人教版高考生物一轮总复习必修1第2单元高频考点进阶课1细胞的分子组成与结构学案

　　　　细胞的分子组成

瘦素是动物脂肪细胞分泌的一种蛋白质激素，机体脂肪储存量越大，瘦素分泌越多。下丘脑的某些细胞接受到瘦素信号后，机体能通过复杂的神经内分泌网络调节摄食行为。

(1)脂肪是细胞内良好的________物质；与糖类相比，脂肪分子中氧的含量__________________。

(2)组成瘦素的基本单位是________。在核糖体中合成的瘦素蛋白，必须通过______________进行加工和运输才能分泌到细胞外，随____________运送到全身各处。下丘脑中的靶细胞通过______________来识别瘦素。

(3)现有两类患肥胖症的小鼠，A类小鼠肥胖是瘦素受体基因缺陷所致，B类小鼠肥胖原因未知。分析以下实验：

注：连体共生即通过手术使两只小鼠的血液循环贯通。

①根据实验结果推测，连体前A小鼠体内瘦素的含量比正常小鼠________，B小鼠肥胖的原因最可能是____________。

②为排除手术对实验结果的干扰，可增设一组处理措施为________________________的对照实验。

解析：(1)与糖类相比，脂肪分子中氧的含量远远少于糖类，而氢含量更多，因而脂肪是良好的储能物质。(2)瘦素是一种蛋白质激素，基本组成单位是氨基酸。分泌蛋白在核糖体中形成多肽链，多肽链进入内质网进行加工，形成具有一定空间结构的蛋白质，内质网鼓出形成囊泡，包裹蛋白质进入高尔基体，高尔基体对蛋白质进一步修饰加工，最后形成囊泡移动到细胞膜释放。脂肪细胞释放的瘦素通过血液运输到全身各处，与靶细胞上的特异性受体结合，引起靶细胞一系列反应。(3)①A小鼠无瘦素受体，因而比正常小鼠体内瘦素含量高。由题可知，正常小鼠与A小鼠连体共生，正常小鼠摄食量减少，说明瘦素发挥作用，但A小鼠无瘦素受体，无变化；正常小鼠与B小鼠连体共生，正常小鼠无变化，B小鼠摄食量略微减少，说明B小鼠无瘦素分泌或瘦素分泌过少；A小鼠与B小鼠连体共生，A小鼠由于无瘦素受体无变化，B小鼠摄入量明显减少，说明B小鼠瘦素的受体正常。因而B小鼠肥胖是不能正常产生瘦素所致。②为排除手术干扰，可设置两只正常小鼠连体共生，若都正常，说明手术无影响。

答案：(1)储能　更少　  (2)氨基酸　内质网、高尔基体　血液　细胞膜上的受体　(3)①高　不能正常产生瘦素　②两只正常小鼠连体共生

1．比较有机物分子的区别

特别提醒：蛋白质、核酸具有物种特异性，而生物体内水、无机盐、糖类、脂质、氨基酸、核苷酸等则不具有物种特异性。

2．四大有机化合物之间的关系图

1．(2020·浙江7月选考)下列关于生物体中有机物的叙述，正确的是(　　)

A．淀粉的结构单元是蔗糖

B．胆固醇是人体所需的物质

C．蛋白质是生物体内重要的储能物质

D．人细胞中储存遗传信息的物质是RNA

B　解析：本题主要考查组成细胞的化合物的种类和功能。淀粉的结构单元是葡萄糖，A错误；胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输，B正确；糖类和脂肪是生物体内重要的储能物质，C错误；人细胞中储存遗传信息的物质是DNA，D错误。

2．(2018·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__________________________________。

(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，通常，变性的蛋白质易被蛋白酶水解，原因是___________________________。

(3)如果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________________________。

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。胃蛋白酶是胞外酶，属于分泌蛋白，逆转录酶和酪氨酸酶属于胞内酶。分泌蛋白从合成至分泌到细胞外还需要经过内质网加工，再经过高尔基体的进一步加工、分类和包装，最后由囊泡包裹着转运至细胞膜，通过胞吐的方式分泌出去。(2)细胞内的蛋白质都有其特定的氨基酸数目、种类和排列顺序以及由肽链盘曲、折叠形成的一定的空间结构，某些物理或化学因素可以使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散，肽键暴露，易与蛋白酶接触，使蛋白质降解。(3)编码正常血红蛋白多肽链的mRNA序列中一个碱基被另一个碱基替换，改变后的密码子翻译的氨基酸还是原来的氨基酸，这是密码子的简并性，所以不会引起血红蛋白中氨基酸序列的改变。

答案：(1)氨基酸　核糖体　胃蛋白酶　对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装　 (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，使蛋白质降解　 (3)遗传密码具有简并性

　　　　细胞的结构组成

 生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着极其重要的作用。图1～3表示3种生物膜结构及其所发生的部分生理过程。请回答下列问题：

 (1)图1表示的生理过程是________________，其主要的生理意义在于________________。

(2)图2中存在3种信号分子，但只有1种信号分子能与其受体蛋白结合，这说明______________；若与受体蛋白结合的是促甲状腺激素释放激素，那么靶器官是______________。

(3)图3中ATP参与的主要生理过程是_________________。

(4)叶肉细胞与人体肝脏细胞都具有图________(填图序号)中的膜结构。

(5)图1～3中生物膜的功能不同，从生物膜的组成成分分析，其主要原因是__________________。

(6)图1～3说明生物膜具有的功能有____________(写出3项)。

解析：(1)通过图中“2H＋＋1/2O2→H2O”，并且图1过程中产生了ATP可知，该过程为发生在线粒体内膜的有氧呼吸第三阶段，合成的ATP为生命活动供能。(2)一种受体只能与特定的信号分子相结合，说明受体蛋白具有特异性。促甲状腺激素释放激素作用的靶器官为垂体，促进垂体合成和分泌促甲状腺激素。(3)图3通过光能合成ATP，为光合作用的光反应阶段，合成的ATP用于暗反应。(4)光合作用是叶肉细胞特有的，有氧呼吸第三阶段和生物膜的信息传递是叶肉细胞和人体肝脏细胞共有的，所以叶肉细胞与肝脏细胞都有的膜结构是图1、2中的膜结构。(5)生物膜主要由蛋白质和磷脂组成，而生物膜主要的功能活动由蛋白质参与完成，所以生物膜的功能不同是因为含有的蛋白质不同。(6)通过图1、图3可看出生物膜具有跨膜运输功能和能量转换功能，通过图2可以看出生物膜具有信息交流功能。

答案：(1)有氧呼吸第三阶段　 为生命活动供能　(2)受体蛋白具有特异性　垂体　(3)暗反应　(4)1、2　(5)含有的蛋白质不同 　(6)跨膜运输、信息交流、能量转换

1．细胞的种类

(1)植物细胞的特殊性

①有中心体的细胞不一定是动物细胞，也可能是低等植物细胞。

②有叶绿体和细胞壁的细胞一定是植物细胞。

③根尖分生区细胞没有的细胞器：叶绿体、中心体、大液泡。

(2)动物细胞的特殊性

①蛔虫在人体肠道内寄生，只进行无氧呼吸，自然也无线粒体。

②哺乳动物成熟的红细胞

a．由造血干细胞分裂分化而来，无细胞核、细胞器；高度分化，不能分裂；

b．可用来制备细胞膜，不能用来提取DNA(不含DNA)；

c．无氧呼吸产生乳酸，通过协助扩散吸收葡萄糖；

d．含有酶，但不能合成酶；

e．含血红蛋白，血红蛋白不属于内环境成分；

f．镰状细胞贫血：基因突变导致血红蛋白结构改变，导致红细胞形态改变。

③精子不具有分裂能力，仅有极少的细胞质在尾部。

④神经细胞具有突起，不具有分裂能力。

(3)原核细胞的特殊性

①好氧细菌等原核生物细胞内无线粒体，但能进行有氧呼吸，含有与有氧呼吸有关的酶。

②蓝细菌属于原核生物，无叶绿体，但能进行光合作用，完成光合作用的场所是细胞质。

特别提醒：①并非所有的原核细胞都有细胞壁，如支原体。

②凡是动植物都是真核生物，真菌也是真核生物，真核细胞共有的结构是具有以核膜为界限的细胞核。

③细胞多样性是生物变异、选择、进化及细胞分化的结果。

2．对细胞的综合性考查

(1)细胞代谢场所的判断

①遗传物质的储存、复制、转录的场所：主要是细胞核，少数在线粒体和叶绿体中。

②物质的合成、氧化分解的场所：蛋白质的合成发生在核糖体、内质网上；蛋白质的加工、分类和包装发生在内质网和高尔基体上；物质的氧化分解发生在细胞质基质和线粒体内；淀粉合成在叶绿体内等。

(2)细胞是一个统一的整体

①在结构上的表现：细胞核与细胞质之间可以通过核孔进行物质交换和信息交流；细胞器膜、核膜和细胞膜等膜结构构成细胞完整的生物膜系统。

②在功能上的表现：细胞各部分之间的结构和功能虽不相同，但它们相互联系、分工合作、协调统一地共同完成各项生命活动。

③在调控上的表现：细胞核是遗传物质的储存、复制和转录的主要场所，是细胞代谢和遗传的控制中心。因此，细胞的整个生命活动过程主要是由DNA调控和决定的，使细胞成为一个高度有序的整体。

④在与外界环境的关系上的表现：细胞的整体性还表现在每一个细胞都要与相邻细胞进行物质交换和信息交流，而与外界环境直接接触的细胞还要与外界环境进行物质交换。

(3)细胞的结构与功能高度统一的表现

①哺乳动物成熟的红细胞呈两面凹的圆饼状，体积小，相对表面积大，有利于提高氧气和二氧化碳的运输效率。

②卵细胞体积大，储存着丰富的营养物质，为早期胚胎发育提供营养。

③具有分泌功能的细胞往往具有很多突起，以增大表面积，提高分泌效率，且细胞内内质网和高尔基体含量较多。

④癌细胞形态结构发生改变，细胞膜上的糖蛋白含量减少，使得癌细胞间黏着性降低，易于扩散和转移。

⑤代谢旺盛的细胞中，自由水含量高，线粒体、核糖体等细胞器含量多。

⑥小肠绒毛上皮细胞内有大量的线粒体，有助于物质运输过程的能量供应。

⑦哺乳动物成熟精子中细胞质较少，有利于精子运动。

⑧飞翔的鸟类胸肌细胞中线粒体的数量比不飞翔的鸟类多，便于为飞行提供足够的能量。

1．(2020·山东潍坊模拟)下列关于细胞结构及功能的叙述，正确的是(　　)

A．原核细胞的核仁可参与核糖体的形成

B．纤维素组成的细胞骨架可维持细胞形态

C．线粒体与细胞能量代谢密切相关，可完成有氧呼吸全过程

D．细胞膜与高尔基体产生的囊泡融合进行成分的更新

D　解析：原核细胞没有细胞核也没有核仁，A错误；蛋白质纤维组成的细胞骨架与细胞形态的维持有关，B错误；线粒体是有氧呼吸第二和第三阶段的场所，第一阶段发生在细胞质基质中，C错误；细胞将蛋白质运输到细胞膜上或细胞外的过程中，细胞膜可与高尔基体产生的囊泡融合进行成分的更新，D正确。

2．下列有关细胞结构和功能的叙述，正确的是(　　)

A．原核细胞通过溶酶体水解衰老的细胞器

B．核糖体参与胰岛素和胰蛋白酶的合成

C．线粒体内的O2浓度比细胞质基质高，有利于物质的氧化分解

D．细胞壁和细胞膜都能选择性控制物质的进出

B　解析：原核细胞内没有溶酶体，A错误；核糖体参与蛋白质的合成，胰岛素和胰蛋白酶的化学本质是蛋白质，B正确；细胞质基质中O2通过自由扩散进入线粒体参与有氧呼吸，所以线粒体内的O2浓度低于细胞质基质，C错误；细胞壁不能选择性控制物质的进出，D错误。