专题02 组成细胞的分子-2022年高考生物一轮复习知识点梳理与归纳.docx

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1、专题02 组成细胞的分子第1讲细胞中的元素、化合物和无机物一生物界与非生物界具有统一性和差异性 统一性：组成生物体的化学元素，在无机自然界都可以找到，没有一种元素是生物界特有的。差异性：组成生物体的化学元素在生物体和自然界中含量相差很大。二细胞中的化学元素1.按含量是否超过万分之一，分为大量元素和微量元素。大量元素主要是指：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等微量元素有 :Fe Mn Zn Cu B Mo等,缺乏必需元素可能导致疾病。如：克山病（缺硒）占细胞鲜重比例最大的化学元素是 O占细胞干重比例最大的化学元素是 C在组成细胞的元素中，占鲜重百分比前四位的依次是O>C>H&g

2、t;N；占干重百分比前四位的依次是C>O>N>H。谐音巧记组成细胞的微量元素 三. 构成细胞的化合物组成细胞的化合物可分为有机化合物和无机化合物 元素与化合物的含量排序(1)鲜重含量最多的化合物：水。(2)鲜重含量最多的有机物：蛋白质。(3)占细胞干重最多的化合物：蛋白质。(4)在组成细胞的化合物中，占鲜重百分比前四位的依次是水>蛋白质>脂质>糖类。三、细胞中的无机物：（一）细胞中的水：1、存在形式：自由水和结合水。2、含量：在构成细胞的各种化合物中，水的含量最多。（1）不同的生物体内水的含量差别很大；（2）同一生物体不同的生长发育阶段水的含量不同，幼儿期成

3、年期，幼嫩部分老熟部分。（3）同一生物不同器官水的含量也不同。3、功能：（1）运送营养物质和代谢废物（2）是细胞内的良好溶剂（3）参与许多生物化学反应，如光合作用、呼吸作用等（4）为细胞提供液体环境4、水的含量与代谢的关系：（1）当自由水比例增加时，生物体代谢活跃，生长迅速。（2）当自由水向结合水转化较多时，代谢强度就会下降，（结合水的含量增多，可以使植物的 抗逆性 (抗寒、抗热、抗旱)提高。（二）细胞中的无机盐：1、存在形式：绝大多数以离子的形式存在，少部分是细胞内化合物的组成成分。2、功能 （1）参与构成细胞内某些复杂的化合物如Fe2参与构成血红蛋白，Mg2参与构成叶绿素等。（2）参与并维

4、持生物体的代谢活动如哺乳动物血液中钙盐含量过低就会出现抽搐；（3）维持生物体内的平衡：渗透压平衡（Na、Cl维持细胞外液渗透压，K维持细胞内液渗透压）和酸碱平衡（如人血浆中HCO3、HPO42等的调节）。【思考感悟】为什么碳是最基本元素？碳原子本身的化学性质使它能够通过化学键连接成链或环，从而形成各种生物大分子，使地球上的生命建立在碳元素的基础上。第2讲 生命活动的主要承担者-蛋白质（细胞中含量最多的有机物）一、蛋白质组成元素和基本单位1. 组成元素：C、H、O、N，有的还含S2. 蛋白质的基本单位：氨基酸(组成蛋白质的氨基酸约 20 种)3. 结构通式 4.特点：每种氨基酸至少有一个氨基和一

5、个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连在同一碳原子上。5.种类和分类：组成生物体蛋白质的氨基酸约有20种。根据是否能在体内合成分为必需氨基酸和非必需氨基酸。6.对通式的分析 （组成蛋白质的20种氨基酸的区别：R基 的不同）二、聚焦蛋白质的结构，功能，及其多样性1、脱水缩合：一个氨基酸分子的氨基（NH2）与另一个氨基酸分子的羧基（COOH）相连接，同时失去一分子水。（此过程消耗能量） (1)其场所是：核糖体（翻译） (2)形成物质名称：二肽。(3)氨基酸之间连接化学键名称：肽键 肽键的结构式可表示如下：不要将氨基(NH2 )错写为NH2或NH3；不要将羧基（COOH）误写为COOH；也不要将肽键（

6、CONH）误写为CONH或CONH。(4)H2O中H的来源：一个来自氨基，一个来自羧基。而O则只来自于COOH肽的名称：一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为几肽(三个或三个以上的称为多肽)，如：由六个氨基酸分子构成一条链，则其名称是六肽，也可称为多肽。通常核糖体合成的多肽没有活性，需要经过盘曲、折叠（在内质网、高尔基体上完成）形成有一定空间的蛋白质，才能发挥作用。2.蛋白质结构的多样性（1）氨基酸的种类不同，构成的肽链不同。（2）氨基酸的数目不同，构成的肽链不同。（3）氨基酸的排列顺序不同，构成的肽链不同。（4）肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同。3.蛋白质功能功能举例催化大多数酶运输

7、血红蛋白运输氧气 运动肌肉中的一些蛋白质防御抗体 调控胰岛素结构细胞膜主要由磷脂和蛋白质构成4.归纳蛋白质合成过程的有关计算失去水分子数肽键数氨基酸数 肽链数蛋白质相对分子质量氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数量失去水分子数×水的相对分子质量.例如：氨基酸的平均相对分子质量为a，数目为n，肽链数为m，则蛋白质的相对分子质量为：a·n18·(nm)。一个肽链中至少有 1 个游离的氨基和 1 个游离的羧基，在R 基中可能也有氨基和羧基。n个氨基酸分子缩合成m条肽链，至少有m个氨基和m个羧基；至少含有的羧基（COOH）或氨基数（NH2）= 肽链数n个氨基酸分子缩

8、合成环状肽时，失去的水分子数肽键数n，氨基和羧基数与R基团有关6.蛋白质变性蛋白质的结构易受高温、过酸、过碱的影响而变性，改变其空间结构，从而失去生物活性但肽键并未断裂。肽键的断裂需要蛋白酶或肽酶水解。盐析不破坏空间结构。7. 教材中常见蛋白质蛋白质成分解释大多数酶大多酶是蛋白质，少数是RNA部分激素（如生长激素、胰岛素）大多数激素是蛋白质，少部分激素是氨基酸衍生物或脂质抗体（抗毒素、凝聚素）抗体是浆细胞分泌的分泌蛋白（免疫球蛋白）抗原（外毒素、凝聚原）大多数抗原是糖蛋白（蛋白质）受体 （激素受体、递质受体、抗原识别受体）受体大多数是糖蛋白，少数是蛋白质载体蛋白生物膜上参与协助扩散、主动运输的

9、蛋白质；载体蛋白¹运载体7.蛋白质鉴定：与双缩脲试剂产生紫色的颜色反应双缩脲试剂：配制：0.1g/mL的NaOH溶液（2mL）和0.01g/mL CuSO4溶液（3-4滴） 使用：分开使用，先加NaOH溶液，再加CuSO4溶液。附:氨基酸的排列与多肽种类的计算假若有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分为如下两种情形分析：(1)A、B、C三种氨基酸，在每种氨基酸数目无限的情况下，可形成肽类化合物的种类：333形成三肽的种类：(3327种)33形成二肽的种类： (329种)(2)A、B、C三种氨基酸，且在每种氨基酸只有一个的情况下，形成肽类化合物的种类：321形成三肽的

10、种类： (3×2×16种)32形成二肽的种类： (3×26种)第3讲 遗传信息的携带者核酸1、元素组成：由 C、H、O、N、P 5种元素构成 2、基本单位：核苷酸（由 1分子磷酸 + 1分子五碳糖 + 1分子含氮碱基 组成）1分子磷酸脱氧核苷酸 1分子 脱氧核糖（4种） 1分子含氮碱基（A、 T 、G、C）1分子磷酸核糖核苷酸 1分子 核糖（4种） 1分子含氮碱基（A、 U 、G、C）组成核酸的碱基有5 种，五碳糖有2种，核苷酸有8种。（核酸的初步水解产物）（见下图）（3）核苷酸可彻底水解成一分子五碳糖、一分子含氮碱基和一分子磷酸（4）核糖核酸的单体是核

11、糖核苷酸，其五碳糖为核糖。依据碱基不同，核糖核苷酸可分四种，分别是腺嘌呤核糖核苷酸(含碱基A)、鸟嘌呤核糖核苷酸(含碱基G)、胞嘧啶核糖核苷酸(含碱基C)和尿嘧啶核糖核苷酸(含碱基U) 4种（5）脱氧核糖核酸的单体是脱氧核苷酸，其五碳糖为脱氧核糖。依据碱基不同，脱氧核苷酸可分四种，分别是腺嘌呤脱氧核苷酸(含碱基A)、鸟嘌呤脱氧核苷酸(含碱基G)、胞嘧啶脱氧核苷酸(含碱基C)和胸腺嘧啶脱氧核苷酸(含碱基T)。（6）核苷酸之间通过磷酸二酯键连接形成核苷酸链有关组成成分的种类：五碳糖2种；含氮碱基5种。3、种类：脱氧核糖核酸 （DNA）和 核糖核酸 （RNA）种类英文缩写基本组成单位结构存在场所脱氧

12、核糖核酸DNA脱氧核苷酸（4种）一般为双链主要在 细胞核 中（在叶绿体和线粒体中有少量存在）核糖核酸RNA核糖核苷酸（4种）一般为单链主要存在 细胞质 中4、生理功能：核酸是细胞中 携带遗传信息 的物质，在生物体的 遗传、变异和蛋白质的生物合成 有十分重要的作用。有细胞结构的生物的核酸为 DNA和RNA，遗传物质为 DNA无细胞结构的生物（病毒）的核酸为 DNA或RNA，遗传物质为 DNA或RNA小结如下生物的遗传物质的判断生物所含核酸所含核苷酸含氮碱基遗传物质细胞生物(原核、真核生物)2种8种：四种核糖核苷酸；四种脱氧核苷酸5种：A、T、C、G、U均为DNA病毒DNA病毒1种，为DNA4种脱

13、氧核苷酸4种：A、T、C、GDNARNA病毒1种，为RNA4种核糖核苷酸4种：A、U、C、GRNA观察DNA和RNA在细胞中的分布（一）实验原理1、甲基绿和吡啰红与两种核酸的亲和力不同，RNA结合吡啰红显红色，DNA结合甲基绿显绿色。2、盐酸能改变膜的通透性，加速染色剂进入细胞；同时使染色体中DNA和蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。（二）实验材料、仪器与用具、人口腔上皮细胞、烧杯，小烧杯，温度计，滴管，消毒牙签，载玻片，盖玻片，铁架台，石棉网，火柴，酒精灯，吸水纸，显微镜、质量分数0.9%的NaCl溶液，8%的盐酸，吡啰红甲基绿染色剂（现配现用），蒸馏水（三）实验结果细胞核主要呈现绿色，

14、细胞质主要呈现红色。说明DNA主要位于细胞核（线粒体和叶绿体也有少量DNA），RNA主要位于细胞质。观察DNA和RNA在细胞分布实验中的4个注意问题(1)选材：口腔上皮细胞、无色的洋葱鳞片叶内表皮细胞，不能用紫色洋葱表皮细胞或叶肉细胞，以防止颜色的干扰。(2)缓水流冲洗目的：防止载玻片上的细胞被冲走。(3)几种试剂在实验中的作用0.9%的NaCl溶液(生理盐水)：保持口腔上皮细胞正常形态。8%的盐酸作用： a.改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；b.使染色质中DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。蒸馏水作用：a.配制染色剂；b.冲洗载玻片。吡罗红甲基绿染液：混合使用，且现用现配。(

15、4)DNA和RNA在细胞核和细胞质中均有分布，只是量的不同，故结论中强调“主要”而不能说“只”存在于细胞核或细胞质中。2不同生物的核酸、核苷酸及碱基的情况生物类别核酸核苷酸碱基遗传物质举例原核生物和真核生物含有DNA和RNA两种核酸85DNA细菌、人等病毒只含DNA44DNA噬菌体只含RNA44RNA烟草花叶病毒 注意下面分子中A的含义第4讲 细胞中的糖类和脂质一. 细胞中的糖类1化学元素组成：只有C H O ， 多数糖类分子中H和O之比是2:1l 2. 糖类的种类I . 依据水解情况分为单糖、二糖和多糖 单糖（不能水解的糖） 五碳糖（核酸、脱氧核糖） 六碳糖（葡萄糖、果糖、半乳糖）同分异构体

16、（C6H12O6 ）糖类只有水解成单糖，才能被人体吸收。 多糖的基本组成单位（单体）都是葡萄糖。二糖 ： 二糖由两分子单糖缩合而成 植物特有 蔗糖=1葡萄糖+1果糖 麦芽糖=2葡萄糖动物特有：乳糖葡萄糖半乳糖多糖 基本组成单位是葡萄糖 （ 植物 特有 ） 淀粉：植物细胞的储能物质纤维素：植物细胞的组成成 分，支持保护细胞（不提供能量）（动物特有）：糖原动物细胞的储能物质（肝糖原和肌糖原）II 根据还原性 糖类可分为还原糖和非还原糖葡萄糖、果糖，半乳糖等单糖以及麦芽糖都属于还原糖。蔗糖、淀粉、糖原是非还原糖鉴定可溶性还原糖用斐林试剂3糖类的功能(1)组成生物的重要成分。(2)生物体的主要能源物质

17、。并非所有的糖都是能源物质，如如核糖、脱氧核糖、纤维素为结构糖，构成结构，不提供能量。糖类的合成场所（或细胞）：叶绿体（葡萄糖、淀粉）、内质网（加上糖基团）、高尔基体（纤维素）、 肝脏（肝糖原）、肌肉（肌糖原） 不是所有糖都是甜的，如纤维素、淀粉不甜（淀粉水解成麦芽糖才会有甜味） 纤维素不能被动物消化，被称为膳食纤维。反刍动物（如牛）消化纤维素是因为某些微生物的作用。二. 组成细胞的脂质1.组成元素：C H O 有的含有N和P2.种类 脂肪（C H O）：良好的储能物质，含有能量是相同的质量糖类的两倍 原因是脂肪含H多，含O少。 细胞内良好的储能物质 功能 保温作用 缓冲和减压，保护内部器官脂

18、质 磷脂（C H O N P）：构成细胞膜及各种细胞器膜的重要成分（核膜也有） 胆固醇：构成细胞膜（主要是动物）的重要成分，参与血液中脂质的运输，在阳光下可转化为维生素D固醇 性激素：促进生殖器官的发育和生殖细胞的形成，激发并维持第二性征，维持生理周期 维生素D：促进肠道对钙、磷的吸收（晒太阳预防佝偻病）固醇类：人体所必需的。对于维持生物体内正常新陈代谢和生殖过程起着重要的调节作用。但血液中胆固醇过多，可能引起心脑血管疾病细胞内的能源物质种类及其分解放能情况1主要能源物质：糖类。2主要储能物质：脂肪。除此之外，动物细胞中的糖原和植物细胞中的淀粉也是重要的储能物质。3直接能源物质：ATP。糖类、

19、脂肪、蛋白质中的能量只有转移到ATP中，才能被生命活动利用。4细胞中的能源物质为糖类、脂肪、蛋白质，三者供能顺序是：糖类脂肪蛋白质。糖类是主要的能源物质；当外界摄入能量不足时(如饥饿)，由脂肪分解供能；蛋白质作为生物体重要的结构物质，一般不提供能量，但在营养不良、疾病、衰老等状态下也可分解提供能量。糖的“水解”与“氧化分解” 多糖和二糖水解的终产物是其单体，如淀粉水解的产物是葡萄糖，蔗糖水解的产物是葡萄糖和果糖；糖氧化分解的终产物是CO2和H2O，即糖参与有氧呼吸后的最终产物。三、生物大分子以碳链为基本骨架生物大分子是由单体经缩合而成的多聚体。多糖、蛋白质和核酸等生物大分子都是由单体聚合而成的

20、多聚体，每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架。正是由于碳原子在组成生物大分子中的重要作用，所以碳是生命的核心元素第五节 细胞中的无机物一. 细胞中的水（水是活细胞中含量最多的化合物）1、含量：是活细胞中含量是 最多 的物质。2、形式：自由水：是可以 自由流动 的水。作用： 良好的溶剂； 参与细胞内生化反应； 物质运输； 维持细胞的形态（在代谢 旺盛 的细胞中，自由水的含量一般较多）结合水：是与其他物质相 结合 的水。作用是组成 细胞结构 的重要成分。（结合水的含量增多，可以使植物的 抗逆性 增强）3、影响细胞含水量的因素(1)生物种类：水生生物含水量>陆生生物含水量。(2

21、)生长发育阶段：幼儿>成年；幼嫩部分>成熟部分。(3)组织器官种类与代谢程度：如牙齿<骨骼<血液。4、自由水和结合水在一定条件下可相互转化：自由水/结合水的比值越大，生物新陈代谢越旺盛，该生物的抗逆性(如抗寒性、抗旱性)越差；反之，该比值越小，生物新陈代谢越缓慢，其抗逆性则越强。5、在生产实际中的应用(1)种子的贮存：晒干种子是为减少自由水含量，降低种子的代谢，延长种子寿命。(2)低温环境下减少花卉浇水，可提高花卉对低温的抗性。6、图解生物体内水的变化 二. 细胞中无机盐细胞中无机盐的存在形式及其功能(1)细胞中大多数无机盐以离子的形式存在。少数构成细胞内某些复杂化合物

22、。(2)无机盐的生理功能有些无机盐是细胞内某些复杂化合物的 重要组成成分（如Mg2+是构成 叶绿素 的成分、Fe2+是构成 血红蛋白 的成分、I-是构成 甲状腺激素 的成分。许多无机盐离子对于 维持细胞和生物体的生命活动 有重要作用。（如动物Ca2+浓度过低 肌肉抽搐、过高 肌肉乏力。）维持酸碱平衡(如缓冲对)和渗透压平衡(K、Na)。部分无机盐离子的具体功能分析无机盐功 能含量异常I甲状腺激素的组成成分缺碘时患地方性甲状腺肿Fe2血红蛋白的组成成分缺铁时患贫血Ca2降低神经系统的兴奋性血钙过低时，会出现抽搐现象；血钙过高时，会患肌无力B促进花粉的萌发和花粉管的伸长油菜缺硼时，会出现“花而不实

23、”K+促进植物体内淀粉的运输；动物细胞内液渗透压的维持缺乏时植物抗逆能力减弱，易受病害侵袭Na+维持细胞外液的渗透压缺乏会导致细胞液渗透压下降探究镁是否属于植物生长发育所必需的元素。(1)实验思路：利用缺镁培养液和完全培养液的培养作对照并得出结论。(2)实验步骤：培养液的配制：配制完全培养液和缺镁培养液 。取材：选取长势相同的两组植物。培养：将两组植物分别培养在盛有上述两种培养液的容器中，培养条件要相同且适宜。观察：两组植物的生长状况 (3)预测可能的结果及结论。如下表：缺镁培养液完全培养液结论生长状况正常正常异常正常镁不是植物生长发育所必需的元素。镁是植物生长发育所必需的元素。 实验 检测生

24、物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质1糖的鉴定：原理：(1)淀粉：遇碘液变蓝色，这是淀粉特有的颜色反应。(2)还原性糖(单糖、麦芽糖和乳糖)：与斐林试剂反应，可以产生砖红色沉淀。材料用具：（1）实验材料：苹果或梨匀浆，马铃薯匀浆（2）配制：甲液：0.1g/mL的NaOH溶液+ 乙液：0.05g/mL CuSO4溶液 使用：混合后使用，且现配现用。 条件：水浴加热实验步骤：实验结果分析：（1）淀粉：如果出现蓝色，则待测样品中含有淀粉；反之，则没有。(2）还原性糖：如果出现砖红色沉淀，则待测样品中含有还原糖，反之；则没有。2脂肪的鉴定：原理：脂肪可以被苏丹染液染成橘黄色。（在实验中用50%酒精洗去浮色显

25、微镜观察橘黄色脂肪颗粒）材料用具：（1）实验材料：花生种子，花生匀浆（2）试剂：苏丹III染液、苏丹IV染液实验步骤实验结果分析：如果观察到橘黄色（红色），则待测样品中含有脂肪；反之，则没有。动物细胞脂肪滴3蛋白质鉴定：原理：蛋白质与双缩脲试剂产生紫色的颜色反应材料用具：（1）实验材料：豆浆、鲜肝提取液（2）双缩脲试剂：配制：A液：0.1g/mL的NaOH溶液（2mL）和B液：0.01g/mL CuSO4溶液（3-4滴）使用：分开使用，先加NaOH溶液，再加CuSO4溶液。实验步骤实验结果分析：如果出现紫色，则待测样品中含有蛋白质；反之，则没有。4、 注意事项：（1）还原性糖植物组织取材条件？

26、 答：浅色：不能用绿色叶片、西瓜、血液等材料，防止颜色的干扰。还原糖含量高：不能用马铃薯(含淀粉)、甘蔗、甜菜(含蔗糖)。含糖量较高、颜色为白色或近于白色，如：苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜等。 （2）花生种子切片为何要薄？ 答：只有很薄的切片，才能透光，而用于显微镜的观察。 （3）唯一需要加热 还原糖鉴定，且必需水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热则无砖红色沉淀出现。 唯一需要显微镜 脂肪鉴定。（4）若用大豆做材料，必须提前浸泡；若用蛋清作材料，必须稀释，防止其粘在试管壁上不易涮洗；且该实验应预留部分组织样液做对比。斐林试剂和双缩脲试剂斐林试剂和双缩脲试剂都由溶液和溶液组成，但二者有如下三

27、点不同： （1）溶液浓度不同 斐林试剂中溶液称为斐林试剂甲，其浓度为溶液称为斐林试剂乙，其浓度为；双缩脲试剂中溶液（双缩脲试剂A）的浓度为，溶液（双缩脲试剂B）的浓度为。 （2）使用原理不同 斐林试剂是新配制的溶液，它在加热条件下与醛基反应，被还原成砖红色的沉淀，可用于鉴定可溶性还原糖的存在。用斐林试剂鉴定可溶性还原糖时，溶液的颜色变化过程为：浅蓝色棕色砖红色（沉淀）。 鉴定生物组织中是否含有蛋白质时，常用双缩脲法，使用的是双缩脲试剂，发生的是双缩脲反应。双缩脲反应实质是在碱性环境下的与双缩脲试剂发生的紫色反应。而蛋白质分子中含有很多与双缩脲结构相似的肽键，所以蛋白质都能与双缩脲试剂发生颜色反应，可以用双缩脲试剂鉴定蛋白质的存在。 （3）使用方法不同 斐林试剂使用时，先反溶液和溶液混合（将滴溶液滴入溶液中），而后立即使用：双缩脲试剂使用时，先加入溶液（2mL），振荡摇匀，造成碱性的反应环境，然后再加入34滴溶液，振荡摇匀后观察现象。高中大纲范围内颜色反应总结待鉴物质使用试剂颜色反应待鉴物质使用试剂颜色反应淀粉碘蓝色DNA甲基绿绿色还原糖斐林试剂班氏试剂砖红色沉淀RNA吡罗红红色脂肪苏丹苏丹橘黄色红色CO2澄清Ca（OH）2溴麝香草汾蓝水溶液变浑浊蓝变绿再变黄蛋白质双缩脲紫色酒精酸性重铬酸钾溶液灰绿色线粒体健那绿蓝绿色染色体碱性染料深色