1、第二部分 知识与能力专题专题突破知识纵横化合物化学元素化合物化学元素糖类、脂肪C、H、O叶绿素C、H、O、N、P、Mg磷脂C、H、O、N、P秋水仙素C、H、O、N固醇C、H、ODNA、RNAC、H、O、N、P蛋白质C、H、O、N等ADP、ATPC、H、O、N、P胰岛素C、H、O、N、SNADPHC、H、O、N、P血红蛋白C、H、O、N、Fe甲状腺激素C、H、O、N、I糖蛋白C、H、O、N生长素C、H、O、N 3.N、P、K与植物光合作用及人体健康的关系N P K 4.化合物的特有元素在同位素标记中的应用(1)S是蛋白质的特征元素,仅存在于蛋白质中,ATP:CaP是叶绿体双层膜、基粒、的组成元素
2、与光合作用 在光合作用的物质转化中起重要作用与人体健康、都是牙齿、骨骼的重要成分:,可使植物抗倒伏、保持挺拔状态、接受充足与光合作用 光照可促进光合作用中糖类的合成、运输与人体健康 可维持细胞内液的渗透压 维持静息电位 保持心肌正常兴奋性P主要存在于核酸中,因此可用同位素S和P分别标记病毒的蛋白质外壳和核酸,验证病毒的遗传物质。(2)N是氨基酸的组成元素,常利用同位素N标记的氨基酸追踪氨基酸在生物体细胞中转移、代谢的情况。例1下列有关组成生物体化学元素的说法正确的是()A.P是磷脂、ATP及核糖等多种化合物的组成元素B.由Fe参与组成的血红蛋白是内环境的成分之一C.Mg是叶绿体中各色素分子必不
3、可少的组成元素D.C是构成细胞的最基本元素的原因为生物大分子以碳链为骨架【解析】组成生物体的多聚体,其单体以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架。【答案】D化学组成元素组成C、H、O、N,有的还有P、S、Fe、Zn、Cu、B、Mn、I等基本单位氨基酸(约20种,8种必需氨基酸,儿童时期有9种必需氨基酸,12种非必需氨基酸)二、蛋白质小专题1.蛋白质的化学组成和结构结构化学结构由多个氨基酸分子脱水缩合而成;含有多个肽键的化合物,叫多肽;多肽呈链状结构,叫肽链;一个蛋白质分子含有一条或几条肽链高级结构多肽链形成不同的空间结构,分二、三、四级结构结构特点由于组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列次序
4、不同,肽链的空间结构千差万别,因此蛋白质分子的结构是极其多样的图示 种类:约20种 C、H、O、N 氨基酸 多肽 蛋白质 (蛋白质具有复杂的空间结构)通式:必需氨基酸非必需氨基酸性质具体解读两性化合物生物体内蛋白质是-氨基酸通过肽键构成的高分子化合物,分子内存在 和,所以蛋白质具有酸碱两性变性在一定的理化因素(如加热等)的影响下,蛋白质分子的空间结构发生改变,从而改变了蛋白质的性质。变性过程不发生肽键断裂和二硫键的破坏,而主要发生氢键、疏水键的破坏 2.蛋白质的性质水解反应蛋白质在酸、碱或酶的作用下,能生成一系列的中间产物,最后生成-氨基酸显色反应蛋白质可以跟许多试剂发生颜色反应,如蛋白质与双
5、缩脲试剂发生作用产生紫色反应构成细胞和生物体的重要物质糖蛋白(糖被)位于细胞膜外,有保护、润滑、识别等作用神经递质的受体存在突触后膜上,能与一定的递质特异性结合,从而改变突触后膜对离子的通透性,使突触后神经元产生兴奋或发生抑制细胞骨架蛋白维持细胞形态,参与细胞运动、分裂等生命活动蛋白质功能常见种类物质的作用 3.蛋白质的功能及常见种类运输作用载体位于细胞膜上,在物质运输过程中起作用血红蛋白是红细胞中的含Fe2+的蛋白质。其特性是在氧浓度高的地方与氧结合,在氧浓度低的地方与氧分离催化作用大部分酶绝大多数的酶是蛋白质,具有生物催化作用调节作用胰岛素调节糖代谢,降低血糖浓度生长激素促进生长,主要促进
6、蛋白质的合成和骨的生长(续表)免疫作用抗体机体受抗原刺激后产生的球蛋白,主要分布于血清中,也分布于组织液等细胞外液中部分抗原某些抗原成分是蛋白质,如红细胞携带的凝集原、决定病毒抗原特异性的衣壳,其成分都是蛋白质 4.与蛋白质有关的计算氨基酸个数n肽链数m肽键数n-m脱去水分子数n-m蛋白质分子量an-18(n-m)至少含有的氨基或羧基数m至少含有的氧原子数n+mmRNA中的碱基数至少3n基因中的碱基数至少6n注:表中a表示氨基酸的平均分子量 例2A.物质A、B、C、D结构多样性只与a有关B.控制A、B、C、D合成的物质是核糖核酸C.物质A、D分别为胰岛素、抗利尿激素D.物质B、C均在特异性免疫
7、中发挥作用【解析】a是氨基酸,A、B、C、D为四种蛋白质。蛋白质的结构多样性除了与氨基酸有关外,还与肽链的空间结构有关。控制蛋白质合成的物质是脱氧核糖核酸(DNA)。物质A来自胰岛B细胞,且与血糖调节有关,所以是胰岛素;物质D是生长激素。物质B是淋巴因子,C是抗体,它们都与特异性免疫有关。【答案】D核酸脱氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)基本单位脱氧核苷酸:含脱氧核糖、磷酸和碱基(A、G、C、T)核糖核苷酸:含核糖、磷酸和碱基(A、G、C、U)三、核酸小专题1.核酸的种类和功能存在真核生物:主要在细胞核中;少量在细胞质的线粒体、叶绿体中原核生物:主要是核区的DNA;少量是质粒,如细菌病毒:
8、DNA病毒中的DNA真核生物:在细胞核、线粒体、叶绿体、核糖体中原核生物:细胞质的核糖体中病毒:RNA病毒中的RNA功能只要存在,就是遗传物质作为遗传物质:只在RNA病毒中不作为遗传物质:在DNA控制蛋白质合成过程中起作用,mRNA是蛋白质合成的直接模板、tRNA能搬运氨基酸、rRNA是核糖体的组成成分催化作用:酶的一种关系图示 2.DNA、RNA与蛋白质的关系(1)DNA、RNA和蛋白质之间的关系例3图示“烟草花叶病毒”体内两种重要化合物的化学组成,相关叙述正确的是()A.图中大分子B的空间结构是呈双螺旋排列的B.a的种类约为20种,b的种类约为8种C.a与a之间通过“NHCOOH”相连接D
9、.“烟草花叶病毒”的遗传信息储存在大分子B中【解析】烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,一般呈单链结构;由a、b的元素组成可确定a是氨基酸,b是核糖核苷酸,A是蛋白质,B是RNA;a与a之间通过“NHCO”相连接;b的种类为4种。【答案】D四、糖类小专题1.糖类的化学组成和种类 例4下列关于糖类及其生理作用的叙述中,正确的是()A.糖类是生命活动的唯一的能源物质B.核糖存在于细菌中而不存在于病毒中C.肝糖原只含有C、H、O三种元素D.蔗糖和乳糖水解产物都是葡萄糖【解析】糖类是生命活动的主要能源物质,但不是唯一的能源物质;核糖是构成RNA的重要成分,某些RNA病毒也含有核糖;肝糖原属于多糖,糖类都是
10、由C、H、O三种元素组成的;蔗糖的水解产物是果糖和葡萄糖,乳糖的水解产物是半乳糖和葡萄糖。【答案】C五、脂质小专题1.脂质的元素组成是C、H、O,有些脂质还含有少量的N和P。2.多糖与脂肪的区别脂肪多糖相同点元素组成都含有C、H、O三种元素代谢终产物都是二氧化碳和水能量代谢氧化分解过程中都有能量的释放(生成ATP)不同点相同质量时,C、H元素所占比例高低水解终产物甘油和脂肪酸葡萄糖在相同质量,彻底氧化分解时释放能量多少产生的水多少消耗氧气多少主要功能细胞内的主要储能物质细胞内的主要能源物质脂肪多糖(续表)3.脂质代谢和疾病疾病名称原因治疗(预防)措施肥胖症供能物质摄入多、消耗少,遗传或内分泌失
11、调控制饮食,加强锻炼,就医治疗高血脂血浆中脂质(胆固醇、甘油三酯)含量过高合理膳食,控制脂质物质摄入 例5下列有关糖类和脂质的叙述,不正确的是()A.脂质中的磷脂是构成细胞膜的重要物质,所有细胞都含有磷脂B.植物细胞中的多糖主要是淀粉和纤维素,动物细胞中的多糖主要是乳糖和糖原C.固醇类物质在细胞的营养、调节和代谢中具有重要功能D.葡萄糖、核糖、脱氧核糖是植物细胞共有的糖类【解析】乳糖是动物细胞中的二糖;固醇包括胆固醇、性激素、维生素D,对生物体的新陈代谢和生殖发育有重要作用。【答案】B 细胞内存在形式结合水:与细胞中某些大分子物质结合自由水:存在于细胞质基质和多种细胞器中(如线粒体、叶绿体、液
12、泡)关系自由水 结合水细胞外多细胞植物:细胞间隙、各种分泌物多细胞动物:内环境、外分泌液、排泄物1.生物体内的水六、水和无机盐小专题 结合水细胞或生物体结构的组成成分自由水良好溶剂 运输物质 参与新陈代谢 维持细胞及生物体的固有形态 调节生物的体温 2.水分的吸收 3.水分的产生与利用原理渗透作用主要部位植物根尖成熟区表皮细胞动物消化腔、消化道、肾小管、集合管动力细胞内、外液的浓度差(渗透压)水分产生水分利用结构生理过程结构生理过程线粒体有氧呼吸第三阶段线粒体有氧呼吸第二阶段核糖体脱水缩合细胞质基质或消化道糖类、脂肪、蛋白质等分解与消化高尔基体合成多糖(纤维素)叶绿体暗反应叶绿体光反应肝脏、肌
13、肉糖原合成耗能部位(如肝脏)ATP水解糖原水解 4.水的排出 5.含水量与代谢强度、生物抗性的关系自由水和结合水的比值的大小决定细胞或生物体的代谢强度,比值越大表明细胞中自由水含量越多,代谢越强,反之代谢越弱。但是生物的抗逆性与之相反,即二者比值越大抗性越弱;比值越小抗性越强。(95%99%)()(),蒸腾作用散失 占植物 叶片吐水植物的某些分泌物呼出的水蒸气 肺的排出量体表蒸发和汗液动物 尿液 肾脏排出量随某些分泌物排出 如泪液、消化液等6.生物体内水的作用无机盐作用缺乏时的表现Na+在调节细胞外液渗透压,维持膜电位和传递神经冲动等方面起主要作用细胞外液渗透压下降并出现血压下降、心率加快、四
14、肢发冷等症状Ca2+骨骼和牙齿的主要成分,维持肌肉的张力和正常的心肌活动儿童患佝偻病,老年人患骨质疏松症,还会引起心跳加快、手足抽搐Fe2+血红蛋白的成分长期缺乏会造成缺铁性贫血,严重时可引起脑部缺氧等I甲状腺激素的重要成分 大脖子病,若孕妇缺碘,则所生孩子易患呆小症 10.无机盐的知识网络 例6据国家防汛抗旱总指挥部办公室最新统计显示,截至2011年5月26日,全国耕地受旱面积9251万亩,其中作物受旱面积3033万亩,长江中下游3483.3万人受灾。水在生物体及细胞中具有重要的生理功能,下列有关叙述中不正确的是()A.干旱时植物体内自由水与结合水的比值下降,有利于抵抗不利的环境B.当人体缺
15、水时,血浆渗透压会升高,从而产生渴觉C.不同种植物的自由水和结合水的比值相同,它们的代谢强度也相同D.水灾发生后,植物长期被水淹,也会导致其死亡【解析】不同生物体内自由水与结合水的比值不同,这与其生存环境、生长发育阶段有关;不利条件下,植物体内自由水含量下降,抗逆性增强。植物长期被水淹,进行无氧呼吸产生酒精毒害。人体缺水会导致细胞外液渗透压升高,产生渴觉。【答案】C项目动物细胞植物细胞相同点都有细胞膜、细胞质、细胞核;细胞质中都有线粒体、内质网、核糖体、高尔基体等细胞器不同点无细胞壁、叶绿体,有中心体有细胞壁、叶绿体、液泡(有些植物细胞无液泡);有的低等植物有中心体七、细胞与细胞器小专题1.几
16、种类型细胞的判定(1)动物细胞、植物细胞的判定图像 原核细胞真核细胞(2)原核细胞、真核细胞的判定 细胞大小较小(110 m)较大(10100 m)细胞壁主要成分是肽聚糖(糖与蛋白质结合体)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶细胞器有核糖体,无其他细胞器有核糖体及其他细胞器细胞核拟核(无核膜和核仁)有核膜和核仁染色体无,拟核中只有一个大型环状DNA分子且不与蛋白质相结合(细菌细胞质中还可能有多个小型环状DNA,叫做质粒)有,链状DNA与蛋白质相结合成为染色体分裂方式二分裂,无有丝分裂无丝、有丝、减数分裂转录和翻译在同一地点、同一时间内进行转录在细胞核内进行、翻译在细胞质内进行;转录在前、翻译在后
17、生物图示 相同点组成细胞的化学元素和化合物的种类基本相同、都有细胞膜和细胞质、都有核糖体、都以DNA作为遗传物质判断对象判断图示判断结果工具结论细胞器 可见电子显微镜亚显微结构图不可见光学显微镜显微结构图细胞的种类形态结构的多样性功能的多样性哺乳动物的红细胞两面凹的圆饼状体积小,相对表面积大,有利于提高O2和CO2的交换效率具分泌功能的细胞很多突起,内质网和高尔基体含量较多增大表面积,提高分泌速率癌细胞形态结构发生改变、糖蛋白含量减少细胞间黏着性减小,容易扩散和转移 2.细胞形态结构多样性与功能多样性的统一代谢旺盛的细胞自由水含量高,线粒体、核糖体等细胞器含量多,核仁较大,核孔数量多物质交换速
18、率快,蛋白质合成快,表现为旺盛的生命活动 3.与红细胞相关的几个问题(1)哺乳类如人、兔、牛等成熟的红细胞无细胞核及各种细胞器,所以常用作提取细胞膜的实验材料。因无核,所以不能完成DNA的复制与转录;无各种细胞器如无线粒体,所以不能进行有氧呼吸,而只能在细胞质基质中将葡萄糖分解为乳酸;无核糖体,所以无蛋白质的合成;因红细胞结构不完整,所以其寿命较短,一般为120 d左右。(2)原核细胞与哺乳类成熟的红细胞的区别:从起源上看,红细胞属于真核细胞,其幼嫩细胞阶段是有细胞核及细胞器的,只是在后来的分化成熟阶段细胞核及细胞器退化消失,目的是为能携带O2的血红蛋白腾出空间;从代谢角度比较,红细胞原来进行
19、的各种代谢过程随着细胞核和细胞器的消失而不再进行。而原核细胞虽然也无核和除核糖体以外的其他细胞器,但仍可在细胞质中完成其必需的各种代谢活动,如蓝藻虽无线粒体,但可在细胞膜上完成有氧呼吸。(3)其他动物如两栖类、鸟类等的红细胞结构完整,有细胞核及细胞器,有利于实验的选材,如提取DNA应选择这类红细胞而不能用哺乳类的。另外,注意蛙的红细胞能够进行无丝分裂,有细胞核、DNA复制等。典型细胞细胞器的特殊性植物叶肉细胞含大多数细胞器根成熟区、叶表皮细胞 不含叶绿体根分生区、干种子细胞 不含叶绿体和大液泡动物心肌细胞含线粒体较多消化腺细胞含高尔基体、核糖体较多 例7下列关于原核生物和真核生物的叙述,正确的
20、是()A.原核生物细胞无线粒体,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】原核生物只有核糖体一种细胞器,但部分原核生物由于存在与有氧呼吸有关的酶,因此能够进行有氧呼吸,如好氧细菌、硝化细菌和蓝藻等。有丝分裂、无丝分裂和减数分裂是真核细胞增殖的三种方式,原核细胞一般以二分裂的方式进行增殖。不管是原核生物还是真核生物,只要是细胞生物都以DNA作为遗传物质,只有部分RNA病毒以RNA作为遗传物质。真核生物的生物膜系统能够为多种酶提供反应的附着位点
21、,同时将各种细胞器分隔开来,保证生命活动高效、有序地进行。【答案】D用途实验设计结论单一变量判断细胞死活待测细胞+0.3 gmL-1的蔗糖溶液 观察细胞形态+清水 观察细胞形态发生质壁分离和复原活细胞;不发生质壁分离和复原死细胞细胞生活状态八、物质跨膜运输小专题1.几种物质运输方式的比较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 观察细胞形态细胞液浓度范围在未发生质壁分离和使细胞刚发生质壁分离的蔗糖溶液浓度之间不同浓度的蔗糖溶液比较不同植物细胞的细胞液浓度大小不同植物细胞+0.3 gmL-1的蔗糖溶液 观察细胞发生质壁分离的程度根据不同植物细胞发生质壁分离的程度来判断细胞液浓度大小不
22、同(含液泡的)植物细胞验证原生质层和细胞壁伸缩性大小成熟植物细胞+0.3 gmL-1的蔗糖溶液 观察细胞形态发生质壁分离现象细胞壁伸缩性小于原生层伸缩性不发生质壁分离细胞壁伸缩性大于或等于原生质层的伸缩性植物细胞结构特性比较一系列溶液浓度的大小同种植物的相同成熟度的细胞+未知浓度的溶液 记录刚发生质壁分离所需时间根据所用时间的长短判断溶液浓度的大小(用时越短,未知溶液的浓度越大)未知浓度的溶液鉴别不同种类的溶液(如KNO3溶液和蔗糖溶液)同种植物的相同成熟度的细胞+不同种类溶液 观察细胞形态若只发生质壁分离 溶质不能通过细胞膜的溶液(如蔗糖)若质壁分离后又自动复原 溶质能通过细胞膜的溶液(如K
23、NO3)不同种类溶液 例8(2011全国新课标理综)撕取紫色洋葱外表皮,分为两份,假定两份外表皮细胞的大小、数目和生理状态一致,一份在完全营养液中浸泡一段时间,浸泡后的外表皮称为甲组;另一份在蒸馏水中浸泡相同的时间,浸泡后的外表皮称为乙组。然后,两组外表皮都用浓度为0.3 gmL-1的蔗糖溶液处理,一段时间后表皮细胞中的水分不再减少。此时甲、乙两组细胞水分渗出量的大小,以及水分运出细胞的方式是()A.甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等,主动运输B.甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的高,主动运输C.甲组细胞的水分渗出量比乙组细胞的低,被动运输D.甲组细胞的水分渗出量与乙组细胞的相等,被动运输【解
24、析】水分子进出细胞的方式是自由扩散,属于被动运输。甲组用完全营养液浸泡,乙组用蒸馏水浸泡,使得甲组的细胞内液浓度高于乙组细胞内液浓度;此后再放入0.3 gmL-1的蔗糖溶液中,甲组细胞渗出的水量要少于乙组细胞渗出的水量。【答案】C九、生物膜系统小专题1.细胞膜的结构、功能关系图解生物膜在结构上的联系 生物膜在功能上的联系:()具膜具膜小泡小泡直接联系间接联系内质网高尔基体细胞膜膜的流动性分泌过程的图示 3.生物膜系统的功能例9下列关于生物膜系统结构与功能的叙述中,正确的是()A.用胰蛋白酶处理生物膜不会改变其选择透过性B.大鼠脾细胞与兔骨髓瘤细胞实现融合的基础是膜的流动性C.相对于线粒体外膜而言,线粒体内膜上分布的蛋白种类与数量更少D.相对于胰岛细胞,心肌细胞中高尔基体膜成分的更新速度更快【解析】本题考查生物膜系统的结构及功能。胰蛋白酶处理生物膜会破坏生物膜上的蛋白质,从而改变生物膜的选择透过性;细胞融合体现了细胞膜具有一定的流动性;线粒体内膜上有许多与有氧呼吸有关的酶;胰岛细胞与心肌细胞相比,胰岛细胞中合成较多的分泌蛋白,故胰岛细胞中高尔基体较多。【答案】B