資源簡介

第一單元 細胞的分子組成
1.生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性
（1）統(tǒng)一性：細胞與非生物相比，在元素種類上具有統(tǒng)一性。
（2）差異性：細胞與非生物相比，在元素含量上具有差異性。
2.組成細胞的元素的種類和含量
大量元素和微量元素的劃分依據(jù)是元素在細胞中含量的多少，而不是生理作用的大小。
無論干重還是鮮重，細胞中C、H、O、N這四種元素含量最多。
3.組成細胞的化合物
種類
（1）無機化合物：水和無機鹽。
（2）有機化合物：糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸。
含量：細胞中含量最多的化合物是水；細胞中含量最多的有機化合物是蛋白質(zhì)；細胞中占干重最多的化合物是蛋白質(zhì)。
不同食物中營養(yǎng)物質(zhì)的種類和含量不同
玉米種子、甘蔗的莖、甜菜的根、蘋果：富含糖類。
花生種子：富含脂肪。
牛奶、雞蛋、大豆種子：富含蛋白質(zhì)。
※元素與化合物的關系：組成細胞的元素在生物體中一般以化合物形式存在，如鎂形成葉綠素、鐵形成血紅素，等等。但有少數(shù)元素是以單質(zhì)形式存在的，如硫磺細菌中的S是以硫磺顆粒存在的。另外少數(shù)元素以離子形式存在，如K以K＋。
4.細胞中的水
水的含量
（1）生物體的含水量隨著生物種類的不同而有所差別。
（2）水是構成細胞的重要成分，也是活細胞中含量最多的化合物。
水的存在形式及作用
存在形式 自由水 結合水
概念 細胞中以游離的形式存在的水 細胞中與其他物質(zhì)相結合的水
含量 約占細胞內(nèi)全部水分的95.5% 約占細胞內(nèi)全部水分的4.5%
功能 ①細胞內(nèi)的良好溶劑；②參與細胞內(nèi)的生物化學反應；③為細胞提供液體環(huán)境；④運送營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物 是細胞結構的重要組成成分
自由水和結合水的比例與細胞代謝的關系
（1）自由水/結合水越大，細胞的代謝就越旺盛。
（2）結合水/自由水越大，細胞抵抗干旱和寒冷等不良環(huán)境的能力就越強。
水在生產(chǎn)實際中的應用
生活中的現(xiàn)象 對此現(xiàn)象的解釋
種子在貯存時需將種子曬干 減少自由水含量，降低種子的代謝，延長種子壽命
干種子用水浸泡后仍能萌發(fā) 失去自由水的種子仍保持其生理活性
低溫環(huán)境下減少花卉澆水 提高花卉對低溫的抗性
鮮種子放在陽光下暴曬，重量減輕 自由水散失，代謝減弱
干種子放在試管中，用酒精燈加熱，試管壁上有水珠 種子曬干后，仍含有結合水，用酒精燈加熱會失去結合水
炒熟的種子浸泡后不萌發(fā) 失去結合水的細胞失去生理活性
5.細胞中的無機鹽
（1）含量：占細胞鮮重的1%～1.5%。
（2）存在形式：大多數(shù)以離子形式存在。
（3）陽離子主要有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等。
（4）陰離子主要有 C1-、SO42-、PO43-、HCO3-等。
6.無機鹽的功能
（1）某些重要化合物的組成成分，如Mg2＋是構成葉綠素的主要成分。
（2）維持細胞和生物體的生命活動，具有重要作用，如哺乳動物的血液中Ca2＋中含量降低，會出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象等。
（3）維持細胞的酸堿平衡。
※無機鹽存在形式及作用的兩點歸納：
無機鹽并不都以離子的形式存在，如骨骼中的鈣以CaCO3的形式存在。
無機鹽在細胞內(nèi)含量很低，但其作用非常重要，且需要保持一定的量，缺失和過多都可能影響生命活動。
7.無機鹽參與構成的常見化合物
（1）N：蛋白質(zhì)、葉綠素、核苷酸等。
（2）P：核苷酸、磷脂等。
（3）Mg：葉綠素。
（4）S：含硫氨基酸的組成成分（蛋白質(zhì)的特征元素）。
（5）Fe：動物血紅素。
（6）I：甲狀腺激素等。
8.細胞中的糖類
（1）元素組成：C、H、O三種元素。
（2）功能：細胞中主要的能源物質(zhì)。
9.糖類的種類與作用
項目 概念 常見種類 分布
單糖 不能水解的糖 核糖 動植物
脫氧核糖
葡萄糖
二糖 水解后能夠生成兩個單糖分子的糖 蔗糖 植物
麥芽糖
乳糖 動物
多糖 水解后能夠生成 個單糖分子的糖 淀粉 植物
纖維素
糖原 動物
幾丁質(zhì) 甲殼類動物和昆蟲的外骨骼中
※糖類的三種分類
（1）依據(jù)分布分類
注：大多數(shù)果糖存在于植物細胞中，大多數(shù)乳糖和半乳糖存在于動物細胞中。
（2）依據(jù)功能劃分
②生命活動的主要能源物質(zhì)：葡萄糖。
③細胞中的儲能物質(zhì)：淀粉和糖原。
（3）依據(jù)性質(zhì)劃分
①還原糖：葡萄糖、果糖、麥芽糖等。
②非還原糖：多糖、蔗糖等。
10.糖類之間的轉化
11.細胞中的脂質(zhì)
（1）元素組成：主要是 ，有的還含有P和N。
（2）特點：與糖類相比，氧的含量 ，而氫的含量更 。
（3）分布：大量存在于某些植物的種子、果實及動物體的脂肪組織中。
（4）種類和功能
種類 生理功能
脂肪 ①細胞內(nèi)良好的儲能物質(zhì) ②很好的絕熱體，有隔熱、保溫作用 ③能緩沖和減壓，可以保護內(nèi)臟器官
磷脂 構成細胞膜和細胞器膜等的重要成分
固醇 膽固醇 ①構成動物細胞膜的重要成分 ②參與血液中脂質(zhì)的運輸
性激素 促進人和動物生殖器官的發(fā)育以及生殖細胞的形成
維生素D 能有效地促進人和動物腸道對鈣、磷的吸收
12.糖類和脂質(zhì)的轉化
糖類和脂肪是可以相互轉化的
（1）糖類轉化為脂肪的過程：葡萄糖除供細胞利用外，多余的部分可以合成 儲存起來；如果葡萄糖還有富余，就可以轉變脂肪和某些糖原。
（2）脂肪轉化為糖類的過程：食物中的脂肪被消化吸收后，可以在皮下結締組織等處以脂肪組織的形式儲存起來。而脂肪一般在糖類代謝發(fā)生障礙，引起功能不足時，才會分解供能，而且氨基酸不能轉化為糖類。
糖類與脂質(zhì)的轉化示意圖：
13.蛋白質(zhì)的功能
（1）一切生命活動都離不開蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者。
（2）蛋白質(zhì)功能舉例：
功能 實例
作為結構蛋白 羽毛、肌肉、頭發(fā)、蛛絲
催化作用 絕大多數(shù)酶
運輸作用 載體蛋白、血紅蛋白
調(diào)節(jié)作用 胰島素、生長激素等蛋白質(zhì)類激素
免疫作用 抗體
14.蛋白質(zhì)的基本組成單位——氨基酸
氨基酸的結構
（1）結構通式
（2）結構特點
①數(shù)量上：至少含有一個氨基（—NH2）和一個羧基（—COOH）。
②位置上：都有一個氨基和一個羧基連在同一個碳原子上。
（3）各種氨基酸之間的區(qū)別在于R基的不同。
種類
（1）分類依據(jù)：能否在人體內(nèi)合成。
（2）種類
人體細胞不能合成的是必需的氨基酸（共8種）。
人體細胞能合成的是非必需的氨基酸（共13種）。
※組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸的判斷標準
（1）數(shù)量標準：至少有一個“—NH2”和一個“—COOH”。
“氨基酸”這一名詞與其分子結構有對應關系，“氨基酸”代表了其分子結構中主要的部分——氨基（堿性）和羧基（酸性），分子結構中缺少其一，都不是氨基酸。如：
H2N—CH2—CH2OH 缺少—COOH
HOOC—CH2—CH2—COOH 缺少—NH2
位置標準：都有一個“—NH2”和一個“—COOH”連接在同一個碳原子（中心碳原子）上。
15.氨基酸的脫水縮合
（1）此生理過程的名稱是脫水縮合。
（2）寫出字母代表的結構或名稱：a-一個氨基；b-一個羧基。
（3）判斷產(chǎn)物H2O中原子的來源。
H：來自R1所在氨基酸的羧基和R2所在氨基酸的R基。
O：來自R1所在氨基酸的羧基。
16.蛋白質(zhì)的形成過程：
元素：C、H、O、N等
↓
氨基酸：蛋白質(zhì)的基本組成單位
↓脫水縮合
二肽：由兩個氨基酸分子縮合而成的化合物
↓
多肽（鏈）：由多個氨基酸分子縮合而成的化合物，通常呈鏈狀結構
↓
蛋白質(zhì)：具有一定的空間結構
17.蛋白質(zhì)的結構多樣性的原因：每種蛋白質(zhì)含有的氨基酸種類和數(shù)目都不同，不同種類氨基酸的排列順序多種多樣，肽鏈的盤曲折疊方式及形成的空間結構不同，這就決定了蛋白質(zhì)分子的結構多樣性。
每一種蛋白質(zhì)分子都有與它所承擔功能相適應的獨特結構，如果氨基酸序列改變或蛋白質(zhì)的空間結構改變，就可能會影響其功能。
※多肽中氨基數(shù)、羧基數(shù)、氨基酸數(shù)、肽鍵數(shù)和脫水數(shù)的計算：
氨基酸平均相對分子質(zhì)量 氨基酸數(shù)目 肽鍵數(shù)目 脫去水分子數(shù)目　 多肽或蛋 白質(zhì)相對 分子質(zhì)量 氨基數(shù)目 羧基數(shù)目
一條肽鏈 a n n－1 n－1 na－18×(n－1) 至少1個 至少1個
m條肽鏈 a n n－m n－m na－18×(n－m) 至少m個 至少m個
環(huán)狀多肽 a n n n na－18n 最少為0 最少為0
18.核酸的種類及其分布
（1）核酸包括兩大類：一類是脫氧核糖核酸，簡稱DNA；另一類是核糖核酸，簡稱RNA。
（2）真核細胞的DNA主要分布在細胞核中，線粒體、葉綠體內(nèi)也含有少量的DNA。RNA主要分布在細胞質(zhì)中。
※生物體中核酸、遺傳物質(zhì)、堿基和核苷酸種類的分析
生物類別 核酸種類 遺傳物質(zhì) 堿基種類 核苷酸種類
細胞生物 DNA和RNA DNA A、G、C、T、U 8種
病毒 只含DNA DNA A、G、C、T 4種
只含RNA RNA A、G、C、U 4種
19.核酸是由核苷酸連接而成的長鏈
（1）組成元素：只有C、H、O、N、P五種。
（2）基本組成單位——核苷酸：一個核苷酸由一分子五碳糖、一分子含氮堿基和一分子磷酸組成，其連接方式如圖所示：
①五碳糖：核糖、脫氧核糖。
②含氮堿基：A（腺嘌呤）、G（鳥嘌呤）、C（胞嘧啶）、T（胸腺嘧啶）、U（尿嘧啶）。
（3）分類
依據(jù)五碳糖：含有脫氧核糖的為脫氧核苷酸；含有核糖的為核糖核苷酸。
依據(jù)堿基：脫氧核苷酸和核糖核苷酸各分為4種。
20.核酸的形式：一般情況下，在生物體的細胞中，DNA由兩條脫氧核苷酸鏈構成，RNA由一條核糖核苷酸鏈構成。
21.核酸的作用：核酸是細胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)，在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成中具有極其重要的作用
22.生物大分子以碳鏈為骨架
多聚體的組成：若干個相連的碳原子→碳鏈為基本骨架→單體→多聚體。
23.根據(jù)元素組成判斷細胞內(nèi)的有機物種類
（1）只含C、H、O→糖類、脂肪或固醇類。
（2）除C、H、O、N外，還含有S→蛋白質(zhì)。
（3）不僅含有C、H、O、N，還含有P→磷脂或核酸。
24.根據(jù)功能判斷細胞內(nèi)有機物的種類
（1）主要能源物質(zhì)→糖類。
（2）主要儲能物質(zhì)→脂肪、淀粉、糖原。
（3）主要結構物質(zhì)→蛋白質(zhì)。
（4）貯存遺傳信息的物質(zhì)→DNA或RNA。
25.生物大分子初步水解與徹底水解的產(chǎn)物不同。
（1）水解是指大分子有機物分解為小分子有機物，若得到的小分子有機物還可以水解則為初步水解，若得到的小分子有機物不能再水解則為徹底水解。
（2）大分子物質(zhì)的初步水解產(chǎn)物和徹底水解產(chǎn)物。
物質(zhì) 初步水解產(chǎn)物 徹底水解產(chǎn)物
DNA 脫氧核苷酸 脫氧核糖、堿基、磷酸
RNA 核糖核苷酸 核糖、堿基、磷酸
蛋白質(zhì) 多肽 氨基酸
淀粉 麥芽糖 葡萄糖
26.細胞中糖類和脂質(zhì)的鑒定
（1）斐林試劑與雙縮脲試劑的比較
（2）實驗原理分析：鑒定還原糖，是新配制的Cu(OH)2與還原糖反應，Cu(OH)2被還原為Cu2O（磚紅色）。
27.斐林試劑與雙縮脲試劑的比較
斐林試劑 雙縮脲試劑
甲液 乙液 A液 B液
成分 質(zhì)量濃度為0.1 g/mL的NaOH溶液 質(zhì)量濃度為0.05 g/mL的CuSO4溶液 質(zhì)量濃度為0.1 g/mL的NaOH溶液 質(zhì)量濃度為0.01 g/mL的CuSO4溶液
鑒定物質(zhì) 還原糖 蛋白質(zhì)
添加順序 甲、乙兩液等量混勻后立即使用 先加入A液1 mL，搖勻，再加入B液4滴，搖勻
反應條件 50～65 ℃溫水浴加熱 不需加熱，搖勻即可
反應現(xiàn)象 藍色→棕色→磚紅色沉淀 淺藍色→紫色
28.實驗原理分析：檢測蛋白質(zhì)的原理是肽鍵在堿性環(huán)境中與Cu2＋反應生成紫色絡合物，所以加入雙縮脲試劑A液的目的是制造堿性環(huán)境。
29.檢測生物組織中有機物的注意事項
（1）顏色反應中實驗材料的選擇
由于糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的檢測都需要觀察顏色變化，所以選取的實驗材料應盡可能是白色或無色的，避免實驗材料本身的顏色對實驗結果的干擾。
非還原糖（如蔗糖）遇斐林試劑后，溶液不是無色而是淺藍色，因為斐林試劑中含有新配制的Cu(OH)2溶液，呈淺藍色。
做蛋白質(zhì)的鑒定實驗時，若用大豆作實驗材料，必須提前浸泡；若用蛋清作實驗材料，必須稀釋，防止其粘在試管壁上，不易刷洗。
物質(zhì)鑒定實驗一般可預留部分樣液作對照實驗。若需進一步設立對照實驗，對照組應加入成分已知的物質(zhì)，如驗證唾液淀粉酶是蛋白質(zhì)，則對照組可加入稀釋的雞蛋清溶液。
（2）各有機物鑒定實驗的差異
需要加熱——還原糖鑒定需要水浴加熱。
需要顯微鏡——脂肪鑒定是唯一用到顯微鏡的有機物鑒定實驗。

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