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1、高三一轮复习知识点-第一单元组成细胞的分子探究点一组成细胞的化学元素细胞中最常见的化学元素有20多种。 (1)最多的元素：组成人体细胞占鲜重最多的元素是O；组成人体细胞占干重最多的元素是C。 (2)异同点：不同生物体内所含的化学元素的种类基本相同，但在不同生物体内同种元素的含量差别较大；同一生物体内的不同元素的含量也不相同。【说明】(1)分类依据是根据生物体含量，而不是生理作用，微量元素含量少，但其生理作用却不可代替。 (2)在鲜重和干重条件下，细胞中各种元素的含量是不同的，如以人体细胞为例： 在鲜重条件下：O(65%)C(18%)H(10%)N(3%) 在干重条件下：C(55.99%)O(1
2、4.62%)N(9.33%)H(7.46%) 探究点二组成生物体化学元素的应用(一)大量元素、微量元素及矿质元素之间的关系(二)化学元素的存在形式和功能1.化学元素的存在形式化学元素在生物体内的存在形式：组成生物体的各种化学元素，在生物体内主要以无机盐离子或化合态形式存在，生物体获得各种元素的方式以主动运输为主。2.生物体内化学元素的功能(1)生物体的化学元素组成了多种多样的化合物，这些化合物和化学元素是生物体生命活动的物质基础。(2)化学元素能够影响生物体的生命活动。(3)常见化学元素的功能。N、P、K在动植物体内的作用。Na可维持人体细胞外液的渗透压，如果缺少Na盐，就会导致细胞外液的渗透
3、压下降并出现血压下降、心率加快、四肢发冷等症状，严重的甚至昏迷。Ca可调节肌肉收缩和血液凝固，血钙过高会造成肌无力，血钙过低会引起抽搐。儿童缺钙患佝偻病、成年人缺钙患骨质软化症、老年人缺钙患骨质疏松症。Mg和Fe分别是叶绿素和血红蛋白的组成元素。人体缺铁，可能导致乳酸中毒。B可促进植物花粉的萌发和花粉管的伸长，植物缺B会造成“花而不实”。探究点三实验检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质1.实验原理某些化学试剂能够使生物组织中相关的有机化合物产生特定的颜色反应。糖类中的还原糖(如葡萄糖、果糖、麦芽糖)与斐林试剂发生作用，生成砖红色沉淀。淀粉遇碘变蓝色。脂肪可以被苏丹染成橘黄色(或被苏丹染成红色)。
4、蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。因此，可以根据化合物与某些化学试剂所产生的颜色反应，检验生物组织中糖类、脂肪和蛋白质是否存在。2.实验材料苹果或梨匀浆；花生种子或花生种子匀浆；豆浆、鲜肝提取液。【注意】(1)用于鉴定糖类的生物组织，最好选含糖较高，而且组织颜色较浅或近于白色的，如苹果、梨等。(2)用于脂肪检测的实验材料最好选富含脂肪的种子，如花生种子。供实验的花生种子，实验前最好浸泡34 h。(3)用于蛋白质检测的材料除豆浆、鲜肝提取液外，还可以用蛋清与水按照110稀释制成的蛋清组织样液。3.实验试剂斐林试剂、苏丹或苏丹染液、双缩脲试剂、碘液等。【注意】 (1)斐林试剂由氢氧化钠的质
5、量浓度为0.1 g/mL的溶液和硫酸铜的质量浓度为0.05 g/mL的溶液配制而成，两者混合后，立即生成淡蓝色的Cu(OH)2沉淀。Cu(OH)2与加入的葡萄糖在加热的条件下，能够生成砖红色Cu2O沉淀，而葡萄糖本身氧化成葡萄糖酸。用斐林试剂鉴定还原性糖时，溶液的颜色变化过程为：浅蓝色棕色砖红色(沉淀)。 (2)用苏丹染液时，染色时间1 min即可，因为苏丹和脂肪的亲和力比苏丹强。花生子叶切片要切得薄(最薄处最好是一层细胞)，因为如果切片较厚就会导致细胞重叠，观察时看不清脂肪颗粒。(3)双缩脲试剂由A液0.1 g/mL的NaOH和B液0.01 g/mL的CuSO4组成，使用时：先使用0.1 g
6、/mL NaOH溶液创造碱性环境，在操作上，加入A液之后要振荡摇匀，目的就是创造碱性环境，然后再使用0.01 g/mL的CuSO4溶液。双缩脲试剂中起实质作用的是碱性环境中Cu2与蛋白质(里面的肽键)结合形成紫色的络合物。因而必须先使用双缩脲试剂A后再使用双缩脲试剂B，两者不能同时加入或提前混合。注意滴加CuSO4时，溶液不能过量，否则CuSO4的蓝色将遮蔽显色反应中产生的紫色。4.检测的方法步骤(1)还原糖的检测和观察(2)脂肪的检测和观察方法一：组织样液滴加3滴苏丹染液观察现象。方法二：徒手切片选切片放在载玻片中央23滴苏丹染色3 min12滴体积分数为50%的酒精洗去浮色用吸水纸吸去周围
7、的酒精滴l滴清水盖上玻片观察(先低倍镜观察，再用高倍镜观察)。 (3)蛋白质的检测和观察(4)淀粉的检测和观察探究点四细胞中水和无机盐的存在形式及生理功能1.组成细胞的水 (1)含量：生物体中水的含量一般为60%90%，水母中含水量甚至高达97%。 (2)水是极性分子，所以凡是有极性的分子或离子都极易溶于其中。水是良好的溶剂，是生物体内物质运输的主要介质。水具有调节温度的作用，使细胞内的温度变化比较缓和。2.无机盐的存在形式及生理功能(1)无机盐在细胞中的存在形式 ：细胞中大多数无机盐以离子的形式存在，少数无机盐与其他化合物结合。(2)生理功能是细胞的结构成分，有些无机盐是细胞内某些复杂化合物
8、的重要组成部分。实例：Mg2是叶绿素分子必需的成分；Fe2是血红蛋白的必要组成成分；碳酸钙是动物和人体骨骼、牙齿的重要成分。对维持细胞和生物体的生命活动有重要作用实例：哺乳动物的血液中必须含有一定量的Ca2，如果Ca2的含量太低，会出现抽搐症状。Ca2对于血液的凝固也是非常重要的，没有Ca2，血液就不能凝固。生物体内的无机盐离子，必须保持一定的量，这对维持细胞的酸碱平衡和渗透压非常重要。探究点五蛋白质的结构和功能1.结构特点：在生物体中组成蛋白质的氨基酸约有20种，氨基酸是组成蛋白质的基本单位。(1)通式：(2)特点：每种氨基酸分子至少有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一
9、个碳原子上。每种氨基酸分子都至少含有一个氨基和一个羧基的意思是，氨基酸分子中的氨基和羧基的数目至少是一个，也可以是几个，原因是R基中可能含有氨基或羧基。如谷氨酸：HOOCCH2CH2CHCOOH(R基上含有COOH) NH2 NH2赖氨酸：NH2CH2CH2CH2CH2CHCOOH (R基上含有NH2)。在构成蛋白质的氨基酸中，至少有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。其意思是说氨基和羧基不连接在同一个碳原子上的氨基酸就不是构成蛋白质的氨基酸。不同的氨基酸分子，具有不同的R基。可以根据R基的不同，将氨基酸区别为不同的种类。“氨基酸”这一名词代表了其分子结构的重要部分氨基和羧基。探究点六蛋白质
10、的结构及其多样性1.氨基酸分子互相结合的方式脱水缩合(1)化学结构：两个氨基酸分子通过缩合反应形成二肽。注意氨基(NH2)、羧基(COOH)、肽键(NHCO)的写法。(2)脱下的水中的氧来自COOH，氢一个来自COOH，另一个来自NH2。(3)肽链是由氨基酸分子经缩合而形成的，每两个相邻的氨基酸分子之间形成一个肽键。因此，在肽链的两端一定是COOH和NH2，这时该多肽链中所含有的COOH和NH2数量至少是一个COOH和一个NH2。2.多肽和蛋白质的区别 (1)多肽和蛋白质的结构有差异。多肽仅仅是蛋白质的初级结构形式，而蛋白质具有一定的空间结构。因此多肽往往是无生物活性的，而蛋白质是具有生物活性
11、的。 (2)一条刚刚从核糖体中合成的多肽链可以叫多肽，实际上不能称为蛋白质。 (3)蛋白质是由多肽链和其他物质结合而成的，多肽只是多个氨基酸残基的集合体，所以结构复杂的蛋白质在功能上远比多肽复杂。3.蛋白质的多样性蛋白质分子结构多样性可以从以下四个层次加以理解 (1)氨基酸的种类不同，构成的肽链不同； (2)氨基酸的数目不同，构成的肽链不同； (3)氨基酸的排列次序不同，构成的肽链不同； (4)肽链的数目和空间结构不同，构成的蛋白质不同。【说明】 蛋白质结构的多样性决定了蛋白质功能的多样性。4、蛋白质多样性与生物多样性的关系探究点七氨基酸的相关计算1.有关肽链的计算2.环状多肽主链中无氨基和羧
12、基，环状肽中氨基或羧基数目取决于构成环状肽氨基酸的R基团中氨基和羧基的数目，如图22所示。由图示可知：肽键数脱去水分子数氨基酸数3.蛋白质相对分子质量氨基酸相对分子质量总和失去水分子的相对分子质量总和。即蛋白质相对分子质量na(nm)18(其中n为氨基酸个数，a为氨基酸平均分子量，m为多肽链条数)。注：有时还要考虑一些其他化学变化过程，如二硫键(SS)形成要失去两个H等。4.氨基酸与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间的关系计算：DNA(基因)信使RNA蛋白质碱基数6 碱基数3 氨基酸数15.氨基酸的排列与多肽的种类计算假若有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分为如下两种情形
13、分析：(1)A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目无限的情况下，可形成肽类化合物的种类：形成三肽的种类： (3327种)形成二肽的种类： (329种)(2)A、B、C三种氨基酸，且每种氨基酸只有一个的情况下，可形成肽类化合物的种类：形成三肽的种类： (3216种)形成二肽的种类： (326种)探究点八蛋白质的功能蛋白质是细胞生命活动的承担者，其功能体现在如下几方面：(1)结构蛋白：许多蛋白质是构成细胞和生物体的成分。如构成人和动物肌肉的肌动蛋白和肌球蛋白等。(2)催化作用：细胞内的化学反应离不开酶的催化，而酶绝大多数是蛋白质。(3)调节作用：蛋白质类的激素，如胰岛素和生长激素，能够调节人体的新陈
14、代谢和生长发育。(4)运输作用：红细胞中的血红蛋白是运输氧气的载体。(5)免疫作用：人体内的抗体是蛋白质，可以帮助人体抵御病菌和病毒等抗原的侵害。6)通透作用：生物膜上的蛋白质对某些物质透过细胞膜有重要作用，如细胞膜上的载体。综上所述，一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的承担者。探究点九核酸的结构和功能1.核酸的组成单位 (1)核酸的基本组成单位是核苷酸，核苷酸的组成可表示如下：(2)碱基种类及核苷酸种类关系在只有DNA或RNA的生物中， 同时含有DNA和RNA的生物中，4种碱基磷酸1种五碳糖 5种碱基磷酸2种五碳糖2.核酸的分类和结构3.核酸分子的多样性和特异性 (1)构成DNA的是4种脱氧核苷酸，但成千上万个脱氧核苷酸的排列顺序是多种多样的，DNA分子具有多样性。 (2)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特定的遗传信息。 (3)有些病毒只含有RNA一种核酸，其核糖核苷酸排列顺序也具有多样性。因此，核酸的多样性决定了蛋白质的多样性，也是决定生物多样性的根本原因。4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。生物类别核酸遗传物质说明举例原核生物
