細胞專題
細胞的分子組成
知識體系
圖1 細胞的分子組成(點開查看)
核心提煉
熟記蛋白質結構多樣性的4個原因和5種功能
理清與核酸有關的2個關系
(1)核酸與蛋白質的關系
(2)核酸與ATP的關系
辨清糖類和脂質的5個易錯點
(1)多糖的單體都是葡萄糖,但二糖并不都是由葡萄糖組成的,如蔗糖是由葡萄糖和果糖組成的。
(2)并非所有的糖都是能源物質,如核糖、脫氧核糖、纖維素等不參與氧化分解供給能量。
(3)并非所有的糖都是還原糖,如澱粉、纖維素、蔗糖都是非還原糖,不能用斐林試劑檢測。
(4)脂肪是主要的儲能物質,但不構成膜結構,磷脂和膽固醇均參與膜結構的組成。
(5)等質量的脂肪和糖相比,脂肪中H比例高,故脂肪氧化分解釋放的能量多,需要O2多,産生H2O多。
熟記三類有機物檢測的原理
牢記實驗材料選擇的2條依據
(1)實驗材料要滿足實驗需要,能夠進行實驗研究的生命活動過程或富含實驗需要的物質。
(2)染色(顔色)觀察時應選擇淺色或無色的生物材料,否則生物材料的顔色會掩蓋實驗結果的顔色反應。
區分雙縮脲試劑與斐林試劑的4點不同
比較項目
雙縮脲試劑
斐林試劑
CuSO4濃度
0.01 g/mL
0.05 g/mL
使用方法
先加A液,再加B液
甲液和乙液等量混合均勻後方可使用,且現配現用
反應條件
不需加熱
需水浴加熱
顔色反應
紫色
磚紅色
真題回放
1.(2016•上海卷.6)諾貝爾獎得主屠呦呦在抗瘧藥物研發中,發現了一種藥效高于青蒿素的衍生物蒿甲醚,結構如圖。下列與蒿甲醚的元素組成完全相同的物質是( )
A.纖維素
B.胰島素
C.葉綠素
D.甲狀腺素
【答案】A
【解析】據圖可知蒿甲醚的組成元素為C、H、O,纖維素為多糖,組成元素為C、H、O;胰島素屬于蛋白質,組成元素為C、H、O、S;葉綠素含有鎂元素;甲狀腺含有碘元素。
2.(2016•上海卷.11)下列病毒的構成組合中錯誤的是( )
①DNA ②RNA ③蛋白質 ④磷脂
A.②③④
B.①②③
C.①③
D.②③
【答案】B
【解析】病毒隻含有一種核酸,為DNA或RNA。
3.将與生物學有關的内容依次填入下圖各框中,其中包含關系錯誤的選項是 ( )
框号選項
1
2
3
4
5
A
組成細胞的化合物
有機物
無機物
水
無機鹽
B
人體細胞的染色體
常染色體
性染色體
X染色體
Y染色體
C
物質跨膜運輸
主動運輸
被動運輸
自由擴散
協助(易化)擴散
D
有絲分裂
分裂期
分裂間期
染色單體分離
同源染色體分離
【答案】D
【解析】組成細胞的化合物有無機化合物和有機化合物,無機化合物包括水和無機鹽,有機化合物括糖類、脂質、蛋白質、核酸等,A正确;人類的性别決定是XY型,在人體細胞中染色體包括常染色體和性染色體,性染色體包括X染色體和Y染色體,B正确;小分子物質跨膜運輸的方式根據是否消耗能量分為主動運輸和被動運輸,而被動運輸過程中根據是否需要載體協助又分為自由擴散和協助(易化)擴散,C正确;有絲分裂過程中,根據染色體的行為變化,人為将其分為分裂間期和分裂期,在分裂期過程中存在着染色單體的分離,但無同源染色體的分離(同源染色體分離發生在減數第一次分裂後期),D錯誤。
細胞的結構和功能
知識體系
核心提煉
理清細胞膜的“3”大功能與“2”大特性
(1)“3”大功能
①将細胞與外界環境分隔開。
②控制物質進出細胞。
③進行細胞間的信息交流。
(2)“2”大特性
①結構特性:流動性。
②功能特性:選擇透過性。
“8”個角度彙總細胞器
(1)能産生ATP的細胞器:線粒體、葉綠體。
(2)含有色素的細胞器:葉綠體、液泡。
(3)動植物細胞中形态相同,功能不同的細胞器:高爾基體。
(4)與主動運輸有關的細胞器:核糖體、線粒體。
(5)含DNA的細胞器:葉綠體、線粒體。
(6)含RNA的細胞器:葉綠體、線粒體、核糖體。
(7)能自我複制的細胞器:葉綠體、線粒體、中心體。
(8)能進行堿基配對的細胞器:葉綠體、線粒體、核糖體。
把握與分泌蛋白合成及運輸有關的“2”個常考點
(1)相關細胞結構:細胞核、核糖體、内質網、高爾基體、線粒體、囊泡和細胞膜。
(2)運輸方向:核糖體→内質網→高爾基體→細胞膜。
明确細胞核的“2”大功能
(1)細胞内遺傳物質貯存、複制和轉錄的主要場所(遺傳信息庫)。
(2)細胞代謝和遺傳的控制中心。
理清滲透系統與滲透作用
(1)滲透系統的組成
①具有半透膜。半透膜可以是生物性的選擇透過性膜,如細胞膜,也可以是物理性的過濾膜,如玻璃紙。
②半透膜兩側的溶液具有濃度差。
(2)滲透作用的原理與結果
①原理:水分子通過半透膜的擴散作用。
②結果:水分子從低濃度溶液向高濃度溶液擴散。
判斷物質出入細胞的方式
(1)根據分子大小與對載體、能量的需要進行判斷
(2)根據運輸方向進行判斷
逆濃度梯度的跨膜運輸方式是主動運輸。
影響物質跨膜運輸因素的5種曲線
(1)物質濃度(在一定濃度範圍内)
(2)O2濃度
(3)溫度
進一步理解大分子和顆粒物質進出細胞的方式
(1)過程
(2)結構基礎:細胞膜的流動性。
(3)條件:胞吞和胞吐都需要消耗能量。
真題回放
1.(2016上海卷.2)在電子顯微鏡下,放線菌和黴菌中都能觀察到的結構是( )
A.核糖體和質膜
B.線粒體和内質網
C.核糖體和拟核
D.線粒體和高爾基體
【答案】A
【解析】放線菌屬于原核生物,黴菌屬于真核生物,二者共有的結構是核糖體和質膜,A項正确;原核細胞不具有膜結構細胞器如線粒體、内質網、高爾基體等,B、D項錯誤;拟核是原核細胞特有的結構,C項錯誤。
2.(2016海南卷.2)科學家用兩種熒光染料分别标記人和小鼠細胞表面的蛋白質分子,将這兩種标記細胞進行融合。細胞剛發生融合時,兩種熒光染料在融合細胞表面對等分布(即各占半邊),最後在融合細胞表面均勻分布。這一實驗現象支持的結論是( )
A.膜蛋白能自主翻轉
B.細胞膜具有流動性
C.細胞膜具有選擇透過性
D.膜蛋白可以作為載體蛋白
【答案】B
【解析】兩種熒光染料标記細胞表面的蛋白質分子,細胞剛融合時,兩種熒光染料在細胞表面對等分布,最後在細胞表面均勻分布,說明細胞膜具有流動性。不能說明膜蛋白能在細胞内外翻轉,也不能說明細胞膜的物質運輸功能。
3.(2016江蘇卷.2)下列關于生物膜透性的叙述,正确的是( )
A.核糖體合成的分泌蛋白能夠自由透過高爾基體膜
B.細胞質中合成的光合作用相關蛋白須通過内質網輸入葉綠體
C.子葉細胞中包被脂肪顆粒的膜對葡萄糖具有選擇透性
D.細胞外高濃度的超氧化物歧化酶可以自由擴散進入細胞
【答案】C
【解析】核糖體合成的分泌蛋白通過内質網産生的囊泡運輸至高爾基體,與高爾基體膜融合,進入高爾基體,不能自由透過高爾基體,A錯誤;細胞質中合成的光合作用相關蛋白屬于胞内蛋白,直接進入葉綠體,不需經過内質網,B錯誤;葡萄糖通過子葉細胞中包被脂肪顆粒的膜需載體協助,具有選擇透性,C正确;超氧化物歧化酶是蛋白質,通過胞吞的方式進入細胞,D錯誤。
細胞的代謝
知識體系
圖1 細胞内的酶與ATP
圖2 細胞呼吸與光合作用
核心提煉
區分酶的3個不同點、5個相同點
化學本質
絕大多數是蛋白質
少數是RNA
合成原料
氨基酸
核糖核苷酸
合成場所
核糖體
細胞核(真核生物)
來源
一般來說,活細胞都能産生酶
作用場所
細胞内外或生物體内外均可
生理功能
催化作用
作用原理
降低化學反應的活化能
與無機催化劑
相同的性質
①提高反應速率,但不改變化學反應的方向和平衡點;
②反應前後,酶的性質和數量不變
理清酶的作用機理、特性及影響因素的3類曲線
(1)酶的作用原理
①由圖可知,酶的作用原理是降低化學反應的活化能。
②若将酶變為無機催化劑,則b在縱軸上向上移動。用加熱的方法不能降低活化能,但會提供活化能。
酶的特性的曲線
①圖1中加酶的曲線和加無機催化劑的曲線比較表明:酶具有高效性。
②圖2中兩曲線比較表明:酶具有專一性。
(3)各因素對酶促反應速率的影響曲線
①分析圖3和圖4:溫度或pH通過影響酶的活性來影響酶促反應速率。
②分析圖5:OP段的限制因素是底物濃度,P點以後的限制因素則是酶濃度。
從ATP結構簡式理解其組成與功能
理清A的4種含義
牢記與ATP産生和消耗有關的細胞結構及生理過程
轉化場所
常見的生理過程
細胞膜
消耗ATP:主動運輸、胞吞、胞吐
細胞質基質
産生ATP:細胞呼吸第一階段
葉綠體
産生ATP:光反應
消耗ATP:暗反應和自身DNA複制、轉錄,蛋白質合成等
線粒體
産生ATP:有氧呼吸第二、三階段
消耗ATP:自身DNA複制、轉錄,蛋白質合成等
核糖體
消耗ATP:蛋白質的合成
細胞核
消耗ATP:DNA複制、轉錄等
判斷細胞呼吸類型的五大方法(以葡萄糖為底物)
(1)産生CO2量=消耗O2量→有氧呼吸。
(2)不消耗O2,産生CO2→無氧呼吸(酒精發酵)。
(3)釋放CO2量>吸收O2量→同時進行有氧呼吸和無氧呼吸(酒精發酵)。
(4)不吸收O2,不釋放CO2→乳酸發酵或細胞已經死亡。
(5)有水生成一定是有氧呼吸,有二氧化碳生成一定不是乳酸發酵。
把握影響細胞呼吸的“四類”曲線
(1)甲圖:溫度通過影響與細胞呼吸有關酶的活性來影響呼吸速率。
(2)乙圖:①O2濃度=0時,隻進行無氧呼吸。
①0<O2濃度<10%時,同時進行有氧呼吸和無氧呼吸。随O2濃度增大,無氧呼吸逐漸被抑制,有氧呼吸不斷加強。
②O2濃度≥10%時,隻進行有氧呼吸。
③O2濃度=5%時,有機物消耗最少。
(3)丙圖:自由水含量較高時呼吸作用旺盛。
(4)丁圖:CO2是細胞呼吸的産物,對細胞呼吸具有抑制作用。
澄清細胞呼吸的6個失分點
(1)誤認為有氧呼吸的全過程都需要O2:有氧呼吸的第一、二階段不需要O2,隻有第三階段需要O2。
(2)誤認為有氧呼吸的場所隻有線粒體
①原核生物有氧呼吸的場所是細胞質和細胞膜。
②真核生物有氧呼吸的場所是細胞質基質和線粒體。
(3)誤認為O2一定抑制無氧呼吸:也有例外,如哺乳動物成熟的紅細胞的無氧呼吸不受O2的影響。
(4)呼吸作用中有H2O生成一定是有氧呼吸,有CO2生成不一定是有氧呼吸,但對動物和人體而言,有CO2生成一定是有氧呼吸,因為動物及人體無氧呼吸産物為乳酸。
(5)無氧呼吸産物不同是由于催化反應的酶的種類不同
。
(6)線粒體是進行有氧呼吸的主要場所。無線粒體的真核細胞隻能進行無氧呼吸,如成熟紅細胞,蛔蟲等,一些原核生物無線粒體,但仍進行有氧呼吸。
理清外界條件變化時,C5、C3、[H]、ATP等物質的量變化的4種模型分析
(1)光照強度變化
(2)CO2濃度變化:
把握影響光合作用因素的3類曲線
影響
因素
原理
圖像
圖像解讀
光照
強度
影響光反應階段ATP、[H]的産生
P點的限制因素
①外因:溫度、CO2濃度
②内因:色素含量、酶的數量和活性、C5的含量
CO2
濃度
影響暗反應階段C3的生成
P點的限制因素
①外因:溫度、光照強度
②内因:酶的數量和活性、色素含量、C5的含量
溫度
通過影響酶的活性來影響光合作用
P點對應的溫度為進行光合作用的最适溫度
理清光合作用與細胞呼吸的關系
明确3種元素的轉移途徑
解讀真正(總)光合速率、表觀(淨)光合速率與呼吸速率的關系
(1)圖示
(2)解讀
①A點:隻進行細胞呼吸。
②AB段:光合速率<呼吸速率。
③B點:光合速率=呼吸速率,稱為光補償點。
④B點以後:光合速率>呼吸速率。
⑤C點:稱為光飽和點。
(3)明确最常用計算公式
淨光合速率(O2釋放量或CO2吸收量)=總光合速率(O2産生量或CO2固定量)-細胞呼吸速率(O2消耗量或CO2産生量)。
真題回放
1.(2016海南卷.11)下列有關植物細胞能量代謝的叙述,正确的是( )
A.含有兩個高能磷酸鍵的ATP是DNA人基本組成單位之一
B.加入呼吸抑制劑可使細胞中ADP生成減少,ATP生成增加
C.無氧條件下,丙酮酸轉變為酒精的過程中伴随有ATP的合成
D.光下葉肉細胞的細胞質基質、線粒體和葉綠體中都有ATP合成
【答案】D
【解析】ATP中含有核糖,DNA中含有脫氧核糖,A項錯誤;呼吸抑制劑抑制呼吸作用,會使ADP生成增加,ATP生成減少,B項錯誤;無氧呼吸的第二階段不産生ATP,C項錯誤;光下葉肉細胞的細胞質和線粒體可以進行有氧呼吸,葉綠體進行光合作用,均可産生ATP,D項正确。
2.(2016江蘇卷.8)過氧化物酶能分解H2O2,氧化焦性沒食子酸呈橙黃色。為探究白菜梗中是否存在過氧化物酶,設計實驗如下表。下列相關叙述正确的是( )
A.1号管為對照組,其餘不都是實驗組
B.2号管為對照組,其餘都為實驗組
C.若3号管顯橙紅色,無需對照就能證明白菜梗中存在過氧化物酶
D.若4号管不顯橙紅色,可明白菜梗中無氧化物酶
【答案】A
【解析】解析該實驗的目的是探究白菜梗中是否存在過氧化物酶,實驗原理是過氧化物酶能分解H2O2,使氧化焦性沒食子酸呈橙紅色;實驗的自變量是是否加入白菜梗提取液,其中1号管和2号管是對照組,3号管和4号管是實驗組,A正确、B錯誤;實驗設計必須遵循對照原則,3号與1、2号對照,3号管、2号管呈橙紅色,1号管不變色,可以證明白菜梗中存在過氧化物酶,C錯誤;3号管和4号管的自變量是是否經過煮沸處理,若4号管不呈橙紅色,與3号管對照,說明高溫使過氧化物酶變性失活,D錯誤。
3.(2016天津卷.2)在适宜反應條件下,用白光照射離體的新鮮葉綠體一段時間後,突然改用光照強度與白光相同的紅光或綠光照射。下列是光源與瞬間發生變化的物質,組合正确的是( )
A.紅光,ATP下降
B.紅光,未被還原的C3上升
C.綠光,[H]下降
D.綠光,C5上升
【答案】C
【解析】葉綠體中的色素主要吸收利用紅光和藍紫光。若由白光突然改用光照強度與白光相同的紅光,則可利用的光增加,光反應增強,ATP含量增加,未被還原的C3減少,故A、B項錯誤;葉綠體色素對綠光吸收最少,若由白光突然改用光照強度與白光相同的綠光,可導緻光反應速率減慢,光反應産生的[H]和ATP減少,而短時間内暗反應仍以原來的速率進行,消耗[H]和ATP,故短時間内[H]含量會下降,C項正确;同理,綠光下由于[H]和ATP含量下降,導緻C3被還原為C5的速率減慢,而暗反應中CO2的固定仍以原來的速率消耗C5,故短時間内C5的含量會下降,D項錯誤。
4.(2016北京卷.2)葡萄酒釀制期間,酵母細胞内由ADP轉化為ATP的過程
A.在無氧條件下不能進行
B.隻能在線粒體中進行
C.不需要能量的輸入
D.需要酶的催化
【答案】D
【解析】酵母菌無氧呼吸産生酒精,在無氧呼吸的第一階段生成ATP,由此推知葡萄酒釀制期間,酵母菌細胞内由ADP轉化為ATP的過程是在無氧條件下進行的;A錯誤。無氧呼吸在酵母菌的細胞質基質中進行;B錯誤。ADP Pi 能量
ATP;C錯誤,D正确。答案選D。
5.(2016 北京卷.5)在正常與遮光條件下向不同發育時期的豌豆植株供應14CO2,48h後測定植株營養器官和生殖器官中14C的量。兩類器官各自所含14C量占植株14C總量的比例如圖所示。
與本實驗相關的錯誤叙述是 ( )
A.14CO2進入葉肉細胞的葉綠體基質後被轉化為光合産物
B.生殖器官發育早期,光合産物大部分被分配到營養器官
C.遮光70%條件下,分配到生殖器官和營養器官中的光合産物量始終接近
D.實驗研究了光強對不同發育期植株中光合産物在兩類器官間分配的影響
【答案】C
【解析】光合作用的暗反應階段在葉綠體基質中進行,消耗二氧化碳生成有機物(光合産物);A正确。由圖可看出:發育早期,正常光照和遮光70%條件下,營養器官中所含14C量占植株14C總量的比例均高于生殖器官中所含14C量占植株14C總量的比例,由此推出生殖器官發育早期,光合産物大部分被分配到營養器官;B正确。遮光70%條件下,發育早期(1—2)分配到營養器官的光合産物量遠大于分配到生殖器官的光合産物量,而到了發育的中後期(3—5),分配到生殖器官和營養器官中的光合産物量始終接近;C錯誤。由圖示可知該實驗的自變量有:光強和發育時期,因變量是兩類器官各自所含14C量占植株14C總量的比例即光合産物在兩類器官間的分配情況;D正确。答案選C。
細胞的生命曆程
知識體系
圖1細胞的增殖與受精作用
圖2細胞的分化、衰老、凋亡和癌變
核心提煉
把握一個完整細胞周期的表示方法
(1)甲:A→B→C→A。
(2)乙:a+b或c+d。
(3)丙:a+b+c+d+e。
理清有絲分裂過程中幾種結構的變化
(1)紡錘體的變化:前期形成,末期解體。
(2)核膜、核仁的變化:前期解體,末期重建。
(3)染色體行為變化
把握識别同源染色體的關鍵
具有同源染色體的是D、E,判斷依據是染色體形态、大小相同,顔色不同。
掌握減數第一次分裂中染色體發生特殊行為變化的三大時期
(1)前期:同源染色體聯會,形成四分體。
(2)中期:同源染色體排列在赤道闆兩側。
(3)後期:同源染色體分離,非同源染色體自由組合。
記準細胞分裂過程中染色體和DNA數目加倍、減半的時期
(1)DNA數目加倍:有絲分裂間期;減Ⅰ前的間期。
(2)染色體數目加倍:有絲分裂後期;減Ⅱ後期。
(3)DNA數目減半:有絲分裂末期;減Ⅰ末期;減Ⅱ末期。
(4)染色體數目減半:有絲分裂末期;減Ⅰ末期;減Ⅱ末期。
“三看法”判斷細胞圖像分裂方式
減數分裂中根據細胞質分裂情況判斷細胞名稱
明确細胞分化的機理和過程
(1)細胞分化的機理
(2)細胞分化的過程
準确理解細胞的全能性
(1)全能性的體現
①起點:離體的組織、器官或細胞。
②終點:發育成完整的個體。
(2)基礎:細胞中有發育成生物體所需要的全套遺傳信息。
(3)表現條件
①離體。
②一定的營養物質、激素。
③适宜的外界條件。
(4)動物細胞和植物細胞全能性的差異
①動物細胞:細胞核具有全能性。
②植物細胞:高度分化的植物細胞仍具有全能性。
巧記衰老細胞的特征
“三看法”判斷細胞凋亡與細胞壞死
把握細胞癌變的“5”個常考點
(1)實質:基因突變。
(2)特征:①無限增殖;②形态、結構改變;③膜表面糖蛋白減少,黏着性降低,易分解和轉移。
(3)原癌基因:調節細胞周期,控制細胞生長和分裂的進程。
(4)抑癌基因:阻止細胞不正常地增殖。
(5)遺傳物質:發生變化,而細胞分裂、分化、衰老、凋亡時一般不發生變化。
真題回放
1.(2016上海卷.29)從同一個體的漿細胞(L)和胰島B細胞(P)分别提取它們的全部mRNA(L-mRNA和P-mRNA),并以此為模闆在逆轉錄酶的催化下合成相應的單鍊DNA(L-cDNA和P-cDNA)。其中,能與L-cDNA互補的P-mRNA以及不能與P-cDNA互補的L-mRNA分别含有編碼( )
①核糖體蛋白的mRNA
②胰島素的mRNA
③抗體蛋白的mRNA
④血紅蛋白的mRNA
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
【答案】A
【解析】漿細胞(L)和胰島B細胞均需合成核糖體蛋白,均含有核糖體蛋白的mRNA;漿細胞可以特異性的産生抗體,L-mRNA含有編碼抗體蛋白的mRNA。
2.(2016海南卷.4)下列關于人體細胞的叙述,錯誤的是( )
A.人的正常體細胞的分裂次數是有限的
B.自由基攻擊蛋白質可以引起細胞衰老
C.細胞中衰老的線粒體可被溶酶體分解清除
D.衰老細胞代謝速率加快是細胞内水分減少引起的
【答案】D
【解析】人的正常體細胞最大分裂次數為50次,A項正确;自由基攻擊蛋白質可引起細胞衰老,B項正确;細胞中衰老的細胞器會被溶酶體清除,C項正确;衰老細胞代謝速率減慢,D項錯誤。
3.(2016海南卷.6)下列與細胞周期有關的叙述,正确的是( )
A.等位基因的分離發生在細胞周期的分裂間期
B.在植物細胞的細胞周期中紡錘絲出現在分裂間期
C.細胞周期中染色質DNA比染色體DNA更容易複制
D.肝細胞的細胞周期中染色體存在的時間比染色質的長
【答案】C
【解析】等位基因的分離發生在減數分裂過程中,減數分裂沒有細胞周期,A項錯誤;紡錘絲出現在有絲分裂前期,B項錯誤;DNA複制需要解螺旋,染色體高度螺旋化,難以解旋,C項正确;染色體存在于分裂期,分裂期的時間遠小于分裂間期。
4.(2016浙江卷.3)下列關于高等動物細胞增殖的叙述,錯誤的是
A.有絲分裂前的間期和減數分裂前期,都進行1次染色質DNA的複制
B.細胞周期的G2期已經形成了1對中心體,在有絲分裂前期形成紡錘體
C.染色體數為2n=24的性原細胞進行減數分裂,中期II染色體數和染色體DNA分子數分別為12和24
D.若在G2期某染色質的1個DNA分子發生片段缺失,則該細胞有絲分裂産生的2個子細胞均含有該異常DNA
【答案】D
【解析】有絲分裂的間期和減數分裂前期,DNA都隻複制一次,A正确;動物細胞在G2期已經能觀察到1對中心體,前期彼此分離散發紡錘絲成紡錘體,B正确;體細胞染色體書為24則減數第二次分裂的中期染色體書為12條,DNA有24個,C正确;G2期DNA已經複制好,一條染色質上又2個DNA分子,如果其上1個DNA分子發生片段缺失,則有絲分裂形成的2個自細胞隻有一個細胞含有異常DNA,D錯誤。
End
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