第二章组成细胞的分子知识清单-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

第二章 组成细胞的分子 第一节 细胞中的元素和化合物 一、细胞中的元素 1.生物界和非生物界具有统一性：从组成生物体的化学元素来看， ； 生物界和非生物界具有差异性： 。 2.组成细胞的化学元素常见的有 多种； 大量元素有 等； 微量元素有 等； 生命的核心元素（最基本的化学元素）是 ，其是生命核心元素的原因是大分子的单体以碳链为骨架。 鲜重中含量最高的四种元素：O> C> H >N 细胞干重中含量最高的四种元素：C>O>N>H 2、 细胞中的化合物 组成细胞的元素大多以 (离子、化合物)的形式存在。 水：细胞最主要组成成分，一切生命活动都离不开水（占细胞鲜重的85%~90%）。无机化合物 无机盐：对维持生物体的生命活动有重要作用 蛋白质：组成元素 。生命活动的主要承担者 有机化合物 核酸：组成元素 。携带遗传信息 糖类：组成元素 。 主要的能源物质 脂质：组成元素 。 组成细胞中含量最多的化合物是 ，细胞中含量最多的有机化合物是 。细胞干重中含量最多的化合物是 。 三、细胞中几种重要化合物的鉴定 1、还原糖鉴定（还原糖包括葡萄糖、果糖、 、 等，不可选择甘蔗，蔗糖属于 ） 常用材料：苹果和梨（选择白色或接近白色） 常用试剂： 试剂（甲液：0.1g/ml的 乙液： g/ml的CuSO4） 原理：还原糖具有还原性，可以将新制Cu(OH)2中的Gu2+还原成Cu2O 注意事项：①甲乙液必须 后再加入样液中， ，还必须 颜色变化：浅蓝色 棕色 2、脂肪的鉴定 常用材料：花生子叶或向日葵种子 试剂： 染液 注意事项：50%酒精的作用是 颜色变化： 3、蛋白质的鉴定 试剂： （A液：0.1g/ml的NaOH B液： g/ml的CuSO4 ） 原理：NaOH提供碱性环境，CuSO4 与蛋白质发生络合反应，检验 键 注意事项：先加 液1ml摇匀，再加 液4滴摇匀 颜色变化：变成紫色 4、淀粉的检测和观察 试剂：碘液 颜色变化：变蓝 第二节 细胞中的无机物 1.细胞中的水有两种存在形式： 和 2.自由水的作用： ① ② ③ ④ 结合水是 的重要组成部分。 3.两种形式的水在细胞内可以相互转化。自由水与结合水的比值越高，细胞代谢越 ，抗逆性越 。 4.水分子是 的，所以水是良好的溶剂。 水在常温下能够维持液体状态，具有流动性的原因是 。 由于 的存在，水具有较 的比热容。水的温度相对 发生改变，对生命系统的维持十分重要。 5.细胞中大多数无机盐以 的形式存在，少数以化合物形式存在。 功能① 。如Mg是构成 的元素，Fe是构成 的元素，P是组成 的重要成分，也是细胞中某些重要化合物的成分；I是构成 的元素。 ② 。如血钙偏低时哺乳动物会 ，钙离子过高将出现 。 人体内 缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛，无力等。 ③ 第三节 细胞中的糖类和脂质 元素 类别 存在 生理功能 糖类 C、 H、 O 主细胞质 的组成成分； 主细胞核 的组成成分 主细胞质 是生物体进行生命活动的重要能源物质 （ ） 植物 能源物质 （ ） （ ） 动物 植物 重要的储能物质 的组成成分 动物 重要的储能物质 存在于昆虫和甲壳类的外骨骼 脂质 C、H、O，有的还有N、P （C、H、O） 动、植物 ， ， 和 （ ） 脑、豆类 参与构成细胞膜的重要组成 （ ） 动物 动物 的重要成分；参与 促进生殖器官发育和生殖细胞形成 促进 的吸收和利用； 1.糖类是重要的 植物特有的糖： 动物特有的糖： 动植物共有的糖： 淀粉、纤维素、糖原的基本单位是 分子。 2.脂质：与糖类不同的是，脂质分子中 含量低于糖类， 含量更高，同质量的脂肪和糖类氧化分解时， 消耗更多的氧气，生成更多的水，释放更多的能量。 3.脂肪：组成元素有 ；脂肪是由1分子 和3分子 组成的。组成的脂肪酸分为 和 ，植物脂肪大多含有 脂肪酸，熔点低，在室温下呈 态；动物脂肪大多含有 脂肪酸，熔点高，室温下呈 态。 4.糖类在供应充足的情况下，可以 转化为脂肪，而脂肪一般只有在糖类供能不足时，才会分解功能，而且不能大量转化为糖类。 第四节 蛋白质是生命活动的主要承担者 一、蛋白质的功能 1.构成细胞和生物体的重要物质，如肌动蛋白。 2.有些蛋白质有 作用：如酶。 3.有些蛋白质有 作用：如胰岛素、生长激素。 4.有些蛋白质有 作用：如抗体。 5.有些蛋白质有 作用：如红细胞中的血红蛋白；细胞膜上的载体蛋白。 二、蛋白质的基本单位—— 1.组成元素：_________，有的含有 等。 2.组成蛋白质的氨基酸约有 种。其中有 种是人体细胞 合成的，必需从外界环境中获取，称为必需氨基酸，如（赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸。）另外13种氨基酸是人体细胞 合成的，叫非必需氨基酸。 3.其结构通式为： ；氨基酸结构特点：①每种氨基酸至少含有一个 和一个 ，②并且都有一个 和一个 连接在同一个 上。③这个碳原子还连接一个 和一个 基团（R基）。④各种氨基酸的区别在于 的不同。 4.氨基酸分子相互结合的方式： ，一个氨基酸分子的氨基和另一个氨基酸分子的羧基相连接，同时失去一分子的水。连接两个氨基酸分子的化学键叫做 。脱水缩合产生的H2O中的H来自 ，O来自 。 5.写出二肽的形成过程，并标出肽键。 书写方式为： 6.由2个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物叫 ，由3个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物叫 ，以此类推，由多个氨基酸分子脱水缩合而成的，含有多个肽键的化合物叫做 ，因通常呈链状结构，叫做 。 7.由于氨基酸之间还可以形成 键等，从而使肽链能盘曲，折叠形成具有一定空间结构的蛋白质。两条或多条肽链之间一般通过 相互结合在一起形成更加复杂的空间结构。 三、蛋白质分子多样性的原因 构成蛋白质的氨基酸的 及其 不同，导致蛋白质结构多样性。蛋白质结构多样性决定蛋白质的功能的多样性。 3、 蛋白质的变性、盐析、水解 变性：蛋白质特定 被破坏，失去活性，但 不断， （能/不能）与双缩脲试剂反应出现紫色。变性的因素：高温、高压、强酸、强碱、重金属。 盐析：空间结构不变，加水可恢复。加双缩脲试剂发生反应成紫色。 水解：蛋白质与水反应生成 ，肽键断裂，不能与双缩脲试剂反应。 五、蛋白质结构与功能的关系： (1)蛋白质中氨基酸序列或空间结构改变，就可能会影响其功能，如人类的镰状细胞贫血。 (2)蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，就会导致蛋白质变性。例如，鸡蛋、肉类在煮熟后，高温使蛋白质分子的 变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。 相关计算 六、有关蛋白质相对分子质量的计算 1.蛋白质相对分子质量＝氨基酸数× 的平均相对分子质量－18× 数－2×二硫键个数 2.有关蛋白质中氨基酸数、肽链数、肽键数、脱水数的计算 肽键数=脱水数= 数- 数； 肽链中至少含有游离的氨基数或羧基数= 数 肽链中含有游离的氨基数或羧基数= 数+ 中氨基或羧基数 3.有关环状肽 若为环状肽，则肽键数=脱水数= 数 环状多肽主链中 氨基和羧基 环状肽中氨基或羧基数目取决于构成环状肽氨基酸 中的氨基和羧基的数目 4.有关氨基酸、蛋白质中各原子数的计算 (1)N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 (2)O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 (3)C原子数=氨基酸数×2+R基上的C原子数=(肽链数+肽键数)×2+R基上的C原子数 (4)H原子数=各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2。 第五节 核酸是遗传信息的携带者 一、核酸 1.核酸的基本单位是 ，由1分子磷酸、1分子 和1分子 组成。根据 不同，将核苷酸分为 和 两大类。 元素组成 分类 （ ） （ ） 单体 o 成分 磷酸 五碳糖 ___________ ___________ 碱基 ______________________________ _________________________________ 存在部位 真核：主要存在于_______，少量在__________ 原核：_______ 主要存在于_______中 结构 一般情况下，DNA是_____链 一般情况下，RNA是_____链 功能 携带 的物质，在生物的 、 和 的生物合成中有重要作用。 2.大多数生物的遗传物质是DNA,原核生物的遗传物质是 ，真核生物的遗传物质是 ，DNA中的 代表遗传信息，少数病毒的遗传物质是RNA,属于RNA病毒的有新型冠状病毒、烟草花叶病毒、HIV、SARS病毒，多数病毒的遗传物质是DNA。 3.不同生物体细胞中的核酸、碱基、五碳糖、核苷酸数 核酸种类 含氮碱基种类 五碳糖种类 核苷酸种类 遗传物质 真核生物 原核生物 DNA病毒 RNA病毒 2、 生物大分子 项目 初步水解的产物 彻底水解的产物 核酸 DNA RNA 蛋白质 多肽 多糖 二糖 1.多聚体：每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的_________为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。生物大分子以碳链为骨架，_____是生命的核心元素,没有碳就没有生命。 2.单体：_____________等生物大分子的基本单位称为单体。 ①多糖的单体是_______；②蛋白质的单体是_______；③核酸的单体是_______。 第二章 组成细胞的分子 第一节 细胞中的元素和化合物 一、细胞中的元素 1.生物界和非生物界具有统一性：从组成生物体的化学元素来看， 没有一种化学元素为细胞所特有 ； 生物界和非生物界具有差异性： 细胞中各种元素的相对含量与无机自然界的大不相同 。 2.组成细胞的化学元素常见的有 20 多种； 大量元素有 C、H 、O、N 、P 、S 、K 、 Ca 、 Mg 等； 微量元素有 Fe、 Mn、 B、 Zn、 Mo、 Cu 等； 生命的核心元素（最基本的化学元素）是 C ，其是生命核心元素的原因是大分子的单体以碳链为骨架。 鲜重中含量最高的四种元素：O> C> H >N 细胞干重中含量最高的四种元素：C>O>N>H 4、 细胞中的化合物 组成细胞的元素大多以 化合物 (离子、化合物)的形式存在。 水：细胞最主要组成成分，一切生命活动都离不开水（占细胞鲜重的85%~90%）。无机化合物 无机盐：对维持生物体的生命活动有重要作用 蛋白质：组成元素 C、H 、O、N 、（S）。 核酸：组成元素 C、H 、O、N 、P 。 糖类：组成元素 C、H 、O 。 脂质：组成元素 C、H 、O、（N 、P ） 。 组成细胞中含量最多的化合物是 水 ，细胞中含量最多的有机化合物是 蛋白质 。细胞干重中含量最多的化合物是 蛋白质 。 三、细胞中几种重要化合物的鉴定 1、还原糖鉴定（还原糖包括葡萄糖、果糖、 麦芽糖 、 乳糖 等，不可选择甘蔗，蔗糖属于 非还原糖 ） 常用材料：苹果和梨（选择白色或接近白色） 常用试剂： 试剂（甲液：0.1g/ml的 NaOH 乙液： 0.05 g/ml的CuSO4） 原理：还原糖具有还原性，可以将新制Cu(OH)2中的Gu2+还原成Cu2O 注意事项：①甲乙液必须等量混合 后再加入样液中，现配现用 ，还必须 50~65℃水浴加热 颜色变化：浅蓝色 棕色 砖红色沉淀 2、脂肪的鉴定 常用材料：花生子叶或向日葵种子 试剂： 苏丹Ⅲ染液 染液 注意事项：50%酒精的作用是 洗去浮色 颜色变化： 橘黄色 3、蛋白质的鉴定 试剂： 双缩脲试剂 （A液：0.1g/ml的NaOH B液： 0.01 g/ml的CuSO4 ） 原理：NaOH提供碱性环境，CuSO4 与蛋白质发生络合反应，检验 肽 键 注意事项：先加 双缩脲试剂A 液1ml摇匀，再加 双缩脲试剂B 液4滴摇匀 颜色变化：变成紫色 4、淀粉的检测和观察 试剂：碘液 颜色变化：变蓝 第二节 细胞中的无机物 1.细胞中的水有两种存在形式： 自由水 和 结合水 2.自由水的作用： ① 良好的溶剂 ② 参与生化反应 ③ 提供液体环境 ④ 运输养料和代谢废物 结合水是 细胞结构 的重要组成部分。 3.两种形式的水在细胞内可以相互转化。自由水与结合水的比值越高，细胞代谢越 旺盛 ，抗逆性越 差 。 4.水分子是 极性 的，所以水是良好的溶剂。 水在常温下能够维持液体状态，具有流动性的原因是 氢键易断裂也易形成 。 由于 氢键 的存在，水具有较 高 的比热容。水的温度相对 不容易 发生改变，对生命系统的维持十分重要。 5.细胞中大多数无机盐以 离子 的形式存在，少数以化合物形式存在。 功能① 构成复杂化合物的重要成分 。如Mg是构成 叶绿素 的元素，Fe是构成 血红素 的元素，P是组成 细胞膜、细胞质 的重要成分，也是细胞中某些重要化合物的成分；I是构成 甲状腺激素 的元素。 ② 维持细胞和生物体的生命活动 。如血钙偏低时哺乳动物会 抽搐 ，钙离子过高将出现 肌无力 。 人体内 Na⁺ 缺乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性降低，最终引发肌肉酸痛，无力等。 ③ 维持生物体酸碱平衡、渗透压平衡 第三节 细胞中的糖类和脂质 元素 类别 存在 生理功能 糖类 C、 H、 O 单糖 脱氧核糖 主细胞质 DNA 的组成成分； 核糖 主细胞核 RNA 的组成成分 葡萄糖、果糖、半乳糖 是生物体进行生命活动的重要能源物质 二糖 麦芽糖（两分子葡萄糖） 植物 能源物质 蔗糖（葡萄糖+果糖 ） 乳糖（葡萄糖+半乳糖） 动物 多糖 淀粉 植物 重要的储能物质 纤维素 细胞壁 的组成成分 糖原 动物 重要的储能物质 几丁质 存在于昆虫和甲壳类的外骨骼 脂质 C、H、O，有的还有N、P 脂肪 （C、H、O） 动、植物 良好储能物质，保温，缓冲 和 减压 磷脂 （ C、H、O、N、P） 脑、豆类 参与构成细胞膜的重要组成 固醇 （C、H、O ） 胆固醇 动物 动物 细胞膜 的重要成分；参与 血液中脂质的运输 性激素 促进生殖器官发育和生殖细胞形成 维生素D 促进 Ca、P 的吸收和利用； 1.糖类是重要的 能源物质 植物特有的糖： 果糖 麦芽糖 蔗糖 淀粉 纤维素 动物特有的糖： 半乳糖 乳糖 糖原 动植物共有的糖： 核糖 脱氧核糖 葡萄糖 淀粉、纤维素、糖原的基本单位是 葡萄糖分子。 2.脂质：与糖类不同的是，脂质分子中 氧 含量低于糖类， 氢 含量更高，同质量的脂肪和糖类氧化分解时， 脂肪 消耗更多的氧气，生成更多的水，释放更多的能量。 3.脂肪：组成元素有 C、H、O ；脂肪是由1分子 甘油 和3分子 脂肪酸 组成的。组成的脂肪酸分为 不饱和脂肪酸 和 饱和脂肪酸 ，植物脂肪大多含有 不饱和 脂肪酸，熔点低，在室温下呈 液 态；动物脂肪大多含有 饱和 脂肪酸，熔点高，室温下呈 固 态。 4.糖类在供应充足的情况下，可以 大量 转化为脂肪，而脂肪一般只有在糖类供能不足时，才会分解功能，而且不能大量转化为糖类。 第四节 蛋白质是生命活动的主要承担者 一、蛋白质的功能 1.构成细胞和生物体的重要物质，如肌动蛋白。 2.有些蛋白质有 催化 作用：如酶。 3.有些蛋白质有 信息调节 作用：如胰岛素、生长激素。 4.有些蛋白质有 免疫 作用：如抗体。 5.有些蛋白质有 运输 作用：如红细胞中的血红蛋白；细胞膜上的载体蛋白。 二、蛋白质的基本单位—— 氨基酸 1.组成元素：___C、H 、O、N ，有的含有 S 等。 2.组成蛋白质的氨基酸约有 21 种。其中有 8 种是人体细胞 不能 合成的，必需从外界环境中获取，称为必需氨基酸，如（赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸。）另外13种氨基酸是人体细胞 能够 合成的，叫非必需氨基酸。 3.其结构通式为： 氨基酸结构特点：①每种氨基酸至少含有一个 氨基(—NH2)和一个 羧基(—COOH)，②并且都有一个 氨基(—NH2) 和一个 羧基(—COOH) 连接在同一个 碳原子上。③这个碳原子还连接一个 氢原子 和一个 侧链 基团（R基）。④各种氨基酸的区别在于 R基 的不同。 4. 氨基酸分子相互结合的方式： 脱水缩合 ，一个氨基酸分子的氨基和另一个氨基酸分子的羧基相连接，同时失去一分子的水。连接两个氨基酸分子的化学键叫做 肽键 。脱水缩合产生的H2O中的H来自 氨基(—NH2)和羧基(—COOH)，O来自 羧基(—COOH) 。 5.写出二肽的形成过程，并标出肽键。 书写方式为： 6.由2个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物叫 二肽 ，由3个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物叫 三肽 ，以此类推，由多个氨基酸分子脱水缩合而成的，含有多个肽键的化合物叫做 多肽 ，因通常呈链状结构，叫做 肽链 。 7.由于氨基酸之间还可以形成 氢键 键等，从而使肽链能盘曲，折叠形成具有一定空间结构的蛋白质。两条或多条肽链之间一般通过 二硫键 相互结合在一起形成更加复杂的空间结构。 三、蛋白质分子多样性的原因 构成蛋白质的氨基酸的 种类、数目、排列顺序及其肽链盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同 ，不同导致蛋白质结构多样性。蛋白质结构多样性决定蛋白质的功能的多样性。 5、 蛋白质的变性、盐析、水解 变性：蛋白质特定 空间构象 被破坏，失去活性，但 肽键 不断， 能 （能/不能）与双缩脲试剂反应出现紫色。变性的因素：高温、高压、强酸、强碱、重金属。 盐析：空间结构不变，加水可恢复。加双缩脲试剂发生反应成紫色。 水解：蛋白质与水反应生成 小分子的肽和氨基酸 ，肽键断裂，不能与双缩脲试剂反应。 五、蛋白质结构与功能的关系： (1)蛋白质中氨基酸序列或空间结构改变，就可能会影响其功能，如人类的镰状细胞贫血。 (2)蛋白质在某些物理和化学因素作用下其特定的空间构象被破坏，就会导致蛋白质变性。例如，鸡蛋、肉类在煮熟后，高温使蛋白质分子的 空间结构 变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解，因此吃熟鸡蛋、熟肉容易消化。 相关计算 六、有关蛋白质相对分子质量的计算 1.蛋白质相对分子质量＝氨基酸数× 氨基酸 的平均相对分子质量－18× 脱水 数－2×二硫键个数 2.有关蛋白质中氨基酸数、肽链数、肽键数、脱水数的计算 肽键数=脱水数= 氨基酸 数- 脱水 数； 肽链中至少含有游离的氨基数或羧基数= 肽链 数 肽链中含有游离的氨基数或羧基数= 肽链 数+ R基 中氨基或羧基数 3.有关环状肽 若为环状肽，则肽键数=脱水数= 氨基酸 数 环状多肽主链中 无 氨基和羧基 环状肽中氨基或羧基数目取决于构成环状肽氨基酸R基 中的氨基和羧基的数目 4.有关氨基酸、蛋白质中各原子数的计算 (1)N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 (2)O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 (3)C原子数=氨基酸数×2+R基上的C原子数=(肽链数+肽键数)×2+R基上的C原子数 (4)H原子数=各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2。 第五节 核酸是遗传信息的携带者 一、核酸 1.核酸的基本单位是 核苷酸 ，由1分子磷酸、1分子 五碳糖 和1分子 含氮碱基 组成。根据 五碳糖 不同，将核苷酸分为 脱氧核苷酸 和 核糖核苷酸 两大类。 元素组成 C、H 、O、N 、P 分类 脱氧核糖核酸 （ DNA ） 核糖核酸 （ RNA ） 单体 脱氧核苷酸 o 核糖核苷酸 成分 磷酸 五碳糖 脱氧核糖 核糖 碱基 A、T、C、G A、U、C、G 存在部位 真核：主要存在于细胞核，少量在_线粒体和叶绿体 原核：拟核 主要存在于细胞质中 结构 一般情况下，DNA是双链 一般情况下，RNA是单链 功能 携带遗传信息的物质，在生物的遗传、变异和蛋白质的生物合成中有重要作用。 2.大多数生物的遗传物质是DNA,原核生物的遗传物质是 DNA ，真核生物的遗传物质是DNA ，DNA中的 脱氧核苷酸的排列顺序 代表遗传信息，少数病毒的遗传物质是RNA,属于RNA病毒的有新型冠状病毒、烟草花叶病毒、HIV、SARS病毒，多数病毒的遗传物质是DNA。 3.不同生物体细胞中的核酸、碱基、五碳糖、核苷酸数 核酸种类 含氮碱基种类 五碳糖种类 核苷酸种类 遗传物质 真核生物 2 5 2 8 DNA 原核生物 2 5 2 8 DNA DNA病毒 1 4 1 4 DNA RNA病毒 1 4 1 4 RNA 3、 生物大分子 项目 初步水解的产物 彻底水解的产物 核酸 核苷酸 脱氧核糖、核糖、磷酸、A、T、U、C、G DNA 脱氧核苷酸 脱氧核糖、磷酸、A、T、C、G RNA 核糖核苷酸 核糖、磷酸、A、U、C、G 蛋白质 多肽 氨基酸 多糖 二糖 单糖 1.多聚体：每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链 为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。生物大分子以碳链为骨架，C是生命的核心元素,没有碳就没有生命。 2.单体：_蛋白质、核酸、多糖____等生物大分子的基本单位称为单体。 ①多糖的单体是单糖；②蛋白质的单体是 氨基酸 ；③核酸的单体是核苷酸 。 1 学科网（北京）股份有限公司 $