专题一 细胞的分子组成

1.(2011年江苏卷)下列物质合成时，需要模板的是( ) A．磷脂和蛋白质 B．DNA和酶 C．性激素和胰岛素 D．神经递质和受体 B 解析：DNA复制的模板为DNA分子的两条链；mRNA的合成即转录的模板为DNA分子的一条链。蛋白质合成的直接模板链为mRNA。

2.(2011年北京卷)胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编码的。下列有关胰岛素的叙述，正确的是( ) A．胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链 B．沸水浴加热之后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂 C．胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关 D．核糖体合成的多肽链需经蛋白酶的作用形成胰岛素

解析：胰岛素基因中，只有一条DNA链具有转录意义。胰岛素分子在沸水浴条件下，空间结构被破坏，但肽键不发生断裂。蛋白质的功能受氨基酸的种类、数量、排列顺序和空间结构的影响。核糖体上合成的多肽链需要在内质网和高尔基体中进行加工、浓缩、包装，才能成为有活性的蛋白质，其中包括蛋白酶对肽链的切割。 答案：D

考点1 核酸与蛋白质的关系及相关计算 1．DNA、RNA与蛋白质之间的关系

提示：DNA和蛋白质均存在物种特异性，可作为物种进化、亲子鉴定和案件侦破的依据。在同一个生物体内，不同的体细胞核中DNA分子是相同的，但蛋白质和RNA是不同的； 基因中的遗传信息通过mRNA传递到蛋白质，遗传信息通过蛋白质中的氨基酸的排列顺序得到表达； 在真核细胞中，DNA的复制和DNA的转录主要在细胞核中完成，而蛋白质的合成则在细胞质中完成。

2．核酸与蛋白质的相关计算 (1)肽链中氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系 ①直链肽：肽键数=失去水分子数=氨基酸数-肽链数 ②环状肽：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数 (2)蛋白质中游离氨基或羧基数的计算 ①至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数 ②游离氨基或羧基数目=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数

(3)蛋白质中含有N、O原子数的计算 ①N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数=各氨基酸中N原子总数 ②O原子数=肽键数+2*肽链数+R基上的O原子数=各氨基酸中O原子总数-脱去水分子数 (4)蛋白质的相对分子质量的计算 蛋白质的相对分子质量=氨基酸总量-脱掉水的总量=各氨基酸平均相对分子质量*氨基酸数-18*脱水数

(5)核酸的相关计算 ①n个脱氧核苷酸合成DNA失去水分子数=n-2； ②n个核糖核苷酸合成RNA失去水分子数=n-1； ③DNA的相对分子质量=脱氧核苷酸数(碱基数)*脱氧核苷酸平均相对分子质量-(脱氧核苷酸数-2)*18； ④RNA的相对分子质量=核糖核苷酸数(碱基数)*核糖核苷酸平均相对分子质量-(核糖核苷酸数-1)*18； ⑤在不考虑终止密码子、非编码序列的情况下： DNA碱基数∶RNA碱基数∶蛋白质氨基酸数=6∶3∶1。

【例1】现有氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽 键、氨基和羧基的数目依次分别为（ ） A.798、2和2 B.798、12和10 C.799、1和1 D.799、11和9 B 【解析】肽键数=氨基酸总数-肽链数，每形成一个肽键需消耗一个氨基和一个羧基，所以肽键数是800-2=798；消耗了798个氨基，剩下810-798=12个氨基；消耗了798个羧基，剩下808-798=10个羧基。

【变式题1】某肽链由51个氨基酸组成，如果用肽酶把其分解成1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽，则这些短肽的氨基总数的最小值、肽键总数依次是( ) A．9、42 B．2、42 C．2、51 D．9、51 A 【解析】 羧基(—COOH)或氨基(—NH2)数的最小值=肽链数 =1+2+3+3=9， 肽键总数=1+2*4+3*5+3*6=42或51-9=42。

生物体主要能源物质是糖类；生物体主要储能物质是脂肪；生物体生命活动的直接能源物质是ATP；生物体生命活动的最终能量来源是太阳能。 考点2 细胞中的能源物质 1．能源物质的种类及关系 生物体主要能源物质是糖类；生物体主要储能物质是脂肪；生物体生命活动的直接能源物质是ATP；生物体生命活动的最终能量来源是太阳能。 太阳能 糖类等能源物质 ATP中化学能 生命活动 呼吸作用 水解功能

2．从元素组成上理解氧化放能的多少 有氧呼吸第三阶段是[H]与O2结合生成水，并释放大量能量，因此物质中含氢量越高，氧化分解时释放的能量越多。 脂肪的含氢量远高于糖类和蛋白质，因此等质量的脂肪、糖类和蛋白质氧化分解时，脂肪耗氧最多，释放的能量也最多。

【例2】研究表明，糖类、蛋白质、脂肪三类营养物质体外燃烧与体内氧化时释放能量与耗氧量如下表所示： 体外氧化分解释放能量（kJ/g) 体内氧化分解释放能量（kJ/g) 耗氧量（dL/g) 糖类 17 0.83 蛋白质 23.5 18 0.95 脂肪 39.8 2.03

根据该表数据推断的结论是(　) A．三大营养物质在体内氧化时耗氧量多少与其所含元素的比例和种类有关 B．糖类是主要的能源物质 C．脂肪在体外燃烧过程较体内氧化分解复杂 D．蛋白质是细胞内主要的储能物质 A 【解析】根据表格数据，三类有机物在体内氧化时均能释放能量，但单位质量的耗氧量有差异，其中脂肪耗氧量最大，这与其碳、氢元素比例高有关。从表格能量数值，无法得出B、C结论。细胞内主要的储能物质是淀粉或糖原。

A 【变式题2】下列关于细胞内化合物的叙述，正确的是( ) A．ATP脱去2个磷酸基团后是RNA的基本组成单位之一 【变式题2】下列关于细胞内化合物的叙述，正确的是( ) A．ATP脱去2个磷酸基团后是RNA的基本组成单位之一 B．糖原代谢的最终产物是葡萄糖 C．蔗糖和乳糖水解的产物都是葡萄糖 D．脂肪和生长激素是生物体内的能源物质 A 【解析】本题考查细胞内的一些能量物质的相关知识。A中ATP脱去两个磷酸基团后是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一；B中糖原最终代谢产物是水和二氧化碳；C中蔗糖水解产物是果糖和葡萄糖，乳糖水解产物是半乳糖和葡萄糖；D中生长激素不是能源物质。

考点3 有关生物体内水的知识 1．代谢和调节

2．水的含量与新陈代谢、植物抗性的关系 当细胞中自由水/结合水的比值增大时，细胞代谢会加强；相反，当细胞中结合水/自由水的比值增大时，植物抗性增强。 3．结合水与自由水的相互转化 自由水与结合水在一定条件下可以相互转化，如受温度的影响，温度升高时结合水可转化为自由水，温度降低时自由水可转化为结合水。

【例3】(2011江苏百校大联考)研究发现，冬小麦在秋冬受低温侵袭时，呼吸速率先升高后降低；持续的冷害使根生长迟缓，吸收能力下降，但细胞内可溶性糖的含量有明显的提高。下列有关水对生命活动影响的叙述中合理的是(　　) A．冷害初期呼吸作用增强，不利于抵御寒冷 B．持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱，影响可溶性糖合成淀粉 C．低温使细胞内结合水含量降低，自由水含量升高，以适应低温环境 D．在休眠的植物体内自由水与结合水的比值降低，有利于降低植物的细胞代谢

【解析】冬小麦在秋冬受低温侵袭时，初期呼吸作用增强，有利于植物体温度的调节。低温时，细胞内亲水性胶体增加，结合水含量相对增加，自由水含量则相对减少，自由水与结合水比值降低，有利于植物抗冻性的加强。 【答案】D

(2011江西省重点中学联考)今年“世界水日”的主题是“清洁用水，健康世界”。下列关于水的叙述不正确的是( ) (2011江西省重点中学联考)今年“世界水日”的主题是“清洁用水，健康世界”。下列关于水的叙述不正确的是( ) A．在探索外星空间是否存在生命的过程中，科学家始终把寻找水作为关键的一环，这是因为，生化反应必须在水中进行 B．水是细胞中含量最高的化合物 C．水在细胞中的存在形式及功能并不是一成不变的 D．植物根细胞能从土壤中吸水，是由于细胞液浓度小于土壤溶液浓度 D 【解析】本题考查的是水的内容。植物根细胞能从土壤中吸水主要是渗透吸水，是由于细胞液浓度大于土壤溶液浓度。

考点4 有关多聚体的比较 名称 单体 化学通式 聚合方式 多样性的原因 多糖 葡萄糖 脱 水 结 合 蛋白质 氨基酸 核酸(DNA和RNA) 考点4 有关多聚体的比较 名称 单体 化学通式 聚合方式 多样性的原因 多糖 葡萄糖 脱 水 结 合 蛋白质 氨基酸 核酸(DNA和RNA) 核苷酸 ①葡萄糖数目不同； ②糖链的分支不同； ③化学键的不同 C6H12O6 氨基酸数目不同； 氨基酸种类不同； 氨基酸排列次序不同； 肽链的空间结构不同 C H2N R H COOH 核苷酸数目不同； 核苷酸排列次序不同； 核苷酸的种类不同

【例4】(2010苏、锡、常、镇)下列关于细胞内化合物的叙述中，正确的是(　　) A．淀粉是植物细胞壁的主要成分，它的基本组成单位是葡萄糖 B．蛋白质是生命活动的主要承担者，它的基本组成单位是氨基酸 C．DNA是一切生物的遗传物质，它的基本组成单位是脱氧核苷酸 D．磷脂是细胞膜的主要成分，它的基本组成单位是甘油和脂肪酸

【解析】植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，DNA是大多数生物(除RNA病毒以外)的遗传物质，甘油和脂肪酸是脂肪的水解产物，与磷脂无关。 【答案】 B

【变式题4】（2010南京三模)在细胞内，某些重要化合物的元素组成和功能关系如下图所示。其中X、Y代表元素，A、B、C是生物大分子。相关描述错误的是( ) A．图中A和C是组成染色体的主要成分 B．人体细胞中，单体a的种类有4种 C．图中仅①、②过程遵循碱基互补配对原则 D．生物多样性的根本原因是A具有多样性 C

【解析】据图，A、B、C分别为DNA、RNA和蛋白质，单体a、b、c分别为脱氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸，元素X为N、P，元素Y为N，过程①、②、③分别为复制、转录和翻译。图中遵循碱基互补配对原则的过程有①、②和③。 【答案】 C