必修1第2章組成細(xì)胞的分子知識清單高一上學(xué)期生物人教版必修1

第二章第1節(jié)細(xì)胞中的元素和化合物（一）組成細(xì)胞的元素，常見的有20多種：大量元素：CHONPSKCaMg微量元素：ZnFeBCuMoMn（“新鐵臂阿童木猛”）基本元素：CHON最基本元素：C（被譽(yù)為“生命核心”）大量元素和微量元素都屬于必需元素。微量元素盡管在生物體內(nèi)含量很少，但其作用是其他元素不可替代的。細(xì)胞鮮重中含量最多的元素：O細(xì)胞干重中含量最多的元素：C細(xì)胞鮮重中原子數(shù)目最多的元素：H4.參與組成血紅素（血紅蛋白）的元素：Fe參與組成葉綠素的元素：Mg5.組成細(xì)胞的各種元素大多以化合物的形式存在，細(xì)胞內(nèi)的化合物可分為：無機(jī)化合物：水、無機(jī)鹽有機(jī)化合物：糖類、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸等6.細(xì)胞內(nèi)含量最多的化合物：水細(xì)胞內(nèi)含量最多的有機(jī)化合物：蛋白質(zhì)干重中含量最多的化合物：蛋白質(zhì)（本節(jié)實驗見后頁）第二章第1節(jié)細(xì)胞中的元素和化合物（二）【實驗】檢測生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)1.還原糖的檢測：原理：水浴加熱（50~65℃）條件下，還原糖可與斐林試劑發(fā)生作用，生成磚紅色沉淀。試劑：斐林試劑（甲液--乙液4）用法：甲乙液等量混合均勻，現(xiàn)配現(xiàn)用【補(bǔ)充】斐林試劑用法的原因：①還原糖與Cu(OH)2（由斐林試劑甲乙液混合生成）在水浴加熱條件下發(fā)生反應(yīng)，生成磚紅色的Cu2O沉淀。②配置好的Cu(OH)2懸濁液放置一段時間后，會形成沉淀，影響實驗效果，因此斐林試劑必須現(xiàn)配現(xiàn)用，不能久置。（此處了解即可，無需背誦）2.蛋白質(zhì)的檢測：原理：蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生作用，產(chǎn)生紫色反應(yīng)。試劑：雙縮脲試劑（A液--B液4）用法：先加入較多A液，再加入少量B液（先A后B，A多B少）（3）實質(zhì)：蛋白質(zhì)與Cu2+在需堿性條件下反應(yīng)，方可產(chǎn)生紫色絡(luò)合物，因此先用A液創(chuàng)造堿性環(huán)境，再用B液提供Cu2+；但Cu2+本身為藍(lán)色，所以B液只能少量加入，避免遮蔽實驗結(jié)果中的紫色。（此處了解即可，無需背誦）3.脂肪的檢測：原理：脂肪可以被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色以花生子葉為實驗材料時，需在顯微鏡下進(jìn)行觀察，還需用50%酒精溶液——用以洗去浮色。（3）以植物油為實驗材料時，可用肉眼直接觀察，無需洗去浮色。4.常見的還原糖：葡萄糖、果糖、乳糖、麥芽糖、半乳糖非還原糖：蔗糖、淀粉5.檢測還原糖時，應(yīng)該選擇含還原糖量較高、白色或近于白色的植物組織，防止顏色對實驗現(xiàn)象的干擾。例：不適合用于檢測還原糖的材料有：西瓜汁（具有明顯顏色）甘蔗和甜菜（蔗糖不屬于還原糖）第二章第2節(jié)細(xì)胞中的無機(jī)物細(xì)胞中的無機(jī)物：①水（含量最多）②無機(jī)鹽（含量很少）水的理化性質(zhì)：①水是極性分子；②水分子間能形成氫鍵；③水具有較高的比熱容。細(xì)胞中的水（以兩種形式存在）：自由水與結(jié)合水。（1）自由水（9%）：特點：可以自由流動，容易散失功能：①細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑；②參與細(xì)胞內(nèi)的生化反應(yīng)；③為細(xì)胞提供液體環(huán)境；④運輸養(yǎng)料和廢物。（2）結(jié)合水（4.5%）：特點：與細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)（蛋白質(zhì)、多糖等）結(jié)合，不易散失功能：細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分自由水與結(jié)合水的關(guān)系：二者可相互轉(zhuǎn)換

①自由水含量升高：細(xì)胞代謝加快例：萌發(fā)的種子或幼苗

降低：細(xì)胞代謝減慢例：曬干的種子（利于儲存）

②結(jié)合水含量升高：生物抗逆性增強(qiáng)例：冬小麥、仙人掌

降低：生物抗逆性減弱

【釋義】抗逆性指生物抵抗干旱、寒冷等不良環(huán)境的能力

細(xì)胞中的無機(jī)鹽：（1）存在形式：主要以離子的形式存在，如：K+、Na+、Ca2+少部分以化合物形式存在，如：牙齒中的CaCO3（2）功能：①參與一些重要化合物的組成；例：Fe2＋參與血紅蛋白的組成②維持細(xì)胞和生物體的生命活動；例：人缺乏Na＋會導(dǎo)致肌肉酸痛③維持細(xì)胞的酸堿平衡；例：劇烈運動產(chǎn)生的酸性物質(zhì)不會長時積累④維持細(xì)胞的滲透壓平衡。例：輸液使用生理鹽水（0.9%NaCl溶液）植物缺鎂：葉綠素合成受阻，抑制光合作用人缺鐵：血紅素合成受阻，發(fā)生貧血人缺鈣：肌肉抽搐人缺鈉：肌肉酸痛種子被曬干：失去自由水，有生命活力；進(jìn)而烘干：失去結(jié)合水，無生命活力。最后點燃：有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2排出，剩下的灰燼即為無機(jī)鹽第二章第3節(jié)細(xì)胞中的糖類和脂質(zhì)糖類：又名“碳水化合物”（1）組成元素：C、H、O（2）化學(xué)通式：(CH2O)（3）功能：主要的能源物質(zhì)（大多數(shù)）（4）分類：單糖、二糖、多糖①單糖：C6H12O6不能水解的糖，可直接被細(xì)胞吸收【補(bǔ)充】葡萄糖又被譽(yù)為“生命的燃料”②二糖：C12H22O11由兩分子單糖脫水縮合而成，需水解為單糖才可被細(xì)胞吸收【補(bǔ)充】1麥芽糖=1葡萄糖+1葡萄糖1蔗糖=1葡萄糖+1果糖1乳糖=1葡萄糖+1半乳糖③多糖：(C6H10O5)n由多分子單糖脫水縮合而成，需水解為單糖才可被細(xì)胞吸收【補(bǔ)充】淀粉、纖維素和糖原都是由許多葡萄糖連接而成的，構(gòu)成它們的基本單位都是葡萄糖分子。（注：幾丁質(zhì)的基本單位不是葡萄糖）糖類的水解：還原糖：包括所有的單糖和除蔗糖以外的二糖。與能量無關(guān)的糖類：纖維素、幾丁質(zhì)、脫氧核糖、核糖脂質(zhì)：（1）組成元素：C、H、O，有些還含有P和N（2）性質(zhì)：不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑（乙醚、氯仿、丙酮等）（3）分類：常見的脂質(zhì)有脂肪、磷脂、固醇等。Ⅰ.脂肪：又稱三酰甘油或甘油三酯，由三分子脂肪酸與一分子甘油反應(yīng)形成①組成元素：C、H、O②植物脂肪大多含不飽和脂肪酸（雙鍵），室溫下呈液態(tài)；動物脂肪大多含飽和脂肪酸（單鍵），室溫下呈固態(tài)。③功能：a.良好的儲能物質(zhì)b.保溫作用c.緩沖和減壓Ⅱ.磷脂：①組成元素：C、H、O、P、N②功能：構(gòu)成細(xì)胞膜的重要成分（所有細(xì)胞）Ⅲ.固醇：包括膽固醇、性激素和維生素D①膽固醇：構(gòu)成動物細(xì)胞膜的重要成分；人體內(nèi)參與血液中脂質(zhì)的運輸。②性激素：促進(jìn)人和動物生殖器官的發(fā)育以及生殖細(xì)胞的形成；③維生素D：促進(jìn)Ca、P吸收（缺乏維生素D會患佝僂病）。氧化分解釋放的能量比較：脂肪＞糖類原因：脂肪H多O少，氧化分解時需要的氧氣多，生成的水多，釋放的能量也多。糖類與脂肪的轉(zhuǎn)化：第二章第4節(jié)蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者蛋白質(zhì)：組成元素：C、H、O、N（有些還含有P、S等）基本單位：氨基酸功能：“狗催運面條”組成細(xì)胞結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)蛋白）：肌肉、頭發(fā)、羽毛、蛛絲催化功能：唾液淀粉酶、胃蛋白酶運輸功能：血紅蛋白調(diào)節(jié)功能：胰島素免疫功能：抗體【補(bǔ)充】蛋白質(zhì)的五大功能與生物體生命活動息息相關(guān)，因此蛋白質(zhì)被譽(yù)為“生命活動的主要承擔(dān)者”！氨基酸：（1）組成元素：C、H、O、N（有些還含有P、S等）（2）種類：組成生物體蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，①必需氨基酸（人體細(xì)胞不能合成）：8種②非必需氨基酸（人體細(xì)胞能夠合成）：13種（3）結(jié)構(gòu)通式：如下圖

①至少有1個氨基-NH2和1個羧基-COOH連接在同一個C原子上，此C原子還需連接一個H原子和一個R基（側(cè)鏈基團(tuán)）。②氨基酸的種類由R基決定。（4）連接方式：通過脫水縮合來形成肽鍵【注意】①脫水縮合發(fā)生于相鄰氨基酸的氨基與羧基之間，R基中的氨基與羧基通常不會發(fā)生脫水縮合?、诿撍s合的部位會形成肽鍵，將兩個氨基酸分子連接成為二肽。（如下圖所示）①肽鍵用化學(xué)式可表示為：-CO-NH-②脫去的水分子中的H來自于氨基和羧基脫去的水分子中的O來自于羧基【補(bǔ)充】肽鍵的形成：（每形成1個肽鍵，需要脫去1個水分子）由兩個氨基酸脫水縮合而成的化合物叫作二肽，由多個氨基酸脫水縮合而成的化合物叫作多肽，多肽通常呈鏈狀結(jié)構(gòu)，故也可叫作肽鏈。蛋白質(zhì)的形成過程：【注意】①只有蛋白質(zhì)才具有空間結(jié)構(gòu)?、陔逆溨械陌被嶂g能夠形成氫鍵（一種分子間作用力）等，從而使得肽鏈能盤曲折疊，形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子。③許多蛋白質(zhì)分子都含有兩條或多條肽鏈，它們通過一定的化學(xué)鍵如二硫鍵（-S-S-）相互結(jié)合在一起?！狙a(bǔ)充】二硫鍵的形成：（每形成1個二硫鍵，需要脫去2個H原子）蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)具有多樣性的原因：氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序不同；蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)不同。【補(bǔ)充】蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)（結(jié)構(gòu)決定功能），若蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，其功能也會受到影響。蛋白質(zhì)的變性：（1）物理因素：高溫、高壓；化學(xué)因素：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽（2）過程特點：蛋白質(zhì)變性后空間結(jié)構(gòu)被破壞，使蛋白質(zhì)失活（此過程不可逆）【補(bǔ)充】①變性的蛋白質(zhì)不會發(fā)生肽鍵的斷裂，仍能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)?、谑祀u蛋更容易被消化的原因：蛋白質(zhì)變性后空間結(jié)構(gòu)被破壞，肽鍵得以暴露，更容易被蛋白酶水解。蛋白質(zhì)的鹽析：（1）因素：加入中性鹽（如NaCl等）使蛋白質(zhì)在水中的溶解度降低（2）特點：鹽析不會破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)不失活（此過程可逆）第二章第4節(jié)蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者蛋白質(zhì)相關(guān)計算1.肽鍵數(shù)、脫水?dāng)?shù)、氨基酸數(shù)：鏈狀肽：肽鍵數(shù)=脫水?dāng)?shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)環(huán)狀肽：肽鍵數(shù)=脫水?dāng)?shù)=氨基酸數(shù)2.至少含有的游離氨基（羧基）數(shù)：鏈狀肽：氨基（羧基）數(shù)=肽鏈數(shù)環(huán)狀肽：氨基（羧基）數(shù)=03.總共含有的游離氨基（羧基）數(shù)：鏈狀肽：氨基（羧基）數(shù)=肽鏈數(shù)+R基中的氨基（羧基）數(shù)環(huán)狀肽：氨基（羧基）數(shù)=0+R基中的氨基（羧基）數(shù)4.蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量：無二硫鍵：蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量==氨基酸數(shù)×氨基酸平均分子量-脫水?dāng)?shù)×18有二硫鍵：蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)×氨基酸平均分子量-脫水?dāng)?shù)×18-二硫鍵數(shù)×25.由n種、m個氨基酸可以組成nm種蛋白質(zhì)【拓展】蛋白質(zhì)中的原子數(shù)：①蛋白質(zhì)中的O原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)×2+R基中的O原子數(shù)②蛋白質(zhì)中的N原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基中的N原子數(shù)第二章第5節(jié)核酸是遺傳信息的攜帶者核酸：（1）組成元素：C、H、O、N、P（無其它元素）（2）基本單位：核苷酸（3）分類：①脫氧核糖核酸（DNA）：通常為雙鏈結(jié)構(gòu)真核生物的DNA主要分布在細(xì)胞核中，少量分布在線粒體、葉綠體中；原核生物的DNA分布在擬核中。②核糖核酸（RNA）：通常為單鏈結(jié)構(gòu)真/原核生物的RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。（4）功能：核酸是細(xì)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?！狙a(bǔ)充】①與生物體的遺傳變異有關(guān)的核酸：DNA或RNA②與蛋白質(zhì)的生物合成有關(guān)的核酸：RNA③細(xì)胞生物和DNA病毒的遺傳物質(zhì)：DNA④RNA病毒的遺傳物質(zhì)：RNA核苷酸：（1）組成元素：C、H、O、N、P（無其它元素）（2）分類：①脫氧核糖核苷酸（可簡稱脫氧核苷酸）：組成DNA的基本單位②核糖核苷酸：組成RNA的基本單位（3）組成成分：1核苷酸=1磷酸基團(tuán)+1五碳糖+1含氮堿基【辨析】區(qū)分脫氧核糖核苷酸與核糖核苷酸的依據(jù)：五碳糖和堿基的種類①脫氧核糖核苷酸=磷酸基團(tuán)+脫氧核糖+A/G/C/T

②核糖核苷酸=磷酸基團(tuán)+核糖+A/G/C/U

【補(bǔ)充】堿基名稱：A腺嘌呤G鳥嘌呤C胞嘧啶（DNA與RNA共有）T胸腺嘧（DNA特有）U尿嘧啶（RNA特有）3.生物體內(nèi)脫氧核糖核苷酸的種類：4種①腺嘌呤脫氧核糖核苷酸②鳥嘌呤脫氧核糖核苷酸③胞嘧啶脫氧核糖核苷酸④胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸4.生物體內(nèi)核糖核苷酸的種類：4種①腺嘌呤核糖核苷酸②鳥嘌呤核糖核苷酸③胞嘧啶核糖核苷酸④尿嘧啶核糖核苷酸5.細(xì)胞生物體內(nèi)有2種核酸、8種核苷酸、2種五碳糖、5種堿基；病毒體內(nèi)有1種核酸、4種核苷酸、1種五碳糖、4種堿基?！揪毩?xí)】【補(bǔ)充】①?？糄NA病毒：T2噬菌體②?？糝NA病毒：COVID-19（新冠）、SARS（非典）、HIV（艾滋?。?、流感病毒、煙草花葉病毒6.核酸的多樣性：核苷酸的數(shù)目、排列順序多樣核酸的特異性：核苷酸特定的排列順序（序列）【補(bǔ)充】DNA分子特異性的應(yīng)用：DNA指紋技術(shù)7.核苷酸的排列順序（或堿基的排列順序）儲存