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考点 04 细胞中的无机物、糖类和脂质
（核心考点讲与练）
一．细胞中的水
1．水的含量
(1)在活细胞中含量最多的化合物是水。
(2)生物种类不同含水量不同，一般为60%～95%，水母的含水量达到97%。
2．水的特点
(1)水是极性分子，因此水是良好的溶剂。
(2)水分子具有氢键，易于断裂和形成，使水具有流动性和较高的比热容。
3．水的存在形式及作用
形式 自由水 结合水
细胞中绝大部分的水以游离的形式存在，
概念 与细胞内的其他物质相结合的水
可以自由流动
①细胞内的良好溶剂；
②参与生物化学反应；
功能 是细胞结构的重要组成部分
③为细胞提供液体环境；
④运送营养物质和代谢废物
4．水的含量与细胞代谢和抗逆性的关系
正常情况下，细胞内自由水所占的比例越大，细胞的代谢就越旺盛；而结合水越多，细胞
抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。二.组细胞中的无机盐
1．存在形式和含量
2．无机盐的生理功能
生理功能 举例
①Mg是构成叶绿素的元素；
②Fe是构成血红素的元素；
组成某些复杂化合物
③P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞必不可少
的许多化合物的成分
①Na＋缺乏会引发肌肉酸痛、无力等；
维持细胞和生物体的生
命活动
②哺乳动物血液中Ca2＋的含量太低，会出现抽搐等症状
①渗透压的平衡；
维持生物体内的平衡
②酸碱平衡
三．细胞中的糖类
1．元素组成和功能
(1)元素组成：一般由C、H、O构成。
(2)功能：细胞中主要的能源物质。
2．分类
(1)单糖
①含义：不能水解的糖类。
②种类：葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等，其中葡萄糖是细胞生命活动所需要
的主要能源物质。
(2)二糖
①含义：由两分子单糖脱水缩合形成的糖。②种类：蔗糖在糖料作物甘蔗和甜菜里含量丰富；麦芽糖在发芽的小麦等谷粒中含量丰富
乳糖在人和动物乳汁中含量丰富。
(3)多糖
种类 淀粉 糖原 纤维素 几丁质(壳多糖)
基本单位 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 －
甲壳类动物和昆
植物体内的储能 人和动物细胞的储能 构成植物细胞细
作用 虫的外骨骼的重
物质 物质 胞壁的主要成分
要组成成分
粮食作物的种子
植物的茎秆和枝 广泛存在于甲壳
中，植物变态的 主要分布在人和动物
分布 叶及所有植物细 类动物和昆虫的
茎或根及一些植 的肝脏和肌肉中
胞的细胞壁 外骨骼中
物的果实中
3.糖类相关总结
(1)①生物体的主要能源物质——糖类。
②细胞生命活动所需要的主要能源物质——葡萄糖。
③最常见的单糖——葡萄糖。
④生物体内绝大多数糖类的存在形式——多糖。
⑤最常见的多糖——淀粉等。
(2)关于糖类物质的三个误区
①不是所有的糖都有甜味，如纤维素没有甜味。
②不是所有的糖都能和斐林试剂反应，蔗糖、淀粉等非还原糖都不能。
③不是所有的糖都是能源物质，如核糖、脱氧核糖、纤维素。
四.细胞中的脂质
1．元素组成：主要是C、H、O，有些还含有N、P。相对于糖类，脂质分子中氧含量低，氢
含量高。
2．性质：脂质通常不溶于水，而溶于脂溶性有机溶剂。
3．分类和功能分类 组成 生理功能
①细胞内良好的储能物质；
三分子脂肪酸、
脂肪(三酰甘油) ②很好的绝热体，有隔热、保温作用；
一分子甘油
③具有缓冲和减压作用，可以保护内脏器官
甘油、磷酸及其
磷脂 构成细胞膜和多种细胞器膜的重要成分
他衍生物
①构成动物细胞膜的重要成分；
胆固醇
②参与血液中脂质的运输
固醇
促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞
性激素
的形成
维生素D 能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收
4.糖类和脂质的相互转化
糖类和脂肪之间的转化程度是有明显差异的。糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为
脂肪；而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍，引起供能不足时，才会分解供能，而且不能大
量转化为糖类。
组成细胞的元素和化合物
1．下表是玉米和人体细胞的部分元素及含量(干重，质量分数)，下列有关说法正确的是()
元素 O H N K Ca P Mg S
玉米 44.43 6.24 1.46 0.92 0.23 0.20 0.18 0.17
人 14.62 7.46 9.33 1.09 4.67 3.11 0.16 0.78
A.P、Mg、S等元素在玉米细胞中含量很少，属于微量元素
B．表中玉米细胞比人体细胞中含有的O元素较多是因为玉米细胞中含水更多
C．表格中在细胞内含量多的元素比含量少的元素更重要
D．玉米细胞和人体细胞中N元素含量不同，可能与细胞中蛋白质的含量不同有关
【答案】 D
【解析】 P、Mg、S元素均为大量元素，A错误；表格元素含量是干重，干重情况下，由
于玉米细胞内纤维素和淀粉等糖类物质较多，故细胞中O元素比例较高，即O多不是因为
含水多，B错误；含量多和含量少都是生物的必需元素，不应依据含量的多少来区别重要
与否，C错误；细胞中蛋白质含有N元素，而蛋白质在细胞中含量相对较多时，N元素的含
量就相对较多，D正确。
水和无机盐的功能
2．下列有关生物体内水的叙述，不正确的是( )
A．越冬植物体内自由水与结合水的比值下降
B．细胞中自由水含量降低是细胞衰老的特征之一
C．细胞内的许多反应需要水作为反应物
D．水是活细胞中含量最多的化合物，并能维持细胞渗透压
【答案】 D
【解析】 水是活细胞中含量最多的无机化合物，但不能维持细胞的渗透压，D错误。
3．无机盐是动物体不可缺少的营养物质，下列叙述错误的是( )
A．无机盐是构成细胞内某些重要化合物的组成成分，如Fe2＋参与血浆蛋白的组成B．人体内环境稳态的维持离不开Na＋、Cl－、HCO和HPO等无机盐离子的参与
C．食物中缺碘可能会导致地方性甲状腺肿，因此应适量食用加碘食物
D．神经细胞内、外的Na＋和K＋浓度的稳定有利于维持其正常的兴奋性
【答案】 A
【解析】 Fe2＋参与血红蛋白的组成，A错误。
无机盐生理功能的验证方法
4.设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐，某同学的构思大致如下：本实验中
采用甲组、乙组之间的空白对照；以及乙组中实验前(无X)与实验后(有X)之间的自身对照。
下列叙述正确的是( )
A．对照组是甲组、乙组实验后
B．控制此实验的无关变量只需选一些相同的植物
C．此实验如果是无土栽培，则实验前营养液要灭菌
D．为防止外界影响，此实验需在黑暗密闭条件下进行
【答案】 C
【解析】 该实验中对照组是甲组、乙组实验前，A项错误；此实验的无关变量有植物的
种类、生长状况和培养条件等，B项错误；由于培养的是植物，故此实验需在光照条件下进行，D项错误。
辨析糖类、脂质的种类与功能
5.用葡萄糖培养液培养脂肪细胞时，即使没有向培养液中添加脂肪，新形成的脂肪细胞中
也会出现油滴。下列相关叙述正确的是( )
A．葡萄糖在培养液中转化为脂肪后进入脂肪细胞
B．葡萄糖转化为脂肪后，其元素的种类会发生改变
C．等质量的脂肪和糖类氧化分解时，脂肪释放的能量更多
D．葡萄糖转化为脂肪时会伴随着ATP的合成
【答案】 C
【解析】 葡萄糖进入脂肪细胞之后转化为脂肪，A错误；葡萄糖和脂肪的组成元素都是
C、H、O，B错误；与糖类相比，脂肪中含有的H较多，氧化分解时消耗的氧气较多，释放
的能量多，C正确；葡萄糖转化为脂肪时会伴随着ATP的消耗，D错误。
1．（2021·海南·高考真题）下列关于纤维素的叙述正确的是（ ）
A．是植物和蓝藻细胞壁的主要成分
B．易溶于水，在人体内可被消化
C．与淀粉一样都属于多糖，二者的基本组成单位不同
D．水解的产物与斐林试剂反应产生砖红色沉淀
【答案】D【解析】蓝藻细胞壁的主要成分是肽聚糖，A错误；纤维素不易溶于水，也不能被人体消
化吸收，只能促进人体肠道的蠕动，B错误；纤维素和淀粉均属于多糖，二者的基本组成
单位相同，都是葡萄糖，C错误；纤维素的水解产物为还原糖，可与斐林试剂反应产生砖
红色沉淀，D正确。
2．（2021·北京·高考真题）在有或无机械助力两种情形下，从事家务劳动和日常运动时
人体平均能量消耗如图。对图中结果叙述错误的是（ ）
A．走路上学比手洗衣服在单位时间内耗能更多
B．葡萄糖是图中各种活动的重要能量来源
C．爬楼梯时消耗的能量不是全部用于肌肉收缩
D．借助机械减少人体能量消耗就能缓解温室效应
【答案】D
【解析】由图可知，走路上学比手洗衣服在单位时间内耗能更多，A正确；葡萄糖是细胞
生命活动所需要的主要能源物质，常被形容为“生命的燃料”，B正确；爬楼梯时消耗的
能量不是全部用于肌肉收缩，部分会转化为热能，C正确；有机械助力时人确实比无机械
助力消耗的能量少，但机械助力会消耗更多的能量，不利于缓解温室效应，D错误。
3．（2021·全国·高考真题）已知①酶、②抗体、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是
人体内有重要作用的物质。下列说法正确的是（ ）
A．①②③都是由氨基酸通过肽键连接而成的
B．③④⑤都是生物大分子，都以碳链为骨架C．①②⑥都是由含氮的单体连接成的多聚体
D．④⑤⑥都是人体细胞内的主要能源物质
【答案】C
【解析】酶的化学本质是蛋白质或RNA，抗体的化学本质是蛋白质，激素的化学本质是有
机物，如蛋白质、氨基酸的衍生物、脂质等，只有蛋白质才是由氨基酸通过肽键连接而成
的，A错误；糖原是生物大分子，脂肪不是生物大分子，且激素不一定是大分子物质，如
甲状腺激素是含碘的氨基酸，B错误；酶的化学本质是蛋白质或RNA，抗体的化学成分是蛋
白质，蛋白质是由氨基酸连接而成的多聚体，核酸是由核苷酸连接而成的多聚体，氨基酸
和核苷酸都含有氮元素，C正确；人体主要的能源物质是糖类，核酸是生物的遗传物质，
脂肪是机体主要的储能物质，D错误。
4．（2021·湖北·高考真题）采摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触发
生氧化反应，逐渐褐变。密封条件下4℃冷藏能延长梨的贮藏期。下列叙述错误的是（
）
A．常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，不耐贮藏
B．密封条件下，梨呼吸作用导致O 减少，CO 增多，利于保鲜
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C．冷藏时，梨细胞的自由水增多，导致各种代谢活动减缓
D．低温抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐变减缓
【答案】C
【解析】常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，细胞消耗的有机物增多，
不耐贮藏，A正确；密封条件下，梨呼吸作用导致O 减少，CO 增多，抑制呼吸，有氧呼吸
2 2
减弱，消耗的有机物减少，故利于保鲜，B正确；细胞中自由水的含量越多，则细胞代谢
越旺盛，C错误；酶活性的发挥需要适宜的温度等条件，结合题意“果肉中的酚氧化酶与
底物接触发生氧化反应，逐渐褐变，密封条件下4℃冷藏能延长梨的贮藏期”可知，低温
抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐变减缓，D正确。
5．（2021·全国·高考真题）植物在生长发育过程中，需要不断从环境中吸收水。下列有
关植物体内水的叙述，错误的是（ ）
A．根系吸收的水有利于植物保持固有姿态
B．结合水是植物细胞结构的重要组成成分C．细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水
D．自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动
【答案】C
【解析】水是植物细胞液的主要成分，细胞液主要存在于液泡中，充盈的液泡使植物细胞
保持坚挺，故根系吸收的水有利于植物保持固有姿态，A正确；结合水与细胞内其他物质
相结合，是植物细胞结构的重要组成成分，B正确；细胞的有氧呼吸第二阶段消耗水，第
三阶段产生水，C错误；自由水参与细胞代谢活动，故自由水和结合水比值的改变会影响
细胞的代谢活动，自由水与结合水比值越高，细胞代谢越旺盛，反之亦然，D正确。
1．细胞是多种元素和化合物构成的生命系统，下列相关叙述错误的是（ ）
A．淀粉、纤维素和糖原都属于多糖，彻底水解后的产物都是葡萄糖
B．肽链之间可以通过化学键结合在一起形成更复杂的空间结构
C．活细胞中化合物的含量和比例处于不断变化之中
D．组成细胞的元素大多以离子形式存在
【答案】D
【解析】淀粉、纤维素和糖原都是葡萄糖为单体构成的多糖，A正确；肽链之间可以通过
化学键结合在一起盘曲折叠，如肽链间的二硫键等，形成蛋白质的空间结构，B正确；代
谢与化合物的含量和比例有关，活细胞代谢时刻发生改变，其化合物的含量和比例处于不
断变化之中，C正确；组成细胞的无机盐大多以离子形式存在，组成细胞的元素大多数以
化合物的形式存在，细胞中的许多元素，如C、H、O、N、P，以核酸、蛋白质、多糖等生
物大分子(化合物)的形式存在的，D错误。
2．关于细胞中化合物的叙述,下列说法错误的是（ ）
A．细胞中的糖类可以和蛋白质、脂质结合
B．蛋白质与物质代谢、能量转换、内环境稳态的维持均有关系
C．蛋白质、磷脂、ATP是所有细胞都含有的化合物D．细胞中的多糖、二糖常被形容为“生命的燃料”
【答案】D
【解析】细胞中的糖类可以和蛋白质结合成糖蛋白，糖类和脂质结合生成糖脂，A正确；
蛋白质是生命活动的承担者，与物质代谢、能量转换和内环境稳态的维持有关系，B正确；
细胞含有细胞膜，所以都含有蛋白质和磷脂，而生命活动的直接能源物质是ATP，所以细
胞中都有蛋白质、磷脂、ATP，C正确；葡萄糖是生命活动所需的主要能源物质，常被形容
为“生命的燃料”，D错误。
3．“结构总是与功能相适应”是生物学的基本观点，下列有关此观点的说法错误的是（
）
A．细胞膜功能的复杂程度主要与膜上的蛋白质的种类和数量有关
B．细胞产生的激素与靶细胞上相应受体结合可实现细胞间接信息传递
C．磷脂分子在细胞膜中呈双层排列与磷脂分子的结构有关
D．淀粉、糖原和纤维素的功能不同，是因为组成它们的单体不同
【答案】D
【解析】细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，膜蛋白结构多样，功能多样，因此细胞膜功
能的复杂程度主要与膜上的蛋白质的种类和数量有关，A正确；激素是细胞产生的具有调
节作用的物质，细胞产生的激素与靶细胞上相应受体结合可实现细胞间接信息传递，B正
确；磷脂分子在细胞膜中呈双层排列与磷脂分子的结构有关，亲水性头部排列在外层，亲
脂性尾部排列在内部，C正确；淀粉、糖原和纤维素的功能不同，是因为它们的空间结构
不同，而组成它们的单体都是葡萄糖，D错误。
4．下列关于糖类和脂质的叙述中，不正确的是（ ）
A．脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应形成的酯
B．糖类供应充足时会大量转化为脂肪，必要时脂肪也可以大量转化为糖类
C．糖类可以调节某些激素的分泌
D．脂质具有构成生物膜、调节代谢和储存能量等生理功能
【答案】B
【解析】脂肪又叫甘油三酯，是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应形成的酯，A正确；糖类在能量供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪；而脂肪一般只在糖类代谢发生障碍，
引起供能不足时，才会分解供能，而且不能大量转化为糖类，B错误；糖类可以调节某些
激素的分泌，如血糖浓度变化会引起胰岛素和胰高血糖素的分泌发生变化，C正确；脂质
中的磷脂是构成生物膜的重要成分、脂质中的性激素可调节代谢，脂质中的脂肪是良好的
储存能量的物质，D正确。
5．脂肪水解后经氧化作用可转化为糖类。最新研究发现，脂肪组织的快速生长会导致O
2
供应不足，进而引起脂肪细胞的堆积。下列关于脂肪的叙述，正确的是（
）
A．脂肪含有的元素种类与糖类的相同，主要是C、H、O三种元素
B．脂肪被氧化分解供能的前提是先分解为甘油、脂肪酸和胆固醇
C．脂肪在转化为糖类的过程中干重会增加的原因主要是氧元素的增加
D．用苏丹Ⅲ染液鉴定脂肪时，只能在切片的组织细胞内看到橘黄色颗粒
【答案】C
【解析】脂肪含有的元素种类与糖类的相同，都是只含有C、H、O三种元素，A错误；脂
肪被氧化分解供能的前提是先分解为甘油、脂肪酸，脂肪的基本组成单位是甘油和脂肪酸，
B错误；脂肪在转化为糖类的过程中首先需要水解成小分子才能实现转化，因此表现为干
重会增加，因此该过程中干重增加的原因主要脂肪水解过程中消耗水，而水的质量主要由
氧元素组成，因此脂肪在转化为糖类的过程中干重会增加的主要原因是氧元素增加，C正
确；用苏丹Ⅲ染液鉴定脂肪时，不只在切片的组织细胞内看到橘黄色颗粒，由于切片过程
中细胞受损，因此在细胞外也能看到脂肪颗粒，D错误。
6．下列关于生物体内水的叙述，错误的是（ ）
A．动物体内的水参与营养物质和代谢终产物的运输
B．结合水与细胞中的蛋白质、多糖相结合，失去流动性和溶解性
C．与正常细胞相比，癌变细胞的结合水含量较高
D．自由水与结合水的比例处于动态变化中，与细胞的新陈代谢程度有关，有利于生物体适
应不同的环境
【答案】C
【解析】自由水有较强的流动性，动物体内的水参与营养物质和代谢终产物的运输，主要是自由水的功能，A正确；细胞中结合水是细胞结构的重要组成成分，可与细胞中的蛋白
质、多糖等物质结合，从而失去流动性和溶解性，B正确；与正常细胞相比，癌变细胞的
结合水含量较高，细胞代谢旺盛，C错误；自由水与结合水的比值不同，细胞的代谢强度
不同，细胞内自由水和结合水比例时刻处于动态变化中，这与细胞的代谢强度和所处环境
有关，有利于生物体适应不同的环境，D正确。
7．下列关于生物体内水和无机盐的叙述，正确的是（ ）
A．水在有氧呼吸过程中，既是反应物也是产物
B．细胞中的无机盐大多数以化合物的形式存在
C．若植物缺乏微量元素Mg，叶绿素的合成会受到影响
D．细胞中结合水比例越大，则细胞的代谢越旺盛
【答案】A
【解析】水作为原料，参与有氧呼吸的第二阶段，有氧呼吸第三阶段生成水，A正确；无
机盐大多数以离子的形成存在，B错误；镁属于大量元素，C错误；细胞中自由水比例越大，
细胞代谢越旺盛，D错误。
8．无机盐是构成细胞的重要成分，对维持细胞和生物体的生命活动具有重要作用，下列解
释不正确是（ ）
A．光合作用需要叶绿素的参与，植物缺Mg会影响光合作用
B．Fe是构成血红素的元素，缺Fe会使红细胞运氧能力下降，造成缺铁性贫血症
C．P是组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞许多重要化合物的成分
D．N元素不仅参与叶绿素组成，也是核酸、纤维素等多种物质的构成元素
【答案】D
【解析】Mg是叶绿素的成分，缺Mg不能合成叶绿素，也就不能进行光合作用，A正确；
Fe是构成血红素的元素，缺铁造成血红素不能合成，从而使红细胞运氧能力下降，从而出
现缺铁性贫血，B正确；细胞膜、细胞核中的核膜，染色质等成分都含有P元素，P是构成
磷脂和核酸等化合物的组成元素，植物缺P影响生长发育，C正确；N元素不仅参与叶绿素
组成，也是核酸等多种物质的构成元素，但纤维素是糖类，元素组成为C、H、O，没有N
元素，D错误。9．2022年3月22日是第三十届“世界水日”，我国确定“中国水周”的宣传主题是“推
进地下水超采综合治理复苏河湖生态环境”。水是生命之源，生态环境和生物体都离不开
水，下列有关生物体内水的叙述，错误的是（ ）
A．种子储存前晒干是为了减少自由水的含量，降低种子的代谢速率
B．夏季与冬季相比，人体细胞内自由水与结合水的比值基本不变
C．人体细胞内蛋白质的合成伴随着水的产生
D．冬季，植物体内结合水含量高于自由水含量，以增强植物的抗寒能力
【答案】D
【解析】自由水与结合水的比值与新陈代谢有关，比值越高，细胞新陈代谢越旺盛，故种
子储存前晒干，减少了自由水的含量，降低种子的代谢速率，A正确；人是恒温动物，无
论是夏季还是冬季，人体细胞代谢基本不变，因此人体细胞内自由水与结合水的比值基本
不变，B正确；蛋白质合成也是氨基酸脱水缩合过程，因此人体细胞内蛋白质的合成伴随
着水的产生，C正确；冬季植物体内结合水含量相对增加，细胞代谢减弱，但抗寒能力增
强，但细胞内仍然是自由水多于结合水，D错误。
10．有关组成细胞的元素和化合物的说法正确的是（ ）
A．细胞中微量元素含量很少，作用也很微小
B．细胞内的自由水和结合水都是良好的溶剂
C．同一株植物中，幼叶细胞比老叶细胞中自由水的含量高
D．将作物秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是无机盐
【答案】C
【解析】虽然微量元素在细胞中含量很少，但是对生物体的生命活动有重要作用，A错误；
细胞内只有自由水可以作为溶剂，B错误；对同一植株来说，同一种组织中的幼叶细胞含
水量高于老叶细胞，C正确；晒干的秸秆中主要成分为糖类和蛋白质，将作物秸秆燃烧后
剩余的物质主要是无机盐，D错误。
11．如图是人体内糖类、脂肪、蛋白质代谢过程的关系图，请据图回答：(1)氨基酸经过①②过程所形成的含氮部分可以转变成 _____ 而排出体外。
(2)③过程表示_____作用，不能由该过程产生而只能由食物中获得的氨基酸是_____。
(3)用富含糖类的饲料填喂北京鸭，能使之在较短时间内肥育。其原因是图中的_____（填
图中编号）过程加强。
(4)⑥过程发生在细胞质的_____（结构）中。
【答案】(1)尿素 (2)氨基转换 必需氨基酸
(3)④ (4)核糖体
【解析】本题主要考查了人体内糖类、脂肪、蛋白质之间的代谢过程，解决本题的关键是
识记这三种物质之间的转化，蛋白质的脱水缩合反应及场所。（1）在氨基酸经过脱氨基作
用形成脂肪和糖类时，该过程中形成的含氮部分可以转变成尿素排出体外；（2）糖类可以
通过转氨基作用形成氨基酸，其中必需氨基酸只能通过食物中获得；（3）富含糖类的饲料
填喂北京鸭，能使之在较短时间内肥育，主要原因是大量的糖类转化成了脂肪；（4）⑥代
表的是脱水缩合过程，该过程发生在核糖体中。
故答案为：
（1）尿素；
（2）氨基转换；必需氨基酸；
（3）④；
（4）核糖体
12．学习下面材料，回答（1）~（4）题。
聚糖——第三类生物信息分子随着蛋白质和核酸中更多的奥秘被人类知晓，聚糖的重要性也浮出水面，成为了生物医学
研究的“甜蜜之点”。聚糖一般由相同或不同型的单糖聚合而成，可独立存在，也可与蛋
白质等共价结合成更复杂的复合物，被认为是继核酸和蛋白质之后的第三类生物信息分子，
在生命活动中发挥重要作用，如蛋白折叠、细胞间通讯、免疫识别等。
在糖复合物中糖基化的位，点和数目不同、糖基之间糖苷键的连接有多种方式、且每个糖
基又有异构体，这些特点使糖链的结构具有复杂性和多样性，其结构的多样性使其携带的
信息量超过蛋白质与核酸携带信息量的总和。尽管聚糖在生理和疾病过程中具有十分重要
的作用，但与蛋白质和核酸不同，聚糖不是经模板复制，而是在内质网和高尔基体内由糖
基转移酶和糖苷酶催化合成的，除了受酶基因表达的调控外，还受酶活性的影响，即在同
种分子的同一糖基化位，点的糖链结构也有差异。因此，一个基因一种产物的关系不适用
于聚糖，而是多基因——多蛋白——多聚糖关系。不能采用类似于PCR的策略获得均一聚
糖产物，且聚糖结构的测定和化学合成远比核酸和蛋白质要困难，所以各国科学家都在致
力于开发解析“糖”密码的技术。
聚糖与人类健康息息相关，研究表明传染性疾病、免疫性疾病、心血管疾病、肿瘤、神经
变性型疾病均与聚糖密切相关。近年来，新的糖基化方法和先进合成策略不断涌现，对聚
糖的功能以及与疾病相关机理的基础研究越来越深入。继功能基因组学和蛋白质组学研究
后，糖组学必将极大地促进生命科学的研究发展，成为全面揭示生命活动本质所不可缺少
的内容。
(1)糖是细胞内的主要_____物质，由_____元素构成，常被形容为“生命的燃料”。除此以
外，文中表明聚糖作为信息分子调节各种生命活动，体现其_____的功能。
(2)从结构与功能的角度，解释聚糖适于作生物信息分子的原因。_____
(3)请结合本文内容，在“中心法则”基础上补充“聚糖”，并添加必要的连线和注释，展
示你对细胞内信息传递的理解。_____
(4)对文中聚糖和糖组学的理解，正确的是_____。
A．细胞内只有核酸、蛋白质和聚糖三类生物信息分子
B．细胞表面的聚糖能够辨别进出细胞的物质和信息
C．研究聚糖的结构与功能是破解生命信息的途径之一
D．糖组学领域的科学研究进展依赖于新技术的开发
E．目前的研究热点是糖组学，可不关注功能基因组学和蛋白质组学
【答案】(1) 能源 C、H、O 信息交流
(2)聚糖一般由相同或不同型的单糖聚合而成；在糖复合物中糖基化的位点和数目不同、糖基之间糖苷键的连接有多种方式、且每个糖基又有异构体，这些使聚糖的结构具有复杂性
和多样性，适于携带大量信息
(3)
(4)BCD
【解析】1、分析题意可知，聚糖一般由相同或不同型的单糖聚合而成，故其本质属于多糖
分子。2、聚糖可独立存在，也可与蛋白质等共价结合成更复杂的复合物，是继核酸和蛋白
质之后的第三类生物信息分子，在蛋白折叠、细胞间通讯、免疫识别等生命活动中发挥重
要作用。
(1)糖是细胞内的主要能源物质，一般是由C、H、O构成的；聚糖作为信息分子调节各种生
命活动，体现的是信息交流功能。
(2)物质的结构决定其功能，由题意“聚糖一般由相同或不同型的单糖聚合而成；在糖复合
物中糖基化的位点和数目不同、糖基之间糖苷键的连接有多种方式、且每个糖基又有异构
体，这些使聚糖的结构具有复杂性和多样性，适于携带大量信息”可知，聚糖种类多、分
布广泛，故可作为生物信息分子。
(3)中心法则包括DNA分子复制、转录和翻译过程，而结合题干信息“与蛋白质和核酸不同，
聚糖不是经模板复制，而是在内质网和高尔基体内由糖基转移酶和糖苷酶催化合成的”可
补充细胞内信息传递为： 。
(4)结合题干信息“聚糖被认为是继核酸和蛋白质之后的第三类生物信息分子”可知，核酸、
蛋白质和聚糖是目前已知的三类信息分子，但不能得出细胞内只有核酸、蛋白质和聚糖三
类生物信息分子，A错误；聚糖具有细胞间通讯的功能，故细胞表面的聚糖能够辨别进出
细胞的物质和信息，B正确；由于“糖组学必将极大地促进生命科学的研究发展，成为全
面揭示生命活动本质所不可缺少的内容”，故研究聚糖的结构与功能是破解生命信息的途
径之一，C正确；由于聚糖结构的测定和化学合成远比核酸和蛋白质要困难，所以各国科
学家都在致力于开发解析“糖”密码的技术，即糖组学领域的科学研究进展依赖于新技术
的开发，D正确；基因组学和蛋白质组学是糖组学的基础和支持，故应继续关注功能基因
组学和蛋白质组学，E错误。
13．科学家研究某小麦的种子萌发过程，通过一定的生化方法测定种子萌发过程中胚的鲜
重变化以及胚的RNA合成量的变化情况，得到了如图所示曲线数据。请据此分析回答以下问题：
(1)通过不休眠种子与休眠种子胚的鲜重比较，得出其中结合水/自由水比值高的是
__________的种子，不休眠的种子萌发6天后至形成叶片前，干重会____________，原因
是________。
(2)不休眠的种子萌发后胚中的RNA合成量____________，经分析种子的淀粉含量下降而葡
萄糖的含量升高，推测此RNA控制合成了____________________。
(3)第5天萌发种子的胚根长出，此时整个种子内DNA的含量与不萌发种子相比________
（填“相等”“增多”或“减少”），推测的理由是____________________。
(4)将种子点燃烧尽得到的灰烬是小麦种子里的__________，请说出它们在细胞中主要以
___________形式存在。
【答案】(1) 休眠 减少（降低） 种子胚细胞的呼吸作用分解
部分有机物生成二氧化碳和水，导致干重降低
(2) 增加 淀粉酶、麦芽糖酶
(3) 增多 种子胚细胞的DNA大量复制，细胞不断分裂分化使胚根生长
(4) 无机盐 离子
【解析】水在细胞内以自由水与结合水的形式存在，结合水是细胞的重要组成成分，自由
水是细胞内良好的溶剂，许多化学反应必须溶解在水中才能进行，自由水是化学反应的介
质，自由水还参与细胞内的化学反应，自由水的自由流动，对于运输营养物质和代谢废物
具有重要作用，自由水与结合水的比值越高，细胞新陈代谢越旺盛。分析曲线图可知：与
休眠种子相比，种子萌发过程中胚的鲜重及RNA合成量都增加，原因应该是种子萌发过程
中，代谢加强，自由水含量增多，胚的鲜重增加，种子萌发过程中会大量合成蛋白质，故
胚中的RNA合成量增加。
(1)自由水跟代谢有关，代谢旺盛的细胞中，自由水相对含量多，结合水相对含量少，因此
结合水／自由水比值高的是休眠的种子。不休眠的种子萌发6天后至形成叶片前，由于吸水后，呼吸作用加快，但此时种子无叶，不进行光合作用，所以有机物的量逐渐减少，干
重会减少。
(2)不休眠的种子萌发后，代谢旺盛，需要合成相关的酶，因此会进行转录和翻译，转录形
成的RNA比较多，淀粉在淀粉酶的作用下形成麦芽糖，麦芽糖在麦芽糖酶的作用下形成葡
萄糖，葡萄糖用于呼吸作用，因此淀粉含量下降而葡萄糖含量升高，细胞内RNA控制合成
了淀粉酶、麦芽糖酶。
(3)胚根是由种子的胚细胞不断分裂分化形成，该过程要经过有丝分裂，DNA要大量复制，
故萌发的整个种子内DNA的含量与不萌发种子比增多。
(4)将种子点燃烧尽得到的灰烬是小麦种子里的无机盐，它们在细胞中主要以离子形式存在。
