2026届高三生物一轮复习知识清单02 组成细胞的分子

第2讲 组成细胞的分子 一、组成细胞的元素 01元素的归类 1、大量元素 ①定义：在细胞中含量较多的化学元素(共9种) ②种类：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg (Cl、Na主要分布在细胞外) 2、微量元素 ①定义：在细胞中含量较少的化学元素(共17种) ②种类：Fe、Mn、Zn、Cu、B（植物）、Mo、Mn 3、基本元素：C、H、O、N 基本元素与物质的元素组成的关系 物质种类 元素组成 糖类、脂肪、固醇 C、H、O 蛋白质 C、H、O、N (S等) 核酸、磷脂、ATP、[H] C、H、O、N、P 叶绿素 C、H、O、N、Mg 胡萝卜素叶黄素 C、H/C、H、O 4、最基本元素：生物大分子以碳链为基本骨架，因此C是基本元素。 02元素的统一性和差异性 (1)统一性：从元素种类看，组成细胞的化学元素在无机自然界都能够找到，没有一种化学元素为细胞所特有。 (2)差异性：从元素含量看，细胞中各种元素的含量与无机自然界差异很大，在不同生物之间也有差异。 03元素的实验设计：对照实验 探究课题：微量元素X对植物正常生长必不可少 (1)变量分析：自变量：是否含有X元素；因变量：是否能正常生长；无关变量：其他元素、培养条件等 (2)对照设计：空白对照：完全培养液培养；实验组：缺素培养液培养。 (3)结果及结论： 植物+缺X的缺素培养液 正常生长→不是必需元素 不正常生长+X盐→正常生长→是必需元素 04同位素标记法（同位示踪法） (1)内涵：在同一元素中，质子数相同、中子数不同的原子为同位素。 (2)核心：组成化合物的化学性质相同，物理性质有差异，包括质量和放射性，具有放射性的同位素称为放射性同位素；不具有放射性的同位素是稳定同位素，如15N、18O。 (3)功能：用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是同位素标记法。同位素标记可以用于示踪物质的运行和变化规律。通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清楚化学反应的详细过程。 (4)常用同位素：14C(12C)、3H(1H)、18O(16O)、15N(14N)、32P(31P)、35S(32S)。 (5)涉及实验 ①光合作用：卡尔文循环(14C标记的CO2)，氧气生成(18O标记的H2O和CO2) ②分泌蛋白的合成加工(3H标记的亮氨酸) ③遗传物质的发现(32p、35S标记的T2噬菌体) ④DNA的半保留复制(15N标记的脱氧核苷酸) ⑤题目中的探究性实验(如生长素的极性运输、分子探针的标记等) 二、组成细胞的化合物 1、种类 ①无机化合物：水和无机盐 ②有机化合物：蛋白质、核酸、糖类、脂质等 2、含量 化合物 质量分数 水（含量最多的化合物） 70-90% 蛋白质（含量最多的有机化合物） 7~10% 糖类和核酸 1-1.5% 脂质 1~2% 无机盐 1-15% 三、细胞中的水 1、水的结构和特点 (1)水分子的空间结构及电子的不对称分布，使水成为极性分子，带电分子和极性分子都容易与水结合，因此水是良好的溶剂。 (2)水分子之间可以形成氢键，氢键比较弱，易被破坏，氢键的不断断裂和形成使水在常温下维持液体状态，具有流动性，同时氢键使水分子具有较高的比热容，温度较为稳定。 细胞内物质溶解性分析 溶解性 水溶性 脂溶性 结构特点 极性分子、带电分子 非极性分子 物质举例 磷脂分子头部 花青素 细胞内大部分物质 磷脂分子尾部 光合色素 脂质 2、水的分类和功能 物质种类 自由水 结合水 存在形式 游离状态，可以自由流动 与其他物质相结合 含量 约95.5% 约4.5% 功能 ①细胞内的良好溶剂； ②参与许多生化反应； ③为细胞提供液体环境； ④运输营养物质和代谢废物 细胞结构的重要组成成分 3、水与代谢的关系 (1)自由水和结合水的转化 自由水和结合水在一定条件下存在着动态转化，转化受代谢强度和温度等因素的影响。细胞代谢越强、所处的温度越高，则会有较多的结合水转化为自由水。结合水含量越高，抗逆性越高。 自由水/结合水 比值高：代谢加强，但抗逆性减弱 如：癌细胞、萌发的种子、分生组织细胞等 比值低：代谢减弱、但抗逆性增强 如：干种子、越冬植物、细菌芽孢等 (2) 自由水相关代谢 调节 抗利尿激素：肾小管和集合管对水的重吸收 吸收 渗透作用和水通道蛋白 产生水 ①暗反应（叶绿体基质） ②有氧呼吸第三阶段（线粒体内膜） ③ATP的合成(叶绿体、线粒体、细胞质基质) ④单糖合成多糖 ⑤氨基酸脱水缩合（核糖体） ⑥DNA分子复制、转录（细胞核、叶绿体、线粒体） 消耗水 ①糖类、蛋白质、脂肪、核酸水解 ②ATP的水解 ③光反应（叶绿体类囊体薄膜） ④有氧呼吸第二阶段（线粒体基质） (3)代谢和抗逆性的关系 ①冬小麦在的冬天来临前，降低自由水比例，增加结合水比例，避免气温下降时，自由水过多结冰而损伤细胞。 ②秋冬季节，落叶植物叶片脱落，蒸腾作用弱，吸水减少，结合水含量相对升高，有利于植物抗寒性提高。干旱时蒌蔫的叶片也能增强抗旱性。 ③种子呼吸作用强度在一定范围内与自由水的含量成正比，种子储存前应晒干以降低呼吸作用。萌发时需大量吸水，呼吸作用加强，为萌发提供充足的能量。 四.细胞中的无机盐 1、无机盐（矿物质）的存在形式和含量 (1)存在形式：细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，少数是化合物形式，如血钙主要是离子形式，而骨钙主要 是化合物形式。 (2)常见离子： ①阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。 ②阴离子：Cl-、SO42-、PO43-、HCO3-等。 (3)含量：1%~1.5% (4)功能 ①某些复杂化合物的组成成分 Mg2-：构成叶绿素的元素，缺镁导致叶片发黄影响光合作用 Fe2+：动物血红蛋白的元素，缺铁导致缺铁性贫血 P：组成细胞膜、细胞核等结构的重要组分 I-：构成甲状腺激素的元素，缺碘导致地方性甲状腺肿 ②维持细胞和生物体的正常生命活动 Na+与K+：参与可兴奋细胞(如神经细胞、肌细胞等)的兴奋性变化 Ca2+：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 B：促进植物花粉的萌发和花粉管的伸长，植物缺B会导致“花而不实”。 ③维持生物体的平衡 HCO3-、HPO42-：维持内环境的pH稳定 Na+、K+、Cl-：维持细胞内液、细胞外液渗透压稳定 五、糖类的分类和功能 1、定义糖类 (1)化学概念 ①概念：糖类物质是多羟基(2个或以上)的醛类（醛糖）或酮类（酮糖）化合物，或者其衍生物。 ②还原性：糖的还原性由醛基（羰基）决定，与有无游离的醛基（羰基）有关。高中所学习的单糖都有还原性，但 在脱水缩合形成多糖的过程中，醛基破坏，还原性改变，可简单记为单糖全部为还原性糖、二糖中只有蔗糖不是还 原性糖；多糖全都不是还原性糖。其中果糖本身无还原性，但在碱性条件下可转化为葡萄糖，因此生物学认为果糖 具有还原性。 学科网（北京）股份有限公司 $