，具有甜味；麦芽糖和葡萄糖是还原糖，能和斐林试剂发生 反应产生砖红色沉淀。 (3)玉米种子晒干后，代谢速率降低，是因为自由水减少，自由水/结合水的值减小；种子萌发时自由水含量增加，自由水/ 结合水的值增大，代谢旺盛。 (4)种子从浸水萌发到长出第一片真叶这段时间，只进行呼吸作用，消耗有机物，不进行光合作用，所以有机物的总量减少， 但此时种子由于不断吸水，使鲜重不断增加。 [答案] (1)自由水 结合水 (2)麦芽糖、葡萄糖 斐林 淀粉 (3)自由水/ 结合水的值 (4)逐渐下降 逐渐增 加 15．(14 分)下列是无土栽培营养液的配方，请据此回答有关问题。 配方：NH4NO3、KNO3、CaCl2·2H2O、MgSO4、螯合铁溶液、微量元素溶液。 (1)为使作物正常生长，还需补充含____________等元素的化合物。 (2)植物吸收 NH4NO3 可用于合成( ) A．脂肪和 RNA B．蛋白质和 ATP C．核苷酸和纤维素 D．淀粉和酶 (3)营养液中某些无机盐离子浓度比根细胞内的低，植物仍可通过____________方式吸收无机盐离子。若栽培池内较长时间通 气 不 畅 ， 作 物 根 部 可 能 出 现 的 症 状 是 ____________ ， 其 生 理 原 因 是 ________________________________________________________________________。 (4)有些无机盐离子可重复利用，有的不能重复利用，可重复利用的无机盐离子缺乏时，老叶先表现出缺乏症，不可重复利用 的无机盐离子缺乏时，幼叶先表现出缺乏症。请设计实验证明 Mg 是可重复利用的元素。 ①实验材料：长势相同的玉米幼苗、蒸馏水、含有植物必需元素的各种化合物。 ②实验步骤： a．配制全素培养液和缺镁培养液，分别放入两组培养瓶中，并编号 A、B。 b．________________________________________________________________________。 c．放在适宜条件下培养一段时间，____________________。 ③实验现象：在全素培养液中的玉米幼苗生长正常， ________________________________________________________________________。 [解析] (1)植物生长需要 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 等大量元素和微量元素。(2)脂肪、淀粉和纤维素只含 C、H、O 三 种元素。(3)植物可通过主动运输吸收无机盐。长期缺氧，根进行无氧呼吸产生酒精，会毒害根。(4)据题干信息可知，可重复利 用的元素缺乏时，老叶先表现症状，此实验的自变量是镁的有无，因变量是老叶先变黄，还是幼叶先变黄。 [答案] (1)P (2)B (3)主动运输 根变黑(烂根) 根进行无氧呼吸，细胞内积累酒精 (4)②b.将长势相同的玉米幼 苗分别栽培在上述两种培养液中 c．观察玉米幼苗的生长情况 ③在缺镁培养液中生长的玉米幼苗老叶先变黄 第 3 讲 生命活动的主要承担者——蛋白质 [考纲定位] 蛋白质的结构和功能(Ⅱ) (对应学生用书第 12 页) 一、氨基酸及其种类 (1)写出图中结构名称 a．氨基；c.羧基。 (2)通过比较图中两种氨基酸，写出氨基酸的结构通式：CH2NRHCOOH 。 (3)不同的氨基酸取决于 R 基的不同，图中两种氨基酸的 R 基分别是 b、d(填字母)。 (4)归纳总结氨基酸结构特点 结构特点至少有一个氨基和一个羧基都有一个氨基和羧基连在同一个碳原子上 二、蛋白质的结构及其多样性 1．二肽的形成 (1)过程①名称：脱水缩合；场所：核糖体。 (2)物质②：二肽。 (3)结构③：肽键，其结构简式为：—CO—NH—。 (4)H2O 中 H 的来源：—COOH 和—NH2。 (5)多个氨基酸发生该反应，产物名称为多肽。 2．蛋白质的结构层次 氨基酸 ――→ 脱水缩合 多肽 ――→ 盘曲、折叠 蛋白质 3．蛋白质分子多样性的原因 (1)氨基酸 ①种类不同 ②数目成百上千 ③排列顺序千变万化 (2)多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别。 三、蛋白质的功能(连线) 实例 蛋白质功能 ①肌肉、毛发等 a．免疫功能 ②绝大多数酶 b．信息传递和调节 ③血红蛋白 c．催化作用 ④胰岛素 d．运输功能 ⑤抗体 e．构成细胞和生物体 【提示】 ①－e ②－c ③－d ④－b ⑤－a 一、思考判断 1．(2013·江苏高考)组成蛋白质的氨基酸可按不同的方式脱水缩合。(×) 【提示】 氨基酸的脱水缩合方式是相同的。 2．(2014·江苏高考)血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接。(×) 【提示】 血红蛋白的不同肽链之间通过二硫键等化学键相连。 3．(2012·海南高考)生物体内组成蛋白质的氨基酸中有些氨基酸不能在人体细胞内合成。(√) 4．(2012·海南高考)氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键。(√) 5．(2012·海南高考)不同氨基酸之间的差异是由 R 基引起的。(√) 6．(2012·北京高考)胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关。(×) 【提示】 蛋白质的功能与空间结构有关。 7．(2009·福建高考)蛋白质的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变。(×) 【提示】 蛋白质的空间结构破坏，其特定功能会改变。 8．(2012·海南高考)食盐作用下析出的蛋白质发生了变性。(×) 【提示】 食盐能使蛋白质析出，但没有影响蛋白质的结构。 9．(2013·重庆高考)蛋白质区别与脂质的特有元素是氮。 (×) 【提示】 有些脂质含有氮，如磷脂。 10．(2013·海南高考)血红蛋白含有铁元素。(√) 11．(2013·江苏高考)蛋白质是生物体内主要能源物质。(×) 【提示】 主要的能源物质是糖类。蛋白质是主要的结构物质和功能物质。 12．(2009·天津高考)洋葱根尖细胞染色体的复制过程涉及肽键数量的变化。(√) 13．(2010·江苏高考)由 129 个氨基酸脱水缩合形成的蛋白酶结构中至少含有 129 个氨基和 129 个羧基。(×) 【提示】 至少含有一个氨基和一个羧基。 二、图示识读 下图为无活性的胰岛素原加工为有活性的胰岛素的过程。 (1)切除 C 肽的过程中要切开几个肽键？ 该加工过程发生在哪一细胞器中？由哪一种酶完成？ 【提示】 2 个肽键；高尔基体；蛋白酶。 (2)有活性的胰岛素中至少含有几个氨基和羧基？含有多少个肽键？ 【提示】 至少含有两个氨基，两个羧基；49 个肽键。 (对应学生用书第 13 页) 考点 1 蛋白质的结构和功能 1．蛋白质的结构层次及其多样性 2．三个角度分析蛋白质多样性的原因 分析角度 蛋白质多样性的原因 蛋白质本身 氨基酸的数量、种类、排列顺序及多肽链盘曲折叠形成的空间结构→结构多 样性→功能多样性 遗传物质 千变万化的碱基对排列顺序→遗传信息的多样性→蛋白质的多样性 生物进化 千变万化的环境条件→通过自然选择保留适应环境的个体及个体内的蛋白质 →个体的多样性和蛋白质的多样性 1．区分“种类”与“数量” 在关于蛋白质的计算中，要特别注意题中设问的是“氨基酸的数量”还是“氨基酸的种类”。 2．氨基、羧基和肽键的书写误区 不要将氨基错写为 NH2 或—NH3；不要将羧基误写为 COOH 或 COOH；也不要将肽键误写为 CO—NH 或 CONH。 3．蛋白质的变性≠肽键断裂 在重金属盐、高温、强酸、强碱和紫外线等理化因素的影响下，蛋白质的空间结构发生改变，其生物活性丧失，但没有破坏 肽键，加入双缩脲试剂仍产生紫色，如高温杀菌、消毒。 4．多肽≠蛋白质 在核糖体上合成的是多肽，而不是蛋白质，多肽必须经加工后，才能形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。 5．由于基因的选择性表达，同一生物的不同细胞中蛋白质种类和数量会出现差异。 角度 1 从氨基酸的角度考查 1．(2012·海南高考)关于生物体内组成蛋白质的氨基酸的叙述，错误的是( ) A．分子量最大的氨基酸是甘氨酸 B．有些氨基酸不能在人体细胞中合成 C．氨基酸分子之间通过脱水缩合形成肽键 D．不同氨基酸之间的差异是由 R 基引起的 [解析] 甘氨酸是分子量最小的氨基酸，A 错误；氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸，必需氨基酸只能从食物中获取， 人体内不能合成，B正确；氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键，C 正确；R 基的不同决定了氨基酸之间的差异，D正确。 [答案] A 角度 2 从蛋白质结构角度考查 2．(2014·安庆统考)下图表示有关蛋白质分子的简要概念图，下列对图示分析正确的是( ) A．A 中肯定含有 P 元素 B．①过程发生所需模板和运输 B 的工具都是 RNA C．多肽中 B 的数目等于 C 的数目 D．蛋白质结构和功能的多样性是细胞多样性的根本原因 【思路分析】 解答本题需注意以下问题： ①理解概念图，弄清 A、B、C内容。 ②氨基酸的组成元素。 ③氨基酸脱水缩合形成多肽的过程。 ④多肽中氨基酸数与肽键数的关系。 ⑤细胞多样性的根本原因。 [解析] 组成蛋白质的元素是 C、H、O、N，有的含有 P、S。①过程是翻译，所需模板是信使 RNA，运输 B(氨基酸)的工具是 转运 RNA。多肽中一条肽链中 B(氨基酸)的数目等于 C(肽键)的数目加 1。细胞多样性的根本原因是 DNA 的多样性。 [答案] B 用“一、二、三、四、六”巧记蛋白质的结构与功能 “一个通式”指氨基酸的结构通式。 “两个标准”指组成蛋白质的氨基酸必须同时具备的标准有两个：一是数量标准，二是位置标准。 “三个数量关系”指蛋白质分子合成过程中的 3个数量关系：脱去水分子数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数。 “四个原因”指蛋白质分子结构多样性的原因有四个：氨基酸的种类不同、氨基酸的数目不同、氨基酸的排列顺序不同、蛋 白质的空间结构不同。 “六大功能”指蛋白质分子有 6 个功能：催化、免疫、调节、运输、运动和结构。 考点 2 蛋白质功能多样性的实例及与其他几类物质的关系 1．蛋白质功能多样性实例 名称 分布 功能 绝大多数酶 细胞内或细胞外 降低化学反应的活化能(催化作用) 载体蛋白 细胞膜 运输某些物质如离子、氨基酸等 通道蛋白 细胞膜 运输水、K＋、Na＋等 糖蛋白 细胞膜表面 保护、润滑、识别等 核孔复合体 核膜 核质之间物质交换、信息交流 某些激素(如生长激素、 促甲状腺激素、胰岛素、 胰高血糖素等) 内环境中 传递信息、调节生命活动 抗体 内环境中 消灭抗原 血红蛋白 红细胞内 主要运输氧气和部分二氧化碳 结构蛋白 细胞内 细胞的组成成分 2.酶、激素、抗体、载体蛋白等与蛋白质、脂质的关系概念图 角度 1 从膜蛋白的角度考查 3．(2014·福建高考)细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要生理功能。下列图中，可正确示意不同细胞的 膜蛋白及其相应功能的是( ) 【思路分析】 解答本题需注意： ①看清四个细胞图表示的意思。 ②弄清红细胞运输 O2 的血红蛋白的位置。 ③T 淋巴细胞通过什么识别抗原？ ④胰岛 B 细胞识别胰高血糖素的受体是什么？ ⑤骨骼肌细胞识别神经递质的受体是什么？ [解析] 血红蛋白存在于红细胞内，不是在细胞膜上，A 错误；抗原对 T 淋巴细胞来说是信号分子，通过 T 淋巴细胞膜上的 受体来接受，而不是抗体，B 错误；受体具有特异性，胰高血糖素应作用于胰岛 B 细胞上的胰高血糖受体，而不是胰岛素的受体， C错误；骨骼肌作为反射弧中的效应器，骨骼肌细胞上有接受神经递质的受体，同时葡萄糖进入细胞也需要载体协助，D 正确。 [答案] D 角度 2 从蛋白质的功能的角度考查 4．(2015·北京东城联考)下面的①②③分别表示生物体内的三个生理过程，其中 Q 分别代表三种物质，下列有关 Q的叙述， 错误的是 ( ) LL 变成其他物质 ① 与 Q结合 L被消灭 ③ 与 Q结合 L被排出细胞 ② 与 Q结合 A．Q 可能位于细胞膜上 B．Q 中可能含有硫元素 C．①不一定发生在细胞内 D．②必须依赖三磷酸腺苷 [解析] 根据过程①知 Q 可能是酶，绝大多数酶的化学本质是蛋白质，故 Q 中可能含有 S 元素；过程②说明 Q 可能是细胞膜 上的载体；过程③说明 Q 可能是抗体。酶促反应在细胞内外均可发生，如唾液淀粉酶；物质运输不一定依赖 ATP，如协助扩散， 故选 D。 [答案] D 绘制知识体系 强化核心要点 1.组成生物体蛋白质的氨基酸分子至少都含 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。2.脱水缩合是一个氨基酸分子的 羧基(—COOH)和另一个氨基酸分子的氨基 (—NH2)相连接，同时脱去一分子水的过程。 3.组成蛋白质的氨基酸的种类、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是蛋白质结构多样性的 直接原因。 4.蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物 质，具有催化、运输、运动、结构、免疫、 调节等许多功能。一切生命活动都离不开蛋 白质，蛋白质是生命活动的主要承担者和体 现者。 5.高温使蛋白质发生变性的原因是高温使蛋 白质分子的空间结构变得伸展、松散、易被 蛋白酶水解。 (对应学生用书第 15 页) 蛋白质的相关计算问题 1．氨基酸脱水缩合的过程 2．过程分析 (1)脱水缩合产生的 H2O 中的 H 来自于—COOH 和—NH2，而氧则只来自于—COOH。 (2)一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，并分别位于肽链的两端。 (3)R 基中的—NH2 或—COOH 不参与主链中肽键的形成，故多余的—NH2 或—COOH 位于 R 基中。 3．相关计算 (1)蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和脱去水分子数的关系 ①肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数－肽链数。 ②蛋白质相对分子质量＝氨基酸数×各氨基酸平均相对分子质量－脱去水分子数×18。 (2)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＝各氨基酸中氨基或羧基的总数－肽键数。 (3)蛋白质中各原子数的计算 ①碳原子数＝氨基酸数×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－脱去水分子数×2。 ③氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去水分子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的氧原子数。 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。 (4)假设氨基酸的平均相对分子质量为 a，由 n 个氨基酸分别形成 1条肽链或 m 条肽链： 形成 肽链数 形成肽 键数 脱去水 分子数 氨基 数目 羧基 数目 多肽相对 分子质量 1 n－1 n－1 至少 1个 至少 1个 an－18(n－ 1) m n－m n－m 至少 m个 至少 m个 an－18(n－ m) (5)氨基酸的排列与多肽种类的计算 ①假若有 n种氨基酸形成一个三肽，那么形成三肽的种类： n n n 即 n3 种。 ②假若 n 种氨基酸形成一个 m肽，则形成的多肽种类为 nm 种。 ③假若有 n种氨基酸形成一个三肽，且每种氨基酸只有一个，则形成三肽的种类： n n－1 n－2 即 n×(n－1)×(n－2)种。 ④假若有 n种氨基酸形成一个 n 肽，且每种氨基酸只有一个，则形成 n肽的种类：n×(n－1)×(n－2)×…×1＝n！。 4. 氨基酸与相应的 DNA 及 RNA 片段中碱基数目之间的关系 DNA(基因)――→ 转录 mRNA ――→ 翻译 蛋白质 比例 碱基数 ∶ 碱基数 ∶ 氨基酸数 6 ∶ 3 ∶ 1 有关蛋白质合成过程中计算的注意问题 (1)氨基酸与相应的 DNA、RNA 片段中碱基数目之间计算时，当出现关键词“最多”、“至少”时，不应考虑该计算过程中终 止密码子的碱基数。 (2)若形成的多肽是环状，则氨基酸数＝肽键数＝脱去水分子数。 (3)在蛋白质相对分子质量的计算中，若通过图示或其他形式告知蛋白质中含有二硫键时，要考虑脱去氢的质量，每形成一个 二硫键，脱去 2个 H。 (4)由于 R 基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或 氨基酸个数最为简便。 某多肽有 20 个氨基酸，其中含天门冬氨酸 4 个，分别位于第 5、6、15、20 位(如图所示)；肽酶 X专门作用于天门冬 氨酸羧基端的肽键，肽酶 Y 专门作用于天门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 20 个肽键 B．若氨基酸的平均分子量为 a，则该二十肽的分子量为 20a 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 20 肽多了 4 个 [解析] 20 个氨基酸形成一条肽链，需要脱去 19 分子的水，形成 19 个肽键，A 错误；在二十肽形成过程中要脱水缩合，因 此二十肽的分子量为 20a－19×18＝20a－342，B 错误；肽酶 X 专门作用于天门冬氨酸羧基端的肽键，完全作用后第 6位的天门冬 氨酸脱离该多肽链，剩下的多肽链中共含有 19 个氨基酸，C 正确；肽酶 Y 专门作用于天门冬氨酸氨基端的肽键，共需 4个水分子， 完全作用后第 5位和第 20 位的天门冬氨酸脱离多肽链，共带走 8 个氧原子，产生 3 条多肽，故产生的多肽中氧原子数目比原二十 肽少了 4 个，D错误。 [答案] C[强化集训]———————————————————————————————————————————— —— 1．(2014·山东省实验中学高三检测)现有氨基酸 800 个，其中氨基总数为 810 个，羧基总数为 808 个，则由这些氨基酸合成 的含有 3 条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次为( ) A．800、3、3 B．799、13、13 C．798、807、805 D．797、13、11 [解析] 根据氨基酸的结构通式可知，这 800 个氨基酸分子的 R基中的氨基有 10 个，羧基有 8 个。由氨基酸数－肽链数＝肽 键数可知，3 条肽链的蛋白质共有肽键 797 个。每条肽链的两端各有一个氨基和一个羧基，故三条肽链的氨基数和羧基数为肽链 两端的氨基和羧基加上氨基酸 R 基上的氨基和羧基，即氨基总数为 3＋10＝13 个，羧基总数为 3＋8＝11。 [答案] D 2．(2015·浙江诸暨中学期末)某五十肽中有丙氨酸(R 基为—CH3)2 个，现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图)得到几种不同的 有机产物，其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在。下列有关该过程产生的全部有机物中有关原子、基团或肽键数目的叙述错误 的是( ) A．肽键数目减少 4 个 B．氨基和羧基分别增加 4 个 C．氢原子数目增加 8 个 D．氧原子数目增加 2个 [解析] 根据图示，该五十肽是条多肽链，含有 50－1＝49 个肽键。如果将其中的 2 个丙氨酸去掉后，就形成三条多肽链， 则肽键数为 48－3＝45，因此肽键数目减少了 4 个，A 正确；减少的 4 个肽键通过水解使氨基和羧基分别增加 4个，B 正确；由于 减少了 4 个肽键，相当于多增加了 4 个水分子，因此氢原子数目增加了 8 个，氧原子数目增加了 4个，C 正确，D 错误。 [答案] D (对应学生用书第 16 页) [A 基础训练] 1．G 蛋白偶联受体(GPCRs)是一条往返穿膜七次的跨膜蛋白，如图是其结构模式图。下列有关 G 蛋白偶联受体说法错误的是 ( ) A．GPCRs 可能是糖蛋白 B．若该多肽链含有 75 个氨基酸，则在形成该多肽的过程中分子量会减少 1 332 C．该多肽链中氨基酸的“R 基”之间形成的“—S—S—”，具有维持活性的作用 D．G 蛋白偶联受体的元素组成至少含有 C、H、O、N、S [解析] 从题图中的信息可知，G 蛋白偶联受体(GPCRs)中存在信号分子结合位点，具有识别作用，可能是糖蛋白，A 正确； 若该多肽链含有 75 个氨基酸，脱水缩合过程中会失去 74 分子的水，另外，形成一个二硫键分子量会减少 2，因此形成多肽的过 程中分子量会减少 18×74＋2×2＝1 336，B 错误；R 基之间形成的化学键对蛋白质的结构和功能有重要作用，C 正确；因为存在 “—S—S—”，所以 G 蛋白偶联受体的元素组成中除了 C、H、O、N，还含有 S，D 正确。 [答案] B 2．下列有关蛋白质结构和功能的叙述中，不正确的是( ) A．各种蛋白质的基本连接键都是肽键 B．各种蛋白质的结构单位都是氨基酸 C．氨基酸的空间结构和种类决定了蛋白质功能 D．细胞膜上的糖蛋白参与生物细胞间的信息传递 [解析] 蛋白质的功能决定于氨基酸的种类、数量、排列顺序和肽链的空间结构，不决定于氨基酸的结构。 [答案] C 3. (2014·苏北四市期末)关于组成生物体的氨基酸和蛋白质的叙述，正确的是( ) A．不同氨基酸之间的差异是由碳元素多少决定的 B．氨基酸和蛋白质都是细胞代谢的主要能源物质 C．蛋白质肽链的折叠被解开时，其特定功能不发生改变 D．由 m 条肽链、n个氨基酸组成的蛋白质至少有 n－m个肽键 [解析] 不同氨基酸之间的差异是 R 基团决定的，A 错误；细胞代谢的主要能源物质是糖类，蛋白质在细胞中有结构蛋白、 调节、催化、免疫、运输等作用，B 错误；肽链的盘曲和折叠构成具有一定空间结构的蛋白质，不同结构的蛋白质，具有不同的 功能，因此蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其功能也发生改变，C 错误；由 m条肽链、n 个氨基酸组成的蛋白质至少有(n－m) 个肽键，D正确。 [答案] D [B 真题体验] 1．(2014·上海高考)一条由 39 个氨基酸形成的环状多肽，其中有 4 个谷氨酸(R 基为—CH2—CH2—COOH)，则该多肽( ) A．有 38 个肽键 B．可能没有游离氨基 C．至少有 5 个游离羧基 D．至多有 36 种氨基酸 [解析] 一条由 39 个氨基酸形成的环状多肽，应有 39 个肽键，A 错误；因为谷氨酸的 R 基上没有游离氨基，又不知其他的 R 基的情况，则可能没有游离氨基，B正确；由于谷氨酸的 R 基上有 4个游离羧基，则至少有 4 个游离羧基，C 错误；由于组成蛋白 质的氨基酸一般为 20 种，所以 D 错误。 [答案] B 2．(2013·江苏高考)下面关于蛋白质分子结构与功能的叙述，错误的是( ) A．不同蛋白质含有的氨基酸数量不尽相同 B．有些结构不同的蛋白质具有相似的功能 C．组成蛋白质的氨基酸可按不同的排列顺序脱水缩合 D．组成蛋白质的氨基酸之间可按不同的方式脱水缩合 [解析] 不同蛋白质的氨基酸的数目、排列顺序可能不同，A 正确；结构不同的蛋白质，功能可能相似，比如酶，B 正确；组 成蛋白质的氨基酸之间的脱水缩合的顺序可能不同，方式相同，因此 C正确，D错误。 [答案] D 3．(2012·上海高考)生物体中的某种肽酶可水解肽链末端的肽键，导致( ) A．蛋白质分解为多肽链 B．多肽链分解为若干短肽 C．多肽链分解为氨基酸 D．氨基酸分解为氨基和碳链化合物 [解析] 酶具有专一性，蛋白酶将蛋白质水解成多肽，根据题干信息可知，某种肽酶使末端的肽键水解，这样会得到一个氨 基酸和一条肽链，这时多肽又出现新的末端肽键，再被水解，直到把多肽全水解为氨基酸。 [答案] C 课后限时自测(三) 生命活动的主要承担者——蛋白质 (时间：60 分 满分：100 分) (对应学生用书第 245 页) 一、选择题(每题 5 分，共 60 分) 1．(2015·黑河模拟)关于生物体内氨基酸的叙述正确的是( ) A．氨基酸是蛋白质分子的单体，由氨基和羧基组成 B．组成蛋白质的氨基酸共有的结构是 CHH2NCOOH C．每个氨基酸分子都只含有 C、H、O、N 四种元素 D．组成人体的氨基酸都能在人体内合成 [解析] 氨基酸的结构通式为 CHRH2NCOOH，不同的氨基酸 R基不同，因此共有的结构为 CHH2NCOOH；甲硫氨酸中含有 C、H、 O、N、S 五种元素；必需氨基酸不能在人体内合成。 [答案] B 2．如图是表示蛋白质分子结构的一部分，图中 A、B、C、D 标出了分子中不同位置的键，当蛋白质发生水解反应时，断裂的 键是( ) [解析] 蛋白质水解时，断裂的键是肽键，表示肽键的是 B。 [答案] B 3．(2014·德州模拟)蛋白质是生命活动的主要承担者，其功能的发挥并非依靠单个蛋白质独立起作用，蛋白质相互作用才是 执行功能的主要途径。这种互作现象说明( ) A．蛋白质性质稳定 B．蛋白质空间结构复杂 C．蛋白质具有免疫功能 D．蛋白质具有信息传递功能 [解析] 多种蛋白质通过相互作用而发挥功能，蛋白质分子之间有信息传递功能。 [答案] D 4．下列生理活动与蛋白质功能无关的是( ) A．氨基酸被运输进入细胞内 B．细胞质中的氨基酸被运输到核糖体上 C．葡萄糖在细胞内氧化分解 D．激素被靶细胞识别 [解析] 氨基酸被运输进入细胞需要载体蛋白参与；细胞质中的氨基酸被运输到核糖体上是 tRNA 完成的；葡萄糖的氧化分解 需要酶的催化；激素被靶细胞识别需要细胞膜上的糖蛋白完成。 [答案] B 5．下图表示胰岛素原加工成胰岛素的过程，相关说法错误的是( ) A．该过程需要蛋白酶 B．该过程发生在胰岛 B 细胞中 C．该过程在细胞质基质中进行 D．该过程中还会产生另外一条多肽 [解析] 本题考查蛋白质的结构，胰岛素的分泌，分泌蛋白的加工和蛋白酶的作用；考查获取信息的能力和理解能力。胰岛 素是胰岛 B 细胞产生的，故该过程发生在胰岛 B 细胞中。胰岛素原加工成为胰岛素在高尔基体中进行。胰岛素原加工成为胰岛素 的过程中，切掉 C 肽段时断开肽键需要蛋白酶。 [答案] C 6．下列关于蛋白质和氨基酸的叙述，正确的是 ( ) A．具有生物催化作用的酶都是由氨基酸组成的 B．蛋白质肽链的盘曲和折叠被打开时，其特定功能会发生改变 C若两蛋白质的氨基酸种类和数量相同，则它们一定是同一种蛋白质 D．蛋白质的多样性取决于肽键的多样性 [解析] 本题考查蛋白质的相关知识。构成蛋白质的基本单位是氨基酸，蛋白质具有多样性，其原因是构成蛋白质的氨基酸 种类、排列顺序、数量以及肽链的空间结构不同。 [答案] B 7．层粘连蛋白是由一条重链(A 链)和两条轻链(B1、B2 链)构成的高分子糖蛋白，作为细胞结构成分，含有多个识别位点并对 保持细胞间粘连及细胞分化等都有作用，该蛋白共由 m 个氨基酸构成，下列有关说法不正确的是( ) A．指导该蛋白合成的基因中至少含有核苷酸对数为 3 m B．皮肤癌细胞中层粘连蛋白基因表达活跃 C．该蛋白可能在细胞间信息传递中具有重要作用 D．该蛋白的合成需要核糖体、内质网等结构参与 [解析] 皮肤癌细胞膜表面粘连蛋白减少，因此皮肤癌细胞中层粘连蛋白基因表达弱。 [答案] B 8．朊病毒蛋白(PrP)有两种构象：一种是 PrPc，一种是 PrPsc，其性质对比如下表： 项目 PrPc PrPsc 空间结构 螺旋为主 折叠为主 溶解度 高 低 致病性 不致病 致病 肽链氨基酸排列顺序 相同 由此可以推知控制合成这两种蛋白质的基因核苷酸排列顺序以及它们表现出不同性质的原因分别是( ) A．不相同；溶解度不同 B．不相同；氨基酸的种类不同 C．可能相同；空间结构不同 D．可能相同；组成氨基酸的数量不同 [解析] 蛋白质结构不同是由于氨基酸种类，数目、排列顺序和蛋白质的空间结构不同所决定的，从表可知，这两种蛋白质 的氨基酸顺序相同，故可以推知控制合成这两种蛋白质的基因核苷酸排列顺序可能是相同的；PrPc 与 PrPsc 表现出不同的性质， 如溶解度、致病性等，与蛋白质的空间结构不同有关。 [答案] C 9．胰岛素的 A、B 两条肽链是由一个基因编码的。下列有关胰岛素的叙述中，正确的是( ) A．胰岛素基因的两条 DNA 单链分别编码 A、B 两条肽链 B．沸水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂 C．胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关 D．核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素 [解析] 胰岛素基因的两条 DNA 单链中只有一条链为模板链，用来作为转录的模板，A 错误。高温只能使胰岛素中的氢键断 裂，断开肽键需要蛋白酶和肽酶，B 错误。蛋白质的功能主要取决于其空间结构，C错误。核糖体合成的多肽链为胰岛素前体，需 要蛋白酶的作用除去一些肽段后，才能形成具有生物活性的胰岛素，D正确。 [答案] D 10. 右图表示一个由三条多肽链形成的蛋白质分子，共含 271 个氨基酸，图中每条虚线表示由两个 R 基中的巯基(—SH)脱氢形成 一个二硫键(—S—S—)。下列相关叙述不正确的是( ) A．组成该分子的氨基酸最多有 20 种 B．氨基酸合成该分子后相对分子质量减少了 4824 C．该分子至少含有三个游离的氨基 D．该物质遇到双缩脲试剂会发生紫色反应 [解析] 氨基酸形成蛋白质的过程中，相对分子质量减少的部分即为缩合时失去的水分子的相对分子质量及形成二硫键 (—S—S—)时脱去氢的相对分子质量之和：(271－3)×18＋2×4＝4832。 [答案] B 11．胰腺合成的胰蛋白酶原进入小肠后，在肠激酶作用下形成有活性的胰蛋白酶，该激活过程如图所示(图中数据表示氨基酸 位置)，下列分析不正确的是 ( ) A．胰蛋白酶原是一条由 229 个氨基酸组成的多肽 B．胰蛋白酶比胰蛋白酶原少了 6 个肽键 C．肠激酶激活胰蛋白酶的过程可避免胰蛋白酶破坏自身细胞 D．激活过程是在内质网和高尔基体中进行 [解析] 胰蛋白酶原含有 229 个氨基酸，共 228 个肽键，胰蛋白酶含有 223 个氨基酸，222 个肽键，因此胰蛋白酶比胰蛋白 酶原少了 6个肽键。该激活过程是在小肠腔内进行的，不需要内质网和高尔基体的参与，D 错误。 [答案] D 12．(2015·黄山模拟)下列有关生物体内特殊蛋白质的叙述正确的是( ) A．细胞膜上的载体蛋白对某些物质出入细胞具有运输作用 B．抗体主要分布在血清中，其化学本质为糖蛋白 C．酶的化学本质是蛋白质，只对细胞内的化学反应具有催化作用 D．突触后膜上的蛋白质受体能够识别神经递质，识别后即被降解，不再识别其他神经递质 [解析] 协助扩散和主动运输都需要载体，这些载体蛋白就分布在细胞膜上。抗体的化学本质是蛋白质。酶绝大多数是蛋白 质，少数是 RNA。突触后膜上的蛋白质受体能与神经递质特异性结合，但发挥识别作用后并不被降解。 [答案] A 二、非选择题(40 分) 13．(10 分)我国中科院上海生化所于 1982 年 5 月合成一种具有镇痛作用而又不会像吗啡那样使病人上瘾的药物——脑啡肽， 下面是它的结构简式。 CCH2OHHH2NCONHCHHCONHCHHCONHCHCH2CONHCHCOOHCH2CHCH3CH3 据此回答： (1) 脑 啡 肽 的 化 学 本 质 是 一 种 ____________ ， 它 的 基 本 组 成 单 位 的 结 构 特 点 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)如果脑啡肽肽链长度不变，组成它的氨基酸的种类和数目均不变，改变其中____________，就可以改变其性质。 (3) 脑 啡 肽 只 有 皮 下 注 射 才 有 效 ， 而 不 能 口 服 ， 主 要 原 因 是 ________________________________________________________________________。 (4)若将脑啡肽完全水解，需要水分子____________个，水解后的产物有____________种。 (5)脑啡肽可用____________试剂鉴定，呈现____________色，其原因是该化合物中所含有的____________与该试剂发生了 颜色反应。 [解析] (1)从图中分析，脑啡肽由 5 个氨基酸组成，故其化学本质为五肽。构成多肽的基本单位是氨基酸。(2)多肽的结构 与构成多肽的氨基酸的种类、数目、排列顺序有关。(3)消化道中的肽酶能将多肽分解为氨基酸。(4)由图可知，脑啡肽分子结构 中包含 4 个肽键(—CO—NH—)，故水解时需要 4 分子水。水解得到的 5 个氨基酸，其中有两个是相同的(H2N—CH2—COOH)，故水 解后的产物有 4种。(5)多肽中的肽键，与双缩脲试剂反应产生紫色络合物。 [答案] (1)五肽 都至少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 (2)氨基酸的排列顺序 (3)如口服此药物，在消化道内药物被消化液分解，失去药效 (4)4 4 (5)双缩脲 紫 肽键 14．(16 分)下图示部分细胞结构及细胞内外的多种蛋白质，请分析回答以下问题： (1)该图表示的是真核细胞，理由是________________________________________________________________________。 (2)甲蛋白能与细菌、病毒结合，使细菌、病毒失去毒性，甲蛋白是____________，是____________细胞产生的。 (3)乙蛋白参与物质的跨膜运输，其方式可能是____________，若该细胞为甲状腺细胞，其积累碘时所需的直接能源物质 产生的场所是____________________。 直接能源物质供能时的反应式________________________________________________________________________。 (4)丙蛋白与多糖结合形成的物质具有____________________功能，若该细胞为癌细胞，丙的变化是________。 (5) 丁 蛋 白 具 有 催 化 功 能 ， 它 与 无 机 催 化 剂 相 比 ， 催 化 效 率 更 高 的 原 因 是 ________________________________________________________________________。 (6) 甲 、 乙 、 丙 、 丁 四 种 蛋 白 质 功 能 不 同 的 根 本 原 因 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 [解析] 此题通过细胞结构考查细胞中的各种蛋白质的功能，真核细胞的特点，ATP 产生的场所及基因对蛋白质合成的控制 等知识和识图能力。 (1)图中的细胞有以核膜为界限的细胞核，因此为真核细胞。(2)甲蛋白能与细菌、病毒结合，使细菌、病毒失去毒性，说明 甲蛋白是抗体，抗体是浆细胞(效应 B细胞)产生的。(3)乙蛋白参与物质的跨膜运输，说明乙蛋白是载体，载体参与的跨膜运输方 式有协助扩散和主动运输。甲状腺细胞积累碘通过主动运输，主动运输过程中需要的能源物质是 ATP，细胞内产生 ATP 的场所是 细胞质基质和线粒体，ATP 功能的反应式是 ATP 水解的反应式。(4)丙蛋白与多糖结合形成的物质是糖蛋白，糖蛋白具有保护、识 别、润滑等功能。细胞癌变后，细胞膜上的糖蛋白减少。(5)具有催化功能的蛋白质是酶，酶与无机催化剂相比，降低活化能更显 著。(6)蛋白质是基因控制合成的，蛋白质结构和功能不同的根本原因是基因的碱基排列顺序不同。 [答案] (1)有以核膜为界限的细胞核 (2)抗体 浆(效应 B) (3)主动运输或协助扩散 细胞质基质和线粒体 ATP――→ 酶 ADP＋Pi＋能量 (4)识别、保护、润滑等 减少 (5)降低活化能更加显著 (6)控制这四种蛋白质合成的基因的碱基排列顺序不同 15．(14 分)动物肠道内存在有益细菌和有害细菌，有害菌大量繁殖会影响动物生长。在肠道黏膜中有一类小分子多肽，叫抗 菌肽，能杀灭多种细菌。 (1)抗菌肽是动物________免疫的重要组成部分，可以用________试剂鉴定其化学本质。 (2)抗菌肽不会使细菌产生耐药性，能否替代抗生素成为新型饲料添加剂呢？研究人员用罗非鱼幼鱼进行了下表所示的实验。 据表回答： 实验组别 A组 B组 C 组 D组 E 组 F组 在基础饲料中添加物质的量 (mg·kg－1) 抗生素 抗菌肽 不添 加物 质 100 5 10 20 50 初始体重(g) 10.5 10.6 10.9 10.9 10.6 10.6 终末体重(g) 18.7 21.3 19.7 19.0 18.3 18.6 增重率(%) 78.1 100.9 80.7 74.3 72.6 75.6 ①该实验的对照组为________。 ②实验时选择________相近的健康幼鱼若干，分组饲养 56 天后，测定每条幼鱼的________。 ③ 抗 菌 肽 的 最 佳 使 用 浓 度 为 ________ 。 当 抗 菌 肽 浓 度 过 高 时 ， 罗 非 鱼 增 重 率 降 低 的 原 因 可 能 是 ________________________________________。 [解析] (1)抗菌肽是一类小分子多肽，与双缩脲试剂反应呈紫色，因其能杀灭多种细菌，无特异性，所以属于动物体非特异 性免疫的重要组成部分。 (2)分析表格，可把实验组别分为不添加物质组(F 组)、添加抗生素组(A 组)及添加抗菌肽组(B、C、D、E组)，所以实验的对 照组应为 A、F 组。在添加抗菌肽的实验组中，自变量为添加抗菌肽的量，因变量为罗非鱼的增重率，增重率最大的添加量为抗菌 肽的最佳使用浓度。由于抗菌肽能杀死肠道内的多种细菌，故使用量过大，也能杀死肠道内的有益菌，从而影响动物生长。 [答案] (1)非特异性 双缩脲 (2)①A 组和 F 组 ②(初始)体重 (终末)体重 ③5 mg·kg－1 抗菌肽杀灭了肠道内的有 益细菌 第 4 讲 核酸、糖类和脂质 [考纲定位] 1.核酸的结构和功能(Ⅱ) 2.糖类、脂质的种类和作用(Ⅱ) 3.观察 DNA、RNA 在细胞中的分布(实验) (对应学生用书第 17 页) 一、核酸的结构和功能 1．核酸的结构 (1)化学元素：C、H、O、N、P。 (2)单体——核苷酸。 ①据图填写单体的组成成分： a．磷酸，b.五碳糖，c.含氮碱基。 ②据图填写有关组成成分的种类： b．2 种，c.5 种。 ③单体的种类 脱氧核苷酸（4 种）――→ 组成 DNA 核糖核苷酸（4 种）――→ 组成 RNA (3)比较 DNA 和 RNA 在组成上的区别： ①DNA 特有的物质：脱氧核糖、胸腺嘧啶(T)。 ②RNA 特有的物质：核糖、尿嘧啶(U)。 2．核酸的功能和分布 二、细胞中的糖类 1．元素组成：C、H、O。 2．种类、存在及作用 种类 存在 生理作用 单糖 五碳糖 核糖 动植物细胞 RNA 的组成成分 脱氧核糖 DNA 的组成成分 六碳糖 葡萄糖 细胞的主要能源物质 二糖 蔗糖 植物细胞 能水解生成两分子单糖麦芽糖 乳糖 动物细胞 多糖 淀粉 植物细胞 植物细胞中储存能量的物质 纤维素 植物细胞细胞壁的主要成分 糖原 动物细胞 动物细胞中储存能量的物质 三、细胞中的脂质 1．元素组成：主要是 C、H、O 三种元素，有些还含有 N、P 等元素。 2．种类及功能(连线) 种类 功能 ①脂肪 a.各种生物膜的主要成分 ②性激素 b.促进人和动物肠道对钙、磷的吸收 ③胆固醇 c.构成细胞膜、参与脂质运输 ④磷脂 d.主要储能物质、保温和减压 ⑤维生素 D e.促进人和动物生殖器官的发育及 生殖细胞的形成 【提示】 ①－d ②－e ③－c ④－a ⑤－b 一、思考判断 1．(2014·新课标全国卷Ⅱ)双链 DNA 分子中一条链上磷酸和核糖是通过氢键连接的。(×) 【提示】 DNA 分子中含有的五碳糖是脱氧核糖，一条链上磷酸和脱氧核糖之间通过磷酸二酯键连接起来。 2．(2013·新课标全国卷Ⅱ)DNA 有氢键，RNA 没有氢键。(×) 【提示】 tRNA 的双链区含有氢键。 3．(2013·重庆高考)DNA 和 RNA 分子的碱基组成相同。(×) 【提示】 RNA 中不含有 T，DNA 中不含有 U。 4．(2013·江苏高考)核酸是生物体储存遗传信息的物质。(√) 5．(2011·海南高考)只有细胞内的核酸是携带遗传信息的物质。(×) 【提示】 病毒的核酸也是携带遗传信息的物质。 6．(2011·海南高考)分子大小相同，碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同。(×) 【提示】 遗传信息决定于碱基的排列顺序。 7．(2010·江苏高考)DNA 和 RNA 中的五碳糖相同。(×) 【提示】 DNA 中含有脱氧核糖，RNA 含有核糖。 8．(2014·新课标全国卷Ⅱ)哺乳动物细胞可以合成蔗糖，也可以合成乳糖。(×) 【提示】 蔗糖是植物细胞合成的。 9．(2014·海南高考)维生素 D 和性激素不属于固醇类物质。(×) 【提示】 维生素 D和性激素属于固醇类物质。 10．(2013·海南高考)发芽小麦种子中的麦芽糖经水解可产生果糖。(×) 【提示】 1 分子麦芽糖水解产生 2 分子的葡萄糖。 11．(2013·江苏高考)糖类不参与细胞识别和免疫调节。(×) 【提示】 细胞识别主要与细胞表面的糖蛋白有关，糖蛋白是由多糖和蛋白质结合形成的。 12．(2012·江苏高考)糖原组成单位是葡萄糖，主要功能是提供能量，与斐林试剂反应呈现砖红色。(×) 【提示】 糖原是非还原性糖。 13．(2011·新课标全国卷)植物细胞中的葡萄糖与甲基绿作用，生成绿色沉淀。(×) 【提示】 葡萄糖属于还原性糖，与斐林试剂反应呈砖红色沉淀。 14．(2011·福建高考)雌性激素的合成场所是核糖体。(×) 【提示】 雌性激素属于脂质，合成的场所是内质网。 15．(2010·上海高考)脂肪酸和磷脂含有的元素相同。(×) 【提示】 脂肪酸中不含磷。 二、图示识读 (1)该图表示的物质名称为核糖核苷酸，是构成 RNA 的基本单位，其碱基有 4 种，包括 A、G、C、U。 (2)若图中碱基为腺嘌呤，该物质生物学名称为腺嘌呤核糖核苷酸。 (3)若把图中虚线框内的氧去掉，则其名称应为脱氧核苷酸，是构成 DNA 的基本单位，在人体细胞中有 4 种。 (对应学生用书第 18 页) 考点 1 核酸的组成、功能及与蛋白质的关系 1．核酸的组成分析 2．核酸的分类和功能 比较项目 核 酸 DNA RNA 分布 细胞核(主要)、线粒体、叶绿体 细胞质(主要) 基本单位 核苷酸 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 化学成 分 碱基 A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、G(鸟嘌呤) T(胸腺嘧啶) U(尿嘧啶) 五碳糖 脱氧核糖 核 糖 磷酸 磷 酸 空间 结构 由两条脱氧核苷酸长链构成，呈现规则 的双螺旋结构 由一条核糖核苷酸长链构成 功能 细胞生物和某些病毒的遗传物质，携带 遗传信息，控制性状 ①作为遗传物质(有些病毒) ②作为酶，具有催化功能 ③传递遗传信息(mRNA)，运输氨基酸(tRNA)，组成核糖体 (rRNA) 3.蛋白质与核酸的比较 项目 核 酸 蛋白质 DNA RNA 元素 C、H、O、N、P C、H、O、N等 组成 单位 氨基酸 CHRNH2COOH 形成 场所 主要在细胞核 中复制产生 主要在细胞核 中转录生成 核糖体 检测 试剂 甲基绿(绿色) 吡罗红(红色) 双缩脲试剂 (紫色反应) 分子 结构 一般为规则的 双螺旋结构 一般为单 链结构 氨基酸→多 肽→蛋白质 结构多 样性的 核苷酸的种类、数量及排列顺序 氨基酸的种类、 数量、排列顺序 决定 因素 及多肽链空间 结构 联系 核酸控制蛋白质的合成 1.混淆 ATP、DNA、RNA 和核苷酸中“A”的含义 (1)核苷酸分子中的 A 是腺嘌呤。 (2)ATP 中的 A 是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。 (3)DNA 和 RNA 中的 A分别是腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸。 2．混淆碱基，核苷酸种类与生物种类的关系 生物 类别 核酸 核苷酸 碱基 遗传 物质 举例 原核生 物和真 核生物 含有 DNA 和 RNA 两 种核酸 8 5 DNA 细菌、人 和烟草等 病毒 只含 DNA 4 4 DNA 噬菌体 只含 RNA 4 4 RNA 烟草花 叶病毒 3.误认为 RNA 为单链结构，没有氢键 DNA 一般为双链结构；RNA 为单链结构，但 tRNA 的单链结构中形成部分双链区，双链区中有氢键。 4．混淆核酸的完全水解和初步水解 物质 完全水解产物 初步水解产物 DNA 磷酸、脱氧核糖、碱基 脱氧核苷酸 RNA 磷酸、核糖、碱基 核糖核苷酸 核酸 磷酸、五碳糖、碱基 核苷酸 角度 1 从核酸的结构、种类的角度考查 1．(2013·新课标全国卷Ⅱ)关于 DNA 和 RNA 的叙述，正确的是( ) A．DNA 有氢键，RNA 没有氢键 B．一种病毒同时含有 DNA 和 RNA C．原核细胞中既有 DNA，也有 RNA D．叶绿体、线粒体和核糖体都含有 DNA 【思路分析】 思路考查 DNA 和 RNA 的结构、分布和生物的遗传物质 解题关键 tRNA 结构特点细胞的遗传物质和病毒的遗传物质核糖体的组成 物质 [解析] 本题考查 DNA 和 RNA 的有关知识。依据 DNA 和 RNA 的有关内容，逐项进行分析解答。DNA 分子结构中，配对的碱基 之间以氢键相连，A 与 T 之间形成两个氢键，C与 G 之间形成三个氢键；与 DNA 不同，RNA 一般为单链分子，不形成双螺旋结构， 但是很多 RNA 也需要通过碱基互补配对形成一定的结构来行使特殊的生物学功能，RNA 的碱基配对规律和 DNA 基本相同，即 A 与 U 配对、G 与 C 配对，故 A 项错误。病毒只含有 DNA 或 RNA 一种遗传物质，没有同时含有 DNA 和 RNA 的病毒，故 B 项错误。具有细 胞结构的生物，其遗传物质都是 DNA，但同时存在 RNA，如细菌这类原核生物细胞中的质粒是环状 DNA，核糖体上存在 RNA，故 C 项正确。在叶绿体和线粒体中有 DNA 和 RNA，在核糖体中只有 RNA，故 D 项错误。 [答案] C 2．如图甲所示物质 b 是组成乙或丙的基本单位(单体)。下列相关叙述中错误的是( ) A．如果图甲中的 a是核糖，则 b是丙的基本单位 B．如果 m 是胸腺嘧啶(T)，则 b是乙的基本单位 C．在多个 b 聚合成乙或丙的过程中，都要产生水 D．乙或丙彻底水解的产物是甲 [解析] 由题图可知，乙为规则的 DNA 双螺旋结构，丙为转运 RNA。图甲中 a 是五碳糖，如果 a是核糖，则 b是核糖核苷酸， 是构成 RNA 的基本单位，A 正确，T 是 DNA 特有的碱基，所以如果 m 为 T，则 b 为乙的基本单位，B 正确。b 聚合成乙或丙的过程 中，在核苷酸的磷酸基团和相邻核苷酸的五碳糖的羟基之间脱水缩合形成磷酸二酯键，因此产生水，C 正确。核酸初步水解的产 物是核苷酸，彻底水解的产物是组成核苷酸的三种化合物：五碳糖、碱基和磷酸，D错误。 [答案] D 角度 2 从核酸与蛋白质关系的角度考查 3．下列关于核酸和蛋白质的叙述，不正确的是( ) A．DNA 和 RNA 都是由四种核苷酸组成，可以储存遗传信息 B．蛋白质的功能与氨基酸的排列顺序有关，与空间结构无关 C．DNA 分子结构的多样性决定于碱基排列顺序的多样性 D．DNA 分子的结构多样性决定了蛋白质分子结构和功能的多样性 [解析] 本题考查蛋白质和核酸的结构和功能及两者的关系。DNA 和 RNA 分别由四种脱氧核糖核苷酸和四种核糖核苷酸组成， 可以储存遗传信息。蛋白质的功能与氨基酸的排列顺序和蛋白质的空间结构都有关。DNA 分子中四种碱基排列顺序决定了 DNA 分 子结构的多样性。蛋白质是基因控制合成的，因此 DNA 分子的多样性决定了蛋白质分子结构和功能的多样性。 [答案] B (1)核 DNA、mRNA、蛋白质的“相同”与“不同” ①相同：同种生物的不同体细胞中，核 DNA 相同 ②不同：由于基因的选择性表达，同种生物的不同体细胞中 mRNA 和蛋白质不完全相同。 (2)线粒体和叶绿体中含有 DNA 和 RNA，核糖体中含有 RNA。考点 2 糖类和脂质 1．糖类和脂质的分类 (1)糖类 ①糖类组成图 ②糖类分类分布图 (2)脂质 2．糖类与脂质的比较 比较项目 糖类 脂质 区别 元素组成 C、H、O C、H、O，有的还含有 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主要的能源物质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 ①生物体的储能物质，如脂肪 ②构成生物膜的重要成分，如 磷脂③调节新陈代谢和生殖， 核糖 如性激素 联系 糖类 脂肪 1．混淆糖的“水解”与“氧化分解” 多糖和二糖水解的终产物是其单体，如淀粉水解的产物是葡萄糖，蔗糖水解的产物是葡萄糖和果糖；糖氧化分解的终产物是 CO2 和 H2O，即糖参与有氧呼吸后的最终产物。 2．不能全面掌握糖类和脂质的功能 (1)误认为糖类都能提供能量，如纤维素是组成细胞壁的成分，核糖和脱氧核糖是组成核酸的成分，它们都不提供能量。 (2)误认为脂质中只有磷脂才是构成生物膜的成分。胆固醇也是构成细胞膜的成分，特别是动物细胞膜。 3．混淆脂肪和磷脂的元素组成 脂肪的元素组成是 C、H、O，磷脂的元素组成是 C、H、O、N、P。 角度 1 从糖类的角度考查 4．(2013·广东高考)有关糖的叙述，正确的是( ) A．葡萄糖在线粒体中合成 B．葡萄糖遇碘变为蓝色 C．纤维素由葡萄糖组成 D．胰岛素促进糖原分解 [解析] 结合光合作用、还原糖的鉴定、多糖的基本组成单位以及胰岛素的作用等知识，逐项进行判断。葡萄糖是在光合作 用过程中合成的，光合作用的场所是叶绿体，A项错误；遇碘变蓝色是淀粉的特性，而葡萄糖为还原糖，应用斐林试剂检测，B项 错误；纤维素为多糖，其基本组成单位为葡萄糖，C 项正确；胰岛素能通过促进葡萄糖氧化分解、合成糖原和转化为脂肪等途径 降低血糖浓度，D 项错误。 [答案] C 角度 2 从脂质的角度考查 5．(2014·海南高考)下列关于脂质的叙述，正确的是( ) A．脂质中的磷脂是细胞膜的组成成分 B．维生素 D 和性激素不属于固醇类物质 C．脂肪比相同质量的多糖彻底氧化产能少 D．脂质在核糖体、内质网和高尔基体上合成 【思路分析】 解答本题的关键是理解以下几点： ①细胞膜的组成成分。 ②固醇类物质的种类。 ③脂肪氧化放能的特点。 ④脂质的合成场所。 [解析] 脂质中的磷脂是细胞膜的组成成分，A 正确；维生素 D 和性激素属于固醇类物质，B错；脂肪比相同质量的多糖彻底 氧化产能多，C错；脂质在内质网上合成，D 错。 [答案] A (1)多糖及脂质的合成场所归纳总结 ①多糖 淀粉——叶绿体 纤维素——高尔基体 糖原——肝脏、肌肉 ②脂质——内质网。 (2)细胞中的能源物质归纳总结 ①细胞生命活动的主要能源物质：葡萄糖。 ②细胞生命活动的直接能源物质：ATP。 ③细胞的储能物质：脂肪、淀粉、糖原。 (3)同质量的脂肪和糖类氧化分解，脂肪氧化放能多，耗氧多，生成的 H2O 多。 实验 3 观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布 1．实验原理 (1)甲基绿和吡罗红对 DNA 和 RNA 的亲和力不同 甲基绿＋DNA――→ 呈现 绿色 吡罗红＋RNA――→ 呈现 红色 ――→ 用甲基绿、吡罗红混 合染色剂将细胞染色 显示 DNA 和 RNA 在细胞 中的分布 (2)盐酸：改变细胞膜的通透性―→加速染色剂进入细胞；使染色质中的 DNA 与蛋白质分离―→有利于 DNA 与染色剂结合。 2．实验流程 (1)制片： 滴↓ ―→漱↓ ―→刮↓ ―→涂↓ ―→烘↓ 在洁净的载玻片 中央滴一滴质量 分数为 0.9%的 NaCl 溶液 漱口， 防止混 杂食物 碎屑 刮取 口腔 上皮 细胞 将细胞置于 质量分数为 0.9%的 NaCl 溶液中 固 定 细 胞 Ｋ (2)水解： (3)冲洗：用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片 10 s | 防止细胞被水流冲走 (4)染色：用吡罗红甲基绿染色剂染色 5 min | 必须现用现配 (5)观察：先用低倍镜，再用高倍镜 (6)结果：细胞核部分被染成绿色，细胞质部分被染成了红色 (7)结论：DNA 主要分布在细胞核中，RNA 主要分布在细胞质中 (1)选材：口腔上皮细胞、无色的洋葱鳞片叶内表皮细胞，不能用紫色洋葱表皮细胞或叶肉细胞，以防止颜色的干扰。 (2)用缓水流的目的：防止载玻片上的细胞被冲走。 (3)几种试剂在实验中的作用 ①0.9%的 NaCl 溶液(生理盐水)：保持口腔上皮细胞的正常形态。 ②8%的盐酸：a.改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；b.使染色质中的 DNA 与蛋白质分离，有利于 DNA 与染色剂结合。 ③蒸馏水：a.配制染色剂；b.冲洗载玻片。 ④吡罗红甲基绿染液：混合使用，且现用现配。 (4)DNA 和 RNA 在细胞核和细胞质中均有分布，只是量的不同，故结论中强调“主要”而不能说“只”存在于细胞核或细胞质 中。 [对点练习] 1．(2014·长沙市模拟)下图表示观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布实验的基本实验步骤，对该基本步骤的叙述错误的是( ) A．①表示制片，首先应在洁净的载玻片上滴一滴质量分数为 0.9%的 NaCl 溶液 B．②表示解离，需要用质量分数 8%的盐酸处理烘干后的装片 C．③表示用缓水流冲洗，以免影响染色 D．④表示用甲基绿和吡罗红对标本先后进行染色 [解析] 染色时用甲基绿和吡罗红混合染色剂对标本进行染色，不是对标本先后染色。 [答案] D 2．(2015·合肥模拟)关于“观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布”实验的叙述，不正确的是 ( ) A．利用紫色的洋葱鳞片叶外表皮细胞做实验材料时可以观察到红色区域较大，主要位于细胞质中 B．含 RNA 的区域被吡罗红染色剂染成红色 C．实验过程中，需要先在低倍镜下选择染色均匀且色泽浅的区域移至视野中央 D．质量分数为 8%的盐酸有利于染色质中 DNA 与蛋白质分离 [解析] 紫色洋葱鳞片叶外表皮不宜做该实验的实验材料，因为紫色的液泡会干扰对红色细胞质的观察；RNA 主要分布于细 胞质中，DNA 可被甲基绿染色剂染成绿色，RNA 可被吡罗红染色剂染成红色；实验过程中，需要先在低倍镜下选择染色均匀且色泽 浅的区域移至视野中央；盐酸可改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时又有利于染色质中的 DNA 与蛋白质分离。 [答案] A 绘制知识体系 强化核心要点 1.核酸包括两大类：一类是脱氧核糖核酸， 简称 DNA；一类是核糖核酸，简称 RNA。2.糖 类是主要的能源物质，大致可以分为单糖、 二糖和多糖等几类。其中葡萄糖是细胞生命 活动所需要的主要能源物质。3.脂质包括脂 肪、磷脂和固醇等。其中脂肪是细胞内良好 的储能物质；磷脂是构成生物膜的重要成分； 固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素 D 等。4.以碳链为基本骨架的糖类、脂质、蛋 白质、核酸等有机化合物，是构成生命大厦 的基本框架，因此说：“碳是生命的核心元 素”。 (对应学生用书第 21 页) 不同有机物的分子构成比较与功能辨析 1．细胞内有机分子的元素组成、单体构成与合成场所 种类 元素组成 构成单体 合成场所 多糖 仅含 C、H、O 葡萄糖 内质网、高尔基体 (纤维素) 脂质 脂肪和固醇：C、H、O； 磷脂：C、H、O、N、P 脂肪由甘油和脂肪酸 组成 内质网 蛋白质 C、H、O、N 可能含 S、 P等 氨基酸 核糖体 核酸 C、H、O、N、P DNA：脱氧核苷酸；RNA： 核糖核苷酸 细胞核 2.根据“元素组成＋功能”→推断有机物种类 元素组成 常见有机物 主要功能 C、H、O 糖类 葡萄糖 细胞内主要的能源物质 纤维素 高等植物细胞壁的主要成分 淀粉 植物细胞的储能物质 糖原 人和动物细胞的储能物质 脂肪 细胞内良好的储能物质 C、H、O、N、P 核酸 DNA 绝大多数生物的遗传物质 RNA 部分病毒的遗传物质；翻译的 模板；转运氨基酸 ATP 直接能源物质 磷脂 生物膜的重要成分 C、H、O、N(S、P 等) 蛋白质 酶—催化 受体—识别信息分子 载体—运输 血红蛋白—运输 O2 和部分 CO2 抗体—免疫 , (2014·广东中山五校期中联考)以下是生物体内四种有机物的组成与功能关系图，有关叙述错误的是( ) A．小麦种子细胞中，物质 A 是葡萄糖，物质 E 是淀粉 B．相同质量的 E 和 F 彻底氧化分解，释放能量较多的是 F C．物质 C 的种类约 20 种，基本组成元素是 C、H、O、N D．SARS 病毒的物质 H彻底水解后，产物是 CO2 和 H2O [解析] H 为核酸，SARS 病毒的物质 H(核糖核酸)彻底水解后，产物是磷酸、碱基和核糖；植物细胞中主要的能源物质是淀 粉；E(淀粉)氧化分解释放的能量少于等质量的 F(脂肪)氧化分解释放的能量；物质 C是氨基酸，基本组成元素是 C、H、O、N。 [答案] D [强化集训]—————————————————————————————————————————————— 1．(2014·东城区练习)下列有关生物体内物质的叙述正确的是( ) A．植物细胞特有的糖类是葡萄糖 B．细胞内主要的能源物质是脂肪 C．细胞内携带遗传信息的物质是核酸 D．生物体内调节生命活动的信息分子是蛋白质 [解析] 葡萄糖是植物细胞和动物细胞共有的糖；细胞内主要的能源物质是糖；激素是生物体内产生的一类可以调节生命活 动的信息分子，部分激素是蛋白质。 [答案] C 2．(2013·江苏高考)下列关于生物体内有机物的叙述正确的是( ) A．脂质不参与生命活动的调节 B．蛋白质是生物体主要的能源物质 C．核酸是生物体储存遗传信息的物质 D．糖类不参与细胞识别和免疫调节 [解析] 解答本题要从生物体内各种有机物的生理功能入手进行分析。性激素具有调节作用，属于脂质，A 项错误；生物体 生命活动的主要能源物质是糖类，B 项错误；核酸是遗传信息的携带者，C项正确；细胞膜上的糖蛋白与精子和卵细胞之间的识别 以及免疫调节中一些免疫细胞识别抗原有关，D项错误。 [答案] C (对应学生用书第 22 页) [A 基础训练] 1．(2015·山东省实验中学高三检测)关于生物体内糖类的叙述正确的是( ) A．糖类物质在细胞内不能贮存 B．纤维素、淀粉和蔗糖都是植物细胞特有的多糖 C．单糖、二糖和多糖在细胞内可以相互转化 D．糖类物质在细胞内都是能源物质 [解析] 糖类是主要的能源物质，淀粉是最常见的多糖，蔗糖是二糖，纤维素是多糖。淀粉和糖原都是储能物质；纤维素不 是能源物质。 [答案] C 2．下列有关糖类和脂质的叙述，正确的是( ) A．脂质中只有磷脂是构成细胞膜的重要物质，所有细胞都含有磷脂 B．糖类和脂质的元素组成都只含有 C、H、O C．固醇类物质在细胞的营养、调节和代谢中均具有重要功能 D．糖类都可作为能源物质，但同等条件下糖类氧化分解比脂肪释放的能量少 [解析] 所有细胞都含有生物膜结构，因此都含有磷脂，但脂质中的胆固醇也参与动物细胞膜的构成，A 错误；糖类和脂肪 的元素组成只有 C、H、O，但脂质中磷脂的元素组成是 C、H、O、N、P，B错误；固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素 D 等， 胆固醇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，C正确；糖类中的纤维素参与细胞壁的构成，不能作为能源物质，糖类的 H∶O＝2∶1，脂肪的 H∶O＞2∶1，因此同等 条件下糖类要比脂肪氧化分解释放的能量少，D错误。 [答案] C 3．下列不属于 RNA 功能的是( ) A．在细胞间传递信息 B．在细胞内运输某种物质 C．催化某些化学反应 D．某些病毒的遗传物质 [解析] 在细胞间传递信息的是激素和神经递质。 [答案] A 4．“观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布”实验中，操作正确的是( ) A．染色时先用甲基绿染色，再滴加吡罗红染液 B．将涂片用质量分数为 8%的盐酸处理后，直接用染色剂染色 C．观察时应选择染色均匀，色泽较浅的区域 D．先用低倍镜找到清晰的细胞后，直接转换高倍镜观察 [解析] 染色时应用甲基绿和吡罗红混合染色液染色；涂片用质量分数为 8%的盐酸处理后，应用缓水流冲洗后染色；在低倍 镜下找到清晰的细胞后，把要放大观察的物像移至视野中央，再换用高倍镜。 [答案] C [B 真题体验] 1．(2014·新课标全国卷Ⅱ)关于核酸的叙述，错误的是( ) A．细胞核中发生的转录过程有 RNA 聚合酶的参与 B．植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生 DNA 的复制 C．双链 DNA 分子中一条链上磷酸和核糖是通过氢键连接的 D．用甲基绿和吡罗红染色可观察 DNA 和 RNA 在细胞中的分布 [解析] 转录主要发生在细胞核中，该过程需要 RNA 聚合酶的催化；植物细胞的线粒体和叶绿体中均含有 DNA，均可发生 DNA 的复制； DNA 分子中所含五碳糖是脱氧核糖，一条脱氧核苷酸链中磷酸和脱氧核糖之间通过磷酸二酯键连接；甲基绿吡罗红混 合使用对细胞染色，甲基绿能使 DNA 呈现绿色、吡罗红能使 RNA 呈现红色。 [答案] C 2．(2013·重庆高考)下列有关细胞物质组成的叙述，正确的是( ) A．在人体活细胞中氢原子的数目最多 B．DNA 和 RNA 分子的碱基组成相同 C．多糖在细胞中不与其他分子相结合 D．蛋白质区别于脂质的特有元素是氮 [解析] 熟记细胞中化合物的元素组成和化学组成是解答本题的关键。活细胞中含量最多的化合物是水，而水分子中氢原子 与氧原子数目之比为 2∶1，且有机物中也都含有氢原子，因此在人体活细胞中氢原子的数目最多，A 项正确；DNA 和 RNA 共有的 碱基是 A、G、C，但 DNA 特有的碱基是 T，RNA 特有的碱基是 U，因此二者的碱基组成不完全相同，B 项错误；多糖可与脂质或者 蛋白质结合形成糖脂或糖蛋白，C项错误；脂质中的磷脂含有的元素是 C、H、O、N、P，N 并非是蛋白质区别于脂质的元素，D 项 错误。 [答案] A 3．(2013·新课标全国卷Ⅰ)某油料植物的种子中脂肪含量为种子干重的 70%。为探究该植物种子萌发过程中干重及脂肪含量 的变化，某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗环境中培养，定期检测萌发种子(含幼苗)的脂肪含 量和干重。结果表明：脂肪含量逐渐减少，到第 11 d 时减少了 90%，干重变化如下图所示。 回答下列问题： (1)为了观察胚乳中的脂肪，常用________染液对种子胚乳切片染色，然后在显微镜下观察，可见 __________ 色的脂肪颗粒。 (2)实验过程中，导致萌发种子干重增加的主要元素是________(填“C”、“N”或“O”)。 (3)实验第 11 d 后，如果要使萌发种子(含幼苗)的干重增加，必须提供的条件是________和_______。 [解析] 根据题干信息，分析题图中种子干重的变化情况，联系检测生物组织中的脂肪实验和影响光合作用的因素等相关知 识进行解答。 (1)根据检测生物组织中的脂肪实验可知，用苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液可以将细胞中的脂肪颗粒染成橘黄色(或红色)。 (2)由题图可知，种子萌发过程中，干重先增加，这是由于萌发过程中脂肪转化为糖类，二者相比较，O元素的含量增加。 (3)第 11 d 时，种子已萌发成幼苗。如果要使萌发的种子干重增加，需要萌发的种子进行光合作用。影响光合作用的因素有 光照、水、CO2 浓度、所需的矿质元素离子等，依据题意，必须要提供的条件是光照和所需的矿质元素离子。 [答案] (1)苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ) 橘黄(或红) (2)O (3)光照 所需的矿质元素离子 课后限时自测(四) 核酸、糖类和脂质 (对应学生用书第 247 页) 一、选择题(每题 5 分，共 60 分) 1．(2013·青岛期中)下列物质或结构中含有糖类的是( ) ①ATP ②DNA ③染色体 ④细胞膜 ⑤脂肪 ⑥淀粉酶 A．①②③④ B．③④⑤⑥ C．①②⑤⑥ D．②③④⑤ [解析] ATP 含有核糖，DNA 含有脱氧核糖，染色体含有 DNA 也含有脱氧核糖，细胞膜中含有糖蛋白。 [答案] A 2．(2014·大庆质检)在生物体中脂肪比糖类更适宜于做储能物质的原因不包括( ) A．同质量的脂肪比糖类含能量多 B．必要时脂肪可直接氧化分解供能，也可转化为糖类供能 C．脂肪不能被氧化分解，这样有利于长期保存 D．脂肪疏水，而糖类亲水，故前者在细胞中占体积小 [解析] 此题考查对糖类和脂肪的分子特点和作用的理解。脂肪分子中 H 的比例高，因此同质量的脂肪比糖类含能量多。脂 肪是细胞和生物体内长时间储存能量的物质，脂肪可以被氧化分解也可以转化为糖类。脂肪是疏水性物质，糖类是亲水性物质， 亲水性物质与水结合在细胞中占的空间大，脂肪不与水结合，在细胞中占的空间小，因此脂肪适合储存能量。 [答案] C 3．糖类和脂质是细胞中两种重要的有机物，相关的叙述错误的是 ( ) A．细胞膜上的脂质包括磷脂、胆固醇 B．糖类中的淀粉、纤维素和糖原都是由葡萄糖缩合而成 C．有些脂质能催化能源物质的分解，利于机体抵御寒冷环境 D．质量相同的糖类和脂肪被彻底分解时，糖类耗氧少 [解析] 本题考查糖类和脂质的种类和作用。细胞膜上的脂质包括磷脂、胆固醇。淀粉、纤维素和糖原的单体都是葡萄糖。 催化能源物质分解的不是脂质而是酶，酶属于蛋白质或 RNA。质量相同的糖类和脂肪被彻底分解时，糖类由于含 H 少，因此耗氧 少。 [答案] C 4．(2015·北京六十六中质检)下列关于动植物糖类、脂质的叙述中，正确的是( ) A．核糖、葡萄糖、脱氧核糖是动植物体内共有的单糖 B．葡萄糖、果糖、蔗糖均为还原糖 C．糖类和脂质氧化分解释放的能量是生命活动所需要的直接能源 D．固醇包括了脂肪、性激素、维生素 D [解析] 核糖、脱氧核糖是构成核糖核酸和脱氧核糖核酸的成分之一，动植物都有，而葡萄糖也是动植物中最常见的单糖，A 正确；蔗糖不是还原糖，B 错误；糖类和脂质氧化分解释放的能量一部分以热能的形式散失，一部分用于合成 ATP，ATP 是生命活 动所需要的直接能源物质，C错误；脂质包括磷脂、脂肪和固醇，其中的固醇又包括胆固醇、性激素和维生素 D，D 错误。 [答案] A 5．下列关于生物大分子的叙述中，正确的是( ) A．生物体内参与信息传递的信息分子都是蛋白质 B．腺苷是构成 ATP、RNA 和 DNA 的基本成分单位 C．细胞核中的核酸只含脱氧核糖，细胞质中的核酸只含核糖 D．细胞中不同种类的蛋白质，其氨基酸种类和数量可能相同 [解析] 生物体内参与信息传递的信息分子一部分是蛋白质；腺苷即腺嘌呤核苷是构成 ATP 和 RNA 的成分，不是构成 DNA 的 成分；细胞核中既有 DNA 也有 RNA，细胞质中既有 RNA 也有 DNA。蛋白质的结构决定于氨基酸的种类、数量、排列次序和多肽链的 空间结构。 [答案] D 6．下图中①②③④表示不同化学元素所组成的化合物，以下说法不正确的是( ) A．若图中①为某种多聚体的单体，则①最可能是氨基酸 B．若②大量存在于皮下和内脏器官周围等部位，则②是脂肪 C．若③为多聚体，且能贮存生物的遗传信息，则③是染色体 D．若④主要在人体肝脏和肌肉内合成，则④最可能是糖原 [解析] 组成细胞的各种化合物中，糖类和脂肪的组成元素是 C、H、O，蛋白质的组成元素是 C、H、O、N，核酸的组成元素 是 C、H、O、N、P。若③为某种生物大分子，则③为 DNA 或 RNA。主要在人体肝脏和肌肉内合成的物质是糖原。 [答案] C 7．关于核酸的叙述，正确的是( ) A．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质 B. DNA 分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的 C. 分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同 D. 用甲基绿和吡罗红混合染色 SARS 病毒可观察到 DNA 和 RNA 的分布 [解析] 病毒没有细胞结构，其内的核酸也是携带遗传信息的物质；遗传信息取决于碱基对的种类、数目、排列顺序，因此 分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子，由于其排列顺序不同，遗传信息也可能不同；SARS 病毒只含有 RNA，没有 DNA。 [答案] B 8．观察口腔上皮细胞中 DNA 和 RNA 的分布实验中，加入 8%盐酸的作用不包括( ) A．促使细胞膜上蛋白质变性，有利于染色剂进入细胞 B．改变细胞膜通透性，加速染色剂进入细胞 C．促使染色质中的 DNA 与蛋白质分离，利于染色 D．促使染色质中的 DNA 解旋，有利于与染色剂结合 [解析] 染色体中的 DNA 的解旋要靠解旋酶的催化或温度变化，不是实验中盐酸的作用，因此 D 错误。 [答案] D 9．(2014·成都模拟)人体肝细胞合成的糖原储存在细胞内，合成的脂肪是以 VLDL(脂肪与蛋白质复合物)的形式分泌到细胞 外。下列相关叙述，正确的是( ) A．糖原和 VLDL 都含有 C、H、O、N 元素 B．VLDL 是以自由扩散方式分泌到细胞外的 C．VLDL 的合成过程必须要有内质网的参与 D．糖原和脂肪是细胞生活的主要能源物质 [解析] 糖原属于多糖，糖类和脂肪的元素组成只有 C、H、O 三种。VLDL(脂肪与蛋白质复合物)中的蛋白质含有 C、H、O、 N四种元素， A 项错误。VLDL(脂肪与蛋白质复合物)是生物大分子，分泌出细胞的方式是胞吐(外排)，B项错误。内质网参与脂 肪的合成、蛋白质的加工，C项正确。细胞生命活动的主要能源物质是糖类，D 项错误。 [答案] C 10．右图甲、乙、丙表示某动物细胞中的不同化合物，下列叙述正确的是( ) A．核糖核苷酸是构成物质甲的单体 B．物质甲为该生物的主要遗传物质 C．可用苏丹Ⅲ染液来鉴定物质乙 D．物质丙构成生物膜的基本骨架 [解析] 本题考查细胞中三种重要化合物的元素组成及作用，综合分析可知甲、乙、丙分别代表 DNA、蛋白质、磷脂。因此 脱氧核糖核苷酸是构成物质甲的单体，A 错；对于细胞生物而言，DNA 是生物的遗传物质，B 错；鉴定蛋白质采用双缩脲试剂，C 错。细胞膜的基本支架是磷脂双分子层。 [答案] D 11．(2014·天门市模拟)在下列四种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义最接近的是( ) A．①② B．②④ C．①③ D．①④ [解析] ①和④中的“○”都包含核糖、腺嘌呤和磷酸，表示腺嘌呤核糖核苷酸。②中的“○”表示腺嘌呤。③中的“○” 表示腺嘌呤脱氧核苷酸。 [答案] D 12．(2014·江苏高考)下列关于细胞中化合物及其化学键的叙述，正确的是( ) A．tRNA 分子中含有一定数量的氢键 B．每个 ADP 分子中含有两个高能磷酸键 C．血红蛋白中不同肽链之间通过肽键连接 D．DNA 的两条脱氧核苷酸链之间通过磷酸二酯键连接 [解析] tRNA 分子为“三叶草”型，单链 RNA 在某些区域折叠形成局部双链，通过氢键相连，A 正确。ADP 分子中含有一个 高能磷酸键，B 错误。蛋白质分子不同肽链之间以二硫键相连，C错误。DNA 的两条脱氧核苷酸链之间通过碱基互补配对，以氢键 相连，D 错误。 [答案] A 二、非选择题(40 分) 13．(10 分)(2015·湖南长江月考)下图为苹果成熟期有机物质含量的变化图，请据图回答下列相关问题： (1)图中的五种有机物质中最可能含有 S 元素的是____________，属于单糖的是____________。 (2)若在 6～11 月中的每个月采集苹果制备组织提取液，并用斐林试剂检测，则____________月的苹果提取液____________ 色最深，说明该月苹果中还原糖含量最高。 (3)图中的酶最有可能是____________酶，在该酶的作用下，苹果细胞液浓度逐渐变____________，抗冻性____________。 (4)苹果成熟过程中，____________(激素)会逐渐增多，并由____________合成纤维素酶，作用于__________，使其果肉日益 松软。 [解析] (1)S 元素是蛋白质的特有元素，题图中的果糖、蔗糖、葡萄糖、淀粉均为糖类，只含 C、H、O三种元素，其中属于 单糖的是果糖、葡萄糖。而酶的本质大多数为蛋白质，少数为 RNA，故最可能含有 S元素的是酶。 (2)斐林试剂用于检测还原糖，题图中的果糖、葡萄糖均为还原糖，可与斐林试剂发生反应，生成砖红色沉淀。在 6～11 月期 间，葡萄糖含量变化不大，而 10 月果糖含量最大，故 10 月的苹果提取液砖红色最深。 (3)分析题图可知，随着酶含量的不断增加，淀粉的含量不断减少，故图中的酶最可能是淀粉酶。在淀粉酶的催化下，大分子 的淀粉发生水解，致使苹果细胞液浓度逐渐变大，细胞液的冰点逐渐下降，苹果的抗冻性增强。 (4)乙烯可促进果实成熟，故苹果成熟过程中，乙烯的含量会逐渐增多。纤维素酶是蛋白质，在核糖体上合成，纤维素酶能将 组成细胞壁的纤维素分解，使苹果果肉日益松软。 [答案] (1)酶 果糖、葡萄糖 (2)10 砖红 (3)淀粉 大 增强 (4)乙烯 核糖体 细胞壁 14．(14 分)下图表示细胞内某些有机物的元素组成和功能关系，其中 A、B 代表元素，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是生物大分子，图中 X、 Y、Z、P 分别为构成生物大分子的基本单位，请回答下列问题： (1) 图 中 X 是 ______ ， Ⅰ 在 小 麦 种 子 中 主 要 是 指 ________________________________________________________________________。 (2)图中 Z 是____________，使用甲基绿、吡罗红混合染液染色，可使Ⅲ呈现________色。 (3)填写出由 P 形成Ⅳ的结构层次________________________________________________________________________。 (4)Ⅱ和Ⅳ两者都有多样性，两者多样性的关系是前者________后者。 (5)构成细胞的化合物中，随着年龄增长明显减少的主要是________________。 [解析] 根据图中的提示条件可知，Ⅰ为多糖，Ⅱ为 DNA，Ⅲ为 RNA，Ⅳ为蛋白质，X 为葡萄糖，Y 为脱氧核苷酸，Z 为核糖 核苷酸，P为氨基酸。蛋白质的多样性决定于 DNA 的多样性。 [答案] (1)葡萄糖 淀粉 (2)核糖核苷酸 红 (3)P(氨基酸)→多肽→蛋白质 (4)决定 (5)水 15．(16 分)(2013·四川高考)瘦素是动物脂肪细胞分泌的一种蛋白质类激素，机体脂肪储存量越大，瘦素分泌越多。下丘脑 的某些细胞接受到瘦素信号后，机体能通过复杂的神经内分泌网络调节摄食行为。 (1)脂肪是细胞内良好的________物质；与糖类相比，脂肪分子中氧的含量________。 (2)组成瘦素的基本单位是________。在核糖体中合成的瘦素蛋白，必须通过________________进行加工和运输才能分泌到细 胞外，随________运送到全身各处。下丘脑中的靶细胞通过________________来识别瘦素。 (3)现有两类患肥胖症的小鼠，A 类小鼠肥胖是瘦素受体基因缺陷所致，B 类小鼠肥胖原因未知。分析以下实验： 组别 处理措施 正常饲喂一段时间后的实验结果 1 正常小鼠与 A 小鼠连体共生 正常小鼠摄食量明显减少，A小鼠无变化 2 正常小鼠与 B 小鼠连体共生 正常小鼠无变化，B小鼠摄食量略微减少 3 A 小鼠与 B 小鼠连体共生 A小鼠无变化，B 小鼠摄食量明显减少 (注：连体共生即通过手术使两只小鼠的血液循环贯通) ①根据实验结果推测，连体前 A 小鼠体内瘦素的含量比正常小鼠 ________， B 小鼠肥胖的原因最可能是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②为排除手术对实验结果的干扰，可增设一组处理措施为__________________的对照实验。 [解析] 解答本题需要掌握分泌蛋白合成和分泌的基础知识，同时具备对实验结果进行综合分析得出结论的能力。 (1)与同等质量的糖类相比，脂肪具有储能多、体积小等特点，是良好的储能物质。与糖类相比，脂肪含 C、H 的比例较高， 而含 O的比例较低。(2)瘦素是蛋白质类激素，其基本组成单位为氨基酸。瘦素是分泌蛋白，在其合成和分泌过程中需要内质网和 高尔基体参与。激素从分泌细胞到达靶细胞需要通过血液运输，靶细胞接受信息分子的结构是细胞膜上的特异性受体。(3)①由实 验 1 组结果可知 A小鼠体内瘦素含量偏高；1组、2 组和 3 组结果比较分析，说明 B 小鼠不能正常产生瘦素而导致肥胖。②要排除 手术对实验结果的干扰，应增设一组正常小鼠与正常小鼠连体共生的组别作为空白对照。 [答案] (1)储能 更少 (2)氨基酸 内质网、高尔基体 血液 细胞膜上的受体 (3)①高 不能正常产生瘦素 ②两只正 常小鼠连体共生 单元命题指导 数学集合图类生物试题解题方法 [题型特点] 运用集合图形式对生物学概念进行归类，可将不同生物学概念之间的包含关系、共同特点及区别等直观、形象地表现出来， 更有利于对知识的记忆和理解，也是高考考查的能力要求之一。生物试题中常有数学集合图类试题，解决此类问题时，要运用数 学的集合思想，注意以下方面： (1)准确理解数学集合图所表示的生物学概念之间的关系。 (2)根据题目涉及的内容，准确理解分析各知识内容之间、不同概念之间的内涵、外延的关系。 (3)将上述知识的内容或不同概念之间的关系，准确转化 为集合图示。 [解题模板] 1．(2014·石景山区期末)下列有关化合物分类关系的集合图中正确的是( ) 审题 信息 1.A 图表示了酶、抗体、激素与蛋白质的关系。表示的意思为酶、激 素和抗体都是蛋白质。 信息 2.B 图表示了脂质、固醇和性激素的从属关系。表示的意思为性激素 属于固醇，固醇属于脂质。 信息 3.C 图表示了还原糖和二糖的交集。表示的意思为葡萄糖、果糖和蔗 糖既属于还原性糖，又属于二糖。 信息 4.D 图表示了 DNA 和 RNA 的交集。表示的意思为磷酸和核糖既是 DNA 的成分，又是 RNA 的成分。 破题 思考 1.抗体都是蛋白质，但酶和激素不都是蛋白质，有些酶是 RNA，有些 激素是脂质，A项错误。 思考 2.脂质包括脂肪、类脂和固醇，固醇又包括胆固醇、性激素和维生素 D，B项正确。 思考 3.葡萄糖和果糖属于还原性糖，蔗糖不属于还原性糖，蔗糖属于二糖， 葡萄糖和果糖属于单糖，C 项错误。 思考 4.磷酸是 DNA 和 RNA 共同的组成成分，但核糖只是 RNA 的组成成分， 不是 DNA 的组成成分，组成 DNA 的五碳糖是脱氧核糖，D项错误。 答案 B [对应练习] 1．下图表示①②③④四个框图内所包括的生物。相关叙述正确的是( ) A．框图①内都是原核生物，且都能发生突变 B．框图②内的生物都不含叶绿素，且都是分解者 C．框图③内的生物都具有细胞结构，且都有细胞壁 D．框图④内都是异养生物，且都能分裂增殖 [解析] 烟草花叶病毒无细胞结构，不属于原核生物；硝化细菌可利用土壤中的氨氧化时所释放的能量来制造有机物，即可 进行化能合成作用，属于生产者；衣藻和金鱼藻属于植物，有细胞壁，酵母菌为真菌，硝化细菌为细菌，也具有细胞壁。 [答案] C 2．(2015·惠州调研)最符合如图①～④所示 4 种生物学名词之间关系的是( ) A．①细菌 ②原核生物 ③伞藻 ④低等植物 B．①基因 ②DNA ③质粒 ④染色质 C．①酶 ②蛋白质 ③激素 ④脂质 D．①细胞分化 ②细胞历程 ③细胞衰老 ④细胞凋亡 [解析] 细菌都属于原核生物，伞藻不属于原核生物。质粒不能构成染色体。细胞分化、细胞衰老和细胞凋亡都属于细胞历 程。 [答案] C 3．下列图中关于动植物糖类、脂质的分类与比较正确的是( ) [解析] 还原糖不包括蔗糖，葡萄糖不属于二糖；固醇和脂肪都是脂质的一种；固醇不属于生物大分子。 [答案] A 4．根据下图所示的概念图作出的判断，不正确的是( ) A．若甲图中(a)和(b)分别代表乳酸菌和蓝藻，d可以代表原核生物 B．乙图能体现酶(c)、蛋白质(a)和固醇类物质(b)的关系 C．丙图表示糖(b)和糖原(a)的关系 D．丁图可体现出细胞(c)、核糖体(a)和线粒体(b)的关系 [解析] 绝大多数酶是蛋白质，少数酶是 RNA。固醇类物质都不是酶。 [答案] B 5．(2014·滨州一模)右图中甲、乙、丙分 别代表的是 ( ) A．蛋白质、酶、激素 B．细胞质、细胞液、组织液 C．无丝分裂、有丝分裂、减数分裂 D．真核细胞、酵母菌细胞、变形虫细胞 [解析] 酶和激素不都是蛋白质；组织液是细胞之间的液体，不属于细胞质；无丝分裂、有丝分裂和减数分裂是并列关系； 酵母菌和变形虫都属于真核细胞。 [答案] D 必修 1 第二单元 细胞的基本结构与物质输入和输出(这是边文，请据需要手工删加) 高三一轮总复习 生物(这是边文，请据需要手工删加) 第二单元 细胞的基本结构与物质输入和输出 第 1 讲 细胞膜和细胞核 [考纲定位] 1.细胞膜系统的结构和功能(Ⅱ) 2.细胞核的结构和功能(Ⅱ) (对应学生用书第 25 页) 一、细胞膜的制备、成分和功能 1．细胞膜的制备 (1)实验原理：细胞吸水涨破――→ 离心 获得细胞膜。 (2)材料：人或其他哺乳动物的成熟红细胞。 (3)选材原因 ①无细胞核和众多细胞器，易制得纯净的细胞膜。 ②无细胞壁，细胞易吸水涨破。 2．组成成分 细胞膜 脂质（约 50%） 磷脂（主要） 胆固醇（动物细胞膜具有） 蛋白质（约 40%）：与细胞膜功能密切相关 糖类（约 2%～10%） 3．细胞膜的功能 (1)将细胞与外界环境分隔开，保障细胞内部环境的相对稳定。 (2)控制物质进出细胞。 (3)进行细胞间的信息交流。 二、生物膜的流动镶嵌模型 1．模式图 2．结构特点 特点：具有一定流动性 原因：组成膜的磷脂分子和蛋白质分子 大都是运动的 三、细胞核的结构和功能 1．结构模式图 2．功能 (1)是遗传信息库，是遗传物质储存和复制的主要场所。 (2)是细胞代谢和遗传的控制中心。 一、思考判断 1．(2014·新课标全国卷Ⅰ)脂质和蛋白质是组成细胞膜的主要物质。(√) 2．(2014·新课标全国卷Ⅱ)动物细胞间的黏着性与细胞膜上的糖蛋白有关。(√) 3．(2011·海南高考)细胞膜含有糖脂和糖蛋白。(√) 4．(2012·广东高考)变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同。(×) 【提示】 不同细胞细胞膜的基本成分都是脂质、蛋白质和少量糖类。 5．(2011·海南高考)细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的。(√) 6．(2011·海南高考)细胞融合与细胞膜的流动性有关。(√) 7．(2010·山东高考)构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇。(×) 【提示】 脂肪不是生物膜的成分。 8．(2014·大纲全国卷)小分子物质可以通过核孔，大分子物质则不能。 (×) 【提示】 大分子物质如酶或 mRNA 能通过核孔。 9．(2013·北京高考)真核细胞染色体上含有核糖核酸和蛋白质。(×) 【提示】 染色体上含有脱氧核糖核酸和蛋白质。 10．(2013·安徽高考)细胞核是 mRNA 合成和加工的场所。(√) 11．(2012·海南高考)大肠杆菌遗传信息在细胞核中转录，在细胞质中翻译。(×) 【提示】 大肠杆菌为原核细胞，无细胞核。 12．(2010·安徽高考)核膜上的核孔可以让蛋白质和 RNA 自由进出。(×) 【提示】 核孔是选择性通道。 13．(2010·江苏高考)核孔是生物大分子可以选择性进出的通道。(√) 二、图示识读 以下为细胞间信息交流的模式图 (1)图 1 体现了通过________实现细胞间的间接交流，图 2 体现了________间的直接交流。图 3体现了通过________传递信息。 (2)细胞识别的物质基础是：细胞膜上的________。 [答案] (1)体液运输 细胞与细胞 细胞通道 (2)糖蛋白(糖被) (对应学生用书第 26 页) 考点 1 细胞膜的成分、结构和功能 1．细胞膜的成分 脂质 （约 50%） ＋ 蛋白质 （约 40%） ＋ 糖类 （约 2%～10%） ―→ 细胞膜 | | | 主要是磷脂， 另外还有糖 脂、胆固醇 种类和数量 越多，细胞膜 功能越复杂 形成糖蛋白 或糖脂，与信 息交流有关 2．生物膜的流动镶嵌模型 3．细胞膜功能分析 角度 1 从细胞膜结构和功能的角度考查 1．(2014·新课标全国卷Ⅰ)关于细胞膜结构和功能的叙述，错误的是( ) A．脂质和蛋白质是组成细胞膜的主要物质 B．当细胞衰老时，其细胞膜的通透性会发生改变 C．甘油是极性分子，所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜 D．细胞产生的激素与靶细胞膜上相应受体的结合可实现细胞间的信息传递 【思路分析】 解答本题需明确以下问题： ①细胞膜的成分。 ②衰老细胞细胞膜的特点。 ③细胞膜的功能。 [解析] 细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，A 正确；衰老细胞的细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低，B正确；细胞膜的 基本骨架是磷脂双分子层，依据相似相溶原理(由于极性分子间的电性作用，使得极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶 剂)，极性分子甘油易以自由扩散的方式通过细胞膜，C错误；激素是生物信号分子，细胞产生的激素与靶细胞膜上相应的受体结 合可实现细胞间的信息传递，D 正确。 [答案] C 角度 2 从膜蛋白功能的角度考查 2．生物膜上的蛋白质称为膜蛋白。下列有关膜蛋白的叙述，错误的是( ) A．部分膜蛋白具有催化作用 B．膜蛋白在细胞膜内外两侧对称分布 C．载体的种类决定细胞主动运输物质的种类 D．膜蛋白的种类和含量决定了生物膜功能的复杂程度 [解析] 生物膜的流动镶嵌模型认为，蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的 贯穿于整个磷脂双分子层。 [答案] B (1)细胞膜上磷脂分子的头部亲水、尾部疏水，由于细胞内外侧都是水环境，因此磷脂分子的头部排列在外侧，尾部排列在内 侧。 (2)细胞膜结构图示中糖蛋白的多糖侧链是判断生物膜内、外侧的依据，多糖侧链所在的一侧为细胞膜外侧，另一侧则为细胞 膜内侧。 考点 2 细胞核的结构和功能 1．细胞核的结构 名称 特点 功能 核膜和核孔 ①核膜是双层膜，外膜与内质网相连，且 有核糖体附着 ②在有丝分裂中核膜周期性消失和重建 ③核膜是不连续的，其上有核孔 ④核膜具有选择透过性 ①化学反应的场所，核膜上有 酶附着，利于多种化学反应的 进行 ②控制物质进出，小分子、离 子通过核膜进出，大分子物质 通过核孔进出 核仁 ①折光性强，易与其他结构区分②在有丝 分裂中周期性消失和重现 参与某些 RNA 的合成及核糖 体的形成 染色质 ①易被碱性染料染成深色②由 DNA 和蛋 白质组成③与染色体的关系：染色质 分裂前期： 螺旋变粗 分裂末期：解螺 旋，变细变长 染色体 是遗传物质的主要载体 2．细胞核的功能 (1)细胞核是遗传物质(DNA)储存和复制的主要场所，DNA 携带遗传信息，并通过复制由亲代传给子代，保证了遗传信息的连 续性。 (2)细胞核控制着物质合成、能量转换和信息交流，使生物体能够进行正常的细胞代谢。DNA 可控制蛋白质的合成，从而决定 生物的性状。 1．物质进出细胞核并非都通过核孔 (1)核孔是蛋白质、RNA 等大分子进出细胞核的通道。 (2)小分子物质进出细胞核是通过核膜以跨膜运输实现的，而不通过核孔。 2．并不是所有物质都能进出核孔 核孔是由多种蛋白质构成的复合结构，表现出明显的选择性，如细胞核中的 DNA 不能通过核孔进入细胞质。 3．核仁不是遗传物质的储存场所 核仁参与 rRNA 的合成及核糖体的形成，细胞核中的遗传物质分布于染色体(染色质)上。 4．误认为核孔的数量和核仁大小是固定的 核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核孔数多，核仁较大。 5．误认为染色体和染色质是两种物质 染色体和染色质只是形态不同，而成分完全相同，它们的转化关系如下： 染色质 分裂前期：螺旋变粗 分裂末期：解螺旋，变细变长染色体 角度 1 从细胞核结构和功能的角度考查 3．(2014·全国大纲卷)下列有关细胞核的叙述，错误的是( ) A．蛋白质是细胞核中染色质的组成成分 B．细胞核中可进行遗传物质的复制和转录 C．小分子物质可以通过核孔，大分子物质不能 D．有丝分裂过程中存在核膜消失和重新形成的现象 【思路分析】 解答本题需明确以下几点： ①染色质的组成成分。②核孔的作用。③细胞核的功能。④有丝分裂过程中核膜的变化。 [解析] 细胞核中的染色质是由 DNA 和蛋白质构成，A 正确；细胞核是遗传物质复制和转录的主要场所，B正确；分子直径较 小的物质进出细胞核是通过核膜，大分子物质如酶或 mRNA 则通过核孔，故 C 项错误；有丝分裂过程中核膜的消失和重建分别在前 期和末期，D 项正确。 [答案] C 角度 2 以实验的形式考查细胞核的功能 4．(2015·武汉调研)将甲种伞形帽伞藻的 A 部分与乙种菊花形帽伞藻的 B 部分(如图)嫁接在一起，第一次长出的帽状体呈中 间类型，若切除这一帽状体，第二次长出的帽状体为与甲相同的伞形帽。下列分析不正确的是( ) A．甲、乙两种伞藻细胞均含有多种具膜的细胞器 B．中间类型可能同时含甲、乙两种伞藻的蛋白质 C．若再次切除帽状体，长出的帽状体仍为伞形帽 D．该实验证明了帽状体的形态建成只受细胞核控制 [解析] 伞藻为大型的单细胞真核藻类，含有多种具膜的细胞器。第一次长出的帽状体呈中间类型的原因是 B 部分含有乙种 伞藻细胞核中的 DNA 控制合成的蛋白质和 mRNA，会表现出乙种伞藻的部分性状。若再次切除帽状体，长出的帽状体仍为与甲相同 的伞形帽。该实验能说明帽状体的形态建成受细胞核控制，但不能证明帽状体的形态建成只受细胞核控制。 [答案] D (1)核孔虽然可以允许大分子物质通过，但仍然是具有选择透过性的。 (2)细胞核内的蛋白质是在细胞质中的核糖体上合成的；细胞质中的核糖体是细胞核中的核仁合成的。 绘制知识体系 强化核心要点 1.提取细胞膜最常用的材料是哺乳动物成熟 的红细胞，因为该细胞中无细胞核和众多的 细胞器。 2.功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数 量越多。 3.组成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分 子都是可以运动的，体现了生物膜具有一定 的流动性的结构特点。 4.生物膜选择透过性的物质基础是生物膜上 的载体蛋白。 5.核膜、核孔都具有选择透过性。 6.核仁与 rRNA 的合成及核糖体的形成有关。 7.染色质主要是 DNA 和蛋白质组成，DNA 是遗 传信息的载体。 (对应学生用书第 28 页) 细胞膜组成成分和功能的实验探究 1．细胞膜组成成分的鉴定方法 细胞膜成分 鉴定试剂(方法) 结果 磷脂 ①脂溶剂处理 细胞膜被溶解 ②磷脂酶处理 细胞膜被破坏 ③脂溶性物质透过实验 脂溶性物质优先通过 蛋白质 ①双缩脲试剂 紫色 ②蛋白酶处理 细胞膜被破坏 2.细胞膜结构及特点的探究 (1)细胞膜磷脂双分子层的鉴定：提取细胞膜结构中磷脂分子，铺在水面上，测磷脂占有面积，与细胞膜面积对比分析。 (2)细胞膜流动性的鉴定：①方法：荧光蛋白标记法。 ②思路：取 A、B 两种动物细胞，分别用红、绿荧光染料标记两种动物细胞膜上的蛋白质，进行融合实验，观察在细胞融合过 程中两种颜色的荧光在细胞膜上的分布情况。 3．细胞膜功能的实验探究 (1)控制物质进出功能的验证 (2)识别功能的验证 只有同种生物的精子 和卵细胞才能结合 ――→ 验证 细胞膜具有细胞间信息交 流功能（糖蛋白的作用） , 人、鼠细胞融合实验是用带有不同荧光染料的抗体标记两种细胞的膜蛋白，一段时间后两种膜蛋白能在杂种细胞膜 上均匀分布形成嵌合体。下图是相关实验记录，据此不能得到的结论是( ) A．温度增加到 15 ℃以上，细胞膜流动性增强 B．该实验证明膜蛋白能够运动 C．温度对膜蛋白的运动有影响 D．图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多 [解析] 构成膜的磷脂分子和大多数的蛋白质分子是运动的，因而膜具有一定的流动性。嵌合体的形成是两种细胞的膜蛋白 发生相对运动的结果，温度增加到 15 ℃以上时，形成嵌合体的比例明显增大，说明温度对膜蛋白的运动有影响。根据图示数据 只能说明：温度增加到 15 ℃以上，温度越高，形成嵌合体的百分比越高。 [答案] D [强化集训]—————————————————————————————————————————————— (2014·湖南衡阳八中三次月考)水溶性染色剂(PI)能与核酸结合而使细胞核着色，可应用于细胞死活的鉴别。细胞浸泡于一 定浓度的 PI 中，仅有死亡细胞的核会被着色。利用 PI 鉴别细胞的基本原理是( ) A．死细胞与活细胞的核酸结构不同 B．死细胞与活细胞的核酸含量不同 C．活细胞能分解染色剂 PI D．活细胞的细胞膜能阻止 PI 的进入 [解析] 活细胞的细胞膜可控制物质进出细胞。 [答案] D (对应学生用书第 28 页) [A 基础训练] 1．(2015·福州八县一中联考)科研上鉴别死细胞和活细胞，常用“染色排除法”。例如，用台盼蓝染色，死的动物细胞会被 染成蓝色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。这项技术所利用的是细胞膜的哪种功能( ) A．保护细胞内部结构的功能 B．信息交流功能 C．控制物质进出功能 D．保障细胞内部环境相对稳定的功能 [解析] 活的动物细胞不能被台盼蓝染成蓝色，死细胞可被染成蓝色，说明活的动物细胞的细胞膜具有选择透过性，能控制 物质的进出。 [答案] C 2．下图是细胞膜的亚显微结构模式图，①～③表示构成细胞膜的物质。下列有关说法不正确的是( ) A．①所表示的成分在细胞膜上能执行多种功能 B．由②参加的物质跨膜运输不一定为主动运输 C．细胞膜的流动性与②有关而与③无关 D．细胞膜的功能特性与②③都有关系 [解析] 本题考查细胞膜结构及特性。细胞膜的流动性是指磷脂分子的运动和绝大部分蛋白质的运动；①为糖蛋白，有识别、 信息交流、润滑、保护等多种功能；由载体蛋白参加的跨膜运输有主动运输和协助扩散；细胞膜的选择透过性与磷脂双分子层和 载体蛋白都有关。 [答案] C 3．下列关于人体细胞结构和功能的叙述中，错误的是( ) A．细胞核行使遗传功能的结构是染色质 B．与浆细胞比较，口腔上皮细胞的核孔数量较多 C．核孔是生物大分子选择性进出的通道 D．核仁与细胞内核糖体的形成有关 [解析] 核孔数量与细胞新陈代谢水平呈正相关，浆细胞比口腔上皮细胞新陈代谢旺盛，核孔数量较多，B错误。 [答案] B [B 真题体验] 1．(2013·北京高考)下列真核细胞结构与成分，对应有误的是( ) A．细胞膜：脂质、蛋白质、糖类 B．染色体：核糖核酸、蛋白质 C．核糖体：蛋白质、核糖核酸 D．细胞骨架：蛋白质 [解析] 根据识记知识依次对各选项内容进行判断。 细胞膜由脂质、蛋白质和少量糖类组成，A项正确；染色体主要由脱氧核糖核酸和蛋白质组成，B 项错误；核糖体由蛋白质和 核糖核酸组成，C 项正确；细胞骨架的化学物质组成是蛋白质，D 项正确。 [答案] B 2．(2013·天津高考)下列过程未体现生物膜信息传递功能的是( ) A．蔗糖溶液使洋葱表皮细胞发生质壁分离 B．抗原刺激引发记忆细胞增殖分化 C．胰岛素调节靶细胞对葡萄糖的摄取 D．传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩 [解析] 解题时把握住信息传递离不开信息分子(抗原、神经递质、激素和淋巴因子等)和受体的作用，受体可以特异性识别 信息分子并与之结合，从而引起靶细胞发生生理变化。A 项中，因蔗糖溶液浓度较高，且蔗糖分子不能进入细胞内部，使细胞失 水，出现质壁分离现象，该现象可以体现选择透过性，但不能体现生物膜的信息传递功能。B 项中，当抗原再次侵入机体时，可 以与记忆细胞表面受体结合，引发记忆细胞增殖分化，从而产生更强烈的免疫效应。C 项中，胰岛素可以与靶细胞膜表面受体结 合，使靶细胞对葡萄糖的摄取、储存和利用能力加强，从而起到降低血糖浓度的作用。D 项中，传出神经兴奋，释放神经递质作 用于突触后膜(肌细胞膜)上的特异性受体，从而引起肌肉收缩。综上所述，A 项符合题意。 [答案] A 3．(2012·上海高考)图为人体内细胞间信息交流方式的示意图，请据图回答问题： (1)在 A、B、C三图中，靶细胞对信息的接受具有相似的结构基础，即________，其化学成分为________，因其具有特定的空 间结构而具有特异性。 (2)A、B、C 三种方式中，能表示脂肪细胞接受胰高血糖素的是________；表示 T 淋巴细胞参与细胞免疫的是________；肉毒 杆菌通过抑制某种神经递质的作用而导致肌肉松弛，其中神经递质作用的方式是________；高度紧张时心肌细胞收缩加速，其中 信息传递的方式是________。 [答案] (1)受体 蛋白质 (2)B A C BC 课后限时自测(五) 细胞膜和细胞核 (对应学生用书第 249 页) (时间：60 分 满分：100 分) 一、选择题(每题 5 分，共 60 分) 1．(2014·衡阳模拟)细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用。下列相关叙述不正确的是( ) A．细胞膜的糖蛋白在细胞间具有识别作用 B．细胞膜对膜两侧物质的进出具有选择性 C．细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异 D．载体蛋白是镶嵌在细胞膜内外表面的蛋白质 [解析] 载体蛋白是细胞膜上的贯穿蛋白。 [答案] D 2．下列关于真核细胞生物膜的叙述，不正确的是( ) A．生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定 B．细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的 C．细胞膜的糖被能选择性控制物质进出细胞 D．生物膜系统在结构和功能上有紧密的联系 [解析] 细胞膜的糖被在细胞的生命活动中具有重要的功能，如保护和润滑作用，识别作用等，故选 C。 [答案] C 3．下图表示细胞膜的亚显微结构，(数字表示相应物质，字母表示物质运输方式)，下列叙述错误的是( ) A．若图示为肝细胞膜，则 O2 的运输方式为 b B．细胞间的信息传递与①有密切的关系 C．适当提高温度将加快②和③的流动速度 D．线粒体内膜的化学组成与细胞膜完全相同 [解析] 考查细胞膜的结构和物质跨膜运输的方式的理解和识图能力。O2 以自由扩散的方式从肝细胞外运输到细胞内，A 项 正确；细胞膜上的糖蛋白与细胞间的信息交流有关，B 项正确；适当提高温度，细胞膜上的磷脂分子和蛋白质分子运动速度加快， C项正确；线粒体内膜与细胞膜的功能不同，细胞膜上含有糖蛋白，因此两种膜的化学组成有差别。 [答案] D 4．(2015·揭阳一中测试)下列过程中，不直接依赖细胞膜的流动性就可完成的是( ) A．吞噬细胞对抗原的摄取 B．噬菌体侵染细菌 C．植物细胞的质壁分离和复原 D．动物细胞的有丝分裂 [解析] 吞噬细胞吞噬抗原形成吞噬泡依赖细胞膜的流动性；植物细胞的质壁分离和复原过程中原生质层收缩和复原依赖细 胞膜的流动性；动物细胞的有丝分裂过程中末期细胞膜向中间凹陷，母细胞缢裂为两个子细胞依赖细胞膜的流动性；噬菌体侵染 细菌时，DNA 注入细菌的细胞中，不依赖细胞膜的流动性。 [答案] B 5．如图表示各种膜的组成成分含量，图示不能说明的是( ) A．构成细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质 B．膜中的脂质和蛋白质含量的变化与膜的功能有关 C．膜的功能越简单，所含蛋白质的数量越少 D．蛋白质在进行细胞间的信息交流中具有重要作用 [解析] 由柱状图数据可知，在各种膜中，脂质和蛋白质的含量相对较高，因此构成膜的主要成分是脂质和蛋白质。蛋白质 是生命活动的主要承担者，功能越复杂的膜中，蛋白质的种类和数量越多，如线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜，反之就越少。蛋 白质与细胞间的信息交流作用有关，但从图中所给数据不能确定。 [答案] D 6．(2014·潍坊一中月考)下列有关糖蛋白的叙述，错误的是( ) A．糖蛋白的构成元素中至少含有 C、H、O、N 元素 B．生物之间存在生殖隔离的物质基础是细胞膜上糖蛋白的不同 C．依据细胞膜上糖蛋白的分布情况可判断细胞膜的内侧和外侧 D．癌细胞表面糖蛋白较多，导致黏着性降低，故易扩散和转移 [解析] 糖蛋白是蛋白质和糖类结合形成的，至少含有 C、H、O、N 元素。不同物种的生物精子和卵细胞无法互相识别。糖蛋 白分布在细胞膜的外侧。癌细胞表面的糖蛋白较少。 [答案] D 7．(2015·北京西城区模拟)下列关于生物膜的叙述不正确的是( ) A．温度会影响磷脂和膜蛋白分子运动 B．膜蛋白是生物膜功能的主要承担者 C．有载体蛋白参与的物质跨膜运输方式即为主动运输 D．T 细胞对抗原的识别与细胞膜上特异的蛋白分子有关 [解析] 细胞膜的流动性与温度有关，温度会影响磷脂和膜蛋白分子运动；细胞膜的功能取决于膜上蛋白质的种类和数量， 膜蛋白是生物膜功能的主要承担者；有载体蛋白参与的物质跨膜运输方式不一定为主动运输，还有可能为协助扩散；T 细胞通过 细胞膜上的糖蛋白识别抗原。 [答案] C 8．(2014·成都二诊)下列有关生物膜结构与功能的叙述，不正确的是( ) A．细胞内 ATP 的合成过程只能在生物膜上完成 B．膜的选择透过性与磷脂分子和蛋白质分子都有关 C．细胞膜上蛋白质种类的多少决定其功能的复杂程度 D．构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动 [解析] 有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段均能产生能量，合成 ATP，其发生的场所是细胞质基质，A项错误。生物膜的基本骨 架是磷脂双分子层，其能让脂质小分子优先通过，膜上的蛋白质构成载体和运输通道，让细胞有选择地吸收或者释放某些物质，B 项正确。细胞膜上载体蛋白种类的多少决定其功能的复杂程度，C 项正确。构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动， 导致生物膜具有一定的流动性，D项正确。 [答案] A 9．(2015·广州六校联考)以下有关细胞核的叙述，正确的是( ) A．蓝藻细胞具有细胞核且 DNA 分子呈环状 B．人和其他哺乳动物成熟的红细胞是没有细胞核的 C．已分化的动物体细胞的细胞核不具有全能性 D．细胞核是进行能量转换和代谢的主要场所 [解析] 蓝藻为原核细胞没有细胞核，只有拟核。已分化的动物体细胞核具有全能性。细胞核是遗传和代谢的控制中心，能 量转换和代谢的主要场所是细胞质。 [答案] B 10．如图所示是伞藻的核移植实验过程和结果。下列分析正确的是( ) A．细胞核能通过细胞分裂控制生物的遗传 B．细胞核能通过控制代谢控制生物的性状 C．细胞核发挥其重要作用与细胞器没有关系 D．细胞核在该实验中表现出全能性特点 [解析] 伞藻是单细胞生物，本实验中没有涉及细胞的分裂，A 项错误；细胞核通过控制代谢合成了伞形帽，所以说是通过 控制代谢控制生物的性状，B项正确；真核细胞细胞核控制合成的多种物质都需要细胞器参与，C 项错误；整个实验过程中，通过 核移植长出的菊花形帽不是一个完整的个体，故通过本实验不能体现出细胞核的全能性。 [答案] B 11．有人利用真核单细胞生物 a、b 做了如下实验，这个实验最能说明的问题是( ) A．控制 c 性状发生的遗传信息来自细胞核 B．控制 c 性状发生的遗传信息来自细胞质 C．c 性状发生是由细胞核和细胞质的遗传信息共同决定的 D．细胞核内的遗传信息控制生物一切性状的发生 [解析] 由题中实验可知，a 细胞的细胞核放入经人工处理后去核的 b 细胞，培养一段时间后形成的 c 细胞表现出 a 细胞的 性状。将 b 细胞经人工处理后得到的细胞培养一段时间，表现出 b 细胞的性状，显然细胞核决定性状，即控制 c 性状发生的遗传 信息来自细胞核，与细胞质无关。本实验中的观察目标是细胞，并不能代表生物体的一切性状。 [答案] A 12．(2014·福州模拟)下图为细胞核结构模式图，下列有关叙述正确的是( ) A．①是由 DNA 和蛋白质组成的环状结构 B．②是产生核糖体、mRNA 和蛋白质的场所 C．核膜由两层磷脂分子组成，蛋白质、DNA 等生物大分子可以穿过核膜进出细胞核 D．核孔对物质的运输具有选择性 [解析] 图中①为由 DNA 和蛋白质结合而成的链状染色质；②为核仁，与核糖体的形成、rRNA 的合成有关；核膜为双层膜， 具有选择性，蛋白质等生物大分子不能自由进出核膜；核孔具有选择性。 [答案] D 二、非选择题(40 分) 13．(14 分)(2015·江西部分重点中学联考)现有人的成熟红细胞、人的口腔上皮细胞、蛙的红细胞、鸡肝研磨液等生物材料 及相关用具，请根据以上材料，完成下列实验设计并分析有关问题。 (1)为获得纯净的细胞膜，应选取上述材料中的________做实验。选用该材料的原因是它____________________________。 (2)将选取的上述材料放入________中，由于________作用，一段时间后细胞将破裂。 (3)有人发现，在一定温度条件下，细胞膜中的磷脂分子均垂直排列于膜表面。当温度上升到一定程度时，细胞膜的磷脂分子 有 75%排列不整齐，细胞膜的厚度变小，而膜的表面积扩大，膜对离子和分子的通透性提高。对上述实验现象的合理解释是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)生物膜具有控制物质进出的功能，请根据以下材料设计实验，验证膜的选择透过性。 材料：红玫瑰、质量分数为 15%的盐酸、蒸馏水、培养皿、量筒。 实验步骤： ①取适量的玫瑰花瓣，________________，分别加入培养皿中； ②A 组加入______________，B 组加入等量的质量分数为 15%的盐酸； ③________________________________________________________________________。 [答案] (1)人的成熟红细胞 除细胞膜外无其他膜结构 (2)蒸馏水(清水) 渗透 (3)构成细胞膜的磷脂分子是可以运动 的，细胞膜具有一定的流动性 (4)①均分为 A、B 两组 ②适量的蒸馏水 ③观察 A、B 两组花瓣的颜色变化及溶液的颜色变化 14．(14 分)下图 1 表示小肠上皮细胞亚显微结构示意图，图 2表示膜蛋白的功能。请据图回答下列问题： 图 1 图 2 (1)该细胞不同表面执行不同的功能，且具有高度的极性。从质膜的成分分析，出现这一现象的原因是 ________________________。 (2)膜蛋白 A 要消耗主要由图中的____________(结构)产生的 ATP，以____________方式吸收葡萄糖。细胞面向肠腔侧形成很 多微绒毛，以增加细胞膜上____________数量，高效地吸收来自肠腔的葡萄糖等物质。 (3)通过膜蛋白 B 可将相邻的两个细胞膜________，以保证肠腔中的物质只能从微绒毛处吸收。 (4)细胞膜表面还存在水解二糖的膜蛋白 D，说明膜蛋白还具有________功能。 (5)以连线的方式表示图 1 和图 2 中膜蛋白之间的关系 膜蛋白 A 连结蛋白 膜蛋白 B 受体 膜蛋白 C 运输蛋白 膜蛋白 D 酶 [答案] (1)细胞膜上蛋白质不同(或膜蛋白质结构不同) (2)线粒体 主动运输 载体蛋白(膜蛋白 A) (3)紧密连在一起 (4)生物催化(或催化) (5)如图： 15．(12 分)(2014·厦门高三质检)甲图为细胞核结构模式图，亲核蛋白需通过核孔进入细胞核发挥功能。乙图为非洲爪蟾卵 母细胞亲核蛋白注射实验。请结合两图回答问题。 甲 乙 (1)甲图中 4 由________层磷脂分子组成，主要成分还有________等。 (2)细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，这些功能和结构与________(填数字)有关。 (3)核孔是细胞核内与细胞质之间大分子物质的通道，在细胞内具有重要的功能。细胞生长、代谢旺盛但分化程度较低的细胞， 其核孔数目________。 (4)从乙图可知亲核蛋白进入细胞核由其________部决定，________(填“消耗”或“不消耗”)能量。 [解析] 甲图中 1 为核仁，2 为核液，3 为染色质，4为核膜；从乙图的实验结果看出放射性亲核蛋白和放射性的尾部都能进 入细胞核，说明亲核蛋白进入细胞核是尾部决定的，蛋白质通过核孔进入细胞核要消耗能量。 [答案] (1)四 蛋白质 (2)3 (3)较多 (4)尾 消耗 第 2 讲 细胞器——系统内的分工合作 [考纲定位] 1.细胞器的结构和功能(Ⅱ) 2.观察线粒体和叶绿体(实验) (对应学生用书第 29 页) 一、细胞器的结构和功能(据图填空) 1．填写细胞器的名称 [a]：线粒体；[c]：内质网；[d]：高尔基体；[h]：溶酶体。 2．写出细胞器的功能 [a]：有氧呼吸的主要场所； [b]：光合作用的场所； [g]：与动物细胞、低等植物细胞有丝分裂有关。 3．细胞结构的综合分析 (1)乙是动物细胞的证据：有[g]中心体，没有[b]叶绿体、[f]液泡和细胞壁。 (2)含有色素的细胞器：[b]叶绿体、[f]液泡。 (3)动植物都有，但功能不同的细胞器：[d]高尔基体。 (4)光学显微镜下能观察到的细胞器：[f]液泡、[b]叶绿体和[a]线粒体。 二、细胞器之间的协调配合 1．分泌蛋白和胞内蛋白 种类比较 分泌蛋白 胞内蛋白 合成场所 附着在内质网上的核糖体 游离的核糖体 作用场所 细胞外 细胞内 实例 胰岛素 呼吸酶等 2.分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌 线 粒 体 ――→ 供能 合成场所：附着在内质网上的核糖体 ↓ 初步加工场所：内质网 ↓ 运输：通过囊泡离开内质网，到达高尔基体 ↓ 进一步加工场所：高尔基体 ↓ 分泌：包裹着分泌蛋白的囊泡与细胞膜融合， 将蛋白质分泌到细胞外 三、细胞的生物膜系统 1．组成 细胞膜、核膜和各种细胞器膜。 2．功能 一、思考判断 1．(2014·安徽高考)线粒体外膜上的蛋白质含量比内膜的高。(×) 【提示】 线粒体内膜含有大量与有氧呼吸有关的酶，内膜的蛋白质含量高于外膜。 2．(2014·江苏高考)性激素主要由内质网上的核糖体合成。(×) 【提示】 脂质的合成与滑面内质网有关。 3．(2013·安徽高考)高尔基体是肽链合成和加工的场所。(×) 【提示】 肽键的合成在核糖体上 4．(2012·山东高考)正常状态下溶酶体对自身机体的细胞结构无分解作用。(×) 【提示】 溶酶体能分解衰老、损伤的细胞器。 5．(2013·新课标全国卷Ⅱ)叶绿体、线粒体和核糖体都含有 DNA。(×) 【提示】 核糖体含有 rRNA 和蛋白质。 6．(2013·安徽高考)溶酶体合成和分泌多种酸性水解酶。(×) 【提示】 溶酶体中的酶是在核糖体上合成的。 7．(2012·新课标全国卷)线粒体基质和叶绿体基质所含酶的种类相同。(×) 【提示】 线粒体和叶绿体基质的功能不同，所含酶的种类不同。 8．(2012·江苏高考)由 rRNA 和蛋白质组成的核糖体具有特定的空间结构。(√) 9．(2011·广东高考)核糖体附着在高尔基体上。(×) 【提示】 核糖体有的附着在内质网上，不是附着在高尔基体上。 10．(2014·江苏高考)膜蛋白的形成与核糖体、内质网、高尔基体有关。(√) 11．(2014·山东高考)蛋白质类激素经囊泡运输分泌到细胞外。(√) 12．(2011·四川高考)分泌蛋白的修饰加工由内质网和高尔基体共同完成。(√) 13．(2011·四川高考)生物膜之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新。(√) 14．(2010·新课标全国卷Ⅱ)抗体从合成到分泌不经过高尔基体。(×) 【提示】 抗体是分泌蛋白，需经高尔基体加工。 15．(2011·山东高考)真核生物细胞具有细胞膜系统(生物膜系统)，有利于细胞代谢有序进行。(√) 16．(2010·福建高考)造血干细胞中合成的细胞膜蛋白运输的途径可能是：高尔基体→核糖体→内质网。(×) 【提示】 膜蛋白运输的途径应为：核糖体→内质网→高尔基体。 二、图示识读 请据分泌蛋白合成、加工、运输过程图解回答下列问题： (1)与分泌蛋白合成、加工、运输有关的细胞结构有哪些？ 【提示】 核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜。 (2)内质网和高尔基体在分泌蛋白加工中的作用是什么？ 【提示】 内质网将多肽链加工成具有一定空间结构的蛋白质，高尔基体对来自内质网的蛋白质进行进一步加工、分类和包 装。 (3)分泌蛋白加工、运输过程共穿过多少层膜？ 【提示】 0 层。 (对应学生用书第 30 页) 考点 1 细胞器的结构和功能 1．线粒体和叶绿体的比较 线粒体 叶绿体 结构 不同点 增大膜面积的方式 内膜向内腔折叠形成嵴 由囊状结构堆叠而成基粒 完成的生理过程 有氧呼吸的主要场所，完成有氧呼 吸的第二、三阶段 光合作用的场所，完成光合作用的 全过程 所含的酶种类 与有氧呼吸有关的酶，分布于内膜 和基质中 与光合作用有关的酶，分布于类囊 体薄膜和基质中 相同点 均具有能量转换功能；均具有双层膜结构；均含有少量 DNA，与细胞质 遗传有关；均能产生水，也消耗水；共同参与自然界中的碳循环 2.细胞器归类分析 ③生理活动中发生碱基互补配对现象的细胞器：线粒体和叶绿体(DNA 复制和表达)、核糖体(翻译)。 ④产生水的结构：线粒体(有氧呼吸)、核糖体(脱水缩合)、叶绿体(光合作用)、植物细胞高尔基体(形成细胞壁)等。 1．易错的一种细胞和一种生物 (1)哺乳动物成熟的红细胞无细胞核和细胞器： ①哺乳动物成熟的红细胞没有核膜和细胞器膜，所以实验室常用作提取纯度较高的细胞膜的实验材料。 ②哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，也没有一般的细胞器，如核糖体、线粒体等，所以自身不能合成蛋白质，呼吸作用方式 是无氧呼吸，不能进行细胞分裂，而且寿命较短。 (2)蛔虫在人体肠道内寄生，无线粒体，只进行无氧呼吸。 2．五个常见的思维误区 误区 1 没有叶绿体或中央液泡的细胞是动物细胞。反例：根尖分生区细胞。 误区 2 具有细胞壁的细胞一定是植物细胞。反例：真菌细胞、细菌等都有细胞壁。(注意细胞壁的组成成分不同) 误区 3 没有叶绿体的细胞不能进行光合作用。反例：蓝藻。 误区 4 没有叶绿体或光合色素就不能将无机物合成有机物。反例：进行化能合成作用的细菌。 误区 5 没有线粒体不能进行有氧呼吸。反例：大多数原核生物是需氧型的。 角度 1 结合细胞的亚显微结构考查细胞器的结构和功能 1．(2015·执信中学检测)下图为某种生物细胞结构膜式图。 下列分析正确的是( ) A．该图为光学显微镜下所观察到的结构图 B．参与组成该生物的遗传物质的碱基共有 5 种 C．该细胞中能产生 ATP 的部位是⑤、⑨和⑩ D．该细胞可能取自茎尖分生区或根尖成熟区 【思路分析】 解答本题的关键是： ①准确辨认细胞模式图中的各部分结构并思考其功能。 ②明确显微结构与亚显微结构的不同。 ③明确茎尖分生区细胞与根尖成熟区细胞的特点。 [解析] 该图中有各种细胞器的具体结构，为电子显微镜下所观察到的结构图；细胞生物的遗传物质为 DNA，组成 DNA 的碱 基有 4 种；该细胞为含有叶绿体的植物细胞，产生 ATP 的部位有细胞质基质、叶绿体和线粒体；该细胞含有叶绿体和液泡，不可 能是茎尖分生区或根尖成熟区细胞。 [答案] C 角度 2 综合考查多种细胞器的成分和功能 2．(2014·苏北四市期末)下列有关细胞器的成分及功能叙述中，错误的是( ) A．线粒体含 RNA，能产生 ATP 和 CO2 B．叶绿体含 DNA，能产生糖类和 O2 C．内质网含蛋白质，能参与脂质的合成 D．核糖体含磷脂，能参与蛋白质的合成 [解析] 线粒体是有氧呼吸的主要场所，含有少量的 DNA 和 RNA，在有氧呼吸的第二阶段产生 ATP 和 CO2，在有氧呼吸的第三 阶段产生水和 ATP。叶绿体是光合作用的场所，含有少量的 DNA 和 RNA，在光反应阶段能分解水产生 O2 和[H]，在暗反应阶段能固 定和还原 CO2 产生糖类等。核糖体没有生物膜结构，是合成蛋白质的场所。 [答案] D 角度 3 结合信息考查细胞器的特点和功能 3．(2015·湖北部分重点中学联考)溶酶体是由高尔基体“出芽”后产生的一种重要细胞器。溶酶体内的 pH 在 4.8 左右，比 细胞质基质中的 pH(7.0～7.3)低。下列相关叙述错误的是( ) A．溶酶体的形成体现了生物膜的流动性 B．溶酶体膜能主动运输 H＋进入溶酶体内 C．溶酶体分解作用形成的产物，可以为细胞提供营养 D．硅肺的形成是由于肺部细胞溶酶体缺乏分解硅尘的酶，硅尘在肺泡内积累，从而导致肺的功能受损 [解析] 高尔基体“出芽”形成溶酶体必须依赖于生物膜的流动性，A项正确。溶酶体内的 pH 在 4.8 左右，而细胞质基质中 的 pH 是 7.0～7.3，说明 H＋进入溶酶体是由低浓度到高浓度，运输方式是主动运输，B 项正确。溶酶体分解损伤、衰老的细胞器 等形成的产物可以作为原料为细胞提供营养，C 项正确。硅肺的形成原因是当肺部吸入硅尘后，吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅 尘的酶，而硅尘却能破坏溶酶体膜，使其中的水解酶释放出来，破坏细胞结构，使细胞死亡，最终导致肺的功能受损，D项错误。 [答案] D 真、原核细胞及动、植物细胞的判断方法 考点 2 各种生物膜之间的联系 1．各种膜在化学组成上的联系 (1)相似性：各种生物膜在化学组成上大致相同，都主要由脂质和蛋白质组成。 (2)差异性：不同生物膜的功能不同，其组成成分的含量也有差异，如代谢旺盛的生物膜(如线粒体内膜)上蛋白质含量高。 2．各种膜在结构上的联系 (1)各种生物膜在结构上大致相同，都是由磷脂双分子层构成基本骨架，蛋白质分子分布其中，具有一定的流动性。 (2)生物膜在结构上具有一定的连续性，具体如下图所示： 3．各种膜在功能上的联系(如蛋白质的合成、分泌) (1)流程图示 (2)流程图解读 ①细胞核：基因的转录，将遗传信息从细胞核传递到细胞质。 ②核糖体：通过翻译将氨基酸合成为多肽。 ③内质网：对多肽进行初步加工(如折叠、糖基化等)，形成较成熟的蛋白质，并以囊泡的方式运送至高尔基体。 ④高尔基体：将来自内质网的蛋白质进一步加工为成熟的蛋白质，并以囊泡的方式运输到细胞膜与之融合。 ⑤细胞膜：胞吐作用，将蛋白质分泌到细胞外成为分泌蛋白。 ⑥线粒体：为各项过程提供能量。 2．混淆与分泌蛋白形成有关的“细胞器”、“结构”和“膜结构” (1)有关细胞器：线粒体、核糖体、内质网、高尔基体。 (2)有关结构：线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜。 (3)有关膜结构：线粒体、内质网、高尔基体、细胞膜。Ｋ 3．误认为有活性的分泌蛋白是在核糖体上合成的 分泌蛋白的合成和分泌需要多种细胞器的协作，核糖体只是多肽链的合成场所，肽链需在内质网中盘曲、折叠形成特定的空 间结构，经高尔基体进行最后的“加工、分类与包装”形成具“生物活性”的蛋白质，再分泌到细胞外行使一定的功能。 角度 1 从分泌蛋白合成、加工和分泌的角度考查 4．甲图为细胞内质网结构局部放大模式图，乙图为某激素蛋白合成与分泌过程示意图(其中 a、b、c、d、e表示细胞结构)。 下列说法中正确的是( ) A．乙图中 a、b分别表示甲图中的内质网膜和核糖体 B．甲图中新合成的肽链具有生物活性 C．激素蛋白从合成到排出细胞的过程体现了生物膜具有流动性的特点 D．只有分泌功能的细胞才有乙图中 a、b、c、d结构，抑制 e的功能会影响主动运输 【思路分析】 解答本题注意以下几点： ①看懂甲图表示的结构。 ②根据分泌蛋白合成、加工的途径判断，乙图中 a、b、c、d、e 表示的结构。 [解析] 乙图中 a～e 分别表示核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜和线粒体；在核糖体上合成的多肽链需经内质网、高尔基 体等结构加工后才具有生物活性；真核细胞中一般都具有 a、b、c、d等结构；分泌蛋白以胞吐方式排出细胞，体现了生物膜具有 一定流动性的特点。 [答案] C 角度 2 从各种生物膜结构和功能联系的角度考查 5．(2014·苏北四市期末)人体细胞内的溶酶体是一种含有多种水解酶的细胞器，其内部的 pH 为 5 左右。溶酶体的作用存在 胞吞和自噬两种途径，下图表示吞噬细胞内溶酶体的产生和作用过程。回答下列问题： (1)与溶酶体产生直接相关的细胞结构是________，与水解酶合成和加工有关的细胞器有____________________________(至 少答 3种)，溶酶体能消化病原体的原因是________________。 (2)细胞能识别病原体主要依赖于细胞膜上的________(物质)；图示过程体现了细胞中各种生物膜在功能上的关系是 ________。 (3)留在细胞内的残余体多为脂褐质，其数量随着个体的衰老而增多，存在大量脂褐质的细胞可能还具备的特征有________。 ①细胞核体积变大 ②细胞间的黏着性下降 ③细胞内水分减少 ④细胞运输功能降低 (4)研究表明，少量的溶酶体内的水解酶泄露到细胞质基质中不会引起细胞损伤，其主要原因是________________________， 导致酶活性降低或失活。 [解析] (1)由图可知高尔基体形成小泡，变为溶酶体。溶酶体内的水解酶是在核糖体上合成多肽，再经过内质网和高尔基体 的加工，线粒体提供能量，而这时的酶还没有功能，只有在溶酶体中的酸性环境才能有活性。(2)细胞膜上的糖蛋白具有识别作用， 细胞内生物膜结构上的联系包括直接联系和间接联系，直接联系如：内质网与核膜、细胞膜直接相连，代谢旺盛的时候还与线粒 体外膜相连；间接联系用小泡，如内质网与高尔基体。功能上的联系是指这些膜性细胞器既有分工合作，又有密切联系，共同完 成某一生命活动。(3)色素积累是细胞衰老的特征之一，衰老的细胞通常还具有的特征：细胞内水分减少，体积变小，新陈代谢速 率减慢；细胞内酶的活性降低；细胞内呼吸速率减慢，细胞核体积增大，线粒体数量减少，体积增大；细胞膜通透性功能改变， 使物质运输功能降低等等。(4)因为溶酶体内的 pH 值比细胞质基质要低，溶酶体内的水解酶泄露到细胞质基质导致酶活性降低或 失活。 [答案] (1)高尔基体 核糖体、高尔基体、内质网、线粒体 内部含有多种水解酶 (2)糖蛋白(或受体) 既有明确的分工，又有密切的联系 (3)①③④ (4)细胞质基质的 pH 高于溶酶体 “三看”分泌蛋白的合成、加工、运输 实验 4 观察线粒体和叶绿体 1．实验原理 (1)观察叶绿体应选用富含叶绿体的藓类叶片或菠菜叶等。由于叶绿体本身含有色素，呈绿色，所以不需要染色。 (2)观察线粒体应选用动物或人体细胞，如人口腔上皮细胞。用健那绿染液染色，健那绿染液是专一性用于线粒体染色的活细 胞染料，能将线粒体染成蓝绿色。 2．实验步骤 (1)叶绿体的观察： 制片 滴：在洁净的载玻片中央滴一滴清水 取：用镊子取一片藓类小叶并放入水滴中（或取菠 菜叶稍带些叶肉的下表皮） 盖：盖上盖玻片 低倍镜观察：在低倍镜下找到叶肉细胞 ↓ 高倍镜观察：在高倍镜下，观察叶绿体的形态和分布情况 (2)线粒体观察： 制片 滴：在洁净的载玻片中央滴一滴健那绿染液 ↓ 刮：用消毒牙签在已漱净的口腔内侧壁上轻刮下碎屑 ↓ 涂：将牙签上的碎屑涂抹于染液中 ↓ 盖：盖上盖玻片 低倍镜观察：找到口腔上皮细胞 ↓ 高倍镜观察：线粒体呈蓝绿色，细胞质接近无色 (1)观察叶绿体应选用细胞内叶绿体数量较少、体积较大、叶片薄的植物。 (2)观察线粒体应选择无色细胞如口腔上皮细胞。不能选择含叶绿体的植物细胞，因为叶绿体的绿色会影响被染成蓝绿色的线 粒体的观察。 (3)该实验要保持细胞的生活状态，临时装片随时保持有水状态。观察线粒体需染色。 (4)线粒体和叶绿体的双层膜是电子显微镜下能看到而光学显微镜下看不到的结构。 [对点练习] 1．(2015·宿州模拟)下列有关用高倍镜观察线粒体和叶绿体的实验说法不正确的是( ) A．健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可以使活细胞中线粒体呈现蓝绿色 B．观察叶绿体时选用藓类的叶或黑藻的叶，原因是叶片薄而小，叶绿体清楚 C．用菠菜叶作实验材料，要取菠菜叶的下表皮并稍带些叶肉 D．可用高倍镜直接观察叶绿体和线粒体 [解析] 用显微镜观察时，应先用低倍镜找到物像，再换上高倍镜观察，不能用高倍镜直接观察。 [答案] D 2．下列关于用高倍镜观察人的口腔上皮细胞线粒体的实验的说法不正确的是( ) A．牙签消毒、实验前漱口都是为了保证该实验的准确性 B．制作装片时在载玻片上滴一滴健那绿染液能维持口腔上皮细胞的正常状态 C．在高倍显微镜下观察可以看到活细胞的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色 D．在高倍显微镜下观察可以看到线粒体有两层磷脂分子层 [解析] 光学显微镜下既看不到双层膜，也看不到双层磷脂分子层。 [答案] D 绘制知识体系 强化核心要点 1.原核生物唯一的细胞器是核糖体，低等植 物细胞含有的细胞器种类最多。 2.没有线粒体的生物不一定不能进行有氧呼 吸，如好氧细菌。 3.没有叶绿体的细胞也可能是绿色植物的细 胞，如绿色植物的根部细胞。 4.没有叶绿体的生物也可进行光合作用，如 蓝藻。 5.脂质合成的“车间”是内质网。 6.高尔基体是动、植物细胞中都具有，但功 能不同的细胞器。 7.溶酶体是“消化车间”，含有多种水解酶， 能分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵 入细胞的病毒或病菌。 8.生物膜之间可通过囊泡的转移实现膜成分 的更新。 (对应学生用书第 34 页) 分泌蛋白加工、运输和分泌过程中相关膜变化的表示方法 1．图一表示放射性元素标记某种氨基酸，追踪不同时间放射性元素在细胞中的分布情况，图示不仅表示了放射性元素出现的 先后顺序，而且还表示了某种结构中放射性元素的含量变化，理解分泌小泡的形成及放射性元素含量变化是个难点，高尔基体中 放射性元素含量下降与分泌小泡形成的对应关系，表示分泌小泡来自高尔基体。 图一 2．图二和图三分别以直方图和曲线图形式表示在分泌蛋白加工、运输过程中，内质网膜面积减小，高尔基体膜面积基本不变， 细胞膜面积相对增大。 , 用 35S 标记一定量的氨基酸来培养某哺乳动物的乳腺细胞，测得与 合成和分泌乳蛋白相关的一些细胞器上放射性强度的变化曲线如图甲所示，在此过程中有关的生物膜面积的变化曲线如图乙所示。 下列叙述不正确的是( ) A．图甲中 a 曲线所指的细胞结构是内质网 B．图甲中 c 曲线所指的细胞结构是高尔基体 C．图乙中 f 曲线表示的细胞结构是高尔基体 D．图乙中 d 曲线表示的细胞结构是内质网 [解析] 氨基酸首先在核糖体上被利用，然后进入内质网中进行初步加工，形成具有一定空间结构的蛋白质，再到达高尔基 体中进一步加工为成熟的蛋白质。故图甲中 a、b、c依次是核糖体、内质网和高尔基体。在分泌蛋白的合成与分泌过程中，内质 网的膜面积减少、细胞膜的膜面积增加，高尔基体的膜面积前后基本不变(先增加后减少)。 [答案] A[强化集训]———————————————————————————————————————————— —— (2014·广东六校联考)下图是某细胞在进行某生命活动前后几种生物膜面积的变化图，在此变化过程中最可能合成( ) A．抗体 B．雄性激素 C．呼吸酶 D．DNA 聚合酶 [解析] 解答本题首先要清楚呼吸酶和 DNA 聚合酶是细胞内蛋白，抗体是分泌蛋白，性激素属于脂质。其次要清楚分泌蛋白 的合成与分泌的基本环节：细胞核(DNA 转录形成 mRNA)→核糖体(合成蛋白质)→内质网(初加工并运输蛋白质)→高尔基体(加工、 包装、运输)→细胞膜(胞吐)→细胞外。 [答案] A (对应学生用书第 35 页) [A 基础训练] 1．关于细胞结构和功能的叙述，正确的是( ) A．所有植物细胞都含有叶绿体 B．核糖体是加工蛋白质的主要场所 C．高尔基体与纺锤体的形成有关 D．中心体无磷脂双分子层 [解析] 植物根细胞无叶绿体；核糖体是合成蛋白质的场所，蛋白质加工的场所是内质网和高尔基体；高尔基体与细胞壁的 形成有关。 [答案] D 2．(2015·东莞期末)2013 年诺贝尔生理学或医学奖授予发现细胞内部囊泡运输相关机制的三位科学家。下列有关囊泡的叙 述，不正确的是( ) A．囊泡膜的化学成分主要是磷脂和蛋白质 B．核糖体通过囊泡把肽链转移到内质网 C．内质网加工的消化酶借助囊泡运输到高尔基体 D．胰岛素的外排需要囊泡的运输 [解析] 核糖体不具有膜结构，核糖体上合成的肽链直接进入内质网中。 [答案] B 3．将用 3H 标记的谷氨酸注入胰腺的腺泡细胞后，合成物质 X并分泌到细胞外(如下图)，其中的①②及物质 X 分别是( ) 核糖体―→①―→②――→ 物质 X 细胞膜――→ 物质 X 细胞外 A．内质网、高尔基体、呼吸酶 B．内质网、高尔基体、胰岛素 C．高尔基体、中心体、胰蛋白酶 D．内质网、线粒体、胰高血糖素 [解析] 本题考查分泌蛋白的合成和加工。分泌蛋白由核糖体合成，经内质网、高尔基体进一步的加工，由细胞膜分泌到细 胞外。故①是内质网，②是高尔基体，物质 X 是分泌蛋白胰岛素。 [答案] B 4．(2014·福州质检)下列有关细胞器的叙述，正确的是( ) A．溶酶体能合成水解酶用于分解衰老的细胞器 B．中心体在动物细胞有丝分裂的前期完成倍增 C．液泡内细胞液的浓度升高导致植物细胞质壁分离 D．叶绿体中基粒和类囊体扩展了捕获光能的膜面积 [解析] 溶酶体内的水解酶不是自身合成的，而是来自于核糖体。中心体的复制在有丝分裂间期。植物细胞质壁分离的原因 是外界溶液的浓度大于细胞液的浓度，细胞失水造成的。叶绿体的基粒是由类囊体堆叠而成的，类囊体膜面积很大，上面分布有 色素，能吸收光能。 [答案] D [B 真题体验] 1．(2014·安徽高考)下列关于线粒体的叙述，正确的是( ) A．线粒体外膜上的蛋白质含量比内膜的高 B．葡萄糖分解为丙酮酸的过程发生在线粒体基质中 C．成人心肌细胞中的线粒体数量比腹肌细胞的多 D．哺乳动物精子中的线粒体聚集在其头部和尾的基部 [解析] A 项，线粒体内膜的某些部位向内腔折叠形成嵴，使内膜面积大大增加，内膜上含有多种与有氧呼吸有关的酶，所 以内膜的蛋白质含量明显比外膜高。B 项，在有氧呼吸的第一阶段，葡萄糖在细胞质基质中被分解成丙酮酸，丙酮酸进入线粒体 后再进一步分解。因此，葡萄糖分解为丙酮酸的过程发生在细胞质基质中。C 项，细胞生命活动所需的能量主要来自线粒体。心 肌细胞能够不停地、有节律地收缩和舒张，需要源源不断的能量供应做保障；而腹肌细胞的代谢活动与心肌细胞相比较弱。所以， 与腹肌细胞相比，心肌细胞中线粒体较多。D 项，哺乳动物的精子主要通过尾部的摆动进行游动，而尾部摆动需要消耗大量能量， 因此，精子中的线粒体主要集中在尾的基部形成线粒体鞘。 [答案] C 2．(2014·江苏高考)下列关于细胞结构和功能的叙述，错误的是( ) A．性激素主要是由内质网上的核糖体合成 B．囊泡可以由内质网向高尔基体转运 C．膜蛋白的形成与核糖体、内质网、高尔基体有关 D．内质网既参与物质合成，也参与物质运输 [解析] 性激素的化学本质为脂质，脂质的合成与滑面内质网有关，故 A 错。在细胞分泌物的合成、加工、运输及分泌过程 中，内质网可参与物质的合成，及形成囊泡运往高尔基体进行加工；膜蛋白的形成过程类似于分泌蛋白的形成过程，与核糖体、 内质网、高尔基体有关，故 B、C、D 正确。 [答案] A 3．(2014·山东高考)有关细胞内囊泡运输的描述，正确的是( ) A．细胞核内的 RNA 通过囊泡运输到细胞质 B．蛋白质类激素经囊泡运输分泌到细胞外 C．细胞器之间都能通过囊泡进行物质运输 D．囊泡运输依赖膜的流动性且不消耗能量 [解析] A 项，细胞核内的 RNA 通过核孔运输到细胞质。B 项，蛋白质类激素在核糖体上合成后进入内质网，经内质网的初步 加工后由囊泡运输至高尔基体，在高尔基体中经进一步加工后由囊泡运输至细胞膜，由细胞膜分泌到细胞外。C 项，能够通过囊 泡进行物质运输的细胞器有内质网、高尔基体、溶酶体等，并不是所有的细胞器之间都能通过囊泡进行物质运输。D 项，囊泡运 输依赖膜的流动性，需要消耗能量。 [答案] B 4．(2014·江苏高考)生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用。图 1～3 表示 3 种生物膜结构及其所发生的部 分生理过程。请回答下列问题： 图 1 图 2 ,图 3) (1)图 1 表示的生理过程是________________，其主要的生理意义在于________________。 (2)图 2 中存在 3 种信号分子，但只有 1 种信号分子能与其受体蛋白结合，这说明____________________；若与受体蛋白结合 的是促甲状腺激素释放激素，那么靶器官是________。 (3)图 3 中 ATP 参与的主要生理过程是________。 (4)叶肉细胞与人体肝脏细胞都具有图________(填图序号)中的膜结构。 (5)图 1～3中生物膜的功能不同，从生物膜的组成成分分析，其主要原因是__________________。 (6)图 1～3说明生物膜具有的功能有____________________________(写出 3 项)。 [解析] (1)图 1 所示过程中消耗 O2 产生 H2O 和 ATP，可知为发生在线粒体内膜上的有氧呼吸第三阶段，此阶段产生大量的 ATP，能为生物体的生命活动提供能量。 (2)图 2 中只有 1 种信号分子能与受体蛋白结合，说明受体蛋白具有特异性。促甲状腺激素释放激素作用的靶器官为垂体，能 促进垂体合成和分泌促甲状腺激素。 (3)图 3 所示过程需利用光能，分解 H2O 产生 O2 和 H＋，同时形成 ATP，是光合作用的光反应阶段。光反应阶段产生的 ATP 将 参与暗反应中 C3 的还原。 (4)图 1、2、3 所示的生物膜依次是线粒体内膜、细胞膜和叶绿体的类囊体膜，人体肝脏细胞中没有叶绿体。 (5)结构与功能相统一，不同功能的生物膜中蛋白质的种类和数量不同。 (6)图 1 和图 3 说明生物膜有能量转换和跨膜运输的功能，图 2 说明生物膜有信息交流的功能。 [答案] (1)有氧呼吸第三阶段 为生命活动供能 (2)受体蛋白具有特异性 垂体 (3)暗反应 (4)1、2 (5)含有的蛋白质 不同 (6)跨膜运输、信息交流、能量转换等 课后限时自测(六) 细胞器——系统内的分工合作 (对应学生用书第 251 页) 一、选择题(每题 5 分，共 60 分) 1．(2014·吉林大学附中检测)下列有关细胞器功能的叙述正确的是( ) A．中心体与某些低等植物细胞的有丝分裂有关 B．高尔基体是肽链合成和加工的场所 C．线粒体将葡萄糖氧化分解成 CO2 和 H2O D．溶酶体合成和分泌多种水解酶 [解析] 在线粒体中氧化分解的是丙酮酸。溶酶体中的水解酶是核糖体上合成的。 [答案] A 2．(2015·芜湖模拟)内质网是由封闭膜系统以及互相沟通的膜腔而形成的网状结构，按其表面有无核糖体分为光面内质网(膜 上光滑，没有附着核糖体)和糙面内质网(膜上附着核糖体颗粒)两类。下列关于内质网的描述，不正确的是( ) A．分泌蛋白的合成和运输都需要内质网的参与 B．内质网既能与细胞膜相连，又能与核膜相通 C．糙面内质网常见于蛋白质合成旺盛的细胞中 D．在光学显微镜下可观察到内质网的结构 [解析] 分泌蛋白最初是在内质网上的核糖体中合成的，即由氨基酸形成肽链，肽链进入内质网进行加工，形成有一定空间 结构的蛋白质；内质网可以“出芽”，也就是鼓出由膜形成的囊泡，包裹着要运输的蛋白质离开的内质网。内质网既能与细胞膜 相连，又能与核膜相通。糙面内质网上附着的核糖体与分泌蛋白质的合成有关，所以，糙面内质网常见于蛋白质合成旺盛的细胞 中。在光学显微镜下观察不到内质网的结构，内质网在电子显微镜下才能观察到。 [答案] D 3．核糖体由 rRNA 和蛋白质组成，有关核糖体及其组成的说法不正确的是( ) A．核糖体是合成肽链的场所 B．rRNA 是基因控制合成的 C．原核细胞和真核细胞都有核糖体 D．核糖体中的蛋白质是在核仁中合成的 [解析] 核糖体是原核细胞具有的唯一的细胞器，是原核细胞与真核细胞共同具有的细胞器，是肽链合成的场所。核糖体由 rRNA 和蛋白质组成，组成核糖体的蛋白质是在核糖体上合成的，组成核糖体的 rRNA 是基因转录产生的。 [答案] D 4．图示正常情况下溶酶体所含物质及其内、外环境的 pH 值等，下列哪项叙述与溶酶体有关的事实不相符合( ) A．保持 pH 值的稳定需要消耗三磷酸腺苷 B．被溶酶体分解的产物都要排出细胞外 C．能吞噬并杀死某些入侵的病菌或病毒 D．其膜上具有特异性转运 H＋的载体蛋白 [解析] 溶酶体的 pH 比细胞质基质低，说明溶酶体内 H＋浓度比细胞质基质高，细胞质基质中的 H＋通过主动运输进入溶酶 体内。溶酶体中含有多种水解酶能消化吞入细胞的病菌、病毒和衰老损伤的细胞器，消化后的产物一部分被细胞利用，一部分排 出细胞。 [答案] B 5．(2014·朝阳区模拟)下图分别为两种细胞器的部分结构示意图，其中分析错误的是( ) A．图 a 表示线粒体，[H]与氧结合形成水发生在有折叠的膜上 B．图 b 表示叶绿体，直接参与光合作用的膜上有色素的分布 C．两图所示意的结构与 ATP 形成有关的酶都在内膜和基质中 D．两图代表的细胞器都与能量转换有关并可共存于一个细胞内 [解析] 图 a 表示线粒体的一部分，图 b 表示叶绿体的一部分。有氧呼吸过程中[H]与 O2 结合发生在有折叠的内膜上，A 项 正确；叶绿体中直接参与光合作用的膜为分布有色素的类囊体膜，B 项正确；线粒体中与 ATP 形成有关的酶在内膜和基质中，叶 绿体中与 ATP 形成有关的酶在类囊体膜上，C 项错误；叶绿体和线粒体可共存于叶肉细胞内，都能进行能量转换，D 项正确。 [答案] C 6．(2014·江苏海门测试)原核细胞与真核细胞合成“分泌蛋白”的相同点是( ) A．合成的蛋白质都是由染色体上的基因控制 B．合成蛋白质的主要场所都是内质网上的核糖体 C．合成蛋白质都需要线粒体供能 D．分泌蛋白质时都依靠细胞膜的流动性 [解析] 原核细胞无染色体，内质网和线粒体。两者合成分泌蛋白质的相同点是都由核糖体合成蛋白质，分泌蛋白质时都依 靠细胞膜的流动性。 [答案] D 7．若用放射性同位素标记氨基酸，以追踪抗体合成与分泌的途径，则在效应 B 细胞内出现放射性标记的结构及顺序是( ) A．核膜、高尔基体、核糖体、细胞膜 B．核糖体、内质网、线粒体、高尔基体 C．核膜、内质网、高尔基体、分泌小泡 D．核糖体、内质网、高尔基体、分泌小泡 [解析] 考查分泌蛋白的形成过程。分泌蛋白是由内质网上的核糖体合成，通过内质网的折叠、组装，加上糖基团等成为成 熟的蛋白质，由高尔基体再加工后分泌出去。 [答案] D 8．(2015·广州六校联考)下列有关骨髓瘤细胞中物质运输的途径，可能存在的是( ) A．吸收的葡萄糖：细胞膜→细胞质基质→线粒体 B．合成的细胞膜蛋白：高尔基体→核糖体→细胞膜 C．转录的 mRNA：细胞核→细胞质基质→高尔基体 D．合成的 DNA 聚合酶：核糖体→细胞质基质→细胞核 [解析] 葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸，丙酮酸由细胞质基质进入线粒体；细胞膜蛋白在核糖体上合成经内质网和高 尔基体加工后运输到细胞膜上；mRNA 在细胞核中合成，通过核孔进入细胞质与核糖体结合；DNA 聚合酶在核糖体上合成，通过核 孔进入细胞核。 [答案] D 9．图中①～④表示某高等生物细胞的部分细胞器，下列有关叙述正确的是( ) A．高倍镜下可看到图中①～④所示的结构 B．所有细胞中均以④作为蛋白质合成场所 C．细胞中合成 ATP 的场所仅有图中结构① D．结构③参与该细胞分裂末期细胞壁的形成 [解析] 图中的结构①线粒体、②中心体、③高尔基体、④核糖体，为电子显微镜下看到的亚显微结构，A 错误；核糖体是 原核细胞和真核细胞共有的合成蛋白质的场所，B 正确；细胞中合成 ATP 的场所除了线粒体外，还有细胞质基质，C错误；该细胞 有中心体，又为高等生物细胞，因此没有细胞壁，D错误。 [答案] B 10．(2014·山东济宁模拟)从成分、功能方面将细胞器进行归类，下列叙述不合理的是( ) A．能产生水的细胞器有线粒体、核糖体等 B．可以产生[H]和 ATP 的细胞器是线粒体和叶绿体 C．在洋葱根尖分生区细胞中，有可能发生碱基互补配对行为的细胞器是线粒体、叶绿体、细胞核 D．可能含有色素的细胞器有叶绿体和液泡 [解析] 有氧呼吸的第二、三阶段在线粒体中进行，第三阶段中[H]和氧气结合生成水，氨基酸在核糖体上进行脱水缩合产生 水。线粒体和叶绿体是能量转换站，线粒体进行有氧呼吸产生 ATP 和[H]，叶绿体进行光反应产生 ATP 和[H]。叶绿体主要存在于 叶肉细胞中，根尖分生区细胞不含叶绿体。叶绿体中有叶绿素 a、叶绿素 b、胡萝卜素和叶黄素，液泡中含有花青素等色素。 [答案] C 11．用差速离心法分离出某动物细胞的甲、乙、丙三种细胞器，测定其中三种有机物的含量如下图所示。下列有关叙述正确 的是( ) A．葡萄糖进入甲分解为 CO2 和 H2O B．乙一定与分泌蛋白的加工修饰有关 C．丙合成的物质遇双缩脲试剂呈紫色 D．酵母菌与该细胞共有的细胞器只有丙 [解析] 本题考查细胞器的功能。由成分推知，甲为线粒体、乙为含单层膜的细胞器、丙为核糖体。葡萄糖先在细胞质基质 中分解为丙酮酸，再进入甲彻底分解为 CO2 和 H2O；乙不一定为内质网或高尔基体；丙合成的蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应； 酵母菌为真核细胞，与该动物细胞相比也具有甲、乙、丙等细胞器。 [答案] C 12．下图为某种高等植物的细胞结构示意图，下列说法正确的是( ) A．该细胞无叶绿体，此种植物不能进行光合作用 B．这是一种需氧型生物，但此细胞也可进行无氧呼吸 C．该细胞内的细胞器与细胞膜、核膜共同构成了生物膜系统 D．该细胞已经高度分化，不再进行细胞分裂 [解析] A 错误，该细胞中无叶绿体，不代表该植物体所有细胞都不含有叶绿体；B 正确，从图中可看出，该细胞中含有线粒 体，故该植物是一种需氧型生物，植物细胞在缺氧时可进行无氧呼吸；C 错误，核糖体是不具备膜结构的细胞器；D 错误，从该细 胞的液泡大小、细胞器、细胞核的分布情况看，该细胞属于幼嫩细胞，具有分裂和分化能力。 [答案] B 二、非选择题(40 分) 13．(12 分)(2015·湖南师大附中月考)真核细胞内具有发达的细胞内膜结构，将细胞质分隔成不同的区室，下图是真核细胞 结构示意图，请据图回答问题： (1)作为一个完整的高等动物细胞，图中还应该有________(细胞器)。 (2)图中⑧所示细胞器增大膜面积的方式是________。某同学认为它的主要功能是进行有氧呼吸将葡萄糖等有机物中的化学能 转化为 ATP，你认为正确吗？________。 (3)研究发现蛋白质合成旺盛的细胞中结构④明显发达(较大)，这可能是因为④与__________________有关。 (4)若要生产人的胰岛素，用大肠杆菌做成的工程菌不如用酵母菌做成的工程菌效果好，为什么？________ ________________________________________________________________________。 (5)科学家设计了如下实验：将变形虫培养在含 H3—胆碱的培养基中，这样核膜就被 H3 标记。将带有放射性标记的核取出移 植到正常的去核变形虫中，追踪观察一个细胞周期，观察子代细胞核膜是否具有放射性，此实验的目的是______________________。 [答案] (1)中心体 (2)内膜向内凸出形成嵴 不对 (3)rRNA(某种 RNA)和核糖体的形成 (4)大肠杆菌无内质网和高尔基体，不能对蛋白质进行加工，不能合成成熟的胰岛素 (5)探究新形成的核膜是否来自旧核膜 14．(10 分)(2014·中山一中模拟)溶酶体是动物细胞中一种由膜构成的细胞器。溶酶体是一种动态结构，它不仅在不同类型 细胞中形态大小不同，而且在同一类细胞的不同发育阶段也不相同。下图为溶酶体的生成及其作用的过程。据图回答： 溶酶体在细胞异体吞噬和自体吞噬中的形成和功能 (1)溶酶体是由________(细胞器)断裂产生的，内部含有________。 (2)溶酶体是细胞的________，其消化底物的来源有：一是自体________的细胞器；二是侵入细胞的________。 (3)生物膜是在原有膜的基础上，不断由新的脂质或蛋白质插入而逐渐增长的。磷脂是在________中合成的，可通过两种途径 运送到各种膜结构中。第一种途径是通过磷脂转运蛋白。第二种方式是通过出芽和膜融合。由于细胞的胞吞和胞吐作用以及囊泡 运输，使________和________处于动态平衡状态。 (4)溶酶体的生成及其作用的过程，说明这些生物膜的____________很相似，在________上紧密联系，进一步体现了细胞内各 种结构之间的密切配合。 [解析] (1)溶酶体含有多种水解酶，溶酶体中的水解酶是在内质网上的核糖体上合成多肽链，在内质网中加工，进一步在高 尔基体中形成的。(2)侵入细胞的病菌、病毒和衰老、损伤的细胞器都会被溶酶体消化。(3)内质网是脂质的合成“车间”，胞吞 和胞吐作用及囊泡运输，使细胞膜和胞内膜处于动态平衡。(4)各种生物膜成分和结构相似，并且结构和功能紧密联系。 [答案] (1)高尔基体 水解酶 (2)消化车间 衰老、损伤 病毒或病菌 (3)内质网 细胞膜 胞内的膜 (4)组成成分和 结构 结构和功能 15．(18 分)(2015·山西阳泉模拟)下图中甲为植物细胞亚显微结构模式图，图乙为动物细胞部分结构及某些生理过程示意图。 图中 1～9 表示结构，a～f 代表生理过程，请据图回答下列问题： 甲 乙 (1)甲细胞与蓝藻细胞相比，最主要的区别是甲细胞____________________。甲细胞中与能量转换有关的细胞器是________(填 数字)。 (2)自由基是细胞正常代谢过程中产生的有害物质，可损害机体的组织和细胞。当自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时， 很可能损伤的细胞器是________(填数字)。 (3)若将甲细胞置于 0.3 g/mL 的蔗糖溶液中，一段时间后将会出现细胞壁与________发生分离；利用甲基绿、吡罗红混合染 色剂将甲细胞染色，则被染成绿色的部位主要是[ ]________。 (4)a、d 过程的完成依赖于[3]的________， 该过程________________(填“需要”或“不需要”)消耗能量。细胞器[9]除 图中所示的功能外，还具有的功能是__________________。 (5)若定位在[5]中的某些蛋白质错误掺入[1]，则通过________(填字母)过程可实现这些蛋白质的回收。 [解析] (1)根据图示，甲细胞属于植物细胞，具有真正的细胞核；植物细胞中与能量转换有关的细胞器是[2]叶绿体和[7] 线粒体。 (2)具有膜结构的细胞器都会受到损伤，包括[1]高尔基体、[2]叶绿体、[5]内质网、[6]液泡和[7]线粒体。 (3)0.3 g/mL 的蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度，细胞会发生质壁分离；DNA 易被甲基绿染色，因为 DNA 主要存在于细胞核中， 所以被染成绿色的部位主要是细胞核。 (4)胞吞或利用囊泡来运输物质，依赖于细胞膜的流动性，这种运输过程需要消耗能量；细胞内的溶酶体还能够分解衰老、损 伤的细胞器，维持细胞的稳态。 (5)没有加工完整的蛋白质可从高尔基体通过囊泡重新回到内质网中进行加工。 [答案] (1)有核膜包被的细胞核(有核膜) 2、7 (2)1、2、5、6、7 (3)原生质层 [4]细胞核 (4)流动性 需要 分解 衰老、损伤的细胞器 (5)f 第 3 讲 细胞的物质输入和输出 [考纲定位] 1.物质出入细胞的方式(Ⅱ) 2.通过模拟实验探究膜的透性(实验) 3.观察植物细胞的质壁分离和复原(实验) (对应学生用书第 36 页) 一、细胞的吸水和失水 1．渗透作用原理 (1)发生渗透作用的条件 ①具有半透膜； ②膜两侧溶液具有浓度差。 (2)渗透作用的实质：单位时间由清水进入蔗糖溶液中的水分子多于蔗糖溶液进入清水中的水分子，导致蔗糖溶液液面上升。 2．动植物细胞发生渗透作用的条件分析 (1)动物细胞 细胞膜：相当于半透膜 细胞质：有一定浓度，和组织液发生渗透作用 (2)植物细胞 细胞壁：全透性 原生质层 细胞膜 细胞质 液泡膜 相当于半透膜 细胞液：具有一定浓度，和外界溶液发生渗透 作用 3．验证细胞吸水和失水的实验 (1)动物细胞(以哺乳动物红细胞为例) 当外界溶液浓度＜细胞质浓度时，细胞吸水膨胀，反之细胞失水皱缩。 (2)植物细胞(洋葱细胞的质壁分离实验) ①当外界溶液浓度＞细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象。 ②当外界溶液浓度＜细胞液浓度时，细胞吸水，失水的细胞发生质壁分离复原现象。 二、物质跨膜运输的其他实例 1．分析实例，回答问题 (1)植物对无机盐离子的吸收： ①不同植物(如番茄、水稻)对同一离子的吸收能力不同。 ②同种植物对不同离子的吸收能力不同。 (2)人体甲状腺滤泡上皮细胞对碘的吸收是逆(填“逆”或“顺”)浓度梯度进行的。 2．结论 细胞膜和其他生物膜都是选择透过性膜。 三、物质运输的方式 连线物质运输的方式、特点和实例 特点 方式 实例 ①不需载体和能量 a．主动运输 Ⅰ.水、O2、CO2、 甘油、乙醇 ②需载体，不需能量 b．自由扩散 Ⅱ.红细胞吸 收葡萄糖 ③需载体和能量 c．协助扩散 Ⅲ.小肠上皮细胞 吸收葡萄糖 ④需能量，不需载体 d．胞吞和胞吐 Ⅳ.大分子、颗 粒物质 【提示】 ①—b—I ②—c—Ⅱ ③—a—Ⅲ ④—d—Ⅳ 一、思考判断 1．(2014·新课标全国卷Ⅰ)用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同。(√) 2．(2013·上海高考)紫色洋葱的外表皮细胞能在一定浓度的蔗糖溶液中发生质壁分离的必要条件是细胞壁的伸缩性小于原生 质层。(√) 3．(2012·上海高考)相对细菌和植物细胞而言，动物细胞离体培养更需关注培养基的渗透压，因为动物细胞没有细胞壁，对 培养基的渗透压更敏感。(√) 4．(2011·新课标全国卷)将人的红细胞放入 4 ℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，其主要原因是蒸馏水大量进入红细胞。 (√) 5．(2014·海南高考)CO2 进出肺泡上皮细胞不依赖膜蛋白。(√) 6．(2014·浙江高考)通过载体蛋白的物质转运属于主动运输。(×) 【提示】 协助扩散也通过载体蛋白转运物质。 7．(2014·海南高考)土壤温度不影响植物根系对矿质离子的吸收。(×) 【提示】 土壤温度影响根细胞的呼吸作用，进一步影响根吸收矿质离子的主动运输过程。 8．(2013·新课标全国卷Ⅰ)植物细胞通过主动运输吸收不同矿质元素离子的速率都相同(×) 【提示】 同一植物细胞膜上不同离子载体的种类和数量不一样。 9．(2013·浙江高考)Na＋与有关载体蛋白结合排出细胞属于主动转运。(√) 10．(2012·海南高考)细胞外液中的 K＋进入神经细胞属于自由扩散。(×) 【提示】 K＋进入神经细胞属于主动运输。 11．(2012·安徽高考)在神经细胞上动作电位产生与膜电位恢复过程中，Na＋流入和排出都是主动运输。(×) 【提示】 Na＋流入为被动运输。 12．(2012·浙江高考)人体肝细胞内 CO2 分压和 K＋浓度高于细胞外，而 O2 分压和 Na＋浓度低于细胞外，O2 和 K＋通过主动 运输进入肝细胞。(×) 【提示】 O2 通过自由扩散进入肝细胞。 二、图示识读 根据下图水稻和番茄对离子吸收图解分析： (1)水稻和番茄分别主要吸收哪些离子？ (2)图示反映同一植物对不同离子的吸收量如何？不同植物对同一离子的吸收量又怎样？ (3)水稻培养液中 Mg2＋、Ca2＋离子浓度和番茄培养液中 SiO4－4 浓度为什么超过初始浓度？ 【提示】 (1)水稻主要吸收 SiO4－4，番茄主要吸收 Ca2＋、Mg2＋。 (2)同一植物对不同的离子吸收量不同，不同植物对同一离子的吸收量不同。 (3)水稻吸收水的相对速率比吸收 Ca2＋、Mg2＋的大，造成培养液中 Ca2＋、Mg2＋浓度上升；番茄吸收水的相对速率比吸收 SiO4－4 的大，造成培养液中 SiO4－4 浓度上升。 (对应学生用书第 37 页) 考点 1 渗透系统的组成分析及应用 1．渗透作用模型与成熟植物细胞与外界溶液形成的渗透系统的比较 渗透作用模型 植物细胞与外界溶液形成渗 透系统 图解 基本条件 半透膜、浓度差 原生质层——选择透过性膜 浓度差——细胞液与外界溶 液之间的浓度差值 原理 水分子通过半透膜的扩散作 用 水分子通过原生质层在细胞 液与外界溶液之间发生扩散 水扩散方向 低浓度溶液→高浓度溶液 2.常见渗透装置图形分析 (1)若 S1 溶液浓度大于 S2，则单位时间内由 S2→S1 的水分子数多于 S1→S2，外观上表现为 S1 液面上升；若 S1 溶液浓度小 于 S2，则情况相反，外观上表现为 S1 液面下降。 (2)在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，则 S1 溶液浓度仍大于 S2。因为液面高的一侧形成的压强，会阻止溶 剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。 3．验证渗透作用发生的条件 (1)实验设计 (2)结论 A组和 B 组对比说明渗透作用要有半透膜。 A组和 C 组对比说明发生渗透作用时半透膜两侧的溶液必须具有浓度差。 4．拓展应用 (1)比较不同溶液浓度大小： 漏斗内 烧杯内 溶液浓度 M N 现象及结论 ①若漏斗内液面上升，则 M＞N②若漏斗内液面不变，则 M＝N③若漏斗内液 面下降，则 M＜N (2)探究物质能否通过半透膜(以碘和淀粉为例) 烧杯内盛淀粉溶液 漏斗内盛碘液 结论 变蓝 不变蓝 碘能通过半透膜，而淀粉不能 不变蓝 变蓝 淀粉能通过半透膜，而碘不能 变蓝 变蓝 淀粉和碘都能通过半透膜 不变蓝 不变蓝 淀粉和碘都不能通过半透膜 1．混淆半透膜与选择透过性膜 区别：(1)半透膜是无生命的物理性薄膜，是指某些物质可以透过而另一些物质不能透过的多孔性薄膜，物质能否通过取决于 分子的大小。(2)选择透过性膜是具有生命的生物膜，载体的存在决定了其对不同物质是否吸收的选择性。 共性：都允许水分子自由通过，而不允许大分子物质通过。 2．误认为达到渗透平衡后水分子不再移动 发生渗透平衡只意味着半透膜两侧水分子移动达到平衡状态，既不可看作没有水分子移动也不可看作两侧溶液浓度相等。 3．误认为渗透系统中的溶液浓度是指质量浓度 渗透系统的溶液浓度是指物质的量浓度而非质量浓度，实质是指渗透压，如 10%葡萄糖溶液和 10%蔗糖溶液的质量浓度相等， 但 10%蔗糖溶液的渗透压小，故通过半透膜由蔗糖溶液向葡萄糖溶液移动的水分子数多。 角度 1 考查对渗透实验的分析 1．(2014·长安质检)如图表示一中间隔以半透膜(只允许水分子通过)的水槽，两侧分别加入等物质的量浓度的葡萄糖溶液和 麦芽糖溶液。然后在半透膜两侧加入等质量的麦芽糖酶，在加入麦芽糖酶前后 a、b 两侧液面的变化是( ) A．加酶前 a 侧液面上升，加酶后 b 侧液面上升并高于 a 侧液面 B．加酶前 a 侧液面上升，加酶后 b 侧液面上升并等于 a 侧液面 C．加酶前后 a、b 两侧液面不变 D．加酶前 a、b两侧液面不变，加酶后 b 侧液面上升并高于 a侧液面 【思路分析】 解答本题注意以下几点： ①明确渗透压大小取决于溶液中单位体积溶质的分子数。 ②比较加酶前后两种溶液溶质分子数。 [解析] 溶液渗透压的大小取决于单位体积溶液中溶质微粒的数目。相同物质的量浓度的葡萄糖溶液和麦芽糖溶液渗透压相 等，即加酶前 a、b 两侧液面不变；但加入麦芽糖酶后，麦芽糖分解，使得 b 侧溶液的渗透压增大，水分由 a侧向 b 侧转移，b侧 液面上升并高于 a 侧。 [答案] D 角度 2 考查对渗透作用原理的应用 2．(2014·全国大纲卷)小肠的吸收是指食物消化后的产物、水和无机盐等通过小肠上皮细胞进入血液和淋巴的过程。0.9% 的 NaCl 溶液是与兔的体液渗透压相等的生理盐水。某同学将处于麻醉状态下的兔的一段排空小肠结扎成甲、乙、丙、丁 4 个互不 相通、长度相等的肠袋(血液循环正常)，并进行实验，实验步骤和结果如表。 实验组别实验步骤 甲 乙 丙 丁 向肠袋内注入等量的溶液， 使其充盈 0.7% NaCl10 mL 0.9% NaCl10 mL 1.1% NaCl10 mL 0.9% NaCl＋ 微量 Na＋载 体蛋白的抑 制剂共 10 mL 维持正常体温半小时后，测 肠袋内 NaCl 溶液的量 1 mL 3 mL 5 mL 9.9 mL 请根据实验结果回答问题： (1)实验开始时，水在肠腔和血液之间的移动方向是： 甲组从____________；丙组从____________。在这一过程中水分子的运动方向是从溶液浓度________处流向溶液浓度________ 处。本实验中水分子的这种移动过程称为________。 (2)比较乙和丁的实验结果，可推测小肠在吸收 Na＋时，需要________的参与。 [解析] (1)根据渗透作用原理，水分子由溶液浓度低处向溶液浓度高处扩散。因为血液的渗透压与质量分数为 0.9%的 NaCl 溶液相等，所以实验开始时甲组中的水分子从肠腔向血液移动，丙组中的水分子从血液向肠腔移动。 (2)与乙组不同的是，丁组中加入了 Na＋载体蛋白的抑制剂，其结果是半小时后丁组中 NaCl 溶液的量几乎无变化，说明 Na ＋载体蛋白的抑制剂影响了 Na＋的运输，可推测小肠在吸收 Na＋时，需要 Na＋载体蛋白的参与。 [答案] (1)肠腔进入血液 血液进入肠腔 低 高 渗透作用 (2)Na＋载体蛋白 考点 2 物质进出细胞的方式及影响因素 1．小分子和离子的跨膜运输 物质出入细胞的方 式 被动运输 主动运输 自由扩散 协助扩散 图例 运输方向 高浓度→低浓度 一般为低浓度→高浓 度 特点 不需要载体不消耗能 量 需要载体不消耗能量 需要载体消耗能量 举例 O2、CO2、H2O、甘油、 乙醇、苯的跨膜运输 人的红细胞吸收葡萄 糖 小肠上皮细胞吸收葡 萄糖、氨基酸、无机 盐等 影响因素 细胞膜内外物质的浓 度差 细胞膜内外物质的浓 度差；膜载体的种类 和数量 膜载体的种类和数 量；能量(温度、氧浓 度) 2.影响物质跨膜运输的因素及模型构建 (1)物质浓度 自由扩散 协助扩散或主动运输 主动运输 (2)氧气浓度 自由扩散或协助扩散 主动运输 (3)温度 3．大分子和颗粒性物质进出细胞的方式 方式 胞吞 胞吐 图例 运输方向 胞外→胞内 胞内→胞外 特点 不需要载体、消耗能量 举例 吞噬细胞吞噬抗原 胰岛素、消化酶、抗体的分泌 影响因素 温度、能量等 (1)从高浓度向低浓度方向运输的方式并非只有被动运输，主动运输也可以从高浓度向低浓度运输，如餐后小肠上皮细胞吸收 葡萄糖是由高浓度向低浓度运输。 (2)从低浓度向高浓度方向运输一定是主动运输。因为逆浓度梯度运输需要消耗能量。 (3)同一种物质进出不同细胞时，运输方式可能不同，如红细胞吸收葡萄糖为协助扩散，小肠上皮细胞吸收葡萄糖则是主动运 输。 (4)Na＋、K＋等无机盐离子一般以主动运输进出细胞，但也可通过协助扩散或离子通道进出细胞。 (5)胞吞、胞吐不属于跨膜运输方式，所以物质以这两种方式进出细胞时穿过细胞膜的层数为 0。 (6)RNA 和蛋白质等大分子进出细胞核通过的结构是核孔，而非胞吞、胞吐。 角度 1 物质出入细胞方式的综合考查 3．(2014·浙江高考)下列关于物质出入细胞方式的叙述，正确的是( ) A．被细胞胞吞的一定是固体物质 B．突触前膜释放乙酰胆碱属于易化协助扩散 C．通过载体蛋白的物质转运属于主动转运 D．胞吐过程一定会发生分泌泡与质膜的融合 [解析] A 项，被细胞胞吞的物质可以是固体，也可以是液体。B 项，乙酰胆碱(神经递质)是通过突触小泡进行传递的，故突 触前膜通过胞吐方式释放乙酰胆碱。C项，通过载体蛋白的物质转运方式包括易化协助扩散和主动转运。D 项，胞吐时，分泌小泡 与质膜融合，分泌小泡中的物质释放到细胞外，此过程一定会发生分泌泡与质膜的融合。 [答案] D 角度 2 结合示意图考查物质跨膜运输的方式 4．(2014·安徽高考)下图为氨基酸和 Na＋进出肾小管上皮细胞的示意图。下表选项中正确的是( ) 选项 管腔中氨基酸→上皮 细胞 管腔中 Na ＋→上皮 细胞 上皮细胞 中氨基酸 →组织液 A 主动运输 被动运输 主动运输 B 被动运输 被动运输 被动运输 C 被动运输 主动运输 被动运输 D 主动运输 被动运输 被动运输 【思路分析】 解答本题要注意以下几点： ①看清肾小管上皮细胞内与肾小管管腔和肾小管周围组织液之间氨基酸和 Na＋浓度差。 ②看清表格表示的运输过程和方式。 ③思考主动运输和被动运输的特点。 [解析] 根据图形可知，肾小管管腔中的氨基酸进入上皮细胞为逆浓度的运输，属于主动运输(其动力来自于 Na＋协同运输 中的离子梯度)；管腔中的钠离子进入上皮细胞为顺浓度梯度的运输，不消耗能量，为被动运输；上皮细胞中的氨基酸进入组织液 为顺浓度梯度的运输，属被动运输，综合分析，D 选项正确。 [答案] D 角度 3 结合坐标图考查物质跨膜运输的方式 5．下图中曲线 a、b表示物质跨(穿)膜运输(不包括胞吞和胞吐)的方式，下列表述错误的是( ) A．只有在氧气存在时才会发生方式 b 的物质运输 B．质壁分离过程中，水分子通过方式 a 进出细胞 C．方式 b 的最大转运速率与载体蛋白数量有关 D．b 的运输方式能体现细胞膜的选择透过性 [解析] 本题考查物质跨膜运输的方式，考查获取信息的能力和理解能力。a 表示自由扩散，b表示协助扩散或主动运输。在 b的运输方式中，随被转运分子的浓度的增大，转运速率不再增加，是受到载体数量的限制。 [答案] A 角度 4 结合实验结果分析考查物质跨膜运输的方式 6．(2014·北京高考)比较生物膜和人工膜(双层磷脂)对多种物质的通透性，结果如下图。据此不能得出的推论是( ) A．生物膜上存在着协助 H2O 通过的物质 B．生物膜对 K＋、Na＋、Cl－的通透具有选择性 C．离子以易化(协助)扩散方式通过人工膜 D．分子的大小影响其通过人工膜的扩散速率 [解析] A 项，由于 H2O 在生物膜上的通透性要大于在人工膜上的速度，而 CO2、O2 和甘油的速度相同(自由扩散)可断定在 生物膜上有协助其运输的物质；B项，由 K＋、Na＋、Cl－在生物膜上的通透性有差异可得知，生物膜对这些离子的通透具有选择 性；D项，不同分子量大小的物质在人工膜上的通透性不同可推知分子的大小影响其通过的速率；C项，由于人工膜无载体蛋白质 故无法推出离子以易化扩散方式通过人工膜。 [答案] C (1)物质出入细胞方式的判断方法 ①根据分子大小与对载体、能量的需要进行判断： 实验 5 观察植物细胞的质壁分离和复原 1．实验原理 成熟的植物细胞构成的渗透系统可发生渗透作用。 2．质壁分离与复原实验流程 3．质壁分离实验的拓展应用 (1)判断成熟植物细胞是否有生物活性 待测成熟植物细胞 ＋ 一定浓度的蔗糖溶液 镜检 发生质壁分离→有生物活性 不发生质壁分离→无生物活性 (2)测定细胞液浓度范围 待测细胞 ＋ 一系列浓度梯度的蔗糖溶液 ――→ 镜检 细胞液浓度 介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间 (3)比较不同植物细胞的细胞液浓度 不同植物细胞 ＋ 同一浓度的蔗糖溶液 ――→ 镜检 发生质壁分离所需时间越短，细胞液浓度越小，反之细胞液浓度越大 (4)比较未知浓度溶液的浓度大小 同一植物的成熟细胞＋未知浓度的溶液――→ 镜检 刚刚发生质壁分离所需时间→比较所用时间长短→判断溶液浓度的大小(时间 越短，未知溶液的浓度越大) (5)鉴别不同种类的溶液(如 KNO3 和蔗糖溶液) 成熟植物细胞 ＋ 不同种类溶液 镜检 只发生质壁分离→蔗糖溶液 质壁分离后自动复原→KNO3 溶液 (1)实验材料的选择 ①一般不选择细菌细胞，它能发生质壁分离，但现象不明显。 ②不能选择动物细胞，它无细胞壁，不能发生质壁分离现象。 (2)实验试剂使用 ①使用浓度过高的蔗糖溶液(0.5 g/mL)，质壁分离现象明显，但不能复原，因为溶液浓度过高，细胞过度失水而死亡。 ②使用质量浓度为 1 mol·L－1 的 KNO3 溶液，因为 K＋和 NO－3 可被细胞吸收，使细胞液浓度增大，所以细胞先发生质壁分 离后又自动复原(尿素、甘油、乙二醇等现象同上)。 (3)发生质壁分离时在细胞壁和细胞膜之间充满的是外界溶液，原因是细胞壁具有全透性。 (4)质壁分离与复原过程中水分移动是双向的，总结果是单向的。 (5)本实验用显微镜观察了三次，第一次与第二次形成对照，第三次与第二次形成对照，该对照方法为自身对照。 [对点练习] 1．(2014·江苏高考)在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察(如 下图所示)。下列有关叙述正确的是( ) A．第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞质基质区域 B．第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处 C．吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染镜头 D．为了节约实验时间，通常可以省略第一次显微观察步骤 [解析] 第一次观察时由于未滴入蔗糖溶液，细胞还没有发生质壁分离，只能看到紫色大液泡，故 A 错误；第二次观察时滴 入少量的蔗糖溶液，细胞开始发生质壁分离，可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处，故 B 正确；吸水纸的主要作用是 吸引蔗糖溶液从盖玻片的一侧流到另一侧，使全部洋葱鳞片叶浸润在蔗糖溶液中，C 错误；第一次显微镜观察是为了获得实验前 的形象，以便于和实验中的现象变化作对比，因此不可省略，故 D错误。 [答案] B 2．(2014·新课标全国卷Ⅰ)下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述，错误的是( ) A．与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象的观察 B．用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察 C．用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同 D．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象的观察 [解析] 红色花瓣细胞的液泡呈红色，比白色花瓣更便于观察质壁分离现象，A 项正确；黑藻叶片的叶肉细胞中液泡呈无色， 叶绿体的存在使原生质层呈绿色，有利于实验现象的观察，B 项错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位细胞的细胞液浓度不一定 都相同，用相同浓度的外界溶液进行质壁分离实验时观察到的质壁分离程度可能不同，C 项正确；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的 液泡含有色素，呈紫色，有利于实验现象的观察，D项正确。 [答案] B 3．(2014·新课标全国卷Ⅱ)将某植物花冠切成大小和形状相同的细条，分为 a、b、c、d、e 和 f 组(每组的细条数相等)，取 上述 6 组细条分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，浸泡相同时间后测量各组花冠细条的长度，结果如下图所示。假如蔗糖溶液与花 冠细胞之间只有水分交换，则( ) A．实验后，a 组液泡中的溶质浓度比 b组的高 B．浸泡导致 f 组细胞中液泡的失水量小于 b 组的 C．a 组细胞放在蔗糖溶液中失水或吸水所耗 ATP 大于 b 组 D．使细条在浸泡前后长度不变的蔗糖浓度介于 0.4～0.5 mol·L－1 之间 [解析] 实验前长度/实验后长度的比值为 1时，水分进出细胞达到平衡；比值小于 1 表明细胞吸水，且比值越小花冠吸水越 多；比值大于 1 表明细胞失水，且比值越大，花冠失水越多。据图可推知 a 组吸水多于 b 组，因此实验后 a 组细胞液中溶质浓度 低于 b组；f 组比值大于 b 组，因此失水量大于 b组；水分子进出细胞的方式是自由扩散，不消耗能量；由 c 组吸水，d组失水知 细条细胞液浓度介于 0.4～0.5mol·L－1 之间。 [答案] D 绘制知识体系 强化核心要点 1.渗透作用的发生必须依赖半透膜和膜两侧 的浓度差。 2.原生质层由细胞膜、液泡膜以及二者之间 的细胞质组成，具有选择透过性。3.细胞膜 和其他生物膜都具有选择透过性。4.物质的 跨膜运输并不都是顺相对含量梯度的，细胞 对物质的输入和输出具有选择性。 5.被动运输包括简单扩散和协助扩散，它们 都是顺浓度梯度运输的过程，不消耗能量， 但是协助扩散需要载体蛋白。 6.主动运输是逆浓度梯度运输的过程，需要 载体蛋白的协助和消耗能量。 (对应学生用书第 42 页) 借助结构模式图，比较、区分不同物质的跨膜运输特点 结合图示着重区分物质通过选择透过性膜、半透膜、核膜的特点： (1)选择透过性膜是指细胞膜等具有活性的生物膜。它具有半透膜的物理特性，更重要的是具有主动选择性，对物质的吸收与 否及吸收的多少取决于膜上载体的种类与数量，因此不能将生物膜看作单纯的半透膜。 (2)半透膜是指某些物质可以通过，而另一些物质不能通过的多孔性薄膜。物质能否通过取决于分子的大小，如常见的半透膜 有动物的膀胱膜、肠衣、鸡蛋的蛋壳膜等。水、葡萄糖等较小的分子可以通过，而蔗糖、蛋白质等较大的分子不能通过。 (3)核膜是双层膜，将细胞的核、质分开，由于其上有核孔，应属于特殊的半透膜。mRNA 只能通过核孔进入细胞质，而氨基 酸、葡萄糖、离子和小分子等可通过核膜。 可见，三者都能让一部分物质通过，另一部分物质不能通过，从这个角度来看，选择透过性膜、核膜是“特殊的半透膜”。, 下图为动物细胞的细胞膜转运部分物质的示意图，下列分析不正确的是( ) A．根据乙侧耗能的情况可知，甲侧为细胞外，乙侧为细胞内 B．图中 a 和 b 不是静止的，其运动的特性有利于物质的跨膜运输 C．图示中葡萄糖的跨膜运输方式与细胞吸收水分的方式相同 D．用胰蛋白酶处理细胞膜，会影响葡萄糖、Na＋等物质的运输 [解析] 主动运输需要耗能，根据细胞内 ATP 的供能情况可知，甲侧为外侧，乙侧为内侧，A正确；a 代表磷脂分子，b代表 蛋白质，a和 b不是静止的，有利于物质的跨膜运输，B正确；从图中可知，葡萄糖进入细胞需载体蛋白协助，水分子进入细胞的 方式为自由扩散，C错误；葡萄糖、Na＋等物质的运输，均需载体蛋白的协助，因此用蛋白酶处理细胞膜，会影响其运输，D 正确。 [答案] C[强化集训]———————————————————————————————————————————— —— 图甲表示四种不同的物质在一个动物细胞内、外的相对浓度差异。其中通过图乙所示的过程来维持细胞内、外浓度差异的物 质是( ) A．Na＋ B．K＋ C．胰岛素 D．CO2 [解析] 由图乙中所示的“ATP→ADP＋Pi”和载体蛋白可以判断出此生理过程为主动运输；再由糖蛋白主要位于细胞膜的外 表面可以判定出这是某物质通过主动运输进入细胞的过程。胰岛素通过胞吐排出细胞，CO2 通过自由扩散排出细胞，因此 C、D 不 符合要求。正常情况下，细胞外的 Na＋浓度高于细胞内的，细胞内的 K＋浓度高于细胞外的，而这种状况是通过主动运输来实现 的，因此符合图乙所示过程的是 B。 [答案] B (对应学生用书第 42 页) [A 基础训练] 1．(2014·南京市考前冲刺)某兴趣小组为研究渗透吸水做了一个实验，该实验的简易渗透吸水装置如图甲所示；图甲中液面 上升的高度与时间的关系如图乙所示；一成熟植物细胞被放在某外界溶液中发生的一种状态(此时细胞有活性)如图丙所示。请判 断下列相关叙述中错误的是( ) A．由图甲中漏斗液面上升可知，实验开始时 b 侧液体的浓度大于 a 侧 B．由图乙可知图甲中漏斗里溶液的吸水速率在下降 C．图丙中相当于图甲中 c 结构的是③④⑤ D．把图丙所示状态的细胞放在清水中，会发生质壁分离 [解析] 把图丙所示状态的细胞放在清水中，细胞会吸水发生质壁分离复原。 [答案] D 2．(2015·哈师大附中高三测试)下图表示一种物质的跨膜运输方式，下列叙述中正确的是( ) A．此膜中载体也能运输蔗糖 B．碘以该方式进入海带细胞 C．该方式不会出现饱和现象 D．该方式发生的条件为顺浓度梯度 [解析] 葡萄糖从胞外到胞内需载体蛋白协助但不消耗 ATP，故其跨膜运输方式为协助扩散；该运输方式是由高浓度到低浓 度，会出现饱和现象；因载体具有专一性，运输葡萄糖的载体不能运输蔗糖；碘是以主动运输的方式进入胞内的。 [答案] D 3．(2014·苏北四市期末)下列关于物质跨膜运输的叙述，正确的是( ) A．小分子物质均是通过自由扩散进出细胞 B．协助扩散和自由扩散均不需要消耗能量 C．分泌蛋白是通过主动运输的方式排到细胞外 D．抑制细胞呼吸对细胞吸收 K＋的速率无影响 [解析] 气体分子及脂溶性小分子可以通过扩散进入细胞，氨基酸、离子等物质进出细胞一般是主动运输，红细胞吸收葡萄 糖属于协助扩散，A错误；协助扩散和自由扩散不需要能量，其动力来自于浓度差，B 正确；分泌蛋白是大分子物质，通过胞吐分 泌到细胞外，C错误；细胞吸收 K＋的方式是主动运输，需要能量 ATP，所以抑制细胞呼吸会影响细胞吸收 K＋的速率，D错误。 [答案] B 4．(2014·合肥模拟)某科学家在研究细胞膜运输物质时发现有下列四种关系，分别用下列四种曲线表示： 在研究肝细胞运输物质 X时，发现与曲线②和③相符，试问：细胞膜运输物质 X的方式是( ) A．主动运输 B．自由扩散 C．胞吞和胞吐 D．协助扩散 [解析] 曲线②表明物质 X的运输有饱和现象，即需要载体蛋白；曲线③表明物质 X 的运输过程与 O2 浓度无关，即不需要能 量；由此可断定物质 X 的运输方式是协助扩散。 [答案] D [B 真题体验] 1．(2014·海南高考)关于植物根系吸收矿质离子的叙述，正确的是( ) A．植物根系吸收各种矿质离子的速率相同 B．土壤温度不影响植物根系对矿质离子的吸收 C．植物根细胞吸收矿质元素离子主要依靠渗透作用 D．植物根细胞能逆浓度梯度吸收土壤中的矿质元素离子 [解析] 植物根系吸收各种矿质离子的速率不一定相同，A 错；土壤温度影响植物根细胞的酶活性，从而影响呼吸作用产生 能量，进一步影响植物根系对矿质离子吸收的主动运输过程，B 错；植物根细胞吸收矿质离子主要依靠主动运输，C 错；植物根细 胞能通过主动运输逆浓度梯度吸收土壤中的矿质元素离子，D正确。 [答案] D 2．(2014·海南高考)下列过程中，不依赖膜蛋白的是( ) A．CO2 进出肺泡上皮细胞 B．静息电位过程中 K＋从细胞内到细胞外 C．神经细胞受到刺激时 Na＋从细胞外到细胞内 D．水盐调节过程中，肾小管上皮细胞对水的重吸收 [解析] 在跨膜运输过程中，主动运输与协助扩散都需要载体蛋白的参与，自由扩散不需要，A 选项属于自由扩散，B、C 选 项属于协助扩散，D选项属于有水分子通道蛋白参与的协助扩散，故 A项正确。 [答案] A 3．(2014·上海高考)以紫色洋葱鳞叶为材料进行细胞质壁分离和复原的实验，原生质层长度和细胞长度分别用 X和 Y表示(如 图)，在处理时间相同的前提下( ) A．同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y 值越小，则紫色越浅 B．同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y 值越大，则所用蔗糖溶液浓度越高 C．不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y 值越小，则越易复原 D．不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y 值越大，则细胞的正常细胞液浓度越高 [解析] 同一细胞用不同浓度蔗糖溶液处理，X/Y 值越小，表示失水越多，质壁分离越明显，紫色越深，X/Y 值越大，失水越 少，所用蔗糖溶液浓度越小，故 A、B 错误；不同细胞用相同浓度蔗糖溶液处理，X/Y 值越小，表示失水越多，越不易复原，故 C 错误；而 X/Y 值越大，表示该细胞失水越少，则该细胞的正常细胞液浓度越高，故 D正确。 [答案] D 4．(2013·浙江高考)某哺乳动物神经细胞内外的 K＋和 Na＋浓度见下表。下列属于主动转运的是( ) 细胞内浓度(mmol·L－ 1) 细胞外浓度(mmol·L－1) K＋ 140.0 3.0 Na＋ 18.0 145.0 A.K＋经钾离子通道排出细胞 B．K＋与有关载体蛋白结合排出细胞 C．Na＋经钠离子通道排出细胞 D．Na＋与有关载体蛋白结合排出细胞 [解析] 分析表格数据得知：K＋排出神经细胞是从高浓度到低浓度运输，不需要消耗能量，不是主动转运；Na＋排出神经细 胞是从低浓度到高浓度运输，但是经钠离子通道排出细胞时不消耗能量，故不属于主动转运，与有关载体蛋白结合排出细胞时， 需要消耗能量，属于主动转运。 [答案] D 课后限时自测(七) 细胞的物质输入和输出 (对应学生用书第 253 页) (时间：60 分 满分：100 分) 一、选择题(每题 5 分，共 60 分) 1．(2014·青岛二中月考)某同学设计的渗透装置如下图所示(开始时状态)，烧杯中盛放有蒸馏水，图中猪膀胱膜允许单糖透 过。倒置的长颈漏斗中先装入蔗糖溶液，一定时间后再加入蔗糖酶。该实验过程中最可能出现的是( ) A．漏斗中液面开始时先上升，加酶后即下降 B．漏斗中液面先上升，加酶后继续上升，然后下降 C．加酶前后，在烧杯中都可以检测出蔗糖 D．加酶后可以在烧杯中检测出葡萄糖、果糖和蔗糖酶 [解析] 加酶前，漏斗内溶液浓度高于漏斗外，水分子向漏斗内部扩散的较多，漏斗中液面上升；加酶后，蔗糖水解为单糖， 摩尔浓度增大，使液面继续上升，而后随着单糖逐渐进入烧杯，使漏斗内溶液浓度下降，液面下降。 [答案] B 2．(2014·潍坊一中月考)将三种洋葱鳞片叶表皮细胞放在相同浓度的蔗糖溶液中，一段时间后制成临时装片放在显微镜下观 察到下图不同状态的细胞图像。这 3 个细胞原来细胞液浓度的高低关系是( ) A．乙＞甲＞丙 B．甲＜乙＜丙 C．丙＜乙＜甲 D．甲＝乙＝丙 [解析] 丙细胞失水最多，细胞液的浓度最小；乙细胞只有少量失水，细胞液的浓度较小；甲没有失水，细胞液浓度最大。 [答案] C 3．(2015·苏北四市期末)关于“探究植物细胞质壁分离和复原实验”的叙述，正确的是( ) A．该实验只是观察了质壁分离和复原现象，没有设计对照实验 B．在逐渐发生质壁分离的过程中，细胞的吸水能力逐渐增强 C．用龙胆紫对细胞进行染色后，观察到的质壁分离现象一定更明显 D．在不同浓度蔗糖溶液中发生质壁分离的细胞，滴加清水后均能复原 [解析] 在“探究植物细胞质壁分离和复原实验”中，质壁分离的前后可以对照，质壁分离过程和质壁分离的复原过程也可 以对照，所以本实验有对照。在逐渐发生质壁分离的过程中，细胞液的浓度增加，细胞液的渗透压升高，细胞的吸水能力逐渐增 强。用龙胆紫对细胞进行染色后，细胞已经死亡，细胞膜失去选择透过性，因而观察不到质壁分离现象。使用高浓度的蔗糖溶液 进行质壁分离实验时，会使细胞由于大量失水而死亡，不会再出现质壁分离复原现象。 [答案] B 4．(2014·青岛一模)把蚕豆植株放在湿润的空气中照光一段时间后，取蚕豆叶下表皮制作临时装片，先在清水中观察，然后 用质量浓度为 0.3 g/mL 的蔗糖溶液取代清水，继续观察，结果如图所示。对此现象的推断最合理的是( ) A．清水中的保卫细胞失水导致气孔开放 B．蔗糖进入保卫细胞后，细胞吸水导致气孔关闭 C．清水中的保卫细胞很快出现质壁分离并自动复原 D．蔗糖溶液中的保卫细胞失水导致气孔关闭 [解析] 清水中的保卫细胞吸水导致气孔开放；蔗糖不能进入保卫细胞；清水中的保卫细胞吸水，不会出现质壁分离；蔗糖 溶液的浓度大于保卫细胞细胞液的浓度，保卫细胞失水，导致气孔关闭。 [答案] D 5．(2014·潍坊一模)下列关于物质进出细胞的叙述，错误的是( ) A．吞噬细胞吞噬衰老的红细胞需要消耗能量 B．植物细胞发生质壁分离的过程中吸水能力逐渐增强 C．与细胞积累 K＋密切相关的细胞器是线粒体和核糖体 D．植物生长素运出细胞的方式是自由扩散 [解析] 植物生长素运出细胞的方式为主动运输，D 项错误；胞吞作用需消耗能量，A 项正确；植物细胞发生质壁分离过程中， 细胞液浓度增大，吸水能力增强，B项正确；细胞积累 K＋为主动运输过程，需要载体和 ATP，因此密切相关的细胞器为线粒体和 核糖体，D项正确。 [答案] D 6．(2015·广东肇庆一模)下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是( ) A．植物细胞积累 K＋需要消耗能量 B．海水中的海藻细胞可通过积累物质防止质壁分离 C．液泡中积累了大量的离子，故液泡膜不具备选择透过性 D．细胞膜对离子的吸收具有选择透过性 [解析] 植物细胞通过主动运输积累 K＋，因此需要消耗能量。海藻细胞主要是通过主动运输积累物质，防止质壁分离的发 生。液泡膜属于生物膜，具有选择透过性。细胞膜上载体蛋白的种类决定了细胞膜对离子的吸收具有选择透过性。 [答案] C 7．(2014·台州检测)下图表示物质跨膜转运的一种方式。据图分析错误的是( ) A．图中的物质可代表甘油分子 B．这种转运方式不可逆浓度梯度进行 C．细胞产生的能量不影响该物质的转运速率 D．载体蛋白在物质转运过程中形状会发生改变 [解析] 图解表示的物质跨膜运输方式从高浓度一侧运输到低浓度的一侧，有载体协助，没有消耗细胞产生的能量，为协助 扩散过程。甘油分子为脂溶性物质，通过自由扩散方式运输。 [答案] A 8．(2014·山西师大附中月考)下图表示小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程和将葡萄糖运出细胞的过程示意图。其中●、▲的个 数代表分子(离子)的浓度。下列相关叙述错误的是( ) A．葡萄糖通过主动运输的形式进入此细胞，需要消耗 ATP B．葡萄糖通过协助扩散的方式从此细胞中运出，不需要消耗 ATP C．钠离子通过主动运输的方式进入此细胞，需要消耗 ATP D．载体■和载体◆的组成单体相同，但结构有差异 [解析] 根据示意图判断葡萄糖是从低浓度的细胞外进入高浓度的细胞内，是主动运输过程。葡萄糖从高浓度的细胞内运到 低浓度的细胞外，为协助扩散。钠离子进入细胞的方式应为协助扩散。载体的成分是蛋白质，组成单位都为氨基酸，但两种载体 的结构不同。 [答案] C 9．(2015·山东省实验中学高三模拟)下图表示不同物质穿过细胞膜进入人体细胞内的四种情况。加入有氧呼吸抑制剂后，曲 线变化最明显的是( ) [解析] 加入有氧呼吸抑制剂只能抑制主动运输过程，对自由扩散和协助扩散没有影响，只有 C 图曲线一定表示主动运输。 [答案] C 10．(2013·新课标全国卷Ⅰ)关于植物细胞通过主动运输方式吸收所需矿质元素离子的叙述，正确的是( ) A．吸收不同矿质元素离子的速率都相同 B．低温不影响矿质元素离子的吸收速率 C．主动运输矿质元素离子的过程只发生在活细胞中 D．叶肉细胞不能以主动运输的方式吸收矿质元素离子 [解析] 分析题中植物通过主动运输吸收矿质元素离子的有关知识，联系主动运输的条件和影响因素，逐项进行解答。植物 细胞对矿质元素离子的吸收具有选择性，其细胞学基础是细胞膜上有特异性的载体，不同植物细胞膜上载体的种类和数量不同， 所以吸收不同矿质元素离子的速率不同，A 项错误。低温条件下呼吸酶活性下降，呼吸速率下降，产生的 ATP 少，会影响矿质元 素离子主动运输的速率，B 项错误。主动运输过程除了需要载体外还需要能量，能量是由活细胞进行细胞呼吸提供的，只有活细 胞能进行细胞呼吸，C 项正确。叶肉细胞的生命活动需要矿质元素离子，一般以主动运输方式吸收矿质元素离子，D 项错误。 [答案] C 11．(2014·山东省实验中学高三检测)人体肝细胞内 CO2 分压和 K＋浓度高于细胞外，而 O2 分压和 Na＋浓度低于细胞外，上 述四种物质中通过主动转运进入该细胞的是( ) A．CO2 B．O2 C．K＋ D．Na＋ [解析] 二氧化碳和氧气进出细胞的方式是自由扩散。K＋如果进入细胞，是由低浓度向高浓度转运，是主动运输。Na＋如果 进入细胞，是由高浓度向低浓度转运，是协助扩散。 [答案] C 12．(2014·北京东城区联考)为探究茉莉酸(植物生长调节剂)对离体培养的成熟胡杨细胞质壁分离的影响，将细胞分别移至 不同的培养液中继续培养 3 天，结果如下表。下列叙述错误的是( ) 组别 培养液中另添加的成分 结果 NaCl 茉莉 酸 ① ＋ － 部分细胞质壁分离 ② ＋ ＋ 细胞正常，无质壁分离 ③ － － 细胞正常，无质壁分离 注：“＋”表示有添加，添加后 NaCl 浓度为 100 mmol·L－1，茉莉酸浓度为 10－3 mg·L－1；“－”表示无添加。 A．胡杨细胞通过渗透作用吸水和失水 B．质壁分离的胡杨细胞液泡体积变小 C．NaCl 为自变量，茉莉酸为因变量 D．茉莉酸对 NaCl 引起的胡杨细胞质壁分离有抑制作用 [解析] 先根据质壁分离的原理和现象分析 A、B项，然后通过分析表中变量，确定不同组别之间的自变量和因变量，分析 C、 D项。A 项正确，成熟的植物细胞具有中央大液泡，主要通过渗透作用吸水和失水；B 项正确，胡杨细胞的原生质层相当于半透膜， 当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞失水，此时液泡中水分子渗出，液泡体积将会变小；C 项错误，根据实验目的及表中信 息可知，自变量是茉莉酸的有无，因变量是细胞是否出现质壁分离；D 项正确，由①②组对照可知，NaCl 在无茉莉酸的条件下可 引起细胞质壁分离，而在存在茉莉酸的条件下不会引起细胞质壁分离，这说明茉莉酸对 NaCl 引起的胡杨细胞质壁分离有抑制作用。 [答案] C 二、非选择题(40 分) 13．(14 分)(2013·江苏高考)下图为研究渗透作用的实验装置，请回答下列问题： (1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时液面差为Δh，此时 S1 和 S2 浓度大小关系为________。 (2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的________， 两者在物质透过功能上的差异是________________________________________________________________________ ________________。 (3)为进一步探究两种膜的特性，某兴趣小组做了以下实验。 实验材料：紫色洋葱。 实验器具：如图所示的渗透装置(不含溶液)，光学显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号笔 等。 实验试剂：蒸馏水，质量浓度为 0.3 g/mL 的蔗糖溶液和与其等渗的 KNO3 溶液。 部分实验步骤和结果如下： ①选两套渗透装置，标上代号 X 和 Y。在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水，分别在装置 X 和 Y 的漏斗内加入适量的蔗糖溶 液和 KNO3 溶液，均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液面差的装置有________(填代号)。 ②选两片洁净的载玻片，________，在载玻片中央分别滴加________，制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细 胞的初始状态。 ③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和 KNO3 溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象是 ________。 (4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是 ________________________________________________________________________。 [解析] (1)漏斗内液面升高，说明漏斗外的水分子渗透进入漏斗内，故漏斗内溶液浓度较高，即 S1>S2。达到平衡时，理论 上两侧溶液的浓度应相等，但因液面高的一侧水的压强大，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散，故两者的浓度关系仍是 S1>S2。(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞的原生质层。物质通过半透膜的原理是分子直径小于半透膜的孔径，而原生质层是 选择透过性膜，其上具有载体蛋白，通过半透膜的物质只能由高浓度向低浓度运输，而原生质层可以完成逆浓度梯度的主动运输。 (3)①蔗糖分子不能通过半透膜进入烧杯中，而 KNO3 能够以 K＋和 NO－3 的形式通过半透膜进入烧杯内，达到渗透平衡时装置 X 能出现液面差，装置 Y 不能出现液面差。②选两片洁净的载玻片后应分别编号。洋葱鳞片叶表皮细胞为成熟植物细胞，观察其初 始状态时应滴加蒸馏水制作临时装片。③由于外界溶液的浓度大于细胞液的浓度，两者的共同点是能发生质壁分离的现象。(4) 蔗糖分子不能通过原生质层，浸润在蔗糖溶液中的细胞发生质壁分离后不会自动复原；KNO3 能够以 K＋和 NO－3 的形式通过原生 质层进入液泡内，使细胞液浓度增大，从而引起质壁分离自动复原。 [答案] (1)S1>S2 (2)原生质层 原生质层能主动转运有关物质而半透膜不能 (3)①X ②标号 蒸馏水 ③质壁分离 (4)KNO3 溶液中的细胞质壁分离后会自动复原 14．(10 分)(2015·湖北八校联考)取某植物的少量根尖组织，滴加清水制成临时装片如图 A，以此研究植物细胞的一些生命 活动，整个实验过程保证细胞始终为生活状态： (1)向盖玻片一侧滴加一定浓度的 X 溶液，在另一侧用吸水纸吸水，使根尖组织周围充满 X溶液，用一定的方法检测细胞内 X 的浓度随时间的变化情况如图 C，据图判断物质 X 进入细胞的方式应该为 ________， 细胞吸收 X 的速率由 ______________________________决定。 (2)在显微镜下同时观察到图 B 所示细胞，整个实验过程中，该细胞发生的形态变化是________________________________， 发生此变化的条件为： ①植物细胞的________相当于一层半透膜，②________________________之间存在浓度差。 (3)为了更好的观察图 B 所示细胞在实验过程中的现象，可以选择紫色洋葱表皮细胞作为材料，实验开始后液泡的颜色变化为 ________(填“变深”或者“变浅”)。 [解析] (1)由图 C 细胞内 X 浓度能够大于细胞外 X浓度，判断 X 进入细胞的方式为主动运输。主动运输过程的速率与载体蛋 白的数量和能量供给的多少决定。 (2)由于物质 X 能被细胞主动吸收，因此细胞发生质壁分离后会自动复原。 (3)实验开始后，细胞失水，发生质壁分离，液泡颜色变深。 [答案] (1)主动运输 载体蛋白的数量和能量供给的多少 (2)先质壁分离，然后质壁分离自动复原 ①原生质层 ②细胞液与细胞外界溶液 (3)变深 15．(16 分)下图是生物膜流动镶嵌模型及物质跨膜运输示意图，其中离子通道是一种通道蛋白，该通道蛋白是横跨质膜的亲 水性通道，具有离子选择性。请据图回答有关问题： (1)很多研究成果有力支持“脂溶性物质易透过生物膜，不溶于脂质的物质不易透过生物膜”这一说法。这证明组成细胞膜的 主要成分中有[ ]________。 (2)鲨鱼体内能积累大量的盐，盐分过高时就要及时将多余的盐分排出体外，经研究，鲨鱼体内多余的盐分是经②途径排出的， 那么其跨膜运输的方式是________。 (3)对蟾蜍的离体心脏施加某种毒素后 Ca2＋的吸收明显减少，但 K＋、C6H12O6 的吸收不受影响，最可能的原因是该毒素抑 制了心肌细胞膜上转运 Ca2＋的[ ]________的活性。 (4)柽柳是泌盐植物，叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的盐分排出，是强耐盐植物。柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动 运输还是被动运输，请设计实验加以证明。 ①实验步骤： a．取甲、乙两组生长发育相同的柽柳幼苗，放入适宜浓度的含有 Ca2＋、K＋的溶液中。 b．甲组给予正常的呼吸条件，乙组______________________________。 C．________________________________________________________________________。 ②实验结论： a ． 若 两 组 植 株 对 Ca2 ＋ 、 K ＋ 的 吸 收 速 率 相 同 ， 说 明 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 b．________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 [解析] (1)根据相似相溶的原理，推测细胞膜的主要成分中有磷脂；(2)鲨鱼体内多余的盐分是经②途径排出的，由图可知， 盐分是通过离子通道转运的，不需要能量，属于被动运输方式；(3)施加某种毒素后，Ca2＋的吸收明显减少，但 K＋、C6 H12O6 的吸收不受影响，说明该毒素不影响物质运输时的能量供给，Ca2＋吸收进入细胞是逆浓度梯度进行的，属于主动运输方式，主动 运输需要能量和载体蛋白，因此该毒素影响了运输 Ca2＋的载体蛋白的活性；(4)主动运输和被动运输最主要的区别是是否需要能 量，而能量主要是通过细胞的有氧呼吸提供的，因此实验组和对照组的自变量应是能否进行有氧呼吸，因变量是无机盐离子的吸 收速率。 [答案] (1)甲 磷脂分子 (2)被动运输 (3)乙 载体蛋白 (4)①b.完全抑制有氧呼吸 c．一段时间后测定两组植株根系对 Ca2＋、K＋的吸收速率 ②a.柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是被动运输 b．若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率，说明柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输 单元命题指导 模式图类生物试题的解题方法 [题型特点] 在生物试题中通过模式图给出细胞的结构或代谢过程，围绕模式图提出相关问题的题目较多。模式图类试题也是本单元的突 出题型，解答本类型试题应注意以下几点： (1)整体识图找来源：首先明确题目中图式来源于教材中的何种模式图。 (2)剖析图示有方法：此类图示一般按照从局部到整体或从整体到局部的方法，依据各种细胞器形态分布位置或功能上的联系， 识别各部分的名称。 (3)根据设问理知识：分析题目涉及问题，梳理所需要的知识点，理清图示给予信息，发现不同知识点之间存在的联系。 (4)明确要求整答案：解答时一定要明确题目要求运用的序号或结构，应用教材生物学术语作答。 [解题模板] 如图为细胞内由被膜小泡运输物质的过程，请据图分析回答： (1)在细胞内吞过程中，细胞吞入的物质首先被细胞膜上的________识别，细胞膜内陷形成内吞泡。内吞泡与内含多种水解酶 的乙融合形成甲，内吞物被消化。乙除了图中所示的功能外，还能够分解细胞内的________________，以保持细胞的功能稳定。 (2) 图 中 戊 表 示 ________ ， 上 面 进 行 的 过 程 称 为 ________________________________________________________________________， 形成的产物需要在________(填图示符号)中进一步加工修饰才能具有生物活性。 (3)COPⅡ被膜小泡负责从丁→丙方向的“货物”运输。请举出两种需要经过小泡 COPⅡ和 a 过程运输的物质 ________________________。 (4) 若 定 位 在 丁 中 的 某 些 蛋 白 错 误 掺 入 丙 ， 图 中 的 ________________________________________________________________________ 可以实现这些蛋白的回收。 (5)细胞中被膜小泡等膜结构融合的基础是________。被膜小泡的运动________(填“需要”或“不需要”)能量。 [研析] 此题考查细胞器的功能和生物膜系统结构和功能上的联系，解题过程如下： 审 题 信息 1：细胞对被吞入细胞的物质要进行识别 信息 2：乙中含有多种水解酶 信息 3：戊附着在丁上 信息 4：丁通过 COPⅡ向丙运输物质，乙由丙形成的小泡产生 信息 5：a过程表示丙通过胞吐向细胞膜上或细胞外分泌物质 信息 6：COPⅠ是由丙向丁运输物质的小泡 破 题 思考 1：细胞膜上具有识别功能的是糖蛋白或受体 思考 2：含有多种水解酶的是溶酶体。溶酶体对吞入细胞的病菌、病毒和细胞内 衰老、损伤的细胞器都能消化 思考 3：核糖体附着在内质网上，核糖体上合成的多肽，进入内质网中初加工， 内质网通过小泡把初加工的蛋白质运输到高尔基体，高尔基体将蛋白质加工成熟， 分拣后通过小泡送往细胞外、细胞膜上或细胞的其他部位 思考 4：分泌到细胞外的分泌蛋白包括抗体、蛋白质类激素、消化酶等；细胞膜 上的蛋白质包括膜上的结构蛋白、载体蛋白和受体蛋白 思考 5：定位在丁中的蛋白质错误掺入丙，该蛋白质要由丙运输回丁 思考 6：膜结构的融合依靠膜的流动性。被膜小泡的运动需要消耗细胞内的能量 答 题 (1)设问(1)答“糖蛋白”也是合理的，多数受体是糖蛋白；答“载体”是错误的， 受体和载体是不同功能的蛋白质 (2)不能获取图中的信息，则看不出戊是核糖体。答不出上一问“核糖体”则答不 出“翻译”。丁和丙或答“丁、丙”，只答丁不能得分，因为题目要求是加工修 饰成具有生物活性的物质 (3)膜的流动性答成“膜成分相似”不得分，膜成分相似不是膜融合的基础 [答案] (1)受体(糖蛋白) 衰老、损伤的细胞器 (2)核糖体 翻译 丁和丙 (3)抗体、胰岛素、消化酶、细胞膜上的受体蛋白等(任举两例即可) (4)COPⅠ (5)膜的流动性 需要 [对应练习] 1．下图 1表示细胞内蛋白质合成及去向，其中①～⑦表示细胞结构，甲～丁表示结构中的物质。图 2表示胰岛素对细胞吸收 葡萄糖的调节，其中 GLUT4 为细胞膜上运输葡萄糖的载体，胰岛素可以加快⑨过程。据图回答： (1) 图 1 中 结 构 ① 表 示 ________ ， ⑤ 中 的 ______________ 与 它 的 形 成 有 关 ， ① 中 发 生 的 反 应 是 ________________________________________________________________________。 (2)图中合成的蛋白质进入⑤与进入⑥⑦的方式不同之处是______________________________________。如果这些蛋白质是 酶，则进入⑤⑥⑦分别催化的是__________________、______________、和________________________过程。 (3)参与丁物质合成和分泌的细胞器有________(填序号)，这一过程体现了细胞中各种生物膜在功能上的关系是 __________________________________________。 (4)图 2 中⑧⑨过程能调节细胞膜上葡萄糖载体的数量，该过程的完成直接依赖于细胞膜______________________的特点，葡 萄糖与细胞膜上的 GLUT4 结合还需要消耗____________才能进入细胞。Ⅱ型糖尿病病人胰岛素水平正常，但靶细胞吸收葡萄糖能 力下降，从图 2分析，可能的原因是__________________。 [解析] 本题考查细胞的结构和功能，考查获取信息的能力和理解能力。图 1 中①～⑦表示的细胞结构分别是核糖体、内质 网、高尔基体、细胞膜、细胞核、线粒体和叶绿体。 (1)①表示核糖体，核仁与核糖体的形成有关，核糖体上发生脱水缩合将氨基酸合成多肽。 (2)在核糖体上合成的蛋白质通过核孔进入细胞核，通过胞吞进入线粒体和叶绿体。进入细胞核的酶主要是 DNA 聚合酶和 RNA 聚合酶，进入线粒体的酶主要是催化有氧呼吸第 2、3 阶段的酶，进入叶绿体的酶主要是催化光合作用的光反应和暗反应的酶。 (3)丁是一种分泌蛋白，参与分泌蛋白合成和分泌的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体。分泌蛋白合成和分泌过程 中，各种生物膜密切联系。 (4)图 2 中⑧⑨过程是通过膜的融合完成的，膜的融合依赖于细胞膜的流动性。葡萄糖进入细胞的方式是主动运输，需要载体 和 ATP。细胞膜上运输葡萄糖的载体数量减少会造成组织细胞能量供应不足。 [答案] (1)核糖体 核仁 脱水缩合 (2)进入⑤是通过核孔，进入⑥⑦是通过胞吞作用 DNA 分子复制和 RNA 合成 细胞呼吸(有氧呼吸第 2、3阶段) 光合作用(光 合作用的光反应和暗反应) (3)①②③⑥ 既有明确的分工，又有密切联系 (4)具有一定的流动性 ATP 运输葡萄糖的载体 GLUT4 数量少 2．(2014·湖南师大附中月考)下图一表示人体吸收葡萄糖的过程示意图，图二表示人体内离子通道的三种类型。请据图回答： 图一 图二 (1)图一中①和②处 Na＋的跨膜运输方式分别是______________________。 (2)葡萄糖从小肠上皮细胞的细胞质进入 A 侧的跨膜运输方式是________，A、B两侧液体属于细胞外液的是________。 (3)由图二可推测神经冲动传导过程中 Na＋内流、K＋外流的通道应属于图中的________通道。神经冲动的传递过程中，神经 递质与受体结合后可使图中的________通道打开。 (4)除以上所涉及的方式外，物质进出细胞的方式还有__________________。 [解析] (1)图一中①和②处 Na＋的跨膜运输都需要载体，②处的 Na＋运输还消耗能量。 (2)葡萄糖从小肠上皮细胞的细胞质进入 A 侧的跨膜运输需要载体，但不消耗能量，为协助扩散。B 侧为肠腔，A侧为细胞外 液。 (3)神经冲动传导过程中 Na＋内流，K＋外流是电压变化引起的。神经递质与受体结合使通道打开的机制与配体门通道相同。 [答案] (1)协助扩散 主动运输 (2)协助扩散 A (3)电压门 配体门 (4)自由扩散和胞吞胞吐 3．下图甲表示由磷脂分子合成的人工膜的结构示意图，下图乙表示人的红细胞膜的结构示意图及葡萄糖和乳酸的跨膜运输情 况，图丙中 A 为 1 mol/L 的葡萄糖溶液，B为 1 mol/L 的乳酸溶液，请据图回答以下问题： (1)在水中磷脂分子排成双层的原因是：______________________。 (2)图乙中，葡萄糖和乳酸跨膜运输的共同点是都需要________，如果将图乙所示细胞放在无氧环境中，图中________的跨膜 运输不会受到影响，原因是__________________________。 (3)如果用图甲所示人工膜作为图丙中的半透膜，则液面不再变化时，左侧液面________(填高于、低于或等于)右侧液面；如 果在图甲所示人工膜上贯穿上图乙的蛋白质①，再用作图丙的半透膜，则液面不再变化时，左侧液面________右侧液面。 (4)某些药物大分子不容易被细胞吸收，但如果用图甲所示人工膜包裹后再注射则更容易进入细胞，此实例可说明细胞膜具有 ________性；当细胞衰老时，通透性改变，使物质运输功能________。 (5)图丁中①为信号分子，与靶细胞细胞膜上的________结合，结构②的化学本质是________。 [解析] 本题考查了生物膜的有关知识，膜的组成，物质的运输方式，细胞膜的功能等。红细胞吸收葡萄糖是协助扩散不需 要能量，而红细胞主动运输排出乳酸所需能量由无氧呼吸提供的。细胞膜具有一定的流动性。 [答案] (1)磷脂分子有亲水的头部和疏水的尾部 (2)载体蛋白 葡萄糖和乳酸 红细胞吸收葡萄糖是协助扩散不需要能量，而红细胞主动运输排出乳酸所需能量由无氧呼吸提供 (3)等于 低于 (4)一定的流动 降低 (5)受体 糖蛋白