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第一部分专题一细胞的分子组成与结构第一讲细胞的分子组成课前排查练课堂导学练栏目导航限时规范训练(2019·高考全国卷Ⅲ)氮元素是植物生长的必需元素，合理施用氮肥可提高农作物的产量。回答下列问题：(1)植物细胞内，在核糖体上合成的含氮有机物是__________________，在细胞核中合成的含氮有机物是________________，叶绿体中含氮的光合色素是________________________。答案：(1)蛋白质核酸叶绿素(2)农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮(NH＋4)和硝态氮(NO－3)。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源)中NH＋4和NO－3的吸收具有偏好性(NH＋4和NO－3同时存在时，对一种离子的吸收量大于另一种)。请设计实验对这种偏好性进行验证，要求简要写出实验思路、预期结果和结论。答案：(2)实验思路：配制营养液(以硝酸铵为唯一氮源)，用该营养液培养作物甲，一段时间后，检测营养液中NH＋4和NO－3的剩余量。预期结果和结论：若营养液中NO－3剩余量小于NH＋4剩余量，则说明作物甲偏好吸收NO－3；若营养液中NH＋4剩余量小于NO－3剩余量，则说明作物甲偏好吸收NH＋4。解析：(1)细胞内含氮元素的有机物包括蛋白质、核酸、叶绿素等。蛋白质在核糖体上合成；核酸可在细胞核内合成；叶绿体中的光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，前者的元素组成是C、H、O、N、Mg，后者的元素组成是C、H、O。(2)为探究作物甲对NH＋4和NO－3的吸收的偏好性，可以将作物甲培养在以硝酸铵为唯一氮源的营养液中，一段时间后，测量营养液中NH＋4和NO－3两种离子的剩余量，若NO－3的剩余量小于NH＋4的剩余量，说明作物甲对NO－3的吸收具有偏好性；若NH＋4的剩余量小于NO－3的剩余量，说明作物甲对NH＋4的吸收具有偏好性。【核心素养】本题通过探究细胞中的元素和化合物及其相关实验，体现了结构与功能相适应的生命观，以及生物科学的实验与探究的理念。1．(2019·高考全国卷Ⅱ)在真核细胞的内质网和细胞核中能够合成的物质分别是()A．脂质、RNAB．氨基酸、蛋白质C．RNA、DNAD．DNA、蛋白质解析：内质网是脂质的合成车间，DNA和RNA主要合成于细胞核，故选A。答案：A2．(2019·高考全国卷Ⅱ)某种H＋－ATPase是一种位于膜上的载体蛋白，具有ATP水解酶的活性，能够利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H＋。①将某植物气孔的保卫细胞悬浮在一定pH的溶液中(假设细胞内的pH高于细胞外)，置于黑暗中一段时间后，溶液的pH不变。②再将含有保卫细胞的该溶液分成两组：一组照射蓝光后，溶液的pH明显降低；另一组先在溶液中加入H＋－ATPase的抑制剂(抑制ATP水解)，再用蓝光照射，溶液的pH不变。根据上述实验结果，下列推测不合理的是()A．H＋－ATPase位于保卫细胞的细胞膜上，蓝光能够引起细胞内的H＋转运到细胞外B．蓝光通过保卫细胞的细胞膜上的H＋－ATPase发挥作用，导致H＋逆浓度梯度跨膜运输C．H＋－ATPase逆浓度梯度跨膜转运H＋所需的能量可由蓝光直接提供D．溶液中的H＋不能通过自由扩散的方式透过细胞膜进入保卫细胞答案：C解析：载体蛋白位于细胞膜上，根据题意可知，照射蓝光后溶液的pH明显下降，说明H＋含量增加，进而推知：蓝光能够引起细胞内H＋转运到细胞外，A正确；对比②中两组实验可知，蓝光引起细胞内H＋转运到细胞外需要通过H＋－ATPase，且原先细胞内pH高于细胞外，即细胞内H＋浓度低于细胞外，因此该H＋为逆浓度梯度转运，B正确；由题意可知H＋－ATPase具有ATP水解酶的活性，利用水解ATP释放的能量逆浓度梯度跨膜转运H＋，C错误；由①中的实验可知，最初细胞内pH高于细胞外，即细胞内H＋浓度低于细胞外，但暗处理后溶液浓度没有发生变化，说明溶液中的H＋不能通过自由扩散的方式透过细胞膜进入保卫细胞，D正确。3．(2019·高考全国卷Ⅲ)下列有关高尔基体、线粒体和叶绿体的叙述，正确的是()A．三者都存在于蓝藻中B．三者都含有DNAC．三者都是ATP合成的场所D．三者的膜结构中都含有蛋白质答案：D解析：蓝藻属于原核生物，细胞中只有核糖体一种细胞器，A错误。高尔基体中无DNA，B错误。高尔基体不能合成ATP，C错误。蛋白质是生物膜的主要成分之一，题中三种细胞器均是具膜细胞器，D正确。4．(2019·高考江苏卷)下列关于细胞内蛋白质和核酸的叙述，正确的是()A．核酸和蛋白质的组成元素相同B．核酸的合成需要相应蛋白质的参与C．蛋白质的分解都需要核酸直接参与D．高温会破坏蛋白质和核酸分子中的肽键答案：B解析：核酸的组成元素是C、H、O、N、P，蛋白质的组成元素是C、H、O、N等，蛋白质中无P元素，A错误。核酸的合成需要酶，这些酶的本质是蛋白质，B正确。蛋白质的分解需要蛋白酶参与，不需要核酸直接参与，C错误。核酸中无肽键，D错误。5．(2018·高考全国卷Ⅱ)下列关于人体中蛋白质功能的叙述，错误的是()A．浆细胞产生的抗体可与相应的病毒抗原结合B．肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程C．蛋白质结合Mg2＋形成的血红蛋白参与O2的运输D．细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分答案：C解析：浆细胞产生的抗体可与相应的病毒抗原结合，产生抗原－抗体复合物，A正确；肌细胞中的某些蛋白质参与肌肉收缩的过程，如肌动蛋白和肌球蛋白，B正确；蛋白质结合Fe2＋形成的血红蛋白参与O2的运输，C错误；染色体主要由DNA和蛋白质组成，细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分，D正确。6．(2018·高考全国卷Ⅰ)生物膜的结构与功能存在密切的联系。下列有关叙述错误的是()A．叶绿体的类囊体薄膜上存在催化ATP合成的酶B．溶酶体膜破裂后释放出来的酶会造成膜结构被破坏C．细胞的核膜是双层膜结构，核孔是物质进出细胞核的通道D．线粒体DNA位于线粒体外膜上，编码参与呼吸作用的酶答案：D解析：叶绿体的类囊体薄膜上能进行光合作用的光反应，其上存在催化ATP合成的酶，A正确；溶酶体中含有各种水解酶，因此溶酶体膜破裂后释放出来的酶会造成膜结构被破坏，B正确；细胞的核膜是双层膜结构，核孔是物质进出细胞核的通道，C正确；线粒体DNA存在于线粒体基质中，D错误。7．(2018·高考全国卷Ⅱ)下列有关物质跨膜运输的叙述，正确的是()A．吞噬细胞摄入病原体的过程属于协助扩散B．固醇类激素进入靶细胞的过程属于主动运输C．神经细胞受到刺激时引起的Na＋内流属于被动运输D．护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于主动运输答案：C解析：吞噬细胞摄入病原体的过程属于胞吞，A错误；固醇类激素(如性激素)进入靶细胞的过程属于自由扩散，B错误；神经细胞受到刺激时引起的Na＋内流，需要载体蛋白协助，但不消耗能量，属于被动运输，C正确；护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于自由扩散，D错误。8．(2018·高考全国卷Ⅱ)有些作物的种子入库前需要经过风干处理。与风干前相比，下列说法错误的是()A．风干种子中有机物的消耗减慢B．风干种子上微生物不易生长繁殖C．风干种子中细胞呼吸作用的强度高D．风干种子中结合水与自由水的比值增大答案：C解析：风干种子含水量下降，代谢减慢，有机物的消耗减慢，A正确；风干种子含水量下降，微生物不易在其上生长繁殖，B正确；风干种子含水量下降，细胞呼吸作用强度降低，C错误；由于风干种子中自由水的含量下降，故细胞中结合水与自由水的比值增大，D正确。9．(2018·高考天津卷)生物膜上不同类型的蛋白质可以行使不同的功能。下表中依据膜蛋白的位置和功能，对其类型的判断，错误的是()选项膜蛋白的位置和功能膜蛋白的类型A位于突触后膜，识别并结合神经递质受体B位于靶细胞膜，识别并结合激素载体C位于类囊体薄膜，催化ATP合成酶D位于癌细胞膜，引起特异性免疫抗原答案：B解析：突触后膜上的特异性受体可以识别并结合突触前膜释放的神经递质，引起下一个神经元兴奋或抑制，A正确；载体起运输作用，而激素需与靶细胞膜上特异性受体结合才能引起细胞生理活动改变，B错误；类囊体薄膜上能进行光合作用的光反应，其上存在催化ATP合成的酶，C正确；癌细胞膜表面的抗原可以引起机体发生特异性免疫反应，D正确。10．(2017·高考全国卷Ⅱ)将某种植物的成熟细胞放入一定浓度的物质A溶液中，发现其原生质体(即植物细胞中细胞壁以内的部分)的相对体积变化趋势如图所示。下列叙述正确的是()A．0～4h物质A没有通过细胞膜进入细胞内B．0～1h细胞体积与原生质体体积的变化量相等C．2～3h物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压D．0～1h液泡中液体的渗透压大于细胞质基质的渗透压答案：C解析：由题图可知，原生质体的相对体积先下降后上升，说明该植物细胞发生了质壁分离后复原。自动复原的原因是物质A能进入细胞，A错误；由于细胞壁的伸缩性较差，质壁分离过程中，原生质体的收缩速度比整个细胞的收缩要快，B错误；2～3h为质壁分离复原过程，物质A溶液的渗透压小于细胞液的渗透压，C正确；0～1h发生质壁分离，细胞失水，液泡中液体的渗透压小于细胞质基质的渗透压，D错误。11．(2018·高考全国卷Ⅲ)回答下列与蛋白质相关的问题：(1)生物体中组成蛋白质的基本单位是____________。在细胞中合成蛋白质时，肽键是在______________这一细胞器上形成的，合成的蛋白质中有些是分泌蛋白，如____________(填“胃蛋白酶”“逆转录酶”或“酪氨酸酶”)。分泌蛋白从合成至分泌到细胞外需要经过高尔基体，此过程中，高尔基体的功能是______________________________________________________________。答案：(1)氨基酸核糖体胃蛋白酶对蛋白质进行修饰加工、分类、包装和运输(2)通常，细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和____________结构。某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性，变性的蛋白质易被蛋白酶水解，原因是_________________________________________________。(3)若DNA分子发生突变，导致编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中的一个碱基被另一个碱基替换，但未引起血红蛋白中氨基酸序列的改变，其原因可能是__________________________________________________________________。答案：(2)空间蛋白质变性使肽键暴露，暴露的肽键易与蛋白酶接触，使蛋白质易被蛋白酶水解(3)遗传密码具有简并性解析：(1)生物体中组成蛋白质的基本单位是氨基酸。在细胞中合成蛋白质时，肽键是在核糖体上形成的。分泌蛋白是指在细胞内合成，分泌到细胞外发挥作用的蛋白质，如胃蛋白酶、抗体、胰岛素等。分泌蛋白从合成至分泌到细胞外需要经过高尔基体，此过程中，高尔基体的功能是对蛋白质进行修饰加工、分类、包装和运输。(2)通常，细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和空间结构。变性的蛋白质的空间结构会变得伸展、松散，使肽键暴露，暴露的肽键易与蛋白酶接触，易被蛋白酶水解。(3)若DNA分子发生突变，导致编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中的一个碱基被另一个碱基替换，但未引起血红蛋白中氨基酸序列的改变，其原因可能是遗传密码具有简并性，即同一种氨基酸有两个或更多个密码子与之对应。12．(2016·高考全国卷Ⅰ节选)免疫细胞行使免疫功能时，会涉及胞吞和胞吐这两种物质跨膜运输方式，这两种方式的共同点有_______________________________________________________________________________(答出两点即可)。解析：胞吞和胞吐这两种物质运输方式的共同点是都能运输生物大分子，运输过程中依靠膜的流动性形成囊泡，需要消耗能量。答案：能运输生物大分子；运输过程中形成囊泡；需要消耗能量第一讲细胞的分子组成考纲要求：1．蛋白质