专题02 细胞的分子组成（期末复习知识清单）高一生物下学期沪科版

专题二 细胞的分子组成 答案版 【概念聚焦】 大概念 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位 概念1 细胞由多种多样的分子组成，包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸等，其中蛋白质和核酸是两类最重要的生物大分子 1．C、H、O、N、P、S等元素组成复杂的生物分子 （1）生物体细胞中的元素组成与非生物环境的元素组成既相似又有差异。 ①组成细胞的元素都可以在地壳中找到，没有一种元素是生物界所特有的，可见生物界与非生物界物质存在__统一___性。 ②细胞与地壳中元素的分布有差异，体现生命的__特殊__性。 （2）生物界的统一性和差异性 ①统一性：不同种生物的元素_组成___大体相同。 ②差异性：不同种生物的元素__含量____相差很大。 （3）细胞的元素组成 ①主要元素：细胞主要由_C、H、O、N、P、S__等元素构成，这是因为组成生物体的结构和能量物质中含有这些元素。如：蛋白质主要由__C、H、O、N、S___元素构成，核酸主要由__C、H、O、N、P__元素构成，糖类和脂质主要由_C、H、O_元素构成。不同生物细胞中，蛋白质、核酸、糖类、脂质的含量会有差异，这些元素的含量也不完全相同。 ②微量元素：细胞内含量甚微的元素称为微量元素。微量元素的总质量仅占细胞干重的1%左右，但其不可缺少。如：___碘（I）__是构成甲状腺激素的重要元素，缺碘或长期碘摄入不足会导致地方性甲状腺肿（俗称大脖子病）；__ 铁（Fe）___参与构成血红蛋白。 （4）元素以__碳链 _为骨架形成生物分子 蛋白质、核酸、糖类和脂质等组成细胞的生物分子都可以看成是碳的化合物。这些生物分子中，碳与碳之间能以单键（C-C）或双键（C═C）相连，形成长短不一、形状不同的__ 碳骨架____。 2．蛋白质的结构和功能 （1）蛋白质与生命活动的关系 细胞的各项生命活动都离不开蛋白质，____蛋白质__是生命活动的主要承担者。 （2）蛋白质的基本单位 ①所有的蛋白质都是由___氨基酸___组成的，其组成元素主要有C、H、O、N，部分氨基酸还含有P、S等元素。 ②氨基酸分子已知的有22种，其中常见的有20种。 ③氨基酸的结构通式：______________________________ ④氨基酸的结构特点：中间碳原子通过四个共价键分别连接一个__羧基（—COOH） __、一个__氨基（—NH2）___和一个__氢原子（—H）__、一个__ 侧链（R基）__。 ⑤氨基酸的性质：每种氨基酸的___侧链（R基）___具有独特的化学性质，可分为极性（亲水）和非极性（亲脂）。 （3）蛋白质的结构 ①肽键的形成：氨基酸通过_脱水缩合_连接形成肽。一个氨基酸分子的氨基（-NH2）和另一个氨基酸分子的羧基（-COOH）脱去一分子的水缩合形成__肽键_。两个氨基酸脱水缩合形成_二肽__，含有____1__个肽键。氨基酸通过_肽键___连接形成不同长度的肽链，每条肽链的一端是_氨基___，另一端是__羧基____。 ②蛋白质结构多样性的原因：不同蛋白质的___氨基酸序列___（肽链上氨基酸的组成与排列顺序）不同，以及每种蛋白质都有特定的___空间结构___。 ③蛋白质的功能取决于___氨基酸序列___及其形成的___空间结构___。（蛋白质的空间结构取决于肽链的氨基酸序列，在肽链的某一关键点上氨基酸的改变使蛋白质功能发生巨大变化。） ④蛋白质的性质：___高温___、___强酸___、___强碱___等一些物理或化学因素会引起蛋白质___空间结构___发生变化，导致蛋白质的功能受到影响，甚至丧失。 （4）蛋白质的功能 ①构成生物体结构的_重要物质__，如胶原蛋白。 ②__运输____功能，如血红蛋白和转运蛋白。 ③_传递信息___功能，如细胞质膜上的受体蛋白。 ④___免疫___功能，如免疫球蛋白（抗体）。 ⑤__催化____功能，如蛋白质类的酶。 ⑥___调节生命活动___功能，如胰岛素、生长激素等。 3．核酸的结构和功能 （1）核酸的结构 ①元素组成：由___C、H、O、N、P __五种元素组成。 ②基本单位：___核苷酸___（结构如右图所示）是组成核酸的基本单位，由__五碳糖____、___ 含氮碱基___和_____磷酸基团_______组成。 ③组成核酸分子的两个相邻的核苷酸之间，通过__五碳糖____和___磷酸___的脱水缩合反应连接形成_磷酸二酯____键从而形成链状结构。 ④分类：一类是_DNA _____，简称__脱氧核糖核酸___；另一类是__ RNA____，简称__核糖核酸_____。 ⑤判断核酸种类的方法：“二看”法 一看五碳糖：__脱氧核糖____对应DNA，___ 核糖___对应RNA。 二看碱基：有____ T ___的是DNA，有_U___的是RNA。 （2）核酸的功能 ①DNA的结构与功能： a．结构：DNA分子通常是由__2__条核酸单链上的___碱基_互补配对结合在一起形成的双链。 b．功能：在DNA分子中，脱氧核苷酸的__碱基序列___蕴含了遗传信息。 c．DNA能储存大量遗传信息的原因：组成DNA的___脱氧核苷酸____数量众多，___排列顺序______多样。 ②RNA的结构与功能： a．结构：RNA分子通常是__单链____。 b．功能：在细胞中参与遗传信息的传递与表达，在蛋白质的合成过程中起着重要作用。部分病毒的遗传信息储存在_RNA_____分子中，如艾滋病病毒、SARS病毒等。 （3）DNA与RNA的比较 DNA RNA 元素组成 C、H、O、N、P 基本单位 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 碱基 A（腺嘌呤）、C（胞嘧啶）、G（鸟嘌呤） 五碳糖 脱氧核糖 核糖 分子结构 一般为规则的__双螺旋_结构 一般为_单__链结构 分布 主要分布在_细胞核__中，_线粒体__和__叶绿体___内有少量DNA 主要在__细胞质__中 功能 DNA是真核生物、原核生物、某些病毒的遗传物质 RNA是某些病毒的__遗传_物质；具有__催化__作用（某些酶）；在__蛋白质_合成中起重要作用：①传递遗传信息（_ mRNA __）②运输氨基酸（__tRNA___）③组成核糖体（____rRNA __） 结构多样性的决定因素 核苷酸的种类、数量及排列顺序不同 4．糖类的种类和功能 （1）元素组成：由_CHO___三种元素组成。 （2）种类、分布及功能 种类 分布 主要功能 单糖 五碳糖 核糖 动植物细胞 构成_核酸（DNA和RNA）__的重要成分 脱氧核糖 动植物细胞 （略） 六碳糖 葡萄糖 细胞的主要_能源__物质及组成生物体结构的基本原料 果糖 植物细胞 _植物__细胞中的能源物质 半乳糖 动物细胞 __动物_细胞中的能源物质 双糖 蔗糖（葡萄糖＋果糖） 植物细胞 水解产物中都有___葡萄_糖 麦芽糖（葡萄糖＋葡萄糖） 乳糖（葡萄糖＋半乳糖） 动物细胞 多糖 淀粉 植物细胞 植物_体内糖类能源物质的储存形式 纤维素 构成植物_细胞壁__的主要成分 糖原 动物细胞 __动物_体内糖类能源物质的储存形式，包括_肝__糖原和_肌__糖原，其中__肝__糖原的合成和分解与血糖水平有关 5．脂质的种类和功能 （1）元素组成：主要由_C、H、O__组成，有些还含有N、P。 （2）种类、组成及功能 种类 结构组成 主要功能 脂肪（甘油三酯） 由___甘油___和__脂肪酸____分子构成 细胞中_储能_效率最高的物质，保温、缓冲、减压 磷脂 由_亲水__头部和_疏水__尾部组成 细胞质膜的基本骨架就是__磷脂双分子层__；当被水分子包围时，亲水头部朝向水分子，疏水尾部远离水分子，呈现出微团或双分子层结构 固醇 胆固醇 （略） 动物细胞_质膜__的重要结构成分，是合成___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__（能有效促进动物肠道对钙和磷的吸收）等物质的原料 植物固醇 是植物细胞的重要结构成分 酵母固醇 存在于酵母中 6．检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质 （1）还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定方法 实验材料 被鉴定物质种类 鉴定试剂 操作要点 现象 1%葡萄糖溶液 还原糖 班氏试剂 摇匀，加热至沸腾 出现_黄红色_____沉淀 10%鸡蛋清溶液 蛋白质 双缩脲试剂 先加入NaOH，再加CuSO4，摇匀 反应液最终呈___紫色___ 植物油 脂肪 苏丹Ⅳ染液 振荡 反应液最终呈_红色_____ （2）食物中蛋白质含量的测定 ①制作标准曲线：第一步，制备10 mg/mL牛血清白蛋白标准溶液；第二步，取6支试管，编号0～5，按课本表格2-4，分别加入不同量的牛血清白蛋白标准溶液及蒸馏水，进行__双缩脲___显色实验；第三步，以0号试管为空白对照，在_分光光度计___中于540 nm波长处调零，测定其他各试管样品的__吸光度__值；第四步，以蛋白质含量为横坐标，吸光度值为纵坐标，绘制标准曲线。 ②样品蛋白质含量的测定：将待测样品稀释N倍，取1 mL稀释液进行___双缩脲___显色实验，测定吸光度，根据标准曲线得出蛋白质含量（D），则被测样品蛋白质含量（mg/mL）＝___D×N___。 ③标准曲线中，蛋白质含量和吸光度之间的关系是蛋白质含量越高，吸光度值_越高_。 7．水在细胞中的存在形式与作用 （1）含量：水是生物体中含量___多___的化合物。生物体的含水量与其生活环境相关，水生生物__大于____于陆生生物。同一个体代谢活动高的器官含水量相对__较高___。 （2）存在形式：__自由____水和___结合___水。 （3）作用 ①自由水： a．为细胞中的物质运输和化学反应提供_介质_____。 b．水的比热容___大___，能维持细胞__温度____的相对稳定，有助于细胞生命活动的进行。 c．维持细胞___形态___。 ②结合水：与其他分子结合在一起，可以维持其他分子的结构和活性。 （4）自由水、结合水的含量与细胞代谢和抗逆性的关系 正常情况下，细胞内自由水比例越大，细胞的代谢就越__旺盛 ____；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____。 8．无机盐在细胞中的存在形式与作用 （1）含量：无机盐在生物体中的含量很少，但在生命活动中却有重要作用。 （2）存在形式：大多数以___离子___状态存在。 （3）作用 a．生物体内重要化合物的组成成分。如，___Fe___是构成血红蛋白的必要元素，__ Mg __ __是构成植物叶绿素的必要元素，__ _Ca_是构成骨骼、牙齿的必要元素，_____I ___是合成甲状腺激素的必要元素。 b．有些无机盐可直接参与机体代谢活动、调节___ 内环境___的稳定，对于维持细胞和生物体的生命活动有着重要作用。如，血液中Ca2+的含量低于45～55 mg/L，会引发_____肌肉抽搐____等症状；血液中的、和等无机离子的存在，可调节细胞内外溶液____酸碱度__的变化，维持生物体内环境的稳定。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题二 细胞的分子组成 【概念聚焦】 大概念 细胞是生物体结构与生命活动的 概念1 细胞由多种多样的 组成，包括水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸等，其中 是两类最重要的生物大分子 1．C、H、O、N、P、S等元素组成复杂的生物分子 （1）生物体细胞中的元素组成与非生物环境的元素组成既相似又有差异。 ①组成细胞的元素都可以在地壳中找到，没有一种元素是生物界所特有的，可见生物界与非生物界物质存在______性。 ②细胞与地壳中元素的分布有差异，体现生命的______性。 （2）生物界的统一性和差异性 ①统一性：不同种生物的元素______大体相同。 ②差异性：不同种生物的元素______相差很大。 （3）细胞的元素组成 ①主要元素：细胞主要由______等元素构成，这是因为组成生物体的结构和能量物质中含有这些元素。如：蛋白质主要由____________元素构成，核酸主要由______元素构成，糖类和脂质主要由______元素构成。不同生物细胞中，蛋白质、核酸、糖类、脂质的含量会有差异，这些元素的含量也不完全相同。 ②微量元素：细胞内含量甚微的元素称为微量元素。微量元素的总质量仅占细胞干重的1%左右，但其不可缺少。如：______是构成甲状腺激素的重要元素，缺碘或长期碘摄入不足会导致地方性甲状腺肿（俗称大脖子病）；______参与构成血红蛋白。 （4）元素以______为骨架形成生物分子 蛋白质、核酸、糖类和脂质等组成细胞的生物分子都可以看成是碳的化合物。这些生物分子中，碳与碳之间能以单键（C-C）或双键（C═C）相连，形成长短不一、形状不同的______。 2．蛋白质的结构和功能 （1）蛋白质与生命活动的关系 细胞的各项生命活动都离不开蛋白质，______是生命活动的主要承担者。 （2）蛋白质的基本单位 ①所有的蛋白质都是由______组成的，其组成元素主要有C、H、O、N，部分氨基酸还含有P、S等元素。 ②氨基酸分子已知的有22种，其中常见的有20种。 ③氨基酸的结构通式：______________________________ ④氨基酸的结构特点：中间碳原子通过四个共价键分别连接一个______、一个______和一个______、一个______。 ⑤氨基酸的性质：每种氨基酸的______具有独特的化学性质，可分为极性（亲水）和非极性（亲脂）。 （3）蛋白质的结构 ①肽键的形成：氨基酸通过______连接形成肽。一个氨基酸分子的氨基（-NH2）和另一个氨基酸分子的羧基（-COOH）脱去一分子的水缩合形成______。两个氨基酸脱水缩合形成______，含有______个肽键。氨基酸通过______连接形成不同长度的肽链，每条肽链的一端是______，另一端是______。 ②蛋白质结构多样性的原因：不同蛋白质的______（肽链上氨基酸的组成与排列顺序）不同，以及每种蛋白质都有特定的______。 ③蛋白质的功能取决于______及其形成的______。（蛋白质的空间结构取决于肽链的氨基酸序列，在肽链的某一关键点上氨基酸的改变使蛋白质功能发生巨大变化。） ④蛋白质的性质：______、______、______等一些物理或化学因素会引起蛋白质______发生变化，导致蛋白质的功能受到影响，甚至丧失。 （4）蛋白质的功能 ①构成生物体结构的______，如胶原蛋白。 ②______功能，如血红蛋白和转运蛋白。 ③______功能，如细胞质膜上的受体蛋白。 ④______功能，如免疫球蛋白（抗体）。 ⑤______功能，如蛋白质类的酶。 ⑥______功能，如胰岛素、生长激素等。 3．核酸的结构和功能 （1）核酸的结构 ①元素组成：由______五种元素组成。 ②基本单位：______（结构如右图所示）是组成核酸的基本单位，由______、______和____________组成。 ③组成核酸分子的两个相邻的核苷酸之间，通过______和______的脱水缩合反应连接形成_____键从而形成链状结构。 ④分类：一类是______，简称______；另一类是______，简称______。 ⑤判断核酸种类的方法：“二看”法 一看五碳糖：______对应DNA，______对应RNA。 二看碱基：有______的是DNA，有______的是RNA。 （2）核酸的功能 ①DNA的结构与功能： a．结构：DNA分子通常是由________条核酸单链上的________互补配对结合在一起形成的双链。 b．功能：在DNA分子中，脱氧核苷酸的______蕴含了遗传信息。 c．DNA能储存大量遗传信息的原因：组成DNA的__________________数量众多，__________________多样。 ②RNA的结构与功能： a．结构：RNA分子通常是______。 b．功能：在细胞中参与遗传信息的传递与表达，在蛋白质的合成过程中起着重要作用。部分病毒的遗传信息储存在______分子中，如艾滋病病毒、SARS病毒等。 （3）DNA与RNA的比较 DNA RNA 元素组成 基本单位 碱基 A（腺嘌呤）、C（胞嘧啶）、G（鸟嘌呤） 五碳糖 分子结构 一般为规则的______结构 一般为______链结构 分布 主要分布在______中，______和______内有少量DNA 主要在______中 功能 DNA是真核生物、原核生物、某些病毒的遗传物质 RNA是某些病毒的______物质；具有______作用（某些酶）；在______合成中起重要作用：①传递遗传信息（________）②运输氨基酸（________）③组成核糖体（________） 结构多样性的决定因素 核苷酸的种类、数量及排列顺序不同 4．糖类的种类和功能 （1）元素组成：由______三种元素组成。 （2）种类、分布及功能 种类 分布 主要功能 单糖 五碳糖 核糖 动植物细胞 构成____________的重要成分 脱氧核糖 动植物细胞 （略） 六碳糖 葡萄糖 细胞的主要______物质及组成生物体结构的基本原料 果糖 植物细胞 ______细胞中的能源物质 半乳糖 动物细胞 ______细胞中的能源物质 双糖 蔗糖（葡萄糖＋果糖） 植物细胞 水解产物中都有______糖 麦芽糖（葡萄糖＋葡萄糖） 乳糖（葡萄糖＋半乳糖） 动物细胞 多糖 淀粉 植物细胞 ______体内糖类能源物质的储存形式 纤维素 构成植物______的主要成分 糖原 动物细胞 ______体内糖类能源物质的储存形式，包括______糖原和______糖原，其中______糖原的合成和分解与血糖水平有关 5．脂质的种类和功能 （1）元素组成：主要由______组成，有些还含有N、P。 （2）种类、组成及功能 种类 结构组成 主要功能 脂肪（甘油三酯） 由______和______分子构成 细胞中______效率最高的物质，保温、缓冲、减压 磷脂 由______头部和______尾部组成 细胞质膜的基本骨架就是____________；当被水分子包围时，亲水头部朝向水分子，疏水尾部远离水分子，呈现出微团或双分子层结构 固醇 胆固醇 （略） 动物细胞______的重要结构成分，是合成______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）、______（能有效促进动物肠道对钙和磷的吸收）等物质的原料 植物固醇 是植物细胞的重要结构成分 酵母固醇 存在于酵母中 6．检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质 （1）还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定方法 实验材料 被鉴定物质种类 鉴定试剂 操作要点 现象 1%葡萄糖溶液 还原糖 摇匀，加热至沸腾 出现______沉淀 10%鸡蛋清溶液 蛋白质 先加入NaOH，再加CuSO4，摇匀 反应液最终呈______ 植物油 脂肪 振荡 反应液最终呈______ （2）食物中蛋白质含量的测定 ①制作标准曲线：第一步，制备10 mg/mL牛血清白蛋白标准溶液；第二步，取6支试管，编号0～5，按课本表格2-4，分别加入不同量的牛血清白蛋白标准溶液及蒸馏水，进行______显色实验；第三步，以0号试管为空白对照，在____________中于540 nm波长处调零，测定其他各试管样品的______值；第四步，以蛋白质含量为横坐标，吸光度值为纵坐标，绘制标准曲线。 ②样品蛋白质含量的测定：将待测样品稀释N倍，取1 mL稀释液进行______显色实验，测定吸光度，根据标准曲线得出蛋白质含量（D），则被测样品蛋白质含量（mg/mL）＝______。 ③标准曲线中，蛋白质含量和吸光度之间的关系是蛋白质含量越高，吸光度值______。 7．水在细胞中的存在形式与作用 （1）含量：水是生物体中含量______的化合物。生物体的含水量与其生活环境相关，水生生物______于陆生生物。同一个体代谢活动高的器官含水量相对______。 （2）存在形式：______水和______水。 （3）作用 ①自由水： a．为细胞中的物质运输和化学反应提供______。 b．水的比热容______，能维持细胞______的相对稳定，有助于细胞生命活动的进行。 c．维持细胞______。 ②结合水：与其他分子结合在一起，可以维持其他分子的结构和活性。 （4）自由水、结合水的含量与细胞代谢和抗逆性的关系 正常情况下，细胞内自由水比例越大，细胞的代谢就越______；结合水越多，细胞抵抗干旱和寒冷等不良环境的能力就______。 8．无机盐在细胞中的存在形式与作用 （1）含量：无机盐在生物体中的含量很少，但在生命活动中却有重要作用。 （2）存在形式：大多数以______状态存在。 （3）作用 a．生物体内重要化合物的组成成分。如，______是构成血红蛋白的必要元素，______是构成植物叶绿素的必要元素，______是构成骨骼、牙齿的必要元素，______是合成甲状腺激素的必要元素。 b．有些无机盐可直接参与机体代谢活动、调节______的稳定，对于维持细胞和生物体的生命活动有着重要作用。如，血液中Ca2+的含量低于45～55 mg/L，会引发____________等症状；血液中的、和等无机离子的存在，可调节细胞内外溶液______的变化，维持生物体内环境的稳定。 学科网（北京）股份有限公司 $$