(1)组成细胞的分子——高考生物学考前三个月速记清单
【必备知识】
考点1:组成细胞的元素与无机物
一、组成细胞的元素和化合物
1.组成细胞的元素
(1)种类:常见的有20多种
来源:从无机自然界有选择地吸收
存在形式:大多数以化合物的形式存在
(2)分类依据:
大量元素:C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg
微量元素:Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo
最基本元素:C
基本元素:C、H、O、N
2.组成细胞的化合物
(1)种类:
无机化合物:水、无机盐
有机化合物:糖类、脂质、蛋白质和核酸
(2)含量:
细胞鲜重含量最多的化合物:水
细胞鲜重含量最多的有机化合物:蛋白质
细胞干重含量最多的化合物:蛋白质
二、组成细胞的无机物
1.细胞中的水
(1)水的存在形式与作用
(2)自由水/结合水的值与新陈代谢、抗逆性的关系
2.细胞中的无机盐
(1)无机盐的存在形式及作用
(2)探究无机盐M是否属于植物生长所必需的无机盐
①对照组:正常植物+完全培养液→正常生长
②实验组:
考点2:糖类和脂质
一、细胞中的糖类
1.细胞中糖类的种类及其功能
(1)种类(C、H、O等)
单糖:不能水解的糖,如葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖等
二糖:由两分子单糖脱水缩合而成的糖,如麦芽糖、蔗糖、乳糖等
多糖:水解后能够生成许多单糖的糖,如淀粉、纤维素、糖原等
2.还原糖的检测
(1)检测原理:还原糖中的醛基(—CHO)在水浴加热条件下能将Cu(OH)2中的Cu2+还原成Cu+,从而生成砖红色的CU2O沉淀。
(2)检测步骤
二、细胞中的脂质
1.细胞中脂质的种类及其功能
2.脂肪的检测
考点3:蛋白质与核酸
一、细胞中的蛋白质
1.组成蛋白质的氨基酸的结构通式及特点
(1)氨基酸的共同体,即图中“不变部分”(连接在同一个碳原子上的NH2、—COOH和—H),剩下的“可变部分”为R基
(2)决定关键——R基
①决定氨基酸的种类和理化性质
②决定氨基酸的组成元素:氨基酸的结构通式中含有C、H、O、N 4种元素,若某种氨基酸中含有其他元素,则该元素一定在R基中
③决定氨基酸中所含氨基和羧基的数目:除了连接在同一个碳原子上的一个氨基和一个羧基外,其余的氨基和羧基一定位于R基上
(3)分子式:C2H4O2N—R
2.氨基酸的种类
生物体中构成蛋白质的氨基酸有21种
根据能否在人体内合成:
能——非必需氨基酸(13种)
不能——必需氨基酸(8种)
3.氨基酸的脱水缩合
(1)过程:一个氨基酸分子中的氨基(—NH2)和另一个氨基酸分子中的羧基(—COOH)相连接,同时脱去一分子水
(2)合成部位:核糖体
4.蛋白质的形成过程
(1)肽的名称确定:一条多肽链由几个氨基酸分子构成就称为几肽
(2)H2O中各元素的来源:H来自—NH2和—COOH,O来自—COOH
(3)一条肽链上氨基数或羧基数的确定:一条肽链上至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基,分别位于肽链的两端;其余的氨基(或羧基)位于R基上
(4)R基中的氨基和羧基:一般不参与肽键的形成
5.蛋白质的结构多样性与功能多样性
6.蛋白质的检测
(1)检测原理:肽键结构在碱性溶液中能与Cu2+结构生成紫色络合物,
(2)检测步骤
二、细胞中的核酸
1.核酸的结构层次
2.核酸的功能与分布
(1)功能:携带遗传信息;控制遗传、变异和蛋白质合成
(2)分布:DNA主要分布于细胞核;RNA主要分布于细胞质
【速记知识】
1.缺乏各种无机盐的症状
钙磷不足疏松症,小儿还患佝偻病。
成人缺碘甲状肿,幼儿必患呆小症。
婴儿缺锌食不振,生长发育要缓行。
血红蛋白铁组成,缺少就患贫血症。
2.人体八种必需氨基酸歌诀(第1种较为顺口)
(1)一两色素本来淡些。(异亮氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、缬氨酸)
(2)写一本胆量色素来。(缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸、赖氨酸)
(3)借来一两本淡色书。(缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸)
(4)鸡蛋酥,晾一晾,本色赖(缬氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、赖氨酸)
3.巧记蛋白质相关知识点
一个通式—两个标准—三个数量关系—四个原因—五大功能
一个通式:是指组成蛋白质的基本单位氨基酸;氨基酸的通式只有1个,即:
(形象记忆:碳周围有四个邻居,三个固定邻居即—H、—COOH、—NH2,一个变动邻居即一R基)。不同的氨基酸分子,具有不同的—R基。
(2)两个标准:是指判断组成蛋白质的氨基酸必须同时具备的标准有2个:一是数量标准,即每种氨基酸分子至少都含有一个氨基(—NH2)和一个羧基(一COOH);二是位置标准,即都是一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。
(3)三个数量关系:是指蛋白质分子合成过程中的3个数量关系(氨基酸数、肽键数或脱水分子数、肽链数),它们的关系为:当m个氨基酸缩合成一条肽链时,脱水分子数为(m一1),形成(m一1)个肽键,即脱去的水分子数=肽键数=氨基酸数-1;当m个氨基酸形成n条肽链时,肽键数=脱水分子数=m-n。
(4)四个原因:是指蛋白质分子结构多样性的原因有4个:
①组成蛋白质的氨基酸分子的种类不同;
②组成蛋白质的氨基酸分子的数量成百上千;
③组成蛋白质的氨基酸分子的排列次序变化多端;
④蛋白质分子的空间结构不同。
(5)五大功能:是指蛋白质分子主要有5大功能(由分子结构的多样性决定):
①有些蛋白质是构成细胞和生物体的重要物质,如人和动物的肌肉主要是蛋白质;
②有些蛋白质有催化作用,如参与生物体各种生命活动的绝大多数酶;
③有些蛋白质有运输作用,如细胞膜上的载体、红细胞中的血红蛋白;
④有些蛋白质有调节作用,如胰岛素和生长激素都是蛋白质,能够调节人体的新陈代谢和生长发育;
⑤有些蛋白质有免疫(包括细胞识别)作用,如动物和人体的抗体能清除外来蛋白质对身体生理功能的干扰,起着免疫作用。
4.糖类:
①单糖:葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖
②二糖:麦芽糖、蔗糖、乳糖
③多糖:(基本单位:葡萄糖)包括淀粉和纤维素(植物细胞)、糖原(动物细胞)
蔗糖和多糖不是还原糖,所有单糖和除蔗糖外的二糖都是还原糖。
淀粉:合成部位在叶绿体,是植物细胞的重要储能物质。糖原:动物细胞的重要储能物质,合成部位在肌肉和肝脏。
5.脂质:磷脂(生物膜重要成分)、油脂和固醇。固醇包括胆固醇(构成动物细胞膜的重要成分)、性激素、维生素D(促进人和动物肠道对Ca和P的吸收)
【易混易错】
1.生物组织中有机物的检测
斐林试剂 双缩脲试剂
甲液 乙液 A液 B液
成分 质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液 质量浓度为0.05 g/mL的CuSO4溶液 质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液 质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液
鉴定物质 还原糖 蛋白质
添加顺序 甲、乙两液等量混匀后立即使用 先加入A液1 mL,摇匀,再加入B液4滴,摇匀
反应条件 50~65 ℃温水浴加热 不需加热,摇匀即可
反应现象 浅蓝色→棕色→砖红色沉淀 紫色
2.水和无机盐
(1)自由水与结合水相互转化的原因
①水分子与细胞内的亲水性物质如蛋白质、淀粉、纤维素等以氢键相结合。
②温度升高,水分子的动能增加,会逃脱氢键的束缚成为自由水。
(2)水与代谢的关系
(3)无机盐的生理功能
功能 举例
细胞内某些复杂的化合物的重要组成成分 Mg2+是叶绿素分子必需的成分,Fe2+是血红蛋白分子必需的成分
参与并维持生物体的生命活动 哺乳动物血液中必须含有一定的Ca2+,如果血液中钙离子的含量过低就会出现抽搐现象
维持生物体内的平衡 渗透压的平衡 Na+、Cl-对细胞外液渗透压起重要作用,K+则对细胞内液渗透压起重要作用
酸碱平衡(即pH平衡) 人血浆中的HCO、HPO等对血浆pH的稳定起重要作用
3.糖类不是细胞中的唯一能源物质
(1)细胞中的糖类、脂肪和蛋白质都含有大量的化学能,都可以氧化分解为生命活动供能,产物中都有CO2和H2O。
正常情况下,脂肪、蛋白质除正常代谢产生部分能量供生命活动利用外,一般不供能,只有在病理状态或衰老状态下才氧化供能。
(2)ATP是直接能源物质,糖类是主要能源物质,脂肪是细胞内良好的储能物质,太阳能是最终能量来源;植物细胞内的储能物质是淀粉,动物细胞内的储能物质是糖原
4.蛋白质
(1)氨基酸形成蛋白质的相关数量计算规律
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
1 n-1 n-1 至少1个 至少1个
m n-m n-m 至少m个 至少m个
4.蛋白质中氨基和羧基的数量计算方法
(1)当R基中不存在氨基和羧基时,每一条肽链中含有一个氨基和一个羧基。
(2)当R基中存在氨基和羧基时,由于R基不参与脱水缩合,所以每一条肽链中含有的氨基数或羧基数就等于1+R基中的氨基数或羧基数。
5.多肽≠蛋白质
(1)多肽是由多个氨基酸分子缩合而成的,也叫做肽链,一般没有生物活性。
(2)蛋白质是由一条或几条肽链组成的,肽链经盘曲、折叠而形成具有一定空间结构的蛋白质,才具有生物活性。
5.核酸
(1)核酸初步水解与彻底水解的产物不同
①水解是指大分子有机物分解为小分子有机物,若得到的小分子有机物还可以水解则为初步水解,若得到的小分子有机物不能再水解则为彻底水解。
②DNA与RNA初步水解与彻底水解的产物。
物质 初步水解的产物 彻底水解的产物
DNA 脱氧核苷酸 磷酸、脱氧核糖和碱基
RNA 核糖核苷酸 磷酸、核糖和碱基
(2)生物体中核酸、遗传物质、碱基和核苷酸种类的分析
生物类别 核酸种类 遗传物质 碱基种类 核苷酸种类
细胞生物 DNA和RNA DNA A.G、C、T、U 8种
病毒 只含DNA DNA A.G、C、T 4种
只含RNA RNA A.G、C、U 4种