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第1章细胞的分子组成考点1组成细胞的元素和化合物考点2蛋白质的结构和功能考点3核酸、糖类、脂质的种类和作用专题1糖类、脂质、蛋白质和核酸的鉴定与观察2考点1组成细胞的元素和化合物必备知识整合提升核心考法重难突破考法1细胞中元素的含量、分类及作用考法2水的产生和利用考法3无机盐的功能及实验探究3必备知识整合提升1.细胞中的元素和化合物（1）元素的分类和存在形式（2）生物界和非生物界在元素组成上具有统一性和差异性①统一性:组成生物体的元素在中都能找到,在元素上具有统一性。②差异性:同一种元素在生物界和非生物界的差别很大。C、H、O、N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、B、Zn、Mo、CuC基本骨架C、H、O、N无机自然界种类含量4①微量元素虽在生物体内含量少，却是必需元素。②并非生物体内的元素都是必需元素，例如：重金属铅、汞等可通过食物和饮水进入生物体内，一定量的铅、汞对人体是有害的。③活细胞中含量最多的元素是氧元素，但数量最多的是氢原子。（3）细胞中的化合物水、无机盐蛋白质和核酸水蛋白质蛋白质52.细胞中的无机物（1）细胞中水的存在形式和功能（2）自由水/结合水与代谢、抗逆性的关系（3）无机盐的存在形式及功能衰老的细胞内水分含量减少，细胞萎缩，体积减小，细胞代谢速率减慢。无机盐离子如H2CO3/HCO3-、HPO42-/H2PO4-等组成的缓冲体系调节并维持血浆的pH平衡。细胞结构化学反应液体环境营养物质和代谢废物旺盛弱复杂化合物离子主动抽搐渗透压、酸碱平衡6核心考法重难突破考法1细胞中元素的含量、分类及作用1.判断细胞中元素与化合物的含量（1）在组成细胞的元素中，占细胞鲜重百分比前四位的依次是O、C、H、N；占细胞干重百分比前四位的依次是C、O、N、H。（2）细胞中化合物的含量顺序：鲜重状态下，水＞蛋白质＞脂质＞糖类；干重状态下，蛋白质含量最多。2.从元素组成角度分析化合物的代谢（1）糖类、脂质和蛋白质都含有C、H、O，故代谢产物都含有水和二氧化碳；蛋白质还含有N，其代谢产物中有尿素。（2）脂肪的含氢量多于糖类，因此等质量的脂肪和糖类彻底氧化分解时，脂肪所消耗的氧气较多，所释放的能量也较多。7［海南生物2013·1，2分］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．胰岛素含有碳元素例【解析】本题主要考查化合物的元素组成。脱氧核糖属于单糖，不含磷元素，故C项错误；其他有机物的元素组成如下：叶绿素（C、H、O、N、Mg），血红蛋白（C、H、O、N、Fe），胰岛素（C、H、O、N），故A、B、D三项正确。C8核心考法重难突破考法2水的产生和利用9［海南生物2016·26，8分］水在植物的生命活动中具有重要作用。风干种子只有吸收足够的水才能进行旺盛的代谢活动，使胚生长。小麦种子萌发过程中吸水量随时间变化的趋势如图所示。回答下列问题：（1）植物细胞中的水通常以结合水和自由水两种形式存在，风干种子细胞中的水主要以的形式存在。经阶段Ⅰ吸水后，种子中的水主要是以的形式存在。（2）在阶段Ⅱ，种子吸水速率（填“大于”“小于”或“等于”）阶段Ⅰ，呼吸速率（填“大于”“小于”或“等于”）阶段Ⅰ。（3）从细胞膜组成和结构的角度来推测，水分可经过细胞膜中的、从细胞外进入细胞内。例结合水自由水小于大于磷脂(或脂质)双分子层水通道10【解析】（1）风干种子细胞中自由水含量较少，主要以结合水的形式存在。经阶段Ⅰ吸水后，种子中自由水含量升高，主要是以自由水的形式存在。（2）据图示可知，在阶段Ⅱ，种子含水量基本不变，故种子吸水速率小于阶段Ⅰ；而随自由水含量的增加，代谢强度大大增加，故呼吸速率大于阶段Ⅰ。（3）细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，故从细胞膜组成和结构的角度来推测，水分可经过细胞膜中的磷脂双分子层、水通道从细胞外进入细胞内。11核心考法重难突破考法3无机盐的功能及实验探究12续表132．无机盐生理功能的验证方法①实验组①实验中应保证实验材料的统一性，即材料的种类、生长状况等相同。②实验组加入X的目的是二次对照，使实验组形成前后对照，以增强实验结果的说服力。14［课标全国Ⅰ理综2018·3，6分］下列有关植物根系吸收利用营养元素的叙述，错误的是()A.在酸性土壤中，小麦可吸收利用土壤中的N2和NO3-B.农田适时松土有利于农作物根细胞对矿质元素的吸收C.土壤微生物降解植物秸秆产生的无机离子可被根系吸收D.给玉米施肥过多时，会因根系水分外流引起“烧苗”现象【解析】小麦细胞不能直接利用N2作为氮的来源，A错误；农作物根细胞对矿质元素的吸收方式为主动运输，农田适时松土，有利于植物根细胞进行有氧呼吸，可为主动运输提供能量，B正确；土壤微生物可将植物秸秆分解成无机离子，从而为植物提供无机盐，C正确；给玉米施肥过多会导致环境中的无机盐离子浓度相对偏高，容易造成植物根系发生渗透作用失水，进而引起“烧苗”现象，D正确。例A15【考法1】［内蒙古集宁一中2020届月考］下列有关生物体内化学元素的叙述，正确的是()A．活细胞中含量最多的元素是CB．细胞内微量元素含量很少，作用也很小C．构成血红蛋白的Fe属于大量元素D．生物体内的化学元素均能在无机环境中找到【解析】由于活细胞中含量最多的化合物是水，故在人体活细胞中O元素的含量最多，A错误；微量元素是生物生命活动所必需的元素，只是在细胞中的含量很少，但其作用非常重要，缺乏后会出现相应的病症，B错误；构成血红蛋白的Fe属于微量元素，C错误；生物界与非生物界具有统一性，生物体内的化学元素均能在无机环境中找到，D正确。D16【考法2】［山东济南一中2020届阶段考］收获的粮食要先晾晒，使含水量降到行业标准规定值以下，再入库储藏，这样可以减少或避免霉烂的发生，延长储藏时间。其理由不成立的是()A．水是细胞内大量化学反应的反应物B．水为细胞内的化学反应提供了液体环境C．结合水是细胞结构的重要组成成分D．水是细胞内良好的溶剂，可以运输养料和废物【解析】【解析】自由水可参与细胞内的许多生化反应，能为细胞内的化学反应提供液体环境，且水是细胞内良好的溶剂，可以运输养料和废物，因此降低粮食的含水量，可降低细胞的代谢强度，减少有机物的消耗和水分的产生，抑制微生物的繁殖，进而减少或避免粮食霉烂的发生，延长储藏时间，A、B、D正确；结合水是细胞结构的重要组成成分，晒干粮食的过程中失去的是自由水，不会丢失结合水，C错误。C17【考法3】［辽宁六校协作体2020届月考］无机盐在生物体内有重要作用，下列关于无机盐的存在形式和生理作用,说法错误的是()A.生物体内的无机盐多数以离子形式存在B.有些离子对维持神经、肌肉的兴奋性非常重要C.Mg2+是构成叶绿素的必需组成成分D.有些无机盐起到生物催化剂的作用【解析】生物体内的无机盐主要以离子形式存在，A正确；有些离子对维持神经、肌肉的兴奋性非常重要，如Na+、K+等，B正确；Mg2+是叶绿素分子的组成成分，C正确；生物体内起催化作用的物质是酶，酶的化学本质是蛋白质或RNA，不是无机盐，D错误。D18必备知识整合提升核心考法重难突破考点2蛋白质的结构和功能考法4蛋白质的结构及功能考法5与蛋白质有关的计算19必备知识整合提升1.组成蛋白质的氨基酸及其种类“8种必需氨基酸”一(异亮氨酸)家(甲硫氨酸)人来(赖氨酸)写(缬氨酸)两(亮氨酸)三(色氨酸)本(苯丙氨酸)书(苏氨酸)。C、H、O、N—NH2（氨基）—COOH（羧基）同一个碳原子非必需氨基酸必需氨基酸202.蛋白质的结构及其多样性(1)多肽的形成及过程①过程a名称：；场所：。②物质b：。多个氨基酸发生a过程形成的产物被称为。③结构c：，其结构简式为。④H2O中H原子的来源：H来自相邻氨基酸的和；O来源于。脱水缩合核糖体二肽多肽肽键—NH—CO—(或—CO—NH—)羧基(—COOH)氨基(—NH2)羧基(—COOH)1两端R基⑤由n个氨基酸形成的一条肽链上至少有个游离的氨基和个游离的羧基，分别位于肽链的；其余的氨基(或羧基)在上。（2）蛋白质的结构层次121（3）蛋白质结构多样性的原因与蛋白质有关的2个易错点①导致蛋白质结构多样性的原因有四个，并非同时具备才能确定两个蛋白质分子结构不同，而是只要具备其中的一点，这两个蛋白质分子的结构就不同。②由于基因的选择性表达，同一生物的不同细胞中蛋白质的种类和数量会出现差异。种类排列顺序223.蛋白质的功能（1）构成细胞和生物体的结构，如肌肉、毛发；（2）催化作用，绝大多数酶是蛋白质；（3）运输载体，如血红蛋白；（4）传递信息并调节生命活动，如胰岛素；（5）免疫作用，如抗体。蛋白质的盐析、变性和水解辨析结构23核心考法重难突破考法4蛋白质的结构及功能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（具体内容见基因的表达）。（2）基因指导蛋白质合成的有关计算利用DNA中脱氧核苷酸数或mRNA中核糖核苷酸数求由其指导合成的蛋白质中的氨基酸数目时，一般不考虑终止密码子以及基因中的非编码序列，所求出的氨基酸数为其最大值。（3）分泌蛋白的形成过程在核糖体上合成多肽链，进入内质网进行折叠、糖基化等，再进入高尔基体继续加工，形成有特定空间结构和功能的蛋白质，最后通过囊泡分泌到细胞外（具体过程见细胞器和生物膜系统的内容）。242.几种常见蛋白的分布及功能25续表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，直接原因是蛋白质的多样性。26［课标全国Ⅰ理综2015·5改编］判断正误：蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化()例【解析】蛋白质有特定的空间结构，其空间结构的改变会引起其功能的变化，正确。√27核心考法重难突破考法5与蛋白质有关的计算1.利用蛋白质的结构图解掌握相应的计算规律掌握氨基酸的结构通式及肽链的基本结构是解答蛋白质类计算题的基础。我们可以认为“C”与“—CO—NH—”交替连接构成肽链的“基本骨架”，在“C”上还连接着“R基”和“H”，在肽链的两端是游离的“—NH2”和“—COOH”，如图所示。28结合示意图，可以得出如下规律：(1)脱水缩合时脱去的水分子数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数。(2)蛋白质中游离氨(羧)基数＝肽链数+R基上的氨(羧)基数＝各氨基酸中氨(羧)基的总数－肽键数。(3)蛋白质中至少含有游离的氨(羧)基数＝肽链数。(4)蛋白质的相对分子质量＝氨基酸总相对分子质量(氨基酸个数×氨基酸的平均相对分子质量)－失去水分子的相对分子质量(18×脱去的水分子的分子数)。归纳如下(不考虑形成二硫键)注：氨基酸平均相对分子质量为a。有时还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现二硫键(—S—S—)时，要再减去脱去的氢原子数，形成一个二硫键，蛋白质的相对分子质量减少2，若无特殊说明，则不考虑二硫键。(5)若为环状多肽，则可将公式中的肽链数视为零，再进行相关计算。292.利用原子守恒法进行蛋白质计算在一个氨基酸中，若不考虑R基，其至少含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。氨基酸在脱水缩合形成多肽时，要失去部分氧原子和氢原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。(1)碳原子数＝氨基酸分子数×2+R基上的碳原子数。(2)氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2。(3)氧原子数＝肽键数+2×肽链数+R基上的氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。(4)氮原子数＝肽键数+肽链数+R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。(5)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、氧原子数或硫原子数等为突破口，推导氨基酸的分子式或计算