专题： 细胞的分子组成和细胞的结构

 

三、考点分析

本专题是生命的物质基础和结构基础，是其它专题的前提和基础。本专题以生命的物质性、结构性为主线，物质性主线包括：组成生物体的各种元素→元素的种类及作用→组成细胞的化合物→化合物的鉴定→蛋白质、核酸的结构和功能，糖类、脂质的种类和作用，水、无机盐的作用；在学习蛋白质和核酸的时候要注意从化学元素→基本构成单位→单链结构→整体结构的顺序掌握。结构性主线是沿着从外到内的顺序安排，即细胞膜系统的结构和功能→细胞器的结构和功能→细胞核的结构和功能。各项生命活动的顺利进行离不开各类生命的物质，离不开最基本的结构基础——细胞。生物的新陈代谢、调节、遗传与变异都是建立在本专题基础之上的。因此，在高考中占有举足轻重的地位，其他各个专题知识的考查都可以渗透本专题的内容。

（一）元素

1、分类：

大量元素：Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｐ、Ｓ、Ｋ、Ca、Mg等（占生物体总重量万分之一以上的元素）

微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等（量少但生物必需）

基本元素：Ｃ

组成细胞的主要元素：Ｏ、Ｃ、Ｈ、Ｎ、Ｐ、Ｓ（共占细胞总量的97%以上）

光合作用有关元素：N、P、K、Mg     　血红蛋白的组成元素：C、H、O、N、Fe

叶绿素的组成元素：C、H、O、N、Mg  　 甲状腺的组成元素：C、H、O、N、I

2、比较：

鲜重中含量最多的元素是Ｏ，化合物是水

干重中含量最多的元素是Ｃ，化合物是蛋白质

（二）化合物

种类	结构			主要功能
	元素组成	基本单位	单链
蛋白质	C、H、O、N、（S）	氨基酸	肽链	结构成分、运输、调节、催化等
核酸	C、H、O、N、P	核苷酸	核苷酸链	遗传信息的载体、生命活动的控制者

 

种类	元素组成	分类	作用
糖类	C、H、O	单糖、二糖、多糖	主要能源物质、细胞组分等
脂质	C、H、O（P、N）	脂肪、磷脂、固醇	主要储能物质、生物膜成分、维持代谢等

2、无机物

种类	作用
水	溶剂、反应物、反应介质、运输、细胞组分等
无机盐	维持细胞和生物体生命活动、组成某些复杂的化合物等

 

3、几种鉴定试剂的比较

	鉴定物质	颜色反应	物质组成	使用方法
斐林试剂	还原糖	砖红色	甲液：0.1g/mLNaOH 乙液：0.05g/mL CuSO4	现配现用，先混合 后加入，需加热
双缩脲试剂	蛋白质	紫色	A液：0.1g/mLNaOH B液：0.01g/mL CuSO4	先加A液后加B液， 不需加热
苏丹Ⅲ染液 苏丹Ⅳ染液	脂肪	橘黄色 红色	苏丹Ⅲ干粉+酒精 苏丹Ⅳ干粉+丙酮+酒精	直接滴加 不需加热
二苯胺 甲基绿	DNA	蓝色 绿色	二苯胺+冰醋酸+浓硫酸 甲基绿粉+蒸馏水	直接滴加，需加热 直接滴加，不需加热

（三）细胞：

1、多种多样的细胞：显微镜的使用方法

2、原核细胞和真核细胞的比较：

比较	原核细胞	真核细胞
细胞核	无成形的细胞核（无核膜——拟核）、 无染色体（只有环状的DNA）	有成形的细胞核（有核膜） 有染色体（DNA与蛋白质）
细胞器	只有一种细胞器——核糖体	有多种细胞器
细胞壁	主要成分是糖类和蛋白质结合而成的化合物	主要是植物细胞，成分是纤维素和果胶
举例	细菌	动物、植物、真菌

3、细胞学说

主要内容：细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成。

          细胞是一个相对独立的单位。

          新细胞可以从老细胞中产生。

意义：揭示细胞统一性与生物体结构的统一性。

（四）细胞的结构

1、细胞膜的结构和功能

⑴．细胞膜的成分：主要是磷脂和蛋白质、少量的糖类。其结构特点：具有一定的流动性。

⑵．细胞膜的功能：将细胞与外界分隔开来，控制物质的进出，进行细胞间的信息交流。

 

2、主要细胞器的结构和功能

⑴．细胞器的分类

名称		结构	功能
双层膜细胞器	线粒体	内膜、基质中含有氧呼吸有关的酶	有氧呼吸的主要场所
	叶绿体	内囊体上有光反应的酶， 基质中有暗反应的酶	光合作用的场所
单层膜细胞器	内质网	由膜构成的管道系统	蛋白质的加工和脂质合成的“车间”
	高尔基体	扁平囊状结构	分泌物的形成、植物细胞壁的形成
	液泡	大型泡状，内含多种成分	储存代谢产物，与渗透作用有关
无膜 细胞器	核糖体	由RNA和蛋白质构成	蛋白质的合成场所
	中心体	两个垂直的中心粒构成	与动物、低等植物细胞有丝分裂有关

⑵．细胞中的生物膜系统

联系：化学成分上具有相似性，结构在一定程度上可以发生直接或间接联系，功能上协调配合。

功能：细胞膜维持细胞内部环境的相对稳定，控制物质运输、能量交换、信息传递。

      生物膜可以为多种酶提供附着位点。

      生物膜将细胞器分隔开，保证多种化学反应同时而高效有序的进行。

3、细胞核的结构和功能

⑴细胞核的功能：

细胞核控制着细胞的代谢和遗传。

⑵．细胞核的结构：

核膜：双层膜，具有核孔，控制某些大分子物质进出（如mRNA）。

染色体与染色质的关系：同种物质（DNA和蛋白质），不同时期的两种形态。

4、细胞结构的完整性：

细胞的各个部分互相紧密联系，协调一致，构成一个有机整体。保持细胞的完整性，是正常完成各项生命活动的基础。

四、典例解析

1、（05•广东）在生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质三种有机物的鉴定实验中，以下操作错误的是（    ）。

A．可溶性还原糖的鉴定，可用酒精灯直接加热产生砖红色沉淀

B．只有脂肪的鉴定需要使用显微镜

C．用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热

D．使用斐林试剂和双缩脲试剂最好是现配现用

[解析]对课本中出现的实验要全面掌握实验原理、方法步骤和材料用具等，特别是对重要的实验步骤和相关的试剂用法要分辨清楚。还原糖和斐林试剂反应要用水浴加热；脂肪的鉴定需要使用显微镜；斐林试剂可以直接使用新制的Cu（OH）₂,但双缩脲试剂一定要先加A液（NaOH），后加B液（CuSO₄）。

答案：A

2、下列叙述中，能高度概括出蛋白质功能的是哪一项（    ）。

A．细胞和生物体的重要结构物质          B．调节细胞和生物体代谢的重要物质

C．生命活动的主要体现者                D．收缩、运动、免疫等功能的物质基础

[解析]本题考查学生综合运用知识解决实际问题的能力。解题时需要结合蛋白质在人体生理活动中的具体作用概括蛋白质的功能。蛋白质的功能是多方面的，题干中四个选项都属于蛋白质的功能，但概括地说，蛋白质是生命活动的主要体现者。

答案：C

3、人的红细胞必须生活在0.9%的NaCl溶液中，若将红细胞置于浓盐水中，红细胞则会失水皱缩，从而失去输送氧气的功能。这一事实说明（    ）。

A．无机盐对维持生物体的新陈代谢有重要作用

B．无机盐对维持细胞的渗透压有重要作用

C．无机盐离子容易进出细胞

D．水分子容易进出细胞

[解析]血液可分为血浆和血细胞，红细胞就生活在血浆中，血浆中无机盐浓度为0.9%，红细胞必须生活在这样的环境中才能维持渗透压平衡，此时红细胞失水吸水平衡。0.9%的Nacl溶液浓度与血浆中无机盐浓度相同，所以红细胞放在这种环境中细胞的渗透压能保持平衡，如果将红细胞放在浓盐水中，红细胞会因失水而皱缩。如果放在清水中，红细胞会因吸水而涨破，造成溶血现象。这一事实说明无机盐对维持细胞的渗透压有重要作用。

答案：B

 

6、（07•江苏）细胞内的各种生物膜在结构上既有明确的分工，又有紧密的联系。结合下面关于溶酶体(一类含多种水解酶、具有单层膜的囊状细胞器)发生过程和“消化”功能的示意图，分析回答下列问题。

 

 (1)b是刚形成的溶酶体，它起源于细胞器a；e是由膜包裹着衰老细胞器d的小泡，而e的膜来源于细胞器c。由图示可判断：a是           ，c是           ，d是           。

(2)f表示b与e正在融合，这种融合过程反映了生物膜在结构上具有                    特点。

(3)细胞器a、b、c、d膜结构的主要成分是                     等。

(4)细胞器膜、             和             等结构，共同构成细胞的生物膜系统。生物膜的研究具有广泛的应用价值，如可以模拟生物膜的                     功能对海水进行淡化处理。

[解析]本题主要考查细胞的生物膜系统在功能上的联系这一重要的概念；重点考查学生的理解能力和解决实际问题的能力。相关知识点分布在《细胞器——系统内的分工合作》中。考生出错的原因在于对生物膜在结构和功能上紧密联系，细胞内各种结构之间的协调配合没有真正理解，不能正确解读图示代表的涵义。

答案：(1)高尔基体    内质网   线粒体   (2)流动性

(3)蛋白质和磷脂   (4)细胞膜   核膜   选择透过

作者：板浦高级中学   李彬   李奋金  王军

 

4、人成熟的红细胞和精子的寿命都很短，这一事实体现了（    ）。

A．环境因素的影响                       B．功能对寿命的影响

C．遗传因素的影响                       D．细胞核与细胞质的相互依存关系

[解析] 细胞核和细胞质具有相互依存和相互制约的关系，细胞质为细胞核提供物质和能量，而细胞核控制着细胞的遗传和代谢，即生物的性状主要是由细胞核控制的。

答案：D

5、（07《名师探究》）

（1）问题提出：植物体没有专门的脂肪组织，但在花生、大豆、蓖麻等植物的种子中富含脂肪。有人提出植物体除种子外，其他部位如根尖细胞中是否也含有脂肪？有同学对此开展课题研究，假设你是其中的一员，请根据课题研究要求，回答有关问题：

（2）探究课题：洋葱的根尖细胞中是否含有脂肪。

（3）实验假设：                                      。

（4）材料用具：新鲜洋葱根尖、苏丹Ⅲ染液，体积分数为50%的乙醇溶液、蒸馏水、           

刀片、培养皿、镊子、滴管等。

（5）方法步骤

①选取新鲜的洋葱根尖并做徒手切片；选取2～3片最薄切片放置在载玻片的中央。

②                                                           

③                                                           

④                                                           

（6）预期结果与相应结论

①                                                           

②                                                           

[解析]本题考察学生进行科学实验设计、操作的能力和实际经验。高考着重能力的考核，实验设计、操作、结果分析和推导都是能力的考核。

实验假设可以是洋葱根尖细胞中含有脂肪，也可以是洋葱根尖细胞中不含有脂肪。由于脂肪颗粒要制成装片后借助显微镜才能看到，因此材料用具中要有载玻片、盖玻片、显微镜等。本实验的方法步骤可以参照教材中脂肪的鉴定实验来进行操作。预期的结果和结论两种情况都要考虑。

答案：（3） 洋葱根尖细胞中含有（或不含有）脂肪，

（4）载玻片、盖玻片、显微镜

（5）②滴加2～3滴苏丹Ⅲ染液，染色3min；用吸水纸吸去染液，再滴加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液，洗去浮色。

③用吸水纸吸去根尖周围的酒精，滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片。

④将装片放在显微镜下先用低倍镜后用高倍镜下观察。

（6）①若在装片中观察到橘黄色的颗粒，则说明洋葱根尖细胞中含有脂肪，

     ②若在装片中观察不到橘黄色的颗粒，则说明洋葱根尖细胞中不含脂肪。

1、有机物