高中生物必修一第二章講義

1、必修一第二章組成細胞的分子知識點1. 組成細胞的元素與化合物1、 組成細胞的元素 1、細胞中的元素種類1 構成細胞的最基本的元素：C 元素2 構成細胞的基本元素：C、H 、O、N3 構成細胞的主要元素；C、 O、H、N、S、P4 細胞中的大量元素：C、H 、O、N 、P、S、K、Ca、Mg5 細胞中的微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo6 人體細胞鮮重中含量最多的元素：O 元素；其次，C 元素。7 人體細胞干重中含量最多的元素：C 元素。8 來源：有選擇地從自然界中獲得。9 存在：大多以化合物的形式存在。 2、生物界與非生物界的統(tǒng)一性和差異性1 統(tǒng)一性：組成生物體的化學元素在自然界都可以

2、找到2 差異性：組成生物體的化學元素在生物體內(nèi)的含量與在無機自然界中的含量不同二、組成細胞的化合物無機物水：鮮重含量最多的化合物（85-90）無機鹽組成細胞的化合物 蛋白質：鮮重含量最多的有機物，干重含量最多的化合物 元素C、H、O、N (有的含P、S) 有機物 脂質：元素C、H、O (有的含N、 P) 糖類：元素C、H、O 核酸：元素C、H、O、N、 P典例精析【判斷】(1)細胞中一種元素的作用能被其他元素替代。( ) (2)細胞中的微量元素因含量極少而不如大量元素重要。( ) (3)Ca、Mg、Fe、Mn、Cu是組成細胞的微量元素。( )知識點2. 細胞中的無機物1、 水l 水的概述：生物

3、體內(nèi)含量最多的化合物；不同的生物種類含水量差異大，一般水生生物含水量多于陸生生物；同一生物不同發(fā)育時期含水量差異大，一般幼年大于老年；同一生物個體不同器官含水量也不同。存在形式含量功能聯(lián)系自由水約95.51、良好溶劑2、參與多種化學反應3、運送養(yǎng)料和代謝廢物1. 它們可相互轉化；2. 代謝旺盛時自由水含量增多；隨結合水增加，抗逆性增強。3. 衰老的細胞內(nèi)自由水減少。結合水約4.5細胞結構的重要組成成分注意：心肌含水79呈堅韌形態(tài)是因為其結合水含量多，而血液含水82呈流動狀態(tài)是因為其自由水含量多。二、無機鹽1. 存在形式：絕大多數(shù)以離子形式存在2. 功能：復雜化合物的組成成分：Mg組成葉綠素、F

4、e血紅蛋白、I甲狀腺激素 維持細胞和生物體的生命活動（如動物缺鈣會抽搐、血鈣高會肌無力） 維持酸堿平衡（如維持血漿pH的NaHCO3/H2CO3） 調節(jié)滲透壓（Na主要維持細胞外液的滲透壓，K主要維持細胞內(nèi)液的滲透壓。）3. 設計實驗驗證無機鹽的生理功能(1)植物必需無機鹽的判斷依據(jù)：由于缺乏某種元素，植物的生長發(fā)育遇到障礙，不能完成它的生活史。除去某種元素以后，植物體表現(xiàn)出專一的病癥，而且這種缺素癥是可以利用該元素進行預防和恢復的。某種元素在植物營養(yǎng)上表現(xiàn)的效果是直接的，而不是由土壤的物理、化學或微生物等因素的改變而產(chǎn)生的間接效果。(2)判斷方法：溶液培養(yǎng)法，具體操作過程可歸納如下圖：典例精

5、析1、關于細胞內(nèi)水和無機鹽的敘述，不正確的是()A水是光合作用和有氧呼吸的原料B植物缺Mg引起光反應和暗反應強度均減弱CK和Na對神經(jīng)細胞功能有重要作用D細胞內(nèi)結合水的含量增加，抗逆性減弱2、探究鉀是否屬于植物生長發(fā)育所必需的元素。(1)實驗思路：利用缺素培養(yǎng)液和完全培養(yǎng)液的培養(yǎng)作對照并得出結論。(2)實驗步驟：培養(yǎng)液的配制： 。取材：選取_ _兩組植物。培養(yǎng)：將兩組植物分別培養(yǎng)在盛有上述兩種培養(yǎng)液的容器中，培養(yǎng)條件要_。觀察： 。(3)預測可能的結果及結論。如下表：缺素培養(yǎng)液完全培養(yǎng)液結論生長狀況正常正常異常正常_。_?！窘馕觥吭擃}重點考查實驗設計的對照原則和單一變量原則。運用完全培養(yǎng)液和缺

6、鉀培養(yǎng)液分別培養(yǎng)植物，前者為對照組，后者為實驗組。取長勢相同的植株，在適宜且相同的條件下培養(yǎng)，排除無關變量的干擾。若植物對這種元素的需要是必需的，缺乏時，植物就會出現(xiàn)特殊的缺乏癥狀，只有滿足植物對這種元素需求，癥狀才會消除?！敬鸢浮?2)配制完全培養(yǎng)液和缺鉀培養(yǎng)液長勢相同的相同且適宜兩組植物的生長狀況 (3)鉀不是植物生長發(fā)育所必需的元素鉀是植物生長發(fā)育所必需的元素知識點3. 蛋白質的結構與功能一、蛋白質（生命活動的主要承擔者） NH2元 素C、H、O、N（少量P、S） R C HCOOH基本單位 氨 基 酸 （20種） 特點：至少含有一個氨基（NH2）和一脫水縮合 個羧基（COOH），并且都

7、有一個氨基和一 個羧基連接在同一個碳原子上；氨基酸之間 的差別是在于R基的不同；氨基酸分為必需 氨基酸和非必需氨基酸。 多 肽 （鏈） 肽鍵：CONH 盤曲、折疊 幾個氨基酸就叫幾肽 空間結構 蛋白質 結構多樣性的原因 結構多樣性 氨基酸種類、數(shù)量、排列順序不同 決定 肽鏈的空間結構千變?nèi)f化功 能結構蛋白 與 功能蛋白結構成分、催化、運輸、免疫、調節(jié) （功能多樣性） （角蛋白、酶、載體如血紅蛋白、抗體、胰島素和生長激素）1. 必需氨基酸需從外界攝取，成人有 8 種，嬰兒有 9 種；非必需氨基酸可由人體細胞合成。2. 8 種必需氨基酸：異亮氨酸、甲硫氨酸、纈氨酸、亮氨酸、色氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸

8、、賴 氨酸。（攜一兩本單色書來）二、多肽的形成1、二肽的形成O H(1)過程的名稱：脫水縮合，場所：核糖體。(2)物質名稱：二肽(3)結構：肽鍵，其結構簡式為：CN。(4)H2O中H的來源：一個來自氨基，一個來自羧基；O來源于羧基。(5)參與脫水縮合的分別是兩個氨基酸中與中心碳原子相連的氨基和羧基，而不是R基中的氨基和羧基。2、相關計算(1)蛋白質相對分子質量、氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)和失去水分子數(shù)的關系：肽鍵數(shù)失去水分子數(shù)氨基酸數(shù)肽鏈數(shù)。蛋白質相對分子質量氨基酸數(shù)目×氨基酸平均相對分子質量脫去水分子數(shù)×18。(2)蛋白質中游離氨基或羧基數(shù)目的計算：至少含有的游離氨基或羧基

9、數(shù)肽鏈數(shù)。游離氨基或羧基數(shù)目肽鏈數(shù)R基中含有的氨基或羧基數(shù)。(3)假設氨基酸的平均相對分子質量為a，由n個氨基酸分別形成1條肽鏈或m條肽鏈：形成肽鏈數(shù)形成肽鍵數(shù)脫去水分子數(shù)氨基數(shù)目羧基數(shù)目多肽相對分子質量1n1n1至少1個至少1個na18(n1)mnmnm至少m個至少m個na18(nm)注：(1)若形成的多肽是環(huán)狀：氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)失去水分子數(shù)。(2)在計算多肽相對分子質量時，還要考慮一些其他化學變化過程，如二硫鍵(SS)的形成，每形成一個二硫鍵，脫去2個H，故相對分子質量減少2。典例精析【判斷】(1)一條肽鏈上至少有一個游離的氨基和一個游離的羧基，并分別位于肽鏈的兩端。( )(2)R基中的NH

10、2或COOH不參與肽鍵的形成。( )(3)細胞中氨基酸種類和數(shù)量相同的蛋白質是同一種蛋白質。( )(4)蛋白質肽鏈的盤曲和折疊被解開時，其特定功能并未發(fā)生改變。( )2多肽有鏈狀的，也有環(huán)狀的。下列有關說法，不正確的是()A一條鏈狀多肽至少含有1個氨基和1個羧基Bn個氨基酸形成環(huán)狀多肽時相對分子質量的變化為18nC多肽能盤曲、折疊形成具有一定空間結構的蛋白質分子D將環(huán)狀n肽徹底水解需要破壞的肽鍵數(shù)量為(n1)個3. 有關下圖中蛋白質的敘述，正確的是 ()A含有兩條肽鏈 B共有126個肽鍵CR基中共含17個氨基 D形成該蛋白質時共脫掉125個水分子【解析】蛋白質中的羧基總數(shù)R基上羧基數(shù)肽鏈一端游

11、離的羧基數(shù)，所以可知有17152條肽鏈；該蛋白質合成脫下的水分子數(shù)肽鍵數(shù)氨基酸數(shù)肽鏈數(shù)1262124；R基上的氨基數(shù)氨基總數(shù)肽鍵數(shù)17215。4. 現(xiàn)有氨基酸800個，其中氨基總數(shù)為810個，羧基總數(shù)為808個，則由這些氨基酸合成的含有3條肽鏈的蛋白質共有肽鍵、氨基和羧基的數(shù)目依次為()A800、3、3B799、13、13C798、807、805 D797、13、11【解析】根據(jù)氨基酸的結構通式可知，這800個氨基酸分子的R基中的氨基有10個，羧基有8個。由氨基酸數(shù)肽鏈數(shù)肽鍵數(shù)可知，3條肽鏈的蛋白質共有肽鍵797個。每條肽鏈的兩端各有一個氨基和一個羧基，故三條肽鏈的氨基數(shù)和羧基數(shù)為肽鏈兩端的氨

12、基和羧基加上氨基酸R基上的氨基和羧基，即氨基總數(shù)為31013個，羧基總數(shù)為3811。知識點4. 核酸、糖類和脂質1、 核酸的種類與功能1、 核酸（遺傳信息的攜帶者）一分子磷酸基本單位是：核苷酸 一分子五碳糖（2種）（8種） 一分子含氮堿基（5種）核酸功能：是細胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質，對于生物的遺傳、變異和蛋白質的合成具有重要作用。核酸的種類：脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）注意：遺傳物質和核酸的區(qū)別：如小麥的遺傳物質是DNA，而核酸則包括DNA和RNA兩種；RNA病毒的遺傳物質和核酸均是RNA；細菌的遺傳物質是DNA，而核酸則包括DNA和RNA兩種。2、觀察DNA和RNA在細胞中分布

13、：原理：用甲基綠和吡咯紅染液染色甲基綠使DNA變綠、吡咯紅使RNA變紅 鹽酸可以改變細胞膜的通透性加速染色劑進入細胞，同時可以促使DNA與蛋白質的分離。步驟：取口腔上皮細胞制片在30度的溫水中用鹽酸水解用蒸餾水沖洗涂片染色 觀察（先用低倍鏡選擇染色均勻，色澤淺的區(qū)域，再換高倍鏡觀察）。實驗現(xiàn)象：細胞核被染成綠色，細胞質被染成紅色。實驗結論：DNA主要分布在細胞核，RNA主要分布在細胞質。（原核細胞DNA則主要位于擬核） 典例精析1. 【判斷】(1)構成DNA和RNA的核苷酸共有5種。( ) (2)DNA只分布于細胞核，RNA只分布于細胞質。( )2. 下列關于生物大分子的敘述中，正確的是()A

14、生物體內(nèi)參與信息傳遞的信息分子都是蛋白質B腺苷是構成ATP、RNA和DNA的基本成分單位C細胞核中的核酸只含脫氧核糖，細胞質中的核酸只含核糖D細胞中不同種類的蛋白質，其氨基酸種類和數(shù)量可能相同【解析】生物體內(nèi)參與信息傳遞的信息分子部分是蛋白質；腺苷即腺嘌呤核苷是構成ATP和RNA的成分，不是構成DNA的成分；細胞核中既有DNA也有RNA，細胞質中既有RNA也有DNA。蛋白質的結構決定于氨基酸的種類、數(shù)量、排列次序和多肽鏈的空間結構。3.由1分子磷酸、1分子堿基和1分子化合物a構成的化合物b如下圖所示。下列相關敘述正確的有()若m為腺嘌呤，則b肯定為腺嘌呤脫氧核苷酸若a為核糖，則b為DNA的基本

15、組成單位若m為尿嘧啶，則DNA中不含b這種化合物若由b構成的核酸能被吡羅紅染成紅色，則a為脫氧核糖組成化合物b的元素有C、H、O、N、P 5種若a為核糖，則由b組成的核酸主要分布在細胞核中幽門螺桿菌體內(nèi)含的化合物m共4種A1個B2個 C3個 D4個解析根據(jù)核苷酸的分子結構可知，a為五碳糖，m為堿基，b為核苷酸。若m為腺嘌呤，b可能是腺嘌呤脫氧核苷酸，也可能是腺嘌呤核糖核苷酸；若a為核糖，則b為核糖核苷酸，是RNA的基本組成單位，且RNA主要分布在細胞質中，所以均錯誤；若m為尿嘧啶，則b為尿嘧啶核糖核苷酸，是RNA的組成單位；吡羅紅可使RNA呈現(xiàn)紅色，所以b構成的核酸為RNA，則a應為核糖；核苷

16、酸由C、H、O、N、P 5種元素組成；原核細胞內(nèi)有DNA和RNA，故堿基有A、G、T、C、U 5種。二、細胞中的糖類1元素組成：C、H、O。2種類、存在及作用典例精析【判斷】(1)糖類都屬于能源物質。( )(2)蔗糖和乳糖水解的產(chǎn)物都是葡萄糖。( )【提示】蔗糖水解的產(chǎn)物是葡萄糖和果糖，而乳糖水解的產(chǎn)物是半乳糖和葡萄糖。(3) 淀粉、纖維素和糖原的單體都是葡萄糖。( )三、細胞中的脂質1、脂質的元素組成：主要是 C、H 、O，有的脂質還含有少量 P 和 N 。2、脂質分子中氧的含量遠遠小于糖類，而氫的含量更多。3、脂質分為脂肪、磷脂和固醇。4、脂肪：（1）作用：脂肪是細胞內(nèi)良好的儲能物質。 （

17、2）水解產(chǎn)物：甘油、脂肪酸。 （3）等量的糖類、脂肪，供能時脂肪消耗更多的氧，提供更多的能量。 （4）其他作用：很好的絕熱體 具有緩沖和減壓的作用，可以保護內(nèi)臟器官。5、磷脂：（1）元素組成：C、H 、O、N 、P （2）功能：構成細胞膜和多種細胞器膜的重要成分。6、固醇：（1）包括膽固醇、性激素和維生素 D。 （2）膽固醇：是構成動物細胞膜的重要 成分，在人體內(nèi)參與血液中脂質的運輸。 （3）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，維持人體第二性征。 （4）維生素 D：有效地促進人和動物腸道對鈣和磷的吸收。7. 糖類與脂質的比較注：糖類是生物體主要的能源物質，脂肪是生物體的主要

18、儲能物質，ATP是生物體生命活動的直接供能物質，太陽光能是最終的能量來源。四、生物大分子以碳鏈為骨架1、多糖、蛋白質、核酸等都是生物大分子。2、生物大分子都是由許多基本單位連接而成的，這些基本單位稱為單體，生物大分子又稱為單體的多聚體。3、每一個單體都以若干個相連的碳原子構成的碳鏈為骨架，由許多單體連接成多聚體。知識點五 . 鑒定類實驗總結1、 還原糖的檢測：1 材料含糖量高，顏色較白的，如蘋果，梨2 試劑斐林試劑（由0.1g/ml的氫氧化鈉和0.05g/ml的硫酸銅等量混合后加入組織樣液）3 現(xiàn)象水浴加熱后出現(xiàn)磚紅色沉淀。4 注意：淀粉為非還原性糖，其遇碘液后變藍。 還原糖如葡萄糖，果糖，麥

19、芽糖，乳糖。但蔗糖為非還原糖。 斐林試劑很不穩(wěn)定，故甲液與乙液最好是現(xiàn)配現(xiàn)用，且必須混合均勻。2、 脂肪的檢測：1 材料花生子葉2 試劑蘇丹或者蘇丹染液3 現(xiàn)象用高倍顯微鏡觀察后可見視野中被染成橘黃色（蘇丹）或者紅色（蘇丹） 的脂肪顆粒。3、 蛋白質的檢測：1 材料豆?jié){、蛋清等2 試劑雙縮脲試劑（由0.1g/ml的氫氧化鈉和0.01g/ml的硫酸銅先后加入組織樣液）3 現(xiàn)象不需水浴加熱即可出現(xiàn)紫色反應。4 注意：用蛋清時一定要稀釋，若稀釋不夠，與雙縮脲試劑反應時，會黏在試管內(nèi)壁，使得反應不夠徹底，且試管不易清洗； 加入雙縮脲試劑的順序不能顛倒，先用A液造成堿性環(huán)境后再加入B液。典例精析1、將剛

20、剛萌發(fā)、帶有小芽的大麥充分研磨后，過濾得到組織樣液。在組織樣液中加入下列試劑后振蕩均勻，有關實驗現(xiàn)象及結論的敘述正確的是()A加入蘇丹染液，溶液呈紅色，證明發(fā)芽的大麥中含有脂肪B加入斐林試劑并水浴加熱，溶液呈磚紅色，說明發(fā)芽的大麥中含有麥芽糖C加入碘液，溶液呈藍色，說明發(fā)芽的大麥中含有淀粉D加入雙縮脲試劑，溶液呈藍色，說明發(fā)芽的大麥中含有蛋白質2、分析下表，可推測( )溶液雙縮脲試劑碘液斐林試劑甲乙甲、乙混合注：“”顯色，“”顯色更深；“”不顯色。A甲溶液含有淀粉B乙溶液含有還原糖C混合溶液不含淀粉 D混合溶液含有淀粉酶3、下列關于“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”實驗操作步驟的敘述中，正

21、確的是()A用于鑒定還原糖的斐林試劑甲液和乙液，可直接用于蛋白質的鑒定B若要鑒定花生種子細胞中是否含有脂肪，一定需要用顯微鏡觀察C鑒定可溶性還原糖時，要加入斐林試劑(甲液和乙液混合均勻后再加入)D用雙縮脲試劑鑒定蛋白質時，需水浴加熱2 min才能看到紫色 訓練題1、下面關于蛋白質分子結構與功能的敘述, 錯誤的是()A. 不同蛋白質含有的氨基酸數(shù)量不盡相同B. 有些結構不同的蛋白質具有相似的功能C. 組成蛋白質的氨基酸可按不同的排列順序脫水縮合D. 組成蛋白質的氨基酸之間可按不同的方式脫水縮合2、下列關于植物體內(nèi)水分的敘述, 錯誤的是()A. 植物體內(nèi)的水分參與營養(yǎng)物質的運輸B. 水是構成葉肉細

22、胞的重要化合物之一C. 自由水可作為細胞內(nèi)化學反應的反應物D. 同種植物萌發(fā)種子的含水量與休眠種子的相同3、下列物質中同時含有磷和氮元素的是()A. 丙酮酸B. 核苷酸C. 氨基酸D. 脂肪酸4、下列有關細胞物質組成的敘述, 正確的是()A. 在人體活細胞中氫原子的數(shù)目最多B. DNA和RNA分子的堿基組成相同C. 多糖在細胞中不與其他分子相結合D. 蛋白質區(qū)別于脂質的特有元素是氮5、關于生物體內(nèi)有機化合物所含元素的敘述, 錯誤的是()A. 葉綠素含有鎂元素 B. 血紅蛋白含有鐵元素C. 脫氧核糖含有磷元素 D. 胰島素含有碳元素6、下列關于細胞中化學元素的敘述, 正確的是()A. 細胞中一種

23、元素的作用能被其他元素替代B. 細胞中的脫氧核苷酸和脂肪酸都不含有氮元素C. 主動運輸機制有助于維持細胞內(nèi)元素組成的相對穩(wěn)定D. 細胞中的微量元素因含量極少而不如大量元素重要7、關于生物組織中還原糖的鑒定, 下列敘述正確的是(多選) ()A. 量取2 mL斐林試劑時應優(yōu)先選用5 mL量筒而不用10 mL量筒B. 隔水加熱時, 試管中液體的液面應低于燒杯中水的液面C. 在組織樣液中加入斐林試劑后試管內(nèi)液體呈現(xiàn)無色, 加熱后變成磚紅色D. 實驗結束時將剩余的斐林試劑裝入棕色瓶, 以便長期保存?zhèn)溆?、關于生物體內(nèi)組成蛋白質的氨基酸的敘述, 錯誤的是()A. 分子量最大的氨基酸是甘氨酸B. 有些氨基酸

24、不能在人體細胞中合成C. 氨基酸分子之間通過脫水縮合形成肽鍵D. 不同氨基酸之間的差異是由R基引起的9、下列關于生物體內(nèi)有機物的敘述正確的是()A. 脂質不參與生命活動的調節(jié) B. 蛋白質是生物體主要的能源物質C. 核酸是生物體儲存遺傳信息的物質 D. 糖類不參與細胞識別和免疫調節(jié)10、下列有關脂質的敘述, 正確的是()A. 脂質中的磷脂是細胞膜的組成成分 B. 維生素D和性激素不屬于固醇類物質C. 脂肪比相同質量的多糖徹底氧化產(chǎn)能少 D. 脂質在核糖體、內(nèi)質網(wǎng)及高爾基體上合成11、現(xiàn)有一種“十三肽”，分子式為C54H95N17O20，已知將它徹底水解后只得到下列氨基酸。(1)將該“十三肽”徹

25、底水解后有_個丙氨酸，_個賴氨酸，_個天冬氨酸。(2)和未水解的化合物相比，水解后哪幾種元素的數(shù)目增加了？_。哪幾種元素的數(shù)目減少了？_。12、下圖是淀粉、纖維素和糖原的示意圖，它們的共同點是()A都是細胞內(nèi)儲存能量的重要物質B都含有C、H、O、N四種元素C基本組成單位是五碳糖D基本組成單位是六碳糖13、下列物質徹底氧化分解后的產(chǎn)物不只有CO2和H2O的是()A糖原B脂肪C淀粉D蛋白質14、某興趣小組將豆腐塊滅菌, 接種微生物后培養(yǎng)2天, 加入適量食鹽, 經(jīng)密封放置10天后制得豆腐乳。(1) 在保質期內(nèi), 豆腐乳放置時間越長, 蛋白質含量越低, 短肽和氨基酸含量越高。為探究其原因, 該小組取適量豆腐乳制成樣液, 等量加入各試管, 進行了以下實驗。處理編號處理方法顯色結果37 放置0 min加入等量雙縮脲試劑紫色37 放置10 min?37 放置120 min?100 加熱5 min后,37 放置120 min紫色實驗中, 加入雙縮脲試劑A后, 樣