第2章 组成细胞的分子(125题)2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1
2.1 细胞中的元素和化合物
1.细胞中的元素和化合物:
(1)生物界与无机自然界的统一性和差异性
①统一性:组成细胞的化学元素,在无机自然界中都能找到,没有一种化学元素为细胞所特有。
②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)组成细胞的元素
①最基本元素(核心元素):C ②基本元素:C、H、O、N
③大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。
④微量元素:Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等。微量元素在生物体内含量很少,却是不可缺少的。
⑤鲜重下,含量最多的元素是O,原子数目最多的是 H。
(3)组成细胞的化合物
①细胞中的元素大多以化合物的形式存在,如水、蛋白质、核酸、糖类、脂质等。
②细胞内含量最多的化合物是水,含量最多的有机化合物是蛋白质。
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2.检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质:
(1)还原糖的检测和观察
斐林试剂需现配现用,等量混匀,反应需要50-65℃水浴加热。常见的还原糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖等,蔗糖、淀粉不是还原糖。
(2)蛋白质的检测和观察
①检测原理:蛋白质 + 双缩脲试剂→紫色。
②检测步骤及结论
(3)脂肪的检测和观察
①检测原理:脂肪+苏丹Ⅲ染液→橘黄色。
②检测步骤及结论
(4)实验材料的选择原则:
①色浅或无色,有关物质含量丰富。
②鉴定还原糖宜选用苹果汁或梨汁;西瓜汁颜色深、甘蔗汁富含蔗糖(非还原糖),均不宜。
③脂肪检测宜选用花生种子等脂肪含量丰富的生物材料。
④蛋白质检测常选用豆浆或鸡蛋清稀释液等色浅且蛋白质含量丰富的材料。
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(5)斐林试剂与双缩脲试剂的比较
试剂 | 斐林试剂 | 双缩脲试剂 | ||
甲液 | 乙液 | A液 | B液 | |
成分 | 0.1g/ml NaOH 溶液 | 0.05g/ml CuSO4 溶液 | 0.1g/ml NaOH 溶液 | 0.01g/ml CuSO4 溶液 |
添加顺序 | 甲、乙等量混匀,现配现用 | 先加A液1ml,摇匀,再加B液4滴,摇匀 | ||
反应条件 | 50-65℃水浴加热 | 不需加热,摇匀即可 | ||
反应现象 | 产生砖红色沉淀 | 紫色 | ||
2.2 细胞中的无机物
1.细胞中的水
形式 | 自由水(约95.5%) | 结合水(约4.5%) |
概念 | 细胞中呈游离状态的水,可以自由流动 | 与细胞内其他物质(蛋白质、多糖等)相结合 |
功能 | (1)细胞内良好的溶剂 (2)参与细胞内生物化学反应(代谢) (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部分 |
与细胞代谢或 抗逆性的关系 | 正常情况下,自由水/结合水的比值越小,细胞代谢越缓慢,但抗逆性越强; 自由水/结合水的比值越大,细胞代谢越旺盛,但抗逆性越差。 | |
2.细胞中的无机盐:
(1)存在形式和含量:细胞中少数无机盐与其他化合物结合,大多数以离子形式存在。含量很少。
(2)无机盐的生理功能
①构成细胞结构和细胞中重要化合物的成分,如Fe2+→血红素,Mg2+→叶绿素,
P→细胞膜、细胞核和细胞必不可少的许多化合物(如ATP、NADPH等)的重要成分。
②维持细胞和生物体的生命活动,如Na+ 缺乏→肌肉酸痛、无力;哺乳动物血液Ca2+过低→抽搐。
③维持生物体内的平衡,如酸碱平衡、渗透压平衡等。
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2.3 细胞中的糖类和脂质
1.细胞中的糖类:重要的能源物质
分类 | 概念 | 种类 | 主要功能 | 主要分布 | ||
单糖 | 不能水解的糖,可直接被细胞吸收 | 五碳糖 | 核糖 | 组成RNA的成分 | 动植物细胞中 | |
脱氧核糖 | 组成DNA的成分 | |||||
六碳糖 | 葡萄糖 | 细胞生命活动需要的 主要能源物质 | ||||
果糖 | 提供能量 | 植物细胞中 | ||||
半乳糖 | 动物细胞中 | |||||
二糖 | 由两分子单糖脱水缩合而成的糖 | 蔗糖 (果糖+葡萄糖) | 水解成单糖,提供能量 | 甘蔗、甜菜中含量丰富 | ||
麦芽糖 (2葡萄糖) | 发芽的小麦等谷粒中 含量丰富 | |||||
乳糖 (半乳糖+葡萄糖) | 人和动物的乳汁中 含量丰富 | |||||
多糖 | 水解后能够生成许多单糖的糖 | 淀粉 | 植物体内的储能物质 | 植物细胞中 | ||
纤维素 | 植物细胞壁主要成分 | 植物细胞的细胞壁 | ||||
糖原 | 肌糖原 | 人和动物细胞的储能物质 | 不能补充血糖 | 动物肌肉 | ||
肝糖原 | 分解产生葡萄糖,补充血糖 | 动物肝脏 | ||||
几丁质(壳多糖) | 医药、化工等用途 | 甲壳类动物、昆虫的外骨骼 | ||||
淀粉、糖原、纤维素的基本单位都是葡萄糖,属于生物大分子。几丁质含N元素,基本单位不是葡萄糖。
2.细胞中的脂质:(脂质分子中氧的含量低于糖类,氢的含量更高)
分类 | 元素组成 | 功能 | |
脂肪 (三酰甘油、甘油三酯) | C、H、O | (1)功能: ①细胞中良好的储能物质。等质量下脂肪储存的能量比糖类多。 ②绝热体,起保温作用 ③缓冲、减压,可以保护内脏器官。 | |
磷脂 | C、H、O、P、(N) | 构成细胞膜和细胞器膜的重要成分 | |
固醇 | 胆固醇 | C、H、O | 构成动物细胞膜的重要成分;参与人体血液中脂质的运输。 |
性激素 | 促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成 | ||
维生素D | 促进人和动物肠道对Ca和P的吸收。 | ||
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2.4 蛋白质是生命活动的主要承担者
1.蛋白质的主要功能:
(1)构成细胞和生物体结构,如肌肉、毛发、羽毛、蛛丝。
(2)催化:酶绝大多数是蛋白质
(4)调节(信息传递):胰岛素等蛋白质类激素
(3)运输:血红蛋白、转运蛋白等
(5)免疫:抗体