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题型 1 细胞的分子组成及其功能（核心知识）
一、细胞中的化学元素
1、按含量分：①大量元素： C 、 H 、 O 、 N 、 P 、 S 、 K 、 C a 、 M g 等
②微量元素： 锌（ Z n ） 、 铁 (Fe ) 、 硼 (B ) 、 铜（ C u ） 、 钼 (Mo ) 、 锰 (Mn )
2、按作用分：①最基本元素： C
②基本元素： C 、 H 、 O 、 N
③主要元素： C 、 H 、 O 、 N 、 P 、 S
3、鲜重中（活细胞中）含量最高的四种元素依次是： O>C>H>N ；细胞干重中含量最高的四种元
素依次是： C>O>N>H ；细胞中数量最多的元素： H
4、存在形式：主要以 化合物 形式存在
5、来源：从无机自然界 有选择 地吸收
二、水和无机盐
1、水和无机盐的存在形式、生理作用
存在形式 生理作用
部分水和细胞中其他
结合水
物质结合，失去 流 细胞结构的组成成分
（4.5%）
动性 和 溶解性
1．细胞内的良好溶剂
水
绝大部分的水以游离 2．参与细胞内许多生物化学反应
自由水
形式存在，可以自由
（95.5% 流动，易散失 3．为细胞生活的提供 液态环境 （介质）
）
4．运输营养物质和代谢废物
1．细胞内某些复杂化合物的重要组成部分，如 F e 2 + 是血红素
的重要成分； M g 2 + 是组成叶绿素的重要成分； PO 3 - 参与组
4
成ATP、核酸、NADPH、磷脂等。
多数以 离子 状态存在，如
无
机
K+ 、Ca2+、Mg2+、Cl--、PO43-等；
2．维持生物体的正常生命活动。如血钙过高引起肌无力，血钙过
低引起抽搐。
盐
少数以 化合物 形式存在
3．维持细胞的 渗透压 和 酸碱平衡 ；如细胞外液渗透压主要
取决于 Na+、Cl-；细胞内液渗透压主要取决于 K+；HCO -、
3
HPO 2-等缓冲物质维持pH稳定。
4
2、种子晒干时丢失的是 自由 水，种子烘干过程中丢失的是 结合 水。
3、自由水与结合水含量比值与细胞或生物体的代谢强度及抗逆性的关系4、在 活细胞 内，受温度的影响，自由水和结合水可 相互转化 ：温度升高时，自由水增多，反
之，结合水增多。原因：当温度升高时，与蛋白质、多糖等结合的水分子动能增加，会挣脱氢键的束缚，
成为自由水。
三、细胞中的化合物
1、化合物分类
分类 名称 含量 功能
水 一般为60%~95% 细胞最主要组成成分，一切生命活动都离不开水
无机化合物
占细胞鲜重的
无机盐 对维持生物体的生命活动有重要作用
1%~1.5%
蛋白质 占细胞鲜重的7%~10% 生命活动的主要承担者
核酸 遗传信息的携带者
占细胞鲜重的
有机化合物 糖类 1%~1.5% 主要的能源物质
脂质 占细胞鲜重的1%~2%
2、细胞中各化合物的含量：
（1）一般来说，鲜重时，细胞中 水＞蛋白质＞脂质＞糖类 ；干重时，细胞中 蛋白质＞脂质＞糖
类 。
（2）细胞内含量最多的化合物是 水
（3）细胞内含量最多的有机化合物是 蛋白质
（4）细胞干重中含量最多的化合物是 蛋白质
四、细胞中几种重要化合物的鉴定
1、还原糖鉴定（还原糖包括 葡萄糖 、果糖、 麦芽糖 、 乳糖 等）
（1）常用材料：苹果和梨
（2）试剂： 斐林试剂 （甲液： 0.1g/mL 的 NaOH 溶液 ，乙液： 0.05g/mL 的 CuSO 4 溶液 ）
（3）注意事项：①甲乙液必须 等量混合均匀 后再加入样液中， 现配现用 ，还必须 水浴加热
（4）颜色变化：浅蓝 色 砖红色
2、脂肪的鉴定
（1）常用材料：花生种子
（2）试剂：苏丹Ⅲ染液
（3）方法：做材料切片观察（需使用显微镜）
（4）注意事项：50%酒精的作用是 洗去浮色
（5）颜色变化：橘黄色
3、蛋白质的鉴定（1）常用材料：蛋清稀释液、黄豆浆滤液
（2）试剂： 双缩脲试剂 （A液： 0.1g/mL 的 NaOH 溶液 ；B液： 0.01g/mL 的 CuSO 溶液 。）
4
（3）注意事项：先加A液，再加B液；
（4）颜色变化： 出现紫色
4、淀粉的检测和观察
试剂： 碘液 颜色变化：蓝色
五、蛋白质的组成与结构
1、组成元素：一定含有 C 、 H 、 O 、 N ，有的还含有S、Fe元素。
2、基本单位： 氨基酸
（1）分子通式为：__ __
（2）特点
①氨基和羧基的数目：每种氨基酸都至少含有 一个氨基 （— NH ） 和 一个羧基 （— COOH ） 。
2
②连接位点：构成生物体蛋白质的氨基酸都有一个—NH 和一个—COOH连在 同一个碳原子 上。若
2
有多余的氨基或羧基，则位于 R 基 上。
③不同氨基酸的R基不同，R基决定氨基酸的 种类 和 性质 。
（3）种类
①组成蛋白质的氨基酸约有 2 1 种，它们的区别在于 R 基 的不同。
②根据人体细胞能否合成，可分为 必需氨基酸 和 非必需氨基酸 。
3、氨基酸分子相互结合的方式： 脱水缩合 ，一个氨基酸分子的氨基和另一个氨基酸分子的羧基
相连接，同时失去一分子的水。
（1）连接两个氨基酸分子的化学键叫做 肽键 。
（2）产物水分子中的H来自一个氨基酸的 羧基（— COOH ） 和另一个氨基酸的 氨基（— NH ）
2
。
（3）场所： 核糖体
4、蛋白质的结构层次
氨基酸─────────────────→肽链(链状)──────→蛋白质(空间结构)。
六、蛋白质的功能——生命活动的主要承担者
1、构成细胞和生物体结构的重要物质，称为 结构蛋白 ，如肌动蛋白
2、有些蛋白质有 催化 作用，如大多数酶3、有些蛋白质有 调节（信息传递） 作用，如胰岛素、生长激素
4、有些蛋白质有 免疫 作用，如抗体
5、有些蛋白质有 运输 作用，如红细胞中的血红蛋白；细胞膜上的载体蛋白
6、解答蛋白质分子结构多样性有关问题的方法
若两个肽链中的氨基酸的数目、种类都相同，但功能不同，则是由氨基酸排列顺序不同和多肽链的空间
结构不同造成的；若仅数目相同，则是由氨基酸的种类、排列顺序不同和多肽链的空间结构不同造成的。
七、蛋白质相关计算
1、一条肽链至少有 一 个游离的氨基和 一 个游离的羧基。
2、n个氨基酸脱水缩合形成m条多肽链时，共脱去 n-m 个水分子，形成 n -m 个肽键
3、蛋白质相对分子质量＝ 氨基酸数 × 氨基酸的平均相对分子质量－水分子数 ×1 8 －二硫键数 ×2 。
八、核酸——遗传信息的携带者
1、核酸的组成、结构、分布
种类 DNA RNA
中文名 脱氧核糖核酸 核糖核酸
元素组成 C 、 H 、 O 、 N 、 P
基本单位 脱氧核苷酸 核糖核苷酸
结构简图
五碳糖（b) 脱氧核糖 核糖
组成 A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)
含氮碱基(c)
成分 T(胸腺嘧啶) U(尿嘧啶)
磷酸(p) 磷酸
一般结构 常呈规则的双螺旋结构 常呈单链结构
分布 主要在细胞核 主要在细胞质
mRNA：作为 翻译的模板 ，把遗传信息从
功能 细胞生物 遗传物质，储存、传递遗传信息
mRNA传递到蛋白质中；rRNA：主要参与 核糖体 的组成；
tRNA：主要 识别并转运氨基酸 进入核糖
体；
某些酶是RNA： 具有催化作用
病毒 遗传物质（DNA病毒） 遗传物质（RNA病毒）
所有生物 在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有重要作用
2、核酸的功能
核酸是细胞内 携带遗传信息 的物质，在生物体的 遗传、变异和蛋白质的生物合成 中具有极
其重要的作用。
3、DNA多样性和特异性的原因
（1）多样性：构成DNA分子的脱氧核苷酸虽然只有4种，但成千上万个 脱氧核苷酸的排列顺序 是
极其多样的，所以DNA具有多样性。
（2）特异性： 每个 DNA分子的4种 脱氧核苷酸的比例和排列顺序 是特定的，其特定的脱氧核
苷酸排列顺序代表了特定的遗传信息。
4、不同生物中核酸的种类
生物类别 核酸 核苷酸 碱基 遗传物质 举例
原核生物和
细胞生物 含有 DNA 和 RNA 8 种 5 种 DNA 细菌、人等
真核生物
只含DNA 4 种 4 种 DNA 噬菌体
非细胞生物 病毒
只含RNA 4 种 4 种 RNA 烟草花叶病毒
九、糖类与脂质
1、糖类的种类与功能
种类 概念 具体分类 分子式 分布 功能
五 核糖 C 5 H 10 O 5 RNA 的组成成分之一
碳
糖 脱氧核糖 C 5 H 10 O 4 动植物细胞 DNA 的组成成分之一
单 不能水 细胞生命活动所需要的 主要能源物
糖 解的糖 六 葡萄糖 质 ，常被形容为“ 生命的燃料
碳 C H O ”。
6 12 6
糖
果糖 植物细胞 能源物质
半乳糖 动物细胞 能源物质
由两分 麦芽糖 植物细胞 水解成 两分子葡萄糖 而供能
二 子单糖
脱水缩 蔗糖 C H O 水解成 果糖和葡萄糖 而供能
12 22 11
糖 合而成
的糖 乳糖 动物乳汁 水解成 半乳糖和葡萄糖 而供能
多 水解后 淀粉 [(C H O)] 植物细胞 植物细胞中重要的 储能物质
6 10 5 n结构性多糖，植物细胞 细胞壁 的
纤维素
基本组成成分
肝糖原 动物肝脏 储存能量，调节血糖浓度
能生成 糖
糖 许多单 原 肌糖原 动物肌肉 储存能量，氧化分解为肌肉收缩提供
糖的糖 能量
甲壳类动物和
几丁质（壳多 昆虫的外骨骼 可用于废水处理；制作食品的包装纸
[(C H ON) ]
糖） 8 13 5 n 中（绿藻中也 和食品添加剂；制作人造皮肤等。
有分布）
2、脂质的种类与功能
种类 元素组成 功能
①细胞内良好的 储能物质 ；②很好的绝热体，起 保温作用 ；③起
脂肪 C、H、O
缓冲和减压作用 ，可以保护内脏器官
C、H、O、N、
磷脂 是组成 细胞膜 、 多种细胞器膜 的重要成分
P
是 动物细胞膜 的组成成分之一，在人体内还参与血液中 脂质 的运
胆固醇
输
固
性激素 C、H、O 促进生殖细胞的形成和生殖器官的发育，激发并维持第二性征
醇
维生素 促进人和动物肠道对 钙和磷 的吸收；预防和治疗佝偻病、骨质疏松症
D 等
十、生物大分子以碳链为骨架
（1）单体：以若干个相连的碳原子构成的 碳链 为基本骨架。
（2）多聚体：由许多个单体连接形成的生物大分子。不同多聚体的单体不同。
（3）常见的生物大分子： 多糖、蛋白质、核酸
（4）初步水解和彻底水解的产物
生物大分子 多糖 蛋白质 核酸 脂肪 磷脂
初步水解 小分子多肽 核苷酸
甘油、脂肪酸、磷酸
彻底水解 单糖 氨基酸 磷酸、五碳糖、碱基 甘油、脂肪酸
等
