专题2细胞的物质基结构基础

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专题二生命的基础和细胞工程 水 核心要点突破要点一蛋白质与核酸1．两者的比较蛋白质核酸元素组成C、H、O、NC、H、O、N、P含量占细胞干重的50%以上很少 组成单位氨基酸(约20种)核苷酸(DNA：4种脱氧核苷酸；RNA：4种核糖核苷酸)核苷酸(DNA：4种脱氧核苷酸；RNA：4种核糖核苷酸)①蛋白质②核酸 形成场所核糖体细胞核、线粒体、叶绿体联系DNA通过指导蛋白质的合成来决定生物的性状，即 2.相关性与特点(1)多样性(2)特异性特定的核苷酸序列特定的遗传信息遗传的特异性?基因特异性蛋白质的特异性物种的特异性 蛋白质一级结构蛋白质二级结构蛋白质三级结构蛋白质四级结构 （1）大部分酶：酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物，除少数的酶是RNA，绝大多数的酶是蛋白质。（2）胰岛素、生长激素：成分为蛋白质。（3）载体：位于细胞膜上，在物质运输过程中起作用，其成分为蛋白质。（4）抗体：指机体受抗原刺激后产生的，并且能与该抗原发生特异性结合的具有免疫功能的球蛋白。主要分布于血清中，也分布于组织液等细胞外液中。（5）抗毒素：属于抗体，成分为蛋白质。一般指用外毒素给动物注射后，在其血清中产生的能特异性中和外毒素毒性的成分。（6）凝集素：属于抗体，成分为蛋白质。指用细菌给动物注射后，在其血清中产生的能使细菌发生特异性凝集的成分。另外，人体红细胞膜上存在不同的凝集原，血清中则含有相应种类的凝集素。（7）部分抗原：引起机体产生抗体的物质叫抗原，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。自然界常见蛋白质的成分 （8）神经递质的受体：突触后膜上存在的一些特殊蛋白质，能与一定的递质发生特异性的结合，从而改变突触后膜对离子的通透性，激起突触后神经元产生神经冲动或发生抑制。（9）朊病毒：近年来发现的，其成分为蛋白质，可导致疯牛病等。（10）糖被：位于细胞膜的外表面，由蛋白质和多糖组成，有保护、润滑、识别等作用。（11）丙种球蛋白：属于被动免疫生物制品。(12)血红蛋白：存在于红细胞中的含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。（13）干扰素：由多种细胞产生的具有广泛的抗病毒、抗肿瘤和免疫调节作用的可溶性糖蛋白。正常情况下组织或血清中不含干扰素，只有在某些特定因素的作用下，才能使细胞产生干扰素。（14）动物细胞间质：主要含有胶原蛋白等成分，在进行动物细胞培养时，用胰蛋白酶处理才能获得单个细胞。（15）含蛋白质成分的实验材料：黄豆研磨液、豆浆、蛋清、蛋白胨、牛肉膏等。 要点二糖类和脂质1.糖类和脂质的比较 2.从元素组成上分析物质氧化分解时释放能量的多少(1)有氧呼吸第三阶段是[H]与O2结合生成水，并释放大量能量，因此物质的氢含量越高，氧化分解时释放能量越多。(2)脂肪的含氢量远高于糖类和蛋白质，因此等质量的糖类、脂肪、蛋白质氧化分解时，脂肪消耗O2最多，释放能量也最多。 要点三有关生物体内水分的总结1．水的代谢与调节 2．水分含量与新陈代谢、生物抗性的关系细胞中自由水/结合水的比值越大，生物新陈代谢越旺盛，其抗性越小；该比值越小，生物新陈代谢越缓慢，其抗性越大。3．结合水与自由水的相互转变自由水结合水 高考热点提示热点1组成化合物的基本元素例1(2010年高考上海卷)下列选项中，含有相同元素的一组化合物是()A．纤维素和尿素B．脂肪酸和磷脂C．腺苷三磷酸和核糖核酸D．胆固醇和血红蛋白C 【解析】　纤维素属于糖类，其基本组成元素是C、H、O，尿素的组成元素是C、H、O、N，A项错；脂肪酸属于脂质，基本组成元素是C、H、O，磷脂的组成元素是C、H、O、N、P，B项错；ATP和RNA的基本组成元素均为C、H、O、N、P，C项正确；胆固醇属于脂质，其基本组成元素为C、H、O、N、P，血红蛋白属于蛋白质，其组成元素为C、H、O、N、Fe，D项错。 例2某有机分子的分子式为C22H34O13N6，其水解后共产生下列3种氨基酸。据此判断，下列正确的一项是()A．该分子中存在一个游离氨基和一个游离羧基B．1个这样的分子水解需要6个水分子C．合成1个这样的分子需要2个氨基酸cD．在细胞中合成该分子至少需要3种tRNAD 【解析】　由分子式及三种氨基酸的结构式中N的个数可知，此有机物是6个氨基酸缩合的多肽，合成需脱去5分子水。由于a、b中都含有一个羧基，而c中有两个羧基，合成有机物后R基上还有2个O，氨基酸c＝(13－5－2)/2，即c＝3。一种氨基酸可以对应一种或多种密码子，即可以由1种或多种tRNA来转运。【答案】D 【探规寻律】氨基酸脱水缩合过程的相关数量计算(1)脱水数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数(2)游离氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数(3)游离羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数(4)N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数(5)O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数(6)蛋白质相对分子量＝各氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数－18×脱水数(有时需再减去其他化学键形成时脱掉原子的量)(7)基因的碱基数∶mRNA上的碱基数∶氨基酸数＝6∶3∶1。 热点3组成生物体的化合物下图表示人体细胞内某些重要化合物的元素组成及相互关系。请分析回答下列问题：例3(1)图中X代表的化学元素是________，Y代表的主要化学元素是________。(2)组成细胞的主要化合物中，分子都是由C、H、O三种元素构成的一类有机化合物是________。(3)物质A决定B的合成是通过________和________两个过程来实现的。N和PN糖类转录翻译 (4)现从某种真核细胞中提取出大量核糖体放入培养液里，再加入下列几种有机物，模拟化合物B的合成。①H2N—CH2—COOH②H2N—CH2—CH2OH③H2NCH2CHCOOHCH3④H2NCHCOOHCH2COOH⑤H2NCHCOOH(CH2)4H2N假设培养液里含有核糖体完成其功能所需的一切物质和条件。其中实验中所用的培养液相当于细胞内的________。上述五种化合物中能作为原料合成化合物B的是________________(填序号)。细胞质基质①④⑤ 第2讲　细胞的基本结构 核心要点突破要点一细胞内细胞器的分类分布植物特有的细胞器叶绿体动物和低等植物特有的细胞器中心体动植物都有的细胞器线粒体、内质网、高尔基体、核糖体分布主要存在于植物中的细胞器液泡主要存在于动物中的细胞器中心体、溶酶体真核和原核细胞共有的细胞器核糖体 结构不具膜结构的细胞器核糖体、中心体具单层膜结构的细胞器内质网、液泡、溶酶体、高尔基体具双层膜结构的细胞器线粒体、叶绿体光学显微镜下可见的细胞器线粒体、叶绿体、液泡(染色体） 成分含DNA(基因)的细胞器线粒体、叶绿体(都有半自主性)含RNA的细胞器核糖体、线粒体、叶绿体含色素的细胞器叶绿体、液泡(有的液泡中无色素)功能能产生水的细胞器线粒体、叶绿体、核糖体、高尔基体功能能产生ATP的细胞器线粒体、叶绿体能复制的细胞器线粒体、叶绿体、中心体能合成有机物的细胞器核糖体、叶绿体、高尔基体、内质网 功能与有丝分裂有关的细胞器核糖体、线粒体、高尔基体、中心体与分泌蛋白的合成运输、分泌有关的细胞器(结构)核糖体、内质网、高尔基体、线粒体(细胞膜)能发生碱基互补配对的细胞器(结构)线粒体、叶绿体、核糖体(细胞核、拟核) 核糖体亚单位染色体复制 （09山东卷）真核细胞单位面积的核孔数目与细胞类型和代谢水平有关。以下细胞中核孔数目最少的是（）A.胰岛细胞B.造血干细胞C.效应B细胞(浆细胞)D.口腔上皮细胞27 28分泌泡溶酶体 (08山东卷）已知分泌蛋白的新生肽链上有一段可以引导其进入内质网的特殊序列（图中P肽段）。若P肽段功能缺失，则该蛋白（）A、无法继续合成B、可以进入高尔基体C、可以被加工成熟D、无法被分泌到细胞外29 要点二生物膜与生物膜系统1．生物膜的成分、结构、功能的相互关系2．生物膜系统由各种生物膜形成的结构体系，叫生物膜系统。(1)结构上的联系(具有一定的连续性) (2)功能上联系(分工、合作)►特别提醒◄以上蛋白质的合成运输是针对分泌蛋白(如激素、酶)来讲的，而在细胞内起作用的蛋白质，不由细胞膜排出。 （10江苏卷）2下列关于人体细胞结构和功能的叙述，错误的是A.在mRNA合成的同时就会有多个核糖体结台到mRNA上B.唾液腺细胞和胰腺细胞中高尔基体数量较多C.核孔是生物大分子可以选择性进出的通道D.吸收和转运营养物质时，小肠绒毛上皮细胞内线粒体集中分布于细胞两端A 要点三物质运输方式的判断及其影响因素1．物质出入细胞方式的判断 （2010山东高考理综）3．由图中曲线a、b表示物质跨（穿）膜运输的两种方式，下列表述正确的是A．脂溶性小分子物质不能通过方式a运输B．与方式a有关的载体蛋白覆盖于细胞膜表面C．方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有关D．抑制细胞呼吸对方式a和b的转运速率均有影响C 【命题立意】本题考查物质跨膜运输的方式的分析与坐标曲线的综合。【解题思路】分析坐标曲线可以看出，a为自由扩散，b为协助扩散（或主动运输）。脂溶性小分子物质通过自由扩散（即方式a）运输，因此A错误；方式a与载体无关，只与浓度有关，因此B错误；方式b的最大的转运速率与载体的种类和数量有关，因此C正确。抑制细胞呼吸，能量供应不足，导致主动运输受阻，而与自由扩散（协助扩散）无关，因此D错误。【答案】C （10福建卷）2．下列有关造血干细胞中物质运输的途径，可能存在的是A．吸收的葡萄糖：细胞膜一细胞质基质一线粒体B．合成的细胞膜蛋白：高尔基体一核糖体一细胞膜C．转录的mRNA：细胞核一细胞质基质一高尔基体D．合成的DNA聚合酶：核糖体一细胞质基质一细胞核解析：本题主要考查各种有机化合物在细胞内合成有运输的过程。A项吸收葡萄糖通过细胞膜计入细胞质基质，被分解成【H】和丙酮酸，然后丙酮酸进入线粒体继续被分解成二氧化碳和水。B项膜蛋白与分泌蛋白一样，都是在粗面型内质网上的核糖体合成后进入内质网，然后经过高尔基体的加工和分装，通过具膜小泡运输到细胞表面。C项在细胞核内经过转录形成的mRNA，通过核孔出来与核糖体结合，准备开始翻译。D项DNA聚合酶是由于游离核糖体合成后，到细胞质基质经核孔进入细胞核。D 细胞膜的结构与功能37 （10天津卷）4.下列关于物质跨膜运输的叙述，错误的是A.主动运输过程中，需要载体蛋白协助和ATP提供能量B.在静息状态下，神经细胞不再进行葡萄糖的跨膜运输C.质壁分离过程中，水分子外流导致细胞内渗透压升高D.抗体分泌过程中，囊泡膜经融合成为细胞膜的一部分B（10安徽卷）1、下列关于生物膜结构和功能的叙述正确的是A、肌细胞的细胞膜上有协助葡萄糖跨膜运输的载体B、细胞膜上的受体是细胞间信息交流的必需的结构C、线粒体内膜上只分布着合成ATP的酶D、核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出A 膜蛋白的功能39 细胞分化的概念要素40要点四 1．细胞具有全能性的原因是细胞内含有形成完整个体所需的全套基因。2．细胞全能性的证明实例(1)植物组织培养证明了植物细胞具有全能性。(2)克隆动物证明了高度分化的动物细胞核也具有发育的潜能。(3)可作为证明细胞全能性的实例必须同时满足以下三个条件：①起点：高度分化的细胞；②终点：形成完整的个体；③外部条件：离体、营养物质等。3．细胞全能性比较(1)动物与植物：植物细胞>动物细胞(2)同一个体：受精卵>生殖细胞>体细胞(3)同一细胞：刚产生的细胞>成熟细胞>衰老细胞。 （09年山东卷）细胞分化是奢侈基因选择表达的结果。下列属于奢侈基因的是A.血红蛋白基因B.ATP合成酶基因C.DNA解旋酶基因D.核糖体蛋白基因42A （10四川卷）5、某实验室做了下图所示的实验研究，下列相关叙述，正确的是A．与纤维母细胞相比，过程①形成的诱导干细胞的全能性较低B．过程②是诱导干细胞的结构和遗传物质发生稳定性差异的过程C．每个Y细胞只产生一种抗体，故过程③不需要选择性培养基进行筛选D．过程④产生的单抗，不需细胞膜上载体蛋白的协助就能释放到细胞外D 要点六细胞的凋亡、坏死与癌变的比较项目细胞凋亡细胞坏死细胞癌变与基因的关系是基因控制的不受基因控制受突变基因控制细胞膜的变化破裂糖蛋白等减少，黏着性降低形态变化细胞变圆，与周围细胞脱离细胞外形不规则变化呈球形影响因素受严格的由遗传机制决定的程序性调控电、热、冷、机械等不利因素影响分为物理、化学和病毒致癌因子对机体的影响对机体有利对机体有害对机体有害 原癌基因与抑癌基因45原癌基因突变成致癌基因抑癌基因突变细胞中既有原癌基因，又有抑癌基因，其中原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。抑癌基因则主要是阻止组织细胞不正常的增殖。癌症的发生是基因突变的累积效应。环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。细胞的畸形分化，与癌细胞的产生有直接关系。 原癌基因正常蛋白质细胞周期调节正常致癌基因突变突变蛋白质生长失控（致癌）致癌因子正常细胞癌细胞特点①形态结构改变②细胞表面改变（易扩散；成为抗原）③无限增殖表达表达调节调节46