专题一、组成细胞的化学元素和化合物

专题一 组成细胞的化学元素和化合物

? 核心考点整合 考点整合一：组成细胞的化学元素

一、组成细胞的化学元素的种类归纳

分类一：按含量和必须性

分类二：按功能

1、结构元素：主要是构成细胞结构（C、H、O、N、P、S） 例如：P — 磷酸、核酸、ATP等

S — 半胱氨酸、甲硫氨酸等

2、结合元素：与大分子物质结合的元素 （Fe、Mg） 例如：Fe — 人体： 血红蛋白、酶的必须成分

植物：缺Fe，叶绿素合成受阻

3、调节元素：调节生命活动，以离子形式存在（Ca2+ 、Na+ 、cl- 、K+ 、Zn2+）

例如：Ca2+ — 神经肌肉的兴奋，凝血作用

Zn2+ — 人体：DNA合成酶成分

植物：细胞分裂生长发育必需

二、生物界与非生物界的统一性和差异性

组成生物体的化学元素，在无机自然界中都能找到 统一性

差异性 组成生物体的化学元素，在生物体和无机自然界中含量差异很大

考点整合二：组成细胞的化合物

㈠ 构成细胞的化合物

无机化合物 —— 水、无机盐

构成细胞的化合物

有机化合物 —— 糖类、脂质、蛋白质、核酸

㈡ 细胞中各种化合物占细胞鲜重的含量

化合物 水 无机盐 蛋白质 脂质 糖类和核酸 1、水

质量分数% 占85~90 占1~1.5 占7~10 占1~2 占1~1.5 在不同种类的生物体中，水的含量差别较大

? 识 记 在不同的组织、器官中，水的含量也不相同

结合水：一部分水与细胞内其他物质结合

? 理 解 自由水：另一部分水以游离的形式存在，可以自由流动

? 水的作用：①组成细胞

②维持细胞形态 ③运输物质 ④提供反应场所 ⑤参与化学反应 ⑥维持生物大分子功能 ⑦调节渗透压

2、无机盐

? 无机盐在细胞中含量很少。大部分无机盐以离子状态存在于细胞中。

细胞中含量较多的阳离子：Ca2+ 、Na+ 、K+ 、Zn2+

?

细胞中含量较多的阴离子：cl- 、SO42-、 PO43-

? 无机盐的作用：①构成化合物（Fe、Mg）

②组成细胞（如骨细胞） ③参与化学反应

④维持细胞和内环境的渗透压

3、糖类

? 元素组成：C、H、O

? 糖类是生物体进行生命活动的主要能源物质 种类 核糖 五碳糖 单糖 六碳糖 脱氧核糖 葡萄糖 果糖 麦芽糖 二糖 蔗糖 乳糖 淀粉 纤维素 多糖 糖原 肌糖原 动物肌肉 氧化分解为肌肉提供能量 肝糖原 (C6H10O5)n 植物细胞 C12H22O11 C5H10O4 C6H12O6 植物细胞 植物细胞 动植物细胞 DNA成分 光合作用产物，能源物质 能源物质 水解成2分子葡萄糖供能 水解为果糖和葡萄糖供能 动物乳汁 水解成半乳糖和葡萄糖供能 植物中储能物质 植物细胞壁的基本组成成分 储存能量，调节血糖 分子式 C5H10O5 分布 功能 RNA成分 动物肝脏 4、脂质

? 元素组成：C、H、O（很多脂质物质还含有N和P等元素）

脂肪

? 分类 磷脂（类脂）

固醇

? 脂质的作用：①供能（贮备能源） ——脂肪

②保护和保温 ——脂肪 ③调节生殖和代谢（性激素、Vit.D） ——固醇类

④组成生物膜 ——磷脂

5、蛋白质

? 元素组成：C、H、O、N（有的蛋白质还含有S 、P等元素）

? 相对分子质量：蛋白质是一种高分子化合物，相对分子质量的变化范围很大，

从几千一直到100万以上。

? 基本组成单位：氨基酸，组成蛋白质的氨基酸大约有20种

? 氨基酸的结构通式：

每个氨基酸分子至少含有一个氨基和一个羧基

? 氨基酸的结构特点 并且有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上

决定氨基酸种类的是R基

? 肽键的形成及其结构

①氨基酸通过脱水缩合形成多肽

②理解肽键、二肽、三肽、多肽、肽链等概念。

? 连接两个氨基酸分子的化学键-CO-HN- ，叫做肽键。 ? 由两个氨基酸分子缩合而成的化合物，叫做二肽。

? 由多个氨基酸分子缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫做多肽。 ? 多肽一般呈链式结构，叫做肽链。

③明确蛋白质的空间结构：一条或几条肽链通过化学键互相连结在一起，形成具有复杂结构的蛋白质。

脱水缩合 盘曲折叠

氨基酸 多肽 蛋白质 空间结构

? 蛋白质多样性的原因：

①氨基酸数目不同 ②氨基酸种类不同 ③氨基酸排列次序不同 ④肽链的空间结构

? 蛋白质的作用：

①构成细胞和生物体的重要物质（肌肉）

②催化化学反应（酶）

③运输作用（血红蛋白）

④调节代谢（激素）

⑤免疫作用（抗体）

? 蛋白质的相关计算：

（1）脱水数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数

（2）氨基数＝肽链数＋R基上的氨基数＝各氨基酸中氨基的总数－肽键数 （3）羧基数＝肽链数＋R基上的羧基数＝各氨基酸中羧基的总数－肽键数 （4）蛋白质相对分子质量＝各氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数－18×脱水数

（5）N原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的N原子数＝各氨基酸中N原子的总数

（6）O原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R基上的O原子数＝各氨基酸中O原子的总数－脱水数

（7）H原子数＝各氨基酸中H原子的总数－2×脱水数 （注意：上述计算公式适用的前提是肽链而不是肽环。）

（8）基因控制蛋白质合成过程中，DNA、mRNA、蛋白质三者的基本组成单位脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸的数量比例关系为6：3：1

6、核酸

? 元素组成：C、H、O、N、P

脱氧核糖核酸（DNA）——主要存在细胞核中，细胞核的遗传物质

? 分类 核糖核酸（RNA）——主要存在细胞质中

? 基本结构单位：

? DNA和RNA的比较：

分类 磷酸 成分 五碳糖 含氮碱基 脱氧核糖核酸（DNA） H3PO4 脱氧核糖 A、G、C、T 主要的遗传物质，编码复制遗传信息，并决定蛋白质的合成 主要存在与细胞核，少量在线粒体和叶绿体中 核糖核酸（RNA） H3PO4 核糖 A、G、C、U ①遗传物质：只在RNA病毒中。 ②不作为遗传物质： mRNA蛋白质合成的直接模板 tRNA能携带特定的氨基 rRNA是核糖体的组成成分。 ③催化作用：酶的一种 主要存在于细胞质中 功能 存在 ? 核酸多样性的原因：

①核苷酸数目不同 ②核苷酸排列次序不同 ③核苷酸种类不同

? 核酸和蛋白质的联系

㈢ 生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定

物质 试剂 操作要点 临时混合 加热 切片 高倍镜观察 先加试剂A 再滴加试剂B 加0.015mol/LNaCl溶液5Ml 沸水加热5min 颜色反应 还原性糖 脂肪 蛋白质 DNA 斐林试剂（甲液和乙液） 苏丹Ⅲ（苏丹Ⅳ） 双缩脲试剂（A液和B液） 二苯胺 砖红色 桔黄色（红色） 紫色 蓝色 ? 例题分析 【例一】 下列各项组成细胞有机物的描述，正确的是 （ ）

A．细胞质中的核酸均为核糖核酸 B．淀粉和纤维素的单体都是葡萄糖 C．多肽链一旦形成便具有生物活性 D．蛋白质的氧化产物是二氧化碳和水

解析：细胞质中也含有少量DNA；多肽链形成后需要经过加工修饰，才能具有生物活性；蛋白质的氧化产物除二氧化碳和水外，还有尿素，因为蛋白质含有N元素，氧化分解后以尿素形式存在。答案：B。 （主要是考察生物体化合物的组成成分和结构特点等）

【例二】 用碘液、苏丹III和双缩脲试剂测得甲、乙、丙三种植物的干种子中三大类有机物颜色反应如下表，其中“+”的数量代表颜色反应深浅程度，下列有关说法不正确的是 （ ）

试剂 种类 甲 乙 丙 A．乙种子中主要含蛋白质

B．碘液、苏丹III和双缩脲试剂与相应的物质发生的颜色反应分别是蓝色、橘黄色和紫色

C．在观察颜色时有可能用到光学亚显微镜 D．这三种试剂使用均不需要水浴加热

解析：碘液是用于检验淀粉的存在，其颜色反应为蓝色；苏丹III用于检验脂肪的存在，其颜色反应为橘黄色；双缩脲试剂用于检验蛋白质的存在，其颜色反应为紫色。分析图表可知，甲种子中主要含淀粉，乙种子中主要含脂肪，丙种子中主要含蛋白质，故A选项错误。在脂肪的鉴定中需要用显微镜观察。答案：A。

++++ ++ + ++ ++++ ++ + ++ ++++ 碘液 苏丹III 双缩脲 【例三】 下列关于组成细胞化合物的叙述，不正确的是 （ ） A．蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定功能会发生改变

B．RNA与DNA的分子结构相似，由四种核苷酸组成，可以储存遗传信息 C．DNA分子碱基的特定排列顺序，构成了DNA分子的特异性 D．胆固醇是构成细胞膜的重要成分，直接参与氨基酸的主动运输

解析：肽链通过盘曲和折叠构成具有一定空间结构的蛋白质，不同结构的蛋白质，具有不同的功能，因此蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其相应的功能就会发生改变，故A正确；RNA与DNA的分子结构相似，分别由四种脱氧核苷酸和四种核糖核苷酸组成，可以储存遗传信息，故B正确；DNA分子碱基的数目及排列顺序不同构成了DNA分子的多样性，而每个DNA分子碱基的排列顺序是特定的，构成了DNA分子的特异性，故C正确；胆固醇是构成细胞膜的重要成分，通过稳定细胞膜的流动性来影响物质的运输，故D不正确。 答案：D

【例四】 下列对组成细胞的有机物的描述，正确的是 （ ） A．动物乳汁中的乳糖和植物细胞中的纤维素都属于多糖 B．细胞膜上的脂质主要包括磷脂、胆固醇等

C．细胞核内的核酸只含脱氧核糖，细胞质中的核酸只含核糖 D．质量相同的糖、脂肪和蛋白质氧化分解所释放的能量是相同的

解析：乳糖是二糖；DNA主要存在于细胞核中，线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA，RNA主要存在于细胞质中；糖、脂肪和蛋白质含有的碳氢比例不同，质量相同的糖、脂肪和蛋白质氧化分解所释放的能量是不同的，脂肪释放能量最多。答案：B

? 总结

1、组成生物体的化学元素——分类（按含量分，按功能分）

2、组成生物体的化合物

水（作用）

无机盐（主要存在形式、作用）

糖类（分类）

脂质（分类、作用）

蛋白质（基本单位、相关概念、多样性的原因、作用） 核酸（基本单位、分类、多样性的原因）

3、生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定（颜色变化）

中学组——骆萍 2012年1月13日

? 总结

1、组成生物体的化学元素——分类（按含量分，按功能分）

2、组成生物体的化合物

水（作用）

无机盐（主要存在形式、作用）

糖类（分类）

脂质（分类、作用）

蛋白质（基本单位、相关概念、多样性的原因、作用） 核酸（基本单位、分类、多样性的原因）

3、生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定（颜色变化）

中学组——骆萍 2012年1月13日

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/2w0r.html