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第1节 细胞中的元素和无机物
第2节 细胞中的糖类和脂质
第3节 蛋白质和核酸
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第1节 细胞中的元素和无机物
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2
知识清单
元
素 分类 (1)大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等;
(2)微量元素:Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等
存在形式 大多以化合物的形式存在
无
机
物 水 分类 自由水(绝大部分水以自由水的形式存在) 结合水
功能 (1)细胞内良好的溶剂;(2)为细胞提供液体环境;(3)参与生化反应;(4)运送营养物质和代谢废物 组成细胞结构(与蛋白质、多糖等结合失去流动性和溶解性)
转化 自由水 结合水,一般自由水与结合水比值越大,细胞代谢越旺
盛,抗逆性(抗旱、抗寒等)越低
特性 (1)水为极性分子,使得其他带电分子或离子易与水结合,因此,水是良好的溶剂
(2)水分子之间可形成氢键,氢键易断裂,也易形成,使水在常温下能够维持液体状态,具有流动性;氢键的存在,使水具有较高的比热容,水的温度相对不易发生改变
产生和
利用 (1)水的产生:蛋白质、多糖、核酸、ATP等的合成;有氧呼吸第三阶段
(2)水的利用:蛋白质、多糖、核酸、ATP等的水解;有氧呼吸第二阶段;光合作用的光反应
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无
机
物 无
机
盐 存在形式 主要以离子的形式存在
作用 组成复杂的化合
物 Mg→叶绿素;Fe→血红素;I→甲状腺激素;P→ATP、核酸
维持细胞和生物
体的生命活动 Ca2+→过高导致肌无力,过低导致抽搐
Na+→缺乏导致神经、肌肉细胞兴奋性降低,最终引发肌肉酸痛、无力等
维持细胞的酸碱
平衡 HC /H2CO3、HP /H2P 是血浆中重要的缓冲对
维持渗透压 细胞外液渗透压的90%以上来源于Na+和Cl-
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即练即清
·········· 真题选改判 ··········
1.(2025湖北,7)种子受潮导致细胞内结合水比例升高,自由水比例降低,细胞代谢减弱。
( )
×
解析 种子受潮时,细胞吸水,细胞内自由水比例应升高而非降低,结合水比例下降,此
时细胞代谢应增强而非减弱。
2.(2025河南,3)细胞内的结合水占比增加可提升植物的耐寒能力。 ( )
√
解析 细胞内结合水占比增加,自由水占比下降,可避免气温下降时自由水过多导致结
冰而损害自身,提升植物的耐寒能力。
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3.(2024浙江1月选考,2)水可以缓和植物温度变化。 ( )
√
解析 水的高比热容使水的温度相对不容易发生改变,当环境温度变化较快时,水的温
度变化相对较慢,这样以水为介质的生命体系就可以维持在相对稳定的状态,使生物体
少受外界温度变化的影响。
4.(2024新课标,2)植物细胞失水时胞内结合水与自由水比值增大。 ( )
√
解析 细胞失水时主要失去的是自由水,所以结合水/自由水的值增大。
5.(2024贵州,1)幼苗根细胞中的无机盐可参与细胞构建,水不参与。 ( )
×
解析 结合水是细胞结构的重要组成部分,其参与细胞构建。
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··········从真题到教材··········
6.水分为__________和自由水,__________所占比例升高,可以提高细胞代谢,_________
所占比例升高,可以增强植株抗逆性。(必修1 P21)(2025河南,3)(2021全国乙,3)
结合水
自由水
结合水
7.无机盐:Mg存在于叶绿体的___________中;HC 对血浆的_______起着重要的调节作
用;血液中_________含量过低,人体易出现抽搐;结合内环境的理化性质分析,Na+参与维
持人体内环境的__________。(必修1 P22,选必1 P5)(2025陕晋青宁,1)(2022全国甲,1)
渗透压
Ca2+
pH
叶绿素
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第2节 细胞中的糖类和脂质
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8
知识清单
糖类 脂质
组成 一般为C、H、O,几丁质还含有N 主要是C、H、O,有的还含有N、P
分类 单糖 (1)葡萄糖:主要能源物质
(2)核糖:参与组成RNA、ATP
(3)脱氧核糖:参与组成DNA
(4)半乳糖、果糖:提供能量 脂肪(甘油三酯,C、H、O) (1)由一分子甘油和三分子脂肪酸组成
(2)细胞内良好的储能物质,具有保温、缓冲、减压等作用
二糖 蔗糖、麦芽糖、乳糖 磷脂(除了含有C、H、O,还含有P甚至N) (1)细胞膜、细胞器膜和核膜的重要成分
(2)磷脂与脂肪的不同之处在于甘油的一个羟基(—OH)不是与脂肪酸结合成酯,而是与磷酸及其他衍生物结合
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糖类 脂质
分类 多
糖 淀粉 植物细胞中的储能物质 固醇
(主要含
C、H、O) 胆固
醇 动物细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液中脂质的运输
纤维素 植物细胞细胞壁的组成成分之一
性激
素 促进生殖器官的发育以及生殖细胞的形成
糖原 动物细胞中的储能物质
几丁质
(壳多糖) (1)广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中,也是真菌细胞壁的主要成分
(2)用途:废水处理(能与溶液中的金属离子有效结合),制作食品的包装纸和食品添加剂,制作人造皮肤 维生
素D 促进人和动物肠道对钙和磷的吸收
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糖类 脂质
检测
区别 与糖类相比,脂肪中氧的含量较低,而氢的含量较高,因此,等质量的脂肪与糖类氧化分解时,脂肪释放的能量多,需要的O2多,产生的H2O多
联系 糖类供应充足时,可以大量转化为脂肪;脂肪一般只在糖类供能不足时,才会分解供能,且不能大量转化为糖类
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易混易错 (1)脂肪并不是生物体唯一的储能物质,动物细胞中的糖原、植物细胞中的
淀粉也是储能物质。
(2)组成淀粉、糖原和纤维素的单体相同,均为葡萄糖,但由于单体的排列方式不同,三
者结构不同。
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【链接高考】
1.(2024新课标,1)大豆油含有不饱和脂肪酸,熔点较低,室温时呈液态。 ( )
2.(2024湖南,1)耐极端低温细菌的膜脂富含饱和脂肪酸。 ( )
【溯源教材】必修1 P26
·········· 教考衔接 饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸 ··········
饱和脂肪酸 不饱和脂肪酸
“骨架” 长链上每个碳原子与相邻的碳原子以单键连接 长链中存在双键
特点 熔点较高,容易凝固 熔点较低,不容易凝固
存在 动物脂肪大多含有饱和脂肪酸,室温呈固态 植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸,室温呈液态
【答案】1.√ 2.× 饱和脂肪酸的熔点较高,容易凝固;不饱和脂肪酸的熔点较低,不
容易凝固;耐极端低温细菌的膜脂富含不饱和脂肪酸。
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即练即清
·········· 真题选改判 ··········
1.(2025江苏,1)蛋白质、磷脂和淀粉的组成元素都有C、H、O、N。 ( )
×
解析 蛋白质的组成元素为C、H、O、N,有的还含有S等;磷脂除了含有C、H、O,还
含有P甚至N;淀粉的组成元素为C、H、O。
2.(2025河北,3)多糖、蛋白质和固醇可参与组成细胞结构。 ( )
√
解析 多糖和蛋白质是细胞膜的组成成分,胆固醇是动物细胞膜的组成成分。
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3.(2024新课标,1)大豆中的脂肪和磷脂均含有碳、氢、氧、磷4种元素。 ( )
×
解析 脂肪不含磷。
4.(2023福建,1)等质量的脂肪比糖类含能量更多。 ( )
√
解析 脂肪分子中氧的含量远低于糖类,而氢的含量更高,故等质量的脂肪比糖类储存
更多的能量。
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··········从真题到教材··········
5.人体摄入的淀粉,必须经过消化分解成___________,才能被细胞吸收利用,其将成为人
体和动物体合成动物多糖——_________(主要分布在人和动物的_____________中)的
原料。(必修1 P24)(2024江苏,1)
肝脏和肌肉
糖原
葡萄糖
6.常见的脂质有脂肪、磷脂和固醇,其中_________是细胞内良好的储能物质,还有保
温、缓冲和减压的作用(2025重庆,3)(2023福建,1);磷脂是构成__________的重要成分
(2025江苏,1);___________是构成动物细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液中
_______的运输。(必修1 P26—27)(2025广东,3)(2024湖南,1)
脂质
胆固醇
生物膜
脂肪
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第3节 蛋白质和核酸
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17
知识清单
一、蛋白质
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易混易错 斐林试剂与双缩脲试剂的差异
(1)使用原理不同:斐林试剂实质是新配制的Cu(OH)2;双缩脲试剂实质是碱性环境中的
Cu2+。
(2)使用方法不同:鉴定还原糖时斐林试剂甲、乙液等量混匀后立即使用;鉴定蛋白质时
先加双缩脲试剂A液再滴加B液。
(3)所含物质浓度不同:斐林试剂包括0.1 g/mL的NaOH(甲液)、0.05 g/mL的CuSO4(乙
液);双缩脲试剂包括0.1 g/mL的NaOH(A液)、0.01 g/mL的CuSO4(B液)。
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二、核酸
项目 DNA(脱氧核糖核酸) RNA(核糖核酸)
组成元素 C、H、O、N、P
结构 一般为双链,反向平行的双螺旋结构 一般为单链
基本单位 脱氧核苷酸(磷酸、脱氧核糖、碱基) 核糖核苷酸(磷酸、核糖、碱基)
含氮碱基 A(腺嘌呤)、T(胸腺嘧啶)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶) A、U(尿嘧啶)、G、C
功能 作遗传物质,携带遗传信息(针对细胞生物及DNA病毒);控制生物体的遗传、变异和蛋白质的合成 作遗传物质(仅针对RNA病毒);催化(如核酶);翻译的模板(mRNA);携带并转运氨基酸(tRNA);组成核糖体(rRNA)
分
布 真核细胞 细胞核(主要)、线粒体和叶绿体 细胞质(主要)、细胞核
原核细胞 拟核(主要)和细胞质(如质粒) 细胞质和拟核
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三、生物大分子:以碳链为基本骨架,单体(基本单位) 多聚体(生物大分子)。
物质 单体 初步水解 彻底水解 氧化分解产物
多
糖 淀粉 葡萄糖 麦芽糖、葡萄糖等 葡萄糖 CO2、H2O
几丁质 N-乙酰葡糖胺 — N-乙酰葡糖胺 —
蛋白质 氨基酸 小分子肽和氨基酸 氨基酸 CO2、H2O、尿素等
DNA 脱氧核苷酸 四种脱氧核苷酸 含氮碱基(A、T、C、G)、磷酸、脱氧核糖 CO2、H2O、尿酸等
RNA 核糖核苷酸 四种核糖核苷酸 含氮碱基(A、U、C、G)、磷酸、核糖 CO2、H2O、尿酸等
易混易错 脂肪等脂质不属于生物大分子,脂肪的彻底水解产物为甘油和脂肪酸,氧化
分解产物为CO2和H2O。
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即练即清
·········· 真题选改判 ··········
1.(2025四川,1)真核细胞的核孔含有多种蛋白质,这些蛋白质的主要区别是单体连接方
式不同。( )
×
解析 组成蛋白质的单体(氨基酸)之间可通过脱水缩合形成的肽键进行连接。
2.(2025全国,1)二硫键的断裂不会改变蛋白质的空间结构。 ( )
×
解析 二硫键可将同一肽链的不同部分或不同肽链连接起来,形成复杂的空间结构,二
硫键的断裂会破坏蛋白质的空间结构。
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3.(2024黑吉辽,1)钙调蛋白球形结构的形成与氢键有关。 ( )
√
解析 肽链上不同氨基酸之间能形成氢键,从而使肽链能盘曲、折叠,形成具有一定空
间结构的蛋白质分子。
4.(2024贵州,16)rRNA彻底水解的产物是碱基、核糖、磷酸。 ( )
√
解析 rRNA初步水解的产物为4种核糖核苷酸,彻底水解的产物为4种碱基、核糖和磷
酸。
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5.(2023海南,2)复合纤维蛋白彻底水解的产物可与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反
应。 ( )
×
解析 蛋白质彻底水解的产物为氨基酸,不能与双缩脲试剂发生紫色反应。
6.(2023福建,1)糖类和脂肪都是由单体连接而成的。 ( )
×
解析 生物大分子是由单体连接而成的,而糖类中单糖、二糖以及脂肪不属于生物大
分子。
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··········从真题到教材··········
7.蛋白质除含有元素________________外,大多数蛋白质还含有S(2024江苏,1)。多个氨
基酸通过脱水缩合形成的_________而连成肽链;多肽链的氨基酸间还可以形成_______
和____________等,使多肽链通过盘曲、折叠形成具有一定空间结构的蛋白质。(必修
1 P30—31)(2025全国,1)(2024黑吉辽,1)(2023海南,2)
二硫键
氢键
肽键
C、H、O、N
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考法 蛋白质的构象与活性
考法清单
1.蛋白质的构象(以血红蛋白为例)
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2.蛋白质的结构与其功能相适应
蛋白质变性 (1)蛋白质变性指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,从而导致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象,高温、过酸、过碱、重金属盐等都可以使蛋白质发生变性
(2)蛋白质变性使蛋白质的二、三、四级结构改变,但不影响一级结构,因此蛋白质变性时肽键不断裂,维系二、三、四级结构的氢键、二硫键等被破坏
(3)蛋白质变性往往是不可逆的,仅在极少数特殊情况或者变性程度不高的情况下可发生复性(复性指蛋白质恢复原来的空间结构和生物活性)
蛋白质水解 蛋白酶可催化蛋白质水解,蛋白质彻底水解的产物是氨基酸,氢键、二硫键、肽键均会被破坏
蛋白质修饰 蛋白质发生糖基化、乙酰化、磷酸化或去磷酸化等过程时,蛋白质空间结构改变,从而引起活性的变化。如ATP水解释放的磷酸基团使蛋白质分子磷酸化,蛋白质被磷酸化后,空间结构发生变化,活性也改变
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知识归纳 吃熟鸡蛋容易消化的原因: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。
易混易错 蛋白质空间结构改变≠蛋白质变性
以下情况均不属于蛋白质变性:①酶与底物结合发挥催化作用时,空间结构发生可逆的
改变;②载体蛋白每次转运物质时都会发生空间结构的可逆改变
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典例 (2025全国,1,6分)蛋白质是结构和功能多样生物大分子。下列叙述错误的是
( )
A.二硫键的断裂不会改变蛋白质的空间结构
B.改变蛋白质的空间结构可能会影响其功能
C.用乙醇等有机溶剂处理可使蛋白质发生变性
D.利用蛋白质工程可获得氨基酸序列改变的蛋白质
A
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解析 二硫键可将同一肽链的不同部分或不同肽链连接起来,形成复杂的空间结构,二
硫键的断裂会破坏蛋白质的空间结构,A错误;结构与功能相适应,改变蛋白质的空间结
构可能会影响其功能,B正确;氢键可稳定蛋白质分子中肽链的盘曲与折叠,乙醇等有机
溶剂可使氢键被破坏,使蛋白质空间结构变得伸展、松散,导致蛋白质变性且功能丧失,
C正确;蛋白质工程可以通过改造编码氨基酸的基因,从而获得氨基酸序列改变的蛋白
质,D正确。
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变式 (同考法不同考查方向·蛋白质空间结构的其他影响因素分析)(2023河北,1,2
分)关于蛋白质空间结构的叙述,错误的是 ( )
A.淀粉酶在0 ℃时,空间结构会被破坏
B.磷酸化可能引起蛋白质空间结构的变化
C.氨基酸种类的改变可能影响蛋白质空间结构
D.载体蛋白在转运分子时,其自身构象会发生改变
A
解析 酶在0 ℃低温时空间结构不变,活性很低,A错误;ATP水解释放的磷酸基团可使
蛋白质分子磷酸化,使蛋白质的空间结构发生变化,B正确;氨基酸种类的改变会造成多
肽链的改变,从而引起蛋白质空间结构的改变,C正确;每次转运分子时,载体蛋白都会与
分子结合并发生自身构象的改变,D正确。
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