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江苏版高考生物总复习第1单元走近细胞与细胞的分子组成第3讲蛋白质核酸糖类和脂质课件
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这是一份江苏版高考生物总复习第1单元走近细胞与细胞的分子组成第3讲蛋白质核酸糖类和脂质课件，共60页。
考点一 蛋白质的结构、功能及相关计算
1.组成蛋白质的氨基酸及其种类
2.蛋白质的合成(1)二肽的形成过程 ①过程a: ,物质b: ,结构c: 。②H2O中H来源于 ;O来源于 。
(2)蛋白质的形成过程
3.蛋白质结构与功能的多样性
1.蛋白质必须被消化成氨基酸才能被人体吸收和利用。 ( )2.各种组成蛋白质的氨基酸之间的区别在于R基的不同。 ( )3.必需氨基酸是人体细胞不能合成的,必须从外界环境中直接获取。 ( )4.多肽通常呈链状结构,称为肽链,肽链能盘曲、折叠,形成有一定空间结构的 蛋白质分子。 ( )
5.高温处理过的蛋白质不能与双缩脲试剂发生紫色反应。 ( )6.细胞中蛋白质种类繁多的原因是蛋白质分子的结构多样性。 ( )7.蛋白质中氨基酸的排列顺序是由细胞核中贮存的遗传信息决定的。 ( )8.我国科学家完成了世界上第一个人工合成蛋白质(结晶牛胰岛素)的合成。 ( )
1.长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而导致疾病,请分析原因。提示:赖氨酸是人体的必需氨基酸,人体细胞不能合成,必须从食物中获得,而 玉米中缺少赖氨酸。
2.在鸡蛋清中加入食盐析出白色絮状物,兑水后絮状物消失,这一现象说明什 么?相对于生鸡蛋,煮熟的鸡蛋更容易消化,这是为什么?提示:盐析过程中蛋白质的结构没有发生变化。鸡蛋煮熟过程中,高温使蛋白 质变性,蛋白质空间结构变得伸展、松散,容易被蛋白酶水解。
3.血红蛋白是一种含Fe元素的蛋白质,Fe元素存在于氨基酸上吗?胰岛素是一 种含S元素的蛋白质,S元素存在于氨基酸上吗?提示:不存在,生物体内没有含Fe元素的氨基酸,血红蛋白中的Fe元素是形成 蛋白质时,肽链与Fe2+结合形成的。存在,甲硫氨酸等氨基酸是含S元素的氨基 酸。
4.人的红细胞和心肌细胞的主要成分都是蛋白质,但这两种细胞的功能却完 全不同,请分析原因。提示:这两种蛋白质的结构不同,即构成这两种蛋白质的氨基酸的种类、数量 和排列顺序不同,蛋白质分子的空间结构不同,所以它们的功能也不相同。
1.“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸
2.有关蛋白质的3点提醒(1)书写注意:氨基应写成—NH2或 ,游离的化学键不能漏写;羧基应写成—COOH或 ,游离的化学键不能漏写;肽键应写为—CO—NH—或 ,两端游离的化学键不能漏写。(2)氨基酸数目≠氨基酸种类:组成蛋白质分子的氨基酸数目可能成百上千, 但构成生物体的蛋白质的氨基酸约有20种。
(3)多肽≠蛋白质:在核糖体上经脱水缩合形成的多肽往往没有生物活性,由 一条或多条肽链通过一定化学键(如二硫键等)盘曲、折叠形成具有复杂空 间结构的蛋白质才能行使特定功能。
3.蛋白质的盐析、变性和水解辨析
4.蛋白质形成过程中的相关计算(1)蛋白质中游离氨基数或羧基数的计算①至少含有的游离氨基数或羧基数=肽链数。②游离氨基数或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基数或羧基数。(2)蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和脱去的水分子数的 关系①肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数。②蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量-脱去的水分子 数×18。
(3)蛋白质形成过程中的相关数量关系
注:氨基酸的平均相对分子质量为a。
[提醒] 环状肽是由链状肽首尾氨基酸彼此相连形成的,比形成一条直链肽 多脱去一个水分子,多形成一个肽键,即环状肽形成的肽键数=脱去的水分子 数=氨基酸数,其相对分子质量计算公式ma-18(m-n)中的肽链数(n)视为零,再 进行相关计算。(4)利用原子守恒法计算肽链中原子数氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在一个氨基酸中,若不考虑R 基,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。在脱水缩合 形成多肽时,要失去部分氢原子、氧原子,但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下:
①碳原子数=氨基酸的分子数×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=各氨基酸中氧原子的总数-脱去的水分子数。④氮原子数=肽链数+肽键数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子的总数。[注意] 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 或氧原子数的计算为突破口,计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
5.几种常见蛋白质的分布和功能
考向一 氨基酸的结构与功能1.下面是三种化合物的结构简式,下列有关这三种化合物的叙述,错误的是 ( ) A.三种化合物可以用一个结构通式表示B.三种化合物的共同点之一是都含有一个氨基、一个羧基C.三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应D.三种化合物两两结合形成的物质的游离氨基数相同
解析 三种化合物都是构成蛋白质的氨基酸,都可用氨基酸的结构通式 表示,A正确;图中三种氨基酸的共同点之一应为“至少都含有一个氨基、一 个羧基”,B错误;与双缩脲试剂反应的是肽链中的肽键,氨基酸中无肽键,故 不能与双缩脲试剂发生紫色反应,C正确;三种化合物两两结合形成的物质中 游离的氨基数都是1,D正确。
2.下列关于氨基酸结构的叙述,不正确的是 ( )A.生物体组成蛋白质的氨基酸结构上的不同在于R基的不同B.半胱氨酸和甲硫氨酸均含有S,S一定位于R基中C.亮氨酸的R基为—C4H9,则它的分子式为C6H13O2ND.非必需氨基酸的合成与基因的功能无关
解析 组成蛋白质的氨基酸的不同在于R基的不同,A正确;根据氨基酸 的结构通式,氨基酸中的S元素一定位于R基上,B正确;根据氨基酸的结构通 式,若亮氨酸的R基为—C4H9,则它的分子式为C6H13O2N,C正确;非必需氨基酸 的合成需要酶的催化,该酶是蛋白质,与基因功能有关,D错误。
考向二 蛋白质的结构与功能3.(2020江苏扬州期中测试)如图表示有关蛋白质分子的简要概念图,对图示 分析正确的是 ( ) A.A中肯定含有S元素B.多肽中B的数目等于C的数目C.多肽链需经过进一步加工才能形成一定功能的蛋白质D.蛋白质结构和功能的多样性是生物多样性的根本原因
解析 蛋白质不一定都含有S元素,所以A中可能含有S元素,A错误;B为 氨基酸,C为肽键,氨基酸脱水缩合反应过程中,肽键数=氨基酸数-肽链数,环肽 形成过程中氨基酸数=肽键数,因此B的数目不一定与C数目相等,B错误;多肽 链需要经过进一步加工才能形成有活性的蛋白质,C正确;生物多样性的根本 原因是基因多样性,D错误。
4.(2018江苏单科,5,2分)哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用,加压素具 有升高血压和减少排尿的作用。两者结构简式如图,各氨基酸残基用3个字 母缩写表示。下列叙述正确的是 ( )
A.两种激素都是由八肽环和三肽侧链构成的多肽类化合物B.氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中的氢全部来自氨基C.肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类无关D.两种激素间因2个氨基酸种类不同导致生理功能不同
答案 D 两种激素都是由九个氨基酸分子脱水缩合形成的链状肽,A错误; 氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中的氢来自氨基和羧基,B错误;肽链中游 离的氨基包括肽链末端的氨基和R基中的氨基,故肽链中游离氨基的数目与 参与构成肽链的氨基酸种类有关,C错误;图示中两种激素间因2个氨基酸种 类不同,导致两种激素的结构不同,进而引起生理功能不同,D正确。
考向三 蛋白质结构与相关计算5.(2020江苏如皋中学阶段测试)经测定,某多肽链分子式是C21HxOyN4S2,其中含有一个二硫键(—S—S—)。已知该多肽是由下列氨基酸中的其中几种作为原料合成的:苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。下列关于该多肽的叙述,错误的是 ( )A.该多肽水解后产生的氨基酸分别是苯丙氨酸、亮氨酸和半胱氨酸B.该多肽中H原子数和O原子数分别是30和5C.该多肽形成过程中至少需要3种tRNAD.该多肽在核糖体上形成,形成过程中相对分子质量减少了54
解析 多肽链分子式是C21HxOyN4S2,含有2个S,所以水解产物中有2个半胱 氨酸。题中每个氨基酸中都只有1个N,所以该多肽由4个氨基酸组成。根据 C原子守恒,每个半胱氨酸含有3个C,所以另2个氨基酸共含有15个C,由此可 知另外2个氨基酸为苯丙氨酸和亮氨酸。该多肽水解后产生的氨基酸分别是 半胱氨酸、苯丙氨酸和亮氨酸,A正确;该多肽形成过程中脱去3分子H2O和2 个H,所以多肽中O原子数为8-3=5,H原子数为38-6-2=30,B正确;该多肽由3种 氨基酸组成,形成过程中至少需要3种tRNA,C正确;该多肽形成时脱去3分子H2O和2个H,相对分子质量减少18×3+2=56,D错误。
6.已知某条肽链由88个氨基酸缩合而成,其中共有氨基6个,甲硫氨酸5个且在 肽链中的位置为3、25、56、78、82,甲硫氨酸的分子式为C5H11O2NS,以下叙 述正确的是 ( )①合成该多肽的氨基酸一定共有N原子94个②若去掉该多肽中的甲硫氨酸,生成的若干肽链中的肽键数目会减少10个③若去掉该多肽中的甲硫氨酸,生成的若干肽链中的氨基和羧基均分别增加 5个④若去掉该多肽中的甲硫氨酸,生成的若干肽链中的O原子数目减少1个A.① B.①②④ C.①④ D.②③
解析 该多肽含有88个氨基酸,故含有88-1=87(个)肽键,R基中氨基的数 目为6-1=5(个),故该多肽中N原子的数目为88+5=93(个),①错误;根据甲硫氨 酸的位置可知,去掉5个甲硫氨酸需要破坏5×2=10(个)肽键,②正确;若去掉该 多肽中的5个甲硫氨酸,会形成6条短肽和5个甲硫氨酸,这些短肽与原来的多 肽相比,氨基和羧基均分别增加6-1=5(个),③正确;若去掉该多肽中的甲硫氨 酸,需要破坏10个肽键,即需要10个水分子参与,故会增加10个氧原子,又因为5 个甲硫氨酸带走了5×2=10(个)氧原子,故生成的若干肽链中的O原子数目与 原来的多肽相比不变,④错误。综上所述,D正确。
考点二 核酸的结构与功能
1.核酸的功能与分布(1) (2)
2.核酸的组成和结构层次
3.核酸分子的多样性和特异性(1)多样性:构成DNA分子的脱氧核苷酸虽然只有4种,但如果数量不限,在连 成长链时, 是极其多样的,所以DNA分子具有多样性。(2)特异性:每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的比例和排列顺序是特定的,其代 表了特定的遗传信息。
1.核苷酸是细胞内携带遗传信息的物质。 ( )2.真核细胞的DNA分布在细胞核中,原核生物的DNA分布在细胞质中。 ( )3.核苷酸种类不同仅取决于碱基的不同。 ( )4.DNA分子中的一条链中两个相邻碱基通过“磷酸—脱氧核糖—磷酸”相 连。 ( )5.真核生物的遗传信息贮存在DNA中,原核生物的遗传信息贮存在RNA中。 ( )
1.DNA指纹法在案件侦破工作中有着重要的用途。刑侦人员将从案发现场 得到的血液、头发等样品中提取的DNA,与犯罪嫌疑人的DNA进行比较,就 有可能为案件的侦破提供证据,请思考:(1)为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息?(2)你还能列举DNA鉴定技术在其他方面的应用吗?
提示:(1)DNA是人类的遗传物质,每个人的DNA分子都有其特异性,因此DNA 可提供犯罪嫌疑人信息。(2)DNA鉴定技术还可以运用在亲子鉴定上。在研究人类起源、不同类群生 物的亲缘关系等方面,也可以利用DNA鉴定技术。
2.写出下列DNA、RNA、ATP和核苷酸中“A”的含义。
3.DNA分子和RNA分子都是由核苷酸连接而成的链状结构吗?请举例说明。提示:DNA不都是链状结构,有些DNA分子是环状,而非链状,如原核细胞的拟 核、质粒等。
4.相比于DNA病毒,RNA病毒容易变异,不容易研制出相应的疫苗,这是为什 么?提示:DNA病毒的DNA为双链,结构稳定,而RNA病毒的RNA为单链,易发生变 异,所以RNA病毒不容易研制出相应的疫苗。
1.归纳核酸的功能
2.核酸和蛋白质的比较
3.DNA、蛋白质和生物多样性的关系 (1)生物多样性的根本原因是基因的多样性。(2)生物多样性的直接原因是蛋白质的多样性。
4.细胞分化导致DNA、mRNA和蛋白质的“相同”与“不同”(1)同一生物个体不同的体细胞中,核DNA相同。(2)由于基因的选择性表达,同一生物个体的不同的体细胞中mRNA和蛋白质 等不完全相同。
考向一 核酸的结构与功能1.(2020江苏盐城中学阶段测试)下列有关核酸的叙述,错误的是 ( )A.DNA和RNA都能够携带遗传信息B.DNA和RNA都有一定的空间结构C.DNA和RNA中都含有磷酸二酯键D.组成DNA和RNA的元素种类不同
解析 RNA和DNA组成元素都是C、H、O、N、P,D错误。
2.如图是分子甲和分子乙的部分结构以及分子丙的结构模式图,下列说法正 确的是 ( )A.组成分子甲、乙、丙的化学元素不完全相同B.分子甲、乙、丙均含磷酸二酯键,乙、丙不含氢键C.分子丙连续断裂两个高能磷酸键可作为乙的单体D.分子乙碱基排列顺序的特异性均由分子甲决定
解析 图中分子甲含碱基T,分子乙含碱基U,则分子甲、乙、丙分别为 DNA、RNA和ATP,三者的元素组成均为C、H、O、N、P,A错误;DNA和 RNA含磷酸二酯键,ATP不含磷酸二酯键,一些RNA含有氢键,B错误;ATP连 续断裂两个高能磷酸键后可形成腺嘌呤核糖核苷酸,可作为组成RNA的单 体,C正确;若RNA由DNA转录形成,则RNA的碱基序列由DNA决定,而一些病 毒的RNA,其碱基序列不由DNA决定,D错误。
题后悟道·方法 “三看”法快速确认DNA、RNA
考向二 核酸、蛋白质间的内在关系3.(2020江苏徐州一中等三校联考)分析某种细胞器的化学组成,得到如图所 示组成关系,下列相关叙述正确的是 ( ) A.该细胞器可发生a→甲的过程B.小分子b中可能含有胸腺嘧啶C.大分子乙只在细胞核中合成D.该细胞器可将有机物分解成无机物
解析 分析题图可知,小分子a为氨基酸,大分子甲为蛋白质,细胞器为核 糖体,是蛋白质的合成场所,A正确;细胞器为核糖体,其中含有的核酸是核糖 核酸,其组成的碱基中不含有胸腺嘧啶,B错误;大分子物质乙是RNA,主要在 细胞核中合成,C错误;该细胞器为核糖体,是蛋白质的合成场所,不能分解有 机物,D错误。
4.如图表示生物体内某些有机物的组成关系及其功能,其中C、D、E1、E2为 小分子化合物,F、G、H、I、J均为大分子化合物。下列分析不正确的是 ( )
A.控制生物性状的物质是FB.C和D共有的元素有C、H、O、NC.E1和E2的区别是空间结构不同D.G可以通过核孔进入细胞质
解析 依题意并分析图示可知,C为核苷酸,D为氨基酸,E1为脱氧核苷酸,E2为核糖核苷酸,F是DNA,G是RNA,H是蛋白质,I是结构蛋白,J是酶。DNA控 制生物的性状,A正确;核苷酸的组成元素是C、H、O、N、P,氨基酸的基本 组成元素是C、H、O、N,B正确;脱氧核苷酸和核糖核苷酸的区别是含有的 五碳糖不同以及含有的碱基不完全相同,C错误;mRNA在细胞核内合成后,可 以通过核孔进入细胞质,D正确。
题后悟道·归纳 核酸和蛋白质的联系
考点三 糖类、脂质的种类和功能
1.细胞中的糖类(1)元素:仅由 (元素)构成。
(2)糖类的种类和功能
3.生物大分子以碳链为骨架
1.红糖、白糖、冰糖的主要成分都是蔗糖。 ( )2.糖尿病人的饮食只需要严格限制其甜味的摄取。 ( )3.构成淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖分子。 ( )4.脂质存在于所有细胞中。 ( )5.胆固醇和维生素D都不溶于水,而溶于乙醚等有机溶剂。 ( ) 6.人和哺乳动物体内的脂肪主要分布在皮下和内脏器官周围。 ( )
7.磷脂均由C、H、O、N、P组成,是构成细胞膜和多种细胞器膜的重要成分。 ( )8.体内脂肪过多将增加内脏器官尤其是心脏的负担,因此脂肪类食物的摄入 量越少越好。 ( )
1.营养学家建议,人们日常膳食中要注意限制高胆固醇类食物,其依据是什 么?请你列举几类胆固醇含量较高的日常食物。提示:饮食中如果过多地摄入胆固醇,会在血管壁上形成沉积,造成血管堵塞, 危及生命,故应限制高胆固醇类食物的摄入。胆固醇在许多动物性食物(如动 物内脏、蛋黄、鱿鱼等)中含量丰富。
2.葡萄糖可以口服,也可以注射,但淀粉、蔗糖只能口服,不能注射,这是为什 么?提示:葡萄糖是不能再水解的单糖,它不需要消化就可以直接进入细胞内,所 以葡萄糖可以口服也可以静脉注射。蔗糖、淀粉必须经消化作用分解成单 糖才能进入细胞,所以淀粉、蔗糖只能口服,不能静脉注射。
3.相比于淀粉类作物种子,种植油料作物种子时要播种得浅一些,为什么?提示:脂肪中氧的含量远远低于糖类,而氢的含量更高。等质量的脂肪与糖类 氧化分解时,脂肪释放的能量更多,需要的O2多,产生的H2O多,所以种植油料 作物种子时若深埋会造成种子缺氧。
1.糖类的合成场所:叶绿体(葡萄糖、淀粉)、内质网(糖基团)、肝脏(肝糖原) 和肌肉(肌糖原)。
2.糖类和脂质的共性、特性及二者的转化
4.糖类、脂质代谢异常与人体健康(1)高血糖(糖尿病):长期高血糖导致各种组织器官,特别是眼、肾、心脏、血 管等器官的慢性损伤和功能障碍。(2)低血糖:血液中葡萄糖含量低导致身体无力、眩晕等症状。(3)高血脂:血脂中的主要成分是甘油三酯和胆固醇,血脂过高会导致动脉粥 样硬化、冠心病、胰腺炎等。
(4)动脉粥样硬化:长期高血脂导致动脉内膜脂质和复合糖类积聚,使动脉壁 增厚变硬、血管腔狭窄,由于在动脉内膜积聚的脂质外观呈黄色粥样,因此称 为动脉粥样硬化。严重时会导致动脉阻塞,从而使相应组织或器官缺血或坏死,发生在大脑(心脏)部位会导致脑(心)梗死。预防以上疾病的最佳途径就是控制饮食,维持低脂、低糖、高蛋白、高膳食 纤维的饮食结构,另外还要多做有氧运动,促进糖脂的消耗。
考向一 糖类的种类与功能1.(2020江苏无锡期末测试)下列关于生物体中糖类的叙述,正确的是 ( )A.葡萄糖能与斐林试剂发生紫色反应B.蔗糖是由两个单糖分子形成的二糖C.肝糖原能为人体细胞直接提供能量D.纤维素在纤维素酶作用下水解为麦芽糖
解析 葡萄糖具有还原性,能与斐林试剂反应,水浴加热生成砖红色沉淀, A错误;蔗糖是由一分子葡萄糖和一分子果糖聚合而成的二糖,B正确;ATP能 为人体细胞直接提供能量,C错误;纤维素在纤维素酶的作用下,可以水解成葡 萄糖,D错误。
2.(2020江苏淮阴中学等五校联合测试)下列关于糖类及其生理作用的叙述, 正确的是 ( )A.脱氧核糖只存在于细胞质中B.糖类物质都是细胞内的能源物质C.葡萄糖和核糖是植物细胞和动物细胞内都含有的糖D.1分子麦芽糖经水解可产生1分子果糖和1分子葡萄糖
解析 脱氧核糖是组成DNA的成分之一,DNA主要存在于细胞核中,在细 胞质中也有,所以细胞质和细胞核中都含有脱氧核糖,A错误;糖类不都是细胞 内的能源物质,B错误;葡萄糖和核糖是植物细胞和动物细胞内都含有的糖,C 正确;1分子麦芽糖经水解可产生2分子葡萄糖,D错误。
题后悟道·归纳 高考常考的“糖”(1)还原糖与非还原糖:还原糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖, 非还原糖包括蔗糖和所有的多糖等。(2)RNA、DNA、ATP中的糖依次为核糖、脱氧核糖、核糖。(3)植物细胞壁中的糖:纤维素。(4)细胞膜中的糖:主要是多糖。
考向二 脂质的种类与功能3.(2020江苏淮阴中学等五校联合测试)许多植物在种子发育时会储存大量的油脂,这些油积累在油质体中,油质体的产生如图所示,下列说法错误的是 ( )A.油脂和淀粉是植物中常见的储能物质B.油质体中的油在两层磷脂分子之间积累C.图示为光面内质网,还可合成其他脂质D.油脂可与苏丹Ⅳ染液反应显色为橙黄色
解析 油脂是细胞内良好的储能物质,淀粉属于多糖,是植物中常见的储 能物质,A正确;分析题图可知,题图为光面内质网,还可合成其他脂质,油质体 中的油在两层磷脂分子之间积累,B、C正确;油脂可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄 色,被苏丹Ⅳ染液染成红色,D错误。
4.胆固醇是人体中的一种重要化合物,细胞中胆固醇有两种来源:利用乙酰 CA合成胆固醇;直接从外界吸收。血浆中胆固醇含量受LDL(一种胆固醇含 量为45%的脂蛋白)的影响。
(1)合成胆固醇的细胞器是 ,胆固醇在人体中的主要作用有 。(2)据图推测,当细胞中胆固醇含量过高时,它可以通过 来降低胆固醇的含量,从而维持细胞内胆固醇含量的稳定。(3)LDL进入细胞的方式为 ,LDL进入细胞后在某细胞器的作 用下分解释放出胆固醇,推测该细胞器为 。当LDL受体缺陷时,会导 致血浆中的胆固醇含量 。(4)饮食中摄入过多胆固醇会造成血浆中胆固醇含量升高,其危害是 ,因而膳食中要注意限制高胆固醇类食物的过量摄入,请列出两种常见的高胆固醇食物: 。
答案 (1)内质网 构成细胞膜的重要成分;参与血液中脂质的运输(2)抑制酶的活性(合成)、抑制mRNA1的翻译(LDL受体的合成)(3)胞吞 溶酶体 升高(增加)(4)在血管壁沉积,造成血管堵塞(动脉硬化等) 动物内脏、蛋黄
解析 (1)胆固醇属于脂质,合成胆固醇的细胞器是内质网,人体的胆固醇可 以参与构成细胞膜的重要成分;参与血液中脂质的运输。(2)由图可知,当细 胞中胆固醇含量较高时,它可以反过来抑制酶的合成或活性,也可以抑制LDL 受体的合成来降低胆固醇的含量,从而维持细胞内胆固醇含量的稳定。(3) LDL为大分子,与LDL受体结合后,利用细胞膜的流动性,通过胞吞作用进入 细胞,LDL进入细胞后在溶酶体的作用下分解释放出胆固醇。当LDL受体出 现缺陷时,LDL无法行使其运输作用,会导致血浆中的胆固醇含量增多。(4) 饮食中摄入过多胆固醇会造成血浆中胆固醇含量升高,在血管壁沉积,造成血 管堵塞(动脉硬化等),因而膳食中要注意限制高胆固醇类食物的过量摄入,如动物内脏、蛋黄等。
考向三 生物大分子的综合分析5.(2020江苏徐州期中测试)糖类是生物体生命活动的主要能源物质。如图为 糖类的概念图,有关叙述正确的是 ( )A.若某种单糖为果糖,则①为蔗糖B.若构成②的碱基是尿嘧啶,则物质②为脱氧核苷酸C.若④是构成DNA的基本单位,则某种单糖为核糖D.多糖③一定是细胞内的储能物质
解析 如果①为果糖,那么它与葡萄糖可以形成蔗糖,A正确;若②中含有 尿嘧啶,则物质②是尿嘧啶核糖核苷酸,B错误;磷酸分子、含氮碱基以及脱氧 核糖可以共同构成脱氧核苷酸,它是DNA的基本单位,C错误;多糖③不一定 是细胞内的储能物质,如纤维素,D错误。
6.(2020江苏海安高中月考)生命科学研究中常用“建模”方法表示微观物质 的结构,图中1~3分别表示动物细胞中常见的三种大分子有机物,每种有机物 都有其特定的基本组成单位。则下图中1~3可分别表示 ( ) A.多肽、RNA、糖原 B.DNA、RNA、纤维素C.DNA、蛋白质、糖原 D.多肽、RNA、淀粉
解析 图1表示由9种不同的单体构成的生物大分子,这些不同的单体只 能表示不同的氨基酸,因此图1可能表示蛋白质或多肽;图2表示由4种不同的 单体构成的生物大分子,且为单链,这4种单体可表示四种核糖核苷酸,所以图 2可表示RNA;图3表示由同种单体构成的生物大分子,淀粉、纤维素和糖原 的单体都是葡萄糖,可用图3表示,但淀粉和纤维素为植物细胞特有的多糖,糖 原为动物细胞特有的,故选A。
题后悟道·方法 三种方法判断化合物的种类(1)元素组成分析法
(3)“功能”信息逆推法①主要能源物质——糖类。②生命活动的主要承担者——蛋白质。③遗传信息携带者——核酸。④控制生物性状——核酸。⑤主要储能物质——脂肪。⑥生物膜骨架——磷脂。
实验 观察DNA和RNA在细胞中的分布
1.实验原理(1)甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同 显示DNA和RNA在细胞中的分布
(2)盐酸①改变 的通透性→加速染色剂进入细胞。②使染色质中的 分离→有利于DNA与染色剂结合。
2.实验步骤、结果和结论
1.选材:应选择口腔上皮细胞或无色的洋葱鳞片叶内表皮细胞,不能用紫色洋 葱鳞片叶外表皮细胞或叶肉细胞,以防止颜色的干扰。
2.几种试剂在实验中的作用
3.DNA和RNA在细胞核和细胞质中都有分布,只是量的多少不同,故结论 中强调“主要”而不能说“只”存在于细胞核或细胞质中。
1.下列关于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的说法,正确的是 ( )A.甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同,实验中应分别加入甲基绿和 吡罗红B.盐酸能够改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞C.该实验用口腔上皮细胞而不用叶肉细胞,是因为叶肉细胞不含RNAD.盐酸有利于染色质中DNA与蛋白质分离,不利于DNA与染色剂结合
解析 该实验中甲基绿和吡罗红应该混合使用,A错误;盐酸的作用是改 变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,B正确;该实验用口腔上皮细胞而不 用叶肉细胞,是因为叶肉细胞中含有绿色的叶绿体,影响观察效果,C错误;盐 酸能够使染色质中DNA与蛋白质分离,有利于DNA与染色剂结合,D错误。
2.如图表示“观察DNA和RNA在细胞中的分布”的实验步骤,下列叙述错误 的是 ( ) A.①表示制片,首先应在洁净的载玻片上滴一滴质量分数为0.9%的NaCl溶液B.②表示水解,需要用质量分数为8%的盐酸处理烘干后的装片C.③表示用缓水流冲洗,以免影响染色D.④表示用甲基绿和吡罗红对标本先后进行染色
解析 ④表示用甲基绿吡罗红混合染色剂对标本同时进行染色,D错误。
1.(2020江苏单科,2,2分)下列关于细胞中生物大分子的叙述,错误的是 ( )A.碳链是各种生物大分子的结构基础B.糖类、脂质、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子C.细胞利用种类较少的小分子脱水合成种类繁多的生物大分子D.细胞中生物大分子的合成需要酶来催化
解析 生物大分子以碳链为基本骨架,故碳链是各种生物大分子的结构 基础,A正确;多糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子,单糖、二糖、脂肪、磷 脂等都不是生物大分子,B错误;淀粉、糖原、纤维素的单体都是葡萄糖,不同 种类的氨基酸排列顺序千变万化,最后形成空间结构多样的、不同种类的蛋 白质,因此细胞利用种类较少的小分子脱水合成种类繁多的生物大分子,C正 确;细胞中生物大分子的合成需要相应酶的催化,D正确。
2.(2019江苏单科,1,2分)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的直接参与D.高温会破坏蛋白质和核酸分子中肽键
解析 蛋白质的元素组成主要是C、H、O、N,核酸的元素组成 是C、H、O、N、P,A错误;核酸包括DNA和RNA,DNA的复制和RNA的合成 分别需要DNA聚合酶(蛋白质)和RNA聚合酶(蛋白质)的催化,B正确;蛋白质 的分解需要蛋白酶的催化,核酸控制蛋白酶合成,故是间接参与的,C错误;高 温破坏的是蛋白质和核酸的空间结构,不会破坏其中的化学键,另外,核酸中 没有肽键,D错误。
3.(2018江苏单科,1,2分)下列关于糖类的叙述,正确的是 ( )A.单糖可以被进一步水解为更简单的化合物B.构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为果糖C.细胞识别与糖蛋白中蛋白质有关,与糖链无关D.糖类是大多数植物体干重中含量最多的化合物
解析 单糖不能被进一步水解,A错误;构成淀粉、糖原和纤维素的单体 均为葡萄糖,B错误;细胞膜上糖类与蛋白质分子结合而成的糖蛋白与细胞识 别有着密切关系,C错误;大多数植物体干重中含量最多的化合物是纤维素,D 正确。
4.(2018江苏单科,2,2分)脂质与人体健康息息相关,下列叙述错误的是 ( )A.分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲作用B.蛇毒中的磷脂酶因水解红细胞膜蛋白而导致溶血C.摄入过多的反式脂肪酸会增加动脉硬化的风险D.胆固醇既是细胞膜的重要组分,又参与血液中脂质的运输
考点一 蛋白质的结构、功能及相关计算
1.组成蛋白质的氨基酸及其种类
2.蛋白质的合成(1)二肽的形成过程 ①过程a: ,物质b: ,结构c: 。②H2O中H来源于 ;O来源于 。
(2)蛋白质的形成过程
3.蛋白质结构与功能的多样性
1.蛋白质必须被消化成氨基酸才能被人体吸收和利用。 ( )2.各种组成蛋白质的氨基酸之间的区别在于R基的不同。 ( )3.必需氨基酸是人体细胞不能合成的,必须从外界环境中直接获取。 ( )4.多肽通常呈链状结构,称为肽链,肽链能盘曲、折叠,形成有一定空间结构的 蛋白质分子。 ( )
5.高温处理过的蛋白质不能与双缩脲试剂发生紫色反应。 ( )6.细胞中蛋白质种类繁多的原因是蛋白质分子的结构多样性。 ( )7.蛋白质中氨基酸的排列顺序是由细胞核中贮存的遗传信息决定的。 ( )8.我国科学家完成了世界上第一个人工合成蛋白质(结晶牛胰岛素)的合成。 ( )
1.长期以玉米为主食的人容易因赖氨酸缺乏而导致疾病,请分析原因。提示:赖氨酸是人体的必需氨基酸,人体细胞不能合成,必须从食物中获得,而 玉米中缺少赖氨酸。
2.在鸡蛋清中加入食盐析出白色絮状物,兑水后絮状物消失,这一现象说明什 么?相对于生鸡蛋,煮熟的鸡蛋更容易消化,这是为什么?提示:盐析过程中蛋白质的结构没有发生变化。鸡蛋煮熟过程中,高温使蛋白 质变性,蛋白质空间结构变得伸展、松散,容易被蛋白酶水解。
3.血红蛋白是一种含Fe元素的蛋白质,Fe元素存在于氨基酸上吗?胰岛素是一 种含S元素的蛋白质,S元素存在于氨基酸上吗?提示:不存在,生物体内没有含Fe元素的氨基酸,血红蛋白中的Fe元素是形成 蛋白质时,肽链与Fe2+结合形成的。存在,甲硫氨酸等氨基酸是含S元素的氨基 酸。
4.人的红细胞和心肌细胞的主要成分都是蛋白质,但这两种细胞的功能却完 全不同,请分析原因。提示:这两种蛋白质的结构不同,即构成这两种蛋白质的氨基酸的种类、数量 和排列顺序不同,蛋白质分子的空间结构不同,所以它们的功能也不相同。
1.“两看法”判断组成蛋白质的氨基酸
2.有关蛋白质的3点提醒(1)书写注意:氨基应写成—NH2或 ,游离的化学键不能漏写;羧基应写成—COOH或 ,游离的化学键不能漏写;肽键应写为—CO—NH—或 ,两端游离的化学键不能漏写。(2)氨基酸数目≠氨基酸种类:组成蛋白质分子的氨基酸数目可能成百上千, 但构成生物体的蛋白质的氨基酸约有20种。
(3)多肽≠蛋白质:在核糖体上经脱水缩合形成的多肽往往没有生物活性,由 一条或多条肽链通过一定化学键(如二硫键等)盘曲、折叠形成具有复杂空 间结构的蛋白质才能行使特定功能。
3.蛋白质的盐析、变性和水解辨析
4.蛋白质形成过程中的相关计算(1)蛋白质中游离氨基数或羧基数的计算①至少含有的游离氨基数或羧基数=肽链数。②游离氨基数或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基数或羧基数。(2)蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和脱去的水分子数的 关系①肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数。②蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量-脱去的水分子 数×18。
(3)蛋白质形成过程中的相关数量关系
注:氨基酸的平均相对分子质量为a。
[提醒] 环状肽是由链状肽首尾氨基酸彼此相连形成的,比形成一条直链肽 多脱去一个水分子,多形成一个肽键,即环状肽形成的肽键数=脱去的水分子 数=氨基酸数,其相对分子质量计算公式ma-18(m-n)中的肽链数(n)视为零,再 进行相关计算。(4)利用原子守恒法计算肽链中原子数氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在一个氨基酸中,若不考虑R 基,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。在脱水缩合 形成多肽时,要失去部分氢原子、氧原子,但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下:
①碳原子数=氨基酸的分子数×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=各氨基酸中氧原子的总数-脱去的水分子数。④氮原子数=肽链数+肽键数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子的总数。[注意] 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 或氧原子数的计算为突破口,计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。
5.几种常见蛋白质的分布和功能
考向一 氨基酸的结构与功能1.下面是三种化合物的结构简式,下列有关这三种化合物的叙述,错误的是 ( ) A.三种化合物可以用一个结构通式表示B.三种化合物的共同点之一是都含有一个氨基、一个羧基C.三种化合物都不能与双缩脲试剂发生紫色反应D.三种化合物两两结合形成的物质的游离氨基数相同
解析 三种化合物都是构成蛋白质的氨基酸,都可用氨基酸的结构通式 表示,A正确;图中三种氨基酸的共同点之一应为“至少都含有一个氨基、一 个羧基”,B错误;与双缩脲试剂反应的是肽链中的肽键,氨基酸中无肽键,故 不能与双缩脲试剂发生紫色反应,C正确;三种化合物两两结合形成的物质中 游离的氨基数都是1,D正确。
2.下列关于氨基酸结构的叙述,不正确的是 ( )A.生物体组成蛋白质的氨基酸结构上的不同在于R基的不同B.半胱氨酸和甲硫氨酸均含有S,S一定位于R基中C.亮氨酸的R基为—C4H9,则它的分子式为C6H13O2ND.非必需氨基酸的合成与基因的功能无关
解析 组成蛋白质的氨基酸的不同在于R基的不同,A正确;根据氨基酸 的结构通式,氨基酸中的S元素一定位于R基上,B正确;根据氨基酸的结构通 式,若亮氨酸的R基为—C4H9,则它的分子式为C6H13O2N,C正确;非必需氨基酸 的合成需要酶的催化,该酶是蛋白质,与基因功能有关,D错误。
考向二 蛋白质的结构与功能3.(2020江苏扬州期中测试)如图表示有关蛋白质分子的简要概念图,对图示 分析正确的是 ( ) A.A中肯定含有S元素B.多肽中B的数目等于C的数目C.多肽链需经过进一步加工才能形成一定功能的蛋白质D.蛋白质结构和功能的多样性是生物多样性的根本原因
解析 蛋白质不一定都含有S元素,所以A中可能含有S元素,A错误;B为 氨基酸,C为肽键,氨基酸脱水缩合反应过程中,肽键数=氨基酸数-肽链数,环肽 形成过程中氨基酸数=肽键数,因此B的数目不一定与C数目相等,B错误;多肽 链需要经过进一步加工才能形成有活性的蛋白质,C正确;生物多样性的根本 原因是基因多样性,D错误。
4.(2018江苏单科,5,2分)哺乳动物的催产素具有催产和排乳的作用,加压素具 有升高血压和减少排尿的作用。两者结构简式如图,各氨基酸残基用3个字 母缩写表示。下列叙述正确的是 ( )
A.两种激素都是由八肽环和三肽侧链构成的多肽类化合物B.氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中的氢全部来自氨基C.肽链中游离氨基的数目与参与构成肽链的氨基酸种类无关D.两种激素间因2个氨基酸种类不同导致生理功能不同
答案 D 两种激素都是由九个氨基酸分子脱水缩合形成的链状肽,A错误; 氨基酸之间脱水缩合形成的水分子中的氢来自氨基和羧基,B错误;肽链中游 离的氨基包括肽链末端的氨基和R基中的氨基,故肽链中游离氨基的数目与 参与构成肽链的氨基酸种类有关,C错误;图示中两种激素间因2个氨基酸种 类不同,导致两种激素的结构不同,进而引起生理功能不同,D正确。
考向三 蛋白质结构与相关计算5.(2020江苏如皋中学阶段测试)经测定,某多肽链分子式是C21HxOyN4S2,其中含有一个二硫键(—S—S—)。已知该多肽是由下列氨基酸中的其中几种作为原料合成的:苯丙氨酸(C9H11O2N)、天冬氨酸(C4H7O4N)、丙氨酸(C3H7O2N)、亮氨酸(C6H13O2N)、半胱氨酸(C3H7O2NS)。下列关于该多肽的叙述,错误的是 ( )A.该多肽水解后产生的氨基酸分别是苯丙氨酸、亮氨酸和半胱氨酸B.该多肽中H原子数和O原子数分别是30和5C.该多肽形成过程中至少需要3种tRNAD.该多肽在核糖体上形成,形成过程中相对分子质量减少了54
解析 多肽链分子式是C21HxOyN4S2,含有2个S,所以水解产物中有2个半胱 氨酸。题中每个氨基酸中都只有1个N,所以该多肽由4个氨基酸组成。根据 C原子守恒,每个半胱氨酸含有3个C,所以另2个氨基酸共含有15个C,由此可 知另外2个氨基酸为苯丙氨酸和亮氨酸。该多肽水解后产生的氨基酸分别是 半胱氨酸、苯丙氨酸和亮氨酸,A正确;该多肽形成过程中脱去3分子H2O和2 个H,所以多肽中O原子数为8-3=5,H原子数为38-6-2=30,B正确;该多肽由3种 氨基酸组成,形成过程中至少需要3种tRNA,C正确;该多肽形成时脱去3分子H2O和2个H,相对分子质量减少18×3+2=56,D错误。
6.已知某条肽链由88个氨基酸缩合而成,其中共有氨基6个,甲硫氨酸5个且在 肽链中的位置为3、25、56、78、82,甲硫氨酸的分子式为C5H11O2NS,以下叙 述正确的是 ( )①合成该多肽的氨基酸一定共有N原子94个②若去掉该多肽中的甲硫氨酸,生成的若干肽链中的肽键数目会减少10个③若去掉该多肽中的甲硫氨酸,生成的若干肽链中的氨基和羧基均分别增加 5个④若去掉该多肽中的甲硫氨酸,生成的若干肽链中的O原子数目减少1个A.① B.①②④ C.①④ D.②③
解析 该多肽含有88个氨基酸,故含有88-1=87(个)肽键,R基中氨基的数 目为6-1=5(个),故该多肽中N原子的数目为88+5=93(个),①错误;根据甲硫氨 酸的位置可知,去掉5个甲硫氨酸需要破坏5×2=10(个)肽键,②正确;若去掉该 多肽中的5个甲硫氨酸,会形成6条短肽和5个甲硫氨酸,这些短肽与原来的多 肽相比,氨基和羧基均分别增加6-1=5(个),③正确;若去掉该多肽中的甲硫氨 酸,需要破坏10个肽键,即需要10个水分子参与,故会增加10个氧原子,又因为5 个甲硫氨酸带走了5×2=10(个)氧原子,故生成的若干肽链中的O原子数目与 原来的多肽相比不变,④错误。综上所述,D正确。
考点二 核酸的结构与功能
1.核酸的功能与分布(1) (2)
2.核酸的组成和结构层次
3.核酸分子的多样性和特异性(1)多样性:构成DNA分子的脱氧核苷酸虽然只有4种,但如果数量不限,在连 成长链时, 是极其多样的,所以DNA分子具有多样性。(2)特异性:每个DNA分子的4种脱氧核苷酸的比例和排列顺序是特定的,其代 表了特定的遗传信息。
1.核苷酸是细胞内携带遗传信息的物质。 ( )2.真核细胞的DNA分布在细胞核中,原核生物的DNA分布在细胞质中。 ( )3.核苷酸种类不同仅取决于碱基的不同。 ( )4.DNA分子中的一条链中两个相邻碱基通过“磷酸—脱氧核糖—磷酸”相 连。 ( )5.真核生物的遗传信息贮存在DNA中,原核生物的遗传信息贮存在RNA中。 ( )
1.DNA指纹法在案件侦破工作中有着重要的用途。刑侦人员将从案发现场 得到的血液、头发等样品中提取的DNA,与犯罪嫌疑人的DNA进行比较,就 有可能为案件的侦破提供证据,请思考:(1)为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息?(2)你还能列举DNA鉴定技术在其他方面的应用吗?
提示:(1)DNA是人类的遗传物质,每个人的DNA分子都有其特异性,因此DNA 可提供犯罪嫌疑人信息。(2)DNA鉴定技术还可以运用在亲子鉴定上。在研究人类起源、不同类群生 物的亲缘关系等方面,也可以利用DNA鉴定技术。
2.写出下列DNA、RNA、ATP和核苷酸中“A”的含义。
3.DNA分子和RNA分子都是由核苷酸连接而成的链状结构吗?请举例说明。提示:DNA不都是链状结构,有些DNA分子是环状,而非链状,如原核细胞的拟 核、质粒等。
4.相比于DNA病毒,RNA病毒容易变异,不容易研制出相应的疫苗,这是为什 么?提示:DNA病毒的DNA为双链,结构稳定,而RNA病毒的RNA为单链,易发生变 异,所以RNA病毒不容易研制出相应的疫苗。
1.归纳核酸的功能
2.核酸和蛋白质的比较
3.DNA、蛋白质和生物多样性的关系 (1)生物多样性的根本原因是基因的多样性。(2)生物多样性的直接原因是蛋白质的多样性。
4.细胞分化导致DNA、mRNA和蛋白质的“相同”与“不同”(1)同一生物个体不同的体细胞中,核DNA相同。(2)由于基因的选择性表达,同一生物个体的不同的体细胞中mRNA和蛋白质 等不完全相同。
考向一 核酸的结构与功能1.(2020江苏盐城中学阶段测试)下列有关核酸的叙述,错误的是 ( )A.DNA和RNA都能够携带遗传信息B.DNA和RNA都有一定的空间结构C.DNA和RNA中都含有磷酸二酯键D.组成DNA和RNA的元素种类不同
解析 RNA和DNA组成元素都是C、H、O、N、P,D错误。
2.如图是分子甲和分子乙的部分结构以及分子丙的结构模式图,下列说法正 确的是 ( )A.组成分子甲、乙、丙的化学元素不完全相同B.分子甲、乙、丙均含磷酸二酯键,乙、丙不含氢键C.分子丙连续断裂两个高能磷酸键可作为乙的单体D.分子乙碱基排列顺序的特异性均由分子甲决定
解析 图中分子甲含碱基T,分子乙含碱基U,则分子甲、乙、丙分别为 DNA、RNA和ATP,三者的元素组成均为C、H、O、N、P,A错误;DNA和 RNA含磷酸二酯键,ATP不含磷酸二酯键,一些RNA含有氢键,B错误;ATP连 续断裂两个高能磷酸键后可形成腺嘌呤核糖核苷酸,可作为组成RNA的单 体,C正确;若RNA由DNA转录形成,则RNA的碱基序列由DNA决定,而一些病 毒的RNA,其碱基序列不由DNA决定,D错误。
题后悟道·方法 “三看”法快速确认DNA、RNA
考向二 核酸、蛋白质间的内在关系3.(2020江苏徐州一中等三校联考)分析某种细胞器的化学组成,得到如图所 示组成关系,下列相关叙述正确的是 ( ) A.该细胞器可发生a→甲的过程B.小分子b中可能含有胸腺嘧啶C.大分子乙只在细胞核中合成D.该细胞器可将有机物分解成无机物
解析 分析题图可知,小分子a为氨基酸,大分子甲为蛋白质,细胞器为核 糖体,是蛋白质的合成场所,A正确;细胞器为核糖体,其中含有的核酸是核糖 核酸,其组成的碱基中不含有胸腺嘧啶,B错误;大分子物质乙是RNA,主要在 细胞核中合成,C错误;该细胞器为核糖体,是蛋白质的合成场所,不能分解有 机物,D错误。
4.如图表示生物体内某些有机物的组成关系及其功能,其中C、D、E1、E2为 小分子化合物,F、G、H、I、J均为大分子化合物。下列分析不正确的是 ( )
A.控制生物性状的物质是FB.C和D共有的元素有C、H、O、NC.E1和E2的区别是空间结构不同D.G可以通过核孔进入细胞质
解析 依题意并分析图示可知,C为核苷酸,D为氨基酸,E1为脱氧核苷酸,E2为核糖核苷酸,F是DNA,G是RNA,H是蛋白质,I是结构蛋白,J是酶。DNA控 制生物的性状,A正确;核苷酸的组成元素是C、H、O、N、P,氨基酸的基本 组成元素是C、H、O、N,B正确;脱氧核苷酸和核糖核苷酸的区别是含有的 五碳糖不同以及含有的碱基不完全相同,C错误;mRNA在细胞核内合成后,可 以通过核孔进入细胞质,D正确。
题后悟道·归纳 核酸和蛋白质的联系
考点三 糖类、脂质的种类和功能
1.细胞中的糖类(1)元素:仅由 (元素)构成。
(2)糖类的种类和功能
3.生物大分子以碳链为骨架
1.红糖、白糖、冰糖的主要成分都是蔗糖。 ( )2.糖尿病人的饮食只需要严格限制其甜味的摄取。 ( )3.构成淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖分子。 ( )4.脂质存在于所有细胞中。 ( )5.胆固醇和维生素D都不溶于水,而溶于乙醚等有机溶剂。 ( ) 6.人和哺乳动物体内的脂肪主要分布在皮下和内脏器官周围。 ( )
7.磷脂均由C、H、O、N、P组成,是构成细胞膜和多种细胞器膜的重要成分。 ( )8.体内脂肪过多将增加内脏器官尤其是心脏的负担,因此脂肪类食物的摄入 量越少越好。 ( )
1.营养学家建议,人们日常膳食中要注意限制高胆固醇类食物,其依据是什 么?请你列举几类胆固醇含量较高的日常食物。提示:饮食中如果过多地摄入胆固醇,会在血管壁上形成沉积,造成血管堵塞, 危及生命,故应限制高胆固醇类食物的摄入。胆固醇在许多动物性食物(如动 物内脏、蛋黄、鱿鱼等)中含量丰富。
2.葡萄糖可以口服,也可以注射,但淀粉、蔗糖只能口服,不能注射,这是为什 么?提示:葡萄糖是不能再水解的单糖,它不需要消化就可以直接进入细胞内,所 以葡萄糖可以口服也可以静脉注射。蔗糖、淀粉必须经消化作用分解成单 糖才能进入细胞,所以淀粉、蔗糖只能口服,不能静脉注射。
3.相比于淀粉类作物种子,种植油料作物种子时要播种得浅一些,为什么?提示:脂肪中氧的含量远远低于糖类,而氢的含量更高。等质量的脂肪与糖类 氧化分解时,脂肪释放的能量更多,需要的O2多,产生的H2O多,所以种植油料 作物种子时若深埋会造成种子缺氧。
1.糖类的合成场所:叶绿体(葡萄糖、淀粉)、内质网(糖基团)、肝脏(肝糖原) 和肌肉(肌糖原)。
2.糖类和脂质的共性、特性及二者的转化
4.糖类、脂质代谢异常与人体健康(1)高血糖(糖尿病):长期高血糖导致各种组织器官,特别是眼、肾、心脏、血 管等器官的慢性损伤和功能障碍。(2)低血糖:血液中葡萄糖含量低导致身体无力、眩晕等症状。(3)高血脂:血脂中的主要成分是甘油三酯和胆固醇,血脂过高会导致动脉粥 样硬化、冠心病、胰腺炎等。
(4)动脉粥样硬化:长期高血脂导致动脉内膜脂质和复合糖类积聚,使动脉壁 增厚变硬、血管腔狭窄,由于在动脉内膜积聚的脂质外观呈黄色粥样,因此称 为动脉粥样硬化。严重时会导致动脉阻塞,从而使相应组织或器官缺血或坏死,发生在大脑(心脏)部位会导致脑(心)梗死。预防以上疾病的最佳途径就是控制饮食,维持低脂、低糖、高蛋白、高膳食 纤维的饮食结构,另外还要多做有氧运动,促进糖脂的消耗。
考向一 糖类的种类与功能1.(2020江苏无锡期末测试)下列关于生物体中糖类的叙述,正确的是 ( )A.葡萄糖能与斐林试剂发生紫色反应B.蔗糖是由两个单糖分子形成的二糖C.肝糖原能为人体细胞直接提供能量D.纤维素在纤维素酶作用下水解为麦芽糖
解析 葡萄糖具有还原性,能与斐林试剂反应,水浴加热生成砖红色沉淀, A错误;蔗糖是由一分子葡萄糖和一分子果糖聚合而成的二糖,B正确;ATP能 为人体细胞直接提供能量,C错误;纤维素在纤维素酶的作用下,可以水解成葡 萄糖,D错误。
2.(2020江苏淮阴中学等五校联合测试)下列关于糖类及其生理作用的叙述, 正确的是 ( )A.脱氧核糖只存在于细胞质中B.糖类物质都是细胞内的能源物质C.葡萄糖和核糖是植物细胞和动物细胞内都含有的糖D.1分子麦芽糖经水解可产生1分子果糖和1分子葡萄糖
解析 脱氧核糖是组成DNA的成分之一,DNA主要存在于细胞核中,在细 胞质中也有,所以细胞质和细胞核中都含有脱氧核糖,A错误;糖类不都是细胞 内的能源物质,B错误;葡萄糖和核糖是植物细胞和动物细胞内都含有的糖,C 正确;1分子麦芽糖经水解可产生2分子葡萄糖,D错误。
题后悟道·归纳 高考常考的“糖”(1)还原糖与非还原糖:还原糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖, 非还原糖包括蔗糖和所有的多糖等。(2)RNA、DNA、ATP中的糖依次为核糖、脱氧核糖、核糖。(3)植物细胞壁中的糖:纤维素。(4)细胞膜中的糖:主要是多糖。
考向二 脂质的种类与功能3.(2020江苏淮阴中学等五校联合测试)许多植物在种子发育时会储存大量的油脂,这些油积累在油质体中,油质体的产生如图所示,下列说法错误的是 ( )A.油脂和淀粉是植物中常见的储能物质B.油质体中的油在两层磷脂分子之间积累C.图示为光面内质网,还可合成其他脂质D.油脂可与苏丹Ⅳ染液反应显色为橙黄色
解析 油脂是细胞内良好的储能物质,淀粉属于多糖,是植物中常见的储 能物质,A正确;分析题图可知,题图为光面内质网,还可合成其他脂质,油质体 中的油在两层磷脂分子之间积累,B、C正确;油脂可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄 色,被苏丹Ⅳ染液染成红色,D错误。
4.胆固醇是人体中的一种重要化合物,细胞中胆固醇有两种来源:利用乙酰 CA合成胆固醇;直接从外界吸收。血浆中胆固醇含量受LDL(一种胆固醇含 量为45%的脂蛋白)的影响。
(1)合成胆固醇的细胞器是 ,胆固醇在人体中的主要作用有 。(2)据图推测,当细胞中胆固醇含量过高时,它可以通过 来降低胆固醇的含量,从而维持细胞内胆固醇含量的稳定。(3)LDL进入细胞的方式为 ,LDL进入细胞后在某细胞器的作 用下分解释放出胆固醇,推测该细胞器为 。当LDL受体缺陷时,会导 致血浆中的胆固醇含量 。(4)饮食中摄入过多胆固醇会造成血浆中胆固醇含量升高,其危害是 ,因而膳食中要注意限制高胆固醇类食物的过量摄入,请列出两种常见的高胆固醇食物: 。
答案 (1)内质网 构成细胞膜的重要成分;参与血液中脂质的运输(2)抑制酶的活性(合成)、抑制mRNA1的翻译(LDL受体的合成)(3)胞吞 溶酶体 升高(增加)(4)在血管壁沉积,造成血管堵塞(动脉硬化等) 动物内脏、蛋黄
解析 (1)胆固醇属于脂质,合成胆固醇的细胞器是内质网,人体的胆固醇可 以参与构成细胞膜的重要成分;参与血液中脂质的运输。(2)由图可知,当细 胞中胆固醇含量较高时,它可以反过来抑制酶的合成或活性,也可以抑制LDL 受体的合成来降低胆固醇的含量,从而维持细胞内胆固醇含量的稳定。(3) LDL为大分子,与LDL受体结合后,利用细胞膜的流动性,通过胞吞作用进入 细胞,LDL进入细胞后在溶酶体的作用下分解释放出胆固醇。当LDL受体出 现缺陷时,LDL无法行使其运输作用,会导致血浆中的胆固醇含量增多。(4) 饮食中摄入过多胆固醇会造成血浆中胆固醇含量升高,在血管壁沉积,造成血 管堵塞(动脉硬化等),因而膳食中要注意限制高胆固醇类食物的过量摄入,如动物内脏、蛋黄等。
考向三 生物大分子的综合分析5.(2020江苏徐州期中测试)糖类是生物体生命活动的主要能源物质。如图为 糖类的概念图,有关叙述正确的是 ( )A.若某种单糖为果糖,则①为蔗糖B.若构成②的碱基是尿嘧啶,则物质②为脱氧核苷酸C.若④是构成DNA的基本单位,则某种单糖为核糖D.多糖③一定是细胞内的储能物质
解析 如果①为果糖,那么它与葡萄糖可以形成蔗糖,A正确;若②中含有 尿嘧啶,则物质②是尿嘧啶核糖核苷酸,B错误;磷酸分子、含氮碱基以及脱氧 核糖可以共同构成脱氧核苷酸,它是DNA的基本单位,C错误;多糖③不一定 是细胞内的储能物质,如纤维素,D错误。
6.(2020江苏海安高中月考)生命科学研究中常用“建模”方法表示微观物质 的结构,图中1~3分别表示动物细胞中常见的三种大分子有机物,每种有机物 都有其特定的基本组成单位。则下图中1~3可分别表示 ( ) A.多肽、RNA、糖原 B.DNA、RNA、纤维素C.DNA、蛋白质、糖原 D.多肽、RNA、淀粉
解析 图1表示由9种不同的单体构成的生物大分子,这些不同的单体只 能表示不同的氨基酸,因此图1可能表示蛋白质或多肽;图2表示由4种不同的 单体构成的生物大分子,且为单链,这4种单体可表示四种核糖核苷酸,所以图 2可表示RNA;图3表示由同种单体构成的生物大分子,淀粉、纤维素和糖原 的单体都是葡萄糖,可用图3表示,但淀粉和纤维素为植物细胞特有的多糖,糖 原为动物细胞特有的,故选A。
题后悟道·方法 三种方法判断化合物的种类(1)元素组成分析法
(3)“功能”信息逆推法①主要能源物质——糖类。②生命活动的主要承担者——蛋白质。③遗传信息携带者——核酸。④控制生物性状——核酸。⑤主要储能物质——脂肪。⑥生物膜骨架——磷脂。
实验 观察DNA和RNA在细胞中的分布
1.实验原理(1)甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同 显示DNA和RNA在细胞中的分布
(2)盐酸①改变 的通透性→加速染色剂进入细胞。②使染色质中的 分离→有利于DNA与染色剂结合。
2.实验步骤、结果和结论
1.选材:应选择口腔上皮细胞或无色的洋葱鳞片叶内表皮细胞,不能用紫色洋 葱鳞片叶外表皮细胞或叶肉细胞,以防止颜色的干扰。
2.几种试剂在实验中的作用
3.DNA和RNA在细胞核和细胞质中都有分布,只是量的多少不同,故结论 中强调“主要”而不能说“只”存在于细胞核或细胞质中。
1.下列关于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的说法,正确的是 ( )A.甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同,实验中应分别加入甲基绿和 吡罗红B.盐酸能够改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞C.该实验用口腔上皮细胞而不用叶肉细胞,是因为叶肉细胞不含RNAD.盐酸有利于染色质中DNA与蛋白质分离,不利于DNA与染色剂结合
解析 该实验中甲基绿和吡罗红应该混合使用,A错误;盐酸的作用是改 变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,B正确;该实验用口腔上皮细胞而不 用叶肉细胞,是因为叶肉细胞中含有绿色的叶绿体,影响观察效果,C错误;盐 酸能够使染色质中DNA与蛋白质分离,有利于DNA与染色剂结合,D错误。
2.如图表示“观察DNA和RNA在细胞中的分布”的实验步骤,下列叙述错误 的是 ( ) A.①表示制片,首先应在洁净的载玻片上滴一滴质量分数为0.9%的NaCl溶液B.②表示水解,需要用质量分数为8%的盐酸处理烘干后的装片C.③表示用缓水流冲洗,以免影响染色D.④表示用甲基绿和吡罗红对标本先后进行染色
解析 ④表示用甲基绿吡罗红混合染色剂对标本同时进行染色,D错误。
1.(2020江苏单科,2,2分)下列关于细胞中生物大分子的叙述,错误的是 ( )A.碳链是各种生物大分子的结构基础B.糖类、脂质、蛋白质和核酸等有机物都是生物大分子C.细胞利用种类较少的小分子脱水合成种类繁多的生物大分子D.细胞中生物大分子的合成需要酶来催化
解析 生物大分子以碳链为基本骨架,故碳链是各种生物大分子的结构 基础,A正确;多糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子,单糖、二糖、脂肪、磷 脂等都不是生物大分子,B错误;淀粉、糖原、纤维素的单体都是葡萄糖,不同 种类的氨基酸排列顺序千变万化,最后形成空间结构多样的、不同种类的蛋 白质,因此细胞利用种类较少的小分子脱水合成种类繁多的生物大分子,C正 确;细胞中生物大分子的合成需要相应酶的催化,D正确。
2.(2019江苏单科,1,2分)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的直接参与D.高温会破坏蛋白质和核酸分子中肽键
解析 蛋白质的元素组成主要是C、H、O、N,核酸的元素组成 是C、H、O、N、P,A错误;核酸包括DNA和RNA,DNA的复制和RNA的合成 分别需要DNA聚合酶(蛋白质)和RNA聚合酶(蛋白质)的催化,B正确;蛋白质 的分解需要蛋白酶的催化,核酸控制蛋白酶合成,故是间接参与的,C错误;高 温破坏的是蛋白质和核酸的空间结构,不会破坏其中的化学键,另外,核酸中 没有肽键,D错误。
3.(2018江苏单科,1,2分)下列关于糖类的叙述,正确的是 ( )A.单糖可以被进一步水解为更简单的化合物B.构成淀粉、糖原和纤维素的单体均为果糖C.细胞识别与糖蛋白中蛋白质有关,与糖链无关D.糖类是大多数植物体干重中含量最多的化合物
解析 单糖不能被进一步水解,A错误;构成淀粉、糖原和纤维素的单体 均为葡萄糖,B错误;细胞膜上糖类与蛋白质分子结合而成的糖蛋白与细胞识 别有着密切关系,C错误;大多数植物体干重中含量最多的化合物是纤维素,D 正确。
4.(2018江苏单科,2,2分)脂质与人体健康息息相关,下列叙述错误的是 ( )A.分布在内脏器官周围的脂肪具有缓冲作用B.蛇毒中的磷脂酶因水解红细胞膜蛋白而导致溶血C.摄入过多的反式脂肪酸会增加动脉硬化的风险D.胆固醇既是细胞膜的重要组分,又参与血液中脂质的运输
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