1、“万丈高楼平地起”，耸入云端的高楼离不开一砖一瓦的垒积，而细胞则是构筑生物体大厦的基石。细胞作为一个复杂的生命系统，既有自身的组成要素，又会与外界环境发生物质、能量和信息上的交流，因此，细胞是一个高度有序的开放系统。用系统的视角来理解细胞的整体与局部的联系、细胞与周围环境间的关系，可将知识串珠成链，避免支离破碎地认识细胞，有助于同学们建构细胞“活”的概念。下面，通过运用“系统分析法”将本专题内容进行有效的组织和整合，以建立知识间的内在联系。1模型构建2模型分析本专题可通过“细胞系统的组成细胞系统的结构细胞系统的功能细胞系统的发展变化”这一主线展开，运用“系统思想”对模型简析如下：细胞系统的组成
2、对应“组成细胞的分子”；细胞系统的结构对应“细胞的基本结构”；细胞系统的功能对应“细胞的物质输入和输出”及“细胞的能量供应和利用”；细胞系统的发展变化对应“细胞的生命历程”。其中，与重在强调细胞的物质基础和结构基础，即由元素构成化合物，再由化合物构成膜、质、核等基本结构进而构成细胞的完整结构，从而揭示了细胞结构的有序性，为建立细胞整体性这一观点奠定了基础；与重在强调细胞的结构与功能间的联系，同时也说明了细胞作为生命系统与外界环境间实现物质、能量和信息交换的开放性；重在强调细胞的动态性，即细胞时刻在发展变化，经历增殖、生长、分化到衰老、凋亡等过程。“细胞的分子组成”中的知识点比较零碎，在复习时可
3、利用归纳法和比较法进行识记。(1)对蛋白质和核酸的识记：一要按照“元素组成单体多聚体蛋白质(或核酸)”的层次进行知识梳理归纳；二要从结构与功能相适应的角度，即从“结构多样性功能多样性”的层次进行梳理归纳。(2)对于糖类和脂质的识记要运用列表或做集合图的形式比较糖类和脂质的种类、分布和生理功能，并结合种子萌发过程分析物质种类和含量的变化。第 1 讲细胞系统的组成元素与化合物考点一水和无机盐的作用明考向不走弯路对于细胞中水的考查，常结合细胞代谢考查水的存在形式与代谢强度的关系，细胞中与水有关的代谢过程等；而对于无机盐的考查，则主要结合实例考查其功能，如课前诊断卷 T2。在解答有关“水”的问题时，常
4、因不明确水与细胞代谢的关系而出错，如课前诊断卷 T1、T3。联知识简洁串记1理清水和细胞代谢的关系(填图)2熟记无机盐的吸收、存在形式和生理功能(填图)判断下列叙述的正误(1)在最基本的生命系统中，H2O 有自由水和结合水两种存在形式()(2)自由水可作为细胞内化学反应的反应物()(3)同种植物萌发种子的含水量与休眠种子的相同()(4)失去结合水的小麦种子，用水充分浸泡后仍能萌发()(5)有氧呼吸过程中既消耗水，又产生水()防易错无障通关(6)有氧呼吸产生的 H2O 中的氢来自线粒体中丙酮酸的分解()(7)H2O 在光下分解，产生的H用于将固定的 CO2 还原成(CH2O)()(8)缺水时，人
5、体通过正反馈调节能促使机体减少水的散失()(9)血浆 pH 能维持相对稳定，与其含有 HCO3、HPO24 等离子有关()(10)血钙过低会出现抽搐，说明无机盐具有维持机体正常渗透压的作用()考点二糖类和脂质的种类与作用明考向不走弯路高考对本部分内容主要结合细胞结构考查糖类和脂质的种类、分布、生理功能及合成。考生常因不能将糖类、脂质与细胞结构和细胞代谢的有关知识有机整合而失误，如课前诊断卷 T4、T6。联知识简洁串记1准确记忆糖类的种类及分布(填图)2理清脂质的种类、从属关系及功能(填图)防易错无障通关1判断下列有关糖类叙述的正误(1)纤维素由葡萄糖组成()(2)葡萄糖和麦芽糖可被水解()(3
6、)棉、麻的主要成分是纤维素()(4)一分子蔗糖水解后能生成 1 分子葡萄糖和 1 分子半乳糖()(5)动物和植物所含单糖种类相同，但二糖和多糖的种类有所不同()(6)糖类都能为生命活动提供能量()(7)葡萄糖是二糖和多糖的单体()(8)葡萄糖在线粒体中氧化分解()(9)乳汁中的乳糖经水解可产生葡萄糖和半乳糖()(10)淀粉和脂肪水解的终产物都是 CO2 和水()(11)在麦芽糖溶液中加入斐林试剂即可生成砖红色沉淀()2通过连线记清脂质的种类和功能考点三蛋白质、核酸的结构和功能明考向不走弯路蛋白质与核酸是高考命题的重点。考查内容多涉及蛋白质与核酸的元素组成、结构和功能的多样性，以及结合基因表达考
7、查蛋白质与核酸的合成过程中的有关内容。考生常因理不清蛋白质与核酸的关系或不能熟练运用基因表达的有关知识而失误，如课前诊断卷 T13、T14、T16。联知识简洁串记1熟记蛋白质多样性的四个原因及其五种功能(填图)2准确识记核酸结构多样性和功能多样性(填图)3理清核酸与蛋白质的三个层次及相互关系(填图)析考法命题扫描综合考查蛋白质与核酸的组成、合成及相互关系 典例 1 下列关于细胞内 DNA、RNA、蛋白质等生物大分子的叙述，错误的是()ADNA、RNA 和蛋白质的组成元素中都含有 C、H、O、NB蛋白质的合成过程中 tRNA、rRNA 和 mRNA 都参与C细胞中可以 DNA 为模板合成 RNA
8、DDNA 复制时，需要 tRNA 作为运输原料的工具思路点拨 本题属于正误判断类选择题，解答此类问题一般采用排除法：A项 核酸的元素组成是_，蛋白质中一定含有的元素是_B项翻译过程的模板是_；氨基酸运输工具是_；蛋白质的合成场所是核糖体，其物质组成是_C、D项转录的模板是_；复制的原料是_，不需要tRNA运输C、H、O、N、PC、H、O、NmRNAtRNArRNA和蛋白质DNA的一条链4种脱氧核苷酸答案 D以信息材料为载体，考查蛋白质的结构和功能典例 2 课前诊断卷第10题G 蛋白偶联受体(GPCRs)是一大类膜蛋白受体的统称。气味分子可与嗅觉 GPCRs 结合进而产生嗅觉，多种激素可与相应
9、GPCRs 结合进而发挥作用。下列相关叙述错误的是()AGPCRs 可与双缩脲试剂发生紫色反应B通过 GPCRs 的作用，可实现细胞间的信息交流C细胞中合成 GPCRs 需经过转录、翻译等过程DGPCRs 可接受多种形式的信号，故没有特异性思路点拨 本题属于情景信息类题目，解答此类问题一般采用信息转化法，即将题干信息转换成与教材所学内容最为接近的信息，然后再对各选项进行判断：题干信息教材知识对应选项GPCRs的化学本质是_蛋白质的检测与合成过程选项A、CGPCRs是膜蛋白受体，气味分子可引起嗅觉细胞间信息交流的结构基础与方式选项BGPCRs是一类蛋白质统称，多种激素与_GPCRs结合激素调节的
10、特点选项D答案 D蛋白质相应备考锦囊谨记常见化合物的元素组成即时练举一反三1下列关于组成细胞的化合物的叙述，错误的是()A构成 ATP、DNA、RNA 和蛋白质的元素不完全相同BRNA 与 DNA 分别由四种核苷酸组成，可以储存遗传信息CDNA 分子中碱基的特定排列顺序，决定了蛋白质分子的特异性D蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能并未发生改变解析：蛋白质的功能是由其结构决定的，蛋白质的结构发生改变，其功能一定发生改变。答案：D 2下面有关蛋白质的叙述正确的是()A在高温下变性是因为高温能使蛋白质结构中的部分肽键断裂，从而使其空间结构改变B生物体内酶的合成都需要经过转录和翻译这两个步骤C
11、成熟的红细胞内没有核糖体，不能合成蛋白质，所以红细胞内没有蛋白质D蛋白质结构的多样性是生物多样性的直接原因解析：高温下蛋白质的空间结构会被破坏，但肽键不断裂；少数酶的化学本质是 RNA，其合成不需要翻译过程；红细胞内含有血红蛋白。答案：D 考点四种子形成和萌发过程中的物质变化问题明考向不走弯路以种子形成和萌发为素材，结合细胞呼吸考查有机物的检测、物质转化等内容是高考命题的热点。考生常因不明确种子形成与萌发时物质转化的过程及细胞代谢特点而失误，如课前诊断卷 T17、T18。深思维纵引横连1种子形成和萌发时的物质变化种子形成种子萌发有机物种类可溶性糖淀粉等非蛋白质蛋白质糖类脂肪淀粉葡萄糖蛋白质氨基
12、酸脂肪甘油脂肪酸干重增加减少(油料作物先增加后减少)激素变化脱落酸增加，赤霉素、生长素逐渐减少脱落酸下降，赤霉素、生长素逐渐增加2种子成熟和萌发时细胞呼吸的变化(1)种子成熟时呼吸速率的变化：有机物积累迅速时，呼吸速率加快，但当种子接近成熟时，呼吸速率逐渐减慢。(2)种子萌发时细胞呼吸方式的变化：在胚根长出前，种子呼吸产生的CO2大大超过O2的消耗，而当胚根长出后，O2 的消耗速率就高于 CO2 的释放速率，这说明种子萌发的初期主要是无氧呼吸，而随后是有氧呼吸。会迁移题组练通题组一 种子成熟和萌发时的物质变化1(2014广东高考)油菜种子成熟过程中部分有机物的变化如右图所示。将不同成熟阶段的种
13、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 d斐林试剂不显色B第20 d双缩脲试剂不显色C第30 d苏丹染液橘黄色D第40 d碘液蓝色解析：第 10 d 有可溶性糖，不排除有还原糖的可能，故加入斐林试剂，水浴加热后可能出现砖红色沉淀；种子中一定有蛋白质，加入双缩脲试剂后会出现紫色反应；第 30 d 种子中有脂肪，与苏丹染液发生反应，呈现橘黄色；第 40 d 种子中无淀粉，加入碘液后不会呈现蓝色。答案：C 2下列甲、乙两图分别表示某植物种子在吸水萌发过程中重量(干重与鲜重)、O2 和 CO2 的变化示意图。据图回答下列问题：(1)图甲表示萌发种子干重变化的曲线是_(填或)
14、。(2)图乙中，表示 O2 吸收量变化的曲线是_(填序号)，另一条曲线纵坐标表示_。(3)图甲中曲线 AC 变化涉及的主要生理过程是_；曲线 CD变化的主要原因是种子萌发成幼苗，光合作用_(填“大于”“小于”或“等于”)呼吸作用。(4)图乙中 e 点以前，曲线低于的原因是_，e 点以后两曲线重合，表明此时种子呼吸作用的方式是_。(底物只考虑葡萄糖)解析：(1)种子萌发过程中吸水，鲜重增大，鲜重大于干重，分析题图甲可知，曲线表示种子萌发过程中鲜重的变化，曲线表示干重的变化。(2)种子萌发过程中有氧呼吸的产物是 CO2 和水，无氧呼吸的产物是酒精和 CO2，图乙中、表示种子萌发过程中 O2 和 C
15、O2 的变化，其中刚开始高于，后来与重合，因此是 CO2 的释放量，是 O2 的吸收量。(3)图甲中 AC 段，由于种子呼吸消耗有机物，使干重减少；CD 段，种子萌发形成幼苗后，幼苗进行光合作用，光合作用合成的有机物多于呼吸作用消耗的有机物，干重增加。(4)图乙 e 点以前，CO2 的释放量多于 O2 的吸收量，底物只考虑葡萄糖，此时细胞既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸，无氧呼吸不吸收 O2，但释放 CO2；e 点之后 CO2 的释放量与 O2的吸收量相等，表明此时细胞只进行有氧呼吸。答案：(1)(2)CO2 释放量(3)细胞呼吸 大于(4)种子进行了无氧呼吸，无氧呼吸不吸收 O2，但释放 CO
16、2 有氧呼吸题组二 种子萌发与细胞呼吸3(2014海南卷改编)某豆科植物种子萌发过程中 CO2 释放和O2 吸收速率的变化趋势如图所示。据图判断下列有关叙述正确的是()A在 1224 h 期间，呼吸作用的主要场所是线粒体B胚根长出后，萌发种子的干物质总量会增加C胚根长出后，萌发种子的有氧呼吸速率明显升高D由图可确定种子萌发时呼吸作用消耗的有机物是葡萄糖解析：胚根长出前，种子主要进行无氧呼吸，而胚根长出后，种皮破裂，随 O2 进入，种子以有氧呼吸为主，48 h 后，O2 吸收速率大于 CO2，说明呼吸底物不只有葡萄糖。答案：C 4(2012全国卷改编)将玉米种子置于25、黑暗、水分适宜的条件下萌
17、发，每天定时取相同数量的萌发种子，一半直接烘干称重，另一半切取胚乳烘干称重，计算每粒的平均干重，结果如图所示。若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳，据图判断，下列有关叙述不正确的是()A胚乳提供的营养物质用于细胞呼吸和转化为幼苗组成物质B在 7296 小时之间种子的呼吸速率最大C在 96120 小时，胚乳中的营养物质转化为幼苗组成物质的速率相对最大D在保持实验条件下，120 小时后萌发种子的干重将增加解析：呼吸速率越大，单位时间内种子干重减少越多，从图可知，7296 小时之间种子的呼吸速率最大。胚乳干重减少量与萌发种子干重减少量差值最大时，胚乳中的营养物质转化为幼苗组成物质的速率最大，符合
18、该特点的时间段为 96120 小时。由于黑暗环境中萌发的种子只能进行呼吸作用消耗有机物，不能进行光合作用合成有机物，故种子干重仍呈下降的趋势。答案：D 一、练全国卷高考真题知考查重点1(2015全国卷)下列叙述错误的是()ADNA 与 ATP 中所含元素的种类相同B一个 tRNA 分子中只有一个反密码子CT2 噬菌体的核酸由脱氧核糖核苷酸组成D控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体中的 DNA 上解析：ATP 脱去两个磷酸基团后是构成 RNA 的基本单位之一，而 RNA 与 DNA 的组成元素相同，因此 ATP 与 DNA 的组成元素相同。tRNA 是由一条 RNA 链经自身折叠形成的三叶草状结构
19、，其下端有能与 mRNA 上的密码子进行碱基配对的三个连续碱基，这三个连续碱基构成了反密码子。T2 噬菌体的遗传物质是 DNA，组成 DNA 的基本单位是四种脱氧核糖核苷酸。细菌是原核生物，其细胞内只有核糖体一种细胞器。答案：D 2(2014全国卷)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 分子中一条链上的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：细胞核中发生的转录过程是以 DNA 的一条链为模板合成RNA 的过程，需要 RNA 聚合酶的参
20、与。植物细胞中 DNA 复制的场所有细胞核(主要)、线粒体和叶绿体。DNA 中含有的五碳糖是脱氧核糖，且双链 DNA 分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖之间是通过碳原子上的羟基与磷酸基团之间形成的共价键连接的。甲基绿和吡罗红两种染色剂对 DNA 和 RNA 的亲和力不同，甲基绿使 DNA 呈现绿色，吡罗红使 RNA 呈现红色，利用甲基绿、吡罗红混合染色剂对细胞进行染色，可以观察 DNA和 RNA 在细胞中的分布。答案：C 3(2013全国卷)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
21、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：(1)脂肪可被苏丹染液染成橘黄色，或被苏丹染液染成红色。(2)该油料植物种子萌发过程中脂肪会转变为糖类，与糖类相比，脂肪中氧含量较低，故导
22、致萌发种子干重增加的元素主要是 O。(3)由题中信息可知，到第 11 d 时，脂肪的含量减少了 90%，种子干重继续下降，说明种子贮存的营养物质已经基本消耗殆尽，若要使其干重增加，必须为其提供光合作用所需要的理想条件。由于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，故要使萌发的种子(含幼苗)干重增加，必须提供的条件是光照和矿质元素离子。答案：(1)苏丹(或苏丹)橘黄(或红)(2)O(3)光照 所需的矿质元素离子二、练各地市调研试题知命题热点1海藻糖是由两个吡喃环葡萄糖分子脱水缩合而成的非还原性二糖。自然杂志曾指出“对许多生命体而言，海藻糖的有与无，意味着生命或者死亡
23、”。下列说法正确的是()A海藻糖与斐林试剂在水浴加热条件下反应可产生砖红色沉淀B动物细胞中常见的二糖有蔗糖、麦芽糖和乳糖C脱水缩合反应还可发生在氨基酸形成蛋白质的过程中D组成海藻糖的化学元素与组成脂肪的化学元素不同解析：由题意可知，海藻糖是非还原性二糖，非还原性糖不能与斐林试剂在水浴加热条件下反应产生砖红色沉淀；植物细胞中常见的二糖是蔗糖和麦芽糖，而动物细胞中常见的二糖是乳糖；脱水缩合反应还可发生在氨基酸形成蛋白质的过程中；海藻糖属于糖类，其组成元素是 C、H、O，脂肪的组成元素也是 C、H、O。答案：C 2Cd2对植物有毒害作用，如能诱发根尖细胞老化，并破坏核仁，导致 DNA 损伤等，而 C
24、a2则有缓解 Cd2毒害的作用。具体机理可能为：Ca2竞争细胞膜上 Cd2的吸收位点；Ca2通过稳定膜结构维持细胞内外离子平衡；Ca2作为胞内的第二信使，启动一系列生理生化过程，激活植物体内多种抗性机制。研究表明，Ca2通过 Ca 结合蛋白可调节靶细胞的活动来影响DNA 合成、修复及转录等过程。下列说法错误的是()ACa 结合蛋白可通过核孔进入细胞核中发挥作用BCa2和 Cd2不可能通过细胞膜上同一通道进入细胞中C无机盐离子对维持生物体的生命活动具有重要作用DCd2进入植物根尖细胞后可能影响其核糖体的形成解析：由题意可知，Ca2通过 Ca 结合蛋白可调节靶细胞的活动来影响 DNA 合成、修复及
25、转录等，说明 Ca 结合蛋白可通过核孔进入细胞核中发挥作用；Ca2可能竞争细胞膜上 Cd2的吸收位点，抑制 Cd2的吸收，因此 Ca2和 Cd2可能通过细胞膜上同一通道进入细胞中；由 Ca2的作用可以推测，无机盐离子对于维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用；核仁与核糖体的形成有关，Cd2破坏核仁，因此 Cd2进入植物根尖细胞后可能影响核糖体的形成。答案：B 3发绿色荧光的海蜇体内能合成绿色荧光蛋白，该蛋白由含有 5 170 个碱基对的绿色荧光蛋白基因指导合成，下列有关说法错误的是()A绿色荧光蛋白基因中碱基对的排列方式可能有 45 170 种B该实例可作为证明“基因是具有遗传效应的 DNA
26、片段”的证据C将该基因导入小白鼠体内并成功表达后，小白鼠也可能发出绿色荧光D将绿色荧光蛋白基因彻底水解后能得到 6 种小分子化合物解析：绿色荧光蛋白基因中碱基对的排列顺序是特定的，碱基排列顺序改变后就不是该基因了。绿色荧光蛋白基因能控制绿色荧光蛋白的合成，可作为证明“基因是具有遗传效应的 DNA 片段”的证据。将该基因导入小白鼠体内并成功表达后，小白鼠也可能发出绿色荧光。基因是具有遗传效应的 DNA 片段，初步水解得到 4 种脱氧核苷酸，彻底水解可以得到 A、T、C、G 4 种碱基以及磷酸、脱氧核糖，共 6 种小分子化合物。答案：A 4采摘后的香蕉果实在自然成熟过程中，淀粉、葡萄糖的含量变化如
27、图所示，据此回答以下问题：(1)简便区分淀粉溶液和葡萄糖溶液，选用的化学试剂是_。香蕉细胞内的葡萄糖彻底氧化分解的三个阶段依次发生在_、_、_。(2)由图分析，香蕉果实采摘后 1015 天葡萄糖含量增加的原因是_。通过添加乙烯利可加速香蕉果实_。(3)香蕉细胞中的 C 元素主要来源于外界的_，该化合物参与光合作用的_过程，该过程在夜间无法进行的原因是叶绿体中无法合成_。解析：(1)淀粉遇碘变蓝，可用碘液来区分淀粉溶液和葡萄糖溶液。葡萄糖通过有氧呼吸彻底氧化分解，有氧呼吸的三个阶段依次发生在细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜。(2)香蕉果实采摘后 1015 天葡萄糖含量增加的原因是淀粉水解产生的葡萄糖的量多于葡萄糖消耗的量，乙烯利分解释放出乙烯，乙烯可促进果实成熟。(3)香蕉细胞中的 C 元素主要来源于光合作用中的 CO2，CO2 参与光合作用的暗反应过程。夜间无法进行暗反应的原因是无光叶绿体中无法合成H和 ATP。答案：(1)碘液 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜(2)淀粉水解产生的葡萄糖的量多于葡萄糖消耗的量 成熟(3)CO2 暗反应 H和 ATP
