专题1细胞的分子组成

专题1细胞的分子组成高考生物（江苏省专用）考点1组成细胞的元素和无机物一、组成细胞的元素1.细胞中的必需元素知识清单元素的分类

元素种类按作用分最基本元素

C

基本元素C、H、O、N

主要元素

C、H、O、N、S、P

按含量分

大量

元素C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg等

微量

元素

Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo

、Cl等[巧学巧记]组成细胞的微量元素

2.存在形式:大多以

化合物

的形式存在。组成细胞的化合物的种类和含量可表示如下:

名师点睛元素和化合物的含量和种类(1)占细胞鲜重最多的元素和化合物分别是O和水。(2)占细胞干重最多的元素和化合物分别是C和蛋白质。(3)构成生物大分子的基本骨架的元素是C。3.元素的统一性和差异性二、细胞中的无机物1.水的存在形式和生理作用2.细胞中的水与细胞代谢、抗逆性的关系

存在形式含量特点生理作用结合水约

4.5%

在细胞中与其他物质结合在一起是组成

细胞结构

的重要成分,与细胞的抗逆性有关自由水约

95.5%

以

游离

的形式存在,可以自由流动,易蒸发(1)是良好的

溶剂

;(2)各种生物化学反应的介质或直接作为反应物参与反应;(3)运输营养物质和运走

代谢废物

;(4)为细胞提供

液体

环境[知能拓展]细胞内水的产生和利用3.无机盐的存在形式和生理作用

元素功能含量异常时的症状I甲状腺激素的组成元素缺乏时患地方性甲状腺肿Fe血红蛋白的组成元素缺乏时患缺铁性贫血Ca降低神经系统的兴奋性哺乳动物血钙过低时,会出现抽搐现象;血钙过高时,会患肌无力Mg组成叶绿素的元素之一缺乏时叶片变黄,无法进行光合作用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”K促进植物体内淀粉的运输;动物细胞内渗透压的维持缺乏时植物抗逆能力减弱,易受病害侵袭[知能拓展]细胞中无机盐的作用及无机盐含量异常时的症状的分析4.验证某种无机盐的生理作用的实验思路①实验组

②对照组正常植物+完全培养液→正常生长例1

(2013江苏单科,16,2分)下列关于生物体与水分的关系,叙述正确的是

()A.贮藏中的种子不含水分,以保持休眠状态B.水从根系向地上部分的运输与细胞壁无关C.适应高渗环境的动物可排出体内多余的盐D.缺水时,动物体的正反馈调节能促使机体减少水的散失解析贮藏中的种子自由水含量低,以保持休眠状态;水沿着由死亡细胞的细胞壁围成的导管从

植物的根系向地上部分运输;适应高渗环境的动物细胞外液渗透压相对较高,但仍要排出体内多

余的盐,以维持内环境稳态;缺水时,动物体的负反馈调节能促使机体减少水的散失。答案

C考点2蛋白质的结构和功能一、蛋白质的基本组成单位——氨基酸1.元素组成:

C、H、O、N

等。2.种类:构成蛋白质的氨基酸约有

20

种;3.结构通式:

;

5.结构特点:都至少含有一个

氨基

和一个

羧基

,并且都有一个氨基和一个羧基连接在

同一个碳原子

上。4.氨基酸的结构通式解读[巧学巧记]氨基酸的结构通式若把一个氨基酸分子与人体对比(如图),则躯干——中心碳原子头部——R基(—R)右手——氨基(—NH2)左手——羧基(—COOH)下肢——H原子二、蛋白质的形成1.方式:脱水缩合

(1)上述合成的物质是

二肽

和水。(2)生成物中虚线框中的结构称为

肽键

,其结构简式为

—NH—CO—

。(2)氨基酸经脱水缩合形成的H2O中的H来自—COOH中的

—OH

和—NH2中的

H

,而O只

来自于

—COOH

中的O。名师点睛氨基、羧基及肽键的书写形式2.合成场所:

核糖体

。3.蛋白质的结构层次氨基酸

二肽

多肽

蛋白质

正确错误(举例)氨基—NH2NH2或—NH3羧基—COOHCOOH

肽键—CO—NH—CO—NH

[巧学巧记]利用四个“一”记住蛋白质的结构和形成过程三、蛋白质的多样性名师点睛蛋白质和多肽的区别与联系

蛋白质多肽结构具空间结构具平面结构多样性原因四个方面只有三个方面,无空间结构的差异联系蛋白质可由一条或几条肽链盘旋、折叠而成

名称确定翻译的直接产物是多肽,还不能叫蛋白质,必须再加工后,形成一定的空间结构才叫蛋白质

例2

(2015福建理综,1,6分)人体内含有多种多样的蛋白质,每种蛋白质

()A.都含有20种氨基酸B.都是在细胞内发挥作用C.都具有一定的空间结构D.都能催化生物化学反应解析组成人体蛋白质的氨基酸约有20种,但并不是每种蛋白质都含有20种氨基酸;有些蛋白质

可以在细胞外发挥作用,如消化酶;每种蛋白质均有其独特的空间结构;蛋白质的功能具有多样

性,如有些蛋白质具有催化作用,有些蛋白质具有免疫、运输或调节作用。答案

C考点3核酸、糖类与脂质一、核酸的结构与功能1.核酸的结构层次

[巧学巧记]

(1)DNA的结构可以归纳为“5、4、3、2、1”来理解记忆

(2)利用图形理解记忆核苷酸的组成:[巧学巧记]

(1)DNA的结构可以归纳为“5、4、3、2、1”来理解记忆3.DNA和RNA的比较分类

脱氧核糖核酸(DNA)核糖核酸(RNA)组成单位

成分碱基A(

腺嘌呤

)、C(胞嘧啶)、G(

鸟嘌呤

)

T(

胸腺嘧啶

)U(尿嘧啶)

五碳糖

脱氧核糖

核糖

磷酸磷酸功能

是主要的遗传物质,携带和

复制

遗传信息,并决定蛋白质的合成①RNA是某些病毒的遗传物质②在遗传信息表达中起作用:

mRNA

——蛋白质合成的直接模板tRNA——运输

特定

氨基酸rRNA——核糖体的组成成分③催化作用:极少数酶属于RNA存在

①真核生物:

细胞核

(主要)、线粒体、叶绿体②原核生物:

拟核

、质粒主要存在于

细胞质

中名师点睛碱基种类与核苷酸种类的关系二、糖类的种类和生理作用1.元素组成:

C、H、O

。2.糖类的种类、功能及分布名师点睛对还原性糖和糖类水解产物的分析(1)并不是所有的糖都是还原性糖①葡萄糖、果糖、麦芽糖是还原性糖。②蔗糖、淀粉、糖原、纤维素等属于非还原性糖。(2)并非所有的二糖水解的产物都一样①一分子蔗糖可水解为一分子果糖与一分子葡萄糖。②一分子麦芽糖可水解为两分子葡萄糖。③一分子乳糖可水解为一分子葡萄糖和一分子半乳糖。三、细胞中的脂质1.元素组成:

主要是C、H、O,有的含有N、P

。2.种类及作用种类

功能脂肪

(1)细胞内良好的

储能物质

(2)保温、缓冲和减压作用类脂(如磷脂)

构成

细胞膜

的重要成分固醇胆固醇(1)构成动物细胞膜的重要成分(2)参与血液中

脂质

的运输(3)还可转化成

维生素D

性激素促进人或动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成,维持第二性征

维生素D促进人和动物肠道对

钙和磷

的吸收3.糖类与脂质的比较比较项目

糖类脂质区别元素组成C、H、O主要是C、H、O,有的还含有N、P

种类

合成部位淀粉:叶绿体纤维素:高尔基体糖原:主要是肝脏、肌肉内质网

生理作用①主要的能源物质②构成细胞结构,如糖被、细胞壁③核酸的组成成分,如核糖、脱氧核糖①生物体的储能物质,如脂肪②构成生物膜的重要成分,如磷脂③调节新陈代谢和生殖,如性激素联系

糖类

脂肪

②组成元素的比例不同:脂肪中氧的含量远远少于糖类,而碳和氢的含量比糖类高。因此,同等

质量的糖和脂肪氧化分解,脂肪所消耗的氧气远远多于糖类,所释放的能量也明显多于糖类。例3

(2013江苏单科,1,2分)下列关于生物体内有机物的叙述正确的是

()A.脂质不参与生命活动的调节B.蛋白质是生物体主要的能源物质C.核酸是生物体储存遗传信息的物质D.糖类不参与细胞识别和免疫调节解析脂质中的固醇参与生命活动的调节;糖类是生物体主要的能源物质;核酸是生物体储存遗

传信息的物质;细胞膜上的糖蛋白参与细胞的识别和免疫调节,糖蛋白中含有糖,因此糖类参与

细胞识别和免疫调节。答案

C名师点睛糖类与脂肪的不同①对生物体的作用侧重点不同:糖类是生物体的主要能源物质;脂肪则是主要储能物质。考点4生物组织中有机物的鉴定1.原理生物组织中某些有机化合物能与某些化学试剂产生特定的

颜色反应

。2.检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质(1)实验原理①糖类的检测:糖类

②脂肪的检测:

③蛋白质的检测:蛋白质+

双缩脲试剂

紫色

方法步骤还原性糖的检测(1)制备组织样液

(2)鉴定样液:

脂肪的检测制作切片→染色→

去浮色

→制片→镜检(50%乙醇)蛋白质的检测(1)制备样液(豆浆)

(2)鉴定样液

(2)检测步骤(3)斐林试剂与双缩脲试剂的比较名师点睛(1)鉴定还原性糖,应选择可溶性还原糖含量高、组织颜色浅或近于白色的植物,如白萝

卜、梨等。(2)鉴定脂肪的材料,最好选择富含脂肪的种子,如花生种子。(3)鉴定蛋白质的实验材料最好选择富含蛋白质的生物组织(或器官),如大豆、鸡蛋蛋清或稀释

的豆浆。

斐林试剂

双缩脲试剂

甲液乙液A液B液成分0.1g/mLNaOH溶液0.05g/mLCuSO4溶液0.1g/mLNaOH溶液0.01g/mLCuSO4溶液鉴定物质可溶性还原糖

蛋白质

添加顺序甲乙两液等量混匀后立即使用

先加入A液2mL,摇匀;再加入B液3~4滴,摇匀

反应条件50~65℃水浴加热

不需加热,摇匀即可

反应现象样液出现砖红色沉淀

样液变紫色

二、观察DNA和RNA在细胞中的分布1.实验原理(1)甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的

亲和力

不同

显示DNA和RNA在细胞中的分布2.实验试剂——盐酸的作用盐酸能改变细胞膜的

通透性

→加速染色剂进入细胞,同时使染色质中的DNA和

蛋白质

分离→有利于

DNA

与染色剂结合。3.

例4

(2014江苏单科,22,3分)关于生物组织中还原糖的鉴定,下列叙述正确的是(多选)

()A.量取2mL斐林试剂时应优先选用5mL量筒而不用10mL量筒B.隔水加热时,试管中液体的液面应低于烧杯中水的液面C.在组织样液中加入斐林试剂后试管内液体呈现无色,加热后变成砖红色D.实验结束时将剩余的斐林试剂装入棕色瓶,以便长期保存备用解析量取试剂时宜选用适度容量量筒,不应选用过大容量量筒,A正确;为使反应液均匀受热,

水浴加热时,试管内液体液面应低于烧杯中水的液面,B正确;斐林试剂是NaOH溶液和CuSO4溶

液生成的Cu(OH)2悬浊液,Cu(OH)2呈蓝色,C错误;Cu(OH)2易分解,故斐林试剂必须现配现用,D错

误。答案

AB题型1数量计算类——蛋白质形成过程中的相关计算<方法诠释>1.蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系肽键数=失去水分子数=氨基酸数-肽链数;蛋白质相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数×18。2.蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算(1)至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数。(2)游离氨基或羧基数目=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数。题型突破肽链数目氨基酸数肽键数目脱去水分子数多肽链相对分子质量氨基数目羧基数目1条mm-1m-1am-18(m-1)至少1个至少1个n条mm-nm-nam-18(m-n)至少n个至少n个注:氨基酸平均相对分子质量为a。3.蛋白质中含有N、O原子数的计算N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数=各氨基酸中N原子总数。O原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的O原子数=各氨基酸中O原子总数-脱去水分子数。4.氨基酸的排列与多肽种类的计算(1)倘若由n种氨基酸形成一个三肽,那么形成三肽的种类:

n3种。(2)倘若n种氨基酸形成一个m肽,则形成的多肽种类为nm种。(3)倘若由n种氨基酸形成一个三肽,且每种氨基酸只有一个,则形成三肽的种类:

n×(n-1)×(n-2)种。(4)倘若由n种氨基酸形成一个n肽,且每种氨基酸只有一个,则形成n肽的种类:n×(n-1)×(n-2)×…×

1=n!。DNA(基因)

mRNA

蛋白质(性状)碱基数6∶碱基数3∶氨基酸数15.氨基酸与相应DNA、RNA片段中碱基数目之间的关系<易错易混>1.若形成的多肽是环状:氨基酸数=肽键数=失去水分子数。2.在蛋白质相对分子质量的计算中若通过图示或其他形式告知蛋白质中含有二硫键时,要考虑

脱去氢的质量,每形成一个二硫键,脱去2个H。例1

(2016江苏宿迁三校高三学情调研,5)有关图中蛋白质的叙述,正确的是

()

A.含有两条肽链B.共有126个肽键C.R基中共含17个氨基D.形成该蛋白质时共脱掉125个水分子思路导引

解析蛋白质中羧基总数等于R基中羧基数+肽链数,因此该蛋白质中含有2条肽链,A正确;肽键

数=氨基酸数-肽链数,即含有124个肽键,脱掉124个水分子,故B、D均错误;蛋白质中氨基数=肽

链数+R基中氨基数,因此R基中含有15个氨基,C错误。答案

A1-1

(2014上海单科,28,2分)一条由39个氨基酸形成的环状多肽,其中有4个谷氨酸(R基为—CH2—CH2—COOH),则该多肽

()A.有38个肽键B.可能没有游离氨基C.至少有5个游离羧基D.至多有36种氨基酸答案

B解析39个氨基酸形成环状多肽,有39个肽键,A项错误;该环状多肽主链上没有游离的氨基,不

能确定侧链基团中是否含有游离的氨基,故该多肽可能没有游离的氨基,B项正确;该多肽为环

状,主链上没有游离的羧基,谷氨酸的侧链基团中含有游离的羧基,故该多肽至少含有4个游离的

羧基,C项错误;组成该多肽的氨基酸最多有20种,D项错误。题型2分析判断类——元素组成、有机物功能和种类的判断<方法诠释>1.通过关系图记忆有机物的元素组成

2.从元素组成判断化合物的种类、代谢产物及放能多少(1)根据特征元素来推断化合物:

(2)从化合物的元素组成分析代谢产物①糖类、脂质和蛋白质都含有C、H、O,故其代谢产物都有CO2和H2O。②蛋白质中还有N,其代谢产物中还含有尿素。(3)从化合物的元素含量上分析氧化分解释放能量的多少。脂肪的含氢量高于糖类,因此等质量的脂肪彻底氧化分解时所消耗的O2比糖类多,释放的能量也

多于糖类。3.由结构(或物质)推测元素组成首先分析该结构或物质的组成成分,再推测其元素组成。如:细胞膜→蛋白质+糖类+磷脂→C、H、O、N、P;染色体→蛋白质+DNA→C、H、O、N、P;核糖体→蛋白质+RNA→C、H、O、N、P;病毒→蛋白质+核酸→C、H、O、N、P;糖被→蛋白质+糖类→C、H、O、N;甲状腺激素→氨基酸+I→C、H、O、N、I;血红蛋白→蛋白质+Fe→C、H、O、N、Fe。<易错易混>1.不是所有的脂质都只由C、H、O三种元素组成,如磷脂分子中还含有N、P。2.不是所有的细胞膜都只由蛋白质、糖类和磷脂组成,有的还含有胆固醇。3.蛋白质不只是由C、H、O、N四种元素组成的,有些蛋白质还含有其他元素。4.核糖体和染色体的组成元素相同,都含有C、H、O、N、P。例2

(2013海南单科,1,2分)关于生物体内有机化合物所含元素的叙述,错误的是

()A.叶绿素含有镁元素B.血红蛋白含有铁元素C.脱氧核糖含有磷元素D.胰岛素含有碳元素思路导引解析脱氧核糖属于单糖,是五碳糖中的一种,其元素组成为C、H、O,故C项错误。答案

C2-1

(2016江苏盐城高三期中,21)图中甲、乙、丙表示某动物细胞中的不同化合物,下列有关叙

述错误的是(多选)

()

A.脱氧核苷酸是构成物质甲的基本单位B.物质甲为该生物的主要遗传物质C.可用苏丹Ⅲ染液来鉴定物质乙D.物质丙构成生物膜的基本骨架答案

BC解析由题图可知,甲是DNA,其基本组成单位是脱氧核苷酸,A正确;由题意可知,该生物是动物,

其遗传物质是甲,不能说主要是甲,B错误;分析题图可知,物质乙是蛋白质,用双缩脲试剂检测,C

错误;分析题图可知,物质丙是磷脂,磷脂双分子层构成生物膜的基本骨架,D正确。题型3实验探究类——生物材料中有机成分的鉴定<方法诠释>生物材料中有机成分的确认