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第2 章 组成细胞的分子
第1 节 细胞中的元素和化合物
1.生物体总是和外界环境进行着物质交换，细胞生命活动所需的物质，归根结底是地从 获取
的。因此， 。但是其各元素
的相对含量却 。
2.生物界与非生物界的统一性与差异性
（1）组成细胞的化学元素在无机自然界中都能找到，体现了生物界与非生物界的 性。
（2）细胞与非生物相比，各种元素的相对含量大不相同，体现了生物界与非生物界的
性。
3.组成细胞的元素
（1）元素分类
①大量元素：如 等。
②微量元素：含量少，但不可缺少，和大量元素一样重要，如 等。
③主要元素： 6 种。
④基本元素(细胞中含量最多的元素)： 4 种。
鲜重下含量高低依次为： ；干重下含量高低依次为： 。
⑤最基本元素：C，因为生物大分子都以 为基本骨架。
（2）特点：不同生物体内化学元素的种类 ，但含量 。
4. 组成细胞的化合物
（1）组成细胞的元素来源于无机自然界，在细胞中大多数以 形式存在。
（2）组成细胞的化合物有两大类，即 和 ；前者包括 ；后者包括
；其中含量较最多的两种化合物为 。细胞内含量最多的化合物： 。
细胞内含量最多的有机化合物： 。占细胞干重最多的化合物： 。
5.【实验】检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
（1）原理
还原糖（如 、 、 ）可与 试剂反应生成 ；
脂肪可被 染成 色；(染色后要用 洗掉浮色)
淀粉（多糖）遇 变 色；
蛋白质与 试剂产生 。
（2）材料选择（要求组织颜色 ，目的是 ）
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①苹果、梨匀浆可用作 待检样品。
西瓜 (能/不能)作为还原糖检测材料，因为西瓜汁呈 ，会掩盖实验现象；
甘蔗 (能/不能)作为还原糖检测材料，因为甘蔗中的蔗糖 。
②马铃薯匀浆可用作 待检样品。
③花生种子、花生种子匀浆可用作 待检样品。
④豆浆、鲜肝提取液、蛋清可用作 待检样品。若用蛋清需要 。
⑤常见的还原糖： .常见非还原糖: 。
（3）斐林试剂与双缩脲试剂使用的区别：（使用对象、浓度、原理、用法、反应结果）
使用对象
CuSO4浓度(g/
mL)
原理
用法
反应结果
斐林
试剂
双缩脲
试剂
（4）试剂组成及使用方法
①斐林试剂 组成：甲液： ；乙液： 。
使用方法： 使用， ； 加热。
②双缩脲试剂：组成：A 液： ；B 液： 。
使用方法：先加 ，摇匀，再加少量 ，摇匀。
(需要/不需要)加热。若B 液过量，反应液会呈 色，遮盖反应后
的颜色。
实质： 条件下 与双缩脲试剂中的Cu2＋反应生成紫色络合物。
知识辨析:
1．番茄和水稻根系吸Si 元素的量有差异。( )
2．在人体活细胞中氢原子的数目最多。( )
3．地壳和活细胞中含量最多的元素都是氧元素，由此看出生物界和非生物界具有统一性。( )
4．C、H、O、N、P、S 这6 种元素是组成细胞的大量元素。( )
5．氧元素是组成生物体的最基本元素，这是因为氧元素在生物体中含量最多。( )
6．鉴定还原糖时，加入斐林试剂后产生砖红色沉淀。( )
7．用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热。( )
8．可用苏丹Ⅲ染液鉴定淀粉。( )
9.细胞中的微量元素因含量极少从而不如大量元素重要。 ( )
10.在沙漠植物仙人掌的活细胞中含量最多的化合物是蛋白质。( )
11.细胞中的一种元素的作用能被其他元素代替。( )
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第2 节 细胞中的无机物
1. 细胞中的无机物包括 和 。
2.水的含量
(1)一般地说，水在细胞的各种化学成分中含量 。
(2)不同种类的生物体中，不同的生长发育期，含水量 。同一生物体内， 的含水量也不同。
3．水在细胞内的存在形式和功能：
形式
自由水
结合水
特点
含量
约占细胞内全部水分的
约占细胞内全部水分的
功能
a.
b．
c．
d．
联系
自由水和结合水在一定条件下可以
实例：刚收获的玉米种子在阳光下晒干，重量减轻，这个过程损失的主要是 ，这样的
种子在条件适宜时，仍能萌发成幼苗；把晒干后的种子放在一洁净的试管中加热，试管壁上
有水珠出现，这些水主要是 ，这样的种子将不能萌发。代谢旺盛的细胞内 的含
量相对高些。
4.水的存在形式与新陈代谢、抗逆性的关系：
实例：种子萌发或幼苗，新陈代谢旺盛、生长迅速时， 的含量增多，但抗性 ；
种子晒干后，
大量减少，代谢 ，但抗性 ，易于保存。
5.细胞中的无机盐 ：
（1）存在形式：多数以 的形式存在，少数以 的形式存在。
（2）作用
① ，如 是构成叶绿素分子的元素、 是构成血红素的元素， 是细胞膜、
细胞核的重要成分。 是动物骨和牙齿的重要成分。
② ，如哺乳动物血Ca2＋低会 ，血Ca2＋高会 。人体内
缺乏会引起神经肌肉兴奋性降低 ，引起肌肉酸痛、无力，因此，当大量出汗后，要及时补充 。
比值大：代谢 ，抗性
比值小：代谢 ，抗性
→代谢与抗性呈 关系
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③ 。0.9%NaCl 溶液(生理盐水)能维持动物细胞正常的
。
知识辨析：
1．细胞内的结合水是细胞内的良好溶剂。( )
2．水是影响生物生存和分布的重要非生物因素。( )
3．所有的离子都是细胞所需要的。( )
4．无机盐在细胞内主要以离子形式存在，有些是大分子物质的组成成分。( )
5．植物细胞内自由水的相对含量越多，细胞代谢越旺盛，抗旱性相对越强。( )
6．镁是构成叶绿素的必需成分，植物缺镁会导致叶片发黄。( )
7．不同种类生物体的含水量大致相同，体现了生物界的统一性。( )
8．无机盐离子对维持血浆的正常浓度和酸碱平衡等有重要作用。( )
第3 节 细胞中的糖类和脂质
1.细胞中的糖类元素组成和功能
(1)元素组成： 。
(2)功能： 。
3. 糖类分为(据水解情况)： 、 和 。
（1）单糖
①特点： (能/不能)水解， (能/不能)被细胞直接吸收。
②常见种类：五碳糖 核糖(C5H10O5)：分布于 细胞中，是组成 的成分。
脱氧核糖(C5H10O4)：分布于 细胞中，是组成 的成分。
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葡萄糖(C6H12O6)：分布于 细胞中，是细胞中主要的 。
六碳糖 果糖：分布于 细胞中。
半乳糖：分布于 细胞中。
（2）二糖
①特点：水解后能生成 分子单糖，必须水解成 才能被细胞吸收。
麦芽糖：分布于 细胞中，麦芽糖──→ ＋ 。
②常见种类：蔗糖：分布于 细胞中，蔗糖──→ ＋ 。
乳糖：分布于 细胞中，乳糖──→ ＋ 。
（3）多糖
①特点：水解后能生成 单糖，必须水解成 才能被细胞吸收，自然界中含量最
多。
淀粉：分布于 细胞中，是植物细胞中的 物质。
②常见种类：纤维素：分布于 细胞中，是 的组成成分。
糖原：分为 和 ，主要存在于人和动物的 和 中，
是动物细胞中的 物质。
③淀粉、糖原、纤维素的组成单位都是 。
④几丁质也是一种多糖。几丁质是 的重要组成成分。
⑤作为储能物质的糖类是 。糖类是生物体生命活动的 ，但并非所有糖类都能提
供能量，如 。
4. 糖类分为(据化学性质)
（1）还原糖：如 ，与 试剂在 加热的条件下产生 沉淀。
（2）非还原糖：如 等。
5.脂质主要由 三种元素组成，有的脂质还含有 。
6.分类、分布及功能：
按化学本质分类
元素组成
功能及分布
a. 主要功能：
b．主要分布：
a.主要功能： 的重要成分
b．主要分布：人和动物的脑、卵细胞、肝脏以及大豆的种子中
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5. 能源物质归纳
（1）三大能源物质及供能顺序： 。
（2）生命活动的主要能源物质： 。
（3）细胞中主要的能源物质： 。
（4）良好储能物质： 。
（5）仅植物细胞中的储能物质： 。
（6）仅动物细胞中的储能物质： 。
（7）直接能源物质： 。
（8）能量的最终来源： 。
6. 等质量的脂肪与糖类相比：脂肪中 H O ，糖类 中 H O ，因此 耗氧多，产能多，
产水多。
7. 多糖、蛋白质、核酸等生物大分子的基本骨架是 。
8 糖类、脂质、蛋白质和核酸四大有机物都有的元素是 。
[知识辨析]
1．细胞中的糖类都可以给细胞供能。( )
2．蔗糖、麦芽糖、果糖都可以与斐林试剂反应生成砖红色沉淀。( )
3．磷脂并不是所有细胞都具有的脂质。( )
4．胆固醇参与构成动物细胞膜并参与血脂运输。( )
5．脱氧核糖只存在于细胞核中。( )
6．葡萄糖和核糖是植物细胞和动物细胞内都含有的糖。( )
7．发芽小麦种子中的1 分子麦芽糖经水解可产生1 分子果糖和1 分子葡萄糖。( )
8．磷脂主要参与生命活动的调节。( )
第4 节蛋白质是生命活动的主要承担者
1.生命活动的主要承担者是 。
2.蛋白质的主要功能及实例：
主要功能
实例
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3. 组成蛋白质的基本单位 。其组成元素为 。有的还含有：
4.氨基酸分子的结构：
（1）其结构通式为：
（2）结构特点：
A.特点：每种氨基酸分子至少都含有一个 和一个 ；且都有一个氨基(－NH2)
和一个羧基(－COOH)连接在 上。(注：多余的氨基或羧基位于 中)。
B.氨基酸的种类和性质的唯一决定因素： 。 注：氨基和羧基的书写都要有一个游离键。甘氨酸的R
基是 ，丙氨酸R 基 。
C.组成人体蛋白质的氨基酸有 种，人体细胞不能合成，只能来自外界的 叫 ，成人有 种，
（甲携来一本亮色书）；人体细胞可以合
成的叫 ，有 种。
5.蛋白质的结构及其多样性
（1）氨基酸脱水缩合形成肽链
氨基酸分子通过 脱水缩合的方式形成肽链，具体过程如下图所示。
（2）相关概念
①脱水缩合：一个氨基酸分子的 和另一个氨基酸分子的 相连接，同时脱去
，这种结合方式就叫脱水缩合。R 基中的氨基和羧基 (参与/不参与)参与脱水缩合。
②肽键：连接两个 的化学键叫肽键。
③肽：由 个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物叫二肽；由多个氨基酸分子脱水缩合而成的，含有多个
的化合物叫多肽。
④肽链：多肽通常 ，称为肽链。
（3）蛋白质结构的多样性的原因：
。
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（4）蛋白质的变性： ； 并未断裂，能与 试剂呈紫色反
应。
（5）吃煮熟的鸡蛋、肉类等更容易消化是因为：
。
（6）经过加热、加酸、加酒精等引起细菌和病毒的 ，达到消毒、灭菌的目的。
（7）蛋白质相关计算
①肽键数＝ ＝ 。
②每条肽链至少有 个游离的氨基和 个游离的羧基，分别位于肽链的两端。
③蛋白质相对分子质量＝ 。
④假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n 个氨基酸分别形成1 条肽链或m 条肽链：
形成肽链数
形成肽键数
脱去水分子数
氨基数目
羧基数目
多肽相对分子质量
[知识辨析]
1．蛋白质都是由2 条或2 条以上多肽链构成的。( )
2．蛋白质变性是由于肽键的断裂造成的。( )
3．与双缩脲试剂发生紫色反应的待测溶液中一定含有蛋白质。( )
4．高温可使蛋白质的空间结构发生不可逆转的改变。( )
5．蛋白质功能的多样性是由蛋白质结构的多样性决定的。( )
6．每一种氨基酸都只含有一个氨基和一个羧基。( )
7．组成人体蛋白质的氨基酸有21 种，分类依据是R 基不同。( )
8．氨基酸分子相互结合的方式决定了蛋白质结构的多样性。( )
第5 节 核酸是遗传信息的携带者
1. 核酸分类： (简称 )、 (简 称 )。
2.核酸的分布：
（1）真核细胞：DNA 主要分布在 中，少数分布在 中；RNA 主要分布在 中。
（2）原核细胞：DNA 主要位于 中，细胞质中也有 （质粒）
（3）病毒：病毒 细胞结构，一种病毒只含有一种核酸（ ）
3．基本组成单位---
一个核苷酸由 、 和 组成，
结构简式如右图所示。
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(1)五碳糖： 、 。
(2)含氮碱基（缩写和名称）： 、 、 、 、 。
(3)分类：根据五碳糖的不同，可将核苷酸分为 (简称 )和 ，分别构成
和 两类生物大分子。
脱氧(核糖)核苷酸分为4 种： 脱氧核苷酸， 脱氧核苷酸。
核糖核苷酸分为4 种： 核糖核苷酸， 核糖核苷酸。
4.核酸的形成过程：
核酸的结构层次：元素 → →
连接形成核苷酸链 → 条( 条)核
苷酸链构成 DNA(RNA)。
5.DNA 和 RNA 的比较：两者共有 ； DNA 特有 和 ，RNA 特有 和
。
6. DNA 初步水解产物是 ，RNA 初步水解产物是 。
DNA 彻底水解产物是 ，RNA 彻底水解产物是
。
7.核酸的功能：
(1)核酸是 。
(2)在生物体的 和 中具有极其重要的作用。
8.生物体内的核酸、核苷酸和碱基种类 ：
生物类别
举例
核酸
遗传物质
含氮碱基
原核生物和真核生物
病
毒
DNA 病毒
RNA 病毒
9.糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子，都是由许多基本的组成单位连接而成的，这些基本单位称为 ，
这些生物大分子又称为单体的 。
10.单体和多聚体的对应关系如下表所示
单体(基本单位)
多聚体(生物大分子)
多糖(淀粉、糖原、纤维素)
蛋白质
核酸(DNA 和RNA)
11.碳为生命核心元素的原因：
氨基酸、核苷酸、葡萄糖等单体都是以 为骨架形成的，单体连接成 ，多聚体参与细胞和生
物体的形成以及生命活动的进行，故将碳元素称为生命的核心元素。
知识辨析：
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1．人体内碱基有5 种。( )
2．核酸只存在于具有细胞结构的生物中。( )
3．DNA 与RNA 在核苷酸上的不同点只在碱基方面不同。( )
4．核酸是一切生物的遗传物质，仅存在于细胞核中。( )
5．DNA 和RNA 的基本组成单位都是核苷酸。( )
6．细胞中包括蛋白质、核酸在内的有机物都能为细胞的生命活动提供能量。( )
7．多糖、蛋白质、核酸都是生物大分子。( )
8．组成DNA 和RNA 的单体不同。( )
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