内容正文:
第2章
细胞的分子组成
沪科版2020必修一
单元复习
复习目标
说出细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素构成,它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子
指出水大约占细胞重量的2/3,以自由水和结合水的形式存在,赋予了细胞许多特性,在生命活动中具有重要作用
举例说出无机盐在细胞内含量虽少,但与生命活动密切相关
概述糖类有多种类型,它们既是细胞的重要结构成分,又是生命活动的主要能源物质
举例说出不同种类的脂质对维持细胞结构和功能有重要作用
阐明蛋白质分子组成,它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构,细胞的功能主要由蛋白质完成
概述核酸由核苷酸聚合而成,是储存与传递遗传信息的生物大分子
思维导图
思维导图
思维导图
知识剖析
考点01
组成细胞的主要元素
知识讲解
大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
微量元素:Fe、B、Cu、Mo、Zn、Mn等
最基本元素:C
基本元素: C、H、O、N
主要元素: C、H、O、N、P、S
种类
分类
来源
存在
细胞中常见的化学元素,大约有20多种
按元素在生物体内含量分为
按元素在生物体内作用分为
大多以化合物形式存在
有选择地从无机自然界中吸收
组成细胞的元素
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知识剖析
考点01
组成细胞的主要元素
知识讲解
生物大分子以碳链为骨架
生物大分子 蛋白质 核酸 糖类 脂质
主要元素组成 C、H、O、N、S C、H、O、N、P C、H、O C、H、O
碳骨架周边连接着不同化学基团,具有自己的化学特性,使生物分子具有一定空间结构,进行特定化学反应,从而使生物分子具有特定生物功能的物质基础。
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知识剖析
典例分析
考点01
组成细胞的主要元素
下列有关组成生物体化学元素的叙述,正确的是( )
A.微量元素在生物体内含量很少,所以人体不存在微量元素缺乏症
B.每种大量元素在不同的生物体内的含量都是相同的
C.组成生物体的化学元素根据其含量不同分为大量元素和微量元素
D.组成生物体的大量元素中C在细胞鲜重中含量总是最多的
C
缺铁会患贫血症
缺碘会患甲状腺肿
鲜细胞中含量最多的化合物是水,含量最高的元素:O>C>H>N
干细胞中含量最多的化合物是蛋白质,含量最高的元素:C>O>N>H
大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
微量元素:Fe、B、Cu、Mo、Zn、Mn等
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知识剖析
考点02
蛋白质的结构与功能
知识梳理
蛋白质功能
结构物质
催化作用
传递信息
运输作用
免疫作用
调节作用
组成细胞的有机物中含量最多的是蛋白质,占到干重50%以上
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知识剖析
考点02
蛋白质的结构与功能
知识梳理
氨基酸的结构
至少含有一个氨基(-NH₂)和一个羧基(-COOH);
有一个氨基(-NH₂)和一个羧基(-COOH)连接在中心碳原子上;
侧链(R基)的不同,决定了氨基酸种类的不同;
10
知识剖析
典例剖析
考点02
蛋白质的结构与功能
氨基酸脱水缩合的过程
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)脱水缩合,形成肽键。
与蛋白质相关的计算
肽键数=脱去水分子数=氨基酸数-肽链数(环肽:肽键数=脱去水分子数=氨基酸数)
蛋白质相对分子质量=氨基酸平均相对分子质量×氨基酸个数-水的相对分子数(18)×脱水数
至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数
游离氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数。
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知识剖析
考点02
蛋白质的结构与功能
知识梳理
氨基酸
肽 链
脱水缩合
螺旋折叠
特定空间结构
蛋白质结构与功能的统一性
蛋白质的空间结构取决于肽链的氨基酸序列
蛋白质的功能与其特定的空间结构紧密相关
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,甚至完全丧失
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知识剖析
典例剖析
考点02
蛋白质的结构与功能
1.某多肽化合物水解后可得到下列三种氨基酸,下列描述正确的是( )
A.该多肽含三个肽键 B.甘氨酸的R基是-COOH
C.该肽是四肽化合物 D.赖氨酸的R基中含有-NH2
D
肽键数=氨基酸数-肽链数=氨基酸数-1
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知识剖析
典例剖析
考点02
蛋白质的结构与功能
2.胶原蛋白广泛应用于手术伤口缝合、美容产品制造等领域,其非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高。下列有关叙述正确的是( )
A.皮肤表面涂抹的胶原蛋白可被细胞直接吸收
B.加热变性后的蛋清蛋白更容易被人体吸收
C.两种蛋白合成时产生的H2O中的氢只来自氨基
D.组成这两种蛋白质的氨基酸的种类一定相同
B
蛋白质是生物大分子
蛋白合成时产生的H2O中的氢来自氨基和羧基
蛋白质具有多样性的原因是组成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序以及蛋白质的空间结构不同
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知识剖析
考点03
核酸的结构与功能
知识梳理
简称“RNA”
核酸
简称“DNA”
种类
脱氧核糖核酸
原核细胞
分布
DNA
真核细胞
核糖核酸
主要分布在细胞核当中,线粒体、叶绿体内也有少量的DNA
主要分布在拟核(环状DNA分子)
RNA
主要分布在细胞质
必修1 分子与细胞
组成元素:C、H、O、N、P
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知识剖析
考点03
核酸的结构与功能
知识梳理
比较项目 脱氧核糖核酸(DNA) 核糖核酸(RNA)
基
本
单
位 名称 脱氧核苷酸(4种) 核糖核苷酸(4种)
结构图
组
成
无机酸 磷酸
五碳糖 脱氧核糖 核糖
含氮碱基 A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、
G(鸟嘌呤)、T(胸腺嘧啶) A(腺嘌呤)、C(胞嘧啶)、
G(鸟嘌呤)、U(尿嘧啶)
一般结构 两条核苷酸链 一条核苷酸链
分布 主要在细胞核,线粒体、叶绿体也少量含有 主要在细胞质
相同点 含有磷酸基团、五碳糖和碱基
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知识剖析
知识梳理
考点03
核酸的结构与功能
核酸
功能
核酸是细胞内携带遗传信息的物质
核酸在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用
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知识剖析
典例剖析
考点03
核酸的结构与功能
1.下列关于核酸的叙述中,正确的是( )
A.DNA和RNA都是人的遗传物质
B.DNA和RNA的基本单位完全相同
C.豌豆叶肉细胞内的核酸含有5种碱基
D.真核细胞的DNA只分布在细胞核内,RNA只分布在细胞质中
C
DNA基本组成单位是脱氧核苷酸
RNA的基本组成单位是核糖核苷酸
DNA和RNA,共含有A、U、C、G、T
真核细胞的DNA主要分布在细胞核中,线粒体、叶绿体也少量含有
RNA主要分布在细胞质中
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知识剖析
典例剖析
考点03
核酸的结构与功能
D
2.分析HIV(艾滋病毒)的化学组成,得到如图所示分子示意图,下列叙述正确的是( )
A.a→A的过程中C和O原子数目会减少
B.HIV中含有区别于其他生物的特有元素
C.b→B的过程通过肽键相连
D.HIV的遗传信息储存于大分子B中
氨基酸
蛋白质
RNA
核糖核苷酸
磷酸二酯键
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知识剖析
考点04
糖类的结构与功能
知识梳理
元素组成:C、H、O元素
分子式:Cn(H2O)m
功能:糖类是光合作用的产物,在地球上含量非常丰富,不仅 是维持生物体生命活动所需能量的主要来源,也是组成生物体结构的基本原料
糖类元素组成和功能
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知识剖析
考点04
糖类的结构与功能
知识梳理
常见糖类类别 分布 功能
单糖
(不能水解的最简单的糖) 五碳糖 核糖 各种细胞中 RNA的组成成分
脱氧核糖 各种细胞中 DNA的组成成分
六碳糖 葡萄糖 各种细胞中 生命活动的主要能源物质
果糖 植物细胞中
半乳糖 动物细胞中
双糖
(由两个单糖经脱水缩合而连接在一起的糖类) 麦芽糖(葡萄糖+葡萄糖) 植物、发芽的小麦种子中较多 都提供能量
蔗糖(葡萄糖+果糖) 植物、甜菜、甘蔗中较多
乳糖(葡萄糖+半乳糖) 动物的乳汁中
多糖
(由许多单子经脱水缩合后连接形成的大分子) 淀粉 植物的贮藏器官中 储能物质
纤维素 植物细胞壁中 支持、保护
糖原 肝糖原 人和动物肝脏细胞中 储能、调节血糖平衡
肌糖原 人和动物肌肉细胞中 储存和提供能量
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知识剖析
典例剖析
考点04
糖类的结构与功能
1.下列关于细胞内糖类的叙述,错误的是( )
A.葡萄糖是构成纤维素的基本单位
B.糖类物质都是细胞内的能源物质,都能为生命活动提供能量
C.葡萄糖是动植物细胞都有的单糖
D.蔗糖和麦芽糖水解的产物中都有葡萄糖
B
核糖是RNA的成分
纤维素是细胞壁的成分
蔗糖=葡萄糖+果糖
乳糖-葡萄糖+半乳糖
2.动植物体中都有的糖是( )
A.淀粉和葡萄糖 B.脱氧核糖和纤维素
C.蔗糖和乳糖 D.核糖和葡萄糖
D
植物特有
植物特有
植物特有
动物特有
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知识剖析
考点05
脂质的结构与功能
知识梳理
元素组成:C、H、O元素,有些还含有N、P
性质:脂质通常不溶于水,而溶于脂溶性有机溶剂
种类:脂肪、磷脂和固醇
脂肪
(甘油三酯)
组成
分类
功能
1甘油+3脂肪酸
植物脂肪:含不饱和脂肪酸
动物脂肪:含饱和脂肪酸
细胞中储能效率最高的物质
减少身体热量散失、维持体温恒定的作用
保护内脏器官、缓冲和减压的功能
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知识剖析
考点05
脂质的结构与功能
知识梳理
磷脂
元素
组成
功能
C、H、O、N、P
亲水头部:含氮碱基、磷酸、甘油
疏水尾部:2个脂肪酸
细胞质膜的基本骨架:磷脂双分子层
固醇
胆固醇
植物固醇
酵母固醇
构成动物细胞质膜重要成分
参与血液中脂质的运输
合成性激素、维生素D等物质的原料
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知识剖析
典例剖析
考点05
脂质的结构与功能
“地沟油”泛指各类劣质油,如回收的食用油、反复使用的炸油等。“地沟油”的主要成分是脂质,但同时含有许多致癌的毒性物质。下列有关 “地沟油”主要成分的叙述,正确的是( )
A.组成元素一定含有C、H、O
B.是生物体主要的能源物质
C.对人体来说,它是一种生物致癌因子
D.是一种水溶性很好的物质
A
脂肪的组成元素为C、H、O
储能物质
脂溶性
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知识剖析
考点06
检测生物组织中的
还原糖、脂肪和蛋白质
知识梳理
营养物质 试剂 条件 现象
淀粉 碘液(棕黄色) 变蓝
葡萄糖等还原性糖 班氏试剂(蓝色) 水浴加热 黄红色沉淀
脂肪 苏丹Ⅳ(猩红色) 红色
蛋白质 双缩脲试剂(蓝色)
NaOH、CuSO4 先加NaOH、后加CuSO4 紫色
进行蛋白质定量分析
分光光度法
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知识剖析
考点06
检测生物组织中的
还原糖、脂肪和蛋白质
典例剖析
为了探究“神舟十三号”航天员食用的“牙膏食品”中含有的营养成分,某同学进行了相关实验,得到的结果如表所示,据此可判断“牙膏食品”中含有的主要成分为( )
试管编号 甲 乙 丙
所用试剂 班氏试剂 双缩脲试剂 苏丹Ⅳ染液
试管中颜色 (水浴加热后)蓝色 紫色 红色
A.蛋白质 B.还原糖
C.蛋白质、脂肪 D.还原糖、脂肪
C
无黄红色沉淀
没有还原糖
蛋白质
脂肪
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知识剖析
考点07
水的存在形式与作用
知识梳理
水的含量:水是细胞中含量最多的化合物(60%-95%)
理化性质:(1)细胞中的物质运输和化学反应提供介质;
(2)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。
细胞中水的存在形式
定义
自由水
绝大部分的水呈游离状态,可以自由流动
细胞内其他化合物相结合的水
特点
维持其他分子的结构和活性起着非常重要的作用
作为机体组成的一部分,调节植物抗逆性
功能
不流动、不易散失、含量较稳定
结合水
定义
特点
功能
可流动、易蒸发、易散失
参与物质运输
作为化学反应提供介质
调节新陈代谢
比热容大,用于维持体温恒定
相互转化
28
知识剖析
考点07
水的存在形式与作用
典例剖析
1.根据表中生物体含水量(%)的数据,不能得出的结论是( )
水母 鱼类 蛙 哺乳动物 藻类 高等植物 休眠种子
97 80~85 78 65 90 60~80 <10
A.各种类型的生物体中都有一定的含水量,但是不同
B.水生生物的体内含水量相对于陆生生物而言比较高
C.生命活动处于极微弱状态的休眠种子也不能没有水
D.生命代谢越旺盛的生物体或器官中含水量相对越高
D
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知识剖析
考点07
水的存在形式与作用
典例剖析
A
2.刺猬入冬时,细胞中自由水与结合水随时间的相对含量会发生变化。下列曲线图中表示正确的是( )
B.
C.
D.
A.
结合水与自由水比例相对增高时,细胞的代谢减慢,抗性增强;反之代谢快,抗性差
30
知识剖析
考点08无机盐作用
知识梳理
无机盐
含量
存在形式
功能
很少
大多数以离子状态存在
生物体内重要化合物的组成成分
直接参与机体代谢活动
调节内环境的稳定
Mg2+-叶绿素;Fe2+-血红蛋白
Ca2+含量低,引发肌肉抽搐等症状
HCO3-,HPO42-和H2PO4-酸碱度平衡
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知识剖析
考点08无机盐作用
典例剖析
1.老年人如果缺钙容易导致骨质疏松,这说明无机盐的作用是( )
A.对维持内环境稳态有重要作用 B.参与机体的代谢活动
C.是生物体内化合物的组成成分 D.以离子状态存在容易流失
2.英国医生塞达尼·任格在对离体蛙心进行的实验中发现,用不含钙的生理盐水灌注蛙心,其收缩不能维持;用含有少量钙和钾的生理盐水灌注时,蛙心可持续跳动数小时。实验说明钙盐和钾盐( )
A.对于维持细胞的正常形态有着重要作用
B.是细胞中某些复杂化合物的重要组成成分
C.为蛙心细胞提供能量,使得蛙心可持续跳动
D.对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用
C
D
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综合训练
一份营养丰富且均衡的餐食应包含主食(米饭或面食)、蔬菜、肉类、奶制品和水果等,这些食物能提供人体所需的糖类、脂质、蛋白质等营养物质。下表是某中学食堂贴出的某天的菜谱。
套餐类型 套餐 1 套餐2 套餐 3
菜谱 咖喱大排饭;山药木耳肉丝;香菇青菜;零卡雪碧 腐乳炒饭;椒盐鸭翅;木耳鸡毛菜;番茄冬瓜汤 叉烧饭;红烧大闸蟹;酸辣大白菜;榨菜鸡蛋汤
(1)晒干的大米因含淀粉而保留有水分,青菜因饱含水分而倍感新鲜,晒干的大米和新鲜的青菜中的水的主要存在形式分别是( )
A.自由水、结合水 B.自由水、自由水 C.结合水、结合水 D.结合水、自由水
(2)经过一上午的学习,同学们往往会感觉饥饿,但此时机体内的血糖仍维持在相对稳定的水平,这是由于人体细胞中的糖原分解为 进入血液,以维持血糖的稳定。以下同学们的午餐中的物质属于糖类的是 (编号选填)
①咖哩大排饭中的淀粉②香菇青菜中的纤维素③零卡雪碧中的木糖醇 (C₅H₁₂O₅)④香酥鸭腿中的油脂
D
葡萄糖
①②
脂类
醇类
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综合训练
(3)下列关于鸭腿和番茄内物质的叙述,正确的是( )
A.细胞中的无机盐均以离子的形式存在
B.缺少微量元素镁会影响番茄光合作用的进行
C.两者细胞内元素的种类和含量都相同
D.两者体内的主要化合物都是以碳链为骨架构成
豆腐是以大豆为原料制作而成的豆制品,因含有大豆乳清蛋白等多种优质植物蛋白而深受人们的喜爱。大豆乳清蛋白包含多种蛋白质,其中β——伴大豆球蛋白是由三条不同的肽链组成,这三条肽链分别含有氨基酸的数量为623、621、439个。
(4)三条肽链的组成成分中均富含谷氨酸,已知谷氨酸的R基团为——C₃H₅O₂,请画出谷氨酸的结构式 ,1分子β—伴大豆球蛋白所含有的肽键数目是 。
(5)某同学十分爱吃套餐2中的腐乳炒饭,腐乳是由毛霉参与发酵的大豆制品。在发酵过程中,豆腐中的大分子物质会被毛霉分解成小分子。下列能表示这一过程的是 (编号选填)。
D
1680个
①
大量元素
无机盐大多数以离子的形式存在
肽键数=氨基酸数-肽链数=623+621+439- 3=1680
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综合训练
“秋风起,蟹脚痒,菊花开,闻蟹来”。金秋时节,螃蟹成为崇明家家户户餐桌上的一道美味。河蟹的可食用部分一般包括蟹黄、蟹膏和蟹肉,其营养成分如下表所示。
河蟹每 100g可食用部分中的营养成分
成分 水 蛋白质 脂肪 碳水化合物 无机盐
含量 75.1~77.8% 13.5~17.7% 2.2~2.7% 1.6~4.5% 1.7~2.3%
(6)蟹黄和蟹膏中富含脂肪酸,这是河蟹味道鲜美的重要原因,脂肪酸可参与表2中脂肪的合成,脂肪分子的构成除了脂肪酸还有 ;处于卵巢快速发育阶段的河蟹,由消化腺摄取的胆固醇可快速转移到卵巢中,据此推测胆固醇进入卵巢后可参与 的合成,从而调节河蟹的性成熟。
(7)如需检测河蟹中蛋白质,则检测蛋白质所需试剂和呈现的颜色分别是 (编号选填)。
①碘液 ②班氏试剂 ③双缩脲试剂 ④蓝色 ⑤紫色 ⑥黄红色
(8)碳水化合物是糖类的俗称,是河蟹生命活动所需能量的主要来源。表中与糖类化学元素组成不完全相同的有机物营养成分是 ;河蟹细胞内可能含有的糖类有 (选择下列的编号作答)。
①葡萄糖 ②果糖 ③麦芽糖 ④糖原 ⑤纤维素
甘油
雌激素
③⑤
蛋白质
①④
糖类元素C、H、O,蛋白质是C、H、O、N等
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归纳总结
化学元素
生物体的化合物
水
无机盐
糖类
脂质
蛋白质
核酸
有机化合物
无机化合物
细胞
沪科版2020必修一
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