2025屆高考生物一輪總復習第一單元走近細胞和組成細胞的分子第4講細胞中的物質(zhì)在生命活動中的相互關(guān)系教師用書

第4講細胞中的物質(zhì)在生命活動中的相互關(guān)系生命活動是一個困難的、多種物質(zhì)綜合發(fā)揮協(xié)調(diào)作用的過程。各種物質(zhì)在生命活動中既有協(xié)調(diào)協(xié)作、消耗轉(zhuǎn)化，又有相互影響、彼此制約。高考命題對這類問題考查頻次較高，命題多從結(jié)構(gòu)與功能觀角度以細胞的某種物質(zhì)為紐帶，借助新情境材料、結(jié)合細胞代謝、基因的表達、個體穩(wěn)態(tài)等學問綜合考查。對學生的綜合思維、創(chuàng)新應用實力提出了較高要求。1．(2024·湖北高考)水是生命的源泉，節(jié)約用水是每個人應盡的責任，下列有關(guān)水在生命活動中作用的敘述，錯誤的是()A．水是酶促反應的環(huán)境B．參加血液中緩沖體系的形成C．可作為維生素D等物質(zhì)的溶劑D．可作為反應物參加生物氧化過程解析：選C自由水是化學反應的介質(zhì)，故水是酶促反應的環(huán)境，A正確；血液中的緩沖對是由離子組成的，離子溶解在水中才能形成緩沖體系，B正確；維生素D屬于脂質(zhì)，脂質(zhì)通常不溶于水，C錯誤；自由水能參加化學反應，故水可作為反應物參加生物氧化過程，D正確。2．(2024·河北高考改編)高鹽飲食后一段時間內(nèi)，雖然通過調(diào)整飲水和泌尿可以使細胞外液滲透壓回來Na＋攝入前的水平，但機體照舊處于正鈉平衡(總Na＋攝入多于排泄)狀態(tài)。下列敘述錯誤的是()A．細胞外液滲透壓主要來源于Na＋和Cl－B．細胞外液滲透壓回來與主動飲水、抗利尿激素分泌增加有關(guān)C．細胞內(nèi)液不參加細胞外液滲透壓的調(diào)整D．細胞外液滲透壓回來但機體處于正鈉平衡時，細胞外液總量和體液總量均增多解析：選C細胞外液滲透壓的90%以上來源于Na＋和Cl－，A正確；高鹽飲食后一段時間內(nèi)，細胞外液滲透壓會上升，機體通過主動飲水和抗利尿激素分泌量的增加降低細胞外液滲透壓，從而使細胞外液滲透壓回來Na＋攝入前的水平，B正確；細胞內(nèi)液可以與細胞外液相互交換成分，因此，細胞內(nèi)液參加細胞外液滲透壓的調(diào)整，C錯誤；細胞外液滲透壓回來但機體處于正鈉平衡時，通過調(diào)整飲水和泌尿可以使細胞外液滲透壓回來Na＋攝入前的水平，飲水和抗利尿激素分泌量增加可以使細胞外液總量增多，體液由細胞外液和細胞內(nèi)液組成，故體液的總量也會增多，D正確。3．(2024·河北高考)為探究水和氮對光合作用的影響，探討者將一批長勢相同的玉米植株隨機均分成三組，在限制水肥的條件下做如下處理：(1)比照組；(2)施氮組，補充尿素(12g·m－2)；(3)水＋氮組，補充尿素(12g·m－2)，同時補水。檢測相關(guān)生理指標，結(jié)果見下表。生理指標比照組施氮組水＋氮組自由水/結(jié)合水6.26.87.8氣孔導度/(mmol·m－2.s－1)8565196葉綠素含量/(mg·g－1)9.811.812.6RuBP羧化酶活性/(μmol·h－1·g－1)316640716光合速率/(μmol·m－2·s－1)6.58.511.4注：氣孔導度反映氣孔開放的程度?；卮鹣铝袉栴}：(1)植物細胞中自由水的生理作用包括________________________________________等(寫出兩點即可)。補充水分可以促進玉米根系對氮的______________，提高植株氮供應水平。(2)參加光合作用的很多分子都含有氮。氮與______離子參加組成的環(huán)式結(jié)構(gòu)使葉綠素能夠汲取光能，用于驅(qū)動____________兩種物質(zhì)的合成以及________的分解；RuBP羧化酶將CO2轉(zhuǎn)變?yōu)轸然拥絖_____分子上，反應形成的產(chǎn)物被還原為糖類。(3)施氮同時補充水分增加了光合速率，這須要足量的CO2供應。據(jù)試驗結(jié)果分析，葉肉細胞CO2供應量增加的緣由是______________________________________________________________________________________________________________________。解析：(2)參加光合作用的很多分子都含有氮，葉綠素的元素組成有C、H、O、N、Mg，其中氮與鎂離子參加組成的環(huán)式結(jié)構(gòu)使葉綠素能夠汲取光能，用于光反應，在反應過程中，水光解產(chǎn)生NADPH和O2，同時將光能轉(zhuǎn)變成化學能儲存在ATP和NADPH中，其中ATP和NADPH兩種物質(zhì)含有氮元素；暗反應包括CO2的固定和C3的還原兩個過程，其中RuBP羧化酶將CO2轉(zhuǎn)變?yōu)轸然拥紺5(RuBP)分子上，反應形成的C3被還原為糖類。(3)分析表格數(shù)據(jù)可知，施氮同時補充水分使氣孔導度增加，CO2汲取量增多，同時RuBP羧化酶活性增大，使葉肉細胞固定CO2的效率增大，植物有足量的CO2供應，從而增加了光合速率。答案：(1)細胞內(nèi)的良好溶劑，能夠參加細胞內(nèi)的很多生化反應，能為細胞供應液體環(huán)境，還能運輸養(yǎng)分物質(zhì)和代謝廢物主動汲取(2)鎂ATP和NADPH水C5(或RuBP)(3)氣孔導度增加，CO2汲取量增多，同時RuBP羧化酶活性增大，使葉肉細胞固定CO2的效率增大知能集成(一)水、無機鹽與細胞代謝及穩(wěn)態(tài)調(diào)整eq\a\vs4\al()整合學問·形成系統(tǒng)思維1．水與細胞代謝2．水和無機鹽與穩(wěn)態(tài)的調(diào)整(1)人體水平衡調(diào)整。(2)無機鹽及其在穩(wěn)態(tài)中的作用。綜合訓練·強化遷移應用題組一水、無機鹽與細胞代謝1.下列對圖中曲線Ⅰ、Ⅱ的敘述，正確的是()A．在種子成熟過程中，Ⅱ可表示自由水含量改變，Ⅰ表示干重改變B．在人體生命活動中，假如Ⅱ表示紅細胞運氧量，那么Ⅰ可表示細胞內(nèi)某種含鐵元素的大分子化合物的改變C．對越冬植物來說，Ⅰ表示越冬前細胞液濃度改變，Ⅱ可表示抗凍實力改變D．假如Ⅱ表示植物細胞內(nèi)結(jié)合水含量的改變，Ⅰ就可表示該生物抗逆性強度的改變解析：選A在種子成熟過程中，自由水削減，干重增加，故Ⅱ可表示自由水含量改變，Ⅰ表示干重改變，A正確；在人體生命活動中，假如Ⅱ表示紅細胞運氧量，那么Ⅰ不行表示紅細胞內(nèi)含鐵元素的大分子化合物——血紅蛋白的改變，B錯誤；對越冬植物來說，細胞液濃度增加，抗凍實力增加，C錯誤；植物細胞內(nèi)結(jié)合水含量越低，其抗逆性越弱，D錯誤。2．氮肥是指以氮為主要成分，可為植物供應氮素養(yǎng)分的肥料。下列相關(guān)敘述正確的是()A．施用氮肥的目的是給植物的生長供應物質(zhì)和能量B．根細胞汲取的氮可用于合成蛋白質(zhì)和淀粉等物質(zhì)C．氮肥施用過多可能會使植物根細胞失水，導致植株萎蔫D．土壤缺氧時，植物根細胞不能主動汲取含氮的無機鹽答案：C題組二水、無機鹽與穩(wěn)態(tài)調(diào)整3．水、無機鹽等對于維持人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)具有重要作用。下列敘述錯誤的是()A．嘔吐、腹瀉的病人，需剛好補充葡萄糖鹽水B．過量飲水導致細胞內(nèi)液滲透壓上升，需脫水治療C．缺鈣引起的肌肉抽搐，可通過增加戶外活動、合理膳食得到改善D．鐵攝入不足可導致血紅蛋白合成削減而發(fā)生貧血，需適量補鐵解析：選B過量飲水會導致細胞吸水，引起細胞內(nèi)液滲透壓降低，B錯誤。4．下列有關(guān)人體內(nèi)水和無機鹽的敘述，正確的是()A．當人體飲水不足時，下丘腦分泌的抗利尿激素削減B．急性腸炎患者脫水時，常見的治療方法是剛好注射葡萄糖水C．組成細胞外液的無機鹽中，K＋和Cl－的含量占明顯優(yōu)勢D．血漿的pH維持相對穩(wěn)定與HCOeq\o\al(－,3)、H2CO3等物質(zhì)有關(guān)解析：選D當人體飲水不足時，下丘腦分泌的抗利尿激素將增多，A錯誤；急性腸炎患者脫水時會丟失大量的水分和無機鹽，所以須要剛好補充水分，同時也須要補充體內(nèi)丟失的無機鹽，輸入葡萄糖鹽水是常見的治療方法，B錯誤；組成細胞外液的無機鹽中，Na＋和Cl－的含量占明顯優(yōu)勢，C錯誤；血漿的pH之所以能維持相對穩(wěn)定，與它含有HCOeq\o\al(－,3)、H2CO3等物質(zhì)有關(guān)，D正確。知能集成(二)模型法分析蛋白質(zhì)與核酸的相互關(guān)系eq\a\vs4\al()整合學問·形成系統(tǒng)思維1．蛋白質(zhì)與核酸的關(guān)系模型及解讀①圖1中由A、B、C三種大分子之間的關(guān)系可推斷A為DNA、B為RNA、C為蛋白質(zhì)，甲是DNA復制、乙是轉(zhuǎn)錄、丙是翻譯；單體a、b、c分別為脫氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸；元素X為N、P，Y為N②染色體的主要成分是DNA和蛋白質(zhì)，核糖體的主要成分是RNA和蛋白質(zhì)，因此圖2中甲、乙、丙分別是DNA、RNA和蛋白質(zhì)，a是核苷酸，b是氨基酸2．有關(guān)蛋白質(zhì)與核酸關(guān)系的兩個鏈接(1)與基因表達的鏈接。①分析此類問題要借助基因表達中遺傳信息的流淌，明確DNA、RNA和蛋白質(zhì)的關(guān)系：②解答此類問題要明確蛋白質(zhì)和核酸的元素組成，此外還要明確染色體、核糖體及常見病毒的化學組成：染色體→蛋白質(zhì)＋DNA→C、H、O、N、P核糖體→蛋白質(zhì)＋RNA→C、H、O、N、PT2噬菌體→蛋白質(zhì)＋DNA→C、H、O、N、P等eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(煙草花葉病毒,艾滋病病毒,禽流感病毒))→蛋白質(zhì)＋RNA→C、H、O、N、P等(2)與細胞分化的鏈接。由于基因的選擇性表達，同一個體的不同體細胞中核DNA相同，mRNA和蛋白質(zhì)不完全相同，tRNA基本相同。3．歸納生物體中的核酸—蛋白質(zhì)復合體eq\a\vs4\al()綜合訓練·強化遷移應用1.如圖中甲、乙、丙表示生物大分子，①②③表示生理過程。下列分析錯誤的是()A．a(chǎn)、b、c共有的元素為C、H、O、NB．a(chǎn)與b的區(qū)分只是含有的五碳糖不同C．通過②③過程核酸限制蛋白質(zhì)的合成D．同一生物不同細胞中的丙有差異解析：選B分析題圖可知，甲代表DNA，乙代表RNA，丙代表蛋白質(zhì)，①代表DNA的復制，②代表轉(zhuǎn)錄，③代表翻譯。單體a是脫氧核苷酸，單體b是核糖核苷酸，單體c是氨基酸。a與b的區(qū)分除了五碳糖不同外，堿基種類上也有差別，B錯誤。2．下圖表示中心法則，下列有關(guān)敘述正確的是()A．過程①～⑦都會在人體的遺傳信息傳遞時發(fā)生B．人體細胞內(nèi)的過程③主要發(fā)生在細胞核中，產(chǎn)物都是mRNAC．過程③存在A—U、C—G、T—A三種堿基配對方式D．過程⑤有半保留復制的特點，過程⑥發(fā)生在核糖體上解析：選C在正常人體細胞中不會發(fā)生⑦逆轉(zhuǎn)錄、⑤RNA復制過程，A錯誤；人體細胞內(nèi)的過程③為轉(zhuǎn)錄，主要發(fā)生在細胞核中，產(chǎn)物有mRNA、rRNA和tRNA，B錯誤；過程③為轉(zhuǎn)錄，即DNA轉(zhuǎn)錄為RNA，存在A—U、C—G、T—A三種堿基配對方式，C正確；由于RNA一般為單鏈，過程⑤RNA的復制沒有半保留復制的特點，DNA的復制有半保留復制的特點，過程⑥翻譯發(fā)生在核糖體上，D錯誤。知能集成(三)種子形成和萌發(fā)時物質(zhì)的改變eq\a\vs4\al()整合學問·形成系統(tǒng)思維1．種子與水2．種子與有機物及檢測3．種子萌發(fā)時吸水和呼吸方式的改變曲線分析4．種子與相關(guān)植物激素種子休眠脫落酸比例上升→代謝減慢種子萌發(fā)赤霉素、細胞分裂素比例上升→代謝增加eq\a\vs4\al()綜合訓練·強化遷移應用1．下圖甲和圖乙分別表示油菜種子在發(fā)育和萌發(fā)過程中糖類和脂肪的改變曲線。下列分析正確的是()A．種子形成時，脂肪水解酶的活性很高B．種子萌發(fā)時，脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄蕴牵f明可溶性糖是種子生命活動的干脆供能物質(zhì)C．質(zhì)量相等的可溶性糖和脂肪，所儲存的能量脂肪多于糖D．種子發(fā)育過程中，由于可溶性糖更多地轉(zhuǎn)變?yōu)橹?，種子須要的氮元素增加解析：選C種子形成過程中，可溶性糖漸漸轉(zhuǎn)化為脂肪，脂肪水解酶的活性較低，A錯誤；種子萌發(fā)時，脂肪轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄蕴?，種子生命活動的干脆供能物質(zhì)是ATP，B錯誤；種子發(fā)育過程中，可溶性糖更多地轉(zhuǎn)變?yōu)橹?，脂肪的組成元素是C、H、O，故不會導致種子須要的氮元素增加，D錯誤。2．如圖1表示某油料植物的種子成熟過程中脂肪、淀粉和可溶性糖含量的改變，將種子置于溫度、水分(蒸餾水)、通氣等條件相宜的黑暗環(huán)境中培育，定期檢測萌發(fā)種子(含幼苗)的干重，結(jié)果如圖2所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)據(jù)圖1可知，種子成熟過程中有機物的主要改變是____________________________________。(2)為了視察種子中的脂肪，常用______染液對種子胚乳切片染色，然后在顯微鏡下視察，可見______色的脂肪顆粒。(3)圖2中在7天之前，導致萌發(fā)種子初期干重增加的主要元素是________(填“C”“N”或“O”)。7～10天干重下降的緣由是______________________________________________。第11天后，假如要使萌發(fā)種子(含幼苗)的干重增加，必需供應的條件是________和__________________。解析：(3)在種子萌發(fā)前一段時間干重增加，最可能的緣由是脂肪轉(zhuǎn)化為糖類。由于脂肪與糖類相比，其碳、氫比例高，當脂肪轉(zhuǎn)化為糖類時，氧元素增加。第7～10天種子只進行細胞呼吸，不進行光合作用，有機物漸漸削減；第11天后，種子干重的增加只能來源于光合作用。由于種子處于黑暗環(huán)境，并且供應的是蒸餾水，因此欲完成光合作用必需供應的條件是光照和所需的礦質(zhì)元素。答案：(1)可溶性糖和淀粉不斷轉(zhuǎn)化為脂肪儲存起來(2)蘇丹Ⅲ橘黃(3)O該階段種子只進行細胞呼吸，不進行光合作用，有機物漸漸削減光照所需的礦質(zhì)元素[課時驗收評價]1．下列關(guān)于細胞內(nèi)水和無機鹽的敘述，正確的是()A．細胞中的結(jié)合水既可以結(jié)合和溶解無機鹽，也可以運輸無機鹽B．細胞中大多數(shù)無機鹽以化合物的形式存在，少數(shù)以離子的形式存在C．銅是人體生命活動必需的大量元素，但積累過多會對人體造成危害D．細胞通過細胞膜限制水分和無機鹽的進出，以維持細胞正常的滲透壓解析：選D細胞中自由水能自由流淌，能溶解、運輸養(yǎng)分物質(zhì)和代謝廢物，包括無機鹽，并參加生化反應，A錯誤；細胞中無機鹽大多數(shù)以離子的形式存在，少數(shù)以化合物的形式存在，B錯誤；銅是人體生命活動必需的微量元素，積累過多會對人體造成危害，C錯誤；細胞膜具有限制物質(zhì)進出的功能，細胞通過細胞膜限制水分和無機鹽的進出，以維持細胞的滲透壓，D正確。2．異色瓢蟲是一種對人類有益的變溫動物，越冬期間其體內(nèi)甘油、葡萄糖的含量會增多。下列有關(guān)異色瓢蟲在越冬期間的推斷，錯誤的是()A．體內(nèi)甘油、葡萄糖含量增多，可防止凍傷，有利于抗寒B．因氣溫較低，異色瓢蟲有氧呼吸增加，消耗的葡萄糖和氧氣增多C．體內(nèi)自由水與結(jié)合水的比值會下降，相關(guān)酶活性會改變D．細胞膜的結(jié)構(gòu)特點和功能特性都會不同程度地減弱解析：選B由題意可知，異色瓢蟲是一種變溫動物，氣溫降低，異色瓢蟲有氧呼吸相關(guān)酶的活性降低，呼吸強度會減弱，B錯誤。3．下圖甲、乙、丙、丁代表細胞中的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)，下列分析中錯誤的是()A．C、H、O、N、P屬于組成細胞的大量元素B．甲物質(zhì)中含有氫鍵，丙物質(zhì)中含有特別的化學鍵C．乙、丁結(jié)構(gòu)中由C、H、O、N、P組成的化合物種類相同D．甲、乙、丙三種物質(zhì)或結(jié)構(gòu)參加了丁結(jié)構(gòu)中酶的合成解析：選C乙為核糖體，含有蛋白質(zhì)和rRNA，其中由C、H、O、N、P組成的化合物是rRNA，丁為葉綠體的類囊體薄膜，含有磷脂和蛋白質(zhì)，其中由C、H、O、N、P組成的化合物為磷脂，C錯誤。4．細胞中存在核酸—蛋白質(zhì)復合物、糖—蛋白質(zhì)復合物等?？茖W家運用冷凍電鏡可以探討生物大分子復合物的功能。下列敘述不合理的是()A．同一種核酸—蛋白質(zhì)復合物的存在形態(tài)肯定相同B．真核細胞的細胞質(zhì)中存在多種核酸—蛋白質(zhì)復合物C．細胞毒性T細胞和靶細胞特異性識別與細胞膜上的糖—蛋白質(zhì)復合物有關(guān)D．若冷凍電鏡視察到某核酸—蛋白質(zhì)復合物參加翻譯，則該復合物是核糖體解析：選A染色體的主要組成成分是DNA和蛋白質(zhì)，染色體和染色質(zhì)是同一種物質(zhì)在不同時期的兩種不同存在形式，A不合理；真核細胞的細胞質(zhì)中存在核糖體等多種核酸—蛋白質(zhì)復合物，B合理；細胞膜上的糖蛋白與細胞的特異性識別親密相關(guān)，C合理；翻譯時須要mRNA作模板，tRNA作運載工具，在核糖體上合成蛋白質(zhì)，所以該復合物是核糖體，D合理。5．生物體內(nèi)某些重要化合物的元素組成和功能關(guān)系如圖所示。其中X、Y代表元素，a、b、c是組成A、B、C三種生物大分子的單體，這三種單體的結(jié)構(gòu)可用d或e表示。據(jù)圖分析下列敘述正確的是()A．人體細胞中單體a、b的結(jié)構(gòu)可用d表示，人體中d的種類有4種B．大腸桿菌細胞內(nèi)單體c的結(jié)構(gòu)可用e表示，e的種