第2章 组成细胞的分子【速记清单】-2024-2025学年高一生物单元速记·巧练（人教版2019必修1）

第2章 组成细胞的分子 内容导航 01 思维导图 知识串联重难点1检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 重难点2水和无机盐在细胞中的存在形式和生理作用 重难点3糖类、脂质的种类和功能及其相互转化 重难点4蛋白质的结构和功能 重难点5核酸的种类、结构和功能及生物大分子 02 考点速记 核心必记 03 重难专攻 素养提升 04 教考衔接 科学练题 01 思维导图 02 考点速记 第1节 细胞中的元素和化合物 一、组成细胞的元素 1.元素来源：因为生物体总是和外界环境进行着物质交换，细胞生命活动所需要的物质，归根结底是从无机自然界中获取的。因此，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。但是，细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。 2. 种类、含量 （1）细胞中常见的化学元素有20多种，其中有些含量较多，如C、H、0、N、P、S、K、Ca、Mg等，称为大量元素；有些含量很少，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等，被称为微量元素。 （2）组成细胞的元素中C、0、H、N这四种元素的含量最多，其原因与组成细胞的化合物有关。 3.存在形式：细胞中的化学元素大多以化合物的形式存在。 二、组成细胞的化合物： 1.上图为组成细胞的主要化合物及相对含量，图中序号①～⑤对应的化合物依次是：水、蛋白质、糖类和核酸、脂质、无机盐。 2.通过上图可看出，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。人体细胞内含量最多的有机化合物是蛋白质。（P18“概念检测3”） 3. 上图中的数据是基于大量不同种类细胞的统计结果，实际上，不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是有差别的，有的还相差悬殊。 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1.实验原理 （1）某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应。因此，可以根据有机物与某些化学试剂所产生的颜色反应，检测生物组织中糖类、脂肪或蛋白质的存在。 （2）糖类中的还原糖，如葡萄糖，与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀。脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。 2.化学试剂 斐林试剂(甲液:质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液，乙液:质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液)。0.01g/mL的苏丹Ⅲ染液。双缩脲试剂(A液:质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液，B液:质量浓度为0.01g/mLCuSO4溶液)，体积分数为50%的酒精溶液，蒸馏水。 3.实验操作及结果 （1）还原糖的检测和观察及结果： ①向试管内注入2mL待测组织样液。 ②向试管内注入1mL斐林试剂(甲液和乙液等量混合均匀后再注入)。 ③将试管放入盛有50~65℃温水的大烧杯中加热约2min。 ④观察试管中出现的颜色变化——出现砖红色沉淀。 （2）脂肪的检测和观察及结果 ①方法：制作花生子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况。 ②过程及结果： 取材：取一粒浸泡过的花生种子，去掉种皮。 切片：用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片，放入盛有清水的培养皿中待用。 制片：从培养皿中选取最薄的切片，用毛笔蘸取放在载玻片中央；在花生子叶薄片上滴2～3滴苏丹Ⅲ染液，染色3 min；用吸水纸吸去染液，再滴加l～2滴体积分数为50％的酒精溶液，洗去浮色；用吸水纸吸去花生子叶周围的酒精，滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片。 观察：在低倍镜下找到花生子叶的最薄处，移到视野中央，将物像调节清晰；换高倍镜观察，视野中被染成橘黄色的脂肪颗粒清晰可见。 (3)蛋白质的检测和观察 ①向试管内注人2mL待测组织样液。 ②向试管内注入双缩脲试剂A液1mL，摇匀。 ③向试管内注入双缩脲试剂B液4滴，摇匀。 ④观察试管中出现的颜色变化——溶液呈现紫色。 4．将下列试剂（①②③）与相应的待测样品（④⑤⑥）、相应的实验结果（⑦⑧⑨）用“—”连接起来。正确的顺序是：①—⑥—⑧、②—⑤—⑦、③—④—⑨。 第2节 细胞中的无机物 一、细胞中的水 1.水的含量：生物体的含水量随着生物种类的不同有所差别，一般为60％～95％，水母的含水量达到97％。水是构成细胞的重要成分，也是活细胞中含量最多的化合物。 2.存在形式：水在细胞中以两种形式存在，绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动，叫做自由水；一部分水与细胞内的其他物质相结合，叫做结合水。 3.作用：①结合水是细胞结构的重要组成成分，大约占细胞内全部水分的4.5%。②自由水是细胞内的良好溶剂，许多种物质溶解在这部分水中,③细胞内的许多生物化学反应也都需要有水的参与。④多细胞生物体的绝大多数细胞，必须浸润在以水为基础的液体环境中。⑤水在生物体内的流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时把各个细胞在新陈代谢中产生的废物，运送到排泄器官或者直接排出体外。 二、细胞中的无机盐 1.存在形式：细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，含量较多的阳离子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+ 、Fe2+、Fe3+等，阴离子有Cl-、SO42-、 PO43- 、HCO3-等。 2.含量：与水不同，无机盐是细胞中含量很少的无机物，仅占细胞鲜重的1%～1.5%。 3.作用：①一些无机盐是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分；②许多种无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。例如，哺乳动物的血液中必须含有一定量的钙离子，如果钙离子的含量太低，会出现抽搐等症状。③生物体内的某些无机盐离子，必须保持一定的量，这对维持细胞的酸碱平衡非常重要。 第3节 细胞中的糖类和脂质 一、细胞中的糖类 1.组成元素及分类：糖类分子大多数是由C、H、O三种元素构成的。糖类大致可以分为单糖、二糖和多糖等几类。 2.单糖、二糖和多糖 （1）单糖 ①像葡萄糖这样不能水解，可直接被细胞吸收的糖类就是单糖。常见的单糖还有果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等。 ②葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质，是生物体内的“燃料”，其在细胞内的“燃烧”过程中能量是通过一系列化学反应逐步释放出来的。 （2）二糖 ①二糖(C12H22O11)由两分子单糖脱水缩合而成，一般要水解成单糖才能被细胞吸收。 ②生活中最常见的二糖是蔗糖，常见的二糖还有在发芽的小麦等谷粒中含量丰富的麦芽糖，以及在人和动物乳汁中含量丰富的乳糖。 （3）多糖：生物体内的糖类绝大多数以多糖((C6H9O5)n)的形式存在，淀粉是最常见的多糖。 ①淀粉：绿色植物通过光合作用产生淀粉，作为植物体内的储能物质存在于植物细胞中。人体摄人的淀粉，必须经过消化分解成葡萄糖，才能被细胞吸收利用。 ②糖原：人和动物体合成糖原的原料是葡萄糖。糖原主要分布在人和动物的肝脏和肌肉中，是人和动物细胞的储能物质。当细胞生命活动消耗了能量，人和动物血液中葡萄糖含量低于正常时，肝脏中的糖原糖原便分解产生葡萄糖及时补充。 ③纤维素：纤维素也是由许多葡萄糖连接而成的。一些植物中的纤维细丝、茎秆和枝叶中的纤维、所有植物细胞的细胞壁，构成它们的主要成分都是纤维素。纤维素不溶于水，在人和动物体内很难被消化，但一些草食类动物借助某些微生物的作用才能分解这类多糖。几丁质也是一种多糖，又称为壳多糖，广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中。几丁质及其衍生物在医药、化工等方面有广泛的用途。 二、细胞中的脂质 1.分布、组成元素及种类 ①分布：脂质存在于所有细胞中，是组成细胞和生物体的重要有机化合物。 ②组成脂质的化学元素主要是C、H、O，有些脂质还含有P和N。和糖类相比，脂质分子中氧的含量远远少于糖类，而氢的含量更多。 ③常见的脂质有脂肪、磷脂和固醇等，它们的分子结构差异很大，通常都不溶于水，而溶于脂溶性有机溶剂。 2.脂肪、磷脂和固醇 （1） 脂肪 ①脂肪是最常见的脂质。脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯，即三酰甘油(又称甘油三酯)。其中甘油的分子比较简单，而脂肪酸的种类和分子长短却不相同。脂肪酸可以是饱和的，也可以是不饱和的。植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸，在室温时呈液态；大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸，室温时呈固态。 ②脂肪是细胞内良好的储能物质，当生命活动需要时可以分解利用；还是一种很好的绝热体，具有保温的作用；分布在内脏器官周围的脂肪还具有缓冲和减压的作用，可以保护内脏器官。 （2）磷脂 ①磷脂与脂肪的不同之处在于甘油的一个羟基(—OH)不是与脂肪酸结合成酯，而是与磷酸及其他衍生物结合。因此，磷脂除了含有C、H、O外，还含有P甚至N。 ②磷脂是构成细胞膜的重要成分，也是构成多种细胞器膜的重要成分。在人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆的种子中含量丰富。 （3）固醇：固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D等。胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还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能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。 三、糖类和脂质的关系：细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的。血液中的葡萄糖除供细胞利用外，多余的部分可以合成糖原储存起来；如果葡萄糖还有富余，就可以转变成脂肪和某些氨基酸。而食物中的脂肪被消化吸收后，可以在皮下结缔组织等处以脂肪组织的形式储存起来。 第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 一、蛋白质的功能：蛋白质是细胞的基本组成成分，具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御等重要功能。可以说，细胞的各项生命活动都离不开蛋白质。 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 1.种类：在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种，各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。 2.结构及其特点 （1）结构通式：氨基酸分子结构通式可表示为：，也可以简写为—C2H4O2N。 （2）结构特点：①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；②这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团，其中可用R表示的是侧链基团。 三、蛋白质的结构及其多样性 1.蛋白质的形成 （1）氨基酸→多肽：氨基酸分子互相结合的方式是: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。连接两个氨基酸分子的化学键叫做肽键。由两个氨基酸分子缩合而成的化合物，叫做二肽。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，叫做多肽。多肽通常呈链状结构，叫做肽链。 （2）多肽→蛋白质：由于氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。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。这些肽链不呈直线，也不在同一个平面上，而是形成更为复杂的空间结构。 2.蛋白质结构的多样性：在细胞内，组成一种蛋白质的氨基酸数目可能成千上万，氨基酸形成肽链时，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化，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，这就是细胞中蛋白质种类繁多的原因。 3.蛋白质结构与功能：每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。 第5节 遗传信息的携带者——核酸 一、核酸的种类及分布 1.种类：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。 2.分布：核酸包括两大类：一类是脱氧核糖核酸，简称DNA；另一类是核糖核酸，简称RNA。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。 二、核酸是由核苷酸连接而成的长链 1.基本单位 （1）核酸同蛋白质一样，也是生物大分子。核苷酸是核酸的基本组成单位。每个核酸分子是由几十个乃至上亿个核苷酸连接而成的长链。 （2）一个核苷酸是由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成的。根据五碳糖的不同，可以将核苷酸分为脱氧核糖核苷酸(简称脱氧核苷酸)和核糖核苷酸，下图中①、②处的化学基团依次是-H、-OH。脱氧核苷酸一般包括腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸；核糖核苷酸一般包括腺嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸。 2.分子结构 （1）DNA和RNA各含有4种碱基，但是组成二者的碱基种类有所不同，DNA中含有碱基A、T、C、G，RNA中含有碱基A、U、C、G。 （2）DNA是由脱氧核苷酸连接而成的长链,RNA则由核糖核苷酸连接而成。一般情况下，在生物体的细胞中，DNA由两条脱氧核苷酸链构成，RNA由一条核糖核苷酸链构成。 （3）脱氧核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息，DNA分子是储存、传递遗传信息的生物大分子；部分病毒的遗传信息储存在RNA中，如HIV(人类免疫缺陷病毒)、SARS(严重急性呼吸综合征)病毒等。 3.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。 三、生物大分子以碳链为骨架 1.生物大分子：细胞是由多种元素和化合物构成的。在构成细胞的化合物中，多糖、蛋白质、核酸都是生物大分子。 2.生物大分子以碳链为骨架：组成多糖的基本单位是单糖，组成蛋白质的基本单位是氨基酸，组成核酸的基本单位是核苷酸，这些基本单位称为单体。每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架。生物大分子是由许多单体连接成的多聚体，因此，生物大分子也是以碳链为基本骨架的。正是由于碳原子在组成生物大分子中的重要作用，科学家才说“碳是生命的核心元素”“没有碳，就没有生命”。 3.组成细胞化合物与细胞生命活动：以碳链为骨架的多糖、蛋白质、核酸等生物大分子，构成细胞生命大厦的基本框架；糖类和脂质提供了生命活动的重要能源；水和无机盐与其他物质一起 ，共同承担起构建细胞、参与细胞生命活动等重要功能。细胞中的这些化合物，含量和比例处在不断变化之中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动的正常进行。 03 重难专攻 重难点1检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 （1）三种颜色变化 还原糖检测：蓝色→砖红色 脂肪检测：脂肪颗粒被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色 蛋白质检测：浅蓝色→紫色 （2）三个唯一 唯一需要加热 还原糖检测，必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现 唯一需要显微镜 切片法检测生物组织中的脂肪 唯一使用酒精 脂肪的检测，用体积分数为50%的酒精洗去浮色 （3）三个注意点 a.三个实验中都不宜选取有颜色的材料，否则会干扰实验结果的颜色变化。 b.脂肪鉴定的过程中滴加1～2滴体积分数为50%的酒精的目的是洗去浮色，原因是苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液易溶于有机溶剂。 c.物质鉴定实验一般不设立对照实验，若需设立对照实验，对照组应加入成分已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。 重难点2水和无机盐在细胞中的存在形式和生理作用 （1）二看法速判自由水、结合水比例变化 一看环境条件：若环境恶化，则自由水比例下降，结合水比例上升； 二看生命活动强度或状态：若生命活动增强，则自由水比例上升，结合水比例下降。 （2）抓”关键词“速解与无机盐作用相关试题 关键词 联想考点 生理盐水、浓度等 无机盐对维持细胞渗透压或形态等具有重要作用。 H2PO4- 、HCO3- 无机盐对维持细胞酸碱平衡具有重要作用。 生物体生长、发育 无机盐对维持生命活动具有重要作用。 K+、Ca2+、Mg2+等 根据该无机盐过量或缺乏时表现的症状具体判断。 重难点3糖类、脂质的种类和功能及其相互转化 （1） “3个角度”快判糖类物质 （2）“集合图法”归纳脂质从属关系及功能 重难点4蛋白质的结构和功能 利用蛋白质的结构图解掌握相应的计算规律 (1)“规律法”记忆多肽形成过程中的数量计算 ①形成肽链时：肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数－肽链数。 肽链数目 氨基酸数 肽键数目 脱去水分子数 氨基数目 羧基数目 1条 m m－1 m－1 至少1个 至少1个 n条 m m－n m－n 至少n个 至少n个 ②形成环状多肽时：肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数。 提醒　环状多肽中游离氨基或羧基数取决于构成环状多肽的氨基酸R基中的氨基或羧基数。 (2)“公式法”计算蛋白质相对分子质量 ①无二硫键时：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－脱去的水分子数×18。 ②有二硫键(—S—S—)时：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－脱去的水分子数×18－二硫键数目×2。因为每形成一个二硫键脱去两个氢。 ③游离—NH2或—COOH数＝肽链数＋R基中的—NH2或—COOH数(环肽中主链上无游离的氨基或羧基)。 重难点5核酸的种类、结构和功能及生物大分子 (1)“三看法”快速区分DNA和RNA (2)不同生物的核酸、核苷酸、碱基、遗传物质归纳 生物种类 核酸种类 碱基种类 核苷酸种类 遗传物质 细胞生物 DNA和RNA 5种 8种 DNA 病毒 DNA病毒 DNA 4种 4种 DNA RNA病毒 RNA 4种 4种 RNA (3)有机分子的“水解”和“氧化分解”的区别 物质 初步水解产物 彻底水解产物 氧化分解产物 由水解酶参与 由呼吸酶参与 淀粉 麦芽糖 葡萄糖(单体) CO2＋H2O 脂肪 甘油＋脂肪酸 甘油＋脂肪酸 CO2＋H2O 蛋白质 多肽 氨基酸(单体) CO2＋H2O＋尿素 核酸 核苷酸(单体) 磷酸＋五碳糖＋碱基 CO2＋H2O＋尿酸 提醒　脂肪、磷脂和固醇不属于生物大分子。 04 教考衔接 1．某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应，从而检测生物组织中糖类、脂肪或蛋白质的存在。下列关于细胞中有机物检测的叙述，正确的是（    ） A．将煮熟的鸡蛋捣碎并加入斐林试剂后，可产生紫色反应 B．用苏丹Ⅲ染液染色的花生子叶切片，观察到子叶细胞中有橘黄色颗粒 C．在检测还原糖、脂肪或蛋白质实验中，观察颜色时都会用到光学显微镜 D．检测生物组织中的还原糖时，在待测液中先加NaOH溶液，再加CuSO4溶液 【答案】B 【分析】斐林试剂检测还原糖，使用方法是斐林试剂甲液和乙液混合均匀后再加入，水浴加热后会出现砖红色沉淀。蛋白质可与双缩脲试剂产生紫色反应，双缩脲试剂的使用方法是先加双缩脲试剂A液， 揺匀，再加双缩脲试剂B液。 【详解】A、煮熟的鸡蛋含有蛋白质，将煮熟的鸡蛋捣碎并加入双缩脲试剂后，可产生紫色反应，A错误； B、脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，故用苏丹Ⅲ染液染色的花生子叶切片，观察到子叶细胞中有橘黄色颗粒，B正确； C、在检测还原糖、蛋白质实验中，观察颜色时不需要用到光学显微镜，C错误； D、检测生物组织中的还原糖时，使用的是斐林试剂，使用方法为将甲液和乙液混合均匀后再加入，D错误。 2．在一定条件下，斐林试剂可与葡萄糖反应生成砖红色沉淀，去除沉淀后的溶液蓝色变浅，测定其吸光值可用于计算葡萄糖含量。下表是用该方法检测不同样本的结果。下列叙述正确的是（　　） 样本 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 吸光值 0.616 0.606 0.595 0.583 0.571 0.564 葡萄糖含量（mg/mL） 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 A．斐林试剂与样本混合后立即生成砖红色沉淀 B．吸光值与样本的葡萄糖含量有关，与斐林试剂的用量无关 C．若某样本的吸光值为0.578，则其葡萄糖含量大于0.4mg/mL D．在一定范围内葡萄糖含量越高，反应液去除沉淀后蓝色越浅 【答案】D 【分析】斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色（沉淀）。斐林试剂只能检验生物组织中还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能鉴定非还原性糖（如淀粉）。斐林试剂是由甲液（质量浓度为0.1g/mL氢氧化钠溶液）和乙液（质量浓度为0.05g/mL硫酸铜溶液）组成，使用时要将甲液和乙液混合均匀后再加入含样品的试管中。 【详解】A、斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，会产生砖红色沉淀，A错误； B、吸光值与溶液的浓度有关，故与样本的葡萄糖含量和斐林试剂的用量有关，B错误； C、由表格内容可知，葡萄糖含量越高，吸光值越小，若某样本的吸光值为0.578，则其葡萄糖含量小于0.4mg/mL，即葡萄糖含量在0.3mg/mL～0.4mg/mL，C错误； D、在一定范围内葡萄糖含量越高，生成的砖红色沉淀（氧化亚铜）越多，反应液去除沉淀后的溶液中游离的Cu2+越少，则蓝色越浅，D正确。 3．分步冷冻保存种子技术可用于长期保存植物种子。具体方法：将种子装入冻存管，先在4℃冰箱中存放30min；立刻移入-20℃冰箱中存放1h；随即投入液氮（-196℃）保存。该过程使种子中的水分有充足时间流出细胞，从而增加种子的抗逆性，减少冷冻伤害。据此分析，上述过程中种子细胞中的自由水/结合水的值的变化情况是（    ） A．逐渐增大至稳定 B．逐渐减小至稳定 C．先增大后减小 D．先减小后增大 【答案】B 【分析】1、水在细胞中以两种形式存在，绝大部分的水呈游离状态，可以自由流动，叫作自由水；一部分水与细胞内的其他物质相结合，叫作结合水。 2、在正常情况下，细胞内自由水所占的比例越大，细胞的代谢就越旺盛；而结合水越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。 【详解】细胞中自由水呈游离状态，可以自由流动；结合水是指与细胞内的其他物质相结合的水，不可自由流动。依题意，分步冷冻过程中，种子中的水分流出细胞，则流出细胞的应该是自由水。因此，上述过程中种子细胞中的自由水/结合水的值的变化情况是逐渐减小至稳定，B符合题意，ACD不符合题意。 4．下图表示某地小麦遭受不同程度干旱影响过程中，叶片相对含水量，结合水和自由水的相对含量变化的数据分析，据图分析下列说法错误的是（    ） A．由图可知，叶片中相对含水量的减少主要是自由水含量减少导致的 B．植物在抵抗干旱影响过程中，细胞内自由水转变成结合水 C．随干旱影响程度增加，细胞吸水能力下降造成细胞中相对含水量减少 D．细胞中的结合水主要与多糖、蛋白质等分子结合参与细胞构成 【答案】C 【分析】细胞内的水以两种形式存在：自由水和结合水。自由水是细胞内良好的溶剂、参与化学反应、形成液体环境、运输营养物质和代谢废物；结合水是细胞结构的组成部分。在正常情况下，细胞内自由水所占的比例越大，细胞的代谢就越旺盛，而结合水越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就越强。 【详解】A、由图可知，叶片中结合水的含量增加，自由水含量减少，所以叶片中相对含水量的减少主要是自由水含量减少导致的，A正确； B、干旱等不良环境下，细胞内自由水会转变成结合水，以抵抗不良环境，B正确； C、干旱影响程度增加，细胞失水量增加，细胞液浓度增大，细胞吸水能力上升，C错误； D、结合水是细胞结构的组成部分，主要与多糖、蛋白质等分子结合参与细胞构成，D正确。 5．无机盐是生物体的组成成分，对维持生命活动有重要作用。下列关于细胞中无机盐的叙述正确的是（    ） A．无机盐是细胞中的主要能源物质 B．无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，不参与有机物的合成 C．适当补充I-，可预防缺碘引起的甲状腺功能减退症 D．无机盐大多以化合物的形式存在，对维持生命活动有重要作用 【答案】C 【分析】无机盐大多数以离子的形式存在，有的参与大分子化合物的组成。细胞中无机盐的作用：①细胞中某些复杂化合物的重要组成成分，如亚铁离子是血红蛋白的主要成分、镁离子是叶绿素的必要成分；②维持细胞的生命活动，如钙离子可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐；③维持细胞的酸碱平衡和细胞的形态。 【详解】A、无机盐不能提供能量，A错误； B、无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，也不参与有机物的合成，B错误； C、碘是合成甲状腺激素的重要原料，故适当补充碘，可以预防因缺碘引起的甲状腺功能减退症，C正确； D、无机盐多以离子形式存在，对维持生命活动有重要作用，D错误。 6．无机盐是生物体的组成成分，对维持生命活动有重要作用。下列叙述错误的是（　　） A．Mg2+存在于叶绿体的类胡萝卜素中 B．HCO3- 对体液pH 起着重要的调节作用 C．血液中Ca2+含量过低，人体易出现肌肉抽搐 D．适当补充I-，可预防缺碘引起的甲状腺功能减退症 【答案】A 【分析】无机盐主要以离子的形式存在，其功能： （1）细胞中某些复杂化合物的重要组成成分，如：Fe2+是血红蛋白的主要成分；Mg2+是叶绿素的必要成分； （2）维持细胞的生命活动，如血液钙含量低会抽搐； （3）维持细胞的形态、酸碱度、渗透压。 【详解】A、Mg2+存在于叶绿体的叶绿素中，类胡萝卜素是由碳氢链组成的分子，不含Mg2+，A错误； B、HCO3-、H2PO4-对体液pH 起着重要的调节作用，B正确； C、哺乳动物血液中Ca2+含量过低，易出现肌肉抽搐，C正确； D、I是组成甲状腺激素的重要元素，故适当补充I-，可预防缺碘引起的甲状腺功能减退症，D正确。 7．我国最早就有饴、饧等字，糯米为其原料之一，稀的叫饴，干的叫饧。在六朝时才出现“糖”字，此“糖”是指食糖，泛指一切具有甜味的糖类，如葡萄糖、麦芽糖及蔗糖。下列关于细胞中糖类物质的叙述，正确的是（    ） A．糖原和淀粉的水解产物虽然不同，但都是能源物质 B．葡萄糖为单糖，麦芽糖和蔗糖为二糖，均能与斐林试剂反应呈砖红色 C．葡萄糖被称为“生命燃料”，在糯米细胞中经脱水缩合后可形成糖原和淀粉 D．糯米细胞含有的纤维素能促进人体肠胃消化，被称为人类的“第七营养素” 【答案】D 【分析】糖类包括多糖、二糖和单糖，单糖包括葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖等，二糖包括蔗糖、麦芽糖、乳糖，多糖包括淀粉、纤维素、糖原；只有单糖才能被人体直接吸收，多糖和二糖要被分解为单糖才能被吸收。葡萄糖是体内重要的能源物质。 【详解】A、糖原和淀粉的水解产物都是葡萄糖，都是能源物质，A错误； B、葡萄糖为单糖，麦芽糖和蔗糖为二糖，葡萄糖和麦芽糖能与斐林试剂反应呈砖红色，而蔗糖为非还原性糖，不能与斐林试剂发生颜色反应，B错误； C、糖原是动物细胞特有的多糖，葡萄糖在糯米细胞中经脱水缩合后不可形成糖原，C错误； D、糯米细胞含有的纤维素，纤维素能促进肠道蠕动，进而促进人体肠胃消化，被称为人类的“第七营养素”，D正确。 8．2022年2月20日北京冬奥会圆满结束，在此期间，冬奥村美食频频登上热搜。中国的饺子、烤鸭备受各国运动员欢迎。高峰期时，运动员们一天吃掉100多公斤的饺子，午餐时段消耗80多只烤鸭。下列有关叙述错误的是（　　） A．大多数动物的脂肪是由饱和脂肪酸与甘油发生反应而形成 B．鸭皮细胞中的脂肪具有许多作用，如信息传递，调节生命活动 C．鸭子体内糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪 D．鸭子体内的脂肪在糖类代谢障碍时可分解供能 【答案】B 【分析】脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯，具有保温、储能、缓冲和减压的作用。 【详解】A、大多数动物的脂肪是由饱和脂肪酸和甘油发生反应形成的，A正确； B、鸭皮细胞中的脂肪具有保温作用，没有信息传递和调节作用，B错误； C、鸭子体内糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪，C正确； D、鸭子体内的脂肪在糖类代谢发生障碍，引起供应不足时，可分解供能，D正确。 9．PET-CT是一种使用示踪剂的影像学检查方法。所用示踪剂由细胞能量代谢的主要能源物质改造而来，进入细胞后不易被代谢，可以反映细胞摄取能源物质的量。由此可知，这种示踪剂是一种改造过的（　　） A．维生素 B．葡萄糖 C．氨基酸 D．核苷酸 【答案】B 【分析】糖类一般由C、H、O三种元素组成，分为单糖、二糖和多糖，是主要的能源物质。常见的单糖有葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等。 【详解】分析题意可知，该示踪剂由细胞能量代谢的主要能源物质改造而来，应是糖类，且又知该物质进入细胞后不易被代谢，可以反映细胞摄取能源物质的量，则该物质应是被称为“生命的燃料”的葡萄糖。B符合题意。 10．维生素D3可从牛奶、鱼肝油等食物中获取，也可在阳光下由皮肤中的7-脱氢胆固醇转化而来，活化维生素D3可促进小肠和肾小管等部位对钙的吸收。研究发现，肾脏合成和释放的羟化酶可以促进维生素D3的活化。下列叙述错误的是（　　） A．肾功能下降可导致机体出现骨质疏松 B．适度的户外活动，有利于少年儿童的骨骼发育 C．维生素D3是一种固醇 D．肾功能障碍时，补充维生素D3能有效缓解血钙浓度下降 【答案】D 【分析】 常见的脂质有脂肪、磷脂和固醇，固醇包括胆固醇、性激素和维生素D等。 【详解】A、肾功能下降会导致维生素D3的活性下降，进而减少小肠和肾小管等部位对钙的吸收，导致机体出现骨质疏松，A正确； B、因为阳光下皮肤中可以进行维生素D3的转化，而它又能促进钙的吸收，因此适度的户外活动，有利于少年儿童的骨骼发育，B正确； C、维生素D3是一种固醇，属于脂质，C正确； D、肾功能障碍时，维生素D3的活化受阻，只有活化的维生素D3才能促进钙的吸收，因此补充维生素D3不能有效缓解血钙浓度下降，D错误。 11．下面是某蛋白质的肽链结构示意图（图1，其中数字为氨基酸序号）及部分肽链放大图（图2），请据图判断下列叙述中不正确的是（    ） A．该蛋白质中含有2条肽链49个肽键 B．图2中含有的R基是①②④⑥⑧ C．从图2可推知该蛋白质至少含有4个游离的羧基 D．蛋白质主要由C、H、O、N、S等元素组成 【答案】B 【分析】分析题图1可知，该蛋白质由2条多肽链组成，共30+21=51个氨基酸，2条多肽链由3个二硫键连接；图2是多肽链的片段，其中①是氨基，②④⑥⑧是R基，③⑤⑦是肽键，⑨是肽键的一部分。 【详解】A、由题图1可知，该蛋白质由51个氨基酸形成的两条肽链形成，因此肽键数=脱水数=氨基酸总数-肽链数=51-2=49，A正确； B、图2中的R基是②④⑥⑧，①不是R基，是氨基，B错误； C、由题图2可知，该蛋白质部分肽链的R基②④⑥⑧中，⑥和⑧中各含有1个游离的羧基，因此该蛋白质至少含有游离的羧基=肽链数+图2中⑥和⑧含有的游离的羧基=2+1+1=4个，C正确； D、组成蛋白质的元素主要是C、H、O、N、S等，D正确。 12．球状蛋白分子空间结构为外圆中空，氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧，而非极性基团分布在内侧。蛋白质变性后，会出现生物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列叙述错误的是（　　） A．蛋白质变性不会导致肽键断裂 B．球状蛋白多数可溶于乙醇，不溶于水 C．加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质 D．变性后生物活性丧失是因为原有空间结构破坏 【答案】B 【分析】蛋白质变性指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。高温、强酸、强碱、重金属、射线等因素都可以导致蛋白质变性。蛋白质变性后一般失去活性，不具备相应功能，但仍可以被双缩脲试剂鉴定。 【详解】A、蛋白质变性只改变维持空间结构的氢键，肽键不会断裂，A正确； B、球状蛋白分子极性基团分布在分子的外侧，而非极性基团分布在内侧，所以球状蛋白多数可溶于水、B错误； C、加热使蛋白质的空间结构改变，且这种改变是不可逆的，C正确； D、物质的结构决定功能，变性后生物活性丧失是因为原有空间结构破坏，D正确。 13．（不定项）胰岛素是由胰脏内胰岛B细胞分泌的一种蛋白质激素。它是机体内唯一降血糖的激素，人体胰岛素结构如图所示，A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，图中的“—S—S—”表示二硫键。下列相关叙述错误的是（    ） A．一个该种胰岛素分子中至少含有两个游离的氨基和两个游离的羧基 B．不同动物合成的胰岛素结构不同是由氨基酸连接方式不同引起的 C．若该种胰岛素分子中二硫键发生断裂，则会导致其功能发生改变 D．胰岛素和胃蛋白酶都起信息传递作用，能够调节人体的生命活动 【答案】BD 【分析】1、蛋白质是生命活动是主要承担者，构成蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸在核糖体中通过脱水缩合形成多肽链，而脱水缩合是指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，同时脱出一分子水的过程；连接两个氨基酸的化学键是肽键。 2、高温使胰岛素失活是因为破坏了空间结构，肽键的断裂需要相关酶的参与。 【详解】A、由图可知，该胰岛素由两条肽链组成，每条链的一端为氨基（―NH2）另一端为羧基（―COOH），由于不知道氨基酸的R基上是否有氨基和羧基，因此该蛋白质至少有两个氨基和两个羧基，A正确； B、不同动物所产生的胰岛素的结构不同的原因包括组成胰岛素的氨基酸种类、数目和排列顺序、肽链盘曲折叠形成的空间结构不同，B错误； C、该种胰岛素分子的两条链是由二硫键连接的，二硫键断裂会导致其空间结构改变，进而使功能改变，C正确； D、胰岛素起信息传递作用，胃蛋白酶起催化作用，D错误。 14．下图表示化合物a和m参与化合物b的构成情况，下列叙述不正确的是（    ） A．若m为胸腺嘧啶，则b一定为脱氧核糖核苷酸 B．组成a的元素有C、H、O，组成b的元素为C、H、O、N、P C．若a为核糖，则m可能为尿嘧啶、胸腺嘧啶、腺嘌呤 D．若a为脱氧核糖，则由b构成的核酸可存在于人体细胞中 【答案】C 【分析】分析题图：题图是核苷酸的构成图，其中a表示五碳糖，b表示核苷酸，m表示含氮碱基。 【详解】A、胸腺嘧啶T是DNA特有的碱基，若m为胸腺嘧啶，故b一定为脱氧核糖核苷酸，A正确； B、a为五碳糖，元素组成为C、H、O；b为核苷酸，核苷酸的元素组成为C、H、O、N、P，B正确； C、若a为核糖，则m可能为尿嘧啶或腺嘌呤，但不可能为胸腺嘧啶（DNA特有碱基），C错误； D、若a为脱氧核糖，则由b构成的核酸为DNA，DNA可存在于人体细胞内，D正确。 15．已知①酶、②抗体、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是人体内有重要作用的物质。下列说法正确的是（    ） A．①②③都是由氨基酸通过肽键连接而成的 B．③④⑤都是生物大分子，都以碳链为骨架 C．①②⑥都是由含氮的单体连接成的多聚体 D．④⑤⑥都是人体细胞内的主要能源物质 【答案】C 【分析】1、酶是活细胞合成的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。 2、核酸是一切生物的遗传物质。有细胞结构的生物含有DNA和RNA两种核酸，但其细胞核遗传物质和细胞质遗传物质都是DNA。 3、动物体内激素的化学成分不完全相同，有的属于蛋白质类，有的属于脂质，有的属于氨基酸衍生物。 【详解】A、酶的化学本质是蛋白质或RNA，抗体的化学本质是蛋白质，激素的化学本质是有机物，如蛋白质、氨基酸的衍生物、脂质等，只有蛋白质才是由氨基酸通过肽键连接而成的，A错误； B、糖原是生物大分子，脂肪不是生物大分子，且激素不一定是大分子物质，如甲状腺激素是含碘的氨基酸，B错误； C、酶的化学本质是蛋白质或RNA，抗体的化学成分是蛋白质，蛋白质是由氨基酸连接而成的多聚体，核酸是由核苷酸连接而成的多聚体，氨基酸和核苷酸都含有氮元素，C正确； D、人体主要的能源物质是糖类，核酸是生物的遗传物质，脂肪是机体主要的储能物质，D错误。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！4 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2章 组成细胞的分子 内容导航 01 思维导图 知识串联重难点1检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 重难点2水和无机盐在细胞中的存在形式和生理作用 重难点3糖类、脂质的种类和功能及其相互转化 重难点4蛋白质的结构和功能 重难点5核酸的种类、结构和功能及生物大分子 02 考点速记 核心必记 03 重难专攻 素养提升 04 教考衔接 科学练题 01 思维导图 02 考点速记 第1节 细胞中的元素和化合物 一、组成细胞的元素 1.元素来源：因为生物体总是和外界环境进行着物质交换，细胞生命活动所需要的物质，归根结底是从无机自然界中获取的。因此，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。但是，细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同。 2. 种类、含量 （1）细胞中常见的化学元素有20多种，其中有些含量较多，如C、H、0、N、P、S、K、Ca、Mg等，称为大量元素；有些含量很少，如Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等，被称为微量元素。 （2）组成细胞的元素中C、0、H、N这四种元素的含量最多，其原因与组成细胞的化合物有关。 3.存在形式：细胞中的化学元素大多以化合物的形式存在。 二、组成细胞的化合物： 1.上图为组成细胞的主要化合物及相对含量，图中序号①～⑤对应的化合物依次是：水、蛋白质、糖类和核酸、脂质、无机盐。 2.通过上图可看出，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。人体细胞内含量最多的有机化合物是蛋白质。（P18“概念检测3”） 3. 上图中的数据是基于大量不同种类细胞的统计结果，实际上，不同生物组织的细胞中各种化合物的含量是有差别的，有的还相差悬殊。 三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 1.实验原理 （1）某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应。因此，可以根据有机物与某些化学试剂所产生的颜色反应，检测生物组织中糖类、脂肪或蛋白质的存在。 （2）糖类中的还原糖，如葡萄糖，与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀。脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。 2.化学试剂 斐林试剂(甲液:质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液，乙液:质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液)。0.01g/mL的苏丹Ⅲ染液。双缩脲试剂(A液:质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液，B液:质量浓度为0.01g/mLCuSO4溶液)，体积分数为50%的酒精溶液，蒸馏水。 3.实验操作及结果 （1）还原糖的检测和观察及结果： ①向试管内注入2mL待测组织样液。 ②向试管内注入1mL斐林试剂(甲液和乙液等量混合均匀后再注入)。 ③将试管放入盛有50~65℃温水的大烧杯中加热约2min。 ④观察试管中出现的颜色变化——出现砖红色沉淀。 （2）脂肪的检测和观察及结果 ①方法：制作花生子叶临时切片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况。 ②过程及结果： 取材：取一粒浸泡过的花生种子，去掉种皮。 切片：用刀片在花生子叶的横断面上平行切下若干薄片，放入盛有清水的培养皿中待用。 制片：从培养皿中选取最薄的切片，用毛笔蘸取放在载玻片中央；在花生子叶薄片上滴2～3滴苏丹Ⅲ染液，染色3 min；用吸水纸吸去染液，再滴加l～2滴体积分数为50％的酒精溶液，洗去浮色；用吸水纸吸去花生子叶周围的酒精，滴一滴蒸馏水，盖上盖玻片，制成临时装片。 观察：在低倍镜下找到花生子叶的最薄处，移到视野中央，将物像调节清晰；换高倍镜观察，视野中被染成橘黄色的脂肪颗粒清晰可见。 (3)蛋白质的检测和观察 ①向试管内注人2mL待测组织样液。 ②向试管内注入双缩脲试剂A液1mL，摇匀。 ③向试管内注入双缩脲试剂B液4滴，摇匀。 ④观察试管中出现的颜色变化——溶液呈现紫色。 4．将下列试剂（①②③）与相应的待测样品（④⑤⑥）、相应的实验结果（⑦⑧⑨）用“—”连接起来。正确的顺序是：①—⑥—⑧、②—⑤—⑦、③—④—⑨。 第2节 细胞中的无机物 一、细胞中的水 1.水的含量：生物体的含水量随着生物种类的不同有所差别，一般为60％～95％，水母的含水量达到97％。水是构成细胞的重要成分，也是活细胞中含量最多的化合物。 2.存在形式：水在细胞中以两种形式存在，绝大部分的水以游离的形式存在，可以自由流动，叫做自由水；一部分水与细胞内的其他物质相结合，叫做结合水。 3.作用：①结合水是细胞结构的重要组成成分，大约占细胞内全部水分的4.5%。②自由水是细胞内的良好溶剂，许多种物质溶解在这部分水中,③细胞内的许多生物化学反应也都需要有水的参与。④多细胞生物体的绝大多数细胞，必须浸润在以水为基础的液体环境中。⑤水在生物体内的流动，可以把营养物质运送到各个细胞，同时把各个细胞在新陈代谢中产生的废物，运送到排泄器官或者直接排出体外。 二、细胞中的无机盐 1.存在形式：细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，含量较多的阳离子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+ 、Fe2+、Fe3+等，阴离子有Cl-、SO42-、 PO43- 、HCO3-等。 2.含量：与水不同，无机盐是细胞中含量很少的无机物，仅占细胞鲜重的1%～1.5%。 3.作用：①一些无机盐是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分；②许多种无机盐对于维持细胞和生物体的生命活动有重要作用。例如，哺乳动物的血液中必须含有一定量的钙离子，如果钙离子的含量太低，会出现抽搐等症状。③生物体内的某些无机盐离子，必须保持一定的量，这对维持细胞的酸碱平衡非常重要。 第3节 细胞中的糖类和脂质 一、细胞中的糖类 1.组成元素及分类：糖类分子大多数是由C、H、O三种元素构成的。糖类大致可以分为单糖、二糖和多糖等几类。 2.单糖、二糖和多糖 （1）单糖 ①像葡萄糖这样不能水解，可直接被细胞吸收的糖类就是单糖。常见的单糖还有果糖、半乳糖、核糖和脱氧核糖等。 ②葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质，是生物体内的“燃料”，其在细胞内的“燃烧”过程中能量是通过一系列化学反应逐步释放出来的。 （2）二糖 ①二糖(C12H22O11)由两分子单糖脱水缩合而成，一般要水解成单糖才能被细胞吸收。 ②生活中最常见的二糖是蔗糖，常见的二糖还有在发芽的小麦等谷粒中含量丰富的麦芽糖，以及在人和动物乳汁中含量丰富的乳糖。 （3）多糖：生物体内的糖类绝大多数以多糖((C6H9O5)n)的形式存在，淀粉是最常见的多糖。 ①淀粉：绿色植物通过光合作用产生淀粉，作为植物体内的储能物质存在于植物细胞中。人体摄人的淀粉，必须经过消化分解成葡萄糖，才能被细胞吸收利用。 ②糖原：人和动物体合成糖原的原料是葡萄糖。糖原主要分布在人和动物的肝脏和肌肉中，是人和动物细胞的储能物质。当细胞生命活动消耗了能量，人和动物血液中葡萄糖含量低于正常时，肝脏中的糖原糖原便分解产生葡萄糖及时补充。 ③纤维素：纤维素也是由许多葡萄糖连接而成的。一些植物中的纤维细丝、茎秆和枝叶中的纤维、所有植物细胞的细胞壁，构成它们的主要成分都是纤维素。纤维素不溶于水，在人和动物体内很难被消化，但一些草食类动物借助某些微生物的作用才能分解这类多糖。几丁质也是一种多糖，又称为壳多糖，广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中。几丁质及其衍生物在医药、化工等方面有广泛的用途。 二、细胞中的脂质 1.分布、组成元素及种类 ①分布：脂质存在于所有细胞中，是组成细胞和生物体的重要有机化合物。 ②组成脂质的化学元素主要是C、H、O，有些脂质还含有P和N。和糖类相比，脂质分子中氧的含量远远少于糖类，而氢的含量更多。 ③常见的脂质有脂肪、磷脂和固醇等，它们的分子结构差异很大，通常都不溶于水，而溶于脂溶性有机溶剂。 2.脂肪、磷脂和固醇 （1） 脂肪 ①脂肪是最常见的脂质。脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯，即三酰甘油(又称甘油三酯)。其中甘油的分子比较简单，而脂肪酸的种类和分子长短却不相同。脂肪酸可以是饱和的，也可以是不饱和的。植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸，在室温时呈液态；大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸，室温时呈固态。 ②脂肪是细胞内良好的储能物质，当生命活动需要时可以分解利用；还是一种很好的绝热体，具有保温的作用；分布在内脏器官周围的脂肪还具有缓冲和减压的作用，可以保护内脏器官。 （2）磷脂 ①磷脂与脂肪的不同之处在于甘油的一个羟基(—OH)不是与脂肪酸结合成酯，而是与磷酸及其他衍生物结合。因此，磷脂除了含有C、H、O外，还含有P甚至N。 ②磷脂是构成细胞膜的重要成分，也是构成多种细胞器膜的重要成分。在人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆的种子中含量丰富。 （3）固醇：固醇类物质包括胆固醇、性激素和维生素D等。胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，在人体内还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能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。 三、糖类和脂质的关系：细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的。血液中的葡萄糖除供细胞利用外，多余的部分可以合成糖原储存起来；如果葡萄糖还有富余，就可以转变成脂肪和某些氨基酸。而食物中的脂肪被消化吸收后，可以在皮下结缔组织等处以脂肪组织的形式储存起来。 第4节 蛋白质是生命活动的主要承担者 一、蛋白质的功能：蛋白质是细胞的基本组成成分，具有参与组成细胞结构、催化、运输、信息传递、防御等重要功能。可以说，细胞的各项生命活动都离不开蛋白质。 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸 1.种类：在人体中，组成蛋白质的氨基酸有21种，各种氨基酸之间的区别在于R基的不同。 2.结构及其特点 （1）结构通式：氨基酸分子结构通式可表示为：，也可以简写为—C2H4O2N。 （2）结构特点：①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；②这个碳原子还连接一个氢原子和一个侧链基团，其中可用R表示的是侧链基团。 三、蛋白质的结构及其多样性 1.蛋白质的形成 （1）氨基酸→多肽：氨基酸分子互相结合的方式是: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。连接两个氨基酸分子的化学键叫做肽键。由两个氨基酸分子缩合而成的化合物，叫做二肽。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，叫做多肽。多肽通常呈链状结构，叫做肽链。 （2）多肽→蛋白质：由于氨基酸之间能够形成氢键等，从而使得肽链能盘曲、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质分子。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。这些肽链不呈直线，也不在同一个平面上，而是形成更为复杂的空间结构。 2.蛋白质结构的多样性：在细胞内，组成一种蛋白质的氨基酸数目可能成千上万，氨基酸形成肽链时，不同种类氨基酸的排列顺序千变万化，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，这就是细胞中蛋白质种类繁多的原因。 3.蛋白质结构与功能：每一种蛋白质分子都有与它所承担功能相适应的独特结构，如果氨基酸序列改变或蛋白质的空间结构改变，就可能会影响其功能。 第5节 遗传信息的携带者——核酸 一、核酸的种类及分布 1.种类：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。 2.分布：核酸包括两大类：一类是脱氧核糖核酸，简称DNA；另一类是核糖核酸，简称RNA。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。 二、核酸是由核苷酸连接而成的长链 1.基本单位 （1）核酸同蛋白质一样，也是生物大分子。核苷酸是核酸的基本组成单位。每个核酸分子是由几十个乃至上亿个核苷酸连接而成的长链。 （2）一个核苷酸是由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成的。根据五碳糖的不同，可以将核苷酸分为脱氧核糖核苷酸(简称脱氧核苷酸)和核糖核苷酸，下图中①、②处的化学基团依次是-H、-OH。脱氧核苷酸一般包括腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸；核糖核苷酸一般包括腺嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸。 2.分子结构 （1）DNA和RNA各含有4种碱基，但是组成二者的碱基种类有所不同，DNA中含有碱基A、T、C、G，RNA中含有碱基A、U、C、G。 （2）DNA是由脱氧核苷酸连接而成的长链,RNA则由核糖核苷酸连接而成。一般情况下，在生物体的细胞中，DNA由两条脱氧核苷酸链构成，RNA由一条核糖核苷酸链构成。 （3）脱氧核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息，DNA分子是储存、传递遗传信息的生物大分子；部分病毒的遗传信息储存在RNA中，如HIV(人类免疫缺陷病毒)、SARS(严重急性呼吸综合征)病毒等。 3.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。 三、生物大分子以碳链为骨架 1.生物大分子：细胞是由多种元素和化合物构成的。在构成细胞的化合物中，多糖、蛋白质、核酸都是生物大分子。 2.生物大分子以碳链为骨架：组成多糖的基本单位是单糖，组成蛋白质的基本单位是氨基酸，组成核酸的基本单位是核苷酸，这些基本单位称为单体。每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架。生物大分子是由许多单体连接成的多聚体，因此，生物大分子也是以碳链为基本骨架的。正是由于碳原子在组成生物大分子中的重要作用，科学家才说“碳是生命的核心元素”“没有碳，就没有生命”。 3.组成细胞化合物与细胞生命活动：以碳链为骨架的多糖、蛋白质、核酸等生物大分子，构成细胞生命大厦的基本框架；糖类和脂质提供了生命活动的重要能源；水和无机盐与其他物质一起 ，共同承担起构建细胞、参与细胞生命活动等重要功能。细胞中的这些化合物，含量和比例处在不断变化之中，但又保持相对稳定，以保证细胞生命活动的正常进行。 03 重难专攻 重难点1检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 （1）三种颜色变化 还原糖检测：蓝色→砖红色 脂肪检测：脂肪颗粒被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色 蛋白质检测：浅蓝色→紫色 （2）三个唯一 唯一需要加热 还原糖检测，必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现 唯一需要显微镜 切片法检测生物组织中的脂肪 唯一使用酒精 脂肪的检测，用体积分数为50%的酒精洗去浮色 （3）三个注意点 a.三个实验中都不宜选取有颜色的材料，否则会干扰实验结果的颜色变化。 b.脂肪鉴定的过程中滴加1～2滴体积分数为50%的酒精的目的是洗去浮色，原因是苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液易溶于有机溶剂。 c.物质鉴定实验一般不设立对照实验，若需设立对照实验，对照组应加入成分已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。 重难点2水和无机盐在细胞中的存在形式和生理作用 （1）二看法速判自由水、结合水比例变化 一看环境条件：若环境恶化，则自由水比例下降，结合水比例上升； 二看生命活动强度或状态：若生命活动增强，则自由水比例上升，结合水比例下降。 （2）抓”关键词“速解与无机盐作用相关试题 关键词 联想考点 生理盐水、浓度等 无机盐对维持细胞渗透压或形态等具有重要作用。 H2PO4- 、HCO3- 无机盐对维持细胞酸碱平衡具有重要作用。 生物体生长、发育 无机盐对维持生命活动具有重要作用。 K+、Ca2+、Mg2+等 根据该无机盐过量或缺乏时表现的症状具体判断。 重难点3糖类、脂质的种类和功能及其相互转化 （1） “3个角度”快判糖类物质 （2）“集合图法”归纳脂质从属关系及功能 重难点4蛋白质的结构和功能 利用蛋白质的结构图解掌握相应的计算规律 (1)“规律法”记忆多肽形成过程中的数量计算 ①形成肽链时：肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数－肽链数。 肽链数目 氨基酸数 肽键数目 脱去水分子数 氨基数目 羧基数目 1条 m m－1 m－1 至少1个 至少1个 n条 m m－n m－n 至少n个 至少n个 ②形成环状多肽时：肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数。 提醒　环状多肽中游离氨基或羧基数取决于构成环状多肽的氨基酸R基中的氨基或羧基数。 (2)“公式法”计算蛋白质相对分子质量 ①无二硫键时：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－脱去的水分子数×18。 ②有二硫键(—S—S—)时：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－脱去的水分子数×18－二硫键数目×2。因为每形成一个二硫键脱去两个氢。 ③游离—NH2或—COOH数＝肽链数＋R基中的—NH2或—COOH数(环肽中主链上无游离的氨基或羧基)。 重难点5核酸的种类、结构和功能及生物大分子 (1)“三看法”快速区分DNA和RNA (2)不同生物的核酸、核苷酸、碱基、遗传物质归纳 生物种类 核酸种类 碱基种类 核苷酸种类 遗传物质 细胞生物 DNA和RNA 5种 8种 DNA 病毒 DNA病毒 DNA 4种 4种 DNA RNA病毒 RNA 4种 4种 RNA (3)有机分子的“水解”和“氧化分解”的区别 物质 初步水解产物 彻底水解产物 氧化分解产物 由水解酶参与 由呼吸酶参与 淀粉 麦芽糖 葡萄糖(单体) CO2＋H2O 脂肪 甘油＋脂肪酸 甘油＋脂肪酸 CO2＋H2O 蛋白质 多肽 氨基酸(单体) CO2＋H2O＋尿素 核酸 核苷酸(单体) 磷酸＋五碳糖＋碱基 CO2＋H2O＋尿酸 提醒　脂肪、磷脂和固醇不属于生物大分子。 04 教考衔接 1．某些化学试剂能够使生物组织中的相关化合物产生特定的颜色反应，从而检测生物组织中糖类、脂肪或蛋白质的存在。下列关于细胞中有机物检测的叙述，正确的是（    ） A．将煮熟的鸡蛋捣碎并加入斐林试剂后，可产生紫色反应 B．用苏丹Ⅲ染液染色的花生子叶切片，观察到子叶细胞中有橘黄色颗粒 C．在检测还原糖、脂肪或蛋白质实验中，观察颜色时都会用到光学显微镜 D．检测生物组织中的还原糖时，在待测液中先加NaOH溶液，再加CuSO4溶液 2．在一定条件下，斐林试剂可与葡萄糖反应生成砖红色沉淀，去除沉淀后的溶液蓝色变浅，测定其吸光值可用于计算葡萄糖含量。下表是用该方法检测不同样本的结果。下列叙述正确的是（　　） 样本 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 吸光值 0.616 0.606 0.595 0.583 0.571 0.564 葡萄糖含量（mg/mL） 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 A．斐林试剂与样本混合后立即生成砖红色沉淀 B．吸光值与样本的葡萄糖含量有关，与斐林试剂的用量无关 C．若某样本的吸光值为0.578，则其葡萄糖含量大于0.4mg/mL D．在一定范围内葡萄糖含量越高，反应液去除沉淀后蓝色越浅 3．分步冷冻保存种子技术可用于长期保存植物种子。具体方法：将种子装入冻存管，先在4℃冰箱中存放30min；立刻移入-20℃冰箱中存放1h；随即投入液氮（-196℃）保存。该过程使种子中的水分有充足时间流出细胞，从而增加种子的抗逆性，减少冷冻伤害。据此分析，上述过程中种子细胞中的自由水/结合水的值的变化情况是（    ） A．逐渐增大至稳定 B．逐渐减小至稳定 C．先增大后减小 D．先减小后增大 4．下图表示某地小麦遭受不同程度干旱影响过程中，叶片相对含水量，结合水和自由水的相对含量变化的数据分析，据图分析下列说法错误的是（    ） A．由图可知，叶片中相对含水量的减少主要是自由水含量减少导致的 B．植物在抵抗干旱影响过程中，细胞内自由水转变成结合水 C．随干旱影响程度增加，细胞吸水能力下降造成细胞中相对含水量减少 D．细胞中的结合水主要与多糖、蛋白质等分子结合参与细胞构成 5．无机盐是生物体的组成成分，对维持生命活动有重要作用。下列关于细胞中无机盐的叙述正确的是（    ） A．无机盐是细胞中的主要能源物质 B．无机盐参与维持细胞的酸碱平衡，不参与有机物的合成 C．适当补充I-，可预防缺碘引起的甲状腺功能减退症 D．无机盐大多以化合物的形式存在，对维持生命活动有重要作用 6．无机盐是生物体的组成成分，对维持生命活动有重要作用。下列叙述错误的是（　　） A．Mg2+存在于叶绿体的类胡萝卜素中 B．HCO3- 对体液pH 起着重要的调节作用 C．血液中Ca2+含量过低，人体易出现肌肉抽搐 D．适当补充I-，可预防缺碘引起的甲状腺功能减退症 7．我国最早就有饴、饧等字，糯米为其原料之一，稀的叫饴，干的叫饧。在六朝时才出现“糖”字，此“糖”是指食糖，泛指一切具有甜味的糖类，如葡萄糖、麦芽糖及蔗糖。下列关于细胞中糖类物质的叙述，正确的是（    ） A．糖原和淀粉的水解产物虽然不同，但都是能源物质 B．葡萄糖为单糖，麦芽糖和蔗糖为二糖，均能与斐林试剂反应呈砖红色 C．葡萄糖被称为“生命燃料”，在糯米细胞中经脱水缩合后可形成糖原和淀粉 D．糯米细胞含有的纤维素能促进人体肠胃消化，被称为人类的“第七营养素” 8．2022年2月20日北京冬奥会圆满结束，在此期间，冬奥村美食频频登上热搜。中国的饺子、烤鸭备受各国运动员欢迎。高峰期时，运动员们一天吃掉100多公斤的饺子，午餐时段消耗80多只烤鸭。下列有关叙述错误的是（　　） A．大多数动物的脂肪是由饱和脂肪酸与甘油发生反应而形成 B．鸭皮细胞中的脂肪具有许多作用，如信息传递，调节生命活动 C．鸭子体内糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪 D．鸭子体内的脂肪在糖类代谢障碍时可分解供能 9．PET-CT是一种使用示踪剂的影像学检查方法。所用示踪剂由细胞能量代谢的主要能源物质改造而来，进入细胞后不易被代谢，可以反映细胞摄取能源物质的量。由此可知，这种示踪剂是一种改造过的（　　） A．维生素 B．葡萄糖 C．氨基酸 D．核苷酸 10．维生素D3可从牛奶、鱼肝油等食物中获取，也可在阳光下由皮肤中的7-脱氢胆固醇转化而来，活化维生素D3可促进小肠和肾小管等部位对钙的吸收。研究发现，肾脏合成和释放的羟化酶可以促进维生素D3的活化。下列叙述错误的是（　　） A．肾功能下降可导致机体出现骨质疏松 B．适度的户外活动，有利于少年儿童的骨骼发育 C．维生素D3是一种固醇 D．肾功能障碍时，补充维生素D3能有效缓解血钙浓度下降 11．下面是某蛋白质的肽链结构示意图（图1，其中数字为氨基酸序号）及部分肽链放大图（图2），请据图判断下列叙述中不正确的是（    ） A．该蛋白质中含有2条肽链49个肽键 B．图2中含有的R基是①②④⑥⑧ C．从图2可推知该蛋白质至少含有4个游离的羧基 D．蛋白质主要由C、H、O、N、S等元素组成 12．球状蛋白分子空间结构为外圆中空，氨基酸侧链极性基团分布在分子的外侧，而非极性基团分布在内侧。蛋白质变性后，会出现生物活性丧失及一系列理化性质的变化。下列叙述错误的是（　　） A．蛋白质变性不会导致肽键断裂 B．球状蛋白多数可溶于乙醇，不溶于水 C．加热变性的蛋白质不能恢复原有的结构和性质 D．变性后生物活性丧失是因为原有空间结构破坏 13．（不定项）胰岛素是由胰脏内胰岛B细胞分泌的一种蛋白质激素。它是机体内唯一降血糖的激素，人体胰岛素结构如图所示，A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，图中的“—S—S—”表示二硫键。下列相关叙述错误的是（    ） A．一个该种胰岛素分子中至少含有两个游离的氨基和两个游离的羧基 B．不同动物合成的胰岛素结构不同是由氨基酸连接方式不同引起的 C．若该种胰岛素分子中二硫键发生断裂，则会导致其功能发生改变 D．胰岛素和胃蛋白酶都起信息传递作用，能够调节人体的生命活动 14．下图表示化合物a和m参与化合物b的构成情况，下列叙述不正确的是（    ） A．若m为胸腺嘧啶，则b一定为脱氧核糖核苷酸 B．组成a的元素有C、H、O，组成b的元素为C、H、O、N、P C．若a为核糖，则m可能为尿嘧啶、胸腺嘧啶、腺嘌呤 D．若a为脱氧核糖，则由b构成的核酸可存在于人体细胞中 15．已知①酶、②抗体、③激素、④糖原、⑤脂肪、⑥核酸都是人体内有重要作用的物质。下列说法正确的是（    ） A．①②③都是由氨基酸通过肽键连接而成的 B．③④⑤都是生物大分子，都以碳链为骨架 C．①②⑥都是由含氮的单体连接成的多聚体 D．④⑤⑥都是人体细胞内的主要能源物质 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！4 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$