【必备知识】2022年高中生物 第2章 组成细胞的分子知识梳理（背诵版）新人教版必修1.docx

1、新人教版生物学必修1分子与细胞知识梳理第2章 组成细胞的分子第1节 细胞中的元素和化合物1. 生物界与非生物界的统一性与差异性(1)组成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到，体现了生物界与非生物界的统一性。(2)细胞与非生物相比，各种元素的相对含量大不相同，体现了生物界与非生物界的差异性。2. 组成细胞的元素(1)元素分类大量元素：如C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。微量元素：含量少，但不可缺少，和大量元素一样重要，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 等。主要元素：C、H、O、N、P、S 6种。基本元素(细胞中含量最多的元素)：C、H、O、N4种。鲜重下含量高低依次为：OCHN；干重下

2、含量高低依次为：CONH。最基本元素：C，因为生物大分子都以碳链为基本骨架。P 1.4% S 0.3%C 18%H 10%N 3% 其他元素少于3%图2-1 组成人体细胞的主要的元素(占细胞鲜重的百分比)O 65%C 55.99%H 7.46%Ca 4.67%P 3.11%K 1.09%S 0.78%Mg 0.16%图2-2 组成人体细胞的主要的元素 (占细胞干重的百分比)N 9.33%O 14.62%(2)特点：不同生物体内化学元素的种类基本相同，但含量相差很大。3. 组成细胞的化合物(1)组成细胞的元素大多以化合物的形式存在。(2)占细胞鲜重最多的化合物是水 ；占细胞鲜重最多的有机化合物是

3、蛋白质；占细胞干重最多的化合物是蛋白质。4.【实验】检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质(1)原理还原糖(葡萄糖、果糖、麦芽糖等)斐林试剂砖红色沉淀淀粉碘液蓝色脂肪苏丹(苏丹)橘黄色(红色)(染色后要用50%酒精洗掉浮色)蛋白质(多肽)双缩脲试剂紫色(2)材料选择(要求组织颜色浅或近白色，目的是避免材料颜色对反应后颜色造成干扰)苹果、梨匀浆可用作还原糖待检样品。西瓜不能(能/不能)作为还原糖检测材料，因为西瓜汁呈红色，会掩盖实验现象；甘蔗不能(能/不能)作为还原糖检测材料，因为甘蔗中的蔗糖是非还原糖。马铃薯匀浆可用作淀粉待检样品。花生种子、花生种子匀浆可用作脂肪 待检样品。豆浆、鲜肝提取液、蛋清

4、可用作蛋白质待检样品。若用蛋清需要稀释。(3)试剂组成及使用方法斐林试剂 组成：甲液：0.1g/mL的NaOH溶液；乙液：0.05g/mL的CuSO4溶液。使用方法：等量混合 使用，现配现用；水浴加热。双缩脲试剂：组成：A液：0.1g/mL的NaOH溶液；B液：0.01g/mL的CuSO4溶液。使用方法：先加双缩脲试剂A液，摇匀，再加少量双缩脲试剂B液，摇匀。不需要(需要/不需要)加热。若B液过量，反应液会呈蓝 色，遮盖反应后的颜色。实质：碱性条件下肽键与双缩脲试剂中的Cu2反应生成紫色络合物。第2节 细胞中的无机物1. 细胞中的无机物包括水和无机盐。2. 水的含量(1)一般来说，水在细胞的各

5、种化学成分中含量最多。生物体的含水量一般为60%95%。(2)不同种类生物含水量不同，如水生生物含水量高于陆生生物。(3)生物体在不同的生长发育时期，含水量不同，如幼儿身体的含水量高于成体人身体的含水量，植物幼嫩部分含水量高于老熟部分含水量，代谢旺盛的组织中含水量高于代谢弱的组织。(4)同一生物不同组织、器官内水的含量不同。3. 水的存在形式：水在细胞中以结合水和自由水两种形式存在。(1)结合水：与细胞中的某些物质结合，是细胞结构的重要组成成分，约占细胞内全部水分的4.5%。(2)自由水：以游离的形式存在，可以自由流动，约占细胞内全部水分的95.5%。自由水作用：细胞内的良好溶剂；参与生化反应

6、；提供液体环境；运送营养物质和代谢废物。实例：刚收获的玉米种子在阳光下晒干，重量减轻，这个过程损失的主要是自由水，这样的种子在条件适宜时，仍能萌发成幼苗；把晒干后的种子放在一洁净的试管中加热，试管壁上有水珠出现，这些水主要是结合水，这样的种子将不能萌发。代谢旺盛的细胞内自由水的含量相对高些。比值大：代谢 旺盛 ，抗性 弱 比值小：代谢 缓慢 ，抗性 强 代谢与抗性呈 相反 关系4. 自由水与结合水的比例与细胞代谢、抗性的关系实例：种子萌发或幼苗，新陈代谢旺盛、生长迅速时，自由水的含量增多，但抗性减弱；种子晒干后，自由水大量减少，代谢减弱，但抗性增强，易于保存。5.细胞中大多数无机盐以离子的形式

7、存在，少数以化合物形成存在(如CaCO3)。6. 无机盐的作用(1)某些复杂化合物的重要组成成分。如Mg是叶绿素的组成元素，Fe是血红蛋白的组成元素，I是甲状腺激素的组成元素，CaCO3是动物骨和牙齿的重要成分。(2)维持细胞和生物体正常的生命活动。如哺乳动物血Ca2低会抽搐，血Ca2高会肌无力。(3)维持细胞的渗透压和酸碱平衡。0.9%NaCl溶液(生理盐水)能维持动物细胞正常的形态和生理功能。第3节 细胞中的糖类和脂质1. 生物体进行生命活动的主要能源物质是糖类。2. 糖类的组成元素是C、H、O。3. 糖类分为(据水解情况)：单糖、二糖和多糖。(1)单糖特点：不能(能/不能)水解，能(能/

8、不能)被细胞直接吸收。常见种类：五碳糖 核糖(C5H10O5)：分布于动植物细胞中，是组成RNA的成分。脱氧核糖(C5H10O4)：分布于动植物细胞中，是组成DNA的成分。葡萄糖(C6H12O6)：分布于动植物细胞中，是细胞中主要的能源物质。六碳糖 果糖：分布于植物细胞中。半乳糖：分布于动物细胞中。(2)二糖特点：水解后能生成2分子单糖，必须水解成单糖才能被细胞吸收。麦芽糖：分布于植物细胞中，麦芽糖葡萄糖葡萄糖。常见种类：蔗糖：分布于植物细胞中，蔗糖果糖葡萄糖。乳糖：分布于动物细胞中，乳糖半乳糖葡萄糖。(3)多糖特点：水解后能生成许多单糖，必须水解成单糖才能被细胞吸收，自然界中含量最多。 淀粉

9、：分布于植物细胞中，是植物细胞中的储能物质。常见种类：纤维素：分布于植物细胞中，是植物细胞壁的组成成分。糖原：分为肝糖原和肌糖原，主要存在于人和动物的肝脏和肌肉中，是动物细胞中的储能物质。淀粉、糖原、纤维素的组成单位都是葡萄糖 。4. 糖类分为(据化学性质)(1)还原糖：如麦芽糖、葡萄糖、果糖，与斐林试剂在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀。(2)非还原糖：如蔗糖、淀粉、糖原、纤维素等。5. 并不是所有糖类都是能源物质，如核糖、脱氧核糖、纤维素。6. 脂质的组成元素主要是C、H、O，有的含N、P。7. 脂质分为脂肪、磷脂和固醇。(1)脂肪：组成：甘油脂肪酸脂肪；组成元素为C、H、O。功能：是细胞内

10、良好的储能物质(与糖类相比，体积小，储能多)储能脂质；很好的绝热体，有保温作用；能减压和缓冲，可以保护内脏器官。(2)磷脂：是细胞膜、细胞器膜等生物膜的重要成分结构脂质，组成元素是CHONP。(3)固醇调节脂质：又包括胆固醇、性激素和维生素D等胆固醇：构成动物细胞膜的重要成分，参与血液中脂质的运输。性激素：能促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成。维生素D：能有效促进肠道对钙和磷的吸收。8. 等质量的脂肪与糖类相比，脂肪氧化分解耗氧多，产能多，产H2O多，因为与糖类相比，脂肪中C、H多，O少。9. 多糖、蛋白质、核酸等生物大分子的基本骨架是碳链。10. 糖类、脂质、蛋白质和核酸四大有机物

11、都有的元素是C、H、O。第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者1. 生命活动的主要承担者是蛋白质。2. 蛋白质的基本组成单位是氨基酸。3. 氨基酸分子的结构通式：。(1)特点：每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(NH2)和一个羧基(COOH)；且都有一个氨基(NH2)和一个羧基(COOH)连接在同一个碳原子上。(注：多余的氨基或羧基位于R基中)(2)种类：组成蛋白质的氨基酸约有20种，它们的区别在于R基的不同。(3)由结构通式可知，氨基酸分子式可简写为C2H4O2N-R。氨基酸(蛋白质)的组成元素主要是C、H、O、N，有的含有P、S、Fe等元素。4. 必需氨基酸：人体细胞不能(能/不能)合成，必须

12、从外界环境中直接获取的氨基酸，成人有8种。非必需氨基酸：人体细胞能(能/不能)合成，也能从外界环境中获取的氨基酸，有12种。5. 蛋白质的结构层次：氨基酸肽链(链状)蛋白质(空间结构)。(1)氨基酸分子之间的结合方式叫做 脱水缩合 ：一个氨基酸分子的羧基(COOH)和另一个氨基酸分子的氨基(NH2)相连接，同时脱去一分子水的过程。R基中的氨基和羧基不参与(参与/不参与)参与脱水缩合。(2)连接两个氨基酸分子的化学键叫做肽键，表示为NHCO(老教材)。(3)脱水缩合产生的H2O中的H来自羧基和氨基，O来自羧基。(4)命名：由2个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物叫二肽，3个氨基酸分子脱水缩合而成的化

13、合物叫三肽，4个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物叫四肽，以此类推。由多个氨基酸分子缩合而成的，含有多个肽键的化合物统称多肽。6. 相关计算(1)链状肽：氨基酸数肽键数肽链数；水分子数肽键数。环状肽：氨基酸数肽键 数水分子数。(2)每条肽链中至少含有1个游离的NH2和1个游离的COOH，分别位于肽链的两端。(3)蛋白质相对分子质量氨基酸数氨基酸的平均相对分子质量水分子数18二硫键数2 。7. 蛋白质分子结构多样性原因：氨基酸的种类、数目和排列顺序不同，以及肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。8. 蛋白质的功能(1)构成细胞和生物体结构的重要物质，称为结构蛋白，如肌肉、羽毛、头发等。(2)绝

14、大多数酶是蛋白质，有催化作用。(3)红细胞中的血红蛋白、细胞膜上的载体蛋白有运输功能。(4)胰岛素起信息传递作用，能够调节机体的生命活动。(5)抗体有免疫功能。 (6)糖蛋白有信息识别功能。9. 盐析：在鸡蛋清中加入一些食盐，会看到白色絮状物(蛋白质)的现象。兑水稀释后，白色絮状物又消失，这一过程中蛋白质结构没有发生变化，因此可用 盐析 的方法提取分离蛋白质。10.高温、过酸、过碱等因素能破坏蛋白质的空间结构(变得伸展、松散)，使蛋白质变性失活，但肽键并未断裂，能与双缩脲试剂呈紫色反应。第5节 核酸是遗传信息的携带者1. 核酸的分类和功能(1)分类：核酸分为脱氧核糖核酸(简称DNA)和核糖核酸

15、(简称RNA)。(2)功能：核酸是细胞内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中具有重要作用。2.【实验】观察DNA和RNA在细胞中的分布(1)原理利用 甲基绿、吡罗红 混合染色剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布。DNA甲基绿绿色； RNA吡罗红红色。盐酸的作用：改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；使染色质中的DNA和蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。(2)实验材料：人的口腔上皮细胞、洋葱鳞片叶内表皮细胞。(3)实验步骤：制片(0.9%NaCl)水解(8%HCl)冲洗(蒸馏水)染色观察。(4)实验现象(结果)：细胞核被染成 绿色，细胞质被染成红色。(

16、5)实验结论：真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA；RNA主要分布在细胞质中。(注：原核细胞中的DNA主要分布在拟核区域)3. 核酸的分子结构(1)核酸的基本组成单位核苷酸分子组成：一个核苷酸是由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮碱基组成的。核苷酸的结构简图表示为。注：核苷酸(核酸)组成元素是C、H、O、N、P。分类(共8种)据五碳糖不同，核苷酸可分为脱氧核糖核苷酸(简称脱氧核苷酸)和核糖核苷酸两种：脱氧核糖核苷酸的分子组成：磷酸脱氧核糖含氮碱基(有A、G、C、T4种碱基)。核糖核苷酸的分子组成：磷酸核糖含氮碱基(有A、G、C、U4种碱基)。据含氮碱基的不同

17、，脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸又分别分为4种：脱氧核糖核苷酸：含A的叫：腺嘌呤脱氧核糖核苷酸；含G的叫：鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸；含C的叫：胞嘧啶脱氧核糖核苷酸；含T的叫：胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸。核糖核苷酸：含A的叫：腺嘌呤核糖核苷酸；含G的叫：鸟嘌呤核糖核苷酸；含C的叫：胞嘧啶核糖核苷酸；含U的叫：尿嘧啶核糖核苷酸。(2)核酸的结构层次DNA：脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核苷酸链 脱氧核糖核酸 (DNA)RNA： 核糖核苷酸 核糖核苷酸链核糖核酸(RNA)4. 核酸分子的 多样性：构成核酸的核苷酸数目成千上万，排列顺序千变万化。特异性：每个核酸中核苷酸的数目和排列顺序是特定的。5.DNA和RNA共有的化学组分是磷酸、腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)；DNA特有的组分是脱氧核糖、胸腺嘧啶(T)，RNA特有的组分是核糖、尿嘧啶(U)。6.DNA初步水解产物是4种脱氧核糖核苷酸，RNA初步水解产物是4种核糖核苷酸。DNA彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖、4种碱基，RNA彻底水解产物是磷酸、核糖、4种碱基。7. 真核细胞和原核细胞中都有2种核酸，8种核苷酸，5种碱基。真核细胞和原核细胞的遗传物质都是DNA，其组成中有4种核苷酸，4种碱基。病毒中只有1种核酸(DNA或RNA)，4种核苷酸，4种碱基。