2027届高三生物人教版一轮复习知识清单第一单元 细胞的物质基础

该高中生物学高考复习知识清单系统梳理了“细胞的物质基础”单元，涵盖组成细胞的元素、无机化合物（水、无机盐）、有机化合物（糖类、脂质、蛋白质、核酸）及相关鉴定实验，构建从物质组成到生命功能的知识网络。 清单通过判断改正题强化元素含量易错点，填空梳理水和无机盐作用，化合物元素组成对比表（如糖类H:O约2:1、脂肪H多O少）培养结构与功能观。蛋白质含肽键计算、空间结构分析，核酸区分DNA与RNA水解产物，体现科学思维。实验模块详述试剂作用（如斐林与双缩脲试剂NaOH用途差异）和操作步骤，支持探究实践。助力学生自主复习，教师可精准指导备考。

第一单元 细胞的物质基础 第1节 组成细胞的元素和无机化合物 一、含量:(判断及改正) 1、细胞的大量元素包括 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg ; 2、细胞中的微量元素包括: Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo ; 3、细胞鲜重中含量最多的元素是 O ;活细胞中数量最多的元素是 H 。 4、人细胞干重中含量最多的元素是 C ,玉米细胞干重中含量最多的元素是 O ; 5、 C 是“生命的核心元素”,原因是 生物大分子以碳链为基本骨架 ; 6、细胞鲜重中含量最多的有机物是 蛋白质;细胞干重中含量最多的化合物是 蛋白质 ; 7、植物秸秆燃烧后的灰烬主要由 无机盐 组成; 8、马铃薯中 淀粉 含量高,大豆中 蛋白质 含量高,梨汁中可 溶性还原 糖含量高,花生中 脂肪 含量高。 9、不同细胞中的化合物和化学元素 种类 相似, 含量 有差异。 10、组成生物体的化学元素在 无机自然界都能找到,但含量 有差异 ,说明生物界和非生物界具有 统一性 和差异 性; 二、存在形式: 1、组成细胞的化合物包括 无机物 和 有机物 ; 2、细胞中的水的存在形式包括 自由水和结合水 ,主要形式是 自由水 ; 3、细胞中的无机盐的存在形式包括 离子和化学物 ,主要形式是 离子 ; 三、化合物的元素组成: 核糖(主要是CHO)、脱氧核糖CHO、糖原CHO、纤维素CHO、淀粉CHO、淀粉酶CHON、淀粉基因CHONP、氨基酸CHON,可能含S、tRNACHONP、脂质CHO,有的含NP、脂肪(甘油、脂肪酸)CHO、磷脂CHONP、固醇CHO(性激素、皮质激素、维生素D、胆固醇)、胰岛素CHONS、血红素(血红蛋白)CHONFe、DNACHONP、质粒CHONP、碱基CHON、磷酸HOP叶绿素CHONMg 、甲状腺激素CHONI、吲哚乙酸CHON、NADHCHON、NADPHCHONP 、ATPCHONP、丙酮酸CHO、乙醇CHO、乙酸CHO、乳酸CHO、酒精CHO 糖类元素组成特点是 H:O约为2:1 ;脂肪元素组成特点是 H多O少 ; 四、特殊元素及无机盐作用(填空) 1、Mg:组成 叶绿素 ;激活 DNA聚合 酶; 2、Ca:离子处理原核细胞,可以 使细胞处于容易吸收环境中DNA的状态 ; 血液中该离子减少—— 抽搐 ;高Ca2+- 肌无力 ;诱导植物 原生质体 融合 Ca2CO3:组成动物的 牙齿、骨骼 ;微生物培养基中用于 中和酸 ;保护叶绿素 相关:钙离子载体可以激活 重构胚 ,也可用于 精子获能 ; 3、S是 蛋白质 的特征元素; 4、P是 DNA、RNA、磷脂、NADPH 的组成元素;植物缺P表现植物 矮小 、根系发育差,叶片小且呈 暗绿偏紫 色; 相关: 维生素D 可以促进人对钙和P的吸收; 5、Na:和 Cl— 共同维持人 细胞外液 的渗透压;决定 动物 电位的大小;缺乏会引起神经、肌肉细胞兴奋性 降低 ; 6、K:维持 细胞内液 的渗透压;决定 静息 电位的大小; 相关:人体神经细胞Na+、K+进出细胞的方式分别是 Na+:进-协,出-主;K+:进-主,出-协。 醛固酮 能促进肾小管和集合管重吸收Na+,排出K+ 7、大量出汗时需要补充 淡 盐水; 8、原生质体需要培养在 等渗 溶液中,维持细胞正常生理状态。 9、维持人体内环境pH稳定的离子是 HCO3-\H2PO4- 10、无机盐的作用:组成 生物体内复杂的化合物;维持细胞正常的 生命活动 ; 11、微量元素是不是细胞的必需元素?是 补充:培养植物的培养液成分?大量元素、微量元素、水 (水和无机盐) 培养植物细胞的培养基成分?大量元素、微量元素、水 、植物激素 四、水的理化性质及作用: 1、自由水:水分子为 极性 性分子,是离子等的 良好溶剂 ; 水分子 间 有氢键,常温下呈液态,具有运输 功能,同时水还具有 较高比热容,可以提供 相对稳定 环境 自由水还能 参与 代谢反应(光合光反应、有氧呼吸第二阶段、水解反应) 2、结合水:参与组成 细胞中结构 。 与花生种子相比,等质量的大豆种子中结合水的比例 偏高 补充:水和无机盐属于微生物的 基本 营养。 3、水的相关代谢反应及场所(找出对应关系) 有氧呼吸第二阶段(线粒体基质)、有氧呼吸第三阶段(线粒体内膜)、光反应(类囊体的薄膜)、氨基酸脱水缩合(核糖体)、蔗糖合成(细胞质)、ATP合成(细胞质基质、线粒体、叶绿体)、ATP水解、醋酸生成(醋酸杆菌) 补充:1)人体内水的来源(饮水和食物中的水、代谢产生的水)与去向(肾、皮肤、大肠、肺)? 2) 抗利尿激素 激素能促进水的重吸收 3)水属于环境因子: 干旱 能导致蝗虫大爆发、土壤水分充足是 乔木 植物生长的条件。 水和无机盐是影响植物地下部分 垂直 结构因素; 植物吸收水和无机盐的器官主要是 根 4、 1)晒干休眠:自由水/结合水 低 ,利于降低 代谢 水平;萌发时该比值 高 ; 2)干旱、寒冷:自由水/结合水 低 ,增加 抗逆 性; 3)人从幼年至老年:自由水比例 下降 ; 补充:种子休眠时,有机物主要以 大分子 形式存在; 花生种子萌发初期,干重小“增”大“减”:小增是因为大分子物质 水解 和脂肪转化为糖时增加了 O 元素。大减是因为 不光合,只呼吸 。 5、水分子和无机盐离子过膜方式:水: 自由扩散 和 协助扩散 无机盐: 协助扩散 和 主动运输 6、其他无机化合物: 1)CO2能调节人的 呼吸(脑干) ,动物细胞培养时 5% 浓度维持了培养液的 pH 2)NO、CO是人体内 体液因子 。 第2节、细胞中还原糖、蛋白质、脂肪等的鉴定实验(染色) 一、原理:1、还原糖与 斐林试剂 (实际物质是 Cu(OH)2 )反应, 水浴加热 条件下由 蓝 色生成 砖红色沉淀;蔗糖和多糖 不是 还原糖。 2、蛋白质与 双缩脲试剂 反应生成 紫 色(在 碱 性条件下,蛋白质中的 肽键 与 Cu2+ 生成) 斐林试剂和双缩脲试剂中NaOH的作用分别是?斐林试剂中的NaOH用于生成Cu(OH)2沉淀;双缩脲试剂中NaOH的作用提供碱性环境。 3、脂肪与 苏丹 染液 形成 橘黄色 色; 4、CO2使 溴麝香草酚蓝溶液 溶液由 蓝变绿再变黄 。 5、 酸 条件下,酒精使 橙 色的 重铬酸钾 溶液变成 灰绿 色 6、刚果红与纤维素生成 红 色;NH3能使 酚红 变红 7、 台盼蓝 染死细胞为蓝色 8、 二苯胺 试剂 沸水浴 条件使DNA呈 蓝 色。 9、核酸染料可使DNA 300nm紫外灯 条件下显示条带; 10、 碱性染料(甲紫和醋酸洋红) 染染色体; 补充:本身含有颜色的物质: 叶绿素a: 蓝绿 色;叶绿素b: 黄绿色;胡萝卜素: 橙黄 色;叶黄素: 黄 ( 脂溶 性物质) 花青素:紫色、红色等。( 水溶 性物质 ) 细胞衰老后 黑色素减少, 脂褐素色素积累。 2、 操作:斐林试剂: 先混后加(等量) ;双缩脲试剂: 先加后混 (不等量) 。 三、补充:酒精在实验中的浓度与作用: 1)观察细胞中的脂肪: 50%洗去浮色 2)提取叶绿体中的色素: 无水乙醇,提取试剂 3)观察细胞有丝分裂: 95%解离 4)观察染色体加倍: 95%洗去卡诺氏液和解离 5)土壤中小动物类群丰富度的调查: 70% 固定保存 6)消毒: 70% 7)DNA粗提取: 95% DNA不溶于酒精 四、实验材料:染色类实验材料选择 无 色或 白 色;检测物质含量 高 。 五、脂肪的实验步骤:泡、切、移、染、洗、盖、看 第3节 细胞中的糖和脂质 一、糖的种类(写出糖、葡萄糖、蔗糖、多糖的分子式) 1、单糖: 不会水解 的糖,可被细胞 直接吸收的糖。 补充:葡萄糖过膜方式 协助扩散或主动运输;人红细胞吸收方式协助扩散 ; 葡萄糖可以作为信号分子调节 胰岛 细胞的分泌。空腹时血糖值为 3.9~6.1mmol/L 。 2、二糖:能水解生成 两分子单糖 。 3、多糖:淀粉、纤维素、糖原:单体都是 葡萄糖 , 都不甜,都 无 还原性。 糖的分布:DNA和RNA比特有的糖是 脱氧核糖 ;植物和动物比特有的糖是 麦芽糖、蔗糖、淀粉、纤维素 ;和叶绿体比线粒体没有 葡萄糖 糖,二者都含有 核糖和脱氧核 糖。 二、糖作用: 1、细胞主要的 功能 物质。 补充:直接供能物质是 ATP ;主要的储能物质是脂肪 ;最终能源是 太阳能 。 2、组成细胞的物质或结构 1)核糖与脱氧核糖组成 核酸 2)纤维素组成 植物细胞壁,合成场所是 高尔基体 : 3)淀粉和糖原是 储能 物质, 4)肝糖原能 消耗 和 补充 血糖,肌糖原能 消耗 血糖。 补充:与人体血糖平衡调节有关的激素: 胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素、甲状腺激素、糖皮质激素。 5)蔗糖:光合作用中 产物运输形式 ;植物组织培养中作用 能源和调节培养基渗透压 ; 6)几丁质作用: 看书 7)细胞结构中 细胞壁 和 细胞膜 中含糖。 补充:细胞膜上糖与 蛋白质 和 脂质 结合,这些糖统称为 糖被 。 真核细胞中糖蛋白形成的场所 内质网或高尔基体 。 三、糖与脂肪的相互转化: 1、糖可以大量转化为脂肪,脂肪不能大量 的转化为糖,只有当 糖功能障碍时,脂肪才能氧化分解放能。 2、与同质量的糖相比,脂肪氧化分解时耗 O2多,生成 水多,放能多,放能慢 ,但脂肪占据的体积 小 。 补充:淀粉水解:淀粉 麦芽糖 葡萄糖。 四、脂肪的别名和作用:1、别名: 三酰甘油或甘油三酯 。 2、作用: 储 能、 保温 、 绝缘 、 缓冲和减压 。 3、脂肪的化学组成: 1)动物脂肪(常温下 固 态):一个甘油+ 3 个 饱和 脂肪酸。 2)植物脂肪(常温下 液 态):一个甘油+ 3 个 不饱和 脂肪酸。 甘油和脂肪酸的过膜方式: 自由扩散 五、磷脂分子的组成的作用 1、组成:1个甘油 +2个脂肪酸 +1个 磷酸及其衍生物; 磷酸及其衍生物构成头部,脂肪酸 构成尾部。 2、作用:磷脂双分子层 构成生物膜 的基本支架; 补充:细胞膜=1层膜=1层磷脂 双分子 层。 6、 脂质概述: 1、脂质类分子都不溶于 水,易溶于有机溶剂如 丙酮 、乙醚 、氯仿。 乙醇适合作为提取磷脂分子的溶剂吗?不适合,乙醇是水溶性溶剂 2、脂质的作用: 七、胆固醇作用: 动物 细胞膜成分;运输血液中的 脂质 。 补充:1)细胞膜上有脂肪吗?没有 2)具有运输功能物质的还有 载体 蛋白质、载体DNA、tRNA、自由水 八、维生素D:促进肠道对 钙 和磷 的吸收。鱼肝油 中富含; 乳酸菌 微生物的培养基中需要添加维生素 九、性激素:1)种类2)应用3)作用。 第4节、蛋白质 一、蛋白质的功能——生命活动的? 1、具体:1)结构蛋白(肌肉、头发、羽毛、蛛丝)、细胞骨架 2) 催化 :绝大多数酶是蛋白质,少数是RNA,与核酸有关的酶都有? 3) 运输 :血红蛋白、载体蛋白等。 4) 调节 :部分动物激素(动物激素除固醇类激素和甲状腺 激素、 肾上腺素) 5) 免疫 :抗体 都 是蛋白质,细胞因子是糖蛋白 抗原 多数 是蛋白质;光敏色素 是 蛋白质;叶绿素不是蛋白质;神经递质不一定是 蛋白质。 2、蛋白质的功能多样性取决于 结构 多样性,蛋白质变性是由于 物理、化学因素( 高 温、强酸、强碱、重金属、酒精)破坏了 空间结构导致蛋白质失去活性。 低 温下蛋白质不变性,但活性下降(用于蛋白质的 保存);盐析不改变蛋白质的结构和活性。 热变性后的蛋白质能与双缩脲试剂反应吗?能 热变性蛋白质能复性吗?不能 热变性后的DNA能恢复活性吗?能 二、蛋白质的分子结构:层次:元素 基本组成单位(水解产物或单体) 肽链 空间结构 1、元素:都含 CHON ,有的含有Fe\P\S等。 S 是标志元素。 2、基本组成单位:(人体) 21 种氨基酸:1)氨基酸结构通式:每种氨基酸都至少含有一个氨基 和一个羧基 ,并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个C 原子上。 2)氨基酸 R 基团有21种。 R 基团可能含S。 3)人体氨基酸的来源: 食物中 吸收;体内蛋白质分解;其他物质转化( 非必须氨基酸)。 改进玉米中赖氨酸含量低的方法: 4)甘氨酸的R基团为 -H ,是分子量最 小 的氨基酸。 5)氨基酸的用途:合成蛋白质 转化为甲状腺激素、肾上腺素、生长素等 作为 神经递质传递信息。 6)氨基酸过膜方式:协助扩散、主动运输、胞吐(神经递质) 7)运输氨基酸的工具:膜载体蛋白、 tRNA 。 3、肽链: 1)形成方式:脱水缩合。前一个氨基酸的羧基和后一个氨基酸的氨基 反应。场所:核糖体 条件:模板是mRNA、工具是tRNA、原料是氨基酸。 水分子中H来自于氨基和羧基 ,O来自于羧基。肽键: -CO-NH- 产物:二肽(2个氨基酸组成)或多肽(三个或三个以上氨基酸组成)。 2)计算:以胰岛素为例(编号代表氨基酸)。 催产素 ①A链由21个氨基酸组成,至少含有1 个游离的氨基(1 号氨基酸上),至少含有1个游离的羧基(末号氨基酸上);含有20个肽键,合成脱掉 20 个水分子。至少含有氧的个数 22 个。 合成A链需要21 个tRNA,最多 21 种. B链含30个氨基酸,至少含有1 个游离的氨基(1 号氨基酸上),至少含有一个游离的羧基(末 号氨基酸上);含有29 个肽键,合成脱掉 29 个水分子。至少含有O的个数为 31 个。 胰岛素含51个氨基酸,含 49 个肽键,伴随生成 49 个水分子。至少含 2 个游离的氨基( 1 号),至少含2个游离的羧基( 末 号)。 ②-S-S-:二硫键,生成时伴随脱掉2个H。 氨基酸合成胰岛素后分子总量减少了: 49 18+6 . ③若将A链水解成1个九肽和2个六肽,需要消耗 3 个水分子。产物中共含 18 个肽键,至少含 3 个游离的氨基和羧基。 ④若A链为环状肽,则肽键数为 21 个。 ⑤右边的催产素同样的问题答案都是?环状肽肽键数和脱水数比线性肽多1 总结:线性肽:肽键数=脱水数=氨基酸个数-肽链数 游离的氨基数=肽链数+R基团中的氨基数; 游离的羧基数=肽链数+R基团中的羧基数; 环状肽:肽键数=脱水数=氨基酸个数 X肽:肽中的O数+(x-1)个H2O=(含4个O的氨基酸数)Y*4+(X-Y)*2(含2个O的氨基酸) X肽:肽中的N数=(含2个N的氨基酸数)Y*2+(X-Y)*2(含1个N的氨基酸) ⑥核糖体上合成的肽链的1号氨基酸均是 甲硫氨酸 ,后经过 内质网和高尔基体 的加工形成蛋白质1号氨基酸不一定是甲硫氨酸 ⑦胰岛素两条肽链由 1 个基因的 1条 链编码。 ⑧m(<62)个n种氨基酸组成的肽链,其需要的密码子的个数(不考虑终止密码子)为 m 个,tRNA个数为 m 个,tRNA最少 n 种,最多 m 种。mRNA和基因中的碱基个数至少是?3m 和6m。 4、空间结构:肽链经过 盘曲、折叠 形成具有空间结构的蛋白质。 蛋白质空间结构具有多样性的原因:组成蛋白质的氨基酸可能 成千上万,不同种类氨基酸的排列顺序千变万化 5、1)蛋白质分子结构多样性的原因:组成蛋白质的氨基酸可能成千上万,不同种类氨基酸的排列顺序千变万化,空间结构 千差万别 。 2)蛋白质具有多样性是生物具有多样性的 直接 原因,蛋白质具有多样性的根本原因是?基因具有多样性 3)人胰岛素和猪胰岛素不同的原因是 基因 不同;人胰岛细胞和神经细胞蛋白质不同的原因是 基因的选择性表达 。 4)由10个氨基酸组成的肽链共有 2010 种。 6、补充:1)蛋白质的水解: 2) 毛霉 分泌的蛋白酶能将豆腐中的蛋白质分解为小分子肽和氨基酸 3)Bt毒蛋白被 水解成多肽 引起害虫死亡。 4)检测细胞中是否存在某种蛋白质的方法: 抗原抗体杂交技术 。 5)让A种生物合成B种生物蛋白质的方法: 基因工程 。 6)让A种生物生产自然界没有的蛋白质的方法: 蛋白质工程 。 第5节、核酸 一、核酸的种类和分布 1、生物分布:病毒只能含有1 种核酸(DNA 或RNA);真核细胞和原核细胞含有 2 种核酸 2、细胞中分布 DNA:真核细胞;染色体、 线粒体、叶绿体 ;原核细胞:拟核DNA+ 质粒 核糖核酸(RNA):主要分布在细胞 质 中,还可以在细胞核中。 细胞中的DNA都是 双链 分子,染色体上DNA为 线性 性,线粒体、叶绿体、拟核DNA和质粒都是 环状 DNA。 细胞中的RNA一般为单链,分为 m\t\r 三种。均经 转录 过程生成。 3、核酸的功能:1)DNA: DNA 病毒和 原核和真核 生物的遗传物质; 2)RNA: RNA 病毒的遗传物质;细胞中的 mRNA是翻译的模板; tRNA 是翻译的工具; rRNA核糖体的成分,真核细胞中在核仁合成 ;某些RNA还具有催化功能。 二、核酸的分子结构 1、元素: CHONP 。 2、化合物(完全水解产物): 五碳糖(核糖或脱氧核糖)、磷酸、碱基 。 DNA:脱氧核糖、磷酸、碱基( ATCG ); RNA: 核糖、磷酸、碱基( AUCG ) DNA和RNA完全水解产物各 6种,共 8种,相同的 4种,不相同的 4种。 3、基本组成单位(水解产物):核苷酸:一分子的五碳糖+一分子的磷酸+一分子的碱基 DNA和RNA的水解产物各 4种,共 8 种,相同的 0 种 含A\G\C\的核苷酸共 6 种,脱氧核苷酸 3 种,核糖核苷酸 3 种。 含T\U的核苷酸共 3 种,脱氧核苷酸 1 种,核糖核苷酸 1 种 4、核苷酸链:1)前一个核苷酸五碳糖的3 号C连接下一个核苷酸的磷酸基团生成磷酸二酯键 核苷酸链的延伸方向是:5 3 2)上图DNA单链含有 4个脱氧核苷酸、 4 个脱氧核糖、 4 个碱基、 7 个磷酸二酯键; 每个脱氧核糖连接 1或2 个磷酸基团;每个磷酸基团连接 1或2 个糖基团。5 端为 游离的磷酸 基团,环状DNA没有 游离的磷酸 基团 。 3)DNA碱基序列的写法:5 3 5、空间结构 DNA双链依靠 氢键 形成双螺旋结构,热变性就是加热打开 氢键,温度降低后空间结构可恢复 6、DNA的多样性: 碱基序列 的千变万化;DNA的特异性:特定的 碱基序列 。 7、DNA与基因的关系: 基因通常是有遗传效应的DNA片段 DNA与染色体、线粒体、叶绿体的关系: 染色体、线粒体、叶绿体是DNA的载体 8、与DNA和RNA生物合成有关的酶:DNA聚合酶、逆转录酶、RNA聚合酶、RNA复制酶 水解核酸的酶:DNA酶、RNA酶、原核细胞中 限制酶 。 作用氢键的酶:解旋酶和 RNA聚合酶 。物理方法: 高温 . PCR技术: 该高温的DNA聚合 酶(其作用是 以DNA为模板,DNA聚合酶可以在引物的3 端连接脱氧核苷酸 ) 1 学科网(北京)股份有限公司 $