专题01 组成细胞的分子-【学考复习】2024年福建省高中生物学业水平合格考复习宝典

高中生物必修1 学业水平考试复习 专题一 组成细胞的分子 知识框架 水 无机盐 糖类 脂质 蛋白质 核酸 化合物 细胞的 分子组成 元素 无机物 有机物 大量元素 微量元素 统一性 差异性 知识要点 一、组成细胞的元素 常见元素(20多种) 大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 等 微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等 含量 1.大量元素和微量元素 元素 知识要点 ①大量元素与微量元素对于维持生物体的生命活动都起着非常重要的作用。 ②C是生命的核心元素，生物大分子以碳链为基本骨架。 点拨： 如在玉米细胞中， Mg只有0.18%，叶绿体中的叶绿素分子就含有Mg，如果缺少Mg，细胞就不能合成这些叶绿素。 (1)组成细胞的化学元素在无机自然界中都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有。 体现了生物界和非生物界的统一性 (2)细胞中各种元素的相对含量与无机自然界中的大不相同。 体现了生物界和非生物界具有差异性 2.生物界与非生物界的统一性和差异性 组成细胞 的化合物 无机化合物 有机化合物 水 无机盐 脂质 蛋白质 糖类 核酸 二、组成细胞的化合物 1.水。 (1) 含量：活细胞中含量最多的化合物。 组成细胞的主要化合物及其相对含量 水 (70% ~ 90%) 蛋白质 (7% ~10%) 糖类和核酸 (1%~ 1.5%) 无机盐 (1%~ 1.5%) 脂质 (1% ~ 2%) (2)存在形式和作用。 ①自由水：细胞内良好的溶剂；参与生物化学反应；提供液体环境；运送营养物质和代谢废物。 ②结合水：细胞结构的重要组成部分。 ①自由水和结合水在一定条件下可以相互转化。 ②自由水/结合水的比值越高，细胞的代谢越旺盛，抵抗不良环境的能力越弱。 点拨： 2.无机盐。 (1)存在形式：大多数以离子的形式存在。 (2)作用：组成复杂的化合物，维持生命活动；维持酸碱平衡和渗透压平衡。 一种叶绿素分子 （局部） Mg 3.糖类。 (1)组成元素： C、H、O。 (2)种类及作用。 种类 作用 单糖 五碳糖(核糖、脱氧核糖) 核酸的组成成分 六碳糖(葡萄糖、果糖等) 主要的能源物质 二糖 蔗糖、麦芽糖 作为能量来源 乳糖 多糖 纤维素 植物细胞壁的基本成分 淀粉 植物细胞的储能物质 糖原 动物细胞的储能物质 几丁质 节肢动物外骨骼的重要成分 ①并不是所有的糖类都是能源物质，如核糖、脱氧核糖不是生物体的能源物质。 ②淀粉、纤维素、糖原的基本组成单位都是葡萄糖。 ③还原糖：葡萄糖、麦芽糖、果糖等； 非还原糖：蔗糖、淀粉、糖原、纤维素等。 点拨： 4.脂质。 (1)组成元素：主要是C、H、O，有的还含有N、P。 (2)种类及作用。 种类 元素 常见种类 作用 脂肪 C、H、O / 储能、保温、缓冲、减压 磷脂 C、H、O、P、N / 构成生物膜(细胞膜、液泡膜、线粒体膜等)的重要成分 固醇 C、H、O 胆固醇 构成动物细胞膜的重要成分 性激素 维持生物第二性征，促进生殖器官发育及生殖细胞形成 维生素D 促进人和动物肠道对钙和磷的吸收 ①糖类和脂质可以相互转化。 ②同等质量的脂肪比糖类含有的能量更多，是因为脂肪中C、H元素含量高。 点拨： 5.蛋白质。 (1)基本组成单位——氨基酸。 ①组成元素：主要是C、H、O、N。 ②氨基酸结构通式为 R H2N－C－COOH H ③结构特点：每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(-NH2) 和一个羧基(-COOH)，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团(R基)。各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。组成绝大多数生物体蛋白质的氨基酸有21种。 羧基 氨基 H R H － N－C－C－OH H O 侧链基团：决定氨基酸的种类和理化性质 简写： R H H2N—C—COOH R基中也可能含有氨基（-NH2）或羧基（-COOH） (2)肽链的形成——脱水缩合 。 两个氨基酸脱水缩合形成二肽，连接两个氨基酸分子的化学键叫作肽键。 由多个氨基酸分子缩合而成，含有多个肽键的化合物，叫作多肽。 多肽通常呈链状结构，叫作肽链。 + —C NH2 H R1 —C— O N— H C— H R2 COOH （二肽） H2O OH N H R1 —C— C— O H2 + —N H R2 OH —C— CO H H 肽键 产物H2O中H来源于氨基和羧基;O来源于羧基 (3)蛋白质的结构及其多样性。 许多蛋白质分子都含有两条或多条肽链，它们通过一定的化学键如二硫键相互结合在一起。这些肽链可盘曲、折叠形成更为复杂的空间结构。 (3)蛋白质的结构及其多样性。 构成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序千变万化，多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构千差万别，因此蛋白质分子的结构极其多样。 (4)蛋白质的功能(生命活动的主要承担者)。 (4)蛋白质的功能(生命活动的主要承担者)。 类别 功能 举例 结构蛋白 许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质 肌动蛋白、肌球蛋白等 功能蛋白 调节作用 对细胞和生物体的生命活动有重要的调节作用（即传递信息） 胰岛素、生长激素等 催化作用 催化细胞内的多种化学反应 大多数酶等 运输作用 有些蛋白质具有运输的功能 血红蛋白等 免疫作用 能抵御侵入人体或高等动物体内的抗原物质 抗体等 ①氨基酸的 R基决定氨基酸的种类。 ②氨基酸的脱水缩合发生在核糖体上。 ③蛋白质结构的多样性决定功能的多样性。 ④蛋白质是生命活动的主要承担者。 点拨： R H H2N—C—COOH 下图是某蛋白质的肽链结构示意图，请据图回答问题。 （1)该化合物是由 个氨基酸分子失去 个水分子而形成的。 （2)根据图甲可知，该肽链中有肽键 个。肽键是由一个氨基酸 的 和另一个氨基酸的 通过 反应形成的。 （3)图中表示R基的有 。 该化合物是由 种氨基酸组成 （4)图中有 个氨基、 个羧基。 4 3 3 氨基 羧基 脱水缩合 ②④⑥⑧ 1 2 3 6.核酸 (1)基本组成单位——核苷酸 (8 种)。 组成元素： C、H、O、N、P。 结构：含有一分子磷酸、一分子五碳糖(脱氧核糖或核糖)、一分子含氮碱基(A、T、C、G、U 5种) 磷酸 含氮碱基 五糖糖 核酸包括两大类：一类是脱氧核糖核酸，简称DNA； 一类是核糖核酸，简称RNA。 (3)核酸的功能。 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。 ①核酸的水解产物是核苷酸，彻底水解的产物有磷酸、五碳糖、碱基。 ②在同种生物不同细胞中，DNA一般相同，RNA和蛋白质不完全相同。 ③构成DNA的核苷酸有4种，构成RNA的核苷酸有4种。 点拨： 磷酸 含氮碱基 五糖糖 7.探究·实践：检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。 (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 50 ℃～65 ℃ 水浴加热 (2)注意事项。 ①还原糖鉴定材料宜选用富含还原糖、颜色浅的生物组织。 ②斐林试剂必须现配现用，即将甲液与乙液等量混匀后使用；而双缩脲试剂使用时，应先加A液，再加B液。 梨匀浆，葡萄匀浆，白萝卜匀浆 [例1]下列物质中，能够脱水缩合形成肽链的是( )。 A.葡萄糖 B.氨基酸 C.核苷酸 D.脂肪酸 典例分析 B [例2]下列关于蛋白质的叙述，正确的是( )。 A.组成蛋白质的基本单位是核苷酸 B.细胞中的蛋白质都具有催化功能 C.蛋白质的结构受温度的影响 D.蛋白质的功能与其空间结构无关 C 典例分析 [例3]淀粉、纤维素和糖原的共同特征是( )。 A.都是植物细胞内的糖类 B.都含有C、H、0、N四种元素 C.基本组成单位都是五碳糖 D.基本组成单位都是六碳糖 D 典例分析 [例4]自由水在生物体的许多化学反应中充当( )。 A.溶剂 B.催化剂 C.载体 D.能源物质 A 典例分析 [例5]根据“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验，回答下列问题。 (1)鉴定成熟苹果果肉中存在还原糖所用的试剂是斐林试剂，该试剂与细胞内的还原糖经水浴 会出现 沉淀。 (2)在鉴定脂肪的实验中，如果使用苏丹I作为染色剂，不宜直接使用花生油作为鉴定的材料， 原因是 。 (3)利用刚刚配制好的斐林试剂甲液、乙液以及蒸馏水，也能用于鉴定蛋清稀释溶液中的蛋白质。使用过程中先加 (填“甲液”或“乙液”),然后用蒸馏水稀释 (填“甲液”或“乙液”)后滴加。 加热 砖红色 苏丹能将脂肪染成橘黄色，花生油的黄色对实验结果有影响 甲液 乙液 典例分析 [练习]下列各项中，属于构成生物体蛋白质的氨基酸是（ ）。 C 练习 [练习]右图表示某种大分子物质的基本组成单位。下列关于它的叙述中，正确的是（ ）。 A.该物质只含有C、H、O、P四种元素 B.该物质是脱氧核糖核苷酸，人体内有4种 C.在T2噬菌体和HIV的宿主细胞中都找不到这种物质 D.该物质聚合成的大分子是RNA，它主要分布在细胞质中 D 练习 [练习]人体细胞中，含有的核酸、碱基、核苷酸种类分别是（ ）。 A.1种、4种、4种 B.2种、5种、8种 C.2种、4种、4种 D.2种、5种、5种 B 练习 [练习]下列各项中，不属于脂肪在人体内的生理功能是（ ）。 A.饥饿时候分解为人体提供能量 B.促进人体肠道对钙和磷的吸收 C.人体的内脏器官周围分布有一定量的脂肪 D.生活在寒冷环境的海豹有厚厚的皮下脂肪 B 练习 [练习]下图是某物质的结构图解，根据图解回答下列问题。 (1)写出虚线框中化学结构的名称: A B C D 。 (2)该物质为 肽化合物，至少有 个氨基和 个羧基。 (3)该物质是由氨基酸经 形成的，该反应产生的水分子中氧原子来自的结构是 (用图中的字母表示)。 (4)科学家发现催产素、血管舒张素是氨基酸数量相同的蛋白质，但其生理功能不同。请从氨基酸的角度分析，其原因是 。 氨基 练习 肽键 R基 羧基 五 1 1 脱水缩合 D 氨基酸的种类、排列顺序不同 $$