第2章--组成细胞的分子-高一生物单元必背知识清单(人教版2019必修1).docx

第2章 组成细胞的分子
第1节 细胞中的元素和化合物
一、组成细胞的元素

1.生物界与无机自然界的元素 种类：统一性
含量：差异性（原因：细胞生命活动所需要的物质，是有选择的从无机自然界获取）
2.组成细胞的元素分类
①种类：细胞中常见的化学元素有20多种。
②分类（根据含量多少）
大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。
微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu等。
③含量较高的元素（基本元素）：C、H、O、N。
注意：大量元素和微量元素都是生物体所必需的;
生物体内含有的元素不一定是生物所必需的元素，如Pb
④细胞中基本元素含量的比较：
细胞鲜重：O>C>H>N
细胞干重：C>O>N>H
⑤细胞鲜重中数量最多的元素是H，含量最多的是O
二、组成细胞的化合物
(1)组成细胞的各种元素大多以化合物的形式存在
(2)种类
无机化合物：水，无机盐
有机化合物：蛋白质，糖类，脂质，核酸
(3)细胞中含量最多的化合物是水。
细胞中含量最多的有机化合物是蛋白质
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
50～65 ℃水浴加热
1．实验原理
还原糖＋斐林试剂―-----------→砖红色沉淀
脂肪＋苏丹Ⅲ染液―→橘黄色
蛋白质＋双缩脲试剂―→紫色
2．实验注意事项
(1)还原糖的检测
①材料的选择：还原糖含量高,白色或接近白色的植物组织样液,例：梨匀浆。
②斐林试剂使用方法
a.甲、乙液必须等量混合均匀再使用。
b.水浴加热(50～65 ℃)。 c.现配现用。
③不能选甘蔗，甜菜做实验材料，因其所含蔗糖为非还原糖，不能与斐林试剂发生颜色反应
④不能选西瓜做实验材料，虽含还原糖，但西瓜本身的红色可能会掩盖反应后生成的砖红色
(2)脂肪的检测
①唯一需要显微镜观察的实验
②用体积分数为50%的酒精洗去浮色
(3)蛋白质的检测
①先加A液1ml，目的:使试管中的溶液呈碱性
②再加B液4滴，目的：蛋白质中的肽键与Cu2＋在碱性条件下发生紫色反应
③双缩脲试剂B液的量不能过多,因为过多的双缩脲试剂B液会与双缩脲试剂A液反应生成Cu(OH)2,使溶液呈蓝色进而掩盖实验生成的紫色
(4)斐林试剂 双缩脲试剂
甲液：0.1 g/mL的NaOH溶液 A液：0.1 g/mL的NaOH溶液
乙液：0.05 g/mL的CuSO4溶液 B液：0.01 g/mL的CuSO4溶液
甲液和乙液等量混合均匀使用 先加A液再加B液

第2节 细胞中的无机物
一、细胞中的水
1.水的存在形式及主要作用
存在形式
自由水
结合水
概念
细胞中以游离的形式存在的水
细胞中与其他物质相结合的水
含量
约占细胞内全部水分的95.5%
约占细胞内全部水分的4.5%
功能
①细胞内的良好溶剂
②参与细胞内的生化反应
③为细胞提供液体环境
④运输营养物质和代谢废物
是细胞结构的重要组成成分

2.自由水与结合水的关系
降温
(1)自由水和结合水在一定条件下可相互转化

升温
升温
自由水 结合水

(2)自由水与结合水相对含量与细胞代谢的关系
①关系
细胞内自由水所占比例越大，细胞代谢越旺盛
细胞内结合水所占比例越大，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强
②实例
种子晒干,自由水含量降低,细胞代谢水平降低,便于储藏
北方冬小麦在冬天来临前,自由水比例降低,结合水比例上升,以避免气温下降时自由水过多导致结冰而损害自身。
3.水的特点（非重点，了解）
(1)水是良好的溶剂的原因：水分子的空间结构及电子的不对称分布,使水分子成为一个极性分子。带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合,因此水是良好的溶剂。
(2)水在常温下能够维持液体状态,具有流动性的原因：氢键不断地断裂,又不断地形成
(3)水的温度相对不容易发生改变的原因：由于氢键的存在,水具有较高的比热容,使水的温度相对不容易发生改变,对于维持生命系统的稳定性十分重要。
二、细胞中的无机盐
1.存在形式：大多数无机盐以离子形式存在,少数与其他化合物结合
2.无机盐的作用：
(1)维持细胞的酸碱平衡 (2)维持细胞和生物体的生命活动
(3)维持渗透压平衡 (4)构成细胞中某些复杂的化合物
3.举例细胞中常见无机盐的作用
Fe是血红素（血红蛋白）的组成成分 Mg是叶绿素的成分
P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
Ca2＋钙过低时，会出现抽搐现象；血钙过高时，会患肌无力
Na＋缺乏会引起神经肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛，无力等
4.生理盐水常用的是质量分数为0.9%的氯化钠溶液。当人体需要补充盐溶液或输入药物时,应输入生理盐水或用生理盐水作为药物的溶剂,以保证人体细胞的生活环境维持在相对稳定的状态。

第3节 细胞中的糖类和脂质
一、 细胞中的糖类
1.功能：主要的能源物质
2.元素组成：C、H、O ，简写为（CH2O）
核糖
3.分类
动植物共有
脱氧核糖
五碳糖

单糖

葡萄糖
果糖 植物特有
半乳糖 动物特有
六碳糖

蔗糖 ：（果糖+葡萄糖） 植物特有

麦芽糖：（葡萄糖+葡萄糖）植物特有

乳糖：（半乳糖+葡萄糖） 动物特有

二糖

糖类

淀粉：植物体内的储能物质

糖原：动物体内的储能物质

纤维素：植物细胞壁的主要成分

几丁质：存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中

多糖

4.①单糖：不能被水解，可直接被细胞吸收
两分子单糖脱水缩合形成二糖，一般要水解成单糖才能被细胞吸收
比如葡萄糖可以口服，也可以注射，蔗糖只能口服不能注射
②所有单糖，二糖中麦芽糖和乳糖是还原糖，可以和斐林试剂反应，出现砖红色沉淀
③糖原分为肝糖原(可分解为葡萄糖）和肌糖原（不可分解为葡萄糖）
④并不是所有的糖类都是甜的，比如：淀粉，纤维素
⑤并不是所有的糖类都是能源物质，比如;核糖，脱氧核糖，纤维素构成细胞结构，不做能源物质
⑥生物体内的糖类绝大多数以多糖的形式存在
⑦几丁质的用途：废水处理，食品包装纸和添加剂，人造皮肤
二、 细胞中的脂质
1.元素组成:主要是 C、H、O, 有些脂质还含有N和P。
2.化学性质:脂质分子结构差异很大，通常不溶于水，而溶于脂溶性有机溶剂。
与糖类不同的是，脂质分子中氢氢多氧少。
3.分类
种类
作用
脂肪 三酰甘油/甘油三酯(C、H、O)
①主要的储能物质 ②隔热保温 ③缓冲减压，保护内脏器官
磷脂 (C、H、O、N、P)
构成细胞膜、细胞器膜重要成分
 固醇
(C、H、O)  
        胆固醇 
构成动物细胞膜的重要成分，在人体内参与血液中脂质的运输
        性激素 
促进人和动物生殖器官的发育、生殖细胞的形成
       维生素D
促进人和动物肠道对Ca、P的吸收

饱和脂肪酸：主要是植物脂肪，室温下是液态

不饱和脂肪酸：主要是动物脂肪，室温下是固态
4.脂肪由甘油和脂肪酸构成

脂肪酸

5.磷脂由甘油，脂肪酸，磷酸及其他衍生物构成
首先，供细胞利用
多余，合成糖原
再多余，转化成脂肪和某些氨基酸
三、糖类和脂质的关系：二者可以相互转化
血液中的葡萄糖
1.

食物中的脂肪被消化吸收后，在皮下结缔组织等处以脂肪组织的形式储存起来
2. 糖类和脂肪间转化程度有明显差异：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。

第4节 蛋白质是生命活动的承担着
一、蛋白质的功能
功能
举例
结构蛋白
羽毛、肌肉、蛛丝、头发等的成分主要是蛋白质
催化
绝大多数酶是蛋白质
运输
血红蛋白能运输氧；载体蛋白
调节（信息传递）
胰岛素等蛋白质类激素能够调节机体的生命活动
免疫（防御）
抗体可抵御抗原的侵害

二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
(作为手术缝合线的胶原蛋白质之所以能被人体组织吸收，是因为胶原蛋白被分解为可以被人体吸收的氨基酸。)
必需氨基酸：8种，人体细胞不能合成，必须从外界环境种获取
（甲携来一本亮色书）

非必须氨基酸：13种，人体细胞能够合成
组成人体蛋白质的氨基酸
（21种）
1.

2.氨基酸结构通式：

3.每种氨基酸至少含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(—COOH),连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接着一个H和一个R基
4.氨基酸的组成元素：至少含有C、H、O、N
5.各种氨基酸之间的区别在于R基的不同
三、蛋白质的结构及其多样性
1.氨基酸之间通过脱水缩合连接：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,同时脱去一分子的水。
2.氨基酸脱水缩合过程相关计算公式：
①脱水数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数＝水解需水数；
②蛋白质相对分子质量＝氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数－18×脱水数；
③至少氨基数＝肽链数；
④至少羧基数＝肽链数；
⑤氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数＝各氨基酸中氨基的总数－肽键数；
⑥羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数＝各氨基酸中羧基的总数－肽键数。
（注：环状肽脱水数＝肽键数＝氨基酸数；环状肽主链上没有游离的氨基和羧基，若有，只在R基上
3.蛋白质结构多样性原因
①构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同
②肽链盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。
4.蛋白质结构多样性原因：蛋白质功能具有多样性（结构决定功能）。
5.蛋白质变性破坏的是空间结构，肽键还在，还可与双缩脲试剂发生颜色反应形成紫色
6.加酒精、加热、加酸，会导致蛋白质变性，且变性不可逆。
7.鸡蛋、肉类煮熟易消化,原因是高温使蛋白质分子的空间结构变得伸展、松散,容易被蛋白酶水解

第5节 核酸是遗传信息的携带者
一、核酸的种类及其分布
1.核酸种类①脱氧核糖核酸简称DNA ②核糖核酸简称RNA
2.核酸分布：
①真核细胞中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。
②原核细胞中DNA主要分布在拟核，RNA主要分布在细胞质中。
二.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
2.核苷酸组成：磷酸、五碳糖、含氮碱基
根据五碳糖的不同分为两类核苷酸：脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸
①脱氧核糖核苷酸：构成DNA的基本单位

②核糖核苷酸：构成RNA的基本单位

3. 碱基：A腺嘌呤，C胞嘧啶，G鸟嘌呤，T胸腺嘧啶（DNA特有），U尿嘧啶（RNA特有）
4.DNA指纹获得遗传信息的根本原因：生物的遗传信息储存在DNA分子中，而且每个个体的DNA的脱氧核苷酸序列各有特点
5.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
6.DNA一般是双链，RNA一般是单链
生物类别
核酸种类

核苷酸种类
碱基种类
遗传物质
例子
有细胞结构的生物（真核生物和原核生物）

2种（DNA和RNA）
8种（4种脱氧核苷酸+4种核糖核苷酸）
5种（A,T,G,C,U）

只有DNA

DNA病毒
1种（DNA）
4种脱氧核苷酸
4
DNA
噬菌体
RNA病毒
1种（RNA）
4种核糖核苷酸
4
RNA
HIV、SARS病毒，流感病毒，烟草花叶病毒，新冠病毒

三、 生物大分子以碳链为骨架
1.多糖，蛋白质，核酸是生物大分子，（脂肪不是生物大分子）。
2.单体和多聚体:生物大分子是由许多基本组成单位连接而成，这些基本单位称为单体，这些生物大分子又称为单体的多聚体
3.生物大分子以碳链为基本骨架
4.碳是生命的核心元素，没有碳就没有生命。
四、

初步水解
彻底水解
核酸
8种（4种脱氧核苷酸+4种核糖核苷酸）
8种（A,T,G,C,U+2种五碳糖+磷酸）
DNA
4种脱氧核苷酸
6种（A,T,G,C,+脱氧核糖+磷酸）
RNA
4种核糖核苷酸
6种（A,G,C,U+核糖+磷酸）