第2章组成细胞的分子（知识清单）高一生物期中考点大串讲（人教版2019必修1）

第2章组成细胞的分子知识清单一、细胞中的元素和化合物1.生物界与无机自然界的统一性和差异性①统一性：组成细胞的化学元素，在无机自然界中都能找到，没有一种化学元素为细胞所特有。②差异性：细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。2组成细胞的元素①最基本元素：C②基本元素：C、H、O、N③主要元素：C、H、O、N、P、S④大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。⑤微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。⑥质量分数最大的元素：O（鲜重下含量最多的是水）数量最多的元素：H⑦在组成人体细胞的元素中，占鲜重百分比前四位的依次是O>C>H>N；占干重百分比前四位的依次是C>O>N>H。⑧微量元素在生物体内含量很少，却是不可缺少的。3组成细胞的化合物①细胞中的元素大多以化合物的形式存在，如水、蛋白质、核酸、糖类、脂质等。②细胞内含量最多的化合物是水，含量最多的有机化合物是蛋白质。4检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质①还原糖的检测和观察注意：

斐林试剂需现配现用，等量混匀，反应需要水浴加热。常见的还原糖有葡萄糖、果糖、半乳糖、麦芽糖、乳糖等。②脂肪的检测和观察(1)检测原理：脂肪+苏丹Ⅲ染液→橘黄色。(2)检测步骤及结论③蛋白质的检测和观察(1)检测原理：蛋白质+双缩脲试剂 紫色。(2)检测步骤和结论注意：

(1)该颜色反应是在碱性条件下，肽键与双缩脲试剂中Cu2+作用，产生的紫色络合物。(2)双缩脲试剂在使用时，先加入双缩脲试剂A液(0.1g/mL的NaOH溶液)1mL摇匀，再加入双缩脲试剂B液(0.01g/mL的CuSO4溶液)4滴，摇匀。④实验材料的选择原则：色浅或无色，有关物质含量丰富。(1)鉴定还原糖宜选用苹果汁或梨汁，而不选用西瓜汁、甘蔗汁等。西瓜汁虽含

有丰富的还原糖，但颜色偏重，影响实验结果的观察；甘蔗汁主要含蔗糖，蔗糖不具

有还原性。(2)脂肪检测宜选用花生种子等脂肪含量丰富的生物材料。(3)蛋白质检测常选用豆浆或鸡蛋清稀释液等色浅且蛋白质含量丰富的材料。⑤理清斐林试剂与双缩脲试剂试剂斐林试剂双缩脲试剂甲液乙液A液B液成分及其浓度0.1g/mLNaOH0.05g/mLCuSO40.1g/mLNaOH0.01g/mLCuSO4添加顺序甲、乙等量混匀立即使用先加A液1mL，摇匀；再加B液4滴，摇匀反应条件50~65℃水浴加热不需加热，摇匀即可反应现象浅蓝色→棕色→砖红色沉淀紫色⑥唯一需要水浴加热的是还原糖的检测唯一需要显微镜的是脂肪的检测唯一需要酒精的是脂肪的检测二、细胞中的无机物5细胞中的水①不同形式的水形式自由水结合水概念细胞中绝大部分的水呈游离状态，可以自由流动与细胞内其他物质(蛋白质、多糖等物质)相结合的水功能(1)良好的溶剂(2)参与生化反应(代谢)(3)构成多细胞生物体内以水为基础的液体环境(4)运输养料和代谢废物细胞结构的重要组成成分与细胞代谢或抗逆性的关系正常情况下，自由水与结合水比值越小，细胞代谢越缓慢，但抗逆性越强；该比值越大，细胞代谢越旺盛，但抗逆性越差联系自由水和结合水在一定条件下可相互转化：一定范围内，温度升高时，部分结合水转化为自由水；温度降低时，部分自由水转化为结合水应用(1)种子萌发时，需要吸收水分，增加自由水含量。(2)种子储存前晒干是为了降低自由水含量，降低代谢强度，以延长储存时间。(3)越冬作物减少灌溉，可提高作物对低温的抗性②自由水含量高，代谢活动旺盛，抗逆性差；结合水含量高，代谢活动下降，抗逆性强。③水的特性(1)水分子是极性分子，带正电荷或负电荷的分子都容易与水结合→水是良好的溶剂。(2)水分子之间的氢键易断裂也易形成，保证水分子具有流动性。(3)氢键的存在使水分子具有较大的比热容，水可以保持稳定性。6细胞中的无机盐①存在形式和含量细胞中少数无机盐与其他化合物结合，大多数以离子形式存在，含量很少。②无机盐的生理功能(1)构成细胞结构和细胞中重要化合物的成分，如Fe2+→血红素，Mg2+→叶绿素，P→细胞膜、细胞核和许多化合物的重要成分。(2)维持细胞和生物体的生命活动，如Na+、Ca2+可调节细胞的兴奋性，血钙过高→肌无力，血钙过低→抽搐。(3)维持生物体内的平衡，如酸碱平衡、渗透压平衡等。③设计实验探究或验证X无机盐是否为某种植物所必需时，对照组将植物放置在（完全培养液）中培养，实验组植物放置在（缺X无机盐）的培养液培养，而且两组中的（培养液量、温度、植物数量、植物长势）要保持一致。三、细胞中的糖类和脂质7细胞中的糖类①糖类的组成元素及功能(1)组成元素：糖类一般由C、H、O三种元素组成。(2)功能：糖类是主要的能源物质。②糖类的种类分类概念种类分子式主要分布主要功能单糖不能水解的糖五碳糖核糖C5H10O5动植物细胞组成RNA的成分脱氧核糖C5H10O4组成DNA的成分六碳糖葡萄糖C6H12O6主要的能源物质果糖植物细胞中提供能量半乳糖 动物细胞中二糖由两分子单糖脱水缩合而成的糖蔗糖 （果糖+葡萄糖）C12H22O11甘蔗、甜菜中含量丰富水解成单糖提供能量麦芽糖（2葡萄糖）发芽的小麦、谷控中含量丰富乳糖（半乳糖+葡萄糖）人和动物的乳汁中含量丰富多糖水解后能够生成许多单糖的糖 淀粉(C6H10O5)n 植物粮食作物的种子、变态根或茎等储藏器官中植物细胞中储存能量纤维素植物细胞的细胞壁中支持保护细胞糖原：肝糖原肌糖原 动物肝脏储存能量调节血糖动物肌肉储存能量几丁质（壳多糖）(C8H13O5N)n甲壳类动物和昆虫的外骨骼可用于废水处理；制作食品的包装纸和食品添加剂；制作人造皮肤等注意：

（1）蔗糖无还原性，麦芽糖和乳糖有还原性。（2）一分子麦芽糖由两分子葡萄糖脱水缩合而成，一分子蔗糖由一分子果糖和一分子葡萄糖脱水缩合而成，一分子乳糖由一分子葡萄糖和一分子半乳糖脱水缩合而成。（3）还原性糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、麦芽糖、乳糖动物特有的糖：半乳糖、乳糖、糖原植物特有的糖：果糖、麦芽糖、蔗糖、淀粉、纤维素动植物共有的糖：核糖、脱氧核糖、葡萄糖8细胞中的脂质①特点：脂质分子氧元素含量远远少于糖类，H的含量更多。通常都不溶于水，而溶于脂溶性有机物，如丙酮、乙醚、氯仿等（3）同质量的脂肪和糖类彻底氧化分解的比较 a脂肪：碳、氢元素含量高，氧元素含量低，氧化分解时耗氧多，释放的能量多。b糖类：碳、氢元素含量低，氧元素含量高，氧化分解时耗氧少，释放的能量少。②脂质的分类、分布及功能:元素组成功能及分布脂肪（三酰甘油、甘油三酯）由3分子脂肪酸和1分子甘油组成C、H、O（1）功能：①细胞中良好的储能物质，与糖类相同质量的脂肪储存能量是糖类的2倍（脂肪含H较多，燃烧等质量的脂肪和糖，脂肪消耗的氧更多）。②保温③减少内部器官之间摩擦④缓冲外界压力，可以保护内脏器官。（2）分布：皮下和内脏器官周围磷脂H、O、N、P功能：构成细胞膜以及各种细胞器膜重要成分分布：人和动物的脑、卵细胞、肝脏、大豆的种子中含量丰富固醇胆固醇C、H、O构成动物细胞膜重要成分；参与人体血液中脂质的运输。性激素促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成，激发并维持第二性征。维生素D促进人和动物肠道对Ca和P的吸收。注：糖类和脂质是可以相互转化的四、蛋白质是生命活动的主要承担者9蛋白质的主要功能①结构蛋白：构成细胞和生物体结构的重要物质，如肌肉、毛发、羽毛、蛛丝②功能蛋白：（1）催化：催化细胞内的生理生化反应的酶，大部分是蛋白质（2）运输：运输载体（血红蛋白、细胞膜载体蛋白）调节：传递信息，调节机体的生命活动（某些激素）（4）免疫：抗体10蛋白质的基本组成单位——氨基酸①元素组成：主要由C、H、O、N组成，有的含有S、Fe。②结构通式：③结构特点(1)组成蛋白质的氨基酸至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。(2)这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团，这个侧链基团用R表示。(3)不同的氨基酸具有不同的侧链基团(R)。④种类：组成人体蛋白质的氨基酸有21种，其中必需氨基酸有8种（婴儿有9种），是人体细胞不能合成的，需要从外界环境中获取；其余属于非必需氨基酸，可来自食物，可自身合成。巧学妙记谐音巧记人体内的8种必需氨基酸甲(甲硫氨酸)携(缬氨酸)来(赖氨酸)一(异亮氨酸)本(苯丙氨酸)亮(亮氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)。11蛋白质的结构及其多样性①氨基酸的结合方式：脱水缩合（1）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，这种结合方式叫做脱水缩合。（2）肽键：连接两个氨基酸分子的化学键（—NH—CO—）叫做肽键。（3）二肽：有两个氨基酸分子缩合而成的化合物，叫做二肽，由n（n≥3）个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物，称为n肽，也叫多肽。（4）肽链：多肽通常呈链状结构，叫肽链。肽链能盘曲、折叠、形成有一定空间结构的蛋白质分子。②过程图解③蛋白质的结构（1）蛋白质的结构层次C、H、O、N等元素氨基酸多肽蛋白质（2）蛋白质分子结构的多样性构成蛋白质的氨基酸的种类，数目，排列顺序不同肽链盘区折叠方式不同使蛋白质的空间结构不同导致蛋白质结构多样性（3）蛋白质、多肽链都可使双缩脲发生紫色反应，双缩脲可以和其中的肽键发生反应。④蛋白质变性（1）概念：指蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏,从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象。（2）特点：变性可使蛋白质的空间结构被破坏,无法复原,但肽键没有被破坏,还能与双缩脲试剂发生紫色反应。（3）实例：a、鸡蛋、肉类经煮熟后蛋白质变性就不能恢复原来状态。b、经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的蛋白质变性,可以达到消毒、灭菌的目的。⑤蛋白质的盐析（1）概念：指蛋白质在某些盐(如NaCl、Na2SO4等)的浓溶液中溶解度降低而析出的现象,降低盐溶液浓度时,蛋白质又会重新溶解,这一过程是可逆的。（2）特点:盐析是物理变化,盐析过程中蛋白质的结构没被破坏,可复原。（3）实例:在鸡蛋清中加入一些食盐,会看到白色的絮状物,这是在食盐作用下析出的蛋白质,兑水稀释后絮状物消失,该过程中蛋白后结构没有被破坏。12有关蛋白质的计算 ①肽键数与氨基酸数目的关系(不考虑链间的肽键)公式1：肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数肽链数(链式结构)公式2：肽键数=氨基酸数=脱去的水分子数(环状结构)②蛋白质中游离氨基和羧基的数目公式3：游离氨基或羧基数目=肽链数+R基团上的氨基或羧基个数(链式结构)公式4：游离氨基或羧基数目=R基团上的氨基或羧基个数(环状结构)③蛋白质相对分子质量的计算在计算蛋白质相对分子质量时，还要考虑蛋白质分子形成过程中是否存在特殊的变化，如二硫键(—S—S—)的形成，每形成一个二硫键，脱去2个H，蛋白质相对分子质量减少2。公式5：蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量脱去的水分子数×18二硫键数×2五、核酸是遗传信息的携带者13核酸的种类、分布及功能①核酸的种类与分布(1)种类：脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。(2)分布：真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，叶绿体和线粒体内也有少量；RNA主要分布在细胞质中。②核酸功能：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极其重要的作用。14核酸是由核苷酸连接而成的长链①核酸的基本组成单位——核苷酸一个核苷酸是由一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成。 ②DNA和RNA的比较种类DNARNA五碳糖脱氧核糖核糖含氮碱基A(腺嘌呤)、T(胸腺嘧啶)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)A(腺嘌呤)、U(尿嘧啶)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)基本组成单位4种脱氧核糖核苷酸4种核糖核苷酸链数一般由2条脱氧核苷酸链构成一般由1条核苷酸链构成两种核酸有异同，腺鸟胞磷能共用。RNA有尿嘧啶，还有核糖在其中。DNA中含有胸(胸腺嘧啶)，脱氧核糖是特征。③遗传物质中核苷酸的排列顺序储存着遗传信息DNA分子是储存、传递遗传信息的生物大分子，具有细胞结构的生物(原核生物和真核生物)，其遗传信息储存在DNA中；部分病毒的遗传信息储存在RNA中。④核酸多样性的原因：核苷酸数目不同和排列顺序多样。15生物大分子以碳链为