第一章 细胞的分子组成（知识清单）生物苏教版2019必修1

第一章 细胞的分子组成（知识清单） 学习导航站 知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架 核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、陷阱规避 第1节 细胞中的元素和无机化合物（2个考点+2个易错辨析） 考点1构成细胞的元素★★★☆☆ 考点2水和无机盐是细胞中的无机化合物★★★☆☆ 第2节 细胞中的糖类和脂质（3个考点+2个易错辨析） 考点1 碳链是形成生物大分子的骨架★★★★☆ 考点2 糖类是细胞的重要结构成分和主要能源物质★★☆☆☆ 考点3 脂质在维持细胞结构和功能中的作用★★☆☆☆ 第3节 细胞中的蛋白质和核酸（3个考点+2个易错辨析） 考点1 细胞的功能主要由蛋白质组成 ★★★☆☆ 考点2 核酸储存与传递遗传信息★★★☆☆ 考点3 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质相关实验★★☆☆☆ 素养加油站：跨学科内容与热点问题分析、聚焦考点预测 方法储备库：高频考点，方法归纳 第1节 细胞中的元素和无机化合物 考点1 构成细胞的元素★★★☆☆ 1. 元素的含量 (1)地壳(包括大气)中含量最多的元素是O，其次是Si、Al、Fe。 (2)组成生物体的任何一种元素都可以在无机自然界中找到。 (3)生物细胞中含量最多的元素是O，然后依次是C、H、N。最基本的元素：C ,原子数最多的元素：H 。 2. 元素的种类 (1)生物体中常见的元素有20多种，可根据各种元素的含量进行分类。 ①大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Na、Cl等。 ②微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Co、Se等。 (2) C、H、O、N、P、S等元素构成了细胞结构和功能所需的基本物质。 3.元素的作用 （1）组成化合物：如I——甲状腺激素 ； Fe——血红蛋白； Mg——叶绿素 （2）影响生物体的生命活动：缺B——花而不实 ；缺Fe——缺铁性贫血； 缺Se——克山病 ； 缺I——甲状腺肿 ； 易错警示 ①无论是大量元素还是微量元素，都是生物体的必需元素； ②不同生物体内所含的元素种类基本相同，但每种元素的含量存在一定的差异； ③占人体细胞鲜重最多的前四位元素：O ＞ C ＞ H ＞ N 占人体细胞干重最多的前四位元素：C ＞ O ＞ N ＞ H 考点2 水和无机盐是细胞中的无机化合物★★★☆☆ 一．水赋予细胞许多特性 1.水在细胞中的含量：在活细胞中，水是含量最多的物质，约占细胞重量的2/3。 2.水的分子结构与理化特性 (1)水是极性分子 ①水分子的空间结构及电子的不对称分布造成水分子是极性分子。 ②带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合，因此水是良好的溶剂。 (2)水分子间形成氢建，氢键实质是一种弱的引力(静电引力)。 ①一个水分子的氧端(负电性区)靠近另一个水分子的氢端(正电性区)时，两者之间可以形成氢键。 ②氢键的存在使水具有流动性和较高的比热容。 3.水存在的形式及作用 存在形式 结合水 自由水 特点 主要与蛋白质、多糖等物质结合 呈游离状态，可以自由流动 失去流动性和溶解性 具有流动性和溶解性 含量 很少(约占4.5%) 占细胞内全部水的绝大部分 生理 作用 细胞结构的重要组成部分 细胞内 是细胞内的良好溶剂；参与生物化学反应 细胞外 为细胞生活提供液体环境；运送营养物质和代谢废物 生物体的一切生命活动都离不开水 关系 两者可以相互转化 特别提醒 ①自由水与新陈代谢有关；结合水与抗逆性有关；自由水/结合水的比值高代谢旺盛，但抗逆性差； 自由水/结合水的比值低代谢强度低，但抗寒、抗旱等抗逆性强； ②种子晒干失去的是自由水，将晒干的种子放在试管里继续烤干，试管口有小水雾，这时失去的是结合水，上述晒干的种子和烤干后的种子仍然具有活性的是晒干的种子； ③自由水与结合水在一定条件下可以相互转化，如升温、降温； 二. 细胞中的无机盐与生命活动关系密切 (1)无机盐存在形式：常以离子形式存在。 (2)细胞中的无机盐作用和举例 作用 举例 ①维持细胞的渗透压和生物体液的酸碱平衡 细胞中的磷酸氢二钾、磷酸二氢钾等参与维持生物体液的酸碱平衡。 ②参与物质组成，维持细胞正常的代谢活动 合成血红蛋白需要铁，合成甲状腺激素需要碘，合成叶绿素需要镁。 (3)某些无机盐含量过多或过少可能引起生物体出现病症 生物 某些无机盐 症状 哺乳 动物 缺少钙 肌肉抽搐 钙过多 肌肉乏力 番茄 缺少钙 果实出现脐腐现象 缺少钾 老叶尖端和边缘出现失绿甚至干枯坏死的现象 第2节 细胞中的糖类和脂质 考点1 碳链是形成生物大分子的骨架★★★★☆ 1. 生物大分子：一般来说，生物体内合成的相对分子质量超过10 000的有机化合物被称为生物大分子。如多糖、蛋白质和核酸是生物大分子，它们都是由许多基本组成单位(单体)连接而成的。 2. 有机化合物的碳骨架：构成生物大分子单体的碳原子之间是通过单键或双键相连接的，形成了不同长度的分支状、链状或环状结构，这些结构被称为有机化合物的碳骨架。碳骨架结构的排列和长短决定了有机物的基本性质。 3.多糖、蛋白质、核酸等生物大分子的基本骨架是 碳链 。 考点2 糖类是细胞的重要结构成分和主要能源物质★★☆☆☆ 1.组成元素：糖类一般由C、H、O 三种元素构成。 2.糖类的种类和作用 种类 分布 主要功能 单糖(不能水解、能直接被吸收) ①核糖 动植物 组成RNA的物质 脱氧核糖 组成DNA的物质 ②葡萄糖、果糖等　 光合作用产物，有氧呼吸最常利用的物质，细胞的主要能源物质 二糖(可水解为2分子单糖) 蔗糖 植物细胞 能水解成④果糖和葡萄糖，供能 ③麦芽糖 能水解为2分子葡萄糖，供能  乳糖 动物细胞 能水解为半乳糖和葡萄糖，供能 ⑤多糖 (可水解为多个单糖) 淀粉 植物细胞 植物细胞中重要的储能物质 ⑥纤维素 植物⑦细胞壁的主要组成成分之一 糖原(肝糖原、肌糖原) 动物细胞 动物细胞中重要的⑧储能物质 ⑨几丁质　(壳多糖) 甲壳动物和昆虫的外骨骼 外骨骼的重要组成成分，对身体起保护的作用 3. 糖蛋白和糖脂 (1)组成：糖类与蛋白质结合成糖蛋白，与脂质结合成糖脂。 (2)作用：糖蛋白和糖脂在细胞免疫、细胞识别、信息传递等生命活动中发挥重要作用。 特别提醒 ①不是所有的糖都有甜味，如纤维素没有甜味。 ②不是所有的糖都能和斐林试剂反应，如蔗糖、淀粉等都不能。 ③不是所有的糖都是能源物质，如核糖、脱氧核糖、纤维素 。 ④并不是糖原都能水解为葡萄糖，糖原有肝糖原和肌糖原两种，其中肝糖原能水解为葡萄糖。 ⑤植物多糖水解过程：纤维素→纤维二糖→葡萄糖； 淀粉→麦芽糖→葡萄糖 ⑥淀粉、纤维素、糖原的基本单位/体都是葡萄糖； ⑦淀粉水解终产物是葡萄糖，代谢产物是CO2和H2O； 考点3 脂质在维持细胞结构和功能中的作用★★☆☆☆ 1. 脂质的元素组成、种类和作用 细胞膜 钙、磷 生殖细胞 细胞膜 运输 缓冲 保温 蜡也是一类脂质，比脂肪的疏水性更强。它们通常分布于生物体的表面，具有保护作用。 2. 糖类和脂质的比较 比较项目 糖类 脂质 区 别 C、H含量 低 高 元素组成 C、H、O 主要为C、H、O 常见种类 单糖、二糖、多糖等 脂肪、磷脂、固醇类等 生理作用 ①主要的能源物质； ②细胞的重要结构成分 维持细胞的结构和功能 联系 脂肪与糖类的组成元素相同；糖类和脂肪在一定程度上可以相互转化 特别提醒 ①等质量的脂肪与糖类相比，脂肪氧化分解耗氧 多 ，产能 多 ，产 H2O 多。 ②油料植物种子萌发过程中脂肪会转变为 糖类 ，与糖类相比，脂肪中氧含量较低，故导致萌发种子干重增加的元素主要是 O 。 第3节 细胞中的蛋白质和核酸 考点1 细胞的功能主要由蛋白质组成★★★☆☆ 1.组成元素：C、H、O、N有的还含S等； 2.基本单位：氨基酸（组成蛋白质的氨基酸约有20种） ①氨基酸结构通式： ②结构特点：至少有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上； 这个碳原子还分别与一个氢原子和一个侧链基团（R）相连接。 组成蛋白质的氨基酸的不同在于R基的不同。 3. 蛋白质的形成过程： 脱水缩合 一条或几条相同或不同的肽链盘曲、折叠 ①氨基酸 多肽链 蛋白质 ②氨基酸的脱水缩合过程： ③一条多肽链由几个氨基酸分子组成就称为几肽；肽键 ④脱去的水中的氢来自氨基和羧基，脱去的水中的氧来自羧基； ⑤一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，可能有氨基或羧基位于R基上； 4.蛋白质的有关计算： ①对于链状肽：脱去的水分子数＝肽键数＝氨基酸分子数－肽链数； ②有几条肽链，则至少就有几个游离的氨基和几个羧基； ③对于环状肽：肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数； 例：a：若8个氨基酸形成链状八肽，则形成肽键数是7个，脱去的水分子数是7个； b：若8个氨基酸形成环状八肽，则形成肽键数是8个，脱去的水分子数是8个； ④蛋白质分子量=氨基酸的平均分子量×氨基酸的个数—18×脱去的水分子数； 注：若蛋白质中存在二硫键-S-S-，则每形成1个二硫键，蛋白质的相对分子质量再减少2； ⑤链状多肽中各原子数的计算 (1)碳原子数=氨基酸数×2+R基团中的碳原子数。 (2)氢原子数=各氨基酸总的氢原子数-脱水数×2。 (3)氧原子数=肽键数+2×肽链条数+R基团中的氧原子数=氨基酸数+肽链条数+R基团中的氧原子数。 (4)氮原子数=氨基酸数+R基团中的氮原子数。 5.蛋白质的结构多样性的原因： （1）氨基酸方面：氨基酸的种类、数目、排列顺序不同； （2）肽链方面：肽链的数目和空间结构不同； 6.蛋白质的功能： 生理功能 举例 催化 绝大多数酶都是蛋白质 运输 血红蛋白运输氧气；脂蛋白随血流将脂肪从肝脏运输到身体其他部位 运动 肌肉中的一些蛋白质与肌肉的收缩、舒张有关 防御 抗体是一类具有免疫功能的蛋白质；凝血因子是一类能保护受伤血管的蛋白质 调控 生长激素能调节人体的生长发育 特别提醒 ①多肽≠蛋白质：在核糖体上合成的是 多肽 ，而不是蛋白质，多肽必须经加工后，才能形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。 ②高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的 肽键 ，而是破坏了肽链盘曲折叠形成的空间结构。依然能与双缩脲试剂反应。 考点2 核酸储存与传递遗传信息★★★☆☆ 1.组成元素：C、H、O、N、P 2.基本单位:核苷酸 （1分子核苷酸由1分子磷酸、1分子五碳糖、1分子含氮碱基组成；） 3.核酸的种类及比较 比较项目 DNA RNA 中文名 脱氧核糖核酸 核糖核酸 基本单位 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 分布 细胞核（主）、线粒体、叶绿体 主要在细胞质中 结构 通常由两条脱氧核苷酸链构成 通常是单链结构 4. 核酸分子多样性的原因：核苷酸数量不同和排列顺序多样。 5. 遗传信息的储存 (1)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。 (2)部分病毒的遗传信息储存在RNA中，如HIV、SARS病毒等。 特别提醒 生物类群 含有的核酸 遗传物质 含有的碱基种类 含有的核苷酸种类 举例 细胞生物 DNA和RNA DNA 5 8 大肠杆菌、人类 病 毒 DNA 病毒 DNA DNA 4 4 T2噬菌体、乙肝病毒 RNA 病毒 RNA RNA 4 4 新冠病毒 ①DNA初步水解产物是 4种脱氧核糖核苷酸 ，DNA彻底水解产物是 磷酸、脱氧核糖、4种碱基 。 ②RNA初步水解产物是 4种核糖核苷酸 ，RNA彻底水解产物是 磷酸、核糖、4种碱基 。 考点3 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质相关实验★★☆☆☆ 1.还原糖的检测和观察 （1）常用材料：苹果和梨， 斐林试剂 试剂（甲液：0.1g/ml 的NaOH 乙液：0.05g/ml 的CuSO4） （2）选材要求：应选含糖量较高，颜色为白色或浅色的材料 （3）注意事项： ①还原糖有 葡萄糖 、 果糖 、 半乳糖 、 麦芽糖 、 乳糖 。 ②甲乙液必须 混合摇匀 后再加入样液中现配现用 。 ③必须用 水浴 加热。 ④实验现象： 浅蓝色变成砖红色沉淀 。 2.脂肪的鉴定 （1）常用材料：花生组织样液、花生子叶或向日葵种子。 （2）试剂： 苏丹Ⅲ染色液 。 （3）过程：制作花生子叶临时切片，染色后用 显微镜 观察细胞的着色情况。 （4）注意事项： ①切片要 薄 ，如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰，有的地方模糊。 ②50%酒精的作用是： 洗去浮色 。 ③需使用 显微镜 观察 ④颜色变化： 苏丹Ⅲ——橘黄色。 3.蛋白质的鉴定 （1）常用材料：鸡蛋清，黄豆组织样液，牛奶 （2）试剂： 双缩脲试剂 （A液：0.1g/ml 的NaOH B液： 0.01g/ml 的CuSO4 ） （3）注意事项： ①先加A液 1ml 摇匀，再加B液 4 滴 （4）颜色变化： 浅蓝色变成紫色 。 （5）实质： 碱性 条件下 蛋白质 与双缩脲试剂中的Cu2＋反应生成紫色络合物。 4.淀粉的检测和观察 （1）常用材料：马铃薯 （2）试剂： 碘液 （3）颜色变化： 变蓝色 5.归纳小结 唯一需要加热 检测还原糖一般需水浴加热，也可用酒精灯直接加热 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 脂肪的检测实验用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色 1、 前沿科学动态：聚焦近年生物科技突破，结合课本核心知识设计考题，重点考查“科技原理→课本知识点”的迁移能力。1.在糖类方面：科学家用酵母将CO2转化为葡萄糖/淀粉；2.在蛋白质方面：AI设计OpenCRISPR-1降低脱靶效应；3.在脂质方面：新型脂质纳米颗粒（LNP）优化mRNA递送。 考点预测：1、糖异生途径 2、氨基酸序列决定蛋白质空间结构（Cas9蛋白功能与结构的关系） 3、脂质结构与功能（可电离脂质的pH响应性、磷脂与细胞膜的相容性） 2、热点问题分析：围绕健康、生活相关热点，考查“实际问题→生物学原理”的解读能力，多以材料分析题形式呈现。1.糖尿病治疗GLP-1受体激动剂（司美格鲁肽）降糖；2.肠道健康与饮食：膳食纤维调节肠道菌群；3.神经退行性疾病：阿尔茨海默病β淀粉样蛋白聚集。4.核酸方面：新冠核酸检测等。 考点预测：1、以糖尿病相关问题为背景，考查糖类相关知识； 2、以肥胖与代谢紊乱 长期高糖饮食致肥胖为材料，考查糖类的消化吸收； 3、蛋白质折叠（分子伴侣Hsp70的功能）； 3、跨学科知识整合：结合化学、环境科学、生活实践，考查“多学科知识→生物学核心概念”的综合应用能力。日常饮食（如奶茶中的代糖）、健康问题（如减肥误区）中挖掘生物学原理，增强知识应用意识。1.化学与生物学知识结合如：脂质纳米颗粒的有机结构；2.环境科学与生物学知识：合成生物学与碳中和。 考点预测：1、脂质的化学结构 2、CO2合成糖类 3、核酸检测 1．苏东坡有“白云峰下两旗新，腻绿长鲜谷雨春”之句赞美龙井茶。下列关于西湖龙井的说法，错误的是（　　） A.茶叶细胞和人体细胞所含元素种类大致相同但含量差异很大 B.采摘的新鲜茶叶细胞中含量最高的化合物和有机化合物分别是水和蛋白质 C.采摘的新鲜茶叶细胞中C、O、Ca、Fe四种元素的含量很高 D.采摘的新鲜茶叶细胞中既含有大量元素，也含有微量元素 【答案】C 【详解】不同细胞中的元素种类大致相同，含量差异较大，A正确；采摘的新鲜茶叶细胞中含量最高的化合物是水，含量最高的有机化合物是蛋白质，B正确；C、H、O、N是基本元素，采摘的新鲜茶叶细胞中C、O、H、N四种元素的含量很高，Fe是微量元素，含量较少，C错误；采摘的新鲜茶叶细胞中既含有大量元素，也含有微量元素，如茶叶中含有C、H、O、N等大量元素，也含有Fe、B等微量元素，D正确。 2. 俗话说“庄稼一枝花，全靠肥当家”，有经验的农民还总结出一套科学的追肥方法“一追尺把高，二追齐齐腰，三追刚露毛”，由此可见，适时适量地施肥，补充无机盐是农作物高产、稳产的保障。下列有关无机盐的叙述，正确的是（　　） A.细胞中无机盐含量很多，且大多数是以离子形式存在的 B.施肥能增产是因为无机盐可以为植物的生命活动提供能量 C.Fe是叶绿素分子的组成元素，缺Fe影响叶绿素的合成 D.在种植庄稼时应根据植物不同生长时期的需肥规律，适时适量施肥 【答案】D 【详解】细胞中的无机盐含量很少，大多数无机盐以离子形式存在，A错误；施肥能为植物生长提供无机盐，但无机盐不能为植物的生命活动提供能量，B错误；Mg是叶绿素分子的组成元素，缺Mg影响叶绿素的合成，C错误；植物在不同的生长发育阶段，所需无机盐的种类和含量有所不同，在种植庄稼时应根据植物不同生长时期的需肥规律，适时适量施肥，D正确。 3.以下是生物体内四种有机物的组成与功能关系图，有关叙述错误的是（　　） A.小麦种子细胞中，物质A是葡萄糖，物质E是淀粉 B.相同质量的E和F彻底氧化分解，释放能量较多的是F C.物质C的种类有21种，基本化学元素是C、H、O、N D.SARS病毒的物质H彻底水解后，产物是CO2和H2O 【答案】D　 【详解】小麦种子中的重要能源物质是淀粉，淀粉的单体是葡萄糖，A正确；与糖类相比，脂肪中含有较多的C、H，氧化分解时消耗的氧气较多，释放的能量也较多，B正确；组成蛋白质的氨基酸根据R基不同分为21种，基本组成元素是C、H、O、N，C正确；SARS病毒的遗传物质是RNA，彻底水解后产物是磷酸、核糖和4种含氮碱基，D错误。 【解题方法归纳】 细胞中有机物的推断 （1）根据元素组成判断有机物的种类 （2）根据功能判断有机物的种类 ①重要的能源物质——糖类。 ②良好的储能物质——脂肪。 ③生命活动的主要承担者——蛋白质。 ④遗传信息的携带者——核酸。 4.下列关于氨基酸、多肽及蛋白质叙述正确的是（　　） A.①是组成蛋白质的一种氨基酸 B.多肽②为五肽，彻底水解为氨基酸时需要4个水分子 C.构成多肽②的氨基酸有3种，此多肽中游离的氨基和羧基数目分别是1个和2个 D.此实例说明氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成蛋白质 【答案】C 【详解】氨基酸的结构通式：至少含有一个氨基和一个羧基，并且都有1个氨基和1个羧基连接在同一个碳原子上，连接在同一个碳原子上的是氨基（—NH2）、羧基（—COOH）、氢原子（—H）和R基（—R）；图①不符合氨基酸结构通式，即图①不是组成蛋白质的氨基酸，A错误；图②的多肽为四肽，是由4个氨基酸脱水缩合而形成的，由此形成3个肽键，四肽彻底水解成氨基酸时，3个肽键需要断裂，需要3个水分子，B错误；构成图②四肽的氨基酸有3种（有两个氨基酸的R基都是—CH3），此多肽中游离的氨基和羧基数目分别是1个和2个，C正确；氨基酸经脱水缩合形成多肽，经盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质，D错误。 【解题方法归纳】 解答肽链图试题的一般方法 （1）要先找出肽键，以确定氨基酸的数量。 （2）找出R基。如果多肽链较长，要抓住“—N—C—C—”这一主线，排除其他化学符号的干扰，中间的C原子上所连的必为R基和—H。注意有时同一肽链具有相同的R基，因此回答氨基酸种类时要考虑此种可能。 （3）解答时可以按照以下步骤进行：找到所有的肽键用箭头将肽键分开，将多肽分成多个部分，每一部分是一个氨基酸残基→得出氨基酸数目，有几个氨基酸就是几肽→找出氨基酸的R基，确定氨基酸的种类。 5.如图为核苷酸链的结构示意图，下列叙述错误的是（　　） A.b结构不可以组成一个完整的核苷酸 B.a结构的名称只能是鸟嘌呤核糖核苷酸 C.若将碱基C换成U，则该核苷酸主要分布在细胞质中 D.该核苷酸链初步水解的产物是3种 【答案】B 【详解】图中a表示核苷酸，b中包含了一个五碳糖、一个鸟嘌呤和另外一个核苷酸的磷酸基团，所以b结构不可以组成一个完整的核苷酸单体，A正确；该核苷酸链中含有碱基A、G、C，无法判断是脱氧核苷酸链还是核糖核苷酸链，所以a结构的名称不能确定是鸟嘌呤核糖核苷酸，B错误；若将碱基C换成U，尿嘧啶只能存在于核糖核酸中，所以该核苷酸链主要分布在细胞质中，C正确；图示含有三种碱基，所以该核苷酸链初步水解的产物是3种，D正确。 【解题方法归纳】巧判DNA和RNA 学科网（北京）股份有限公司第1页共14页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一章 细胞的分子组成（知识清单） 学习导航站 知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架 核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、陷阱规避 第1节 细胞中的元素和无机化合物（2个考点+2个易错辨析） 考点1构成细胞的元素★★★☆☆ 考点2水和无机盐是细胞中的无机化合物★★★☆☆ 第2节 细胞中的糖类和脂质（3个考点+2个易错辨析） 考点1 碳链是形成生物大分子的骨架★★★★☆ 考点2 糖类是细胞的重要结构成分和主要能源物质★★☆☆☆ 考点3 脂质在维持细胞结构和功能中的作用★★☆☆☆ 第3节 细胞中的蛋白质和核酸（3个考点+2个易错辨析） 考点1 细胞的功能主要由蛋白质组成 ★★★☆☆ 考点2 核酸储存与传递遗传信息★★★☆☆ 考点3 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质相关实验★★☆☆☆ 素养加油站：跨学科内容与热点问题分析、聚焦考点预测 方法储备库：高频考点，方法归纳 第1节 细胞中的元素和无机化合物 考点1 构成细胞的元素★★★☆☆ 1. 元素的含量 (1)地壳(包括大气)中含量最多的元素是O ，其次是Si、Al、Fe。 (2)组成生物体的任何一种元素都可以在无机自然界中找到。 (3)生物细胞中含量最多的元素是O ，然后依次是C、H、N。最基本的元素：C ,原子数最多的元素：H 。 2. 元素的种类 (1)生物体中常见的元素有20 多种，可根据各种元素的含量 进行分类。 ①大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Na、Cl等。 ②微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Co、Se等。 (2) C、H、O、N、P、S等元素构成了细胞结构和功能所需的基本物质。 3.元素的作用 （1）组成化合物：如I——甲状腺激素 ； Fe——血红蛋白； Mg——叶绿素 （2）影响生物体的生命活动：缺B ——花而不实 ；缺F e——缺铁性贫血； 缺S e——克山病 ；缺I ——甲状腺肿 ； 易错警示 ①无论是大量元素还是微量元素，都是生物体的必需元素； ②不同生物体内所含的元素种类基本相同，但每种元素的含量存在一定的差异； ③占人体细胞鲜重最多的前四位元素：O ＞ C ＞ H ＞ N 占人体细胞干重最多的前四位元素：C ＞ O ＞ N ＞ H 考点2 水和无机盐是细胞中的无机化合物★★★☆☆ 一．水赋予细胞许多特性 1.水在细胞中的含量：在活细胞中，水是含量最多的物质，约占细胞重量的2/3。 2.水的分子结构与理化特性 (1)水是极性分子 ①水分子的空间结构及电子的不对称分布造成水分子是极 性分子。 ②带有正电荷或负电荷的分子(或离子)都容易与水结合，因此水是良好的溶剂。 (2)水分子间形成氢 建，氢键实质是一种弱的引力(静电引力)。 ①一个水分子的氧端(负电性区)靠近另一个水分子的氢端(正电性区)时，两者之间可以形成氢键。 ②氢键的存在使水具有流动性和较高的比热容。 3.水存在的形式及作用 存在形式 特点 主要与蛋白质、多糖等物质结合 呈游离状态，可以自由流动 失去流动性和溶解性 具有流动性和溶解性 含量 很少(约占4.5%) 占细胞内全部水的绝大部分 生理 作用 细胞结构的重要组成部分 细胞内 是细胞内的良好溶剂；参与生物化学反应 细胞外 为细胞生活提供液体环境；运送营养物质和代谢废物 生物体的一切生命活动都离不开水 关系 两者可以相互转化 特别提醒 ①自由水与新陈代谢有关；结合水与抗逆性有关；自由水/结合水的比值高代谢旺盛，但抗逆性差； 自由水/结合水的比值低代谢强度低，但抗寒、抗旱等抗逆性强； ②种子晒干失去的是自由水，将晒干的种子放在试管里继续烤干，试管口有小水雾，这时失去的是结合水，上述晒干的种子和烤干后的种子仍然具有活性的是晒干的种子； ③自由水与结合水在一定条件下可以相互转化，如升温、降温； 二. 细胞中的无机盐与生命活动关系密切 (1)无机盐存在形式：常以离子形式存在。 (2)细胞中的无机盐作用和举例 作用 举例 ①维持细胞的渗透压和生物体液的酸碱平衡 细胞中的磷酸氢二钾、磷酸二氢钾等参与维持生物体液的酸碱平衡。 ②参与物质组成，维持细胞正常的代谢活动 合成血红蛋白需要铁，合成甲状腺激素需要碘，合成叶绿素需要镁。 (3)某些无机盐含量过多或过少可能引起生物体出现病症 生物 某些无机盐 症状 哺乳 动物 缺少钙 肌肉抽搐 钙过多 肌肉乏力 番茄 缺少钙 果实出现脐腐现象 缺少钾 老叶尖端和边缘出现失绿甚至干枯坏死的现象 第2节 细胞中的糖类和脂质 考点1 碳链是形成生物大分子的骨架★★★★☆ 1. 生物大分子：一般来说，生物体内合成的相对分子质量超过10 000的有机化合物被称为生物大分子。如多糖、蛋白质和核酸是生物大分子，它们都是由许多基本组成单位(单体)连接而成的。 2. 有机化合物的碳骨架：构成生物大分子单体的碳原子之间是通过单键或双键相连接的，形成了不同长度的分支状、链状或环状结构，这些结构被称为有机化合物的碳骨架。碳骨架结构的排列和长短决定了有机物的基本性质。 3.多糖、蛋白质、核酸等生物大分子的基本骨架是 碳链 。 考点2 糖类是细胞的重要结构成分和主要能源物质★★☆☆☆ 1.组成元素：糖类一般由C、H、O 三种元素构成。 2.糖类的种类和作用 种类 分布 主要功能 单糖(不能水解、能直接被吸收) ①核糖 动植物 组成RNA的物质 脱氧核糖 组成DNA的物质 ②葡萄糖、果糖等　 光合作用产物，有氧呼吸最常利用的物质，细胞的主要能源物质 二糖(可水解为2分子单糖) 蔗糖 植物细胞 能水解成④果糖和葡萄糖，供能 ③麦芽糖 能水解为2分子葡萄糖，供能  乳糖 动物细胞 能水解为半乳糖和葡萄糖，供能 ⑤多糖 (可水解为多个单糖) 淀粉 植物细胞 植物细胞中重要的储能物质 ⑥纤维素 植物⑦细胞壁的主要组成成分之一 糖原(肝糖原、肌糖原) 动物细胞 动物细胞中重要的⑧储能物质 ⑨几丁质　(壳多糖) 甲壳动物和昆虫的外骨骼 外骨骼的重要组成成分，对身体起保护的作用 3. 糖蛋白和糖脂 (1)组成：糖类与蛋白质结合成糖蛋白，与脂质结合成糖脂。 (2)作用：糖蛋白和糖脂在细胞免疫、细胞识别、信息传递等生命活动中发挥重要作用。 特别提醒 ①不是所有的糖都有甜味，如纤维素没有甜味。 ②不是所有的糖都能和斐林试剂反应，如蔗糖、淀粉等都不能。 ③不是所有的糖都是能源物质，如核糖、脱氧核糖、纤维素 。 ④并不是糖原都能水解为葡萄糖，糖原有肝糖原和肌糖原两种，其中肝糖原能水解为葡萄糖。 ⑤植物多糖水解过程：纤维素→纤维二糖→葡萄糖； 淀粉→麦芽糖→葡萄糖 ⑥淀粉、纤维素、糖原的基本单位/体都是葡萄糖； ⑦淀粉水解终产物是葡萄糖，代谢产物是CO2和H2O； 考点3 脂质在维持细胞结构和功能中的作用★★☆☆☆ 1. 脂质的元素组成、种类和作用 蜡也是一类脂质，比脂肪的疏水性更强。它们通常分布于生物体的表面，具有保护作用。 2. 糖类和脂质的比较 比较项目 糖类 脂质 区 别 C、H含量 低 高 元素组成 C、H、O 主要为C、H、O 常见种类 单糖、二糖、多糖等 脂肪、磷脂、固醇类等 生理作用 ①主要的能源物质； ②细胞的重要结构成分 维持细胞的结构和功能 联系 脂肪与糖类的组成元素相同；糖类和脂肪在一定程度上可以相互转化 特别提醒 ①等质量的脂肪与糖类相比，脂肪氧化分解耗氧 多 ，产能 多 ，产 H2O 多。 ②油料植物种子萌发过程中脂肪会转变为 糖类 ，与糖类相比，脂肪中氧含量较低，故导致萌发种子干重增加的元素主要是 O 。 第3节 细胞中的蛋白质和核酸 考点1 细胞的功能主要由蛋白质组成★★★☆☆ 1.组成元素：C、H、O、N有的还含S等； 2.基本单位：氨基酸（组成蛋白质的氨基酸约有20种） ①氨基酸结构通式： ②结构特点：至少有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上； 这个碳原子还分别与一个氢原子和一个侧链基团（R）相连接。 组成蛋白质的氨基酸的不同在于R基的不同。 3. 蛋白质的形成过程： 脱水缩合 一条或几条相同或不同的肽链盘曲、折叠 ①氨基酸 多肽链 蛋白质 ②氨基酸的脱水缩合过程： ③一条多肽链由几个氨基酸分子组成就称为几肽；肽键 ④脱去的水中的氢来自氨基和羧基，脱去的水中的氧来自羧基； ⑤一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，可能有氨基或羧基位于R基上； 4.蛋白质的有关计算： ①对于链状肽：脱去的水分子数＝肽键数＝氨基酸分子数－肽链数； ②有几条肽链，则至少就有几个游离的氨基和几个羧基； ③对于环状肽：肽键数＝脱去的水分子数＝氨基酸数； 例：a：若8个氨基酸形成链状八肽，则形成肽键数是7个，脱去的水分子数是7个； b：若8个氨基酸形成环状八肽，则形成肽键数是8个，脱去的水分子数是8个； ④蛋白质分子量=氨基酸的平均分子量×氨基酸的个数—18×脱去的水分子数； 注：若蛋白质中存在二硫键-S-S-，则每形成1个二硫键，蛋白质的相对分子质量再减少2； ⑤链状多肽中各原子数的计算 (1)碳原子数=氨基酸数×2+R基团中的碳原子数。 (2)氢原子数=各氨基酸总的氢原子数-脱水数×2。 (3)氧原子数=肽键数+2×肽链条数+R基团中的氧原子数=氨基酸数+肽链条数+R基团中的氧原子数。 (4)氮原子数=氨基酸数+R基团中的氮原子数。 5.蛋白质的结构多样性的原因： （1）氨基酸方面：氨基酸的种类、数目、排列顺序不同； （2）肽链方面：肽链的数目和空间结构不同； 6.蛋白质的功能： 生理功能 举例 催化 绝大多数酶都是蛋白质 运输 血红蛋白运输氧气；脂蛋白随血流将脂肪从肝脏运输到身体其他部位 运动 肌肉中的一些蛋白质与肌肉的收缩、舒张有关 防御 抗体是一类具有免疫功能的蛋白质；凝血因子是一类能保护受伤血管的蛋白质 调控 生长激素能调节人体的生长发育 特别提醒 ①多肽≠蛋白质：在核糖体上合成的是 多肽 ，而不是蛋白质，多肽必须经加工后，才能形成具有一定空间结构和特定功能的蛋白质。 ②高温使蛋白质变性的原因不是破坏了氨基酸之间的 肽键 ，而是破坏了肽链盘曲折叠形成的空间结构。依然能与双缩脲试剂反应。 考点2 核酸储存与传递遗传信息★★★☆☆ 1.组成元素：C、H、O、N、P 2.基本单位:核苷酸 （1分子核苷酸由1分子磷酸、1分子五碳糖、1分子含氮碱基组成；） 3.核酸的种类及比较 比较项目 DNA RNA 中文名 脱氧核糖核酸 核糖核酸 基本单位 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸 分布 细胞核（主）、线粒体、叶绿体 主要在细胞质中 结构 通常由两条脱氧核苷酸链构成 通常是单链结构 4. 核酸分子多样性的原因：核苷酸数量不同和排列顺序多样。 5. 遗传信息的储存 (1)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。 (2)部分病毒的遗传信息储存在RNA中，如HIV、SARS病毒等。 特别提醒 生物类群 含有的核酸 遗传物质 含有的碱基种类 含有的核苷酸种类 举例 细胞生物 DNA和RNA DNA 5 8 大肠杆菌、人类 病 毒 DNA 病毒 DNA DNA 4 4 T2噬菌体、乙肝病毒 RNA 病毒 RNA RNA 4 4 新冠病毒 ①DNA初步水解产物是 4种脱氧核糖核苷酸 ，DNA彻底水解产物是 磷酸、脱氧核糖、4种碱基 。 ②RNA初步水解产物是 4种核糖核苷酸 ，RNA彻底水解产物是 磷酸、核糖、4种碱基 。 考点3 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质相关实验★★☆☆☆ 1.还原糖的检测和观察 （1）常用材料：苹果和梨， 斐林试剂 试剂（甲液：0.1g/ml 的NaOH 乙液：0.05g/ml 的CuSO4） （2）选材要求：应选含糖量较高，颜色为白色或浅色的材料 （3）注意事项： ①还原糖有 葡萄糖 、 果糖 、 半乳糖 、 麦芽糖 、 乳糖 。 ②甲乙液必须 混合摇匀 后再加入样液中现配现用 。 ③必须用 水浴 加热。 ④实验现象： 浅蓝色变成砖红色沉淀 。 2.脂肪的鉴定 （1）常用材料：花生组织样液、花生子叶或向日葵种子。 （2）试剂： 苏丹Ⅲ染色液 。 （3）过程：制作花生子叶临时切片，染色后用 显微镜 观察细胞的着色情况。 （4）注意事项： ①切片要 薄 ，如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰，有的地方模糊。 ②50%酒精的作用是： 洗去浮色 。 ③需使用 显微镜 观察 ④颜色变化： 苏丹Ⅲ——橘黄色。 3.蛋白质的鉴定 （1）常用材料：鸡蛋清，黄豆组织样液，牛奶 （2）试剂： 双缩脲试剂 （A液：0.1g/ml 的NaOH B液： 0.01g/ml 的CuSO4 ） （3）注意事项： ①先加A液 1ml 摇匀，再加B液 4 滴 （4）颜色变化： 浅蓝色变成紫色 。 （5）实质： 碱性 条件下 蛋白质 与双缩脲试剂中的Cu2＋反应生成紫色络合物。 4.淀粉的检测和观察 （1）常用材料：马铃薯 （2）试剂： 碘液 （3）颜色变化： 变蓝色 5.归纳小结 唯一需要加热 检测还原糖一般需水浴加热，也可用酒精灯直接加热 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 脂肪的检测实验用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色 1、 前沿科学动态：聚焦近年生物科技突破，结合课本核心知识设计考题，重点考查“科技原理→课本知识点”的迁移能力。1.在糖类方面：科学家用酵母将CO2转化为葡萄糖/淀粉；2.在蛋白质方面：AI设计OpenCRISPR-1降低脱靶效应；3.在脂质方面：新型脂质纳米颗粒（LNP）优化mRNA递送。 考点预测：1、糖异生途径 2、氨基酸序列决定蛋白质空间结构（Cas9蛋白功能与结构的关系） 3、脂质结构与功能（可电离脂质的pH响应性、磷脂与细胞膜的相容性） 2、热点问题分析：围绕健康、生活相关热点，考查“实际问题→生物学原理”的解读能力，多以材料分析题形式呈现。1.糖尿病治疗GLP-1受体激动剂（司美格鲁肽）降糖；2.肠道健康与饮食：膳食纤维调节肠道菌群；3.神经退行性疾病：阿尔茨海默病β淀粉样蛋白聚集。4.核酸方面：新冠核酸检测等。 考点预测：1、以糖尿病相关问题为背景，考查糖类相关知识； 2、以肥胖与代谢紊乱 长期高糖饮食致肥胖为材料，考查糖类的消化吸收； 3、蛋白质折叠（分子伴侣Hsp70的功能）； 3、跨学科知识整合：结合化学、环境科学、生活实践，考查“多学科知识→生物学核心概念”的综合应用能力。日常饮食（如奶茶中的代糖）、健康问题（如减肥误区）中挖掘生物学原理，增强知识应用意识。1.化学与生物学知识结合如：脂质纳米颗粒的有机结构；2.环境科学与生物学知识：合成生物学与碳中和。 考点预测：1、脂质的化学结构 2、CO2合成糖类 3、核酸检测 1．苏东坡有“白云峰下两旗新，腻绿长鲜谷雨春”之句赞美龙井茶。下列关于西湖龙井的说法，错误的是（　　） A.茶叶细胞和人体细胞所含元素种类大致相同但含量差异很大 B.采摘的新鲜茶叶细胞中含量最高的化合物和有机化合物分别是水和蛋白质 C.采摘的新鲜茶叶细胞中C、O、Ca、Fe四种元素的含量很高 D.采摘的新鲜茶叶细胞中既含有大量元素，也含有微量元素 2. 俗话说“庄稼一枝花，全靠肥当家”，有经验的农民还总结出一套科学的追肥方法“一追尺把高，二追齐齐腰，三追刚露毛”，由此可见，适时适量地施肥，补充无机盐是农作物高产、稳产的保障。下列有关无机盐的叙述，正确的是（　　） A.细胞中无机盐含量很多，且大多数是以离子形式存在的 B.施肥能增产是因为无机盐可以为植物的生命活动提供能量 C.Fe是叶绿素分子的组成元素，缺Fe影响叶绿素的合成 D.在种植庄稼时应根据植物不同生长时期的需肥规律，适时适量施肥 3.以下是生物体内四种有机物的组成与功能关系图，有关叙述错误的是（　　） A.小麦种子细胞中，物质A是葡萄糖，物质E是淀粉 B.相同质量的E和F彻底氧化分解，释放能量较多的是F C.物质C的种类有21种，基本化学元素是C、H、O、N D.SARS病毒的物质H彻底水解后，产物是CO2和H2O 4.下列关于氨基酸、多肽及蛋白质叙述正确的是（　　） A.①是组成蛋白质的一种氨基酸 B.多肽②为五肽，彻底水解为氨基酸时需要4个水分子 C.构成多肽②的氨基酸有3种，此多肽中游离的氨基和羧基数目分别是1个和2个 D.此实例说明氨基酸仅通过脱水缩合的方式就可以形成蛋白质 5.如图为核苷酸链的结构示意图，下列叙述错误的是（　　） A.b结构不可以组成一个完整的核苷酸 B.a结构的名称只能是鸟嘌呤核糖核苷酸 C.若将碱基C换成U，则该核苷酸主要分布在细胞质中 D.该核苷酸链初步水解的产物是3种 学科网（北京）股份有限公司第1页共14页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $