人教版高中生物学必修一第二章单元复习-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第二章第一节细胞中的元素和化合物 1、生物界与非生物界的统一性和差异性表现在：元素种类相同，含量不同 2、生命的物质基础：构成细胞的元素和化合物 3、组成细胞的元素 （1）按含量划分 （2）基本元素含量排序 鲜重（细胞中）：O﹥C﹥H﹥N （H的原子个数最多） 干重：C﹥O﹥N﹥H 注：①H、、O含量多的原因：构成细胞的化合物中，含量最多的是水 ②H、O、C多原因：构成细胞的化合物中，含量最多的是水；构成细胞的有机物中共有的元素是C、H、O ③N含量较多的原因：构成细胞的有机物中，蛋白质含量最多，蛋白质主要由C、H、O、N组成 （3）不同生物元素种类大致相同，含量相差很大 注：①同一生物不同细胞元素种类由细胞膜的功能特性决定 ②生物体内的化学元素不一定是生物所必需的。例Hg、Ab等 （4）元素的生理功能：维持机体的生命活动；组成细胞的化合物 注：元素大多以化合物的形式存在 4、组成细胞的化合物排序 鲜重：水﹥蛋白质﹥脂质﹥无机盐﹥糖类﹥核酸 干重：蛋白质﹥脂质﹥无机盐﹥糖类﹥核酸 注：①鲜重中水最多，鲜重和干重的有机物中都是蛋白质最多，核酸含量最少但最稳定。 ②各种化合物在生命活动中的作用与该物质的含量无关（但低于正常含量则会影响生命活动） 5、各种化合物的组成元素 化合物 糖类 脂质 蛋白质 核酸 ATP 叶绿素 脂肪、固醇 磷脂 组成元素 C、H、O C、H、O C、H、O、N、P C、H、O、N (P、S等) C、H、O、N、P C、H、O、N、P C、H、O、N、Mg 注：从化合物的元素组成分析代谢产物：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；蛋白质中还有N，其代谢产物中还含有尿素。 6、有机物的检测实验 （1）实验原理： 检测物质 鉴定试剂 颜色反应 还原糖 斐林试剂 砖红色 脂肪 苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液 橘黄色(或红色) 蛋白质 双缩脲试剂 紫色 淀粉 碘液 蓝色 （2）实验材料的选择 ①还原糖实验需选富含还原糖多的材料（选苹果、梨，不选含蔗糖多的甘蔗，甜菜）；选择无色或颜色浅的材料，以避免材料本身的颜色掩盖反应结果（所以不选绿色叶片） ②蛋白质的鉴定实验中，如果用蛋清稀释液作为实验材料，一定要稀释到一定程度，否则蛋白质与双缩脲试剂发生反应后会粘在试管的内壁上，使反应不彻底，试管也不易洗刷干净。 （3）操作流程 ①还原糖的检测 ②脂肪的检测 方法一：花生种子匀浆＋3滴苏丹Ⅲ染液―→橘黄色 方法二： 花生种子(浸泡)将子叶切成薄片 观察：先在低倍镜下找到已着色的圆形小颗粒，再用高倍镜观察，切片中有橘黄色脂肪颗粒 结论：花生种子的子叶中有脂肪存在 ③蛋白质的检测 注：高中阶段用到的酶没有特别说明其本质均为蛋白质，与双缩脲发生紫色反应 （4）斐林试剂与双缩脲试剂的比较 比较项目 斐林试剂 双缩脲试剂 使用方法 甲液和乙液等量（各1ml）混合均匀后即可使用，且现配现用 使用时先加A液1ml，再加B液4滴 （过多会掩盖显色反应的颜色） 实质 新配制的Cu(OH)2反应 碱性条件下的Cu2＋反应 呈色反应条件 需水浴加热 不需加热即可反应 颜色 砖红色 紫色 浓度 乙液CuSO4的质量浓度为0.05 g/mL B液CuSO4的质量浓度为0.01 g/mL 相同点 都含有NaOH、CuSO4两种成分，且所用NaOH溶液的质量浓度都是0.1g/mL 第二节细胞中的无机物 1、 影响细胞含水量的因素：生物种类、生长发育期、组织器官的种类、代谢程度 2、 水的存在形式与功能 注：（1）结合水不易结冰、不蒸发、不流动、无溶解性 （2）在一定条件下，自由水与结合水可相互转化 （3）自由水/结合水的比值越大，代谢速率越快， 结合水/自由水的比值越大，代谢速率越慢，但抗逆能力增强。 （4）种子萌发：先浸泡增加自由水含量，代谢旺盛，利于萌发。 种子储存：先晾晒，减少自由水，增加结合水含量，代谢减慢，利于储存。 种子晾晒：失去自由水，但仍保持生物活性，可萌发。 种子烘干：失去结合水，无生物活性，不能萌发。 3、生物体内水的综合关系图 注：抗利尿激素的合成与分泌部位：下丘脑神经分泌细胞；释放部位：垂体 4、 无机盐的存在形式：多数以离子形式存在，少数呈化合态 5、 无机盐的生理功能 （1） 是细胞内复杂化合物的重要组成成分 （2） 维持细胞和生物体的生命活动 1 维持细胞的正常功能（例血钙过低：抽搐；血钙过高：肌无力） 2 维持渗透压（维持细胞形态）（例红细胞置于生理盐水中，形态正常；钠离子主要维持细胞外液渗透压；钾离子主要维持细胞内液渗透压） 3 维持酸碱平衡（例H2CO3/NaHCO3调节血浆PH） 注：急性肠胃炎输入生理盐水的主要目的：补水 剧烈运动，大量出汗喝淡盐水的主要目的：补盐 6、生物体内无机盐生理功能的实验验证 （1）对照组 植物＋完全培养液―→正常生长 （2）实验组 第三节细胞中糖类和脂质 1、 糖类的功能 （1） 主要功能：主要能源物质（细胞中常用的是葡萄糖） （2） 储能物质 （3）细胞的重要组成成分（纤维素构成细胞壁，核糖、脱氧核糖组成核酸） 注：纤维素、核糖、脱氧核糖不能作为动植物细胞的能源物质 2、 糖类的组成元素：只由C、H、O组成 3、 糖类的分类 (1) (2)按功能分 ②细胞生命活动所需要的主要能源物质：葡萄糖 ③细胞的储能物质：淀粉、糖原 (3)按分布 （4）按能否水解及水解成单糖的多少 注：①二糖的水解产物：麦芽糖→葡萄糖+葡萄糖；蔗糖→葡萄糖+果糖；乳糖→葡萄糖+半乳糖 ②分子式：葡萄糖C6H12O6、二糖C12H22O11、多糖(C6H10O5)n ③糖的主要存在形式：多糖 ④多糖的单体是单糖（淀粉、糖原、纤维素均由葡萄糖脱水缩合而成） ⑤含糖的物质：核苷酸、核酸（DNA、RNA）、ATP、ADP 4、脂质的种类和功能 （1）脂肪：C、H、O→甘油+脂肪酸→脂肪 功能：主要的储能物质、隔热、保温、缓冲、减压 注：①区别脂肪与脂质 ②氧化分解相同质量的糖原和脂肪，脂肪释放的能量多（1g糖原→17KJ,1g脂肪→39KJ）、消耗的氧多、生成的水多（∵脂肪含H多O少；或C/H的比值小；或C、H的比例高） ③为什么脂肪是储能物质而不是主要的能源物质 a、脂肪比糖原占体积小 b、脂肪氧化分解需氧多，氧化速率比糖慢 ④生物体的储能物质：脂肪；植物细胞的储能物质:淀粉；动物细胞的储能物质：糖原 （2）磷脂：C、H、O、N、P→甘油+脂肪酸+磷酸→磷脂（特性：具疏水的脂肪酸尾，亲水的磷酸头） 功能：构成生物膜的重要成分 （3）固醇（C、H、O）：具调节作用 ①胆固醇：构成细胞膜、参入血液中脂质的运输 ②维生素D：促进Ca、P的吸收 ③性激素（雌性激素、雄性激素、孕激素）：促进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 5、比较糖类与脂质 名称 项目　　 糖类 脂质 化学组成和种类 区别 合成部位 细：细胞器：叶绿体、内质网、高尔基体 器官：肝脏和肌肉 主要是内质网 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 ①生物体的储能物质，如脂肪 ②生物膜的重要组成成分，如磷脂、胆固醇 ③调节细胞代谢和生殖，如性激素 联系 糖类 脂肪 注：具物种特异性的物质：核酸（DNA、RNA）、蛋白质，可用于鉴定亲缘关系、刑事案件的侦破、亲子鉴定（小分子物质无物种特异性） 第四节蛋白质是生命活动的承担者 1、氨基酸的结构、种类 (1)氨基酸的结构通式： 氨基酸共有结构的分子式C2H4O2N— (2) （3）氨基酸的种类 约20种 注：①氨基酸无空间结构 ②甘氨酸（分子量最小的氨基酸）、丙氨酸的R基分别为-H、-CH3 2、蛋白质的结构层次 C、H、O、N等→氨基酸→二肽→三肽……→多肽→蛋白质 注;(1)脱水缩合的场所是核糖体，产物是水和二肽或多肽。其中生成的水中的H来自氨基和羧基，O来自羧基 (2)多肽在加工过程中可被蛋白酶水解（消耗水），切掉部分肽段 (3)蛋白质与多肽的主要区别：蛋白质具有复杂空间结构，蛋白质可由一条或几条多肽盘曲折叠而成 （4）多肽有 个 种氨基酸脱水缩合而成，需 个 种tRNA（看R基的个数及不同R基的个数） 3、 蛋白质中的化学键 肽链内：肽键（-CO-NH-） 肽链间：二硫键（-S-S-，形成时失去两个H原子）等 4、 蛋白质结构多样性的原因 （1） 直接原因：①组成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序不同 ②肽链盘曲折叠形成的空间结构不同（还可能有肽链的数目不同） （2） 根本原因（不同生物）：遗传物质（DNA或RNA；基因）的多样性 5、 蛋白质的功能：蛋白质是生命活动的主要承担者 （1） 是构成细胞和生物体结构的重要物质（例羽毛、肌肉、头发、蛛丝等的主要成分是蛋白质） （2） 催化作用（例绝大多数的酶） （3） 运输作用（例血红蛋白、细胞膜上的载体蛋白） （4） 信息传递、调节作用（例胰岛素、生长激素等蛋白质类激素） （5） 免疫功能（抗体，干扰素等） （6） 作为能源物质（当糖类、脂肪供能不足时，蛋白质氧化供能。此功能不是蛋白质的主要功能） 注：（1）几种常见蛋白质的分布和功能 名称 分布 功能 绝大多数酶 细胞内或细胞外 催化作用 载体蛋白 细胞膜 运输某些物质如离子、氨基酸等 某些激素(如生长激素、胰岛素) 内环境中 调节生命活动 抗体 内环境中 免疫作用 血红蛋白 红细胞内 主要运输氧气和部分二氧化碳 糖蛋白 细胞膜表面 保护、润滑、识别等作用 结构蛋白 细胞膜、肌细胞等 构成细胞和生物体的成分 (2)酶、激素、抗体、载体蛋白、维生素等与蛋白质、脂质的关系概念图。 （3）蛋白质水解与蛋白质氧化分解 蛋白质水解：蛋白质在蛋白酶的作用下被分解成多肽和少量氨基酸（蛋白酶不能破坏所有肽键），多肽在肽酶的作用下被彻底水解成氨基酸。（蛋白质的初步水解产物是多肽，彻底水解产物是氨基酸） 蛋白质氧化分解：以蛋白质为呼吸底物进行细胞呼吸，产生CO2、H2O和尿素，释放能量。 6、 比较盐析与变性 （2） 盐析（可逆）：蛋白质结构不变 （3） 变性（一般不可逆）： 1 原因（本质）：蛋白质的空间结构改变（肽链伸展，肽键不断裂，与双缩脲试剂发生紫色反应） 2 结果：蛋白质的理化性质改变，生物活性丧失 3 影响因素：过酸、过碱、高温、射线、乙醇、重金属盐 7、蛋白质的相关计算 （1）假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链。 形成肽链数 形成肽键数 脱去水分子数 氨基数目 羧基 数目 多肽相对分子质量 1 n－1 n－1 至少1个 至少1个 na－18(n－1) m n－m n－m 至少m个 至少m个 na－18(n－m) 环状肽 0 n n 至少0个 至少0个 na－18n 注：在多肽相对分子质量计算时，还要考虑一些其他化学变化过程，如图二硫键(—S—S—)的形成过程，每形成一个二硫键，脱去2个H，故计算蛋白质的相对分子质量时除减去H2O的外，还应考虑脱去H的相对分子质量。下图是形成3个二硫键的情况。 （2）有关蛋白质中几种原子数的计算 ①C原子数＝(肽链数＋肽键数)×2＋R基上的C原子数。 ②H原子数＝(氨基酸分子个数＋肽链数)×2＋R基上的H原子数＝各氨基酸中H原子的总数－脱去的水分子数×2。 ③O原子数＝肽链数×2＋肽键数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子的总数－脱去的水分子数。 ④N原子数＝肽链数＋肽键数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子的总数。 注：若已知多肽中氮原子数为m，则缩合成该多肽的氨基酸数目最多为m （4）有关多肽种类的计算 假设有n(0<n≤20)种、m个氨基酸，任意排列构成多肽(这里m≤n)： ①若每种氨基酸数目无限(允许重复)的情况下，可形成肽类化合物的种类：有nm种； ②若每种氨基酸只有一个(不允许重复)的情况下，可形成肽类化合物的种类：有n×(n－1)×(n－2)…×(n－m＋2)×(n－m＋1)＝Anm种。 （5）蛋白质中氨基酸数目与核酸中碱基数的计算 ①DNA基因的碱基数(至少)：mRNA的碱基数(至少)：氨基酸的数目＝6∶3∶1。 ②肽键数(得失水数)＋肽链数＝氨基酸数＝基因(DNA)碱基数/6＝mRNA碱基数/3。 注意　解题时看清是“碱基数”还是“碱基对数”，二者关系为：碱基数＝2×碱基对数；关于终止密码子所占的数量，若题目中没有明确要求则不做计算。 练习： 1、现脱掉某六十肽中的2个丙氨酸(相应位置如图)，得到几种不同的有机产物，其中脱下的氨基酸均以游离态存在。下列有关该过程产生的全部有机物中相关原子、基团或肽键数目的叙述正确的是( D )。 A．肽键数目减少2个 B．氢原子数目增加4个 C．氧原子数目增加2个 D．氨基和羧基分别增加4个 2、由m个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含n条多肽，其中z条是环状多肽，这个蛋白质分子中氧原子个数最少为(　C　)。 A．m－n＋z B．m－n－z C．m－z＋n D．m＋z＋n 第五节核酸是遗传信息的携带者 1、 核酸的功能：核酸是生物体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 核酸的具体功能： DNA：作为遗传物质；传递和表达遗传信息 RNA：作为某些病毒的遗传物质；传递遗传信息，作为翻译的模板(mRNA)；组成核糖体（rRNA）；运输氨基酸（tRNA）；催化作用（本质是RNA的酶） 注：核酸都能携带遗传信息，但只有遗传物质才能储存遗传信息，是遗传信息的载体 2、 真核生物核酸的分布 DNA的分布场所（遗传信息的载体）：细胞核（染色体）、线粒体、叶绿体 RNA的分布场所：主要在细胞质（细胞质基质、线粒体、叶绿体、核糖体）、细胞核 3、 核酸合成的场所：细胞核、线粒体、叶绿体 4、 核酸的结构层次 C、H、O、N、P→磷酸（一种）、五碳糖（2种）、含氮的碱基（共5种）→核苷酸→核苷酸链 →核酸（核糖核酸：RNA或脱氧核糖核酸：DNA） 注：（1）核酸的初步水解产物为：核苷酸；彻底水解产物为：磷酸、五碳糖、含氮的碱基 （2）核苷酸据五碳糖不同分为两类（核糖核苷酸、脱氧核苷酸），每类核苷酸据含氮的碱基不同分为4种（腺嘌呤核糖核苷酸、鸟嘌呤核糖核苷酸、胞嘧啶核糖核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸或腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸） （3）核苷酸通过脱水缩合形成磷酸二酯键，连成核苷酸链 5、不同生物的核酸、核苷酸及碱基的情况 生物类别 核酸 核苷酸 碱基 遗传物质 举例 原核生物和真核生物 含有DNA和RNA两种核酸 8 5 DNA 细菌、人等 病毒 只含DNA 4 4 DNA 噬菌体 只含RNA 4 4 RNA 烟草花叶病毒 6、DNA与RNA结构比较 （1） 相同点：都含磷酸，A、C、G三种碱基 （2） 不同点：①化学组成：DNA含脱氧核糖和碱基T；RNA含核糖和碱基U ②空间结构：DNA为双螺旋结构；RNA通常为单链（tRNA也有氢键） 7、核酸结构多样性的原因 组成DNA（RNA）的4种脱氧核苷酸（核糖核苷酸）的数量、比例、排列顺序不同 8、核苷酸、DNA、RNA和ATP中“A”的含义辨析 (1)核苷酸分子中的A是腺嘌呤。 (2)DNA和RNA中的A是腺嘌呤脱氧核苷酸和腺嘌呤核糖核苷酸。 (3)ATP中的A是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。 9、染色体、核糖体、病毒的化学组成 染色体=DNA病毒=DNA+蛋白质 核糖体=RNA病毒=RNA+蛋白质 10、观察DNA和RNA在细胞中的分布 （1）实验原理 ①分布原理：DNA主要位于细胞核中，RNA主要位于细胞质中 ②染色原理：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 ③水解原理 盐酸 （2）实验步骤 （3）实验注意事项 ①选材：口腔上皮细胞、无色的洋葱鳞片叶内表皮细胞，不能用紫色洋葱表皮细胞或叶肉细胞，以防止颜色的干扰。 ②缓水流冲洗目的：防止载玻片上的细胞被冲走。 ③几种试剂在实验中的作用 a、质量分数为0.9%的NaCl溶液(生理盐水)：保持口腔上皮细胞正常形态。 b、8%的盐酸：a.改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；b.使染色质中DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。 c、蒸馏水：a.配制染色剂；b.冲洗载玻片。 d、吡罗红甲基绿染色剂：混合使用，且现用现配。 ④DNA和RNA在细胞核和细胞质中均有分布，只是量的不同，故结论中强调“主要”而不能说“只”存在于细胞核或细胞质中。 学科网（北京）股份有限公司 $$