【生物】2019届一轮复习人教版关于细胞分子组成的解题策略学案

【生物】2019届一轮复习人教版关于细胞分子组成的解题策略学案

第5讲　高考必考题突破讲座(一)‎ 关于细胞分子组成的解题策略 ‎(见学生用书P24)‎ 题型特点 考情分析 命题趋势 组成细胞的分子是细胞也是生命的物质基础，要求掌握这些分子(特别是蛋白质与核酸)的结构和功能、种类和作用及鉴定。高考中多在选择题中出现，非选择题也可能考查1～2空，多为基础判断或结合实例分析 ‎2016，全国卷Ⅰ，1T ‎2015，全国卷Ⅰ，1T,5T ‎2015，江苏卷，1T 命题多以信息题或综合分析选择题形式呈现，侧重考查有机分子的成分、结构、功能及相互关系，对有机物的检测和实验探究能力的考查也是近年来高考的热点。重在考查以下两种能力：(1)建立“元素→化合物→结构→功能”的思维模型，在大脑中形成清晰的知识脉络。(2)理论联系实际，结合题目所给表格和概念图，分析与核酸、糖类、脂质等相关的知识 分值：2～6分 ‎1．建立“元素→化合物→结构→功能→特性”的模型 ‎(1)通过关系图记忆有机物的元素组成 ‎(2)依中心法则判断核酸与蛋白质 依据中心法则，可以判断图中A为DNA、B为RNA、C为蛋白质，甲是DNA复制、乙是转录、丙是翻译；单体a、b、c分别为脱氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸；元素X为N、P，元素Y为N等。‎ ‎(3)集合法确定物质之间的关系 ‎(4)特定物质(或结构)与特定试剂呈现特定颜色 物质 试剂 预期实验现象 蛋白质 双缩脲试剂(使用时先加A液再加B液)‎ 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(现配现用，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 灰绿色 染色体(质)‎ 龙胆紫溶液或醋酸洋红液 深紫色或紫红色 DNA 二苯胺 蓝色 DNA 甲基绿吡罗红染色剂 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.常考设点 ‎(1)有机物归类及元素组成差异。如特殊蛋白质含P、S、Fe，脂质、脂肪的元素组成差异，糖、脂肪元素组成差异导致氧化供能差异等。‎ ‎(2)糖的种类、分布及具体某种糖的特殊功能。‎ ‎(3)脂质中磷脂、胆固醇的功能作用。‎ ‎(4)核酸与蛋白质的相似点与不同点。‎ 解题方法 ‎1．运用“蛋白质＋”快速判断常考物质或结构 ‎(1)细胞膜→蛋白质＋糖类＋磷脂→C、H、O、N、P ‎(2)染色体→蛋白质＋DNA→C、H、O、N、P ‎(3)核糖体→蛋白质＋RNA→C、H、O、N、P ‎(4)DNA病毒→蛋白质＋DNA→C、H、O、N、P ‎(5)RNA病毒→蛋白质＋RNA→C、H、O、N、P ‎(6)中心体、细胞骨架、抗体→蛋白质→C、H、O、N ‎2．巧借“标志元素(或物质)＋”快速确认几种特殊化合物 ‎＋Fe2＋―→血红蛋白 ‎＋Mg2＋―→叶绿素 ‎＋I－―→甲状腺激素 ‎＋“T”或“脱氧核糖”―→DNA ‎＋“U”或“核糖”―→RNA 答题步骤 ‎1．审题，弄清题干或选项所描述的对象及属性。‎ ‎2．将描述对象与属性与已学知识进行关联。‎ ‎3．如描述违背基本知识、原理、定律或遗漏前提条件，存在表述不严谨等问题，可做进一步思考。‎ ‎4．用排除法，去伪存真，直到选出知识、规律、属性、描述严谨正确的选项。‎ 规范答题 ‎1．在生物考试的非选择题中一般填写生物专有名词居多，这类题只要思考正确，填写的是生物学专有名词，无错别字即可得分。‎ ‎2．还有一些考题需要分析过程及回答原因，建议运用教材中比较规范的程序化语言答题，这样不易扣分。例：回答蛋白质结构为何具有多样性？可参考教材P23页正文第1段，当然也可使语言更加简炼。‎ 关于组成细胞的元素和化合物的内容在命题时，因其基础性，多与其它章节内容综合命题，单独出题多在选择题中。这部分知识有如下几个命题角度。‎ 角度一►　有关蛋白质的形成过程、结构和功能 ‎1．蛋白质的形成过程与基因表达的综合 ‎(1)基因指导蛋白质的合成过程 蛋白质是在基因的指导下，经过转录(DNA→RNA，细胞核中)和翻译(RNA→肽链，核糖体上)形成的(具体内容见第6章)。‎ ‎(2)基因指导蛋白质合成的有关计算 DNA(基因)mRNA蛋白质 脱氧核苷酸数 ∶ 核糖核苷酸数 ∶ 氨基酸数 ‎6 ∶　　　3 ∶　　1‎ 利用DNA中脱氧核苷酸数或mRNA中核糖核苷酸数求其指导合成的蛋白质中氨基酸数目时，一般不考虑终止密码子，所求出的氨基酸数为其最大值。‎ ‎(3)分泌蛋白的形成过程 分泌蛋白在核糖体上形成多肽链，进入内质网后要通过蛋白酶处理，切掉部分肽段，该过程需要蛋白酶的参与。然后进入高尔基体继续加工，最后通过囊泡分泌到细胞外(具体过程见第2章细胞膜和生物膜系统的内容)。‎ ‎2．一些功能物质本质的判断 ‎(1)绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。‎ ‎(2)激素中，有些是蛋白质，如生长激素、胰岛素等。‎ ‎(3)抗体和载体的本质都是蛋白质，但结构各不相同。‎ ‎(4)维生素的化学成分因种类不同而不同，如维生素D为固醇类。‎ ‎3．辨析蛋白质、核酸的功能关系 ‎(1)核酸对生物性状的控制是通过控制蛋白质的合成实现的。‎ ‎(2)由于基因的选择性表达，同一个体的不同体细胞的核DNA相同，但mRNA和蛋白质有所不同。‎ ‎(3)核酸是生命活动的控制者，蛋白质是生命活动的体现者，生物多样性的根本原因是DNA的多样性。‎ 角度二►　有关核酸的组成、结构及生物遗传物质判断 ‎1．核酸水解产物及种类的判断 不同生物的核酸和水解后的产物及种类各不相同，列表比较如下：‎ 生物类型 遗传物质 水解产物类型 初步水解产物 最终水解产物 病毒 只有DNA DNA ‎4种脱氧核苷酸 ‎4种碱基(A、T、C、G)、1种磷酸、1种五碳糖(脱氧核糖)‎ 只有RNA RNA ‎4种核糖核苷酸 ‎4种碱基(A、U、C、G)、1种磷酸、1种五碳糖(核糖)‎ 细胞生物 同时含有DNA和RNA的生物 DNA ‎8种(4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸)‎ ‎5种碱基(A、T、C、G、U)、1种磷酸、2种五碳糖(脱氧核糖和核糖)‎ ‎2.核酸种类与碱基数之间的相互推断 在一个核酸片段中，如果嘌呤碱基数不等于嘧啶碱基数，则①可能是RNA；②可能是单链DNA；③不可能是双链DNA。‎ ‎3．核酸等物质中不同基团之间的连接方式 ‎(1)核苷酸之间以磷酸二酯键连接，碱基之间以氢键连接。‎ ‎(2)肽链中氨基酸之间通过肽键连接。‎ ‎(3)ATP、ADP中磷酸之间通过高能磷酸键连接。‎ 角度三►　有机物的综合考查、推断 ‎[例1] (经典高考题)某油料植物的种子中脂肪含量为种子干重的70%。为探究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%，干重变化如图所示。回答下列问题：‎ ‎(1)为了观察胚乳中的脂肪，常用__苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)__染液对种子胚乳切片染色，然后在显微镜下观察，可见__橘黄(或红)__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__O__(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__光照__和__所需的矿质元素离子__。‎ 解析　(1)欲观察胚乳中的脂肪，可将种子的胚乳切片，用苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液进行染色，放在显微镜下即可观察到橘黄(或红)色的脂肪颗粒。(2)由题干可知，某油料植物的种子中脂肪占干重的70%。在种子萌发的过程中，脂肪含量逐渐减少，而前一段时间干重却逐渐增加，最可能的原因是脂肪转化为糖类。由于脂肪与糖类相比，其碳、氢比例高，氧比例低，当脂肪转化为糖类时，氧元素增加。(3)实验第11 d时，脂肪减少了90%，种子干重的增加不再来源于脂肪的转化，而来源于光合作用。种子处于黑暗环境，并且提供的是蒸馏水，因而欲完成光合作用必须提供的条件是光照和所需的矿质元素离子。‎ ‎1．(2015·北京卷)下列对各种生物大分子合成场所的叙述，正确的是(　B　)‎ A．酵母菌在高尔基体中合成膜蛋白 B．肌细胞在细胞核中合成mRNA C．T2噬菌体在细菌细胞核内合成DNA D．叶肉细胞在叶绿体外膜上合成淀粉 解析　酵母菌在核糖体上合成蛋白质，A项错误；肌细胞合成mRNA的主要场所是细 胞核，B项正确；细菌没有成形的细胞核，因此T2噬菌体在细菌的细胞质中合成DNA，C项错误；叶肉细胞在叶绿体基质中合成淀粉，D项错误。‎ ‎2．(2015·江苏卷)下列关于淀粉、脂肪、蛋白质和核酸4种生物分子的叙述，正确的是(　A　)‎ A．都能被相应的酶水解 B．都是水溶性物质 C．都含C、H、O、N这4种元素 D．都是人体细胞中的能源物质 解析　淀粉、脂肪、蛋白质和核酸可分别被淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶、核酸酶水解，A项正确；脂肪不溶于水，B项错误；淀粉和脂肪由C、H、O 3种元素组成，C项错误；核酸不是能源物质，人体细胞中无淀粉，D项错误。‎ 课时达标　第5讲(见课时达标P9)‎ ‎1．使用染色剂染色或颜色反应是生物学实验常用的方法，某同学对有关实验做了如下归纳：‎ 实验 实验目的 选用的试剂 实验结果 ‎①‎ 观察花生子叶细胞中的脂肪颗粒 苏丹Ⅲ 细胞中可见橘红色小脂滴 ‎②‎ 鉴定甘蔗中的蔗糖 斐林试剂 出现砖红色沉淀 ‎③‎ 鉴定鸡蛋清中的蛋白质 双缩脲试剂 出现蓝色 ‎④‎ 观察人口腔上皮细胞中DNA和RNA的分布 甲基绿吡罗红 细胞内染成绿色的面积小于染成红色的面积 ‎(1)上述实验结果的归纳，正确的有__④__(填实验序号)。‎ ‎(2)实验③中只加入3～4滴双缩脲试剂B液的原因是__加入过多的CuSO4溶液会掩盖应该出现的紫色反应__。‎ ‎(3)实验④在进行水解操作时，要注意盐酸质量分数是__8%__，同时注意处理材料的温度和__时间__。‎ ‎(4)实验④需要选择__染色均匀、色泽较浅__的区域进行观察。‎ 解析　(1)花生子叶细胞的脂肪颗粒可被苏丹Ⅲ染成橘黄色，而不是橘红色，①错误；甘蔗中的蔗糖不是还原糖，不能与斐林试剂发生反应，②错误；双缩脲试剂与蛋白质反应呈紫色而非蓝色，③错误；口腔上皮细胞中的DNA主要位于细胞核，被甲基绿染成绿色，RNA主要分布在细胞质中，被吡罗红染成红色，细胞内染成红色的面积显著大于绿色的面积，④‎ 正确。(2)双缩脲试剂中B液为CuSO4溶液，若加入过多，则其自身的蓝色会掩盖应该出现的紫色反应。(3)实验④在进行水解操作时应加入质量分数8%的盐酸，可以改变细胞膜的通透性，便于染色剂进入细胞，同时应注意处理材料的时间和温度。(4)实验④在观察时应选择染色均匀、色泽较浅的区域进行观察。‎ ‎2．在生物体内，某些重要化合物的元素组成和功能关系如图所示，其中X、Y代表元素，A、B、C是生物大分子。请据图分析回答：‎ ‎(1)单体a是__脱氧核苷酸__，X代表__N、P__。‎ ‎(2)人体中，单体b的种类有__4__种；分子中__含氮碱基__的不同决定了b的种类不同。‎ ‎(3)导致地球上生物多种多样的直接原因是[__C__]__蛋白质__结构的多样性。‎ ‎(4)人类的白化病基因起源于图中的[__①__]__DNA复制__过程。‎ ‎(5)④过程为__脱水缩合__，若某种C分子由n个单体c(平均相对分子质量为m)构成的2条链组成，则该C分子的相对分子质量大约为__mn－18(n－2)__。‎ 解析　(1)由图分析可知，A是DNA，B是RNA，C是蛋白质，a是脱氧核苷酸，b是核糖核苷酸，c是氨基酸，组成核苷酸的元素为C、H、O、N、P。(2)在人体中，核糖核苷酸有4种，分子中含氮碱基的不同决定了核糖核苷酸的种类不同。(3)导致地球上生物多样性的直接原因是蛋白质的多样性，因为蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者。(4)人类的白化病起因是基因突变，源于图中的①DNA复制过程。(5)④是氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程，如果某种C分子由n个单体c(平均相对分子质量为m)构成的2条链组成，要脱去(n－2)分子水，则该C分子的相对分子质量大约为mn－18(n－2)。‎ ‎3．(2018·河北石家庄第二中学月考)如图所示的图解表示构成细胞的元素、化合物及其作用，a、b、c、d代表不同的小分子物质，A、B、C代表不同的大分子。请分析回答下列问题：‎ ‎(1)物质a是__葡萄糖__，在动物细胞内，与物质A作用最相近的物质是__糖原__。若物质A在动物、植物细胞均可含有，并作为细胞内最理想的储存能量的物质，不仅含能量多而且体积较小，则A是__脂肪__。 ‎ ‎(2)物质b是__氨基酸__，其分子结构的特点是__至少含有一个羧基和一个氨基连接在 同一个碳原子上__。‎ ‎(3)物质c在人体细胞中共有__4__种，分子中__含氮碱基__不同，决定了c 的种类不同。‎ ‎(4)物质C分子结构的特异性是由__脱氧核苷酸的排列顺序__决定的。‎ 解析　(1)A为植物细胞内的储能物质，则A为淀粉，构成A的单体a应为葡萄糖；动物细胞内的储能物质是糖原；若物质A在动、植物细胞均可含有，并作为细胞内最理想的储存能量的物质，则A应为脂肪。(2)物质b含有C、H、O、N 4种元素，且是染色体的主要成分，则B应为蛋白质，b是组成蛋白质的氨基酸；氨基酸的结构特点是至少含有一个羧基和一个氨基连接在同一个碳原子上。(3)物质C含有C、H、O、N、P 5种元素，且是染色体的主要成分，应为DNA，则c 应为脱氧核苷酸，在人体细胞中共有4种，它们的不同是由含氮碱基的种类决定的。(4)脱氧核苷酸不同的排列顺序决定了DNA分子的特异性。‎ ‎4．胆固醇是人体中的一种重要化合物，血浆中胆固醇的含量受LDL(一种胆固醇含量为45%的脂蛋白)的影响。如图表示细胞中胆固醇的来源，分析并回答下列问题：‎ ‎(1)人体中胆固醇的主要作用有：①__构成细胞膜的重要成分__；‎ ‎②__参与血液中脂质的运输__。‎ ‎(2)图中①过程为__转录__，其产物彻底水解能得到__6__种不同的物质。②过程所需原料是__氨基酸__。已知mRNA1片段中有30个碱基，其中A和C共有12个，则其对应基因中G和T共有__30__个。‎ ‎(3)LDL受体的化学本质是__蛋白质__，LDL可以与细胞膜上的LDL受体结合，通过__胞吞__(方式)进入细胞，此过程与细胞膜的__流动性__有关。‎ ‎(4)从图中可以看出，当细胞胆固醇含量较高时，它可以抑制酶的合成和活性，也可以抑制__LDL受体__的合成。‎ ‎(5)脂蛋白是蛋白质和脂质的复合体，细胞中既是蛋白质加工场所，又是脂质合成“车间”的是__内质网__。据图分析可知，细胞对胆固醇的合成过程存在__反馈__机制。‎ ‎(6)当LDL受体出现遗传性缺陷时，会导致血浆中的胆固醇含量__增多__。‎ 解析　(1)人体中胆固醇的作用有两种，分别是构成细胞膜的重要成分和参与血液中脂质的运输。(2)由图可知，图中①②过程分别为转录和翻译，已知mRNA1片段中有30个碱基，则其对应基因中共有60个碱基，因为G＝C、A＝T，所以G和T共有30个。(3)LDL受体的化学本质是蛋白质，大分子物质进出细胞的方式为胞吞和胞吐，此过程与细胞膜的流动性相关。(4)当细胞胆固醇含量较高时，它可以抑制酶的合成和活性，也可以抑制LDL受体的合成。(6)当LDL受体出现遗传性缺陷时，LDL无法进入细胞参与代谢，会导致血浆中的胆固醇含量增多。‎ ‎5．图甲是组成生物体的部分大分子化合物与相应组成元素的关系图，图乙是F2所对应的抗原的结构简式，据图回答下列问题：‎ ‎(注：该物质为一环状肽。)‎ ‎(1)构成小分子A、B、C、D、E的化学元素中相同的是__C、H、O__。‎ ‎(2)写出下列大分子化合物的名称：⑦__脂肪__；⑨__DNA__。‎ ‎(3)导致F1～Fn差别的原因是__构成多肽的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同，肽链的数目和空间结构(或蛋白质的空间结构)不同__。‎ ‎(4)小分子C和D的最主要差别是前者含__核糖__，后者含__脱氧核糖__。‎ ‎(5)写出下列物质的具体名称：F2为__抗体__；F4为胰岛素。‎ ‎(6)图乙化合物中含有__0__个游离的氨基，__0__个游离的羧基。‎ ‎(7)组成图乙化合物的氨基酸有__5__种，其中重复出现的R基是__—CH3__，氨基酸的结构通式是__H2NCHRCOOH__。‎ ‎(8)图乙化合物含有__7__个肽键，在形成环状肽过程中相对分子质量减少了__126__。‎ ‎(9)Ⅱ框所示的R基所构成的氨基酸的相对分子质量是__163__。‎ 解析　(1)由图甲可知，A、B、C、D、E分别为葡萄糖、甘油和脂肪酸、核糖核苷酸、脱氧核苷酸、氨基酸，则其所含元素相同的是C、H、O。(3)F1～Fn表示的是不同的蛋白质，导致不同蛋白质功能差异的原因是构成多肽的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同，肽链的数目和空间结构不同。(4)核糖核苷酸和脱氧核苷酸主要差别是前者含有核糖，后者含有脱氧核糖。(5)抗体有消灭抗原的作用，胰岛素具有降低血糖的作用。(6)由于图乙是环肽，且R基上无游离的氨基和游离的羧基，故该化合物中没有游离的氨基和羧基。(7)图乙化合物的R基有5种，则氨基酸也为5种，其中重复出现的R基是甲基。(8)由图可知，该化合物 有7个—CO—NH—，因此在形成环状肽过程中相对分子质量减少了18×7＝126。(9)Ⅱ框所示的R基所构成的氨基酸的分子式为C6H13O4N，相对分子质量为163。‎ ‎6．为了寻求低成本的种子贮存方法，某探究小组就此展开了研究，以下是其中的一个预实验：分别将10组不同含水量的玉米种子置于‎35 ℃‎恒温箱内进行贮藏处理，一定时间后取出，并诱导其发芽，测定相关数据，结果如图所示。请分析回答下列问题。‎ ‎(1)该实验中，自变量是__种子的含水量__，因变量是__种子的发芽率__。‎ ‎(2)实验表明，在‎35 ℃‎条件下，有利于贮藏的玉米种子的含水量应该在__5.4%～6.9%__范围内。在此预实验的基础上，进一步探究‎35 ℃‎下最有利于贮藏玉米种子的含水量，可采取的方法是__在种子含水量为5.4%～6.9%的范围内，设置多组实验组，重复上述实验过程__。‎ ‎(3)图中各组种子均含有一定比例的水分，这些水分在细胞中的存在形式有__自由水和结合水__。玉米种子萌发、长成幼苗的过程中有许多生物化学反应都需要水的参与，请列举其中的两个例子(用反应式呈现)：__CO2＋H2O(CH2O)＋O2、C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量__。‎ 解析　(1)此实验探究的是种子的含水量与其发芽率的关系，因此实验的自变量是种子的含水量，因变量是种子的发芽率。(2)通过图中的坐标数据可知，在35 ℃下种子的含水量在5.4%～6.9%的范围内诱导其发芽率较高。要进一步探究35 ℃下最有利于贮藏玉米种子的含水量，应在种子含水量为5.4%～6.9%的范围内，设置多组实验组，重复上述实验过程。(3)水分在细胞中的存在形式有两种，即自由水和结合水。玉米种子萌发、长成幼苗的过程中，有水参与的反应有光合作用和细胞呼吸等。‎