2011必修1《分子与细胞》复习知识梳理
2011考试说明对考察内容与学习要求的阐述
教材中对应章节知识梳理
第二章细胞的化学组成
第一节细胞中的原子和分子
一、组成细胞的化学元素
1、种类：组成生物体的元素中，C、H、O、N、P等元素的质量占全部元素的98%。
人教版
大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等
微量元素：Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等
注意：（1）细胞组成中最多的四种元素是C、O、H、N，其中基本元素是C。
（2）人体细胞组成中的主要元素，鲜重：O>C>H>N；干重：C>O>N>H
（3）无论是大量元素还是微量元素，都是生物体必需的元素，对于维持生物体的生命活动起着非常重要的作用。
2、作用
①组成多种多样的化合物进而构成细胞，如核酸、蛋白质等。
②影响生物体的生命活动，如缺硒导致患克山病。
3、研究意义（课标要求）
（1）生物界与非生物界的统一性
组成生物体的化学元素，在无机自然界都可以找到，没有一种元素是生物体特有的。
●生命起源于非生物界；
●生物界和非生物界都是由化学元素组成的；
●组成生物体的化学元素是从无机自然界中获取的；
●组成生物体的基本元素可以在生物界和非生物界之间反复出现，循环流动；
●生物界和非生物界都遵循能量守恒和转化定律。
（2）生物界与非生物界的差异性：
●组成生物体的化学元素在生物体和自然界中含量相差很大；
●生物体有选择地从无机自然界中获取组成自身的物质；
●无机自然界中的各种化学元素不能表现出生命现象，只有在活的有机体中，各种化学元
素有机地结合在一起，才能表现出生命现象。
二、细胞中的无机化合物：包括水和无机盐
（一）水：
1、含量：占细胞总重量的60%-90%，（人教版是60%-95%）是活细胞中含量最多的物质。
2、存在形式：自由水和结合水
●自由水：细胞中绝大部分的水以游离形式存在，可以自由流动，叫做自由水。
●结合水：与细胞内其他物质相结合的水。
3、功能
●自由水：
①细胞内的良好溶剂；
②参与细胞内的许多生化反应；
③运送营养物质和代谢废物；
④维持细胞的形态，保证代谢的正常进行。
从生物体的水平上阐述：
⑤为细胞生活提供液体环境；
⑥具有较大的比热和汽化热，是生物体的温度调节剂。
●结合水：是细胞结构的重要组成成分。
4、转化：
（1）自由水结合水
●在代谢旺盛的细胞中，自由水的含量一般较多；
●在环境条件恶劣（如低温、干旱、盐渍）时，结合水的含量增多，使植物的抗逆性增强，
以适应不良环境。
（2）应用：
①种子的贮存：晒干种子是为了减少自由水含量，降低种子的代谢，延长种子寿命。
②低温环境下减少（填增加或减少）花卉浇水，可以提高花卉对低温的抗性。
（二）无机盐
1、存在形式：主要以离子形式存在。
2、含量：占细胞鲜重1%-1.5%。（人教版）
3、功能
①合成有机物及某些特殊生理功能物质的原料。
如：Mg2+是合成叶绿素的原料、PO43-是合成ATP、磷脂和核苷酸的原料、Fe2+是合成血红蛋白的原料、I-是合成甲状腺激素的原料。
②维持细胞和生物体的生命活动。（人教版）
如：哺乳动物血液中Ca2+浓度过低会出现肌肉抽搐（人教版）、过高会出现肌肉乏力现象等；缺少Ca2+时，番茄果实顶端呈现暗绿色或灰白色；缺少K2+时，番茄植株的老叶尖端和边缘会失去绿色直至干枯坏死。
③维持细胞的酸碱平衡。
如：酸性（HCO-3、PO43-等）、碱性（Ca2+、Mg2+等）离子的适当配合等具有缓冲作用。
④调节渗透压，维持细胞的形态和功能。（必修3）
如：K +维持细胞内液的渗透压，Na +维持细胞外液的渗透压。
注：渗透压是指溶液中溶质微粒对水的吸引力，单位体积中溶质微粒的数目越多，渗透压越大。
第二节 细胞中的生物大分子
一、生物大分子的基本骨架
碳原子之间可以以单键、双键或三键相结合，形成不同长度的链状、分支链状或环状结构，这些结构称为有机物的碳骨架。
生物大分子以碳链为骨架。多糖、蛋白质、核酸等都是生物大分子，都是由许多基本组成单位（单体）连接而成的，这些生物大分子又称为单体的多聚体。每个单体都是由若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。正是由于碳原子在组成生物大分子中的作用，科学家才说“碳是生命的核心元素”，“没有碳，就没有生命”。（人教版）
二、细胞中重要的有机化合物
（一）糖类
1、元素组成：由C 、H 、O 3种元素组成。
3：转化关系： 二糖或多糖 单糖
1蔗糖→1葡萄糖+1果糖 1麦芽糖→2葡萄糖 1乳糖→1葡萄糖+ 1半乳糖
1淀粉→麦芽糖→葡萄糖 1纤维素→纤维二糖→葡萄糖 1糖原→葡萄糖
4、功能：
主要功能：是生物体维持生命活动的主要能量来源。是生物体重要的结构物质。
其他功能：糖类与蛋白质等物质结合形成的复杂化合物能参与细胞识别，细胞间物质运输和免疫功能的调节等生命活动。
5．【实验】糖类的鉴定：
（1）淀粉的鉴定
淀粉 + 碘液 蓝色
（2）生物组织中还原糖的鉴定
原理 还原性糖 + 斐林试剂 砖红色沉淀
(单糖、麦芽糖和乳糖)
注：斐林试剂的使用：
水解 脱水缩合 50-65℃水浴加热 2min
成分：0.1g/mL NaOH溶液（甲液）、0.05g/mL CuSO4溶液（乙液）
使用：混合（甲液2mL，乙液4-5滴）（人教版：等量）后使用，且现配现用。
条件：隔水加热（人教版：50-60℃水浴加热）
●过程（人教版）
选材：含糖量（还原糖）较高、白色或近于白色的植物组织
制备组织样液：制浆→过滤（用一层纱布）→取液
呈色反应：取2mL组织样液，向试管中加入1mL刚配制的斐林试剂，并放入盛有50-65℃温水的大烧杯中加热约2min。
结果与结论：试管中出现砖红色沉淀，说明组织样液中有可溶性还原糖
（溶液颜色的变化过程为：浅蓝色→棕色→砖红色）
（二）脂质
1、元素组成：主要由C、H、O组成，有些还含N、P等
2、分类：脂肪、类脂（如磷脂）、固醇（如胆固醇、性激素、维生素D等）。不同的脂质在化学组成和化学结构上有很大差异，但共同的特性是通常都不溶于水。（人教版：而溶于脂溶性有机溶剂，如丙酮、氯仿、乙醚等。）
3、功能：
脂肪：细胞代谢所需能量的主要储存形式。
类脂中的磷脂：是构成生物膜的重要物质，所有细胞都含有磷脂。（人教版：是构成细胞膜的重要成分，也是构成细胞器膜的重要成分。在人和动物的脑、卵细胞、肝
脏以及大豆种子中含量丰富。）
固醇类：在细胞的营养、调节和代谢中具有重要功能。
胆固醇：构成细胞膜的重要物质，在人体内还参与血液中脂质的运输。（人教版）
性激素：促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成。（人教版）
维生素D：能有效地促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。（人教版）
肾上腺皮质激素：控制糖类和无机盐的代谢，增强机体的防御功能。（必修3）
醛固酮：吸Na+排K+。（必修3）
4、【实验】脂肪的鉴定
●原理：脂肪+ 苏丹Ⅲ染液橘黄色
脂肪+ 苏丹Ⅳ染液红色
●过程：（人教版）
方法一：花生种子匀浆+ 3滴苏丹Ⅲ染液→橘黄色
方法二：取材：花生种子（浸泡），去掉种皮
切片：用刀片在花生子叶横断面上平行切下若干薄片
制片：①选取最薄的切片
②在切片上滴2-3滴苏丹Ⅲ染液（染色3min）
③去浮色（1-2滴体积分数50%的酒精溶液）
④制成临时装片（吸去酒精，加1滴蒸馏水，盖上盖玻片）
观察：先用低倍镜观察，再用高倍镜观察
结果与结论：视野中有被染成橘黄色的脂肪颗粒，说明有脂肪存在。
（三）蛋白质
1、元素组成：除C、H、O、N外，大多数蛋白质还含有S
2、含量：细胞中含量最多的有机物。
3、基本组成单位：氨基酸
（1）氨基酸的种类：组成蛋白质的氨基酸约20种。
人教版：将氨基酸分为两类：
●非必需氨基酸：人体细胞可以合成的。（12种）
●必需氨基酸：人体细胞不能合成，必须从外界环境中直接获取的氨基酸。（8种）评价食物
中蛋白质成分的营养价值时，格外注重其含量。
（2）氨基酸的结构通式：。
（3）氨基酸的判断：①同时有氨基和羧基
②至少有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。
（组成蛋白质的20种氨基酸的区别：R基的不同）
4．形成：许多氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键（-CO-NH-）相连而成肽链，多条肽链盘曲折叠形成有具有一定空间结构的蛋白质
二肽：由2个氨基酸分子组成的肽链。
多肽：由n（n≥3）个氨基酸分子以肽键相连形成的肽链。
蛋白质结构的多样性的原因：组成蛋白质多肽链的氨基酸
．．．的种类、数目、排列顺序的不同；
构成蛋白质的多肽链
．．．的数目、空间结构不同
5．计算：
（1）有关氨基酸脱水缩合反应的计算
一个蛋白质分子中肽键数（脱去的水分子数）＝氨基酸数－肽链条数。
一个蛋白质分子中至少
．．含有氨基数（或羧基数）=肽链条数
蛋白质分子量= 氨基酸数×氨基酸平均分子量－脱去的水分子数×18
（注意：有时还要考虑肽链之间形成化学键导致的分子量的减少）
（2）氨基酸数目与相应的DNA和mRNA片段中碱基数目的关系
DNA（基因）碱基数︰mRNA碱基数︰蛋白质中氨基酸数
= 6 ︰ 3 ︰ 1
注意：以上方法算出的DNA中碱基数是“至少”数目，原因是
①DNA中有的片段是无效片段，不能转录出mRNA；
②在基因片段中，有的片段起调控作用，不转录；
③转录出的mRNA中有终止密码子，终止密码子不决定氨基酸。
所以，DNA或基因上碱基数比蛋白质中氨基酸6倍多。
6．功能：
（1）结构功能：细胞膜主要由蛋白质和磷脂构成，还有各种结构蛋白质。（人教版：许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质，如羽毛、头发、肌肉、蛛丝等的成分主要是蛋白质。）（2）调控（节）功能：如激素等能调节、控制细胞的生长、分化、遗传信息的表达。
（3）催化功能：如酶。
（4）运输（载体）功能：如载体蛋白，血红蛋白运输氧气，脂蛋白将脂质从肝运输到身体其他
部位。
（5）信息传递功能：（人教版）如胰岛素与细胞表面的受体结合，调节细胞的糖代谢等。（6）免疫功能：如抗体。
小结：蛋白质的功能还有很多。可以说，一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者。（人教版）
7．蛋白质研究的新进展：
8、【实验】蛋白质鉴定
●原理：蛋白质+ 双缩脲试剂→紫色
注：双缩脲试剂的使用：
成分：0.1g/mL NaOH溶液、0.01g/mL CuSO4溶液、
（A液）（B液）
使用：分开使用，先加1mL 0.1g/mL NaOH溶液，再加4滴0.01g/mL CuSO4溶液。
条件：（不需要隔水加热）
过程（人教版）
选材与制备：鲜肝提取液或黄豆浆滤液
↓
呈色反应：取2mL组织样液，向试管中加入1mL双缩脲试剂A液1ml并摇匀，再加入双缩脲试剂B液4滴并摇匀，组织样液变成紫色。
结论：组织样液中存在蛋白质。
（四）核酸
1、元素组成：由C、H、O、N、P 5种元素构成
2、基本单位：核苷酸（由一分子磷酸、一分子五碳糖、一分子含氮碱基组成）
1分子磷酸
脱氧核苷酸1分子脱氧核糖
（4种）1分子含氮碱基（A、T、G、C）
1分子磷酸
核糖核苷酸1分子核糖
（4种）1分子含氮碱基（A、U、G、C）
3、种类：脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）
类别
核酸
DNA（脱氧核糖核酸）RNA（核糖核酸）基本单位
核苷酸
脱氧核糖核苷酸（4种）核糖核苷酸（4种）
化学
成分
碱基
A（腺嘌呤）、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）
T（胸腺嘧啶）U（尿嘧啶）
五碳糖脱氧核糖核糖
磷酸磷酸
分布
主要分布在细胞核中（在线粒体
和叶绿体中有少量存在）
主要分布在细胞质中（在线粒体和叶绿
体中有少量存在）结构一般由两条脱氧核苷酸长链盘
旋成双螺旋结构
一般是一条核糖核苷酸长链
（单链RNA不稳定，易发生突变）功能绝大多数生物的遗传物质某些病毒的遗传物质
4、生理功能：
DNA分子的4种核苷酸分子不同的组合或序列构成了成千上万种基因，这些基因编码着不同的遗传信息，指导和控制着生物体的形态、生理和行为等多种性状的表达和变化。同时，DNA 分子也通过精细准确的自我复制，为生物将其遗传特性传递给下一代提供了最基本的分子基础。
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。（人教版）
5、生物体中DNA和RNA比较：
6、【实验】观察DNA和RNA在细胞中的分布（人教版）
●原理：甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红（苏教称派洛宁）使RNA呈现红色。
●过程：
1、制片：
①在洁净的载玻片上滴一滴质量分数为0.9%的NaCl溶液。
②用消毒牙签在自己漱净的口腔内侧壁上轻轻地刮几下，把牙签上附有碎屑的一端，放
在上述载玻片上的液滴中涂抹几下。
③点燃酒精灯，将涂有口腔上皮细胞的载玻片烘干。
2、水解
①在小烧杯中加入30ml质量分数为8%的盐酸，将烘干的载玻片放入小烧杯中。
②在大烧杯中加入30℃温水。
③将盛有盐酸和载玻片的小烧杯放在大烧杯中保温5min。
3、冲洗涂片
用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片10s。
4、染色
①用吸水纸吸去载玻片上水分。
②将甲基绿吡罗红染色剂滴两滴在载玻片上，染色5min。
③吸去多余染色剂，盖上盖玻片。
5、观察
①低倍镜观察：选择染色均匀，色泽浅的区域，移至视野中央，将物象像调节清晰。
②换用高倍镜观察：调节细准焦螺旋，观察细胞核和细胞质的染色情况。
●结果：绿色明显集中分布于细胞中央，红色广泛分布于绿色的周围。
●结论：DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。