资源简介

第二单元 组成细胞的分子
第一步：单元学习目标整合
细胞主要由C、H、O、N、P、S等元素组成，它们以碳链为骨架形成复杂的生物大分子
水在细胞中以自由水和结合水的形式存在，赋予了细胞许多特性，在细胞中具有重要作用
无机盐在细胞内含量虽少，但与生命活动密切相关
概述糖类有多种类型，它们既是细胞的重要结构成分，又是生命活动的主要能源物质
不同种类的脂质对维持细胞结构和功能有不同的作用
人体内蛋白质通常由21种氨基酸分子组成，其功能取决于氢基酸序列及其形成的空间结构，蛋白质是生命活动的主要承担者
核酸由核苷酸聚合而成，是储存与传递遗传信息的生物大分子外界环境分隔开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流
第二步：单元思维导图回顾知识
第三步：单元重难知识易混易错
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
例题：研究发现，适当锻炼能促进肌肉细胞分泌PGC-1α蛋白，该蛋白通过剪切和修饰后可形成鸢尾素。鸢尾素可以作用于白色脂肪细胞，诱导其转化为棕色脂肪细胞。被激活的棕色脂肪细胞中线粒体增多，能量代谢加快。下列有关叙述错误的是( )
A.较多的棕色脂肪细胞可增大脂肪的堆积
B.苏丹Ⅲ染液可将白色脂肪细胞中的脂肪染成橘黄色
C.PGC-1α蛋白加工成鸢尾素的过程中可能存在肽键的断裂
D.白色脂肪细胞和棕色脂肪细胞功能不同，是基因选择性表达的结果
【答案】A
【解析】鸢尾素可以作用于白色脂肪细胞，诱导其转化为棕色脂肪细胞。被激活的棕色脂肪细胞中线粒体增多，线粒体是有氧呼吸的主要场所，脂肪细胞线粒体增多，有利于脂肪细胞消耗更多的脂肪，A错误；脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，白色脂肪细胞中的脂肪可被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，B正确；PGC-1α蛋白加工成鸢尾素的过程中，通过剪切和修饰后可形成有活性的鸢尾素，剪切和修饰过程中可能存在肽键的断裂，C正确；鸢尾素可以作用于白色脂肪细胞，诱导其转化为棕色脂肪细胞，白色脂肪细胞和棕色脂肪细胞功能不同其根本原因是基因选择性表达的结果，D正确。
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
例题：为探究矿质元素对玉来幼苗生长状况的影响，将两组生长状况相同的玉米幼苗，分别放在盛有等量的蒸馏水(甲组)和土壤漫出液(乙组)的玻璃器皿中进行培养，一段时间后，观察并比较两组幼苗的生长状况。下列说法错误的是( )
A.该实验的自变量是有无矿质元素，因变量是玉米幼苗的生长状况
B.乙组幼苗长得好，因为无机盐对细胞和生物体的生命活动有重要作用
C.将乙组玉米秸秆充分晒干后，其体内剩余的物质主要是无机盐
D.根系吸收的水能与蛋白质、多糖等结合，成为生物体的构成成分
【答案】C
【解析】甲组玉米放在盛有等量的蒸馏水的玻璃器皿中，乙组玉米放在土壤浸出液的玻璃器皿中，一般来说，对实验变量进行处理的，就是实验组，没有处理的就是对照组，故甲组是对照组，乙组是实验组，因此该实验的自变量是有无矿质元素，因变量是玉米幼苗的生长状况，A正确； B、乙组幼苗长得好，因为无机盐对细胞和生物体的生命活动有重要作用，B正确； C、将乙组玉米秸秆充分晒干后，失去的是水分，其体内剩余的物质主要是有机物和无机盐，C错误； D、根系吸收的水能与蛋白质、多糖等结合形成结合成水，成为生物体的构成成分，D正确。
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。
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
例题：北宋著名文人苏东坡留有“小饼如嚼月，中有酥和饴”的诗句，小饼即月饼；饴，就是麦芽糖；酥，就是酥油，是从牛奶或羊奶中提炼出的脂肪，两者相拌，相当于现在的馅，以此诗句称赞月饼的美味。下列关于麦芽糖和脂肪的叙述，错误的是( )
A.麦芽糖是植物细胞特有的二糖，可出现在动物的消化道中
B.麦芽糖和脂肪含有的元素种类相同，但元素的比例不同
C.脂肪是细胞内良好的储能物质，同时还能保护内脏器官等
D.麦芽糖和脂肪彻底氧化分解后的产物均可作为细胞的能源物质
【答案】D
【解析】麦芽糖是植物特有的二糖，淀粉在动物消化道内可经消化酶的作用分解为麦芽糖，A正确；麦芽糖和脂肪均只含C、H、O三种元素，但元素的比例不同，B正确；脂肪是细胞内良好的储能物质，还具有缓冲作用，可保护内脏器官等，C正确；麦芽糖和脂肪彻底氧化分解的产物是二氧化碳和水，不能作为能源物质，D错误。
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
（2）蛋白质中氨基和羧基的数量计算方法
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。
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。
（3）多肽≠蛋白质
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。
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。
例题：多肽类激素H3Z能使人对陌生人产生信赖感，常用于治疗孤独症等疾病。下列有关叙述正确的是( )
A.H3Z的基本组成元素是C、H、O
B.H3Z具有一定的空间结构是因为氨基酸之间可以形成二硫键
C.孤独症患者直接口服少量H3Z就可以有效地缓解症状
D.若H3Z被水解成1个二肽、3个四肽、5个六肽，则这些短肽中的肽键总数是35个
【答案】D
【解析】H3Z属于多肽，多肽的元素组成是C、H、 O、N，A错误； 氨基酸脱水缩合形成H3Z时，所产生水分子的H来自氨基和羧基、O来自羧基，B错误； H3Z的化学本质是多肽，直接口服会被消化分解而降低药效，C错误； 1个2肽、3个4肽、5个6肽中的肽键总数=氨基酸总数-肽链总数-（2×1+4×3+6×5）-（1+3+5）=35个，D正确。
核酸
（1）核酸初步水解与彻底水解的产物不同
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。
DNA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
例题：鲤春病毒病是一种由弹状病毒引起的常在鲤科鱼类中流行的疾病。该病毒外包一层囊膜，内含一条单链RNA。下列相关叙述不合理的是( )
A.该弹状病毒的组成元素一定含有C、H、O、N、P
B.该弹状病毒的RNA初步水解产物有4种脱氧核糖核苷酸
C.鲤科鱼类的遗传物质与该弹状病毒的遗传物质不同
D.该弹状病毒的遗传物质彻底水解可得到6种水解产物
【答案】B
【解析】该弹状病毒的主要成分是蛋白质和RNA，蛋白质的主要组成元素是C、H、O、N，RNA的组成元素是C、H、O、N、P，因此该弹状病毒的组成元素一定含有C、H、O、N、P，A正确； 该弹状病毒的RNA初步水解产物有4种核糖核苷酸，B错误； 鲤科鱼类的遗传物质与该弹状病毒的遗传物质不同，前者是DNA，后者是RNA，C正确； 该弹状病毒的遗传物质彻底水解可得到磷酸、核糖和4中碱基共6种水解产物，D正确。
第四步：单元核心素养对接高考
本单元内容与生活联系紧密。通过水和无机盐的学习，学生可以认识到水对生命的重要性，了解如何科学饮水；了解各种无机盐对生命活动的作用，知道哪类人群需要摄入加碘猛，哪类人群不能摄入加碘盐及其背后的原因。通过蛋白质的学习，学生可以了解某些蛋白质的功效。通过核酸的学习，学生可以理解如何利用DNA指纹技术进行犯罪嫌疑人的确定。
知识点1 细胞中的蛋白质
氨基酸
（1）元素组成：C、H、O、N等
（2）结构通式：
（3）种类：必需氨基酸、非必需氨基酸
蛋白质结构多样性的原因：
氨基酸种类的不同
氨基酸数目的不同
氨基酸排列方式的不同
肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构的不同
蛋白质的功能
功能蛋白：①催化：大多数酶；②运输：血红蛋白、载体蛋白；③调节
蛋白质类激素；④免疫：抗体和淋巴因子
结构蛋白：如肌肉、头发中的蛋白质
肽键、二肽、多肽、肽链等概念的辨析
（1）连接两个氨基酸分子的化学键（—NH—CO—）叫作肽键。
（2）由两个氨基酸分子脱水缩合而成的化合物，叫作二肽。由多个氨基酸分子脱水缩合而成的，含有多个肽键的化合物，叫作多肽。多肽一般呈链式结构，称作肽链。
（3）环状肽：对于由m个氨基酸构成的环状肽（仍然叫m肽），肽键数=脱去水分子数=氨基酸数。
（4）明确蛋白质的空间结构：一条或几条肽链通过一定的化学键相互结合在一起，形成具有复杂结构的蛋白质。
（5）多肽与蛋白质的区别主要在于有没有空间结构。
（6）盐析使蛋白质溶解度降低，肽键和空间结构不变。变性使蛋白质空间结构改变，肽键不变。
蛋白质的检测：蛋白质＋双缩脲试剂→紫色
例题1：阿胶与人参、鹿茸一起被誉为“中药三宝”，阿胶是由驴皮加工熬制而成的。阿胶的滋补作用主要体现为加快机体细胞的新陈代谢、促进组织细胞再生和增强免疫力。下列有关说法错误的是( )
A.阿胶为人体提供的主要营养物质可能是必需氨基酸等
B.阿胶的滋补作用见效快，是因为阿胶中的大量葡萄糖容易被快速吸收并供能
C.食用驴皮熬成的阿胶虽然具有滋补作用，但不一定适合所有人
D.“中药三宝”具有滋补作用的原因可能是含有对人体有益的Fe、Zn等微量元素
【答案】B
【解析】1.答案：B
解析：阿胶是由驴皮加工熬制的，其主要成分是蛋白质，所以阿胶为人体提供的主要营养物质可能是必需氨基酸等，A正确； 阿胶的滋补作用见效快，是因为阿胶中含有大量蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者，而葡萄糖是主要能源物质，故B错误； 食用驴皮熬成的阿胶具有滋补作用，驴皮的主要成分是蛋白质，但不一定适合所有人，C正确； “中药三宝”中的阿胶具有滋补作用主要体现在加快机体代谢，促进组织细胞的再生和增强免疫力，其原因除因为含有人体必须的氨基酸等营养物质外，可能还包括含有对人体有益的Fe、Zn等微量元素，微量元素的含量虽少，但是作用很大，D正确。
例题2：【2022·湖南】胶原蛋白是细胞外基质的主要成分之一，其非必需氨基酸含量比蛋清蛋白高。下列叙述正确的是( )
A.胶原蛋白的氮元素主要存在于氨基中
B.皮肤表面涂抹的胶原蛋白可被直接吸收
C.胶原蛋白的形成与内质网和高尔基体有关
D.胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高
【答案】C
【解析】本题考查蛋白质的有关知识。氨基酸脱水缩合形成多肽，蛋白质中的氮元素主要在肽键(—CO—NH—)上，A项错误；蛋白质只有被分解成氨基酸才能被皮肤细胞吸收，B项错误；胶原蛋白是细胞外基质的主要成分，故胶原蛋白是分泌蛋白，其形成离不开内质网和高尔基体，C项正确；蛋白质的营养价值与必需氨基酸含量有关，故根据题意不能推断出胶原蛋白比蛋清蛋白的营养价值高，D项错误。
知识点2 细胞中的糖类
糖的种类
（1）单糖：五碳糖和六碳糖
五碳糖包括核糖（RNA组成部分）和脱氧核糖（DNA组成部分）
六碳糖包括葡萄糖（生命活动的主要能源物质）和果糖、半乳糖
（2）二糖：存在于植物体内和动物体内
植物：麦芽糖（水解为葡萄糖＋葡萄糖）和蔗糖（水解为果糖＋葡萄糖）
动物：乳糖（水解为半乳糖＋葡萄糖）
（3）多糖：存在于植物体内和动物体内
植物：淀粉（植物在细胞中重要的储能物质）和纤维素（植物细胞壁的主要组成成分）
动物：糖原（人和动物细胞中重要的储能物质）
还原糖的检测：还原糖＋斐林试剂→砖红色沉淀（水浴加热）
例题：【2022·浙江】生物体中的有机物具有重要作用。下列叙述正确的是( )
A.油脂对植物细胞起保护作用 B.鸟类的羽毛主要由角蛋白组成
C.糖元是马铃薯重要的储能物质 D.纤维素是细胞膜的重要组成成分
【答案】B
【解析】本题考查生物体中有机物的作用。植物油脂是重要的储能物质，对植物细胞不起保护作用，A错误；角蛋白是组成鸟类羽毛、蚕丝和动物毛发的重要蛋白质，B正确；糖元是动物多糖，淀粉才是马铃薯重要的储能物质，C错误；纤维素是植物细胞壁的重要组成成分，并不参与构成细胞膜，D错误。
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