第 1 部分 分子与细胞
第 1 章 细胞的分子组成
第 1 节 细胞中的元素和化合物
一、组成细胞的元素
大量元素 等 注 是最基本元素 构成生物大分子的基本骨架
分类 C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg ( :C , )
微量元素 等 微量元素虽然含量少 但也是必需元素
Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo , ,
存在形式 大多以化合物的形式存在
二、细胞中的无机物
1.水
自由水(以游离形式存在) 结合水
细胞内良好的溶剂 为细胞提供液体环境 参 组成细胞结构 与蛋白质 多糖等结
功能 (1) ;(2) ;(3) ( 、
与生化反应 运送营养物质和代谢废物 合失去流动性和溶解性
;(4) )
与细胞内蛋白质 多糖等物质结合
关系 自由水 、 结合水
与结合物质之间的氢键发生断裂
与代谢及抗 一般情况下 自由水与结合水比值越大 细胞代谢越旺盛 抵抗不良环境 抗旱 抗寒等 的能力
, , , ( 、 )
逆性的关系 越低
水为极性分子 使得其他带电分子或离子易与水结合
水的特性 (1) , 。
水分子之间可形成氢键 氢键易断裂 也易形成 氢键的存在 使水具有较高的比热容
(2) , , ; ,
细胞中水的产 水的产生 蛋白质 多糖 核酸 等的合成 有氧呼吸第三阶段
(1) : 、 、 、ATP ; 。
生和利用举例 水的利用 蛋白质 多糖 核酸 等的水解 光合作用的光反应
(2) : 、 、 、ATP ;
小表达 北方冬小麦在冬季来临前,自由水的比例逐渐下降,而结合水的比例逐渐上升,这是为什么?
。
答案:在寒冷的情况下,自由水会结成冰而伤害植物细胞,结合水则不会结冰。因此,冬季来临前,冬小麦细胞内自由
水的比例逐渐下降,而结合水的比例逐渐上升,这样可以避免气温下降时自由水过多导致结冰而损害自身
2.无机盐
存在形式 主要以离子的形式存在
吸收方式 主要是主动运输
组成复杂的化合物 叶绿素 血红素 甲状腺激素 核酸
Mg→ ;Fe→ ;I→ ;P→ATP、
过高导致肌无力 过低导致抽搐
2+
维持细胞和生物体的生命 Ca → , ;
保持心肌正常兴奋等
+
作用 活动 K → ;
缺乏导致神经 肌肉细胞兴奋性降低 最终引发肌肉酸痛 无力等
+
Na → 、 , 、
维持细胞的酸碱平衡 是血浆中重要的缓冲对
-
HCO3/H2CO3
维持渗透压 细胞外液渗透压的 以上来源于 和
+ -
90% Na Cl
易混易错 水、无机盐是细胞需要的营养物质,但不能为细胞的生命活动提供能量。
第 1章 细胞的分子组成 1小表达 患急性肠炎的病人输入葡萄糖盐水,大量排汗的人多喝淡盐水,两者均体现了无机盐
的功能。
答案:维持细胞和生物体正常的生命活动和渗透压
三、生物组织中有机物的检测
检测原理 备注
甲液 溶液 乙液 溶液 等量混匀后立即使用
(1) (NaOH )、 (CuSO4 ) ;
斐林试剂 还原糖 50~65℃ 砖红色 若样液中不含还原糖 则斐林试剂检验的结果不是无色而是
还原糖 + 水浴加热→ (2) ,
蓝色 即 的颜色
的检测 沉淀 游离的醛基与斐林试剂在加热 , Cu(OH)2 ;
(
单糖中的葡萄糖 果糖 组成核酸的五碳糖 半乳糖和二糖中
情况下可生成砖红色的 沉淀 (3) 、 、 、
Cu2O )
的麦芽糖等属于还原糖
脂肪的 苏丹 染液 脂肪 橘黄色 制成 苏丹 染液易溶于酒精 可用体积分数为 的酒精溶液洗去
Ⅲ + → ( Ⅲ , 50%
检测 的临时切片在高倍显微镜下观察 浮色
)
蛋白质 双缩脲试剂 紫色 双缩 先加入 双缩脲试剂 液 溶液 营造碱性环境
+ → ( (1) 1mL A (NaOH , ),
蛋白质 脲结构与 在碱性条件下生成紫 摇匀 再加 滴双缩脲试剂 液 溶液 摇匀 双缩脲试
Cu 2+ ; 4 B (CuSO4 ), 。
的检测 色络合物 蛋白质中有与双缩脲结构 剂的实质是碱性环境中的
, Cu 2+ 。
类似的结构 蛋白质变性后仍能与双缩脲试剂发生紫色反应
) (2)
学生用书 P2
真题选改判 使双缩脲试剂与蛋白质发生显色反应
。( )
1( 天津,)磷是组成藻类细胞的微量元素 7答案
.2021 4 。 . ✕
8( 江苏, )在氨基酸溶液中加入双缩脲试
( ) .2020 17
1答案 剂 混匀后逐渐变成紫色
. ✕
, 。 ( )
2( 贵州,)种子吸收的水与多糖等物质结
8答案
.2024 1 . ✕
合后 水仍具有溶解性 从真题到教材
, 。 ( )
2答案
9水分为 和自由水 自由水的功能
. ✕ . ,
3( 新课标,)植物细胞失水时胞内结合水
有
.2024 2
与自由水比值增大
。 ( )
;
3答案
所占比例升高 可以提高细胞代谢
. √ , ,
4( 贵州,)幼苗根细胞中的无机盐可参与 所占比例升高 可以增强植株抗逆性
.2024 1 ,
细胞构建 水不参与
( 江苏,)( 湖北,)( 全国乙,)
, 。 ( )
2020 1 2022 1 2021 3。
4答案 9答案 结合水 细胞内良好的溶剂 参与许
. ✕ . ,
5( 江苏,)无机盐多以离子形式存在 对维 多生物化学反应 为细胞提供液体环境 运送
.2020 1 , , ,
持生命活动有重要作用 营养物质和代谢废物等 自由水 结合水
。 ( )
5答案 10无机盐 存在于叶绿体的 中
. √ . :Mg ;
6( 江苏,)洋葱匀浆中加入新配制的斐林 对血浆中 起着重要的调节作用
-
.2023 9 HCO3 ;
试剂 溶液即呈砖红色 血液中 含量过低 人体易出现抽搐 结
, 。 ( ) , ;
6答案 合内环境的理化性质分析 参与维持人
+
. ✕ ,Na
7( 江苏,)检测样品中的蛋白质时 须加热 体内环境的 ( 全国甲,)(
.2022 5 , 2022 1 2021
2 5年高考 3年模拟 A版 高考生物学
浙江 月选考,) 脂肪能被其染成 ( 江苏,
6 5 。 , 2023
10答案 叶绿素
2+
渗透压 )( 江苏, ) 检测蛋白质的试剂是
. pH Ca 15 2022 13 ;
11检测还原糖的试剂是 向待测样液 其能与蛋白质产生
. , ,
含还原糖 中加入该试剂 水浴加热后出现 反应( 江苏,)
( ) , 2022 5 。
( 江苏,)( 江苏, ) 11答案 斐林试剂 砖红色沉淀 苏丹 染
2023 9 2020 17 . Ⅲ
( 重庆, )检测脂肪的试剂是 液 橘黄色 双缩脲试剂 紫色
2022 11 ;
第 1章 细胞的分子组成 3
学生用书 P3
实验——检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋 变式 同考法不同知识 脂肪的检测 ( 甘
2024
白质
肃,, 分)甘肃陇南的 武都油橄榄 是中国国
13 “ ”
典例 ( 届宿迁三模,)一日三餐中早餐很 家地理标志产品 其果肉呈黄绿色 子叶呈乳白
2024 1 , ,
重要 不仅要营养均衡 还要健康美味 常见的 色 均富含脂肪 由其生产的橄榄油含有丰富
, , 。 , 。
早餐有粥 牛奶 鸡蛋 豆浆 蔬菜沙拉等 下列 的不饱和脂肪酸 可广泛用于食品 医药和化工
、 、 、 、 。 , 、
叙述正确的是 等领域 下列叙述错误的是
( ) 。 ( )
蔬菜沙拉中的多糖都能被人体消化为葡萄 不饱和脂肪酸的熔点较低 不容易凝固 橄榄
A. A. , ,
糖 从而被细胞吸收 油在室温下通常呈液态
,
牛奶中的钙 铁等元素被吸收后 可以参与构 苏丹 染液处理油橄榄子叶 在高倍镜下可
B. 、 , B. Ⅲ ,
成细胞中的某些化合物 观察到橘黄色的脂肪颗粒
煮熟的鸡蛋中蛋白质的肽键被破坏 易被人 油橄榄种子萌发过程中有机物的含量减少
C. , C. ,
体消化 有机物的种类不发生变化
用斐林试剂检测豆浆中的糖类时 若出现砖 脂肪在人体消化道内水解为脂肪酸和甘油
D. , D.
红色沉淀 则说明其含有葡萄糖 后 可被小肠上皮细胞吸收
, ,
答案 B 答案 C
第 2 节 细胞中的糖类和脂质
细胞中的糖类和脂质
糖类 脂质
元素组成 一般为 几丁质还含有 主要是 有的还含有
C、H、O, N C、H、O, N、P续表
糖类 脂质
葡萄糖 主要能源物质
脂肪 又 称
核糖 参与组成 ( 细胞内良好的储能物质 具有保
单糖 RNA、ATP 甘 油 三 酯 ,
脱氧核糖 参与组成 ,温 缓冲 减压等作用
、 、
DNA
C、H、O)
半乳糖 果糖 提供能量
、
磷脂 除 了
蔗糖 由葡萄糖和果糖组成 麦芽 (
( )、 含有
二糖 糖 由 分子葡萄糖组成 乳糖 C、H、生物膜的重要成分
( 2 )、 还含有
由葡萄糖和半乳糖组成 O, P
( ) 甚至
分类 N)
胆固醇 动物细胞膜的重要成分
淀粉 植物细胞中的储能物质
: ,
在人体内还参与血液中脂质的运
纤维素 植物细胞细胞壁的组成成分之一
输 是合成其他固醇类物质的原料
;
动物细胞中的储能物质 肝糖原可 固醇 主 要
多糖 ( ( 性激素 促进生殖器官的发育以
糖原 分解为葡萄糖 肌糖原不可直接分 含 :
, C、H、O) 及生殖细胞的形成
解为葡萄糖
)
几丁质 广泛存在于甲壳类动物和昆虫的 维生素 促进人和动物肠道对
D:
壳多糖 外骨骼中 钙和磷的吸收
( )
合成部位 淀粉 叶绿体 糖原 主要是肝脏 肌肉 主要是内质网
: ; : 、
与糖类相比 脂肪中氧的含量较低 而氢的含量较高 因此 等质量的脂肪与糖类氧化分解时 脂肪释放的
区别 , , , , ,
能量多 需要的 多 产生的 多
, O2 , H2O
糖类供应充足时 可以大量转化为脂肪 一般只在糖类供能不足时 脂肪才会分解供能 而且不能大量转
联系 , ; , ,
化为糖类
知识归纳 ()单糖可直接被吸收,而二糖、多糖水解成单糖后才能被吸收。
1
()糖类的主要功能并非都是为细胞提供能量,如核糖、脱氧核糖、纤维素可参与细胞结构组成。
2
()淀粉、糖原和纤维素的基本单位都是葡萄糖,它们具有不同化学性质的原因是葡萄糖的连接方式、数量等不同。
3
()多糖水解的终产物是葡萄糖,葡萄糖氧化分解的终产物是 和 。
4 CO2 H2O
苏教速览 ()不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比较
1
不饱和脂肪酸 饱和脂肪酸
形成原因 脂肪酸长链中碳原子之间存在双键 脂肪酸长链中的碳原子之间都以单键相连
特点 熔点较低,不容易凝固,室温时呈液态 熔点较高,易凝固,室温时呈固态
来源 植物脂肪大多含有不饱和脂肪酸 大多数动物脂肪含有饱和脂肪酸
()蜡也属于脂质,比脂肪的疏水性强,具有保护作用。
2
()胆固醇是机体内重要的固醇类物质,是动物细胞膜的重要组成成分,也是类固醇激素、维生素 等的前体。胆固
3 D
醇水平过高是动脉硬化的主要原因之一。
学生用书 P4
真题选改判 2( 新课标,)大豆油含有不饱和脂肪酸 熔
.2024 1 ,
1( 江苏,)细胞中肝糖原和脂肪都是储能 点较低 室温时呈液态
.2024 1
, 。 ( )
物质 2答案
。 ( ) . √
1答案 3( 福建,)糖类是生命活动的主要 重要
. √ .2023 1 ( )
4 5年高考 3年模拟 A版 高考生物学
能源物质 此外多糖还包括糖原 纤维素等 其基本组成
。 ( ) 、 ,
3答案 单位都是 ( 江苏,)
. √ 2024 1 。
4( 新课标,)血液中的葡萄糖进入肝细胞 6答案 单糖 多糖 葡萄糖
.2023 1 . C、H、O
可被氧化分解或转化为肝糖原 7组成脂质的化学元素主要是 有些脂质
。 ( ) . ,
4答案 还含有 ( 江苏,)( 新课标,)
. √ 2024 1 2024 1 。
5( 浙江 月选考,)糖原是马铃薯重要的储 常见 的 脂 质 有 脂 肪 磷 脂 和 固 醇 其 中
.2022 6 5 、 ,
能物质 是细胞内良好的储能物质 还有保
。 ( ) ,
5答案 温 缓冲和减压的作用( 福建,)磷脂是
. ✕ 、 2023 1 ;
构成 的重要成分 也是构成多种细胞
从真题到教材
,
器膜的重要成分 是构成动物细胞膜
6糖类分子一般由 元素组成 二糖由 ;
. , 的重要成分 在人体内还参与血液中
两分子单糖脱水缩合而成 一般要水解成 ,
,
的运输
才能被细胞吸收 常见的二糖有蔗糖 。
, 、
7答案 和 脂肪 细胞膜 胆
麦芽糖和乳糖等 生物体内的糖类绝大多数 . C、H、O P N
。
固醇 脂质
以 的形式存在 淀粉是最常见的多糖
, ,
第 1章 细胞的分子组成 5
第 3 节 蛋白质和核酸
一、蛋白质的结构与功能
32 $)0/UFE 40
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O
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%/" +- M
;+B
,E F
DD
=3;+DD;+
6;+ A7
;+B1$2
6 *
36
3 ;+ 55+;+B小表达 (苏教版第一章第三节练习应用题改编)在评价各种食物中蛋白质成分的营养价值时,为何格外注重其中
必需氨基酸的种类和含量?
。
答案:因为必需氨基酸是人体细胞不能合成的氨基酸,必须从食物中获取,富含必需氨基酸的蛋白质营养价值更高
二、核酸
DNA(脱氧核糖核酸) RNA(核糖核酸)
组成元素
C、H、O、N、P
结构 一般为双链 反向平行的双螺旋结构 一般为单链
,
基本单位 脱氧核苷酸 磷酸 脱氧核糖 碱基 核糖核苷酸 磷酸 核糖 碱基
( 、 、 ) ( 、 、 )
含氮碱基
A、T、C、G A、U、C、G
作遗传物质 携带遗传信息 针对细胞生物及 作遗传物质 仅针对 病毒 催化 如核
, ( ( RNA ); (
功能 病毒 控制生物体的遗传 变异和蛋白质的 酶 翻译的模板 携带并转运氨基酸
DNA ); 、 ); (mRNA);
合成 参与组成核糖体
(tRNA); (rRNA)
分 真核细胞 细胞核 主要 线粒体和叶绿体 细胞质 主要 细胞核
( )、 ( )、
布 原核细胞 拟核 主要 和质粒 细胞质和拟核
( )
知识拓展 指纹和 鉴定技术
DNA DNA
() 指纹技术是从分子水平区别不同个体的重要手段。
1DNA
()每个人的 指纹都是独一无二的,可根据指纹图的吻合程度来帮助确认其身份。
2 DNA
() 鉴定技术可以应用在研究人类起源、不同类群生物的亲缘关系等方面。
3DNA
脱水缩合
三、生物大分子：以碳链为基本骨架 单体 基本单位 多聚体 生物大分子
, ( )水解 ( )。
物质 单体 初步水解 彻底水解 氧化分解产物
多糖
葡萄糖 麦芽糖 葡萄糖 葡萄糖
以淀粉为例 、 CO2、H2O
( )
蛋白质 氨基酸 小分子肽和氨基酸 氨基酸 尿素等
CO2、H2O、
脱氧核苷酸 四种脱氧核苷酸 含氮碱基 磷酸 脱氧核糖 尿酸等
DNA (A、T、C、G)、 、 CO2、H2O、
核糖核苷酸 四种核糖核苷酸 含氮碱基 磷酸 核糖 尿酸等
RNA (A、U、C、G)、 、 CO2、H2O、
易混易错 脂肪等脂质不属于生物大分子,脂肪的彻底水解产物为甘油和脂肪酸,氧化分解产物为 和 。
CO2 H2O
小表达 (人教版必修 第 章第 节拓展应用改编)请从单体和多聚体关系的角度阐明“吃什么补什么”的不合理
1 2 4
性: 。
答案:生物大分子需要被分解成细胞可以吸收的小分子才能被人体吸收
学生用书 P6
真题选改判 3( 河北,)氨基酸种类的改变可能影响蛋
.2023 1
1( 新课标,)大豆中的蛋白质含有人体细 白质空间结构
.2024 1
。 ( )
胞不能合成的必需氨基酸 3答案
。 ( ) . √
1答案 4( 贵州, ) 彻底水解的产物是碱
. √ .2024 16rRNA
2( 湖北,)蛋白质变性可导致部分肽键 基 核糖 磷酸
.2023 2 、 、 。 ( )
断裂 4答案
。 ( ) . √
2答案 5( 福建,)补充某些特定的核酸 可以增强
. ✕ .2023 2 ,
6 5年高考 3年模拟 A版 高考生物学
机体修复受损基因的能力 一定空间结构的蛋白质 通过加热 强酸 强
。 ( ) 。 、 、
5答案 碱等可以破坏蛋白质的 使蛋白质
. ✕
6( 江苏,)糖类 脂质 蛋白质和核酸等有 失活 该现象叫作变性 蛋白酶可以水解
.2020 2 、 、 , 。
机物都是生物大分子 填化学键 ( 江苏,)( 湖
。 ( ) ( )2021 1 2023
6答案 北,)( 海南,)( 全国甲,)
. ✕ 2 2023 2 2021 1 。
7( 北京,)蛋白质和 是两类重要的生物 9答案 肽键 氢键 二硫键 空间结构 空
.2020 2 DNA . (
大分子 都含有 都由相应的基本结构 间构象 肽键
, C、H、O、N, )
单位构成 并且具有相同的空间结构 10蛋白质的功能有
, 。 ( ) .
7答案 和参与组成细胞结构等( 江苏,)
. ✕ 2023 3 。
从真题到教材
10答案 催化 运输 信息传递 免疫
. 、 、 、
11核酸含有 五种元素(
8蛋白质除含有元素 外 大多 . 2021
. , 江苏,)其是由核苷酸连接而成的长链 脱
数蛋白质还含有 ( 江苏,)( 江苏,) 1 , 。
S2024 1 2023 3 氧核苷酸的组成成分是
( 江苏,)( 江苏,) 组成蛋白质的
2022 1 2021 1 。 核糖核苷酸的组成成分是
氨基酸都有一个 和一个 连接在 ,
( 贵州, )
同一个碳原子上 这个碳原子还连接着一个 2024 16 。
, 11答案 磷酸 脱氧核糖 含氮
氢原子和一个侧链基团 基 不同氨基酸的 . C、H、O、N、P 、 、
(R ),
碱基 磷酸 核糖 含氮碱基
区别在于 的不同( 海南,) 、 、
2023 2 12核酸是细胞内携带 的物质 在生
( 全国乙,) . ,
2023 1 。 物体的 以及 的合成中
8答案 氨基 羧基
. C、H、O、N (—NH2) (— 具有极其重要的作用 其与多糖 蛋白质都
侧链基团 基 , 、
COOH) (R )
是 ( 江苏,)
9多个氨基酸通过脱水缩合形成 连成肽 2020 2 。
. 12答案 遗传信息 遗传 变异 蛋白质 生
链 多肽链的氨基酸间可以形成 和 . 、
;
物大分子
等 多肽链通过盘曲 折叠形成有
, 、
第 1章 细胞的分子组成 7
学生用书 P7
一、蛋白质构象与活性 3.蛋白质空间结构的改变并不是一定会造成失
蛋白质特定的空间结构是其具有活性的基 活 例如载体蛋白
, 。
础 其空间结构发生变化后往往活性也随之改变 典例 1 ( 河北,, 分)关于蛋白质空间结构
, 。 2023 12
1.蛋白质的修饰如糖基化 乙酰化 磷酸化 泛素 的叙述 错误的是
、 、 、 , ( )
化等 会引起蛋白质空间结构的变化 从而引 淀粉酶在 时 空间结构会被破坏
, , A. 0℃ ,
起其活性的变化 磷酸化可能引起蛋白质空间结构的变化
。 B.
2.蛋白质的空间结构并不稳定 蛋白质变性是指 氨基酸种类的改变可能影响蛋白质空间结构
。 C.
蛋白质在某些因素 如高温 过酸 过碱 重金属 载体蛋白在转运分子时 其自身构象会发生改变
( 、 、 、 D. ,
盐等 作用下其特定的空间构象被破坏 从而导 答案 A
) ,
致其理化性质的改变和生物活性丧失的现象 变式 1 同考法不同考查方式 蛋白质和核酸综合
。
但有些情况下蛋白质变性是可逆的 变性的蛋 ( 届淮阴中学期初,)核酸和蛋白质都是重要
, 2024 1
白质在复性后空间结构复原 活性恢复 的生物大分子 下列相关叙述错误的是
, 。 , ( )
都以碳链为基本骨架 呈液态
A.
都是染色体的重要组成成分 大豆的蛋白质 脂肪和淀粉可在人体内分解
B. B. 、
细胞内合成新的分子时都需要模板 产生能量
C.
都会变性 且变性后不会恢复活性 大豆中的蛋白质含有人体细胞不能合成的必
D. , C.
答案 D 需氨基酸
变式 2 同考法不同情境 与生活联系 ( 福 大豆中的脂肪和磷脂均含有碳 氢 氧 磷
2023 D. 、 、 、 4
种元素
建,,分)随着社会经济的发展 人们对健康的生
22 ,
活方式日益关注 下列相关叙述正确的是 答案 D
。 ( )
鸡蛋煮熟后蛋白质会发生变性 不利于人体 变式 3 同考法不同考查形式 结合具体物质考查
A. ,
消化 ( 届南通一模,)下列关于组成细胞化合物
2024 1
补充某些特定的核酸 可以增强机体修复受 的叙述正确的是
B. , ( )
损基因的能力 和 都属于核酸 都参与蛋白质
A.tRNA rRNA ,
长期吸烟 原癌基因和抑癌基因表达的稳态 的合成
C. ,
易受到破坏 纤维素和几丁质都属于多糖 都是细胞内的
B. ,
饭后剧烈运动时副交感神经活动占优势 不 能源物质
D. ,
利于胃肠的蠕动 醛固酮和抗利尿激素都属于脂质 都能调节
C. ,
答案 C 水盐平衡
二、有机物综合 血红蛋白 呼吸酶都属于蛋白质 都直接参与
D. 、 ,
典例 2 ( 新课标,, 分)大豆是我国重要的 的运输
2024 16 O2
粮食作物 下列叙述错误的是 答案 A
, ( )
大豆油含有不饱和脂肪酸 熔点较低 室温时
A. , ,
8 5年高考 3年模拟 A版 高考生物学
