2024屆高考生物一輪復習講義細胞的分子組成

第一單元細胞的分子組成

大單元，事思路

聯(lián)程留質

細胞中的元素細胞中的有機物--出白質生瘍大分子以I箍為骨架

水糖類、脂肪和蛋白質的檢測

細胞中的

考點一：組成細胞的元素和無機物

明概念，夯■磁

一、組成細胞的元素

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

必需元素

含量最多大量元素微量元素

(1)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。

(2)無論干重還是鮮重，細胞中C、H、O、N這四種元素含量最多。

二、組成細胞的化合物

1.種類

（1）無機化合物：水和無機鹽。

（2）有機化合物：糖類、脂質、蛋白質、核酸。

2.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；細胞中占干重最多的化合物是蛋白質。

3.不同食物中營養(yǎng)物質的種類和含量不同

（1）玉米種子、甘蔗的莖、甜菜的根、蘋果：富含糖類。

（2）花生種子：富含脂肪。

（3）牛奶、雞蛋、大豆種子：富含蛋白質。

※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，

三、組成細胞的無機物

/細胞中的水

1.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。

2.水的存在形式及作月

存在

自由水結合水

形式

概念細胞中以游離的形式存在的水細胞中與其他物質相結合的水

含量約占細胞內全部水分的95.5%約占細胞內全部水分的4.5%

①細胞內的良好溶劑；②參與細胞

內的生物化學反應；③為細胞提供

功能是細胞結構的重要組成成分

液體環(huán)境；④運送營養(yǎng)物質和代謝

廢物

3.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。

4.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

減少自由水含量，降低種子的代謝，延長

種子在貯存時需將種子曬干

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

自由水散失，代謝減弱

減輕

干種子放在試管中，用泗精燈種子曬干后，仍含有結合水，用泗精燈加

加熱，試管壁上有水珠熱會失去結合水

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

/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。

（1）陽離子主要有Na十、K，Ca2+>Mg?十、卜，十、此3十等。

（2）陰離子主要有Cl\SO?\P0?\HC03?等。

3.功能

（1）某些重要化合物的組成成分，如Mg?一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：

（1）無機鹽并不都以離子的形式存在，如骨骼中的鈣以CaC03的形式存在。

（2）無機鹽在細胞內含量很低，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。

4.無機鹽參與構成的常見化合物

(1)N：蛋白質、葉綠素、核甘酸等。

(2)P：核甘酸、磷脂等。

(3)Mg：葉綠素。

(4)S：含硫氨基酸的組成成分(蛋白質的特征元素)。

(5)Fe：動物血紅素。

(6)I：甲狀腺激素等。

細探究.提能力

I.根據(jù)元素組成及化合物的功能推斷化合物的種類

一—絕大多數(shù)生物的遺傳物質

nz.A.組螞堡里黝熊年瓦》葡萄糖

口NA一部頒雌娜黝質、喃顛、會

高等植物細胞壁的主要成分

氨基酸的工具、核糖體的組成成分1

:植物細胞的儲能物質

ATP.——迪維邈__________

磷脂(大部分含N.一生物膜的重要組成成分［人和動物細胞的儲能物質

少部分如磷脂酰；

0;綱懿縣燈能借熊顫??

肌雨蠹除催化、免疫、運輸、」囂還衰

..促施菜除代謝、

蛋白質調節(jié)、作結構蛋白等1有F>..S等.N-J提高神金系統(tǒng)災奮性

2.根據(jù)元素組成及化合物的功能推斷化合物的種類

18。分別標記C02和H2。、寬標記

co2,探究碳、氧原子的去向

光堂用I

1I氏標記C02S

3H標記」A派也占「同位素TJ^SSSU蜴O標記。2,

亮氨酸T分泌蛋自W標記法日胞呼吸上探究碳、氧

原子的去向

嬴造制方式I

用32P或35s標記的噬菌體I5N標記的大腸桿菌在含

分別侵染細菌的實驗MN的普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)

3.細胞中的水及其代謝

(1)動物

a.下丘腦滲透壓感受器t大腦皮層一產(chǎn)生渴感一主動飲水

b.下丘腦滲透壓感受器一下丘腦合成、垂體釋放抗利尿激素作用于腎小管、集合

管重吸收水

(2)植物

a.失水：蒸騰作用

b.吸水：滲透壓差、蒸騰拉力

c.保水：葉面上有可以開合的氣孔，其他地方則有可以保持水分的角質層

d.影響氣孔開合的外因——土壤和空氣濕度、光照強度

e.氣孔導度的變化也會通過影響吸收CO2的速率影響光合作用強度

4.無機鹽的功能及實驗探究

(1)碘離子：成年人缺乏時患地方性甲狀腺腫大；嬰幼兒缺乏時患呆小癥。

(2)鐵離子：缺乏時患缺鐵性貧血。

(3)鈣離子：血鈣過低時，會出現(xiàn)抽搐現(xiàn)象：血鈣過高時，會患肌無力。

（4）鎂離子：缺乏會導致葉片發(fā)黃。

（5）鉀離子：缺乏時植物抗逆能力減弱，易受病害侵襲。

（6）鈉離子：缺乏時會導致細胞外液滲透壓下降：引起神經(jīng)、肌肉細胞的興奮

性降低，最終引發(fā)肌肉酸痛、無力等。

創(chuàng)情景，創(chuàng)索葬

例題1：藻類是吸收磷元素的主要生物，下列說法正確的是（）

A.磷是組成藻類細胞的微量元素

B.磷是構成藻類生物膜的必要元素

C.藻類的ATP和淀粉都是含硝化合物

D.生態(tài)系統(tǒng)的磷循環(huán)在水生生物群落內完成

【答案】B

【解析】磷（P）是組成細胞的大量元素，A錯誤；磷脂雙分子層構成了生物膜

的基本支架，磷脂中含有磷元素，故P是構成藻類生物膜的必要無素，B正確；

淀粉屬于糖類，其元素組成只有C、H、0,不含P,C錯誤；生態(tài)系統(tǒng)的磷循環(huán)

是在生物群落和無機環(huán)境之間進行的，D錯誤。

例題2：水是生命的源泉，節(jié)約用水是每個人應盡的責任。下列有關水

在生命活動中作用的敘述，錯誤的是（）

A.水是酶促反應的環(huán)境

B.參與血液中緩沖體系的形成

C.可作為維生素D等物質的溶劑

D.可作為反應物參與生物氧化過程

【答案】C

【解析】自由水是化學反應的介質，故水是酶促反應的環(huán)境，A正確；血液中的

緩沖對是由離子組成的，離子溶解在水中才能形成緩沖體系，B正確；維生素D

屬于脂質，脂質通常不溶于水，C錯誤；自由水能參與化學反應，故水可作為反

應物參與生物氧化過程，D正確。

例題3：無機鹽是生物體的組成成分，對維持生命活動有重要作用。下列敘述錯

誤的是（）

2+存在于葉綠體的類胡蘿卜素中

3-對體液pH起著重要的調節(jié)作用

C.血液中Ca2+含量過低，人體易出現(xiàn)肌肉抽搐

D.適當補充匚可預防缺碘引起的甲狀腺功能減退癥

【答案】A

【解析】M/+是構成口-綠素的必要成分，類胡蘿卜素中不含Mg2+,A錯誤；體

液中的酸堿緩沖對，如H2co3和HC0.V,可以維持體液pH的相對穩(wěn)定，B正確；

人體血液中Ca2+含量過低”會引起肌肉抽搞，C正確；「是構成甲狀腺激素的重

要成分，適當補充「可預防缺碘引起的甲狀腺功能減退癥，D正確。

考點二：糖類、脂質、核酸的種類和作用

明概念，務■硼

一、細胞中的糖類

1.元素組成：C、H、。三種元素。

2.功能：細胞中主要的能源物質。

3.糖類的種類與作用

項目概念常見種類分布

核糖

單糖不能水解的糖脫氧核糖動植物

葡萄糖

蔗糖

水解后能夠生成兩個植物

二糖麥芽糖

單糖分子的糖

乳糖動物

淀粉

植物

纖維素

水解后能夠生成一

多糖糖原動物

個單糖分子的糖

甲殼類動物和昆蟲的外骨

幾丁質

骼中

※糖類的三種分類

（1）依據(jù)分布分類

半乳糖乳糖

、淀粉纖維索

植物細胞動物細胞

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

①參與構「纖維素：植物細胞壁的主要成分

成細胞的脫氧核糖：DNA的組成成分

重鈣組成"核糖：RNA的組成成分

女’L兒丁質：甲殼類動物和昆蟲的外骨骼的

成分

②生命活動的主要能源物質：葡萄糖-

③細胞中的儲能物質：淀粉和糖原。

（3）依據(jù)性質劃分

/還原糖：葡萄糖、果糖、麥芽糖等。

/非還原糖：多糖、蔗糖等。

2.糖類之間的轉化

解

二糖、二多糖

水解

二、細胞中的脂質

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—，而氫的含量更一.

3.分布：大量存在于其些植物的種子、果實及動物體的脂肪組織中。

4.種類和功能

種類生理功能

①細胞內良好的儲能物質

脂肪②很好的絕熱體，有隔熱、保溫作用

③能緩沖和減壓，可以保護內臟器官

磷脂構成細胞膜和細胞器膜等的重要成分

①構成動物細胞膜的重要成分

膽固醇

②參與血液中脂質的運輸

促進人和動物生殖器官的發(fā)育以及生殖細胞的

固醇性激素

形成

維生素D能有效地促進人和動物腸道對鈣、磷的吸收

5.糖類和脂質的轉化

/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

不足口寸，才會分解供能，而且氨基酸不能轉化為糖類。

/糖類與脂質的轉化示意圖:

轉化

某些一轉化皮

氨基酸3下

肝糖原皂璧

、

合成儲存腸

肌糖原若康■脂J_系

肪一轉化膜

能量+H2O+CO2F7T等

分解

三、細胞中的核酸

/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RNAo

（2）真核細胞的DNA主要分布在細胞核中，線粒體、葉綠體內也含有少量的

DNAoRNA主要分布在細胞質中。

※生物體中核酸、遺傳物質、堿基和核甘酸種類的分析

生物類別核酸種類遺傳物質堿基種類核甘酸種類

細胞生物DNA和RNADNAA、G、C、T、U8種

只含DNADNAA、G、C、T4種

病毒

只含RNARNAA、G、C、U4種

J核酸是由核甘酸連接而成的長鏈

1.組成元素：只有C、H、O、N、P五種。

2.基本組成單位——核甘酸：一個核甘酸由一分子五碳糖、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（腺噪吟）、G（鳥噪吟）、C（胞嗜喘）、T（胸腺嚏噫）、U（尿

喀咤）。

（3）分類

/依據(jù)五碳糖：含有脫氧核糖的為脫氧核甘酸；含有核糖的為核糖核甘酸。

/依據(jù)堿基：脫氧核甘酸和核糖核甘酸各分為4種。

3.核酸的形式：一般情況下，在生物體的細胞中，DNA由兩條脫氧核甘酸捱構

成，RNA由一條核糖核甘酸鏈構成。

4.核酸是細胞內攜帶遺傳信息的物質，在生物體的遺傳、變異和蛋白質的生物合

成中具有極其重要的作用

四、生物大分子以碳鏈為骨架

1.多聚體的組成：若干個相連的碳原子一碳鏈為基本骨架一單體一多聚體。

2.根據(jù)元素組成判斷細胞內的有機物種類

（1）只含C、H、O一糖類、脂肪或固醇類。

（2）除C、H、O、N外，還含有S-蛋白質。

（3）不僅含有C、H、O、N,還含有P-磷脂或核酸。

3.根據(jù)功能判斷細胞內有機物的種類

（1）主要能源物質一糖類。

（2）主要儲能物質一脂肪、淀粉、糖原。

（3）主要結構物質一蛋白質。

（4）貯存遺傳信息的物質一DNA或RNA。

4.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）大分子物質的初步水解產(chǎn)物和徹底水解產(chǎn)物。

物質初步水解產(chǎn)物徹底水解產(chǎn)物

DNA脫氧核苜酸脫氧核糖、堿基、磷酸

RNA核糖核甘酸核糖、堿基、磷酸

蛋白質多肽氨基酸

淀粉麥芽糖葡萄糖

細探究，援能力

1.細胞中脂質的種類和功能脂質的種類、結構和功能的比較：

（1）脂肪和磷脂的比較

/脂肪（三酰甘油/甘油三酯）：一分子甘油+三分子脂肪酸反應生成；儲能物

質。

/磷脂：一分子甘油+兩分子脂肪酸+磷酸及其他衍生物結合生成；生物膜的

主要組成成分。

（2）飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸的比較：

/植物脂肪中大多含有不飽和脂肪酸（碳原子之間存在雙鍵），熔點較低，室

溫下呈液態(tài)。

/大多動物脂肪中含有飽和脂肪酸（碳原子之間都以單鍵相連），熔點較高，

室溫下呈固態(tài)。

2.糖與脂肪的比較

同質量的脂肪與糖類相比，脂肪的H含量多而0含量少，氧化分解時耗

氧多、釋放的能量多。但是脂肪所儲能量，必須要先轉化為糖類后，才能為生物

體所利用。

3.核酸的功能

(1)DNA作為主要的遺傳物質，可自我復制并作為模板指導RNA合成，并通

過RNA指導蛋白質合成。

(2)RNA

/mRNA：在蛋白質合成中決定氨基酸的順序，作為模板

/tRNA：在蛋白質的合成中攜帶活化的氨基酸

/rRNA：與蛋白質結合成核糖體，成為合成蛋白質的細胞器

/其他：核酶——生物催化劑；siRNA、miRNA、hpRNA等——調控基因

表達

/此外還可作為RNA病毒的遺傳物質

割情景，創(chuàng)索葬

例題1：下列關于人體脂質的敘述，正確的是()

A.組成脂肪與糖原的元素種類不同

B.磷脂水解的終產(chǎn)物為甘油和脂肪酸

C.性激素屬于固醇類物質，能維持人體第二性征

D.維生素D是構成骨骼的主要成分，缺乏維生素D會影響骨骼發(fā)育

【答案】C

【解析】組成脂肪與糖原的元素種類都是C、H、O,A錯誤；脂肪水解的終產(chǎn)

物是甘油和脂肪酸，B錯誤；性激素屬于固醇類物質，能促進生殖器官發(fā)育和生

殖細胞的形成，并維持人體的第二性征，C正確；鈣是構成人體骨骼的主要元素，

維生素D能促進人體腸道對鈣和磷的吸收，D錯誤。

例題2：用同位素示蹤法檢測小鼠雜交瘤細胞是否處于細胞周期的S期，放射性

同位素最適合標記在()

A.胞嗒咤B.胸腺喀咤C.腺噪吟D.鳥噪吟

【答案】B

【解析】S期主要進行DNA復制，而與RNA相比，DNA特有的堿基是胸腺喀

咤（T）,B符合題意，A、C、D不符合題意。

考點3蛋白質的結構和功能

明概念，夯■磁

一、蛋白質的功能

1.一切生命活動都離大開蛋白質，蛋白質是生命活動的主要承擔者。

2.蛋白質功能舉例：

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

調節(jié)作用胰島素、生長激素等蛋白質類激素

免疫作用抗體

二、蛋白質的基本組成單位一氨基酸

1.氨基酸的結構

（1）結構通式

II

I

1I?NC（'0（）1!

R

（2）結構特點

/數(shù)量上：至少含有一個氨基（一N+）和一個竣基（一C00H）。

/位置上：都有一個氨基和一個粉基連在同一人碳原子上。

（3）各種氨基酸之間的區(qū)別在于R基的不同。

2.種類

（1）分類依據(jù)：能否在人體內合成。

（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）。

※組成生物體蛋白質的氨基酸的判斷標準

（1）數(shù)量標準：至少有一個“一NH2”和一個“一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）和痰基（酸性），分子結構中缺少其一，

都不是氨基酸。如：

H2N—CH2—CH20Ho缺少一COOH

HOOC—CH2—CFh—COOHQ缺少一NH2

（2）位置標準：都有一個“一NH2”和一個“一COOH”連接在同一個碳原子

（中心碳原子）上。

三、蛋白質的結構及其多樣性

I.氨基酸的脫水縮合

HHHH

|:..........:||I|

H2N-C-Ci-OH+HfN-C-COOH-I^O+HN-C-C-N-C-COOH

|||:......；||||

Ri°HR2RI0H電

（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-一個竣基。

（3）判斷產(chǎn)物H20中原子的來源。

/H：來自Ri所在氨基酸的竣基和R2所在氨基酸的R基。

/0：來自Ri所在氨基酸的竣基。

2.蛋白質的形成過程：

元素：C、H、O、N等

氨基酸：蛋白質的基本組成單位

1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）：由多個氨基酸分了縮合而成的化合物，通常呈鏈狀結構

蛋白質：具有一定的空間結構

3.蛋白質的結構多樣性的原因：每種蛋白質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,

這就決定了蛋白質分子的結構多樣性。

每一種蛋白質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

或蛋白質的空間結構改變，就可能會影響其功能。

※多肽中氨基數(shù)、竣基數(shù)、氨基酸數(shù)、肽鍵數(shù)和脫水數(shù)的計算：

氨基酸平氨基脫去水多肽或蛋

肽鍵氨基竣基

均相對分酸數(shù)分子數(shù)白質相對

數(shù)目數(shù)目數(shù)目

子質量目目分子質量

一條至少至少

ann—1〃一1na—18X(〃-1)

肽鏈1個1個

m條至少至少

ann-mn-m-18X(〃-，〃)

肽鏈m個"2個

環(huán)狀最少最少

annn〃。一18〃

多肽為0為。

紙?zhí)骄?，提能?/p>

1.利用“結構與功能觀”分析蛋白質結構與功能的關系：

（1）蛋白質的功能與其結構關系密切。在加工、折疊過程中發(fā)生錯誤以及在強

酸、強堿、重金屬鹽等因素影響下，蛋白質的空間結構遭到不可逆破壞而發(fā)生變

性失活時，其功能也會喪失。該過程中破壞的主要是氫鍵和二硫鍵，并不改變肽

鏈結構。

（2）關于二硫鍵：連也不同肽鏈或同一肽鏈中，兩個不同半胱氨酸殘基的疏基

的化學鍵。二硫鍵是比較穩(wěn)定的共價鍵，在蛋白質分子中，起著穩(wěn)定空間結構的

作用。二硫鍵數(shù)目越多，蛋白質分子對抗外界因素影響的穩(wěn)定性就越強。

（3）蛋白質中氨基酸的排列順序發(fā)生變化時會影響其高級結構，使其喪失正常

功能，如氨基酸替換引起的鐮狀細胞貧血。

（4）功能相同的蛋白質結構不一定相同。

2.數(shù)量關系分析：

（1）〃個氨基酸分子經(jīng)過脫水縮合形成含77-1個肽鍵的鏈狀化合物；

（2）幾種氨基酸且每種氨基酸數(shù)目不限的情況下，可形成，〃肽化合物的種類為

〃種；每種氨基酸數(shù)目只有一個的情況下，排列組合方式有〃！種。

割情景，創(chuàng)索葬

將人胰島素A鏈上1個天冬氨酸替換為甘氨酸，B鏈末端增加2個精氨酸，口J

制備出一種人工長效胰島素。下列關于該胰島素的敘述，錯誤的是（）

A.進入人體后需經(jīng)高爾基體加工B.比人胰島素多了2個肽鍵

C.與人胰島素有相同的靶細胞D.可通過基因工程方法生產(chǎn)

【答案】A

【解析】該胰島素作用于細胞表面的受體，不需要經(jīng)高爾基體的加工，A錯誤;

人工長效胰島素比人胰島素的B鏈上多了2個精氨酸，氨基酸與氨基酸之訶通

過肽鍵連接，故多2個肽鍵，B正確；人工長效胰島素和人胰島素作用相同，都

能降血糖，故靶細胞相同，C正確；人工長效胰島素是對天然蛋白質的改造，需

要通過基因工程生產(chǎn)，D正確。

考點4細胞中有機化合物的鑒定

明概念，夯■磁

1.斐林試劑與雙縮服試劑的比較

斐林試劑雙縮胭試劑

X甲液乙液A液B液

質量濃度為質量濃度為質量濃度為0.1質量濃度為

成分

0.1g/mL的0.05g/mL的g/mL的NaOH0.01g/mL的

溶液

NaOHCuSO4溶液溶液CuSO4溶液

鑒定物質